Korištenje kvantnih točkica za poboljšanje performansi LCD televizora

Saznajte što trebate znati o kvantnim točkama (zvani QLED)

Kvantne točkice i LCD televizori

Slika prikazuje kvantna dotna struktura i kako se izrađuju. Image Ljubaznošću QD Vision

Nema sumnje da, unatoč nekim nedostacima , LCD televizori dominantni su tipovi televizora koji se prodaju potrošačima kao središte svog iskustva kućne zabave. Brzo prihvaćanje LCD TV-a definitivno je ubrzalo propadanje CRT i stražnjih projekcijskih televizora te je također glavni razlog što plazma televizori više nisu s nama .

Međutim, mnogi su OLED TV- ovi promoviraju, uz "poboljšanu" izvedbu kao pravi nasljednik LCD zaslona. U stvari, LG je stavio svoju ulogu na tu tehnologiju proizvodnjom i aktivnim promicanjem OLED televizora.

No, koliko god bi zagovornici mogli vole misliti da OLED predstavlja korak u televizijskoj tehnologiji, LCD televizori i dalje mogu zauzeti vrhunac s ugradnjom kvantnih točaka.

Što je kvantna točka?

Za potrebe primjene na televizorima i video zasloni, Quantum Dot je umjetno nanokristalna ploča s poluvodičkim svojstvima koja se mogu koristiti za poboljšanje svjetline i performansi boje koji se prikazuju u nepokretnim i video snimkama na LCD zaslonu.

Kvantne točkice su emitivne čestice (nešto poput fosfora na Plazma TV), ali u ovom slučaju, kada su pogođene fotonima s vanjskog izvora svjetlosti (u slučaju aplikacije LCD TV plava LED svjetlost), svaka točka emitira boju specifične širine pojasa, koja je određena njezinom veličinom.

Veće točkice emitiraju svjetlost koja je nagnuta prema crvenom, a kad se točkice smanje, emitiraju svjetlost koja je nagnuta više prema zelenilu. Kada se kvantne točke određenih veličina grupiraju zajedno u strukturi (više o tome na sljedećoj stranici) i kombiniraju se s izvorom plavog LED svjetla, mogu emitirati svjetlost preko cijele širine boja potrebne za gledanje televizije. Iskoristivši svojstva Quantum Dot, proizvođači TV-a mogu poboljšati svjetlinu i performanse boja LCD televizora iznad trenutačnih mogućnosti.

Slika iznad prikazuje strukturu kvantne točke (desno), hipotetički primjer odnosa kvantnih točkastih svojstava boja prema veličini (lijevo) i metoda kojom se kvantne točkice zapravo proizvode (izgleda kao nešto iz dr. Frankensteina laboratorija ili fakultetskog kemijskog laboratorija).

Kako se kvantne točkice mogu koristiti na LCD televizoru

Slika Quantum Dot aplikacijske karte. Image Ljubaznošću QD Vision

Nakon što se stvore kvantne točkice, različite točkice veličine mogu se postaviti nasumično ili u obliku organizirane veličine u kućištu koje se može nalaziti unutar LCD televizora (s LCD televizorom točkice su obično dvije veličine, jedna je optimizirana za Green i drugi optimiziran za Crvenu).

Slika prikazana na ovoj stranici prikazuje kako se kvantne točkice mogu koristiti na LCD televizoru, ovisno o vrsti kućišta tipa.

U svakoj od metoda, Plava LED šalje svjetlost kroz kvantne točkice, koje se potom uzbuđuju tako da emitiraju crvenu i zelenu svjetlost (koja se također kombinira s plavom koja dolazi od LED izvora svjetlosti). Različito svjetlo u boji prolazi kroz LCD čipove, filtre u boji i na zaslonu za prikaz slike. Dodani kvantni dotični emitivni sloj omogućuje LCD televizoru da prikazuje zasićeniju i širi spektar boja od LCD televizora bez dodanog sloja Quantum Dot.

Provjerite video demonstraciju kvantne točke aplikacije na LCD monitoru (Home Theater Geeks / QD Vision)

Učinak dodavanja kvantnih točaka na LCD televizore

Grafikon prikazuje učinak QD Vision boja IQ kvantna točka boja povećava gamut za televizore. Grafikon Ljubaznost QD Visiona

Gore prikazano je i grafikon i primjer kako dodavanje kvantnih točaka na LCD televizore može poboljšati performanse boja.

Na grafikonu na vrhu je standardni grafički prikaz koji ilustrira puni vidljivi spektar boja. Međutim, televizori i video tehnologije ne mogu prikazati cijeli spektar boja, pa su tako trokuti prikazani unutar tog spektra pokazali koliko se bliske tehnologije boja upotrebljavaju u uređajima za prikaz videozapisa pristupaju tom cilju.

Kao što možete vidjeti iz referentnih trokuta, LCD televizori s tradicionalnim bijelim LED pozadinskim osvjetljenjem ili rubom prikazuju se daleko manje od NTSC standarda boja koji je usvojen 1953. za prijenos u boji. Međutim, kao što vidite i kad se kvantne točkice dodaju u kombinaciju, boja na LCD TV-u ima mogućnost proširiti se dovoljno daleko da zadovolji standarde NTSC boja.

Praktični učinak: Boje su zasićene i prirodnije, kao što je prikazano usporedbama ispod grafikona.

Važno je istaknuti da se kvantne točkice također mogu koristiti kako bi se zadovoljile potrebe standarda boja HD (rec.709) i Ultra HD (rec.2020 / BT.2020), kao što je opisano u članku Quantum Dots For Ultra - visoku razinu boje u LCD zaslona koje je objavilo Međunarodno društvo za optiku i fotoniku.

LCD vs OLED

Grafikon uspoređuje LCD televizor s IQ kvantnim točkama boje u odnosu na OLED TV. Grafikon Ljubaznost QD Visiona

Kao što je spomenuto u uvodu ovog članka, LCD televizori najčešći su tipovi koji se koriste u kućanstvima širom svijeta. Međutim, kao što je rečeno, LCD televizori imaju nedostatke, koji uključuju zasićenost boja i performanse crne razine, osobito u usporedbi s plazma TV-ima. Ugrađivanje LED crnih i rubnih sustava osvjetljenja pomalo je pomoglo, ali to nije sasvim dovoljno.

Kao odgovor na ove nedostatke, TV industrija (uglavnom LG) provodi OLED kao rješenje, jer televizori koji sadrže OLED tehnologiju mogu proizvesti i širi spektar boja i apsolutnu crnu.

Međutim, iako je OLED pozdravljen kao bolja alternativa LED / LCD-u, nakon godina obećanja i neuspjelih pokušaja da dođu na tržište, 2014. godine samo su LG i Samsung ušli na TV tržište s OLED televizorima velikog zaslona koji su predstavljeni na CES 2013 malo drugačiji pristup.

LG koristi sustav koji se naziva WRGB, koji kombinira OLED podpiksele bijelog svjetla i filtre boja za stvaranje slika, dok Samsung uključuje pravu crvenu, zelenu i plavu svjetlost koja emitira OLED podpiksele.

OLED televizori stvarno izgledaju sjajno, ali postoji jedan od glavnih problema koji zaustavlja ostatak TV industrije da dovede OLED televizore na tržište na masovnoj razini, trošak.

Također, valja istaknuti da je Samsung odustao od proizvodnje OLED televizije u 2015. godini, ostavljajući LG i, a sada Sony, jedini izvor za OLED televizore usmjerene na tržište potrošača.

Unatoč tvrdnji da su LCD televizori složenije od strukture od OLED televizora, stvarna je činjenica da su OLED-ovi dosad bili skuplji za izradu velikih veličina zaslona potrebnih za televizore. To je zbog nedostataka koji se pojavljuju u proizvodnom procesu, što rezultira velikim postotkom OLED zaslona koji se odbijaju od upotrebe za velike veličine zaslona. Kao rezultat, većina OLED-ovih pretpostavljenih prednosti (kao što je mogućnost prikazivanja šireg spektra boja i dubljoj razini crne boje) preko LED / LCD televizora ugušena je.

Iskoristivši OLED-ove probleme proizvodnje i sposobnost ugradnje kvantnih točaka u trenutno izvedeni dizajn LED / LCD televizora (i vrlo malo promjena u sklopu montaže), Quantum Dots može biti karta za približavanje LED / LCD TV performansi što su TV proizvođači nadali OLED-u - i to po mnogo nižoj cijeni.

LCD s kvantnim točkama vs OLED

Grafikon uspoređuje Sony LCD televizore s Color IQ Quantum Dots vs LG i Samsung OLED TVs. Grafikon Ljubaznost QD Visiona

Prikazan je na ovoj slici grafikon koji uspoređuje svjetlinu, pokrivenost boja i zahtjeve za potrošnju energije dvaju Sony LED / LCD televizora koji sadrže kvantne točkice s OLED televizorima prve generacije koje su izdali Samsung i LG.

Bez uobičajenih tehničkih detalja, kada usporedite sva četiri seta, otkrivate da pokrivenost boja dva LG Quantum Dot opremljena LED / LCD kompleta koriste se za usporedbu, a originalni Samsungov OLED set vrlo su blizu, a LG OLED čini se da se čini da je manje izveden.

S druge strane, iako je Samsungov set sposoban za visoku svjetlinu, i Sony Quantum Dot LED / LCD i LG OLED setovi su vrlo blizu.

Međutim, najčešća je razlika u potrošnji energije. Kao što vidite, oba OLED televizora troše veću snagu od Sonyjevog kompleta koji se koristi u ovoj usporedbi, pogotovo kada dodatno uzmete u obzir da 65-inčni Sony 4K set potroši manje snage od bilo 55-inčnih OLED televizora. To bi značilo, bez ikakvog inženjerskog napretka u budućim generacijama OLED televizora, da 65-inčni OLED TV može potrošiti više snage nego ekvivalent LED / LCD televizora koji podržava kvantne točke.

Također, još jedna stvar koju treba imati na umu jest da, iako LED / LCD televizori konzumiraju energiju na ravnomjernijoj razini bez obzira na izlaz svjetlosti (iako druge značajke na TV-u, kao što je Smart TV, itd ..., mogu utjecati na potrošnju energije) , Potrošnja energije OLED TV mijenja se s razinom svjetline potrebne za stvaranje slika. Dakle, što je sadržaj svjetliji, to je veća snaga koja se troši - i naravno, uključivanje Smart TV i drugih značajki također će promijeniti to.

Dakle, kao što možete vidjeti kako je prikazano na grafikonu, dodatni faktor troškova za proizvodnju i kupnju OLED televizora možda neće pružiti toliko poboljšanja u odnosu na LED / LCD televizor opremljen s Quantum Dotom.

Kvantne točkice - bojazan sadašnjost i budućnost

Quantum Dot Technology Demo i primjeri kvantnih Dot televizora na 2016. CES-u. Fotografija © Robert Silva - Licencirano za winicare.com

Postoje tri glavna ponuđača tehnologije Quantum Dot za uporabu u televizorima, QD Vision (koji pruža rubnooptimalno rješenje za rubno osvijetljene LED / LCD televizore), te Nanosys i 3M (koji nude opciju Quantum Dot film (QDEF) za uporabu s LED / LCD televizorima s pozadinskim osvjetljenjem s punim rasporedom).

Na lijevoj strani gore prikazane fotografije, TV lijevo lijevo je Samsung 4K LED / LCD TV, a samo na desno i na dnu je LG 4K OLED TV. Upravo iznad LG OLED TV je Philips 4K LED / LCD televizor opremljen tehnologijom Quantum Dot. Kao što možete vidjeti, crvene boje ispadaju više na Philips nego na Samsungovom setu i malo su zasićene od crvenih boja prikazanih na LG OLED setu.

S desne strane fotografije primjeri su kvantnih Dotovih televizora s TCL i Hisense.

Korištenje kvantnih točaka poduzelo je veliki korak naprijed, budući da su tvornici televizora pokazali Quantum Dot-omogućen TV na 2016. CES-u, uključujući Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio i Philips.

Međutim, čudno, LG, koji je prikazao neke prototipove Quantum Dot TV-a 2015. godine , očito je odlučio odustati i staviti više resursa u svoju skupu OLED TV tehnologiju.

S druge strane, LG i Sony (od 2017. godine) jedini su proizvođači OLED televizora (Sony OLED televizori koriste LG OLED ploče), Quantum Dot alternativa za poboljšanje boje koju nude QD Vision, Nanosys i 3M, omogućuju LCD-u da nastavi tržišnu dominaciju već godinama i desetljećima koja dolaze. Dakle, sljedeći put kad kupujete televizor, provjerite ima li "IQ boja", "QLED", "QD", "QDT" ili slična oznaka na uređaju ili u korisničkom priručniku - to će vam reći vi da TV koristite Quantum Dot tehnologiju.

Kvantne točkice i HDR: bolje zajedno: kombinacija HDR i kvantnih točaka (QD Vision)

Kvantne točkice u mobilnim zaslonima: Apple Retina (Tech Radar)