QD-OLED TV: Τι είναι

Author: Share:
samsung qd oled ti einai

Μια σύντομη απάντηση στο ερώτημα “τι είναι QD-OLED TV;”, θα μπορούσε να ήταν “οι OLED TV της Samsung”. Είναι όμως πολλά περισσότερα.

QD-OLED TV; Είναι πάνω από δύο χρόνια που γράφουμε στο Electronicanto για τις QD-OLED TV. To 2019 το ενδιαφέρον για την αναπτυσσόμενη από τη Samsung τεχνολογία απεικόνισης μεγιστοποιήθηκε, καθώς η εταιρεία ανακοίνωσε μεγάλες επενδύσεις για την ανάπτυξη QD display, με παράλληλη, σταδιακή, απόσυρση του ενδιαφέροντος (και των επενδύσεών) της από τα LCD. Ο μετασχηματισμός των γραμμών παραγωγής LCD της Samsung Display σε QD αποτελεί μεγάλο νέο για τη βιομηχανία απεικόνισης.

Τα Quantum Dot – QD

Τα Quantum Dot (QD) είναι ημιαγώγιμα μικροσκοπικά σωματίδια, μεγέθους μερικών νανόμετρων, με οπτικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες που διαφέρουν από τα μεγαλύτερα σωματίδια λόγω κβαντομηχανικής. Αποτελούν κεντρικό θέμα της νανοτεχνολογίας. Όταν η κβαντική κουκκίδα φωτίζεται από υπεριώδες φως, ένα ηλεκτρόνιο σε αυτή μπορεί να διεγερθεί σε κατάσταση υψηλότερης ενέργειας. Στην περίπτωση μιας ημιαγώγιμης κβαντικής κουκκίδας, η διαδικασία αντιστοιχεί στη μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας. Το διεγερμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να πέσει πίσω στη ζώνη σθένους απελευθερώνοντας την ενέργεια του με εκπομπή φωτός. Το χρώμα της εκπομπής φωτός (φωτοφωταύγεια) εξαρτάται από τη διαφορά ενέργειας μεταξύ της ζώνης αγωγιμότητας και της ζώνης σθένους.

Το μέγεθος -μερικών εκατοντάδων νανομικρών- των Quantum Dot καθορίζει το χρώμα που εκπέμπουν. (φωτό: Nanosys)

Τα QD display

Quantum Dot display είναι μια συσκευή απεικόνισης που χρησιμοποιεί κβαντικές κουκίδες (QD), νανοκρυσταλικούς ημιαγωγούς, οι οποίοι παράγουν καθαρό μονοχρωματικό κόκκινο, πράσινο και μπλε φως.

Τα φωτοεκπέμποντα (photo-emissive) Quantum Dot, που χρησιμοποιούνται σε μια στρώση QD, μετατρέπουν μετατρέπουν τον φωτισμό που πέφτει επάνω τους, ώστε αυτός να εκπέμπει καθαρά βασικά χρώματα, που βελτιώνουν τη φωτεινότητα της οθόνης και τη χρωματική γκάμα, μειώνοντας τις απώλειες φωτός και την παρεμβολή χρωμάτων, όπως συμβαίνει στα έγχρωμα φίλτρα RGB. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε οθόνες LCD με οπίσθιο φωτισμό LED, όπως οι QLED (και οι NanoCell), αν και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και με άλλες οθόνες, όπως αυτές που χρησιμοποιούν λευκό ή μπλε/UV OLED.

Τα QD display με ηλεκτροφωταύγεια, ή electro-emissive, βασίζονται σε διόδους που εκπέμπουν φως. Τέτοιο τρόπο λειτουργίας έχουν τα AMOLED και τα micro-LED display, δηλαδή το φως παράγεται απευθείας από το κάθε pixel με την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος απευθείας σε ανόργανα νανοσωματίδια.

Από τις QLED TV στις QD-OLED TV

QD vs color filters
Tεχνολογίες προβολής όπως οι LED LCD και White OLED βασίζονται σε πηγή φωτός δύο χρωμάτων (μπλε + κίτρινο) και σε συμβατικά φίλτρα χρώματος. Τα φίλτρα χρώματος που χρησιμοποιούνται αποκόπτουν έντονα (“ξυρίζουν” θα μπορούσαμε να πούμε) την εκπομπή της πηγής φωτός σε πρωτεύον χρώμα κόκκινο, πράσινο ή μπλε σε κάθε υπο-εικονοστοιχείο. Αυτή η παθητική προσέγγιση είναι έντονα απωλεστική, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας από την κίτρινη πηγή φωτός θα πρέπει να απορριφθεί, αφήνοντας μόνο μικρό μέρος ενέργειας σε πράσινο ή κόκκινο χρώμα. Επίσης, το ευρύ κίτρινο φάσμα της φωτεινής πηγής οδηγεί μόνο σε ευρεία πράσινα και κόκκινα πρωτεύοντα μέσω του φίλτρου χρώματος. Η Nanosys λέει ότι τα Quantum Dot που κατασκευάζει μπορούν να οδηγήσουν σε μειωμένες απώλειες του φωτός της πηγής (συνεπώς, σε υψηλότερη φωτεινότητα) και σε μεγαλύτερη καθαρότητα χρωμάτων. (φωτό: Nanosys)

 Όπως είναι γνωστό, η Samsung έχει επενδύσει τις τελευταίες δεκαετίες στην τεχνολογία LCD, της οποίας την ποιότητα απεικόνισης αναβαθμίζει με τη χρήση Quantum Dot. Το εμπορικό και τεχνολογικό αποτύπωμα της επίδρασης των Quantum Dot στην εικόνα που δίδουν τα LCD πάνελ, κυρίως σε ό,τι αφορά τον χρωματικό κοσρεσμό, δέχονται και άλλες εταιρείες όπως η LG και Sony καθώς διαθέτουν στις γκάμες τους προϊοντα αντίστοιχα των Samsung QLED TV.

Ζητούμενο για τη Samsung είναι να φτιάξει ένα προϊόν, να αναπτύξει μια τεχνολογία, που θα είναι ικανή να ηγηθεί στην αγορά των premium TV τα επόμενα χρόνια. Όπως ίσως καταλαβαίνετε, στόχος της εταιρείας δεν είναι να προσφέρει καλύτερες LCD TV, ή ακόμη καλύτερες QLED TV, αλλά να παρουσιάσει τηλεοράσεις εφάμιλλες ή καλύτερες από τις OLED TV. Αυτές είναι οι QD-OLED TV.

To QD-OLED υβρίδιο

samsung qd oled ti einai
Επεξηγηματική απεικόνιση της αρχής λειτουργίας των QD-OLED: To μπλε OLED παράγει το μπλε χρώμα και το φως που τα Quantum Dot μετατρέπουν σε κόκκινο και πράσινο. (φωτό: Samsung)

Σήμερα, σε ό,τι αφορά την αντίθεση της εικόνας και την αναπαραγωγή του μαύρου τον πήχη θέτουν τα OLED της LG Display, τα οποία χρησιμοποιούνται στις OLED TV της LG και άλλων κατασκευαστών. Η LG Display προμηθέυει με OLED πάνελ 15 κατασκευαστές και ο αριθμός αυτός αναμένεται να αυξηθεί στο κοντινό μέλλον.

white oled vs blue oled qd
WRGB+CF (Color Filter) vs Blue OLED+QDCF (Quantum Dot Color Filter). (φωτό: UBI Research)

Από την άλλη μεριά, τα QD-OLED πάνελ που αναπτύσσει η Samsung μπορούν να χαρακτηριστούν υβριδικά OLED, καθώς χρησιμοποιούν τεχνολογίες OLED και QD. Η τεχνολογία της Samsung Display για τις QD-OLED TV χρησιμοποιεί, ως πηγή φωτός, μπλε OLED, σε συνδυασμό με εκτυπωμένο σε αυτό χρωματικό φίλτρο με υλικά Quantum Dot. Στόχος είναι η επαύξηση του κόκκινου και του μπλε χρώματος, έτσι ώστε να επέλθει χρωματική ισορροπία και επέκταση του χρωματικού εύρους. Η Samsung Display με τα QD-OLED πάνελ θέλει να επιτύχει επιδόσεις σε φωτεινότητα και χρώματα ικανές να ξεπεράσουν εκείνες των OLED πάνελ της LG Display – επιδόσεις που γνωρίζουμε από τις OLED TV της LG και άλλων κατασκευαστών.

blue oled qd-oled
Δομή Blue OLED δύο και τριών επιπέδων. Τα μπλε OLED μπορεί να είναι καταλληλότερα για εικόνες 8K και πιο αποδοτικά στην απόδοση WCG, από τα WRGB, σύμφωνα με αναλυτές. (φωτό: UBI Research)

Πιο αναλυτικά, σε μια QD-OLED TV, η εικόνα παράγεται από το μπλε OLED πάνελ στο οποίο είναι εκτυπωμένο ένα στρώμα QD. Τα μπλε pixel μπορoύν απλά να περάσουν το μπλε φως τους από τις αντίστοιχες κβαντικές κουκκίδες με ελάχιστες απώλειες. Τα συντονισμένα στο πράσινο και κόκκινο Quantum Dot, απορροφούν το μπλε φως και το μετατρέπουν σε πράσινο και κόκκινο φως αντίστοιχα. Έτσι, συγκεκριμένα εικονοστοιχεία –υπο-pixel, για την ακρίβεια– εκπέμπουν μόνο το επιθυμητό χρώμα και παρέχουν ένα κορεσμένο πρωτεύον χρώμα ως απεικόνιση.

qd oled qdcc layer
Σύμφωνα με τη Nanosys, ο τρόπος λειτουργίας των QD-OLED είναι παραπλήσιος με εκείνον των QLED. Μια στρώση quantum dot color conversion (QDCC) μετατρέπει περισσότερο αποδοτικά από ό,τι τα κοινά φίλτρα το μπλε φως σε “καθαρή τριχρωμία”. (φωτό: Nanosys)

Μια τέτοια απεικόνιση, με ένα στρώμα QDCC (Quantum Dot Color Convesrion), παρέχει τα πλεονεκτήματα που προσφέρει ο έλεγχος μεμονωμένων εικονοστοιχείων, ενώ παράλληλα απαιτεί μόνο ένα μονόχρωμο στρώμα εκπομπής φωτός –OLED στην περίπτωση των QD-OLED– το οποίο απλοποιεί τη διαδικασία κατασκευής. Αυτός ο νέος τύπος υβριδικής οθόνης μπορεί να συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της ηλεκτροφωταύγειας (των “αυτόφωτων pixel”, όπως συνηθίζουμε να λέμε, δηλαδή τέλεια μαύρα και ευρείες οπτικές γωνίες) με εκείνα των εκπομπών από ανόργανα υλικά. Εν δυνάμει, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι υψηλή φωτεινότητα, κορεσμένο χρώμα, σταθερότητα της απόδοσης στο βάθος του χρόνου και κατασκευή βασισμένη σε χαμηλού κόστους λύσεις.

qdcc layer QD-OLED
Λήψη με μικροσκόπιο ενός Quantum Dot Color Conversion layer. Πίσω του, σε μια QD-OLED TV, βρίσκεται το μπλε OLED πάνελ. (φωτό: Nanosys)

Σε αυτό το πλαίσιο, η Samsung έχει επιλέξει την τόποθέτηση των Quantum Dot στο OLED πάνελ μέσω εκτύπωσης inject –και όχι λιθογραφίας– καθώς με τη μέθοδο αυτή επιτυγχάνονται καλύτερες επιδόσεις σε ό,τι αφορά τη διαχείρηση των υλικών.

Πότε θα δούμε QD-OLED TV;

samsung oled tv qd-oled
Samsung OLED TV (φωτό: Samsung)

H Samsung λέει ότι η μαζική παραγωγή των QD-OLED πάνελ θα ξεκινήσει το 2021, οπότε και αναμένεται να γίνουν εμπορικά διαθέσιμες οι πρώτες τηλεοράσεις. Η εταιρεία θα εστιάσει στην παραγωγή μοντέλων 65″ και άνω. Όμως, έως τότε, η Samsung θα έχει να αντιμετωπίσει άλλη μια πρόκληση: Οι OLED TV θα μπορούν να είναι και μικρότερες (κάτι που είναι σημαντικό για τη χώρα μας) και οικονομικότερες.

Διαβάστε ακόμη