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Como funcionam as telas de LCD

Como funcionam as telas de LCD?

Saiba como funcionam as famosas e cada vez mais acessíveis telas de cristal líquido.

Por Douglas Ciriaco em 6/5/2009

Apesar de ter ganho bem mais destaque nos últimos anos com o advento de monitores para computador e televisores de LCD, o cristal líquido está presente no mundo eletrônico há algum tempo.
Com certeza você possui em casa algum equipamento que use este material em sua tela, seja um relógio de pulso, uma calculadora, um forno microondas ou um aparelho de rádio. Ou seja, diariamente você tem contato com este tecnologia que se transportou para monitores e televisores.

O cristal líquido

A LCD está presente em diversos equipamentosEste termo, “cristal líquido”, soa um tanto quanto contraditório, não? Quando pensamos em cristal, nos vem à mente algo sólido, rígido, enfim, o oposto de algo líquido. Então, como é possível haver “cristal líquido”? Então, para tentar esclarecer tudo, vamos falar um pouco sobre este material.

Na verdade, ele não chega a ser nem sólido e nem líquido. Aprendemos que são três os estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso, e o cristal líquido é um meio termo entre sólido e líquido, ou seja, é um estado mesomórfico. O cristal deixa de ser sólido a uma temperatura de 145°C, que é quando atinge sua forma de aparência líquida.

Cristais líquidos são muito sensíveis à variação de temperatura, portanto isto explica o comportamento um pouco diferente de notebooks quando você está em um local muito frio ou muito quente. É justamente por esta sensibilidade que este material também é usado em termômetros.

Composição de um monitor LCD

Camadas de uma LCD

(1) – Filme polarizador na vertical
(2) – Substrato de vidro com eletrodo ITO (óxido da lata do índio)
(3) – Cristal líquido
(4) – Substrato de vidro de eletrodo ITO com traçados horizontais para se alinhar com polarizador horizontal.
(5) – Filme polarizador na horizontal
(6) – Espelho para tornar um painel refletivo

Sistemas de LCD

Os monitores de cristal líquido podem ser apresentados em dois sistemas de LCD diferentes: matriz passiva e matriz ativa. Vamos aprender um pouco mais sobre cada um destes dois tipos de monitores de cristal líquido.
Matriz Passiva
Um sistema de LCD mais simples, que utiliza uma grade simples para fornecer energia a um pixel específico na tela, ou seja, a tensão elétrica é aplicada de maneira independente para cada ponto. Este tipo de LCD já não é utilizado em aparelhos complexos como monitores e aparelhos de televisão, pois apresenta grandes desvantagens para estes tipos de produto.

Este tipo caiu em desuso nos casos citados acima devido à utilização de cores, o que demandaria milhões de conexões individuais para cada uma das três cores que compõe o sistema RGB (vermelho, verde e azul), em cada pixel. Ou seja, uma resolução de 1280 x 1024 necessitaria de quase 4 milhões de conexões para fornecimento de energia.

Seu ângulo de visão é mais restrito, o que causa “sombras” na tela conforme você se movimenta para os lados, para cima e para baixo da tela. Além disso, o tempo de resposta de um LCD de matriz passiva é menor até mesmo que o de um monitor CRT (de tubo). Enquanto esse demora cerca de 20 milissegundos para carregar um ponto, aquele leva em torno de 250 milissegundos para fazer a mesma coisa.

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Esta demora causa os “fantasmas” na tela, bastante conhecido de quem tem ou utilizou/utiliza monitores de LCD antigos. Para verificar isso na prática, movimente o mouse rapidamente ou então jogue um jogo, acesse sites, veja fotos, enfim, qualquer coisa que cause uma mudança brusca de cores na tela. Note que quando isso ocorre, a imagem demora um pouco para sumir da tela.

Apesar dos problemas apresentados em equipamentos mais complexos, aparelhos mais simples como relógios, display de calculadoras e fornos microondas se dão muito bem com este sistema, afinal, não possuem cor, não demandam contraste, brilho e nenhum outro fator do gênero.
Matriz Ativa
Construídas de maneira mais complexa, as telas de LCD de matriz ativa são utilizadas nos equipamentos mais modernos e que exigem uma maior capacidade dos displays. Sua grande diferença está na existência de um filme de transistores atrás da camada de cristal líquido, permitindo que cada pixel seja controlado individualmente, sem interferência no funcionamento dos demais.

Este filme de transistores é conhecido por TFT, acrônimo para Thin-Film Trasistors (filme fino de transistores, em português) e sua criação foi crucial para a revolução dos monitores de LCD, que hoje em dia são tão comuns e têm seus preços cada vez mais reduzidos.

As telas de matriz ativa possuem maior ângulo de visão, aproximando-se de 180°, maior contraste e um tempo de atualização bem menor do que as de matriz passiva, cerca de 45 milissegundos, aproximando-se bastante do mesmo quesito nos monitores de tubo.

Cor

As cores e a LCDAs cores estão cada vez mais presentes na vida de quem utiliza um computador e por isso este é um fator extremamente importante nos monitores de LCD. Cada pixel é composto por três subpixel, sendo um vermelho, outro verde e outro azul, ou seja, o sistema de cores RGB (Red Green Blue).

Cada subpixel possui 256 variações de tonalidades, ou seja, cada um deles pode se tornar 256 cores diferentes. Isto significa que um monitor ou televisor LCD pode reproduzir 16,8 milhões de cores, somadas todas as combinações possíveis de todos os tons de cada subpixel.

Para dar suporte a esta montoeira de cor, existem também milhões de transistores gravados sobre o vidro, cada um responsável por um pixel. Se ele deixa de funcionar, aquele pixel também se apaga, gerando o que se convencionou chamar de “pixel ruim”

Novas tecnologias LCD

Assim como tudo que envolve tecnologia nesse mundo, o LCD também possui suas inovações. Atualmente, existem diversas variações de telas de cristal líquido sendo utilizadas, como por exemplo o nemáticos super torcidos (STN), nemáticos torcidos de camada dupla (DSTN), cristal líquido ferroelétrico (FLC) e cristal líquido ferroelétrico estabilizado por superfície (SSFLC).

Benefícios

Depois de saber um pouco mais sobre as telas de cristal líquido, é importante conhecer alguns de seus benefícios. Na questão ergométrica, eles têm larga vantagem sobre os monitores de CRT por cansarem menos a vista de quem o utiliza, emitindo pouca (ou nenhuma) radiação nociva.

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Além disso, estes equipamentos consomem menos energia, o que significa menos gastos para você e uma pequena (mas importante) contribuição ecológica. Em tempos de devastação ambiental e gripe suína, todo recurso natural poupado, por menor que seja, já pode ser celebrado.

O fato de ter telas completamente planas e ocupar menos espaço, também são benefícios consideráveis. Diferentemente de monitores e televisores CRT, que além do espaço que tomavam de uma mesa, podiam causar distorções em imagens exibidas em suas telas curvas.

Adquirindo seu LCD

Se você pensa em comprar um monitor ou televisor LCD, o Baixaki possui dois artigos referentes a este assunto. Um trata de dicas para aquisição de monitores LCD de maneira específica, é o Saiba o que levar em conta na hora de comprar um monitor LCD. O outro trata sobre Como acertar na escolha da sua televisão nova, e dá diversas dicas sobre televisores de LCD e também de outras tecnologias.

OLED: Sucessor da LCD

Apesar do grande sucesso e da popularização das telas de cristal líquido, uma outra tecnologia promete desbancá-la. Ela é o diodo orgânico emissor de luz ou apenas OLED (sigla para Organic Light-Emitting Diode, em inglês). Esta difícil missão – a de superar as LCDs – tem como carro chefe o fato de telas de OLEDs serem mais leves, finas e consumirem menos energia.

Como isso é possível? Os diodos OLEDs possuem “luz própria”, ou seja, emitem luz ao receberem uma carga elétrica, o que dispensa a luz de fundo das LCDs. Ou seja, menos camadas serão utilizadas, o que tornará um aparelho com estes diodos mais leve e fino. Além disso, seu consumo de energia chega a ser 40% menor do que um LCD com as mesmas dimensões.

Sony XEl-1 com tela OLED de apenas 3 milímetros

Outro ponto a favor do OLED é que suas telas conseguem prevenir a emissão de luz em tons de cinza e, por isso, possuem uma taxa de contraste que pode chegar até a 1.000.000:1, número várias vezes maior do que as de LCD encontradas no mercado atualmente. Além de televisores e monitores para computador, esta tecnologia deve aparecer em aparelhos celulares, reprodutores de mídia portáteis (MP3 players, MP4 players, etc.) e também videogames portáteis.

Contudo, especialistas dizem que ainda é cedo para afirmar qual das novas tecnologias existentes será a que vai superar o LCD – que já superou as telas de plasma. De qualquer modo, nos próximos anos algumas novidades deverão surgir para colocar ainda mais lenha nesta fogueira.

. . . .

Obviamente ainda há muito mais o que falar sobre o desenvolvimento e o funcionamento de um aparelho complexo como os que possuem LCD. Contudo, nós tentamos usar uma linguagem simples, de modo a facilitar a compreensão de todos os nossos usuários. Espero que nosso artigo tenha alcançado este objetivo. Qualquer nova informação, compartilhem com todos através dos comentários! Uma boa semana a todos!

Fonte:André Junior <thejuniorjf>

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