Плазменный экран – история совершенствования

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Реферат по дисциплине: «История и философия науки» .

на тему: «Плазменный экран — история совершенствования» .

• Введение
• 1. Устройство и принцип работы газоразрядных дисплеев
• 2. Функциональные возможности плазменного монитора
• 3. Преимущества газоразрядных мониторов
• 4. Основные недостатки газоразрядных мониторов
• 5. Тенденции развития современных газоразрядных мониторов
• 6. Конкурирующие компании по производству плазменных экранов
• 7. Поражение плазменных экранов в борьбе с жидко-кристаллическими
• Заключение
• Литература

Газоразрядный экран (также широко применяется английская калька «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря, в плазме.

Идея использования газового разряда в средствах отображения не нова. Подобные устройства выпускались много лет назад в СССР в Рязани в НПО «Плазма». Однако размер элемента изображения очень 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. В то время 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. Технология была разработана четырьмя учёными: Битцером (Bitzer), Слоттоу (Slottow), Вилсоном (Willson) и Аророй (Arora). Первый прототип дисплея появился довольно быстро, в 1964 году. Матрица, революционная для свого времени, имела размер 4 на 4 пикселя, которые излучали монохромный голубой цвет. Затем, в 1967 году, размер матрицы был увеличен до 16×16 пикселей, на этот раз она излучала монохромный тёмно-красный цвет (с помощью неона). Вполне естественно, что эта технология заинтересовала производителей, и в 1970 году к работе присоединились такие компании, как IBM, NEC, Fujitsu и Matsushita. 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. К сожалению, из-за отсутствия рынка, оправдывающего промышленное производство, к 1987 году разработки в США были практически остановлены, и последней компанией, поднявшей лапки кверху, была IBM. В США осталась горстка учёных, продолживших работать над этой технологией, однако основные исследования были перенесены в Японию. Первая коммерческая модель появилась на рынке в начале 90-х годов. Fujitsu первой преодолела 21″ барьер.

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 (PDP), 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).

плазменный экран жидкокристаллический монитор

1. Устройство и принцип работы газоразрядных дисплеев.

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие соответственно шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

Особенности конструкции:

· суб-пиксель плазменной панели обладает следующими размерами 200 мкмЧ200 мкм Ч100 мкм;

· передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.

· при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;

· для создания плазмы, ячейки обычно заполняются газом — неоном или ксеноном (реже используется He и/или Ar, или, чаще, их микс-смеси).

Люминофоры в пикселях плазменной панели обладают следующим составом:

· Зелёный: Zn₂SiO₄: Mn²⁺ / BaAl₁₂O₁₉: Mn²⁺; + / YBO₃: Tb / (Y, Gd) BO₃: Eu.

· Красный: Y₂O₃: Eu³⁺ / Y_0,65Gd_0,35BO₃: Eu³⁺.

· Синий: BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²⁺.

Существующая проблема в адресации миллионов пикселей решается расположением пары передних дорожек в виде строк (шины сканирования и подсветки), а каждой задней дорожки в виде столбцов (шина адресации). Внутренняя электроника плазменных экранов автоматически выбирает нужные пиксели. Эта операция проходит быстрее, чем сканирование лучом на ЭЛТ-мониторах. В последних моделях PDP обновление экрана происходит на частотах 400−600 Гц, что не позволяет человеческому глазу замечать мерцания экрана.

Принцип действия монитора основан на плазменной технологии: используется эффект свечения инертного газа под воздействием электричества (примерно так же, как работают неоновые лампы).

Работа плазменной панели состоит из трех этапов:

1. Инициализация, в ходе которой происходит упорядочивание положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации). При этом на электроде адресации напряжение отсутствует, а на электрод сканирования относительно электрода подсветки подается импульс инициализации имеющий ступенчатый вид. На первой ступени этого импульса происходит упорядочивание расположения ионовой газовой среды, на второй ступени разряд в газе, а на третьей — завершение упорядочивания.

2. Адресация, в ходе которой происходит подготовка пикселя к подсвечиванию. На шину адресации подается положительный импульс (+75 В), а на шину сканирования отрицательный (-75 В). На шине подсветки напряжение устанавливается равным +150 В.

3. Подсветка, в ходе которой на шину сканирования подается положительный, а на шину подсветки отрицательный импульс, равный 190 В. Сумма потенциалов ионов на каждой шине и дополнительных импульсов приводит к превышению порогового потенциала и разряду в газовой среде. После разряда происходит повторное распределение ионов у шин сканирования и подсветки. Смена полярности импульсов приводит к повторному разряду в плазме. Таким образом, меняя полярность импульсов обеспечивается многократный разряд ячейки.

Один цикл «инициализация — адресация — подсветка» образует формирование одного подполя изображения. Складывая несколько подполей можно обеспечивать изображение заданной яркости и контраста. В стандартном исполнении каждый кадр плазменной панели формируется сложением восьми подполей.

Рисунок 1. Конструкция в ячейках.

Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит емкостный высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение, проходя через переднюю стеклянную пластину, попадает в глаз зрителя.

Работа плазменных мониторов 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 (иначе говоря, лампа дневного света). Основной 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. Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих хром-медь-хромовых электродов, образующих прямоугольную сетку.

Рисунок 2. 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.

Рисунок 3. Устройство ячейки цветной газоразрядной панели переменного тока.

Высокая яркость (до 650 кд/м2) и контрастность (до 3000:

1) наряду с отсутствием дрожания являются большими преимуществами таких мониторов (Для сравнения: у профессионального ЭЛТ-монитора яркость равна приблизительно 350 кд/м2, а у телевизора — от 200 до 270 кд/м2 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 видео — 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 10 000 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.

2. Функциональные возможности плазменного монитора.

Экран обладает следующими функциональными возможностями и характеристиками:

· Широкий угол обзора как по горизонтали, так и по вертикали (160° градусов и более).

· Очень малое время отклика (4 мкс по каждой строке).

· Высокая чистота цвета (эквивалентная чистоте трех первичных цветовЭЛТ).

· Простота производства крупноформатных панелей (недостижимая при тонкопленочном технологическом процессе).

· Малая толщина — газоразрядная панель имеет толщину около одного сантиметра или менее, а управляющая электроника добавляет еще несколько сантиметров;

· Отсутствие геометрических искажений изображения.

· Широкий температурный диапазон.

· Отсутствие необходимости в юстировке изображения.

· Механическая прочность.

Внедрение двух новых технологических структур резисторной и фосфорной позволило получить яркость и срок службы экрана на уровне, необходимом для практических применений. Новая фотолитографическая технология, а также метод станбластинга сделали возможным выполнить 40-дюймовую плазменную панель с высокой точностью.

3. Преимущества газоразрядных мониторов.

· Компактность (глубина не превышает 10 — 15 см) и легкость при достаточно больших размерах экрана (40 — 50 дюймов).

· Малую толщину — газоразрядная панель имеет толщину около одного сантиметра или менее, а управляющая электроника добавляет еще несколько сантиметров (Рисунок 4).

Рисунок 4. Толщина мониторов.

· Высокую скорость обновления (примерно в пять раз лучше, чем у ЖК-панели).

· 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.

· Отсутствие необходимости в юстировке изображения.

· Механическую 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.

· Более высокая надежность.

· Плазменный экран можно снимать видеокамерой, и картинка при этом не дрожит, так как используется другой принцип отображения информации.

· Не создают магнитных и электрических полей, которые оказывают вредное влияние на человека.

4. Основные недостатки газоразрядных мониторов.

При всех неоспоримых достоинствах плазменных панелей есть у них и свои недостатки, сдерживающие их широкое распространение. И самый, наверное, главный из этих недостатков — их слишком высокая стоимость, которая для 60-дюймового дисплея порой «зашкаливает» за $ 20 000. Так что потенциальным покупателем таких панелей на сегодняшний день могут стать либо какая-нибудь довольно крупная компания для проведения различных презентаций и видеоконференций, а может быть, и просто для усиления своего собственного имиджа, либо частное лицо, для которого вопрос цены считается второстепенным по отношению к удобству использования и, главное, престижности устройства.

Кроме экономических проблем, не изжиты еще и ряд технических ограничений плазменных технологий. 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 первых люминофорных элементов быстро ухудшался, и экран становился менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничивался 10 000 часами (Это при 5-летнем использовании в офисе). Однако в современном производстве «плазм» проблема выгорания решена. Например, в плазменных телевизорах VIERA используется матрица 11-го поколения с усовершенствованной конструкцией ячеек, а технология Real Black Drive ликвидирует проблему послесвечения и обеспечивает по-настоящему глубокий черный цвет.

Несомненно, ситуация с выгоранием ячеек сегодня намного лучше, чем лет пять назад. Однако в инструкциях продолжают писать, что плазменной панели противопоказана длительная демонстрация неподвижного изображения — будь то черные полосы по бокам картинки или логотип телеканала. Именно поэтому плазму не рекомендуют покупать в качестве основного телевизора — ее лучше использовать в составе домашнего кинотеатра для просмотра фильмов.

Кстати, меньшая яркость тоже побуждает поставить такую панель в «кинозал», где будет приятный полумрак. Впрочем, современную плазму можно безо всяких проблем смотреть при нормальном дневном освещении, запас яркостей у новых моделей есть. Но именно в полумраке важные преимущества плазменной панели перед жидкокристаллической будут особенно очевидны: заметно лучшая цветопередача (миллиарды оттенков против миллионов) и «настоящий» черный цвет — самосветящуюся ячейку, заполненную инертным газом, можно просто выключить.

Ещё одним недостатком плазменных телевизоров принято считать их недолговечность. Однако, его можно опровергнуть, приведя всего один пример: последние модели ЖК-телевизоров служат не более 60 000 часов, а новые плазменные телевизоры — до 100 000 часов беспрерывной работы, то есть более 35 лет службы, что почти в два раза дольше, чем ЖК. Кроме того, «плазма» покрыта сверхпрочным стеклом, которое является надёжной защитой от повреждений.

Что касается высокого энергопотребления, то, увы, с этим пока справиться не удается: типичное его значение для плазмы — 400 Вт, примерно вдвое больше, чем у жидкокристаллических панелей.

Из-за этих ограничений плазменные экраны используются сейчас в основном для конференций, презентаций, информационных щитов, т. е. там, где требуются большие размеры экранов для отображения информации. Однако есть все основания предполагать, что в скором времени существующие технологические ограничения будут преодолены.

5. Тенденции развития современных газоразрядных мониторов.

Практически каждый производитель плазменных панелей добавляет к классической технологии некоторые собственные ноу-хау, улучшающие цветопередачу, контрастность и управляемость. В частности, NEC предлагает технологию капсулированного цветового фильтра (CCF), отсекающего ненужные цвета, и методику повышения контрастности за счет отделения пикселей друг от друга черными полосами (такая же технология используется Pioneer). В мониторах Pioneer также используются технология Enhanced Cell Structure, суть которой в увеличении площади люминофорного пятна, и новая химическая формула голубого люминофора, который дает более яркое свечение, и, соответственно, повышает контрастность. Компания Samsung разработала конструкцию монитора повышенной управляемости — панель разделена на 44 участка, каждый из которых имеет собственный электронный блок управления.

Компании Sony, Sharp и Philips совместно разрабатывают технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), которая должна соединить в себе преимущества плазменных и LCD экранов с активной матрицей. Дисплеи, созданные на основе данной технологии, сочетают в себе преимущества жидких кристаллов (яркость и сочность цветов, контрастность) с большим углом видимости и высокой скоростью обновления плазменных панелей. В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения. Первые образцы на основе технологии PALC появились в 1998 году.

Можно привести несколько удачных примеров использования плазменных мониторов. В торговом центре в Осло установлено 70 дисплеев, на которых покупают рекламное время небольшие магазинчики. Там PDP-мониторы окупили себя за 2,5 месяца. Используют их и в аэропортах. В частности, в Вашингтоне они установлены в зале прилета. Благодаря своей динамичности такой способ подачи информации привлекает гораздо больше внимания, чем традиционные табло. Есть опыт применения плазменных мониторов и в ресторанах McDonalds. Различные телевизионные компании, например CBS, NBC, BBS, MTV и российская НТВ используют в оформлении своих студий PDP-мониторы. Это связано с тем, что высокая частота обновления позволяет вести съемку PDP-дисплея обычной камерой, и при этом не возникает мерцания или стробоскопического эффекта.

6. Конкурирующие компании по производству плазменных экранов.

С 2005 г. рынок плоских панелей стал развиваться с головокружительной скоростью, возникла битва двух ведущих технологий — PDP и LCD. Поскольку речь шла о судьбе огромных инвестиций в производство, в котором заняты сотни тысяч человек.

Производством плазменных панелей в основном стали заниматься японские компании. Для разработки плазмы 7-го поколения был создан альянс японских производителей APDC (Advanced PDP Development Corporation). Основные задачи были сформулированы так:

совершенствование структуры панели (уменьшение толщины стенок между ячейками);

применение более эффективных люминофоров;

оптимизация состава газовой смеси;

улучшение схем управления ячейками;

новые алгоритмы цифровой предобработки видеосигнала для улучшения качества изображения.

Конечной целью всех этих ухищрений стало создание плазменных дисплеев, удовлетворяющих требованиям стандарта Full HDTV.

Реализовать это было не так-то просто. Дело в том, что у PDP при уменьшении размера ячеек резко снижается световой поток, и обойти это ограничение еще ни у кого не получилось. Поэтому экран с 720 активными строками должен быть больше 36 дюймов, а ведь это всего лишь стандарт HD Ready. Для Full HDTV нужно уже как минимум 1080 строк, и в этом случае для экрана 50 дюймов размер ячейки не должен превышать 0,3 мм, что является технологическим пределом. При этом, для ЖК-дисплеев подобных жестких ограничений на размеры ячеек нет. Поэтому даже 17-дюймовые LCD-мониторы с разрешением в 1080 строк и более — вполне обычное дело.

Однако наука не стоит на месте, и то, что вчера казалось несбыточной мечтой, сегодня становится реальностью. Такое чудо удалось сотворить компании Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd.: в декабре 2005 г. был продемонстрирован работающий 42-дюймовый телевизор Full HDTV, выполненный по технологии e-ALiS. Главной новацией стал микрорельеф экрана с вдвое меньшей толщиной границ между ячейками. Соответственно, на той же площади экрана увеличилось число ячеек и вырос суммарный объем люминофора, что в сочетании с новой схемой управления дало яркость порядка 1000 кд/м2. Остается добавить, что массовые продажи этой панели под маркой Hitachi начались весной 2007 г.

Однако рекорд продержался недолго — уже в январе 2006 г. в Лас-Вегасе Samsung показал прототип 40-дюймового телевизора Full HDTV. Особенности конструкции пока не разглашаются, зато объявлена рекомендованная розничная цена — $ 1709! Согласитесь, что для панели такого класса это вообще не деньги. Помимо этой модели Samsung в ближайшее время намерен представить еще целый ряд плазменных дисплеев высокого разрешения с диагоналями 50, 80 и 102 дюйма.

Среди множества больших и малых усовершенствований технологии PDP компании Samsung SDI (дисплейное отделение южнокорейского гиганта) отметим разработку нового типа цветных светофильтров, наносимых непосредственно на фронтальное стекло панели. Подобная технология сегодня применяется большинством производителей плазмы, так как в отличие от наклеиваемых на стекло пленочных светофильтров не создает отражений и рассеивания света на границе «светофильтр — клей — стекло». А это позволяет значительно поднять контрастность изображения PDP при ярком освещении, что является одним из генеральных направлений совершенствования плазмы в борьбе с LCD. Помимо уменьшения переотражений нанесенный на стекло «правильный» светофильтр еще и интенсивно поглощает падающий на панель внешний свет, что приводит к дальнейшему улучшению контрастности. У Samsung технология нанесения таких «светопоглощающих» светофильтров получила название APC technology (Advanced-complementary Panel color Coating).

Другая «фишка» модельного ряда PDP Samsung 2007 года — 13-разрядная обработка видеосигнала.

Вот что говорит об этом вице-президент Samsung SDI Co. Ltd. по маркетингу Крайст Ким (Christ Kim): «13-битовая технология позволяет значительно улучшить передачу градаций серого, при этом количество воспроизводимых цветовых оттенков возрастает до 550 млн., а это 100-процентное соответствие требованиям стандарта NTSC. Эти панели получили у нас обозначение Version 5, в отличие от „старых“ PDP Version 4» .

Но и это еще не предел: в линейке новых телевизоров LG с диагоналями 42 и 50 дюймов используется 14-битовый видеотракт, генерирующий 4,4 млрд. оттенков и 16 384 уровней яркости. Кстати, LG — единственная компания, показавшая на «CES'2006» прототип 50-дюймового плазменного телевизора стандарта HDTV, получающего сигнал по беспроводному интерфейсу.

На выставке IFA 2009 компания Panasonic продемонстрировала свои возможности в производстве плазменных панелей и телевизоров. Представленная панель имела диагональ 150 дюймов (3.8 метра) и была признана самой большой плазменной панелью в мире. Разумеется, речь идет о прототипе и демонстрации возможностей, чем о серийном экземпляре. Далее компания Panasonic поставила очередной рекорд в разработке плазменных телевизоров создав 152-дюймовый телевизор с поддержкой технологии 3D и разрешения 4K. Под маркировкой 4K скрываются привычные цифры 4096×2160 пикселей. Профессиональная модель может похвастаться сверхвысоким уровнем контрастности, равным 5 000 000: 1, а также форматом изображения 17: 9. Подобный дисплей способен выводить изображение человека в натуральную величину. При габаритах 3,4 на 1,8 метра телевизор весит — 590 кг.

Одновременно со сверхбольшой плазмой Panasonic анонсировал выпуск 85-дюймового и 103-дюймового телевизоров Full HD 3D. В них были использованы все передовые технологии японского производителя, который в марте 2010 года получил статус ведущего поставщика крупноразмерных панелей профессионального уровня.

В 2005;м мировой выпуск PDP составил 7,2 млн. шт., в то время как максимальная мощность заводов оценивалась в 7,4 млн. В ожидании светлого будущего основные игроки плазменного рынка стали усиленно наращивать свои производственные мощности (Таблица 1).

Таблица 1. Динамика производства плазменных панелей.

Matsushita в дополнение к трем действующим на территории Японии заводам PDP совместно с Toray Industries Inc. инвестировала более $ 1,6 млрд. в строительство нового, который вступил в строй в мае 2007 г. После выхода всех фабрик на полную мощность их общее производство достигло в 2007 году 11 млн. панелей в год. Это позволит Matsushita занять 40% рынка плазменных панелей, общий объем которого оценивался в 25 млн. шт. При этом для снижения стоимости продукции на новом заводе и при реконструкции действующих предлагалось использовать такой прогрессивный метод, как групповое изготовление четырех панелей на общей подложке. Он давно в ходу при производстве LCD, поскольку позволяет заметно снизить затраты в пересчете на одну панель.

По тому же пути пошел и Samsung, делая за один цикл три панели одновременно. В 2006 году суммарная мощность заводов Samsung cоставила 348 тыс. панелей в месяц, что сделало возможным изготовить в 2006 г. примерно 3.1 млн. плазменных телевизоров.

Стал наращивать мощности и LG Electronics. У компании было три завода в Корее с максимальной производительностью 70, 120 и 160 тыс. панелей в месяц.

Как видим, борьба между конкурентами была нешуточная. Что же касается Pioneer, то компания сделала ставку на элитный сектор PDP, в котором востребованы самые передовые технологии, а фактор цены не играет определяющего значения. Годовой объем выпуска вместе с приобретенными заводами NEC едва достиг 1 млн. шт.

7. Поражение плазменных экранов в борьбе с жидко-кристаллическими.

С 2008 года ЖК-мониторы и телевизоры стали постепенно вытеснять плазменные на потребительском рынке. Это объясняется в первую очередь более доступными ценами. В 2008 году от производства плазменных панелей отказалась компани Pioneer, затем компания Hitachi.

С 2010 года поставки «плазмы» на мировой рынок неуклонно снижаются. По данным NPD DisplaySearch, в 2010 году доля плазменных телевизоров в общем количестве реализации ТВ-приемников составляла 40%. Плазменные панели утратили свои конкурентные преимущества после того, как производители более дешевых ЖК-дисплеев научились существенно увеличивать их площадь без потери качества картинки. В этом особо преуспели южнокорейские компании. В 2012 году DisplaySearch сообщило, что на полю плазмы в 2012 г. пришлось лишь 6% продаж на рынке телевизоров, в то время как 87% заняли ЖК-панели.

Panasonic пытался найти «плазме» новое применение — например, в качестве электронных классных досок. Однако все эти маневры не принесли большого успеха, и дальнейший выпуск плазменных панелей сочли нецелесообразным. Как сообщает Financial Times, японская компания Panasonic прекратит выпуск плазменных панелей до конца текущего финансового года (завершится 31 марта 2014 года).

На данный момент Panasonic является мировым лидером в производстве плазменных телевизоров, но при этом занимает лишь 4-ю строчку по выручке от выпуска телевизоров с плоскими экранами.

Все дело в том, что производство «плазм» было признано убыточным без возможности улучшения ситуации в дальнейшем. Только за последние два финансовых года Panasonic потеряла на выпуске телевизоров с плоским экраном более 15 миллиардов долларов. А убытки от производства плазменных панелей в прошлом финансовом году составили 913 миллионов долларов.

В настоящее время Panasonic ведет переговоры о продаже одного из трех зданий своего единственного завода по выпуску панелей для плазменных ТВ, расположенного в Амагасаки. Компания рассчитывает получить за него 412 миллионов долларов. Не исключено, что в ближайшее время будут проданы и оставшиеся два здания. Сотрудников завода планируется перевести в другие подразделения, а полученные средства направить в реструктуризацию производства.

После продажи завода по выпуску панелей для плазменных ТВ у Panasonic еще останется фабрика по выпуску ЖК-дисплеев, но и там ожидается смена приоритетов: 80% всей ее продукции будет ориентировано на сегмент мобильных устройств. Кроме этого, в компании также считают достаточно перспективной для применения при выпуске телевизионной техники технологию OLED.

В настоящее время только Panasonic, Samsung и LG производят два типа панелей для телевизоров: жидкокристаллические и плазменные. Все остальные компании выпускают только ЖК-панели. Плазменные телевизоры пользуются среди покупателей спросом благодаря высокому уровню контрастности и в целом более качественной картинке. Но благодаря наращиванию диагоналей ЖК-панелей, улучшению их качества, удешевлению производства и активному маркетингу, плазменные решения пользуются всё меньшим спросом.

Panasonic сообщила, что её заводы P3 и P5 в Амагасаки уже прекратили производство, а P4 будет продолжать выпускать плазменные панели вплоть до марта 2014 года. Компания делает это в рамках реструктуризации убыточного телевизионного бизнеса — она не только сворачивает производство плазменных панелей, но также стремится снизить постоянные издержки, оптимизировать структуру управления и перепрофилировать бизнес на производство нетелевизионных дисплеев.

" До последнего времени из-за превосходного качества изображения плазменные панели Panasonic высоко ценились и пользовались сильным спросом по всему миру. Однако из-за быстрых и стремительных изменений в бизнес-окружении и спада спроса на плазменные панели на рынке плоских экранов стало ясно, что продолжать бизнес будет сложно, и было принято решение прекратить производство" , — сообщает компания.

Крупнейшими производителями «плазмы» на сегодняшний день являются LG и Samsung. Они всё ещё производят и продают плазменные телевизоры. Обе компании обещают представить новые плазменные модели в следующем году. Они будут анонсированы на международной выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе CES 2014 в январе следующего года. С точки зрения бизнеса Panasonic уже несколько лет терпит убытки (прежде всего, от ТВ-направлению), впрочем, благодаря ведущейся реструктуризации компания смогла недавно выйти на прибыльный уровень.

Заключение.

Итак, на сегодняшний день LCD-технологии практически полностью вытеснили «плазму» с потребительского рынка. Осталось всего две компании, которые ещё производят плазменные экраны — это LG и Samsung, другие компании свернули производство в связи с убытками и не окупаемостью продукции.

Проблема с плазменными телевизорами ещё и в том, что в этом году начали набирать популярность модели с разрешением Ultra HD (4K). Они предлагают вчетверо более высокое разрешение по сравнению с привычными моделями 1080p. Несмотря на недостаток контента и малополезность такого разрешения на телевизорах с относительно небольшой диагональю, модели с поддержкой 4K несомненно будут пользоваться всё большим спросом. При этом очень сложно создать плазменные телевизоры с разрешением Ultra HD и популярной на рынке диагональю в 50−65 дюймов. В настоящее время Panasonic продаёт только ЖК-телевизоры с разрешением Ultra HD.

Наконец, на телевизионном рынке постепенно набирает вес технология OLED, которая может предложить непревзойдённое качество изображения и уровень контрастности при относительно невысоком энергопотреблении, небольшой толщине и малом весе. На выставке CES 2013 Panasonic и Sony показали прототипы 56″ OLED-дисплеев с разрешением Ultra HD. Обе компании работают совместно над этой технологией, но пока не представили рыночные продукты, в отличие от корейских конкурентов.

Так или иначе, но в настоящее время для покупателей, желающих приобрести качественные телевизоры по относительно невысокой цене, выбор стал заметно уже. Пройдёт немало лет, пока OLED-телевизоры начнут продаваться по цене современных плазменных решений.

1. Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства. Журнал «BROADCASTING» Телевидение и радиовещание № 1 (37), январь февраль 2004. стр.43−47.

2. Мухин И. А. Принципы развертки изображения и модуляция яркости свечения ячейки плазменной панели. «Труды учебных заведений связи № 168», Санкт-Петербург, 2002, СПбГУТ, стр.134−140;

3. Лебедь, Виталий Николаевич «Исследование процессов генерации излучения в плазменных панелях»: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.27.02/Ряз. гос. радиотехн. ун-т. — Рязань, 2006. — 16 с. — Библиогр.: с.16;

4. Чижиков А. Е. Исследование и разработка путей повышения качества газоразрядных индикаторных панелей/ Автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра техн. наук: 05.27.02/Рязан. гос. радиотехн. акад. — Рязань, 1999. — 38 с. — Библиогр.: с.32−38.

5. Покровский Ф. Н., Прибытков А. Ю., Прокофьев Б. И., Тынкован А. Г. Плазменные панели. Санкт-Петербург. Горячая Линия — Телеком. 2006.

6. Ходаковский К. Panasonic признала поражение плазменных телевизоров/ Сайт «3DNews». URL: http://katori. pochta.ru/linguistics/portals.html (2013.01 ноябр.).