Технология отображения: что за стеклом

Краткое описание различных технологий отображения, представленных на выставке CES в этом году

ЛАС ВЕГАС — В этом году выставка CES сильно отличалась от того, что было четверть века назад. В то время телевизоры только освобождались от электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) низкого разрешения, а телевидение высокой четкости делало свои первые шаги. 50-дюймовый дисплей высокого разрешения в 1998 году имел разрешение всего 1280 x 768 пикселей (Wide XGA) и стоил столько же, сколько автомобиль. Телевизоры с обратной проекцией только что перешли на твердотельные модуляторы света. А телевизоров с жидкокристаллическими дисплеями (ЖКД) даже не было — в самых больших телевизорах с плоским экраном использовались дорогие плазменные панели (PDP).

Сегодня все эти технологии (и некоторые их производители) остались в далеком, угасающем воспоминании. Телевизоры 4K существуют уже более десяти лет, а телевизоры 8K появились пять лет назад. В настоящее время господствуют ЖК-технологии, а средний размер экрана телевизора составляет около 55 дюймов по диагонали и постепенно увеличивается. Дисплеи на органических светодиодах (OLED) вытеснили плазму по качеству изображения, но с гораздо меньшим энергопотреблением.

Но есть и другие претенденты: мини- и микросветодиоды, квантовые точки и QD-OLED находят свое применение в телевизорах и компьютерных мониторах. Каковы различия между ними? Смогут ли они заменить или устареть какие-либо доступные в настоящее время дисплеи? Читай дальше…

Жидкокристаллические дисплеи и улучшения Большие ЖК-панели вскоре стали предпочтительным решением для больших телевизоров после их появления 20 лет назад. Эти оригинальные модели прошли путь от тяжелых, громоздких конструкций, в которых использовалась подсветка люминесцентных ламп для модуляции тысяч крошечных светозатворных пикселей, до гладких корпусов, наполненных светодиодной (LED) подсветкой. Со временем количество пикселей продолжает расти, поскольку розничные цены падают, а эффективность производства растет.

Дебют видео с расширенным динамическим диапазоном (HDR) потребовал дополнительных изменений в дизайне. Учитывая очевидную неэффективность ЖК-панелей формирования изображений (только 5% освещенности подсветки фактически достигает передней части экрана), потребовались другие решения для повышения уровня яркости. Один из подходов заключался в добавлении тонкого слоя квантовых точек, крошечных металлических частиц, которые поглощают синий свет светодиодов и повторно излучают его в виде красного и зеленого света более высокой интенсивности (отсюда и эффект преобразования квантовой энергии).

Телевизоры с буквой «Q» в названии модели (например, телевизоры Samsung QLED) используют квантовые точки (QD) для создания изображений с расширенным динамическим диапазоном. Этим дисплеям по-прежнему мешает неэффективность светопропускания ЖК-дисплеев, но теперь они способны обеспечивать уровни яркости в диапазоне от 1200 до 1500 кандел на квадратный метр (кд/м2). TCL также производит ЖК-телевизоры со слоями улучшения квантовых точек. ЖК-телевизоры, оснащенные квантовыми точками, стоят дороже, чем обычные ЖК-модели.

Есть еще один способ добиться HDR-изображения, разместив больше «мини-светодиодов» на меньшей площади и изменяя уровень их освещенности в соответствии с уровнями яркости видеоконтента — процесс, известный как локальное затемнение. Sony и Hisense (ULED) используют этот подход вместо QD. Задача состоит в том, чтобы свести к минимуму попадание светодиодного света в соседние пиксели, создавая эффект ореола вокруг яркого текста и объектов.

Решение этой проблемы требует некоторых дополнительных структурных изменений в каждом пикселе, а также специальных методов модуляции света. Но надвигается еще одна проблема: телевизоры, использующие большие матрицы мини-светодиодов для локального затемнения, потребляют много энергии, а ожидаемые правила Европейского Союза по энергосбережению могут помешать появлению этих моделей на рынке.

Органические светодиодные дисплеи OLED разрабатывались десятилетиями, но казалось, что они никогда не смогут преодолеть финишную черту. Сложные в изготовлении, они были чувствительны к влаге и неравномерному старению цветов. И гнать их слишком сильно нельзя, так как они быстро перегорают.

Органические светодиоды излучают свет разных цветов, когда низкое напряжение подается на соединение органических соединений. Цвета насыщенные и яркие, а OLED-дисплеи демонстрируют высокую контрастность, глубокий черный цвет и широкие углы обзора. В отличие от ЖК-панелей, OLED очень тонкие и могут гнуться и деформироваться. Эти последние свойства позволили предложить складные смартфоны и планшеты, не говоря уже о цифровых вывесках, которыми можно обернуть вокруг столбов, зданий, автомобилей и других объектов.