Périphériques d’affichage Laine Béryl / Resse Matthieu

I/- Introduction L’écran est pour l’utilisateur une pièce maitresse dont il peut apprécier la qualité même sans être un spécialiste. Il peut être incorporé a l’ordinateur (ordinateur portable notebook) ou extérieur a l’ordinateur (console, moniteur)

II/- Les écrans classiques Les écrans monochromes L’écran classique, ou moniteur vidéo est constitué d’un TRC (tube à rayons cathodique) dans lequel on a réalisé le vide. La face avant est recouverte, d’une couche de matière phosphorescente (blanc, vert, ambrée) Un faisceau d’électron, émis par le chauffage de la cathode, accéléré et orienté par des plaques de déflexion selon les informations issue du système, viens frapper la couche de phosphore, les électrons se changent alors en photon lumineux visible par l’œil. Les écrans multi-chromes Les écrans multi-chromes utilisent les mêmes principes que les écrans monochromes. La surface de l’écran est composée de pixels qui sont des groupes de trois luminophore bleu vert rouge. A partir de ces trois couleurs toutes les nuances peuvent être reconstituées

Caractéristique des moniteurs Pour afficher une image il faut envoyer des signaux au moniteur. Ces signaux peuvent être de type analogique ou numérique selon le type d’entrée du signal prévue. On distingue trois types d’entrée L’entrée analogique permet de représenter n’importe quelle valeur du signal, ce qui offre en théorie une infinité de couleur possible L’entrée numérique l’inconvénient de cette entrée tient au nombre très limité de couleur utilisable, les moniteurs utilisant ce type d’entrée n’affichent en général que 64 couleurs dont 16 simultanément L’entrée DVI cette entrée équipe tout les nouveau ordinateur et définit une interface numérique a haute définition entre pc et moniteur cette entrée dvi utilise la technologie TMDS reposant sur un algorithme de codage.

Fréquence de rafraichissement Pour former une image, le faisceau balayé sur l’écran ligne après ligne. L’écran étant balayer plus de 25 fois par seconde, l’œil a une impression d’image stable, la fréquence avec laquelle le faisceau balaye l’écran est appelé fréquence de rafraichissement On distingue plusieurs types de balayage : Le balayage entrelacé Le faisceau parcourt d’abord l’écran en ne traçant qu’une ligne sur deux puis, dans une seconde passe il trace les autres lignes, on obtient une bonne résolution avec des moniteurs dont la bande passante est étroite. Le balayage non entrelacé Donne de meilleurs résultats car tous les pixels de l’écran sont rafraichis à chaque balayage, il nécessite toutefois un moniteur de meilleur qualité avec une bande passante plus large.

Fréquence de balayage horizontal La fréquence de balayage correspond au temps que prend le tracé d’une ligne horizontal sur l’écran si on désire augmenter le nombre de ligne avec une synchronisation verticale constante, chaque ligne doit être tracée plus vite et donc la fréquence de ligne augmente. Moniteur multifréquence Chaque mode d’affichage requiert une fréquence horizontale et verticale propre. Les moniteurs ressent acceptent plusieurs fréquence (multifréquence) ce qui permet de changer de norme d’affichage sans avoir à changer de matériel

Les modes d’affichage et la résolution La résolution maximal d’un moniteur représente le nombre de pixel constituant l’image la mieux définit qu’il puisse afficher. Elle dépend bien entendue du tube cathodique mais aussi des circuits annexes. Le contrôle du moniteur s’effectue grâce a une carte de contrôleur (carte vidéo, carte graphique) Le mode VGA définit par IBM et offre une résolution de 640*680 pixel en 16 couleurs Le mode SVGA offrant une résolution de 800*600 ,1024*768,1280*1024 avec un choix de couleurs évoluant de a plus de 16 millions de couleurs Le mode XGA permet d’atteindre une résolution de 1024*768 Le rôle de la carte vidéo C’est à la carte vidéo qu’il appartient de gérer les modes d’affichages, d’aller chercher les informations sur le disque dur et de les convertir en signaux destinés au moniteur. A l’instar de l’unité centrale la carte graphique comporte un processeur spécialisé dans les fonctions d’affichage

III/- Les écrans plats L’écran DFP (Digital Flat Panel) ou Flat Planel est plat ce qui en fait le dispositif de visualisation privilégié des ordinateurs portables. On peut distinguer deux technologie (ou types de dalle) selon que l’écran (la dalle) émet de la lumière (écran émissif, comme le TRC) ou selon qu’il n’émet pas de lumière (écran non émissif).

Ecrans non émissifs. Les cristaux liquides sont des molécules organiques possédant des propriétés cristallines, mais qui présentent un état liquide à température normale. Dans la gamme des écrans à cristaux liquides LCD on distingue deux types : - type passif- à matrice passive - type actif- à matrice active

Matrice passive Les écrans à matrices passive sont basés sur l’emploi de cristaux liquides nématiques qui changent de couleur en fonction de la température ou sous l’influence d’un chant électromagnétique. Selon les angles d’enroulement des molécules de ces cristaux on peut distinguer diverses qualités d’écrans : Les TN (Twisted Nematic) et les STN (Super (ou Single) Twisted Nematic) présentent des défauts au niveau des temps de réponse (de l’ordre de 50 ms contre moins de 20 ms sur un TRC) source de « trainées » rémanentes lors de déplacement d’images, disparition du curseur lors de déplacement rapides… Les DSTN (Double Super Twisted Nematic ou Dual Scan Twisted Nematic) capable d’afficher en couleur au travers de filters polarisants ce qui permet d’utiliser le mode SVGA. Mais ils ont un temps de réponse lent de l’ordre de 150 à 300 ms et leur contraste (30 :1) n’est pas extraordinaire. La technologie à matrice passive peu coûteuse car assez simple à fabriquer est très nettement concurrencée maintenant par la technologie dite à matrice active car elle est présente de nombreux défauts. En effet les cristaux ne sont généralement pas parfaitement alignés à la verticale du filtre polarisateur et on n’obtient donc pas un noir parfait. De plus, si un transistor est défectueux, les cristaux laissent passer la lumière ce qui provoque l’affichage d’un point lumineux, très visible et gênant. En fin, l’orientation imparfaite des cristaux réduit l’angle de vision et l’ajout du film (TN + film) destiné à augmenter le champ de vision nuit au contraste et au temps de réponse.

Matrice active Dans les LCD à matrices actives chaque pixel de l’écran est directement commandé par un transistor transparent TFT (Thin Film Transistor) ou « transistor en couches minces », qui permet de faire varier l’orientation des cristaux. IPS (In Plane Switching) dite aussi SUPER TFT est actuellement a technologie généralement employée. Les cristaux liquides qui ne sont pas excités sont immobiles. Le second filtre polarisant étant placé perpendiculairement au premier, la lumière ne passe pas, ce qui affiche un point noir. Cette technique permet l’affichage d’un noir intense. Si un transistor est défectueux, le pixel mort (dead pixel) reste sombre (contrairement à un écran TN) et est ainsi plus direct. MVA (Multi-domain Vertical Alignment) et une technologie similaire à IPS à la différence que si une tension est appliquée aux cristaux, ils subissent une rotation de 90° pour se retrouver dans l’axe des rayons lumineux, la lumière passe et le pixel devient blanc.

Ecrans émissif. Les écrans électroluminescents Les écrans organiques à diodes électroluminescentes génère leur propre luminosité et n’ont pas besoin de rétro-éclairage. Considérés comme les successeurs des écrans à cristaux liquides, ils offrent des images de meilleure qualité, plus lumineuses, plus rapides avec un angle de vision supérieur (160°), tout en réduisant considérablement la consommation en énergie. Les écrans plasma Les écrans plasma offrent des performances qui se rapprochent de celle des moniteurs classiques, leur contraste est meilleur que celui offert par les LCD et leur angle de lisibilité est important (160°). Les temps de réponse sont de l’ordre de 20 à 60 ms.

Les coûts. Les écrans informatiques De nos jours les tube cathodique sont disparut des vente surtout en matière de moniteur pour ordinateur personnel place désormais aux écrans plats. Une comparaison des écrans a été faite parmi les produits proposer par la Fnac, les résultats qui en découlent sont que le prix était approximativement comprit entre 200 et 250 € 221 € 200€

Les téléviseurs En ce qui concerne les téléviseurs les prix sont variable plus la taille de l’écran est grande plus les prix sont élevé. Les nouveaux téléviseurs sont d’autant plus équipés de nouvelle fonction comme la HD qui permet de regarder les programme en haute définition ou encore un décodeur TNT intégré. 999€ 899€

Conclusion: Les périphériques d’affichage ont aujourd’hui un rôle important dans l’utilisation de nombreux matériel multimédia. L’innovation dans ce domaine est fulgurante notamment dans le domaine de la qualité de l’image et du temps de réponse des écrans. Grâce aux progrès dans le domaine de l’image on assistera dans les années à venir a l’arrivé d’écran de plus en plus performant et avec une qualité de plus haute.