量子ドットを使ってLCD TVの性能を向上させる

量子ドット(別名QLED)について知りたいことを見つけてください

量子ドットと液晶テレビ

量子ドット構造とその形成方法を示す画像。 QD Visionの画像提供

いくつかの欠点もかかわらず 、家庭用エンターテインメント体験の中心として消費者に販売されているテレビの中で液晶テレビが主流であることは間違いありません。 LCD TVの急速な普及は、CRTとリアプロジェクションTVの崩壊を加速させ、また、 プラズマテレビがもはや私たちと共にいない主な理由です。

しかし、 OLED TVは、LCDの正式な後継製品として「強化された」性能を備えた多くの企業によって宣伝されています。 実際、LGはこの技術に賭けて、OLED TVを生産し、積極的に推進している。

しかし、支持者たちはOLEDがTV技術の進歩を象徴していると思っているように、LCD TVは量子ドットを組み込むことでそれを一段と引き上げることができます。

量子ドットとは何ですか?

テレビやビデオディスプレイに応用するために、量子ドットは半導体特性を有する人造ナノクリスタルであり、液晶画面上の静止画像とビデオ画像に表示される輝度と色の性能を向上させることができます。

量子ドットは放射性粒子であり(プラズマテレビでは燐光体に多少似ている)、この場合、外部光源(LCD TVアプリケーションの場合は青色LED光の場合)に光子を当てると、各ドットが色を発するそのサイズによって決定される特定の帯域幅を有する。

大きなドットは赤に向かって歪んだ光を放出し、ドットが小さくなると、緑に向かってより歪んだ光を放射します。 指定されたサイズの量子ドットを構造体にグループ化すると(次のページで詳しく説明します)、青色LED光源と組み合わせると、テレビ視聴に必要な色帯域幅全体に光を放出できます。 テレビメーカーは、量子ドット特性を利用して、現在の能力を超えてLCD TVの輝度と色性能を向上させることができます。

上の図は、量子ドット(右)の構造と、サイズ(左)による量子ドットの発光特性と、量子ドットが実際に製造される方法(何かのように見える)の両方の仮説を示していますフランケンシュタイン博士の研究室または大学の化学研究室から)。

量子ドットを液晶テレビで使用する方法

量子ドットアプリケーションチャートのイメージ QD Visionの画像提供

いったん量子ドットが作られると、異なるサイズのドットをランダムにまたはサイズ構成の方法で、LCD TV内に配置することができるケーシング内に配置することができる(液晶テレビでは、ドットは通常2つのサイズであり、もう一方は赤色に最適化されています)。

このページに示されているイメージは、使用されたケーシングの種類に応じて、LCD TVで量子ドットを使用する方法を示しています。

それぞれの方法において、青色LEDは量子ドットを通って光を送り、それは励起されて赤色および緑色の光を発する(これはLED光源から来る青色と組み合わされる)。 次に、異なる色の光は、LCDチップ、カラーフィルタを通過し、画像表示のためにスクリーン上に進む。 付加された量子ドット発光層は、追加された量子ドット層なしで、LCDテレビがLCDテレビよりも飽和かつ広い色域を表示することを可能にする。

LCDモニター(ホームシアターオタク/ QDビジョン)での量子ドットアプリケーションのビデオデモンストレーションをチェックする

液晶テレビに量子ドットを加える効果

TV用QD VisionカラーIQ量子ドット色域増幅の効果を示すグラフ。 チャートQDビジョン

上記の図は、量子ドットをLCD TVに追加することでカラーパフォーマンスを向上させる方法の例とチャートの例です。

一番上のチャートには、完全に可視のカラースペクトルを示す標準的なグラフィック表示があります。 しかし、テレビやビデオ技術はカラースペクトル全体を表示することができないので、そのスペクトル内に表示される三角形は、ビデオディスプレイデバイスで使用される様々なカラー技術がその目標にどれくらい近いかを示します。

参照されている三角形から分かるように、従来の白色LEDバックまたはエッジライティングを使用するLCDテレビは、1953年にカラー伝送用に採用されたNTSCカラースタンダードよりもはるかに少ないものです。 しかし、あなたも見てきたように、量子ドットをミックスに追加すると、液晶テレビのカラーは、NTSCカラー規格の要件を満たすのに十分なほどに拡張することができます。

実際の効果:グラフの下の比較に示すように、色はより自然で飽和して自然です。

Quantum DotsはUltra( Quantum Dots For Ultra)の記事で説明されているように、HD(rec.709)とUltra HD(rec.2020 / BT.2020)の両方のカラー規格のニーズを満たすためにも使用できることを指摘することも重要です。光とフォトニクスのための国際社会によって掲示されたLCDのハイカラーガマット

LCDとOLED

LCD TVとカラーIQ量子ドットとOLED TVを比較したグラフ チャートQDビジョン

この記事の私の紹介で述べたように、液晶テレビは世界中の世帯で使用される最も一般的なタイプです。 しかし、液晶テレビには、特にプラズマテレビに比べて彩度と黒レベルの性能が欠点となります。 LEDブラック・アンド・エッジ・ライティング・システムの導入は幾分助けになりましたが、それだけでは十分ではありませんでした。

これらの欠点に対処するために、OLED技術を組み込んだTVは広い色域と絶対的な黒の両方を生み出すことができるため、テレビ業界(主にLG)はOLEDを追求しています。

しかし、OLEDは、LED / LCDの優れた代替品として賞賛されているが、長年の約束と市場への参入の試みが失敗した後、2014年にはLGとSamsungだけがCES 2013で導入された大型スクリーンOLED TVでTV市場に参入したわずかに異なるアプローチ。

LGは、WRGBと呼ばれるシステムを利用しており、これは、複合白色発光OLEDサブピクセルおよび画像を生成するカラーフィルタであり、Samsungは、真の赤色、緑色および青色発光OLEDサブピクセルを組み込んでいる。

OLED TVは本当に美しく見えるが、残りのテレビ業界がOLED TVを大量に市場に持ち込むのを止めるという大きな問題がある。

また、2015年にSamsungが消費者OLED TV生産を中止し、消費者市場をターゲットとしたOLED TVの唯一の供給源として、LG、そして現在はSonyを残していることが指摘されなければならない。

LCD TVはOLED TVよりも構造が複雑であるという主張にもかかわらず、現実の事実は、OLEDが、これまでテレビに必要な大画面サイズで製造するのに高価であったということです。 これは製造プロセスに現れる欠陥のために、大きなスクリーンサイズのOLEDスクリーンの使用が拒否される割合が高いためです。 結果として、LED / LCD TVよりもOLEDの想定される利点の大部分(より広い色域とより深い黒色のレベルを表示できるなど)は抑止されています。

OLEDの製造上の問題と、現在実行されているLED / LCD TVデザインに量子ドットを組み込むことができるという利点を利用して、量子ドットは、LED / LCD TVの性能をTVメーカーがOLEDで望んでいたものとはるかに低コストです。

量子ドットとOLEDのLCD

ソニーの液晶テレビをカラーIQ量子ドットとLGとサムスンのOLED TVと比較したチャート。 チャートQDビジョン

このページには、サムスンとLGが発表した第一世代のOLED TVに量子ドットを組み込んだソニーの2つのLED / LCD TVの輝度、カラーカバレッジ、消費電力の要件を比較したチャートが掲載されています。

技術的な詳細がなくても、4つのセットすべてを比較すると、2つのSony Quantumドット搭載LED / LCDセットが比較に使用され、オリジナルのSamsung OLEDセットは非常に近く、LG OLEDセットは実際には実行不足に見えます。

一方、Samsungセットは高輝度出力が可能ですが、Sony Quantum Dot LED / LCDとLG OLEDセットは非常に近いです。

しかし、最も大きな違いは消費電力です。 ご覧のように、両方のOLED TVはこの比較で使用されたSonyセットよりも多くの電力を消費します。特に、65インチSony 4Kセットが55インチOLED TVよりも消費電力が少ないと考えると、 これは、将来の世代のOLED TVのエンジニアリングの進歩を排除すると、65インチのOLED TVは、量子ドット対応のLED / LCD TVよりも多くの電力を消費する可能性があるということです。

また、LED / LCD TVは、輝度出力に関係なく、より安定したレベルで電力を消費しますが(スマートTVなどのテレビのその他の機能は、消費電力に影響を与える場合があります) OLED TVの消費電力は、画像を生成するために必要な輝度のレベルによって変化します。 コンテンツが明るくなればなるほど、消費される電力が増えます。もちろん、スマートテレビやその他の機能を利用すると、これも変わります。

このように、チャートに示されているように、OLED TVの製造と購買のコスト要因は、量子ドット搭載のLED / LCD TVに比べて大幅に改善されない可能性があります。

量子ドット - カラフルな現在と未来

2016 CESにおける量子ドット技術デモと量子ドットテレビの例 写真©ロバートシルバ - japan.infoにライセンス供与

TV、QD Vision(エッジライト型LED / LCD TV用のエッジ光学ソリューションを提供する)、Nanosysおよび3M(量子ドットフィルム(QDEF)オプションを提供する3M)フルアレイバックライトLED / LCD TV用)。

上の写真の左側には、一番左のテレビがSamsung 4K LED / LCD TVであり、右下がLG 4K OLED TVです。 LG OLED TVのすぐ上には、量子ドット技術を搭載したPhilips 4K LED / LCD TVがあります。 あなたが見ることができるように、赤はサムスンのセットよりもフィリップスでより多く現れ、LG OLEDセットに表示された赤よりもわずかに飽和しています。

写真の右側には、TCLとHisenseの量子ドット搭載テレビの例があります。

サムスン、TCL、ハイセンス/シャープ、ビジオ、フィリップスなど、2016年のCESで数社のテレビメーカーがクアンタムドット対応のテレビを見せているため、クアンタムドットの使用は大きな飛躍を遂げています。

しかし、奇妙なことに、 2015年にQuantum Dot TVプロトタイプを発表した LGは、明らかに、より高価なOLED TV技術に多くのリソースを投入することに決めました。

一方、LGとソニー(2017年現在)は、OLED TVの唯一のメーカー(ソニーのOLED TVはLG OLEDパネルを使用している)であり、QD Vision、Nanosys、および3Mが提供する色強調用の量子ドット代替品は、 LCDの長年の市場支配を継続し、何十年にもわたります。 そのため、次回にテレビを買い物するときは、「カラーIQ」、「QLED」、「QD」、「QDT」、または同様のラベルがセットに含まれているかどうか、またはユーザーガイドで確認してくださいテレビは量子ドット技術を利用しています。

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