MONITOR
Monitor
CRT Wyświetlacz
LCD
Monitor CRT
Prototypem
dzisiejszych monitorów była, zaprezentowana w 1897 roku, lampa
obrazowa typu CRT (ang. Cathode Ray Tube), tzw. oscyloskop.
Stosowany obecnie kineskop CRT jest wciąż lampą elektronową pokrytą
od wewnątrz warstwą luminoforu, na którym elektrony rysują obraz z
określoną częstotliwością, powiedzmy 47 razy na sekundę. Wspomnieć
należy, że kluczową rolę w rozwoju kineskopów do monitorów był
moment wprowadzenia, na początku lat dziewięćdziesiątych, monitorów
kolorowych. Wydarzenie to wzbudziło powszechne zainteresowanie tym
typem urządzeń.
Jedną z własności
monitorów jest wielkość plamki (an. dor pitch), czyli odstępu
między dwoma sąsiednimi punktami obrazu. Pojęcie plamki wiąże się
jednak ściśle z konstrukcją maski kineskopu. Dla masek
perforowanych, w których każdy piksel składa się z trzech punktów
luminoforu (tzw. triady) w kolorach podstawowych RGB ułożonych w
kształt trójkąta, wielkość plamki liczona jest jako odległość między
punktami luminoforu tego samego koloru. W przypadku masek
szczelinowych i kratowych, o wielkości plamki decyduje szerokość
jednej triady luminoforu.
Istotnym
parametrem monitora są również jego wymiary, w tym głównie przekątna
obrazu, która opisuje wielkość przekątnej ekranu (np. 17 cali).
Dzięki ulepszeniu dział elektronowych w ostatnich latach, możliwe
stało się zmniejszenie gabarytów monitorów. W ich konstrukcji
uwzględnione są różnice w odległości pomiędzy działem elektronowym a
środkiem ekranu, oraz działem a krawędzią kineskopu - kształt plamki
na krawędzi zbliżony jest do elipsy, zaś w środku do okręgu.
Wyrzutnia elektronowa w połączeniu z układem ogniskującym, zapewnia
stały kołowy przekrój plamki obrazu, niezależnie od miejsca padania
wiązki elektronowej na luminofor. Gwarantuje to wszędzie jednakową
ostrość obrazu. Dodatkowo nowe wysokonapięciowe katody (wyrzutnie
elektronowe) charakteryzują się mniejszymi wymiarami i zmniejszonym
poborem prądu [3].
Kolejnym
parametrem monitorów jest częstotliwość odświeżania (pionowa), która
określa, ile razy w ciągu sekundy tworzony jest obraz. Według normy
TCO '99 ergonomiczne minimum, powyżej którego oko ludzkie nie
dostrzega migotania, to 85 Hz.
Konwergencja
(zbieżność kolorów) stanowi ważny parametr wyświetlanego obrazu.
Konwergencja określa precyzję, z jaką wyświetlane są kolorowe
punkty. Każdy piksel tworzony jest z trzech barw składowych
(czerwonej, zielonej, niebieskiej). Jeżeli miejsce padania na
luminofor którejś z wiązek elektronowych, odpowiedzialnych za
rysowanie barw, jest przesunięte względem pozostałych dwóch, to
obraz punktu ulega rozmyciu.
Bardzo istotnym
czynnikiem, świadczącym o jakości monitora, jest rozdzielczość
wyświetlanego obrazu. Podajemy ją na końcu, gdyż obecne monitory
oferują bardzo zbliżone parametry rozdzielczości, które zdają się
bardziej zależeć od wielkości użytego kineskopu, niż od pozostałych
elementów. Standardową, zadowalającą rozdzielczość 1024x768 punktów,
wyświetla właściwie każdy dostępny na rynku monitor, dlatego
producenci skupiają się bardziej na "podkręcaniu" innych parametrów
monitorów.
Promieniowanie
monitora nie jest obojętne dla zdrowia człowieka i dlatego powinno
zwracać się uwagę na normy dotyczące emisji promieniowania.
Najbardziej restrykcyjną z nich jest norma TCO, ale również
popularne są MPR-II i TUV.
Wyświetlacz LCD
Głównym
składnikiem wyświetlaczy LCD (ang. Liquid Crystal Display) jest
pewna substancja, która wykazuje własności zarówno cieczy jak i
ciała stałego. Mowa tu o odkrytym w 1888 roku przez austriackiego
botanika Friedrich'a Rheinitzer'a ciekłym krysztale.
Kolejna ważna data
związana z panelami LCD to rok 1973. To wtedy, za sprawą firmy
Sharp, na rynek trafił pierwszy seryjnie produkowany kalkulator
zawierający wyświetlacz ciekłokrystaliczny.
Ogólna zasadę
działania paneli LCD opisać można następująco (patrz rysunek
poniżej):
- Lampa
fluorescencyjna emituje światło.
- Światło przechodzi przez filtr polaryzacyjny nr 1.
- Spolaryzowane światło dociera do
substancji ciekłokrystalicznej, której długie molekuły wcześniej,
w procesie produkcyjnym, zostały odpowiednio ułożone wewnątrz
każdej z komórek matrycy LCD (o rozmiarze np. 1024 x 768 punktów).
- W przypadku braku zasilania
molekuły ciekłego kryształu układają się w położeniu
"skręconym", wymuszonym przez warstwę orientującą znajdującą się
wewnątrz każdej z komórek. Powoduje to zmianę polaryzacji
światła o 90 stopni.
- Pod wpływem napięcia sterowania
cząsteczki ciekłego kryształu układają się równolegle do linii
pola elektrycznego.
- Światło po przejściu przez
warstwę ciekłokrystaliczną pada na filtr polaryzacyjny nr 2,
którego oś polaryzacji jest zmieniona o 90 stopni w stosunku do
filtru nr 1. Zależnie od braku/występowania napięcia sterującego
możliwe są dwa rezultaty działania filtru:
- Brak napięcia powoduje
przepuszczenie światła przez filtr - odpowiada to emisji
światła, a więc zapaleniu się piksela.
- Przyłożenie napięcia sterowania
powoduje wytłumieniu światła przez filtr nr 2 - piksel czarny.
Ad.
2 Polaryzacja światła z użyciem filtru powoduje zorientowanie
fali świetlnej tak, aby była zorientowana w jednej płaszczyźnie,
którą wyznacza oś filtru.
Ad.
4 Sterowanie wartością napięcia sterującego pozwala na zmianę
przestrzennego ułożenia cząsteczek ciekłego kryształu. Dzięki temu
możliwe staje się odchylenie płaszczyzny spolaryzowanego światła o
kąt różny od 90 stopni (np. 25 stopni), a więc uzyskanie różnych
odcieni szarości. Kolorowe wyświetlacze zawierają dodatkową warstwę,
w której skład wchodzą barwne filtry RGB (ang. Red
Green Blue). Dzięki złożeniu
jednego piksel z trzech różnokolorowych komórek matrycy, możliwe
staje się wyświetlenie dowolnego koloru.

Główne rodzaje wyświetlaczy LCD:
- Wyświetlacze pasywne DSTN (ang.
Dual Scan Twisted Nematic). Cechy charakterystyczne to:
- duża bezwładność - czas
potrzebny na ustalenie się wymaganego napięcia sterującego
migracją cząsteczek ciekłego kryształu jest duży, co owocuje
długim czasem odświeżania obrazu;
- wzajemne oddziaływanie na
siebie ścieżek przewodzących - powoduje to ograniczenie palety
barw możliwych do wyświetlenia oraz powstawanie przesunięć
obrazu przy dużych kontrastach;
- Matryca aktywna TFT (ang. Thin Film Transistor). W
roku 1970 po raz pierwszy zastosowano tranzystory wbudowane w
ekran ciekłokrystaliczny. Każda komórka matrycy sterowana jest
cienkowarstwowym tranzystorem TFT, który reguluje napięcie na
elektrodach. Dzięki takiej konstrukcji wyeliminowany zostały
niemal zupełnie niekorzystny efekt wzajemnego wpływu ścieżek
przewodzących na siebie.
- Wyświetlacze IPS (ang. In-Plane Switching).
Ten opracowany przez Hitachi w roku 1995 standard stworzył
ekran o kącie widzenia przekraczającym 60 stopni. Odmiennie niż
przy dwóch poprzednich panelach cząsteczki ciekłego kryształu
rozmieszczone są w taki sposób, że przyłożenie napięcia sterowania
powoduje wyświetlenie piksela. Wyświetlacze tego typu w
przeciwieństwie do matryc TFT (złożonych z oddzielonych komórek)
zbudowane są jako jednolite struktury, co zapewnia lepszą jakość
obrazu. Wadą tych wyświetlaczy jest stosunkowo długi czas reakcji
na zmianę obrazu - duży czas potrzebny do wytworzenia
odpowiedniego napięcia sterującego ułożeniem cząsteczek ciekłego
kryształu w komórce.
Wyświetlacze LCD
dzięki wielu swym zaletom, do których na pewno należy zaliczyć dużą
żywotność (ok. 60 tyś. godzin), niewielką grubość oraz ciągle
malejącą cenę, mają dużą szansę już niedługo zagościć w naszych
domach na dobre.
Porównanie CRT i
LCD.
do początku strony |