Os ecrãs LCD são constituídos por diversas camadas:
• Duas placas de vidro transparentes: Contêm e protegem os cristais líquidos.
• Cristais líquidos: Uma substância que pode alterar as suas propriedades óticas sob a influência de um campo elétrico.
• Filtros polarizadores: Permitem a passagem da luz apenas num sentido específico.
• Elétrodos ou camada de alinhamento: Camadas transparentes colocadas no interior de cada placa de vidro.
• Retroiluminação: Ilumina o ecrã por trás, geralmente utilizando LEDs.
• Filtros de cor: Compostos por pixéis, cada um formado por três subpixéis: vermelho, verde e azul (RGB).
No núcleo de um ecrã LCD encontram-se as moléculas de cristal líquido, únicas pela sua capacidade de se alinharem numa direção específica quando submetidas a um campo elétrico. Estas moléculas são formadas por estruturas longas em forma de bastão que possuem propriedades tanto líquidas como sólidas. No seu estado natural, as moléculas de cristais líquidos estão orientadas aleatoriamente, resultando num aspeto escuro quando a luz passa por elas.
Para compreender como funcionam as moléculas LCD, vamos analisar mais de perto a estrutura básica de um painel LCD. As duas placas de vidro servem para conter uma fina camada de material de cristal líquido. A superfície interna de cada placa de vidro é revestida com um elétrodo transparente que permite a aplicação de um campo elétrico através da camada de cristal líquido.
As moléculas de cristais líquidos num ecrã LCD são tipicamente de dois tipos: nemáticas torcidas (TN) e alinhadas verticalmente (VA). Num LCD TN, as moléculas alinham-se num ângulo específico, geralmente 90 graus, entre as duas placas de cristal quando não é aplicado qualquer campo elétrico. Esta disposição torcida permite que a luz passe através da camada de cristal líquido e chegue ao observador.
Quando um campo elétrico é aplicado a um LCD TN, as moléculas de cristais líquidos começam a desenrolar-se, alinhando-se paralelamente ao campo elétrico. Este realinhamento altera a polarização da luz que atravessa a camada de cristal líquido, impedindo que esta chegue ao observador. Controlando o campo elétrico, a quantidade de luz que passa pelo ecrã LCD pode ser regulada com precisão, resultando em diferentes níveis de brilho.
Por outro lado, os ecrãs LCD VA funcionam de forma diferente. Num ecrã LCD VA, as moléculas de cristal líquido estão inicialmente alinhadas verticalmente, perpendicularmente às placas de vidro. Quando é aplicado um campo elétrico, as moléculas inclinam-se, permitindo que a luz passe através da camada de cristal líquido. Tal como nos LCD TN, o grau de inclinação pode ser controlado ajustando-se a voltagem, controlando-se, portanto, o brilho.
Embora as moléculas do LCD funcionem, em última análise, manipulando o alinhamento das estruturas de cristais líquidos através da aplicação de um campo elétrico, e este realinhamento controlado permita ao LCD regular a passagem da luz, não é o único componente fundamental de um LCD. Para que funcione, precisamos que a luz de fundo gere iluminação suficiente para uma visualização adequada.
A luz gerada pela retroiluminação deve passar por um filtro polarizador que a direciona numa única direção, de modo a que, ao atravessar a camada de cristais líquidos, se torne homogénea. Esta luz polarizada interage com as moléculas do cristal líquido, alterando a sua direção de polarização; assim, o segundo filtro polarizador permite a passagem apenas da luz que foi polarizada no sentido correto.
Como já discutimos, a quantidade de luz que atravessa cada pixel é controlada pela voltagem aplicada aos elétrodos. Os pixéis com voltagem mais elevada parecem mais brilhantes, enquanto os pixéis com voltagem mais baixa parecem mais escuros.
A produção de cor ocorre na camada de filtro de cor, que se encontra entre o segundo vidro e o segundo filtro polarizador. Como cada pixel é composto por subpíxeis vermelhos, verdes e azuis, a combinação destas cores primárias cria uma vasta gama de cores. Atualmente, milhões de cores podem ser reproduzidas com este sistema, sob o controlo dos elétrodos que regulam a quantidade de luz que passa por cada subpixel.
Para atingir altas resoluções, como 8K ou 4K, um ecrã LCD precisa de ter um grande número de pixéis. Isto é conseguido reduzindo o tamanho dos pixéis individuais e aumentando o número de elétrodos na camada de elétrodos. No entanto, à medida que o número de pixéis aumenta, aumenta também a complexidade do ecrã e a necessidade de maior precisão no controlo da orientação das moléculas de cristais líquidos.
Todo este conjunto permite-nos desfrutar de imagens e vídeos com resoluções incríveis e cores vibrantes.
Para mais informações Ou, para escolher um LCD com funcionalidades especiais para o seu projeto, contacte a Steliau Technology Iberia:
