Плазменная панель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Плазменный телевизор

Газоразрядный экран (также широко применяется калька с английского «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря — в плазме. (См. также: SED).

История[править | править код]

Оранжевая монохромная индикаторная панель Digivue в PLATO V, 1981

Плазменная панель была разработана в Университете Иллинойса в процессе создания системы электронного обучения США доктором Дональдом Битцером (Donald Bitzer), Жене Слоттовым (H. Gene Slottow) и Робертом Вильсоном (Robert Willson)[1]. Патент на изобретение они получили в 1964 году. Первый плоский дисплей состоял из одного пикселя.

В 1971 году компания «Owens-Illinois» приобрела лицензию на производство дисплеев Digivue. В 1983 году Университет Иллинойса продал лицензию на производство плазменных панелей компании IBM.

Первый в мире 21-дюймовый (53 см) полноцветный дисплей представила в 1992 году компания Fujitsu. В 1999 году «Matsushita» («Panasonic») создала перспективный 60-дюймовый прототип.

Начиная с 2010 года производство плазменных телевизоров сокращалось из-за невозможности конкурировать с более дешевыми LED-телевизорами и в 2014 практически прекратилось[2].

Конструкция[править | править код]

Устройство плазменной панели

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключённых между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

Особенности конструкции:

  • субпиксель плазменной панели обладает следующими размерами: 200 x 200 x 100 мкм;
  • передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.
  • при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;
  • для создания плазмы ячейки обычно заполняются газами — неоном или ксеноном (реже используется гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси) с добавлением ртути.

Химический состав люминофора:

  • Зелёный: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+;+ / YBO3:Tb / (Y, Gd) BO3:Eu[3]
  • Красный: Y2O3:Eu3+ / Y0,65Gd0,35BO3:Eu3+
  • Синий: BaMgAl10O17:Eu2+

Существующая проблема в адресации миллионов пикселей решается расположением пары передних дорожек в виде строк (шины сканирования и подсветки), а каждой задней дорожки — в виде столбцов (шина адресации). Внутренняя электроника плазменных экранов автоматически выбирает нужные пиксели. Эта операция проходит быстрее, чем сканирование лучом на ЭЛТ-мониторах. В последних моделях PDP обновление экрана происходит на частотах 400 — 600 Гц, что позволяет человеческому глазу не замечать мерцания экрана.

Принцип действия[править | править код]

Работа плазменной панели состоит из трёх этапов:

  1. инициализация, в ходе которой происходит упорядочение положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации). При этом на электроде адресации напряжение отсутствует, а на электрод сканирования относительно электрода подсветки подаётся импульс инициализации, имеющий ступенчатый вид. На первой ступени этого импульса происходит упорядочение расположения ионной газовой среды, на второй ступени разряд в газе, а на третьей — завершение упорядочения.
  2. адресация, в ходе которой происходит подготовка пикселя к подсвечиванию. На шину адресации подаётся положительный импульс (+75 В), а на шину сканирования отрицательный (–75 В). На шине подсветки напряжение устанавливается равным +150 В.
  3. подсветка, в ходе которой на шину сканирования подаётся положительный, а на шину подсветки отрицательный импульс, равный 190 В. Сумма потенциалов ионов на каждой шине и дополнительных импульсов приводит к превышению порогового потенциала и разряду в газовой среде. После разряда происходит повторное распределение ионов у шин сканирования и подсветки. Смена полярности импульсов приводит к повторному разряду в плазме. Таким образом, сменой полярности импульсов обеспечивается многократный разряд ячейки.

Один цикл «инициализация — адресация — подсветка» образует формирование одного подполя изображения. Складывая несколько подполей, можно обеспечивать изображение заданной яркости и контраста. В стандартном исполнении каждый кадр плазменной панели формируется сложением восьми подполей.

Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит ёмкостной высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение проходя через переднюю стеклянную пластину попадает в глаз зрителя.

Преимущества и недостатки[править | править код]

Преимущества:

  • высокая контрастность;
  • глубина цветов;
  • стабильная равномерность на чёрном и белом цвете;
  • наибольший срок службы (30 лет) по сравнению с ЖК-панелями (7-10 лет)

Недостатки:

Примечания[править | править код]

  1. ECE Alumni wins award for inventing the flat-panel plasma display. ILLINOIS (23 ноября 2002). Проверено 15 марта 2019.
  2. Конец эпохи: Рынок плазменных ТВ покинул последний крупный производитель. Cnews (28 октября 2014). Проверено 16 марта 2019.
  3. PLASMA DISPLAY PANEL

Ссылки[править | править код]

Плазменные телевизоры История создания плазменных панелей и их техническая характеристика

Литература[править | править код]