فناوری جدید تلویزیون‌ها

0نظرات توسط

فناوری جدید تلویزیون‌ها

فناوری جدید تلویزیون‌ها

سازندگان تلویزیون، به‌ویژه سامسونگ و ال‌جی، سال‌هاست وعده استفاده از فناوری OLED برای بهبود کیفیت تصویر را می‌دهند. LEDهای ارگانیک فضای رنگی بیشتری دارند و به همین دلیل کیفیت تصویر را افزایش می‌دهند. LCD HDTVهای معمولی تنها ۲۰ تا ۳۰ درصد از ادراک رنگی ما را پوشش می‌دهند و این در حالی است که OLED طیف بسیار بزرگ‌تری را دربرمی‌گیرد. اما این فناوری برای تولید انبوه تلویزیون مناسب نبود.

اکنون فناوری جدیدی آمده که می‌تواند این شکاف را پر کند. این فناوری نقاط کوانتومی یا Quantum Dots نام دارد. سونی چند ماه پیش بود که از تلویزیون KD-65X9000A پرده‌برداری کرد. این اولین تلویزیون با نقاط کوانتومی با وضوح تصویر ۴K بود. قرار است مدل‌های دیگری که از این فناوری استفاده می‌کنند هم در ماه‌های آینده معرفی شوند. این تلویزیون‌ها تقریبا به اندازه LCD قیمت دارند و هزینه تولیدشان بسیار کمتر از سیستم‌های OLED است.

در فناوری نقاط کوانتومی از کریستال‌های فوق‌العاده ریز استفاده می‌شود که قطر آنها تنها چند نانومتر است. زمانی که این کریستال‌ها تحت پتانسیل الکتریکی قرار می‌گیرند نوری منتشر می‌کنند که طول موج آن تغییر نمی‌کند و کاملا ثابت می‌ماند. این نور را ما به عنوان نوری خالص می‌بینیم. از نظر تئوری می‌توان با ترکیب این نورهای خالص به هر رنگی رسید. این در حالی است که LCDهای معمولی از نظر تئوری قادر به چنین کاری نیستند.

رنگ‌های خالص، مشکل LEDها!

نمایشگرهای LCD پنج لایه دارند: پایه آنها نور سفیدی است که LEDها می‌سازند و اغلب فیلتر می‌شود. سپس فیلترهای قطبی‌سازی به همراه کریستال‌های مایع (LCD) جریان نور و روشنایی آن را کنترل می‌کنند. این کار با ترانزیستورهای پیکسلی انجام می‌شود که مشخص می‌سازند در هر پیکسل چقدر نور از فیلترهای رنگ قرمز، سبز و آبی بگذرد. به این ترتیب رنگ‌ها ساخته می‌شوند.

ترکیب آنها کیفیت مطلوبی دارد اما رسیدن به قرمز، سبز و آبی خالص به سادگی انجام نمی‌شود. دلیلش این است که از فیلترها یک طول موج رد نمی‌شود بلکه بسته‌ای از طول موج‌ها از یک فیلتر می‌گذرند. به این ترتیب فوتون‌های نارنجی‌رنگ می‌توانند از فیلتر قرمز بگذرند.

یک LED زمانی که ولتاژ به آن اعمال شود نور ساطع می‌کند. به تبع آن الکترون‌های لایه با آلایش  (n-Doped) nبه سمت لایه با آلایش (P-Doped) p مهاجرت می‌کنند. در لایه با آلایش n اتم‌هایی هستند که الکترون اضافی دارند. اتم‌ها در لایه با آلایش p الکترون کم دارند. اگر الکترون‌ها در چنین جایی به دام بیفتند انرژی را به صورت نور آزاد می‌سازند. در کریستال‌های نیمه‌رسانای طبیعی این انرژی آزادشده بیش از همه از نور سفید تشکیل خواهد شد.

دلیلش این است که الکترون‌ها، سطوح انرژی متفاوتی دارند. اصطلاحا باند انرژی آنها وسیع است. فوتون‌های ساطع‌شده هم به همین ترتیب انرژی‌های متفاوتی خواهند داشت. در نتیجه، طول موج‌های مختلفی پخش خواهد شد که برآیند آنها می‌شود نور سفید. البته برخی مواد نورهای رنگی ساطع می‌کنند، مانند کربید سیلیسیوم یا SiC که نورش آبی است، اما همین نور هم تلفیقی است از طیف گسترده‌ای از طول موج‌های متفاوت. البته باند انرژی آنها باریک‌تر از LEDهای سفید است.

فناوری جدید تلویزیون‌ها

نقاط کوانتومی به عنوان منبعی پایدار

اما در QD-LCDها، کریستال‌های نقاط کوانتومی به عنوان منبع نور عمل می‌کنند. نمایشگرهایی که به این شکل ساخته می‌شوند نیاز به فیلترهای رنگی ندارند چون خود کریستال‌ها همیشه طول موج و رنگ یکسان و پایداری را ساطع می‌سازند. این یعنی باند انرژی آنها تنها یک سطح انرژی را در برمی‌گیرد. دلیلش هم این است که کریستال اندازه بسیار کوچکی دارد که در آن آزادی حرکت الکترون بسیار محدود است و شبیه است به آزادی حرکت الکترون‌ها در یک اتم.

الکترون‌ها این‌جا هم مانند اتم تنها می‌توانند در سطوح انرژی مشخصی قرار بگیرند.این سطوح انرژی بستگی به ماده هم دارند و در ماده‌های مختلف به اشکال متفاوتی هستند. برای مثال کریستال‌هایی که نور قرمز متصاعد می‌سازند اغلب از CdZnSe (کادمیوم-روی-سلنیوم) ساخته می‌شوند و اندازه کریستال‌هایشان حدود ۱۰ تا ۱۲ نانومتر است.

CdSe (کادمیوم-سلنیوم) مناسب تولید نور زرد و سبز است. نور آبی را می‌توان با کریستال‌های ZnS (روی-گوگرد) تولید کرد که اندازه آنها هم ۲ تا ۳ نانومتر است. هر چه کریستال‌ها کوچک‌تر باشند، سطح انرژی فوتون‌ها بالاتر می‌رود و طول موج نور ارسالی کریستال کمتر می‌شود.

چون تولید کریستال‌های آبی ریز در تعداد زیاد هم دشوار است و هم هزینه‌بر، تلویزیون سونی کاملا QD-LCD نیست و در آن از LEDهای آبی‌رنگی استفاده شده که نورشان از لایه‌ای از کریستال‌های نقاط کوانتومی قرمز و سبز می‌گذرد. این در واقع جانشین فیلترهای رنگی‌ای شده که سال‌ها از آنها استفاده می‌شد.

در نتیجه طیف رنگی این تلویزیون هرچند ۵۰ درصد وسیع‌تر از LCDهای معمول است، اما به سطح QD-LCD واقعی نمی‌رسد.البته تلویزیون جدید سونی ویژگی مهم دیگری هم دارد: این که در مصرف برق صرفه‌جویی می‌کند چرا که نیازی به لایه فیلترهای رنگی ندارد. متاسفانه هنوز مقداری زمان می‌برد تا این تلویزیون‌ها به بازار بیایند، اما هر چه باشد OLEDهای با قیمت مقرون‌به‌صرفه هم راهی طولانی تا آمدن به بازار دارند!

نقاط کوانتومی در تلویزیون

رنگ‌هایی که چشمان ما می‌تواند تشخیص دهد بسیار گسترده‌تر از رنگ‌هایی است که یک HDTV می‌تواند نشان دهد. اما تلویزیون‌های با نقاط کوانتومی می‌خواهند این فاصله را کمتر کنند. کریستال‌های ریز به نام نقاط کوانتومی یا کوانتوم‌دات‌ها با قطر تنها چند نانومتر در این زمینه به کمک سازندگان تلویزیون می‌آیند. کریستال‌ها نوری را ساطع می‌کنند که طول موجش به شکلی دقیق تنظیم و کالیبره شده است و به این ترتیب نور هر کریستال ثابت می‌ماند. اما فیلترهای رنگی تلویزیون‌های امروزی رنگ‌هایی می‌سازند که به روشنی و شفافیت تلویزیون‌های با نقاط کوانتومی نیست.

 computernews

نمایشگر بدون فیلترهای رنگی

فیلترهای رنگی در تلویزیون‌های مدرن باعث می‌شوند رنگ سفید LEDها (که به آن نور پشتی یا بک‌لایت گفته می‌شود) رنگی شود. اما در نمایشگرهای با نقاط کوانتومی (QD-LCD) کریستال‌های نقاط کوانتومی مستقیما نور با رنگ موردنظر را تولید می‌کنند.

2

مقایسه بین سلول‌های نوری

در LEDها، الکترون‌ها از ماده با آلایش n (n-Doped) به ماده با آلایش p (p-Doped) می‌روند و انرژی منتشر می‌کنند که این انرژی به شکل نور سفید است که از طول موج‌های متفاوت تشکیل می‌شود. قرار است فیلترها، رنگ‌هایی که می‌خواهند را بسازند و تنها به آن طول موج اجازه عبور بدهند. در LCDهای با نقاط کوانتومی، کریستال‌ها نوری متصاعد می‌کنند که طول موج مشخصی دارد و در نتیجه رنگ آن هم مشخص و تعریف‌شده است.

002

فضای رنگی بزرگ‌تر

نمایشگرهای با نقاط کوانتومی می‌توانند رنگ‌هایی را نشان دهند که خالص‌تر از رنگ‌های تلویزیون‌های فعلی هستند. در نتیجه، این نمایشگرها فضای رنگی بزرگ‌تری را پوشش می‌دهند.

004

تعیین رنگ با اندازه و نوع ماده

زمانی که یک الکترون (e) داخل یک کریستال نقاط کوانتومی قرار می‌گیرد، انرژی به فرم فوتون (P) آزاد می‌شود. شدت این انرژی (و در نتیجه آن، طول موج نور) را می‌توان بر اساس نوع ماده و اندازه کریستال تعیین کرد.

003

About the author

admin

Website:

مطالب مرتبط

ال ای دی هوشمند 4کا ال جی LG 55UH600V

لیست تلویزیونهای هوشمند سه بعدی یو اچ دی بانه۷۲۴

لیست تلویزیونهای هوشمند سه بعدی یو اچ دی بانه۷۲۴  ...

baneh724.com

نمایشگرهای آینده در محصولات بانه ۷۲۴

نمایشگرهای آینده نمایشگرهای آینده صنعت ساخت تلویزیون در سال‌های اخیر...

نکات کاربردی هنگام خرید گوشی موبایلنکات کاربردی هنگام خرید گوشی موبایل

نکات کاربردی هنگام خرید گوشی موبایل

نکات کاربردی هنگام خرید گوشی موبایل نکات کاربردی هنگام خرید...

نظر خودتان را در این قسمت قرار دهید