Hætteglas indeholdende kvantepunkter: fluorescerende nanopartikler af halvledende materiale. Billedkredit: PlasmaChem LED, LCD, OLED, 4K, UHD ... det sidste, tv-branchen har brug for lige nu, er endnu et techno-akronym. Men tv-teknologi, der er den stadigt udviklende juggernaut, som det er, var vi nødt til at omfavne ny terminologi på et eller andet tidspunkt. Det viser sig, at dette punkt er nu, og udtrykket - hvilketviljevære buzzword de rigeur i 2015 - er kvante prikker. Selvom vi er glade for at blive skånet et andet akronym, undgår udtrykket "kvanteprik" ikke kun, hvad teknologien gør, men emnet er også temmelig berusende.
Ikke bekymre dig, det er det, vi er her for. Uanset hvilket pseudonym du hører plejede at henvise til dem, i slutningen af dagen, hvad kvantepunkter virkelig betyder for dig er: bedre farve.
Kort sagt, kvanteprikker er små partikler, der lyser, når du skinner lys på dem. Sæt en masse af dem på et ark film, lys lys på den film, og filmen lyser! Lyder det ikke så magisk, gør det? Selvfølgelig er det ikke rigtig så simpelt som det, og så kompliceret som videnskaben bag kvanteprikker kan være, hvordan de fungerer for at få LCD-tv til at se bedre ud virkelig er fascinerende ting. Med dette i tankerne er her en forklaring på, hvordan kvanteprikker fungerer i fjernsyn, som det måske bliver fortalt af din junior high science-lærer (for tro os, forklareren på college-niveau vil få dig til at sove).
Først starter du med et LCD-display
Kvanteprikker eller i videnskabeligt sprog, nanokrystal halvledere, svarer ikke til en ny skærmtype eller opløsning. Kvanteprikker er bare en ny komponent på en LCD-skærm. Mere specifikt fungerer kvanteprikker efter løser et skarpt problem iboende til LED-baggrundsbelyste LCD-tv.
Det betyder, at vi bliver nødt til at forklare, hvordan grundlæggende LCD-skærme fungerer, inden vi går videre, så behandl dette som en genopfriskning, hvis du allerede ved det.
Dit grundlæggende LCD-tv har tre hoveddele: en hvid baggrundsbelysning, der genererer det lys, du ser, farvefiltre, der deler lyset i pinpricks af rødt, grønt og blåt lys og et flydende krystalmodul, der fungerer som et gitter med små vinduer (pixels) for at blande disse farver ind i et billede. Hver pixel har sine egne røde, grønne og blå subpixels - de lysnålsstifter - som kan blinke åbne og lukkede med flydende krystaller, næsten som skodder. Når hvidt lys fra lysdioderne passerer gennem en pixel med dets røde og grønne subpixels helt lukket og den blå subpixel helt åben, ser den blå ud for dit øje. Hvis alle tre subpixels er åbne, ser de røde, grønne og blå ud til at være hvide. At lukke dem alle producerer sort. Ved at blande mængden af lys, der kommer fra forskellige subpixels, er tv'et i stand til at skabe mange forskellige farver i forskellige nuancer og nuancer. Hvad du ser i den anden ende er et billede.
Hvad det betyder for dig er: bedre farve.
Dagens fjernsyn bruger lysdioder til at give den "hvide" baggrundsbelysning, men her er problemet med denne opsætning: Lysdioder suger til at producere hvidt lys. Som alle, der har skiftet fra glødepærer til kompakte lysstofrør eller LED-lys, ved, ser tingene i dit hjem ikke det samme ud, når du har skiftet. Farver ser ud, og selve lyset virker koldt og sterilt. Pæreproducenter har arbejdet hårdt for at ændre “temperaturen” på disse lys ved hjælp af forskellige metoder for at få dem til at føle sig varmere og mere naturlige for vores øjne, og i dag er de lettere at leve med. På en måde gør kvanteprikker noget lignende ved at hjælpe LED-baggrundsbelysningen i LCD-tv med at skabe mere nøjagtige farver.
Det sjove ved LED-lys er, at de ikke lyser hvidt naturligt. De "hvide" lysdioder i dit tv er faktisk blå lysdioder belagt med en gul fosfor, der producerer en "slags" hvidt lys. Men dette kvasi-hvide lys ligger uden for idealet. Hvis du fodrede det ind i et prisme (husker du dem fra videnskabsklassen?), Ville det ikke producere en regnbue af lys, der var lige så lys i hver skygge. For eksempel er det sørgeligt kort på intensitet i de røde bølgelængder, så rødt ser svagere ud end grøn og blå efter filtrering, hvilket påvirker enhver anden farve, som tv'et forsøger at lave. Ingeniører er i stand til at kompensere for denne ujævne farveintensitet ved at afbalancere den med løsninger (du kan f.eks. Ringe ned grønt og blåt for at matche), men intensiteten af det endelige billede lider som følge heraf.
Hvad tv-producenter har brug for, er en “renere” kilde til hvidt lys, der er mere jævnt afbalanceret over det røde, grønne og blå farvespektrum. Det er her kvanteprikkerne kommer ind.
Indtast kvanteprikken
Som en påmindelse er kvanteprikker små fosforescerende krystaller, der lyser, når du skinner lys på dem. De kan gløde i en række farver, og hvilken farve de gløder bestemmes af deres størrelse. Da størrelsen på en kvantepunkt nu kan kontrolleres nøjagtigt (baseret på hvor mange atomer der er i - disse ting er mindre end en virus), kan det resulterende lys, de udsender, ringes ind lige så præcist. De er også bemærkelsesværdigt stabile, hvilket betyder, at effekten ikke slides eller ændres over tid. En kvanteprik, der er fremstillet til at lyse en bestemt rød nuance, lyser altid den nuance af rødt. Se hvor dette går hen?
Quantum-dot enhancement film (QDEF) ender mellem en skærmens baggrundsbelysning og det traditionelle flydende-krystal-modul (LCM). Hvad tv-producenter nu laver, er at tage et ark film og mætte det med en masse kvanteprikker, der er konstrueret til at gløde i meget præcise nuancer af rødt og grønt. De grøfter derefter den gule fosforbelagte LED, de har brugt, og bruger i stedet en ren blå LED.
Nu på dette tidspunkt tænker du måske: Eureka! Vi har nu fået et blåt lys med rød og grøn fra kvanteprikkerne! RGB = færdig! ” Men sådan fungerer det faktisk ikke. Husk, at kvanteprikkerne er på et kæmpe, ensartet ark, ikke arrangeret pænt i mikroskopiske underpixler. Så alle disse farver går i en blender.
Når den blå LED lyser på det kvante prikmættede filmark, og prikkerne begynder at lyse rødt og grønt, kombineres de alle tre for at skabe det ideelle hvide lys. Nu har farvefiltrene på LCD-skærmen en bedre lyskilde at arbejde med og kan mere præcist og effektivt filtrere rødt, grønt og blåt ud. Da der er færre uønskede "toppe" i hvidt lys, behøver farvefiltrene ikke at presse dem ud. For eksempel er der lidt intensitet i de orange og gule bølgelængder, der skal tages ud, når du opretter rødt, så du får lysere, mere nøjagtige røde. Og når den røde, grønne og blå farve er lysere og mere nøjagtig, bliver enhver resulterende farve, der kommer fra farveblandingsprocessen, mere præcis og lysere.
Voila. Du har nu et LCD-tv med meget bedre farvefunktioner. Og dette bredere farveskala vil være særligt godt til 4K UHD-tv, som kan håndtere meget mere farveinformation end 1080p HD-tv.
Der er kun en fangst.
Det er stadig et LCD-tv
De fleste LCD-baserede tv'er kæmper for at producere sorte, der ikke ser grå ud, fordi flydende krystalmoduler - de "skodder", der kan blokere lys - ikke er perfekte. Selv når de er helt lukkede, siver noget lys fra baggrundsbelysningen igennem. Derfor ser en "sort" skærm på dit tv lidt gråt ud, men når du slukker for det, bliver det sort. Det grå du ser er en minimal mængde lys, der siver igennem.
Kvanteprikker sigter mod at forbedre ydeevnen i nogle af disse områder, men i slutningen af dagen har et LCD-panel sine begrænsninger - det vil aldrig være i stand til helt at lukke alt lys bagved. Af den grund vil billedkvaliteten altid blive kompromitteret i forhold til OLED-teknologien, som har pixels, der kan stoppe med at producere lys fuldstændigt, når de får det rigtige signal, hvilket giver blød, tonehvid billedkvalitet.
Stadig, med plasma-tv, der nu er pensioneret, og OLED-fjernsyn (LG er det eneste firma, der fremstiller dem) stadig uoverkommeligt dyre for de fleste, er det rart at vide, at LCD-fjernsyn får en hjælpende hånd fra kvanteprikker.
