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Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica RELATÓRIO Como se fazem televisões? Televisões - LCD Unidade Curricular: Projeto FEUP Supervisor: Professora Teresa Margarida Guerra Pereira Duarte Monitoras: Maria João Pires Sara Rocha Equipa: 1M1_03 201303622 Francisca Maria Sousa e Silva 201303625 Francisco Ribeiro Oliveira Silva 201303255 Maria Magalhães Castelo Branco 201303257 - Maria Serrano Pereira 201304619 Rafael Tenreiro Vieira Data de Entrega: 4 de Novembro de 2013

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Como se fazem Televisões? – Televisões LCD 1 / 35

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica (MIEM)

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

RELATÓRIO

Como se fazem cápsulas para café?

Unidade Curricular: Projeto FEUP

Supervisor: Professora Teresa Margarida Guerra Pereira Duarte

Monitor: Marieta de Sousa Rocha

Equipa: 1M6_04

Título do trabalho: Como se fazem televisões?

Relatório Projeto FEUP

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Curso de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

RELATÓRIO

Como se fazem televisões?

Televisões - LCD

Unidade Curricular: Projeto FEUP

Supervisor: Professora Teresa Margarida Guerra Pereira Duarte

Monitoras: Maria João Pires

Sara Rocha

Equipa: 1M1_03

201303622 – Francisca Maria Sousa e Silva

201303625 – Francisco Ribeiro Oliveira Silva

201303255 – Maria Magalhães Castelo Branco

201303257 - Maria Serrano Pereira

201304619 – Rafael Tenreiro Vieira

Data de Entrega: 4 de Novembro de 2013

Porto, Outubro de 2013

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Resumo

O presente relatório, realizado no âmbito da unidade curricular Projeto FEUP, tem como principal objetivo dar resposta à seguinte questão: “Como se fazem televisões?”. Decorrente da questão enunciada, foi realizada uma pesquisa bibliográfica na área do fabrico das televisões e das televisões LCD, trabalho esse que evidenciou a escassez de fontes e, sobretudo, de fontes em português.

Para enquadrar e contextualizar a questão norteadora do trabalho, optou-se por começar por fazer uma resenha histórica acerca da evolução da televisão, sendo que os primeiros trabalhos relacionados com a área das televisões remontam ao final do século XIX. Depois, abordam-se tópicos transversais relacionados com a tecnologia LCD, evidenciando o papel dos cristais líquidos e a sua constituição e processo de fabrico.

Com o propósito de saber que conhecimentos e conceções têm os cidadãos sobre aspetos relacionados com a televisão e sua influência nas suas atitudes foi realizado um inquérito a uma amostra constituída por 62 pessoas, de ambos os sexos, com mais de 10 anos de idade. A análise dos dados recolhidos, bem como os resultados obtidos e conclusões suportadas pelos mesmos são apresentados no final deste relatório.

O que se pode afirmar é que as televisões LCD são a melhor opção para quem procura um monitor com boa qualidade de imagem, fino, leve e barato.

Palavras-Chave

Televisões, LCD, Liquid Cristal Display, monitor de cristais líquidos, fabrico, constituição,

cristais líquidos, matérias-primas, vidro, devitrificação, plástico, moldação por injeção,

substrato de vidro, polarizadores, polímeros, usos e influências da televisão.

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Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer, sinceramente, a todos os que nos ajudaram e

possibilitaram a realização deste trabalho.

Em primeiro lugar, agradecemos à professora Teresa Margarida Guerra Pereira

Duarte, responsável pela unidade curricular, projeto FEUP, que nos orientou e aconselhou

durante a realização do trabalho.

O nosso agradecimento também às monitoras Maria João Pires e Sara Rocha, que ao

longo de todo o processo, não só se mostraram disponíveis para esclarecer as dúvidas que

nos surgiram, como também conseguiram identificar e apontar pontos fracos do trabalho, o

que possibilizou e potenciou a sua melhoria.

Por fim, agradecemos a todos os que participaram no nosso inquérito por

questionário, que permitiu conhecer o que sabem e o que pensam sobre alguns aspetos

relacionados com a televisão.

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Índice Resumo ................................................................................................................................................... 2

Palavras-Chave ........................................................................................................................................ 2

Agradecimentos ...................................................................................................................................... 3

1. Introdução ........................................................................................................................................... 5

2. A História da Televisão ........................................................................................................................ 7

3. A tecnologia LCD (Liquid Crystal Display – monitores de cristal líquido) .......................................... 12

3.1. Cristais líquidos .......................................................................................................................... 13

3.2. Constituição e fabrico de um LCD .............................................................................................. 15

3.2.1. Preparar o substrato de vidro ............................................................................................. 15

3.2.2. Fazer o modelo do elétrodo ................................................................................................ 16

3.2.3. Aplicação do polímero ........................................................................................................ 16

3.2.4. Aplicação da resina impermeável e injeção do cristal líquido ............................................ 17

3.2.5. Elaboração da carapaça exterior......................................................................................... 18

4. Análise do Inquérito sobre a Televisão ............................................................................................. 21

5. Conclusões ........................................................................................................................................ 29

Referências bibliográficas ..................................................................................................................... 30

Anexo .................................................................................................................................................... 33

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1. Introdução

No âmbito da Unidade Curricular “Projeto FEUP” do 1º ano do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica foi desenvolvido, pelos alunos Francisca Silva, Francisco Silva, Maria Magalhães, Maria Serrano e Rafael Vieira, o projeto subordinado ao tema: “Como se fazem televisões”, tendo sido focado, em particular, o caso dos LCD’s.

É do conhecimento geral que a televisão exerce, nestes dias, uma extrema influência junto de todos os que com ela contactam, seja de forma direta ou indireta. De facto, a televisão, enquanto meio de comunicação, molda opiniões, condiciona comportamentos e manipula decisivamente o público em geral. Mas nem sempre foi assim. O crescente impacto deste artefacto acentuou-se, progressivamente, a partir do final do século XX, fruto de uma abrupta evolução tecnológica e científica. As televisões adquiriram novas funcionalidades e as “originais” foram sendo melhoradas. O intuito inicial de transmitir informação sob a forma de ondas foi largamente excedido, como demonstram as Smart TVs e todo o leque de funções que as mesmas disponibilizam e permitem ao cidadão. A figura 1 apresenta dois exemplos de televisões, uma mais antiga (a) e um LCD recente (b), evidenciando o progresso que tem marcado este campo, decorrente, designadamente da acelerada evolução em múltiplas áreas como a que reporta aos materiais e processos de fabrico.

Figura 1 - Da televisão a preto e branco ao LCD [a] e [b]

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Neste enquadramento, o presente relatório tem como propósito base investigar como se fazem televisões, focando, em particular, o caso do LCD. Nesse sentido, são objetivos do trabalho:

Clarificar o significado da sigla LCD;

Indagar acerca dos cristais líquidos;

Conhecer a constituição de uma televisão, obtenção de algumas matérias-primas e o processo de fabrico dos seus constituintes;

Conhecer que conhecimentos e conceções têm os cidadãos sobre aspetos relacionados com a televisão e a sua influência nas suas atitudes.

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2. A História da Televisão

Hoje em dia, é extremamente complicado acreditar que a televisão foi, em tempos, um luxo a que só alguns, uma minoria, tinham acesso, e que a imagem desta se resumia a uns flashes de luz muito difíceis de compreender. No entanto, tal como outras tecnologias, esta evoluiu acentuadamente, diminuiu o seu custo, tornando-se assim mais comercial e popular. Como aconteceu com outras inovadoras tecnologias, a criação da televisão implicou muito trabalho e dedicação ao longo de muitos anos e da parte de diversas pessoas de diferentes países até se chegar aos aparelhos que se conhecem atualmente.

Apesar de ninguém em particular ter inventado a televisão e esta ter resultado da compilação de invenções, pensa-se que tudo terá começado com Jalob Berzellus, um cientista sueco que, no ano 1817, se apercebeu da fotossensibilidade do selénio quando este estava em contacto com radiações solares, isto é, descobriu que este permitia a conversão de energia luminosa em eletricidade. Esta propriedade, extremamente útil e interessante, foi, apenas, confirmada e comprovada em 1873, por Willougeby Smith May que estudou profundamente este assunto.

Em 1878, William Crookes inventou o tubo de raios catódicos mas estas descobertas demoraram vários anos até fazerem parte das televisões. A figura 2 mostra a constituição deste aparelho.

Figura 2 - Tubo de Raios Catódicos [c]

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Posteriormente, em 1884, Paul Nipkon (figura 3), da Alemanha, revelou ao mundo uma proposta de transferência de imagens à distância, tendo-a patenteado. Por esta razão é considerado o "fundador da técnica da televisão":

“Produziu um disco cheio de pequenas perfurações, montado de forma que, girando em alta velocidade, pudesse projetar a grandes distâncias a imagem de uma pequena cruz”.

(Ruiz (1971, p. 29))

No disco referido (figura 4) os orifícios de reduzidas dimensões encontravam-se organizados em espiral e dispostos na frente de um cristal de selênio. Assim, o disco rodava depressa e a luz produzia no selênio diversos impulsos elétricos; estes eram amplificados e enviados através de um fio até ao aparelho recetor, onde se encontrava outro disco idêntico ao primeiro, rodando à mesma velocidade, com a função de fazer a reconversão da imagem inicial.

É preciso avançar até 1892 para assistir à invenção da célula fotoelétrica por Julius Elster e Hans Geitel. Em 1900 Constantin Perskyi apresentou, num congresso internacional realizado em Paris, o funcionamento de um aparelho baseado nas características fotocondutoras do selênio, que permitiam a transmissão de imagens a distâncias consideráveis. Esta apresentação teve como título “Televisão”, o que correspondia à introdução, pelo próprio, de uma nova palavra, tendo por base o termo grego tele (longe) e o termo latino videre (visão).

No ano de 1906, Arbwhnett dedicou-se ao sistema de visão à distância, chamado agora de televisão, trabalhando e estudando os raios catódicos e a explosão mecânica dos espelhos. Ao fazê-lo, teve como objetivo desenvolver o sistema, tendo o Russo Boris Rosing, desenvolvido uma técnica idêntica.

Mais tarde, em 1920, baseando-se nas ideias de Nipton, John Logie Baird conseguiu concretizar com o sistema mecânico as primeiras transmissões à distância. Em 1923, Wladimir Kosma Zworykin (figura 5) inventa o icnoscópio (figura 6), aparelho que usava o tubo de raios catódicos e que foi a base da televisão. Já em 1924 Baira, da Escócia,

Figura 3 - Paul Julius Gottlieb Nipkow (1860-1940) [d] Figura 4 - Disco de Nipkow [d]

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conseguiu emitir contornos de objetos à distância. Finalmente, John Logie Baird, do local onde vivia, conseguiu transmitir a um seu vizinho imagens pertencentes ao também seu vizinho Willian Taynton, tendo-se este tornado o primeiro homem a ser visto numa televisão (nesta altura era usada a definição de apenas 30 linhas).

Apesar de todas estas conquistas, a evolução não parou, tendo sido o inglês John Logie Baird o responsável por diversas conquistas neste mundo tecnológico. Mais precisamente, em 1924 foram transmitidas imagens estáticas através de um sistema mecânico de televisão analógica. Em 1925 foi a vez das primeiras imagens de movimento e em 1927, fez-se a primeira transmissão transatlântica da história entre a capital inglesa e Nova Iorque, surgindo também o primeiro programa televisivo.

Em 1928 sobreveio a primeira transmissão a cores e em 1931 uma ao vivo. De salientar que todos estes acontecimentos ocorreram em televisões ainda muito rudimentares, bastante parecidas com um sistema de rádio com imagens muito baças e com uma nitidez insuficiente, conforme ilustra a figura 7.

Foi depois de todos estes estudos e inovações que, em Março de 1935, a Alemanha ofereceu, antes de todos os outros países, um serviço de televisão pública, com uma

Figura 7 - Primeiras televisões muito parecidas com um sistema de rádio [f]

Figura 5 - Wladimir Zworykin [e]

Figura 6 - Icnoscópio [e]

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definição já de 180 linhas e 25 imagens/quadros por segundo. Ainda neste ano, uns meses mais tarde, a França iniciou também emissões públicas, encontrando-se as antenas emissoras instaladas na torre Eiffel.

Em 1936 foi fundada a famosa BBC (British Broadcasting Corporation) em Inglaterra, agora já com uma designada "alta definição", garantindo com imagens de 240 linhas uma qualidade e nitidez bastante satisfatórias, que foi rapidamente melhorando, transmitindo logo no ano seguinte a coroação de Jorge VI para cerca de 50 mil pessoas. Outra das primeiras transmissões a grande escala foi a dos Jogos Olímpicos de Berlim em 1936.

Na Rússia, em 1938, também se iniciou o funcionamento da televisão e apenas um ano depois o mesmo sucedeu nos Estados Unidos através da NBC (National Broadcasting Company). Em 1939, começou a II Guerra Mundial e os Alemães foram os únicos que mantiveram as transmissões televisivas. Os franceses só voltaram a usar as televisões no fim da guerra, tal como aconteceu na Rússia e nos Estados Unidos. Foi depois deste período difícil para o mundo que as transmissões televisivas aumentaram, principalmente por causa de todos os avanços tecnológicos que esta implicou e também devido ao aumento da capacidade financeira da população (que passara a ter um maior poder de compra e, por com seguinte, ter possibilidade de investir nos luxos do passado - as televisões nesta época custavam o equivalente a 6000 euros atuais, isto apesar de os programas existentes serem escassos).

Em 1950, a França já fazia transmissões com 819 linhas, a Inglaterra com 105, a Rússia com 625 e os Estados Unidos e o Japão com 525. A televisão portuguesa começou em 1954, ano em que um radioamador realizou uma transmissão televisiva. Em Portugal, inicialmente a televisão era bastante regrada e censurada, devido à ditadura de Salazar que marcou essa época. A queda da ditadura, em 1974, permitiu uma liberdade muito maior, sendo formados 3 canais de emissões regulares: a RTP2 (1972), a RTP Madeira (1972) e a RTP Açores (1975), tendo apensas estas emissões começado a realizar-se a cores no ano de 1976. Desde essa época, a evolução não tem parado; a inovação é constante e a sociedade transformou-se. A evolução da televisão está retratada na figura 8. [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].

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Figura 8 - A Cronologia da Evolução da Televisão [g]

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3. A tecnologia LCD (Liquid Crystal Display – monitores de cristal líquido)

"As telas LCD baseiam-se numa tecnologia que produz imagens sobre uma superfície plana composta por cristais líquidos e filtros coloridos" (Borges, página 777). [10]

Os monitores LCD (figura 9) são uma tecnologia relativamente recente que consiste num ecrã fino. Este é utilizado para apresentar informações por via eletrónica, tais como texto, imagem ou vídeo, e que pode ter diversas utilizações, como por exemplo em televisões, computadores e painéis de instrumentos, relógios digitais, calculadoras, DVD portáteis, câmaras fotográficas e até no conhecido gameboy da Nintendo. [11]

O uso do monitor LCD tem-se vulgarizado nos últimos anos e, aos poucos, tem substituído modelos tradicionais como o CRT (cathode ray tube - tubo de raios catódicos) com muitas vantagens. Algumas são apresentadas a seguir:

Mais leves e finos;

Aquecem menos do que os convencionais;

Consomem menos energia elétrica;

Não são tão cansativos para os olhos;

Toda a área útil da tela pode ser ocupada.

Figura 9 – Monitor LCD [h]

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Um monitor LCD é muito mais do que um conjunto de cristais líquidos incorporados entre duas placas de vidro. O conjunto de lâminas envolvidas no processo está representado na figura 10. [12]

Figura 10 - Posição relativa dos componentes de um monitor LCD [i]

3.1. Cristais líquidos

Os LCDs incorporam cristais líquidos, materiais que se encontram num estado intermédio entre o sólido e o líquido (este estado em que há combinação de propriedades dos sólidos e dos líquidos designa-se mesomórfico). O termo “cristal líquido” aponta, desde logo, para o caráter simultaneamente líquido e sólido de algumas substâncias que, por um lado, contêm moléculas que tendem a manter a sua orientação (tal como os sólidos), mas que, por outro lado, também se movem para posições diferentes (justamente como ocorre com os líquidos). As moléculas organizam-se em estruturas como as apresentadas na figura 11.

Figura 11 - Comparação entre a organização das moléculas nos cristais líquidos e as moléculas dos estados sólido e líquido [j]

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Ainda que, como foi referido no parágrafo anterior, haja uma coexistência de propriedades dos dois estados, verifica-se que os cristais líquidos estão mais próximos do estado líquido do que do sólido (para que um cristal sólido “passe” a cristal líquido é necessária uma quantidade de calor muito superior àquela que é exigida na transformação de um cristal líquido num líquido real). A temperatura de fusão dos cristais líquidos é de 145ºC. Isto explica por que razão os cristais líquidos são muito sensíveis à temperatura e, consequentemente, justifica o facto de aparelhos que possuem monitores de cristais líquidos apresentarem comportamentos distintos quando sujeitos a temperaturas substancialmente diferentes. [13]

Como a água, as moléculas de cristal líquido são sólidas a temperaturas reduzidas (abaixo dos zero graus), e, também como a água, fundem quando aquecidas. No entanto, o gelo, quando funde, transforma-se num líquido transparente e fluido, ao contrário do cristal líquido que, quando funde transforma-se num líquido turvo e viscoso, comportamento este muito diferente do da água e do de outros líquidos. No entanto, a temperaturas um pouco mais elevadas, a nebulosidade desaparece, e o líquido torna-se tão transparente e fluido como qualquer outro. Quando o cristal líquido solidifica, as suas moléculas alinham-se paralelamente umas em relação às outras. Na fase intermédia (cristal líquido turvo), as moléculas ainda mantêm esta orientação paralela. Como em qualquer outro líquido, as moléculas movem-se livremente, tendendo, no entanto, a alinhar-se numa direção específica, refletindo a luz e, causando, assim, a aparência turva característica desta fase. A elevadas temperaturas as moléculas agitam-se, tornando o líquido mais límpido. [14, 15 e 16]

Os cristais líquidos que tornam possíveis os LCDs pertencem ao grupo dos termotrópicos (tipo de cristais líquidos que podem ser alcançados pelo aquecimento de um sólido cristalino ou arrefecimento de um líquido isotrópico). De acordo com a ordem molecular, os cristais líquidos termotrópicos podem ser classificados em esméticos, nemáticos e colestéricos (representados na figura 12). De uma forma breve e sucinta, os esméticos possuem as moléculas alinhadas paralelamente em camadas empilhadas umas sobre as outras, ao passo que os cristais líquidos nemáticos possuem moléculas alongadas que são aproximadamente paralelas. Por sua vez, os colestéricos apresentam as moléculas segundo uma espiral. Estes cristais líquidos termotrópicos são afetados pela corrente elétrica que, quando aplicada, altera a sua estrutura e muda as propriedades óticas que os mesmos apresentam. Daí que sejam usados em monitores LCDs. [17]

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Figura 12 - As três fases dos cristais líquidos.[k]

Num LCD, as partículas de cristal líquido estão repartidas entre dois polarizadores. A direção destas moléculas é alterada quando um feixe de luz passa por um dos polarizadores em direção ao outro, atravessando as já referidas moléculas. Nesse momento, as moléculas deixam de ser transparentes e passam a ser opacas, devido ao facto de apenas deixarem passar parte da onda que oscila no plano. O polarizador é um filtro de vidro formado por ranhuras que apenas deixa passar a luz numa direção. Os polarizadores devem ser colocados nas extremidades do cristal líquido, existindo entre eles uma fonte de tensão (quando ligada é responsável pela alteração da direção das moléculas do cristal líquido). [18]

3.2. Constituição e fabrico de um LCD

Este ponto do trabalho apresenta os principais constituintes de uma televisão LCD. Explicitam-se também os processos de obtenção das matérias-primas envolvidas na fabricação de um LCD, bem como os métodos de obtenção das "lâminas" necessárias para o monitor LCD. [19]

3.2.1. Preparar o substrato de vidro

O vidro faz parte do grupo dos cerâmicos. Os vidros consistem em silicatos não

cristalinos que também contêm outros óxidos, como o CaO, o Na2O e o Al2O3 - estes óxidos

influenciam as propriedades apresentadas pelo vidro.

Os substratos de vidro para placas de circuito impresso são vitrocerâmicos, isto é, vidros inorgânicos que passam de um estado não cristalino para um estado cristalino mediante um tratamento térmico apropriado a alta temperatura - devitrificação.

O resultado deste processo é um material policristalino com grãos finos, conhecido por vitrocerâmico.

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O processo da devitrificação é induzido por um agente de nucleação (por exemplo, o dióxido de titânio). Os vitrocerâmicos caraterizam-se por condutividades térmicas e resistências mecânicas elevadas e por um baixo coeficiente de expansão térmica. Alguns são transparentes e outros são opacos. As técnicas de conformação podem ser aplicadas a estes vidros na produção em massa de peças praticamente isentas de poros. [19]

Na produção de um LCD, o primeiro passo é cortar dois substratos de vidro num tamanho adequado (“cutting” na figura 13). O corte é geralmente feito com uma serra de diamante, enquanto o polimento requer um processo denominado “lapping”, no qual o vidro é mantido sobre uma placa rotativa, que tem partículas abrasivas e que vai erodindo o vidro até este ficar polido. Em seguida, esses mesmos substratos devem ser polidos e lavados (“polishing” e “cleaning” na figura 13). No final, obtém-se o substrato de vidro (“glass plate” na figura 13).

Figura 13 - a preparação do substrato de vidro [l]

3.2.2. Fazer o modelo do elétrodo

Depois de lavados e secos, os substratos são revestidos com uma camada de dióxido de silício e novamente lavados.

Nesta nova etapa, o objetivo é conceber um elétrodo transparente que deve ser feito nos substratos cobrindo as superfícies dos vidros com uma fina camada de óxido de estanho e índio (cobertura resistente - resist coating). Depois desenrola-se um processo designado "silk-screening", sendo numa fase final retirado o óxido de índio e o estanho que não são necessários.

3.2.3. Aplicação do polímero

O substrato deve ser coberto com um polímero que permite que os cristais líquidos estejam perfeitamente alinhados com a superfície do vidro. O polímero mais usado são as poliamidas, embora também seja usado, por exemplo, o polivinil.

As poliamidas (também conhecidas como nylons) são polímeros termoplásticos compostos por monómeros de amidas ligados através de ligações peptídicas. As poliamidas são obtidas através de combinações de diaminas (uma das mais comuns é a

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hexametilenodiamina) com ácidos carboxílicos. As poliamidas caraterizam-se pela boa resistência mecânica, resistência à abrasão, tenacidade e baixo coeficiente de atrito.

Depois de revestir o vidro, usa-se material específico para movimentar a película de polímeros numa única direção. Isto pode resultar em pequenos caminhos paralelos a serem gravados no polímero. Se se pretender alinhar, numa etapa posterior, os cristais líquidos perpendicularmente à superfície de vidro é usada uma outra técnica: cobrir o vidro com material anfipática. Material anfipático é aquele cujas moléculas possuem uma região hidrofílica (solúvel em água) e outra hidrofóbica (não é solúvel em água). A região hidrofílica adere à superfície do vidro, enquanto a região hidrofóbica (a que repulsa a água) aponta na direção dos cristais líquidos, repelindo-os e garantindo um alinhamento destes perpendicularmente à superfície do vidro.

3.2.4. Aplicação da resina impermeável e injeção do cristal líquido

Uma resina impermeável é aplicada aos substratos (“seal printing” na figura 14), seguida da colocação de espaçadores plásticos (“spacer spraying” na figura 14) que irão fornecer à célula de cristal líquido a espessura adequada (normalmente restringe-se a um valor entre os 5 e os 25 micrometros). Depois, os cristais líquidos são injetados na área apropriada entre os dois substratos de vidro (“liquid crystal injection” na figura 14). A espessura da célula é fundamental para o seu funcionamento e como nem sempre os espaçadores conseguem conferir uma espessura uniforme, é necessário, por vezes, colocar fibras ou gotas adequadas nos cristais líquidas. Tanto as gotas como as fibras são invisíveis a olho nu.

É nesta fase que são adicionados os polarizadores (“color filter plate” na figura 14). Estes são colocados entre camadas de celulose. Para colar o polarizar ao vidro usa-se adesivo acrílico, o qual é coberto por um plástico protetor.

Figura 14 - Produção da célula de cristais líquidos [m]

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3.2.5. Elaboração da carapaça exterior

O monitor LCD é revestido com plástico, com exceção do vidro frontal. Os plásticos usados são o polipropileno e o acrilonitrila butadieno estireno (ABS).

Ambos são polímeros termoplásticos, isto é, a sua forma pode ser alterada sempre que aquecidos (contudo, esta capacidade vai diminuindo com a repetição do processo).

O polipropileno (figura 15) é um polímero que resulta da polimerização do propileno (propeno - família dos alcenos) e cuja estrutura é a representada na figura abaixo. A forma molecular do propileno é (C3H6)x, onde “x” designa o número de átomos de propeno. [20]

Figura 15 - Unidade estrutural de repetição do polipropileno [n]

O polipropileno é um termoplástico, cujas propriedades são semelhantes às do polietileno, mas distingue-se deste, por exemplo, devido ao seu ponto de amolecimento mais elevado. O uso do polipropileno deve-se em grande parte ao seu baixo custo de produção.

Principais caraterísticas do polipropileno:

Reciclável (figura 16);

Quimicamente inerte;

Facilmente moldável e colorido;

Resistente à fratura e a temperaturas elevadas; e

Sensível aos agentes de oxidação.

Figura 16 - O polipropileno pode ser identificado pelo número "05" no interior de um símbolo triangular de reciclagem sobre as letras "PP". [o]

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ABS é a sigla para acrilonitrila butadieno estireno. Este copolímero (polímero formado por diferentes monómeros) resulta da combinação de acrilonitrila, butadieno e estireno (figura 17). A sua fórmula química é (C8H8

.C4H6.C3H3N)n, variando a proporção de

cada componente com a utilização final do produto para que este se destina. O ABS é um termoplástico que se distingue pela sua rigidez e resistência ao impacto. De facto, este material combina a força e rigidez dos polímeros da acrilonitrilina e estireno com a resistência da borracha de polibutadieno. Para além disto, esta resina sintética termoplástica pode assumir quaisquer formas e cores, por moldagem a altas temperaturas e adição de pigmentos. A coloração do ABS permite a reprodução de cores vívidas e garante um elevado brilho. [21]

Figura 17 - Fórmulas químicas da acrilonitrila, butadieno e estireno [p]

A acronitrilina é obtida a partir do propileno e do amoníaco; o butadieno é um alceno que se obtém a partir da desidrogenação do butano, enquanto o estireno resulta da desidrogenação do etilbenzeno. O copolímero do ABS é obtido através da polimerização da acrilonitrila e do estireno na presença do polibutadieno. As proporções desta composição podem variar de 15% a 35% de acrilonitrila e 40% a 60% de estireno, com 5% a 30% de butadieno. O resultado é uma longa cadeia de polibutadieno interligada por cadeias curtas de acrilonitrila com estireno. Devido ao seu caráter polar, os grupos de nitrilas das cadeias vizinhas atraem-se mutuamente, ligando as cadeias e fazendo com que o ABS seja mais forte que o poliestireno puro (vulgarmente conhecido por esferovite).

Os plásticos que surgem na moldura exterior de uma televisão são, normalmente, produzidos através de um processo designado por moldagem por injeção (esquema do mesmo na figura 18). Este adequa-se à maior parte dos termoplásticos, ainda que também possa ser usado na produção de alguns termofixos; nesse caso, o processo decorre com algumas alterações relativamente ao apresentado.

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Figura 18 - Processo de moldagem por injeção em esquema [q]

O movimento do pistão ou êmbolo despoleta o movimento de uma carga a partir da moega de carregamento até ao interior do cilindro, onde é empurrada para o interior de uma câmara de aquecimento. Nesta, o material termoplástico funde-se e forma um líquido viscoso. Em seguida, e novamente devido ao movimento do pistão, o plástico fundido é impelido para o interior da cavidade fechada do molde; a pressão é mantida até que o material moldado tenha solidificado. Finalmente, o molde é aberto, a peça é ejetada, o molde fechado e o ciclo pode ser repetido.

O processo de injeção de moldes destaca-se pela velocidade com que as peças são produzidas; não obstante, a velocidade do mesmo pode ainda ser aumentada, por exemplo, através de moldes maiores, conhecidos como moldes de cavidades múltiplas que produzem mais do que uma peça por ciclo. Por outro lado, a consistência da peça será tanto maior quanto maior for o controlo da temperatura do plástico, da pressão a que está sujeito e da velocidade que adquire ao preencher o molde, assim como das condições de arrefecimento a que é submetido. [19, 22]

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4. Análise do Inquérito sobre a Televisão

No âmbito deste trabalho considerou-se pertinente a realização de um inquérito

com o propósito de saber que conhecimentos e conceções têm as pessoas sobre aspetos relacionados com a televisão. Pretendemos, por esta via, recolher dados para análise que permitissem tirar conclusões, suportadas em resultados do inquérito, no que toca, nomeadamente, à influência da televisão nas atitudes das pessoas. Este inquérito (em anexo) foi realizado a 62 pessoas selecionadas aleatoriamente, salvaguardando a representatividade por sexo.

Apresentam-se, de seguida, os resultados obtidos na sequência da análise das respostas dadas pelos inquiridos a cada uma das questões com as quais foram confrontados. As questões 1 e 2 tiveram como objetivo recolher dados para caraterizar a amostra relativamente às variáveis sexo e idade. As restantes prendem-se com o propósito central do inquérito conforme acima mencionado.

Pergunta nº1:

Relativamente à variável sexo, dos inquiridos 43,5 % são do sexo feminino e 56,5 % do masculino.

Pergunta nº2:

No que reporta à idade, o gráfico a seguir apresentado mostra a distribuição dos sujeitos inquiridos por escalões etários.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

10 aos 24 25 aos 45 46 aos 55 Mais de 55

Pe

rce

nta

gem

de

inq

uir

ido

s

Escalões etários

Idade dos inquiridos

Dos 62 inquiridos, 50% tinha uma idade no escalão dos 10 aos 24 anos. Menos de 10% tinha mais de 55 anos de idade.

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Pergunta nº3:

O gráfico seguinte mostra a distribuição das respostas dos inquiridos à questão 3 (Faz alguma ideia de quais são os materiais utilizados na produção de uma televisão?) por opções de resposta:

a) Não, nunca ouvi falar do assunto; b) Muito pouco; c) Sim, já assisti a algum documentário, li um artigo/revista… sobre este assunto; e d) Sim, tenho uma noção bem clara dos materiais usados.

Nos casos em que os inquiridos responderam afirmativamente, foram ainda solicitados a dar exemplos. A este respeito, as respostas mais frequentes foram: câmaras de projeção, plástico e vidro.

Os resultados obtidos sugerem que a maioria dos respondentes não possui ou possui muito pouco conhecimento acerca dos materiais usados na produção de televisões e mesmo dentro dos que afirmam conhecer ou ter uma ideia destes, quando, após as suas

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respostas lhes foi pedido que mencionassem materiais que conheciam, todos se mostraram surpreendidos, referindo exemplos simples e pouco específicos como o plástico e o vidro.

Pergunta nº4:

No que diz respeito à questão 4, o gráfico seguinte apresenta os resultados obtidos:

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

Não sei bem Plasma LED LCD

Pe

rce

nta

gem

de

in

qu

irid

os

Opções de resposta

Tipo de televisão preferido

Conforme evidencia o gráfico em resposta à questão sobre o tipo de televisão preferida, 25% afirmou não ter uma ideia precisa e bem definida sobre o assunto. Questionados acerca do porquê, reportaram falta de conhecimento sobre as diferenças existentes entre vários tipos de monitores disponíveis no mercado. Dos respondentes 30% explicitaram que preferem os monitores LED; outros 30% que tinham preferência pelos monitores LCD e apenas 15% expressaram preferência pelos monitores Plasma. Interrogadas sobre o porquê da sua preferência, a maior parte das pessoas inquiridas respondeu: "é o que tenho em casa". Tal evidencia ausência de razão suportada em conhecimento sobre o assunto em foco. Não obstante isso, alguns respondentes mencionaram razões racionais para tal, como ilustram as que a seguir se transcrevem, para cada caso:

Plasma – “Se olharmos de lado do monitor, continuamos a conseguir ver bem a imagem da televisão, é mais económico.”

LCD – “Boa relação qualidade preço, é o que tenho em casa, mais fininha, com um melhor design, grande qualidade de imagem, ecrãs de grandes dimensões, mais económico.”

LED – “Boa definição, maior brilho.”

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Pergunta nº5:

Com a questão 5 pretendeu-se saber o número de aparelhos de televisão que os respondentes tinham em casa.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

0 1 2 3 ou mais

Pe

rce

nta

gem

de

in

qu

irid

os

Número de televisões

Número de televisões em casa

De acordo com o gráfico, é possível extrapolar que:

47% dos inquiridos tem 3 ou mais televisões na sua habitação;

46% tem 2 televisões na sua casa;

apenas 7% apresenta uma única televisão;

nenhum dos inquiridos não possuía televisão em casa;

a grande maioria (93%) tem 2 ou mais televisões;

mais de 50% dos inquiridos tem 1 ou 2 televisões.

Os resultados obtidos permitem concluir que, nos dias de hoje, a televisão é um bem comum nas casa e não mais um sinal de luxo.

Pergunta nº6:

A questão 6 tinha como objetivo conhecer o número médio de horas, por dia, que os respondentes dedicavam a ver televisão.

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0%

20%

40%

60%

80%

[0,2] ]2,4] ]4,6] ]6,24]

Pe

rce

nta

gem

de

in

qu

irid

os

Número médio de horas

Número médio de horas que vê televisão num dia

Decorrente da análise das respostas dadas pelos inquiridos, constata-se a maioria (68%) dedica, em média, entre zero a duas horas à visualização de televisão. 24% dos inquiridos vê entre duas a quatro horas de televisão, enquanto que apenas 8% vê mais de quatro horas. Estes resultados apontam para o facto de as exigências dos tempos atuais levarem a que a grande fatia dos inquiridos não possa despender muito tempo a ver televisão.

Pergunta nº7:

O gráfico seguinte mostra a distribuição das respostas dos inquiridos à questão 7 (Possui uma televisão no local onde dorme?) por opções de resposta:

a) Não; b) Sim, só sou capaz de adormecer a ver televisão; c) Sim, mas não utilizo com muita frequência.

0%

20%

40%

60%

80%

a) b) c)

Pe

rce

nta

gem

de

in

qu

irid

os

Opções de resposta

Inquiridos que têm televisão no local onde dormem

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Em função dos resultados obtidos, na sequência da análise das respostas à pergunta 7, é possível afirmar que:

a maioria dos inquiridos não possui televisão no local onde dorme(65%);

apenas 13% afirma necessitar absolutamente da televisão para adormecer;

22% possui televisão no local onde dorme, mas não a usa com muita frequência;

dentro dos que possuem televisão no local onde dormem, cerca de 63% não necessita da televisão para adormecer.

A presença da televisão no local onde os inquiridos dormem apresenta-se como algo excecional que apenas se verificou em 35% dos casos. Isto permite concluir que os respondentes preferem colocar as televisões em outros locais que não aquele onde dormem.

Pergunta nº8:

O gráfico seguinte mostra a distribuição das respostas dos inquiridos à questão 8 (Que tipo de uso dá à televisão/de que tipo de programas é espetador?) por opções de resposta:

a) Uso para ver as notícias, como forma de me manter informado sobre o mundo; b) Uso para puro lazer, para ver séries/ programas desportivos/desenhos animados; c) Uso como uma forma de aumentar a minha cultura, gosto de ver documentários,

reportagens; d) Todos os anteriores.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

a) b) c) d)

Pe

rce

nta

gem

do

s in

qu

irid

os

Opções de resposta

Motivos para ver televisão

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De acordo com o gráfico verifica-se que:

24% dos inquiridos usa a televisão essencialmente para ver notícias;

para mais de 50% (52%) a televisão é um mero instrumento de laser;

apenas 3% tem como principal fim aumentar a sua cultura;

cerca de 21% afirmou usar a televisão para todos os fins anteriormente

mencionados.

A partir dos resultados é possível perceber que uma fatia considerável dos inquiridos recorre à televisão como meio para se manter informado ou aumentar a sua cultura, o que aponta para um uso profícuo deste meio de comunicação.

Pergunta nº9:

O gráfico seguinte mostra a distribuição das respostas dos inquiridos à questão 9 (Acha que a televisão influencia de alguma maneira as suas atitudes?) por opções de resposta:

a) Não, de todo; b) Talvez em algumas situações; c) Sim, os nossos comportamentos são uma imagem daquilo que vemos nela; d) Sim, ao ser o principal meio de comunicação, a televisão consegue de certa forma

influenciar-nos.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

a) b) c) d)Pe

rce

nta

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qu

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os

Opções de resposta

Influência da televisão nas atitudes dos inquiridos

De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que:

cerca de 24% acredita que não é influencia de forma alguma pela televisão,

enquanto meio de comunicação;

pelo contrário, 76% referiu ser influenciado nas suas atitudes pela televisão;

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mais de metade dos inquiridos (52%) expressou ser condicionado nas suas

atitudes pela televisão;

apenas 3% disse que os seus comportamentos eram o reflexo daquilo que via na

televisão;

21% mostrou algum ceticismo quanto a esta questão, acabando por reconhecer

que é influenciado pela televisão.

Feito o levantamento dos dados, é possível retirar conclusões que vão de encontro à tese exposta na Introdução, a qual referia que a televisão, enquanto "meio de comunicação, molda opiniões, condiciona comportamentos e manipula decisivamente o público em geral". Por outro lado, podemos integrar aqueles que não se sentem influenciados pela televisão naqueles indivíduos que são influenciados de forma indireta, isto é, são condicionados pela maioria que se sente influenciada.

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5. Conclusões

Após cerca de um mês de pesquisa e reflexão sobre o tema abordado, em conjugação com a elaboração do presente relatório, ressalta a oportunidade de aprofundar e construir conhecimentos em torno da questão “Como se fazem televisões?”. O percurso realizado configura-se como um valioso contributo para nos tornarmos cidadãos mais informados, e com nível mais elevado de literacia científico-tecnológica acerca do assunto em foco. Considera-se que quando chegar a "nossa altura" de agir e fazer uma compra vamos ser capazes de escolher inteligentemente, com base em parâmetros mais objetivos e não simplesmente optar pelo mais caro porque é melhor ou com base em quaisquer outras razões arbitrárias e não racionais, ao invés do verificado com uma considerável percentagem dos inquiridos no âmbito do presente trabalho.

A evolução da televisão, não obstante as inúmeras etapas percorridas até chegar ao que se conhece hoje, pode ser considerada como incrivelmente rápida. Com efeito, se na juventude dos nossos pais os principais meios de comunicação eram o rádio e a imprensa escrita, atualmente tudo mudou. Na atualidade, a televisão é provavelmente o mais utilizado meio de informação, publicidade e até de entretenimento.

Neste novo mundo que se abriu, existe muita oferta no mercado no que concerne a televisões. A este respeito, e de acordo com a revisão efetuada, os monitores LCD são uns dos mais utilizados. Isto, sobretudo, por serem considerados mais económicos e apresentarem elevada qualidade ao nível da imagem e do som, conferindo a este tipo de televisão caraterísticas apreciadas pelo mercado de investigadores e de consumidores. O que distingue estes monitores de outros existentes no mercado é o uso de cristais líquidos, os quais tornam as imagens mais nítidas devido à junção com o vidro polarizado. O processo de fabrico de um LCD é complexo e envolve como principais matérias primas o vidro e o plástico. No fabrico de LCD é fundamental que o substrato de vidro e as restantes lâminas sejam fabricadas e aglutinadas com precisão, antes da conceção do caixilho metálico envolvente.

A terminar, é de sublinhar o inquérito realizado no âmbito do presente projeto pelas oportunidades que configurou de saber que conhecimentos e conceções têm os inquiridos acerca da televisão. Este permitiu constatar que os inquiridos possuem poucos conhecimentos sobre os materiais usados na construção de um televisor, sendo as suas preferências na escolha desta tecnologia baseadas em razões arbitrárias. Foi ainda possível saber que entre os usos da televisão é dominante o referente a puro lazer, designadamente para ver séries e filmes. Constatou-se também que a dos inquiridos reconheceu que a televisão influencia, pelo menos em algumas situações, as atitudes e comportamentos das pessoas. Os resultados obtidos evidenciam a importância e necessidade de desenvolver ações tendentes a melhorar a literacia tecnológica das pessoas para que sejam capazes de fazer escolhas fundamentadas e refletivas.

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a=X&ei=We5eUpDuLMyBhQfPkIH4CA&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1366&bih=667#facrc=_&imgdii=_&imgrc=xq6-t5ip6Y8IPM%3A%3BVp8fPM6PRGfCSM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.prof2000.pt%252Fusers%252Fpsfj%252Funidade1%252FMonitorEsquema.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.prof2000.pt%252Fusers%252Fpsfj%252Funidade1%252FMonitores.htm%3B444%3B312

[d]https://www.google.pt/search?q=Julius+Elster+e+Hans+Getiel+inventaram+a+c%C3%A9lula+foto

el%C3%A9trica&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=3O5eUoHVHMSrhAfMz4G4BQ&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1366&bih=667#facrc=_&imgrc=Aon_ZBZZETr7jM%3A%3BGR8MiWRXNuRGJM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.ced.ufsc.br%252Fmen5185%252Ftrabalhos%252F59_TV%252Fimagenslu%252Fhistoriactr2.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.ced.ufsc.br%252Fmen5185%252Ftrabalhos%252F59_TV%252Fhist-tv-crt.html%3B640%3B400

[e]http://www.img.lx.it.pt/~fp/cav/ano2011_2012/Trabalhos_MEEC_2012/Artigo30/mysite/tvanalo

gica/historiaA.html [f] http://minilua.com/quem-inventou-onde-surgiu-televisao/

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Como se fazem Televisões? – Televisões LCD 32 / 35

[g]https://www.google.pt/search?gs_rn=27&gs_ri=psy-ab&pq=google&cp=19&gs_id=26&xhr=t&q=the+evolution+of+tv&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.53217764,d.ZGU&biw=1440&bih=799&dpr=1&um=1&ie=UTF-8&hl=pt-PT&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=P41FUriWF5Gg7Abt9IDwBw#facrc=_&imgdii=2leog7CJQjmBZM%3A%3BKwyOJU144DsJaM%3B2leog7CJQjmBZM%3A&imgrc=2leog7CJQjmBZM%3A%3Bdzs_jCKfLQVGLM%3Bhttp%253A%252F%252Fconnectedhome2go.files.wordpress.com%252F2010%252F08%252Ftimeline-verizon-fios-tv-first-five-years-motorola.png%3Bhttp%253A%252F%252Fconnectedhome2go.com%252F2010%252F08%252F19%252Ftimeline-the-evolution-of-fios-tv%252F%3B1470%3B669

[h] http://www.fisica.net/einsteinjr/9/ondas_eletromagneticas.html [i] http://www.madehow.com/Volume-1/Liquid-Crystal-Display-LCD.html [j] http://monitordelcd.com/monitor/manutencao-em-monitor-de-lcd/ [k] http://www.ced.ufsc.br/men5185/trabalhos/59_TV/ [l] http://www.kirinoikeuchi.co.jp/eng/catalogs/EE-3.pdf [m] http://www.kirinoikeuchi.co.jp/eng/catalogs/EE-3.pdf) [n] http://www.tudosobreplasticos.com/Imagens/estruturaPP.JPG [o] http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Plastic-recyc-05.svg [p] http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:ABS_resin_formula.PNG [q] (Livro Ciência e Engenharia dos Materiais", Callister

Nota: As imagens 3 e 4, 5 e 6 têm a mesma referência [d] e [e] respetivamente pois foram retiradas

em conjunto do mesmo site. As duas figuras fazem parte da mesma Imagem.

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MIEM/FEUP Projeto FEUP 2013/2014

Como se fazem Televisões? – Televisões LCD 33 / 35

Anexo

Como se fazem televisões? Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Unidade Curricular: Projeto FEUP

Grupo: 1M1_03

2013/2014

INQUÉRITO

Como se fazem televisões?

A televisão (do grego tele e visione, isto é, distante e visão) é, hoje em dia, um dos meios de

comunicação mais usados, sendo um sistema eletrónico que visa reproduzir imagens e sons em

simultâneo. Esta foi uma das grandes invenções do séc. XX, tendo-se proliferado na nossa sociedade

e vida a uma velocidade alucinante e fazendo agora parte das nossas casas e dos locais que

frequentamos sem nos apercebermos, influenciando fortemente a nossa forma de pensar e agir.

No âmbito da unidade curricular de Projeto FEUP, decidiu-se executar este inquérito com o

fim de ter conhecimento e analisar tanto a influência que o referido meio de comunicação tem no

nosso quotidiano como os conhecimentos gerais que a população em geral possui deste tema tão

atual que nós vamos abordar no nosso trabalho.

Agradecíamos que cooperasse connosco de forma honesta.

Em cada questão, assinale com um (X) a opção que melhor se ajusta à sua situação.

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Como se fazem Televisões? – Televisões LCD 34 / 35

1- Sexo

a. Masculino

b. Feminino

2- Idade

a. 10-24

b. 25-45

c. 46-55

d. >55

3- Faz alguma ideia de quais são os materiais utilizados na produção de uma televisão?

a. Não, nunca ouvi falar do assunto.

b. Muito pouco.

c. Sim, já assisti a algum documentário, li um artigo/revista… sobre este assunto.

d. Sim, tenho uma noção bem clara dos materiais usados.

Se sim, dê um ou mais exemplos: ___________________________________________

4- Qual é o tipo de televisão pela qual tem preferência?

a. Não sei bem.

b. Plasma.

c. LED.

d. LCD.

Porquê?_____________________________________________________________

5- Quantos aparelhos de televisão possui em sua casa?

a. Nenhum.

b. 1.

c. 2.

d. 3 ou mais.

6- Quantas horas, em média, dedica à visualização de televisão por dia?

a. [0,2]

b. ]2,4]

c. ]4,6]

d. ]6,24]

7- Possui uma televisão no local onde dorme?

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Como se fazem Televisões? – Televisões LCD 35 / 35

a. Não.

b. Sim, só sou capaz de adormecer a ver televisão.

c. Sim, mas não utilizo com muita frequência.

8- Que tipo de uso dá à televisão/ de que tipo de programas é espectador?

a. Uso para ver as notícias, como forma de me manter informado sobre o mundo.

b. Uso para puro lazer, para ver séries/ programas desportivos/desenhos animados...

c. Uso como uma forma de aumentar a minha cultura, gosto de ver documentários,

reportagens...

d. Todos os anteriores.

9- Acha que a televisão influencia de alguma maneira as suas atitudes?

a. Não, de todo.

b. Talvez em algumas situações.

c. Sim, os nossos comportamentos são uma imagem daquilo que vemos nela.

d. Sim, ao ser o principal meio de comunicação, a televisão consegue de certa forma

influenciar-nos.

Agradecemos a sua colaboração!