Báo cáo bài tập lớn tên Đề tài các loại màn hình crt,led,lcd, plasma

Khái niệm CRT có thể được xem là công nghệ màn hình lâu đời nhất được thương mại hóa vào năm 1922, sử dụng màn huỳnh quang và ống phóng tia cathode tác động vào các điểm ảnh để tạo sự ph

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

TÊN ĐỀ TÀI: CÁC LOẠI MÀN HÌNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

TÊN ĐỀ TÀI: CÁC LOẠI MÀN HÌNH CRT,LED,LCD, PLASMA

TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO

Thế kỷ 21 đã chứng kiến sự phát triển vươt bậc của các nghành công nghệ Trong đó phải kểđến sự ra đời của các dạng màn hình hiện đại như CRT, LED, LCD, Plasma với nhiều mẫu

mã và hình dạng khác nhau Chính vì vậy mà nhóm chúng em đã áp dụng các kiến thức đã học để phân tích chức năng cũng như cấu tạo của các dạng màn hình đó

Dựa vào điều kiện ấy nhóm chúng em cũng đã thực hiện được đề tài

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện bài tập này, nhóm chúng em đã nhận được rấtnhiều sự quan tâm và ủng hộ, giúp dỡ tận tình của thầy cô, anh chị em và bạn bè.Ngoài ra, nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lý Anh Tú và thầy Lê QuốcKhải, là giảng viên hướng dẫn cho bài tập lớn này Nhờ có thầy chỉ bảo mà nhóm đãhoàn thành đề tài đúng tiến độ và giải quyết tốt những vấn đề xảy ra khi thực hiện Sựhướng dẫn của thầy là kim chỉ nam cho mọi hành động của nhóm

Đây là bài luận đầu tiên của nhóm, do đó sẽ xuất hiện sai sót nhỏ trong báo cáocũng như sự nhìn nhận về vấn đề, sự hiểu biết của chúng em vẫn còn hạn hẹp Vì vậy,chúng em rất mong thầy sẽ cho những nhận xét khách quan nhất để chúng em có thểnhìn nhận lại những khuyết điểm mà em còn mắc phải

Lời cuối, một lần nữa xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các cá thầy đã dành thời gianchỉ dẫn cho nhóm Đây chính là niềm tin, nguồn động lực to lớn để nhóm có thể đạt đượckết quả này

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG Error! Bookmark not defined. 2.1Màn Hình CRT 3

2.1.1 Khái niệm 3

2.1.2 Nguyên lý hoạt động 3

2.2.3 Cấu tạo 4,5 2.1.4 Ưu điểm, nhược điểm 6

2.2 Màn hình LED 7

2.2.1 Khái niệm 7

2.2.2 Nguồn gốc 7

2.2.3 Cấu tạo 8,9 2.2.4 Nguyên lý hoạt động 10

2.2.5 Phân loại 11,12 2.2.3 Ưu điểm nhược điểm 13

2.3Màn hình LCD 14

2.3.1 Khái niêm 14

2.3.2 Nguồn gốc 14

2.3.3 Cấu tạo 15.16 2.3.4 Ưu điểm nhược điểm 17

2.4Màn hình Plasma 18

2.4.1 Khái niệm 18

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1.3.1 Hình ảnh cắt lớp của CRT đơn sắc 4

Hình 2.1.3.1 Hình ảnh cắt lớp của CRT màu 5

Hình 2.2.3.1 cấu tạo màn hình LED 8

Hình 2.2.3.2 Màn hình LED lớn 9

Hình 2.2.3.3 cấu tạo module 9

Hình 2.2.4.1 nguyên lý hoạt động 10

Hình 2.3.2.1 Một số ví dụ về màn hình LCD 14

Hình 2.3.3.2 Sự kết hợp giữa bộ lọc và sự xoay của tinh thể lỏng trong LCD 15

Hình 2.3.3.3: Cơ chế hoạt động của màn hình LCD 15

Hình 2.3.3.4 Ma trận bị động 16

Hình 2.3.3.5 Ma trận chủ động 16

Hình 2.4.3.1 nguyên lý hoạt động của màn hình Plasma 19

Ở bài tập lớn này, nhóm chúng em sẽ thực hiện nội dung “ Nguyên cứu về các loại màn hìnhnhư LED,LCD,CRT và Plasma”.

Thế kỷ 21 đã chứng kiến sự phát triển vượt bậc của các nghành công nghệ Có lẽ nhắcđến các thiết bị điện tử thông thường hiện nay, màn hình đóng một vai trò quan trọng trong việctương tác với người dùng nhất Từ chiếc tivi màn hình LCD hay đến chiếc điện thoại cảm ứng,nếu ở một số thiết bị, màn hình chỉ là nới xuất ra thông tin thì trên các điện thoại cảm ứng, nó

đã thêm cả chức năng nhập dữ liệu, xuất thông tin Vì vậy, việc hiểu những kiến thức cơ bản vềmàn hình là rất quan trọng, để có thể chọn lựa, sử dụng chúng đúng cách

Trong phần này chúng em đã tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của một số loạimàng hình thông qua sự hướng dẫn của thầy Lý Anh Tú và thầy Lê Quốc Khải để hoàn thànhbài tập lớn này

Do các loại màng hình ngày càng phát triển và không ngừng đổi mới Do khả năng tìmhiểu còn hạn chế, chưa đầy đủ và xác thực Bài báo cáo của em còn nhiều thiếu sót mong được

sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để bài tập lớn này được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn.

Sau đây là phần nội dung tìm hiểu về đề tài bài tập lớn của nhóm

CHƯƠNG 2 : NỘI DUNG

2.1 Màn Hình Crt

2.1.1 Khái niệm

CRT có thể được xem là công nghệ màn hình lâu đời nhất được thương mại hóa vào năm 1922,

sử dụng màn huỳnh quang và ống phóng tia cathode tác động vào các điểm ảnh để tạo sự phản

xạ ánh sáng, chủ yếu được sử dụng trong sản xuất ti vi, máy tính, máy đo,… Tính đến thờiđiểm này, CRT được xem là công nghệ lỗi thời dù đã có rất nhiều cải tiến trong vòng đời củamình, nó vẫn rất nặng nề và cồng kềnh so với những công nghệ sau này như LCD, Plasma,…

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

CRT về bản chất là một hệ thống đèn điện tử chân không Trong đó nó sử dụng một (với mànhình đen) hoặc ba (với màn hình màu) sung điện tử (bắn tia âm cực) và một màn phosphor Đểhiện thị được hình ảnh, các sung điện tử sẽ bắn tia âm cực (các hạt electron) vào màn phosphor

để kích thích chúng phát sáng Tùy theo màu sắc muốn hiển thị, các electron có thể được giatốc hoặc chuyển hướng trong quá trình bắn từ sung (qua lớp chân không) đến màn hìnhphosphor

Các cuộn dây trong chạc; 12 Điện cực điều khiển điều chỉnh cường độ của chùm điện tử và do

đó ánh sáng phát ra từ photpho; 13 Chân tiếp xúc cho catốt, dây tóc và điện cực điều khiển;

14 Dây cho điện áp cao của anốt.

Hình 2.1.3.2 Hình ảnh cắt lớp của CRT màu

1 Ba bộ phát điện tử (cho các chấm phosphor đỏ, lục và lam); 2 Chùm điện tử; 3 Cuộn tiêu

điểm; 4 Cuộn lệch; 5 Ultor; 6 Mặt nạ để tách chùm tia cho phần màu đỏ, xanh lục và xanh lam của hình ảnh được hiển thị; 7 Lớp phosphor (màn hình) với các vùng màu đỏ, xanh lục và

xanh lam; 8 Cận cảnh phosphor-tráng bên trong của màn hình.

2.1.4 Ưu, nhược điểm so với các loại màn hình khác

Ưu điểm:

 Giá thành rẻ;

 Thể hiện màu trung thực, sắc nét; Màu sắc không bị thay đổi dù ở góc nhìn nào;

 Hiển thị bất kỳ độ phân giải nào mà không cần phải nội suy;

-Màn hình LED đầu tiên có thể sử dụng được ra mắt vào năm 1968 Tháng 2 năm 1969 màn chỉthị LED HP 5082-7000 được công bố Là màn hình hiển thị LED thông minh đầu tiên, và làmột cuộc cách mạng với công nghệ hiển thị điện tử, thay thế cho đèn Nixie và trở thành nềntảng cho màn hiển thị LED sau này.

2.2.3 Cấu tạo màn LED

-Màn hình LED được cấu tạo từ rất nhiều điểm ảnh, các điểm ảnh được sắp xếp theo ma trậnđiểm ảnh Không chỉ vậy mỗi điểm ảnh được cấu tạo từ công nghệ bóng LED SMD gồm 3 màu

cơ bản 1R1G1B: R - đỏ, G - xanh lá cây, B - xanh dương Từ 3 màu cơ bản này sẽ cho ra sốmàu hiển thị là trên 16,7 triệu màu Việc sắp xếp các điểm ảnh có tác dụng điều chỉnh chínhxác độ sáng của từng điểm ảnh trên màn hình, cùng với tỉ lệ của 3 màu cơ bản giúp màn hìnhLED cho ra nhiều màu sắc sinh động, sự tương phản sẽ đạt mức độ tối ưu, loại bỏ được hiệntượng chênh lệch màu tại các góc của màn hình

-Màn hình LED được ghép thành nhờ khả năng lắp nối tiếp các module màn hình LED lại vớinhau được gọi là bức từng màn hình LED hay được gọi là những cabin màn hình LED vớinhiều kích thước và hình dạng khác nhau

Hình 2.2.3.1 cấu tạo màn hình LED-Các module màn hình riêng lẻ có thể được liên kết liền mạch để tạo thành các kích thước và

Hình 2.2.3.2 màn hình LED lớn

-Cấu tạo module :

2.2.4 Nguyên lý hoạt động :

Thông tin được chuyển tiếp đến các mô-đun LED bằng các bộ điều khiển được kết nối với máytính điều khiển Bộ xử lý video trong PC nhận tín hiệu video từ các nguồn khác nhau - tín hiệu

TV tiêu chuẩn, tín hiệu từ VCR, đầu DVD, máy quay video, máy tính khác, v.v

Các video clip được chuẩn bị trước có thể được ghi lại trên ổ cứng của máy tính điều khiển và

có thể được hiển thị theo lịch yêu cầu

Khi đủ số lượng video được cài đặt, việc kết nối tất cả các màn hình LED này vào một mạngvới trung tâm điều khiển hợp nhất đã xuất hiện Các màn hình LED đứng riêng biệt được điềukhiển bởi một máy tính trung tâm thông qua bất kỳ kênh nào có sẵn - modem, modem radio,cáp quang, v.v

Hình 2.2.4.1 nguyên lý hoạt động của màn hình LED

2.2.5 Phân loại

Màn LED được chia thành nhiều loại :

-Phân loại theo môi trường hoạt động

+Màn hình LED full trong nhà : Là màn hình led lắp đặt ở trong nhà hoặc nơi có mái che,Không có khả năng chống nước, do là màn hình có độ sáng thấp nên nó phù hợp trong môitrường có ánh sáng vừa phải, không có ánh sáng mặt trời trực tiếp, màn hình led trong nhà nàykhông có khả năng chịu lực tác động mạnh,

+Màn hình LED full ngoài trời : Được thiết kế bằng nguyên liệu chịu lực, chống thấm nước vàcác tác động của ngoại cảnh, màn hình led full ngoài trời cho ánh sáng mạnh nên hoạt động tốtngoài trời hoặc nơi có ánh sáng mạnh, độ sáng từ 5000cd/m2 cho khả năng nhìn rõ hình ảnh khimặt trời chiếu sáng, Sử dụng cho không gian rộng lên đến hàng trăm m2 như các sân khấungoài trời, quảng trường, sân bóng

-Phân loại theo màu sắc :

+ Màn hình LED đơn sắc: Màn hình chỉ sử dụng bóng led đơn sắc, thường là màu đỏ, màu

vàng, màu trắng hoặc màu xanh mà không thể hiển thị được nhiều màu cùng lúc

+ Màn hình LED 3 màu: Gồm 3 bóng LED: Red, green, hiển thị được 65.000 cấp độ màu.

+ Màn hình LED full color Gồm bóng led Red, green và blue, có thể tạo ra màu trắng và hiển:

-Phân loại theo điều khiển :

+ Màn hình LED đồng bộ Màn hình LED làm việc giống như một máy tính, màn hình hiển thị:

update ảnh với tốc độ ít nhất 30 field/s màn hình là thiết bị hiển thị của màn hình máy tính

+ Màn hình LED không đồng bộ: Màn hình LED có bộ nhớ và chức năng chạy tự động Theo

đó, người dùng có thể edit nội dung text và ảnh với máy tính và up lên màn hình LED thôngqua các giao tiếp nối tiếp hoặc qua mạng Sau đó màn hình sẽ phát offline tự động( Thường sửdụng để phát thông tin text)

-Phân loại theo “P”(Pixel)

+Pixel (điểm ảnh) Đó là phân loại theo mật độ điểm ảnh – khoảng cách giữa 2 điểm ảnh gầnnhau nhất, đó là : Màn hình LED P2, P3, P4, p6, p8, p10, p12, p16 tức là khoảng cách giữa cácđiểm ảnh là 2 mm, 3mm, 4mm…sử dụng cho các không gian lớn nhỏ khác nhau

2.2.6 Ưu và nhược điểm của màn LED

-Ưu điểm :

 Cường độ cao tạo ra những hình ảnh rất sang

 Có khả năng hiển thị hình ảnh một cách chân thực, sắc nét với chất lượng cao

 Hình ảnh trình chiếu không bị biến dạng ở độ phân giải gốc của bảng điều khiển

 Màn hình mỏng, tiêu thụ ít điện và tạo ra ít nhiệt

 Tuổi thọ cao

-Nhược điểm :

 Góc nhìn hạn chế Độ sáng, độ tương phản và hỗn hợp màu sắc thay đổi theo góc nhìn

 Không chống được nước

 Chi phí cao hơn các loại màn hình tương ứng

2.3.2 Nguồn gốc của màn hình LCD

Nhà vật lý người Áo Frinitzen Reinitzer đã phát hiện ra các tinh thể lỏng vào năm 1888.Mãi đến 1970 lần đầu tiên màn hình LCD được đưa vào sản xuất với những ứng dụng ban đầutrong máy tính, đồng hồ và quan sát phần tử Công nghệ màn hình tinh thể lỏng phát triển rấtmạnh

mẽ với giá thành ngày càng thấp, tiêu hao ít năng lượng kiểu dáng gọn nhẹ với rất nhiều cácứng dụng trong thực tế như: ti vi, màng hình máy tính, màn hình điện thoại

Hình 2.3.2.1 : Một số ví dụ về màn hình LCD

2.3.3 Cấu tạo và phân loại màn hình LCD

- Màn hình tinh thể lỏng mang đặc tính kết hợp giữa chất rắn và chất lỏng Trong tinh thểlỏng, trật tự sắp xếp của các phân tử giữ vai trò quyết định mức độ ánh sáng xuyên qua Dựatrên trật tự sắp xếp phân tử và tính đối xứng trong cấu trúc, tinh thể lỏng được phân làm 3 loại:

• Smectic

• Nematic(Chiral nematic)

• Cholesteric

nhưng chỉ tinh thể nematic được sử dụng nhiều trong màn hình tinh thể lỏng hay LCD

Hình 2.3.3.2 : Sự kết hợp giữa bộ lọc và sự xoay của tinh thể lỏng trong LCD

Dựa trên kiến trúc cấu tạo, màn hình LCD được chia thành 2 loại chính:

 LCD ma trận thụ động (dual scan twisted nematic, DSTN LCD) : Có đặc điểm đáp ứng tín hiệu khá chậm (300ms) và dễ xuất hiện các điểm sáng xung quanh điểm bị kích hoạtkhiến ảnh bị nhoè Các công nghệ được Toshiba và Sharp đưa ra là HPD(hydrid passivedisplay), cuối năm 1990, bằng cách thay đổi vật liệu tinh thể lỏng để rút ngắn thời gian chuyển đổi trạng thái của phân tử, cho phép màn hình đạt thời gian đáp ứng 150ms và tốc độ tương phản 50:1 Sharp và Hitachi cũng đi theo một hướng khác, cải tiến giải thuật phân tích tín hiệu đầu vào nhằm khác phục các hạn chế của DSTN LCD, tuy nhiên hướng này về cơ bản chưa đạt đươc kết quả đáng chú ý

 LCD ma trận chủ động (TFT LCD - Thin Film Transistor) LCD ma trận chủ động : thaythế lưới điện cực điều khiển bằng loại ma trận transistor phiến mỏng (thin film transistor, TFT LCD) có thời gian đáp ứng nhanh và chất lượng hình ảnh vượt xa DSTNLCD Các điểm ảnh được điều khiển đọc lập bởi 1 transitor và được đánh dấu địa chỉ phân biệt, khiến trạng thái của từng điểm ảnh có thể điều khiển đôc lập, đồng thời vàtránh đươc hiên tượng bóng ma thường gặp ở DSTN LCD

 Dưới đây là các loại ma trận :

Hình 2.3.3.4 Ma trận bị động Hình 2.3.3.5 Ma trận chủ độngTín hiệu chậm, làm mới chậm hơn, đơn

giản hơn Xử lí nhanh hơn, chất lượng ảnh tốt, mỗi pixelđều có bóng bán dẫn.

2.3.4 Ưu điểm, nhược điểm của màn hình LCD

Ưu điểm

 Đô phân giải màn hình tối ưu: Mỗi một kích thước của màn hình sẽ tương ứng với một

độ phân giải nhất định, nhờ đó mà màn hình có hình ảnh hiển thị rõ nét, không nhoè hay

bị vỡ

 Nhìn rõ nội dung dù ở vị trí nào: Màn hình được trang bị góc nhìn 160 theo chiều dọc,ngang nên dù đứng ở tư thế nào vẫn nhìn thấy được nội dung hiển thị, nhất là khi cần trình chiếu nội dung ở phòng diện tích lớn

 Màu sắc hiển thị rõ nét: Nhờ tỉ lệ tương phản màn hình đạt 1000:1 nên mang đến màusắc đẹp và rõ nét

 Tiêu thụ ít điện năng: Khi so sánh với các công nghệ cũ thì màn hình LCD sử dụng ítđiện năng hơn

 Vùng hiển thị đúng với kích thước: Với màn hình công nghệ LCD vùng làm việc sẽ hiểnthị đúng với kích thước màn hình

Nhược điểm

 Màn hình LCD có nhược điểm là mật độ điểm ảnh rất thấp, khi ra ngoài trời thì màu sắchiển thị kém và dễ nhìn thấy các hoạt điểm ảnh

2.4 Màn Hình Plasma:

2.4.1 Khái niệm:

- Màn hình plasma (plasma display panel / PDP) là một loại màn hình phẳng sử dụng các

tế bào (cells) nhỏ chứa plasma: khí ion hóa phản ứng với điện trường

2.4.2 Đặc điểm chung:

 Độ sáng cao lên tới 1000 lux

 Dải màu rộng

 Màu đen sâu (độ tương phản lên đến 5,000,000:1 so với 1000:1 của màn hình LCD)

 Kích thước lớn (từ 32 inch tới 150 inch)

 Khi hoạt động, nhiệt độ trên bề mặt màn hình nằm trong khoảng 30 – 41°C, trong khi

đó nhiệt độ của plasma dùng để chiếu sáng màn có thể lên tới trên 1200°C

 Tiêu thụ điện năng cao (400 watt ở điều kiện trong nhà, lên đến 500-700 watt khidùng cho các biển quảng cáo ngoài trời)

 Độ dày màn hình mỏng hơn CRT nhiều (chỉ 6 cm cho bề rộng) khiến TV plasma cóthể được chế tạo với độ mỏng ~10 cm

 Thời gian hoạt động lên đến 110 000 giờ tương ứng với 11 năm (tính đến khi độ sángcủa màn hình còn ½)

2.4.3 Nguyên lý hoạt động.

Hình 2.4.3.1 nguyên lý hoạt động của màn hình Plasma

- Màn hình plasma được cấu tạo từ các điểm ảnh, trong mỗi điểm ảnh có 3 điểm ảnh con thểhiện các màu đỏ, xanh dương và xanh lá Mỗi điểm ảnh là một buồng kín, trong đó chứa cáckhí hiếm như Xeon hoặc Neon và 1 lượng nhỏ hơi thủy ngân Trong buồng khí có tráng 1 lớpphốt pho, mặt trước và mặt sau đặt các điện cực Khi đặt điện áp lớn vào các điện cực, khí ởtrong buồng tạo ra plasma Cùng với dòng electron, một vài electron khi đi qua dòng plasma sẽ