PDP. Плазменные экранные матрицы

Будеевой Эльвиры Б-11 «Технологии  вывода изображения».

Содержание

 

 

Введение

Неудивительно при таком  смешении технологий, что и многие телевизоры сегодня можно использовать в качестве компьютерных мониторов. Большинство HD-панелей имеет как DVI, так и VGA-вход или хотя бы один из них. Кроме того, многие современные видеокарты «первого эшелона» оснащены и HDMI-выходом, поддержка которого для HDTV обязательна.

Беда телевизоров  в том, что пиксели дисплея  у них зачастую большего размера, поэтому работать с такой панелью  на компьютере вблизи зачастую – не слишком комфортно. Вплоть до того, что становятся видны отдельные «точки».

Важно, чтобы  телевизор поддерживал не только «чересстрочную», но и прогрессивную  развертку (мониторы используют именно прогрессивную) – работать с офисными/текстовыми документами на экране с чересстрочной разверткой – очень утомительное для глаз занятие.

И еще. У телевизоров  та же беда, что и у мониторов  – проблема совместимости разрешений. Если для HDTV 720p и 1080i/p это 1280х720 и 1920х1080 соответственно, то соответствующие традиционные компьютерные разрешения – 1440х990 (WXGA+) и 1680х1050 (WSXGA+). Кроме того, многие производители часто хитрят и их HD – ненастоящий! Нередки случаи, когда за 1080p выдается, например, разрешение 1024х1080.

Зато, в норме, у телевизоров меньшее, чем у мониторов «время отклика пикселей», лучшая контрастность и яркость и большие углы обзора, а для компьютерных/видеоигр при должной совместимости/настройке большие экраны подходят вообще идеально.

Что же выбрать, что же выбрать?!..

Как видно, на рынке уже появилась масса универсальных решений и, несмотря на мелкие огрехи, приобрести телевизор-монитор или монитор-телевизор – вполне реально. Главное, решить для себя какая из двух функций является приоритетной - какие задачи предстоит решать в первую очередь. И, исходя из этого, делать свой выбор.

Еще раз напомним – если денег мало, монитор с  высоким разрешением обойдется  заметно дешевле, чем большой HD-телевизор. Если же деньги – не главный решающий фактор, вполне можно приобрести для  своего компьютера и 50`` панель. Стоит, правда, подумать, сможете ли вы комфортно работать с MS Word на дисплее размером больше метра?

 

1. LED-технологии вывода изображения

1.1. LED TV или всё же LED LCD TV?

Для начала стоит  определиться с терминологией, устоявшейся к настоящему времени. Термин LED TV, впервые введённый в обиход Samsung Electronics и используемый рядом компаний, и разные вариации этого термина вроде LED-backlit LCD, используемые другими компаниями, на практике означает что речь идёт о старом добром плоскопанельном ЖК экране, но оснащённом более современной и качественной подсветкой – светодиодной.

Иными словами, говорить о том что LED TV – это  именно телевизор со светодиодным экраном  с технической точки зрения было бы не совсем корректно. Различные технологии, где светоизлучающие диоды формируют "картинку" – такие как OLED, OEL или AMOLED, относятся к несколько другому классу дисплеев. Настоящий светодиодный экран – где каждый пиксель отображается с помощью одного светодиода или группы светодиодов, можно встретить, например, на огромных рекламных щитах, глядя на которые издалека мы видим цельную картинку, а не отдельные светодиоды.

Другой пример – дисплеи на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode, OLED), где определённые виды органических полимерных материалов излучают свет при воздействии электрического тока. Технология OLED действительно перспективна как основа для выпуска высококачественных дисплеев для телевизоров и мониторов – такие дисплеи легче, не требуют подсветки, обладают более качественной цветопередачей, большим диапазоном яркости, меньшим расходом энергии, в некоторых версиях даже гибкостью. Более того, по мере совершенствования технологии ожидается, что со временем производство OLED-дисплеев станет даже выгоднее выпуска ЖК экранов.

Однако в  силу ряда технологических ограничений - например, срока жизни синих  полимерных люминофоров, который заметно  короче чем у красных и зелёных  органических светодиодов, в настоящее  время технология OLED применяется  главным образом в производстве экранов с небольшой диагональю для различных мобильных устройств. Серийно выпускаемые OLED телевизоры в настоящее время обладают небольшой диагональю, скорее, это редкая экзотика с огромной ценой нежели массовый продукт. Хотя, повторюсь, перспективы у технологии многообещающие.

Итак, остановимся  на том, что применение термина LED TV на практике означает: речь идёт о ЖК телевизоре, оснащённом современной LED (светодиодной) подсветкой. Иными словами, такие телевизоры было бы уместно  маркировать как LED LCD TV.

Однако в  обиходе "с лёгкой руки" Samsung всё  же прижился более короткий и, видимо, более удобный в маркетинговом  плане вариант - LED TV. Или LED-backlit LCD в  других версиях.

1.2. LED TV против CCFL LCD TV

Всё познаётся  в сравнении. До недавнего времени мы пользовались жидкокристаллическими телевизорами и мониторами, в большинстве своём оснащёнными традиционной подсветкой на основе так называемых флуоресцентных (люминесцентных) ламп с холодным катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL), проще говоря, ламп дневного света. Производство экранов по технологии CCFL LCD "обкатано" на множестве поколений таких приборов и в настоящее время сравнительно недорого, а удобства по сравнению с предыдущим поколением дисплеев на электронно-лучевых трубках, главным образом такие как меньший вес и меньшее энергопотребление, привели к повсеместному (хотя и не окончательному) вытеснению последних из повседневного обихода.

И всё бы хорошо, но подсветка с помощью флуоресцентных ламп имеет ряд недостатков, которые можно считать фундаментальными. Например, при CCFL подсветке достаточно сложно реализовать действительно глубокие чёрные тона – постоянно включенные лампы всё равно создают определённую "утечку" света даже на тех фрагментах изображения, которые по задумке в данный момент должны быть тёмными. Отсюда также логически вытекает субъективно воспринимаемое снижение чёткости картинки.

Помимо этого, подсветка с помощью флуоресцентных ламп затрудняет передачу множества  цветовых оттенков, в результате чего добиться хорошей цветовой насыщенности оказывается очень сложно.

Среди других проблем  технологии CCFL LCD также нельзя не отметить сложность с достижением высоких  частот развёртки, ограниченный срок службы ламп, сравнительно высокое энергопотребление, и, наконец, экологический нюанс - необходимость использования ртути в составе ламп.

Словом, так  или иначе, но необходимость замены флуоресцентных ламп на что-то более  эффективное созрела давно, и  в результате многочисленных экспериментов  выбор пал на светодиодную подсветку. С её помощью можно улучшить как минимум четыре ключевых фактора качества изображения: яркость, контрастность, чёткость изображения и цветовую гамму. Не говоря уж о более равномерном характере такой подсветки, что немаловажно при просмотре слабо освещённых сцен с изначально малым контрастом. В дополнение к этому также стоит упомянуть, что экономичность светодиодов и большее время работы без потери характеристик позволяют значительным образом снизить энергопотребление LED TV по сравнению с обычными ЖК телевизорами с технологией CCFL LCD.

1.3. LED-подсветка бывает разная

К настоящему времени  разработан ряд различных технологий подсветки ЖК экранов с помощью  светодиодов. Как правило для  создания модулей подсветки (Back Light Unit, BLU), используют LED-массивы, составленные из белых (White) или разноцветных - RGB (Red, Green, Blue; красных, зелёных, голубых) светодиодов.

Принцип подсветки  также представлен двумя основными  вариантами прямой (Direct) и торцевой (Edge). В первом случае это массив светодиодов, расположенный позади ЖК-панели. Другой способ, позволяющий создавать сверхтонкие дисплеи, получил название Edge-LED и предусматривает размещение светодиодов подсветки по периметру внутренней рамки панели, а равномерное распределение подсветки осуществляется с помощью специальной рассеивающей панели, расположенной за ЖК экраном – как это делается в мобильных устройствах.

Сторонники  прямой светодиодной подсветки обещают  более качественный результат за счёт большего количества светодиодов  и технологии локального затемнения для снижения цветовых разводов. Обратная сторона прямой подсветки – большее количество светодиодов и сопутствующее повышение расхода энергии и цены. К тому же о сверхтонком дизайне телевизора придётся забыть. Сторонники торцевой подсветки, кроме экономии энергии, обещают не худшее качество при более тонком дизайне.

Сегодня выпуском ЖК телевизоров  со светодиодной подсветкой занимается множество мировых компаний, в  том числе Samsung Electronics, Toshiba, Philips, LG Electronics, Sony и другие. В своих ЖК телевизорах и мониторах со светодиодной подсветкой каждая компания использует вариации выше указанных технологий. Так, например, в телевизорах Sony используется технология Edge LED, что позволило значительно уменьшить толщину достаточно больших телевизоров.

Однако далее  мы рассмотрим технологию LED TV на примере  телевизоров Samsung Electronics – по той  причине, что в настоящее время  в России доля Samsung на рынке LED-телевизоров  достигает 98%.

 

 

1.4. LED-подсветка в исполнении Samsung: как это работает

По своей  сути ЖК экран - это многослойный "пирог", составленный из фильтров цвета, массивов жидких кристаллов, ламп подсветки  и пр. Ячейки жидких кристаллов сами по себе не светятся, но, в зависимости  от уровня поданного на них напряжения, открываются для пропускания света полностью, приоткрываются частично или просто закрыты в случае отображения тёмного участка картинки.

Роль ламп подсветки  во всей это истории – просветить приоткрывшиеся ЖК ячейки, чтобы на экране получилась финальная картинка. Несмотря на столь упрощённый пересказ принципа работы ЖК-дисплея, этого вполне достаточно чтобы понять назначение его основных компонентов.

Толщина слоёв "пирога" различных ЖК экранов  разная. В случае использования традиционных флуоресцентных ламп слой подсветки оказывается настолько толстым, что занимает больший объём нежели все остальные слои вместе взятые.

 

Заменим люминесцентные лампы подсветки ЖК ячеек на светодиоды. Первый же очевидный эффект такой  замены – значительное уменьшение общей толщины ЖК-панели. Более того, в LED-телевизорах Samsung светодиоды размещены не за матрицей, а по её краям, благодаря чему наличие такого торцевого слоя практически никак не отражается на общей толщине, зато значительно уменьшается общий вес.

 

Светонаправляющий слой LED BLU обеспечивает равномерную  подсветку во всех участках экрана. Благодаря специальной отражающей решетке эффективность светопередачи LED-телевизоров Samsung заявлена на 20% выше, чем у моделей с прямой RGB LED подсветкой. К тому же, вместо привычных 10 и более сантиметров толщины получается менее 3 см – хочешь, ставь такой телевизор на полку, хочешь – вешай как картину на стену с помощью специально разработанной облегченной системы крепления. Толщина LED-телевизоров Samsung серии 8000 в тонкой части корпуса составляет 11 мм, в самой толстой – 29,9 мм. В рекламе Samsung всегда указывает величину, полученную в результате измерений самой толстой части корпуса.

Для справки: В LED-телевизорах Samsung серии 8000 для подсветки  используется 324 светодиода. Благодаря полному отказу от люминесцентных ламп LED-телевизоры не содержат ни грамма ртути. В технологии Samsung вдобавок к этому удалось также полностью избавиться от пайки с помощью соединений свинца, и практически свести к нулю выбросы летучей органики и других вредных побочных продуктов при отказе от распыляемых порошковых красок – тонкий, прочный и симпатичный корпус новых телевизоров изготавливается по специальной технологии литья Crystal Design.

Ещё одно значительное преимущество LED-телевизоров – высокий уровень контрастности изображения, значительно перекрывающий лучшие показатели традиционных ЖК матриц. Яркость свечения светодиодов настолько велика, что, например, в LED-телевизоах Samsung серий 6000, 7000 и 8000 коэффициент контрастности достигает 1000000:1. В дополнение цифровая обработка сигнала с технологией Mega Dynamic Contrast обеспечивает детальное изображение в слабоконтрастных "сумеречных" участках картинки.

Максимум возможностей новой системы  подсветки выжимается с помощью многослойного светофильтра Ultra Clear Panel, пропускающего свет изнутри экрана и не отражающего его снаружи, так удаётся достигнуть лучшей яркости и контраста при минимуме бликов вне зависимости от того, как экран освещён снаружи – солнечным светом или искусственным электрическим освещением.

Светодиодная подсветка  позволяет добиться белой подсветки  ЖК ячеек, в результате чего удаётся  добиться отображения более широкой  и натуральной гаммы цветовых оттенков. Цветовая палитра LED-телевизоров  получается сочней и насыщенней, зелень и синева ярких участков по сравнению с обычными моделями уже не выглядят выцветшими и бледными. В LED-телевизорах Samsung за насыщенностью красок также дополнительно следит аппаратная технология Wide Color Enhancer Pro.

Зачастую слабым местом ЖК экранов является смазанность картинки при большом времени отклика, от чего падает резкость изображения и снижается плавность движения объектов в динамичных сценах. В новых LED-телевизорах Samsung за этим следит система интерполяции Motion Plus: модели серий 6000 и 7000 обладают удвоенной 100-Гц развёрткой, а флагманская серия 8000 обладает учетверённой 200 Гц развёрткой.

Немаловажный фактор –  расход электричества. Традиционные ЖК телевизоры, конечно же, экономнее  былых моделей с электронно-лучевыми кинескопами, но не стоит забывать, что и диагонали нынче уже не те, так что с большими ЖК телевизорами электросчетчики и сейчас крутятся достаточно быстро. Что касается новых LED-моделей, светодиодная подсветка позволяет значительно сократить расход энергии без ущерба для яркости изображения.