Quantum Dots en lcd-tv's
Het lijdt geen twijfel dat, ondanks enkele tekortkomingen, LCD-TV's het dominante type televisie zijn dat aan consumenten wordt verkocht als het middelpunt van hun thuisentertainmentervaring. De snelle acceptatie van LCD TV heeft de teloorgang van CRT en Rear Projection TV's zeker versneld en is ook de belangrijkste reden dat plasma-tv's niet langer bij ons zijn.
OLED TV wordt echter door velen aangeprezen, met zijn "verbeterde" prestaties als de rechtmatige opvolger van LCD. In feite heeft LG zijn weddenschap op deze technologie geplaatst door OLED-tv's te produceren en actief te promoten.
Hoezeer de voorstanders ook denken dat OLED een stapje omhoog is in de tv-technologie, toch kunnen LCD-TV's het nog spannender maken met de opname van Quantum Dots.
Wat is een Quantum Dot?
Voor toepassingen in tv's en videoweergaven is een Quantum Dot een door de mens vervaardigd nanokristal met halfgeleidereigenschappen dat kan worden gebruikt om de helderheid en kleurprestaties te verbeteren die worden weergegeven in stilstaande en videobeelden op een LCD-scherm.
Quantum Dots zijn emitterende deeltjes (een beetje zoals fosforen op een plasma-tv), maar in dit geval, wanneer ze worden geraakt met fotonen van een externe lichtbron (in het geval van een lcd-tv-toepassing een blauwe led-lamp), geeft elke stip kleur van een specifieke bandbreedte, die wordt bepaald door de grootte.
Grotere stippen zenden licht uit dat scheef naar rood is gericht en als de stippen kleiner worden, geven ze licht af dat meer scheef naar groen is. Wanneer Quantum Dots met de aangegeven formaten in een structuur worden gegroepeerd (meer hierover op de volgende pagina) en worden gecombineerd met een blauwe LED-lichtbron, kunnen ze licht uitstralen over de volledige kleurbandbreedte die nodig is voor tv-weergave. Door gebruik te maken van de Quantum Dot-eigenschappen, kunnen tv-makers de helderheid en kleurprestaties van lcd-tv's verbeteren boven de huidige mogelijkheden.
De afbeelding hierboven toont zowel de structuur als een kwantumpunt (aan de rechterkant), een hypothetisch voorbeeld de relatie van Quantum Dot-kleuremissiereigenschappen naar grootte (links) en de methode waarmee Quantum Dots daadwerkelijk worden vervaardigd (ziet eruit als iets uit Dr. Frankenstein's laboratorium van laboratorium of college chemie).
Hoe Quantum Dots kan worden gebruikt in lcd-tv's
Zodra Quantum Dots zijn gemaakt, kunnen de stippen met verschillende groottes willekeurig of op een op grootte gestructureerde manier in een behuizing worden geplaatst die in een lcd-tv kan worden geplaatst (bij een lcd-tv zijn de stippen meestal twee formaten, één geoptimaliseerd voor groen en de andere is geoptimaliseerd voor rood).
De afbeelding op deze pagina illustreert hoe Quantum Dots kan worden gebruikt in een lcd-tv, afhankelijk van het type behuizing dat wordt gebruikt.
- Binnen in een behuizing (ook wel Edge Optic genoemd) langs randen van het LCD-paneel tussen een blauwe LED-randlichtbron en het LCD-paneel (voor LED- / LCD-tv's met randverlichting).
- Op een "filmverbeteringslaag" geplaatst tussen een blauwe LED-lichtbron en het LCD-paneel (voor Full Array of Direct-Lit LED / LCD TV's).
- Op een chip die over blauwe LED-lichtbronnen langs de rand van een LCD-paneel wordt geplaatst (voor aan de rand verlichte LED- / LCD-tv's).
Bij elke methode stuurt een blauwe LED licht door de Quantum Dots, die vervolgens worden geëxciteerd zodat ze rood en groen licht uitstralen (wat ook wordt gecombineerd met de Blue die afkomstig is van de LED-lichtbron). Het gekleurde licht passeert vervolgens de LCD-chips, kleurfilters en op het scherm voor beeldweergave. Met de toegevoegde Quantum Dot-emitterende laag kan de lcd-tv een verzadiger en breder kleurenbereik weergeven dan lcd-tv's zonder de toegevoegde Quantum Dot-laag.
Bekijk een videodemonstratie van Quantum Dot-toepassing op een LCD-monitor (Home Theatre Geeks / QD Vision)
Het effect van het toevoegen van Quantum Dots aan LCD-tv's
Hierboven wordt zowel een grafiek als een voorbeeld getoond van hoe het toevoegen van Quantum Dots aan LCD-tv's de kleurprestaties kan verbeteren.
In de grafiek bovenaan is een standaard grafische weergave die het volledig zichtbare kleurenspectrum illustreert. Tv's en videotechnologieën kunnen echter niet het volledige kleurenspectrum weergeven, dus met dat in het achterhoofd laten de driehoeken die in dat spectrum worden weergegeven, zien hoe dicht verschillende kleurtechnologieën die in videoweergaveapparaten worden gebruikt, dat doel naderen.
Zoals u kunt zien aan de hand van de driehoeken waarnaar wordt verwezen, geven LCD-TV's met traditionele witte LED-achtergrondverlichting of randverlichting veel minder weer dan de NTSC-kleurstandaard die in 1953 werd gebruikt voor kleurtransmissie. Zoals u echter ook ziet, kunnen er bij toevoeging van Quantum Dots in de mix kleuren op een lcd-tv zich ver genoeg uitstrekken om te voldoen aan de NTSC-standaardnormen.
Het praktische effect: kleuren zijn meer verzadigd en natuurlijk, zoals te zien is in de vergelijkingen onder de grafiek.
Het is ook belangrijk om erop te wijzen dat Quantum Dots ook kan worden gebruikt om te voldoen aan de behoeften van zowel HD (rec.709) als Ultra HD (rec.2020 / BT.2020) kleurstandaarden, zoals besproken in het artikel Quantum Dots voor ultrahoge kleurengamuts op lcd's gepost door de International Society for Optics and Photonics.
LCD versus OLED
Zoals vermeld in mijn inleiding op dit artikel, zijn lcd-tv's het meest voorkomende type dat wordt gebruikt in huishoudens over de hele wereld. Dat gezegd hebbende, hebben LCD-TV's echter nadelen, zoals kleurverzadiging en prestaties op zwartniveau, vooral in vergelijking met plasma-tv's. De integratie van LED black-and-edge-verlichtingssystemen heeft enigszins geholpen, maar dat is niet voldoende geweest.
Als reactie op deze tekortkomingen heeft de tv-industrie (meestal LG) OLED als oplossing gezocht, aangezien tv's met OLED-technologie zowel een breder kleurenbereik als absoluut zwart kunnen produceren.
Hoewel OLED wordt geprezen als een beter alternatief voor LED / LCD, na jarenlange beloften en mislukte pogingen om de markt te bereiken, zijn in 2014 alleen LG en Samsung op de tv-markt gekomen met OLED-tv's op groot scherm die op CES 2013 werden geïntroduceerd met twee enigszins verschillende benaderingen.
LG gebruikt een systeem dat wordt aangeduid als WRGB, een combinatie van wit lichtgevende OLED-subpixels en kleurenfilters om afbeeldingen te produceren, terwijl Samsung de echte rood, groen en blauw licht uitstralende OLED-subpixels bevat.
OLED-TV's zien er echt geweldig uit, maar er is één belangrijk probleem dat de rest van de tv-industrie ervan weerhoudt om OLED-tv's massaal op de markt te brengen.
Ook moet worden opgemerkt dat Samsung in 2015 de productie van OLED-tv voor consumenten stopzette, waardoor LG en nu ook Sony de enige bronnen voor OLED-tv's waren die waren gericht op de consumentenmarkt.
Ondanks de bewering dat LCD-TV's ingewikkelder van structuur zijn dan OLED-tv's, is het feit dat OLED's tot nu toe duurder zijn te produceren in de grote schermafmetingen die voor tv's vereist zijn. Dit is het gevolg van defecten die zich voordoen tijdens het productieproces, waardoor een groot percentage OLED-schermen kan worden geweigerd voor grote schermformaten. Als gevolg hiervan zijn de meeste van de vermeende voordelen van OLED (zoals het kunnen weergeven van een breder kleurengamma en een dieper zwartniveau) dan LED / LCD-tv's verstikt.
Door gebruik te maken van de productieproblemen van OLED en de mogelijkheid om Quantum Dots op te nemen in het huidige uitgevoerde LED / LCD-tv-ontwerp (en zeer weinig wijzigingen in de assemblagelijn), kan Quantum Dots het ticket zijn om de prestaties van de LED- / LCD-televisie dichter bij die van waar tv-makers op hoopten met OLED - en tegen veel lagere kosten.
LCD met Quantum Dots vs OLED
Op deze pagina wordt een grafiek getoond met een vergelijking van de helderheid, kleurdekking en energieverbruik van twee Sony LED / LCD-tv's met Quantum Dots met de OLED-tv's van de eerste generatie die zijn uitgegeven door Samsung en LG.
Zonder al te veel technische details in te zien, als u alle vier de sets vergelijkt, vindt u die kleurdekking van de twee Sony Quantum Dot-uitgeruste LED / LCD-sets die voor vergelijking worden gebruikt, en de originele Samsung OLED-set zijn erg dichtbij, terwijl de LG OLED set lijkt eigenlijk te presteren.
Aan de andere kant zijn de Sony Quantum Dot LED / LCD- en LG OLED-sets heel dichtbij, hoewel de Samsung-set een hoge helderheid kan produceren.
Het meest veelzeggende verschil is echter het energieverbruik. Zoals u kunt zien, verbruiken beide OLED-TV's meer stroom dan de Sony-set die in deze vergelijking wordt gebruikt, vooral wanneer u verder van mening bent dat de 65-inch Sony 4K-set minder stroom verbruikt dan elke 55-inch OLED-tv. Dit zou betekenen dat, behoudens enige technische vooruitgang in toekomstige generaties OLED-tv's, een 65-inch OLED-tv meer stroom verbruikt dan zijn voor quantumpunt geschikte LED / LCD TV-equivalent.
Een ander ding om in gedachten te houden is dat terwijl LED- / LCD-TV's het vermogen op een stabieler niveau gebruiken, ongeacht de helderheid (hoewel andere functies op de tv, zoals Smart TV, enz. …, wanneer ingeschakeld, het stroomverbruik kunnen beïnvloeden) , Het stroomverbruik van de OLED-tv verandert met het helderheidsniveau dat nodig is om foto's te maken. Dus hoe helderder de inhoud, hoe meer stroom wordt verbruikt - en natuurlijk zal het inschakelen van Smart TV en andere functies dit ook veranderen.
Zoals u kunt zien in de grafiek, levert de extra kostenfactor in zowel de productie als de aanschaf van een OLED-tv mogelijk niet zoveel verbetering op met een LED- / LCD-tv met Quantum Dot.
Quantum Dots - Een kleurrijk heden en toekomst
Er zijn drie belangrijke leveranciers van Quantum Dot Technology voor gebruik op tv's, QD Vision (die de edge-optische oplossing biedt voor LED- / lcd-tv's met randverlichting), en Nanosys en 3M (die de Quantum Dot-film (QDEF) -optie bieden - voor gebruik met led-en lcd-tv's met led-achtergrondverlichting met ledverlichting).
Aan de linkerkant van de foto hierboven is de uiterst linkse tv een Samsung 4K LED / LCD-tv en net naar rechts en onderaan een LG 4K-OLED-tv. Net boven de LG OLED-tv is een Philips 4K LED / LCD-TV uitgerust met Quantum Dot-technologie. Zoals u kunt zien, komen de rode kleuren meer naar voren op de Philips dan op de Samsung-set en zijn ze iets meer verzadigd dan de rode die op de LG OLED-set wordt weergegeven.
Aan de rechterkant van de foto staan voorbeelden van met Quantum Dot uitgeruste tv's van TCL en Hisense.
Het gebruik van Quantum Dots heeft een grote sprong voorwaarts gemaakt, omdat verschillende tv-fabrikanten op Quantum Dot-tv's op de 2016 CES lieten zien, waaronder Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio en Philips.
Maar vreemd genoeg heeft LG, die in 2015 een aantal Quantum Dot TV-prototypen heeft tentoongesteld, blijkbaar besloten om meer geld te steken in hun duurdere OLED-tv-technologie.
Aan de andere kant, met LG en Sony (vanaf 2017) de enige makers van OLED-tv's (Sony OLED-tv's gebruiken LG OLED-panelen), zou het Quantum Dot-alternatief voor kleurverbetering aangeboden door QD Vision, Nanosys en 3M, eigenlijk kunnen laat LCD zijn marktdominantie jarenlang en nog vele decennia voortzetten. Dus, de volgende keer dat je gaat winkelen voor een tv, controleer dan of het de "Color IQ", "QLED" "QD", "QDT" of een vergelijkbaar label op de set of in de gebruikershandleiding heeft - dat zal vertellen u dat de tv Quantum Dot-technologie gebruikt.
Quantum Dots en HDR: Better Together: Combinatie van HDR en Quantum Dots (QD Vision)
Quantum Dots in mobiele schermen: Apple Retina (Tech Radar)
