[Довідник з квантових точок] Як інновації Samsung змінюють стандарти якості зображення

Квантові точки: наступне покоління інноваційних дисплеїв

Квантові точки – це надтонкі напівпровідникові частинки, які в десятки тисяч разів тонші за людську волосину. Завдяки унікальним властивостям квантові точки забезпечують найточнішу передачу кольору та найвищий рівень яскравості, що спричинило справжню революцію у технології дисплеїв.

При використанні в дисплеях квантові точки забезпечують широку колірну гаму, яка максимально наближена до сприйняття людського ока, і дозволяють регулювати освітлення на рівні пікселів для більш точного рівня чорного кольору. Випромінюючи світло в усіх напрямках, квантові точки забезпечують рівномірну яскравість і стабільність кольору під будь-яким кутом огляду, мінімізуючи вплив синього світла для більш комфортного перегляду.

▲ SUHD TВ на CES 2015

Що робить телевізори з квантовими точками унікальними: щільність точок, якість квантового шару та безкадмієва технологія

Індустрія виробництва ТВ продовжує дослідження і розробки в галузі комерційного використання квантових точок, оскільки цей матеріал змінює правила гри в технологіях виробництва дисплеїв. З цієї причини нещодавно на ринку з’явилося багато різноманітних телевізорів на квантових точках, які пропонують широкий спектр можливостей для покупців.

Однак ключові відмінності телевізорів на основі квантових точок полягають у технології виробництва та загальній якості дисплея. Щоб забезпечити високу якість зображення, необхідно враховувати такі фактори, як вміст квантових точок, якість квантового шару та використання безкадмієвих матеріалів.

▲ Фактори, які слід враховувати при виборі якісного телевізора з квантовими точками

Щільність квантових точок

Справжня якість телевізора на основі квантових точок базується на якості його складових. Щоб досягти яскравого та насиченого зображення та точної передачі кольору, яку можуть забезпечити лише квантові точки, необхідно, щоб шар квантових точок мав щільність щонайменше 3000 ppm.

▲ Порівняння QD-OLED та РК-дисплеїв

Шар з квантовими точками

QLED-дисплеї Samsung усувають потребу в окремому шарі фосфору, підвищуючи світловіддачу та енергоефективність, забезпечуючи при цьому більш яскраві кольори. Дисплей на основі квантових точок OLED (QD–OLED), який складається з шару тонкоплівкових транзисторів (TFT)¹ , шару пікселів, що випромінює світло, і шару квантових точок,  робить ще один крок до покращення якості зображення. У будь-якому випадку, спеціальний шар на основі квантових точок, що має достатню щільність квантових точок, є ключовим фактором у забезпеченні першокласної якості зображення та довговічності.

Відсутність кадмію

На ранніх стадіях розробки телевізорів на основі квантових точок кадмій був необхідний для досягнення ключових переваг квантових точок, таких як передача кольору та коефіцієнт контрастності. На той час кадмій вважався найефективнішим матеріалом для виробництва квантових точок.

Однак токсичність кадмію стала суттєвою перешкодою для комерційного використання технології квантових точок. Цей елемент становив серйозну загрозу для навколишнього середовища, що ускладнювало його широке використання, попри те, що він був найбільш придатним матеріалом для реалізації технології квантових точок.

У відповідь на цей виклик компанія Samsung розробила перший у світі безкадмієвий матеріал для квантових точок у 2014 році та успішно комерціалізувала технологію квантових точок у своїх телевізорах SUHD, відкривши нову еру телевізорів на основі квантових точок.

10 років інновацій та лідерства в галузі квантових точок

Компанія Samsung швидко усвідомила потенціал технології квантових точок і стала лідером інновацій на світовому ринку дисплеїв протягом останнього десятиліття завдяки безперервним дослідженням та інвестиціям.

▲ Хронологія розвитку технології квантових точок Samsung із 2001 по 2022 рік

Компанія Samsung почала досліджувати та розробляти технологію квантових точок у 2001 році – в той час, коли дослідження не кадмієвих матеріалів були обмежені. Досягнення яскравих кольорів вимагало однорідності нанорозмірних частинок, але брак технологій і досліджень робив масове виробництво надзвичайно складним.

Попри ці перешкоди, Samsung вдалося створити безкадмієвий нанокристалічний матеріал у 2014 році. Відтоді компанія накопичила великий досвід – зареєструвала понад 150 патентів – і постійно працює над удосконаленням технології. Багаторічні зусилля Samsung увінчалися успіхом у 2015 році, коли компанія представила перші у світі телевізори SUHD з безкадмієвою технологією квантових точок.

▲ QLED-телевізори (75Q8C та 88Q8F) на заході Samsung First Look 2017 під час виставки CES 2017

Лінійка QLED-телевізорів Samsung була представлена у 2017 році, встановивши новий стандарт для телевізорів преміумкласу, які подолали обмеження OLED-телевізорів у рівні яскравості. Застосувавши технологію металевих квантових точок, Samsung досягнув колірного стандарту DCI-P3 та вперше у світі досягнув 100% колірного охоплення – таким чином, представивши безпрецедентну виразність кольору. Використання неорганічних квантових точок захищає екрани від вигоряння ², зберігаючи високу якість зображення роками.

У 2019 році Samsung успішно розробила червоний світловипромінювальний елемент для дисплеїв, а згодом змогла досягти рекордної для галузі світловіддачі у 20,2% для синіх QLED ³ елементів – найскладніших у реалізації серед трьох основних кольорів.

«Відкриття матеріалу для синіх самопідсвічуваних QLED-елементів і досягнення найкращих у галузі характеристик на рівні пристрою стали суттєвими досягненнями цього дослідження», – сказав д-р Еунджу Чанг (Eunjoo Chang), науковий співробітник Інституту передових технологій компанії Samsung. «Особлива технологія квантових точок Samsung вкотре подолала технічні бар’єри».

Ці передові досягнення призвели до запуску телевізорів QD-OLED, які увійшли в історію на виставці CES 2022, отримавши нагороду Best of Innovation за інтеграцію технології квантових точок та OLED-дисплеїв.

Samsung продовжує розвивати технологію квантових точок, постійно впроваджуючи інновації. Компанія продовжує інвестувати в провідні технології дисплеїв – від QLED до Neo QLED – пропонуючи високу яскравість, точність передачі кольору та високу частоту оновлення. Завдяки неперевершеним інноваціям Samsung у галузі квантових точок майбутнє технології дисплеїв є яскравішим, ніж будь-коли.

¹Електронна схема, яка регулює та контролює шари, що випромінюють світло.
²Виникає, коли статичне зображення відображається надто довго, що призводить до спотворення кольорів або появи на екрані фантомних зображень.
³Червоний, зелений і синій.