Плазменный дисплей. Как устроена и работает плазменная панель
В мониторе на основе электронно-лучевой трубки точки изображения отображаются с помощью луча (потока электронов), который заставляет светиться поверхность экрана, покрытую люминофором. Луч обегает экран построчно, слева направо и сверху вниз. Полный цикл отображения картинки называют «кадром». Чем быстрее монитор отображает и перерисовывает кадры, тем более устойчивой кажется картинка, меньше заметно мерцание и меньше устают наши глаза.
Устройство ЭЛТ-монитора. 1 -Электронные пушки. 2 - Электронные лучи. 3 - Фокусирующая катушка. 4 - Отклоняющие катушки. 5 - Анод. 6 - Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7 - Красные, зелёные и синие зёрна люминофора. 8 - Маска и зёрна люминофора (увеличенно).
ЖК
Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).
Устройство
Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.
Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.
Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.
Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).
Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.
Проходящий через ячейки свет может быть естественным - отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.
Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.
Подсветка
Сами по себе жидкие кристаллы не светятся. Чтобы изображение на жидкокристаллическом дисплее были видимым, нужен источник света. Источник может быть внешним (например, Солнце), либо встроенным (подсветка). Обычно лампы встроенной подсветки располагаются позади слоя жидких кристаллов и просвечивают его насквозь (хотя встречается и боковая подсветка, например, в часах).
- Внешнее освещение
- Подсветка лампами накаливания В прошлом в некоторых наручных часах с монохромным ЖК-дисплеем использовалась сверхминиатюрная лампа накаливания. Но из-за высокого энергопотребления лампы накаливания являются невыгодными. Кроме того, они не подходят для использования, например, в телевизорах, так как выделяют много тепла (перегрев вреден для жидких кристаллов) и часто перегорают.
- Подсветка газоразрядными ("плазменными") лампами В течение первого десятилетия XXI века подавляющее большинство LCD-дисплеев имело подсветку из одной или нескольких газоразрядных ламп (чаще всего с холодным катодом - CCFL). В этих лампах источником света является плазма, возникающая при электрическом разряде через газ. Такие дисплеи не следует путать с плазменными дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрной газоразрядной лампой.
- Светодиодная (LED) подветка На границе первого и второго десятилетий XXI века получили распространение ЖК-дисплеи, имеющие подсветку из одного или небольшого числа светодиодов (LED). Такие ЖК-дисплеи (в торговле нередко называемые LED-дисплеями) не следует путать с настоящими LED-дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрным светодиодом.
Монохромные дисплеи наручных часов и мобильных телефонов большую часть времени использует внешнее освещение (от Солнца, ламп комнатного освещения и т.д.). Обычно позади слоя пикселей из жидких кристаллов находится зеркальный или матовый отражающий слой. Для использования в темноте такие дисплеи снабжаются боковой подсветкой. Существуют также трансфлективные дисплеи, в которых отражающий (зеркальный) слой является полупрозрачным, а лампы подсветки располагаются позади него.
Преимущества и недостатки
В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно - до пяти раз - ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight - задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более герц.
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:
- В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320*200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
- Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
- Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) - на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп.
- Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
- Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
- Массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от повреждений. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России - ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс - 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий - 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих.
- Пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, не подверженных ей.
Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.
Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.
Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.
В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.
Проектор - световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора - экран.
В паре с компьютером используется именно мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор»).На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Говоря о проекторах, стоит упомянуть так назыввемый пико-проектор. Это проектор небольшого, карманного размера. Часто выполнен в форм-факторе сотового телефона и имеет аналогичный размер. Термин «пико-проектор» также может означать миниатюрный проектор, встроенный в фотокамеру, мобильный телефон, PDA и другую мобильную технику.
Анаглифический метод
(анаглиф – по-гречески «рельефный»). На ранних этапах 3D-кинематографа в прокат выпускались только черно-белые 3D-фильмы. В каждом соответствующим образом оснащенном кинотеатре для их показа использовались два кинопроектора. Один проецировал фильм через красный фильтр, другой выводил на экран слегка смещенные по горизонтали кинокадры, пропуская их через зеленый фильтр. Посетители надевали легкие картонные очки, в которые вместо стекол были уcтановлены кусочки красной и зеленой прозрачной пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную часть изображения, а зрители воспринимали «объемную» картинку. Однако оба кинопроектора при этом должны быть направлены строго на экран и работать абсолютно синхронно. В противном случае неизбежно раздвоение изображения и, как следствие, головные боли вместо удовольствия от просмотра – у зрителей.
Затворный метод.
Оптимален для просмотра цветных фильмов. В отличие от анаглифического этот метод предусматривает попеременную демонстрацию проектором изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Благодаря тому, что чередование изображений осуществляется с высокой частотой – от 30 до 100 раз в секунду – мозг выстраивает целостную пространственную картину и зритель видит на экране цельное трехмерное изображение. Ранее данный метод назывался NuVision, в настоящее время он чаще именуется XpanD.
Поляризационный метод.
В сфере кино данное решение носит название RealD. Его суть в том, что проектор попеременно демонстрирует кинокадры, в которых световые волны имеют разное направление поляризации светового потока. В необходимых для просмотра специальных очках установлены фильтры, пропускающие только световые волны, поляризованные определенным образом. Так оба глаза получают изображения с различной информацией, на основании которой мозг формирует объемную картинку.
А вот о выпуске 3D-телевизоров, работающих в тандеме с очками, на международной выставке IFA 2009 объявили сразу несколько производителей. К примеру, Panasonic намерен уже к середине 2010 года выпустить модели телевизоров с поддержкой 3D, так же, как Sony и Loewe, делая ставку на затворный метод. Компании JVC, Philips и Toshiba также стремятся взойти на «3D-подиум», однако они отдают предпочтение поляризационному методу. LG и Samsung разрабатывают свои устройства на основе обеих технологий.
Однако данные устройства обладали целым рядом недостатков, которые отпугивали большинство покупателей. Кибершлем фирмы Forte, появившийся в середине 90-х, был громоздким, неэффективным и напоминал средневековое орудие пытки. Скромного разрешения в 640х480 точек для компьютерных программ и игр было явно недостаточно. И хотя позднее были выпущены более совершенные очки, к примеру модель LDI-D 100 фирмы Sony, но даже они были достаточно тяжелыми и вызывали сильный дискомфорт.Наверное, для многих из вас такие выражения, как плазменные технологии, плазменные мониторы звучат с некой долей экзотичности, а многие, наверняка, даже и не представляют себе, что это такое. И это понятно. Ведь плазменные мониторы на сегодняшний день - большая редкость, можно даже сказать роскошь, но, в любом случае, плазменные технологии – это очень передовые и очень перспективные технологии, которые сейчас находятся на стадии совершенствования. А, как известно, всё новое и совершенное всегда пробивает себе дорогу в жизнь. И, возможно, в скором будущем мы уже будем видеть плазменные мониторы абсолютно везде (в аэропортах, на вокзалах, в гостиницах и отелях, в различных залах для презентаций, и, может быть, даже у вас дома), и они уже не будут являться такой роскошью, которой являлись до сих пор.
Давайте всё-таки более подробно рассмотрим, что же такое плазменные мониторы или, другими словами, PDP-мониторы (PDP - plasma display panel), для чего они нужны, какими преимуществами и недостатками обладают по сравнению с другими видами мониторов и почему до сих пор для многих являются экзотикой?
Прежде всего, хочется отметить, что плазменные мониторы – это, как правило, мониторы с очень большой диагональю (40 – 60 дюймов), с совершенно плоским экраном, а сами мониторы являются очень тонкими (толщина их обычно не превышает 10 см) и одновременно очень лёгкими. И при всех этих достоинствах плазменные мониторы позволяют сохранить качество изображения на очень высоком уровне. А если учесть, что перед вашими глазами находится монитор такой величины, да который еще и показывает весьма недурно, то, я думаю, что с таким монитором вы никогда не будете скучать, например, при просмотре фильмов на презентациях. Это, на мой взгляд, действительно, очень эффектный и модный монитор.
Действительно, плазменная панель является одной из перспективных технологий плоских дисплеев. Эта технология используется уже достаточно давно, но довольно высокая потребляемая мощность и просто гигантские габаритные размеры дисплеев позволяли до сих пор использовать их разве что на улице в качестве огромных рекламных щитов с видеоизображением. Сегодня многие ведущие производители электроники имеют в своем ассортименте качественные плазменные дисплеи для профессионального и даже бытового применения. По качеству изображения и масштабным характеристикам современные плазменные дисплеи не имеют себе равных. Ведь они способны обеспечить, в силу особенностей плазменного эффекта, повышенную чёткость изображения, яркость (до 500 Кд/кв.м), контрастность (до 400:1) и очень высокую сочность цветов. Все эти качества наряду с отсутствием дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Плазменные мониторы обладают наряду с вышеперечисленными особенностями еще и выдающимися потребительскими качествами: наименьшей толщиной, что, несомненно, поможет вам сэкономить полезное пространство помещения (вы сможете разместить свой монитор где угодно: на полу, на стене и даже на потолке); малым весом, что упрощает задачу безопасного и удобного размещения и транспортировки монитора; самым большим углом видимости изображения (около 160 градусов). Кстати, угол видимости изображения вообще является очень важным параметром монитора. Представьте себе, что вы смотрите на монитор не под прямым углом, а немножечко со стороны, и вдруг изображение прямо на ваших глазах начинает расплываться, и в определённый момент уже совершенно ничего нельзя разобрать на экране. Такой недостаток присущ, например, многим LCD-мониторам. Плазменные же мониторы из-за большого предельного угла обзора лишают вас «удовольствия» понаблюдать за процессом «растворения» изображения прямо у вас перед глазами. Ко всему выше сказанному, наверное, стоит также добавить то, что плазменные мониторы совершенно не создают электромагнитных полей, что служит гарантией их безвредности для вашего зрения и здоровья в целом. Вспомните, например, об излучении от мониторов с электронно-лучевой трубкой. Я думаю, что никто из вас не мечтает остаться «без глаз» после нескольких лет работы за плохим монитором. Эти мониторы также совершенно не страдают от вибрации. Чего, к сожалению, нельзя сказать о CRT-мониторах с апертурной решёткой. Так что вы, в случае необходимости, сможете расположить такой монитор в зонах частых подземных толчков или, например, вблизи железной дороги. Кстати, плазменный монитор очень неплохо будет смотреться в качестве табло на современных железнодорожных вокзалах и в аэропортах в качестве информационного видео-табло.
Необходимо также отметить и стойкость плазменных мониторов к электромагнитным полям, что позволяет использовать их в промышленных условиях. Ведь даже самый мощный магнит, помещенный рядом с таким монитором, никак не способен повлиять на качество изображения. Представляете, насколько это важно в условиях промышленного производства. А что касается бытового уровня, так вы без всякого опасения сможете разместить рядом со своим монитором любые акустические колонки, не боясь увидеть на экране различные пятна, как результат намагничивания экрана (напомню, что влияние электромагнитных полей очень сильно ощущается в CRT-мониторах). Так что, этот момент придаёт ещё большую свободу вашим действиям по оформлению вашего монитора и «обвешиванию» его всякими интересными «штучками» в стиле навесных колонок.
К положительным качествам плазменных мониторов также можно добавить их небольшое время регенерации (время между посылкой сигнала на изменение яркости пикселя и фактическим её изменением). Это позволяет использовать такие мониторы для просмотра видео, что в свою очередь делает такие мониторы просто незаменимыми помощниками на различных видеоконференциях и презентациях. А если ко всему выше приведённому списку достоинств добавить также отсутствие искажений изображения и проблем сведения электронных лучей и их фокусировки, которые присущи всем CRT-мониторам, то, наверняка, многие из вас скажут: «Да это же просто идеальные мониторы!». Да, действительно, мониторы и впрямь неплохие, и, возможно, в будущем они станут достойной заменой обычных традиционных мониторов. Но не стоит преждевременно торопиться с выводами. Ведь в любой, даже самой совершенной технологии существуют свои подводные камни, которые нужно отшлифовывать. Ну и, конечно, плазменная технология не лишена недостатков, которые, собственно говоря, сейчас и являются главными препятствиями на пути продвижения плазменных мониторов на мировой рынок.
Давайте рассмотрим самые основные недостатки плазменных мониторов. Итак, самым основным недостатком, который напрямую сказывается на низкой покупательской способности этих мониторов, является их очень высокая цена. Действительно, ведь цена среднего плазменного монитора сейчас составляет около $10000. Так что потенциальным покупателем такого монитора на сегодняшний день может стать либо какая-нибудь довольно крупная компания для проведения различных презентаций и видеоконференций, а может быть просто для поднятия своего собственного имиджа, либо частное лицо, для которого вопрос цены считается второстепенным по отношению к удобству использования и престижности устройства. Хотя, с другой стороны, эти мониторы сами формируют новую потребительскую нишу, будучи практически идеальным средством для демонстрации рекламных роликов или передачи общественной информации. Так что ценовой фактор сейчас уже для многих пользователей не играет решающую роль при выборе такого монитора.
Но, к сожалению, на этом недостатки плазменных мониторов не заканчиваются. Также очень существенным недостатком плазменного монитора является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора. Этот недостаток связан уже непосредственно с самой технологией получения изображения с использованием плазменного эффекта. Этот факт приводит к увеличению эксплуатационных затрат на данный монитор, но самое главное – это то, что высокое энергопотребление делает невозможным использование таких мониторов, например, в портативных компьютерах. Т.е. такому монитору однозначно требуется питание от городской сети. Так что невозможность использования аккумуляторов для питания таких мониторов вводит некие ограничения на область их использования. Но с учётом всеобщей электрификации можно отнести данный недостаток в разряд незначительных.
Ещё одним недостатком плазменных мониторов является довольно низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Но, учитывая тот факт, что эти мониторы в основном используются на презентациях, конференциях, а также в качестве различных информационных и рекламных табло, то понятно, что основная масса зрителей находится на значительном расстоянии от экранов этих мониторов. А это способствует тому, что видимая на маленьком расстоянии зернистость просто исчезает на большом расстоянии. На такие мониторы действительно нужно смотреть на расстоянии. Да и не к чему близко подходить к здоровому монитору, ведь вы должны охватить своим зрением сразу весь экран, чтобы вам не пришлось усиленно «болтать» головой в разные стороны, дабы ухватить отрывки изображения в разных частях экрана. В связи с вышесказанным, довольно низкое разрешение, как правило, не является существенным недостатком плазменных мониторов.
Ещё одним довольно значимым недостатком плазменных мониторов является сравнительно небольшой срок службы. Дело в том, что это связано с довольно быстрым выгоранием люминофорных элементов, свойства которых быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким. Для примера, уже через несколько лет интенсивной эксплуатации яркость свечения экрана может снизиться раза в два. Поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен и составляет 5-10 лет при довольно интенсивной эксплуатации или около 10000 часов. И именно из-за этих ограничений, такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, т.е. там, где требуются большие размеры экранов для отображения информации. Особенно эти мониторы популярны на презентациях, ведь в этом случае срок службы монитора значительно увеличивается, т.к. он сравнительно редко находится в работе в отличие, например, от плазменного монитора, исполняющего роль круглосуточного рекламного видео-щита. Хотя, если хорошо подумать, 5-10 лет службы при интенсивной эксплуатации – это не так уж и мало. Я, например, с трудом представляю себе, например, монитор домашнего компьютера, который бы безотказно проработал больше десяти лет. А если ещё учесть тот факт, что сейчас различные фирмы-производители плазменных мониторов стараются сделать всё для увеличения срока службы мониторов, то и этот недостаток плазменных мониторов уже в скором будущем просто исчезнет.
Ещё одним недостатком плазменных мониторов является тот факт, что их размер обычно начинается с сорока дюймов. Это говорит о том, что производство дисплеев меньшего размера экономически нецелесообразно, поэтому мы вряд ли увидим плазменные панели, скажем, в портативных компьютерах. Но данный недостаток плазменных мониторов можно расценивать, как его преимущество. Ведь именно с появлением этих мониторов был преодолён барьер максимально возможной диагонали плоских мониторов. Ведь обычные LCD-мониторы просто по своей технологии производства не могут быть выполнены с большой диагональю. А технология производства плазменных мониторов позволяет сейчас производить мониторы с диагональю до 63 дюймов. Представляете, какой гигант? И я уверен, что и это ещё не предел. А ведь всё это при маленькой его толщине! Но в случае с монитором такой огромной диагонали советую вам быть предельно внимательными, аккуратными и осторожными при его транспортировке. И не забывайте, что он не любит сильных вибраций, да и механические повреждения, я думаю, ему будут совершенно ни к чему. Так что, его лучше всего перевозить в специальной коробке с пенопластом, предназначенной именно для этой цели.
Еще один, наверное, последний неприятный эффект, возможный у плазменных мониторов – это интерференция. По сути дела, интерференция – это взаимодействие света разной длинны волны, излучаемого из соседних элементов экрана. В результате этого явления в определённой мере ухудшается качество изображения. Хотя, если учесть ту яркость, контрастность и сочность цветов, то результат проявления интерференции на мониторе будет едва ли заметен. И обычный непрофессиональный пользователь наверняка просто не заметит никаких отклонений в качестве изображения вашего монитора.
Ну вот, пожалуй, и все недостатки, присущие плазменным мониторам. И если теперь сопоставить все достоинства и недостатки плазменных мониторов, то налицо существенное преобладание всевозможных достоинств. К тому же, вы, наверняка, заметили, как мы в результате рассуждений многие из недостатков с лёгкостью отметали в сторону, а в некоторых из них вообще увидели положительные моменты. Да ещё не нужно забывать, что технический прогресс не стоит на месте, и в условиях жёсткой конкуренции фирмы-производители плазменных мониторов стремятся постоянно повышать качество выпускаемой продукции. Тем самым сейчас постоянно разрабатываются всё новые и новые технологии, способствующие снижению количества недостатков и вместе с тем снижению стоимости плазменных мониторов. Вот, например, компания Philips объявила цену на свой новый монитор Philips Brilliance 420P ниже загадочного барьера в 10000$. Этот факт уже наглядно показывает, что в данный момент чётко прослеживается тенденция снижения цен на плазменные мониторы, что, естественно, делает их доступными более широкому кругу потенциальных покупателей и открывает новые горизонты для использования плазменных мониторов.
Вообще плазменный эффект известен науке довольно давно: он был открыт еще в 1966 году. Неоновые вывески и лампы дневного света - лишь некоторые виды применения этого явления свечения газов под воздействием электрического тока. А вот производство плазменных мониторов для массового потребительского рынка начинается только сейчас. Это связано и с дороговизной таких мониторов, и с их ощутимой «прожорливостью». И хотя технология изготовления плазменных дисплеев несколько проще, чем жидкокристаллических, тот факт, что она еще не поставлена на поток, способствует поддержанию высоких цен на этот пока экзотический товар.
Каким же образом плазменную технологию учёным удалось применить для создания мониторов? Плазменная технология используется при создании сверхтонких, плоских экранов. Лицевая панель такого экрана состоит из двух плоских стеклянных пластин, расположенных на расстоянии около 100 микрометров друг от друга.
Между этими пластинами находится слой инертного газа (как правило, смесь ксенона и неона), на который воздействует сильное электрическое поле. На переднюю, прозрачную пластину нанесены тончайшие прозрачные проводники - электроды, а на заднюю - ответные проводники. В современных цветных дисплеях переменного тока задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цветов (красного, синего и зеленого), по три ячейки на каждый пиксель. Именно при помощи смешения в определённых пропорциях этих трёх цветов и получаются различные оттенки цветного изображения в каждой точке экрана монитора. Газ, который находится между двух пластин, переходит в плазменное состояние и излучает ультрафиолетовый свет. Благодаря необычайной цветовой четкости и высокой контрастности перед вами возникает просто очень качественное изображение, которое, поверьте мне, порадует глаз даже самого дотошного зрителя.
Давайте теперь поговорим немного о компаниях и рынках, работающих в сфере производства и предложения плазменных мониторов. Конечно, сейчас очень многие компании из разных стран мира выставили на рынок свои модели плазменных мониторов, но несомненным лидером по количеству и качеству предложенных моделей являются различные Японские компании. Такие, например, как Hitachi, Sharp, NEC, Toshiba, JVC, Fujitsu, Mitsubishi, Sony, Pioneer и др. В условиях жёсткой конкуренции практически каждый производитель плазменных панелей добавляет к классической технологии собственные разработки, улучшающие цветопередачу, контрастность изображения, а также расширяющие спектр функциональных возможностей монитора. В условиях такой борьбы за лидирующее место на арене плазменных мониторов на потребительском рынке постоянно появляются всё новые и новые модели мониторов различных фирм, которые с каждым разом не только становятся качественнее, но и постоянно падают в цене, что в лучшую сторону сказывается на покупательской способности всё большего числа пользователей. Вообще, на мой взгляд, чем жёстче будет конкуренция среди лидеров по производству плазменных мониторов (а, уж поверьте мне, на сегодняшний день жёстче уже некуда), тем более качественную и дешёвую продукцию будем получать мы с вами.
Признанным лидером плазменной технологии является компания Fujitsu, которой накоплен самый большой опыт в этой области и, кроме того, этой компанией вложено огромное количество денег в разработку новых моделей мониторов. В 1995 году Fujitsu вышла на рынок с новой коммерческой серией плазменных дисплеев Plasmavision, которую совершенствует и по сей день.
Компании NEC и Thomson подтвердили решимость развивать сотрудничество в области разработки технологи плоского плазменного дисплея. Результатом такого сотрудничества является появление на потребительском рынке новой модели Thomson, обдающей более высокой разрешающей способностью, благодаря высококачественным панелям NEC. Обе компании намерены также продолжать и самостоятельные разработки.
Pioneer предлагает предназначенные для профессионального применения плазменные панели с, пожалуй, самым широким набором технологий улучшения изображения. Рынок плазменных дисплеев обязан компании Pioneer технологией сверхчеткого изображения.
Корпорация Mitsubishi выпускает сразу несколько линий плазменных мониторов с диагональю 40 дюймов: серию телевизоров DiamondPanel и серию презентационных панелей Leonardo.
В общем, каждая компания «крутится» как хочет и как может, стремясь обойти своих конкурентов. И это нормально. Ведь всё это способствует улучшению качества и снижению цены на плазменные мониторы.
По данным компании Display Search, занимающейся исследованием рынка плоскоэкранных дисплеев скачок продаж в 2001 г. по сравнению с 2000 г. составил 176% (152000 единиц в 2000, 420000 единиц в 2001 году), хотя приведенные исследования касаются, прежде всего, американского рынка плазменных дисплеев. Цифры для европейского рынка и, тем более, для российского выглядят значительно скромнее, однако динамика развития отрасли совпадает.
В любом случае, налицо перспективность развития рынка плазменных мониторов. И сейчас плазменные технологии по праву можно назвать технологиями 21 века. Ведь действительно можно проследить тенденцию вытеснения традиционных мониторов плазменными. Хотя пока о полном вытеснении говорить ещё очень рано, всё равно, например, налицо вытеснение видеопроекторов для домашних кинотеатров плазменными мониторами. В плазменных мониторах, в отличие от видеопроекторов домашних кинотеатров нет необходимости располагать проецирующее устройство на расстоянии от экрана - с активной технологией отображения информации все размещено в плоском корпусе. Также стоит отметить то, что изображение на экране плазменного монитора прекрасно видно, не зависимо от условий освещённости помещения, в то время как для того, чтобы комфортно посмотреть, например, фильм в домашнем кинотеатре, который работает при помощи видеопроектора, вам просто необходимо будет затемнить вашу комнату. Иначе, в светлый ясный день увидеть чёткое изображение вам так и не удастся. А вот на экране плазменного монитора вы всегда будете видеть насыщенное изображение великолепного качества. Так что видеопроекторы, которые до сих пор так и не дошли до рядового пользователя из-за своей очень высокой цены (комплект оборудования для домашнего кинотеатра может стоить 15-25 тыс. долларов) видимо потихонечку, не спеша так и «отплывут» на второй план с появлением всё более новых моделей плазменных мониторов.
Плазменные мониторы - это совершенно новое поколение техники для отображения видео и компьютерной информации, пришедшее на смену привычным CRT-мониторам. Плазменная технология - это технология будущего. В наше время уникальные характеристики плазменных мониторов открывают перед собой широкие возможности для их применения. Благодаря минимальной толщине мониторов - менее 10 сантиметров, широкому углу обозрения и небольшому весу, плазменные дисплеи с каждым днем приобретают все более прочную репутацию очень привлекательного и соблазнительного объекта, способного украсить любую стену. Их можно использовать практически везде: в аэропортах и на вокзалах, в супермаркетах и в казино, в банках и гостиницах, на выставках и конференциях, на презентациях и различных шоу, на телестудиях и в бизнес центрах. И этим списком круг применения плазменных мониторов не ограничивается. Уникальные характеристики мониторов позволяют использовать их также и для промышленного производства. Удобная эргономическая конструкция, позволяющая размещать монитор в любом удобном для вас месте, и специальные фирменные, а значит, кстати, и не дешёвые аксессуары позволяют устанавливать мониторы на полу, вешать их на стены с разным уровнем наклона, подвешивать к потолку и т.д.
В дополнение к плазменным мониторам существует целый спектр дополнительного оборудования, такого, например, как акустические колонки, всевозможные подставки, тумбочки и кронштейны для крепления, которые, как правило, продаются отдельно за большие деньги. Дорогие они по той причине, что, во-первых, они фирменные, а, во-вторых, как правило, сделаны специально для определённой модели монитора, а значит, они идеально подходят по дизайну именно к этому монитору. А с другим дополнительным оборудованием монитор, наверняка, уже не будет выглядеть так престижно и аккуратно. И в этой ситуации вы, наверное, со мной согласитесь, что нерационально будет «лепить» на Мерседес колёса от Жигулей. И из-за этого пользователю ничего не остаётся делать, как покупать все эти «прибамбасы» для своего монитора по баснословным ценам.
Из всего выше сказанного можно сделать один вывод: за плазменными мониторами большое будущее, а нам – рядовым пользователям остаётся только ждать и надеяться на то, что когда-нибудь цены на эти мониторы упадут настолько, что они станут для нас доступными, и мы сможем наслаждаться высоким качеством изображения даже у себя дома.
Решила разобраться в такой понтовой теме как плазменный дисплей.
Многие люди мучаются вопросом: «Шо же такое плазменный дисплей и насколько это круто, а лучше – насколько это удобно?». Мы разберем эту тему по винтикам и узнаем всю соль!
Название
Почему мы начали с названия? Правильно, существует хотя-бы 3 различных, и часто употребляемых варианта данному устройству (Дисплей, панель, экран), с которыми нужно разобраться в первую очередь.
Панель – наиболее звучное и употребляемое название данного типа экрана. Выражение «У меня дома плазменная панель» - стало чем-то притягательным и мощным, ибо мы в подсознании представляем себе нечто большое, высокотехнологичное с сочной картинкой. Ирония в том, что слово панель неправильно употреблять по отношению к , монитору и т.д. Стилистически верное слово, неверно грамматически.
Дисплей – второе по употребляемости, верно и грамматически. Поскольку патент зарегистрированный тремя мужиками, которые первыми притворили эту технологию в жизнь, содержал именно слово Дисплей.
Экран – вполне, почему бы и нет. Синоним к слову дисплей.
Сравниваем
Данные мы будем приводить в сравнении с , это очевидно. Да, имеют свои плюшки, но они не используются в том сегменте, где плазма и ЖК.
Преимущества
- Понты.
- Реалистичность изображения(спорно).
- Изначально глубокая передача цветов, но это меркнет на фоне новых подсветок LED и OLED, которые уже передают лучше цвета.
Недостатки
- Цена на устройства с такими экранами и наличием функций выше, чем аналог с ЖК.
- Выше энергопотребление.
- Из-за своего строения пиксели быстро выгорают при долго включенной статичной картинке. Как следствие – использование только для просмотра динамичных сцен.
- Большие пиксели, вследствие чего у относительно маленьких экранов плохое разрешение.
- Наименьшая ширина дисплеев больше наименьшей ширины ЖК.
Конструкция
Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключённых между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами(сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.
Особенности конструкции
- суб-пиксель плазменной панели обладает следующими размерами 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм;
- передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.
- при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;
- для создания плазмы ячейки обычно заполняются газами - неоном или ксеноном (реже используется гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси) с добавлением ртути.
Принцип работы
- инициализация, в ходе которой происходит упорядочение положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации). При этом на электроде адресации напряжение отсутствует, а на электрод сканирования относительно электрода подсветки подаётся импульс инициализации, имеющий ступенчатый вид. На первой ступени этого импульса происходит упорядочение расположения ионной газовой среды, на второй ступени разряд в газе, а на третьей - завершение упорядочения.
- адресация, в ходе которой происходит подготовка пикселя к подсвечиванию. На шину адресации подаётся положительный импульс (+75 В), а на шину сканирования отрицательный (-75 В). На шине подсветки напряжение устанавливается равным +150 В.
- подсветка, в ходе которой на шину сканирования подаётся положительный, а на шину подсветки отрицательный импульс, равный 190 В. Сумма потенциалов ионов на каждой шине и дополнительных импульсов приводит к превышению порогового потенциала и разряду в газовой среде. После разряда происходит повторное распределение ионов у шин сканирования и подсветки. Смена полярности импульсов приводит к повторному разряду в плазме. Таким образом, сменой полярности импульсов обеспечивается многократный разряд ячейки.
Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит ёмкостной высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение проходя через переднюю стеклянную пластину попадает в глаз зрителя.
Вывод: Если вы страшный мажор, и не собираетесь даже смотреть на этот телевизор. Покупайте самый большой размер дисплея в наличии в магазине и смело бабахайте свой домашний кинотеатр, затем сказать, что у вас всё это есть дома и пригласить кучу друзей, которые также туда не взглянут. Правда, вы мой дорогой читатель из-за своего кошелька должны придерживаться голоса разума и брать телевизор или монитор только с ЖК экраном.
Плазменные дисплеи (PDP)
Плазменные панели в настоящее время наряду с ЖК-телевизорами царствуют на рынке плоскопанельных дисплеев, практически полностью вытеснив кинескопные и проекционные телевизоры. Неудивительно: при толщине корпуса в несколько сантиметров эти «живые картины» гораздо удобнее и легко вписываются в интерьер. И, если ЖК-телевизоры пока что только набирают темпы развития, плазма, пройдя долгий путь в 15 лет, похоже, достигла пика. На горизонте появляется еще одна конкурирующая технология плоских дисплеев – OLED (органические светодиодные дисплеи), которая, по логике вещей, рано или поздно безжалостно похоронит как плазму, так и ЖК. Иногда появляется информация о еще одной прогрессивной технологии, обещающей немыслимый прорыв в качестве изображения – поверхностных катодах. Это направление берет начало в области нанотехнологий и использует эффект туннельного перехода. Не исключено, что за ним будущее, хотя со светодиодами все было бы гораздо проще: понятная, простая до смешного конструкция матриц, колоссальный ресурс. Наверняка рано или поздно плазма сойдет со сцены, но как скоро это произойдет, не знает никто. Поэтому плазма пока что сохраняет свою актуальность как наиболее высококачественный дисплей, пригодный не только на роль «дежурного» телевизора для беглого просмотра новостей и спортивных трансляций, но и для домашнего кинотеатра относительно скромных масштабов.
История плазменных дисплеев
Первый прототип плазменного дисплея появился в 1964 году. Его сконструировали ученые Иллинойского университета Битцер и Слоттоу как альтернативу кинескопному экрану для компьютерной системы Plato. Дисплей этот был монохромным, не требовал дополнительной памяти и сложных электронных схем и отличался высокой надежностью. Его предназначением было в основном индицировать буквы и цифры. Однако в качестве компьютерного монитора он так и не успел как следует реализоваться, поскольку благодаря полупроводниковой памяти, появившейся в конце 70-х, кинескопные мониторы оказались дешевле в производстве. Зато плазменные панели благодаря малой глубине корпуса и большому экрану получили распространение в качестве информационных табло в аэропортах, вокзалах и на биржах. Информационными панелями плотную занялась компания IBM, а в 1987 году бывший студент Битцера, доктор Лэрри Вебер, основал компанию Plasmaco, которая занялась производством монохромных плазменных дисплеев. Первый же цветной плазменный дисплей 21" был представлен фирмой Fujitsu в 1992 году. Разрабатывался он совместно с конструкторским бюро Иллинойского университета и компанией NHK. А в 1996 Fujitsu покупает компанию Plasmaco со всеми ее технологиями и заводом, и выбрасывает на рынок первую коммерчески успешную панель плазмы – Plasmavision с экраном разрешения 852 х 480 диагональю 42" с прогрессивной разверткой. Началась продажа лицензий другим производителям, первым среди которых стал Pioneer. Впоследствии, активно развивая плазменную технологию, Pioneer, пожалуй, больше всех остальных преуспел на плазменном поприще, создав целый ряд великолепных моделей плазмы.
Надо сказать, что если первые монохромные прототипы были похожи на современную плазму не более, чем шимпанзе на современного человека, то и цветные плазменные панели первых поколений не поднялись выше уровня питекантропа. При всем ошеломляющем коммерческом успехе плазменных панелей качество изображения поначалу было, мягко сказать, удручающим. Стоили же они баснословных денег, но быстро завоевали аудиторию благодаря тому, что выгодно отличались от кинескопных монстров плоским корпусом, дававшим возможность повесить телевизор на стену, и размерами экрана: 42 дюйма по диагонали против 32 (максимум для кинескопных телевизоров). В чем же был основной дефект первых плазменных мониторов? Дело в том, что при всей красочности картинки они совершенно не справлялись с плавными цветовыми и яркостными переходами: последние распадались на ступеньки с рваными краями, что на подвижном изображении выглядело вдвойне ужасно. Оставалось только гадать, отчего возникал данный эффект, о котором, как будто сговорившись, ни слова не писали средства массовой информации, превозносившие новые плоские дисплеи. Однако лет через пять, когда сменилось несколько поколений плазмы, ступеньки стали встречаться все реже, да и по другим показателям качество изображения стало стремительно расти. К тому же помимо 42-дюймовых появились панели 50" и 61". Постепенно росло и разрешение, и где-то на этапе перехода к 1024 х 720 плазменные дисплеи были, что называется, в самом соку. Совсем же недавно плазма успешно переступила новый порог качества, войдя в привилегированный круг устройств Full HD. В настоящее время наиболее популярными являются размеры экрана 42 и 50 дюймов по диагонали. В придачу к стандартному 61" появился размер 65", а также рекордный 103". Впрочем, настоящий рекорд только грядет: компания Matsushita (Panasonic) недавно анонсировала панель 150"! Но это, как и модели 103" (кстати, на основе панелей Panasonic плазмы такого же размера производит известная американская компания Runco), штука неподъемная как в прямом, так и в еще более прямом смысле (вес, цена).
Технология плазмы
Вес был упомянут неспроста: плазменные панели очень много весят, особенно модели больших размеров. Это является следствием того, что плазменная панель в основном состоит из стекла, если не считать металлическое шасси и пластиковый корпус. Стекло здесь необходимо и незаменимо: оно останавливает вредное ультрафиолетовое излучение. По этой же причине никто не производит люминесцентные лампы из пластика, только из стекла. А плазменная панель - это, по сути, и есть большая люминесцентная лампа, только раскатанная в прямоугольный блин и порубленная на множество ячеек.
Вся конструкция плазменного экрана - это два листа стекла, между которыми находится ячеистая структура пикселей, состоящих из триад субпикселей - красных, зеленых и голубых. Фактически вертикальные ряды R, G и B просто поделены на отдельные ячейки горизонтальными перетяжками, что делает структуру экрана очень похожей на масочный кинескоп обычного телевизора. Сходство с последним еще и в том, что здесь используется тот же цветной фосфор, которым покрыты изнутри ячейки субпикселей. Только поджег фосфорного люминофора осуществляется не электронным лучом, как в кинескопе, а ультрафиолетовым излучением (которому как раз и уготована «жизнь за стеклом» во избежание вредного воздействия на человеческий организм).
А откуда берется ультрафиолет? Ячейки заполнены инертным газом - смесью неона и ксенона (последний составляет всего несколько процентов от смеси), некоторые производители плазмы добавляют еще и гелий. Газ имеет свойство относительно легко переходить в состояние плазмы, когда его атомы, теряя электрон, превращаются в положительные ионы. При этом вещество переходит на более высокий энергетический уровень. Свободные же электроны периодически сталкиваются с нейтральными атомами, выбивают из них электрон и превращают в положительные ионы. А другая их часть, натыкаясь на ионы, восстанавливает их до нейтральных атомов, которые при этом испускают энергию в виде фотонов ультрафиолета. Последний же воздействует на фосфорный люминофор, который начинает светиться в видимом спектре. Чтобы процесс был стабильным и управляемым, необходимо обеспечить достаточное количество свободных электронов в толще газа плюс достаточно высокое напряжение (порядка 200 В), которое заставит ионный и электронные потоки двигаться навстречу друг другу. Как это делается в люминесцентной лампе, которая работает по тому же принципу? В момент пуска нагреваются вольфрамовые спирали в торцах трубки нагреваются и начинают испускать электроны (термоэлектронная эмиссия). А одновременно между этими спиралями подается высокое напряжение, начинает протекать ионно-электронный ток, вызывающий переход газа в состояние плазмы, ультрафиолетовое излучение и свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность стеклянной трубки. Только люминофор тут белого свечения. В плазменном же экране спиралей нет, зато электроды расположены гораздо ближе друг к другу, и для ионизации газа хватает электрического импульса достаточно высокого напряжения. А чтобы ионизация происходила мгновенно, помимо управляющих импульсов на электродах присутствует остаточный заряд. К электродам управляющие сигналы подводятся по горизонтальным и вертикальным проводникам, образующим адресную сетку. Причем вертикальные (дисплейные) проводники представляют собой токопроводящие дорожки на внутренней поверхности защитного стекла с передней стороны. Они прозрачны (слой окиси олова с примесью индия). Горизонтальные же (адресные) металлические проводники располагаются с тыльной стороны ячеек.
На самом деле структура реальных плазменных экранов гораздо сложнее, да и физика процесса совсем не так проста. Помимо описанной выше матричной сетки существует и другая разновидность - сопараллельная, предусматривающая дополнительный горизонтальный проводник. Кроме этого, тончайшие металлические дорожки дублируют походят параллельно прозрачным для выравнивания потенциала последних по всей длине, которая довольно значительна (1 м и более). Поверхность электродов покрыта слоем окиси магния, который выполняет изолирующую функцию и одновременно обеспечивает вторичную эмиссию при бомбардировке положительными ионами газа. Существуют и различные типы геометрии пиксельных рядов: простая и «вафельная» (ячейки разделены двойными вертикальными стенками и горизонтальными перемычками). Прозрачные электроды могут выполняться в форме двойного Т или меандра, когда они как бы переплетаются с адресными, хотя и находятся в разных плоскостях. Существует множество и других технологических хитростей, направленных на повышение эффективности плазменных экранов, которая изначально была довольно низкой. С этой же целью производители варьируют газовый состав ячеек, в частности, увеличивают процентное содержание ксенона с 2 до 10%. Кстати, газовая смесь в ионизированном состоянии слегка светится и сама по себе, поэтому, дабы устранить загрязнение спектра люминофоров этим свечением, в каждой ячейке устанавливают миниатюрные светофильтры.
Управление пикселями осуществляется с помощью трех типов импульсов: стартовых, поддерживающих и гасящих. Частота - порядка 100 кГц, хотя известны идеи дополнительной модуляции управляющих импульсов радиочастотами (40 МГц), что обеспечит более равномерную плотность разряда в толще газа. По сути, управление свечением пикселей носит характер дискретной широтно-импульсной модуляции: пикселей светятся ровно столько, сколько длится поддерживающий импульс. Длительность же его при 8-битной кодировке может принимать 128 дискретных значений, соответственно, получается такое же количество градаций яркости. Уж не в этом ли была причина рваных градиентов, распадающихся на ступеньки? Плазма более поздних поколений постепенно наращивала разрешение: 10, 12, 14 бит. Последние модели Runco, относящиеся к категории Full HD, используют 16-битную обработку сигнала (вероятно, и кодировку также). Так или иначе, ступеньки исчезли и больше, будем надеяться, не появятся.
Постепенно совершенствовалась не только сама панель, но и алгоритмы обработки сигнала: масштабирования, прогрессивного преобразования, компенсации движений, подавления шумов, оптимизации цветосинтеза и пр. У каждого производителя плазмы появился свой набор технологий, частично дублирующий чужие под другими названиями, но частично и свои. Так, почти все использовали алгоритмы масштабирования и адаптивного прогрессивного преобразования DCDi Faroudja, в то время как некоторые заказывали оригинальные разработки (например, Vivix у Runco, Advanced Video Movement у Fujitsu, Dynamic HD Converter у Pioneer и т. д.). В целях повышения контрастности вносились коррективы в структуру управляющих импульсов и напряжений. Для увеличения яркости в форму ячеек вводились дополнительные перемычки для увеличения покрытой люминофором поверхности и снижения засветки соседних пикселей (Pioneer). Постепенно росла роль «интеллектуальных» алгоритмов обработки: вводилась покадровая оптимизация яркости, система динамического контраста, продвинутые технологии цветосинтеза. Корректировки в исходный сигнал вносились не только исходя из характеристик самого сигнала (насколько темным или светлым являлся текущий сюжет или насколько быстро движутся объекты), но и из уровня внешней освещенности, который отслеживался с помощью встроенного фотосенсора. С помощью продвинутых алгоритмов обработки удалось достичь просто фантастических успехов. Так, компания Fujitsu путем интерполяционного алгоритма и соответствующих доработок процесса модуляции добилась увеличения количества градаций цвета в темных фрагментах до 1019, что намного превышает собственные возможности экрана при традиционном подходе и соответствует чувствительности человеческого зрительного аппарата (технология Low Brightness Multi Gradation Processing). Эта же компания разработала метод раздельной модуляции четных и нечетных управляющих горизонтальных электродов (ALIS), который затем использовался в моделях Hitachi, Loewe и др. Метод давал повышенную четкость и уменьшал зубчатость наклонных контуров даже без дополнительной обработки, в связи с чем в спецификациях использовавших его моделей плазмы появился необычный показатель разрешения 1024 × 1024. Такое разрешение, конечно, являлось виртуальным, но эффект оказался весьма впечатляющим.
Достоинства и недостатки плазмы
Парадокс в том, что когда цены на плазму были поистине пугающими при весьма и весьма посредственном качестве изображения, у нее не было конкурентов (проекционные телевизоры в силу своей громоздкости достойной альтернативы не представляли). Вот тогда-то, по логике вещей, и нужно было срочно развивать ЖК-технологию. Но то ли повезло, то ли, напротив, все продумано, этот конкурент появился, уже когда плазма твердо стояла на ногах. Причем появился он в таком же сыром и неубедительном виде, как когда-то плазма. Первый блин, как известно, комом, да и дисплей, очевидно, тоже. Сегодня уже можно говорить о соревновании более или менее на равных, хотя плазма, начав раньше, все же и успела гораздо больше, чем ЖК-дисплеи, которым еще есть, куда развиваться, чтобы достичь схожего с плазмой статуса.
Какие же у плазмы преимущества и недостатки по сравнению с ЖК? Несомненно, и этого никто отрицать не осмелится, качество изображения у плазменных дисплеев гораздо лучше. Глубже черный цвет, выше разрешение в темных сценах, в то время как на ЖК-экране все довольно быстро скатывается в кромешную черноту (точнее, темно-серую массу, поскольку остаточная засветка здесь весьма значительна). Не лучше обстоит дело и с белым: наиболее яркие фрагменты изображения частенько выбеливаются до состояния однородного пятна. Для плазмы все это досадные подробности далекого прошлого.
Угол обзора
Одной из слабых сторон жидких кристаллов, как известно, традиционно являлся ограниченный угол обзора. Поляризованный свет излучается в основном под прямым углом к поверхности экрана, если не считать рассеивание в экранном покрытии. Правда, в последнее время этот недостаток в значительной степени преодолен, но по сравнению с плазмой все же ощутим. Плазма - это дисплей, который, подобно кинескопному телевизору, не использует светоклапаны, а излучает уже модулированный свет непосредственно фосфорными триадами. Это в определенной степени роднит плазму с электронно-лучевыми трубками, столь привычными и доказавшими свою состоятельность на протяжении нескольких десятилетий.
Цветопередача
У плазмы заметно более широкий охват цветового пространства, что также объясняется спецификой цветосинтеза, который формируется «активными» фосфорными элементами, а не путем пропускания светового потока лампы через светофильтры и светоклапаны. Чистота цвета и разрешение по оттенкам безоговорочно лидирует у плазменных дисплеев: ЖК-экраны то и дело «сглаживают», а то и размазывают, деликатные цветовые градации до степени одноцветного пятна, что особенно заметно на лицах киногероев и задних планах, которые часто размываются буквально до какой-то аморфной массы, в то время как плазма демонстрирует отличную глубину резкости и объемность картинки.
Плазменные матрицы, несомненно, отличаются определенной инертностью, хотя бы из-за послесвечения фосфорного люминофора, но эта инертность не идет ни в какое сравнение с медлительностью жидких кристаллов. Изображение на плазменном экране всегда более энергично, живо, с четкими контурами.
Ресурс плазмы
Большой ресурс плазменного дисплея (60 000 часов) также вряд ли смогут превзойти или даже повторить жидкие кристаллы. Причем «страшилки» насчет мертвых пикселей (поначалу компания Fujitsu даже ввела норматив - кажется, 16 мертвых пикселей на 42-дюйовыфый экран считалось допустимым) оказались ложной тревогой: тенденции к увеличению их числа в процессе эксплуатации пока не наблюдалось. А совершенствование технологий производства позволило и вовсе избавиться от этого врожденного порока.
Размеры экрана
Наконец, плазма пока что лидирует по сравнению с ЖК по размерам экрана, причем, если брать предельный для ЖК размер в 50??, то такая плазма стоит дешевле. Конечно, здесь все может измениться в ближайшие год-два, но пока дела обстоят именно так.
Теперь о недостатках. К сожалению, самые большие плазменные дисплеи весят столько, что не всегда оказывается возможность повесить их на стену, если только она не из цельного бетона. Боится плазма и не очень деликатной транспортировки: стекло, как-никак. Потребление электроэнергии весьма значительное, хотя в последних поколениях его удалось существенно снизить, заоднем исключив и шумные вентиляторы охлаждения.
Выгорание пикселей
Важным недостатком плазмы является неравномерное выгорание пикселей при длительном воспроизведении статического изображения, контуры которого затем проступают при смене сюжета. Чтобы не допустить деградации дисплеев от выгорания, применяются различные методы: скрин-сейверы (как в компьютерных мониторах), автоматическое отключение через некоторое время при статическом сигнале или отсутствии его, а также плавные перемещения изображения по экрану.
Блики
Но, пожалуй, все же самый главный недостаток плазменных экранов - это блики. Стекло есть стекло. Да, плазма практически не чувствительна к внешнему освещению, цвета на экране остаются яркими и изображение не теряет четкость, но на это изображение накладывается отражение всего, что находится за спиной у зрителя, включая его самого. А уж если туда попадает отражение от окна или горящего торшера, то это сущий ад. Именно данные предметы становятся главными героями любого видеосюджета! В принципе, стоя перед плазмой, показывающей нее самые яркие сцены, можно даже бриться. И все это несмотря на декларирование производителями новых и все более улучшенных антибликовых покрытий. Тут поневоле приходит на ум поверхность экрана ЖК-телевизора: бархатисто-матовая, практически ничего не отражает... Но где тут такая четкость и ясность, как на плазме, даже с отражением открытого окна? Если поставить рядом два дисплея, плазменный и ЖК, картинка на втором будет казаться как будто в легкой дымке.
Одним словом, нет добра без худа. Утешает то, что фраза эта верна и в обратном порядке слов.
Плазменный экран
Плазменная панель немного похожа на обыкновенный кинескоп - она так-же покрыта способным светиться составом. 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 интертными` 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, высоко-ионизированную субстанцию, состоящую из электронов, ионов и нейтральных частиц.
В нормальных условиях отдельные атомы газа содержат равное число протонов (частиц с положительным зарядом в ядре атома) и электронов и таким образом газ электрически нейтрален. Но 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. Среди всего этого хаоса частицы постоянно сталкиваются.
Столкновения «возбуждают» атомы газа в плазме, заставляя их 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.
После разряда ультрафиолетовое излучение заставляет 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 за счет маски (да и прожекторы под каждый цвет разные), а 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 нуждаются в подсветке). 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 включенными, 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 процес 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.
Еще один важный недостаток «плазмы» - большой размер пикселей. Большинство производителей неспособны создавать ячейки менее 0,3 мм - это больше, чем зерно стандартной LCD матрицы. 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.
