Ростовський - на - Дону коледж зв'язку та інформатики
Тема: «Газорозрядні монітори»
Виконав: Студент гр. ПО-22К
Перепелицин О.Є.
Зміст:
1. Введення
2. Будова і принципи функціонування газорозрядних дисплеїв.
3. Переваги газорозрядних моніторів:
4. Основні недоліки
5. Тенденції розвитку сучасних газорозрядних моніторів
6. Прімерв газорозрядних моніторів Panasonic
7. Висновок
1. Ідея використання газового розряду в засобах відображення не нова.
Подібні пристрої випускалися багато років тому в СРСР у Рязані в НВО
«Плазма». Однак розмір елемента зображення був досить великий, так щодля отримання пристойного зображення було потрібно створювати величезні табло.
Зображення було неякісним, квітів передавалося мало, пристрою буливкрай ненадійними.
За кордоном дослідження і розробки в області цієї технології почалися щена початку 60-х років. Ще п'ятдесят років тому було відкрито одне цікавеявище. Як виявилося, якщо катод загострити на манер швейної голки, тоелектромагнітне поле в змозі самостійно «висмикувати» з ньоговільні електрони. Необхідно лише подати напругу. За такимпринципом працюють лампи денного світла. Вилітають електрони іонізуютьінертний газ, ніж змушують його світитися. Складність полягала лише ввідпрацювання технології отримання таких голчастих матриць. Її вирішили в
Університеті штату Іллінойс у 1966 році. На початку сімдесятих роківкомпанія Owens-Illinois довела проект до комерційного стану. Увісімдесятих роках цю ідею намагалися втілити в реальний комерційнийпродукт компанії Burroughs і IBM, але тоді ще безуспішно.
Треба сказати, що ідея плазмової панелі з'явилася зовсім не з чистонаукового інтересу. Жодна з існуючих технологій не могла справитисяз двома простими задачами: домогтися високоякісної передачі кольору безнеминучої втрати яскравості і створити телевізор із широким екраном, щоб вінпри цьому не займав всю площу кімнати. А плазмові панелі (PDP), тодітільки теоретично, подібну задачу саме могли вирішити. Перший часдосвідчені плазмові екрани були монохромними (помаранчевими) і моглизадовольнити попит тільки специфічних споживачів, яким була потрібна,перш за все, велика площа зображення. Тому першу партію PDP (близькотисячі штук) купила Нью-йоркська фондова біржа.
Напрямок плазмових моніторів відродилося після того, як сталоостаточно ясно, що ні РК-монітори, ні Кінескопні не в стані недорогозабезпечити отримання екранів з великими діагоналями (більше двадцяти одногодюйма).
2. Робота плазмових моніторів дуже схожа на роботу неонових ламп,які зроблені у вигляді трубки, заповненої інертним газом низького тиску.
Всередину трубки поміщена пара електродів між якими запалюєтьсяелектричний розряд і виникає світіння. Плазмові екрани створюютьсяшляхом заповнення простору між двома скляними поверхнямиінертним газом, наприклад, аргоном або неоном. Потім на склянуповерхню поміщають маленькі прозорі електроди, на які подаєтьсявисокочастотне напругу. Під дією цієї напруги в прилеглій доелектрода газовій області виникає електричний розряд. Плазма газовогорозряду випромінює світло в ультрафіолетовому діапазоні, що викликаєсвітіння часток люмінофора в діапазоні, видимому людиною. Фактично,кожен піксель на екрані працює, як звичайна флуоресцентна лампа (інакшекажучи, лампа денного світла).
Принцип роботи плазмової панелі полягає в керованому холодному розрядірозрідженого газу (ксенону або неону), що знаходиться в іонізованомустані (холодна плазма). Робочим елементом (пікселем), що формуєокрему точку зображення, є група з трьох субпіксель,відповідальних за три основних кольори відповідно. Кожен субпіксельявляє собою окрему мікрокамеру, на стінках якої знаходитьсяфлюоресцирующим речовина одного з основних кольорів (див. рис. 2). Пікселізнаходяться в точках перетину прозорих керуючих хром-мідь-хромовихелектродів, що утворюють прямокутну сітку.
Малюнок Конструкція в комірці
Для того, щоб «засвітити» піксель, відбувається приблизно наступне. Наживить і керуючий електроди, ортогональні один одному, у точціперетину яких знаходиться потрібний піксель, подається висока керуючезмінну напругу прямокутної форми. Газ в комірці віддає більшучастину своїх валентних електронів і переходить в стан плазми. Іони іелектрони поперемінно збираються біля електродів, по різні сторони камери, взалежно від фази керуючого напруги. Для «запалювання» на скануючийелектрод подається імпульс, однойменні потенціали складаються, і векторелектростатичного поля подвоює свою величину. Відбувається розряд - частиназаряджених іонів віддає енергію у вигляді випромінювання квантів світла вультрафіолетовому діапазоні (у залежності від газу). У свою чергу,флюоресцирующим покриття, перебуваючи в зоні розряду, починає випромінювати світло увидимому діапазоні, який і сприймає спостерігач. 97% ультрафіолетовоїскладової випромінювання, шкідливого для очей, поглинається зовнішнім склом.
Яскравість світіння люмінофора визначається величиною керуючого напруги.
Малюнок: Взаємодія в комірці
Висока яскравість (до 650 кд/м2) і контрастність (до 3000:1 ) поряд звідсутністю тремтіння є великими перевагами таких моніторів (Дляпорівняння: у професійного ЕПТ-монітора яскравість дорівнює приблизно 350кд/м2, а біля телевізора - від 200 до 270 кд/м2 при контрастності від 150:1 до
200:1). Висока чіткість зображення зберігається на всій робочоїповерхні екрана. Крім того, кут стосовно нормалі, під якимпобачити нормальне зображення на плазмових моніторах, істотно більше,ніж у LCD-моніторів. До того ж плазмові панелі не створюють магнітних полів
(що є гарантією їх нешкідливості для здоров'я), не страждають відвібрації, як ЕПТ-монітори, а їх невеликий час регенерації дозволяєвикористовувати їх для відображення відео-і телесигналу. Відсутність спотвореньі проблем відомості електронних променів та їх фокусування притаманне всімплоскопанельних дисплеїв. Необхідно відзначити і стійкість PDP-моніторів доелектромагнітних полів, що дозволяє використовувати їх у промисловихумовах - навіть потужний магніт, поміщений поряд з таким дисплеєм, ніяк невплине на якість зображення. У домашніх же умовах на монітор можнапоставити будь-які колонки, не побоюючись виникнення кольорових плям на екрані.
Головними недоліками такого типу моніторів є досить високаспоживана потужність, що зростає при збільшенні діагоналі монітора інизька роздільна здатність, обумовлена великим розміром елементазображення. Крім цього, властивості люмінофорних елементів швидкопогіршуються, і екран стає менш яскравим. Тому термін служби плазмовихмоніторів обмежений 10000 годинами (це близько 5 років при офісномувикористанні). З-за цих обмежень, такі монітори використовуються покитільки для конференцій, презентацій, інформаційних щитів, тобто там, депотрібні великі розміри екранів для відображення інформації. Однак євсі підстави припускати, що незабаром існуючітехнологічні обмеження будуть подолані, а при зниженні вартості,такий тип пристроїв може з успіхом застосовуватися в якості телевізійнихекранів або моніторів для комп'ютерів.
3. Переваги газорозрядних моніторів:
. Компактність (глибина не перевищує 10 - 15 см) і легкість при досить великих розмірах екрану (40 - 50 дюймів).
. Малу товщину - газорозрядна панель має товщину близько одного сантиметра-менш, а керуюча електроніка додає ще кілька сантиметрів.
. Високу швидкість оновлення (приблизно в п'ять разів краще, ніж у РК-панелі).
. Відсутність мерехтінь, і змазування рухомих об'єктів, що виникають при цифровій обробці. оскільки відсутній гасіння екрану на час зворотного ходу, як в ЕЛТ.
. Висока яскравість, контрастність і чіткість при відсутності геометричних спотворень.
. Відсутність проблем відомості електронних променів та їх фокусування притаманне всім плоскопанельних дисплеїв.
. Відсутність нерівномірність яскравості по полю екрана.
. 100-відсоткове використання площі екрану під зображення.
. Великий кут огляду, що досягає 160 ° і більше.
. Відсутність рентгенівського та інших шкідливих для здоров'я випромінювань, оскільки не використовуються високі напруги.
. Несприйнятливість до впливу магнітних полів.
Малюнок: Товщина моніторів
. Не страждають від вібрації, як ЕПТ-монітори.
. Відсутність необхідності в юстування зображення.
. Механічну міцність.
. Широкий температурний діпазон.
. Невеликий час відгуку (час між посилкою сигналу на зміну яскравості пікселя і фактичним зміною) дозволяє використовувати їх для відображення відео-і телесигналу.
. Більш висока надійність.
. Плазмовий екран можна знімати відеокамерою, і картинка при цьому не тремтить, тому що використовується інший принцип відображення інформації
4. Головними недоліками такого типу моніторів є досить високаспоживана потужність, що зростає при збільшенні діагоналі монітора, інизька роздільна здатність, обумовлена великим розміром елементазображення. Крім цього, властивості люмінофорних елементів швидкопогіршуються, і екран стає менш яскравим, тому термін служби плазмовихмоніторів обмежений 10000 годинами (Це при 5-річному використанні в офісі).
Через ці обмеження такі монітори використовуються поки тільки дляконференцій, презентацій, інформаційних щитів, тобто там, де потрібнівеликі розміри екранів для відображення інформації. Однак є всіпідстави припускати, що незабаром існуючі технологічніобмеження будуть подолані, а при зниженні вартості такий тип пристроївможе з успіхом застосовуватися в якості телевізійних екранів або моніторівдля комп'ютерів. Подібні телевізори вже є, вони мають велику діагональ,дуже тонкі (в порівнянні зі стандартними телевізорами) і коштують великихгрошей - $ 10000 і вище.
5. Практично кожен виробник плазмових панелей додає докласичною технологією деякі власні ноу-хау, що поліпшуютьперенесення кольорів, контрастність і керованість. Зокрема, NEC пропонуєтехнологію капсульованих колірного фільтра (CCF), відсікаючого непотрібнікольору, і методику підвищення контрастності за рахунок відділення пікселів другвід одного чорними смугами (така ж технологія використовується Pioneer). Умоніторах Pioneer також використовуються технологія Enhanced Cell Structure,суть якої у збільшенні площі люмінофорного плями, і нова хімічнаформула блакитного люмінофора, який дає більш яскраве свічення, і,відповідно, підвищує контрастність. Компанія Samsung розробилаконструкцію монітора підвищеної керованості - панель розділена на 44ділянки, кожен з яких має власний електронний блок керування.
Компанії Sony, Sharp і Philips спільно розробляють технологію PALC
(Plasma Addressed Liquid Crystal), яка має поєднати в собіпереваги плазмових і LCD екранів з активною матрицею. Дисплеї,створені на основі цієї технології, поєднують в собі переваги рідкихкристалів (яскравість і соковитість квітів, контрастність) з великим кутомвидимості і високою швидкістю оновлення плазмових панелей. В якостірегулятора яскравості в цих дисплеях використовуються газорозрядні плазмовіосередку, а для колірної фільтрації застосовується РК-матриця. Технологія PALCдозволяє адресувати кожен піксель дисплея окремо, а це означаєнеперевершену керованість і якість зображення. Перші зразки наоснові технології PALC з'явилися в 1998 році.
Можна навести кілька вдалих прикладів використання плазмовихмоніторів. У торговому центрі в Осло встановлено 70 дисплеїв, на якихкупують рекламний час невеликі магазинчики. Там PDP-монітори окупилисебе за 2,5 місяці. Використовують їх і в аеропортах. Зокрема, у Вашингтонівони встановлені в залі прильоту. Завдяки своїй динамічності такий спосібподачі інформації привертає набагато більше уваги, ніж традиційнітабло. Є досвід застосування плазмових моніторів і в ресторанах McDonalds.
Різні телевізійні компанії, наприклад CBS, NBC, BBS, MTV і россійская
НТВ використовують в оформленні своїх студій PDP-монітори. Це пов'язано з тим,що висока частота оновлення дозволяє вести зйомку PDP-дисплея звичайноїкамерою, і при цьому не виникає мерехтіння або стробоскопічного ефекту.
6. Приклади гзоразрядних моніторів Panasonic
Panasonic Повний відхід від обох CRT і LCD панелей, нарешті зробиламожливим виробництво тонкого, плоского дисплея з великим екраном.Новийдисплей TC-42P1/F має 42 "(106 см.) діагональний екран, товщину лише 89мм і важить усього 33 кг. При цьому у нього найвищі рівні яскравості
(550cd/m2 *) і контрасту (550:1).
7. Отже, незважаючи на досить високу ціну, плазмові монітори вже зараззнаходять застосування у багатьох галузях - вкладені в них гроші швидкоокупаються. Зростання обсягів продажів плазмових дисплеїв і постійневдосконалення конструкції дозволяє припустити, що в перспективіціни на них впадуть до рівня ЕПТ-моніторів. За словами представників
Fujitsu, у цієї компанії є чітка мета - довести вартість плазмовоїпанелі до $ 100 за один дюйм діагоналі. «Таким чином, 42-дюймова панельбуде коштувати $ 4200, що вже дуже близька до вартості ЕПТ-моделейаналогічного розміру », - кажуть вони. Коли точно це станеться, передбачитипоки важко, але, за оцінками фахівців, як крайній термін можнарозглядати 2005
У 21-му столітті Газорозрядні Дисплеї з великим екраном знайдуть застосування якпристрої відображення цифрової інформації, DVD та моніторів персональнихкомп'ютерів. У бізнесі, також, знайдеться широкий діапазон використання цихнових пристроїв, завдяки їх здатності передавати візуальну інформаціюз граничною ясністю і деталізацією.
