Pravdepodobne pre mnohých našich čitateľov sú výrazy ako plazmové technológie, plazmové monitory, zvuk s istou mierou exotiky a niektorí ľudia si ani nevedia predstaviť, čo to je. A to nie je prekvapujúce, pretože plazmové monitory sú dnes vzácnosťou, možno dokonca povedať exotickými, ale v každom prípade sú plazmové technológie veľmi pokročilé a veľmi sľubné technológie, ktoré sa rýchlo rozvíjajú. A možno v nie tak vzdialenej budúcnosti sa plazmové monitory presunú z kategórie drahých „hračiek“ pre bohatých do kategórie spotrebného tovaru. A na to aj teraz existujú určité predpoklady.

Koniec koncov, trend zväčšovania veľkosti obrazovky je jasne pozorovaný ako v priemysle počítačových monitorov, tak aj v spotrebiteľských televízoroch. Monitory využívajúce technológiu CRT už dosiahli limit vo svojom vývoji a ich najpokrokovejšie modely, ktorých uhlopriečka dosiahla 24" (televízory zvládli o niečo väčšie kineskopy, viac ako 32" a neprekonali ich) , majú príliš veľkú hmotnosť a celkové rozmery, najmä do hĺbky. A náklady na ploché a ľahké LCD displeje sú príliš vysoké so zvýšením uhlopriečky obrazovky nad 20". sa stávajú akýmsi čarovným prútikom na vytváranie veľkých obrazoviek.Vďaka tomu ich možno napriek veľkým rozmerom obrazovky inštalovať kdekoľvek - na stenu, pod strop a dokonca aj na špeciálny stojan na stôl.Najväčšia obrazovka uhlopriečka dnes vyrábaných plazmových displejov je 60 palcov (cez 1,5 metra) s rozlíšením 1365 x 768 pixelov. Väčšina modelov má formát obrazovky 16:9, ktorý je optimálny na sledovanie filmov. Na rozdiel od bežných televízorov je drvivá väčšina plazmových panelov, aj tie, ktoré sú určené na domáce účely, nemajú zabudované zdroje TV signálu. To však možno pripísať skôr výhodám PDP ako nevýhodám, pretože majú veľký počet naj Rôzne vstupy vrátane analógového videa (RCA alebo SCART), S-video, RGB (D-Sub a BNC) a digitálneho DVI.

História plazmových panelov (alebo PDP - Plasma Display Panel), ktorých technológia je založená na efekte žiary určitých plynov pod vplyvom elektrického prúdu, siaha viac ako 30 rokov dozadu, do roku 1966. Neónové reklamné nápisy a žiarivky sú najvýraznejšími príkladmi praktickej realizácie tohto efektu, ktoré úspešne prežili dodnes. Ale výroba plazmových monitorov sa začala až začiatkom 90. rokov minulého storočia. Priekopníkom v oblasti PDP bola japonská spoločnosť Fujitsu. Prvé komerčné produkty tejto spoločnosti sa používali ako informačné obrazovky a tabule na železničných staniciach, výmenných staniciach a letiskách. Prirodzene, prvé displeje boli monochromatické a mali zlú kvalitu obrazu, no len za desaťročie PDP nielenže dobehlo tradičnú technológiu CRT, ale v mnohých smeroch ju aj prekonalo.

Čo je teda plazmový displej? Pozostáva z dvoch plochých sklenených dosiek vzdialených od seba asi 100 mikrónov. Medzi nimi je vrstva inertného plynu (zvyčajne zmes xenónu a neónu), na ktorú pôsobí silné elektrické pole. Najtenšie priehľadné vodiče - elektródy - sú aplikované na prednú priehľadnú platňu a recipročné vodiče sú aplikované na zadnej strane. V moderných farebných displejoch má zadná stena mikroskopické bunky naplnené fosformi troch základných farieb (červená, modrá a zelená), tri bunky pre každý pixel.

Princíp činnosti plazmového panelu je založený na žiare špeciálnych luminoforov pri vystavení ultrafialovému žiareniu, ku ktorému dochádza pri elektrickom výboji v prostredí s veľmi riedkym plynom. Pri takomto výboji sa medzi elektródami vytvorí vodivá „šnúra“ s riadiacim napätím, pozostávajúca z molekúl ionizovaného plynu (plazmy). Preto sa panely pracujúce na tomto princípe nazývajú plazmové panely. Ionizovaný plyn pôsobí na špeciálny fluorescenčný povlak, ktorý naopak vyžaruje svetlo viditeľné pre ľudské oko. Ponáhľam sa okamžite uistiť tých čitateľov, ktorí sa vážne zaujímajú o otázky bezpečnosti životného prostredia: prevažná väčšina ultrafialového žiarenia, ktoré je škodlivé pre oči, je absorbovaná vonkajším sklom. Jas a sýtosť farieb je možné upraviť jednoduchou zmenou veľkosti riadiaceho napätia: čím je väčšie, tým viac svetelných kvánt plyn vyžaruje, čím viac fluorescenčných prvkov žiari, tým je obraz na obrazovke jasnejší. Každá bunka je schopná svietiť jednou z 256 úrovní jasu, čo celkovo dáva 16,7 milióna farebných odtieňov pre každú jednotlivú triádu (súbor troch buniek). Na zvýšenie kontrastu výsledného obrazu sú na hornej časti vnútorných priečok (rebier) buniek aplikované čierne pruhy, ktoré oddeľujú prvky triády.

Privedením riadiacich signálov na zvislé a vodorovné vodiče uložené na vnútorných povrchoch skiel takéhoto panelu vykonáva riadiaci obvod PDP "lineárne" a "rámcové" skenovanie obrazového rastra.

Plazmové displeje sa dodávajú v dvoch typoch – DC a AC. Jednosmerné panely sú o niečo jednoduchšie a teda skoršie, ale väčšina v súčasnosti vyrábaných farebných PDP je druhého typu a od jednosmerných panelov sa líšia tým, že pokrývajú elektródy dielektrickou vrstvou, ktorá zabraňuje prechodu jednosmernej zložky prúdu cez bunka. Vďaka tomu majú takéto panely vlastnosť „internej pamäte“, to znamená, že pri špeciálne zvolenom tvare a amplitúde napätia na elektródach môže byť indikačná bunka v stave „zapnuté“ (bunka svieti) a vo "vypnutom" stave (bunka je zhasnutá) svojvoľne na dlhú dobu. Na prenos článku z jedného stavu do druhého je potrebné aplikovať naň jeden napäťový impulz, preto je účinnosť premeny elektrickej energie na svetlo v AC paneloch 5-10 krát väčšia ako u DC panelov. To poskytuje zvýšený jas obrazu a dlhšiu životnosť elektród, a teda aj samotného AC displeja.

No, čo je na nich dobré?

Po prvé, kvalita obrazu plazmových displejov sa považuje za referenčnú, aj keď len nedávno sa konečne podarilo vyriešiť „problém s červenou farbou“, ktorý v prvých modeloch vyzeral skôr ako farba mrkvy. Plazmové monitory sa navyše s konkurenciou priaznivo porovnávajú vysokým jasom a kontrastom obrazu: ich jas dosahuje 900 cd/m2 a kontrastný pomer až 3000:1, pričom u klasických CRT monitorov sú tieto parametre 350 cd/m2 a 200:1 (mimochodom, nie najhorší z nich). Treba tiež poznamenať, že vysoké rozlíšenie obrazu PDP je zachované na celej pracovnej ploche obrazovky.

Po druhé, plazmové displeje majú nízku dobu odozvy (ktorou sa mnohé modely LCD displejov stále nemôžu pochváliť), čo umožňuje bezproblémové použitie PDP nielen ako prostriedok na zobrazovanie informácií, ale aj ako televízory a dokonca aj po pripojení. k počítaču, hrajte moderné dynamické hry. Ak sme sa pustili do porovnávania PDP a LCD technológií, je dôležité poznamenať, že plazmové panely sú zbavené ďalšieho výrazného nedostatku LCD monitorov, akým je výrazné zhoršenie kvality obrazu na obrazovke pri veľkých pozorovacích uhloch.

Po tretie, v plazmových paneloch (avšak rovnako ako v tekutých kryštáloch) v zásade neexistujú žiadne problémy s geometrickým skreslením obrazu a konvergenciou lúčov, ktoré sú skutočnou pohromou CRT monitorov.

Po štvrté, plazmové panely majú najväčšiu plochu obrazovky spomedzi všetkých moderných zariadení na zobrazovanie vizuálnych informácií a sú mimoriadne kompaktné, najmä čo sa týka hrúbky. Hrúbka typického panelu s veľkosťou obrazovky jeden meter zvyčajne nepresahuje 10-15 centimetrov a hmotnosť je len 35-40 kilogramov. Vďaka tomu je možné plazmové panely ľahko umiestniť do akéhokoľvek interiéru a dokonca zavesiť na stenu na to najvhodnejšie miesto.

Po piate, plazmové panely sú mimoriadne spoľahlivé. Deklarovaná životnosť moderných PDP 50 000 hodín (a v skutočnosti menej ako 9 000 hodín ročne) naznačuje, že počas celej tejto doby jas obrazovky klesne o polovicu oproti pôvodnému.

Po šieste, plazmové panely sú oveľa bezpečnejšie ako CRT televízory. Nevytvárajú magnetické a elektrické polia, ktoré pôsobia na človeka škodlivo a navyše nespôsobujú takú malú, no nepríjemnú nepríjemnosť, akou je neustále hromadenie prachu na povrchu obrazovky jej elektrifikáciou.

Po siedme, samotné PDP prakticky nie sú ovplyvnené vonkajšími magnetickými a elektrickými poľami, čo umožňuje ich bezproblémové použitie ako súčasť „domáceho kina“ spolu s výkonnými kvalitnými akustickými systémami, z ktorých nie všetky majú tienené reproduktorové hlavy.

Každý deň nie je nedeľa

So všetkými nespornými výhodami plazmových panelov majú aj svoje nevýhody, ktoré bránia ich širokej distribúcii. A pravdepodobne hlavným z týchto nedostatkov je ich príliš vysoká cena, ktorá sa pri 60-palcovom displeji niekedy „prevalí“ za 20 000 dolárov. Potenciálnym kupcom takýchto panelov teda dnes môže byť buď nejaká pomerne veľká spoločnosť na organizovanie rôznych prezentácií a videokonferencií, alebo možno len na vylepšenie vlastného imidžu, alebo jednotlivec, pre ktorého je otázka ceny v porovnaní s jednoduchosťou až druhoradá. využitie a hlavne prestíž zariadenia.

Okrem ekonomických problémov sa nepodarilo odstrániť množstvo technických obmedzení plazmových technológií. V prvom rade je to nízke rozlíšenie obrazu, spôsobené veľkou veľkosťou obrazového prvku. Ale vzhľadom na skutočnosť, že optimálna vzdialenosť od monitora k divákovi by mala byť približne 5 jeho "uhlopriečok", je jasné, že zrnitosť obrazu pozorovaného v malej vzdialenosti jednoducho zmizne vo veľkej vzdialenosti. Okrem toho existuje množstvo špeciálnych technológií, ktoré vám umožňujú obísť toto obmedzenie. Jeden z nich, ALIS (Alternate Lighting of Surfaces), vyvinutý japonskou spoločnosťou Fujitsu, poskytuje zvýšenie vertikálneho rozlíšenia bez straty jasu obrazu. Za týmto účelom sa zvýšil počet vertikálnych pixelov, zmenšila sa ich veľkosť a odstránili sa separačné medzery medzi bunkami. Aby sa týmto prístupom eliminovali nevyhnutné straty jasu a kontrastu a dosiahli sa vysokú čistotu obrazu, spoločnosť navrhla vytvoriť obraz najskôr na párnych a potom na nepárnych líniách svetelných pixelov (najbližšia analógia je prekladanie spotrebiteľských CRT televízorov). . Tento spôsob striedania umožnil výrazne zvýšiť jas a zvýšiť životnosť plazmového panelu.

Pomerne významnou nevýhodou plazmového monitora je tiež vysoká spotreba energie, ktorá sa rýchlo zvyšuje so zväčšovaním uhlopriečky monitora. Tento nedostatok priamo súvisí so samotnou technológiou získavania obrazu pomocou plazmového efektu: na rozsvietenie jedného pixelu na obrazovke je potrebné malé množstvo elektriny, ale matrica pozostáva z miliónov buniek, z ktorých každá musí žiariť všetky. čas, kedy je monitor zapnutý. Táto skutočnosť vedie nielen k zvýšeniu prevádzkových nákladov tohto monitora, ale vysoká spotreba vážne obmedzuje rozsah PDP, napríklad znemožňuje použitie takýchto monitorov napríklad v prenosných počítačoch. No aj keby sa vyriešil problém s napájaním, stále nie je ekonomicky výhodné vyrábať plazmové displeje s uhlopriečkou menšou ako tridsať palcov.

No, možno, a všetky nedostatky vlastné plazmovým monitorom. A ak si teraz porovnáme všetky ich výhody a nevýhody uvedené vyššie, potom je tu výrazná prevaha prvého nad druhým. Áno, nesmieme zabúdať, že technologický pokrok sa nezastaví a v tvrdej konkurencii sa výrobcovia plazmových monitorov snažia neustále zlepšovať kvalitu svojich produktov, čo spolu s pomalým, ale stálym znižovaním ich nákladov robí PDP dostupné pre všetkých. širšiemu okruhu potenciálnych kupcov. Môžeme len dúfať, že skôr či neskôr môžeme byť medzi nimi aj my, milý čitateľ.

Rám

Ukazovatele

Indikátory sú inštalované hlavne na počítačoch a periférnych zariadeniach. Sú to rôzne LED diódy, malé obrazovky, alebo sú požičané z iných zariadení. Jednoduchým príkladom indikátora by bol ampérmeter umiestnený na drôte vedúcom k pevnému disku. Pri práci s pamäťou sa šípka bude pohybovať. Indikátor však môže mať okrem dekoratívnej a informatívnej funkcie - snímač teploty vo vnútri systémovej jednotky vám povie, či sa počítač prehrieva. Najkomplexnejšie indikačné systémy sú zostavené na mikrokontroléri a obsahujú displej schopný zobrazovať text a dokonca aj grafiku, niekedy aj vo farbe. Navrhovanie takýchto obvodov je dosť ťažké. V tejto neľahkej úlohe pomôžu učebnice digitálnej techniky a mikrokontrolérov.

Niekedy sa modder, aby zrealizoval kreatívny nápad, rozhodne namiesto prepracovania existujúceho puzdra kúpiť si iný, krajší, alebo dokonca vyrobiť nový (niekedy s použitím detailov existujúceho). Často, najmä pri použití miniatúrnych základných dosiek špeciálne navrhnutých na modding (napríklad Mini-ITX), je počítač zostavený v puzdre z iného technického zariadenia, napríklad vysávača (takýto mod skutočne existuje). Zaujímavým riešením je použitie úplne priehľadného puzdra. Keďže hotové priehľadné puzdro je drahé (asi 150 dolárov), často sa vyrába nezávisle od nuly. Pri výrobe puzdra treba pamätať na to, že kov sa nepoužíva náhodou. Počítač generuje veľa rádiového rušenia a kovové puzdro ho pohlcuje. Priehľadné puzdro môže zhoršiť výkon rádií, televízorov a vysokokvalitných zvukových zariadení v blízkosti počítača, takže sa pripravte na tienenie puzdra. To isté platí pre drevené obaly. V niektorých krajinách (nie v Rusku) sú nekovové kryty zakázané.

Monitory

Vek katódových monitorov je neúprosne minulosťou. Je neuveriteľné, že niekoľkostranové recenzie v časopisoch o najnovších modeloch tradičných monitorov za necelých šesť mesiacov vystriedali podrobné popisy vlastností plochých displejov, predovšetkým displejov z tekutých kryštálov a teraz plazmových displejov. Áno, technológia nestojí na mieste a teraz plazma, najvyšší energetický stav hmoty, funguje tam, kde sa vyžaduje blesková rýchlosť výmeny informácií, úžasná účinnosť a oslnivá novosť. Komerčný cyklus akéhokoľvek vynálezu však nie je večný a teraz výrobcovia, ktorí spustili masovú výrobu LCD panelov, pripravujú ďalšiu generáciu technológií zobrazovania informácií. Zariadenia, ktoré nahradia zariadenia s tekutými kryštálmi, sú v rôznych štádiách vývoja. Niektoré, ako napríklad LEP (Light Emitting Polymer), práve vychádzajú z vedeckých laboratórií, zatiaľ čo iné, napríklad tie, ktoré sú založené na plazmovej technológii, sú už hotové komerčné produkty. Hoci plazmový efekt je vede už dlho známy (objavili ho v laboratóriách University of Illinois v roku 1966), plazmové panely sa objavili až v roku 1997 v Japonsku. prečo sa to stalo? Je to spôsobené vysokými nákladmi na takéto displeje a ich hmatateľnou „žravosťou“ - spotrebou energie. Aj keď je výrobná technológia plazmových displejov o niečo jednoduchšia ako u displejov s tekutými kryštálmi, skutočnosť, že ešte nebola komercializovaná, pomáha udržiavať vysoké ceny tohto exotického produktu. Bezkonkurenčná kvalita obrazu a jedinečné dizajnové prvky robia plazmové značenie obzvlášť atraktívnym pre vládu, korporácie, zdravotníctvo, vzdelávanie a zábavný priemysel.

Monitory možno rozdeliť do dvoch skupín podľa spôsobu vytvárania obrazu:

• LCD obrazovky
• Plazmové displeje
• S katódovou trubicou (CRT)

Plazmové displeje.

Vývoj plazmových displejov, ktorý sa začal už v roku 1968, bol založený na využití plazmového efektu objaveného na University of Illinois v roku 1966.
Teraz je princíp činnosti monitora založený na plazmovej technológii: využíva sa efekt žiary inertného plynu pod vplyvom elektriny (približne ako fungujú neónové lampy). Všimnite si, že silné magnety, ktoré tvoria dynamické žiariče zvuku umiestnené vedľa obrazovky, žiadnym spôsobom neovplyvňujú obraz, pretože v plazmových zariadeniach (ako v LCD) neexistuje nič také ako elektrónový lúč a zároveň všetky prvky CRT, na ktoré majú vplyv vibrácie.

Tvorba obrazu v plazmovom displeji prebieha v priestore šírom približne 0,1 mm medzi dvoma sklenenými platňami naplnenými zmesou vzácnych plynov - xenónu a neónu. Najtenšie priehľadné vodiče alebo elektródy sú aplikované na prednú priehľadnú dosku a recipročné vodiče sú aplikované na zadnú stranu. Privedením elektrického napätia na elektródy je možné spôsobiť rozpad plynu v požadovanom článku sprevádzaný emisiou svetla, ktoré vytvára požadovaný obraz. Prvé panely vyplnené prevažne neónom boli monochromatické a mali charakteristickú oranžovú farbu. Problém vytvorenia farebného obrazu bol vyriešený aplikáciou fosforu primárnych farieb v triádach susedných buniek - červenej, zelenej a modrej a výberom zmesi plynov, ktorá pri výboji vyžaruje neviditeľné ultrafialové žiarenie, ktoré excituje fosfory a vytvorí už viditeľnú farbu. obrázok (tri bunky pre každý pixel).

Tradičné plazmové obrazovky na paneloch s jednosmerným výbojom však majú aj množstvo nevýhod spôsobených fyzikou procesov vyskytujúcich sa v tomto type výbojových článkov.

Faktom je, že pri relatívnej jednoduchosti a vyrobiteľnosti DC panelu sú slabým miestom elektródy výbojovej medzery, ktoré podliehajú intenzívnej erózii. To výrazne obmedzuje životnosť zariadenia a neumožňuje dosiahnuť vysoký jas obrazu, obmedzuje vybíjací prúd. V dôsledku toho nie je možné získať dostatočný počet farebných odtieňov, typicky obmedzený na šestnásť gradácií, a výkon vhodný na zobrazenie plnohodnotného televízneho alebo počítačového obrazu. Z tohto dôvodu sa plazmové obrazovky bežne používali ako hodnotiace tabuľky na zobrazovanie alfanumerických a grafických informácií.

Problém možno zásadne vyriešiť na fyzickej úrovni nanesením dielektrického ochranného povlaku na výbojové elektródy. Takéto zdanlivo jednoduché riešenie však radikálne mení princíp fungovania celého zariadenia. Aplikované dielektrikum nielen chráni elektródy, ale zabraňuje aj toku výbojového prúdu. Systém elektród potiahnutých dielektrikom totiž tvorí zložitý kondenzátor, ktorým v momentoch jeho dobíjania pretekajú prúdové impulzy s trvaním rádovo stoviek nanosekúnd a amplitúdou desiatok ampérov. V tomto prípade sa riadiaci algoritmus stáva zložitejším a pomerne vysokofrekvenčným. Frekvencia opakovania impulzov zložitého tvaru môže dosiahnuť dvesto kilohertzov. To všetko značne komplikuje obvody riadiaceho systému, umožňuje však zvýšiť jas a odolnosť obrazovky o viac ako jeden rád a umožňuje zobraziť plnofarebný televízny a počítačový obraz so štandardným rámom. sadzby.

V moderných plazmových displejoch používaných ako monitory k počítaču (a dizajn nie je typový) sa používa technológia tzv. plazmové videnie - ide o množinu buniek, inými slovami pixelov, ktoré pozostávajú z troch subpixelov, ktoré prenášajú farby – červenej, zelenej a modrej.

Plyn v plazmovom stave sa používa na reakciu s fosforom v každom subpixeli za vzniku farby (červenej, zelenej alebo modrej). Pixel v plazmovom (výbojovom) displeji pripomína obyčajnú žiarivku – ultrafialové žiarenie elektricky nabitého plynu dopadá na fosfor a excituje ho, čo spôsobuje viditeľnú žiaru. V niektorých prevedeniach je fosfor aplikovaný na predný povrch bunky, v iných - na zadnú stranu a predný povrch je priehľadný. Každý subpixel je individuálne elektronicky riadený a vytvára viac ako 16 miliónov rôznych farieb. V moderných modeloch môže každý jednotlivý bod červenej, modrej alebo zelenej svietiť jednou z 256 úrovní jasu, čo po vynásobení dáva asi 16,7 milióna odtieňov kombinovaného farebného pixelu (triády). V počítačovom žargóne sa táto farebná hĺbka nazýva „True Color“ a považuje sa za celkom dostatočnú na prenos obrazu vo fotografickej kvalite. Rovnaké množstvo je dané bežnými CRT. Jas obrazovky najnovšieho vývoja je 320 cD na meter štvorcový s kontrastným pomerom 400:1. Profesionálny počítačový monitor poskytuje 350 kD a televízor - od 200 do 270 kD na meter štvorcový s kontrastným pomerom 150 ... 200: 1.

Tento diagram poskytuje prehľad plazmovej technológie. Komponenty grafu:

1. Stupeň elektrického výboja
2. Fáza budenia žiariča

1. vonkajšia sklenená vrstva
2. Dielektrická vrstva
3. Ochranná vrstva
4. Zobrazovacia (prijímacia) elektróda
5. Výtlačná plocha
6. Ultrafialové lúče
7. viditeľné svetlo
8. bariérová bariéra
9. Fluorescencia (žiara)
10. Adresy elektród (zakorenenie)
11. Dielektrická vrstva
12. Vnútorná sklenená vrstva

Technológiu plazmových monitorov je vhodné znázorniť vo forme nasledujúcej schémy:

Obrazovka má nasledujúce funkcie a vlastnosti:

• Široký pozorovací uhol horizontálne aj vertikálne (160 stupňov alebo viac).
• Veľmi rýchly čas odozvy (4 µs na riadok).
• Vysoká čistota farieb (ekvivalentná čistote troch základných farieb CRT).
• Jednoduchosť výroby veľkoformátových panelov (nedosiahnuteľné tenkovrstvovým procesom).
• Malá hrúbka - panel výboja plynu má hrúbku asi jeden centimeter alebo menej a riadiaca elektronika pridá ešte niekoľko centimetrov;
• Žiadne geometrické skreslenie obrazu.
• Široký teplotný rozsah.
• Mechanická pevnosť.

Zavedenie dvoch nových technologických štruktúr, rezistora a fosforu, umožnilo získať jas a životnosť obrazovky na úrovni požadovanej pre praktické aplikácie. Nová fotolitografická technológia, ako aj metóda stanblasting, umožnili vyrobiť 40-palcový plazmový panel s vysokou presnosťou.

Hlavné výhody.

V poslednej dobe sa pri vytváraní informačných zobrazovacích systémov pre rôzne druhy dispečingov využívajú plynovo-plazmové displeje (plazmové panely) Plazmové displeje (PDP) sú jedným z najnovších výdobytkov v oblasti informačných zobrazovacích systémov (prvé PDP sa objavili v r. Japonsko v roku 1997). Plazmové panely teda z hľadiska kvality obrazu ďaleko prevyšujú aj dobré kineskopy, ktoré sú v našej dobe považované za štandard. Je veľmi dôležité, aby plazmové panely boli na rozdiel od katódových trubíc absolútne zdravotne nezávadné.

Je jasné, že nahrádzajú existujúce CRT monitory vďaka jasným výhodám, ako sú:

• Kompaktnosť (hĺbka nepresahuje 10 - 15 cm) a ľahkosť pri dostatočne veľkých veľkostiach obrazovky (40 - 50 palcov).
• Tenký – HID panel má hrúbku približne jeden centimeter alebo menej, pričom riadiaca elektronika pridáva ešte pár centimetrov.
• Vysoká obnovovacia frekvencia (asi päťkrát lepšia ako LCD panel).
• Nedostatok blikania a rozmazania pohybujúcich sa objektov, ktoré sa vyskytujú počas digitálneho spracovania. pretože počas spätného zdvihu nedochádza k zatemneniu obrazovky, ako pri CRT.
• Vysoký jas, kontrast a čistota bez geometrického skreslenia.
• Absencia problémov s konvergenciou elektrónových lúčov a ich zaostrovaním je vlastná všetkým plochým panelovým displejom.
• Žiadny nerovnomerný jas na celej obrazovke.
• 100% využitie plochy obrazovky pre obraz.
• Veľký pozorovací uhol až 160° alebo viac.
• Absencia röntgenového a iného zdraviu škodlivého žiarenia, keďže sa nepoužíva vysoké napätie.
• Imunita voči magnetickým poliam.
• Netrpí vibráciami ako CRT monitory.
• Nie je potrebné zarovnávanie obrazu.
• mechanická pevnosť.
• Široký teplotný rozsah.
• Krátky čas odozvy (čas medzi odoslaním signálu na zmenu jasu pixelu a skutočnou zmenou) umožňuje ich použitie na zobrazovanie video a TV signálov.
• Vyššia spoľahlivosť.

Plazmovú obrazovku je možné snímať videokamerou a obraz sa netrasie, pretože sa používa iný princíp zobrazovania informácií

To všetko robí plazmové displeje veľmi atraktívne na použitie. Medzi nevýhody patrí obmedzené rozlíšenie väčšiny existujúcich plazmových monitorov, ktoré nepresahuje 640x480 pixelov. Výnimkou sú modely Pioneer PDP-V501MX a 502MX. Tento displej, ktorý poskytuje skutočné rozlíšenie 1280 x 768 pixelov, má doteraz najväčšiu veľkosť obrazovky s uhlopriečkou 50 palcov (110 x 62 cm) a dobrý jas (350 nitov) vďaka novej technológii tvorby buniek a vylepšenému kontrastu. V dôsledku toho toto zariadenie umožňuje:

• Zobrazte informácie o počítači v skutočnom rozlíšení XGA (1024 x 768).
• Poskytujú pohodlné sledovanie video informácií na vzdialenosť až 5 metrov.
• Poskytnite kontrast obrazu približne 20 pri úrovni okolitého osvetlenia v blízkosti obrazovky 150 – 200 luxov.

Takéto displeje sú teda z nášho pohľadu už vhodné na profesionálne použitie. Treba si však uvedomiť, že aj napriek značným rozdielom v technológii plazmové displeje používajú rovnaký fosfor ako katódové trubice, ktorý na rozdiel od CRT nie je excitovaný elektrónmi, ale ultrafialovým žiarením z plynového výboja a tiež podlieha degradácii, aj keď v menšej miere. Rôzni výrobcovia nazývajú zdroj od 15 000 hodín (NEC) do 20 000 – 30 000 hodín (Pioneer) podľa kritéria zníženia jasu na polovicu.

Keďže obraz je statický, boli prijaté špeciálne opatrenia na ochranu displejov pred vypálením. V tomto prípade bol vyvinutý špeciálny softvér nainštalovaný na riadiacich počítačoch, ktorý umožňuje vykonávať „obežnú dráhu“, teda pomalý, pre oči pozorovateľa nepostrehnuteľný kruhový pohyb obrazu, čo umožňuje predĺžiť životnosť plazmových displejov niekoľkokrát. Je možná aj hardvérová implementácia tejto funkcie. Existujú špeciálne zariadenia, ako napríklad VS-200-SL od Extron Electronics, ktoré dokážu „obiehať“ aj synchrónne medzi viacerými displejmi. Treba si však uvedomiť, že účinnosť tohto spôsobu ochrany plazmových displejov pred vypálením sa realizuje len pri splnení určitých požiadaviek na charakter obrazu. Najmä pozadie obrázku nesmie byť biele.

Hlavné nevýhody.

Medzi nevýhody patrí obmedzené rozlíšenie väčšiny existujúcich plazmových monitorov, ktoré nepresahuje 640x480 pixelov. Výnimkou sú modely Pioneer PDP-V501MX a 502MX. Tento displej, ktorý poskytuje skutočné rozlíšenie 1280 x 768 pixelov, má doteraz najväčšiu veľkosť obrazovky s uhlopriečkou 50 palcov (110 x 62 cm) a dobrý jas (350 nitov) vďaka novej technológii tvorby buniek a vylepšenému kontrastu.

Medzi nevýhody plazmových displejov patrí aj nemožnosť „zošiť“ niekoľko displejov do „video steny“ s prijateľnou medzerou z dôvodu prítomnosti širokého rámu po obvode obrazovky.

Skutočnosť, že komerčné plazmové displeje zvyčajne začínajú na štyridsiatich palcov, naznačuje, že menšie displeje nie sú ekonomicky životaschopné, takže plazmové panely pravdepodobne neuvidíme napríklad v notebookoch. Tento predpoklad je podporený ďalšou skutočnosťou: úroveň spotreby energie "plazmy" znamená ich pripojenie k sieti a neponecháva žiadnu možnosť práce z batérií. Ďalším nepríjemným efektom známym odborníkom je rušenie, „prekrývanie“ mikrovýbojov v susedných prvkoch obrazovky. V dôsledku tohto „mixovania“ sa kvalita obrazu prirodzene zhoršuje.

Medzi nevýhody plazmových displejov patrí aj to, že napríklad priemerný jas bielej farby plazmových displejov je v súčasnosti u všetkých veľkých výrobcov cca 300 cd/m2. Celkovo je to celkom jasné, ale plazmové displeje sa ani zďaleka nepribližujú jasu CRT 700 cd/m2. Takúto svietivosť je možné dosiahnuť zvýšením svetelného výkonu z 0,7 – 1,1 na 2 lm/W, no túto hranicu nebude ľahké prekonať. A taktiež si v súčasnosti nemožno nevšimnúť veľmi vysokú cenu plazmových displejov, ktoré nie sú dostupné pre každého.

LCD obrazovky.

Tekutý kryštál je určitý stav, v ktorom látka má niektoré vlastnosti kvapalných (tekutosť) aj pevných kryštálov (napríklad anizotropia). Na výrobu LCD obrazoviek sa používajú takzvané nematické kryštály, ktorých molekuly sú vo forme tyčiniek alebo podlhovastých platní. LCD prvok okrem kryštálov obsahuje priehľadné elektródy a polarizátory. V neprítomnosti elektrického poľa tvoria molekuly nematických kryštálov skrútené špirály. Pri prechode svetelného lúča cez prvok LCD v tomto momente sa jeho rovina polarizácie otočí o určitý uhol. Ak sú polarizátory umiestnené na vstupe a výstupe tohto prvku, vzájomne posunuté o rovnaký uhol, svetlo môže prechádzať týmto prvkom bez prekážok. Ak sa na priehľadné elektródy privedie napätie, špirála molekúl sa narovná a k rotácii roviny polarizácie už nedochádza. V dôsledku toho výstupný polarizátor neprepúšťa svetlo. Príkladom je LCD displej náramkových elektronických hodiniek.
Obrazovka LCD je maticou prvkov LCD. V súčasnosti existujú dva hlavné spôsoby adresovania prvkov LCD: priame (alebo pasívne) a nepriame (alebo aktívne). V pasívnej matici prvkov LCD sa vybraný bod obrazu aktivuje privedením napätia na zodpovedajúce priehľadné adresové vodiče-elektródy riadku a stĺpca. V tomto prípade nie je možné dosiahnuť vysoký kontrast obrazu, keďže elektrické pole vzniká nielen v mieste priesečníka adresných vodičov, ale aj pozdĺž celej dráhy šírenia prúdu. Tento problém je celkom riešiteľný pri použití takzvanej aktívnej matice LCD prvkov, kedy je každý bod obrazu ovládaný vlastným elektronickým spínačom. Kontrast pri použití aktívnych maticových LCD prvkov môže dosahovať hodnoty od 50:1 do 100:1. Typicky sú aktívne matrice založené na tenkovrstvových tranzistoroch s efektom poľa (Thin Film Transistor, TFT). Obrazovky využívajúce technológiu Dual Scan (DSTN), pri ktorej sa súčasne aktualizujú dva obrazové riadky, sú akýmsi kompromisom medzi aktívnou a pasívnou maticou.

Phil Connor
november 2002

Čo je lepšie: plazmový panel alebo LCD TV?

Závisí to od mnohých faktorov. Téma diskusie o dvoch technológiách, ktoré spracovávajú a zobrazujú vstupné video alebo počítačový signál úplne odlišnými spôsobmi, je zložitá a plná mnohých detailov. Obe technológie rýchlo napredujú a zároveň klesajú ich náklady a maloobchodné ceny. V blízkej budúcnosti je stret medzi týmito technológiami nevyhnutný v zostave 40-palcových (diagonálnych) monitorov/TV.

Nižšie sú uvedené niektoré z výhod každej technológie; vysvetľuje tiež vzťah medzi týmito výhodami a kupujúcimi oboch technológií v rôznych aplikáciách:

1) VYPÁLENIE OBRAZOVKY

V prípade LCD môžete ignorovať faktory, ktoré vedú k vypáleniu obrazovky pri zobrazení statického obrazu. Technológia LCD (displej z tekutých kryštálov) využíva v podstate fluorescenčnú zadnú lampu, ktorej svetlo prechádza cez pixelovú matricu obsahujúcu molekuly tekutých kryštálov a polarizovaný substrát na tvarovanie jasu a farby. Tekutý kryštál nachádzajúci sa v LCD je v skutočnosti aplikovaný v pevnom stave.

Plazmová technológia by naopak mala brať do úvahy faktory, ktoré vedú k vypáleniu obrazovky pri zobrazovaní statického obrazu. Statické obrázky začnú „vypaľovať“ zobrazený obrázok po krátkom čase – v niektorých prípadoch asi po 15 minútach. Hoci sa „vypálenie“ dá zvyčajne „odstrániť“ zobrazením sivej alebo striedaním sa jednofarebných polí na celej obrazovke, je to predsa významný faktor brzdiaci rozvoj plazmovej technológie.

Výhoda: LCD

Pre aplikácie, ako je zobrazovanie informácií o letoch na letiskách, statické výklady v maloobchodných predajniach alebo permanentné informačné displeje, je LCD monitor najlepšou voľbou.

2) KONTRAST

Plazmová technológia výrazne pokročila vo vývoji vysoko kontrastných obrazov. Panasonic tvrdí, že ich plazmové displeje majú kontrastný pomer 3000:1. Plazmová technológia jednoducho blokuje napájanie (prostredníctvom zložitých interných algoritmov) určitých pixelov, aby sa vytvorili tmavé alebo čierne pixely. Táto technika vytvára tmavú čiernu, aj keď niekedy na úkor stredných tónov.

V technológii LCD je naopak potrebné zvýšiť napájanie, aby boli pixely tmavšie. Čím väčšie napätie je na pixel privedené, tým je pixel LCD tmavší. Napriek pokrokom v technológii LCD, pokiaľ ide o kontrast a úrovne čiernej, dokonca aj najlepší výrobcovia technológie LCD, ako je Sharp, môžu dosiahnuť kontrastné pomery iba medzi 500:1 a 700:1.

Pri sledovaní filmov na DVD, kde je zvyčajne veľa veľmi svetlých a veľmi tmavých scén, a v počítačových hrách s ich charakteristickým množstvom tmavých scén má plazmový panel jasnú výhodu.

3) TRVANLIVOSŤ

Výrobcovia LCD tvrdia, že ich monitory/televízory vydržia 50 000 až 75 000 hodín. LCD monitor môže vydržať tak dlho ako zadná lampa (ktorá je v skutočnosti vymeniteľná), pretože svetlo zo zadnej lampy vystavené hranolu z tekutých kryštálov poskytuje jas a farbu. Hranol je substrát a teda vlastne nič nespáli.

Na druhej strane v plazmovej technológii sa na každý pixel aplikuje elektrický impulz, ktorý vybudí inertné plyny – argón, neón a xenón (luminofory) potrebné na zabezpečenie farby a jasu. Keď elektróny excitujú fosfor, atómy kyslíka sa rozptýlia. Výrobcovia plazmy odhadujú životnosť luminoforov, a teda aj samotných panelov, na 25 000 až 30 000 hodín. Fosfory sa nedajú nahradiť. Nič také ako pumpovanie nových plynov do plazmového displeja neexistuje.

Výhoda: LCD, dvakrát alebo viackrát.

V priemyselných/komerčných aplikáciách (napr. vitríny s nápismi, kde musia byť displeje zapnuté 24 hodín denne, 7 dní v týždni), kde požiadavky na kvalitu obrazu vo všeobecnosti nie sú príliš vysoké, bude LCD tou najlepšou voľbou na dlhodobé používanie.

4) SYTOST FARBY

Farba je v plazmových paneloch reprodukovaná presnejšie, pretože všetky informácie potrebné na reprodukciu akéhokoľvek odtieňa v spektre sú obsiahnuté v každej bunke. Každý pixel obsahuje modré, zelené a červené prvky pre presnú reprodukciu farieb. Sýtosť dosiahnutá pixelovým dizajnom plazmového panela poskytuje podľa môjho názoru tie najživšie farby zo všetkých typov displeja. Farebné súradnice vo farebnom priestore sú oveľa presnejšie v dobrých plazmových paneloch ako v LCD.

V LCD je v dôsledku fyzikálnych podmienok prechodu vĺn cez dlhé tenké molekuly tekutých kryštálov ťažšie dosiahnuť referenčnú presnosť a živosť reprodukcie farieb. Informácie o farbách využívajú menšiu veľkosť pixelov vo väčšine LCD televízorov. Pri rovnakej veľkosti pixelov však farba nebude taká výrazná ako pri plazmových paneloch.

Plazmová technológia prekonáva LCD pri zobrazovaní videa, najmä v akčných scénach. LCD sa uprednostňuje na zobrazovanie statických počítačových obrazov, a to nielen kvôli vypáleniu, ale aj preto, že poskytuje vynikajúce jednotné farby.

5) VÝŠKA NAD HLADINOU MORA

Ako už bolo spomenuté vyššie, LCD využíva technológiu podsvietenia v kombinácii s molekulami tekutých kryštálov. V zásade nie je nič, čo by slúžilo ako prekážka pre umiestnenie tohto monitora na vysočine, rovnako neexistujú žiadne reálne obmedzenia. Toto vysvetľuje použitie LCD obrazoviek ako hlavnej prehľadovej obrazovky na zobrazovanie video informácií o letoch.

Pretože bunka plazmovej obrazovky v plazmových paneloch je v skutočnosti sklenený plášť naplnený inertným plynom, riedený vzduch vedie k zvýšeniu tlaku plynu vo vnútri tohto plášťa a zvyšuje výkon potrebný na normálne chladenie plazmového panelu, čo má za následok hukot (brum) a príliš výrazný hluk ventilátora. Tieto problémy sa vyskytujú v nadmorskej výške približne 2000 metrov.

Výhoda: LCD

Vo výške Denveru a vyššie by som na akúkoľvek aplikáciu použil LCD monitory.

6) UHOL POHĽADU

Výrobcovia plazmových monitorov vždy tvrdili, že ich produkty majú 160° pozorovací uhol – v skutočnosti majú. LCD urobil významný pokrok vo zväčšení pozorovacieho uhla. V novej generácii LCD monitorov od Sharp a NEC bol základný materiál LCD výrazne vylepšený; rozšírený a dynamický rozsah. Ale aj napriek týmto pokrokom je pri sledovaní monitora/TV zo širokých uhlov stále badateľný rozdiel medzi týmito dvoma technológiami.

Výhoda: plazmový panel

Každá bunka plazmového panelu je nezávislým zdrojom svetla, čo umožňuje dosiahnuť vynikajúci jas každého pixelu. Absencia zariadenia na podsvietenie (ako pri LCD) je dobrá aj z hľadiska pozorovacieho uhla.

7) POUŽÍVAJTE S POČÍTAČOM

LCD efektívne zobrazuje statické počítačové obrázky bez blikania alebo vypálenia obrazovky.

Pre plazmový panel je ťažšie spracovať statické obrázky z počítača. Aj keď ich displej vyzerá uspokojivo, vypaľovanie obrazovky je problém; predstavuje efekt obtiažnosti a aliasingu, ktorý sa vyskytuje na paneloch s nižším rozlíšením pri zobrazovaní statického textu (Power Point). Videoobrazy z počítača sú dobrej kvality, ale v závislosti od továrenskej kvality panela a zobrazovaného rozlíšenia môže dôjsť k určitému blikaniu. Plazmový panel samozrejme stále vyhráva, čo sa týka uhla pohľadu.

Výhoda: LCD, okrem veľkých pozorovacích uhlov.

8) PREHRÁVANIE VIDEA

Tu víťazia plazmové panely, a to vďaka vynikajúcej kvalite pri zobrazovaní rýchlo sa pohybujúcich scén, vysokej úrovni jasu, kontrastu a sýtosti farieb.

LCD môžu zobrazovať farebné stopy počas rýchlych scén videa, pretože technológia spracováva zmeny farieb pomalšie. Dôvodom sú svetelné hranoly, ktoré musia byť spôsobené napätím, ktoré riadi vychýlenie svetelného lúča. Čím vyššie je napätie aplikované na kryštál, tým tmavší bude obraz v danej časti LCD panela. Z rovnakého dôvodu majú LCD nižšie úrovne kontrastu.

Výhoda: plazmový panel, s veľkým okrajom.

DVD alebo akékoľvek streamované video, TV alebo HDTV - z ktoréhokoľvek z týchto zdrojov videa ukáže plazmový panel nerozmazaný, vysoko kontrastný (v závislosti od plazmy), farebne bohatý obraz. Napriek výraznému pokroku v tejto oblasti má LCD stále určité problémy s relatívne veľkými veľkosťami obrazoviek, aj keď pri menších veľkostiach vyzerá skvele.

9) OBJEM A NÁKLADY VÝROBY

Hoci obe technológie majú problémy s výrobou veľkých monitorov, ukázalo sa, že výroba veľkých plazmových panelov je jednoduchšia, pričom výrobcovia už vyrábajú plazmové panely s veľkosťou presahujúcou 60 palcov. Hoci sú tieto monitory stále drahé, ukázali sa ako účinné a spoľahlivé. Veľký LCD základ pre LCD TV je ťažké vyrobiť bez chybných pixelov. V súčasnosti je najväčšou LCD obrazovkou 40-palcová komerčná verzia NEC. Predtým Sharp rozširoval svoj rad LCD monitorov z 20 na 22 a potom na 30 palcov a teraz začína prinášať na trh nový 37-palcový širokouhlý panel.

Výhoda: plazmový panel.

Hoci náklady a ceny produktov oboch technológií klesajú (okrem cien veľkých plazmových panelov), plazmový panel má stále nižšiu výrobnú cenu, a preto má cenovú výhodu. 50" plazmové panely sú mimoriadne obľúbené a rýchlo získavajú podiel na trhu z predtým dominantných 42" panelov. Tento trend pre plazmové panely, ktoré majú vyššiu výťažnosť vo výrobe a v dôsledku toho nižšie náklady, bude pravdepodobne pokračovať minimálne 2 roky.

10) POŽIADAVKY NA NAPÄTIE

Keďže LCD používajú na produkciu svetla podsvietenú žiarivku, táto technológia má oveľa nižšie požiadavky na napätie ako plazmové displeje. Na druhej strane pri použití plazmového panelu je nevyhnutnou (náročnou) podmienkou napájanie státisícov priehľadných elektród, ktoré vybudia žiaru fosforových článkov.

V monitore s katódovou trubicou sa obrazové body zobrazujú pomocou lúča (elektrónového lúča), ktorý spôsobuje, že povrch obrazovky potiahnutý fosforom žiari. Lúč prechádza okolo obrazovky riadok po riadku, zľava doprava a zhora nadol. Kompletný cyklus zobrazenia obrázka sa nazýva „rám“. Čím rýchlejšie monitor zobrazuje a prekresľuje rámčeky, tým je obraz stabilnejší, blikanie je menej nápadné a naše oči sa menej unavujú.

CRT monitorovacie zariadenie. 1 - Elektrónové delá. 2 - Elektrónové lúče. 3 - Zaostrovacia cievka. 4 - Vychyľovacie cievky. 5 - Anóda. 6 - Maska, vďaka ktorej červený lúč dopadá na červený fosfor atď. 7 - Červené, zelené a modré zrná fosforu. 8 - Maska a fosforové zrná (zväčšené).

LCD

Displeje z tekutých kryštálov boli vyvinuté v roku 1963 vo výskumnom centre Davida Sarnoffa RCA v Princetone, New Jersey.

Zariadenie

Konštrukčne sa displej skladá z LCD matrice (sklenená doska, medzi ktorej vrstvami sa nachádzajú tekuté kryštály), svetelných zdrojov na osvetlenie, kontaktného postroja a rámu (puzdra), častejšie plastového, s pevným kovovým rámom. . Každý pixel matice LCD pozostáva z vrstvy molekúl medzi dvoma priehľadnými elektródami a dvoma polarizačnými filtrami, ktorých polarizačné roviny sú (zvyčajne) kolmé. Ak by neexistovali žiadne tekuté kryštály, potom by svetlo prenášané prvým filtrom bolo takmer úplne blokované druhým filtrom. Povrch elektród v kontakte s tekutými kryštálmi je špeciálne upravený pre počiatočnú orientáciu molekúl v jednom smere. V TN matrici sú tieto smery navzájom kolmé, takže molekuly sa zoradia do špirálovej štruktúry bez napätia. Táto štruktúra láme svetlo tak, že pred druhým filtrom sa jeho rovina polarizácie otočí a svetlo ňou prejde bez straty. Okrem absorpcie polovice nepolarizovaného svetla prvým filtrom možno bunku považovať za priehľadnú. Ak je na elektródy privedené napätie, molekuly majú tendenciu sa zoraďovať v smere elektrického poľa, čo deformuje špirálovitú štruktúru. V tomto prípade proti tomu pôsobia elastické sily a po vypnutí napätia sa molekuly vrátia do pôvodnej polohy. Pri dostatočnej intenzite poľa sa takmer všetky molekuly stanú paralelnými, čo vedie k nepriehľadnosti štruktúry. Zmenou napätia môžete ovládať stupeň priehľadnosti. Ak sa konštantné napätie aplikuje dlhší čas, štruktúra tekutých kryštálov môže degradovať v dôsledku migrácie iónov. Na vyriešenie tohto problému sa pri každom adresovaní bunky použije striedavý prúd alebo sa zmení polarita poľa (keďže zmena priehľadnosti nastáva pri zapnutí prúdu bez ohľadu na jeho polaritu). V celej matrici je možné ovládať každý z článkov jednotlivo, ale so zvyšujúcim sa počtom je to ťažké, pretože sa zvyšuje počet potrebných elektród. Preto sa takmer všade používa adresovanie po riadkoch a stĺpcoch. Svetlo prechádzajúce bunkami môže byť prirodzené – odráža sa od substrátu (v LCD displejoch bez podsvietenia). Ale častejšie sa používa umelý zdroj svetla, okrem nezávislosti od vonkajšieho osvetlenia sa tým stabilizujú aj vlastnosti výsledného obrazu. Plnohodnotný LCD monitor sa teda skladá z vysoko presnej elektroniky, ktorá spracováva vstupný video signál, LCD matice, modulu podsvietenia, napájacieho zdroja a krytu s ovládacími prvkami. Práve kombinácia týchto komponentov určuje vlastnosti monitora ako celku, hoci niektoré vlastnosti sú dôležitejšie ako iné.

Podsvietenie

Tekuté kryštály samy o sebe nežiaria. Aby bol obraz na displeji z tekutých kryštálov viditeľný, je potrebný zdroj svetla. Zdroj môže byť externý (napríklad Slnko) alebo vstavaný (podsvietenie). Vstavané podsvietenie sa zvyčajne nachádza za vrstvou tekutých kryštálov a presvitá cez ňu (hoci existujú aj bočné svetlá, napríklad v hodinkách).

• Vonkajšie osvetlenie

Monochromatické displeje náramkových hodiniek a mobilných telefónov využívajú väčšinu času okolité svetlo (zo Slnka, izbových svetiel atď.). Typicky je za vrstvou pixelov z tekutých kryštálov zrkadlová alebo matná reflexná vrstva. Pre použitie v tme sú takéto displeje vybavené bočným osvetlením. Nechýbajú ani transflektívne displeje, pri ktorých je reflexná (zrkadlová) vrstva priesvitná a za ňou sú umiestnené podsvietenia.

• Žiarové osvetlenie
V minulosti používali niektoré monochromatické LCD náramkové hodinky subminiatúrnu žiarovku. Ale kvôli vysokej spotrebe energie sú žiarovky nevýhodné. Okrem toho nie sú vhodné na použitie napríklad v televízoroch, pretože vytvárajú veľké množstvo tepla (prehrievanie škodí tekutým kryštálom) a často dochádza k ich vyhoreniu.
• Osvetlenie plynovými ("plazmovými") výbojkami
Počas prvej dekády 21. storočia bola veľká väčšina LCD displejov podsvietená jednou alebo viacerými plynovými výbojkami (najčastejšie studenou katódou – CCFL). V týchto lampách je zdrojom svetla plazma, ku ktorej dochádza pri elektrickom výboji cez plyn. Takéto displeje by sa nemali zamieňať s plazmovými displejmi, v ktorých každý pixel sám žiari a je miniatúrnou plynovou výbojkou.
• Podsvietenie LED diódami
Na rozhraní prvej a druhej dekády 21. storočia sa rozšírili LCD displeje, ktoré sú podsvietené jednou alebo malým počtom svetelných diód (LED). Tieto LCD (v obchode bežne označované ako LED) by sa nemali zamieňať so skutočnými LED displejmi, v ktorých každý pixel svieti sám o sebe a ide o miniatúrnu LED.

Výhody a nevýhody

V súčasnosti sú LCD monitory hlavným, rýchlo sa rozvíjajúcim smerom v technológii monitorov. Medzi ich výhody patria: malé rozmery a hmotnosť v porovnaní s CRT. LCD monitory, na rozdiel od CRT, nemajú viditeľné blikanie, chyby zaostrenia lúča, interferenciu z magnetických polí, problémy s geometriou a čistotou obrazu. Spotreba energie LCD monitorov sa v závislosti od modelu, nastavení a zobrazovaného obrazu môže zhodovať so spotrebou CRT a plazmových obrazoviek porovnateľných veľkostí, alebo môže byť výrazne - až päťkrát - nižšia. Spotreba energie LCD monitorov je z 95 % určená výkonom podsvietených lámp alebo maticou LED podsvietenia (anglicky backlight - back light) matice LCD. Na mnohých monitoroch v roku 2007 sa na nastavenie jasu žiaru obrazovky používateľom používa modulácia šírky impulzu podsvietenia s frekvenciou 150 až 400 alebo viac hertzov. Na druhej strane, LCD monitory majú aj niektoré nevýhody, často zásadne ťažko odstrániteľné, napr.

• Na rozdiel od obrazoviek CRT dokážu zobraziť jasný obraz len v jednom („štandardnom“) rozlíšení. Zvyšok sa dosiahne interpoláciou so stratou jasnosti. Navyše príliš nízke rozlíšenia (napr. 320*200) nie je možné na mnohých monitoroch vôbec zobraziť.
• Mnoho LCD monitorov má relatívne nízky kontrast a hĺbku čiernej. Zvýšenie skutočného kontrastu je často spojené s jednoduchým zvýšením jasu podsvietenia až do nepríjemných hodnôt. Široko používaný lesklý povlak matrice ovplyvňuje iba subjektívny kontrast v okolitých svetelných podmienkach.
• Vzhľadom na prísne požiadavky na konštantnú hrúbku matríc vzniká problém rovnomernej farebnej nerovnomernosti (nerovnomernosť podsvietenia) - na niektorých monitoroch je neodstrániteľná nerovnomernosť jasu (pruhy v gradientoch) spojená s použitím blokov lineárnych ortuťových výbojok. .
• Skutočná rýchlosť zmeny obrazu tiež zostáva nižšia ako pri CRT a plazmových displejoch. Technológia Overdrive rieši problém rýchlosti len čiastočne.
• Závislosť kontrastu od uhla pohľadu je stále značnou nevýhodou technológie.
• Sériovo vyrábané LCD monitory nie sú dobre chránené pred poškodením. Matrica nechránená sklom je obzvlášť citlivá. Pri silnom tlaku je možná nevratná degradácia. Problémom sú aj chybné pixely. Maximálny povolený počet chybných pixelov v závislosti od veľkosti obrazovky je stanovený v medzinárodnej norme ISO 13406-2 (v Rusku - GOST R 52324-2005). Norma definuje 4 triedy kvality pre LCD monitory. Najvyššia trieda - 1, vôbec neumožňuje prítomnosť chybných pixelov. Najnižšia, 4, umožňuje až 262 chybných pixelov na 1 milión pracovníkov.
• Pixely LCD monitora degradujú, hoci rýchlosť degradácie je najpomalšia zo všetkých zobrazovacích technológií, s výnimkou laserových displejov, ktoré nie sú.

Displeje OLED (organic light-emitting diode) sa často považujú za sľubnú technológiu, ktorá môže nahradiť LCD monitory, no pri hromadnej výrobe sa stretávala s ťažkosťami, najmä pri veľkých diagonálnych matriciach.

Plazmové monitory

Plazmový panel je matrica buniek naplnených plynom uzavretá medzi dvoma paralelnými sklenenými doskami, vo vnútri ktorých sú priehľadné elektródy, ktoré tvoria skenovacie, osvetľovacie a adresovacie zbernice. Výboj v plyne prúdi medzi výbojovými elektródami (snímacie a osvetľovacie) na prednej strane obrazovky a adresovacou elektródou na zadnej strane.

OLED monitory

Organická svetelná dióda (OLED) je polovodičové zariadenie vyrobené z organických zlúčenín, ktoré efektívne vyžaruje svetlo, keď cez ňu prechádza elektrický prúd. Na jej základe sa vyrábajú OLED monitory. Predpokladá sa, že výroba takýchto displejov bude oveľa lacnejšia ako výroba displejov z tekutých kryštálov.

Princíp fungovania

Na vytvorenie organických diód vyžarujúcich svetlo (OLED) sa používajú tenkovrstvové viacvrstvové štruktúry pozostávajúce z vrstiev niekoľkých polymérov. Keď sa na anódu aplikuje kladné napätie vzhľadom na katódu, prúd elektrónov prúdi zariadením z katódy na anódu. Katóda teda dáva elektróny emisnej vrstve a anóda odoberá elektróny z vodivej vrstvy, alebo inými slovami, anóda dáva otvory do vodivej vrstvy. Emisná vrstva dostáva záporný náboj, zatiaľ čo vodivá vrstva dostáva kladný náboj. Pôsobením elektrostatických síl sa elektróny a diery pohybujú k sebe a pri stretnutí sa rekombinujú. To sa deje bližšie k emisnej vrstve, pretože v organických polovodičoch majú diery väčšiu pohyblivosť ako elektróny. Pri rekombinácii dochádza k poklesu energie elektrónu, ktorý je sprevádzaný emisiou (emisiou) elektromagnetického žiarenia v oblasti viditeľného svetla. Preto sa vrstva nazýva emisná vrstva. Zariadenie nefunguje, keď je na anódu privedené záporné napätie vzhľadom na katódu. V tomto prípade sa diery pohybujú smerom k anóde a elektróny sa pohybujú opačným smerom ku katóde a nedochádza k žiadnej rekombinácii. Materiál anódy je zvyčajne oxid india dopovaný cínom. Je transparentný pre viditeľné svetlo a má vysokú pracovnú funkciu, ktorá podporuje vstrekovanie otvorov do polymérovej vrstvy. Kovy ako hliník a vápnik sa často používajú na výrobu katódy, pretože majú nízku pracovnú funkciu, ktorá podporuje vstrekovanie elektrónov do polymérnej vrstvy.

Výhody

V porovnaní s plazmovými displejmi

• menšie rozmery a hmotnosť
• nižšia spotreba energie pri rovnakom jase
• schopnosť zobrazovať statický obraz po dlhú dobu bez vypálenia obrazovky

V porovnaní s displejmi z tekutých kryštálov

• menšie rozmery a hmotnosť
• nie je potrebné osvetlenie
• absencia takého parametra, ako je uhol pohľadu - obraz je viditeľný bez straty kvality z akéhokoľvek uhla
• okamžitá odozva (rádovo vyššia ako LCD) - v skutočnosti úplná absencia zotrvačnosti
• lepšia reprodukcia farieb (vysoký kontrast)
• schopnosť vytvárať flexibilné obrazovky
• veľký rozsah prevádzkových teplôt (?40 až +70 °C)

Jas. OLED displeje sa pohybujú od niekoľkých cd/m2 (pre nočnú prevádzku) až po veľmi vysoké jasy nad 100 000 cd/m2 a možno ich stlmiť vo veľmi širokom dynamickom rozsahu. Keďže životnosť displeja je nepriamo úmerná jeho jasu, odporúča sa, aby prístroje pracovali pri miernejších úrovniach jasu až do 1000 cd/m2.

Kontrast. Tu je OLED tiež lídrom. OLED displeje majú kontrastný pomer 1 000 000:1 (LCD kontrast až 2000:1, CRT až 5000:1)

pozorovacie uhly. Technológia OLED umožňuje zobraziť displej z akejkoľvek strany a z akéhokoľvek uhla a bez straty kvality obrazu. Moderné LCD displeje (s výnimkou tých, ktoré sú založené na matriciach TN + Film) si však zachovávajú aj prijateľnú kvalitu obrazu pri veľkých pozorovacích uhloch.

Spotreba energie.

nevýhody

Hlavným problémom OLED je, že doba nepretržitej prevádzky by mala byť viac ako 15 tisíc hodín. Jeden problém, ktorý v súčasnosti bráni širokému prijatiu tejto technológie, je, že „červené“ OLED a „zelené“ OLED môžu nepretržite fungovať o desiatky tisíc hodín dlhšie ako „modré“ OLED. To vizuálne skresľuje obraz a kvalitný čas zobrazenia je pre komerčne životaschopné zariadenie neprijateľný. Aj keď dnes „modrý“ OLED stále dosiahol hranicu 17,5 tisíc hodín (asi 2 roky) nepretržitej prevádzky.

Displejom telefónov, fotoaparátov, tabletov a iných malých zariadení zároveň stačí v priemere okolo 5 tisíc hodín nepretržitej prevádzky, a to z dôvodu rýchleho zastarávania zariadení a jeho irelevantnosti po niekoľkých nasledujúcich rokoch. Preto sa v nich dnes úspešne používa OLED.

Toto možno považovať za dočasné ťažkosti pri vývoji novej technológie, keďže sa vyvíjajú nové odolné fosfory. Rastú aj výrobné kapacity matice. Potreba výhod, ktoré demonštrujú organické displeje, každým rokom rastie. Táto skutočnosť nám umožňuje dospieť k záveru, že v blízkej budúcnosti sa displeje vyrábané pomocou technológií OLED stanú dominantnými na trhu spotrebnej elektroniky.

Projekčné monitory

Projekčný monitor sme nazvali systém pozostávajúci z projektora a premietacej plochy.

Projektor

Projektor je osvetľovacie zariadenie, ktoré prerozdeľuje svetlo lampy s koncentráciou svetelného toku na malú plochu alebo v malom objeme. Projektory sú v podstate opticko-mechanické alebo opticko-digitálne zariadenia, ktoré umožňujú pomocou svetelného zdroja premietať obrazy predmetov na povrch umiestnený mimo zariadenia – obrazovku.

V spojení s počítačom sa používa multimediálny projektor (používa sa aj termín „digitálny projektor“).Na vstup zariadenia je privádzaný videosignál v reálnom čase (analógový alebo digitálny). Zariadenie premieta obraz na obrazovku. Je možné, že existuje zvukový kanál.

Keď už sme pri projektoroch, za zmienku stojí takzvaný pikoprojektor. Jedná sa o malý vreckový projektor. Často sa vyrába vo forme mobilného telefónu a má podobnú veľkosť. Pojem „piko projektor“ môže znamenať aj miniatúrny projektor zabudovaný do fotoaparátu, mobilného telefónu, PDA a iných mobilných zariadení.

Existujúce vreckové projektory vám umožňujú získať projekcie až do uhlopriečky 100 palcov so svietivosťou až 40 lúmenov. Samostatné miniprojektory majú často otvor so závitom pre štandardný statív a takmer vždy majú vstavané čítačky kariet alebo flash pamäť, čo umožňuje prevádzku bez zdroja signálu. Projektory Pico používajú LED diódy na zníženie spotreby energie.

Všetko o 3D

Na plátne kina sa dokážu sformovať iba moderné technológie,Trojrozmerný obraz na televíznom alebo počítačovom monitore.Ukážeme vám, ako tieto technológie fungujú.

Nad hlavami divákov letí nízko nad hlavami futuristický vrtuľník, robotickí mariňáci zahalení v exopancieroch zametajú všetko, čo im stojí v ceste, mohutný raketoplán otriasa vzduch hukotom motorov – tak blízko a desivo reálne, že mimovoľne stlačíte hlavu do vaše ramená. Nedávno vydaný „Avatar“ od Jamesa Camerona alebo trojrozmerná počítačová hra spôsobujú, že divák sediaci v kresle pred obrazovkou sa cíti ako účastník fantastickej akcie... Veľmi skoro budú mimozemské príšery chodiť v každom dome, kde je tu moderné domáce kino. Ale ako je plochá obrazovka schopná zobraziť trojrozmerný obraz?

Muž v 3D priestore

Ten istý predmet vidíme ľavým a pravým okom pod rôznymi uhlami, čím vytvárame dva obrazy – stereo pár. Mozog spája oba obrázky do jedného, ​​ktorý je vedomím interpretovaný ako trojrozmerný. Rozdiely v perspektíve umožňujú mozgu určiť veľkosť objektu a jeho vzdialenosť. Na základe všetkých týchto informácií dostane človek priestorové zobrazenie so správnymi proporciami.

Ako vyzerá trojrozmerný obraz

Aby sa obraz na obrazovke javil ako trojrozmerný, musí každé oko diváka, ako v živote, vidieť trochu iný obraz, z ktorého si mozog poskladá jediný trojrozmerný obraz.

Prvé 3D filmy vytvorené s týmto princípom sa objavili na plátnach kín už v 50. rokoch minulého storočia. Keďže rastúca popularita televízie už bola vážnym konkurentom filmového priemyslu, filmoví obchodníci chceli dostať ľudí z pohovky a ísť do kina, lákajúc ich na vizuálne efekty, ktoré v tom čase nedokázal poskytnúť žiadny televízor: farebný obraz, širokouhlý obraz. , viackanálový zvuk a, samozrejme, trojrozmernosť. Objemový efekt bol vytvorený niekoľkými rôznymi spôsobmi.

Anaglyfová metóda(anaglyf je grécky výraz pre „embosovaný“). V raných fázach 3D kina vychádzali len čiernobiele 3D filmy. V každom vhodne vybavenom kine slúžili na ich premietanie dva filmové projektory. Jeden premietal film cez červený filter, druhý zobrazoval mierne horizontálne posunuté filmové políčka a prechádzal cez zelený filter. Návštevníci si nasadili ľahké kartónové okuliare, do ktorých boli namiesto okuliarov nainštalované kúsky červenej a zelenej priehľadnej fólie, takže každé oko videlo len nevyhnutnú časť obrazu a diváci vnímali „trojrozmerný“ obraz. Oba filmové projektory však musia byť nasmerované striktne na plátno a pracovať absolútne synchrónne. V opačnom prípade je rozštiepený obraz nevyhnutný a v dôsledku toho bolesti hlavy namiesto potešenia zo sledovania divákov.

Tieto okuliare sú vhodné aj pre moderné farebné 3D filmy, najmä tie, ktoré sú zaznamenané metódou Dolby 3D. V tomto prípade stačí jeden projektor so svetelnými filtrami nainštalovanými pred objektívom. Každý z filtrov prepúšťa červené a modré svetlo do ľavého a pravého oka. Jeden obrázok má modrastý odtieň, druhý má červenkastý odtieň. Svetelné filtre v okuliaroch prepúšťajú len vhodné rámy určené pre konkrétne oko. Táto technológia však umožňuje dosiahnuť len mierny 3D efekt, s malou hĺbkou.

Metóda uzávierky. Ideálne na sledovanie farebných filmov. Na rozdiel od anaglyfu pri tejto metóde projektor striedavo zobrazuje obrázky určené pre ľavé a pravé oko. Vzhľadom na to, že striedanie obrazov prebieha pri vysokej frekvencii - od 30 do 100-krát za sekundu - mozog vytvára súvislý priestorový obraz a divák vidí na obrazovke pevný trojrozmerný obraz. Táto metóda sa predtým nazývala NuVision, ale teraz sa častejšie označuje ako XpanD.

Na prezeranie 3D filmov pomocou tejto metódy sa používajú uzávierkové okuliare, v ktorých sú namiesto okuliarov alebo filtrov nainštalované dve optické uzávierky. Tieto malé matice LCD prepúšťajúce svetlo sú schopné meniť priehľadnosť na príkaz z ovládača – buď stlmiť, alebo zosvetliť, v závislosti od toho, na ktoré oko je momentálne potrebné aplikovať obrázok.

Metóda uzávierky sa používa nielen v kinách: používa sa aj v televízoroch a počítačových monitoroch. V kine sa príkazy dávajú pomocou IR vysielača. Niektoré okuliare s uzáverom na PC z 90. rokov boli pripojené k počítaču káblom (moderné modely sú bezdrôtové).

Nevýhodou tejto metódy je, že okuliare s uzáverom sú zložité elektronické zariadenie, ktoré spotrebúva elektrickú energiu. V dôsledku toho majú pomerne vysokú cenu (najmä v porovnaní s kartónovými okuliarmi) a značnú hmotnosť.

polarizačná metóda. V oblasti kinematografie sa toto riešenie nazýva RealD. Jeho podstatou je, že projektor striedavo predvádza filmové políčka, v ktorých majú svetelné vlny rôzne smery polarizácie svetelného toku. Špeciálne okuliare potrebné na pozorovanie sú vybavené filtrami, ktoré prepúšťajú len svetelné vlny, ktoré sú určitým spôsobom polarizované. Takže obe oči dostávajú obrázky s rôznymi informáciami, na základe ktorých mozog vytvára trojrozmerný obraz.

Polarizačné okuliare sú o niečo ťažšie ako kartónové okuliare, ale keďže fungujú bez zdroja energie, vážia a stoja podstatne menej ako sklá s uzáverom. Spolu s polarizačnými filtrami, ktoré sú inštalované na filmových projektoroch a okuliaroch, však táto metóda vyžaduje drahé plátno so špeciálnym povlakom na zobrazenie 3D filmov.

V súčasnosti sa neuprednostňuje žiadna z týchto metód. Treba si však uvedomiť, že s dvomi projektormi (metódou anaglyfov) funguje čoraz menej kín.

Ako sa vyrábajú 3D filmy

Použitie zložitých techník je potrebné už vo fáze natáčania, a nie len pri sledovaní 3D filmov. Aby sa vytvorila ilúzia trojrozmernosti, každá scéna musí byť natočená súčasne dvoma kamerami z rôznych uhlov. Podobne ako ľudské oko sú obe kamery umiestnené blízko seba, v rovnakej výške.

3D technológie pre domáce použitie

Na sledovanie 3D filmov na DVD sa stále používajú jednoduché kartónové okuliare, dedičstvo vzdialených 50-tych rokov. To vysvetľuje skromný výsledok – slabá reprodukcia farieb a nedostatočná hĺbka obrazu.

Aj moderné 3D technológie sú však viazané na špeciálne okuliare a tento stav sa zrejme čoskoro nezmení. Hoci Philips v roku 2008 predstavil prototyp 42-palcového LCD 3D televízora, ktorý nevyžaduje používanie okuliarov, táto technológia dosiahne svoju trhovú zrelosť minimálne za 3-4 roky.

Vydanie 3D televízorov pracujúcich v tandeme s okuliarmi však na medzinárodnej výstave IFA 2009 oznámilo niekoľko výrobcov naraz. Napríklad Panasonic má v úmysle uviesť na trh 3D TV modely do polovice roku 2010, rovnako ako Sony a Loewe, pričom sa spolieha na metódu uzávierky. Na 3D pódium mieria aj spoločnosti JVC, Philips a Toshiba, uprednostňujú však metódu polarizácie. LG a Samsung vyvíjajú svoje zariadenia založené na oboch technológiách.

Obsah pre 3D

Blu-ray disky sú hlavným zdrojom 3D video obsahu. Obsah sa prenáša do zdroja obrazu cez rozhranie HDMI. Na to musí televízor a prehrávač podporovať príslušné technológie, ako aj nedávno prijatý štandard HDMI 1.4 – len ten poskytuje súčasný prenos dvoch dátových tokov 1080p. Zariadenia s podporou HDMI 1.4 sa zatiaľ dajú spočítať na prstoch.

3D technológie na PC

Spočiatku bolo prezeranie trojrozmerného obrazu na počítači dostupné len s pomocou okuliarov alebo špeciálnych prilieb pre virtuálnu realitu. Oba boli vybavené dvoma farebnými LCD displejmi – pre každé z očí. Kvalita výsledného obrazu pri použití tejto technológie závisela od kvality použitých LCD obrazoviek.

Tieto zariadenia však mali množstvo nedostatkov, ktoré väčšinu kupujúcich vystrašili. Forteho kybernetická prilba, ktorá sa objavila v polovici 90. rokov, bola objemná, neúčinná a pripomínala stredoveké mučiace zariadenie. Skromné ​​rozlíšenie 640 x 480 bodov na počítačové programy a hry zjavne nestačilo. A hoci neskôr boli vydané pokročilejšie okuliare, napríklad model Sony LDI-D 100, aj keď boli dosť ťažké a spôsobili vážne nepohodlie.

Technológie na vytváranie stereo obrazu na obrazovke monitora, ktoré vydržali takmer desaťročnú odmlku, dosiahli novú etapu svojho vývoja. Je dobrou správou, že minimálne jeden z dvoch hlavných výrobcov grafických adaptérov, NVIDIA, prišiel s niečím inovatívnym. Komplex 3D Vision v hodnote asi 6 tisíc rubľov. obsahuje uzávierkové okuliare a IR vysielač. Na vytvorenie priestorového obrazu s týmito okuliarmi je však potrebný príslušný hardvér: počítač musí byť vybavený výkonnou grafickou kartou NVIDIA. A aby pseudotrojrozmerný obraz neblikal, monitor s rozlíšením 1280 x 1024 pixelov musí poskytovať obnovovaciu frekvenciu obrazovky aspoň 120 Hz (60 Hz pre každé oko). ASUS G51J 3D sa stal prvým notebookom vybaveným touto technológiou.

V súčasnosti sú k dispozícii aj takzvané 3D profily pre viac ako 350 hier, ktoré si možno stiahnuť z webovej stránky NVIDIA (www.nvidia.ru). Patria sem moderné akčné hry, ako napríklad Borderlands, ako aj tie, ktoré boli vydané v minulosti.

Alternatívou k 3D uzávierke je metóda polarizácie, ktorá pokračuje v téme počítačových hier. Na jeho realizáciu potrebujete monitor s polarizačnou obrazovkou, napríklad Hyundai W220S. 3D obraz je dostupný s akoukoľvek výkonnou grafickou kartou ATI alebo NVIDIA. Tým sa však zníži rozlíšenie z 1680 x 1050 na 1680 x 525 pixelov, keďže snímky sú prekladané. Ktoré hry podporujú metódu polarizácie nájdete na internete na adrese: www.ddd.com.

3D kamera

Už dnes je možné zhotovovať 3D fotografie: fotoaparát Fujifilm Finepix Real 3D W1 pomocou dvoch šošoviek a dvoch snímačov dokáže zachytiť fotografie a dokonca aj krátke videá s trojrozmerným priestorovým efektom. Ako príslušenstvo k fotoaparátu je ponúkaný digitálny fotorámik, ktorý zobrazuje fotografie v 3D. Každý, kto si chce vytlačiť svoje 3D výtlačky, môže navštíviť online fotografickú službu Fuji. Náklady na jeden výtlačok sú cca 5 eur a dodacia lehota na objednávku z UK, kde sú fotografie vytlačené, je takmer dva týždne.

3D skener

3D skenery sú schopné skenovať, aspoň zatiaľ, malé predmety a ukladať ich „objemové“ obrázky ako súbory na pevný disk. V tomto prípade sa snímanie objektu spravidla vykonáva dvoma kamerami. V závislosti od veľkosti sa objekt buď otáča na špeciálnej platforme, alebo sa okolo nej pohybujú kamery. Cena ani dátum objavenia sa 3D skenerov na masovom trhu ešte neboli stanovené.

Na prednej strane obrazovky a adresovateľné elektródy prebiehajúce pozdĺž jej zadnej strany. Výboj plynu spôsobuje ultrafialové žiarenie, ktoré následne spúšťa viditeľnú žiaru fosforu. Vo farebných plazmových paneloch sa každý pixel obrazovky skladá z troch identických mikroskopických dutín obsahujúcich inertný plyn (xenón) a má dve elektródy, prednú a zadnú. Po privedení silného napätia na elektródy sa plazma začne pohybovať. Pritom vyžaruje ultrafialové svetlo, ktoré dopadá na fosfory na dne každej dutiny. Fosfory vyžarujú jednu zo základných farieb: červenú, zelenú alebo modrú. Farebné svetlo potom prechádza sklom a dostáva sa do oka diváka. V plazmovej technológii teda pixely fungujú ako žiarivky, no vytváranie panelov z nich je dosť problematické. Prvým problémom je veľkosť pixelov. Subpixel plazmového panelu má objem 200 µm x 200 µm x 100 µm a na paneli je potrebné naskladať niekoľko miliónov pixelov, jeden po druhom. Po druhé, predná elektróda by mala byť čo najpriehľadnejšia. Na tento účel sa používa oxid india a cínu, pretože vedie prúd a je priehľadný. Žiaľ, plazmové panely môžu byť také veľké a vrstva oxidu tak tenká, že keď pretečú veľké prúdy, dôjde k poklesu napätia na odpore vodičov, čo značne zníži a skreslí signály. Preto je potrebné pridať medziľahlé spojovacie vodiče z chrómu - ten vedie prúd oveľa lepšie, ale, žiaľ, je nepriehľadný.

Nakoniec je potrebné zvoliť správne fosfory. Závisia od požadovanej farby:

• Zelená: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+
• Červená: Y 2 O 3:Eu 3+ / Y0,65Gd 0,35 BO 3:Eu 3
• Modrá: BaMgAl 10 O 17: Eu 2+

Tieto tri fosfory produkujú svetlo s vlnovou dĺžkou medzi 510 a 525 nm pre zelenú, 610 nm pre červenú a 450 nm pre modrú. Posledným problémom je adresovanie pixelov, pretože, ako sme už videli, na získanie požadovaného odtieňa je potrebné meniť intenzitu farby nezávisle pre každý z troch subpixelov. Na plazmovom paneli s rozlíšením 1280 x 768 pixelov sú približne tri milióny subpixelov, čo dáva šesť miliónov elektród. Ako viete, položenie šiestich miliónov stôp na nezávislé ovládanie sub-pixelov je nemožné, takže stopy musia byť multiplexované. Predné koľaje sú zvyčajne postavené v plných čiarach a zadné koľaje sú v stĺpcoch. Elektronika zabudovaná v plazmovom paneli pomocou matice stôp vyberá pixel, ktorý je potrebné na paneli rozsvietiť. Obsluha je veľmi rýchla, takže používateľ nič nespozoruje – podobne ako pri skenovaní lúčom na CRT monitoroch.

Trochu histórie.

Prvý prototyp plazmového displeja sa objavil v roku 1964. Navrhli ju vedci z University of Illinois Bitzer a Slottow ako alternatívu k obrazovke CRT pre počítačový systém Plato. Tento displej bol monochromatický, nevyžadoval dodatočnú pamäť a zložité elektronické obvody a bol vysoko spoľahlivý. Jeho účelom bolo najmä označovanie písmen a číslic. Ako počítačový monitor sa však nestihol poriadne realizovať, pretože vďaka polovodičovej pamäti, ktorá sa objavila koncom 70. rokov, sa kineskopové monitory ukázali ako lacnejšie na výrobu. Ale plazmové panely sa vďaka malej hĺbke puzdra a veľkej obrazovke rozšírili ako informačné tabule na letiskách, železničných staniciach a burzách. Informačné panely prevzala IBM av roku 1987 bývalý Bitzerov študent, Dr. Larry Weber, založil spoločnosť Plasmaco, ktorá začala vyrábať monochromatické plazmové displeje. Prvý 21" farebný plazmový displej predstavila spoločnosť Fujitsu v roku 1992. Bol vyvinutý v spolupráci s dizajnérskou kanceláriou University of Illinois a NHK. V roku 1996 Fujitsu kupuje Plasmaco so všetkými jeho technológiami a závodom a prináša prvé komerčne úspešné plazmový panel na trhu – Plasmavision so 42" obrazovkou s progresívnym skenovaním 852x480. Začal sa predaj licencií iným výrobcom, prvým z nich bol Pioneer. Následne, aktívnym vývojom plazmovej technológie, Pioneer, možno viac ako ktokoľvek iný, uspel v oblasti plazmy a vytvoril množstvo vynikajúcich plazmových modelov.

Napriek ohromnému komerčnému úspechu plazmových panelov bola kvalita obrazu spočiatku mierne povedané deprimujúca. Stáli báječné peniaze, ale rýchlo si získali publikum vďaka tomu, že sa priaznivo líšili od CRT monštier s plochým telom, ktoré umožňovalo zavesiť televízor na stenu, a veľkosti obrazovky: 42 palcov diagonálne proti 32 (max. pre CRT TV). Čo bolo hlavnou chybou prvých plazmových monitorov? Faktom je, že pri všetkej brilantnosti obrazu sa vôbec nevyrovnali s plynulými prechodmi farieb a jasu: tie sa rozpadli na kroky s roztrhanými okrajmi, ktoré na pohyblivom obrázku vyzerali dvojnásobne hrozne. Zostávalo už len hádať, prečo vznikol tento efekt, o ktorom akoby na základe dohody nepísali ani slovo médiá, ktoré chválili nové ploché displeje. O päť rokov neskôr, keď sa vystriedalo niekoľko generácií plazmy, sa však krokov začalo vyskytovať čoraz menej a v iných ohľadoch začala kvalita obrazu rýchlo rásť. Okrem toho sa okrem 42-palcových panelov objavili aj 50“ a 61“ panely. Postupne rástlo aj rozlíšenie a niekde v štádiu prechodu na 1024 x 720 boli plazmové displeje, ako sa hovorí, v samom sokovi. Nedávno plazma úspešne prekročila nový prah kvality a vstúpila do privilegovaného kruhu Full HD zariadení. V súčasnosti sú najobľúbenejšie veľkosti obrazoviek s uhlopriečkou 42 a 50 palcov. Okrem štandardných 61" je teraz k dispozícii aj veľkosť 65" a rekordných 103". Skutočný rekord však ešte len príde: Matsushita (Panasonic) nedávno oznámil 150" panel! To je ale, podobne ako 103" modely (mimochodom známa americká firma Runco vyrábajúce plazmy rovnakej veľkosti na báze panelov Panasonic), neúnosná vec ako v doslovnom, tak aj doslovnom zmysle (hmotnosť, cena) .

Technológia plazmových panelov.

Len o komplexe.

Hmotnosť bola spomenutá z nejakého dôvodu: plazmové panely vážia veľa, najmä veľké modely. Je to dôsledok toho, že plazmový panel je väčšinou vyrobený zo skla, okrem kovového šasi a plastového krytu. Sklo je tu nevyhnutné a nenahraditeľné: zastavuje škodlivé ultrafialové žiarenie. Z rovnakého dôvodu nikto nevyrába žiarivky z plastu, iba zo skla.

Celý dizajn plazmovej obrazovky sú dve tabule skla, medzi ktorými je bunková štruktúra pixelov, pozostávajúca z triád subpixelov – červenej, zelenej a modrej. Bunky sú vyplnené inertnými, tzv. „ušľachtilé“ plyny – zmes neónu, xenónu, argónu. Elektrický prúd prechádzajúci plynom spôsobuje jeho žiaru. Plazmový panel je v podstate matica malých žiariviek riadených vstavaným počítačom panelu. Každá bunka pixelu je druh kondenzátora s elektródami. Elektrický výboj ionizuje plyny a mení ich na plazmu – teda na elektricky neutrálnu, vysoko ionizovanú látku pozostávajúcu z elektrónov, iónov a neutrálnych častíc. V skutočnosti je každý pixel rozdelený na tri subpixely obsahujúce červený (R), zelený (G) alebo modrý (B) fosfor: Zelený: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+ Červený: Y2O3:Eu3+ / Y0,65Gd0,35BO3 :Eu3 Modrá : BaMgAl10O17:Eu2+ Tieto tri fosfory produkujú svetlo s vlnovou dĺžkou medzi 510 a 525 nm pre zelenú, 610 nm pre červenú a 450 nm pre modrú. Vertikálne rady R, G a B sú v skutočnosti jednoducho rozdelené na samostatné bunky horizontálnymi zúženiami, vďaka čomu je štruktúra obrazovky veľmi podobná maskovanej obrazovke bežného televízora. Podobnosť s tým posledným spočíva aj v tom, že je tu použitý rovnako farebný fosfor, ktorý pokrýva vnútro subpixelových buniek. Iba zapálenie fosforového fosforu sa neuskutočňuje elektrónovým lúčom ako v kineskopu, ale ultrafialovým žiarením. Na vytvorenie rôznych odtieňov farieb je intenzita žiary každého subpixelu riadená nezávisle. V kineskopových televízoroch sa to robí zmenou intenzity toku elektrónov, v "plazme" - pomocou 8-bitovej pulznej kódovej modulácie. Celkový počet farebných kombinácií v tomto prípade dosahuje 16 777 216 odtieňov.

Ako vzniká svetlo. Základom každého plazmového panelu je vlastná plazma, teda plyn pozostávajúci z iónov (elektricky nabitých atómov) a elektrónov (záporne nabitých častíc). Za normálnych podmienok sa plyn skladá z elektricky neutrálnych, t.j. častíc, ktoré nemajú náboj.

Ak sa prechodom elektrického prúdu do plynu dostane veľké množstvo voľných elektrónov, situácia sa radikálne zmení. Voľné elektróny sa zrážajú s atómami a „vyraďujú“ stále viac a viac elektrónov. Bez elektrónu sa rovnováha zmení, atóm získa kladný náboj a zmení sa na ión.

Keď elektrický prúd prechádza výslednou plazmou, záporne a kladne nabité častice majú k sebe tendenciu.

Uprostred tohto chaosu sa častice neustále zrážajú. Zrážky „vzrušujú“ atómy plynu v plazme, čo spôsobuje, že uvoľňujú energiu vo forme fotónov v ultrafialovom spektre.

Keď fotóny zasiahnu fosfor, jeho častice sa vzrušia, vyžarujú svoje vlastné fotóny, ale už budú viditeľné a budú mať formu svetelných lúčov.

Medzi sklenenými stenami sú státisíce buniek potiahnutých fosforom, ktorý žiari červeným, zeleným a modrým svetlom. Pod viditeľným skleneným povrchom - po celej obrazovke - sú dlhé, priehľadné zobrazovacie elektródy, izolované na vrchu vrstvou dielektrika a na spodnej strane vrstvou oxidu horečnatého (MgO).

Aby bol proces stabilný a kontrolovateľný, je potrebné zabezpečiť dostatočný počet voľných elektrónov v hrúbke plynu plus dostatočne vysoké napätie (asi 200 V), vďaka čomu sa toky iónov a elektrónov budú pohybovať smerom k navzájom.

A aby k ionizácii došlo okamžite, okrem riadiacich impulzov je na elektródach zvyškový náboj. Riadiace signály sú privádzané k elektródam pozdĺž horizontálnych a vertikálnych vodičov, ktoré tvoria adresnú mriežku. Vertikálne (zobrazovacie) vodiče sú navyše vodivé cesty na vnútornom povrchu ochranného skla z prednej strany. Sú priehľadné (vrstva oxidu cínu s prímesou india). Horizontálne (adresné) kovové vodiče sú umiestnené na zadnej strane článkov.

Prúd tečie z elektród displeja (katód) k anódovým platniam otočeným pod uhlom 90 stupňov voči elektródam displeja. Ochranná vrstva slúži na zamedzenie priameho kontaktu s anódou.

Pod zobrazovacími elektródami sú už spomínané RGB pixelové bunky, vyrobené vo forme maličkých škatúľ, zvnútra pokrytých farebným fosforom (každá „farebná“ škatuľka – červená, zelená alebo modrá – sa nazýva subpixel). Pod bunkami je štruktúra adresných elektród usporiadaných v uhle 90 stupňov k elektródam displeja a prechádzajúcich cez zodpovedajúce farebné subpixely. Nasleduje ochranná hladina pre adresovateľné elektródy, uzavretá zadným sklom.

Pred utesnením plazmového displeja sa do priestoru medzi bunkami pod nízkym tlakom vstrekne zmes dvoch inertných plynov, xenónu a neónu. Na ionizáciu konkrétneho článku sa vytvorí rozdiel napätia medzi zobrazovacími a adresnými elektródami umiestnenými oproti sebe nad a pod článkom.

Málo realít.

V skutočnosti je štruktúra skutočných plazmových obrazoviek oveľa komplikovanejšia a fyzika procesu nie je vôbec taká jednoduchá. Okrem vyššie opísanej maticovej mriežky existuje ďalšia odroda - koparalelná, ktorá poskytuje dodatočný horizontálny vodič. Navyše, najtenšie kovové pásy sú zdvojené, aby sa vyrovnal ich potenciál po celej dĺžke, čo je dosť významné (1 m alebo viac). Povrch elektród je pokrytý vrstvou oxidu horečnatého, ktorý plní izolačnú funkciu a zároveň zabezpečuje sekundárnu emisiu pri bombardovaní kladnými iónmi plynu. Existujú tiež rôzne typy geometrie radu pixelov: jednoduchá a „waflová“ (bunky sú oddelené dvojitými vertikálnymi stenami a horizontálnymi mostíkmi). Transparentné elektródy môžu byť vyrobené vo forme dvojitého T alebo meandru, keď sú akoby prepletené s adresnými, hoci sú v rôznych rovinách. Existuje mnoho ďalších technologických trikov zameraných na zlepšenie účinnosti plazmových obrazoviek, ktorá bola spočiatku dosť nízka. Na rovnaký účel výrobcovia menia zloženie plynu v článkoch, najmä zvyšujú percento xenónu z 2 na 10%. Mimochodom, zmes plynov v ionizovanom stave mierne žiari sama o sebe, preto, aby sa eliminovalo znečistenie fosforového spektra touto žiarou, sú v každej bunke nainštalované miniatúrne svetelné filtre.

Manažment signálu.

Posledným problémom je adresovanie pixelov, pretože, ako sme už videli, na získanie požadovaného odtieňa je potrebné nezávisle meniť intenzitu farieb pre každý z troch subpixelov. Na plazmovom paneli s rozlíšením 1280 x 768 pixelov sú približne tri milióny subpixelov, čo dáva šesť miliónov elektród. Ako viete, položenie šiestich miliónov stôp na nezávislé ovládanie subpixelov je nemožné, takže stopy musia byť multiplexované. Predné koľaje sú zvyčajne postavené v plných čiarach a zadné koľaje sú v stĺpcoch. Elektronika zabudovaná v plazmovom paneli pomocou matice stôp vyberá pixel, ktorý je potrebné na paneli rozsvietiť. Obsluha je veľmi rýchla, takže používateľ nič nespozoruje – podobne ako pri skenovaní lúčom na CRT monitoroch. Kontrola pixelov sa vykonáva pomocou troch typov impulzov: štartovanie, podpora a zhasnutie. Frekvencia je asi 100 kHz, aj keď sú známe myšlienky dodatočnej modulácie riadiacich impulzov rádiovými frekvenciami (40 MHz), čo zabezpečí rovnomernejšiu hustotu výboja v stĺpci plynu.

V skutočnosti má ovládanie žiary pixelov povahu diskrétnej modulácie šírky impulzu: pixely svietia presne tak dlho, ako trvá podporný impulz. Jeho trvanie pri 8-bitovom kódovaní môže nadobudnúť 128 diskrétnych hodnôt, respektíve sa získa rovnaký počet gradácií jasu. Mohol by to byť dôvod, prečo sa zubaté prechody rozpadli na kroky? Plazma neskorších generácií postupne zvyšovala rozlíšenie: 10, 12, 14 bitov. Najnovšie modely Runco v kategórii Full HD využívajú 16-bitové spracovanie signálu (pravdepodobne aj kódovanie). Tak či onak, schody sú preč a dúfajme, že sa už neobjavia.

Okrem samotného panelu.

Postupne sa zdokonaľoval nielen samotný panel, ale aj algoritmy spracovania signálu: škálovanie, progresívna konverzia, kompenzácia pohybu, potlačenie šumu, optimalizácia syntézy farieb atď. Každý výrobca plazmy mal vlastnú sadu technológií, ktoré čiastočne duplikovali pod inými názvami, ale čiastočne ich vlastné. Takže takmer každý používal škálovacie a adaptívne algoritmy progresívnej konverzie DCDi Faroudja, zatiaľ čo niektorí si objednali originálny vývoj (napríklad Vivix od Runco, Advanced Video Movement od Fujitsu, Dynamic HD Converter od Pioneer atď.). Za účelom zvýšenia kontrastu bola vykonaná úprava štruktúry riadiacich impulzov a napätí. Na zvýšenie jasu boli do tvaru buniek zavedené ďalšie prepojky, aby sa zväčšil povrch pokrytý fosforom a znížilo sa osvetlenie susedných pixelov (Pioneer). Postupne rástla úloha „inteligentných“ algoritmov spracovania: zaviedla sa optimalizácia jasu po jednotlivých snímkach, systém dynamického kontrastu a pokročilé technológie syntézy farieb. Korekcie pôvodného signálu sa robili nielen na základe charakteristík samotného signálu (aká tmavá alebo svetlá bola aktuálna scéna alebo ako rýchlo sa objekty pohybovali), ale aj na základe úrovne okolitého svetla, ktorá bola monitorovaná pomocou zabudovaného vo fotosenzore. S pomocou pokročilých algoritmov spracovania sa dosiahol fantastický úspech. Spoločnosť Fujitsu tak pomocou interpolačného algoritmu a zodpovedajúcich vylepšení v modulačnom procese zvýšila počet farebných gradácií v tmavých fragmentoch na 1019, čo ďaleko presahuje vlastné možnosti obrazovky pri tradičnom prístupe a zodpovedá citlivosti ľudského tela. vizuálny prístroj (technológia Low Brightness Multi Gradation Processing). Tá istá spoločnosť vyvinula metódu oddelenej modulácie párnych a nepárnych horizontálnych riadiacich elektród (ALIS), ktorá bola potom použitá v modeloch Hitachi, Loewe a i.. jeho plazmové modely mali nezvyčajné rozlíšenie 1024 × 1024. samozrejme, bol virtuálny, ale efekt bol celkom pôsobivý.

Výhody a nevýhody.

Plazma je displej, ktorý podobne ako televízor kineskopu nepoužíva svetelné ventily, ale vyžaruje už modulované svetlo priamo fosforovými triádami. Vďaka tomu je plazma do určitej miery podobná katódovým trubiciam, ktoré sú tak známe a osvedčili sa už niekoľko desaťročí.

Plazma má citeľne širšie pokrytie farebného priestoru, čo je vysvetlené aj špecifikami syntézy farieb, ktorá je tvorená „aktívnymi“ fosforovými prvkami, a nie prechodom svetelného toku lampy cez filtre a svetelné ventily.

Okrem toho je zdroj plazmy asi 60 000 hodín.

Plazmové televízory sú teda:

Veľká veľkosť obrazovky + kompaktnosť + žiadny prvok blikania; - Obraz s vysokým rozlíšením; - Plochá obrazovka bez geometrického skreslenia; - Pozorovací uhol 160 stupňov vo všetkých smeroch; - Mechanizmus nie je ovplyvnený magnetickými poľami; - Vysoké rozlíšenie a jas obrazu; - dostupnosť počítačových vstupov; - Formát snímky 16:9 a prítomnosť režimu progresívneho snímania.

V závislosti od rytmu aktuálneho vlnenia, ktoré prechádza bunkami, sa bude líšiť intenzita žiary každého subpixelu, ktorý bol riadený nezávisle. Zvyšovaním alebo znižovaním intenzity žiary môžete vytvárať rôzne farebné odtiene. Vďaka tomuto princípu fungovania plazmového panelu je možné získať vysokú kvalitu obrazu bez farebných a geometrických skreslení. Slabšou stránkou je relatívne nízky kontrastný pomer. Je to spôsobené tým, že do článkov musí byť neustále dodávaný prúd nízkeho napätia. V opačnom prípade sa zvýši čas odozvy pixelov (ich zapálenie a zoslabenie), čo je neprijateľné.

Teraz k nevýhodám.

Predná elektróda by mala byť čo najpriehľadnejšia. Na tento účel sa používa oxid india a cínu, pretože vedie prúd a je priehľadný. Žiaľ, plazmové panely môžu byť také veľké a vrstva oxidu tak tenká, že keď pretečú veľké prúdy, dôjde k poklesu napätia na odpore vodičov, čo značne zníži a skreslí signály. Preto je potrebné pridať medziľahlé spojovacie vodiče z chrómu - ten vedie prúd oveľa lepšie, ale, žiaľ, je nepriehľadný. Strach z plazmy a nie príliš delikátnej prepravy. Spotreba energie je veľmi výrazná, aj keď v posledných generáciách bola výrazne znížená, zároveň sa eliminujú hlučné chladiace ventilátory.