Плазменные панели

Сергей Асмаков

Взгляд изнутри

Технологические решения

С плазменными панелями — в будущее

 

Плазменная панель Panasonic TH-42PWD3E

Плазменная панель Panasonic TH-5OPHD3

Сенсорные экраны SmartBoard

Ожидается, что к 2005 году плазменные дисплейные панели (ПДП) станут одним из основных средств отображения информации для бытовых и бизнес-применений, а мировой спрос на эти устройства достигнет 4 млн. единиц.

Плазменные панели (ПДП) — относительно новые устройства на российском рынке, особенно по сравнению с телевизорами и мониторами на основе электронно-лучевой трубки. Между тем ПДП уже начали завоевывать популярность на рынке устройств отображения информации, и для того, чтобы наши читатели имели более четкое представление о том, что же это такое, мы совместно со специалистами компании Polymedia решили подготовить обзорный материал по этой теме. Начнем знакомство с рассмотрения принципов работы плазменных панелей.

Взгляд изнутри

Как и в электронно-лучевой трубке, изображение в ПДП формируется посредством света, излучаемого специальным веществом — люминофором, только в отличие от ЭЛТ в плазменной панели на люминофор воздействует не поток электронов, а ультрафиолетовое излучение, инициируемое электрическим разрядом (пространство внутри плазменной панели заполнено инертным газом, обычно гелием или ксеноном). Наименьшим структурным элементом ПДП является светоизлучающая ячейка. Три ячейки (синяя, зеленая и красная) в совокупности образуют один пиксел экрана. Для включения ячеек может использоваться переменный или постоянный электрический ток. Большинство выпускаемых в настоящее время цветных ПДП работают от переменного тока1 и построены по трехэлектродной схеме поверхностного разряда (рис. 1). Электрический разряд, возникающий между управляющими электродами, вызывает ионизацию содержащегося в ячейке газа (так называемое состояние холодной плазмы), в результате чего возникает ультрафиолетовое излучение, воздействующее на люминофор, который, в свою очередь, излучает свет видимого диапазона.

Теоретически все довольно просто, но, как это обычно и бывает, практическая реализация любого решения всегда сопровождается определенными трудностями. Для достижения конкурентоспособного качества изображения, позволившего ПДП успешно соперничать с проекторами, а также с ЭЛТ- и ЖК-мониторами, разработчикам пришлось решить ряд серьезных проблем.

Во-первых, необходимо было сохранить высокую четкость изображения, избежав при этом потери яркости. Дело в том, что при увеличении количества пикселов на экране площадь каждого из них уменьшается, что влечет за собой снижение яркости.

Во-вторых, для качественного воспроизведения темных участков изображения и расширения динамического диапазона требовалось достичь высокой контрастности2. Проблема здесь заключается в том, что для нормальной работы цветных ПДП необходим предварительный разряд, создающий условия для возникновения основного разряда и излучения видимого света. Под действием предварительного разряда возникает тусклое свечение, создающее на экране фоновую засветку, заметную даже при выводе абсолютно черного изображения.

В-третьих, определенная сложность состояла в обеспечении точности цветопередачи. Дело в том, что газ, которым заполнено внутреннее пространство ПДП, имеет примесь неона, под воздействием электрического разряда светящегося оранжевым цветом. Примешиваясь к свету люминофора, это излучение снижает контрастность и искажает цветопередачу.

В начало В начало

Технологические решения

Рассмотрим технологические решения, внедренные в выпускаемых в настоящий момент изделиях и направленные на устранение описанных выше препятствий. Начнем c повышения яркости.

Поскольку в ПДП интенсивность свечения ячейки определяется числом инициирующих импульсов за единицу времени, для повышения яркости белого цвета необходимо увеличивать количество таких импульсов, что, в свою очередь, требует повышения скорости работы системы управления. Однако в силу ограничений, связанных с конечной скоростью возникновения разряда и ресурсом защитной пленки на электродах, возможности увеличения частоты зажигания небезграничны. Для повышения яркости и расширения динамического диапазона компанией Matsushita Electric Industrial была разработана система обработки сигнала Advanced Plasma AI (Adaptable brightness Intensification system — адаптивное повышение яркости), примененная в моделях Panasonic TH-42PWD3E и TH-5OPHD3 (см. врезки). Автоматическая коррекция соотношения между самой яркой и самой темной точкой на экране производится с учетом подаваемого на вход видеосигнала. Сочетание технологии Advanced Plasma AI и разработанной ранее асимметричной структуры ячеек (рис. 2) позволило повысить яркость плазменной панели до 650 кд/м2 при размере экрана 40 дюймов по диагонали (ранее типичные для ПДП значения находились в пределах 350-400 кд/м2), что уже сопоставимо с параметрами телевизоров и мониторов на основе ЭЛТ.

Теперь перейдем к проблеме повышения контрастности. Безусловным лидером в этом направлении является компания Matsushita Electric Industrial. Сначала ее разработчикам удалось обеспечить двукратное увеличение значения контрастности (от 300:1 до 600:1) путем снижения яркости свечения предварительного разряда относительно общего светового потока за счет ослабления пилотной подсветки: вместо одного сильного разряда было использовано несколько более слабых (рис. 3). Однако это было только первым шагом в этом направлении — совсем недавно инженеры Matsushita совершили самый настоящий технологический прорыв, добившись просто невероятного значения контрастности — 3000:1. Поскольку данная технология запатентована компанией Matsushita и является ее ноу-хау, информация о подробностях этого решения крайне скупа — известно лишь, что используется один пилотный разряд малой мощности (см. рис. 3). Результат этого поистине революционного скачка заметен даже невооруженным глазом (рис. 4). Данное решение реализовано в новых моделях ПДП Panasonic — 42-дюймовой TH-42PWD3E и 50-дюймовой TH-5OPHD3.

В июле 1999 года фирма Pioneer выпустила телевизор PDP-502HD с 50-дюймовой плазменной дисплейной панелью стандарта XGA, в которой вместо обычной линейной матрицы была использована галетная структура матрицы ячеек, имеющих перегородки (ребра) в виде креста. Это решение позволило устранить эффект паразитной засветки соседних ячеек. Другой новинкой, примененной в PDP-502HD, стала система управления CLEAR (high Contrast & Low Energy Address & Reduction of false contour sequence — высококонтрастная система адресации и подавления ложных контуров с низким потреблением энергии). В результате удалось увеличить оптическое разрешение дисплея по вертикали и сделать изображение более ярким и контрастным.

Одним из способов борьбы с искажениями цветопередачи, вызванными оранжевым свечением неона, является применение специального цветного фильтра — CCF, разработанного корпорацией NEC. фильтр CCF выполнен в виде полосок, расположенных поверх светоизлучающих ячеек каждого из трех базовых цветов. Этот фильтр подавляет паразитное оранжевое излучение неона, содержащегося в газовой смеси, тем самым повышая точность цветопередачи, а в сочетании с высококонтрастной системой управления он дает возможность расширить диапазон воспроизводимых оттенков в 1,6 раза. Кроме того, фильтр CCF позволяет подавлять блики от внешних источников света.

В начало В начало

С плазменными панелями — в будущее

Итак, используя плазменную технологию, можно создавать экраны большого размера, которые обладают определенными преимуществами по сравнению с другими технологиями. Это позволяет широко использовать их на выставках, презентациях, в качестве информационных табло и, конечно же, в составе домашнего кинотеатра (рис. 5 и 6).

Если сравнивать ПДП с изделиями на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), имеющими такую же диагональ экрана, то последние заметно проигрывают по таким параметрам, как габариты, масса и срок службы. При этом технические параметры лучших моделей современных плазменных панелей вполне сопоставимы с характеристиками мониторов и телевизоров на основе ЭЛТ. Кроме того, ПДП при работе не излучают вредных электромагнитных волн.

ПДП выглядят более выигрышно и по сравнению с ЖК-дисплеями на TFT-матрице, обеспечивая больший угол обзора и более равномерную засветку по всей площади экрана. К тому же стеклянная поверхность плазменного дисплея гораздо более устойчива к загрязнению и различным механическим воздействиям, чем пластичный экран ЖК-монитора.

В настоящее время довольно большую долю в секторе презентационного и выставочного оборудования, а также оборудования для домашнего кинотеатра занимают видеопроекторы. Однако не стоит забывать, что, например, вписать проектор в интерьер офиса и тем более квартиры довольно проблематично, так как стационарный вариант установки подразумевает необходимость монтажа специального подвеса на потолке и подведения к нему силовых и сигнальных кабелей. Полустационарное использование сопряжено с дополнительными затратами времени на развертывание экрана, а также на установку и настройку самого проектора. С ПДП в подобных случаях проблем возникает гораздо меньше: плоский корпус позволяет устанавливать ее на столе или на специальных передвижных подставках либо подвешивать при помощи кронштейнов на стене. Кроме того, плазменная панель в интерьере офиса смотрится гораздо выигрышнее проектора, а установка специальных сенсорных экранов SmartBoard позволяет значительно расширить сферу применения ПДП и их возможности.

В нашей стране плазменные панели пока еще не очень популярны, но этот факт объясняется скорее их довольно высокой ценой, нежели потребительскими качествами. Относительная новизна плазменной технологии неизбежно влечет за собой увеличение цен за счет затрат на исследовательские работы и большого процента отбраковки в процессе производства. Изменить данную ситуацию можно путем увеличения количества производимых панелей. Как только эти устройства станут более массовыми, цены на них будут существенно снижены. И если рост спроса на плазменные панели и, следовательно, повышение объемов их производства будут на уровне прогнозируемых в настоящее время, то через три-четыре года ПДП смогут составить весьма серьезную конкуренцию другим технологиям на рынке устройств отображения информации.

 

Редакция выражает благодарность компании Polymedia (e-mail: info@polymedia.ru; http://www.polymedia.ru/) за предоставленные материалы и возможность ознакомления с плазменными дисплейными панелями Panasonic и сенсорным экраном SmartBoard.

КомпьютерПресс 10'2001

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует