News Prototyp auf der CES: NanoLED-Technik als potenzielle Display-Revolution
- Ersteller MichaG
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flappes
Gast
Hoffentlich, dann dürften in ca. 5 Jahren die Displaypreise ja wieder fallen.
Es wird sicherlich ein paar Jahre dauern bis die Massenproduktion läuft und dann noch ein paar bis die Early Adopter abgeschöpft wurden und die Preise sinken können.
Es wird sicherlich ein paar Jahre dauern bis die Massenproduktion läuft und dann noch ein paar bis die Early Adopter abgeschöpft wurden und die Preise sinken können.
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Ein paar weitere Informationen bzgl Quantum Dot LED's:
Quantenpunkte (QD) sind entweder kleine Kügelchen in einer Lösung oder kleine Hügel auf einer Fläche und sie beitzen einen Durchmesser von etwa 2-10nm. Die Emissionswellenlänge (z.B. im blauen Bereich) hängt von der Größe eines Quantenpunktes ab, da die Bandlücke größer wird je kleiner der QD ist.
Die mir bekannten QD sind meistens auf Cadmium-Basis (CdSe, CdS) es gibt aber auch andere Halbleitermaterialien wie ZnSe oder InP als Kandidaten, vor allem da Cadmium umweltschädlich ist und von der EU nur limitiert zugelassen in Produkten. Die QD-Lösung/Schicht kann dann die Subpixel bilden, wobei ich nicht weiß wieviele QD es pro Subpixel gibt (Dutzende oder Hunderte schätze ich).
Wie im Artikel beschrieben, gibt es verschiedene technische Ansätze zur Lichterzeugung. Ein Ansatz ist die Emission von blauem Licht durch QDs und die Absorption und Re-Emission (Fluoreszenz) von höherwelligem grünen und roten Licht. Probleme gibt es hier bei zwei Sachen:
1. ist gerade die Emission von blauem Licht eines der derzeitigen Hauptprobleme, die Effizienz war und ist (vermutlich) bis heute schlechter als von grünem und rotem Licht, da es wohl mehr Verlustkanäle gibt. Generell wird noch zu viel Spannung benötigt für die Emission, was die Effizienz und Lebensdauer reduziert. Außerdem sind vor allem kleine QDs instabiler als größere, weshalb es hier zu Problemen bei der Lebenszeit kommt.
2. braucht man natürlich grüne und rote QDs die ihre Absorption im Emissionbereich der blauen QDs besitzen, was vor allem bedeutet, dass die roten QDs eine große Wellenlängenverschiebung bei ihrer Fluoreszenz benötigen, diese müssen also bei der Materialauswahl dementsprechend getuned werden.
Ein anderer Ansatz wäre natürlich die direkte Emission von blauem, grünen und rotem Licht.
Generell wäre die Emission aber nicht nur eine einzige Wellenlänge. Zwar würde ein QD eine ganz bestimmte, zur Bandlücke passende, Wellenlänge emittieren (wir vernachlässigen mal die Linienbreite aufgrund der Unschärferelation), aber es gibt pro Subpixel viele davon und diese haben nicht die exakt gleiche Größe. Deswegen hat das Emissionsspektrum eine gewisse Breite, die aber viel enger als das einer Phosphorschicht ist.
Außerdem bedeutet organisch und anorganisch nicht gleich, dass diese weniger vom Zerfall bedroht sind. Auch die anorganischen QDs sind meistens empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff und müssen dagegen geschützt werden und besitzen sogar häufig eine organische Schutzhülle dagegen. Auch Photobleaching wird es wohl geben wie bei OLEDs.
Quantenpunkte (QD) sind entweder kleine Kügelchen in einer Lösung oder kleine Hügel auf einer Fläche und sie beitzen einen Durchmesser von etwa 2-10nm. Die Emissionswellenlänge (z.B. im blauen Bereich) hängt von der Größe eines Quantenpunktes ab, da die Bandlücke größer wird je kleiner der QD ist.
Die mir bekannten QD sind meistens auf Cadmium-Basis (CdSe, CdS) es gibt aber auch andere Halbleitermaterialien wie ZnSe oder InP als Kandidaten, vor allem da Cadmium umweltschädlich ist und von der EU nur limitiert zugelassen in Produkten. Die QD-Lösung/Schicht kann dann die Subpixel bilden, wobei ich nicht weiß wieviele QD es pro Subpixel gibt (Dutzende oder Hunderte schätze ich).
Wie im Artikel beschrieben, gibt es verschiedene technische Ansätze zur Lichterzeugung. Ein Ansatz ist die Emission von blauem Licht durch QDs und die Absorption und Re-Emission (Fluoreszenz) von höherwelligem grünen und roten Licht. Probleme gibt es hier bei zwei Sachen:
1. ist gerade die Emission von blauem Licht eines der derzeitigen Hauptprobleme, die Effizienz war und ist (vermutlich) bis heute schlechter als von grünem und rotem Licht, da es wohl mehr Verlustkanäle gibt. Generell wird noch zu viel Spannung benötigt für die Emission, was die Effizienz und Lebensdauer reduziert. Außerdem sind vor allem kleine QDs instabiler als größere, weshalb es hier zu Problemen bei der Lebenszeit kommt.
2. braucht man natürlich grüne und rote QDs die ihre Absorption im Emissionbereich der blauen QDs besitzen, was vor allem bedeutet, dass die roten QDs eine große Wellenlängenverschiebung bei ihrer Fluoreszenz benötigen, diese müssen also bei der Materialauswahl dementsprechend getuned werden.
Ein anderer Ansatz wäre natürlich die direkte Emission von blauem, grünen und rotem Licht.
Generell wäre die Emission aber nicht nur eine einzige Wellenlänge. Zwar würde ein QD eine ganz bestimmte, zur Bandlücke passende, Wellenlänge emittieren (wir vernachlässigen mal die Linienbreite aufgrund der Unschärferelation), aber es gibt pro Subpixel viele davon und diese haben nicht die exakt gleiche Größe. Deswegen hat das Emissionsspektrum eine gewisse Breite, die aber viel enger als das einer Phosphorschicht ist.
Außerdem bedeutet organisch und anorganisch nicht gleich, dass diese weniger vom Zerfall bedroht sind. Auch die anorganischen QDs sind meistens empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff und müssen dagegen geschützt werden und besitzen sogar häufig eine organische Schutzhülle dagegen. Auch Photobleaching wird es wohl geben wie bei OLEDs.
Mir ist nicht ganz klar, was jetzt wirklich neu ist.
Sind das nicht nur umgelabelte MicroLEDs (evtl noch etwas kleiner gebaut). Kleine LEDs sind doch quasi elektronisch angeregte Quantenpunkte, die die direkte Bandlücke in Halbleitern nutzen, oder schaft man es wirklich die Elektronen noch weiter einzufangen und elektronische Anregung ohne Stromfluss zu erzeugen?
Mal sehen was die Firmen in den technische Pressemeldungen noch zeigen werden.
Sind das nicht nur umgelabelte MicroLEDs (evtl noch etwas kleiner gebaut). Kleine LEDs sind doch quasi elektronisch angeregte Quantenpunkte, die die direkte Bandlücke in Halbleitern nutzen, oder schaft man es wirklich die Elektronen noch weiter einzufangen und elektronische Anregung ohne Stromfluss zu erzeugen?
Mal sehen was die Firmen in den technische Pressemeldungen noch zeigen werden.
AlphaKaninchen
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Er erinnert mich an einen Artikel den ich vor vielen Jahren auf Golem gelesen habe, es ging darum daß man die Quantum Dots gerne direkt mit Strom anregen möchte statt mit Licht aus einer (O)LED, das hier müsste doch genau das sein oder?
Ergänzung ()
Ja man sollte es nach der Besonderheiten benennen also so etwas wie Elektrolum oder elqd da sieht man sofort am Namen das es etwas deutlich anderes isth00bi schrieb:
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Blood011
Fleet Admiral
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Und dann nochmal weitere jahre bis es bezahlbar ist....joel schrieb:
Zumal das auch nachteile haben wird,welche das sein werden erfahren wir dann kurz vor de Angst,weil perfekt gibts nicht.
Jo die kaufen dann nie was.aid0nex schrieb:Kennst die Leute doch. Immer warten, niemals kaufen. Kommt immer was besseres.
S.Kara schrieb:
Weil es immer so ist. Nur weil etwas im Labor oder bei Prototypen wunderbare Eigenschaften zeigt, muss es nicht heißen, dass es auch mal ein fertiges Produkt davon geben wird, oder es eben noch einige Zeit dauert bis es so weit ist. In einem Wort zusammengefasst wäre der Grund "Wirtschaftlichkeit".
Ne Technik haben die super funktioniert ist toll, nur musst du es halt auch in Massen fertigen können und zu Preisen die nicht allzu weit von bereits bestehenden Produkten abweichen. Ansonsten kann man sich den Aufwand gleich sparen.
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Soweit ich richtig verstanden habe, handelt es sich bei Micro-LEDs um epitaktisch gewachsene Chips, welche via Chip bonding auf dem Displaysubstrat aufgebracht werden. Die Chips bestehen aus dem gleichen Material wie unsere heutigen LEDs, also GaN, InGaN, XxGaP usw..Sobber schrieb:
Quantenpunkte (QD) kann man auf verschiedene Art und Weise herstellen. Epitaktisches Wachstum wie bei Chips ist möglich aber teuer. Außerdem wäre es quasi das gleiche wie Micro-LEDs, nur, dass nicht die ganze Schicht sondern die QDs emittieren.
Man kann QDs aber auch ziemlich simpel und (hoffentlich) günstig durch chemische Synthese von verschiedenen Precursor-Chemikalien die z.B. Cd und Se enthalten und mit geeignetem Lösungsmittel sowie Tensid oder ähnlichem. Problematisch ist bei der Herstellung von QDs natürlich die genau richtige Größe herzustellen (reproduzierbar und mit geringer Größenverteilung) und QDs mit falscher Größe auszusortieren. Das Problem gibt es nicht bei Micro-LEDs.
Ich denke auch, dass der Schritt nicht mehr so groß ist.S.Kara schrieb:
Samsung benutzt ja jetzt schon rote und grüne QDs, die das blaue Licht absorbieren und re-emittieren. Falls es blaue QDs mit ausreichender Effizienz bei Elektrolumineszenz gibt, könnte man die blaue OLED auch damit ersetzen. Aber der Nutzen wäre jetzt nicht so groß wie wenn man alles durch Elektrolumineszenz ersetzt. Was dabei noch die größten Hürden sind, weiß ich aber nicht. Kann sein, dass die Effizienz bei Elektrolumineszenz nicht so gut ist.
@Oktaederfeld @Sobber @R O G E R @CB_KeinNameFrei Ich klink mich mal in die Diskussion ein. Mein erster Eindruck war nämlich auch, dass es sich hierbei "einfach" um Mikro-LEDs handelt. Der Unterschied besteht darin, dass die aktive Zone (dort, wo positive und negative Ladungen zu Licht rekombinieren) anders gestaltet ist. Bei heutigen LEDs werden eigentlich fast immer Quantengräben verwendet, d.h. wenige nm dicke epitaktische Schichten (typischerweise mehrere davon), um eine möglichst hohe Effizienz zu erzielen. Bei den "NanoLEDs" nutzt man hingegen Quantenpunkte. Es gibt zum Beispiel Spielformen des epitaktischen Wachstums, bei denen selbstorganisierte Quantenpunkte entstehen, die dann als aktive Zone fungieren können. Etwas ähnliches scheint hier genutzt zu werden. Ich habe mal nach Patenten von NanoSys gesucht und bin dabei auf ein Zitat dieser Arbeit hier gestoßen: https://oa.upm.es/35714/1/INVE_MEM_2014_187519.pdf
Dort werden strukturiert gewachsene InGaN/GaN-Quantenpunkte genutzt, ansonsten ist der Aufbau und die Herstellung jedoch im Prinzip das gleiche wie bei einer normalen (mikro)LED. Mit dem billig herzustellenden QD-Leuchtstoff, der in heutigen QLED-Bildschirmen verwendet wird, hat das jedenfalls wenig zu tun.
Was genau der Vorteil gegenüber einem mikroLED-Display sein soll (sofern dieses tatsächlich RGB-LEDs verwendet und nicht blaue LEDs mit QD-Konvertern), erschließt sich mir nicht wirklich. Mit QD-LEDs kann man den Frequenzbereich besser tunen und man dürfte eine noch größere Farbsättigung erzielen können (sofern alle QDs auch wirklich gleich groß sind, ansonsten geht das schnell in die andere Richtung). Dass die Fertigung einfacher ist als bei mikroLED sehe ich aktuell auch nicht, kann mich da aber irren.
Dort werden strukturiert gewachsene InGaN/GaN-Quantenpunkte genutzt, ansonsten ist der Aufbau und die Herstellung jedoch im Prinzip das gleiche wie bei einer normalen (mikro)LED. Mit dem billig herzustellenden QD-Leuchtstoff, der in heutigen QLED-Bildschirmen verwendet wird, hat das jedenfalls wenig zu tun.
Was genau der Vorteil gegenüber einem mikroLED-Display sein soll (sofern dieses tatsächlich RGB-LEDs verwendet und nicht blaue LEDs mit QD-Konvertern), erschließt sich mir nicht wirklich. Mit QD-LEDs kann man den Frequenzbereich besser tunen und man dürfte eine noch größere Farbsättigung erzielen können (sofern alle QDs auch wirklich gleich groß sind, ansonsten geht das schnell in die andere Richtung). Dass die Fertigung einfacher ist als bei mikroLED sehe ich aktuell auch nicht, kann mich da aber irren.
Ich dachte halt, dass ein UV-Photon durch die kürzere Wellenlänge mehr Energie hat und daher z.B. bei der Umwandlung von einem UV-Photon zu einem roten Photon mehr Energie verloren geht.Conqi schrieb:
Aber wenn natürlich die UV-Led eine bessere Effizienz (als die Blaue) hat, und der QD mehr der Photonen umwandeln kann, kann das natürlich Sinn machen.
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Artikel-Update: Wie Flat Panels HD berichtet, hatte Nanosys einmal im Vorfeld erklärt, dass mit der Marktreife von NanoLED nicht vor 2025 oder 2026 zu rechnen sei. Wie anfangs auch bei OLEDs soll die Farbe Blau ein limitierender Faktor sein: Zunächst müsse die Lebensdauer von blauen Quantum Dots gesteigert werden, diesbezüglich mache Nanosys inzwischen Fortschritte.
Zudem soll der Display-Hersteller Sharp seinerseits einen NanoLED-Prototypen mit 6 Zoll Diagonale und 540 × 960 Pixeln (176 ppi) gezeigt haben, weshalb das japanische Unternehmen als heißer Kandidat für den Herstellungspartner von Nanosys gilt. Doch auch Samsung und TCL sollen in Richtung NanoLED forschen.
Zudem soll der Display-Hersteller Sharp seinerseits einen NanoLED-Prototypen mit 6 Zoll Diagonale und 540 × 960 Pixeln (176 ppi) gezeigt haben, weshalb das japanische Unternehmen als heißer Kandidat für den Herstellungspartner von Nanosys gilt. Doch auch Samsung und TCL sollen in Richtung NanoLED forschen.
duskstalker
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conaly schrieb:
genau das ist ein Trugschluss. Jede LED verschließt. Jeder Bildschirm mit selbstleuchtenden pixeln wird irgendwann "einbrennen" bzw. eher ausbrennen.
LCD sind nur deshalb gegen einbrennen weitestgehend "immun", weil die Hintergrundbeleuchtung gleichmäßig verschleißt. LCD müssen aber trotzdem wegen dem Verschleiß immer wieder nachkalibriert werden und auch LED videolampen verschleißen und driften in Helligkeit und Spektrum.
Wenn man jetzt einen Bildschirm mit local dimming hernimmt und den Bildschirm ausreichend lange und hell ein schwarz / weiß Muster darstellen lässt, das die Hintergrundbeleuchtung unterschiedlich stark verschleißt, wird auch ein LCD "einbrennen".
"oled" oder nicht entscheidet nicht darüber, ob ein Bildschirm einbrennt. Lediglich die Robustheit und Langlebigkeit der Dioden entscheidet. Ob das jetzt oled oder LED ist, ist eigentlich egal.
Ich finde es immer cool wenn an neuen Ansätzen geforscht wird.
Aber ein Prototyp heißt noch gar nichts. Deshalb freue ich mich auf weitere News zu diesem Thema.
Aber zu spekulieren was die Produkte leisten bzw wann sie auf den Markt kommen ist viel zu früh.
Hoffen wir das diese Technik Marktreife erlangt. Leider ist die Liste von Display-Technologien die es trotz toller Eigenschaften nicht geschafft haben lang. Und häufig ist es nicht die Technik an sich, sondern wie das ganze gefertigt wird.
Niemand der an etwas neuem arbeitet wird sagen es lässt sich nur schwierig fertigen.
Die Aussage zur Marktreife lese ich so, dass nanosys denkt dass es ab 2027 Produkte geben könnte. Den niemand wird Produkte entwickeln bevor die Technik nicht Marktreife erlangt hat.
Aber ein Prototyp heißt noch gar nichts. Deshalb freue ich mich auf weitere News zu diesem Thema.
Aber zu spekulieren was die Produkte leisten bzw wann sie auf den Markt kommen ist viel zu früh.
Hoffen wir das diese Technik Marktreife erlangt. Leider ist die Liste von Display-Technologien die es trotz toller Eigenschaften nicht geschafft haben lang. Und häufig ist es nicht die Technik an sich, sondern wie das ganze gefertigt wird.
Niemand der an etwas neuem arbeitet wird sagen es lässt sich nur schwierig fertigen.
Die Aussage zur Marktreife lese ich so, dass nanosys denkt dass es ab 2027 Produkte geben könnte. Den niemand wird Produkte entwickeln bevor die Technik nicht Marktreife erlangt hat.
