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Nanotechnologie im Display

Wie Quantum Dots neue Standards setzen

Steigende Anforderungen an Farbgenauigkeit, Energieeffizienz und Formfaktor treiben die Displayentwicklung kontinuierlich voran. Eine Technologie steht dabei im Mittelpunkt des Fortschritts: Quantum Dots. Die nanoskaligen Halbleiterkristalle eröffnen neue Dimensionen in der Farbdarstellung und werden zum entscheidenden Faktor für die nächste Displaygeneration – vom Industrie-Panel über Automotive-Cluster bis hin zu medizinischen Anwendungen.

Präzise Farbsteuerung durch Nanostruktur

Quantum Dots zeichnen sich durch ihre größenabhängigen optischen Eigenschaften aus: Die emittierte Wellenlänge – also die Lichtfarbe – lässt sich gezielt über den Partikeldurchmesser einstellen. Diese quantenmechanische Steuerbarkeit ermöglicht eine äußerst präzise spektrale Konversion des LED-Backlights.

Bevorzugt werden blaue statt weiße LEDs eingesetzt, da Quantum Dots als photolumineszente Konverter arbeiten: Sie absorbieren kurzwelliges, energiereiches blaues Licht besonders effizient und wandeln es gezielt in schmalbandiges Rot und Grün um. Weiße LEDs basieren hingegen selbst auf einer breitbandigen Phosphorkonversion, die spektral weniger präzise ist und unnötige Verluste verursacht. Durch die direkte Anregung mit blauem Licht lässt sich das Emissionsspektrum deutlich kontrollierter und effizienter gestalten. Moderne Quantum-Dot-Displays decken heute mehr als 90 % des BT.2020-Farbraums ab – ein entscheidender Vorteil für Applikationen, in denen Farbtreue und Bildkonsistenz über die gesamte Lebensdauer relevant sind.

Zwei technische Ansätze dominieren aktuell die Entwicklung:

  • Quantum-Dot-LCD (QD-LCD): blaue LEDs regen Quantum Dots an, die rotes und grünes Licht emittieren.
  • Quantum-Dot-Elektrolumineszenz (QD-EL): jeder Pixel ist eine aktive Lichtquelle – die nächste Generation selbstleuchtender Displays, deren Marktreife für 2030 erwartet wird.

Quantum Dots

  • Partikelgröße: 2–10 Nanometer
  • Materialien: CdSe/ZnS, InP, Perowskite
  • Emission: Wellenlänge kontrollierbar über Größe
  • Farbraumabdeckung: > 90 % BT.2020 möglich
  • Typen: QD-LCD (foto-emittierend), QD-OLED, QLED (elektro-emittierend)

Anwendungsmöglichkeiten

Quantum-Dot-Technologien finden heute bereits in zahlreichen Branchen Anwendung:

  • Industrie: Displays mit hoher Farbstabilität und langer Lebensdauer, ideal für Steuerungs- und Messsysteme im Dauerbetrieb.
  • Consumer: Fernsehgeräte, HDR-Monitore und High-End-Gaming-Displays sowie Tablets und Smartphones profitieren durch verbesserte Akkulaufzeiten und brillante Farbdarstellungen.
  • Automotive: Hohe Leuchtdichte und Kontraststärke für Infotainment- und Cockpit-Displays – auch bei direkter Sonneneinstrahlung.
  • Medizintechnik: Präzise Farbwiedergabe für Diagnose- und Visualisierungsanwendungen.
  • AR/VR und neue Formfaktoren: Flexible oder transparente Displays profitieren von der hohen Lichtausbeute und geringen Schichtdicke der Quantum Dots.
  • sRGB / Rec.709: kleinster, aktueller Standard für Web und HDTV.
  • DCI-P3: Erweiterter Farbraum im Kino und für HDR.
  • BT.2020 (Rec.2020): Zielstandard für UHD/8K.

Quantum-Dot-Displays werden darauf ausgelegt, große Teile von DCI-P3 und langfristig auch BT.2020 abdecken.

Quantum Dots in Kombination mit Mini-LED – Technologiesprung bei Kontrast und Effizienz

Einen wesentlichen Fortschritt markieren Quantum Dots in Verbindung mit Mini-LED-Hintergrundbeleuchtungen. Durch Einteilung des „Backlights“ in fein miteinander abgestufte Helligkeitszonen wird ein deutlich gesteigerter Kontrast realisiert.

Systeme mit mehr als 5.000 Dimmzonen erreichen eine lokal adaptive Helligkeitssteuerung, die sowohl Energie spart als auch dunkle und helle Bildbereiche optimal wiedergibt.

Unser Partner Innolux zählt in diesem Bereich zu den technologischen Vorreitern. Das Unternehmen entwickelt Aktiv-Matrix-Backlightsysteme auf Mini-LED Basis, die eine präzise lokale Dimmung und gleichmäßige Lichtverteilung ermöglichen. Hierfür hat Innolux ICs entwickelt, die den Bildinhalt auswerten und so Farbdarstellung und Kontrast optimieren.

Die ersten Serienprodukte gibt es bereits:

Hersteller-bezeichnung Größe (cm) Helligkeit (min., cd/m²) Auflösung Dimmbare Zonen Kontrast (min.) NTSC Schnittstelle Touch
ZD070VA-01A 17,8 (7,02") 1.690 1200 × 1920 384 40.000:1 90% MIPI In-Cell
ZD070VA-01B 17,8 (7,02") 1.512 1200 × 1920 384 40.000:1 90% MIPI In-Cell
HK110VA-01A 27,8 (10,95") 1.600 1200 × 2000 384 20.000:1 90% MIPI In-Cell
GK133VB-01A 33,8 (13,30") 1.300 3840 × 2160 960 12.000:1 96% eDP n/a
GK173VB-01B 43,9 (17,30") 1.300 3840 × 2160 1.440 12.000:1 100% eDP n/a

Live erleben auf der embedded world 2026

Auf der embedded world 2026 zeigen wir eine Auswahl an Quantum-Dot- und Mini-LED-Displays von Innolux für gängige Größen, die speziell für anspruchsvolle Industrie-, Automotive- und Medizintechnik-Anwendungen entwickelt wurden.

Unser technisches Vertriebsteam unterstützt Sie bei der Auswahl geeigneter Panels, bei der Anpassung an projektspezifische Anforderungen sowie bei der Integration in bestehende Systeme.

SAVE THE DATE:

10.–12.3.2026
Embedded World 2026
Messe Nürnberg
Halle 1 / Stand 462

Für weitere Informationen wenden Sie sich gerne jederzeit an Ihre Ansprechpartnerin oder Ihren Ansprechpartner in unserem Hause oder schreiben Sie uns eine Mail an info@beck-elektronik[dot]de

Nanotechnologie im Display
Anwendungsbeispiel eines Quantum-Dots-Displays (Bild: BECK Elektronik / Adobe Stock)