Время наработки квантовых точек в мониторах телевизорах. Телевизор плазменный, ЖК, LCD, LED, OLED, На квантовых точках

На международных выставках демонстрируется много новых дисплейных технологий, однако далеко не все они жизнеспособны и обладают соответствующими возможностями для успешного коммерческого внедрения. Одно из приятных исключений — технология квантовых точек, которая уже применяется в подсветке ЖК-дисплеев. Стоит рассказать об этой технической инновации более подробно.

Квантовые точки

Квантовые точки – это наночастицы полупроводниковых материалов. Их параметры определяются размерами: с уменьшением размеров кристалла растет расстояние между энергетическими уровнями. Когда электрон переходит на более низкий уровень, происходит испускание фотона. Изменяя размеры точки, можно регулировать энергию фотона и, как следствие, цвет света.

Это не новое открытие, на самом деле квантовые точки были созданы еще более тридцати лет назад. Но до последнего времени они применялись только в специальных научных приборах в лабораториях. Строго говоря, квантовые точки – это микроскопические элементы, способные излучать свет в узком диапазоне волн. Причем в зависимости от их размеров свет может быть зеленый, красный или синий.

Изменяя их размер, можно тонко регулировать длину волны испускаемого света. Эта технология, применяемая в современных моделях телевизоров, берет свое начало в 2004 году, когда была организована компания QD Vision. Изначально сотрудники этой исследовательской лаборатории старались применить квантовые точки для замены органических красителей при маркировке различных биологических систем, однако затем технологию решили опробовать в телевизорах.

К этой идее вскоре подключились известные компании. В частности, в 2010 году исследователи работали совместно с компанией LG над проектом QLED. Впрочем, самая концепция технологии применительно к ЖК-телевизорам постоянно подвергалась изменениям, ее рабочее название также несколько раз менялось. Спустя год уже в сотрудничестве с Samsung был создан прототип цветного экрана на квантовых точках. Однако он не пошел в серию. Последняя реализация этой концепции стала частью технологии Color IQ от Sony, которая представила экран с подсветкой Triluminos.

Как известно, все ЖК-телевизоры создают картинку путем смешения базовых цветов – красного, зеленого и синего (модель RGB). Иногда добавляется желтый, что, впрочем, существенно не влияет на саму систему создания картинки на ЖК-экране. Смешение цветов RGB в ЖК-телевизорах осуществляется посредством цветных фильтров, а в плазменных панелях – благодаря люминофору.

В классических ЖК-моделях в роли подсветки применяются «белые» светодиоды. Цвет в белом спектре, проходя через цветные фильтры, дает определенный оттенок. В более продвинутых моделях применяются люминофорные светодиоды, которые испускают свет в синей области. Затем этот свет, смешиваясь с желтым, превращается в визуально белый. Для создания же на экране из подобного белого цвета, соответственно, красного, синего и зеленого применяются светофильтры. Это достаточно эффективно, но все же впустую расходуется много энергии. Кроме того, тут инженерам приходится искать определенный баланс между качеством цветопередачи и яркостью подсветки.

Преимущества телевизоров на квантовых точках

Два года назад компания Sony впервые представила серийно выпускаемые модели телевизионных устройств с подсветкой Triluminos, в которой как раз и реализованы квантовые точки. Это, в частности, KD-65X9000A. В подсветке применяются синие диоды, но здесь нет желтого люминофора. В результате, синий свет, не смешиваясь, напрямую проходит через специальный элемент IQ, который содержит красную и зеленую квантовые точки. Основными достоинствами технологии производитель называет более глубокую цветопередачу и минимизация потерь в яркости.

Предполагается, что в сравнении с LED-подсветкой квантовые точки обеспечат увеличение цветовой гаммы практически на 50 процентов. Цветовой охват в новых TV Sony с подсветкой Triluminos близок к 100% NTSC, модели же с обычной подсветкой имеют около 70% NTSC. Таким образом, можно констатировать, что телевизоры с подсветкой на квантовых точках действительно могут улучшить качество изображения, сделав цветопередачу более реалистичной.

Но вот насколько более реалистичной? Ведь известно, что в тех же телевизорах Sony картинка создается при помощи привычных фильтров, осуществляющих смешение цветов? Ответить на этот вопрос довольно сложно, тут многое зависит от субъективного восприятия качества изображения. Во всяком случае, счастливые обладатели первых телевизоров Sony с новой подсветкой отмечают, что изображение на экране выглядит как картина, написанная более чистыми цветными красками.

То, что и другие ведущие компании мгновенно подключились к внедрению этого технологического новшества, подтверждает тот факт, что квантовые точки не являются исключительно маркетинговым ходом. На CES 2015 компания Samsung представила телевизоры SUHD TV, в которых также была реализована подобная технология. Отмечается, что новые телевизоры обеспечивают более высокое качество изображения при цене ниже, чем у OLED-моделей. Компания LG также представила на выставке ULTRA HD телевизоры с технологией квантовых точек (Quantum Dot).

Сравнение с OLED не случайно. Ведь многие компании сначала обратились к OLED-технологии, как к способу повысить качество изображения современных телевизоров, но столкнулись с проблемой их производства при запуске в серию. Особенно это касается OLED-телевизоров с большой диагональю экрана и сверхвысоким разрешением.

В лице квантовых точек был найден своеобразный запасной вариант — цветовая гамма на таких телевизорах практически так же хороша, как и на OLED-дисплеях, а проблем с промышленным освоением технологии практически нет. Это позволяет компаниям выпускать телевизоры, которые по качеству картинки будут соперничать с OLED-технологией, оставаясь по цене доступными широкому кругу потребителей.

Еще совсем недавно дисплеи телевизоров на органических светодиодах (OLED) считались последним словом в развитии дисплейных технологий. Однако прогресс не стоит на месте и вниманию покупателей представляется новинка – жидкокристаллические дисплеи на основе квантовых точек.

В переводе с английского означает, собственно, квантовые точки. Они представляют собой мельчайшие частицы с диаметром всего в несколько нанометров. Увидеть невооруженным взглядом их невозможно. Но это является их основным преимуществом. Регулируя размер и придавая определенную форму этому полупроводнику, можно осуществлять точный контроль над электроводностью, а значит, и менять цветность света, исходящего от квантовой точки. Крупные точки будут казаться красными, более мелкие – синими, средние – зелеными. Благодаря своей стабильности, а также точному контролю над размерами частиц, стало возможным получить именно тот цвет, который необходим. При этом заданный оттенок будет практически вечным.

Преимущества нанокристаллов перед LED

Дисплеи современных жидкокристаллических телевизоров со светодиодной подсветкой (LED) имеют большой недостаток: их изображение зависит от светодиодов, которые излучают не чисто белый свет, при этом с узким цветовым спектром. Есть определенные технологии, позволяющие приблизить белый к идеалу, но на выходе полученные цвета все равно не обладают одинаковой интенсивностью (зеленый и синий будут ярче красного). Чтобы как-то сгладить эту разницу используют специальные настройки цветов в телевизоре, понижая значения синего и зеленого, но в результате изображение становится гораздо бледнее, чем необходимо.

Проблема поиска источника идеального белого света, который обеспечил бы при преломлении весь световой спектр с цветами одинаковой интенсивности, была решена при использовании квантовых точек.

Так, при создании дисплеев с использованием нанокристаллов была использована следующая технология. На специальную пленку наносятся квантовые частицы красного и зеленого оттенков. Они не разбиты на субпиксели как в модели RGB, а просто смешаны друг с другом. За этим слоем расположены светодиоды синего цвета. При попадании света от диода, квантовые точки начинают излучать свои красные и зеленые цвета. И как раз в процессе смешивания всех трех цветов получается искомый источник идеального белого света. Это обеспечивает правильную цветопередачу без искажения цветового спектра и потери интенсивности цветов.

Таким образом, квантовый механизм позволят разрешить целый ряд проблем, имеющихся у обычных ЖК-дисплеев с подсветкой. Среди основных преимуществ технологии QD-LED можно выделить следующие:

1. Применение источника идеального белого света.
2. Отсутствие проблемы с потерями контраста и яркости. Все цвета светового спектра имеют одинаковую степень интенсивности. Ни один цвет не преобладает над другим.
3. Увеличение реалистичности цветопередачи более чем на 50 процентов (около миллиарда оттенков).
4. Насыщенность цветов возрастает на 40 процентов.

Преимущества нанокристаллов перед OLED

OLED-дисплеи, работа которых основана на органических светодиодах, стали очередной ступенью в развитии электроники. По сравнению с обычными жидкокристаллическими дисплеями OLED имеют ряд преимуществ:

• качество изображения не меняется в зависимости от угла обзора;
• отсутствует подсветка;
• уменьшается вес и габариты изделия;
• повышается яркость и контрастность изображения.

Однако, несмотря на все преимущества, у данной технологии имеется целый ряд недостатков. Так, например, срок эксплуатации у OLED-дисплеев небольшой. Синие светодиоды имеют ограниченный несколькими годами непрерывной работы срок службы. А при выходе их из строя точность цветопередачи значительно искажается. Яркость изображения также отражается на длительности работы дисплеев и энергопотреблении: чем выше яркость, тем меньше срок эксплуатации и большее потребление энергии. Но самой значительной проблемой использования органических светодиодов является их серийное производство. Данная технология требует полной замены аппаратуры и конвейеров на заводах-изготовителях, а это приведет к значительному удорожанию продукции.

Использование же квантовых точек требует лишь небольших изменений и усовершенствования имеющихся конвейеров. Это прямо отразится на итоговой стоимости дисплеев. К тому же использование нанокристаллов решает проблему с недолговечностью цветопередачи и энергоэффективностью. В результате выходит качественное изображение, сопоставимое с OLED при этом более доступное для приобретения. /Более подробно читайте в нашем сайте.

Таким образом, квантовые точки становятся новой вехой в развитии жидкокристаллических дисплеев. Хотя кто знает, может не за горами будет новое научное открытие, которое перевернет наши сегодняшние представления о совершенных технологиях.

В 2017 году компания Samsung выпустила на рынок линейку своих новых телевизоров, экраны которых сделаны по технологии QLED. Аббревиатуру можно разобрать как Quantum dot () + LED (светодиод) = QLED, хотя, по логике, должно быть все-таки QDLED, но QLED звучит гораздо приятнее, поэтому южнокорейские маркетологи решили оставить именно этот вариант названия для экранов на квантовых точках.

Многие могут подумать, что QLED — это новая разработка, но на самом деле это уже третье поколение телевизоров Samsung с использованием квантовых точек, ведь экраны сделанные по данной технологии встречались нам в линейках SUHD TV 2015 и 2016 годов. Хотя, конечно, в моделях, поступивших в продажу в 2017 году, есть много изменений.

Так, например, фильтр «Глаз мотылька» в QLED-телевизорах Samsung теперь заменен на сверхтонкую пленку, которая не только уменьшает отражение на панели, но и помогает создавать более темные оттенки черного, а также способствует сохранению цветов при более острых углах обзора. Там, где KS8000 (например) медленно теряет насыщенность при просмотре с более экстремальных углов, Samsung Q9 работает намного лучше.

Samsung наконец-то добились своего и представили достойную альтернативу дисплеям OLED. Я уже говорил в , что Samsung в свое время отказались от инвестиций в разработку и совершенствование OLED-экранов, «оставив» это дело на совести конкурентов из LG и пойдя другим путем, путем развития дисплеев LED. В итоге, по прошествии нескольких лет, эти разработки вылились не во что иное, как в экраны на квантовых точках, которые, по сути, являются теми самыми дисплеями LED. И да, повторюсь, QLED позиционируется как основной конкурент органических дисплеев OLED.

Итак, резюмируя последние четыре абзаца, можно сказать следующее: QLED — это усовершенствованная технология светодиодных экранов на квантовых точках, модели которых были представлены в линейке SUHD последних лет. Таким образом, Samsung отделил флагманы в виде QLED, от моделей второго уровня, которыми теперь являются SUHD. Да и новое название, если честно, звучит гораздо лучше и звонче прежнего, под стать главному конкуренту — LG OLED.

Как это работает

Технология квантовых точек представляет из себя размещение слоя или пленки квантовых точек перед обычной светодиодной подсветкой. Слой состоит из крошечных частиц, каждая из которых пропуская через себя свет от LED-подсветки на выходе создает свой собственный свет в определенной цвете, в зависимости от размера (от 2 до 10 нанометров) той самой точки.

В основном, размер частицы диктует длину волны света, которую она испускает, отсюда и большая цветовая палитра. По словам представителей Samsung, квантовые точки обеспечивают более миллиарда цветов.

В третьем поколении телевизоров на квантовых точках, которое и получило название QLED, частицы были усовершенствованы, и теперь имеют новое ядро и оболочку из металлического сплава. Этот апгрейд позволил повысить как общую точность цветопередачи, так и точность цветопередачи при более высокой пиковой яркости.

Именно способность создавать большой цветовой объем при высокой яркости дает претензию на то, чтобы обойти на рынке экраны OLED, которые плохо сохраняют цвета при пиковой яркости, да и пиковая яркость в OLED, будем откровенны, гораздо ниже, чем в QLED.

Комментарии:

Сегодня у нас на обзоре новейший монитор - 27-дюймовый красавец с изогнутым WQHD-экраном, выполненным по технологии QLED. Ориентировочная цена устройства - около $500. Данный монитор был представлен производителем на выставке и он пока еще не продается официально в наших краях. Но в редакцию Root Nation уже приехал тестовый сэмпл, благодаря чему мы можем ознакомиться с технологией дисплеев на квантовых точках одними из первых. И конечно, я сейчас подробно расскажу о своих впечатлениях от этого монитора.

Дизайн, материалы, сборка Samsung CH711

Во-первых, поговорим о красоте. А она тут, несомненно есть. Выглядит монитор изящно и футуристично, что вполне в духе компании Samsung, которая сейчас претендует на статус производителя самых продвинутых, стильных и технологичных гаджетов. Что радует - данная тенденция не обходит стороной и сегмент мониторов компании.

Samsung CH711 выполнен в безрамочном дизайне и в выключенном состоянии кажется, что дисплей занимает всю область фронтальной части по ширине. На самом деле это не так, что становится понятно после включения монитора. По бокам и сверху матрица дисплея имеет тонкое черное поле шириной 5 мм. Но если на экране находится изображение с черным фоном по краям, то рамки полностью сливаются с изображением. Этот эффект достигается благодаря отличной контрастности и глубокому черному цвету, который демонстрирует QLED-дисплей. В любом случае - массивного пластика вокруг экрана нет - только аккуратное поле высотой 12 мм с логотипом производителя ниже экрана. Всю остальную площадь фронтальной части монитора занимает непосредственно изогнутый дисплей.

Матрица дисплея по торцам обрамлена качественным пластиком серо-серебристого цвета, а все остальные элементы (задняя панель и подставка) изготовлены из белого глянцевого пластика. Но глянец умеренный - не до зеркального блеска. Кроме того - белый пластик не собирает отпечатков пальцев и пыль на нем почти не заметна. В принципе - материалы приятные и в целом смотрится монитор неплохо.

Стиль монитора - сдержанный минимализм с простыми формами. Белый цвет универсальный и подходит под любой стиль интерьера. Изогнутость дисплея подчеркивает его соответствие современным технологическим трендам. Качество материалов и сборки монитора отличное, претензий у меня нет. В общем, Samsung CH711, как элемент интерьера, несомненно станет украшением любого жилища или офиса.

Компоновка элементов

В этом плане монитор Samsung CH711 очень необычен. В нем применяется оригинальное решение, когда все интерфейсы подключения и кабели спрятаны под съемными заглушками корпуса и подставки. Таким образом производитель добился полного отсутствия висящих сзади проводов, что дополнительно улучшило внешний вид монитора.

Кабели питания и видеоинтерфейса фирменные, идут в комплекте. Они тоже белого цвета и достаточно тонкие, проходят внутри ножки подставки и подключаются к разъемам, расположенным в углублении на корпусе. Эта зона прикрыта съемной заглушкой.

Портов подключения относительно немного: только коаксиальный разъем питания и 2 варианта подключения к источнику сигнала: HDMI или miniDisplayPort. Блок питания у монитора внешний, также белого цвета. Вот, как это выглядит на практике:

Особенности дисплея Samsung CH711

Монитор выдает действительно хорошую картинку. Но с первого взгляда особого преимущества перед IPS я не заметил. Лишь со временем начинаешь замечать превосходную контрастность картинки и отличную естественную цветопередачу. К углам обзора также нет претензий - они максимальные.

Кроме того, можно отметить высокую пиксельную плотность экрана. Разрешение 2560х1440 отлично подходит для QLED-панели диагональю 27 дюймов. Шрифты выглядят четко, как и иконки и другие мелкие элементы, которыми изобилует Windows. К тому же при использовании Samsung CH711 масштаб отображения интерфейса можно не менять - на 100% работать вполне комфортно.

Отдельный момент, про который стоит рассказать - изогнутость дисплея. Раньше я не придавал значения этой особенности и считал ее незначительной при выборе монитора. Но после привыкания к изогнутому экрану, изображения на на обычном плоском мониторе начинают казаться выпуклыми. Это заметно на прямоугольных элементах, которые приобретают овальность.

Samsung CH711 отлично показывает себя при любых моделях использования - офис и работа с текстом, редактирование фото и видео, браузинг, просмотр видеороликов и фильмов.

Отдельно хочу отметить игровую направленность монитора. Samsung CH711 можно назвать игровым монитором, благодаря малому времени отклика матрицы (4 мс) и поддержке технологии .

AMD FreeSync устраняет разрывы и подергивания игровой картинки, путем синхронизации частоты кадров видео, генерируемого видеоускорителем и частоты обновления монитора, а также компенсирует низкий fps в играх при частотах 30 кадров/с или менее.

Но также я обнаружил и некоторые проблемы QLED-панели. Возможно это связано с тем, что у меня на тесте ранний инженерный сэмпл и данный недостаток будет устранен в потребительских устройствах, которые поступят в точки продаж.

Суть проблемы в следующем. На объектах со сплошной заливкой темно-серого цвета я заметил участки с неравномерной подсветкой, которые создают эффект пятен на экране. Данный эффект малозаметен и наблюдается именно на темно-сером фоне, но все же я его увидел.

Я до конца не понял, с чем это связано. Возможно отдельные пиксели имеют неодинаковый уровень подсветки. Или это эффект памяти (что скорее всего) так как мне показалось, что имеются остаточные изображения на границе закрытого окна, в котором я работал долгое время до этого. При переносе окна с темно-серой заливкой на второй монитор (матрица PLS) данного эффекта не наблюдалось, заливка цветом была равномерной.

Эргономика и управление

Что касается настройки положения экрана в пространстве, то его диапазон неширокий и возможности ограничены только наклоном дисплея от себя и на себя.

Монитор имеет один элемент управления - многофункциональный джойстик-кнопку на нижней части дисплея. При помощи него можно включать и выключать устройство, а также вызывать меню и осуществлять навигацию и настройку монитора. К сожалению в моем тестовом экземпляре меню было на корейском языке, поэтому углубиться в настройки у меня не получилось. Найти выбор языка в меню наугад мне также не удалось, возможно, в инженерном сэмпле данной возможности просто нет.

Рядом с кнопкой имеется синий индикатор работы монитора, который имеет три состояния - включен, выключен, режим ожидания (мигание).

Выводы

Samsung CH711 - интересный универсальный монитор, который подходит для использования как дома, так и в офисе. Благодаря изысканному дизайну он станет украшением любого помещения. Пользоваться изогнутым экраном приятно и удобно в любых вариантах, будь то офисное применение, графические редакторы, мультимедиа или игры.

Дисплей, изготовленный с применением технологии квантовых точек, в целом мне понравился - качество картинки на высоте. Но возможно на данном этапе панели QLED все еще имеют некоторые недостатки и требуют доработки и усовершенствования. Кроме того стоимость подобных мониторов пока что достаточно высока. Однако я уверен, что у Samsung все получится, ведь мы знаем, как компания умеет добиваться поставленных целей. Надеюсь, что со временем все больше потребителей смогут наслаждаться качественным изображением на новых мониторах этого производителя.

Компания Samsung назвала примерные даты расширения ассортимента доступных в России моделей SUHD-телевизоров 2016 года, а также рекомендованные цены на них: от 110 тысяч до полутора миллионов рублей. Все устройства собираются в России — на заводе Samsung в Калужской области.

В настоящее время в России уже можно купить отдельные модели телевизоров корейского производителя с дисплеями, использующими для улучшения изображения технологию квантовых точек, однако некоторые линейки пока либо вовсе не представлены на российском рынке, либо представлены не всеми диагоналями.

Квантовые точки — что это?

Что такое квантовые точки? Это полупроводниковые нанокристаллы размером в несколько десятков атомов, которые светятся, когда подвергаются воздействию тока или света. Они излучают различные цвета в зависимости от размера и материала, из которого они изготовлены. Использование квантовых точек в LCD-дисплеях позволяет улучшить цветопередачу и контраст изображения, приблизив его к OLED-экранам и отказавшись при этом от дополнительных белых светодиодов подсветки (в схеме RGBW) и цветофильтров. По сути квантовые точки “конвертируют” голубое свечение светодиодов в другие первичные цвета, таким образом формируя изображение.

Именно эти светящиеся определенным цветом микроскопические кристаллы делают возможным отображение на телевизорах HDR-контента — изображений и видео с широким динамическим диапазоном, в которых детали можно рассмотреть как на очень темных, так и на очень светлых участках. В дисплеях телевизоров Samsung 2016-го модельного года используется экологичная бескадмиевая технология производства квантовых точек. Судя по всему, корейцы решили предпочесть квантовые точки OLED-технологии, которая делает телевизоры недоступно дорогими и имеет ряд минусов - ограничение по максимальной яркости и проблемы с постепенным выгоранием светоизлучающих элементов.

Новые телевизоры Samsung 2016 года

Самая доступная модель SUHD-телевизора Samsung с поддержкой 4K и HDR1000 (обеспечивается как раз квантовыми точками) входит в линейку KS7000 и имеет диагональ 49 дюймов. Ее рекомендованная розничная цена — 109 990 рублей, а продажи начнутся в июле. В этой линейке также будут представлены телевизоры с диагоналями 55 и 60 дюймов.

Линейка KS7500 предлагает примерно те же функции и качество изображения, что и KS7000, но экраны входящих в нее телевизоров изогнуты. 49- и 55- дюймовые модели KS7500 уже продаются в России (49-дюймовая стоит 119 990 р.), а старшая 60-дюймовая дебютирует в рознице в июле.

Месяцем позже, в августе, Samsung планирует начать продажи топовой 75-дюймовой модели из уже представленной в магазинах серии плоских телевизоров KS8000, тогда же в магазинах появится и 78-дюймовый изогнутый телевизор серии KS9000. Наконец, на конец лета запланирован выход на российский рынок топовой модели 88KS9800 с ценником 1 499 990 рублей.

Все телевизоры Samsung 2016 модельного года получили элегантный (не только спереди, но и сзади) дизайн, антибликовое покрытие Ultra Black и новое ПО, делающее максимально удобной работу со смарт-приложениями, включая стриминговые сервисы. Кроме того, устройства комплектуются специальным пультом Samsung One Remote, позволяющим управлять не только телевизором, но и подключенными к нему другими устройствами.