[Real Quantum Dot Guide] 10 jaar innovatie van Samsung leidt tot nieuwe standaard voor beeldkwaliteit

Quantum dots zijn een essentieel materiaal van de volgende generatie dat in talloze toepassingen wordt gebruikt, waaronder in beeldschermen, medische toestellen en zonnecellen. In 2015 bracht Samsung Electronics ‘s werelds eerste quantum dot-technologie zonder cadmium op de markt met de SUHD-televisies en dat was een succes. Samsung volgde deze innovatie op met de lancering van QLED-TV’s in 2017, en zette zo zijn meesterlijke nalatenschap op het gebied van quantum dots voort. Samsung Newsroom maakt van de gelegenheid gebruik om terug te blikken op de afgelopen tien jaar en te onderzoeken hoe quantum dots de beeldschermen van Samsung naar een hoger niveau tillen.

Quantum dots: beeldscherminnovatie van de volgende generatie

Quantum dots zijn ultrafijne halfgeleiderdeeltjes die tienduizenden keren dunner zijn dan een menselijke haar. Door hun fysieke eigenschappen bieden ze van alle bestaande materialen het hoogste niveau van kleurnauwkeurigheid en helderheid, wat een revolutie teweeg heeft gebracht in beeldschermtechnologie.

In beeldschermen ondersteunen quantum dots een uiteenlopend kleurenpalet dat nauw aansluit bij de kleuren die het menselijk oog kan waarnemen. Daarnaast vergemakkelijken ze de lichtaanpassing op pixelniveau voor nauwkeurigere zwartniveaus. Quantum dots zenden licht in alle richtingen uit en leveren vanuit elke kijkhoek een uniforme helderheid en consistente kleuren, terwijl ze blootstelling aan blauw licht minimaliseren voor een comfortabelere kijkervaring.

▲ SUHD-TV’s tijdens de CES 2015

Wat maakt de QD-TV’s van Samsung anders? Hoeveelheid, kwaliteit van de quantum dot-laag en cadmiumvrije technologie

De TV-industrie blijft de commercialisering van quantum dots onderzoeken en ontwikkelen, aangezien het materiaal een game-changer in beeldschermtechnologie aan het worden is. Daarom zijn er de laatste tijd verschillende quantum dot-TV’s op de markt gekomen, die klanten diverse opties bieden.

De grootste verschillen in quantum dot-TV’s zitten echter in de manier waarop de technologie is geïmplementeerd en de algehele kwaliteit van het scherm. Voor een eersteklas kijkervaring moet er met diverse factoren rekening worden gehouden, zoals de hoeveelheid quantum dots, de kwaliteit van de quantum dot-laag en het innovatieve gebruik van cadmiumvrije materialen.

▲ Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een quantum dot-TV van hoge kwaliteit

Hoeveelheid quantum dots

De echte kwaliteit van een quantum dot-TV wordt door de hoeveelheid quantum dots bepaald. De concentratie quantum dots in de QD-laag moet hoog zijn om de levendige, rijke beeldkwaliteit en kleuruitdrukking te bereiken waar QLED-schermen bekend om staan.

Quantum dot-laag

Quantum dot-displays hebben een eenvoudigere en efficiëntere constructie dan lcd-schermen. QLED’s van Samsung maken een fosforlaag overbodig, omdat de quantum dot-laag zelf, samen met de blauwe achtergrondverlichting, de helderheid verbetert en voor een levendigere weergave zorgt.

Een stap verder in nog betere beeldkwaliteit is een quantum dot-OLED (QD-OLED). Deze bestaat uit een TFT-laag (thin-film transistor),[1] een ‘self-emitting’ lichtbron en een quantum dot-laag die gebruik maakt van het licht dat door de lichtbron wordt uitgestraald. In beide gevallen is een speciale quantum dot-laag met voldoende quantum dots essentieel voor het leveren van topkwaliteit en een lange levensduur.

▲ Een vergelijking van QD-OLED- en lcd-displays

Cadmiumvrij

In de eerste ontwikkelingsfases van quantum dot-TV’s werd cadmium beschouwd als het meest efficiënte materiaal voor de productie van quantum dots. Het was essentieel voor het bereiken van de grootste voordelen van de quantum dot-technologie zoals kleurweergave en contrastverhouding.

De giftigheid en de impact op het milieu van cadmium vormden echter een groot obstakel voor de commercialisering van de quantum dot-technologie. Het gebruik van cadmium in consumentenelektronica is toegestaan, maar er gelden strenge regels, aangezien het materiaal onder de EU-wetgeving beperkingen kent[2]. Hierdoor is het lastig om dit materiaal overal voor te gebruiken, ondanks het feit dat dit het meest geschikte materiaal voor de implementatie van quantum dot-technologie is.

Vanwege deze uitdaging heeft Samsung zijn aanzienlijke onderzoek en kennis geïnvesteerd in het succesvol ontwikkelen en commercialiseren van alternatieven op basis van indium. Dit heeft erin geresulteerd dat Samsung sinds 2015 in zijn televisies cadmiumvrije quantum dots gebruikt.

10 jaar innovatie en leiderschap in quantum dot-technologie

Samsung was een van de eersten die het potentieel van quantum dot-technologie inzag en heeft de afgelopen tien jaar door voortdurend onderzoek en investeringen de toon gezet voor innovatie op de wereldwijde displaymarkt.

▲ Een tijdlijn van de ontwikkeling van quantum dot-technologie van Samsung van 2001 tot en met 2022

Samsung begon in 2001 met het onderzoek naar en de ontwikkeling van quantum dot-technologie, toen er nog maar weinig onderzoek naar andere materialen zonder cadmium werd gedaan. De nanodeeltjes moesten uniform worden gemaakt om levendige kleuren te krijgen, maar het gebrek aan technologie en onderzoek maakte massaproductie extreem uitdagend.

Ondanks deze obstakels slaagde Samsung er in 2014 in om door het gebruik van indium een nanokristalmateriaal zonder cadmium te maken. Sindsdien heeft het bedrijf veel expertise opgebouwd, registreerde het meer dan 150 patenten en werkte het voortdurend aan het verbeteren van de technologie. Zoals hierboven al gezegd bracht Samsung in 2015 deze innovatie op de markt als ‘s werelds eerste SUHD-TV’s door het gebruik van cadmiumvrije quantum dot-technologie.

▲ QLED-TV’s (75Q8C en 88Q8F) tijdens het Samsung-evenement First Look 2017 tijdens CES 2017

Samsung wilde niet stil blijven staan en verfijnde de technologie verder; in 2017 brachten ze hun eerste QLED-productlijn op de markt, waarmee het een nieuwe standaard voor hoogwaardige TV’s zette. Door het gebruik van metalen quantum dot-technologie heeft Samsung de DCI-P3-kleurnorm van het Digital Cinema Initiative gehaald en voor het eerst een 100% kleurvolume bereikt, wat een ongeëvenaarde kleuruitdrukking oplevert.[3] Met name het gebruik van anorganische quantum dot-technologie beschermde de schermen tegen inbranden[4], zodat er ook na verloop van tijd een consistente beeldkwaliteit wordt gegarandeerd.

▲ (Van links naar rechts) Kwang-Hee Kim, dr. Taehyung Kim, dr. Eunjoo Jang, Sungwoo Kim en Seon-Myeong Choi van het Samsung Advanced Institute of Technology

Na het succes bij de ontwikkeling van een rood licht emitterend element voor beeldschermen in 2019 verbeterde het bedrijf de lichtefficiëntie van blauwe ‘self-emitting’ QLED’s (blauw wordt van de drie primaire QLED-kleuren als de meest uitdagende kleur beschouwd[5]) tot een toonaangevende 20,2%.[6]

“De ontdekking van een blauw materiaal voor ‘self-emitting’ QLED’s en de toonaangevende prestaties op toestelniveau waren belangrijke resultaten van dit onderzoek”, aldus dr. Eunjoo Chang, een fellow aan het Samsung Advanced Institute of Technology. “Samsung’s onderscheidende quantum dot-technologie heeft opnieuw technische barrières overwonnen.”

Maar daar bleef het niet bij. Deze ontwikkelingen hebben uiteindelijk geleid tot de lancering van QD-OLED-TV’s, die geschiedenis schreven op CES 2022 door de Best of Innovation Award te winnen voor de integratie van quantum dot-technologie en OLED-schermen.

Onze nieuwste Neo QLED-modellen gaan nog een stapje verder door standaard-led’s te vervangen door een groter aantal mini-led’s, wat nog meer detail, helderheid en levendige kleuren geeft. Ze zijn daarnaast zelfs verkrijgbaar met een 8K-resolutie. Het spreekt voor zich dat we de hardware aanvullen met de nieuwste software, waaronder AI Upscaling en -optimalisatie, en nu ook Vision AI.[7]

Samsung blijft quantum dot-technologie verder ontwikkelen door middel van voortdurende innovaties. Het bedrijf zal ook continu investeren in toonaangevende beeldschermtechnologie – van QLED en QD-OLED tot Neo QLED – door een hoge helderheid, kleurnauwkeurigheid en frequentie te bieden. Dankzij de ongeëvenaarde quantum dot-innovaties van Samsung is de toekomst van beeldschermtechnologie helderder dan ooit.

[1] Een elektronisch circuit dat de lichtgevende lagen aanpast en regelt

[2] De RoHS-richtlijn 2002/95 (Restriction of Hazardous Substances, Beperking van Gevaarlijke Stoffen) beperkt het gebruik van cadmium tot 100 ppm voor materialen die voor de meeste producten worden gebruikt.

[3] Kleurvolume: Wat is het en waarom is het belangrijk voor tv’s? http://bit.ly/2masnPw

[4] Dit fenomeen gebeurt wanneer een statisch beeld te lang wordt weergegeven, waardoor er kleurvervormingen ontstaan of er spookbeelden op het scherm blijven staan

[5] Rood, groen en blauw

[6] https://news.samsung.com/global/samsung-electronics-develops-industry-leading-blue-qled-technology

[7] Samsung Vision AI | CES 2025 | GLOBAL