Технология квантовых точек в телевизорах самсунг что это
Qled — дорого, технологично, но не без проблем
С момента изобретения телевидения прошло без малого столетие. С тех пор технологии шагнули далеко вперёд и средства передачи движущегося изображения претерпели кардинальных изменений. Зрители получили возможность в полной мере наслаждаться реалистичной картинкой, полноразмерной, яркой, цветной и контрастной. Во многом это заслуга компании Samsung, инженеры которой изобрели и запатентовали технологию QLED. Из этой статьи вы узнаете, что она собой представляет, как реализуется и какие имеет особенности.
Квантовые точки известны науке более четверти века. Они представляют собой кристаллы из полупроводникового материала размером меньше 1/10000 человеческого волоса. Они фотоактивны, то есть под воздействием светового излучения или электрической энергии начинают излучать собственный свет красного, синего и зелёного цвета. Какой именно цвет будет переизлучать точка, зависит от её размера. Например, квантовая точка с ядром диметром 2 нанометра будет излучать синий цвет, а 6 нм — красный.
Учёные всего мира работали над тем, чтобы поставить это явление на службу человечества, но впервые создать экран ТВ, работающий на квантовых точках, удалось только сотрудникам научно-исследовательского центра Samsung. Технология была запатентована и получила название QLED. Это английская аббревиатура словосочетания quantum dot, в переводе означает «квантовая точка».
Немного QLED истории
В начале девяностых годов прошлого века началась научная работа по исследованию квантовых точек в качестве источника света, а у же в двухтысячных их начали рассматривать как основу для создания дисплеев нового поколения. Специально для этих целей была создана ленксингтонская лаборатория QD Vision. В ней совместно работали независимые учёные, представители LG и Samsung. Последние зимой 2011 представили пилотный образец QLED-дисплея. Это был четырёхдюймовый экран, созданный в двух вариациях: на стекле и полимере. Обе управлялись активной матрицей.
Изначально для изготовления квантовых точек в промышленных масштабах применялся кадмий. Материал весьма дорог, токсичен и ограничен по весу однородного элемента, поэтому специалисты Samsung Electronics начали искать ему замену. Ей стал индий, который с 2015 года закупается у Dow Chemical (партнёр и эксклюзивный поставщик Samsung, LG и ряда других компаний).
Технология QLED что это
QLED — технология производства жидкокристаллических экранов со светодиодной подсветкой Quantum dot в промышленных масштабах. Права на неё принадлежат компании Samsung, но использовать название в коммерческих целях могут все участники QLED-Alliance, который был создан весной 2017 года. Заключается в применении полосок из светящихся кристаллов в качестве основы. Путём литографического нанесения полоски закрепляются на матрице тонкоплёночных транзисторов. Их использование позволяет создать каждый пиксель матрицы с тремя субпикселями: синим, зелёным и красным.
Комбинируясь с разной интенсивностью, они рождают миллионы оттенков, что позволяет добиться потрясающего качества изображения. Технология позволяет создавать субпиксели размером 10*50 мкм, что делает возможным применение QLED-матриц не только в телевизионных экранах и компьютерных мониторах, но и в ледтопах, смартфонах.
Устройство QLED матриц
В мониторах, созданных на quantum dot, синие светодиоды — ключевые. Используются в качестве основной подсветки. Они генерируют световой поток, который проходит через прозрачный слой особого вещества с квантовыми точками внутри. Так в спектр добавляются зелёный и красный цвета максимально возможной чистоты. QLED-матрица Samsung состоит из следующих элементов:
Поляризатор и стеклянная подложка в конструкции дублируются. Между диодами, расположенными по всей площади экрана, и матрицей стоит лист с люминофором. Он создаёт полноцветное свечение за экраном и обеспечивает максимально возможный охват цветовой палитры.
Принцип действия
Изначально разработчики хотели взять OLED-матрицу и модернизировать её. Они планировали использовать квантовые точки в качестве эмиссионного слоя. Но главной целью учёных было создание полноценного телевизора, работающего на Quantum dot, поэтому они отказались от первоначальной идеи, выбрав фотолюминисцентную технологию. Сейчас электроэмиссионные дисплеи существуют только в виде тестовых образцов. В промышленных масштабах выпускаются жидкокристаллические экраны с фотолюминисцентными квантовыми точками в качестве подсветки.
Они управляются активной TFT-мартицей, состоящей из тонкоплёночных транзисторов (толщиной от 1/10 до 1/100 микрона). Применение quantum dot для производства цветных дисплеев позволило снизить себестоимость матриц, обеспечить максимально близкую к естественной цветопередачу жидкокристаллических экранов, в пять раз уменьшить энергопотребление по сравнению с LCD-вариациями и существенно увеличить рабочий ресурс устройств.
Цветопередача
QLED-матрица создаёт обширную цветовую гамму с более чем девяностопроцентным охватом цветового пространства DCI-P3. Это позволяет отображать максимально яркие и насыщенные цвета, отличающиеся особой реалистичностью. Все преимущества можно в полной мере оценить при просмотре HDR-контента. В отношении яркости и насыщенности цветопередачи QLED-матрицы значительно опережают OLED- и LED-аналоги. Реалистичность изображения, хорошее восприятие яркости — ключевые особенности. Антибликовые интерферентные покрытия (применяются для всех топовых моделей Samsung) позволяют наслаждаться просмотром при освещении любой интенсивности.
Уровень чёрного, яркость и контрастность
Это ключевые параметры для современного телевизора. В QLED-моделях преимущественно используются VA-панели, способные обеспечить значительно более высокие уровни чёрного, чем те же IPS-вариации.
Типовые значения контрастности QLED-панели достигают показателей 4000:1 и выше, уровень чёрного находится в пределах от 0.016 до 0.020 нит при средней яркости в 1400- 2000 нит и её пиковых значениях достигающих 4000 нит. К этому следует добавить местное затемнение, позволяющее достигать уровней чёрного глубины, близкой к максимальной. Параметры контрастности и глубины чёрного ТВ с IPS-матрицей в среднем вчетверо уступают показателям QLED-моделей.
Размытие движения
Этот эффект появляется по причине замедленного действия пикселей, которые запаздывают при формировании картинки. Время их отклика — ключевой параметр, влияющий на плавность обработки изображения.
Плёночные QLED-матрицы отличаются способностью контролировать быструю смену цвета пикселя. Они показывают минимальное время отклика, существенно превосходя аналоги по этому показателю. Быстрее их реагировать на смену цвета могут только топовые OLED-модели. Обе разновидности демонстрируют минимальное размытие при динамично изменяющейся картинке или его полное отсутствие.
OLED и QLED: что лучше — разница, которая определяет разницу
Когда речь заходит о современных экранах, в сознании обычно возникают две аббревиатуры. Это закономерно, ведь именно они по большей мере и определяют сейчас рынок. У истоков обеих технологий стояла Samsung Electronics. В том числе поэтому они имеют много общего, но всё же существенно отличаются.
В производстве ТВ менеджмент корпорации сместил акценты в сторону QLED-матриц. Они стали следующим этапом эволюции всем привычных жидкокристаллических экранов. В OLED-панели же интегрированы органические светодиоды. Они излучают свет определённого спектра без стороннего воздействия, что приводит к сохранению остаточного изображения. В этом их ключевое отличие между двумя топовыми разновидностями.
Преимущества и недостатки qled
QLED TV отличаются выдающимися техническими характеристиками и отменными эксплуатационными качествами.
Такие экраны выгодно отличаются от аналогов в контексте качества картинки, поддерживаемых технологий и форматов, эксплуатационных характеристик. Можно было бы назвать их идеальными, если не одно «Но».
Оно обусловлено следующими минусами:
Для большинства пользователей недостатки несущественны и с лихвой компенсируются преимуществами.
Ценовой фактор — сколько стоит QLED телевизор?
Что означают буквы и цифры в названии моделей QLED телевизоров Samsung?
Для примера возьмём телевизор Samsung QE55Q87TAU:
Вместо выводов
Если вы хотите в полной мере наслаждаться ярким, контрастным и реалистичным изображением в форматах 4К и 8К, более подходящего варианта для этого, чем QLED-матрица, найти не удастся. Она — признанный лидер в этом сегменте, по части яркости и цветопередачи достойной альтернативы не существует. Отменные эксплуатационные качества и крутые опции, такие как режим Ambient, — не менее веские аргументы в пользу такого выбора. Да, есть некоторые проблемы с выгоранием пикселей, но это решаемо и в ближайшем будущем это поправят. Следует понимать, что за качество нужно платить. Если ваш бюджет ограничен и вы планируете смотреть видеоконтент FULL HD-качества, есть смысл рассмотреть более простые и недорогие аналоги.
Квантовые точки (Quantum dot LED) — новая технология производства дисплеев
Человек способен различать больше цветов, чем могут отобразить современные ЖК-телевизоры. Исправить данную ситуацию помогут дисплеи на основе квантовых точек.
Квантовые точки — это крошечные кристаллы, излучающие свет с точно регулируемым цветовым значением. Технология Quantum dot LED существенно повышает качество изображения, не влияя при этом на конечную стоимость устройств, в теории :).
Обычные жидкокристаллические телевизоры могут охватывать лишь 20–30% цветового диапазона, который способен воспринимать человеческий глаз. Изображение на OLED-экране обладает большой реалистичностью, но данная технология не ориентирована на массовое производство больших диагоналей дисплеев. Кто следит за рынком телевизоров, помнит, что еще в начале 2013 года Sony представила первый телевизор на основе квантовых точек (Quantum dot LED, QLED). Крупные производители телевизоров выпустят модели телевизоров на квантовых точках в этом году, Samsung их уже представил в России под названием SUHD, но об этом в конце статьи. Давайте узнаем, чем отличаются дисплеи, произведенные по QLED технологии, от уже привычных ЖК-телевизоров.
В ЖК-телевизорах отсутствуют чистые цвета
Светодиод излучает свет при подаче на него напряжения. Благодаря этому электроны (e) переходят из материала N-типа в материал P-типа. Материал N-типа содержит атомы с избыточным количеством электронов. В материале P-типа присутствуют атомы, которым не хватает электронов. При попадании в последний избыточных электронов они отдают энергию в виде света. В обычном полупроводниковом кристалле это, как правило, белый свет, образуемый множеством волн различной длины. Причина этого заключается в том, что электроны могут находиться на различных энергетических уровнях. В результате полученные фотоны (P) имеют различную энергию, что выражается в различной длине волн излучения.
Стабилизация света квантовыми точками
В телевизорах QLED в качестве источника света выступают квантовые точки — это кристаллы размером лишь несколько нанометров. При этом необходимость в слое со светофильтрами отпадает, поскольку при подаче на них напряжения кристаллы излучают свет всегда с четко определенной длиной волны, а значит, и цветовым значением. Данный эффект достигается мизерными размерами квантовой точки, в которой электрон, как и в атоме, способен передвигаться лишь в ограниченном пространстве. Как и в атоме, электрон квантовой точки может занимать только строго определенные энергетические уровни. Благодаря тому что эти энергетические уровни зависят в том числе и от материала, появляется возможность целенаправленной настройки оптических свойств квантовых точек. К примеру, для получения красного цвета используют кристаллы из сплава кадмия, цинка и селена (CdZnSe), размеры которых составляют около 10–12 нм. Сплав кадмия и селена подходит для желтого, зеленого и синего цветов, последний можно также получить при использовании нанокристаллов из соединения цинка и серы размером 2–3 нм.
Массовое производство синих кристаллов очень сложное и затратное, поэтому представленный в 2013 году компанией Sony телевизор не является «породистым» QLED-телевизором на основе квантовых точек. В задней части производимых их дисплеев располагается слой синих светодиодов, свет которых проходит через слой красных и зеленых нанокристаллов. В результате они, по сути, заменяют распространенные в настоящее время светофильтры. Благодаря этому цветовой охват в сравнении с обычными ЖК-телевизорами увеличивается на 50%, однако не дотягивает до уровня «чистого» QLED-экрана. Последние помимо более широкого цветового охвата обладают еще одним преимуществом: они позволяют экономить энергию, так как необходимость в слое со светофильтрами отпадает. Благодаря этому передняя часть экрана в QLED-телевизорах еще и получает больше света, чем в обычных телевизорах, которые пропускают лишь около 5% светового потока.
QLED телевизор с дисплеем на основе технологии квантовых точек от Samsung
Компания Samsung Electronics представила в России премиальные телевизоры, изготовленные по технологии квантовых точек. Новинки с разрешением 3840 × 2160 пикселей оказались не из дешёвых, а флагманская модель вовсе оценена в 2 млн рублей.
Нововведения. Изогнутые телевизоры Samsung SUHD на квантовых точках отличаются от распространённых ЖК-моделей более высокими характеристиками цветопередачи, контрастности и энергопотребления. Интегрированный процессор обработки изображения SUHD Remastering Engine позволяет масштабировать видеоконтент низкого разрешения в 4K. Помимо этого, новые телевизоры получили функции интеллектуальной подсветки Peak Illuminator и Precision Black, технологии Nano Crystal Color (улучшает насыщенность и естественность цветов), UHD Dimming (обеспечивает оптимальный контраст) и Auto Depth Enhancer (автоматическая настройка контрастности для определённых областей картинки). В программной основе телевизоров лежит операционная система Tizen с обновлённой платформой Samsung Smart TV.
Цены. Семейство Samsung SUHD TV представлено в трёх сериях (JS9500, JS9000 и JS8500), где стоимость начинается со 130 тыс. рублей. Во столько российским покупателям обойдётся 48-дюймовая модель UE48JS8500TXRU. Максимальная цена на телевизор с квантовыми точками достигает 2 млн рублей — за модель UE88JS9500TXRU с 88-дюймовым изогнутым дисплеем.
Телевизоры нового поколения по технологии QLED готовят южнокорейские Samsung Electronics и LG Electronics, китайские TCL и Hisense, а также японская Sony. Последняя уже выпустила LCD-телевизоры, изготовленные по технологии квантовых точек, о чем я упоминал в описании технологии Quantum dot LED.
Технология квантовых точек в телевизорах самсунг что это
Установите этот флажок, чтобы перейти на веб-сайт Samsung.com.
Добро пожаловать на официальный сайт Samsung. Откройте для себя мир инновационной электроники, включающей телевизоры, смартфоны, планшеты, технику для кухни и многое другое.
Помогите нам составить для вас рекомендации. Для этого обновите настройки продукта.
Новое поколение
Neo QLED 8K
Ультравысокая контрастность в разрешении 8K раскрывает мельчайшие детали изображения
Технология Quantum Matrix Technology Pro
В телевизорах Neo QLED 8K подсветка с точным локальным управлением яркости осуществляется с помощью запатентованной компанией технологии микроскопических светодиодов Quantum Mini LED. Благодаря этой технологии зритель сможет различить невидимые ранее мельчайшие детали изображения в самых темных и самых светлых сценах. Теперь для точного управления локальной подсветкой используется в 1,5 раза больше зон подсветки, чем при использовании стандартной технологии квантовой матрицы (Quantum Matrix Technology).
8K изображение создается благодаря технологии искусственного интеллекта с 16 нейронными сетями
Процессор Neo Quantum 8K
Высочайшее качество изображения 8К телевизора Neo QLED обеспечивается с помощью мощного процессора Neo Quantum с поддержкой технологии искусственного интеллекта. Вместо одной нейронной сети для анализа визуальных данных квантовый процессор Neo Quantum 8K использует данные, сформированные с помощью 16 нейронных сетей. В результате обеспечивается исключительно точное отображение мельчайших деталей изображения в максимально высоком разрешением 8К.
* Качество конвертированного изображения может меняться в зависимости от типа и формата исходного контента. Технология апскейлинга неприменима к контенту, загруженному в телевизор от ПК, а также к игровому режиму.
* Качество конвертированного изображения может меняться в зависимости от типа и формата исходного контента. Технология апскейлинга неприменима к контенту, загруженному в телевизор от ПК, а также к игровому режиму.
Исключительное качество воспроизведения цветового спектра
Поддержка технологии Quantum HDR 64x
Технология Quantum HDR устанавливает новый стандарт исключительной детализации изображения и яркости. Насладитесь богатой палитрой точно воспроизводимого цвета и глубоким контрастом с великолепной передачей мельчайших деталей. Технология HDR10+ оптимизирует цветовые тона каждой сцены, благодаря чему вы можете оценить тончайшие нюансы игры цвета.
Что такое QD-телевизор, где искать «квантовые точки» и почему они показывают лучше
LED, LCD, OLED, 4K, UHD. казалось бы, последнее, что сейчас нужно телевизионной индустрии, так это очередная техническая аббревиатура. Но прогресс не остановить, встречайте еще пару букв — QD (или Quantum Dot). Сразу отмечу, что термин «квантовые точки» в физике имеет более широкое значение, чем требуется для телевизоров. Но в свете нынешней моды на все нанофизическое маркетологи крупных корпораций с радостью начали применять это непростое научное понятие. Поэтому я решил разобраться, что же это за квантовые точки такие и почему все захотят купить QD-телевизор.
Сначала немного науки в упрощенном виде. «Квантовая точка» — полупроводник, электрические свойства которого зависят от его размера и формы (wiki). Он должен быть настолько мал, чтобы квантово-размерные эффекты были выраженными. А эффекты эти регулируются размером этой самой точки, т.е. от «габаритов», если это слово применимо к столь малым объектам, зависит энергия испускаемого, например, фотона — фактически цвет.
Quantum-Dot-телевизор LG, который впервые покажут на CES 2015
Еще более потребительским языком — это крошечные частицы, которые начнут светиться в определенном спектре, если их подсветить. Если их нанести и «растереть» на тонкой пленке, затем подсветить ее, пленка начнет ярко люминесцировать. Суть технологии в том, что размер этих точек легко контролировать, а значит добиться точного цвета.
Цветовой охват QD-телевизоров, согласно данным компании QD Vision, выше в 1,3 раза, чем у обычного ТВ, и полностью покрывает NTSC
На самом деле, не так уж и важно, какое имя выбрали большие корпорации, главное, что это должно дать потребителю. И тут обещание довольно простое — улучшенная цветопередача. Чтобы лучше понять, как «квантовые точки» ее обеспечат, нужно вспомнить устройство ЖК-дисплея.
Свет под кристаллом
LCD-телевизор (ЖК) состоит из трех основных частей: белая подсветка, цветовые фильтры (разделяющие свечение на красный, синий и зеленый цвета) и жидкокристаллическая матрица. Последняя выглядит как сетка из крошечных окон — пикселей, которые, в свою очередь, состоят из трех субпикселей (ячеек). Жидкие кристаллы, подобно жалюзи, могут перекрыть световой поток или наоборот открыться полностью, также есть промежуточные состояния.
Компания PlasmaChem GmbH производит «квантовые точки» килограммами и пакует их во флаконы
Когда белый свет, излучаемый светодиодами (LED, сегодня уже сложно найти телевизор с люминесцентными лампами, как это было всего лишь несколько лет назад), проходит, например, через пиксель, у которого закрыты зеленая и красная ячейки, то мы видим синий цвет. Степень «участия» каждого RGB-пикселя меняется, и таким образом получается цветная картинка.
Размер квантовых точек и спектр, в котором они излучают свет, по данным Nanosys
Как вы понимаете, для обеспечения цветового качества изображения требуются как минимум две вещи: точные цвета светофильтров и правильная белая подсветка, желательно с широким спектром. Как раз с последним у светодиодов есть проблема.
Во-первых, они фактически не белые, вдобавок, у них очень узкий цветовой спектр. То есть спектр шириной белого цвета достигается дополнительными покрытиями — есть несколько технологий, чаще других используются так называемые люминофорные диоды с добавкой желтого. Но и этот «квазибелый» цвет все же недотягивает до идеала. Если пропустить его через призму (как на уроке физики в школе), он не разложится на все цвета радуги одинаковой интенсивности, как это происходит с солнечным светом. Красный, например, будет казаться гораздо тусклее зеленого и синего.
Так выглядит спектр традиционной LED-подсветки. Как видите, синий тон гораздо интенсивней, да и зеленый с красным неравномерно покрывают фильтры жидких кристаллов (линии на графике)
Инженеры, понятное дело, пытаются исправить ситуацию и придумывают обходные решения. Например, можно понизить уровень зеленого и синего в настройках телевизора, однако это повлияет на суммарную яркость — картинка станет бледнее. Так что все производители искали источник белого света, при распадении которого получится равномерный спектр с цветами одинаковой насыщенности. Тут как раз на помощь и приходят квантовые точки.
Квантовые точки
Напомню, что если мы говорим о телевизорах, то «квантовые точки» — это микроскопические кристаллы, которые люминесцируют, когда на них попадает свет. «Гореть» они могут множеством различных цветов, все зависит от размера точки. А учитывая, что сейчас ученые научились практически идеально контролировать их размеры путем изменения количества атомов из которых они состоят, можно получать свечение именно того цвета, которого нужно. Также квантовые точки очень стабильны — они не меняются, а это значит, что точка созданная для люминесценции с определенным оттенком красного будет практически вечно сохранять этот оттенок.
Так выглядит спектр LED-подсветки с использованием QD-пленки (согласно данным компании QD Vision)
Инженеры придумали использовать технологию следующим образом: на тонкую пленку наносится «квантовоточечное» покрытие, созданное для свечения с определенным оттенком красного и зеленого. А светодиод — обычный синий. И тут кто-то сразу догадается: «все понятно — есть источник синего, а точки дадут зеленый и красный, значим мы получим ту самую модель RGB!». Но нет, технология работает иначе.
Нужно помнить, что «квантовые точки» находятся на одном большом листе и они не разбиты на субпиксели, а просто перемешаны между собой. Когда синий диод светит на пленку, точки излучают красный и зеленый, как уже говорилось выше, и только когда все эти три цвета смешиваются — тут-то и получается идеальный источник белого света. И напомню, что качественный белый свет позади матрицы фактически равен натуральной цветопередаче для глаз зрителя по другую сторону. Как минимум, потому что не приходится делать коррекцию с потерей или искажением спектра.
Это все еще LCD-телевизор
Широкая цветовая гамма особенно пригодится для новых 4К-телевизоров и цветовой субдискретизации типа 4:4:4, которая нас ждет в будущих стандартах. Это все прекрасно, но помните, что квантовые точки не устраняют других проблем ЖК-телевизоров. Например, практически невозможно получить идеальный черный, потому как жидкие кристаллы (те самые как бы «жалюзи», о чем я писал выше) не способны полностью блокировать свет. Они могут лишь «прикрываться», но не закрываться полностью.
Квантовые точки призваны улучшить цветопередачу, а это значительно улучшит впечатление от картинки. Но это не OLED-технология или плазма, где пиксели способны полностью прекращать подачу света. Тем не менее плазменные телевизоры ушли на пенсию, а OLED по-прежнему слишком дороги для большинства потребителей, поэтому все же приятно знать, что в скором времени производители предложат нам новый вид LED-телевизоров, который будет показывать лучше.
Сколько стоит «квантовый телевизор»?
Первые QD-телевизоры Sony, Samsung и LG обещают показать на выставке CES 2015 в январе. Однако впереди всех китайская TLC Multimedia, они уже выпустили 4K QD-телевизор и говорят, что он вот-вот появится в магазинах в Китае.
55-дюймовый QD-телевизор от TCL, показанный на выставке IFA 2014
На данный момент назвать точную стоимость телевизоров с новой технологией невозможно, ждем официальных заявлений. Писали, что стоить QD будут втрое дешевле аналогичных по функционалу OLED. К тому же технология, как говорят ученые, совсем недорогая. Исходя из этого, можно надеяться, что Quantum Dot-модели будут широко доступны и попросту заменят обычные. Однако я думаю, что сперва цены все равно завысят. Как это обычно бывает со всеми новыми технологиями.