Podstawy ogólne
 Budowa i sposób pracy
 Właściwości wyświetlaczy PDP
 Problemy praktycznych rozwiązań
 Wnioski


    Dążenie do otrzymania displeja obrazowego o małej grubości, który mógłby być np. zawieszany na ścianie jak obraz, datuje się od lat siedemdziesiątych. Wtedy pojawiły się pierwsze ciekłokrystaliczne wyświetlacze LCD (Liquid Crystal Display). Kolejnym sukcesem technologicznym było wyprodukowanie pierwszego plazmowego wyświetlacza plazmowego PDP (Plasma Display Panel).


Podstawy ogólne

    Plazma jest czwartym stanem materii, występującym w łuku elektrycznego wyładowania w gazie. Każdemu wyładowaniu elektrycznemu towarzyszy bardzo silne promieniowanie ultrafioletu i to promieniowanie wykorzystywane jest do pobudzania finalnej, użytecznej luminescencji z odpowiednich luminoforów koloru R, G i B. Dodatkowym problemem przy rozwiązaniu wyświetlacza PDP było zabezpieczenie luminoforów przed silnym bombardowaniem ciężkimi jonami plazmy. Chodziło o konstrukcyjne rozdzielenie warstwy luminescencyjnej i plazmy, t.j. o oddzielenie obszaru luminoforów od obszaru występowania plazmy, w każdym pikselu ekranu PDP.

    Opracowanych rozwiązań ze względu na ich skomplikowanie konstrukcyjne nie można zbytnio zminiaturyzować. Wyświetlacze PDP przeznaczone są do stosowania w dużych formatach obrazowych. Dolna granica przekątnej telewizyjnego wyświetlacza plazmowego PDP, poniżej której nie opłaca się schodzić, określana jest mniej więcej na 20 cali (wg danych Fujitsu). Dostępne obecnie na rynku płaskie panele mają na ogół przekątną równą 42 calom. Oprócz nich można także spotkać panele o przekątnych 37 i 50 cali, stanowią one jednak wyraźną mniejszość.

 Powrót



Budowa i sposób pracy

    Wyświetlacze plazmowe pracują na podobnej zasadzie, jak świetlówkowe lampy wyładowcze. W każdej elementarnej komórce ekranu wypełnionej gazem szlachetnym (ksenon) znajdują się odpowiednie elektrody sterujące, które doprowadzają dostatecznie wysokie napięcie sterujące wywołujące wyładowanie elektryczne w tej komórce. Związane z tym intensywne promieniowanie ultrafioletowe pobudza do widzialnego świecenia warstwę luminoforu, która pokrywa wewnętrzną stronę każdej komórki. Zgodnie z trójbodźcową teorią widzenia trzy takie sąsiednie komórki ekranu świecące w kolorach RGB tworzą jeden elementarny piksel obrazu telewizji kolorowej.

    Samo formowanie pikseli obrazowych z odnośnych komórek kolorowych RGB realizowane jest podobnie jak w kineskopie kolorowym typu Trinitron, tj. w postaci pionowych pasków luminoforów, na przemian R, G, B. Struktura takiego rozwiązania przedstawiona jest na rys. 1. Ukazane ożebrowanie pionowe oddziela od siebie korytka kolorów RGB. Rozmiary i liczba tych korytek określają finalną rozdzielczość poziomą ekranu. Odpowiednio rozmieszczone poziome paski przezroczystych elektrod sterujących, osadzonych na szklanej płycie frontowej szyby ekranu PDP, oddzielają od siebie poszczególne komórki w kierunku pionowym i określają tym samym rozdzielczość pionową ekranu.


Rys. 1 Struktura budowy ekranu wyświetlacza PDP.

    Schematyczne zilustrowanie budowy pojedynczej komórki ekranu i ukazanie sposobu jej pracy pokazuje rys. 2 (dla lepszego zobrazowania wzajemne usytuowanie obszaru wyładowania i obszaru promieniowania światła zostały na rysunku obrócone o kąt 90 stopi). Komórki te nad sobą i pod sobą - na płytach podłoża szklanego - mają naniesione ultracienkie, przezroczyste elektrody sterujące, które odpowiednio organizują pracę całego ekranu, umożliwiając macierzowe jego sterowanie. Wzajemne rozmieszczenie trzech takich komórek R, G, B tworzących jeden piksel obrazu i dodatkowe elementy stosowane w celu podniesienia finalnej jakości otrzymywanego obrazu ukazuje rys. 3.


Rys. 2 Budowa elementarnej komórki PDP.

    Dla zoptymalizowania kolorymetrii reprodukowanych obrazów we frontowej płycie szklanej, przed każdą elementarną komórką z luminoforem R, G czy B, osadzany jest odpowiedni filtr barwny, który gwarantuje kolorymetryczną czystość każdego z emitowanych trzech kolorów podstawowych. Filtry te blokują przenikanie na zewnątrz niepożądanej pomarańczowej składowej widma, która występuje przy wyładowaniach w gazie, a także - odbijając niepożądane rozproszone światło zewnętrzne - zapobiegają dekontrastowaniu obrazu i zmniejszają występowanie szkodliwych refleksów. Ponadto pomiędzy poszczególnymi paskami filtrów kolorowych RGB nanoszone są cienkie czarne paski, które zwiększają absorpcję szkodliwego oświetlenia zewnętrznego i gwarantują odpowiednią czerń ekranu. Poprawia to znacząco kontrastowość otrzymywanego obrazu. Wyświetlacz PDP, przy 256 stopniach gradacji świecenia każdego z kolorów RGB, umożliwia odtwarzanie ponad 16 milionów różnych barw.


Rys. 3 Trójkolorowy zespół komórek PDP.

 Powrót



Właściwości wyświetlaczy PDP

    Budowa panelowych wyświetlaczy eliminuje zniekształcenia geometrii obrazu i pogorszenie ostrości czy kontrastowości na krańcach i w narożach obrazu, co jest charakterystyczne dla kineskopów. Ponadto brak wiązki wybierającej i działa elektronowego umożliwia budowę bardzo cienkich wyświetlaczy (nawet o grubości 10 cm), oraz eliminuje szkodliwy wpływ zewnętrznych pól elektromagnetycznych na syntezę obrazu.

    Istotną cechą wyświetlaczy PDP jest też to, że występuje tu bezpośrednie świecenie przedniej ściany displeja. Elementy świecące są obserwowane wprost przez widza w bardzo szerokim kącie widzenia. Umożliwia to szerokiej widowni bardzo dobre, czyste widzenie całej powierzchni obrazu.

    Większa kontrastowość, większa jaskrawość, mniejsza wrażliwość na oświetlenie zewnętrzne oraz lepsze charakterystyki częstotliwościowe to cechy ekranów plazmowych w odniesieniu do tradycyjnych kineskopów. Cechy te wywołują u patrzących wrażenie większej głębi obrazu.

    Ekrany plazmowe mogą być oceniane bardzo wysoko, pod warunkiem jednak, że sterowane są czystymi, wolnymi od szumów i zakłóceń sygnałami. Sprawiają natomiast gorsze wrażenie niż kineskopy, gdy pojawiają się szumy i artefakty związane z wysokimi stopniami cyfrowej kompresji sygnałów. Tak więc plazmowe ekrany zachowują się jak swoistego rodzaju wzmacniacze szumów i zakłóceń. Jedną z konsekwencji tego faktu będzie więc konieczność obniżenia poziomów ukrywanego w szumach znakowania wodnego w porównaniu z dotychczasowymi poziomami przewidzianymi do odbioru na klasycznych kineskopach.

 Powrót



Problemy praktycznych rozwiązań

    Wielkość opisywanych ekranów powoduje, że są one obecnie przeznaczone głównie do zastosowań prezentacyjno-reklamowych a także do demonstracji. Z tego względu produkowane one są najczęściej bez tunera w.cz., a często nawet bez głośników. Sygnały wizyjny i foniczny muszą być najczęściej dostarczane w gotowej formie z niezależnego odbiornika konwencjonalnego lub satelitarnego, z kamery, magnetowidu, z odtwarzacza DVD albo z komputera. Operuje się tu zarówno sygnałami analogowymi, jak i cyfrowymi, sygnałami komponentowymi i skojarzonymi, a także sygnałami komputerowymi. Ponadto, trzeba się liczyć z różnorodnością standardów (NTSC, PAL, SECAM, HDTV), z różnymi formatami obrazu (4:3, 16:9) i z sygnałami komputerowymi. Większość dotychczas wyprodukowanych wyświetlaczy PDP przystosowano do standardu NTSC, czyli do odtwarzania 476 linii czynnych z 525 linii tego standardu. Podłączenie do takiego odbiornika sygnału PAL spowoduje redukcje informacji (z 576 linii czynnych w PAL trzeba zejść do 476). Problemem jest też duża rozmaitość stosowanych złączy, tj. gniazd i wtyków, różnych dla wizji, dla fonii, do komputerów i do sterowania.

    Dodatkowym problemem jest to, że wyświetlacze PDP pracują z wybieraniem kolejnoliniowym z częstotliwością 100 Hz, a nie z wybieraniem międzyliniowym. Wymaga to odpowiedniej obróbki sygnału telewizji standardowej, doprowadzonego do wejścia PDP. Chodzi tu o przejście z nadawanego standardowa rytmu półobrazów A/B/A/B z częstotliwością 50 Hz na rytm AA/BB/AA z częstotliwością 100 Hz. Proste przejście na syntezę 100 Hz, które polega na dwukrotnym powtarzaniu odbieranych półobrazów, daje dobry efekt tylko dla obrazów statycznych. Przy odtwarzaniu ruchu występuję rozczepianie konturów tematu ruchomego. Eliminacja tego efektu ma miejsce tylko wtedy, gdy zastosuje się odpowiednią pamięć obrazu i filtr medialny do otrzymywania pośrednich faz ruchu (tj. półobrazów A' i B'). Realizacja syntezy obrazów z taką kompensacją ruchu odbywa się w rytmie AB'/A'B.

 Powrót



Wnioski

    Wydaje się nie ulegać wątpliwości, że płaskie ekrany  panelowe staną się bardzo atrakcyjne, gdy uda się obniżyć ich ceny do poziomu dostępności dla ogółu gospodarstw domowych (obecnie cena takiego odbiornika wynosi około 10 000 Euro). Jest prawdopodobne, że nastąpi to w ciągu kilku lat.

 Powrót


Źródło: