QDは本当に、本当に速い。

2025年8月15日

ラスマス・ラーセン、flatpanelshdに寄稿

"...初の500Hz有機ELモニターが登場し、480HzのWOLEDと、紙の上ではさらに高速なLCDモニターの両方を凌駕している...すべてのPCゲームを500fpsでレンダリングする必要はないが、初の500Hz QD-OLEDモニターを所有していればレンダリングできる。"

500HzのQD-OLEDモニターが初めて市場に投入されるのはエキサイティングなことであり、量子ドット(QD)が超高速ストーリーの大きな部分を占めていることを再認識させてくれる。

OLEDは本質的に高速である。ほとんどのOLEDエミッターのエレクトロルミネッセンス層は、わずか~10 µsで反応する。実際には、ピクセル駆動エレクトロニクス、静電容量、画像処理のため、グレーからグレーへの(GtG)遷移の測定値はわずかに遅くなることがある。それでも、市販のOLEDテレビやモニターでは、ピクセルの完全な遷移が1ms未満で完了するのが普通で、ほぼぼかしのない性能を実現している。

 

サムスンG60SF、初の500Hz QD-OLED。

 

Rasmusの記事で言及されているSamsung G60SFは、0.03 ms(30 µs)の応答時間を主張している。これは、たとえGPUが500fpsをフルにプッシュできなくても、モーションクラリティの面で大きなアドバンテージとなる。そしてQD-OLEDでは、この速度はOLED自体だけでなく、色変換層、別名「QD-OLED」の「QD」にも依存する。

QD-OLEDでは、青色OLEDエミッターの上に印刷された量子ドットの薄い層によって、赤と緑のサブピクセルが形成される。QD自体は非常に高速で、典型的なフォトルミネッセンスの寿命は数十ナノ秒であるため、実質的に遅延は生じない。このシステムは、OLEDとその駆動エレクトロニクスが設定する限界で動作する。

QD色変換(QDCC)応答時間シミュレータ

QD変換OLED応答時間シミュレーター

全画素の応答時間=エレクトロニクス青色有機EL発光素子色変換という単純なモデル。仮定を調整し、コンバーターを比較する。Y軸は固定で対数になっているため、超高速QDを使用した場合に全体のバーがどのように縮小するかを見ることができる。

TFT RC、オーバードライブ/コンプ、処理。標準:10~30μs。
本質的にμsクラスのスイッチング。標準:5~15 µs。
文献にある代表的な中間点。
エレクトロニクス+OLEDをQDで≈30μsに合わせる。
合計 (µs)
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合計 (ms)
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合計 (ns)
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最大フレームレート(Hz)
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500 Hzでスパンされたフレーム
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エレクトロニクス ブルーOLED コンバーター 合計
軸は10ナノ秒→20ミリ秒(対数)に固定。モデルは時定数を線形に追加する。一次効果の場合、これは妥当な上限近似である。コンバーターの値:QDs~20ns、β-SiAlON~0.8μs、KSF~8ms。

最大フレームレートは、1フレーム(≒4.6τ)内で~99%の落ち着き、つまり次のフレームが描画される前に画素が最終値の99%に達する場合に計算される。

対照的に、QDを従来の広色域蛍光体に置き換えると、速度の話は変わってくる。緑色のβ-サイアロン蛍光体はマイクロ秒スケールの減衰(~0.6~1.2µs)なので、それでも速いが、QDほど瞬間的ではない。しかし、赤色KSF/PFS蛍光体の減衰はミリ秒スケール(~5~10 ms)である。高リフレッシュ、低パーシスタンスシステムでは、この赤チャンネルの残光が特定のトランジションを支配することになり、有効な応答が何桁も遅くなり、目に見えるモーション・トレイルが生じることになる。

このシミュレーターでは、電子回路、OLEDエミッター、色変換など、ピクセルの各コンポーネントがどのように総応答時間を増加させ、最大フレームレートを制限するかを示している。

QDは、OLEDのスピード優位性を維持するのに役立っている。特に赤色チャンネルでは、従来の蛍光体はナノ秒クラスの性能には到底及ばない。

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