Che cos'è una TV Quantum Dot (aka QD QLED)?

Nonostante alcune carenze, TV LCD (Compreso TV LED/LCD) sono il tipo dominante di televisori acquistati dai consumatori. L'accettazione dei televisori LCD ha accelerato la scomparsa dei CRT e televisori a retroproiezione ed è la ragione principale per cui i televisori al plasma non sono più disponibili.

Negli ultimi anni, TV OLED, guidato da LG, è stato pubblicizzato come il successore di LCD. Sebbene l'OLED rappresenti un passo avanti nella tecnologia TV, i televisori LCD hanno fatto un salto di qualità con l'incorporazione di punti quantici (noti anche come QLED).

Che cos'è un punto quantico

Un punto quantico è un nanocristallo fabbricato con proprietà di semiconduttore in grado di migliorare la luminosità e le prestazioni cromatiche visualizzate nelle immagini fisse e video su un

Schermo a cristalli liquidi.

I punti quantici sono particelle emissive (un po' come i fosfori di un televisore al plasma). Quando le particelle vengono colpite da fotoni provenienti da una fonte di luce esterna (nel caso di una TV LCD applicazione, una luce LED blu), ogni punto emette il colore di una larghezza di banda specifica, che è determinata da la sua taglia. I punti più grandi emettono luce inclinata verso il rosso. Man mano che i punti diventano più piccoli, i punti emettono luce che è inclinata verso il verde.

Quando i punti quantici di dimensioni designate sono raggruppati in una struttura e sono combinati con una sorgente di luce LED blu, i punti quantici emettono luce attraverso l'intera larghezza di banda del colore richiesta per la visione della TV.

Come possono essere utilizzati i punti quantici nei televisori LCD

Una volta creati i punti quantici, i punti di dimensioni diverse possono essere posizionati casualmente o in modo organizzato in base alle dimensioni in un involucro che può essere posizionato all'interno di una TV LCD. Con una TV LCD, i punti sono in genere di due dimensioni, una ottimizzata per il verde e l'altra ottimizzata per il rosso.

L'immagine sopra illustra i modi in cui i punti quantici possono essere posizionati in una TV LCD.

• All'interno di un involucro (denominato ottica edge) lungo i bordi del pannello LCD tra una sorgente luminosa edge LED blu e il pannello LCD (per TV LED/LCD con illuminazione laterale).
• Su uno strato di miglioramento della pellicola (QDEF) posizionato tra una sorgente di luce LED blu e il pannello LCD (per TV LED/LCD full-array o a luce diretta).
• Su un chip posizionato su sorgenti luminose a LED blu lungo il bordo di un pannello LCD (per TV LED/LCD con illuminazione laterale).

In tutti i metodi, un LED blu invia luce attraverso i punti quantici che sono eccitati in modo che il quanto i punti emettono luce rossa e verde (che è anche combinata con il blu proveniente dalla luce LED) fonte).

La diversa luce colorata passa attraverso i chip LCD e i filtri colorati, quindi sullo schermo per la visualizzazione delle immagini. Lo strato emissivo aggiunto a punti quantici consente alla TV LCD di visualizzare un'immagine più satura e più ampia gamma di colori rispetto ai televisori LCD senza lo strato di punti quantici aggiunto.

L'effetto dell'aggiunta di punti quantici ai televisori LCD

Di seguito è mostrato un grafico e un esempio di come l'aggiunta di punti quantici ai televisori LCD può migliorare le prestazioni del colore.

Il grafico in alto è una rappresentazione grafica standard che illustra l'intero spettro dei colori visibili. I televisori e le tecnologie video non possono visualizzare l'intero spettro dei colori. Tenendo presente ciò, i triangoli visualizzati all'interno di tale spettro mostrano quanto le varie tecnologie di colore utilizzate nei dispositivi di visualizzazione video si avvicinino a tale obiettivo.

Come puoi vedere dai triangoli di riferimento, i televisori LCD che utilizzano la tradizionale illuminazione posteriore o laterale a LED bianchi visualizzano una gamma di colori più ristretta rispetto ai televisori dotati di punti quantici. I punti quantici visualizzano colori più saturi e naturali, come mostrato nei confronti sotto il grafico.

LED/LCD standard vs. OLED

I televisori LCD presentano svantaggi nella saturazione del colore e nelle prestazioni del livello di nero, soprattutto se confrontati con i televisori al plasma, che non sono più disponibili. L'incorporazione di sistemi di illuminazione a LED black-and-edge ha aiutato in qualche modo, ma non è stato abbastanza.

In risposta, l'industria televisiva (principalmente LG) ha perseguito la tecnologia OLED come soluzione in quanto può produrre una gamma di colori più ampia e un nero assoluto.

LG utilizza un sistema denominato WRGB, che è una combinazione di subpixel OLED a emissione di luce bianca e filtri colorati per produrre immagini. Samsung ha incorporato veri subpixel OLED a emissione di luce rossa, verde e blu.

I televisori OLED hanno un bell'aspetto, ma il problema principale che impedisce a molti marchi di TV di portare i televisori OLED sul mercato su larga scala è il costo.

Nonostante l'affermazione che i televisori LCD siano più complicati nella struttura rispetto ai televisori OLED, i televisori OLED sono più costosi da produrre su schermi di grandi dimensioni. Ciò è dovuto a difetti che si manifestano nel processo di produzione che comportano il rifiuto dell'uso di una grande percentuale di pannelli OLED per schermi di grandi dimensioni. Di conseguenza, la maggior parte dei vantaggi di OLED (come la visualizzazione di una gamma di colori più ampia e un livello di nero più profondo) rispetto ai TV LED/LCD non ha portato a un'ampia adozione da parte dei produttori.

Sfruttando i limiti di produzione di OLED e la capacità di incorporare punti quantici nel design di TV LED/LCD attualmente eseguito (con poco cambiamento necessario nella catena di montaggio), i punti quantici sono visti come il biglietto per avvicinare le prestazioni dei TV LED/LCD a quelle degli OLED, ma a un costo inferiore.

LCD con punti quantici (QLED) vs. OLED

L'aggiunta di punti quantici a un televisore LCD avvicina le sue prestazioni a quelle di un televisore OLED. Ancora, ci sono aree in cui ognuno ha vantaggi e svantaggi. Ecco alcuni esempi di alcune di queste differenze.

Punti quantici: un presente e un futuro colorati

I principali fornitori di tecnologia a punti quantici da utilizzare nei televisori sono Nanosys e 3M, che forniscono l'opzione pellicola a punti quantici (QDEF) per l'uso con TV LED/LCD retroilluminati full-array.

Nella foto sopra, la TV all'estrema sinistra è una TV LED/LCD 4K Samsung. A destra e in basso c'è una TV OLED LG 4K. Sopra il TV LG OLED c'è un TV LED/LCD Philips 4K dotato di tecnologia quantum-dot. I rossi risaltano di più sul Philips che sul Samsung e sono leggermente più saturi dei rossi visualizzati sul set LG OLED.

Sul lato destro della foto ci sono esempi di televisori dotati di punti quantici di TCL e Hisense.

L'uso dei punti quantici ha fatto un balzo in avanti poiché diversi produttori di TV hanno mostrato televisori abilitati per punti quantici a fiere, tra cui Samsung, TCL, Hisense/Sharp, Vizio e Philips. Di questi, Samsung e Vizio hanno portato i modelli sul mercato negli Stati Uniti, con anche TCL. Samsung e TCL marchiano i loro televisori a punti quantici come televisori QLED, mentre Vizio usa il termine Quantum.

Con LG e Sony (dal 2020) come gli unici produttori di televisori OLED (i televisori OLED Sony utilizzano pannelli OLED LG) per il mercato statunitense, il quantum L'alternativa dot per il miglioramento del colore offerta da Nanosys e 3M potrebbe consentire agli LCD di continuare a dominare il mercato per anni a venire.