Что такое квантовые точки и зачем они нужны в вашем телевизоре? В» HDTV.ru – телевидение и видео высокой чёткости

5 октября, 2018

QLED – относительно новое слово на рынке экранных технологий. Компания Samsung активно продвигает телевизоры с дисплеями на квантовых точках, позиционируя их как революционное решение. Однако многие не знают, что же это такое, некоторые даже путают QLED с OLED из-за похожести этих аббревиатур.

Квантовые точки – это новая технология подсветки экрана, в основе которой лежит использование миниатюрных (несколько нанометров) частиц полупроводников, способных излучать свет под воздействием потока электронов или фотонов. Цвет свечения этих частиц определяется их размером и химическим составом полупроводника. Для изготовления точек используются соединения марганца, цинка, кадмия, а их габариты составляют от 2 (синие) до 6-8 (красные) нанометров.

Чтобы разобраться, что такое QLED-телевизоры и чем они особенны, стоит внести небольшую ясность в термины, во избежание путаницы. Поэтому для начала – небольшой глоссарий.

• LCD – экран, в котором активным элементом выступают жидкие кристаллы (ЖК). Они оснащаются тремя разноцветными (красными, синими и зелеными) светофильтрами на каждый пиксель, и пропускают свет в зависимости от поданного напряжения (0 вольт – не пропускают совсем, максимум – пропускают с максимальной яркостью). Сами ЖК светиться не умеют, свет на них подается от установленной по краю экрана подсветки через рассеивающую пленку. LCD-экраны бывают разных типов: TN, IPS, SVA, PVA. В телевизорах наиболее распространены панели *VA.
• LED – просто светодиод. В случае с экранами под этим термином подразумевают LCD матрицу, для подсветки которой используются ленты светодиодов (в отличие от популярных в прошлом трубчатых люминесцентных ламп CCFL). Практически все современные ЖК-телевизоры используют LED-подсветку, модели с CCFL сейчас почти не выпускаются.
• OLED – экран на органических светодиодах. Активным элементом такого дисплея являются миниатюрные (десятки или сотни микрометров) светодиоды на основе органических соединений. В таких матрицах светятся сами пиксели, состоящие из трех диодов синего, красного и зеленого цвета, подсветка по периметру им не нужна. Управление OLED матрицей тоже осуществляется по напряжению, подаваемому на TFT-транзистор субпикселя (чем выше – тем ярче). AMOLED, P-OLED, SuperAMOLED – это разновидности одной технологии.
• TFT – тонкопленочный транзистор. Активный элемент, используемый для управления субпикселем. Все современные телевизоры (не важно, OLED, LCD или QLED) используют TFT для регулировки напряжения на пикселях и, как следствие, их яркости и цвета.

Что такое QLED экран и как он устроен

С терминами разобрались – можно переходить к описанию экранов на квантовых точках. Начать стоит с того, что QLED не имеет никакого отношения к OLED. Это принципиально разные технологии экранов. Дисплеи на квантовых точках имеют классическую LCD матрицу (обычно *VA) с LED подсветкой по краю. Это просто новая разновидность жидкокристаллических экранов.

Ключевым отличием от старых матриц (часто называемых сокращенно LED LCD) является способ переноса света от излучающего элемента (подсветки) к пикселям. В обычных ЖК панелях картинка формируется следующим образом:

1. Лента светодиодов по краю экрана светится чистым белым цветом. Ее яркость зависит от настроек и остается неизменной в процессе работы.
2. Через специальный рассеивающий слой, расположенный за матрицей жидких кристаллов, белый свет от ленты передается на них (кристаллы).
3. Каждый пиксель состоит из трех скоплений кристаллов субпикселей, имеющих свои светофильтры: красный, синий и зеленый. Проходя через жидкие кристаллы и фильтры, расположенные поверх них, белый свет приобретает цвет, заданный фильтром (на выходе красного – красный, и т.д.).
4. TFT-транзистор управляет подачей напряжения на кристаллы. Чем оно выше – тем больше света пропускает субпиксель. За счет комбинации яркостей красного, синего и зеленого кристаллов достигается конечный цвет пикселя. Обычно возможны до 16,7 млн комбинаций яркостей: от черного (напряжения нет, все три субпикселя не пропускают свет) до чисто белого (напряжение максимальное, все три субпикселя пропускают весь поступающий на них свет).

В панелях QLED инженеры изменили способ передачи света от диодов, расположенных по краю экрана, к пиксельной сетке. В составе таких дисплеев появился «посредник» в виде слоя квантовых точек. Эти экраны работают по следующему алгоритму:

1. Лента светодиодов по краю матрицы излучает свет, обычно он синий. Как и у обычных LCD экранов, яркость задается настройками и не меняется в ходе работы.
2. Слой рассеивателя подает свет от диодов на прослойку квантовых точек. Они возбуждаются и начинают издавать люминесцентное свечение вне зависимости от оттенка подаваемого света: достаточно просто потока фотонов. Цвет точки зависит от того, какой размер и состав она имеет (см. выше). То есть, даже если подсветить 2-нанометровые частицы бирюзовым или фиолетовым – они будут светиться синим.
3. Свет от точек поступает на кристаллы, положением которых управляет транзистор. Чем большее напряжение он подает – тем ярче светится субпиксель.
4. Субпиксели оснащаются светофильтрами, красного, синего и зеленого цвета. Комбинация из трех разноцветных субпикселей, формирует конечный цвет пикселя за счет комбинации яркостей трех субпикселей.

Как можно заметить, ключевое изменение всего одно. В обычной матрице LCD телевизора окончательный цвет субпикселя формируется уже после того, как свет пройдет через рассеиватель, жидкий кристалл и фильтр (до этого момента он белый). В QLED цвет задается только после рассеивателя, слоем квантовых точек. На кристалл поступают волны синего, красного и зеленого цветов, отделяемые фильтрами.

Изменив порядок формирования цвета пикселя, разработчикам QLED удалось добиться повышения КПД подсветки.

Во-первых, с квантовыми точками снижаются требования к качеству ее цветопередачи. Это значит, что можно использовать более долгоживущие и энергоэффективные светодиоды, пусть и с ухудшением некоторых их параметров (оно теперь не играет роли). Главное, чтобы было ярко.

Во-вторых, использование светообразующих точек прямо под кристаллами (после рассеивателя) увеличивает яркость свечения, так как потери яркости на светодиодах подсветки (которые в обычном LCD для образования белого покрываются люминофором, не нужным для QLED) и рассеивателе снижаются. В итоге яркость экрана увеличивается, цветовой охват расширяется, а потребление энергии остается прежним, или даже снижается.

Кроме того, возможно создание экранов без пассивных светофильтров. В них массивы квантовых точек будут располагаться поверх ЖК-слоя, следовательно, потерь света станет еще меньше.

Минусами QLED телевизоров являются склонность к выгоранию квантовых точек (пусть и гораздо меньшая, чем у OLED), а также (пока что) сравнительно высокая цена. Однако освоение технологии должно сделать такие ТВ гораздо доступнее, а эффект выгорания выражен слабо, ресурс матрицы может оказаться больше срока эксплуатации устройства.

Причем тут квантовая физика?

Сегодня разработки в области квантовой физики ассоциируются, в основном, с квантовыми компьютерами, в основе работы которых лежит использование принципа квантовой запутанности. Однако экраны телевизоров на квантовых точках прямого отношения к этой технологии не имеют.

Из «квантового» у точек подсветки только то, что при столь миниатюрных размерах частиц полупроводника (нанометры) в них проявляются квантовые эффекты. А механизмы излучения нанокристаллами полупроводника фотонов под воздействием электрического заряда (или света) описываются именно законами квантовой механики.

Этими законами описывается еще много чего в нашем мире (а если в целом – то на микроуровне ими описывается вообще все), но слово то красивое, вызывающее ассоциации с технологиями будущего, а потому удачное для использования в рекламе. Вот и выбрали эту особенность в качестве ключевой для маркетингового именования технологии.

Хотя, с тем же успехом, экраны QLED телевизоров могли бы называться не «дисплеями на квантовых точках», а «дисплеями на нано-кристаллах» или еще как-то. Ведь из квантового у них – только принцип формирования светового излучения, в то время основа матрицы и подсветки вполне подчиняются законам классической механики. И являются эти матрицы не какой-то революцией, а всего лишь следующей ступенькой эволюции давно освоенных ЖК-телевизоров.

Совсем другую технологию изменения подсветки WLED предложила компания Nanosys.

Эта технология называется Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) и использует в своей работе «квантовые точки». Здесь используется синий светодиод, а в качестве светофильтра для получения зеленого и красного используются квантовые точки.

Квантовая точка – это полупроводник, размеры которого настолько малы, что становятся заметными квантовые эффекты в полупроводнике. От размера полупроводника зависит цвет излучения. Может служить заменой люминофора. В системе подсветки такая квантовая точка, получая световую энергию от синего светодиода, начинает светиться нужным цветом, который зависит от ее размеров. Экраны с использованием квантовых точек называются QD-LED, QLED.

Строение экрана на квантовых точках

В качестве светофильтра используется пленка с триллионами квантовых точек. Размеры подобраны так, что бы длина волны испускаемого света соответствовала красному и зеленому цвету. Синий цвет получается от синего светодиода, часть излучения которого используется для возбуждения квантовых точек. Такая технология позволяет получить спектр света с равномерными пиками на зеленом, красном и синем участках.

Спектр света от квантовых точек

С помощью квантовых точек возможно добиться цветового охвата по стандарту Adobe RGB.

Как применение квантовых точек, так и использование светодиодов GB-r LED или RB-G LED нацелено на расширение цветового охвата современных LED телевизоров, что это позволяет отображать больше реальных цветовых оттенков на дисплее.

На 2015 год несколько компаний стали осваивать технологию квантовых точек, и производители телевизоров применяют их разработки в своих жк экранах. Практически все крупные фирмы на выставке CES-2015 представили модели телевизоров с использованием квантовых точек, а некоторые разработали экраны и с GB-r LED или RB-G LED подсветкой.

Технология “квантовых точек” представляет собой решение для получения чистого спектрального цвета: красного и зеленого (из спектра излучения синих светодиодов). Как оказалось, это сравнительно недорогой способ обеспечить близкую к естественной цветопередачу для жидкокристаллических матриц.

Подробнее о GB-r LED и RB-G LED

Что такое LED телевизоры

Что такое цветовой охват

Квантовые точки.

Проще говоря, квантовая точка — это полупроводник, электрические характеристики которого зависят от его размера и формы. Регулируя размер квантовой точки, мы можем изменять энергию испускаемого фотона, а значит, можем изменять цвет испускаемого квантовой точкой света. Основное преимущество квантовой точки заключается в возможности, изменяя размер, точно настраивать длину волны излучаемого света.

Квантовые точки, конструкция и состав квантовых точек 

Свойства и характеристики квантовых точек

Применение квантовых точек

Квантовые точки, конструкция и состав квантовых точек:

Квантовые точки — это фрагменты проводника или полупроводника (например InGaAs, CdSe или GaInP/InP), носители заряда (электроны или дырки) которого ограничены в пространстве по всем трём измерениям. Размер квантовой точки должен быть настолько мал, чтобы квантовые эффекты были существенными. Это достигается, если кинетическая энергия электрона заметно больше всех других энергетических масштабов: в первую очередь больше температуры, выраженной в энергетических единицах.

Проще говоря, квантовая точка — это полупроводник, электрические характеристики которого зависят от его размера и формы. Чем меньше размер кристалла, тем больше расстояние между энергетическими уровнями. При переходе электрона на энергетический уровень ниже, испускается фотон. Регулируя размер квантовой точки, мы можем изменять энергию испускаемого фотона, а значит, можем изменять цвет испускаемого квантовой точкой света. Основное преимущество квантовой точки заключается в возможности, изменяя размер, точно настраивать длину волны излучаемого света.

Квантовые точки могут быть различной формы и размера, но чаще всего они представляют собой сферы диаметром 2-10 нм, и состоят они из 10³ – 10⁵ атомов . Квантовые точки разных размеров могут быть собраны в градиентные многослойные нанопленки.

Свойства квантовых точек (и в первую очередь цвет излучения) зависят от множества факторов: от размеров, формы и материалов, из которых они изготовлены.

Различают два типа квантовых точек (по способу создания):

– эпитаксиальные квантовые точки;

– коллоидные квантовые точки.

Несмотря различные способы создания квантовых точек, их свойства одинаковы.

Квантовая точка состоит из ядра и защитной оболочки из материала с более широкой запрещенной зоной. Она уменьшает дефекты на поверхности ядра, что приводит к повышению квантового выхода флуоресценции до 90 % и предотвращает деградацию квантовой точки. Материалом ядра могут быть CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, PbTe, InP, InAs, PbSe/Te, сплавы CdSe/Te CdAgTe, CdSe/TeCdHg. Оболочки квантовых точек изготавливаются из ZnS, CdS, ZnSe. У квантовых точек для биомедицинских исследований есть ещё два слоя: стабилизатор и слой инертных молекул (пептиды, липиды) или нейтральная гидроксильная оболочка.

Квантовые точки могут изготавливаться в форме, пригодной для дальнейшего ковалентного присоединения биологических молекул, а также в виде полимерных микросфер.

Свойства и характеристики  квантовых точек:

Квантовые точки являются отличной заменой традиционных органических и неорганических люминофоров. Они превосходят их по яркости флуоресценции (квантовый выход > 50 %), фотостабильности, а также обладают некоторыми уникальными свойствами.

В частности, флуоресценция квантовых точек зависит от их размера – так, небольшие (~2 нм) нанокристаллы CdSe люминесцируют в синей области спектра, при размерах порядка 3 нм – в зеленой области, а при размерах около 7 нм – в красной. Это свойство позволяет получать квантовые точки с практически любой длиной волны флуоресценции от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона, изменяя размер частиц и природу полупроводника, образующего нанокристалл.

Не менее важно, что квантовые точки имеют очень широкий (любая длина волны меньше экситонного пика поглощения) спектр поглощения, и, следовательно, квантовые точки разных размеров могут быть возбуждены одним источником света. Данный эффект используется для мультиплекс-анализа биологических макромолекул (например, в иммуноанализе). Пики фотолюминесценции квантовых точек достаточно узкие (ширина на полувысоте менее 30 нм) и симметричные, что также очень важно при одновременной идентификации множества флуоресцентных сигналов.

В связи с тем, что квантовые точки способны поглощать свет в широком диапазоне, они обладают уникальной способностью поглощать свет в инфракрасном и в ультрафиолетовом диапазоне и преобразовывать свет в видимую часть спектра, что очень важно, например, при использовании в сельском хозяйстве для преобразования ультрафиолетового света в красный свет, который полезен растениям, либо в солнечных батареях, чтобы добиться более эффективного поглощения солнечного излучения.

Применение квантовых точек:

– для различных биохимических и биомедицинских исследований, в том числе для многоцветной визуализации биологических объектов (вирусов, клеточных органелл, клеток, тканей) in vitro и in vivo, а также в качестве пассивных флуоресцентных маркеров и активных индикаторов для оценки концентрации определенного вещества в том или ином образце,

– для многоканального оптического кодирования, например, в проточной цитометрии и высокопроизводительном анализе белков и нуклеиновых кислот,

– для исследования пространственного и временного распределения биомолекул методом конфокальной микроскопии,

– в иммуноанализе,

– при in situ диагностике маркеров рака,

– в блоттинге,

– как источник белого цвета,

– в светодиодах,

– в полупроводниковых технологиях,

– в телевизорах, дисплеях на квантовых точках и мультисенсорных экранах с квантовыми точками в подсветке,

– в солнечных батареях в качестве материала, преобразующего солнечную энергию в постоянный электрический ток (позволяет добиться эффективного поглощения сразу нескольких различных частей спектра солнечного излучения). Квантовые точки поглощают свет в более широком диапазоне (включая инфракрасный и ультрафиолетовый), чем традиционные солнечные элементы,

– в сельском хозяйстве для преобразования ультрафиолетового света в красный свет, который полезен растениям.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

люминесценция дисплей тв телевизор монитор матрица экран самсунг лазеры lg 10 битных матрицах на квантовых точках samsung купить цена электрон точки зрения квантовой физики механики телевизор lg купить графеновые  коллоидные полупроводниковые oled квантовые точки ямы cdse являются в медицине оптические свойства самоорганизация виды синтез использование применение получение свойства технология квантовых точек и нитей в телевизорах свет точки зрения квантовой теории квантовая точка светодиод лагерь мысли материальны с точки зрения квантовой физики квантовые ямы нити точки излучение давление света с квантовой точки зрения технологии графеновых квантовых точек

Премиум телевизоры значительно продвинулись с точки зрения используемых технологий. В последнее время на рынке особенно громко говорят о телевизорах QLED, которые гарантируют новое качество генерируемого изображения. Чем именно они характеризуются?

Что такое QLED? Эта технология является развитием ЖК-панелей. Она использует, так называемые, квантовые точки, – микроскопические кристаллы, которые устанавливаются между цветным фильтром и подсветкой экрана. Они генерируют синий свет, который может меняться на два других цвета – зеленый и красный. Эта технология позволяет регулировать длины волн, чтобы получить лучшие параметры изображения.

QLED – это OLED?

Использование технологии QLED означает, что свет, генерируемый таким образом, генерирует точные компоненты RGB, что гарантирует намного более эффективную фильтрацию, чем в случае более старых технологий ЖК-панелей. Какой будет эффект? Изображение приобретает очень широкий диапазон цветов, которые становятся чрезвычайно интенсивными и, следовательно, более реалистичными.

Из-за названий технологии некоторым может показаться, что она схожа с OLED. В действительности, они диаметрально отличаются.

Читайте также:  Почему телевизор может не видеть внешний жёсткий диск, и как это исправить

В случае OLED-панелей мы имеем дело с электролюминесцентным диодом, который сделан из органических соединений (полимеров). В результате они генерируют свет сами по себе, без необходимости дополнительной подсветки, как в случае с QLED. Всё это позволяет технологии OLED добиться идеального черного цвета и высокой яркости белого. Телевизоры, использующие эту технологию, отличаются высокой контрастностью, а матрица чрезвычайно долговечна.

SUHD vs OLED: у кого лучшие цвета?

В LG Signature OLED экранах на данный момент доступно до 99% стандарта DCI-P3 цветового пространства. Если сказать по-другому, то это намного больше, чем требует стандарт UHD Premium. Таким образом, эти экраны полностью «подготовлены» для стандарта HDR10 и Dolby Vision. Оба производителя Samsung SUHD и LG OLED объявляют о 10-битной глубине цвета, что для HDR стандарта просто великолепно, и прошлые модели с 8-битной глубиной просто отдыхают.

Возвращаясь к глубине цвета, отметим, что обе технологии воспроизводят великолепные цвета. Особенно это заметно при масштабировании изображения, и это есть неоспоримое преимущество. Следующий плюс OLED экрана – угол обзора, который составляет 160 градусов, в то время как обычные LCD дисплеи располагают 100 градусами (в среднем).

Какой телевизор QLED выбрать

Телевизоры Samsung, использующие эту технологию, только недавно появились на рынке. Наряду с высоким техническим прогрессом – это приводит к довольно высоким ценам на устройства такого типа – самые дешевые модели стоят около 100000 рублей, но это единичные случаи. Стоимость большинства QLED-телевизоров превышает 150000 рублей.

Это много, но стоит отметить, что мы покупаем телевизор на годы. Поэтому, если вам удастся собрать средства, стоит подумать о выборе Samsung QLED.

Помимо технологии квантовых точек, стоит обратить внимание на следующие параметры:

• Индекс качества изображения (PQI) – это соотношение говорит нам о качестве изображения при динамическом отображении. Это напрямую связано с разрешением, контрастностью, яркостью и уменьшением шума, поэтому чем больше, тем лучше.
• Разрешение – все телевизоры QLED работают с разрешением 4K, поэтому в этом отношении мы можем быть спокойны за качество изображения.
• Матрица – с учетом диагонали рассматриваемые устройства бывают разных типов, хотя обычно они не меньше 55 дюймов. Принимая решение о таком телевизоре, мы должны учитывать расстояние, на котором мы будем его использовать. В случае 55 дюймов минимальное расстояние составляет 2,1 м, а максимальное – 3,9 м. При добавлении 10 дюймов эти значения увеличиваются до 2,5 м и 4,95 м.
• Q-технологии – стоит отметить, что в устройствах, продвигаемых Samsung, большинство характеристик получили букву Q – поэтому нам приходится иметь дело с такими названиями, как Q Color, Q Contrast, Q View Angle или Q HDR. Они адаптированы к используемым квантовым точкам, поэтому предлагают высокое качество. Если вы хотите подключить игровую приставку к телевизору, стоит обратить внимание на модели, поддерживающие Q HDR – эта технология гарантирует очень динамичное и реалистичное изображение.
• Операционная система – на всех телевизорах Samsung установлена система Tizen, что позволяет использовать очень богатый набор приложений.
• Дополнения и дизайн – на рынке вы можете найти очень тонкие телевизоры QLED (они немного напоминают настенную картину или зеркало), а также изогнутые конструкции, которые будут хорошим решением при использовании устройства одним или двумя зрителями. В случае большого количества зрителей возникают трудности с видимостью на крайних позициях.

Когда дело доходит до дополнений, мы можем рассчитывать, в первую очередь, на современный пульт дистанционного управления, Wi-Fi, Bluetooth, тюнеры DVB-T и большое количество разъемов и портов.

Стоит отметить, что на рынке также доступны мониторы QLED, которые также гарантируют очень высокое качество генерируемого изображения. Конечно, они бывают разных пропорций и конструкций (также доступен изогнутый монитор).

Что дороже: OLED или SUHD

Основным решающим моментом, которым OLED телевизор «убил» пользователя – это цена по отношению к обычному LCD телевизору. Телевизор LG с OLED экраном стоит $5400 для 65-дюймовой версии LG OLED65B6V, а более продвинутая модель LG OLED65E6V разоряет еще больше — $5700. Флагманская модель 2020 года LG OLED65G6P обойдется в $7400. В то же время телевизор Samsung UE65KS9800U с аналогичной диагональю 65 дюйма SUHD уйдет за $4500.

Таким образом, на данный момент OLED телевизоры являются самыми дорогими, но для некоторых истинных ценителей качества изображения – это по силам. Всё зависит, в конечном счете, как вы воспринимаете более яркие и резкие цвета изображения. Конечно, если вас останавливает от покупки разница в цене, то можно порекомендовать отправиться в магазин и сравнить две рядом стоящие модели телевизоров. Личные предпочтения всегда становятся на первое место в выборе OLED и SUHD телевизора.

Стоит ли покупать QLED TV

Мнения о технологии QLED, в основном, положительные. Использование квантовых точек позволило решить большинство проблем, связанных с ЖК-экранами. Пользователи подчеркивают очень широкий диапазон цветов, поддерживаемых экраном. Важно отметить, что эти типы экранов способны отображать очень яркое изображение, благодаря чему они хорошо справляются с технологией HDR.

Это влияет на качество отображения динамических сцен. Они чрезвычайно плавные, что хорошо видно в играх, в которых нет задержек. QLED TV также легко поддерживает высокое разрешение (4K) и все стандарты обработки изображений. К этому следует добавить постоянно разрабатываемую, очень эффективную систему Tizen, которая применяется в телевизорах Samsung. Она открывает доступ к огромной библиотеке приложений, и её работа постоянно улучшается.

Покупка телевизора QLED гарантирует высокую эстетику и отличную производительность. Проблема заключается только в ценах, которые, однако, должны уменьшиться с годами.

Читайте также:  Купить World Vision T64D Цифровая DVB-T2 приставка в магазине Мастер Связи

SUHD-телевизоры Samsung 2020 года: технология Quantum Dot и новые возможности

Что вы знаете о технологии отображения контента Quantum Dot Display от компании Samsung и что нового предлагает нам корейская корпорация в последних моделях SUHD-телевизоров? Постараюсь ответить на эти вопросы максимально подробно, но без лишних слов.

В 2020 году Samsung запустил в серийное производство новейшие SUHD-телевизоры с технологией Quantum Dot или «квантовых точек». Скажу от себя, пусть это будет субъективно – изображение выглядит максимально реалистичным на новых телевизорах с технологией Quantum Dot. В теории она должна обеспечивать лучшее качество изображения. В новом модельном ряду умных телевизоров Samsung изменения также коснулись функций Smart TV и дистанционного управления.

Ранее я уже писал о технологии квантовых точек в этой статье. Сами по себе, квантовые точки представляют собой полупроводниковые кристаллы размером 5-10 нм (немного превышают размер молекулы ДНК). В зависимости от размера и материала, из которого изготовлены данные кристаллы, под воздействием электротока или света они излучают различные цвета. В свою очередь, 10-битная матрица телевизора Samsung способна отображать до 1 миллиарда цветовых оттенков, что делает цветопередачу довольно точной.

В чем отличие и преимущества Quantum Dot в сравнении с другими технологиями?

Первые модели ЖК-телевизоров обладали недостаточной яркостью и цветопередачей. Телевизоры с LED-подсветкой решили проблему увеличения яркости, но до идеальной цветопередачи было далековато. Возьмем к примеру технологию OLED, вроде бы новый этап в LED-подсветке, но качественную цветопередачу она обеспечивает лишь при небольшой яркости, а применение в подсветке квантовых точек позволяет получить максимальный результат как в цветопередаче изображения, так и в показателе яркости. Тем самым телевизоры на квантовых точках демонстрируют более реалистичное изображение.

Преимущества Quantum Dot (QLED) над OLED

• материалы неорганического происхождения – больший срок работы;
• отсутствие проблемы выгорания.

Какие «улучшайзеры» используются в QLED-телевизорах Samsung?

• технология Ultra Black – позволяет минимизировать блики на экране, снизив отражение внешнего света до 99%, и повысив контраст на 35%;
• технология HDR 1000 – обеспечивает точность цветопередачи в широком диапазоне оттенков и высокий уровень детализации, что делает кадр более естественным.

Применение технологии HDR-1000 (действует при наличии соответствующего контента)

Телевизоры с RGB матрицами против RGBW

Есть телевизоры, содержащие только RGB-пиксели, а есть модели, в которые добавлен пиксель белого цвета — RGBW. Подвох в следующем: в телевизоре с RGB-матрицей каждый пиксель состоит из трех субпикселей красного, синего или зеленого цветов, а в RGBW-матрице таких пикселей меньше, так как один из основных цветов заменен белым. Следовательно, в таких телевизорах только часть пикселей может отображать всю палитру оттенков. Более того, показатель Contrast Modulation (CM) или «Модуляция контрастности», который демонстрирует насколько полно дисплей способен отображать картинку для RGBW-телевизоров в 1,5 раза ниже, чем для RGB. Плюс ко всему, при отображении на RGBW-матрице RGB-сигнала теряется часть информации о цвете.

Облачный сервис GameFly от Samsung – только достань контроллер

Что нового в смарт-функционале телевизоров Samsung 2016 года?

• более удобная навигация по меню и доработан поиск контента в ОС Tizen;
• универсальный пульт One Remote – управление всеми подключенными к нему HDMI-устройствами;
• облачный сервис GameFly – возможность играть в игры без подключения консоли (необходим только геймпад и постоянное подключение к Интернету);
• беспроводная передача изображения (функция Smart View – в принципе она имеется и в более старых моделях);
• функция автоматического определения HDMI-устройств.

О телевизорах сделанных по другим технологиям

Ну что же, справедливости ради нужно упомянуть так же о существовании ещё двух направлений развития телевизионной техники.

Было время, примерно как раз межу телевизорами с кинескопом и плазменными телевизорами, когда на сцену вышли телевизоры проекционные.

Это были весьма громоздкие ящики внутри которых стоял небольшой дисплей, с которого, с помощью мощных ламп, линз и зеркал изображение проецировалось на большой экран.

Такой знаете ли фильмоскоп в коробке. Я конечно сильно утрировал его устройство, но суть правильная. Его сильной стороной было, только размер экрана.

Ещё один вид это лазерные телевизоры, не слышали? Не видели? Не удивительно!

Эти телевизоры не получили большого распространения и используются лишь в США, Японии и может ещё нескольких странах.

Изображение в этих телевизорах рисуют разноцветные лазеры с помощью не только электроники, но и сложной системы зеркал. Но как говорят эксперты качество картинки выше чем в ЖК панелях.

Читайте также:  Инструкция по устранению ошибки 224003 (не воспроизводит файл видео)

Что такое квантовые точки в телевизоре

Когда мелкие частицы уменьшаются в размере, они генерируют кванты электромагнитного излучения, называющиеся фотонами. На данной особенности и основана технология квантовых частиц. Создаваемое электромагнитное излучение фактически представляет собой пучок света. Путём изменения размеров мелких частиц появляется возможность регулирования интенсивности и энергии генерируемых фотонов.

Для справки! Технология фотонов не является каким-либо новшеством. Это уже давно изученное явление. В том числе квантовые точки изучают даже в 10-11 классах школы на уроках физики.

Корректируя базовые характеристики создаваемого излучения, среди которых длина волны и объём выпускаемой энергии, удаётся настраивать интенсивность и цвет конечного светового кванта. Сейчас для создания цветов применяют метод RGB (Red, Green, Blue – путём сочетания красного, зелёного и синего создаются все остальные цвета и их оттенки), соответственно излучаемые фотоны в большинстве случаев также генерируются в трёх цветах – красном, зелёном и синем.

Особенности телевизоров на квантовых точках

Производители достаточно давно научились выпускать телевизоры, для подсветки матриц которых применяется квантовое излучение. Но, до недавнего времени подобные устройства существовали только в качестве прототипов. Серийное производство таких моделей ТВ не планировалось. Но, несколько лет назад на рынке стали появляться первые приборы, ориентированные на массовое потребление.

Компания Sony стала одной из первых, выпустивших дисплеи, в которых применяется технология фотонов. Благодаря этому производителю удалось значительно улучшить цветопередачу. Такая возможность появилась благодаря тому, что технология позволяет тонко настраивать длину волны.

«Квантовые точки», облучённые ультрафиолетовым светом. Различные размеры «квантовых точек» излучают различные цвета.

Дисплей на квантовых точках — отображающее устройство, использующее квантовые точки для получения красного, зелёного и синего света. На данный момент существуют коммерческие модели дисплеев, основанных на квантово-точечных светодиодах (QD-LED или QD-OLED).

QLED (от англ. quantum dot, «квантовая точка») — маркетинговое название технологии изготовления ЖК-экранов со светодиодной подсветкой на квантовых точках от компании Samsung. Подобная технология от компании LG Electronics называется NanoCell, от компании Sony — Triluminos^[1], от компании Hisense — ULED.

Квантовые точки — это кристаллы, которые светятся, когда подвергаются воздействию тока или света. Они излучают различные цвета в зависимости от размера и материала, из которого они изготовлены. Исследователи заявляют, что дисплеи на квантовых точках могут иметь сниженное в пять раз энергопотребление по сравнению с обычными ЖК-дисплеями (LCD), а также более продолжительный срок службы по сравнению с OLED-дисплеями. Также утверждается, что стоимость производства может быть вдвое ниже стоимости изготовления ЖК- и OLED-дисплеев^[2].

По заявлениям создателей, обеспечивает более низкое потребление энергии, чем остальные технологии, в том числе OLED, и низкую стоимость производства (как и электронная бумага, OLED-дисплеи (а также, в некоторой степени, LCD), претендует на статус основной технологии в гибких дисплеях). При этом декларируются гораздо более высокие, чем у конкурирующих технологий, яркость и контрастность.

Принцип действия

Создание целого телевизионного дисплея из квантовых точек, а не просто использование их в качестве подсветки, было начальной целью QD Vision. Предполагалось взять структуру устройства OLED, но использовать квантовые точки в качестве эмиссионного слоя^[3]. Они производят монохроматический свет, поэтому более эффективны, чем источники белого света^[4]. QD-LED-дисплеи будут использовать электролюминесцентные квантовые точки в качестве излучающих элементов, управляемые активной матрицей из тонкоплёночных транзисторов (TFT).

На данный момент существуют только лабораторные образцы электроэмиссионных дисплеев. Пока все коммерческие продукты используют фотолюминесцентные квантовые точки для подсветки жидкокристаллических дисплеев. Как оказалось, использование квантовых точек для получения чистого спектрального цвета — это сравнительно недорогой способ обеспечить близкую к естественной цветопередачу для жидкокристаллических матриц.

Технология

В цветных дисплеях каждый пиксель содержит красный, зелёный и синий субпиксель. Эти цвета комбинируются с различной интенсивностью для получения миллионов оттенков. Исследователи смогли создать повторяемые образцы из красных, зелёных и синих полосок, многократно повторяя технологию литографического нанесения. Полоски наносятся непосредственно на матрицу тонкоплёночных транзисторов. Транзисторы сделаны из аморфного индий-галлий-цинкового оксида (IGZnO), обладающего более высокой подвижностью электронов и являющегося полупроводником электронного типа проводимости, имеющего лучшую стабильность, чем транзисторы из аморфного гидрированного кремния (a-Si). В результате дисплей имеет субпиксели около 50 микрометров в ширину и 10 микрометров в длину, достаточно малого размера, чтобы было возможно использовать их в экранах телефонов^[2].

История

Идея использования квантовых точек в качестве источника света впервые была разработана в 1990-х годах . В начале 2000-х учёные начали понимать весь потенциал квантовых точек в качестве следующего поколения дисплеев. В 2004 году для разработки технологии QLED была основана лаборатория QD Vision (США, Лексингтон (Массачусетс)). Впоследствии к ней присоединились компании LG Electronics и Samsung Electronics.

В феврале 2011 года исследователи из Samsung представили разработки первого полноцветного дисплея на основе квантовых точек — QLED. 4-дюймовый дисплей управлялся активной матрицей, это означает, что каждый цветной пиксель с квантовой точкой может включаться и выключаться тонкоплёночным транзистором. Исследователи сделали прототип на стекле и на гибком пластике. Для создания прототипа на кремниевую плату наносится слой раствора квантовых точек и напыляется растворитель. Затем слой квантовых точек аккуратно запрессовывается в резиновый штамп с гребенчатой поверхностью, отделяется и штампуется на стекло или гибкий пластик. Так осуществляется нанесение полосок квантовых точек на подложку^[5].

Использование высокотоксичного кадмия, который в основном применялся в производстве квантовых точек, ограничено 0,01 % по весу однородного материала^[6]. Благодаря сотрудничеству Samsung с химической компанией Dow Chemical в 2015 году проблема была решена применением материалов содержащих индий вместо кадмия^[7]. В создании технологии квантовых точек без кадмия LG тоже сотрудничает с Dow Chemical и LG Chem.

Путаница в терминах

Все существующие дисплеи, которые заявляются как QLED, по факту являются LCD-матрицей со светодиодной подсветкой на квантовых точках, то есть единственное их преимущество перед LCD — это расширенный цветовой охват. По сравнению с OLED-телевизорами (где сами пиксели являются маленькими светодиодами), использующими электролюминесценцию, у телевизоров на QLED нет настоящего чёрного цвета и бесконечной контрастности, используется фотолюминесценция — переизлучение света в другом диапазоне частот. По аналогии, LED-телевизоры — это также не электролюминесцентное излучение как OLED, а вид подсветки, где вместо ранее применявшихся люминесцентных ламп с холодным катодом используется панель из светодиодов (LED).

Технология подсветки на квантовых точках Color IQ

Технология была разработана компанией QD Vision и использована в телевизорах Sony, выпущенных в 2013 году^[8], TCL Corporation, Hisense (K7100)^[9].

Свет от синего светодиода проходит через трубку, заполненную красными и зелёными квантовыми точками, которые флуоресцируют и генерируют красный и зелёный свет. Из трубки выходит белый свет, состоящий из смеси оригинального чистого синего, чистого красного и чистого зелёного. Трубки подсветки размещаются по краям дисплея^[10].

Технология QLED

Название принадлежит Samsung, но его разрешено использовать всем членам QLED Alliance, созданного в апреле 2017 года^[11].

Технология QDEF (quantum dot enhancement film — улучшающая плёнка с квантовыми точками)^[12]

Строение жк-дисплея с плёнкой QDEF

Технология была разработана компанией Nanosys и представлена на выставке SID в 2011 году. Она призвана улучшить цветовую гамму, яркость и контраст экрана. Данная технология используется в телевизорах Samsung, TCL Corporation, Hisense, Philips, планшете Amazon Kindle Fire HD 7, ноутбуке ASUS Zenbook NX-500.

В жк-панелях между блоком подсветки из синих светодиодов и слоем с жидкими кристаллами (LCM) добавляется плёнка, пропитанная случайно распределёнными квантовыми точками двух разных размеров — одни излучают зелёный свет, другие — красный. Красный и зелёный свет смешивается с непоглощённым синим светом, и таким образом формируется белый. Затем он проходит через субпиксельный цветовой фильтр (BEF).

Технология QDОG (QD on Glass — квантовые точки на стекле)

Технология появилась в 2018 году, а телевизоры с экранами QDОG должны появиться в 2019-м. Технология позволяет сделать телевизоры тоньше и дешевле^[13].

Квантовые точки нанесены на тонкий лист стекла, которое служит световодом.

Технология QDCF (QD color filter — квантово-точечный цветовой фильтр)

Технология позволяет отказаться от цветного матричного фильтра. Вместо зелёного и красного субпикселей используются ячейки с квантовыми точками, вместо синего субпикселя — прозрачный рассеивающий слой, который пропускает синий свет от светодиодной подсветки. Сложность метода состоит в том, что квантовые точки должны быть расположены очень близко друг к другу, чтобы между ними не проходил синий свет и не мешал получать чистые цвета. Nanosys совместно с производителем чернил Dic Corporation разработали метод нанесения квантовых точек с помощью струйной печати, который был представлен в 2017 году^[14].

Технология NanoCell

Технологию представила компания LG Display в 2017 году на выставке CES^[15]. Она позволила расширить цветовой охват и увеличить угол обзора.

Традиционные экраны IPS обычно снабжены белой светодиодной подсветкой (WLED), которая позволяет им воспроизводить цвета в стандартном цветовом пространстве RGB. В технологии Nano IPS на белые светодиоды (а не на дополнительный светорассеивающий слой, как в QLED) наносится слой наночастиц (отсюда название Nano IPS) — квантовых точек размером менее 2 нм. Они поглощают свет с определённой длиной волны, например, ненужные оттенки желтого и оранжевого, что улучшает точность передачи оттенков красного^[16].

LG Electronics использует бескадмиевые квантовые точки Nanoco , поставляемые Dow Chemical.

Производство

Дистрибьютор MMD (Philips Monitors) и компания QD Vision сообщили, что в Китае начались продажи первого в мире монитора на квантовых точках. Выпускает мониторы гонконгская компания TPV Technology, выкупившая 2011—2014 году бренд «Philips»^[17]. Речь идёт о 27-дюймовом мониторе 276E6ADS, который, благодаря технологии QD Vision, позволяет говорить о появлении профессиональных дисплеев по цене потребительских моделей. Он был представлен на выставке CES 2015. В основе устройства лежит панель IPS, разрешение панели 1920х1080 пикселей, время отклика 4 мс, максимальная яркость 300 кд/м². Монитор охватывает 99 % пространства Adobe RGB^[18].

2013: телевизоры от Sony серий W900 (модель Ultra HD 55W900)^[19] и X900 (65X900, 55X900)^[8], планшет Amazon Kindle Fire HDX 7^[20].

2014: на выставке Computex ASUS представила ноутбук Zenbook NX500 с дисплеем, использующим технологию QDEF (Quantum Dot Enhancement Film)^[21].

2015: телевизоры от TCL Corporation, Hisense, Samsung, LG Electronics^[22].

2016: телевизоры с прямым экраном от Samsung серий Q9F и Q7F (75-, 65- и 55-дюймовые модели).

2017: телевизоры с изогнутым экраном от Samsung серий Q7C (диагонали 49 и 55 дюймов) и Q8C (диагонали 55, 65 и 75 дюймов) и мониторы серий CHG90 и CHG70 от Samsung . Буква «С» в серии означает «Curved» (изогнутый). На выставке CES 2017 Samsung переименовала свою технологию подсветки «SUHD» в «QLED»^[23]. Телевизоры от LG серий SJ9500, SJ8500 и SJ8000. Также в этом году появился планшет с технологией Quantum Dot Iconia Tab 10 от Acer^[24], игровые мониторы Acer Predator X27 и ASUS ROG Swift PG27UQ.

2018: монитор ASUS ProArt PA32UC^[25].

Критика

По заявлению Сэта Коу-Салливана (Seth Coe-Sullivan), основателя и руководителя компании QD Vision, множество проблем было решено исследователями и инженерами фирмы Samsung, однако лучшие устройства на квантовых точках не столь эффективны, как дисплеи на основе органических светодиодов. Также необходимо увеличить срок службы, так как яркость QLED дисплеев начинает уменьшаться спустя 10 000 часов^[2].

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 14 июня 2021 в 11:04.