Встречайте QDEL, технологию отображения без подсветки, которая может заменить OLED в телевизорах премиум-класса.

Что будет после OLED?

Поскольку доступность и доступность OLED-телевизоров, мониторов и других устройств продолжают расти, растет интерес к тому, какая технология станет следующим значительным достижением в потребительских дисплеях.

Микро-светодиоды часто упоминаются в этих дебатах, однако ожидается, что они появятся в бытовой электронике не раньше 2030-х годов. Производители также изучают передовые концепции, такие как прозрачные и складные дисплеи. Однако, когда дело доходит до решения основных проблем пользователей, таких как качество изображения, доступность и долговечность, квантовые точки в настоящее время имеют наибольшие перспективы.

Квантовые точки в настоящее время лидируют на рынке дисплеев высокого класса, особенно в телевизорах и мониторах QD-OLED. Предстоящей инновацией могут стать QDEL или электролюминесцентные дисплеи с квантовыми точками, еще один термин для экранов NanoLED. В отличие от уже доступных дисплеев QLED, экраны QDEL не требуют подсветки. Вместо этого квантовые точки излучают свет сами по себе. В результате дисплеи имеют более широкую цветовую гамму, чем современные QD-OLED, а также становятся более экономичными и менее подверженными выгоранию.

QDEL привлекает значительное внимание как многообещающее достижение, которое, как ожидается, окажет существенное влияние на потребительские дисплеи в течение следующих двух лет.

Если вы увлекаетесь высококачественными технологиями отображения, QDEL должен быть на вашем радаре.

Что такое QDEL?

Возможно, вы знаете QDEL как NanoLED, потому что именно так его называет Nanosys, поставщик квантовых точек, разрабатывающий эту технологию. QDEL носил другие названия, например QLED — до того, как Samsung заявила, что это аббревиатура для ЖК-телевизоров со светодиодной подсветкой, в которых используются квантовые точки. Вы также можете увидеть QDEL, называемый QD-EL, QD-LED или EL-QD. Как следует из алфавитного супа, с этой технологией еще предстоит кое-что доработать. В этой статье в основном будет использоваться термин QDEL с редкими ссылками на NanoLED.

Если вы не слышали ни об одной из этих торговых марок, вполне вероятно, что продукты QDEL пока недоступны для покупки. Однако производители ожидают, что в ближайшем будущем ситуация может улучшиться; Nanosys планирует запустить коммерческий продукт к 2026 году.

Предложенный вами график довольно амбициозен, учитывая небольшое количество наблюдаемых нами прототипов и текущие проблемы, с которыми сталкивается QDEL (о которых я расскажу ниже). Тем не менее, есть веские причины оставаться в курсе этой технологии, даже если пройдет некоторое время, прежде чем мы увидим QDEL в действии.

Дэвид Шей, занимающий должность старшего директора по исследованиям дисплеев в исследовательской фирме Omdia, поделился по электронной почте, что в сфере бытовой электроники QDEL, вероятно, приведет к значительным изменениям в телевизорах, мониторах ПК и автомобильном секторе. В случае успешной коммерциализации и массового производства QDEL сможет похвастаться более высоким соотношением цены и качества по сравнению с OLED. Однако он может столкнуться с проблемами в конкурентной борьбе с LCD-LED по цене.

В официальном документе 2023 года (PDF) компания Nanosys и ее партнер-производитель Sharp Display подробно описали метод струйной печати для производства мониторов и телевизоров со слоем квантовых точек (QDEL). Хотя процесс фотолитографии более сложен из-за того, что квантовые точки подвержены повреждениям, он расширяет возможности QDEL для планшетов, ноутбуков, смартфонов, носимых устройств и устройств AR/VR. По словам Джеффа Юрека, вице-президента по маркетингу Nanosys, продукты QDEL, использующие фотолитографию, по прогнозам, будут коммерчески доступны в первую очередь.

Чудо без подсветки

Современные OLED-экраны используют для освещения OLED-материал, а QD-OLED использует квантовые точки для преобразования света в различные цвета. Напротив, экраны QLED используют белую подсветку в качестве источника света, а дисплеи QDEL работают, пропуская электричество через квантовые точки для производства света.

Встречайте QDEL, технологию отображения без подсветки, которая может заменить OLED в телевизорах премиум-класса.

QDEL включает в себя слой квантовых точек, расположенный между анодом и катодом, который способствует проникновению электрического тока в квантовые точки.

Встречайте QDEL, технологию отображения без подсветки, которая может заменить OLED в телевизорах премиум-класса.

Экраны QDEL содержат пиксели, состоящие из красных, зеленых и уникальных синих субпикселей квантовых точек. В отличие от современных дисплеев QLED и QD-OLED, синие пиксели на экранах QDEL состоят из квантовых точек. Юрек из Nanosys объяснил, что, хотя модификация внешних слоев квантовых точек необходима для каждой технологии отображения, основные компоненты остаются одинаковыми для продуктов QD-OLED, QLED и QDEL.

Пиксели QDEL излучают свет независимо, что позволяет ему полностью отключаться. Этот атрибут позволяет дисплеям QDEL достигать глубокого черного цвета и резкого контраста, которые получили широкое признание OLED. Более того, используя квантовые точки в системах прямого обзора, производители проецируют более широкий цветовой диапазон, чем ранее был доступен на потребительских экранах. Кроме того, благодаря меньшему количеству слоев и компонентов продукты QDEL могут предложить преимущества с точки зрения доступности, долговечности и гладкости.

QDEL в действии

В настоящее время вы не можете купить что-либо с экраном QDEL. Однако за последние несколько лет компании представили прототипы этой ожидаемой технологии на торговых выставках. Последняя демонстрация состоялась во время выставки CES в январе, где Sharp Display продемонстрировала избранной аудитории два прототипа. Один прототип имел диагональ 12,3 дюйма и разрешение 1920×720. Другой прототип ознаменовал первый случай, когда QDEL был масштабирован до подходящего размера для таких продуктов, как мониторы. К сожалению, нам еще предстоит узнать о разрешении 30-дюймового прототипа.

Существенным улучшением последних демонстрационных прототипов по сравнению с более ранними примерами QDEL является то, что их можно производить в нормальных атмосферных условиях, а не в вакуумной камере. По данным CNET, эта разработка приближает нас к доступным методам производства.

Преимущества QDEL

Отрадно отметить, что квантовые точки уже оставили свой след в экранах LCD-LED и OLED, прокладывая путь для потенциальных достижений в технологии QDEL. По мнению инвесторов QDEL, это нововведение может привести к экономии энергии и повышению яркости по сравнению с OLED. Предварительные исследования с использованием прототипов устройств показали, что светодиоды с квантовыми точками производят впечатляющие 614 000 нит; однако важно помнить, что такой уровень производительности может быть нетипичен для коммерческих продуктов.

Из-за ожидаемых преимуществ некоторые эксперты в области дисплеев полагают, что QDEL может в конечном итоге превзойти OLED и другие элитные технологии отображения в потребительской электронике высшего уровня.

QDEL имеет потенциал превзойти OLED в будущем, поскольку не использует органические материалы, склонные к выгоранию. Однако в настоящее время исследователи сосредоточены на увеличении срока службы синих и зеленых материалов с квантовыми точками для потребительского применения без использования кадмия. В настоящее время дисплеи QDEL демонстрируют более быстрое затемнение по сравнению с современными OLED-дисплеями.

Оптимисты надеются, что срок службы дисплеев QDEL в конечном итоге сравняется с ЖК-светодиодами и даже превзойдет OLED. Согласно объяснению Юрека, компания Nanosys утверждает, что они могут создавать более долговечные материалы с синими квантовыми точками по сравнению с синими OLED, учитывая трудности в достижении высокой эффективности и длительного срока службы синих OLED при желаемой длине волны или цвете.

Он продолжил:

Синий свет, имеющий короткую длину волны и, следовательно, несущий много энергии, может привести к повреждению материалов, используемых для его производства. Количество энергии, необходимое для создания интенсивного синего оттенка, требуемого такими спецификациями видео, как DCI-P3, является значительным, что приводит к более короткому сроку службы синих OLED по сравнению с другими цветами.

Несмотря на это, по словам Се, срок службы эмиссионного слоя квантовых точек остается серьезной проблемой для коммерциализации эмиссионных слоев квантовых точек (QDEL).

Исторически сложилось так, что время жизни синих квантовых точек (КТ) без кадмия было значительно короче, чем необходимо для коммерчески жизнеспособных дисплеев. В 2021 году Nanosys сообщила, что срок службы составит около 10 000 часов, что как минимум на два порядка короче требуемого минимума. Однако недавние достижения в области материалов эмиссионного слоя КТ демонстрируют многообещающие улучшения. Ожидается, что некоторые ведущие компании вскоре объявят о революционных результатах.

На конференции SID Display Week в мае Юрек предложил публиковать обновленную информацию о соответствующих достижениях.

А как насчет микро светодиодов?

Micro LED имеет ряд преимуществ, аналогичных технологии OLED. Каждый пиксель функционирует независимо, обеспечивая потенциально безграничный контраст. Кроме того, Micro LED имеет общие черты с QDEL, что делает его менее склонным к выгоранию по сравнению с OLED. Кроме того, Micro LED может обеспечивать большую яркость, чем OLED.

Технология Micro LED начинает становиться доступной потребителям. Примерно за три тысячи долларов вы можете приобрести большой телевизор Micro LED от таких брендов, как Samsung или C Seed. Однако производство экранов Micro LED в меньшем масштабе с постоянным качеством и доступностью по-прежнему затруднено, что делает его дорогим и менее доступным вариантом для большинства людей.

Юрек выразил уверенность, что затраты на производство QDEL в конечном итоге могут быть ниже, чем затраты на производство Micro LED, OLED и LCD-LED. Однако важно отметить, что на данный момент это всего лишь ожидание – нам нужно подождать и посмотреть, оправдается ли это на практике.

Утверждается, что производство QDEL может осуществляться с использованием того же оборудования и производственных площадок, что и для светодиодных дисплеев. Однако, несмотря на одинаковое использование неорганических полупроводниковых материалов для дисплеев QDEL и Micro LED, методы обработки существенно различаются. Производство микросветодиодов ставит уникальные задачи.

Хотя мы добились определенного прогресса, неясно, каким будет качество изображения в коммерческих продуктах QDEL и сколько ресурсов технологические компании выделят, чтобы сделать QDEL успешной технологией. Однако специалисты по дисплеям, с которыми я консультировался, ожидают, что визуальное восприятие будет сравнимо с Micro LED, но с дополнительным преимуществом в виде большего количества цветовых вариантов. Как отмечает Эрик Вирей, главный аналитик по дисплеям в Yole Intelligence, ожидается, что QDEL также обеспечит улучшенную «точность цветопередачи» по сравнению с OLED.

По словам Вирея, ожидается, что потребительские товары Micro LED и QDEL превзойдут OLED по яркости. Однако он считает, что превосходство в этом аспекте в конечном итоге будет принадлежать продуктам Micro LED из-за их способности нажимать сильнее, не вызывая повреждений.

QDEL может иметь больший первоначальный эффект, чем Micro LED, из-за проблем, с которыми Micro LED столкнулся при получении признания в основных продуктах. Например, согласно отчету Марка Гурмана в Bloomberg в марте прошлого года, Apple, как сообщается, отказалась от планов по созданию Apple Watch и, возможно, других устройств с использованием Micro LED из-за проблем со стоимостью и сложностью. Это решение было принято после того, как Apple, по оценкам Вирея, вложила значительное время и ресурсы в разработку технологии Micro LED. В отчете говорится, что Apple продолжит использовать OLED для своих умных часов и может изучить возможность нового сотрудничества, чтобы вернуться к Micro LED в будущем.

Вместо этого Samsung продолжает делать упор на технологию Micro LED как на основное решение для телевизоров высшего уровня, вопреки некоторым более ранним предположениям.

QDEL и Micro LED могут сосуществовать вместе с OLED

В будущем, возможно, через некоторое время технологии QDEL, Micro LED и OLED станут широко доступными. По мнению Вирея из Yole, такая ситуация может привести к тому, что каждая технология станет реальным конкурентом для ноутбуков и планшетов. Что касается телевизоров премиум-класса, QDEL может иметь преимущество перед OLED, а Micro LED потенциально может бросить вызов OLED, если затраты на его производство снизятся. Что касается телевизионных приложений, Вирей отметил, что они, вероятно, являются основным направлением деятельности QDEL. Однако потенциальные достижения OLED, особенно в таких областях, как яркость и риск выгорания, могут укрепить ее конкурентные позиции в сфере бытовой электроники.

Вирей считает, что QDEL может столкнуться с меньшими проблемами при обеспечении улучшенного качества изображения на потребительских дисплеях по доступной цене по сравнению с технологией Micro LED. Тем не менее, он ожидает захватывающей и тесной конкуренции между ними в течение следующих нескольких лет.

По словам Вирея, ожидается, что OLED (органические светоизлучающие диоды) останутся основной технологией отображения для смартфонов. Причина в том, что в смартфонах важна высокая плотность пикселей, что является препятствием для QDEL (четырехэлектродный слой квантовых точек) из-за процесса печати. Далее он пояснил, что этот процесс достаточно хорошо работает для телевизоров, ноутбуков и планшетов, но сталкивается с проблемами, когда дело доходит до его усовершенствования для соответствия стандартам смартфонов. Более того, по оценке Вирея, ограничения по стоимости делают Micro LED неподходящим вариантом для смартфонов.

Стоит отметить, что после того, как хаос утихнет, Юрек полагает, что QDEL будет считаться ведущей компанией в области технологий отображения высокого класса.

Ожидается, что и Micro LED, и NanoLED будут обладать превосходными качествами по сравнению с OLED, такими как более высокая яркость и долговечность, что делает их более премиальными вариантами. Однако все три технологии обеспечивают превосходное качество просмотра. Основные различия будут связаны со сложностью производства и затратами. Ожидается, что производство NanoLED будет проще и экономичнее по сравнению с MicroLED и OLED. Следовательно, NanoLED потенциально может стать предпочтительной технологией отображения в долгосрочной перспективе.

По словам Се из Omdia, неясно, станут ли Micro LED и QDEL одновременно жизнеспособными вариантами для дисплеев высокого класса. Он пояснил: «На данный момент еще слишком рано определять, будут ли эти две технологии дополнять друг друга или нет. Для коммерциализации QDEL необходимо доказать ее крупномасштабные производственные возможности и экономическую эффективность примерно в 2025-2026 годах, прежде чем делать окончательный вывод. «

Устройства QDEL может быть проще изготовить, чем устройства Micro LED.

Выращивание чипов Micro LED на полупроводниковых пластинах с использованием эпитаксиального выращивания — это процесс создания дисплеев Micro LED. Впоследствии, с помощью точной техники захвата и размещения, огромное количество этих чипов Micro LED переносится на подложку. Однако создание надежного, быстрого и экономически эффективного метода производства для этой технологии оказалось сложной задачей. Эта проблема препятствовала широкому распространению дисплеев Micro LED в течение длительного периода времени.

Экраны QDEL могут быть изготовлены с использованием той же технологии фотолитографии, которая используется при производстве различной электроники и ЖК-светодиодных дисплеев. Адаптивность этого метода подразумевает простоту создания дисплеев QDEL, подходящих даже для самых крупных потребительских телевизоров, представленных в настоящее время на рынке.

Юрек объяснил:

Квантовые точки (КТ) для наносветодиодов могут быть изготовлены с использованием методов обработки раствора. Такой подход позволяет осуществлять массовое производство на крупных химических перерабатывающих предприятиях, что приводит к значительному снижению затрат по сравнению с производством полупроводников на традиционных предприятиях. Фактически, по нашим оценкам, для производства всего одного грамма КТ с использованием традиционных процессов производства полупроводников потребуется 50 квадратных метров подложной площади.
Проще говоря, мы можем преобразовать эти квантовые точки в жидкой форме в печатные краски или фоторезисты для создания узоров на дисплеях с помощью таких методов, как струйная печать или фотолитография. Цель состоит в том, чтобы осуществить этот процесс в обычных атмосферных условиях вместо вакуумных камер, которые необходимы для чувствительных органических светодиодов.

Несмотря на мои предыдущие комментарии, важно отметить, что преодоление проблем оптимизации и увеличения производственных мощностей QDEL, будь то с помощью фотолитографии или струйной печати, остается открытым вопросом.

Доступность QDEL

Nanosys стремится достичь коммерческой готовности своих материалов к 2026 году, как указано в наших публичных планах. Однако доступность технологии для потребителей зависит от отдельных брендов и конкретных продуктов, которые каждая компания намерена представить. (Юрек, Nanosys)

Хотя отрадно слышать, что в телевизорах QDEL, использующих квантовые точки от Nanosys, наблюдается прогресс, точные сроки закупок пока не сообщаются. Возможны также задержки с коммерческой готовностью. Прежде чем потребители смогут покупать эти продукты, необходимо согласовать несколько факторов: готовность других брендов и компонентов, одобрение регулирующих органов и удовлетворение ожиданий потребителей в отношении первых пользователей технологий.

Что последует за OLED в технологии, пока не решено, поскольку рассматриваются различные возможности, такие как усовершенствованные версии OLED. Однако важно отметить, что вердикт еще не вынесен исследовательскими сообществами, технологическими компаниями и конечными пользователями, и для достижения консенсуса может потребоваться несколько лет.

Как мы терпеливо ожидаем, сторонники высококачественных изображений по доступным ценам могут поддержать QDEL.

Смотрите также

2024-04-22 15:26