Quantom Dot-teknologi fra Samsung: Et tiår med grensesprengende bildekvalitet

Quantum dots er et banebrytende materiale med et bredt bruksområde – fra skjermer og medisinsk utstyr til solceller. I 2015 var Samsung først i verden med å kommersialisere kadmiumfri quantum dot-teknologi med sine SUHD-TV-er. Siden har selskapet videreutviklet teknologien og befestet sin posisjon som ledende innen quantum dots, blant annet med lanseringen av QLED-TV-er i 2017. Nå ser Samsung Newsroom tilbake på de siste ti årene for å vise hvordan quantum dots har løftet skjermteknologien.

Quantum dots: Neste generasjons skjermteknologi

Quantum dots er ultrafine halvlederpartikler – titusenvis av ganger tynnere enn et menneskehår. Deres unike egenskaper gir enestående fargenøyaktighet og lysstyrke, noe som har gjort quantom dots til en gamechanger innen skjermteknologi.

Når quantum dots brukes i skjermer, gir de et bredere fargespekter som ligger svært nært opp mot fargene øyet naturlig oppfatter. I tillegg muliggjør de nøyaktig lysstyring på pikselnivå, som gir dypere svartnivå og bedre kontrast. Quantum dots sprer lys jevnt i alle retninger, noe som sikrer stabil luminans og konsekvente farger fra alle betraktningsvinkler. Samtidig reduserer de mengden skadelig blått lys, som gir en mer behagelig seeropplevelse.

SUHD TV-er på CES 2015

Hva skiller Samsungs QD-TV-er fra konkurrentene? Innhold, bildekvalitet og kadmiumfri teknologi

TV-industrien fortsetter sin forskning og utvikling rundt kommersialiseringen av quantum dots, et materiale som har revolusjonert skjermteknologi. De siste årene har flere produsenter lansert quantum dot-TV-er, noe som gir forbrukerne en rekke alternativer.

Men ikke alle quantum dot-TV-er er like. Vesentlige forskjeller ligger i hvordan teknologien implementeres, og den generelle bildekvaliteten. For å sikre en førsteklasses seeropplevelse må tre faktorer vurderes: mengden quantum dot-innhold i skjermen, kvaliteten på quantum dot-filmen og bruken av innovativ, kadmiumfri teknologi.

Faktorer som bør vurderes ved valg av en høykvalitets quantom dot-TV

Quantum Dot-innhold

Den reelle kvaliteten på en quantum dot-TV bestemmes av mengden quantum dots i det aktive QD-laget. For å oppnå den levende og detaljerte bildekvaliteten og den presise fargegjengivelsen som QLED-skjermer er kjent for, er det viktig med en høy konsentrasjon av quantum dots.

Quantum Dot-film

Quantum dot-skjermer har en enklere og mer effektiv struktur sammenlignet med tradisjonelle LCD-skjermer. Samsungs QLED-TV-er eliminerer behovet for et fosforlag, ettersom quantum dot-laget sammen med blått bakgrunnslys gir økt lysstyrke og mer levende farger.

QD-OLED-teknologi tar dette et steg videre. Den består av et tynnfilmtransistor-lag (TFT)¹, en selvlysende lyskilde (OLED) og en quantum dot-film som utnytter lyset fra OLED-elementene. I begge tilfeller er en dedikert quantum dot-film med tilstrekkelig quantum dot-innhold avgjørende for optimal bildekvalitet og lang levetid.

En sammenligning av QD-OLED og LCD skjermer

Kadmiumfri teknologi

I de tidlige stadiene av quantum dot-teknologien ble kadmium ansett som det mest effektive materialet for å fremstille quantum dots, og nødvendig for å oppnå teknologiens viktigste fordeler: presis fargegjengivelse og høy kontrast.

Men kadmiums giftighet og miljøpåvirkning ble en betydelig hindring for kommersialiseringen av quantum dot-teknologien. Selv om bruk av kadmium i forbrukerelektronikk er tillatt, er det strengt regulert under EU-lovgivningen, noe som gjorde storskalabruk utfordrende – til tross for materialets teknologiske fordeler.

Samsung investerte derfor store ressurser i forskning og utvikling av et alternativ basert på indium. Resultatet ble at Samsung allerede i 2015 introduserte kadmiumfrie quantum dots i sine TV-er.

10 år med innovasjon og lederskap innen Quantum Dot-teknologi

Samsung var blant de første til å anerkjenne potensialet i quantum dot-teknologi og har ledet utviklingen på det globale skjermmarkedet gjennom kontinuerlig forskning og investeringer de siste ti årene.

Tidslinje med utviklingen til Samsungs quantom dot teknologi fra 2001 til 2022

Samsung startet sin forskning på quantum dots allerede i 2001 – på en tid da det var begrenset kunnskap om kadmiumfrie alternativer. For å oppnå levende farger måtte de nanosmå partiklene ha en svært jevn størrelse, men manglende teknologi og begrenset utvikling gjorde masseproduksjon svært krevende.

Til tross for disse hindringene lyktes Samsung i 2014 med å utvikle et kadmiumfritt nanokrystallmateriale basert på indium. Siden den gang har selskapet opparbeidet seg betydelig ekspertise, registrert over 150 patenter, og videreutviklet teknologien kontinuerlig. Som nevnt tidligere, ble denne innovasjonen kommersialisert i 2015, da Samsung lanserte verdens første SUHD-TV-er med kadmiumfri quantum dot-teknologi.

QLED-TV-er (75Q8C og 88Q8F) under Samsungs First Look-arrangement på CES 2017

Samsung hvilte ikke på laurbærene, men videreutviklet teknologien da selskapet lanserte sin første QLED-serie i 2017, noe som satte en ny standard for premium-TV-er. Gjennom bruk av metallbasert quantum dot-teknologi oppnådde Samsung Digital Cinema Initiatives’ fargestandard DCI-P3, og ble først i verden til å oppnå 100 % fargevolum – som gir enestående fargegjengivelse. Bruken av uorganiske quantum dots beskyttet også skjermene mot innbrenning², noe som sikret stabil bildekvalitet over tid.

(Fra venstre til høyre) Kwang-Hee Kim, Dr. Taehyung Kim, Dr. Eunjoo Jang, Sungwoo Kim og Seon-Myeong Choi fra Samsung Advanced Institute of Technology

Etter å ha lykkes med å utvikle et røde, selvlysende elementer for skjermer i 2019, forbedret Samsung effektiviteten til blå, selvlysende QLED-elementer – den mest utfordrende av de tre primærfargene³  i QLED-teknologi – til en bransjeledende ytelse på 20,2 %.

– Å finne et blått materiale for selvlysende QLED-er og demonstrere bransjeledende ytelse på komponentnivå var en viktig milepæl. Samsungs distinkte quantum dot-teknologi har nok en gang brutt teknologiske barrierer, sier sier Dr. Eunjoo Jang, forsker ved Samsung Advanced Institute of Technology.

Disse teknologiske gjennombruddene førte videre til lanseringen av QD-OLED-TV-er, som skrev historie ved å vinne Best of Innovation-prisen på CES 2022.

De nyeste Neo QLED-modellene tar bildekvaliteten ytterligere et skritt videre ved å erstatte vanlige LED-er med et stort antall mini-LED-er. Resultatet er enda bedre detaljer, høyere lysstyrke og mer levende farger, nå også tilgjengelig med 8K-oppløsning. Disse skjermene støttes av avansert programvare med AI-basert oppskalering, optimalisering og nå også Vision AI.

Samsung er fortsatt dedikert til å videreutvikle quantum dot-teknologien gjennom kontinuerlig innovasjon. Selskapet fortsetter å investere i ledende skjermteknologi – fra QLED via QD-OLED til Neo QLED – med høy lysstyrke, presis fargegjengivelse og oppdateringsfrekvens. Drevet av Samsungs unike quantum dot-innovasjoner ser fremtiden for skjermteknologi lysere ut enn noensinne.

¹En elektronisk krets som justerer og styrer de lysutsendende lagene

²Oppstår når et statisk bilde vises for lenge, noe som fører til fargeforvrengning eller at et spøkelsesbilde blir værende igjen på skjermen

³Rød, grønn og blå