Pomimo pewnych niedociągnięć telewizory LCD (w tym telewizory LED/LCD) są dominującym rodzajem telewizorów kupowanych przez konsumentów. Akceptacja telewizorów LCD przyspieszyła upadek telewizorów CRT i telewizorów z tylną projekcją i jest głównym powodem, dla którego telewizory plazmowe nie są już dostępne.
W ostatnich latach telewizor OLED, kierowany przez LG, był reklamowany jako następca LCD. Chociaż OLED stanowi krok naprzód w technologii telewizyjnej, telewizory LCD podniosły ten poziom dzięki wprowadzeniu kropek kwantowych (znanych również jako QLED).
Kropki kwantowe i QLED odnoszą się do tej samej technologii. QLED to termin marketingowy, który Samsung i TCL używają w brandingu swoich telewizorów z kropkami kwantowymi. Zestawy te łączą podświetlenie LED z kropkami kwantowymi w wybranych telewizorach LCD w celu wzmocnienia kolorów.
Czym jest kropka kwantowa
Kropka kwantowa to wyprodukowany nanokryształ o właściwościach półprzewodnikowych, które mogą poprawić jasność i wydajność kolorów wyświetlanych na zdjęciach i filmach na ekranie LCD.
Kropki kwantowe to cząsteczki emisyjne (coś jak luminofory w telewizorze plazmowym). Gdy na cząsteczki trafią fotony z zewnętrznego źródła światła (w przypadku telewizora LCD niebieskie światło LED), każda kropka emituje kolor o określonej szerokości pasma, która jest determinowana jej wielkością. Większe kropki emitują światło przekrzywione w kierunku czerwieni. Gdy kropki stają się mniejsze, kropki emitują światło przekrzywione w kierunku zielonego.
Kiedy kropki kwantowe o określonych rozmiarach są zgrupowane w strukturę i połączone z niebieskim źródłem światła LED, kropki kwantowe emitują światło w całej szerokości pasma kolorów wymaganej do oglądania telewizji.
Powyższy obrazek przedstawia strukturę kropki kwantowej (po prawej), hipotetyczny przykład zależności właściwości emisji koloru kropki kwantowej w zależności od rozmiaru (po lewej) oraz metodę, według której kropki kwantowe są produkowane.
Jak można wykorzystać kropki kwantowe w telewizorach LCD
Po wykonaniu kropek kwantowych, kropki o różnych rozmiarach można umieszczać losowo lub w sposób zorganizowany pod względem wielkości w obudowie, którą można umieścić w telewizorze LCD. W telewizorach LCD kropki mają zazwyczaj dwa rozmiary, jeden dostosowany do koloru zielonego, a drugi do koloru czerwonego.
Powyższy obrazek ilustruje sposoby umieszczania kropek kwantowych w telewizorze LCD.
- Wewnątrz obudowy (określanej jako optyka krawędziowa) wzdłuż krawędzi panelu LCD między niebieskim źródłem światła LED a panelem LCD (w przypadku telewizorów LED/LCD z podświetleniem krawędziowym).
- Na warstwie wzmacniającej film (QDEF) umieszczonej między niebieskim źródłem światła LED a panelem LCD (w przypadku telewizorów Full-array lub bezpośrednio oświetlonych LED/LCD).
- Na chipie umieszczonym nad źródłami niebieskiego światła LED wzdłuż krawędzi panelu LCD (w przypadku telewizorów LED/LCD z podświetleniem krawędzi).
We wszystkich metodach niebieska dioda LED wysyła światło przez wzbudzone kropki kwantowe, które emitują światło czerwone i zielone (które jest również połączone z niebieskim światłem pochodzącym ze źródła światła LED).
Światło o różnych kolorach przechodzi przez chipy LCD i filtry kolorów, a następnie do ekranu w celu wyświetlenia obrazu. Dodana warstwa emisyjna kropek kwantowych umożliwia telewizorom LCD wyświetlanie bardziej nasyconej i szerszej gamy kolorów niż telewizory LCD bez dodatkowej warstwy kropek kwantowych.
Efekt dodania kropek kwantowych do telewizorów LCD
Poniżej przedstawiono wykres i przykład, w jaki sposób dodanie kropek kwantowych do telewizorów LCD może poprawić wydajność kolorów.
Wykres u góry to standardowa reprezentacja graficzna ilustrująca pełne spektrum widzialnych kolorów. Telewizory i technologie wideo nie mogą wyświetlać całego spektrum kolorów. Mając to na uwadze, trójkąty wyświetlane w tym widmie pokazują, jak bardzo różne technologie kolorów stosowane w urządzeniach wyświetlających wideo zbliżają się do tego celu.
Jak widać na podstawie wspomnianych trójkątów, telewizory LCD z tradycyjnym białym podświetleniem LED lub podświetleniem krawędziowym wyświetlają węższy zakres kolorów niż telewizory wyposażone w kropki kwantowe. Kropki kwantowe wyświetlają kolory, które są bardziej nasycone i naturalne, co widać w porównaniach poniżej wykresu.
Kropki kwantowe spełniają wymagania standardów kolorów HD (rec.709) i Ultra HD (rec.2020/BT.2020).
Standardowe diody LED/LCD a OLED
Telewizory LCD mają wady w nasyceniu kolorów i poziomie czerni, zwłaszcza w porównaniu z telewizorami plazmowymi, które nie są już dostępne. Włączenie systemów czarnego i krawędziowego oświetlenia LED nieco pomogło, ale to nie wystarczyło.
W odpowiedzi branża telewizyjna (głównie LG) wybrała technologię OLED jako rozwiązanie, ponieważ może ona zapewnić szerszą gamę kolorów i absolutną czerń.
LG wykorzystuje system określany jako WRGB, który jest kombinacją emitujących białe światło subpikseli OLED i filtrów kolorów do tworzenia obrazów. Samsung zastosował prawdziwe czerwone, zielone i niebieskie subpiksele OLED emitujące światło.
Samsung wycofał się z produkcji konsumenckich telewizorów OLED w 2015 roku, pozostawiając LG i Sony jedynymi źródłami telewizorów OLED na rynku amerykańskim. Samsung poświęcił swoje zasoby na wprowadzenie na rynek telewizorów z kropkami kwantowymi (QLED), podobnie jak Vizio i TCL.
Telewizory OLED wyglądają świetnie, ale głównym problemem spowalniającym wiele marek telewizorów przed wprowadzaniem telewizorów OLED na rynek na masową skalę jest koszt.
Pomimo twierdzenia, że telewizory LCD mają bardziej skomplikowaną budowę niż telewizory OLED, telewizory OLED są droższe w produkcji na dużych ekranach. Wynika to z wad, które pojawiają się w procesie produkcyjnym, co powoduje, że duży odsetek paneli OLED jest odrzucanych z użycia w przypadku ekranów o dużych rozmiarach. W rezultacie większość zalet OLED (takich jak wyświetlanie szerszej gamy kolorów i głębszy poziom czerni) w porównaniu z telewizorami LED/LCD nie przyniosła szerokiego przyjęcia przez producentów.
Wykorzystując ograniczenia produkcyjne OLED i możliwość włączenia kropek kwantowych do aktualnie realizowanego projektu telewizora LED/LCD (z niewielką zmianą potrzebną na linii montażowej), kropki kwantowe są postrzegane jako przepustka do wprowadzenia telewizora LED/LCD wydajność zbliżona do OLED, ale przy niższych kosztach.
Samsung jest pionierem ruchu, który łączy kropki kwantowe z OLED (nazywanym QD-OLED), aby uzyskać lepszą wydajność kolorów i jasność bez wad obecnych telewizorów QLED i OLED. Ani słowa o tym, kiedy i czy takie zestawy pojawią się na rynku.
LCD z kropkami kwantowymi (QLED) kontra OLED
Dodanie kropek kwantowych do telewizora LCD zbliża jego wydajność do telewizora OLED. Są jednak obszary, w których każdy ma swoje wady i zalety. Oto przykłady niektórych z tych różnic.
- Wydajność kolorów na równi z OLED.
- Utrzymuje doskonałe nasycenie kolorów, ponieważ jasność zmienia się lepiej niż OLED.
- Nie można wyświetlić absolutnej czerni.
- Nierówna jednolitość ekranu. Czerń i biel nie są nawet na całej powierzchni ekranu.
- Węższy kąt widzenia w porównaniu z telewizorami OLED.
- Wysoka wydajność świetlna zużywa więcej energii.
- Doskonała dokładność kolorów.
- Nie tak dobre jak QLED pod względem utrzymywania nasycenia kolorów wraz ze zmianą jasności.
- Może wyświetlać absolutną czerń.
- Nie tak jasny jak telewizor QLED. Najlepiej w słabo oświetlonym pomieszczeniu.
- Lepsza jednolitość ekranu (czerń i biel są równomierne na powierzchni ekranu) niż w telewizorach QLED.
- Niższe zużycie energii niż większość telewizorów QLED.
- Drożej niż telewizory QLED.
Kropki kwantowe: kolorowa teraźniejszość i przyszłość
Główni dostawcy technologii kropek kwantowych do użytku w telewizorach to Nanosys i 3M, które zapewniają opcję filmu kropek kwantowych (QDEF) do użytku z pełnoekranowymi telewizorami LED/LCD z podświetleniem.
Na powyższym zdjęciu telewizor po lewej stronie to telewizor LED/LCD 4K firmy Samsung. Po prawej i na dole znajduje się telewizor LG 4K OLED. Nad telewizorem LG OLED znajduje się telewizor LED/LCD 4K firmy Philips wyposażony w technologię kropek kwantowych. Czerwone wyskakują bardziej na zestawie Philipsa niż na zestawie Samsunga i są nieco bardziej nasycone niż czerwienie wyświetlane na zestawie LG OLED.
Po prawej stronie zdjęcia znajdują się przykłady telewizorów wyposażonych w kropki kwantowe firm TCL i Hisense.
Wykorzystanie kropek kwantowych poszło naprzód, ponieważ kilku producentów telewizorów zaprezentowało telewizory z obsługą kropek kwantowych na targach, w tym Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio i Philips. Spośród nich Samsung i Vizio wprowadziły modele na rynek w USA, a także TCL.
LG zaprezentowało kilka prototypów telewizorów z kropkami kwantowymi w 2015 roku, ale wycofało się z wprowadzania ich na rynek, aby zwiększyć zasoby technologii Nano Cell w wybranych telewizorach LCD, a także produkować droższe telewizory z wykorzystaniem technologii OLED.
Gdy LG i Sony (od 2020 r.) są jedynymi producentami telewizorów OLED (telewizory Sony OLED wykorzystują panele LG OLED) na rynek amerykański, alternatywa dla kropek kwantowych dla poprawy kolorów oferowana przez Nanosys i 3M może umożliwić wyświetlanie LCD aby utrzymać dominację na rynku w nadchodzących latach.
Następnym zakupem telewizora sprawdź, czy ma na zestawie lub w instrukcji obsługi oznaczenie Color IQ, QLED, QD, QDT, Quantum lub podobne. Oznacza to, że telewizor wykorzystuje technologię kropek kwantowych.
FAQ
Czy telewizory QLED są lepsze od telewizorów OLED?
To będzie zależało od konkretnych telewizorów, które porównujesz, ale w przypadku zaawansowanych technologii OLED będzie kosztował więcej i zapewni najlepszy obraz, jaki można kupić za pieniądze. Istnieje jednak wiele innych czynników, takich jak czas reakcji lub jasność, które wpływają na zakup telewizora, który może lepiej dopasować telewizor QLED.
Czy telewizory IPS są lepsze od telewizorów QLED?
Zależy to również od konkretnych modeli, które porównujesz, ale IPS to technologia najczęściej stosowana w monitorach ze względu na jej zalety w porównaniu z tradycyjnymi telewizorami LCD/LED w połączeniu z krótkim czasem reakcji. Jednak pod względem czystej jakości obrazu telewizory QLED z najwyższej półki oferują lepszy obraz niż telewizory IPS.
