Tintas inovadoras que potenciam ecrãs da próxima geração

Entre todos os acrónimos utilizados, OLED é um que vemos com bastante frequência – mesmo que não saibamos exatamente o que significa. Os ecrãs de díodos emissores de luz orgânica (Organic Light Emitting Diode, OLED) estão praticamente em todo o lado. O seu telemóvel, por exemplo, sem dúvida que tem um ecrã OLED e tal acontece porque este tem de ser fino, leve e oferecer uma excelente qualidade de imagem. No entanto, tal como todas as tecnologias, tem as suas limitações. E onde há limitações, há pessoas inteligentes que se esforçam para as superar.

Para os ecrãs OLED, o maior desafio é a falta de luminosidade. Quando são comparados com LED, por exemplo, a diferença de luminosidade é evidente. Quando medido, o OLED normalmente atinge a cerca de 1000 nits (nits é a unidade de luminosidade), mas o LED pode ser até oito vezes superior. O que lhe falta em luminosidade é compensado com pretos perfeitos que criam um contraste suficiente para compensar. Por isso, no geral, é uma excelente tecnologia com a qual todos estão satisfeitos. No geral.

Porque a luminosidade é importante. Afeta a visibilidade. E a precisão de cor. Uma maior luminosidade num ecrã torna as cores mais vivas. As imagens são mais realistas e os detalhes são mantidos – mesmo em condições de luz e escuridão extremas. Em suma, torna tudo mais claro. Tal é essencial se estiver a trabalhar na criação de imagens e a utilizar um ecrã OLED para tirar fotografias ou filmar. Por isso, é evidente que a Canon não deve ter apenas um interesse passageiro. Na verdade, há algum tempo que estamos envolvidos na área, com a Canon Tokki Corporation especializada em equipamento para fabrico de OLED.

Naturalmente, somos também líderes mundiais em investigação e desenvolvimento e temos marcado presença nos cinco melhores rankings de patentes dos EUA nos últimos 37 anos, com até 8% das nossas receitas de vendas investidas em I&D todos os anos. Em suma, criamos e melhoramos tecnologia incrível. Quando se combinam os dois, não será surpresa saber que a Canon é responsável por um enorme desenvolvimento recente na tecnologia OLED. Para compreender melhor por que razão o OLED não é perfeito, como foi melhorado e, ainda, como o aperfeiçoámos mais, é necessário começar por explicar a forma como funciona e como a próxima geração – QD-OLED – é diferente.

OLED vs. QD-OLED

É melhor pensar nestes como camadas finas, uma por cima da outra. O OLED tradicional utiliza uma camada de píxeis azuis revestidos num fósforo amarelo para criar luz branca. Por cima disto, existe um filtro de cores que cria o vermelho, o azul e o verde (RGB) com que estamos todos familiarizados – e, através de várias combinações, estas criam todas as cores de que precisamos. No entanto, é por causa deste filtro que o OLED não é tão brilhante quanto gostaríamos que fosse e faz com que os fabricantes compensem adicionando um pixel branco à camada RGB, para adicionar algum brilho.

No entanto, esta não é a solução ideal, pelo que foi desenvolvida uma versão do OLED denominada QD-OLED. Os píxeis azuis permanecem, mas o fósforo amarelo desaparece. Em vez disso, é colocada uma "mistura" de nanocristais semicondutores impressos, ou "pontos quânticos" ("Quantum Dots", "QD"), sobre os pixéis azuis. Estes medem apenas alguns nanómetros de diâmetro e conseguem emitir luz com luminosidade e pureza de cor elevadas. Quando a luz azul atinge os pontos quânticos, estes ficam vermelhos e verdes e chegamos ao nosso ecrã RGB sem filtro de cor.

Alguém disse "imprimir"?

Claro que sim! Não há como fugir ao mundo da impressão, mesmo em tecnologias de ecrã complexas. É evidente que estas nanopartículas impressas mudaram tudo e foram inicialmente feitas a partir de seleneto de cádmio, com um revestimento à sua volta, como um M&M. Este revestimento é importante porque torna os pontos mais estáveis e o cádmio é tóxico, pelo que também impede que saia dos pontos. Claramente que esta não era uma solução ideal ou sustentável, pelo que os pontos quânticos feitos com índio rapidamente ultrapassaram os de cádmio. No entanto, há também alguns problemas graves com o índio: é raro, e tudo o que é raro é naturalmente muito caro. Para ultrapassar esta situação, a Canon Inc. desenvolveu uma tinta de ponto quântico com uma estrutura de perovskita, o que provou ser uma alternativa prática.

Mas o que vem a ser uma estrutura de perovskita?

É um tipo de cristal que tem o nome do mineral perovskita devido à sua semelhança estrutural. Na realidade, é um bom nome, porque o termo descreve, no geral, um grupo de materiais que têm uma estrutura de formas de paralelepípedos e diamantes. Também são extremamente versáteis porque têm uma vasta gama de propriedades para QD-OLED, tais como fluorescência, supercondutividade e ferroeletricidade. São mais conhecidos pelo seu uso em células solares, graças ao seu baixo custo. Até agora, no entanto, a durabilidade tem sido um problema para pontos quânticos de perovskita, razão pela qual se tem recorrido maioritariamente ao índio.

Por "durabilidade" queremos dizer tanto a longevidade como a robustez do ponto. Ou seja, a capacidade de manterem a forma e resistir a alterações na temperatura, na luz ou na humidade do ar, por exemplo, e também a sua capacidade de suportar as pressões dos processos de fabrico. Dada a nossa vasta experiência no desenvolvimento de tinteiros e toners para impressoras, assim como as nossas tecnologias proprietárias para o efeito, faz sentido que conseguíssemos resolver o difícil problema prático da durabilidade. Mas como? Desenvolvemos um método exclusivo para formar um invólucro de proteção adequado nos pontos quânticos de perovskita.

Alcançar um mundo de ultra alta definição

Enquanto empresa, estamos habituados a estreias mundiais, mas certamente que compreendem o entusiasmo com esta inovação: as tintas de pontos quânticos têm um potencial enorme. Em primeiro lugar, sem a dependência de uma substância rara, como o índio, o custo desce substancialmente e também deixam de existir problemas de oferta. Por sua vez, tal deveria certamente ter um impacto significativo nas tecnologias em todas as indústrias. E finalmente? A qualidade. Esta inovação tem o potencial de abrir todo um mundo de possibilidades para ecrãs de pontos quânticos 8K da próxima geração, algo que ainda não foi alcançado. Consegue imaginar a definição ultra elevada? Ufa. Apesar de esta tecnologia não estar imediatamente disponível para produção em massa (a Canon Inc. estima meados da década de 2020), não há dúvida de que vai mudar tudo.

Saiba mais sobre as tintas quânticas de pontos de perovskita no Website Global da Canon.