Engenheiros, Desenvolvedores e outros tomadores de decisão devem ter profundo conhecimento de como as especificações do display impactam os produtos finais. Neste sentido, é importante conhecer as diferenças entre displays Industriais e displays comerciais, os benefícios oferecidos por cada um e o impacto nas aplicações.
O Display de Cristal Líquido (LCD) é atualmente a tecnologia dominante no mercado de displays, portanto este será o foco deste artigo embora uma grande parte das informações aqui contidas sejam relevante para outras tecnologias de displays emissivos e passivos.
É recomendável avaliar os prós e contras dos atributos e especificações ressaltados neste artigo em qualquer processo de decisão quanto a escolha do display.
Elementos básicos que devem ser considerados para cada aplicação:
• Especificações Óticas:
- Contraste;
- Cor;
- Brilho;
- Tempo de Resposta;
- Ângulo de Visão;
• Outros Fatores de Desempenho
- Durabilidade;
- Vida útil do Backlight (lâmpada de iluminação traseira);
- Resistência a vibrações;
- Local de Montagem e Estrutura Mecânica;
• Especificações
• Disponibilidade de fornecimento / Continuidade de Produção
• Condições comerciais
• Controle de Configuração
• Situação e Cenário de Fim de linha de um produto
• Serviços específicos de customização aos clientes/Manutenção e Substituição de peças
• Histórico da empresa fornecedora
Óptica está sempre entre os primeiros itens a serem considerados ao se discutir desempenho. Para esta discussão dividiremos a Óptica em alguns dos seus principais atributos: Contraste, Cor, Brilho, Tempo de Resposta e Ângulo de Visão.
Em algumas aplicações industriais, particularmente onde a cor como informação é mais crítica do que caracteres, letras ou números, é importante medir a variedade (palette) de cores com uma porcentagem do gamut do padrão NTSC (National Television Standards Committee).
Nos LCDs o gamut de cores é fortemente influenciado pela iluminação traseira/Backlight. As lâmpadas traseiras CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps) fornecem cerca de 70 a 80 por cento do gamut de cores do padrão NTSC acima descrito. Em certas aplicações, esta faixa ainda não é suficiente e há necessidade de se chegar muito próximo a 100 por cento do gamut de cores NTSC, que tipicamente é atingido utilizando-se LEDs (Light Emitting Diodes) para iluminação traseira do produto LCD. Ao verificarmos um display com backlight de LED lado a lado a um display com backlight CCFL convencional percebe-se claramente a diferença entre ambos.
Artistas gráficos, editores de revistas e usuários de monitores sofisticados de alto desempenho notarão claramente uma melhoria da colorimetria produzida por um display com iluminação traseira a LED.
Monitores TFT comerciais são utilizados em ambientes com iluminação controlada portanto a luminância entre 200 e 300 cd/m2(nits) é suficiente. Entretanto, este nível de brilho não é adequado para aplicações onde a luz ambiente é mais forte e predomina sobre a iluminação traseira do LCD. Nas aplicações típicas de quiosques, médicas e industriais é desejável um brilho igual ou superior a 450 nits. Entretanto, para ambientes outdoor é recomendável o uso de tecnologias transflexivas ou TFTs de alto brilho (acima de 600 cd/m2).
Outro ponto importante é avaliar o emprego de Touch Screen (acionamento e interação por toque direto na tela do LCD), pois especialmente no caso das telas de toque que usam tecnologia resistiva a luz emitida pelo display será reduzida.
Historicamente, as tecnologias de display passivos, incluindo LCDs, têm um tempo de resposta bem baixo quando comparado as tecnologias de displays emissivos. Nos displays de consumo (não industriais), sejam eles displays de notebooks ou monitores de PC, um tempo de resposta de 30 milissegundos é considerado bom. Todavia, em aplicações industriais ou médicas, onde o usuário pode perceber o movimento num ambiente de conteúdo dinâmico, é extremamente importante e desejável um tempo de resposta mais rápido para o LCD.
As mais novas tecnologias, como o ASV (Advanced Super View) ou MVA (Multivariate Vertical Alignement), reduziram este tempo de resposta para menos de 10 milissegundos. Nos caso de aplicações em TV, a tecnologia ASV reduziu este número para fantásticos 6 milissegundos.
Os displays comerciais ou de consumo (não industriais) são tipicamente projetados para um único usuário e que supostamente esteja posicionado em frente ao display. Este cenário é raramente verificado na maioria das aplicações industriais; por exemplo, um médico ou enfermeira não pode parar no meio de um procedimento cirúrgico para ver o display de frente apenas para verificar um dado desejado. Para o operador de uma grande máquina, seria quase impossível ter uma visão direta ou se posicionar em frente ao display. Para um navegador em um barco ou avião, seria inconveniente se posicionar em frente ao display especialmente quando há vários displays no painel e todos com diferentes ângulos em relação ao usuário. Mesmo em aplicações comerciais (exemplo: ponto de venda) um ângulo de visão mais amplo é desejável para melhor visualização por parte dos clientes e usuários.
Os displays deveriam ser legíveis sob um amplo ângulo de visão com razoável contraste, também conhecido como legibilidade imediata, “at-a-glance readability”. Os displays de consumo apresentam um desempenho pífio nestes quesitos porque utilizam a tecnologia TN (Twisted Nematic) e por isso tem ângulo de visão limitado. Para a melhor adequação em aplicações que requerem amplos ângulos de visão, foram desenvolvidas tecnologias como, IPS, ASV e MVA, que permitem ângulos de visão de até 178 graus.
Durabilidade é um atributo difícil de especificar e está muito associado a qualidade do projeto do chassi onde o display é aplicado. Um modo de determinar se um LCD é durável é pedir ao fabricante que forneça referências dos clientes que tenham utilizado os displays por mais de cinco anos.
Displays industriais bem projetados sobrevivem por mais de cinco anos enquanto é provável que os displays projetados para o segmento de consumo tenham uma vida bem mais curta devido a falhas na iluminação traseira ou algum outro mal funcionamento.
A iluminação traseira (backlight) é normalmente o ponto fraco na expectativa de vida útil do LCD. Portanto é muito importante que o fabricante do TFT utilize LEDs industriais ou lâmpadas CCFL de alto desempenho para garantir uma vida útil mínima de 50K horas. O avanço na tecnologia de LEDs industriais tem permitido que alguns fabricantes de displays especifiquem a vida útil dos backlights em até 100K horas.
É recomendável que o display permita a troca em campo das lâmpadas do backlight, garantindo assim uma maior vida útil ao produto final.
Em aplicações que utilizam dispositivos eletrônicos de mão (Handheld Data Terminal) ou equipamentos portáteis como desfibriladores, a realização de testes de vibração assegura que o projeto sobreviverá ao deslocamento em um veículo comercial ou numa chamada de emergência. Nestas aplicações a resistência a vibração é importante pois permitirá ao projetista uma certa margem na construção do produto final.
A série de produtos da Optrex exibe uma notória resistência a vibração de 2G em alguns modelos de displays o que os tornam adequados para o desenvolvimento de produtos industriais mais robustos em aplicações e ambientes severos.
Como em toda tecnologia, as especificações são atualizadas constantemente pelos fabricantes de painéis LCD e acontecem como uma resposta a evolução da tecnologia e melhorias nos projetos.
Assim sendo, fabricantes de telas industriais buscam garantir a longevidade dos projetos incluindo furações similares para a montagem, localização de conectores, e ainda a manutenção de algumas dimensões do display. Desta forma, mesmo que o display passe por um reprojeto em cinco anos aprox, o produto final pode ter um ciclo de vida acima dos 5 anos previstos para o display originalmente especificado.
É importante considerar esta questão como uma filosofia de projeto e produtos da companhia antes de escolher um display. Em contraste com esta situação, os displays comerciais e de consumo (não industriais) podem ser alterados ou obsoletados a cada seis meses, tornando-os totalmente inadequados e de difícil utilização em aplicações que requeiram controle e manutenção da sua configuração original.
Especificações para displays de comerciais de consumo (não industriais) – construídos para monitores, laptops ou outras aplicações de consumo – tipicamente correspondem ao modelo de desempenho destes displays. Para os displays de uso industrial há sempre cuidados adicionais na elaboração e classificação do produto e inclusão de sistemas de amortecimento a impactos, desenvolvidos em vários aspectos das especificações, especialmente para atender a demanda dos ambientes hostis a que estes displays devem suportar.
As especificações são cruciais na seleção de displays industriais, enquanto que o fator preço é mais importante na escolha de um display comercial de consumo (não industrial).
Não raro clientes no mercado industrial, sejam fabricantes de um Kiosk, ATM ou terminais de display para perfuração de petróleo, procuram por displays com garantia de fornecimento entre 5 a 7 anos.
Fabricantes como a Optrex possuem linhas de produção voltadas para atender este requisito e oferecem suporte de 5-7 anos.
Em total contraste, os displays de consumo comercial usados em produtos como monitores de PC, notebooks etc, costumam sofrer alterações dentro de um ano e é freqüente se observar alterações após seis meses do seu lançamento.
Como os displays industriais são projetados para durarem mais tempo e possuem especificações que suportam aplicações hostis, os fabricantes são capazes de oferecer condições comerciais adaptadas aos mercados industriais.
Seja por venda direta ou através dos canais de distribuição, as condições podem incluir quantidades menores de lotes, preços objetivos no futuro, aceitação de pedidos programados ao longo do ano comercial, melhores termos de garantia, relatórios de análise de falha detalhados, avisos de alterações de engenharia, entre outras facilidades.
Os displays de uso industrial são fornecidos com disponibilidade estável ao longo da vida útil do produto.
Displays industriais são desenhados para permitir alterações; os fabricantes empenham-se para manter as mudanças a níveis mínimos, e quando eles tem que mudar não somente há um plano de Notificação de Alteração de Engenharia/Produto (NAE/NAP) bem estabelecido e aceito, mas também a informação é conduzida ao cliente em tempo suficiente, permitindo que o cliente acomode tais mudanças sem impacto importante aos seus negócios. Tipicamente um NAP é divulgado cerca de três meses antes da sua implementação. Estas alterações são então documentadas e conforme apropriado, são disponibilizadas novas amostras para testes nos clientes antes deles receberem os novos produtos.
No caso de displays de consumo, é muito raro haver um controle de configuração e nem sempre solicitado pelo mercado. A maioria dos displays de consumo são vendidos para utilização de curto prazo e são normalmente sujeitos a alteração sem prévio aviso.
Quando um display de consumo ou comercial tem seu fim de linha decidido e anunciado, geralmente o usuário principal deste display acompanha e transiciona sua linha de produção ao novo produto. Não é incomum isto acontecer em menos de um ano com produtos comerciais de consumo.
Contrariamente, muitas aplicações industriais ( como jogos, quiosques, ATM e médicas) o desenvolvimento do projeto levar de 12 a 18 meses entre a época em que o display foi selecionado até o ramp up de produção.Como podemos observar, é arriscado utilizar um display comercial de consumo em tais circunstâncias.
Displays Industriais apresentam maior duração de produção (de 3 a 5 anos). Quando os produtos entram na fase de fim de linha (EOL – End Of Line) é informado ao cliente ressaltando-se as razões, tais como a descontinuação de um subcomponente, alterações significativas de tecnologia, ou demanda do mercado. Esta informação é seguida por uma oportunidade de última compra (LTB – Last Time Buy) dentro de 30 a 180 dias e da última data para embarque ( LTD – Last Time Delivery) de 3 a 6 meses adiante.
Este tipo de processo antecipado de informação de fim de linha de produção permite ao fabricante original do equipamento (OEM) planejar uma transição suave para outro display com um mínimo impacto nos seus negócios.
Se houver uma falha em um display comercial de consumo, seja durante sua montagem na produção ou no campo, o display é geralmente descartado e inutilizado. O fabricante raramente pretende efetuar reparos nos displays no campo ou retrabalhos na fábrica de montagem do produto. Isto é aceitável em muitas aplicações onde o custo de enviar o display para que um técnico o repare é muito mais caro do que se dispor do display.
Porém, nos mercados industriais, espera-se que o fabricante do equipamento original (OEM) esteja preparado para efetuar serviços de manutenção e reparo e que esteja apto a consertar o produto por alguns anos. Seja para substituir a lâmpada de iluminação traseira do LCD, o inversor ou mesmo recuperar o display, esta é uma tarefa que faz parte dos negócios de serviços com muitos clientes.
Fabricantes que oferecem displays industriais tipicamente projetam seus produtos de forma que as lâmpadas de iluminação traseira sejam substituíveis. Outra preocupação é que o display possa ser desmontado facilmente, facilitando o acesso aos subcomponentes para a manutenção e reparos devidos. Também são fornecidas peças sobressalentes, tais como lâmpadas para a iluminação traseira, inversores e outros subcomponentes. O conceito de peças sobressalentes somente é viável em mercados Industriais.
Ao selecionar um display para uma aplicação não comercial ou de consumo, peça para o fabricante fornecer referências de clientes que tenham utilizado seus displays por 10 anos ou mais.
A referência deve ser de empresa em sua própria indústria que tenha usado certo tipo de display e que pudesse repartir suas experiências com você.
Em muitas aplicações é preferível projetar um display industrial. O tempo e recursos investidos na seleção do display compensará a longo prazo caso o TCO (custo total de aquisição) seja mensurado.
CONSULTE A OPTREX PARA O DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES COM LCDs INDUSTRIAIS.
