1-2 Budowa, zasada działania oraz podstawowe parametry monitorów CRT.
3-4 Budowa, zasada działania oraz podstawowe parametry wyświetlaczy LCD.

Monitor jest urządzeniem służącym do wyprowadzania informacji z komputera w postaci obrazów (tekstu lub
grafiki). Obecnie możemy spotkać monitory z lampą kineskopową – CRT i z ekranem ciekłokrystalicznym – LCD.

Monitory CRT
Podstawowym elementem monitora CRT jest kineskop. Tradycyjne kineskopy stosowane w monitorach kolorowych
mają trzy oddzielne tzw. działa elektronowe, z których każde emituje wiązkę elektronów, odpowiedzialną za
wyświetlenie jednej z trzech podstawowych barw czerwonej, zielonej i niebieskiej. Wiązki elektronów są
odpowiednio ogniskowane przez zespół soczewek i pryzmatów elektronowych. Stanowią je cewki siodłowe lub
toroidalne, umieszczone tuż za działem elektronowym (są przyklejone do tzw. szyjki kineskopu). Dzięki temu
otrzymuje się odpowiednią zbieżność kolorów, czystość oraz geometrię obrazu. W takim przypadku wewnętrzna
część ekranu nie jest pokryta jednolitym luminoforem, tak jak to ma miejsce w przypadku kineskopów
monochromatycznych, ale trzema warstwami i to w taki sposób, iż ekran pokryty jest pojedynczymi triadami RGB
(Red Green Blue), składającymi się z leżących obok siebie trzech mikroskopijnej wielkości plamek R, G i B, (po
jednej z każdej warstwy).
Wiązka z pojedynczego działa elektronowego (np. Red) pada na odpowiadającą jej plamkę (Red), itp. Dzięki trzem
niezależnym strumieniom elektronów każda z tych cząstek może być naświetlana z inną intensywnością. Nawet jeśli
zostaną wzbudzone wszystkie trzy plamki i spojrzymy na nie z pewnej odległości, będą one zlewały się w całość,
tworząc jednolitą barwę pochodną. Możliwe jest to dzięki wykorzystaniu ograniczonej rozdzielczości oka ludzkiego.
Swobodna zmiana natężenia poszczególnych strumieni pozwala na uzyskanie pełnej palety barw. Aby wiązki
elektronowe z odpowiednich dział RGB trafiały we właściwe plamki RGB i nie powodowały świecenia plamek
sąsiednich, stosuje się specjalnej budowy maskownicę. Ponadto kineskopy kolorowe wyposażone są w tzw. pętlę
rozmagnesowującą (oplata ona bańkę kineskopu), wytwarzającą niewielkie stałe pole magnetyczne, zabezpieczające
kineskop przed rozproszonymi polami magnetycznymi. Proces rozmagnesowywania ma miejsce najczęściej po
włączeniu zasilania, lub może być inicjowany specjalnym przyciskiem (degauss).

Typy lamp kineskopowych
We współczesnych monitorach spotyka się maskownice perforowane, szczelinowe oraz kratowe. Maska perforowana
to nic innego jak cienka metalowa folia z ogromną ilością mikroskopijnych dziurek, przez które przechodzą wiązki
elektronów. To właśnie dzięki właściwemu rozmieszczeniu tych otworów działa elektronowe „trafiają" tylko we
właściwe punkty luminoforu. W masce szczelinowej funkcję elementów zapewniających odpowiednie
pozycjonowanie strumieni elektronów pełnią cienkie druciki, rozpięte pionowo na całej szerokości ekranu. Zaletą
takiej konstrukcji maski jest to, iż ze względu na jej specyficzną budowę do luminoforu docierają wiązki elektronów
o większej energii. W rezultacie obraz uzyskiwany na kineskopach z maską szczelinową cechują zwykle nieco
jaśniejsze i żywsze kolory, niż ma to miejsce w przypadku maski perforowanej. Maskownice szczelinowe z reguły
charakteryzują się także nieco mniejszymi rozmiarami plamki. Jest to niezbędne, ponieważ duża „przepustowość"
szczelin powoduje w konsekwencji nieznaczne rozmycia obrazu, które nie występują w maskownicach
perforowanych. O ile powierzchnia maski perforowanej ze względu na konieczność właściwego zogniskowania
wiązki na powierzchni luminoforu jest zawsze wycinkiem sfery, o tyle maska szczelinowa ma postać wycinka walca
(w starszych konstrukcjach) bądź jest zupełnie płaska. Znacznie zmniejsza to zniekształcenia geometrii podczas
wyświetlania obrazu, redukuje także męczące dla użytkownika odbicia światła od powierzchni ekranu.

Kineskop kolorowy delta:
1. Działo elektronowe (katoda)
2. Wiązki elektronów
3. Cewka ogniskująca
4. Cewki odchylające
5. Przyłącze anody
6. Maska separująca wiązki czerwoną, zieloną i niebieską
7. Luminofor z obszarami czerwonym, zielonym i niebieskim
8. Powiększenie fragmentu luminoforu

Rozdzielczość i częstotliwość odświeżania
Jednymi z najważniejszych cech monitora, które wpływają na jakość obrazu są rozdzielczość i częstotliwość
odświeżania. Ważny jest także odpowiedni dobór możliwości monitora do współpracującej z nim karty graficznej.

Rozdzielczość
Jest to liczba pikseli, której używa karta graficzna do zaprezentowania obrazu. Wyraża się stosunkiem pikseli w
poziomie i pionie. Standardowa rozdzielczość VGA to 640x480 pikseli. SVGA ma już rozdzielczość 800x600
pikseli, a XGA 1024x768. Częstotliwość odświeżania - lub też częstotliwość skanowania pionowego - jest mierzona
w hercach (Hz). Wartość ta mówi, ile klatek jest wyświetlanych na ekranie w czasie sekundy. Jeśli wartość ta jest za
mała, oko ludzkie zauważy przerwy pomiędzy kolejnymi odświeżeniami obrazu. Zakłada się, że minimalna wartość
ergonomiczna wynosi 75 Hz, co pozwala na komfortową pracę przy monitorze. Z kolei częstotliwość poziomą
skanowania mierzymy w kilohercach kHz.

Przykładowe przeliczenia
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 częstotliwość odświeżania poziomego 96 kHz, a rozdzielczość 1280x1024, to maksymalna możliwa do
uzyskania częstotliwość odświeżania pionowego wynosi: VSF=96000/1024x0,95 = 89 Hz Analogiczne obliczenia
można przeprowadzać dla innych rozdzielczości i częstotliwości odświeżania.

Plamka
Maksymalna rozdzielczość monitora zależy nie tylko od częstotliwości skanowania poziomego i pionowego.
Ważnym czynnikiem jest także plamka, czyli odległość pomiędzy punktami fosforu tego samego koloru, które
ułożone są po wewnętrznej stronie kineskopu. Najczęściej odległość ta wynosi 0,22-0,3 mm. Im mniejsza przerwa
pomiędzy punktami, tym dokładniejszy obraz. Należy zwrócić uwagę, że ze względu na różnice w konstrukcji
kineskopów wykonanych w różnych technologiach, dane na temat plamki należy analizować w odniesieniu do
konkretnego rodzaju wyświetlacza. Przy standardowej masce plamka mierzona jest jako odległość między środkami
dwóch punktów fosforu tego samego koloru, które są najbliżej położone od siebie po przekątnej. Różnica pomiędzy
punktami w poziomie to 0,866 wielkości plamki. Maski zbudowane z pasów, a nie punktów, wymuszają inne
podejście do tego zagadnienia. Wielkość plamki jest wtedy poziomą odległością pomiędzy dwoma paskami tego
samego koloru. Oznacza to, że plamka standardowej maski powinna zostać pomnożona przez 0,866, zanim
porównamy ją z plamką maski paskowej. Niektórzy producenci podają informacje nie o wielkości plamki, a o
wielkości plamki maski. Ponieważ maska jest zawsze przed warstwą fosforu, aby uzyskać wiarygodną informację o
wielkości plamki, należy założyć niewielkie jej powiększenie po przejściu przez warstwę maski. Na przykład
wielkość plamki maski 0,21 mm w ostatecznej formie wyniesie ok. 0,22 mm.

Kształty ekranów
Monitory kineskopowe mają ekrany, których kształt można podzielić na trzy kategorie: powstały z wycinka kuli -
cylindryczny, powstały z wycinka walca (używany w monitorach z maską szczelinową) oraz prostokątny (wycinek
kuli na tyle duży, że sprawia wrażenie prawie płaskiego).

Wady i zalety technologii kineskopowej
Podstawowe wady monitorów kineskopowych:



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.

Podstawowe zalety monitorów kineskopowych:



fosfor, którym pokrywa się wewnętrzną stronę ekranu, gwarantuje doskonałe nasycenie barw,



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,



dzięki możliwości skupienia elektronów w niewielkim punkcie jasność kineskopu może sięgać 1000 cd/m

2

,



dobrze poznana technologia pozwala na produkcję tanich produktów na masową skalę.

Monitory LCD
Ciekłe kryształy to substancje prawie przezroczyste, mogące przyjmować stan zarówno stały, jak i ciekły. Światło
przechodzące przez ciekłe kryształy podąża za ułożeniem tworzących je molekuł.
Zasada działania monitora LCD polega na zmianie polaryzacji światła, na skutek zmian położenia cząstek ciekłego
kryształu pod wpływem pola elektrycznego.
W oparciu o ciekłe kryształy buduje się obecnie monitory ciekłokrystaliczne zwane monitorami LCD (ang. Liquid
Crystal Display). Wszystkie obecnie produkowane monitory ciekłokrystaliczne składają się z czterech podstawowych
elementów:
- komórek, w których zatopiona jest mała ilość ciekłego kryształu,
- elektrod będących źródłem pola elektrycznego działającego bezpośrednio na kryształ,
- dwóch cienkich folii: polaryzatora i analizatora,
- źródła światła.
Polaryzator jest urządzeniem optycznym przepuszczającym światło o określonej polaryzacji liniowej. Analizator to
polaryzator, w którym określona jest płaszczyzna polaryzacji. Za ekranem znajduje się źródło światła np. lampa
fluorescencyjna. W zależności od wielkości panelu LCD ilości tych lamp waha się od dwóch (monitory 15") do
ośmiu (monitory 20-21"). Panele 17" najczęściej mają zamontowane 4 lampy fluorescencyjne. Światło pochodzące
od źródła światła przechodzi w
początkowej fazie przez tzw. dyfuzor -
element zapewniający równomierne
oświetlenie całego panelu LCD. W
następnej

kolejności

światło

przepuszczane jest przez pierwszy filtr
polaryzacyjny czyli grupę elektrod
sterujących ułożeniem cząstek ciekłego
kryształu.

Następnie

światło

przedostaje

się

przez

warstwę

orientującą - warstwę ustawiającą
molekuły

ciekłego

kryształu

w

odpowiednim

stanie

(najczęściej

spoczynkowym). Znajdująca się dalej
warstwa ciekłego kryształu odchyla
(skręca)

płaszczyznę

polaryzacji

światła o 90

0

. Ciekły kryształ ma

krystaliczną

strukturę.

Cząsteczki

kryształu mają kształt pręcików, są
ustawiane w równoległych rzędach i
steruje się nimi przy użyciu pola
elektrycznego.

Substancja

ciekłokrystaliczna jest umieszczona w
kilku

milionach

pojedynczych

komórek. Komórki te tworzą matrycę
pikseli. Aby światło mogło ulec
skręceniu musi nastąpić odpowiednie
ułożenie pałeczkowatych cząstek. Aby
takie ułożenie uzyskać stosuje się
wyżej

wymienione

warstwy

orientujące. Światło po przejściu przez
ciekły kryształ napotyka drugi filtr
polaryzacyjny. W zależności od kąta padania światła w stosunku do osi polaryzacji filtra światło wydostaje się z
panela LCD, a użytkownik widzi jasny punkt na ekranie.

Świecenie kryształu
Ekran LCD zbudowany jest z dwóch warstw ciekłych
kryształów umieszczonych pomiędzy dwiema odpowiednio
wyprofilowanymi powierzchniami, z których jedna jest
ustawiona pod kątem 90 stopni wobec drugiej. Monitor LCD
w przeciwieństwie do modeli CRT pracuje z maksymalną
jakością tylko w rozdzielczości rzeczywistej, bo LCD ma stałą
liczbę pikseli. Oczywiście prezentacja obrazu z inną
rozdzielczością jest możliwa, jednak wtedy mamy do wyboru
dwa sposoby oglądania obrazu - wyświetlany na fragmencie
matrycy odpowiadającej danej rozdzielczości (np. 640x480 na
panelu o rzeczywistej rozdzielczości 1024x768) lub
prezentowany na całej powierzchni ekranu przy użyciu
algorytmów skalowania.







Filtr selektywny.
Występuje na powierzchni ekranu monitora LCD.
Kieruje w stronę oczu dwa obrazy o różnej
perspektywie.

Mózg

przetwarza

otrzymaną

informację i tworzy trójwymiarową scenę.
















Zalety monitorów LCD:
- mała waga,
- mały rozmiar,
- brak emisji szkodliwego promieniowania,
- małe zapotrzebowanie na energię,
- obraz wysokiej jakości,
Wady monitorów LCD:
-

trudny do uzyskania kontrast,

-

pochłanianie części światła,

-

obraz widziany pod kątem zanika,

Matryce monitorów LCD możemy podzielić na pasywne i aktywne.
Kryształy w matrycach pasywnych (zwane czasem ekranami STN(..

Twisted Nemetic)

, DSN lub TSN) są adresowane

poprzez ładunki lokalne, przy czym nic nie powstrzymuje ładunków elektrycznych przed rozpływaniem się na boki i

wpływaniem na położenie kryształów sąsiednich. Stąd rozmyty obraz matrycy pasywnej, smugi i cienie ciągnące się
za obiektami. Pasywna matryca LCD składa się z kilku warstw. Tylną stanowi element podświetlający, czyli
najczęściej lampa jarzeniowa. Światło powstałe w ten sposób przechodzi przez element rozpraszający tak, aby
możliwie równomiernie podświetlić cały panel. Następną warstwą jest filtr polaryzacyjny, a zaraz za nim
przezroczyste elektrody umieszczające ciekłe kryształy w położeniu spoczynkowym. Za tym elementem znajduje się
warstwa ciekłych kryształów powodująca skręcenie” światła o 90°. W ten sposób uzyskujemy obraz na ekranie
panelu. Jeśli obraz na panelu ma być kolorowy, to niezbędna jest dodatkowa warstwa z filtrem trzech podstawowych
barw.
Wykorzystywane w zegarkach, kalkulatorkach i pierwszych laptopach.
Matryce aktywne zbudowane są z tranzystorów cienkowarstwowych (thin film transistor, TFT), które gromadzą i
utrzymują ładunki elektryczne, zapobiegając ich rozlewaniu się na inne piksele. Taki tranzystor przekazuje
odpowiednie napięcie tylko do jednego kryształu, dzięki czemu nie ma smużenia ani rozmycia obrazu. Obecnie
stosuje się praktycznie wyłącznie matryce aktywne. Światło pochodzące z umieszczonego w tle źródła przechodzi
przez dwa filtry polaryzacyjne, filtr koloru (niebieski, czerwony lub zielony) oraz warstwę ciekłego kryształu, po
czym dociera do oka użytkownika.
Panele typu IPS(In-Plane Switching)- obraz na płaskim ekranie można obserwować pod kątem 60

o

w każdym

kierunku.

pałeczkowate cząsteczki ciekłego kryształu zawsze są ułożone równolegle do siebie i do powierzchni ekranu -

zmianie ulega jedynie ich ułożenie z pionowego w poziome. W położeniu neutralnym - przy wyłączonym napięciu - molekuły
ustawione są prostopadle do płaszczyzny polaryzacji światła wpadającego do komórki ciekłokrystalicznej i wytłumiają wiązkę
światła (nie skręcają!). Piksel ekranu pozostaje czarny. Aby wyświetlić jasny punkt obrazu, kryształy muszą zostać ustawione
równolegle w stosunku do osi polaryzacji filtrów. Do wytworzenia pola elektrycznego wykorzystywane są dwie elektrody,
które w przypadku paneli IPS znajdują się na jednej powierzchni wyświetlacza. W przeciwieństwie do stosowanej w ekranach
TFT technologii TN ciekłe kryształy w monitorach IPS tworzą zawsze jednorodne struktury, co ma korzystny wpływ na
wygląd wyświetlanego obrazu. Z komórek wyświetlacza nie wydostaje się praktycznie żaden błędnie skierowany strumień
światła, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie czerni o dużym nasyceniu, a tym samym obrazu o wysokim kontraście.
MVA (Multi-Domain Vertical Alignment). W wyświetlaczach tego typu cząsteczki ciekłego kryształu w stanie spoczynku są
skośnie ustawione w stosunku do powierzchni wyświetlacza, pochłaniając całe światło - wtedy komórka ekranu jest ciemna.
Sterując odpowiednio przykładanym do komórki napięciem, reguluje się kąt pochylenia molekuł, a więc jasność
obserwowanego piksela. W przypadku paneli MV A jasność punktu jest ściśle uzależniona od kąta i miejsca, z którego
obserwujemy obraz na ekranie. Główną rolę w technice MVA odgrywa podział każdej komórki wyświetlacza na dwa lub
więcej obszarów nazywanych domenami (stąd słowo multi-domain w nazwie technologii), w których znajdują się ukośnie
ułożone w stosunku do siebie cząsteczki ciekłego kryształu. Jeśli się przyjrzymy się pod różnymi kątami pojedynczemu
pikselowi podzielonemu na kilka domen, okaże się, że „błędy" powstające w poszczególnych obszarach komórki wzajemnie się
znoszą. Ogólna jasność danego piksela pozostaje zachowana, a kontrast i paleta barw nie zmieniają się nawet w przypadku
dużego kąta widzenia sięgającego nawet powyżej 85 stopni. Panele MVA charakteryzują się znacznie krótszym czasem reakcji
niż wyświetlacze IPS. Ze względu na zastosowanie trójwymiarowych struktur (niezbędnych do podziału na domeny)
wyświetlacze MV A są drogie w produkcji, a oferowana przez nie barwa czarna jest mniej nasycona niż w panelach
IPS.

Odświeżanie w LCD
Każdy piksel matrycy LCD jest aktywowany oddzielnie i znajduje się w stanie włączonym albo wyłączonym. Dzięki
większej bezwładności w monitorach LCD prezentacja stabilnego obrazu nie wymaga częstego odświeżania.
Wystarczy częstotliwość rzędu 60 Hz.
Martwe punkty
Tzw. martwy punkt (ang. dead pixel) to taki, w którym komórka czerwona, zielona lub niebieska pozostaje trwale
włączona lub trwale wyłączona. Najczęściej komórki "zastygają" w trybie aktywności. Ich nieprzyjemną cechą jest
silne wyróżnianie się na ciemnym tle (jako czerwone, zielone lub niebieskie kropki). Mimo że nawet kilka takich
punktów na ekranie może być dość nieprzyjemną usterką, producenci stosują dość zróżnicowane kryteria przy
określaniu jaka liczba martwych punktów kwalifikuje wyświetlacz do wymiany. Bywa, że istotna jest nie tylko ich
liczba, ale i położenie. Na szczęście, ciągłe ulepszanie technik produkcji zmniejsza prawdopodobieństwo, że
będziemy musieli oglądać takie zjawisko na nowo zakupionym ekranie.

Budowa i zasada działania monitorów organicznych OLED (ang. Organic Light Emitting Diodes)
Panel ciekłokrystaliczny monitorów
LCD nie świeci sam z siebie i musi być
zawsze podświetlony od tyłu. Ciekłe
kryształy

sterują

zaś

wyłącznie

natężeniem przechodzącego przez nie
światła. Taka konstrukcja wyświetlacza
zwiększa zużycie energii, które jest i tak
mniejsze niż w monitorach CRT, ale jest
to szczególnie ważne w przypadku
urządzeń

przenośnych.

Ponadto

mniejszy jest też kontrast generowanego
obrazu. Tych wad pozbawione są
najnowsze typy wyświetlaczy wykonane
w technologii OLED (Organic Light
Emitting Diodes).
Panel OLED składa się z kilku
elementów, a jego konstrukcja jest
zdecydowanie prostsza niż matrycy
LCD. Dwa polimerowe półprzewodniki
typu p i n muszą zostać ze sobą
złączone, a następnie należy przez nie przepuścić prąd. Skutkiem zachodzących w tym procesie zmian jest emisja
światła. Problemem przy konstrukcji panelu OLED jest za to uzyskanie równomiernego rozświetlania powierzchni
tworzywa. Różnice w szybkości przepływu ładunków dodatnich i ujemnych sprawiają, że w prosty sposób nie można
równomierne rozświetlić ekranu. W celu zapewnienia równomierności rozprowadzania ładunków elektrycznych
stosuje się specyficzne substancje. Innego rodzaju środki chemiczne niezbędne są do uzyskania powierzchni
świecącej kolorami czerwonym, zielonym i niebieskim (czyli barwami podstawowymi). Wyświetlacze OLED są
aktywne lub pasywne.



Monitory plazmowe
Zasada działania:
każdy subpiksel to mikroskopijna lampa fluorescencyjna, emitująca jedną z barw podstawowych - kolor
czerwony, zielony lub niebieski. Dzięki zróżnicowaniu intensywności światła emitowanego przez subpiksele
możliwe jest uzyskanie wielu odcieni barw.
gaz szlachetny (na przykład argon) jest zamknięty w rurce. Na obu końcach rurki znajdują się elektrody, do których
dostarczane jest wysokie napięcie (kilkaset Voltów). Gaz szlachetny jest elektrycznie obojętny, ale prąd elektryczny
przekształca go w plazmę - gaz złożony z wolnych elektronów i jonów dodatnich. Z powodu różnicy potencjałów
elektrony przemieszczają się do dodatniej elektrody, a jony dodatnie są przyciągane przez ujemną końcówkę rurki.
Te ruchy prowadzą do zderzeń atomów. Gdy atomy zderzają się, uzyskują dodatkową energię, a ich elektrony
przemieszczają się na wyższe orbity. A gdy powracają na orbitę początkową, emitują foton: cząsteczkę światła.
Emitowane światło jest efektem ruchu plazmy w silnym polu elektrycznym. Ale różnica potencjałów na końcach
rurki nie wystarcza. Aby emitować światło, plazma musi być w ciągłym ruchu, dlatego też do końcówek podawany
jest prąd zmienny. Powoduje to migrację jonów z jednego końca na drugi, tam i z powrotem.
Jest jednak jeden problem. Światło emitowane przez plazmę nie jest widoczne: jest to promieniowanie ultrafioletowe,
którego nie rejestruje oko ludzkie. Dlatego też należy je zmienić w widzialne. Aby to osiągnąć, ściany rurki
pokrywane są emitującą białe światło substancją czułą na ultrafiolet. Ta substancja, zwana też fosforem, to luminofor,
który służy do zamiany jednego rodzaju promieniowania na inny.
Lampa kineskopowa (CRT) zawiera także luminofor,
który zamienia strumień elektronów na czerwone,
zielone, lub niebieskie światło.
Każdy piksel składa się z trzech identycznych
mikroskopijnych otworów zawierających gaz szlachetny
(ksenon) i posiadających dwie elektrody - przednią i
tylną. Plazma w otworach porusza się wzbudzana
silnym prądem zmiennym przebiegającym przez

elektrody. Plazma emituje promieniowanie UV, które uderza w luminofor na dnie każdego otworu. Każdy z nich
emituje jeden podstawowy kolor - czerwony, zielony, lub niebieski. Kolorowe światło przechodzi przez szybę i jest
widoczne dla użytkownika.

Choć piksele plazmowe działają podobnie do lamp fluoroscencyjnych, to produkcja ekranów składających się z
ogromnej liczby pikseli jest dość skomplikowana. Pierwszą trudnością, jaką napotykają producenci jest rozmiar
samych pikseli. Wymiary subpiksela to 200μm x 200μm x 100μm i wcale nie jest łatwo umieścić obok siebie kilka
milionów takich pikseli. Przednia elektroda musi być maksymalnie przezroczysta. Do w tym celu używany jest
tlenek cynowo-indowy (indium tin oxide - ITO), ponieważ równocześnie przewodzi prąd i jest przezroczysty.
Wyświetlacze plazmowe są tak duże, a warstwa ITO tak cienka, że opór elektryczny materiału staje się zbyt duży,
aby zapewnić odpowiednią propagację napięcia (ok. 300 Voltów). Dlatego też często dodaje się cienką warstwę
chromu, który jest dobrym przewodnikiem, ale niestety nie jest całkowicie przezroczysty. Potrzebne są też
odpowiednie scyntylatory (czyli luminofory). Dobór odpowiedniego luminoforu do piksela zależy od koloru
emitowanego światła:
· Zielony: Zn

2

SiO

4

:Mn

2+

/ BaAl

12

O

19

:Mn

2+

· Czerwony: Y

2

O

3

:Eu

3+

/ Y

0

,

65

Gd

0,35

BO

3

:Eu

3+

· Niebieski: BaMgAl

10

O

17

:Eu

2+

Te trzy luminofory wytwarzają fale o długość 510-512 nm dla zielonego, 610 nm dla czerwonego i 450 nm dla
niebieskiego. Wyświetlacz plazmowy o rozdzielczości 1280x768 to ok. 3 miliony subpikseli i 6 milionów elektrod.
Niemożliwe jest wytyczenie 6 milionów niezależnych linii do kontroli subpikseli, więc są one multipleksowane
(łączone). Przednie linie są wspólne dla całego rzędu, a tylnie dla całej kolumny. Specjalne układy elektroniczne
wyświetlacza decydują, które piksele należy podświetlić. Dzieje się to bardzo szybko i jest niezauważalne przez
użytkownika - proces ten przypomina skanowanie w monitorach CRT.




Istnieje kilka rodzajów wyświetlaczy plazmowych. Najpopularniejszy obecnie wariant to ACC (alternative coplanar
current – prąd zmienny współpłaszczyznowy).
Charakteryzuje się on nie dwiema, a trzema elektrodami
dla jednego piksela














Monitory 3D

Widzenie trójwymiarowe jest efektem współpracy obu oczu, które rejestrują nieznacznie różniące się płaskie obrazy, co jest
efektem przesunięcia położenia każdego oka. Jedną z najprostszych metod do oglądania obrazów 3D są okulary w których
zastosowano dwa kolory „szkła" (niebieskie i czerwone).

Ekrany dotykowe - nakładki na zwykłe monitory lub na LCD, popularne.
Okulary projekcyjne - rzucają obraz prosto na siatkówkę. Potencjalnie bardzo wysoka rozdzielczość obrazu, technologia
początkowo opracowana dla wojska

Panele FED (Field

Emission Display), zwane też ThinCRT, całkiem płaskie, cienkie ekrany katodowe, tańsze i

energooszczędne, jakość zwykłych monitorów. Mają miliony działek elektronowych.

Normy i dane techniczne
Każde urządzenie zasilane energią elektryczną, bez względu czy jest to odcinek przewodu, czy monitor, emituje pole
elektryczne i magnetyczne. Wartości natężeń tych pól nie mogą przekroczyć pewnych ustalonych wartości granicznych,
ponieważ w innych przypadku byłyby szkodliwe dla organizmu ludzkiego i mogłyby wywoływać różne choroby.
Najpopularniejszymi normami są MPR II i TCO 92 oraz TCO 95 i najaktualniejsza TCO 99.
MPR II
Pierwszą znaną normą, która definiowała maksymalne wartości dla elektrycznych i magnetycznych pól jest norma MPR II,
stworzona przez SWEDAC
(The Swedish Board for Technical Accreditation). Aktualnie norma MPR II odgrywa drugorzędna rolę, ponieważ wartości,
jakie narzucają normy TCO, są dużo surowsze.
TCO 92
TCO ( The Swedish Confederation of Professional Employees) to organizacja zrzeszająca ponad 1,3 miliona członków z
różnych branży, którzy muszą pracować przy lub z monitorem. Z osobistych doświadczeń członków organizacji powstała
znaczna część norm TCO, służąca ochronie zdrowia ludzkiego. Norma TCO 92 zawiera niejako w sobie normę MPR II,
zaostrzając jednocześnie jej wartości graniczne. Ponadto nie ogranicza się tylko do określenia norm emisji pól elektrycznego i
magnetycznego, ale uwzględnia także aspekty ochrony środowiska. Dzięki temu monitory muszą być wyposażone w
automatyczny wyłącznik, który w przypadku zaprzestania używania, przełącza monitor na tryb Stand-By, w którym pobór mocy
nie może przekraczać 30 Wat. Dodatkowo monitor musi być w stanie powrócić do pełnej sprawności w ciągu trzech sekund od
momentu dotknięcia klawiatury lub poruszenia myszą. Norma TCO 92 zawiera także regulacje, które nakazują producentom
dostosować monitory do europejskich norm, dotyczących ochrony pożarowej i zabezpieczenia przed porażeniem prądem.
TCO 95
Ta norma nie przewiduje żadnych nowych wartości dla maksymalnych dopuszczalnych emisji, jest swego rodzaju
rozszerzeniem normy TCO 92. Zawiera regulacje dotyczące zastosowania materiałów ekologicznych w samym procesie
produkcji monitora. Na przykład do budowy kineskopu nie można używać kadmu, a inne elementy elektroniczne nie mogą
zawierać rtęci.
TCO 99
Mimo, że zarówno norma TCO 92 jak i 95 wyznaczają wyraźne zalecenia dotyczące ochrony zdrowia, to ciągle nie określają
parametrów, które pozwoliłyby ocenić ergonomię monitora. Po co nam niski poziom promieniowania, skoro jakość obrazu
może być niska? Tutaj zastosowanie ma norma TCO 99, która nie tylko zawiera w sobie uregulowania normy TCO 95
dotyczące pól magnetycznych i elektrycznych, ale także definiuje kryteria ergonomiczne. Dodatkowo regulacje normy TCO 99
rozciągnięte zostały na ekrany ciekłokrystaliczne, klawiatury i kompletne zestawy, stacje komputerowe.

Monitory testowane są pod kątem następujących kryteriów:



równomierne oświetlenie, jasność: na powierzchni całego ekranu natężenie jasności musi być na tym samym poziomie.
Intensywne przebarwienia, np.: na białym tle nie mogą występować.



polepszona ostrość: czytelność tekstu musi być zachowana na powierzchni całego ekranu. Szczególnie w rogach ekranu
zwraca się uwagę na ostrość tekstu.



brak migotania: aby oko ludzkie nie postrzegało poszczególnych elementów składowych ekranu, musi on być
wyświetlany z odpowiednią częstotliwością, która w znacznym stopniu zależy od wielkości ekranu. W przypadku
monitorów 17-calowych przy rozdzielczości 1024 x 768 zalecana częstotliwość wynosi przynajmniej 85 Hz.



dodatkowym parametrem wpływającym na migotanie jest odporność monitora na zewnętrzne pola elektromagnetyczne.
Monitor powinien być odporny na tego rodzaju zakłócenia i wyposażony w filtry, które np.: będą w stanie zredukować
przesunięcie fazy w sieci w taki sposób, że nie dojdzie do zakłóceń obrazu.



redukcja refleksów świetlnych: refleksy świetlne powinny być ograniczone w maksymalny stopniu tak, aby ich
występowanie nie powodowało zbędnego obciążenia wzroku użytkownika i zniekształceń czytelności ekranu.



ograniczenie hałasu: głośne monitory, z których np.: podczas użytkowania wydobywają się nieprzyjemne dźwięki
wywołują stres i są uciążliwe dla użytkownika. Zgodnie z normą TCO 99 monitor nie może wydawać żadnych
uciążliwych dźwięków akustycznych.

Spis głównych różnic między monitorami LCD a CRT.

LCD (TFT)

Kineskop (CRT)

Jasność

(+) 170 do 300 cd/m

2

(~) 80 do 120 cd/m

2

Kontrast

(-) 150:1 do 450:1

(+) 350:1 do 700:1

Kąt widzenia

(~) 90° do 170°

(+) ponad 150°

Błędy zbieżności

(+) brak

(~) 0.20 do 0.30 mm

Ostrość

(+) bardzo dobra

(~) satysfakcjonująca lub

bardzo dobra

Geometria

(+) perfekcyjna

(~) możliwe defekty

Liczba uszkodzonych
pikseli

(-) do 8

(+) brak

Sygnał wejściowy

(+) analogowy lub cyfrowy

(~) tylko analogowy

Możliwe rozdzielczości

(-) ustalona z góry lub

interpolowana

(+) wiele

Gamma (dopasowywanie
kolorów dla oka ludzkiego)

(~) satysfakcjonująca

(+) jakość fotograficzna

Jednorodność obrazu

(~) często jaśniejszy przy

krawędziach

(~) często jaśniejszy w

centrum

Czystość/jakość kolorów

(-) zła do umiarkowanej

(+) bardzo dobra

Migotanie

(+) brak

(~) niewidoczne powyżej

85

Hz

Wrażliwość na pole
magnetyczne

(+) brak

(-) zależna od ekranowania,
możliwa spora

Czas odpowiedzi

(-) 20 do 50 ms

(+) niemożliwy do

zauważenia

Pobór mocy

(+) 25 do 40 W

(-) 60 do 160 W