QD-OLED (Quantum Dot OLED) en QNED (Quantum Nano Emitting Diode) zijn nieuwe schermtechnologieën. We leggen uit wat ze precies betekenen.
QD-OLED (Quantum Dot OLED) en QNED (Quantum Nano Emitting Diode) zijn twee schermtechnologieën die door Samsung Display onderzocht worden. QD-OLED televisies zouden in 2022 een realiteit kunnen worden. Maar hoe werken deze twee nieuwe technieken?
Update januari 2022: Ondertussen zijn de eerste tv’s met QD-OLED technologie gelanceerd. Wil je er alles over weten, lees dan ons nieuw achtergrondartikel over QD-OLED.
Dat quantum dots op heel wat manieren in schermtechnologie kunnen verwerkt worden, dat weten we ondertussen al langer. De huidige QLED-tv’s maken gebruik van een QD-film in de achtergrondverlichting.
Het zijn dus in essentie nog steeds lcd-tv’s, maar ze genieten van het zeer ruime kleurbereik dat quantum dots bieden. De heilige quantum dot-graal is een microLED quantum dot-scherm. Zo een scherm is emissief, elke pixel geeft zelf licht, en de quantum dots worden elektrisch gestimuleerd, in plaats van met blauw licht zoals dat nu het geval is. Kleurfilters zouden overbodig zijn.
Maar zover zijn we nog lang niet. Op de quantum dot roadmap staat echter een zeer interessante tussenstap. De QDCC, of quantum dot color converter.
Quantum dots creëren zeer pure kleuren, en de kleur kan relatief nauwkeurig bepaald worden op basis van de grootte van het quantum dot kristal. Waarom gebruiken we de quantum dots dan om er wit licht mee te maken waar we vervolgens een kleurfilter voor moeten zetten? Is er geen manier om het pure licht van de quantum dots rechtstreeks te gebruiken? Ja, dat is inderdaad mogelijk, en daarvoor kijken we naar de QDCC, ofwel Quantum Dot Color Converter. Daarbij wordt het kleurfilter (dat licht weg filtert) vervangen door een laag met quantum dots in hetzelfde patroon als het kleurfilter. In plaats van licht weg te filteren, converteren de quantum dots het invallende licht naar de gewenste kleur. Vermits de achtergrondverlichting blauwe leds gebruikt (zoals bij de huidige QLED-tv’s) wordt voor de blauwe pixel het licht gewoon doorgelaten.
QDCC zie je soms ook onder de naam QDCF (Quantum Dot Color Filter) verschijnen. We prefereren echter QDCC omdat dit beter illustreert dat het expliciet niet om een kleurfilter gaat.
Met behulp van een QDCC creëer je bovendien een emissief scherm in plaats van een transmissief scherm. Het zijn immers de quantum dots in de pixels zelf die licht geven. Dan mag je een sterk verbeterd contrast, kijkhoek en grotere energie-efficiëntie verwachten. Dat concept werd voor het eerst onderzocht in samenwerking met een LCD-paneel, zoals hieronder geïllustreerd.
Deze oplossing bleek echter om verschillende redenen niet haalbaar. Maar dat betekent niet dat het concept afgevoerd moet worden.
Er moet enkel een nieuwe oplossing gezocht worden om blauw licht te creëren dat op pixelniveau aan en uit geschakeld kan worden. De QDCC-laag kan onveranderd blijven. De eerste oplossing die naar voor geschoven werd is QD-OLED. Jawel, dat lees je goed, een combinatie van quantum dots én OLED in één scherm.
Bron: displaysupplychain.com
De werking van een QD-OLED tv is sterk te vergelijken met die van WOLED-tv zoals we die nu kunnen. Net zoals bij een WOLED-tv wordt de OLED-laag over het volledige scherm aangebracht, het belangrijkste verschil is dat de OLED-laag geen wit licht maar blauw licht produceert. In de QDCC-laag wordt het blauw licht omgezet naar rood en groen met behulp van quantum dots. Voor de blauwe pixel mag het licht gewoon doorgaan.
QD-OLED zou mogelijk al in 2022 op de markt kunnen verschijnen.
QNED, Quantum Nano Emitting Diode lijkt bijzonder hard op QD-OLED, maar zou energie-efficiënter moeten zijn, met een hogere helderheid, langere levensduur en vrij van het gevaar van inbranden. Door de blauwe OLED-laag te vervangen door kleine blauwe LEDs worden al deze verbeteringen verkregen. Die LEDs zijn zeer klein, en hebben de vorm van staafjes, daarom spreekt men van nanorods (nanostaafjes). Het actieve materiaal is GalliumNitride (GaN).
Bron: displaysupplychain.com
Dat zijn wel sterke beloftes die het uiteraard allemaal nog moet waarmaken. De technologie zou al in een vrij ver gevorderde fase zitten, maar het zou niet de eerste keer zijn dat een technologie daarna toch in de ijskast gezet wordt, om technische of commerciële redenen.
Wacht even, voor we verder gaan moeten we nog iets verduidelijken. In 2021 lanceerde LG zijn modellen met QNED. Bij LG staat de marketingterm QNED voor Quantum Dot + NanoCell + miniLED. Met andere woorden, dit zijn lcd-tv’s die gebruik maken van een miniLED achtergrondverlichting, quantum dot technologie en LG’s NanoCell technologie. Die tv’s zijn op geen enkele manier te vergelijken met de Samsung QNED-technologie die we in dit artikel toelichten.
LG heeft met andere woorden de term QNED enigszins gekaapt. Het heeft de term QNED ook willen trademarken, maar de US Patent and Trademark Office heeft dat geweigerd. Net omdat QNED staat voor Quantum Nano Emitting Diode, en een generieke benaming van een schermtechnologie is. Ondanks het geweigerde trademark mag LG de term wel als marketingterm gebruiken. Opgelet dus voor verwarring.
QD-OLED vertrouwt op een OLED-laag om licht te produceren. Het organische materiaal is onderhevig aan veroudering, en er is gevaar voor inbranden. Samsung onderzoekt daarom een andere oplossing die gebruik maakt van erg kleine, anorganische GaN LEDs. Die zouden nauwelijks 2 µm hoog zijn en 0,62 µm breed. Dat maakt het mogelijk om het volledige substraat er mee te bedekken, zoals bij QD-OLED. De afmeting van de pixel zelf wordt dan bepaald door de aansturende transistors (TFT).
Bron: Appl. Phys. Rev. 6, 041315 (2019)
Daarmee laten we het wel veel eenvoudiger lijken dan het in werkelijkheid is. De fabricage en het gebruik van die nanorod leds is erg complex. Ze worden eerst apart gefabriceerd, en geoogst. Om ze daarna aan te brengen op het scherm zal men vermoedelijk op inkjet printing vertrouwen. De nanorods worden in een medium gemengd dat geprint wordt. De verdeling van de nanorods in het medium moet vrij uniform zijn, en het moet ook uniform drogen. Het te bedekken oppervlak is groot, dus dat is een uitdaging.
Volgens UBI research gebruikt Samsung Display 10 tot 20 nanorods per pixels. Die moeten correct gealigneerd worden zodat ze het circuit niet kortsluiten. Daarvoor is de aansturing voorzien van extra transistors die daarvoor zorgen en een extra transistor om het circuit te herstellen bij een defect. Die aansturing is dan veel complexer dan voor andere tv’s. De pixels zouden mogelijk rond van vorm kunnen zijn, in plaats van de gebruikelijke rechthoekige vorm.
Source: http://ubiresearch.com/
QNED-technologie heeft sinds de eerste patenten in 2016 flinke vooruitgang gemaakt. Het heeft nog een weg af te leggen maar zou volgens analysten mogelijk rond 2025 op de markt kunnen verschijnen.
Wil je meer weten over tv-technieken, het instellen van een televisie of het aansluiten van een televisie? Neem dan een kijkje in onze tips en advies-sectie.
Reacties (0)