Alapvetően kétféle monitortípust használunk:

• katódsugárcsöves és
• folyadékkristályos működésűeket.

Ezen kívül léteznek LED, gázplazmás működési elvű monitorok és vetített képet előállító típusok is. Ebben a fejezetben ezek működési mechanizmusa mellett megismerjük jellemző tulajdonságaikat, s össze is hasonlítjuk az egyes típusokat.

Az első monitorok - a televízió készülékekkel együtt fejlődve - hagyományos képcsöves szerkezetűek voltak. S bár még ma is alkalmazunk ilyeneket, az idők során nagy fejlődésen mentek keresztül. Hisz az 1970-es évek karakteres felületet igényeltek, s a színek megjelenítése sem volt fontos: a kijelzők jellemzően egy színűek (monochrom) voltak, zöld, vagy sárga megjelenítési színnel. A televízióval való rokonságot mi sem mutatja jobban, mint hogy a háztartásokban elterjedt számítógépek képét a TV jelenítette meg, azokhoz külön monitort nem kellett vásárolni (pl.: Commodore, Sinclair gyártmányok).

34.  ábra TV, mint megjelenítő eszköz

A színes monitorok megjelenése - s ezzel elérkeztünk a mához - már lehetővé tette a grafikus operációs rendszerekben rejlő lehetőségek teljesebb kihasználását. De hogyan is működik?

A katódsugárcső (CRT, Cathode Ray Tube) egy különleges elektroncső. Az elektroncsövek működésének lényege, hogy egy zárt, vákuumos, vagy nemesgázzal töltött térben különböző funkciójú elektródák helyezkednek el:

35.  ábra Elektroncső szerkezeti felépítése

Az egyes elektródák feladata:

• a fűtőszál a katódot melegíti fel, melyből így elektronok távoznak;
• a rácsok az elektronok irányának, illetve az áramlás sebességének befolyásolására szolgálnak, ezt a rájuk kapcsolt megfelelő polaritású feszültséggel képesek elérni;
• az anód fogja fel végül az elektronokat.

Persze a képcsőben az alapelvek megtartása mellett kissé más kialakítást kellett választani:

36.  ábra A képcső és részei

• a fűtőszál és az anód feladatai megmaradtak, de itt az utóbbit elektronágyúnak szokás nevezni;
• a rácsok mellett megjelentek az elektronsugár fókuszálását és a képernyő megfelelő pontjára való irányítását szolgáló tekercsek;
• több anódot alkalmaznak, a legfontosabb a képmegjelenítés szempontjából a képernyő felülethez közeli bevonat formájában kialakított réteg (ez szembetűnően arról ismerhető fel, hogy egy külön nagyfeszültségű vezeték látja el az energiaellátását).

S mivel az elektronsugarat, mely becsapódik a képernyő felületébe, szemünk nem érzékeli, azt bevonják egy floureszcens anyaggal. (Monochrom képernyők esetén ennek a bevonatnak az anyaga határozza meg a megjelenített színt.) Ez két jelenséget eredményez:

• elektronsugárral való gerjesztés hatására látható fény bocsát ki, és
• azt nem csak addig teszi, amíg az elektronsugár éri, a gerjesztett állapot rövid ideig még fennmarad.

Ahhoz, hogy a kép színes legyen, alapszínenként szükséges egy-egy elektronágyú, illetve egyes belső egységek többszörözése. A képernyő felületét is úgy kell kiképezni, hogy a külön-külön vezérelt színeknek megfelelő elektronsugarak csak a megfelelő, előre színezéssel ellátott képpontokba juthassanak, melyek itt három különböző színt képesek megjeleníteni. Ezt megfelelő maszkkal oldják meg.

A CRT monitorokat a XXI. század elejétől egyre inkább kiszorítják a folyadékkristályos megjelenítők. Ehhez óriási lökést adott, hogy az alkatrészek integráltsági fokának növekedése mellett kis tömegű, nagy műveletvégzési sebességű hordozható eszközök előállítása vált lehetségessé, s ezt a megjelenítési technikának is követnie kellett.

A folyadékkristályok különleges tulajdonságait a fény manipulálására már az 1890-es években felismerték. Ám gyakorlati alkalmazásukra az 1970-es évekig kellett várni. Ezt is egy hordozható eszköz, a digitális karóra elterjedése inspirálta.

Az LCD (Liquid Crystal Display) fő része egy nagyon vékony elektródahálózattal bevont üveglappár közé elhelyezett folyadékkristály réteg, melyet a két felületén egy-egy eltérő állású polárszűrő fog közre. Amikor az elektródákra nem kapcsolunk feszültséget, a fény akadálytalanul halad át a folyadékkristály szerkezeti adottsága (csavarodás) miatt. Ám ha feszültséget kapcsolunk az elektródákra, akkor megváltozik a folyadékkristály szerkezete (kiegyenesedik), s így az adott felületen (melyet kicsinysége miatt pontnak érzékelünk) már nem jut át a fény. Kellően sűrű ponthálózat, s a már megismert színkeverés szerinti különböző szűrők alkalmazásával már elő is állítottuk a színes képet. Ha azonban közelről, vagy nagyítóval nézzük meg a képet, jól látszanak az egyes felületrészek határai.

37.  ábra A folyadékkristályos kijelző szerkezeti felépítése

Azonban az LCD kijelzők számos hátrányos tulajdonsággal rendelkeznek:

• érzékenyek a háttérmegvilágítás homogenitására;
• csak kis szögtartományban adnak színhelyes képet;
• a kristály mozgása meglehetősen lassú, így gyors mozgások megjelenítésére alkalmatlan egy ilyen technikájú kijelző.

Ezért ma nem is ezt, hanem az ennek alapjain kifejlesztett TFT (Thin Film Transistor), azaz vékonyfilm tranzisztor technológiájú kijelzőket alkalmazzuk. Tulajdonképpen ez sem egy, hanem három különböző (TN+F, IPS és MVA) megvalósítási formában terjedt el. Az LCD kijelzők említett hátrányait alapvetően azzal szüntetik meg, hogy minden egyes képponthoz egy saját vezérlő tranzisztor tartozik, mely sokkal gyorsabban és pontosabban tudja a kristályok irányítását elvégezni. Így növekedhet a betekintési szög, hatékonyabban követi a szükséges fényerő változásokat is.

38.  ábra TFT típusok

Tudjon meg a témáról többet!

Bár nem számít újdonságnak a plazma kijelző, hisz televízióként igen elterjedt, számítógépes kijelzőként nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket. Ennek fő oka energiaéhsége, mely kizárja, hogy hordozható eszközökben alkalmazni lehessen. Pedig maga a működése nem túl bonyolult: nemesgázok alkalmas keverékét a gerjesztésükre szolgáló vékony elektródahálózatot tartalmazó üveglapok között elemi cellákban elhelyezve a gerjesztés hatására gázkisülés keletkezik (épp úgy, mint a közönséges fénycsövekben, a fő különbség a méretekből adódik). Ezt megfelelő lumineszcens anyaggal látható fénnyé alakítják a színkeveréshez szükséges három alapszínben (a fénycső felületén is megfigyelhető a „fénypor" bevonat, bár ott a fehér fény előállítása a cél).

39.  ábra Színes plazma kijelző felépítése

A PDP (Plazma Display Panel) kijelzők fő előnye a nagy fényerő és a szinte korlátlan képméret mellett a nagyszerű színhűség, az óriási kontraszt arány (akár 100.000:1) a 180 fokos betekintési szög (bárhonnan ugyanazt a képminőséget látjuk). Ennek ára a jelentős energiafogyasztás, mely a CRT monitorokét is meghaladhatja.

A LED kifejezést lépten-nyomon használjuk, de nézzük, hogyan lesz ebből kijelző! E tekintetben - mint gyakran a divatos fogalmak esetén - több, eltérő jelentéstartalommal találkozunk. A már kapható LED kijelzők valójában TFT monitorok csupán azzal a kis eltéréssel, hogy a háttérmegvilágítást LED-ek szolgáltatják, s nem fénycsövek.

Igazi LED-es kijelzők egyelőre csak kisebb méretben elérhetőek, ezek az OLED (Organic Light Emitting Diode) technológiára épülnek. Egy átlátszó sík felületre megfelelő számban és sűrűségben helyeznek el az alapszíneknek megfelelő LED hálózatot, s ennek vezérlése révén tetszőleges kép állítható elő. Bár minden jellemzőjében kiváló képet nyújt, tetszőlegesen nagy felületet lehet létrehozni vele igen vékony szerkezeti kialakítás mellett, jelenleg ez még újdonság. Ám a meredeken csökkenő gyártási költségek miatt rohamosan el fog terjedni a következő években. Különösen kedvez ennek a ma „divatos" környezettudatosság is, hisz igen csekély az energiaszükséglete, s így felesleges hőleadása is.

Azonban a kijelző típusától függetlenül igaz, hogy maga a képinformáció nem itt születik. Ehhez egy megfelelő csatoló kártyára van szükség.

A monitorok felbontásának és színmélységének, így a közlendő adattömegnek a növekedése több csatlakozó típus megjelenését hozta maga után:

Kezdetben a 15 tűs, analóg jelátvitelre tervezett D-SUB csatlakozókat alkalmazták. Ennek monitor felőli végét vagy eleve forrasztással a készülék belsejében alakították ki, vagy a monitorhoz is ugyanilyen csatlakozóval kapcsolódott (a kábelen a dugó, a készülékekbe az aljzat kerül beépítésre). Egyes gyártók a monitor felőli csatlakozást komponens bemenettel valósították meg, ami megfelelő átalakító kábelt igényel.

40.  ábra 15 tűs analóg monitor csatlakozó

A digitális kijelző technológiák megjelenésével párhuzamosan alakult ki a DVI (Digital Visual Interface) csatlakozó. Ám ezzel fokozott elővigyázattal bánjunk, hisz számos válfaja van az egyes informatikai és audiovizuális készülékekben:

• a DVI-D csak a digitális kapcsolat kialakítására szolgáló érintkezőkkel van ellátva;
• a DVI-A pedig csak az analóg jelátviteli érintkezőket tartalmazza;
• a megoldást a minden csatlakozást magába foglaló DVI-I jelenti.

Az eltérő felületek illesztési problémájával gyakran szembesülünk a gyakorlatban.

A további adattömeg növekedés a HDMI (High Definition Multimedia Interface) csatlakozót hozta magával. Ez egy első sorban szórakoztatóelektronikai eszközök összekapcsolására létrehozott csatlakozó típus, mely a képjelek mellett hangjelek továbbítását is megvalósítja. Itt a csatlakozó kiosztása szabványos, de egyre gyakrabban találkozhatunk a HDMI-A mellett a kisebb HDMI-C (mini) csatlakozótípussal is.

42.  ábra DVI és HDMI csatlakozók

Egyes monitorok ezen kívül egyéb bemenetekkel (s ennek megfelelően a videokártyák is hasonlóan ilyen kimenetekkel) lehetnek felszerelve.

Szintén az audiovizuális technikából származik az S-VIDEO csatlakozó, számos változatban.

S a régebbi időkből ismert a kompozit (összetett) videójel csatlakozó is.

E temérdek információ egyre jó a gyakorlatban: ha eltérő csatlakozási rendszerünk van a készülékek esetén, ennek megfelelően el tudjuk dönteni, hogy alkalmazható-e átalakító. A kereskedelemben az átalakítók széles skálájával találkozhatunk, s magunk is készíthetünk ilyet. De sok esetben a videokártya gyártó is ellát bennünket néhánnyal.

44.  ábra Videojel átalakító többféle kimenettel