Materiais e Tecnologias de Mostradores Planos
Código
7454
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Ciências dos Materiais
Créditos
6.0
Professor responsável
Pedro Miguel Cândido Barquinha
Horas semanais
5
Língua de ensino
Português
Objectivos
No final da unidade curricular pretende-se que o aluno tenha noções consolidadas sobre os materiais, estrutura, fabrico e funcionamento de diferentes tipos de mostradores planos, destacando-se os LCDs e OLEDs no mercado high-end e os electroforéticos e electrocrómicos no low-end, tecnologias dominantes no panorama actual e futuro do mercado, assim como das diferentes formas e tecnologias de endereçamento destes mostradores.
Pré-requisitos
Embora não seja requisito obrigatório, é fortemente recomendável que os alunos tenham frequência de Materiais Semicondutores, Microelectrónica II e Electrónica I.
Conteúdo
Aulas Teóricas:
- Introdução aos mostradores: conceitos elementares, evolução histórica, importância, aplicações e mercado, classificação e principais parâmetros de caracterização de mostradores
- Fundamentos de luz, óptica e percepção visual
- Substratos para mostradores: propriedades, vantagens e limitações de substratos rígidos e flexíveis. A problemática do índio em mostradores.
- Mostradores de cristal líquido: introdução aos cristais líquidos (definições, tipos, fases, propriedades), polarização e birrefringência, a célula TN, tipos de endereçamento (directa, matriz passiva e activa).
- LCDs de matriz activa: requisitos, comparação entre diferentes tecnologias de TFTs, outros dispositivos para comutação on/off em AMLCDs. Optimização de AMLCDs: brilho, contraste, ângulo de visão, tempo de resposta, cintilação, artefactos de imagem, consumo energético.
- Mostradores electroluminescentes: OLEDs, TFELs e LEDs
- Mostradores CRT e FED; e-paper e electrocrómicos; plasma.
- Matrizes activas para sensores de raios-X
- Principais tecnologias de touch-screens
- 3D em mostradores planos
Aulas Práticas:
Problemas sobre endereçamento de mostradores
Fabrico de backplane de um mostrador com matriz activa, baseada em TFTs de óxidos semicondutores e respectiva caracterização (eléctrica e análise de falhas)
Análise laboratorial de mostradores OLED e LCDs comerciais
Bibliografia
J.-H. Lee, D. N. Liu, and S.-T. Wu, Introduction to Flat Panel Displays, West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2008
G.P. Crawford, Flexible Flat Panel Displays, West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2005
A.K. Bhowmik, Z. Li, and P.J. Bos, Mobile Displays: Technology and Applications, West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2008
R.R. Hainich and O. Bimber, Displays: Fundamentals & Applications, Boca Raton, USA: CRC Press, 2011
Método de ensino
O programa está articulado entre aulas teóricas e práticas, 2 e 3 horas semanais, respectivamente.
Nas teóricas expõe-se oralmente a matéria, suportada por ppts com informação detalhada e actualizada, fomentando-se a discussão relativamente à viabilidade de implementação dos materiais e processos a nível industrial.
As aulas de laboratório visam a utilização de técnicas de câmara limpa para fabrico de um backplane de matriz activa de baixa resolução (128x128 pixeis), procurando sensibilizar os alunos para os problemas que surgem durante o fabrico e de que forma podem limitar o funcionamento do mostrador.
Os alunos são avaliados por dois testes teóricos efectuados ao longo do semestre, ou alternativamente um exame (50 % nota final), por uma apresentação oral em grupo (20 min) sobre um dos tópicos das aulas teóricas (15 %) e por um relatório sobre o trabalho prático (35 %).
A frequência implica presença nas aulas práticas e aprovação no relatório.
Método de avaliação
Os alunos são avaliados por dois testes teóricos efectuados ao longo do semestre, ou alternativamente um exame (50 % nota final), por uma apresentação oral em grupo (20 min) sobre um dos tópicos das aulas teóricas (15 %) e por um relatório em grupo sobre o trabalho prático (35 %).
A frequência implica presença nas aulas práticas e aprovação no relatório.