Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החיים

ב-CES 2015, כולם דיברו על Quantum dot. מה זו הטכנולוגיה הזו ולמה היא תשתלט על תחום המסכים?

9:00
  /  
01.03.2015
  
מאת: עפר לאור

הקדמה

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החייםמקור: nanosys

ב-CES 2015, פתאום הפסיקו לדבר על OLED, הכוכב התורן הקודם ופתאום כולם התמקדו ב-Quantum dots. רבים שאלו את עצמם מאיפה הטכנולוגיה הזו צצה פתאום והאם היא תשתלט על חיינו?

נתחיל מהתחלה – Quantum dots הם מקור אור, טכנולוגיית המסכים לא השתנתה ועדיין יש לנו 3 סוגי מסכים: LCD, פלזמה (שכבר לא בייצור) ו-OLED.

בעוד OLED ופלזמה הן טכנולוגיות שיוצרות אור, כלומר כל פיקסל מייצר את מקור האור של עצמו, בטכנולוגיית LCD הפאנלים רק מסתירים אור – כך שנחוץ עדיין מקור אור נוסף. בהתחלה מסכי LCD השתמשו בטכנולוגיית CCFL, תאורה אחורית דמויית ניאון, אשר הונחה מאחורי הפאנל ואשר הוסתרה על ידי שכבה של פילטרים שמטרתם היתה לטשטש את האור ולהפוך אותו לאחיד. 

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החיים
מקור: nanosys

השיפור המשמעותי שהפך את מסכי ה-LCD לפופולריים היה המעבר לתאורת LED. מקור אור זה היה מוכר כבר שנים, יעיל מאוד (ולכן גם חסכוני באנרגיה ולא מתחמם) אך רק בשנים האחרונות הפך אחיד מספיק וזול מספיק בכדי להתאים כתאורה למסכים. מסכי ה-LED היו בעצם פאנלי LCD שהוארו בעזרת נורות LED, לרוב לבנות (בעצם כחולות…) שהונחו או מאחורי הפאנל – full led array או במסגרת הפאנל – edge lit. בתאורה אחורית, פילטר הונח בין הפאנל לבין המסך, וככל שהיו יותר איזורי תאורה שונים, ניתן היה לעשות local dimming ולהתגבר כך על מגבלה מובנית של פאנלים של LCD – שהם לא קונטרסטיים מספיק – בכל זמן נתון לא ניתן להציג גם אזורים בהירים מאוד וגם כהים מאוד.

מה שתפס בסופו של דבר היה תאורת Edge lit שהיא זולה בהרבה, ומשתמשת בפילטר דקיק ומיוחד שמפזר את האור שמקורו במסגרת המסך, באופן אחיד למדי על גבי המסך. אני מציין את האחידות היחסית מכיוון שפילטר כזה, במיוחד בהתחשב שמסכים בשנים האחרונות גדלו מאוד, בעייתי וקשה לוודא שבקצוות המסך לא יהיו אזורים כהים, או להמנע מתופעות כמו עננות וזליגות אור מהפינות.

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החיים
מקור: nanosys

עם זאת, החברות לא מפסיקות לנסות ולחדש לנו. אחד הגורמים העיקריים לדחיפה קדימה היא חברת LG שממשיכה בכך למרות שהיא מחזיקה כיום פחות או יותר את כל שוק ה-OLED, טכנולוגיה שונה לחלוטין וכזו שלקח שנים רבות לשכלל ולהפוך לכמעט מושלמת. הסיבה לכך היא המסקנות שניתן להסיק מנפילת חברות ענק בתחום שהשקיעו אך ורק בטכנולוגיה אחת כאשר אלטרנטיבה פתאום צמחה משום מקום וגנבה להם את השוק. כך קרה לפיוניר, פנסוניק, סוני, NEC ו-Fujitsu שכל אחת בזמנה התמקדה אך ורק בטכנולוגיה אחת ונפגעה קשות כאשר פתאום אלטרנטיבה אחרת הפכה פופולרית יותר.

Quantum dots

גם במקרה של Quantum dots מדובר על תצוגת LCD אך במקרה הזה מקור האור שונה משיטות אחרות. כאן מדובר בכלל בשילוב של שתי שיטות תאורה שונות. הרעיון עצמו מבוסס על העובדה שיש חומרים בטבע שכאשר מאירים עליהם, הם זורחים בצבע שונה. כך שמקור האור היחיד במסכים אלה הם עדיין LED, אלא שהפעם במקום ולנסות לייצר תאורת LED לבנה, מה שקשה למדי לבצע ביעילות, מדובר כאן בתאורת LED בצבע כחול. 

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החייםמקור: nanosys

התפקיד של Quantum dots הוא להוסיף את הגוונים האדומים והירוקים. החומר הוא ננו-קריסטל שעשוי כך שהוא ממוקד מאוד בתדר שהוא מפיק – הוא מקבל תאורה כחולה וממיר אותה לאור ירוק או אדום עם טווח תדרים מאוד נמוך, מה שהופך את ההמרה הזו ליעילה במיוחד ולא כזו שמפיקה חום או חוסר דיוק. Quantum dots מגיעים כמשטח גבישי שמורכב מנקודות אדומות וירוקות ואשר גם יכול להעביר את האור הכחול, כך שבסופו של תהליך הוא יוצר אור לבן.

היתרון של השיטה היא העובדה שסוף סוף יש לנו דרך לייצר אור אחיד, מדוייק (לתאורת LED היה חוסר דיוק מובנה ונטיה ברורה לצבע הכחול) ורחב גמוט. השכבה עצמה דקיקה במיוחד – כל נקודת QD נמדדת בננומטרים. כך ניתן לשלב את טכנולוגיית QD בתאורה אחורית בשיטת local dimming או בתאורת edge lit.

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החיים
מקור: nanosys

עוד יתרון בולט של QD היא הרחבת טווח הצבעים שעד כה היה מוגבל ביכולות ה-LED. עם QD אפשר לכסות כבר היום כמעט את כל טווח הצבעים שהעין האנושית יכולה לראות. כמובן שעדיין אין תקנים לכך, מה שהופך את העובדה הזו לאקדמית בלבד בשלב הזה, אך בתקווה שגמוט מורחב REC2020 גם יאושרר בפורמט ה-Bluray4K וגם יתפוס בשטח, זה יכול להפוך לפופולרי.

מבחינת עוצמות אור, מדובר בשיטה שיכולה להגיע לעוצמות אור גבוהות יותר מ-OLED, ומכיוון שמדובר במקור אור בודד, קל להשתמש בה יחסית בכדי לייצר HDR במסכים. למי שלא מכיר HDR יאפשר לדיסק הבלוריי לכלול מידע שעוזר למסך להבין היכן להאיר והיכן כדאי להחשיך ללא צורך לנתח את המידע מהוידאו עצמו (מה שגורם לא פעם לטעויות או לאי דיוקים מכיוון שהמסך לא מבין מה באמת נראה על המסך ומה היתה הכוונה של הבמאי/צלם/עורך).

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החייםמקור: QLED

העלות של הטכנולוגיה כרגע עדיין יקרה מכיוון שיש עדיין מעט יצרנים של החומר: QD Vision, Nanoco ו-Nanosys אך מכיוון שהידע בתחום רחב למדי, יש צפי שמספר החברות בתחום יגדל באופן אקספוננציאלי ובעיקר – יזלוג לסין. לכל אחת מהחברות יש שיטה מעט שונה "לאחסן" את המולקולות של QD, אך הדבר המעניין הוא שבגלל אופי השיטה, קל מאוד להחליף את שיטת התאורה הנוכחית ב-QD ללא צורך בכמעט שינוי במבנה קוי הייצור. הפילם של QD יכל להחליף שכבה בדיפיוזר – כך שבעצם קו הייצור וגם העיצוב לא חייבים להשתנות כלל!

מי מייצר?

Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החייםמכל הסיבות שצויינו למעלה, הצפי הוא שנראה בשנים הקרובות מעבר כמעט מוחלט ל-QD. המחירים צפויים לרדת ויש כאן רק יתרונות על LED, אם כי עדיין קשה לי לראות ש-full led arrays ו-local dimming יתפסו כפתרון בשל העלויות שלהם, מה שישאיר עדיין את OLED כטכנולוגיה בודדה בעלת יכולות קונטרסט גבוהים. בנוסף, לא ראינו פריצות דרך בתחום הקונטרסט בפאנלים של LCD בשנים האחרונות, רק שיפורים מאוד קטנים, כך ש-OLED צפוי להמשיך ולהיות טכנולוגיה מוצלחת יותר לוידאופילים שביננו. מצד שני, אין ספק שיש כאן קפיצת דרך מעל תאורת LED רגילה.

LG היא גורם חזק מאוד בתחום הזה ואחת היחידות שמכנה את הטכנולוגיה שלה בשם Quantum Dots, בעוד שכל האחרות ממתגות את זה, כל אחת עם שם מיוחד משלה.

סוני כבר התחילו ב-2013 לייצר מסכים עם QD תחת המותג Triluminus displays. המיתוג הזה מעט פגע ברעיון, שכן לא היה ברור כלל שמדובר בשיטת תאורה חדשה, וסוני שמרה בסוד את העובדה הזו לאורך זמן רב.

גם Hisense השיקה ב-2014 את מסכי ה-QLED שלהם מבלי להסביר שמדובר בטכנולוגיית QD.

סמסונג לא מגלה יותר מדי באופן רשמי, אבל מסכי ה-SUHD שלה בעצם משתמשים בשיטה זו. כך סמסונג מרחיבים את טווח הצבעים במסכים החדשים, ומשפרים את אחידות המסכים, מה שנדרש במסכי UHD. ככל הנראה, סמסונג משתמשת ב-QD מתוצרת של Nanosys אשר גם מפיקה את החומר עבור חברות פנסוניק, אסוס, TCL, הייסנס, ומרבית היצרנים הסיניים האחרים.

כאמור, המחירים של QD עדיין יקרים, זו עדיין טכנולוגיה חדשה מדי ואין מספיק תחרות, אבל צפו לירידת מחירים דרמטית לקראת 2016. להערכתי מרבית, אם לא כל, המסכים ב-CES 2016 יהיו מבוססי QD.

לדיון בנושא: Quantum dots: טכנולוגיית המסכים החדשה שתשתלט לנו על החיים


9:00
  /  
1.3.2015
  
מאת: עפר לאור

1