量子ドットとナノロッド: これはテレビの奇妙でワイルドな未来です

かつて、大画面テレビには 2 つの選択肢がありました。 LED TV (LED バックライトを備えた LCD TV) は、明るさの点で最適なオプションを提供しました一方、真に大きな画像サイズと周囲の環境を制御する機能を重視する人にとっては、ビデオプロジェクターが明確な答えでした。ライト。しかし、それは10年以上前のことであり、時代は変わりました。現在、QLED TV、OLED TV、ミニ LED TV があります (新しいレーザー駆動の短焦点プロジェクターは言うまでもありません)。数か月以内に、MicroLED TV をそのリストに追加できるようになります。

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現在: LED TV、QLED TV、ミニ LED、OLED TV
明日：マイクロLEDテレビ
今後 12 ～ 24 か月: QD-OLED TV と QNED TV
2023 年以降: QDEL TV

しかし、それは単なる始まりにすぎません。テレビの状況をさらに変える準備ができていると思われるさらに 3 つのテクノロジーが、遠くない将来に登場します。 QD-OLED および QDEL ディスプレイは開発のさまざまな段階にあり、今後 12 年内にこれらの革新の最初のものが見られるかもしれません。数か月。これらの頭字語は一体何を意味するのでしょうか。そしてさらに重要なことに、これらの頭字語はテレビ購入の決定にどのような影響を与えるのでしょうか? このアルファベットのスープを分析して、いくつかの答えを考えてみましょう。

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現在: LED TV、QLED TV、ミニ LED、OLED TV

LEDテレビ

現在私たちが保有しているテレビ技術の中で最も古く、最も手頃な価格のものは LED テレビです。これは誤解です。技術的に言えば、本物の LED テレビでは、表示される画像のあらゆる側面に LED が使用されますが、ここではそれが実際に行われているわけではありません。 LED TV は、実際には LED を光源として使用する LCD TV ですが、最終画像の生成には LED を使用しません。その役割は、LCD パネルとそれに続くカラーフィルターにあります。

QLEDテレビ

2010 年代初頭、ソニー、サムスン、その他数社が量子ドットとして知られる材料の実験を開始しました。これらのナノ粒子半導体は、エネルギー源で刺激されると非常に正確な周波数の光を発することができるという興味深い性質を持っていることが発見されました。また、そのエネルギーを光に変換するのに非常に効率的であることも証明されました。

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テレビメーカーは、LED バックライトの上に微調整された量子ドットの層を使用することで、 LED が欠落していた色のスペクトルの部分を埋めることで、非常に完全で純粋な白を作成します。ライト。何よりも、これには追加のエネルギーがほとんど必要なく、その結果、優れた明るさ、色量、色の精度が得られました。これが量子ドット LED (QLED) の誕生であり、安価な 50 インチ 4K テレビから、 98インチの8Kテレビ。 QLED TV は現在、すべてのパネルベースの TV テクノロジーの中で最高の価格と画面サイズの比率を提供しています (プロジェクターは依然として超大型テレビを入手する最も安価な方法です) 画像）。

しかし、QLED TV の色は非常に優れているにもかかわらず、コントラストと色を制御するために依然として 2 つの変数に依存しています。黒レベル: バックライトの選択的な調光と、LCD による残りの光の遮断マトリックス。それは完璧ではありません。多くの QLED TV では依然として、実際には非常に濃いグレーの黒が表示されます。明るい要素が同時に画面上にあると、「ブルーミング」が発生します。つまり、画面の暗い領域にわずかな明るさのハローが浸透します。画像。

ミニLEDテレビ

QLED のコントラストの問題を解決する 1 つの方法は、LED バックライトをさらに細かく制御することです。一般的な QLED TV バックライトは、数十のゾーンに細分化された数百の個別の LED で構成されています。特定のゾーン内のすべての LED をオフにすると、美しく深い黒が生成されますが、多くの場合、ゾーンが大きすぎて、画像の一部に悪影響を与えることなくこれを行うことができません。

ミニ LED テレビは、バックライトの LED の数を大幅に増やすことで、この問題を解決しようとしています。数百の大きな LED の代わりに数千の小さな LED を使用しています。 LED の数が増えて小さくなると、ゾーンの数が増えて小さくなり、ご想像のとおり、画面全体の明るさ (または暗さ) をさらに細かく制御できるようになります。これまでのところ、ミニ LED テレビは数台しか確認されていませんが、戦略が機能することはすでに証明されています。これらのテレビは、LED バックライト付きテレビでこれまで見た中で最も深い黒を実現します。

現時点では、ミニ LED テレビを販売しているテレビブランドは TCL だけですが、QLED ベースのテレビを製造している事実上すべてのブランドが 2021 年にミニ LED モデルを販売すると予想されます。

ミニLED vs. QLEDテレビ
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有機ELテレビ

バックライトを完全に取り除き、テレビ画面上の各ピクセルが独自の光と色を生成できるとしたらどうなるでしょうか? それがまさに有機 LED (OLED) テレビの仕組みです。各 OLED ピクセルは自己完結型の光と色のファクトリーであり、OLED TV に 2 つの明確な利点をもたらします。個別のバックライトがなければ、信じられないほど薄く、柔軟で巻き取り可能なシートにすることもできます。バックライトがないということは、完全な黒を意味します。個々の OLED ピクセルがオフになると、まったく発光しません。現時点では OLED よりも暗くなることはありません。

OLED TV は素晴らしいものですが、QLED TV ほど明るくすることができず、状況によっては両方の画像に問題が発生する可能性があります。リテンション（前の画像の一部が影のように一時的に残る）と焼き付き（画像の残りが少なくなったとき）永続）。これは OLED の残念な副作用です。OLED を明るくすると (より多くの電流を流して)、寿命が短くなります。 OLED TV は QLED TV よりも高価になる傾向があります。その理由の一部は、OLED パネルを製造する企業が減少し、生産数が減少しているためです。 OLED TVを販売する企業ですが、OLEDの製造プロセスがQLEDの製造よりも新しく、高価であるためでもありますと表示されます。

有機ELテレビ vs. LEDテレビ
有機ELテレビ vs. QLEDテレビ

明日：マイクロLEDテレビ

サムスンは販売を開始すると発表しました。 MicroLEDで作られた最初の消費者向けテレビこのテクノロジーは、これまでハイエンドの商業施設でのみ使用されていました。 MicroLED TV は、各 MicroLED ピクセルが光と色の両方を生成するため、OLED と同じ原理を使用していますが、バックライトは必要ありません。

これらのピクセルは OLED ではなく小さな LED を使用しているため、驚異的なレベルの明るさを実現できます。完璧なレベルの黒を実現し、LED は焼き付きの影響を受けないため、焼き付きに悩まされることはありません。問題。それは両方の長所をとったように聞こえますし、ほとんどその通りです。ただし、現在の MicroLED ディスプレイにはいくつかの欠点があります。

これらの LED は小さくても、OLED ほど小さくすることはできません。つまり、どのサイズのテレビでも、十分にフィットすることができます。 MicroLED よりも OLED の方が多いため、Samsung の最初の MicroLED は 110 インチという驚異的なサイズになる可能性がありますが、それでもまだ 4K に過ぎませんテレビ。画面が大きいほど、同じ解像度でもピクセルがより見やすくなります。

MicroLED のエネルギー消費に関しても疑問があります。 CES 2020 などの会場で MicroLED テレビに近づくことが許されたとき、これらのディスプレイから発生する熱は明白でした。 Samsung の 110 インチバージョンでも同じ問題が発生するかどうかはわかりません。最後に価格があります。MicroLED は現在の TV ディスプレイ技術の最新のものであるため、需要が価格を下げるまでは非常に高価になることが予想されます。

マイクロLEDテレビ vs. ミニLEDテレビ
マイクロLEDテレビ vs. 有機ELテレビ

今後 12 ～ 24 か月: QD-OLED TV と QNED TV

QD-OLEDテレビ

超大型テレビ向けの MicroLED テクノロジーは興味深いものですが、ほとんどの人は、これらの巨大テレビの 1 台を置く場所を見つけるだけでも困難になるでしょう。つまり、1 台を買う余裕があるとしてもです。そのため、MicroLED が 75 インチ以下のテレビに普及する可能性は低いです。しかし、それは私たちが既存のテクノロジーに固執しているという意味ではありません。

量子ドット OLED (QD-OLED) は、OLED ディスプレイパネルを製造する新しい方法であり、次の 2 つの問題に対処するのに役立ちます。現在の OLED TV の潜在的な弱点: 最大輝度、色の量と精度。

QD-OLED TV は、量子ドットの助けを借りて、OLED ピクセルが色を生成する方法を再設計することにより、カラーフィルターの必要性を排除します。光の70%も吸収できるそれを通過するもの。この 1 つの変更により、色を損なうことなく、視聴者に届く光の量が大幅に増加する可能性があります。また、焼き付きの脅威を軽減または排除するのにも役立つ場合があります。

最初の QD-OLED TV が実際に動作しているのをまだ見ていないため、このことの多くは証明されていません。 QD-OLEDの説明者、楽観視できる理由はたくさんあります。 Samsung のディスプレイ部門 (Samsung Display) が QD-OLED の製造に取り組んでいることはわかっており、2021 年には主要ブランド (おそらく TCL) から最初の QD-OLED TV が発表されると予想されます。

QNEDテレビ

OLED TV 本来の明るさをまったく失わずに、OLED TV と同じ完璧な黒を実現することは可能ですか? OLED の限界を克服し、高価な MicroLED を使用せず、あるいはおそらく OLED を使用せずに、全て？

それが約束です量子ナノ発光ダイオード (QNED)。現時点では、ほとんどの OLED TV は主光源として青色 OLED 材料を使用しています。黄色の OLED 材料を使用すると、その青い光を白色に変えることができ、その後、虹のすべての色に変換できます。カラーフィルターを使用していますが、OLED TV の全体像は印象的であるにもかかわらず、これは明るさや色の精度のいずれにおいても優れたソリューションではありません品質。

上で述べたように、QD-OLED TV ではカラーフィルターが廃止されていますが、輝度の基本的なエンジンは依然として青色 OLED 材料であることに変わりはありません。

QNED TV は、その OLED 材料をナノロッド LED と呼ばれる比較的新しい発明に置き換えます。ナノロッドは信じられないほど小さい円筒形の構造であり、ナノロッドを均等に収容するために使用できます。小さなLED。ナノロッドの多面的な形状により、LED が放出できる光の量が増加し、その小さなサイズは良好な超高解像度に恩恵をもたらす可能性があります。 8Kを超えて。

現時点では、テレビメーカーは依然としてこれらのナノロッド LED からの青色光を基本光源として利用すると考えられています。 QD-OLED と同様に、量子ドットが青色 LED 光を赤色と緑色に変換し続けることで、輝度が向上します。テレビ。ただし、LED は焼き付きの影響を受けにくいため、最大の輝度を達成するために可能な最大量の電流を流すことにマイナス面はありません。

驚くべきことに、これらの改善にはコストの削減も伴う可能性があります。 OLED材料は加工が難しく、最先端の製造技術でも依然としてパネルが使用されています。歩留まりは QLED TV よりも低くなります。 OLED をナノロッド LED に置き換えると、大幅なコスト削減になる可能性があります。動作します。

2020 年初めのレポートでは、次のことが示唆されています。サムスンディスプレイは青色OLEDを置き換える方法を研究中同社の QD-OLED パネルには青色ナノロッド LED が搭載されており、これにより、おそらく 2022 年にも初の QNED テレビが販売されることになるでしょう。

2023 年以降: QDEL TV

QDELテレビ

量子ドットは現在、輝度をほとんど損なうことなく、ある波長の光を別の波長に変換するために使用されています。それが、QLED、QD-OLED、および QNED ディスプレイに表示される理由です。しかし、量子ドットはこの仲介者の役割に限定されません。電気を使って直接給電することもできます。これはエレクトロルミネッセンスとして知られており、量子ドットエレクトロルミネッセンス (QDEL) テクノロジーの基礎となっています。

QDEL ディスプレイは、赤色と緑色に調整された量子ドットを使用して青色光を変換するのではなく、ピクセルあたり 3 つの量子ドット (赤、緑、青) を使用し、電気を使用して直接電力を供給します。その結果、理論上はテレビ技術の聖杯となる可能性のあるディスプレイが誕生しました。

各ピクセルは自己発光するため、OLED ベースのディスプレイと同様に、完璧な黒が得られます。量子ドットは時間の経過とともに劣化しますが、LED ベースのディスプレイと同様に、焼き付きのリスクはありません。カラーフィルターがないということは、生成された光の実質的にすべてが妨げられることなく観察者に到達することを意味し、エネルギー 1 ワットあたりの明るさが向上します。また、量子ドットは非常に薄い層に適用できるため、OLED の柔軟性がすべて維持されますが、これは MicroLED では現時点では不可能です。

QDEL ディスプレイが非常に優れているのに、なぜすでに QDEL ディスプレイを開発しないのでしょうか? 赤と緑に同調された量子ドットは大規模製造に成功したが、青色の量子ドットは製造が難しいことが判明した。進歩は進んでいますが、今日の青色量子ドットは、真の QDEL ディスプレイとして信頼できるほどの輝度をまだ放出していません。

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