AMOLED, LCD, IPS, TFT, LED, mini-LED: como funcionam e quais as diferenças

Não bastassem as diferentes tecnologias disponíveis, as fabricantes de componentes e smartphones adotam nomes cada vez mais mirabolantes como “Super Retina XDR” e “Dynamic AMOLED”, o que acaba aumentando o potencial de confusão entre os consumidores. Por isso, vamos abordar também alguns destes termos usados nas fichas-técnicas dos celulares.

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• Os diferentes tipos de painéis
• O que é uma tela LCD
  • A tela é LED ou LCD?
  • Telas IPS
  • LCD PLS
  • Mini-LED
• O que é uma tela Super AMOLED
  • OLED, AMOLED, Super AMOLED
  • Telas dobráveis e enroláveis
• Outras siglas: FT, LTPS, LTPO, IGZO...
• De olho no futuro: microLED
• Retina, Super Retina XDR, o que é isso?
• Nits e o nível de brilho
• 120 Hz, 60 Hz: as taxas de atualização
• Qual é melhor: LCD/LED ou AMOLED?

Os diferentes tipos de painéis

Em resumo, estão disponíveis no mercado duas tecnologias para as telas dos smartphones: LCD e OLED. Cada uma delas apresenta diversas variações e gerações, que dão origem a mais siglas, assim como acontece nos televisores e suas diferentes linhas como LED, QLED, mini-LED — todas variações da tecnologia LCD.

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O que é uma tela LCD

Sigla para “tela de cristal líquido”, este tipo de componente já está bastante consolidado no mercado, com diversos fabricantes e um custo relativamente baixo. Nas telas LCD, o painel possui uma camada com cristais líquidos, cujo alinhamento é controlado com a aplicação de uma corrente elétrica.

Como os cristais por si só não emitem luz — apenas alteram as propriedades dela —, é preciso usar uma camada de iluminação (conhecida pelo termo em inglês backlight).

A tela é LED ou LCD?

Dúvida comum após o lançamento das TVs “de LED”, a resposta resumidamente é LCD. A tecnologia adotada nas telas LED é a dos cristais líquidos, com a diferença que o backlight é formado por LEDs.

Os LEDs têm a vantagem de consumir pouca energia — o que explica a ênfase dada pelos departamentos de marketing em destacar o termo em TVs, mas não tanto em celulares com suas telas reduzidas — mas, por outro lado, o funcionamento do backlight dificulta que as telas LCD/LED ofereçam um nível de contraste competitivo com as telas OLED, já que o controle da iluminação não é feito por cada um dos pixels, mas por regiões da tela.

Telas IPS

A tecnologia IPS (In-Plane Switching, alteração em plano, em tradução direta) resolve um problema das primeiras telas LCD, que adotam a técnica TN (Twisted Nematic): a distorção de cores ao olhar para a tela a partir das laterais, algo que ainda pode ser encontrado em alguns celulares e tablets mais baratos.

Nos painéis IPS, os cristais líquidos ficam alinhados à tela, resultando em ângulos de visão superiores — listados geralmente em 178º nas TVs —, outra característica das telas IPS em relação às outras tecnologias LCD é uma melhor reprodução de cores, o que explica o uso dos painéis do tipo em monitores voltados para trabalhos de edição de imagem.

LCD PLS

O padrão PLS (Plane to Line Switching) usa uma sigla muito parecida com a da técnica IPS, e o mesmo acontece com o seu funcionamento básico. A tecnologia, desenvolvida pela Samsung Display, apresenta as mesmas características das telas IPS — boa reprodução de cores e ângulos de visão, mas um nível de contraste inferior às telas OLED e LCD/VA.

Segundo a Samsung Display, os painéis PLS tem um custo de produção menor, taxas de brilho mais altas e até ângulos de visão superiores quando comparados às telas IPS da rival LG Display. No final das contas, o uso de um painel PLS ou IPS se dá pela escolha do fornecedor do componente.

Mini-LED

Um dos destaques das fabricantes de TV na feira CES 2021, a tecnologia mini-LED parecia distante dos dispositivos móveis até a Apple anunciar o iPad Pro 2021. Como o nome já indica, a técnica se baseia na miniaturização dos LEDs que formam a retroiluminação da tela — que ainda utiliza um painel LCD.

A redução do componente permite incluir mais LEDs no backlight da tela, o que resulta em um maior controle dos níveis de contraste nas diferentes áreas do display. Outra vantagem destacada pela Apple para o novo iPad é uma taxa de brilho mais alta — de até 1.600 nits em modo HDR, contra 600 nits da geração anterior, ou até 1.200 nits da tela OLED no iPhone 12.

Apesar da melhoria em termos de contraste (e potencialmente brilho) em relação às telas LCD/LED tradicionais, as LCD/mini-LEDs ainda dividem a tela em zonas de brilho — mais de 2.500 no caso do iPad e das TVs "QNED" 2021 da LG —, comparado com dezenas ou centenas de zonas na geração anterior das telas FALD (full array local dimming, em que os LEDs ficam atrás do painel LCD, no lugar das bordas).

Porém, para um controle ainda maior de contraste, feito individualmente em cada ponto na tela, é preciso partir para painéis equipados com as tecnologias microLED — ainda com custo proibitivo em 2021 — ou OLED, que até recentemente eram fabricados em grande escala apenas em tamanhos para smartphones ou televisores. 

O que é uma tela Super AMOLED

Super AMOLED é o nome comercial das telas fabricadas pela sul-coreana Samsung Display baseadas na tecnologia OLED. A principal característica dos displays OLED é o controle individual de iluminação de cada ponto, ou seja, cada pixel na tela pode ser desligado, oferecendo tons mais escuros ao exibir a cor preta — enquanto nas telas LCD ela fica mais próxima de um cinza. O resultado é um nível de contraste superior.

OLED é a sigla para diodos orgânicos emissores de luz, nesta tecnologia, cada ponto da tela fica desligado (ou seja, preto) até que uma corrente elétrica é aplicada nele. Isso explica o baixo consumo com imagens escuras, que exigem menos energia para serem reproduzidas pelo componente. Em contrapartida, o uso de imagens claras consome mais eletricidade, além de expor os diodos a um desgaste maior, origem de um dos pontos fracos da tecnologia.

OLED, AMOLED, Super AMOLED

O “AM” da sigla se refere ao uso de uma matriz ativa, no qual cada ponto na tela é controlado ativamente em termos de brilho e cor. Já o “Super” foi adotado pela Samsung Display quando a empresa integrou a camada que detecta toques na tela ao próprio painel, resultando em um componente mais fino.

A evolução mais recente da tecnologia foi batizada como “Dynamic AMOLED”. A Samsung não entrou em detalhes sobre o significado do termo, mas destacou que os painéis com essa identificação incluem certificação HDR10+ para uma gama maior de contraste e cores, além da redução da luz azul para maior conforto visual.

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Na mesma linha, o termo "Fluid AMOLED" utilizado pela OnePlus em seus aparelhos mais avançados, basicamente destaca as altas taxas de atualização empregadas, que resultam em animações mais fluidas na tela.

Telas dobráveis e enroláveis

Outra vantagem das telas OLED é que, por dispensarem o uso de uma camada de iluminação, o componente pode ser não apenas mais fino, como também flexível. Esta característica já é adotada em smartphones com telas dobráveis e é empregada também nos aparelhos conceituais com tela enrolável.

A tecnologia estreou com o obscuro Royole FlexPai, equipado com um painel OLED fornecido pela chinesa BOE, e depois foi usada no Huawei Mate X (foto acima), Motorola Razr 2019 — ambos com painel da BOE — e nas linhas Galaxy Flip e Fold, usando o componente fornecido pela Samsung Display.

TFT, LTPS, LTPO, IGZO

Não bastasse a sopa de letrinhas que já vimos no texto, é possível encontrar outros termos menos comuns, mas que nem por isso deixam de ser ressaltados nos materiais de divulgação dos smartphones.

TFT (Thin Film Transistor, transístor de película fina) — tipo de tela LCD que adota uma fina camada semicondutora depositada no painel, que permite controlar ativamente a intensidade de cor em cada pixel, com o mesmo conceito de matriz ativa (AM) usado pelas telas AMOLEDs. É usado em painéis TN, IPS/PLS, VA/PVA/MVA, etc.

LTPS (Low Temperature PolySilicon) — variação das TFTs que oferece resoluções mais altas e menor consumo que telas TFT tradicionais, baseadas na tecnologia a-Si (amorphous silicon).

IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) — material semicondutor usado na película TFT, que também permite resoluções mais altas e menor consumo, e pode ser empregado em diferentes tipos de telas LCD (TN, IPS, VA) e OLED.

LTPO (Low Temperature Polycrystaline Oxide) — tecnologia desenvolvida pela Apple que pode ser usada tanto em telas OLED quanto LCD, ela combina as técnicas LTPS e IGZO, resultando em um menor consumo de energia. É usada, por exemplo, no Apple Watch 4 e no Galaxy S21 Ultra.

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De olho no futuro: microLED

Enquanto entre os televisores a tecnologia em destaque tem sido o mini-LED — que consiste em aumentar o número de zonas de iluminação no backlight, ainda utilizando um painel LCD — os rumores em smartphones e smartwatches se voltaram para a tecnologia microLED, esta sim radicalmente diferente das telas LCD/LED, com características de imagem semelhantes às OLEDs.

Uma tela microLED possui um diodo emissor de luz para cada subpixel da tela — geralmente um conjunto com diodos vermelho, verde e azul para cada ponto —, neste caso fabricado com um material inorgânico, por exemplo o nitreto de gálio (GaN).

Por adotar uma tecnologia auto emissiva de luz, as telas microLED dispensam o uso de um backlight, com cada pixel podendo ser “desligado” individualmente. O resultado é o mesmo nível de contraste das telas OLED, sem os riscos de retenção de imagem ou burn-in dos diodos orgânicos.

Outra vantagem da tecnologia microLED é o potencial de exibição de imagens com níveis mais altos de brilho, além de menor consumo de energia, combinando os pontos fortes tanto dos painéis OLED quanto dos LCD.

Por outro lado, o uso de múltiplos diodos para cada pixel representa um desafio em termos de miniaturização dos componentes. Por exemplo, uma resolução Full HD possui pouco mais de dois milhões de pixels (1.920 x 1.080 pontos), o que requer 6 milhões de LEDs microscópicos usando uma estrutura tradicional RGB (vermelho, verde e azul).

Esse é um dos motivos que explica a adoção da tecnologia até a data de publicação deste texto apenas em telas grandes — 75 a 150 polegadas, em 2021 —, que permitem oferecer uma resolução 4k (3.840 x 2.160 pontos, quase 8,3 milhões de pixels ou 24,8 milhões de subpixels RGB) com uma boa densidade de pontos na tela.

Sem contar o preço, de 170 milhões de wons (cerca de R$ 850 mil, em conversão direta) na Coreia do Sul, do primeiro modelo à venda comercialmente, com 110 polegadas...

• 16:9, 18:9 ou 21:9: o que muda entre cada formato de tela

Retina, Super Retina XDR, o que é isso?

Falando em densidade de pontos na tela, esse foi um dos destaques da Apple em 2010, durante o lançamento do iPhone 4. A empresa batizou de “Retina Display” a tela LCD (LED, TFT e IPS, uffa!) usada no smartphone, graças à alta resolução do painel utilizado (960 por 640 pixels!) em suas 3,5 polegadas.

O nome cunhado pelo departamento de marketing da Apple é aplicado às telas em que, segundo a empresa, o olho humano não consegue discernir os pixels individualmente a uma distância normal de uso. No caso dos iPhones, o termo foi aplicado aos displays com uma densidade superior a 300 ppp (pontos por polegada).

Desde então, as demais fabricantes seguiram a tendência, adotando painéis com resoluções cada vez maiores. Enquanto o iPhone 12 mini oferece 476 ppp, modelos como Sony Xperia 1 trazem 643 ppp.

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Para se diferenciar, a Apple lançou o termo “Super Retina” (qual será o apelido de uma eventual tela microLED? “Ultra Retina”?), que basicamente define as telas OLED usadas a partir do iPhone X, com as altas taxas de contraste e precisão de cor que os proprietários de celulares Galaxy S, e até alguns Nokias antes dele, já conhecem.

Com o iPhone 11 Pro, outro termo foi anunciado, o “Super Retina XDR”. Ainda utilizando um painel OLED (fornecido pela Samsung Display ou pela LG Display), o smartphone traz especificações ainda maiores em termos de contraste — com uma taxa de 2.000.000:1 — e brilho de 1.200 nits, otimizados para exibição de conteúdos nos formatos HDR.

Como uma espécie de prêmio de consolação para os compradores do iPhone XR e do iPhone 11, que continuaram usando painéis LCD, a Apple classificou a tela usada nos smartphones com um novo termo, o “Liquid Retina”. Mais tarde aplicado também aos modelos das linhas iPad Pro e Air, o nome define as telas com uma alta gama e precisão de cores, nas palavras da empresa.

Nits e o nível de brilho

Nit, ou candela por metro quadrado no sistema internacional (cd/m²), é uma unidade de medida de luminância, ou seja, a intensidade de luz emitida. No caso das telas de smartphones e monitores em geral, o valor define o quão brilhante é o display — quanto maior o valor, mais intensa é a luz emitida pela tela.

120 Hz, 60 Hz: as taxas de atualização

Popularizados em 2019 e 2020 por smartphones topo de linha e até alguns intermediários, os termos “120 hz”, “90 hz” e outros com a mesma medida em Hertz representam a taxa de atualização do painel, seja ele LCD ou OLED. Quanto maior o valor, mais quadros por segundo são apresentados na tela.

O resultado são animações mais suaves no celular, tanto no uso regular do sistema operacional quanto em jogos, em comparação com telas de 60 hz, valor padrão no mercado para o componente.

Visto como um “gimmick” em 2017, com o lançamento do Razer Phone, o recurso conquistou mais e mais seguidores, mesmo com o maior consumo resultante. Para combater este ponto fraco, os fabricantes passaram a adotar telas com taxa de atualização variável, que pode ser ajustada conforme o conteúdo exibido, 24 fps na maioria dos filmes, 30 ou 60 fps em gravações domésticas, por exemplo.

A mesma unidade de medida é usada para a taxa de amostragem (sampling rate, em inglês). Apesar de semelhante, o valor representa neste caso a quantidade de vezes por segundo que a tela é capaz de registrar toques. Quanto mais vezes é feita a amostragem, mais rapidamente são registrados os comandos pelo smartphone, resultando em um uso mais responsivo do aparelho.

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Qual é melhor: LCD/LED ou AMOLED?

Cada uma das tecnologias apresenta vantagens e desvantagens, mas nos últimos anos as telas OLED têm ganhado destaque, principalmente com a adoção do componente nos modelos topo de linha das fabricantes. Essa popularização ficou ainda mais forte após o lançamento do iPhone X, que consolidou a imagem dos painéis OLED no segmento premium.

Como já dito anteriormente, as telas OLED/AMOLED têm como vantagem o nível de contraste, resultado do controle de brilho individual nos pixels. Outra consequência disso são a reprodução mais realista da cor preta, além de um baixo consumo de energia com a exibição de imagens escuras na tela — o que ajudou a popularizar os modos escuros nos smartphones.

Como desvantagens, as telas OLED têm um custo de fabricação maior, além de um número menor de fornecedores — dominado pelas sul-coreanas Samsung Display e LG Display, com a chinesa BOE em terceiro lugar e algumas outras fabricantes chinesas comendo pelas beiradas — em comparação com os painéis LCD.

Além disso, os diodos orgânicos que dão nome às telas OLED podem com o passar do tempo perder a capacidade de alterar suas propriedades, o que acontece quando uma mesma imagem é exibida por um longo período de tempo. Este problema, batizado de “burn-in”, tende a se manifestar principalmente com ajustes de brilho mais elevados.

Mas apesar de possível, não chega a ser algo que afeta a maioria dos usuários, que costumam confundir o burn-in com um problema semelhante, a retenção de imagem, que é temporária e costuma se resolver após alguns minutos.

• Como se livrar da retenção de imagem nas telas AMOLED

No caso das telas LCD, a principal vantagem é o baixo custo de fabricação, com dezenas de fabricantes do componente e um volume maior de produção. Algumas marcas aproveitaram esta característica para priorizar determinados recursos — como uma taxa de atualização maior — no lugar de adotar um painel OLED, caso do Xiaomi Mi 10T.

Vale lembrar ainda que, assim como em quase todos os tipos de componentes, existem telas AMOLED e LCD com diferentes níveis de qualidade e recursos, que podem ser combinados de diversas maneiras para atingir determinada categoria de preço. Essa é uma longa discussão, que já foi inclusive motivo de um debate acalorado entre meus colegas Ben e Rahul.

E você? Tem preferência por algum tipo específico de tela? Ficou de fora no texto alguma sigla relacionada aos displays? Deixe seu comentário abaixo.

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Este texto foi atualizado em março de 2021, mas foram preservados os comentários publicados anteriormente.

Fonte: Samsung Display, LG Display, Apple