Trots vissa brister är LCD-TV (inklusive LED/LCD-TV) den dominerande typen av TV som köps av konsumenter. Acceptansen av LCD-TV-apparater påskyndade bortfallet av CRT- och bakprojektions-TV-apparater och är den främsta anledningen till att plasma-TV-apparater inte längre är tillgängliga.
Under de senaste åren har OLED-TV, ledd av LG, pekats ut som efterföljaren till LCD. Även om OLED representerar ett steg upp inom TV-teknik, har LCD-TV tagit det upp ett snäpp med införlivandet av kvantprickar (aka QLED).
Quantum dots och QLED refererar till samma teknik. QLED är en marknadsföringsterm som Samsung och TCL använder i varumärket av sina kvantprick-TV-apparater. Dessa set kombinerar LED-bakgrundsbelysning med kvantprickar i utvalda LCD-TV-apparater för färgförbättring.
What a Quantum Dot Is
A quantum dot är en tillverkad nanokristall med halvledaregenskaper som kan förbättra ljusstyrkan och färgprestanda som visas i stillbilder och videobilder på en LCD-skärm.
Kvantprickar är emitterande partiklar (något som fosfor på en plasma-TV). När partiklarna träffas med fotoner från en extern ljuskälla (i fallet med en LCD-TV-applikation, ett blått LED-ljus), avger varje punkt färgen på en specifik bandbredd, som bestäms av dess storlek. Större prickar avger ljus som är snedställt mot rött. När prickarna blir mindre avger prickarna ljus som är snett mot grönt.
När kvantprickar av angivna storlekar grupperas i en struktur och kombineras med en blå LED-ljuskälla, avger kvantprickarna ljus över hela färgbandbredden som krävs för TV-tittande.
Bilden ovan visar strukturen för en kvantpunkt (till höger), ett hypotetiskt exempel på förhållandet mellan kvantpricksfärgemissionsegenskaper enligt storlek (till vänster) och metoden med vilken kvantprickar tillverkas.
Hur Quantum Dots kan användas i LCD-TV
När kvantprickarna väl har skapats kan de olika storlekarna placeras slumpmässigt eller på ett storleksorganiserat sätt i ett hölje som kan placeras i en LCD-TV. Med en LCD-TV har prickarna vanligtvis två storlekar, en optimerad för grönt och den andra optimerad för rött.
Bilden ovan illustrerar hur kvantprickar kan placeras i en LCD-TV.
- Inuti ett hölje (kallas en kantoptik) längs LCD-panelens kanter mellan en blå LED-kantljuskälla och LCD-panelen (för kantbelysta LED/LCD-TV-apparater).
- På ett filmförbättringsskikt (QDEF) placerat mellan en blå LED-ljuskälla och LCD-panelen (för full-array eller direktupplysta LED/LCD-TV-apparater).
- På ett chip som är placerat över blå LED-ljuskällor längs kanten av en LCD-panel (för kantupplysta LED/LCD-TV-apparater).
I alla metoder sänder en blå LED ljus genom kvantprickarna som exciteras så att kvantprickarna avger rött och grönt ljus (vilket också kombineras med det blå som kommer från LED-ljuskällan).
Det olikfärgade ljuset passerar genom LCD-chips och färgfilter och sedan till skärmen för bildvisning. Det tillagda kvantpunktsutstrålande lagret gör att LCD-TV:n kan visa ett mer mättat och bredare färgomfång än LCD-TV utan det extra kvantpunktslagret.
effekten av att lägga till kvantprickar till LCD-TV
Visas nedan är ett diagram och ett exempel på hur att lägga till kvantprickar till LCD-TV-apparater kan förbättra färgprestandan.
Diagrammet högst upp är en grafisk standardrepresentation som illustrerar hela det synliga färgspektrumet. TV-apparater och videotekniker kan inte visa hela färgspektrumet. Med det i åtanke visar trianglarna som visas inom det spektrumet hur nära olika färgteknologier som används i videodisplayenheter närmar sig det målet.
Som du kan se från de refererade trianglarna, visar LCD-TV-apparater som använder traditionell vit LED-bak- eller kantbelysning ett snävare färgområde än TV-apparater med kvantprickar. Kvantpunkter visar färger som är mer mättade och naturliga, som visas i jämförelserna under diagrammet.
Quantum dots kan uppfylla behoven för både HD (rec.709) och Ultra HD (rec.2020/BT.2020) färgstandarder.
Standard LED/LCD vs. OLED
LCD-TV-apparater har nackdelar när det gäller färgmättnad och svartnivåprestanda, särskilt jämfört med plasma-TV-apparater som inte längre är tillgängliga. Integreringen av LED svart-och-kant-belysningssystem har hjälpt något, men det har inte räckt.
Som ett svar eftersträvade TV-industrin (främst LG) OLED-teknik som lösningen eftersom den kan producera ett bredare färgomfång och absolut svart.
LG använder ett system som kallas WRGB, som är en kombination av vita ljusavgivande OLED-subpixlar och färgfilter för att producera bilder. Samsung inkorporerade äkta röda, gröna och blå ljusavgivande OLED-subpixlar.
Samsung hoppade av OLED-TV-produktion för konsumenter 2015, vilket lämnade LG och Sony som de enda källorna för OLED-TV på den amerikanska marknaden. Samsung har ägnat sina resurser åt att lansera quantum-dot (QLED) TV-apparater på marknaden, tillsammans med Vizio och TCL.
OLED-TV-apparater ser bra ut, men det stora problemet som fördröjer många TV-märken från att ta ut OLED-TV-apparater på marknaden i stor skala är kostnaden.
Trots påståendet att LCD-TV-apparater är mer komplicerade i strukturen än OLED-TV, är OLED-TV dyrare att tillverka i stora skärmstorlekar. Detta beror på defekter som dyker upp i tillverkningsprocessen som resulterar i att en stor andel av OLED-panelerna avvisas från användning för stora skärmstorlekar. Som ett resultat har de flesta av OLED:s fördelar (som att visa ett bredare färgomfång och djupare svartnivå) jämfört med LED/LCD-TV-apparater inte resulterat i en bred tillverkares användning.
Genom att dra fördel av OLED:s produktionsbegränsningar och möjligheten att införliva kvantpunkter i för närvarande utförd LED/LCD TV-design (med liten förändring som behövs i monteringslinjen), ses kvantprickar som biljetten för att ta med LED/LCD TV prestanda närmare OLED, men till en lägre kostnad.
Samsung går i spetsen för ett drag som kombinerar kvantprickar med OLED (dubbad QD-OLED) för bättre färgprestanda och ljusstyrka utan nackdelarna med nuvarande QLED- och OLED-TV-apparater. Inget besked om när eller om sådana uppsättningar skulle komma ut på marknaden.
LCD With Quantum Dots (QLED) vs. OLED
Att lägga till kvantprickar till en LCD-TV för dess prestanda närmare den hos en OLED-TV. Ändå finns det områden där var och en har fördelar och nackdelar. Här är exempel på några av dessa skillnader.
- Färgprestanda i nivå med OLED.
- Behåller utmärkt färgmättnad eftersom ljusstyrkan ändras bättre än OLED.
- Kan inte visa absolut svart.
- Ojämn skärmlikhet. Svarta och vita är inte ens över hela skärmens yta.
- En smalare betraktningsvinkel jämfört med OLED-TV-apparater.
- Hög ljuseffekt förbrukar mer ström.
- Utmärkt färgnoggrannhet.
- Inte lika bra som QLED på att bibehålla färgmättnad när ljusstyrkan ändras.
- Kan visa absolut svart.
- Inte lika ljusstark som en QLED-TV. Bäst i ett svagt upplyst rum.
- Bättre skärmlikformighet (svart och vitt är jämnt över skärmens yta) än QLED-TV.
- Lägre strömförbrukning än de flesta QLED-TV-apparater.
- Dyrare än QLED-TV.
Quantum Dots: A Colorful Present and Future
De huvudsakliga leverantörerna av kvantpunktsteknik för användning i TV-apparater är Nanosys och 3M, som tillhandahåller alternativet Quantum-dot film (QDEF) för användning med full-array bakgrundsbelysta LED/LCD-TV-apparater.
På bilden ovan är TV:n längst till vänster en Samsung 4K LED/LCD TV. Till höger och längst ner finns en LG 4K OLED-TV. Ovanför LG OLED-TV:n finns en Philips 4K LED/LCD-TV utrustad med quantum-dot-teknik. De röda färgerna syns mer på Philips än på Samsung-setet och är något mer mättade än de röda som visas på LG OLED-setet.
På höger sida av fotot finns exempel på kvantprickutrustade TV-apparater från TCL och Hisense.
Användningen av kvantprickar har tagit ett steg framåt eftersom flera tv-tillverkare har visat upp kvantprickaktiverade tv-apparater på mässor, inklusive Samsung, TCL, Hisense/Sharp, Vizio och Philips. Av dessa har Samsung och Vizio lanserat modeller på marknaden i USA, och TCL har också hoppat in. Samsung och TCL märker sina kvantprick-TV-apparater som QLED-TV, medan Vizio använder termen Quantum.
LG visade några kvantprickade TV-prototyper 2015 men backade från att ta ut dessa på marknaden för att lägga mer resurser på sin Nano Cell-teknik i utvalda LCD-TV-apparater samt göra dyrare TV-apparater med OLED-teknik.
Med LG och Sony (från och med 2020) som de enda tillverkarna av OLED-TV (Sony OLED-TV använder LG OLED-paneler) för den amerikanska marknaden, kan kvantpunkts alternativet för färgförbättring som erbjuds av Nanosys och 3M möjliggöra LCD att fortsätta dominansen på marknaden i många år framöver.
Nästa gång du går och handlar en TV, kontrollera om den har Color IQ, QLED, QD, QDT, Quantum eller liknande etikett på setet eller i användarhandboken. Det säger dig att TV:n använder kvantpunktsteknik.
FAQ
Är QLED-TV bättre än OLED-TV?
Detta kommer att bero på de specifika TV-apparater du jämför, men i high-end kommer OLED som teknik att kosta mer och ge dig den bästa bilden du kan köpa för pengar. Det finns dock många andra faktorer, som svarstid eller ljusstyrka, som spelar in vid köp av en TV som skulle kunna göra en QLED-TV bättre passform.
Är IPS-TV bättre än QLED-TV?
Detta kommer också att bero på de specifika modeller du jämför, men IPS är en teknik som oftast används i bildskärmar på grund av dess fördelar jämfört med traditionella LCD/LED-TV-apparater i kombination med en snabb svarstid. Men när det gäller ren bildkvalitet tenderar QLED-TV i high-end att ge en bättre bild än IPS-TV.
