Mit QD-OLED präsentiert Samsung Display eine neue Technologie, die LCD-Bildschirme und gewöhnliche OLED-Displays überflügeln könnte. Selbst für die auf LCD-Technologie basierenden und von der Fachpresse gelobten QLED-Fernseher des koreanischen Herstellers ist das neuartige OLED-Panel mit Nanokristallen ein Prüfstein: Samsung macht sich hier gewissermaßen selbst Konkurrenz. Doch kann Samsung mit der neuen Technologie die typischen Schwächen von OLED-Panels beseitigen?
Große OLED-Displays erzeugen nur eine geringe Helligkeit und können hohe Ansprüche an Bildqualität je nach Umgebung nicht immer erfüllen. Hinzu kommt die Gefahr von Burn-in, das sogenannte Einbrennen von Standbildern. Glücklichweise hat LG Display als großer OLED-Display-Hersteller mittlerweile gute Verfahren entwickelt, um die Gefahr des Burn-ins fast komplett zu eleminieren. Dazu zählen beispielsweise Pixel Shift und Logo Dimming.
Im Smartphone-Segment ist hingegen Samsung Display seit vielen Jahren sehr stark. Auf dem kleinen Panel lassen sich die o.g. Probleme noch recht gut bewältigen. Die hohe Pixeldichte (bis zu 500 ppi) eines modernen Smartphones schlägt sich in intensiv leuchtenden Farben nieder. Der rasche Modellwechsel im Smartphone-Segment und die geringeren Ansprüche der Kunden an eine viele Jahre überdauernde Display-Qualität tragen zum Erfolg von Samsung AMOLED-Displays bei. Im TV-Segment setzte Samsung dagegen bislang auf hochwertige LCD-Panels und deren Veredelung durch Quantum Dots. Samsung besitzt hohe Kompetenzen in der Anwendung von Nanopartikeln zur Farbverbesserung.
Die Farbwirkung der einzelnen Quantum Dots in einem QLED-Bildschirm lässt sich über Partikelgröße und chemische Bindungen steuern. So gelingt es, fast den gesamten Spektralbereich mit Quantendots abzubilden und dem größten Nachteil von LCD-Displays zu begegnen: der Notwendigkeit einer Hintergrundbeleuchtung. Die Veredelung von OLED-Displays durch Quantum Dots ist ein logisch erscheinender Schritt, doch die technischen Herausforderungen sind erheblich höher.
Wie funktioniert QD-OLED?
Bei QD-OLED handelt es sich um eine Erweiterung und Aufwertung der OLED-Technologie. Neben der Integration von Quantum Dots setzt Samsung auf ein innovatives Konzept bei der Erzeugung der Farben. Wie bei einem gewöhnlichen OLED-Display kommen organische Hableiter zum Einsatz, die nach elektrischer Anregung Licht ausstrahlen und das Bild zusammensetzen.
Ein QD-OLED Bildschirm verwendet zur Steuerung der Bildpunkte eine Aktiv- und Passivmatrix. Da die Subpixel selbsttätig leuchten, entfällt wie beim OLED-Display die Notwendigkeit einer Hintergrundbeleuchtung. Auch die Zusammensetzung der Subpixel entspricht der eines OLED-Displays. Ein QD-OLED Display punktet mit einer höheren Brillanz und Farbsättigung. Die Verbesserung der Bildqualität erfolgt durch Quantum Dots und eine innovative Strukturierung der organischen Halbleiter. Selbst mit heruntergeregelter Helligkeit wirken Farben und Kontraste lebendiger und intensiver.
Bei Samsungs QD-OLEDs ist die Subpixel-Matrix interessant anzusehen. In dem unten dargestellten Bild siehst Du das Layout (schematisch dargestellt), welches zwar ein RGB-Layout zeigt, dieses aber in zwei Reihen aufgeteilt ist. So unterscheidet sich das QD-OLED-Panel in seiner Grundform von der eines herkömmlichen LCDs mit RGB-Subpixeln nebeneinander.
Das folgende Bild zeigt Dir im Vergleich das herkömmliche Subpixel-Layout eines VA LCDs mit Hintergrundbeleuchtung. Du siehst, dass die Subpixel alle die gleiche Größe haben und nebeneinander liegen.
Die aus Polymeren bestehende organische Halbleiterschicht eines OLED-Panels ist extrem dünn und nur 100 Nanometer stark. Dies ermöglicht auch bei einem QD-OLED Display in Zukunft die Herstellung schlanker und gebogener Bildschirme. Neben dem mit steigender Nutzungsdauer zunehmenden Verlust an Bildqualität bereitet bei OLED-Displays das Einbrennen Sorgen. Mit QD-OLED geht zwar eine in mehrfacher Hinsicht optimierte OLED-Display-Technologie an den Start, doch ob sich das Risiko für Einbrennen durch die Verwendung von Quantum Dots reduzieren lässt, muss sich erst noch zeigen. Hier werden wir erst nach längeren Tests feststellen können, ob es tatsächlich zu einem Burn-in oder zu Abnutzungserscheinungen kommen kann.
Was ist das Besondere an QD-OLED?
Um dieses Defizit zu beheben, entwickelte der Hersteller LG mit dem WOLED-Display ein OLED-Panel mit deutlich höherer maximaler Beleuchtungsstärke. Für QD-OLED Panels kommen dagegen winzige Nanokristalle zum Einsatz, die nach Anregung durch ein elektrisches Feld Licht in einer bestimmten Wellenlänge aussenden. Die auch Quantum Dots genannten Nanokristalle werden bislang in LCD-Displays verwendet, um die Nachteile von LCD-Displays zu kompensieren. Jetzt werten sie also auch OLED-Displays auf.
Jedes der Nanokristalle strahlt eine bestimmte Farbe aus. Durch die optimierte Farbsättigung kann ein QD-OLED-Panel auch HDR-Bilder (High Dynamic Range) mit mehr Kontrast und in intensiver leuchtenden Farben als herkömmliche Displays zu erzeugen. Ein weiterer Pluspunkt von QD-OLED ist der größere Betrachtungswinkel.
In einem WOLED-Display sind permanent weiß strahlende Subpixel in die Matrix integriert, die den Bildschirm heller und brillanter erscheinen lassen. Die Ausstrahlung der Grundfarben erfolgt durch organische Halbleiter. Doch erst auf Sub-Pixel Ebene werden die jeweiligen Zielfarben herausgefiltert. Jedes Subpixel eines WOLED-Displays lässt hierzu nur die definierte Farbe durch und blockt das Restlicht ab.
Das Ergebnis ist eine hohe Farbtreue, die allerdings zulasten eines Leuchtdichteverlusts und einer reduzierten Farbintensität geht. Der Gewinn an Helligkeit macht sich nicht in einem Zuwachs von Farbsättigung und Farbdynamik bemerkbar – der Bildeindruck bleibt in heller Umgebung kontrastarm und matt.
Mit QD-OLED und dem Einsatz von Quantum Dots will Samsung dieses Manko beheben. Bei QD-OLED kann jeder einzelne Pixel gezielt abgeschaltet werden und ein tiefes Schwarz erzeugen. Hinzu kommt eine Leuchtdichte, die um etwa 30% (nach ersten Einschätzungen) über der eines WOLED-Displays liegt. So lässt sich eine bisher mit OLED-Technologie Displays bislang unerreichte Helligkeit von 1500 cd/m² erzeugen. Die Helligkeit galt bislang als das große Plus von LCD-Displays. Beim LCD hängt die erzielbare Helligkeit vom ausleuchtenden LED-Array ab. Größere Leuchtdichte und mehr Bildqualität ist beim LCD-Display relativ leicht erzielbar, indem die zur Hintergrundbeleuchtung eingesetzten LEDs dichter gesetzt und zonenweise angesteuert werden.
Einen detaillierten Vergleich zwischen Samsungs QD-OLEDs und LGs WOLEDs kannst Du hier nachlesen.
Vorteile von QD-OLED
Samsung setzt mit der neuen Entwicklung QD-OLED auf die Verbindung von OLED-Bildschirmen mit Quantum Dots. Doch ist QD-OLED wirklich besser als WOLED? Und können QD-OLED Panels die Vorzüge von LCD und OLED verbinden, ohne deren Nachteile zu übernehmen?
LCD-Displays können beim Schwarzwert und der Farbdynamik höchsten Ansprüchen an Bildqualität bis heute nicht genügen. Dies liegt daran, dass sich die einzelnen Pixel eines LCD-Displays nicht deaktivieren lassen, um ein wirklich tiefes Schwarz zu erzielen. Auf Grund der Hintergrundbeleuchtung lässt sich mit einem LCD-Panel maximal ein sehr dunkles Grau darstellen. Dieses Problem lässt sich auch durch eine sektorielle Hintergrundbeleuchtung mit Dimming-Zonen nicht beheben. Erst durch die Aufwertung mit Quantum Dots konnte Samsung den auf LCD-Technologie basierenden QLED-Displays zu mehr Sättigung und besseren Schwarzwerten verhelfen.
Das neue QD-OLED Display kann in puncto Helligkeit mit WOLED- und QLED-Display gleichziehen. QD-OLED-Panels stechen WOLED-Panels aus, da sie ein breiteres Farbspektrum mit hoher Leuchtdichte und Farbsättigung verbinden. Im Vergleich zu QLED-Displays erzielt die neue Technologie ein höheres Kontrastverhältnis und produziert Bilder mit mehr Details in dunklen Bereichen.
Doch anders als beim QLED-Panel kommt die hohe Leuchtkraft von QD-OLED nicht nur dem Kontrast zugute, sondern auch der Farbsättigung. Auf einem mit Quantum Dots angereicherten OLED-Bildschirm leuchtet Rot intensiver und Grün lebendiger als auf einem QLED- oder WOLED-Display. Auch Gelb- und Gold-Töne erleben eine neue Dimension. Dies alles gelingt, ohne den Energieverbrauch in die Höhe zu treiben. Im Gegenteil: Durch den Einsatz von blauem Grundlicht und die passive Einbindung von Quantum Dots verspricht der Hersteller Sparpotentiale beim Stromverbrauch.
Einen ersten Eindruck findest Du im Video von Linus Tech Tipps:
Nachteile von QD-OLED
Technologische Nachteile der QD-OLED Technologie lassen sich derzeit kaum erkennen. Wie sich die neue Display-Technologie allerdings im Langzeitbetrieb verhält und ob die Bildqualität dauerhaft auf hohem Niveau bleibt, muss sich noch herausstellen. Hier bestehen für Kunden noch Unsicherheiten. Da auch beim QD-OLED Bildschirm organische Halbleiter die Basis bilden, bestehen hinsichtlich der Haltbarkeit die gleichen Einschränkungen wie beim OLED-Display.
Die Zukunftssicherheit der Quantum Dot Technologie in OLED-Displays wird von Experten daher kontrovers diskutiert. Möglicherweise werden in einigen Jahren bereits die ersten Micro-LED Fernseher ihre Marktreife erleben. Das Micro-LED Display gilt derzeit als das Non-Plus-Ultra, da bei diesem Typ anorganische, beständige Halbleiter eine konsistent hochwertige Bildausgabe versprechen. Großformatige Mikro-LED Displays hat Samsung bereits vorgestellt. Das kleinste Display hat eine Bildschirmdiagonale von 2,30 m – immer noch zu groß für die allermeisten Verbraucher. Die weitere Miniaturisierung von Mikro-LEDs stellt die Hersteller derzeit aber noch vor große Probleme. Gegen Micro-LED spricht aktuell aber der Preis, da sich TVs in der Größenordnung von 100 Zoll im hohen 5-stelligen bis niedrigen 6-stelligen Euro-Bereich bewegen.
So kann sich QD-OLED im High-End-Segment letztlich nur als Übergangstechnologie herausstellen. Ob es sich lohnt, auf die ersten Mikro-LED TVs zu warten, muss jeder Verbraucher selbst entscheiden. Für beide Geräteklassen ist zum Verkaufsstart mit hohen Preisen zu rechnen. Das wiederum kann sich günstig auswirken, denn sobald Mikro-LED TVs in den Verkaufsregalen stehen, werden die Preise für QD-OLED Geräte voraussichtlich deutlich fallen.
Was hat Samsung mit QD-OLED zu tun? Wieso wird QD-OLED auch bei anderen TV-Herstellern wie Sony und Monitor-Herstellern wie Alienware eingesetzt?
Die QD-OLED-Technologie wurde von Samsung Display entwickelt. Samsung Display gehört zum Samsung Konzern. Und im Samsung Konzern gibt es auch die TV-Sparte, die sich Samsung Electronics nennt. Samsung Display „verkauft“ innerhalb des Konzerns die entwickelten QD-OLED-Panel an Samsung Electronics, damit diese das Panel in einen TV der Marke Samsung einsetzen. Und ein 34 Zoll großes QD-OLED-Panel findet sich auch in einem Samsung Monitor, dem Odyssey G8QNB.
Samsung Display verkauft die QD-OLED-Panel aber nicht nur konzern-intern, sondern auch an andere TV- und Monitor-Hersteller. So hat auch Sony in seinem 2022er-TV-Lineup neben Samsung Electronics den ersten QD-OLED-Monitor im Angebot (Sony A95K). Und auch im Monitor-Bereich ist Samsung Display mit seinen 34 Zoll Paneln unterwegs. Alienware hat in sein QD-OLED Modell AW3423DW das Display von Samsung Display verbaut.
Und so können wir uns vorstellen, dass auch über 2022 hinaus die QD-OLED-Technik bei weiteren TV- und Monitor-Herstellern zum Einsatz kommen wird und damit eine Konkurrenz zu dem WOLED-Panel von LG Display entsteht.
QD-OLED Technologie im Fernseher
Der QD-OLED Fernseher von Samsung macht sich die hohe Energie der Farbe Blau zunutze. Die organischen Halbleiter des Panels leuchten nur in der Grundfarbe Blau. Die Farben Rot und Grün werden erst mit den Quantenpunkten erzeugt, die vom intensiven blauen Licht durchstrahlt werden und es in Rot und Grün umwandeln. Die Quantum Dots sind hierzu oberhalb der blau leuchtenden Halbleiter positioniert. Beim Umwandeln in Grün und Rot durch die Quantum Dots tritt ein Leuchtkraftverlust auf, der jedoch nur 10% ausmacht. Da die Grundfarbe Blau bereits vorliegt und hier keine Umwandlung durch Quantum Dots stattfindet, durchdringt sie stattdessen eine ähnlich aufgebaute Substrat, das zur Lichtstreuung und Optimierung der Blickwinkelstabilität beiträgt.
Addiert man nur die Helligkeit der blauen, grünen und roten Subpixel, wäre die Leuchtkraft eines WOLED-Bildschirms nur halb so groß. Die weißen Pixel eines WOLED-Bildschirms optimieren die Brillanz auf Kosten der Farbsättigung. Dadurch kann ein WOLED-Bildschirm nur 75% der Farben aus dem Farbspektrum abbilden, während ein QD-OLED Bildschirm 90% der Farben aus dem Farbspektrum wiedergeben kann. Die von Samsung entwickelte neue OLED Technologie kombiniert Quantum Dots erstmals mit der OLED-Technologie – und das erfolgreich. Ein QD-OLED Bildschirm kann realistischere Farben erzeugen als ein WOLED-Display und verbraucht noch dazu weniger Energie. Damit sind die Chancen für einen erfolgreichen Markteintritt im oberen Preissegment gut.
Das QD-OLED-Display von Samsung Display wird im TV-Lineup von Samsung Electronis (TV Modell S95B) sowie im TV-Lineup von Sony (TV Modell A95K) eingesetzt.
- Samsung TV QLED und Neo QLED Serie B: Unterschiede und Vergleich der Samsung QLED, Neo QLED und OLED 2022
- Sony TV Lineup 2022: Neuheiten zu Sonys LCD, OLED und QD-OLED TVs im Überblick (XK, AK, ZK Serie)
