ما هو QD-OLED؟ ألقِ نظرة على الجيل القادم من تقنية عرض التلفزيون والشاشة

عندما يتعلق الأمر بجودة الصورة النقية، لا شيء يضاهي اللون الأسود العميق المتموج لتلفزيون OLED المثبت داخل صالة عرض ذات إضاءة خافتة. يعد هذا الوصف "الإضاءة الخافتة" أمرًا مهمًا، لأنه إذا أخرجته في غرفة المعيشة، فيمكن أن تطغى الانعكاسات على التباين النجمي لشاشة OLED. في هذه الظروف، يمكن القول أن شاشات OLED تتفوق على أنواع شاشات العرض المنافسة التي تصبح أكثر سطوعًا. وهذا يعني أن أجهزة تلفزيون OLED ليست متفوقة بشكل لا لبس فيه في جميع الجوانب - فالتكنولوجيا لها عيوبها، ويتم تكرارها باستمرار للتغلب على عيوبها.

مع الأخذ معرض الإلكترونيات الاستهلاكية 2022 وبالفعل، فإن الشيء الكبير التالي في تقدم شاشات OLED هو ما تسميه شاشة سامسونج كيو دي-أوليدأو تقنية Quantum Dot OLED. تدعي شركة العرض أن أجهزة التلفاز الجديدة التي تستخدم هذه التقنية ستكون أكثر سطوعًا وأكثر ألوانًا ولها زوايا مشاهدة أفضل من أجهزة تلفزيون OLED التقليدية. آخر التطور المثير هو أن هذه التكنولوجيا لن تقتصر على أجهزة التلفاز فقط، ولكنها ستشق طريقها أيضًا نحو شاشات الكمبيوتر الشخصي - وهي الأولى من نوعها بالنسبة لشاشات OLED الاستهلاكية بحجم

فِعلي مكاتب.

يضيف هذا النوع الجديد من OLED طبقة نقاط كمومية إلى مجموعة شاشات العرض، وهي تقنية تم استخدامها سابقًا فقط على لوحات LCD (عبر QLED). الغرض من هذه النقاط الكمومية هو إنتاج وحدات بكسل فرعية مشبعة للغاية دون استخدام مصدر ضوء عضوي عالي النقاء من نفس اللون، والذي غالبًا ما يكون مكلفًا أو غير فعال. هناك طريقة أخرى لتحقيق ذلك وهي استخدام مرشحات الألوان، وهو ما تستخدمه تلفزيونات OLED حتى الآن.

ما الفرق بين QD-OLED وOLED الأقدم؟

لشرح ذلك، يجب علينا أولاً أن نفهم كيفية هيكلة أجهزة تلفزيون OLED السابقة. OLED هو مصطلح شامل يمكن أن يضم مجموعات فرعية مختلفة من التقنيات داخلها. ولكن عندما يستخدم التسويق مصطلح "OLED" لأجهزة التلفاز، فإنهم في أغلب الأحيان لا يشيرون إلى W-OLED.

على مدى العقد الماضي، احتكرت شركة LG Display اللوحات المستخدمة في أجهزة تلفزيون OLED. كانت هذه اللوحات جميعها عبارة عن شاشات W-OLED استخدم بنية بكسل RGBW، مما يعني أن كل بكسل يتكون من أربعة وحدات بكسل فرعية مختلفة الألوان: الأحمر والأخضر والأزرق أبيض. ومع ذلك، في جوهرها، كل بكسل فرعي هو في الواقع بكسل فرعي أبيض (ومن هنا جاء مصطلح W-OLED)، ووحدات بكسل فرعية ملونة يتم تحقيق ذلك باستخدام مرشح ألوان يحجب أجزاء من طيف الضوء الأبيض لإنتاج اللون الأحمر أو الأخضر أو أزرق. نظرًا لأنه يتم طرح الضوء من مصدر الضوء للبكسلات الفرعية الملونة الثلاثة، فإن بنية البكسل هذه ليست الأكثر كفاءة، وهذا هو السبب وراء الحاجة إلى بكسل فرعي أبيض إضافي. لا يحتوي البكسل الفرعي الأبيض الرابع على أي مرشح ألوان، والغرض منه هو تحسين الكفاءة والسطوع.

النقاط الكمومية، من ناحية أخرى، يتحول مصدر ضوء من لون إلى آخر، ولا يتم إهدار أي مصدر ضوء أصلي تقريبًا في هذا التحويل. بدلاً من البدء بنطاق أبيض واسع لكل بكسل فرعي وإزالة أجزاء منه باستخدام مرشحات الألوان، يبدأ QD-OLED بمصدر ضوء أزرق بسيط ويحوله إلى وحدات بكسل فرعية حمراء وخضراء عالية النقاء مع ترك وحدات البكسل الفرعية الزرقاء دون تغيير.

باستخدام هذه الطريقة الفعالة، ليست هناك حاجة إلى بكسل فرعي أبيض رابع، ويمكن لـ QD-OLED الاستفادة من بنية بكسل RGB عادية. أحد عيوب أجهزة تلفزيون W-OLED الحالية هو أن الاعتماد على البكسل الفرعي الأبيض الإضافي للحصول على سطوع إضافي يقلل من الحد الأقصى لتشبع اللون مع اقتراب الشاشة من ذروة سطوعها؛ يتم تقليل حجم اللون بشكل أكبر نظرًا لأن مرشحات الألوان تفقد فعاليتها عند السطوع العالي. من ناحية أخرى، يمكن لـ QD-OLED الحفاظ على التشبع الكامل حتى الحد الأقصى لمستوى اللون الأبيض في الشاشة. بالإضافة إلى ذلك، بدون بكسل فرعي رابع، يمكن جعل وحدات البكسل الفرعية RGB أكبر حجمًا لملء المساحة الإضافية، مما يزيد من مخرجاتها المضيئة.

لماذا استخدام مصدر الضوء الأزرق؟

في طيف الضوء المرئي، يمتلك الضوء الأزرق أقصر طول موجي بين الأحمر والأخضر والأزرق؛ وبالتالي فهو يتمتع بأعلى طاقة طبيعية. يمكن لطبقة النقاط الكمومية أن تحصر الطاقة الأعلى للضوء الأزرق في اللون الأحمر أو الأخضر الضوء، ولكن العكس غير ممكن، فلا يمكنك استخدام ضوء أحمر أو أخضر منخفض الطاقة لتكوين اللون الأزرق ضوء.

لماذا لا تستخدم فقط مصادر الضوء الأحمر والأخضر والأزرق الحقيقية؟ لماذا تذهب من خلال كل هذه المتاعب؟

السبب الأكبر هو زيادة العمر المتوقع للوحة العرض. عندما تدفع مبلغًا باهظًا مقابل شراء جهاز تلفزيون، فمن المحتمل أنك تريد أن يستمر لفترة طويلة. من المؤكد أن مصادر الضوء العضوية تصبح باهتة بمرور الوقت، وسوف تتحلل المواد المختلفة بمعدلات مختلفة. عند استخدام مجموعة من مصادر الضوء، كما هو الحال مع OLED الذي يستخدم اللون الأحمر/الأخضر/الأزرق بشكل فردي بواعث، فإن المعدلات المتفاوتة لتسوس الباعث تؤدي في النهاية إلى تجسيد لون الشاشة المغزى. على سبيل المثال، ستبدأ العديد من شاشات العرض في إظهار اللون الأبيض الذي يتحول إلى اللون الأصفر بمرور الوقت. كل من W-OLED وQD-OLED عبارة عن تصميمات عرض موجهة نحو تقليل هذا التأثير.

إذا ألقينا نظرة أعمق داخل لوحة W-OLED الموجودة، فسنجد أن وحدات البكسل الفرعية البيضاء تتكون في الواقع من مصادر إضاءة متعددة. في البداية، كانت وحدات البكسل الفرعية هذه مكونة من مصابيح LED زرقاء مع فوسفور أصفر، لكن LG Display انتقلت إلى استخدام مزيج من بواعث الأحمر والأخضر والأزرق لإنشاء وحدات بكسل فرعية بيضاء. يتم خلط هذه البواعث المختلفة وتحديد حجمها بنسب تضمن اضمحلالها جميعًا بالقرب من معدل ثابت، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من تغير اللون بمرور الوقت.

ماذا عن احتراق OLED؟

مع QD-OLED، يتم دعم جميع وحدات البكسل الفرعية بنفس مصدر الضوء الأزرق، لذا يجب أن يكون تغيير اللون شبه معدوم. ومع ذلك، تتمتع المواد العضوية الزرقاء عمومًا بعمر افتراضي أقصر مقارنةً بالمواد الحمراء والخضراء، وبالتالي فإن وحدات البكسل الفرعية في QD-OLED قد تكون باهتة بشكل أسرع من W-OLED بمرور الوقت✝. قد يعني هذا أيضًا أن QD-OLED قد يكون أكثر عرضة للاحتراق، والذي يحدث عندما تصبح أجزاء من الشاشة قديمة بشكل ملحوظ أكثر (أو أقل) من محيطها. وبطبيعة الحال، علينا فقط أن ننتظر ونرى ما إذا كان هذا سيصبح مشكلة.

✝ أحد الفروق الدقيقة هنا هو أنه يمكن جعل وحدات البكسل الفرعية RGB الخاصة بـ QD-OLED أكبر من بنية RGBW الخاصة بـ W-OLED. تعمل مناطق البكسل الفرعية الأكبر حجمًا على تحسين عمر الباعث.

أحد تصميمات OLED الأساسية الأخرى هو مصفوفة البكسل الفرعية PenTile الأكثر شيوعًا في شاشات الهواتف الذكية. من حيث المبدأ، يعمل بشكل مشابه لكيفية قيام W-OLED بتعبئة وحدات البكسل الفرعية البيضاء الخاصة بها: مع مزيج من بواعث الأحمر والأخضر والأزرق بأعداد وأحجام مختلفة بحيث تتحلل بشكل أكثر انتظامًا. وبشكل أكثر تحديدًا، فإن تصميم PenTile أكثر وفرة مع البكسلات الفرعية الخضراء الأصغر نظرًا لأنها الأكثر كفاءة، في حين أن البكسلات الفرعية الزرقاء أكبر بكثير لإطالة عمرها الأقصر.

إذن، هل QD-OLED أفضل من W-OLED؟

الآن بعد أن قمنا بتغطية بعض الأساسيات، يمكننا أن نتحدى السؤال الواضح:

هل ستكون QD-OLED أفضل من شاشات W-OLED الموجودة لدينا؟

والجواب هو... على الأرجح! وبدون إعادة تكرار المواد التسويقية التي أصدرتها Samsung Display، نجد أن QD-OLED يقدم ميزة واضحة في الضوء الكفاءة مقارنة بـ W-OLED، وبنية البكسل القياسية التي تتيحها تسمح بحجم ألوان أعلى لتقنية HDR والسطوع العالي المستخدمين. وتسمح دقة النقاط الكمومية أيضًا بألوان أكثر تشبعًا مقارنة باستخدام مرشحات الألوان، مما يؤدي إلى تغطية أعلى لمجموعة الألوان Rec.2020.

بالإضافة إلى ذلك، تحذف تقنية QD-OLED طبقة المستقطب، والتي تُستخدم تقليديًا لتقليل الانعكاسات على حساب حجب بعض الضوء الخاص بالشاشة. تخبرنا شاشة Samsung أن هيكل لوحة QD-OLED يتمتع بميزة متأصلة في التعامل الانعكاسات، لذا فهي واثقة من قدرتها على إزالة المستقطب، الأمر الذي من شأنه أن يؤدي إلى عرض إضافي سطوع.

تخبرنا شاشة Samsung أيضًا أن تحويل النقاط الكمومية الخاص بها يبعث الضوء في كل الاتجاهات، مما يؤدي إلى انخفاض فقدان السطوع عند مشاهدة أجهزة التلفاز الخاصة بها بزاوية. تتمتع لوحات W-OLED الموجودة بالفعل بزوايا مشاهدة موحدة بشكل مذهل، لكن شركة العرض تعلن عن QD-OLED الخاصة بها لأداء أفضل

حسنا، أريد واحدة. ما هي شاشة QD-OLED التي يمكنني شراؤها الآن؟

في الوقت الحالي، فقط شركات Samsung وSony وAlienware لديها ما تقدمه لهذه التقنية الجديدة. في معرض CES 2022، كشفت شركة سوني عن هاتفها برافيا XR A95K، تلفزيون 4K QD-OLED والذي سيأتي مبدئيًا بحجم 55 بوصة و65 بوصة بحلول نهاية عام 2022. بالنسبة لمحبي ألعاب الكمبيوتر، أطلقت Alienware لأول مرة شاشة ألعاب OLED للمستهلك هي الأولى من نوعها - وبهذا لا أقصد جهاز تلفزيون متنكرًا في هيئة شاشة. كانت هذه الشاشة فائقة الاتساع مقاس 34 بوصة بمثابة الكشف الذي طال انتظاره والذي جلب أخيرًا تقنية OLED إلى عالم الكمبيوتر الشخصي بحجم عملي وشعبي. ستستخدم كلتا الشاشتين تقنية QD-OLED المقدمة من شركة Samsung Display، الأمر الذي من شأنه أن يمنح LG Display فرصة للفوز بأموالها.

والأهم من ذلك هو أن شركة Samsung Display الرائدة في هذه التقنية الجديدة تقدم الشركة كمنافس رئيسي جديد في سوق OLED إلى جانب LG Display. في البداية، لن تكون شاشات QD-OLED رخيصة الثمن، فمن المرجح أن تكون هذه الشاشات الجديدة أكثر تكلفة بكثير من شاشات W-OLED. ولكن نأمل، بعد أن تبدأ التكنولوجيا في النضج، أن نرى هذه المنافسة تؤدي إلى انخفاض أسعار OLED في جميع المجالات. قد نرى أيضًا أن QD-OLED تصبح أرخص من W-OLED في المستقبل، لأنها تعتمد على المواد العضوية الزرقاء فقط بدلاً من عدد لا يحصى من المواد التي يتعين على LG Display توفيرها لـ W-OLED.

وبالنظر إلى المستقبل، فإن التطور الطبيعي التالي لـ OLED هو إزالة المواد العضوية بالكامل، مما يترك لنا شاشة LED من نوع مختلف. إن تقنية OLED محدودة للغاية بسبب فعالية المادة العضوية الزرقاء، لذا فإن تصنيع مصدر بديل للضوء يفتح الأبواب أمام جيل جديد تمامًا من الشاشات. في الأفق المرئي، تعمل شركة Samsung Display على تقنية عرض أخرى تسمى QNED، والتي تعني Quantum Nano Emitting Diode. يشبه هذا التصميم QD-OLED، ولكن بدلاً من استخدام المواد العضوية الزرقاء، يستخدم QNED مصابيح Gallium Nitride Nanorod LED كمصدر للضوء بينما لا يزال يستخدم النقاط الكمومية لتشكيله. سيكون لدينا شرح لذلك أيضًا، بمجرد أن يؤتي ثماره.