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Técnico em eletrônica Quarto módulo

2018/1

TV LED/OLED

Filipe Andrade La-Gatta filipe.lagatta@ifsudestemg.edu.br

IF Sudeste MG/JF

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LED/OLED Introdução

Introdução

LCD, plasma eram as tecnologias de televisores finos, de alta definição e digitais, até uma nova geração de aparelhos começa a despontar no mercado.

Baseada em diodos emissores de luz, ou LED, a nova tecnologia prometia menor consumo de energia, maior durabilidade, melhor qualidade de imagens e aparelhos ainda mais finos.

E, como qualquer nova tecnologia, preços começaram muito maiores também. Em 2009 enquanto uma TV LCD de 42 polegadas custava em torno de R$ 3 mil, uma LED TV de mesmo tamanho nova custava muito mais que o dobro.

Na CES 2010, que aconteceu em Las Vegas entre 7 e 10 de janeiro, deixaram de ser os protótipos apresentados na edição 2009 da feira os modelos ultrafinos de LED viraram o foco principal da feira.

Atualmente todos os fabricantes de TV têm suas linhas de LED TV.

A família Infinity, da LG, ganhou o prêmio de inovação do evento de 2010 ao combinar o design fino com conectividade em modelos full HDTV de até 47 polegadas.

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Só recentemente surgiram, porém, as LED TVs de fato, 100%. Todos os modelos apresentados na CES 2010 casavam iluminação traseira por LED com tecnologia de LCD.

Embora LED seja a tecnologia mais discutida atualmente, ela é bastante antiga. Ela foi criada nos anos 1920 pelo russo Oleg Vladimirovich Lozev como uma fonte de luz eletrônica.

Losev, um técnico de rádio, notou que os diodos emitiam luz quando uma corrente elétrica passava por eles.

Os LEDs apresentam muitas vantagens sobre as fontes de luz tradicionais, incluindo baixo consumo de energia, vida útil mais longa, robustez e rapidez no ligar e desligar.

Hoje, os LEDs são encontrados em brinquedos, controles remotos, computadores, relógios digitais, forno microondas, elevadores, celulares...

Agrupados, os LEDs podem formar imagens, como nas telas jumbo de TV encontradas em estádios ou em painéis publicitários.

Enfileirados, eles dão um novo rumo às TV’s de LCD.

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Mas é importante observar que apesar do nome LED TV, os novos televisores não passam de TV’s LCD que usam luz de LED para iluminar a tela de cristal de líquido.

Portanto, o uso do nome LED é mais uma jogada de marketing do que uma TV realmente de LED.

A tecnologia LED captura as cores naturais da vida real com a produção de pretos mais pretos, brancos mais vivos e forte contraste entre cores escuras e vívidas. Um display 100% de LED pode ser visto em estádios, na Times Square, em Nova York, e nas ruas de Tóquio.

Comparado ao tamanho do pixel de uma TV LCD normal, o bulbo do LED é enorme.

E para formar imagens realísticas, com todos os contrastes e gama de cores, seria preciso muitos bulbos e um gerenciamento de liga e desliga LEDs realmente eficaz.

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E se ela nada tem de novo, então por que só agora os fabricantes de televisores resolveram colocá-la no mercado?

E o que há de errado com as TVs de LCD atuais?

Bem, as chamadas LED TVs são uma combinação de duas tecnologias: tela de LCD com iluminação por LED.

As LCDs que conhecemos hoje usam tubos fluorescentes (Cold Cathode Fluorescent Lamp, ou CCFL) para iluminar a tela.

Como resultado, elas têm um limite de espessura e problemas para criar pretos profundos.

Isso acontece porque os tubos fluorescentes estão sempre ligados, e alguma luz vaza para a frente da tela mesmo quando parte da imagem deveria ser preta. Como consequência, a falta do preto profundo reduz a percepção do brilho da imagem da TV.

O que as LED TVs fazem é iluminar a tela LCD com uma camada de LEDs, evitando o vazamento de luz.

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LED/OLED Luz de fundo

Antes de falarmos sobre a tecnologia da LED TV, é preciso entender o que são LEDs.

Basicamente, LEDs são lâmpadas pequenas que se ajustam facilmente em um circuito elétrico.

Mas diferentemente das lâmpadas incandescentes comuns, eles não têm filamentos que se queimam e não ficam muito quentes.

Além disso, eles são iluminados somente pelo movimento de elétrons em um material semicondutor, e duram tanto quanto um transistor padrão.

Os LEDs são baseados em diodo semicondutor.

Quando o diodo é polarizado diretamente (ligado), os elétrons são capazes de se recombinar em cavidades, e energia é liberada na forma de luz.

Esse efeito é chamado eletroluminescência e a cor da luz é determinada pelo intervalo de energia do semicondutor, que varia em cada material semicondutor usado.

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Nas LED TVs, essa tecnologia é usada para iluminar a tela de cristal líquido por meio de inúmeros bulbos de luz que podem ser ligados e desligados de acordo com a intensidade de cor necessária em uma determinada imagem, proporcionando mais claridade, contraste e reprodução de cores.

O LCD é um líquido que fica preso entre dois pratos e que muda quando uma corrente elétrica é aplicada.

Do mesmo modo que você precisa apertar um botão para enxergar no escuro as horas em um relógio digital, as telas de LCD precisam de uma luz de fundo, porque não emitem luz nenhuma.

As LED TVs existentes no mercado usam LED para substituir as lâmpadas fluorescentes das LCDs.

Existem duas maneiras de usar LEDs para iluminar a tela de uma TV LCD: ou colocando-os em toda a parte traseira da tela, como um painel (iluminação direta ou direct lit), ou posicionando-os nas bordas na tela (iluminação de perímetro ou edge lit).

As duas técnicas usam menos energia do que as TVs de plasma e de LCD de tubos fluorescentes.

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A principal vantagem da iluminação direta de LED é que ela pode ser usada para aumentar os níveis de contraste ao desligar os bulbos selecionados, aumentando a quantidade de preto em partes da imagem.

Os LEDs são usados em todo o painel, que pode ser dividido em pequenos segmentos controlados independentemente.

Isso possibilita que algumas partes da tela fiquem muito escuras, enquanto outras permanecem muito claras.

Na iluminação de perímetro, a maior vantagem está na possibilidade de fabricar aparelhos incrivelmente finos, já que os LEDs estão dos lados, em cima e embaixo, como uma moldura, e não atrás de todo o painel de LCD.

Mas justamente porque os LEDs não estão espalhados em todo o painel, você perde a capacidade de desligar partes da luz de fundo para obter melhor contraste, e a qualidade da imagem também sofre se a luz não for suficientemente bem dispersa.

Um preço a se pagar por televisores mais finos. As LED TVs são ecologicamente corretas.

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A tecnologia dispensa o uso de mercúrio no processo de fabricação dos aparelhos. O mercúrio é um metal pesado perigoso para o meio ambiente e é capaz de provocar danos ecológicos irreparáveis quando usado em massa.

Além disso, as LED TVs consomem 40% menos energia elétrica, quando comparadas com um aparelho LCD convencional.

Como a luz de LED pode ter cores variadas, o segredo no uso eficiente da tecnologia nos televisores está em escolher que tipo de luz de LED usar para iluminar a LCD e obter os melhores resultados em brilho e contraste. Uma das possibilidades é a iluminação com LEDs brancos.

O LED branco é muito parecido com o CCFL, porque usa uma fonte de luz azul que é feita para parecer branca pela presença de enxofre no revestimento do bulbo. A porção verde do espectro de cores é mais forte nesses casos.

A outra opção são os LEDs coloridos (RGB dinâmico), potencialmente capazes de uma gama de cores mais ampla.

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Os RGBs usam três LEDs coloridos - vermelho, azul e verde, proporcionando uma distribuição mais equilibrada do espectro de cores.

O uso de LEDs RGB oferece uma paleta de cores 45% mais ampla na criação de imagens, garantindo maior eficácia na reprodução de tonalidades de cores. Em uma LED TV com iluminação dinâmica, as imagens ficam muito mais nítidas e o contraste é muito maior do que numa TV LCD convencional.

Se as LED TVs já são consideradas um avanço em tecnologia para televisão, imagine uma fonte de luz que usa pixels autoiluminados.

É o caso das OLED TVs, esta sim, a nova geração de televisores.

Quando o primeiro televisor LCD com luz de fundo de LED foi lançado pela Sony, em 2004, muita gente acreditou que se tratava de um aparelho usando a

tecnologia OLED (diodo emissor de luz orgânica).

A TV tinha poucos centímetros de espessura, mas ainda assim era grossa demais para ser uma OLED TV.

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Três anos depois, em outubro de 2007, a mesma Sony lançou sua primeira OLED TV - o que só aumentou a confusão, já que os consumidores acreditavam se tratar de mais uma LED TV.

As duas tecnologias transformam energia elétrica em luz, mas enquanto a LED necessita de um bulbo para tornar a luz visível e utilizável, a OLED usa compostos orgânicos que se autoiluminam, dispensando bulbos ou lâmpadas fluorescentes para iluminar a tela.

Com isso, é possível usar a tecnologia na fabricação de displays ultrafinos, com poucos milímetros de espessura, e até flexíveis.

Um display de OLED é feito de três a cinco camadas de compostos orgânicos (baseados em carbono), que são colocadas em uma camada de vidro acrílico duro, material que também protege os delicados materiais internos.

Os compostos orgânicos do material emitem luz vermelha, verde e azul em resposta a uma corrente elétrica.

Tudo isso é 200 vezes mais fino que um fio de cabelo.

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As TVs de LCD reproduzem cores através de um processo de subtração: eles bloqueiam comprimentos de onda especifícos do espectro de luz branca até ficar apenas a cor certa.

E é a intensidade de luz permitida a passar através dessa matriz de cristal líquido que possibilita às telas LCD exibir imagens coloridas chocantes.

A aplicação do LED como luz de fundo das tevês LCD melhora consideravelmente a qualidade das imagens, mas apesar do avanço, o ganho em qualidade não se compara com o de uma OLED TV.

A tevê OLED se sobressai em níveis de preto e contraste, comparada com uma LED TV, a OLED TV tem uma taxa de contraste mais de 100 vezes maior. Nos displays OLED, cada pixel contém elementos vermelhos, verdes e azuis, que trabalham em conjunto para criar uma paleta com milhões de cores.

Como cada pixel contém todos os elementos necessários para produzir cada cor do espectro, a informação é reproduzida mais precisamente com a tecnologia OLED do que com a LED TV.

Resultado: cores mais ricas e mais realísticas, brilho e contraste excepcionais e maior ângulo de visão.

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