Из техничких разлога садржај читалишта можете пратити искључиво на латиници.

Razvoj monitora (II)

Monitor ili ekran je električni izlazni uređaj koji služi za prikazivanje slike poslate sa drugog uređaja, obično grafičke karte u sklopu računara. Na njemu pratimo rezultate obrade i trenutna dešavanja. Služi za prikazivanje slova ili slika koje mogu biti pokretne ili statične. Slika koja se na monitoru obično prikazuje se stvara u grafičkoj kartici, posebnom sklopu čija je funkcija stvaranje i obnavljanje slike.

 

CRT monitori

Monitori sa katodnom cevi (engl. CRT Monitor) koriste katodnu cev koju je pronašao Karl Ferdinand Braun. Ovaj način prikazivanja se koristi u većini današnjih monitora, kao što se katodna cev koristi i u televizorima, osciloskopima i drugim uređajima. Karakteriše ih velika težina, veliko zauzimanje prostora kao i visoka potrošnja električne energije, ali zato imaju veoma dobar kvalitet i oštrinu slike.

CRT monitor radi na principu katodne cevi. Unutar katodne cevi, katoda je zagrejana metalna nit koja se nalazi u vakuumskoj staklenoj cevi. Katodno zračenje je u stvari tok elektrona koji stvara elektronski top. Elektroni su negativni i emitovani sa katode, dok je anoda pozitivna što privlači elektrone koji su pažljivo usmereni prema usmerivaču koji ih pomoću magnetnog ili električnog polja u snopovima skreće ka anodi i ekranu. Ekran je prekriven fosfornim materijalom koji svetli ako je „pogođen“ elektronom. Fosforni sloj se sastoji od crvenih, zelenih i plavih zona pomoću kojih se dobijaju osnovne boje i na taj način se dobija slika na ekranu. Ima nekoliko vrsta filtriranja slike, tri tehnička rešenja su najpoznatija: Maska (Shadow-mask), Roštilj (Aperture-grill) i Maska sa prorezima (Slot-mask) pomoću kojih se dobija konačna slika koju vidimo

1Unutrašnjost katodne cevi

  1. Elektronski top
  2. Elektronski snop
  3. Kalem (zavojnica) za fokusiranje snopa
  4. Otklonski kalem
  5. Priključak anode-akvadag
  6. Anoda-akvadag
  7. Fosforni sloj sa crvenim, zelenim i plavim zonama ili tačkama
  8. Povećan deo ekrana sa tačkama slike

LCD monitori

LCD je ravni, tanki monitor čiji je ekran sastavljen od određenog broja piksela koji su poređani ispred nekog svjetlosnog izvora, troši veoma malo električne energije, te zauzima malo prostora. LCD radi na principu tečnih kristalnih molekula.

Princip rada

Tečni kristal je želatinozna masa, koja je smještena između prozirnih elektroda. Pod djelovanjem upravljačkog napona na elektrode, čestice kristala se orijentišu u određenom smijeru i počinju ispoljavati polarizirajući efekat, propuštajući samo određeni dio svjetlosnog spektra. Propuštanjem željenog dijela spektra i blokiranjem neželjenog određuje se intenzitet i boja svjetlosnog elementa (pixela) i na taj način se može generisati slika kao matrica upravljivih piksala.

 

Postoje dva osnovna tipa LCD ekrana: monohromatski i kolor. Monohromatski su osjetno jednostavniji i samim tim jeftiniji. Kolor varijante su puno kompleksnije, a samim tim i skuplje.

2

Slika se formira osvjetljavanjem jedne linije za drugom ekrana, dok se ne iscrta cijela slika. To znači da je vrijeme osvjetljaja osnovnog elementa slike Tes = Ts/480, gdje je Ts vrijeme formiranja cijele slike. Ovako malo Tes se negativno odražava na nivoe osvjetljaja i kontrasta. Slika je blijeda, a kontrast iznosi svega 1:10. Kontrast je odnos najsvjetlijeg i najtamnijeg elementa slike. Pošto se slika formira iz linija, prva linija mora zadržati osvjetljaj dok se ne iscrta zadnja linija slike. To znači da se moraju koristiti ekrani sa velikom perzistencijom. Visoka perzistencija znači tromost ekrana, pa se na ovakvim ekranima ne mogu prikazivati filmovi i slični video sadržaji, jer ekran ne može pratiti dinamiku slike. Broj upravljačkih tranzistora je minimalan Nut=640+480=1120. Obzirom na relativno slab kvalitet slike, a dobru robusnost, ovi ekrani se koriste za situacije gdje dinamika prikaza nije od posebnog značaja (POS terminali, signalizacija na aerodromima, table za obavještenja itd.).

Tehnologija proizvodnje ovih ekrana poznata je pod imenom TFT (((en))), a naziv potiče od načina proizvodnje upravljačkih tranizistora. Kod kolor ekrana upravlja se svakim elementom slike posebno, pa je broj upravljačkih tranzistora Nut jako velik. Za rezoluciju ekrana 640*480, Nut=640*480*3=921600, što je uporedljivo sa P-om 80486. Obzirom da se svaki elemenat slike sastoji od 3 podpixela i da se može upravljati osvjetljajem svakog subpixela, moguće je postići potpuni kolor efekat. Obzirom da se upravlja pojedinačnim elementima slike Tes = Ts, pa perzistencija ekrana nije problem i može biti minimalna. Dinamika slike više ne zavisi od perz. ekrana, ali se kao problem javlja tromost samog tečnog kristala. Tehnološki napredak je dovoljan da ovi ekrani mogu prikazivati filmove i video sadržaj, ali su ipak mogući problemi u dinamici slike pri sportskim prijenosima, filmovima i sličnim dinamičkim sadržajima.

 

Osobine

Prirodna rezolucija

LCD monitori su napravljeni da najbolje prikazuju sliku na jednoj rezoluciji koja zavisi od veličine ekrana. Moguće je postaviti rezoluciju koja nije prirodna za neki LCD monitor, ali onda opada kvaliteta slike, kao i što se gubi pravilan geometrijski oblik slike.
Brzina Odaziva (Response Rate)
Brzina odaziva označava brzinu kojom piksel može mijenjati boje, brže je bolje, prevelik odaziv znači da će slika "kasniti" te će se pojavljivati anomalije kao što je "ghosting" efekat koji se pojavljuje onda kada je promjena boja veoma česta najčešće u filmovima i 3D igrama. Mjeri se u milisekundama (ms).

Uglovi gledanja

Za razliku od CRT monitora, LCD monitori ne daju istu kvalitetu slike ako se u njih gleda iz različitih uglova. Obično ako gledamo LCD sa strane, boje gube kvalitetu, prikaz je zamračen ako ne i potpuno nečitljiv. Godinama se LCD monitori unaprijeđuju da bi se ova poteškoća smanjila, a shodno tome su predstavljeni widescreen ekrani koji su vodoravno produženi što prirodno odgovara čovječijem oku.

Osvjetljenje kod LCD monitora se mjeri u Kandelama po kvadratnom metru (cd/m2), obično varira od 250 do 350 cd/m2. Kontrast mjeri mogućnost LCD-a da prikazuje bijele i tamne tonove, što je omjer veći to je bolje, obično današnji LCD monitori imaju omjer 450:1 pa sve do 2000:1. LG Flatron L1960TG ima kontrast upravo od 2000:1.Osvjetljenje i kontrast

Mogućnost podešavanja, integracija i priključci
LCD monitori se mogu veoma precizno podešavati jer postoji mnogo opcija. Slika se može okretati ili tiltovati, te se može mijenjati položaj slike (vodoravni ili uspravni). Također, neki monitori imaju ugrađene zvučnike, dodatne USB priključke, a sve više monitora dolazi sa digitalnim priključkom koji je svojevrsno budućnost, te nudi mnogo kvalitetniju sliku jer nema potrebe za pretvaranjem u analogne signale.

Plazma monitori

Plazma monitori su vrsta ravnih pljosnatih ekrana ne manjih od 32“ (inča). Naziv plazma potiče od načina građe ćelija koja sadrži naelektrisan jonizovan gas ili još poznatije kao fluorescentna cev. Monitor osvetljava hiljade sitnih tačaka(koji se nazivaju pikseli) sa visokoenergetskim snopom elektrona. U većini sistema postoje tri piksel boje - crvena, zelena i plava - koje su jednako raspoređene na ekranu. Kombinacijom ovih boja u različitim proporcijama monitor može proizvesti čitav spektar boja. Osnovna ideja plazma ekrana je da osvetli sićušno obojene fluorescentne cevi da bi stvorile sliku.

Princip rada

3Ksenon i Neon su plemeniti gasovi koji se nalaze u plazma monitorima. Sadržani su u stotinama hiljada ćelija koje se nalaze između dve staklene ploče. Dugačke elektrode postavljene su duž staklenih ploča sa obe strane ćelija. Adresne elektrode se nalaze iza ćelija, odnosno duž zadnje staklene ploče. Prozirne elektrode su obložene izolacionim dielektričnim materijalom i prekrivene su zaštitnim slojem magnezijum oksida i postavljene su ispred ćelija duž prednje staklene ploče. Oba seta elektroda se protežu duž čitavog ekrana, gde su prozirne elektrode raspoređene u horizontalnim redovima, dok su adresne elektrode raspoređene u vertikalnim redovima, tako da ove elektrode obrazuju rešetkastu strukturu. Za jonizaciju gasa u određenoj ćeliji upravljačka jedinica ekrana monitora, usmerava na elektrode koje se ukrštaju u toj ćeliji. Ovaj proces se odvija na hiljade puta u jednom deliću sekunde, usmeravajući za svaku ćeliju posebno. Kada su elektrode koje se ukrštaju naelektrisane, razlikom napona među elektrodama, električna struja protiče kroz gas u ćelijama. Električna struja stvara brz protok naelektrisanih čestica, čime se dovodi do pobuđenja atoma gasa koji oslobađa ultraljubičaste fotone, koji su nama nevidljivi. Oslobođeni ultraljubičasti fotoni dolaze u interakciju sa fosfornim materijalom kojim je obložen zid ćelija. Kada ultraljubičasti foton pogodi atom fosfora u ćeliji, jedan od elektrona fosfora iskače na viši energetski nivo što dovodi do zagrevanja atoma, a kada se elektron vrati na svoj pređašnji energetski nivo on oslobađa energiju u obliku vidljive svetlosti fotona. Fosfor u plazma monitorima ispuštaju svetlost u boji kada su pobuđeni. Svaki piksel se sastoji od tri posebne potpikselne ćelije. Jedan od potpiksela sadrži fosfor koji emituje crvenu svetlost, drugi potpiksel sadrži fosfor koji emituje zelenu svetlost i treći potpiksel sadrži fosfor koji emituje svetlost plave boje. Različitom varijacijom impulsa električne struje koja protiče kroz ćelije, upravljački sistem može da poveća ili smanji intezitet svake boje potpiksela, čime se postiže na hiljade različitih kombinacija crvene, plave i zelene boje. Na ovaj način upravljačka sistem može da proizvede čitav spektar boja.

Uticaj na okolinu

Dokazano je da plazma ekrani utiču na globalno zagrevanje. Proizvodnja azota triflourida ili NF3 se smatra veoma jakim staklenim gasom koji se koristi za vreme proizvodnje plazma monitora, čime se doprinosi globalnom zagrevanju. Plazma monitori imaju povećanu potrošnju električne energije u odnosu na ostale ekrane, jer se proizvode sve većih dimenzija.

Prednosti

Veličina: Debljina i težina neke su od najvažnijih prednosti u poređenju sa klasičnim i projekcijskim monitorima. Dijagonalno rastojanje između dva suprotna ugla ekrana su standardne mere i ne zavise od proizvođača.

Izbor: Spektar veličina ravnih monitora je izuzetno širok. Većina modela ipak se nalazi u rasponu od 32“ (81 cm) do 42“ (107 cm).
Najčešća dimenzija plazma monitora je od 42“ pa naviše.

Izgled: Veoma su tanki, pogotovo ako se ima u vidu njihova debljina od pre nekoliko godina. Takođe zbog svoje konstrukcije ne zauzimaju mnogo mesta, kao pređašni CRT monitori.

Kvalitet slike: Plazma monitori imaju visok kvalitet slike. Sadržaj visoke rezolucije prikazan na plazmi izuzetno je kvalitetan. Takođe, plazma monitori imaju gotovo trenutni odziv slike. Plazma monitori posebno dolaze do izražaja u zamračenim prostorijama, zbog odličnog odnosa kontrasta. Takođe ima veoma širok ugao gledanja.

Vek trajanja: Plazma monitori traje najmanje 60.000 radnih sati, mada noviji modeli dolaze sa garancijom i do 100.000 radnih sati.

Mane

Cena: Monitor iste veličine izrađen u CRT tehnologiji ili LCD je jeftiniji nego plazma monitor. 

Problem zapečene slike se javlja u počenim satima rada monitora. Ova pojava nastaje kada se na ekranu nalazi duže vremena neka statička slika, pa se slika „upeče”.

Potrošnja: Plazma monitori koriste više električne energije nego što je potrebno prosečnom LCD monitoru. 

Slušanje radija na niskim talasima (AM), može dovesti do ometanja rada plazma monitora. 

Prednja staklena površina jako reflektira svetlo. U plazma monitore novijih generacija ugrađuju se filtri kako bi se smanjilo blještavilo 

LED

LED monitor je ravan monitor, koji koristi niz svetlosnih dioda kao piksele za video ekran. Njihova osvetljenost im omogućava da se koristi na otvorenom, u prodavnici ,znakovima i bilbordima. LED displeji su u stanju da obezbedi opšte osvetljenje, pored vizuelnog prikaza, kao kada se koristi za scenske rasvete ili druge dekorativne svrhe.

OLED

OLED (engl. Organic Light Emitting Diode) je vrsta svetleće diode (LED) koja emituje svetlost koja se sastoji od organskih komponenti.

4OLED ekrani rade tako što se električna struja propušta kroz organski materijal koji tom prilikom ispušta svetlost. Budući da ovakav proces ne zahteva pozadinsko osvetljenje, OLED ekrani su tanji, štedljiviji u pogledu potrošnje energije ali još uvek nisu jeftiniji od postojećih LCD ili plazma ekrana.

OLED ekrani se već koriste u nekim modelima mobilnih telefona i drugim prenosivim uređajima, kao što su MP3 plejeri. Krajem 2008. godine, kompanija Sony je počela sa prodajom 11-inčnog OLED televizora nazvanog XEL-1. Sonijev televizor je dobio pohvale za kvalitet slike i veličinu (debljina je svega 3 mm), ali je njegova cena i dalje veoma visoka. Sa usavršavanjem proizvodne tehnologije i povećanjem proizvodnje očekuje se snižavanje cene OLED televizora.

5Za razliku od LCD-a, koji koristi uglavnom neorganske komponente (silicijum, germanijum, galijum, arsenid, ili metale), OLED kako mu samo ime kaže - koristi neke organske, ili makar hibride organsko-neorganskih materijala. Organski materijali obećavaju dobre karakteristike kao što su širok spektar radnih temperatura, fleksibilnost i dobra provodljivost.

Autor: Nikola Krstić