هر آنچه در خصوص فناوری کوانتوم دات تلویزیون باید بدانید - وبلاگ کارآفرین

به گزارش وبلاگ کارآفرین، تا همین چند سال پیش تنها دو فناوری برای فراوری نمایشگرهای تلویزیون های خانگی وجود داشت که یکی از آن ها تلویزیون هایی با فناوری LED و دیگری فناوری LCD بود. با گذر زمان کم کم نام فناوری های دیگری مانند تلویزیون های OLED، تلویزیون های مینی LED و موارد مشابه هم به گوش ما رسید. با این حال یکی از گزینه هایی که این روزها در بازار لوازم خانگی حسابی سر و صدا به پا نموده است تلویزیون هایی با فناوری کوانتوم دات ها یا همان QLED است. اما این فناوری دقیقا چیست و چه تفاوتی با سیستم های خانگی کنونی در خانه های ما دارد؟ با ما باشید تا به زبان ساده با فناوری کوانتوم دات (Quantom Dots) در تلویزیون بیشتر آشنا شوید.

نقاط کوانتومی چیست؟

نقاط کوانتومی (QDs) بلورهای نانومقیاس ساخته دست بشر هستند که خواص نوری و الکترونیکی منحصر به فردی از خود نشان می دهند. از جمله مجذوب نماینده ترین ویژگی های این نقاط نانومقیاس می توان به امکان انتقال الکترون و انتشار نور با رنگ های مختلف هنگام قرار گرفتن در معرض نور UV اشاره نمود. جالب است بدانید که تاریخچه ساخت این ذرات چندان هم نو نیست و نقاط کوانتومی برای اولین بار در دهه 1970 نظریه پردازی و سپس در اوایل دهه 1980 با موفقیت سنتز شدند.

به طور کلی هنگامی که ذرات نیمه هادی به مقدار کافی کوچک شوند، می توانند از خود تاثیرات کوانتومی ای را نشان دهند که شامل محدود کردن انرژی الکترون ها و حفره ها (عدم وجود الکترون) در ذره می گردد. از آنجایی که انرژی به طول موج (یا رنگ) مرتبط است، این محدود کردن انرژی باعث می گردد که خواص نوری ذره بر اساس مقدار آن قابل تنظیم باشد. به این معنی که با کنترل مقدار ذره می توان آن را به ساطع یا جاذب طول موج های خاص (رنگ ها) نور تبدیل کرد.

نقاط کوانتومی نانوساختارهایی مصنوعی هستند که بسته به جنس و شکل آن ها، می توانند خواص بسیار متنوعی داشته باشند. به عنوان مثال، به دلیل خواص الکترونیکی خاص آن ها، می توان از این نوع نقاط به عنوان مواد فعال در ترانزیستورهای تک الکترونی استفاده کرد. به طور کلی خواص نقاط کوانتومی (QDs) به وسیله عوامل مختلفی از جمله مقدار، شکل، ترکیب و ساختار، مانند توخالی یا توخالی بودن آن ها تعیین گردد.

امروزه رایج ترین مورد استفاده از نقاط کوانتومی در ساخت نمایشگرهای تلویزیون است. به همین دلیل سامسونگ و ال جی تلویزیون های QLED خود را در سال 2015 راه اندازی کردند و چند شرکت دیگر هم مدتی بعد از آغاز به ساخت تلوزیون های نو با فناوری کوانتوم دات کردند. نقاط کوانتومی، به دلیل ویژگی هایی از جمله فتواکتیو (photoluminescent) و الکترواکتیو (electroluminescent) بودن هسته اصلی نمایشگرهای نسل نو هستند. چرا که در مقایسه با موادِ خود ساطع نماینده نورِ مورد استفاده در نمایشگرهای OLED دارای رنگ های خالص تر، طول عمر بیشتر، هزینه ساخت کمتر و مصرف انرژی کمتری هستند. یکی دیگر از مزایای کلیدی استفاده از این فناوری در صنعت ساخت تلویزیون و نمایشگر در این است که QD ها را می توان تقریباً روی هر بستری قرار داد. این بدان معناست که در آینده می توان نمایشگرهایی انعطاف پذیر و حتی قابل چرخش در هر مقدار ای ساخت.

تلویزیون QLED یک تلویزیون LCD است!

اولین چیزی که در خصوص این نسل از تلویزیون ها باید بدانید این است که تلویزیون هایی با فناوری کوانتوم دات نوع نوی از کالاهای LCD با نور پس زمینه LED هستند. در این نوع از محصولات تصویر در فرآیندی کاملا مشابه با آنچه روی نمایشگرهای LCD می دیدید، تشکیل می گردد، ولی نمایش رنگ در نسل نو تلویزیون های کوانتومی غنی تر، بهتر و طبیعی تری است.

در یک تلویزیون LCD، شما شاهد نور پس زمینه با تعداد زیادی LED هستید که در لبه صفحه نمایش یا بلافاصله پشت آن نصب شده اند. با انتشار نور از ال ای دی ها با یاری یک صفحه راهنمایی نماینده، نور عبوری به وسیله یک فیلتر پلاریزه منتشر می نماید. به همین دلیل فوتون ها به لایه ای از کریستال های مایع برخورد می نمایند که یا نور را مسدود می نماید یا به آن اجازه عبور از فیلتر پولارایز دوم را می دهد. در همین مسیر قبل از اینکه فوتون ها به فیلتر پولارایز دوم برسند، نور از لایه ای از فیلترهای رنگی یا نقطه های کوانتومی، قرمز، آبی و سبز (و گاهی زرد) عبور می نماید. این نقطه ها به ساب پیکسل subpixels معروف هستند. بارهای الکتریکی اعمال شده روی ساب پیکسل ها، می توانند ترکیب نور رنگی قابل مشاهده را تعدیل نمایند و رنگ هر پیکسل نمایشگر را واضح تر و باکیفیت تر نمایند. بنابراین با وجود مجموعه نقطه های کوانتومی، تقریبا می توان ادعا کرد که هیچ تغییر عمده ای در فرآیند نمایش تصویر نسبت به تلویزیون های ال سی دی وجود ندارد.

نقش فناوری کوانتوم دات در تلوزیون های نو

فناوری کوانتوم دات در تلوزیون های نو، به تغییرات در رنگ نور پس زمینه نمایشگر مربوط می گردد. همانطور که می دانید ال ای دی ها در بیشتر تلویزیون های LCD نور سفید از خود ساطع می نمایند، اما ال ای دی های تلویزیون هایی با فناوری کوانتوم دات، از خود نور آبی ساطع می نمایند. البته ضروری است بدانید که در هر دوی این فناوری ها از LED های آبی رنگ استفاده می گردد اما از آنجایی که در تلویزیون های LCD معمولی نمایشگر با فسفر زرد پوشیده شده است، نور سفید از آن ساطع می گردد.

داستان این فناوری نو از اینجا آغاز می گردد:

نور LED آبی توناژ آبی تصاویر را نمایش می دهد در حالی که نور قرمز و سبز به وسیله نقاط کوانتومی فراوری می شوند. درواقع در این فناوری متخصصان نقاط کوانتومی را به شکل ریل کوانتومی در مجاورت LED ها یا در یک صفحه فیلم در بالای صفحه راهنمایی نور، مرتب می نمایند. به طور کلی نقاط کوانتومی فقط و فقط یک وظیفه دارند و آن انتشار یک رنگ است. کوانتوم دات ها در این کار عالی هستند. چرا که هنگامی که یک نقطه کوانتومی با فوتون نوری روبرو می گردد، با رنگ بسیار خاصی می درخشد که می تواند در توناژ خوبی هم تنظیم گردد. به بیانی دیگر، رنگ آبی بخش مهمی از طیف مرئی است و بیشترین انرژی را نسبت به نور قرمز یا سبز دارد. در فناوری کوانتوم دات، کار را با همین نور پرانرژی یعنی آبی آغاز می گردد که می توانند آن را به حالت انرژی پایین تر ببرند تا رنگ های قرمز یا سبز ایجاد گردد. نقاط کوانتومی یا کوانتوم دات ها بسیار کوچک هستند و مقدار آن ها نوع رنگ آن ها را تعیین می نماید. جالب است بدانید که در فناوری کوانتوم دات در تلوزیون های نو نقاط بزرگ تر به رنگ قرمز می درخشند و قطری در حدود 50 اتم دارند. بعلاوه نقاط کوچکتر که سبز می درخشند، قطری در حدود 30 اتم دارند. بنابراین برای نمایش تصویر به ایدئال ترین شکل ممکن میلیاردها عدد از این نقاط کوانتومی در یک تلویزیون با فناوری کوانتوم دات وجود دارد.

اگر نور ساطع شده از نقطه های کوانتومی را با یک طیف سنج مشاهده کنید، می توانید پیک انتشار را به شکل بسیار تیز و باریکی مشاهده کنید. فرآیندی که در آن نور قرمز خالص یا سبز خالصی که همراه با نور آبی به وسیله پلاریزه نماینده ها، کریستال های مایع و فیلترهای رنگی عبور می نماید. تلویزیون های کوانتوم دات نسبت به تلویزیون های LCD سنتی از منظر نسبت رنگ های روشن و طیف رنگی مزیت دارند. در یک نمایشگر LCD معمولی، نور سفید فراوری شده به وسیله LED ها دارای طیف گسترده تری است و به نوعی رنگ ها را به وضوح تمام نشان نمی دهد. به این معنی که با مجموعه نقاط کوانتومی، نور هدر رفته بسیار کمی وجود خواهد داشت و شما می توانید رنگ های روشن تر، اشباع تر و دقیق تری را مشاهده کنید. در بخش زیر نگاهی گذرا به فواید این نوع فناوری خواهیم داشت:

• ساخت نمایشگرهایی با مصرف انرژی کمتر
• پخش تصاویر با وضوح بالاتر
• انعطاف تصاویر
• کوانتوم دات ها باعث می شوند که رنگ های سیاه تیره تر به چشم آیند و زنده تر و واقعی تر شوند.

آیا تلویزیون QLED گران قیمت است؟

هیچ شکی وجود ندارد که تلویزیون هایی با فناوری کوانتوم دات بیشتر از LCDهای معمولی بازار، قیمت خواهند داشت. اما ضروری است بدانید که تلویزیون های کوانتوم دات به دلیل مقرون به صرفه تر بودن نسبت به گزینه های OLED خیلی زود سر و صدای بیشتری در بازار ایجاد خواهند کرد. از نظر بیشتر مردم، تلویزیون های OLED برترین فناوری موجود برای نمایش تصاویر هستند. اما ساخت آن ها گران و طبیعتا خرید آن ها هم گران است.

به طور کلی تلویزیون های OLED برخلاف تلویزیون ال ای دی به منبع نور جداگانه ای مانند نور پس زمینه ال ای دی احتیاج ندارند و خود پیکسل های OLED به خودی خود ساطع نماینده نور هستند؛ این به این معنی است که وقتی یک پیکسل OLED فعال نگردد، اصلا نوری از خود ساطع نمی نماید. به طور خلاصه، صفحه نمایش های LED از نور پس زمینه برای روشن کردن پیکسل های خود استفاده می نمایند، در حالی که پیکسل های OLED خودشان نور را فراوری می نمایند. بنابراین برعکس OLED های هزینه بر، تلویزیون هایی با فناوری کوانتوم دات احتیاجی به بازنگری در فرآیند ساخت LCD ندارند و طیف رنگی بسیار گسترده تری نسبت به LCD های سنتی فراوری می نمایند. آنها از نظر عملکرد رنگ به OLED نزدیکتر هستند و بعلاوه می توانند نور روشن تر و طبیعی تری را ساطع نمایند.

منبع: WIRED