مانيتور و انواع آن
مانیتور ( monitor ) يكی از مهمترین اجزای كامپيوتر است. زمانی كه تصميم به خريد مانيتور داريد در ميان انبوهی از محصولات كه در شركتهای متفاوت ساخته شدهاند ناچار به انتخاب يكی از آنها هستيد, در ذهن خود به دنبال بهترين می گرديد.
به نظر شما بهترين مانيتور بايد چه ويژگی هايی را داشته باشد؟ طراحی زيبا؟ كيفيت خوب؟ قيمت مناسب؟
آگاهی و شناخت از ويژگی های مدلهای مختلف مانيتور شايد كمك قابل توجهی برای كاربران باشد.
در سال 1970 اولين نمايشگر برای كامپيوترهای شخصی ساخته شد. اين مانيتور فقط برای نمايش متن كاربرد داشت اما پس از يك دهه در سال 1981 شركت IBM اولين مانيتور كه می شد از آن برای نمايش تصوير استفاده كرد را ساخته و روانه بازار كرد.
اين مانيتور تنها قادر به نمايش چهار رنگ و با وضوح تصوير 320 پيكسل افقی و 200 پيكسل عمودی بود.
هر چند در آن زمان تمام تلاش اين شركت در ساخت و توليد مانيتورهايی با قابليت بالاتر و ارائه تصوير بهتر بود اما شايد فكرش را هم نمیكردند كه در طول چند دهه اين صنعت اين چنين دچار تحول شود و مانيتورهايی با كيفيت بسيار بالاتر ساخته شوند.
تا قبل از سال 1988 بهترين نمايشگرها قادر به نمايش 256 رنگ و وضوح تصوير 350 در 640 بودند. اين نمايشگرها به علت تكنولوژی به كاربرده شده در آن عموما با نام CRT معروف بودند.
شرکت آی بی ام در سال 1981 نمایشگرهای با فناوری CGA را معرفیکرد که قادر به نمایش چهار رنگ با وضوح تصویر 320 پیکسل افقی و 200 پیکسل عمودی بود. سپس در سال 1984 نمایشگرهایی با توان نمایش 16 رنگ و وضوح تصویر 350*640 (EGA) و در سال 1987 نمایشگرهایی که قادر به نمایش 256 رنگ و وضوح تصویر 600*800 (VGA) و در سال 1990 سیستمی با وضوح تصویر 600*800 قادر به ارایه بیش از 16 میلیون رنگ و با وضوح تصویر 768*1024 قادر به نمایش 65536 رنگ (SVGA) است.
تصویری که در صفحه کامپیوتر مقابل شما ظاهر می شود، از کارت گرافیکی آن ناشی می شود و وظیفه کارت گرافیکی، تحویل دادن تصاویر مناسب به مانیتور است.
مانیتور یا صفحه نمایش متداولترین دستگاه خروجی بوده که از آن برای نمایش اطلاعات استفاده میگردد و دارای انواع مختلفی است . یک صفحه نمایش مانند تلویزیون ها می تواند رنگی یا تک رنگ باشد . در محیط Dos معمولاً صفحههای نمایش دارای ۲۵ سطر و ۸۰ ستون هستند و در هر ستون یک کاراکتر تایپ میشود . وقتی اطلاعات از طریق صفحه کلید وارد کامپیوتر میشوند، در صفحه نمایش ظاهر میگردند تا از صحت آنها اطمینان حاصل شود . بعضی از کامپیوترهایی که مانند Labtop ها قابل حمل یا Portable هستند دارای نوعی صفحه نمایش به نام صفحه نمایش تخت می باشند . در این نوع کامپیوترها، میزان مصرف برق از درجه اهمیت ویژهای برخوردار است، زیرا این کامپیوترها معمولا در مکانهایی که امکان دسترسی به برق نیست کار میکنند و صرفهجویی در مصرف برق در آنها بسیار حائز اهمیت می باشد .
کلیه تصاویر، اعم از کاراکترهای گرافیکی، حروف، ارقام و علایم ویژه و تصاویر گرافیکی به وسیله نقاط کوچکی به نام Pixcel ساخته میشوند . کیفیت تصاویر، در درجه اول به طراحی قطعات الکترونیک و در درجه دوم به اندازه و تراکم نقاط، که اصطلاحاً به آن تفکیکپذیری صفحه نمایش یا Resolution گفته میشود، بستگی دارد. کلیه کاراکترها در محدوده معینی از نقاط تعریف میشوند که به آن ماتریسکاراکتر گفته میشود. ماتریسکاراکتر مجموعهای از نقاط روشن و خاموش در صفحه نمایش میباشد که به هر یک از این نقاط، همان پیکسل میگویند. هر چه تعداد پیکسلهای موجود در ماتریسکاراکتر بیشتر باشد، وضوح تصاویر و کاراکترها نیز بیشتر خواهد بود. مانند ۶۰۰ ×۸۰۰ پیکسل یا ۷۶۸×۱۰۲۴ پیکسل
برخي اصطلاحات مهم در مانيتورها
Aperture Grille : در تکنولوژی فوق ، بمنظور ايزوله نمودن پيکسل ها بصورت افقی از مجموعه ای سيم های عمودی استفاده می گردد.مانيتورهائی که از تکنولوژی فوق استفاده می نمايند، دارای شفافيت و وضوح تصوير مناسبی می باشند. پيکسل ها با توجه به ماهيت خطوط پويش استفاده شده بمنظورنگاشتن تصوير، بصورت عمودی از يکديگر متمايز می گردند.
Aspect Ratio : نسبت پهنای تصوير به ارتفاع را می گويند و برای اکثر مانيتورهای موجود ، 3 : 4 می باشد .
Asset Control: ويژگی فوق، باعث صرفه جوئی در زمان بمنظور رديابی مانيـتورها در شبکه می گردد. در صورتيکه مانيتور دارای ويژگی فوق بوده و از آن بهمراه نرم افزارهای ضروری در شبکه استفاده گردد ، امکان بازيابی اطلاعات لازم بمنظور رديابی مانيتورها ، فراهم می گردد.( شماره سريال مانيتور ، مدل و ... ) . اطلاعات فوق، برای مديران شبکه بسيار مفيد خواهد بود .
Bandwidth : سرعت ( بر حسب مگاهرتز ) داده دريافتی توسط مانيتور از پردازنده کارت گرافيک را می گويند . هر اندازه ميزان سرعت فوق بيشتر باشد ، تصاوير با وضوح و شفافيت بهتری نمايش داده می شوند خصوصا" در موارديکه دقت بالا، انتخاب شده باشد .
Color Convergence: پارامتر فوق ، معياری بمنظور سنجش نحوه تلاقی سه تفنگ رنگی ( قرمز ،سبز ، آبی ) درهر پيکسل بوده و وضوح بهتر تصاوير را در صورت همگرائی مناسب ، بدنبال خواهد داشت .
Conventional Tube : متداولترين لامپ استفاده شده در مانيـتورها ،طی ساليان گذشته بوده است . مانيتورهائی که از لامپ تصوير پانزده اينچ و يا بالاتر استفاده نموده اند ، هم اينک درصدد استفاده از صفحات مسطح و يا ساير لامپ های تصوير ، می باشند .
Dot Pitch : يک واحد اندازه گيری بمنظور محاسبه فاصله بين مراکز دو نقطه نورانی با رنگ مشابه بر روی نمايشگر می باشد .هر اندازه نقاط به يکديگر نزديک باشند ،مقدار پارامتر فوق کمتر شده و تصاوير از وضوح بهتری برخوردار خواهند بود .
Energy Star : استاندارد ارائه شده توسط Environmental Protection Agency (EPA) ، بمنظور توليد و استفاده از کامپيوترهای شخصی با هدف بهينه سازی مصرف انرژی می باشد.استاندارد فوق ، اولين مرتبه در 17 ژوئن 1993 ارائه گرديد.مصرف انرژی کامپيوترها و يا مانيتورهائی که از استاندارد فوق تبعيت می نمايند ، می بايست در پائين ترين وضعيت ممکن ، به کمتر از30 وات تنزل يابد.
Flat-Screen Color CRT Monitor : مانيتورهائی رنگی که دارای صفحات نمايشگرمسطح می باشند. نمايشگرهای مسطح نسبت به نمايشگرهای غيرمسطح ، علاوه بر ارائه تصاوير با کيفيت مطلوبتر ، کاهش تشعشعات را نيز بدنبال خواهند داشت .
MPR-II: استانداردی بمنظور کاهش انتشار امواج الکترواستاتيک و الکترو مغناطيسی می باشد . MPR 1990 يا MPR II استاندارد تعريف شده بمنظور سنجش ميزان تشعشعات از دستگاه هائی نظير مانيتور است .
Phosphor : مواد بر روی صفحه که در واکنش به سيگنال توليد شده توسط تفنگ های پرتاپ الکترون ، از خود نور ساطع می نمايند .
Pixel :از کلمات Picture element اقتباس شده است . پيکسل ها ، نقاط کليدی موجود بر روی صفحات نمايشگر بمنظور ايجاد تصاوير می باشند .
Pixel Clock Speed : فرکانس و يا سرعت نوشتن پيکسل ها ی مربوط به يک تصوير بر روی صفحه نمايشگر می باشد. هر اندازه ميزان سرعت فوق بالا باشد ، لرزش تصاوير کمتر خواهد شد.
Refresh Rate : به سرعت پويش و بازنويسی اطلاعات بر روی يک صفحه نمايشگر ، اطلاق می گردد.در فرکانس های بالاتر، با توجه به اينکه پيکسل ها با سرعت بيشتری فعال می گردند ،لرزش تصاوير کمتر خواهد شد ( مهمترين عامل لرزش تصوير ، کم نوری است ) . به پارامتر فوق ، فرکانس عمودی نيز گفته می شود .
Resolution : به تعداد پيکسل های نمايش داده شده افقی و عمودی بر روی صفحه ، گفته می شود. هر اندازه ميزان پارامتر فوق افزايش يابد ، امکان نمايش تصاوير بيشتری بر روی نمايشگر بدون ضرورت استفاده از Scrolling ، فراهم می گردد .
Scan Rate: پارامتر فوق ، سرعت ( بر حسب کيلوهرتز ) ترسيم يک سيگنال خط افقی بر روی نمايشگر را مشخص نموده و هر اندازه مقدار پارامتر فوق بيشتر باشد ، تصاويری واضح تر در دقت های بالا ايجاد خواهد شد . به پارامتر فوق ، فرکانس افقی نيز می گويند .
Shadow Mask : صفحات فلزی بهمراه سوراخ هائی درون آنان که تفنگ الکترون از بين آنان،پرتوهای الکترون را بمنظور توليد پيکسل ها بر روی نمايشگر ، ارسال می نمايد .
Stripe Pitch: يک واحد اندازه گيری بمنظور محاسبه فاصله بين مراکز دو نوار با رنگ مشابه که باعث ايجاد يک تصوير بر روی صفحه نمايشگر می گردد . هر اندازه نوارها ی رنگی به يکديگر نزديکتر باشند ، مقدار پارامتر فوق کاهش و بدنبال آن وضوح تصوير بهبود می يابد .
Viewing Angles: به زاويه افقی و يا عمودی که کاربر قادر به مشاهده تصاوير بدون کاهش کيفيت رنگ و شفافيت تصوير می باشد ، اطلاق می گردد
تصویری که نمایشگر نمایش می دهد، از تعداد زیادی نقطه نورانی به نام pixel یا سلول تصویری تشکیل شده است.ترکیب این نقاط تکی می تواند تصاویر را بوجود آورد. اندازه نقاط ، چگونگی کیفیت یا وضوح نمایش تصاویر را تعیین می کند. ممکن است اندازه این نقاط به حدود 31/0 میلی متر یا کمتر برسد. دقت(resolution ) به معنی تعداد نقاط قابل نمایش در صفحه است که وضوح تصویر را نشان می دهد. نقاط با اندازه کوچکتر ، دقت بهتری را بوجود می آورند. مثلا در تلویزیونهای 21 اینچ ممکن است تا 2میلیون سلول داشته باشیم. بدین ترتیب صفحه نمایش به یک شبکه تقسیم می شود. این شبکه صفحه نمایش را به کادرهای کوچکی که همان سلول تصویری است، تقسیم می نماید. وقتی تصویر برروی صفحه نمایش نشان داده می شود،برخی از سلولهای تصویری روشن و برخی دیگر تاریک می باشند. رنگهای هر سلول ممکن است از بین تعداد زیادی رنگ انتخاب گردد. سلولهای تصویری روشن یا رنگی، بصورت الگوهایی مرتب می شوند تا تصاویر را روی صفحه نمایش تشکیل دهند.تعداد سلول تصویری (resolution ) توسط تعداد سطرها و ستونهایی که صفحه نمایش را تقسیم نموده اند، تعیین می گردد. اندازه دقت با ضرب تعداد سلول تصویری که بطور افقی نمایش داده می شوند، در تعدادی که بطور عمودی نمایش داده می شوند، مشخص می گردد. بعنوان مثال دقت 640 در 480 سلول تصویری،صفحه نمایشی را مشخص می کند که جمعا سلول تصویری در کل صفحه نمایش دارد.
عامل دیگری که در کیفیت و وضوح تصویر تاثیر مهمی دارد، کنتراست تصویر است. کنتراست عبارت است از اختلاف روشنایی سلولهایی که کاملا روشن و کاملا تاریک(خاموش) هستند.هرچه این اختلاف روشنایی بیشتر باشد، تصویر واضح تر به نظر می رسد.
عامل دیگر زاویه دید صفحه نمایش است. زاویه دید، زاویه ای است که در آن محدوده، می توان نمایشگر را بصورت واضح مشاهده کرد.
مانیتورها در چند دسته تقسیمبندی میشوند:
♣ مانیتور های لامپ تصویری یا CRT
♣ مانیتور های LCD
♣ مانیتور های LED
♣ مانیتورهای سه بعدی 3D
بررسي تخصصي تكنولوژي ساخت مانيتورها
مانیتور CRT که به آن مانیتور لامپ تصویری یا اشعه کاتدی نیز میگویند و در انواع مختلف فلت و فلترون موجود می باشد.
اساس کار این صفحات قدیمی بر پایه لامپ اشعه کاتدی (Cathode Ray Tube) است.
CRT ها تصاویر خود را از سیگنال کابل آنالوگ دریافت می کنند و این سیگنال توسط کنترل کننده صفحه نمایش رمزگشایی می شود که با اجزای داخلی مانیتور سر و کار دارد
CRT ها یک شکل مشخص قیف مانند دارند. در پشت هر مانیتوری، یک تفنگ الکترونی وجود دارد. این تفنگ الکترونی، الکترون ها را از یک محفظه خلأ که در لامپ مانیتور قرار دارند، به جلو پرتاب می کند. این تفنگ در نقش کاتد هم هست؛ برای همین نیز به الکترون هایی که پرتاب می کند، اشعه کاتدی می گویند.
در این مانیتورها ، صفحه ای که ما به آن نگاه می کنیم، از طرف داخل بوسیله لایه نازکی از فسفر بصورت نقطه ای ، پوشانده شده است. آنها در گروههای 3تایی مرتب شده اند: قرمز،سبز و آبی(RGB). آنها با هم یک سلول را می سازند.این نقاط زمانی روشن میشوند که بوسیله الکترونهای پرتاب شده از تفنگ الکترونی ضربه بخورند.هرچه پرتو الکترون قوی تر باشد، نقاط ، نورانی تر می شوند.نور این نقاط برای کسری از ثانیه باقی می ماند. باریکه الکترونی بوسیله میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هدایت می شوند تا دقیقا به نقطه مطلوب اصابت کنند. این باریکه الکترونی ، به سرعت صفحه نمایش را جارو می کند و نقاط آنرا روشن می کند. برای هر رنگ یک تفنگ الکترونی اختصاص داده شده است.این سه تفنگ الکترونی ، بدون وقفه تک تک نقطه های مقصد را از چپ به راست و خط به خط از بالا به پایین ، اسکن می کنند و این کار را ممکن است بین 30 تا 85 بار در ثانیه انجام دهند. به تعداد دفعاتی که تفنگهای الکترونی می توانند صفحه را بطور کامل تازه کنند، refresh rate گفته می شود. مثلا وقتی سرعت تازه شدن 60 Hz باشد ، بدین معنی است که هر نقطه در هر ثانیه 60 بار تازه می شود. با ترکیب رنگهای RGB در هر سلول ، رنگ مورد نظر تولید می شود.
این اشعه ها با مجراهای قرمز، سبز و آبی صفحه نمایش و ویدئو متناسب هستند. در قسمت باریک یا گلوگاه مانیتور قیفی شکل، آند قرار دارد که بر اساس کار کنترل کننده صفحه نمایش، مغناطیسی است. وقتی الکترون ها از آند عبور می کنند، به یک سمت تغییر جهت می دهند یا کشیده می شوند و این مسیر به وضعیت مغناطیسی شدن آند در آن زمان بستگی دارد. این کار الکترون ها را به سمت قسمت مناسب صفحه حرکت می دهد.
الکترون ها از یک قسمت توری مانند رد می شوند و این توری، پیکسل های رنگی و وضوح صفحه را مشخص می کند. الکترون هایی که از توری عبور می کنند، به روکش فسفری که داخل صفحه شیشه ای است، اصابت می کنند.
وقتی این ذرات به فسفر برخورد می کنند، فورا روشن می شوند (باعث می شوند نور در قسمت جلویی مانیتور برق بزند، بنابراین تصویر روی صفحه تشکیل می شود). برای هر پیکسل، سه (ماده) فسفری رنگی متفاوت (به نام فسفر سه تایی) وجود دارد و بستگی به این دارند که اصابت الکترون به کدام فسفر بوده است؛ این همان رنگ پیکسلی است که روشن خواهد شد.
بعضی از مانیتورهای CRT از یک تفنگ الکترونی در عقب مانیتور استفاده می کنند تا الکترون هایی تولید کنند که تبدیل به اشعه های الکترونی قرمز، سبز و آبی شوند. با این وجود، مانیتورهای کیفیت بالا برای هر کدام از این رنگ ها تفنگ مجزایی دارند که باعث افزایش کیفیت تصویر می شود.
امروزه LCD ها در هر طرف که نگاه کنیم وجود دارد اما آنها یک دفعه به وجود نیامدند. زمان بسیار زیادی از کشف کریستال مایع تا انبوه برنامه های LCD که ما امروزه لذت می بریم به طول انجامید.کریستال مایع نخستین بار در سال 1988 توسط گیاه شناس اتریشی Friedrich Reinitzer کشف شد. او مشاهده کرد که هر گاه یک ماده کلسترول مانند نادر( cholesteryl benzoate )را ذوب می کند,ابتدا تبدیل به مایعی کدر شده و سپس با افزایش دما واضح می شود.در حین سرد شدن مایع ابتدا آبی رنگ شده و در نهایت تبدیل به کریستال می شود.80 سال بعد RCA نخستین LCD تحقیقاتی را در سال 1968 ساخت.از آن آن زمان سازندگان LCD به صورت ثابت انواع مبتکرانه وپیشرفته آن را توسعه دادند و این تکنولوژی را به سطوح پیچیده آن رسانیدند.
کریستال مایع |
LCD مخفف عبارت ( Liquid Crystal Display ) به معنای صفحه نمايش کريستال مايع است.
کریستال مایع LCD ، یک ماده آلی است که قابلیت جریان یافتن را داشته و لی برخی خواص جامدات در آن وجود دارد. انواعی که امروزه بیشتر مورد توجه اند، اثر میدانی و پخش دینامیکی می باشند. برای نوع پخش دینامیکی، هرمولکول کریستال مایع ، مطابق شکل ، میله مانند است. اکسید ایندیوم نشان داده شده در شکل یک ورق هادی شفاف است که نور می تواند به راحتی از آن گذشته و لذا کریستال مایع تحت شرایطی می تواند شفاف به نظر برسد.
اگر ولتاژی به ورقه هادی بین 6 تا 12 ولت اعمال شود، در اینصورت شکل ترتیب مولکولها به هم ریخته و ناحیه مذکور دارای ضریب شکست متفاوتی گشته و نور را در جهت مختلف در مرز بین نقاطی که دارای ضریب شکست متفاوت است، منعکس می گردد. این عمل پخش دینامیکی نام دارد. در نتیجه ناحیه مذکور کدر تر به نظر می رسد.(قابل توجه اینکه LCD به یک منبع نور داخلی یا خارجی نیاز دارد).
نمایشگر LCD ممکن است شکلی مانند شکل زیر داشته باشد. نواحی کدر در واقع محلول کریستال بوده که بالا و زیر آن بوسیله سطح هادی پوشانده می شود تا بتوان وضعیت مایع را کنترل کرد. بسته به اینکه منبع نور در جلو یا پشت باشد، LCD نوع انعکاسی یا انتقالی است.
كريستالهاي مايع موادي هستند كه ظاهر مايع دارند، اما مولكولهاي آنها آرايش خاصي نسبت به يكديگر دارند. به همين دليل كريستال مايع خصوصياتي شبيه به مايع و جامد داشته و به همين دليل با چنين اسم متناقضي خوانده مي شوند . اين مواد به شدت به دما حساس اند و اندكي حرارت لازم است تا آنها را به مايع واقعي درآورد و يا اندكي سرما تا به حالت معمولي تبديل شود.انواع مختلفي از مواد شناخته شده اند كه در دماي معمولي چنين خصوصياتي دارند. اما دسته اي از آنهاهستند كه به جريان الكتريسيته هم حساس هستند و مولكولهاي آن متناسب با ولتاژ اعمالي تغيير زاويه مي دهند . اين خصوصيت عجيب اثر جالبي هم دارد . وقتي نور از درون يك كريستال مايع اين چنين عبور كند، پلاريزاسيون يا قطبش آن هم جهت با مولكولهاي ها استفاده شد. با اين توضيح كه چون كريستالهاي مايع شفاف Lcd كريستال مي شود . از همين خاصيت براي و هادي الكتريسيته هستند ، به راحتي مي توان آنها را در جريان الكتريسيته قرار داد و نور را از آن عبور داد . براي اين كار به جز كريستال مايع به 2 تكه از اين صفحات شيشه اي پلاريزه شده هم نياز است. اگر دو تكه از اين صفحات شيشه اي پلاريزه شده را روي هم قرار دهيد. نور به راحتي از آن عبور مي كند . اما وقتي يكي از آنها را 90 درجه نسبت به ديگري بچرخانيد ، ديگر نور رد نمي شود . اين اتفاق به اين دليل روي مي دهد كه هر صفحه شيشه اي پلاريزه شده نور را فقط در جهت خاص محور خود عبور مي دهد . اگر دو صفحه شيشه اي پلاريزه شده هم محور باشند نور به راحتي عبور مي كند اما اگر محورها با هم زاويه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد.
ذرات و مولكول هاي كريستال مايع در ميان صفحات شيشه اي پلاريزه شده و فيلترهاي LCD در تلويزيون رنگي قرار دارند . همچنين يك لايه الكترود بسيار باريك كار تحريك كريستال مايع را بر عهده دارد . نور پس واقع در پشت CCFL ) Cold Cathode Fluorescence Lamp) زمينه سفيد توسط يك لامپ ولتاژ بالا ايجاد شده و بوسيله يك منعكس كننده، شدت يكساني پيدا مي كند .نور سفيد بعد از عبور از لايه LCD صفحه اول شيشه پلاريزه مي شود . اختلاف پتانسيل خاصي نورهاي اصلي مو جود در نور سفيد را جهت مي دهد و بعد از عبور از فيلترهاي آبي، سبز و قرمز اگر نور حاصل در راستاي جهت پلاريزه شيشه دوم بود از آن عبور مي كند.
دو نوع اصلی از LCD ها موجود است
1- Passive matrix :
LCD های passive matrix از نوع ساده ای از شبکه برای فراهم کردن شارژ برای یک پیکسل خاص بر روی نمایشگر استفاده می کنند.
2- Active matrix :
LCD های active matrix به ترانزیستورهای لایه ای نازک ( TFT) وابسته اند. اصولا TFT ها ترانزیستورها یا خازن های ریز هستند.
passive matrix
LCD های passive matrix ( غالبهای غیر فعال ) از نوع ساده ای از شبکه برای فراهم کردن شارژ برای یک پیکسل خاص بر روی نمایشگر استفاده می کنند. ساخت شبکه خود روندی مجزاست!این روند با دو لایه شیشه ای به نام سفره ( substrates ) آغاز می شود. یکی از سفره ها مسئول ستون ها ودیگری مسئول سطر هایی است که از مواد هادی شفاف تشکیل شده اند.که معمولا از جنس اکسید ایندیوم پوشیده شده با قلع است. سطر ها ستون ها به مدارات مجتمعی متصل هستند که مشخص می کند چه زمان ولتاژ باید در یک سطر یا ستون خاص قرار گیرد.کریستال مایع در بین دو سفره قرار می گیرد و لایه پلاریزه شده نیز به سطح خارجی هر یک ازسفره ها افزوده می شود. برای روشن کردن یک پیکسل مدارات مجتمع ولتاژی در ستون صحیح یکی از سفره ها ارسال می کنند ودر سفره دیگر ground در سطر صحیح فعال می شود.
سطر وستون در پیکسل خاص همدیگر را قطع می کنند ودر نتیجه ولتاژ را عبور داده و کریستال مایع را در آن پیکسل باز ( untwist ) می کنند.
سادگی passive matrix زیباست اما زمان پاسخ آرام و کنترل ولتاژ نا دقیقی دارد.زمان اجرای LCD به توانایی آن در refresh کردن تصویری که نمایش می دهد باز می گردد.ساده ترین راه برای مشاهده زمان پاسخ آرام در LCD های passivematrix حرکت دادن اشاره گر موس از یک طرف صفحه نمایش به طرف دیگر آن است.در این حالت شما ردی از موس را به دنبال اشاگر مشاهده می کنید.کنترل ولتاژ نا دقیق مانع از passive matrix در تاثیر گذاری بر تنها یک پیکسل در هر زمان می شود.هنگامی که ولتاژ اعمال می شود تا یک پیکسل را باز کند,پیکسل های اطراف آن نیز تا اندازه ای باز می شوند که باعث می شوند تا تصویر ریشدار و با کنتراست پایین به نظر آید.
active matrix
LCD های active matrix به ترانزیستورهای لایه ای نازک (TFT )وابسته اند. اصولا TFT ها ترانزیستورها یا خازن های ریز هستند.آنها در یک ماتریس بر روی سفره شیشه ای گرد آمده اند.برای آدرس دهی یک پیکسل خاص ,سطر مناسب روشن شده,وآنگاه ولتاژ بر ستون صحیح اعمال می گردد.از آنجایی که تمام سطر های دیگری که با آن ستون در تماس هستند خاموشند,تنها خازنی که در پیکسل مورد نظر قرار دارد ولتاژ را دریافت می کند.خازن قادر به نگهداری ولتاژ تا دو refresh بعدی می باشد.و اگر ما میزان ولتاژ اعمال شده به کریستال را کنترل کنیم ,می توانیم آن را به اندازه کافی باز کرده تا نور از آن عبور کند.
با انجام این عمل,LCD ها قادر به ساخت متمایز کننده رنگ های سیاه و سفید( gray scale ) هستند.اکثر نمایشگر های امروزی 256 سطح از روشنایی را برای هر پیکسل ارائه می کنند.
LCD ای که قادر به نمایش رنگ باشد باید دارای سه زیر پیکسل با فیلترهای رنگی قرمز,سبز وآبی برای ساخت هر کدام از پیکسل های رنگی باشد.
تحت کنترل دقیق و تنوع ولتاژ اعمالی,شدت هر یک از زیر پیکسل ها بین 256 سایه گوناگون است.ترکیب زیر پیکسل ها جعبه رنگی با 16.8 ملیون رنگ(256 سایه از رنگ قرمز * 256 سایه از رنگ سبز * 256 سایه از آبی)را می سازد ,مطابق شکل.این رنگ ها نیاز مند تعداد زیادی ترانزیستور هستند.برای مثال,کامپیوتر تاشو شفافیت 1024*768 را پشتیبانی می کند.اگر ما 1024 ستون را در 768 سطر در 3 زیر پیکسل ضرب کنیم,به 2,359,296 ترانزیستور می رسیم که بر روی شیشه قرار گرفته است!اگر مشکلی در رابطه با هر یک از این ترانزیستورها پیش آید,یک "پیکسل بد" بر روی صفحه نمایش ایجاد می کند.اکثر active matrix ها تعدادی پیکسل بد که بر روی صفحه نمایش پخش شده اند دارند.
مزایا و معایب LCD نسبت به CRT
مزایا
معایب
LED مخفف واژه Diode Light Emitted و به معنای دیود ساطع کننده نور است.
دیودهای ساطعکننده نور در واقع جزو خانواده دیودها هستند که دیودها نیز زیر گروه نیمه هادیها به شمار میآیند.
خاصیتی که LED ها را از سایر نیمههادیها متمایز میکند این است که با گذرجریان از آنها مقداری انرژی به صورت نور ازآنها ساطع میشود.
LED تا اواخر دهه گذشته فقط ها میتوانستند سه نور آبی، سبز و قرمز تولیدکنند که این موضوع باعث کاربرد محدود آنها بود، اما این اواخر LED هایی با رنگ آبی وارد بازار شدهاند که میتوانند نور سفید با هالهای از رنگ آبی تولید کنند.
به همین دلیل درآینده نزدیک میتوان شاهد استفاده از این تکنولوژی در تولید تلویزیون و مانیتور بود.
LED ها که از دهههای گذشته در الکترونیک مورد استفاده قرار میگرفتند، عموما برای نمایش خاموش یا روشن بودن نمایشگرها در لوازم مولتی مدیا مورد استفاده قرار گرفتند. اما درحالحاضر LED ها به نحوی ساخته میشوند که نور را در جهت خاصی متمرکز میکنند و به صورت چیپهای کوچکی هستند که معمولا داخل یک شیشه گنبدی شکل قرار میگیرند و دارای سایز چوب کبریت هستند و به سختی میشکنند.
طبق اعلام یکی از کارشناسان حوزه سختافزار، بزرگترین مشکل لامپهای LED رنگ آنها بود. اما اکنون به آسانی با تغییر در ساختار فیزیکی و مواد تشکیلدهنده LED، نور در رنگها و شدتهای مختلف و با طول موج مشخص با رنگ کاملا خالص تولید میشود.
به عبارتی LED ها فاقد پرتوهای مادون قرمز و فرابنفشی هستند که سایر صنایع روشنایی ایجاد میکنند و LED ها به سلامت چشم و محیط آسیب نمیرسانند. به گفته این کارشناس، LED های سفید قابلیت تولید همه رنگ را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار کمی در مقایسه با سایر لامپها و LEDهای قدیمی، برای تولید روشنایی استفاده میکنند. به همین دلیل روزبهروز استفاده از آنها بیشتر شده است.
به گفته این کارشناس با توجه به مزایای استفاده از لامپهای LED پپشبینی میشود تا کمتر از 5 سال آینده شاهد تحولات عمدهای در عرصه محصولات روشنایی و حتی تصویری باشیم.
لامپهایLED همچنین شمارهها را روی ساعتهای دیجیتالی نشان میدهند، اطلاعات را از کنترل تلویزیون میفرستند و نور آنها نشان میدهد که چه زمانی تلویزیون روشن است.
LED ها همچنین تصاویر را روی تلویزیونهای پلاسما نشان میدهد و با توجه به مصرف پایین و شدت نور بسیار عالی در رنگهای مختلف در روشنایی و چراغهای خودرو کاربرد وسیعی دارند.
فانوسهای LED نیز که در چراغهای راهنمایی به منظور صرفهجویی در مصرف برق و کاهش خطای دید رانندگان قرار گرفته یکی دیگر از کابردهای لامپهای LED است.
البته لامپهای LED امروزه در لپتاپها نیز به کار برده میشوند و باعث روشنایی و وضوح بیشتر تصویر میشوند. شرکتهای تولیدکننده مانیتور نیز در این زمینه اقداماتی کردهاند.
در نمایشگرهای LED ، هر سلول از سه LED به رنگهای RGB کنار هم تشکیل شده است که در مواقع لزوم ، روشن می شوند و از ترکیب این سه رنگ ، رنگ مورد نظر سلول، تولید می شود.
صورت کلی مسئله این هست که LED های موجود در حقیقت همون LCD پنلهای معمولی هستند.به زبان ساده فقط به جای لامپهای CCFL که به عنوان بک لایت یا نور پس زمینه از اونها در LCD ها استفاده میشد از چندین LED استفاده میشه که علاوه بر پائین آوردن مصرف انرژی در پنلها از اونجایی که کنترل شدت نور در LED ها به عنوان بک لایت راحت تر از مجموعه لامپهای CCFL و صفحه یکدست کننده نور هست .
میشه مشکی عمیق تری رو در پنلهایی که از این تکنولوژی به عنوان نور پس زمینه استفاده میکنن تولید کرد ولی هر تکنولوژی به موازات دستاوردهایی که داره یک سری نقاط ضعف هم داره که از اون جمله میشه به عدم یکپارچگی پخش نور در تمام سطح پنل به طور یکدست و زاویه دید ضعیفتر نسبت به LCD های معمولی اشاره کرد.
تفاوت دیودهای LED با لامپهای CCFL در نمایشگرهایLCD
در واقع تمام تفاوتهایی هم که بین LCD و LED دیده میشود و کم هم نیست، به همین تفاوت منبع نور برمیگردد. بد نیست چند تا از این تفاوتها را با هم ببینیم .
یکی از تفاوتها، مصرف برق است. لامپهای LED در مقایسه با لامپهای دیگر مثل فلورسنت، برق خیلی کمتری مصرف میکنند . به همین خاطر هم هست که غیر از نمایشگرها، در سالهای اخیر خیلی از وسایل دیگر مثل چراغ قوه ها و لامپهای روشنایی هم از LED استفاده میکنند.
پس مانیتورهای LED در مقایسه با LCD ها برق کمتری مصرف میکنند.
دومین تفاوت بین LCD و LED ، طول عمر آنهاست. سازندگان نمایشگرهای LED ، متوسط عمر دستگاهشان را بیش از صد هزار ساعت عنوان می کنند. این در حالی است که عمر متوسط LCD ها در حد چند ده هزار ساعت است.
بنابراین مانیتورهای LED چند برابر بیشتر از LCD ها عمر می کنند.
نکته دیگر این که خیلی هم مهم هست، رنگ منبع نور است، از آنجا که منبع نور پشت LCD لامپ فلئورسنت است، رنگ نورش به آبی نزدیک است، اما منبع نور LED واقعا رنگش سفید است، این باعث میشود که نه تنها رنگ سفید، که سایر رنگها ، به خصوص قرمز و نارنجی و زرد ، خالص تر و شفاف تر به نمایش در بیاید که این نکته ی تقریبا مهمی است ،
البته این را فراموش نکنید که بعضی از فاکتور های تصویر مثل کنتراست و همین رنگ که الان گفتیم ، بیشتر وقتی به نظر میایند که در یک جایی مثل مغازه، هر دو دستگاه در کنار هم باشند و بشود آنها را با هم مقایسه کرد، اما وقتی به تنهایی آن را ببینید ، احتمال اینکه متوجه کنتراست های فوق العاده و یا رنگ سفید واقعی بشویم، خیلی کم است.
اینها چند نمونه از تفاوتهای LCD و LED بودند. اما چند تا نکته را نباید فراموش کنیم .
بعضی از مزایایی که برای LED ها گفته میشود، فعلاً فقط در حد یک ادعاست . مثل عمر صد هزار ساعته . چرا که هنوز از تولید اولین LED هم صد هزار ساعت نگذشته که کسی توانسته باشد صحت و سقم این ادعا را بررسی کند.
نکته دوم اینکه خیلی از عوامل مهم و تاثیر گذار تو کیفیت تصویر، مثل رزولوشن، زمان پاسخ دهی و زاویه دید، لزوماً به LCD یا LED بودن مانیتور ارتباطی ندارند.
پس اگر قصد تهیه مانیتور یا تلویزیون را دارید، قبل از اینکه به LCD یا LED بودن آن توجه کنید، به مشخصات مورد نیازتان توجه کنید. بعد، اگر هم LCD ، هم LED با مشخصات مورد نیازتان وجود داشت، آن وقت میشود گفت که به طور قطع و یقین، LED انتخاب بهتری است. چرا که مصرف برقش کمتره، عمر طولانی تری دارد، کیفیتش بهتر و معمولاً هم سبکتر و جمع و جور تر از LCD است.
مزايا و معايب انواع مانيتورها به طور خلاصه
در نمایشگرهای نوع CRT چون ولتاژ کار بالاست، توان مصرفی زیادی دارند و چون لامپ اشعه آن شیشه ای و ضخیم است،دارای وزن زیادی هستند و چون تفنگهای الکترونی باید با صفحه فاصله داشته باشند تابتوانند تمام صفحه را پویش کنند، حجم زیادی را اشغال می کنند. عمر مفید آنها، در حد چند هزار ساعت است. این نمایشگرها دارای کنتراست و زاویه دید بالایی هستند.
نمایشگرهای LCD توان مصرفی کمی دارند. در انواع قدیمی تر آنها برای نور زمینه(back light ) از لامپ فلورسنت استفاده می شد که باعث بالارفتن مصرف انرژی می شد.در انواع جدید تر از لامپهای LED متعددی در نقاط مختلف صفحه برای نوردهی استفاده می شود که باعث کم شدن توان مصرفی آنها شده است. ضمن اینکه چون منبع نور مستقل است، می توان میزان نور آنرا به سادگی با توجه به محیطی که نمایشگر در آن کار می کند، کم یا زیاد کرد. وجود نور زمینه در پشت LCD ها بوجود آوردن تصویر با کنتراست بالا را مشکل کرده است.چرا که در هر صورت مقداری نور از بین سلولها نشت کرده و سیاهی کامل را از بین می برد. زاویه دید LCD نیز از CRT کمتر است.هرچند این دو مورد اخیر در نمایشگرهای جدید بطور قابل ملاحظه ای اصلاح شده است.
نمایشگرهای LED دارای توان مصرفی کمتری نسبت به LCD هستند(تقریبا نصف).کنتراست تصویر بالایی را بوجود می آورند ضمن اینکه چون نیازی به نور زمینه نیست، می توانند باریکتر و سبکتر ساخته شوند.
پورت VGA : برای وصل شدن به یک مانیتور (صفحه نمایش کامپیوتر) ، مخصوصا مانیتورهای CRT که از رزولو شن کمتری برخوردار بودند .
پورت S-video : یا Separate Video است که تصویر را در دو سیگنال انتقال میدهد : (روشنایی) و مشخصه های رنگی(ترکیب رنگ) . این پورت برای ورودی ویدیو و یا خروجی ویدیو کاربرد دارد .
پورت HDMI : یا High Definition Multimedia Interface است . این پورت تصویر و صدا را باهم داراست و این اطلاعات دیجیتال به صورت غیر فشرده شده انتقال پیدا میکند و از کیفیت و رزولوشن بالا برخوردار است که بیشتر برای ارتباط با تلویزیون های LCD و دستگاه های مجهز به HDMI استفاده دارد .
HDMI پورت و کابل پیشفرض بر روی بسیاری از HDTVهای جدید، پخش کنندههای بلو ری، اپل تیوی، بسیاری از کامپیوترهای جدید و کارتهای گرافیکی و ابزارهای متنوع ویدئویی دیگر است. استفاده از این کابلها و پورتها بسیار آسان است و متصل کردنشان به یکدیگر از نظر سادگی همانند متصل کردن ابزارهای USB به پورت مربوطه است و خطر خمیدگی پینها در آنها کاملاً از بین رفته. کابلهای HDMI می توانند صدا و تصویر را به صورت همزمان بر روی خود عبور دهند و به کابل مجزایی برای انتقال صدا نیاز نیست و این کابلها قادر هستند تا محتوای HD با رزلوشن ۱۹۲۰ در ۱۲۰۰ را به همراه ۸ کانال صوتی ارائه نمایند. همچنین از شیوهء رمزنگاری HDCP نیز پشیتبانی به عمل میآورند و برای هر منظوری تنها یک کابل HDMI نیاز است تا مثلا کامپیوتر یا ابزار ویدئویی خود را به تلویزیون یا مانیتور متصل نمائید.
پورت DVI : یا Digital Video Interface است . این پورت برای وصل شدن به مانیتورهای LCD و پرژکتورها کاربرد دارد و تصویر نیز با کیفیت و رزولیشن بالا انتقال پیدا میکند . (جایگزینی برای پورت VGA میباشد) .
DVIدر واقع خروجی دیجیتال برای مانیتورهای کامپیوتر است و یک استاندارد برای کارت های گرافیک مدرن است. اگر کامپیوتر شما و یا کارت گرافیک های جدیدتر، آن به احتمال زیاد پشتیبانی از DVI است. تلویزیون نیز آسان به پورت برای کارت DVI ویدئو، DVI و HDMI در اصل همان اطلاعات است و می تواند به راحتی در جای یکدیگر با استفاده از مبدل های ارزان قیمت در کابل استفاده شود.
کانکتور VGA دیگر استاندارد است، اما اگر کامپیوتر شما قدیمی تر است، شما حتی ممکن است قادر به نصب یک کارت گرافیک است که با پشتیبانی از DVI است. (فقط بعضی از لپ تاپ های جدید پشتیبانی برای صفحه نمایش ثانویه VGA) اگر کامپیوتر شما تنها به پذیرفتن یک مانیتور VGA می شود از خرید مدرن تر و بهتر است، ناظرآن قفل شده است در واقع، شما ممکن است مجبور به خرید یک مانیتور جدید باشید.
Micro-DVI و Mini-DVI : نیز کوچک شده ی DVI است که در دستگاه هایی مثل macbook و دوربین ها کاربرد دارد .
بعضی مانیتورها دارای چند پورت USB در قسمت عقب خود هستند كه میتوانید از آنها برای اتصال قطعات External خود مثل modem یا پرینتر به كامپیوتر استفاده كنید. بعضی از مانیتورها هم دارای Speaker هستند، البته این مانیتورها به هیچ وجه پیشنهاد نمیشوند چون میدان مغناطیسی كه به وسیله اسپیكرها ایجاد میشود بر روی لامپ تصویر تاثیر گذاشته و با گذشت زمان به آن آسیب میرسانند.
همانطور كه در ابتدا گفتیم امروزه تمام ضررهای یك كامپیوتر برای كاربر فقط در مانیتور باقی مانده است. با گذشت زمان و شناسایی آسیبهای مختلف و پیشرفت تكنولوژی استانداردهای مختلفی برای لوازم الكترونیكی و از جمله مانیتورها تعریف شده كه در بین آنها میتوان به استاندارد TCO اشاره كرد. TCO در واقع نام اتحادیه تجاری سوئد است كه بیش از یك میلیون و ۲۰۰ هزار عضو دارد.
این تعداد اعضا در زمینه تولید تلفنهای همراه، چاپگر و دستگاههای كپی، مانیتور، صفحه كلید و انواع اسكنر فعالیت میكنند. قبل از TCO استانداردهای دیگری هم وجود داشت كه از آنها میتوان به MPRI و MPRII برای تولید مانیتور اشاره كرد. این استاندارد بر پایه كاهش میدان مغناطیسی در اطراف مانیتور و كاهش مصرف برق طراحی شده بود. اما با این وجود این استاندارد نیاز كاربران را به طور كامل بر طرف نمیكرد و نیاز به یك استاندارد قویتر وجود داشت. در این هنگام در سال ۱۹۹۲ استاندارد TCO با اولین نوع خود به نام ۹۲ TCO عرضه شد كه مورد استقبال بسیاری از كاربران قرار گرفت. این استاندارد تمام موارد استاندارد MPRII را شامل شده و تاكید بیشتری بر كاهش مصرف برق و كاهش میدان مغناطیسی دارد.
TCO۹۲: این اولین نسخه از استاندارد TCO است كه به كاهش تشعشع و مصرف برق تاكید زیادی دارد.
TCO۹۵: مدتی بعد با افزودن استانداردهای ارگونومی و زیست محیطی به استانداردهای قبلی، استاندارد ۹۵ TCO معرفی شد. در این استاندارد استفاده از تركیبات آتشزای حاوی برمید و كلرید در ساخت مانیتور ممنوع شد.
TCO۹۹: در این استاندارد قوانین محكمتری وضع شدند و از این پس این استاندارد به عنوان استاندارد جهانی در بازار معرفی شد.
TCO۰۳: در این نسخه از استاندارد، شركتهای تولید مانیتور ابتدا ملزم میشدند تا ابتدا استاندارد ۱۴۰۰۱ ISO را دریافت كنند تا بتوانند از استاندارد TCO استفاده كنند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
برخي اصطلاحات مهم در مانيتورها4
بررسي تخصصي تكنولوژي ساخت مانيتورها9
مقایسه نمایشگرهای LED و LCD... 24
مزايا و معايب انواع مانيتورها به طور خلاصه. 26
|