Квантовые точки и ЖК-телевизоры
Несомненно, что, несмотря на некоторые недостатки, ЖК-телевизоры являются доминирующим типом телевизора, продаваемого потребителям как центр их домашнего развлечения. Быстрое принятие ЖК-телевизора, безусловно, ускорило кончину CRT и телевизоров с задней проекцией, а также является основной причиной того, что плазменных телевизоров больше нет у нас.
Тем не менее, OLED TV рекламируется многими, с его «улучшенной» работой в качестве законного преемника LCD. Фактически, LG сделала ставку на эту технологию, выпустив и активно продвигая OLED-телевизоры.
Тем не менее, поскольку сторонники могут подумать, что OLED представляет собой шаг вперед в телевизионной технологии, ЖК-телевизоры все еще могут справиться с выпуском Quantum Dots.
Что такое квантовая точка?
Для целей применения в телевизорах и видеодисплеях Quantum Dot представляет собой искусственный нанокристалл с полупроводниковыми свойствами, который может использоваться для повышения яркости и цветовой эффективности, отображаемых в неподвижных и видеоизображениях на ЖК-экране.
Квантовые точки - это эмиссионные частицы (несколько похожие на люминофоры на плазменном телевизоре), но в этом случае, когда они попадают с фотонами из внешнего источника света (в случае применения ЖК-телевизора синий светодиод) каждая точка излучает цвет определенной ширины полосы, которая определяется его размером.
Большие точки испускают свет, который перекошен к красному, и по мере того, как точки становятся меньше, они испускают свет, который больше искажен в сторону зеленого. Когда квантовые точки заданных размеров группируются вместе в структуре (подробнее об этом на следующей странице) и сочетаются с источником света Blue LED, они могут излучать свет по всей цветовой полосе, необходимой для просмотра телевизора. Используя преимущества свойств Quantum Dot, производители телевизоров могут повысить яркость и цветопередачу ЖК-телевизоров выше текущих возможностей.
На приведенном выше изображении показана структура квантовой точки (справа), гипотетическим примером является соотношение свойств квантовой эмиссии Quantum Dot в соответствии с размером (слева) и методом, с помощью которого производятся квантовые точки (выглядит как что-то из лаборатории лаборатории доктора Франкенштейна или колледжа химии).
Как квантовые точки можно использовать в ЖК-телевизорах
После создания квантовых точек различные точки размера могут быть размещены либо случайным образом, либо организованно по размеру в корпусе, который может быть помещен в ЖК-телевизор (с ЖК-экраном точки обычно имеют два размера, один из которых оптимизирован для зеленого и другой - для красного).
Изображение, показанное на этой странице, иллюстрирует, как квантовые точки можно использовать в ЖК-телевизоре в зависимости от используемого типа корпуса.
- Размещено внутри корпуса (называемого Edge Optic) вдоль краев панели ЖК-дисплея между синим светодиодным краевым источником света и ЖК-панелью (для светодиодных / ЖК-телевизоров с подсветкой).
- На «слое улучшения пленки», размещенном между синим светодиодным источником света и ЖК-панелью (для Full Array или Direct-Lit LED / LCD TV).
- На чипе, который помещается поверх синих светодиодных источников света вдоль края ЖК-панели (для светодиодных / ЖК-телевизоров с подсветкой).
В каждом методе синий светодиод посылает свет через квантовые точки, которые затем возбуждаются так, что они испускают красный и зеленый свет (который также сочетается с синим, исходящим от источника света СИД). Затем различный цветной свет проходит через ЖК-чипы, цветные фильтры и на экран для отображения изображения. Добавленный эмиссионный слой Quantum Dot позволяет ЖК-телевизору отображать более насыщенную и более широкую цветовую гамму, чем ЖК-телевизоры без добавленного слоя Quantum Dot.
Проверьте видео-демонстрацию квантовой точки приложения в ЖК-монитор (Geeks для домашнего кинотеатра / Vision QD)
Эффект добавления квантовых точек на ЖК-телевизоры
Как показано выше, это диаграмма и пример того, как добавление квантовых точек на ЖК-телевизоры может улучшить цветопередачу.
На диаграмме наверху представлено стандартное графическое представление, которое иллюстрирует полный видимый спектр цвета. Тем не менее, телевизоры и видеотехнологии не могут отображать весь спектр цветов, поэтому с учетом этого треугольники, отображаемые в этом спектре, показывают, как приближаются различные цветовые технологии, используемые в устройствах видеодисплея, к этой цели.
Как видно из указанных треугольников, ЖК-телевизоры с традиционным белым светодиодным задним или краевым освещением отображают гораздо меньше, чем стандарт цвета NTSC, который был принят в 1953 году для передачи цвета. Однако, как вы также видите, когда в микс добавляются квантовые точки, цвет на ЖК-телевизоре может расширяться достаточно далеко, чтобы соответствовать требованиям стандарта цвета NTSC.
Практический эффект: Цвета более насыщенные и естественные, как показано в сравнении ниже графика.
Также важно отметить, что квантовые точки также могут использоваться для удовлетворения требований стандартов цвета HD (rec.709) и Ultra HD (rec.2020 / BT.2020), как описано в статье Квантовые точки для сверхвысоких цветовых гамтов на ЖК-дисплеях опубликованное Международным обществом оптики и фотоники.
LCD против OLED
Как упоминалось в моем вступительном слове к этой статье, ЖК-телевизоры являются наиболее распространенным типом, используемым в домашних хозяйствах по всему миру. Однако, как говорят, ЖК-телевизоры имеют недостатки, которые включают насыщенность цвета и производительность на уровне черного, особенно по сравнению с плазменными телевизорами. Включение светодиодных систем с черным и красным освещением несколько помогло, но этого было недостаточно.
В ответ на эти недостатки телевизионная индустрия (в основном LG) преследует OLED как решение, поскольку телевизоры, включающие технологию OLED, могут производить как более широкую цветовую гамму, так и абсолютный черный цвет.
Однако, хотя OLED считается лучшей альтернативой LED / LCD, после нескольких лет обещаний и неудачных попыток выйти на рынок, в 2014 году только LG и Samsung вошли на телевизионный рынок с большими экранами OLED-телевизоров, которые были представлены на выставке CES 2013 с использованием двух несколько разных подходов.
LG использует систему, называемую WRGB, которая представляет собой сочетание белых светодиодов OLED-субпикселей и цветных фильтров для создания изображений, в то время как Samsung включает в себя настоящий красный, зеленый и синий свет, излучающий субпиксели OLED.
OLED-телевизоры действительно выглядят великолепно, но есть одна серьезная проблема, которая останавливает остальную часть телевизионной индустрии от вывода OLED-телевизоров на рынок в массовом масштабе.
Кроме того, следует отметить, что Samsung отказалась от производства OLED-телевизоров в 2015 году, оставив LG и, и теперь Sony, единственными источниками для OLED-телевизоров, ориентированных на потребительский рынок.
Несмотря на то, что ЖК-телевизоры более сложны по структуре, чем телевизоры OLED, реальный факт заключается в том, что OLED-устройства до сих пор были более дорогими для производства в больших размерах экрана, необходимых для телевизоров. Это происходит из-за дефектов, которые появляются в процессе производства, что приводит к тому, что большой процент экранов OLED должен быть отклонён от использования для больших размеров экрана. В результате большинство предполагаемых преимуществ OLED (например, возможность отображения более широкой цветовой гаммы и более глубокого уровня черного) на светодиодных / ЖК-телевизорах задыхаются.
Воспользовавшись проблемами производства OLED и возможностями включения точек Quantum в текущий дизайн LED / LCD TV (и очень мало изменений, необходимых на сборочной линии), Quantum Dots может стать билетом для повышения производительности светодиодного / ЖК-телевизора какие телевизоры надеялись на OLED - и по гораздо более низкой цене.
ЖК-дисплей с квантовыми точками и OLED
На этой странице представлена диаграмма, сравнивающая требования к яркости, цветовому охвату и потреблению энергии двух телевизоров Sony LED / LCD, которые включают в себя точки Quantum с OLED-телевизорами первого поколения, выпущенными Samsung и LG.
Не вдаваясь в много технических деталей, когда вы сравниваете все четыре набора, вы обнаружите, что цветное покрытие двух наборов LED / LCD, оснащенных Sony Quantum Dot, для сравнения, а оригинальный набор OLED для Samsung очень близок, а LG OLED на самом деле кажется, что он недостаточно работает.
С другой стороны, в то время как Samsung настроен на высокую яркость, оба набора Sony Quantum Dot LED / LCD и LG OLED очень близки.
Однако наиболее значительная разница в потреблении энергии. Как вы можете видеть, оба OLED-телевизора потребляют больше энергии, чем набор Sony, используемый в этом сравнении, особенно если учесть, что 65-дюймовый комплект Sony 4K потребляет меньше энергии, чем 55-дюймовый OLED-телевизор. Это означало бы запрет любых технических достижений в будущих поколениях OLED-телевизоров, что 65-дюймовый OLED-телевизор может потреблять больше энергии, чем его эквивалент LED / LCD TV с квантовой точкой.
Кроме того, еще одна вещь, о которой следует помнить, заключается в том, что в то время как светодиодные / ЖК-телевизоры потребляют электроэнергию на более устойчивом уровне независимо от яркости (хотя другие функции на телевизоре, такие как Smart TV и т. Д., Когда они могут повлиять на потребление энергии) , Потребляемая мощность OLED TV изменяется с уровнем яркости, необходимой для создания изображений. Таким образом, более яркий контент, более потребляемая мощность и, конечно же, привлечение Smart TV и других функций также изменят это.
Таким образом, как вы можете видеть, как показано на диаграмме, дополнительный фактор стоимости как в производстве, так и в покупке OLED-телевизора может не доставить такого улучшения в сравнении со светодиодным / ЖК-телевизором, оснащенным Quantum Dot.
Квантовые точки - красочное настоящее и будущее
Существует три основных поставщика технологии Quantum Dot для телевизоров, QD Vision (которая обеспечивает краевое оптическое решение для светодиодных / ЖК-телевизоров с красным освещением) и Nanosys и 3M (которые обеспечивают опцию Quantum Dot film (QDEF) для использования со светодиодными / ЖК-телевизорами с подсветкой Full Array).
На левой стороне фотографии, показанной выше, телевизор слева находится ЖК-телевизор Samsung 4K / LCD, а справа и внизу - телевизор LG 4K OLED. Чуть выше LG OLED TV - это Philips 4K LED / LCD TV, оснащенный технологией Quantum Dot. Как вы можете видеть, красные выходят больше на Philips, чем на Samsung, и немного более насыщены, чем красные, отображаемые на LG OLED.
Справа от фотографии - примеры телевизоров с квантовыми точками от TCL и Hisense.
Использование Quantum Dots проделало большой шаг вперед, так как несколько телевизионных производителей продемонстрировали телевизоры с поддержкой Quantum Dot на CES 2016 года, включая Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio и Philips.
Однако, как ни странно, LG, которая показала некоторые прототипы Quantum Dot TV в 2015 году, по-видимому, решила отступить и добавить больше ресурсов в свою более дорогую технологию OLED TV.
С другой стороны, LG и Sony (по состоянию на 2017 год) являются единственными производителями OLED-телевизоров (телевизоры OLED OLED используют панели OLED OLD), альтернатива Quantum Dot для улучшения цвета, предлагаемая QD Vision, Nanosys и 3M, может фактически чтобы ЖК-дисплей продолжал доминировать на рынке в течение многих лет и десятилетий вперед. Итак, в следующий раз, когда вы идете по магазинам для телевизора, проверьте, есть ли у него «Color IQ», «QLED» «QD», «QDT» или аналогичная метка на наборе или в руководстве пользователя - это скажет вы, что телевизор использует технологию Quantum Dot.
Квантовые точки и HDR: Лучше вместе: объединение HDR и квантовых точек (QD Vision)
Квантовые точки в мобильных дисплеях: Apple Retina (технический радар)
