So funktionieren Quantum Dot LCD-Fernseher

Wie Quantenpunkt-LCD-Fernseher funktionieren Version 1484771078 Punkte mit Emissionsmaxima in einem 10-nm-Schritt werden bei Plasmachem kg erzeugtFläschchen mit Quantenpunkten: fluoreszierende Nanopartikel aus halbleitendem Material. Bildnachweis: PlasmaChem LED, LCD, OLED, 4K, UHD… das Letzte, was die TV-Branche derzeit benötigt, ist ein weiteres Techno-Akronym. Da die TV-Technologie der sich ständig weiterentwickelnde Moloch ist, mussten wir uns irgendwann auf eine neue Terminologie einstellen. Es stellt sich heraus, dass dieser Punkt jetzt ist und der Begriff - der  2015  das Schlagwort de rigeur sein wird - Quantenpunkte ist. Obwohl wir froh sind, von einem anderen Akronym verschont zu werden, kann der Begriff „Quantenpunkt“ nicht nur nicht erklären, was die Technologie tut, sondern das Thema ist auch ziemlich berauschend.

Keine Sorge, dafür sind wir hier. Welches Pseudonym Sie auch immer hören, um sich auf sie zu beziehen, am Ende des Tages bedeuten Quantenpunkte für Sie wirklich: bessere Farbe.

Einfach ausgedrückt, Quantenpunkte sind winzige Teilchen, die leuchten, wenn Sie Licht auf sie werfen. Packen Sie ein paar davon auf ein Blatt Film, beleuchten Sie diesen Film, und der Film leuchtet! Klingt nicht so magisch, oder? Natürlich ist es nicht so einfach und so kompliziert die Wissenschaft hinter Quantenpunkten auch sein mag. Wie sie dazu beitragen, dass LCD-Fernseher besser aussehen, ist wirklich faszinierend. In diesem Sinne finden Sie hier eine Erklärung, wie Quantenpunkte in Fernsehgeräten funktionieren, wie es möglicherweise von Ihrem Lehrer für Naturwissenschaften an der Mittelstufe gesagt wird (glauben Sie uns, der Erklärer auf College-Ebene wird Sie einschläfern lassen).

Zuerst beginnen Sie mit einem LCD

Quantenpunkte oder im wissenschaftlichen Sprachgebrauch Nanokristallhalbleiter bedeuten keinen neuen Anzeigetyp oder eine neue Auflösung. Quantenpunkte sind nur eine neue Komponente in einem LCD-Bildschirm. Insbesondere funktionieren Quantenpunkte, indem sie ein grelles Problem beheben , das LCD-Fernsehern mit LED-Hintergrundbeleuchtung innewohnt.

Das heißt, wir müssen erklären, wie grundlegende LCD-Anzeigen funktionieren, bevor wir fortfahren. Behandeln Sie dies also als Auffrischung, wenn Sie es bereits wissen.

LG-Quantum-Dot-TV

Ihr grundlegender LCD-Fernseher besteht aus drei Hauptteilen: einer weißen Hintergrundbeleuchtung, die das angezeigte Licht erzeugt, Farbfiltern, die dieses Licht in Nadelstiche aus rotem, grünem und blauem Licht aufteilen, und einem Flüssigkristallmodul, das wie ein Gitter aus winzigen Fenstern funktioniert (Pixel), um diese Farben in ein Bild zu mischen. Jedes Pixel hat seine eigenen roten, grünen und blauen Subpixel - diese Lichtpunkte - die mit Flüssigkristallen fast wie Fensterläden geöffnet und geschlossen werden können. Wenn weißes Licht von den LEDs durch ein Pixel fällt, dessen rote und grüne Subpixel vollständig geschlossen sind und dessen blaues Subpixel vollständig geöffnet ist, erscheint es Ihrem Auge blau. Wenn alle drei Subpixel geöffnet sind, erscheinen Rot, Grün und Blau zusammen weiß. Wenn Sie alle schließen, wird Schwarz erzeugt. Durch Mischen der Lichtmenge, die von verschiedenen Subpixeln kommt,Der Fernseher kann viele verschiedene Farben in verschiedenen Schattierungen und Farbtönen erzeugen. Was Sie am anderen Ende sehen, ist ein Bild.

Was es für Sie bedeutet, ist: bessere Farbe.

Heutige Fernsehgeräte verwenden LEDs, um die „weiße“ Hintergrundbeleuchtung bereitzustellen. Hier ist jedoch das Problem bei diesem Setup: LEDs saugen an der Erzeugung von weißem Licht. Wie jeder weiß, der den Übergang von Glühlampen zu Kompaktleuchtstofflampen oder LED-Leuchten vollzogen hat, sehen die Dinge in Ihrem Zuhause nach dem Umschalten nicht gleich aus. Die Farben sehen aus und das Licht selbst wirkt kalt und steril. Hersteller von Glühbirnen haben hart daran gearbeitet, die „Temperatur“ dieser Leuchten mithilfe verschiedener Methoden zu ändern, damit sie sich für unsere Augen wärmer und natürlicher anfühlen. Heute ist es einfacher, mit ihnen zu leben. In gewisser Weise bewirken Quantenpunkte etwas Ähnliches, indem sie dazu beitragen, dass die LED-Hintergrundbeleuchtung in LCD-Fernsehern die Erzeugung präziser Farben fördert.

Das Lustige an LED-Leuchten ist, dass sie von Natur aus nicht weiß leuchten. Die „weißen“ LEDs in Ihrem Fernseher sind tatsächlich blaue LEDs, die mit einem gelben Leuchtstoff beschichtet sind, der eine Art weißes Licht erzeugt. Aber dieses quasi weiße Licht bleibt hinter dem Ideal zurück. Wenn Sie es in ein Prisma einspeisen würden (erinnern Sie sich an die aus dem naturwissenschaftlichen Unterricht?), Würde es nicht in jedem Farbton einen gleich hellen Regenbogen erzeugen. Zum Beispiel ist die Intensität der roten Wellenlängen äußerst gering, sodass Rot nach dem Filtern dunkler als Grün und Blau erscheint und somit jede andere Farbe beeinflusst, die der Fernseher zu erzeugen versucht. Ingenieure können diese ungleichmäßige Farbintensität ausgleichen, indem sie sie mit Problemumgehungen ausgleichen (Sie können beispielsweise Grün und Blau entsprechend wählen), aber die Intensität des endgültigen Bilds leidet darunter.

Was TV-Hersteller brauchen, ist eine „sauberere“ weiße Lichtquelle, die über das rote, grüne und blaue Farbspektrum gleichmäßiger verteilt ist. Hier kommen die Quantenpunkte ins Spiel.

Geben Sie den Quantenpunkt ein

Zur Erinnerung: Quantenpunkte sind winzige phosphoreszierende Kristalle, die leuchten, wenn Sie Licht auf sie werfen. Sie können in einer Reihe von Farben leuchten, und welche Farbe sie leuchten, hängt von ihrer Größe ab. Da die Größe eines Quantenpunkts jetzt präzise gesteuert werden kann (basierend auf der Anzahl der Atome - diese Dinge sind kleiner als ein Virus), kann das resultierende Licht, das sie ausgeben, genauso genau angewählt werden. Sie sind auch bemerkenswert stabil, was bedeutet, dass sich der Effekt im Laufe der Zeit nicht abnutzt oder ändert. Ein Quantenpunkt, der hergestellt wurde, um einen bestimmten Rotton zu leuchten, leuchtet immer diesen Rotton. Sehen Sie, wohin das führt?

qdef-explodiertes-Diagramm Der Quantum-Dot-Enhancement-Film (QDEF) befindet sich zwischen der Hintergrundbeleuchtung eines Displays und dem herkömmlichen Flüssigkristallmodul (LCM).

Was die TV-Hersteller jetzt tun, ist, ein Blatt Film zu nehmen und es mit einer Reihe von Quantenpunkten zu sättigen, die so konstruiert wurden, dass sie in sehr präzisen Rot- und Grüntönen leuchten. Sie lassen dann die gelbe phosphorbedeckte LED, die sie verwendet haben, fallen und verwenden stattdessen eine reine blaue LED.

Jetzt denken Sie vielleicht: Eureka! Wir haben jetzt ein blaues Licht, wobei Rot und Grün von den Quantenpunkten kommen! RGB = fertig! ” Aber so funktioniert es eigentlich nicht. Denken Sie daran, dass sich die Quantenpunkte auf einem riesigen, einheitlichen Blatt befinden, das nicht sauber in mikroskopischen Subpixeln angeordnet ist. Also gehen all diese Farben in einen Mixer.

Wenn die blaue LED auf dem mit Quantenpunkten gesättigten Filmblatt leuchtet und die Punkte rot und grün leuchten, bilden alle drei zusammen das ideale weiße Licht. Jetzt haben die Farbfilter auf dem LCD-Bildschirm eine bessere Lichtquelle und können Rot, Grün und Blau präziser und effizienter herausfiltern. Da weißes Licht weniger unerwünschte „Peaks“ enthält, müssen die Farbfilter diese nicht ausdrücken. Zum Beispiel ist die Intensität der orangefarbenen und gelben Wellenlängen beim Erstellen von Rot gering, sodass Sie hellere und genauere Rottöne erhalten. Und wenn Rot, Grün und Blau heller und genauer sind, wird jede resultierende Farbe, die aus dem Farbmischprozess stammt, genauer und heller.

Voila. Sie haben jetzt einen LCD-Fernseher mit viel besseren Farbfunktionen. Und dieser breitere Farbumfang eignet sich besonders für 4K-UHD-Fernseher, die viel mehr Farbinformationen verarbeiten können als 1080p-HD-Fernseher.

Es gibt nur einen Haken.

Es ist immer noch ein LCD-Fernseher

Die meisten LCD-Fernseher haben Schwierigkeiten, Schwarz zu erzeugen, das nicht grau aussieht, weil die Flüssigkristallmodule - die „Fensterläden“, die das Licht blockieren können - nicht perfekt sind. Selbst wenn sie vollständig geschlossen sind, sickert etwas Licht von den Hintergrundbeleuchtungen durch. Aus diesem Grund sieht die Anzeige eines „schwarzen“ Bildschirms auf Ihrem Fernseher leicht grau aus. Wenn Sie ihn jedoch ausschalten, wird er pechschwarz. Das Grau, das Sie sehen, ist eine minimale Menge an Licht, das durch sickert.

Quantenpunkte zielen darauf ab, die Leistung in einigen dieser Bereiche zu verbessern, aber letztendlich hat ein LCD-Panel seine Grenzen - es wird niemals in der Lage sein, das gesamte dahinter liegende Licht vollständig auszuschalten. Aus diesem Grund wird die Bildqualität im Vergleich zur OLED-Technologie, bei der Pixel vorhanden sind, die bei gegebenem Signal keine Licht mehr erzeugen können, immer beeinträchtigt, was zu einer pechschwarzen Bildqualität führt.

Da Plasmafernseher inzwischen im Ruhestand sind und OLED-Fernseher (LG ist das einzige Unternehmen, das sie herstellt) für die meisten immer noch unerschwinglich teuer sind, ist es schön zu wissen, dass LCD-Fernseher durch Quantenpunkte eine helfende Hand bekommen.