Como funcionam os displays QD-OLED?

Tecnologias que já foram rivais agora estão unidas para exibir imagens de qualidade superior em TVs, monitores e displays em geral. Os displays OLED (diodos orgânicos emissores de luz) têm sido oferecidos com alta qualidade e preço. Já os QD (quantum dots, pontos quânticos) apresentam menor preço no mercado.

O nome da nova tecnologia varia, a maioria das fabricantes chama de QD-OLED e a Samsung de QD Display. O que não muda é que todos concordam que uma melhor qualidade de imagem chegou com as duas tecnologias juntas, de acordo com o IEEE Spectrum, que explicou essas tecnologias.

O OLED apresenta pretos mais profundos, maior amplitude de ângulos de visão e variação de cores superior. Já o QD, melhora a pureza da cor e o brilho de TVs com displays LCD.

Na TV LCD, a retroiluminação de LED, ou pelo menos uma grande parte dela, é ligada de uma vez só. A imagem é criada ao filtrar essa luz nos pixels de forma individuaal. Infelizmente, esse processo de filtragem não é perfeito, e em áreas onde deveria aparecer preto, às vezes aparece luz, ou seja, o preto não é “verdadeiro”.

Já nos displays OLED, os diodos vermelho, verde e azul, que formam cada pixel, emitem sua própria luz e são ligados apenas quando é necessário. Assim, pixels pretos aparecem como realmente pretos por estarem “desligados”, enquanto os luminosos podem estar com toda a energia, permitindo níveis de contraste nunca antes atingidos.

Displays novos não tem mesmo problema do OLED

Apesar da vantagem descrita acima, os diodos coloridos da TV OLED se degradam com o tempo e podem causar o fenômeno chamado de burn-in. E com essas mudanças acontecendo em diferentes taxas para diodos vermelhos, verdes e azuis, a degradação afeta a habilidade total do display de reproduzir cores apuradamente enquanto envelhece e também faz com que fantasmas na imagem apareçam quando conteúdo estático é mostrado frequentemente.

Adicionar QDs muda tudo isso. Os pontos quânticos são nanopartículas de material semicondutor. Eles absorvem fótons e usam a energia para emitir luz em frequências de onda diferentes. Em um display QD-OLED, todos os diodos emitem luz azul. Para conseguir vermelho e verde, os diodos apropriados são cobertos com QDs vermelhos ou verdes. O resultado é um display de espessura fina com grande variação de cores que permanece exato através do tempo. Estas telas têm ainda níveis diferentes de preto, ângulos de visão variados e melhor eficiência energética em relação a OLEDs e LCDs.

Para trabalhar com a tecnologia, a Samsung investiu em modificar sua fábrica LCD em Tangjeong, Coreia do Sul, para fazer displays QD-OLED. A Samsung anunciou que investiria em QD-OLED em 2019, e adiou algumas vezes o lançamento. Em 2022, a empresa deve fazer demonstrações em público e lançar produtos até o segundo semestre, quando estiver pronta para alto volume de produção. Neste momento, a Samsung pode produzir 30.000 painéis QD-OLED por mês, que serão usados em seus produtos. A demanda deve ser maior. Há ainda outros desafios relacionados ao desenvolvimento e comercialização da tecnologia.

Monitor QD-Oled – Alienware – (Imagem: Dell)

Desafios que devem ser vencidos para o mercado de QD-OLEDs

A padronização das camadas de pontos quânticos e sua proteção pode ser complicada. Ao contrário dos displays QD LCD (conhecidos como QLED), onde as camadas vermelho e verde QD são alinhadas uniformemente em um filme de polímeros, o QD-OLED requer que as camadas QD sejam padronizadas e alinhadas com os OLEDs por trás delas. E isto é bastante difícil. A Samsung deve usar impressão com jato de tinta, uma abordagem que deve diminuir a perda de material QD.

Outra questão complicada é o vazamento de luz azul entre as camadas QD vermelha e verde. Vazar apenas uma pequena porcentagem tem um efeito significativo na experiência visual, resultando em cores esmaecidas. Se as camadas vermelha e verde QD não fazem um bom trabalho absorvendo toda a luz azul que as atinge, uma camada adicional de bloqueio de luz azul precisaria ser colocada, o que aumenta o custo e a complexidade.

Há ainda o desafio de que OLEDs azuis se degradem mais rápido do que vermelhos ou verdes. Com as três cores dependendo dos OLEDs azuis no design QD-OLED, essa degradação não deve causar mudanças de cores severas assim como em displays OLED tradicionais, mas diminui o brilho quando o display envelhece.

Atualmente, as TVs OLED são tipicamente as opções mais caras no varejo. Enquanto o processo para fazer QD-OLED é simplificado, principalmente em relação ao OLED (apenas os diodos azuis são necessários), não significa que o display será menos caro. Na verdade, devido ao alto número de pontos quânticos usados, os passos para padronização, e a filtragem especial necessária, os displays QD-OLED devem ser ainda mais caros que os OLED tradicionais, e muito mais caros que TVs LCD com pureza de cores com pontos quânticos. Quem comprar primeiro esses produtos deve pagar cerca de US$ 5.000 por um display QD-OLED quando chegarem à venda ainda em 2022. Estes compradores reclamarão do preço, mas terão uma experiência visual melhor do que qualquer outra.

Na CES 2022, outras três empresas anunciaram produtos com a tecnologia QD-OLED, com displays da Samsung. A Samsung trouxe uma TV de 65 polegadas QD-Display. A Alienware apresentou um monitor para gamers. A Sony lançou duas TVs Bravia XR A95K.