Tecnologia

Pontos Quânticos

Agora que “Quantum Dots” teve a sua tradução oficialmente mantida como “Pontos Quânticos” (no ano passado eu fiz a tradução por conta própria) nós agora podemos nos referir a esta tecnologia como QD ou PQ, tanto faz.

O que importa é tentar acompanhar os passos das inovações conseguidas na construção de novas telas, e ao mesmo tempo saber se os benefícios prometidos são reais, fantasiosos ou de pouco benefício.

Atualmente o objetivo mais importante dos painéis modernos é tentar alcançar o máximo de reprodução de cores possível, sem comprometer a reprodução do nível de preto. O termo em inglês Wide Colour Gamut (WCG), que se refere a um amplo espectro de emissão de cores, encerra este objetivo e o que se constata é que a grande maioria dos displays não tem este tipo de tecnologia.

Para o uso rotineiro em casa ou em estabelecimentos comerciais o WCG não tem expressão alguma. Para o avanço da reprodução de material em Ultra Alta Definição (UHD) ele é de fundamental importância.

Entre os vários percalços nos quais os displays de alta performance esbarram está a reprodução das cores junto com o nível adequado de preto. Monitores profissionais usados para o trabalho com imagem (sRGB ou Adobe RGB) até então empregam o conjunto de LEDs RGB, de custo ainda elevado.

Para se contrapor a isso, em passado recente a Philips lançou no exterior o monitor 276E6, o primeiro com pontos quânticos, de modo a atingir a gama de cores do Adobe RGB a preços abordáveis.

Isto foi possível pela implementação da barra de pontos quânticos. Em monitores ela pode ser inteiriça ao longo da fileira de LEDs na borda do display, ou em barras menores, superpostas em cima de cada LED e formando o chamado QD LED, como mostram as ilustrações abaixo:

Pontos Quânticos são nano partículas excitáveis por luz de comprimento de onda baixo, daí o uso de LED de cor azul, que trabalha na faixa de 400 nm. A adoção de pontos quânticos na iluminação do display aumenta o escopo da gama de cores reproduzida, podendo chegar a mais de 90% da gama de cores pretendida. E com a possibilidade de evitar a construção de LEDs em toda a parte traseira da tela (“Full Array”), ocorre uma redução drástica do custo de fabricação.

O resto fica por conta de quem fabrica a tela, com o uso de vários tipos de cristais LCD (Nemáticos, IPS ou VA) e suas variantes.

Pontos Quânticos podem ser inseridos no caminho da luz de diversas maneiras, duas das quais já foram citadas acima. O QLED ou QD-LED (LED com Quantum Dots) é ainda mais promissor, porque forma diretamente uma estrutura emissora de luz com a largura de comprimento de onda bastante estreita, e aumentado desta maneira o monocromatismo da luz emitida. A escolha desta luz monocromática é baseada no tamanho da partícula do ponto quântico.

Na figura abaixo é mostrada a estrutura de um QD-LED com uma camada de Selenieto de Cádmio (CdSe).

A descarga elétrica excita as partículas quânticas, provocando assim a emissão de fótons (luz) no comprimento de onda desejado:

A precisão na emissão do comprimento de onda de luz aumenta as chances de se construir uma tela com ampla gama de cores e com economia de energia, isto é, a combinação ideal de custo de fabricação, uso e manutenção.

Um dos objetivos da fabricação do QD-LED (ou PQ-LED, se quiserem) é a substituição dos LEDs orgânicos (OLED), ainda de custo mais elevado. A Samsung está entre os fabricantes que vem adotando o QD-LED nos modelos atuais.

A promessa de custo de produção reduzido ainda não chegou às lojas

Bastou fazer uma visita a algumas revendas de televisores para constatar o óbvio: o custo de uma TV nova com tecnologia de pontos quânticos é bastante elevado.

Os preços oscilam desde 11.000 até 36.000 reais aproximadamente. Uma TV OLED LG de 65 polegadas recém lançada sai a um custo de cerca de 29.990 reais. Não há nada popular nesta linha de produtos.

Em vista da necessidade técnica de se juntar pontos quânticos com HDR, a união dos dois recursos no mesmo aparelho mostra uma sensível elevação do preço no varejo, como se consegue observar.

Somente o tempo poderá levar o mercado dessas TVs para preços de varejo mais abaixo, mas é difícil no momento prever a evolução da relação custo/benefício.

A eletrônica moderna deveria tornar todos os produtos em geral muitíssimo mais acessíveis. Circuitos integrados e placas inteiras são montadas por robôs. O desenvolvimento de microchips tem um custo alto durante o design, mas a sua fabricação o torna infinitamente mais barato.

O que a indústria faz é jogar com os preços para obter lucros elevados, mais ou menos como o comércio de carros e autopeças no país. A estratégia não é privilégio brasileiro, mas assume valores incompreensíveis para o consumidor local.

Eu não tenho dúvida de que a tecnologia de pontos quânticos tem muito a oferecer em termos da evolução de crominância, mas não tenho a mesma certeza de que a diferença de resultados possa impressionar o comércio de massa ou até o aficionado.

Eu tive a experiência recente com um amigo que comprou uma tela HDR sem saber o que era e que o recurso poderia ser ativado automaticamente, dependendo da fonte de sinal.

Após a minha sugestão de fazer um teste ele ativou a sua assinatura de streaming, constatando que a reprodução HDR é possível. Trata-se de uma pessoa com alto conhecimento de eletrônica, mas que, por coincidência não havia ainda se atualizado a este respeito.

A tecnologia de pontos quânticos e imagem HDR, com todas as suas implicações na diferença da imagem obtida, ainda é muito incipiente, apesar da longa existência nos laboratórios de pesquisa e desenvolvimento. Ainda é difícil antecipar se novos designs e modelos irão despontar neste segmento. [Webinsider]

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Paulo Roberto Elias

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.