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LCD如何应对OLED挑战:量子点是最佳选择

来源:lcd液晶模块厂家 发布时间:2017-10-21 

尽管存在一些缺陷,液晶电视依然是消费者家庭娱乐体验中心的主要电视类型。人们对液晶电视的快速接受也加快了CRT和背投电视的消亡,同时也是等离子电视逐渐淡出大众视线的主要原因。
随着技术的发展,OLED电视开始被许多人吹捧,认为其“增强”的性能是LCD电视的完美替代方案。事实上,LG已经通过生产和积极推广OLED电视来押注这项技术。
尽管支持者可能会认为OLED代表了电视技术的升级,但是通过接入量子点技术,液晶电视仍然可以占据一席之地。
一、什么是量子点?
量子点是指具有半导体特性的人造纳米晶体,可以用于增强LCD屏幕上静止和视频图像中显示的亮度和色彩性能。
量子点通过发射粒子(类似等离子体电视上的磷光体)实现图像显示。当它们被来自外部光源的光子撞击时,每个量子点会发射具有特定带宽的颜色(由量子点尺寸决定)。
尺寸较大的量子点发射偏向红色的光,随着量子点尺寸变小,它们发出的光线偏向绿色。当指定尺寸的量子点在一个结构中组合在一起并与蓝色LED光源组合时,它们可以发出电视观看所需的整个色彩带宽。利用量子点的特性,电视厂商可以提高液晶电视的亮度和色彩表现,从而超出目前的性能。

lcd量子点

上图显示了量子点的结构(右侧),根据量子点尺寸(左侧)观测的量子点色彩发射特性关系的虚构例子,以及实际制造量子点的方法。

二、液晶电视如何使用量子点技术

液晶电视

一旦量子点制成,不同大小的点可以随机或以大小有序的方式置于LCD电视机中(主要针对绿色和红色优化)。该图说明了量子点在液晶电视的不同应用。
(一)沿着蓝色LED边缘光源和LCD面板(用于侧光式LED /液晶电视)之间的LCD面板边缘,放置在外壳(称为边缘光学器件)的内部。
(二)位于蓝色LED光源和LCD面板(用于全阵列或直接发光LED /液晶电视)之间的“薄膜增强层”上。
(三)沿着LCD面板(用于侧光式LED /液晶电视)边缘放置在蓝色LED光源上的芯片上。
在每种方法中,蓝色LED通过量子点发光,然后通过激发发射出红色和绿色光(也可与来自LED光源的蓝色光融合)。然后,不同颜色的光线依次通过LCD芯片、滤色器,最终在屏幕上成像。相比没有添加层的液晶电视,添加了量子点发射层的液晶电视能显示更饱和、更宽的色域。

三、LCD vs OLED

LCD VS OLED

正如上文所述,液晶电视是世界各地家庭中最普遍的电视类型。不过话虽如此,液晶电视确实有缺点,其中包括色彩饱和度以及黑色级别的性能,尤其是与等离子电视相比时差距明显。LED黑色和边缘照明系统的接入虽然有所帮助,但这还不够。

为了应对这些缺点,电视行业(主要是LG)一直在追求OLED技术作为解决方案,因为采用OLED技术的电视可以产生更宽的色域和纯黑色。

然而,OLED作为LED / LCD更好的替代品的想法并没有取得多大进展。经过了多年的尝试很多企业都没能成功进入市场,到2014年,也只有LG和三星于2013年通过使用两种略微不同的方法使得大屏幕OLED电视进入市场。

LG利用了被称为WRGB的系统,这种系统利用了白光OLED子像素和滤色器的组合以产生图像;而三星则结合了真正的红色、绿色和蓝色OLED子像素。
虽然LG和三星推出的OLED电视看起来很棒,但是成本依然是阻止电视行业其他企业将OLED电视推入市场的主要原因。

此外,必须指出的是,截至2015年,三星已经淘汰了消费者OLED电视(至少在现在);剩下LG成为消费市场OLED电视的唯一供应商。

尽管液晶电视在结构上比OLED电视更为复杂,但实际上,迄今为止,在制造电视机所需的大屏幕尺寸方面,OLED要贵得多。这是由于在制造过程中出现的缺陷导致大部分OLED屏幕无法用于大尺寸屏幕。因此,大多数OLED对于LED /液晶电视的优势(例如能够显示更宽的色域和更深的黑色级别)被抹杀。
利用OLED的生产问题和将量子点纳入目前执行的LED / LCD电视设计(在装配线上所需的变化很少)的能力,量子点可能成为使得LED / LCD电视性能更接近电视制造商对OLED所期望的性能的砝码。

四、量子点LCD vs OLED

上图显示了索尼量子点电视与三星和LG推出的第一代OLED电视亮度、颜色范围和功耗要求的对比。
无需通过更多技术细节就能看出,通过比较这四个图,就会发现,配备了LED /液晶显示器的两个索尼量子点(QD Vision)设备,与三星OLED参数非常接近,而LG OLED设备实际上表现不佳。

另一方面,虽然三星设备可以实现高亮度输出,但是索尼QD Vision LED / LCD和LG OLED设备都非常接近。
然而,最明显的区别在于功耗。可以看到,OLED电视消耗的功率要比在此图中所示索尼设备的消耗功率大,尤其是65英寸的Sony 4K设备比55英寸的OLED电视消耗的功率更少。这意味着,除了未来几代OLED电视实现技术进展之外,65英寸OLED电视可能比其QD Vision LED /液晶同类电视消耗更多的电力。

另外需要注意的是,虽然LED /液晶电视无论亮度输出如何,都能在更稳定的水平上消耗电力(尽管电视在接入其他功能,如智能电视等时可能会影响其功耗),OLED电视功耗随着产生图像所需的亮度水平而变化。所以,显示内容亮度越高,消耗的功率就越大;当然,引入智能电视和其他功能也会对功耗有影响。
因此,如图所示,生产和购买OLED电视的额外成本因素可能不会超过量子点阵LED /液晶电视的技术改进所带来的改观。