Por absurdo que possa parecer, a maioria dos computadores das décadas de 60 e 70 não utilizavam monitores, mas sim impressoras de margarida (antecessoras das impressoras matriciais) como dispositivos de saÃda. Neles, você digitava os comandos no teclado e precisava esperar os resultados serem lentamente impressos em um rolo de papel. Estes terminais contendo o teclado e a impressora eram chamados de teletipos e, tipicamente, vários deles eram ligados a um único mainframe. Os monitores passaram a ser usados em larga escala apenas a partir do final da década de 70, mas, assim como outros dispositivos, tiveram uma evolução notável. Atualmente, temos em uso basicamente 4 tecnologias de monitores: CRT, LCD, Plasma e OLED.
Os monitores
CRT utilizam um princÃpio bastante simples, fundamentalmente a mesma tecnologia usada nas TVs desde a década de 30. Um canhão de elétrons bombardeia as células de fósforo que recobrem a tela, fazendo com que elas se iluminem em diferentes intensidades (de acordo com a intensidade da descarga recebida), formando a imagem:
O conector VGA transporta os sinais analógicos referentes às três cores primárias (azul, verde e vermelho), além dos sinais de sincronismo horizontal e vertical. Como o nome sugere, estes dois últimos são responsáveis pelo movimento do canhão de elétrons do monitor, que varre toda a tela continuamente, atualizando cada pixel com os sinais referentes às três cores.
Variando rapidamente as tensões fornecidas, a placa de vÃdeo consegue que cada um dos três pontos que compõe cada pixel brilhem numa intensidade diferente, formando a imagem. Para obter um pixel branco, são usadas as tensões máximas para as três cores, para obter um pixel amarelo são usados apenas o verde e o vermelho e assim por diante.
Aqui temos a imagem de um monitor CRT ampliada de forma a mostrar os pontos individuais:
As células de fósforo se apagam muito rapidamente, por isso a imagem precisa ser atualizada várias vezes por segundo, processo chamado de refresh. A taxa de atualização da imagem é uma configuração importante nos monitores CRT, pois uma baixa taxa de atualização resulta em um intervalo muito longo entre as atualizações, fazendo com que as células passem a piscar, perdendo a luminosidade durante o intervalo da atualização e sendo reacendidas na atualização seguinte. Este fenômeno é chamado de flicker e torna bastante desconfortável usar o monitor por longos perÃodos, podendo, a longo prazo, até mesmo causar danos à visão.
O problema do refresh
Devido à própria natureza dos monitores CRT, não é possÃvel eliminar o flicker completamente, mas é possÃvel reduzi-lo a nÃveis toleráveis usando taxas de atualização de 75 Hz ou mais. Reduzir o brilho do monitor também ajuda, pois a luminosidade mais baixa faz com que as células de fósforo demorem mais tempo para perderem o brilho (já que a intensidade é menor).
A taxa máxima de atualização suportada pelo monitor varia de acordo com a resolução. No monitor, a imagem é atualizada linha a linha, de cima para baixo. Temos então a frequência horizontal, uma das especificações mais importantes em um monitor CRT, que indica a quantidade "bruta" de linhas que o monitor pode atualizar por segundo.
O LG 710E, por exemplo, é um monitor de 17" que trabalha com uma frequência horizontal de 71 kHz (71 mil linhas por segundo). Em teoria, isso permitiria que ele trabalhasse com refresh de até 69 Hz ao utilizar resolução de 1280x1024 (onde temos 1024 linhas horizontais) ou até 92 Hz ao usar 1024x768.
Na prática, entretanto, os valores são mais baixos devido ao tempo perdido pelo monitor ao final de cada atualização da tela (retraço vertical), quando precisa reposicionar o canhão de elétrons no topo da tela para iniciar a atualização seguinte. Isso faz com que, no final, o monitor seja capaz de trabalhar com resolução de 1024x768 a 85 Hz ou 1280x1024 a 60 Hz (essa última pouco recomendável por causa do flicker).
Monitores LCD
Em seguida temos os monitores LCD que, embora tenham ficado restritos a nichos durante as décadas de 80 e 90, eventualmente ganharam a guerra, substituindo os CRT quase que completamente. Hoje em dia, não apenas é quase impossÃvel encontrar um monitor CRT à venda, mas é cada vez mais raro ver alguém usando um, já que além de todo o apelo estético, apenas a redução no consumo de energia do PC acaba compensando o preço do LCD ao longo da vida útil.
Uma tela de LCD é uma espécie de chip. A técnica de fabricação de um processador e de uma tela de LCD são similares, a principal diferença é que o processador é feito sobre um wafer de silÃcio, enquanto que uma tela de LCD é feita sobre uma placa de vidro, utilizando camadas de silÃcio amorfo depositadas sobre ela.
Em uma tela de matiz ativa, temos um transistor para cada ponto da tela (cada pixel é formado por três pontos) e um pequeno sulco, onde é depositado o cristal lÃquido. Os cristais lÃquidos são substâncias que tem sua estrutura molecular alterada quando recebem corrente elétrica. Em seu estado normal, o cristal lÃquido é transparente, mas ao receber uma carga elétrica torna-se opaco, impedindo a passagem da luz. A função de cada transistor é controlar o estado do ponto correspondente, aplicando a tensão correta para cada tonalidade:

Os LCDs mais simples, como os usados em relógios e palmtops com tela monocromática, utilizam uma camada refletora, instalada na parte traseira, que simplesmente reflete a luz ambiente. Existem casos de LCDs coloridos que utilizam o mesmo princÃpio (como o usado no antigo Game Boy Advance). Essas telas são chamadas de transflexivas e apresentam como problema fundamental o fato de só poderem ser usadas em ambientes bem iluminados e contra a luz.
Os LCDs usados em PCs e notebooks são transmissivos, ou seja, a tela utiliza um sistema de iluminação que permite que seja usada em qualquer ambiente. A desvantagem é o fato da tela ser mais complexa e o sistema de iluminação torná-la mais propensa a falhas (muitas telas são descartadas por defeito nas lâmpadas de catodo frio ou no inversor, muito embora o LCD continue intacto), além de consumir mais energia. Entretanto, este é um caso em que os ganhos compensam as perdas, já que ninguém iria querer um notebook que só pudesse ser usado contra a luz.
Temos aqui uma tela de LCD desmontada. Veja que ela é apenas parcialmente transparente. É graças à iluminação que você pode ver a imagem claramente:
Existem duas tecnologias de iluminação de telas LCD. A mais comum consiste no uso de lâmpadas de catodo frio, um tipo de lâmpada florescente, ultra compacta e de baixo consumo. Entretanto, um número cada vez maior de portáteis estão adotando o uso de LEDs para o sistema de iluminação, o que permite produzir telas mais finas, econômicas e duráveis.
Além do baixo consumo elétrico, outra vantagem do uso de LEDs é que a iluminação da tela é mais uniforme do que nos monitores de LCD com lâmpadas de catodo frio, pois os LEDs são distribuÃdos de forma relativamente uniforme, em contraste com a lâmpada de catodo frio, que fica em uma das extremidades da tela. Existe também um pequeno ganho na nitidez das cores, pois os LEDs usados emitem luz quase que perfeitamente branca, ao contrário das lâmpadas de catodo frio, que tendem ao azul. Como de praxe, eles são uma tecnologia mais cara, mas a diferença de preço tem caÃdo rapidamente.
Entrando nas comparações diretas, uma das principais vantagens dos monitores LCD é a questão da geometria. Nos monitores CRT a imagem é criada por um conjunto de três feixes de elétrons, que são movidos usando eletroÃmãs. Isso os torna bastante sensÃveis a interferência eletromagnética, já que qualquer fonte significativa interfere com o posicionamento dos feixes, distorcendo a imagem em maior ou menor grau.
Você pode distorcer a imagem da tela colocando caixas de som muito próximas ao monitor (sobretudo caixas de som não blindadas) ou qualquer outra fonte significativa de interferência. Experimente, por exemplo, colocar um telefone celular (durante uma conversação) bem ao lado do monitor. Ele vai produzir um colapso temporário na imagem

. Os LCDs, por outro lado, são praticamente imunes a qualquer tipo de interferência do ambiente.
Outra questão é que nos CRTs o posicionamento dos pixels na tela nunca é perfeito, pois o feixe de elétrons nunca atinge precisamente as células de fósforo referentes a cada pixel. Nos LCDs, por outro lado, cada pixel corresponde exatamente a um conjunto de três pontos, de forma que a geometria é sempre perfeita.
A desvantagem é que o LCD só oferece uma boa qualidade de imagem quando trabalha em sua resolução nativa. Você pode usar resoluções mais baixas (800x600 em um LCD de 15", ou 1024x768 em um de 19", que trabalham nativamente a, respectivamente, 1024x768 e 1280x1024, por exemplo), mas a qualidade da imagem é prejudicada, já que o sistema precisa interpolar a imagem via software, usando mais de um pixel da tela para exibir cada ponto da imagem. Os CRTs, por outro lado, podem trabalhar com diversas resoluções diferentes, sem perdas perceptÃveis.
Tradicionalmente, os LCDs são inferiores aos CRTs com relação à fidelidade de cores e principalmente com relação ao contraste, já que um monitor LCD trabalha bloqueando a luz branca gerada pelas lâmpadas de catodo frio usadas na iluminação, enquanto os CRTs trabalham produzindo luz diretamente. Este é, entretanto, um quesito onde os monitores LCD evoluÃram muito. Embora os monitores mais baratos continuem oferecendo uma imagem lavada, que não atende bem ao público profissional, já existem modelos com uma qualidade de imagem muito similar à dos melhores monitores CRT.
Finalmente, temos a questão da área útil da tela. Se você colocar um CRT e um LCD de 17 polegadas lado a lado, você vai notar que a área útil no LCD é muito maior. Isso acontece porque a tela de um LCD de 17" tem realmente 17 polegadas de medida diagonal, enquanto no CRT pouco mais de uma polegada da tela é de área não-útil, que corresponde às bordas da tela, cobertas pela carcaça plástica.
Devido a isso, um CRT de 17" tem cerca de 16 polegadas de área visÃvel (você encontra a medida exata nas especificações do monitor). Muitos tem como hábito ajustar a imagem de forma a não utilizar as extremidades da tela (onde a distorção causada pela angulação é maior), o que corresponde a mais uma pequena perda. Somando as duas coisas, chegamos a casos em que temos menos de 15 polegadas de área realmente utilizada em um monitor CRT de 17".
Plasma e OLED
Em seguida temos as telas de Plasma, que trabalham sob um princÃpio bem diferente, onde pequenos volumes de gás neon e xenônio são depositados em minúsculas câmaras seladas, entre duas placas de vidro. Cada câmara contém dois eletrodos (um deles protegido por uma camada isolante) e também por uma camada de fósforo (similar ao fósforo usado nos monitores CRT). Quando uma certa tensão é aplicada, o gás é ionizado e se transforma em plasma, passando a emitir luz ultra-violeta que, por sua vez, ativa a camada de fósforo, fazendo com que ela passe a emitir luz. Cada pixel é composto por três câmaras individuais, cada uma utilizando uma camada de fósforo de uma das três cores primárias.
As telas de plasma oferecem uma luminosidade muito boa e um bom nÃvel de contraste. O maior problema é que as células contendo gás são relativamente grandes, por isso não é possÃvel produzir monitores com uma densidade muito alta. Este é o principal motivo das telas de plasma serem sempre muito grandes (geralmente de 40 polegadas ou mais) e possuÃrem uma resolução relativamente baixa, se considerado o tamanho.
Outro grande problema é a grande sensibilidade das células ao burn-in, ou seja, à queima por exibição prolongada de uma imagem estática. Se você esquecer a proteção de tela desativada, a tela pode ficar permanentemente marcada depois de poucas horas exibindo o desktop.
Exemplo extremo de burn-in em uma tela de plasma em uma estação de trem
Essa combinação de fatores faz com que as telas de plasma sejam mais adequadas a TVs do que a monitores destinados a micros desktop, embora a presença de conectores HDMI, DVI ou VGA permitam que elas sejam usadas como telas de apresentação ou mesmo como monitores.
Finalmente, temos as telas baseadas na tecnologia OLED (Organic Light-Emitting Diode), que são baseadas no uso de polÃmeros contendo substâncias orgânicas que brilham ao receber um impulso elétrico. Cada ponto da tela é composto de uma pequena quantidade do material, que depois de receber os filamentos e outros componentes necessários, se comporta como um pequeno LED, emitindo luz.
A principal diferença entre os OLEDs e os LEDs convencionais é que os OLEDs são compostos lÃquidos, que podem ser "impressos" sobre diversos tipos de superfÃcie, enquanto os LEDs convencionais são dispositivos eletrônicos, que precisam ser construÃdos e encapsulados individualmente.
O princÃpio de funcionamento das telas OLED é exatamente o oposto das de LCD, já que enquanto no OLED os pontos da tela emitem luz ao receberem uma carga elétrica, no LCD os pontos obstruem a passagem da luz emitida pelo sistema de iluminação. A principal vantagem do OLED é que as telas tendem a ser mais compactas e econômicas, já que não precisam de iluminação adicional.
A grande dificuldade em desenvolver telas OLED para uso comercial foi o desenvolvimento de compostos duráveis, já que compostos orgânicos tendem a se degradarem com o tempo. As primeiras telas possuÃam vida útil de 2.000 horas ou menos, mas as atuais já possuem uma vida útil média de 5.000 horas ou mais.
A primeira aplicação em larga escala para as telas OLED foi o uso em celulares, players de áudio e outros dispositivos compactos. O principal motivo é que a tela nesses dispositivos é usada por curtos perÃodos de tempo, o que faz com que a questão da durabilidade não seja um quesito tão importante quanto em um monitor ou em uma tela de notebook.
Na maioria dos casos, a tela OLED é instalada no meio de duas placas de vidro, lembrando o design de uma tela de LCD. Apesar disso, não é usado o tradicional backlight: toda a luz é emitida diretamente pela tela, o que simplifica o design. As vantagens são o menor consumo elétrico (o que ajuda na autonomia das baterias) e o melhor ângulo de visão (a tela pode realmente ser vista de qualquer ângulo, sem distorção das cores).
Fabricantes como a Samsung e a Sony têm apresentado protótipos de TVs e monitores OLED desde 2005. A partir do final de 2007, começaram a surgir os primeiros modelos produzidos em escala comercial, como a Sony XEL-1 (uma TV com tela de apenas 3 mm de espessura vendida por US$ 2500 nos EUA) e o OQO Model 02+ (um UMPC com uma tela OLED de 5 polegadas, lançado em 2009):
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O "Santo Graal" para os fabricantes de monitores seria o desenvolvimento de telas flexÃveis, onde os pixels, formados por OLEDs, juntamente com os transistores e filamentos necessários, possam ser "impressos" diretamente sobre uma superfÃcie plástica, utilizando impressoras de jato de tinta modificadas. Isso permitiria o desenvolvimento de telas baratas, que poderiam ser enroladas e usadas em todo tipo de dispositivos. Naturalmente, ainda estamos longe disso, mas nunca dá para adivinhar o que o futuro reserva.