Πώς λειτουργεί μια οθόνη υπολογιστή;

Η οθόνη είναι η οπτική συσκευή εξόδου που είναι συνδεδεμένη στον πύργο του υπολογιστή. Εμφανίζει εικόνες και εικόνες σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας σε κάποιον να αλληλεπιδρά με τον υπολογιστή, ενεργοποιώντας και εκτελώντας τα προγράμματά του κατά βούληση. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι οθονών υπολογιστών, ο καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα έναντι του άλλου. Μια οθόνη καθοδικού σωλήνα, ή CRT, είναι φθηνότερη, πιο ανθεκτική και ικανή να αντέχει σε ζημιά και να παραμένει λειτουργική και έχει καλύτερη διαβάθμιση μεταξύ των χρωμάτων. Μια οθόνη υγρών κρυστάλλων, ή LCD, είναι ελαφρύτερη και πιο συμπαγής, απαιτεί λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια για τροφοδοσία και τείνει να έχει καλύτερη ανάλυση.

Ένα CRT έχει ένα μεγάλο σωλήνα κενού στο πίσω μέρος, με μια κάθοδο που περιέχει ένα θερμαινόμενο νήμα που δείχνει προς τα εμπρός, προς το θεατή. Αυτό το θερμαινόμενο νήμα γίνεται ένα όπλο ηλεκτρονίων, που εκτοξεύει ρεύματα ηλεκτρονίων ως απόκριση στο οπτικό σήμα που λαμβάνει από τον υπολογιστή. Μπροστά από την κάθοδο, που την κουδουνίζει, είναι ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητών που ενεργοποιούνται ως απόκριση στο ίδιο σήμα. Αυτοί οι μαγνήτες αλλάζουν την πορεία του ρεύματος ηλεκτρονίων, στοχεύοντάς το. Στο μπροστινό μέρος της οθόνης υπάρχει μια γυάλινη πλάκα. Στο πίσω μέρος αυτής της πλάκας υπάρχουν εκατομμύρια μικροσκοπικές κουκκίδες φωσφόρου. Αυτές οι κουκκίδες συνδυάζονται σε ομάδες των τριών -- μία κόκκινη, μία μπλε και μία πράσινη. Αυτές οι ομάδες ονομάζονται pixels. Όταν το ρεύμα ηλεκτρονίων αγγίζει τα εικονοστοιχεία, ο σωστός συνδυασμός των κουκκίδων φωσφόρου θα ανάψει και θα έχει διαφορετικές εντάσεις για να δημιουργήσει οποιοδήποτε χρώμα στο φάσμα. Η ροή περνά σε ολόκληρη την οθόνη με ρυθμό 50 έως 100 φορές το δευτερόλεπτο για να δημιουργήσει τη συνεχή διαδραστική εικόνα που βλέπουμε.

Μια οθόνη LCD αποτελείται από δύο ειδικά επεξεργασμένες πλάκες από πολωμένο γυαλί που συμπιέζονται μεταξύ τους. Ανάμεσα σε αυτές τις πλάκες υπάρχει ένα υλικό υγρών κρυστάλλων που ανταποκρίνεται σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα επιτρέποντας διαφορετικά μήκη κύματος φωτός να περάσουν σε διάφορα σημεία στην επιφάνειά του. Αντί να δημιουργεί σημεία φωτός, η όλη αρχή μιας οθόνης LCD είναι να μπλοκάρει τα περισσότερα από αυτά φως, για να επιτρέπει μόνο συγκεκριμένα μήκη κύματος, που ερμηνεύονται ως χρώματα από τον εγκέφαλό μας, μέσα από το μπροστινό μέρος του οθόνη. Ένας οπίσθιος φωτισμός εκπέμπει μια συνεχή ροή φωτός που καλύπτει ολόκληρο το πίσω μέρος της οθόνης, σε όλα τα ορατά μήκη κύματος. Το ηλεκτρικό ρεύμα που δημιουργείται από το οπτικό σήμα που αποστέλλεται από τον υπολογιστή προκαλεί το υλικό υγρών κρυστάλλων να μπλοκάρει διαφορετικά μήκη κύματος φωτός σε όλη την όψη του για να δημιουργήσει τα γενικά σχήματα και χρώματα ενός εικόνα. Πίσω από το πρόσωπο της οθόνης αλλά μπροστά από τον υγρό κρύσταλλο υπάρχει μια κλειστή μήτρα από τρανζίστορ συνδεδεμένα με pixel στο πρόσωπο της οθόνης. Αυτή η μήτρα είναι τόσο λεπτή που φαίνεται να είναι διαφανής. Αλλά όταν διατρέχει ένα μεταβαλλόμενο ρεύμα, το ίδιο ρεύμα με αυτό που χειρίζεται τον υγρό κρύσταλλο, αυτό αναγκάζει ορισμένα pixel να ανάβουν, προσθέτοντας ορισμό στο συνολικό χρώμα που περνάει από το οπίσθιο φωτισμό.