Do CRT ao LCD e a película que fez disto possível!

Num passado não muito distante, as televisões e os monitores dos computadores continham tubos de raios catódicos (CRTs) grandes e pesados para produzir as imagens. Hoje, utilizamos ecrãs de cristais líquidos (LCDs) leves e finos, que tornam os televisores e os computadores muito mais atrativos e uma parte conveniente da nossa vida quotidiana.

Simultaneamente, os LCDs também evoluíram muito. Os pequenos LCDs monocromáticos do passado transformaram-se nos ecrãs LCD coloridos e grandes do presente, permitindo-nos ver com facilidade todos os tipos de conteúdo. Mas sabia que por trás desta inovação está uma película desenvolvida e produzida pela Fujifilm? Uma folha fina de filme WV (visão alargada) que melhora as nossas vidas no escritório e salas de estar em todo o mundo.

Ultrapassar o maior problema dos LCDs

Os LCDs tiveram um papel importante nas calculadoras de bolso e nos relógios desde os anos 70, mas foi apenas na segunda metade dos anos 90 que entraram nos monitores dos computadores. Para criar estes ecrãs a cores avançados, foi necessário ultrapassar vários desafios técnicos para melhorar a velocidade de resposta e a qualidade de imagem dos LCDs. Além disso, os custos de produção tiveram que baixar e tornar-se mais acessíveis.

Na altura, o tipo de LCD que melhor cumpria os requisitos económicos e tecnológicos foi o LCD nemático torcido (TN).* Mas o LCD TN tinha uma grande desvantagem: quando visualizado a partir de um ângulo e não frontalmente, as cores e os níveis de brilho da imagem alteravam. Este problema tornava os LCDs TN inadequados para utilização em grandes ecrãs, mas, uma inovação tecnológica da Fujifilm solucionou o problema: o filme WV.

Num LCD, as moléculas de cristais líquidos em cada pixel desempenham o papel de transmitir e de bloquear a luz proveniente traseira na direção do utilizador. Quando os LCDs TN eram visualizados de lado, de cima ou de baixo, as caraterísticas das moléculas de cristais líquidos provocam luz que deve ser bloqueada para vazar, alterando as cores e os níveis de brilho na imagem. O filme WV compensa oticamente as moléculas de cristais líquidos orientadas em muitas direções dentro da camada de cristais líquidos dos píxeis no estado preto para evitar a fuga da luz. Quando um LCD com filme WV é visualizado de qualquer ângulo, a cor preta aparece verdadeiramente como preta.

Graças ao seu notável desempenho, sem alteração do processo de produção LCD atual, o filme WV é utilizado em praticamente todos os painéis LCD TN produzidos a nível mundial. De facto, existe uma boa hipótese de estar a visualizar atualmente esta página Internet num LCD com filme WV da Fujifilm.

*Na altura, o único LCD de transistores de película fina (TFT) comercialmente viável era o LCD TN. Como uma estrutura de matriz ativa torna possível o controlo de cada pixel através de um transistor dedicado, que pode ligar ou desligar a tensão, oferece uma qualidade de imagem e uma resposta superiores a uma estrutura de matriz passiva. Além disso, como pode ligar ou desligar cada pixel, uma estrutura de matriz ativa funciona bem na visualização de um sinal digital.

Uma ideia original proveniente de um pensamento simples e claro

Nos anos 90, os fabricantes de painéis LCD andavam à procura de uma solução para o ângulo de visão limitado dos LCDs TN. A investigação consistia principalmente na tentativa de alterar as próprias células de cristais líquidos, mas quaisquer alterações efetuadas acabavam por reduzir a transmissão das células e criavam uma fraqueza igual à que queriam eliminar.

Contudo, a Fujifilm tinha um problema próprio para resolver. Na altura, os LCDs super nemáticos torcidos (STN) eram o principal tipo de LCD do mercado. A Fujifilm fornecia materiais a fabricantes para utilização em LCDs STN, mas o mercado ficou cada vez mais competitivo e as vendas da Fujifilm neste segmento desapareceram. A equipa de I&D da Fujifilm para este mercado enfrentou uma escolha dura: acabar ou desenvolver um novo produto revolucionário. Como se esperava da equipa de I&D da Fujifilm, aceitaram o desafio. Estes cinco investigadores novos na casa dos vinte e dos trinta anos não estavam acostumados à derrota e não pretendiam experimentar o sentimento pela primeira vez.

A bonita qualidade de imagem do recente LCD TN, muito superior à do LCD STN, captou a atenção da equipa e reforçou o seu espírito de desafio. No verão de 1993, a equipa começou a investigar métodos de compensação otica do ângulo de visualização dos LCDs TN. Apenas tinham uma regra: pensar de forma simples e clara. Como resultado, tiveram a ideia de desenvolver um filme que compensasse oticamente as moléculas de cristais líquidos orientadas em muitas direções diferentes dentro da camada de cristais líquidos dos píxeis. O pensamento claro e simples conduziu-os a uma potencial solução extremamente racional. Contudo, não sabiam ainda o tipo de material capaz de produzir o efeito desejado.

LCDs discóticos: alcançar o pouco ortodoxo

No inverno de 1993, um membro da equipa descobriu um documento de investigação especialmente interessante, que descrevia compostos discóticos ou em forma de disco. Esta era exatamente a forma que os investigadores andavam à procura, porque constituia a forma mais eficiente para compensar as moléculas do LCD em forma de bola de râguebi. A equipa começou imediatamente a experimentar com compostos discóticos dispostos na diagonal no filme. Os compostos discóticos nunca tinham sido utilizados num produto comercial, mas a equipa experimentou várias abordagens e descobriu uma forma eventualmente eficaz de alinhar as moléculas. O filme tinha outra caraterística que o torna ainda menos ortodoxo: as moléculas tinham uma orientação híbrida quando mudavam continuamente o ângulo no que respeita ao substrato do filme e ao interface com o ar. A colocação de uma folha deste filme em ambos os lados do painel LCD permitiu aos utilizadores ver as imagens de vários ângulos diferentes. O antigo problema do ângulo de visão do LCD TN foi resolvido rapidamente e nasceu um novo filme revolucionário.

A Fujifilm começou a fornecer rapidamente o filme WV, o nome do novo produto, aos fabricantes de painéis LCD com os quais já tinha parcerias. Em 1995, um pequeno televisor LCD com filme WV era lançado no mercado. Quando os fabricantes de painéis LCD a nível mundial viram como uma simples aplicação de filme podia melhorar o desempenho para um nível excecional, adotaram rapidamente a nova inovação. Na altura, os painéis LCD TN com filme WV contribuiram para uma maior popularidade dos computadores e da televisão digital. Além disso, ajudaram a acelerar a extinção do CRT, uma tecnologia que dominou desde a metade do século XX até ao início do século XXI.

Um filme fino com grande papel a desempenhar

A tecnologia nunca parou de evoluir e, desde o aparecimento do filme WV, novos tipos de LCD apareceram, incluindo LCDs de alinhamento vertical (VA) e comutação no mesmo plano (IPS). Desde o ano 2000, estas inovações melhoraram ainda mais o desempenho dos ecrãs digitais, suportado pelo lançamento dos smartphones e dos tablets e ajudaram a enriquecer as vidas das pessoas em todo o mundo. Os LCD TN e o filme WV foram tecnologias de base que ajudaram a tornar essas inovações uma realidade e a Fujifilm orgulha-se em ter desempenhado um papel principal na alteração gerada, tão vantajosa para a sociedade.

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