Buzz
Năm 2023, ba nhà khoa học Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus và Alexei I. Ekimov đã được trao Giải Nobel Hóa học vì công trình phát hiện và tổng hợp thành công chấm lượng tử – những hạt nano bán dẫn có khả năng phát ra ánh sáng rực rỡ với màu sắc thay đổi tùy theo kích thước.
Phát minh này đã khai mở một kỷ nguyên mới cho vật liệu nano, đồng thời là nền tảng cho nhiều ứng dụng đột phá như trong y học, năng lượng mặt trời, truyền thông lượng tử và đặc biệt là lĩnh vực hiển thị hình ảnh – điển hình là ngành sản xuất TV.
Trong giới công nghệ, Samsung nổi bật là hãng tiên phong ứng dụng chấm lượng tử vào sản phẩm thực tế. Với dòng TV QLED, Samsung khai thác tối đa lợi thế của vật liệu nano để tạo nên màn hình có màu sắc sống động, độ chính xác cao và độ bền vượt trội, nâng tầm trải nghiệm thị giác cho người tiêu dùng trên toàn thế giới.
TV QLED 2025 do Samsung phát triển
Chấm lượng tử là gì và vì sao lại được vinh danh với giải Nobel?
Chấm lượng tử (Quantum Dot) là các hạt bán dẫn siêu nhỏ với kích thước chỉ vài nanomet – nhỏ hơn hàng nghìn lần so với sợi tóc. Khi vật liệu bán dẫn được thu nhỏ đến mức nano, các electron bên trong bị "nhốt" – không thể di chuyển tự do như trong vật liệu khối mà chỉ có thể tồn tại tại những mức năng lượng nhất định, tạo nên các đặc tính quang học độc đáo.
“Hiệu ứng giam hãm lượng tử” khiến màu sắc ánh sáng mà chấm lượng tử phát ra phụ thuộc trực tiếp vào kích thước của hạt: hạt càng bé thì ánh sáng càng nghiêng về xanh lam; còn hạt lớn hơn sẽ tạo ra ánh sáng thiên về tông đỏ.
“Khi kích thước chấm lượng tử giảm, khoảng cách dải cấm năng lượng giữa dải dẫn và dải hóa trị tăng lên, khiến bước sóng ánh sáng phát ra bị rút ngắn — tức dịch chuyển về vùng xanh lam,” – theo lời giải thích của Giáo sư Doh Chang Lee (Viện Khoa học & Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc – KAIST).
Khả năng kiểm soát màu sắc theo kích thước một cách chính xác đã giúp chấm lượng tử trở thành lựa chọn hàng đầu cho các thiết bị hiển thị tiên tiến, nơi cần sự trung thực màu sắc và hiệu quả phát sáng cao.
Minh họa sự khác biệt trong cấu trúc dải năng lượng giữa chất cách điện, chất bán dẫn và chất dẫn điện
Từ vật liệu nano đến dòng TV QLED của Samsung
Trong ngành công nghệ hình ảnh, Samsung đã khai thác triệt để tiềm năng của chấm lượng tử bằng cách phát triển dòng TV QLED – viết tắt của “Quantum Dot Light Emitting Diode”.
Không giống như công nghệ OLED sử dụng vật liệu hữu cơ tự phát sáng, QLED của Samsung áp dụng lớp phim chấm lượng tử đặt trước nguồn sáng LED xanh dương, giúp chuyển hóa ánh sáng thành màu đỏ và xanh lá nhờ hiệu ứng chấm lượng tử – mang lại dải màu sống động, chính xác hơn và cải thiện độ sáng lẫn độ bền.
"Chúng tôi sử dụng lớp phim QD – với các hạt nano được phân bố đồng đều trong nền polymer, sau đó trải qua quá trình xử lý nhiệt để tạo thành lớp phim bền vững. Nghe có vẻ đơn giản nhưng thực tế đòi hỏi kỹ thuật vật liệu cao cùng điều kiện sản xuất nghiêm ngặt nhằm đảm bảo hình ảnh ổn định lâu dài," – ông Sanghyun Sohn, Trưởng phòng Thí nghiệm Màn hình Tiên tiến tại Samsung, cho biết.
Samsung đã phát triển một loại polymer riêng biệt giúp phân tán đều các hạt nano chấm lượng tử, từ đó nâng cao độ bền và khả năng sản xuất quy mô lớn, mang lại ưu thế cạnh tranh vượt trội trong thị trường TV cao cấp.
Kích thước ảnh hưởng trực tiếp đến dải cấm năng lượng trong chấm lượng tử
Những ưu điểm nổi bật của màn hình QLED
Màu sắc rực rỡ và chân thực hơn
QLED có khả năng tái hiện gần như toàn bộ dải màu DCI-P3 – tiêu chuẩn trong ngành điện ảnh kỹ thuật số, giúp người xem cảm nhận hình ảnh đúng như ý tưởng đạo diễn. "Chúng tôi sử dụng chấm lượng tử với hàm lượng lên đến 3.000 ppm để tạo ra màu đỏ và xanh lá cây trên TV QLED. Đây là những màu rất khó để tái tạo chính xác bằng công nghệ LED thông thường," – ông Sohn nhấn mạnh.
Độ sáng vượt trội
Nhờ công nghệ QLED, Samsung có thể đạt độ sáng lên đến 2.000 nit, giúp tái hiện nội dung HDR (High Dynamic Range) một cách chân thực ngay cả khi ánh sáng môi trường mạnh – điều mà công nghệ OLED thường gặp hạn chế.
Độ bền cao và hiệu suất vượt trội
Nhờ sử dụng vật liệu vô cơ, chấm lượng tử có tuổi thọ lâu dài hơn nhiều so với vật liệu hữu cơ trong OLED, đồng thời giảm thiểu nguy cơ lưu ảnh (burn-in) – vấn đề phổ biến ở các mẫu TV cao cấp hiện nay.
Chấm lượng tử tạo ra màu đỏ, xanh lá và xanh dương (RGB) tinh khiết nhất bằng cách kiểm soát ánh sáng ở kích thước nano, đem lại dải phổ hẹp cùng độ huỳnh quang mạnh mẽ.
Không phải mọi "Quantum Dot" đều là QLED thực thụ
Thuật ngữ "Quantum Dot" đang ngày càng phổ biến trên thị trường, nhưng theo các chuyên gia, không phải tất cả TV ghi nhãn "Quantum Dot" đều ứng dụng đúng chuẩn công nghệ này.
"TV chấm lượng tử thực thụ phải sử dụng hạt nano này như vật liệu chuyển đổi ánh sáng chính, chứ không chỉ đơn giản là phủ màu hoặc lọc quang học," – GS. Lee nhấn mạnh. "Chúng tôi khuyên người tiêu dùng nên tìm hiểu kỹ cấu trúc màn hình để đảm bảo đó là công nghệ QD chuẩn xác – như QLED của Samsung."
Samsung bắt đầu nghiên cứu công nghệ chấm lượng tử từ năm 2001 và trở thành hãng đầu tiên ra mắt TV không chứa cadmium – kim loại nặng độc hại – vào năm 2015, giúp công nghệ thêm phần thân thiện với môi trường. Đến 2017, thương hiệu QLED chính thức được giới thiệu, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành công nghệ hiển thị.
So sánh gam màu RGB giữa phổ ánh sáng nhìn thấy, sRGB và DCI-P3 trong hệ màu CIE 1931
Chiến lược dẫn đầu bền vững của Samsung
Với hơn 19 năm giữ vị trí dẫn đầu thị trường TV toàn cầu, Samsung không chỉ tập trung nâng cao chất lượng hình ảnh mà còn liên tục đổi mới vật liệu, tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) trong xử lý hình ảnh và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.
Gần đây, Samsung giới thiệu dòng Neo QLED, kết hợp công nghệ Quantum Mini LED – đèn nền kích thước siêu nhỏ – cùng thuật toán xử lý hình ảnh AI, mang lại độ tương phản, chiều sâu và chi tiết hình ảnh vượt trội.
TV Neo QLED 2025 của Samsung
"Chấm lượng tử là nền tảng, nhưng điều tạo nên sự khác biệt của QLED chính là cách chúng tôi tích hợp AI, phần cứng và phần mềm để mang đến trải nghiệm hoàn hảo," – ông Sohn chia sẻ.
Việc chấm lượng tử nhận giải Nobel Hóa học năm 2023 không chỉ vinh danh thành tựu khoa học xuất sắc mà còn khẳng định giá trị ứng dụng thực tiễn của vật liệu này trong cuộc sống. Nhờ những nỗ lực tiên phong trong nghiên cứu, tối ưu hóa và thương mại hóa, Samsung đã biến chấm lượng tử từ một phát hiện trong phòng thí nghiệm thành tiêu chuẩn mới cho công nghệ hiển thị.
QLED không chỉ đơn thuần là sản phẩm công nghệ mà còn là sự kết tinh giữa khoa học lượng tử, kỹ thuật vật liệu và tầm nhìn đổi mới, nâng trải nghiệm xem của người dùng lên một tầm cao hoàn toàn mới.
