Плазмові дисплеї. Пристрій та принцип роботи газорозрядних дисплеїв

"У мене вдома ПЛАЗМАЗараз, "плазмою" дражнять практично всі плоскі телевізори, навіть маленькі. Погодьтеся, слово "плазма" звучить набагато крутіше, ніж ЖК або LCD, LED ( якийсь незрозумілий набір літер ), цим і пояснюється підсвідома тяга до чогось такого величезного й незрозумілого слова. плазма. І справді, коли бачиш перед собою таку плазмову панель:

то стоїш перед нею і не розумієш, чому вона ще не в мене вдома? Ну що ж, давайте все-таки розберемося, що таке плазмова панель і як вона працює. Хто не дуже сильно хропів на уроках фізики, пам'ятає, що речовина (вода, наприклад або метал...) може перебувати в трьох станах: твердому (лід), рідкому (вода) або газоподібному (пар), так от, плазма - це четвертий стан речовини. Вона є іонізованим газом (газ, в якому дуже багато заряджених частинок, як повітря після грози, тільки набагато сильніше)

Якщо в газ (нейтральний) запустити дуже багато електронів(Вони мають негативний заряд "-"), вони стикатимуться з атомами газу і вибиватимуть з них інші електрони. атом, втративши електрони, стає іоном(Має позитивний заряд "+"). Коли електричний струм проходить через плазму, що негативно і позитивно заряджені частинки притягуються один до одного, зіткнення "збуджують" атоми газу в плазмі, змушуючи їх вивільняти енергію у вигляді фотонів.

У плазмових панеляхвикористовуються в основному інертні гази. неоні ксенон. У стані "збудження" вони випромінюють світло в ультрафіолетовомудіапазоні, невидимому для людського ока, однак, його можна використовувати для вивільнення фотонів видимого спектру

Патент на винахід "плазмової панелі", хоча правильніше говорити "плазмового дисплея" був виписаний у 1964 на імена трьох осіб: Дональда Бітцера, Дружині Слоттоваі Роберта Вільсона. Перший плазмовий дисплей складався всього з одного пікселя(!!!), Звичайно, що з нього ніякого зображення, крім точки, отримати було не можна, тут був важливий сам принцип. Не минуло й десяти років, як прийнятних результатів було досягнуто, 1971 році фірмі Owens-Illinoisбуло продано ліцензію на виробництво дисплеїв Digivue.

У 1983 році Університет Іллінойсу заробив ні багато ні мало, мільйон доларів за продаж ліцензії "на плазму" компанії IBM- найсильнішому гравцю, на той час, у галузі комп'ютерних технологій. Перед Вами модель 1981 року " PLATO V", з монохроматичним дисплеєм оранжевого свічення:

Все б добре, але тільки LCD дисплеї, що з'явилися на початку 90-х, стали впевнено витісняти "плазму" з ринку. На жаль, створити маленькі пікселі (як у LCD) було не так просто, та й яскравість із контрастністю залишали бажати кращого

Ніхто не знає, щоб було далі, якби технологією плазмових панелей не зайнялася компанія Matsushita", відома зараз як " Panasonic". 1999 році був, нарешті, створений, перспективний 60-дюймовий прототип із чудовими яскравістю і контрастністю, що перевершують їх "рідкокристалічні" аналоги Ось як виглядає плазмовий телевізор без задньої кришки:

Давайте подивимося, як влаштована плазмова панельі як вона працює. У плазмових панелях ксеноні неонміститься у сотнях маленьких мікрокамер, розташовані між двома стеклами. З обох боків, між склом і мікрокамерами, розташовуються два довгі електрода. Керуючі електродирозташовані під мікрокамерами, вздовж тилового скла. Прозорі скануючі електроди, оточені шаром діелектрика та покриті захисним шаром оксиду магнію, розташовані над мікрокамерами, вздовж фронтального скла

Електроди розташовані навхрест на всю ширину екрану. Скануючі електроди розташовані горизонтально, а електроди, що управляють, – вертикально. Як ви можете бачити нижче, на діаграмі вертикальні та горизонтальні електроди формують прямокутну сітку. Для іонізації газу в певній мікрокамері процесор заряджає електроди безпосередньо на перетині з цією мікрокамерою. Тисячі подібних процесів відбуваються за секунду, заряджаючи по черзі кожну мікрокамеру.

Коли електроди, що перетинаються, заряджені (один негативно, а інший позитивно), через газ у мікрокамері проходить електричний розряд. Як було сказано раніше, цей розряд наводить заряджені частинки в рух, внаслідок чого атоми газу випускають фотони ультрафіолету, які, у свою чергу, змушують світитися фосфорне покриттямікрокамер, вибиваючи з них фотони основних видимих ​​квітів.

Кожен піксель плазмової панелі складається з трьох мікрокамер (субпікселів): червоного зеленого та синього (як у кінескопних телевізорах), чим менший розмір пікселів у дисплеї, тим більш чітким виходить зображення

Плазмові дисплеї відрізняються гарною яскравістю, чіткістю та гарною кольоропередачею. На відміну від LCD та LED (рідкокристалічних дисплеїв), які працюють на "просвітку", плазма світить сама, забезпечуючи красивий і глибокий чорний колір та чудову контрастність зображення практично з будь-якого кута огляду. Цифрових гальм і глюків на ній практично непомітно, однак, розмір пікселів трохи більше, ніж у ЖК, тому розмір плазмової панелі (зазвичай) починається від 32 дюймів

До недоліківплазми можна віднести чималу вартість та велике споживання електроенергії. Якщо у Вас вдома є маленькі діти, врахуйте, що одного удару м'ячикомабо іншою іграшкою може бути достатньо для того, щоб вся плазмова панель вирушила на звалище(там немає 5-10 сантиметрового скла перед екраном, як у кінескопах)

Часті питання: чи вигорають пікселі на плазміі радіоактивне випромінювання? Ультрафіолет дійсно небезпечний, але завдяки передньому захисному склу величина його небезпеки дорівнює нулю. Ви намагалися позасмагати за склом? Тут теж саме, скло не пропускає ультрафіолетового проміння, тому побоюватися абсолютно нічого. Вигоряння пікселів- хоч багато хто стверджує, що його немає, але воно є, тому не потрібно довгий час залишати нерухому картинку на екрані (довго - це кілька днів, за годину-дві нічого не станеться)

Пам'ятайте, що телевізор з плазмовою панеллю, який би він не був хороший, теж може вийти з ладу, а його ремонт - річ дуже складна та недешева, купуючи такого красеня, як на картинці, будьте готові до його відповідного обслуговування.

Напевно, для багатьох із вас такі вирази, як плазмові технології, плазмові монітори звучать із певною часткою екзотичності, а багато хто, напевно, навіть і не уявляє собі, що це таке. І це зрозуміло. Адже плазмові монітори на сьогоднішній день – велика рідкість, можна навіть сказати розкіш, але, у будь-якому випадку, плазмові технології – це дуже передові та дуже перспективні технології, які зараз перебувають на стадії вдосконалення. А, як відомо, все нове і досконале завжди пробиває собі дорогу в життя. І, можливо, незабаром ми вже бачитимемо плазмові монітори абсолютно скрізь (в аеропортах, на вокзалах, у готелях та готелях, у різних залах для презентацій, і, можливо, навіть у вас вдома), і вони вже не будуть з'являтися такою розкішшю, якою були досі.

Давайте все-таки докладніше розглянемо, що ж таке плазмові монітори або, іншими словами, PDP-монітори (PDP - plasma display panel), для чого вони потрібні, які переваги і недоліки мають у порівнянні з іншими видами моніторів і чому досі для багатьох є екзотикою?

Перш за все, хочеться відзначити, що плазмові монітори - це, як правило, монітори з дуже великою діагоналлю (40 - 60 дюймів), з плоским екраном, а самі монітори є дуже тонкими (товщина їх зазвичай не перевищує 10 см) і одночасно дуже легкими. І за всіх цих переваг плазмові монітори дозволяють зберегти якість зображення на дуже високому рівні. А якщо врахувати, що перед вашими очима знаходиться монітор такої величини, та який ще й показує дуже непогано, то, я думаю, що з таким монітором ви ніколи не нудьгуватимете, наприклад, при перегляді фільмів на презентаціях. Це, на мій погляд, справді дуже ефектний і модний монітор.

Справді, плазмова панель є однією з найперспективніших технологій плоских дисплеїв. Ця технологія використовується вже досить давно, але досить висока споживана потужність і просто гігантські габаритні розміри дисплеїв дозволяли досі використовувати їх хіба що на вулиці як величезні рекламні щити з відеозображенням. Сьогодні багато провідних виробників електроніки мають у своєму асортименті якісні плазмові дисплеї для професійного і навіть побутового застосування. За якістю зображення та масштабними характеристиками сучасні плазмові дисплеї не мають собі рівних. Адже вони здатні забезпечити, через особливості плазмового ефекту, підвищену чіткість зображення, яскравість (до 500 Кд/кв.м), контрастність (до 400:1) і дуже високу соковитість кольорів. Всі ці якості поряд із відсутністю тремтіння є великими перевагами таких моніторів. Плазмові монітори мають поряд з перерахованими особливостями ще й видатними споживчими якостями: найменшою товщиною, що, безсумнівно, допоможе вам заощадити корисний простір приміщення (ви зможете розмістити свій монітор де завгодно: на підлозі, на стіні і навіть на стелі); малою вагою, що спрощує завдання безпечного та зручного розміщення та транспортування монітора; найбільшим кутом видимості зображення (близько 160 градусів). До речі, кут видимості зображення є дуже важливим параметром монітора. Уявіть собі, що ви дивитеся на монітор не під прямим кутом, а трішечки збоку, і раптом зображення прямо на ваших очах починає розпливатися, і в певний момент вже нічого не можна розібрати на екрані. Такий недолік властивий, наприклад, багатьом LCD-моніторам. Плазмові монітори через великий граничний кут огляду позбавляють вас «задоволення» поспостерігати за процесом «розчинення» зображення прямо у вас перед очима. До всього вище сказаного, напевно, варто також додати те, що плазмові монітори зовсім не створюють електромагнітних полів, що є гарантією їхньої нешкідливості для вашого зору та здоров'я в цілому. Пригадайте, наприклад, про випромінювання моніторів з електронно-променевою трубкою. Я думаю, що ніхто з вас не мріє залишитися без очей після декількох років роботи за поганим монітором. Ці монітори також зовсім не страждають від вібрації. Чого, на жаль, не можна сказати про CRT-монітори з апертурними гратами. Тож ви, у разі потреби, зможете розташувати такий монітор у зонах частих підземних поштовхів або, наприклад, поблизу залізниці. До речі, плазмовий монітор дуже непогано виглядатиме як табло на сучасних залізничних вокзалах та в аеропортах як інформаційне відео-табло.

Необхідно також відзначити стійкість плазмових моніторів до електромагнітних полів, що дозволяє використовувати їх у промислових умовах. Адже навіть найпотужніший магніт, вміщений поруч із таким монітором, ніяк не здатний вплинути на якість зображення. Уявляєте, наскільки це важливо за умов промислового виробництва. А що стосується побутового рівня, то ви без будь-якого побоювання зможете розмістити поруч зі своїм монітором будь-які акустичні колонки, не боячись побачити на екрані різні плями, як результат намагнічування екрану (нагадаю, що вплив електромагнітних полів дуже відчувається в CRT-моніторах). Так що, цей момент надає ще більшу свободу вашим діям з оформлення вашого монітора та «обвішування» його будь-якими цікавими «штучками» у стилі навісних колонок.

До позитивних якостей плазмових моніторів можна додати їх невеликий час регенерації (час між посилкою сигналу на зміну яскравості пікселя і фактичним її зміною). Це дозволяє використовувати такі монітори для перегляду відео, що у свою чергу робить такі монітори просто незамінними помічниками на різних відеоконференціях та презентаціях. А якщо до всього вище наведеного списку переваг додати також відсутність спотворень зображення та проблем зведення електронних променів та їх фокусування, які властиві всім CRT-моніторам, то, напевно, багато хто з вас скажуть: «Та це просто ідеальні монітори!». Так, дійсно, монітори дійсно непогані, і, можливо, в майбутньому вони стануть гідною заміною звичайних традиційних моніторів. Але не варто передчасно поспішати з висновками. Адже в будь-якій, навіть найдосконалішій технології існують свої підводні камені, які потрібно відшліфовувати. Ну і, звичайно, плазмова технологія не позбавлена ​​недоліків, які, власне, зараз і є головними перешкодами на шляху просування плазмових моніторів на світовий ринок.

Давайте розглянемо основні недоліки плазмових моніторів. Отже, найголовнішим недоліком, який безпосередньо позначається на низькій купівельній спроможності цих моніторів, є дуже висока ціна. Дійсно, адже ціна середнього плазмового монітора зараз становить близько $10 000. Так що потенційним покупцем такого монітора на сьогоднішній день може стати або якась досить велика компанія для проведення різних презентацій та відеоконференцій, а може бути просто для підняття свого власного іміджу, або приватна особа, для якої питання ціни вважається другорядним по відношенню до зручності використання. та престижності пристрою. Хоча, з іншого боку, ці монітори самі формують нову споживчу нішу, будучи практично ідеальним засобом демонстрації рекламних роликів чи передачі суспільної інформації. Отже, ціновий фактор зараз уже для багатьох користувачів не відіграє вирішальної ролі при виборі такого монітора.

Але на жаль, на цьому недоліки плазмових моніторів не закінчуються. Також дуже істотним недоліком плазмового монітора є досить висока споживана потужність, що зростає зі збільшенням діагоналі монітора. Цей недолік пов'язаний безпосередньо з самою технологією отримання зображення з використанням плазмового ефекту. Цей факт призводить до збільшення експлуатаційних витрат на цей монітор, але найголовніше – те, що високе енергоспоживання унеможливлює використання таких моніторів, наприклад, у портативних комп'ютерах. Тобто. такому монітору однозначно потрібне харчування від міської мережі. Отже, неможливість використання акумуляторів для живлення таких моніторів вводить деякі обмеження на область їх використання. Але з урахуванням загальної електрифікації можна віднести цей недолік у розряд незначних.

Ще одним недоліком плазмових моніторів є досить низька роздільна здатність, обумовлена ​​великим розміром елемента зображення. Але, враховуючи той факт, що ці монітори в основному використовуються на презентаціях, конференціях, а також як різні інформаційні та рекламні табло, то зрозуміло, що основна маса глядачів знаходиться на значній відстані від екранів цих моніторів. А це сприяє тому, що видима на невеликій відстані зернистість просто зникає на великій відстані. На такі монітори справді потрібно дивитися на відстані. Та й нема чого близько підходити до здорового монітора, адже ви повинні охопити своїм зором відразу весь екран, щоб вам не довелося посилено «бовтати» головою в різні боки, щоб ухопити уривки зображення в різних частинах екрану. У зв'язку з вищесказаним, досить низька роздільна здатність, як правило, не є суттєвим недоліком плазмових моніторів.

Ще одним значним недоліком плазмових моніторів є порівняно невеликий термін служби. Справа в тому, що це пов'язано з досить швидким вигорянням люмінофорних елементів, властивості яких швидко погіршуються, і екран стає менш яскравим. Наприклад, вже за кілька років інтенсивної експлуатації яскравість світіння екрана може знизитися вдвічі. Тому термін служби плазмових моніторів обмежений і становить 5-10 років за досить інтенсивної експлуатації або близько 10000 годин. І саме через ці обмеження, такі монітори використовуються поки що лише для конференцій, презентацій, інформаційних щитів, тобто. там, де потрібні великі розміри екранів для відображення інформації. Особливо ці монітори популярні на презентаціях, адже у разі термін служби монітора значно збільшується, т.к. він порівняно рідко знаходиться в роботі на відміну, наприклад, від плазмового монітора, що виконує роль цілодобового рекламного відео-щита. Хоча, якщо добре подумати, 5-10 років служби при інтенсивній експлуатації – це не так уже й мало. Я, наприклад, насилу уявляю собі, наприклад, монітор домашнього комп'ютера, який би безвідмовно пропрацював більше десяти років. А якщо ще зважити на той факт, що зараз різні фірми-виробники плазмових моніторів намагаються зробити все для збільшення терміну служби моніторів, то і цей недолік плазмових моніторів вже незабаром просто зникне.

Ще одним недоліком плазмових моніторів є той факт, що їх розмір зазвичай починається із сорока дюймів. Це говорить про те, що виробництво дисплеїв меншого розміру економічно недоцільне, тому навряд чи побачимо плазмові панелі, скажімо, в портативних комп'ютерах. Але цей недолік плазмових моніторів можна розцінювати як його перевагу. Адже саме з появою цих моніторів подолали бар'єр максимально можливої ​​діагоналі плоских моніторів. Адже звичайні LCD-монітори просто за своєю технологією виробництва не можуть бути виконані з великою діагоналлю. А технологія виробництва плазмових моніторів дозволяє зараз виготовляти монітори з діагоналлю до 63 дюймів. Уявляєте, який велетень? І я впевнений, що це ще не межа. Адже все це при маленькій його товщині! Але у випадку з монітором такої величезної діагоналі раджу вам бути дуже уважними, акуратними та обережними при його транспортуванні. І не забувайте, що він не любить сильних вібрацій, та й механічні ушкодження, я думаю, йому будуть зовсім ні до чого. Отже, його найкраще перевозити у спеціальній коробці з пінопластом, призначеною саме для цієї мети.

Ще один, напевно, останній неприємний ефект, можливий у моніторів плазми – це інтерференція. По суті, інтерференція – це взаємодія світла різної довжини хвилі, що випромінюється із сусідніх елементів екрану. Внаслідок цього явища певною мірою погіршується якість зображення. Хоча, якщо врахувати ту яскравість, контрастність і соковитість кольорів, результат прояву інтерференції на моніторі навряд чи помітний. І звичайний непрофесійний користувач, напевно, просто не помітить жодних відхилень як зображення вашого монітора.

Ну ось, мабуть, і всі недоліки, властиві плазмовим моніторам. І якщо тепер зіставити всі переваги та недоліки плазмових моніторів, то очевидна істотна перевага всіляких переваг. До того ж, ви, напевно, помітили, як ми в результаті міркувань багато недоліків з легкістю відкидали убік, а в деяких із них взагалі побачили позитивні моменти. Та ще не потрібно забувати, що технічний прогрес не стоїть на місці, і в умовах жорсткої конкуренції фірми-виробники плазмових моніторів прагнуть постійно підвищувати якість продукції, що випускається. Тим самим зараз постійно розробляються нові і нові технології, що сприяють зниженню кількості недоліків і водночас зниження вартості плазмових моніторів. Ось, наприклад, компанія Philips оголосила ціну на свій новий монітор Philips Brilliance 420P нижче загадкового бар'єру в 10000 $. Цей факт вже наочно показує, що наразі чітко простежується тенденція зниження цін на плазмові монітори, що, природно, робить їх доступними ширшому колу потенційних покупців та відкриває нові горизонти для використання плазмових моніторів.

Взагалі плазмовий ефект відомий науці досить давно: він був відкритий ще 1966 року. Неонові вивіски та лампи денного світла – лише деякі види застосування цього явища свічення газів під впливом електричного струму. А ось виробництво плазмових моніторів для масового споживчого ринку розпочинається лише зараз. Це пов'язано і з дорожнечею таких моніторів, і з їхньою відчутною «ненажерливістю». І хоча технологія виготовлення плазмових дисплеїв дещо простіше, ніж рідкокристалічних, той факт, що вона ще не поставлена ​​на потік, сприяє підтримці високих цін на цей поки що екзотичний товар.

Яким чином плазмову технологію вченим вдалося застосувати для створення моніторів? Плазмова технологія використовується для створення надтонких, плоских екранів. Лицьова панель такого екрану складається із двох плоских скляних пластин, розташованих на відстані близько 100 мікрометрів один від одного.


Між цими пластинами знаходиться шар інертного газу (як правило суміш ксенону і неону), на який впливає сильне електричне поле. На передню, прозору пластину нанесені найтонші прозорі провідники - електроди, а на задню - провідники у відповідь. У сучасних кольорових дисплеях змінного струму задня стінка має мікроскопічні осередки, заповнені люмінофорами трьох основних кольорів (червоного, синього та зеленого), по три осередки на кожен піксель. Саме за допомогою змішування у певних пропорціях цих трьох кольорів і виходять різні відтінки кольорового зображення у кожній точці монітора. Газ, який знаходиться між двома пластинами, переходить у плазмовий стан і випромінює ультрафіолетове світло. Завдяки надзвичайній колірній чіткості та високій контрастності перед вами виникає просто дуже якісне зображення, яке, повірте мені, порадує око навіть найприскіпливішого глядача.

Давайте тепер поговоримо трохи про компанії та ринки, що працюють у сфері виробництва та пропозиції плазмових моніторів. Звичайно, зараз дуже багато компаній з різних країн світу виставили на ринок свої моделі плазмових моніторів, але безперечним лідером за кількістю та якістю запропонованих моделей є різні Японські компанії. Такі, наприклад, як Hitachi, Sharp, NEC, Toshiba, JVC, Fujitsu, Mitsubishi, Sony, Pioneer та ін. В умовах жорсткої конкуренції практично кожен виробник плазмових панелей додає до класичної технології власні розробки, що покращують передачу кольору, контрастність зображення, а також розширюють спектр функціональних можливостей монітора В умовах такої боротьби за лідируюче місце на арені плазмових моніторів на споживчому ринку постійно з'являються нові і нові моделі моніторів різних фірм, які з кожним разом не тільки стають якіснішими, а й постійно падають у ціні, що на краще позначається на купівельній спроможності все більшої кількості користувачів. Взагалі, на мій погляд, чим жорсткішою буде конкуренція серед лідерів з виробництва плазмових моніторів (а, повірте мені, на сьогоднішній день жорсткіша вже нікуди), тим якіснішу та дешевшу продукцію отримуватимемо ми з вами.

Визнаним лідером плазмової технології є компанія Fujitsu, якій накопичено найбільший досвід у цій галузі та, крім того, цією компанією вкладено величезну кількість грошей у розробку нових моделей моніторів. У 1995 році Fujitsu вийшла на ринок із новою комерційною серією плазмових дисплеїв Plasmavision, яку вдосконалює і досі.
Компанії NEC та Thomson підтвердили рішучість розвивати співпрацю в галузі розробки технологи плоского плазмового дисплея. Результатом такого співробітництва є поява на споживчому ринку нової моделі Thomson, що обдає більш високою роздільною здатністю завдяки високоякісним панелям NEC. Обидві компанії мають намір також продовжувати самостійні розробки.
Pioneer пропонує призначені для професійного застосування плазмові панелі з, мабуть, найширшим набором технологій покращення зображення. Ринок плазмових дисплеїв завдячує компанії Pioneer технологією надчіткого зображення.
Корпорація Mitsubishi випускає відразу кілька ліній плазмових моніторів із діагоналлю 40 дюймів: серію телевізорів DiamondPanel та серію презентаційних панелей Leonardo.

Загалом кожна компанія «крутиться» як хоче і як може, прагнучи обійти своїх конкурентів. І це нормально. Адже все це сприяє покращенню якості та зниження ціни на плазмові монітори.
За даними компанії Display Search, що займається дослідженням ринку плоскекранних дисплеїв стрибок продажів у 2001 р. порівняно з 2000 р. склав 176% (152000 одиниць у 2000, 420000 одиниць у 2001 році), хоча наведені дослідження стосуються, перш за все, американського ринку дисплеїв. Цифри для європейського ринку і, тим більше, для російського виглядають значно скромнішими, проте динаміка розвитку галузі збігається.

У будь-якому випадку, є перспективність розвитку ринку плазмових моніторів. І зараз плазмові технології можна назвати технологіями 21 століття. Адже справді можна простежити тенденцію витіснення традиційних моніторів плазмовими. Хоча поки про повне витіснення говорити ще дуже рано, все одно, наприклад, витіснення відеопроекторів для домашніх кінотеатрів плазмовими моніторами. У плазмових моніторах, на відміну від відеопроекторів домашніх кінотеатрів немає необхідності розташовувати проецірующее пристрій на відстані від екрана - з активною технологією відображення інформації все розміщено в плоскому корпусі. Також варто відзначити те, що зображення на екрані плазмового монітора чудово видно, незалежно від умов освітленості приміщення, тоді як для того, щоб комфортно подивитися, наприклад, фільм у домашньому кінотеатрі, який працює за допомогою відеопроектора, вам просто необхідно буде затемнити вашу кімнату. Інакше у світлий ясний день побачити чітке зображення вам так і не вдасться. А ось на екрані плазмового монітора ви завжди бачитимете насичене зображення чудової якості. Так що відеопроектори, які досі так і не дійшли до пересічного користувача через свою дуже високу ціну (комплект обладнання для домашнього кінотеатру може коштувати 15-25 тис. доларів) мабуть потихеньку, не поспішаючи так і «відпливуть» на другий план з появою нових моделей плазмових моніторів.

Плазмові монітори - це абсолютно нове покоління техніки для відображення відео та комп'ютерної інформації, що прийшло на зміну звичним CRT-моніторам. Плазмова технологія – це технологія майбутнього. У наш час унікальні характеристики плазмових моніторів відкривають перед собою широкі можливості їх застосування. Завдяки мінімальній товщині моніторів - менше 10 сантиметрів, широкому куту огляду та невеликій вазі, плазмові дисплеї з кожним днем ​​набувають все більш міцної репутації дуже привабливого та спокусливого об'єкта, здатного прикрасити будь-яку стіну. Їх можна використовувати практично скрізь: в аеропортах та на вокзалах, у супермаркетах та в казино, у банках та готелях, на виставках та конференціях, на презентаціях та різних шоу, на телестудіях та у бізнес центрах. І цим списком коло застосування плазмових моніторів не обмежується. Унікальні характеристики моніторів дозволяють використовувати їх для промислового виробництва. Зручна ергономічна конструкція, що дозволяє розміщувати монітор у будь-якому зручному для вас місці, і спеціальні фірмові, а значить, до речі, і не дешеві аксесуари дозволяють встановлювати монітори на підлозі, вішати їх на стіни з різним рівнем нахилу, підвішувати до стелі тощо.

На додаток до плазмових моніторів існує цілий спектр додаткового обладнання, такого, наприклад, як акустичні колонки, всілякі підставки, тумбочки та кронштейни для кріплення, які зазвичай продаються окремо за великі гроші. Дорогі вони тому, що, по-перше, вони фірмові, а, по-друге, як правило, зроблені спеціально для певної моделі монітора, а значить, вони ідеально підходять по дизайну саме до цього монітора. А з іншим додатковим обладнанням монітор, напевно, вже не виглядатиме так престижно і акуратно. І в цій ситуації ви, напевно, зі мною погодитеся, що нераціонально «ліпитиме» на Мерседес колеса від Жигулів. І через це користувачеві нічого не залишається робити, як купувати всі ці «прибамбаси» для свого монітора за нечуваними цінами.

З усього вище сказаного можна зробити один висновок: за плазмовими моніторами велике майбутнє, а нам рядовим користувачам залишається тільки чекати і сподіватися на те, що коли-небудь ціни на ці монітори впадуть настільки, що вони стануть для нас доступними, і ми зможемо насолоджуватися високою якістю зображення навіть у себе вдома.

Плазмові дисплеї (PDP)

Плазмові панелі в даний час поряд з РК-телевізорами панують на ринку плоскопанельних дисплеїв, практично повністю витіснивши кінескопні та проекційні телевізори. Не дивно: при товщині корпусу кілька сантиметрів ці «живі картини» набагато зручніше і легко вписуються в інтер'єр. І, якщо РК-телевізори поки що лише набирають темпи розвитку, плазма, пройшовши довгий шлях у 15 років, схоже досягла піку. На горизонті з'являється ще одна конкуруюча технологія плоских дисплеїв - OLED (органічні світлодіодні дисплеї), яка, за логікою речей, рано чи пізно безжально поховає як плазму, так і РК. Іноді з'являється інформація про ще одну прогресивну технологію, яка обіцяє немислимий прорив як зображення – поверхневі катоди. Цей напрямок бере початок у галузі нанотехнологій та використовує ефект тунельного переходу. Не виключено, що за ним майбутнє, хоча зі світлодіодами все було б набагато простішим: зрозуміла, проста до смішного конструкція матриць, колосальний ресурс. Напевно рано чи пізно плазма зійде зі сцени, але коли це станеться, не знає ніхто. Тому плазма поки що зберігає свою актуальність як найбільш високоякісний дисплей, придатний не лише на роль «чергового» телевізора для перегляду новин і спортивних трансляцій, а й для домашнього кінотеатру щодо скромних масштабів.

Історія плазмових дисплеїв

Перший прототип плазмового дисплея з'явився 1964 року. Його сконструювали вчені Іллінойського університету Бітцер та Слоттоу як альтернативу кінескопному екрану для комп'ютерної системи Plato. Цей дисплей був монохромним, не вимагав додаткової пам'яті та складних електронних схем і відрізнявся високою надійністю. Його призначенням було в основному індикувати літери та цифри. Однак як комп'ютерний монітор він так і не встиг як слід реалізуватися, оскільки завдяки напівпровідниковій пам'яті, що з'явилася наприкінці 70-х, кінескопні монітори виявилися дешевшими у виробництві. Натомість плазмові панелі завдяки малій глибині корпусу та великому екрану набули поширення як інформаційні табло в аеропортах, вокзалах та на біржах. Інформаційними панелями зайнялася щільну компанія IBM, а в 1987 році колишній студент Бітцера, доктор Лері Вебер, заснував компанію Plasmaco, яка зайнялася виробництвом монохромних плазмових дисплеїв. Перший кольоровий плазмовий дисплей 21" був представлений фірмою Fujitsu в 1992 році. Розроблявся він спільно з конструкторським бюро Іллінойського університету і компанією NHK. А в 1996 Fujitsu купує компанію Plasmaco з усіма її технологіями і заводом, і викидає на ринок першу комерційно успішну. – Plasmavision з екраном роздільної здатності 852 х 480 діагоналлю 42" з прогресивною розгорткою. Почалася продаж ліцензій іншим виробникам, першим серед яких став Pioneer. Згодом, активно розвиваючи плазмову технологію, Pioneer, мабуть, найбільше досяг успіху на плазмовій ниві, створивши цілу низку чудових моделей плазми.

Треба сказати, що якщо перші монохромні прототипи були схожі на сучасну плазму не більше, ніж шимпанзе на сучасну людину, то кольорові плазмові панелі перших поколінь не піднялися вище рівня пітекантропа. При всьому приголомшливому комерційному успіху плазмових панелей якість зображення спочатку було гнітючою. Коштували ж вони нечуваних грошей, але швидко завоювали аудиторію завдяки тому, що вигідно відрізнялися від кінескопних монстрів плоским корпусом, що давав можливість повісити телевізор на стіну, і розмірами екрану: 42 дюйми по діагоналі проти 32 (максимум для кінескопних телевізорів). У чому був основний дефект перших плазмових моніторів? Справа в тому, що при всій барвистості картинки вони зовсім не справлялися з плавними кольоровими та яскравими переходами: останні розпадалися на сходи з рваними краями, що на рухомому зображенні виглядало подвійно жахливо. Залишалося тільки гадати, чому виникав цей ефект, про який, ніби змовившись, ні слова не писали засоби масової інформації, що звеличували нові плоскі дисплеї. Однак років через п'ять, коли змінилося кілька поколінь плазми, сходинки стали зустрічатися дедалі рідше, та й за іншими показниками якість зображення почала стрімко зростати. До того ж, крім 42-дюймових з'явилися панелі 50" і 61". Поступово зростала і роздільна здатність, і десь на етапі переходу до 1024 х 720 плазмові дисплеї були, як то кажуть, у самому соку. Зовсім недавно плазма успішно переступила новий поріг якості, увійшовши в привілейоване коло пристроїв Full HD. В даний час найбільш популярними є розміри екрану 42 та 50 дюймів по діагоналі. На додачу до стандартного 61" з'явився розмір 65", а також рекордний 103". Втім, справжній рекорд тільки наближається: компанія Matsushita (Panasonic) нещодавно анонсувала панель 150"! Але це, як і моделі 103" (до речі, на основі панелей Panasonic плазми такого ж розміру виробляє відома американська компанія Runco), штука непідйомна як у прямому, так і ще прямому сенсі (вага, ціна).

Технологія плазми

Вага була згадана недарма: плазмові панелі дуже багато важать, особливо моделі великих розмірів. Це є наслідком того, що плазмова панель в основному складається зі скла, якщо не брати до уваги металеве шасі і пластиковий корпус. Скло тут необхідне і незамінне: воно зупиняє шкідливе ультрафіолетове випромінювання. З цієї ж причини ніхто не виготовляє люмінесцентні лампи із пластику, тільки зі скла. А плазмова панель - це, по суті, і є велика люмінесцентна лампа, тільки розкотена прямокутний млинець і порубана на безліч осередків.

Вся конструкція плазмового екрану – це два листи скла, між якими знаходиться комірчаста структура пікселів, що складаються з тріад субпікселів – червоних, зелених та блакитних. Фактично вертикальні ряди R, G і B просто поділені на окремі осередки горизонтальними перетяжками, що робить структуру екрана дуже схожою на масковий кінескоп звичайного телевізора. Подібність до останнього ще й у тому, що тут використовується той же кольоровий фосфор, яким покриті зсередини осередки субпікселів. Тільки підпал фосфорного люмінофора здійснюється не електронним променем, як у кінескопі, а ультрафіолетовим випромінюванням (якому якраз і приготоване «життя за склом», щоб уникнути шкідливого впливу на людський організм).

А звідки береться ультрафіолет? Осередки заповнені інертним газом - сумішшю неону та ксенону (останній становить лише кілька відсотків від суміші), деякі виробники плазми додають ще й гелій. Газ має властивість відносно легко переходити у стан плазми, коли його атоми, втрачаючи електрон, перетворюються на позитивні іони. При цьому речовина переходить на вищий енергетичний рівень. Вільні електрони періодично стикаються з нейтральними атомами, вибивають з них електрон і перетворюють на позитивні іони. А інша частина, натикаючись на іони, відновлює їх до нейтральних атомів, які при цьому випромінюють енергію у вигляді фотонів ультрафіолету. Останній впливає на фосфорний люмінофор, який починає світитися у видимому спектрі. Щоб процес був стабільним та керованим, необхідно забезпечити достатню кількість вільних електронів у товщі газу плюс досить високу напругу (близько 200 В), яка змусить іонний та електронні потоки рухатися назустріч один одному. Як це робиться в люмінесцентній лампі, яка працює за тим самим принципом? У момент пуску нагріваються вольфрамові спіралі у торцях трубки нагріваються і починають випускати електрони (термоелектронна емісія). А одночасно між цими спіралями подається висока напруга, що починає протікати іонно-електронний струм, що викликає перехід газу в стан плазми, ультрафіолетове випромінювання та свічення люмінофора, нанесеного на внутрішню поверхню скляної трубки. Тільки люмінофор тут білого світіння. У плазмовому екрані спіралей немає, зате електроди розташовані набагато ближче один до одного, і для іонізації газу вистачає електричного імпульсу досить високої напруги. Щоб іонізація відбувалася миттєво, крім керуючих імпульсів на електродах присутній залишковий заряд. До електродів управляючі сигнали підводяться горизонтальними і вертикальними провідниками, що утворюють адресну сітку. Причому вертикальні (дисплейні) провідники є струмопровідними доріжками на внутрішній поверхні захисного скла з передньої сторони. Вони прозорі (шар окису олова з домішкою індію). Горизонтальні (адресні) металеві провідники розташовуються з тильного боку осередків.

Насправді структура реальних плазмових екранів набагато складніша, та й фізика процесу зовсім не така проста. Крім описаної вище матричної сітки існує й інший різновид - сопаралельний, що передбачає додатковий горизонтальний провідник. Крім цього, найтонші металеві доріжки дублюють походять паралельно прозорим для вирівнювання потенціалу останніх по всій довжині, яка є досить значною (1 м і більше). Поверхня електродів покрита шаром окису магнію, який виконує ізолюючу функцію і одночасно забезпечує вторинну емісію бомбардування позитивними іонами газу. Існують і різні типи геометрії піксельних рядів: проста і вафельна (комірки розділені подвійними вертикальними стінками і горизонтальними перемичками). Прозорі електроди можуть виконуватися у формі подвійного Т або меандру, коли вони переплітаються з адресними, хоча і знаходяться в різних площинах. Існує безліч інших технологічних хитрощів, спрямованих на підвищення ефективності плазмових екранів, яка спочатку була досить низькою. З цією ж метою виробники варіюють газовий склад осередків, зокрема збільшують процентний вміст ксенону з 2 до 10%. До речі, газова суміш в іонізованому стані трохи світиться і сама по собі, тому, щоб усунути забруднення діапазону люмінофорів цим світінням, в кожному осередку встановлюють мініатюрні світлофільтри.

Управління пікселями здійснюється за допомогою трьох типів імпульсів: стартових, що підтримують і гасять. Частота - близько 100 кГц, хоча відомі ідеї додаткової модуляції імпульсів керуючих радіочастотами (40 МГц), що забезпечить більш рівномірну щільність розряду в товщі газу. По суті, управління свіченням пікселів носить характер дискретної широтно-імпульсної модуляції: пікселів світяться рівно стільки, скільки триває підтримуючий імпульс. Тривалість його при 8-бітному кодуванні може приймати 128 дискретних значень, відповідно, виходить така ж кількість градацій яскравості. Чи не в цьому була причина рваних градієнтів, що розпадаються на сходи? Плазма пізніших поколінь поступово нарощувала роздільну здатність: 10, 12, 14 біт. Останні моделі Runco, що належать до категорії Full HD, використовують 16-бітну обробку сигналу (ймовірно, і кодування також). Так чи інакше, сходи зникли і більше, сподіватимемося, не з'являться.

Поступово вдосконалювалася не лише сама панель, а й алгоритми обробки сигналу: масштабування, прогресивного перетворення, компенсації рухів, придушення шумів, оптимізації кольоросинтезу та ін. У кожного виробника плазми з'явився свій набір технологій, який частково дублює чужі під іншими назвами, але частково і свої. Так, майже всі використовували алгоритми масштабування та адаптивного прогресивного перетворення DCDi Faroudja, тоді як деякі замовляли оригінальні розробки (наприклад, Vivix Runco, Advanced Video Movement у Fujitsu, Dynamic HD Converter у Pioneer і т. д.). З метою підвищення контрастності вносилися корективи до структури керуючих імпульсів та напруг. Для збільшення яскравості у форму осередків вводилися додаткові перемички для збільшення покритої люмінофором поверхні та зниження засвічення сусідніх пікселів (Pioneer). Поступово зростала роль «інтелектуальних» алгоритмів обробки: вводилася покадрова оптимізація яскравості, система динамічного розмаїття, сучасні технології кольоросинтезу. Коригування у вихідний сигнал вносилися не тільки з характеристик самого сигналу (наскільки темним або світлим був поточний сюжет або наскільки швидко рухаються об'єкти), але й з зовнішнього рівня освітленості, який відстежувався за допомогою вбудованого фотосенсора. За допомогою розвинених алгоритмів обробки вдалося досягти просто фантастичних успіхів. Так, компанія Fujitsu шляхом інтерполяційного алгоритму та відповідних доопрацювань процесу модуляції досягла збільшення кількості градацій кольору в темних фрагментах до 1019, що набагато перевищує власні можливості екрану при традиційному підході та відповідає чутливості людського зорового апарату (технологія Low Brightness Multi Grada). Ця ж компанія розробила метод роздільної модуляції парних і непарних керуючих горизонтальних електродів (ALIS), який потім використовувався в моделях Hitachi, Loewe та ін. моделей плазми з'явився незвичайний показник роздільної здатності 1024 × 1024. Такий дозвіл, звичайно, був віртуальним, але ефект виявився дуже вражаючим.

Переваги та недоліки плазми

Парадокс у тому, що коли ціни на плазму були справді лякаючими при вельми посередній якості зображення, у неї не було конкурентів (проекційні телевізори в силу своєї громіздкості гідної альтернативи не представляли). Ось тоді, за логікою речей, і потрібно було терміново розвивати РК-технологію. Але чи пощастило, чи, навпаки, все продумано, цей конкурент з'явився, вже коли плазма твердо стояла на ногах. Причому з'явився він у такому ж сирому та непереконливому вигляді, як колись плазма. Перший млинець, як відомо, комом, та й дисплей, очевидно, теж. Сьогодні вже можна говорити про змагання більш-менш на рівних, хоча плазма, розпочавши раніше, все ж таки і встигла набагато більше, ніж РК-дисплеї, яким ще є, куди розвиватися, щоб досягти схожого з плазмою статусу.

Які ж у плазми переваги та недоліки порівняно з РК? Безперечно, і цього ніхто заперечувати не наважиться, якість зображення у плазмових дисплеїв набагато краща. Глибше чорний колір, вище роздільна здатність у темних сценах, у той час як на РК-екрані все досить швидко скочується в непроглядну чорноту (точніше, темно-сіру масу, оскільки залишкове засвічення тут дуже значне). Не краще ситуація з білим: найяскравіші фрагменти зображення часто вибілюються до однорідного плями. Для плазми все це прикрі подробиці далекого минулого.

Кут огляду

Однією із слабких сторін рідких кристалів, як відомо, традиційно був обмежений кут огляду. Поляризоване світло випромінюється в основному під прямим кутом до поверхні екрану, якщо не брати до уваги розсіювання в екранному покритті. Щоправда, останнім часом цей недолік значною мірою подоланий, але порівняно з плазмою все ж таки відчутний. Плазма - це дисплей, який, подібно до кінескопного телевізора, не використовує світлоклапани, а випромінює вже модульоване світло безпосередньо фосфорними тріадами. Це певною мірою ріднить плазму з електронно-променевими трубками, настільки звичними і довели свою спроможність протягом кількох десятиліть.

Передача кольорів

У плазми помітно ширше охоплення колірного простору, що також пояснюється специфікою кольоросинтезу, який формується активними фосфорними елементами, а не шляхом пропускання світлового потоку лампи через світлофільтри і світлоклапани. Чистота кольору і роздільна здатність за відтінками беззастережно лідирує у плазмових дисплеїв: РК-екрани раз у раз «згладжують», а то й розмазують, делікатні колірні градації до ступеня одноколірної плями, що особливо помітно на обличчях кіногероїв та задніх планах, які часто розмиваються буквально до якоїсь аморфної маси, тоді як плазма демонструє відмінну глибину різкості та об'ємність картинки.

Плазмові матриці, безперечно, відрізняються певною інертністю, хоча б через післясвічення фосфорного люмінофора, але ця інертність не йде в жодне порівняння з повільністю рідких кристалів. Зображення на плазмовому екрані завжди енергійніше, жвавіше, з чіткими контурами.

Ресурс плазми

Великий ресурс плазмового дисплея (60 000 годин) також навряд чи зможуть перевершити або повторити рідкі кристали. Причому «страшилки» щодо мертвих пікселів (спочатку компанія Fujitsu навіть запровадила норматив – здається, 16 мертвих пікселів на 42-дюйовифий екран вважалося допустимим) виявилися хибною тривогою: тенденції до збільшення їхньої кількості в процесі експлуатації поки що не спостерігалося. А вдосконалення технологій виробництва дозволило і зовсім позбутися цієї вродженої вади.

Розміри екрану

Нарешті, плазма поки що лідирує в порівнянні з РК за розмірами екрану, причому, якщо брати граничний для РК розмір у 50?, то така плазма коштує дешевше. Звичайно, тут все може змінитися в найближчі рік-два, але поки що саме так.

Тепер про недоліки. На жаль, найбільші плазмові дисплеї важать стільки, що не завжди виявляється можливість повісити їх на стіну, якщо вона не з цільного бетону. Боїться плазма і не дуже делікатного транспортування: скло, як-не-як. Споживання електроенергії дуже значне, хоча в останніх поколіннях його вдалося суттєво знизити, виключивши і шумні вентилятори охолодження.

Вигоряння пікселів

Важливим недоліком плазми є нерівномірне вигоряння пікселів при тривалому відтворенні статичного зображення контури якого потім проступають при зміні сюжету. Щоб не допустити деградації дисплеїв від вигоряння, застосовуються різні методи: скрін-сейвери (як у комп'ютерних моніторах), автоматичне відключення через деякий час при статичному сигналі або його відсутності, а також плавні переміщення зображення по екрану.

Блики

Але, мабуть, все ж таки найголовніший недолік плазмових екранів - це відблиски. Скло є скло. Так, плазма практично не чутлива до зовнішнього освітлення, кольори на екрані залишаються яскравими і зображення не втрачає чіткість, але на це зображення накладається відображення всього, що знаходиться за спиною у глядача, включаючи його самого. А вже якщо туди потрапляє відбиття від вікна або торшера, що горить, то це справжнє пекло. Саме ці предмети стають головними героями будь-якого відеосюджету! В принципі, стоячи перед плазмою, що показує найяскравіші сцени, можна навіть голитися. І все це незважаючи на декларування виробниками нових і все більш покращених покриття антивідблиску. Тут мимоволі спадає на думку поверхню екрана РК-телевізора: бархатисто-матова, майже нічого не відбиває ... Але де тут така чіткість і ясність, як на плазмі, навіть з відображенням відкритого вікна? Якщо поставити поруч два дисплеї, плазмовий і РК, картинка на другому здаватиметься начебто в легкій серпанку.

Одним словом, немає добра без лиха. Втішає те, що ця фраза вірна і в зворотному порядку слів.

На цій сторінці ми поговоримо на такі теми, як: Пристрої виведення інформації, , Плазмові монітори, Монітори з електронно-променевою трубкою.

Монітор (дисплей) пристрій візуального відображення інформації, призначений для виведення на екрантекстової та графічної інформації.

Характеризується моніторрозміром по діагоналі, роздільної здатності, величиною зерна, максимальною частотою оновлення кадрів, за типом підключення.

Типи моніторів:

  • Кольорові та монохромні.
  • Різного розміру (від 14 дюймів).
  • З різним зерном.
  • Рідкокристалічні та з електронно-променевою трубкою.

Моніторпрацює під управлінням спеціального апаратного пристрою – відеоадаптера (відеоконтролера, відеокарти), який передбачає два можливі режими – текстовий та графічний.

У текстовому режимі екранрозбивається (найчастіше) на 25 рядків по 80 позицій у кожному рядку (всього 2000 позицій). У кожну позицію (знайоме місце) може бути виведений будь-який із символів кодової таблиці - велика або мала літера латинського або російського алфавіту, службовий знак ("+", "-", "." та ін), символ псевдографіки, а також графічний образ майже кожного керуючого символу. Для кожного знайоместа на екрані програма, що працює з екраном, повідомляє відеоконтролеру всього два байти - байт з кодом символу і байт з кодом кольору символу і кольору фону. А відеоконтролер формує зображення на екран.

У графічному режимі зображення формується так само, як і на екранітелевізора - мозаїкою, сукупністю точок, кожна з яких забарвлена ​​в той чи інший колір. на екрану графічному режимі можна виводити тексти, графіки, малюнки тощо. А при виведенні тестів можна використовувати різні шрифти, будь-які розміри, шрифти, розміри, кольори, розташування літер. У графічному режимі екран моніторає, по суті, растр, що складається з пікселів.

Примітка

Мінімальний елемент зображення на екрані (крапка) називається пікселем – від англійського «picture element».

Кількість точок по горизонталі та вертикалі, які моніторздатний відтворити чітко і роздільно, називається здатністю розріджувати монітора. Вираз «розріджувальна здатність монітора 1024×768» означає, що моніторможе виводити 1024 горизонтальних рядків по 768 точок у кожному рядку.

Існують два основні типи монітора: рідкокристалічніі з електронно-променевою трубкою. Менш поширеними є плазмові моніториі монітори із сенсорними екранами.

Монітори з електронно-променевою трубкою.

Зображення на екрані монітора з електронно-променевою трубкоюстворюється пучком електронів, що випускаються електронною гарматою і принцип їхньої роботи аналогічний принципу роботи телевізора. Цей промінь (пучок електронів) розганяється високою електричною напругою і падає на внутрішню поверхню екрана, покриту складом люмінофора, що світиться під його взаємодією.

Люмінофор наноситься у вигляді наборів крапок трьох основних кольорів – червоного (Red), зеленого (Green) та синього (Blue). Ці кольори називають основними, тому що їх поєднаннями (у різних пропорціях) можна уявити будь-який колір спектру. Модель кольору, в якій будується зображення на екрані монітора називається RGB. Набори точок люмінофора розташовуються за трикутними тріадами. Тріада утворює піксел – точку, у тому числі формується зображення.

Відстань між центрами пікселів називається точковим кроком монітора. Ця відстань істотно впливає на чіткість зображення. Чим менший крок, тим вища чіткість. Зазвичай у кольорових моніторахкрок (по діагоналі) становить 0,27-0,28 мм. За такого кроку очей людини сприймає точки тріади як одну точку «складного» кольору.

На протилежній стороні трубкирозташовані три (за кількістю основних кольорів) електронні гармати. Всі три гармати «націлені» на той самий піксел, але кожна з них випромінює потік електронів у бік «своєї» точки люмінофора.

Щоб електрони безперешкодно досягали екрана, з трубки відкачується повітря, а між гарматами та екраном створюється висока електрична напруга, що прискорює електрони.

Перед екраном на шляху електронів ставиться маска – тонка металева пластина з великою кількістю отворів, що розташовані навпроти точок люмінофора. Маска забезпечує попадання електронних променів лише у точки люмінофора відповідного кольору. Величиною електронного струму гармат і, отже, яскравістю свічення пікселів, управляє сигнал, що надходить з відеоадаптера.

На ту частину колби, де розташовані електронні гармати, надягається система, що відхиляє монітора, Що змушує електронний пучок пробігати по черзі всі піксели рядок за рядком від верхнього до нижнього, потім повертатися на початок верхнього рядка і т.д. Кількість рядків, що відображаються в секунду, називається рядковою частотою розгортки. А частота, з якою змінюються кадри зображення, називається кадрової частотою розгортки.

Примітка

Остання не повинна бути нижче 60 Гц, інакше зображення мерехтітиме.

Рідкокристалічні монітори.

Рідкокристалічні монітори (ЖК) мають меншу вагу, геометричний об'єм, споживають на два порядки менше енергії, не випромінюють електромагнітних хвиль, що впливають на здоров'я людей, але дорожчі за монітори з електронно-променевою трубкою.

Рідкі кристали- це особливий стан деяких органічних речовин, в якому вони мають плинність і властивість утворювати просторові структури, подібні кристалічним.

Рідкі кристалиможуть змінювати свою структуру та світлооптичні властивості під дією електричної напруги. Змінюючи за допомогою електричного поля орієнтацію груп кристалів і використовуючи введені в рідкокристалічнийрозчин речовини, здатні випромінювати світло під впливом електричного поля, можна створити високоякісні зображення, що передають понад 15 мільйонів відтінків кольорів.

Більшість РК-моніторіввикористовує тонку плівку з рідких кристалів, поміщену між двома скляними пластинами. Заряди передаються через так звану пасивну матрицю – сітку невидимих ​​ниток, горизонтальних та вертикальних, створюючи в місці перетину ниток точку зображення (дещо розмитого через те, що заряди проникають у сусідні області рідини).

Плазмові монітори.

Робота плазмових моніторівдуже схожа на роботи неонових ламп, які виготовлені у вигляді трубки, заповненої інертним газом низького тиску. Усередину трубки вміщено пару електродів, між якими запалюється електричний розряд і виникає свічення. Плазмові екранистворюються шляхом заповнення простору між двома скляними поверхнями інертним газом, наприклад аргоном або неоном.

Потім на скляну поверхню поміщають маленькі прозорі електроди, на які подається високочастотна напруга. Під впливом цієї напруги в прилеглої до електрода газової області виникає електричний розряд. Плазма газового розряду випромінює світло в ультрафіолетовому діапазоні, який викликає свічення частинок люмінофора, в видимому діапазоні людиною. Фактично кожен піксель на екрані працює як флуоресцентна лампа.

Висока яскравість, контрастність та відсутність тремтіння є великими перевагами таких моніторів.Крім того, кут по відношенню до того, під яким можна побачити нормальне зображення на плазмових моніторах– 160° порівняно з 145°, як у випадку з РК моніторами. Великою гідністю плазмових моніторівє їх термін служби. Середній термін служби без зміни якості зображення становить 30 000 годин. Це втричі більше, ніж звичайна електронно-променева трубка. Єдине, що обмежує їхнє широке поширення – це вартість.

Різновид монітора – із сенсорним екраном. Тут спілкування з комп'ютером здійснюється шляхом торкання пальцем до певного місця чутливого екрана. Цим вибирається необхідний режим меню, показаного на екрані монітора.

Комерційний цикл будь-якого винаходу не вічний, і виробники, які запустили масове виробництво LCD-моніторів, готують наступне покоління технологій відображення інформації. Пристрої, які прийдуть на зміну рідкокристалічним, знаходяться на різних стадіях розвитку. Деякі, такі, як LEP (Light Emitting Polymer - світловипромінюючі полімери), тільки виходять із наукових лабораторій, а інші, наприклад на основі плазмової технології, вже є закінченими комерційними продуктами.

Розмір завжди був головною перешкодою для створення широкоекранних моніторів. Монітори розміром більше 24 дюймів, створені з використанням ЕПТ технології, надто важкі та громіздкі. РК-монітори - плоскі і легкі, але екрани, розмір яких більше 20 дюймів, мають надто високу собівартість. Плазмова технологія нового покоління ідеально підходить для створення великих екранів. Вона дозволяє випускати плоскі та легкі монітори завглибшки всього 9 сантиметрів. Тому, незважаючи на великий екран, вони можуть бути встановлені будь-де - на стіні, під стелею, на столі.

Завдяки широкому куту огляду зображення видно з будь-якої точки. І що найголовніше, плазмові монітори здатні передати колір і різкість, які раніше були недосяжні за такого розміру екрану.

Ідея використання газового розряду у засобах відображення не нова. Подібні пристрої випускалися багато років тому в СРСР у Рязані в НВО «Плазма». Однак розмір елемента зображення був досить великий, тому для отримання пристойного зображення потрібно створювати величезні табло. Зображення було неякісним, передавалося мало кольорів, пристрої були надто ненадійними.

За кордоном дослідження та розробки в галузі цієї технології почалися ще на початку 60-х років. Ще років п'ятдесят тому було відкрито одне цікаве явище. Як виявилося, якщо катод загострити на кшталт швейної голки, то електромагнітне поле може самостійно «висмикувати» з нього вільні електрони. Необхідно лише подати напругу. За таким принципом працюють лампи денного світла. Електрони, що вилітають, іонізують інертний газ, чим змушують його світитися. Труднощі полягали лише у відпрацюванні технології отримання таких голчастих матриць. Її вирішили в Університеті штату Іллінойс у 1966 році. На початку 70-х років компанія Owens-Illinois довела проект до комерційного стану. У вісімдесятих роках цю ідею намагалися втілити у реальний комерційний продукт компанії Burroughs та IBM, але тоді ще безуспішно.

Треба сказати, що ідея плазмової панелі з'явилася зовсім не з наукового інтересу. Жодна з існуючих технологій не могла впоратися з двома простими завданнями: домогтися високоякісної передачі кольору без неминучої втрати яскравості і створити телевізор з широким екраном, щоб він при цьому не займав всю площу кімнати. А плазмові панелі (PDP), тоді тільки теоретично, подібне завдання могли вирішити. Спочатку досвідчені плазмові екрани були монохромними (помаранчевими) і могли задовольнити попит лише специфічних споживачів, яким була потрібна, перш за все, велика площа зображення. Тому першу партію PDP (близько тисячі штук) купила Нью-Йоркська фондова біржа.

Напрямок плазмових моніторів відродилося після того, як стало остаточно зрозуміло, що ні РК-монітори, ні ЕПТ не в змозі недорого забезпечити отримання екранів з більшими діагоналями (понад двадцять один дюйм). Тому провідні виробники побутових телевізорів та комп'ютерних моніторів, такі як Hitachi, NEC та інші, знову повернулися до PDP. В область плазмової технології також звернули свої погляди і корейські компанії «другої світової лінії», серед яких, наприклад, Fujitsu, що виробляє більш дешеву електроніку, що відразу внесло гостроту конкуренції. Зараз Fujitsu, Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer та інші виробляють плазмові монітори з діагоналлю 40 дюймів та більше.

Принцип роботи плазмової панелі полягає в керованому холодному розряді розрідженого газу (ксенону або неону), що знаходиться в іонізованому стані (холодна плазма). Робочим елементом (пікселем), що формує окрему точку зображення, є група з трьох субпікселів, відповідальних за три основні кольори відповідно. Кожен субпіксель є окремою мікрокамерою, на стінках якої знаходиться флюоресцентна речовина одного з основних кольорів (див. додаток Л, рис. 12). Пікселі знаходяться в точках перетину прозорих хром-мідь-хромових електродів, що управляють, утворюють прямокутну сітку.

Для того, щоб запалити піксель, відбувається приблизно наступне. На живильний і керуючий електроди, ортогональні один одному, в точці перетину яких знаходиться корисний піксель, подається висока керуюча змінна напруга прямокутної форми. Газ у комірці віддає більшу частину своїх валентних електронів і перетворюється на стан плазми. Іони та електрони поперемінно збираються у електродів, по різні боки камери, залежно від фази напруги, що управляє. Для «запалювання» на скануючий електрод подається імпульс, однойменні потенціали складаються, і вектор електростатичного поля подвоює свою величину. Відбувається розряд - частина заряджених іонів віддає енергію як випромінювання квантів світла в ультрафіолетовому діапазоні (залежно від газу). У свою чергу флюоресцентне покриття, перебуваючи в зоні розряду, починає випромінювати світло у видимому діапазоні, який і сприймає спостерігач. 97% ультрафіолетової складової випромінювання, шкідливого для очей, поглинається зовнішнім склом. Яскравість світіння люмінофора визначається величиною напруги, що управляє.

Висока яскравість до 650 кд/м2 та контрастність до 3000:1 поряд з відсутністю тремтіння є великими перевагами таких моніторів (для порівняння: у професійного ЕПТ-монітора яскравість дорівнює приблизно 350 кд/м2, а у телевізора – від 200 до 2 м2 за контрастності від 150:1 до 200:1). Висока чіткість зображення зберігається на всій робочій поверхні екрана. Крім того, кут по відношенню до нормалі, під яким побачити нормальне зображення на плазмових моніторах, значно більший, ніж у LCD-моніторів. До того ж плазмові панелі не створюють магнітних полів (що служить гарантією їхньої нешкідливості для здоров'я), не страждають від вібрації, як ЕПТ-монітори, а їх невеликий час регенерації дозволяє використовувати їх для відображення відео- та телесигналу. Відсутність спотворень та проблем зведення електронних променів та їх фокусування властиво всім плоскопанельних дисплеїв. Необхідно відзначити і стійкість PDP-моніторів до електромагнітних полів, що дозволяє використовувати їх у промислових умовах - навіть потужний магніт, поміщений поруч із таким дисплеєм, ніяк не вплине на якість зображення. У домашніх умовах на монітор можна поставити будь-які колонки, не побоюючись виникнення кольорових плям на екрані.

Головними недоліками такого типу моніторів є досить висока споживана потужність, що зростає зі збільшенням діагоналі монітора і низька роздільна здатність, обумовлена ​​великим розміром елемента зображення. Крім цього, властивості люмінофорних елементів швидко погіршуються, і екран стає менш яскравим. Тому термін служби плазмових моніторів обмежений 10000 годин (це близько 5 років при офісному використанні). Через ці обмеження такі монітори використовуються поки тільки для конференцій, презентацій, інформаційних щитів, тобто там, де потрібні великі розміри екранів для відображення інформації. Однак є всі підстави припускати, що незабаром існуючі технологічні обмеження будуть подолані, а при зниженні вартості такий тип пристроїв може з успіхом застосовуватися як телевізійні екрани або монітори для комп'ютерів.

Непогані перспективи PDP пов'язують із відносно низькими вимогами до виробничих умов; на відміну від TFT-матриц PDP-екрани можна виготовляти в умовах низьких температур методом прямого друку.

Практично кожен виробник плазмових панелей додає до класичної технології деякі власні ноу-хау, що покращують перенесення кольорів, контрастність і керованість. Зокрема, NEC пропонує технологію капсулированного колірного фільтра (CCF), що відсікає непотрібні кольори, та методику підвищення контрастності за рахунок відділення пікселів один від одного чорними смугами (така сама технологія використовується Pioneer). У моніторах Pioneer також використовуються технологія Enhanced Cell Structure, суть якої у збільшенні площі люмінофорної плями, і нова хімічна формула блакитного люмінофора, що дає яскравіше свічення, і, відповідно, підвищує контрастність. Компанія Samsung розробила конструкцію монітора підвищеної керованості - панель розділена на 44 ділянки, кожна з яких має власний електронний блок керування.

Компанії Sony, Sharp та Philips спільно розробляють технологію PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), яка має поєднати у собі переваги плазмових та LCD екранів з активною матрицею. Дисплеї, створені на основі даної технології, поєднують у собі переваги рідких кристалів (яскравість і соковитість кольорів, контрастність) з великим кутом видимості та високою швидкістю оновлення плазмових панелей. Як регулятор яскравості в цих дисплеях використовуються газорозрядні плазмові осередки, а для колірної фільтрації застосовується РК-матриця. Технологія PALC дозволяє адресувати кожен піксель дисплея окремо, а це означає неперевершену керованість та якість зображення. Перші зразки на основі технології PALC з'явилися у 1998 році.

Можна навести кілька вдалих прикладів використання моніторів плазми. У торговому центрі в Осло встановлено 70 дисплеїв, де купують рекламний час невеликі магазинчики. Там PDP-монітори окупили себе за 2,5 місяці. Використовують їх у аеропортах. Зокрема, у Вашингтоні вони встановлені у залі прильоту. Завдяки своїй динамічності такий спосіб подачі інформації привертає набагато більше уваги, аніж традиційні табло. Є досвід застосування плазмових моніторів та у ресторанах McDonalds. Різні телевізійні компанії, наприклад CBS, NBC, BBS, MTV та російська НТВ використовують у оформленні своїх студій PDP-монітори. Це пов'язано з тим, що висока частота оновлення дозволяє вести зйомку PDP-дисплея звичайною камерою, і при цьому немає мерехтіння або стробоскопічного ефекту.