LCD-TFT Ekranların Tarihçesi

Kayıtlara göre; likit kristal dünyada ilk olarak Avusturyalı bir botanist olan Fredreich Rheinizer tarafından 1888 yılında keşfedildi. İnsanlığın, bu keşfin teknoloji için nedenli yeni ufuklar açabileceğinden habersiz olması nedeni ile uzun yıllar sürüncemede kalmasına rağmen teknolojinin diğer uzuvlarına nispetle oldukça ağır gelişim göstermiştir.
Likit kristal, çok basit olarak; sabun köpüğü gibi ne tam katı ne de tam sıvı halde bulunan, kendine özgü bir yapı olarak tarif edilebilir.
Keşfinden yaklaşık 80 yıl sonra, 1960'lı yılların ortalarına doğru, bilim adamları, elektriksel bir yük uygulaması altında, likit kristalin içerisinden geçirilmekte olan ışığın özelliklerini değişime uğrattığını gösterince, birden bu özel solüsyonun yıldızı parlayıverdi.
1960'lı yılların sonlarına gelindiğinde, artık likit kristal teknoloji ile görüntü oluşturma denemelerinin ilk prototipleri ile insanlık tanışmıştı. Ancak; bu ürünler, likit kristalin elektrikle kontrolündeki henüz mevcut bilinmezler nedeni ile sabit ve kesin sonuçlar vermiyorlardı.
Tahmin edeceğiniz gibi; bilinmezlere uzun süreli tahammül gücü bulunmayan insanoğlu, bu engeli İngiliz bir araştırmacının çalışmaları sonucunda kısa sürede aştı.

TFT-LCD monitör nedir?

LCD'nin açılımı Liquid Crystal Displaydir. TFT-LCD monitörlerde ana teknoloji sıvı kristallerdir. Bu kristaller ışığın geçişini engeller ya da ışığı serbest bırakır. TFT ise Thin Film Transistordur. Bu teknoloji Active Matrix olarak da geçer. TFT'lerde pikseller transistörler ile denetlenir. Aktif denmesi bu yüzdendir. Bugün TFT tekniğinin kullanıldığı LCD monitörler standart durumdadır.

LCD'lerde renkli pikseller yaratabilmek için renk filtrelerine ihtiyaç duyulur bunlar RGB yani Red Green Blue renk filtreleridir. Pikseller bu 3 alt pikselden oluşur ve bu alt piksellere transistor ler tarafından uygulanan akım ile her alt pikselin ışık miktarı değiştirilir. Sonuçta ise her 3 alt piksel 256 değişik tonlama yapabilir.

Yani 256 kırmızı x 256 yeşil x 256 mavi= 16777216 yuvarlarsak 16.8 milyon renk yapıyor. Diğer adıyla 24 bit. TFT'lerde pikseller transistor ler ile kontrol ediliyor. Bunu da en iyi şu şekilde açıklayabiliriz.

1024x768 çözünürlüğünü ele alalım. 1024 kolon ile 768 sıranın çarpımını alt piksel sayısı olan 3 ile çarpalım. Sonuç 2.359.296 çıkar. Bu sayı 1024x768 çözünürlük destekleyen bir TFT LCD'de görüntü elde edebilmek için kullanılan transistor sayısıdır! Çözünürlük arttıkça transistor sayısı da artıyor doğal olarak. Bunun yarattığı en büyük problem ise üretim sırasında bozuk transistor kullanılmasıdır. Transistor sayısı bu kadar fazla olunca hata payı da artıyor. Bu olay ölü piksel olarak da adlandırılır. Ölü piksel ya hiç ışıklandırılmaz ya da sürekli aydınlık olur. Sayısı fazla olursa rahatsız edicidir. TFT LCD monitörlerin fiyatlarının yüksek olmasında ölü piksellerin de rolü vardır. Çünkü fazla sayıda ölü pikselli üretilmiş bir monitör satılamayacağından o monitörden kar edilemez tabii bu sebepten ortaya çıkan zarar sağlam monitörlerin fiyatlarına eklenerek telafi edilmeye çalışılır.

TFT LCD'lerin çalışma mantığını özetleyelim. Arkadan aydınlatmalı TFT LCD monitörlerde ışık RGB filtrelenine gelir. Transistorlar filtrelere voltaj vererek buradaki sıvı kristallerin açılarını değiştirir ve ışığın nasıl yansıtılacağını ya da yansıtılmayacağı belirlenir. Örneğin Sıvı kristaller ışığı tutar ve geçirmezse siyah elde ederiz. Burada önemli bir nokta ışığın hiç bir zaman sönmediğidir.

CRT (Cathode Ray Tube) monitörlerde ise ekranda fosfor noktaları vardır ve bu noktalar elektron tabancaları ile yatay olarak soldan sağa doğru taranır ve fosforlar aydınlatılır. Bu tabancalar ekrana belli bir mesafede durmak zorundadır ve arkaya doğru uzanırlar. Bu nedenle CRT monitörler LCD'lere kıyasla daha büyük olurlar. Bu tarama işlemi saniyede 85 kereden az olduğunda titreme görürüz. Bu titreme tarama yapılırken ışığın çok kısa bir süre sönmesinden kaynaklanır. Tazeleme oranı 85Hz üstünde ise bunu hissetmeyiz. LCD'lerde ışık hiç sönmediğinden böyle bir titreme sorunu olmaz. Ayrıca ışık düz bir doğrultu izlediğinden TFT-LCD'lere yandan bakılınca daha doğrusu karşısından bakmadığınızda görüntü bozulur. Bunun önüne geçmek için çeşitli yollar vardır. En çok uygulananı TN (twisted Nematic)+film tekniğidir. Bu teknik ile bakış açısı 140 dereceye kadar çıkabiliyor.

Teknik olarak TFT LCD'lerin çalışması bu şekildedir. CRT'lerden epey farklı gördüğünüz gibi.

LCD TFT Nasıl Çalışır ?

Günümüzün LCD televizyon ve monitörleri, yapıları açısından incelendiğinde, adeta bir sandwich gibi, üst üste katmanların bir araya getirilmesinde oluşur.
TFT, "Thin Film Transistör" kelimelerinin, LCD ise "Liquid Cyristal Display" kelimelerinin baş harflerinin yan yana getirilmesinden türetilmiş kısaltmalardır.
Yine çok yalın olarak; iki cam levhanın arasında doldurularak sıkıştırılmış likit kristalden oluşur.
Diğer görüntü birimlerinden bildiğiniz gibi; görüntünün en küçük bileşeni olan ve görüntüyü oluşturan noktacık olarak tarif edilebilecek "piksel" kavramı LCD monitörler için de geçerlidir. TFT LCD ekranda, her bir pikselin oluşumundan sorumlu bir TFT (transistör yapı) hücresi bulunur. Bu hücreler TFT cam katmanında dizilmişlerdir. Aynı şekilde; piksellere rengi veren bir renk filtresi yapısı da cam filtre üzerinde oluşturulmuş durumdadır. Bu iki tabaka arasında sıkıştırılmış likit kristaller, TFT cam ile renk filtre camı arasında oluşturulan voltaj (gerilim) farkına bağlı olarak yer değiştirirler. Zemine uygulanan ışık süzmesinin büyüklüğü ise likit kristallerin yer değişimlerine göre belirlenir. Böylece istenen renk yapısına ulaşılmış olur.

TFT-LCD'lerin Avantaj ve Dezavantajları

TFT-LCD'ler ince yapılarından dolayı hem yer kazancı sağlarlar hem de hafif olduklarından taşıması kolaydır. CRT'ler LCD'ler yanında epey hantal kalır. LCD'lerde görüntü daha parlaktır. Bu hemen fark edilir. TFT LCD'lerde görüntünün titremesi mümkün değildir. CRT'lerde gözünüz yorulabilir tabii monitörün kalitesi de bunda etkili. Kısacası LCD'lerde 75Hz sayısını gördüğünüzde gözlerinizin yorulacağını düşünmeyin, CRT 75HZ'de yorar ama LCD yormaz. LCD'lerde geometri problemi yoktur. Forumlarda okumuşsunuzdur düz ekran monitör aldım ama görüntüyü ekrana oturtamadım şikayetleri olur hep. LCD'de böyle bir sorun yok. Görüntü ekrana tam oturur. Bunun önemli bir sonucu var. Monitör satın alırken LCD ve CRT'ler boyut olarak kıyaslanır. 15'' LCD alacağıma 17'' CRT alırım diyenler var. Acı gerçek şu ki 17'' bir CRT monitörün görülebilir alanı daha küçüktür. LCD'de ise görüntü kaybı olmadığından böyle bir sorun yok. Dolayısıyla 15'' bir LCD görülebilir alan olarak 17'' bir CRT'ye eşittir. 17'' bir LCD'yi de 19'' bir CRT ile kıyaslamak mümkün. Ben bunu inceleme sırasında yaşadık. 17'' LCD ile 17'' Samsung 757DFX monitörümü yanyana çalıştırdık ve LCD'nin görüntüsü bariz daha büyük olduğunu gördük. Tabii Samsung kasa olarak daha büyük ama görülebilir alan bariz daha ufaktı. Bu avantajın hemen arkasından bir dezavantaj geliyor. Eğer bir LCD en fazla 1024x768 çözünürlük destekliyorsa en net görüntüyü bu çözünürlükte alırsınız. Çünkü o monitör 1024x768 piksele sahiptir. Bu durumda 800x600 kullanmak isterseniz görüntünün 1024x768 piksele oranlanması gerekir. CRT'de böyle bir sorun yok. Ama 1024x768 LCD'de enterpolasyon sonucu 800x600 ya da 640x480 çözünürlükte görüntü netliğini kaybeder. 1280x1024 monitörde 1024x768 de kötü görünür. Yani eğer düzgün görüntü elde etmek istiyorsanız LCD monitörü maksimum çözünürlüğünde kullanmalısınız.

Günümüzün modern LCD monitörlerinde tepki süresi 30ms'dir. Bu orana sahip bir LCD monitör (1:0,030) saniyede 33 kare gösterebilir. 25 kare saniyeyi insan gözü için sınır kabul edersek DVD izlerken problem yaşamayacağız demektir. Fakat oyunları 100 FPS'de oynuyorsanız tearing efekti olacaktır ve hızlı hareketlerde flu bir görüntü oluşacaktır.

LCD monitörlerin bir avantajı da birçoğunun artık bugün yeni ekran kartlarında standart halini alan DVI çıkışını desteklemesi. Bu sayede dijital bağlantı kullanabiliyorsunuz. Sinyal kaybı olmuyor. Detay ayarlarla uğraşmıyorsunuz, kendiliğinden ayarlanıyorlar. Söyleyeceğim son ve bence Türkiye gibi elektriğin çok pahalı olduğu bir ülkede önemli bir avantaj var. LCD'ler CRT'lerin üçte biri kadar daha az enerji tüketiyor.

Şimdi kısaca avantajları ve dezavantajları listeleyelim:

Avantajlar:
1- Güç tüketimi az
2- Titreme yok, göz yormuyor
3- Geometri problemi yok
4- Parlak ve net görüntü
5- Hafif ve az yer kaplıyor
6- Görülebilir alan kaybı yok
7- Dijital bağlantı yapılabiliyor

Dezavantajlar:
1- Ülkemiz şartlarında pahalı
2- Kontrast problemi. Şuanki monitörlerde oran iyi ama CRT'ler hala daha üstün.
3- Monitörün maksimum çözünürlüğünü kullanmazsanız görüntü bozuluyor yani oyun oynamak için iyi bir ekran kartı gerekli
4- Tepki süresi henüz oyuncuları tatmin edecek seviyede değil.
5- Ölü pikselli bir monitör alma ihtimaliniz var monitörü alacağınız firmanın bu durumda ne yapacağı önemli.
6- Bakış açısı henüz yeterince geniş değil.

LCD ekranlar daha az yer kaplar
15 CRT monitörün derinliği 40 cme yaklaşırken , 15 TFT-LCD ekranın derinliği en fazla 25 cm.dir. Yaklaşık 12 kg.lık bir ağırlık 15 CRT monitörü taşınması zor bir ürün yaparken, 4 kg.lık bir LCD monitörü rahatlıkla taşıyabilirsiniz.

Daha büyük görüntü alanı sağlar.
TFT-LCD ekranlar, kendileriyle aynı büyüklükteki CRT monitörlere göre daha büyük bir görüntü alanı sağlar. 15 TFT-LCD monitörde görüntü alanı tam 15 iken, CRT monitörde görüntü alanı 13.6 tir. Yani bir 15 LCD ekran yaklaşık olarak 17 CRT monitörün görüntü alanına sahiptir.

LCD ekranlar daha az elektrik harcar.
Bir 15 CRT monitör çalışırken, yaklaşık 70W elektrik enerjisi tüketir. Uyku modunda ise 3W kadar bir enerji tüketimine geçer.
TFT-LCD monitörler ise çalışırken 30W, uyku modunda ise 1Wtan daha az enerji tüketirler.

Göz Sağlığı ...
TFT-LCD ekranlar çalışma prensipleri dolayısı ile sıfır titreşimli ve sıfır radyasyonlu görüntü sağlarlar.

LCD ekranlar daha uzun ömürlüdür.
Bir CRT tüp yaklaşık 10-15.000 saat çalışabilirken, TFT-LCD panelin ömrü 50.000 saattir. Uzun vadede LCD monitör CRT monitöre göre daha ekonomiktir.

Aksesuar bakımından daha zengindir.
TFT-LCD monitörler, kullanım alanlarına göre çeşitli stand ve aksesuarlar ile kullanılabilir

Monitör alırken öncelikle iki yanılgıya düşmeyin. Örneğin 1024x768 çözünürlüğü 75Hz'de destekleyen bir monitör gözünüzü yormaz. CRT olsaydı yorabilirdi. Diğer yanılgıda 15'' bir LCD'yi sırf boyutu yüzünden almayıp 17'' bir CRT'ye yönelmek. Halbuki görülebilir alan ikisinde de aynı.