آشنایی با فناوری QLED و نحوه عملکرد آن در نمایشگرهای جدید کمپانی سامسونگ

آشنایی با فناوری QLED و نحوه عملکرد آن در نمایشگرهای جدید کمپانی سامسونگ


اگر اخیراً بنای جستجوی بازار را در پیش گرفته و قصد خرید تلویزیون جدیدی را در سر داشته‌اید، ممکن است محصولات جدید کمپانی سامسونگ تحت فناوری QLED نظر شما را به خود جلب کرده باشند، اما این تکنولوژی چیست و آیا تهیه و خرید آن عقلانی است؟

همان‌طور که مستحضر هستید فناوری دیودهای ساطع نوع آلی یا به‌عبارتی‌دیگر “OLED” با پیشرفت‌های چشمگیر خود و دستیابی به سطح وسیعی از بلوغ اکنون قدرت بخشی به نمایشگرهای کوچک تلفن‌های همراه هوشمند و تلبت‌ها را پشت سر گذاشته و بازار تلویزیون‌های اچ‌دی رده گران قیمت و گسترده را قبضه کرده و با مزیت‌های منحصربه‌فرد خود نظیر رنگ‌های زنده و پویا و سطح نمایش فوق‌العاده رنگ مشکی، کیفیت تصاویر چشم‌نوازی را در اختیار بینندگان قرار داده است.

درحالی‌که کمپانی‌های قدرتمندی نظیر Sony و LG هم‌اکنون فناوری مذکور را با مقیاس عظیمی در محصولات رده ممتاز و پیشرفته خود تحت استفاده گرفته‌اند، اما به نظر می‌رسد که سامسونگ آن‌چنان علاقه‌ وافری به آن نشان نمی‌دهد که کمی عجیب است، زیرا کمپانی نامبرده خود از اصلی‌ترین پیشروهای موجود در زمینه طراحی و توسعه نمایشگرهای OLED برای دستگاه‌های قابل حمل به شمار می‌رود.

بر طبق گفته کمپانی سامسونگ، تلویزیون‌های مبتنی بر فناوری QLED که تحت عنوان بازاریابی “دیودهای ساطع نور نقطه کوانتوم” یا به‌عبارتی‌دیگر “Quantum Dot LED” مورد عرضه قرار گرفته‌اند حتی از بهترین نمایشگرهای مبتنی بر فناوری دیودهای ساطع نور آلی کمپانی ال‌جی نیز برتر بوده و مستعد دریافت توجهات بسیاری از جانب مصرف‌کنندگان در آینده‌ای نزدیک می‌باشند، اما آیا این مهم حقیقتاً از صحت برخوردار است؟

فناوری انحصاری QLED کمپانی سامسونگ چهارچوب طراحی و توسعه خود را مستقیماً از فناوری سنتی دیودهای ساطع نور کسب کرده و سپس با بهبودهای موجود سطح بسیار فراتری از جذابیت را برای مصرف‌کنندگان به ارمغان آورده است، اما نقاط قوت و منحصر به فرد این فناوری چیست و چرا با شدت دو چندانی نظر افراد را به سمت و سوی خود متمایل نموده است؟

QLED

ساختار فناوری QLED در حالت کلی به‌گونه‌ای توسعه یافته است که علاوه بر برخورداری از سیستم نورپردازی موجود در نمایشگرهای ال ای دی، لایه‌ نقطه کوانتوم جای گرفته در بین صفحات مختلف قابلیت تنظیم نور هر پیکسل منحصربه‌فرد را به‌صورت کاملاً متمایز از یکدیگر با استفاده از افزایش و یا کاهش نرخ فرکانس فراهم می‌آورد.

مکانیسم ساطع نور پس‌زمینه در تمامی نمایشگرهای مبتنی بر فناوری سنتی پیشین بر اساس رنگ استاندارد سفید طراحی می‌گردد، اما نور زمینه در تلویزیون‌های تازه‌نفس کمپانی سامسونگ با رنگ آبی جایگزین گشته است. بر اساس این پیکربندی، ساختار زیر پیکسل‌های مبتنی بر سه رنگ قرمز، سبز و آبی که شالوده اصلی صفحات نمایشگر کریستال مایع (LCD) را تشکیل می‌دهند به دو بخش تقسیم‌بندی گشته و کنترل رنگ آبی بر عهده لایه نورپردازی پس‌زمینه گذاشته شده و تنظیم رنگ‌های قرمز و سبز نیز به‌وسیله پیکسل‌های مربوطه در لایه نقطه کوانتوم صورت می‌‎پذیرند. در نتیجه ترکیب سطوح مختلف رنگ آبی (ساطع شده توسط لایه پس‌زمینه) با ترازهای متفاوت قرمز و سبز (تنظیم شده به‌وسیله لایه نقطه کوانتوم)، شفافیت تصاویر خروجی و پویایی سه رنگ اصلی تشکیل‌دهنده آن‌ها در مقایسه با نمایشگرهای سنتی LED را با بهبود بسیار بیشتری همراه می‌سازند، اما جزئیات توضیحات مطرح شده در پاراگراف فعلی چیست و آیا می‌توان گفت که فناوری QLED در حقیقت همان LED است؟ در پاسخ باید گفت که به‌طور کلی بله، اما تفاصیل موجود در زیر لایه‌های تکنولوژی فوق حقیقتاً بسیار فراتر از آن می‌باشند که بتوان تنها با یک نوشته و تعدادی پاراگراف به تفسیر آن پرداخت.

جهت درک و فهم قابل قبول و متقابل فناوری دیودهای ساطع نور نقطه کوانتوم (QLED) بهتر است با فناوری سنتی آن یعنی دیودهای ساطع نور (LED) موجود در بطن بسیاری از نمایشگرها و تلویزیون‌های رده معمولی و مصرف‌کننده حال حاضر آشنایی بیشتری پیدا کنیم.

همان‌طور که مستحضر هستید، شالوده اصلی الوان موجود در دنیای سیگنال‌های دیجیتالی بر پایه سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی بنا شده است که تولید دیگر رنگ‌های جاری بر اساس ترکیب مقادیر متفاوتی از سه رنگ مذکور صورت می‌پذیرند. همان‌گونه که یک نقاش برای تولید رنگ بنفش، مقداری رنگ آبی و قرمز را با یکدیگر تلفیق می‌نماید، انجام این مهم در نمایشگرهای رایانه‌ای و دستگاه‌های تلویزیون نیز با عنایت به روشن و خاموش نمودن چراغ‌های ال ای دی مناسب در نقاط مربوطه از صفحه جهت تولید تصاویر نهایی تدارک می‌پذیرد.

یک پنل ال ای دی در حالت کلی از تعداد هزاران هزار دیود ساطع نور تشکیل شده است که در کنار یکدیگر به تولید تصاویر خروجی مبادرت می‌ورزند. بر این اساس کنار هم قرار گرفتن تعداد سه دیود نورانی با قابلیت تولید رنگ‌های قرمز، آبی و سبز به تشکیل تنها یک نقطه منحصر به فرد رنگی یا به عبارتی دیگر پیکسل منتهی می‌شود، البته باید خاطر نشان کرد که تعداد دیودهای حاضر در آرایه منسجم و منظم پنل‌های ال ای دی دقیقاً متناسب با پیکسل‌های تشکیل‌دهنده صفحات نمایشگر نبوده و تعداد سه دیود ممکن است مسئولیت تولید رنگ چندین پیکسل (1400 عدد، بیشتر و یا کمتر با توجه به‌اندازه صفحه نمایشگر و وضوح تصویر آن) را بر عهده داشته باشند، زیرا تصاویر تولیدی بر روی صفحات نمایشگر و تلویزیون اغلب از جزئیات بسیار پراکنده‌ای برخوردار نبوده و بسیار کم پیش می‌آید که تنها یک پیکسل برای تولید رنگ بخشی از تصویر مورد نیاز باشد (به‌عنوان مثال رنگ لباس شخص در تصویر تماماً قرمز بوده و روشن گشتن تنها یک دیود به‌طور کلی جهت قدرت بخشیدن به تعداد 1400 پیکسل کافی می‌باشد).

QLED

پنل در بردارنده دیودهای ال ای دی مستقیماً در پشت شیشه و یا تلق نمایشگر قرار گرفته و به تولید تصاویر خروجی مبادرت می‌ورزد. جهت درک بهتر موضوع تعداد سه چراغ ال ال دی معمولی را بر روی یک تخته مدار چاپی و یا بِرِدبُرد بسته و سپس با استفاده از کنترل جریان ورودی و فرکانس به روشن و خاموش نمودن و تغییر شدت روشنایی آن‌ها اقدام نمایید. این مهم در حقیقت اساس عملکرد نمایشگرهای مبتنی بر پنل LED را نمایانگر می‌باشد، با این تفاوت که دیودهای اشاره شده اکنون از اندازه بسیار بسیار کوچک‌تری در محدوده میلی‌متر و یا حتی نانومتر برخوردار می‌باشند. صفحه میزبان دیودها در حقیقت منبع تولید نور در نمایشگرها و تلویزیون‌های گوناگون به شمار می‌روند که در اصطلاح عمومی تحت عنوان نور پس‌زمینه یا Backlight (در برخی از مباحث به‌عنوان Backlit نیز اشاره می‌شود) مورد شناخت قرار می‌گیرند.

QLED

آرایه‌های مورد اقتباس در پنل‌های ال ای دی در حالت کلی بر پایه سه نوع پیکربندی نور مستقیم، نور کامل و نور لبه تقسیم‌بندی می‌گردند که پرداختن به جزئیات تمامی آن‌ها از حوصله نوشته فعلی خارج است، لذا توضیحات گردآوری شده تا به اکنون تنها جهت کسب دیدگاهی کلی از نحوه عملکرد نمایشگرهای ال ای دی و درک بهتر و عمیق‌تر جدیدترین فناوری کمپانی سامسونگ در ادامه گردآوری گشته‌اند.

در برخی از نمایشگرها و تلویزیون‌های ال ای دی، در فیمابین شیشه و پنل نور پس‌زمینه صفحه‌ای زرد رنگ از جنس فسفر قرار گرفته است که مستقیماً در تولید نور سفید ایفای نقش می‌نماید. بر این اساس نور آبی تابانده شده به صفحه مذکور با برخورداری از طول موج مناسب منجر به عبور مستقیم و یا تغییر فوتون‌ها به رنگ زرد شده و به این ترتیب ترکیب فوتون‌های زرد و آبی منجر به تولید رنگ سفید در صفحه نمایشگر می‌گردند؛ اما این مهم در تمامی فناوری‌های مختلف حاضر نبوده و روشن نمودن دیودهای سبز و آبی و قرمز با مقادیر مناسب نیز به تولید نور سفید منتهی می‌گردند که این خود وجود صفحه فسفری را منتفی می‌نماید.

اکنون که با پنل‌های ال ای دی و نحوه طراحی آن‌ها آشنایی پیدا کردیم، ادامه نوشته را با پرداختن به نحوه چگونگی عملکرد جدیدترین نوآوری کمپانی سامسونگ، یعنی فناوری دیودهای ساطع نور نقطه کوانتوم یا QLED پیش می‌بریم.

آشنایی با نحوه عملکرد فناوری QLED

همان‌طور که پیشتر نیز اشاره شد، فناوری QLED سامسونگ از ساده شده عبارت “دیودهای ساطع نور نقطه کوانتوم” تشکیل شده و در بطن خود صفحه نازکی از تعداد میلیون‌ها میلیون ذره را جای داده است که به خودی خود می‌توانند به‌عنوان یک منبع نور عمل نمایند، اما این مهم در قالب تلویزیون‌های کمپانی نامبرده از حقیقت برخوردار نبوده و اندکی سردرگمی کاربران را به دنبال دارد.

تلویزیون‌های QLED کمپانی سامسونگ در حقیقت فناوری منحصر به فرد و کاملاً جدیدی را در ساختمان خود جای نداده و با عنایت به بهبودهای خود تنها بهسازی تصاویر خروجی را برای کاربران به ارمغان می‌آورد، اما پنل موجود در ساختار داخلی دستگاه‌ها و نور پس‌زمینه توسط همان دیودهایی تولید می‌گردند که صفحات نمایشگرهای منازل مصرف‌کنندگان را در یک دهه گذشته مورد قبضه خود در آورده‌اند؛ لذا تلفیق دیودهای ساطع نور معمولی (LED) به‌علاوه لایه نازکی از نقاط کوانتوم منجر به تشکیل ترکیبی گشته است که از جانب سامسونگ تحت عنوان QLED نام‌گذاری شده است.

ساختار فناوری QLED در حالت کلی به‌گونه‌ای توسعه یافته است که علاوه بر برخورداری از سیستم نورپردازی موجود در نمایشگرهای ال ای دی، لایه‌ نقطه کوانتوم جای گرفته در بین صفحات مختلف قابلیت تنظیم نور هر پیکسل منحصربه‌فرد را به‌صورت کاملاً متمایز از یکدیگر با استفاده از افزایش و یا کاهش نرخ فرکانس فراهم می‌آورد. در بطن نمایشگرهای QLED، یک پنل دربردارنده دیودهای ساطع نور در قسمت عقب دستگاه وظیفه تولید نور پس‌زمینه را عهده دارند. در فیمابین پنل مربوطه و شیشه نمایش‌دهنده تصاویر خروجی، فیلم و یا لایه نازکی متشکل از تعداد میلیون‌ها میلیون نقطه کوانتوم قرار گرفته است که هر کدام از آن‌ها نور تابیده شده به خود را دریافت و با تقویت آن، نوری با شدت بسیار بسیار بیشتر را مجدداً تولید و در صفحه نمایان می‌کنند.

QLED

نقاط کوانتوم موجود در ساختار لایه نازک نامبرده در حقیقت ذرات بسیار کوچک و ریزی در محدوده واحد نانومتر به شمار می‌روند که در آرایه‌ای منظم و منسجم کنار یکدیگر قرار گرفته و به افزایش شدت فوتون‌های تابیده شده به خود مبادرت می‌ورزند. اندازه هر کدام از نقاط مربوطه با توجه ابعاد و موقعیت قرارگیری آن‌ها در صفحه متفاوت بوده و شعاع آن‌ها از 2 تا 6 نانومتر (2 نانومتر برای ذرات تولید کننده نور آبی، 3 نانومتر برای نور سبز و 6 نانومتر برای نور قرمز) متغیر می‌باشد. همان‌طور که مستحضر هستید یک نانومتر برابر با یک میلیاردم متر است و از آنجایی که میزان کلفتی و ضخامت یک تار موی انسان تقریباً 100 هزار نانومتر می‌باشد، این مهم به‌خوبی نمایانگر اندازه بسیار کوچک ذرات اشاره شده می‌باشد. اندازه هر کدام از ذرات مذکور مستقیماً در طول موج نور خروجی و شدت آن تأثیرگذار می‌باشند.

QLED

آرایه نقاط موجود در لایه کوانتوم در حالت کلی از قابلیت دریافت و تقویت نور قرمز و سبز برخوردار بوده و کنترل نور آبی مستقیماً بر عهده دیودهای تولید نور پس‌زمینه گذاشته شده است، به این ترتیب می‌توان این‌گونه بیان داشت که رنگ‌های قرمز و سبز تشکیل‌دهنده تصاویر خروجی توسط ذرات فوق تقویت شده و نور آبی به‌صورت مستقیم از پنل تأمین می‌گردد، البته نباید این نکته را نیز فراموش کرد که پیکربندی فوق ممکن است در آینده تغییراتی را به خود دیده و توضیحات پاراگراف فعلی دستخوش تغییراتی قرار گیرند. لایه دربردارنده نقاط کوانتوم حاضر در جدیدترین تلویزیون‌های کمپانی سامسونگ در حال حاضر بر پایه چهارمین نسخه از فناوری Quantum Dot توسعه یافته و افزودن نوعی مایع مبتنی بر عنصر شیمیایی آلومینیوم و هسته‌ای فلزی در افزایش راندمان و تولید فوتون‌هایی با درصد پویایی و شدت بیشتر بسیار مفید واقع شده‌اند.

همان‌طور که ملاحظه فرمودید، توضیحات مطرح شده حکایت از آن دارند که فناوری QLED کمپانی سامسونگ قابلیت‌های بسیار اساسی و چشمگیری را با خود به ارمغان نیاورده و ویژگی منحصر به فرد آن در افزایش شدت رنگ‌های خروجی و به دنبال آن تولید تصاویری زیباتر و چشم‌نوازتر نهفته است. وجود قابلیتی جهت تولید رنگ‌های موجود با شدت روشنایی بیشتر در افزایش حجم رنگ‌های قابل نمایش تا 1 میلیارد (برخلاف 16 میلیون رنگ قابل نمایش توسط پنل‌های ال ای دی معمولی) تأثیرات فراوانی را با خود به ارمغان می‌آورد. علاوه بر آن شدت روشنایی بالاتر در اعطای امکان فراهم آوردن محتویات HDR در کیفیت بسیار مناسب و مطلوب و حفظ آن در جای جای تصاویر خروجی نیز می‌تواند بسیار مثمرالثمر واقع گردد.

QLED

بر طبق بررسی‌های انجام پذیرفته، تولید محتوای گوناگون در تکنیک محدوده دینامیکی بالا (HDR) نیازمند میزان 1000 نیت (مقدار نور ارسالی از جانب صفحه نمایشگر به سمت چشمان فرد بیننده) به‌صورت استاندارد می‌باشد، این در حالی است که تلویزیون‌های QLED کمپانی سامسونگ از قابلیت تولید نور در محدوده 1500 تا 2000 نیت برخوردار می‌باشند که این خود نمایانگر پتانسیل فراوان آن‌ها در مقایسه با دیگر فناوری‌هایی همچون OLED است. علاوه بر آن ساختار پیکسلی پنل‌های موجود در نمایشگر تازه‌نفس معرفی شده بر طبق ادعای سامسونگ از طراحی جدید و منحصر به فردی برخوردار می‌باشند که این خود در زمینه افزایش محدوده دید کاربر می‌تواند بسیار مفید واقع شود.

QLED

از جمله بزرگ‌ترین نقاط ضعف تلویزیون‌های QLED نسبت به فناوری محبوب OLED می‌توان به وجود پنل نور پس‌زمینه و عدم امکان تولید رنگ سیاه حقیقی در تصاویر خروجی اشاره کرد. جهت کسب اطلاعات بیشتر و مقایسه دو فناوری مذکور به مقاله زیر مراجعه فرمایید:

“آشنایی با تفاوت‌های موجود در بین تلویزیون‌های OLED و QLED”

پست های مرتبط

دیدگاه خود را بنویسید