Ondanks enkele tekortkomingen zijn lcd-tv's (inclusief led-/lcd-tv's) het dominante type tv dat door consumenten wordt gekocht. De acceptatie van lcd-tv's versnelde de ondergang van CRT- en rear-projection-tv's en is de belangrijkste reden dat plasma-tv's niet langer beschikbaar zijn.
In de afgelopen jaren is OLED TV, geleid door LG, aangeprezen als de opvolger van LCD. Hoewel OLED een stap vooruit in tv-technologie vertegenwoordigt, hebben lcd-tv's een tandje bijgezet met de integratie van kwantumdots (ook bekend als QLED).
Quantum dots en QLED verwijzen naar dezelfde technologie. QLED is een marketingterm die Samsung en TCL gebruiken in de branding van hun quantum-dot-tv's. Deze sets combineren led-achtergrondverlichting met quantum dots in bepaalde lcd-tv's voor kleurverbetering.
Wat een Quantum Dot is
Een kwantumdot is een vervaardigd nanokristal met halfgeleidereigenschappen die de helderheid en kleurprestaties kunnen verbeteren die worden weergegeven in stilstaande en videobeelden op een LCD-scherm.
Quantum dots zijn emitterende deeltjes (een beetje zoals fosforen op een plasma-tv). Wanneer de deeltjes worden geraakt door fotonen van een lichtbron van buitenaf (in het geval van een lcd-tv-toepassing een blauw led-licht), stra alt elke stip de kleur uit van een specifieke bandbreedte, die wordt bepaald door de grootte. Grotere stippen zenden licht uit dat scheef is naar rood. Naarmate de stippen kleiner worden, zenden de stippen licht uit dat scheef is richting groen.
Wanneer kwantumdots van bepaalde afmetingen in een structuur worden gegroepeerd en worden gecombineerd met een blauwe LED-lichtbron, zenden de kwantumdots licht uit over de volledige kleurbandbreedte die nodig is voor tv-kijken.
De afbeelding hierboven toont de structuur van een kwantumdot (aan de rechterkant), een hypothetisch voorbeeld van de relatie van de kleuremissie-eigenschappen van kwantumdots volgens grootte (aan de linkerkant), en de methode waarmee kwantumdots zijn vervaardigd.
Hoe Quantum Dots kunnen worden gebruikt in lcd-tv's
Zodra kwantumdots zijn gemaakt, kunnen de stippen van verschillende grootte willekeurig of op een georganiseerde manier worden geplaatst in een behuizing die in een lcd-tv kan worden geplaatst. Bij een lcd-tv hebben de stippen doorgaans twee formaten, één geoptimaliseerd voor groen en de andere geoptimaliseerd voor rood.
De afbeelding hierboven illustreert manieren waarop kwantumstippen in een lcd-tv kunnen worden geplaatst.
- In een behuizing (aangeduid als edge-optiek) langs de randen van het LCD-paneel tussen een blauwe LED-randlichtbron en het LCD-paneel (voor edge-lit LED/LCD-tv's).
- Op een filmverbeteringslaag (QDEF) geplaatst tussen een blauwe LED-lichtbron en het LCD-paneel (voor full-array of direct verlichte LED/LCD-tv's).
- Op een chip die over blauwe LED-lichtbronnen langs de rand van een LCD-paneel wordt geplaatst (voor edge-lit LED/LCD-tv's).
Bij alle methoden stuurt een blauwe LED licht door de quantum dots die worden geëxciteerd, zodat de quantum dots rood en groen licht uitstralen (wat ook wordt gecombineerd met het blauw dat uit de LED-lichtbron komt).
Het verschillende gekleurde licht gaat door de LCD-chips en kleurfilters en vervolgens naar het scherm voor beeldweergave. Dankzij de toegevoegde emissielaag met kwantumdots kan de lcd-tv een meer verzadigd en breder kleurengamma weergeven dan lcd-tv's zonder de toegevoegde laag met kwantumdots.
Het effect van het toevoegen van Quantum Dots aan lcd-tv's
Hieronder ziet u een grafiek en een voorbeeld van hoe het toevoegen van kwantumdots aan lcd-tv's de kleurprestaties kan verbeteren.
De grafiek bovenaan is een standaard grafische weergave die het volledige zichtbare kleurenspectrum illustreert. Tv's en videotechnologieën kunnen niet het volledige kleurenspectrum weergeven. Met dat in gedachten, laten de driehoeken die binnen dat spectrum worden weergegeven, zien hoe dicht verschillende kleurtechnologieën die in videoweergaveapparaten worden gebruikt, dat doel benaderen.
Zoals je kunt zien aan de driehoeken waarnaar wordt verwezen, geven lcd-tv's met traditionele witte led-achter- of randverlichting een smaller kleurbereik weer dan tv's die zijn uitgerust met kwantumdots. Quantum dots geven kleuren weer die verzadigder en natuurlijker zijn, zoals te zien is in de vergelijkingen onder de grafiek.
Quantum dots kunnen voldoen aan de eisen van zowel HD (rec.709) als Ultra HD (rec.2020/BT.2020) kleurstandaarden.
Standaard LED/LCD versus OLED
LCD-tv's hebben nadelen wat betreft kleurverzadiging en zwartniveau-prestaties, vooral in vergelijking met plasma-tv's, die niet langer beschikbaar zijn. De integratie van LED black-and-edge-verlichtingssystemen heeft enigszins geholpen, maar dat was niet genoeg.
Als reactie streefde de tv-industrie (voornamelijk LG) naar OLED-technologie als de oplossing, omdat deze een breder kleurengamma en absoluut zwart kan produceren.
LG maakt gebruik van een systeem dat WRGB wordt genoemd, wat een combinatie is van wit lichtgevende OLED-subpixels en kleurfilters om afbeeldingen te produceren. Samsung heeft echte rode, groene en blauwe lichtgevende OLED-subpixels ingebouwd.
Samsung stopte in 2015 met de productie van OLED-tv's voor consumenten, waardoor LG en Sony de enige bronnen voor OLED-tv's op de Amerikaanse markt bleven. Samsung heeft zijn middelen gewijd aan het op de markt brengen van quantum-dot (QLED) tv's, samen met Vizio en TCL.
OLED-tv's zien er geweldig uit, maar het grootste probleem dat veel tv-merken vertraagt om OLED-tv's op grote schaal op de markt te brengen, zijn de kosten.
Ondanks de bewering dat lcd-tv's ingewikkelder van structuur zijn dan oled-tv's, is OLED-tv duurder om te produceren in grote schermformaten. Dit komt door defecten die zich voordoen in het fabricageproces en die ertoe leiden dat een groot percentage OLED-panelen wordt afgewezen voor gebruik voor grote schermformaten. Als gevolg hiervan hebben de meeste voordelen van OLED (zoals een breder kleurengamma en dieper zwartniveau) ten opzichte van LED/LCD-tv's niet geleid tot een brede acceptatie door de fabrikant.
Profiterend van de productiebeperkingen van OLED en de mogelijkheid om kwantumdots op te nemen in het huidige ontwerp van led/lcd-tv (met weinig verandering in de assemblagelijn), worden kwantumdots gezien als het ticket om led/lcd-tv te brengen prestaties dichter bij die van OLED, maar tegen lagere kosten.
Samsung loopt voorop in een beweging die quantum dots combineert met OLED (genaamd QD-OLED) voor betere kleurprestaties en helderheid zonder de nadelen van de huidige QLED- en OLED-tv's. Geen woord over wanneer en of dergelijke sets op de markt komen.
LCD met Quantum Dots (QLED) versus OLED
Het toevoegen van quantum dots aan een lcd-tv brengt de prestaties dichter bij die van een oled-tv. Toch zijn er gebieden waar elk voor- en nadelen heeft. Hier zijn voorbeelden van enkele van die verschillen.
- Kleurprestaties vergelijkbaar met OLED.
- Behoudt een uitstekende kleurverzadiging omdat de helderheid beter verandert dan bij OLED.
- Kan absoluut zwart niet weergeven.
- Ongelijke schermuniformiteit. Zwart en wit zijn niet eens over het hele schermoppervlak.
- Een smallere kijkhoek in vergelijking met OLED-tv's.
- Hoge lichtopbrengst verbruikt meer stroom.
- Uitstekende kleurnauwkeurigheid.
- Niet zo goed als QLED in het behouden van kleurverzadiging als de helderheid verandert.
- Kan absoluut zwart weergeven.
- Niet zo helder als een QLED-tv. Het beste in een slecht verlichte kamer.
- Betere schermuniformiteit (zwart en wit zijn zelfs over het schermoppervlak te zien) dan QLED-tv's.
- Lager stroomverbruik dan de meeste QLED-tv's.
- Duurder dan QLED-tv's.
Quantum Dots: een kleurrijk heden en toekomst
De belangrijkste leveranciers van quantum-dot-technologie voor gebruik in tv's zijn Nanosys en 3M, die de quantum-dot-film (QDEF)-optie bieden voor gebruik met full-array backlit LED/LCD-tv's.
In de bovenstaande foto is de tv helemaal links een Samsung 4K LED/LCD-tv. Rechts en onderaan bevindt zich een LG 4K OLED-tv. Boven de LG OLED TV hangt een Philips 4K LED/LCD TV voorzien van quantum-dot technologie. De rode kleuren komen meer naar voren op de Philips dan op de Samsung-set en zijn iets meer verzadigd dan de rode kleuren die worden weergegeven op de LG OLED-set.
Aan de rechterkant van de foto staan voorbeelden van met kwantumdot uitgeruste tv's van TCL en Hisense.
Het gebruik van kwantumdots heeft een sprong voorwaarts gemaakt, aangezien verschillende tv-makers tv's met kwantumdots hebben laten zien op beurzen, waaronder Samsung, TCL, Hisense/Sharp, Vizio en Philips. Hiervan hebben Samsung en Vizio modellen op de markt gebracht in de VS, waarbij TCL ook binnenspringt. Samsung en TCL bestempelen hun quantum-dot-tv's als QLED-tv's, terwijl Vizio de term Quantum gebruikt.
LG toonde in 2015 een aantal prototypes van kwantumdot-tv's, maar trok zich terug van het op de markt brengen ervan om meer middelen in hun Nano Cell-technologie te steken in bepaalde lcd-tv's en om duurdere tv's te maken met behulp van OLED-technologie.
Met LG en Sony (vanaf 2020) als de enige makers van OLED-tv's (Sony OLED-tv's gebruiken LG OLED-panelen) voor de Amerikaanse markt, kan het quantum dot- alternatief voor kleurverbetering aangeboden door Nanosys en 3M LCD mogelijk maken om de marktdominantie de komende jaren voort te zetten.
De volgende keer dat u een tv gaat kopen, controleert u of deze het label Color IQ, QLED, QD, QDT, Quantum of een vergelijkbaar label op de set of in de gebruikershandleiding heeft. Dat vertelt je dat de tv quantum-dot-technologie gebruikt.
FAQ
Zijn QLED-tv's beter dan OLED-tv's?
Dit hangt af van de specifieke tv's die je vergelijkt, maar in het hogere segment kost OLED als technologie meer en krijg je het beste beeld dat je kunt kopen. Er zijn echter veel andere factoren, zoals responstijd of helderheid, die een rol spelen bij het kopen van een tv, waardoor een QLED-tv beter past.
Zijn IPS-tv's beter dan QLED-tv's?
Dit hangt ook af van de specifieke modellen die u vergelijkt, maar IPS is een technologie die het meest wordt gebruikt in monitoren vanwege de voordelen ten opzichte van traditionele LCD/LED-tv's in combinatie met een snelle responstijd. In termen van pure beeldkwaliteit bieden QLED-tv's in het hogere segment echter een beter beeld dan IPS-tv's.
