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‘LCD – TECNOLOGIA DE CRISTAIS LÍQUIDOS’
                1.Resumo
               2.Introdução
           3.Evolução histórica
           4.Materiais utilizados
             5.Funcionamento
               6.Aplicações
        7.Vantagens e Desvantagens
              8. Manutenção
           9.LCD – Que futuro?
1.Resumo
Este trabalho visa efectuar uma abordagem, com algum pormenor, sobre uma das principais facetas da
indústria da electrónica nos dias de hoje: a tecnologia de cristais líquidos.
Começamos por considerar a evolução histórica do LCD, uma tecnologia relativamente recente, mas já
bastante evoluída.
Por outro lado, além de uma descrição sobre o que está na base do funcionamento desta tecnologia e
das topologias abordadas no fabrico dos produtos que dela derivam, procuramos também evidenciar os
principais aspectos que a destacam das demais existentes no mercado.
Em última análise abordaremos as perspectivas futuras da tecnologia LCD e possíveis evoluções da
mesma. Isto, para além de apresentarmos uma outra tecnologia que poderá vir a ser a sucessora do
LCD, a tecnologia OLED.




                                          Index
2.Introdução
       Várias foram as tecnologias desenvolvidas ao longo destes últimos anos, que se pretenderam
afirmar no mercado como soluções alternativas aos dispositivos CRT (Tubo de Raios Catódicos). O
objectivo principal centrava-se em oferecer equipamentos mais compactos e mais eficientes do ponto de
vista do consumo de energia.
      Tecnologias como o LED (Light Emitting Diode), PDP (Plasma Display), FED (Field Emission
Display), EL (Electroluminescent Panel), DMD (Digital Micromirror Device) e VFD (Vacuum Fluorescent
Display) pretendiam alcançar esse objectivo mas, no entanto, o LCD (Liquid Crystal Display) foi o que se
mostrou mais eficiente, para a maior parte das aplicações a que se destinava.
       As aplicações em LCD podem ser vistas como a parte mais recente da evolução da interface das
comunicações, que começou com a pictografia ancestral e a invenção da escrita e culminou, nos dias de
hoje, com o surgimento da imagem.
      Actualmente, esta tecnologia deixou de ser usada somente nos computadores portáteis - limitados
em termos de espaço, peso e consumo de energia - para passar a ser parte integrante dos computadores
de secretária, onde até então apenas se usava CRT.




                                          Index
3.Evolução histórica
      Descoberto em 1888 pelo botânico austríaco Freidrich Reinitzer, o cristal líquido é uma substância
cujas moléculas podem ser alinhadas quando sujeitas a um campo eléctrico, algo semelhante ao que
acontece com fragmentos de metal quando se aproximam de um íman.


      Cerca de uma década depois, quando ainda decorriam os estudos sobre cristais líquidos, surge
aquele que mais tarde virá a ser substituído pelo LCD, o CRT.


      Em 1963, Richard Williams e George Heilmeier sugeriram o uso de cristais líquidos no fabrico de
um display, o que veio a suceder 5 anos mais tarde, quando o grupo RCA produziu o primeiro LCD
experimental.




                                    Figura – Primeiras aplicações usando a tecnologia
                                    com base em cristais líquidos


                                          Index
Evolução histórica
        Durante a década de 70 começam a surgir as
  primeiras aplicações do LCD.
        É produzido o primeiro relógio que recorre a esta
  tecnologia (1972), por parte da International Liquid Crystal
  Company (ILIXCO), a Sharp inventa a primeira
  calculadora portátil com visor LCD (1973) e Walter Spear
  e Peter LeComber fabricam o primeiro display a cores
  (1979) usando tecnologia baseada em cristais líquidos.
        Em 1985, a Seiko-Epson revela ao Mundo o
  primeiro aparelho de televisão com LCD a cores.
        Recentemente, em 2005, a Samsung desenvolveu o
  maior (82”) sistema de televisão de alta definição (HDTV)
  usando tecnologia TFT-LCD.




Index
Figura – Moléculas de cristais
                                                     líquidos




                                              4.Materiais utilizados
       Um dos constituintes fundamentais do LCD é o cristal líquido. As moléculas de cristal líquido possuem a
característica de poderem ser alinhadas, segundo uma dada direcção, quando sujeitas a campos eléctricos. Isto permite
a passagem da luz, consoante o alinhamento dessas moléculas.
      Esta propriedade dos cristais líquidos faz com que estes sejam utilizados no fabrico de diversos tipos de ecrãs.
        Os monitores do tipo LCD não possuem um tubo de raios catódicos (CRT) mas sim tecnologia LED ou uma fonte
de luz fluorescente denominada backlight.


.




                                               Index
5.Funcionamento

      De uma forma geral, esta tecnologia baseia-se em produzir imagens sobre uma superfície
plana composta por cristal líquido e filtros coloridos. Duas superfícies com filtros polarizados, que
podem ser encarados como um conjunto de fios muito finos paralelos, controlam os raios de luz que
passam através das moléculas de cristal líquido. As linhas de um dos filtros são dispostas
perpendicularmente às linhas do outro filtro, e as moléculas entre as duas superfícies são forçadas
a um estado torcido, direccionando os raios de luz da mesma forma.
      Assim, quando não há nenhum campo eléctrico aplicado às moléculas, a direcção do raio de
luz vai-se alterando à medida que passa pelo cristal até encontrar a segunda superfície, cuja
direcção das ranhuras coincidirá com a do raio de luz.




                                          Index
Funcionamento
      Se um campo for aplicado ao cristal, as moléculas dispõem-se verticalmente, fazendo com que os
raios de luz percorram o intervalo sem alterar a sua direcção, até encontrarem a segunda superfície que
bloqueará os raios.
     Podemos referir, de um modo simplificado, que a ausência de um campo aplicado é sinónimo de
passagem de luz. Por sua vez, quando aplicamos uma tensão esta luz será bloqueada.
      Uma fonte de luz fluorescente, identificada geralmente pelo termo backlight, é responsável pela
emissão dos raios que são alinhados pelos filtros polarizados. A luz direccionada passa, então, pela
camada contendo milhares de bolhas de cristal líquido arranjadas em pequenas células que, por sua
vez, estão dispostas em linhas na tela. Uma ou mais células formam um pixel no monitor.




                                          Index
Figura 3 – Esquema
                                                      de funcionamento do
                                                      LCD.




      Em ecrãs LCD policromáticas, cada pixel é formado por três células de cristal líquido. Cada uma
delas, filtrada por filtros vermelho, verde ou azul. Ao passar por essas células filtradas, a luz produz as
cores que são vistas nas telas LCD.
      A área à volta do pixel, já colorido, é colocada a preto, aumentando assim o contraste. Por sua
vez, a luz passa ainda por um polarizador, para aumentar a nitidez e intensidade do pixel.
      Existem dois principais tipos de telas de cristais líquidos: matriz passiva e matriz activa (TFT -
Thin-Film Transistor).
       Na tecnologia de matriz passiva, a tela consiste numa matriz de fios horizontais e verticais. A
intersecção dos fios define um pixel, e a corrente que controla os pixels é enviada através desses fios.




                                           Index
Funcionamento
A desvantagem deste método apresenta-se como sendo a maior complexidade existente no
processo de fabrico, essencialmente devido à grande quantidade de transístores que é
utilizada.
Como o LCD é geralmente construído sobre um único substrato, por razões de
custo, o grau de atenção no processo de fabrico deve ser muito alto. Apenas para efeitos de
comparação, um substrato com quatro painéis de resolução de 800 por 600 pontos usa cerca
de 5,8 milhões de transístores, mais do que o volume usado pelo processador Pentium.


Os LCD são classificados como transmissivos ou reflexivos, dependendo da posição da sua fonte de luz.
Um LCD transmissivo é iluminado por uma fonte de luz clara da parte traseira e visto da
parte dianteira.
Tais LCD são usados em aplicações onde se requerem níveis luminosos elevados,

como sejam o computador, PDA’s, televisões e telefones móveis.




                                        Index
Por outro lado, os LCD reflexivos, encontrados geralmente em mostradores digitais dos relógios e
das calculadoras, são iluminados por uma luz externa que, por sua vez, é reflectida para trás por um
reflector, situado atrás da exposição.


        Em termos de consumo de potência, os LCD reflexivos, devido à ausência de uma fonte clara
artificial, são mais eficientes do que os transmissivos.


        Actualmente existem ecrãs de LCD, que combinam as características básicas de cada uma das
implementações. São denominados Transflective LCD e operam tanto em modo transmissivo como
reflexivo, dependendo da luminosidade do ambiente em que estão inseridos.




                                          Index
Funcionamento

      Quando um feixe de luz passa pelas moléculas do cristal líquido, sua direcção é alterada.
      Então basta colocar a placa de cristal líquido entre dois polarizadores, aplicar tensão entre eles e fazer a luz
passar por um dos polarizadores, através do cristal líquido até chegar no outro polarizador.



      Polarizador – Filtro de vidro formado por ranhuras que só deixa a luz passar numa direcção.
      Os polarizadores são colocados nas extremidades do cristal líquido com as ranhuras a 90º um em relação ao outro.
      Entre eles vai uma fonte de tensão que pode ser ligada ou desligada.



      Veja a estrutura na figura abaixo:




                                                  Index
Funcionamento




  Index
Funcionamento
       Quando não há tensão aplicada entre os polarizadores, a iluminação atravessa o primeiro e as moléculas do
cristal líquido torcem a luz em 90º de modo que ela consegue atravessar o segundo e se torna visível na frente do
display.
      Assim o display fica claro.


       Quando há tensão aplicada entre os polarizadores, as moléculas se orientam de outra forma de modo a não
alterar o sentido da luz vinda do polarizador 1.


      Assim a luz não consegue sair pelo polarizador 2 e não pode ser vista na frente do display.


      Assim o display fica escuro.


      Controlando o nível de tensão aplicada entre os polarizadores é possível variar o nível de luz que atravessará o
display.




                                                   Index
Funcionamento
A DIVISÃO DO DISPLAY LCD E OS TFTs

     Pixel – É a menor parte que forma a imagem.


     Cada pixel é formado por 3 subpixels, um vermelho (R), outro verde (G) e outro azul (B).


     A tela de LCD é dividida em pixels e subpixels.


     Por exemplo: uma tela SVGA tem resolução de 800 colunas x 600 linhas. Daí ela é formada por 480.000 pixels.


      Como cada pixel tem 3 cores, então dá um total de 1.440.000 divisões nesta tela. Já uma tela XVGA tem resolução
de 1024 x 768, possui 786.432 pixels e 2.359.296 divisões.


      Quanto maior a resolução da tela, mais divisões ela deve ter.
       Cada divisão (subpixels) da tela é controlada por um minúsculo transístor mosfet montado num vidro localizado
atrás do bloco de cristal líquido.
     Cada transístor deste chama-se TFT.


                                                  Index
Funcionamento

      Como cada subpixel (cor) recebe 8 bits de cada vez, ele pode apresentar 256 níveis de brilho.

      Como cada pixel tem três cores, multiplicando os 256 níveis de brilho para cada uma, resulta que este pixel pode
reproduzir 256 (R) x 256 (G) x 256 (B) = 16.777.216 cores, ou seja, mais de 16 milhões de cores.

      Os capacitores “storage” armazenam por alguns instantes a informação de brilho daquele subpixel.

     As telas LCD usando transístores TFT são chamadas de matriz activa e proporcionam maior vivacidade à
imagem, sendo usadas por todos os monitores de computador e televisores LCD da actualidade.




                                                   Index
Index
Figura – Exemplos de aplicações da tecnologia
                      LCD
                                        6.Aplicações

       As primeiras aplicações a fazerem uso da tecnologia LCD remontam a meados dos anos 70.
Tratavam-se, sobretudo, de visores de calculadoras e de relógios digitais. Só na década de 80 se passou
a aplicar o LCD - na altura em plena evolução – aos aparelhos de televisão.
      Actualmente, para além de se continuarem a desenvolver aparelhos de televisão com base nesta
tecnologia, apresentando crescentes melhorias de qualidade, também cada vez mais os fabricantes de
monitores de computador recorrem a telas de LCD.
       Isto sucede, pois a tecnologia LCD permite a exibição de imagens monocromáticas ou coloridas e
animações em praticamente qualquer dispositivo, sem a necessidade de um tubo de raios catódicos.
Aliás, desde sempre que os notebooks usam LCD nos seus ecrãs, responsável em grande parte pelas
suas reduzidas dimensões.
      No entanto, o LCD não se limita a ser usada no fabrico de monitores para computador.
      É possível encontrar no mercado dispositivos como relógios de pulso e de parede, consolas
portáteis, câmaras digitais, telemóveis, calculadoras, leitores multimédia e muitos outros gadgets em que
o ecrã é um dos componentes principais, e que fazem uso da tecnologia de cristais líquidos.




                                          Index
7.Vantagens e Desvantagens
       Nos dias de hoje, onde a tecnologia evolui a um ritmo sem precedentes, as exigências dos
utilizadores crescem quase na mesma proporção. É cada vez maior a necessidade que o ser humano
tem de se ver rodeado de tecnologia que lhe facilite, de certa forma, o seu dia-a-dia.
       No que diz respeito à tecnologia LCD, de referir que esta apresenta enormes virtudes
relativamente aos seus antecessores. Contudo, não deixa de ter ainda algumas limitações
que, porventura, evitarão a sua maior disseminação.
       O facto dos monitores LCD terem uma tela realmente plana elimina as distorções das imagens
verificadas nas telas que têm uma certa curvatura (por mais pequena que seja), como é o caso nos
monitores CRT. Esta vantagem assume um peso importante na componente visual do produto, uma vez
que interage directamente com o sistema visual humano, apresentando-se como uma tecnologia
apelativa.
      Outra vantagem é a menor ocupação de espaço e peso que o monitor LCD possui nas várias
aplicações desenvolvidas nesta área, possibilitando deste modo a evolução tecnológica no aspecto
móvel dos vários aparelhos que utilizam esta tecnologia.
     Devido ao crescente número de horas que os utilizadores passam em frente dos monitores de
computador, uma vantagem importante trata-se do facto dos ecrãs LCD cansarem menos a vista em
comparação com outras tecnologias.
     .

                                   Figura – Tecnologia CRT vs Tecnologia LCD


                                       Index
Vantagens e Desvantagens
      Hoje em dia, onde tanto se ouve falar, até mesmo a nível político, da poluição crescente em
todo o mundo e se refere as energias renováveis como modo de combater este grave problema
mundial, é uma vantagem enorme sabermos que os monitores LCD consomem bastante menos
energia que os CRT.
      Por outro lado, diversos são os estudos efectuados com o objectivo de evidenciar os efeitos
nocivos da radiação emitida quer pelos telemóveis, quer por outros aparelhos electrónicos. Assim
sendo, é bom referir que os monitores LCD emitem muito pouca radiação ou até mesmo nenhuma
radiação prejudicial ao ser humano.
       À medida que o utilizador dá cada vez mais importância ao tamanho da imagem, visando sempre
uma imersão na cena, os monitores LCD possibilitam tal experiência, apresentando uma maior área de
exibição. O mesmo não sucede nos monitores CRT já que a carcaça cobre as bordas do tubo de raios
catódicos.
      Como em qualquer tipo de tecnologia em desenvolvimento, nem tudo são vantagens. Existem
sempre os contras e os monitores LCD não fogem à regra.
      A principal tem a ver com a dificuldade em produzir monitores LCD perfeitos, dado o número
elevado de transístores incorporados (mais do que o volume usado pelo processador Pentium).




                                       Index
É verdade que os utilizadores cada vez mais procuram uma melhor qualidade de serviço, porém o
custo do equipamento tem um papel preponderante na escolha de qualquer produto. Os monitores LCD
são bem mais caros que os monitores CRT, o que pode fazer pesar na decisão.
      Por outro lado, os monitores LCD apresentam um menor contraste relativamente aos monitores
CRT, tendo como consequência uma degradação visual provocada ao sistema visual humano. Esta
representa outra desvantagem dos LCD.
     Os ecrãs LCD apresentam um ângulo de visão limitado, embora isso suceda, sobretudo, em
modelos mais antigos e, portanto, qualquer desvio de visão causa distorção nas cores e na imagem.

      Finalmente, para além das desvantagens já referidas, há ainda o facto de os monitores LCD
poderem apresentar pixels que não funcionam convenientemente, isto é, não mudam de cor (os
chamados “dead pixels”). Todavia, isso é cada vez menos frequente nos equipamentos actuais




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Manutenção
Falta uma das cores primárias:

              Um defeito como esse não devemos pensar nos circuitos que estão depois do conversor A/D, pois esse tipo de
defeito é característico da parte analógica.
              Sempre que observar o esquema eléctrico de um monitor LCD, verá um CI denominado, conversor analógico digital
ou abreviado como A/D.
              Então devemos procurar esse tipo de defeito antes de entrar no conversor A/D.

Pode ser:

      Cabo de sinal com problema;
      Diodos que estão entre o cabo de sinal e a massa;
      Portas lógicas que às vezes existem entre o cabo de sinal e o conversor A/D;
      CI pré-amplificado do vídeo quando existe separado do conversor A/D.

Falta sincronismo:

            Geralmente esta ligado a defeitos relacionados na parte de sinal analógico.

Procedimento:

            Seguir o cabo de sinal, fios do sincronismo e ver de onde entra.
            Geralmente entra em circuito integrado, mas passa antes por resistores e diodos.


                                                    Index
Manutenção
o Flickering – cintilação:

             Devemos separa se o defeito está no inversor ou na placa principal ou é apenas ao nível de software.
             Se o drive não estiver instalado correctamente pode causa cintilação.
             Para se ter uma ideia, o driver é tão importante que na ausência do mesmo as letras ficam fora do foco, ou
seja, não dá nitidez.
             Observe as lâmpadas por trás do LCD, se as mesmas estiverem cintilando, então o defeito pode estar nas
lâmpadas ou no inversor e não na placa principal.

o Pode ser:

No inversor: Se existirem duas lâmpadas, e as duas estiverem cintilando, é mais provável que o defeito esteja no inversor.
                                                       o Na placa principal: Geralmente capacitores electrolíticos causam
                                                       problemas na imagem com sintonia semelhante à de um monitor
                                                       CRT, por exemplo, quando da a impressão que o
                                                       vertical está fechado em baixo e na verdade não existe um circuito
                                                       vertical.
                                                       o Procedimento:
                                                       Aplicando spray congelante no circuito pode-se determinar em que
 Haverá sempre um par de fios grossos para             área do circuito está o capacitor defeituoso, pois geralmente o defeito
 as CCFL, sendo assim, fica fácil reconhecer o         desaparece quando o capacitor é congelado.
 inversor.



                                                     Index
Manutenção
CONTROLE DOS TRANSISTORES TFT DO DISPLAY LCD


       A ligação entre o display LCD e a placa do monitor é feita por um conector chamado LVDS (sinalização diferencial de
baixa tensão).

       Assim os dados digitais são aplicados ao display por linhas de 0 ou 1,2 V proporcionando maior velocidade de
transferência destes dados e sem ruídos.

       Ao passarem pelo conector LVDS, os dados vão para um CI controlador do display e deste para vários CIs LDI que
fornecem os bits para accionamento dos transístores TFT.

      O CI controlador do display fica localizado numa placa ligada no substrato de vidro onde estão os TFTs.

      Já os CIs LDI ficam entre a placa e o substrato de vidro.

      Porém estes componentes não são substituídos quando queimam.

      A solução é a troca do display inteiro.

      Veja na figura baixo a localização dos CIs de accionamento dos transístores TFT do display:



                                                     Index
Manutenção




Na placa do display também entra um +B de 3,3 ou 5 V para alimentar os CIs de controle e LDI.




                                                  Index
Manutenção
      As lâmpadas CCFL são alimentadas com tensão alternada de 300 a 1300 V.

      Tal tensão é obtida por uma fonte inverter.

       Esta fonte é formada por transformadores, transístores chaveadores e CI oscilador que trabalham em alta frequência
(entre 40 e 80 kHz).

     O inverter transforma então uma tensão contínua baixa entre 12 e 19 V numa alta tensão alternada para acender as
lâmpadas.

      A fonte inverter é bem fácil de se encontrar no monitor. Basta seguir os cabos das lâmpadas (dois cabos para cada).
      A placa onde eles estão encaixados é a fonte inverter.




                                                     Index
Manutenção

     Na fonte inverter entra também um sinal de controle vindo da placa do monitor para controlar a tensão fornecida para as
lâmpadas e desta forma ajustar o brilho da tela.

      Também entra um sinal de controle para desligar a lâmpada em caso de alguma falha no sistema como por exemplo a
queima de uma das lâmpadas do display




                                                   Index
Manutenção
                                                  Tela clara, porém sem imagem

              Nesse caso é importante ver as fontes secundárias, começando pelas fontes de 3,3v.


                                                            Tela escura

              Em primeiro lugar deve-se observar se as lâmpadas estão apagadas ou com brilho baixo.

              Caso estejam apagadas ou com brilho baixo, meça a tensão na saída do inversor
          .
              Se a tensão não estiver correcta, ver o inversor.

              Caso a tensão estiver correcta, troque as lâmpadas.

              Pode ocorrer também de apenas uma parte da tela estar escura. Isso ocorre porque uma das lâmpadas perdeu o
brilho.

                                                         Procedimento 1:

            Em casos de defeito do inversor, pode-se polarizar tanto o pino enable quanto o pino DIM com uma tensão positiva
através de um resistor para testar o inversor.
             Caso a lâmpada acenda então o defeito não está no inversor.


                                                        Index
Manutenção
                                                                          Dependendo da tensão que alimenta o
                                                            transformador do inversor, varia-se também o número de voltas
                                                            do primário
                                                            e secundário.
                                                                          As voltas também variam de acordo com
Muitos inversores são robustos e                            a característica da CCLF.
estão na própria placa do monitor
ou separados e podem ser concertados facilmente.
             Porém existem inversores de pequeno porte que não podem ser facilmente concertados.
             Caso você não o encontre para comprar o bloco inversor
separado, você pode utilizar um inversor de scanner.
             O problema é que não haverá controle de brilho e pode ser que o brilho fique mais forte ou mais fraco que o
             Então você pode contornar esse problema mudando o valor da fonte que alimenta o inversor.




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Principais esquemas dos monitores LCD
             Em baixo podemos ver um circuito inversor que utiliza o CI FAN7311,este CI recebe fonte baixa da ordem de 9 a
12V em seu pino VIN.
             O pino B-DIM recebe uma tensão de controle que varia de 0 a 3V. Quanto maior a tensão no pino BDIM, maior será
a tensão de saída do inversor e maior o brilho da lâmpada.




            O pino ENA significa ENABLE, ou seja, habilita ou não o inversor.
            Na verdade podemos dizer que esse pino é como uma chave liga/desliga.
            Quando entra 5V, o inversor é ligado e quando entra 0V, o inversor está desligado.




                                                    Index
Principais esquemas dos monitores LCD
           Na figura seguinte, podemos ver o inversor depois de habilitado, solta uma forma de onda que impulsiona os FET
M1 e M2.
           Uma corrente flui pelo primário do transformador TX1.
           Essa corrente irá induzir uma tensão muito maior no secundário, que irá fazer acender as lâmpadas.




                                                   Index
Principais esquemas dos monitores LCD

             Abaixo temos os sensores de corrente (FB) e tensão da lâmpada.
             Podemos notar que a lâmpada não vai directo na massa, mas passa antes por um resistor (R16) e um diodo, sobre
estes componentes haverá uma voltagem que será aplicada no ponto FB.
             Tem a função de fazer parar o inversor caso haja excesso de corrente na lâmpada.
             No sensor de tensão (ORL), através dos capacitores C10 e C14, forma-se uma derivação de onde é retirada uma
tensão de referência.
             A tensão é aplicada no pino ORL, onde será feita a monitorização da tensão da lâmpada.




                                                   Index
Diagrama em blocos do Monitor LCD




Scaler One Chip IC (GMZAN1, U3)

              Circuito integrado com amplificador de vídeo, conversor A/D e processador de vídeo.
              Os sinais quando entram nesse CI na forma analógica, ainda RGB, passam pelo amplificador de vídeo
interno, ainda semelhante aos antigos LM1203 e em seguida passam pelo conversor A/D.
              Após passar pelo conversor A/D, os sinais tornam-se digitais e não mais RGB.


                                              Index
Principais esquemas dos monitores LCD
             Também existe forma de onda para ser filtrada. Na figura abaixo podemos ver uma fonte PWN (fonte
secundária), que utiliza o SI786.




           O mesmo tem duas saídas PWN responsável por impulsionar dois FET, sendo que cada par de FET irá formar uma
fonte.
 Note que saem duas fontes muito importantes para o LCD, sendo uma de 5V e outra de 3,3V, sendo que a fonte de 3,3V
apresenta muito problema desaparecimento da imagem do LCD.



                                                Index
Principais esquemas dos monitores LCD




              Sempre que se for consertar algum monitor LCD que estiver com a tela acesa, porém sem imagem, procure
sempre observar se a fonte de 3,3V está presente.
              O LM2596, funciona como um regulador tipo “step-down.         Entra uma tensão maior e sai outra menor e
estabilizada. Existindo uma forma de onda para ser filtrada.




                                                  Index
Principais esquemas dos monitores LCD
             Logo depois, teremos o esquema do secundário, estabilização e protecção.
             O CI TL431 pega referência do secundário através de R810, se a fonte tende a aumentar, o TL431 recebe essa
diferença e mais corrente circula sobre o mesmo e mais corrente também sobre o acoplador ótico I802.




              O acoplador ótico por sua vez controla I801.
              Para simplificar a explicação, imagine retirássemos o acoplador ótico do circuito, a fonte iria para o máximo.
              As fontes secundárias são fontes que existem na placa principal e que servem para alimentar os mais diversos
 sectores do aparelho.
              Nas fontes lineares, simplesmente entra uma tensão e sai outra menor, estabilizada.
              Não existe forma de onda de alta frequência para ser filtrada.



                                                   Index
Principais esquemas dos monitores LCD
              Para medir as tensões no lado primário da fonte, devemos colocar a ponta preta do multímetro no negativo do
capacitor principal.
              Na próxima figura, temos o lado primário, partida e realimentação.




            A partida ocorre no pino 3 do CI da fonte. A realimentação provém do diodo D803.
             A tensão de partida vem pelo resistor R804. Após ocorrer a partida, uma tensão surge no transformador T801, que
passa alimentar o pino 3 por si só.




                                                   Index
Principais esquemas dos monitores LCD
            O transístor Q104, apenas recebe nível alto ou baixo do microprocessador.
            Com nível baixo na base, o colector terá nível alto, então envia um nível alto para o pino enable e liga o inversor.
            O transístor Q118 actua de forma diferente, ou seja, não é uma tensão fixa.
            Ele recebe pulsos na sua base que são amplificados em seu colector que são integrados por C151 e 152,
resultando em uma tensão DC variável ideal para controlar a tensão de saída do inversor e A fonte primária pode ser externa ou
interna.
            A fonte externa é mais vantajosa para o cliente, pois ao apresentar problemas geralmente o mesmo compra outra
fonte.
             A fonte interna é mais vantajosa para o técnico, pois ao apresentar problema o monitor é levado na oficina para
conserto.
            Na figura seguinte temos a fonte principal, com rectificação e lado primário.




             A tensão AC entra por P801, é rectificada pela ponte de diodos D801 e filtrada pelo capacitor principal C812.
Nos terminais do capacitor C812, teremos:
· Em 110V: 150 a 175VDC
· Em 220V: 300 a 340VDC


                                                     Index
Descrição das varias funções descritas

System Controller (Micom)

Distingue a polaridade e a frequência através do sincronismo vertical e horizontal.
Comunica-se com a EPROM e GM-ZA-N1
Também recebe a interface do teclado frontal, onde o usuário faz os ajustes.



DC/DC Converter

            Fornece diferentes tensões para os diversos estágios do monitor.
            Sempre se deve prestar atenção em todas as fontes internas da placa do LCD, pois a ausência de uma delas
podem causar defeitos que a primeira vista podem parecer sérios, levando a pensar que podem ser alguns CI mais caros que
estão com defeito.

Display Data Transmiter Part (LVDS)

Distribui os dados para o LCD na forma de sinais digitais




                                                       Index
9. De que forma revolucionou o mercado
   A tecnologia LCD revolucionou o modo como a sociedade encara o quotidiano a todos os
níveis.
  Permitiu a criação de telemóveis, calculadoras, computadores portáteis, consolas de
jogos e outros dispositivos portáteis de fácil manuseamento, leves e sem grandes encargos
para o utilizador.
  Representa uma evolução significativa na economia mundial, no modo como
as empresas podem trabalhar ou agir perante o mercado.
  Por outro lado, permite originar
novas empresas que utilizam a tecnologia LCD e dela depende a sua sobrevivência.




                                      Index
8.LCD – Que futuro?

      Actualmente, o LCD é, sem sombra de dúvidas, a tecnologia mais escolhida para ecrãs planos.
      Com as recentes descobertas de novas classes de materiais usadas no fabrico do LCD com
propriedades melhores que as actuais, o futuro apresenta-se risonho. Os avanços na investigação
prendem-se sobretudo com o estudo e desenvolvimento de cristais líquidos com auto-alinhamento, que
poderão num futuro próximo vir a constituir a base de qualquer dispositivo LCD.
      Esta técnica, capaz de fazer com que os cristais líquidos se alinhem verticalmente de forma
autónoma, tem aplicação num passo específico, chamado de “emborrachamento”, em que é utilizada
uma película de polímero para criar o alinhamento dos cristais entre as duas camadas de vidro onde eles
operam.




                                              Figura – Melhorias do OLED relativamente ao LCD.




                                          Index
(Cont)8.LCD – Que futuro?
      No processo actual, a aplicação desta camada pode danificar alguns transístores e introduzir
poeira no interior da tela, diminuindo o rendimento do processo produtivo. No entanto, a nova técnica
descarta a etapa do “emborrachamento” e utiliza a fotopolimerização "in-situ" para criar uma matriz
celular de gotas de cristal líquido, permitindo que durante o procedimento as moléculas se alinhem
automaticamente.
      E, como os cristais líquidos ficam alinhados verticalmente, o estado desligado dos pixels fica
completamente escuro, ao contrário do que acontece actualmente nos LCDs que não conseguem obstruir
completamente a backlight.


      É como resposta a este problema que poderá surgir o sucessor do LCD, a tecnologia denominada
por OLED (Optical Light Emitting Diode), actualmente em desenvolvimento, cuja principal característica
é, precisamente poder emitir luz própria. Pelo que cada OLED, quando não polarizado, torna-se obscuro
obtendo-se assim o "preto real".
      Por outro lado, os ecrãs com tecnologia OLED podem ser visualizados de diversos ângulos (180º)
e apresentam um contraste muito melhor (de 1000:1 contra 100:1 das telas LCD no escuro).




                                         Index
MONITOR DE LCD




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Tecnologia LCD - Como funcionam os displays de cristal líquido

  • 1. ‘LCD – TECNOLOGIA DE CRISTAIS LÍQUIDOS’ 1.Resumo 2.Introdução 3.Evolução histórica 4.Materiais utilizados 5.Funcionamento 6.Aplicações 7.Vantagens e Desvantagens 8. Manutenção 9.LCD – Que futuro?
  • 2. 1.Resumo Este trabalho visa efectuar uma abordagem, com algum pormenor, sobre uma das principais facetas da indústria da electrónica nos dias de hoje: a tecnologia de cristais líquidos. Começamos por considerar a evolução histórica do LCD, uma tecnologia relativamente recente, mas já bastante evoluída. Por outro lado, além de uma descrição sobre o que está na base do funcionamento desta tecnologia e das topologias abordadas no fabrico dos produtos que dela derivam, procuramos também evidenciar os principais aspectos que a destacam das demais existentes no mercado. Em última análise abordaremos as perspectivas futuras da tecnologia LCD e possíveis evoluções da mesma. Isto, para além de apresentarmos uma outra tecnologia que poderá vir a ser a sucessora do LCD, a tecnologia OLED. Index
  • 3. 2.Introdução Várias foram as tecnologias desenvolvidas ao longo destes últimos anos, que se pretenderam afirmar no mercado como soluções alternativas aos dispositivos CRT (Tubo de Raios Catódicos). O objectivo principal centrava-se em oferecer equipamentos mais compactos e mais eficientes do ponto de vista do consumo de energia. Tecnologias como o LED (Light Emitting Diode), PDP (Plasma Display), FED (Field Emission Display), EL (Electroluminescent Panel), DMD (Digital Micromirror Device) e VFD (Vacuum Fluorescent Display) pretendiam alcançar esse objectivo mas, no entanto, o LCD (Liquid Crystal Display) foi o que se mostrou mais eficiente, para a maior parte das aplicações a que se destinava. As aplicações em LCD podem ser vistas como a parte mais recente da evolução da interface das comunicações, que começou com a pictografia ancestral e a invenção da escrita e culminou, nos dias de hoje, com o surgimento da imagem. Actualmente, esta tecnologia deixou de ser usada somente nos computadores portáteis - limitados em termos de espaço, peso e consumo de energia - para passar a ser parte integrante dos computadores de secretária, onde até então apenas se usava CRT. Index
  • 4. 3.Evolução histórica Descoberto em 1888 pelo botânico austríaco Freidrich Reinitzer, o cristal líquido é uma substância cujas moléculas podem ser alinhadas quando sujeitas a um campo eléctrico, algo semelhante ao que acontece com fragmentos de metal quando se aproximam de um íman. Cerca de uma década depois, quando ainda decorriam os estudos sobre cristais líquidos, surge aquele que mais tarde virá a ser substituído pelo LCD, o CRT. Em 1963, Richard Williams e George Heilmeier sugeriram o uso de cristais líquidos no fabrico de um display, o que veio a suceder 5 anos mais tarde, quando o grupo RCA produziu o primeiro LCD experimental. Figura – Primeiras aplicações usando a tecnologia com base em cristais líquidos Index
  • 5. Evolução histórica Durante a década de 70 começam a surgir as primeiras aplicações do LCD. É produzido o primeiro relógio que recorre a esta tecnologia (1972), por parte da International Liquid Crystal Company (ILIXCO), a Sharp inventa a primeira calculadora portátil com visor LCD (1973) e Walter Spear e Peter LeComber fabricam o primeiro display a cores (1979) usando tecnologia baseada em cristais líquidos. Em 1985, a Seiko-Epson revela ao Mundo o primeiro aparelho de televisão com LCD a cores. Recentemente, em 2005, a Samsung desenvolveu o maior (82”) sistema de televisão de alta definição (HDTV) usando tecnologia TFT-LCD. Index
  • 6. Figura – Moléculas de cristais líquidos 4.Materiais utilizados Um dos constituintes fundamentais do LCD é o cristal líquido. As moléculas de cristal líquido possuem a característica de poderem ser alinhadas, segundo uma dada direcção, quando sujeitas a campos eléctricos. Isto permite a passagem da luz, consoante o alinhamento dessas moléculas. Esta propriedade dos cristais líquidos faz com que estes sejam utilizados no fabrico de diversos tipos de ecrãs. Os monitores do tipo LCD não possuem um tubo de raios catódicos (CRT) mas sim tecnologia LED ou uma fonte de luz fluorescente denominada backlight. . Index
  • 7. 5.Funcionamento De uma forma geral, esta tecnologia baseia-se em produzir imagens sobre uma superfície plana composta por cristal líquido e filtros coloridos. Duas superfícies com filtros polarizados, que podem ser encarados como um conjunto de fios muito finos paralelos, controlam os raios de luz que passam através das moléculas de cristal líquido. As linhas de um dos filtros são dispostas perpendicularmente às linhas do outro filtro, e as moléculas entre as duas superfícies são forçadas a um estado torcido, direccionando os raios de luz da mesma forma. Assim, quando não há nenhum campo eléctrico aplicado às moléculas, a direcção do raio de luz vai-se alterando à medida que passa pelo cristal até encontrar a segunda superfície, cuja direcção das ranhuras coincidirá com a do raio de luz. Index
  • 8. Funcionamento Se um campo for aplicado ao cristal, as moléculas dispõem-se verticalmente, fazendo com que os raios de luz percorram o intervalo sem alterar a sua direcção, até encontrarem a segunda superfície que bloqueará os raios. Podemos referir, de um modo simplificado, que a ausência de um campo aplicado é sinónimo de passagem de luz. Por sua vez, quando aplicamos uma tensão esta luz será bloqueada. Uma fonte de luz fluorescente, identificada geralmente pelo termo backlight, é responsável pela emissão dos raios que são alinhados pelos filtros polarizados. A luz direccionada passa, então, pela camada contendo milhares de bolhas de cristal líquido arranjadas em pequenas células que, por sua vez, estão dispostas em linhas na tela. Uma ou mais células formam um pixel no monitor. Index
  • 9. Figura 3 – Esquema de funcionamento do LCD. Em ecrãs LCD policromáticas, cada pixel é formado por três células de cristal líquido. Cada uma delas, filtrada por filtros vermelho, verde ou azul. Ao passar por essas células filtradas, a luz produz as cores que são vistas nas telas LCD. A área à volta do pixel, já colorido, é colocada a preto, aumentando assim o contraste. Por sua vez, a luz passa ainda por um polarizador, para aumentar a nitidez e intensidade do pixel. Existem dois principais tipos de telas de cristais líquidos: matriz passiva e matriz activa (TFT - Thin-Film Transistor). Na tecnologia de matriz passiva, a tela consiste numa matriz de fios horizontais e verticais. A intersecção dos fios define um pixel, e a corrente que controla os pixels é enviada através desses fios. Index
  • 10. Funcionamento A desvantagem deste método apresenta-se como sendo a maior complexidade existente no processo de fabrico, essencialmente devido à grande quantidade de transístores que é utilizada. Como o LCD é geralmente construído sobre um único substrato, por razões de custo, o grau de atenção no processo de fabrico deve ser muito alto. Apenas para efeitos de comparação, um substrato com quatro painéis de resolução de 800 por 600 pontos usa cerca de 5,8 milhões de transístores, mais do que o volume usado pelo processador Pentium. Os LCD são classificados como transmissivos ou reflexivos, dependendo da posição da sua fonte de luz. Um LCD transmissivo é iluminado por uma fonte de luz clara da parte traseira e visto da parte dianteira. Tais LCD são usados em aplicações onde se requerem níveis luminosos elevados, como sejam o computador, PDA’s, televisões e telefones móveis. Index
  • 11. Por outro lado, os LCD reflexivos, encontrados geralmente em mostradores digitais dos relógios e das calculadoras, são iluminados por uma luz externa que, por sua vez, é reflectida para trás por um reflector, situado atrás da exposição. Em termos de consumo de potência, os LCD reflexivos, devido à ausência de uma fonte clara artificial, são mais eficientes do que os transmissivos. Actualmente existem ecrãs de LCD, que combinam as características básicas de cada uma das implementações. São denominados Transflective LCD e operam tanto em modo transmissivo como reflexivo, dependendo da luminosidade do ambiente em que estão inseridos. Index
  • 12. Funcionamento Quando um feixe de luz passa pelas moléculas do cristal líquido, sua direcção é alterada. Então basta colocar a placa de cristal líquido entre dois polarizadores, aplicar tensão entre eles e fazer a luz passar por um dos polarizadores, através do cristal líquido até chegar no outro polarizador. Polarizador – Filtro de vidro formado por ranhuras que só deixa a luz passar numa direcção. Os polarizadores são colocados nas extremidades do cristal líquido com as ranhuras a 90º um em relação ao outro. Entre eles vai uma fonte de tensão que pode ser ligada ou desligada. Veja a estrutura na figura abaixo: Index
  • 14. Funcionamento Quando não há tensão aplicada entre os polarizadores, a iluminação atravessa o primeiro e as moléculas do cristal líquido torcem a luz em 90º de modo que ela consegue atravessar o segundo e se torna visível na frente do display. Assim o display fica claro. Quando há tensão aplicada entre os polarizadores, as moléculas se orientam de outra forma de modo a não alterar o sentido da luz vinda do polarizador 1. Assim a luz não consegue sair pelo polarizador 2 e não pode ser vista na frente do display. Assim o display fica escuro. Controlando o nível de tensão aplicada entre os polarizadores é possível variar o nível de luz que atravessará o display. Index
  • 15. Funcionamento A DIVISÃO DO DISPLAY LCD E OS TFTs Pixel – É a menor parte que forma a imagem. Cada pixel é formado por 3 subpixels, um vermelho (R), outro verde (G) e outro azul (B). A tela de LCD é dividida em pixels e subpixels. Por exemplo: uma tela SVGA tem resolução de 800 colunas x 600 linhas. Daí ela é formada por 480.000 pixels. Como cada pixel tem 3 cores, então dá um total de 1.440.000 divisões nesta tela. Já uma tela XVGA tem resolução de 1024 x 768, possui 786.432 pixels e 2.359.296 divisões. Quanto maior a resolução da tela, mais divisões ela deve ter. Cada divisão (subpixels) da tela é controlada por um minúsculo transístor mosfet montado num vidro localizado atrás do bloco de cristal líquido. Cada transístor deste chama-se TFT. Index
  • 16. Funcionamento Como cada subpixel (cor) recebe 8 bits de cada vez, ele pode apresentar 256 níveis de brilho. Como cada pixel tem três cores, multiplicando os 256 níveis de brilho para cada uma, resulta que este pixel pode reproduzir 256 (R) x 256 (G) x 256 (B) = 16.777.216 cores, ou seja, mais de 16 milhões de cores. Os capacitores “storage” armazenam por alguns instantes a informação de brilho daquele subpixel. As telas LCD usando transístores TFT são chamadas de matriz activa e proporcionam maior vivacidade à imagem, sendo usadas por todos os monitores de computador e televisores LCD da actualidade. Index
  • 17. Index
  • 18. Figura – Exemplos de aplicações da tecnologia LCD 6.Aplicações As primeiras aplicações a fazerem uso da tecnologia LCD remontam a meados dos anos 70. Tratavam-se, sobretudo, de visores de calculadoras e de relógios digitais. Só na década de 80 se passou a aplicar o LCD - na altura em plena evolução – aos aparelhos de televisão. Actualmente, para além de se continuarem a desenvolver aparelhos de televisão com base nesta tecnologia, apresentando crescentes melhorias de qualidade, também cada vez mais os fabricantes de monitores de computador recorrem a telas de LCD. Isto sucede, pois a tecnologia LCD permite a exibição de imagens monocromáticas ou coloridas e animações em praticamente qualquer dispositivo, sem a necessidade de um tubo de raios catódicos. Aliás, desde sempre que os notebooks usam LCD nos seus ecrãs, responsável em grande parte pelas suas reduzidas dimensões. No entanto, o LCD não se limita a ser usada no fabrico de monitores para computador. É possível encontrar no mercado dispositivos como relógios de pulso e de parede, consolas portáteis, câmaras digitais, telemóveis, calculadoras, leitores multimédia e muitos outros gadgets em que o ecrã é um dos componentes principais, e que fazem uso da tecnologia de cristais líquidos. Index
  • 19. 7.Vantagens e Desvantagens Nos dias de hoje, onde a tecnologia evolui a um ritmo sem precedentes, as exigências dos utilizadores crescem quase na mesma proporção. É cada vez maior a necessidade que o ser humano tem de se ver rodeado de tecnologia que lhe facilite, de certa forma, o seu dia-a-dia. No que diz respeito à tecnologia LCD, de referir que esta apresenta enormes virtudes relativamente aos seus antecessores. Contudo, não deixa de ter ainda algumas limitações que, porventura, evitarão a sua maior disseminação. O facto dos monitores LCD terem uma tela realmente plana elimina as distorções das imagens verificadas nas telas que têm uma certa curvatura (por mais pequena que seja), como é o caso nos monitores CRT. Esta vantagem assume um peso importante na componente visual do produto, uma vez que interage directamente com o sistema visual humano, apresentando-se como uma tecnologia apelativa. Outra vantagem é a menor ocupação de espaço e peso que o monitor LCD possui nas várias aplicações desenvolvidas nesta área, possibilitando deste modo a evolução tecnológica no aspecto móvel dos vários aparelhos que utilizam esta tecnologia. Devido ao crescente número de horas que os utilizadores passam em frente dos monitores de computador, uma vantagem importante trata-se do facto dos ecrãs LCD cansarem menos a vista em comparação com outras tecnologias. . Figura – Tecnologia CRT vs Tecnologia LCD Index
  • 20. Vantagens e Desvantagens Hoje em dia, onde tanto se ouve falar, até mesmo a nível político, da poluição crescente em todo o mundo e se refere as energias renováveis como modo de combater este grave problema mundial, é uma vantagem enorme sabermos que os monitores LCD consomem bastante menos energia que os CRT. Por outro lado, diversos são os estudos efectuados com o objectivo de evidenciar os efeitos nocivos da radiação emitida quer pelos telemóveis, quer por outros aparelhos electrónicos. Assim sendo, é bom referir que os monitores LCD emitem muito pouca radiação ou até mesmo nenhuma radiação prejudicial ao ser humano. À medida que o utilizador dá cada vez mais importância ao tamanho da imagem, visando sempre uma imersão na cena, os monitores LCD possibilitam tal experiência, apresentando uma maior área de exibição. O mesmo não sucede nos monitores CRT já que a carcaça cobre as bordas do tubo de raios catódicos. Como em qualquer tipo de tecnologia em desenvolvimento, nem tudo são vantagens. Existem sempre os contras e os monitores LCD não fogem à regra. A principal tem a ver com a dificuldade em produzir monitores LCD perfeitos, dado o número elevado de transístores incorporados (mais do que o volume usado pelo processador Pentium). Index
  • 21. É verdade que os utilizadores cada vez mais procuram uma melhor qualidade de serviço, porém o custo do equipamento tem um papel preponderante na escolha de qualquer produto. Os monitores LCD são bem mais caros que os monitores CRT, o que pode fazer pesar na decisão. Por outro lado, os monitores LCD apresentam um menor contraste relativamente aos monitores CRT, tendo como consequência uma degradação visual provocada ao sistema visual humano. Esta representa outra desvantagem dos LCD. Os ecrãs LCD apresentam um ângulo de visão limitado, embora isso suceda, sobretudo, em modelos mais antigos e, portanto, qualquer desvio de visão causa distorção nas cores e na imagem. Finalmente, para além das desvantagens já referidas, há ainda o facto de os monitores LCD poderem apresentar pixels que não funcionam convenientemente, isto é, não mudam de cor (os chamados “dead pixels”). Todavia, isso é cada vez menos frequente nos equipamentos actuais Index
  • 22. Manutenção Falta uma das cores primárias: Um defeito como esse não devemos pensar nos circuitos que estão depois do conversor A/D, pois esse tipo de defeito é característico da parte analógica. Sempre que observar o esquema eléctrico de um monitor LCD, verá um CI denominado, conversor analógico digital ou abreviado como A/D. Então devemos procurar esse tipo de defeito antes de entrar no conversor A/D. Pode ser: Cabo de sinal com problema; Diodos que estão entre o cabo de sinal e a massa; Portas lógicas que às vezes existem entre o cabo de sinal e o conversor A/D; CI pré-amplificado do vídeo quando existe separado do conversor A/D. Falta sincronismo: Geralmente esta ligado a defeitos relacionados na parte de sinal analógico. Procedimento: Seguir o cabo de sinal, fios do sincronismo e ver de onde entra. Geralmente entra em circuito integrado, mas passa antes por resistores e diodos. Index
  • 23. Manutenção o Flickering – cintilação: Devemos separa se o defeito está no inversor ou na placa principal ou é apenas ao nível de software. Se o drive não estiver instalado correctamente pode causa cintilação. Para se ter uma ideia, o driver é tão importante que na ausência do mesmo as letras ficam fora do foco, ou seja, não dá nitidez. Observe as lâmpadas por trás do LCD, se as mesmas estiverem cintilando, então o defeito pode estar nas lâmpadas ou no inversor e não na placa principal. o Pode ser: No inversor: Se existirem duas lâmpadas, e as duas estiverem cintilando, é mais provável que o defeito esteja no inversor. o Na placa principal: Geralmente capacitores electrolíticos causam problemas na imagem com sintonia semelhante à de um monitor CRT, por exemplo, quando da a impressão que o vertical está fechado em baixo e na verdade não existe um circuito vertical. o Procedimento: Aplicando spray congelante no circuito pode-se determinar em que Haverá sempre um par de fios grossos para área do circuito está o capacitor defeituoso, pois geralmente o defeito as CCFL, sendo assim, fica fácil reconhecer o desaparece quando o capacitor é congelado. inversor. Index
  • 24. Manutenção CONTROLE DOS TRANSISTORES TFT DO DISPLAY LCD A ligação entre o display LCD e a placa do monitor é feita por um conector chamado LVDS (sinalização diferencial de baixa tensão). Assim os dados digitais são aplicados ao display por linhas de 0 ou 1,2 V proporcionando maior velocidade de transferência destes dados e sem ruídos. Ao passarem pelo conector LVDS, os dados vão para um CI controlador do display e deste para vários CIs LDI que fornecem os bits para accionamento dos transístores TFT. O CI controlador do display fica localizado numa placa ligada no substrato de vidro onde estão os TFTs. Já os CIs LDI ficam entre a placa e o substrato de vidro. Porém estes componentes não são substituídos quando queimam. A solução é a troca do display inteiro. Veja na figura baixo a localização dos CIs de accionamento dos transístores TFT do display: Index
  • 25. Manutenção Na placa do display também entra um +B de 3,3 ou 5 V para alimentar os CIs de controle e LDI. Index
  • 26. Manutenção As lâmpadas CCFL são alimentadas com tensão alternada de 300 a 1300 V. Tal tensão é obtida por uma fonte inverter. Esta fonte é formada por transformadores, transístores chaveadores e CI oscilador que trabalham em alta frequência (entre 40 e 80 kHz). O inverter transforma então uma tensão contínua baixa entre 12 e 19 V numa alta tensão alternada para acender as lâmpadas. A fonte inverter é bem fácil de se encontrar no monitor. Basta seguir os cabos das lâmpadas (dois cabos para cada). A placa onde eles estão encaixados é a fonte inverter. Index
  • 27. Manutenção Na fonte inverter entra também um sinal de controle vindo da placa do monitor para controlar a tensão fornecida para as lâmpadas e desta forma ajustar o brilho da tela. Também entra um sinal de controle para desligar a lâmpada em caso de alguma falha no sistema como por exemplo a queima de uma das lâmpadas do display Index
  • 28. Manutenção Tela clara, porém sem imagem Nesse caso é importante ver as fontes secundárias, começando pelas fontes de 3,3v. Tela escura Em primeiro lugar deve-se observar se as lâmpadas estão apagadas ou com brilho baixo. Caso estejam apagadas ou com brilho baixo, meça a tensão na saída do inversor . Se a tensão não estiver correcta, ver o inversor. Caso a tensão estiver correcta, troque as lâmpadas. Pode ocorrer também de apenas uma parte da tela estar escura. Isso ocorre porque uma das lâmpadas perdeu o brilho. Procedimento 1: Em casos de defeito do inversor, pode-se polarizar tanto o pino enable quanto o pino DIM com uma tensão positiva através de um resistor para testar o inversor. Caso a lâmpada acenda então o defeito não está no inversor. Index
  • 29. Manutenção Dependendo da tensão que alimenta o transformador do inversor, varia-se também o número de voltas do primário e secundário. As voltas também variam de acordo com Muitos inversores são robustos e a característica da CCLF. estão na própria placa do monitor ou separados e podem ser concertados facilmente. Porém existem inversores de pequeno porte que não podem ser facilmente concertados. Caso você não o encontre para comprar o bloco inversor separado, você pode utilizar um inversor de scanner. O problema é que não haverá controle de brilho e pode ser que o brilho fique mais forte ou mais fraco que o Então você pode contornar esse problema mudando o valor da fonte que alimenta o inversor. Index
  • 30. Principais esquemas dos monitores LCD Em baixo podemos ver um circuito inversor que utiliza o CI FAN7311,este CI recebe fonte baixa da ordem de 9 a 12V em seu pino VIN. O pino B-DIM recebe uma tensão de controle que varia de 0 a 3V. Quanto maior a tensão no pino BDIM, maior será a tensão de saída do inversor e maior o brilho da lâmpada. O pino ENA significa ENABLE, ou seja, habilita ou não o inversor. Na verdade podemos dizer que esse pino é como uma chave liga/desliga. Quando entra 5V, o inversor é ligado e quando entra 0V, o inversor está desligado. Index
  • 31. Principais esquemas dos monitores LCD Na figura seguinte, podemos ver o inversor depois de habilitado, solta uma forma de onda que impulsiona os FET M1 e M2. Uma corrente flui pelo primário do transformador TX1. Essa corrente irá induzir uma tensão muito maior no secundário, que irá fazer acender as lâmpadas. Index
  • 32. Principais esquemas dos monitores LCD Abaixo temos os sensores de corrente (FB) e tensão da lâmpada. Podemos notar que a lâmpada não vai directo na massa, mas passa antes por um resistor (R16) e um diodo, sobre estes componentes haverá uma voltagem que será aplicada no ponto FB. Tem a função de fazer parar o inversor caso haja excesso de corrente na lâmpada. No sensor de tensão (ORL), através dos capacitores C10 e C14, forma-se uma derivação de onde é retirada uma tensão de referência. A tensão é aplicada no pino ORL, onde será feita a monitorização da tensão da lâmpada. Index
  • 33. Diagrama em blocos do Monitor LCD Scaler One Chip IC (GMZAN1, U3) Circuito integrado com amplificador de vídeo, conversor A/D e processador de vídeo. Os sinais quando entram nesse CI na forma analógica, ainda RGB, passam pelo amplificador de vídeo interno, ainda semelhante aos antigos LM1203 e em seguida passam pelo conversor A/D. Após passar pelo conversor A/D, os sinais tornam-se digitais e não mais RGB. Index
  • 34. Principais esquemas dos monitores LCD Também existe forma de onda para ser filtrada. Na figura abaixo podemos ver uma fonte PWN (fonte secundária), que utiliza o SI786. O mesmo tem duas saídas PWN responsável por impulsionar dois FET, sendo que cada par de FET irá formar uma fonte. Note que saem duas fontes muito importantes para o LCD, sendo uma de 5V e outra de 3,3V, sendo que a fonte de 3,3V apresenta muito problema desaparecimento da imagem do LCD. Index
  • 35. Principais esquemas dos monitores LCD Sempre que se for consertar algum monitor LCD que estiver com a tela acesa, porém sem imagem, procure sempre observar se a fonte de 3,3V está presente. O LM2596, funciona como um regulador tipo “step-down. Entra uma tensão maior e sai outra menor e estabilizada. Existindo uma forma de onda para ser filtrada. Index
  • 36. Principais esquemas dos monitores LCD Logo depois, teremos o esquema do secundário, estabilização e protecção. O CI TL431 pega referência do secundário através de R810, se a fonte tende a aumentar, o TL431 recebe essa diferença e mais corrente circula sobre o mesmo e mais corrente também sobre o acoplador ótico I802. O acoplador ótico por sua vez controla I801. Para simplificar a explicação, imagine retirássemos o acoplador ótico do circuito, a fonte iria para o máximo. As fontes secundárias são fontes que existem na placa principal e que servem para alimentar os mais diversos sectores do aparelho. Nas fontes lineares, simplesmente entra uma tensão e sai outra menor, estabilizada. Não existe forma de onda de alta frequência para ser filtrada. Index
  • 37. Principais esquemas dos monitores LCD Para medir as tensões no lado primário da fonte, devemos colocar a ponta preta do multímetro no negativo do capacitor principal. Na próxima figura, temos o lado primário, partida e realimentação. A partida ocorre no pino 3 do CI da fonte. A realimentação provém do diodo D803. A tensão de partida vem pelo resistor R804. Após ocorrer a partida, uma tensão surge no transformador T801, que passa alimentar o pino 3 por si só. Index
  • 38. Principais esquemas dos monitores LCD O transístor Q104, apenas recebe nível alto ou baixo do microprocessador. Com nível baixo na base, o colector terá nível alto, então envia um nível alto para o pino enable e liga o inversor. O transístor Q118 actua de forma diferente, ou seja, não é uma tensão fixa. Ele recebe pulsos na sua base que são amplificados em seu colector que são integrados por C151 e 152, resultando em uma tensão DC variável ideal para controlar a tensão de saída do inversor e A fonte primária pode ser externa ou interna. A fonte externa é mais vantajosa para o cliente, pois ao apresentar problemas geralmente o mesmo compra outra fonte. A fonte interna é mais vantajosa para o técnico, pois ao apresentar problema o monitor é levado na oficina para conserto. Na figura seguinte temos a fonte principal, com rectificação e lado primário. A tensão AC entra por P801, é rectificada pela ponte de diodos D801 e filtrada pelo capacitor principal C812. Nos terminais do capacitor C812, teremos: · Em 110V: 150 a 175VDC · Em 220V: 300 a 340VDC Index
  • 39. Descrição das varias funções descritas System Controller (Micom) Distingue a polaridade e a frequência através do sincronismo vertical e horizontal. Comunica-se com a EPROM e GM-ZA-N1 Também recebe a interface do teclado frontal, onde o usuário faz os ajustes. DC/DC Converter Fornece diferentes tensões para os diversos estágios do monitor. Sempre se deve prestar atenção em todas as fontes internas da placa do LCD, pois a ausência de uma delas podem causar defeitos que a primeira vista podem parecer sérios, levando a pensar que podem ser alguns CI mais caros que estão com defeito. Display Data Transmiter Part (LVDS) Distribui os dados para o LCD na forma de sinais digitais Index
  • 40. 9. De que forma revolucionou o mercado A tecnologia LCD revolucionou o modo como a sociedade encara o quotidiano a todos os níveis. Permitiu a criação de telemóveis, calculadoras, computadores portáteis, consolas de jogos e outros dispositivos portáteis de fácil manuseamento, leves e sem grandes encargos para o utilizador. Representa uma evolução significativa na economia mundial, no modo como as empresas podem trabalhar ou agir perante o mercado. Por outro lado, permite originar novas empresas que utilizam a tecnologia LCD e dela depende a sua sobrevivência. Index
  • 41. 8.LCD – Que futuro? Actualmente, o LCD é, sem sombra de dúvidas, a tecnologia mais escolhida para ecrãs planos. Com as recentes descobertas de novas classes de materiais usadas no fabrico do LCD com propriedades melhores que as actuais, o futuro apresenta-se risonho. Os avanços na investigação prendem-se sobretudo com o estudo e desenvolvimento de cristais líquidos com auto-alinhamento, que poderão num futuro próximo vir a constituir a base de qualquer dispositivo LCD. Esta técnica, capaz de fazer com que os cristais líquidos se alinhem verticalmente de forma autónoma, tem aplicação num passo específico, chamado de “emborrachamento”, em que é utilizada uma película de polímero para criar o alinhamento dos cristais entre as duas camadas de vidro onde eles operam. Figura – Melhorias do OLED relativamente ao LCD. Index
  • 42. (Cont)8.LCD – Que futuro? No processo actual, a aplicação desta camada pode danificar alguns transístores e introduzir poeira no interior da tela, diminuindo o rendimento do processo produtivo. No entanto, a nova técnica descarta a etapa do “emborrachamento” e utiliza a fotopolimerização "in-situ" para criar uma matriz celular de gotas de cristal líquido, permitindo que durante o procedimento as moléculas se alinhem automaticamente. E, como os cristais líquidos ficam alinhados verticalmente, o estado desligado dos pixels fica completamente escuro, ao contrário do que acontece actualmente nos LCDs que não conseguem obstruir completamente a backlight. É como resposta a este problema que poderá surgir o sucessor do LCD, a tecnologia denominada por OLED (Optical Light Emitting Diode), actualmente em desenvolvimento, cuja principal característica é, precisamente poder emitir luz própria. Pelo que cada OLED, quando não polarizado, torna-se obscuro obtendo-se assim o "preto real". Por outro lado, os ecrãs com tecnologia OLED podem ser visualizados de diversos ângulos (180º) e apresentam um contraste muito melhor (de 1000:1 contra 100:1 das telas LCD no escuro). Index
  • 43. MONITOR DE LCD Index