Kropki kwantowe i nanopręty: to dziwna, dzika przyszłość telewizji

Dawno, dawno temu istniały dwie opcje telewizorów z dużym ekranem. Telewizory LED (telewizor LCD z podświetleniem LED) oferowały najlepszą opcję pod względem jasności i rozdzielczości, natomiast projektory wideo były oczywistą odpowiedzią dla tych, którzy cenili naprawdę duży rozmiar obrazu i możliwość kontrolowania otoczenia światło. Ale to było ponad dziesięć lat temu i, kurczę, czasy się zmieniły. Dziś mamy telewizory QLED, OLED i mini-LED (nie wspominając o nowych projektorach krótkiego rzutu zasilanych laserem). W ciągu kilku miesięcy do tej listy będzie można dodać telewizor MicroLED.

Ale to dopiero początek. Niedaleko horyzontu pojawiają się trzy kolejne technologie, które mogą jeszcze bardziej zmienić krajobraz telewizji: prace nad QNED, Wyświetlacze QD-OLED i QDEL są na różnych etapach rozwoju i pierwszą z tych innowacji możemy zobaczyć w ciągu najbliższych 12 lat miesiące. Co do cholery oznaczają te wszystkie akronimy i, co ważniejsze, w jaki sposób wpłyną one na Twoje decyzje dotyczące zakupu telewizora? Przeanalizujmy tę zupę alfabetyczną i znajdźmy kilka odpowiedzi.

Dziś: telewizory LED, telewizory QLED, telewizory mini-LED i telewizory OLED

TELEWIZOR LED

Najstarszą i najtańszą technologią telewizyjną, jaką mamy obecnie, jest telewizor LED. To błędne określenie: technicznie rzecz biorąc, prawdziwy telewizor LED wykorzystywałby diody LED do wszystkich aspektów obrazu, który widzisz, ale nie do końca o to tu chodzi. Telewizor LED to tak naprawdę telewizor LCD, który wykorzystuje diody LED jako źródło światła, ale nie wykorzystuje ich do wytworzenia ostatecznego obrazu. Zadanie to przypada na panel LCD i kolejny filtr barwny.

Telewizory LED można znaleźć już za 85 dolarów podczas specjalnych promocji, takich jak Czarny Piątek, co czyni je bardzo atrakcyjnymi, ale telewizory LED mają też wady. Ich podświetlenie zużywa sporo energii. Ich panele LCD dobrze przepuszczają światło, ale nie tak dobrze je blokują, co oznacza, że ​​czerń nie jest tak głęboka ani tak ciemna, jak mogłaby być. Wreszcie, białe światło wytwarzane przez podświetlenie nie jest białym światłem o pełnym spektrum, więc niektóre kolory nie są możliwe, a inne nie zawsze są dokładne.

• Telewizor LED vs. telewizor LCD

Telewizor QLED

Na początku 2010 roku Sony, Samsung i kilka innych firm rozpoczęły eksperymenty z materiałem znanym jako kropki kwantowe. Odkryto, że te półprzewodniki nanocząstkowe mają intrygującą właściwość polegającą na możliwości emitowania światła o bardzo precyzyjnych częstotliwościach po stymulacji źródłem energii. Okazały się również niezwykle skuteczne w przekształcaniu tej energii w światło.

Twórcy telewizorów zdali sobie sprawę, że stosując warstwę precyzyjnie dostrojonych kropek kwantowych nałożonych na podświetlenie LED, mogą uzupełnij części spektrum kolorów, których brakowało diodzie LED, tworząc w ten sposób bardzo kompletną i czystą biel światło. A co najważniejsze, nie wymagało to praktycznie żadnej dodatkowej energii, a efektem była doskonała jasność, intensywność kolorów i dokładność kolorów. To były narodziny technologii LED z kropkami kwantowymi (QLED), która stała się technologią wyświetlania wybieraną dla szerokiej gamy telewizorów, od niedrogich 50-calowych telewizorów 4K aż po Telewizory 98-calowe 8K. Telewizory QLED oferują obecnie najlepszy stosunek ceny do wielkości ekranu spośród wszystkich technologii telewizyjnych opartych na panelach (projektory są w dalszym ciągu najtańszym sposobem na uzyskanie bardzo dużego obrazu obraz).

Jednak pomimo znacznie lepszych kolorów telewizora QLED, nadal zależą one od dwóch zmiennych kontrolujących kontrast i poziomy czerni: Selektywne przyciemnianie podświetlenia i blokowanie pozostałego światła na wyświetlaczu LCD matryca. Nie jest idealnie: wiele telewizorów QLED nadal oferuje czerń, która w rzeczywistości jest bardzo, bardzo ciemnoszara, a także w scenach, w których jest bardzo ciemno i bardzo jasne elementy pojawiają się na ekranie w tym samym czasie, następuje „rozkwitanie” — niewielka aureola jasności przedostająca się do ciemnych obszarów obrazu obraz.

Minitelewizor LED

Jednym ze sposobów rozwiązania problemu kontrastu QLED jest uzyskanie jeszcze większej kontroli nad podświetleniem LED. Typowe podświetlenie telewizora QLED składa się z setek pojedynczych diod LED, podzielonych na kilkadziesiąt stref. Wyłączenie każdej diody LED w danej strefie daje ładną, głęboką czerń, ale często strefy są po prostu zbyt duże, aby to zrobić bez negatywnego wpływu na części obrazu.

Telewizory Mini-LED są próbą rozwiązania tego problemu poprzez drastyczne zwiększenie liczby diod LED w podświetleniu – z tysiącami maleńkich diod zamiast setek większych. Coraz mniejsze diody LED oznaczają coraz mniejsze strefy, co, jak zapewne się domyślacie, prowadzi do jeszcze większej kontroli nad jasnością (lub ciemnością) na ekranie. Do tej pory widzieliśmy tylko kilka telewizorów Mini-LED, ale one już udowodniły, że ta strategia działa. Te telewizory zapewniają najgłębszą czerń, jaką kiedykolwiek widzieliśmy w telewizorach z podświetleniem LED.

W tej chwili TCL jest jedyną marką telewizyjną sprzedającą telewizory Mini-LED, ale spodziewamy się, że praktycznie wszystkie marki, które nadal produkują telewizory oparte na QLED, będą sprzedawać modele mini-LED w 2021 roku.

• Mini-LED vs. Telewizor QLED
• Recenzja telewizora Mini-LED TCL z serii 6
• Recenzja telewizora Mini-LED TCL z serii 8

Telewizor OLED

A co, jeśli możesz po prostu całkowicie pozbyć się podświetlenia i sprawić, że każdy piksel na ekranie telewizora będzie emitował własne światło i kolor? Dokładnie tak działają telewizory organiczne LED (OLED). Każdy piksel OLED to niezależna fabryka światła i koloru, co daje telewizorom OLED dwie wyraźne zalety. Bez osobnego podświetlenia są niewiarygodnie cienkie i można je nawet przekształcić w elastyczne, zwijane arkusze. Brak podświetlenia oznacza także idealną czerń. Kiedy pojedynczy piksel OLED jest wyłączony, nie emituje on żadnego światła. Po prostu nie ma teraz ciemniejszego niż OLED.

Telewizory OLED są tak spektakularne, że nie są tak jasne jak telewizory QLED, a w niektórych sytuacjach mogą powodować zarówno problemy z obrazem, jak i retencja (widzenie części poprzedniego obrazu chwilowo przylegających jak cień) i wypalenie (kiedy staje się retencja obrazu stały). To niefortunny efekt uboczny diod OLED: im jaśniej je rozjaśnisz (przepuszczając przez nie większy prąd), tym krótsza będzie ich żywotność. Telewizory OLED są również zwykle droższe niż telewizory QLED. Dzieje się tak częściowo dlatego, że jest mniej firm produkujących panele OLED i mniej firm sprzedających telewizory OLED, ale dzieje się tak także dlatego, że proces produkcji OLED jest nowszy i droższy niż produkcja QLED wyświetla.

• Telewizor OLED vs. TELEWIZOR LED
• Telewizor OLED vs. Telewizor QLED

Jutro: Telewizor MicroLED

Samsung właśnie ogłosił, że rozpocznie sprzedaż pierwsze telewizory skierowane do konsumentów wykonane z MicroLED technologię, którą wcześniej stosowano wyłącznie w wysokiej klasy instalacjach komercyjnych. Telewizory MicroLED działają na tej samej zasadzie co OLED, ponieważ każdy piksel MicroLED wytwarza zarówno światło, jak i kolor, ale bez potrzeby podświetlania.

Ponieważ te piksele wykorzystują małe diody LED, a nie OLED, mogą osiągnąć imponujący poziom jasności, doskonały poziom czerni i nigdy nie ulegają wypaleniu, ponieważ nie ma to wpływu na diody LED problem. Brzmi jak to, co najlepsze z obu światów, i prawie tak jest. Jednak obecne wyświetlacze MicroLED mają pewne wady.

Choć te diody LED są tak małe, nie mogą być tak małe jak diody OLED. Oznacza to, że możesz dopasować go do dowolnego rozmiaru telewizora więcej diod OLED niż MicroLED, dlatego pierwszy MicroLED firmy Samsung może mieć aż 110 cali, ale to wciąż tylko 4K TELEWIZJA. Im większy ekran, tym bardziej widoczne są piksele w tej samej rozdzielczości.

Istnieją również pewne pytania dotyczące zużycia energii przez MicroLED. Kiedy pozwolono nam zbliżyć się do telewizorów MicroLED w miejscach takich jak targi CES 2020, ciepło generowane przez te wyświetlacze było wyczuwalne. Nie wiemy, czy 110-calowa wersja Samsunga cierpi na ten sam problem. Wreszcie jest cena: jako najnowsza z obecnych technologii wyświetlaczy telewizyjnych można spodziewać się, że MicroLED będzie bardzo drogi, dopóki popyt nie spowoduje spadku ceny.

• Telewizor MicroLED vs. Minitelewizor LED
• Telewizor MicroLED vs. Telewizor OLED

W ciągu najbliższych 12-24 miesięcy: telewizory QD-OLED i telewizory QNED

Telewizor QD-OLED

Choć technologia MicroLED jest intrygująca w przypadku telewizorów o bardzo dużych rozmiarach, większość ludzi miałaby problem ze znalezieniem miejsca dla jednego z tych gigantów – to znaczy, gdyby w ogóle było ich na nie stać. W związku z tym jest mało prawdopodobne, że technologia MicroLED przejmie telewizory o przekątnej 75 cali i mniejszej. Nie oznacza to jednak, że pozostajemy przy istniejących technologiach.

Quantum Dot OLED (QD-OLED) to nowy sposób produkcji paneli wyświetlaczy OLED, który pomaga rozwiązać dwa potencjalne słabe strony obecnych telewizorów OLED: maksymalna jasność oraz intensywność i dokładność kolorów.

Dzięki przeprojektowaniu sposobu, w jaki piksele OLED wytwarzają kolory — przy niewielkiej pomocy kropek kwantowych — telewizory QD-OLED eliminują potrzebę stosowania filtra kolorów, który może absorbować aż 70% światła która przez to przechodzi. Ta jedna zmiana może znacznie zwiększyć ilość światła docierającego do widzów, bez utraty kolorów. Może to również pomóc w zmniejszeniu lub wyeliminowaniu zagrożenia wypaleniem.

Wiele z tego jest niepotwierdzonych, ponieważ nie widzieliśmy jeszcze w akcji pierwszych telewizorów QD-OLED, ale jak opisujemy w naszym Wyjaśnienie QD-OLED, jest mnóstwo powodów do optymizmu. Wiemy, że dział wyświetlaczy firmy Samsung (Samsung Display) pracuje nad produkcją QD-OLED i spodziewamy się, że pierwsze telewizory QD-OLED zaprezentowane przez dużą markę – prawdopodobnie TCL – pojawią się w 2021 roku.

Telewizja QNED

Czy możliwe jest osiągnięcie tej samej doskonałej czerni, co w telewizorze OLED, bez nieodłącznej jasności? ograniczeń OLED i bez użycia drogich MicroLED, a może nawet bez użycia OLED Wszystko?

To jest obietnica kwantowe nanodiody elektroluminescencyjne (QNED). Obecnie większość telewizorów OLED wykorzystuje niebieski materiał OLED jako główne źródło światła. To niebieskie światło można zmienić na białe za pomocą żółtego materiału OLED, a następnie za pomocą żółtego materiału OLED przekształcić je we wszystkie kolory tęczy. filtr kolorów, ale nie jest to świetne rozwiązanie ani pod względem jasności, ani wierności kolorów, pomimo imponującego ogólnego obrazu telewizora OLED jakość.

Telewizory QD-OLED, jak wspomnieliśmy powyżej, eliminują filtr kolorów, ale nie zmieniają podstawowego silnika jasności, jakim nadal jest niebieski materiał OLED.

Telewizor QNED zastępuje materiał OLED stosunkowo nowym wynalazkiem zwanym nanoprętami LED. Nanopręty to niewiarygodnie małe, cylindryczne struktury, które można wykorzystać do równego umieszczenia w nich różnych obiektów małe diody LED. Wielopłaszczyznowy kształt nanoprętów zwiększa ilość światła emitowanego przez diody LED, a ich niewielki rozmiar może być dobrodziejstwem dla ultrawysokich rozdzielczości, które dobrze się sprawdzają powyżej 8 tys.

Obecnie panuje przekonanie, że producenci telewizorów w dalszym ciągu będą polegać na niebieskim świetle emitowanym przez nanoprętowe diody LED jako podstawowym źródle. luminancji, a kropki kwantowe w dalszym ciągu przekształcają niebieskie światło LED w barwę czerwoną i zieloną — zupełnie jak w QD-OLED TELEWIZJA. Ponieważ jednak diody LED nie są podatne na wypalenie, nie ma żadnych wad w zwiększaniu maksymalnego możliwego natężenia prądu w celu osiągnięcia maksymalnej jasności.

Co ciekawe, te ulepszenia mogą również wiązać się z obniżeniem kosztów. Materiał OLED jest trudny w obróbce i nawet najbardziej zaawansowane techniki produkcyjne wciąż dotyczą paneli wydajności niższe niż w przypadku telewizorów QLED. Zastąpienie diod OLED diodami nanoprętowymi może zapewnić duże oszczędności – jeśli tak się stanie Pracuje.

Sugerują to raporty z początku 2020 roku Samsung Display bada sposoby zastąpienia niebieskiego wyświetlacza OLED w panelach QD-OLED z niebieskimi nanoprętowymi diodami LED, co doprowadzi do sprzedaży pierwszych telewizorów QNED — prawdopodobnie już w 2022 r.

2023 i później: telewizja QDEL

Telewizja QDEL

Kropki kwantowe są obecnie używane do przekształcania jednej długości fali światła w inną, prawie bez utraty luminancji. Dlatego pojawiają się na wyświetlaczach QLED, QD-OLED i QNED. Ale kropki kwantowe nie ograniczają się do roli pośrednika. Można je także zasilać bezpośrednio za pomocą energii elektrycznej. Nazywa się to elektroluminescencją i stanowi podstawę technologii elektroluminescencji kropek kwantowych (QDEL).

Zamiast wykorzystywać kropki kwantowe dostrojone do czerwieni i zieleni do konwersji światła niebieskiego, wyświetlacze QDEL wykorzystują trzy kropki kwantowe na piksel — czerwoną, zieloną i niebieską — które są zasilane bezpośrednio energią elektryczną. W rezultacie powstał wyświetlacz, który na papierze może być świętym Graalem technologii telewizyjnej.

Każdy piksel jest samoemisyjny, więc podobnie jak w przypadku wyświetlaczy opartych na OLED, otrzymujesz idealną czerń. Kropki kwantowe z czasem ulegają zniszczeniu, ale podobnie jak w przypadku wyświetlaczy LED, nie ma ryzyka wypalenia. Brak filtra barwnego oznacza, że ​​praktycznie całe generowane światło przechodzi do widza bez przeszkód, co zapewnia większą jasność na wat energii. Kropki kwantowe można nakładać w niezwykle cienkich warstwach, co pozwala zachować całą elastyczność OLED, czego obecnie MicroLED nie jest w stanie zapewnić.

Dlaczego nie budujemy już wyświetlaczy QDEL, skoro są takie świetne? Okazuje się, że choć kropki kwantowe dostrojone do czerwieni i zieleni udało się z powodzeniem wyprodukować na dużą skalę, trudniej jest wyprodukować niebieskie kropki kwantowe. Dokonuje się postęp, ale dzisiejsze niebieskie kropki kwantowe nadal nie emitują wystarczającej luminancji, aby można było na nich polegać w przypadku prawdziwego wyświetlacza QDEL.

Zalecenia redaktorów

• Sony publikuje ceny telewizorów na rok 2023 z jednym bardzo dużym wyjątkiem
• Samsung przypadkowo ujawnia cenę swojego 77-calowego telewizora QD-OLED
• Telewizor TCL QM8 mini-LED na targach CES 2023: 98-calowy gigant z wbudowanym subwooferem
• Samsung potwierdza ultrajasny 77-calowy panel QD-OLED na targi CES 2023. Czy to będzie telewizor?
• Ten oszałamiający, składany telewizor 4K kosztuje teraz o 50% mniej, a mimo to wciąż Cię na niego nie stać