Для чего в телевизорах используется плазма
Плазменный телевизор
Что такое плазменный телевизор и технологии
Схемы современных плазменных телевизоров, при наличии сходства с телевизорами LCD, имеют свои особенности.
Устройство плазменного телевизора
Плазменная панель (PDP – Plasma Display Panel) состоит из миллионов пикселей-ячеек, наполненных газом (ксеноном или неоном). Ячейки размещены между двумя стеклянными пластинами. При подаче электрического заряда на ячейки газ переходит в агрегатное состояние, которое в физике называют плазма. Вот, что значит плазменный телевизор. Отсюда и произошло название технологии.
Как работает плазменный телевизор
Принцип работы плазменного телевизора основан на явлении свечения газа в ячейках при пропускании через него электрического тока. В сущности, плазменная панель представляет собой матрицу из миниатюрных флуоресцентных ламп. Каждая ячейка является своеобразным конденсатором с электродами и состоит из трех микроламп с ионизированным газом.
После подачи разряда плазма излучает ультрафиолет. Красная, зеленая или синяя микролампа начинает светиться. Ультрафиолетовое излучение задерживается стеклом, а видимый свет преобразуется через сканирующий электрод в изображение, которое появляется на экране плазменного телевизора.
Электрическим полем управляет компьютер. Яркость свечения каждой ячейки определяет уровень подаваемого напряжения. Таким способом из трех основных цветов получают практически любой цвет и оттенок.
Полученное по такой технологии изображение – яркое и четкое. Каждая ячейка излучает свой свет самостоятельно, и дополнительная подсветка плазменного телевизора, в отличии от жидкокристаллических собратьев, не требуется.
Размер плазменной ячейки достаточно велик. Создать маленький плазменный телевизор с высоким разрешением технологически очень сложно и экономически не выгодно. В основном аппараты изготавливают с диагональю 42 дюйма и более.
Достоинства плазменных телевизоров
Контрастность является одной из наиболее важных характеристик качества изображения. Картинка на экране с высокой контрастностью будет выглядеть более реалистичной и пространственной. Это самый большой плюс, по сравнению с ЖК-технологией.
Основные плюсы плазменных телевизоров:
Недостатки плазмы
Недостатки плазменных телевизоров:
Много электроэнергии уходит на преобразование инертного газа в плазму. Для охлаждения предусмотрены вентиляторы, которые дополнительно увеличивают энергопотребление плазменных телевизоров.
Контрастность плазмы со временем уменьшается, и через несколько лет использования изображение становится не таким красочным как вначале.
Выгорание пикселей у плазмы может происходить при подаче на экран статического изображения, например, при подключении к компьютеру. При обычном просмотре это явление может совсем не происходить. Новые модели телевизоров проблем выгорания пикселей практически не имеют.
Чистка экрана
Неправильный уход за телевизором приведет к появлению различных пятен на экране, бликов, царапин, что не будет способствовать комфортному просмотру. Пыль на экране накапливает статическое электричество. Надо учитывать, экран плазменного устройства состоит из нескольких слоев, каждый из которых чувствителен к воздействию агрессивных химических препаратов.
Общие рекомендации, как почистить поверхность экрана плазменного телевизора:
Корпус телевизора также необходимо систематически протирать мягкой тканью.
В специализированных магазинах продают влажные салфетки для ухода за экраном ЖК телевизора. Салфетки, пропитанные специальным составом, не содержат спирт и абразивные компоненты и могут использоваться для любых типов экранов.
Чем протирать плазменный телевизор в домашних условиях. Приготовить мыльный раствор из детского мыла. Хозяйственное мыло не рекомендуется использовать из-за повышенного содержания щелочи. Мягкой тряпкой без ворса, смоченной в растворе, протереть экран. Хорошо отжатой тканью удалить остатки мыла и протереть экран насухо.
Стоит ли брать плазму?
Самый большой плазменный телевизор в 2010 году компания Panasonic экспонировала на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе. Модель TH-152UX1: диагональ – 152 дюйма (386 см), масса — 580 кг. Плазменная панель выдает разрешение 4096 × 2160 пикселей и умеет показывать 3D-контент.
Плазма будет хорошим выбором, если пользователю нужен экран с большой диагональю за умеренную стоимость. Изображение на плазме с хорошим антибликовым покрытием будет выглядеть лучше в ярко освещенном помещении, чем на ЖК экране с глянцевым покрытием.
На данный момент, выпуском плазменных панелей занимается только Samsung. Так что выбор не велик.
Плазменный телевизор + устройство принцип действия
Главная страница » Плазменный телевизор + устройство принцип действия
Благодаря физике на уровне школьного курса, достаточно многие потенциальные владельцы телевизоров должны знать — вещества в природе могут иметь три основных состояния: твёрдое, жидкое, газообразное. Однако если подняться выше школьной физики, есть шанс познакомиться с плазмой (или более того — с конденсатом Бозе-Эйнштейна). Далеко немногим известно, что такое плазма и как связано состояние плазмы с твёрдыми веществами, жидкостями и газами? Что же, плазменный телевизор – точнее конструкция экрана современного телевизионного приёмника, поможет раскрыть загадку.
Как образуется плазма телевизионного экрана?
Если взять и нагреть кусок льда, представляющий твёрдое состояние вещества, получится вода – жидкое состояние вещества. Продолжением нагрева легко получить пар – газообразное состояние. Чем больше тепла прикладывается, тем больше поступает энергии, тем энергичнее движутся молекулы (атомы).
Относительно твёрдое вещество, например, вода, характеризуется тесной связью молекул между. При этом молекулам доступна фаза движения (поэтому вода течёт). Состояние пара (газообразная вода) отмечается большей свободой молекул — энергией рассеивания, благодаря чему пар заполняет всё доступное пространство.
Однако если продолжать нагревать пар, молекулы и атомы начинают распадаться с последующим высвобождением части электронов. В моменты распада атомов подобным образом, формируются положительно заряженные частицы — ионы.
Смешивание ионов, обладающих плюсовым зарядом, с отрицательно заряженными электронами, способствует образованию состояния проводимости электричества. Вещество в таком состоянии – это и есть плазма, особый тип газа, где часть атомов становится ионами (ионизированный газ).
Процессы изменения состояния вещества: 1 – твёрдое; 2 – жидкое; 3 – парообразное; 4 – плазменное; А – атом; Я – ядро; Э – электрон; Т – нарастающая температурная шкала
Как формируется картинка плазменного экрана телевизора?
Вероятно многим знакомы энергосберегающие люминесцентные лампы (CFL – Compact Fluorescent Lamp), а также неоновые лампы (уличные фонари). Оба типа приборов излучают свет за счёт передачи электричества сквозь область газа. Так вот, плазменный экран телевизора, по сути, состоит из миллионов микроскопических CFL (или неоновых ламп), каждая из которых управляется электронной схемой.
Так осуществляется контроль и управление отдельными пикселями (подсветка цветных точек) на экране телевизора. На этом базовом принципе построен плазменный телевизор, и этот же принцип существенно отличает плазменную технологию от других видов телевизионных технологий. Например, в случае с LCD экраном (жидкокристаллический телевизор) включение / выключение пикселей активирует световой луч, проходящий через поляризационные кристаллы.
Пиксельные элементы плазменного экрана телевизора имеют некие общие черты с неоновыми лампами (или CFL). Как и в случае с неоновой лампой, каждая ячейка заполнена небольшим количеством неонового или ксенонового газа. Аналогично CFL, каждая ячейка покрыта внутри фосфорными химикатами. Внутри CFL люминофор представляет собой меловое белое покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки и работает подобно фильтру.
Примерно такие же «лампочки» составляют внутреннюю структуру плазменного экрана телевизора, с одной лишь разницей в размерах и цветовой окраски
Когда электричество течет через стеклянную трубку, атомы газа рассеиваются внутри и генерируют невидимый ультрафиолетовый свет. Белое люминофорное покрытие стенок трубки превращает невидимый ультрафиолет в видимый белый свет.
Внутри плазменного экрана телевизора ячейки напоминают структуру CFL, с той лишь разницей, что покрытие каждой отдельной ячейки выполнено люминофорами либо красного, либо синего, либо зелёного цвета.
Соответственно, работа ячейки заключается в том, чтобы использовать невидимый ультрафиолетовый свет, генерируемый неоновым или ксеноновым газом внутри ячейки, и преобразовать в красное, синее, зелёное видимое свечение. Комбинация этих базовых цветов традиционно формирует рабочий оттенок на участке экрана.
Конструктивное исполнение плазменного экрана ТВ
Подобно изображению жидкокристаллического экрана телевизора, картинка, полученная на плазменном экране телевизора, состоит из массива (сетки) красных, зелёных, синих пикселей (микроскопических точек или квадратов). Каждый пиксель включается или выключается индивидуально сеткой, сформированной горизонтально и вертикально установленными электродами.
Структура плазменного экрана телевизора: 1 – слой диэлектрика; 2 – электрод; 3 – слой оксида магния; 4 – технологическое ребро; 5 – пиксели; 6 – фосфорное покрытие; 7 – электрод «адресный»: 8 – адресный защитный слой; А – переднее стекло; В – заднее стекло
Рассмотрим, как активируется, например, один из красных пикселей? Пара электродов, подведённых к пиксельной ячейке, создают высокое напряжение, вызывая ионизацию с последующим излучением ультрафиолетового света (невидим непосредственно на панели телевизора).
Ультрафиолетовый свет проникает через красное люминофорное покрытие на внутренней стороне пиксельной ячейки. Фосфорное покрытие преобразует невидимый ультрафиолет в видимый красный свет, благодаря чему пиксель загорается, высвечивая на экране отдельный красный квадрат (точку).
Чем различаются плазменный и LCD экраны телевизора?
Плазменные и жидкокристаллические телевизоры внешне очень схожи, но технологически работают совершенно по-разному. Телевизоры с плазменными экранами, как правило, стоят значительно дороже LCD конструкций. Спрашивается — почему бы не купить телевизор с LCD-экраном? Однако высокая цена плазмы обусловлена лучшим качеством картинки.
Главное отличие плазмы и ЖК отмечается в конструктивном исполнении рабочей ячейки. Составляющие экран пиксели плазменного экрана телевизора включаются и выключаются на несколько порядков быстрее, чем пиксели экрана ЖК телевизора. Пользователь получает более чёткие картины экрана с минимальным эффектом размытия. Особенно явно разница заметна на быстро меняющихся изображениях.
Объективная разница картинки телевизионных приёмников разной конструкции: А – плазменный экран телевизора; В – жидкокристаллический экран телевизора
Правда, последние разработки жидкокристаллической телевизионной техники демонстрируют рост скорости включения / выключения пикселей. Тем не менее, «перещеголять» плазменные экраны пока что не удаётся. Плазменные экраны телевизоров светят ярче, обладают более высокой контрастностью, что видится важным фактором просмотра телевизора, к примеру, в условиях яркого дневного света.
Пользователям доступен просмотр картинки на плазменной матрице под более широким углом, без риска получить искажения цветов как это явно заметно на панели ЖК телевизора. Поэтому, с точки зрения качества изображения, плазма выглядит более предпочтительной для широкой аудитории потенциальных пользователей.
Между тем, плазменный телевизор не лишён технических недостатков. Среди выраженных и значимых недостатков конструкции:
Телевизионным приёмникам с плазменным исполнением также присущи дефекты «прожига» матрицы, когда длительное время не меняющееся изображение способно привести к физическому выгоранию пикселя.
Тенденция скорого «выгорания» пикселей матрицы по причине чрезмерного использования, более выражена, чем у LCD-матриц. Правда, согласно утверждениям производителей, полный гарантийный срок техника с плазменной матрицей обязательно отработает.
Заключительный штрих на плазменный телевизор
Постепенно телевизионные приёмники с плазменной технологией дешевеют. При этом конструкции на жидких кристаллах стабильно наращивают скорость переключения пикселей. Таким образом, конкуренция технологий активно продолжается, а пользователем на выбор предлагаются обе технологии для обычного домашнего просмотра.
Вместе с тем за последние несколько лет две проверенные и вполне надёжные технологии дополнились OLED-телевизорами (на органических светодиодах). Такое конструкционное исполнение отличает более тонкая (в прямом смысле) структура матрицы.
Экраны OLED телевизионных приёмников превосходят плазменные и LCD матрицы по яркости, дают более чистый чёрный цвет. Переход на OLED технологию очевиден, учитывая более качественное и быстрое воспроизведение изображения.
КРАТКИЙ БРИФИНГ
Телевизоры. Часть 1. Типы телевизоров, подсветок и технологий, практические различия
Здравствуйте, уважаемое хабрасообщество.
После изучения матчасти я прояснил некоторые моменты.
I Тип формирования изображения.
На сегодняшний день есть 3 типа формирования изображения на современных телевизорах:
1 LCD.
Самый распространенный вид телевизоров. Изображения в таких телевизора получается при помощи поляризованного света, нескольких светофильтров и управляемых жидких кристаллов.
1.1 Типы подсветок LCD-телевизоров.
Так как изображение, которое мы видим на экране LCD-телевизора, получается в результате прохождения поляризованного света от источника подсветки, необходимо обозначить 2 типа подсветки:
a) CCFL, она же — холодный катод. Подвид тонких люминисцентных ламп, располагающихся за матрицей.
Преимущества: равномерность подсветки.
Недостатки: большая толщина, энергопотребление, невозможность локального управления подсветкой.
b) LED — светоизлучающие диоды. В настоящее время практически полностью вытеснили телевизоры с холодным катодом.
Преимущества: возможно сделать очень тонкие телевизоры, низкое энергопотребление, возможность локального управления подсветкой.
Про локальное управление подсветкой и подразделение LED-подсветки нужно сказать пару слов. LED-подсветка разделяется на 2 типа: краевая (она же EDGE-LED, когда светодиоды расположены по краям матрицы, их свет попадает на диффузор и рассеивается) и ковровая (Full HD LED, LED Pro). Так как ЖК-пикселы сами по себе не излучают свет, им необходима подсветка (о чем сказано выше), которая включена всегда. Закрытые кристаллы все равно пропускают свет, поэтому добиться низкого уровня черного (чем ниже — тем лучше) и контрастных переходов в системах с краевой подсветкой невозможно. В телевизорах самого высокого уровня используется ковровая подсветка (когда светодиоды располагаются непосредственно за матрицей). Это позволяет повысить равномерность подсветки и внедрить сегментированное управление подсветкой, когда отдельные диоды, отвечающие за области на экране, могут приглушать яркость в зависимости от сцены на экране. На самом деле, ковровую подсветку имеют это всего 2 серии — 9-я серия Philips и 9-я серия Sony. В 9-й серии LG тоже есть ковровая подсветка, но ее реализация хуже, чем краевая у конкурентных решений.
Неравномерность подсветки.
Из-за того, что светодиоды располагаются с определенной периодичностью (свое влияние вносит рассеивание и много других факторов), практически в 100% случаев LCD телевизоры с LED-подсветкой имеют неравномерность подсветки (clouding) — когда области, которые должны оставаться черными имеют другую градацию серого.
Проблема частично решается сегментированной светодиодной подсветкой.
1.2 Типы матриц LCD-телевизоров с LED-подсветкой.
0.16 нит), большое время отклика.
Устанавливаются в телевизоры LG 3—9 серий (то есть, фактически во все, без разделения по уровням), Philips 4, 6 серии, Panasonic разных вариаций и многие другие.
b) S-PVA (производство Samsung). Матрицы для телевизоров классов выше.
Преимущества: более глубокий черный (0.05—0.1 нит в зависимости от реализации подсветки).
Устанавливаются в телевизоры Samsung 7—8 серий, Sony 7—8 серий, Philips 7—8-й серии и некоторые другие.
c) UV²А (производство Sharp). По моему мнению, наиболее совершенный тип матриц.
Преимущества: углы больше, чем у S-PVA (но меньше, чем у IPS). Самый глубокий уровень черного (0.02 — 0.06 нит)
Недостатки: Sharp производит их в недостаточных количествах.
Устанавливаются в телевизоры Philips 9-й серии и топовые серии Sharp.
2. Плазма.
С этим словом связано очень много мифов и заблуждений. Любой несведущий продавец обязательно скажет вам, что плазма устарела. Это связано с набором стереотипов и проблем, имевших место быть.
Изображение формируется при помощи свечения люминофора под действием УФ-лучей.
Каждая плазменная ячейка является независимым источником света, поэтому телевизор не требует подсветки. Ранее плазменные телевизоры имели очень большую толщину и размер ячейки, поэтому были очень громоздкими и диагонали Full HD начинались с 50—60″. Теперь толщина современных плазменных телевизоров не превышает 3—4 см, а диагонали начинаются с 42″.
У плазменных телевизоро нет различных типов матриц с маркетинговыми названиями, но есть поколения панелей (самое совершенное — 15-е).
Сейчас плазма почти вытеснена LCD-телевизорами и ее производством занимается всего 3 компании: Panasonic, Samsung и LG (причем, собственные разработки имеют только первые 2). Связано это с убыточностью производства, конкуренцией со стороны ЖК-телевизоров и их популяризацией. Но плазма держит первые позиции в больших диагоналях.
3. OLED.
Органические светодиоды. Что-то среднее, между первыми 2-мя технологиями. Изображение формируется при помощи самоизлучающих диодов, которые светятся под воздействием электрического тока. Как и в плазме, каждая ячейка является самостоятельным источником света. Пока имеются только несколько серийных образцов таких телевизоров по очень высоким ценам. Разработками в этой области занимаются LG и Samsung.
Есть и другие типы телевизоров, например проеционные лазерные телевизоры, но их разработка уже прекращена.
Кратко о преимуществах и недостатках каждой технологии:
LCD:
Преимущества:
— относительно невысокая цена производства, что позволяет производителям получать достаточно высокую прибыль и инвестировать в производство.
— Статический метод формирования изображения (без дизеринга) хорош для отображения изображений и фотографий.
— Отлично подходит для статичного изображения и не боится его.
— LCD-телевизоры имеют высокую яркость и низкое энергопотребление
Недостатки
— Высокий уровень черного (от 0.02 нит в UV²А-матрице с ковровой подсветкой до 0.2 нит в IPS).
— Большое время отклика
— Отсутствие объема и и глубины изображения
— Динамическое разрешение без искусственных ухищрений 300 — 700 линий.
Плазма
Преимущества
— Общая глубина изображения. В целом, при подаче качественного контента, изображение на плазме заметно отличается от такового в LCD: обладает большей глубиной и насыщенностью цветов, имеет ярко выраженный эффект объема.
— Низкий уровень черного (0.008 нит в моделях Panasonic 2012 года).
— Имеют динамическое разрешение без искусственных ухищрений 1080 линий.
— Отлично подходят для динамического изображения (фильмы), хорошо раскрывают высококачественный контент.
— Фактически отсутствует время отклика.
— Свободнейшие углы обзора
Недостатки
— Совершенно не подходят для подключения к компьютеру из-за остаточного изображения
— Хуже показывают фотографии (так как градации получаются при помощи дизеринга)
— Большое энергопотребление, не все модели имеют высокую яркость.
— Высокая цена производства, низкая маржа — производителям все сложнее удержаться на плаву.
OLED
Самая новая технология формирования изображения в телевизорах. Используются самоизлучающие органические светодиоды. Как и плазма, это дисплеи с самоэмиссией света, не требующие подсветки.
Сейчас выпущено всего несколько серийных образцов по цене в десяток раз превосходящей аналогичные LCD и плазменные телевизоры, но LG обещает, что через 3 года OLED-телевизоры аналогичных LCD и плазма-диагоналям будут стоить в 1.5 раза дороже.
Преимущества:
— низкое время отклика и высокий контраст, как и у плазмы, т. к. нет механически поворачивающихся молекул и постоянной подсветки, как в LCD.
— экономичность
— широкие углы обзора.
Недостатки:
— различная деградация пикселов со временем (так же, как у плазмы, что приводит в остаточным изображениям и выгоранию пикселов). Сейчас это пытаются компенсировать программно.
— Низкое время службы: около 10 000 часов (к примеру, у LCD — 60 000 часов, у плазмы — 100 000 тысяч часов).
II Характеристики изображения
1000:1, S-PVA — 3500:1, UV²А — 5000:1, плазма — 12000:1.
— Точность цветопередачи (DeltaE, отклонение от эталона). Подается сигнал на входе, измеряется сигнал на выходе. Чем больше отклонение — тем менее точная цветопередача. Считается, что невооруженный глаз неспособен заметить отклонение DeltaE
Устройство и принцип работы плазменной панели
Если в газ (нейтральный) запустить очень много электронов (они имеют отрицательный заряд «-«), они будут сталкиваться с атомами газа и выбивать из них другие электроны. Атом, потеряв электроны, становится ионом (имеет положительный заряд «+»). Когда электрический ток проходит через образовавшуюся плазму, отрицательно и положительно заряженные частицы притягиваются друг к другу, столкновения «возбуждают» атомы газа в плазме, заставляя их высвобождать энергию в виде фотонов.
Патент на изобретение «плазменной панели», хотя правильнее говорить «плазменного дисплея» был выписан в 1964 на имена трёх человек: Дональда Битцера, Жене Слоттова и Роберта Вильсона. Первый плазменный дисплей состоял всего из одного пикселя (. ), естественно, что из него никакого изображения, кроме точки, получить было нельзя, тут был важен сам принцип. Не прошло и десяти лет, как приемлемые результаты были достигнуты, в 1971 году фирме Owens-Illinois была продана лицензия на производство дисплеев Digivue.
Всё бы хорошо, да только LCD дисплеи, появившиеся в начале 90-х, стали уверенно вытеснять «плазму» с рынка. К сожалению, создать маленькие пиксели (как у LCD) было не так просто, да и яркость с контрастностью оставляли желать лучшего 
Никто не знает, чтобы было дальше, если бы технологией плазменных панелей не занялась компания «Matsushita«, известная сейчас как «Panasonic«. В 1999 году был, наконец, создан, перспективный 60-дюймовый прототип с замечательными яркостью и контрастностью, превосходящими их «жидкокристаллические» аналоги 
Вот как выглядит плазменный телевизор без задней крышки:
Давайте посмотрим, как устроена плазменная панель и каким образом она работает. В плазменных панелях ксенон и неон содержится в сотнях маленьких микрокамер, расположенных между двумя стеклами. С обеих сторон, между стеклами и микрокамерами, располагаются два длинных электрода. Управляющие электроды расположены под микрокамерами, вдоль тылового стекла. Прозрачные сканирующие электроды, окруженные слоем диэлектрика и покрытые защитным слоем оксида магния, расположены над микрокамерами, вдоль фронтального стекла
Электроды расположены крест-накрест во всю ширину экрана. Сканирующие электроды расположены горизонтально, а управляющие электроды – вертикально. Как вы можете видеть ниже, на диаграмме, вертикальные и горизонтальные электроды формируют прямоугольную сетку. Для ионизации газа в определенной микрокамере, процессор заряжает электроды непосредственно на пересечении с этой микрокамерой. Тысячи подобных процессов происходят за долю секунды, заряжая по очереди каждую микрокамеру.
Когда пересекающиеся электроды заряжены (один отрицательно, а другой положительно), через газ в микрокамере проходит электрический разряд. Как было сказано ранее, этот разряд приводит заряженные частицы в движение, вследствие чего атомы газа испускают фотоны ультрафиолета, которые, в свою очередь, заставляют светиться фосфорное покрытие микрокамер, выбивая из них фотоны основных видимых цветов.
Каждый пиксель плазменной панели состоит из трёх микрокамер (субпикселей): красного зелёного и синего (как в кинескопных телевизорах), чем меньше размер пикселей в дисплее, тем более чётким получается изображение 
Плазменные дисплеи отличаются хорошей яркостью, чёткостью и красивой цветопередачей. В отличии от LCD и LED (жидкокристаллических дисплеев), которые работают на «просветку», плазма светит сама, обеспечивая красивый и глубокий чёрный цвет и замечательную контрастность изображения практически с любого угла обзора. Цифровых тормозов и глюков на ней практически незаметно, однако, разер пикселей немного больше, чем у ЖК, поэтому размер плазменной панели (обычно) начинается от 32 дюймов
К недостаткам плазмы можно отнести немалую стоимость и большое потребление электроэнергии. Если у Вас дома есть маленькие дети, учтите, что одного удара мячиком или другой игрушкой может быть достаточно для того, чтобы вся плазменная панель отправилась на свалку (там нет 5-10 сантиметрового стекла перед экраном, как в кинескопах)