جدال بر سر آینده دنیای تصویر؛ آیا کوانتوم دات می تواند OLED را شکست دهد؟

شاید هنوز عده ای مطلع نباشند و فریب شباهت نام ها را بخورند، اما واقعیت آن است که تلویزیون های کوانتوم دات یا QLED و OLED از لحاظ فناوری های پایه ای کاملاً با یکدیگر متفاوت هستند. درست پس از فهمیدن این واقعیت یک سوال مهم در ذهن هر کس شکل می گیرد. خب حالا کدام یک از این دو بهتر است و آینده تلویزیون های هوشمند را رقم می زند؟

پاسخ به این سوال بستگی زیادی به فاکتور زمان دارد. اگر در مورد زمان حال می پرسید باید گفت که OLED ها چه از لحاظ کیفیت تصویر و چه از لحاظ کنتراست و رنگ ها تولیدی در جایگاه برتری قرار دارند.

این مسئله بیشتر از همه از آنجا ناشی می شود که پنل های QLED فعلی بر پایه فناوری کاملاً قدیمی LCD ساخته شده اند. اما شاید حرف Q در ابتدای این نام بتواند تا یکی دو سال آینده تمام معادلات را به نفع تکنولوژی مذکور تغییر دهد.

حرف Q در نام QLED نشانگر بهره مندی از فناوری «کوانتوم دات» (quantum dot) یا نقطه کوانتومی است. ذره ای میکروسکوپی که به صورت بالقوه توانایی آن را دارد که کیفیت تصویر نمایشگرها را به شکل چشمگیری افزایش دهد. البته این مهم در صورتی محقق می شود که سامسونگ یا هر کمپانی دیگر بتواند این فناوری را از محصور شدن در پنل های LCD خلاص کنند. اما چگونه؟

قدم نخست: کوانتوم دات چیست؟

کوانتوم دات ذره ای بسیار بسیار کوچک است که ویژگی های کاملاً ویژه ای دارد. تصویر زیر مقیاس خوبی از اندازه این ذرات در مقایسه با یک تار موی انسان به دست می دهد.

گفتیم که نقطه کوانتومی ویژگی های متعددی دارد، اما آنچه بیش از همه برای سازندگان نمایشگرها اهمیت دارد، قابلیت درخشش آن در زمان قرار گرفتن در معرض انرژی است. متناسب با اندازه این نقاط، طول موج نوری که از خود ساطع می کنند نیز متغیر است. یک نقطه بسیار کوچک می تواند رنگ آبی داشته باشد و نقطه ای کمی بزرگتر به رنگ سبز درآید.

در نمایشگرهای بهره مند از فناوری مذکور - از جمله QLED سامسونگ - یک قشر بسیار نازک از نقاط کوانتومی در مقابل لایه ای از LED های آبی رنگ قرار می گیرند. نور این LED ها نه تنها رنگ آبی به عنوان یکی از سه رنگ پایه را تولید می کنند، بلکه انرژی لازم برای نورانی شدن کوانتوم دات ها جهت تولید رنگ سبز و قرمز را نیز فراهم می آورند.

از آنجا که دمای رنگ تولیدی توسط کوانتوم دات ها به راحتی قابل کنترل است، پنل های QLED به صورت پیش فرض از میدان وسیع رنگی استاندارد HDR پشتیبانی می کنند. ضمن این که مصرف انرژی چنین نمایشگرهایی نیز بسیار بهینه است. پس می توان بدون نگرانی روشنایی آنها را تا حد مطلوب بالا برد.

قدم بعدی: فیلترهای رنگی کوانتوم دات

در حال حاضر فناوری کوانتوم دات برای افزایش کیفیت و عمق رنگ های تولیدی و کاهش چشمگیر مصرف انرژی در پنل های LCD مورد استفاده قرار می گیرد. اما هنوز یک مشکل اساسی در این میان وجود دارد و آن هم فیلترهای رنگی است.

در پنل های QLED، لامپ های LED و کوانتوم دات ها بخشی از نور پس زمینه پنل LCD به حساب می آیند. به عبارت دیگر این دو در کنار هم نور «سفید» تولید می کنند. این نور سفید پلاریزه شده، از میان لایه ای از کریستال مایع و سپس از یک فیلتر رنگی عبور می کند تا شما بتوانید تصویری را مشاهده نمایید.

مشکل اینجاست که فیلتر رنگی مورد اشاره تنها یک رنگ را برای هر پیکسل از خود عبور می دهد و راه عبور دو رنگ دیگر را سد می کند. به بیان دیگر، نور پس زمینه هر سه رنگ را تولید کرده و به فیلترها می فرستد، اما در هر پیکسل تصویر، فیلتر دو طیف رنگ را به طور کامل حذف می نماید. این یعنی برای روشن کردن هر پیکسل سه برابر بیشتر از مقدار مورد نیاز انرژی مصرف می شود.

به طور حتم قدم بعدی در این فناوری جایگزینی فیلترهای رنگی با کوانتوم دات است. چون در این صورت مصرف انرژی برای تولید هر فریم از تصویر به شکل چشمگیری کاهش خواهد یافت. ضمن این که روشنایی آن نیز بدون افزایش مصرف، بهبود می یابد. تولید کنندگان باور دارند چنین پیشرفتی علاوه بر کاهش سه برابری مصرف انرژی و افزایش روشنایی، زاویه دید نمایشگرهای QLED را هم افزایش خواهد داد.

در چنین حالتی باز هم می توان از همان LED های آبی رنگ استفاده نمود، اما در عین حال امکان جایگزینی آن با یک لایه OLED به عنوان نور پس زمینه نیز وجود دارد. به خصوص که در حال حاضر ال جی هم در پنل های OLED خود از فیلترهای رنگی استفاده می کند. به هر حال فعلاً هیچ مدرکی دال بر تلاش برای دستیابی به این امکان از سوی تولید کنندگان مختلف وجود ندارد.

قدم نهایی: نمایشگرهای کوانتوم دات بدون نور پس زمینه

گرچه گفتیم که حذف فیلترهای نوری می تواند نمایشگرهای کوانتوم دات را قابل رقابت با OLED ها کند، اما برای پشت سر گذاشتن این حریف قدرتمند هنوز یک مرحله دیگر باقی مانده.

در طی چند دهه گذشته هزاران مهندس تلاش نموده اند تا به نحوی محدودیت های نمایشگرهای مبتنی بر کریستال مایع را دور بزنند، اما با این وجود هنوز نیز OLED ها به دلیل نداشتن نور پس زمینه در بسیاری ویژگی ها جایگاه بهتری نسبت به LCD ها دارند.

چگونه می تواند از این مانع گذشت؟ تنها راهکار این است که راهی پیدا شود تا بتوان به جای نور پس زمینه آبی، به کمک انرژی الکتریکی و به صورت مستقیم نقاط کوانتومی را به تولید نور وادار کرد. بدین ترتیب علاوه بر حذف نور پس زمینه، می توان لایه کریستال مایع را نیز به طور کامل حذف نمود.

گرچه شاید سامسونگ و دیگر سازندگان نخواهند به این حقیقت اعتراف کنند، اما هدف آنها در نهایت تبدیل نمایشگرهای QLED به نوع متفاوتی از OLED است. در این حالت هر پیکسل (در اینجا گروهی از کوانتوم دات ها) تنها متناسب با نوری که می بایست تولید کنند انرژی مصرف خواهند کرد. ضمن این که تولید رنگ سیاه نیز بدون صرف انرژی و با کنتراست بی نهایت انجام خواهد شد.

اگر چنین هدفی محقق شود، نمایشگرهای QLED آینده از لحاظ روشنایی، عمق رنگ، مصرف انرژی و ضخامت پنل و همچنین طول عمر به راحتی نمایشگرهای OLED را پشت سر خواهند گذاشت. دست کم در محدوده تئوری چنین به نظر می رسد.

آینده

ما هنوز با نقطه مطلوب فاصله داریم، اما وقتی پای غولی چون سامسونگ در میان باشد، می توان با قطعیت بسیاری به تحقق هدف امیدوار بود. ضمناً نباید فراموش کنیم که کمپانی کره ای تنها بازیگر این میدان نیست. در حال حاضر دیگر برندها همچون TCL و هایسنس هم در این رقابت حاضر هستند. سونی و ال جی نیز سابقه عرضه تلویزیون های بهره مند از کوانتوم دات را دارند. همین میدان بازِ رقابت، ما را به آینده امیدوارتر می سازد.

همه این ها را گفتیم، اما باز هم نمی بایست فناوری QD را آینده قطعی پنل های نمایشگر بدانیم. نباید فراموش کنیم همچنان که تولید کنندگان در تلاش برای بهبود و توسعه این تکنولوژی هستند، دیگر بزرگان چون ال جی، شارپ و ژاپن دیسپلی نیز بیکار نخواهند نشست و فناوری OLED را به سمت بهتر شدن و صد البته ارزان تر شدن پیش خواهند برد. پس رقابت همچنان ادامه دارد.