LCD monitori – tehnologije, paneli, komponente, poređenja

Sadržaj:

1. Uvod
2. Podela LCD ekrana prema tehnologiji pozadinskog osvetljenja
   1. TFT
      1. TN
      2. IPS
      3. VA
   2. LED
      1. Edge LED
      2. Full LED
3. Poređenje TN, IPS i VA LCD monitora
4. Komponente TFT LCD monitora
5. Prednosti i nedostaci LCD monitora
6. Poređenje CRT i LCD monitora
7. Zaključak

1. Uvod

Glavni izlazni periferni uređaj kod personalnih računara je monitor koji ima zadatak da prikaže grafičke elemente i omogućava nam lakše korišćenje računara.

Prvi računari su posedovali monitore sa katodnom cevi u sebi, poznatiji kao CRT monitori. Bili su velikih dimenzija, ličili na TV uređaje, a i radili na principu televizora.

Ipak, između CRT monitora i televizora postoji dosta značajnih razlika. Pre svega, CRT monitori imaju mnogo veću rezoluciju, što je veoma bitno jer veća rezolucija znači i kvalitetnija slika a samim tim je i zamor očiju manji. Dalje, razlikuju se po načini iscrtavanja piksela na ekranu. Televizori iscrtavaju svaki drugi red na putu do dole, a na putu ka gore iscrtavaju ostale. Ovaj metod se zove “preplitanje” i izaziva treperenje slike. Monitori, pak, ne koriste ovaj način iscrtavanja piksela već iscrtavaju sve u jednom prolazu i to nekoliko desetina puta u sekundi. Time dobijamo efekat poznat kao “brzina osvežavanja” – što je brzina osvežavanja veća, slika je jasnija i stabilnija.^[23]

Razvojem tehnologija kompanije su uspele da naprave monitore koji su bili neuporedivo tanji od CRT monitora, a samim tim i lakši i zgodnijim za prenošenje i postavljanje. Ovi noviji monitori su poznatiji kao LCD monitori. Poređenje CRT i LCD monitora se može videti na slici 1 ispod.

CRT monitori rade na principu kao i stari TV prijemnici sa katodnom cevi u sebi. Katodnu cev, tj. CRT (cathode-ray tube), je prvi pronašao nemački naučnik Ferdinand Braun 1897. godine, ali se u TV uređajima počela koristiti tek 1940. godine.

Katodna cev je u suštini staklena cev koja se širi sa jednog kraja na drugi dok se na drugom kraju ne formira površina koja je ustvari ekran televizora. Ta cev je zapečaćena sa svih strana i vakumirana. Na širem kraju sa unutrašnje strane se nalazi sloj od hiljade fosfornih tačkica koji emituju svetlost kada dođu u kontakt sa elektronima. Različite boje fosfora emituju različitu boju svetlosti pa tako imamo tri dobro poznate boje: crvenu, zelenu i plavu. Kada se tri boje spoje u jednu grupu to se naziva piksel.

Na drugom kraju vakumirane cevi se nalaze tri elektronska topa – svaki za jednu boju fosfora, a koji se sastoji od katode, izvora toplote i elemenata za fokusiranje. Određeni elektronski top ispaljuje elektrone koji se usmeravaju ka česticama fosfora pomocu snažne, pozitivno naelektrisane anode, smeštene blizu ekrana. Fosfori u jednoj grupi su tako blizu jedan drugome da ljudsko oko zapaža njihovu kombinaciju kao jedan obojeni piksel. I na taj način nastaje slika na ekranu. ^[17] Princp rada katodne cevi kod CRT monitora se nalazi na slici 2 ispod.

Kvalitet slike kod CRT monitora nije baš najbolji u odnosu na monitore novijih generacija. Rezolucija nekih CRT monitora može da dostigne veće cifre, ali sama veličina monitora ne. CRT monitori su četvrtastog oblika odnosa 4:3 i veličina se meri u inčima po dijagonali i to celog monitora! Tačnije, kada u specifikacijama ovih monitora piše da je dijagonala 17 inča, to je zapravo dijagonala celog monitora, sa okvirom, a sam ekran je manji. Ovo nije slučaj kada se radi o LCD, a i drugim novijim generacijama, monitora.

Još jedna velika razlika LCD u odnosu na CRT monitore je potrošnja električne energije. Kod LCD monitora potrošnja je i do 4 putanja manja. Takođe, CRT monitori emituju elektrone u katednoj cevi koji prelaze ekran i do 80cm izvan, što predstavlja opasnost po korisnika ako sedi blizu. Ovih problema kod LCD monitora nema jer elektroni izlaze tek par santimetra izvan ekrana.

2. Podela LCD ekrana prema tehnologiji pozadinskog osvetljenja

Kako bi povećali efikasnost LCD monitora, odziv slike, kontrast, boje, ekonomičnost i ostale bitne osobine, radilo se na različitim varijacijama ovih monitora. Pre svega na pozadinskom panelu, tj. panelu koji je zadužen da odredi količinu svetlosti koja će se emitovati. Svakom narednom tehnologijom LCD ekrani su bivali lakši, tanji, trajniji, ekonomičniji, prikazivali su realnije boje i davali bolje osvetljenje kao i kontrast.

Danas monitore prema pozadinskom osvetljenju delimo na:

• TFT LCD ekrane sa CCFL lampama i
• LED LCD ekrane sa LE diodama

2.1  TFT LCD monitori

TFT (Thin Film Transistor) tehnologija je usvojena u mnogim kompanijama kako bi poboljšali kvalitet boja na ekranu. Na TFT panelima se dodaju još 3 tranzistora, svaki za jednu boju – crvenu, plavu i zelenu, i na taj način je omogućena bolja kontrola piksela te povećanje odziva ekrana.

Za pozadinsko osvetljenje koriste lampe sa hladnom katodom (CCFL) koje su veoma tanke i postavljene uz gornju i donju ivicu monitora. Kako bi se osvetljenje ravnomerno rasporedilo po celoj površini monitora, dodaje se još jedan sloj, tačnije jedna bela difuzna ploča. Flurescente lampe u ovim monitorima su takođe i štetne za okolinu jer sadrže štetne materije, ali su jeftinije rešenje. Primer CCFL lampi se nalazi na slici 4 ispod.

2.1.1 Princip rada LCD monitora sa TFT pozadinskim panelom:

Svi pikseli kod ekrana sa tečnim kristalom su urađeni tako da budu u njihovom normalnom stanju, tj. stanju kada ne dobijaju električnu energiju, a pasivni filter pogrešno polarizuje svetlost i na taj način je zaustavlja. Međutim, kada pikseli tečnih kristala dobiju napon, oni se polarizuju pod 90 stepeni u srazmeri sa naponom što omogućava određenoj količini svetlosti da prođe. Tranzistori sa TFT panela upravljaju stepenom obrtanja i shodno tome intezitetu crvenih, zelenih i plavih piksela. ^[2]

TFT LCD monitori imaju i nekoliko mana, a možda najveća je češća pojava mrtvih i upaljenih piksela. Mrtvi pikseli su ugašeni pikseli koji više ne mogu da se upale, a upaljeni su upaljeni stalno. Najčešći razlog za ove kvarove krivi su upravo tranzistori jer ih ima mnogo a svi su zbijeni na silicijumskoj ploči. Ako samo jedno zrno nečistoće dospe unutra, mora cela ploča da se menja. Zato ovi ekrani nisu pogodni za veće rezolucije, odnosno veći broj piksela.

Kako bi se otklonile mane kod TFT ekrana napravljene su varijacije, pa tako sada imamo TN, IPS i VA TFT ekrane.

2.1.2 TN LCD monitori

TN je skraćenica za Twisted Nematic a radi na principu cevčica tečnog kristala koje su raspoređene u obliku izdužene spirale (Twisted Nematic) – oblik pozantiji kao helikoida. Funkcionišu dosta jednostavno: pri dovođenju određenog napona cevčice se okreću oko uzdužne spiralne ose i tako, u zavisnosti od stepena okrenutosti, propuštaju svetlost. Princip rada TN panela kod LCD ekrana je prikazan na slici 5 ispod.

Problem kod ovih panela je što dolazi do velikog rasipanja svetlosti. Takođe, ugao gledanja je dosta mali pa slika postaje tamnija, odnosno svetlija, u zavisnosti od toga iz kog ugla se gleda u monitor. Kod jeftinijih modela ova promena boja i osvetljenja se vidi čak i kada se monitor gleda pod pravim uglom.

Još jedan problem je nemogućnost prikazivanja potpuno crne boje već samo tamnije i svetlije nijianse sive. Pored lošeg kontrasta, TN ekrani ne uspevaju da prikažu pravilno boje, ali se to može delimično korigovati kalibracijom nekim softverom.

Danas se koriste samo zbog njihove izuzetno niske cene, ali takođe jer imaju dosta brz odziv – pogodni za gejmere.^[1]

2.1.3 IPS LCD monitori

IPS tehnologija spada u podgrupu TFT monitora. Kod IPS (In-Plane Switch) panela cevčice tečnog kristala se, prilikom promene električnog napona, okreću tako da uvek ostaju u ravni uspravnoj na pravac svetlosti (eliminiše se loša reprodukcija crne i nelinearnost reprodukcije boja).^[1] Princip rada IPS u odnosu na TN LCD ekrana je prikazan na slici 6 ispod.

IPS LCD ekrani su dosta složenije konstrukcije i imaju sporije vreme odziva u odnosu na TFT ekrane jer imaju dva kontrolna napona a samim tim i dva kontrolna tranzistora. Za to je potrebno imati jače osvetljenje što direktno utiče na potrošnju električne energije i grejanje samog monitora. Ipak, IPS paneli su povećali ugao gledanja kao i reprodukciju boja. Kasnije su kreirane razne varijacije IPS panela sa oznakama S-IPS, H-IPS i E-IPS radi eleminisanja problema sa sporim odzivom ali i povećanja kvaliteta boja. Pored toga i jeftiniji su.

IPS ekrani su postali popularni zahvaljujući kompaniji LG koja ih je prva pustila u prodaju širem broju korisnika. Međutim, ova tehnologija nije nova, naprotiv, IPS ekrani su razvijeni još 1996. godine od strane vodećih japanskih elektronskih kompanija. LG je postao lider u proizvodnji LCD ekrana sa IPS pozadinskim panelom tako da i dan danas najveće firme koriste IPS panele koji se proizvode upravo u LG fabrikama. Većina najpoznatijih LCD ekrana koristi IPS tehnologiju, ali pojavom novih tehnologija IPS polako gubi svoj udeo na tržištu.

2.1.4 VA LCD monitori

VA (Vertical Alignment) paneli imaju vertikalno raspoređene cevčice u tečnom kristalu i predstavljaju kompromis između TN i IPS tehnologije. Princip rada je nešto jednostavniji: cevčice tečnih kristala su postavljene vertikalno (po čemu su ovi monitori i dobili naziv) i tada svetlost ne prolazi. Kada se dovede pun napon do njih, okreću se paralelno podlozi i tada svetlost prolazi. Princip rada VA panela kod LCD ekrana je prikazan na slici 7 ispod.

Poređenje VA sa IPS i TN panelima

• Bolji prikaz boja od TN ali ne i od IPS panela
• Bolji uglovi gledanja od TN ali ne i od IPS panela
• Bolji nivo kontrasta i prikaz crne boje
• Sproje vreme odziva od TN i IPS panela

2.2 LED LCD monitori

LE diode (LED) su počele da se proizvode davne 1960. godine i služili su kao indikatori na elektronskim uređajima. Prva LE dioda je bila crvene boje i bila je veliko unapređenje u tom vremenu. Sedamdesetih godina zahvaljujući novim poluprovodničkim materijalima počela je proizvodnja LE dioda u više boja, i to u zelenoj, narandžastoj i žutoj boji. Nešto kasnije i plavih i belih. Snaga tih LE dioda bila je izuzetno mala, a smim tim i potrošnja električne energije, što je bilo veoma pogodno za ugradnju u monitore. Ipak, kasnije su razne firme razvijale bolje i jače LE diode, a najpoznatija među njima je kompanija “Luxeon”. Zahvaljujući toj kompaniji, na tržištu su se pojavile deset puta jače LE diode.^[9] Na slici 8 ispod možemo videti kako izgleda jedna LE dioda.

Prednost LE dioda je ta što se ne kvare, ali zato vremenom gube na osvetljenju. Pa tako, recimo, ako rade 12 sati dnevno, osvetljenje pada na 0 procenata nakon 11 godina.

LED tehnologija pozadinskog osvetljenja kod LCD monitora postaje sve popularnija. LED monitori koriste LE diode za pozadinsko osvetljenje, što pozitivno utiče na osvetljenje i contrast. Crna boja je čista crna jer se diode u potpunosti ugase i ne emituju svetlost, a na taj način je povećana i ušteda električne energije.

2.2.1 Edge LED i Full LED monitori

Prvobitni monitori koji su bili bazirani na LED tehnologiji imali su LE diode poređane samo po ivicama ekrana, takvi monitori nosili su naziv Edge LED LCD monitori. Kasnije su LE diode počele da se ugrađuju preko celog pozadinskog panela a preko njih se postavlja difuzni filter radi ujednačenja svetlosti. Tada na tržištu imamo monitore poznatije kao Full LED LCD monitori.

2.2.2 Osnovni princip rada LED LCD monitora:

Pozadinsko osvetljenje emituje svetlo na polimer (sintetički materijal koja ima uređenu molekularnu strukturu) od tečnih kristala koji se nalazi između polarizujućeg i obojenog filtera, prikazujući na taj način boje i samu sliku na ekranu. Električna struja deluje na tečne kristale i, u zavisnosti od toga, kontroliše smer i količinu svetla koja se propušta kroz tečne kristale,^[3]  a što je prikazano na slici 9 ispod.

Svaka od navedenih tehnologija izrade LCD monitora ima svoje prednosti i mane, svoju specifikaciju i, naravno, glavnu izmenu u odnosu na druge dve po kojoj se i razlikuje.

3. Poređenje TN, IPS i VA LCD monitora

Ove tri tehnologije se mogu porediti na svakom polju izrade LCD monitora, ali nema potrebe jer je najbitnije porediti one krucijalne izmene koje su i dovele do podele. Te promene su veoma bitne jer prate razvoj tehnologije i svaka promena je bila promena na bolje, u nekom pogledu. Naravno, često dolazi do degradacije kvaliteta nekih osobina radi poboljšanja drugih, ali se uvek gledalo da ta degradacija utiče na manje bitne delove sistema fukcionisanja monitora ili makar na one delove koji se mogu poboljšati na drugi način.

LCD monitori sa TN panelom su imali dosta mana, recimo nemogućnost prikazivanja dubokih crnih boja već samo svetlije i tamnije varijacije sive. Ni reprodukcija boja nije bila na zavidnom nivou, ali su zato ovi monitori imali dosta brz odziv slike, što je bila prednost među dosta mana. Gledano sa tehničke strane, TN LCD ekrani rade na principu cevčica tečnog kristala koje su raspoređene u obliku izdužene spirale (Twisted Nematic) i  pri dovođenju određenog napona cevčice se okreću oko uzdužne spiralne ose i tako, u zavisnosti od stepena okrenutosti, propuštaju svetlost. Ipak, tu postoje određeni problemi a među kojima je rasipanje svetlosti pa se tražilo rešenje.

Rešenje dolazi sa novom tehnologijom pod nazivom IPS – In Plane Switch. Sada je rešen problem rasipanja svetlosti, poboljšan je prikaz crne boje i generalno prikaz boja na ekranu i ugao gledanja je dosta povećan. Ali, kao što smo rekli u uvodu, poboljšanjem jednog dela utiče na ceo sistem i imamo degradacije u ostalim delovima sistema. Kod IPS tehnologije pojavile su se mane u obliku povećane potrošnje el. energije. Naime, IPS LCD ekrani su dosta složenije konstrukcije, imaju dva kontrolna napona a samim tim i dva kontrolna tranzistora što negativno utiče na vreme odziva slike. Ali takođe, za to je potrebno imati i jače osvetlje što direktno utiče i na potrošnju električne energije i grejanje samog monitora. To su te neke mane koje se pojavljuju kao posledica unapređenja ostalih, važnijih, faktora. Dosta je bitno naglasiti reč “važnijih” jer je to upravo i cilj, bolja slika na monitoru je primarni cilj u njihovoj proizvodnji, i zato drugi delovi trpe. U narednim verzijama LCD monitora se svakako rešavaju nastali problemi kod prethodnih uz zadržavanje, ili čak dodatno unapređivanje, primarnih osobina monitora.

Tu dolazimo do VA LCD monitora koji su zapravo kompromis između TN i IPS tehnologije. Izbačeno je sve negativno i ostavljeno sve korisno. VA LCD monitori rade krajnje jednostavno: cevčice tečnih kristala su postavljene vertikalno i tada svetlost ne prolazi. Kada se dovede pun napon do njih, okreću se paralelno podlozi i tada svetlost prolazi. Tako da kod VA LCD monitora imamo dosta bitnih unapređenja kao što su bolji prikaz boja nego kod TN ali ne i od IPS panela, zatim bolji ugao gledanja od TN ali ne i od IPS panela, bolji prikaz crne boje i kontrasta u odnosu na TN i IPS, i sporije vreme odziva nego kod TN i IPS tehnologije. Iz ovog možemo grubo proceniti da VA paneli imaju više mana nego prednosti, ali u praksi se to pokazalo suprotno.

Slikovito predstavljeno poređenje VA, IPS i TN panela kod LCD monitora je predstavljeno na slici 10 ispod.

Poređenje modela TN, IPS i VA LCD monitora koji su trenutno dostupni na tžištu

Kako je kompanija Dell danas dosta pouzdana kada se radi o monitorima, uzećemo njih za primer i uporediti njihove naizgled slične modele LCD monitora ali svaki sa različitim tipom panela. U tabeli 1 se nalazi kratko poređenje tri monitora koji poseduju različite tipove panela: TN, IPS i VA.

Tabela 1: poređenje karakteristika TN, IPS i VA LCD ekrana^[22]

Tip panela	TN	IPS	VA
Model	Dell E2016H	Dell S2715H	Dell SE2716H
Maks. Rezolucija	1600 x 900 px	1920×1080 px	1920×1080 px
Osvetljenje	250 cd/m²	250 cd/m²	300 cd/m²
Kontrast	1000:1	1000:1	3000:1
Ugao gledanja	160°/170° (V/H)	178°/178° (V/H)	178°/178° (V/H)
Vreme odziva	5ms	6ms	6ms

Iz tabele možemo videti da VA paneli imaju bolje osvetljenje i kontrast, malo sporiji odziv i veći ugao gledanja nego kod TN, ali isti kao kod IPS-a.

4. Komponente TFT LCD monitora^[1]

Najveći deo TFT LCD monitora činji njegova staklena ploča, odnosno panel. Unutar monitora se nalazi flat-kabel koji je zadužen da ostvari vezu između štampanih ploča, a pravi se u vidu tanke savitljive trake. Za pozadinsko osvetljenje se koriste flurescentne lampe (CCFL) koje su postavljene na gornjoj i donjoj ivici monitora, ali postoje i varijante monitora sa više lampi. Za prenos podataka iz računara LCD monitori imaju ulaz za VGA, DVI, HDMI ili DisplayPort. Još jedan kabel je potreban a to je kabel za napon.

Unutar samog kućišta monitora se postavljaju dve integrisane ploče, i to:

1. Jedna ploča za kola kontrolera, DC-DC konvertora i kola za kolone piksela
2. I integrisana kola za redove piksela

Još nekoliko bitnijih komponenti unutar kućišta LCD TFT monitora:

• DC-DC konvertor

Zadatak DC-DC konvertora je da od DC (engl. Direct Current) napona, što je +3.3V, formira nekoliko odvojenih DC napona neophodnih za rad pojedinih kola na štampanim pločama.

• Kontrolni čip za panel

Prima digitalne i sinhronizacione signale, obrađuje ih te prosleđuje dalje kolima za redove i kolone piksela.

Kola redova i kolona piksela

Ova el. kola dobijaju signale od pomenutog kontrolnog čipa i prosleđuju ih na TFT matricu, odnosno kolone i redove.

• AC/DC konvertor

AC/DC konvertor kod LCD monitora postoji u dve varijante:

• Eksterni
• Interni

Eksterni se tretira kao poseban/odvojeni uređaj koji se nalazi van panela koji na svom izlazu daje jednosmerni napon (DC) koji se dalje vodi do DC-DC konvertora unutar samog kućišta monitora.

Interni se nalazi u kućištu, kao i DC-DC konvertor, a kabel za napajanje se direktno iz monitora priključuje na napon u 220 (ili 110) volti. Ovo je i najčešći slučaj kod današnjih monitora. Primer kabla koji se koristi kod monitora koji imaju interni AC/DC konvertor je prikazan na slici 11 ispod.

• Mikrokontrolerski čip panela

Mikrokontrolerski čip služi za kontrolu tastera kojima korisnik podešava rad TFT ekrana. Konkretno, ovaj čip upravlja invertorom flurescentne cevi (CCFL) tako što pomoću napona koji dobija iz AC/DC konvertora proizvodi novi napon od 600-800 V, frekvencije 40-100 KHz, potreban za pobudu i rad flurescentne cevi.

• OSD

OSD je skračenica od “on-screen display” i postala je sastavni deo uređaja kao što su TV, DVD plejer, VCR… još u vreme kada je prikaz trenutnih vrednosti sa potenciometra, i ostalih komoponenti za regulaciju različitih prikaznih opcija u ekranima, premešten sa malih zasebnih ekrana u sam ekran uređaja, otuda i naziv ove opcije – na ekranu ekran.

OSD koristi zaseban grafički čip za prikaz informacija kao što su osvetljenje, kontrast, jačina zvuka… generalno celog menija koji je ugrađen u sam monitor a u kome podešavamo sve parametre vezane za njega.

OSD je odvojen od glavne slike koja se emituje na monitoru što omogućava kontrolu monitora nezavisno od grafičke kartice koja se nalazi u računaru.^[19]

• Skaler panela

Skaler panela je  funkcionalno najkomplikovaniji deo u monitoru. Kontroliše rad sklopova kojima se obrađuje video signal preko A/D konvertora i skalera.

Skaler panela konkretno ima zadatak da:

1. Obradi video signal (podesi kontrast, osvetljenje, oštrinu, zasićenje boja…)
2. Skalira sliku ako je to potrebno (ako je rezolucija video signala iz grafičke kartice jednaka rezoluciji TFT monitora, nema potrebe za skaliranjem. U svakom drugom slučaju skaler podešava rezoluciju monitora tako da se slika pravilno prolaže).

Pomoću skaler panela možemo manuelno i automatski kalibrirati sliku prema našim potrebama. Ako želimo da se slika sama kalibrira na najbolji mogući način, koristićemo automatsko kalibriranje. Tada monitor kalibrira sliku na ekranu onako kako je najbolje za trenutni prikaz.

Ako želimo da kalibriramo sliku precizno i tačno prema našim potrebama, nezavisno od toga šta je trenutno prikazano na ekranu, tj. od onoga što monitor dobija kao signal od grafičke kartice, to možemo izvesti pomoću manuelnih kontrola implementiranih u sam monitor.

• Konektori

Za dovođenje video signala iz grafičke kartice do monitora, postoji nekoliko rešenja u vidu konektora i kablova koji su se vremenom usavršavali uporedo sa usavršavanjem monitora i grafike u računarima.

Na početku smo imali MDA (Monochrome Display Adapter) adaptere koji su bili sposobni za prenos 80 kolona i 25 redova teksta u jednoj boji. Nakon njih su se pojavili CGA (Colour Display Adapter) adapteri koji su bili sposobni za prikaz 80 kolona i 25 redova teksta u 16 boja. I tako dalje. Međutim, VGA (Video Graphics Array) standard je uubrzo počeo da se koristi i zadržao se neko vreme. VGA je u početku mogao da prikaže maksimalnu rezoluciju od 640 x 480 piksela pa se radilo na unapređenju ovog standarda. Kasnije u upotrebu ulazi D-sub 15 verzija VGA standarda koja se zadržala i dan danas. Na slici 12 je prikazan VGA konektor (muški).

Digitalna verzija VGA konektora nosi naziv DVI (Digital Video Interface) i koristi je veliki broj monitora kao i grafičkih kartica. Ipak, pojavom većih kućnih zabavnih centara (engl. entertainment center) došlo je do potrebe za kvalitetnijim prenosom slike ali i zvuka u isto vreme. Tada su se pojavili HDMI konektori koji su u stanju da prenesu sliku i zvuk u odličnom kvalitetu. Pa tako danas imamo monitore sa HDMI ulazom i grafičke karte sa HDMI izlazom. Na slici 13 je prikazan HDMI kabel.

5. Prednosti i nedostaci LCD monitora

LCD monitori su pronašli svoju primenu kod velikog broja korisnika zbog odličnog odnosa cene i kvaliteta. Postoji širok spektar ovih monitora u svim cenovnim rangovima pa je izbor zaista velik a korisnik može odabrati onaj koji mu najviše odgovara.

Međutim, LCD monitori imaju svoje mane kao i prednosti, i u zavisnosti od toga za šta će monitor služiti, korisnik se odlučuje ili neodlučuje za kupovinu.

5.1 Prednosti

Ovi monitori imaju dosta prednosti u odnosu na starije modele zbog čega su i dan dana s u upotrebi i još uvek se unapređuju.

• Odlična reprodukcija boja

Za razliku od prethonih generacija monitora, npr. plazma monitori, LCD tehnologija je znatno bolja što se tiče kvaliteta boja. Same boje su dosta realističnije i življe, a uz dodatna kalibriranja mogu se dobiti još bolji prikaz boja.

• Kvalitet slike

Zahvaljujući najnovijoj LED tehnologiji, LCD monitori mogu da prikažu zaista kvalitetne slike jer LE diode emituju mnogo prirodniju svetlost i boju.

• Energetska efikasnost

LCD monitori koriste i do 30 procenata manje električne energije od monitora prethodnih generacija.  Dosta LCD monitora poseduje i dodatni mod čuvanja energije (engl. Power saving mode) kako bi se uštedelo još više el. energije.

• Nema Burn-In problem

Za razliku od Plazma i CRT monitora, LCD monitori nemaju Burn-In problem. Tačnije, na monitoru nakon nekog vremena korišćenja ne ostaju fleka prethonih slika, a primer takvog problema se može videti na slici 14. Ta fleka se na ekranu zadržava na dužem periodu i predstavlja veliki problem za korisnike i sam monitor.

• Konstrukcija

Za izradu LCD monitora potrebno je manje elektronike nego kod nekih prethodnih modela. Samim tim LCD monitori se manje greju i lakši su.

5.2 Nedostaci

Pored svih dobrih strana, LCD monitori imaju i svoje mane. Neke od mana mogu znatno uticati na odluku kupca o kupovini monitora ove vrste.

• Cena

LCD monitoru su malo skuplji od npr. Plazma monitora iste veličine. Ipak, cena LCD monitora polako pada jer na tržište polako dolaze monitori novijih generacija.

• Ugao gledanja

Ugao gledanja kod LCD monitora je možda i najveći problem. 178 stepeni po vertikali i horizontali je današnji standard, ali ipak je manje nego kod ostalih vrsta monitora. Podešavanjem monitora na njegovom stativu je svakako moguće pa se lako može podesiti odgovarajući ugao gledanja. Na slici 15 možemo videti primer gubitkva kvaliteta slike kod LCD ekrana kada se gleda iz različitih uglova.

• Crna boja

Još jedna velika mana LCD monitora je prikaz crne boje jer crna nije zaista crna. LCD monitori umesto potpuno crne prikazuju jako tamnu sivu, što se nekad primeti ako se pojača osvetljenje ekrana. Međutim, kod LED LCD monitora ovog problema nema, ali su ti monitori ređi i malo skuplji.

• Mrtvi i upaljeni pikseli

LCD ekrani su među korisnicima, izmađu ostalog, poznati i po čestoj pojavi mrtvih ili upaljenih piksela. To su pikseli koji se zauvek ugase ili zauvek ostanu upaljeni. Jedna piksel nije mnogo u odnosu na ceo monitor, ali u nekim situacijama može dosta da smeta i odvlači pažnju korisniku.

6. Poređenje CRT i LCD monitora

Kada pričamo o poređenju CRT i LCD monitora moramo prvo uzeti u obzir da se radi o dve potpuno različite tehnologije prikazivanja grafičih elemenata na ekranu. Ipak, kod jedne i kod druge tehnologije cilj je bio prikazati što jasniju i oštriju sliku koja ima širo kspektar boja i veliki ugao gledanja.

CRT monitori su glomazniji, samim tim i teži za renos, zauzimaju više mesta. Takođe, imaju manje prostora za unapređivanje u smislu poboljšanja kvaliteta slike. LCD monitori imaju dosta potencijala, samo ako uzmemo za primer pozadinsko osvetljenje pa možemo nabrojati nekoliko tipova. Veliki je izbor, korisnik ima veliki izbor pri kupovini, u širokom cenovnom rangu. CRT monitori nisu mogli više da se unapređuju jer je tehnologija zastarela, prelazi se na mikroelektorniku tolikih razmera da je nemoguće više smanjiti tranzistore jer bi elektroni jednostavno “preskočili” prekidač i time bi oni izgubili smisao.

Bitna stavka za razmatranje je uticaj na oči korisnika. Jedan deo korisnika, uglavnom ljubitelji CRT monitora, kažu da je umaranje očiju kod CRT monitora manje nego kod LCD. S druge strane korisnici LCD monitora, ali i naučnici, kažu da je situacija skroz obrnuta – LCD monitori manje umaraju oči i oštećuju vid. Tu opet dolazimo do stavke unapređenja monitora o kojoj je malopre bilo reči. Nove tehnologije nam omogućavaju da kreiramo monitore koji manje štete očima. Primera radi, tehnologija “Flicker free” koja je ugrađena u nekim Asus, BenQ, SonicView i drugim monitorima a koja ima zadatak da zaštiti oči tako što će u potpunosti izbaciti treperenje na ekranu.

Zatim, tehnologija smanjenja plave boje koja šteti ljudskom oku. Neki od monitora poznatijih brendova imaju ovu tehnologiju ugrađenu u svoje nove monitore i dostupni su korisnicima za prihvatljivu cenu. Ima još dosta mesta za unapređenje LCD monitora i to je razlog više zbog kojeg će biti na vrhu po upotrebi još jedan duži period.

6.1 Mane CRT monitora:

• Veća potrošnja struje
• Ne baš tako savršena geometrija slike
• Povećano zračenje
• Osvežavanje ekrana
• Gabariti samog monitora

CRT ekrani su imali učestalost osvežavanja od oko 120 herca, a jedan herc predstavlja jednu sliku koju monitor iscrtava u sekundi. LCD monitori osvežavaju sliku samo kada je to potrebno, za razliku od CRT monitora, a kada je potrebno osvežiti brzina se kreće od oko dve mili sekunde, odnosno 500 slika u sekundi.

Međutim, glavna osobina LCD monitora je tehnologija koja stoji iza njih, a to je “tečni kristal”. Ono što tečne kristale odlikuje to je mogućnost promene orijentacije molekula. Pa tako naelektrisanje same materije menja njenu strukturu a samim tim i način na koji svetlost prolazi kroz nju.

Bitno je napomenuti da, uprkos nazivu, LCD ekrani nisu u tečnom, a ni u čvrstom, agregatnom stanju, ali su zadržali reč “tečni” u nazivu jer su bliži tečnom nego čvrstom stanju. Ova tehnologija je pronađena 1888. godine, prvi LCD prikaz je izveden 1968. godine, dok je prvi kompletan LCD monitor proizveden 1979. godine.

Tečni kristali poseduju sledeće četiri osobine koje omogućavaju rad LCD monitora:

1. polarizacija svetlosti
2. sposobnost tečnog kristala da prenosi i menja polarizovanu svetlost
3. struktura tečnog kristala se menja pod uticajem električne struje
4. transparentnost supstance koja provodi elektricitet ^[1]

LCD je skraćenica od “Liquid Crystal Display” što u prevodu znači “Ekran od tečnog kristala”, a dele se prema tehnologiji izrade pozadinskog panela.

Opšti primer rada LCD monitora je prikazan na slici ispod, a na kojoj možemo videti prvi sloj kao izvor svetlosti (postoji više vrsta izvora svetlosti a o kojima će više reči biti u ovom tekstu), drugi sloj kao “tečni kristal”, četvrti kao polarizator i na kraju poslednji sloj RGB maska koja sadrži 3 boje kroz koje svetlost prolazi: crvenu, zelenu i plavu.

7. Zaključak

LCD monitori su danas u velikoj upotrebi i dominantni na tržištu. Širok  spektar veličina, kvaliteta i cena ovih monitora su ono što daje korisniku velik izbor pri kupovini. LCD monitori su lako prenosivi jer im konstrukcija nije teška, a opet su dosta tanki pa se mogu lako postaviti bilo gde na radnom prostoru. Koriste standardne ulaze pa se mogu priključiti na velik broj uređaja, što je još jedan veliki plus.

Međutim, zbog velikog izbora koji korisnici imaju pri kupovini LCD monitora dolazi do zabune jer korisnik ne zna šta tačno koja informacija o određenom monitoru znači. Koji monitor je bolji za igre, koji za filmove, za fotografe, za svakodnevni rad i sl. Tada može pomoći prodavac, što obično ne bude i najbolje rešenje, pa je sigurnije raspitati se na internetu ili kod prijatelja koji to zna.

Mrtvi i upaljeni pikseli su jedan od većih problema koji odvraćaju korisnike od kupovine LCD monitora, ali treba znati da je šansa za pojavu ove vrste kvara jednaka šansi da se bilo šta drugo pokvari u bilo kom monitoru.

U svim ostalim aspektima LCD monitori si solidno rešenje za svakoga baš upravo zbog toga što postoji nekoliko tehnologija izrade koje imaju svoje nedostatke i prednosti u odnosu jedne na druge pa korisnik može izabrati šta mu odgovara.

Ipak, ako postoji potreba za monitorom sa jačim bojama, jačom crnom, širim uglom gledanja, bržim odzivom, LCD monitori možda neće ispuniti očekivanja. OLED monitori su za sada najbolje rešenje u svakom pogledu i za svakog korisnika bez obzira na namenu, ali su veoma skupi i trenutno nisu isplativi.

Prednost OLED ekrana, između ostalog, je što mogu da se prave da budu savitljivi pa su pogodni za nosive pametne uređaje, ali takođe se mogu praviti monitori čija se sama konstrukcija može prilagođavati radnom delu na kome se nalazi. Ova tehnologija je još uvek u razvoju i neće biti dostupna širem broju korisnika još neki period, ali je njihov put na tržištu monitora zagarantovan.

Pored svega toga, LCD monitori se i dan danas usavršavaju i sigurno će imati svoje mesto na tržištu monitora duži niz godina, dok će se za to vreme paralelno raditi na spomenutim novijim tehnologijama.

9. Literatura

[1]  http://www.vtssa.edu.rs/Odrzavanje%20racunarskih%20sistema/2014-15/9-Monitori.pdf

[2]  http://www.znanje.org/knjige/computer/hardware/02/LCD_monitori.pdf

[3]  http://www.bozzabench.com/Tests/TestView/tabid/95/id/539/currentpage/1/Tehnologije/Monitori-sa-najboljom-slikom-IPS-tehnologija.aspx

[4]  http://riverdi.com/tft-technology/

[5]  http://www.soue.org.uk/souenews/issue10/jenkinlect.html

[6]  http://goprogizmo.com/2011/07/10/ips-screen/

[7]  http://www.merck-performance-materials.com/en/display/function_of_lcd_technologies/va/va.html

[8]  http://pc.pcpress.rs/tekst.php?id=11911

[9]  http://spectrum.ieee.org/semiconductors/optoelectronics/the-leds-dark-secret

[10]  http://electronics.howstuffworks.com/led3.htm

[11]  http://www.byfort.com/ccfllamps.htm

[12]  http://www.8-bitcentral.com/blog/2013/arcadeCrt.html

[13]  http://www.cablestogo.com/product/03138/2.5m-14-awg-european-power-cord-cee7-7-to-iec320c13

[14]  http://www.makeuseof.com/tag/video-cables-explained-difference-vga-dvi-hdmi-ports/

[15]  http://www.the-home-cinema-guide.com/plasma-tv-problems.html

[16]  http://www.digitaltrends.com/home-theater/lcd-vs-plasma-tvs/

[17] http://www.znanje.org/knjige/computer/hardware/02/CRT_monitori.pdf

[18] http://computer.howstuffworks.com/monitor7.htm

[19] http://whatis.techtarget.com/definition/on-screen-display-OSD

[20] http://www.informatics.buzdo.com/p202-computer-monitor.htm

[21] http://www.viewsonic.com.au/products/lcd/flicker-free/

[22] http://emmi.rs/php/products/comparePopup.php?productId1=52948&productId2=46550&productId3=53014

[23] “Računarska grafika” Dragan Ćetković, Beograd 2006.

Napomena: ovaj tekst je prvobitno pisan za Tehnički fakultet, autor Stefan Marjanov. Zabranjeno je kopiranje teksta u celosti ili delova bez prethodne konsulatacije sa autorom. Sadržaj sa navedenim izvorom nije delo autora i on ne odgovara za njega.