Monitor komputerowy Jest to ogólna nazwa jednego

Monitor komputerowy Jest to ogólna nazwa jednego

Monitor komputerowy
Jest to ogólna nazwa
jednego z urządzeń wyjścia
do bezpośredniej
komunikacji operatora z
komputerem. Zadanie
monitora to
natychmiastowa
Istnieje podział na:

Monitory CRT

Monitory LCD

Monitory LED
CRT
CRT to skrót od Cathode-Ray Tube. Są to monitory których
ekran oparty jest na kineskopie. Do wyświetlania obrazu
używa się wiązki elektronów wystrzeliwanej z działa
elektronowego która odchylana pada na luminofor (czyli
związek chemiczny wykazujący luminescencję) powodując
jego wzbudzenie do świecenia.
CRT to nieco zmodyfikowana technologia produkcji
tradycyjnych kineskopów. Zachowano zasadę działania
lampy kineskopowej jednak wprowadzono modyfikacje
poprawiającą jakość obrazu, czyli ostrość i wierność
odtwarzania pełnej gamy kolorów.
Dominują tutaj monitory 17” i 19”.
Większość monitorów CRT ma podobną głębokość, jak szerokość ekranu,
ponieważ CRT jest szklaną zamkniętą banką próżniową, czyli nie ma w niej
powietrza. Bańka ta zaczyna się wąską szyjką, a następnie rozszerza do
rozmiarów, jakie ma obszar ekranu, na którym wyświetlany jest obraz. Ekran
pokrywa od środka matryca składająca się z tysięcy fosforowych punktów. Fosfor
ma zdolność emisji światła w momencie pobudzenia go wiązka elektronów.
Różne punkty emitują światło o odmiennej barwie. Każdy punkt składa się z trzech
podpunktów koloryzowanego fosforu: czerwonego, zielonego i niebieskiego.
Grupa ta tworzy jeden piksel. W Wąskiej szyjce umieszczone jest działo
elektronowe, składające się z katody, źródła ciepła i elementów skupiających
wiązke elektronów. Monitory kolorowe mają trzy działa elektronowe, każde do
innego koloru. Obrazy są generowane w momencie, gdy elektrony wystrzelone z
działa elektronowego zbiegają się i uderzają w odpowiednie punkty fosforu.
Działo uwalnia elektrony z ujemnej elektrody (katody) dzięki ciepłu.
Zasada działania
Karta graficzna generuje informacje potrzebne do wysterowania kineskopu. Są to
sygnały dla kolorów czerwonego, niebieskiego i zielonego, impulsy odchylania
poziomego i pionowego oraz sygnały DDC. Za jego pomocą karta może
porozumieć się z monitorem i ustalić, na jaki tryb pracy ma się on przełączyć.
Wzmacniane przez układy elektroniczne sygnały wizyjne podawane są na katody
R, G, B (Red, Green, Blue – czerwony, zielony, niebieski). Z elektronowych dział
kineskopu emitowane są wiązki elektronów. Przednia część kineskopu składa się z
maskownicy i warstwy luminoforu zbudowanego z milionów barwnych punktów
pogrupowanych w triady (punkty fosfou ułożone w trójkątne formacje). Każda z
nich składa się z trzech malutkich części luminoforu w podstawowych kolorach.
Wysyłany przez działo elektronowe strumień elektronów po drodze mija
maskownicę. Głównym jej zadaniem jest zapewnienie czystości barw tak aby
jeden strumień elektronów padał tylko na plamki luminoforu czerwonego, drugi –
tylko na zielonego, a trzeci –niebieskiego. Elektrony kończą swój lot, uderzają w
luminofor i przekazują mu swą energię, która zamieniana jest przez warstwę
fluorescencyjną na światło w jednym z trzech podstawowych kolorów. Wiązka
elektronów w czasie jednej sekundy kilkadziesiąt razy obiega całą powierzchnię
ekranu. Za czynność tę odpowiadają cewki odchylające, sterowane impulsami
generowanymi przez kartę graficzną. Światła pochodzące od wszystkich
elementów ekranu kineskopu ulegają zmieszaniu w oku obserwatora i wywołują
Maska w monitorze pełni kilka istotnych funkcji: filtruje strumień elektronów,
formuje mniejsze, mniej okrągłe punkty, które mogą uderzać w poszczególne
punkty fosforu bardziej precyzyjnie. Pozwala też wychwycić zabłąkane elektrony,
dzięki czemu strumień uderza tylko w te punkty, w które powinien.
W momencie, gdy strumień rozbija się na przodzie kineskopu, elektrony
pobudzają fosfor odpowiadający pikselom obrazu, który ma zostać odtworzony
na ekranie. Wtedy też następuje rozjaśnienie obrazy, światło jest emitowane przez
indywidualne punkty fosforu. Ich bliskość sprawia, że oko ludzkie widzi tę
kombinację jako jeden kolorowy piksel.
W 1960 roku Sony opracowało technologie
Trinitron. Jej innowacyjność polegała na
połączeniu trzech oddzielnych dział
elektronowych w jedno urządzenie. Te
kineskopy były też wykonane z wycinka
walca, płaskiego w pionie i wyygiętego w
poziomie.
Maski nowej technologii pokrywają
mniejszą powierzchnię ekranu, więc obraz
jest jaśniejszy i bardziej dynamiczny.
Innym rodzajem maski są maski paskowe.
Jej budowa różni się tym, że fosforowe
punkty ustawione pionowo rzędami
przedzielane są poziomo. Standardowe
okrągłe perforacje zastąpiono cięciami
pionowymi. Dzięki temu więcej elektronów
może przebić się przez maskę. Dzięki niej
otrzymuje się jaśniejszy obraz.
Kineskop kolorowy delta
1 –działa elektronowe
2 – wiązki elektronów
3 – maska separująca wiązki czerwoną, zieloną i niebieską
4 – luminofor z obszarami czerwonym, zielonym i niebieskim
5 – powiększenie fragmentu luminoforu

Rozdzielczość – standardowa rozdzielczość VGA to 640x480 pikseli. SVGA ma
rozdzielczość 800x600 pikseli. XGA ma już 1024x768 pikseli.

Częstotliwość odświeżania jest mierzona w hercach. Wartość ta, mówi ile
klatek jest wyświetlanych na ekranie w czasie sekundy.
Maksymalna częstotliwość odświeżania w monitorze CRT wynosi VSF=HSF/liczba
poziomych linii x 0,95 gdzie: VSF – częstotliwość skanowania w pionie, HSF –
częstotliwość skanowania w poziomie. Jeśli monitor ma na przykład czestotliwość
odświeżania poziomego 96 kHz, a rozdzielczość 1280x1024, to maksymalna
możliwa do uzyskania częstotliwość odświeżania pionowego wynosi:
VSF=96000/1024x0,95=89 Hz.
Częstotliwość wskazuje na to jak monitor rysuje cały obraz. Kiedy wiązka rysująca
dociera do krawędzi zostaje chwilowo wygaszana i kierowana na początek
następnej linii ku dołowi ekranu i tak do momentu aż cały ekran się zapełni.
Wady:

Kineskop wymusza stosowanie dużych objętościowo obudów,

Monitory CRT są ciężkie,

Zużywają dużo energii,

Są szkodliwe dla zdrowia z powodu generowania silnego pola
elektromagnetycznego

Migotanie obrazu źle wpływa na wzrok

Konstrukcje kineskopów nie gwarantują idealnej geometrii obrazu
Zalety:

Fosfor, który pokrywa wewnętrzną stronę ekranu, gwarantuje doskonałe
nasycenie barw i pełną 32-bitową głębie koloru,

Monitory CRT pozwalają na uzyskanie optymalnej jakości obrazu w różnych
rozdzielczościach,

Fosfor emituje światło we wszystkich kierunkach, dlatego kąt widzenia sięga w
monitorach CRT 180 stopni,

Dobrze poznana technologia pozwala na produkcję tanich produktów na
masową skalę.
LCD
Historia tych monitorów zaczyna się w 1888 roku kiedy austriacki uczony Friedrich
Reinitzer odkrył ciekły kryształ. Dalsze badania wykazały możliwość sterowania
własnościami optycznymi substancji, co doprowadziło do skonstruowania
pierwszego wyświetlacza ciekłokrystalicznego w 1964 roku. Stworzył go George H.
Heilmeier. W 1989 firma Hitachi w Berlinie zademonstrowała prototyp ekranu LCD
o przekątnej 10 cali. Produkcja została podjęta w Japonii.
W tej chwili najczęściej stosowane panele LCD to:
-
6 bitowe
-
8 bitowe
-
- 10 bitowe
-
- 12 bitowe
-
- 14 bitowe
-
- 16 bitowe
-
- 18 bitowe
Budowa i zasada działania
Za ekranem znajduje się źródło światła, np. lampa fluorescencyjna. W zależności
od wielkości panelu LCD liczba lamp fluorescencyjnych waha się od dwóch, w
małych monitorach piętnastocalowych, do ośmiu w wyświetlaczach 2021calowych. W najpopularniejszych panelach siedemnastocalowych montuje się
zwykle cztery lampy podświetlające matryce LCD. Światło oświetlające panel od
tyłu przechodzi najpierw przez tzw. Dyfuzor, który zapewnia równomierną jakość
na całej powierzchni wyświetlacza. Następnie światło przechodzi przez pierwszy
filtr polaryzacyjny, zespół przeźroczystych elektrod sterujących ułożeniem
cząsteczek ciekłego kryształu w odpowiednim położeniu. Znajdująca się dalej
warstwa ciekłego kryształu skręca o 90 stopni płaszczyznę polaryzacji światła.
Ciekły kryształ jest substancją organiczną o ciekłej formie i krystalicznej strukturze
molekularnej. Cząsteczki w kształcie pręcików normalnie są ustawione w
równoległych rzędach. Do sterowania nimi używane jest pole elektryczne. W
zależności od tego czy występuje napięcie prądu lub jego braku cząsteczki
kryształu odpowiednio się ustawiają, co powoduje zmianę polaryzacji
padającego na nią światła (odpowiednio skręca początkową płaszczyznę
polaryzacji światła lub pozostawia ją bez zmian).
Aby cząsteczki ciekłego kryształu spowodowały skręcanie polaryzacji świata,
Technologia ciekłokrystaliczna pozwala na transmisję sygnału. Wyświetlacz emituje różna
ilość białego światła o stałej intensywności, które przepuszczane jest przez aktywny filtr.
Większość ciekłych kryształów to związki organiczne złozone z molekuł, które w stanie
naturalnym są luźno rozmieszczone, lecz ustawione równolegle względem swojej dużej osi.
Można jednak precyzyjniej kontrolować położenie molekuł, pozwalając ciekłym kryształom
przepływać przez odpowiednio uformowaną powierzchnię.
Ekran LCD składa się z dwóch warstw ciekłych kryształów umieszczonych pomiedzy dwoma
odpowiednio wyprofilowanymi powierzchniami, z których jedna jest ustawiona pod kątem
90 stopni wobec drugiej. Jeśli molekuły na jednej powierzchni ustawione są z północy na
zachód, to na drugiej powierzchni już ze wschodu na zachód. Molekuły znajdujące się
między nimi muszą się przemieścić o 90 stopni, podobnie jak światło podążające za ich
połozeniem. Po przyłożeniu do ciekłych kryształów napięcia elektrycznego molekuły zaczna
się przemieszczać pionowo, pozwalając przejść światłu bez zmiany położenia o 90 stopni.
Inną istotną kwestią są własności filtrów polaryzacyjnych i samego światła. Filtr jest zestawem
idealnie równoległych linii. Linie te działają na zasadzie siatki, blokując wszystkie fale światła
oprócz tych, które przypadkiem są do nich ułożone równolegle. Drugi filtr polaryzacyjny.
Którego linie są rozmieszczone do nich pod kątem 90 stopni, blokuje z kolei fale światła
idealnie równoległe do siatki pierwszego filtru lub pasujące do układu drugiego filtru. Typowy
Funkcje dodatkowe

Pixel Plus – technologia poprawiająca paletę kolorów rozróżnialność
szczegółów przez dodanie dodatkowych pikseli pod główną matrycą. W
efekcie obraz wydaje się jakby miał większą rozdzielczość.

Filtr grzebieniowy – jego działanie polega na wygładzaniu różnic na
przejściach między sąsiednimi liniami, przy kreśleniu kolejnych półobrazow.

Powłoka przeciwodblaskowa – likwiduje odbicia światła padającego na
ekran telewizora.

Dźwięk stereofoniczny i przestrzenny.
Typ matrycy

TN – najstarszy i najtańszy. Jego zaletą jest niski czas przejścia pomiędzy
stanem piksela czarny-biały-czarny. Największym problemem są wąskie kąty
widzenia oraz słabe odwzorowanie barw.

MVA – kąt widzenia sięga tu do 279
stopni i cieszy się dobrym
odwzorowaniem barw. Minusem jest
bardzo niski czas reakcji sprawiający, że
MVA służy jedynie dla grafików. Dopiero
unowocześniona wersja P-MVA
wprowadza zmniejszony czas reakcji i
zwiększa grono odbiorcow.

IPS - Podobnie jak w MVA kąt widzenia
to 179 stopni. Kryształy w matrycy leżą
zawsze w takiej samej płaszczyźnie,
równoległej do płaszczyzny ekranu. Od
MVA odróżniają go lepsze kolory i kat
widzenia bez żadnych przebarwień.
Wersja ta posiadała niedopuszczalny
czas reakcji, jednak unowocześniona
matryca Super-IPS zmieniła go, a kolory
na niej stały się bardziej zbliżone do tych
Wady:

Problem z wyświetlaniem głębokiej
czerni,

Ograniczony kąt widzenia,

Kontrast jest gorszy niż w wyświetlaczach
plazmowych i CRT,

Słaby czas reakcji matrycy.
Zalety:

Niewielka waga,

Nie emitują szkodliwego
promieniowania,

Niskie zapotrzebowanie na energie,

Ostry obraz,

Nie występują błędy zbieżności kolorów,
LED
Jest to obecnie jedyna technologia powszechnie używana, która pozwala na
emisję obrazu o bardzo wysokiej rozdzielczości zachowując doskonałą
widoczność poprzez zastosowanie wysokiej mocy diód LED.
Standardowa częstotliwość odtwarzania to 100 Hz. Istnieją też urządzenia tego
typu z większą częstotliwością (nawet 400 Hz), jednak są dużo droższe.
Format w jakim obecnie są produkowane to 16:9.
Jeśli chodzi o rozdzielczość najlepiej wybierać urządzenia wyświetlające
rozdzielczolść 1280x720 albo 1920x1080.
Zasada działania
Obraz na ekranie wytwarzany jest za
pomocą matryc ciekłokrystalicznych, które
przepuszczają swiatło,generowane przez
zewnętrzne źródło. To jaki kolor oraz jaką
jasność ujrzymy, zależy od tego, który
piksel, a dokładniej subpiksel będzie
polaryzował światło oraz w jaki sposób.
Różnice w działaniu matryc LED od
zwykłych LCD są takie, że matryca jest
podświetlana właśnie diodami LED, a nie
Wady:

Mniejsza jasność niż w LCD,

Problemy z pokazywaniem bardzo
dużego kontrastu. (ten problem został
praktycznie wyeliminowany w nowszych
telewizorach).
Zalety:

Głęboka czerń,

Równomierne podświetlanie,

Niski pobór energii,

Niewielka grubość
OLED
Organiczna dioda elektroluminescencyjna wytwarzana ze związków
organicznych. Wyświetlacze tego typu charakteryzują się dość prostą metodą
produkcji – warstwa organiczna, składająca się z pikseli-diod w trzech kolorach
(lub czterech – dodatkowy biały), jest nakładana na płytę bazową w procesie
podobnym do drukowania stosowanego przez drukarki atramentowe.
Dodatkowe wprowadzenie warstwy pośredniej pomiędzy płytą, a emiterem
podnosi sprawność i jasność ekranu.
Pierwszym seryjnie produkowanym urządzeniem wyposażonym w wyświetlacz
OLED był palmtop CLIE PEG-VZ90 firmy Sony. W październiku 2007 firma Sony
zaprezentowała telewizor wykonany w technologii OLED. Telewizor XEL-1 miał
przekątną 11 cali i ważył około 2kg.
Typy wyświetlaczy OLED

Passive-matrix OLED

Active-matrix OLED (AMOLED)

Polymer LED

Transparent OLED

Top-emitting OLED

Foldable OLED

White OLED
Zasada działania
OLED składa się z warstwy emisyjnej,
warstwy przewodzącej, podłoża oraz
anody i katody. Warstwy złożone są z
cząstek organicznych polimerów
przewodzących. Ich poziom przewodzenia
znajduje się w zakresie między izolatorami a
przewodnikami, z tego względu nazywane
są one półprzewodnikami organicznymi.
Przyłożenie napięcia do OLED powoduje
przepływ elektronów od katody do anody,
Wady:

Ograniczona żywotność materiałów
organicznych,

Większe zużycie energii od ekranów LCD,

Duża wrażliwość na wilgoć,

Koszt rozwoju jest wysoki.
Zalety:

Nie ma rozmycia ruchu,

Niemal idealne kąty widzenia,

Czas reakcji szybszy niż w LCD,

Głębsze nasycenie kolorów,

Przyjazne środowisku.
AMOLED
Ulepszona wersja diod OLED. Nie grubszy niż 1mm wyświetlacz oferujący dobrą
jakość obrazu i nie wymagający podświetlania. Wyświetlacze typu AMOLED
oferują taką samą jakość obrazu jak wyświetlacze OLED, ale w odróżnieniu od
nich zużywają do działania znacznie mniej energii i mają większą żywotność.
Wyświetlacze te posiadają aktywną matrycę, w której każdy piksel jest
aktywowany bezpośrednio – odpowiedni obwód dostarcza napięcie do katody i
materiałów anodowych, stymulując środkową warstwę organiczną. Dzięki temu
piksele w wyświetlaczach AMOLED włączają się oraz wyłączają trzy razy szybciej
niż w tradycyjnym ekranie OLED.
Rodzaje ekranów AMOLED:

Super AMOLED,

Super AMOLED Plus,

Super AMOLED Advanced

Super HD AMOLED.
Super AMOLED
Oferuje znacznie lepszą jakość obrazu w
świetle słonecznym niż standardowy
AMOLED, a warstwa dotykowa (digitizer)
została zespolona ze szkłem go
okrywającym.
Super AMOLED Plus
Ten wyświetlacz jest jeszcze bardziej
energooszczędny i jaśniejszy w stosunku do
poprzednika. Charakteryzuje się także
większa ilością subpikseli.
Super AMOLED Advanced
Został wyprodukowany przez amerykański
koncern Motorola. Jest jaśniejszym
odpowiednikiem Super AMOLED i pracuje
on w wyższej rozdzielczości – 960x540 pikseli.
Super HD AMOLED
Zarezerwowany dla smartfonów
prezentujących obraz w rozdzielczości HD,
przeważnie jest to 1280 x 720 pikseli lub
czasami wyższej.
Koniec