איך עובדות טלוויזיות LCD של Quantum Dot

נקודות קוונטיות.
בקבוקונים המכילים נקודות קוונטיות: חלקיקים ניאון של חומר מוליך למחצה. קרדיט תמונה: PlasmaChemPlasmaChem
LED, LCD, OLED, 4K, UHD … הדבר האחרון שתעשיית הטלוויזיה צריכה כרגע הוא עוד ראשי תיבות טכנו. אבל טכנולוגיית הטלוויזיה בהיותה התוכנה המתפתחת כל הזמן, היינו חייבים לאמץ טרמינולוגיה חדשה בשלב מסוים. מסתבר שהנקודה הזו היא עכשיו, והמונח - אשר רָצוֹן להיות מילת הבאזז de rigur ב-2015 - היא נקודות קוונטיות. למרות שאנו שמחים שנחסך עוד ראשי תיבות, המונח "נקודה קוונטית" לא רק לא מצליח להסביר את מה שהטכנולוגיה עושה, אלא שהנושא הוא גם דברים די סוערים.

אל תדאג, בשביל זה אנחנו כאן. כל שם בדוי שאתה שומע היה מתייחס אליהם, בסופו של יום, המשמעות של נקודות קוונטיות עבורך היא: צבע טוב יותר.

קָשׁוּר

  • מבצעי ה-Black Friday הטובים ביותר לטלוויזיה בגודל 75 אינץ' לשנת 2022
  • טלוויזיות LG ב-CES 2021: OLED זוכה להגברת בהירות
  • 5 עסקאות טלוויזיה שלא תוכל להרשות לעצמך לפספס ב-4 ביולי

במילים פשוטות, נקודות קוונטיות הן חלקיקים זעירים שזוהרים כאשר אתה מאיר עליהם אור. דחסו כמה מהם על דף סרט, האיר את הסרט הזה, והסרט זוהר! זה לא נשמע כל כך קסום, נכון? כמובן, זה לא ממש פשוט כמו זה, ועד כמה שהמדע מאחורי הנקודות הקוונטיות עשוי להיות מסובך, האופן שבו הן פועלות כדי לגרום לטלוויזיות LCD להיראות טוב יותר זה באמת דבר מרתק. עם זאת בחשבון, הנה הסבר כיצד פועלות נקודות קוונטיות בטלוויזיות כפי שאולי נאמר על ידי המורה שלך למדעים בחטיבת הביניים (כי תאמינו לנו, המסביר ברמת המכללה ישווה אתכם לִישׁוֹן).

סרטונים מומלצים

ראשית אתה מתחיל עם LCD

נקודות קוונטיות, או בשפה המדעית, מוליכים למחצה ננו-גבישיים, אינן מסתכמות בסוג תצוגה או רזולוציה חדשה. נקודות קוונטיות הן רק רכיב חדש במסך LCD. ליתר דיוק, נקודות קוונטיות פועלות לפי תיקון בעיה בולטת הטבועה בטלוויזיות LCD עם תאורת LED אחורית.

זה אומר שנצטרך להסביר כיצד פועלות תצוגות LCD בסיסיות לפני שנמשיך הלאה, אז התייחס לזה כאל מרענן אם אתה כבר יודע.

LG-Quantum-Dot-TV

טלוויזיית ה-LCD הבסיסית שלך כוללת שלושה חלקים עיקריים: תאורה אחורית לבנה שמייצרת את האור שאתה רואה, מסנני צבע שיחלקו את האור ל עקיצות סיכה של אור אדום, ירוק וכחול, ומודול גביש נוזלי שפועל כמו רשת של חלונות זעירים (פיקסלים) כדי למזג את הצבעים האלה לתוך תמונה. לכל פיקסל יש תת-פיקסלים אדומים, ירוקים וכחולים משלו - אותם סיכות של אור - שיכולים לקרוץ פתוחים ונסגרים עם גבישים נוזליים, כמעט כמו תריסים. כאשר אור לבן מהנוריות עובר דרך פיקסל עם תת-הפיקסלים האדומים והירוקים שלו סגורים לחלוטין ותת-הפיקסל הכחול פתוח לחלוטין, הוא נראה כחול בעיניך. אם כל שלושת תת-הפיקסלים פתוחים, האדום, הירוק והכחול משתלבים כדי להיראות לבנים. סגירת כולם מייצרת שחור. על ידי ערבוב כמות האור המגיעה מתת-פיקסלים שונים, הטלוויזיה מסוגלת ליצור צבעים רבים ושונים בגוונים וגוונים שונים. מה שאתה רואה בצד השני הוא תמונה.

המשמעות עבורך היא: צבע טוב יותר.

הטלוויזיות של היום משתמשות בנורות LED כדי לספק את התאורה האחורית ה"לבנה", אבל הנה הבעיה עם ההגדרה הזו: נוריות LED מבאסות בהפקת אור לבן. כפי שיודע כל מי שעשה את המעבר מנורות ליבון לנורות פלורסנט קומפקטיות או לד, דברים בבית שלך לא נראים אותו הדבר אחרי שאתה עושה את המעבר. הצבעים נראים כבויים, והאור עצמו נראה קר וסטרילי. יצרני הנורות עבדו קשה כדי לשנות את ה"טמפרטורה" של האורות הללו בשיטות שונות כדי לגרום להם להרגיש חמים יותר וטבעיים יותר לעינינו, והיום קל יותר לחיות איתם. במובן מסוים, נקודות קוונטיות עושות משהו דומה בכך שהן עוזרות לתאורת ה-LED האחורית בטלוויזיות LCD להיות מועילות יותר ליצירת צבעים מדויקים.

הדבר המצחיק בנורות LED הוא שהם לא זוהרים לבן באופן טבעי. הנוריות ה"לבנות" בטלוויזיה שלך הן למעשה נוריות LED כחולות המצופים בזרחן צהוב, שמייצר "מעין" אור לבן. אבל האור הכמו-לבן הזה נופל מהאידיאל. אם תזין אותו לתוך פריזמה (זוכרים את אלה משיעור מדעים?) הוא לא היה מייצר קשת של אור בהירה באותה מידה בכל גוון. לדוגמה, עוצמתו קצרה עד מאוד באורכי הגל האדומים, כך שהאדום ייראה עמום יותר מירוק וכחול לאחר הסינון, ובכך ישפיע על כל צבע אחר שהטלוויזיה מנסה ליצור. מהנדסים מסוגלים לפצות על עוצמת הצבע הלא אחידה הזו על ידי איזון בינה לבין דרכים לעקיפת הבעיה (אתה יכול לחייג ירוק וכחול כדי להתאים, למשל), אבל עוצמת התמונה הסופית סובלת כמו א תוֹצָאָה.

מה שיצרני הטלוויזיה צריכים הוא מקור "נקי" יותר של אור לבן שמאוזן בצורה שווה יותר על פני ספקטרום הצבעים האדום, הירוק והכחול. שם נכנסות הנקודות הקוונטיות.

הזן את הנקודה הקוונטית

כזכור, נקודות קוונטיות הן גבישים זעירים זרחניים שזוהרים כאשר אתה מאיר עליהם אור. הם יכולים לזהור במגוון צבעים, ואיזה צבע הם זוהרים נקבע לפי גודלם. מכיוון שניתן כעת לשלוט בגודל של נקודה קוונטית במדויק (בהתבסס על מספר האטומים שיש בה - הדברים האלה קטנים מווירוס) ניתן לחייג את האור שנוצר שהם מכבים בדיוק כמו בְּדִיוּק. הם גם יציבים להפליא, כלומר ההשפעה לא מתבלה או משתנה עם הזמן. נקודה קוונטית המיוצרת כדי לזהור גוון ספציפי של אדום תמיד תאיר את הגוון האדום הזה. רואים לאן זה הולך?

qdef-exploded-diagram
סרט שיפור נקודות קוונטי (QDEF) מסתיים בין התאורה האחורית של הצג למודול הגביש הנוזלי המסורתי (LCM).

מה שיצרניות הטלוויזיה עושות כעת זה לקחת דף סרט ולהרוות אותו בחבורה של נקודות קוונטיות שתוכננו לזהור בגוונים מדויקים מאוד של אדום וירוק. לאחר מכן הם נוטשים את ה-LED הצהוב המכוסה זרחן שבו השתמשו ובמקום זאת משתמשים ב-LED כחול טהור.

כעת, בנקודה זו אתם עשויים לחשוב: אאוריקה! עכשיו יש לנו אור כחול, עם אדום וירוק שמגיעים מהנקודות הקוונטיות! RGB = נעשה!" אבל לא כך זה עובד בפועל. זכרו, הנקודות הקוונטיות נמצאות על סדין ענק ואחיד, לא מסודרות בצורה מסודרת לתת-פיקסלים מיקרוסקופיים. אז כל הצבעים האלה נכנסים לבלנדר.

כאשר הנורית הכחולה מאירה על יריעת הסרט רווי הנקודות הקוונטיות והנקודות מתחילות להאיר באדום וירוק, שלושתן משתלבות כדי ליצור את האור הלבן האידיאלי. כעת למסנני הצבע במסך ה-LCD יש מקור אור טוב יותר לעבוד איתו ויכולים לסנן בצורה מדויקת ויעילה יותר את אדום, ירוק וכחול. מכיוון שיש פחות "פסגות" לא רצויות באור לבן, מסנני הצבע לא חייבים למחוץ אותם. לדוגמה, יש מעט עוצמה באורכי הגל הכתומים והצהובים שיש להוציא בעת יצירת אדום, כך שאתה מקבל אדום בהירים ומדויקים יותר. וכאשר האדום, הירוק והכחול בהירים ומדויקים יותר, כל צבע שמתקבל מתהליך ערבוב הצבעים יהיה מדויק יותר ובהיר יותר.

וואלה. כעת יש לך טלוויזיית LCD עם יכולות צבע טובות בהרבה. וטווח הצבעים הרחב יותר הזה הולך להיות נהדר במיוחד עבור טלוויזיות 4K UHD, שיכולות להתמודד עם הרבה יותר מידע צבע מאשר טלוויזיות 1080p HD.

יש רק מלכוד אחד.

זה עדיין טלוויזיית LCD

רוב הטלוויזיות המבוססות על LCD נאבקות לייצר שחורים שאינם נראים אפורים, כי מודולי הגביש הנוזלי - אותם "תריסים" שיכולים לחסום אור - אינם מושלמים. אפילו כשהם סגורים לגמרי, קצת אור מהתאורה האחורית מחלחלת. זו הסיבה שהצגת מסך "שחור" בטלוויזיה שלך נראית מעט אפורה, אבל כשאתה מכבה אותו, הוא הופך לשחור גמור. האפור הזה שאתה רואה הוא כמות מינימלית של אור שמחלחלת.

נקודות קוונטיות שואפות לשפר את הביצועים בחלק מהתחומים הללו, אבל בסופו של יום, לפאנל LCD יש את המגבלות שלו - הוא לעולם לא יוכל לכבות לחלוטין את כל האור שמאחוריו. מסיבה זו, איכות התמונה תמיד תיפגע ביחס לטכנולוגיית OLED, שיש לה פיקסלים שיכול להפסיק להפיק אור לחלוטין כאשר ניתן האות הנכון, לייצר תמונה בצבע דיו ושחור גמור איכות.

ובכל זאת, עם טלוויזיות פלזמה שכבר יצאו לפנסיה וטלוויזיות OLED (LG היא החברה היחידה שמייצרת אותן) עדיין יקר לאין שיעור עבור רוב, נחמד לדעת שטלוויזיות LCD יקבלו יד לעזרה נקודות קוונטיות.

המלצות עורכים

  • מה זה PHOLED? העיניים שלך (וחשבון החשמל שלך) הולכים לאהוב את זה
  • עסקת טלוויזיית OLED הזו היא הסיבה שהשדרוג שווה את הכסף שלך
  • רוצה לצפות ב-Disney+ בטלוויזיה שלך? אתה צריך את האביזר הזול הזה
  • צג משחקים לעומת טלוויזיה: מדוע טלוויזיה יכולה להיות צג המשחקים הבא שלך
  • Roku TV Ready מאפשר לך לשלוט בכל סרגל הקול שלך משלט של Roku TV