Не всі квантові точки однаково корисні: на що звертати увагу при виборі телевізора

З технологією квантових точок в телевізорах ми вперше познайомилися в 2017 році, коли Samsung вперше представив свої QLED-телевізори. З того часу технологія виробництва QLED-телевізорів дуже змінилася, але ми отримали ще одну технологію (крім OLED), яка переважала традиційні РК-телевізори, навіть зі світлодіодною підсвіткою. Пройшло 8 років і зараз багато виробників телевізорів стали використовувати QLED в своїх моделях. І якщо на початку історії це були лише топові моделі, то зараз в продажу можна знайти моделі QLED-телевізорів ціною всього 9 000 гривень. Постає логічне питання: навіщо сплачувати більше чи є різниця між QLED-технологіями різних виробників телевізорів, якщо ціна може відрізнятися в кілька разів? Спробуємо дослідити чи дійсно "не всі квантові точки однаково корисні".

Швидкий перехід

• Чи справді QLED — популярна технологія
• Як працюють квантові точки в екранах телевізорів
• Чим можуть відрізнятися квантові точки
  
  • Щільність квантових точок
  • Шар квантових точок
  • Відсутність кадмію
• В сухому залишку

Чи справді QLED — популярна технологія

Візьмемо відкриті дані — кількість пропозицій телевізорів на маркеплейсі Rozetka. Як бачимо, кількісно більшість все ще на боці звичайних РК-телевізорів. Але кількість моделей QLED-телевізорів вже в рази перевищує пропозицію OLED-телевізорів. — Власне, QLED, як технологія, з'явилася у відповідь на недоліки OLED, що існували на той час (я про вигорання екранів, але цю проблему, з часом, здається, подолали вже). 

Кількість пропозицій телевізорів за технологіями в маркетплейсі Rozetka. Ілюстрація: gagadget

Якщо аналізувати моделі телевізорів за роками випуску, то бачимо постійне зростання, рік до року, як кількості моделей QLED-телевізорів, так і брендів, що зараз присутні на українському ринку. Зверніть увагу, що найбільша кількість моделей зараз — це моделі 2023 року випуску. Тобто статистика Rozetka містить не рік виходу на ринок, а рік випуску моделі. Тому в минулому році бачимо, наче, зменшення, пропозицій. Але це швидше вказує на те, що на ринку з'являються моделі минулих років випуску, що, звісно, мають нижчі ціни, бо вони морально трохи застаріли і використовують технології попередніх років. 

Динаміка моделей та брендів QLED-телевізорів в маркетплейсі Rozetka за роками випуску. Ілюстрація: gagadget

Як працюють квантові точки в екранах телевізорів

Тепер трохи повернемося до теорії (хто все це знає, може просто пропустити наступний абзац): що таке квантові точки та як вони працюють? Квантові точки – це не просто модний маркетинговий термін, а реальна технологія, що змінює принцип роботи дисплеїв. Ці нанокристали діаметром від 2 до 8 нанометрів діють як напівпровідники, випромінюючи світло при збудженні електрикою або фотонами. У дисплеях з квантовими точками містяться трильйони таких кристалів. І коли один із них поглинає фотон, він генерує так звану пару електрон-дірка (це науковий термін, до речі), яка при рекомбінації випромінює новий фотон.

У звичайних світловипромінюючих матеріалах колір світла визначається їхньою природною властивістю і не змінюється. Але у квантових точках усе працює інакше: їхня енергетична структура змінюється залежно від розміру, тому колір світла можна регулювати просто зміною розміру самих точок, без потреби у використанні різних матеріалів. 

Як квантові точки створюють зображення. Ілюстрація: Nanosys

У чому тут перевага, наприклад, перед звичайною технологією OLED (бо вона теж постійно еволюціонує і, наприклад, Samsung вже робить OLED-телевізори з додатковим шаром квантових точок)? Чи знали ви, що ваше око сприймає менше 5% фотонів, які випромінює звичайний РК-дисплей або білий OLED-дисплей? Такі технології використовують джерело синього та жовтого світла, яке не ідеально відповідає кольоровим фільтрам. У результаті значна частина жовтого світла марнується, що призводить до менш точних і розмитих відтінків зеленого та червоного кольорів. А більша частина енергії від джерела жовтого світла витрачається даремно. Натомість квантові точки створюють краще налаштований спектр світла з потрібними кольорами — червоним, зеленим і синім, які потрібні дисплею для точного, реалістичного відтворення кольорів із високою яскравістю.

Для тих, хто хоче знати більше: де ще використовуються квантові точки

Створені квантові точки знаходяться у рідкому середовищі (колоїдному розчині), що дозволяє їх легко наносити на різні поверхні та використовувати для дуже різних і, на перший погляд, неочікуваних, потреб. Наприклад, у лазерах та сенсорах квантові точки використовують для підвищення ефективності оптичних пристроїв. Вони також покращують сонячні елементи, поглинаючи ширший діапазон довжин хвиль і перетворюючи сонячну енергію більш ефективно. В медичній діагностиці застосовуються для високочутливого спостереження за клітинами. У сфері квантових обчислень квантові точки теж мають потенціал для створення потужніших комп’ютерів, а в транзисторах – для розробки компактніших та енергоефективніших мікросхем. Також квантові точки можуть використовуються для створення захисних чорнил невидимих для неозброєного ока, але видимих в ультрафіолетовому світлі, точковій доставці ліків всередині організму (наприклад, хіміотерапії).

Чим можуть відрізнятися квантові точки

Тут варто відзначити, що будь-яка сучасна технологія не є сталою і постійно розвивається, а її технологічні процеси вдосконалюються для досягнення кращих економічних результатів. Варто звернутися до досвіду безумовних технологічних лідерів галузі, бо вони саме на крок попереду інших. В галузі телевізорів таким безперечним лідером є Samsung, компанія яка у березні 2025 року відзначила вже 19-ту річницю світового лідерства у виробництві телевізорів. А перші дослідження технології квантових точок почала ще в далекому 2001 році. Тільки вдумайтесь — перші результати у вигляді телевізорів серійного виробництва компанія отримала тільки у наступному десятиріччі! За цей час компанія встигла зареєструвати понад 150 патентів, що пов'язані з технологією квантових точок.

Samsung  вбачає три причини лідерства для технології квантових точок: щільність квантових точок, якість шару (кількість) квантових точок та відсутність кадмію. Компанія вперше створила квантові точки, що не містять сполук кадмію ще в 2014 році. 

Які переваги своєї технології квантових точок бачить світовий лідер ринку телевізорів. Ілюстрація: Samsung

Щільність квантових точок

Samsung вказує, що для досягнення необхідного (для технологічного лідерства, звісно, в когось можуть бути і інші пріоритети) рівня якості потрібна щільність квантових точок щонайменше у 3000 ppm. PPM (parts per million, частин на мільйон) – це одиниця вимірювання концентрації або кількості певної речовини у розчині, газі чи матеріалі. Вона означає кількість часток цієї речовини на мільйон часток загальної маси або об’єму. Наприклад, для рідини 1 ppm = 1 мг речовини на 1 літр розчину. Для твердих матеріалів 1 ppm = 1 мг речовини на 1 кг матеріалу.

Як раз минулого року ми писали про скандал на ринку, що стався саме через підозри у невеликій щільності квантових точок в телевізорах одного з виробників. Історія вийшла заплутаною через різні методології у аналізі щільності матеріалів. Плюс в одному випадку аналізували виробничі панелі. А в іншому — конкретні телевізори. Залучений експерт (це було розслідування Ars Technica) не знайшов безумовних ознак неетичної поведінки виробника, але осад, як-то кажуть, залишився. Тим більше, що всі ми розуміємо як заощаджують буквально на всьому ті ж китайські виробники техніки для того, щоб зменшити ціни на власну продукцію. Тому все виглядає, мабуть, тим чим це є. І, повертаючись до теми нашої статті, — нижча ціна, як правило, вказує на менш досконалі технологічні процеси. Як бачите, не дарма Samsung вказує на щільність квантових точок и наполягає, що це напряму впливає на якість зображення.

Шар квантових точок

Якщо щільність вказує на якісні характеристики колоїдного розчину квантових точок, то товщина шару з квантових точок вказує на їх кількісний показник. Зрозуміло, що саме від умовної товщини шару з якісного розчину квантових точок і залежить здатність телевізора відтворювати необхідні яскраві кольори протягом років. Це знов про те, що в якісних продуктах виробники не заощаджують на тому, що створює саму цінність технології для користувачів. Власне, в кожному випадку, коли мова йде про так звану "плату за бренд", на практиці виявляється, що більш дорогий продукт "просто" має більш якісні матеріали чи компоненти. Більш ретельний контроль якості. Та більше інвестицій в розробки та дослідження (які мають значення для утримання лідерства в майбутньому). До речі, Samsung ще в 2019 році оголосив про інвестиції в розмірі 11 мільярдів доларів до 2025 року в виробництво QLED-екранів та переобладнання старих фабрик з виробництва РК-дисплеїв під нову технологію. Здається, саме в цьому році цей інвестиційний цикл має закінчитися (і, мабуть, початися новий).

Відсутність кадмію

Загалом я не зміг знайти підтвердження того, що відсутність сполук кадмію в квантових точках безспосередньо впливає на якість зображення. Є заява Samsung про те, що "на ранніх стадіях розробки телевізорів на основі квантових точок кадмій був необхідний для досягнення ключових переваг квантових точок". А нещодавно отримала сертифікат на відповідність RoHS від глобального інституту сертифікації Société Générale de Surveillance (SGS). Який підтвердив повну відсутність кадмію у виробництві квантових точок Samsung.

Але що точно є, так це директива Європейського Союзу під назвою RoHS (Restriction of Hazardous Substances — Обмеження небезпечних речовин), яку було ухвалено 27 січня 2003 року, та яка набула чинності 1 липня 2006 року. Згідно з RoHS в країнах ЄС заборонено або суттєво обмежено використання кількох шкідливих речовин, зокрема, свинцю, ртуті (пам'ятаєте історію з переходом телевізорів від катодних ламп підсвічування до світлодіодів?) і кадмію.

Вже в 2015 році Європейський парламент відхилив делегований акт Європейської комісії, що передбачав продовження винятку для використання кадмію в освітлювальних і дисплейних технологіях (зокрема, в квантових точках). До цього часу директива 2011/65/EU забороняла використання небезпечних речовин у електронному обладнанні, але передбачала винятки, якщо їхня заміна неможлива або призведе до більшої шкоди. Парламент аргументував своє рішення тим, що на ринку вже доступні технології без кадмію, які мають аналогічні або кращі характеристики.

В сухому залишку

​Вибір телевізора з квантовими точками — це не лише питання ціни чи наявності модного ярлика "QLED". Як і завжди, більш сучасні технології мають кращі показники з якості зображення чи довготривалості роботи. Наприклад, нова технологія QD OLED з квантовими точками має найкращі параметри як яскравості, так і глибини чорного. Якщо QLED-телевізор коштує дешевше, то рано чи пізно виявиться, що там бо менш якісний матеріал, або тонший шар плівки з квантовими точками. Майбутнє технології квантових точок, ймовірно, буде все більше орієнтуватися на безкадмієві рішення, оскільки світ продовжує рухатися до більш стійких і екологічно свідомих технологій. Посилення регуляторного тиску робить перехід до безкадмієвих альтернатив не лише екологічно відповідальним вибором споживачів, але й комерційно необхідним кроком для виробників, які прагнуть зберегти глобальну конкурентоспроможність.

Для тих, хто хоче знати більше

• Samsung на CES 2025: що таке Vision AI і як змінить телевізори та монітори
• Знає як вам треба: огляд 65-дюймового ШІ-телевізора Samsung 8K Neo QLED QN900D
• Скандал: TCL звинувачують у продажу QLED-телевізорів без квантових точок
• Володар мрій: огляд 65-дюймового OLED-телевізора Samsung S95C з квантовими точками