Bilgisayar - Donanımı
TFT MONİTÖRLER


Hazırlayan: Hale AYDIN


TFT Nedir? 


Modern ekran teknolojileri katot ışın tüplü (CRT) veya düz 
panel ekranlar olmak üzere sınıflandırılır. Tüplü cihazlar 
büyüktür ve oldukça fazla yer kaplarlar. Düz paneller yani 
tüpsüz olanlar ise adından da anlaşıldığı gibi düzdürler ve 
çok yer kaplamazlar. Düz panel ekran kategorisi kendi içinde 
LCD (likit kristal), plazma ve LED (ışık yayar diod) gibi 
teknolojilere sahiptir. Işık yayanlar ve arka plan ışığını 
üzerinden geçirenler olarak da ayırt edilmeleri mümkündür.


TFT-LCD olarak adlandırılan bu cihazlar arkadan aydınlatmalı 
ekranlar sınıfındadır. STN ve DSTN (pasif matris LCD) 
teknolojileri de kullanılır, ancak günümüzde sadece çok 
düşük fiyatlı taşınabilirlerde rastlanmaktadır. 


TFT'ler Nasıl Çalışır?


TFT, 
'Thin Film Transistor'ün kısaltılmışı olup pikselleri aktif 
olarak denetleyen elementleri tanımlar. Bu sebepten "aktif 
matris TFT" olarak da adlandırılırlar. Görüntü nasıl oluşur? 
Temel prensip basittir: Her biri renk verebilen çok sayıda 
pikselden oluşan bir panel sayesinde. Bu amaçla bir kaç adet 
florasan tüpten gelen siyah ışık kullanılır. Örneğin tek bir 
pikselin aydınlanması için yapılması gereken şey ışığın 
geçmesine izin verecek ya da vermeyecek bir kapı veya 
diyafram koymaktır. Bu basit açıklamayla anlatılabilmesine 
karşın bunu gerçekleştiren teknoloji elbette çok karmaşık ve 
kapsamlı. LCD (Liquid Crystal Display), sıvı kristal esasına 
dayalı düz panel monitörler için kullanılır. Sıvı kristaller 
moleküler yapılarını değiştirebilirler ve bu yüzden farklı 
seviyelerde ışığın içlerinden geçmesini sağlayabilirler (ya 
da ışığı bloke edebilirler). Yönlendirici filtreler, renk 
filtreleri ve iki sıralama katmanı, ne kadar ışığın 
geçeceğini ve hangi renklerin yaratılacağını belirler. 
Katmanlar iki cam panel arasında konumlandırılır. Sıralama 
katına özel bir voltaj verilerek elektrik alanı oluşturulur 
ve böylece sıvı kristaller hizalanır. Ekrandaki her nokta 
(piksel) katot ışın tüplü ekranlarda olduğu gibi 3 farklı 
bileşene ihtiyaç duyar, biri kırmızı, biri yeşil ve biri de 
mavi için. 

En yaygın TFT teknolojisi Twisted Nematic olarak 
adlandırılır. Aşağıda bu tür TFT'lerin nasıl çalıştığı 
açıklanıyor. Elbette başka teknolojiler de bulunmaktadır. 
Bunlar Bakış Açısı Teknolojileri başlıklı bölümde 
açıklanıyor

Voltaj verilmediğinde , moleküler yapı normal durumunda ve 
90 derece kıvrıktır. Arkadan aydınlatma lambasından gelen 
ışık böylece yapı içinden geçebilir

Voltaj verilip bir elektrik alanı yaratıldığında sıvı 
kristaller dikey olarak hizalanacak şekilde kıvrılırlar. 
Yönlendirilmiş ışık ikinci kutup tarafından emilir. Bu 
durumda ışık TFT ekranın dışına çıkamaz. 



Bir TFT Pikselinin Anatomisi 



Kırmızı, yeşil ve mavi 
filtreler birbirini takip edecek şekilde alt yüzeye entegre 
edilmişlerdir. Her piksel (nokta) bu 3 renk hücresinden ya 
da alt-piksel bileşenlerinden oluşur. Bu da 1280x1024 piksel 
çözünürlükte, 3480x1024 transistör ve piksel elementi olduğu 
anlamına gelir. 15.1 inç bir TFT'de nokta aralığı (dot 
pitch-pixel pitch) 0.0188 inç (0.30 mm) civarındadır, 18.1 
inç bir TFT'de ise (1280x1024 piksel) 0.011 inç'tir 
(0.28mm). 

Hücrenin sol üst köşesi bir Thin Film Transistör içerir. 
Renk filtreleri hücrelerin temel RGB renklerini 
değiştirebilmelerini sağlar. Piksellerin aralığı küçüldükçe, 
mümkün olan maksimum çözünürlük de artar. Ancak TFT'ler 
maksimum ekran alanı yönünden fiziksel bir kısıtlamayla 
karşı karşıyadır. 38 cm (15 inç) bir köşegen ve 0.297 mm 
(0.0117 inç) nokta aralığına sahip bir ekranda 1280x1024 
çözünürlük almak pek anlamlı değil. Bu incelemenin 4'üncü 
bölümünde nokta aralığı ve köşegen boyutları arasındaki 
ilişki hakkında bilgi bulabilirsiniz.



Hangi Özellikler Daha Önemli? - Önemli Bazı Kavramlar 



Diyagonal Ekran Boyutunun Tanımı 


Bildiğiniz gibi monitörler boy olarak ekranın diyagonal 
uzunluğu ile sınıflandırılırlar. Örneğin 17 inç denildiğinde 
çapraz iki köşe arasındaki çizgi uzunluğu alınır. Tüplü bir 
monitörde "izlenebilir alan" her zaman tüpün diyagonal 
boyutundan küçüktür. TFT panellerde ise kasanın içinde 
görüntü verilmeyen bir kenar kısmı bulunmaz. Bu sebepten 
belirtilen diyagonal boyut her zaman izlenebilir alana 
eşittir, yani kayıp söz konusu olmaz. Yine bu sebepten 
dolayı da 15.1 inç bir düz panel ekran, izlenebilir boyutu 
itibarıyla 17 inç bir tüplü monitöre eşittir. 



Bakış Açısı 


Bu önemli bir kavram. Zira TFT'lerde tüplülerde olduğu gibi 
her bakış açısından aynı görüntüyü alamazsınız. Yani 
monitörün tam karşısından ve sağından ya da solundan 
bakıldığında ekran farklı görülür. Arkadan aydınlatma ışığı 
çeşitli filtrelerden, sıvı kristallerden ve hizalama 
katmanlarından geçtiği için tek bir yönde hareket eder. 
Mesela çoğunluk ekranı dikey olarak terk eder. Eğer 
kullanıcı monitöre çok açılı bakarsa, karanlık ya da 
bozulmuş renkler görebilir. Bu etki örneğin banka 
veznelerinde kullanışlı olabilir ama genelde istenmeyen bir 
durumdur. Üreticiler de daha iyi bakış açıları 
geliştirebilmek için üzerinde uğraştığı birçok teknoloji 
var: IPS (in-plane switching), MVA (multi-domain vertical 
alignment) ve TN+film (twisted nematic ve film). Maksimum 
bakış açısı, ideal kontrast oranının onda birine düştüğü 
nokta olarak tespit edilir. Örneğin ekrana tam dik açı gibi.



Kontrast Oranı 


Kontrast oranı maksimum ve minimum parlaklık değerlerinden 
türetilir. Verilerin arası ne kadar büyükse o kadar iyi 
olduğu kabul edilir. Bu 500:1 gibi yüksek kontrast oranına 
sahip tüplü monitörler için bir sorun teşkil etmez. 
Böylelikle foto gerçekçi kalite sunarlar. Siyah bir resim 
göstermek tüplü bir monitör için problem olmazken TFT'lerde 
arka ışığın parlaklığını değiştirmek zordur ve cihaz 
çalıştığı sürece de açık kalırlar. Siyah bir resim 
gösterebilmek için sıvı kristaller gelen ışığı tamamen 
tutarlar. Ancak bunu mükemmel yapmak fiziksel olarak mümkün 
olmadığından bir miktar ışık sızması yaşanır. Üreticiler de 
halen bu sorun üzerinde çalışmaktalar. İnsan gözü için kabul 
edilebilir değerler 250:1 üzeridir. 



Parlaklık 

TFT'nin başarılı olduğu bir özellik. Temel olarak maksimum 
parlaklık arka ışığı sağlayan florasan tüpler tarafından 
belirleniyor. Metrekareye 200 ve 250 candela (cd/m2) 
parlaklık birimi sorun değil. Daha yüksek parlaklık 
değerlerine de ulaşmak teknik olarak mümkün ancak gereksiz, 
çünkü kullanıcıyı kör etmenin bir alemi yok. 

Tüplü monitörlerde maksimum parlaklık 100 ila 120 sd/m2'dir. 
Daha yüksek değerlere çıkmak katot tabancaları için devasa 
voltaj hızlanması gerektirdiğinden zordur. Ayrıca daha fazla 
parlaklık yüksek emisyon değerlerine yol açabilir ve fosfor 
ömrünü kısaltma gibi yan etkiler de yaratabilir. 



Piksel Hataları 


Bunlar genelde hatalı transistörlerden kaynaklanırlar. 
Ekranda nokta olarak saptanabilirler. Bozuk transistörden 
dolayı ışık piksele ulaşamaz bu nokta karanlık kalır veya 
sürekli parlak kalmasına yol açar. Bu olay grup halinde 
görülürse daha da rahatsız edici olur. Ne yazık ki, 
ekrandaki maksimum ölü piksel sayısını belirleyecek bir 
standart henüz oluşturulmamış, her üretici kendine göre bir 
sayı belirlemiştir. 3 ila 5 adet ölü piksel normal 
denilebilir. Bu tür mal satın alırken kontrol etmekte fayda 
var, çünkü bu onarılması imkansız hatalar genelde üretim 
safhasında oluşur. Son bir detay: Bu hatalı piksel sayısı 
sonradan artmaz, tabii eğer parmağınızla ya da başka 
nesnelerle ekrana bastırmazsanız. 



Tepki Süresi 


Birçok TFT'nin 
halen hareket eden resimlerde (mesela video) sorunları var. 
Bunun nedeni de sıvı kristallerin tepki süresi. Yeni 
TFT'lerde 20-30 milisaniye arası değerler normaldir. Bir 
örnekle açıklayacak olursak standart bir film saniyede 25 
kareden oluşur, bu da tek karenin 40 milisaniye'de 
gösterilmesi anlamında gelir. Sıvı kristaller tepki olarak 
çok yavaş olduklarından bu sahnede bir miktar bulanıklaşma 
ya da hareketlerde kesiklik görülebilir. Ancak genelde tepki 
süresi yeterli olduğundan TFT'ler için "bunlarda film 
seyredilmez" demek yanlış olacaktır. 



Renk Kalitesi-Analog Giriş Sinyallerini Hazırlamak 


Dijital düz panel ekranlara kıyasla, standart bir VGA 
bağlantı noktası ile donatılmış modeller analog resim 
sinyallerini önce tekrar dijitale çevirmek zorunda 
olduğundan renk kalitesinde kayıplar oluşabilir. Kimi 
üreticiler düşük performanslı, sadece 18 bit veriler ile 
başa çıkabilen (3x6 bit ; kırmızı, yeşil ve mavi renklerin 
her biri için 6 bit) analog-dijital çeviricilerde ısrar 
ediyor. Sonuç olarak sadece 262 bin 144 renk (RGB taklidi) 
gösterilebiliyor. Oysa ki Gerçek Renk modu en azından 16.7 
milyon renge ihtiyaç duymakta.





Bakış Açısı Teknolojileri 


 



TN+Film 

Teknik açıdan bakıldığında TN+Film çözümü uygulanması en 
basit çözüm olarak gözüküyor. Düz panel üreticileri kıyasla 
daha eski olan standart TFT (Twisted Nematic) teknolojisini 
kullanmaktalar. TN+Film'de yatay izleme açısını 90 dereceden 
yaklaşık 140 dereceye kadar çıkartabilen özel bir film 
(geciktirici ya da 'discotic' film) panelin en üst yüzeyine 
uygulanır. Diğer yandan zayıf kontrast oranı ve düşük tepki 
süresi aynen kalıyor. TN+Film şüphesiz ki en iyi çözüm 
değil, ancak ucuz. 


IPS 
ya da 'In-Plane Switching', Hitachi tarafından geliştirilmiş 
bir teknoloji. Ancak NEC ve Nokia da bu yeniliği 
kullanıyorlar. 

Twisted Nematic ekranlar (TN veya TN+Film) ile aralarındaki 
fark moleküllerin alt tabakaya paralel olarak sıralanması.


Katot ışın tüplü monitörlerde gördüğümüz 170 dereceye varan 
mükemmel bakış açısı IPS (ya da diğer adıyla Super TFT) 
teknolojisi ile elde edilebiliyor. Ancak bu teknolojinin bir 
de dezavantajı var. Sıvı kristallerin paralel olarak 
sıralanmasından dolayı 'twisted nematic' ekranlardaki gibi 
elektrotların her iki cam yüzeye de konulması mümkün değil. 
Bunun yerine alt cam yüzeye petek şeklinde yerleşmeleri söz 
konusu. Bu da kontrastın zayıflamasına yol açtığından 
parlaklığın tekrar normal düzeye yükseltilebilmesi için çok 
güçlü arka ışık gereksinimi doğuruyor. Klasik TFT'ler ile 
kıyaslandığında tepki süresi ve kontrastta hemen hemen hiç 
ilerleme yok.


MVA (Multi-Domain Vertical Alignment


Fujitsu ideal çözümü bulmuş gibi. MVA 160 dereceye varan 
bakış açısı ve yüksek kontrast oranları ile hızlı tepki 
süresini optimumda uzlaştırmış. 

Peki MVA nasıl çalışır?

MVA'daki M, Multi-Domain (çok bölgeli) anlamına geliyor. 
Bunlar renk hücreleri içindeki alanlar. Şekil 3, tümsekler 
aracılığı ile oluşturulmuş bir çok bölgeli örneği 
gösteriyor. Fujitsu şu anda bağımsız hücreleri 4 adete kadar 
olan paneller üretmekte. 

MVA'daki VA ise "vertical alignment" yani dikey hizalamayı 
işaret ediyor. Aslında bu terim biraz yanıltıcı çünkü sıvı 
kristal molekülleri (devinimsiz haldeyken) tümseklerden 
dolayı tam olarak dik hizalanmış değillerdir (bkz. şekil 3; 
kapalı pozisyon). Voltaj uygulanarak bir elektrik alanı 
oluşturulduğunda, kristaller yatay olarak hizalanır ve 
böylece arka ışık katmanlar arasından geçebilir. MVA, IPS ve 
TN+Film teknolojilerine kıyasla, oyun ve video 
performansında çok etkili olan hızlı tepki sürelerinde daha 
iyidir. Kontrast genel olarak daha başarılıdır, ancak bu da 
bakış açısına göre değişkenlik gösterebilir. 



Değişik Bakış Açısı Teknolojilerinin Değerlendirilmesi

MVA hızlı 
tepki süresi ve çok geniş bakış açısı sunuyor ancak 
Fujitsu'nun bu teknolojisi pazarda hala çok az pay sahibi.



TN+film çözümü 
tepki süresinde dikkate de?er bir geliŞme sunmuyor. Bunu 
kullanan ürünler düŞük fiyatl?, yüksek miktarlarda 
üretiliyor ve bak?Ş aç?s?n? kabul edilebilir de?erlere 
ç?kartabiliyor. Uzun vadede bu tip ürünlerin Pazar pay?n?n 
azalmas? bekleniyor. 

IPS Hitachi ve NEC gibi büyük üreticiler sayesinde 
pazarın önemli kısmını elinde tutuyor. Bu ekranların 
başarılı olmasındaki en önemli etken 170 dereceye varan 
geniş bakış açısı ve makul tepki süresi. 

Teknik olarak MVA en iyi çözüm. 160 derecelik bakış 
açısı en az katot ışın tüplü klasik monitörler kadar iyi. 20 
milisaniyelik tepki süresi video oynatımı için uygun. Pazar 
payları çok düşük ancak giderek artıyor.