La nueva tecnología QD-OLED de Samsung, al detalle

El otro día os traíamos la primicia de que Samsung estaba abandonando las fábricas de LCD en Corea, en parte por no poder competir con las fábricas chinas de 11ª Generación de TCL, en parte porque en 2018 expiró la famosa patente de Kodak comprada por LG para fabricar paneles WOLED; por lo que, en definitiva, el gigante coreano se ha decidido a saltar, por fin, a la tecnología OLED. Eso si, dándole su propio toque picante a la salsa OLED: los famosos Quantum Dots (o puntos cuánticos, en español). En este artículo/noticia vamos a intentar tanto aportar fuentes informativas sobre plazos, producción, fábricas, etc., como información sobre lo que es la tecnología QD-OLED, en qué se diferencia de la actual WRGB de LG, puntos fuertes, débiles, etc. Así que sin más, vamos allá.

Samsung abandona al LCD para pasarse al OLED

Como os comentábamos el otro día, Samsung Display está moviendo ficha para comenzar su producción de paneles OLED, dejando de lado ya la tecnología LCD (creemos que quedará relegada a gama media y baja) y dejando la producción en manos chinas. Con todo eso en mente y con noviembre como fecha límite, no tardaremos mucho en ver paneles OLED fabricados por Samsung, con la adición de los Quantum Dots. Confirmado por el mismísimo CEO de Samsung Display, Lee Dong-hoon.

El fabricante japonés, pese a no haber confirmado oficialmente el movimiento, ha cerrado ya la planta de 8.5 Gen en Corea (con una capacidad de fabricación de 90000 paneles al mes) en la provincia de Chungcheong del Sur y además va a cerrar en los próximos días una segunda fábrica con capacidad de 30000 unidades mensuales de producción. Por lo tanto, sobran las palabras, simplemente con los hechos y la afirmación de Lee Dong-hoon, ya podemos prevenir lo que ocurrirá en breve. Ese «breve» es cuantificable: el próximo IFA del 6 de septiembre de 2019, en Berlín. Con casi total probabilidad, veremos allí un prototipo de las nuevas QD-OLED de Samsung.

¿Qué diferencia existe entre una WOLED y una QD-OLED?

Lógicamente ambas tecnologías usan como base un panel OLED, lo que esencialmente las diferencia es la forma de crear los colores primarios (RGB) y otros aspectos técnicos. Para empezar a familiarizarse, deberíamos entender qué es la tecnología OLED, en qué se diferencia de la LCD y demás cuestiones, para lo que os recomendaríamos nuestro artículo detallado de OLED vs LED vs MicroLED: https://www.avpasion.com/oled-vs-led-vs-microled/

Una vez hemos comprendido que el punto fuerte de la tecnología OLED se basa en sus 8 millones de píxeles autoregulables completamente (desde el apagado más absoluto, negro, hasta el punto más brillante, blanco), vamos con las diferencias a la hora de generar el color.

Paneles WRGB: El ingenio de Kodak

La tecnología que usa LG se basa en una vieja patente comprada a Kodak a inicios de la década de este siglo. Tradicionalmente, el principal problema de la tecnología OLED RGB, es que la vida útil del píxel azul era demasiado corta, entorno a las 8 o 9 mil horas (el píxel rojo y verde pueden durar más de 100 mil), por lo que era inviable fabricar un televisor OLED con los tres píxeles de color (Rojo, Verde (Green) y Azul (Blue) = RGB) dado que el azul se degradaría mucho antes, dejando cojo el televisor en cuanto a colometría.

Y aquí entra en juego Kodak. El fabricante americano inventó y patentó una forma ingeniosa de sortear el problema de la vida útil del píxel azul: eliminarlo. Bueno, a él y a los otros dos. A partir de ahora todos los píxeles serían blancos (solo emitirían ese color) y entre los píxeles y el panel, se montaría un filtro RGB (Rojo, Verde y Azul) que, al pasar la luz blanca de «detrás» (Bottom Emission), se formarían los tres colores primarios. Sin degradaciones prematuras, ya que todos los píxeles serían, esencialmente, blancos.

¿Solucionado el problema, no? Bueno no es tan sencillo, esta técnica tiene una serie de ventajas e inconvenientes, que para hacer más fácil su comprensión al lector, vamos a resumirlas en una lista de pros y contras:

Ventajas

1. Se acaba con el problema de la degradación prematura del subpíxel azul.
2. Es una técnica mucho más barata que la fabricación de paneles RGB puros.
3. Es mucho más fácil, técnicamente, de fabricar.

Inconvenientes

1. La luz se emite del propio píxel blanco…que viene de «detrás» y al pasar por un filtro, puede perder hasta un 30-40% de brillo total, por lo que el brillo resultante no es tan alto como podría.
2. La uniformidad del panel, generalmente, es peor que la de un panel RGB, al usar un filtro entre capas.
3. El color «real» que puede alcanzar llega hasta los 350-400 nits, a partir de ahí para arriba, es blanco a secas, por lo que la cobertura cromática es más pobre que en un panel RGB.

Paneles QD-OLED: La vuelta de tuerca de Samsung

Así llegamos hasta nuestros días, en 2019, con Samsung queriendo fabricar paneles OLED y sin saber muy bien por donde tirar para diferenciarse de su competencia nacional. Y a alguien en las oficinas de Samsung se le encendió la bombilla. ¿Y si en lugar de usar un filtro RGB, usamos las nanopartículas (o Quantum Dots o Puntos cuánticos) para generar el color? ¿Y si eliminamos los píxeles blancos y los hacemos todos azules? Pues eso es lo que parece que va a suceder. Básicamente estaríamos hablando de un panel OLED donde todos los píxeles sean azules (en lugar de blancos), a éstos se les añadiría las famosas nanopartículas Quantum Dots, que son unas moléculas que al incidir luz sobre ellas (sin importar si ésta es blanca o azul) se excitan y pueden generar diferentes colores. La idea de Samsung es solo añadir Quantum Dots verdes y rojos (el azul pasaría sin más), generando así los tres colores primarios.

¿Con esto, entonces, todo arreglado? Nada más lejos de la realidad. Con esta técnica, todavía no se ha acabado con el problema de la degradación prematura del píxel azul. Es cierto que al ser todos azules, se degradarán igual de rápido, pero seguimos con el problema de base: 8000 horas son muy pocas horas para un televisor comercial, a no ser que Samsung tenga guardado algún AS en la manga.

Ventajas

1. Los Quantum Dots son capaces de generar una mayor riqueza cromática, así que deberíamos ver incrementada la cobertura del espacio de color BT.2020.
2. Es mucho más fácil, técnicamente, de fabricar.
3. El brillo, al ya no tener que pasar por un filtro RGB, debería incrementarse bastante.

Inconvenientes

1. No se ha publicado la forma de acabar con la degradación prematura del azul, por lo que el panel «moriría» a las 8 mil horas.
2. Probablemente sea una técnica más cara de fabricar.

Paneles OLED WRGB-TADF: La respuesta de LG

LG lleva varios años experimentando cómo mejorar sus paneles WRGB, porque siendo sinceros, desde la revolución de los paneles de 2016, llevamos 4 años con los mismos paneles (más o menos), centrándose en mejorar la electrónica, smart tv, conectividad, tone-mappings, escalados, etc., pero el panel base es muy similar todos los años. LG se dio cuenta que uno de los principales escollos para mejorar el panel era el brillo. ¿Y qué impedía que los paneles alcanzaran mayores cuotas de nits? los píxeles blancos y su situación, ya que se encontraban detrás del filtro RGB y éste era el responsable de «comerse» parte del brillo total. ¿La solución? sencillo. Movamos los píxeles de detrás (bottom) a delante (top). En esta tecnología, además, se reemplazaría el filtro fluorescente utilizado en los televisores Oled (que genera los colores RGB) por un transmisor de fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF) fabricado por la compañía Cynora. Esta tecnología convierte la fuente que se utilizaba hasta ahora para generar la luz por el nuevo transmisor de fluoresencia y además permite reducir el estrés eléctrico en los materiales orgánicos. TADF combina dos ventajas: la vida útil de la fluorescencia y la eficiencia de la fosforescencia. Además, esta tecnología es compatible con la fabricación de paneles mediante impresoras 3D.

El uso de este nuevo proceso permitiría a los televisores OLED WRGB aumentar el pico de nits, pero especialmente el brillo general de la escena (APL). Es decir, el pico máximo podría pasar a unos 1300-1400 nits, pero la escena general ya no se vería limitada a unos 150 nits cuando la pantalla sea 100% blanca, si no a aproximadamente, el doble (300 nits).

Ventajas

1. El brillo de las altas luces (L10) subiría desde los actuales +-800 nits a los 1400.
2. El colocar los píxeles blancos por encima (top) en lugar de debajo (bottom) supondría duplicar el brillo medio de la escena, rebajando hasta un 100% el ABL.
3. No supone un cambio grande en la estructura del panel, por lo que no deberíamos ver una subida grande de precio de coste.
4. Reduciría el consumo eléctrico.
5. La vida del panel aumentaría aún más que la actual (200 mil horas).
6. Mayor resistencia, aún, a quemados y retenciones.

Inconvenientes

1. Cada año sufre un nuevo retraso debido a inconvenientes no previstos.
2. La cobertura cromática no será tan rica como la de los QD-OLED.
3. La uniformidad no será tan buena como la de un panel RGB puro.
4. ¿Seguiremos con el estancamiento del color en solo 350-400 nits y todo lo demás será puro haz blanco?

Conclusiones

Todavía no se sabe quien llevará la razón y qué tecnología será superior, si la QD-OLED o los nuevos WRGB TADF. Lo que parece meridianamente claro es que estamos tocando techo con los actuales paneles OLED y será una de las dos iteraciones vistas anteriormente, quien se lleve el gato al agua. El tiempo y, especialmente, las ventas le darán la razón a uno de los dos gigantes coreanos, pero parece clara una cosa: solo puede quedar uno.