LED, LCD, OLED, 4K, UHD... казалось бы, последнее, что сейчас нужно телевизионной индустрии, так это очередная техническая аббревиатура. Но прогресс не остановить, встречайте еще пару букв - QD (или Quantum Dot). Сразу отмечу, что термин «квантовые точки» в физике имеет более широкое значение, чем требуется для телевизоров. Но в свете нынешней моды на все нанофизическое маркетологи крупных корпораций с радостью начали применять это непростое научное понятие. Поэтому я решил разобраться, что же это за квантовые точки такие и почему все захотят купить QD-телевизор.
Сначала немного науки в упрощенном виде. «Квантовая точка» - полупроводник, электрические свойства которого зависят от его размера и формы (wiki). Он должен быть настолько мал, чтобы квантово-размерные эффекты были выраженными. А эффекты эти регулируются размером этой самой точки, т.е. от «габаритов», если это слово применимо к столь малым объектам, зависит энергия испускаемого, например, фотона - фактически цвет.
Quantum-Dot-телевизор LG, который впервые покажут на CES 2015 Еще более потребительским языком - это крошечные частицы, которые начнут светиться в определенном спектре, если их подсветить. Если их нанести и «растереть» на тонкой пленке, затем подсветить ее, пленка начнет ярко люминесцировать. Суть технологии в том, что размер этих точек легко контролировать, а значит добиться точного цвета.
Цветовой охват QD-телевизоров, согласно данным компании QD Vision, выше в 1,3 раза, чем у обычного ТВ, и полностью покрывает NTSC На самом деле, не так уж и важно, какое имя выбрали большие корпорации, главное, что это должно дать потребителю. И тут обещание довольно простое - улучшенная цветопередача. Чтобы лучше понять, как «квантовые точки» ее обеспечат, нужно вспомнить устройство ЖК-дисплея.
Свет под кристаллом
LCD-телевизор (ЖК) состоит из трех основных частей: белая подсветка, цветовые фильтры (разделяющие свечение на красный, синий и зеленый цвета) и жидкокристаллическая матрица. Последняя выглядит как сетка из крошечных окон - пикселей, которые, в свою очередь, состоят из трех субпикселей (ячеек). Жидкие кристаллы, подобно жалюзи, могут перекрыть световой поток или наоборот открыться полностью, также есть промежуточные состояния.
Компания PlasmaChem GmbH производит «квантовые точки» килограммами и пакует их во флаконы Когда белый свет, излучаемый светодиодами (LED, сегодня уже сложно найти телевизор с люминесцентными лампами, как это было всего лишь несколько лет назад), проходит, например, через пиксель, у которого закрыты зеленая и красная ячейки, то мы видим синий цвет. Степень «участия» каждого RGB-пикселя меняется, и таким образом получается цветная картинка.
Размер квантовых точек и спектр, в котором они излучают свет, по данным Nanosys Как вы понимаете, для обеспечения цветового качества изображения требуются как минимум две вещи: точные цвета светофильтров и правильная белая подсветка, желательно с широким спектром. Как раз с последним у светодиодов есть проблема.
Во-первых, они фактически не белые, вдобавок, у них очень узкий цветовой спектр. То есть спектр шириной белого цвета достигается дополнительными покрытиями - есть несколько технологий, чаще других используются так называемые люминофорные диоды с добавкой желтого. Но и этот «квазибелый» цвет все же недотягивает до идеала. Если пропустить его через призму (как на уроке физики в школе), он не разложится на все цвета радуги одинаковой интенсивности, как это происходит с солнечным светом. Красный, например, будет казаться гораздо тусклее зеленого и синего.
Так выглядит спектр традиционной LED-подсветки. Как видите, синий тон гораздо интенсивней, да и зеленый с красным неравномерно покрывают фильтры жидких кристаллов (линии на графике) Инженеры, понятное дело, пытаются исправить ситуацию и придумывают обходные решения. Например, можно понизить уровень зеленого и синего в настройках телевизора, однако это повлияет на суммарную яркость - картинка станет бледнее. Так что все производители искали источник белого света, при распадении которого получится равномерный спектр с цветами одинаковой насыщенности. Тут как раз на помощь и приходят квантовые точки.
Квантовые точки
Напомню, что если мы говорим о телевизорах, то «квантовые точки» - это микроскопические кристаллы, которые люминесцируют, когда на них попадает свет. «Гореть» они могут множеством различных цветов, все зависит от размера точки. А учитывая, что сейчас ученые научились практически идеально контролировать их размеры путем изменения количества атомов из которых они состоят, можно получать свечение именно того цвета, которого нужно. Также квантовые точки очень стабильны - они не меняются, а это значит, что точка созданная для люминесценции с определенным оттенком красного будет практически вечно сохранять этот оттенок.
Так выглядит спектр LED-подсветки с использованием QD-пленки (согласно данным компании QD Vision) Инженеры придумали использовать технологию следующим образом: на тонкую пленку наносится «квантовоточечное» покрытие, созданное для свечения с определенным оттенком красного и зеленого. А светодиод - обычный синий. И тут кто-то сразу догадается: «все понятно - есть источник синего, а точки дадут зеленый и красный, значим мы получим ту самую модель RGB!». Но нет, технология работает иначе.
Нужно помнить, что «квантовые точки» находятся на одном большом листе и они не разбиты на субпиксели, а просто перемешаны между собой. Когда синий диод светит на пленку, точки излучают красный и зеленый, как уже говорилось выше, и только когда все эти три цвета смешиваются - тут-то и получается идеальный источник белого света. И напомню, что качественный белый свет позади матрицы фактически равен натуральной цветопередаче для глаз зрителя по другую сторону. Как минимум, потому что не приходится делать коррекцию с потерей или искажением спектра.
Это все еще LCD-телевизор
Широкая цветовая гамма особенно пригодится для новых 4К-телевизоров и цветовой субдискретизации типа 4:4:4, которая нас ждет в будущих стандартах. Это все прекрасно, но помните, что квантовые точки не устраняют других проблем ЖК-телевизоров. Например, практически невозможно получить идеальный черный, потому как жидкие кристаллы (те самые как бы «жалюзи», о чем я писал выше) не способны полностью блокировать свет. Они могут лишь «прикрываться», но не закрываться полностью.
Квантовые точки призваны улучшить цветопередачу, а это значительно улучшит впечатление от картинки. Но это не OLED-технология или плазма, где пиксели способны полностью прекращать подачу света. Тем не менее плазменные телевизоры ушли на пенсию, а OLED по-прежнему слишком дороги для большинства потребителей, поэтому все же приятно знать, что в скором времени производители предложат нам новый вид LED-телевизоров, который будет показывать лучше.
Сколько стоит «квантовый телевизор»?
Первые QD-телевизоры Sony, Samsung и LG обещают показать на выставке CES 2015 в январе. Однако впереди всех китайская TLC Multimedia, они уже выпустили 4K QD-телевизор и говорят, что он вот-вот появится в магазинах в Китае.
55-дюймовый QD-телевизор от TCL, показанный на выставке IFA 2014 На данный момент назвать точную стоимость телевизоров с новой технологией невозможно, ждем официальных заявлений. Писали , что стоить QD будут втрое дешевле аналогичных по функционалу OLED. К тому же технология, как говорят ученые, совсем недорогая. Исходя из этого, можно надеяться, что Quantum Dot-модели будут широко доступны и попросту заменят обычные. Однако я думаю, что сперва цены все равно завысят. Как это обычно бывает со всеми новыми технологиями.
Еще совсем недавно дисплеи телевизоров на органических светодиодах (OLED) считались последним словом в развитии дисплейных технологий. Однако прогресс не стоит на месте и вниманию покупателей представляется новинка – жидкокристаллические дисплеи на основе квантовых точек.
В переводе с английского означает, собственно, квантовые точки. Они представляют собой мельчайшие частицы с диаметром всего в несколько нанометров. Увидеть невооруженным взглядом их невозможно. Но это является их основным преимуществом. Регулируя размер и придавая определенную форму этому полупроводнику, можно осуществлять точный контроль над электроводностью, а значит, и менять цветность света, исходящего от квантовой точки. Крупные точки будут казаться красными, более мелкие – синими, средние – зелеными. Благодаря своей стабильности, а также точному контролю над размерами частиц, стало возможным получить именно тот цвет, который необходим. При этом заданный оттенок будет практически вечным.
Преимущества нанокристаллов перед LED
Дисплеи современных жидкокристаллических телевизоров со светодиодной подсветкой (LED) имеют большой недостаток: их изображение зависит от светодиодов, которые излучают не чисто белый свет, при этом с узким цветовым спектром. Есть определенные технологии, позволяющие приблизить белый к идеалу, но на выходе полученные цвета все равно не обладают одинаковой интенсивностью (зеленый и синий будут ярче красного). Чтобы как-то сгладить эту разницу используют специальные настройки цветов в телевизоре, понижая значения синего и зеленого, но в результате изображение становится гораздо бледнее, чем необходимо.
Проблема поиска источника идеального белого света, который обеспечил бы при преломлении весь световой спектр с цветами одинаковой интенсивности, была решена при использовании квантовых точек.
Так, при создании дисплеев с использованием нанокристаллов была использована следующая технология. На специальную пленку наносятся квантовые частицы красного и зеленого оттенков. Они не разбиты на субпиксели как в модели RGB, а просто смешаны друг с другом. За этим слоем расположены светодиоды синего цвета. При попадании света от диода, квантовые точки начинают излучать свои красные и зеленые цвета. И как раз в процессе смешивания всех трех цветов получается искомый источник идеального белого света. Это обеспечивает правильную цветопередачу без искажения цветового спектра и потери интенсивности цветов.
Таким образом, квантовый механизм позволят разрешить целый ряд проблем, имеющихся у обычных ЖК-дисплеев с подсветкой. Среди основных преимуществ технологии QD-LED можно выделить следующие:
- Применение источника идеального белого света.
- Отсутствие проблемы с потерями контраста и яркости. Все цвета светового спектра имеют одинаковую степень интенсивности. Ни один цвет не преобладает над другим.
- Увеличение реалистичности цветопередачи более чем на 50 процентов (около миллиарда оттенков).
- Насыщенность цветов возрастает на 40 процентов.
Преимущества нанокристаллов перед OLED
OLED-дисплеи, работа которых основана на органических светодиодах, стали очередной ступенью в развитии электроники. По сравнению с обычными жидкокристаллическими дисплеями OLED имеют ряд преимуществ:
- качество изображения не меняется в зависимости от угла обзора;
- отсутствует подсветка;
- уменьшается вес и габариты изделия;
- повышается яркость и контрастность изображения.
Однако, несмотря на все преимущества, у данной технологии имеется целый ряд недостатков. Так, например, срок эксплуатации у OLED-дисплеев небольшой. Синие светодиоды имеют ограниченный несколькими годами непрерывной работы срок службы. А при выходе их из строя точность цветопередачи значительно искажается. Яркость изображения также отражается на длительности работы дисплеев и энергопотреблении: чем выше яркость, тем меньше срок эксплуатации и большее потребление энергии. Но самой значительной проблемой использования органических светодиодов является их серийное производство. Данная технология требует полной замены аппаратуры и конвейеров на заводах-изготовителях, а это приведет к значительному удорожанию продукции.
Использование же квантовых точек требует лишь небольших изменений и усовершенствования имеющихся конвейеров. Это прямо отразится на итоговой стоимости дисплеев. К тому же использование нанокристаллов решает проблему с недолговечностью цветопередачи и энергоэффективностью. В результате выходит качественное изображение, сопоставимое с OLED при этом более доступное для приобретения. /Более подробно читайте в нашем сайте.
Таким образом, квантовые точки становятся новой вехой в развитии жидкокристаллических дисплеев. Хотя кто знает, может не за горами будет новое научное открытие, которое перевернет наши сегодняшние представления о совершенных технологиях.
Дисплей на квантовых точках
Квантовые точки облученные ультрафиолетовым светом. Различные размеры квантовых точек излучают различные цвета.
Для создания прототипа на кремниевую плату наносится слой раствора квантовых точек и напыляется растворитель. Затем в слой квантовых точек аккуратно запрессовывается резиновый штамп с гребенчатой поверхностью, отделяется и штампуется на стекло или гибкий пластик. Так осуществляется нанесение полосок квантовых точек на подложку. В цветных дисплеях каждый пиксель содержит красный, зеленый или синий субпиксель. Эти цвета комбинируются с различной интенсивностью для получения миллионов оттенков. Исследователи смогли создать повторяемые образцы из красных, зеленых и синих полосок, многократно используя технологию штамповки. Полоски наносятся непосредственно на матрицу тонкопленочных транзисторов. Транзисторы сделаны из аморфного гафний-индий-цинкового оксида, способного проводить более высокие токи и обладающего большей стабильностью, чем обычные аморфные кремниевые (a-Si) транзисторы. 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.
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 эффективные как дисплеи на основе органических светодиодов. Также необходимо увеличить срок службы, так как яркость QLED дисплеев начинает уменьшаться спустя 10000 часов.
История
Идея использования квантовых точек в качестве источника света впервые была разработана в 1990-х годах. В начале 2000-х, ученые начали понимать весь потенциал квантовых точек в качестве следующего поколения дисплеев.
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Дисплей на квантовых точках" в других словарях:
У этого термина существуют и другие значения, см. Дисплей (значения). Монохромный дисплей телефона … Википедия
Часы с ЖК дисплеем … Википедия
Трансфлективный жидкокристаллический дисплей (монитор) это жидкокристаллический дисплей, который как отражает свет, так и испускает его (светится самостоятельно). Термин образован от английских слов «пропускать» и «отражать» (transflective … Википедия
- (англ. Surface conduction electron Emitter display) дисплей с электронной эмиссией за счёт поверхностной проводимости. Название SED используется компаниями Canon и Toshiba. Аналогичные дисплеи, создаваемые компаниями Sony и AU… … Википедия
- (ELD) тип дисплея, созданный из слоя электролюминесцентного материала, состоящего из специально обработанных кристаллов фосфора или GaAs между двумя слоями проводника (между тонким алюминиевым электродом и прозрачным электродом). При… … Википедия Википедия
- «Качающаяся» стереоскопия. Технология GIF анимации позволяет создать ощущение объёма даже при монокулярном зрении. Похожий механизм восприятия объёма реализует и природа например, куры, качая головой, обеспечивают высококачественное… … Википедия
Этим материалом мы только открываем серию статей о топовой линейке телевизоров Samsung образца 2016 года - и в каждом из них мы будем чуть подробнее раскрывать суть присущих им ключевых технологий и признаков: квантовых точек, HDR 1000, Smart TV, изогнутого дисплея вместе с фирменным дизайном 360°. Сегодня речь идет об актуальной топовой модели в семействе - KS9000.
KS9000, впрочем, вобрала в себя весь комплекс последних достижений Samsung в области создания ЖК-телевизоров, это своеобразная вершина, эталон данной технологии. В первую очередь эффект достигается за счет новейшей технологии светодиодной подсветки с использованием квантовых точек. Поговорим о ней подробнее.
⇡ Видеообзор линейки Samsung SUHD 2016 года
⇡ Квантовые точки
Технология использования нанокристаллов полупроводников давно привлекает инженеров, занимающихся изображением. Точнее, привлекает физическая зависимость длины излучаемой световой волны (а соответственно, и цвета) от размеров кристалла. Это очень удобно, достаточно просто вырастить нужные кристаллы, и - вуаля! - у нас с вами источник чистого цветового излучения без светофильтров.
И выращивать кристаллы размером в считаные нанометры научились! В 2011 году Samsung впервые представила опытный образец телевизора, показывающего изображение исключительно за счет самостоятельно люминесцирующих квантовых точек. Он, правда, так и остался концептом, намеком на будущие великие свершения. И пока мы видим переходный этап.
В Samsung SUHD TV 2016-го модельного года используется классическая жидкокристаллическая технология с применением матриц VA-типа - а квантовым точкам отводится лишь роль прослойки между жидкими кристаллами и светодиодной подсветкой. Последняя и заставляет кристаллы размером от 3 до 7 нанометров люминесцировать - и да, они делают это разными цветами.
Еще один эффект от использования Quantum Dot вместо светофильтров - отсутствие потери на них яркости. Дополнительно к этому работает специальный слой между диодами и «квантовым» рассеивателем, генерирующий дополнительный свет. В итоге Samsung для своих телевизоров KS-серии заявляет честные 1000 нит - и этому числу можно верить. Телевизоры с квантовыми точками одновременно показывают больше оттенков, точнее следуют авторской идее цветопередачи и при этом оказываются более яркими - причем в последнем случае особенно заметен отрыв от OLED-моделей, у которых с яркостью как раз врожденные проблемы.
Перейдем непосредственно к рассказу о самом Samsung KS9000.
⇡ Дизайн и интерфейсы
Телевизоры - такие же гаджеты, как, например, и смартфоны. И тенденции в их оформлении ровно те же: меньше рамки, тоньше грани, больше металла в оформлении. Стиль линейки 2016 года получил имя «Дизайн 360°» - не потому, что сзади у телевизора такой же экран, как и спереди (хотя есть и такие опыты), а из-за визуального «перетекания» поверхностей одна в другую, словно без стыков. Расписывать концепцию подробно не будем, просто признаемся, что Samsung KS9000 красив: переднюю панель целиком занимает экран, задняя - элегантно отшлифована, а толщина составляет считаные миллиметры.
|
|
|
Он стал значительно меньше, чем раньше, но включает в себя полный набор необходимых интерфейсов: 4 × HDMI, 2 × USB, оптический аудиоразъем, антенные разъемы. На самом телевизоре, помимо собственно порта One Connect, мы видим еще один USB, Ethernet и слот расширения Common Interface.
Другая особенность - отсутствие видимых кнопок. Они спрятаны на нижней грани, прямо под светящейся плашкой с именем компании-производителя.
Отметим также элегантную металлическую ножку: если обычно эта деталь не вызывает никаких эмоций - все равно плоскопанельные телевизоры созданы для того, чтобы их вешать на стену, то для изогнутой модели размещение на тумбе смотрится более актуальным.
Отдельная прелесть - как инженеры смогли разместить вывод динамиков в зазоре между штангой для ножки/настенного крепежа и корпусом. Очень изящное решение.
Про габариты писать бессмысленно - они зависят в первую очередь от диагонали. Модель KS9000 поставляется в четырех вариантах: 49, 55, 65 и 78 дюймов.
⇡ Smart TV и пульт управления
Телевизоры научились выходить в Интернет и предоставлять прямой доступ к различным игровым и Video-On-Demand сервисам уже более чем семь лет назад - все это время система только оттачивалась, окончательно превращая устройство из простого способа воспроизведения картинки в центр домашних развлечений.
|
|
|
|
Для управления используется необычный по форме, но вполне традиционный по содержанию пульт ДУ - с минимумом клавиш, но способный управлять сразу множеством устройств.
Последнее обеспечивается за счет концепции Smart Hub - телевизор распознает, что именно подключено к его портам, и позволяет командовать ресивером, Blu-ray-плеером и так далее, не меняя пульт. Это очень удобно.
Подробнее про Smart TV от Samsung образца 2016 года мы расскажем в одной из следующих статей, здесь же сконцентрируемся на ключевых моментах.
В основе всего лежит четырехъядерный процессор, который обеспечивает не только быстродействие оболочки и многозадачность, но и предельно качественную обработку сигнала, поступающего с внешних источников. С учетом необходимости работать со сложнейшим HDR-сигналом и способности к HDR-апскейлингу (об этом позже) - дел для него хватит с лихвой.
Помимо прочего, в KS9000 встроен полноценный медиаплеер, способный воспроизводить файлы в контейнерах MKV, MP4 и M2TS, причем с полноценной поддержкой HDR-видео - остается только найти это самое видео в каком-либо доступе. Огромный задел на будущее.
При первом же включении Samsung KS9000 просит разрешения подсоединиться к любой доступной Wi-Fi-сети - естественно, тут есть беспроводной модуль. Далее мы получаем доступ к серьезному числу установленных приложений, количество которых будет только увеличиваться с обновлением системы. В основе фирменного Smart TV лежит собственная операционная система Tizen, которую раньше планировалось активно внедрять в смартфонах Samsung - теперь же она в первую очередь обслуживает телевизоры. Уже упомянутая многозадачность, скорость и малый риск схватить вирус при веб-серфинге (в силу малой распространенности ОС под нее их практически не пишут) - ее достоинства. Но на всякий случай Samsung использует еще и антивирусное ПО - проблем с вредоносными программами быть не должно от слова «совсем».
|
|
|
|
|
|
Интерфейс как Smart TV, так и меню настроек предельно лаконичен и прост. Из фирменных фишек выделим возможность предпросмотра популярных/рекомендованных видео из других приложений на любом экране. Набор сервисов обширен: Netflix, ivi, OKKO, Megogo и многие другие.
|
|
|
|
Есть и возможность поиграть без подключения внешнего устройства - причем двумя способами. Или в простенькие аркады в стандартном приложении «Игры», или в игры уровня PS4 и Xbox за счет потоковой доставки контента в сервисе GameFly. Для пользования им необходимо завести учетную запись Samsung.
⇡ Картинка
Samsung уже довольно давно не раскрывает паспортные характеристики своих телевизоров, отказываясь говорить о контрасте или минимальной светимости черного поля. Это, впрочем, не означает, что от нас скрывают страшную правду, - просто в свое время бесконечная гонка цифр привела к довольно нелепым результатам, когда компании мерились показателями контрастности, измеряемыми миллионами к одному. Подтвердить или опровергнуть эти числа, касающиеся так называемой динамической контрастности, было невозможно, а реальный, статический контраст составлял несколько тысяч к одному. Причем это очень хороший результат.
С появлением стандарта HDR (мы расскажем о нем подробнее в одной из следующих статей) обрело смысл и повышенное разрешение - когда к простому увеличению числа отображаемых точек добавился значительный прирост детализации в тенях и на светлых участках изображения (то есть расширенный динамический диапазон), картинка стала выглядеть по-настоящему впечатляюще.
Нативное разрешение панели KS9000 - естественно, 3840 × 2160. За счет использования 1152 блоков подсветки мы получаем высокий уровень динамической контрастности с минимальными для ЖК засветами. Контрастность в зависимости от пользовательского режима держится в районе 4000:1 - 5000:1. Причем не в ущерб яркости, которая даже в кино- и игровом режиме, настроенных в первую очередь на достижение максимальной глубины черного, достигает 500 кд/м 2 . Вдобавок к этому панель оснащена противобликовым слоем Ultra Black. По утверждению производителя, она поглощает 99,7 % внешнего света. Поверить в это нелегко, но факт есть факт - бликов практически нет, смотреть телевизор комфортно при дневном освещении даже с не выкрученной до предела подсветкой.
Еще два важнейших козыря KS9000 - высочайшая гладкость отображения движения и время отклика. Это только визуальные, субъективные впечатления, но никаких артефактов, смаза и шлейфов не заметно. Проблем в игровом режиме тоже не будет - собственно, ЖК-панели всегда отличались приличным временем отклика, и эта VA - не исключение.
Ну и конечно же, как подобает топовому телевизору 2016 года, - тут изогнутая панель, что кому-то нравится, кому-то нет, - но реализация ее весьма хороша. За счет технологии Auto Depth Enhancer прорабатывается глубина каждого плана в отдельности, оптические искажения сводятся к минимуму.
⇡ Заключение
Samsung KS 9000 - это если и не логический предел технологии ЖК, то как минимум очевидная вершина на данный момент. На фоне 10-битной панели, использования уникального фильтра на квантовых точках и технологии HDR 1000, обеспечивающей недоступный ранее расширенный динамический диапазон, остальные технологические преимущества, такие как нативное 4К, высокий уровень контрастности, почти идеальная отработка движения и прекрасно реализованное Smart TV 2016 года, даже отходят на второй план. Превосходный телевизор во всех отношениях.
Выражаем благодарность фирменному магазину Samsung в ГУМе за предоставленную возможность для съемки
Нанотехнология в телевизорах Sony нового поколения
В январе, на выставке CES 2013 Sony анонсировала несколько новых ЖК телевизоров с технологией подсветки «Triluminos». Новый метод подсветки должен обеспечить "насыщенные, достоверные цвета, и великолепное воспроизведение красной и зеленой частей цветового спектра". Если копнуть глубже, оказывается, что Triluminos включает в себя оптическую технологию «Сolor IQ» от американской компании QD Vision с использованием так называемых квантовых точек в качестве источников подсветки ЖК панели.
А что же такое квантовые точки?
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.
Если вы не хотите вдаваться в подробности, можете считать, что квантовые точки – это миниатюрные элементы с уникальными свойствами, в том числе со способностью излучения света только в определенном, узком диапазоне волн. Вроде как микроскопические излучатели, которые светятся зеленым, красным или синим цветом, в зависимости от размера элементов.
Красный, зеленый и синий спектр квантовых точек
Все телевизоры создают изображение путем смешивания трех основных цветов: красного, зеленого и синего (RGB). Правда, Sharp добавляет еще и желтый, дополнительный цвет. Но это ни в коем случае не меняет сути системы создания в телевизоре цветного изображения. Источники подсветки со строго заданной длиной волны более оптимальны в системе подсветки, чем белый свет. Чем более точными будут RGB цвета подсветки, тем естественнее будут оттенки цвета на экране. А смешивание в различных пропорциях источников RGB дает все возможные для нынешней системы телевидения оттенки цвета.
Обычные ЖК дисплеи создают эти цвета с помощью цветных фильтров. Плазменные дисплеи создают RGB цвета с помощью люминофора, который светится одним из трех основных цветов (подобным образом работали и кинескопные телевизоры). В OLED телевизорах LG и Samsung сегодня используются разные методы. Технология LG использует белые OLED источники, закрытые цветными фильтрами. Samsung использует самосветящиеся красный, зеленый и синий субпиксели OLED.
Итак, каким же образом Sony использует квантовые точки?
Телевизоры Sony X9005 и W905
Из моделей телевизоров Sony 2013 года с использованием квантовых точек делается подсветка в телевизорах Серий X9005 и W905. В традиционных ЖК LED моделях используются синие светодиоды, покрытые специальным желтым люминофором для создания светового потока в относительно широкой полосе, со спектральным максимумом в желтой области. Что достаточно эффективно, по сравнению с другими технологиями (например, CCFL ЖК и плазма), но по-прежнему впустую расходуется много энергии.
Triluminos использует синие светодиоды, но они не закрываются желтым люминофором, синий свет от светодиода проходит через оптический элемент IQ, содержащий красную и зеленую квантовые точки. Таким образом, синие светодиоды выполняют две функции: создание первичного источника света и возбуждение красного и зеленого источника в виде квантовых точек. Примерно две трети световой энергии синих светодиодов используется для возбуждения квантовых точек.
На рисунке схематично представлены принципы действия традиционной боковой LED подсветки ЖК панели (вверху) и подсветки в телевизорах Sony Triluminos. В традиционной системе свет от белого LED источника распространяется по световоду вдоль панели (позади ее) и отражаясь от рефлектора освещает пиксельные ячейки панели. На нижнем рисунке принцип распространения света такой же. Но в Triluminos свет синего светодиода проходит через красную и зеленую квантовые точки.
Возможно, кто-то помнит телевизоры под маркой "Triluminos", которые Sony производила ранее с использованием цветных светодиодов. Но вариант "Triluminos" 2013 года отличается не только применением квантовых точек. Сегодня в моделях Sony Triluminos используется конструкция с боковой подсветкой ЖК панели, тогда как в 2008 году был задействован полный массив RGB источников позади панели.
Что дают квантовые точки в телевизоре?
Sony утверждает, что по сравнению с ЖК телевизорами, использующими белые светодиоды, ее новая технология подсветки расширяет цветовую гамму в сторону потенциально достижимых оттенков, т. е. при наличии соответствующих источников видео. Но поскольку все современные телевизоры способны полностью воспроизводить все имеющиеся в стандартных видеоисточниках оттенки цвета, это заявление в некотором смысле является маркетинговой гиперболой.
Тем не менее, преимущества у новой технологии есть, даже если абстрагироваться от назойливого маркетинга и преимуществ, предполагаемых в последующем при появлении видео источников с расширенной цветовой гаммой. Когда мы оценивали цветопередачу откалиброванных в соответствии с требованиями REC. 709 проекторов с LED источниками отметили, что цвет от RGB светодиодов выглядит более естественно, чем аналогичный, но созданный с помощью цветных фильтров (проекторы DLP), двухцветных зеркал (проекторы LCD / LCOS) или ртутных проекционных ламп. Один из специалистов по ТВ технологиям заметил, что свет от LED источников, это как картина, написанная более чистыми красками.
А некоторые обозреватели cnet.com при тестировании обычных ЖК LED телевизоров отмечают в своих отзывах голубоватый оттенок на экранах, по сравнению, скажем, с плазменными дисплеями. Этот эффект, как правило, наиболее часто отмечается в темных областях, но я замечал легкий голубоватый " холод "и в более ярких материалах, и на телесном тоне. В некоторых случаях это заметно даже несмотря на, казалось бы, отличный цвет по результатам измерений.
Так что, вполне вероятно, что при одинаковых измеренных результатах точности цветопередачи, картинка на дисплеях с квантовыми точками окажется более реалистичной. А вот насколько, неизвестно? Но не приведет ли смешение перенасыщенных цветов к другим проблемам? Как будут действовать цветные фильтры, которые по-прежнему используются на ЖК дисплее, при «чистом» цвете подсветки? Ответы на эти предположения и вопросы следует искать в обзорах новых телевизоров серии X9005 и любых других телевизоров с подсветкой на квантовых точках.
Кликните на картинку для ее увеличения
Нынешнее поколение технологии квантовых точек в телевизорах использует первичный источник света, как синие светодиоды в Sony Triluminos. Но это необязательно и не всегда так будет. Можно возбуждать квантовые точки и непосредственно. Таким образом, полностью на квантовых точках можно создать систему подсветки ЖК панели. Но на квантовых точках можно сделать и не только подсветку. Можно сделать и непосредственно самосветящийся дисплей, подобный OLED дисплеям. Но вместо органических светодиодов будут использоваться самоизлучающие квантовые точки трех основных цветов. Компания QD Vision называет такие дисплей «QLED», и они могут иметь характеристики подобные тем, что демонстрируют сегодня дисплеи OLED (например, бесконечная контрастность). Смогут ли они при этом обеспечить еще лучшую цветопередачу и меньшее энергопотребление? На данный момент, пока не ясно. Учитывая технологические трудности в процессе освоения массового производства OLED телевизоров, очень обнадеживающим является тот факт что в перспективе есть еще одна технология, которая может обладать аналогичными потенциально захватывающими возможностями.
Кликните на картинку для ее увеличения
Заключение
В отличие от многих новых технологий, демонстрируемых сегодня на выставках, технология квантовых точек уже реально используется и имеет хорошие потенциальные возможности для дальнейшего совершенствования. На данный момент квантовые точки используются лишь в системе подсветки некоторых из лучших ЖК телевизоров Sony. Но, как и дисплеи на OLED источниках, они могут стать перспективной основой дисплеев будущего. Насколько это возможно? Поживем, увидим.