Televizyonların tek renkli veya siyah beyaz (aslında arayı dolduran gri tonlara haksızlık ediliyor bu tanımla) olduğu dönemlerden çok sonra dünyaya geldim fakat benim gördüğüm televizyon teknolojileri bile eskidi artık. Ben bile artık televizyonu TV kartımla seyrediyorum. Fakat tabii ki yazı televizyonların evrimi ile alakalı değil.
Televizyon evrimleşirken farkettirmeden beraberinde bir başka kolu da evrimleştirdi. O dallanma yerini bilgisayar dünyasında da bulmakta güçlük çekmedi. Zira iletişim kurmanın en temel yollarından birine aracılık ediyordu: Görsel iletişim. Resimlerin radyo dalgaları ile iletiminden daha önce bulundu katot ışın tüpleri. Temelde elektron tabancasının fosfor kaplı bir ekran üzerinde ışın düşürmesi ve bu elektron ışınının fosfor tabakasında düştüğü noktaları indirgemesi ile parlayan fosforun çizdiği görüntüler evrimleşerek hala kullanmakta olduğumuz CRT ekranları oluşturdular.
CRT (Cathod Ray Tube, Katod Işın Tüpü) monitörler veya televizyonlar aynen bu basit prensipten yola çıkarak üretildi. Ama artık başka bir geçişin eşiğindeyiz. Çünkü devir elektron ışınlarını manyetik merceklerden geçirerek eğip büküp onca enerji harcayarak bir noktayı aydınlatmasını sağlama devri olmaktan çıkıyor. Gelecekte daha verimli yani daha az enerji ile daha fazla iş görebilecek, kalite sağlayacak teknolojilere yönelmemiz gerekecek. Çünkü küresel ısınmanın dolaylı sebeplerinden birisi de fazla enerji kullanımı.
Fazla enerji harcamasının yanında CRT ekranlar büyüklükleri ile başka bir alanda dezavantaja sahipler. Kimi tekniklerle oldukça inceltilmiş olsalar da hala çok fazla derinliğe sahipler. LCD'ler ise inceliği ile dizüstü bilgisayarların vazgeçilmez bileşeni.
Bu yazıda genel olarak CRT yerine geçecek olan muhtemel görüntüleme teknolojilerini, özel olarak da LCD ekranları irdelemeye çalışacağız. LCD ve plazma gibi teknolojileri sıklıkla duyuyoruz. Fakat daha ilerisi de var. Yankılama (projection) teknolojisi LCD, plazma gibi ikinci nesil teknolojiler arasında yerini alırken SED, OLED gibi teknolojiler de üçüncü kuşak olarak yerlerini alacak. Bu kuşaklar ve nesiller tamamen kendi yorumum. Resmi bir tanımlama yok, fakat gelişim süreci bu yönde işlemekte.
LCD teknolojisi, sitemizi takip edenler açısından televizyonlardan daha çok monitörler için kullanımı açısından önem taşıyor. Zira önümüzde bir çok seçenek var. Birisi panelden panele fark var diye birşeyler söylüyor. Öbürü tepki süresi, bir ötekisi kontrast (zıtlık) oranı iyi olmalı diyor. Yazının tümünü bu terimleri açıklamanın yeterli olmayacağını düşünerek yakında hayatımızda daha fazla yer alacak olan yüksek tanımlı televizyonlar için kullanılan görüntüleme teknolojilerini de irdelemek istedik. Her ne kadar tlevizyon desek de, ortalama bir monitorden daha fazla çözünürlüklere çıkabilen sürümleri olan yüksek tanımlı televizyonlar, son yıllarda oyun konsollarının grafiksel olarak doping alması ile kimileri için evlerindeki tek bilgisayarın monitörü konumundalar. Başka bir yazının konusu olan HDMI gibi arayüzler ise monitör ile televizyon arasındaki farkı oldukça kısalttılar. Bu yüzden plazma, yankılama gibi teknolojilerin LCD'ye göre avantajları ve dezavantajlarına da değindik. OLED ve SED teknolojileri ise güç tüketiminde oldukça cimri olmaları ile gelecekte yerlerini almaları beklenen teknolojiler.
Kısa Tarih
Akışkan kristaller ilk defa Avusturyalı bir botanikçi olan Rheinitzer tarafından keşfediliyor. Ne katı ne de sıvı halde bulunan bu maddenin akışkan kristaller olarak illk ortaya atılışı ise 1904'de Otto Lehmann tarafından yapılıyor. Lehmann, belli kuvvetler altında akışkan gibi şekil değiştiren yapıları inceleyerek çalışmalarını “Liquid Crystals” isimli makalesinde yayınlıyor. Fakat akışkan kristallerin pratik anlamda ilk kullanımı 1936 senesinde Marconi Kablosuz Telgraf şirketinin geliştirdiği “Akışkan kristal ışık subabı” ile oluyor. Bize en yakın akışkan kristal kullanımı ise İsviçreli Hoffmann-LaRoche'un patentlediği “bükülmüş nematik alan efekti” teknolojisinin Japon firmalar tarafından kullanılarak kuvartz saatlerde kullanılması ile oluyor. Zaten şuanda LCD kullanılan her aygıtta bu teknolojinin ya kendisi ya da bir türevi kullanılıyor. 1972'de T. Peter Brody, ilk aktif matris LCD panelini üretiyor.
LCD'ler, sabit karakterlerin gösterildiği alfanumerik ekranlardan grafik ekranlara, tek renkli ekramlardan renkli ekranlara, durağan görüntülerden hareketli görüntülere, küçük ekranlardan geniş ekramlara doğru evrildi. Sharp, LCD teknolojisini ilk kullanan firmalardan biri olarak 108”'lik yüksek tanımlı televizyon paneli ile en büyük paneli üreten firma.
LCD'ler nasıl çalışır?
Akışkan kristallerin LCD teknolojisi üzerindeki rolü ışığı içinden bükerek geçirmesi olarak özetlenebilir. LCD panelin en küçük görüntüleme birimi birkaç katmandan oluşur. Bu katmanlar dıştan içe kaba olarak: renk katmanı, elektriksel alan sağlamak için cam sübstratına karıştırılmış iyon parçalarından oluşan bir katman, ardından ışık geçirgenliğine göre dikey ya da yatay filtre, sonrasında tüm görevi üstlenen akışkan kristal katmanı, ardından bir iyon katmanı daha, sonrasında ışık geçirgenliğine göre yine bir yatay veya dikey filtre katmanı, ve son olarak da ışık kaynağı.
LCD Katmanları: 1)Dikey filtre, 2)Saatlerde kullanılan ITO elektrodları, bu katman şekli verir 3) LCD Panel 4) Bir ITO katmanı daha, 5)yatay filtre, 6) Işık kaynağı. (Wikipedia)
Akışkan kristallerin optik özellikleri ışığı içinden geçirirken yön verebilmesidir. Böylece arkadan dikey filtre ile gelen dikey kutuplaşmış ışığı bükülüp yatay filtreye iletilmesi ile ışık geçişi sağlanabilir.
LCD'ler ile tipik bir CRT ekran arasında görüntüleme tekniği olarak benzerlikler bulunuyor. Tıpkı CRT gibi LCD ekranlar da çizdiği tüm pikselleri üç alt piksele ayırıyor. Dolayısıyla yukarıdaki prosedürün üç değişik renkte (kırmızı, yeşil, mavi) alt piksellere uygulanması ile milyonlarca renk elde edilebiliyor. Piksellerin milyolarcası bir araya gelerek panelleri oluşturuyorlar.
LCD Ekranların bir pikselini oluşturan üç alt pikselden birisi (Marvin Raaijmakers)
Paneller
Paneller, LCD aygıtın kullanışına göre değişiklikler gösterir. Basit saatlerin panellerinde pikseller yerine belli şekilleri çizmek için özelleşmiş hücreler bulunur. Bu hücrelerin şekli ön tarafdaki iyon katmanı tarafından belirlenir. Bu tip kullanımda panel üzerindeki hücrelerin güncellenmesi çok zor olmaz. Hatta hücreler yeterince büyük ve az sayıda oldukları için her hücreye bir elektrik devresi sağlayabilirsiniz.
Eski model LCD ekranlarda ise pasif matris panel denilen bir panel kullanılıyordu. Pasif panellerde her satıra ve her sütuna bir elektrik devresi verilerek piksellerin adreslenmesi bu nizama göre aynı satranç tahtasında olduğu gibi yapılıyordu. Fakat bu tip paneller güncel uygulamalar için çok yetersiz kalıyor.
Günümüz LCD ekranlarında ise daha yüksek tepki yetkinliğine sahip aktif matris paneller kullanılıyor. Günlük manada LCD monitörlerin panellerinden bahsedilirken işte bu panellerin değişik türevlerinden bahsediyoruz.
Aktif Matris Paneller
Aktif matris panellerde yukarıda bahsettiğimiz tüm katmanlar aynen bulunur fakat değişik tarafı elektrik alanın oluşturulması için kullanılan bileşen yani ince film transistörüdür (thin-film transistor, TFT). TFT aktif matris panellerin en önemli bileşenidir desek hata etmiş olmayız zira ince film transistörü, panelin kalitesini (görüş açısı vs.) belirleyen en önemli unsur olarak karşımıza çıkıyor. Bu katmanın kullanımı ile her piksele özel miktarda eletrik verilebiliyor. Ayrıca piksel transistörlerinin yapısı verilen akımı kısa süreliğine depolayabildiği için yenilenme çevrimleri arasında kapasitör görevi de üstlenerek pasif panellere nazaran daha kaliteli ve pürüzüsz görüntü elde edilebiliyor.
Aktif matris paneller genel olarak TFT katmanı kullanılarak üretiliyorlar fakat bazı tasarımlar transistör yerine diyot kullanımına gidebiliyor. Bu tip değişiklikler aktif paneller arasında teknik ayrımlara sebep oluyor.
LCD ekranların yapısından dolayı ortaya çıkmış bazı terimlerin yanında her türlü ekran ile alakalı genel olarak görüntüleme alanında önem kazanan bazı terimlerin üzerinden geçmek gerek.
Çözünürlük (Resolution): Çözünürlük, LCD'ler için CRT ekranlardan biraz daha farklı bir anlama geliyor. LCD'ler görüntüleri piksel piksel hücrelerle gösterdiklerinden dolayı, gelen görüntünün çözünürlüğünü değiştirebilmeleri için özel yardımcı yongalara ihtiyaç duyarlar. Her LCD ekran için de ekranın desteklediği uygun bir çözünürlük değeri vardır. O da panele işlenmiş piksel hücrelerinin miktarı ile belirlenir. Çözünürlük bilindiği gibi biri yüksekliği biri genişliği belirten iki sayı ile belirtilir, bu iki sayının birbirine oranının yanında birbiri ile çarpımı da önemlidir. Panellerin büyüklüğüyle de arttıkça alt piksellerin hizalanışı değişebiliyor.
Nokta uzaklığı/aralığı (Dot pitch): Bir pikselin herhangi bir renk alt pikselinden, diğer pikselin aynı renk alt pikseline uzaklığıdır. Mesela bir pikselin kırmızısı ile diğer pikselin kırmızısı arasındaki uzaklık. Böylece üç alt pikselin büyüklüğü ile iki piksel arasındaki uzaklığın toplamı oluyor. Bu değer ne kadar küçük ise o kadar keskin görüntü alınabilir demektir.
Normalde, her ne kadar piksellerin diziliş biçimi ekrandan ekrana değişse de, bu ölçüm köşeden köşeye çapraz olarak yapılmalı. Fakat firmalar daha düşük bir değer olan yatay uzaklığı kullanmayı tercih ediyorlar. Giriş seviyesi monitörler için uygun sayılabilecek 0.28 mm köşegen üzerinden ölçülen genişlik, yatayda 0.24-0.25 mm gibi bir değer alabiliyor. İyi kalite bir monitörün köşegensel değeri 0.26 mm iken yatay değeri 0.22 mm oluyor.
Tepki süresi (Response time): Tepki süresi, ISO standartlarına göre, bir pikselin tamamen siyahdan önce tamamen beyaza ardından da yeniden tamamen siyaha dönmesi için gerekli zamanın göstergesidir. Yani düşük tepki süreleri daha iyi demektir.
Firmalar, siyahdan beyaza geçiş yerine “Overdrive” değnilen teknolojilerle sınırlarına kadar zorlanmış, daha iyi göstergeler veren griden griye (G2G) geçişi kullanmayı tercih edebiliyorlar. Yakın zamanda G2G geçişlerde 1 ms'ye kadar inildi. Fakat “Overdrive” teknolojisi G2G geçişi hızlandırırken aslında siyahdan beyaza geçişde pek bir gelişme sağlayamıyor. Ayrıca bu teknoloji bazı uygulamalarda özellikle tavsiye edilen (60Hz) yenileme süresinden daha hızlı çalıştırılınca görüntü bozukluklarına sebep olabiliyor.
Zıtlık oranı (Contrast ratio): Zıtlık oranı, monitörün verebildiği en parlak ve en koyu renklerin ışıma gücü (luminosity) arasındaki orandır. Bu oranın yüksek olması demek siyahların daha siyah gözükmesi demektir denebilir. Bu değer gün ışığında görüntünün kalitesini de etkiler. Yüksek ışıma gücü verebilen ekranlar gün ışında daha belirgin olurlar.
Görüş açısı (Viewing angle): Görüş açısı bildiğiniz gibi LCD'lerde daha çok ön plana çıkıyor. Bu parametre monitörün en yüksek hangi açıdan uygun tanımda görüntü verebildiğini bildirir. Yüksek değerler daha iyidir.
Gerekli tanımlamaları yaptıktan sonra piyasada bulunan başlıca panellere geçebiliriz.
Piyasada Bulunan Aktif Matris Paneller
Panellerden kasıt yukarıda da belirttiğimiz gibi aktif matris paneller. TFT (thin-fim transistor) paneller başlıca şu modellere sahipler:
TN Film (Twisted Nematic + Film) paneller: TN Film paneller piyasada en sık kullanılan panellerdir. Düzmantık tüm alt piksellerin doğrusal sıralanmasına dayanan bu paneller, üretimleri ucuz oldukları için özellikle 15, 17 ve 19 inç monitörlerde sıklıkla kullanılırlar. Samsung, LG.Philips, AU Optronics gibi firmalar tarafından üretilen bu paneller en iyi tepki sürelerine sahip paneller olarak anılmaktalar. Fakat piksellerin dizilişi film kalitesini yeryer düşürebiliyor ayrıca gene piksellerin dizilişi görüş açısını da olumsuz etkileyebiliyor. Özellikle dikey açılardan bakılınca görüntü kararmaları görülebiliyor. 6-bit renk derinliğine sahip TN Film paneller genellikle 16.2 milyon renk verebilen bu panellerin kimi modelleri titretme (dithering) gibi tekniklerin kullanımı ile 16.7 milyon renge çıkabiliyor. Ancak 16.7 milyon rengin de verimli olduğu söylenemez.
Dikey Hizalama (Vertical Alingment, VA) Panelleri: Fujitsu tarafından 1996'da geliştirilen bu teknoloji ile üretilen paneller değşiklikler göstermekte. Önceleri düşük görüş açısına sahip panellerin bu sorunu her pikselin alanlara (domain) ayırarılması ile çözüldü.
>Multidomain VA (Çok-alanlı DH, MVA) paneller: Bu paneller, piksellerin alt alanlara ayrılması ile elde ediliyor ve TN Film panellerin dikey görüş açısı problemlerini çözerken ileride anlatacağımız IPS panelleirn de yatay görüş açısı problemini çözüyor. Fakat şu andaki TN Film ve IPS panellerden daha yüksek tepki sürelerine sahip. Bu tepki süresi birbirine yakın renk değerleri arası geçişlerde daha da artıyor. Öteyandan diğer iki paneldan daha iyi zıtlık oranınına sahip. Kısacası şu halitle MVA paneller oyunculara hitap etmiyor. Fakat MVA'nın türevleri bu sorunu da hallediyorlar.
>Premium MVA (Yükseltilmiş MVA, P-MVA) ve Süper MVA (S-MVA) paneller: iki değişik firma tarafından geliştirilen bu teknoloji, MVA panellerin G2G değerini arttıran yenileştirmeler sunuyor. Bu panellerin de tepki süresi TN Film paneller kadar olmasa da iyileştirilmiş durumda.
MVA panelleri genel olarak 8 bit renk derinliğine sahip olsalar da ucuz MVA paneller 6-bit renk derinliği ile de sunulabiliyor. Renk üretebilme yeteneği bakımından TN panellerden daha iyi olan MVA paneller, diğer panellere nazaran daha iyi siyah değeri sunuyorlar. Fakat pikselleri alanlara ayırdıklarından dolayı bakış açınızı değiştirince hafif renk bozulmaları yaşayabiliyorsunuz.
>Advanced MVA (İleri MVA, A-MVA) paneller: AU Optronics şirketinin yakın zamanda geliştirmeye başladığı bu teknoloji bakış açısının değişikliğinde renk değişimi olması problemini azaltıyor. Alanlara yarılmış pikselleri daha fazla alanlara ayırıp değişik açılardan görüşü iyileştiren bu teknoloji, daha yüksek zıtlık oranları ve 178 dereceye varan görüş açıları verebiliyor. Teknoloji şu anda sadece bazı televizyonlarda uygulandı.
Patterned Vertical Alingment (PVA, Desenli yatay hizalama) paneller: MVA'ya alternatif olarak geliştirilen bu paneller, MVA'lardan çok daha değişik teknikler kullanılarak üretiliyorlar, bu yüzden farklı bir teknoloji olarak sınıflandırılıyorlar. PVA panellerde çekirdeklerin yerleşimi MVA panellere göre daha az renk bozulması oluşturacak şekilde tasarlanmış. Fakat yine de tepki süresi olarak TN panellerin gerisindeler. Samsung'un çabaları ise bu panellerin yüksek tepki sürelerini en azından kabul edilebilir ölçüye getirmiş durumda. Zıtlık oranı bakımından iyi performans sergileyen PVA paneller genellile 8 bit renk derinliği ile sunulsa da FRC ve dithering teknikleri ile 16 bit renk derinliğine ulaşabiliyorlar.
>Super Patterned Vertical Alignment (S-PVA, Üstün-desenli yatay hizalama) paneller: Yukarıda belirttiğimiz PVA panellere Samsung'un el atması ile üretilmiş panellerdir. Samsung'un geliştirdiği overdrive teknolojisi, “Magic Speed” ile tepki süresi iyileştirilen paneller, PVA'ların bir uzantısı durumundalar. Bazı PVA panellerde overdrive kullanılsa da S-PVA panellerde bu teknoloji doğuştan geliyor. PVA panellere göre daha iyi oyun performansına sahip bu panellerde kristal hücreleri birbirine zıt iki bumerang gibi yerleştiriliyor. Böylece görüş açısı bakımından da iyileştirilmeler sağlandığı savunuluyor.
In Plane Switching (IPS, Düzlem içi anahtarlama) paneller: IPS paneller, TN panellerin iki eksik tarafını tamamlıyor: birisi görüş açısı problemi, ikincisi ise sığ renk derinliği. TN panellerde olduğu gibi kristalleri rastgele dağıtmak yerine tüm kristal parçalarını mükemmele yakın bir şekilde birbirine paralel hale getirmekle elde edilen IPS paneller, elektrik alan uygulanmadığı hallerde arkadan gelen ışığı geçirmiyor. Elektrik alan uygulanınca doksan derece dönen kristaller gelen beyaz ışığa bu oranda izin veriyorlar. Yani eğer bir piksel ölürse devamlı surette siyah gözüküyor. TN panellerde ise siyah ile beyaz arası bir renk alıyor.
Bu panellerin daha da geliştirilmiş halleri olan S-IPS (Super IPS), DD-IPS (Sual Domain IPS) ve ACE (Advanced Coplanar Electrode) paneller değişik şirketler tarafından geliştiriliyorlar. ACE panellerin üreticisi üretimi durduduğundan dolayı bu paneller piyasada pek bulunmuyor. DD-IPS paneller ise IBM ve Chi Mei Optoelectronics ortak bir girişimi ile üretiliyorlar, fakat üretilen paneller normal kullanıcının bütçesinin epey üzerindeler. Bunların yanında LG.Philips, ürettiği S-IPS paneller için İleri S-IPS (Enhanced S-IPS) terimini kullanıyor. İleri S-IPS panellerde de overdrive kullanılıyor. NEC ürettiğin yeni İleri S-IPS panellere Gelişmiş İleri S-IPS (Advanced Enhanced S-IPS) ismini vermiş. NEC'in ayrıca A-SFT, A-AFT, SA-SFT, SA-AFT kod adlı IPS sürümleri de bulunmakta, fakat bu varyasyonlar IPS'e yapılan ufak geliştirmelerden başka farklar içermiyorlar.
S-IPS paneller, özellikle LG.Philips'in arka çıkması ile piyasada kendilerine yer buldular. İlk başlarda 60ms gibi çok yüksek tepki sürelerine sahip olsalar da LG.Philips'in geliştirdiği overdrive teknolojisi olan ODC (Over Driving Circuitry) ile neredeyse TN panellerin performansına ulaştılar. Görüş açısı olarak diğer panellerden daha iyi sonuçlar veren (178/178 derece) bu paneller, çok yandan bakınca siyah bölgelerde hafif mora kaymaktan başka arıza göstermiyorlar. S-IPS panellerin gün geçtikçe iyileştirilse de kötü olan tek yanı zıtlık oranı (1:60), gün ışığında pek farkedilmese de az aydınlatılmış bir ortamda siyah alanların tam siyak değil hafif gri olduğu sezilebiliyor. Ne olursa olsun diğer üstün özellikleri ve diğer panellere göre daha iyi sonuçlar veren renk derinliği ile tasarımcıların gözdesi olan bu paneller, resim kalitesi olarak kaliteli CRT monitörlere yakın durumdalar.
Sonuç: Bu kadar harf salatası arasından şu özeti çıkarabiliriz: Oyun için: TN panel, görüş açısı ve renk için için: MVA panel, tasarım için: IPS panel.
Diğer görüntüleme teknolojileri
Piyasada monitörler ve yüksek tanımlı televizyonlar için ismi geçen başka teknolojiler de mevcut. Yazının ana konusu LCD olsa da bu teknolojilerin üzerinden hafiften geçmek gerek.
Plazma Ekranlar
LCD'nin tüketici elektroniği alanında en büyük rakiplerinden olan Plazma ekranlar, kimi şerketlere göre yüksek tanım için yegane teknoloji. Plazma ekranların her pikseli tipik ekranlarda olduğu gibi üç alt piksele ayrılıyor. Her alt piksel değişik oranlarda aydınlatılarak neredeyse tüm görülebilir renkler elde edilebiliyor. Bu yeteneğin ardında CRT ekranlarda da kullanılan fosfor yüzeyler bulunuyor.
Plazma Paneli Yapısı (Jari Laamanen)
Plazma ekranlarda iki elektrot arasında bulunan neon ve xeon gazları voltaj farkı ile iyonlaştırılıyor. Bu safhada üretilen mor ötesi dalga boyuna sahip foton parçacıkları fosfor yüzeye çarpıp yüzeyi aydınlatıyorlar. Plazma ekranların en büyük avantajı elde edilen renklerin derinliği. Dediğimiz gibi neredeyse gerçeğe yakın renkler elde edilebilen bu ekranlarda her piksel kendinden aydınlatıldığı için parlaklık oranı da tatmin edici düzeyde oluyor.
Plazma ekranlar çok büyük paneller şeklinde üretilebiliyorlar (şu anki rekor 262 ekran yani çaprazda yaklaşık ikibuçuk metre). Bu teknolojinin tek eksik yanı ise düşük zıtlık oranı. Her ne kadar pazarlama stratejisi olarak 10000:1 gibi oranlar gözükse de bu oranlar tüm ekranın tamamiyle siyah olan halinden tamamiyle beyaz olan haline geçiş temel alınarak yapılmış ölçümler. Her pikselin aydınlatılması tamamiyle kaldırılabileceğinden Plazma ekranlarda gerçek siyah elde etmek mümkün olacağından bu oranın yüksek olması doğal karşılanabilir. Fakat asıl ölçülmesi gereken oran dama tahtası gibi aydınlatılmış (yer yer siyah yer yer beyaz) bir görüntüden onun zıttı bir görüntüye geçişi olmalı.
Ayrıca Plazma ekranlar neredeyse CRT ekranlar kadar güç tüketebiliyorlar. Bir bakıma seyredilen görüntünün parlaklığıne göre güç tüketimi değişiyor. Maç seyrederken çok fazla güç tüketen Plazma ekranlar karanlık resimlerde daha az enerji tüketiyorlar.
Plazma teknolojisinin arkasından duran büyük markalardan birisi Panasonic.
İzdüşüm (Projection) Ekranları
İzdüşüm (Projection) ekranlar birkaç tipte olabiliyor. Birisi ışığın LCD panelden geçirilmesinin ardından izdüşürülen LCD izdüşüm ekranlar, bir diğeri ise LCoS (Liquid Crystal on Silicon) ve bu sonuncuna benzeyen DLP.
LCD izdüşüm ekranlarda üç temel renkte ışık veren kaynakların önüne LCD paneller konuluyor. Paneller, belli bölgeleri belli derecelerde kapatarak o ışığın geçisini ayarlıyor. En sonunda aynalar aracılığı ile üç ışık hüzmesi birleştirilip ana ekrana yansıtılıyor.
DLP iz düşüm ekranlarının çalışma aşamaları
LCoS ve DLP, teknolojilerinde ise mikroçip üzerinde yerleştirilmiş piksel birimlerinden üretilen ışık LCoS çiplerde sıvı kristaller, DLP çiplerde ise hızlı bir şekilde pozisyon değiştirebilen mikro aynalar ile izdüşürülüyor. Bu teknik ile üretilen görüntü cihazları bildiğiniz gibi projektörler. Yüksek tanımlı projektörler, bu piyasada LCD ve Plazma ekranlarla yarışıyorlar.
Geleceğin Teknolojileri
Yüzey İletimli Elektron Yayım Ekranları (Surface Conduction Electron Emission Displays, SED)
Hala geliştirilmekte olan bu teknolojide ufak SED birimleri tarafından hızlandırılan elektronların fosfor kaplı bir yüzeye çaptırılması ile o alan aydınlatılıyor. Bir bakıma ufak CRT tüplerinden oluşan paneller kullanıyor diyebiliriz.
Canon ve Toshiba tarafından desteklenen bu teknolojinin başı ise oldukça politik bir sebepten dolayı belada. Applied Nanotech şirketi tarafından Canon'a açılan dava Canon'un aleyhine sonuçlandı.
SED ekranların öne çıkan özellikleri arasında 50000:1 ve hatta Tohiba'nın sunduğu bazı örenklerde 100000:1 zıtlık oranları ile 1 ms'e inebilen tepki süreleri bulunuyor.
Organik Işık Yayan Diyotlar (Organic Light Emiting Diodes, OLED)
OLED'lerin ne olduğuna geçmeden önce kısaca LED'leri anlatmak işimizi kolaylaştıracak. LED (Light Emiting Diode, Işık Yayan Diyot), pozitif ve negatif bağlantı (junction) arasına akım verilerek foton (ışık parçacığı) üretilmesini sağlayan elektronik bileşenlerdir. Hatta bu işlemi tersine çevirince elimizde CCD (Charge Coupled Device) almaçlar elde edilir.
OLED'lerde ise ışık saçan kısım organik maddelerden oluşur. LED'lerden daha az ışık vermelerine karşın verdikleri ışık çoğu uygulamada yeterlidir. Mesela OLED'i alın ve üç alt piksel oluşturun (mavi, kırmızı, yeşil) ve buyrun bir piksel elde ettiniz. Bunları yan yana koyun alın size monitör.
OLED'ler yüzeye mürekkep püskürtmeli yazıcılarla bile basılabiliyor. Bu şekilde üretim kolaylığı açısından LCD'lerin önüne geçiyorlar. Üretim kolaylıkları ve esnekliği ile e-kağıt, vs. gibi bir çok alana kapı açıyorlar. Verebildikleri renklarin fazlalığı, 180 dereceye yaklaşan görüş açıları, LCD gibi arkadan ışık almamaları, kendi ışıklarını kullanmaları gibi bir çok sebep OLED'i LCD'lere bulunmaz bir rakip yapıyor.
Fakat OLED'lerin yapıldığı malzemeler uzun ömürlü olmuyor. 5000 saat'e kadar düşen hayat süreleri LCD'lerin oldukça altında. Tabii ar-ge çalışmaları ile bu süre 20 bin saate kadar uzatılıyor. OLED'in çalışma prensibi, her renk bir transistör tarafından kontrol edildiğinden ve kendi ışığını kendisi vermek durumunda olduğundan, bazı transistörler diğerlerinden çok daha çabuk ömrünü doldurabiliyor. Bu da OLED'in önündeki teknik sorunlardan birisi. LCD ekranların arka ışı ömrü olarak ise yaklaşık 20-30 bin saat ön görülüyor.
İkinci dezavantaj ise su gibi maddelerden zarar görmeleri. Ama üretimi sınırlayan en büyük dezavantaj ise Eastman-Kodak gibi firmaların OLED patentlerini ellerinde tutmaları. Yani OLED'ler sadece belli firmalarca üretiliyor. Diğer şirketler patent sahibi şirketlerden lisans almak zorundalar.
Overdrive
Overdrive, kristallerin tepki süresi üzerinde fazladan voltajla oynamak demek. Bir kristal beyaz (kapalı) durumdan siyah (açık) duruma geçerken, siyahtan beyaza geçişden daha fazla zaman harcıyor. Üreticiler, gri renk için kristallere fazla voltaj uygulayarak beyazdan siyaha geçişi hızlandırıyorlar ardından siyahdan griye normal hızda geçiş yapılıyor. Bu hızlandırmayı siyah gri için de uygulayınca bu işleme çifte overdrive (double overdrive) deniyor.
Bu teknolojinin dezavantajlarından birisi ise değişken görüntülerde farkedilir bozulmalara sebep olması. Hareketli bir görüntüde her pikselin olması gereken rengi elde etmesi için gereken zaman farklı olduğundan dolayı, o anda gerekli renk hızlıca elde edilemiyor. Yani belli pikseller daha hızlı değişirken bazıları geride kalıyor. Bu da görüntüde kalite kaybına sebep oluyor (noise). Ayrıca overdrive kullanan monitörleri tavsiye edilen tazeleme frekansında kullanmak gerekiyor. Tavsiye edilen frekans olan 60 Hz'den farklı bir frekans kullanıldığında elde edilen performans oldukça düşüyor.
Overdrive ile iyileştirilmiş görüntü ve görüntünün orijinali (Eizo Nanao Corp.)
Overdrive teknolojisi siyah beyaz geçişleri hızlandırmıyor. Asıl hızlanan süre griden griye geçişler. Hatta arada rastlarsınız 1ms'ye kadar inen tepki sürelerinden bahsedilir. Bu geçişler griden griye geçişlerdir. Bu geçiş overdrive teknolojisinin geliştirilmesi ile çok çok azalabiliyor ve maalesef bir pazarlama unsuru olarak karşımıza çıkıyorlar. Normalde bir panelin tepki süresi siyahdan beyaza geçiş süresidir. Fakat firmalar griden griye geçişleri öne çıkarmayı yeğ tutuyorlar. Tabii ki bu süre ölçülen "en hızlı" süre. Yani monitörler genellikle bu süreden daha fazla tepki sürelerine sahip olabilirler.
Overdrive, TN panellerin yanı sıra TN panellerden çok daha yüksek tepki sürelerine sahip panellerin iyileştirilmesinde de kullanılıyor. P-MVA, PVA, S-IPS panellerde 8ms ve 6ms'ye kadar inen griden griye geçişler elde edildi.
Çeşitli firmalara ait overdrive teknolojileri
Bir çok firmanın kendine ait overdrive teknolojileri var. Bu teknolojiler temelde aynı olsalar da tabii ki kendilerine haz bir çok güzellikleri mevcut. Viewsonic'in ClearMotiv'i, Samsung'un MagicSpeed'i, BenQ'nun Advanced Motion Accelerator'ı, LG.Philips'in Over Driving Circuit'i bu firmalara ve teknolojilerine örnek olarak sıralanabilir.
Daha da ilerisi
TFTCentral üzerinde oldukça geniş bir LCD bilgi bankası mevcut. Değişik firmaların değişik panellerde kullandıkları teknolojileri ayrıntıları ile okumak istiyorsanız bu bilgi bankasını ziyaret edebilirsiniz. Ayrıca aynı sitede bulunan model bankası ile monitörünüzün gerçek tepki süresini ve paneli tipini de öğrenebilirsiniz. X-bit labs'ın tuttuğu güncel panel ve LCD tepki süresi kaynağı da oldukça derin bir makale. Ayrıca Techmind'ın oluşturduğu bazı çevrimiçi LCD testleri ile monitörünüzün piksellerin nasıl adreslediği, bir görüntüyü oluştururken piksellerin nasıl yenilediği gibi konularda fikir sahibi olabilirsiniz.
Kaynaklar
1- http://de.wikipedia.org/wiki/Otto_Lehmann
2- http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display
3- http://sharp-world.com/sc/library/lcd_e/indexe.htm
4- http://www.tftcentral.co.uk/
5- http://www.techmind.org/lcd/
* http://www.tftcentral.co.uk/advancedcontent.htm
* http://www.tftcentral.co.uk/panelsearch.htm
* http://www.xbitlabs.com/articles/other/display/lcd-guide.html
* http://www.xbitlabs.com/articles ... e-compensation.html
* http://www.techmind.org/lcd/