Uma tela LCD inclui uma fina camada de material de cristal líquido entre dois eletrodos em substratos de vidro, com dois polarizadores de cada lado. Um polarizador é um filtro óptico que permite que as ondas de luz de uma polarização específica passem enquanto bloqueia as ondas de luz de outras polarizações. Os eletrodos precisam ser transparentes, então o material mais popular é o ITO (Indium Tin Oxide).

Como o LCD não pode emitir luz sozinho, normalmente uma luz de fundo é colocada atrás de uma tela LCD para ser vista durante o ambiente escuro. As fontes de luz para luz de fundo podem ser LED (Light Emitting Diode) ou CCFL (Cold Cathode Fluorescente Lamps). A luz de fundo LED é a mais popular. Claro, se você gosta de ter uma tela colorida, uma camada de filtro de cor pode ser feita em uma célula LCD. O filtro de cores consiste em cores RGB. Você também pode adicionar um painel de toque na frente de um LCD.

Fig. 1 Estrutura do visor LCD

Como funcionam os LCDs?

A primeira tecnologia de painel LCD em produção em massa é chamada TN (Twisted Nematic). O princípio por trás dos LCDs é que quando um campo elétrico não é aplicado às moléculas de cristal líquido, as moléculas giram 90 graus na célula LCD. Quando a luz da luz ambiente ou da luz de fundo passa pelo primeiro polarizador, a luz é polarizada e torcida com a camada molecular de cristal líquido. Quando atinge o segundo polarizador, é bloqueado. O espectador vê que a tela está preta.

Quando um campo elétrico é aplicado às moléculas de cristal líquido, elas são destorcidas.  Quando a luz polarizada atinge a camada de moléculas de cristal líquido, a luz passa direto sem ser torcida. Quando atingir o segundo polarizador, ele também passará, o espectador verá que a tela está brilhante.

Como a tecnologia LCD usa campos elétricos em vez de corrente elétrica (passagem de elétrons), ela tem baixo consumo de energia.

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Fig. 2 Como funcionam os LCDs

 

Noções básicas de monitores LCD

O LCD mais básico apresentado acima é chamado de LCD de matriz passiva, que pode ser encontrado principalmente em aplicativos simples ou de baixo custo, como calculadoras, medidores de utilidade, relógios digitais antigos, despertadores etc.  LCDs de matriz passiva têm muitas limitações, como o ângulo de visão estreito, velocidade de resposta lenta, escurecimento, mas é ótimo para consumo de energia.

Para melhorar as desvantagens, cientistas e engenheiros desenvolveram a tecnologia LCD de matriz ativa. A mais utilizada é a tecnologia LCD TFT (Thin Film Transistor). Com base em TFT LCD, tecnologias de LCD ainda mais modernas são desenvolvidas. O mais conhecido é o LCD IPS (In Plane Switching).  Possui ângulo de visão super amplo, qualidade de imagem de imagem superior, resposta rápida, ótimo contraste, menos defeitos de queima etc.

LCDs IPS são amplamente utilizados em monitores LCD, TVs LCD, Iphone, pads etc. A Samsung revolucionou a retroiluminação LED para ser QLED (ponto quântico) para desligar os LEDs onde a luz não for necessária para produzir pretos mais profundos.

Fig. 3 Tela TFT Colorida Ativa

Diferentes tipos de LCD

• • – Exibição nemática torcida:  A LCDs TN (Twisted Nematic) a produção pode ser feita com mais frequência e usar diferentes tipos de displays em todas as indústrias. Esses monitores são usados ​​com mais frequência pelos jogadores, pois são baratos e têm tempo de resposta rápido em comparação com outros monitores. A principal desvantagem desses monitores é que eles têm baixa qualidade, bem como taxas de contraste parciais, ângulos de visão e reprodução de cores. Mas, esses dispositivos são suficientes para operações diárias.

 

• • – Exibição de comutação no plano:  Telas IPS são considerados os melhores LCD porque oferecem boa qualidade de imagem, ângulos de visão mais altos, precisão e diferença de cores vibrantes. Esses monitores são usados ​​principalmente por designers gráficos e em algumas outras aplicações, os LCDs precisam dos padrões máximos de potencial para a reprodução de imagem e cor.

 

• • – Painel de Alinhamento Vertical: O alinhamento vertical (VA) painéis caem em qualquer lugar no centro entre Twisted Nematic e tecnologia de painel de comutação no plano. Esses painéis têm os melhores ângulos de visão, bem como reprodução de cores com recursos de maior qualidade em comparação com os monitores do tipo TN. Esses painéis têm um baixo tempo de resposta. Mas, estes são muito mais razoáveis ​​e apropriados para o uso diário.

 

• • – A estrutura deste painel gera pretos mais profundos e cores melhores em comparação com a tela nemática torcida. E vários alinhamentos de cristal podem permitir melhores ângulos de visão em comparação com telas do tipo TN. Esses monitores chegam com uma compensação porque são caros em comparação com outros monitores. E também eles têm tempos de resposta lentos e baixas taxas de atualização.

 

• • – Comutação Avançada de Campo Fringe (AFFS):  Os LCDs AFFS oferecem o melhor desempenho e uma ampla variedade de reprodução de cores em comparação com os monitores IPS. As aplicações do AFFS são muito avançadas porque podem reduzir a distorção da cor sem comprometer o amplo ângulo de visão. Normalmente, essa tela é usada em ambientes altamente avançados e profissionais, como nos cockpits de aviões viáveis.

 

• • – Exibições de matriz passiva e ativa: Os LCDs do tipo matriz passiva funcionam com uma grade simples para que a carga possa ser fornecida a um pixel específico no LCD. Uma camada de vidro dá colunas, enquanto a outra dá linhas que são projetadas usando um material condutor claro como óxido de índio-estanho. O sistema de matriz passiva tem grandes desvantagens, particularmente o tempo de resposta é o controle de tensão lento e impreciso. O tempo de resposta da tela refere-se principalmente à capacidade da tela de atualizar a imagem exibida.

 

• - Os LCDs do tipo matriz ativa dependem principalmente de TFT (transistores de filme fino). Esses transistores são pequenos transistores de comutação, bem como capacitores que são colocados dentro de uma matriz sobre um substrato de vidro. Quando a linha apropriada é ativada, uma carga pode ser transmitida pela coluna exata para que um pixel específico possa ser endereçado, porque todas as linhas adicionais que a coluna cruza são desligadas, simplesmente o capacitor próximo ao pixel designado recebe uma carga .

 

Benefícios sobre outros monitores

As tecnologias LCD têm grandes vantagens de leve, fino e baixo consumo de energia, o que tornou possível TVs de parede, laptops, smartphones, pads. Em seu caminho para o progresso, eliminou a concorrência de muitas tecnologias de exibição. Não vemos mais monitores CRT em nossas mesas e TVs de plasma em nossa casa. A LCD Technologies domina o mercado de telas agora. Mas qualquer tecnologia tem suas limitações.

As tecnologias LCD têm tempos de resposta lentos, especialmente em baixa temperatura, ângulos de visão limitados, é necessária luz de fundo. Com foco nas desvantagens do LCD, a tecnologia OLED (Organic Light Emitting Diodes) foi desenvolvida. Algumas TVs e telefones celulares de última geração começam a usar telas AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes).

Esta tecnologia de ponta oferece uma reprodução de cores ainda melhor, qualidade de imagem nítida, melhor gama de cores e menor consumo de energia quando comparado à tecnologia LCD. Observe que os displays OLED incluem AMOLED e PMOLED (Díodos Emissores de Luz Orgânicos de Matriz Passiva). O que você precisa escolher é AMOLED para sua TV e telefones celulares em vez de PMOLED.

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