Квантовые точки и наностержни: странное и дикое будущее телевидения

Когда-то существовало два варианта телевизоров с большим экраном. Светодиодные телевизоры (ЖК-телевизор со светодиодной подсветкой) предлагали лучший вариант по яркости. и разрешение, а видеопроекторы были четким ответом для тех, кто ценил по-настоящему большой размер изображения и возможность контролировать окружающую среду. свет. Но это было более десяти лет назад, и времена изменились. Сегодня у нас есть телевизоры QLED, OLED-телевизоры и мини-LED-телевизоры (не говоря уже о новых короткофокусных проекторах с лазерным питанием). Через несколько месяцев вы сможете добавить в этот список телевизор MicroLED.

Но это только начало. Не за горами еще три технологии, которые, похоже, способны еще больше изменить телевизионный ландшафт: работа над QNED, Дисплеи QD-OLED и QDEL находятся на разных стадиях разработки, и мы можем увидеть первую из этих инноваций в течение следующих 12 лет. месяцы. Что, черт возьми, означают все эти аббревиатуры и, что более важно, как они повлияют на ваши решения о покупке телевизора? Давайте проанализируем этот алфавитный суп и придумаем несколько ответов.

Сегодня: LED-телевизоры, QLED-телевизоры, мини-LED и OLED-телевизоры.

светодиодный телевизор

Самая старая и самая доступная из существующих сейчас телевизионных технологий — это светодиодный телевизор. Это неправильное название: технически говоря, настоящий светодиодный телевизор будет использовать светодиоды для всех аспектов изображения, которое вы видите, но это не совсем то, что здесь происходит. Светодиодный телевизор на самом деле представляет собой ЖК-телевизор, который использует светодиоды в качестве источника света, но не использует их для создания конечного изображения. Эта задача ложится на ЖК-панель и последующий цветной фильтр.

Вы можете найти светодиодные телевизоры всего за 85 долларов во время специальных акций, таких как Черная пятница, что делает их очень привлекательными, но у светодиодных телевизоров есть и недостатки. Их подсветка потребляет изрядное количество энергии. Их ЖК-панели хорошо пропускают свет, но не так хорошо его блокируют, а это означает, что черный цвет не такой глубокий или темный, каким мог бы быть. Наконец, белый свет, создаваемый подсветкой, не является белым полного спектра, поэтому некоторые цвета невозможны, а другие не всегда точны.

• Светодиодный телевизор против. ЖК-телевизор

QLED-телевизор

В начале 2010-х годов Sony, Samsung и ряд других компаний начали экспериментировать с материалом, известным как квантовые точки. Было обнаружено, что эти наночастицы полупроводников обладают интригующим свойством: они способны излучать очень точные частоты света при стимулировании источником энергии. Они также оказались чрезвычайно эффективными в преобразовании этой энергии в свет.

Производители телевизоров поняли, что, используя слой точно настроенных квантовых точек поверх светодиодной подсветки, они могут заполнить части цветового спектра, отсутствующие у светодиода, тем самым создав очень полный и чистый белый цвет. свет. Самое приятное то, что для этого практически не требовалось дополнительной энергии, а результатом были превосходная яркость, объем цвета и точность цветопередачи. Это было рождением светодиодов на квантовых точках (QLED), которые стали предпочтительной технологией отображения для самых разных телевизоров: от недорогих 50-дюймовых телевизоров с разрешением 4K до 98-дюймовые телевизоры 8K. Телевизоры QLED в настоящее время предлагают лучшее соотношение цены и размера экрана среди всех панельных телевизионных технологий (проекторы по-прежнему являются самым дешевым способом получить сверхбольшой экран). изображение).

Но, несмотря на значительно превосходящие цвета QLED TV, они по-прежнему зависят от двух переменных, контролирующих контрастность и уровни черного: выборочное затемнение подсветки и блокировка оставшегося света ЖК-дисплеем матрица. Это не идеально: многие телевизоры QLED по-прежнему отображают черный цвет, который на самом деле очень, очень темно-серый, а в сценах, где очень темные и очень одновременно на экране присутствуют яркие элементы, получается «цветение» — легкий ореол яркости, просачивающийся в темные области экрана. изображение.

Мини-LED телевизор

Один из способов решения проблемы контрастности QLED — обеспечить еще больший контроль над светодиодной подсветкой. Типичная подсветка телевизора QLED состоит из сотен отдельных светодиодов, разделенных на десятки зон. Отключение каждого светодиода в определенной зоне дает красивый глубокий черный цвет, но зачастую зоны слишком велики, чтобы это сделать без негативного воздействия на части изображения.

Мини-LED-телевизоры — это попытка решить эту проблему за счет резкого увеличения количества светодиодов в подсветке — тысяч крошечных светодиодов вместо сотен более крупных. Больше и меньше светодиодов означает больше и меньше зон, что, как вы, вероятно, догадались, приводит к еще большему контролю над яркостью (или темнотой) на экране. Пока мы видели лишь несколько телевизоров Mini-LED, но они уже доказали, что эта стратегия работает. Эти телевизоры воспроизводят самые глубокие оттенки черного, которые мы когда-либо видели на телевизорах со светодиодной подсветкой.

На данный момент TCL — единственный телевизионный бренд, продающий телевизоры Mini-LED, но мы ожидаем, что практически все бренды, которые все еще производят телевизоры на базе QLED, начнут продавать модели mini-LED в 2021 году.

• Мини-светодиод против. QLED-телевизор
• Обзор мини-LED телевизора TCL 6-Series
• Обзор мини-LED телевизора TCL 8-й серии

OLED-телевизор

Что, если бы вы могли полностью избавиться от подсветки и заставить каждый пиксель на экране телевизора производить собственный свет и цвет? Именно так работают телевизоры с органическими светодиодами (OLED). Каждый OLED-пиксель представляет собой автономную фабрику света и цвета, что дает OLED-телевизорам два явных преимущества. Без отдельной подсветки они невероятно тонкие, и их даже можно превратить в гибкие свертываемые листы. Отсутствие подсветки также означает идеальный черный цвет. Когда отдельный пиксель OLED выключен, он вообще не излучает свет. Сейчас он просто не может быть темнее, чем OLED.

Какими бы впечатляющими ни были телевизоры OLED, они не могут быть такими же яркими, как телевизоры QLED, и в некоторых ситуациях они могут страдать как от задержка (когда части предыдущего изображения временно остаются, как тень) и выгорание (когда остаточное изображение становится постоянный). Это неприятный побочный эффект органических светодиодов: чем ярче вы их делаете (пропуская через них больший ток), тем короче срок их службы. OLED-телевизоры также, как правило, дороже, чем QLED-телевизоры. Отчасти это связано с тем, что меньше компаний производят OLED-панели, и меньше компаний, продающих OLED-телевизоры, но это также потому, что процесс производства OLED новее и дороже, чем производство QLED. дисплеи.

• OLED-телевизор против. светодиодный телевизор
• OLED-телевизор против. QLED-телевизор

Завтра: телевизор MicroLED

Samsung только что объявила, что начнет продавать первые потребительские телевизоры, изготовленные из MicroLED технология, которую раньше использовали только в коммерческих установках высокого класса. В телевизорах MicroLED используется тот же принцип, что и в OLED, поскольку каждый пиксель MicroLED излучает и свет, и цвет, но без необходимости использования подсветки.

Поскольку в этих пикселях используются крошечные светодиоды, а не OLED, они могут достигать впечатляющего уровня яркости. идеальные уровни черного, и они никогда не страдают от выгорания, поскольку светодиоды этому не подвержены. проблема. Это звучит как лучшее из обоих миров, и это почти так. Однако современные дисплеи MicroLED имеют некоторые недостатки.

Какими бы маленькими ни были эти светодиоды, они не могут стать такими же маленькими, как OLED. Это означает, что для любого размера телевизора вы можете разместить больше OLED, чем MicroLED, поэтому первый MicroLED от Samsung может быть колоссальных 110 дюймов, но это все равно только 4K ТВ. Чем больше экран, тем более заметны пиксели при одном и том же разрешении.

Также есть некоторые вопросы относительно энергопотребления MicroLED. Когда нам разрешили приблизиться к телевизорам MicroLED в таких местах, как CES 2020, тепло, выделяемое этими дисплеями, было ощутимым. Мы не знаем, страдает ли 110-дюймовая версия Samsung той же проблемой. Наконец, есть цена: MicroLED, как новейшая из нынешних технологий телевизионных дисплеев, будет очень дорогой, пока спрос не снизит цену.

• MicroLED телевизор против. Мини-LED телевизор
• MicroLED телевизор против. OLED-телевизор

В ближайшие 12–24 месяца: QD-OLED TV и QNED TV.

QD-OLED-телевизор

Какой бы интригующей ни была технология MicroLED для телевизоров сверхбольших размеров, большинству людей было бы сложно найти место для одного из этих гигантов — то есть, если бы они вообще могли себе это позволить. Таким образом, мы вряд ли увидим поглощение MicroLED телевизоров размером 75 дюймов или меньше. Но это не значит, что мы застряли в существующих технологиях.

OLED с квантовыми точками (QD-OLED) — это новый способ производства OLED-панелей, который помогает решить две проблемы: Потенциальные недостатки современных OLED-телевизоров: их максимальная яркость, объем и точность цветопередачи.

Путем реинжиниринга способа передачи цвета OLED-пикселями — с небольшой помощью квантовых точек — телевизоры QD-OLED устраняют необходимость в цветном фильтре, который может поглощать до 70% света что проходит через него. Это единственное изменение может значительно увеличить количество света, попадающего к зрителю, без ущерба для цвета. Это также может помочь уменьшить или устранить угрозу выгорания.

Многое из этого не доказано, поскольку нам еще предстоит увидеть первые QD-OLED-телевизоры в действии, но, как мы расскажем в нашей статье, Объяснение QD-OLED, есть много причин для оптимизма. Мы знаем, что подразделение дисплеев Samsung (Samsung Display) работает над производством QD-OLED, и мы ожидаем увидеть первые QD-OLED-телевизоры, анонсированные крупным брендом — возможно, TCL — в 2021 году.

QNED ТВ

Можно ли добиться такого же идеального черного цвета, как на OLED-телевизоре, без присущей ему яркости? ограничения OLED и без использования дорогих MicroLED или, возможно, даже без использования OLED все?

Это обещание квантовые наноизлучающие диоды (QNED). На данный момент большинство OLED-телевизоров используют синий OLED-материал в качестве основного источника света. Этот синий свет можно превратить в белый с помощью желтого OLED-материала, а затем преобразовать во все цвета радуги с помощью цветной фильтр, но это не лучшее решение ни по яркости, ни по точности цветопередачи, несмотря на впечатляющую общую картинку OLED-телевизора. качество.

Телевизоры QD-OLED, как мы упоминали выше, устраняют цветовой фильтр, но не меняют основной механизм яркости, которым по-прежнему является синий OLED-материал.

Телевизор QNED заменяет этот OLED-материал относительно новым изобретением, называемым светодиодами наностержней. Наностержни — это невероятно маленькие цилиндрические конструкции, в которых можно разместить одинаковое количество маленькие светодиоды. Многогранная форма наностержней увеличивает количество света, которое могут излучать светодиоды, а их крошечный размер может быть полезен для создания сверхвысоких разрешений, которые хорошо сочетаются. за пределами 8К.

На данный момент считается, что производители телевизоров по-прежнему будут полагаться на синий свет этих светодиодов с наностержнями в качестве основного источника. яркости, а квантовые точки продолжают преобразовывать синий светодиодный свет в красный и зеленый — как в QD-OLED ТВ. Но поскольку светодиоды не подвержены перегоранию, нет никаких недостатков в использовании максимально возможного тока для достижения максимальной яркости.

Примечательно, что эти улучшения могут также привести к снижению затрат. С материалом OLED сложно работать, и даже самые передовые технологии производства по-прежнему позволяют использовать панели. урожайность ниже, чем у телевизоров QLED. Замена OLED на светодиоды с наностержнями может привести к значительной экономии средств. работает.

Отчеты начала 2020 года свидетельствуют о том, что Samsung Display изучает способы замены синего OLED в своих панелях QD-OLED с синими светодиодами наностержней, что приведет к продаже первых телевизоров QNED — возможно, уже в 2022 году.

2023 год и далее: QDEL TV

КДЕЛ ТВ

Квантовые точки в настоящее время используются для преобразования одной длины волны света в другую практически без потери яркости. Вот почему они отображаются на дисплеях QLED, QD-OLED и QNED. Но квантовые точки не ограничиваются этой ролью посредника. Их также можно запитать напрямую с помощью электричества. Это известно как электролюминесценция, и это основа технологии электролюминесценции квантовых точек (QDEL).

Вместо использования квантовых точек с красной и зеленой настройкой для преобразования синего света, дисплеи QDEL используют три квантовые точки на пиксель — красную, зеленую и синюю — которые питаются напрямую от электричества. В результате получился дисплей, который на бумаге мог бы стать Святым Граалем телевизионных технологий.

Каждый пиксель является самоизлучающим, поэтому, как и в случае с дисплеями на базе OLED, вы получаете идеальный черный цвет. Квантовые точки со временем разрушаются, но, как и в случае со светодиодными дисплеями, риск выгорания отсутствует. Отсутствие цветного фильтра означает, что практически весь генерируемый свет беспрепятственно проходит к зрителю, обеспечивая большую яркость на ватт энергии. А квантовые точки можно наносить чрезвычайно тонкими слоями, что сохраняет всю гибкость OLED, чего MicroLED в настоящее время не может сделать.

Почему мы еще не создаем QDEL-дисплеи, если они такие замечательные? Оказывается, хотя квантовые точки с красной и зеленой настройкой успешно производятся в больших масштабах, синие квантовые точки сделать труднее. Прогресс уже достигнут, но сегодняшние синие квантовые точки все еще не излучают достаточную яркость, чтобы на них можно было положиться при создании настоящего QDEL-дисплея.

Рекомендации редакции

• Sony опубликовала цены на телевизоры на 2023 год, за одним очень большим исключением
• Samsung случайно раскрыла цену своего 77-дюймового QD-OLED-телевизора
• Мини-LED-телевизор TCL QM8 на выставке CES 2023: 98-дюймовый гигант со встроенным сабвуфером
• Samsung подтверждает сверхяркую 77-дюймовую панель QD-OLED для выставки CES 2023. Это будет телевизор?
• Этот потрясающий складной телевизор 4K теперь стоит на 50 % дешевле, но вы все равно не можете себе его позволить.