Projekt DIGIT – digitalizace výuky na ISŠTE Sokolov III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT VY_32_INOVACE_1_2_12 Název vzdělávacího materiálu Výstupní zařízení - monitory Jméno autora Ing. Bulka Josef Tematická oblast Hardware počítačů a operační systémy Vzdělávací obor Všechny obory školy Předmět Informační a komunikační technologie Ročník 1. a 2. ročník Rozvíjené klíčové kompetence Kompetence k učení, řešení problému, pracovní, sociální, komunikativní a personální. Průřezové téma Informační a komunikační technologie, Člověk a svět práce, Člověk a životní prostředí, Občan v demokratické společnosti. EU peníze školám“ Projekt DIGIT – digitalizace výuky na ISŠTE Sokolov reg.č. CZ.1.07/1.5.00/34.0496

Použitá literatura a zdroje Internet – Wikipedia Časový harmonogram 1 vyučovací hodina Použitá literatura a zdroje Internet – Wikipedia Klimeš, Skalka, Lovászová, Švec - Informatika pro maturanty a zájemce o studium na vysokých školách. ISBN978-80-89132-71-3 Pomůcky a prostředky Dataprojektor, výpočetní technika, názorné pomůcky a díly hardware z oblasti výpočetní techniky. Anotace Problematika počítačové gramotnosti, pojmy informační a komunikační technologie (ICT). Způsob využití výukového materiálu ve výuce Výklad a cvičení. Opakování a domácí příprava žáků na vyučování. Datum (období) vytvoření vzdělávacího materiálu Září 2012 Tento výukový materiál je plně v souladu s Autorským zákonem ( jsou zde dodržována všechna autorská práva). Pokud není uvedeno jinak, autorem textů a obrázků je Ing. Josef Bulka.

Výstupní zařízení - monitory Ing. Bulka Josef

Způsoby zobrazování obrazu Zobrazovací jednotky vybavené obrazovkou (monitory, displeje) můžeme podle používaných technologií rozdělit na několik skupin: CRT (klasické vakuové monitory) LCD (displeje z tekutých krystalů) plazmové obrazovky (používají se spíše u velkoplošných obrazovek televizí) OLED (displej z organických světlo-emitujících materiálů – spíše mobilní telefony) EPD, EInk (displeje využívající technologie elektronického inkoustu – elektronické knihy)

CRT (Cathode Ray Tube) monitory Obrazovku monitoru tvoří velká elektronka. Na jedné straně této elektronky je rozšířená plocha obrazovky (anoda) a druhý konec je tvořen válcovou částí (žhavenou katodou) s emitory elektronů (elektronová děla). Na vnitřní stranu obrazovky je nanesen luminofor, který se rozsvítí po dopadu elektronového svazku. Svazek elektronů musí přesně dopadat na jednotlivé body (subpixely), (nerozostřený obraz). Proto je mezi obrazovkou a elektronovými děly mřížka (maska) s přesně rozmístěnými otvory.

Schematický průřez CRT - monitorem elektronové dělo (emitor) svazky elektronů zaostřovací cívky vychylovací cívky připojení anody maska pro oddělení paprsků pro červenou, zelenou a modrou část zobrazovaného obrazu luminoforová vrstva s červenými, zelenými a modrými oblastmi detail luminoforové vrstvy, nanesené z vnitřní strany obrazovky Zdroj http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:CRT_color_enhanced.png Autor: Erik Baas

Výsledný obraz je vykreslován po řádcích - (vertikálně) a na dalším řádku (horizontálně) vychylován dvojicí elektromagnetických cívek Emise elektronů pro tři barvy (RGB – červená, zelená, modrá) je zajištěna třemi samostatnými děly nebo jediným emitorem pro tři samostatné paprsky. Maska monitoru byla provedena jako delta, trinitron nebo Inline. V současné době jsou tyto typy monitorů nahrazovány LCD monitory a OLED technologiemi.

LCD (Liquid Crystal Display) monitory Každý obrazový bod LCD displeje se skládá z molekul tekutých krystalů uložených mezi dvěma průhlednými elektrodami a dvěma polarizačními filtry, osy polarizace filtrů jsou na sebe kolmé. Krystaly pod vlivem elektrického pole mění svoji molekulární strukturu a díky tomu mění polarizaci procházejícího světla. Bez krystalů mezi filtry by bylo světlo procházející jedním filtrem blokováno filtrem druhým. Tento systém slouží k regulaci množství světla, procházejícího obrazovkou v daném bodě.

Většina LCD displejů potřebuje vlastní zdroj světla (podsvícení displeje). Typy podsvícení: CCFL (Cold-Cathode Fluorescent Lamp)- katodové zářivkové trubice LED (Light Emitting Diode)- můžeme ovládat svítivost jednotlivých LED diod. Vyznačují se větší úsporou elektrické energie, jsou tenké. U všech LED technologií lze použít tzv. „LED local dimming“ pro dosažení vyššího kontrastu.

Schematický průřez LCD STN - monitorem odchozí filtrované světlo polarizační filtr filtrační fólie umístěné na skle sklo vrstva Super Twisted Nematic (STN) z tekutých krystalů příchozí bílé světlo http://commons.wikimedia.org/wiki/File:TSTN-LiquidCrystal.svg Autor: Georg Wiora

Body u barevných LCD displejů fungují jako světelné ventily - nezáří, ale regulují množství procházejícího ze zdroje světla, který se nacházejí za panelem (CCFL nebo LED). Pro dosažení barevného zobrazen musíme do systému zařadit soustavu filtrů základních barev (RGB - červená/zelená/modrá). Pokud jsou RGB "ventily" v zatemnělém stavu, získáme černou barvu, pokud všechny pixely svítí na maximum, získáme bílou barvu.

OLED – (Organic Light Emitting Diode) displeje Obrazový bod tvoří organický materiál, který emituje (vyzařuje) světlo určité barvy (RGB model), pokud se na něj přivede stejnosměrné napětí určité hodnoty. Body (pixely) jsou propojeny do matice a velikost přiváděného napětí pro konkrétní bod řídí tranzistor. Organické emitory jsou napájeny z kovové katody, přes vodivou vrstvu (přenos elektronů). Protože je každý bod sám zdrojem světla, nepotřebují OLED displeje celoplošné podsvícení.

Schematický průřez OLED displejem katoda (kovová) barevné-filtry emitační vrstva – (excitony) prostor injektáže (ITO) anoda substrát Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:OLED-Schema_vector.svg Autor: Dunk King

Rozdělení displejů OLED FOLED (Flexible OLED) - flexibilní OLED organická vrstva emitující světlo - je nanesena na pružném substrátu (např. plastické nebo kovové fólie). Tyto lze tvarově přizpůsobit objektu (mobily, přístrojové desky automobilů, atd.). TOLED (Transparency OLED) - transparentní OLED - organická vrstva emitující světlo, která je nanesena na transparentním (průhledném) substrátu (brýle, člení skla automobilů atd.)

EPD (Electronic Paper Display) a EInk (Elektronic Ink) Jedná se o velmi tenký displej, který tvoří dva plastové listy. Mezi nimi je umístěno velké množství mikroskopických trubiček (EPD) nebo mikrokapslí (EInk). Ty obsahují v čirém roztoku uložené kladně nabité bílé částečky společně s černými částečkami, které jsou nabity záporně. Mikrokapsle jsou uloženy mezi elektrodami a jsou vystaveny působení elektrického pole.

Když je potenciál elektrického pole u vrchní elektrody zápornější než u spodní, bílé částečky se přesunou do horní části mikrokapsle a stanou se viditelnými na displeji. Černé částečky se naopak přesunou do dolní části a přestávají být viditelné. Výhodou elektronického papíru je jeho téměř nulová spotřeba (nemění li se obraz, je spotřeba elektrické energie nulová), velmi malou energii potřebuje pouze v okamžiku změny obrazu a nepotřebuje podsvícení.

Schematický průřez EPD horní elektroda vrchní průhledná elektroda transparentní mikrokapsle kladně nabité bílé částečky záporně nabitá černé částečky čirá tekutina bílý a černý stav spodní elektroda světlo bílé částečky černé částečky Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electronic_paper_(Side_view_of_Electrophoretic_display).PNG Autor: Tosaka

Pracovní list

Zadání 1 Zjistěte pomocí literatury nebo Internetu, v čem se liší plasmové obrazovky od LCD obrazovek. Na jakém principu pracují? Zadání 2 Zjistěte pomocí literatury nebo Internetu, jak jsou zkonstruovány LCD monitory s technologií TN+film, technologií IPS a PVA. Co tyto zkratky znamenají pro technologické řešení a v čem se tyto technologie LCD monitorů liší?

Test a ověření znalostí

Obrazovka s luminoforem je specifická pro následující druh monitoru: LCD Monitor OLED monitor CRT monitor Obrazovka s body tvořenými molekulami tekutých krystalů je specifická pro následující druh monitoru:

Emise elektronů pro tři barvy (RGB – červená, zelená, modrá), zajištěna třemi samostatnými děly je specifická pro následující druh monitoru: LCD Monitor CRT monitor OLED monitor Obrazovka, kdy základem obrazového bodu je organický materiál, který emituje světlo určité barvy (RGB model), je specifická pro následující druh monitoru:

5. Displej obsahující mikroskopické trubičky, nebo mikrokapsle, které obsahují v čirém roztoku uložené kladně nabité bílé částečky společně s černými částečkami, které jsou nabity záporně, je specifický pro následující druh displeje: LCD displej EPD nebo Eink displej CRT displej OLED displej

Seznam odkazů a použité literatury: Klimeš, Skalka, Lovászová, Švec - Informatika pro maturanty a zájemce o studium na vysokých školách. ISBN978-80-89132-71-3 Horst Jansen – Heinrich Rotter a kolektiv – Informační a komunikační technika, Europa – Sobotáles, Praha 2004. Jiří Plášil, PC pro školy, nakladatelství KOPP, České Budějovice, 2003. ISBN 80-7232-206-0 http://cs.wikipedia.org/wiki/Monitor_(obrazovka) http://cs.wikipedia.org/wiki/OLED http://cs.wikipedia.org/wiki/Displej_z_tekutých_krystalů