양자점과 나노막대: 이것이 TV의 이상하고 거친 미래다

옛날에는 대형 스크린 TV에 두 가지 옵션이 있었습니다. LED TV(LED 백라이트가 장착된 LCD TV)는 최고의 밝기 옵션을 제공합니다. 비디오 프로젝터는 정말 큰 이미지 크기와 주변 환경 제어 능력을 중요하게 생각하는 사람들에게는 명확한 대답이었습니다. 빛. 하지만 그것은 10여년 전의 일이고, 이제는 시대가 변했습니다. 오늘날 우리는 QLED TV, OLED TV, 미니 LED TV를 보유하고 있습니다(새로운 레이저 구동 단초점 프로젝터는 말할 것도 없고). 몇 달 안에 MicroLED TV를 해당 목록에 추가할 수 있습니다.

내용물

  • 현재: LED TV, QLED TV, 미니 LED, OLED TV
  • 내일: 마이크로LED TV
  • 향후 12~24개월 내: QD-OLED TV 및 QNED TV
  • 2023년 이후: QDEL TV

하지만 그것은 시작에 불과합니다. 머지않아 TV 환경을 더욱 변화시킬 것으로 보이는 세 가지 기술이 추가로 등장할 예정입니다. QD-OLED 및 QDEL 디스플레이는 다양한 개발 단계에 있으며 향후 12년 이내에 이러한 혁신 중 첫 번째를 볼 수 있습니다. 개월. 이 모든 약어는 대체 무엇을 의미하며, 더 중요한 것은 TV 구매 결정에 어떤 영향을 미칠까요? 이 알파벳 수프를 분석하고 몇 가지 답을 찾아봅시다.

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현재: LED TV, QLED TV, 미니 LED, OLED TV

LED TV

현재 우리가 보유하고 있는 TV 기술 중 가장 오래되고 가장 저렴한 것은 LED TV입니다. 이는 잘못된 명칭입니다. 기술적으로 말하면 진정한 LED TV는 표시되는 이미지의 모든 측면에 LED를 사용하지만 여기서는 그렇지 않습니다. LED TV는 실제로 LED를 광원으로 사용하지만 최종 이미지를 생성하는 데 LED를 사용하지 않는 LCD TV입니다. 이 작업은 LCD 패널과 후속 컬러 필터에 해당됩니다.

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소니 Z9G 8K HDR LED TV
조엘 초카투(Joel Chokkattu)/디지털 트렌드

블랙 프라이데이와 같은 특별 프로모션 기간에는 LED TV를 85달러에 구입할 수 있어 매우 매력적이지만 LED TV에도 단점이 있습니다. 백라이트는 상당한 양의 에너지를 소비합니다. LCD 패널은 빛을 잘 통과시키지만 차단하는 능력은 좋지 않습니다. 즉, 검정색이 최대한 깊거나 어둡지 않다는 의미입니다. 마지막으로, 백라이트에 의해 생성된 백색광은 전체 스펙트럼 백색이 아니므로 일부 색상은 불가능하고 다른 색상은 항상 정확하지는 않습니다.

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QLED TV

2010년대 초, Sony, Samsung 및 기타 여러 회사에서 양자점이라는 물질을 실험하기 시작했습니다. 이러한 나노입자 반도체는 에너지원으로 자극을 받을 때 매우 정확한 주파수의 빛을 방출할 수 있는 흥미로운 특성을 갖고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 그들은 또한 그 에너지를 빛으로 변환하는 데 매우 효율적인 것으로 입증되었습니다.

삼성 Q90R 4K HDR QLED TV 리뷰
Rich Shibley/디지털 트렌드

TV 제조업체들은 LED 백라이트 위에 미세하게 조정된 양자점 층을 사용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다는 것을 깨달았습니다. LED가 누락된 색상 스펙트럼 부분을 채워 매우 완전하고 순수한 흰색을 만듭니다. 빛. 무엇보다도 이를 수행하는 데 추가 에너지가 거의 필요하지 않았으며 그 결과 밝기, 색상 볼륨 및 색상 정확도가 뛰어났습니다. 이것이 퀀텀닷 LED(QLED)의 탄생이었고, 저렴한 50인치 4K TV부터 4K TV까지 다양한 TV에 선택되는 디스플레이 기술이 됐다. 98인치 8K TV. QLED TV는 현재 모든 패널 기반 TV 기술 중 최고의 가격 대비 화면 크기 비율을 제공합니다(프로젝터는 여전히 초대형 TV를 얻을 수 있는 가장 저렴한 방법입니다). 영상).

그러나 QLED TV의 월등한 색상에도 불구하고 여전히 명암비와 밝기를 제어하기 위해 두 가지 변수에 의존하고 있습니다. 블랙 레벨: 백라이트를 선택적으로 어둡게 하고 LCD를 통해 남은 빛을 차단합니다. 행렬. 완벽하지는 않습니다. 많은 QLED TV는 여전히 실제로 매우 어두운 회색의 검정색으로 나타나며, 매우 어둡고 매우 어두운 장면에서는 밝은 요소가 화면에 동시에 나타나면 "블루밍(blooming)"을 얻게 됩니다. 즉, 화면의 어두운 부분으로 스며드는 약간의 밝기 후광입니다. 영상.

미니 LED TV

QLED의 명암 문제를 해결하는 한 가지 방법은 LED 백라이트에 대한 제어력을 더욱 강화하는 것입니다. 일반적인 QLED TV 백라이트는 수백 개의 개별 LED로 구성되며 수십 개의 영역으로 세분화됩니다. 특정 구역의 모든 LED를 끄면 멋지고 깊은 검정색이 생성되지만 이미지의 일부에 부정적인 영향을 주지 않고는 구역이 너무 커서 이를 수행할 수 없는 경우가 많습니다.

TCL의 8K Vidrian 미니 LED
Nick Mokey/디지털 트렌드

미니 LED TV는 수백 개의 큰 LED 대신 수천 개의 작은 LED를 사용하여 백라이트의 LED 수를 대폭 늘려 이 문제를 해결하려는 시도입니다. LED가 점점 더 작아진다는 것은 영역이 점점 더 작아진다는 것을 의미하며, 짐작할 수 있듯이 화면 전체의 밝기(또는 어두움)를 더욱 효과적으로 제어할 수 있게 됩니다. 지금까지 미니 LED TV는 몇 개밖에 본 적이 없지만 이미 전략이 효과가 있음이 입증되었습니다. 이 TV는 LED 백라이트 TV에서 본 것 중 가장 깊은 검정색을 생성합니다.

현재 미니 LED TV를 판매하는 TV 브랜드는 TCL이 유일하지만, 여전히 QLED 기반 TV를 생산하고 있는 거의 모든 브랜드가 2021년에는 미니 LED 모델을 판매할 것으로 예상됩니다.

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올레드 TV

백라이트를 완전히 제거하고 TV 화면의 각 픽셀이 고유한 빛과 색상을 생성할 수 있다면 어떨까요? 이것이 바로 유기 LED(OLED) TV가 작동하는 방식입니다. 각 OLED 픽셀은 자체 조명 및 색상 공장으로, 이는 OLED TV에 두 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다. 별도의 백라이트가 없으면 놀라울 정도로 얇으며 유연하고 말 수 있는 시트로 만들 수도 있습니다. 백라이트가 없다는 것은 완벽한 검정색을 의미합니다. 개별 OLED 픽셀이 꺼지면 전혀 빛을 방출하지 않습니다. 지금은 OLED보다 더 어두워지지 않습니다.

LG CX 올레드 TV
댄 베이커/디지털 트렌드

OLED TV는 화려하지만 QLED TV만큼 밝을 수 없으며 상황에 따라 두 가지 이미지 모두에 어려움을 겪을 수 있습니다. 잔상(이전 이미지의 일부가 그림자처럼 일시적으로 달라붙는 현상) 및 번인(잔상 현상이 발생하는 현상) 영구적인). 이는 OLED의 불행한 부작용입니다. 더 밝게 만들수록(더 많은 전류를 흐르게 하여) 수명이 짧아집니다. OLED TV는 QLED TV보다 가격이 비싼 경향이 있다. 이는 부분적으로 OLED 패널을 만드는 회사가 적고 그 수가 적기 때문입니다. OLED TV를 판매하는 회사이지만 OLED 제조 공정이 QLED를 만드는 것보다 더 새롭고 비용이 많이 들기 때문이기도 합니다. 표시됩니다.

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내일: 마이크로LED TV

삼성전자는 최근 판매를 시작한다고 발표했다. MicroLED로 만든 최초의 소비자 대상 TV 이전에는 고급 상업용 설치에만 사용되었던 기술입니다. MicroLED TV는 각 MicroLED 픽셀이 빛과 색상을 모두 생성하지만 백라이트가 필요하지 않다는 점에서 OLED와 동일한 원리를 사용합니다.

이 픽셀은 OLED가 아닌 작은 LED를 사용하기 때문에 인상적인 수준의 밝기를 얻을 수 있습니다. 완벽한 수준의 검정색이며 LED가 번인의 영향을 받지 않기 때문에 번인 현상이 발생하지 않습니다. 문제. 그것은 두 세계의 최고처럼 들리며 거의 그렇습니다. 그러나 현재의 MicroLED 디스플레이에는 몇 가지 단점이 있습니다.

마이크로 LED 대 OLED
삼성

이러한 LED는 크기가 작지만 OLED만큼 작아질 수는 없습니다. 즉, 특정 크기의 TV에 원하는 대로 맞출 수 있다는 의미입니다. MicroLED보다 OLED가 더 많기 때문에 삼성의 첫 번째 MicroLED가 무려 110인치일 수도 있지만 여전히 4K에 불과합니다. TV. 화면이 클수록 동일한 해상도에서 픽셀이 더 잘 보입니다.

MicroLED의 에너지 소비에 관한 몇 가지 질문도 있습니다. CES 2020과 같은 장소에서 MicroLED TV에 가까이 다가가자 이러한 디스플레이에서 발생하는 열이 눈에 띄게 느껴졌습니다. 삼성의 110인치 버전도 같은 문제를 겪고 있는지는 알 수 없습니다. 마지막으로 가격이 있습니다. 최신 TV 디스플레이 기술인 MicroLED는 수요가 가격을 낮추기 전까지는 매우 비쌀 것으로 예상됩니다.

  • 마이크로LED TV vs. 미니 LED TV
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향후 12~24개월 내: QD-OLED TV 및 QNED TV

QD-OLED TV

MicroLED 기술이 초대형 TV에 적용되는 만큼, 대부분의 사람들은 이러한 거대 TV 중 하나를 위한 자리를 찾는 데 어려움을 겪을 것입니다. 즉, 여유가 있다면 말이죠. 따라서 마이크로LED가 75인치 이하 크기의 TV를 장악할 가능성은 낮습니다. 하지만 그렇다고 해서 우리가 기존 기술에 갇혀 있다는 의미는 아닙니다.

양자점 OLED(QD-OLED)는 두 가지 문제를 해결하는 데 도움이 되는 OLED 디스플레이 패널을 제조하는 새로운 방식입니다. 현재 OLED TV의 잠재적인 약점은 최대 밝기와 색상 볼륨 및 정확도입니다.

QD-OLED TV는 퀀텀닷의 도움을 받아 OLED 픽셀이 색상을 생성하는 방식을 재설계함으로써 컬러 필터가 필요하지 않습니다. 빛의 70% 정도를 흡수할 수 있습니다. 그걸 통과하는 거죠. 이 한 가지 변화는 색상을 손상시키지 않으면서 시청자에게 도달할 수 있는 빛의 양을 크게 늘릴 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 또한 번인(burn-in) 위험을 줄이거나 제거하는 데 도움이 될 수도 있습니다.

아직 최초의 QD-OLED TV가 실제로 작동하는 모습을 본 적이 없기 때문에 이에 대한 대부분은 입증되지 않았습니다. QD-OLED 설명자, 낙관할 이유가 많습니다. 우리는 삼성의 디스플레이 사업부(삼성 디스플레이)가 QD-OLED 제조에 힘쓰고 있다는 것을 알고 있으며, 2021년에 주요 브랜드(아마도 TCL)가 최초의 QD-OLED TV를 발표할 것으로 예상합니다.

QNED TV

고유의 밝기 없이 OLED TV와 동일하게 완벽한 블랙을 구현할 수 있습니까? OLED의 한계, 고가의 MicroLED를 사용하지 않거나 심지어 OLED를 사용하지 않고도 모두?

그게 약속이야 양자 나노 방출 다이오드 (QNED). 현재 대부분의 OLED TV는 청색 OLED 소재를 주 광원으로 사용하고 있다. 노란색 OLED 소재를 사용하면 파란색 빛을 흰색으로 바꿀 수 있으며, 이를 통해 무지개의 모든 색상으로 변환할 수 있습니다. 컬러 필터는 OLED TV의 전체적인 그림이 인상적임에도 불구하고 밝기나 색상 정확도 측면에서 훌륭한 솔루션은 아닙니다. 품질.

위키피디아

QD-OLED TV는 위에서 언급했듯이 컬러 필터를 제거했지만 여전히 청색 OLED 소재인 밝기의 기본 엔진을 바꾸지는 않습니다.

QNED TV는 OLED 소재를 나노로드 LED라고 불리는 비교적 새로운 발명품으로 대체합니다. 나노막대(Nanorods)는 믿을 수 없을 정도로 작은 원통형 구조로 동일하게 수용할 수 있습니다. 작은 LED. 나노 막대의 다면적인 모양은 LED가 방출할 수 있는 빛의 양을 증가시키고, 작은 크기는 잘 어울리는 초고해상도에 도움이 될 수 있습니다. 8K 이상.

현재로서는 TV 제조업체들이 여전히 이러한 나노막대 LED의 청색광을 기본 광원으로 의존할 것이라는 믿음이 있습니다. QD-OLED처럼 파란색 LED 조명을 빨간색과 녹색으로 계속 변환하는 퀀텀 도트를 사용한 휘도 TV. 그러나 LED는 번인(burn-in)에 취약하지 않기 때문에 최대 밝기를 달성하기 위해 가능한 최대 전류량을 밀어넣는 데에는 단점이 없습니다.

놀랍게도 이러한 개선으로 인해 비용도 절감될 수 있습니다. OLED 소재는 작업하기 어렵고 가장 진보된 제조 기술로도 여전히 패널을 볼 수 있습니다. QLED TV보다 수율이 낮다. OLED를 나노로드 LED로 교체하면 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 공장.

2020년 초 보고서에 따르면 삼성디스플레이, 블루 OLED 대체 방안 검토 중 파란색 나노로드 LED가 장착된 QD-OLED 패널을 통해 최초의 QNED TV가 판매될 예정입니다. 아마도 이르면 2022년이 될 것입니다.

2023년 이후: QDEL TV

QDEL TV

현재 양자점은 휘도 손실이 거의 없이 빛의 한 파장을 다른 파장으로 변환하는 데 사용됩니다. 이것이 바로 QLED, QD-OLED, QNED 디스플레이에 나타나는 이유입니다. 그러나 퀀텀닷은 이러한 중개자 역할에만 국한되지 않습니다. 또한 전기를 사용하여 직접 에너지를 공급할 수도 있습니다. 이는 전계발광(electroluminescent)으로 알려져 있으며, 이는 양자점 전계발광(QDEL) 기술의 기초입니다.

청색광을 변환하기 위해 적색 및 녹색 조정 퀀텀닷을 사용하는 대신 QDEL 디스플레이는 픽셀당 3개의 퀀텀닷(빨간색, 녹색, 파란색)을 사용하며 이는 전기를 사용하여 직접 전력을 공급받습니다. 그 결과 종이상으로는 TV 기술의 성배가 될 수 있는 디스플레이가 탄생했습니다.

dmelnikau/게티 이미지

각 픽셀은 자체 발광하므로 OLED 기반 디스플레이와 마찬가지로 완벽한 검정색을 얻을 수 있습니다. 퀀텀닷은 시간이 지나면서 붕괴되지만 LED 기반 디스플레이와 마찬가지로 번인(burn-in) 위험이 없습니다. 컬러 필터가 없다는 것은 생성된 거의 모든 빛이 방해 없이 관찰자에게 전달되어 에너지 와트당 더 많은 밝기를 제공한다는 것을 의미합니다. 그리고 퀀텀닷은 극도로 얇은 층에 적용할 수 있어 현재 MicroLED에서는 할 수 없는 OLED의 유연성을 모두 보존할 수 있습니다.

QDEL 디스플레이가 그렇게 훌륭하다면 왜 우리는 아직 QDEL 디스플레이를 제작하지 않는 걸까요? 빨간색과 녹색으로 조정된 양자점은 대규모로 성공적으로 제조되었지만 파란색 양자점은 만들기가 더 어렵다는 것이 밝혀졌습니다. 진전이 이루어지고 있지만 오늘날의 청색 퀀텀닷은 여전히 ​​진정한 QDEL 디스플레이에 의존할 만큼 충분한 휘도를 방출하지 않습니다.

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