Nachádzate sa tu
Monitory
1. MONITORY
Monitor je displej slúžiaci na zobrazovanie textových a grafických informácií v oblasti počítačov, pôvodne najmä na zobrazovanie hlásení o stave systému a priebehu jeho činnosti (odtiaľ pochádza aj názov monitor).
Základné typy sú: obrazovkový monitor (CRT) a monitor LCD. Klasické obrazovky (CRT) v súčasnosti končia, ich uplatnenie je vlastne už len v špeciálnych aplikáciách, prevládajúcou technológiou je LCD. Princíp zobrazenia na obrazovkovom (CRT) monitore je rovnaký ako pri televízii. Zobrazuje obrazovka, čo je vlastne katódová trubica premieňajúca vyžiarený elektrónový lúč pomocou vychyľovania a luminoforu na viditeľný obraz. Monitor LCD zobrazuje pevne dané body polarizáciou (natáčaním) jednotlivých bodov na obrazovke. LCD bod vlastne zakrýva podsvietenú zadnú plochu monitora. Zmenou polarizácie sa bod stáva priehľadným a je viditeľné svetlo prichádzajúce zo zadného podsvietenia (backlight). Opätovnou zmenou polarizácie sa bod stane nepriehľadným a tým sa javí ako čierny.
1. Obrazovkový monitor (CRT):
Technológia-Obrazovka je vlastne zvláštna veľká elektrónka, alebo katódová trubica. Zadná časť obrazovky je negatívne napájaná katóda – tzv. elektrónové delo, ktoré vysiela prúd elektrónov (záporne nabitých častíc) tzv. elektrónové žiarenie, alebo elektrónový lúč. Záporný náboj častíc – elektrón má tzv. elektromagnetické vlastnosti, tzn. že jeho dráhu je možné ovplyvňovať magnetickým poľom. Vysielaný elektrónový lúč je preto v strednej časti obrazovky vychyľovaný sadou elektromagnetických cievok, ktoré vychyľujú lúč v presne stanovenom smere a cykle. Predná čať obrazovky je rozšírená a z vnútra pokrytá luminoforom. Je to povlak z luminiscenčnými vlastnosťami. Dopad elektrónu na tento povrch spôsobí že sa bod v mieste dopadu rozžiari viditeľným svetlom. Farba svetla závisí od druhu použitého luminoforu. V obrazovke sú použité tri základné farby RGB – R - red (červená), G – green (zelená) a B – blue (modrá). Tri základné farebné body tvoria jeden zobrazovací bod obrazovky. Zmenou intenzity elektrónového lúča dopadajúceho na bod sa reguluje jas bodu, zmenou jasu čiastkovej farby bodu sa reguluje jeho celková farba. Elektrónový lúč sa vychyľuje tak, aby prechádzal obrazovkou vo vodorovných riadkoch pod sebou, zľava doprava, zhora dole. Jednotlivé zobrazovacie body potom tvoria zvislé zobrazovacie stĺpce. Počet bodov v riadku x počet bodov v stĺpci udáva rozlíšenie obrazovky. Niekedy sa stretneme aj s výrazom prekladanie (interlacing). Lacnejšie typy monitorov za jeden cyklus nezobrazia všetky riadky, ale len nepárne riadky a v ďalšom cykle len párne riadky. Obraz je pri takomto systéme zobrazenia menej stabilný. Tento spôsob zobrazovania je prevzatý z TV. Obrazovka môže byť oblá - čelná plocha je výrezom gule, Trinitron - čelná plocha je výrezom valca, alebo plochá (flat) čelná plocha je výrezom roviny. Kvalitné obrazovky (Trinitron) majú konštrukčne v obrazovke výstužné drôty, ktoré môžu presvitať cez obrazovku. Existujú aj zvláštne varianty CRT monitorov – monochromatické (jednofarebné - biele, zelené, oranžové ...), vektorové (so zotrvačnosťou v luminiscenčnej vrstve – bod zmizne až po nejakom čase od aktivácie – pre radarové systémy...)
Parametre monitorov CRT-Základným parametrom je veľkosť obrazovky - udávané v palcoch. Dnes sú bežné 17" monitory, menšie boli 9"-15" väčšie 19"-23". Rozmer obrazovky nekorenšponduje s veľkosťou zobrazovanej plochy používanými pri označovaní LCD monitorov. Skutočná zobrazovaná plocha je u CRT monitora o čosi menšia - cca o 1" - 1.5". 17" LCD preto rozmerom zobrazovanej plochy viac zodpovedá 19" CRT. Nevýhodou je, že so zväčšovaním obrazovky narastá aj celkový rozmer a váha monitora. 21" monitor môže vážiť až 40 kg, a jeho dĺžka je viac ako pol metra. Preto sa na domáce použitie využívajú maximálne 17" monitory. Ďalším určujúcim kvalitatívnym parametrom je maximálny počet zobrazených bodov - rozlíšenie obrazu udávaného v násobkoch bodov - pixelov. Tzv. VGA štandardom je 640x480 bodov (pixelov), ďalšie štandardy sú 800x600, 1024x768, 1280x1024 ... Elektrónový lúč z elektrónového dela je - viď. popis vyššie - vychýlený do riadkov a stĺpcov obrazovky. Počet „prebehnutí“ lúča cez kompletnú obrazovku sa nazýva zobrazovacia frekvencia. Čím je vyššia, tým je obraz stabilnejší. Ľudské oko potrebuje aspoň 72 Hz (tzv. ergonomická frekvencia). Tzn. lúč zobrazí kompletný obraz 72x za sekundu. Ak je použitý prekladaný režim (interlacing) tak sa ivádza pri zobrazovanej frekvencii (napr. 1027 x 768 / 72HZ i). Ďalším ukazovateľom kvality zobrazenia je minimálna veľkosť bodu (dot pitch). Čím je zobrazovací bod menší, tým jemnejšie detaily je možné monitorom zobraziť. Body súčasných monitorov mávajú 0.24 mm a menej. Kombináciou týchto parametrov je tzv. šírka pásma (maximálna ŠP = R x F x 1,4, kde R = maximálne rozlíšenie a F = maximálna používana neprekladaná obnovovacia frekvencia obrazu, čiže napr. max.ŠP = 1600x1200 x 85 x 1,4 = cca 230 MHz) čím vyššie číslo, tým kvalitnejší monitor. Monitory typu PnP vedia komunikovať s grafickou kartou počítača a oznámiť mu tabuľku maximálnych rozlíšení a frekvencií. Pri klasických monitoroch musíme nastaviť rozlíšenia a frekvencie ručne. Ak nastavíme nesprávne parametre obraz bude rozpadnutý, alebo sa nezobrazí vôbec, dlhšia prevádzka na nesprávnej frekvencii spôsobí poškodenie monitora.
1.1. Určujúce kvalitatívneparametre CRT monitorov sú:
-rozmer obrazovky (9" - 23", bežne 17" - 19")
-rozlíšenie (pre 17" minimálne 1024x768)
-zobrazovacia frekvencia (56HZ - 130Hz, minimálna ergonomická ----frekvencia je 72Hz ni (non interlaced), bežne 80Hz ni)
-šírka prenosového pásma (max. ŠP = R x F x 1,4) pre kvalitné monitory okolo 240MHz
-veľkosť bodu (bežne 0,24 mm, maximálne 0,25)
-typ obrazovky (klasická, Trinitron, flat ...)
-potlačenie vyžarovania podľa noriem (TCO'92, MPR II ...)
-komunikačné možnosti (PnP - plug and play)
-zobrazovací uhol (štandardne 120°)
-vyhotovenie (ergonómia, robustnosť mechanického vyhotovenia)
-výbava (D-SUB, oddelené RGB, VIDEO vstup, reproduktory ...)
-spotreba, zelené režimy (šetria energiu pri nečinnosti)
-ekologické hľadiská (označenie plastov pre recykláciu, jednoduchá demontáž s minimom náradia ...)
Výhody a nevýhody: Výhodou obrazovkového monitora je možnosť zmeny veľkosti bodu – je možné zobrazovať v rôznych rozlíšeniach, u kvalitných monitorov stabilný obraz, možnosť meniť teplotu farieb, kalibrovať farby, meniť geometriu obrazu. Monitor nemá takmer žiadnu zotrvačnosť. Dôležitou je aj cena – aj keď cenový pokles LCD vytláča túto výhodu. Nevýhodou sú veľké rozmery, spotreba, váha, poškodzovanie zraku - časť katódového žiarenia preniká cez luminofor a poškodzuje zrak užívateľa žiarením a urýchľovaním prachu s pred obrazovky – jeho vystrelenie smerom k užívateľovi. Spätné žiarenie (lacnejšie monitory nemajú tienenie elektroniky a vyžarujú aj dozadu cez plastový kryt (problém ak užívatelia sedia za sebou)), starnutie obrazu – luminofor po čase stráca svoje vlastnosti - bledne, čím klesá maximálny jas a kontrast, starnutie katódy – katóda nevysiela lúč o pôvodnej intenzite, obrazovka má menší jas, rozostrenie obrazu – obraz po čase stráca na ostrosti. Starnutie súčiastok spôsobuje frekvenčnú nestabilitu obrazu - obraz sa začína vlniť. Obrazovka má kovovú masku a je preto magneticky citlivá. Zmagnetovanie masky spôsobí farebnú degradáciu obrazu (Newtonove krúžky) - preto má väčšina obrazoviek demagnetizáciu (degauss), priloženie permanentného magnetu k obrazovke ju nenávratne poškodí (problém neodtienených reproduktorov pri monitore, mobilný telefón ...).
2. Monitor LCD
Monitor LCD alebo LCD panel je monitor, ktorého zobrazovacím prvkom je displejom z tekutých kryštálov. Zobrazovacia časť LCD monitora je zložená z kvapalných kryštálov, ich ovládacích elektród, polarizačných filtrov a zdroja svetla. Kvapalné kryštály umožňujú dynamické riadenie jasu jednotlivých bodov monitora, čo umožňuje zobraziť aj rýchlo sa pohybujúci farebný obraz.
Technológia: Displej z tekutých kryštálov (Liquid crystal display, LCD) je tenké a ploché zobrazovacie zariadenie, ktorého obraz sa skladá z farebných alebo monochromatických bodov zoradených pred zdrojom svetla. Vyžaduje relatívne malé množstvo energie a preto ho je možné použiť i v prevádzke na batérie.
Každý bod (pixel) LCD displeja sa skladá z molekúl kvapalných (tekutých) kryštálov, ktoré sú umiestnené medzi dvoma priehľadnými elektródami. Nad a pod elektródami sa nachádzajú polarizačné filtre. Zadná stena je rovnomerne osvetlená pasívnym zdrojom svetla - neónovými trubicami, LED a pod. Filtre a natočenie molekúl kvapalných kryštálov (bez napätia sú molekuly v tzv. chaotickom stave) spôsobujú, že svetlo zo zdroja neprejde cez LCD vrstvu. Privedením napätia na elektródy sa tekuté kryštály natočia do špirálovej štruktúry tak, že rotujúce svetlo prejde cez polarizačný filter a LCD bod sa javí ako priehľadný. V okamihu pustenia elektrického prúdu do elektród sú molekuly kvapalného kryštálu ťahané rovnomerne s elektrickým poľom, čo znižuje rotáciu vstupujúceho svetla. Ak nie sú kryštály natočené vôbec, prechádzajúce svetlo bude polarizované kolmo k druhému filtru, a svetlo bude teda blokované a bod sa javí ako tmavý. Pomocou natočenia kryštálov je teda možné riadiť množstvo svetla prechádzajúce bodom, a teda jas bodu (pixelu).
Pre finančné úspory sú lacnejšie LCD multiplexované, tzn, displej je riadený riadkom a stĺpcom elektród. Jedinečné prekríženie riadku a stĺpca je vlastne bod. V danom okamihu teda nesvietia všetky body, len jeden riadok. Prepínanie je však také rýchle, že obraz sa javí ako kompaktný. V TFT displejoch je každý bod – pixel, resp. subpixel riadený vlastným tranzistorom.
Vo farebných LCD je každý pixel rozdelený do troch subpixelov a to červeného, zeleného a modrého (teda klasické RGB ako pri CRT monitoroch), ktoré sú tvorené farebnými filtrami. Svietivosť každého subpixelu je možné kontrolovať samostatne, a tak je možné dosiahnuť milióny farebných kombinácií
Parametre
Hlavným parametrom monitora je jeho rozmer. Dnes sa používajú hlavne 19" monitory, ktorých cena je už porovnateľná so 17". Trendom sú čoraz väčšie rozmery - vzhľadom na to, že hrúbka monitora sa fakticky nemení. 15" a menšie monitory sa používajú už len pri aplikáciách, kde záleží na rozmeroch obrazu - obchody, obrazovky riadiacich počítačov... Dôležité kvalitatívnym faktorom pre LCD monitor je tiež rozlíšenie (počet bodov riadky x stĺpce, ich počet je prevzatý z CRT monitorov (1024x768, 1280x1024 ...), ale objavujú sa aj displeje s iným zobrazovacím pomerom, ako je 4:3. LCD panel sa dá vyrobiť v ľubovoľnej kombinácii pomerov strán. Ďalším dôležitým parametrom je doba odozvy (čas za ktorý prejde pixel z úplne svetlého do úplne tmavého stavu a späť). Minimálna hodnota je 20 ms. Nižšia hodnota spôsobí rozpad obrazu v rýchlych scénach - hry, filmy. Rozmer zobrazovanej plochy (napr. LCD z rozlíšením 1024x768 existujú vo formáte 17“, aj 19“ – 17“ monitor má teda menší zobrazovací bod a tým jemnejšie prekreslenie detailov), typ displeja (pasívny, alebo aktívny – dnes sa už používajú výhradne aktívne displeje – TFT), pozorovací uhol (nectnosťou LCD je, že obraz nie je plne viditeľný z každého uhla. Dnešné displeje majú zobrazovací uhol typicky 120°), nízky pozorovací uhol sa používa pre bezpečnostné displeje napr. v bankách, kde nie je žiadúce, aby sa dali údaje z 
displeja čítať "z boku". Text prečíta len obsluha pozorujúca displej takmer kolmo. Ďalším dôležitým
parametrom je kontrast (jasový rozdiel medzi bielym - maximálne rozžiareným a čiernym bodom – typicky 800:1). Nízky kontrastný pomer spôsobuje, že čierna nie je čierna, ale sivá. Vybavenosť LCD – hlavne vstupy analógový RGB, VGA digitálny DVI). Niektoré displeje sú prekryté sklom kôli zvýšeniu odolnosti. Niekedy sú do displeja zabudované reproduktory, alebo web kamera. Dôležité je aj celkové vyhotovenie, hlavne robustnosť a pevnosť, možnosť upevnenia na stenu, design ...
2.1. Určujúce kvalitatívne parametre LCD monitorov sú:
-pomer strán (4:3, 16:9 ...)
-rozlíšenie (pre 19" minimálne 1280x1024)
-doba odozvy (pre dynamické scény maximálne 20 ms, typicky 4 - 8 ms)
-kontrastný pomer - rozdiel medzi bielou a čiernou farbou (minimálne -400:1, typicky 800:1, excelentne 1000:1)
-jas - maximálny jas bieleho bodu (minimálne 400 cd/m2, typicky 550 -cd/m2)
-pozorovací uhol - horizontálny a vertikálny (minimálne 90°, typicky 120°)
-vyhotovenie (aktívna plocha prekrytá sklom, robustnosť mechanického -vyhotovenia)
-výbava (D-SUB, RGB, VGA - analógový vstup, DVI - digitálny vstup, -PIVOT, VIDEO vstup, TV / DVBT tuner, reproduktory ...)
-ekologické hľadiská (označenie plastov pre recykláciu, jednoduchá demontáž s minimom náradia ...)
Výhody a nevýhody: LCD monitory nahradili technológiu monitorov CRT. Majú oproti CRT monitorom viaceré výhody. Ich najväčšími výhodami je úspora miesta, stabilný obraz (obraz sa neobnovuje) pozri. obnovovacia frekvencia, nízka spotreba elektrickej energie, žiadne negatívne žiarenie, ostrý obraz a nízka váha. LCD panely majú dlhú životnosť, väčšina ich parametrov sa v čase prakticky nemení.
Nevýhodou je, že obrazovka funguje ostro len v tzv. natívnom rozlíšení, pretože má pevný počet bodov. Pri zmene rozlíšenia na iné sa obraz javí ako neostrý. (napr. zobrazenie v režime 800x600 na monitore s natívnym rozlíšením 1024x768). Ďalšou nevýhodou je možnosť poruchy bodu (vadný subpixel). Pixel potom žiari jednou farbou, čo pôsobí rušivo. Táto chyba je neopraviteľná. Niektorý výrobcovia delia monitory do tried, pričom v niektorých triedach nezaručujú, že všetky body sú v poriadku. Ďalším problémom je ich odozva - časové oneskorenie, ktoré spôsobuje "duchovanie" alebo opisovanie stopy v aktívnych častiach scény (napr. hry alebo filmy). Odozva sa udáva v prechode medzi čiernou a bielou farbou, moderné LCD monitory majú odozvu nie vyššiu ako 10 ms čo je dostatočné pre akékoľvek činnosti. Rýchlosť odozvy môže ovplyvniť napr. prostredie v ktorom sa monitor používa, v chladnom prostredí je odozva podstatne vyššia ako pri izbovej teplote. Je to spôsobené tým, že tekuté kryštály tuhnú a prechod medzi čiernou a bielou farbou tým trvá oveľa dlhšie. Tento jav je najčastejšie pozorovateľný na LCD displejoch mobilných telefónov. LCD kryštály fungujú len v určitom teplotnom rozmedzí. Priveľký chlad (mráz), alebo naopak prehriatie (priame slnko) ich môže nenávratne poškodiť.
LCD technológia umožnila aj rýchly rozvoj širokouhlých LCD monitorov, ktorých zobrazovací pomer je iný, ako štandardných 4:3 - podobne, ako je tomu pri TV. Môžme sa stretnúť s pomerom 16:9, ale aj inými. Výhodou širokouhlej obrazovky (angl. wide) je to, že je možné na displeji zobraziť viac informácii naraz, preto sú širokouhlé monitory obľúbené na sledovanie filmov, alebo pri práci s viacerými oknami. Niektoré monitory sú vybavené funkciou Pivot tá umožňuje otočiť monitor o 90 stupňov a užívateľ získa viac miesta pre prezeranie textu. S výhodou je táto funkcia využívaná pri DTP, pretože umožňuje vidieť naraz celú stránku textu. Monitory s touto funkciu majú v zadnej časti obrazovky kĺb, ktorý umožňuje monitor natočiť.
PARAMETRE:
Všeobecné parametre monitorov určujúce ich kvalitu sú:
• Jas (luminance), udávaná v kandelách na štvorcový meter (cd/m²).
• Veľkosť obrazu (screen size)– je veľkosť uhlopriečky obrazu udávaná v palcoch. Dnes (2007) sú najpredávanejšie 19“ LCD monitory. Poznámka: pre CRT monitory je viditeľná plocha menšia od udávaného rozmeru obrazovky asi o 1“ (približne 2,45 cm), keďže sa udáva vonkajší rozmer celej obrazovky).
• Veľkosť zobrazovaného bodu (dot pitch). Udáva vzdialenosť medzi dvoma subpixelami jednej a tej istej farby. Bežne 0.24 mm. Menší bod znamená väčšiu ostrosť a viac detailov.
• Doba odozvy. Je to čas za ktorý jeden bod sa dostane z aktívneho stavu (čierna) do inaktívneho stavu (biela) a späť. Udáva sa v milisekundách. Rýchlejšie prekresľovanie znamená väčšiu ostrosť v rýchlych scénach. Niektorí výrobcovia udávajú dobu odozvy len ako prechod z inaktívneho do aktívneho stavu, aby papierovo vyšli lepšie parametre.
• Obnovovacia frekvencia (refresh rate) označuje koľkokrát za sekundu lúč prekreslí celý obraz na CRT obrazovke.
• Spotreba (power compsumption) – spotreba zariadenia vo Wattoch (W).
• Pomer obrazu (aspect ratio) je pomer obrazu - horizontálny rozmer ku vertikálnemu rozmeru obrazu. Štandardom je pomer 4:3, čo zodpovedá 1024 bodov x 768 bodov. Tzv. širokoúhle monitory (wide) majú pomer obrazu 16:9 (1024 x 576). Tento pomer je priaznivejší pre ľudské oko.
• Rozlíšenie (display resolution). Počet bodov, ktoré je možné zobraziť. Udáva sa ako počet pixelov vodorovne krát počet pixelov zvisle, typické hodnoty sú 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 ...
3. Porovnanie historických a dnešných (novodobých) pripojení:
Pripojenia monitorov (interface):
Historické pripojenia-Prvé počítače mali zabudované modulátory umožňujúce ich pripojenie k TV prijímačom, alebo mali video výstup pre pripojenie videomonitorov (composite video). Neskoršie verzie mali výstup riadený TTL logikou, pretože napätie jednotlivých farieb bolo rovnaké, ako napätie TTL. Odrody boli LVDS a TMDS. Monitory používajúce adaptéry ako MDA, Hercules, CGA, EGA a ich klony používali modifikované TTL pripojenie. Konektorom bol Canon 9pin (DB-9). EGA monitor používal 6 digitálnych signálov pre riadenie troch elektrónových diel signálovou metódou RrGgBb (vypnuté, jemne, stredne, jasne) týmto spôsobom sa dalo zobraziť 64 farieb. Mnohé monitory mali spätnú kompatibilitu so staršími modelami EGA –CGA a pod.
Moderné pripojenia-Dnešné počítače umožňujú zobrazenie desiatky miliónov farieb v tzv. RGB režime – zmenou jasu červenej, modrej a zelenej farby. Na pripojenie sa používa trojradový 15 pinový Canon konektor, ktorý obsahuje signál pre jednotlivé farby – RGB, jas a kontrast. Konektor je označovaný ako analog, RGB, D-Sub ... Mnohé moderné počítače majú priame – digitálne pripojenie k digitálnemu monitoru – LCD panelu, bez konverzie signálu do analógovej formy. DVI konektor obsahuje aj analógovú zložku, a je možné doň umiestniť aj video signál – výstup aj vstup. Nie je potrebné nastaviť žiadne parametre, monitor priamo komunikuje s grafickou kartou. Ďalšou možnosťou je HDMI priepojenie (s vysokým rozlíšením) a Display port - vysoké rozlíšenie s integrovaným zvukom.
4. Technológia OLED
LCD panely sa pomaly blíži ku svojmu technologickému vrchole, a tak sa zraky upierajú k technológii OLED. Ta sľubuje spojenie tých najlepších vlastností z LCD a CRT a ešte ich veľa pridáva. Čo všetko sa za posledných pár rokov v tejto oblasti zmenilo? Iste si spomínate, že veľa firiem propagovala, ako bude v roku 2008 trh zaplavil OLED displeji. Máme tu takmer koniec roka a já žádný OLED displej nevidím.
Prečo vidieť v technológii OLED budúcnosť?
Všetci to poznáme, CRT alebo LCD monitor? LCD sú drahé, majú problémy s odozvou a pokiaľ si nekúpite vyššiu triedu, majú aj zlé farebné podanie. Naopak majú výhodu v menšej únave očí, rozmeroch, geometriu a vo faktu, že je spousta LCD panelov širokoúhlá. CRT je zase dosluhující technológie, ktorá trpí neduhy typu blikania, čo ide ruka v ruke s veľkou únavou očí. Farebný gamut je dnes už aj malý a na profi LCD CRT obrazovky skrátka nemajú. CRT obrazovky aj relatívne rýchlo starnú a majú zlú geometriu obrazu. Toto sú notoricky známe vlastnosti oboch technológií. Vyrieši OLED všetky neduhy a spoja len tie dobré vlastnosti? O tom si však povieme až na úplný koniec dnešného článku, najskôr sa s technológiou OLED musíme zoznámiť a kouknout sa na jej princíp.
4.1. Ako OLED pracuje?
Po rozpisovaní skratky OLED dôjdeme k celkom obyčejnému spojenie "Organic Light Emitting Diode". Keby tu nebolo slovíčko "Organic", išlo by o bežnú svetlo diodu tzv LEDky, ktorú určite všetci poznáte. Práve tým najdôležitejším rozdielom je to že ona dióda je vyrobené z organického materiálu. Vďaka tomu je možné vyrobiť skutočne malinkaté "diodka", ktoré možno doslova tlačiť na základný materiál. Vďaka tomu sa znižujú výrobné náklady, o tom ale neskôr.
Teraz sa vráťme k samotnej technológii. Ony diodka svieti rôznymi farbami. V našom prípade je to klasický RGB model, čo znamená, že štruktúra OLED je rovnaká ako LCD a každý pixel je zložený z troch subpixelov (červený, zelený a modrý). Ak sú tieto subpixelov dostatočne malé, ľudské oko si je spojí a vznikne tým výsledná farba. Ale to len pre pripomenutie, pretože ten, kto sleduje našu stránku pravidelne, určite toto všetko už vie.
Postup sa k samotnej technológii. Ak by som mal porovnať technológiu LCD a OLED ako takú, tak OLED je úplne triviálne a oproti LCD to je detská skladačka. Základnou myšlienkou je organický materiál, ktorý emituje svetlo určitej farby, ak sa na neho privedie jednosmerné napätie. Nie je preto nič jednoduchšie, ako naskladať dostatočný počet takýchto buniek vedľa seba, prepojiť ich pomocou aktívnej alebo pasívnej matice a voila, máme OLED displej. Pre monitory sa samozrejme bude používať iba aktívne matice, pretože poskytuje oveľa jasnejší a ostrejší obraz (rovnaká sa samozrejme používa aj u LCD monitorov). Samotný pixel sa opäť skladá z troch subpixelov (červený, modrý a zelený). Na nasledujúcom schémátku vidíte základný princíp OLED displeja.
Schéma jedného pixelu OLED displeja
Jednoduché, že? Stačí na katódou a anódu priviesť napätie od 2-10V a jeden subpixel začne svietiť. Samotné organické emitor sú napájané z kovovej katódy, cez vodivou vrstvu (Vrstva pre prenos elenktronů), ta je tu len pre to, aby sa napätie dostalo k správnemu subpixelov. Z druhej strany je anóda, v ktorej sa vytvárajú elektrónové diery, ktoré sú prenášané cez špeciálnu organickú vrstvu až do jednotlivých subpixelov (organické emitor). Elektróny teda prúdi z katódy do vodivé vrstvy, potom do samotného organického materiálu, ktorý takto emituje fotóny (svieti) o špecifickej vlnovej dĺžke (farbe).
Výhodou OLED displeja je aj to, že nie je problém vyrobiť ho transparentný, zrkadlový atď Skrátka všetko záleží na tom, na aký materiál nanesiete organickú vrstvu s aktívnou resp. pasívne maticou. Ak to bude transparentné fólie, bude aj displej priesvitný. Ak sa nanesie na lesklú hliníkovú fóliu, resp. iný lesklý materiál, bude displej vo vypnutom stave slúžiť ako perfektný zrkadlo.
Veľmi dôležité je to, že ak na subpixel (organický materiál) nepřivedeme ziadne napätie, tak skrátka nesvieti. Prečo to toľko zdôrazňujem? Ide totiž o obrovský rozdiel oproti LCD panelom, kde aj v prípade, keď je subpixel (krystal) úplne zatvorený, nejaké to svetlo sa skrz neho stále dostane. Preto ak si necháte zobraziť čiernu farbu v tme, vidíte viac či menej farbu sivou (popr. u niektorých fialovou). U OLED je tomu úplne inak. Skrátka a jednoducho - čierna farba bude naozaj čierna. Vďaka tomu majú OLED aj vlastne nekonečný kontrast. Ide len o to, ako dostatočne zatemní výrobcu obrazovku. Ak sa za pixel nedostane žiadne svetlo (čo je zamozrejme teoreticky nemožné), bude pixel vo vypnutom stave absolútne čierny.
Vplyv napätia na intenzite emitovaného svetla sice nie je lineárny, ale má jednu výhodu. Od 0-2V sa nevydávajú žiadne fotóny, a tak nejaké zvyškové napätia nebude mať vplyv na kvalitu obrazu. Presná krivka závislosti jasu na napätie je nasledovné:
Teoretická hranica je niekde pri 100 000 cd/m2, ale to je natoľko veľká hodnota, že ju u monitorov len tak nevyužijeme. Je tu však jedno malé ale. Tým je fakt, že tento graf sa vzťahuje na organický materiál ako taký, nie však na samotné displeja. U nich totiž musíme počítať s tým, že pixely resp. subpixel nezaberajú celý povrch obrazovky, ale majú medzi sebou medzery (ako pixely tak subpixel). To znamená, že hodnota jasu sa výrazne zníži. Stále je tu však obrovská rezerva.
Materiály použité pre OLED displeja:
Teraz si povieme niečo o materiáloch, z ktorých sa organické displeja vyrábajú. Základným stavebným kameňom je Polyphenylevevinylen (R-PPV), popr. Polyfluoren (PF). Tieto dva materiály sa používajú pre samotné emisivní (svítící) bunky pri tlačili na maticu. Ich nesmiernou výhodou je až neskutečně jednoduchá "montáž" do samotného displeja. Oba tieto materiály je možné jednoducho a doslova vytlačiť (samozrejme atramentová tlačiareň na to nestačí) na základnú maticu (obvykle na katódou), potom je prekryť ešte polyanilín resp. Polythylenedioxythiophnem (Vrstva pre prenos "dier") a prekryť toto všetko Anóda a krycím sklom, poprípade priehľadným plastom.
Tieto materiály sú aj po nanášaní na základné maticu stále pružné, a tak nie je vôbec žiadny problém vyrobiť ohybný displej, ktorý sa zroluje do tela notebooku. Dokážem si aj predstaviť veľkoplošnú televíziu, ktorá sa umiestni ako klasické plátno na stenu miestnosti a v prípade potreby sa skryje, aby nenarušila interiér bytu.
A pretože je onen materiál tlačili na základné matice, nie je problém vytvoriť prakticky akékoľvek tvary subpixelov. Možno sa v blízkej budúcnosti stretneme s kruhovým tvarom subpixelov, ktorý by teoreticky mohol odstrániť ostré hrany písmen bez použitia vyhladzovania. Veľkosť jednotlivých subpixelov môže byť až neskutočne malinká (oproti LCD). Možno sa tak dočkáme panelov s vysokým rozlíšením, ktoré je niekoľkonásobne vyššie ako u súčasných LCD panelov. Jediný problém je ten, aby to všetko utiahol procesor a grafická karta. Hrúbka nanášanej vrstvy organického materiálu je cca 200x menší než hrúbka ľudského vlasu. Je vidieť, že hrúbka samotného displeja je limitovaná iba tým, aby fólie, na ktoré je táto vrstva nanesená, niečo vydržala a nerozpadlo sa pri najmenšom vetríku.
4.2. Využitie OLED technológie
Samotná technológia má ambície nielen v počítačovom resp. vizuálnej technike, ale aj ako napríklad osvetlenie miestností. Pretože sú náklady na výrobu skutočne nízke, nie je problém vyrobiť napríklad dosku na celý strop miestnosti, ktorá v prípade potreby bude svietiť (samozrejmosťou je plynulá regulácia jasu). Takéto osvetlenie bude perfektne rovnomerne po celej miestnosti a nebude vrhať prakticky žiadne tiene. OLED má teké veľmi malú spotrebu, a tak môže nahradiť klasické žiarovky. Na nasledujúcich obrázkoch je jasne vidieť rozdiel medzi bodovým osvetlenie av osvetlením plošným (práve takto osvetľuje OLED). Dnes sa OLED využívajú zatiaľ iba v mobilných telefónoch (zvyčajne externý displej pre zobrazenie času popr. Volajúceho). Sú tu však už prvé lastovičky v podobe OLED displeja na foťáku Kodak, alebo prvé pokusy o displej, zvyčajne sa však jedná len o prototypy a nepredateľné vzorky.
BUDÚCNOSŤ?
Akým smerom sa asi bude technológie OLED uberať? To je v tejto chvíli naozaj ťažké povedať. Je možné, že úplne vytlačí LCD, CRT a ostatné zobrazovacie zariadenia (okrem projektorů apod). To sa môže veľmi ľahko stať, pretože aj cez svoju krátku životnosť je cena veľmi nízka. Možno sa presadia repasované, keď dôjde k výmene iba samotnej obrazovky a všetka elektronika, plasty apod zostanú. Takáto výmena by mohla prísť na pár tisíc, a tak si skrátka raz za dva roky obnovíte obrazovku. Ak by tomu skutočne tak bolo, určite by sa oplatilo kúpiť poriadnu elektroniku, pretože takýto monitor vydrží klidně desaťročí. Na druhej strane je tu možnosť, že sa OLED presadia (to je už dnes úplne isté), ale za pár rokov sa vynalezne iná technológia, ktorá OLED smete zo stola prv, než sa tam stačí zohriať. To je však menej pravdepodobné, pretože výrobcovia si musia nechať zaplatiť vývoj, a tak s nami OLED určite nejaký ten piatok bude a to aj za cenu pozdržania lepšie technológie. Je potrebné si uvedomiť, že technológia OLED je oproti LCD veľmi mladá, a tak možno očakávať aj nejaké tie začiatočníckej chybky u prvých modelov monitorov popr. TV.
5. Plazma - štvrté skupenstvo
Aby sme pochopili princíp plazma displejov, musím si najskôr objasniť, čo je to plazma a akú funkciu má u technológie PDP (Plasma Display Panel). Hmota, ako ju poznáme, sa skladá z atómov, hoci plazma je fyzikálnym zloženým z iónov a elementárnych častíc. Pretože nie je plazma plynom, kvapalinou ani pevnú látkou, nazýva sa niekedy štvrtým fyzikálnym.
V kľudnom stave sa v plazma displejoch nachádza plyn, resp. sa jedná o zmes vzácnych plynov ako je argón, neón alebo xenónu. Sú to elektroneutrálne atómy, čiže musíme nájsť spôsob, ako z nich vytvoriť plazmu. Ten je jednoduchý - do plynu sa pustí elektrický prúd, čím sa objaví veľa voľných elektrónov. Zrážky medzi elektrónmi a časticami plynu ústia v to, že niektoré atómy plynu stratí svoje elektróny a vznikajú tak kladne nabité ióny. Spolu s elektrónmi teda získavame plazmu.
Tým, že máme vytvorené elektrické pole, začnú sa jednotlivé nabité častice pohybovať ku svojim opačným pólov - plynové ióny k záporne a elektróny ku kladne nabitému póle. V plazme teda dochádza k veľkým pohybom a vo vzniknutom "chaosu" sa začnú jednotlivé častice zrážať. To spôsobí, že plynové ióny sa dostávajú do excitovaného stavu a potom uvoľní fotón, teda svetlo.
Na pochopenie uvoľnenie fotón musíme zablúdiť ešte hlbšie do chémie. Pri náraze voľného elektrónu do jedného z elektrónov iónu na nižšom orbital získa tieto častice energiu, ktorá jej dovolia na krátky čas prejsť na vyššiu energetickú hladinu (Napr. z orbital "s" do orbital "p"). Avšak okamžite potom ho elektromagnetickej sily donúti k návratu na pôvodné orbitaly a prebytočná energia sa uvoľní vo forme fotón (fotón je častica, ktorej hmota a energia je daná iba rýchlosťou - pri nulovej rýchlosti zaniká).
Ovšem energia fotón, ktorý je uvoľnený ióny neónu a xenónu, je často tak vysoká, že vlnová dĺžka presahuje možnosti ľudského oka. Uvoľňuje sa totiž pre nás neviditeľné ultrafialové žiarenie. Aby vznikol na plazma displeji obraz, musí dôjsť ešte k ďalšiemu procesu, ktorý si vysvetlíme ďalej.
Štruktúra plazma displeja
Z toho, čo sme si teraz povedali je evidentné, že plazma displeja sú aktívne a svoje svetlo samé vyžarujú (na rozdiel od podsvetlovaných LCD displejov). Avšak ešte je potrebné, aby ultrafialové žiarenie bolo prevedené na viditeľné svetlo. To je rovnako ako u CRT monitorov zabezpečené luminofóry, ktorým je pokrytá zvnútra každá obrazová bunka (pozri nižšie). Luminofóry spôsobuje, že po vsakovania elektrónu alebo ultrafialového žiarenia vyžiari viditeľné svetlo.
Celý plazma displej je tvorený kostrou miniatúrnych fluorescenčné buniek (pixelov), ktoré sú ovládané sietí elektród. Bunky sú uzavreté medzi dvoma tenkými sklenenými tabuľkami, každá obsahuje malý kondenzátor a tri elektródy. Adresovacie elektróda je umiestnená na zadnej stene bunky, zatiaľ čo dve transparentné zobrazovacie elektródy leží na prednej stene. Tieto dve elektródy sú izolované dielektrikom a chránené vrstvou oxidu horečnatého (MgO). Tu je schéma:
Štruktúra displeja je teda maticou, kde horizontálne riadky tvoria adresovacie elektródy, zatiaľ čo vertikálne stĺpce sú zobrazovacie (niekedy sa im hovorí Výbojové) elektródy. Vzniká tak mriežka, v ktorej možno každú bunku adresovat osobitne. Všetky pixely sa u farebných plasma displejov skladajú z troch farebných subpixelov, z červeného, zeleného a modrého. Tu je opäť ilustračný obrázok:
Výhody a nevýhody PDP
Pretože plazma displeja samy o sebe emitujú svetlo, majú vynikajúce pozorovacie uhly okolo 160-170 °, takže sú vhodné pre prezentačné účely apod. Ďalšie nespornou výhodou je zmeňovaná úspora miesta pri veľkých uhlopriečkach. Pozrime sa ale aj na tie negatívne stránky, ktoré boli z veľkej časti potlačené.
Plazma displeja nie zrovna najvyššej kvality majú problémy s kontrastom. Dôvodom je práve to, že napätie medzi zobrazovacími elektródami je udržiavané stále pod prahom ionizácia, aby mala obrazovka dostatočne rýchlu odozvu. Negatívnym účinkom ale je to, že k minimálnej ionizácie dochádza aj bez napätia na adresovacej elektróde, čo obmedzuje schopnosť zobraziť najtmavšie odtiene a tým znižuje kontrast. Inými slovami, plazma vzniká aj "pohotovostnom stave", keď je adresovacia elektróda vypnutá. Na konci 90. rokov ale prišlo Fujitsu s technológiou zvyšujúcou kontrast zo 70:1 až na 400:1, neskôr dokonca 500:1.
S kontrastom súvisel aj ďalší problém - neschopnosť zobrazovať dokonale stupnici šedi. V tmavých scénach sa totiž farby blízkej čiernej zľavám v jednu a prechody nie sú zďaleka plynulé. Avšak moderné PDP displeja už takto neduhem netrpia a škála zobrazovaných odtieňov je širšia.
Hoci výroba PDP nie je tak náročná na prostredie ako napríklad LCD, sú stále plazma displeja veľmi drahé. Životnosť plazmových obrazoviek je okolo 10 tisíc hodín, čo je asi polovičná hodnota ako u LCDčiek.
V pomere cena za hodinu nie PDP príliš praktické a pre domácich užívateľov nevhodné (teda pre domácnosti s priemerným platom:).
A nevhodnosť plazma displejov na použitie s počítačmi by sme vyčítali ešte z jednej hodnoty - rozteč bodov sa zatiaľ nedostala pod 0,3 mm, naopak býva oveľa vyššia. Preto je stále najlepšie využitie týchto obrazoviek ako HDTV (High Definition TV) a na prezentačné účely väčších spoločností. V minulom roku sa vyrobilo okolo 360 tisíc PDP a toto číslo neustále rastie.