Odpowiedź :
Plazma a LCD - porównanie
Płaskie wyświetlacze są przyszłością telewizji. Różnorakie media cyfrowe i DVD wysokiej rozdzielczości sprawią, że w ciągu dwóch najbliższych lat telewizory kineskopowe odejdą do lamusa. To jeszcze nie nastąpiło, ale wkrótce nastąpi. Jeżeli decydujemy się na płaski telewizor, to musimy dokonać wyboru pomiędzy dwoma technologiami: plazmą i LCD. Jak wiadomo wszystko ma swoje wady i zalety. Poniżej spróbujemy opisać obie technologie, mając nadzieje, że to ułatwi Państwu wybór.
Jak to działa?
Aby możliwe było wyświetlanie pełnego zakresu kolorów należy najpierw je rozbić - to cecha wspólna rozwiązań przyjętych przez wszystkich producentów. Aby nie projektować skomplikowanych pikseli zdolnych do wyświetlania wielu odcieni, każdy piksel składa się z trzech subpikseli, z których każdy wyświetla jedną z barw podstawowych: kolor czerwony, zielony, lub niebieski.
Gdy użytkownik jest oddalony od ekranu, nie widzi każdego subpiksela z osobna, ponieważ zlewają się one w jeden piksel. Dzięki temu za pomocą odpowiednich proporcji czerwonego, zielonego i niebieskiego możliwe jest oddanie całej gamy barw. Tym sposobem można też generować wszystkie odcienie szarości, od głębokiej czerni do jasnej barwy białej.
Wszystkie współczesne technologie wyświetlania - CRT, LCD i plazma - bazują na tej zasadzie. Jednak każda z tych technologii radzi sobie inaczej z tym zagadnieniem.
PLAZMA
Ogólna zasada działania wyświetlaczy plazmowych jest dość prosta: każdy subpiksel to mikroskopijna lampa fluorescencyjna, emitująca jedną z barw podstawowych - kolor czerwony, zielony lub niebieski. Dzięki zróżnicowaniu intensywności światła emitowanego przez subpiksele możliwe jest uzyskanie wielu odcieni barw.
Zasada jest ta sama, co w przypadku dobrze nam znanych lamp fluorescencyjnych (tzw. świetlówek): gaz szlachetny (na przykład argon) jest zamknięty w rurce. Na obu końcach rurki znajdują się elektrody, do których dostarczane jest wysokie napięcie (kilkaset Voltów). Gaz szlachetny jest elektrycznie obojętny, ale prąd elektryczny przekształca go w plazmę - gaz złożony z wolnych elektronów i jonów dodatnich. Z powodu różnicy potencjałów elektrony przemieszczają się do dodatniej elektrody, a jony dodatnie są przyciągane przez ujemną końcówkę rurki. Te ruchy prowadzą do zderzeń atomów. Gdy atomy zderzają się, uzyskują dodatkową energię, a ich elektrony przemieszczają się na wyższe orbity. A gdy powracają na orbitę początkową, emitują foton: cząsteczkę światła.
Emitowane światło jest efektem ruchu plazmy w silnym polu elektrycznym. Ale różnica potencjałów na końcach rurki nie wystarcza. Aby emitować światło, plazma musi być w ciągłym ruchu, dlatego też do końcówek podawany jest prąd zmienny. Powoduje to migrację jonów z jednego końca na drugi, tam i z powrotem.
Jest jednak jeden problem. Światło emitowane przez plazmę nie jest widoczne: jest to promieniowanie ultrafioletowe, którego nie rejestruje oko ludzkie. Dlatego też należy je zmienić w widzialne. Aby to osiągnąć, ściany rurki pokrywane są emitującą białe światło substancją czułą na ultrafiolet. Ta substancja, zwana też fosforem, to luminofor, który służy do zamiany jednego rodzaju promieniowania na inny.
Użycie luminoforu nie jest nowością w świecie wyświetlaczy. Lampa kineskopowa (CRT) zawiera luminofor, który zamienia strumień elektronów na czerwone, zielone, lub niebieskie światło.
LCD
Podstawową różnicą między plazmą a LCD jest to, że piksele ciekłokrystaliczne nie emitują światła. Fakt ten leży u podstawy wszystkich zalet i wad tej technologii.
Piksel LCD, podobnie jak w przypadku innych technologii, składa się z trzech subpikseli barw podstawowych. Ciekawa jest za to zasada działania: LCD nie emituje światła, ale działa jak swego rodzaju przełącznik, co powoduje, że wyświetlacze LCD muszą być dodatkowo podświetlane. Światło jest emitowane przez lampę fluoroscencyjną i przechodzi przez ciekłe kryształy, w których przy pomocy filtra jest mu nadawany odpowiedni kolor. Każdy subpiksel jest zbudowany w ten sam sposób - różny jest tylko kolor filtra, w zależności od piksela. Ciekły kryształ, w każdym subpikselu można kontrolować jak zawór. Regulując ilość światła przechodzącego przez kryształ, można kontrolować jasność barw podstawowych emitowanych przez dany piksel.
Używane napięcia są o wiele niższe niż w przypadku wyświetlaczy plazmowych. Obsługa piksela TFT wymaga od -5 do +20 Voltów, co jest ilością niewielką, w porównaniu do setek Voltów, których wymagają wyświetlacze plazmowe.
Zalety i wady telewizorów plazmowych
Zalety:
Technologia plazmowa posiada wiele zalet w stosunku do LCD i CRT. Przede wszystkim, luminofory w telewizorach plazmowych pozwalają na uzyskanie szerszej gamy żywszych kolorów. Zakres chromatyczny ekranów plazmowych jest dużo szerszy niż w przypadku tradycyjnych telewizorów kineskopowych.
Ponadto kąty widzenia, zwłaszcza w porównaniu z wyświetlaczami LCD, są bardzo szerokie.. Wynika to z faktu, że to piksele generują światło, inaczej niż w przypadku LCD - o czym za chwilę. Ekrany plazmowe nie potrzebują też polaryzatora.
Wreszcie, kontrast w niczym nie ustępuje najlepszym telewizorom kineskopowym. Jedną z przyczyn jest wysoka jakość czerni. Wyłączony piksel nie emituje żadnego światła, inaczej niż w przypadku pikseli LCD. Telewizory plazmowe charakteryzują się też lepszą jasnością niż telewizory kineskopowe, osiągając od 900 do 1000 nitów.
Wyświetlacze plazmowe osiągają duże długości przekątnej (32 - 50 cali) przy bardzo małej grubości. Jest to duża przewaga nad telewizorami CRT, które jak wiadomo robią się coraz grubsze wraz ze wzrostem wielkości ekranu.
Wady:
Dużym problem wyświetlaczy plazmowych jest rozmiar pikseli. Zredukowanie rozmiarów pikseli plazmowych poniżej 0,5- 0,6 mm jest bardzo trudne, jeśli nie niemożliwe. W rezultacie nie ma telewizorów plazmowych o przekątnej mniejszej niż 32" (82 cm). Aby uzyskać zadowalającą rozdzielczość wielkość wyświetlaczy plazmowych musi wynosić od 32 do 50 cali (82 do 127cm).
Z dużej odległości obraz jest równomierny, ale oglądany z bliska powoduje zmęczenie wzroku.
Ponadto piksele plazmowe wypalają się. Gdy na monitorze CRT przed długi czas wyświetlany jest ten sam nieruchomy obraz, zostaje on na stałe utrwalony w fosforze. Gdy potem obraz się zmienia, to w tle widać poprzedni obraz, jak gdyby został zapisany na ekranie. Spowodowane jest to przedwczesnym zużyciem się luminoforu, który na skutek ciągłego używania szybciej zużywa się i staje się mniej wydajny. Ponieważ wyświetlacze plazmowe także wykorzystują luminofory, więc są równie podatne na wypalenie, jak monitory CRT.
Wyświetlacze plazmowe są stosunkowo drogie. Nie dość, że ich produkcja jest kosztowna i skomplikowana, to elektronika kontrolująca wyświetlacz wymaga pewnych wysokowydajnych półprzewodników. Jest to spowodowane faktem, że linie elektrod muszą przenosić kilkaset Voltów przy wysokich częstotliwościach.
Wyświetlacze plazmowe zużywają dużo więcej prądu niż wyświetlacze LCD. Przykładowo 42-calowy (107 cm) wyświetlacz plazmowy zużywa 250W, podczas gdy wyświetlacz LCD o tej samej przekątnej zużywa zaledwie 150W.
Zalety i wady telewizorów LCD
Zalety:
Technologia LCD ma wiele zalet dla branży IT. To właśnie tu pojawiły się pierwsze wyświetlacze LCD, zanim znalazły zastosowania gdzie indziej. Dzięki procesom litograficznym, zapożyczonym z przemysłu półprzewodników, piksele mogą być bardzo małe. Monitory LCD są poważną alternatywą dla nieporęcznych monitorów CRT, a już niedługo wręcz zmonopolizują rynek monitorów. Wyświetlacze LCD są też używane w urządzeniach przenośnych. W międzyczasie rozpoczęła się produkcja diod OLED (Organic Light-Emitting Diode), ale to dopiero początki.
Wyświetlacze LCD są tańsze od plazmowych, ale oczywiście trzeba też wziąć pod uwagę czynniki rynkowe. Kiedy brakuje paneli, nawet niedrogie technologie mogą osiągnąć kosmiczne ceny. Właśnie tak stało się rok temu.
Jeżeli chodzi o jakość obrazu, to LCD charakteryzuje się lepszą jasnością niż CRT. Piksele LCD nie migotają, co oznacza że można oglądać obraz z bliska, co zwiększa wrażenie "zatopienia" w obrazie.
Telewizory LCD mają bardzo stabilny obraz, co oznacza że można siedzieć blisko nich bez narażenia się na zmęczenie wzroku. Ponadto jasność jest doskonała, a obraz idealnie ostry. Jeżeli dodamy do tego rozsądną cenę - pomijając okres niedoborów - i niewielką zajmowaną przestrzeń, to widzimy, że LCD jest bardzo kuszącą propozycją.
Wady:
Kąty widzenia nadal pozostawiają dużo do życzenia w porównaniu z plazmą oraz CRT. Jest tak dlatego, że światło emitowane przez lampę z tyłu panelu musi przejść przez dwa polaryzatory, zanim dotrze na powierzchnię monitora. Na szczęście producenci czynią szybkie postępy na tym polu i są już o krok od osiągnięcia zadowalających kątów widzenia dla oglądania telewizji w salonie.
Kontrast jest gorszy niż w wyświetlaczach plazmowych i CRT, ale to nie jest wielkim problemem. Prawdziwym problemem jest głębia czerni. Jak wiemy, piksele w panelu LCD są przełącznikami światła, no i nie są idealne - przepuszczają światło. Tak więc nawet jeżeli przełącznik jest całkowicie wyłączony - czyli piksel powinien być czarny - pewna ilość światła jest przepuszczana. To jest obszar, w którym plazma i CRT mają zdecydowaną przewagę nad LCD: w przypadku tych technologii czarny faktycznie oznacza brak światła.
Czasy odpowiedzi to kolejny problem paneli LCD. Ta technologia jest zasadniczo wolniejsza, co powoduje ze panele LCD wyświetlają ruchomy obraz gorzej niż plazma. Ciągły postęp w tej dziedzinie powoduje, że LCD są coraz szybsze, ale nadal nie umywają się do CRT. Udało się osiągnąć czasy odpowiedzi wystarczające do zastosowań takich jak telewizja i wideo. W najnowszych panelach smużenie nie jest już problemem.
Ponieważ panele LCD posiadają wysoką rozdzielczość natywną, w przypadku telewizji i obrazu wideo trzeba stosować interpolację pikseli. Przynajmniej do czasu szerokiego wdrożenia standardu HDTV. Telewizory LCD radzą sobie z interpolacją raz lepiej, raz gorzej - a im większy rozmiar ekranu, tym gorzej. Wszyscy producenci pracują nad rozwiązaniem tego problemu, i niektórym udało się uzyskać przyzwoite rezultaty w przypadku 26-calowych ekranów. Ale jak dotąd, nie widzieliśmy interpolowanego obrazu, który by nas zadowolił. Po nadejściu obrazu w formacie High Definition problem przestanie istnieć, bo obraz będzie miał tą samą rozdzielczość ekran.
Płaskie wyświetlacze są przyszłością telewizji. Różnorakie media cyfrowe i DVD wysokiej rozdzielczości sprawią, że w ciągu dwóch najbliższych lat telewizory kineskopowe odejdą do lamusa. To jeszcze nie nastąpiło, ale wkrótce nastąpi. Jeżeli decydujemy się na płaski telewizor, to musimy dokonać wyboru pomiędzy dwoma technologiami: plazmą i LCD. Jak wiadomo wszystko ma swoje wady i zalety. Poniżej spróbujemy opisać obie technologie, mając nadzieje, że to ułatwi Państwu wybór.
Jak to działa?
Aby możliwe było wyświetlanie pełnego zakresu kolorów należy najpierw je rozbić - to cecha wspólna rozwiązań przyjętych przez wszystkich producentów. Aby nie projektować skomplikowanych pikseli zdolnych do wyświetlania wielu odcieni, każdy piksel składa się z trzech subpikseli, z których każdy wyświetla jedną z barw podstawowych: kolor czerwony, zielony, lub niebieski.
Gdy użytkownik jest oddalony od ekranu, nie widzi każdego subpiksela z osobna, ponieważ zlewają się one w jeden piksel. Dzięki temu za pomocą odpowiednich proporcji czerwonego, zielonego i niebieskiego możliwe jest oddanie całej gamy barw. Tym sposobem można też generować wszystkie odcienie szarości, od głębokiej czerni do jasnej barwy białej.
Wszystkie współczesne technologie wyświetlania - CRT, LCD i plazma - bazują na tej zasadzie. Jednak każda z tych technologii radzi sobie inaczej z tym zagadnieniem.
PLAZMA
Ogólna zasada działania wyświetlaczy plazmowych jest dość prosta: każdy subpiksel to mikroskopijna lampa fluorescencyjna, emitująca jedną z barw podstawowych - kolor czerwony, zielony lub niebieski. Dzięki zróżnicowaniu intensywności światła emitowanego przez subpiksele możliwe jest uzyskanie wielu odcieni barw.
Zasada jest ta sama, co w przypadku dobrze nam znanych lamp fluorescencyjnych (tzw. świetlówek): gaz szlachetny (na przykład argon) jest zamknięty w rurce. Na obu końcach rurki znajdują się elektrody, do których dostarczane jest wysokie napięcie (kilkaset Voltów). Gaz szlachetny jest elektrycznie obojętny, ale prąd elektryczny przekształca go w plazmę - gaz złożony z wolnych elektronów i jonów dodatnich. Z powodu różnicy potencjałów elektrony przemieszczają się do dodatniej elektrody, a jony dodatnie są przyciągane przez ujemną końcówkę rurki. Te ruchy prowadzą do zderzeń atomów. Gdy atomy zderzają się, uzyskują dodatkową energię, a ich elektrony przemieszczają się na wyższe orbity. A gdy powracają na orbitę początkową, emitują foton: cząsteczkę światła.
Emitowane światło jest efektem ruchu plazmy w silnym polu elektrycznym. Ale różnica potencjałów na końcach rurki nie wystarcza. Aby emitować światło, plazma musi być w ciągłym ruchu, dlatego też do końcówek podawany jest prąd zmienny. Powoduje to migrację jonów z jednego końca na drugi, tam i z powrotem.
Jest jednak jeden problem. Światło emitowane przez plazmę nie jest widoczne: jest to promieniowanie ultrafioletowe, którego nie rejestruje oko ludzkie. Dlatego też należy je zmienić w widzialne. Aby to osiągnąć, ściany rurki pokrywane są emitującą białe światło substancją czułą na ultrafiolet. Ta substancja, zwana też fosforem, to luminofor, który służy do zamiany jednego rodzaju promieniowania na inny.
Użycie luminoforu nie jest nowością w świecie wyświetlaczy. Lampa kineskopowa (CRT) zawiera luminofor, który zamienia strumień elektronów na czerwone, zielone, lub niebieskie światło.
LCD
Podstawową różnicą między plazmą a LCD jest to, że piksele ciekłokrystaliczne nie emitują światła. Fakt ten leży u podstawy wszystkich zalet i wad tej technologii.
Piksel LCD, podobnie jak w przypadku innych technologii, składa się z trzech subpikseli barw podstawowych. Ciekawa jest za to zasada działania: LCD nie emituje światła, ale działa jak swego rodzaju przełącznik, co powoduje, że wyświetlacze LCD muszą być dodatkowo podświetlane. Światło jest emitowane przez lampę fluoroscencyjną i przechodzi przez ciekłe kryształy, w których przy pomocy filtra jest mu nadawany odpowiedni kolor. Każdy subpiksel jest zbudowany w ten sam sposób - różny jest tylko kolor filtra, w zależności od piksela. Ciekły kryształ, w każdym subpikselu można kontrolować jak zawór. Regulując ilość światła przechodzącego przez kryształ, można kontrolować jasność barw podstawowych emitowanych przez dany piksel.
Używane napięcia są o wiele niższe niż w przypadku wyświetlaczy plazmowych. Obsługa piksela TFT wymaga od -5 do +20 Voltów, co jest ilością niewielką, w porównaniu do setek Voltów, których wymagają wyświetlacze plazmowe.
Zalety i wady telewizorów plazmowych
Zalety:
Technologia plazmowa posiada wiele zalet w stosunku do LCD i CRT. Przede wszystkim, luminofory w telewizorach plazmowych pozwalają na uzyskanie szerszej gamy żywszych kolorów. Zakres chromatyczny ekranów plazmowych jest dużo szerszy niż w przypadku tradycyjnych telewizorów kineskopowych.
Ponadto kąty widzenia, zwłaszcza w porównaniu z wyświetlaczami LCD, są bardzo szerokie.. Wynika to z faktu, że to piksele generują światło, inaczej niż w przypadku LCD - o czym za chwilę. Ekrany plazmowe nie potrzebują też polaryzatora.
Wreszcie, kontrast w niczym nie ustępuje najlepszym telewizorom kineskopowym. Jedną z przyczyn jest wysoka jakość czerni. Wyłączony piksel nie emituje żadnego światła, inaczej niż w przypadku pikseli LCD. Telewizory plazmowe charakteryzują się też lepszą jasnością niż telewizory kineskopowe, osiągając od 900 do 1000 nitów.
Wyświetlacze plazmowe osiągają duże długości przekątnej (32 - 50 cali) przy bardzo małej grubości. Jest to duża przewaga nad telewizorami CRT, które jak wiadomo robią się coraz grubsze wraz ze wzrostem wielkości ekranu.
Wady:
Dużym problem wyświetlaczy plazmowych jest rozmiar pikseli. Zredukowanie rozmiarów pikseli plazmowych poniżej 0,5- 0,6 mm jest bardzo trudne, jeśli nie niemożliwe. W rezultacie nie ma telewizorów plazmowych o przekątnej mniejszej niż 32" (82 cm). Aby uzyskać zadowalającą rozdzielczość wielkość wyświetlaczy plazmowych musi wynosić od 32 do 50 cali (82 do 127cm).
Z dużej odległości obraz jest równomierny, ale oglądany z bliska powoduje zmęczenie wzroku.
Ponadto piksele plazmowe wypalają się. Gdy na monitorze CRT przed długi czas wyświetlany jest ten sam nieruchomy obraz, zostaje on na stałe utrwalony w fosforze. Gdy potem obraz się zmienia, to w tle widać poprzedni obraz, jak gdyby został zapisany na ekranie. Spowodowane jest to przedwczesnym zużyciem się luminoforu, który na skutek ciągłego używania szybciej zużywa się i staje się mniej wydajny. Ponieważ wyświetlacze plazmowe także wykorzystują luminofory, więc są równie podatne na wypalenie, jak monitory CRT.
Wyświetlacze plazmowe są stosunkowo drogie. Nie dość, że ich produkcja jest kosztowna i skomplikowana, to elektronika kontrolująca wyświetlacz wymaga pewnych wysokowydajnych półprzewodników. Jest to spowodowane faktem, że linie elektrod muszą przenosić kilkaset Voltów przy wysokich częstotliwościach.
Wyświetlacze plazmowe zużywają dużo więcej prądu niż wyświetlacze LCD. Przykładowo 42-calowy (107 cm) wyświetlacz plazmowy zużywa 250W, podczas gdy wyświetlacz LCD o tej samej przekątnej zużywa zaledwie 150W.
Zalety i wady telewizorów LCD
Zalety:
Technologia LCD ma wiele zalet dla branży IT. To właśnie tu pojawiły się pierwsze wyświetlacze LCD, zanim znalazły zastosowania gdzie indziej. Dzięki procesom litograficznym, zapożyczonym z przemysłu półprzewodników, piksele mogą być bardzo małe. Monitory LCD są poważną alternatywą dla nieporęcznych monitorów CRT, a już niedługo wręcz zmonopolizują rynek monitorów. Wyświetlacze LCD są też używane w urządzeniach przenośnych. W międzyczasie rozpoczęła się produkcja diod OLED (Organic Light-Emitting Diode), ale to dopiero początki.
Wyświetlacze LCD są tańsze od plazmowych, ale oczywiście trzeba też wziąć pod uwagę czynniki rynkowe. Kiedy brakuje paneli, nawet niedrogie technologie mogą osiągnąć kosmiczne ceny. Właśnie tak stało się rok temu.
Jeżeli chodzi o jakość obrazu, to LCD charakteryzuje się lepszą jasnością niż CRT. Piksele LCD nie migotają, co oznacza że można oglądać obraz z bliska, co zwiększa wrażenie "zatopienia" w obrazie.
Telewizory LCD mają bardzo stabilny obraz, co oznacza że można siedzieć blisko nich bez narażenia się na zmęczenie wzroku. Ponadto jasność jest doskonała, a obraz idealnie ostry. Jeżeli dodamy do tego rozsądną cenę - pomijając okres niedoborów - i niewielką zajmowaną przestrzeń, to widzimy, że LCD jest bardzo kuszącą propozycją.
Wady:
Kąty widzenia nadal pozostawiają dużo do życzenia w porównaniu z plazmą oraz CRT. Jest tak dlatego, że światło emitowane przez lampę z tyłu panelu musi przejść przez dwa polaryzatory, zanim dotrze na powierzchnię monitora. Na szczęście producenci czynią szybkie postępy na tym polu i są już o krok od osiągnięcia zadowalających kątów widzenia dla oglądania telewizji w salonie.
Kontrast jest gorszy niż w wyświetlaczach plazmowych i CRT, ale to nie jest wielkim problemem. Prawdziwym problemem jest głębia czerni. Jak wiemy, piksele w panelu LCD są przełącznikami światła, no i nie są idealne - przepuszczają światło. Tak więc nawet jeżeli przełącznik jest całkowicie wyłączony - czyli piksel powinien być czarny - pewna ilość światła jest przepuszczana. To jest obszar, w którym plazma i CRT mają zdecydowaną przewagę nad LCD: w przypadku tych technologii czarny faktycznie oznacza brak światła.
Czasy odpowiedzi to kolejny problem paneli LCD. Ta technologia jest zasadniczo wolniejsza, co powoduje ze panele LCD wyświetlają ruchomy obraz gorzej niż plazma. Ciągły postęp w tej dziedzinie powoduje, że LCD są coraz szybsze, ale nadal nie umywają się do CRT. Udało się osiągnąć czasy odpowiedzi wystarczające do zastosowań takich jak telewizja i wideo. W najnowszych panelach smużenie nie jest już problemem.
Ponieważ panele LCD posiadają wysoką rozdzielczość natywną, w przypadku telewizji i obrazu wideo trzeba stosować interpolację pikseli. Przynajmniej do czasu szerokiego wdrożenia standardu HDTV. Telewizory LCD radzą sobie z interpolacją raz lepiej, raz gorzej - a im większy rozmiar ekranu, tym gorzej. Wszyscy producenci pracują nad rozwiązaniem tego problemu, i niektórym udało się uzyskać przyzwoite rezultaty w przypadku 26-calowych ekranów. Ale jak dotąd, nie widzieliśmy interpolowanego obrazu, który by nas zadowolił. Po nadejściu obrazu w formacie High Definition problem przestanie istnieć, bo obraz będzie miał tą samą rozdzielczość ekran.
