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DISPLAYS - Passado, presente e futuro (ART1308)

A apresentação de cada vez maior quantidade de informações e com maior definição é essencial numa ampla gama de produtos que estão entrando no mercado. Telefones celulares, games, MP3 players, instrumentos médicos, painéis de veículos são alguns exemplos de locais em que os displays de alta definição são cada vez mais importantes. Novas tecnologias estão aparecendo possibilitando o aparecimento de displays que oferecem cada vez maior definição, maior quantidade de informações em menor espaço e principalmente menos consumo de energia. Nesse artigo fazemos uma análise de algumas tecnologias que estão sendo desenvolvidas. (2007)

Nos velhos tempos, os indicadores ou displays usados em algumas aplicações inovadoras como instrumentos de medida, sistemas de aviso, indicadores de elevadores e muitos outros eram válvulas como a numitron também conhecidos como indicadores ou displays de filamento ou mesmo usando gás neon.

Na válvula a gás neon havia eletrodos com formatos de números os quais eram excitados por uma alta tensão, de modo que o gás em sua volta se ionizava revelando o número correspondente, conforme mostra a figura 1.

Aplicando tensão no eletrodo em forma de "2", por exemplo, só o gás em sua volta ionizava, revelando assim o algarismo 2. Tubos com eletrodos em formatos específicos como letras, sinais e símbolos também eram encontrados nos idos dos anos 50 e mesmo 60.

 

Figura 1
Figura 1

 

Um aperfeiçoamento da tecnologia ocorreu com o aparecimento das válvulas numitron, a primeira a usar o conceito de sete segmentos, tendo sido desenvolvida pela RCA.

Essa válvula possui um pequeno painel em seu interior em que existiam sete filamentos, os quais eram energizados de modo a formar o número desejado, conforme mostra a figura 2.

Evidentemente, como nos outros casos eram encontradas também válvulas com filamentos em diversas disposições.

A grande vantagem dessa válvula em relação aos tipos com gás é que elas podiam ser excitadas com tensões muito mais baixas. Para uma válvula indicadora neon, por exemplo, precisamos de pelo menos 100 V enquanto que o numitron funciona com tensões tão baixas como 3 V.

 

Figura 2
Figura 2

 

Com o aparecimento dos LEDs, houve um enorme progresso na tecnologia dos displays, pois além de terem um consumo mais baixo, esses dispositivos poderiam ser alimentados com tensões de apenas poucos volts para poderem funcionar.

Além disso, por se tratar de tecnologia de semicondutores, eles poderiam ser fabricados na forma de chips, com vantagens enormes em relação a dispositivos equivalentes tanto em termos de durabilidade como de custo.

Displays de LEDs simples, com símbolos alfa-numéricos e mesmo sinais gráficos se tornaram comuns na maioria dos equipamentos como relógios, instrumentos de laboratório, indicadores de elevadores, mostradores de equipamentos de consumo e muito mais. Na figura 3 temos exemplos desses displays.

 

LEDs da Power Light - TW
LEDs da Power Light - TW

 

A tecnologia seguinte que passou a ser usada na maioria dos equipamentos, principalmente os de baixo consumo como relógios, instrumentos alimentados por bateria, etc. foi a do cristal líquido.

Nela, o que temos é uma espécie de "persiana" molecular que abre e fecha comandada por um sinal elétrico, deixando ou não passa a luz.

Essa persiana pode ser fabricada de modo a desenhar os símbolos que desejamos que apareçam. O fundo que devemos ver tanto pode ser preto, de modo que a própria iluminação ambiente se encarrega de dar a visibilidade desejada, como por ser uma fonte de luz posterior, como no caso de aplicativos como telefones celulares e outros.

Na figura 4 ilustramos um display de 7 segmentos de cristal líquido em corte.

 

Figura 4
Figura 4

 

A grande vantagem do cristal líquido em relação aos demais tipos de displays está no seu baixíssimo consumo, já que apenas a tensão é usada na polarização, sendo a corrente desprezível na maioria dos tipos, da ordem de microampères.

Finalmente, temos os displays de plasma ou de descarga em gás, que levam ao moderno televisor de plasma, mas que já é usado a muito tempo em displays menores como encontrados em calculadoras, relógios, etc.

Basicamente, esse display é formado por uma espécie de sanduíche de peças em que existem cavidades preenchidas com gases nos locais que correspondem aos dígitos, símbolos ou figuras que se deseja mostrar, conforme mostra a figura 5.

 

Figura 5
Figura 5

 

Quando uma alta tensão é aplicada nos eletrodos, o gás da cavidade ioniza acendendo e mostrando assim de forma luminosa o símbolo desejado. Se bem que usada de forma aperfeiçoada nos televisores de plasma, essa tecnologia deriva de uma bem antiga, usada nos denominados tubos Nixie, displays fabricados em invólucros semelhantes aos das válvulas.

 

Os Displays do Futuro

As tecnologias de fabricação dos displays vêm passando por um desenvolvimento grande e rápido, com o aparecimento de novos materiais e de novas maneiras de se mudar a transparência, cor e outras propriedades ópticas a partir de sinais elétricos.

Empresas como a Philips, Kodak, E Ink, Sony e outras foram algumas que apresentaram nos últimos anos novidades bastante interessantes nesse campo.

Uma delas é o display flexível que pode ser enrolado como uma folha de papel, da Kodak indicado para os denominados E-books. A figura 6 mostra um display desse tipo.

 

Foto - kodak
Foto - kodak

 

A Sony, por sua vez, apresentou o LIBRI, com tecnologia da Philips com tecnologia E Ink. Esse dispositivo é usado num leitor de E-books, mostrado na figura 7.

 

Figura 7
Figura 7

 

Uma outra tecnologia interessante é a que permite fabricar LEDs brancos de alta eficiência em materiais flexíveis. Por exemplo, a Toyota e a Universal Display apresentaram há algum tempo o PHOLED que tem uma eficiência luminosa de 38 cd/A e uma eficiência elétrica de 18,4 lm/W. A Philips já está usando essa tecnologia, conforme mostra a figura 8.

 

Figura 8
Figura 8

 

Outra tecnologia e a AMOLED da eMagin que permite obter resoluções SVGA+ até UXGA, e está sendo usada pela Samsung, conforme mostra o exemplo da figura 9.

 

Figura 9
Figura 9

 

Temos ainda a tecnologia para displays que é utilizada pela Cambridge Display Technlogy e Covion denominada POLED , que se caracteriza por sua longa durabilidade. Na figura 10 mostramos a estrutura de um dispositivo desse tipo.

 

Figura 10
Figura 10

 

Essa tecnologia faz uso de um polímero emissor de luz, conforme mostra a mesma figura.

Outras tecnologias apareceram nos últimos anos, sendo que algumas são muito promissoras. As mais importantes são justamente as que criaram displays LCD flexíveis.

Com essas tecnologias podem ser criados painéis que se enrolam nos aparelhos, sendo puxados como pergaminhos quando precisarmos visualizar alguma coisa. Isso possibilita uma diminuição considerável no tamanho dos aparelhos.

Imaginem um televisor que tem a tela enrolada no teto como uma cortina. Para assistir basta puxar a tela para baixo, exatamente como uma tela de cinema ou de projetor de nossos dias. A diferença é que ela já é o display ligado ao circuito que reproduz a imagem..

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