Quantendots und LCD-Fernseher
Es besteht kein Zweifel, dass LCD-Fernsehgeräte trotz einiger Mängel die dominierende Art von Fernsehern sind, die an Verbraucher als Zentrum ihres Heimunterhaltungserlebnisses verkauft werden. Die rasche Akzeptanz von LCD-Fernsehern hat den Niedergang von CRT- und Rückprojektionsfernsehern definitiv beschleunigt und ist auch der Hauptgrund dafür, dass Plasma-Fernsehgeräte nicht mehr bei uns sind.
OLED-TV wird jedoch von vielen als "rechtmäßige" Nachfolger von LCD angepriesen. Tatsächlich hat LG auf diese Technologie gesetzt, indem sie OLED-Fernseher produziert und aktiv beworben hat.
So sehr die Befürworter der Meinung sind, OLED sei eine Weiterentwicklung der TV-Technologie, so können LCD-Fernseher mit der Einführung von Quantum Dots noch einen Schritt weiter gehen.
Was ist ein Quantenpunkt?
Ein Quantum Dot ist ein künstlich hergestellter Nanokristall mit Halbleitereigenschaften, der zur Verbesserung der Helligkeit und Farbleistung von Standbildern und Videobildern auf einem LCD-Bildschirm verwendet werden kann.
Quantenpunkte sind emittierende Teilchen (ähnlich wie Leuchtstoffe auf einem Plasmafernseher), aber wenn in diesem Fall Photonen von einer äußeren Lichtquelle (bei einer LCD-TV-Anwendung eine blaue LED-Lichtquelle) getroffen werden, gibt jeder Punkt Farbe aus einer bestimmten Bandbreite, die durch ihre Größe bestimmt wird.
Größere Punkte strahlen Licht ab, das zu Rot geneigt ist, und wenn die Punkte kleiner werden, strahlen sie Licht aus, das mehr zu Grün geneigt ist. Wenn Quantum Dots bestimmter Größen in einer Struktur zusammengefasst werden (mehr dazu auf der nächsten Seite) und mit einer blauen LED-Lichtquelle kombiniert werden, können sie Licht über die gesamte Farbbandbreite aussenden, die für das Fernsehen erforderlich ist. Dank der Quantum Dot-Eigenschaften können TV-Hersteller die Helligkeits- und Farbleistung von LCD-Fernsehern über die derzeitigen Möglichkeiten hinaus verbessern.
Das Bild oben zeigt sowohl die Struktur eines Quantenpunkts (rechts) als auch ein hypothetisches Beispiel für die Beziehung der Quantum Dot-Farbemissionseigenschaften nach Größe (links) und die Methode, mit der Quantum Dots tatsächlich hergestellt werden (sieht aus wie etwas aus Dr. Frankensteins Labor oder College-Chemielabor).
Wie Quantum Dots in LCD-Fernsehern verwendet werden können
Sobald Quantenpunkte hergestellt sind, können die Punkte unterschiedlicher Größe entweder zufällig oder in einer Größe organisiert in einem Gehäuse angeordnet werden, das in einem LCD-Fernsehgerät angeordnet werden kann (bei einem LCD-Fernsehgerät sind die Punkte normalerweise zwei Größen, eine für Grün und Grün.) der andere für rot optimiert).
Das Bild auf dieser Seite zeigt, wie Quantum Dots in einem LCD-Fernsehgerät verwendet werden können, je nach verwendetem Gehäuse.
- An der Innenseite eines Gehäuses (auch als Edge-Optik bezeichnet) entlang der Kanten eines LCD-Bildschirms zwischen einer blauen LED-Lichtquelle und dem LCD-Bildschirm (für kantenbeleuchtete LED / LCD-Fernseher) platziert.
- Auf einer "Filmverbesserungsschicht", die sich zwischen einer blauen LED-Lichtquelle und dem LCD-Panel befindet (für Full Array- oder Direct-Lit-LED / LCD-Fernseher).
- Auf einem Chip, der über blauen LED-Lichtquellen am Rand eines LCD-Panels platziert ist (für kantenbeleuchtete LED / LCD-Fernseher).
Bei jeder Methode sendet eine blaue LED Licht durch die Quantum Dots, die dann so angeregt werden, dass sie rotes und grünes Licht emittieren (das auch mit dem Blau der LED-Lichtquelle kombiniert wird). Das verschiedenfarbige Licht wird dann durch die LCD-Chips, Farbfilter und zur Bildanzeige auf den Bildschirm geleitet. Durch die hinzugefügte Quantum Dot-Emissionsschicht kann das LCD-Fernsehgerät einen gesättigten und breiteren Farbbereich anzeigen als LCD-Fernsehgeräte ohne die hinzugefügte Quantum Dot-Schicht.
Sehen Sie sich eine Videodemonstration der Anwendung von Quantenpunkten in einem LCD-Monitor an (Heimkino-Geeks / QD Vision)
Der Effekt des Hinzufügen von Quantenpunkten zu LCD-Fernsehern
Oben ist sowohl ein Diagramm als auch ein Beispiel dargestellt, wie durch Hinzufügen von Quantum Dots zu LCD-Fernsehern die Farbleistung verbessert werden kann.
Im Diagramm oben befindet sich eine grafische Standarddarstellung, die das gesamte sichtbare Farbspektrum veranschaulicht. Fernsehgeräte und Videotechnologien können jedoch nicht das gesamte Farbspektrum darstellen. Daher zeigen die in diesem Spektrum angezeigten Dreiecke, wie nahe verschiedene Farbtechnologien, die in Videoanzeigegeräten verwendet werden, diesem Ziel nahekommen.
Wie Sie an den referenzierten Dreiecken erkennen können, zeigen LCD-TVs, die herkömmliche weiße LED-Hintergrund- oder Kantenbeleuchtung verwenden, weit weniger als den NTSC-Farbstandard, der 1953 für die Farbübertragung angenommen wurde. Wenn Sie jedoch Quantum Dots zum Mix hinzufügen, können Sie die Farbe eines LCD-Fernsehgeräts so weit ausdehnen, dass die NTSC-Farbstandards erfüllt werden.
Der praktische Effekt: Farben sind gesättigter und natürlicher, wie die Vergleiche unterhalb der Grafik zeigen.
Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass Quantum Dots auch verwendet werden kann, um die Anforderungen der Farbstandards HD (rec.709) und Ultra HD (rec.2020 / BT.2020) zu erfüllen, wie in dem Artikel beschrieben Quantenpunkte für ultrahohe Farbskalen in LCDs gepostet von der Internationalen Gesellschaft für Optik und Photonik.
LCD vs OLED
Wie in meinem Artikel zu diesem Artikel erwähnt, sind LCD-Fernseher der weltweit am häufigsten verwendete Typ. Allerdings haben LCD-Fernseher auch Nachteile, wie Farbsättigung und Schwarzwert, insbesondere im Vergleich zu Plasma-Fernsehern. Die Integration von LED-Schwarzlicht-Beleuchtungssystemen hat etwas geholfen, aber das war noch nicht genug.
Als Antwort auf diese Mängel hat die Fernsehbranche (hauptsächlich LG) OLED als Lösung gesucht, da Fernsehgeräte mit OLED-Technologie sowohl einen größeren Farbraum als auch absolutes Schwarz erzeugen können.
Obwohl OLED als eine bessere Alternative zu LED / LCD bezeichnet wird, betraten nach Jahren der Versprechungen und fehlgeschlagener Versuche, den Markt zu erreichen, 2014 nur LG und Samsung mit zwei OLED-Großbild-OLED-Fernsehern, die auf der CES 2013 vorgestellt wurden, den Markt etwas andere Ansätze.
LG verwendet ein System, das als WRGB bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus weißen, Licht emittierenden OLED-Subpixeln und Farbfiltern zur Erzeugung von Bildern. Samsung verfügt über echte rote, grüne und blaue Licht emittierende OLED-Subpixel.
OLED-Fernseher sehen wirklich großartig aus, aber es gibt ein Hauptproblem, das den Rest der Fernsehbranche davon abhält, OLED-Fernseher in großem Umfang auf den Markt zu bringen.
Es muss auch darauf hingewiesen werden, dass Samsung die Produktion von OLED-Fernsehern für Verbraucher eingestellt hat und LG und nun Sony als einzige Quelle für OLED-Fernseher für den Verbrauchermarkt übrig lässt.
Trotz der Behauptung, LCD-Fernsehgeräte seien im Aufbau komplizierter als OLED-Fernsehgeräte, ist die Realität der Tatsache, dass OLEDs bisher in den großen Bildschirmen, die für Fernsehgeräte erforderlich sind, teurer herzustellen sind. Dies ist auf Fehler im Herstellungsprozess zurückzuführen, die dazu führen, dass ein großer Prozentsatz von OLED-Bildschirmen für große Bildschirmgrößen nicht mehr verwendet wird. Infolgedessen sind die meisten der angeblichen Vorteile von OLED (z. B. die Anzeige eines größeren Farbspektrums und eines tieferen Schwarzwerts) gegenüber LED / LCD-Fernsehern erstickt.
Quantum Dots nutzt die Produktionsprobleme von OLED und die Möglichkeit, Quantum Dots in das derzeit ausgeführte LED / LCD-TV-Design zu integrieren (und es sind nur wenige Änderungen erforderlich), um die LED / LCD-TV-Leistung an die von OLED heran zu bringen was die TV-Hersteller mit OLED erhofften - und das zu wesentlich niedrigeren Kosten.
LCD mit Quantum Dots vs OLED
Auf dieser Seite ist ein Diagramm dargestellt, in dem die Anforderungen an Helligkeit, Farbabdeckung und Stromverbrauch von zwei LED / LCD-Fernsehern von Sony, die Quantum Dots enthalten, mit den von Samsung und LG veröffentlichten OLED-Fernsehern der ersten Generation verglichen werden.
Ohne auf technische Details zu verzichten, werden Sie beim Vergleich aller vier Sets feststellen, dass die beiden mit Sony Quantum Dot ausgestatteten LED / LCD-Sets zum Vergleich und das Original-Samsung-OLED-Set dem LG OLED sehr nahe kommen Set scheint tatsächlich zu unterlegen.
Während das Samsung-Gerät eine hohe Helligkeitsleistung bietet, liegen die beiden Quantum Dot-LED / LCD-Geräte von Sony und die LG-OLED-Geräte von LG sehr nahe.
Der auffälligste Unterschied besteht jedoch im Stromverbrauch. Wie Sie sehen, verbrauchen beide OLED-Fernseher mehr Strom als jedes der in diesem Vergleich verwendeten Sony-Geräte, insbesondere wenn Sie bedenken, dass das 65-Zoll-Sony-4K-Gerät weniger Strom verbraucht als jedes 55-Zoll-OLED-Fernsehgerät. Dies würde, vorbehaltlich technischer Fortschritte in zukünftigen Generationen von OLED-Fernsehern, bedeuten, dass ein 65-Zoll-OLED-Fernsehgerät möglicherweise mehr Strom verbraucht als sein quantenpunktfähiger LED / LCD-Fernseher.
Beachten Sie auch, dass LED- / LCD-Fernseher unabhängig von der Helligkeitsleistung einen gleichmäßigeren Strom verbrauchen (obwohl andere Funktionen des Fernsehgeräts wie Smart-TV usw. beim Einschalten den Stromverbrauch beeinflussen können.) , Der OLED-TV-Stromverbrauch ändert sich mit der für die Erzeugung von Bildern erforderlichen Helligkeit. Je heller der Inhalt, desto mehr Strom wird verbraucht - und natürlich kann auch die Verwendung von Smart TV und anderen Funktionen dies ändern.
Wie Sie in der Grafik sehen können, kann der Mehrkostenfaktor bei der Herstellung und beim Kauf eines OLED-Fernsehgeräts möglicherweise nicht wesentlich besser sein als bei einem mit Quantum Dot ausgestatteten LED / LCD-Fernsehgerät.
Quantenpunkte - ein buntes Geschenk und eine Zukunft
Es gibt drei Hauptanbieter der Quantum Dot-Technologie für den Einsatz in Fernsehgeräten, QD Vision (die randoptische Lösung für kantenbeleuchtete LED / LCD-TVs) und Nanosys und 3M (die die Option Quantum Dot Film (QDEF) bieten.) zur Verwendung mit LED-LCD-Fernsehern mit Full-Array-Hintergrundbeleuchtung).
Auf der linken Seite des oben gezeigten Fotos ist der Fernseher ganz links ein Samsung 4K LED / LCD-Fernseher und rechts und unten ein LG 4K OLED-Fernseher. Direkt über dem LG OLED-TV befindet sich ein Philips 4K-LED / LCD-TV mit Quantum Dot-Technologie. Wie Sie sehen, erscheinen die Rottöne bei Philips stärker als beim Samsung-Gerät und sind etwas gesättigter als die Rottöne, die beim LG-OLED-Gerät angezeigt werden.
Auf der rechten Seite des Fotos sind Beispiele von mit Quantum Dot ausgestatteten Fernsehern von TCL und Hisense zu sehen.
Die Verwendung von Quantum Dots hat einen großen Sprung nach vorne gemacht, als mehrere TV-Hersteller auf der CES 2016 Quantum Dot-fähige Fernseher zeigten, darunter Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio und Philips.
Seltsamerweise hat LG, das 2015 einige Quantum Dot TV-Prototypen präsentierte, sich offenbar dazu entschieden, sich zurückzuziehen und mehr Ressourcen in die teurere OLED-TV-Technologie zu stecken.
Andererseits, mit LG und Sony (ab 2017) die einzigen Hersteller von OLED-Fernsehern (Sony-OLED-Fernsehgeräte verwenden LG-OLED-Panels), könnte die Quantum Dot-Alternative zur Farbverbesserung, die von QD Vision, Nanosys und 3M angeboten wird, tatsächlich eine Rolle spielen ermöglichen, dass LCD seine Marktdominanz über Jahre hinweg und in den kommenden Jahrzehnten beibehalten kann. Wenn Sie also das nächste Mal ein Fernsehgerät kaufen, überprüfen Sie, ob auf dem Gerät "Color IQ", "QLED", "QD", "QDT" oder ein ähnliches Etikett auf dem Gerät oder in der Bedienungsanleitung zu sehen ist Sie, dass das Fernsehgerät die Quantum Dot-Technologie verwendet.
Quantenpunkte und HDR: Besser zusammen: Kombination von HDR und Quantenpunkten (QD Vision)
Quantenpunkte in mobilen Displays: Apple Retina (Tech Radar)
