Technologie: Plazma displeje
19.11.2003, Zdeněk Kabát, článek
Po delší době se opět vracíme k popisu nějaké zobrazovací technologie. Tentokrát jsme si vzali do hledáčku plazma displeje, které jsou základem nejen hi-endových televizí, ale jsou ve velké míře využity v informačních technologiích.
Kapitoly článku:
- Technologie: Plazma displeje
- Plazma a struktura displeje
- Princip zobrazování, výhody a nevýhody
- Moderní displeje - Fujitsu ALiS
- Další PDP technologie
Alternativní řešení – Fujitsu ALiS
Společnost Fujitsu (dnes její divize Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd.) se ale nespokojila s omezeným rozlišením, které PDP poskytovaly. Pro zvýšení rozlišení by totiž bylo nutné zdvojnásobit na stejné ploše počet zobrazovacích elektrod, což by vyžadovalo mnohem vyšší přesnost výroby. Navíc by se tak ještě zhustily řádky mezi elektrodami, které žádné světlo nevyzařují, což znamená snížení jasu. Posledním problémem by byla nutnost zdvojnásobit rychlost ovládání, aby nedošlo ke zpomalení obrazu.
Řešení přineslo Fujitsu ve formě technologie Alternate Lighting of Surfaces (ALiS). Více pochopíme z následujícího obrázku:
Obr. 8 – Srovnání klasické PDP technologie a ALiS
Technologie ALiS vychází z metody prokládání. Jak vidíte na obrázku, u klasického PDP jsou pixely ovládány vždy dvojicí elektrod, které musí mít mezi sebou rozestupy, aby nedocházelo k rušení. Tyto mezery nejsou využity ke zobrazování, a proto jsou více méně tmavé a snižují jas celého displeje. Navíc je u PDP omezeno rozlišení, jak jsme si řekli výše.
ALiS pracuje jinak. Při zachování stejného počtu elektrod (resp. je tam o jednu více) dosahuje vyššího rozlišení a jasu. Je to proto, že elektrody mají stejné rozestupy a minimalizuje se tak plocha, kterou zabírají mezery, tedy tmavé linky (ze 60% na 35%). Protože ale každá elektroda pracuje pro dva řádky, musí se každý snímek vystřídat zobrazení sudého a lichého řádku. Dobře je to znázorněno na obrázku.
Každá mezera mezi dvěma elektrodami je jednou za snímek (po dobu trvání poloviny snímku) využita pro zobrazení, což zdvojnásobuje rozlišení. Navíc je každá buňka využita jen polovinu času oproti PDP, a to zvyšuje trvanlivost luminoforu. Výrobní náklady nejsou vyšší než u klasické PDP techniky, a proto již Fujitsu vyrábí z převážné většiny ALiS displeje.
Milníky ve vývoji PDP displejů
Fujitsu jako hlavní průkopník technologie plazmových displejů vyvinulo mnoho technologií, které vyústily v dnešní kvalitu těchto produktů. Zde je několik milníků Fujitsu:
Přestože je poslední údaj v počítačovém světě již časově vzdálený, od té doby prošly technologie jen méně významnými vylepšeními. Dnes produkuje FHP (Fujitsu Hitachi Plasma) čtyři různé verze PDP displejů, z toho tři na technologii ALiS.
Plazmové panely společnosti Fujitsu
Krátce se také podíváme, jaké produkty dnes nabízí společnost Fujitsu Hitachi Plasma Display. Jedná se o trojici ALiS displejů a jeden WVGA displej (Wide VGA). Poslední zmiňovaný panel má výhodu hlavně v tloušťce, která může být pouhých 40mm. Zbylé tři ALiS obrazovky jsou široké 65mm a jejich rozměry jen o něco přesahují úhlopříčku – 32“, 37“ a 42“ (WVGA má také 42“).
Obr. 9 – Trojice ALiS obrazovek společnosti Fujitsu
Výhodou těchto obrazovek je jistě kontrast, který se nachází v rozsahu 500:1 – 700:1, svítivost, která kromě WVGA panelu přesahuje 650 cd/m2 a také to, že dokáží zobrazit plné 24-bitové barvy, tedy 16 777 216 odstínů. Nevýhodou je naopak rozlišení a z toho vyplývající velikost bodu. Rozlišení 32“ a 42“ ALiS displeje je jen 1024x1024, u WVGA klesá na pouhých 852x480 pixelů. Z toho vyplývá, že velikost bodu v horizontálním směru je 0,39-0,51mm (WVGA - 1,08mm) a ve vertikálním směru pak 0,81 – 1,08mm. To je vhodné jen pro účely prezentací, příp. jako drahá HDTV.
Společnost Fujitsu (dnes její divize Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd.) se ale nespokojila s omezeným rozlišením, které PDP poskytovaly. Pro zvýšení rozlišení by totiž bylo nutné zdvojnásobit na stejné ploše počet zobrazovacích elektrod, což by vyžadovalo mnohem vyšší přesnost výroby. Navíc by se tak ještě zhustily řádky mezi elektrodami, které žádné světlo nevyzařují, což znamená snížení jasu. Posledním problémem by byla nutnost zdvojnásobit rychlost ovládání, aby nedošlo ke zpomalení obrazu.
Řešení přineslo Fujitsu ve formě technologie Alternate Lighting of Surfaces (ALiS). Více pochopíme z následujícího obrázku:
Obr. 8 – Srovnání klasické PDP technologie a ALiS
Technologie ALiS vychází z metody prokládání. Jak vidíte na obrázku, u klasického PDP jsou pixely ovládány vždy dvojicí elektrod, které musí mít mezi sebou rozestupy, aby nedocházelo k rušení. Tyto mezery nejsou využity ke zobrazování, a proto jsou více méně tmavé a snižují jas celého displeje. Navíc je u PDP omezeno rozlišení, jak jsme si řekli výše.
ALiS pracuje jinak. Při zachování stejného počtu elektrod (resp. je tam o jednu více) dosahuje vyššího rozlišení a jasu. Je to proto, že elektrody mají stejné rozestupy a minimalizuje se tak plocha, kterou zabírají mezery, tedy tmavé linky (ze 60% na 35%). Protože ale každá elektroda pracuje pro dva řádky, musí se každý snímek vystřídat zobrazení sudého a lichého řádku. Dobře je to znázorněno na obrázku.
Každá mezera mezi dvěma elektrodami je jednou za snímek (po dobu trvání poloviny snímku) využita pro zobrazení, což zdvojnásobuje rozlišení. Navíc je každá buňka využita jen polovinu času oproti PDP, a to zvyšuje trvanlivost luminoforu. Výrobní náklady nejsou vyšší než u klasické PDP techniky, a proto již Fujitsu vyrábí z převážné většiny ALiS displeje.
Milníky ve vývoji PDP displejů
Fujitsu jako hlavní průkopník technologie plazmových displejů vyvinulo mnoho technologií, které vyústily v dnešní kvalitu těchto produktů. Zde je několik milníků Fujitsu:
- 1979 – dosažení povrchového výboje mezi dvěma elektrodami
- 1984 – povrchový výboj mezi třemi elektrodami, první 20“ tříbarevný PDP displej
- 1990 – patentována technika ADS (Address Display Separated)
- 1992 – vyvinuto žebrování v PDP displejích; produkce prvních 21“ barevných PDP
- 1996 – začíná produkce 42-palcových plazmových obrazovek
- 1997 – vyvinuto vysokorychlostní adresování pro 25“ SXGA displej
- 1998 – vynalezena technologie ALiS
Přestože je poslední údaj v počítačovém světě již časově vzdálený, od té doby prošly technologie jen méně významnými vylepšeními. Dnes produkuje FHP (Fujitsu Hitachi Plasma) čtyři různé verze PDP displejů, z toho tři na technologii ALiS.
Plazmové panely společnosti Fujitsu
Krátce se také podíváme, jaké produkty dnes nabízí společnost Fujitsu Hitachi Plasma Display. Jedná se o trojici ALiS displejů a jeden WVGA displej (Wide VGA). Poslední zmiňovaný panel má výhodu hlavně v tloušťce, která může být pouhých 40mm. Zbylé tři ALiS obrazovky jsou široké 65mm a jejich rozměry jen o něco přesahují úhlopříčku – 32“, 37“ a 42“ (WVGA má také 42“).
Obr. 9 – Trojice ALiS obrazovek společnosti Fujitsu
Výhodou těchto obrazovek je jistě kontrast, který se nachází v rozsahu 500:1 – 700:1, svítivost, která kromě WVGA panelu přesahuje 650 cd/m2 a také to, že dokáží zobrazit plné 24-bitové barvy, tedy 16 777 216 odstínů. Nevýhodou je naopak rozlišení a z toho vyplývající velikost bodu. Rozlišení 32“ a 42“ ALiS displeje je jen 1024x1024, u WVGA klesá na pouhých 852x480 pixelů. Z toho vyplývá, že velikost bodu v horizontálním směru je 0,39-0,51mm (WVGA - 1,08mm) a ve vertikálním směru pak 0,81 – 1,08mm. To je vhodné jen pro účely prezentací, příp. jako drahá HDTV.
