Quantum Dots and Nanorods: This Is TV's Weird, Wild Future

Engang var der to muligheder for storskærms-tv. LED-tv'er (et LCD-tv med LED-baggrundsbelysning) tilbød den bedste mulighed for lysstyrke og opløsning, mens videoprojektorer var det klare svar for dem, der værdsatte en virkelig stor billedstørrelse og evnen til at styre omgivelserne lys. Men det var mere end et årti siden, og, dreng, tiderne har ændret sig. I dag har vi QLED TV, OLED TV og mini-LED TV (for ikke at nævne nye laserdrevne kortkastede projektorer). Inden for et par måneder kan du tilføje MicroLED TV til denne liste.

Men det er kun begyndelsen. Ikke langt over horisonten er yderligere tre teknologier, der ser ud til at ændre tv-landskabet yderligere: Arbejde med QNED, QD-OLED- og QDEL-skærme er på forskellige udviklingsstadier, og vi vil muligvis se den første af disse innovationer inden for de næste 12 måneder. Hvad pokker betyder alle disse akronymer, og endnu vigtigere, hvordan vil de påvirke dine tv-købsbeslutninger? Lad os analysere denne alfabetsuppe og komme med nogle svar.

I dag: LED TV, QLED TV, mini-LED og OLED TV

LED TV

Den ældste og mest overkommelige af de tv-teknologier, vi har lige nu, er LED-tv. Det er en forkert betegnelse: Teknisk set ville et ægte LED-tv bruge LED'er til alle aspekter af det billede, du ser, men det er ikke helt, hvad der sker her. Et LED-tv er faktisk et LCD-tv, der bruger LED'er som sin lyskilde, men som ikke bruger dem til at producere det endelige billede. Den opgave tilfalder LCD-panelet og et efterfølgende farvefilter.

Du kan finde LED-tv'er for så lidt som $85 under særlige kampagner som Black Friday, hvilket gør dem meget attraktive, men LED-tv har også ulemper. Deres baggrundsbelysning bruger en del energi. Deres LCD-paneler er gode til at slippe lys igennem, men ikke så gode til at blokere det, hvilket betyder, at sorte farver ikke er så dybe eller mørke, som de kunne være. Endelig er det hvide lys, der produceres af baggrundsbelysningen, ikke et fuldspektret hvidt, så nogle farver er ikke mulige, og andre er ikke altid nøjagtige.

• LED TV vs. LCD TV

QLED TV

I begyndelsen af ​​2010'erne begyndte Sony, Samsung og flere andre virksomheder at eksperimentere med et materiale kendt som kvanteprikker. Disse nanopartikelhalvledere blev opdaget at besidde den spændende kvalitet at kunne udsende meget præcise frekvenser af lys, når de stimuleres med en energikilde. De viste sig også at være ekstremt effektive til at omdanne denne energi til lys.

Tv-producenter indså, at ved at bruge et lag finjusterede kvanteprikker oven på en LED-baggrundsbelysning, kunne de udfyld de dele af farvespektret, LED'en manglede, og skaber derved en meget komplet og ren hvid lys. Det bedste af det hele krævede stort set ingen ekstra energi, og resultatet var fremragende lysstyrke, farvevolumen og farvenøjagtighed. Dette var fødslen af ​​quantum dot LED (QLED), og det er blevet den foretrukne skærmteknologi til en lang række tv'er, fra billige 50-tommer 4K-tv'er hele vejen op til 98-tommer 8K-tv. QLED-tv'er tilbyder i øjeblikket det bedste forhold mellem pris og skærmstørrelse af alle panelbaserede tv-teknologier (projektorer er stadig den billigste måde at få en ultra-stor billede).

Men på trods af QLED TV’s langt overlegne farver, er de stadig afhængige af to variabler til at kontrollere kontrast og sortniveauer: Selektiv dæmpning af baggrundsbelysningen og blokering af resterende lys med LCD-skærmen matrix. Det er ikke perfekt: Mange QLED-tv'er ender stadig med sorte farver, der faktisk er meget, meget mørkegrå, og i scener, hvor meget mørke og meget lyse elementer er på skærmen på samme tid, bliver du "blomstrende" - en lille glorie af lysstyrke, der siver ind i de mørke områder af billede.

Mini-LED TV

En måde at løse QLEDs kontrastproblem på er at udøve endnu større kontrol over LED-baggrundsbelysningen. Et typisk QLED TV-baggrundsbelysning består af hundredvis af individuelle LED'er, opdelt i snesevis af zoner. Slukning af hver LED i en given zone giver en flot, dyb sort, men ret ofte er zonerne bare for store til at gøre dette uden at påvirke dele af billedet negativt.

Mini-LED TV'er er et forsøg på at løse dette problem ved at øge antallet af LED'er i baggrundsbelysningen drastisk - med tusindvis af små LED'er i stedet for hundredvis af større. Flere og mindre lysdioder betyder flere og mindre zoner, hvilket som du sikkert har gættet, fører til endnu større kontrol over lysstyrken (eller mørket) på tværs af skærmen. Vi har kun set nogle få Mini-LED TV indtil videre, men de har allerede bevist, at strategien virker. Disse tv'er producerer nogle af de dybeste sorte farver, vi nogensinde har set på et LED-baggrundsbelyst tv.

I øjeblikket er TCL det eneste tv-mærke, der sælger Mini-LED-tv, men vi forventer, at stort set alle mærker, der stadig producerer QLED-baserede tv, vil sælge mini-LED-modeller i 2021.

• Mini-LED vs. QLED TV
• TCL 6-Series Mini-LED TV anmeldelse
• TCL 8-Series Mini-LED TV anmeldelse

OLED TV

Hvad hvis du bare kunne slippe af med baggrundsbelysningen helt og få hver pixel på en tv-skærm til at producere sit eget lys og farve? Det er præcis sådan, organiske LED (OLED) TV'er fungerer. Hver OLED-pixel er en selvstændig lys- og farvefabrik, som giver OLED-tv'er to tydelige fordele. Uden en separat baggrundsbelysning er de utrolig tynde og kan endda laves om til fleksible, rullelige ark. Ingen baggrundsbelysning betyder også perfekt sort. Når en individuel OLED-pixel er slukket, udsender den slet intet lys. Det bliver simpelthen ikke mørkere end OLED lige nu.

Så spektakulære som OLED-tv'er er, kan de ikke blive så lyse som QLED-tv'er, og i nogle situationer kan de lide af begge billeder fastholdelse (at se dele af et tidligere billede midlertidigt hænge fast som en skygge) og indbrænde (når billedretention bliver permanent). Det er en uheldig bivirkning af OLED'er: Jo lysere du gør dem (ved at køre mere strøm gennem dem), jo kortere levetid. OLED-tv'er har også en tendens til at være dyrere end QLED-tv'er. Det skyldes til dels, at der er færre virksomheder, der laver OLED-paneler, og færre virksomheder, der sælger OLED-tv, men det er også fordi OLED-fremstillingsprocessen er nyere og dyrere end at lave QLED viser.

• OLED TV vs. LED TV
• OLED TV vs. QLED TV

I morgen: MicroLED TV

Samsung har netop annonceret, at de vil begynde at sælge første forbrugermålrettede tv lavet af MicroLED teknologi, som den tidligere kun havde brugt i avancerede kommercielle installationer. MicroLED-tv'er bruger samme princip som OLED, da hver MicroLED-pixel producerer både lys og farve, men uden behov for baggrundsbelysning.

Fordi disse pixels bruger små LED'er, ikke OLED'er, kan de opnå imponerende niveauer af lysstyrke, perfekte niveauer af sort, og de lider aldrig af indbrænding, fordi LED'er ikke påvirkes af dette problem. Det lyder som det bedste fra begge verdener, og det er det næsten. De nuværende MicroLED-skærme har dog nogle ulemper.

Så små som disse LED'er er, kan de ikke blive så små som OLED'er. Det betyder, at du kan passe til enhver given størrelse af tv flere OLED'er end MicroLED'er, hvilket er grunden til, at Samsungs første MicroLED kan være hele 110 tommer, men det er stadig kun en 4K TV. Jo større skærm, jo ​​mere synlige pixels ved samme opløsning.

Der er også nogle spørgsmål om MicroLEDs energiforbrug. Når vi har fået lov til at komme tæt på MicroLED-tv på steder som CES 2020, var varmen, der blev genereret af disse skærme, til at tage og føle på. Vi ved ikke, om Samsungs 110-tommer version lider af det samme problem. Endelig er der prisen: Som den nyeste af de nuværende tv-skærmteknologier, skal du forvente, at MicroLED er meget dyrt, indtil efterspørgslen driver prisen ned.

• MicroLED TV vs. Mini-LED TV
• MicroLED TV vs. OLED TV

I de næste 12-24 måneder: QD-OLED TV og QNED TV

QD-OLED TV

Lige så spændende som MicroLED-teknologi er for fjernsyn i ultra-stor størrelse, ville de fleste have problemer med bare at finde et sted til en af ​​disse giganter - det vil sige, hvis de overhovedet havde råd til en. Som sådan er det usandsynligt, at vi vil se en MicroLED-overtagelse af tv'er på 75 tommer i størrelse eller mindre. Men det betyder ikke, at vi sidder fast med vores eksisterende teknologier.

Quantum dot OLED (QD-OLED) er en ny måde at fremstille OLED-skærmpaneler på, der hjælper med at adressere to potentielle svagheder ved nuværende OLED-tv: Deres maksimale lysstyrke og deres farvevolumen og nøjagtighed.

Ved at omstrukturere den måde, OLED-pixels producerer farve på - med lidt hjælp fra kvanteprikker - eliminerer QD-OLED-tv'er behovet for et farvefilter, som kan absorbere så meget som 70 % af lyset der går igennem den. Denne ene ændring har potentialet til betydeligt at øge mængden af ​​lys, der kan nå seerne, uden at gå på kompromis med farven. Det kan også hjælpe med at reducere eller eliminere truslen om indbrænding.

Meget af dette er ubevist, fordi vi endnu ikke har set de første QD-OLED TV i aktion, men som vi dækker i vores QD-OLED-forklaring, der er masser af grund til optimisme. Vi ved, at Samsungs skærmafdeling (Samsung Display) arbejder på QD-OLED-produktion, og vi forventer at se de første QD-OLED-tv'er annonceret af et større mærke - muligvis TCL - i 2021.

QNED TV

Er det muligt at opnå de samme perfekte sorte farver på et OLED-tv uden nogen af ​​den iboende lysstyrke begrænsninger af OLED, og ​​uden brug af dyre MicroLED'er, eller måske endda uden brug af OLED kl alle?

Det er løftet om kvante nano emitterende dioder (QNED). I øjeblikket bruger de fleste OLED-tv'er blåt OLED-materiale som deres primære lyskilde. Det blå lys kan svinges mod hvidt ved brug af gult OLED-materiale og derefter konverteres til alle regnbuens farver med en farvefilter, men dette er ikke en god løsning til hverken lysstyrke eller farvenøjagtighed, på trods af OLED TV's imponerende samlede billede kvalitet.

QD-OLED-tv'er, som vi nævnte ovenfor, eliminerer farvefilteret, men de ændrer ikke den grundlæggende lysstyrkemotor, som stadig er blåt OLED-materiale.

Et QNED TV erstatter det OLED-materiale med en relativt ny opfindelse kaldet nanorods LED'er. Nanorods er utroligt små, cylindriske strukturer, der kan bruges til at huse lige meget små lysdioder. Den mangefacetterede form af nanoroderne øger mængden af ​​lys, som LED'erne kan udsende, og deres lille størrelse kan være en fordel for ultrahøje opløsninger, der går godt over 8K.

I øjeblikket er den overbevisning, at tv-producenter stadig vil stole på blåt lys fra disse nanorod LED'er som basiskilde af luminans, hvor kvanteprikker fortsætter med at konvertere det blå LED-lys til rødt og grønt - ligesom i en QD-OLED TV. Men fordi LED'er ikke er modtagelige for indbrænding, er der ingen ulempe ved at skubbe den maksimale mængde strøm som muligt for at opnå maksimal lysstyrke.

Bemærkelsesværdigt kan disse forbedringer også komme med reducerede omkostninger. OLED-materiale er svært at arbejde med, og selv de mest avancerede fremstillingsteknikker ses stadig på panelet udbytte, der er lavere end med QLED-tv. At erstatte OLED med nanorod LED kan være en stor omkostningsbesparelse - hvis det arbejder.

Rapporter fra tidligere i 2020 tyder på det Samsung Display undersøger måder at erstatte blå OLED på i sine QD-OLED-paneler med blå nanorod-LED'er, hvilket ville føre til, at de første QNED-tv'er blev solgt - muligvis allerede i 2022.

2023 og frem: QDEL TV

QDEL TV

Kvanteprikker bruges i øjeblikket til at konvertere en bølgelængde af lys til en anden, næsten uden tab af luminans. Det er derfor, de dukker op i QLED-, QD-OLED- og QNED-skærme. Men kvanteprikker er ikke begrænset til denne mellemmandsrolle. De kan også forsynes direkte ved hjælp af elektricitet. Dette er kendt som elektroluminescens, og det er grundlaget for quantum dot electroluminescens (QDEL) teknologi.

I stedet for at bruge rød- og grøntunede kvanteprikker til at konvertere blåt lys, bruger QDEL-skærme tre kvanteprikker pr. pixel - rød, grøn og blå - som får strøm direkte ved hjælp af elektricitet. Resultatet er en skærm, der på papiret kunne være tv-teknologiens hellige gral.

Hver pixel er selvudsendende, så ligesom med OLED-baserede skærme får du perfekte sorte farver. Kvanteprikker henfalder over tid, men ligesom LED-baserede skærme er der ingen risiko for indbrænding. Intet farvefilter betyder, at stort set alt det genererede lys passerer uhindret igennem til seeren, hvilket giver dig mere lysstyrke pr. watt energi. Og kvanteprikker kan påføres i ekstremt tynde lag, hvilket bevarer al fleksibiliteten ved OLED, noget MicroLED ikke kan i øjeblikket.

Hvorfor bygger vi ikke allerede QDEL-skærme, hvis de er så gode? Det viser sig, at mens rød- og grøntunede kvanteprikker med succes er blevet fremstillet i skala, er blå kvanteprikker sværere at lave. Der gøres fremskridt, men nutidens blå kvanteprikker udsender stadig ikke nok luminans til at kunne stole på for en ægte QDEL-skærm.

Redaktørens anbefalinger

• Sony frigiver sine 2023 tv-priser med en meget stor undtagelse
• Samsung afslører ved et uheld prisen på sit 77-tommer QD-OLED TV
• TCL QM8 mini-LED TV på CES 2023: en 98-tommer gigant med en indbygget subwoofer
• Samsung bekræfter ultrabright 77-tommer QD-OLED-panel til CES 2023. Bliver det et tv?
• Dette fantastiske sammenfoldelige 4K-tv koster nu 50 % mindre, men du har stadig ikke råd til det