Large screen television

LARGE SCREEN TELEVISION TECHNOLOGY

LARGE SCREEN TELEVISION
TECHNOLOGY

1.DISPLAY-URI, EVOLUTIE SI TENDINTE

Tehnologia televiziunii LARGE-SCREEN s-a dezvoltat rapid incepand
cu ultimul deceniu din secolul trecut si continuand cu o dinamica
sufocanta in acest secol. Noi surse de imagini, cum ar fi DVD-ul,
computerele personale, televiziunea de inalta definitie HDTV (High
Definition TeleVision) si alte emisii si semnale digitale sunt combinate cu
noi formate digitale ale semnalului video pentru a oferi o calitate mult
imbunatatita a imaginii. Problema se pune acum, cum sa se asigure cea
mai inalta calitate a imaginii de la toate aceste surse diferite de imagini,
semnale video si dispozitive de vizualizare a imaginilor. Raspunsul se
regaseste in conceptual tehnologic LARGE SCREEN TELEVISION sau
de ecrane plate FPD (Flat Panel Display) - care au avut evolutii absolute
dramatice in ultimul deceniu. Sub iri, bine clădite şi deosebit de
atragatoare, televizoarele de înaltă defini ie cu ecrane plate au puterea de
a reda în fa a privitorului imagini cu inalt grad de stralucire si contrast
pentru o claritate desavarsita. Imaginile excelente, lipsite de scintilatii, au
o luminozitate optima si culori superbe, oferind o experienta TV de
neuitat. Contururile sunt evidente, detaliile multe şi vizibile, iar culorile
pur şi simplu răpitoare. Întrucât ştim că nu-i vorba de magie, ne-am
propus să aflăm ce se ascunde în spatele acestui melanj de frumuse e şi

MARCEL FLORESCU Page 1


acurate e. In mare, aceasta tehnologie isi propune redarea imaginilor TV
pe suprafete cat mai mari, la un nivel calitativ compatibil cu conceptul
HDTV (High Definition TeleVision). Dezvoltarea acesteia a devenit o
necesitate in conditiile dezvoltarii aplicatiilor ce necesita o inalta
rezolutie.
Claritatea si fidelitatea imaginii pe ecran te ajuta sa intelegi realitatea.
Datorita noilor tehnologii, imaginea de pe ecran, cu un inalt grad de
stralucire si contrast, naturala si nedistorsionata, de mare detaliu si cu un
unghi mare atat pe orizontala cat si pe verticala sunt atributele unui ecran
realist. Televizoarele cu ecran plat redau imagini viu colorate, luminoase
si extrem de clare, fie ca este vorba de televizoare cu ecran cu cristale
lichide LCD (Liquid Crystal Display), sau televizoare cu plasma PDP
(Plasma Display Panel). Multe modele masoara doar 10 cm grosime sau
chiar mai putin, ceea ce deschide o gama extinsa de optiuni in ceea ce
priveste plasamentul televizoarelor. Montat pe perete, un televizor cu
ecran plat devine parte a camerei si nu parte a mobilierului. Gratie
dezvoltarii din ultimii ani, acestea au inlocuit aproape in totalitate
televizoarele cu tub catodic. Televizoarele cu ecran plat continua sa
devina mai mari si mai performante, dar cea mai buna veste este aceea ca
devin şi mai ieftine. Tehnologia digitala disponibila pentru aceste modele
de televizoare are numeroase beneficii dar si unele dezavantaje.

FPD: CINEMATOGRAF LA DOMICILIU



Diferitele tehnologii de ecrane plate FPD (Flat Panel Display) au avut
intr-o prima faza dezvoltari numai pe domeniile: LCD (Liquid Crystal
Display), PDP (Plasma Display Panel) si DLP (Digital Light Procesing)
care au fost si sunt disponibile consumatorilor, pe toate pietele. Acestea
sunt televizoare fabricate cu scopul de a obtine imagini de calitate
superioara pe ecrane mari si subtiri. Formele plate ale celor doua tipuri de
televizoare, atat cele cu plasma, cat si cele cu cristale lichide, permit
posesorilor sa le monteze oriunde, chiar si pe tavan. In plus, daca
adaugam conectivitatea wireless, accesul la Internet si faptul ca, de la o
luna la alta, apar modele din ce in ce mai impresionante ca marime,
acestea au devenit o piatra grea de gatul receptoarelor clasice, care nici n-
au ajuns la o diagonala de 100 cm.
Este destul de dificil de gasit o definitie riguroasa pentru display-urile de
tip “FLAT PANEL”, dar nu cred ca exista vreo persoana care sa nu fi
vazut macar in marile magazine un astfel de ecran. Initial, acestea au fost
proiectate pentru dotarea laptopurilor, dar,
caracteristicile si avantajele lor, le-au
propulsat in fata ecranelor clasice cu tub
catodic CRT (Cathode Ray Tube). Un
televizor „clasic“ dotat cu tub catodic,
afiseaza imagini cu ajutorul unui fascicul de
electroni care baleiaza fata interioara a
ecranului, descriind „linii“ orizontale, de sus
in jos si impresionand depunerile de fosfor care genereaza lumina (sunt
625 de linii, dintre care vizibile sunt de fapt doar 576; restul fiind folosite
pentru alte date, de tipul unor semnale de test sau de sincronizare a
culorilor). La aceste televizoare cu tub catodic stralucirea este mai
puternica in mijlocul ecranului si mai slaba pe margini, culorile pierzand
din stralucire pe marginea ecranului. O alta problema ar fi ca liniile nu
sunt afisate una dupa alta, ci din doua in doua: mai intai cele impare, apoi
cele pare, procedeu tehnic numit intretesere (interlaced). Diagonalele
ecranelor cu tub catodic CRT sunt limitate la max 40 inches de insasi
specificul tehnologiei, de capacitatea de a crea un flux suficient de mare
de electroni care sa ofere o stralucire acceptabila a imaginii, fara
distorsiuni de focalizare, pe toata suprafata ecranului, palpaierea imaginii
si geometria imaginii alterata la extremitatile ecranului, iar greutatea
acestora ar ajunge, datorita grosimii sticlei, la valori impresionante. In
plus, la orice dimensiune, clasicul ecran cu tub catodic compune o
imagine usor deformata, imperfecta pe intreaga suprafata si cu usoare
“palpairi” care afecteaza confortul vizual. E foarte probabil ca, in
urmatorul deceniu, televizoarele cu tub catodic vor disparea, odata cu
scaderea preturilor si apropierea termenului la care vom trece la
televiziunea digitala.



Avantajele televizoarelor cu ecran plat: In cazul în care doriti sa
schimbati vechiul televizor cu tub catodic CRT in ambientalul
apartamentului dvs, din motive de design
sau pur tehnice (redare de surse de semnal
HD), un televizor cu ecran plat este alegerea
cu cel mai mare efect practic. Atat
televizoarele cu plasma PDP cat si cele cu
cristale lichide LCD va pot oferi un amestec
incredibil de imagini de forte buna calitate
in conditii deosebit de odihnitoare.
Deasemenea trebuie sa fiti convinsi ca sunt cele mai performante
televizoare digitale, in special daca sunteti dornici si beneficiari de
televiziune de inalta definitie (HDTV). Exista, desigur, diferente intre
cele doua tipuri de panouri (diferente ce vor fi tratate in continuare),
alegerea trebuind sa corespunda necesitatilor concrete. Din multitudinea
de caracteristici tehnice trei sau patru sunt insa esentiale in luarea unei
decizii : rezolutie, contrast, luminozitate si, poate, dimensiunile impuse
de camera in care va fi amplasat. Va veti alege un perete pentru a fi
eliberat si nu va ramane decat sa decideti forma cea mai estetica de
montare : pe un stand, atunci cand vreti sa montati langa el alte
componente din sistemul HOME CINEMA, sau direct pe perete pentru a
simula o sala de cinema, nu inainte de a va asigura ca acesta poate sustine
greutatea noului dvs televizor, care poate ajunge, la un PANASONIC
VIERA de 65 inch de exemplu, la 79 kg. Deasemenea trebuie sa va
asigurati ca distanta de vizionare este suficient de mare pentru a nu
distinge fizic pixelii si distanta dintre ei , care sunt cu atat mai mari cu cat
ecranul este mai mare, dar si sufficient de mica pentru a distinge toate
detaliile unei afisari HD. In general se accepta o distanta cuprinsa intre
1.5 si trei ori diagonala ecranului. Deci, daca va uitati la un televizor cu
ecran de 42-Inch Widescreen, de exemplu, canapeaua dvs. trebuie sa fie
la cel putin 1,6 metri distanta. Pentru 60 de inch widescreens, distanta
creste la aproximativ 2,3 metri.
Tehnologiile de ecrane plate FPD (Flat Panel Display) sunt mult mai
potrivite pentru constructia de ecrane mari de televizoare si din cauza ca
acestea ofera un randament mult mai bun in asigurarea unei calitati
acceptabile a imaginilor. Imaginile ce- i taie răsuflarea sunt produsul
milioanelor de puncte luminoase (pixeli) din care sunt construite ecranele
acestor televizoare. Pixel-ul este cea mai mica unitate care alcatuieste o
imagine. Cu toate acestea, un pixel este compus, la randul sau din trei
sub-pixeli colorati: rosu, verde si albastru, care impreuna afiseaza
culoarea corecta pentru un pixel aflat intr-o anumita pozitie pe ecran.
Acestia se aprind sau se sting, ori îşi schimbă culoarea, după cum
porunceşte semnalul video din care este hrănit televizorul.



Grosimea mică şi greutatea redusă maresc numărul op iunilor de
amplasare. Montarea televizorului pe un perete este cea mai ergonomică
variantă de optimizare a spa iului, deşi cele mai multe persoane îl in pe
masă, birou sau în mobilier. Dacă iei considerare montarea televizorului
pe perete, e important de ştiut că televizoarele realizate pe tehnologia cu
plasma (PDP) sunt mai grele decât televizoarele cu cristale lichide LCD,
dar cu toate acestea, cântăresc cu mult mai pu in decât un televizor cu tub
catodic CRT, de aceeaşi dimensiune.
Precizia display-ului digital: Televizoarele cu plasma PDP şi cu cristale
lichide LCD folosesc pentru afisarea imaginilor, matrici tehnologice fixe,
adresabile digital. Acestea redau imagini prin iluminarea unei re ele de
puncte (pixeli), aflate la intersectia liniilor si coloanelor cu adrese precise,
bine determinate. Privind din acest punct de vedere, cele mai trainice
televizoare HD (FULL HD) au 1920 de pixeli pe un rând şi 1080 de
pixeli pe o coloană. O simplă opera ie de înmul ire va dovedi că imaginea
ce apare pe un astfel de ecran plat este compusă din peste 2 milioane de
puncte individuale. Comparând rezultatul cu rezolu ia de numai 350.000
de pixeli a televizoarelor cu tub catodic, este evident de ce cantitatea este
importantă în acest caz. În fapt, fiecare pixel este compus din trei sub-
pixeli: cate unul pentru fiecare culoare fundamentala roşu, verde şi
albastru. Culoarea şi luminozitatea sunt precis controlate la nivelul sub-
pixelilor, ceea ce duce la posibiliatatea de redare a milioane sau chiar
miliarde de posibile culori.
Tehnologia de ecrane perfect plate presupune că televizoarele din
această gamă men in claritatea şi geometria imaginii perfecte de sus până
la bază, dintr-o margine in cealaltă şi pe diagonală. Liniile drepte vor
arăta perfect drepte. Chiar şi cele mai noi modele de televizoare plate cu
tub catodic CRT distorsionează imaginea catre marginea ecranului atat
din punct de vedere geometric cat si ca focalizare sau puritatea culorilor.
Atat ecranele plate cu plasma (PDP) cat si
cele cu cristale lichide (LCD) incorporeaza
matrici tehnologice fixe, formand la
intersectia linilor si coloanelor matricei, asa
numitii “pixeli”, ce pot fi comandati
individual creand astfel premisa, cel putin
teoretica, a uniformitatii redarii imaginilor
pe intreaga suprafata, conducand astfel la
eliminarea distorsiunilor caracteristice ecranelor clasice (cu accesarea
individuala la nivelul liniilor). Totodata, imaginea este omogena in
luminozitate, mai clara si mai stralucitoare, fara deficiente de focalizare si
fara zone usor intunecate sau supraluminat Nu in ultimul rand, ecranele
plate FPD (Flat Panel Display), datorita tehnologiei de compunere a



imaginii din puncte fine (pixeli) si nu din linii, au limitat restrictia privind
distanta optima de vizionare, care la ecranele cu tub catodic CRT era de
4.5 ori diagonala tubului, aceasta depinzand numai de dimensiunile
pixelilor si a distantei dintre ei. Totusi, trebuie sa tinem cont de un aspect
important: atat ecranele plate cu plasma (PDP) cat si cele cu cristale
lichide (LCD), deformeaza putin imaginea unei televiziuni obisnuite din
cauza adaptarii transmisiilor in format 4:3 la formatul 16:9. De regula
telespectatorul doreste ca ecranul sa fie luminat in intregimea lui, fara
benzi negre pe margine si ca atare se activeaza functia televizorului de
“rearanjare”(resize) a dimensiunilor imaginii, aparand un oarecare efect
de turtire a acesteia. Pentru minimizarea efectului, este ideal ca vizionarea
sa se faca dintr-o pozitie cat mai perpendiculara pe ecranul televizorului.
Un al doilea aspect pentru care aceasta pozitie perpendiculara este
recomandata, rezida din faptul ca vazute de pe margine, imaginile
reproduse pe ecrane plate FPD (Flat Panel Display) isi pierd din contrast,
apar mai spalacite, mai deschise, in timp ce privite exact din fata,
vizionarea va fi optima.
Modelele pretentioase ofera rezolutii inalte, pentru un afisaj desavarsit,
iar calitatea superioara este
data si de stabilitatea
imaginii, care nu mai
“palpaie”, nu afecteaza
vederea si nu da dureri de
cap. Deasemenea, este
remarcabila absenta
interferentelor magnetice,
televizoarele cu ecrane plate FPD (Flat Panel Display) putand fi
amplasate in apropierea difuzoarelor sau a altor elemente audio/video
perturbatoare, fara ca imaginea sa aiba de suferit. Un avantaj extreme de
important il constituie ergonomia unui astfel de ecran. La o diagonala de
27-42 inches, grosimea televizorului nu depaseste 15 cm., comparativ cu
cel putin 60 cm., cat masoara adancimea unui televizor CRT obisnuit de
20-25 inches.
Tehnologia digitala a schimbat multe aspecte din viata noastra. Fara
aceasta nu era posibila adresarea si procesarea milioanelor de pixeli in
timpi mai mici de cat poate sesiza ochiul uman. Transformarea
televiziunii analogice intr-una digitala, care acum este “pe val”, nu a mai
mirat pe nimeni. Avantajele televiziunii digitale sunt impresionante: lipsa
perturbatiilor, a imaginilor “duble”, economie de canale de transmisie
prin codare si posibilitatea de transmisie la definitie mai mare. O
transmisie digitala poate “corecta” problemele de receptie intr-o anumita
masura. Puterea semnalului receptionat nu mai este atat de importanta ca



in transmisia analogica, dar daca rata de erori este prea mare, atunci
receptia se intrerupe in totalitate.
In prezent sunt acceptate trei modele de definitii vizuale cu care se pot
face transmisii TV:
1.SDTV (Standard Definition TeleVision): 640x480 pixeli Interlaced
(intretesut) sau 704x480 Interlaced. Interlaced (intretesut) inseamna ca
in timpul unui refresh (cadru) al imaginii, pe ecran se scaneaza mai intai
pixelii impari si mai apoi pixelii pari.
Ca urmare vom vedea o imagine usor deformata, creandu-se o senzatie de
decalare a pixelilor pari de cei impari, datorata ratei de refresh.
(frecvrenta cadrelor).
2. EDTV (Enhanced Definition TeleVision): 640x480 progressive
(progresiv) sau 704x480 progressive. In sistem progresiv pixelii sant
scanati in ordine, uniform fara a se face departajarea intre campuri, pentru
optimizarea calitatii imaginii.. Imaginea apare completa fara senzatia de
decalare ca la SDTV. Conceptul Progressive Scan dubleaza rezolutia
verticala a imaginii, pentru o imagine mult mai clara. In loc sa trimita mai
intai semicadrul cu linii impare, urmat de semicadrul cu linii pare, ambele
semicadre sunt scrise in acelasi timp. Este creata instantaneu o imagine
completa, de rezolutie maxima. La aceasta viteza, ochiul uman percepe o
imagine mai clara, fara a distinge structura liniilor.
3. HDTV (High Definition TeleVision): 1280x720 progressive sau
interlaced si 1920x1080 progressive sau interlaced. Acest model
presupune automat formatul 16:9, din care cauza televizoarele care
reproduc HD necesita obligatoriu ecran lat. HDTV este o denumire
generica pentru sisteme de inalta definitie, orice semnal 720p, 1080i,
1080p este considerat HDTV (modelul 1920x1080 progressive este
denumit generic FULL HD). Din această perspectivă, condi iile minime
ce trebuie să le îndeplinească un ecran pentru a fi acceptat în acest club
exclusivist (HDTV) este să aibă o rezolu ie de cel pu in 1280 x 720
pixeli.
In concluzie, un pas important a fost digitizarea semnalului TV care se
transmite pe diverse cai, care pot fi aceleasi ca in cazul transmisiilor de
date: cablu coaxial, fibra optica, transmisii de date wireless, satelit digital.
Este important de retinut: TV digital nu este sinonim cu TV de inalta
definitie (HDTV). La achizitionarea un sistem de receptie HDTV, trebuie
verificat daca se poate face autoconversie in sus sau in jos. Televizoarele
cu ecrane plate FPD (Flat Panel Display) lucreaza doar la o rezolutie
nativa, schimband-o, acesta va afisa imaginile ori prin interpolare sau prin
redarea informatiei redusa la centrul ecranului. Televizorul modern
trebuie sa poata asigura un afisaj pe diplay cu cel putin rezolutia
transmisa, altfel va trebui sa faca un resize, o rearanjare a pixelilor
(downconversion) de asa maniera incat sa faca vizibila imaginea



transmisa cu riscul compromiterii calitatii originale. (a vedea o emisie
HD pe un televizor ce nu poate reproduce decat SD -in cazul in care

acesta poate face downconversion- nu inseamna nici-o imbunatatire fata
de o transmisie SD normala). Vor avea loc intarzieri sau fenomene de
pixelizare cand procesorul
televizorului nu tine pasul cu
semnalul. In general insa,
80% din televizoarele
capabile sa receptioneze SD
nu sunt capabile sa faca
downconversion pentru o
transmisie HD, intrucat le
lipsesc componentele digitale
aferente. Televizoarele destinate receptiei EDTV insa, sunt dotate
corespunzator si capabile sa rezolve aceasta problema. In practica, pentru
simplificare, rezolutia unui ecran FPD (Flat Panel Display) este definita
prin rezolutia (numarul de pixeli) pe verticala intrucat cea pe orizontala
rezulta implicit din raportul 16:9. De exemplu, despre un ecran cu
rezolutia nativa FULL HD 1920x1080 progressive, se spune ca este din
categoria 1080p rezolutie conventionala, un altul de 1366x768 interlaced
are rezolutie de 720i rezolutie conventionala.
HD Ready este o tehnologie cu denumire protejata care ofera imagini de
calitate, superioare celor obtinute prin scanare progresiva. Aceasta
tehnologie respecta standardele stricte impuse de EICTA, oferind un
ecran HD care afiseaza imagini de calitate, cu rezolutie superioara, gratie
unui semnal TV de inalta definitie. In Europa, pentru ca un display sa
poata avea logo-ul HD Ready, display-ul trebuie sa aiba o rezolutie nativa
de minim 720 linii, sa poata reda cel putin 720p si 1080i si sa dispuna de



anumiti conectori (Analog: Component si Digital: DVI sau HDMI, cu
suport HDCP). Astea sunt cerintele minime.
Un alt aspect este formatul ecranului, care, in cel standard proportia
este 4:3, iar in HDTV este 16:9, cu 1/3 mai mare decat cel obisnuit.
Ecranul lat (wide) are ca punct de inceput anii 50, cand cinematografia a
cautat noi atractii pentru publicul tot mai mult atras de televizor,
comparativ cu sala de cinema. Adoptarea acestui format s-a facut pentru
a ingreuna transmisia pe televizor a filmelor, insa o explicatie rationala ar
fi ca proiectia pe ecran lat este mai apropiata de modul de vedere natural.
30 de grade stanga si dreapta este raza vizuala obisnuita a omului, ecranul
4:3 acoperind 10 grade stanga si dreapta, in timp ce 16:9 acopera 30 de
grade. In general, Europa este in urma continentului nord-american in
ceea ce priveste transmisiile HDTV, dar companiile TV nu ignora acest
aspect si se lucreaza la implementarea ei rapida.



2. FLAT PANEL DISPLAY-CONCEPTE TEHNOLOGICE

Atat ecranele plate cu plasma (PDP) cat si cele cu cristale lichide (LCD)
functioneza pe principiul adresarii matriceale, adica pentru aprinderea
unui punct de pe ecran (pixel), se activeaza randul si coloana
corespunzatoare dintr-o matrice de elemente de afisare (pixeli). Metodele
de obtinere a imaginilor insa, sunt fundamental diferite, singura
asemanare fiind mai sus amintita matrice tehnologica.

2.1. PLASMA PANEL DISPLAY(PDP)

Principiile care stau la baza tehnologiei PDP (Plasma Display Panel)
au fost demonstrate in anii ’60, mai precis în 1964, la Universitatea
Illinois, de Donald Bitzer, H. Gene Slottow şi studentul Robert Willson.
Primul ecran cu plasma a fost lansat pe piata in 1997, de catre Pioneer. In
1998, la Olimpiada de Iarna de la Nagano, a fost considerat cea mai buna
solutie de afisaj cu diagonala mare. De atunci, tehnologia a fost
inbunatatita in mod constant si acum este una din cele mai promitatoare
solutii pentru televiziunea de mari dimensiuni. Incepand cu anii ’90
aproape toti producatorii de televizoare au inceput sa se implice in
dezvoltarea de panouri cu plasma PDP (Plasma Display Panel).

Totusi ce reprezinta plasma, a patra forma de agregare a materiei?
Desi majoritatea dintre noi cred ca materia se gaseste intr-una din cele trei
stari de agregare, cu care suntem obisnuiti, solida, lichida sau gazoasa, in
realitate starea cea mai frecventa in care se afla materia in univers este
starea de plasma- cea de a patra stare de agregare a materiei.
Dupa cum stim, materia este constituita din particule foarte mici, atomii,
avand dimensiunile de ordinul
unei milionimi dintr-o zecime de
milimetru. In jurul unui nucleu
central, de dimensiuni cu multe
ordine de marime mai mici decat
dimensiunile atomului, se afla in
miscare continua un numar mare de electroni. Este evident ca elementul
central in fenomenul de producere al plasmei gazoase il reprezinta gazul.
In gaze dupa cum se stie exista electroni liberi si ioni pozitivi ce plutesc
liberi in spatiul lor. Aceasta este forma a treia de agregare a materiei.
Daca se aplica un camp electric extern, sau orice alta forma de energie,
electronii liberi sunt accelerati, iar atunci cand se ciocnesc cu atomii
neutri de gaz, smulg , pun in libertate noi electroni, formand particule
incarcate electric, ioni, adica ionizeaza atomii. Electronii eliberati,
deasemenea sunt accelerati de campul energetic extern si ionizeaza noi



atomi, marind numarul de ioni si electroni liberi. Procesul se dezvolta in
avalansa, atomii de substanta sunt repede ionizati, respectiv toti atomii
neutri se transforma in ioni si electroni, concentratia ionilor fiind
aproximativ egala cu concentratia electronilor. Spunem in acest caz ca
materia se afla in starea de plasma complet ionizata a patra forma de
agregare a materiei. In cazul in care campul energetic extern dispare,
plasma se recombina in gaz neutru. Spre deosebire de celelalte
transformari de stari de agregare, trecerea între starile gaz-plasma-gaz nu
este brusca, este un proces continuu.
In continuarea procesului, particolele incarcate negativ sunt atrase de cele
incarcate pozitiv si invers. In aceasta invalmaseala, particolele se cicnesc
in mod constant unele de altele, fapt ce determina excitarea atomilor de
gaz, eliberandu-se fotoni de energie, lund astfel nastere lumina
fluorescenta. Deci, in concluzie, plasma gazoasa = gaz în care macar o
parte a atomilor si moleculelor se afla în stare ionizata. Cauzele ionizarii,
deci a transformarii gazului in plasma, pot fi: temperaturi inalte, ciocnirile
electronice (la descarcarile în gaze), radia iile electromagnetice etc.
Cea mai importanta caracteristica a plasmei este proprietatea ei de a fi
cvazineutra, adica în orice punct al spatiului pe care-l ocupa ea, sarcina
spatiala pozitiva este compensata (sau
aproape compensata) de sarcina spatiala
negativa. Aceasta proprietate a plasmei
este o consecinta a faptului ca, in jurul
oricarei sarcini e se grupeaza
particulele incarcate, dar de semn opus,
astfel incat poten ialul culonian φ egal
e/r. exp(- r/D), unde D este raza de
ecranare Debye, care depinde de
densitatea sarcinii si temperatura
particulelor, iar r – distanta dintre
sarcina negativa e si punctul dat din
spatiu. Dacă dimensiunile liniare sunt
cu mult mai mari decît D, atunci sistemul isi mentine starea cvazineutra si
in acest caz gazul ionizat poate fi numit plasma. La nivel microscopic,
corespunzator unor distante mai mici decat lungimea Debye, particulele
de plasma nu se comporta unitar ci reactioneaza individual sub actiunea
unei forte, de exemplu un camp electric. Principala caracteristica a
plasmei (si diferenta fata de un gaz banal) este prezenta în amestec a
sarcinilor electrice libere. Termenul de plasma a fost introdus pentru
prima data de fizicianul Irving Langmuir în 1928 pentru a descrie starea
gazului ionizat dintr-un tub de descarcare (coloana pozitiva). Ulterior,
termenul de plasma s-a impus pentru gazele complet ionizate.



Plasma gazoasă posedă o serie de particularită i specifice
(conductibilitate electrică şi plastitate mare, interac iuni puternice cu
cimpurile electromagnetice exterioare etc.), ceea ce permite de a o
considera stare deosebită (a patra stare de agregare) a substantei. Plasma
se întîlneşte destul de des în condi ii naturale şi de laborator, dar de obicei
feomenele plasmatice nu se petrec pe Pamant in mod natural, cu exceptia
fulgerelor. In timpul descarcarilor electrice se formeaza dare subtiri de
molecule de aer ionizate in
procent de aproximativ
20%. Un alt fenomen
plasmatic este fulgerul
globular, dar despre el se
stiu foarte putine lucruri.
Aurora boreala este
cauzata de ionizarea
gazelor interstelare in
contact cu paturile
superioare ale atmosferei
terestre, ducand la
spectaculoase efecte optice
dar si la interferente
electromagnetice
puternice. Orice flacără,
explozie, fulger, comprimare şi dilatare bruscă este înso ită de gaze
ionizate. Plasma apare şi la trecerea unui curent electric prin gaze (lampă
cu lumină de zi, gazotron, etc.). Straturile superioare ale atmosferei
terestre (ionosfera), ionizate de radia iile solare, deasemenea con in
Plasma. Stelele fierbinti şi unii nori interstelari, care au temperaturi inalte,
sunt formate din Plasma complet ionizata.

Descarcarea electrica in gaze.

Strapungerea electrica a unui gaz inseamna trecerea gazului din starea
de dielectic in cea de bun conducator de electricitate. Daca se aplica o
tensiune electrica intre doi electrozi aflati intr-un tub cu gaz, electronii
liberi prezenti in spatiul dintre electrozi sunt accelerati si pot dobandi
energii suficient de inalte pentru a excita sau ioniza moleculele gazului.
Aceste procese conduc la formarea avalanselor electronice. Ionii pozitivi
care rezulta din procesul de ionizare sunt accelerati spre catod si pot
extrage electroni secundari din suprafata acestuia. Strapungerea gazului
are loc cand sistemul se automentine, adica atunci cand fiecare electron
care ajunge la anod este inlocuit, in medie, cu un electron emis de catod
la bombardamentul cu ioni sau fotoni.



Aceasta descriere a strapungerii gazului este valabila numai pentru valori
ale produsului pd (presiune si distanta dintre electrozi) mai mici decat
cativa torr-cm, conditie tipica pentru display-urile cu plasma. Tensiunea
de strapungere depinde de produsul pd, de amestecul de gaze
(multiplicarea electronilor in spatiul dintre electrozi depinde de sectiunea
eficace de ciocnire electron-atom) si de materialul catodului (care
determina nivelul emisiei secundare de electroni la impactul ionilor).
Daca curentul de descarcare este limitat cu ajutorul unei rezistente din
circuitul exterior, descarcarea se poate produce la un curent mic, in regim
neemisiv (asa numitul regim TOWNSEND), in care distorsiunea
campului electric aplicat din exterior este neglijabila.

1.Start: campul electric accelereaza electronii liberi.
2.Coliziunea: electronii liberi rapizi ionizeaza atomii de gaz.
3.Regiune ionizata = PLASMA.
4.Electronii liberi determina noi ciocniri cu alti atomi de gaz.
5.Atomii ciocniti devin excitati la un inalt nivel de energie instabil.
6.Atomii excitati recapata nivelul normal de energie prin emisie de fotoni UV.
7.Lumina ultravioleta, invizibila ochiului uman, excita suprafata de fosfor.
8. Suprafata fosforescenta emite lumina vizibila.

In acest regim, densitatea ionilor pozitivi in spatiul dintre electrozi este
mult mai mare decat cea electronilor (electronii sunt mult mai mobili
decat ionii). Cand curentul creste progresiv prin descresterea rezistentei
exterioare, acumularea ionilor pozitivi in spatiul de descarcare produce
distorsiunea campului electic. Aceasta distorsiune modifica echilibrul
energetic al electronilor si, in general, tinde sa mareasca multiplicarea si
energia electronilor, ceea ce conduce la cresterea in continuare a
curentului de descarcare si densitatii ionilor si micsorarea caderii de
tensiune dintre electrozi. Cand intinderea sarcinii spatiale a ionilor
pozitivi este de acelasi ordin de marime ca si spatiul dintre electrozi,
electronii nu mai pot difuza liber si se formeaza o regiune de
cvasineutralitate in zona dispre anod a descarcarii, in care electronii si
ionii difuzeaza cu aceeasi viteza (difuzie ambipolara). Aceasta regiune
cvasineutra este o plasma.



O plasma slab ionizata reprezinta un sistem complex in care electroni,
ioni pozitivi, specii excitate si fotoni interactioneaza intre ei dar si cu
campul electric aplicat. Campul electric in regiunea de plasma se
micsoreaza iar caderea de potential se redistribuie in regiunea dintre catod
si plasma, pana cand sunt indeplinite din nou conditiile de echilibru.
Acest nou regim corespunde descarcarii luminiscente si este caracterizat
printr-o emisie luminoasa intensa rezultata din dezexcitarea atomilor si
moleculelor, a caror excitare s-a produs prin ciocniri electronice.
Descarcarea luminiscenta se produce la o tensiune mai mica decat
tensiunea de strapungere, fiind dependenta de amestecul de gaze si de
materialul din care este cofectionat catodul (200 V este o valoare uzuala)
si este denumita, in general, tensiunea de stingere a PDP in curent
continuu. Faptul ca descarcarea poate fi realizata la o tensiune mai mica
decat cea de strapungere este fundamental pentru functionarea PDP,
asigurand limitele tensiunii de operare in mod bistabil, ceea ce permite
adresarea unei anumite celule din panou, fara a schimba starea celorlalte
celule.
Principiul de functionare al PDP. Un ecran (panel) cu plasma (PDP)
contine doua straturi de sticla aflate la o distanta de 100-200 µm. Spatiul
dintre straturile de sticla este umplut
cu un gaz rar (de obicei neon si
xenon) aflat la o presiune de 400-500
Torr concentrat in celule matriceale
cunoscute sub numele de pixeli.
Campul electric este aplicat prin
intermediul unor electrozi aflati in
proximitatea celulelor, depusi in
benzi conductoare paralele si foarte
subtiri pe suprafetele interioare ale
placilor de sticla; pe placa din spate
benzile sunt dispuse vertical si au rol
de adresare iar pe placa din fata
orizontal cu rol de scanare (scan electrod) si sustinere (sustain). Se
formeaza astfel o matrice in care fiecarui pixel ii corespunde un punct de
intersectie a benzilor orizontale cu cele verticale.Rezulta ca fiecare pixel
din matrice poate fi iluminat independent atunci cand la adresa respectiva
se aplica un puls de tensiune deoarece acesta determina strapungerea
gazului si formarea unei plasme slab ionizate care emite lumina vizibila
sau ultravioleta (UV). Lumina vizibila din descarcare este folosita in
diplay-urile monochrome. In display-urile color se foloseste emisia
ultravioleta (UV) din descarcare. Aceasta impresioneaza depunerea de
fosfor de pe suprafata interioara a celulei, cauzand emisii de lumina, a
carei culoare este determinata de depunerea de fosfor (fiecare pixel este



format din trei subpixeli-rosu,verde,albastru- controlabili individual in
cate 256 de nivele). Rezulta ca cei trei subpixeli pot produce impreuna
aprox. 17 milioane de culori diferite. Amestecurile tipice de gaze rare
folosite in constructia panourilor cu plasma (PDP) color sunt neon-xenon
si heliu-xenon, in care fotonii UV cu lungimea de unda de 147 nm sunt
emisi de catre atomii excitati de xenon. Alegerea procentajului de gaz
tampon (heliu sau neon) rezulta din compromisul intre folosirea unei
tensiuni joase de lucru (mai mult gaz tampon) si o emisie puternica de
UV (mai mult xenon).
Speciile excitate sunt create in timpul descarcarii prin ciocniri cu
electronii atomilor de xenon in starea fundamentala urmata de reactiile de
transfer a excitatiei. Energia necesara electronilor pentru excitarea
atomilor de xenon este furnizata de campul electric intens aplicat intre
electrozi. Asa cum am aratat mai sus, electrozii de adresare (Xadd-
address electrod) sunt
dispusi vertical intre
interiorul suprafetei
posterioare de sticla si o
suprafata de protectie,
aflata in contact direct cu
plasma. Pe interiorul
suprafetei frontale de
sticla sunt dispusi orizontal si protejati de o suprafata dielectrica,
electrozii de comanda a campului electric (Zsus-common sustain
electrode si Ysus-scan sustain electrode). Straturile dielectrice sunt
acoperite cu un strat protector de oxid de magneziu (MgO). Rolul
filmului de oxid de magneziu (MgO) este sa protejeze stratul dielectric si
sa micsoreze tensiunea de descarcare datorita coeficientului de emisie
secundara mare al acestuia la bombardamentul cu ioni de neon. In unele
panouri PDP geometria celulei include, pe una din suprafete, creste
(nervuri) cu rol de bariera dielectrica, paralele cu electrozii spre a realiza
o separare fizica a celulelor adiacente si a evita descarcari incrucisate.
In timpul functionarii, se aplica permanent o tensiune sub forma de
impulsuri dreptunghiulare (tensiune de sustinere-sustain) pe electrozii
linii si coloane. Amplitudinea acestei tensiuni este mai mica decat
tensiunea de strapungere.
Pentru a aprinde un element de celula, peste tensiunea de sustinere se
aplica o tensiune suplimentara intre linia si coloana care definesc o
celula: ca urmare, ia nastere o descarcare si se emit fotoni UV. Aceasta
descarcare conduce la acumularea unei sarcini (sarcina de memorie) pe
straturile de dielectric care apoi stabileste o tensiune opusa celei aplicate.
Aceasta reducere a caderii de tensiune conduce la stingerea descarcarii.
Cand se inverseaza polaritatea, tensiunea datorata sarcinii de memorie se



adauga la tensiunea aplicata si celula de descarcare se aprinde din nou.
Astfel se realizeaza o descarcare pulsanta in celula la fiecare
semiperioada, cand pixelul este
aprins. Pentru a sterge pixelul, un
alt puls de tensiune este suprapus
peste tensiunea de sustinere, cu o
amplitudine astfel incat sarcina de
memorie sa fie anulata dupa pulsul
de descarcare. Frecventa pulsurilor
de sustinere este de ordinal a 50
kHz iar durata unui puls tipic pentru un amestec 90%Ne-10%Xe cu
distanta dintre placi de 0.1 mm la 600 Torr este de 20 nS. Starea aprinsa
este astfel o succesiune de pulsuri de descarcare de 20 nS la 100 kHz.
Durata pulsului poate fi puternic afectata de amestecul de gaze si de
geometrie.
La televizoarele cu tub catodic CRT stralucirea (luminozitatea) este
controlata prin marimea curentului fascicolului de electroni care
bombardeaza luminoforul fosforescent frontal si fiecare punct de pe ecran
straluceste(se aprinde) numai o singura data pe un cadru, cu o intensitate
mai mare sau mai mica functie de diferenta de potential –reglabila
analogic- dintre catozi si grila wenhelt.
Controlul intensitatii luminoase (a stralucirii) la panourile cu plasma PDP
nu mai este posibil de realizat astfel, acum este facut prin controlul
duratei (perioadei de timp) cat se aplica tensiunea de sustinere (sustain

pulse) care corespunde de fapt cu durata mantinerii descarcarii luminoase.
Deci scala de gri (intensitate luminoasa variabila) se obtine prin folosirea
unei modulari ciclice de serviciu (suplimentare), adica prin modularea
duratei starii aprinse, de fapt a numarului de descarcari ale subpixelului
respectiv pe un cadru tv (stralucirea aparenta este media temporala a
stralucirii corespunzatoare unui puls de descarcare).



2.2. LIQUID CRYSTAL DISPLAY(LCD)

Tehnologia TFT-LCD (Thin Film Transistors-Liquid Crystal Display) a
permis aparitia unei game largi de aplicatii care nu ar fi fost posibile cu
tehnologia CRT (Cathode Ray Tube). Ecranele cu cristale lichide LCD,
inventate in anul 1960 de RCA-Radio Corporation of America, sunt
subtiri si plate ceea ce le face ideale pentru aplicatii mobile. In plus,
functioneaza cu tensiuni de alimentare mult mai mici si disipa putina
caldura. Initial ecranele cu cristale lichide LCD au fost folosite la
calculatoare portabile avand dimensiuni si rezolutii similare ecranelor cu
tub catodic CRT cu diagonala de 12-14 inch. Tehnologia LCD a evoluat,
iar in prezent sunt disponibile dimensiuni si rezolutii mult mai mari decat
cele accesibile tehnologiei CRT. In prezent tehnologia LCD concureaza
ecranele cu tub catodic CRT si in aplicatii desktop dar si in televiziune. S-
au gasit solutii care au facut aceste ecrane foarte atractive: sunt foarte
usoare, subtiri, economice si ce este foarte important nu emit radiatii
periculoase sau deranjante pentru utilizator. Tranzistorii TFT foc posibila
o rezolutie mai mare astfel incat chiar si computerele portabile pot afisa
mai multa informatie decat monitoarele CRT de ultima generatie.
Ecranele cu cristale lichide LCD au aparut exact in momentul cand DVD
player-ele au devenit populare asa ca cele doua tehnologii s-au sustinut
reciproc. Deasemenea odata cu apritia retelelor de telefonie mobila de
generatia a 3-a, care permit aplicatii video, ecranele cu cristale lichide
LCD au avut o noua piata. O alta aplicatie a ecranelor cu cristale lichide
LCD o reprezinta domeniile in care exista costrangeri privind spatiul
ocupat. Esxte cazul domeniului aerospatial, al domeniului medical sau cel
financiar. Pentru fiecare domeniu de aplicatie exista anumite caracteristici
care trebuie imbunatatite. Pentru aplicatiile mobile sunt esentiale
dimensiunile, greutatea si puterea. Aplicatiile TV sau monitoarele
desktop urmaresc alte caracteristici cum sunt: rezolutia, adancimea
culorii, contrastul sau stralucirea.

Cristalele lichide au fost descoperite de botanistul austriac Fredreich
Rheinizer in 1888. Ele nu se pot incadra nici in categoria lichidelor nici
in cea a solidelor, sunt mezomorfe-ca exemplu se poate da balonul de
sapun. La mijlocul deceniului sapte din secolul trecut s-a demosntrat ca,
stimulate de un camp electric extern, cristalele lichide pot modifica
proprietatile luminii care trece prin ele. Spre deosebire de ecranele cu
plasma (PDP), care, asa cum am vazut au luminozitate proprie, emitand
fotoni in domeniul luminii vizibile, ecranele cu cristale lichide (LCD) nu
irosesc energie in acest scop. Pentru a face vizibile imaginile, acestea



blocheaza selectiv lumina generata de o sursa auxiliara, ascunsa in spatele
panoului (backlight).
Un panou cu cristale lichide (LCD) se compune din mai multe straturi
asezate ca intr-un “sandwich”: doua ecrane polarizante, doua suprafete
plate de sticla cu electrozi si o solutie de molecule de cristale lichide
(cristale de cyanobiphenyl). Cristalele lichide sunt asezate intre cele doua
suprafete ca intr-un sandwich si sunt in contact direct cu electrozii. O
propietate importanta a moleculelor nematice ce formeaza cristalele
lichide este ca pot fi aliniate astfel incat sa modifice polaritatea luminii ce
ar trece prin ele. Mai important, gradul in care este afectata polarizarea
luminii poate fi modificat prin aplicarea unui camp electric extern.
Cristale lichide nematice :
Devin opace sub efectul unui câmp electric sau magnetic
Nematic – structură filiformă
Nematic – stare mezomorfă în care orientarea liniară a moleculelor
determină proprietă i anizotrope
Cele mai multe cristale sunt compusi organici constituiti din molecule
de forma alungita, care, in mod natural se aranjeaza apropape paralel.
Este posibil sa se controleze cu precizie alinierea acestor molecule prin
aranjarea cristalelor lichide pe o suprafata cu santuri fine. Alinierea
cristalelor urmeaza orientare santurilor, deci daca acestea sunt perfect
paralele, atunci si axelele moleculelor vor fi paralele.
Primul principiu constructiv folosit in panel-urile cu cristale lichide
(LCD) este constituit de prinderea cristalelor lichide intre doua suprafete
cu santuri foarte fine, unde santurile de pe o suprafata sunt perpendiculare
pe santurile de pe cealalta suprafata. Daca molecule de pe o suprafata
sunt aliniate nord-sud, iar cele de pe cealalta suprafata sunt aliniate est-
vest, atunci axele moleculelor aflate intre cele 2 suprafete vor fi aliniate
rotit cu pana la 90 de grade fata de un plan, cu atat mai mult cu cat sunt
mai aproape de cealalta suprafata. Lumina ce trece prin aceste cristale
urmeaza alinierea moleculelor, deci la iesirea prin a doua suprafata va fi
polarizata cu 90 de grade. Totusi, atunci cand asupra cristalelor lichide se
aplica o tensiune, moleculele se rearanjeaza vertical, permitand astfel
luminii sa treaca fara a fi polarizata.
Al doilea principiu constructiv al unui monitor cu cristale lichide (LCD)
este dat de filtrul de polarizare astfel obtinut si de proprietatile luminii.
Lumina naturala, ca de altfel orice sursa de lumina artificiala are
proprietati atat de unda cat si de particule (fotoni). Caracteristica de unda
este data de oscilatiile perpendiculare pe directia de propagare (vector de
oscilatie), in toate planurile : stanga-dreapta, sus-jos si in toate pozitiile
intermediare, asfel incat, pe sectiune, vectorii de oscilatie ocupa toate
diametrele posibile ale unui cerc. Spre deosebire de lumina emisa direct
de o sursa, lumina polarizata se caracterizeaza prin oscilatia undelor



luminoase intr-un singur plan. Lumina nepolarizata s-ar putea asemui cu
un cilindru, pe cand cea
polarizata cu o lama.
Lumina incidenta,
nepolarizata, care cade pe
un filtru de polarizare, va
trece partial, si anume
doar "razele" care
oscileaza dupa un vector
paralel cu orientarea
polimerilor. Celelalte,
inclinate sub un unghi oarecare, alfa, vor fi atenuate dupa formula:
Amplitudinea dupa filtru = amplitutinea inainte de filtru * cos(alfa).
Cu un oarecare grad de aproximare, putem spune ca, teoretic, jumatate
din lumina incidenta va fi blocata, cealalta jumatate trecand mai departe.
Un filtru de polarizare este in principal un set de linii paralele extrem de
fine. Aceste linii actioneaza
ca o retea, blocand toate
undele luminii mai putin
cele care sunt orientate
paralel cu liniile filtrului.
Un al doilea filtru de
polarizare cu liniile aranjate
perpendicular pe liniile
primului filtru ar bloca asadar in totalitate lumina deja polarizata de
primul filtru. Lumina va trece de al doilea filtru , daca liniile sale sunt
perfect paralele cu primele, sau daca lumina insasi a fost polarizata astfel
incat sa se potriveasca cu al doilea filtru, de aceea cheia functionarii
ecranelor cu cristale lichide (LCD) este fenomenul de polarizare al
luminii. Ecranele polarizante sunt amplasate in structura sandwich-ului,
pe suprafetele exterioare. Polaritatea unuia din filtre este orientata
orizontal, in timp ce polaritatea
celuilalt filtru este orientata
vertical.
In situatia de repaus, adica in
absenta campului electric,
cristalele sunt orientate haotic in
solutie, reflectand inapoi un
procent foarte important din
lumina incidenta pe dispozitiv. De
aceea, fundalul afisajului este
deschis la culoare (luminos). Cand se aplica un camp electric prin
intermediul electrozilor, cristalele se orienteaza intr-un plan paralel cu



liniile de camp si perpendicular pe suprafata ansamblului. Lumina ce
cade pe afisaj este polarizata la un anumit unghi de primul ecran, trece de
cristale si ajunge pe suprafata celui de al doilea ecran polarizant. Acesta o
reflecta, dupa ce o polarizeaza cu un defazaj de 90 grade. Revenind la
primul ecran, lumina este blocata in totalitate din cauza diferentei de faza
existente. Astfel ca zona supusa campului electric va aparea inchisa la
culoare. In acest mod se pot afisa informatii ce vor apare negru pe un
fundal deschis, rezultand modul monocrom de afisare. Pentru o afisare in
nuante de gri, activarea cristalelor lichide (aplicarea campului electric)
este modulata. Astfel pentru ca un element de imagine sa para 50% negru
(gri mediu), semnalul de activare va fi un tren de impulsuri cu un factor
de umplere de ½ (deci elementul respectiv va fi activat 50% din timpul
total de afisare). Numarul de nuante de gri este insa limitat in principal de
timpul de raspuns al cristalelor lichide, uzual putandu-se obtine 16
nuante. Sigur, nu se obtine o blocare completa a luminii, si din aceasta
cauza de obicei negrul nu este perfect. Se stie ca la un display nivelul de
negru mai mic sau mai mare in raport cu restul imaginii ii confera
acestuia un contrast proportional. Cu cat cristalele lasa sa treaca mai
putina lumina, cu atat negrul este mai bun si implicit contrastul este mai
mare. In general, la display-urile TFT LCD contrastul variaza intre 200:1
si aproximativ 400:1, un contrast considerat bun pentru aceasta categorie
fiind 300:1. Spre comparatie, la televizoarele clasice cu tub catodic CRT
acesta incepe de la 350:1 si urca spre 700:1.
In cazul in care se doreste obtinerea unei anumite culori, ficare pixel este
dotat cu filtre pentru cele trei culori de baza: rosu, verde si albastru,
fiecaruia se aplicandu-i-se un semnal de o anumita intensitate, astfel incat
sa se obtina o transpareta mai redusa a cristalelor fata de rosu, verde
respectiv albastru. In situatia
in care este aplicata
intensitatea maxima pentru
toate cele trei componente, se
obtine opacitatea pentru zona
respectiva, sau, cu alte
cuvinte, negrul.
Pentru a putea creea nuantele
necesare unui display color,
trebuie sa existe nuante
intermediare ale luminozitatii
intre pozitia in care trece maximul si minimul de lumina. Nivelele
variabile de luminozitate necesare pentru a crea un ecran cu adevarat
color se obtin prin varierea tensiunii aplicate pe cristale. De fapt cristalele
lichide se rasucesc cu o viteza direct proportionala cu marimea tensiunii
aplicate, astfel permitand controlul luminii ce poate trece. In practica,



varierea tensiunii la panourile cu cristale lichide LCD actuale poate oferi
doar 64 (6 biti) de nuante per element spre deosebire de ecranele cu tub
catodic CRT care pot reda 256 nuante (8 biti). Utilizand 3 elemente per
pixel rezulta ca in comparatie cu un display CRT care poate reda
16.777.216 culori (24 biti). In timp ce 18 biti sunt de ajuns pentru
majoritatea aplicatiilor, pentru aplicatiile de grafica sau foto acestia nu
sunt de ajuns. Unii producatori de display-uri cu cristale lichide LCD au
incercat sa extinda adancimea de culoare la 24 biti prin reproducerea
alternativa a mai multor nuante pe cadre succesive, tehnica fiind
cunoscuta sub numele de Frame Rate Control. Totusi, daca diferentele
sunt prea mari devin deranjante pentru ochi. Hitachi a dezvoltat o
tehnologie prin care se aplica o tensiune ce se modifica usor pe celule
invecinate pe parcursul a 3-4 cadre de imagine. Astfel se pot simula
aproape 256 de nuante, mai exact 253 de nuante, ceea ce se traduce in
peste 16 milioane de culori, astfel obtinandu-se imagini apropiate de cele
ale ecranelor cu tub catodic CRT.
In cazul panourilor cu cristale lichide LCD corepondentul persistentei
este timpul de raspuns definit ca fiind perioada finita necesara pentru
incarcarea si descarcarea fiecarui pixel de imagine. Timpii de incarcare si
timpii de descarcare pot fi, si deseori sunt, diferiti pentru un pixel si
obisnuit trebuie specificati individual. De exemplu, pentru unele ecrane
active timpul de dezactivare este de doua ori mai mare decat timpul de
activare. Temperatura mediului ambiant poate avea efecte dramatice
asupra timpului de raspuns al unui display cu cristale lichide LCD. La
zero grade Celsius, acesta poate fi de trei ori mai mare decat la
temperatura camerei. Timpul de raspuns este un parametru important
pentru definirea calitatii unui display cu cristale lichide LCD, parametru
care vinde de fapt produsul. De aceea, producatorii au cautat noi metode
pentru reducerea timpului de raspuns al monitoarelor si a preturilor
acestora, dar si de masurare a acestui parametru, astfel incat sporul de
performanta sa para cat mai atragator. Astfel, masuratoarea Tr-Tf (time
rising, time falling) sau black-to-white-to-black a fost inlocuita pentru
modelele recente de masuratoarea grey-to-grey. In general, timpul de
raspuns rezultat dupa cea de-a doua metoda este cam de doua ori mai mic
decat acelasi timp de raspuns calculat dupa metoda clasica, lasand
impresia ca evolutia calitatii matricelor cu cristale lichide LCD a fost
mult mai abrupta decat in realitate. In acest caz, nivelurile de gri intre
care se face masurarea timpului de raspuns sunt adesea trecute sub tacere,
iar lipsa unui standard unanim acceptat face ca timpul de raspuns sa fie
un parametru total irelevant pentru performantele reale ale unui anumit
display. Timpul de raspuns este, de asemenea, influentat de nivelul de
contrast al display-lui, dat fiind ca viteza cu care se rasucesc cristalele
este proportionala cu intensitatea campului electric care este aplicata



celor doua straturi de electrozi (aceeasi care determina si contrastul). Nu
in ultimul rand, pentru obtinerea unui timp de raspuns mic producatorii
sacrifica din calitatea imaginii, astfel ca majoritatea panourilor care se
lauda cu un timp de raspuns extrem de mic ofera o adancime a culorii de
numai 6 biti per pixel, fata de 8 biti per pixel in cazul celorlalte.
Compensarea spectrului de culoare se face prin dithering, o metoda care
se bazeaza pe latenta retinei, intr-un mod similar cu metoda folosita la
ecranele cu tub catodic CRT. Astfel, un anumit pixel va afisa alternativ,
cu o anumita frecventa, doua culori adiacente, ochiul uman percepand
tonurile intermediare. In functie de metodele folosite, imaginea reprodusa
va fi mai mult sau mai putin fidela, dar nu va egala niciodata calitatea
oferita de un display capabil de 8 biti per pixel. Un alt parametru
important (de asemenea folosit intensiv in scopuri de marketing) este
unghiul de vizibilitate, respectivul unghiul maxim sub care ne putem uita
la televizor fara sa percepem o degradare semnificativa a calitatii
imaginii. In mod normal, unghiul de vizibilitate maxim se masoara pentru
o degradare a contrastului in centrul imaginii de pana la 10:1, cu toate ca,
in realitate, calitatea imaginii scade dramatic chiar si in conditiile unui
contrast de 100:1. Pentru a compromite si mai mult relevanta acestui
parametru, unii producatori de panouri cu cristale lichide LCD masoara
unghiul de vizibilitate in conditiile unui contrast minim de 5:1, ceea ce
face ca un display ieftin cu matrice TN sa para ca are unghiuri de
vizibilitate mult mai largi decat in realitate.
Un element comun la toate ecranele cu cristale lichide LCD este cerinta
de iluminare externa, deoarece acestea nu genereaza lumina proprie, ele
prelucrand doar lumina alba provenita de la lampile fluorescente plasate
in spatele panoului (backlight). Obtinerea unei imagini de buna calitate
este conditionata de existenta unei surse de lumina cat mai uniforma si
mai alba in spatele panoului.
Aceasta este construita din una sau mai multe lampi fluorescente cu catod
rece, dintr-un reflector destul de complicat care asigura iluminarea
uniforma a intregii suprafete a ecranului şi dintr-un element de difuzare a
luminii. Deasemenea, demn de semnalat si important este si faptul ca
panourile cu cristale lichide (LCD) consuma energie pentru a crea negrul
(intunericul), spre deosebire de panourile cu plasma (PDP) care consuma
energie pentru a creea lumina.
Variantele uzuale de ecrane cu cristale lichide (LCD) se fabrica sub doua
procedee tehnologice: cu matrice pasiva si cu matrice activa. Principiul
de functionare descris mai sus este identic la ambele variante, deosebirea
constand numai in modul de fabricare a matricei tehnologice de adresare-
comanda a pixelilor.



ECRANE CU CRISTALE LICHIDE LCD CU MATRICE PASIVA
(Twisted Nematic-TN) (Passive Matrix-PMLCD)

Un panou cu cristale lichide LCD normal, bazat pe matrice pasiva se
compune dintr-un numar de straturi asezate ca intr-un “sandwich”. Primul
si ultimul strat este din sticla si este acoperit cu un oxid de metalic foarte
transparent (ex: oxid de indiu) astfel incat sa nu afecteze calitatea luminii.
Acesta este depus pe suprafata de sticla ca o retea de coloane verticale pe
sticla din spate si de siruri orizontale pe cea frontala si au rolul de a
conduce curentul necesar activarii elementelor ecranului. Deasupra
acestuia este aplicat un polimer care are o serie de santuri paralele pentru
a alinia moleculele cristalelor lichide in directia dorita, si pentru furniza o
baza pe care moleculele sa se prinda. Acesta este cunoscut ca stratul de
aliniere. Mai exista inca un asemenea strat aplicat tot pe folie de sticla,
dar cu canelurile perpendiculare. Intre cele 2 folii se pun distantiere,
pentru a pastra o distanta uniforma intre ele. Marginile sunt lipite cu o
rasina, lasandu-se o deschizatura pentru a putea introduce cristalele
lichide. Dupa ce cristalele lichide se introduc in vid, toata marginea este
lipita. La primele modele de monitoare LCD, acest proces era predispus
la erori, rezultand pixeli blocati sau lipsa, in locurile unde cristalele
lichide nu erau introduse corespunzator.
In urmatorul pas tehnologic sunt aplicate filtrele de polarizare, astfel incat
sa se potriveasca cu straturile de aliniere. La panel-urile twisted nematic,
orientarea straturilor de aliniere variaza intre 90 si 270 grade, in functie
de rotatia cristalelor lichide dintre ele formand o trecere in forma de
spirala (de unde si denumirea de „twisted”). Sunt adaugate apoi lampi
fluorescente cu catod rece de-a lungul marginii superioare si inferioare a
panel-ului pentru ai asigura lumina, cristalele lichide ne avand lumina
proprie. Lumina de la aceste lampi este distribuita de-a lungul ecranului
cu ajutorul unor trasee difuzoare de lumina, din plastic, care o disperseaza
uniform asupra intregii suprafete a display-ului (desigur, acesta este cazul
ideal, dar in practica se pot intalni situatii numeroase in care zonele din
centru sunt mai intunecate din cauza dispersarii neuniforme a luminii) sau
cu ajutorul unor prisme. Imaginea care apare pe ecran este creata de
lumina ce traverseaza straturile ecranului. Fara nici o tensiune aplicata
intre electrozii de pe suprafetele panel-ului, lumina din spate este
polarizata vertical de filtrul de polarizare posterior, refractata de lantul de
molecule din cristalele lichide astfel incat sa treaca de filtrul de polarizare
orizontal frontal. Pe drumul spre panou deci, lumina trece printr-un prim
filtru de polarizare si un electrod coloana transparent. Stratul de cristale
lichide, care este parcurs apoi, produce, in stadiul de stand-by (fara
tensiune), o rotatie a polarizarii luminii cu 90 de grade, astfel incat ea
poate trece de al doilea electrod si de al doilea filtru de polarizare rotit.



La aparitia unei tensiuni intre electrozii celulei display-ului, moleculele
cristalului lichid reactioneaza, aliniindu-se paralel intre ele si
perpendicular pe suprafata display-ului. Planul de polarizare a luminii
care cade nu se mai modifica. Acest lucru are ca efect absorbirea luminii
la al doilea filtru de polarizare si punctul de imagine reprezentat prin
celula(pixel) apare negru. Alinierea moleculelor cristalelor urmeaza
valoarea tensiunii aplicate aproape in mod linear, ceea ce inseamna ca din
variatia tensiunii pot fi create si stadii intermediare, in care este absorbita
o parte din lumina - astfel reprezentandu-se treptele de gri. Display-urile
color au inca un strat, care contine pentru fiecare celula a display-ului un
filtru de culoare, intr-una din culorile de baza rosu, verde sau albastru.
Astfel, trei celule pot alcatui impreuna, prin combinarea intensitati
individuale ale celor trei culori primare, o culoare oarecare.
Modelele cu matrice pasiva (Passive Matrix-PMLCD) activeaza un
element de imagine prin adresarea matriceala directa, pe linii si coloane.
Afisarea imaginii pe intregul ecran se realizeaza prin baleiere coloana cu
coloana in timp ce randul curent este activat. Aceasta tehnologie, care nu
se mai foloseste in fabricatia de panouri cu cristale lichide, sufera din
pricina a doua limitari foarte importante:
a.din cauza cailor conductoare lungi ale electrozilor de adresare, prin
intermediul carora sunt transmise semnalele de control de la marginea
display-ului catre diferitele celule, tensiunea dorita, la nivelul celulei, se
obtine destul de greu. Drept urmare, asemenea display-uri au nevoie de
pana la 200 de milisecunde pentru a construi imaginea, inadecvat pentru
multe aplicatii. Urmarea: obtinerea unor imagini „in trepte” sau puternic
manjite.
b.In afara de aceasta, caile conductoare ale electrozilor de adresare se
influenteaza reciproc (crosstalk). Suprapunerile care apar au ca efect
imagini deplasate si manjite la folosirea unui contrast puternic si, in plus,
micsoreaza spatiul de culoare ce poate fi reprodus.

ECRANE CU CRISTALE LICHIDE LCD CU MATRICE ACTIVA
(Active Matrix-AMLCD)
In cazul tehnologiei cu matrice activa (Active Matrix-AMLCD), ce este
in dezvoltare cam din anii 70, controlul celulelor display-ului este integrat
in panou. Fiecare celula dispune de un transistor cu efect de camp (Field
Efect Transistor-FET) realizat sub tehnologie cu pelicula subtire sau
straturi subtiri (Thin Film Transistor, de unde si TFT), care controleaza
tensiunea aplicata electrozilor. Prin controlul local se elimina
suprapunerea punctelor de imagine, iar timpul de reactie al panoului se
imbunatateste considerabil. In cazul acestor panouri, fiecarui subpixel de
pe ecran ii corespunde un transistor cu efect de camp (FET).



Tranzistorul actioneaza ca un releu: prin matricea de electrozi –linii si
coloane- se trimite un current de intensitate mica care actioneaza in
poarta tranzistorului cu efect de camp iar tranzistorul amplifica curentul
la o valoare necesara activarii elementului de imagine (subpixel).
Avantajul matricei active
consta in faptul ca la
nivelul electrozilor se
actioneaza cu nivele mici
de curent ceea ce permite
activarea si dezactivarea
mai rapida a pixelilor dar
si simplificarea etajelor
driver. Acesti tranzistori
comanda pixelii,
eliminand teoretic problema efectului de ghosting si micsorand timpul de
raspuns. Rezultatul este un timp de raspuns de sub 25 de ms si rate de
contrast mai mari. Tranzistorii controleaza gradul de rotatie al cristalelor
si, deci, si intesitatea de rosu, verde si albastru. Un rol important in
imbunatatirea performantelor ecranelor cu matrice activa (TFT LCD sau
AMLCD) o au si capacitatile drena-
sursa ale tranzistoarelor de
comanda ce joaca rolul unor mici
memorii. Televizoarele cu ecran
TFT LCD pot fi fabricate mult mai
subtiri decat televizoarele LCD
clasice (PMLCD), facandu-le
totodata mai usoare si cu rate de
refresh apropiate de cele ale
televizoarelor cu tub catodic CRT.
Dezavantajul ecranelor TFT LCD
consta tocmai in complexitatea
tehnologica de fabricare a
tranzistoarelor, pentru fiecare
subpixel in parte, in tehnologia straturilor subtiri, in acelasi proces
tehnologic de realizare propriuzisa a panoului cu cristale lichide. Pentru
realizarea unui ecran SDTV sunt necesari 921,000 de tranzistori , in timp
ce pentru o rezolutie nativa de 1280x1024 se folosesc 3,932,160 de
tranzistori (pentru un monitor de 17 inch) si fiecare trebuie sa fie perfect.
Pentru a fi realizata matricea trebuie fabricata pe un singur wafer de
siliciu si, deci, prezenta catorva impuritati va inseamna ca intreg wafer-ul
nu va mai putea fi utilizat.



Acest fapt duce la rate mari de pierderi in procesul de fabricatie, acesta
fiind si motivul principal pentru pretul mai mare al televizoarelor TFT
LCD. Este deasemenea motivul pentru care unele display-uri TFT LCD
pot prezenta pixeli defecti, acolo unde tranzistorii au cedat. Exista doua
tipuri de subpixeli defecti: -cei care sunt permanent aprinsi, aparand in
culori de verde, rosu, sau albastru -cei care sunt permanent stinsi, si care
apar ca niste punctulete negre. Din pacate repararea tranzistorilor defecti
nu se mai poate face dupa ce display-ul a fost asamblat. Este posibil sa se
dezactiveze un anumit pixel luminos folosind un laser special, dar acest
lucru nu face decat sa treaca subpixeli din aprinsi in stinsi . Daca am vrea
sa recapitulam caracteristicile cele mai importante la un TFT acestea ar fi:
bineinteles, diagonala (care este chiar cea a suprafetei vizibile, nu ca la
televizoarele cu tub catodic CRT), rezolutia sa nativa, nivelul de contrast
de care este capabil, timpul de raspuns la afisare, unghiul de vizibilitate,
numarul de pixeli arsi si prezenta unui conector digital.
In-Plane Switching (IPS)
In 1995, Hitachi a facut un pas mare inainte in ceea ce priveste
dependenta unghiului de vizibilitate: introducerea pe piata a asa numitelor
panouri IPS a permis obtinerea de ecrane plate cu un unghi de vizibilitate
de peste 60 de grade, in orice directie. Acronimul IPS provine de la In
Plane Switching - cristalele lichide sunt pozitionate paralel unul fata de
celalalt si fata de suprafata display-ului, indiferent de modul de utilizare.
In stadiul in care nu sunt alimentate, cristalele se aliniaza in unghi drept
fata de filtrele de polarizare pe ambele laturi ale panoului. Prin efectul
polarizator al cristalelor lichide, lumina este absorbita in panou, astfel ca
punctul de imagine apare negru. Pentru reprezentarea unui punct de
imagine deschis, cristalele trebuie sa fie paralele cu filtrul de polarizare
(la IPS-uri, ambele filtre sunt orientate la fel). Campul electric este
realizat prin doi electrozi, care se afla de aceeasi latura a panoului. Spre
deosebire de tehnologia Twisted Nematic aplicata in TFT-urile „simple”,
cristalele lichide din IPS-uri formeaza intotdeauna structuri omogene,
fapt ce are efecte pozi- tive. Mai ales ca nu apare practic nici o unda de
lumina orientata „gresit” in directii oblice din celulele display-ului, ceea



ce duce la o reprezentare de negru plina si, implicit, la obtinerea unui
contrast puternic.
Dezavantajele IPS-urilor. Din pacate, tehnologia IPS prezinta si cateva
dezavantaje: cei doi electrozi ai unei celule IPS stau unul langa celalalt in
calea luminii de la sursa din spatele ecranului spre suprafata display-ului.
In afara de aceasta, cristalele din imediata apropiere a electrozilor se
aliniaza neregulat, conform campului electric, ceea ce conduce la
dispersarea nedorita a luminii. O masca neagra pentru zonele neomogene
poate preintampina acest lucru, insa micsoreaza si mai mult exploatarea
luminii. De aceea, panourile IPS au nevoie de o sursa de lumina mai
puternica in spatele ecranului decat panourile TN sau MVA, de exemplu.
Un alt dezavantaj este faptul ca aparitia unui camp electric cu o forma
deosebita dureaza mai mult decat la alte tipuri de display-uri - aparatele
care folosesc tehnologia IPS reactioneaza destul de incet la schimbarea de
imagini. Display-urile IPS din prima generatie mai au o particularitate
mai putin pla-cuta: imaginile afisate timp mai indelungat lasa un soi de
„umbra” pe ecran, ca la un monitor cu tubul invechit. Dar, spre deosebire
de acestea, la ecranele plate, dupa un timp dispar aceste imagini gen „Fata
Morgana”. La display-urile IPS actuale, aceasta eroare nu mai apare decat
foarte rar.
Tehnologia In-Plane Switching (IPS) a fost dezvolata de Hosiden si NEC
si a fost una din primele schimbari care a produs imbunatatiri
semnificative ale caracteristicilor de transmisie a luminii la panourile
TFT LCD. Intr-un panou TFT LCD standard un capat al cristalului lichid
este fixat, iar cealalta se roteste atunci cand o tensiune este aplicata,
schimband astfel unghiul de polarizare al luminii. O problema a panel-
urilor TN este ca alinierea moleculelor se altereaza cu cat sunt mai
departe de electrod. Cu IPS , pozitia cristalelor devine orizontala si nu
verticala ca in TN si tensiunea este aplicata la ambele capete ale
cristalului. Acest lucru imbunateteste considerabil unghiul de vizibilitate,
dar are nevoie de 2 tranzistori pentru fiecare pixel, asfel folosindu-se de
doua ori mai multi tranzistori decat la un display TFT LCD cu aceeasi
rezolutie nativa, fapt ce duce la marirea costurilor de fabricatie si
posibilitatea de a avea mai multi pixeli defecti. Folosirea de doi
tranzistori in loc de unul duce la blocarea unei suprafete si mai mari a
ecranului, astfel incat trebuiesc folosite lumini de fundal mai puternice,
fapt ce duce la un consum crescut de curent devenind astfel nepotrivite
pentru utilizare in dispozitive mobile.
Vertically-Alignment (VA). La sfarsitul lui 1996 Fujitsu a prezentat un
panel TFT LCD care folosea un nou tip de cristal lichid care este in mod
natural orizontal si are acelasi efect ca si ISP, dar fara a fi nevoie de
tranzistori in plus. Fujitsu foloseste acest material pentru panourile sale
de la mijlocul anului 1997. In sistemul Vertically-Alignment (VA),



moleculele de cristale lichide sunt aliniate perpendicular pe substraturi
cand nici o tensiune nu este aplicata, asfel realizandu-se o imagine
neagra. Cand se aplica o tensiune moleculele se deplaseaza pe o pozitie
orizontala, producand o imagine alba. Fara nici o tensiune aplicata, toate
moleculele, incluzandu-le si pe cele de pe margine, sunt complet
perpendiculare. In acest caz lumina polarizata traverseaza celulele fara a
fi intrerupta de cristalele lichide, dar este blocata de filtrul de polarizare
exterior. Din cauza ca blocajul este complet, calitatea negrului produs in
acest fel este excelenta si unghiul de vizibilitate pentru el este mult
inbunatatit.
Multi-domain Vertical Alignment (MVA)
Ultimul racnet din domeniul display-urilor TFT vine tot de la Fujitsu.
Continuand cercetarile pentru panel-urile Vertically-Alignment (VA),
Fujitsu a imbunatatit aceasta tehnologie, prezentand cu un an mai tarziu
tehnologia Multi-domain Vertical Alignment (MVA). In tehnologia
mono-domain VA moleculele de cristal lichid se inclinau uniform pentru
a reproduce o nuanta intermediara de gri. Din cauza alinierii uniforme a
moleculelor, luminozitatea se modifica in functie de unghiul din care era
privit ecranul. Cand acest tip de panel este privit din fata, subiectul vede
doar o parte din lumina ce intra in cristalele lichide. Daca o celula aflta in
aceasta stare este observata din directia inclinarii, suprafata va parea
intunecata. Pe de alta parte daca celulele sunt observate din directia
perpendiculara pe directia inclinarii, se obtine cea mai mare valoare a
luminozitatii. MVA rezolva aceasta problema prin inclinarea cristalelor in
mai mult de o directie intr-o singura celula. Acest lucru se realizeaza prin
impartirea celulei im mai multe regiuni numite domenii si prin folosirea
unor iesituri pe suprafata sticlei pentru a inclina moleculele in directia
dorita. Prin combinarea regiunilor cu molecule orientate intr-o directie cu
regiuni in care moleculele sunt orientate in directii opuse , si prin
realizarea acestor arii de dimensiuni foarte mici, luminozitatea panel-ului
poate fi facuta sa apara uniforma din majoritatea unghiurilor din care este
privit. Daca urmarim un pixel care este impartit in mai multe domenii,
dintr-un anumit unghi, „erorile” subdomeniilor se anuleaza reciproc.
Luminozitatea finala a pixelului se pastreaza, contrastul si reprezentarea
culorii raman de asemenea constante atunci cand unghiul de vizibilitate
este mare. Se pare ca este nevoie de minim 4 domenii pentru a putea
distribui uniform caracteristici cum sunt contrastul, cromatica, si
luminozitatea pe mai multe unghiuri de vizibilitate. Unghiul de
vizibilitate pentru un MVA cu 4 domenii este mai mare de 160 de grade,
atat pe verticala cat si pe orizontala. MVA reactioneaza mult mai repede
decat IPS, deoarece campul electric se formeaza rapid. Ca urmare a
folosirii structurilor tridimensionale ce sunt necesare pentru subimpartirea



pe domenii, producerea display-urilor MVA este mai costisitoare, iar
culoarea neagra nu este atat de saturata.



3. SPECIFICATII TEHNICE ALE ECRANELOR FLAT PANEL
(FPD)

Principalele specifica ii tehnice ale ecranelor bazate pe tehnologiile de
ecrane plate FPD (Flat Panel Display) sunt:
3.1 Dimensiunea ecranului (Screen size) si suprafata utila (Viewable
Area)
Dimensiunea ecranului unui televizor performant este unul dintre
parametrii cei mai importanti. Se exprima in inch si reprezinta lungimea
diagonalei ecranului. Domeniul de variatie este intre 9 inches si 103
inches, cele mai populare incadrandu-se in gama 26-42 inches.
In cazul televizoarelor cu tub catodic (CRT), datorita carcasei
televizorului care acopera o parte din marginile ecranului dar si a grosimii
sticlei acestuia, diagonala suprafetei utile (reala) disponibila pentru
afisare este mai mica decat diagonala specificata de producator cu 1-2
inches. Nu acelasi lucru se intampla in cazul display-urilor flat panel
(FPD) realizate atat pe tehnologia cu plasma (PDP) cat si cu cristale
lichide (LCD).
3.2 Raportul de aspect (Aspect ratio)
Raportul de aspect se refera la relatia intre latimea si inaltimea display-
ului. Cele mai raspandite valori sunt 4:3, 16:9, 16:10 şi 15:9.
3.3 Luminanta (Brightness)
Stralucirea ecranului, atribut al perceptiei vizuale, conform caruia o
anumita suprafata pare a emite mai multa sau mai putina lumină. Se
masoara in centrul ecranului, la o distanta de 50 cm de ecran, dupa cel
putin 30 de minute de la pornire. Unitatea de masura este candel pe metru
patrat.
3.4 Uniformitatea stralucirii (Brightness Uniformity)
Uniformitatea stralucirii este o caracteristica cu atat mai de greu de
realizat cu cat grosimea monitorului este mai mica. Ea se defineste ca
raport intre valoarea cea mai mica a stralucirii la 2 cm de la colturi şi
stralucirea la centrul ecranului.
3.5 Raportul de contrast (Contrast Ratio)
Raportul de contrast reprezinta raportul intre stralucirea unei zone a
display-ului numai cu alb şi stralucirea unei zone numai cu negru. Se
masoara stralucirea la centrul ecranului in cele doua cazuri: display-ul
alb, display-ul negru si se face raportul celor doua valori. Acest
parametru este definit deci ca raport dintre factorul de luminanta cel mai
stralucitor si factorul de luminanta cel mai intunecat.
3.6 Rata de reimprospatare (Refresh Rate)
Rata de reimprospatare este frecventa cu care intreaga imagine de pe
ecran este redesenata. Pentru display-urile cu matrici tehnologice de



adresare a pixelilor valoarea ratei de reimprospatare este mai putin
importanta deoarece afisarea imaginii se face practic continuu.
3.7 Rezolutia (Resolution)
Rezolutia display-ului reprezinta numarul maxim de puncte distincte ce
pot fi afisate pe ecran. In specificatii apare ca rez.max. nativa a display-
ului acesta putand sa faca asa numita downconversion pentru semnale cu
rezolutii mai mari este nerecomandată deoarece se face cu pierdere de
elemente de imagine..
3.8 Timpul de raspuns (Reponse time)
Timpul de raspuns este una dintre cele mai importante caracteristici ale
ecranelor bazate pe tehnologiile de ecrane plate FPD (Flat Panel Display).
Cu valori între 1 ms şi 50 ms, timpul de raspuns inseamna cat ii trebuie
display-ului sa treaca de la 10% peste negru până la 90% alb şi inapoi la
negru 10%. Un timp de raspuns mare este foarte deranjant pentru imagini
dinamice, orice element în miscare lăsind o dara in urma sa. De multe ori,
culoarea acesteia difera de cea a elementului respectiv, fiind cu atat mai
deranjanta.
3.9 Unghiul de vizualizare (Viewing angle)
Pe masura ce observatorul îsi schimba pozi ia privirii fata de cea
perpendiculara pe centrul ecranului, contrastul imaginii scade. Se
defineste ca unghi de vizibilitate si se masoara in grade unghiul in care un
observator poate sta şi vedea imaginea la contrast minim. Valoarea
acestuia difera pe orizontala şi pe verticala. Tehnologiile de ultima ora au
scos aceasta caracteristica de pe lista dezavantajelor, valorile unghiului de
vizibilitate fiind mult mai mari decat ale ecranelor cu tub catodic CRT,
apropiindu-se de valoarea maxima de 180°.
3.10 Tactul de pixel (Dot Clock)
Se refera la frecventa cu care pixelii sunt ilumina i pe ecran. Pentru
utilizator reprezinta cat de repede este afisat un singur punct pe ecran
(este numeric egala cu inversul timpului cat este comandata aprinderea
unui singur punct).



4.LCD VS PLASMA

Piata televizoarelor si a monitoarelor cu ecran plat FPD (Flat Panel
Display) este in plina expansiune. Cumparatorul roman este putin
informat. Nu stiu cati dintre cei care isi cumpara un televizor sunt
interesati de calitate mai mult decat de diagonala. Ultima tendinta in
materie de televizoare sunt cele cu plasma sau televizoarele cu cristale
lichide LCD. Totusi putini sunt aceia care stiu ce inseamna unul sau altul.
Ecranele cu plasma PDP (Plasma Display Panel) au devenit un standard
de facto pe aceasta piata. Pentru multi consumatori termenul plasma a
devenit sinonim cu ecranele plate de mari dimensiuni, chair daca pe piata
exista si ecrane cu cristale lichide LCD. Pana nu demult piata
televizoarelor cu ecran plat FPD (Flat Panel Display) era clar segmentata
datorita faptului ca ecranele cu cristale lichide LCD aveau dimensiuni de
maxim 30 de inch, in timp ce tehnologia cu plasma PDP (Plasma Display
Panel) permitea diagonale in intervalul 42-61 de inch. In prezent
segmentele de piata ale celor doua tehnologii converg pe masura ce
tehnologia cu cristale lichide LCD permite realizarea de ecrane cu
diagonale mari, comparabile cu cele cu plasma PDP.

Un studiu sociologic comandat de Panasonic, Pioneer si Hitachi firmei
Synovate in vara anului 2007, privitor la parerea consumatorilor despre
televizoarele cu ecran plat cu dimensiuni de la medii la mari indica o
preferinta clara a acestora pentru ecranele cu plasma inaintea LCD-urilor:
61 la suta dintre participanti prefera plasma in locul televizoarelor
echipate cu ecrane cu cristale lichide LCD. Au fost implicati 1398 de
consumatori din sapte tari europene, invitati la un test orb in care au
vizionat un clip video de Inalta-Rezolutie (HD) 1080i de 90 de secunde
pe modele de plasma (W)XGA si LCD-uri full HD de 42 de inci si 50 de
inci. Procedura de testare a reprodus conditiile de vizualizare casnice
urmarindu-se 8 “atribute de calitate” (cum ar fi culoare, contrast si
calitatea culorii negre). Participantii au fost rugati sa evalueze importanta
pe care ei considera ca o au acesti factori pentru calitatea imaginii, care
dintre ecranele cu plasma, LCD-uri, sau ambele au oferit performanta
optima in aceste categorii si care televizor a produs cea mai buna calitate
per ansamblu. Plasma a fost considerata a fi tehnologia superioara per
ansamblu si a fost considerata de asemenea ca fiind cea care ofera cea
mai buna performanta pentru fiecare din cele opt atribute de calitate.

Daca pana in 2005 nu iesisera pe piata decat televizoare cu plasma PDP
in formate mari (37, 42, 50 inch), televizoarele cu cristale lichide LCD
le-au ajuns din urma, iar in ultimul an preturile lor au scazut fabulos,
constrangand si preturile televizoarelor cu plasma sa scada. Ca atare



acum toate aceste preturi se apropie mult mai mult de bugetul accesibil
oricarui cetatean, nu mai sunt un lux desi va mai dura pana cand vor
deveni comparabile, ca pret, cu televizoarele cu tub catodic (CRT).
Alegerea intre televizoarele echipate cu ecrane cu cristale lichide LCD si
cele cu plasma PDP nu este una simpla. Atat LCD cat si PDP au avantaje
si dezavantaje. Cand faci o alegere intre un televizor cu plasma si unul cu
cristale lichide LCD, practic faci o alegere intre doua tehnologii
concurente care au aproximativ aceleasi caracteristici, dimensiuni si mai
nou chiar si pret. Nici una din cele doua tehnologii nu este perfecta.
Alegerea intre LCD si PDP se face intr-un final, in functie de necesitatile
aplicatiei dar si a aprecierilor subiective ale cumparatorului, multi dintre
ei lund decizia fara a tine cont de calitatile imaginilor reproduse ci mai
degraba vor alege pur si simplu televizorul care cred ei ca ofera valoarea
cea mai buna pentru banii lor.

4.1.DIMENSIUNEA ECRANULUI (SCREEN SIZE) SI
SUPRAFATA UTILA (VIEWABLE AREA)

Dimensiunea ecranului unui televizor performant este unul dintre
parametrii cei mai importanti. Se exprima in inch si reprezinta lungimea
diagonalei ecranului. Domeniul de
variatie este intre 9 inches si 103
inches, cele mai populare
incadrandu-se in gama 26-42
inches. Gama de dimensiuni
uzuale a display-urilor cu plasma
este cuprinsa intre 32 si 63 inches,
pe cand la panourile cu cristale
lichide LCD variaza intre 13 si 42
inches deoarece materialul de
substrat utilizat in tehnologia LCD
pentru uniformizarea sursei
centrale de lumina (backlight) pe
ecran este dificil de produs pentru ecrane cu dimensiuni mari. Asadar,
desi televizoarele cu cristale lichide (LCD) au facut progrese mari,
televizoarele cu panouri din plasma sunt campioane la dimensiuni. In
cazul televizoarelor cu tub catodic (CRT), datorita carcasei televizorului
care acoperea o parte din marginile ecranului dar si a grosimii sticlei
acestuia, diagonala suprafetei utile, reala (VIEWABLE AREA)
disponibila pentru afisare era mai mica decat diagonala specificata de
producator cu 1-2 inches. Nu acelasi lucru se intampla in cazul display-
urilor flat panel (FPD) realizate atat pe tehnologia cu plasma (PDP) cat si
cu cristale lichide (LCD), la care diagonala utila este sinonima cu cea



fizica (declarata). Un display flat panel (FPD) este foarte compact si
ocupa un spatiu mult mai mic in comparatie cu un televizor cu tub catodic
(CRT).

Avantaj: PDP

4.2.UNGHIUL DE VIZUALIZARE (VIEWING ANGLE)

Unghiul de vizualizare este unghiul la care se mai poate vedea o imagine
pe ecran fara sa se faca si o
evaluare calitativa a acesteia.
Unghiul maxim fizic de
vizualizare este de 180 grade (+-
90) de grade lateral fata de axa
perpendiculara pe centrul
ecranului). Tehnologia LCD
foloseste o sursa de lumina centrala (backlight), unica pentru iluminarea
tuturor pixelilor si un material de substrat care uniformizeaza (difuzeaza)
lumina pe toata suprafata ecranului. Chiar daca proprietatile materialului
de substrat au fost mult imbunatatite, unghiul de vizualizare ajunge,
pentru a vedea o imagine cat de cat acceptabila, in cele mai fericite
cazuri, pana la 130 -140 grade. La ecranele cu cristale lichide LCD , pe
langa lumina care trece prin pixelul dorit a fi activ la un moment dat,
lumina emisa oblic trece si prin pixelii invecinati cauzand distorsiuni de
culoare. Desi producatorii declara unghiuri de vizualizare comerciale de
pana la 178 grade, trebuie retinut insa, ca de la unghiuri de vizualizare
mai mari de 30 grade, negrul devine din ce in ce mai cenusiu iar calitatea
si acuratetea culorilor incepe sa se degradeze progresiv cu marimea
unghiului. Este adevarat ca se mai poate vedea imagine si dintr-un unghi
de 178 grade, dar calitatea acesteia lasa mult de dorit. Ecranele cu plasma
PDP (Plasma Display Panel), nu se confrunta cu aceasta problema,
acestea asigura un unghi de vizualizare care ajunge la 160 grade datorita
faptului ca fiecare pixel isi creeaza propria sa sursa de lumina pe care o
imprastie relativ omnidirectional.

Avantaj: PDP

4.3.TIMPUL DE RASPUNS (REPONSE TIME)

Principalul parametru luat in considerare de majoritatea celor care
achizitioneaza un televizor cu ecran plat FPD este „timpul de raspuns“.
Cu cat acest timp de raspuns este mai mic, cu atat derularea imaginilor pe
ecran sau redarea unor imagini video este mai fina si mai plina de
acuratete. Un timp de raspuns mare este foarte deranjant pentru



vizionarea imaginilor dinamice, orice element in miscare lasand o dara in
urma sa (efect de ceata al miscarilor rapide). De multe ori culoarea
acesteia difera de cea a elementului respectiv, fiind cu atat mai
deranjanta. Marele avantaj al televizoarelor cu plasma il reprezinta
rapiditatea cu care imaginea este transmisa pe ecran. Televizoarele
echipate cu ecrane cu cristale lichide LCD nu pot reda imaginile in
aceleasi conditii din simplu motiv ca acestea au fost concepute initial ca
si monitoare pentru PC-uri, calitatea transmisiei TV nefiind luata in
seama la momentul respectiv.Ecranele plate cu plasma PDP se comporta
la redarea imaginilor in miscare aproape la fel de bine ca si vechile ecrane
CRT intrucat reactioneaza instantaneu la schimbarile de imagine, avand
cate un electrod de comanda pentru fiecare culoare a fiecarui pixel. In
schimb la televizoarele realizate cu display-uri cu cristale lichide LCD –
care au fost proiectate initial pentru afisari de date, calită ile transmisiei
TV nefiind luate în seamă la momentul respectiv- celulele (pixelii) au
nevoie de mai multe impulsuri electrice pentru a schimba culoarea, iar
treaba asta costa timp. Din pacate, nu exista definit un singur timp de
raspuns. In functie de anumite tipuri de masuratori, se pot defini mai
multe seturi de timpi de raspuns care pot crea confuzie in randul celor
care doresc un ecran plat FPD (Flat Panel Display) performant. Lipsa
unui standard universal pentru masurarea acestui timp determina aparitia
unor cifre care pot fi avantajos alese de producatori. Fara a insela cumva
cumparatorul, valorile diferitilor timpi de raspuns pot induce impresii
false in randul potentialilor clienti. Mai precis este vorba, in principal, de
doi timpi de raspuns: „rise and fall“ si „grey to grey“. Fiecare dintre
acestia se refera la caracteristici particulare ale ecranelor plate FPD, dar
nu se pot substitui unul celuilalt. Timpul „rise and fall“ se refera la un
ciclu complet in care un pixel trece de la negru la alb (rise) si inapoi la
negru (fall). „Grey to grey“ se refera la timpul in care un pixel trece de la
o nuanta de gri la alta nuanta de gri. De aici apar nepotrivirile si
confuziile. Un timp „rise and fall“ scurt nu determina obligatoriu un timp
scurt „grey to grey“. Pentru cei care lucreaza cu imagini video sau pentru
impatimitii jocurilor, „grey to grey“ este esential. Pentru utilizatorii care
nu recurg des la imagini dinamice „rise and fall“ este mai important decat
celalalt timp. Astfel, interpretarea acestor timpi, dar si scopul pentru care
se achizitioneaza un ecran plat FPD, sunt hotaratoare pentru obtinerea
unei performante maxime. Diferenta dintre 4 ms si 8 ms poate insemna
diferenta dintre un ecran plat FPD de calitate si aruncarea banilor pe
fereastra. Judecand dupa caracteristicile tehnice furnizate de unii
producatori, display-urile cu cristale lichide LCD au inceput deja sa
concureze calitatile televizoarelor clasice. Cu toate acestea, utilizatorii
constata cu surprindere uneori, ca, dincolo de datele tehnice care i-au
determinat sa cumpere un televizoar cu cristale lichide LCD, realitatea



este destul de neplacuta: calitatea imaginilor dinamice furnizate de
display-ul achizitionat este de departe mai slaba si decat a ecranelor cu
plasma PDP si a celor cu tub catodic CRT.

Avantaj: PDP.

4.4.REMANENTA IREVERSIBILA (BURN-IN)

Fenomenul de burn-in este catalogat ca unul din factorii importanti in
vederea luarii unei decizii de alegere intre plasma si lcd, si de altfel
probabil singurul inconvenient major al plasmei. Burn-in este un efect
ramas de pe vremea CRT-urilor vechi, si motivul pentru care s-au
inventat screensaverele.Mai exact, in cazul afisarii pentru mult timp a
unei imagini statice, se produce o deviere de culoare a pixelilor, si in loc
sa afiseze (dupa inchidere) un negru clar, va ramane afisata o “umbra” a
imaginii care a stat mult timp afisata. Cu alte cuvinte, s-a “ars” imaginea
in pixeli, de aici si denumirea de burn-in. Mai exact, dupa o utilizare
indelungata a plasmei, imaginile inerte produc un efect destul de
deranjant. Aceasta imagine ramane imprimata pe fundal, usor perceptibila
si deranjanta pentru ochiul uman in timpul vizionarii. Fenomenul se
numeste retention (daca nu e permanent) si burning (daca e permanent).
Acum la capitolul asta televizoarele echipate cu ecrane cu cristale lichide
LCD sunt mai protejate, fenomenul de retentie e mult mai redus si are alt
principiu decat la ecranele cu plasma PDP (cristalele nu se ,,ard", raman
orientate in pozitia respectiva). Termenul se refera la retentia permanenta
a imaginii, si se manifesta atunci cand afisam imagini statice, logo-uri
care nu sunt transparente, sau alte elemente grafice, un timp indelungat.
Ca si clasicul televizor cu tub catodic (CRT), display-ul plasmei este
bazat pe fosfor, astfel ca zonele de pe display care sunt “folosite” mai des
decat celelalte devin vizibile datorita luminozitatii reduse. Se intampla
des ca in acest caz sa apara un efect suparator de “ghost image” sau, mai
rau ca imaginea sa piarda din calitate continuu si gradual din cauza
variatilor luminozitatii. Rezultatul va fi o imagine “stearsa” atipica
plasmei. Mai e important si faptul ca, pana la urma, nu doar afisarea unor
imagini statice e cauza burn in-ului. Si vizionarea unui material in format
4:3 cu margini negre pe ambele parti sau cele 2.35:1 (dungi negre
deasupra si dedesupt) pe un ecran cu aspect ratio de 16:9, poate fi o
cauza. Este important de remarcat insa ca producatorii au cautat in
permanenta diverse moduri de a reduce burn-in-ul, retentia imaginii prin
diverse solutii. Retentia temporara a imaginii se poate rezolva foarte usor
datorita diferitelor programe anti burn (protectie la impregnare)
dezvoltate si implementate de diversi producatori. Se rezolva daca
televizorul va fi stins si aprins dupa o anumita perioada de timp sau prin



schimbarea canalului TV, a imaginii in general, prin afisare de imagini
cat mai dinamice. O tehnica este “motion adaptive anti burn-in
technology” care practic “muta” imaginea statica de pe ecran cu cativa
pixeli sus-jos sau lateral, insesizabil. Scopul este sa evite detectia ochiului
uman dar totusi sa reuseasca sa mute imaginea in asa fel incat sa creeze
schimbari de culoare ale pixelilor. O alta solutie, mai degraba “hardware”
e faptul ca fabricantii de ecrane cu plasma au imbunatit calitatea gaz-ului
si cu aceasta, implicit, au creat si o durata de viata mai mare a panoului.

Avantaj: LCD.

4.5.PIXELI MORTI (DEATH DOT)

Televizoarele cu cristale lichide LCD nu au de suferit de la fenomenul de
BURN-IN insa exista riscuri de defectare a unor pixeli sau a unor grupe
de pixeli-de obicei una sau mai multe linii din matricea de adresare. Pe un
monitor cu rezolutia nativa de 1024x768 exista cate 3 celule pentru
fiecare pixel - una pentru rosu , verde si albastru - rezultand astfel
aproape 2.4 milioane celule (1024x768x 3 = 2,359,296). Aproape toate
ecranele vandute astazi sunt TFT (Thin-Film Transistor). In cazul
ecranului TFT-LCD fiecare sub-pixel are un tranzistor sub el, ceea ce
inseamna ca iluminarea fiecarui punct depinde de modificarile care au loc
foarte rapid la nivelul acestor tranzistori (sunt deci milioane de tranzistori
in componenta ecranului). Ocazional, tranzistorii individuali care
transporta curentul la nivelul unui pixel pot sa ramana inchisi sau
deschisi, rezultand astfel un pixel mort. Un astfel de pixel poate sa apara
ca un punct alb sau negru pe un fond al ecranului de culoare inchisa sau
deschisa sau, daca este vorba de un sub-pixel mort, acesta poate sa apara
ca un punct colorat in rosu, verde sau albastru. Cauza pentru care pot
apare pixeli sau subpixeli defecti la panouri noi este ca in timpul
procesului de fabricatie al ecranelor TFT-LCD este dificil pentru
producator sa evalueze daca un pixel s-a defectat sau nu. In practica, acest
lucru este posibil doar odata ce panoul TFT-LCD a iesit de pe linia de
productie si a fost asamblat. Costurile materiale pentru fiecare ecran cu
cristale lichide TFT-LCD sunt mari, astfel incat procesul de fabricatie
este foarte bine pus la punct, ecranele fiind produse in medii pure, pentru
ca pe timpul procesului de fabricatie sa se produca cat mai putine defecte.
Insa, uneori, un numar mic de ecrane pot contine imperfectiuni sub forma
pixelilor defecti. Daca se determina ca un ecran contine prea multi pixeli
defecti sau are alte probleme, este aruncat. Insa, daca ecranul se
incadreaza in anumite standarde de calitate – sa zicem 2 pixeli morti –
atunci ecranul nu va fi rebutat. Daca producatorii ar trebui sa arunce
fiecare ecran care are chiar si un singur pixel mort, preturile ecranelor



TFT-LCD ar fi mult mai mari si implicit, preturile. Deci, spre deosebire
de burn-in, ale carui efecte pot fi reduse sau chiar eliminate, pixelii
“morti” la panourile cu cristale lichide TFT-LCD, au cauze tehnologice si
nu mai pot fi reparati.

Avantaj: PDP.

4.5.DURATA DE VIATA

Display-urile cu plasma, la fel ca toate dispozitivele concepute pe baza de
substante fosforescente, prezinta fenomenul de imbatranire. La
inceputurile erei plasmelor acestea aveau o durata de functionare de
aproximativ 20000 ore. Noua generatie de plasme insa, au ajuns la o rata
de imbatranire cu mult mai mica (incomparabila cu cea a ecranelor CRT),
valoarea luminozitatii scazand cu 25% abia dupa 30000 de ore de
functionare (10 ani X 8 ore pe zi) si la jumatate, dupa 60000 ore de
functionare (21 ani X 8 ore pe zi). Televizoarele cu ecran cu cristale
lichide LCD nu au probleme cu imbatranirea proprie a display-ului,
componenta predispusa la uzura fiind numai lampa-lampile CCFL (Cold
Cathode Fluorescent Lamp) care genereaza lumina fluorescenta din
spatele panoului (backlight). Dar si durata ei de viata este suficient de
mare, putand ajunge (dupa specificatiile producatorului ) pana la 50.000
de ore de functionare.
Acestea insa se pot inlocui
relativ usor si ieftin iar
display-urile pot fi repuse
in functiune. Durata de
viata la plasme a crescut la
nivelul lcd-ului si acum
avantajele plasmei sunt
clar mult mai multe, mai
ales cele legate de
performanta.. Asadar, atat
ecranele cu plasma cat si tehnologia LCD, ofera mai mult decat necesarul
consumatorului obisnuit in materie de durata de viata. Sa nu uitam ca
stramosul CRT nu putea sa spere la mai mult de 25000 ore de
functionare.

Avantaj: LCD.


Large screen television

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (16)

Large screen television