Plazma Monitörler

1. PLAZMA EKRANIN ÇALIŞMA ŞEKLİ

Plazma ekranları CRT ekranlarına çok benzer bir şekilde çalışır, fakat tek CRT yüzeyinin fosforla kaplı olması yerine, yassı, hafif bir yüzey matrisli küçük cam kabarcıklarıyla kaplanmış her birinde gaz şeklinde plazma ve fosfor kaplanmış madde bulunmakta. Bu matristeki piksellerin her biri aslında üç tane daha alt-pikselden oluşur, kırmızı yeşil ve mavi renklere tekabül eder.

Bir CRT ekranında, uzun resim tüpünün arkasından bir elektron ışını gönderilir, ön yüzeydeki fosfora vurunca da ışıldamasına neden olur. Karışık devre ve yüksek voltaj yansıtma bobinleri gerekir, nişanlama, odaklama ve ışını hareket ettirme bütün bir görüntüyü yaratabilmek için.

Plazma ekranlar yüksek voltajlı yansıtma bobinleri ihtiyacını eler ve de bir CRT’ nin uzun boynunu.Bir yassı plazma ekranının içinde, matrisin uygun parçalarının içinden dijital kontrolle elektrik akımı geçer, bu da kabarcıkların içindeki plazmanın ultra violet ışınlar vermesini sağlar. Bu ışınlarda kabarcıkların fosfor kaplanmasının uygun renkte ışıldamasını sağlar.

2. PLAZMANIN AVANTAJLARI

Plazma ekranların CRT bazlı ekranların üstünde birkaç avantajı vardır.
2.1. İnce ve hafif

Sadece 8.8 cm ila 13 cm kalınlıkta ve 25-60 kg civarında, herhangi bir duvara çok kolay asılır veya uygun standlara konulabilir

2.2. Çok parlak

Çevreleyen ışığa daha az hassas bir çok LCD projektörlerine göre plazma ekranlarında kontrast ve parlaklık daha fazladır.

160° izleme konisi: Odanızın geniş olduğu zaman idealdir, izleyiciler uzaktan ve normalinden açık eksenden de ekranı izleyebilirler.

2.3. Sabit ve çarpıklık serbest

Manyetik alanlardan etkilenmez; bir çok uygulamada CRT ekranlarının veya LCD projektörleri problem çıkarır. Görüntü daima mükemmeldir, merkezde, sadece merkezde değil, köşelerine kadar aynıdır.

3. PLAZMANIN DEZAVANTAJLARI

Bu yeni teknolojinin bahsetmeye değer birkaç dezavantajı vardır.

3.1. Maliyet

Plazma LCD projektörlere göre daha pahalıdır. Sadece bu sebep den dolayı plazma herkes için uygun olmayabilir. Bir çok yeni teknolojide olduğu gibi fiyatlar düşmektedir.

3.2. Ekran izi:

Sürekli kalan logo, hep aynı tip ekran, iki ile üç sat boyunca her bir seferinde aynı görüntüyü göstermek için uygun değildir, ekranda iz kalır. Fakat uygun tedbirlerle, ve bazı durumlarda bir ekran koruyucusuyla, sorun çözülür.

3.3. Çözünürlük sınırlamaları

Plazmalarda da LCD veya DLP projektörlerinin çözünürlük problemlerinin aynısı gözlenir. En iyi görüntüleri kaynağınızın çözünürlüğü ile ekranınızın gerçek çözünürlülüğü uyarsa alırsınız. Fakat LCD’ler de olduğu gibi plazmalar da bünyelerinde kompresyon veya genişleme şemaları bulundurur, otomatik olarak diğer çözülüm kaynaklarını kendi çözülümlerine ayarlarlar, ve çoğu müşteri tatmin olur. Yinede eğer uygulamanız için berraklık kritikse ve bir çok çeşit bilgisayar kaynakları kullanacaksanız yüksek çözünürlük gereksiniminiz varsa, CRT bazlı bir ünite sizin için daha iyi olabilir

Plazma seyyar değildir. Bu ekranlar 30-60 kilogram ağırlığındadır. Ekran en ufak darbede çatlar veya kırılır. Eğer bir plazma ekranla seyahat etmek istiyorsan, iyi bir nakliye kasasına yatırım yapmayı planlamanız gerekir. Plazmalarla ilgili plazma ünitelerinin ömrünün uzun olmadığına dair yanlış bir kanı vardır, doğru olmadığı ortaya çıkmıştır.. Esasen plazma ekranların tahmini ömrü (Sony’e göre) 30,000 saat civarındadır- çevirdiğimizde aşağı yukarı 15 yıla denk gelir günde 8 saatten haftada 5 günden.

CRT Monitörler

1. GİRİŞ

Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube), Alman bilim adamı Ferdinand Braun tarafından 1897 yılında bulunmuştur. Fakat 1940`da ilk televizyon yapılana kadar kullanılamamıştır. CRT monitörler, modern monitörlerde kullanılan modifikasyonlar ve gelişmiş resim kalitesini yansıtan monitörlerle aynı temel prensibe dayanır.

CRT monitörlerin PC sistemlerde kullanılması başlangıçta tahmin edilemezdi. Bilgisayar teknolojisi; LCD ekranlar gibi ve gaz plazmalı ekranlar gibi kendi çaplarında özel alanlar oluşturan monitörler yanında, masa üstü sistemler için düz ekran CRT monitörlerin kullanılmasına imkan sağlamıştır.

Günümüzde masaüstü sistemlerde kullandığımız monitörler genellikle Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube) tipi monitörlerdir. Monitörlerin temel bileşeni olan tüp, ekrandaki görüntülerin üzerinde oluştuğu en pahalı parçadır.

2. CRT MONİTÖR TİPLERİ

Monitörleri ayırırken sadece renkli ve monokrom olarak ayırmak yeterli değildir. Bunların sinyal standartları, video adaptörlerine uyumlulukları gibi özelliklerinden dolayı da farklılık gösterirler.

2.1. MONOKROM MONİTÖRLER

Şekil 2.1: Monokrom CRT yapısı

Monokrom monitörler, tek bir renk gösterme özelliğine sahiptirler. Bu, sahip oldukları crimson maddesine göredir:

Amber, yeşil, beyaz.

Bilgisayar monitörleri de televizyonlar gibi plastik muhafaza içinde gerekli elektronik devreleri, güç transformatörünü ve resim tüpünü içerir. Bu monitörün resim tüpü aynı bir televizyon tüpü gibi çalışır. Katot Işınlı Tüp (CRT, Cathode Ray Tube) denilen bu tüp, havası boşaltılmış mühürlenmiş bir cam konidir.

Koninin geniş tarafı düz ve dikdörtgen biçimindedir. Bu, monitörün ekranını oluşturan taraftır. Koninin öbür tarafı dardır ve katot levhaları ile küçük tel ızgaraları içerir. Bu katot levhaları ısıtıldığında tüpün içinde serbestçe dolaşan elektron bulutları oluştururlar.

Katot negatif olarak yüklenirken,dış kısmına pozitif bir yüksek gerilim (26000V) uygulanarak katot ışınlı tüpün anodu veya pozitif kutbu oluşturulur. Anot ve katot arasındaki büyük gerilim farkı, bu serbest elektronların ekrana doğru fırlatılmalarına neden olur.

Sabit olarak yerleştirilmiş odaklama elemanları, bu elektronları bir araya getirerek bir ışın halinde ekran üzerine odaklar. Bu, ekranın ortasında oldukça parlak bir nokta oluşturur.

Ancak anlaşılır bir resmin oluşturulması için bu noktaların birçoğu gerekir. Bunu için ışığı çevreleyecek şekilde dört kalın bobin yerleştirilmiştir. Bu bobinler ışını, ekranın her hangi bir yerine yönlendirebilir.

Ekranın iç kısmı, son nokta aydınlatılana kadar ilk aydınlatılan noktanın görünebilmesini sağlayan fosforlu bir maddeyle kaplıdır. Bu kaplamanın kalıcılığı, oluşan resmin daha yumuşak geçişli olmasını sağlar. Kalınlık çok uzunsa, resim bulanık olur. Resmin tamamı oluşturulduktan sonra elektron demeti, sol üst köşeye geri dönerek noktaları yeni bir elektron dizisiyle taramaya başlar.

Işın, monitör açık olduğu sürece ve grafik kartından işaret almaya devam ettiği sürece ekrandaki resmi yeniden çizer. Elektron demetinin, ekranı bir saniyede kaç defa taradığını belirleyen, grafik kartı tarafından oluşturulan düşey tarama frekansıdır.

Elektron demeti her seferinde tek noktanın üzerine düşer ve noktayı ya aydınlatır ya da aydınlatmaz. Buna göre aydınlatılan her piksel, ekranın içindeki fosforun rengini alır. İlk monokrom monitörler yeşil fosfor kullanırken daha sonra çıkanlarda amber renkli kaplama kullanıldı. Günümüz monokrom monitörlerinin neredeyse tamamının fosforu beyazdır.

Monokrom monitör çeşitleri dört tanedir.

2.1.1. TTL Monokrom Monitörler

TTL Monokrom monitörler, dijital giriş sinyali ve yatay dikey senkronize sinyalleme işlemlerinin takibinde kullanılırlar. VGA desteği verirler. TTL monitörler, sadece siyah beyaz ve bazen de bir parlaklık işareti görüntüleyebilen monokrom monitörlerdir. TTL monitörler, bir sayısal monokrom işaret kullanırlar.

2.1.2. Composite Monokrom Monitörler

Composite monokrom monitörler, en düşük çözünürlüklerdeki monokrom sistemlere ulaşabilen PC`ler için aynı seviyede CGA desteği veren monitördür.

2.1.3. VGA Monokrom Monitörler

VGA monokrom monitörler; her hangi bir değişiklik yapmadan, VGA ekran kartıyla çalışabilme özelliğine sahiptirler.

2.1.4. Çok Taramalı Monokrom Monitörler

Çok taramalı monokrom monitörler, diğer monitörlere göre pek tercih edilmezler. VGA teknolojisini desteklerler.

Şekil 2.2: CRT monitör iç yapısı

2.2. Çok Taramalı Monitörler

Çok taramalı monitörler değişik grafik kartlarıyla çalışabilirler. Bu monitörler belirli bir yatay tarama frekansı aralığı içinde her hangi bir video işaretine senkronlanabilirler.

Çok taramalı monitörlerde, genellikle monitörü hem analog hem de sayısal grafik kartlarına uygun hale getiren bir analog/sayısal anahtar bulunur. “Multisync” terimi ilk defa NEC firmasının NEC2A monitöründe kullanıldığı için patent hakları nedeniyle  diğer üreticiler tarafından kullanılamadı. Diğer üreticiler de monitörlerine “Multiscan” dediler. Her iki terim de değişik grafik kartlarını kapsayan bir dizi frekansla senkronize olabilen monitörler için kullanılır.

Çok frekanslı monitörler, tek frekanslı monitörlerden farklı olarak bir çok değişik frekansla senkronlanabilirler.

Değişik frekanslar genellikle monitör tarafından algılanır ve monitör otomatik olarak uygun senkronizasyon ayarını yapar. Bu yeteneklerinden ötürü bu monitörlere “otomatatik tanımalı  (Autoscan ) monitör denir. Çok frekanslı monitörlerin özel bir tipi de “çift frekanslı (dual-frequecy) monitörlerdir. Monitör, kullanması gereken senkronizasyon tipini otomatik olarak tanır.

2.3. RENKLİ MONİTÖRLER

Bir CRT monitör, havası boşaltılmış kapalı bir cam şişe olarak görülebilir. Bu şişe, çok dar bir boyunla başlar, oldukça geniş ve binlerce fosfor noktacığından (dot) oluşan bir monitör ekranıyla sona erer. Fosfor (Phosphor); elektron çarptığında ışığı emen ve yayan kimyasal bir maddedir. Elektron tabancası (elekctron gun)`dan gelen ışınları emerek, taranan renklerin görüntülenmesine yardım eder. Monitörler sahip oldukları elektron tabancaları sayesinde bu noktacıklara (dot) elektron dizilerini gönderir ve farklı fosforlar da bu elektronları farklı renkteki ışınlar halinde yayarlar. Her nokta, üç ayrı renkteki (kırmızı, yeşil, mavi) fosfor damlacığından oluşur.

Şekil 2.3: Renkler

Fosforun bu grupları bir araya gelerek piksel denilen yapıları oluşturur ve piksel`de ne yapıldığını belirler. Piksel; resim elemanının en küçük birimidir, en küçük adreslenebilen ve atanan renk ve parlaklıktır. Piksel, sayılarla ifade edilir. Monitör teknolojisinde gelişmelerin temelini, nokta yapılarının farklı yapılar kazanması oluşturur.

Tüpün boyun kısmında elektron tabancası (electron gun) vardır. Elektron tabancası, katottan ibarettir. Kaynağı ısıtarak, elementleri odaklar. Renkli monitörler, her bir fosfor rengi için üç tabancaya sahiptir. Farklı parlaklık kombinasyonlarındaki yeşil, mavi, kırmızı fosforlar; milyonlarca rengin oluşmasını sağlarlar. Bu, additive colour olarak isimlendirilir. Additive colour; yeşil, kırmızı ve mavi renk kombinasyonunun birleştirilmesiyle oluşan renklerdir. Additive colour, bütün renkli CRT monitörlerin temelidir. Elektron tabancasından elektron atılır, fosforlar birbirine yaklaştırılarak (converge) hangisinin daha kuvvetli olduğu belirlenir, bu gerçekleşirken fosfor tarafından tek bir renkte (doğru olan renk) ışık emilir. Covergence; renkli monitörlerde yeşil, kırmızı ve mavi fosforların elektron ışınını doğru zamanda işlemesidir. Tabancaların converge özelliklerinin iyi olması, resimlerin daha kesin görüntülenmesini sağlar. Eğer bir monitör düşük convergence gösteriyorsa, objelerin kenarları yeşil, kırmızı veya mavi renkte gözükür. Katot; yeteri kadar ısındığında, yani negatif şarj edildiğinde tabanca, elektron ışınları yayar. Bu ışın, odaklama elementleri tarafından daraltılır. Anod, pozitif şarj edildiğinde, elektronlar ekran yakınına konumlandırılırlar.

Fosfor grupları, insan gözünü bir piksel en orjinal görüntü verecek özelliktedir. Elektron ışını; fosfor noktalarından çıkmadan önce, fosforun ön kısmında yer alan yüzeye doğru giderler. Bu kısım gölge maskesi (shadow mask) olarak isimlendirilir. Gölge maskesi; elektron ışınını maskeler, tek bir fosfor noktasına çarpması için küçültür.

Şekil 2.4: Raster

Elektron ışını, deflection yoke tarafından oluşturulan manyetik alan etrafında döner. CRT`nin boyun kısmında yer alan ve ışın taramada kullanılan küçük parçalara deflection yoke denir. Önden görüleceği üzere elektron, sol üstten başlar satır satır veya raster (dikdörtgen bir resim elemanında görüntü için sunulan veri) şeklinde devam eder. Raster işlemleri (ROPs), raster`in bir bölümünde veya tamamında gerçekleştirilebilir.

Ekranın üzerinde görüntü oluşturmak için, imaja it pikseller enerjik elektronlar tarafından fosfor üzerinde çarpışır. Bu çarpışmalar, enerjiyi ışığa çevirir, böylece bir işlem tamamlanır. Elektron ışını bir aşağıya kayar ve anlatılanlar tekrarlanır. Bu işlem ekranın en altına gidene kadar tekrarlanır. Bundan sonra elektron ışını bir en üste döner ve aynı işlemleri yapmaya tekrar başlar.

Monitör için en önemli şey, seçilen çözünürlük (resolution)`te ve renk paleti (colour palette)`nde düzgün görüntü vermesidir. Bir ekranın parazitli veya titrek görüntülü olması göz bozukluklarına, baş ve migren ağrılarına sebep olur. Bu, aynı zamanda grafik kartlarının performanslarının karşılaştırılmasında önemli bir karakteristik özelliktir. Yüksek performanslı bir grafik hızlandırıcısına sahip olunsa bile yüksek çözünürlükte ve tazeleme oranı (refresh rate)`nında monitör kullanılmıyorsa, bu titremeler engellenemez.

3. CRT MONİTORLERİN TEMEL ÖZELLİKLERİ

CRT monitörlerin özelliklerini açıklamak gerekirse başlıcaları şunlardır;

3.1. Çözünürlük (Resolation)

Çözünürlük, ekran kartının gönderdiği görüntüyü dikey ve yatay olarak ifade ederken kullandığı piksel sayısıdır. Standart VGA çözünürlüğü 640*480 pikseldir, SGVA çözünürlüğü 800*600 ve 1024*768 pikseldir.

Monitörün çözünürlüğü, görüntünün ayrıntılı şekilde görüntülenmesini sağlayan etkenlerdendir. Örneğin; 1024*768 çözünürlüğündeki bir CRT monitör, soldan sağa yatay olarak 1024 pikseli parlatır. Bu, ekranın kenarına ulaştığında durur ve sonraki satıra geçer. Işın, bu işlemi 768 satır sürene kadar tekrarlar. Işın en alta ulaştığında en üst satıra döner ve aynı işlemleri yapmaya tekrar başlar. 75 Hz  tazeleme oranına sahip bir monitör, bu döngüyü saniyede 75 defa yapar. Eğer, CRT`nin tazelemesi çok yavaşsa gözlerimizi yoracak şekilde bir titreme görünür.

Ekranın fiziksel uzunluğunu ekranın boyutları belirler. 14 inc`lik bir monitörün genişliği yaklaşık olarak 11 inc`tir (28 cm). 14 inc`lik monitörlerin çoğu 0.28 mm nokta uzaklığında satılır.

Eğer 1024 tane deliği 0.28 mm aralıkla sıraya dizersek 28.67 cm uzunluğunda bir satır elde ederiz. Ancak ekran sadece 28 cm genişliğindedir. Ayrıca monitörler ekranın eninin ve boyunun tamamını kullanmazlar. Buna göre 14 inc`lik monitörler bu çözünürlüğü 0.28 nokta aralığıyla gösteremezler. Bu, 0.26 mm nokta aralıklı bile oldukça güçtür.

Bu monitörler, grafik kartı başka çözünürlük belirtse de bir resim üretirler. Monitör basitçe belirtilen çözünürlüğü kendi görüntüleyebileceği çözünürlüğe çevirir. Bu, çoğu zaman resim kalitesini fazla etkilemez. Ancak bu yöntem, ekran çözünürlüğünün doğruluğuna dayanan uygulamalarda uygun resimler üretmeyecektir. Daha yüksek çözünürlük basit olarak daha büyük bir monitör gerektirir, çünkü daha fazla bilgi görüntüleyebilmek için daha fazla alana ihtiyaç vardır.

Bir resim oluşturulurken ışın, bir grid veya raster oluşturabilmek için soldan sağa ve yukarıdan aşağı doğru hareket ederek tarar. Grid üzerindeki parlaklık arttırılıp azaltılarak imajın formu belirlenir.

Standart çözünürlükteki bir monitörde büyük “E” harfi yapmak:

Şekil 3.1: Çözünürlük

3.2. Tazeleme Oranı (Refresh Rate)

Elektron tabancası, CRT`nin noktacıklarını üst sıradan başlayarak en alt sıraya kadar tarar. Bundan sonra elektron tabancası, grafik kartından kendisine gelen diğer ekran görüntüsünü CRT üzerinde oluşturmak üzere tarama işlemine devam eder. Bir tam ekran tarandıktan sonra yeni bir görüntü oluşturmak üzere tarama işleminin başlamasına  ekranın tazelenmesi denir. Bu tazeleme olayının saniyede kaç kez tekrarlandığı ise tazeleme hızıyla ölçülür. Saniyede 60 Hz`lik tazeleme hızına sahip olan bir monitör, o sırada saniyede 60 ekran taramaktadır. Tazeleme hızı için belli başlı değerler aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.

Tazeleme Oranı Yorum
60 Hz Çoğu bilgisayar kullanıcısı için bu tazeleme oranında sorun yoktur; fakat bazı insanlar bu değerde titremelerin farkına varabilir.
75 Hz Bir çok insan için titreme olmadan çalışılabilecek bir tazeleme oranı
=>85 Hz Uzun saat bilgisayar başında çalışacak kullanıcılar için (Tam saat verilemez; çünkü bu, kişiden kişiye değişir)

Tablo 3.1 Tazeleme Oranları

Belli bir çözünürlükte belli bir tazeleme oranını seçebilmek için, hem monitör hem de grafik kartı tarafından bunun desteklenmesi gerekir. Örneğin; 17 inc`lik monitörümüzde 1280*1024`te çalıştığımızı varsayalım. Bu çözünürlükte 75 Hz`lik optimal bir tazeleme hızı istiyorsak, bu değerin kesinlikle monitör ve grafik kartı tarafından desteklenmelidir.

Günümüzde bir çok monitör “plug & play”uyumlu olarak üretilmektedir. Böylece, yeni monitörümüzü sistemimize taktığımızda monitörümüz algılanır. Bu durumun getirdiği avantajlar; Windows`un, monitörümüzün hangi çözünürlükte hangi tazeleme oranını desteklediğini bilmesi ve böylece hata yapılmasının önlenmesidir.

Bir bilgisayar grafiği, bir sinyal yardımı ile Windows`un masa üstü çözünürlük ve tazeleme oranında oluşturulur. Bu sinyal, yatay tarama frekansı (HSF)`dır ve KHz cinsinden ölçülür.

Düşey tarama frekansı, tüm ekranın saniyede kaç defa tarandığını gösterir. Bu değer Hertz (Hz) ile belirtilir. 70 Hz`in üzerindeki frekanslar, uzun bilgisayar çalışmaları için ergonomik veya kabul edilebilir.

Bir monitörün satır sayısı ile düşey tarama frekansının çarpımı yatay tarama frekansını verir. Bu, elektron demetinin, ekranın solundan sağına saniyede kaç defa gidileceğini gösterir. Buna göre 480 satır çözünürlüğünde ve 70 Hz düşey tarama frekansına sahip monitörün; 480*70 veya 33600 Hz (33.6 KHz)`dir. Bu durumda elektron demeti saniyede 33600 satırı tarayacaktır.

VGA monitörlerin çoğu maksimum 35 KHz yatay tarama frekansına göre tasarlanmıştır. Buna göre, 14 inc monitörlerin çoğu 70 Hz düşey tarama frekansında daha yüksek çözünürlükleri görüntüleyemez. 16 inc veya 20 inc diyagonale sahip monitörler genellikle daha yüksek çözünürlükte üretilirler. Bu nedenle bunlar, doğal olarak daha yüksek yatay tarama frekansları için tasarlanmışlardır.

Çözünürlüğün ve tazeleme oranının yükselmesi HFS sinyalinin artmasına bağlıdır. Çoklu tarama (multiscanning) veya otomatik tarama (autoscan) monitör, minimum ve maksimum HSF değerleri arasındaki bir sinyal değerinde işlem görür. Eğer sinyal monitörün değerinden düşükse bu, görüntülenemeyecektir. Multiscan; bir monitör farklı çözünürlüklerde görüntü verebilir. Tek taramalı monitör sadece belirli bir çözünürlükte görüntü verir. Autoscan; monitörlerde yer alan bir mikroişlemci tarafından yatay ve dikey frekansların otomatik senkronizasyon sağlanır. Bir autoscan monitör, gelişmiş video adaptörleri ile çalışabilir.

3.3. Geçmeli Tarama Kipi

Monitör, video denetleyicisinden seri olarak veya sırayla aldığı bilgileri işler. Buna  göre pikseller tam grafik kartının gönderdiği verideki sıraya göre aydınlatılırlar. Bu nedenle normal şartlarda bir elektron demeti sol üst köşeden başlayarak ekranın sağ alt köşesine kadar bütün resmi oluşturacak biçimde gereken pikselleri sırayla aydınlatır.

Bu durumda her üç elektron demeti video denetleyicisine bağımlı aletler durumundadırlar. Asıl yönetici video denetleyicisi`dir; video RAM`dan aldığı bilgiye göre resmi oluşturup sıralamayı yapan denetleyicidir.

Her renkli VGA monitörü, bir VGA denetleyicisinin düşük çözünürlüğünde (480 satır) 70 Hz düşey frekans verebilir. Video denetleyicisinin gönderdiği tüm komutları uygular. Ancak daha yüksek çözünürlükte bu olanaksız hale gelebilir. VGA kartlarının çoğu daha yüksek çözünürlüklerde düşük frekanslar kullanırlar. Bu, monitöre ek satırları taramak için zaman kazandırır.

Ancak bu yöntem özellikle geniş parlak alanlar görüntülendiği zaman görünür bir kırpışmaya sebep olur. Geçmeli tarama yöntemi, grafik bağdaştırıcısının bu kırpışmayı kabul edilebilir düzeye indirebilmesini sağlar. Bu kipte denetleyici, monitöre her satırı ardı ardına göndermez, her iki satırdan ikincisini atlayarak gider. Bu şekilde bir seferde monitörün sadece yarısı taranır. Tek numaralı satırlar taranır.

İkinci ekran taranışında öbür yarı resmi oluşturan pikseller taranır. Yani çift numaralı satırlar taranır. denetleyici monitöre bu şekilde iki resmi dönüşümlü olarak gönderir. Bu resimlerden her biri bütün ekran resminin yarı bilgisini içerir. Monitör bu yarı resimleri 70 Hz`de bile rahatlıkla görüntüleyebilir. Çünkü bir seferde satırların yarısı taranmaktadır. Bu, ekranda daha fazla satır bulunsa da yapılabilir. Bu yöntemde de bir miktar kırpışma olur. Yalnız bunu uzun süre bilgisayar başında çalışırsak fark edebiliriz.

Bir çok monitör video denetleyicisiyle aynı hızda (düşey frekansta) çalışmamaktadır. Bunun sonucunda video denetleyicisi yavaşlamak sonunda kalmaktadır. Bu nedenle grafik kartlarının çoğu yüksek çözünürlüklerde ya düşük frekansta çalışacak şekilde veya geçmeli taramaya geçecek şekilde tasarlanmışlardır.

Kartların çoğu bu şekilde tasarlanmış olsa da yüksek çözünürlüklerde optimum tarama frekanslarında çalışmazlar.

3.4. Nokta Aralığı (Dot Pitch)

Monitörün maksimum çözünürlüğü tarama frekansı (scanning frequencies)`nin yüksek olmasına bağlıdır. Bu, aynı zamanda fosfor grupları arasındaki uzaklık sınırlandırılarak da yapılabilir. Aynı renkteki iki nokta (dot)`nın, merkezleri arasındaki uzaklık nokta aralığı (dot pitch) olarak adlandırılır. Nokta aralığının bugünkü değerleri 0.25 mm ve 0.28 mm arasında değişir. “Nokta aralığı ne kadar küçük olursa, görüntü o kadar küçük olur.” Bununla birlikte monitörde piksel sayısını nokta aralığına dokunmadan arttırmaya çalışmak daha iyi ayrıntılar sağlar. Örneğin; ikon oluşturmak gibi.

Nokta aralığı düşük bir monitör, aynı ekran büyüklüğüne sahip ancak nokta aralığı değeri daha yüksek olan bir monitörden daha kaliteli, daha keskin ve daha canlı görüntüler üretir.

Eğer yüksek çözünürlüklerde çalışılmak isteniyorsa, kesinlikle nokta aralığı düşük bir değerde olan monitör kullanılmalıdır. Örneğin; 15 inc`lik bir monitörümüz varsa ve bu monitör 0.28 mm bir nokta aralığına sahipse, bu durumda bu monitörün 1024*768 çözünürlükte çalışması, görüntüde yer yer istenmeyen siyah ve beyaz çizgilerin oluşması ya da küçük yazıların iç içe girmesi (Moiri-effect) gibi ufak tefek bozulmalara neden olabilir. Bu monitör, 0.26 mm nokta aralığına sahip olsaydı 1024*768`de çalışması, verilen örneğe daha uygun olur. Moiri olayı; CRT üzerine gönderilen elektron demetinin çapının, fosfor üzerindeki noktacıklardan küçük olmasıyla birlikte oluşur. Dolayısıyla, ekran boyutumuz ve nokta aralığımıza göre çıkılabilecek en büyük çözünürlüğün üstünde çalışılmamaya dikkat edilmelidir.

EBAT Maksimum Çözünürlük Diyagonel Nokta Aralığı
14 inch 800*600 0.28 mm
15 inch 800*600 0.28 mm
15 inch 1024*768 0.26 mm
17 inch 1024*768 0.28 mm
17 inch 1280*1024 0.26 mm
19 inch 1280*1024 0.28 mm
21 inch 1280*1024 0.28 mm
21 inch 1280*1024 0.26 mm
21 inch 1800*1440 0.26 mm

Tablo 3.2: Çeşitli Monitörlerin nokta aralığı

Yukarıdaki tabloya göre örnek verecek olursak, 17 inch`lik ve 0.26 mm nokta aralığına sahip bir monitörde 1280*1024 çözünürlük idealdir. Diyagonel nokta aralığı değeri 0.28 mm iken yatay nokta aralığı değeri, 0.24 mm olabilir. Ayrıca iki ayrı monitörün diyagonal nokta aralıkları da aynı olabilirken, yatay nokta aralıkları ise faklı olabilir. Bu durumda yatay nokta aralığı daha düşük olan monitör, daha kaliteli görüntüler üretecektir. İyi monitörler 0.26 – 0.25 ve hatta 0.22 mm nokta aralıklarına sahip olabilirler.

Dot`ların ekran yapımındaki kullanımları bazı farklılıklar gösterir. Dot`lar üçgen, çizgisel, delikli maske ve geliştirilmiş nokta aralığı gibi değişik kullanımları ile, farklı çözünürlük ve tazeleme oranına sahip ekranlar yapılır.

Standart nokta maske (dot mask)`lerinde nokta aralığı, aynı renkteki komşu iki fosfor noktasının merkezden merkeze diyagonel uzaklığıdır. Noktalar arasındaki yatay uzaklık, noktalar arasındaki yatay uzaklık nokta aralığının 0.866 katıdır. Maskeler için bu aralık, yatay uzaklıkla eşittir. Bunun anlamı, standart dot mask bir CRT monitördeki nokta aralığı, diğer monitörlerin nokta aralıkları ile karşılaştırılırken nokta aralığı değerinin 0.866 ile çarpılması gerekir.

Şekil 3.2: Nokta Aralığı

Bilgisayar monitörleri, çoğunlukla dairesel kümelerdeki fosfor ve üç açılı biçimde teknolojilidir. Bu gruplar, triads olarak adlandırılır ve bu düzenlemeye de dot trio dizayn denir. Dot trio, standart fosfor triad düzenlemesidir.

Dot trio yapısında gölge maskesi (shadow mask) adı verilen ve elektronları süzen yapı, fosfor katmanının tam önüne yerleştirilmiştir. Bunun sebebi, her ışın yayılışında fazladan yol alarak, gerekli olan elektronların kaybedilmesini önlemektir. Bu sayede, maskedeki her delik, üçgen yapıdaki triad`larla uyumlu hale gelir ve maske gereksiz elektronların ekrana yansımasını engeller. Yani, işe yaramayan elektronlar ayıklanır. Bu durum, resimlerin bulanıklaşmasını engelleyerek daha kaliteli resimlerin oluşmasını sağlamaktadır. Bu özellik, günümüzde daha da geliştirilerek Toshiba`nın Microfilter CRT monitörlerinde kullanılmaktadır.

Kaynak ve hedef arasındaki uzaklık kenarlardan daha küçük olmalıdır. Böylece, gölge maskesi daha çok ısınır. Distorsiyondan kurtulmak için ve elektronların doğru yolu bulması için invar denilen bir yol kullanılır. Invar, gölge maskesinde kullanılan metaldir. Invar, gölge maskesindeki eğriliği düzelterek, parlak görüntüleme sağlar. Geniş alan ekranlarında bu yol (invar) çok iyidir. Fakat, gölge maskesi dışında, ekran alanında geniş yer tutar. Maske parçalarının olduğu yerde ışığı arttırıcı, imajı kuvvetlendirici fosfor yoktur. Bu imajın parlaklığı tam hareketli video ve multimedya görüntülerinin artıp azalan özelliklerine göre değişen dot trio mask`ına bağlıdır. Bununla birlikte parlaklığı, kullanılan filtreler de etkiler. Son yıllardaki filtreler, parlaklığı maksimum seviyeye yakınlaştıracak şekilde arttırır. Toshiba`nın Microfilter CRT`si kullandığı filtreleme özelliği ile her bir fosfor noktasını mümkün olduğu kadar kullanarak farklı renkleri farklı noktalarda görüntüleyebilmektedir. Kırmızı noktalar üzerindeki filtreleme : örneğin; kırmızı ışığı parlak seviyeye getirelim, fakat bu renk aynı zamanda diğer renkler tarafından absorbe edileceğinden, ekrandaki görüntüyü etkilememesi için tek bir noktaya yönlendirilir. Bunun sonucu, parlak fakat fakir renkli görüntüdür. Diğer şirketler de benzer gelişmeler sergilemişlerdir. Panasonic Crystal Vision CRT`ler dye-encapsulated phosphor teknolojisi kullanırlar. Bu teknolojide, her bir fosforun içinde kendi filtresi vardır ve Viewsonic, bu fosfor parçalarını eşit kapasitede ekrana yayarak görüntü oluşturur.

3.5. Gölge Maskesi (Shadow Mask) ve Aperture Grille

Shadow mask ve aperture grille, monitörün çalışmasında görevli iki elemandır. Bunları görevi, elektron tabancasından çıkan üç ana renk demetinin CRT üzerinde bulunan fosfor tabakadaki doğru noktaları uyarmaktır. Örneğin; yeşil elektron ışın demetinin, CRT üzerindeki yeşil fosfor taneciklerini uyarması gerekir (mavi ya da kırmızıları değil!).

Aperture grille`nin shadow mask`tan farkı, yapısının daha çok bir ızgarayı andırıyor olmasıdır. Bu ızgara, monitör ekranını dikine bir çok çizgiyle böler. Bu tekniğin avantajı, elektron tabancasından gönderilen ışın demetinin daha fazlasının fosfor tabakaya geçmesi böylece, daha parlak ve daha canlı renkler elde edilmesidir. Bu teknik, Sony firmasının trinitron televizyonları ile uygulanmaya başlanmıştır. Bu tekniğin diğer bir avantajı da, ekranın tamamen düz olmasına izin vermesidir. Böylece, yansıma da daha az olur ve göz yorgunluğu ihtimali de azalır. Uygulamanın tek dezavantajı ise, bu dikine ızgaranın titreşim sorununun çözülmesi için kullanılan çok ince metal tellerin bazen ekranda görülmeleridir. Ancak bu, çok ender görülür. Dikey çizgiler arasındaki mesafe aperture grille pitch olarak adlandırılır. Sony`nin en yeni FD Trinitron özellikli CRT monitörlerinde aperture grille pitch değeri 0.22 mm`dir.

3.5.1. Gölge Maskesi (Shadow Mask)

Şekil 3.3: Gölge Maskesi

Çok kullanılan bir teknolojidir. Orijinal gölge maskeli CRT, küre benzeri bir görünüştedir. Bu şekil ona, ısı yardımıyla daha iyi odaklama ve negatif etkileri yok etme imkanı verir. ChromaClear da gölge maskeli bir monitör tipidir. ChromaClear, maskede yuvarlak delikler kullanır.

Gölge maskeli CRT monitörlerin getirdiği avantajlar şunlardır:

1.    Özellikle küçük boyutlu karakterlerde düzgün biçimleme.

2.    Daha gerçekçi ve belirgin renk görüntüsü.

3.    Daha ucuz olmasına rağmen performans yüksekliği.

4.  Aperture  grille monitörlerde bulunan yatay geçiş özelliğine sahip olması.

3.5.2. Aperture Grille

Şekil 3.4: Aperture Grille

1960`lı yıllarda Sony, alternatif bir tüp teknolojisi olan trinitronu geliştimiştir. Sony`nin silindir yapıdaki eleğe benzettiği bu sistemde, tek bir kasa içerisine üç ayrı elektron tabancası konulmuştur. Trinitron tüpler, diğer geleneksel tüplerden farklı olarak, katmanlı küreler yerine, parçalı silindirler şeklindedir. Trinitron tüpler kullanılarak; kırmızı, yeşil ve mavi renkteki fosfor noktalarını üçgen halde gruplandırmak yerine, çok renkli fosforları dikey çizgiler halinde sıralamıştır. Böylece, her nokta için maske yerine, ayrı fosfor noktaları için ayrı maskeler kullanılmış ve bu da daha yararlı olmuştur. Aperture grille denilen bu düzen sayesinde, renk çeşitliliği artmış ve görüntü kalitesi üst seviyeye çıkmıştır.

Şekil 3.5: Aperture Grille

Geleneksel fosfor nokta teknolojilerinin kullanılması, satırların yatay olarak gelinip gelinmediğinin bilinmesinde sorun oluşturur. Yani, üst ve alt kenar piksellerinin önceden bildirilmesi gerekir. Ekran alanının azlığında bu yana; maske tarafından fosfor, dikey olarak kesilemez. Bunun sonucunda, parlak ve canlı görüntüler gölgelenir. Aperture grille monitörlerde nokta aralıkları eşit ölçülmüştür ve bu ölçü stripe pitch olarak adlandırılmıştır.

Trinitron teknolojisinin dezavantajı, 17 inc üzerindeki ekranda çok verimli olmamasıdır. Bu nedenle 17 inc monitörlerde çift tüp kullanılması gerekir ve bu da fiyatı yukarı çekmektedir. Trinitron teknolojisinin son halkası, Mitsubishi tarafından üretilen trinitron benzeri Diamondtron tüplerdir.

Aperture grille CRT monitörlerin getirdiği avantajlar:

1. Daha az metal kullanılmıştır. Bu, fosforda bulunan enerji tasarrufunu azaltır ve monitörün daha az ısınmasını sağlar.

2. Fosfor için daha geniş alan sağlanmıştır. Böylece, verilen ışığa göre daha parlak görüntüler elde edilebilir.

3. Farklı kontrastlarda kullanılabilen daha koyu tüpü vardır.

4. Gölge maskesine göre, küre yerine silindirik yüzü vardır. Bu da yansılama etkilerini (reflection) önler.

3.5.3. Slotted Mask

Şekil 3.6: Slotted Mask

NEC, gölge maskesi ve aperture grille dizaynlarının iyi yönlerini birleştirerek yeni bir televizyon monitör teknolojisi geliştirmiştir. Bu teknoloji, boşluklu maske düzenini getirmektedir (1970). Standart nokta dizaynlarından farklı olarak, daha fazla sayıda fosfor açığa çıkarmaktadır. Bu teknoloji, aperture grille tarafından tam parlak olmasa da daha stabil ve dot trio`dan daha parlak bir ekran görüntüsü verir. Bu teknoloji, ChromaClear monitörlerle birlikte piyasada gözükmüştür (1996).

3.5.4. Enhanced Dot Pitch (EDP,Geliştirilmiş Nokta Aralığı)

Şekil 3.7: Geliştirilmiş nokta aralığı

Hitachi`nin geliştirdiği bu teknoloji 1997`den beri vardır. EDP, noktalar arası uzaklığı azaltarak ekranın altında oluşan zigzagları ortadan kaldırmaktadır. Böylece, ekranda resimler daha net bir şekilde gözükmektedir. Bunu yaparken Hitachi, yatay fosforlar arasındaki mesafeyi azaltıp, bunlarla üçlü noktalar oluşturmuştur. EDP`nin tasarımının getirdiği asıl avantaj, dikey çizgilerin düzgün görüntü oluşturmasıdır. EDP`de pikseller, yatay olarak dikeye daha yakındır. Hitachi Diamond Pro 2040u`da EDP teknolojisi kullanmıştır.

3.6. Elektron Tabancası (Electron Gun)

Monochrome CRT`ler sürekli ışın yayan tek bir elektron tabancasına sahiptir. Çoğu renkli CRT`ler üç tabancaya sahiptirler. Fakat, bazı renkli televizyon ve monitörler tek tabancalı olabilirler. Tek tabancalı monitörlerde, üç elektron yayan ve bunları kontrol eden katot vardır. Üç katot, tek küçük bir aygıt olarak üretilmişlerdir. Bu katotlardan aynı anda tek bir ışın yayılır.

Üç tabancalı tüplerde, üçgen şeklinde üç tabanca vardır. Tek tabancalı tüpler, katotlarını tek bir yol üzerinden sıklıkla tazeleyerek görüntü oluştururlar. Teorik olarak tek hat üzerinden ışın yayma basit olmasına rağmen pratikte bu, problemlere sebep olur.

Üç tabancalı renkli monitörler, elektronlarını benzer olarak yayarlar ve bu üç ışın sonuçta, birlikte yoke tarafından işlenir. Her tabancanın çarptığı fosfor faklıdır ve yayılan ışınlar farklı noktalara dağılır. Böylece, hangi tabancada arıza olduğu kolaylıkla tespit edinilebilir.

 

TFT Monitörler

1.GİRİŞ

Modern ekran teknolojileri katot ışın tüplü (CRT) veya düz panel ekranlar olmak üzere sınıflandırılır. Tüplü cihazlar büyüktür ve oldukça fazla yer kaplarlar. Düz paneller yani tüpsüz olanlar ise adından da anlaşıldığı gibi düzdürler ve çok yer kaplamazlar. Düz panel ekran kategorisi kendi içinde LCD (likit kristal), plazma ve LED (ışık yayar diod) gibi teknolojilere sahiptir. Işık yayanlar ve arka plan ışığını üzerinden geçirenler olarak da ayırt edilmeleri mümkündür.
TFT-LCD olarak adlandırılan bu cihazlar arkadan aydınlatmalı ekranlar sınıfındadır. STN ve DSTN (pasif matris LCD) teknolojileri de kullanılır, ancak günümüzde sadece çok düşük fiyatlı taşınabilirlerde rastlanmaktadır.

2.TFT’lerin Çalışma Şekli

TFT, ‘Thin Film Transistor’ün kısaltılmışı olup pikselleri aktif olarak denetleyen elementleri tanımlar. Bu sebepten “aktif matris TFT” olarak da adlandırılırlar. Görüntü nasıl oluşur? Temel prensip basittir: Her biri renk verebilen çok sayıda pikselden oluşan bir panel sayesinde. Bu amaçla bir kaç adet florasan tüpten gelen siyah ışık kullanılır. Örneğin tek bir pikselin aydınlanması için yapılması gereken şey ışığın geçmesine izin verecek ya da vermeyecek bir kapı veya diyafram koymaktır. Bu basit açıklamayla anlatılabilmesine karşın bunu gerçekleştiren teknoloji elbette çok karmaşık ve kapsamlı. LCD (Liquid Crystal Display), sıvı kristal esasına dayalı düz panel monitörler için kullanılır. Sıvı kristaller moleküler yapılarını değiştirebilirler ve bu yüzden farklı seviyelerde ışığın içlerinden geçmesini sağlayabilirler (ya da ışığı bloke edebilirler). Yönlendirici filtreler, renk filtreleri ve iki sıralama katmanı, ne kadar ışığın geçeceğini ve hangi renklerin yaratılacağını belirler. Katmanlar iki cam panel arasında konumlandırılır. Sıralama katına özel bir voltaj verilerek elektrik alanı oluşturulur ve böylece sıvı kristaller hizalanır. Ekrandaki her nokta (piksel) katot ışın tüplü ekranlarda olduğu gibi 3 farklı bileşene ihtiyaç duyar, biri kırmızı, biri yeşil ve biri de mavi için.
En yaygın TFT teknolojisi Twisted Nematic olarak adlandırılır. Aşağıda bu tür TFT’lerin nasıl çalıştığı açıklanıyor. Elbette başka teknolojiler de bulunmaktadır. Bunlar Bakış Açısı Teknolojileri başlıklı bölümde açıklanıyor.

Şekil 2.1: Standart bir TFT’nin (Twisted Nematic) çalışma şekli (voltaj verilmediğinde)

Voltaj verilmediğinde , moleküler yapı normal durumunda ve 90 derece kıvrıktır. Arkadan aydınlatma lambasından gelen ışık böylece yapı içinden geçebilir

Şekil 2.2: Standart bir TFT’nin (Twisted Nematic) çalışma şekli (voltaj verildiğinde)

Voltaj verilip bir elektrik alanı yaratıldığında sıvı kristaller dikey olarak hizalanacak şekilde kıvrılırlar. Yönlendirilmiş ışık ikinci kutup tarafından emilir. Bu durumda ışık TFT ekranın dışına çıkamaz.

2.1. TFT Pikselinin Anatomisi

Kırmızı, yeşil ve mavi filtreler birbirini takip edecek şekilde alt yüzeye entegre edilmişlerdir. Her piksel (nokta) bu 3 renk hücresinden ya da alt-piksel bileşenlerinden oluşur. Bu da 1280×1024 piksel çözünürlükte, 3480×1024 transistör ve piksel elementi olduğu anlamına gelir. 15.1 inç bir TFT’de nokta aralığı (dot pitch-pixel pitch) 0.0188 inç (0.30 mm) civarındadır, 18.1 inç bir TFT’de ise (1280×1024 piksel) 0.011 inç’tir (0.28mm).

Şekil 2.3: Bir TFT’nin pikselleri.

Hücrenin sol üst köşesi bir Thin Film Transistör içerir. Renk filtreleri hücrelerin temel RGB renklerini değiştirebilmelerini sağlar. Piksellerin aralığı küçüldükçe, mümkün olan maksimum çözünürlük de artar. Ancak TFT’ler maksimum ekran alanı yönünden fiziksel bir kısıtlamayla karşı karşıyadır. 38 cm (15 inç) bir köşegen ve 0.297 mm (0.0117 inç) nokta aralığına sahip bir ekranda 1280×1024 çözünürlük almak pek anlamlı değil. Bu incelemenin 4’üncü bölümünde nokta aralığı ve köşegen boyutları arasındaki ilişki hakkında bilgi bulabilirsiniz.

3.TFT MONİTORLERİN TEMEL ÖZELLİKLERİ

TFT monitörlerinde önemli bazı kavramları açıklamak gerekirse;

3.1. Diyagonal Ekran Boyutun

Bildiğiniz gibi monitörler boy olarak ekranın diyagonal uzunluğu ile sınıflandırılırlar. Örneğin 17 inç denildiğinde çapraz iki köşe arasındaki çizgi uzunluğu alınır. Tüplü bir monitörde “izlenebilir alan” her zaman tüpün diyagonal boyutundan küçüktür. TFT panellerde ise kasanın içinde görüntü verilmeyen bir kenar kısmı bulunmaz. Bu sebepten belirtilen diyagonal boyut her zaman izlenebilir alana eşittir, yani kayıp söz konusu olmaz. Yine bu sebepten dolayı da 15.1 inç bir düz panel ekran, izlenebilir boyutu itibarıyla 17 inç bir tüplü monitöre eşittir.

3.2. Bakış Açısı

Bu önemli bir kavram. Zira TFT’lerde tüplülerde olduğu gibi her bakış açısından aynı görüntüyü alamazsınız. Yani monitörün tam karşısından ve sağından ya da solundan bakıldığında ekran farklı görülür. Arkadan aydınlatma ışığı çeşitli filtrelerden, sıvı kristallerden ve hizalama katmanlarından geçtiği için tek bir yönde hareket eder. Mesela çoğunluk ekranı dikey olarak terk eder. Eğer kullanıcı monitöre çok açılı bakarsa, karanlık ya da bozulmuş renkler görebilir. Bu etki örneğin banka veznelerinde kullanışlı olabilir ama genelde istenmeyen bir durumdur. Üreticiler de daha iyi bakış açıları geliştirebilmek için üzerinde uğraştığı birçok teknoloji var: IPS (in-plane switching), MVA (multi-domain vertical alignment) ve TN+film (twisted nematic ve film). Maksimum bakış açısı, ideal kontrast oranının onda birine düştüğü nokta olarak tespit edilir. Örneğin ekrana tam dik açı gibi.

3.3. Kontrast Oranı

Kontrast oranı maksimum ve minimum parlaklık değerlerinden türetilir. Verilerin arası ne kadar büyükse o kadar iyi olduğu kabul edilir. Bu 500:1 gibi yüksek kontrast oranına sahip tüplü monitörler için bir sorun teşkil etmez. Böylelikle foto gerçekçi kalite sunarlar. Siyah bir resim göstermek tüplü bir monitör için problem olmazken TFT’lerde arka ışığın parlaklığını değiştirmek zordur ve cihaz çalıştığı sürece de açık kalırlar. Siyah bir resim gösterebilmek için sıvı kristaller gelen ışığı tamamen tutarlar. Ancak bunu mükemmel yapmak fiziksel olarak mümkün olmadığından bir miktar ışık sızması yaşanır. Üreticiler de halen bu sorun üzerinde çalışmaktalar. İnsan gözü için kabul edilebilir değerler 250:1 üzeridir.

3.4. Parlaklık

TFT’nin başarılı olduğu bir özellik. Temel olarak maksimum parlaklık arka ışığı sağlayan florasan tüpler tarafından belirleniyor. Metrekareye 200 ve 250 candela (cd/m2) parlaklık birimi sorun değil. Daha yüksek parlaklık değerlerine de ulaşmak teknik olarak mümkün ancak gereksiz, çünkü kullanıcıyı kör etmenin bir alemi yok.

Tüplü monitörlerde maksimum parlaklık 100 ila 120 sd/m2’dir. Daha yüksek değerlere çıkmak katot tabancaları için devasa voltaj hızlanması gerektirdiğinden zordur. Ayrıca daha fazla parlaklık yüksek emisyon değerlerine yol açabilir ve fosfor ömrünü kısaltma gibi yan etkiler de yaratabilir.

3.5. Piksel Hataları

Bunlar genelde hatalı transistörlerden kaynaklanırlar. Ekranda nokta olarak saptanabilirler. Bozuk transistörden dolayı ışık piksele ulaşamaz bu nokta karanlık kalır veya sürekli parlak kalmasına yol açar. Bu olay grup halinde görülürse daha da rahatsız edici olur. Ne yazık ki, ekrandaki maksimum ölü piksel sayısını belirleyecek bir standart henüz oluşturulmamış, her üretici kendine göre bir sayı belirlemiştir. 3 ila 5 adet ölü piksel normal denilebilir. Bu tür mal satın alırken kontrol etmekte fayda var, çünkü bu onarılması imkansız hatalar genelde üretim safhasında oluşur. Son bir detay: Bu hatalı piksel sayısı sonradan artmaz, tabii eğer parmağınızla ya da başka nesnelerle ekrana bastırmazsanız.

3.6. Tepki Süresi

Birçok TFT’nin halen hareket eden resimlerde (mesela video) sorunları var. Bunun nedeni de sıvı kristallerin tepki süresi. Yeni TFT’lerde 20-30 milisaniye arası değerler normaldir. Bir örnekle açıklayacak olursak standart bir film saniyede 25 kareden oluşur, bu da tek karenin 40 milisaniye’de gösterilmesi anlamında gelir. Sıvı kristaller tepki olarak çok yavaş olduklarından bu sahnede bir miktar bulanıklaşma ya da hareketlerde kesiklik görülebilir. Ancak genelde tepki süresi yeterli olduğundan TFT’ler için “bunlarda film seyredilmez” demek yanlış olacaktır.

3.7. Renk Kalitesi-Analog Giriş Sinyallerini Hazırlamak

Dijital düz panel ekranlara kıyasla, standart bir VGA bağlantı noktası ile donatılmış modeller analog resim sinyallerini önce tekrar dijitale çevirmek zorunda olduğundan renk kalitesinde kayıplar oluşabilir. Kimi üreticiler düşük performanslı, sadece 18 bit veriler ile başa çıkabilen (3×6 bit ; kırmızı, yeşil ve mavi renklerin her biri için 6 bit) analog-dijital çeviricilerde ısrar ediyor. Sonuç olarak sadece 262 bin 144 renk (RGB taklidi) gösterilebiliyor. Oysa ki Gerçek Renk modu en azından 16.7 milyon renge ihtiyaç duymakta.

4.BAKIŞ AÇISI TEKNOLOJİLERİ

4.1. TN+Film

Şekil 4.1: TN+Film ekranlar

Sıvı kristallerini tıpkı standart TFT’ler gibi alt tabakaya dikey olarak sıralar. Üst yüzeydeki bir film de bakış açısını genişletir.

Teknik açıdan bakıldığında TN+Film çözümü uygulanması en basit çözüm olarak gözüküyor. Düz panel üreticileri kıyasla daha eski olan standart TFT (Twisted Nematic) teknolojisini kullanmaktalar. TN+Film’de yatay izleme açısını 90 dereceden yaklaşık 140 dereceye kadar çıkartabilen özel bir film (geciktirici ya da ‘discotic’ film) panelin en üst yüzeyine uygulanır. Diğer yandan zayıf kontrast oranı ve düşük tepki süresi aynen kalıyor. TN+Film şüphesiz ki en iyi çözüm değil, ancak ucuz.

Şekil 4.2: Voltaj uygulandığında moleküller alt tabakaya paralel şekilde sıralanır.

IPS ya da ‘In-Plane Switching’, Hitachi tarafından geliştirilmiş bir teknoloji. Ancak NEC ve Nokia da bu yeniliği kullanıyorlar.

Twisted Nematic ekranlar (TN veya TN+Film) ile aralarındaki fark moleküllerin alt tabakaya paralel olarak sıralanması.
Katot ışın tüplü monitörlerde gördüğümüz 170 dereceye varan mükemmel bakış açısı IPS (ya da diğer adıyla Super TFT) teknolojisi ile elde edilebiliyor. Ancak bu teknolojinin bir de dezavantajı var. Sıvı kristallerin paralel olarak sıralanmasından dolayı ‘twisted nematic’ ekranlardaki gibi elektrotların her iki cam yüzeye de konulması mümkün değil. Bunun yerine alt cam yüzeye petek şeklinde yerleşmeleri söz konusu. Bu da kontrastın zayıflamasına yol açtığından parlaklığın tekrar normal düzeye yükseltilebilmesi için çok güçlü arka ışık gereksinimi doğuruyor. Klasik TFT’ler ile kıyaslandığında tepki süresi ve kontrastta hemen hemen hiç ilerleme yok.

4.2. MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Şekil 4.3: Fujitsu tarafından geliştirilen MVA.

Teknik olarak geniş bakış açıları ve hızlı tepki süreleri için en başarılı çözüm.

Fujitsu ideal çözümü bulmuş gibi. MVA 160 dereceye varan bakış açısı ve yüksek kontrast oranları ile hızlı tepki süresini optimumda uzlaştırmış.

MVA’daki M, Multi-Domain (çok bölgeli) anlamına geliyor. Bunlar renk hücreleri içindeki alanlar. Şekil 3, tümsekler aracılığı ile oluşturulmuş bir çok bölgeli örneği gösteriyor. Fujitsu şu anda bağımsız hücreleri 4 adete kadar olan paneller üretmekte.

MVA’daki VA ise “vertical alignment” yani dikey hizalamayı işaret ediyor. Aslında bu terim biraz yanıltıcı çünkü sıvı kristal molekülleri (devinimsiz haldeyken) tümseklerden dolayı tam olarak dik hizalanmış değillerdir (bkz. şekil 3; kapalı pozisyon). Voltaj uygulanarak bir elektrik alanı oluşturulduğunda, kristaller yatay olarak hizalanır ve böylece arka ışık katmanlar arasından geçebilir. MVA, IPS ve TN+Film teknolojilerine kıyasla, oyun ve video performansında çok etkili olan hızlı tepki sürelerinde daha iyidir. Kontrast genel olarak daha başarılıdır, ancak bu da bakış açısına göre değişkenlik gösterebilir.

Şekil 4.4: Değişik Bakış Açısı Teknolojilerinin

MVA hızlı tepki süresi ve çok geniş bakış açısı sunuyor ancak Fujitsu’nun bu teknolojisi pazarda hala çok az pay sahibi.

TN+film çözümü tepki süresinde dikkate deðer bir geliŞme sunmuyor. Bunu kullanan ürünler düŞük fiyatlý, yüksek miktarlarda üretiliyor ve bakýŞ açýsýný kabul edilebilir deðerlere çýkartabiliyor. Uzun vadede bu tip ürünlerin Pazar payýnýn azalmasý bekleniyor.

IPS Hitachi ve NEC gibi büyük üreticiler sayesinde pazarın önemli kısmını elinde tutuyor. Bu ekranların başarılı olmasındaki en önemli etken 170 dereceye varan geniş bakış açısı ve makul tepki süresi.

Teknik olarak MVA en iyi çözüm. 160 derecelik bakış açısı en az katot ışın tüplü klasik monitörler kadar iyi. 20 milisaniyelik tepki süresi video oynatımı için uygun. Pazar payları çok düşük ancak giderek artıyor.


 

Hazırlayan

Hale AYDIN

LCD Monitörler

1.GİRİŞ

Tüplü ekranlara göre ince ve hafif olan LCD’lerin yapısı CRT’ye göre çok faklıdır. LCD yani likit kristal monitörler aslında bilinenin tersine sıvı değil katı-sıvı arası özel bir materyal kullanılırlar. Bu sıvı-katı karışımı özel materyal ekran içerisinde normal halde düzensiz şeklinde bulunan ve elektrik verildiği zaman düzenli bir şekil alan özel bir sıvı kristaldir. Bu yapıyı oluşturabilmek çok zordur. Bu yüzden tüplü ekranlara göre fiyatları çok daha yüksektir. yalnız bu özel madde sayesinde LCD ekran; elastikiyet, düşük yansıtma oranı gibi özelliklere sahip olur.

2.LCD MONİTÖR YAPISI

LCD monitörler her şeyden önce CRT monitörlere göre çok az yer kaplarlar. Kapladıkları alan sadece ekran içindir. Tüp kullanmadıkları için hafiftirler ve sadece ekran içindir. Tüp kullanmadıkları için hafiftirler ve ısınma sorunları da yoktur. Çok az güç tüketirler ve radyasyon yaymazlar. Ayrıca CRT monitörlerin aksine manyetik alanlardan etkilenmezler.

LCD monitörlerin en önemli iki dezavantajı vardır.

  • Çok pahalıdırlar.
  • CRT nonitörler gibi geniş bir görüş açısı sunmazlar.
Şekil 2.1: LCD Ekranın kesit ve bileşenleri

Taşınabilir sistemlerdeki ekranların tamamı LCD tabanlıdır. LCD monitörlerde yada notebook’larda 3 katman bulunur. En altta yansıtıcı v,bir materyal ortada sıvı kristal bir karışım ve en üstte de  yine yansıtıcı bir  materyal bulunur. Bu noktadaki sıvının atasında dolaşan akım kristallerinin aralarından ışık geçemeyecek şekilde sıralanmasını sağlar.Bu yüzden her kristal bir nevi diyafram mantığı ile ışığı geçirecek yada tutacak bir mekanizma vardır.

Şekil 2.2: LCD ekranın çalışma düzeni; Başlangıç seviyesi
Şekil 2.3: LCD ekranın çalışma düzeni; Hareketli seviye

 

3.LCD EKRAN TÜRLERİ

TFT ve Aktif matrix ekran, pasif matrix ekran olmak üzere iki tanedir.

3.1. TFT ( Thin Film Transistör ) ve Aktif Matris LCD Ekran

Bu teknolojide ekrandaki her piksel bir ile dört adet transistör aracılığı ile yönlendirilir. Aktif matris teknolojisinde görüntü hücresinin yönetimi panelin kendi üzerine entegre ediliyor. Her bir hücrede elektronların gerilimini ayarlayan bir ince film transistör bulunuyor. Yerinde yönetim ile görüntü noktaları arasındaki baskınlık hemen tümüyle ortadan kaldırılıyor. Böylece panelin tepki verme süresi gözle görülür bir şekilde iyileşiyor. Üst sınıf cihazlar, video sunumu için bile yeterli olan yaklaşık 35 milisaniyelik görüntü oluşturmak sürelerine ulaşıyor.

3.2. Pasif Matrix LCD Ekran

Bu tür ekranlarda yatay ve dikey kablolar kullanılıyordu. bu yatay ve dikey kabloların kesiştiği yerde tek bir piksel bulunuyor ve ışığın geçmesine veya kalmasına karar veriyor. Daha ucuz olmasına karşın kısıtlı bir kalite elde ediliyor. 90’ların ortalarından itibaren nadir kullanılmaya başlanan bu tip ekranlar son zamanlarda DSTN, CSTN ve HPA teknolojileri ile tekrar geri dönmeye hazırlanıyor.

Bu monitörler daha çok taşınabilir PC’lerde kullanılır. LCD monitör, plastik bir tabaka içindeki sıvı kristalin ışığı yansıtması ilkesine göre çalışır. Pek çok LCD monitörde bulunan bazı dezavantajlar şunlardır:

  • Ekran tazeleme hızı düşüktür.
  • Renk kontrastları azdır.
  • Ortamdaki fazla ışığı yansıtırlar. Görüntü net değildir.
  • Hareketli görüntüler bulanıktır.
  • Sıvı kristal akışının yavaşlığı görüntü izinin hemen silinmemesine neden olur.

Bu dezavantajların yanısıra, düşük güç harcamaları, çok küçük hacimleri ile taşınabilir PC’ler için vazgeçilmezdir. Bazı LCD modellerinde, “arkadan aydınlatma” yöntemi kullanılarak bulunduğu ortamdaki ışık dengelenir. Böylece ekrandaki istenmeyen yansımalar bir ölçüde önlenir. LCD monitörlerde şuan aktif matris monitör çeşidi kullanılmaktadır. Pasif matriks monitörlerin tersine aktif matrikslerde, her pixeli kontrol eden ayrı ayrı transistörler vardır. Bu transistörler, piksellerin henüz parlaklığını yitirmeden yenilenmesini sağlar. Her pixelin kendine ait bir regülatörü vardır. Bu regülatör yardımı ile her bir pixele ait voltaj değerini etkilemediğinden daha iyi görüntüler elde edilir.

LCD monitörler henüz her kullanıcıya hitap edemiyorlar çünkü fiyatları gerçekten çok yüksek. LCD ekranlar sıvı kristal ekranlardan yapılıyorlar. Sıvı kristal ekranların öncelikle çok büyük avantajı var. En büyük özelliği sadece 1mm’lik bir kalınlığa sahipler. Bu yüzden notebook bilgisayarlarda ve bazı masaüstü ki masrafından dolayı pek tutulmuyor. 15 cm’lik kasa kalınlığıyla –hatta daha az olanları da var- normal bir 17” monitörden yaklaşık olarak üç kat daha az yer kaplıyor. Yalnız bu ekranların fiyatları birkaç bin dolar.

Likid kristal bir ekranda resim çeşit dağılımlı bir arka plan aydınlatması, iki cam arasındaki sıvı kristal yüzey ve pikselin kontrolünü sağlayan iletken indiyum – kalay – oksit (ITO) matris ile sağlanıyor. Sıvı kristalin molekülleri bir resim noktasının arka plan aydınlatması ile aydınlanıp aydınlanmayacağına karar veriyor.

Sıvı kristaller, sabit kafes yapılarından dolayı sıcaklık, ışık veya elektriği etkini yönüne göre etkileyebiliyor. Bu olaya verilen ad ‘antisotropi’… Sıvı maddelerde ise gelişi güzel dağılım sebebiyle ışığın geliş yönü o kadar da önemli değil. Çubuk şeklindeki karbon, hidrojen ve oksijen molekülleri de anisotrop davranıyorlar ve ışığı kırıyorlar. Katı cisimlerin moleküllerinin aksine yönlerini değiştirebiliyorlar ve böylece ışık sübabı görevini görebiliyorlar.

4.Sıvı Kristal Teknolojisi

Sıvı kristal alanlarda elektrik alanlarından etkileniyor. Kristalden bağımsız olarak çubuklar elektriğin etkisiyle dikey (pozitif dielektrik anisotropisi) yada yatay (negatif dielektrik anisotropisi) olarak pozisyon alıyorlar. Sıvının genel şekli sadece elektriğe değil, aynı zamanda sıcaklığa da bağlı. Sıcaklığa bağlı olarak farklı düzenler oluşturuyor. Bu düzenlerden biri de “nematik” düzen ve LCD monitörlerin bir çoğu da bu düzene göre çalışıyor.

Arka aydınlatmadan yola çıkan ışık sıvı kristal tabaka sayesinde iki kere kırılıyor. Eliptik salınımdan sonra renkli ışığa dönüşüyor. Beyaz bir arka plan rengi için cam tabakalar üzerindeki folyolar belli bir salınım düzenine sahip ışığı perde üzerine bırakıyor. Burada oluşan sorun ise ışığın büyük bir bölümünün kaybolması sonucu parlaklık ve aydınlığın yetersiz kalması.

Twisted-Nematic-LCD’de ise bu sorun bir hile ile çözülüyor. Cam tabakalardan iri 90 derece döndürülmüş olarak monte ediliyor. Yüzeye yakın sıvı kristal molekülleri de bu 90 derecelik tabakaya uyarak dönüyor. Daha akım verilmeden sıkı ve düzenli bir ağ kurulmuş oluyor. Salınım düzlemine gelen ışık ikinci polarizasyon filtresine ulaşıyor, ama onu geçemiyor.
Super-Twisted-LCD’de (STN) ve pahalı notebooklar’da kullanılan Double-Super-Twisted-Nematic-LCD’de (DSTN) ortaya çıkan sonuçlar oldukça iyi.

Her Noktadan Elektrik Geçiyor

Işık sübaplarının açılıp kapatılması için iletken ve ışık geçirgen ITO-Matrisi cam tabaka üzerine yerleştiriliyor. Bir dikey ve bir yatay satıra elektrik akımı verildiği zaman keşişim noktasında oluşan elektrik alanı sıvı kristal molekülü yakmak için yeterli. Böylece bir piksel aydınlanıyor. Buradaki sorun bir satır boyunca piksellerin hafifçe aydınlanması. Zayıf elektrik alanı ve moleküllerin etkilemesi sonucu kirli satırlar elde ediliyor.
TFT-Ekran kullananlar bu sorunları yaşamıyor. TFT ekranlarda elektriksel alan sadece istenilen noktada oluşuyor. Yine her piksel zayıf bir akıma maruz kalıyor, ancak küçük bir transistör (Thin Film Transistör) ile istenilen nokta güçlendiriliyor.
Twisted-Nematic (TN) modunda çalışan TFT ekranlarda elektrik alanı LC (sıvı kristal – liquid crystal) hücresi içinde oluşuyor. Elektrotlar cam yüzeyine yayılıyor.
IPS ekranlarda ise 160 derecelik bir açıya kadar sabit kalıyor. LC hücresinin çalışma prensibi radikal bir şekilde basitleştirilerek tekrar Akım=Işık denklemine geliniyor. Normally White modunda ise tam tersi; Eğer elektrik alan yok ise pikseller parlıyor. IPS monitörler Normally Black modunda çalışıyor: Elektrik alanı kuvveti arttıkça, moleküller dönerek daha fazla geçirgen hale geliyor. Alan şiddeti arttıkça, ışık ta artıyor.
Daha fazla ışığın sağlanabileceği yöntemler gereksiz oluyor. Bunun yanında parlaklık sadece ışık kümesinden oluşmuyor. Siyah hücrelerin de etkisi büyük. Cam yüzeyler üzerine 90 derece açıyla monte edilmeyen folyolar da yanlış salınım ile ön yüzeydeki polarizatöre erişilmesine sebep oluyor.

5.LCD Ekran Kullanımında Dikkat Edilecek Noktalar

Lcd ekran kullanırken dikkat edeceğimiz hususlar şunlardır;

5.1. Piksel hataları

Bir 15 inç TFT ekranı 2,359,296 transistörden oluşur. Bu yüzden en titiz üretime rağmen hatalı resim noktalarının sö konusu olabileceğinin belirtmek gerekir. Üreticiler ise 10 piksel hatasından fazlasında cihazı bozuk olarak kabul ederler. bunun için LCD bir monitör seçimi için bu nokta öncelikle ve özenle gözden geçirilmelidir.

5.2. Bakış açıları

LCD ekranlar da görüntüye tam karşısından değil de bir başka açıdan bakıldığında renk netliği ve kontrast değerleri düşüşte oluyor. Bu da önemli bir alım etkenini oluşturuyor.

5.3. Bağlantı

Yaygın olarak kullanılan analog bağlantı yönetiminde PC bilgisayarların dijital görüntü sinyali, TFT’ye aktarıldıktan sonra yeniden dijitalleştirmek üzere, grafik kartı tarafından analog bir sinyale dönüştürülüyor. Bu da dönüşüm sırasında gereksiz bazı kayıpların meydana gelmesine sebep oluyor. Bu yüzden gelecekte düz ekran monitörlerin dijital bağlantılarla donatılması gerekecek.