Квантови точки и LCD телевизори
Няма съмнение, че въпреки някои недостатъци, LCD телевизорите са доминиращият тип телевизор, който се продава на потребителите като център на тяхното домашно забавление. Бързото приемане на LCD телевизора определено ускори разпадането на телевизори за CRT и за телевизори със задна проекция и е и основната причина, поради която плазмените телевизори вече не са с нас.
Въпреки това, OLED телевизорите се предлагат от мнозина, като "подобреното" им представяне е правомерният наследник на LCD. Всъщност, LG е поставил своя залог върху тази технология, като произвежда и активно рекламира телевизори OLED.
Въпреки това, колкото и привържениците да искат да мислят, че OLED представлява стъпка в развитието на телевизионните технологии, LCD телевизорите все още могат да се възползват от включването на Quantum Dots.
Какво е квантово точка?
За целите на приложението на телевизори и видео дисплеи, Quantum Dot е изкуствено създаден нанокристал с полупроводникови свойства, който може да се използва за подобряване на яркостта и цветовата ефективност, показвани в неподвижни и видео изображения на LCD екран.
Квантовите точки са излъчващи частици (до известна степен като фосфор на плазмен телевизор), но в този случай, когато те са ударени с фотони от външен източник на светлина (в случая на LCD телевизор, Blue LED светлина), всяка точка излъчва цвят на определена честотна лента, която се определя от нейния размер.
По-големите точки излъчват светлина, която е изкривена на червено, а като точките стават по-малки, те излъчват светлина, която е изкривена повече към зелено. Когато квантовите точки с определени размери са групирани заедно в структура (повече на тази на следващата страница) и се комбинират със светлинен източник със син LED, те могат да излъчват светлина по цялата цветна честотна лента, необходима за гледане на телевизия. Като се възползват от качествата на Quantum Dot, телевизионните производители могат да подобрят яркостта и цветовата ефективност на LCD телевизорите над съществуващите възможности.
Изображението по-горе показва структурата като квантова точка (вдясно), хипотетичен пример за отношението на свойствата за цветно излъчване на Quantum Dot според размера (отляво) и метода, по който Quantum Dots се произвеждат в действителност от лабораторията на д-р Франкенщайн или от лабораторията по химия).
Как квантовите точки могат да се използват в LCD телевизори
След като са направени квантови точки, различните точки могат да бъдат поставени на случаен принцип или по начин, организиран по размер, в корпус, който може да бъде поставен в LCD телевизор (с LCD телевизор точките обикновено са два размера, единият оптимизиран за зелено и другият е оптимизиран за червено).
Изображението, показано на тази страница, илюстрира как могат да се използват квантови точки в LCD телевизор, в зависимост от използвания тип корпус.
- Разположен е вътре в корпус (наричан "Edge Optic") покрай границите на LCD панела между синия светодиоден източник на светлина и LCD панела (за осветени светодиодни / LCD телевизори).
- На "слой за подобряване на филма", поставен между синия светодиоден източник на светлина и LCD панела (за телевизори с Full Array или директно светещи LED / LCD).
- На чип, който е поставен върху източници на светлинни сини светодиоди по ръба на LCD панела (за осветени LED / LCD телевизори).
Във всеки от методите син лазерен LED изпраща светлина през квантовите точки, които след това се вълнуват, за да излъчват червена и зелена светлина (която също се комбинира със синьо, идващо от светодиодния източник на светлина). След това цветната светлина преминава през LCD чиповете, цветните филтри и на екрана за показване на изображението. Добавеният слой Quantum Dot позволява на LCD телевизора да показва по-наситена и по-широка цветова гама от LCD телевизорите без добавения слой Quantum Dot.
Разгледайте видео демонстрация на приложението с квантова точка в LCD монитор (Geeks за домашно кино / QD Vision)
Ефектът от добавянето на квантови точки към LCD телевизорите
Показаната по-горе е диаграма и пример за това как добавянето на квантови точки към LCD телевизорите може да подобри цветовата ефективност.
В графиката в горната част има стандартно графично изображение, което илюстрира пълния видим цветови спектър. Въпреки това телевизорите и видеотехнологиите не могат да покажат целия спектър на цветовете, така че с оглед на това, триъгълниците, показвани в рамките на този спектър, показват колко близки са различните цветови технологии, използвани в устройствата за видео дисплей, които приближават тази цел.
Както можете да видите от референтните триъгълници, LCD телевизорите, използващи традиционното бяло LED гръб или осветление на осветлението, далеч по-малко от стандарта за цветове NTSC, приет през 1953 г. за предаване на цветовете. Въпреки това, както виждате, когато Quantum Dots се добавят към сместа, цветът на LCD телевизор има способността да се разширява достатъчно далеч, за да отговаря на стандартните изисквания за цветовете на NTSC.
Практически ефект: Цветовете са по-наситени и естествени, както е показано в сравненията под графиката.
Също така е важно да се отбележи, че Quantum Dots могат да се използват и за задоволяване на нуждите както на стандартите за цветовете HD (rec.709), така и на Ultra HD (rec.2020 / BT.2020), както е описано в статията Квантови точки за изключително високи цветови гами в LCD дисплеи публикуван от Международното дружество за оптика и фотоника.
LCD срещу OLED
Както се споменава в моето въведение в тази статия, LCD телевизорите са най-често срещаните видове, използвани в домакинствата по целия свят. Въпреки това, това е казано, LCD телевизори имат недостатъци, които включват насищане на цвят и черно ниво на изпълнение, особено в сравнение с плазмени телевизори. Включването на светодиодни системи за осветяване в черно и бяло е помогнало донякъде, но това не беше достатъчно.
В отговор на тези недостатъци телевизионната индустрия (най-вече LG) преследва OLED като решение, тъй като телевизорите, в които има OLED технология, могат да произвеждат едновременно по-широка цветова гама и абсолютно черно.
Въпреки това, въпреки че OLED е приветствана като по-добра алтернатива на LED / LCD, след години на обещания и неуспешни опити да достигне до пазара, през 2014 г. само LG и Samsung навлязоха на телевизионния пазар с телевизори с голям екран OLED, леко различни подходи.
LG използва система, наречена WRGB, която е комбинирана подсветка от OLED подложки с бяла светлина и цветни филтри за създаване на изображения, докато Samsung включва вградени OLED подпиксели, червени, зелени и сини, излъчващи светлина.
OLED телевизорите наистина изглеждат страхотно, но има един основен проблем, който спира останалата част от телевизионната индустрия да донесе OLED телевизори на пазара в масов мащаб, цена.
Също така трябва да се отбележи, че Samsung пусна производството на телевизионни OLED телевизори през 2015 г., като LG и сега Sony са единствените източници за OLED телевизори, насочени към потребителския пазар.
Независимо от твърдението, че LCD телевизорите са по-сложни в структурата, отколкото тези на OLED телевизорите, реалният факт е, че OLEDs досега са били по-скъпи за производство при големи размери на екрана, изисквани за телевизори. Това се дължи на дефекти, които се появяват в производствения процес, които водят до отхвърляне на голям процент от OLED екрани за използване при големи размери на екрана. В резултат на това повечето от предполагаемите предимства на OLED (като възможността за показване на по-широка цветова гама и по-дълбоко черно ниво) над LED / LCD телевизори са задушени.
Възползвайки се от производствените проблеми на OLED и възможността за включване на Quantum Dots в текущо изпълнения дизайн на LED / LCD телевизор (и много малка промяна в монтажната линия), Quantum Dots може да бъде билетът, това, което производителите на телевизори се надяваха с OLED - и с много по-ниски разходи.
LCD с квантови точки срещу OLED
На тази страница е показана диаграма, която сравнява яркостта, покритието на цветовете и изискванията за консумация на електроенергия на два Sony LED / LCD телевизора, които включват Quantum Dots с първото поколение OLED телевизори, пуснати от Samsung и LG.
Без да се впускате в много технически подробности, когато сравнявате четирите комплекта, ще намерите покритието на цветовете, използвано за сравняване на двата комплекта снабдени с Sony Quantum Dot, а оригиналът на Samsung OLED е много близо, а LG OLED всъщност се оказва, че не е изпълнено.
От друга страна, докато комплектът Samsung има възможност за висока яркост, двете Sony Quantum Dot LED / LCD и LG OLED комплекти са много близки.
Обаче най-различна е разликата в консумацията на електроенергия. Както можете да видите, и двете OLED телевизори консумират повече енергия, отколкото Sony, използван в това сравнение, особено когато смятате, че 65-инчовият Sony 4K комплект консумира по-малко енергия от 55-инчовия OLED телевизор. Това би означавало, че без да се налага инженеринг да се развива в бъдещите поколения на OLED телевизори, 65-инчовият OLED телевизор може да консумира по-голяма мощност от еквивалента на еквивалентна на еквивалентна LED / LCD телевизор с квантова точка.
Друго нещо, което трябва да имате предвид, е, че докато LED / LCD телевизорите консумират енергия на по-стабилно ниво, независимо от изхода на яркостта (въпреки че други функции на телевизора, като Smart TV и т.н. , Консумацията на енергия от OLED TV се променя с нивото на яркост, необходимо за създаване на изображения. Така че, колкото по-светло е съдържанието, толкова повече консумирана мощност - и разбира се, включването на Smart TV и други функции също ще промени това.
Така, както виждате, както е показано в диаграмата, допълнителният фактор на разходите при производството и закупуването на OLED телевизор може да не донесе подобно подобрение в сравнение с LED / LCD телевизор, оборудван с Quantum Dot.
Квантови точки - колоритен настояще и бъдеще
Има три основни доставчици на технология Quantum Dot за използване в телевизори, QD Vision (която осигурява оптично решение за крайни светодиодни / LCD телевизори) и Nanosys и 3M (които осигуряват опцията Quantum Dot film (QDEF) за използване с Full Array осветени LED / LCD телевизори).
От лявата страна на снимката, показана по-горе, телевизорът от лявата страна е Samsung 4K LED / LCD телевизор Samsung, а отдясно и отдолу е LG 4K OLED телевизор. Точно над LG OLED TV е Philips 4K LED / LCD телевизор, оборудван с Quantum Dot технология. Както можете да видите, червените изпъкват повече на Philips, отколкото на Samsung и са малко по-наситени от червените, показани на LG OLED комплекта.
От дясната страна на снимката са примери за телевизори, оборудвани с Quantum Dot, от TCL и Hisense.
Използването на Quantum Dots е постигнало голям скок напред, тъй като няколко телевизионни производители показаха телевизори с квантово заснемане на 2016 CES, включително Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio и Philips.
Независимо от това, доста странно, LG, който показваше някои прототипи за Quantum Dot TV през 2015 г., очевидно реши да отстъпи и да вложи повече ресурси в по-скъпата си OLED телевизионна технология.
От друга страна, с LG и Sony (от 2017 г.), които са единствените производители на OLED телевизори (Sony OLED телевизори използват LG OLED панели), алтернативата на Quantum Dot за подобряване на цветовете, предлагана от QD Vision, Nanosys и 3M да позволи на LCD да продължи да бъде господстващо на пазара в продължение на години и десетилетия да дойде. Следващия път, когато пазарувате за телевизор, проверете дали има "QQT", "QDT" или подобен етикет на комплекта или в ръководството за потребителя - това ще ви каже че телевизията използва технология с квантова точка.
Квантови точки и HDR: По-добре заедно: комбиниране на HDR и квантови точки (QD Vision)
Квантови точки в мобилни дисплеи: Apple Retina (Технически радар)
