في الأوقات السابقة ، كان هناك CRT. ثم جاءت البلازما وشاشات الكريستال السائل. في الآونة الأخيرة ، حصلنا على OLED. كل من هذه التطورات التكنولوجية حسنت جودة الصورة في بعض النواحي وحافظت على الآخرين على حالها. كان لكل منها نقاط ضعف خاصة به أيضًا ، لكن التقدم العام كان للأفضل.
قبل بضع سنوات ، دخلت النقاط الكمومية المشهد ، عززت التقنيات المتاحة. عززت هذه الجسيمات المجهرية أداء كل من شاشات LED و LCD و OLED ، مما يجعلها أكثر إشراقًا وأكثر ألوانًا. هذه النقاط المتوهجة لم تخلق الصورة ، رغم ذلك. تم إنشاء الصورة بواسطة وحدات البكسل LCD أو OLED ، والتي تم تحسينها بشكل مباشر أو غير مباشر بواسطة النقاط الكمومية.
في حين أن النقاط الكمومية كانت خطوة كبيرة في الأداء ، إلا أنها كانت لا تزال مقيدة بالتقنيات القديمة من حولها. كانت العيوب الأساسية الكامنة في شاشات الكريستال السائل و OLED لا تزال موجودة. كانت الخطوة التالية ، “الكأس المقدسة” للنقاط الكمومية ، هي النقاط الكمومية ذات الرؤية المباشرة ، والمعروفة أيضًا باسم nanoLED. ستكون هذه شاشات تستخدم فقط النقاط الكمومية – لا LCD أو OLED ، وتقدم نظريًا جودة صورة أفضل مع القليل من عيوب التقنيات السابقة أو لا شيء على الإطلاق. يبدو أن التكنولوجيا المستقبلية هي جزء من حاضرنا تقريبًا. هذا هو السبب في أن nanoLED يحتمل أن يكون رائعًا جدًا.
النطاق المحتمل لاستخدامات OLED مقابل التقنيات المعززة QD ، مقابل EL-QD.
الكم ماذا؟
سيساعد في شرح النقاط الكمومية أولاً. لقد كتبنا عنهم الكثير في الماضي، لكن النسخة القصيرة هي ، إنها جزيئات صغيرة تتوهج عندما تضربها بالطاقة. كانت تلك الطاقة ، في السنوات القليلة الماضية ، خفيفة. عادةً ما يتم إنشاء الضوء الأزرق بواسطة LED أو OLED ، وهذا الضوء الأزرق يثير النقاط الكمومية الحمراء والخضراء. معًا ، ينشئون كل الضوء الذي تحتاجه لإنشاء صورة.
طريقتان لإضافة النقاط الكمومية إلى شاشات LED LCD.
وتسمى هذه النقاط الكمومية المضيئة. “الصورة” كما في الضوء ، و “مضيئة” كما في “glowy”. كان الاستخدام الأكثر شيوعًا للنقاط الكمومية هو الطبقة في الشطيرة التي تشكل تلفزيونًا حديثًا. يمكن دمج “طبقة تحويل اللون” هذه مع طبقات أخرى ، ولكن لأغراضنا يمكنك اعتبارها طبقة رقيقة من البلاستيك المائل للصفرة يساعد التلفزيون أو أي شاشة عرض أخرى على إنشاء الكثير من الألوان.
نظرًا لأن النقاط الكمومية تتمتع بكفاءة شبه مثالية ، فهي قادرة على تحسين السطوع أو تقليل استخدام الطاقة للتلفزيون دون أي تغييرات أخرى. قارن هذا بالطريقة الأكثر شيوعًا لإنشاء الألوان على شاشات LCD القديمة: مرشحات الألوان. بشكل أساسي ، يمنع مرشح الألوان كل “لون” من الضوء باستثناء الأحمر أو الأخضر أو الأزرق. تم إنشاء جميع الألوان الأخرى بواسطة الإضاءة الخلفية البيضاء ، مما يعني إهدار الكثير من الضوء الذي تم حجبه بواسطة مرشح الألوان. أو بعبارة أخرى ، مقابل كل بكسل أحمر ، كان التلفزيون لا يزال يصنع اللون الأخضر والأزرق وكل شيء بينهما. كنت ترى اللون الأحمر للتو ؛ كان الباقي يهدر الطاقة.
كيفية إضافة النقاط الكمية إلى شاشات QD-OLED و microLED. في الحالة الأولى ، تكون اللوحة بأكملها في الأساس عبارة عن بكسلات OLED زرقاء اللون ، ويتم تحويل بعضها باستخدام QD إلى اللون الأحمر أو الأخضر. في حالة الأخير ، يتم دمج QDs في microLEDs نفسها.
بالتبديل إلى النقاط الكمومية بدلاً من مرشحات الألوان التقليدية ، يتم إرسال كل الطاقة التي يستخدمها التلفزيون تقريبًا لإنشاء الضوء إلى مقل العيون (بشكل أساسي). عادةً ما ينتج عن ضوء LED أو OLED الأزرق لا شيء سوى الضوء الأزرق. هذا هو اللون الأزرق الذي تراه بالبكسل الأزرق. تعمل النقاط الكمومية على تحويل هذا اللون الأزرق بشكل مثالي تقريبًا إلى أحمر وأخضر أيضًا. في الأساس لا يتم إهدار أي شيء ، لذلك يمكن أن يكون التلفزيون أكثر كفاءة. وهذا يعني وجود تلفزيون أكثر إشراقًا ، يستخدم طاقة أقل وغالبًا كلاهما. هذا هو السبب الرئيسي وراء قدرة أجهزة التلفزيون على إنتاج مثل هذه المخرجات الضوئية الرائعة والألوان الواسعة في هذه الأيام.
الكم الآن
عرض مباشر ، شاشات كمومية “nanoLED” مضيئة كهربائيا. البكسلات هي مجرد نقاط كمومية ، ولا توجد مواد OLED أو مواد بلورية سائلة. لاحظ الطبقات الأقل بكثير ، والتي يجب أن تعني نظريًا انخفاض تكاليف الإنتاج والفوائد الأخرى.
حتى الآن ، كانت النقاط الكمومية هي Robin إلى OLED و LCD’s Batman. لقد ساعدوا ، لكنهم لم يكونوا نجم العرض. ما يختلف مع nanoLED هو كيف تخلق النقاط الكمومية الضوء. بدلاً من أن تكون ذات إضاءة ضوئية ، فإن هذه النقاط الكمومية ذات الرؤية المباشرة هي مضيئة كهربائياً. Electro ، مثل الكهرباء. انطلق بكسلًا يكون عبارة عن نقاط كمومية فقط بجزء من الفولت ، ويتوهج. ضع ما يكفي من هذه البيكسلات بالقرب من بعضها ، وبرمج طريقة للوصول إلى كل منها ، وستحصل على شاشة تعمل.
تعمل شركة Nanosys ، إحدى الشركات المصنعة الرئيسية للنقاط الكمومية ، على هذه التكنولوجيا لسنوات. قبل بضعة أشهر ، رأيت نموذجًا أوليًا شخصيًا ، وبعد فترة قصيرة ، ألقيت نظرة من وراء الكواليس على مصنعهم حيث يصنعون نقاطًا كمومية. (يبدو وكأنه مصنع جعة صغير). يطلق Nanosys على النقاط الكمومية المضيئة بالكهرباء “nanoLED” ، على الرغم من أنها تسمى أيضًا EL-QD و QD-LED.
من المثير للاهتمام والمثير للدهشة ، وفقًا لـ Nanosys ، أنه لا يوجد فرق كبير في التركيب الكلي للنقاط الكمومية الضوئية والكهربائية. لا يمكن استبدالهما تمامًا ، لكنهما أكثر تشابهًا من عدمه. الصعوبة إلى حد كبير ليست النقاط الكمومية نفسها ، إنها كل شيء من حولها. إن توفير الكمية المناسبة من الكهرباء في الوقت المناسب تمامًا لتمكين مجموعة من النقاط الكمومية لتشبه برنامجك التلفزيوني المفضل هو التحدي. حاليًا ، تقوم العديد من الشركات بتجربة طرق تصنيع مختلفة بما في ذلك الطباعة النافثة للحبر والطباعة الحجرية الضوئية. كلتا الطريقتين لهما إيجابيات وسلبيات محتملة ، لكنهما يشبهان طريقة صنع الشاشات الحديثة حاليًا. لا يتعلق الأمر باختراع عجلة جديدة بقدر ما يتعلق بمعرفة كيفية جعل العجلات الحالية مناسبة لسيارة جديدة.
تطور النقاط الكمومية في أجهزة التلفاز.
إيجابيات وسلبيات الكم المحتملة
لا توجد تقنية مثالية ، وهذا ينطبق بشكل مضاعف على التقنيات الجديدة. نظرًا لعدم وجود شاشات عرض nanoLED قابلة للعرض علنًا وبالتأكيد لا توجد شاشات تجارية بتقنية nanoLED ، يتعين علينا إجراء بعض التخمينات المستنيرة حول الشكل الذي قد تبدو عليه هذه الشاشات الجديدة.
الايجابيات المحتملة
- مقابلة: نظرًا لأنه يمكن إلغاء تنشيط كل بكسل ، يمكننا توقع نسب تباين مماثلة لـ OLED أو أفضل منها.
-
شاشات أكثر نحافة: مع وجود طبقات أقل مطلوبة لإنشاء صورة ، يمكن أن تكون أجهزة التلفزيون وشاشات العرض الأخرى أرق. قد يعني ذلك أجهزة تلفزيون رفيعة المستوى ، وهواتف أرق ، وسماعات رأس VR أخف وزناً والمزيد.
-
للطباعة: من الناحية النظرية ، يمكن أن تخلق نفث الحبر وتقنيات التصنيع الأخرى مصابيح LED نانوية على أي سطح مسطح أو منحني ، وبتكلفة زهيدة.
-
لون: لون مشابه ، أو حتى أفضل ، مما هو موجود حاليًا في شاشات الكريستال السائل وشاشات OLED المحسّنة QD.
-
القابلة للتطوير: باستخدام تقنية مشابهة لطريقة تصنيع شاشات LCD ، يمكن أن تكون شاشات nanoLED ، نظريًا ، متوفرة في نفس نطاق الأحجام ودقة الوضوح مثل شاشات LCD. لذلك كل شيء من الساعات الذكية إلى أجهزة التلفزيون بحجم الحائط.
كل من نفث الحبر والطباعة الحجرية الضوئية شائعان في صناعة التلفزيون. يعد تكييفهم للعمل مع nanoLED أحد التحديات الحالية.
سلبيات محتملة
-
يكلف: إنها تقنية جديدة ، لذا من المرجح أن تكون الأجيال القليلة الأولى باهظة الثمن.
-
مقاومة: هناك الكثير من الأموال المستثمرة في صنع شاشات الكريستال السائل وشاشات OLED. الشركات التي تريد عائدًا على الأموال التي تنفق على تلك المصانع ، وعدم الرغبة في إنفاق المزيد من الأموال لتحويلها ، وقد يؤدي ذلك إلى تأخير الاستخدام الواسع النطاق لمصابيح nanoLED.
-
أداء: من الناحية النظرية ، ستقدم نسب تباين لا تصدق ، لكن هل سيكون nanoLED ساطعًا مثل مصابيح LED المحسّنة QD و OLED؟
-
‘نظريا:’ إن طرق التصنيع النافثة للحبر والطباعة الحجرية الضوئية للـ nanoLED التي ستطلق إمكاناتها لم يتم إثباتها بعد على نطاق واسع.
-
عمر وموثوقية: على الأرجح لن تواجه nanoLED مشكلات احتراق محتملة في OLED ، وتتمتع شاشات nanoLED الحمراء الحالية بعمر أطول من شاشات LED LCD. لا تتمتع المصابيح النانوية الخضراء والزرقاء بهذا العمر الطويل حتى الآن ، ولكن هذا هو التركيز الرئيسي للبحث.
كم متى؟
لقد رأيت أول شاشة nanoLED لدي في CES 2023 ، لكنني سمعت عن Nanosys يتحدث عن التكنولوجيا لسنوات. بدت أيضًا وكأنها الخطوة المنطقية التالية عندما تعلمت لأول مرة عن النقاط الكمومية. ومع ذلك ، كان دائمًا “على بعد بضع سنوات”. ومع ذلك ، فإن الجدول الزمني للنقاط الكمية لشركة Nanosys منذ ما يقرب من عقد من الزمان قد تطابق الاستخدام الفعلي للجسيم في أجهزة التلفزيون بشكل جيد بشكل مدهش. لذلك عندما تقول الشركة “بضع سنوات” ، سأفاجأ إذا لم يكن ذلك قريبًا. تتوقع الشركة المصنعة استخدامها في شاشات أصغر ، مثل الهواتف والأجهزة اللوحية أولاً ، ثم شاشات أكبر مثل الشاشات وأجهزة التلفزيون.
Nanosys ليست الشركة الوحيدة التي تعمل على nanoLED أيضًا. تقوم العديد من الشركات ، بما في ذلك BOE و Samsung Display و Sharp و TCL ، بتجربة تقنية النقاط الكمية هذه. هذه بعض من أضخم الضاربين في عالم تصنيع الشاشات ، وحقيقة أنهم جميعًا حصلوا على نماذج أولية تعمل ، وجميعهم مهتمون بالتكنولوجيا ، هو سبب كافٍ يجب علينا جميعًا أن نشعر بالفضول حيال ذلك.
ومع ذلك ، سيكون بالتأكيد بعض الوقت قبل أن تتمكن من الاختيار بين شاشة QD-OLED وشاشة nanoLED في Best Buy المحلي. في هذه المرحلة ، أراهن على أن شاشات LED ذات النقاط الكمومية ستنزل إلى الطرف الأوسط والسفلي من السوق. على الرغم من أن البعض ربما mini-LED قد يكون محتفظًا بمفرده هناك (والذي ، بالمناسبة ، يمكنه أيضًا استخدام النقاط الكمومية). بغض النظر ، هذا مستقبل مليء بالكثير من أجهزة التلفزيون الرائعة المظهر.
بالإضافة إلى تغطية التلفزيون وتقنيات العرض الأخرى ، يقوم Geoff بجولات بالصور في المتاحف والمواقع الرائعة حول العالم ، بما في ذلك الغواصات النووية وحاملات الطائرات الضخمة وقلاع القرون الوسطى والرحلات البرية الملحمية التي يبلغ طولها 10000 ميل والمزيد. تحقق من Tech Treks لجميع جولاته ومغامراته.
كتب أ رواية الخيال العلمي الأكثر مبيعًا حول الغواصات بحجم المدينة و تتمة. يمكنك متابعة مغامراته على Instagram وقناته على YouTube.
اكتشاف المزيد من موقع شبرون
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
