Телевизор на квантовых точках.

В наши дни производить большие телевизоры стало проще, чем когда-либо прежде. Каждый год приносит новый рекордный размер экрана и цену телевизоров, диагонали которых выросли до трёхзначных значений. Вместе с этим идёт борьба за создание тонких телевизоров, хотя этот параметр, важный для смартфонов и планшетов, вряд ли критичен для устройств, к которым люди годами не прикасаются. Далее, производители телевизоров предлагают модели с изогнутыми экранами и упаковывают в них всё больше пикселей, хотя фильмов и передач с такими разрешениями ещё может и не быть.

С учётом всех этих достижений по-прежнему весьма непросто сделать действительно хороший большой телевизор, который смогут себе позволить среднестатистические люди. Чтобы решить этот вопрос, пару лет назад появилось другое направление развития, которое и стало полем битвы выставки Consumer Electronics Show в нынешнем году. Всё дело снова в размерах, но теперь их нельзя увидеть: квантовые точки, крошечные кристаллы, которые обещают улучшить цвет и эффективность ЖК-телевизоров. Sony начала включать их в некоторые дорогостоящие модели два года назад и теперь другие следуют примеру японского производителя, включая Samsung, LG и TCL. Они надеются, что скачок качества будет достаточным, чтобы заставить потребителей раскошелиться на новый телевизор на замену купленному несколько лет назад. Более того, это может уберечь их от инвестирования в конкурирующие технологии, слишком сложные и дорогие.

Хотя квантовые точки новы для телевизоров, в целом это не новое изобретение. Они были созданы 33 года назад российскими учёными Александром Эфросом и Алексеем Екимовым, а также Луи Брусом, который работал в Bell Labs над совершенно другим проектом по улучшению транзисторов. Брус обнаружили, что реакция в растворителях создаёт частицы различных размеров и что в зависимости от размера можно получить любой цвет спектра. Тонкая настройка формулы позволяет выращивать точки, которые светятся голубым, красным, зелёным и прочими цветами в зависимости от их размера. Это цветовая гамма оказалась полезной в производстве солнечных батарей, где квантовые точки были использованы для увеличения поглощения энергии, а также в области медицинской визуализации, где смеси квантовых точек помогли улучшить электронную микроскопию.

Квантовые точки обещают решить фундаментальную проблему современных ЖК-телевизоров, которая состоит в том, что цветовая гамма на моделях со светодиодной подсветкой не так хороша, как на плазменных и OLED-телевизорах. Во многом виноваты системы подсветки. Освещение пикселей – процесс, который требует синий свет, пропускаемый через фильтры (что даёт ненасыщенные красный и зелёный). Это не было проблемой, когда ЖК-телевизоры использовали лампы с холодным катодом для освещения этих пикселей, однако переход на светодиоды стоил того, предложив более тонкие и энергоэффективные телевизоры. Производители также пытались решить проблемы затемнением подсветки в тёмных областях экрана, что увеличивает контрастность и заставляет чёрный цвет выглядеть менее серым.

Привлекательность квантовых точек состоит в том, что они могут быть добавлены в виде слоя на верхней части светодиодной подсветки ЖК-телевизора для тонкой настройки проходящего света. Это может значительно улучшить цветовую гамму за треть стоимости производства OLED-дисплеев. Создатели технологии, в том числе QD Vision (которая обеспечивала квантовыми точками Sony) обещают, они могут быть добавлены в современные телевизоры без радикальной переработки процесса производства.

Квантовые точки уже добрались до дисплеев небольших гаджетов, в том числе до Amazon Kindle Fire HDX, который первым среди планшетов использовал эту технологию. Они также обнаружились в ноутбуке Asus Zenboox NX500, который был выпущен в декабре и использует плёнку с квантовыми точками производства компании 3М. Слухи даже обещали квантовые точки в Apple iPhone 6, но этого не случилось.

В этом году на выставке CES был представлен телевизор с квантовыми точками от LG, который присоединился к трём моделям Samsung. До нынешнего года ни одна из этих компаний подобных решений не выпускала. Одной из причин является тот факт, что создавать плёнку с квантовыми точками для таких больших экранов довольно непросто.

Почему только теперь квантовые точки начинают проникать в телевизоры? Дело тут не в технологическом прорыве, а в том, что это «план Б». Многие производители телевизоров сначала обратились к OLED-дисплеям как способу улучшить качество изображения телевизоров, но столкнулись с проблемой их промышленного производства, которая только нарастает с ростом разрешений от 1080р до 2K, 4K и далее. OLED должны были стать шагом вперёд в качестве цветопередачи, но для Samsung этот шаг стал неудачным. Поэтому инженеры снова принялись за исследования и разработки. То же самое касается LG, которая перестала рассказывать о преимуществах OLED и анонсировала на CES телевизор с квантовыми точками, который пока будет сосуществовать OLED-телевизорами компании.

Наряду с этими изменениями в производстве телевизоров растёт и потребность в производстве плёнки с квантовыми точками. Dow Chemical планирует открыть новый завод в Южной Корее в первой половине этого года, который будет поставлять плёнку с квантовыми точками, которая сделана без использования кадмия, LG остальным производителям. Металл, который также используется при производстве некоторых красок, запрещён в ряде стран из-за токсичности. Кадмий имеет важное значение при производстве квантовых точек, но Dow и её партнер Nanoco говорят, что они научились осуществлять производство без следов кадмия в конечном продукте.

Другой важный вопрос – сколько новые телевизоры будут стоить. Первая модель от Sony стоила $4999, однако это был телевизор формата 4K, ставший одним из наиболее дорогих у Sony. От других производителей в этом году также можно ждать выпуска телевизоров на 30-50% дороже по сравнению с ЖК-телевизорами с LED-подсветкой. Это дорого для большей части покупателей, но всё же за OLED-качество не придётся платить, как за новый автомобиль.