QD-OLED: Ny hybrid-skærm kombinerer blå OLED med kvanteprikker

Lige så sikkert som dronningens nytårstale sluttes af med ‘Gud bevare Danmark’, lige så sikkert er det at året starter med en ny LED-teknologi til skærme.

Det kan selv ikke en corona-pandemi forhindre, og således heller ikke i år, hvor Samsung har trukket de største overskrifter til forbrugerelektronik-messen CES i Las Vegas. I år er det forkortelsen QD-OLED du skal holde øje med. Det står for quantum dot organic light-emitting diode(QD-OLED).

Samsungs nye paneltype er grundlæggende OLED, der består af en tynd film af organisk materiale, som aktiveres til at lyse ved hjælp af en katode og en anode. Det er altså selve de enkelte pixels, der udsender lys, og ikke baggrunden der lyses op, som vi kender fra LCD.

Mens OLED udsender alle tre primære RGB-farver blå, rød og grøn, så udsender QD-OLED kun blåt selv-emitterende OLED. Det blå lys konverteres så til rød og grøn ved hjælp af såkaldte kvanteprikker i to subpixels. Det betyder at det ikke er nødvendigt at anvende farvefiltre for at få adgang til et helt farveskema.

En kvanteprik er en lille lysdiode (LED), som har en rumlig udstrækning på nogle få nanometer. Kvanteprikker udsender lys på samme måde som andre halvledermaterialer ved, at elektroner rekombinerer med huller, hvorved energi omdannes til lys i et meget smalt frekvensbånd. Ved at placere kvanteprikker foran det blå OLED-lag, skabes rød og grøn, så farvespektret er komplet.

Ved kun at bruge blå OLED og så kvanteprikker til rød og grøn, får man renere farver, lyder det fra Samsung, der har præsenteret det nye QD-OLED på CES forleden.

8,3 millioner lyskilder

Op til i dag har det primært været den sydkoreanske LG der har domineret markedet for TV-skærme med OLED, mens Samsung har koncentreret sin OLED-teknologi på mindre mobile skærme. Men det bliver der altså nu lavet om på med QD-OLED, som i første omgang kommer i en 65 tommers TV-udgave fra Samsung, en 55 tommers udgave som Sony er afsender på, og så en 34 tommers monitor fra Dells Alienware.

Det er første gang at Samsung og andre skærmproducenter der vil bruge OLED, ikke behøver vende sig mod LG's WRGB-teknologi, hvor en hvid subpixel bruges til at lysne billedet. En af de helt store fordele ved det nye QD-OLED er, at det ikke kræver et farvefilter, hvilket giver en mere lysstærk farvekombination.

»Konventionelle skærme begrænser lysstyrken på grund af udfordringer med lyskilden eller strømforbruget. Med bagbelysningsenheden som lyskilde er det næsten umuligt for LCD at kontrollere lysstyrken i hver enkelt pixel, hvilket begrænser evnen til at vise dig perfekt sort på skærmen. I modsætning til LCD kan QD-skærmens blå lyskilde styre lyskilden for hver enkelt pixel. QD-skærme med 4K-opløsning har omkring 8,3 millioner (3840x2160) lyskilder, der kan styres særskilt,« forklarede Samsung Display i forbindelse med sin præsentation af QD-OLED på CES 2022.

De enkelte pixels i QD-OLED er endnu for store til at de er klar til mobile skærme på smartphones og tablets.

Samsung Display hævder 90,3% dækning af Rec.2020 farverummet, der angivet farvespektrummet, for de store 55- og 65-tommer QD-OLED TV-paneler og 80,7% Rec.2020 for den lidt mindre 34-tommer monitor-panel.

Samtidig burde det også løse den udfordring, at det organiske materiale i de farvede dioder på OLED-skærme nedbrydes over tid, også kendt som indbrænding. Den nye OLED-paneltype vil desuden have brede betragtningsvinkler, hurtig responstid og lav skærmreflektion.

Mindre blåt lys i øjnene

Selvom den nye skærm kun bruger blå OLED, så er mængden af synligt blåt lys, typisk i lysspektret mellem 380 og 500 nm, reduceret. Den type lys har længe været kendt for at drille kroppens døgnrytme og genere vores øjne. Forsøg har vist at 20 minutters udsættelse for cirka 3.000 lux i det blå lysspektrum om aftenen, f.eks. ved 20-tiden, forsinker døgnrytmen omkring 1-2 timer, så indsovningstidspunktet forsinkes.

Det betyder, at du har brug for at sove længere. Hvis det ikke kan lade sig gøre på grund af skole eller arbejde, så risikerer du at blive ramt af træthed, irritabilitet og nedsat indlæring.

Og udfordringerne med blåt lys er kun vokset, i takt med at vi tilbringer flere og flere timer med øjnene rettet mod skærme, når vi ser tv, bladrer gennem sociale medier på mobiltelefonen eller arbejder foran en computerskærm.

I dag udsender en konventionel 65-tommers LCD-skærm omkring 64 procent blåt lys. De nyeste OLED-skærme fra LG er nede på omkring 34 procents blåt lys, hvilket er noget lavere end den fastsatte grænseværdi på 50 procent, som det kræves for at få certifikatet ‘øjensikker skærm’.

Den nye QD-OLED kan komme helt ned på mellem 15-25 procent, og ser dermed ud til at blive skærmtype, der udsender mindst muligt blåt lys.

Endnu en LED-forkortelse

Selvom Samsung først nu sætter en dato på hvornår de første QD-OLED skærme på markedet, så har de allerede fortalt om løsningen siden 2019. De senere år har Samsung brugt på at fintune løsningen og ombygge en LCD-fabrik Tangjeong i Sydkorea til den nye produktion.

Her er kapaciteten foreløbigt 30.000 paneler om måneden. Med den kapacitet skal man ikke forvente, at prisen på QD-OLED bliver i den lave ende lige foreløbigt.

Udover LCD og OLED, og nu også QD-OLED, findes der en række andre hybrikteknologier, eksempelvis LCD-udgaven af kvanteprikker, kendt som QLED, ligesom MiniLED og microLED. MiniLED er et klassisk LCD-skærm, hvor baggrunden lyses op. Men som navnet antyder, så er de enkelte LED’er der benyttes, markant mindre og derfor bedre til at fokusere lys på et mindre område. MicroLED fungerer derimod efter samme principper som OLED, men uden brug af organiske materialer.