Згадуючи «плазму»
Вже в середині 60-х років починаються розробки перших пристроїв, які використовують плазмовий розряд для роботи в системах відображення інформації. Зауважимо, що, наприклад, у СРСР випускалася ціла серія невеликих плазмових панелей для використання у різних сферах відображення даних. Зокрема, було випущено кілька моделей осцилографів на базі плазмових екранів замість традиційних ЕПТ. Порівняно з ЕПТ дисплеями плазмові панелі мали значно менші габарити, були більш стійкі до різних механічних впливів і звичайно забезпечували більш яскраве і контрастне зображення. Використовувалися плазмові дисплеї навіть у настільних програмованих ПК.
Вперше говорити про використання плазмової технології у телебаченні стали на початку 70-х років минулого століття. Вже тоді обговорювали різні альтернативи кінескопним апаратам. І в якості однієї з них, крім РК-пан
Але технології того часу, хоч і дозволяли зробити якісну плазмову матрицю, не давали можливості створити дешевий пристрій керування яскравістю плазмового розряду. Тут ми трохи поговоримо про фізику.
Справа в тому, що якщо ми подивимося на ВАХ (Вольт-Амперну Характеристику) звичайнісінької неонової лампи, то ми побачимо, наскільки складний процес формування плазмового розряду. Почнемо з того, що розряд потрібно спочатку запалити, стабілізувати його яскравість та утримувати її на потрібному рівні. Зауважимо, що запалити розряд непросто, але ще складніше його погасити у потрібний момент. При цьому потрібно врахувати, що умови виникнення плазми в гарячому та охололому комірці істотно різняться. І вся подальша історія розвитку плазмових панелей була спрямована саме на вдосконалення технології формування такерування плазмовим розрядом. Але про це ми розповімо нижче.
Етапи розвитку плазмової технології
Сучасна плазмова панель складається з безлічі окремих заповнених інертним газом осередків. Кожен піксель є RGB тріадою, субпікселі якої можуть випромінювати червоне, зелене або синє світло. Білий колір виходить при одночасному світінні всіх пікселів з певною яскравістю.
Активація плазмового осередку здійснюється шляхом подачі високої керуючої напруги на відповідний електрод. Інертний газ, який заповнює осередок, в цей момент переходить у стан провідної плазми і починає випромінювати потік ультрафіолету, що викликає свічення люмінофора нанесеного на стінки плазмового осередку потрібним кольором.
Колір світіння люмінофора визначається його хімічним складом, і кожна компанія, що виробляє плазмові панелі, мала свій унікальний рецепт. Адже саме світловіддача люмінофора визначає головний параметр плазмового осередку – яскравість ККД. Зауважимо, що саме склад люмінофора та його стійкість до дії плазмового розряду визначали термін служби плазмової матриці.
І коли казали, що «панель вигоріла», це, швидше за все, означало, що частина пікселів втратила люмінофора і перестала випромінювати видиме світло. Заради об'єктивності, зауважимо, що «ефект вигоряння пікселів», що виникає зазвичай при тривалому показі статичних картинок, був проблемою плазмових панелей до середини 2000-х років. Потім чималими зусиллями інженерів компаній, що виробляють плазму, його було подолано. І власники плазмових панелей, випущених після 2005 року, з цією проблемою вже ніколи не стикалися.
Нагадаємо також, що на початковому етапі існувало два види плазмових панелей – це панелі, що працюють на постійномуструмі, або DC панелі та панелі, що функціонують на змінному струмі – AC панелі.
Спочатку всі плазмові панелі працювали саме на постійному струмі. Електроди в них розташовувалися на протилежних стінках і розряд, що виникає в проміжку між ними, викликав випромінювання ультрафіолету, який перетворювався на видимий спектр нанесеним на бічні стінки люмінофором.
Як видно з опису, головна перевага DC осередку – простота конструкції. Але зворотний бік простої конструкції - низька довговічність. Справа в тому, що в DC осередку люмінофор знаходиться під постійним впливом високої температури, контактуючи з плазмою. І за рахунок цього інтенсивність свічення таких осередків досить швидко падала, і як наслідок DC матриці були дуже недовговічними.
Другим серйозним мінусом цих осередків був досить великий час відгуку. Ми не дарма трохи описали фізику роботи плазмових панелей, і помітили, що плазмовий розряд важко не тільки запалити, але й важче його погасити в потрібний час. Вирішити ці проблеми інженерам вдалося, створивши плазмові панелі, які працюють на змінному струмі.
Тут слід зазначити, що пальма першості у справі створення AC панелі належить компанії Fujitsu. Саме вона вперше запропонувала нову три електродну структуру газорозрядного осередку.
У AC комірці іонізуючий електрод та електрод розгортки, які називають дисплейними, нанесені на зовнішню поверхню скла та відокремлені від самої комірки шаром діелектрика. Саме на них подається змінна напруга під впливом, якого всередині комірки виникає тліючий розряд без утворення плазми. Його інакше називають підготовчим або черговим, оскільки він готує комірку для виникнення основного розряду та дозволяє суттєво знизити час реакціїплазмової панелі.
Але, пам'ятаючи про те, що переваги завжди компенсуються недоліками, розповімо про мінуси AC панелей. Їх щонайменше два.
Перший – складніша конструкція плазмового осередку. На сучасному етапі цей мінус вже звичайно не має такого великого впливу на вартість плазмової панелі. Але оскільки ми згадуємо історію плазмової технології, то для його об'єктивності варто згадати.
Другий істотніший недолік – черговий розряд, що тліє, який постійно відбувається між дисплейними електродами. З одного боку він призводить до того, що навіть неактивний плазмовий осередок завжди споживає електроенергію, з іншого боку він знижує глибину чорного кольору.
І якщо проблеми із глибиною чорного кольору компанії, які виробляли плазмові телевізори, змогли вирішити. У сучасної плазми екран за відсутності сигналу має, як казав Остап Бендер «радикально чорний колір», то необхідності тліючого розряду інженерам позбутися не вдалося. Закони фізики є об'єктивними, і скасувати їх ніхто не може.
Ми не дарма вирішили розповісти вам, як працює сучасна плазмова панель. По-перше, це своєрідний екскурс в історію та короткий перелік тих етапів, які пройшла технологія від початку до кінця. А по-друге, навіть з нашої досить короткої розповіді видно наскільки плазмова технологія складна для виробництва, і яку серйозну роботу довелося зробити інженерам, щоб отримати ті найвідмінніші плазмові телевізори, які поки що ми можемо купити в магазинах.
Навіщо всі ці складності?
Як своєрідний результат спробуємо розповісти про те, що приваблює шанувальників кіно в плазмових телевізорах.
В першу чергу, звичайно, це яскрава і соковита картинка з дужеякісною кольоропередачею та вельми широким динамічним діапазоном.
Ми знову трохи заглибимося у фізику. Вся справа в тому, що плазмовий розряд за своєю природою слабо піддається регулюванню, він або є, або його немає. І щоб змінити інтенсивність світіння плазмового осередку, виробники використовували зазвичай ШІМ (Широтно-Імпульсну Модуляцію). З її допомогою, змінюючи тривалість імпульсів у пакеті фіксованої довжини, можна змінювати і інтенсивність свічення пікселя. І звичайно діапазон зміни яскравості осередку визначається розрядністю пакета. І ось тут починається найцікавіше.
Справа в тому, що в багатьох сучасних РК-панелях використовується так зване скануюче світлодіодне підсвічування. У ній світлодіоди, що підсвічують матрицю, запалюються не всі одночасно, а послідовно рядами з певною частотою перемикання. І таким чином, якщо частота регенерації картинки скажемо 200 Герц, а частота перемикання підсвічування ще 200 Герц, то маркетологи нам радісно говорять про те, що телевізор забезпечує частоту зміни картинки в 400 Герц. Такий цікавий підхід.
Звичайно, скануюче підсвічування в РК-матрицях візуально суттєво покращує відтворення динамічної картинки, але це досягається не підвищенням якості її опрацювання. Просто ті самі огріхи спритно ховаються від ока телеглядача і все. Нічого страшного в цьому, звичайно, немає, важливо просто розуміти, що фізично це дещо інший процес.
Ще одним дуже важливим моментом є висока контрастність плазмової матриці картинки, що формується. Сучасні технології, змінена геометрія плазмових осередків та використання нових фільтрів дозволили інженерам зробити неактивний плазмовий осередок повністю чорним. Так, що ідеальний чорний колір та найвищий контраст –також невід'ємні переваги плазмових панелей.
І коли виробник пише про співвідношення статичної контрастності плазмової матриці, скажімо 5000000:1 в цьому немає обману. Висока яскравість осередку, поділена на практично нульовий рівень випромінювання, у вимкненому стані дає нескінченно велике значення. Тож із цим знову у плазми все чесно.
У РК-матрицях є два значення контрастності: статичне та динамічне. Статичне значення, як правило, найбільш «чесне», хоча воно і суттєво нижче динамічного. Адже динамічне значення забезпечується спеціальними режимами роботи підсвічування та й вимірюється воно дуже хитро. Тож знову великі цифри не завжди відповідають істині.
Хоч і не прийнято «поминаючи небіжчика» говорити про недоліки, але ми скажемо кілька слів і про них.
Головний мінус плазмової технології – висока напруга, необхідна для формування розряду і, як ми вже писали наявність чергового запалювання осередку. Саме цими факторами і зумовлено більш високе споживання електроенергії плазмовими телевізорами і саме тому вони найбільше параметру і програють РК-панелям.
Плюс до цього, як ми вже зазначали, для управління плазмовим осередком потрібні потужні силові транзистори, а це підвищує вартість електроніки, що управляє, і джерела живлення. І позбутися цих елементів неможливо. Виробники, як могли, оптимізували цю технологію, але, ймовірно, далі вже просто рухатися нікуди з плазми «вичавили» все, що можна.
Що йде на зміну
Задавшись одним питанням кому вигідний відхід плазми з ринку, ми відразу отримуємо відповідь тим, хто її виробляв. І на те є кілька причин. Перша та найголовніша – відмовившись від випуску плазми, виробники «розчистили галявину»для технології OLED. Адже саме зараз вона починає свій шлях на ринок телевізорів із великими діагоналями.
Звичайно, можна згадати першу боязку спробу вивести OLED технологію на ринок, що відбулася кілька років тому. Але хіба можна вважати серйозним придбанням у домашній кінотеатр телевізор з діагоналлю екрану близько 15 дюймів, що стоїть, як «крута іномарка»? Звичайно, ні!
Тому перший вихід OLED телевізорів на ринок відбувається саме зараз, і плазма була спроможна скласти цим апаратам серйозну конкуренцію на першому етапі. І ймовірно, щоб не уподібнюватися тій іграшковій змії, яка сама собі відкусила хвіст, вендори прийняли таке дуже непросте, але цілком логічне рішення.
Хоча на наш погляд нічого поганого в тому, що якийсь час OLED, плазмова та РК технології існували б на ринку спільно не сталося. Навпаки, покупець мав би можливість реально порівняти роботу всіх трьох технологій, і вибрати ту, яка більше йому підійде. Так, і конкуренція цих трьох технологій відображення допомогла б їхньому взаємному розвитку. Ми добре це бачили, коли кілька років тому плазма буквально «підтягнула» РК-технологію вивівши її на більш високий рівень якості.
А в цій ситуації конкуренція штучно усунена, OLED технологія потрапляє у досить комфортні «тепличні» умови ринку. Головний конкурент «помер», а РК-телевізори свідомо програють OLED за якістю картинки, хоч і коштують значно дешевше. Ось і виходить, що виробникам немає потреби особливо "напружуватися", та й з здешевленням теж особливо поспішати нема чого. Адже конкуренції особливої немає.
Тож зовсім скоро вибору у нас уже не буде. Або купуємо ЖК-телевізор за цілком оптимальною ціною, або, як справжні кіномани звертаємо свій погляд напроектори. Адже висока ціна OLED телевізорів поки що не робить їх продуктом масового сегмента. Складно уявити собі людину готову заплатити 400 тисяч рублів за OLED телевізор із розміром діагоналі екрану в 55 дюймів. Порівняйте це із заявленою ціною 190 000 рублів за плазму Panasonic TX-PR65VT60 з діагоналлю екрану 65 дюймів. Чи непогано виглядає дворазова різниця в ціні при більшому розмірі екрана у плазмового телевізора? Чи залишилися ще питання?
Знову звертаючи погляд у бік OLED телевізорів цьому етапі розвитку, ми отримуємо вибір між машиною і телевізором. І можна говорити, що завгодно про велику споживану потужність плазмових телевізорів про їхні великі габарити, але дворазова різниця в ціні при більшій діагоналі говорить сама за себе. Відразу стає зрозуміло, що може стати на заваді тріумфальному приходу OLED телевізорів на ринок.
Ну а ми нагадаємо, нашим читачам, що є ще проектори. На цьому ринку також багато дуже гідних моделей. А ті, кого бентежить необхідність періодично змінювати лампу, можуть звернути свій погляд на світлодіодні проектори. За останній рік там з'явилося багато цікавих та гідних моделей на будь-який розмір гаманця.
Ось така виходить дуже непроста ситуація. Звісно, згодом OLED телевізори подешевшають. Питання лише в тому, скільки для цього потрібно часу? А плазма вже була дуже дешевою, добре відпрацьованою та якісною технологією. І саме тому ми щиро шкодуємо про її втрату.