Kvantu punkti un nanorodi: šī ir televizora dīvainā, mežonīgā nākotne

Kādreiz liela ekrāna televizoriem bija divas iespējas. LED televizori (LCD televizors ar LED fona apgaismojumu) piedāvāja labāko spilgtuma iespēju un izšķirtspēja, savukārt video projektori bija skaidra atbilde tiem, kam bija svarīgs patiesi liels attēla izmērs un iespēja kontrolēt apkārtējo vidi. gaisma. Bet tas bija pirms vairāk nekā desmit gadiem, un, zēn, laiki ir mainījušies. Šodien mums ir QLED televizors, OLED televizors un mini-LED televizors (nemaz nerunājot par jauniem ar lāzeru darbināmiem īsa attāluma projektoriem). Dažu mēnešu laikā šim sarakstam varēsiet pievienot MicroLED televizoru.

Bet tas ir tikai sākums. Netālu no apvāršņa ir vēl trīs tehnoloģijas, kas, šķiet, ir gatavas vēl vairāk mainīt TV ainavu: darbs pie QNED, QD-OLED un QDEL displeji ir dažādās izstrādes stadijās, un mēs varam redzēt pirmos no šiem jauninājumiem nākamo 12 mēnešus. Ko, pie velna, nozīmē visi šie akronīmi, un, vēl svarīgāk, kā tie ietekmēs jūsu lēmumus par televizora iegādi? Analizēsim šo alfabēta zupu un sniegsim dažas atbildes.

Šodien: LED televizors, QLED televizors, mini-LED un OLED televizors

LED televizors

Pašlaik vecākā un pieejamākā no televizoru tehnoloģijām ir LED televizors. Tas ir nepareizs nosaukums: tehniski runājot, īsts LED televizors izmantotu gaismas diodes visiem redzamā attēla aspektiem, taču tas nav gluži tas, kas šeit notiek. LED televizors patiesībā ir LCD televizors, kas izmanto gaismas diodes kā gaismas avotu, bet neizmanto tās galīgā attēla iegūšanai. Šis uzdevums attiecas uz LCD paneli un sekojošu krāsu filtru.

Īpašu akciju, piemēram, Melnās piektdienas, laikā varat atrast LED televizorus tikai par USD 85, kas padara tos ļoti pievilcīgus, taču LED televizoriem ir arī trūkumi. Viņu fona apgaismojums patērē pietiekami daudz enerģijas. Viņu LCD paneļi labi izlaiž gaismu, bet ne tik labi to bloķē, kas nozīmē, ka melnā krāsa nav tik dziļa vai tumša, kā varētu būt. Visbeidzot, baltā gaisma, ko rada fona apgaismojums, nav pilna spektra baltā gaisma, tāpēc dažas krāsas nav iespējamas, bet citas ne vienmēr ir precīzas.

• LED televizors vs. LCD televizors

QLED televizors

2010. gadu sākumā Sony, Samsung un vairāki citi uzņēmumi sāka eksperimentēt ar materiālu, kas pazīstams kā kvantu punkti. Tika atklāts, ka šiem nanodaļiņu pusvadītājiem piemīt intriģējoša kvalitāte, kas spēj izstarot ļoti precīzas gaismas frekvences, ja tos stimulē ar enerģijas avotu. Viņi arī izrādījās ārkārtīgi efektīvi, pārvēršot šo enerģiju gaismā.

TV veidotāji saprata, ka, izmantojot precīzi noregulētu kvantu punktu slāni uz LED fona apgaismojuma, viņi varētu aizpildiet tās krāsu spektra daļas, kuras LED trūka, tādējādi radot ļoti pilnīgu un tīri baltu krāsu gaisma. Pats labākais, ka tas praktiski neprasīja papildu enerģiju, un rezultāts bija lielisks spilgtums, krāsu apjoms un krāsu precizitāte. Tā radās kvantu punktu LED (QLED), un tā ir kļuvusi par displeja tehnoloģiju, kas ir izvēlēta dažādiem televizoriem, sākot no lētiem 50 collu 4K televizoriem līdz pat 98 collu 8K televizori. QLED televizori šobrīd piedāvā vislabāko cenas un ekrāna izmēra attiecību no visām paneļu televizoru tehnoloģijām (projektori joprojām ir lētākais veids, kā iegūt īpaši lielu attēls).

Taču, neskatoties uz QLED televizora izcilajām krāsām, tās joprojām ir atkarīgas no diviem mainīgajiem, lai kontrolētu kontrastu un melnās krāsas līmeņi: selektīva fona apgaismojuma aptumšošana un atlikušās gaismas bloķēšana ar LCD matrica. Tas nav ideāls: daudziem QLED televizoriem joprojām ir melnas krāsas, kas patiesībā ir ļoti, ļoti tumši pelēkas, un ainās, kurās ir ļoti tumši un ļoti vienlaikus ekrānā ir redzami spilgti elementi, jūs saņemat "ziedēšanu" — vieglu spilgtuma oreolu, kas iesūcas ekrāna tumšajos apgabalos. attēlu.

Mini-LED televizors

Viens veids, kā atrisināt QLED kontrasta problēmu, ir vēl vairāk kontrolēt LED fona apgaismojumu. Tipisks QLED televizora fona apgaismojums sastāv no simtiem atsevišķu gaismas diožu, kas ir sadalītas desmitiem zonu. Katras gaismas diodes izslēgšana noteiktā zonā rada jauku, dziļi melnu krāsu, taču diezgan bieži zonas ir pārāk lielas, lai to izdarītu, negatīvi neietekmējot attēla daļas.

Mini LED televizori ir mēģinājums atrisināt šo problēmu, krasi palielinot gaismas diožu skaitu fona apgaismojumā — ar tūkstošiem mazu LED, nevis simtiem lielāku. Arvien mazākas gaismas diodes nozīmē vairāk un mazāku zonu, kas, kā jūs, iespējams, uzminējāt, ļauj vēl vairāk kontrolēt ekrāna spilgtumu (vai tumsu). Līdz šim esam redzējuši tikai dažus Mini LED televizorus, taču tie jau ir pierādījuši, ka stratēģija darbojas. Šie televizori rada dziļākos melnos toņus, kādus esam redzējuši televizorā ar LED aizmugurgaismojumu.

Pašlaik TCL ir vienīgais televizoru zīmols, kas pārdod Mini-LED televizorus, taču mēs sagaidām, ka gandrīz visi zīmoli, kas joprojām ražo uz QLED balstītus televizorus, pārdos mini LED modeļus 2021. gadā.

• Mini-LED vs. QLED televizors
• TCL 6-Series Mini-LED TV apskats
• TCL 8-Series Mini-LED TV apskats

OLED televizors

Ko darīt, ja jūs varētu vienkārši pilnībā atbrīvoties no fona apgaismojuma un likt katram televizora ekrāna pikselim radīt savu gaismu un krāsu? Tieši tā darbojas organiskie LED (OLED) televizori. Katrs OLED pikselis ir autonoma gaismas un krāsu rūpnīca, kas OLED televizoriem sniedz divas atšķirīgas priekšrocības. Bez atsevišķa fona apgaismojuma tie ir neticami plāni, un tos var pat izgatavot elastīgās, rullējamās loksnēs. Ja nav fona apgaismojuma, tas nozīmē arī perfektu melno krāsu. Kad atsevišķs OLED pikselis tiek izslēgts, tas vispār neizstaro gaismu. Pašlaik tas vienkārši nekļūst tumšāks par OLED.

Lai cik iespaidīgi būtu OLED televizori, tie nevar kļūt tik spilgti kā QLED televizori, un dažās situācijās tie var ciest no abiem attēliem. saglabāšana (iepriekšējā attēla daļu redzēšana īslaicīgi pielīp kā ēna) un iedegšana (kad attēla aizture kļūst pastāvīgs). Tā ir neveiksmīga OLED blakusparādība: jo gaišākus jūs tos padarāt (palaižot caur tiem lielāku strāvu), jo īsāks to kalpošanas laiks. OLED televizori mēdz būt arī dārgāki nekā QLED televizori. Daļēji tas ir tāpēc, ka ir mazāk uzņēmumu, kas ražo OLED paneļus, un mazāk uzņēmumi, kas pārdod OLED televizorus, taču tas ir arī tāpēc, ka OLED ražošanas process ir jaunāks un dārgāks nekā QLED izgatavošana displeji.

• OLED TV vs. LED televizors
• OLED TV vs. QLED televizors

Rīt: MicroLED televizors

Samsung tikko paziņoja, ka sāks pārdot pirmie patērētājiem paredzēti televizori, kas izgatavoti no MicroLED tehnoloģiju, ko tā iepriekš bija izmantojusi tikai augstākās klases komerciālajās instalācijās. MicroLED televizori izmanto to pašu principu kā OLED, jo katrs MicroLED pikselis rada gan gaismu, gan krāsas, taču bez fona apgaismojuma.

Tā kā šajos pikseļos tiek izmantotas mazas gaismas diodes, nevis OLED, tie var sasniegt iespaidīgu spilgtuma līmeni, ideāls melnās krāsas līmenis, un tie nekad necieš no iedegšanas, jo gaismas diodes tas neietekmē problēma. Tas izklausās pēc labākā no abām pasaulēm, un tā gandrīz arī ir. Tomēr pašreizējiem MicroLED displejiem ir daži trūkumi.

Lai arī cik mazas ir šīs gaismas diodes, tās nevar būt tik mazas kā OLED. Tas nozīmē, ka varat piemēroties jebkura izmēra televizoram vairāk OLED nekā MicroLED, tāpēc Samsung pirmais MicroLED var būt milzīgs 110 collu, taču tas joprojām ir tikai 4K TV. Jo lielāks ekrāns, jo vairāk redzami pikseļi ar tādu pašu izšķirtspēju.

Ir arī daži jautājumi par MicroLED enerģijas patēriņu. Kad mums bija atļauts pietuvoties MicroLED televizoriem tādās vietās kā CES 2020, šo displeju radītais siltums bija jūtams. Mēs nezinām, vai Samsung 110 collu versijai ir tāda pati problēma. Visbeidzot, ir arī cena: kā jaunākā no pašreizējām TV displeja tehnoloģijām, sagaidiet, ka MicroLED būs ļoti dārgs, līdz pieprasījums pazeminās cenu.

• MicroLED TV vs. Mini-LED televizors
• MicroLED TV vs. OLED televizors

Nākamajos 12–24 mēnešos: QD-OLED TV un QNED TV

QD-OLED televizors

Lai arī cik intriģējoša ir MicroLED tehnoloģija īpaši lielizmēra televizoriem, lielākajai daļai cilvēku būtu grūti vienkārši atrast vietu kādam no šiem behemotiem — tas ir, ja viņi pat varētu to atļauties. Maz ticams, ka MicroLED pārņems 75 collas vai mazākus televizorus. Bet tas nenozīmē, ka esam iestrēguši ar mūsu esošajām tehnoloģijām.

Quantum dot OLED (QD-OLED) ir jauns OLED displeja paneļu ražošanas veids, kas palīdz risināt divus pašreizējo OLED televizoru iespējamās nepilnības: to maksimālais spilgtums un krāsu apjoms un precizitāte.

Pārveidojot veidu, kā OLED pikseļi rada krāsas — ar nelielu kvantu punktu palīdzību —, QD-OLED televizori novērš nepieciešamību pēc krāsu filtra, kas spēj absorbēt pat 70% gaismas kas iet caur to. Šī viena izmaiņa var ievērojami palielināt gaismas daudzumu, kas var sasniegt skatītājus, nesamazinot krāsu. Tas var arī palīdzēt samazināt vai novērst pārdegšanas draudus.

Liela daļa no tā nav pierādīta, jo mums vēl ir jāredz pirmie QD-OLED televizori darbībā, taču, kā mēs to aplūkojam mūsu QD-OLED skaidrotājs, ir daudz iemeslu optimismam. Mēs zinām, ka Samsung displeju nodaļa (Samsung Display) strādā pie QD-OLED ražošanas, un mēs ceram, ka 2021. gadā tiks parādīti pirmie QD-OLED televizori, par kuriem paziņojis nozīmīgs zīmols — iespējams, TCL.

QNED televizors

Vai ir iespējams sasniegt tādus pašus perfektus melnos toņus kā OLED televizoram bez raksturīgā spilgtuma? OLED ierobežojumiem un neizmantojot dārgus MicroLED vai, iespējams, pat neizmantojot OLED visi?

Tas ir solījums kvantu nano izstarojošās diodes (QNED). Pašlaik lielākajā daļā OLED televizoru kā galveno gaismas avotu tiek izmantots zils OLED materiāls. Šo zilo gaismu var pagriezt baltā virzienā, izmantojot dzeltenu OLED materiālu, un pēc tam pārveidot par visām varavīksnes krāsām ar krāsu filtrs, taču tas nav lielisks risinājums ne spilgtumam, ne krāsu precizitātei, neskatoties uz OLED televizora iespaidīgo kopējo attēlu kvalitāti.

QD-OLED televizori, kā minēts iepriekš, novērš krāsu filtru, taču tie nemaina galveno spilgtuma dzinēju, kas joprojām ir zils OLED materiāls.

QNED televizors aizstāj šo OLED materiālu ar salīdzinoši jaunu izgudrojumu, ko sauc par nanostieņu gaismas diodēm. Nanorodi ir neticami mazas, cilindriskas struktūras, kuras var izmantot vienādi mazas gaismas diodes. Nanostieņu daudzšķautņainā forma palielina gaismas daudzumu, ko var izstarot LED, un to mazais izmērs varētu būt par labu īpaši augstai izšķirtspējai, kas darbojas labi. pārsniedz 8K.

Pašlaik tiek uzskatīts, ka televizoru ražotāji joprojām paļausies uz zilo gaismu no šīm nanorodu gaismas diodēm kā bāzes avotu. spilgtums, ar kvantu punktiem, kas turpina pārvērst zilo LED gaismu sarkanā un zaļā krāsā — tāpat kā QD-OLED TV. Taču, tā kā gaismas diodes nav jutīgas pret iedegšanu, nav nekādu negatīvu momentu, ja jāpaspiež maksimālais iespējamais strāvas stiprums, lai sasniegtu maksimālu spilgtumu.

Jāatzīmē, ka šie uzlabojumi var būt saistīti arī ar samazinātām izmaksām. Ar OLED materiālu ir grūti strādāt, un pat vismodernākās ražošanas metodes joprojām redz paneli ienesīgums ir zemāks nekā QLED televizoriem. OLED aizstāšana ar nanorodu LED varētu radīt lielu izmaksu ietaupījumu, ja tas tā būtu darbojas.

Par to liecina ziņojumi, kas iegūti 2020. gadā Samsung Display pēta veidus, kā aizstāt zilo OLED savos QD-OLED paneļos ar zilām nanostieņu gaismas diodēm, kā rezultātā pirmie QNED televizori tiks pārdoti — iespējams, jau 2022. gadā.

2023. gads un vēlāk: QDEL TV

QDEL televizors

Kvantu punkti pašlaik tiek izmantoti, lai pārvērstu vienu gaismas viļņa garumu citā, gandrīz nezaudējot spilgtumu. Tāpēc tie tiek rādīti QLED, QD-OLED un QNED displejos. Taču kvantu punkti neaprobežojas tikai ar šo starpnieka lomu. Tos var arī pieslēgt tieši, izmantojot elektrību. To sauc par elektroluminiscenci, un tas ir kvantu punktu elektroluminiscences (QDEL) tehnoloģijas pamatā.

Tā vietā, lai izmantotu sarkanā un zaļā krāsā noregulētus kvantu punktus, lai pārveidotu zilo gaismu, QDEL displeji izmanto trīs kvantu punktus uz vienu pikseļu — sarkanu, zaļu un zilu —, kas tiek darbināti tieši, izmantojot elektrību. Rezultāts ir displejs, kas uz papīra varētu būt televīzijas tehnoloģiju svētais grāls.

Katrs pikselis ir pašizstarojošs, tāpēc, tāpat kā ar OLED displejiem, jūs iegūstat perfektu melno krāsu. Kvantu punkti laika gaitā samazinās, taču, tāpat kā LED displeji, nepastāv risks, ka tie varētu iedegties. Krāsu filtra trūkums nozīmē, ka praktiski visa radītā gaisma netraucēti nonāk skatītājā, nodrošinot lielāku spilgtumu uz vienu enerģijas vatu. Un kvantu punktus var uzklāt ārkārtīgi plānos slāņos, kas saglabā visu OLED elastību, ko MicroLED pašlaik nevar darīt.

Kāpēc mēs jau nebūvējam QDEL displejus, ja tie ir tik lieliski? Izrādās, ka, lai gan sarkani un zaļi noregulēti kvantu punkti ir veiksmīgi ražoti mērogā, zilos kvantu punktus ir grūtāk izgatavot. Progress tiek panākts, taču mūsdienu zilie kvantu punkti joprojām neizstaro pietiekami daudz spilgtuma, lai varētu paļauties uz īstu QDEL displeju.

Redaktoru ieteikumi

• Sony izlaiž 2023. gada televizoru cenas ar vienu ļoti lielu izņēmumu
• Samsung nejauši atklāj sava 77 collu QD-OLED televizora cenu
• TCL QM8 mini-LED televizors izstādē CES 2023: 98 collu milzis ar iebūvētu zemfrekvences skaļruni
• Samsung apstiprina īpaši spilgtu 77 collu QD-OLED paneli CES 2023. Vai tas būs televizors?
• Šis satriecošais, saliekamais 4K televizors tagad maksā par 50% mazāk, taču jūs joprojām nevarat to atļauties