Квантовото бъдеще на телевизорите – трета част

2
2311

Продължаваме да разглеждаме новата технология за производство на дисплеи: квантовите точки, което започнахме в първата и втората част.

Близкото бъдеще на дисплеите с квантови точки

Разбира се, развитието на тези нови технологии няма да спре със сегашните подобрени матрици с квантови точки, а новите QLED дисплеи ще бъдат фотоемисионни. В този случай квантовите точки вместо да са скрити зад масив от цветни филтри, сами ще бъдат субпиксели. При този подход сините светодиоди отново се използват за подсветка. Тяхната светлина преминава през прозрачни точки в матрицата и достига очите на зрителя почти без промени. Зелените и червените субпиксели поглъщат енергията на синята светлина, а след това излъчват точните дължини на вълната на зелената и червената светлина. Тук не се налага използването на каквито и да било филтри.

Най-ефективните към днешен ден квантови точки излъчват светлина с интензивност над 99%. Като се има предвид тази висока ефективност и липсата на филтри, тези точки дават над двойно по-ярко изображение в сравнение със съвременните LCD дисплеи. Този тип дисплеи имат широки ъгли на виждане, понеже квантовите точки са разположени в предната част на екрана и излъчват светлина във всички посоки.

Фотоемисионните QLED все още не са излезли на пазара. Очаква се тяхното масово производство да започне в средата на тази година. Има някои причини, поради които тези нови технологии имаха нужда от няколко години, преди да започне тяхното комерсиално използване. В началото, квантовите точки не бяха много стабилни във въздуха и в ранните прототипи се използваха тесни стъклени тръбички. В съвременните подобрени дисплеи върху квантовите точки се поставя защитно пластмасово покритие, но панелът не е херметично запечатан.

Първите дисплеи с квантови точки трябваше да преодолеят още един проблем – те съдържаха химическия елемент кадмий, който е опасен за околната среда. Да се направят квантови точки без кадмий, но със същите качества, се оказа трудно. Използваните днес материали са без кадмий или с много ниско негово съдържание и не дават толкова чисти цветове. Но са достатъчно добри за почти всички видове дисплеи.

При фотоемисионните дисплеи по-голямата част от възникналите проблеми вече са решени. Необходимо бе известно време, за да се намери начин за надеждно преобразуване на точките в субпиксели с висока резолюция. Специалистите предпочетоха да използват фотолитография, понеже по същия начин се се създават и цветните LCD филтри, и разходите за преминаване към производството на новите матрици са минимални. Но това означава, че квантовите точки трябва да се обработват във въздушна среда, а не във вакуум. И още, те трябва да бъдат достатъчно издръжливи, за да останат стабилни при различните термични и химични фази на изготвянето на самия дисплей. Решаването на тези проблеми отне около 10 години.

Фотоемисионните дисплеи създадоха някои допълнителни проблеми за производителите на дисплеи. Един от най-важните е да се предотврати възбуждането на квантовите точки от околната светлина в помещенията – по принцип за тях е все едно откъде ще получат синя светлина. Производителите на телевизионни панели измислиха свои решения за този проблем, при които се използват специални светлинни филтри на външната повърхност на дисплея.

Това е като магия: светлината на сините светодиоди принуждава квантовите точки в стъклениците да светят със зелена и червена светлина

Фотоемисионната технология на квантовите точки дава възможност за производството на телевизори с гъвкави дисплеи, но засега производителите са се фокусирали върху адаптирането на традиционните технологии за производство на течнокристални дисплеи с квантови точки.

Най-новото в тази област е, че се появи възможност за съвсем лесно нанасяне на квантови точки върху пластмаса и други гъвкави материали. Квантовите точки от този тип изглеждат като течност, която много прилича на печатарско мастило. Сега се провеждат експерименти с различни методи на печат, в който се използват тези течности, включително струен и трансферен печат. Очаква се първите печатни дисплеи да излязат на пазара в края на 2019 или началото на 2020 година. Тези матрици по принцип вече са готови за производство, но производителите засега не бързат да изграждат съответните поточни линии.

Micro-LED дисплеи с квантови точки

Какви технологии ще се използват след масовото разпространение на фотоемисионните телевизори с квантови точки? Напълно е възможно да се използва съвсем друг подход, съчетаващ квантовите точки и Micro-LED. По принцип, Micro-LED дисплеите много приличат на огромните екрани на стадионите, в които всеки пиксел е червен, зелен или син светодиод. Нека да си представим, че този огромен екран е смален до размера на стандартен телевизор. Това прилича на работата на OLED матриците, но в Micro-LED се използват неорганични материали, считани за по-надеждни. Освен това, те създават по-ярки изображения и при тях реакцията на точката е по-бърза.

Apple и Oculus закупиха компаниите, работещи върху Micro-LED технологиите и усилено работят с намерението възможно най-скоро да представят тази технология на пазара. Но се оказа твърде трудно да се получи разумна производителност и поносима цена при опитите за подреждането на милион свръхтънки светодиоди с почти идеална точност.

Фотоемисионните дисплеи с квантови точки могат да решат този проблем. Да се направи едноцветен Micro-LED дисплей е много по-лесно от трицветен. Сега са готови прототипите на Micro-LED матрици само със син цвят, върху които са нанесени червени и зелени квантови точки. Този тип Micro-LED дисплеи се очаква да излязат на пазара след около 5 години.

Фотоемисионните QLED телевизори ще бъдат просто още една стъпка в еволюцията на телевизорите с квантови точки. След това се очаква появата на електроемисионните QLED телевизори.

Електроемисионни дисплеи с квантови точки

При тази технология електроните стимулират квантовите точки да изпускат фотони. При досега изброените дисплеи, вместо електрони се използват фотони, които квантовите точки поглъщат, а след това излъчват светлина с по-голяма дължина на вълната. Точно като при фотоемисионните матрици, е на електроемисионните не са необходими филтри. Но за разлика от фотоемисионните, те нямат нужда от подсветка, Тъй като всеки субпиксел е адресируем и се възбужда от електрони, не се налага да се изразходва енергия за генерирането на фотони от подсветката, много от които неизбежно се губят.

Електроемисионните (electro-emmisive) дисплеи с квантови точки само за 10 години могат сериозно да променят цялата индустрия за производство на дисплеи. Те съчетават тънкостта и гъвкавостта на OLED дисплеите с преимуществата на квантовите точки по отношение на цената, цветността, яркостта и надеждността. Те са високоефективни, имат широки ъгли на виждане и много чисти цветове. Нивото на черния цвят е идеално, понеже когато не е необходима светлина, съответната точка е просто изключена и няма изтичане на странична светлина. За тяхното производство могат да се използват печатни методи, които са сравнително евтини. И тъй като при тях се използват неорганични материали, техният технологичен живот е по-дълъг, като през това време няма промяна в характеристиките.

Тези дисплеи едва ли ще се появят на пазара през близките няколко години. Всичко е още на твърде ранен етап. Но те бързо се усъвършенстват. Така например китайският производител BOE Technology Group Co за първи път публично демонстрира тази технология през 2017 година. Първите комерсиални дисплеи от този тип се очакват след пет-шест години.

Телевизионните стандарти

Това технологично оживление отчасти бе предизвикано от неотдавна приетите нови телевизионни стандарти. В миналото, телевизионните стандарти сериозно ограничаваха показването на реални и верни цветове. Стандартите не отчитаха доколко показваните на екрана изображения са близки до изображенията и цветовете в реалния свят. Стандартът HDTV, представен през 1980-те години, не се и опитва да отчете всички видими от човешкото око цветове.

Създателите на днешните телевизионни стандарти подхождат към този проблем, задавайки си важния въпрос: как възприема цветовете зрителната система на човека?

Този подход доведе до създаването на BT.2020 – стандартът, създаден от Международния съюз по телекомуникации (International Telecommunication Union, ITU) през 2012 година и одобрен през 2015 година. Цветовото пространство на BT.2020 обхваща 75,8% от цветовете на стандарта CIE 1931, в който са включени всички възможни цветове, видими от човешкото око. Производителите на Blu-ray дискове вече приеха стандарта BT.2020, както и NHK (Japan Broadcasting Corp). Япония съобщи, че летните Олимпийски игри през 2020 година ще бъдат транслирани и в новия формат.

Телевизорите, използващи HDTV стандарта, обхващат само 58% от цветовото пространство на BT.2020. Течнокристалните Ultra HD телевизори без квантови точки са по-добри и повечето от тях покриват 70% от цветовете на BT.2020. OLED телевизорите от своя страна, обхващат 74%. Подобрените LCD дисплеи с квантови точки обхващат от 85 до 90 процента от цветовото пространство на стандарта BT.2020. Сега разработваните фотоемисионни дисплеи с квантови точки са на ниво 93,3%, а електроемисионните – около 90%.


Уви, най-новите технологии в тази област принадлежат на бъдещето. Но ако тяхното развитие продължи все така бързо, още през следващото десетилетие в нашите домове могат да се появят футуристични елементи като тапети-телевизори, показващи реалистични изображения от произволен ъгъл.

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
asdadaКъчно Автори на последните коментари
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Къчно
Къчно

А дано да е колкото се може по-рано

asdada
asdada

Проблемът е цената, тя е твърде висока, дори за западни държави. ИПС панел е в пъти по-евтин. Докато не падне поне наполовина, ще си останат един премиум продукт, който малко хора биха си взели. Да не говорим, че телевизията бавно умира и ако не го вържеш към нещо, а го караш само на битивиту и диема, е безсмислено.