Não se preocupe, é para isso que estamos aqui. Qualquer que seja o pseudônimo que você ouça para se referir a eles, no final das contas, o que os pontos quânticos realmente significam para você é: melhor cor.
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Simplificando, os pontos quânticos são pequenas partículas que brilham quando você as ilumina. Enfie um monte deles em uma folha de filme, ilumine esse filme e o filme brilha! Não parece tão mágico, não é? Claro, não é tão simples assim, e por mais complicada que seja a ciência por trás dos pontos quânticos, como eles funcionam para melhorar a aparência das TVs de LCD é realmente fascinante. Com isso em mente, aqui está uma explicação de como os pontos quânticos funcionam nas televisões, conforme pode ser contado por seu professor de ciências do ensino médio (porque acredite em nós, o explicador de nível universitário irá colocá-lo para dormir).
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Primeiro você começa com um LCD
Pontos quânticos ou, em linguagem científica, semicondutores de nanocristais, não representam um novo tipo de exibição ou resolução. Pontos quânticos são apenas um novo componente em uma tela LCD. Mais especificamente, os pontos quânticos funcionam por corrigindo um problema flagrante inerente às TVs LCD retroiluminadas por LED.
Isso significa que precisaremos explicar como os monitores LCD básicos funcionam antes de prosseguirmos, portanto, trate isso como uma atualização, se você já souber.
Sua TV LCD básica tem três partes principais: uma luz de fundo branca que gera a luz que você vê, filtros de cores que dividem essa luz em pontinhos de luz vermelha, verde e azul e um módulo de cristal líquido que funciona como uma grade de minúsculas janelas (pixels) para misturar essas cores em uma imagem. Cada pixel tem seus próprios subpixels vermelhos, verdes e azuis – aqueles pontinhos de luz – que podem abrir e fechar com cristais líquidos, quase como persianas. Quando a luz branca dos LEDs passa por um pixel com seus subpixels vermelho e verde totalmente fechados e o subpixel azul totalmente aberto, ele parece azul aos seus olhos. Se todos os três subpixels estiverem abertos, o vermelho, o verde e o azul se combinam para aparecer em branco. Fechá-los todos produz preto. Ao misturar a quantidade de luz proveniente de diferentes subpixels, a TV é capaz de criar muitas cores diferentes em vários tons e matizes. O que você vê do outro lado é uma imagem.
O que isso significa para você é: melhor cor.
As TVs de hoje usam LEDs para fornecer a luz de fundo “branca”, mas aqui está o problema com essa configuração: os LEDs são péssimos para produzir luz branca. Como qualquer pessoa que fez a transição de lâmpadas incandescentes para fluorescentes compactas ou luzes LED sabe, as coisas em sua casa não parecem as mesmas depois que você faz a troca. As cores parecem esmaecidas e a própria luz parece fria e estéril. Os fabricantes de lâmpadas trabalharam duro para mudar a “temperatura” dessas luzes usando vários métodos para torná-las mais quentes e naturais aos nossos olhos, e hoje são mais fáceis de conviver. De certa forma, os pontos quânticos fazem algo semelhante, ajudando as luzes de fundo de LED nas televisões LCD a serem mais propícias à criação de cores precisas.
O engraçado sobre as luzes LED é que elas não brilham em branco naturalmente. Os LEDs “brancos” em sua TV são, na verdade, LEDs azuis revestidos com um fósforo amarelo, que produz uma “espécie de” luz branca. Mas essa luz quase branca fica aquém do ideal. Se você o alimentasse em um prisma (lembra-se daqueles da aula de ciências?) Não produziria um arco-íris de luz igualmente brilhante em todas as tonalidades. Por exemplo, é terrivelmente curto em intensidade nos comprimentos de onda vermelhos, então o vermelho pareceria mais escuro do que verde e azul após a filtragem, impactando assim todas as outras cores que a TV tenta fazer. Os engenheiros são capazes de compensar essa intensidade de cor desigual equilibrando-a com soluções alternativas (você poderia discar verde e azul para combinar, por exemplo), mas a intensidade da imagem final sofre como um resultado.
O que os fabricantes de TV precisam é de uma fonte de luz branca “mais limpa” que seja mais equilibrada no espectro de cores vermelho, verde e azul. É aí que entram os pontos quânticos.
Digite o ponto quântico
Como lembrete, os pontos quânticos são minúsculos cristais fosforescentes que brilham quando você os ilumina. Eles podem brilhar em uma variedade de cores, e a cor que eles brilham é determinada pelo seu tamanho. Como o tamanho de um ponto quântico agora pode ser controlado com precisão (com base em quantos átomos estão nele - essas coisas são menores que um vírus) a luz resultante que eles emitem pode ser discada da mesma forma precisamente. Eles também são notavelmente estáveis, o que significa que o efeito não se desgasta ou muda com o tempo. Um ponto quântico fabricado para brilhar em um tom específico de vermelho sempre brilhará nesse tom de vermelho. Veja onde isso está indo?
O que os fabricantes de TV estão fazendo agora é pegar uma folha de filme e saturá-la com um monte de pontos quânticos que foram projetados para brilhar em tons muito precisos de vermelho e verde. Eles então abandonam o LED coberto de fósforo amarelo que estão usando e, em vez disso, empregam um LED azul puro.
Agora, neste momento você pode estar pensando: Eureka! Agora temos uma luz azul, com vermelho e verde vindo dos pontos quânticos! RGB = pronto!” Mas não é assim que realmente funciona. Lembre-se, os pontos quânticos estão em uma folha gigante e uniforme, não organizados ordenadamente em subpixels microscópicos. Então todas essas cores vão no liquidificador.
Quando o LED azul brilha na folha de filme saturada de pontos quânticos e os pontos começam a brilhar em vermelho e verde, todos os três se combinam para criar a luz branca ideal. Agora, os filtros de cores na tela LCD têm uma fonte de luz melhor para trabalhar e podem filtrar vermelho, verde e azul com mais precisão e eficiência. Como há menos “picos” indesejáveis na luz branca, os filtros de cor não precisam esmagá-los. Por exemplo, há pouca intensidade nos comprimentos de onda laranja e amarelo para remover ao criar o vermelho, então você obtém vermelhos mais claros e precisos. E quando o vermelho, o verde e o azul são mais brilhantes e precisos, todas as cores resultantes do processo de mistura de cores serão mais precisas e brilhantes.
Voilá. Agora você tem uma TV LCD com recursos de cores muito melhores. E essa gama de cores mais ampla será especialmente ótima para televisores 4K UHD, que podem lidar com muito mais informações de cores do que televisores HD 1080p.
Há apenas um problema.
Ainda é uma TV LCD
A maioria das TVs baseadas em LCD luta para produzir pretos que não pareçam cinza, porque os módulos de cristal líquido – aqueles “obturadores” que podem bloquear a luz – não são perfeitos. Mesmo quando estão totalmente fechados, alguma luz das luzes de fundo penetra. É por isso que exibir uma tela “preta” na sua TV parece um pouco cinza, mas quando você a desliga, ela fica totalmente preta. Esse cinza que você vê é uma quantidade mínima de luz penetrando.
Os pontos quânticos visam melhorar o desempenho em algumas dessas áreas, mas, no final das contas, um painel LCD tem suas limitações – ele nunca será capaz de bloquear completamente toda a luz por trás dele. Por isso, a qualidade da imagem sempre ficará comprometida em relação à tecnologia OLED, que possui pixels que pode parar de produzir luz completamente quando recebe o sinal certo, produzindo imagens escuras e escuras qualidade.
Ainda assim, com as televisões de plasma agora aposentadas e as televisões OLED (a LG é a única empresa que as fabrica) ainda proibitivamente caro para a maioria, é bom saber que as televisões LCD receberão uma ajuda de pontos quânticos.
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