Skip to main content

量子点 - 增强液晶电视性能

Anonim

量子点和液晶电视

毫无疑问,尽管有一些缺点,液晶电视仍然是以消费者为主要娱乐体验中心的主要电视类型。液晶电视的快速接受肯定加速了CRT和背投电视的消亡,也是等离子电视不再与我们合作的主要原因。

然而,OLED电视受到许多人的欢迎,其“增强”性能是LCD的合法继承者。事实上,LG已经通过生产和积极推广OLED电视来对这项技术下注。

然而,尽管支持者可能会认为OLED代表了电视技术的升级,但是随着Quantum Dots的加入,液晶电视仍然可以将其提升一个档次。

什么是量子点?

为了应用于电视和视频显示器,量子点是一种具有半导体特性的人造纳米晶体,可用于增强LCD屏幕上静止和视频图像中显示的亮度和色彩性能。

量子点是发射粒子(有点像等离子电视上的荧光粉),但是,在这种情况下,当它们被来自外部光源的光子击中时(在液晶电视应用的情况下是蓝色LED灯),每个点发出颜色特定带宽的大小,由其大小决定。

较大的点发出偏向红色的光,随着点变小,它们会发出偏向绿色的光。当指定尺寸的量子点在一个结构中组合在一起(下一页更多内容)并与蓝色LED光源组合时,它们可以在电视观看所需的整个颜色带宽上发光。利用量子点特性,电视制造商可以将液晶电视的亮度和色彩性能提升到目前的能力以上。

上图显示了量子点(右侧)的结构,一个假设的例子,量子点颜色发射特性与尺寸(左侧)的关系,以及量子点实际制造的方法(看起来像是什么东西)弗兰肯斯坦博士的实验室或大学化学实验室。

量子点如何在液晶电视中使用

一旦制作量子点,不同尺寸的点可以随机放置或以尺寸组织的方式放置在可放置在液晶电视内的外壳中(使用液晶电视时,点通常为两种尺寸,一种针对绿色和另一个针对Red进行了优化)。

根据所使用的外壳类型,本页显示的图像说明了如何在液晶电视中使用量子点。

  • 沿着LCD面板边缘放置在外壳(称为边缘光学器件)内部,在蓝色LED边缘光源和LCD面板之间(用于侧光式LED / LCD电视)。
  • 在蓝色LED光源和LCD面板之间的“薄膜增强层”(用于全阵列或直接点亮的LED / LCD电视)。
  • 在沿着LCD面板边缘放置在蓝色LED光源上的芯片上(用于侧光式LED / LCD电视)。

在每种方法中,蓝色LED通过量子点发光,然后被激发,使得它们发出红光和绿光(其也与来自LED光源的蓝色组合)。然后,不同颜色的光通过LCD芯片,滤色器,并进入屏幕进行图像显示。增加的量子点发光层使液晶电视能够显示比没有添加量子点层的液晶电视更饱和和更宽的色域。

查看液晶显示器(家庭影院极客/ QD视觉)中量子点应用的视频演示

添加量子点对液晶电视的影响

上面显示的是图表和如何将量子点添加到液晶电视可以改善色彩性能的示例。

在顶部的图表中是标准图形表示,其说明了完整的可见色谱。然而,电视和视频技术无法显示整个色谱,因此考虑到这一点,该光谱中显示的三角形显示了视频显示设备中使用的各种色彩技术接近该目标的接近程度。

从参考三角形中可以看出,使用传统白光LED背光或边缘照明显示的液晶电视远远低于1953年采用的用于彩色传输的NTSC色彩标准。但是,正如您所看到的,当量子点添加到混音中时,液晶电视上的颜色可以扩展到足以满足NTSC色彩标准要求。

实际效果:颜色更加饱和和自然,如图表下方的比较所示。

同样重要的是要指出,Quantum Dots也可用于满足HD(rec.709)和Ultra HD(rec.2020 / BT.2020)颜色标准的需求,正如文章中所讨论的那样。 用于LCD中超高色域的量子点 由国际光学和光子学会发布。

LCD与OLED

正如我在本文的介绍中所提到的,液晶电视是全世界家庭中最常用的类型。然而,话虽如此,液晶电视确实存在缺点,包括色彩饱和度和黑电平性能,尤其是与等离子电视相比时。 LED黑色和边缘照明系统的整合有所帮助,但这还不够。

作为对这些缺点的回应,电视行业(主要是LG)一直在寻求OLED作为解决方案,因为采用OLED技术的电视可以产生更宽的色域和绝对黑色。

然而,虽然OLED被誉为LED / LCD的更好替代品,但经过多年的承诺和未能进入市场的尝试,2014年只有LG和三星进入电视市场,在2013年国际消费电子展上使用两款大屏幕OLED电视方法略有不同。

LG采用称为WRGB的系统,它是白色发光OLED子像素和彩色滤光片的组合,用于产生图像,而三星则采用真正的红色,绿色和蓝色发光OLED子像素。

OLED电视确实看起来很棒,但有一个主要问题是阻止其他电视行业将OLED电视大规模推向市场。

此外,必须指出的是,三星在2015年退出消费者的OLED电视生产,使LG和现在的索尼成为针对消费市场的OLED电视的唯一来源。

尽管有人声称液晶电视的结构比OLED电视更复杂,但事实上,到目前为止,OLED在电视所需的大屏幕尺寸下制造成本更高。这是由于制造过程中出现的缺陷导致大部分OLED屏幕被拒绝用于大屏幕尺寸。因此,大多数OLED在LED / LCD电视上的优势(例如能够显示更宽的色域和更深的黑电平)都受到了扼杀。

利用OLED的生产问题以及将Quantum Dots纳入当前执行的LED / LCD电视设计的能力(并且装配线中所需的变化非常小),Quantum Dots可能成为使LED / LCD电视性能更接近于什么电视制造商希望用OLED - 而且成本要低得多。

具有量子点与OLED的LCD

此页面上显示的图表是两款索尼LED / LCD电视的亮度,色彩覆盖范围和功耗要求,这两款电视采用了Quantum Dots和三星和LG发布的第一代OLED电视。

没有进入很多技术细节,当你比较所有四组时,你会发现两个配备索尼量子点的LED / LCD套装用于比较的颜色覆盖率,原来的三星OLED套装非常接近,而LG OLED设置实际上似乎表现不佳。

另一方面,虽然三星套装具有高亮度输出,但索尼量子点LED / LCD和LG OLED套件都非常接近。

然而,最明显的区别在于功耗。正如您所看到的,两款OLED电视消耗的功率都超过了本次比较中使用的索尼套装,特别是当您进一步考虑65英寸索尼4K套装比55英寸OLED电视消耗更少的功率时。这意味着,除非在未来几代OLED电视中取得任何工程进展,65英寸OLED电视的功耗可能超过其量子点LED / LCD电视等效电源。

此外,要记住的另一件事是,虽然LED / LCD电视在不考虑亮度输出的情况下消耗更稳定的电量(虽然电视上的其他功能,例如智能电视等……,当使用时会影响功耗) ,OLED电视功耗随着产生图像所需的亮度水平而变化。因此,内容越亮,消耗的功率越多 - 当然,吸引智能电视和其他功能也会改变这一点。

因此,正如您在图表中所看到的那样,制造和购买OLED电视的额外成本因素可能无法比配备Quantum Dot的LED / LCD电视带来更大的改进。

量子点 - 丰富多彩的现在和未来

有三种主要的量子点技术用于电视,QD Vision(为边缘发光的LED / LCD电视提供边缘光学解决方案),以及Nanosys和3M(提供量子点胶片(QDEF)选项) - 用于全阵列背光LED / LCD电视)。

在上面显示的照片的左侧,最左边的电视是三星4K LED /液晶电视,右侧和底部是LG 4K OLED电视。 LG OLED电视正上方是配备量子点技术的飞利浦4K LED /液晶电视。正如你所看到的,飞利浦上的红色比三星套装更多,并且比LG OLED套装上显示的红色略微饱和。

在照片的右侧是TCL和海信的配备量子点电视的例子。

Quantum Dots的使用取得了重大飞跃,因为几家电视制造商在2016年CES上展示了支持Quantum Dot的电视,包括三星,TCL,海信/夏普,Vizio和飞利浦。

然而,奇怪的是,LG在2015年展示了一些量子点电视原型,显然已经决定退出,并将更多资源投入到他们更昂贵的OLED电视技术中。

另一方面,由于LG和索尼(截至2017年)是唯一的OLED电视制造商(索尼OLED电视使用LG OLED面板),QD Vision,Nanosys和3M提供的Quantum Dot色彩增强替代品实际上可以实现使LCD能够在未来数十年和未来数十年内继续保持其市场主导地位。因此,下次购买电视时,请检查它是否具有“Color IQ”,“QLED”,“QD”,“QDT”或类似标签,或者在用户指南中 - 你认为电视正在使用量子点技术。

量子点和HDR: 更好地结合:结合HDR和量子点(QD Vision)

移动显示器中的量子点: Apple Retina(技术雷达)