Войти
A плазменный дисплей (PDP ) - это тип плоского дисплея, в котором используются маленькие ячейки, содержащие плазму : ионизированный газ, который реагирует на электрические поля. Плазменные телевизоры были первыми плоскими дисплеями , выпущенными для широкой публики.
Примерно до 2007 года плазменные дисплеи обычно использовались в больших телевизорах (30 дюймов (76 см) и больше). С тех пор они потеряли почти всю долю рынка из-за конкуренции со стороны недорогих ЖК-дисплеев и более дорогих, но высококонтрастных OLED плоских дисплеев. Производство плазменных дисплеев для розничного рынка США закончилось в 2014 году, а производство для китайского рынка - в 2016 году. Плазменные дисплеи устарели, их заменили в большинстве, если не во всех аспектах, OLED-дисплеи.
Плазменные дисплеи яркие (1000 люкс или выше для модуля), имеют широкую цветовую гамму и могут изготавливаться в довольно больших размерах - до 3,8 метра (150 дюймов) по диагонали. У них был очень низкий уровень черного в «темной комнате» по сравнению с более светлым серым неосвещенных частей экрана LCD. (Поскольку плазменные панели освещаются локально и не требуют подсветки, черный цвет темнее на плазме и более серым на ЖК-дисплеях.) ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой были разработаны, чтобы уменьшить это различие. Сама панель дисплея имеет толщину около 6 см (2,4 дюйма), что обычно позволяет общей толщине устройства (включая электронику) быть менее 10 см (3,9 дюйма). Энергопотребление сильно зависит от содержимого изображения, при этом яркие сцены потребляют значительно больше энергии, чем темные - это также верно для ЭЛТ, а также современных ЖК-дисплеев, где яркость светодиодной подсветки регулируется динамически. Плазма, освещающая экран, может достигать температуры не менее 1200 ° C (2200 ° F). Типичное энергопотребление составляет 400 Вт для экрана 127 см (50 дюймов). Большинство экранов по умолчанию настроены на «яркий» режим на заводе (который увеличивает яркость до максимума и увеличивает контраст, чтобы изображение на экране выглядело хорошо при очень ярком свете, который является обычным для больших коробочных магазинов), который отображается как минимум дважды мощность (около 500–700 Вт) в «домашней» настройке с меньшей яркостью. Срок службы плазменных дисплеев последнего поколения оценивается в 100 000 часов (11 лет) фактического времени отображения или 27 лет при 10 часах в день. Это расчетное время, в течение которого максимальная яркость изображения снижается до половины исходного значения.
Плазменные экраны сделаны из стекла, что может привести к появлению бликов на экране от ближайших источников света. В настоящее время плазменные панели не могут быть экономически выгодны для экранов с размером экрана менее 82 см (32 дюйма). Хотя несколько компаний смогли производить плазменные телевизоры повышенной четкости (EDTV) столь небольшого размера, еще меньше компаний сделали 32-дюймовые плазменные HDTV. С тенденцией к телевизионной технологии с большим экраном размер экрана 32 дюйма быстро исчезает. Несмотря на то, что они считаются громоздкими и толстыми по сравнению с их ЖК-аналогами, некоторые устройства, такие как серия Z1 от Panasonic и серия B860 от Samsung, имеют толщину всего 2,5 см (1 дюйм), что делает их в этом отношении сопоставимы с ЖК-дисплеями.
Конкурирующие технологии отображения включают электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), органический светоизлучающий диод (OLED), проекторы ЭЛТ, AMLCD, Digital Light Processing DLP, SED-tv, Светодиодный дисплей, автоэмиссионный дисплей (FED) и дисплей с квантовыми точками (QLED).
Дисплеи с фиксированными пикселями, например плазменные телевизоры, масштабируют видеоизображение каждого входящего сигнала до собственного разрешения панели дисплея. Наиболее распространенные собственные разрешения для плазменных панелей: 853 × 480 (EDTV ), 1366 × 768 или 1920 × 1080 (HDTV ). В результате качество изображения меняется в зависимости от производительности процессора масштабирования видео и алгоритмов масштабирования и уменьшения, используемых каждым производителем дисплея.
Ранние плазменные телевизоры были улучшенного разрешения (ED) с собственным разрешением 840 × 480 (снято с производства) или 853 × 480, а их входящие сигналы видео высокого разрешения были уменьшены.
Следующие разрешения ED были обычными до появления HD-дисплеев, но долгое время от них отказались в пользу дисплеев HD, а также потому что общее количество пикселей на дисплеях ED ниже, чем количество пикселей на дисплеях SD PAL (853 × 480 против 720 × 576 соответственно).
Ранние плазменные дисплеи высокой четкости (HD) имели разрешение 1024x1024 и были альтернативное освещение поверхностей (ALiS) панелей производства Fujitsu / Hitachi. Это были чересстрочные дисплеи с неквадратными пикселями.
Современные плазменные телевизоры HDTV обычно имеют разрешение 1024 × 768, которое можно найти на многих 42-дюймовых плазменных экранах, 1280 × 768, 1,366 × 768 на плазменных экранах 50, 60 и 65 или 1920 × 1080 на плазменных экранах размером от 42 до 103 дюймов. Эти дисплеи обычно являются дисплеями с прогрессивной разверткой, с неквадратными пикселями, и их входящие сигналы стандартного разрешения будут масштабироваться и устраняться чересстрочно, чтобы соответствовать их собственному разрешению дисплея. Разрешение 1024 × 768 требует, чтобы контент 720p был уменьшен в одном направлении и увеличен в другом.
Ионизированные газы, такие как показанные здесь, ограничены миллионами крошечных отдельных отсеков по всему телу. лицевую сторону плазменного дисплея, чтобы вместе сформировать визуальное изображение. 
Состав панели плазменного дисплея Панель плазменного дисплея обычно содержит миллионы крошечных отсеков между двумя стеклянными панелями. Эти отсеки, или «колбы», или «ячейки» содержат смесь благородных газов и незначительное количество другого газа (например, пар ртути). Как и в люминесцентных лампах над офисным столом, когда высокое напряжение подается на ячейку, газ в ячейках образует плазму. С потоком электричества (электроны ) некоторые из электронов сталкиваются с частицами ртути, когда электроны движутся через плазму, на мгновение повышая уровень энергии атома до тех пор, пока избыточная энергия не будет сброшена. Меркурий излучает энергию в виде ультрафиолетовых (УФ) фотонов. Затем УФ-фотоны попадают в люминофор, нанесенный на внутреннюю часть ячейки. Когда УФ-фотон ударяется о молекулу люминофора, он на мгновение повышает уровень энергии электрона с внешней орбиты в молекуле люминофора, переводя электрон из стабильного в нестабильное состояние; электрон затем излучает избыточную энергию в виде фотона с более низким энергетическим уровнем, чем УФ-свет; фотоны с более низкой энергией в основном находятся в инфракрасном диапазоне, но около 40% находятся в диапазоне видимого света. Таким образом, входящая энергия преобразуется в основном в инфракрасный, но также и в видимый свет. Экран во время работы нагревается до 30–41 ° C (86–106 ° F). В зависимости от используемых люминофоров можно получить различный цвет видимого света. Каждый пиксель плазменного дисплея состоит из трех ячеек, содержащих основные цвета видимого света. Таким образом, изменение напряжения сигналов к ячейкам позволяет различать воспринимаемые цвета.
Длинные электроды представляют собой полосы из электропроводящего материала, которые также лежат между стеклянными пластинами перед и за ячейками. «Адресные электроды» расположены позади ячеек вдоль задней стеклянной пластины и могут быть непрозрачными. Прозрачные индикаторные электроды устанавливаются перед ячейкой вдоль передней стеклянной пластины. Как видно на иллюстрации, электроды покрыты изоляционным защитным слоем. Слой оксида магния может присутствовать для защиты диэлектрического слоя и испускания вторичных электронов.
Схема управления заряжает электроды, которые пересекаются в ячейке, создавая разницу напряжений между передней и задней частью. Некоторые атомы в газе ячейки затем теряют электроны и становятся ионизированными, что создает электропроводящую плазму из атомов, свободных электронов и ионов. Столкновения протекающих электронов в плазме с атомами инертного газа приводят к излучению света; такая светоизлучающая плазма известна как тлеющие разряды.
Относительная спектральная мощность красного, зеленого и синего люминофоров обычного плазменного дисплея. Единицы спектральной мощности - это просто необработанные значения датчика (с линейным откликом на определенных длинах волн). В монохромной плазменной панели газ в основном состоит из неона, а цвет - характерный оранжевый цвет заполненной неоном лампа (или знак ). После того, как в ячейке возник тлеющий разряд, его можно поддерживать, прикладывая напряжение низкого уровня между всеми горизонтальными и вертикальными электродами - даже после того, как ионизирующее напряжение снято. Чтобы стереть ячейку, все напряжение снимается с пары электродов. Панели этого типа имеют встроенную память. К неону добавляется небольшое количество азота для увеличения гистерезиса. В цветных панелях задняя часть каждой ячейки покрыта люминофором . Ультрафиолетовые фотоны, испускаемые плазмой, возбуждают эти люминофоры, которые излучают видимый свет с цветами, определяемыми люминофорными материалами. Этот аспект сопоставим с люминесцентными лампами и неоновыми знаками, в которых используются цветные люминофоры.
Каждый пиксель состоит из трех отдельных ячеек подпикселей, каждая из которых имеет люминофор разного цвета. Один субпиксель имеет люминофор красного света, один субпиксель - люминофор зеленого света, а один субпиксель - люминофор синего света. Эти цвета смешиваются вместе, чтобы создать общий цвет пикселя, такой же, как в триаде теневой маски ЭЛТ или цветного ЖК-дисплея. Плазменные панели используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для управления яркостью: изменяя импульсы тока, протекающего через разные ячейки, тысячи раз в секунду, система управления может увеличивать или уменьшать интенсивность каждого цвета субпикселей для создания миллиардов различных комбинаций. красного, зеленого и синего. Таким образом, система управления может воспроизводить большинство видимых цветов. В плазменных дисплеях используются те же люминофоры, что и в ЭЛТ, что обеспечивает чрезвычайно точную цветопередачу при просмотре телевизионных или компьютерных видеоизображений (в которых используется цветовая система RGB, разработанная для ЭЛТ-дисплеев).
Плазменные дисплеи отличаются от жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев), еще одного легкого плоского дисплея, использующего совершенно другую технологию. ЖК-дисплеи могут использовать одну или две большие люминесцентные лампы в качестве источника подсветки, но разные цвета контролируются ЖК-модулями, которые, по сути, ведут себя как ворота, которые пропускают или блокируют свет через красные, зеленые или синие фильтры на передней части ЖК-панели..
Для получения света ячейки должны работать при относительно высоком напряжении (~ 300 вольт), а давление газов внутри ячейки должно быть низким (~ 500 торр).
Коэффициент контрастности - это разница между самыми яркими и самыми темными частями изображения, измеряемая дискретными шагами в любой данный момент. Как правило, чем выше коэффициент контрастности, тем реалистичнее изображение (хотя «реализм» изображения зависит от многих факторов, включая точность цветопередачи, линейность яркости и пространственную линейность). Коэффициенты контрастности для плазменных дисплеев часто рекламируются как высокие, как 5 000 000: 1. На первый взгляд, это значительное преимущество плазмы по сравнению с большинством других современных технологий отображения, за исключением органических светоизлучающих диодов. Хотя общеотраслевых рекомендаций по сообщению коэффициента контрастности не существует, большинство производителей следуют либо стандарту ANSI, либо проводят полный тест. В стандарте ANSI используется клетчатый тестовый образец, при котором одновременно измеряются самые темные черные и самые светлые белые, что дает наиболее точные «реальные» оценки. Напротив, полный тест измеряет соотношение с использованием чистого черного экрана и чистого белого экрана, что дает более высокие значения, но не представляет собой типичный сценарий просмотра. Некоторые дисплеи, использующие множество различных технологий, имеют некоторую «утечку» света через оптические или электронные средства от освещенных пикселей к соседним пикселям, так что темные пиксели, которые находятся рядом с яркими, кажутся менее темными, чем при полном отображении.. Производители могут дополнительно искусственно улучшить заявленный коэффициент контрастности, увеличив настройки контрастности и яркости для достижения наивысших тестовых значений. Однако коэффициент контрастности, полученный этим методом, вводит в заблуждение, поскольку при таких настройках контент будет практически недоступен.
Каждая ячейка на плазменном дисплее должна быть предварительно заряжена, прежде чем она загорится, иначе ячейка не будет реагировать достаточно быстро.. Предварительная зарядка обычно увеличивает потребление энергии, поэтому могут быть предусмотрены механизмы рекуперации энергии, чтобы избежать увеличения потребления энергии. Эта предварительная зарядка означает, что ячейки не могут достичь истинного черного цвета, тогда как ЖК-панель со светодиодной подсветкой может фактически отключать части подсветки «пятнами» или «пятнами» (однако этот метод не предотвращает накопление большого количества пассивного света соседних лампы и отражающие среды от возврата значений из панели). Некоторые производители снизили предварительную зарядку и связанное с этим фоновое свечение до такой степени, что уровни черного на современных плазменных экранах начинают приближаться к некоторым высококачественным ЭЛТ Sony и Mitsubishi, выпущенным за десять лет до сопоставимых плазменных дисплеев. Важно отметить, что плазменные дисплеи разрабатывались на десять лет больше, чем ЭЛТ; почти наверняка, если бы ЭЛТ разрабатывались так же давно, как плазменные дисплеи, контраст на ЭЛТ был бы намного лучше, чем контраст на плазменных дисплеях. На ЖК-дисплее черные пиксели генерируются методом поляризации света; многие панели не могут полностью заблокировать нижележащую подсветку. Более современные ЖК-панели, использующие подсветку LED, могут автоматически уменьшать заднюю подсветку в более темных сценах, хотя этот метод нельзя использовать в высококонтрастных сценах, оставляя некоторое количество света на черных частях изображения с яркими частями, такими как (в крайнем случае) сплошной черный экран с одной тонкой интенсивной яркой линией. Это называется эффектом «ореола», который минимизирован на новых ЖК-дисплеях со светодиодной подсветкой и локальным затемнением. Модели Edgelit не могут конкурировать с этим, поскольку свет отражается через световод для распределения света за панелью.
Пример плазменного дисплея, который сильно выгорел из-за статический текст выгорание изображения происходит на ЭЛТ и плазменных панелях, когда одно и то же изображение отображается в течение длительного времени. Это приводит к перегреву люминофора, потере части своей яркости и созданию «теневого» изображения, которое видно при выключенном питании. Выгорание является особенно серьезной проблемой для плазменных панелей, поскольку они нагреваются сильнее, чем ЭЛТ. Ранние плазменные телевизоры страдали выгоранием, что делало невозможным использование видеоигр или чего-либо еще, что отображало статические изображения.
Плазменные дисплеи также демонстрируют другую проблему с остаточным изображением, которую иногда путают с выгоранием экрана повреждением. В этом режиме, когда группа пикселей работает с высокой яркостью (например, при отображении белого цвета) в течение длительного периода, происходит накопление заряда в структуре пиксель, и можно увидеть фантомное изображение. Однако, в отличие от выгорания, это накопление заряда является кратковременным и самокорректируется после того, как условие изображения, вызвавшее эффект, было устранено и прошел достаточно долгий период (с включенным или выключенным дисплеем).
Производители плазмы пробовали различные способы уменьшения выгорания, такие как использование серых столбов, пиксельных орбитальных устройств и программ очистки изображений, но на сегодняшний день ни один из них не устранил проблему, и все производители плазмы продолжают исключать выгорание из своих
Плазменные экраны потребляют значительно больше энергии, чем ЭЛТ и ЖК-экраны. Для снижения энергопотребления также разрабатываются новые технологии.
Плазменные дисплеи впервые были использованы в компьютерных терминалах PLATO. Эта модель PLATO V иллюстрирует монохроматическое оранжевое свечение дисплея, наблюдаемое в 1981 году. В 1927 году команда из Bell Telephone Laboratories продемонстрировала телевизионную передачу из Вашингтона в Нью-Йорк, используя прототип плоского плазменного дисплея для изготовления изображения, видимые аудитории. Монохромный дисплей имел размеры два фута на три фута и имел 2500 пикселей.
Кальман Тиханьи, венгерский инженер, описал предлагаемую систему плазменного дисплея с плоским экраном в статье 1936 года.
Первый практический плазменный видеодисплей был изобретен совместно в 1964 году на Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн от Дональда Битцера, Х. Джин Слоттоу и аспирант Роберт Уилсон по компьютерной системе PLATO. Оригинальные неоновые оранжевые монохромные дисплейные панели Digivue, созданные производителем стекла Owens-Illinois, были очень популярны в начале 1970-х годов, потому что они были прочными и не нуждались ни в памяти, ни в схемах для обновления изображений. В конце 1970-х годов произошел длительный период падения продаж, потому что полупроводниковая память сделала ЭЛТ-дисплеи дешевле, чем плазменные дисплеи PLATO размером 2500 долларов США долларов США 512 × 512 пикселей. Тем не менее, относительно большой размер экрана плазменных дисплеев и толщина в 1 дюйм сделали их подходящими для размещения в вестибюлях и на фондовых биржах.
Burroughs Corporation, производитель счетных машин и компьютеров, разработала дисплей Panaplex в начале 1970-х годов. Дисплей Panaplex, обычно называемый газоразрядным или газо-плазменным дисплеем, использует ту же технологию, что и более поздние плазменные видеодисплеи, но начал свою жизнь как семисегментный дисплей для использования в добавлении машины. Они стали популярными благодаря своему ярко-оранжевому светящемуся виду и почти повсеместно использовались в конце 1970-х и в 1990-е годы в кассовых аппаратах, калькуляторах, автоматах для игры в пинбол, самолетах. авионика, такая как радио, навигационные инструменты и штормоскопы ; испытательное оборудование, такое как частотомеры и мультиметры ; и, как правило, все, что раньше использовало газовую трубку или numitron, отображается с большим количеством цифр. Эти дисплеи в конечном итоге были заменены светодиодами из-за их низкого потребления тока и гибкости модулей, но они все еще используются в некоторых приложениях, где требуется их высокая яркость, например, в автоматах для игры в пинбол и авионике.
В 1983 году IBM представила 19-дюймовый (48 см) черно-оранжевый монохромный дисплей (модель 3290 «информационная панель»), который мог показать до четырех одновременных сеансов терминала IBM 3270. Из-за жесткой конкуренции со стороны монохромных ЖК-дисплеев, используемых в ноутбуках той эпохи, и высокой стоимости технологии плазменных дисплеев, в 1987 году IBM планировала закрыть свой завод в северной части штата Нью-Йорк, крупнейший плазменный завод в мире, в пользу производства мэйнфрейм-компьютеры, разработка которых была бы оставлена японским компаниям. Доктор Ларри Ф. Вебер, Иллинойсский университет доктор технических наук (исследования плазменных дисплеев) и научный сотрудник CERL (где находится система PLATO ) вместе с Стивеном Глобусом и Джеймсом Кехо, который был менеджером завода IBM, основал стартап Plasmaco и купил завод у IBM за 50 000 долларов США. Вебер оставался в Урбане в качестве технического директора до 1990 года, затем переехал в северную часть штата Нью-Йорк, чтобы работать в Plasmaco.
Оранжевые монохромные плазменные дисплеи использовались в ряде высококачественных портативных компьютеров с питанием от кондиционера , таких как Compaq Portable 386 (1987) и IBM P75 (1990). Плазменные дисплеи имели лучший коэффициент контрастности, угол обзора и меньшую размытость при движении, чем ЖК-дисплеи, доступные в то время, и использовались до появления цветных ЖК-дисплеев с активной матрицей в 1992 году.
В 1992 году Fujitsu представила первый в мире 21-дюймовый (53 см) полноцветный дисплей. Это был гибрид, плазменный дисплей, созданный в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейн и Научно-исследовательские лаборатории NHK.
В 1994 году Вебер продемонстрировал цветной плазменный дисплей на промышленном съезде в Сан-Хосе. Panasonic Corporation начала совместный проект с Plasmaco, который привел в 1996 году к покупке Plasmaco за 26 миллионов долларов США, ее цветной технологии переменного тока и ее американского завода.
В 1995 году Fujitsu представила первую 42-дюймовую (107 см) плазменную панель; он имел разрешение 852x480 и сканировался постепенно. Также в 1997 году Philips представила 42-дюймовый (107 см) дисплей с разрешением 852x480. Это была единственная плазменная панель, которая была представлена для розничной торговли в четырех точках Sears в США, и первый плазменный телевизор в мире с использованием упомянутой выше плазменной панели Fujitsu. Цена была 14 999 долларов США и включала установку на дому. Позже, в 1997 году, Pioneer начали продавать публике свой первый плазменный телевизор, за ним последовали и другие. К 2000 году цены упали до 10 000 долларов США.
В 2000 году компания Plasmaco разработала первый 60-дюймовый плазменный дисплей. Сообщалось также, что Panasonic разработала процесс изготовления плазменных дисплеев с использованием обычного оконного стекла вместо гораздо более дорогого стекла с высокой точкой деформации. Стекло с высокой температурой деформации изготавливается аналогично обычному флоат-стеклу, но оно более термостойкое и деформируется при более высоких температурах. Стекло с высокой температурой деформации обычно необходимо, поскольку плазменные дисплеи необходимо подвергать обжигу во время производства для сушки редкоземельных люминофоров после их нанесения на дисплей. Однако стекло с высокой температурой деформации может быть менее устойчивым к царапинам.
Средняя толщина плазменных дисплеев с 2006 по 2011 гг. Стала на четверть меньше. В конце 2006 года аналитики отметили, что ЖК-дисплеи обогнали плазменные, особенно в сегменте 40 дюймов (1,0 м) и выше, где плазменные панели ранее занимали долю рынка. Еще одна отраслевая тенденция - это объединение производителей плазменных дисплеев, где доступно около 50 брендов, но только пять производителей. В первом квартале 2008 года мировые продажи телевизоров составили 22,1 миллиона для ЭЛТ с прямым обзором, 21,1 миллиона для ЖК-дисплеев, 2,8 миллиона для плазменных панелей и 0,1 миллиона для обратной проекции.
До В начале 2000-х плазменные дисплеи были наиболее популярным выбором для HDTV плоских дисплеев, поскольку они имели много преимуществ перед ЖК-дисплеями. Помимо более глубокого черного цвета плазмы, повышенной контрастности, более быстрого времени отклика, более широкого цветового спектра и более широкого угла обзора; они также были намного больше ЖК-дисплеев, и считалось, что ЖК-дисплеи подходят только для телевизоров меньшего размера. Однако усовершенствования в производстве VLSI с тех пор сократили технологический разрыв. Увеличенный размер, меньший вес, падающая цена и часто более низкое энергопотребление ЖК-дисплеев сделали их конкурентоспособными с плазменными телевизорами.
Размеры экранов увеличились с момента появления плазменных дисплеев. Самый большой плазменный видеодисплей в мире на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе, Невада в 2008 году представлял собой устройство размером 150 дюймов (380 см) производства Matsushita. Electric Industrial (Panasonic) высотой 6 футов (180 см) и шириной 11 футов (330 см).
На выставке Consumer Electronics Show 2010 в Лас-Вегасе Panasonic представила свой 152-дюймовый 3D-плазма 2160p. В 2010 году Panasonic поставила 19,1 миллиона плазменных телевизионных панелей.
В 2010 году мировые поставки плазменных телевизоров достигли 18,2 миллиона единиц. С тех пор поставки плазменных телевизоров существенно снизились. Это связано с конкуренцией со стороны жидкокристаллических (ЖК) телевизоров, цены на которые упали быстрее, чем цены на плазменные телевизоры. В конце 2013 года Panasonic объявила, что прекращает производство плазменных телевизоров с марта 2014 года. В 2014 году LG и Samsung прекратили выпуск плазменных телевизоров. производство плазменных телевизоров, что фактически убивает технологию, вероятно, из-за снижения d emand.
Большинство из них прекратили это делать, но в то или иное время все эти компании производили продукты, содержащие плазменные дисплеи:
Panasonic была крупнейшим производителем плазменных дисплеев до 2013 года, когда решила прекратить производство плазменных панелей. В последующие месяцы Samsung и LG также прекратил производство плазменных наборов. Panasonic, Samsung и LG были последними производителями плазменных панелей на розничном рынке США.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с плазменными дисплеями. |
