СВМБМ

почти точечным источником света. Наилучшими с точки зрения натуральности воспроизводимых цветов и длительности срока службы считаются ксеноновые лампы. По типу формирования светового потока трех основных цветов ЖК-проекционные телевизоры можно разделить на две большие группы: проекторы с одной тройной ЖК-панелью (singlepanel)

Рис. 11.П1

и проекторы с тремя простыми ЖК-панелями (three-panels). В проекторах первого типа в качестве управляющего световым потоком элемента используется одна цветная просветная ЖК-панель с тремя типами цветовых ячеек: RGB (рис. 11). Принцип работы такого проектора весьма прост. Световой поток от источника света (ксеноновая или галогенная лампа) попадает на поверхность цветной ЖК-панели — модулятора света, которая имеет рельеф в виде сферических микро линз. Проходя через RGB-фильтры и соответствующие ячейки ЖК-панели, световые лучи первичных цветов модулируются по яркости и через линзу Френеля, и объектив оптической системы проецируются на экран.

В более сложных вариантах проектора (рис. 12) световой поток от источника света предварительно разделяется на три потока первичных цветов дихроичными зеркалами.

Рис. 12.П1

В некоторых вариантах ЖК-проекторов этого типа для разделения лучей вместо дихроичных зеркал используются дифракционная решетка, что позволяет несколько увеличить значение светового потока проектора за счет исключения потерь световой энергии. Достоинством этого типа проекторов является предельная простота конструкции, недостатком — меньшая яркость изображения из-за потерь света в каждой ЖК-панели. Значительно большей яркости изображения можно добиться в ЖК-проекторах, которые для модуляции яркости цветовых потоков первичных цветов используют отдельные ЖК-панели. Наиболее широко распространены два типа таких проекторов: с использованием дихроичных зеркал для разделения цветовых потоков и обычных зеркал для их суммирования и ЖК-проекторов с отражательными зеркалами и суммирующей (композитной) призмы (рис. 13).

Рис. 13.П1

Как видно из этой схемы, световой поток от источника света при помощи системы дихроичных зеркал разделяется на три цветовых потока первичных цветов RGB и направляются на три простых ЖКпанели. Проходящие через них световые потоки первичных цветов модулируются по яркости и вновь суммируются системой зеркал в один общий световой поток, который поступает на вход проекционного объектива и затем проецируется на экран. Недостатком ЖК-проекторов такого типа является очевидная сложность конструкции. Зато что мы получаем взамен! За счет практически полного устранения потерь световой энергии на светофильтрах (потери в дихроичных зеркалах не в счет ввиду их относительной малости) изображение на экране отличается необычайной яркостью и сочностью цветов. Эта яркость в основном будет определяться световым потоком источника света и совершенством экрана проектора. Правда, при больших яркостях источника света встает задача отвода тепла от ЖК-панелей, но сегодня ее уже научились эффективно решать. Для этого наряду с обдувом панелей в оптическую схему проектора вводят инфракрасный

Рис. 14.П1

В нем для разделения исходного светового потока на 3 потока первичных цветов также используются дихроичные зеркала, а для суммирования лучей применена суммирующая призма. Проекторы с таким типом оптической системы удается сделать весьма компактными, так как они позволяют использовать короткофокусные объективы с линзами

малого диаметра, что является их очевидным достоинством. К недостаткам данного типа проектора следует отнести высокие требования к качеству изготовления призмы, которая значительно дороже дихроичных зеркал. Кроме того, на поверхность ЖК-панелей наносится штриховое поглощающее покрытие типа «черной матрицы» для

ЖК-панели просветного типа, которые требуют для своей работы применения поляризационного фильтра, который приводит к потерям яркости светового потока. Кроме того, в просветных панелях довольно проблематично использование активной технологии ЖКматриц, которые требуют введения управляющих транзисторов для каждой ЖК-ячейки панели. Очевидно, что активные ЖК-панели имеют лучшие значения контрастности, однако формирование на подложке панели тонкопленочных транзисторов TFT приводит к уменьшению ее прозрачности и, как следствие, снижению яркости.

Поэтому был разработан новый тип ЖК-проектора на отражательных ЖКпанелях, оптическая схема которого приведена на рис. 15.

Рис. 15.П1

ЖК-проекторы отражательного типа за счет применения в них активных TFT-ЖК-матриц имеют существенно лучшую яркость и повышенную разрешающую способность по сравнению с просветными ЖКпроекторами. В настоящее время проекторы этого типа быстро развиваются. Последними достижениями в этой области стало

использование в них низкотемпературных полисиликоновых TFT-ЖК- панелей взамен используемых ранее аморфных полисиликоновых ЖКпанелей.

Сообщается, например, что фирме Sony с переходом на новый тип ЖК-панелей удалось улучшить значение светосилы оптической системы сразу на 55% (!) и значительно повысить яркость изображения. А фирма Philips пошла по пути увеличения светового потока проектора за счет повышения эффективности источника света. Применяя новейшую лампу типа Ultra High Power (UHP), ей удалось вдвое (!) увеличить яркость своих проекторов.

Однако, несмотря на быстрый и очевидный прогресс проекционных

очень яркое и светлое будущее

Гигантские плоские телевизионные панели являются непременным атрибутом фактически любого научно-фантастического романа или кинофильма о будущем на протяжении последних 30-40 лет. Сообщений о создании плоских телевизоров, которые можно повесить на стену, появлялось так много, что им уже перестали верить. И вот пару лет назад произошел настоящий технологический прорыв: плоские цветные панели, о неизбежности которых так долго говорили и спорили специалисты всех стран, стали реальностью! Сегодня они существуют не в виде единичных образцов, а выпускаются серийно, и их можно свободно купить в магазине (правда, пока в основном лишь в Японии). И хотя стоимость современного типового 42-дюймового (102

производителей настроены весьма оптимистично и намерены уже через два года продавать их по цене не более 3000 USD. Это уже деловой разговор, так как такая цена будет не менее, чем в 2 раза ниже стоимости соответствующего по размеру кинескопного (скорее всего, проекционного) «телемонстра». Специалисты ведущих фирм в этой области: NEC, Pioneer, Fujitsu и ряда других фирм единодушны в прогнозе рыночной конъюнктуры большеэкранных плазменных панелей. Исходя из потребностей мирового рынка в 200—250 тыс. шт.

большеэкранных паелей в 1999 г., они прогнозируют их продажи в 2000 году не менее 3 млн. шт. А рынок «маломерных» 15—17" ЖКдисплеев для компьютеров и ЖК-телевизоров с размером экрана 25-28" и вовсе немерен — десятки и сотни миллионов штук и год. Как говорится, «процесс пошел».

Столь стремительным развитием, технологий плоских экранов мы во многом обязаны энтузиазму двух японских фирм-первопроходцев, рискнувших своими капиталами и пошедших на весьма большой коммерческий риск, развивая эти новейшие технологии. Признанным пионером фирмой номер один в области ЖК-технологий является японская фирма Sharp, создавшая первый калькулятор с ЖК-дисплеем (EL-805) еще в 1973 г. В то время в мире никто не верил и быструю отдачу от ЖК-технологий, и Sharp практически в одиночку разрабатывала эту востине (как стало ясно впоследствии) «золотую жилу». Успех не заставил себя долго ждать. Уже в 1983 г. Sharp выпускает первый карманный цветной

телевизор Cristalltron с ,3-Дюймовым экраном, а в 1987 г. — с 5- дюймовым цветным экраном. Ободренные успехом специалисты фирмы развивали достигнутые успехи, и сегодня лидерство Sharp в этой области уже никто не подвергает сомнению. Наглядным подтверждением этому стала разработка и изготовление Sharp в 1997 г. самого большого в мире (по заявлению специалистов фирмы) цветного ЖКдисплея с экраном размером в 40" (102 см)! Этот монитор фирма демонстрировала на выставках бытовой электроники IFA-97 в Берлине

иJapan Electronic Show '97. Качество очень яркого и четкого цветного изображения на экране Sharp SVGA Color TFT LCD 40 Word Largest и впрямь было отличным. Однако ЖК-панели столь большого размера пока что еще экзотика. А вот компьютерные мониторы более скромных размеров с экраном в 15-17" (рис. 16) уже вовсю продаются

ив Азии, и в Европе по цене 500-600 USD. Качество их изображения просто отменное.

Рис. 16.П1

Специалисты прогнозируют дальнейшее снижение их цены по мере наращивания выпуска до t300 и меньше за 17"-модель, и есть все основания предполагать, что когда это произойдет, ЖК-мониторы окончательно «похоронят» кинескопные компьютерные дисплеи. Ну, а в бытовой видеотехнике наступление цветных ЖК-панелей хорошо видно на примере видеокамер (рис. 17). С каждым месяцем появляется все больше моделей с цветным видоискателем на ЖК-матрице и дисплеем размером в 3-4", качество изображения которых становится все лучше, а цена ниже. Ну, а про карманные и автомобильные телевизоры и говорить нечего — они ныне сплошь «жидкокристаллические».

Рис. 17.П1

Новый импульс развитию производства ЖК-панелей должна дать стремительно раскручивающаяся за рубежом мода на автомобильные навигационные системы с отображением информации на цветном ЖКдисплее. Этот бум накатывает на Японию и европейские страны со скоростью цунами, и есть все основания полагать, что это должно резко увеличить потребность в цветных ЖК-панелях. Для наших читателей есть хорошая новость: благодаря разработанным в 1997 г. фирмами Sharp, Sanyo и Casio технологиям низкотемпературных полисиликоновых TFT-LCD, новое поколение ЖК-панелей будет стоить чуть ли не в 2 раза дешевле, при этом качество изображения заметно возрастет.

Не меньшие достижения наблюдаются сегодня и в технологиях создания плоских плазменных панелей PDP (Plasma Display Panel). Здесь роль «локомотива истории» по праву принадлежит японской фирме Fujitsu, которая еще в 1992 г. первой в мире сумела создать 21" цветную плазменную панель. Принцип действия плазменной панели основан на свечении люминофоров экрана панели под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих в свою очередь при электрическом разряде в плазме (разреженном газе). На примере

плазменной панели фирмы Pioneer рассмотрим устройство типовой современной плазменной напели (рис. 18).

Рис. 18.П1

Конструктивно панель представляет собой два отполированных стеклянных листа, на которые нанесены полупрозрачные электроды для коммутации строк (на верхнем стекле) и столбцов (на нижнем стекле) изображения. На стекле-подложке сформирован специальный профиль в виде стеклянных ребер, изолирующих соседние ячейки друг от друга. На внутренней поверхности нижнего стекла-подложки нанесены чередующиеся полоски люминофоров первичных цветов RGB. В процессе производства плазменной панели из внутреннего объема между стеклянными пластинами откачивается воздух, и он заполняется разреженным газом, являющимся рабочим «телом» при работе панели. Далее панель собирают и герметизируют. Принцип работы полученной таким образом плазменной панели весьма и весьма прост. С помощью внешних устройств развертки на соответствующие электроды «строчной» (электроды строк) и «кадровой» (электроды столбцов) развертки подводится управляющее напряжение. Это напряжение может быть постоянным DC или переменным АС (по этому признаку различают два типа плазменных панелей: работающих на постоянном или переменном токе, соответственно DC PDP и АС PDP). Под действием напряжения между электродами происходит электрический разряд в газе через образующуюся при этом плазму (ионизированный газ). Как известно из школьного курса физики, возникающее при этом мощное УФ-излучение заставляет светиться находящийся в этой же ячейке

люминофор. Так как существуют разделительные «барьеры» между соседними ячейками, электрический разряд локализуется в пределах

наносят специальное поглощающее ультрафиолет покрытие. Просто как 2х2, не правда ли? Единственная «заминка» здесь — это колоссальная сложность технологий изготовления панелей. Понадобился не один

необычайно быстро. В качестве примера приведем некоторые характеристики современной плазменной панели PDC-42V1 японской фирмы NEC, имеющей при диагонали изображения 1 м толщину менее 10

см! (рис. 19).

Рис. 19.П1

Размер экрана: 961х512 мм (диагональ 1,057 м) Формат изображения: 16:9 Количество пиксел: 853х480 Количество градаций яркости: 256

Контраст: 300:1 Угол зрения: 160 градусов

Габаритные размеры: 1005х598х99 мм Вес: 40 кг

Средняя потребляемая мощность: 270 Вт