Каталог статей

Квантові точки та нанострижні: Ласкаво просимо в дивне і дике майбутнє телебачення

catalogue of articles

Квантові точки та нанострижні: Ласкаво просимо в дивне і дике майбутнє телебачення

Колись давно існувало два варіанти телевізорів з великим екраном. LED-телевізори (рідкокристалічний телевізор зі світлодіодним підсвічуванням) пропонували найкращий варіант по яскравості і роздільній здатності, в той час як відеопроектори були однозначною відповіддю для тих, хто цінував по-справжньому великий розмір зображення і можливість керувати навколишнім освітленням. Але це було більше десяти років тому і, ой, як змінилися часи. Сьогодні ми маємо QLED TV, OLED TV та міні-LED TV (не кажучи вже про нові короткофокусні проектори з лазерним живленням). За кілька місяців до цього списку можна буде додати MicroLED телевізор.

Але це тільки початок. Недалеко за горизонтом є ще три технології, які, схоже, готові ще більше змінити телевізійний ландшафт: Робота над дисплеями QNED, QD-OLED і QDEL знаходиться на різних стадіях розвитку, і ми можемо побачити перші з цих інновацій протягом наступних 12 місяців. Що ж означають всі ці абревіатури, і, що більш важливо, як вони вплинуть на ваші рішення про покупку телевізора? Давайте проаналізуємо цей алфавітний суп і знайдемо відповіді.

На сьогоднішній день LED TV, QLED TV, mini-LED та OLED TV

LED-ТЕЛЕВІЗОР

Найстаріша і найдоступніша з наявних зараз телевізійних технологій – це LED-телевізор. Це помилкова назва: Технічно кажучи, справжній LED-телевізор використовує світлодіоди для всіх аспектів зображення, яке ви бачите, але це не зовсім те, що відбувається тут. Світлодіодний телевізор – це фактично РК-телевізор, який використовує світлодіоди як джерело світла, але не використовує їх для створення кінцевого зображення. Це завдання покладається на РК-панель і подальший колірний фільтр.

Під час спеціальних акцій, таких як “Чорна п’ятниця”, можна знайти LED-телевізори всього за 85 доларів, що робить їх дуже привабливими, але LED-телевізори також мають і недоліки. Їх підсвічування споживає неабияку кількість енергії. Їх РК-панелі добре пропускають світло, але не так добре його блокують, що означає, що чорний колір не такий глибокий і темний, як міг би бути. Нарешті, біле світло, що виробляється підсвічуванням, не є білим повного спектру, тому деякі кольори неможливі, а інші не завжди точні.

QLED-ТЕЛЕВІЗОР

На початку 2010-х років Sony, Samsung і кілька інших компаній почали експериментувати з матеріалом, відомим як квантові точки. Було виявлено, що ці напівпровідники з наночастинок володіють інтригуючою властивістю випромінювати дуже точні частоти світла, коли їх стимулюють джерелом енергії. Вони також виявилися надзвичайно ефективними при перетворенні цієї енергії у світло.

Виробники телевізорів зрозуміли, що, використовуючи шар тонко налаштованих квантових точок поверх світлодіодного підсвічування, вони можуть заповнити частини колірного спектру, яких не вистачало світлодіоду, тим самим створюючи дуже повне і чисте біле світло. Найкраще те, що для цього не потрібно було практично ніякої додаткової енергії, а результатом була відмінна яскравість, об’ємність кольору і точність передачі кольору. Так народилася технологія квантових точкових світлодіодів (QLED), і вона стала кращою технологією відображення для широкого спектру телевізорів, від недорогих 50-дюймових 4K-телевізорів до 98-дюймових 8K-телевізорів. Наразі QLED-телевізори пропонують найкраще співвідношення ціни та розміру екрану серед усіх панельних телевізійних технологій (проектори все ще залишаються найдешевшим способом отримати надвелике зображення).

Але, незважаючи на значно кращі кольори QLED-телевізорів, вони все ще залежать від двох змінних для управління контрастністю і рівнем чорного: Вибіркове затемнення підсвічування і блокування будь-якого світла, що залишилося, РК-матрицею. Це не ідеально: Багато QLED-телевізорів все ще в кінцевому підсумку отримують чорний колір, який насправді є дуже, дуже темно-сірим, а в сценах, де на екрані одночасно знаходяться дуже темні і дуже яскраві елементи, ви отримуєте “цвітіння” – невеликий ореол яскравості, який просочується в темні області зображення.

Міні-LED телевізор

Один із способів вирішення проблеми контрастності QLED – ще більший контроль над світлодіодним підсвічуванням. Типова підсвічування QLED-телевізора складається з сотень окремих світлодіодів, розділених на десятки зон. Вимкнення кожного світлодіода в певній зоні дає гарний, глибокий чорний колір, але досить часто зони занадто великі, щоб зробити це без негативного впливу на окремі частини зображення.

Міні-світлодіодні телевізори є спробою вирішити цю проблему шляхом різкого збільшення кількості світлодіодів у підсвічуванні – з тисячами крихітних світлодіодів замість сотень великих. Більше і менше світлодіодів означає більше і менше зон, що, як ви, мабуть, здогадалися, призводить до ще більшого контролю над яскравістю (або темрявою) по всьому екрану. Поки що ми бачили лише кілька міні-світлодіодних телевізорів, але вони вже довели, що ця стратегія працює. Ці телевізори відтворюють одні з найглибших чорних кольорів, які ми коли-небудь бачили на телевізорах зі світлодіодним підсвічуванням.

На даний момент TCL є єдиним телевізійним брендом, який продає телевізори Mini-LED, але ми очікуємо, що практично всі бренди, які все ще виробляють телевізори на основі QLED, будуть продавати міні-світлодіодні моделі в 2021 році.

OLED-ТЕЛЕВІЗОР

Що, якби можна було повністю позбутися підсвічування, і щоб кожен піксель на екрані телевізора виробляв своє власне світло і колір? Саме так працюють телевізори на органічних світлодіодах (OLED). Кожен OLED-піксель – це автономна фабрика світла і кольору, що дає OLED-телевізорам дві явні переваги. Без окремого підсвічування вони неймовірно тонкі і навіть можуть бути виготовлені у вигляді гнучких рулонних листів. Відсутність підсвічування також означає ідеальний чорний колір. Коли окремий OLED-піксель вимкнений, він взагалі не випромінює світла. Темніше, ніж OLED, зараз просто не буває.

Якими б ефектними не були OLED-телевізори, вони не можуть бути такими ж яскравими, як QLED-телевізори, і в деяких ситуаціях вони можуть страждати як від утримання зображення (коли частини попереднього зображення тимчасово залишаються, як тінь), так і від вигорання (коли утримання зображення стає постійним). Це прикрий побічний ефект OLED-дисплеїв: Чим яскравіше ви їх робите (пропускаючи через них більший струм), тим коротший термін їх служби. OLED-телевізори також, як правило, дорожчі за QLED-телевізори. Частково це пов’язано з тим, що існує менше компаній, які виробляють OLED-панелі, і менше компаній, які продають OLED-телевізори, але це також тому, що процес виробництва OLED є новішим і дорожчим, ніж виробництво QLED-дисплеїв.

Завтра: MicroLED TV

Компанія Samsung щойно оголосила, що почне продавати перші споживчі телевізори, виготовлені за технологією MicroLED, яку раніше вона використовувала лише в комерційних установках високого класу. Телевізори MicroLED використовують той же принцип, що і OLED, оскільки кожен піксель MicroLED виробляє як світло, так і колір, але без необхідності підсвічування.

Оскільки ці пікселі використовують крихітні світлодіоди, а не OLED, вони можуть досягати вражаючих рівнів яскравості, ідеального рівня чорного кольору, і вони ніколи не страждають від вигорання, оскільки світлодіоди не схильні до цієї проблеми. Це звучить як найкраще з обох світів, і це майже так і є. Однак, сучасні мікросвітлодіодні дисплеї мають деякі недоліки.

Настільки маленькими, як ці світлодіоди, вони не можуть стати такими ж маленькими, як OLED. Це означає, що в телевізор будь-якого розміру можна помістити набагато більше OLED, ніж MicroLED, саме тому перший MicroLED від Samsung може мати діагональ 110 дюймів, але це все ще лише телевізор з роздільною здатністю 4K. Чим більше екран, тим більше видно пікселів при тій же роздільній здатності.

Є також деякі питання щодо енергоспоживання MicroLED. Коли нам дозволили наблизитися до MicroLED-телевізорів у таких місцях, як CES 2020, тепло, що генерується цими дисплеями, було відчутним. Ми не знаємо, чи страждає 110-дюймова версія Samsung від тієї ж проблеми. Нарешті, є ціна: Як найновіша з існуючих технологій телевізійних дисплеїв, очікується, що MicroLED буде дуже дорогим, поки попит не знизить ціну.

У найближчі 12-24 місяці QD-OLED TV і QNED TV

QD-OLED ТЕЛЕВІЗОР

Настільки ж інтригуючою, як і технологія MicroLED для телевізорів надвеликого розміру, більшість людей мали б проблеми з пошуком місця для одного з цих бегемотів – тобто, якщо вони навіть могли б собі його дозволити. Таким чином, ми навряд чи побачимо поглинання MicroLED телевізорів розміром 75 дюймів або менше. Але це не означає, що ми застрягли з нашими існуючими технологіями.

Квантові точки OLED (QD-OLED) – це новий спосіб виробництва OLED-панелей, який допомагає усунути два потенційних недоліки сучасних OLED-телевізорів: Їх максимальна яскравість та об’єм і точність передачі кольору.

Завдяки реінжинірингу способу створення кольору OLED-пікселів – з невеликою допомогою квантових точок – телевізори QD-OLED усувають потребу в кольоровому фільтрі, який може поглинати до 70% світла, що проходить крізь нього. Ця одна зміна може значно збільшити кількість світла, яке може досягти глядачів, без шкоди для кольору. Це також може допомогти зменшити або усунути загрозу вигорання.

Багато чого з цього ще не доведено, оскільки ми ще не бачили перші QD-OLED-телевізори в дії, але, як ми розповідаємо в нашому огляді QD-OLED, є багато причин для оптимізму. Ми знаємо, що дисплейний підрозділ Samsung (Samsung Display) працює над виробництвом QD-OLED, і ми очікуємо побачити перші QD-OLED-телевізори, оголошені великим брендом – можливо, TCL – в 2021 році.

QNED TV

Чи можливо досягти такого ж ідеального чорного кольору, як в OLED-телевізорах, без будь-яких обмежень яскравості, притаманних OLED, і без використання дорогих MicroLED, або, можливо, навіть без використання OLED взагалі?

Це обіцяють квантові нановипромінюючі діоди (QNED). На даний момент більшість OLED-телевізорів використовують синій OLED-матеріал в якості основного джерела світла. Це синє світло можна змінити на біле за допомогою жовтого OLED-матеріалу, а потім перетворити в усі кольори веселки за допомогою кольорового фільтра, але це не найкраще рішення ні для яскравості, ні для точності передачі кольору, незважаючи на вражаючу загальну якість зображення OLED-телевізорів.

QD-OLED телевізори, як ми вже згадували вище, усувають кольоровий фільтр, але вони не змінюють фундаментальний двигун яскравості, яким все ще є синій OLED-матеріал.

Телевізор QNED замінює цей OLED-матеріал відносно новим винаходом, який називається нанострижневі світлодіоди. Нанострижні – це неймовірно маленькі циліндричні структури, які можна використовувати для розміщення таких же маленьких світлодіодів. Багатогранна форма наностержнів збільшує кількість світла, яке можуть випромінювати світлодіоди, а їх крихітний розмір може бути благом для надвисокої роздільної здатності, яка виходить далеко за межі 8K.

На даний момент існує думка, що виробники телевізорів все ще будуть покладатися на синє світло від цих наностержневих світлодіодів як основне джерело яскравості, а квантові точки продовжуватимуть перетворювати синє світло світлодіодів в червоне і зелене – так само, як в QD-OLED телевізорах. Але оскільки світлодіоди не схильні до вигорання, немає ніяких недоліків в тому, що для досягнення максимальної яскравості потрібно подавати максимально можливу кількість струму.

Примітно, що ці вдосконалення також можуть призвести до зниження витрат. З OLED-матеріалом важко працювати, і навіть найсучасніші технології виробництва все ще бачать вихід панелей, які нижчі, ніж у QLED-телевізорів. Заміна OLED на нанодротові світлодіоди може призвести до значної економії коштів – якщо це спрацює.

Звіти, опубліковані на початку 2020 року, свідчать про те, що Samsung Display досліджує способи заміни синього OLED у своїх панелях QD-OLED на сині нанодротові світлодіоди, що призведе до продажу перших телевізорів QNED – можливо, вже в 2022 році.

2023 рік і далі: QDEL TV

QDEL TV

Квантові точки в даний час використовуються для перетворення однієї довжини хвилі світла в іншу, майже без втрати яскравості. Ось чому вони з’являються в дисплеях QLED, QD-OLED і QNED. Але квантові точки не обмежуються цією роллю посередника. Вони також можуть живитися безпосередньо за допомогою електрики. Це називається електролюмінесценцією і лежить в основі технології електролюмінесцентних квантових точок (QDEL).

Замість того, щоб використовувати червоні та зелені квантові точки для перетворення синього світла, дисплеї QDEL використовують три квантові точки на піксель – червону, зелену та синю – які живляться безпосередньо від електрики. Результатом є дисплей, який на папері міг би бути Святим Граалем телевізійних технологій.

Кожен піксель є самовідтворюваним, тому, як і в OLED-дисплеях, ви отримуєте ідеальний чорний колір. Квантові точки з часом розпадаються, але, як і в дисплеях на основі світлодіодів, ризик вигорання відсутній. Відсутність колірного фільтра означає, що практично все генероване світло безперешкодно проходить до глядача, забезпечуючи більшу яскравість на ват енергії. А квантові точки можна наносити надзвичайно тонкими шарами, що зберігає всю гнучкість OLED, чого наразі не може зробити MicroLED.

Чому ми вже не створюємо QDEL-дисплеї, якщо вони такі чудові? Виявляється, що в той час як червоні і зелені квантові точки успішно виробляються в масштабах, сині квантові точки зробити складніше. Прогрес не стоїть на місці, але сьогоднішні сині квантові точки все ще не випромінюють достатньої яскравості, щоб на них можна було покластися в якості справжнього QDEL-дисплея.

Рекомендації редакції

Source: digitaltrends.com

Похожие записи:

  1. QLED проти OLED: Яка технологія телевізора краще?
  2. QLED проти OLED: Яка технологія телевізора краще?
  3. Квантові точки та нанострижні: Ласкаво просимо в дивне і дике майбутнє телебачення
  4. OLED проти LED: Який телевізійний дисплей краще?
Exit mobile version