História do LCD
Hoje, LCDs estão em tudo o que vemos, mas não apareceram da noite para o dia. Levaram muito tempo para se chegar desde o descobrimento de cristal líquido as mil aplicações de LCD que hoje aproveitamos. Cristais líquidos foram primeiro descobertos em 1888, pelo botânico austríaco Friedrich Reinitzer. Reinitzer observou que quando derretia uma curiosa substância parecida com colesterol (benzonato de colesterol), a substância se tornava primeiro um líquido nebuloso e depois clareava quando a sua temperatura se elevava. Depois de esfriado, o líquido se tornava azul antes que finalmente se cristalizava. Oito anos se passaram antes que a RCA fez o seu primeiro experimento de LCD em 1968. Desde então, fabricantes de LCD desenvolveram engenhosas variações e melhorias na tecnologia, levando o LCD para maravilhosos níveis de complexidade técnica. E ainda há todas as indicações de que haverá muitos desenvolvimentos em LCD no futuro!
Matrix Passivo
LCDs Matrix Passivo usam uma simples grade para fornecer a carga para um pixel me particular na tela. Criar a grade exige um certo processo! Começa com 2 camadas de vidro chamados de substratos. É dado a um substrato colunas e a outro substrato fileiras feitos de um material condutivo transparente, geralmente óxido de indium-tin.
As fileiras ou colunas são conectadas a circuitos integrados que controlam quando uma carga é enviada a alguma coluna ou fileira. É feito um sanduíche com o material de cristal líquido entre 2 substratos de vidro, e um filme polarizado é adicionado do lado de fora de cada substrato. Para ligar um pixel, o circuito integrado envia uma carga para a coluna correta de um substrato e um terra ativado na fileira correta do outro substrato. A fileira e a coluna se intersectam em um designado pixel, que leva voltagem para destorcer os cristais líquidos daquele pixel.
A simplicidade do sistema matrix passivo é linda, mas possui alguns inconvenientes significativos, notavelmente um tempo de resposta lento e controle de voltagem imprecisa. Tempo de resposta refere-se a habilidade dos LCDs de refrescar a imagem mostrada. A maneira mais fácil de observar o tempo de resposta lento em um sistema de LCD matrix passivo é movendo o mouse rapidamente de um lado da tela ao outro. Você notará uma serie de “fantasmas” seguindo a flecha do mouse. Controle de voltagem impreciso impossibilita a habilidade do matrix passivo de influenciar somente um pixel de cada vez. Quando a voltagem é aplicada para destorcer um pixel, os pixels em volta destorcem parcialmente, o que faz com que as imagens pareçam confusas perdendo contraste.
Matrix Ativo
LCDs Matrix Ativos dependem de um fino filme de transistores (TFT). Basicamente, TFTs são pequenos interruptores de transistores e capacitores. Eles são arranjados no matrix em um substrato de vidro. Para direcionar a um pixel em particular, a fileira certa é ligada, e depois a carga é enviada para a coluna correta. Já que todas as outras fileiras que a coluna intersecta estão desligadas, somente o capacitor no pixel designado recebe a carga. O capacitor é capaz de segurar a carga até o próximo ciclo de refrescamento. E se nós controlamos cuidadosamente a quantidade de voltagem fornecida a um cristal, podemos destorcer somente o bastante para permitir alguma luz passando.
Fazendo isto muito precisamente, com incrementos muito pequenos, LCDs podem criar uma escala cinza. Muitas telas hoje oferecem 256 níveis de brilho por pixel.
Cor
Um LCD que pode mostrar cores deve possuir 3 subpixels com filtros vermelho, verde e azul para criar cada pixel colorido. Través do cuidadoso controle e variação de voltagem aplicada, a intensidade de cada pixel pode variar até 256 tons. Combinando os subpixels produz uma possível paleta de 16.8 milhões de cores (256 tons de vermelho x 256 tons de verde x 256 tons de azul). Estas telas de cores levam um número enorme de transistores. Por exemplo, um típico laptop suporta resoluções de até 1,024×768. Se multiplicarmos 1,024 colunas por 768 fileiras por 3 subpixels, temos 2,359,296 transistores presos no vidro! Se há um problema com um destes transistores, cria-se um “pixel ruim” na tela. A maioria das telas de matrix ativo possui poucos pixels ruins espalhados pela tela.
Avanços em LCD
A tecnologia em LCD está constantemente evoluindo. LCDs hoje possuem muitas variações de tecnologia de cristal líquido, incluindo super torcidos nemáticos (STN), “dual scan” nemáticos torcidos (DSTN), cristal líquido ferroelétricos (FLC) e cristal líquidos ferroelétricos de superfície estabilizada (SSFLC).
O tamanho de tela é limitado por problemas de controle de qualidade vividos pelos fabricantes. Simplesmente, para aumentar o tamanho da exposição, fabricantes têm que adicionar mais pixels e transistores. Assim que aumentam o número de pixels e transistores, eles também aumentam a chance de incluir um transistor ruim na tela. Fabricantes existentes de grandes telas de LCDs muitas vezes rejeitam até 40% de painéis que vem da linha de produção. O nível de rejeição diretamente afeta o preço do LCD já que as vendas dos bons LCDs devem cobrir o custo de ambos fabricados, os bons e ou maus LCDs.
