O que é uma TV Quantum Dot (também conhecida como QLED)?

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Apesar de algumas deficiências, as TVs LCD (incluindo TVs LED / LCD) são o tipo dominante de TV comprada pelos consumidores. A aceitação da TV LCD acelerou o fim das TVs CRT e de projeção traseira e é a principal razão pela qual as TVs de plasma não estão mais disponíveis. Nos últimos anos, a TV OLED, liderada pela LG, tem sido apontada como a sucessora do LCD. Embora o OLED represente um avanço na tecnologia de TV, as TVs LCD subiram um degrau com a incorporação de pontos quânticos (também conhecido como QLED). Pontos quânticos e QLED referem-se à mesma tecnologia. QLED é um termo de marketing que a Samsung e a TCL usam na marca de suas TVs de pontos quânticos. Esses conjuntos combinam retroiluminação LED com pontos quânticos em TVs LCD selecionadas para aprimoramento de cores.

O que é um ponto quântico

Um ponto quântico é um nanocristal fabricado com propriedades semicondutoras que podem aumentar o brilho e o desempenho das cores exibidos em imagens estáticas e de vídeo em uma tela LCD.

Os pontos quânticos são partículas emissivas (algo como fósforos em uma TV de plasma). Quando as partículas são atingidas por fótons de uma fonte de luz externa (no caso de um aplicativo de TV LCD, uma luz LED azul), cada ponto emite a cor de uma largura de banda específica, que é determinada por seu tamanho. Os pontos maiores emitem luz inclinada para o vermelho. À medida que os pontos ficam menores, eles emitem luz inclinada para o verde. Quando os pontos quânticos de tamanhos designados são agrupados em uma estrutura e combinados com uma fonte de luz LED azul, os pontos quânticos emitem luz em toda a largura de banda colorida necessária para a exibição de TV. A imagem acima mostra a estrutura de um ponto quântico (à direita), um exemplo hipotético da relação das propriedades de emissão de cor dos pontos quânticos de acordo com o tamanho (à esquerda) e o método pelo qual os pontos quânticos são fabricados.

Como os pontos quânticos podem ser usados ​​em TVs LCD

Uma vez que os pontos quânticos são feitos, os pontos de tamanhos diferentes podem ser colocados aleatoriamente ou de uma maneira organizada por tamanho em um invólucro que pode ser colocado dentro de uma TV LCD. Com uma TV LCD, os pontos são normalmente de dois tamanhos, um otimizado para verde e outro otimizado para vermelho.

A imagem acima ilustra como os pontos quânticos podem ser colocados em uma TV LCD.

• Dentro de um invólucro (referido como uma ótica de borda) ao longo das bordas do painel LCD entre uma fonte de luz de borda LED azul e o painel LCD (para TVs LED / LCD iluminadas).
• Em uma camada de realce de filme (QDEF) colocada entre uma fonte de luz LED azul e o painel LCD (para TVs de LED / LCD de matriz completa ou com iluminação direta).
• Em um chip colocado sobre fontes de luz LED azul ao longo da borda de um painel LCD (para TVs LED / LCD iluminadas).

Em todos os métodos, um LED azul envia luz através dos pontos quânticos que são excitados para que os pontos quânticos emitam luz vermelha e verde (que também é combinada com o azul proveniente da fonte de luz LED). As diferentes cores de luz passam pelos chips de LCD e filtros de cores e, em seguida, para a tela para exibição da imagem. A camada emissiva de pontos quânticos adicionada permite que a TV LCD exiba uma gama de cores mais saturada e ampla do que as TVs LCD sem a camada de pontos quânticos adicionada.

O efeito de adicionar pontos quânticos a TVs LCD

Abaixo é mostrado um gráfico e um exemplo de como adicionar pontos quânticos a TVs LCD pode melhorar o desempenho das cores.

O gráfico na parte superior é uma representação gráfica padrão que ilustra todo o espectro de cores visíveis. As TVs e as tecnologias de vídeo não podem exibir todo o espectro de cores. Tendo isso em mente, os triângulos exibidos dentro desse espectro mostram quão próximas várias tecnologias de cores usadas em dispositivos de exibição de vídeo se aproximam desse objetivo. Como você pode ver nos triângulos referenciados, as TVs LCD com iluminação traseira ou lateral de LED branco tradicional apresentam uma faixa de cores mais estreita do que as TVs equipadas com pontos quânticos. Os pontos quânticos exibem cores mais saturadas e naturais, conforme mostrado nas comparações abaixo do gráfico. Os pontos quânticos podem atender às necessidades dos padrões de cores HD (rec.709) e Ultra HD (rec.2020 / BT.2020).

LED / LCD padrão vs. OLED

As TVs LCD têm desvantagens na saturação de cores e no desempenho do nível de preto, especialmente quando comparadas às TVs de plasma, que não estão mais disponíveis. A incorporação de sistemas de iluminação LED preta e lateral ajudou um pouco, mas não foi o suficiente.

Como resposta, a indústria de TV (principalmente LG) buscou a tecnologia OLED como solução, pois ela pode produzir uma gama de cores mais ampla e preto absoluto. A LG utiliza um sistema conhecido como WRGB, que é uma combinação de subpixels OLED emissores de luz branca e filtros de cores para produzir imagens. A Samsung incorporou subpixels OLED emissores de luz vermelho, verde e azul verdadeiros. A Samsung abandonou a produção de TVs OLED para o consumidor em 2015, deixando a LG e a Sony como as únicas fontes de TVs OLED no mercado dos EUA. A Samsung dedicou seus recursos para trazer as TVs de ponto quântico (QLED) ao mercado, junto com a Vizio e a TCL. As TVs OLED têm uma ótima aparência, mas o principal problema que impede muitas marcas de lançar TVs OLED no mercado em grande escala é o custo. Apesar da alegação de que as TVs LCD são mais complicadas em estrutura do que as TVs OLED, a fabricação de TVs OLED é mais cara em telas grandes. Isso se deve a defeitos que aparecem no processo de fabricação que resultam na rejeição de uma grande porcentagem de painéis OLED para telas grandes. Como resultado, a maioria das vantagens do OLED (como a exibição de uma gama de cores mais ampla e um nível de preto mais profundo) em relação às TVs LED / LCD não resultou na ampla adoção do fabricante. Aproveitando as limitações de produção de OLEDs e a capacidade de incorporar pontos quânticos ao design de TV LED / LCD executado atualmente (com poucas mudanças necessárias na linha de montagem), os pontos quânticos são vistos como o ingresso para trazer o desempenho da TV LED / LCD mais próximo ao de OLED, mas a um custo menor. A Samsung está liderando um movimento que combina pontos quânticos com OLED (apelidado de QD-OLED) para melhor desempenho de cor e brilho sem as desvantagens das atuais TVs QLED e OLED. Nenhuma palavra sobre quando ou se esses conjuntos chegariam ao mercado.

LCD com pontos quânticos (QLED) vs. OLED

Adicionar pontos quânticos a uma TV LCD aproxima seu desempenho ao de uma TV OLED. Ainda assim, existem áreas em que cada um tem vantagens e desvantagens. Aqui estão alguns exemplos de algumas dessas diferenças.

Quantum Dot / QLED TV

• Desempenho de cores no mesmo nível do OLED.
• Mantém a saturação de cor excelente, pois o brilho muda melhor do que o OLED.
• Não é possível exibir preto absoluto.
• Uniformidade de tela irregular. Os pretos e brancos não estão nem em toda a superfície da tela.
• Um ângulo de visão mais estreito em comparação com TVs OLED.
• A capacidade de saída de luz elevada consome mais energia.

TV OLED

• Excelente precisão de cores.
• Não é tão bom quanto o QLED em manter a saturação da cor conforme o brilho muda.
• Pode exibir preto absoluto.
• Não é tão brilhante quanto uma TV QLED. Melhor em uma sala mal iluminada.
• Melhor uniformidade de tela (pretos e brancos são uniformes na superfície da tela) do que TVs QLED.
• Menor consumo de energia do que a maioria das TVs QLED.
• Mais caro do que as TVs QLED.

Pontos quânticos: um presente e um futuro coloridos

Os principais fornecedores de tecnologia de pontos quânticos para uso em TVs são a Nanosys e a 3M, que oferecem a opção de filme de pontos quânticos (QDEF) para uso com TVs de LED / LCD retroiluminadas de matriz completa.

Na foto acima, a TV à esquerda é uma TV LED / LCD Samsung 4K. À direita e na parte inferior está uma TV LG 4K OLED. Acima da LG OLED TV está uma TV Philips 4K LED / LCD equipada com tecnologia de pontos quânticos. Os vermelhos aparecem mais no Philips do que no Samsung e são um pouco mais saturados do que os vermelhos exibidos no LG OLED. No lado direito da foto estão exemplos de TVs equipadas com pontos quânticos da TCL e Hisense. O uso de pontos quânticos deu um salto à frente, pois vários fabricantes de TV exibiram TVs habilitadas para pontos quânticos em feiras de negócios, incluindo Samsung, TCL, Hisense / Sharp, Vizio e Philips. Destes, Samsung e Vizio trouxeram modelos para o mercado nos Estados Unidos, com a TCL também entrando. A Samsung e a TCL marcam suas TVs de pontos quânticos como TVs QLED, enquanto a Vizio usa o termo Quantum. A LG exibiu alguns protótipos de TV de pontos quânticos em 2015, mas desistiu de trazê-los ao mercado para colocar mais recursos em sua tecnologia Nano Cell em TVs LCD selecionadas, bem como fazer TVs mais caras usando a tecnologia OLED. Com a LG e a Sony (em 2020) como os únicos fabricantes de TVs OLED (as TVs OLED da Sony usam painéis LG OLED) para o mercado dos EUA, a alternativa de pontos quânticos para aprimoramento de cores oferecida pela Nanosys e 3M pode permitir que o LCD continue a dominar o mercado para Anos por vir. Na próxima vez que você for comprar uma TV, verifique se ela tem Color IQ, QLED, QD, QDT, Quantum ou etiqueta semelhante no aparelho ou no guia do usuário. Isso indica que a TV usa tecnologia de pontos quânticos.