ทีวี Quantum Dot (aka QD QLED) คืออะไร?

แม้จะมีข้อบกพร่องบางประการ แอลซีดีทีวี (รวมทั้ง แอลอีดี/แอลซีดีทีวี) เป็นทีวีประเภทหลักที่ผู้บริโภคซื้อ การยอมรับแอลซีดีทีวีเร่งการตายของ CRT และ ทีวีฉายภาพด้านหลัง และเป็นสาเหตุหลักที่ ทีวีพลาสม่าไม่มีให้บริการอีกต่อไป.

ในปีที่ผ่านมา, OLED TV, นำโดย LGได้รับการขนานนามว่าเป็นผู้สืบทอดต่อ LCD แม้ว่า OLED จะแสดงถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทีวี แต่ทีวี LCD ได้ยกระดับขึ้นด้วยการผสานจุดควอนตัม (aka QLED)

Quantum Dot คืออะไร

จุดควอนตัมคือนาโนคริสตัลที่ผลิตขึ้นด้วยคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเพิ่มความสว่างและประสิทธิภาพสีที่แสดงในภาพนิ่งและวิดีโอบน หน้าจอ LCD.

จุดควอนตัมเป็นอนุภาคที่แผ่รังสี (คล้ายกับสารเรืองแสงในทีวีพลาสม่า) เมื่ออนุภาคโดนโฟตอนจากแหล่งกำเนิดแสงภายนอก (ในกรณีของ LCD TV แอปพลิเคชันไฟ LED สีฟ้า) แต่ละจุดจะปล่อยสีของแบนด์วิดท์เฉพาะซึ่งกำหนดโดย ขนาดของมัน. จุดที่มีขนาดใหญ่กว่าจะเปล่งแสงที่เบ้ไปทางสีแดง เมื่อจุดเล็กลง จุดจะเปล่งแสงที่เบ้ไปทางสีเขียว

เมื่อจุดควอนตัมขนาดที่กำหนดถูกจัดกลุ่มในโครงสร้างและรวมกับแหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้า จุดควอนตัมจะเปล่งแสงทั่วทั้งแบนด์วิดท์สีทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการดูทีวี

วิธีการใช้ Quantum Dots ในทีวี LCD

เมื่อสร้างจุดควอนตัมแล้ว จุดขนาดต่างๆ สามารถวางแบบสุ่มหรือจัดวางในลักษณะที่จัดขนาดไว้ในเคสที่สามารถวางไว้ในทีวี LCD ได้ สำหรับทีวี LCD โดยทั่วไปแล้ว จุดจะมีสองขนาด จุดหนึ่งปรับให้เหมาะกับสีเขียว และอีกจุดปรับให้เหมาะกับสีแดง

ภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงวิธีการวางจุดควอนตัมในทีวี LCD

• ภายในปลอก (เรียกว่า edge optic) ตามขอบแผง LCD ระหว่างแหล่งกำเนิดแสงขอบ LED สีฟ้าและแผง LCD (สำหรับทีวี LED/LCD แบบมีไฟส่องสว่าง).
• บนเลเยอร์การเพิ่มประสิทธิภาพฟิล์ม (QDEF) ที่วางไว้ระหว่างแหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้าและแผง LCD (สำหรับทีวี LED/LCD แบบฟูลอาร์เรย์หรือไฟส่องตรง)
• บนชิปที่วางทับแหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้าที่ขอบของแผง LCD (สำหรับทีวี LED/LCD ที่มีแสงขอบ)

ในทุกวิธี LED สีฟ้าจะส่งแสงผ่านจุดควอนตัมที่ตื่นเต้นเพื่อให้ควอนตัม จุดปล่อยแสงสีแดงและสีเขียว (ซึ่งรวมกับสีน้ำเงินที่มาจากไฟ LED แหล่งที่มา).

แสงสีต่างๆ จะส่องผ่านชิป LCD และฟิลเตอร์สี จากนั้นไปที่หน้าจอเพื่อแสดงภาพ เลเยอร์การแผ่รังสีควอนตัมดอทที่เพิ่มเข้ามาช่วยให้ LCD TV แสดงความอิ่มตัวและกว้างขึ้น ช่วงสี มากกว่าทีวี LCD ที่ไม่มีเลเยอร์ควอนตัมดอทเพิ่ม

ผลกระทบของการเพิ่มจุดควอนตัมให้กับทีวี LCD

ด้านล่างนี้คือแผนภูมิและตัวอย่างวิธีการเพิ่มจุดควอนตัมให้กับทีวี LCD สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพสีได้

แผนภูมิที่ด้านบนสุดคือการแสดงกราฟิกมาตรฐานที่แสดงสเปกตรัมสีที่มองเห็นได้ทั้งหมด ทีวีและเทคโนโลยีวิดีโอไม่สามารถแสดงสเปกตรัมสีทั้งหมดได้ โดยคำนึงถึงสิ่งนั้น รูปสามเหลี่ยมที่แสดงภายในสเปกตรัมนั้นแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีสีต่างๆ ที่ใช้ในอุปกรณ์แสดงผลวิดีโอเข้าใกล้เป้าหมายนั้นมากเพียงใด

ดังที่คุณเห็นจากรูปสามเหลี่ยมอ้างอิง ทีวี LCD ที่ใช้ไฟหลัง LED สีขาวแบบดั้งเดิมหรือแสงที่ขอบจะแสดงช่วงสีที่แคบลง มากกว่าทีวีที่ติดตั้งจุดควอนตัม จุดควอนตัมแสดงสีที่อิ่มตัวและเป็นธรรมชาติมากขึ้น ดังที่แสดงในการเปรียบเทียบด้านล่าง กราฟ.

มาตรฐาน LED/LCD เทียบกับ OLED

ทีวี LCD มีข้อเสียในด้านความอิ่มตัวของสีและประสิทธิภาพระดับสีดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับทีวีพลาสมาซึ่งไม่มีจำหน่ายแล้ว การรวมระบบไฟส่องสว่างแบบ LED แบบขอบดำช่วยได้บ้าง แต่ยังไม่เพียงพอ

เพื่อเป็นการตอบโต้ อุตสาหกรรมทีวี (ส่วนใหญ่เป็น LG) ได้ใช้เทคโนโลยี OLED เป็นโซลูชัน เนื่องจากสามารถผลิตช่วงสีที่กว้างขึ้นและสีดำสนิทได้

LG ใช้ระบบที่เรียกว่า WRGB ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างพิกเซลย่อย OLED เปล่งแสงสีขาวและฟิลเตอร์สีเพื่อสร้างภาพ Samsung ได้รวมพิกเซลย่อย OLED ที่เปล่งแสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินที่แท้จริง

ทีวี OLED ดูดี แต่ปัญหาสำคัญที่ทำให้แบรนด์ทีวีหลายๆ แบรนด์ชะลอการนำทีวี OLED ออกสู่ตลาดในปริมาณมากคือต้นทุน

แม้จะอ้างว่า LCD TV มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่า OLED TV แต่ OLED TV ก็ยังมีราคาแพงกว่าในการผลิตในขนาดหน้าจอขนาดใหญ่ นี่เป็นเพราะข้อบกพร่องที่แสดงในกระบวนการผลิตซึ่งส่งผลให้แผง OLED ส่วนใหญ่ถูกปฏิเสธไม่ให้ใช้กับหน้าจอขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้ ข้อดีของ OLED ส่วนใหญ่ (เช่น การแสดงช่วงสีที่กว้างกว่าและระดับสีดำที่ลึกกว่า) เหนือทีวี LED/LCD จึงไม่ส่งผลให้มีการยอมรับจากผู้ผลิตในวงกว้าง

ใช้ประโยชน์จากข้อจำกัดในการผลิตของ OLED และความสามารถในการรวมจุดควอนตัมเข้ากับการออกแบบทีวี LED/LCD ที่ดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในสายการผลิต) จุดควอนตัมถูกมองว่าเป็นตั๋วเพื่อนำประสิทธิภาพของทีวี LED/LCD ให้ใกล้เคียงกับ OLED แต่ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า

LCD พร้อมจุดควอนตัม (QLED) เทียบกับ OLED

การเพิ่มจุดควอนตัมให้กับทีวี LCD ทำให้ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับทีวี OLED ยังคง, มีพื้นที่ที่แต่ละส่วนมีข้อดีและข้อเสีย. ต่อไปนี้คือตัวอย่างความแตกต่างบางประการ

จุดควอนตัม: ปัจจุบันและอนาคตที่มีสีสัน

ผู้ให้บริการหลักของเทคโนโลยีควอนตัมดอทสำหรับใช้ในทีวีคือ นาโนซิส และ 3Mซึ่งให้ตัวเลือกฟิล์มควอนตัมดอท (QDEF) สำหรับใช้กับทีวี LED/LCD แบ็คไลท์ฟูลอาร์เรย์

ในภาพด้านบน ทีวีด้านซ้ายสุดคือ Samsung 4K LED/LCD TV ด้านขวาและด้านล่างเป็นทีวี LG 4K OLED เหนือ LG OLED TV เป็นทีวี 4K LED/LCD ของ Philips ที่ติดตั้งเทคโนโลยีควอนตัมดอท สีแดงปรากฏบน Philips มากกว่าชุด Samsung และมีความอิ่มตัวมากกว่าสีแดงที่แสดงในชุด LG OLED เล็กน้อย

ทางด้านขวาของภาพถ่ายคือตัวอย่างทีวีที่ติดตั้งควอนตัมดอทจาก TCL และ Hisense

การใช้จุดควอนตัมได้ก้าวกระโดดไปข้างหน้า เนื่องจากผู้ผลิตทีวีหลายรายได้แสดงทีวีที่เปิดใช้งานควอนตัมดอทที่งานแสดงสินค้า รวมถึง Samsung, TCL, Hisense/Sharp, Vizio และ Philips ในจำนวนนี้ Samsung และ Vizio ได้นำโมเดลต่างๆ ออกสู่ตลาดในสหรัฐฯ โดยที่ TCL ก็กระโดดเข้ามาด้วยเช่นกัน Samsung และ TCL สร้างแบรนด์ทีวีควอนตัมดอทเป็น QLED TV ในขณะที่ Vizio ใช้คำว่า Quantum

โดยที่ LG และ Sony (ณ ปี 2020) ในฐานะผู้ผลิตทีวี OLED เพียงรายเดียว (Sony OLED TV ใช้แผง LG OLED) สำหรับตลาดสหรัฐฯ ควอนตัม ทางเลือก dot สำหรับการปรับปรุงสีที่นำเสนอโดย Nanosys และ 3M อาจทำให้ LCD สามารถครองตลาดต่อไปได้อีกหลายปี มา.