Novas telas de TV

Pontos quânticos contra atacam

Novas telas com pontos quânticos e partículas emissoras de luz formam o pixel na frente da tela e eliminam o filtro de luz das telas com LCD.

 

Até o momento os displays construídos com tecnologia OLED estão levando uma tremenda vantagem com relação às telas LCD, por motivos que vão desde o fato de que a tela é feita com pixels que emitem luz ao invés de transmiti-la, até a flexibilidade na construção da tela propriamente dita.

Mas, agora, em pelo menos um desses itens, o da emissão de luz, a tecnologia OLED deverá encontrar concorrentes em termos de performance.

Um deles será comentado a seguir.

A notícia foi dada no início do ano passado pela Nanosys, a principal desenvolvedora da tecnologia de pontos quânticos, que são nano partículas de compostos químicos emissores de luz. Os promissores novos modelos poderão ser lançados em algum momento de 2018.

A impressão que passa a quem está olhando tudo isso de longe é o que os técnicos da Nanosys se deram conta de que uma tela que emite luz (como é o caso do OLED) com a possibilidade de desligamento individual de pixels sempre terá mais chance de ter uma curva de resposta de frequência mais linear ao longo do espectro luminoso.

E como a partícula do ponto quântico emite luz em comprimentos de onda definidos, porque não coloca-las como fonte emissiva na tela LCD? E foi exatamente o que eles fizeram. Tudo se resume a um rearranjo na estrutura da tela com a ajuda dos pontos quânticos

Evolução da tecnologia

Na tela atual, um backlight de LEDs azuis faz a luz incidir na partícula de ponto quântico, que por seu turno produz luz branca. Esta passa pela camada de LCD, indo incidir em filtros de luz que compõem os subpixels RGB. Este método foi originalmente batizado de “Photo-Enhanced”, com referência à melhoria da uniformidade da luz branca que chega na frente da tela.

Este tipo de tecnologia “Photo Enhanced” ainda não encontrou o seu fim. Segundo a Nanosys, uma parceria com a Hitachi Chemicals resultou na fabricação de um filme produzido por esta última, capaz de permitir embeber nele pontos quânticos com um espectro de emissão RGB razoavelmente preciso. Relatórios da empresa falam em pico de Verde a 520 nm, com uma largura de banda de 25 nm, pico de Vermelho a 644 nm, com largura em torno de 40 nm, e pico de azul a 450 nm, com uma largura de banda de 20 nm.

A largura de banda acima mencionada indica luz emitida em comprimentos de onda próximos do valor nominal do pico de emissão, mas em intensidade menor o suficiente para não interferir na fidelidade da luz branca resultante da integração dos picos de Vermelho, Verde e Azul. Somente monocromadores de alta resolução conseguem passar luz com um mínimo de erro deste tipo. Como não há monocromadores montados em uma tela LCD, a solução é interpolar emissores com o mínimo de erro e máxima amplitude em torno do valor nominal do pico.

A despeito dos avanços, o método “Photo Enhanced” não resolve velhos problemas da arquitetura das telas com cristal líquido. A camada de cristal é essencialmente transmissiva de luz, e ela funciona como um obturador, deixando ou não a luz passar em direção à tela. Muito se tem feito no melhoramento da estrutura do cristal líquido, e da forma como ele se contorce para não deixar passar luz alguma. Tudo isso tem melhorado o nível de preto na tela, mas percebe-se que ainda poderia ser melhor. Mesmo em telas com recursos de obscurecimento local (“local dimming”) ou full array de LEDs, o vazamento de luz continua a ser um problema quase incontornável.

Outro aspecto refere-se à dispersão da luz no ambiente onde a tela LCD se encontra: o que chega no display LCD é uma imagem resultante de uma retroprojeção, devido ao caráter transmissivo do sistema. Se o espectador mudar de ângulo em relação à frente da tela a imagem projetada nela muda de contraste, com distorção da percepção da tonalidade da cor, e não existe nada até agora que se possa fazer a respeito.

Esta é uma vantagem nítida de uma tela OLED, que emite luz na superfície, que é então irradiada para o ambiente. Isso impede a distorção de cores ou a diminuição da percepção do brilho da imagem quando o espectador se desvia fisicamente da frente da tela.

Por isso, a nova estratégia levada a efeito pela Nanosys consistiu em construir uma estrutura de pixel RGB com o ponto quântico de cada uma dessas cores. Na prática, significa mover a camada de pontos quânticos para a frente da tela e deixar que as partículas emitam luz RGB como subpixels.

Para fazer isso, foi preciso retirar os filtros de luz outrora empregados na tela LCD convencional e colocar subpixels RGB composto por pontos quânticos naqueles comprimentos de onda. A nova tecnologia foi batizada de “Photo Emissive”, enfatizando o caráter emissor de luz na formação da imagem.

O backlight de LED azul é mantido, mas agora pouco importa ser “edge lit” (LEDs nas bordas da tela) ou “full array” (LEDs em toda a traseira). A mudança de estrutura com pontos quânticos emissivos simplifica o design da tela LCD, ao mesmo tempo em que permite um maior controle no espectro de emissão. No lugar do subpixel azul a luz do backlight passa direto (“pass through”). A estrutura final fica assim:

A camada de LCD, entretanto, tem que ser mantida, por causa da interrupção necessária à passagem da luz. A qualidade da cor obtida ficará dependente do espectro de emissão das luzes RGB, ou seja, da precisão de emissão de cada uma das nano partículas na região do Vermelho, Verde e do backlight de LED Azul.

A nova tecnologia foto emissiva aproxima a tela LCD da tela OLED, com alegadas vantagens no que tange à intensidade do brilho emitido (hoje essencial para TVs com HDR), relativo baixo custo de fabricação e sem o famigerado “burn-in”. Chamo a atenção para o seguinte detalhe: a alegação de “burn-in”, explorada pelos fabricantes, não é precisa: a tela OLED pode reter uma imagem temporariamente, mas o problema é corrigido de várias maneiras, como já enfatizado pela LG, principal fornecedora de telas OLED.

O que vem por aí pode ser promissor

Na minha experiência, é preciso ver com calma para depois se chegar a uma conclusão sobre qualquer tipo de tecnologia. A propósito, os britânicos tem uma expressão que diz “wait and see”, quer dizer “espere para ver o que vai acontecer”.

Nada até agora foi dito de muito concreto sobre os níveis de preto, provavelmente por conta da inconfiabilidade da função obturadora de luz do cristal líquido. A formação do preto (ausência de luz na cor produzida por brilho) é peça chave para a composição correta das cores. A LG, principal proponente da tecnologia OLED tem consciência disso, a prova é que alguns modelos de 2018 irão incorporar um software interno que fará uma interface com a tecnologia de calibração de displays da SpectraCal, que leva o nome de CalMan. Eu acredito que somente os perfeccionistas ou obsessivos com calibração farão uso deste recurso, mas ele está lá para quem quiser usar.

A concorrência de tecnologia será sempre saudável, pois obriga os fabricantes em se esforçar para oferecer um produto melhor. Vários modelos com tecnologia LCD propulsionaram o design de telas com maior absorção de luz ambiente, o que já é um enorme avanço para a obtenção de um nível de preto de melhor qualidade.

Por outro lado, independente do sucesso da tecnologia em questão existe um empecilho sério por parte do consumidor, que é o custo da atualização de hardware. Para o consumo de massa, a objeção para a compra de uma TV nova é fator primordial para quem vive com o orçamento açodado por impostos elevados e custo de vida. Se a TV atual deste tipo de consumidor o satisfaz, ele não verá motivo para fazer a troca.

Tendo dito isso, eu imagino que o sucesso da nova tela LCD com ponto quântico emissor de luz RGB irá depender de dois fatores básicos: um, da prova de superioridade com relação a uma tela OLED, e outro, da relação custo benefício, porque se for para pagar mais caro e ter pouca vantagem em relação à tela atual, o usuário mesmo entusiasta, provavelmente perderá o interesse.

outro lado_

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.

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