Человек способен различать больше цветов, чем могут отобразить современные ЖК-телевизоры. Исправить данную ситуацию помогут дисплеи на основе квантовых точек.
Квантовые точки — это крошечные кристаллы, излучающие свет с точно регулируемым цветовым значением. Технология Quantum dot LED существенно повышает качество изображения, не влияя при этом на конечную стоимость устройств, в теории :).
Обычные жидкокристаллические телевизоры могут охватывать лишь 20–30% цветового диапазона, который способен воспринимать человеческий глаз. Изображение на OLED-экране обладает большой реалистичностью, но данная технология не ориентирована на массовое производство больших диагоналей дисплеев. Кто следит за рынком телевизоров, помнит, что еще в начале 2013 года Sony представила первый телевизор на основе квантовых точек (Quantum dot LED, QLED). Крупные производители телевизоров выпустят модели телевизоров на квантовых точках в этом году, Samsung их уже представил в России под названием SUHD, но об этом в конце статьи. Давайте узнаем, чем отличаются дисплеи, произведенные по QLED технологии, от уже привычных ЖК-телевизоров.
TV на технологии квантовых точек (Quantum Dot)
В ЖК-телевизорах отсутствуют чистые цвета
Ведь жидкокристаллические дисплеи состоят из 5 слоев: источником является белый свет, излучаемый светодиодами, который проходит через несколько поляризационных фильтров. Фильтры, расположенные спереди и сзади, в совокупности с жидкими кристаллами управляют проходящим световым потоком, понижая или повышая его яркость.
Это происходит благодаря транзисторам пикселей, влияющие на количество света, проходимое через светофильтры ( красный , зеленый , синий ). Сформированный цвет этих трех субпикселей, на которые наложены фильтры, дает определенное цветовое значение пикселя. Смешение цветов происходит довольно «гладко», но получить таким образом чистый красный, зеленый или синий попросту невозможно. Камнем преткновения выступают фильтры, которые пропускают не одну волну определенной длины, а целый ряд различных по длине волн. К примеру, через красный светофильтр проходит также оранжевый свет.
Светодиод излучает свет при подаче на него напряжения. Благодаря этому электроны (e) переходят из материала N-типа в материал P-типа. Материал N-типа содержит атомы с избыточным количеством электронов. В материале P-типа присутствуют атомы, которым не хватает электронов. При попадании в последний избыточных электронов они отдают энергию в виде света.
В обычном полупроводниковом кристалле это, как правило, белый свет, образуемый множеством волн различной длины. Причина этого заключается в том, что электроны могут находиться на различных энергетических уровнях. В результате полученные фотоны (P) имеют различную энергию, что выражается в различной длине волн излучения.
Телевизоры с квантовыми точками — что это
Стабилизация света квантовыми точками
В телевизорах QLED в качестве источника света выступают квантовые точки — это кристаллы размером лишь несколько нанометров. При этом необходимость в слое со светофильтрами отпадает, поскольку при подаче на них напряжения кристаллы излучают свет всегда с четко определенной длиной волны, а значит, и цветовым значением.
Данный эффект достигается мизерными размерами квантовой точки, в которой электрон, как и в атоме, способен передвигаться лишь в ограниченном пространстве. Как и в атоме, электрон квантовой точки может занимать только строго определенные энергетические уровни. Благодаря тому что эти энергетические уровни зависят в том числе и от материала, появляется возможность целенаправленной настройки оптических свойств квантовых точек. К примеру, для получения красного цвета используют кристаллы из сплава кадмия, цинка и селена (CdZnSe), размеры которых составляют около 10–12 нм. Сплав кадмия и селена подходит для желтого, зеленого и синего цветов, последний можно также получить при использовании нанокристаллов из соединения цинка и серы размером 2–3 нм.
Массовое производство синих кристаллов очень сложное и затратное, поэтому представленный в 2013 году компанией Sony телевизор не является «породистым» QLED-телевизором на основе квантовых точек. В задней части производимых их дисплеев располагается слой синих светодиодов, свет которых проходит через слой красных и зеленых нанокристаллов.
В результате они, по сути, заменяют распространенные в настоящее время светофильтры. Благодаря этому цветовой охват в сравнении с обычными ЖК-телевизорами увеличивается на 50%, однако не дотягивает до уровня «чистого» QLED-экрана. Последние помимо более широкого цветового охвата обладают еще одним преимуществом: они позволяют экономить энергию, так как необходимость в слое со светофильтрами отпадает. Благодаря этому передняя часть экрана в QLED-телевизорах еще и получает больше света, чем в обычных телевизорах, которые пропускают лишь около 5% светового потока.
QLED телевизор с дисплеем на основе технологии квантовых точек от Samsung
Компания Samsung Electronics представила в России премиальные телевизоры, изготовленные по технологии квантовых точек. Новинки с разрешением 3840 × 2160 пикселей оказались не из дешёвых, а флагманская модель вовсе оценена в 2 млн рублей.
Нововведения. Изогнутые телевизоры Samsung SUHD на квантовых точках отличаются от распространённых ЖК-моделей более высокими характеристиками цветопередачи, контрастности и энергопотребления. Интегрированный процессор обработки изображения SUHD Remastering Engine позволяет масштабировать видеоконтент низкого разрешения в 4K. Помимо этого, новые телевизоры получили функции интеллектуальной подсветки Peak Illuminator и Precision Black, технологии Nano Crystal Color (улучшает насыщенность и естественность цветов), UHD Dimming (обеспечивает оптимальный контраст) и Auto Depth Enhancer (автоматическая настройка контрастности для определённых областей картинки). В программной основе телевизоров лежит операционная система Tizen с обновлённой платформой Samsung Smart TV.
Цены. Семейство Samsung SUHD TV представлено в трёх сериях (JS9500, JS9000 и JS8500), где стоимость начинается со 130 тыс. рублей. Во столько российским покупателям обойдётся 48-дюймовая модель UE48JS8500TXRU. Максимальная цена на телевизор с квантовыми точками достигает 2 млн рублей — за модель UE88JS9500TXRU с 88-дюймовым изогнутым дисплеем.
Телевизоры нового поколения по технологии QLED готовят южнокорейские Samsung Electronics и LG Electronics, китайские TCL и Hisense, а также японская Sony. Последняя уже выпустила LCD-телевизоры, изготовленные по технологии квантовых точек, о чем я упоминал в описании технологии Quantum dot LED.
Источник: mediapure.ru
Что такое монитор с квантовыми точками(QLED)?
Дисплеи Quantum Dot (или QLED) используют слой наночастиц, называемый Quantum Dot Enhanced Film, между их панелью и светодиодной подсветкой, что увеличивает цветовую гамму и яркость дисплея. Дисплей с квантовыми точками оснащен пленкой Quantum Dot Enhanced Film (QDEF), состоящей из наночастиц между панелью и светодиодной подсветкой, что улучшает цветовую гамму и яркость дисплея.
Эти частицы могут быть применены к любой технологии панели, включая IPS, TN и VA, и они могут увеличить цветовую гамму дисплея, чтобы покрыть 125% цветового пространства sRGB или 95% DCI-P3, что крайне важно для оптимального HDR (High Dynamic Range) просмотра.
В то время как Samsung применяет технологию квантовых точек к своим панелям VA, LG использует технологию Nano IPS для улучшения светодиодной подсветки своих дисплеев на IPS-панелях. Узнайте больше о Nano IPS.
В зависимости от размера квантовые точки излучают различный цвет света из-за квантового ограничения показан диапазон qds с эмиссией, постепенно прекращающейся от фиолетового до красного Samsung является основным производителем дисплеев с квантовыми точками (включая как телевизоры, так и настольные мониторы), которые маркируются как «QLED».
Даже несмотря на то, что дисплеи Nano IPS могут иметь более широкую цветовую гамму (135% sRGB и 98% DCI-P3), телевизоры Samsung QLED более популярны, поскольку панели VA предлагают значительно более высокий коэффициент контрастности, тогда как технология Nano IPS больше подходит для настольных мониторов.
Когда дело доходит до высококлассных телевизоров, телевизоры Samsung QLED конкурируют с OLED- телевизорами LG. Рассмотрите статью QLED в сравнении OLED для получения дополнительной информации по этому вопросу.
Разберем несколько мониторов QLED. Самые популярные дисплеи включают в себя:
- Samsung C24FG73 — недорогой изогнутый игровой монитор 24 «1080p 144 Гц VA
- Samsung U28H750 — монитор 4K TN
- ASUS ROG Swift PG27UQ — высококачественный игровой монитор IPS 4K 144 Гц с технологией G-SYNC Ultimate
Вы можете посетить эти обзоры, чтобы узнать больше о том, как квантовые точки влияют на качество изображения этих дисплеев и как они сравниваются с альтернативами без этой технологии.
Что касается телевизоров, ознакомьтесь с лучшим руководством по покупке телевизоров, чтобы увидеть, как модели QLED сравниваются со светодиодными и OLED-телевизорами. Для получения дополнительной информации о будущем развитии технологии квантовых точек посетите официальный сайт Samsung.
Источник: fps-up.ru
Технология квантовых точек
Долгое время о возможности использования квантовых точек Samsung рассуждали только в теории. Но недавно ситуация кардинально поменялась, и теперь наночастицы активно применяют во многих сферах, в том числе и на коммерческом рынке.
Что это?
Квантовая точка – это элемент со свойствами проводника или полупроводника с ограниченным в трех пространствах носителем заряда. Название «квантовая» точка получила благодаря тому, что несмотря на небольшие размеры частица имеет характеристики, присущие электронам.
Область применения
- телевизорах;
- лазерах;
- солнечных батареях.
В чем суть квантовых точек?
- в разы больше света;
- насыщеннее цвета.
Как работает обычная LED-подсветка?
Чтобы перейти к сравнению различных технологий, стоит подробно изучить каждую и разобраться, например, с тем, как работает стандартный ЖК-экран. Обычный дисплей – это слоеная конструкция, основу которой представляют кристаллы. Сами по себе элементы светить не могут. Поэтому важно обеспечить подачу света на элементы. Принцип работы достаточно прост:
- Сзади стандартного LED-телевизора расположена светодиодная матрица. Она светится постоянным белым цветом, яркость которого не меняется.
- Свет, который выдает матрица, поступает на рассеивающий слой, а затем проникает на другую матрицу, в основе которой лежат жидкие кристаллы.
- Наночастицы представляют собой пиксели с предусмотренными субпикселями в количестве трех штук. В каждом субпикселе содержатся фильтры из красного, зеленого и синего цвета.
- Транзистор, предусмотренный конструкцией, регулирует подачу и яркость света, направленного на кристаллы. В результате такого контроля формируется цвет и свет пикселей.
В конце зритель получает изображение, которое показывает экран. В нем пиксели образуют единую картинку.Становится понятно, что для достижения нужного цветового качества требуется два фактора: точные цвета светофильтров и правильная подсветка матрицы с широким спектром. Обычно с последним у LED-телевизоров возникают проблемы.
Большая часть матриц в таких устройствах не белые и обладают небольшим цветовым спектром. Обычно производители расширяют спектр за счет использования специальных покрытий. Но полученный в результате таких решений цвет нельзя назвать идеальным.
Как работает QLED-подсветка?
- Позади экрана устроена светодиодная подсветка. Она образует световой поток, который не меняется со временем и характеризуется насыщенным синим цветом.
- Поток перемещается на слой, где находятся точки. Наночастицы при попадании на них светового потока возбуждаются и формируют собственное излучение с длиной волны, определяемой размерами кванта.
- Происходит смешивание световых потоков. Они сливаются в белый цвет и проникают на жидкокристаллическую матрицу.
- В ЖК-матрице происходит передача цветов пикселям и формирование цветов будущего изображения.
Плюсы нанокристаллов перед LED
- максимальная четкость изображения;
- мгновенный отклик картинки;
- широкий угол обзора;
- проработанная яркость;
- насыщенные цвета.
Сегодня ТВ на квантовых точках превосходят устройства с LED картинкой по всем параметрам.
Плюсы нанокристаллов перед OLED
Здесь ситуация посложнее. К плюсам QLED-дисплеев можно отнести продолжительный срок службы и большой выбор цветов. Органические светодиоды по сравнению с нанокристаллами выгорают быстрее, и срок службы у них небольшой. Яркость тоже у телевизоров, в которых используется технология квантовых точек, тоже лучше по сравнению со стандартными моделями ТВ-устройств.
Если же рассматривать другие характеристики, то при сравнении многое зависит от модели квантового телевизора Samsung. Примечательно, что некоторые экраны OLED TB не уступают дорогим квантовым аналогам.
Чем хорош QLED телевизор?
Не секрет, что телевизоры на квантовых точках – удовольствие не из дешевых. Поэтому часто звучит вопрос: стоит ли так тратиться? Ответ: да! Аргументы в пользу такого решения:
- Поддержка HDR. Причем большинство новых моделей QLED-телевизоров соответствуют стандарту HDR 10+. Если говорить простым языком, то техника самостоятельно настраивает световые и цветовые характеристики изображения вне зависимости от начальных параметров.
- Увеличенные углы обзора. Однако QLED-подсветка не способна повлиять на результат отображаемой картинки. В этом случае «спасибо» стоит сказать инженерам современных устройств. В ТВ устройствах нового поколения работает технология Quantum Dot, которая равномерно распределяет световой поток во все стороны.
- Высокое качество цветов. Особое внимание стоит уделить черному цвету, достичь которого удается за счет предусмотренного антибликового покрытия.
- Отсутствие потери качества изображения. Здесь QLED можно назвать сильными конкурентами OLED-дисплеев, которые со временем заметно выгорают.
Дополнительно у большей части QLED-экранов отмечают использование технологии FreeSync. Она делает динамичные сцены плавными за счет уменьшения задержки выхода новой картинки взамен предыдущего изображения. Итак, квантовые телевизоры – что это? Это модернизированный экран с улучшенным изображением.
Технология Ultra-Black
Создатель технологии — бренд Samsung. Ее используют, чтобы поглотить световые блики, когда солнечные лучи попадают на дисплей на квантовых точках. Достичь нужного эффекта удалось за счет применения матовых экранов. Неоднородная структура такого дисплея успешно поглощает солнечные блики и позволяет насладиться передаваемым изображением.
Технология LG NanoCell
Разумеется, решение о повышении качества изображения на ТВ-устройствах приняли не только в компании Samsung. Недавно ассортимент телевизоров обновил концерн LG, создавший технологию NanoCell. Компания не сильно делится особенностями технологии.
Известно, что в новом технопроцессе NanoCell тоже задействованы квантовые точки LG. Отличие – неизменная длина всех наночастиц, которая составляет 1нм. Такой подход позволил предотвратить распространение световых волн в красно-зеленом спектре. Другими словами, за счет принятого решения производителям удалось сформировать чистый световой поток, за счет чего удалось получить яркую и чистую картинку на экране телевизора.
Дополнительно LG улучшил углы обзора. В NanoCell они отличаются. Достигается это уже не за счет квантовых точек, а с помощью усовершенствованной IPS-матрицы. Телевизоры на квантовых точках – что это? Это выход на новый уровень.
Сколько стоит «квантовый телевизор»?
Впервые ТВ-устройства с технологией квантовых точек появились на рынке в 2015 году. Первыми QLED-дисплеи выпустили компании Samsung, LG, Sony. Сегодня стоимость таких устройств выше стандартных моделей, и это вполне объяснимо. Стоит отметить, что производители обещают доработать Quantum dot color технологию и снизить цены на инновационные телевизоры.
Перспективы
Инженеры и физики уверены, что технология будет развиваться. До сих пор ведутся работы по улучшению работы телевизионных дисплеев. Кроме того, ученые расширяют сферы применения наночастиц, модернизируя оборудование и технологии.
Лазеры
- высокая фотостойкость по сравнению с органическими носителями;
- улучшенная полоса частот;
- небольшая интенсивность шума.
Подобные устройства менее чувствительны к перепадам температур, что позволяет расширить возможности для эксплуатации оборудования. Сегодня лазеры, в которых применена технология квантовых точек, используют в медицинской практике. Например, не так давно создали лазерный скальпель, который позволяет добиться максимальной точности при оперировании.
Энергетика
Квантовые точки в энергетической сфере используют для обслуживания и организации работы солнечных батарей. С их помощью удается ускорить процесс преобразования солнечной энергии электроток постоянного типа.
Квантовые технологии – что это такое? Это ниша, в которой нужно развиваться. Сегодня исследованиями в этой области занимаются специалисты QD Vision и инженеры крупной компании Samsung. Вероятно, совсем скоро на рынке появятся модернизированные модели телевизоров с экранами на квантовых точках, которые формируют не световой поток, а изображение сразу.
Источник: okinovo.com