Плазма - принцип роботи
Перш ніж говорити про плюси і мінуси того чи іншого рішення, слід коротко зупинитися на принципах роботи плазмових панелей і РК-телевізорів. Це допоможе краще зрозуміти «родові хвороби» і сильні сторони обох технологій.
Що являє собою плазмова панель? Як це не дивно, вона є далекою «родичкою» звичних всім по неоновим вивісок флуоресцентних трубок. По суті, вона складається з безлічі мініатюрних «лампочок» подібного типу, що створюють зображення. Так, але лампи неонових вивісок висвітлюють всі навколо якимось одним кольором, а зображення на екрані телевізора кольорове - як це виходить? Все дуже просто: щоб домогтися будь-якого з доступних людському оку відтінків кольору, досить розкласти зображення на три складових - три базових кольори: червоний, зелений і синій *. Використовуючи їх в рівній мірі, можна отримати всі відтінки сірого, а змішуючи в потрібній пропорції - будь-який відтінок кольору (рис. 1).
* Оскільки екран сам є джерелом світла, мова тут йде про так званої адитивної колірної моделі. У разі відбивають світло поверхонь (сторінки журналу, картини) основні кольори інші - пурпурний, жовтий і блакитний (субтрактивна колірна модель). Вони добре знайомі поліграфістам і художникам.
Мал. 1. Формування відтінку з трьох базових кольорів
Насправді, даний принцип формування кольору - не прерогатива тільки плазмових панелей. Він використовується практично в будь-яких екранах, будь то електронно-променеві трубки, РК-панелі і т.д. Підійшовши впритул до будь-якого кольорового телевізора або монітора, ви побачите безліч субпикселей, кожен свого основного кольору, які формують кольорове зображення (рис. 2). При видаленні від екрану очей перестає розрізняти окремі субпіксель, сприймаючи зображення як єдине ціле.
Мал. 2. Кольорове зображення, що формується пікселів основних кольорів
Як вже говорилося, плазмові панелі складаються з безлічі мініатюрних флуоресцентних «ламп» - субпикселей, випромінюючих один з основних кольорів (рис. 3). Три різнокольорових субпікселя утворюють єдину осередок - піксель. Як працює флуоресцентний підсвічений? З двох його сторін розташовані електроди, а сам він всередині заповнений інертним газом. Якщо до електродів прикласти висока змінна напруга, то інертний газ перетворюється в плазму, що випускає фотони світла. Правда, що випромінюється плазмою світло невидимий - він знаходиться в ультрафіолетовій частині спектру. Для вирішення цієї проблеми стінки субпікселя покриті люмінофором - спеціальним складом, що перетворює ультрафіолетове випромінювання в один з основних кольорів - червоний, зелений або синій (в залежності від того, за який колір відповідає даний підсвічений). Регулюючи яскравість світіння субпикселей, можна отримати для пікселя будь-який відтінок кольору.
Але домогтися потрібної яскравості субпікселя не так-то просто. Якщо зменшити напругу, то розряд просто згасне, так що цей спосіб не годиться. А ось якщо дуже часто запалювати і гасити кожен піксель, то в силу інерційності людського зору буде здаватися, що він світиться «вполнакала». Регулюючи тривалість горіння і величину паузи, можна отримати необхідну яскравість. На жаль, це мерехтіння, хоч воно і не очевидно безпосередньо, все ж викликає втому очей. Так що просиджувати добу безперервно перед плазмовою панеллю явно не варто. Втім, непомітне оку мерехтіння властиво і звичайним ЕПТ-телевізорів.
Рідкі кристали - багатошаровий «сендвіч»
У порівнянні з плазмовою панеллю РК-екран здасться, напевно, досить складною конструкцією. Основний принцип, який використовується в цьому пристрої, - поляризація світла. Хоча людське око не здатне відрізняти стану поляризації, є безліч матеріалів, що пропускають світло тільки з певною поляризацією. Скажімо, пропускається світло з вертикальною поляризацією, а ось з горизонтальною - повністю затримується. При проміжних значеннях поляризації світло затримується лише частково. Таким чином, керуючи поляризацією, можна забезпечувати формування елементів зображення. На роль керуючих елементів найкраще підходять рідкі кристали. При додатку до них електричного поля вони здатні змінювати свою орієнтацію в просторі, заодно змінюючи і кут поляризації минаючого через них світла.
Екран РК-телевізора є, якщо можна так висловитися, багатошаровий «сендвіч» (рис. 4). Світло від лам підсвічування, проходячи через розсіювач (що забезпечує рівномірність засвічення всього екрану) і перший поляризаційний фільтр, набуває певної поляризацію. Минаючи скляну підкладку з керуючими електродами (і схемами управління), світло проходить через шар рідких кристалів. Далі слід загальний прозорий електрод і другий поляризаційний фільтр. Залежно від того, яка напруга докладено між двома прозорими електродами (загальним і керованим), рідкі кристали змінюють поляризацію світла на певний кут (чим більша напруга, тим менше кут). Відповідно, другий поляризаційний фільтр, наступний за загальним прозорим електродом, пропустить лише частина світла, формуючи зображення пікселя, за розмірами збігається з прозорим електродом, тієї чи іншої яскравості.
Мал. 4. Принцип формування зображення ЖК-панеллю: 1 - джерело світла, 2 - розсіювач, 3 - перший поляризаційний фільтр, 4 - скляна підкладка з прозорими електродами і схемами управління, 5 - шар рідких кристалів, 6 - загальний прозорий електрод, 7 - світлофільтри трьох основних кольорів, 8 - другої поляризаційний фільтр, 9 - захисне скло
Щоб отримати кольорове зображення, між загальним електродом і другим поляризаційним фільтром поміщають кольорові світлофільтри трьох основних кольорів. У цьому випадку один піксель кольорового зображення формується за допомогою трьох кольорових субпикселей, розташованих поруч (аналогічно плазмової панелі).
Порівняльна характеристика ДВОХ ТЕХНОЛОГІЙ
КОНТРАСТ
Плазмова технологія досягла значних успіхів в розробці зображень підвищеної контрастності. Panasonic стверджує, що їх плазмові дисплеї мають контрастність 3000: 1. Плазмова технологія просто блокує подачу енергії (за допомогою складних внутрішніх алгоритмів) на певні пікселі для того, щоб сформувати темні або чорні пікселі. Наносячи час від часу шкоди формуванню півтонування, ця методика дійсно дає темні чорні кольори.
У LCD технології, навпаки, потрібно збільшувати подачу енергії, щоб зробити пікселі темнішими. Тому чим більша напруга подається на піксель і проходить через нього, тим темніше стає LCD-піксель. Незважаючи на досягнуті в LCD технології деякі поліпшення контрастності і рівня чорного кольору, навіть кращі виробники LCD технології, наприклад Sharp, можуть забезпечити контрастність лише між 500: 1 і 700: 1.
Перевага: плазмова панель
Плазмова панель чудово підійде для темних і світлих сцен, які відображаються одночасно з оригінальною плівки, DVD або комп'ютерної гри, де є зображення з великою кількістю чорного кольору.
ДОВГОВІЧНІСТЬ
Виробники LCD стверджують, що довговічність їх моніторів / телевізорів становить від 50.000 до 75.000 годин. LCD-монітор може працювати так само довго, скільки працює тилова лампа (яку насправді можна замінювати), так як світло від неї, піддаючись впливу жидкокристаллической призми, забезпечує яскравість і колір. Призма є субстратом, і тому насправді нічого не випалює.
З іншого боку, в плазмової технології на кожен піксель подається невеликий електричний імпульс, який збуджує рідкісні інертні гази - аргон, неон і ксенон (люмінофори), необхідні для забезпечення кольору і яскравості. Коли електрони збуджують люмінофори, атоми кисню розсіюються. Ці інертні гази в дійсності мають термін життя і з часом їх ядра розпадаються. Виробники плазми оцінюють довговічність люмінофорів і, отже, самих панелей в 25.000 - 30.000 годин. Люмінофори не можуть бути замінені. Не існує такого явища, як закачування нових газів в плазмовий дисплей.
Перевага: LCD, в два і більше разів.
У промислових / комерційних областях застосування (наприклад, 24/7 дисплеї для вітрин магазинів), LCD буде найкращим варіантом на довгострокове використання, без вимог до зображення.
випалювання ЕКРАНУ
Для LCD можна не враховувати фактори, що призводять до випалювання екрану при проектуванні статичних зображень. В технології LCD (рідкокристалічний діод) застосовується по суті флуоресцентна тилова лампа, світло від якої йде через піксельну матрицю, що містить рідкокристалічні молекули і поляризоване субстрат для додання форми яскравості і кольору. Рідкий кристал, що знаходиться в LCD, насправді застосовується в твердому стані.
У плазмової технології, навпаки, слід враховувати фактори, що призводять до випалювання екрану при відображенні статичної картинки. Статичні зображення почнуть випалювати відображається картинку через короткий проміжок часу - в деяких випадках, через приблизно 15 хвилин. Хоча випалювання можна зазвичай відмити, використовуючи сірі зображення або безперервні повнокольорові діапазони протягом декількох годин, воно тим не менш є значним фактором, що перешкоджає розвитку плазмової технології.
Перевага: LCD
Для таких областей застосування, як відображення в аеропортах інформації про польоти, статичні картинки з інформацією про роздрібні продажі або картинки на постійній основі, LCD-монітор буде найкращим варіантом.
РОЗМІР ВИРОБИ І ВАРТІСТЬ / ЦІНА
Хоча обидві технології зазнають труднощів при створенні моніторів великого розміру, плазмова панель довела, що їй легше це зробити, оскільки виробники вже випустили плазмові панелі з довжиною діагоналі 60 і 63 дюйма. Хоча такі монітори все ще стоять дорого, вони продемонстрували свою ефективність і надійність. Речовина LCD субстрату великих розмірів складно виготовити без піксельних дефектів. На даний момент найбільший LCD екран - це 40-дюймова комерційна версія фірми NEC. До цього Sharp витягав лінійку LCD-моніторів від 20 до 22 і потім до 30 дюймів, а зараз починає постачати на ринок свою нову 37-дюймову широкоекранну панель.
Перевага: плазмова панель.
Незважаючи на те, що собівартість і ціни на вироби обох технологій знижуються (за винятком цін на великі плазмові панелі), плазмова панель, як і раніше коштує дешевше і володіє великими продуктивними якостями, і тому має перевагу в ціні. 50-дюймовий розмір плазмових панелей надзвичайно популярний і швидко завойовує частку на ринку у 42-дюймових панелей, раніше домінували на ринку. Така тенденція у плазмових панелей, що мають більш низьку вартість і заводську ціну, буде, ймовірно, зберігатися протягом щонайменше 2-х років.
ВИМОГИ по напрузі
Оскільки в LCD для отримання світла використовується флуоресцентна тилова Светосистема, то у цієї технології набагато менші вимогу по напрузі, ніж у плазмових панелей. З іншого боку, при використанні плазмової панелі необхідним (важко виконуваним) умовою є подача енергії на сотні тисяч прозорих електродів, які дають світло і збуджують ув'язнені в кожному осередку пікселя люмінофори.
Перевага: LCD, в два рази.
