Квантовото бъдеще на телевизорите - първа част
Към сегашен ден множеството тв приемници употребяват екрани с течни кристали, които стремглаво остаряват и отстъпват пазара на новите ярки, тънки и извити тв приемници с OLED матрици. Но бъдещето не е единствено за тях.
А за какво? Защото все по-масово започнаха да се появяват матрици с квантови точки (quantum dots, QD). Ако неотдавна сте си купили нов тв приемник или възнамерявате да си закупите, евентуално сте се сблъскали с QLED TV. Тук ще обърнем внимание на квантовите точки и по какъв начин работят новия вид матрици, които ги употребяват. И даже да сте решили да за закупите OLED тв приемник, може и да размислите, тъй като тази най-нова технология ни два всичко, което ни обещаваха през последните 20 години, като да вземем за пример сгъваем във тип на руло тв приемник, който съвсем не заема място.
Както нормално, ще стартираме през цялото време – какво са квантовите точки и по какъв начин са устроени.
Устройство на квантовите точки
При диаметър едвам няколко нанометра квантовата точка е дребен полупроводник, нормално изработен от цинков селенид, кадмиев селенид или индиев фосфат. Тя може да прави редица потребни неща, само че нас към този момент ни интересува нейната дарба да преобразува късовълновата светлина – най-често синята с дължина на вълната от 400 до 495 nm в на процедура случаен отенък на цветовете във забележимия набор на светлината.
Когато квантовата точка погълне фотон, тя генерира електронно-дупчеста двойка, която рекомбинира, с цел да изпусне нов фотон. Това наподобява малко комплицирано, само че най-важното е, че цветът на фотона зависи от размера на квантовата точка – по-големите точки излъчват светлина с по-голяма дължина на вълната (от 620 до 750 nm). По-малките точки излъчват светлина с по-къса дължина на вълната, покрай виолетовата част на спектъра (от 380 до 450 nm).
Това пренастройване е неповторимо за квантовите точки. В другите излъчващи светлина материали дължината на вълната на генерирания фотон е строго закрепено свойство на материала и по никакъв метод не зависи от неговите размери. За да основат квантова точка с тъкмо избран размер, определящ дължината на вълната на предаваната светлина, експертите контролират температурата и времето на химическите реакции при тяхното произвеждане.
Работата на квантовите точки мощно се отразява на изображението на екрана на тв приемника. Всеки пиксел на екрана, излъчва алена, зелена или синя светлина, или композиция от тези три цвята, образувайки над един милиард неповторими отенъци. Доколко тъкмо тези отенъци подхождат на цветовете, записани от телевизионните камери, зависи и точността на цветовете на самия тв приемник.
Типове QD матрици
Много от актуалните тв приемници употребяват квантови точки за възстановяване на цветовете, създавани от течнокристалните екрани със светодиодна подсветка (LED). Но експертите на всички водещи компании създават нови начини за основаване на телевизионни изображения с още по-добро качество. Телевизорите с конкуриращата технология на органичните светодиоди (OLED), от дълго време се смятат за идната еволюция в малкия екран, само че към този момент са доста скъпи и интензивно се търси тяхна по-евтина подмяна.
Photo-Enhanced QD TV
Използва се и наименованието QDEF (Quantum Dot Enhancement Film) – филм от квантови точки за възстановяване на изображението.
В този вид квантовите точки във тип на тъничък филм се слагат сред светодиодния панел и подсветката на тв приемника, като я употребяват, с цел да образуват по-пълен цветови набор.
Основни прерогативи:
Дълбоки и ясни цветови, даже и при пикова бляскавост на изображениетоНиска ценаНяма прогарянеПроизвеждат се със в този момент съществуващите технологии за производството на течнокристалните матрициВече се произвеждатOLED TV
Тази ултратънка технология за произвеждане на екрани не употребява квантови точки и се базира на органични светодиоди, които излъчват светлина, когато през тях протича електрически ток.
Преимущества:
Дълбоко равнище на чернотоОтлични ъгли на вижданеБързо възобновяване на матрицатаВъзможност за употребен на гъвкави подложкиВече се произведатФотоемисионни QD TV
Тук квантовите точки заменят цветните филтри и самите те стават червени и зелени субпиксели.
Преимущества:
Широки ъгли на вижданеПотенциален троент скок на успеваемостта и яркостта спрямо LCD дисплеитеПроизвеждат се със в този момент съществуващите технологии за производството на течнокристалните матрици
Принципите на работа на двете съществени QD технологии са показани на горното изображение
QD TV с електронна емисия
В този случай квантовите точки независимо излъчват светлина при подаването на електрически ток
Основни прерогативи:
Идеални ъгли на вижданеИдеално равнище на чернотоПотенциално неособено скъпо производствоВисока скорост на освежаване на изображениетоГъвкави подложкиНе се постанова потреблението на цветни филтриДълъг период на експлоатацияMicro-LED TV с квантови точки
Това е вариация на Micro-LED технологията и включва масив микроскопични монохромни светодиоди, осигуряващи генерирането на светлината за алените и зелените субпиксели, ролята на които играят точно квантовите точки.
Основни прерогативи:
Идеални ъгли на вижданеНе се постанова потреблението на цветни филтриИдеален черен цвятМаксимална яркостВисока скорост на обновяванетоВъзможно е потреблението на гъвкава подложкаПринцип на работа на LED подсветката
Съвременните течнокристални тв приемници, които вероятно употребявате у дома, възпроизвеждат цветовете посредством източник на светлина откъм гърба – подсветката, която нормално излъчва синьо-бяла светлина. Към сегашен ден, най-често се употребява подсветка от масив светодиоди с бяла светлина. Старите LCD екрани използваха луминесцентни лампи за подсветка, а не светодиоди. Всеки пиксел е формиран от червен, зелен и наследник субпиксел. Всеки един от тях е дребен район със светлинен филтър и течнокристален гейт, който управлява какъв брой светлина да премине през този филтър. Чрез смяна на относителните пропорции светлина, предавана от всеки субпиксел, пикселът може да пресъздава множеството от цветовете на действителния свят. Ключовият миг тук е следният: колкото по-чиста е светлината на всеки субпиксел (по-малко паразитни отенъци на други цветове), толкоз по-тесен е неговият набор и могат да се генерират по-точни цветове.
Производителите на LCD тв приемници употребяват два съществени метода, с цел да реализиране на доста стеснен набор на лъчение на субпикселите. Първият метод е потреблението на доста строги светлинни филтри, които пропущат напълно стеснен набор на всеки от главните цветове (червен, зелен и син). Алтернативният метод е подобряването на подсветката. Да си напомним, че белият цвят може да бъде получен като примес от червен, зелен и наследник цвят. Тоест, нужна е подсветка, която е композиция точно от тези три цвята, всеки от които има спектрално систематизиране с внезапни пикове точно с дължината на вълните на цветните филтри.
Така наподобява светодиодната подсветка на екрана в iPod Touch
Към сегашен ден по-добри резултати дава вторият способ, тъй като стесняването на спектъра на цветния филтър заглушава изображението, което не е добре за телевизионните екрани. Специалистите се концентрират най-вече върху възстановяване спектъра на подсветката.
Подсветката в елементарните бюджетни тв приемници работи по съвсем същия метод, като светодиодните лампи, които стават все по-разпространени в домовете. Те генерират светлина с пикове в аления, зеления и синия набор, която нашето око възприема като бяла.
В типичната светодиодна подсветка светодиодът от галиев нитрид генерира синя светлина. Тази светлина възбужда итрий-алуминиевия луминофор, който генерира жълта светлина. Жълтото и синьото лъчение основават светлина, която наподобява бяла, само че е богата най-вече на жълти и сини дължини на вълната и е прекомерно бедна на талази в зеления и аления диапазон на спектъра.
Когато субпикселите на LCD екрана филтрират светлината, с цел да се получи червен и зелен цвят, просто не доближава сила, с цел да се получат ярки червени и зелени цветове с потреблението единствено на LED подсветката. Цветните филтри компенсират този дефицит на сила като пропущат по-широк диапазон светлина. Но по този метод зеленият субпиксел има примеси на наследник и жълт цвят, до момента в който аленият цвят има оранжеви примеси. В последна сметка, с тези неточни цветове няма по какъв начин да се съобщи цялата хубост на действителния забележим свят.
Тук на помощ идват квантовите точки, които съвършено се оправят с тази обстановка, само че на това ще се спрем в идната част.
Your Guide to Television’s Quantum-Dot Future
А за какво? Защото все по-масово започнаха да се появяват матрици с квантови точки (quantum dots, QD). Ако неотдавна сте си купили нов тв приемник или възнамерявате да си закупите, евентуално сте се сблъскали с QLED TV. Тук ще обърнем внимание на квантовите точки и по какъв начин работят новия вид матрици, които ги употребяват. И даже да сте решили да за закупите OLED тв приемник, може и да размислите, тъй като тази най-нова технология ни два всичко, което ни обещаваха през последните 20 години, като да вземем за пример сгъваем във тип на руло тв приемник, който съвсем не заема място.
Както нормално, ще стартираме през цялото време – какво са квантовите точки и по какъв начин са устроени.
Устройство на квантовите точки
При диаметър едвам няколко нанометра квантовата точка е дребен полупроводник, нормално изработен от цинков селенид, кадмиев селенид или индиев фосфат. Тя може да прави редица потребни неща, само че нас към този момент ни интересува нейната дарба да преобразува късовълновата светлина – най-често синята с дължина на вълната от 400 до 495 nm в на процедура случаен отенък на цветовете във забележимия набор на светлината.
Когато квантовата точка погълне фотон, тя генерира електронно-дупчеста двойка, която рекомбинира, с цел да изпусне нов фотон. Това наподобява малко комплицирано, само че най-важното е, че цветът на фотона зависи от размера на квантовата точка – по-големите точки излъчват светлина с по-голяма дължина на вълната (от 620 до 750 nm). По-малките точки излъчват светлина с по-къса дължина на вълната, покрай виолетовата част на спектъра (от 380 до 450 nm).
Това пренастройване е неповторимо за квантовите точки. В другите излъчващи светлина материали дължината на вълната на генерирания фотон е строго закрепено свойство на материала и по никакъв метод не зависи от неговите размери. За да основат квантова точка с тъкмо избран размер, определящ дължината на вълната на предаваната светлина, експертите контролират температурата и времето на химическите реакции при тяхното произвеждане.
Работата на квантовите точки мощно се отразява на изображението на екрана на тв приемника. Всеки пиксел на екрана, излъчва алена, зелена или синя светлина, или композиция от тези три цвята, образувайки над един милиард неповторими отенъци. Доколко тъкмо тези отенъци подхождат на цветовете, записани от телевизионните камери, зависи и точността на цветовете на самия тв приемник.
Типове QD матрици
Много от актуалните тв приемници употребяват квантови точки за възстановяване на цветовете, създавани от течнокристалните екрани със светодиодна подсветка (LED). Но експертите на всички водещи компании създават нови начини за основаване на телевизионни изображения с още по-добро качество. Телевизорите с конкуриращата технология на органичните светодиоди (OLED), от дълго време се смятат за идната еволюция в малкия екран, само че към този момент са доста скъпи и интензивно се търси тяхна по-евтина подмяна.
Photo-Enhanced QD TV
Използва се и наименованието QDEF (Quantum Dot Enhancement Film) – филм от квантови точки за възстановяване на изображението.
В този вид квантовите точки във тип на тъничък филм се слагат сред светодиодния панел и подсветката на тв приемника, като я употребяват, с цел да образуват по-пълен цветови набор.
Основни прерогативи:
Дълбоки и ясни цветови, даже и при пикова бляскавост на изображениетоНиска ценаНяма прогарянеПроизвеждат се със в този момент съществуващите технологии за производството на течнокристалните матрициВече се произвеждатOLED TV
Тази ултратънка технология за произвеждане на екрани не употребява квантови точки и се базира на органични светодиоди, които излъчват светлина, когато през тях протича електрически ток.
Преимущества:
Дълбоко равнище на чернотоОтлични ъгли на вижданеБързо възобновяване на матрицатаВъзможност за употребен на гъвкави подложкиВече се произведатФотоемисионни QD TV
Тук квантовите точки заменят цветните филтри и самите те стават червени и зелени субпиксели.
Преимущества:
Широки ъгли на вижданеПотенциален троент скок на успеваемостта и яркостта спрямо LCD дисплеитеПроизвеждат се със в този момент съществуващите технологии за производството на течнокристалните матрици
Принципите на работа на двете съществени QD технологии са показани на горното изображение
QD TV с електронна емисия
В този случай квантовите точки независимо излъчват светлина при подаването на електрически ток
Основни прерогативи:
Идеални ъгли на вижданеИдеално равнище на чернотоПотенциално неособено скъпо производствоВисока скорост на освежаване на изображениетоГъвкави подложкиНе се постанова потреблението на цветни филтриДълъг период на експлоатацияMicro-LED TV с квантови точки
Това е вариация на Micro-LED технологията и включва масив микроскопични монохромни светодиоди, осигуряващи генерирането на светлината за алените и зелените субпиксели, ролята на които играят точно квантовите точки.
Основни прерогативи:
Идеални ъгли на вижданеНе се постанова потреблението на цветни филтриИдеален черен цвятМаксимална яркостВисока скорост на обновяванетоВъзможно е потреблението на гъвкава подложкаПринцип на работа на LED подсветката
Съвременните течнокристални тв приемници, които вероятно употребявате у дома, възпроизвеждат цветовете посредством източник на светлина откъм гърба – подсветката, която нормално излъчва синьо-бяла светлина. Към сегашен ден, най-често се употребява подсветка от масив светодиоди с бяла светлина. Старите LCD екрани използваха луминесцентни лампи за подсветка, а не светодиоди. Всеки пиксел е формиран от червен, зелен и наследник субпиксел. Всеки един от тях е дребен район със светлинен филтър и течнокристален гейт, който управлява какъв брой светлина да премине през този филтър. Чрез смяна на относителните пропорции светлина, предавана от всеки субпиксел, пикселът може да пресъздава множеството от цветовете на действителния свят. Ключовият миг тук е следният: колкото по-чиста е светлината на всеки субпиксел (по-малко паразитни отенъци на други цветове), толкоз по-тесен е неговият набор и могат да се генерират по-точни цветове.
Производителите на LCD тв приемници употребяват два съществени метода, с цел да реализиране на доста стеснен набор на лъчение на субпикселите. Първият метод е потреблението на доста строги светлинни филтри, които пропущат напълно стеснен набор на всеки от главните цветове (червен, зелен и син). Алтернативният метод е подобряването на подсветката. Да си напомним, че белият цвят може да бъде получен като примес от червен, зелен и наследник цвят. Тоест, нужна е подсветка, която е композиция точно от тези три цвята, всеки от които има спектрално систематизиране с внезапни пикове точно с дължината на вълните на цветните филтри.
Така наподобява светодиодната подсветка на екрана в iPod Touch Към сегашен ден по-добри резултати дава вторият способ, тъй като стесняването на спектъра на цветния филтър заглушава изображението, което не е добре за телевизионните екрани. Специалистите се концентрират най-вече върху възстановяване спектъра на подсветката.
Подсветката в елементарните бюджетни тв приемници работи по съвсем същия метод, като светодиодните лампи, които стават все по-разпространени в домовете. Те генерират светлина с пикове в аления, зеления и синия набор, която нашето око възприема като бяла.
В типичната светодиодна подсветка светодиодът от галиев нитрид генерира синя светлина. Тази светлина възбужда итрий-алуминиевия луминофор, който генерира жълта светлина. Жълтото и синьото лъчение основават светлина, която наподобява бяла, само че е богата най-вече на жълти и сини дължини на вълната и е прекомерно бедна на талази в зеления и аления диапазон на спектъра.
Когато субпикселите на LCD екрана филтрират светлината, с цел да се получи червен и зелен цвят, просто не доближава сила, с цел да се получат ярки червени и зелени цветове с потреблението единствено на LED подсветката. Цветните филтри компенсират този дефицит на сила като пропущат по-широк диапазон светлина. Но по този метод зеленият субпиксел има примеси на наследник и жълт цвят, до момента в който аленият цвят има оранжеви примеси. В последна сметка, с тези неточни цветове няма по какъв начин да се съобщи цялата хубост на действителния забележим свят.
Тук на помощ идват квантовите точки, които съвършено се оправят с тази обстановка, само че на това ще се спрем в идната част.
Your Guide to Television’s Quantum-Dot Future
Източник: kaldata.com
КОМЕНТАРИ