النقاط الكمومية والنانورود: هذا هو المستقبل الغريب للتلفزيون

ذات مرة، كان هناك خياران لأجهزة التلفاز ذات الشاشات الكبيرة. توفر أجهزة تلفزيون LED (تلفزيون LCD مزود بإضاءة خلفية LED) الخيار الأفضل للسطوع والدقة، في حين كانت أجهزة عرض الفيديو هي الحل الواضح لأولئك الذين يقدرون حجم الصورة الكبير حقًا والقدرة على التحكم في البيئة المحيطة ضوء. لكن ذلك كان منذ أكثر من عقد من الزمن، وقد تغير الزمن يا فتى. اليوم، لدينا تلفزيون QLED، وتلفزيون OLED، وتلفزيون LED صغير (ناهيك عن أجهزة العرض قصيرة المدى الجديدة التي تعمل بالليزر). وفي غضون بضعة أشهر، يمكنك إضافة تلفزيون MicroLED إلى تلك القائمة.

ولكن هذه مجرد البداية. وفي الأفق القريب توجد ثلاث تقنيات أخرى تبدو مستعدة لتغيير مشهد التلفزيون بشكل أكبر: العمل على QNED، إن شاشات QD-OLED وQDEL هي في مراحل مختلفة من التطوير وقد نشهد أول هذه الابتكارات خلال الـ 12 القادمة شهور. ماذا تعني كل هذه الاختصارات، والأهم من ذلك، كيف ستؤثر على قرارات شراء التلفزيون؟ دعونا نحلل هذا الحساء الأبجدي ونتوصل إلى بعض الإجابات.

اليوم: تلفزيون LED، تلفزيون QLED، تلفزيون LED صغير، وتلفزيون OLED

تلفزيون إل إي دي

أقدم تقنيات التلفزيون المتوفرة لدينا حاليًا وأكثرها تكلفة هي تلفزيون LED. إنها تسمية خاطئة: من الناحية الفنية، سيستخدم تلفزيون LED الحقيقي مصابيح LED لجميع جوانب الصورة التي تراها، ولكن هذا ليس ما يحدث هنا تمامًا. تلفزيون LED هو في الواقع تلفزيون LCD يستخدم مصابيح LED كمصدر للضوء، لكنه لا يستخدمها لإنتاج الصورة النهائية. تقع هذه المهمة على عاتق لوحة LCD ومرشح الألوان اللاحق.

يمكنك العثور على أجهزة تلفزيون LED بسعر لا يقل عن 85 دولارًا خلال العروض الترويجية الخاصة مثل Black Friday، مما يجعلها جذابة للغاية، ولكن تلفزيون LED له أيضًا عيوب. تستهلك الإضاءة الخلفية الخاصة بهم قدرًا لا بأس به من الطاقة. تعد لوحات LCD الخاصة بها جيدة في السماح بمرور الضوء، ولكنها ليست جيدة في حجبه، مما يعني أن اللون الأسود ليس عميقًا أو داكنًا كما ينبغي. أخيرًا، الضوء الأبيض الناتج عن الإضاءة الخلفية ليس أبيضًا كامل الطيف، لذا فإن بعض الألوان غير ممكنة والبعض الآخر ليس دقيقًا دائمًا.

• تلفزيون LED مقابل. تلفزيون ال سي دي

تلفزيون كيو إل إي دي

في أوائل عام 2010، بدأت شركات سوني وسامسونج والعديد من الشركات الأخرى في تجربة مادة تعرف باسم النقاط الكمومية. تم اكتشاف أن أشباه الموصلات الجسيمات النانوية تمتلك جودة مثيرة للاهتمام تتمثل في قدرتها على إصدار ترددات دقيقة للغاية من الضوء عند تحفيزها بمصدر طاقة. لقد أثبتوا أيضًا أنهم فعالون للغاية في تحويل تلك الطاقة إلى ضوء.

أدرك صانعو أجهزة التلفاز أنه باستخدام طبقة من النقاط الكمومية المضبوطة بدقة أعلى الإضاءة الخلفية بتقنية LED، يمكنهم قم بملء أجزاء الطيف اللوني التي كان مؤشر LED مفقودًا، وبالتالي إنشاء لون أبيض كامل ونقي للغاية ضوء. وأفضل ما في الأمر هو أن القيام بذلك لا يتطلب أي طاقة إضافية تقريبًا، وكانت النتيجة سطوعًا ممتازًا وحجم اللون ودقة الألوان. كان هذا بمثابة ميلاد تقنية Quantum Dot LED (QLED)، وأصبحت تقنية العرض المفضلة لمجموعة واسعة من أجهزة التلفاز، بدءًا من أجهزة التلفاز الرخيصة مقاس 50 بوصة بدقة 4K وحتى تلفزيونات 98 بوصة 8K. توفر تلفزيونات QLED حاليًا أفضل نسبة سعر إلى حجم الشاشة بين جميع تقنيات التلفزيون القائمة على اللوحات (لا تزال أجهزة العرض هي أرخص وسيلة للحصول على شاشة كبيرة جدًا) صورة).

ولكن على الرغم من الألوان المتفوقة إلى حد كبير في تلفزيون QLED، إلا أنها لا تزال تعتمد على متغيرين للتحكم في التباين و مستويات اللون الأسود: تعتيم انتقائي للإضاءة الخلفية وحجب أي ضوء متبقٍ باستخدام شاشة LCD مصفوفة. إنها ليست مثالية: لا يزال العديد من أجهزة تلفزيون QLED ينتهي بها الأمر باللون الأسود الذي هو في الواقع رمادي غامق جدًا، وفي المشاهد التي تكون داكنة جدًا ومظلمة جدًا العناصر الساطعة على الشاشة في نفس الوقت، تحصل على "تفتح" - هالة طفيفة من السطوع تتسرب إلى المناطق المظلمة من الشاشة. صورة.

تلفزيون إل إي دي صغير

تتمثل إحدى طرق حل مشكلة تباين QLED في ممارسة تحكم أكبر في الإضاءة الخلفية لـ LED. تتكون الإضاءة الخلفية النموذجية لتلفزيون QLED من مئات من مصابيح LED الفردية، مقسمة إلى عشرات المناطق. يؤدي إيقاف تشغيل كل مؤشر LED في منطقة معينة إلى إنتاج لون أسود جميل وعميق، ولكن في كثير من الأحيان تكون المناطق كبيرة جدًا بحيث لا يمكنها القيام بذلك دون التأثير سلبًا على أجزاء من الصورة.

تعد أجهزة تلفزيون Mini-LED محاولة لحل هذه المشكلة عن طريق زيادة عدد مصابيح LED في الإضاءة الخلفية بشكل كبير - مع وجود آلاف من مصابيح LED الصغيرة بدلاً من مئات المصابيح الأكبر حجمًا. المزيد والأصغر من مصابيح LED يعني مناطق أكثر وأصغر، والتي كما خمنت على الأرجح، تؤدي إلى تحكم أكبر في السطوع (أو الظلام) عبر الشاشة. لقد رأينا عددًا قليلاً فقط من أجهزة التلفاز Mini-LED حتى الآن، لكنها أثبتت بالفعل نجاح الاستراتيجية. تنتج أجهزة التلفاز هذه بعضًا من أعمق درجات اللون الأسود التي رأيناها على الإطلاق على تلفزيون بإضاءة خلفية LED.

في الوقت الحالي، TCL هي العلامة التجارية التلفزيونية الوحيدة التي تبيع أجهزة تلفزيون Mini-LED، لكننا نتوقع تقريبًا أن تبيع جميع العلامات التجارية التي لا تزال تنتج أجهزة تلفزيون تعتمد على QLED نماذج Mini-LED في عام 2021.

• ميني LED مقابل. تلفزيون كيو إل إي دي
• مراجعة تلفزيون TCL 6-Series Mini-LED
• مراجعة تلفزيون TCL 8-Series Mini-LED

تلفزيون أوليد

ماذا لو كان بإمكانك التخلص من الإضاءة الخلفية تمامًا، وجعل كل بكسل على شاشة التلفزيون ينتج الضوء واللون الخاص به؟ هذه هي بالضبط الطريقة التي تعمل بها أجهزة تلفزيون LED العضوية (OLED). كل بكسل OLED عبارة عن مصنع مستقل للضوء والألوان، مما يمنح تلفزيونات OLED ميزتين متميزتين. بدون إضاءة خلفية منفصلة، ​​فهي رفيعة بشكل لا يصدق ويمكن تحويلها إلى أوراق مرنة وقابلة للدوران. عدم وجود إضاءة خلفية يعني أيضًا اللون الأسود المثالي. عندما يتم إيقاف تشغيل بكسل OLED فردي، فإنه لا ينبعث منه أي ضوء على الإطلاق. إنه ببساطة لا يصبح أكثر قتامة من OLED في الوقت الحالي.

على الرغم من روعة تلفزيونات OLED، إلا أنها لا يمكن أن تصبح ساطعة مثل تلفزيونات QLED، وفي بعض الحالات، يمكن أن تعاني من كلتا الصورتين الاحتفاظ (رؤية أجزاء من الصورة السابقة تلتصق مؤقتًا مثل الظل) والحرق (عندما يصبح الاحتفاظ بالصورة ظاهريًا). دائم). وهذا من الآثار الجانبية المؤسفة لشاشات OLED: كلما جعلتها أكثر سطوعًا (عن طريق تشغيل تيار أكبر من خلالها)، كلما قصر عمرها الافتراضي. تميل أجهزة تلفزيون OLED أيضًا إلى أن تكون أكثر تكلفة من أجهزة تلفزيون QLED. ويرجع ذلك جزئيًا إلى وجود عدد أقل من الشركات التي تصنع لوحات OLED الشركات التي تبيع تلفزيونات OLED، ولكن السبب أيضًا هو أن عملية تصنيع OLED أحدث وأكثر تكلفة من صنع QLED يعرض.

• تلفزيون OLED مقابل. تلفزيون إل إي دي
• تلفزيون OLED مقابل. تلفزيون كيو إل إي دي

غدًا: تلفزيون MicroLED

أعلنت شركة سامسونج للتو أنها ستبدأ في بيع أول أجهزة تلفزيون تستهدف المستهلك مصنوعة من MicroLED التكنولوجيا، التي كانت تستخدمها سابقًا فقط في المنشآت التجارية المتطورة. تستخدم أجهزة تلفزيون MicroLED نفس مبدأ OLED، حيث أن كل بكسل MicroLED ينتج كلاً من الضوء واللون، ولكن دون الحاجة إلى إضاءة خلفية.

نظرًا لأن وحدات البكسل هذه تستخدم مصابيح LED صغيرة، وليس شاشات OLED، فإنها يمكنها تحقيق مستويات مذهلة من السطوع، مستويات مثالية من اللون الأسود، ولا يعانون أبدًا من الاحتراق لأن مصابيح LED لا تتأثر بذلك مشكلة. يبدو الأمر وكأنه أفضل ما في العالمين، وهو على وشك أن يكون كذلك. ومع ذلك، فإن شاشات MicroLED الحالية بها بعض العيوب.

على الرغم من صغر حجم مصابيح LED هذه، إلا أنها لا يمكن أن تصبح صغيرة مثل مصابيح OLED. وهذا يعني أنه يمكنك أن تناسب أي حجم معين من أجهزة التلفاز عدد شاشات OLED أكبر من شاشات MicroLED، ولهذا السبب قد يكون حجم شاشة MicroLED الأولى من سامسونج يبلغ 110 بوصة، لكنها لا تزال بدقة 4K فقط تلفزيون. كلما كبرت الشاشة، زادت وضوح وحدات البكسل بنفس الدقة.

هناك أيضًا بعض التساؤلات حول استهلاك الطاقة في MicroLED. عندما سُمح لنا بالاقتراب من أجهزة تلفزيون MicroLED في أماكن مثل CES 2020، كانت الحرارة المتولدة عن هذه الشاشات واضحة. ولا نعرف ما إذا كانت نسخة سامسونج 110 بوصة تعاني من نفس المشكلة. أخيرًا، هناك السعر: باعتبارها أحدث تقنيات عرض التلفزيون الحالية، توقع أن تكون MicroLED باهظة الثمن حتى يؤدي الطلب إلى انخفاض السعر.

• تلفزيون MicroLED مقابل. تلفزيون إل إي دي صغير
• تلفزيون MicroLED مقابل. تلفزيون أوليد

خلال الـ 12 إلى 24 شهرًا القادمة: تلفزيون QD-OLED وتلفزيون QNED

تلفزيون QD-OLED

على الرغم من أن تقنية MicroLED مثيرة للاهتمام بالنسبة لأجهزة التلفاز كبيرة الحجم، إلا أن معظم الأشخاص سيواجهون صعوبة في العثور على مكان لواحدة من هذه الأجهزة العملاقة - هذا إذا كان بإمكانهم شراء واحدة. على هذا النحو، من غير المرجح أن نشهد استحواذ MicroLED على أجهزة التلفاز بحجم 75 بوصة أو أصغر. لكن هذا لا يعني أننا عالقون في تقنياتنا الحالية.

تعد تقنية Quantum dot OLED (QD-OLED) طريقة جديدة لتصنيع لوحات عرض OLED التي تساعد على معالجة اثنين نقاط الضعف المحتملة في أجهزة تلفزيون OLED الحالية: أقصى سطوع لها وحجم الألوان ودقتها.

من خلال إعادة هندسة الطريقة التي تنتج بها بكسلات OLED الألوان - مع القليل من المساعدة من النقاط الكمومية - تلغي أجهزة تلفزيون QD-OLED الحاجة إلى مرشح الألوان، والذي يمكنها امتصاص ما يصل إلى 70% من الضوء الذي يمر من خلاله. هذا التغيير الوحيد لديه القدرة على زيادة كمية الضوء التي يمكن أن تصل إلى المشاهدين بشكل كبير، دون المساس باللون. وقد يساعد أيضًا في تقليل خطر الاحتراق أو القضاء عليه.

لم يتم إثبات الكثير من هذا لأننا لم نر بعد أول أجهزة تلفزيون QD-OLED قيد التشغيل، ولكن كما نغطي في تقريرنا شرح QD-OLED، هناك الكثير من الأسباب للتفاؤل. نحن نعلم أن قسم شاشات العرض في سامسونج (Samsung Display) يعمل على تصنيع QD-OLED، ونتوقع أن نرى أول أجهزة تلفزيون QD-OLED تعلن عنها علامة تجارية كبرى – ربما TCL – في عام 2021.

تلفزيون كيو نيد

هل من الممكن تحقيق نفس اللون الأسود المثالي لتلفزيون OLED، دون أي سطوع متأصل القيود المفروضة على OLED، ودون استخدام MicroLEDs باهظة الثمن، أو ربما حتى دون استخدام OLED في الجميع؟

هذا هو الوعد الثنائيات الباعثة للنانو الكمي (QNED). في الوقت الحالي، تستخدم معظم أجهزة تلفزيون OLED مادة OLED الزرقاء كمصدر أساسي للضوء. يمكن تحويل هذا الضوء الأزرق نحو اللون الأبيض باستخدام مادة OLED الصفراء، ومن ثم تحويله إلى جميع ألوان قوس قزح باستخدام مرشح الألوان، ولكن هذا ليس حلاً رائعًا سواء للسطوع أو دقة الألوان، على الرغم من الصورة العامة الرائعة لتلفزيون OLED جودة.

تعمل أجهزة تلفزيون QD-OLED، كما ذكرنا أعلاه، على التخلص من مرشح الألوان، لكنها لا تغير المحرك الأساسي للسطوع، والذي لا يزال عبارة عن مادة OLED زرقاء.

يستبدل تلفزيون QNED مادة OLED باختراع جديد نسبيًا يسمى مصابيح LED النانوية. النانودود عبارة عن هياكل أسطوانية صغيرة بشكل لا يصدق يمكن استخدامها للسكن بشكل متساوٍ المصابيح الصغيرة. يزيد الشكل متعدد الأوجه للأنابيب النانوية من كمية الضوء التي يمكن أن تنبعث منها مصابيح LED، ويمكن أن يكون حجمها الصغير بمثابة نعمة للحصول على دقة عالية للغاية تسير على ما يرام أبعد من 8K.

في الوقت الحالي، يُعتقد أن صانعي أجهزة التلفاز سيظلون يعتمدون على الضوء الأزرق المنبعث من مصابيح LED النانوية كمصدر أساسي من النصوع، مع استمرار النقاط الكمومية في تحويل ضوء LED الأزرق إلى اللون الأحمر والأخضر - تمامًا كما هو الحال في QD-OLED تلفزيون. ولكن نظرًا لأن مصابيح LED ليست عرضة للاحتراق، فليس هناك جانب سلبي لدفع أقصى قدر ممكن من التيار، من أجل تحقيق أقصى قدر من السطوع.

ومن اللافت للنظر أن هذه التحسينات قد تأتي أيضًا بتكاليف منخفضة. من الصعب التعامل مع مادة OLED، وحتى تقنيات التصنيع الأكثر تقدمًا لا تزال ترى اللوحة إنتاجية أقل من تلفزيونات QLED. قد يكون استبدال OLED بـ nanorod LED بمثابة توفير كبير في التكلفة - إذا كان الأمر كذلك يعمل.

تشير التقارير الواردة في وقت سابق من عام 2020 إلى ذلك تبحث شركة Samsung Display عن طرق لاستبدال OLED الأزرق في لوحات QD-OLED المزودة بمصابيح LED زرقاء نانوية، مما سيؤدي إلى بيع أول أجهزة تلفزيون QNED - ربما في وقت مبكر من عام 2022.

2023 وما بعده: تلفزيون QDEL

تلفزيون كيو دي إل

تُستخدم النقاط الكمومية حاليًا لتحويل طول موجي واحد من الضوء إلى طول موجي آخر، دون فقدان النصوع تقريبًا. ولهذا السبب تظهر في شاشات QLED وQD-OLED وQNED. لكن النقاط الكمومية لا تقتصر على دور الرجل الوسيط. ويمكن أيضًا تنشيطها مباشرة باستخدام الكهرباء. يُعرف هذا باسم التألق الكهربي، وهو أساس تقنية التألق الكهربي بالنقطة الكمومية (QDEL).

فبدلاً من استخدام نقاط كمومية مضبوطة باللونين الأحمر والأخضر لتحويل الضوء الأزرق، تستخدم شاشات QDEL ثلاث نقاط كمومية لكل بكسل - الأحمر والأخضر والأزرق - والتي يتم تشغيلها مباشرة باستخدام الكهرباء. والنتيجة هي شاشة يمكن أن تكون، على الورق، الكأس المقدسة لتكنولوجيا التلفزيون.

كل بكسل هو انبعاث ذاتي، لذا تمامًا كما هو الحال مع شاشات OLED، فإنك تحصل على لون أسود مثالي. تتحلل النقاط الكمومية بمرور الوقت، ولكن تمامًا مثل شاشات العرض المستندة إلى LED، لا يوجد خطر الاحتراق. يعني عدم وجود مرشح للألوان أن كل الضوء المتولد يمر عبر المشاهد دون عوائق تقريبًا، مما يمنحك المزيد من السطوع لكل واط من الطاقة. ويمكن تطبيق النقاط الكمومية في طبقات رقيقة للغاية، مما يحافظ على مرونة OLED، وهو أمر لا تستطيع MicroLED القيام به حاليًا.

لماذا لا نقوم بالفعل ببناء شاشات QDEL إذا كانت رائعة جدًا؟ اتضح أنه على الرغم من نجاح تصنيع النقاط الكمومية ذات اللونين الأحمر والأخضر على نطاق واسع، إلا أن تصنيع النقاط الكمومية الزرقاء أصعب. يتم إحراز تقدم، لكن النقاط الكمومية الزرقاء الحالية لا تزال لا تبعث ما يكفي من الإضاءة ليتم الاعتماد عليها في شاشة QDEL الحقيقية.

توصيات المحررين

• تطلق شركة سوني أسعار أجهزة التلفاز لعام 2023 مع استثناء واحد كبير جدًا
• سامسونج تكشف عن طريق الخطأ سعر تلفزيونها QD-OLED مقاس 77 بوصة
• تلفزيون TCL QM8 mini-LED في معرض CES 2023: عملاق بحجم 98 بوصة مزود بمضخم صوت مدمج
• تؤكد سامسونج على لوحة QD-OLED مقاس 77 بوصة فائقة السطوع لمعرض CES 2023. هل سيكون تلفزيون؟
• أصبح الآن تلفزيون 4K المذهل القابل للطي أقل تكلفة بنسبة 50%، ولكنك لا تزال غير قادر على تحمل تكاليفه