Komputer bez monitora jest zwykle tylko bezużyteczną skrzynką. Ten jeden z najważniejszych elementów peryferyjnych peceta jest stale unowocześniany i ulepszany. W sprzedaży coraz częściej pojawiają się modele z płaskim ekranem, bardziej zaawansowanym technologicznie kineskopem i cyfrowym systemem sterowania.
W ciągu ostatnich kilku lat konstrukcja monitorów uległa istotnym modyfikacjom. Pierwsze 14-calowe modele, jakie można było kupić, były czarno-białe, a powierzchnia ekranu przypominała krzywiznę wycinka kuli. Po każdym włączeniu za pomocą potencjometrów trzeba było na nowo ustawiać geometrię obrazu, gdyż monitor nie potrafił zapamiętać ostatnich ustawień. Kilka miesięcy później w sprzedaży pojawiły się modele z kolorowym kineskopem. Były one kilkakrotnie droższe od monochromatycznych, ale niewiele się różniły od nich funkcjonalnością. Kolejną generację stanowiły monitory z ekranem w kształcie wycinka walca. Ich kineskopy nie były wprawdzie jeszcze idealnie płaskie, jednak obraz był zakrzywiony już tylko w płaszczyźnie poziomej.
Równolegle z ostatnimi wymienionymi urządzeniami pojawiły się również modele z cyfrowym systemem sterowania OSD (On Screen Display), umożliwiające zapamiętanie nie tylko parametrów pracy monitora, ale także kilkanaście ustawień zdefiniowanych przez użytkownika. Dziś w ofercie producentów znajduje się szeroka gama modeli z kineskopami o prawie płaskich ekranach typu Trinitron, Diamondtron czy CromaClear z różnymi przekątnymi ekranów - od 15-calowych, przeznaczonych głównie do zastosowań domowych, do 21-calowych i większych, wykorzystywanych przede wszystkim w biurach konstrukcyjnych i specjalistycznych pracowniach DTP.
Zasada działania monitora jest bardzo zbliżona do rozwiązań stosowanych w telewizorach. Karta graficzna generuje kilka informacji potrzebnych do wysterowania kineskopu. Są to sygnały dla kolorów czerwonego, niebieskiego i zielonego, impulsy odchylania poziomego i pionowego oraz - w nowszych konstrukcjach - sygnał 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. Każda z nich składa się z trzech malutkich części luminoforu w podstawowych kolorach. Wysyłany przez działo elektronowe strumień elektronów po drodze mija maskownicę wykonaną w postaci cienkiej warstwy folii metalowej z otworami. 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, kończąc 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 wrażenie kolorowego obrazu.
Powstawanie kolorowego obrazu na ekranie kineskopu monitora. Z dział elektronowych kineskopu są wystrzeliwane wiązki elektronów, które na końcu swej drogi uderzają w luminofor i przekazują mu swą energię, zamienianą przez warstwę fluoroscencyjną na światło jednego z trzech kolorów podstawowych
W pierwszych monitorach montowano kineskopy typu delta z maską perforowaną (Shadow Mask), w których elementy składowe triady i otwory maskownicy rozmieszczone są w kształcie trójkąta równoramiennego. W czasie odchylania strumieni przez cewkę podczas kreślenia obrazu, przy przejściu od jednego otworu do drugiego, strumień elektronów trafia w maskownicę, powodując jej silne nagrzewanie. Dla lepszego odprowadzenia wydzielającego się w ten sposób ciepła blacha maskownicy jest zwykle zaczerniona. Niestety, nagrzewająca się maskownica nieco się rozszerza, co może powodować mniej wierne odzwierciedlanie barw. Aby zmniejszyć ten niepożądany efekt, nowoczesne maski wykonywane są ze stopów inwarowych o bardzo małym współczynniku rozszerzalności cieplnej. W kineskopach tego typu trudno jest jednak uzyskać dobrą zbieżność kolorów. Są one również wrażliwe na oddziaływanie pól magnetycznych. Ich niewątpliwą zaletą dla przeciętnego użytkownika jest za to niski koszt produkcji.
Lepszymi parametrami charakteryzuje się opracowany przez firmę Sony kineskop Trinitron z prawie płaskim ekranem i maską szczelinową (Aperture Grill). Różni się on od lampy typu delta konstrukcją maskownicy. Została ona wykonana z pionowych drutów. Inny jest kształt struktury luminoforu, który składa się z wąskich pionowych pasków. Bardziej "przezroczysta" maskownica paskowa powoduje, że uderza w nią znacznie mniej wysyłanych przez wyrzutnię elektronów niż w kineskopach typu delta. Dzięki temu monitory z kineskopami Trinitron wyróżniają się lepszą jaskrawością, kontrastem, ostrością, zbieżnością kolorów i czystością odzwierciedlanych barw. Brak poziomych elementów maski zmniejsza również niepożądany efekt mory, występujący najczęściej na obrazach z dużą ilością drobnych szczegółów wyświetlanych w wysokiej rozdzielczości. Największą wadą rozwiązania firmy Sony jest wrażliwość na drgania mechaniczne. Silne dźwięki odtwarzane przez głośniki stojące blisko urządzenia lub wręcz wbudowane w jego obudowę (w modelu multimedialnym) mogą wprowadzić paski maskownicy w drgania, co powoduje powstawanie zniekształceń obrazu. W celu zmniejszenia wpływu drgań montuje się w poprzek ekranu jeden lub dwa (w zależności od rozmiarów kineskopu) druty stabilizacyjne, które są szczególnie widoczne na jasnym tle. Drugą wadą Trinitronów jest ich wysoka cena.
Podobnymi do poprzednika cechami charakteryzuje się również konstrukcja opatentowana przez inżynierów z firmy NEC - CromaClear. W kineskopach tego producenta montowana jest maskownica wykonana w postaci drutów ułożonych w formie kraty. Szczeliny mają kształt elipsoidalny, a luminofory są umieszczone obok siebie w jednej linii. Monitory wykonane na bazie kineskopu CromaClear dokładniej niż Trinitrony wyświetlają ukośne linie obrazu.
Poza wymienionymi typami kineskopów, w urządzeniach niektórych producentów montowane są lampy Diamondtron, opatentowane przez firmę Mitsubishi. Są one podobnie skonstruowane jak Trinitrony, różnią się jednak liczbą dział elektronowych. W kineskopie firmy Sony jest tylko jedno działo, natomiast w Diamondtronie trzy - po jednym dla każdego podstawowego koloru.
Jednym z ważniejszych parametrów monitora, wpływającym bezpośrednio na komfort prac, jest maksymalna rozdzielczość wyświetlanego obrazu. Górna granica, jaką osiągają nieliczne modele 14-calowe, wynosi 1024Ą768 pikseli. W 15-calowych wielkość uzyskiwanego obrazu dochodzi do 1280Ą1024. Na ekranach 17- i 19- -calowych można już z reguły wyświetlać grafikę w rozdzielczości 1600Ą1200 punktów, a na 21- -calowych jeszcze więcej - nawet 1920Ą1440. Obowiązuje jednak zasada, że im większa rozdzielczość, tym więcej widać na ekranie monitora. Obecnie, zgodnie z najnowszą normą TCO'99, ergonomiczna częstotliwość odświeżania wynieść powinna co najmniej 85 Hz. Przy takiej częstotliwości obraz nie migocze, a tym samym nie męczy oczu. Niestety, prawie wszystkie monitory przy maksymalnej rozdzielczości odświeżają obraz do granicy 60 lub 65 Hz, uniemożliwiając dłuższą pracę przy maksymalnych ustawieniach. Do codziennych zadań należy zatem wybierać niższe od maksimum tryby graficzne. W przypadku monitorów 15-calowych powinna to być rozdzielczość 800Ą600, 17-calowych - 1024Ą768, w 19-calowych - 1152Ą864, 21-calowych zaś - 1280Ą1024 lub 1600Ą1200.
Drugą ważną cechą każdego monitora jest wielkość plamki. Przy zakupie urządzenia warto zwrócić uwagę również na ten parametr. Zwykle można go z łatwością odnaleźć w dołączonej dokumentacji. Im mniejsza plamka, tym obraz powinien być ostrzejszy i bardziej wyraźny. Większość standardowych kineskopów ma plamkę o wielkości 0,26-0,28 mm, jednak w najnowszych konstrukcjach spotyka się już plamki 0,22 mm (np. Sony FD Trinitron). Nie należy bezgranicznie wierzyć w informacje, jakie podają producenci w specyfikacjach swoich urządzeń. Czasami zdarza się, że deklarowana wielkość plamki jest dziwnie mała. W wielu przypadkach nie jest to świadome wprowadzanie klienta w błąd. W kineskopach z maską perforowaną wielkość plamki jest odległością między dwoma punktami luminoforu tego samego koloru, mierzoną wzdłuż przekątnej ekranu. Niektórzy producenci podają wielkość plamki jako odległość między dwoma punktami tego samego koloru, ale mierzoną wzdłuż szerokości ekranu (patrz: rysunek), dlatego pojawiają się istotne różnice.
O komforcie i bezpieczeństwie pracy przed monitorem stanowią normy ergonomii - TCO i MPR II. Specyfikacje szwedzkiej organizacji TCO (The Swedish Confederation of The Professional Employees) należą do najbardziej rygorystycznych. Normy te określają m.in. maksymalny poziom emitowanego przez monitor pola elektrycznego i magnetycznego, minimalną częstotliwość odświeżania obrazu oraz wymogi, jakie powinno spełniać urządzenie elektryczne pod względem bezpiecznego użytkowania (specyfikacja CE). Producenci często umieszczają na swych produktach znaki TCO'95 i '99, informując tym samym, że kupiony towar został sprawdzony i jest całkowicie bezpieczny w użytkowaniu.
Najmniej uciążliwy dla zdrowia jest monitor wyposażony w dobrej jakości kineskop z warstwą przeciwodblaskową. Dzięki niej do minimum można zredukować powstawanie odblasków i refleksów, które są szczególnie uciążliwe dla wzroku. W większości urządzeń znajduje się również warstwa antystatyczna, zapobiegająca gromadzeniu się ładunków elektrycznych na powierzchni ekranu.
Monitor jest częścią zestawu komputerowego, który pobiera stosunkowo dużo prądu elektrycznego, dlatego kolejnym szczególnie ważnym parametrem jest zużycie energii. Podczas pracy większość modeli pobiera około 100 W energii elektrycznej, tyle samo co mocna żarówka. Łatwo więc obliczyć, ile będzie kosztowała dzienna eksploatacja komputera. Normy TCO wymagają, aby monitory miały własny mechanizm oszczędzania energii. Najpowszechniej stosowanym obecnie systemem jest DPMS, opracowany przez organizację VESA (Video Electronics Standard Association). System ten bazuje na możliwości wymiany informacji między kartą graficzną i monitorem - np. po otrzymaniu odpowiedniego sygnału z komputera monitor przełącza się w tryb uśpienia (PowerSave). Czas bezczynności, po jakim ma nastąpić wygaszenie ekranu, ustawia się w systemie operacyjnym (Właściwości ekranu | Wygaszacz ekranu | Funkcje oszczędzania energii monitora | Ustawienia). W trybie uśpienia pobór energii może spaść nawet poniżej 5 W.
W obecnie produkowanych monitorach zamiast niewygodnych w obsłudze i zawodnych potencjometrów stosuje się cyfrowy system sterowania parametrami wyświetlanego obrazu - OSD (On Screen Display). Poruszając się po menu systemu OSD, za pomocą kilku przycisków można dokonać regulacji geometrii i pozycji obrazu, zmienić jaskrawość, kontrast i temperaturę kolorów. Dodatkowo użytkownik jest informowany przez system OSD o rozdzielczości oraz częstotliwości odchylania pionowego i poziomego wyświetlanego obrazu. W droższych monitorach można spotkać opcję regulacji błędów zbieżności (konwergencji), czystości kolorów czy eliminacji mory. Jedynym utrudnieniem w korzystaniu z OSD jest brak polskiego menu. Mniej doświadczone osoby często muszą z tego powodu sięgać do instrukcji obsługi monitora.
W monitorach montowane są coraz bardziej zaawansowane układy elektroniczne. Podobnie jak w większości sprzętu komputerowego, w nich także można znaleźć mikroprocesory sterujące pracą całego urządzenia. Są one odpowiedzialne za kontrolę częstotliwości sygnału podawanego z karty graficznej (np. czy nie jest zbyt wysoka) oraz za przetwarzanie informacji dostarczanych z systemu regulacji OSD. Regulacja jasności, kontrastu czy temperatury wymaga zmiany sygnału wideo, który steruje pracą wzmacniaczy wideo. Tę czynność wykonuje procesor. Z sercem monitora jest sprzężona pamięć, w której przechowywane są fabryczne ustawienia urządzenia. Dzięki nim po podłączeniu urządzenia do każdej, nawet nie skonfigurowanej karty graficznej na ekranie można oglądać obraz. Monitor automatycznie przełącza się w jeden z podstawowych trybów graficznych, zapisanych w pamięci przez producenta. Często możliwe jest również zapamiętanie od kilku do kilkunastu własnych ustawień parametrów pracy monitora.
Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom użytkowników, producenci monitorów stopniowo udoskonalają swoje produkty. Najbardziej intensywne prace prowadzone są nad wyprodukowaniem kineskopu o idealnie płaskim ekranie. Do tej pory udało się to firmie LG w modelach z kineskopami Flatron. Pozostali producenti mają jednak konstrukcje bardzo zbliżone do ideału - Sony FD Trinitron (płaski od wewnątrz) czy Mitsubishi Diamondtron NF (Naturally Flat - "naturalnie" płaski). Nowoczesne monitory wykorzystują mechanizmy dynamicznego ogniskowania i formowania wiązki elektronów w celu zapewnienia jej odpowiedniej zbieżności w każdym punkcie ekranu, co znacznie poprawia ostrość obrazu i wyrazistość kolorów, szczególnie w narożnikach.
Na rynku pojawiają się też urządzenia z krótkimi kineskopami, tzw. Short Neck. Skrócenie wymiarów stało się możliwe po zwiększeniu kąta odchylania wiązki elektronów z 90 do 100 stopni. Modele 17-calowe wyposażone w tego typu lampy zajmują tyle samo miejsca co starsze urządzenia 15-calowe.
W niektórych modelach montowany jest dodatkowo system kompensujący wpływ ziemskiego pola magnetycznego (MFCC - Magnet Field Cancel Coil) na czystość wyświetlanych na ekranie kolorów. W przypadku zniekształceń barw uwarunkowanych polem magnetycznym istnieje możliwość indywidualnej korekty zniekształceń we wszystkich czterech narożnikach za pomocą systemu OSD (funkcja Purity Control). Niestety, jest to funkcja rzadko spotykana w monitorach - mają ją niektóre modele produkowane przez firmy Iiyama, NEC, Hyundai, LG i ELSA.
Na rynku pojawia się coraz więcej urządzeń wyposażonych w interfejs USB - klawiatury, myszki, napędy pamięci masowej i inne. Dlatego producenci monitorów zaczęli montować w swych produktach huby USB, do których można podłączyć od jednego do czterech urządzeń wyposażonych w to złącze. Mając monitor z hubem USB, warto zakupić klawiaturę i myszkę z tym samym interfejsem - wtedy nie trzeba podłączać tych urządzeń do portów umieszczonych z tyłu obudowy komputera. Można je podpiąć do monitora, a przy okazji uniknąć zbędnej plątaniny kabli. Niektóre modele monitorów mają tylko jedno złącze USB, wykorzystywane do komunikacji urządzenia z komputerem. Za pomocą odpowiedniego programu konfiguracyjnego można w nich ustawiać zwykle większość parametrów pracy - wszystkie komendy i rozkazy sterujące przesyłane są wtedy za pośrednictwem szeregowej magistrali USB.