Co je televizor s kvantovou tečkou (aka QLED)?

Přes některé nedostatky jsou LCD televizory (včetně LED / LCD televizorů) dominantním typem televizorů zakoupených spotřebiteli. Přijetí LCD TV urychlilo zánik televizorů CRT a zadní projekce a je hlavním důvodem, proč plazmové televize již nejsou k dispozici. V posledních letech se OLED TV, vedená společností LG, prosazuje jako nástupce LCD. Ačkoli OLED představuje pokrok v televizní technologii, LCD televizory se díky zabudování kvantových teček posunuly o úroveň výš (aka QLED). Kvantové tečky a QLED odkazují na stejnou technologii. QLED je marketingový výraz, který společnosti Samsung a TCL používají při vytváření značky svých televizorů s kvantovými tečkami. Tyto sady kombinují podsvícení LED s kvantovými tečkami ve vybraných televizorech LCD pro vylepšení barev.

Co je to kvantová tečka

Kvantová tečka je vyrobený nanokrystal s polovodičovými vlastnostmi, který může zvýšit jas a barevný výkon zobrazený na statických a video obrázcích na obrazovce LCD.

Kvantové tečky jsou emisní částice (něco jako fosfor na plazmové televizi). Když jsou částice zasaženy fotony z vnějšího světelného zdroje (v případě aplikace LCD TV, modré LED světlo), každá tečka vyzařuje barvu specifické šířky pásma, která je určena jeho velikostí. Větší tečky vyzařují světlo zkosené směrem k červené. Jak se tečky zmenšují, vyzařují světlo zešikmené směrem k zelené. Když jsou kvantové tečky určených velikostí seskupeny do struktury a jsou kombinovány s modrým světelným zdrojem LED, vyzařují kvantové tečky světlo v celé šířce barevného pásma požadovaného pro sledování televize. Obrázek výše ukazuje strukturu kvantové tečky (vpravo), hypotetický příklad vztahu vlastností emisních barev kvantové tečky podle velikosti (vlevo) a metodu, kterou se kvantové tečky vyrábějí.

Jak lze v LCD televizorech použít kvantové tečky

Jakmile jsou vytvořeny kvantové tečky, mohou být tečky různých velikostí umístěny náhodně nebo způsobem podle velikosti do pouzdra, které lze umístit do LCD TV. U LCD TV mají tečky obvykle dvě velikosti, jednu optimalizovanou pro zelenou a druhou pro červenou.

Obrázek výše ilustruje způsoby, jak lze kvantové body umístit do LCD televizoru.

• Uvnitř pouzdra (označovaného jako hranová optika) podél okrajů panelu LCD mezi modrým LED okrajovým světelným zdrojem a LCD panelem (pro okrajové LED / LCD televizory).
• Na vrstvě pro vylepšení filmu (QDEF) umístěné mezi modrým světelným zdrojem LED a panelem LCD (pro televizory LED / LCD s plným nebo přímým osvětlením).
• Na čipu, který je umístěn nad modrými LED světelnými zdroji podél okraje LCD panelu (pro LED / LCD televizory s okrajovým osvětlením).

Ve všech metodách modrá LED vysílá světlo přes kvantové tečky, které jsou vzrušené, takže kvantové tečky vyzařují červené a zelené světlo (které je také kombinováno s modrou vycházející ze světelného zdroje LED). Různě zbarvené světlo prochází čipy LCD a barevnými filtry a poté na obrazovku pro zobrazení obrazu. Přidaná emisní vrstva s kvantovými tečkami umožňuje LCD televizoru zobrazit sytější a širší barevný gamut než LCD televizory bez přidané vrstvy s kvantovými tečkami.

Účinek přidávání kvantových bodů do LCD televizorů

Níže je uveden graf a příklad toho, jak přidání kvantových bodů k LCD televizorům může zlepšit barevný výkon.

Graf v horní části je standardní grafické znázornění ilustrující celé viditelné barevné spektrum. Televizory a video technologie nemohou zobrazit celé barevné spektrum. Mějte na paměti, že trojúhelníky zobrazené v tomto spektru ukazují, jak blízko se k tomuto cíli přibližují různé barevné technologie používané ve video zobrazovacích zařízeních. Jak můžete vidět z uvedených trojúhelníků, LCD televizory využívající tradiční bílé LED zadní nebo okrajové osvětlení zobrazují užší barevný rozsah než televizory vybavené kvantovou tečkou. Kvantové tečky zobrazují sytější a přirozenější barvy, jak ukazuje srovnání pod grafem. Kvantové tečky mohou splňovat potřeby barevných standardů HD (rec.709) i Ultra HD (rec.2020 / BT.2020).

Standardní LED / LCD vs. OLED

Televizory LCD mají nevýhody v sytosti barev a výkonu úrovně černé, zejména ve srovnání s plazmovými televizory, které již nejsou k dispozici. Začlenění systémů LED s černým a okrajovým osvětlením trochu pomohlo, ale to nestačilo.

V reakci na to televizní průmysl (většinou LG) sledoval technologii OLED jako řešení, protože může produkovat širší barevný rozsah a absolutní černou. Společnost LG využívá k vytváření obrázků systém označovaný jako WRGB, což je kombinace subpixelů OLED vyzařujících bílé světlo a barevných filtrů. Společnost Samsung začlenila skutečné subpixely OLED s červeným, zeleným a modrým světlem. Společnost Samsung v roce 2015 opustila spotřebitelskou výrobu OLED televizorů a ponechala LG a Sony jako jediný zdroj pro OLED televizory na americkém trhu. Společnost Samsung věnuje své zdroje na uvedení televizorů s kvantovou tečkou (QLED) na trh, spolu s Vizio a TCL. Televizory OLED vypadají skvěle, ale hlavním problémem, který zpomaluje mnoho televizních značek v uvádění OLED televizorů na trh v masovém měřítku, jsou náklady. Navzdory tvrzení, že LCD televizory mají složitější strukturu než OLED televizory, je výroba OLED TV nákladnější při výrobě velkých obrazovek. To je způsobeno vadami, které se objevují ve výrobním procesu, což má za následek velké procento OLED panelů, které jsou odmítnuty z použití pro velké obrazovky. Výsledkem je, že většina výhod OLED (jako je zobrazení širší barevné škály a hlubší úrovně černé) oproti LED / LCD televizorům nevedla k širokému přijetí u výrobce. S využitím výrobních omezení OLED a schopnosti začlenit kvantové tečky do aktuálně provedeného designu LED / LCD TV (s malou potřebnou změnou na montážní lince) jsou kvantové tečky považovány za lístek, který přiblíží výkon LED / LCD TV výkonu OLED, ale za nižší cenu. Společnost Samsung stojí na čele tohoto kroku, který kombinuje kvantové body s OLED (dabovaný QD-OLED) pro lepší barevný výkon a jas bez nevýhod současných televizorů QLED a OLED. Žádné slovo o tom, kdy nebo zda by takové sady přišly na trh.

LCD s kvantovými tečkami (QLED) vs. OLED

Přidáním kvantových bodů k LCD televizoru se jeho výkon blíží výkonu OLED TV. Přesto existují oblasti, kde každá má své výhody i nevýhody. Zde jsou příklady některých z těchto rozdílů.

Kvantová tečka / QLED TV

• Barevný výkon srovnatelný s OLED.
• Zachovává vynikající sytost barev, protože jas se mění lépe než u OLED.
• Nelze zobrazit absolutní černou.
• Nerovnoměrná uniformita obrazovky. Černí a bílí nejsou ani přes celou plochu obrazovky.
• Užší pozorovací úhel ve srovnání s OLED televizory.
• Schopnost vysokého světelného výkonu spotřebovává více energie.

OLED TV

• Vynikající přesnost barev.
• Ne tak dobrý jako QLED při zachování sytosti barev při změně jasu.
• Může zobrazit absolutní černou.
• Ne tak jasný jako QLED TV. Nejlepší ve špatně osvětlené místnosti.
• Lepší rovnoměrnost obrazovky (černé a bílé jsou rovnoměrné po celém povrchu obrazovky) než televizory QLED.
• Nižší spotřeba energie než většina televizorů QLED.
• Dražší než televizory QLED.

Kvantové tečky: Barevná současnost a budoucnost

Hlavními poskytovateli technologie kvantových bodů pro použití v televizorech jsou Nanosys a 3M, které poskytují možnost filmu s kvantovými tečkami (QDEF) pro použití s ​​LED / LCD televizory s podsvícením s plným polem.

Na fotografii výše je televizor zcela vlevo televizor Samsung 4K LED / LCD. Vpravo a dole je televizor LG 4K OLED. Nad LG OLED TV je televizor Philips 4K LED / LCD vybavený technologií kvantových teček. Červené barvy vyskočí více na Philips než na Samsung a jsou o něco sytější než červené zobrazené na LG OLED sadě. Na pravé straně fotografie jsou příklady televizorů vybavených kvantovou tečkou od TCL a Hisense. Použití kvantových teček posunulo skok vpřed, protože několik výrobců televizorů předvádělo televizory s podporou kvantových teček na veletrzích, včetně Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio a Philips. Z těchto společností Samsung a Vizio přinesly na trh modely v USA, přičemž se také zapojilo TCL. Samsung a TCL označují své televizory s kvantovými tečkami za televizory QLED, zatímco Vizio používá výraz Quantum. Společnost LG v roce 2015 představila některé prototypy televizních přijímačů s kvantovými tečkami, ale ustoupila od jejich uvedení na trh, aby vložila více zdrojů do své technologie Nano Cell ve vybraných televizorech LCD a vyráběla dražší televizory pomocí technologie OLED. Vzhledem k tomu, že LG a Sony (od roku 2020) jako jediní výrobci OLED televizorů (Sony OLED TV používají panely LG OLED) pro americký trh, může alternativa kvantových teček pro vylepšení barev nabízená společnostmi Nanosys a 3M umožnit LCD nadále dominovat na trhu další roky. Až budete příště nakupovat televizor, zkontrolujte, zda má na televizoru nebo v uživatelské příručce štítek Color IQ, QLED, QD, QDT, Quantum nebo podobný. To vám říká, že televizor používá technologii kvantových teček.