Obraz na ekranie telewizora jest utworzona z małych kolorowych kropek, po trzy na piksel obrazu. Dziś większość modeli wykorzystują technologię na bazie ciekłych kryształów, które odgrywają rolę przepustnicy, w odpowiednim momencie stając się prawie przezroczyste i spływanie do widza światło od systemu podświetlenia.
W ciągu ostatnich dziesięciu lat branża osiągnęła znaczne postępy w produkcji jak samych folii z ciekłymi kryształami, jak i elektroniki, отдающей drużyny na zmianę stanu cząsteczek. To pozwoliło osiągnąć imponującą szybkość odświeżania obrazu, wysoki kontrast obrazu, dużych kątów widzenia. Jednak ciekłe kryształy – to tylko część łańcucha transformacji sygnałów elektrycznych w światło widzialne. Światło widzialne! Oto na czym dziś koncentrują wysiłki programistów. W szczególności deweloperów Samsung z nową technologią QLED, która dziś jest używany we flagowych telewizorów firmy.
W walce o najlepsze światło
Istniejące technologie podświetlenia matryc przewidują wykorzystanie diod led. To właśnie one dają światło białe (wariant z trzema kolorowymi, czerwonym, zielonym i niebieskim led tylko szczególny przypadek, ich światło mieszane w odpowiednich proporcjach w celu uzyskania światła białego). Diody ekonomiczne, малогабаритны, łatwe w produkcji i montażu, stosunkowo nieszkodliwe z punktu widzenia ekologii. Jednak diod led jest jedną poważną wadę: jakość emitowanego przez nich światła.
Aby uzyskać triady RGB przy użyciu bieli do źródła światła konieczny jest jeszcze jeden element – filtr. W wyniku przejścia przez niego światła elementy obrazu otrzymują odpowiednią barwę, jednak przy tym naturalnie gubi ich jasność. Stratę można zrekompensować zwiększając ogólną jasność podświetlenia, prawda расплачиваясь za to poprawa wzrostem zużycia energii.
Zresztą, jest jeszcze jeden problem, który nie został rozwiązany w prosty wzrostem jasności. Jest to związane z tym, że filtr jest w stanie tylko odciąć niepotrzebną część widma, a dodać – nie.
Natężenie w różnych częściach widma u diod led bardzo się zmienia, a to uniemożliwia uzyskanie prawidłowego odwzorowania kolorów w szerokim zakresie jasności. Przy okazji, wilgotność ograniczenia kolorów sprawozdanie ma te same korzenie. Żaden filtr, żadne algorytmy wstępnego przetwarzania sygnału nie pozwolą wnieść w rama kolory, które ekran fizycznie nie jest w stanie pokazać.
Wyjście znaleziono. Электролюминесценция (edukacja światła pod wpływem energii elektrycznej na różne materiały) u “klasycznych” led to dobrze, ale najlepsze wyniki można osiągnąć, jeśli połączyć электролюминесценцию aby uzyskać pobudzenie promieniowania (nawiasem mówiąc, nie zawsze w widzialnej części widma), a właściwie światło do podświetlenia “wydobywać” dzięki technologii фотолюминесценции.
Niebieskie diody led wytwarzają fale z dużym zapasem energii. Na tyle duża, że wystarcza do pobudzenia luminofory, produkujących wszystkie kolory w celu uzyskania światła białego przez optycznego mieszania. W фотолюминесценции jest jeden niuans: widmo promieniowania luminoforu bardzo zależy od wielkości jego cząstek. Łącząc żądaną, inżynierowie byli w stanie osiągnąć dobrego współczynnika intensywności w głównych częściach widma.
Skąd wziął się termin “kwantowe kropki”?. Rzecz w tym, że świecą bardzo małe cząstki substancji, ich jednostki miary – nanometry, miliardowych części metra. Jeśli być dokładnym, to od dwóch do dziesięciu nanometrów. Dla porównania: średnica erytrocytów, jednego z głównych składników krwi, 7000-10000 nanometrów.
Na szczęście, szczególnej precyzji dla dystrybucji kwantowych punktów na powierzchni matrycy nie jest wymagane, ponieważ do pracy z jedną komorą trzeba ogromna ilość świecących elementów. Dziś technologie produkcji pozwalają tworzyć obszary odpowiednich rozmiarów jest dość proste i tanie, przy czym powierzchnia matrycy może być nie tylko gładka, ale i zakrzywiony.
Firma Samsung w 2011 roku pokazała wyświetlacz o przekątnej 4 cale, a później dosłownie kilka lat jej inżynierowie osiągnęli wzrost tego wskaźnika o ponad porządek i przemysłowych ilości produkcji z ekonomicznie korzystne wskaźniki wyjścia wyrobów gotowych.
Technologia otrzymała nazwę QLED. Badania pokazują, że nie są po prostu tańsze w produkcji, nawet w porównaniu z “klasycznymi” жидкокристаллическими panelami, ale i zapewnia długą żywotność produktów i jeszcze wiele dobrych zalet. W tym roku firma Samsung usprawni materiał kropek kwantowych, na przykład w tym roku będą w sprzedaży QLED telewizory z ulepszonym składem kropek kwantowych (formuła i dodatkowa powłoka).
Kwantowe kropki i nowe standardy jakości
Technologia kropek kwantowych daje możliwość produkować telewizory, które spełniają nowych wymogów, główne z nich to wysoka jasność oraz szerszy gamut. To właśnie one leżą w oparciu o nowo powstałych standardów, przede wszystkim HDR 10. To wymaga, aby jasność ekranu w нитах lub, jak to jest przyjęte w układzie Si, takich jednostkach jak kandela na metr kwadratowy, osiągnęła 1000.
System podświetlenia na kwantowych punktach pozwalają zapewnić taką jasność, zachowując przy tym inny ważny parametr obrazu – kontrast. Dzięki фотолюминесценции, znacznie wzrasta skuteczność świetlna, ale nie chodzi tylko o SPRAWNOŚĆ.
Jak w “normalnym” ekranie, w QLED-panele białe światło najpierw dzieli się na trzy podstawowe, a następnie jasność każdego субпиксела podlega matrycą z ciekłych kryształów, aby uzyskać żądany kolor. Jednak z powodu niepowodzeń w intensywności widma światła białego z systemu led podświetlenia matrycy i filtry powinny zrekompensować ten niedobór. Dla zachowania właściwej kolorów sztucznie zmniejsza się ogólna jasność ekranu. QLED, jak już wspomniano, ma najlepszy skład widmowy światła i dlatego od matrycy i filtrów wymaga mniej kompromisów.
Kwantowe kropki pozwoliły osiągnąć jasny i спектрально jakości światła białego, tchnąć nowe życie w technologii produkcji ekranów na ciekłych kryształach.
Dlaczego przemysł filmowy stał się domagać tak wysoką jasność? Zadanie wcale nie przekształcić swój nowy telewizor w jeszcze jedno źródło oświetlenia do salonu. Po prostu ogólny rozwój technologii pozwoliło wdrożyć HDR. HDR – high dynamic range – poprawia postrzeganie obrazu, zawierającego jednocześnie bardzo jasne i bardzo ciemne obszary, ponieważ w nich nie zgubić szczegóły i kolory są zapisywane. Innymi słowy, telewizor zaczyna pokazywać nawet minimalne różnice, na przykład, pojawia się delikatna faktura śniegu, części chmury, liście w nocnym lesie itp.
HDR-dane nie zawierają 8-bitowej informacji o każdym z kanałów RGB a 10-bitowej, a w perspektywie liczba bitów może rosnąć. To pozwala kodować więcej odcieni jak jasność i kolor (w rzeczywistości w RGB-model one ze sobą powiązane), co w praktyce oznacza rozszerzenie kolorów sprawozdania.
Ponieważ technologia kropek kwantowych pozwala poprawić rozkład widmowy światła, panel z takim systemem oświetlenia, nie tylko jaśniejsze, jest fizycznie w stanie wyświetlić więcej odcieni. Na przykład, obecna generacja QLED we flagowych telewizorów Samsung wyświetla w 64 razy więcej kolorów niż przy głębi kolorów 8 bitów (16 mln kolorów).
Poprawa zauważalne podczas biegu bardzo płynnych dla jasności, ale znacznie różniących się kolorem płynne przejścia, na przykład, jasne niebo przed wschodem Słońca lub o zachodzie słońca.
* * *
Niedawno eksperci zgadzali się w przekonaniu, że emitujące technologii obrazowania mają zdecydowane pierwszeństwo przed blokowania. Jednak kwantowe kropki dosłownie poczułem do nich nowe życie. Dziś korzyści QLED, potwierdzone obecnością prawdziwych telewizorów Samsung na półkach sklepów, dają nabywcy realną możliwość wyboru.