كوانتوم دات و نانورودز؛ به آينده‌ي عجيب و غريب تلويزيون خوش آمديد
تا مدتي قبل، فقط دو گزينه براي تلويزيون صفحه بزرگ وجود داشت. تلويزيون‌هاي LED (پنل LCD با نور پس‌زمينه‌ي LED) از انديشه متخصصين ميزان روشنايي و وضوح تصوير، بهترين گزينه را ارائه مي‌دهد. اين در حالي است كه ويدئو پروژكتورها پاسخي روشن براي افرادي بود كه به اندازه‌ي تصوير بزرگ واقعي و توانايي كنترل نور محيط اهميت مي‌دادند؛ البته اين مورد به بيش از يك دهه قبل برمي‌گردد و اكنون زمانه تغيير كرده است. امروزه تلويزيون‌هاي QLED، تلويزيون‌هاي OLED و تلويزيون‌هاي ميني LED را داريم و احتمالا در ماه‌هاي آينده شاهد معرفي تلويزيون‌هاي ميكرو LED نيز خواهيم بود.
اما اين تازه شروع ماجرا است. سه فناوري ديگر وجود دارد كه به‌انديشه متخصصين مي‌رسد چشم‌انداز تلويزيون‌ها را حتي بيشتر تغيير خواهد داد. هم‌اكنون كار روي نمايشگرهاي QDEL، QNED و QD-QLED در مراحل مختلف توسعه بوده و امكان دارد اولين نسل اين نوع فناوري‌ها را در ۱۲ ماه آينده ببينيم. اما نام انتخاب شده براي اين فناوري‌ها به چه معنا است و مهم‌تر اينكه چگونه بر تصميم شما براي خريد تلويزيون تأثير خواهند داشت. در ادامه با اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران همراه باشيد تا فناوري‌هاي ياد شده را تجزيه‌وتحليل كرده و به پاسخ اين پرسش برسيم.
تلويزيون ال‌اي‌دي (LED TV)
به گزارش ديجيتال ترندز، قديمي‌ترين و مقرون‌به‌صرفه‌ترين فناوري تلويزيوني كه در حال‌حاضر در دسترس داريم، تلويزيون LED است. البته اين نام از انديشه متخصصين متخصص، اشتباه است. در تمام جنبه‌هاي تصويري و قابل مشاهده‌ي يك تلويزيون LED واقعي، از LED استفاده شده است؛ مشخصه‌اي كه در تلويزيون‌هاي LED امروزي صدق نمي‌كند. تلويزيون LED در واقع يك تلويزيون LCD است كه از LED به‌عنوان منبع نور پس‌زمينه بهره مي‌برد، اما تصوير نهايي توسط LED توليد نمي‌شود و اين وظيفه بر عهده‌ي پنل LCD و فيلتر رنگي است.
امروزه مي‌توان تلويزيون‌هاي LED را در فستيوال‌هاي فروش مثل «جمعه‌ي سياه» با ارزشي كم‌تر از ۸۵ دلار خريداري كرد كه همين عامل باعث شده است اين نوع تلويزيون‌ها به گزينه‌اي جذاب براي متخصصان تبديل شود. اما اين نوع تلويزيون‌ها، معايبي هم دارند. به‌عنوان مثال مصرف نور زمينه‌ي اين محصولات زياد است. اگرچه پنل LCD در عبور نور عملكرد خوبي دارد، اما در مسدود كردن آن ضعيف عمل مي‌كند و اين يعني رنگ‌هاي مشكي در اين نوع پنل‌ها آنقدر كه بايد، عميق يا تاريك نمايش داده نمي‌شود. در نهايت، نور سفيد توليدشده توسط نورهاي زمينه، يك رنگ سفيد كامل نيست و بنابراين احتمال دارد رنگ‌ها در اين تلويزيون‌ها هميشه دقيق نمايش داده نشود.
تلويزيون كيولِد (QLED TV)
سوني، سامسونگ و چند شركت ديگر در اوايل دهه‌ي ۲۰۱۰، آزمايش روي ماده‌اي به‌نام كوانتوم‌دات (نقاط كوانتومي) را آغاز كردند. اين نانوذراتِ نيمه‌هادي، كيفيت شگفت‌انگيزي دارند و مي‌توانند فركانس‌هاي بسيار دقيقي از نور را هنگام تحريك با منبع انرژي، از خود ساطع كنند. اين ماده همچنين از انديشه متخصصين تبديل انرژي به نور، عملكرد بسيار بهينه‌اي دارد.
شركت‌هاي توليدكننده‌ي تلويزيون متوجه شدند كه با بهره گرفتن از لايه‌اي از جنس نقاط كوانتوميِ تنظيم‌شده روي نور زمينه‌ي LED، مي‌توانند قسمت‌هايي از طيف رنگي كه در LED از دست رفته است را جايگزين و در نتيجه يك نور سفيد بسيار كامل و خالص ايجاد كنند. بهتر از همه اينكه، اين فرايند عملا به انرژي اضافه نياز ندارد و ميزان روشنايي، حجم و دقت نمايش رنگ آن عالي است. اين ويژگي نقطه‌ي تولد پنل‌هاي كوانتوم‌دات LED يا QLED بود كه به‌سرعت به‌فناوري انتخابي طيف گسترده‌اي از تلويزيون‌ها تبديل شده است؛ از تلويزيون‌هاي ارزان‌ارزش ۵۰ اينچي 4K گرفته تا تلويزيون‌هاي ۹۸ اينچي 8K. نسبت ارزش به ابعاد تلويزيون‌هاي QLED در مقايسه با همه‌ي فناوري‌هاي تلويزيوني امروزي بهتر است (البته پروژكتورها همچنان به‌عنوان ارزان‌ترين روش براي دريافت تصاوير فوق‌العاده بزرگ محسوب مي‌شوند).
اما با وجود رنگ‌هاي بسيار با كيفيتي كه تلويزيون QLED توليد مي‌كنند، اين محصولات همچنان براي كنترل كنتراست و سطوح تيره، به دو متغيير وابسته‌اند: كاهش نور پس‌زمينه و مسدود كردن نور باقي‌مانده با ماتريس LCD. البته اين فناوري كامل نيست، زيرا رنگ مشكي در بسياري از تلويزيون‌هاي QLED در واقع خاكستري بسيار تيره است. همچنين در صحنه‌هايي كه عناصر بسيار تيره و تاريك به‌طور هم‌زمان با عناصر بسيار روشن نمايش داده مي‌شوند، هاله‌اي جزئي از روشنايي به قسمت‌هاي تاريك تصوير نفوذ مي‌كند.
تلويزيون ميني ال‌اي‌دي (miniLED TV)
يكي از راهكارهاي حل اشكال كنتراست QLED، اعمال كنترل بيشتر روي نور زمينه‌ي LED است. نور زمينه در تلويزيون‌هاي QLED معمولي از صدها LED جداگانه تشكيل شده است كه در ده‌ها منطقه تقسيم شده‌اند. خاموش كردن هر LED در يك منطقه‌ي مشخص، سياهي خوب و عميقي ايجاد مي‌كند، اما ابعاد اغلب اين مناطق به‌قدري بزرگ است كه اين فرايند بدون تأثير منفي روي بخش‌هايي از تصوير، امكان‌پذير نيست.
تلويزيون‌هاي ميني LED تلاشي براي حل اين اشكال محسوب مي‌شوند. اين نوع تلويزيون‌ها براي رفع اشكال مورد اشاره، تعداد ال‌اي‌دي‌هاي نور زمينه را به‌ميزان درخورتوجهي افزايش داده و در واقع به‌جاي صدها LED بزرگ، از هزاران LED كوچك‌تر بهره مي‌برند. LED كوچك‌تر و بيشتر به‌معناي مناطق بيشتر با ابعاد كوچك‌تر است، و همان‌طور كه احتمالا حدس زده‌ايد، اين راهكار امكان كنترل بيشتر روي روشنايي يا تاريكي را در سراسر صفحه فراهم خواهد كرد. تا اين لحظه فقط چند تلويزيون ميني LED به‌بازار معرفي شده است، اما اين نوع فناوري ثابت كرده است كه استراتژي استفاده از LED كوچك‌تر، تأثير مثبتي بر كيفيت پخش محتوا دارد. رنگ‌هاي مشكي در اين نوع تلويزيون‌ها به‌جرأت يكي از عميق‌ترين نمونه‌هاي موجود در بين همه‌ي تلويزيون‌هاي LED محسوب مي‌شود.
درحال‌حاضر، TCL تنها برندي است كه تلويزيون‌هاي ميني LED به بازار عرضه كرده است، اما انتظار مي‌رود تقريبا همه‌ي برندهايي كه همچنان تلويزيون‌هاي مبتني بر فناوري QLED توليد مي‌كنند، مدل‌هاي ميني LED محصولات خود را در سال ۲۰۲۱ روانه‌ي بازار كنند.
تلويزيون OLED (OLED TV)
اگر بتوان نور زمينه را به‌طور كلي حذف كرد تا هر پيكسل روي صفحه‌ي تلويزيون، نور و رنگ خود را توليد كند چه؟ اين دقيقا روش كاركرد تلويزيون‌هاي OLED (اُرگانيك ال‌اي‌دي) است. هر پيكسل OLED نور و رنگ مستقل خود را توليد مي‌كند كه اين ويژگي دو مزيت مهم براي اين نوع تلويزيون‌ها به ارمغان آورده است. با توجه به حذف كلي نور زمينه، اين محصولات بسيار باريك‌تر بوده و حتي مي‌توان آن‌ها را به ورق‌هاي انعطاف‌پذير و تاشونده تبديل كرد؛ علاوه‌براين، با حذف نور زمينه، رنگ‌هاي مشكي دقيق و عميقي توليد خواهد شد. هنگامي‌كه يك پيكسل OLED خاموش مي‌شود، نوري از آن ساطع نخواهد شد.
همان‌طور كه تماشاي محتوا روي تلويزيون‌هاي OLED بسيار لذت‌بخش است، اما سطح روشنايي آن‌ها نسبت به تلويزيون‌هاي QLED كم‌تر است و در برخي مواقع، احتمال دارد با اشكال حفظ تصوير (ديدن قسمت‌هايي از تصوير قبلي كه به‌طور موقت مثل سايه به اطراف پيكسل‌ها مي‌چسبد) و سوختگي (هنگامي كه حفظ تصوير روي پيكسل‌ها دائمي شود) مواجه شوند كه اين دو مورد از جمله نكات منفي پنل‌هاي OLED است. علاوه‌براين، هرچه سطح روشنايي اين نوع تلويزيون‌ها را بيشتر كنيد، عمر مفيد آن‌ها كاهش مي‌يابد. ارزش تلويزيون‌هاي OLED گران‌تر از تلويزيون‌هاي QLED است. دليل گران‌تر بودن اين تلويزيون‌ها، اين است كه تعداد تعداد كمي از شركت‌هاي فعال در حوزه‌ي تلويزيون، اين نوع پنل‌ها را مي‌سازند. افزون‌براين فرايند توليد پنل‌هاي OLED جديدتر بوده و نسبت به فرايند ساخت نمايشگرهاي QLED هزينه‌ي بيشتري براي شركت‌ها دارد.
سامسونگ به‌تازگي اعلام كرده كه فروش اولين تلويزيون‌هاي ميكرو LED كه با‌هدف ارائه به بازار مصرف‌كنندگان عادي توليد شده است، آغاز خواهد كرد. اين نوع تلويزيون‌ها قبلا فقط در تأسيسات تجاري پيشرفته مورد استفاده قرار مي‌گرفت. تلويزيون‌هاي ميكرو LED از فناوري مشابه OLED بهره مي‌برند، زيرا هر پيكسل در اين نوع محصولات نور زمينه و رنگ مخصوص خود را توليد مي‌كند.
از آنجا كه تلويزيون‌هاي ميكرو LED از پيكسل‌هاي LED كوچك‌تر بهره مي‌برند، سطح روشنايي آن‌ها بسيار بيشتر از نمايشگرهاي OLED است و عمق رنگ مشكي نيز در آن‌ها بسيار زياد است. مزيت مهم اين نوع پنل‌ها نسبت به پنل‌هاي OLED اين است كه دچار سوختگي نخواهند شد. اگرچه تلويزيون‌هاي ميكرو LED جزء بهترين تلويزيون‌هاي موجود در جهان محسوب مي‌شوند، اما اين فناوري نيز معايبي دارد.
اين LED-ها هرچقدر هم كوچك باشند، ابعاد آن‌ها در سطح OLED نيست. اين يعني براي هر اندازه‌ي مشخصي از تلويزيون، شما مي‌توانيد تعداد بيشتري OLED نسبت به ميكرو LED قرار دهيد، به‌همين دليل است كه اولين تلويزيون ميكرو LED سامسونگ احتمالا ۱۱۰ اينچي خواهد بود؛ البته كيفيت پخش اين محصول نيز همچنان 4K است. هرچه ابعاد صفحه‌نمايش بزرگ‌تر باشد، پيكسل‌هايي كه وضوح يكساني ارائه مي‌دهند، بيشتر قابل مشاهده خواهند بود.
علاوه‌بر اين، سؤالاتي هم در مورد ميزان مصرف انرژي ميكرو LED وجود دارد. با توجه به اينكه هنوز تلويزيون‌هاي ميكرو LED زيادي به‌بازار عرضه نشده است، بايد ديد كه آيا گرماي توليدشده توسط اين نمايشگرها قابل لمس خواهد بود يا خير. همچنين نمي‌دانيم آيا تلويزيون ۱۱۰ اينچي سامسونگ از اين اشكال رنج مي‌برد يا نه. در نهايت بايد به عامل ارزش اشاره كنيم. انتظار مي‌رود ميكرو LED به‌عنوان يكي از جديدترين فناوري‌هاي فعلي تلويزيون، ارزش بسيار بالايي داشته باشد كه همين مورد باعث شده است، ميزان تقاضا براي تلويزيون‌هاي ميكرو LED كاهش يابد.
تلويزيون QD-OLED
اگرچه قابليت‌هاي فناوري ميكرو LED براي تلويزيون‌هايي با ابعاد بزرگ، بسيار جذاب است، اما بيشتر مردم در پيدا كردن جايگاه براي قرار دادن اين تلويزيون‌هاي غول‌پيكر با اشكال مواجه خواهند شد.
فناوري نقطه‌ي كوانتومي OLED كه آن را با اصطلاح QD-OLED مي‌شناسيم، روش جديدي براي توليد پنل‌هاي OLED است كه به رفع ضعف‌هاي احتمالي تلويزيون‌هاي OLED يعني روشنايي كم و حجم رنگ و دقت، كمك خواهد كرد.
در تلويزيون‌هاي QD-OLED، روشي كه رنگ‌ها در پيكسل‌هاي OLED توليد مي‌شود، با مهندسي مجدد و با كمك تعداد كمي از نقاط كوانتومي منجر به حذف فيلتري شده است كه ۷۰ درصد از نور تابيده‌شده به آن جذب مي‌شود. اين تغيير، پتانسيل لازم را براي افزايش سطح روشنايي اين نوع تلويزيون‌ها دارد، و دقت رنگ را هم تغيير نخواهد داد. علاوه‌براين، فناوري يادشده ممكن است به كاهش يا از بين بردن اشكال سوختگي در پنل‌هاي OLED كمك كند.
بسياري از اين مزيت‌‌ها هنوز ثابت نشده است، زيرا هنوز تلويزيون‌هاي QD-OLED را در عمل مشاهده نكرده‌ايم. البته همان‌طور كه در توضيح QD-OLED اشاره شد، اولين تلويزيون‌هاي مجهز به اين فناوري احتمالا در سال جاري توسط TCL معرفي خواهد شد.
تلويزيون QNED
آيا مي‌توان بدون هيچ يك از محدوديت‌هاي روشنايي ذاتي OLED و بدون استفاده از ميكرو LED گران‌ارزش يا حتي بدون استفاده از OLED، يك تلويزيون با قابليت توليد رنگ مشكي كامل توليد كرد؟
اين مورد دقيقا وعده‌اي است كه ديودهاي ساطع‌كننده‌ي نانو كوانتومي (QNED) به ما داده‌اند. درحال‌حاضر، اكثر تلويزيون‌هاي OLED از مواد اولد آبي به‌عنوان منبع نور اصلي خود بهره مي‌برند. اين نور آبي را مي‌توان با استفاده از مواد اولد زرد، به‌سمت رنگ سفيد سوق داد و سپس با فيلتر رنگي، تمام رنگ‌ها را به‌دست آورد. البته با درانديشه متخصصين گرفتن مزاياي كلي و جذاب فناوري OLED، اين راهكار براي روشنايي، دقت رنگ يا كيفيت تصوير، عالي نيست.
همان‌طور كه در بالا اشاره كرديم، فيلتر رنگ در تلويزيون‌هاي QD-OLED حذف شده است، اما موتور اصلي روشنايي در اين نوع محصولات همچنان مواد اولد آبي بوده و از اين انديشه متخصصين تغييري نكرده است.
در يك تلويزيون QNED، ماده‌ي آبي اولد با اختراع نسبتا جديدي به‌نام نانوميله LED جايگزين شده است. نانوميله‌ها، ساختارهاي استوانه‌اي بسيار كوچكي هستند كه مي‌توان از آن‌ها براي قرار دادن ال‌اي‌دي‌هاي كوچك بهره برد. شكل چندوجهي نانوميله‌ها ميزان نوري را كه ال‌اي‌دي‌ها مي‌توانند ساطع كنند افزايش مي‌دهد و اندازه‌ي كوچك آن‌ها مي‌تواند وضوح تصوير فوق‌العاده بالا و حتي بيشتر از 8K ارائه دهد.
درحال‌حاضر، اعتقاد بر اين است كه سازندگان تلويزيون همچنان به‌عنوان منبع اصلي روشنايي، به نور آبي نانوميله‌هاي LED تكيه مي‌كنند و از نقاط كوانتومي براي تبديل نور ال‌اي‌دي آبي به قرمز و سبز بهره مي‌برند كه كاركرد آن از اين انديشه متخصصين شبيه يك تلويزيون QD-OLED است. از آنجا كه ال‌اي‌دي‌ها در اين فناوري جديد مستعد سوختن نيست، شايد استفاده از حداكثر جريان، براي دستيابي به سطح بالاي روشنايي، هيچ اشكالي نداشته باشد.
امكان دارد اين پيشرفت‌ها با كاهش هزينه نيز همراه باشد. كار با مواد اولد دشوار است و حتي در پيشرفته‌ترين تكنيك‌هاي توليد، همچنان بازده اين پنل‌ها كم‌تر از تلويزيون‌هاي QLED است. جايگزيني OLED با LED نانو ميله مي‌تواند باعث صرفه‌جويي درخورتوجه در هزينه‌ها شود.
گزارش‌هاي اوليه در سال ۲۰۲۰ حاكي از آن است كه شركت سامسونگ ديسپلي، درحال مطالعه روش‌هايي براي جايگزيني OLED آبي با LED نانوميله‌اي در پنل‌هاي QD-OLED است. اين اقدام احتمالا به عرضه‌ي اولين تلويزيون‌هاي QNED كمك خواهد كرد. گفته مي‌شود اولين تلويزيون‌هاي توليد شده با اين فناوري اوايل سال ۲۰۲۲ در دسترس مشتريان قرار خواهد گرفت.
تلويزيون QDEL
در حال‌حاضر از كوانتوم‌دات براي تبديل يك طول موج نور به طول موج نور ديگر استفاده مي‌شود، بودن اينكه ميزان درخشندگي كاهش يابد. به‌همين دليل مي‌توان از اين فناوري در نمايشگرهاي QD-OLED، QLED و QNED استفاده كرد. البته مزيت كوانتوم‌دات به اين ويژگي محدود نمي‌شود؛ مي‌توان انرژي مورد نياز اين فناوري را به‌طور مستقيم از برق تأمين كرد كه اين فرايند به‌عنوان الكترومغناطيس شناخته مي‌شود كه پايه‌واساس فناوري الكترولومينسانس كوانتوم‌دات (QDEL) است.
نمايشگرهاي QDEL به‌جاي استفاده از كوانتوم‌دات تنظيم شده‌ي قرمز و سبز براي تبديل نور آبي، از سه نقطه‌ي كوانتومي (قرمز، سبز و آبي) در هر پيكسل بهره مي‌برند كه انرژي مورد نياز آن به‌طور مستقيم از برق تأمين مي‌شود. نتيجه، توليد نمايشگري است كه حداقل روي كاغذ مي‌تواند جام مقدس فناوري تلويزيون باشد.
پيكسل‌ها در QDEL از نوع خودتابشي‌اند، بنابراين دست مثل نمايشگرهاي مبتني بر فناوري OLED، رنگ مشكي در تلويزيون‌هاي QDEL با كيفيت عالي توليد مي‌شود. نقاط كوانتومي با گذشت زمان از بين مي‌روند اما درست مثل نمايشگرهاي مبتني بر LED، خطر سوختن پيكسل‌ها در آن وجود ندادر. عدم استفاده از فيلتر رنگي يعني تقريبا همه‌ي نور توليد شده، بدون هيچ مانعي به بيننده ارسال خواهد شد و به‌ازاي هر وات انرژي بيشتر، سطح روشنايي نيز افزايش خواهد يافت. مي‌توان نقاط كوانتومي را در لايه‌هاي بسيار نازك، اعمال كرد كه باعث مي‌شود قابليت انعطاف‌پذيري OLED در اين محصولات نيز حضور داشته باشد؛ ويژگي مهمي كه ميكرو LED در حال‌حاضر از آن بي‌بهره است.
اگر تلويزيون‌هاي QDEL چنين ويژگي‌هاي جذابي دارند، چرا هيچ شركتي تلويزيون‌هاي خود را با اين فناوري توليد نمي‌كند؟ دليل اصلي براي پاسخ به اين پرسش، پيچيده بودن ساخت نقاط كوانتومي آبي است. البته در حال‌حاضر پيشرفت‌هايي در اين زمينه درحال انجام است، اما نقاط كوانتومي آبي امروزي، همچنان قادر به توليد سطح روشنايي كافي براي نمايشگرهاي QDEL نيست.
انديشه متخصصين شما در مورد فناوري‌هاي مطرح شده در اين مقاله نيست؟ از انديشه متخصصينات شما كدام فناوري مي‌تواند آينده‌ي صنعت تلويزيون باشد؟
اگر به دنبال اطلاع از مقايسه ارزش تلويزيون در فروشگاه‌هاي اينترنتي و همچنين مقايسه كامل مشخصات متخصص انواع تلويزيون سامسونگ، تلويزيون شيائومي، تلويزيون ال جي و محصولات ساخت ايران مانند تلويزيون ايكس ويژن و تلويزيون جي پلاس هستيد به بخش محصولات اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران مراجعه كنيد.
هم انديشي ها