Obrazovka CRT (Catode ray tube) je najznámejším a dlhé roky aj najpožívanejším zobrazovacím zariadením založeným na katódovej trubici a elektrónovom dele.
V sérii článkov predstavíme „Zobrazovaciu jednotku“, inak tiež nazývanú displej (z ang. display – zobraziť) prípadne VDU (Visual Dispaly Unit), ktorá je výstupným zobrazovacím zariadením. Ďalším často používaným pomenovaním zobrazovacej jednotky je monitor.
Monitor je základné výstupné elektronické zariadenie slúžiace k zobrazovaniu textových a grafických informácií, pôvodne určené najmä na monitorovanie hlásení o stave a priebehu činnosti systému. Odtiaľ pochádza aj jeho názov monitor. Signál je do monitora prenášaný analógovo pri CRT, alebo v súčasnosti už digitálne pri všetkých ostatných druhoch.
Momentálne je na trhu veľa typov monitorov, ktoré sa líšia technológiou zobrazovania, veľkosťou uhlopriečky, farebnosťou, pozorovacím uhlom, grafickým výkonom a mnohými ďalšími parametrami. Postupne ich predstavíme od najstarších po najnovšie. So zobrazovacími zariadeniami sa ľudia stretávajú už mnoho rokov. Monitormi sa síce stretávame denne, určite však o nich nevieme všetko.
Na trh prichádzajú stále nové technológie monitorov a niektoré nás už naopak stihli aj opustiť. Takouto technológiu je aj klasický CRT monitor, ktorý nám robil spoločnosť na pracovných stoloch vyše 30 rokov. Možno si ešte niektorí spomínajú na ich monochromatické verzie, čo je už dnes takmer nepredstaviteľné.
Táto technológia nebola veľmi ohľaduplná k nášmu zdraviu, ale jej užitočnosť bola neopísateľná. Veda za veľmi krátke obdobie urobila veľa dôležitých krokov, zlepšil sa vplyv na zdravie človeka a zvýšila sa aj úspora elektrickej energie.
Možno práve OLED, ktorý je považovaný za budúcnosť nie len v oblasti zobrazovacích zariadení, ale aj osvetlenia, nám ušetrí ešte viac. Kto vie, čo donesie budúcnosť. My žijeme v dnešku, a tak by bolo dobré, aby sme si o minulých a súčasných technológiách povedali viac s dôrazom na ich vývoj.
História obrazovky – CRT – Catode ray tube
Experimentovanie s katódovými lúčmi sa zväčša pripisuje anglickému fyzikovi Josephovi J. Thomsonovi, ktorý v rozmedzí rokov 1897 – 1899 v jeho troch slávnych experimentoch vychýlil katódové lúče, ktoré tvoria základ činnosti moderných CRT.
V roku 1906 získal Nobelovu cenu za prácu ohľadom merania náboja častíc. V roku 1897 nemecký fyzik Karl Ferdinan Braun vynašiel prvú verziu CRT, známu ako Braunova trubica, ktorá pracovala so studenou katódovou diódou a luminofórom naneseným na obrazovke.
Úplne prvá obrazovka uzrela svetlo sveta až takmer po 30 rokoch od tohto vynálezu. Bola však schopná zobrazovať len čiernobiele snímky. Jej farebnú nástupkyňu vynašli o dva roky neskoršie, v roku 1928. O desať rokov neskôr, v roku 1938, bola patentovaná prvá televízna obrazovka. Od tej doby sa kvalita obrazoviek/monitorov neustále zlepšovala. Používali sa nové technológie. Prvé CRT monitory (v tej dobe lepšie povedané televízne prijímače) však mali so súčasnými monitormi málo spoločného.
Na akom princípe pracujú CTR monitory?
Princíp zobrazenia na obrazovkovom (CRT) monitore je rovnaký ako pri televízii. Zobrazuje obrazovka, čo je vlastne katódová trubica premieňajúca vyžiarený elektrónový lúč pomocou vychyľovania a luminoforu na viditeľný obraz. Obraz na CRT monitore vzniká pomocou vysielania troch elektrónových lúčov, ktoré sú usmerňované pomocou elektromagnetického poľa vychyľovacích cievok. Lúče potom dopadajú na tienidlo (čo je vlastne súčasť vzduchoprázdnej obrazovky) z vnútra pokrytá luminoforom. Je to povlak z luminiscenčnými vlastnosťami. Dopad elektrónu na tento povrch spôsobí, že sa bod v mieste dopadu rozžiari viditeľným svetlom.
Obr.: Rez farebnou obrazovkou: 1. Elektrónové delo, 2. Tri samostatné elektrónové lúče pre červenú, zelenú a modrú zložku obrazu, 3. Zaostrovacie cievky, 4. Vychyľovacie cievky, 5. Prívod anódového napätia, 6. Dierovaná maska zabezpečujúca dopad lúčov jednotlivých farebných zložiek na luminofory zodpovedajúcej farby, 7. Luminoforová vrstva s červenými, zelenými a modrými luminoformi, 8. Detail luminoforovej vrstvy a funkcia dierovanej masky.
Farba svetla závisí od druhu použitého luminoforu. V obrazovke sú použité tri základné farby RGB – R – red (červená), G – green (zelená) a B – blue (modrá). Tri základné farebné body tvoria jeden zobrazovací bod obrazovky. Takýto obrazový bod sa tiež označuje ako „pixel”, zložený z 3 sub-pixelov pre R, G, B. Zmenou intenzity elektrónového lúča dopadajúceho na bod sa reguluje jas bodu. Zmenou jasu čiastkovej farby bodu sa reguluje jeho celková farba. Vo svojej dobe sa uplatňovali tri typy tienidiel (masiek) – delta, štrbinová a trinitron, pričom najkvalitnejší obraz poskytovali monitory typu trinitron. Existujú aj zvláštne varianty CRT monitorov – monochromatické (jednofarebné – biele, zelené, oranžové …) a vektorové (so zotrvačnosťou v luminiscenčnej vrstve – bod zmizne až po nejakom čase od aktivácie – pre radarové systémy…).
Monitory vybavené obrazovkami typu CRT (Cathode Ray Tube)
Prvými CRT monitormi boli monochromatické MDA. Ponúkali v kombinácii s vtedajšími grafickými kartami len textový režim s rozlíšením 80 × 25 znakov. Všimnite si, že tu sa ešte rozlíšenie udávalo na počet riadkov a stĺpcov, a nie zobrazovaných bodov.
Obr.: rok 1987 – terminal_DEC_VT100
To sa zmenilo s nástupom CGA monitorov už s grafickým rozlíšením 320 × 200 bodov a štvorbitovými farbami. Cez monitory typu Hercules a EGA sa potom dostávame až k už pomerne rozšíreným VGA a neskôr SVGA monitorom s rozlíšením 1024 × 768 bodov. Tieto monitory kraľovali v nedávnej minulosti a ich uhlopriečka sa pohybovala od deviatich do štrnástich palcov.
Obr.: rok 1998 – iMac
Špičkové a na špeciálnych pracoviskách používané CRT monitory mali uhlopriečku až 24’’ a rozlíšenie 2048 × 1536 bodov. CRT monitory sa vyznačovali vyššou spotrebou, veľkými rozmermi i hmotnosťou a neustálym blikaním podľa nastavenej obnovovacej frekvencie. Tá sa pohybovala od šesťdesiatich do 120 Hz, pričom najčastejšie sa používali frekvencie okolo 75-85 Hz.
Obr.: rok 2000 – Sony multiscan 500PS trinitron
Typickým sprievodným znakom dlhého sedenia pred CRT monitorom bola únava a až pálenie očí. Nebolo totiž také jednoduché vyrobiť CRT obrazovku bez geometrických chýb a s perfektnou konvergenciou farieb. Výhodou bol ale vysoký kontrastný pomer, rýchla odozva, pomerne verné zobrazenie farieb a dobré pozorovacie uhly.
V rokoch 2004 – 2006 väčšina veľkovýrobcov klasických CRT monitorov výrobu úplne ukončila z dôvodu, že táto technológia sa stala zastaranou a neziskovou.
Na budúce si povieme viac o LCD monitoroch.
Pripravil: František Martančík
