Основные принципы работы газоразрядной панели в Рязани в НПО “Плазма”

Содержание:

1. Введение…………………………………………………………………….2
2. Устройство и принципы функционирования газоразрядных панелей…4
3. Преимущества газоразрядных панелей…………….…………………….7
4. Недостатки газоразрядных панелей………………………………………9
5. Вывод………………………………………………………………………10
6. Список литературы……………………………………………………….11

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.  Введение

     Газоразрядные панели выпускались много лет назад в СССР в Рязани в НПО “Плазма”. Однако размер элемента изображения был достаточно велик, так что для получения приличного изображения было нужно создавать огромные табло. Изображение было некачественным, передавалось мало цветов, устройства были крайне ненадежными.

     За  рубежом исследования и разработки в области этой технологии начались еще в начале 60-х годов. Еще лет пятьдесят назад было открыто одно интересное явление. Как оказалось, если катод заострить на манер швейной иглы, то электромагнитное поле в состоянии самостоятельно “выдергивать” из него свободные электроны. Необходимо только подать напряжение. По такому принципу работают лампы дневного света. Вылетающие электроны ионизируют инертный газ, чем заставляют его светиться. Трудность заключалась лишь в отработке технологии получения таких игольчатых матриц. Ее решили в Университете штата Иллинойс в 1966 году. В начале семидесятых годов компания Owens-Illinois довела проект до коммерческого состояния. В восьмидесятых годах эту идею пытались воплотить в реальный коммерческий продукт компании Burroughs и IBM, но тогда еще безуспешно.

     Надо  сказать, что идея плазменной панели появилась вовсе не из чисто научного интереса. Ни одна из существовавших технологий не могла справиться с двумя простыми задачами: добиться высококачественной цветопередачи без неизбежной потери яркости и создать телевизор  с широким экраном, чтобы он при  этом не занимал всю площадь комнаты. А плазменные панели (Plasma Display Panel), тогда только теоретически, подобную задачу как раз могли решить. Первое время опытные плазменные экраны были монохромными (оранжевыми) и могли удовлетворить спрос только специфических потребителей, которым требовалась, прежде всего, большая площадь изображения. Поэтому первую партию PDP (около тысячи штук) купила Нью-йоркская фондовая биржа.

     Направление плазменных мониторов возродилось  после того, как стало окончательно ясно, что ни ЖК-мониторы, ни ЭЛТ не в состоянии недорого обеспечить получение экранов с большими диагоналями (более двадцати одного дюйма).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Устройство и принципы функционирования газоразрядных панелей

       Работа плазменных панелей очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Внутрь трубки помещена пара электродов между которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например, аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически, каждый пиксель на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа, т.е. как лампа дневного света.

     Принцип работы плазменной панели состоит в  управляемом холодном разряде разреженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии (холодная плазма). Рабочим элементом (пикселем), формирующим отдельную точку  изображения, является группа из трех субпикселей, ответственных за три  основных цвета соответственно. Каждый субпиксель представляет собой отдельную  микрокамеру, на стенках которой  находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов (рис. 1). Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих хром-медь-хромовых электродов, образующих прямоугольную сетку.

     

Рисунок1. Конструкция в ячейке 

     Для того, чтобы “зажечь” пиксель, происходит приблизительно следующее. На питающий и управляющий электроды, ортогональные  друг другу, в точке пересечения  которых находится нужный пиксель, подается высокое управляющее переменное напряжение прямоугольной формы. Газ  в ячейке отдает большую часть  своих валентных электронов и  переходит в состояние плазмы. Ионы и электроны попеременно  собираются у электродов, по разные стороны камеры, в зависимости  от фазы управляющего напряжения. Для  “поджига” на сканирующий электрод подается импульс, одноименные потенциалы складываются, и вектор электростатического  поля удваивает свою величину. Происходит разряд — часть заряженных ионов  отдает энергию в виде излучения  квантов света в ультрафиолетовом диапазоне (в зависимости от газа). В свою очередь, флюоресцирующее  покрытие, находясь в зоне разряда, начинает излучать свет в видимом  диапазоне, который и воспринимает наблюдатель. 97% ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается  наружным стеклом. Яркость свечения люминофора определяется величиной  управляющего напряжения.

     Высокая яркость (до 650 кд/м ² ) и контрастность (до 3000:1) наряду с отсутствием дрожания являются большими преимуществами таких мониторов (Для сравнения: у професионального ЭЛТ-монитора яркость равна приблизительно 350 кд/м ² , а у телевизора — от 200 до 270 кд/м ² при контрастности от 150:1 до 200:1). Высокая четкость изображения сохраняется на всей рабочей поверхности экрана. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах, существенно больше, чем у LCD-мониторов. К тому же плазменные панели не создают магнитных полей (что служит гарантией их безвредности для здоровья), не страдают от вибрации, как ЭЛТ-мониторы, а их небольшое время регенерации позволяет использовать их для отображения видеосигнала и телесигнала. Отсутствие искажений и проблем сведения электронных лучей и их фокусировки присуще всем плоскопанельным дисплеям. Необходимо отметить и стойкость PDP-мониторов к электромагнитным полям, что позволяет использовать их в промышленных условиях — даже мощный магнит, помещенный рядом с таким дисплеем, никак не повлияет на качество изображения. В домашних же условиях на монитор можно поставить любые колонки, не опасаясь возникновения цветных пятен на экране.

     Главными  недостатками такого типа мониторов  является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора и низкая разрешающая  способность, обусловленная большим  размером элемента изображения. Кроме  этого, свойства люминофорных элементов  быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким. Поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10000 часами (это около 5 лет при офисном  использовании). Из-за этих ограничений, такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, то есть там, где требуются  большие размеры экранов для  отображения информации. Однако есть все основания предполагать, что  в скором времени существующие технологические  ограничения будут преодолены, а  при снижении стоимости, такой тип  устройств может с успехом  применяться в качестве телевизионных  экранов или мониторов для  компьютеров.

3. Преимущества газоразрядных панелей

 Преимущества  Газоразрядных мониторов: 

• Компактность (глубина не превышает 10 - 15 см) и легкость при достаточно больших размерах экрана (40 - 50 дюймов).
• Малая толщина - газоразрядная панель имеет толщину около одного сантиметра или менее, а управляющая электроника добавляет еще несколько сантиметров.
• Отсутствие мерцаний, и смазывания движущихся объектов, возникающих при цифровой обработке, поскольку отсутствует гашение экрана на время обратного хода, как в ЭЛТ.
• Высокая яркость, контрастность и четкость при отсутствии геометрических искажений.
• Отсутствие проблем сведения электронных лучей и их фокусировки присуще всем плоскопанельным дисплеям.
• Отсутствие неравномерности яркости по полю экрана.
• 100-процентное использование площади экрана под изображение.
• Большой угол обзора, достигающий 160° и более.
• Отсутствие рентгеновского и других вредных для здоровья излучений, поскольку не используются высокие напряжения.
• Невосприимчивость к воздействию магнитных полей.
• Не страдают от вибрации, как ЭЛТ-мониторы.
• Механическая прочность.
• Широкий температурный диапазон.
• Небольшое время отклика (время между посылкой сигнала на изменение яркости пикселя и фактическим изменением) позволяет использовать их для отображения видео- и телесигнала.
• Надежность. Их технический ресурс составляет не менее 60 000 часов (у очень хорошего кинескопа 15 000-20 000 часов)
• Плазменный экран можно снимать видеокамерой, и картинка при этом не дрожит, так как используется другой принцип отображения информации
• Плазменные панели исключительно универсальны и позволяют использовать их не только в качестве телевизора, но и как дисплей персонального компьютера с большим размером экрана
• Экран не притягивает пыль к своей поверхности

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Недостатки  газоразрядных панелей

• Достаточно высокая стоимость, но цена постоянно падает
• Высокое потребление энергии ( телевизор с диагональю 42" потребляет порядка 350 Вт )
• Изображение состоит из точек ( пикселей ) плазменного горящего разряда, но этот разряд трудно погасить, для этого ограничивают подачу тока через каждую ячейку до микроампер, что сложно
• Множество (около миллиона) точек, что увеличивает вероятность поломок управляющего элемента, что приводит к постоянно горящим точкам
• Интенсивность свечения отдельных горящих элементов со временем снижается, поэтому не следует долго смотреть неподвижное изображение

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.Вывод

     Несмотря на довольно высокую цену, плазменные панели нашли применение во многих отраслях , вложенные в них деньги быстро окупаются. Газоразрядные панели с большим экраном нашли применение как устройства отображения цифровой информации, DVD и мониторов персональных компьютеров. Рост объемов продаж плазменных дисплеев и постоянное совершенствование конструкции позволяет предположить, что в перспективе цены на них упадут до уровня ЭЛТ-мониторов.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы:

1. http://www.thg.ru/display/20050311/print.html\
2. http://sit.kiev.ua/plasma.htm
3. http://www.tvsearch.ru/viborplazm.php