Quantum dot skærme forklaret - FlatpanelsDK
Quantum dots

Quantum dot skærme forklaret

15 Jan 2015 | Rasmus Larsen (@flatpanelsdk) |

Tv-skærme med ”quantum dots” – kvanteprikker – var alle vegne på CES 2015, men er det en reel forbedring eller bare endnu et marketing-udtryk? I denne artikel forklarer vi hvad quantum dots egentlig er for en størrelse og hvilken effekt de har i tv-skærme.

Hvorfor lige nu?

Quantum dots er ikke en helt ny opfindelse. Teknologien blev opfundet tilbage i starten af firserne ved et tilfælde, da man arbejdede på at udvikle bedre transistorer i Bell Labs. Som navnet antyder, er der tale om mikroskopiske nanopartikler på under 10 nanometer i diameter.

Siden opfindelsen har man eksperimenteret med at bruge teknologien til at forbedre bl.a. solceller. Idéen om at bruge dem i tv-skærme har ligeledes floreret i en del år og i januar 2013 præsenterede Sony det første Triluminos-tv med quantum dots i form af W90-modellen. Det er sidenhen nået til Amazon Kindle Fire i en mindre heldig implementering.

Samsung SUHD med quantum dot


Vi spoler nu tiden frem til CES 2015, hvor vi oplevede en lavine af quantum dot skærme fra Samsung, LG, Sony, Panasonic, Sharp, TCL og andre. Eller rettere sagt; LCD-skærme med quantum dots. Timingen kan virke spøjs, men er som sådan ikke mere overraskende i dag end den var i januar 2013. Dengang havde både Samsung og LG nye, utrolige OLED-skærme at vise frem. Fremtiden så lyd ud, så Sony’s satsning var et åbenlyst defensivt træk.

Kun en af de to sydkoreanere har sidenhen været i stand til at masseproducere de fantastiske OLED-skærme, så nu ruller Samsung quantum dots ud som plan b. Andre følger efter som et defensivt træk, igen foranlediget af truslen fra OLED.

Hvordan det er implementeret i LCD-tv

Så hvordan virker kvanteprikkerne helt specifikt i tv-skærme? Først og fremmest er det værd at understrege, at der stadig er tale om LCD-skærme. Før LCD-panelet sidder LED (lysdioder) belysningen; enten direkte bag LCD-panelet eller langs kanterne. Umiddelbart foran LED-belysningen – og bag LCD-panelet - tilføjes de små nanopartikler. Ved at tilføre energi i form af lys til de små partikler, kan man ”ophidse” dem til at konvertere lyset til primærfarver. Hvilken primærfarve, afhænger af størrelsen på partiklen.

Formålet er at få konverteret det blålige lys fra de blå dioder, som bruges i LED-belysningen i dag, til mættede primærfarver. Lyset fra quantum dots bliver ”renere” (til tv-brug) og dermed nemmere at arbejde med i forhold til at gengive et billede. Potentielt kan det betyde en lille forbedring i kontrast og farvemætning pga. det renere lys. Det kan også betyde, at strømforbruget sænkes en smule, fordi mindre lys sorteres fra. Det betyder dog mere for mobilskærme end for tv-skærme.

Hvad producenterne derimod ikke fortæller er, at de fleste effektivitets-målinger med quantum dots er lavet med en variant, der bruger det giftige stof cadmium. Stoffet står til at blive forbudt på langt de fleste markeder i nærmeste fremtid, og alternativerne - cadmium-frie quantum dots - resulterer i et dyk i effektiviteten, hvorfor skærmen skal udsende mere lys. Derved opnås ikke samme fald i strømforbruget.

Lagene i en LCD-skærm med quantum dots


Men der hvor den mest markante forskel ses på de 2015-skærme, hvor teknologien er implementeret, er i farverummet.

Quantum dots kan forøge farverummet på LCD-skærme betydeligt. I dag bruger hele tv-industrien Rec.709, som er et relativt lille farverum, men med de nuværende implementeringer af quantum dots kan man nå meget tæt på DCI-farverummet, som biografer bruger.

Større farverum er per definition godt, men der er en hage. Ved at lade en skærm gå til større farverum – f.eks. fra Rec.709 til DCI – så trækker man også ofte alle yderliggende farver ud i de større farverum. Den mellemintense røde farve, som tv’et har fået besked på at gengive fra filmskiven, kan således lige pludselig blive pang-rød. Tv-producenterne siger, at de har algoritmer, som præcist kan udvælge hvilke farver, der intensiveres, men som bekendt er det netop den opgave, som filmholdet sidder i studiet og tager stilling til. Vil vi have denne nuance af rød eller den anden? Hvad betyder det for stemningen i billedet?

Der findes metoder til at regulere farverummet i en skærm, men fordi quantum dots sidder i bagbelysningen, så er det selve lyset som man skal begrænses. Samsung fortalte os specifikt, at deres JS9500 topmodel (der i øvrigt forbedrer kontrast med local dimming som intet har med quantum dots at gøre), som hører under S’UHD-modellerne, vil trække alt indhold ud i det større farverum - selv dine egne optagelser omkring juletræet – og at der ingen mulighed er for at slå det fra. Med mindre de ombestemmer sig før lancering, så skal du være klar på pang-farver, som tv’et kunstigt lægger i billedet.

Det er ikke sådan det behøver at være, men såfremt man rent faktisk vil have gavn af det større farverum, så kræves indhold – film, tv-serier og spil - i DCI. Det har studierne liggende, for det sådan film frigives i biograferne, men som forbruger kan du nærmest ikke få fat i det. Ikke på Blu-ray, ikke via streaming og da slet ikke på tv-kanalerne. Sony har forsøgt sig med en mellemting i x.v.Color-farverummet, som visse ”Mastered in 4K” Blu-ray-skiver er frigivet i, men det støtter ingen andre producenter op omkring.

Sharp tv med quantum dot


Det er i denne forbindelse værd at bemærke, at DCI-farverummet ikke er en del af Ultra HD-standarderne. Det er det endnu større Rec.2020-farverum derimod. Hvis branchen vil lave et pitstop på DCI i målet om at nå Rec.2020, skal standarderne revideres.

Med andre ord; der er ingen vej udenom. Først når film og tv-serier frigives i DCI får du reelt gavn af den primære fordel ved quantum dots. Det lidt lavere strømforbrug kan være med til at skabe HDR (high dynamic range) på LCD-skærme fordi man får mere lys ud per Watt, men det vil uanset hvordan man vender og drejer det også kræve et LED local dimming-system i LCD-skærmen – og de er dyre. Som landet ligger lige nu, så er quantum dot primært en brik ovenpå en aldrende LCD-teknologi. Det ændrer ingen af de andre fundamentale svagheder, som LCD-teknologien kæmper med.

En udfordrer til OLED?

Producenterne er ikke sene til at stille quantum dot op overfor OLED som en teknologi, der matcher på billedkvalitet. Samsungs udtalelse på CES 2015 er næsten allerede blevet famøse ord i branchen; “rich colors, better than OLED”.

Disse betragtninger ignorerer dog de fundamentale elementer i, hvad der gør en OLED-skærm unik. Blot fordi man tilføjer quantum dots i en LCD-skærm, får man ikke det perfekte sortniveau som på OLED. Man får heller ikke den ekstremt hurtige responstid eller de nærmest perfekte betragtningsvinkler. OLED-skærme kan allerede i dag gengive DCI-farverummet, hvis de produceres til det, men det er uklart om både LCD og OLED kan komme op på Rec.2020 på kort sigt.

LG 4K OLED-TV


Quantum dot LCD-tv promoveres samtidig som ”OLED-billedkvalitet til lavere pris”. De kan meget vel blive billigere, men bemærk, at det udelukkende lanceres i dyre high-end-produkter i år. Som billedet tidligere i artiklen viser, så er en af metoderne til at tilføje quantum dots på, via en film, der tilføjes umiddelbart foran LED-belysningen. Denne film koster på større skærme helt op til 100 dollars i produktionsleddet, ifølge estimater fra IHS. Som folk der har arbejdet i produktionsledet ved, så ender en omkostning i produktionsledet ofte med at blive multipliceret med en given faktor, når man endelig står med forbrugerproduktet i hånden.

Hvordan quantum dot-skærmene vil placere sig prismæssigt, ved vi af gode grunde ikke endnu. Som landet ligger lige nu ændrer quantum dots dog ikke på, at OLED-teknologien er overlegen på nærmest alle punkter – måske med undtagelse af prisen. Det ændrer heller ikke på, at den primære forbedring går tabt, med mindre Hollywood og andre begynder at frigive indhold i DCI.



Del på:


Flere fokusartikler

Black Friday 2017

Black Friday 2017: Bedste tilbud

20 Nov 2017 | Flatpanels |
HDR formater

HDR videoformater - fremtidsudsigterne

13 Nov 2017 | Yoeri Geutskens |
Vejen til himlen

Vejen til TV-himlen

18 Oct 2017 | Yoeri Geutskens |
Motion Interpolation

Guide: Sådan undgår du "soap opera" effekten på dit TV

11 Oct 2017 | Rasmus Larsen |
Streamingbokse

Apple TV 4K vs. Nvidia Shield vs. Chromecast Ultra m.fl.

24 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
iTunes 4K HDR

Liste: Film i 4K HDR klar i iTunes - danske priser lavere end UHD Blu-ray

15 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
BeoVision Eclipse

Første indtryk af B&O BeoVision Eclipse

11 Sep 2017 | Rasmus Larsen |
YouSee Android TV

Første indtryk: YouSee på Android TV

01 Sep 2017 | Rasmus Larsen |