10 år av innovation från Samsung som omdefinierar standarden för bildkvalitet

Quantum dots (kvantprickar) är ett viktigt material för nästa generations teknik och används inom en bred variation av produkter, inklusive displayer, medicinsk utrustning och solceller. Redan 2015 kommersialiserade Samsung Electronics framgångsrikt världens första quantum dot-teknik utan kadmium genom sina SUHD-TV-apparater. 2017 fortsatte Samsung sedan att bygga sitt arv av quantum dot-kunskap genom lanseringen av QLED-TV.

Samsung Newsroom tar nu tillfället i akt att se tillbaka på de senaste tio åren och utforska hur kvantprickar tar Samsungs skärmar till nästa nivå.

Quantum Dots: Nästa generation av display-innovation

Kvantprickar är ultrafina halvledarpartiklar som är tiotusentals gånger tunnare än ett människohår. Deras fysiska egenskaper gör det möjligt att tillhandahålla den högsta nivån av färgnoggrannhet och ljusstyrka bland befintliga material och har sedan starten revolutionerat bildskärmstekniken.

När kvantprickar används i skärmar stöder de ett brett färgomfång som nära matchar färgerna som uppfattas av det mänskliga ögat. Det underlättar dessutom ljusjustering på pixelnivå för mer exakta svarta nivåer. Kvantprickar avger ljus i alla riktningar och ger enhetlig luminans och konsekvent färg från alla betraktningsvinklar, samtidigt som exponeringen av blått ljus minimeras för en bekvämare tittarupplevelse.

Vad som särskiljer Samsungs QD TV-apparater: Innehåll, filmkvalitet och No-Cadmium Technology

TV-industrin fortsätter att utforska och utveckla kommersialiseringen av kvantprickar då materialet förändrat spelreglerna inom displayteknik. Av den anledningen har nu en mängd QD (quantum dot) TV-apparater kommit ut på marknaden – och erbjuder ett brett utbud av alternativ till kunderna.

De viktigaste skillnaderna mellan olika TV-apparater med QD ligger dock i hur tekniken implementeras och den övergripande kvaliteten på skärmen. För att säkerställa en förstklassig tittarupplevelse måste faktorer som mängden QD-innehåll, kvaliteten på QD-filmen och den innovativa användningen av kadmiumfria material tas i beaktning.

Quantum Dot-innehåll

Den verkliga kvaliteten på en QD-TV definieras av dess kvantprick-innehåll. Högre koncentrationer av kvantprickar i QD-lagret krävs för att uppnå den levande, rika bildkvalitet och färgåtergivning som QLED-skärmar är kända för.

Quantum Dot-film 

Quantum dot-skärmar har en enklare och effektivare struktur jämfört med LCD-skärmar. Samsung QLEDs eliminerar behovet av ett fosforskikt, eftersom själva QD-skiktet kombineras tillsammans med den blå bakgrundsbelysningen för att förbättra ljusstyrkan och leverera mer levande bilder.

En kvantpricks-OLED (QD-OLED) som består av ett TFT-lager,^[1] en självemitterande  ljuskälla och en kvantprickfilm som använder ljuset som sänds ut från ljuskälla – vilket tar bildkvaliteten ett steg längre.

I båda fallen är en dedikerad kvantprickfilm som innehåller tillräckligt med kvantprickar nyckeln för att leverera högklassig bildkvalitet och livslängd.

Inget kadmium 

I de tidiga utvecklingsstadierna av quantum dot-TVs ansågs kadmium vara det mest effektiva materialet för att producera kvantprickar och väsentligt för att uppnå teknikens viktigaste fördelar med kvantprickar – såsom färgåtergivning och kontrastförhållande.

Kadmiums toxicitet och miljöpåverkan blev dock ett betydande hinder för kommersialiseringen av QD-teknologi. Användningen av kadmium i konsumentelektronik är tillåten, men är föremål för strikta skyddsåtgärder eftersom materialet begränsas av EU-lagar^[2]  — vilket försvårar dess utbredda användning. Detta trots att det är det mest passande materialet för att implementera QD-teknik.

Som svar på denna utmaning investerade Samsung i en betydande forskningsexpertis för att framgångsrikt utveckla och kommersialisera alternativ med indium istället. Som ett resultat har Samsung använt kadmiumfria kvantprickar i sina tv-apparater sedan 2015.

10 år av Quantum Dot-innovation och ledarskap 

Samsung var en av de första att se potentialen med quantum dot-teknologi och har lett innovationen på den globala displaymarknaden under det senaste decenniet genom kontinuerlig forskning och investeringar.

Samsung började forska och utveckla quantum dot-teknik 2001 – vid en tidpunkt då det fanns begränsad forskning om material utan kadium. För att uppnå levande färger krävdes det att partiklarna i nanostorlek blev enhetliga, men bristen på teknik och forskning gjorde massproduktionen extremt utmanande.

Trots dessa hinder lyckades Samsung 2014 att skapa ett nanokristall-material utan kadmium genom att använda indium. Sedan dess har företaget samlat på sig omfattande expertis – registrerat mer än 150 patent – ​​och kontinuerligt arbetat med att utveckla tekniken. Som nämnt lanserade Samsung denna innovation på marknaden 2015 när de presenterade världens första SUHD-TV med denna kadmiumfria QD-teknologi.

När Samsung släppte sin första QLED-serie 2017 förfinades tekniken ytterligare och satte en ny standard för premium-TV. Genom att tillämpa metal quantum dot-teknik uppnådde Samsung Digital Cinema Initiatives färgstandard DCI-P3 och för första gången nådde man 100 % färgvolym – och presenterade därmed ett oöverträffat färguttryck.^[3] Noterbart är att användningen av oorganisk QD-teknik skyddade skärmarna från inbränning^[4] för att säkerställa konsekvent bildkvalitet över tid.

▲ (Från vänster till höger) Kwang-Hee Kim, Dr. Taehyung Kim, Dr, Eunjoo Jang, Sungwoo Kim and Seon-Myeong Choi from Samsung Advanced Institute of Technology

Som en följd av framgångarna i att utveckla ett rött ljusemitterande element för skärmar under 2019, förbättrade Samsung ljuseffektiviteten hos blå självemitterande QLED – vilket anses vara den mest utmanande att implementera bland de tre primära QLED-färgerna^[5] — till en branschledande 20,2 %.^[6]

“Upptäckten av ett blått material för självemitterande QLEDs och demonstreringen av branschledande prestanda på enhetsnivå var betydande framsteg från denna forskning”, säger Dr. Eunjoo Chang, stipendiat vid Samsung Advanced Institute of Technology. “Samsungs unika quantum dot-teknologi har återigen övervunnit tekniska hinder.”

De banbrytande framstegen slutade inte där utan ledde till lanseringen av QD-OLED TV, som skrev historia på CES 2022. Detta genom att vinna priset Best of Innovation för integreringen av quantum dot-teknik och OLED-skärmar.

Samsungs senaste Neo QLED-modeller tar saker ett steg längre genom att ersätta standard-LED med ett högre antal mini-LED, vilket möjliggör ännu fler detaljer, ljusstyrka och levande färger, som till och med är tillgängliga vid 8K-upplösning. Hårdvaran kompletteras med den senaste mjukvaran, inklusive AI-uppskalning och optimering, och nu även Vision AI.^[7]

Samsung är fortsatt dedikerade till att driva utvecklingen av QD-teknologi genom ständig innovation. Företaget fortsätter att investera i marknadsledande bildskärmsteknik – från QLED till QD-OLED till Neo QLED – med fokus på hög ljusstyrka, färgnoggrannhet och uppdateringsfrekvens. Med Samsungs oöverträffade kvantpricks-innovationer ser framtiden för bildskärmsteknik ljusare ut än någonsin.

###

^[1] En elektronisk krets som justerar och styr de ljusavgivande skikten
^[2] Direktivet om begränsning av farliga ämnen 2002/95 begränsar användningen av kadmium till 100 ppm för material som används för de flesta produkter.
^[3] Färgvolym: Vad det är och varför det är viktigt för TV: http://bit.ly/2masnPw
^[4] Uppstår när en statisk bild visas för länge, vilket gör att färgförvrängningar eller spökbilder stannar kvar på skärmen
^[5] Rött, grönt och blått
^[6] https://news.samsung.com/global/samsung-electronics-develops-industry-leading-blue-qled-technology
^[7] Samsung Vision AI | CES 2025 | TOTAL