Quantum Dots and Nanorods: This Is TV's Weird, Wild Future

En gang var det to alternativer for storskjerm-TVer. LED-TVer (en LCD-TV med LED-bakgrunnsbelysning) tilbød det beste alternativet for lysstyrke og oppløsning, mens videoprojektorer var det klare svaret for de som verdsatte en virkelig stor bildestørrelse og muligheten til å kontrollere omgivelsene lys. Men det var mer enn et tiår siden, og, gutt, tidene har endret seg. I dag har vi QLED TV, OLED TV og mini-LED TV, (for ikke å nevne nye laserdrevne kortkastende projektorer). I løpet av noen få måneder kan du legge til MicroLED TV på listen.

Men det er bare starten. Ikke langt over horisonten er ytterligere tre teknologier som ser ut til å endre TV-landskapet ytterligere: Arbeid med QNED, QD-OLED- og QDEL-skjermer er i forskjellige utviklingsstadier, og vi kan se den første av disse innovasjonene innen de neste 12 måneder. Hva pokker betyr alle disse akronymene, og enda viktigere, hvordan kommer de til å påvirke TV-kjøpsbeslutningene dine? La oss analysere denne alfabetsuppen og komme med noen svar.

I dag: LED TV, QLED TV, mini-LED og OLED TV

LED-TV

Den eldste og rimeligste av TV-teknologiene vi har akkurat nå er LED-TV. Det er en feilbetegnelse: Teknisk sett vil en ekte LED-TV bruke LED for alle aspekter av bildet du ser, men det er ikke helt det som skjer her. En LED-TV er faktisk en LCD-TV som bruker LED som lyskilde, men som ikke bruker dem til å produsere det endelige bildet. Den oppgaven faller på LCD-panelet og et påfølgende fargefilter.

Du kan finne LED-TV-er for så lite som $85 under spesielle kampanjer som Black Friday, noe som gjør dem svært attraktive, men LED-TV har også ulemper. Baklyset deres bruker en god del energi. LCD-panelene deres er gode til å slippe gjennom lys, men ikke så gode til å blokkere det, noe som betyr at svarte farger ikke er så dype eller mørke som de kunne vært. Til slutt er det hvite lyset som produseres av bakgrunnsbelysningen ikke et fullspektret hvitt, så noen farger er ikke mulige og andre er ikke alltid nøyaktige.

• LED-TV vs. LCD-TV

QLED TV

På begynnelsen av 2010-tallet begynte Sony, Samsung og flere andre selskaper å eksperimentere med et materiale kjent som kvanteprikker. Disse nanopartikkelhalvlederne ble oppdaget å ha den spennende egenskapen til å kunne sende ut svært presise frekvenser av lys når de stimuleres med en energikilde. De viste seg også å være ekstremt effektive til å konvertere den energien til lys.

TV-produsenter innså at ved å bruke et lag med finjusterte kvanteprikker på toppen av en LED-bakgrunnsbelysning, kunne de fyll ut delene av fargespekteret LED-en manglet, og skaper dermed en veldig komplett og ren hvit lys. Best av alt, å gjøre det krevde praktisk talt ingen ekstra energi, og resultatet var utmerket lysstyrke, fargevolum og fargenøyaktighet. Dette var fødselen til quantum dot LED (QLED), og det har blitt den foretrukne skjermteknologien for et bredt utvalg av TV-er, fra rimelige 50-tommers 4K-TV-er helt opp til 98-tommers 8K-TVer. QLED-TV-er tilbyr for øyeblikket det beste forholdet mellom pris og skjermstørrelse av alle panelbaserte TV-teknologier (projektorer er fortsatt den billigste måten å få en ultra-stor bilde).

Men til tross for QLED TVs enormt overlegne farger, er de fortsatt avhengige av to variabler for å kontrollere kontrast og svartnivåer: Selektiv dimming av bakgrunnsbelysningen og blokkering av gjenværende lys med LCD-skjermen matrise. Det er ikke perfekt: Mange QLED-TV-er ender fortsatt opp med svarte farger som faktisk er veldig, veldig mørkegrå, og i scener der veldig mørke og veldig lyse elementer er på skjermen samtidig, blir du "blomstrende" - en liten glorie av lysstyrke som siver inn i de mørke områdene av bilde.

Mini-LED TV

En måte å løse QLEDs kontrastproblem på er å utøve enda større kontroll over LED-bakgrunnsbelysningen. En typisk QLED TV-bakgrunnsbelysning består av hundrevis av individuelle LED-er, delt inn i dusinvis av soner. Å slå av hver LED i en gitt sone gir en fin, dyp sort, men ganske ofte er sonene bare for store til å gjøre dette uten å påvirke deler av bildet negativt.

Mini-LED-TV-er er et forsøk på å løse dette problemet ved å drastisk øke antallet lysdioder i bakgrunnsbelysningen - med tusenvis av små lysdioder i stedet for hundrevis av større. Flere og mindre lysdioder betyr flere og mindre soner, som som du sikkert har gjettet, fører til enda større kontroll over lysstyrken (eller mørket) over skjermen. Vi har bare sett noen få Mini-LED-TVer så langt, men de har allerede bevist at strategien fungerer. Disse TV-ene produserer noen av de dypeste sortene vi noen gang har sett på en LED-bakbelyst TV.

For øyeblikket er TCL det eneste TV-merket som selger Mini-LED-TV-er, men vi forventer at praktisk talt alle merker som fortsatt produserer QLED-baserte TV-er vil selge mini-LED-modeller i 2021.

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

OLED TV

Hva om du bare kunne bli kvitt bakgrunnsbelysningen helt, og få hver piksel på en TV-skjerm til å produsere sitt eget lys og farge? Det er akkurat slik organiske LED (OLED) TV-er fungerer. Hver OLED-piksel er en selvstendig lys- og fargefabrikk, noe som gir OLED-TV-er to distinkte fordeler. Uten separat bakgrunnsbelysning er de utrolig tynne og kan til og med gjøres til fleksible, rullbare ark. Ingen bakgrunnsbelysning betyr også perfekt sort. Når en individuell OLED-piksel er slått av, sender den ikke ut noe lys i det hele tatt. Det blir rett og slett ikke mørkere enn OLED akkurat nå.

Så spektakulære som OLED-TV-er er, kan de ikke bli like lyse som QLED-TV-er, og i noen situasjoner kan de lide av begge bildene retensjon (å se deler av et tidligere bilde midlertidig feste seg som en skygge) og brenne inn (når bilderetensjon blir fast). Det er en uheldig bivirkning av OLED-er: Jo lysere du gjør dem (ved å kjøre mer strøm gjennom dem), jo kortere levetid. OLED-TV-er har også en tendens til å være dyrere enn QLED-TV-er. Det er delvis fordi det er færre selskaper som lager OLED-paneler, og færre selskaper som selger OLED-TVer, men det er også fordi OLED-produksjonsprosessen er nyere og dyrere enn å lage QLED viser.

• OLED TV vs. LED-TV
• OLED TV vs. QLED TV

I morgen: MicroLED TV

Samsung annonserte nettopp at de vil begynne å selge første forbrukermålrettede TV-er laget av MicroLED teknologi, som den tidligere bare hadde brukt i avanserte kommersielle installasjoner. MicroLED-TV-er bruker samme prinsipp som OLED, ettersom hver MicroLED-piksel produserer både lys og farger, men uten behov for bakgrunnsbelysning.

Fordi disse pikslene bruker små lysdioder, ikke OLED-er, kan de oppnå imponerende nivåer av lysstyrke, perfekte nivåer av svart, og de lider aldri av innbrenning fordi lysdioder ikke påvirkes av dette problem. Det høres ut som det beste fra begge verdener, og det er det nesten. Nåværende MicroLED-skjermer har imidlertid noen ulemper.

Så små som disse LED-ene er, kan de ikke bli så små som OLED-er. Det betyr at for enhver gitt størrelse på TV, kan du passe på en måte flere OLED-er enn MicroLED-er, og det er derfor Samsungs første MicroLED kan være hele 110 tommer, men det er fortsatt bare en 4K TV. Jo større skjermen er, jo mer synlige er pikslene med samme oppløsning.

Det er også noen spørsmål om MicroLEDs energiforbruk. Når vi har fått lov til å komme nær MicroLED-TV-er på steder som CES 2020, var varmen som ble generert av disse skjermene påtakelig. Vi vet ikke om Samsungs 110-tommers versjon lider av det samme problemet. Til slutt, det er prisen: Som den nyeste av dagens TV-skjermteknologier, forvent at MicroLED vil være veldig dyrt til etterspørselen driver prisen ned.

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

I løpet av de neste 12-24 månedene: QD-OLED TV og QNED TV

QD-OLED TV

Så spennende som MicroLED-teknologi er for ultra-store TV-er, ville de fleste ha problemer med å finne et sted for en av disse gigantene - det vil si hvis de i det hele tatt hadde råd til en. Som sådan vil vi neppe se en MicroLED-overtakelse av TV-er på 75 tommer eller mindre. Men det betyr ikke at vi sitter fast med vår eksisterende teknologi.

Quantum dot OLED (QD-OLED) er en ny måte å produsere OLED-skjermpaneler på som hjelper til med å adressere to potensielle svakheter ved nåværende OLED-TVer: Deres maksimale lysstyrke og deres fargevolum og nøyaktighet.

Ved å omstrukturere måten OLED-piksler produserer farger på – med litt hjelp fra kvanteprikker – eliminerer QD-OLED TV-er behovet for et fargefilter, som kan absorbere så mye som 70 % av lyset som går gjennom den. Denne endringen har potensial til å øke mengden lys som kan nå seerne betydelig, uten at det går på bekostning av fargen. Det kan også bidra til å redusere eller eliminere trusselen om innbrenning.

Mye av dette er uprøvd fordi vi ennå ikke har sett de første QD-OLED TV-ene i aksjon, men som vi dekker i vår QD-OLED-forklaring, det er god grunn til optimisme. Vi vet at Samsungs skjermavdeling (Samsung Display) jobber med QD-OLED-produksjon, og vi forventer å se de første QD-OLED-TV-ene annonsert av et stort merke – muligens TCL – i 2021.

QNED TV

Er det mulig å oppnå de samme perfekte svartene til en OLED-TV, uten noe av den iboende lysstyrken begrensninger av OLED, og ​​uten bruk av dyre MicroLED, eller kanskje til og med uten bruk av OLED kl alle?

Det er løftet om kvante nano emitterende dioder (QNED). For øyeblikket bruker de fleste OLED-TV-er blått OLED-materiale som primær lyskilde. Det blå lyset kan svinges mot hvitt ved bruk av gult OLED-materiale, og deretter konverteres til alle regnbuens farger med en fargefilter, men dette er ikke en god løsning for verken lysstyrke eller fargenøyaktighet, til tross for OLED TVs imponerende helhetsbilde kvalitet.

QD-OLED TV-er, som vi nevnte ovenfor, eliminerer fargefilteret, men de endrer ikke den grunnleggende motoren for lysstyrke, som fortsatt er blått OLED-materiale.

En QNED TV erstatter det OLED-materialet med en relativt ny oppfinnelse kalt nanorods LED. Nanorods er utrolig små, sylindriske strukturer som kan brukes til å huse like mye små lysdioder. Den mangefasetterte formen til nanorodene øker mengden lys som lysdiodene kan sende ut, og deres lille størrelse kan være en fordel for ultrahøye oppløsninger som går bra over 8K.

For øyeblikket er troen at TV-produsenter fortsatt vil stole på blått lys fra disse nanorod LED-ene som basiskilde av luminans, med kvanteprikker som fortsetter å konvertere det blå LED-lyset til rødt og grønt - akkurat som i en QD-OLED TV. Men fordi lysdioder ikke er utsatt for innbrenning, er det ingen ulemper å presse den maksimale mengden strøm som er mulig, for å oppnå maksimal lysstyrke.

Bemerkelsesverdig nok kan disse forbedringene også komme med reduserte kostnader. OLED-materiale er vanskelig å jobbe med, og selv de mest avanserte produksjonsteknikkene ser fortsatt panel avkastning som er lavere enn med QLED-TVer. Å erstatte OLED med nanorod LED kan være en stor kostnadsbesparelse - hvis det virker.

Rapporter fra tidligere i 2020 tyder på det Samsung Display undersøker måter å erstatte blå OLED på i sine QD-OLED-paneler med blå nanorod-lysdioder, noe som ville føre til at de første QNED-TV-ene ble solgt - muligens allerede i 2022.

2023 og utover: QDEL TV

QDEL TV

Kvanteprikker brukes for tiden til å konvertere en bølgelengde av lys til en annen, nesten uten tap av luminans. Det er derfor de vises i QLED-, QD-OLED- og QNED-skjermer. Men kvanteprikker er ikke begrenset til denne mellommannrollen. De kan også forsynes direkte ved bruk av elektrisitet. Dette er kjent som elektroluminescens, og det er grunnlaget for quantum dot electroluminescens (QDEL) teknologi.

I stedet for å bruke rød- og grønnjusterte kvanteprikker for å konvertere blått lys, bruker QDEL-skjermer tre kvanteprikker per piksel - røde, grønne og blå - som drives direkte ved hjelp av elektrisitet. Resultatet er en skjerm som på papiret kan være TV-teknologiens hellige gral.

Hver piksel er selvemitterende, så akkurat som med OLED-baserte skjermer får du perfekte svarte farger. Kvanteprikker forfaller over tid, men akkurat som LED-baserte skjermer er det ingen risiko for innbrenning. Ingen fargefilter betyr at praktisk talt alt lyset som genereres passerer uhindret til seeren, noe som gir deg mer lysstyrke per watt energi. Og kvanteprikker kan påføres i ekstremt tynne lag, noe som bevarer all fleksibiliteten til OLED, noe MicroLED ikke kan gjøre for øyeblikket.

Hvorfor bygger vi ikke allerede QDEL-skjermer hvis de er så flotte? Det viser seg at mens rød- og grønnstemte kvanteprikker har blitt produsert i stor skala, er blå kvanteprikker vanskeligere å lage. Det gjøres fremskritt, men dagens blå kvanteprikker avgir fortsatt ikke nok luminans til å stole på for en ekte QDEL-skjerm.

Redaktørenes anbefalinger

• Sony lanserer TV-prisene for 2023 med ett veldig stort unntak
• Samsung avslører ved et uhell prisen på sin 77-tommers QD-OLED TV
• TCL QM8 mini-LED-TV på CES 2023: en 98-tommers gigant med innebygd subwoofer
• Samsung bekrefter ultrabright 77-tommers QD-OLED-panel for CES 2023. Blir det en TV?
• Denne fantastiske, sammenleggbare 4K-TV-en koster nå 50 % mindre, men du har fortsatt ikke råd til det