A tela plana (FPD, na sigla em inglês) tornou-se o padrão para as TVs do futuro. É uma tendência geral, mas não existe uma definição estrita no mundo. De modo geral, esse tipo de tela é fina e tem a aparência de um painel plano. Existem muitos tipos de telas planas. De acordo com o meio de exibição e o princípio de funcionamento, existem telas de cristal líquido (LCD), telas de plasma (PDP), telas eletroluminescentes (ELD), telas eletroluminescentes orgânicas (OLED), telas de emissão de campo (FED), telas de projeção, etc. Muitos equipamentos para telas planas são feitos de granito, pois a base de granito oferece melhor precisão e propriedades físicas.
tendência de desenvolvimento
Em comparação com os tradicionais tubos de raios catódicos (CRT), os displays de tela plana apresentam vantagens como espessura reduzida, leveza, baixo consumo de energia, baixa radiação, ausência de cintilação e benefícios para a saúde. Ultrapassaram os CRTs em vendas globais. Estima-se que, até 2010, a proporção entre o valor de vendas dos dois atingirá 5:1. No século XXI, os displays de tela plana se tornarão os principais produtos de exibição. De acordo com a previsão da renomada Stanford Resources, o mercado global de displays de tela plana crescerá de 23 bilhões de dólares em 2001 para 58,7 bilhões de dólares em 2006, com uma taxa média de crescimento anual de 20% nos próximos quatro anos.
Tecnologia de exibição
Os displays de tela plana são classificados em displays de emissão de luz ativa e displays de emissão de luz passiva. Os primeiros referem-se a dispositivos de exibição em que o próprio meio de exibição emite luz e fornece radiação visível, incluindo displays de plasma (PDP), displays fluorescentes a vácuo (VFD), displays de emissão de campo (FED), displays eletroluminescentes (LED) e displays de diodo emissor de luz orgânico (OLED). Os segundos, por sua vez, não emitem luz por si só, mas utilizam o meio de exibição para ser modulado por um sinal elétrico, alterando suas características ópticas, modulando a luz ambiente e a luz emitida por uma fonte de alimentação externa (retroiluminação, fonte de luz de projeção) e exibindo-a na tela. Exemplos de dispositivos de exibição incluem displays de cristal líquido (LCD), displays microeletromecânicos (DMD) e displays de tinta eletrônica (EL), entre outros.
LCD
Os displays de cristal líquido incluem displays de cristal líquido de matriz passiva (PM-LCD) e displays de cristal líquido de matriz ativa (AM-LCD). Tanto os displays de cristal líquido STN quanto os TN pertencem à categoria de displays de cristal líquido de matriz passiva. Na década de 1990, a tecnologia de displays de cristal líquido de matriz ativa desenvolveu-se rapidamente, especialmente os displays de cristal líquido de transistor de película fina (TFT-LCD). Como substituto dos STN, o AM-LCD apresenta vantagens como alta velocidade de resposta e ausência de cintilação, sendo amplamente utilizado em computadores portáteis e estações de trabalho, TVs, filmadoras e consoles de videogame portáteis. A diferença entre AM-LCD e PM-LCD reside no fato de que o primeiro possui dispositivos de comutação adicionados a cada pixel, o que permite superar a interferência cruzada e obter alta resolução e alto contraste. Os AM-LCD atuais adotam dispositivos de comutação TFT de silício amorfo (a-Si) e um esquema de capacitores de armazenamento, o que possibilita alta resolução em tons de cinza e exibição de cores reais. No entanto, a necessidade de alta resolução e pixels pequenos para aplicações de câmeras e projeção de alta densidade impulsionou o desenvolvimento de displays TFT (transistor de película fina) de silício policristalino (P-Si). A mobilidade do P-Si é de 8 a 9 vezes maior que a do silício amorfo (a-Si). O tamanho reduzido do TFT de P-Si não só o torna adequado para displays de alta densidade e alta resolução, como também permite a integração de circuitos periféricos no substrato.
Em suma, o LCD é adequado para telas finas, leves, pequenas e médias, com baixo consumo de energia, sendo amplamente utilizado em dispositivos eletrônicos como notebooks e celulares. Monitores LCD de 30 e 40 polegadas foram desenvolvidos com sucesso e alguns já estão em uso. Após a produção em larga escala, o custo do LCD vem diminuindo continuamente. Um monitor LCD de 15 polegadas pode ser encontrado por US$ 500. A direção futura do seu desenvolvimento é substituir os displays de tubo de raios catódicos (CRT) de PCs e aplicá-lo em TVs LCD.
Tela de plasma
A tela de plasma é uma tecnologia de exibição de luz que funciona com base no princípio da descarga de gás (como a atmosfera). As telas de plasma têm as vantagens dos tubos de raios catódicos, mas são fabricadas em estruturas muito finas. O tamanho mais comum dos produtos é de 40 a 42 polegadas. Produtos de 50 e 60 polegadas estão em desenvolvimento.
fluorescência no vácuo
Um display fluorescente a vácuo é um tipo de display amplamente utilizado em produtos de áudio/vídeo e eletrodomésticos. Trata-se de um dispositivo de display a vácuo do tipo tubo de elétrons triodo, que encapsula o cátodo, a grade e o ânodo em um tubo de vácuo. Os elétrons emitidos pelo cátodo são acelerados pela tensão positiva aplicada à grade e ao ânodo, estimulando o fósforo revestido no ânodo a emitir luz. A grade possui uma estrutura em forma de colmeia.
eletroluminescência)
Os displays eletroluminescentes são fabricados utilizando tecnologia de filme fino de estado sólido. Uma camada isolante é colocada entre duas placas condutoras e uma fina camada eletroluminescente é depositada. O dispositivo utiliza placas revestidas com zinco ou estrôncio, com amplo espectro de emissão, como componentes eletroluminescentes. Sua camada eletroluminescente tem 100 micrômetros de espessura e pode alcançar o mesmo efeito de nitidez de um display OLED (diodo emissor de luz orgânico). Sua tensão de acionamento típica é de 10 kHz e 200 V CA, o que requer um circuito integrado de acionamento mais caro. Um microdisplay de alta resolução utilizando um esquema de acionamento por matriz ativa foi desenvolvido com sucesso.
liderado
Os displays de LED são compostos por um grande número de diodos emissores de luz, que podem ser monocromáticos ou multicoloridos. Diodos emissores de luz azuis de alta eficiência tornaram-se disponíveis, possibilitando a produção de displays de LED coloridos de grande formato. Os displays de LED possuem características como alto brilho, alta eficiência e longa vida útil, sendo adequados para uso externo em telas grandes. No entanto, não é possível fabricar displays de gama média para monitores ou PDAs (computadores de mão) com essa tecnologia. Contudo, o circuito integrado monolítico de LED pode ser utilizado como um display virtual monocromático.
MEMS
Este é um microdisplay fabricado com tecnologia MEMS. Nesses displays, estruturas mecânicas microscópicas são fabricadas processando semicondutores e outros materiais por meio de processos semicondutores padrão. Em um dispositivo de micromirror digital, a estrutura consiste em um micromirror sustentado por uma dobradiça. Suas dobradiças são acionadas por cargas nas placas conectadas a uma das células de memória abaixo. O tamanho de cada micromirror é aproximadamente o diâmetro de um fio de cabelo humano. Este dispositivo é usado principalmente em projetores comerciais portáteis e projetores para home theater.
emissão de campo
O princípio básico de um display de emissão de campo é o mesmo de um tubo de raios catódicos, ou seja, elétrons são atraídos por uma placa e colidem com um fósforo depositado no ânodo para emitir luz. Seu cátodo é composto por um grande número de minúsculas fontes de elétrons dispostas em uma matriz, ou seja, na forma de uma matriz de um pixel e um cátodo. Assim como os displays de plasma, os displays de emissão de campo requerem altas tensões para funcionar, variando de 200V a 6000V. No entanto, até o momento, não se tornaram um display de tela plana convencional devido ao alto custo de produção de seus equipamentos.
luz orgânica
Em um display de diodo emissor de luz orgânico (OLED), uma corrente elétrica passa por uma ou mais camadas de plástico para produzir luz semelhante à dos diodos emissores de luz inorgânicos. Isso significa que, para um dispositivo OLED, é necessário um filme de estado sólido depositado sobre um substrato. No entanto, os materiais orgânicos são muito sensíveis ao vapor de água e ao oxigênio, portanto, a vedação é essencial. Os OLEDs são dispositivos emissores de luz ativos que exibem excelentes características de luminosidade e baixo consumo de energia. Eles têm grande potencial para produção em massa em um processo contínuo (roll-by-roll) sobre substratos flexíveis e, portanto, são muito baratos de fabricar. A tecnologia possui uma ampla gama de aplicações, desde iluminação monocromática simples de grandes áreas até displays gráficos de vídeo coloridos.
Tinta eletrônica
Os displays de tinta eletrônica (e-ink) são controlados pela aplicação de um campo elétrico a um material biestável. Consistem em um grande número de microesferas transparentes seladas, cada uma com cerca de 100 micrômetros de diâmetro, contendo um líquido preto tingido e milhares de partículas brancas de dióxido de titânio. Quando um campo elétrico é aplicado ao material biestável, as partículas de dióxido de titânio migram em direção a um dos eletrodos, dependendo de seu estado de carga. Isso faz com que o pixel emita luz ou não. Como o material é biestável, ele retém informações por meses. Como seu estado de funcionamento é controlado por um campo elétrico, o conteúdo exibido pode ser alterado com muito pouca energia.
detector de chama
Detector fotométrico de chama FPD (Detector fotométrico de chama, ou FPD, abreviadamente)
1. O princípio do FPD
O princípio do detector de chama de fase (FPD) baseia-se na combustão da amostra em uma chama rica em hidrogênio. Após a combustão, os compostos contendo enxofre e fósforo são reduzidos pelo hidrogênio, gerando os estados excitados S²* (estado excitado do S²) e HPO* (estado excitado do HPO). Essas duas substâncias excitadas emitem espectros em torno de 400 nm e 550 nm ao retornarem ao estado fundamental. A intensidade desse espectro é medida por um tubo fotomultiplicador, sendo proporcional à vazão mássica da amostra. O FPD é um detector altamente sensível e seletivo, amplamente utilizado na análise de compostos de enxofre e fósforo.
2. A estrutura do FPD
O FPD é uma estrutura que combina um detector de ionização de chama (FID) e um fotômetro. Inicialmente, era um FPD de chama única. Após 1978, para compensar as deficiências do FPD de chama única, foi desenvolvido o FPD de chama dupla. Este possui duas chamas separadas de ar-hidrogênio: a chama inferior converte as moléculas da amostra em produtos de combustão contendo moléculas relativamente simples, como S₂ e HPO; a chama superior produz fragmentos luminescentes em estado excitado, como S₂* e HPO*. Há uma janela voltada para a chama superior, e a intensidade da quimiluminescência é detectada por um tubo fotomultiplicador. A janela é feita de vidro temperado e o bocal da chama é feito de aço inoxidável.
3. O desempenho do FPD
O detector de chama de fase (FPD) é um detector seletivo para a determinação de compostos de enxofre e fósforo. Sua chama é rica em hidrogênio, e o suprimento de ar é suficiente para reagir com apenas 70% do hidrogênio, resultando em uma temperatura de chama baixa o suficiente para gerar fragmentos excitados de enxofre e fósforo. A vazão do gás de arraste, hidrogênio e ar influencia significativamente o desempenho do FPD, portanto, o controle do fluxo de gás deve ser extremamente preciso. A temperatura da chama para a determinação de compostos sulfurados deve ser em torno de 390 °C, o que permite a geração do radical S2* excitado. Para a determinação de compostos fosforados, a proporção entre hidrogênio e oxigênio deve estar entre 2 e 5, sendo essa proporção ajustada de acordo com a amostra. O gás de arraste e o gás auxiliar também devem ser ajustados adequadamente para se obter uma boa relação sinal-ruído.
Data da publicação: 18/01/2022