A produção em massa de LCD TVs que usam diodos emissores de luz como a fonte luminosa para o fundo das telas deve começar em 2005. Se a aplicação prática puder ser alcançada, a geração de cores terá uma melhora significativa.



Um engenheiros em uma fabricante de LEDs (light-emitting diodes, ou diodos emissores de luz) comentou que um engenheiro em uma companhia de TVs estava comentando sobre como a competição estava ganhando terreno sobre eles.







Em novembro do ano passado, a Sony do Japão lançou modelos da de 40 e 46 polegadas da linha Qualia 005, as primeiras TVs com displays de cristal líquido a usar diodos no padrão RGB no backlight. Engenheiros em toda a indústria ficaram espantados com o resultado, que o mercado não esperava ver tão cedo.



Os backlights iluminam os painéis LCD na frente dos displays e geralmente consistem em uma fonte de luz e componentes ópticos dispersores conhecidos como spreaders. Grandes LCD TVs usam lâmpadas de catôdo frio (cold-cathode florescent lamps - CCFL) para esse propósito mas agora a Sony está migrando para os LEDs de 3 cores no padrão RGB.



Parece certo que um número de fabricantes de LCD TVs seguirá o movimento da Sony, lançando modelos com backlights de LEDs em escala de produção ainda neste ano. A Samsung, por exemplo, deve começar a fazer isso ainda neste semetre. Muitos fabricantes de TVs estão se esforçando no sentido de ganhar experiência nestes novos backlights o mais breve possível. A razão é que os backlights com LEDs devem prover um maior valor agregado às LCD TVs.



Performance na cor



Existem algumas vantagens em usar LEDs RGB como fonte de luz. A maioria dos fabricantes de TVs está mais intrigada com o maior espectro de cor gerado pelos backlights RGB, que poderão chegar perto dos 100% das especificações do padrão NTSC (National Television Standards Committee), sem prejuízo para a exibição de cor branca.



Os backlights RGB não apenas oferecem uma reprodução de cor mais ampla do que os backlights CCFL. Eles também tornam mais fácil reproduzir cores que são difíceis de conseguir com os fósforos em tubos de raios catódicos (CRT), em displays de plasma ou mesmo em telas SED. Um certo número de fabricantes de painéis LCD concorda que na medida em que a cor é importante, os painéis LCD oferecem a melhor performance entre todos os equipamentos disponíveis, e a tecnologia-chave para isso são os backlights com LEDs.







A Sony foi a primeira a comercializar um produto baseado nessa visão. A empresa entrou tarde no mercado das TVs de tela fina e muitos analistas da indústria acreditam que ela apostou na viabilização da produção de backlights com LEDs como forma de expandir sua marca no mercado de TVs.



A Sony, claro, não é a única fabricante a posicionar a cor como um ponto importante para a competição. Os outros fabricantes de LCD TVs até agora deram ênfase à maior luminosidade e definição, reforçando também aspectos como maiores telas e menor custo, e todos os fabricantes adorariam adicionar uma nova característica aos indicadores existentes. Uma fonte dentro da fabricante de LCDs declarou que a Samsung está contratando muitos especialistas em cores recentemente, uma evidência de sua determinação em atacar o item cor com carga total.



Na esteira destas atividades dos fabricantes de equipamentos, os fabricantes de componentes periféricos à produção dos backlights de LEDs também estão bem interessados. Alguns engenheiros trabalhando em outras empresas concordam que o movimento da Sony vai estimular a competição, que deve começar a valer pelo início de 2007. Fabricantes de componentes já se antecipam quanto a um possível aumento de demanda. A maioria dos fabricantes de backlights com LEDs estão usando LEDs da norte-americana Lumileds Lighting, a empresa que oferece a maior taxa de saída em todas as cores (RGB).



Outros fabricantes de LEDs, claro, já estão no encalço da empresa. A japonesa Toyoda Gosei planeja lançar um LED próprio para backlights ainda neste ano, com as três cores. O mesmo acontece com a Showa Denko KK, também japonesa, que fabrica processadores e que recentemente entrou no mercado de LEDs azuis e que também estuda entrar no mercado de LEDs de outras cores até o ano que vem.



Possíveis mudanças A adoção dos Backlights de LEDs pode levar ao lançamento de TVs capazes de exceder o padrão de reprodução de ores NTSC. SE isso acontecer, poderia levar a mudanças no conteúdo em si, porque os receptores de TVs poderiam alcançar uma expressão de cor mais variada do que atualmente.



As informações de cor para conteúdo em vídeo, como as utilizadas na programação de TV ou adotadas pelo padrão MPEG são criadas para atender às gamas de cor de TVs CRT. Em outras palavras, apenas contém as informações padrão de cor RGB equivalentes a 70% das especificações NTSC. A linha Qualia 005 da Sony, portanto, usam um algoritmo proprietário para converter os sinais de vídeo de transmissões ou outras fontes, expandindo a gama das cores exibidas além do padrão RGB convencional. Se muitas destas TVs aparecerem no mercado, levarão a uma demanda crescente por conteúdo com gamas de cores maiores.



De fato, o assunto já está em discussão, como evidenciado em um novo padrão de cores chamado xvYCC que está sendo discutido pela JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association), desenhado para definir um espectro de cor maior que o padrão RGB. Uma comparação com pantone Munsell, uma série de exemplos de cor mostra que o padrão RGB atinge apenas 55%, enquanto o YCC cobrirá 100%. A JEITA propôs o formato xvYCC para a padronização da International Electrotechnical Commission (IEC) em outubro de 2004, e ele poderia ser adotado em 2006. Se o padrão for oficialmente adotado, ele poderia trazer novos padrões de informação de cor para o conteúdo.



Espectro de cor



Backlights usando LEDs RGB de três cores são a forma mais eficiente de expandir o leque de reprodução de cor, mas eles não serão fáceis de serem usados eficientemente.



O primeiro choque para os engenheiros que querem usar os LEDs é a desigualdade em luminosidade e cores. De acordo com um fabricante de backlight, a variação na luminosidade é de até cinco vezes o de CCFL e a variação de cor é de cinco a sete vezes. A Sony ainda não divulgou os detalhes técnicos de como resolveu o problema na linha Qualia 005. A Lumileds, que fornece os LEDs para a Sony, comentou que agora seus embarques têm de atender a padrões muito mais rigorosos do que os originalmente imaginados.



A dificuldade do uso de LEDs é que eles sofrem de uma série de problemas diferentes dos painéis CCFL. Uma série de esforços está em curso para solucionar estes problemas mas não só os fabricantes de equipamentos e de painéis estão ansiosos em conseguir Backlights de LEDs em seus produtos mas também os próprios fabricantes de LED.



Existem três grandes problemas encontrados tanto por fabricantes de equipamentos e de painéis com os Backlights de LEDs: reduzir as desigualdades de cor no display, reduzir a mudança de cores e reduzir o consumo de energia. Destes, muitos engenheiros apontaram que reduzir a disparidade de cores é o mais difícil desafio. O problema é causado porque os LEDs RGB são usados. Diferente dos painéis CCFL, que usam luz branca, os três painéis RGB devem ser combinados para produzir um branco uniforme, que então ilumina o painel LCD.



Um método efetivo de reduzir o problema é a aumentar a distância entre a fonte de luz do LED e do LCD que é iluminado. Isso torna mais fácil para a luz se combinar. Vários fabricantes estão usando direcionadores duais de luz para aumentar o caminho percorrido pelos feixes luminosos, refletindo a luz para conseguir melhores resultados. A japonesa NEC-Mitsubishi Electric Visual Systems, por exemplo, usam esse procedimento em seus monitores LCD para a área de editoração (DTP) e em outras aplicações comerciais, incluindo um painel de 21 polegadas. Apenas esta estrutura não vai eliminar os problemas da disparidade de cor. A NEC do Japão, que desenhou o backlight para o monitor LCD, revela que ainda existem outras mudanças a serem feitas, como alterações no padrão de posicionamento e espaçamento dos LEDs.



Projetos de LEDs



Enquanto os direcionadores de luz são um método de aperfeiçoar a uniformidade de cor, a menor eficiência na utilização da luz acontece por conta de perdas durante o processo de propagação. Quando o alvo são as TVs, diferente de painéis comerciais, a luminosidade deve ser de pelo menos 400 a 500 candeias por metro quadrado, como um resultado de muitas pessoas na indústria sentirem que as TVs requerem iluminação do LED diretamente sob o painel LCD, em vez de direcionadores de luz.



Há ainda o problema da irradiação de calor resultante de agrupar os LEDs em excesso. Se os LEDs ficam mais espaçados, é mais fácil gerenciar a dispersão de calor. A linha Qualia 005 da Sony procura solucionar o problema deixando os LEDs condensados na horizontal e mais espaçados na vertical.



Consumo: nível do CCFL em 2007



Reduzir o problema das variações de cor vai demandar o uso de sensores de cor e de temperatura.



A disparidade de cores ocorre quando os três LEDs exibem diferentes características de emissão devido a mudanças de temperatura. Os fabricantes de LEDs dizem que resolver o problema das características de emissão dos LEDs não é algo trivial e sugerem que será necessário usar um sensor para detectar a flutuação dos LEDs e automaticamente ajustar a intensidade individual de cada pixel, como acontece na linha Qualia 005 da Sony. Reduzir o consumo de energia só pode ser solucionado com a performance dos LEDs. A eficiência de luminosidade do CCFL é de cerca de 60 lumens por Watt, enquanto os LEDs alcançam apenas 30 lumens por Watt, ou seja, os LEDs vão consumir o dobro de backlights CCFL para atingir a mesma luminosidade.



Ainda deve demorar dois ou três anos antes que os níveis de consumo de Backlights de LEDs caiam aos níveis do CCFL. A Lumileds acredita que melhorias nos efeitos quânticos dos painéis e uma maior eficiência no consumo levem os LEDs a alcançarem os níveis do CCFL em algum momento de 2006 ou 2007.

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