Квантові точки та нанострижні: це дивне, дике майбутнє телевізора

Колись існували два варіанти телевізорів з великим екраном. LED-телевізори (РК-телевізори зі світлодіодним підсвічуванням) запропонували найкращий варіант яскравості і роздільною здатністю, тоді як відеопроектори були чіткою відповіддю для тих, хто цінував справді великий розмір зображення та можливість контролювати навколишнє середовище світло. Але це було більше десяти років тому, і часи змінилися. Сьогодні у нас є QLED-телевізори, OLED-телевізори та міні-світлодіодні телевізори (не кажучи вже про нові короткофокусні проектори з лазерним живленням). Протягом кількох місяців ви зможете додати телевізор MicroLED до цього списку.

Але це лише початок. Недалеко за горизонтом є ще три технології, які, здається, готові ще більше змінити телевізійний ландшафт: робота над QNED, Дисплеї QD-OLED і QDEL знаходяться на різних стадіях розробки, і ми можемо побачити перші з цих інновацій протягом наступних 12 місяців. Що в біса означають усі ці абревіатури, і, що важливіше, як вони вплинуть на ваші рішення про покупку телевізора? Давайте проаналізуємо цей алфавітний суп і знайдемо кілька відповідей.

Сьогодні: LED TV, QLED TV, mini-LED та OLED TV

LED телевізор

Найстарішою та найдоступнішою з телевізійних технологій, які ми маємо зараз, є LED-телевізор. Це неправильна назва: технічно кажучи, справжній світлодіодний телевізор використовуватиме світлодіоди для всіх аспектів зображення, яке ви бачите, але це не зовсім те, що тут відбувається. Світлодіодний телевізор — це фактично РК-телевізор, який використовує світлодіоди як джерело світла, але не використовує їх для створення остаточного зображення. Це завдання лежить на РК-панелі та наступному кольоровому фільтрі.

Ви можете знайти світлодіодні телевізори всього за 85 доларів під час спеціальних акцій, як-от Чорна п’ятниця, що робить їх дуже привабливими, але LED-телевізори також мають недоліки. Їх підсвічування споживає достатню кількість енергії. Їхні РК-панелі добре пропускають світло, але не так добре його блокують, а це означає, що чорний колір не такий глибокий або темний, як міг би бути. Нарешті, біле світло, створене підсвічуванням, не є повним білим спектром, тому деякі кольори неможливі, а інші не завжди точні.

• LED-телевізор проти. LCD телевізор

Телевізор QLED

На початку 2010-х років Sony, Samsung і кілька інших компаній почали експериментувати з матеріалом, відомим як квантові точки. Було виявлено, що ці напівпровідники з наночастинками володіють інтригуючою властивістю випромінювати дуже точні частоти світла при стимуляції джерелом енергії. Вони також виявилися надзвичайно ефективними в перетворенні цієї енергії на світло.

Виробники телевізорів зрозуміли, що, використовуючи шар точно налаштованих квантових точок поверх світлодіодного підсвічування, вони можуть заповнити частини колірного спектру, яких бракувало світлодіоду, таким чином створивши дуже повний і чистий білий колір світло. Найкраще те, що це не потребувало практично жодної додаткової енергії, а результатом були чудова яскравість, об’єм кольору та точність кольору. Це стало народженням світлодіодного підсвічування з квантовими точками (QLED), і воно стало технологією відображення для широкого спектру телевізорів, від недорогих 50-дюймових телевізорів 4K до 98-дюймові телевізори 8K. QLED-телевізори наразі пропонують найкраще співвідношення ціни та розміру екрану серед усіх телевізійних технологій на основі панелей (проектори все ще є найдешевшим способом отримати надвеликий зображення).

Але, незважаючи на надзвичайно кращі кольори QLED TV, вони все ще залежать від двох змінних для контролю контрастності та рівні чорного: вибіркове затемнення підсвічування та блокування будь-якого залишкового світла за допомогою РК-дисплея матриця. Це не ідеально: багато QLED-телевізорів все ще мають чорний колір, який насправді дуже, дуже темно-сірий, а в сценах, де дуже темно і дуже на екрані одночасно є яскраві елементи, ви отримуєте «розквіт» — легкий ореол яскравості, який просочується в темні ділянки зображення.

Міні-LED телевізор

Один із способів вирішення проблеми контрастності QLED — ще більший контроль над світлодіодним підсвічуванням. Типове підсвічування телевізора QLED складається із сотень окремих світлодіодів, розділених на десятки зон. Вимкнення кожного світлодіода в певній зоні дає гарний глибокий чорний колір, але досить часто зони занадто великі, щоб зробити це без негативного впливу на частини зображення.

Міні-світлодіодні телевізори — це спроба вирішити цю проблему шляхом різкого збільшення кількості світлодіодів у підсвічуванні — тисячі крихітних світлодіодів замість сотень більших. Більше та менші світлодіоди означають більше та менші зони, що, як ви, мабуть, здогадалися, веде до ще більшого контролю над яскравістю (або темрявою) на екрані. Наразі ми бачили лише кілька телевізорів Mini-LED, але вони вже довели, що ця стратегія працює. Ці телевізори створюють найглибші кольори чорного, які ми коли-небудь бачили на телевізорах зі світлодіодним підсвічуванням.

На даний момент TCL є єдиним телевізійним брендом, який продає міні-світлодіодні телевізори, але ми очікуємо, що практично всі бренди, які все ще виробляють телевізори на основі QLED, продаватимуть міні-світлодіодні моделі в 2021 році.

• Міні-світлодіод проти Телевізор QLED
• Огляд міні-світлодіодного телевізора TCL 6-Series
• Огляд міні-світлодіодного телевізора TCL 8-Series

OLED-телевізор

Що, якби ви могли просто повністю позбутися підсвічування та дозволити кожному пікселю на екрані телевізора створювати власне світло та колір? Саме так працюють органічні світлодіодні (OLED) телевізори. Кожен OLED-піксель — це самодостатня фабрика світла та кольору, що дає OLED-телевізорам дві явні переваги. Без окремого підсвічування вони неймовірно тонкі, і з них навіть можна зробити гнучкі листи, які можна скручувати. Відсутність підсвічування також означає ідеальний чорний колір. Коли окремий піксель OLED вимикається, він взагалі не випромінює світла. Зараз він просто не стає темнішим за OLED.

Якими б вражаючими не були OLED-телевізори, вони не можуть бути настільки яскравими, як QLED-телевізори, і в деяких ситуаціях вони можуть страждати від обох зображень збереження (частини попереднього зображення тимчасово залишаються навколо, як тінь) і вигоряння (коли залишкове зображення стає постійний). Це неприємний побічний ефект OLED: чим яскравішими ви їх робите (пропускаючи через них більше струму), тим коротший термін їх служби. OLED-телевізори також, як правило, дорожчі за QLED-телевізори. Частково це тому, що менше компаній виробляють OLED-панелі, і їх менше компанії, які продають OLED-телевізори, але це також тому, що процес виробництва OLED є новішим і дорожчим, ніж виробництво QLED дисплеї.

• OLED TV проти. LED телевізор
• OLED TV проти. Телевізор QLED

Завтра: телевізор MicroLED

Компанія Samsung щойно оголосила про початок продажу перші споживчі телевізори, виготовлені з MicroLED технологія, яка раніше використовувалася лише в комерційних установках високого класу. Телевізори MicroLED використовують той самий принцип, що й OLED, оскільки кожен піксель MicroLED створює і світло, і колір, але без підсвічування.

Оскільки в цих пікселях використовуються крихітні світлодіоди, а не OLED, вони можуть досягти вражаючих рівнів яскравості, ідеальні рівні чорного, і вони ніколи не страждають від вигоряння, оскільки це не впливає на світлодіоди проблема. Це звучить як найкраще з обох світів, і це майже так. Однак поточні дисплеї MicroLED мають деякі недоліки.

Наскільки маленькі ці світлодіоди, вони не можуть бути такими маленькими, як OLED. Це означає, що для будь-якого заданого розміру телевізора ви можете підійти більше OLED, ніж MicroLED, тому перший MicroLED від Samsung може мати колосальні 110 дюймів, але все ще лише 4K телевізор. Чим більший екран, тим більше видимі пікселі при однаковій роздільній здатності.

Є також деякі питання щодо енергоспоживання MicroLED. Коли нам дозволили наблизитися до телевізорів MicroLED на таких місцях, як CES 2020, тепло, яке виробляється цими дисплеями, було відчутним. Ми не знаємо, чи 110-дюймова версія Samsung страждає від такої ж проблеми. Нарешті, є ціна: як найновіша технологія відображення телевізорів, очікуйте, що MicroLED буде дуже дорогим, доки попит не знизить ціну.

• Телевізор MicroLED проти Міні-LED телевізор
• Телевізор MicroLED проти OLED-телевізор

У найближчі 12-24 місяці: QD-OLED TV і QNED TV

Телевізор QD-OLED

Якою б інтригуючою не була технологія MicroLED для телевізорів надвеликого розміру, більшості людей було б важко просто знайти місце для одного з цих гігантів — тобто, якби вони навіть могли собі його дозволити. Таким чином, ми навряд чи побачимо, що MicroLED захопить телевізори розміром 75 дюймів або менше. Але це не означає, що ми застрягли на наших існуючих технологіях.

OLED з квантовими точками (QD-OLED) — це новий спосіб виробництва панелей OLED-дисплеїв, який допомагає вирішити дві проблеми. потенційні слабкі сторони сучасних OLED-телевізорів: їхня максимальна яскравість, обсяг і точність кольору.

Завдяки реконструкції способу, у який пікселі OLED відтворюють колір — за допомогою квантових точок — телевізори QD-OLED усувають потребу в кольоровому фільтрі, який може поглинати до 70% світла що проходить через нього. Ця одна зміна потенційно може значно збільшити кількість світла, яке може досягати глядачів, без шкоди для кольору. Це також може допомогти зменшити або усунути загрозу вигоряння.

Багато з цього є недоведеним, оскільки ми ще не побачили перші телевізори QD-OLED у дії, але, як ми розглядаємо в нашому Пояснення QD-OLED, є багато приводів для оптимізму. Ми знаємо, що підрозділ дисплеїв Samsung (Samsung Display) працює над виробництвом QD-OLED, і ми очікуємо побачити перші телевізори QD-OLED, анонсовані великим брендом — можливо, TCL — у 2021 році.

Телевізор QNED

Чи можливо досягти такого ж ідеального чорного, як у OLED-телевізорі, без будь-якої внутрішньої яскравості? обмеження OLED і без використання дорогих MicroLED або, можливо, навіть без використання OLED все?

Це обіцянка квантові нановипромінюючі діоди (QNED). На даний момент більшість OLED-телевізорів використовують синій OLED-матеріал як основне джерело світла. Синє світло можна змінити на біле за допомогою жовтого OLED-матеріалу, а потім перетворити на всі кольори веселки за допомогою кольоровий фільтр, але це не найкраще рішення ні для яскравості, ні для точності кольорів, незважаючи на вражаючу загальну картинку OLED-телевізора якість.

Телевізори QD-OLED, як ми вже згадували вище, усувають колірний фільтр, але вони не змінюють фундаментальний механізм яскравості, яким все ще є синій OLED-матеріал.

Телевізор QNED замінює OLED-матеріал відносно новим винаходом під назвою нанострижневі світлодіоди. Нанострижні — це неймовірно маленькі циліндричні структури, які можна використовувати для розміщення однаково маленькі світлодіоди. Багатогранна форма нанострижнів збільшує кількість світла, яке можуть випромінювати світлодіоди, і їхній крихітний розмір може бути благом для надвисокої роздільної здатності, яка добре працює понад 8K.

На даний момент існує думка, що виробники телевізорів все ще покладатимуться на синє світло від цих нанострижневих світлодіодів як базове джерело яскравості з квантовими точками, які продовжують перетворювати синє світлодіодне світло на червоне та зелене — як у QD-OLED телевізор. Але оскільки світлодіоди не схильні до вигоряння, немає ніяких недоліків у тому, щоб натискати максимально можливу кількість струму, щоб досягти максимальної яскравості.

Примітно, що ці вдосконалення також можуть призвести до зниження витрат. З OLED-матеріалом важко працювати, і навіть найсучасніші технології виробництва все ще бачать панель продуктивність нижча, ніж у телевізорів QLED. Заміна OLED на нанострижневий світлодіод може значно заощадити кошти — якщо це так працює.

Про це свідчать звіти на початку 2020 року Samsung Display досліджує шляхи заміни синього OLED у своїх панелях QD-OLED із синіми нанострижневими світлодіодами, що призведе до продажу перших телевізорів QNED — можливо, вже у 2022 році.

2023 рік і далі: QDEL TV

Телевізор QDEL

В даний час квантові точки використовуються для перетворення однієї довжини хвилі світла в іншу майже без втрати яскравості. Ось чому вони з’являються на дисплеях QLED, QD-OLED і QNED. Але квантові точки не обмежуються цією роллю посередника. Їх також можна живити безпосередньо за допомогою електрики. Це відоме як електролюмінесценція, і це основа електролюмінесцентної технології квантових точок (QDEL).

Замість використання налаштованих червоних і зелених квантових точок для перетворення синього світла, дисплеї QDEL використовують три квантові точки на піксель — червону, зелену та синю — які живляться безпосередньо від електроенергії. У результаті вийшов дисплей, який на папері міг би стати святим Граалем телевізійних технологій.

Кожен піксель є самовипромінюючим, тож, як і з OLED-дисплеями, ви отримуєте ідеальний чорний колір. Квантові точки з часом руйнуються, але, як і на світлодіодних дисплеях, немає ризику вигорання. Відсутність кольорового фільтра означає, що практично все генероване світло безперешкодно проходить до глядача, забезпечуючи більшу яскравість на ват енергії. А квантові точки можна наносити надзвичайно тонкими шарами, що зберігає всю гнучкість OLED, чого зараз не може зробити MicroLED.

Чому ми вже не створюємо дисплеї QDEL, якщо вони такі чудові? Виявляється, хоча червоні та зелені квантові точки були успішно виготовлені в масштабі, сині квантові точки зробити складніше. Прогрес є, але сучасні сині квантові точки все ще не випромінюють достатньо яскравості, щоб на них можна було покладатися для справжнього дисплея QDEL.

Рекомендації редакції

• Sony оприлюднила ціни на телевізори 2023 року за одним дуже великим винятком
• Samsung випадково оголосила ціну свого 77-дюймового телевізора QD-OLED
• Міні-світлодіодний телевізор TCL QM8 на CES 2023: 98-дюймовий гігант із вбудованим сабвуфером
• Samsung підтверджує надяскраву 77-дюймову QD-OLED-панель для CES 2023. Це буде телевізор?
• Цей приголомшливий складаний телевізор 4K тепер коштує на 50% дешевше, але ви все ще не можете собі його дозволити