Kuinka Quantum Dot LCD-televisiot toimivat

Kvanttipisteet.
Injektiopullot, jotka sisältävät kvanttipisteitä: puolijohtavan materiaalin fluoresoivia nanohiukkasia. Kuvan luotto: PlasmaChemPlasmaChem
LED, LCD, OLED, 4K, UHD … viimeinen asia, jota TV-teollisuus tarvitsee juuri nyt, on toinen teknolyhenne. Mutta koska TV-tekniikka on jatkuvasti kehittyvä juggernaut, meidän on väistämättä omaksuttava uusi terminologia jossain vaiheessa. Osoittautuu, että se kohta on nyt, ja termi - mikä tahtoa olla muotisana de rigeur vuonna 2015 – kvanttipisteet. Vaikka olemme iloisia voidessamme säästyä toiselta lyhenteeltä, termi "kvanttipiste" ei vain pysty selittämään, mitä tekniikka tekee, vaan aihe on myös melko huumaavaa.

Älä huoli, sitä varten olemme täällä. Riippumatta siitä, millä pseudonyymillä olet kuullut niihin viittaavan, kvanttipisteet merkitsevät sinulle loppujen lopuksi: parempi väri.

Liittyvät

  • Parhaat 75-tuumaisen television Black Friday -tarjoukset vuodelle 2022
  • LG-televisiot CES 2021 -messuilla: OLED saa lisää kirkkautta
  • 5 TV-tarjousta, joita sinulla ei ole varaa missata tänä 4. heinäkuuta

Yksinkertaisesti sanottuna kvanttipisteet ovat pieniä hiukkasia, jotka hehkuvat, kun valaistat niitä. Kerää niitä filmiarkille, loista kalvolle valoa ja kalvo hehkuu! Ei kuulosta kovin maagiselta, vai mitä? Se ei tietenkään ole niin yksinkertaista, ja niin monimutkaista kuin kvanttipisteiden takana oleva tiede onkin, se, miten ne toimivat LCD-televisioiden näyttämiseksi paremmilta, on todella kiehtovaa. Tässä on selitys siitä, kuinka kvanttipisteet toimivat televisioissa, kuten sen voisi kertoa yläkoulun luonnontieteiden opettajasi (koska usko meitä, korkeakoulutason selittäjä auttaa sinua nukkua).

Suositellut videot

Aloita ensin LCD-näytöstä

Kvanttipisteet tai tieteellisesti sanottuna nanokiteiset puolijohteet eivät tarkoita uutta näyttötyyppiä tai resoluutiota. Kvanttipisteet ovat vain uusi komponentti LCD-näytössä. Tarkemmin sanottuna kvanttipisteet toimivat räikeän ongelman korjaaminen LED-taustavalaistuille LCD-televisioille ominaista.

Tämä tarkoittaa, että meidän on selitettävä, miten perus-LCD-näytöt toimivat, ennen kuin jatkamme, joten pidä tätä virkistyksenä, jos tiedät jo.

LG-Quantum-Dot-TV

Perus-LCD-televisiossasi on kolme pääosaa: valkoinen taustavalo, joka tuottaa näkemäsi valon, värisuodattimet, jotka jakavat valon punaista, vihreää ja sinistä valoa ja nestekidemoduulia, joka toimii pienten ikkunoiden (pikseleiden) ruudukon tavoin sekoittaen nämä värit kuva. Jokaisella pikselillä on omat punaiset, vihreät ja siniset alipikselit – ne valonpiskut – jotka voivat vilkkua auki ja sulkea nestekiteillä, melkein kuin ikkunaluukut. Kun LEDien valkoinen valo kulkee pikselin läpi, jonka punaiset ja vihreät osapikselit ovat täysin kiinni ja sininen alipikseli täysin auki, se näyttää silmäsi siniseltä. Jos kaikki kolme alipikseliä ovat auki, punainen, vihreä ja sininen yhdessä näyttävät valkoisilta. Kaikkien sulkeminen tuottaa mustaa. Sekoittamalla eri osapikseleistä tulevaa valoa televisio pystyy luomaan monia eri värejä eri sävyissä ja sävyissä. Se mitä näet toisessa päässä, on kuva.

Mitä se tarkoittaa sinulle: parempi väri.

Nykypäivän televisiot käyttävät LEDejä tuottamaan "valkoista" taustavaloa, mutta tässä on tämän asennuksen ongelma: LEDit imevät tuottamaan valkoista valoa. Kuten jokainen hehkulamppuista pienloistelamppuihin tai LED-valoihin siirtynyt tietää, kodin asiat eivät näytä samalta vaihdon jälkeen. Värit näyttävät pois, ja itse valo näyttää kylmältä ja steriililtä. Hehkulamppujen valmistajat ovat tehneet kovasti töitä muuttaakseen näiden valojen "lämpötilaa" eri menetelmillä saadakseen ne tuntumaan lämpimämmiltä ja luonnollisemmilta silmillemme, ja nykyään niiden kanssa on helpompi elää. Tavallaan kvanttipisteet tekevät jotain samanlaista auttamalla LCD-televisioiden LED-taustavaloja edistämään tarkkojen värien luomista.

Hauska asia LED-valoissa on, että ne eivät hohda valkoisena luonnollisesti. Television "valkoiset" LEDit ovat itse asiassa sinisiä LEDejä, jotka on päällystetty keltaisella fosforilla, joka tuottaa "eräänlaista" valkoista valoa. Mutta tämä lähes valkoinen valo ei ole ihanteellinen. Jos syötät sen prismaan (muistatko ne luonnontieteiden luokasta?), se ei tuottaisi valon sateenkaarta yhtä kirkkaasti kaikissa sävyissä. Esimerkiksi punaisten aallonpituuksien intensiteetti on valitettavan lyhyt, joten punainen näyttäisi himmeämmältä kuin vihreä ja sininen suodatuksen jälkeen, mikä vaikuttaa kaikkiin muihin väreihin, joita televisio yrittää tehdä. Insinöörit pystyvät kompensoimaan tämän epätasaisen värin intensiteetin tasapainottamalla sen kiertotavoilla (sinä voisi valita esimerkiksi vihreän ja sinisen vastaamaan), mutta lopullisen kuvan intensiteetti kärsii a tulos.

TV-valmistajat tarvitsevat "puhtaamman" valkoisen valon lähteen, joka on tasaisemmin tasapainotettu punaisen, vihreän ja sinisen värispektrin välillä. Siellä kvanttipisteet tulevat mukaan.

Syötä kvanttipiste

Muistutuksena, kvanttipisteet ovat pieniä fosforoivia kiteitä, jotka hehkuvat, kun valaistat niitä. Ne voivat hehkua useissa eri väreissä, ja minkä värin ne hehkuvat, määräytyy niiden koon mukaan. Koska kvanttipisteen kokoa voidaan nyt hallita tarkasti (sen perusteella, kuinka monta atomia siinä on - nämä asiat ovat pienempiä kuin virus) niiden aiheuttama valo voidaan soittaa samalla tavalla tarkalleen ottaen. Ne ovat myös erittäin vakaita, mikä tarkoittaa, että vaikutus ei kulu tai muutu ajan myötä. Kvanttipiste, joka on valmistettu hohtamaan tiettyä punaista sävyä, hehkuu aina tuon punaisen sävyn. Katso, mihin tämä on menossa?

qdef-räjäytyskaavio
Quantum-Dot-parannuskalvo (QDEF) jää näytön taustavalon ja perinteisen nestekidemoduulin (LCM) väliin.

TV-valmistajat ottavat nyt filmiarkin ja kyllästävät sen kvanttipisteillä, jotka on suunniteltu hehkumaan erittäin tarkoissa punaisen ja vihreän sävyissä. Sitten he luopuvat käyttämänsä keltaisella fosforilla päällystetystä LEDistä ja käyttävät sen sijaan puhtaan sinistä LEDiä.

Tässä vaiheessa saatat ajatella: Eureka! Meillä on nyt sininen valo, jossa punainen ja vihreä tulevat kvanttipisteistä! RGB = valmis!” Mutta näin se ei todellisuudessa toimi. Muista, että kvanttipisteet ovat jättimäisellä, yhtenäisellä arkilla, joita ei ole järjestetty siististi mikroskooppisiin alipikseleihin. Joten kaikki nuo värit menevät tehosekoittimeen.

Kun sininen LED loistaa kvanttipistekyllästetyllä filmilevyllä ja pisteet alkavat hehkua punaisena ja vihreänä, ne kaikki kolme yhdistyvät muodostaen ihanteellisen valkoisen valon. Nyt LCD-näytön värisuodattimilla on parempi valonlähde, ja ne voivat suodattaa tarkemmin ja tehokkaammin punaisen, vihreän ja sinisen. Koska valkoisessa valossa on vähemmän ei-toivottuja "piikkejä", värisuodattimien ei tarvitse puristaa niitä pois. Esimerkiksi oranssin ja keltaisen aallonpituuden intensiteetti on vähäinen, kun luodaan punaista, joten saat kirkkaampia ja tarkempia punaisia. Ja kun punainen, vihreä ja sininen ovat kirkkaampia ja tarkempia, jokainen värien sekoitusprosessista saatu väri on tarkempi ja kirkkaampi.

Voila. Sinulla on nyt LCD-televisio, jossa on paljon paremmat väriominaisuudet. Ja tämä laajempi väriskaala tulee olemaan erityisen hyvä 4K UHD -televisioille, jotka pystyvät käsittelemään paljon enemmän väritietoja kuin 1080p HD -televisiot.

On vain yksi saalis.

Se on edelleen LCD-televisio

Useimmat LCD-pohjaiset televisiot kamppailevat tuottaakseen mustia, jotka eivät näytä harmailta, koska nestekidenäyttömoduulit - ne "sulkimet", jotka voivat estää valon - eivät ole täydellisiä. Jopa silloin, kun ne ovat täysin kiinni, taustavaloista tulee valoa läpi. Siksi "mustan" näytön näyttäminen televisiossa näyttää hieman harmaalta, mutta kun sammutat sen, se muuttuu pilkkopimeäksi. Tuo harmaa, jonka näet, on pieni määrä valoa, joka tihkuu läpi.

Kvanttipisteet pyrkivät parantamaan suorituskykyä joillakin näistä kohdista, mutta loppujen lopuksi LCD-paneelilla on rajoituksensa – se ei voi koskaan sulkea kokonaan pois kaiken takanaan olevasta valosta. Tästä syystä kuvanlaatu heikkenee aina verrattuna OLED-tekniikkaan, jossa on pikseleitä joka voi lopettaa valon tuottamisen kokonaan, kun sille annetaan oikea signaali, mikä tuottaa musteen, pilkomusta kuvan laatu.

Silti plasmatelevisiot ovat nyt eläkkeellä ja OLED-televisiot (LG on ainoa niitä valmistava yritys) edelleen kohtuuttoman kalliita useimmille, on mukava tietää, että LCD-televisiot saavat auttavan kätensä kvanttipisteet.

Toimittajien suositukset

  • Mikä on PHOLED? Silmäsi (ja sähkölaskusi) rakastavat sitä
  • Tämän OLED-TV-tarjouksen vuoksi päivittäminen on rahasi arvoista
  • Haluatko katsoa Disney+:aa televisiostasi? Tarvitset tämän halvan lisävarusteen
  • Pelinäyttö vs. TV: Miksi televisio voisi olla seuraava pelinäyttösi
  • Roku TV Ready -sovelluksella voit ohjata koko soundbariasi Roku TV: n kaukosäätimellä