Đề tài Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong màn hình tivi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------  ------------- BÁO CÁO THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NHỮNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG MÀN HÌNH TIVI GVHD : GS.TSKH. Hoàng Kiếm Thực hiện : Ưng Thị Ngọc Hồng -1211025 TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 2 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, khi khoa học và công nghệ ngày càng phát triển, lĩnh vực viễn thông và thông tin liên lạc cũng không ngừng có những bước tiến vượt bậc. Nhu cầu về đời sống vật chất ngày càng được nâng cao . Tùy theo nhu cầu, khả năng tài chính, sở thích, v.v… mà mỗi người có thể lựa chọn cho mình một chiếc tivi phù hợp, với thiết kế, kiểu dáng và các tính năng tương ứng. Thế nhưng có lẽ ít ai trong số chúng ta khi sở hữu một chiếc tivi lại tự hỏi những câu hỏi đại loại như: “tại sao người ta lại thiết kế bộ phận này như thế này?”, “từ đâu mà người ta nghĩ ra tính năng kia?”, v.v… Sau khi tham gia chuyên đề “Phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo”, đồng thời được giới thiệu về quyển sách trình bày các thủ thuật, nguyên tắc sáng tạo cơ bản của GS. Phan Dũng, dịch từ sách nguyên bản của giáo sư người Nga Altshuller, em đã chọn đề tài “Phân tích sự vận dụng của các nguyên tắc sáng tạo cơ bản vào sản phẩm công nghệ màn hình tivi ” cho bài thu hoạch của mình. Nội dung bài thu hoạch này trình bày hai mảng nội dung chính như sau:  Quá trình thiết kế và sản xuất các sản phẩm màn hình tivi  Trình bày một cách sơ lược, khái quát về 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản.  Đi sâu vào phân tích sự vận dụng, áp dụng của các nguyên tắc này vào quá trình sản xuất màn hình tivi Cũng thông qua bài thu hoạch này này, em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm, đã truyền dạt cho chúng em những kinh nghiệm, những bài học quý báu.Giúp em tiếp cận với khoa học sáng tạo và giúp tạo nên những buớc di dầu tiên trên con đường khoa học sáng tạo. GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 3 NHẬN XÉT ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 4 PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGHÀNH CÔNG NGHIỆP MÀN HÌNH TIVI ........ 7 I. SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ MÀN HÌNH TIVI ................... 7 1. Khái niệm Tivi .............................................................................................................. 7 2. Lịch sử phát triển ......................................................................................................... 7 3. Công Nghệ Màn Hình Tivi ............................................................................................... 8 3.1 Màn hình CRT ......................................................................................................... 8 3.1. 1. Khái niệm .......................................................................................................... 8 3.1. 2. Nguyên lý hoạt động màn hình CRT ................................................................. 9 3.1. 3. Nguyên lý hiển thị hình ảnh ............................................................................... 9 3.2 Màn hình LED ........................................................................................................10 3.2. 1. Khái niệm .........................................................................................................10 3.2. 2. Cộng nghệ màn hình LED ................................................................................10 3.2. 3. Ưu điểm ...........................................................................................................12 3.2. 4. Nhược điểm .....................................................................................................12 3.3 Màn hình LCD ........................................................................................................13 3.3. 1. Khái niệm .........................................................................................................13 3.3. 2. Công nghệ màn hình LCD................................................................................13 3.3. 3. Mục đích sử dụng.............................................................................................15 3.3. 4. Ưu điểm ...........................................................................................................16 3.3. 5. Nhược điểm .....................................................................................................16 3.4 Màn hình Plasma ...................................................................................................17 3.4. 1. Khái niệm: ........................................................................................................17 3.4. 2. Nguyên tắt hoạt động .......................................................................................17 3.4. 3. Ưu điểm ...........................................................................................................19 3.4. 4. Nhược điểm .....................................................................................................19 II. DANH SÁCH 40 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ...........20 1. Nguyên tắc phân nhỏ:.................................................................................................20 2. Nguyên tắc “tách khỏi”: ...............................................................................................20 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ:....................................................................................20 4. Nguyên tắc phản đối xứng: .........................................................................................21 5. Nguyên tắc kết hợp:....................................................................................................21 6. Nguyên tắc vạn năng: .................................................................................................21 7. Nguyên tắc “chứa trong”: ............................................................................................21 GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 5 8. Nguyên tắc phản trọng lượng: ....................................................................................21 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ: .................................................................................21 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ: ...................................................................................22 11. Nguyên tắc dự phòng: .............................................................................................22 12. Nguyên tắc đẳng thế: ..............................................................................................22 13. Nguyên tắc đảo ngược:...........................................................................................22 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá: ......................................................................................22 15. Nguyên tắc linh động:..............................................................................................22 16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”: ........................................................................23 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: ......................................................................23 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học: .............................................................23 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: ...........................................................................24 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích .........................................................................24 21. Nguyên tắc “vượt nhanh”:........................................................................................24 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi: .................................................................................24 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi:.................................................................................24 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian: ..............................................................................24 25. Nguyên tắc tự phục vụ: ...........................................................................................25 26. Nguyên tắc sao chép (copy): ...................................................................................25 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”: ................................................................................25 28. Thay thế sơ đồ cơ học: ...........................................................................................25 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng: ............................................................................26 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng: .............................................................................26 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ: .................................................................................26 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc: .................................................................................26 33. Nguyên tắc đồng nhất: ............................................................................................26 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần: .........................................................26 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng: ...........................................................27 36. Sử dụng chuyển pha: ..............................................................................................27 37. Sử dụng sự nở nhiệt: ..............................................................................................27 38. Sử dụng các chất oxy hoá mạnh: ............................................................................27 39. Thay đổi độ trơ: .......................................................................................................27 40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite): ..........................................................28 GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 6 III. NHỮNG NGUYÊN LÍ SÁNG TẠO ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ MÀN HÌNH TIVI ..............................................................................................28 1. Nguyên tắc phân nhỏ:.................................................................................................28 2. Nguyên tắc kết hợp:....................................................................................................28 3. Nguyên tắc vạn năng: .................................................................................................28 4. Nguyên tắc chứa trong: ..............................................................................................28 5. Nguyên tắc tự phục vụ:...............................................................................................28 6. Nguyên tắc thay thế: ...................................................................................................28 7. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh: ............................................................................29 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................................29 GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 7 PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGHÀNH CÔNG NGHIỆP MÀN HÌNH TIVI I. SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ MÀN HÌNH TIVI 1. Khái niệm Tivi Truyền hình hay còn gọi là vô tuyến truyền hình (truyền hình không dây), máy thu hình, máy phát hình là hệ thống điện tử viễn thông có khả năng thu nhận tín hiệu sóng và tín hiệu qua đường cáp để chuyển thành hình ảnh và âm thanh (truyền thanh truyền hình) và là một loại máy phát hình truyền tải nội dung chủ yếu bằng hình ảnh sống động và âm thanh kèm theo.TV (television hay TV) là máy nhận những tín hiệu vô tuyến truyền hình (qua ăng-ten) và phát bằng hình ảnh. 2. Lịch sử phát triển Sự phát triển của công nghệ truyền hình có thể được thực hiện trên 2 phạm vi: các phát triển trên phương diện cơ học và điện tử học, và các phát triển hoàn toàn trên điện tử học. Sự phát triển thứ hai là nguồn gốc của các tivi hiện đại, nhưng những điều trên không thể thực hiện nếu không có sự phát hiện và sự thấu hiểu từ hệ thống cơ khí. Giai đoạn phát triển :  Năm 1920, hai nhà khoa học Mỹ Charles Francis Jenkins và nhà khoa học Anh John Logie Baird đã tạo ra vật mẫu thành công đầu tiên của chiếc TV.  Năm 1927, một người Mỹ trẻ tuổi là Philo Taylor Farnsworth đã phát triển thành công phiên bản thương mại ống tia cực âm nhằm phát tín hiệu truyền hình điện tử và đây là bước đột phá trong nghệ truyền hình của nhân loại. GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 8  Năm 1930, một vài tiêu chuẩn của công nghệ TV cùng xuất hiện và cạnh tranh để thống trị thị trường non trẻ này. Một trong những sản phẩm chiếm ưu thế là chiếc EMI -Marconi. Năm 1950 có thể chạy 25 khung hình trên một giây và khá phổ biến tại Anh. Một tiêu chuẩn TV khác có thể chạy 30 khung hình trên giây và chủ yếu phát triển tại Mỹ.  Chiếc TV thương mại thành công đầu tiên bắt đầu xuất hiện tại các showroom ở Mỹ vào đầu những năm 1950  Ngay khi nhận thấy nội dung trên TV có giá trị khai thác, các công ty lập tức lao vào chạy đua trong ngành truyền hình. Thực tế này dẫn đến sự cần thiết phải có quy định về tần số phát sóng của các kênh.  Sức mạnh của TV là việc phát trực tiếp những bước đi lịch sử của nhà du hành Mỹ Neil Amstrong trên mặt trăng, ngày 20/1/1969  Nỗ lực phát triển TV màu xuất hiện từ đầu những năm 1950 và chiếc đầu tiên được hãng RCA giới thiệu năm 1954. Nh ưng phải đến những năm 1960 việc bán các TV màu mới bắt đầu sinh lợi. Tới năm 1974 thì TV màu đã trở thành biểu tượng cho các gia đình giàu có tại Mỹ.  Năm 1959, hãng Philco đưa vào thị trường chiếc TV chỉ có màn hình rộng 2 inch và có thể thu cả sóng radio  Năm 1980, ngành truyền hình Mỹ do 3 mạng lưới chính thống trị, trong khi khán giả tại các nước châu Âu và châu Á bị giới hạn trong các lựa chọn chương trình 3. Công Nghệ Màn Hình Tivi 3.1 Màn hình CRT 3.1. 1. Khái niệm CRT là loại màn hình dùng ống phóng tia điện tử va đập vào mặt phốt pho trên màn hình để phát sáng. Tivi CRT được chia làm hai loại: màn hình mặt nạ và màn hình Trinitron. GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 9  Màn hình mặt nạ là loại màn hình có bề mặt hơi cong, chủ yếu dùng kỹ thuật hạt màu, do đó có hình ảnh sắc nét, độ chính xác cao.  Màn hình Trinitron được sử dụng chủ yếu trong kỹ thuật dải màu, màn phẳng, khi sử dụng cho màu sắc trung thực, độ tương phản cao. Một màn hình CRT có thể hoạt động ở nhiều tần số quét và độ phân giải khác nhau 3.1. 2. Nguyên lý hoạt động màn hình CRT Màn hình CRT hoạt động theo nguyên lý ống phóng chùm điện tử (ống CRT, nên thường đặt tên cho loại này là "loại CRT"). Màn hình CRT sử dụng phần màn huỳnh quang dùng để hiển thị các điểm ảnh, để các điểm ảnh phát sáng theo đúng màu sắc cần hiển thị cần các tia điện tử tác động vào chúng để tạo ra sự phát xạ ánh sáng. Ống phóng CRT sẽ tạo ra các tia điện tử đập vào màn huỳnh quang để hiển thị các điểm ảnh theo mong muốn Để tìm hiểu nguyên lý hiển thị hình ảnh của các màn hình CRT, ta hãy xem nguyên lý để hiển thị hình ảnh của một màn hình đơn sắc (đen trắng), các nguyên lý màn hình CRT màu đều dựa trên nền tảng này. 3.1. 3. Nguyên lý hiển thị hình ảnh Toàn bộ lớp huỳnh quang trên bề mặt chỉ hiển phát xạ một màu duy nhất với các mức thang xám khác nhau để tạo ra các điểm ảnh đen trắng. Một điểm ảnh được phân thành các cường độ sáng khác nhau sẽ được điều khiển bằng chùm tia điện tử có cường độ khác nhau. Chùm tia điện tử được xuất phát từ một ống phát của đèn hình. Tại đây có một dây tóc (kiểu giống dây tóc bóng đèn sợi đốt) được nung nóng, các điện tử tự do trong kim loại của sợi dây tóc nhảy khỏi bề mặt và bị hút vào điện trường tạo ra trong ống CRT. Để tạo ra một tia điện GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 10 tử, ống CRT có các cuộn lái tia theo hai phương (ngang và đứng) điều khiển tia này đến các vị trí trên màn huỳnh quang. Để đảm bảo các tia điện tử thu hẹp thành dạng điểm theo kích thước điểm ảnh thiết đặt, ống CRT có các thấu kính điện từ (hoàn toàn khác biệt với thấu kính quang học) bằng các cuộn dây để hội tụ chùm tia. Tia điện tử được quét lên bề mặt lớp huỳnh quang theo từng hàng, lần lượt từ trên xuống dưới, từ trái qua phải một cách rất nhanh để tạo ra các khung hình tĩnh, nhiều khung hình tĩnh như vậy thay đổi sẽ tạo ra hình ảnh chuyển động. Cường độ các tia này thay đổi theo điểm ảnh cần hiển thị trên màn hình, với các điểm ảnh màu đen các tia này có cường độ thấp nhất (hoặc không có), với các điểm ảnh trắng thì tia này lớn đến giới hạn, với các thang màu xám thì tuỳ theo mức độ sáng mà tia có cường độ khác nhau. 3.2 Màn hình LED 3.2. 1. Khái niệm Màn hình LED (Light Emitting Diode) được hợp thành từ nhiều điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại. Giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n. Màn hình LED càng lớn thì càng cần nhiều LED, trong đó mỗi điểm LED là cực nhỏ, phát sáng do sự vận động của các electron bên trong môi trường bán dẫn. Để chiếu sáng toàn bộ màn hình, các đèn nền LED phải xếp tương ứng 1-1 với ma trận điểm ảnh màu. LED tiêu tốn ít điện năng hơn những thiết bị phát sáng khác. 3.2. 2. Cộng nghệ màn hình LED GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ƯNG THỊ NGỌC HỒNG – MS: 1211025 Trang 11 Những tính chất riêng có đã quy định đặc thù của công nghệ đèn LED và tạo nên những ưu điểm khiến LED đánh bại bất cứ công nghệ chiếu sáng nào đã từng tồn tại. Tiêu thụ điện năng thấp so với ánh sáng thông thường. Tiết kiệm mức thấp nhất, hiệu suất chiếu sáng cao hơn nữa tiết kiệm khoảng 75% điện so với đèn chiếu sáng thông thường. Thân thiện với môi trường: Không tia cực tím, không bức xạ tia hồng ngoại, phát nhiệt của ánh sánh thấp, không chứa thủy ngân và những chất có hại…, không gây ô nhiễm môi trường. Không sử dụng thủy ngân, giảm thiểu tối đa việc sử dụng chì cho các mối hàn, ít nhất thì người dùng cũng sẽ an tâm hơn hẳn khi giảm được 1 phần tác hại không mong muốn của các vật dụng luôn theo sát bên mình trong khi làm việc hay giải trí. Nhiệt độ làm việc thấp: Nhiệt độ làm việc của bóng đèn LED cao hơn nhiệt độ môi trường khoảng 5 – 80C, thấp hơn so với đèn huỳnh quang thông