Квантовото бъдеще на телевизорите – втора част

2
2095

Продължаваме да разглеждаме новата технология за производство на дисплеи с квантови точки, върху която се спряхме в първата част.

Подобрените дисплеи с квантови точки

Вмъкването на квантови точки между светодиодите и филтрите подобрява изображението като максимизира количеството светлина с червен, зелен и син цвят. Квантовите точки минимизират енергията, необходима за генерирането на точните дължини на вълните. Най-типичният подход е използването на светодиоди, излъчващи синя светлина с дължина на вълната 450 nm, съчетани с квантови точки, нанесени върху тънък филм, поставен пред тези светодиоди. Точките върху филма са смес от два типа: с диаметър 1,5-2,5 nm, излъчващи зелен цвят с дължина на вълната 527 nm и квантови точки с размер 3,0-5,0 nm, излъчващи червена светлина с дължина на вълната 638 nm.

По този начин, в този дисплей вместо използването на син светодиод, възбуждащ луминофор с жълт цвят, производителите използват същия светодиод, но за възбуждането на зелените и червените квантови точки с тесен спектър на излъчване. Синият цвят си е цветът нас светодиода. Тази схема по-точно съответства на спецификациите за телевизорите, описващи точното изобразяване на цветовете, в сравнение с синьо-жълтия преход. И още, по този начин не се губи енергия за преминаване на светлината през червените и зелените филтри.

Този подход дава значително по-добър (photo-enhanced) дисплей с квантови точки, но това е само междинна стъпка в света на телевизионните екрани. Проблемът е, че дори и при използването на тънък филм квантови точки, технологията все още има някои съществени недостатъци:

  • Малки ъгли на виждане. Има нови течнокристални технологии, които се справят с този проблем, но те са твърде скъпи
  • Енергийни загуби. За всеки субпиксел телевизорът трябва да блокира около две трети от генерираната светлина, за да може например да се отдели червеният цвят от синия и синия цвят от зеления
  • Няма наистина дълбок черен цвят при ниска осветеност на сцената. Течните кристали не могат изцяло да блокират светлината и определено количество бяла светлина се процежда и достига очите на зрителя. Тоест, динамичният диапазон е доста ограничен
  • Сравнително бавна скорост за обновяване на кадъра. Този проблем е свързан със самата природа на течните кристали. Тези кристали са усукани с помощта на електрическо поле, като по този начин поляризират светлината, преминаваща през тях. Поляризацията се използва, за да се блокира или пропусне светлината на всеки субпиксел. Но тусукването на кристала изисква време и това забавяне създава проблеми при бързо движещите се обекти в изображението. Някои от най-новите дисплеи от подобен тип, в най-добрия случай достигат до 240 Hz честота на обновяване на кадрите. Редица производители вече експериментират с подобни кадрови честоти, но за повечето телевизори тя е 60 Hz.
  • Няма възможност за сгъване на телевизора. Това ограничава форм фактора на съвременните телевизионни устройства.

OLED

Тези ограничения накараха редица производители да потърсят други технологии. Течнокристалните дисплеи постепенно се заменят от емисионните дисплеи с органични светодиоди (OLED). В OLED матриците, субпикселите излъчват червена, зелена и синя светлина, без да се използват цветни филтри пред бялата подсветка. Емисионните технологии имат естествени преимущества пред LCD. Това са дълбокото ниво на черното, големите ъгли на виждане и в редица случаи, по-бързото обновяване на кадъра. Качеството на изображението наистина е впечатляващо, но и тук има някои проблеми, свързани преди всичко с високата цена, консумацията на енергия и технологичния живот.

При OLED технологията се използва тънък филм от органично вещество, поставено между два проводника, като при подаване на електрическа енергия се излъчва светлина. Смартфоните на Samsung, Google, Apple и редица други компании използват емисионни дисплеи с RGB светодиоди, излъчващи червена, зелена и синя светлина. За съжаление, към днешен ден все още няма технология за производството на големи RGB OLED матрици, подходящи за съвременните телевизори. Ето защо, производителите на телевизионни устройства използват друг вариант – White (бял) OLED или WOLED. Засега единствено LG Display произвежда WOLED матрици с достатъчен за телевизорите размер. LG ги използва в в своите телевизори, но ги предлага и на други производители. Sony, Panasonic и Samsung се отказаха да произвеждат собствени телевизионни OLED дисплеи.

Във WOLED дисплеите се използват органични дисплеи, излъчващи синя и оранжево-жълта светлина за създаването на бяла светлина. Тя преминава през слоеве на червен, зелен и син филтър за създаването на цветните субпиксели, като четвърти отворен субпиксел пропуска нефилтрираната бяла светлина, като по този начин се повишава яркостта на цялото изображение. Тези дисплеи имат няколко значителни преимущества. Те могат да създават дълбоки нива на черното, имат невероятно висока скорост на работа (10 пъти по-бързо от LCD дисплеите), и в същото време са тънки и гъвкави. В най-близко бъдеще OLED дисплеите ще се използват навсякъде, понеже могат да се огъват, разтягат, сгъват, да се навиват като руло, да се залепят като тапети и т.н.

Не може да се каже, че тази технология е идеална; и тя има минуси. Така например, WOLED не е много ефективна. Само 10% от електрическия ток, използван от синия светодиод се преобразуват във фотони, напускащи екрана. При оранжево-жълтите светодиоди се оползотворяват малко над 20% от електрическата енергия, което е близо до теоретичната максимална ефективност. И още, цветните филтри още повече намаляват ефективността: общата загуба на светлина във филтрите достига 75%. Потребителите едва ли ще забележат, че техните телевизори консумират повече, но загубата на толкова много светлина влошава изображението.

И нещо друго, WOLED дисплеите не могат да се похвалят с много вярно възпроизвеждане на цветовете. Излъчваната от тях широкоспектърна светлина понижава чистотата на червените, зелените и сините субпиксели. А белият цвят, повишаващ яркостта на сцената, леко размива цветовете.

Днешните телевизори, използващи WOLED матрици и особено техните сини светодиоди, имат проблем с твърде краткия технологичния живот. С течение на времето в изображението се появяват артефакти, често наричани прегаряне на пикселите – изгорели пиксели. Поради това, че сините светодиоди светят по-слабо от другите, към тях се подава по-голям тока за получаването на същата яркост. Това е причината те да деградират по-бързо (средно за година и половина-две) и изображението започва да се отклонява към зеления или червения спектър, или към тяхната смесица. Това е причината белият цвят на екрана да стане видимо жълт. Ситуацията се влошава от това, че изгарянето е неравномерно и съвсем ясно се забелязва и дразни.

И накрая, OLED дисплеите все още са твърде скъпи за производство. Типичният OLED дисплей се състои от 25 свръхтънки слоя, изискващи няколко етапа на производство във вакуумна среда. Ето защо типичният 65-инчов OLED телевизор с 4К резолюция се продава при цена около $3000. Същият LCD дисплей с подобно качество струва около $1000.

 


В последната част ще разгледаме другите технологии за производството на матрици с използването на квантови точки и качество на OLED матриците.

Your Guide to Television’s Quantum-Dot Future

2
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
2 Коментари
0 Отговори на коментарите
2 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
2 Автори на коментарите
КонстантинАз ве аз Автори на последните коментари
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Аз ве аз
Аз ве аз

Кой гледа още телевизия ве, брат ми?

Константин
Константин

Относно ел.консумацията
Samsung 65Q9FN – 215W vs LG Oled 65C8 – 150W
по енергиен стикер

Твърде „скъпите“ матрици с добър ъгъл на гледане се наричат „IPS“!

Цената на LG Oled 65C8 е 4299лв. в сравнение с най-високия клас LCD на Samsung 65Q9FNAT 5499лв. или Sony 65ZD9 4999лв. не изглежда изобщо висока….Philips 65oled873 4899лв,Panasoni 65FZ950E 5399лв.
и така мога много да продължа…не виждам факти,а един мързелив copy-paste…..много тъжно………