Kvantpunktid ja nanorodid: see on teleri imelik, metsik tulevik

Kunagi oli suure ekraaniga telerite jaoks kaks võimalust. LED-telerid (LED-taustavalgustusega LCD-teler) pakkusid heleduse jaoks parimat võimalust ja eraldusvõime, samas kui videoprojektorid olid selge vastus neile, kes hindasid tõeliselt suurt pildi suurust ja võimet juhtida ümbritsevat valgus. Aga see oli rohkem kui kümme aastat tagasi ja, poiss, ajad on muutunud. Tänapäeval on meil QLED-televiisor, OLED-teler ja mini-LED-televiisor (rääkimata uutest lasertoitega lühiviseprojektoritest). Mõne kuu jooksul saate MicroLED-teleri sellesse loendisse lisada.

Kuid see on alles algus. Mitte kaugel silmapiiril on veel kolm tehnoloogiat, mis näivad olevat valmis telemaastikku veelgi muutma: töö QNED-iga, QD-OLED- ja QDEL-ekraanid on erinevates arendusetappides ning esimest neist uuendustest võime näha järgmise 12 aasta jooksul. kuud. Mida kuradit kõik need akronüümid tähendavad ja mis veelgi olulisem, kuidas need teie teleri ostmise otsuseid mõjutavad? Analüüsime seda tähesuppi ja anname mõned vastused.

Täna: LED-teler, QLED-teler, mini-LED-teler ja OLED-teler

LED teler

Vanim ja soodsaim teleritehnoloogia, mis meil praegu on, on LED-televiisor. See on vale nimetus: tehniliselt öeldes kasutaks tõeline LED-teler LED-e kõigi teie nähtava pildi aspektide jaoks, kuid see pole päris see, mis siin toimub. LED-teler on tegelikult LCD-teler, mis kasutab valgusallikana LED-e, kuid ei kasuta neid lõpliku pildi saamiseks. See ülesanne langeb LCD-paneelile ja sellele järgnevale värvifiltrile.

Eripakkumiste ajal, nagu must reede, leiate LED-telereid juba 85 dollari eest, mis muudab need väga atraktiivseks, kuid LED-teleritel on ka puudusi. Nende taustvalgustus tarbib üsna palju energiat. Nende LCD-paneelid lasevad hästi valgust läbi, kuid mitte nii hästi seda blokeerivad, mis tähendab, et mustad ei ole nii sügavad ega tumedad, kui võiksid olla. Lõpuks ei ole taustvalgustuse tekitatud valge valgus täisspektriga valge, mistõttu mõned värvid pole võimalikud ja teised ei ole alati täpsed.

• LED teler vs. LCD-televiisor

QLED teler

2010. aastate alguses hakkasid Sony, Samsung ja mitmed teised ettevõtted katsetama kvantpunktidena tuntud materjaliga. Avastati, et neil nanoosakestest pooljuhtidel on intrigeeriv kvaliteet, mis on võimeline kiirgama väga täpseid valguse sagedusi, kui neid stimuleerida energiaallikaga. Samuti osutusid nad selle energia valguseks muutmisel äärmiselt tõhusaks.

Teleritootjad mõistsid, et kasutades LED-taustvalgustuse peal peenhäälestatud kvantpunktide kihti, saavad nad täitke need värvispektri osad, mille LED-ist puudu jäi, luues seeläbi väga tervikliku ja puhta valge valgus. Mis kõige parem, see ei nõudnud praktiliselt mingit lisaenergiat ning tulemuseks oli suurepärane heledus, värvide maht ja värvitäpsus. See oli kvantpunkt-LED (QLED) sünd ja sellest on saanud paljude erinevate telerite ekraanitehnoloogia, alates odavatest 50-tollistest 4K-teleritest kuni välja. 98-tollised 8K-telerid. QLED-telerid pakuvad praegu kõigist paneelipõhistest teleritehnoloogiatest parimat hinna ja ekraani suuruse suhet (projektorid on endiselt odavaim viis ülisuure teleri saamiseks pilt).

Kuid vaatamata QLED-teleri tohutult parematele värvidele sõltuvad need kontrasti ja kontrasti reguleerimiseks siiski kahest muutujast musta tasemed: taustvalgustuse valikuline hämardamine ja ülejäänud valguse blokeerimine LCD-ekraaniga maatriks. See pole täiuslik: paljud QLED-telerid saavad ikkagi musta värviga, mis on tegelikult väga-väga tumehall, ja stseenides, kus on väga tumedad ja väga tumedad. eredad elemendid on ekraanil samal ajal, siis hakkab "õitsema" – kerge heledusorool, mis imbub ekraani tumedatesse piirkondadesse. pilt.

Mini-LED teler

Üks viis QLED-i kontrastiprobleemi lahendamiseks on veelgi suurem kontroll LED-taustvalgustuse üle. Tüüpiline QLED-teleri taustvalgustus koosneb sadadest üksikutest LED-lampidest, mis on jagatud kümneteks tsoonideks. Iga LED-i väljalülitamine antud tsoonis annab kena sügava musta värvi, kuid sageli on tsoonid lihtsalt liiga suured, et seda teha ilma pildi osasid negatiivselt mõjutamata.

Mini-LED-telerid on katse seda probleemi lahendada, suurendades drastiliselt LED-ide arvu taustvalgustuses – sadade suuremate LED-ide asemel on tuhandeid pisikesi LED-e. Rohkem ja väiksemaid LED-e tähendab rohkem ja väiksemaid tsoone, mis, nagu olete arvatavasti arvanud, viib veelgi suurema kontrolli heleduse (või pimeduse) üle kogu ekraanil. Oleme seni näinud vaid mõnda mini-LED-telerit, kuid need on juba tõestanud, et strateegia töötab. Need telerid toodavad kõige sügavamaid musti, mida oleme LED-taustvalgustusega teleritel kunagi näinud.

Hetkel on TCL ainus teleribränd, mis müüb mini-LED-telereid, kuid eeldame, et praktiliselt kõik kaubamärgid, mis veel QLED-põhiseid telereid toodavad, müüvad mini-LED-mudeleid 2021. aastal.

• Mini-LED vs. QLED teler
• TCL 6-seeria mini-LED-telerite ülevaade
• TCL 8-seeria mini-LED-telerite ülevaade

OLED teler

Mis siis, kui saaksite lihtsalt taustvalgusest täielikult lahti saada ja lasta iga teleriekraani piksel toota oma valgust ja värvi? Täpselt nii töötavad orgaanilised LED-telerid (OLED). Iga OLED-piksel on iseseisev valgus- ja värvitehas, mis annab OLED-teleritele kaks selget eelist. Ilma eraldi taustvalgustuseta on need uskumatult õhukesed ja neist saab isegi painduvaid rullitavaid lehti teha. Taustvalgustuse puudumine tähendab ka täiuslikku musta värvi. Kui üksik OLED-piksel on välja lülitatud, ei kiirga see üldse valgust. See lihtsalt ei muutu praegu tumedamaks kui OLED.

Nii suurejoonelised kui OLED-telerid ka pole, ei saa need olla nii eredad kui QLED-telerid ja mõnes olukorras võivad nad kannatada mõlema pildi tõttu kinnijäämine (eelmise pildi osade nägemine ajutiselt varjuna kinni kleepudes) ja sissepõlemine (kui kujutise peetus muutub püsiv). See on OLED-ide kahetsusväärne kõrvalmõju: mida heledamaks need muudate (joates neist läbi rohkem voolu), seda lühem on nende eluiga. OLED-telerid kipuvad olema ka kallimad kui QLED-telerid. See on osaliselt tingitud sellest, et OLED-paneele tootvaid ettevõtteid on vähem ja vähem ettevõtted, kes müüvad OLED-telereid, kuid see on ka sellepärast, et OLED-i tootmisprotsess on uuem ja kallim kui QLED-i valmistamine kuvab.

• OLED-televiisor vs. LED teler
• OLED-televiisor vs. QLED teler

Homme: MicroLED teler

Samsung teatas just, et hakkab seda müüma esimesed tarbijatele suunatud MicroLED-ist valmistatud telerid tehnoloogia, mida ta oli varem kasutanud ainult kõrgetasemelistes kommertspaigaldistes. MicroLED-telerid kasutavad sama põhimõtet nagu OLED, kuna iga MicroLED-piksel toodab nii valgust kui ka värve, kuid ilma taustvalgustuseta.

Kuna need pikslid kasutavad pisikesi LED-e, mitte OLED-e, suudavad need saavutada muljetavaldava heleduse, täiuslik musta värvi tase ja nad ei kannata kunagi sissepõlemise all, kuna see ei mõjuta LED-e probleem. See kõlab mõlema maailma parimana ja peaaegu nii ongi. Praegustel MicroLED-ekraanidel on siiski mõned puudused.

Nii väikesed kui need LED-id on, ei saa need olla nii väikesed kui OLED-id. See tähendab, et igas suuruses teleri jaoks sobib rohkem OLED-e kui MicroLED-sid, mistõttu Samsungi esimene MicroLED võib olla ilmatu 110-tolline, kuid siiski ainult 4K. TV. Mida suurem ekraan, seda nähtavamad on sama eraldusvõimega pikslid.

Samuti on küsimus MicroLEDi energiatarbimise kohta. Kui meil lubati sellistes kohtades nagu CES 2020 MicroLED-telerite lähedale jõuda, oli nende ekraanide poolt tekitatud soojus tuntav. Me ei tea, kas Samsungi 110-tolline versioon kannatab sama probleemi all. Lõpuks on ka hind: kui praegune teleriekraani tehnoloogia on uusim, oodake, et MicroLED on väga kallis, kuni nõudlus hinda langetab.

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

Järgmise 12–24 kuu jooksul: QD-OLED-teler ja QNED-teler

QD-OLED teler

Nii intrigeeriv kui MicroLED-tehnoloogia on ülisuurtele teleritele, oleks enamikul inimestel raskusi lihtsalt ühele sellisele behemotile koha leidmisega – st kui nad saaksid seda endale lubada. Sellisena ei näe me tõenäoliselt 75-tolliste või väiksemate telerite ülevõtmist MicroLED-iga. Kuid see ei tähenda, et oleksime oma olemasolevate tehnoloogiatega ummikus.

Quantum dot OLED (QD-OLED) on uus viis OLED-ekraanipaneelide valmistamiseks, mis aitab lahendada kahte praeguste OLED-telerite võimalikud nõrkused: nende maksimaalne heledus ning värvide maht ja täpsus.

Kujundades ümber viisi, kuidas OLED-pikslid värvi toodavad – vähese kvantpunktide abil – kaotavad QD-OLED-telerid vajaduse värvifiltri järele, mis suudab neelata kuni 70% valgusest mis seda läbib. See üks muudatus võib märkimisväärselt suurendada vaatajateni jõudva valguse hulka, ilma et see kahjustaks värve. Samuti võib see aidata vähendada või kõrvaldada sissepõlemisohtu.

Suur osa sellest on tõestamata, sest me ei ole veel näinud esimesi QD-OLED-telereid töös, kuid nagu me oma QD-OLED selgitaja, on optimismiks põhjust küllaga. Teame, et Samsungi ekraanide osakond (Samsung Display) töötab QD-OLED-i tootmise kallal, ja loodame, et 2021. aastal näeme esimesi QD-OLED-telereid, millest suur kaubamärk – võib-olla TCL – välja kuulutab.

QNED teler

Kas on võimalik saavutada sama täiuslikku OLED-teleri musta värvi ilma loomupärase heleduseta? OLED-i piirangutega ja ilma kalleid MicroLED-e kasutamata või isegi ilma OLED-i kasutamiseta kõik?

See on lubadus kvant-nano kiirgavad dioodid (QNED). Praegu kasutavad enamik OLED-telereid peamise valgusallikana sinist OLED-materjali. Seda sinist valgust saab kollase OLED-materjali abil valge poole pöörata ja seejärel muuta vikerkaare kõigiks värvideks. värvifilter, kuid vaatamata OLED-teleri muljetavaldavale üldpildile pole see suurepärane lahendus ei heleduse ega värvitäpsuse jaoks kvaliteet.

QD-OLED-telerid, nagu me eespool mainisime, kõrvaldavad värvifiltri, kuid need ei muuda heleduse põhimootorit, milleks on endiselt sinine OLED-materjal.

QNED-teler asendab selle OLED-i materjali suhteliselt uue leiutisega, mida nimetatakse nanorodide LED-deks. Nanorodid on uskumatult väikesed silindrilised struktuurid, mida saab kasutada võrdselt majutamiseks väikesed LED-id. Nanovarraste mitmetahuline kuju suurendab valguse hulka, mida LED-id suudavad kiirata, ja nende väike suurus võib olla õnnistuseks ülikõrgete eraldusvõimete jaoks, mis sobivad hästi üle 8K.

Praegu usutakse, et telerite tootjad loodavad endiselt nende nanorod-LED-de sinise valguse baasallikana. heledust, kusjuures kvantpunktid muudavad sinise LED-valguse jätkuvalt punaseks ja roheliseks – täpselt nagu QD-OLED-is TV. Kuid kuna LED-id ei ole vastuvõtlikud sissepõlemisele, ei ole maksimaalse heleduse saavutamiseks maksimaalse võimaliku voolutugevuse surumine negatiivset.

Tähelepanuväärne on, et need täiustused võivad kaasneda ka väiksemate kuludega. OLED-materjaliga on raske töötada ja isegi kõige arenenumad tootmistehnikad näevad endiselt paneeli tootlus on väiksem kui QLED-telerite puhul. OLED-i asendamine nanorod LED-iga võib olla suur kulude kokkuhoid – kui see on nii töötab.

2020. aasta varasemad aruanded viitavad sellele Samsung Display uurib võimalusi sinise OLED-i asendamiseks oma QD-OLED paneelides siniste nanorod-LED-dega, mis tooks kaasa esimeste QNED-telerite müügi – võimalik, et juba 2022. aastal.

2023 ja edaspidi: QDEL TV

QDEL teler

Kvantpunkte kasutatakse praegu ühe valguse lainepikkuse teisendamiseks teiseks, peaaegu ilma heleduse kadumiseta. Seetõttu kuvatakse neid QLED-, QD-OLED- ja QNED-ekraanidel. Kuid kvantpunktid ei piirdu selle keskmehe rolliga. Neid saab ka otse elektri abil pingestada. Seda nimetatakse elektroluminestsentsiks ja see on kvantpunktelektroluminestsentstehnoloogia (QDEL) aluseks.

Selle asemel, et sinise valguse teisendamiseks kasutada punase ja rohelisega häälestatud kvantpunkte, kasutavad QDEL-ekraanid kolme kvantpunkti piksli kohta – punast, rohelist ja sinist –, mis saavad toite otse elektrienergiast. Tulemuseks on ekraan, mis paberil võiks olla teletehnoloogia püha graal.

Iga piksel on isekiirgav, nii et nagu OLED-põhiste ekraanide puhul, saate täiuslikult mustad toonid. Kvantpunktid aja jooksul lagunevad, kuid nagu LED-ekraanidel, pole sissepõlemise ohtu. Värvifiltri puudumine tähendab, et peaaegu kogu genereeritud valgus liigub takistamatult vaatajani, andes teile ühe energiavati kohta rohkem heledust. Ja kvantpunkte saab rakendada üliõhukeste kihtidena, mis säilitab kogu OLED-i paindlikkuse, mida MicroLED praegu teha ei suuda.

Miks me juba QDEL-ekraane ei ehita, kui need on nii suurepärased? Selgub, et kuigi punaseks ja roheliseks häälestatud kvantpunktid on mastaabis edukalt toodetud, on siniseid kvantpunkte raskem teha. Edusamme tehakse, kuid tänapäevased sinised kvantpunktid ei kiirga ikka veel piisavalt heledust, et neile tõelise QDEL-ekraani loomiseks loota.

Toimetajate soovitused

• Sony avaldab oma 2023. aasta telerihinnad ühe väga suure erandiga
• Samsung avaldas kogemata oma 77-tollise QD-OLED-teleri hinna
• TCL QM8 mini-LED-teler CES 2023 messil: 98-tolline hiiglane sisseehitatud bassikõlariga
• Samsung kinnitab CES 2023 jaoks üliheledat 77-tollist QD-OLED paneeli. Kas sellest saab telekas?
• See vapustav kokkupandav 4K-teler maksab nüüd 50% vähem, kuid te ei saa seda siiski endale lubada