O futuro da imagem: telas OLED

Acredite se quiser, mas as telas de LCD e plasma já têm um sucessor. Esta tecnologia chamou tanto a atenção que um esquema especial de segurança controlava os curiosos durante a CES (maior feira tecnológica do mundo) de 2008. O nome em português não é dos mais amigáveis: diodo orgânico emissor de luz. Logo, o jeito é se acostumar mesmo com o original, em inglês: OLED.

Em essência, um OLED é um dispositivo composto por filmes de moléculas que emitem luz ao receberem carga elétrica. Essas moléculas podem ser diretamente aplicadas sobre a superfície da tela através de um método de impressão complementado com filamentos metálicos que conduzem os impulsos elétricos. Grosso modo, é uma tela com luz própria.

Essa estrutura – além de consumir menos energia – gera imagens com mais brilho e nitidez em equipamentos eletrônicos. Por ter luz própria, uma tela OLED não precisa de luz de fundo ou lateral (backlight ou sidelight), ocupando assim menos espaço. Logo, a tecnologia já é alvo de desenvolvedores de notebooks, netbooks e computadores de mão.

Outro feito desta tecnologia é a obtenção do “preto real”. Por emitir luz própria, cada OLED torna-se totalmente obscuro quando não energizado, diferentemente de telas LCD, as quais não conseguem bloquear a luz de fundo totalmente.

Telas OLED ainda podem ser visualizadas de diversos ângulos até 180°, têm contraste de 1000:1 (contra 100:1 de telas LCD), suportam variações de calor e frio com mais eficiência e têm fabricação mais barata.

Portanto, imagine um televisor de alta definição com dois metros de largura, menos de 1 cm de espessura e que consome menos energia que a maioria dos aparelhos disponíveis no mercado hoje. Este é o grande objetivo desta tecnologia: criar dispositivos grandes e extremamente finos sem perder qualidade nenhuma de imagem, muito pelo contrário.

Samsung e Sony são as empresas com mais destaque no desenvolvimento desses equipamentos. Desde 2004, as duas vêm apresentando modelos incríveis em feiras de tecnologia e outras exibições. O último modelo de destaque da Samsung - apresentado em outubro de 2008 - é o maior televisor de OLED da atualidade, com 40 polegadas e resolução de 1920x1080 pixels. Este é, simplesmente, o maior painel OLED disponível atualmente. Ele tem contraste de 1.000.000:1, gama de cores de 107% NTSC e luminosidade média de 200 cd/m².

Já a Sony apresentou um protótipo de 21” na Display Japan Conference, em Tóquio, em abril de 2009.

A tecnologia OLED não se restringe somente a televisores e monitores. O Optimus Maximus Keyboard, por exemplo, utiliza 113 OLEDS de 48x48 pixels para as teclas. A tecnologia também pode ser utilizada em Holografia de Alta Resolução (utilizada em reproduções tridimensionais). Em uma perspectiva a longo prazo, estuda-se a aplicação de OLEDs como fonte de iluminação padrão pela sua eficiência e tempo de vida.

Evolução recente

Março/2008 — GE Global Research exibe o primeiro dispositivo OLED criado em um rolo de plástico flexível. Este tipo de desenvolvimento, chamado “Roll-to-Roll”, reduz o custo de fabricação de diferentes dispositivos devido à sua flexibilidade. Esta pesquisa mostrou a viabilidade de produção de OLEDs em larga escala e com custo reduzido.

Maio/2008 — a empresa Chi Mei demonstrou, em Taiwan, um OLED de 25” de baixa temperatura, desenvolvido com silicone policristalino.

Junho/2009 — a DuPont demonstrou um novo material que pode ser impresso. A novidade é a possibilidade de produzir dispositivos OLED em larga escala e duráveis.

Como funciona

Um OLED é um semicondutor cerca de 200 vezes menor que um cabelo humano. Ele pode ter duas ou três camadas de material orgânico. A base da estrutura OLED é o substrato – que pode ser um plástico, vidro ou uma lâmina. Um eletrodo anode remove elétrons quando uma corrente circula pelo dispositivo.

Em seguida, entram em ação as camadas orgânicas. A primeira é a condutora, que transporta os elétrons do anode (um condutor utilizado é a polianilina). A segunda é a camada emissora, feita com moléculas diferentes da camada condutora e que transporta os elétrons para outro eletrodo, o cathode. É aqui que a luz é feita. Um polímero utilizado nesta camada é o polifluoreno.

De onde vem a luz?

Uma vez que a luz própria é o grande barato do OLED, surge a pergunta: da onde ela vem? Não é por nenhum milagre, é pura ciência. Uma bateria ou alimentador aplica uma voltagem. A corrente elétrica corre do cathode para o anode através das camadas orgânicas. O cathode dá elétrons para a camada emissora, enquanto o anode remove os elétrons da camada condutora, criando vários buracos.

No “vai-e-vem” entre as camadas, os elétrons preenchem esses buracos, reduzindo sua energia para o mesmo nível de um átomo sem um elétron. Essa energia que sobra é transformada em um fóton de luz. A cor da luz depende do tipo de molécula da camada emissora. Essa camada é desenvolvida com vários tipos de filmes orgânicos para gerar cores diferentes.

A intensidade ou o brilho da luz depende da quantidade de corrente elétrica aplicada: quanto maior a corrente, mais brilhante é a luz.

Há diferentes tipos de OLED. Cada um é utilizado de maneira diferente.

PMOLED

Esta é a sigla para Passive-Matrix OLED. Ele tem uma estrutura composta por linhas de cathode, camadas orgânicas e linhas de anode, sendo que as linhas de anode e cathode são perpendiculares. Essa intersecção geral os pixels onde a luz é emitida. Este tipo de OLED é de fácil fabricação, mas consome mais energia. São indicados para telas pequenas, como as de celulares.

AMOLED

Esta é a sigla para Active–Matrix OLED. Neste modo as camadas de cátodo, moléculas orgânicas e ánodo são como chapas, sendo que a camada de ánodo sobrepõe um transistor que forma uma matriz que, por fim, determina quais pixels são ligados para formar a imagem. Este tipo de OLED consome menos energia e é indicado para telas pequenas.

OLED transparente

Esta é uma variação do PMOLED e do AMOLED feita somente por componentes transparentes. Quando um OLED transparente é ligado, ele permite que a luz passe em ambas as direções. Este tipo é usado para displays com informações em tela (heads-up displays).

Top-emitting OLED

Este tipo tem um substrato que pode ser tanto opaco como reflexivo, bem indicados para design.

OLED dobrável

Este OLED é feito de substratos de materiais muito flexíveis, tornando-os muito leves e duráveis. São utilizados em aparelhos celulares, por exemplo, diminuindo o risco de danos no caso de quedas. Estuda-se a possibilidade de usar esta tecnologia em tecidos.

Pesquisadores da Sony e do Max Planck Institute, da Alemanha, trabalhando conjuntamente, demonstraram uma nova forma de fabricação de telas totalmente flexíveis que poderá tornar as telas rígidas das TVs e computadores atuais uma coisa do passado. Esta pesquisa demonstrou também que telas de OLED podem ser altamente flexíveis e moldadas conforme a necessidade. Os diodos orgânicos funcionaram normalmente no interior de uma matriz de polímero viscoso.

Imagine um celular com uma tela enrolável para facilitar a leitura de conteúdos extensos, como textos, livros e jornais. Não precisa imaginar, pois esse celular já existe, assim como MP3 players que também contam com tela maleável.

Esse aparelho foi desenvolvido pela Polymer Vision, uma companhia que começou com a Philips. O modelo leva o nome de Readius e passou a ser comercializado em 2008. O Readius visa o mercado de eReading, ou seja, a leitura de conteúdos digitalizados, para tornar a leitura mais cômoda em meio à correria tão comum do dia-a-dia.

A leitura é semelhante à convencional, porém mais confortável, com a possibilidade de ter as notícias desejadas assim que elas acontecem via 3.5G.

No final de 2008, a Samsung exibiu a sua tela dobrável desenvolvida para aparelhos celulares e tocadores MP3.

As telas maleáveis abrem um leque inimaginável de possibilidades. Atualmente se pensa em telas em superfícies irregulares, telas que se pode vestir em roupas, telas transparentes aplicadas em janelas, displays em parabrisas e novos tipos de lâmpadas.

White OLED

Este OLED emite luz mais brilhante, uniforme e econômica. É esta a tecnologia que pode substituir as luzes fluorescentes que hoje são utilizadas em casas e prédios, reduzindo o consumo de energia para iluminação.

Vantagens e desvantagens

Telas OLED oferecem diversas vantagens sobre LCD e LED. Para começar, as camadas plásticas e orgânicas são menores, mais finas e flexíveis. O substrato também é flexível, o que diminui o peso dos componentes e minimiza os danos de eventuais impactos.

Em termos de qualidade de imagem, OLEDs oferecem uma gama maior de cores e imagens mais brilhantes, pois não é utilizado nenhum tipo de vidro, e o vidro absorve luz. O campo visual de telas OLED é maior, com 180°. Ou seja, não é preciso ficar na frente da tela para enxergá-la bem definida.

OLEDs também não exigem luz de fundo, gerando luz própria e, consequentemente, consumindo menos energia.

O tempo de resposta de telas OLED é menor. Enquanto telas LCD têm 2ms de tempo de resposta, um OLED pode responder em menos de 0.01ms. OLEDs são atualizados muito mais rapidamente que LCDs, trocando informações quase que em tempo real. Isso faz com que imagens tornem-se muito mais realistas e atualizadas mais rapidamente.

Em termos de produção, OLEDs são mais fáceis. Por serem essencialmente plásticos, a linha de produção é simplificada e o tamanho dos dispositivos produzidos pode ser bem maior.

As desvantagens do OLED são poucas, e isso faz com que esta tecnologia já seja considerada perfeita para todos os tipos de displays. A maior dessas desvantagens é o tempo de vida de componentes orgânicos. Enquanto filmes vermelhos e verdes têm até 230 mil horas de tempo de vida, filmes azuis têm somente 14 mil horas, e este é o "drama" da tecnologia atualmente. Isso equivale a cinco anos com o aparelho ligado durante oito horas por dia, por exemplo.

Alguns desenvolvedores já estudam maneiras para solucionar este problema com uma membrana metálica que ajuda a distribuir a luz pela superfície de vidro com mais eficiência, chegando a dobrar a vida útil dos OLEDs atuais. O preço para isso é a redução do brilho da imagem, mas não há perda de qualidade.

No momento, o processo de fabricação de dispositivos deste tipo é muito caro. Mas, com maiores investimentos, a tendência deste preço é diminuir.

Um “inimigo” extremamente perigoso para OLEDs é a água. Um pouco é suficiente para danificar e destruir os componentes orgânicos. Logo, é necessário todo um método para selar os dispositivos adequadamente.

Onde ele está e para onde vai

OLEDs caíram nas graças de aparelhos pequenos, como celulares, PDAs, MP3 players, aparelhos de som automotivos, displays e câmeras digitais. Motorola, Samsung, LG e Sony Ericsson e Nokia já produzem celulares com tela de OLED. Em abril de 2009, a Samsung apresentou nos Estados Unidos um telefone com um display do tipo AMOLED, e em julho deste mesmo ano lançou o Haptic Amoled, um aparelho 3G full-touchscreen com tela WVGA AMOLED de 3, 5’’.

OLEDs foram facilmente aplicados a aparelhos pequenos pelo baixo consumo de energia e pela fácil visualização mesmo com a luz do dia bastante forte. O tempo de vida – grande desvantagem do OLED no momento – é facilmente superado com este tipo de aparelho, uma vez que aparelhos portáteis não são usados por tantas horas seguidas.

Em 2007, a Sony foi a primeira desenvolvedora a anunciar um aparelho televisor de OLED para o mercado, o modelo XEL-1 de 11’’. Este é mais um protótipo do que um produto comercial, podendo ser adquirido por cerca de US$ 2 mil. Dispositivos de OLED mais atuais incluem letreiros de sinalização.

O que esperar?

O grande alvo da tecnologia OLED é aumentar o tempo de vida dos produtos e iniciar a produção em massa para o público comercial. A longo prazo, o objetivo desta tecnologia é substituir as lâmpadas fluorescentes que tanto utilizamos. Especula-se que televisores e monitores OLED cheguem ao mercado em 2011, após mais desenvolvimento visando aumentar o tempo de vida dos componentes orgânicos.

Devido ao problema de tempo de vida da cor azul em televisores grandes, a tendência é que apareçam primeiro telas para laptop de até 14’’. Sony, Samsung, LGDisplay, Toshiba e Panasonic já “se coçam” para isso.

De celulares e displays, passando por monitores e televisores até, finalmente, chegar às lâmpadas das casas. Essa é a trilha imaginada para OLED hoje, mas é algo que pode ser facilmente modificado com o desenvolvimento das pesquisas neste sentido. Os televisores podem aparecer no mercado logo, ou não.

De fato, OLEDs estão se destacando entre componentes portáteis por enquanto. E os monitores desta tecnologia vão se restringir a tamanhos pequenos para os padrões atuais. Como toda tecnologia que promete – e muito –, é necessário acompanhar como ela evolui até podermos dizer que faz parte do nosso dia-a-dia.