Как работают ЖК-телевизоры с квантовыми точками

LED, LCD, OLED, 4K, UHD… последнее, что сейчас нужно телеиндустрии, — это еще одна техноаббревиатура. Но телевизионные технологии, будучи постоянно развивающейся безжалостной силой, в какой-то момент нам пришлось бы принять новую терминологию. Выходит, что точка сейчас, а срок — какой воля быть модным словом de rigeur в 2015 году — это квантовые точки. Хотя мы рады, что избавились от еще одной аббревиатуры, термин «квантовая точка» не только не объясняет, что делает технология, но и является довольно опрометчивым предметом.

Не волнуйтесь, для этого мы здесь. Какой бы псевдоним вы ни слышали, чтобы относиться к ним, в конце концов, квантовые точки на самом деле означают для вас: лучший цвет.

Проще говоря, квантовые точки — это крошечные частицы, которые светятся, когда на них направляют свет. Напихайте их кучу на лист пленки, посветите на эту пленку, и пленка засветится! Звучит не так уж волшебно, не так ли? Конечно, на самом деле это не так просто, и как бы сложна ни была наука о квантовых точках, то, как они работают, чтобы ЖК-телевизоры выглядели лучше, действительно увлекательно. Имея это в виду, вот объяснение того, как квантовые точки работают в телевизорах, как это может сказать ваш учитель младших классов средней школы (потому что, поверьте нам, объяснитель на уровне колледжа заставит вас спать).

Сначала вы начинаете с ЖК-дисплея

Квантовые точки, или, говоря научным языком, нанокристаллические полупроводники, не являются новым типом дисплея или разрешением. Квантовые точки — это всего лишь новый компонент ЖК-экрана. В частности, квантовые точки работают по принципу исправление вопиющей проблемы присущие ЖК-телевизорам со светодиодной подсветкой.

Это означает, что нам нужно будет объяснить, как работают основные ЖК-дисплеи, прежде чем мы двинемся дальше, так что относитесь к этому как к переподготовке, если вы уже знаете.

Ваш обычный ЖК-телевизор состоит из трех основных частей: белой подсветки, излучающей свет, который вы видите, и цветных фильтров, разделяющих этот свет на булавочные точки красного, зеленого и синего света и жидкокристаллический модуль, который работает как сетка крошечных окон (пикселей) для смешивания этих цветов в единое целое. изображение. У каждого пикселя есть свои красные, зеленые и синие субпиксели — эти булавочные уколы света — которые могут открываться и закрываться жидкими кристаллами, почти как жалюзи. Когда белый свет от светодиодов проходит через пиксель с полностью закрытыми красным и зеленым подпикселями и полностью открытым синим подпикселем, он кажется вашему глазу синим. Если все три субпикселя открыты, красный, зеленый и синий цвета вместе выглядят белыми. Закрытие их всех дает черный цвет. Смешивая количество света, поступающего от разных субпикселей, телевизор может создавать множество различных цветов с различными оттенками и оттенками. То, что вы видите на другом конце, является картинкой.

В современных телевизорах используются светодиоды для обеспечения «белой» подсветки, но вот проблема с этой настройкой: светодиоды плохо производят белый свет. Любой, кто перешел с ламп накаливания на компактные люминесцентные или светодиодные лампы, знает, что после замены все в вашем доме изменится. Цвета тускнеют, а сам свет кажется холодным и стерильным. Производители лампочек усердно работали над изменением «температуры» этих огней, используя различные методы, чтобы они казались теплее и естественнее для наших глаз, и сегодня с ними легче жить. В некотором смысле квантовые точки делают нечто подобное, помогая светодиодной подсветке в ЖК-телевизорах более точно воспроизводить цвета.

Самое забавное в светодиодных лампах то, что они не светятся белым естественным светом. «Белые» светодиоды в вашем телевизоре на самом деле представляют собой синие светодиоды, покрытые желтым люминофором, который излучает «своего рода» белый свет. Но этот квази-белый свет не соответствует идеалу. Если вы поместите его в призму (помните те, что на уроках естествознания?), он не будет давать радугу света, одинаково яркую во всех оттенках. Например, интенсивность красных длин волн ужасно мала, поэтому после фильтрации красный будет казаться тусклее, чем зеленый и синий, что влияет на все остальные цвета, которые телевизор пытается воспроизвести. Инженеры могут компенсировать эту неравномерную интенсивность цвета, уравновешивая ее обходными путями (вы можно, например, уменьшить зеленый и синий цвета, чтобы они совпадали), но интенсивность конечного изображения страдает из-за результат.

Производителям телевизоров нужен «более чистый» источник белого света, более равномерно сбалансированный по красному, зеленому и синему цветовому спектру. Вот тут-то и появляются квантовые точки.

Введите квантовую точку

Напомним, что квантовые точки — это крошечные фосфоресцирующие кристаллы, которые светятся, когда на них направляют свет. Они могут светиться множеством цветов, и цвет, который они светят, определяется их размером. Поскольку размер квантовой точки теперь можно точно контролировать (исходя из того, сколько в ней атомов — эти штуки меньше вируса) результирующий свет, который они испускают, можно набрать точно так же, как именно так. Они также удивительно стабильны, что означает, что эффект не изнашивается и не меняется со временем. Квантовая точка, изготовленная так, чтобы светиться определенным оттенком красного, всегда будет светиться этим оттенком красного. Видите, куда это идет?

Что сейчас делают производители телевизоров, так это берут лист пленки и насыщают его набором квантовых точек, которые были спроектированы так, чтобы светиться очень точными оттенками красного и зеленого. Затем они отказываются от желтого светодиода с люминесцентным покрытием, который они использовали, и вместо этого используют чистый синий светодиод.

Теперь, в этот момент вы можете подумать: Эврика! Теперь у нас есть синий свет, а красный и зеленый исходят от квантовых точек! RGB = готово!» Но на самом деле это не так. Помните, что квантовые точки расположены на гигантском однородном листе, а не организованы аккуратно в микроскопические субпиксели. Таким образом, все эти цвета отправляются в блендер.

Когда синий светодиод светит на лист пленки, насыщенный квантовыми точками, и точки начинают светиться красным и зеленым, все три из них объединяются, чтобы создать идеальный белый свет. Теперь цветные фильтры на ЖК-экране имеют лучший источник света для работы и могут более точно и эффективно отфильтровывать красный, зеленый и синий цвета. Поскольку в белом свете меньше нежелательных «пиков», цветным фильтрам не нужно их подавлять. Например, при создании красного цвета оранжевые и желтые волны имеют небольшую интенсивность, поэтому вы получаете более яркие и точные красные оттенки. А когда красный, зеленый и синий цвета ярче и точнее, каждый результирующий цвет, полученный в результате смешивания цветов, будет более точным и ярким.

Вуаля. Теперь у вас есть ЖК-телевизор с гораздо лучшими цветовыми характеристиками. И эта более широкая цветовая гамма будет особенно полезна для телевизоров 4K UHD, которые могут обрабатывать гораздо больше цветовой информации, чем телевизоры HD 1080p.

Есть только одна загвоздка.

Это все еще ЖК-телевизор

Большинство ЖК-телевизоров изо всех сил пытаются воспроизвести черный цвет, который не выглядит серым, потому что жидкокристаллические модули — те самые «жалюзи», которые могут блокировать свет — не идеальны. Даже когда они полностью закрыты, некоторый свет от подсветки просачивается. Вот почему отображение «черного» экрана на вашем телевизоре выглядит слегка серым, но когда вы его выключаете, он становится черным как смоль. Тот серый цвет, который вы видите, — это минимальное количество просачивающегося света.

Квантовые точки нацелены на улучшение производительности в некоторых из этих областей, но, в конце концов, у ЖК-панели есть свои ограничения — она никогда не сможет полностью закрыть весь свет позади себя. По этой причине качество изображения всегда будет скомпрометировано по сравнению с технологией OLED, в которой пиксели который может полностью перестать излучать свет при подаче правильного сигнала, создавая чернильное, абсолютно черное изображение качество.

Тем не менее, несмотря на то, что плазменные телевизоры устарели, а OLED-телевизоры (LG — единственная компания, производящая их) по-прежнему непомерно дорого для большинства, приятно знать, что ЖК-телевизоры получат руку помощи от квантовые точки.

Рекомендации редакции

• Что такое ФОЛЕД? Вашим глазам (и счету за коммунальные услуги) это понравится
• Эта сделка с OLED-телевизором — вот почему обновление стоит ваших денег
• Хотите смотреть Disney+ на своем телевизоре? Вам нужен этот дешевый аксессуар
• Игровой монитор против Телевизор: почему телевизор может стать вашим следующим игровым монитором
• Roku TV Ready позволяет вам управлять всей звуковой панелью с пульта Roku TV.