Quantum Dots: la nueva generación de pantallas innovadoras

Los Quantum Dots son partículas semiconductoras ultradelgadas decenas de miles de veces más delgadas que un cabello humano. Desde su creación, sus características físicas, que les permiten ofrecer el mayor nivel de precisión cromática y brillo entre los materiales existentes, los han colocado en una posición inmejorable para revolucionar la tecnología de las pantallas.

Cuando se utilizan en pantallas, los puntos cuánticos ofrecen una amplia gama cromática que se asemeja mucho a los colores percibidos por el ojo humano y facilitan el ajuste de la luz a nivel de pixel para obtener niveles de negro más precisos. Al emitir luz en todas direcciones, los puntos cuánticos proporcionan una luminancia uniforme y un color homogéneo desde cualquier ángulo de visión, al tiempo que minimizan la exposición a la luz azul para una experiencia visual más cómoda.

▲ Televisiones SUHD en el CES 2015.

Lo que destaca a los Quantum Dots: contenido, la calidad de la película y la tecnología sin cadmio 

El sector de las pantallas sigue investigando y desarrollando la comercialización de los Quantum Dots, un material que está cambiando las reglas del juego de la tecnología de visualización. Por eso, recientemente han aparecido en el mercado diversas televisiones con Quantum Dots, que ofrecen una amplia gama de opciones a los clientes.

Sin embargo, las principales diferencias entre las televisiones con Quantum Dots radican en cómo se aplica la tecnología y la calidad general de la pantalla. Para garantizar una experiencia visual de primera, hay que tener en cuenta factores como la cantidad de contenido de Quantum Dots, la calidad de la película estos y el uso de materiales sin cadmio.

▲ Factores para tener en cuenta al elegir una televisión con Quantum Dots de alta calidad

Contenido de Quantum Dot 

La verdadera calidad de una televisión con Quantum Dots se determina por su contenido de puntos cuánticos. La película de puntos cuánticos requiere un mínimo de 3,000 partes por millón (ppm) del material para lograr la calidad de imagen y la expresión de color intensas y ricas que sólo pueden ofrecer los puntos cuánticos. 

Película Quantum Dot 

Las pantallas QLED de Samsung eliminan la necesidad de una capa de fósforo independiente, lo que mejora la eficiencia lumínica y energética al tiempo que proporciona colores más vivos. Una pantalla OLED de puntos cuánticos (QD-OLED) va un paso más allá en la mejora de la calidad de imagen, al contar con una capa de transistor de película delgada(TFT)[1], una fuente de luz autoemisora y una película de puntos cuánticos que utiliza la luz emitida por la fuente de luz. En ambos casos, una película de puntos cuánticos que contenga suficientes puntos cuánticos es clave para ofrecer una calidad de imagen y una durabilidad de primera clase. 

▲ Comparación de las pantallas QD-OLED y LCD.

Sin cadmio 

En las primeras fases de desarrollo de las pantallas con Quantum Dots, el cadmio era esencial para lograr las ventajas clave de los puntos cuánticos, como la reproducción del color y la relación de contraste. En aquella época, el cadmio se consideraba el material más eficaz para producir puntos cuánticos.

Sin embargo, la toxicidad del cadmio se convirtió en un importante obstáculo para la comercialización de la tecnología de puntos cuánticos. Este elemento suponía una grave amenaza para el medio ambiente, lo que dificultaba su uso generalizado a pesar de ser el material más adecuado para implantar la tecnología de puntos cuánticos.

En respuesta a este desafío, Samsung desarrolló el primer material de puntos cuánticos sin cadmio del mundo en 2014 y comercializó con éxito la tecnología de Quantum Dots con sus televisiones SUHD al año siguiente, para abrir una nueva era de pantallas de puntos cuánticos.

10 años de innovación y liderazgo en Quantum Dot 

Samsung ha reconocido rápidamente el potencial de la tecnología de puntos cuánticos y ha liderado la innovación en el mercado mundial de pantallas durante la última década a través de una continua investigación e inversión. 

▲ Cronología del desarrollo de la tecnología de puntos cuánticos de Samsung de 2001 a 2022.

Samsung empezó a investigar y desarrollar la tecnología de puntos cuánticos en 2001, cuando la investigación sobre materiales distintos del cadmio era limitada. Para conseguir colores vivos era necesario que las partículas de tamaño nanométrico fueran uniformes, pero la falta de tecnología e investigación dificultaba enormemente la producción en masa.

A pesar de estos obstáculos, Samsung consiguió crear un material de nanocristales sin cadmio en 2014. Desde entonces, la empresa ha acumulado una amplia experiencia —registrando más de 150 patentes— y ha trabajado continuamente en el avance de esta tecnología. El prolongado compromiso de Samsung culminó en 2015, cuando la empresa presentó las primeras pantallas SUHD del mundo con tecnología de puntos cuánticos sin cadmio.

▲ Televisiones QLED (75Q8C y 88Q8F) en el evento First Look 2017 de Samsung durante el CES 2017.

La línea QLED de Samsung se reveló en 2017, estableciendo un nuevo estándar para pantallas premium que superaron las limitaciones de las televisiones OLED. Mediante la aplicación de la tecnología de puntos cuánticos metálicos, Samsung alcanzó el estándar de color DCI-P3 de la Iniciativa de Cine Digital y logró un volumen de color del 100% por primera vez en el mundo, presentando así una expresión de color sin precedentes. Además, el uso de la tecnología de puntos cuánticos inorgánicos protegió las pantallas del efecto burn-in[2] para garantizar una calidad de imagen constante a lo largo del tiempo. 

▲ (De izquierda a derecha) Kwang-Hee Kim, Dr. Taehyung Kim, Dr, Eunjoo Jang, Sungwoo Kim y Seon-Myeong Choi del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung.

Tras su éxito en el desarrollo de un elemento emisor de luz roja para pantallas en 2019, la compañía mejoró la eficiencia luminosa de los QLED autoemisores azules —considerados los más difíciles de implementar entre los tres colores primarios de QLED[3]— a un 20.2%, un número líder en la industria. 

“Descubrir un material azul para los QLED autoemisores y demostrar un rendimiento líder en la industria a nivel de dispositivo fueron logros significativos de esta investigación”, dijo el Dr. Eunjoo Chang, miembro del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung. “La tecnología de Quantum Dots distintiva de Samsung ha superado una vez más las barreras técnicas.” 

Estos avances de vanguardia condujeron al lanzamiento de los televisores QD-OLED, que hicieron historia en CES 2022 al ganar el premio Best of Innovation por integrar la tecnología de puntos cuánticos y las pantallas OLED. 

Samsung sigue dedicada al avance de la tecnología de puntos cuánticos a través de la innovación continua. La compañía continúa invirtiendo en tecnología de visualización líder —desde QLED hasta Neo OLED— ofreciendo alto brillo, precisión de color y frecuencia. Impulsado por las inigualables innovaciones de puntos cuánticos de Samsung, el futuro de la tecnología de visualización es más brillante que nunca. 

[1] Circuito electrónico que ajusta y controla las capas emisoras de luz. 

[2] El burn-in se produce cuando una imagen estática se muestra durante demasiado tiempo, lo que provoca distorsiones de color o imágenes fantasma que permanecen en pantalla. 

[3] Rojo, verde y azul.