[Руководство по настоящим квантовым точкам] Инновации Samsung задают новые стандарты качества изображения

Квантовые точки стали объектом внимания как явление нового поколения, который находит широкое применение в различных областях, включая дисплеи, медицинские приборы и солнечные батареи. В 2014 году компания Samsung Electronics разработала первый в мире материал с квантовыми точками, не содержащий кадмия, и успешно внедрила технологию квантовых точек в производство своих телевизоров SUHD. С 2017 года компания активно работает над совершенствованием своих технологий в области квантовых точек. Результатом этого стало появление QLED — собственной линейки телевизоров, разработанных с использованием квантовых точек. Samsung Newsroom подробно изучил, как использование квантовых точек способствует достижению новых стандартов в области дисплеев Samsung.

Квантовые точки: Новое поколение инновационных дисплеев

Квантовые точки представляют собой ультратонкие полупроводниковые частицы, которые в десятки тысяч раз тоньше человеческого волоса. С момента своего создания эти частицы стали основой для революции в технологии отображения информации. Благодаря своим уникальным физическим свойствам, они гарантируют высочайшую точность цветопередачи и яркости среди всех существующих материалов.

В дисплеях квантовые точки поддерживают широкую цветовую гамму, которая точно соответствует цветам, воспринимаемым человеческим глазом, и облегчают регулировку освещения на уровне пикселей, что позволяет добиться более точного уровня чёрного. Излучая свет во всех направлениях, квантовые точки обеспечивают равномерную яркость и однородный цвет под любым углом обзора, сводя к минимуму воздействие синего света для более комфортного просмотра.

▲ Телевизоры SUHD на выставке CES 2015

Ключевые отличия QLED: содержание, квантовая точечная пленка и технология без использования кадмия

Телевизионная индустрия активно исследует и разрабатывает способы коммерциализации квантовых точек. Этот материал является настоящим прорывом в области технологий отображения информации, что привело к появлению на рынке широкого выбора телевизоров с квантовыми точками.

Однако главные различия между телевизорами с квантовыми точками заключаются в способе реализации технологии и общем качестве дисплея. Для превосходного качества просмотра, необходимо учитывать такие факторы, как содержание квантовых точек, качество квантово-точечной пленки и использование материалов, не содержащих кадмий.

▲ Критерии, на которые следует обратить внимание при выборе качественного телевизора с поддержкой технологии квантовых точек

Содержание квантовых точек

Истинное качество телевизора с квантовыми точками определяется содержанием квантовых точек. Для достижения яркого, насыщенного качества изображения и цветовой выразительности, присущей только квантовым точкам, в пленке из квантовых точек требуется не менее 3 000 частей на миллион (ppm) материала.

Слой квантовых точек

Технология Samsung QLED избавляет от необходимости в отдельном слое люминофора, повышая эффективность освещения и энергопотребления, при этом предлагая более яркие цвета. Квантовый OLED (QD-OLED), состоящий из слоя тонкопленочного транзистора (TFT)^[1], источника самоизлучающегося света и слоя квантовых точек, который использует свет, излучаемый источником света, выводит качество изображения на новый уровень. В любом случае, специальная квантовая точечная пленка, которая содержит достаточное количество этих частиц гарантирует первоклассное качество изображения и долговечность.

▲ Сравнение QD-OLED и ЖК-дисплеев

Отсутствие кадмия

На ранних стадиях разработки телевизоров с использованием квантовых точек кадмий был необходим для реализации основных преимуществ таких устройств, как высокая цветопередача и контрастность. В то время кадмий считался наиболее подходящим материалом для изготовления квантовых точек.

Однако на пути коммерциализации технологии квантовых точек возникло серьёзное препятствие — токсичность кадмия. Этот элемент представляет большую опасность для окружающей среды, что затрудняет его широкое использование, несмотря на то, что он является наиболее подходящим материалом для внедрения технологии квантовых точек.

В 2014 году компания Samsung представила первое в мире решение на основе квантовых точек, не содержащее кадмий. В следующем году она успешно интегрировала эту технологию в свои телевизоры SUHD, открыв новую эру в развитии телевизоров с использованием квантовых точек.

10 лет инноваций и лидерства в области квантовых точек

В течение последнего десятилетия Samsung, благодаря постоянным исследованиям и инвестициям, смогла быстро осознать потенциал технологии квантовых точек и светодиодных инноваций на мировом рынке дисплеев.

▲ Хронология развития технологии квантовых точек Samsung с 2001 по 2022 год

В 2001 году компания Samsung начала исследования и разработку технологии квантовых точек. В то время исследования материалов, не содержащих кадмий, были ограничены. Для получения ярких цветов требовалось сделать наночастицы однородными, но отсутствие технологий и научных исследований делало массовое производство чрезвычайно сложным.

Несмотря на все трудности, в 2014 году Samsung удалось создать нанокристаллический материал, не содержащий кадмия. С тех пор компания накопила обширный опыт, зарегистрировав более 150 патентов, и постоянно работала над совершенствованием технологии. Давняя приверженность Samsung достигла своей кульминации в 2015 году, когда компания представила первые в мире телевизоры SUHD с технологией квантовых точек без кадмия.

▲ Телевизоры QLED (75Q8C и 88Q8F) на презентации Samsung First Look 2017 в рамках выставки CES 2017

В 2017 году Samsung представила линейку QLED-телевизоров, которые установили новый стандарт для устройств премиум-класса, преодолев ограничения OLED-экранов. Применив технологию металлических квантовых точек, Samsung достигла стандарта цветопередачи DCI-P3, что стало первым в мире примером 100%—ной цветопередачи. Это позволило достичь непревзойденного качества изображения. Примечательно, что использование технологии неорганических квантовых точек защитило экраны от выгорания^[2], обеспечив стабильное качество изображения на протяжении долгого времени.

▲ (Слева направо) Кван Хи Ким (Kwang-Hee Kim), доктор Тэхён Ким (Dr. Taehyung Kim), доктор Ынджу Чан (Dr. Eunjoo Jang), Сон У Ким (Sungwoo Kim) и Сон Мен Чой (Seon-Myeong Choi) из Института передовых технологий Samsung

После успеха в разработке красного светоизлучающего элемента для дисплеев в 2019 году компания повысила световую эффективность синих самоизлучающих светодиодов QLED, которые считаются самыми сложными для внедрения среди трех основных цветов QLED^[3]. Светоотдача достигла 20,2%, что стало лучшим показателем в отрасли.

«Открытие синего материала для самоизлучающихся светодиодов QLED и демонстрация лучших в отрасли характеристик на уровне устройств стали значительными достижениями этого исследования», — сказал доктор Ынджу Чанг, научный сотрудник Института передовых технологий Samsung. — Уникальная технология квантовых точек Samsung в очередной раз преодолела технические барьеры».

Эти выдающиеся достижения стали основой для создания телевизоров QD-OLED, которые произвели фурор на выставке CES 2022. Они были удостоены награды “Лучшая инновация” за успешную интеграцию технологии квантовых точек и OLED-дисплеев.

Samsung продолжает развивать технологию квантовых точек посредством непрерывных инноваций. Компания продолжает инвестировать в передовые технологии изображение высокого качества — от SUHD до Neo QLED — предлагая высокую яркость, точность цветопередачи и частоту воспроизведения. Благодаря непревзойденным разработкам Samsung в области квантовых точек будущее технологии отображения информации становится более ярким, чем когда-либо.

^[1] Электронная схема, отвечающая за регулирование и управление слоями светоизлучения.

^[2] Возникает, когда статичное изображение воспроизводится на протяжении длительного времени, в результате чего на экране происходит искажение цвета или возникновение побочных изображений

^[3] Красный, зеленый и синий