La tecnología QD-OLED, explicada: así funcionan los paneles con los que Samsung aspira a poner contra las cuerdas los OLED de LG
Las cartas ya están sobre la mesa. Los paneles QD-OLED (Quantum Dot-Organic Light Emitting Diode) para televisores fabricados por Samsung ya han visto la luz oficialmente. En 2019 los medios de comunicación surcoreanos desvelaron que esta compañía estaba trabajando en ellos, aunque con toda seguridad la puesta a punto de estos paneles comenzó varios años antes. Desde entonces la información ha ido llegando con cuentagotas, pero lo importante es que, como anticipamos a principios del pasado mes de diciembre, ya están aquí.
La primera marca que ha anunciado oficialmente el lanzamiento de un televisor equipado con el nuevo panel QD-OLED de Samsung ha sido Sony. Por el momento esta tecnología solo estará disponible en su modelo insignia durante 2022, el Master Series A95K, pero es muy probable que cuando llegue la próxima generación esta tecnología de panel se extienda a otras gamas de televisores de la marca japonesa. Y, por supuesto, también es probable que durante las próximas semanas otros fabricantes anuncien sus propios modelos QD-OLED.
Lo que a nosotros nos ha sorprendido es que haya sido Sony la primera en enseñarnos un televisor con panel QD-OLED, y no Samsung, que es, al fin y al cabo, la empresa que ha diseñado esta tecnología y fabrica los paneles. No obstante, estamos completamente seguros de que la compañía surcoreana presentará muy pronto (posiblemente no más allá de este viernes) sus primeros televisores QD-OLED. Y lo estamos porque se ha filtrado que estas teles van a ser premiadas en CES 2022 por su capacidad de innovación. La filtración procede de la propia organización del evento, así que es fiable.
Por otro lado, es evidente que la llegada de los paneles QD-OLED de Samsung al mercado de los televisores amenaza la hegemonía que mantiene LG desde hace años en el ámbito de los paneles orgánicos de gran formato. Sony, Panasonic, Philips, Hisense, Loewe, Metz o Vizio, entre otras marcas, en adelante podrán elegir entre dos proveedores de paneles OLED. LG tiene una tecnología robusta y una trayectoria larga, y Samsung aún tiene que demostrar cómo rinden sus nuevos paneles y su fiabilidad, pero no cabe duda de que en adelante la competencia será mayor. Y esta siempre es una buena noticia para los usuarios.
QD-OLED: así funcionan los paneles orgánicos para televisores de Samsung
La cualidad más relevante que tienen los paneles OLED es su capacidad de emitir luz sin necesidad de recurrir a una fuente de iluminación externa, algo que sí deben hacer los paneles LCD. Esto es posible porque utilizan diodos orgánicos, unos componentes electrónicos semiconductores que permiten y controlan el paso de la corriente eléctrica en un único sentido.
Los paneles OLED que fabrica LG Display son de tipo W-OLED (‘White OLED’)
A diferencia de los diodos convencionales, los que utilizan material orgánico tienen la capacidad de reaccionar a la estimulación eléctrica emitiendo luz, de ahí que la tecnología OLED sea autoemisiva.
Hasta aquí no hay ninguna diferencia entre los paneles OLED que fabrica LG y los que ya está produciendo Samsung. Sin embargo, si nos ceñimos a la estrategia a la que recurren para reproducir el color aparece la primera diferencia significativa entre ambas tecnologías. Los paneles OLED que fabrica LG Display son de tipo W-OLED (White OLED), por lo que la luz que emite cada una de las celdillas autoemisivas del panel es de color blanco.
El problema es que para componer una imagen en color necesitamos obtener los tres colores primarios RGB (rojo, verde y azul), por lo que es necesario colocar encima de la matriz de diodos orgánicos un filtro de color RGB que sea capaz de reproducirlos.
Curiosamente, esta tecnología no la diseñó originalmente LG. Durante muchos años la compañía que más esfuerzos había realizado para desarrollar la tecnología OLED fue Kodak, y en 2004 hizo un anuncio sorprendente: había conseguido resolver la principal desventaja que tenían los paneles OLED RGB, que consistía en la degradación prematura de los subpíxeles de color azul. Además, su solución permitía fabricar paneles OLED con un tamaño muy superior al de los paneles de este tipo que se producían en ese momento. Y con un coste inferior.
En este esquema podemos ver con claridad la estructura de capas de un panel QD-OLED. En la base reside el sustrato de vidrio, encima de él está la película TFT, encima de esta la matriz de diodos orgánicos, después la capa con los nanocristales, y, por último, una película protectora de vidrio.
La tecnología que había implementado Kodak era, precisamente, White OLED. La compañía estadounidense patentó su innovación, pero su estado financiero en ese momento no era bueno debido, entre otras razones, a lo mucho que se había resentido desde finales de la década de los años 90 el mercado de la fotografía de película, que era una de las principales fuentes de ingresos de Kodak.
Esta situación provocó que los responsables de la compañía decidiesen abandonar el desarrollo de la tecnología OLED, por lo que a finales de 2009 LG compró a Kodak esta área de negocio y las patentes que había desarrollado por 100 millones de dólares. El resto es historia.
En esta imagen reclaman el protagonismo las dos capas más relevantes de los paneles QD-OLED: la matriz de diodos orgánicos que se responsabiliza de entregar la luz azul y la capa de nanocristales que se encarga de modificar la longitud de onda de la luz azul para generar los colores rojo y verde.
La principal ventaja de los paneles White OLED que fabrica LG Display frente a los RGB OLED convencionales es que, como hemos visto, no adolecen de la degradación prematura del subpíxel azul. Además, su producción es más sencilla, barata y permite obtener paneles con un tamaño sensiblemente mayor al de los paneles RGB OLED. Sin embargo, no todo son ventajas.
La tecnología W-OLED requiere, como hemos visto, la colocación encima de la matriz de diodos orgánicos de un filtro de color RGB que permite la reproducción de los tres colores básicos, pero que, a cambio, absorbe luz, reduciendo sensiblemente la capacidad de entrega de brillo de los paneles W-OLED frente a los RGB OLED. Y, además, su capacidad de reproducción del color es inferior a la de esta última tecnología.
La luz azul que a largo plazo puede degenerar nuestra retina es la situada en el rango que se extiende entre los 415 y los 455 nm, y, según Samsung, sus paneles emiten entre un 12 y un 14% de esta luz, frente al 20-25% emitido por los televisores LCD LED convencionales.
La razón por la que ha merecido la pena que hagamos este pequeño repaso consiste en que, precisamente, la tecnología QD-OLED que ha desarrollado Samsung aspira a resolver los dos hándicaps de W-OLED, pero intentando mantener sus bazas frente a RGB OLED. Lo que propone Samsung es reemplazar el filtro RGB que requieren los paneles W-OLED por una matriz de nanocristales, o puntos cuánticos, que se responsabilice de la reproducción del color.
Según Samsung los nanocristales que utiliza en sus paneles autoemisivos consiguen cubrir el 80% del espacio de color BT.2020. Si realmente son capaces de entregarnos esta cobertura de color la colorimetría de los televisores que los incorporan debería ser muy solvente.
En teoría la eliminación del filtro RGB debería permitir al panel arrojar una capacidad de entrega de brillo superior tanto al medir el valor medio como los picos. Y, además, los nanocristales deberían conseguir reproducir un espacio de color sensiblemente más amplio que el filtro de color RGB.
No obstante, los cambios que propone Samsung frente a la tecnología W-OLED no acaban aquí. A diferencia de los paneles OLED de LG Display, que utilizan píxeles de color blanco, los de Samsung recurren a píxeles de color azul, de manera que serán los nanocristales los responsables de actuar sobre la luz azul para generar los otros dos colores primarios (rojo y verde).
Esta diapositiva describe la precisión y la riqueza con las que el televisor A95K de Sony equipado con un panel QD-OLED reproduce el color. En teoría la aportación de las componentes de color verde y roja a cada subpíxel es más precisa que en los paneles OLED convencionales.
Esta transformación es posible gracias a una propiedad muy interesante de los nanocristales: su estructura les permite modificar la longitud de onda de la luz, de ahí que consigan manipular la luz azul para generar a partir de ella luz roja y verde.
Los nanocristales tienen la peculiar capacidad de modificar la longitud de onda de la luz
Los «puntos cuánticos» son un tipo de nanocristales compuestos por materiales semiconductores con unas propiedades muy curiosas. Y es que su tamaño es tan pequeño que su comportamiento queda descrito por las leyes de la mecánica cuántica, y no podría ser explicado utilizando la mecánica clásica.
Sus características electrónicas están definidas, por un lado, por su tamaño, y, por otro, por su forma, lo que explica que actualmente se estén utilizando nanocristales para aplicaciones muy diferentes, como son la tecnología fotovoltaica, el etiquetado biológico, las tecnologías de eliminación de agentes contaminantes… Y, por supuesto, en electrónica.
La capacidad mínima de entrega de brillo de los paneles QD-OLED, según Samsung, es 0,0005 nits (cuanto más baja sea, mejor). Y la máxima asciende a 1000 nits. Además, su brillo residual es de 158 nits, una cifra más atractiva que los 200 nits en los que se mueven los televisores LCD con retroiluminación LED.
El reto durante el proceso de fabricación de los puntos cuánticos consiste en controlar con mucha precisión el tamaño de los nanocristales. De esta forma es posible conseguir partículas que brillen en cualquier tono del espectro de luz visible al ser excitadas por una corriente eléctrica, colores entre los que se encuentran, por supuesto, el rojo, el verde y el azul que necesitamos para componer el color a través de un panel RGB como los utilizados en los televisores.
En cualquier caso, es evidente que Samsung conoce bien las técnicas de fabricación de los puntos cuánticos debido a que ha utilizado esta tecnología con profusión en sus últimas generaciones de televisores QLED. Por esta razón se le presupone un bagaje que sin duda le habrá resultado valioso durante la puesta a punto de los paneles QD-OLED.
En esta diapositiva Sony argumenta que los nanocristales integrados en el panel QD-OLED de su televisor A95K incrementan la difusión lateral de la luz sin limitar la reproducción del color y la entrega de brillo. En la práctica, si esto se confirma los televisores QD-OLED deberían tener unos ángulos de visión más amplios que los ya de por sí excelentes ángulos de los televisores OLED convencionales.
QD-OLED: esta tecnología promete mucho, pero aún lo tiene todo por demostrar
Todo lo que hemos visto hasta este momento responde a lo que nos dice la teoría, pero a veces llevarlo a la práctica requiere aceptar algunos compromisos. No cabe duda de que la entrada de Samsung en la industria de la producción de paneles OLED de gran formato amenaza la hegemonía indiscutible que mantiene LG desde hace años, pero no podemos pasar por alto que esta última empresa ya está comercializando su tercera generación de paneles OLED. Y, por esta razón, los usuarios ya sabemos con precisión qué nos proponen. Cuáles son sus fortalezas. Y también sus debilidades.
Samsung, por el contrario, aún tiene que demostrarnos qué nos ofrecen sus paneles QD-OLED. Esta tecnología se afianza sobre innovaciones que conocemos bien, como son los puntos cuánticos y las matrices de diodos orgánicos, pero, aun así, es una nueva tecnología de panel, y lo prudente es no dar nada por sentado hasta que tengamos la ocasión de probarla a fondo y de primera mano.
QD-OLED es una nueva tecnología de panel, y lo prudente es no dar nada por sentado hasta que tengamos la ocasión de probarla a fondo
Cuando llegue el momento comprobaremos si los paneles QD-OLED no adolecen de degradación prematura de los píxeles azules de la matriz; si su resiliencia a la retención de las imágenes estáticas es idéntica, mejor o peor que la de los paneles OLED convencionales; si realmente reproducen el color con tanta precisión y riqueza como nos dicen Sony y Samsung; si su capacidad de entrega de brillo máxima efectiva roza los 1000 nits, etc.
Todo esto está en el aire, y los usuarios saldremos de dudas cuando los primeros televisores QD-OLED lleguen a las tiendas y tengamos la oportunidad de verlos en acción (a ser posible cara a cara con los televisores W-OLED convencionales).
Es probable que estén a la altura de las expectativas porque, de lo contrario, posiblemente Samsung no habría decidido comercializarlos. Y Sony no habría apostado por ellos en su televisor insignia para 2022. Pero, a pesar de estos indicios prometedores, solo conoceremos con precisión qué nos proponen los televisores QD-OLED cuando los analicemos a fondo. Cruzamos los dedos para poder hacerlo pronto.
–
La noticia
La tecnología QD-OLED, explicada: así funcionan los paneles con los que Samsung aspira a poner contra las cuerdas los OLED de LG
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Juan Carlos López
.