Плазменный телевизор состоит из множества ячеек, заполненных газом, который при пропускании электрического тока становится плазмой. Эта плазма, взаимодействуя с фосфорными покрытиями на внутренней стороне ячеек, излучает свет разных цветов, формируя изображение на экране.
Для работы плазменного телевизора используются две стеклянные панели, между которыми расположены ячейки. Также в его конструкции присутствует электронная схема, управляющая подачей тока, что позволяет пикселям воспроизводить изображение с высокой яркостью и контрастностью. Плазменные телевизоры обеспечивают широкий угол обзора и насыщенные цвета, хотя со временем их популярность немного снизилась из-за появления новых технологий, таких как светодиодные и OLED-экраны.
Плазменные панели
Часть первая: общие сведения о технологии, история создания, основные отличия от других типов дисплеев.
Рискнем предположить, что подавляющая часть наших читателей дома или на работе пользуется самыми обычными мониторами с электронно-лучевой трубкой. Но постепенно, всё более и более популярными становятся так называемые жидкокристаллические дисплеи. Преимущества последних перед первыми очевидны: ЖК-экран занимает мало места на рабочем столе, он легкий, потребляет значительно меньше электроэнергии, по сравнению с ЭЛТ-монитором, и менее опасен для здоровья человека. Но все же главным недостатком всех экранов, работающих с применением жидких кристаллах, на сегодняшний день, является их ограниченный размер. То есть получается, что чем меньше ЖК экран, тем более он выгоден по соотношению цена/качество: дешевыми электронными часами с небольшим дисплеем удивить кого-либо очень сложно. С другой стороны, при производстве 15-дюймовой ЖК-матрицы используются те же самые физические свойства жидких кристаллов, что и при изготовлении самых обычных наручных часов. Но создать цветную ЖК-матрицу имеющую порядка трехсот тысяч точек (при разрешении 800х600), обойдется на много дороже, нежели монохромный дисплей сотового телефона.
Как раз в этом-то и заключается самая большая проблема ЖК-матриц — чем больше диагональ матрицы, тем менее надежным, более сложным и, что самое важное, дорогим получается конечный продукт. Сейчас уже просто не выгодно делать большие экраны данного типа: покупателю намного проще и дешевле установить тяжелый, но относительно недорогой ЭЛТ-монитор.
К счастью, прогресс не стоит на месте и уже сейчас не нужно быть миллионером, чтобы купить плоский телевизор с диагональю 40 дюймов (хотя и придется выложить достаточно круглую сумму).Подобные устройства принято называть «плазменными». Главное достоинство плазменного дисплея — низкая стоимость матрицы большого диаметра. Здесь ситуация повторяет случай с ЖК-мониторами с точностью до наоборот: чем больше размеры матрицы, тем выгоднее производителю ее создавать. Судите сами: подавляющая часть всех телевизоров и мониторов с диагональю более 21 дюйма — плазменные. Поэтому не стоит удивляться, тому, что плазменный телевизор с диагональю, например, 24 дюйма не намного дешевле (а иногда и дороже), телевизора с 40-дюймовой матрицей. В этом случае цену определяет начинка каждой конкретной модели, возможность подключения к компьютеру, наличие не только цифрового, но и аналогового разъема.
panasonic.jpg
Принцип работы любого плазменного экрана (PDP — Plasma Display Panel) состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (как правило, используется ксенон или неон), находящегося в ионизированном состоянии. Все это носит название «холодная плазма» — отсюда и взялось и название.
Способность определенных газов светиться при пропускании через них разряда электрического тока до сих пор широко применяется в так называемых вывесках неоновой рекламы. Для этого создаются герметичные сосуды определенной формы (как правило, изображающие рекламируемый товар или в виде букв), после чего емкость заполняется газом. Если подавать на контакты электрический ток, то газ внутри рекламы начинает светиться. При прекращении подачи тока газ светиться перестает. Цвет свечения вывески зависит от того, в какой пропорции будут смешиваться определенные газы. Аналогичный принцип используется и в создании плазменных дисплеев для компьютеров и телевизоров с большой диагональю. Только размеры сосуда, в котором храниться газ в тысячи раз меньше, а сами сосуды, которых насчитывается десятки миллионов, образуют матрицу, формирующую изображение на экране.
Минимальной единицей изображения на экране, как и везде, является точка, или пиксель. В плазменном мониторе для формирования цвета каждой отдельно взятой точки используется комбинация из трех субпикселей, каждый из которых отвечает за один из трех основных цветов RGB (Red Green Blue — Красный, Зеленый, Голубой). Ячейки находятся между двумя стеклами, расстояние между которыми 0,1 мм (100 микрон). Во время подачи электрического импульса на электроды часть заряженных ионов начинают излучать кванты света в ультрафиолетовом диапазоне. Диапазон излучения, в большинстве случаев, зависит от применяемого газа, в каждой конкретной модели. Ультрафиолетовые лучи действуют на специальное флюоресцирующее покрытие, которое в свою очередь излучает свет, видимый человеческим глазом. Кстати, ультрафиолетовые лучи очень опасны для глаз человека, но в данном случае бояться нечего — до 97% вредного излучения поглощает наружное стекло. Яркость и насыщенность цветов можно регулировать простым изменением величины управляющего напряжения: чем оно больше, тем больше квантов света выделяет газ, тем сильнее светится флюоресцирующая пленка, тем ярче мы получаем картинку на экране.
Данная технология самая молодая из всех, что применяются в серийном производстве офисной техники, но, что интересно, разрабатывается уже относительно давно. Так еще в далекие советские времена в НПО «Плазма» пытались воплотить в жизнь идею получения более-менее качественного изображения на табло, состоящим из элементов, наполненных специальным газом. Но специалисты не смогли создать пиксели малых размеров, из-за этого экран получался слишком большим, тяжелым, ненадежным, а изображение — слишком расплывчатым.
Всерьез разработкой технологии создания плазменных дисплеев занялись в 1966 году в одном американском университете в штате Иллинойс. Вскоре после завершения исследований, в начале 70-х годов, небольшая компания Owens-Illinois смогла запустить проект в коммерческое использование. Тогда спрос на плазменные панели был очень небольшим. Главным образом отсутсвие спроса объяснялось тем, что экраны были монохромными (отображали только два цвета), очень дорого стоили (даже для крупных организаций) и были практически бесполезны для использования их в быту. Первую партию дисплеев заказала Нью-йоркская Фондовая Биржа — ей были необходимы экраны большой площади, способные информировать огромное количество людей об изменении котировок акций, а качества изображения было не столь критично.
Современные плазменные дисплеи претерпели большое количество изменений, их качество заметно изменилось, если сравнивать с теми, что производили много лет назад. Сейчас изображение на плазменном экране считается самым ярким (до 500 кд/м2) и контрастным (400:1), даже лучше чем у классических ЭЛТ-мониторов. Сравните: яркость и контрастностью дорогого монитора — 350 кд/м2 и 200:1 соответственно.
pdp.jpg
Благодаря особенностям исполнения плазменные экраны не боятся электромагнитных полей. Возможно, владельцы мощных колонок замечали изменение цвета рабочего стола на своем ЭЛТ-мониторе, когда пытались устанавливать аудио-систему рядом с компьютером. У PDP-мониторов такой проблемы не может существовать в принципе: внутри просто нет элементов, на которые могло бы повлиять магнитное поле. Поэтому рядом с плазменным телевизором всегда можно спокойно устанавливать самые хорошие, мощные колонки и наслаждаться качественным звуком не отходя от любимого ПК. Из недостатков такого типа дисплеев стоит отметить очень высокое энергопотребление. Чтобы зажечь один пиксель на экране плазменного телевизора электроэнергии требуется незначительное количество, но матрица состоит из миллионов точек, каждой из которых приходится гореть до нескольких десятков часов подряд. Частично из-за этого плазменным дисплеям закрыт путь в область портативной техники: ноутбук от собственных аккумуляторов с таким экраном вряд ли проработает даже час: применение плазменного экрана само собой подразумевает наличие электрической розетки в радиусе нескольких метров. Но даже если решить проблему с источником питания, изготавливать плазменные матрицы с диагональю менее двадцати дюймов не выгодно экономически: представьте себе карманный компьютер ценой несколько тысяч долларов работающий только от сети, но имеющий очень контрастный и яркий экран. Не думаем, что подобная модель будет пользоваться ажиотажным спросом на рынке, тем более, что и ЖК-экраны с каждым днем становятся все лучше и лучше, да к тому же они значительно более бережливо относятся к источнику питания.
Также плазменные экраны имеют относительно небольшой срок эксплуатации, по крайней мере, по сравнению с аналогами, — порядка 10 тысяч часов непрерывной работы. Хотя многим и этого будет вполне достаточно, ведь эти 10 тысяч часов истекут только через шесть лет функционирования аппарата при 4-5 часах ежедневного просмотра телепередач (если дисплей использовать в качестве телевизора). Правда с каждым днем этот недостаток становится все менее и менее актуальным — многие производители уже сегодня предлагают довольно эффективные пути решения этой проблемы. Во многом плазменные экраны напоминают жидкокристаллические. Разница состоит лишь в способе формирования цвета отдельной точки. У плазменного дисплея, как и у ЖК, нет никаких проблем ни со сведением лучей, ни проблем с геометрией экрана, ни с фокусировкой. Они не страдают от вибрации (если у вас дома системный блок стоит рядом с ЭЛТ-монитором, то вы, наверное, замечали легкую вибрацию на экране, когда активно работает жесткий диск или привод компакт-дисков), все PDP имеют абсолютно плоскую внешнюю поверхность.
Кажется, что плазменные матрицы унаследовали у своих предшественников только достоинства — они лишены недостатков присущих ЖК. Так, плазменные дисплеи имеют малое время отклика (чем до сих пор не могут похвастаться многие дисплеи дешевых КПК и ноутбуков), то есть время между посылкой сигнала и фактической сменой картинки на экране достаточно небольшое. Этот факт позволяет без проблем использовать PDP в качестве телевизоров и играть в быстрые игры, при подключении дисплея к компьютеру. Плазменные экраны полностью цифровые, аналоговый выход для подключения к настольному компьютеру — это скорее исключение, нежели правило. Возможно, многие знают, что главным недостатком ЖК-мониторов является значительное ухудшение качества изображения на экране при смене угла просмотра. Плазменные экраны, обладая всеми достоинствами ЖК, лишены этого недостатка. Здесь они могут дать фору даже самым дорогим и качественным ЭЛТ-экранам: у многих моделей угол видимости достигает 160 градусов. Продолжение следует.
Как устроена плазменная панель телевизора
Еще 15-20 лет назад о появлении больших, плоских телевизоров говорили только фантасты. Сегодня фантастика стала реальностью, приобрести телевизор с плоским экраном может каждый из нас. Первая плазменная «плазма» (плазменная панель) была создана в конце 90-х годов компанией Fujitsu, которая представила миру свою 42-дюймовую разработку с разрешением 852х480 пикселей. Японская корпорация совершила настоящую революцию в мире больших дисплеев, та как в 1997 году, максимальными считались 15-дюймовые LCD экраны.
Одной из особенностей высокотехнологичного оборудования в то время была возможность получения яркого качественного плоского изображения. Также плазменная панель поражала скептиков высокой контрастностью изображения (панели типа LCD ее не обеспечивали). Плазмы обладают широким углом обзора в отличие от LCD панелей. Также подобные устройства имеют высокое качество цветопередачи и скорость реакции матрицы.
Как устроена плазменная панель?
Плазма или газоразрядный экран – это одна из разновидностей мониторов (самая популярная), на котором изображение создается свечением специального люминофора под воздействием ультрафиолета, образуемого при контролируемом электроразряде.
Сердце плазменной панели – матрица, которая состоит из большого количества газонаполненных ячеек, располагающихся между двумя стеклянными пластинами с шинами (прозрачные электроды) служащими для контроля функционирования подсветки. Такие электроды расположены на задней и передней стеклянных пластинах. Разряд, который передается по передним электродам через газ проходит на принимающую шину, расположенную на задней пластине. Подача разрозненного газа осуществляется по электродам, располагающихся горизонтально (столбцы, ряды). Способ свечения газа в той или иной ячейке зависит от подаваемого разряда.
Подробнее о том, что же лучше плазменная панель или жк телевизор в обзоре от наших специалистов.
Ячейка – это пиксель плазмы размером в 200х200х100 мкм. Заполняющий газ – неон или ксенон с ртутью. Устройство функционирует по следующей схеме:
- инициализация. В результате подготовки, электронным управлением определяется место отправки заряда;
- свечение. В результате инициализации, люминофор начинает светиться зеленым, красным или синим цветом (в результате разных комбинаций эти цветов, могут возникать и любые другие оттенки, реалистично воспринимающиеся человеческим зрением).
В жидкокристаллических панелях формирование картинки происходит по совершенно иному принципу. Светоисточник находится позади матрицы, а для разделения цветов на RGB задействуются фильтры.
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.
