Плазменный телевизор представляет собой устройство, в котором изображение формируется за счет содержания плазмы в специальных ячейках, расположенных между двумя стеклянными панелями. Каждая ячейка заполнена газом, который при применении электрического напряжения превращается в плазму, создавая видимый свет и цвет. Основные компоненты включают электроды, которые генерируют разряд, а также фосфорные покрытия, которые обеспечивают цветное изображение.
Внутри плазменного телевизора также есть система управления, отвечающая за обработку видеосигнала и его отображение на экране. Она включает процессор и различные схемы, которые гарантируют высокое качество изображения и его яркость. Несмотря на то что плазменные телевизоры постепенно теряют популярность, они по-прежнему известны своим глубоким черным цветом и высокой контрастностью.
Устройство плазменной панели
В материале рассказывается об истории изобретения плазменных панелей, конструкции, преимуществах современных технических средств отображения графической информации.
Чтобы объективно оценить плюсы и минусы плазменных панелей, необходимо знать устройство этого оборудования. Современная техника обеспечивает трансляцию изображения с высоким качеством, которого удалось достигнуть оригинальными конструктивными решениями, принятыми разработчиками.
История
Первое устройство, принцип действия которого был основан на излучении плазмы, состоящее из единственного пикселя, было запатентовано еще в 1964 году. После доработки конструкции, в 1971 году американская компания Owens-Illinois выкупила лицензию на выпуск плазменных мониторов.
В 90-х годах прошлого века успешную конкуренцию плазме на рынке составили дисплеи LCD. Технологию плазменных панелей смогла усовершенствовать фирма Matsushita, в дальнейшем переименованная в Panasonic, создав в 1999 году перспективную модель с диагональю на 60 дюймов, превзошедшую по яркости и контрастности жидкокристаллические аналоги.
Конструкция
Основу устройства плазменной панели представляет структура, которая состоит из множества небольших ячеек, ограниченную с двух сторон стеклянными листами. Микроскопические камеры заполнены ксеноном и неоном в агрегатном состоянии плазмы.
С тыльной стороны размещены вертикальные управляющие электроды, а прозрачные сканирующие – перед фронтальным стеклом, в горизонтальном положении, формируя прямоугольную сетку.
Каждый пиксель включает три микроскопические ячейки, излучающие под воздействием разряда красное, зеленое и синее свечение, сочетание которого создает изображение, воспринимаемое зрителем. Четкость картинки зависит от размеров данной структуры. Чем меньше пиксели, тем качественнее транслируемое изображение.
В отличие от жидкокристаллического экрана, работающего на просвет матрицы, принцип действия плазменной панели основан на свечении люминофора (инертного газа в состоянии плазмы), вызываемом электрическими разрядами на электродах. Такое устройство позволяет добиться ярких тонов в сочетании с глубоким черным цветом, без эффектов торможения картинки и других искажений.
Но размеры пикселей в плазменном экране несколько больше, чем в жидкокристаллическом, поэтому применяют панели с диагональю от 32 дюймов и более.
Преимущества
Понимая, как устроены плазменные панели, можно оценить очевидные плюсы данных приборов, по сравнению с другими типами оборудования. Плазма позволяет добиться таких преимуществ:
- высокого уровня безопасности – особенно актуально при сопоставлении с кинескопным телевизором; плазменный экран не генерирует вредного электромагнитного, ультрафиолетового или другого излучения, конструкция не требует использования высоковольтных элементов, поверхность не притягивает частицы пыли;
- универсальности применения – плазму можно использовать в качестве телевизора или как монитор для работы с компьютером;
- высокого качества картинки – прибор создает кинематографический эффект при просмотре видео, особенно в сочетании с большими размерами экрана;
- компактности и небольшой массы – толщина метровой панели, весящей в пределах 30 кг, не более 120 мм, что позволяет не только устанавливать телевизор, но и вешать на стену;
- надежности эксплуатации – ресурс плазменных приборов составляет от 60 тысяч часов;
- плазма не подвержена негативному воздействию магнитного или электрического поля, что снимает ограничения на размещение вблизи телевизора дополнительных приборов (акустических систем и пр.);
- широкого узла обзора, особенно в сравнении с жидкокристаллическим экраном, теряющим в яркости, если смотреть со стороны;
- незначительного времени отклика, что повышает эффективность использования оборудования как монитор для компьютера.
Перечисленные достоинства открывают широкие возможности для применения плазменных панелей. Это оборудование можно использовать в бытовых целях, для технического оснащения коммерческих компаний или государственных учреждений.
Что внутри плазменного телевизора?
В мире современных технологий выбор телевизора может быть непростым. Однако, если вы стремитесь к великолепному качеству изображения, широким углам обзора и глубокому черному, плазменный телевизор — это отличный вариант. Давайте вглядимся в мир технологии плазменных дисплеев и узнаем, что происходит внутри этих устройств.
Как работает плазменный дисплей
Плазменные телевизоры привлекают внимание своим великолепным качеством изображения, и чтобы понять, как они достигают такого результата, давайте погрузимся в технические детали.
Структура плазменной ячейки
Основной строительный блок плазменного телевизора — это плазменная ячейка. Она представляет собой микроскопическую камеру, наполненную различными газовыми смесями. Каждая ячейка состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится изоляционный материал. Подача электрического тока через электроды приводит к ионизации газов, создавая плазменное состояние.
Электрические разряды и излучение
Ионизированный газ становится плазмой, что приводит к электрическим разрядам. Эти разряды создают ультрафиолетовые фотоны, которые, в свою очередь, воздействуют на фосфорное покрытие передней панели плазменного телевизора. После этого происходит процесс фотонной перезарядки, который вызывает излучение видимого света.
Формирование светящихся пикселей
Каждая плазменная ячейка представляет собой миллионы микроскопических пикселей. Они объединяются в матрицу, формируя изображение на экране телевизора. Каждый пиксель может светиться индивидуально, что обеспечивает высокую степень контрастности и точность передачи цветов.
Таким образом, ключевая особенность плазменных телевизоров заключается в создании изображения путем использования плазменной панели, состоящей из множества пикселей, которые светятся под воздействием электрических разрядов.
Данный механизм позволяет достичь великолепного качества изображения, ярких цветов и глубокого черного, что делает плазменные телевизоры привлекательными для тех, кто ценит высокую картинку и широкие углы обзора.
Ключевые компоненты плазменного телевизора
Погружаясь в мир плазменных телевизоров, мы можем разобраться, что делает эти устройства такими уникальными и востребованными. Рассмотрим ключевые компоненты, которые лежат в основе функционирования плазменных дисплеев.
Панель и стекло
Центральной частью плазменного телевизора является плазменная панель, изготовленная из специально обработанного стекла. Это стекло имеет высокую прозрачность и минимизирует отражения, обеспечивая высококачественное отображение. Каждая ячейка на панели представляет собой микроскопический газоразрядный экран.
Электроника управления
Эффективная работа плазменного телевизора зависит от сложной электроники управления. Процессоры и чипы играют ключевую роль в обработке сигналов и управлении пикселями на экране. Современные системы управления обеспечивают высокую четкость изображения и цветопередачу.
Звуковая система
Помимо визуального восприятия, звуковая система также является важным компонентом плазменного телевизора. Встроенные динамики и усилители гарантируют качественное звучание, поддерживая визуальный опыт пользователя.
Охлаждение
Из-за интенсивной работы и высокой температуры, плазменные телевизоры оборудованы системами охлаждения. Вентиляторы и теплоотводящие элементы помогают поддерживать оптимальную температуру внутри устройства, обеспечивая его стабильную и долговечную работу.
Энергетическая эффективность
С одной стороны, плазменные телевизоры обеспечивают высококачественное изображение, но, с другой стороны, они потребляют больше энергии по сравнению с некоторыми другими технологиями. Производители постоянно работают над улучшением энергетической эффективности, внедряя новые технологии и оптимизируя процессы.
Инновации и будущее
Современные инновации включают в себя улучшенные системы управления пикселями, что приводит к более высокой контрастности и точности цветопередачи. Ожидается, что будущие модели плазменных телевизоров будут более тонкими, легкими и энергоэффективными.
Разбираясь в ключевых компонентах, мы видим, что плазменные телевизоры объединяют в себе высокотехнологичные материалы и инженерные решения, чтобы предоставить потрясающий опыт просмотра.
Преимущества и недостатки плазменных телевизоров
Преимущества
- Качество изображения: Плазменные телевизоры славятся высоким качеством изображения. Их способность передавать богатые цвета и четкие детали делает их привлекательными для ценителей высокой графики.
- Широкие углы обзора: Этот тип телевизоров обеспечивает превосходные углы обзора. Это означает, что вы можете наслаждаться ярким и четким изображением даже при просмотре под углом.
- Возможность отображения глубокого черного: Плазменные телевизоры способны создавать насыщенный черный цвет, что придает изображению реалистичность и глубину.
Недостатки
- Потребление энергии: Одним из главных недостатков является высокое потребление энергии. По сравнению с другими технологиями телевизоров, плазменные модели требуют больше электроэнергии для работы.
- Вес и толщина: Из-за использования стеклянной панели плазменные телевизоры могут быть тяжелыми и не такими тонкими, как некоторые LED-и LCD-модели. Это может создавать проблемы при установке и транспортировке.
- Вероятность оставления следов (burn-in): Существует риск "burn-in" — явление, при котором статическое изображение, оставленное на экране в течение длительного времени, может оставить следы или тени. Это может произойти, например, при постоянном отображении логотипов или статичных элементов интерфейса.
Перспективы развития
Несмотря на недостатки, современные инженеры постоянно работают над улучшением технологии плазменных телевизоров. В будущем мы можем ожидать более энергоэффективные модели, с более тонкими панелями и дополнительными функциями, снижающими вероятность "burn-in".
Выбор между плазменным и другими типами телевизоров зависит от ваших личных предпочтений и требований. Рассмотрите преимущества и недостатки, а также будущие тенденции, прежде чем принять решение о покупке телевизора для вашего дома.
Тенденции развития технологии
Современные инновации в плазменных телевизорах предоставляют захватывающие перспективы для будущего развития этой технологии. В последние годы инженеры и дизайнеры телевизионных производителей уделяют большое внимание улучшению ключевых характеристик плазменных дисплеев.
Улучшенные системы охлаждения
Один из основных недостатков плазменных телевизоров — это их тенденция к перегреву. Современные модели активно внедряют более эффективные системы охлаждения, чтобы справиться с этой проблемой. Это включает в себя использование более эффективных вентиляторов и теплоотводов для поддержания оптимальной температуры.
Тонкие панели
Толщина плазменных телевизионных панелей всегда была одним из недостатков в сравнении с другими технологиями. Однако, современные инженерные решения направлены на создание более тонких и легких панелей без ущерба качеству изображения. Это достигается за счет оптимизации структуры стекла и материалов панели.
Улучшенные алгоритмы управления изображением
Одной из главных целей технологического развития является повышение точности и качества отображаемого изображения. Современные плазменные телевизоры внедряют улучшенные алгоритмы обработки изображения, что приводит к более четкому и насыщенному воспроизведению цветов, а также улучшенной детализации в темных и светлых областях.
Энергоэффективность
С увеличением осведомленности об экологических вопросах и потребительской ответственности, производители плазменных телевизоров также уделяют внимание снижению энергопотребления. Интеграция энергоэффективных компонентов и технологий становится одним из приоритетов, что делает плазменные телевизоры более экологически дружелюбными.
Более подробно про устройство плазменных телевизоров
Даже самая современная технология когда нибудь должна уйти с рынка. Появляются все новые и новые решения, одно лучше другого. Сначала были кинескопные телевизоры, теперь их теснят плазменные панели. В последние 75 практически ничего не менялось — подавляющее большинство телевизоров выпускалось на базе одной технологии — т. н. электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). В таком телевизоре `электронная пушка` испускает поток отрицательно заряженных частиц (электронов), проходящий через внутреннее пространство стеклянной трубки, т. е. кинескопа. Электроны `возбуждают` атомы фосфорного покрытия на широком конце трубки (экране), это заставляет фосфор светиться. Изображение формируется путем последовательного возбуждения различных участков фосфорного покрытия разных цветов, с различной интенсивностью.
Используя ЭЛТ, можно создавать четкие изображения с насыщенным цветом, однако имеется серьезный недостаток — кинескоп выходит слишком громоздким. Для того, чтобы увеличить ширину экрана в ЭЛТ-телевизоре, необходимо увеличить и длину трубки. В результате любой ЭЛТ-телевизор с большим экраном должен весить добрые несколько центнеров. Сравнительно недавно, в 90-е гг прошлого века на экранов магазинов появилась альтернативная технология — плоскопанельный плазменный дисплей. Такие телевизоры имеют широкие экраны, больше самых больших ЭЛТ, при этом они всего около 15 см. в толщину.
`Бортовой компьютер` плазменной панели последовательно зажигает тысячи и тысячи крошечных точек-пикселей. В большинстве систем покрытие пикселей использует три цвета — красный, зеленый и синий. Комбинируя эти цвета телевизор может создавать весь цветовой спектр. Таким образом, каждый пиксель создан из трех ячеек, представляющих собой крошечные флуоресцентные лампы. Как и в ЭЛТ-телевизоре, для создания всего многообразия оттенков цветов меняется интенсивность свечения ячеек. Основа каждой плазменной панели — это собственно плазма, т. е. газ, состоящий из ионов (электрически заряженных атомов) и электронов (отрицательно заряженных частиц). В нормальных условиях газ состоит из электрически нейтральных, т. е. не имеющих заряда частиц. Отдельные атомы газа содержат равное число протонов (частиц с положительным зарядом в ядре атома) и электронов. Электроны `компенсируют` протоны, таким образом, что общий заряд атома равен нулю. Если ввести в газ большое число свободных электронов, пропустив через него электрический ток, ситуация меняется радикально. Свободные электроны сталкиваются с атомами, `выбивая` все новые и новые электроны. Без электрона меняется баланс, атом приобретает положительный заряд и превращается в ион. Когда электрический ток проходит через образовавшуюся плазму, отрицательно и положительно заряженные частицы стремятся друг к другу.
| Принцип работы плазмы |
|---|
 |
Среди всего этого хаоса частицы постоянно сталкиваются. Столкновения `возбуждают` атомы газа в плазме, заставляя из высвобождать энергию в виде фотонов. В плазменных панелях используются в основном инертные газы — неон и ксенон. В состоянии `возбуждения` они испускают свет в ультрафиолетовом диапазоне, невидимом для человеческого глаза. Тем не менее, ультрафиолет можно использовать и для высвобождения фотонов видимого спектра.
Внутри дисплея
В плазменном телевизоре `пузырьки` газов неона и ксенона размещены в сотни и сотни тысяч маленьких ячеек, сжатых между двумя стеклянными панелями. Между панелями по обеим сторонам ячеек расположены также длинные электроды. `Адресные` электроды находятся за ячейками, вдоль задней стеклянной панели. Прозрачные электроды покрыты диэлектриком и защитной пленкой оксида магния (MgO). Они располагаются над ячейками, вдоль передней стеклянной панели. Обе `сетки` электродов перекрывают весь дисплей. Электроды дисплея выстроены в горизонтальные ряды вдоль экрана, а адресные электроды расположены вертикальными колонками. Как видно на рисунке ниже, вертикальные и горизонтальные электроды формируют базовую сетку.
| Структура панели |
|---|
 |
Для того, чтобы ионизировать газ в отдельной ячейке, компьютер плазменного дисплея заряжает те электроды, которые на ней пересекаются. Он делает это тысячи раз за малую долю секунды, заряжая каждую ячейку дисплея по очереди. Когда пересекающиеся электроды заряжены, через ячейку проходит электрический разряд. Поток заряженных частиц заставляет атомы газа высвобождать фотоны света в ультрафиолетовом диапазоне. Фотоны взаимодействуют с фосфорным покрытием внутренней стенки ячейки. Как известно, фосфор — материал, под действием света сам испускающий свет. Когда фотон света взаимодействует с атомом фосфора в ячейке, один из электронов атома переходит на более высокий энергетический уровень. После чего электрон смещается назад, при этом высвобождается фотон видимого света.
| Дисплей |
|---|
 |
Пиксели в плазменной панели состоят из трех ячеек-субпикселей, каждая из которых имеет свое покрытие — из красного, зеленого или синего фосфора. В ходе работы панели эти цвета комбинируются компьютером, создаются новые цвета пикселя. Меняя ритм пульсации тока, проходящего через ячейки, контрольная система может увеличивать или уменьшать интенсивность свечения каждого субпикселя, создавая сотни и сотни различных комбинаций красного, зеленого и синего цветов.
Главное преимущество производства плазменных дисплеев — возможность создавать тонкие панели с широкими экранами. Поскольку свечение каждого пикселя определяется индивидуально, изображение выходит потрясающе ярким, причем при просмотре под любым углом. В норме насыщенность и контрастность изображения несколько уступает лучшим моделям ЭЛТ-телевизоров, но вполне оправдывает ожидания большинства покупателей.
Главный недостаток плазменных панелей — их цена. Дешевле пары тысяч долларов новую плазменную панель купить невозможно, модели hi-end класса обойдутся в десятки тысяч долларов. Впрочем, с течением времени технология значительно усовершенствовалась, цены продолжают падать. Сейчас плазменные панели начинают уверенно теснить ЭЛТ-телевизоры. особенно это заметно в богатых, технологически развитых странах. В ближайшем будущем `плазма` придет в дома даже небогатых покупателей.
Описание работы плазмы другими словами
Плазменные панели немного похожи на ЭЛТ-телевизоры — покрытие дисплея использует способный светиться фосфорсодержащий состав. В то же время они, как и LCD, используют сетку электродов с защитным покрытием из оксида магния для передачи сигнала на каждый пиксель-ячейку. Ячейки заполнены инертными, т. н. `благородными` газами — смесью неона, ксенона, аргона. Проходящий через газ электрический ток заставляет его светиться.
По сути, плазменная панель представляет собой матрицу из крошечных флуоресцентных ламп, управляемых при помощи встроенного компьютера панели. Каждый пиксель-ячейка является своеобразным конденсатором с электродами. Электрический разряд ионизирует газы, превращая их в плазму — т. е. электрически нейтральную, высокоионизированную субстанцию, состоящую из электронов, ионов и нейтральных частиц. Будучи электрически нейтральной, плазма содержит равное число электронов и ионов и является хорошим проводником тока. После разряда плазма испускает ультрафиолетовое излучение, заставляющий светиться фосфорное покрытие ячеек-пикселей. Красную, зеленую или синюю составляющую покрытия.
На самом деле каждый пиксель делится на три субпикселя, содержащих красный, зеленый либо синий фосфор. Для создания разнообразных оттенков цветов интенсивность свечения каждого субпикселя контролируется независимо. В кинескопных телевизорах это делается путем изменения интенсивности потока электронов, в `плазме` — при помощи 8-битной импульсной кодовой модуляции. Общее число цветовых комбинаций в этом случае достигает 16,777,216 оттенков.
Тот факт, что плазменные панели сами являются источником света, обеспечивает отличные углы обзора по вертикали и горизонтали и великолепную цветопередачу (в отличие от, например, LCD, экраны в которых обычно нуждаются в подсветке матрицы). Впрочем, обычные плазменные дисплеи в норме страдают от низкой контрастности. Это обусловлено необходимостью постоянно подавать низковольтный ток на все ячейки. Без этого пиксели будут `включаться` и `выключаться` как обычные флуоресцентные лампы, то есть очень долго, непозволительно увеличивая время отклика. Таким образом, пиксели должны оставаться выключенными, в то же время испуская свет низкой интенсивности, что, конечно, не может не сказаться на контрастности дисплея.
В конце 90-х гг. прошлого века Fujitsu удалось несколько смягчить остроту проблемы, улучшив контрастность своих панелей с 70:1 до 400:1. К 2000 году некоторые производители заявляли в спецификациях панелей контрастность до 3000:1, сейчас — уже 10000:1+. Процесс производства плазменных дисплеев несколько проще, чем процесс производства LCD. В сравнении с выпуском TFT LCD-дисплеев, требующим использования фотолитографии и высокотемпературных технологий в стерильно чистых помещениях, `плазму` можно выпускать в цехах погрязнее, при невысоких температурах, с использованием прямой печати.
Тем не менее, век плазменных панелей недолог — совсем недавно среднестатистический ресурс панели равнялся 25000 часов, сейчас он почти удвоился, но проблему это не снимает. В пересчете на часы работы плазменный дисплей обходится дороже LCD. Для большого презентационного экрана разница не очень существенная, однако, если оснастить плазменными мониторами многочисленные офисные компьютеры, выигрыш LCD становится очевидным для компании-покупателя. Ремонт телевизоров с плазменными дисплеями довольно дорог.
Еще один важный недостаток `плазмы` — большой размер пикселей. Большинство производителей неспособны создавать ячейки менее 0,3 мм — это больше, чем зерно стандартного компьютерного монитора. Непохоже, чтобы в ближайшем будущем ситуация изменилась к лучшему. На среднесрочную перспективу такие плазменные дисплеи подойдут в качестве домашних телевизоров и презентационных экранов до 70+ дюймов размером. Если `плазму` не уничтожат LCD и появляющиеся каждый день новые дисплейные технологии, через какой-нибудь десяток лет она будет доступна любому покупателю.
