Tekoče proti četrtemu agregatnemu stanju

V posebni poletni izdaji revije Monitor smo se izčrpno posvetili velikim televizorjem LCD. A tehnologija tekočih kristalov ni povsem prevladala, čeprav je res, da obvladuje večino trga. Ni vse zlato, kar se sveti, pravijo. In ni vse LCD, kar je plosko in prikazuje gibljive slike. Lahko je tudi plazma.

Več desetletij trajajoča monopolna vladavina klasičnih televizorjev z Braunovo elektronko se počasi končuje. V razvitejšem svetu tehnologija doživlja konec svoje upravičene slave na policah trgovskih verig v obliki najcenejših televizorjev z majhno diagonalo zaslonov. Projekcijske zverine so zasedale bolj kot ne ozko tržno nišo v času, ko so bili ploski televizorji še zelo dragi. Kakovost prikazane slike projekcijskih televizorjev pa ni mogla več potešiti apetitov uporabnikov, ko so se cene konkurenčnih tehnologij začele močno nižati. Ploski prikazovalniki spoštljivih proporcev tako niso več predstavljali le sanj prebivalcev dnevnih sob.

Sprva so televizorji LCD obvladovali trg do velikostnega razreda zaslona okrog 32 palcev oz. 82 cm, večje diagonale pa so bile v domeni plazem. Delitev so narekovali stroški proizvodnje, saj je bila izdelava manjših plazem ekonomsko neupravičena zaradi cene uporabljenih materialov, proizvodnjo tekočekristalnih zaslonov večjih mer pa so dražile težave z zagotavljanjem brezhibnosti končnega izdelka. Ker so se napake pojavljale sorazmerno s površino, je bilo pri večjih zaslonih več odmeta že v samem proizvodnem postopku.

A velikostne meje se premikajo, izdelovalni procesi izboljšujejo, za trg pa so najzanimivejši ravno modeli z diagonalo med 32 in 42 palci. Bitka med tehnologijama se je razvnela. Prodajne številke sicer kažejo, da jo dobivajo LCDji, a nas je kljub temu zanimala neposredna primerjava. V laboratorij smo zato povabili dva predstavnika višjega razreda vodilnih izdelovalcev ene in druge tehnologije televizorjev. A pojdimo lepo po vrsti.

Kako deluje televizor?

Plazemske in tekočekristalne televizorje na prvi pogled težko ločimo. Obe tehnologiji omogočata zelo tanke zaslone, zahteve po vgrajeni elektroniki pa tudi niso bistveno različne. Vsaj ne toliko, da bi se to opazilo v samem videzu izdelka. Poglavitna razlika je v načinu prikaza slike.

Kratico LCD (liquid crystal display) smo že uporabili v prevedeni obliki "tekočekristalni zaslon". Iz imena lahko sklepamo, da so bistveni gradnik zaslonov tekoči kristali. Ti imajo zelo uporabno lastnost. Izpostavljeni električnemu polju se urejeno razporedijo oziroma usmerijo, brez vzbujanja pa tvorijo vijačnico, ki spreminja polarizacijo svetlobnega valovanja. Zaslon LCD je tako sestavljen iz prve polarizacijske plasti, elektrode posamezne pike (prevodna plast, povezana s krmilno elektroniko), plasti tekočih kristalov, skupne elektrode in druge polarizacijske plasti, ki prepušča ravno nasprotno polarizirano svetlobo kot prva plast. Sam zaslon torej ne predstavlja vira svetlobe, temveč lahko le uravnava prosojnost, zato je za zaslonom vir bele svetlobe. Če poskusimo poenostaviti: za zaslonom je vir nepolarizirane svetlobe. Polarizacijo bi lahko predstavili z urejenostjo. Nepolarizirana svetloba je torej kot kupček raztresenih vžigalic na mizi. Prva polarizacijska plast je v naši analogiji niz vzporednih nitk, ki kupu vžigalic predstavlja oviro, saj gredo skoznjo le vžigalice, ki ležijo vzporedno z nitkami. Omenili smo, da je drugi polarizator ravno nasproten prvemu, torej predstavlja niz navpičnih nitk. Vse vžigalice, ki so se prebile do njega skozi prvo plast, pa so vodoravne. Torej nobena od vžigalic ne more skozi. Prehod bi bil mogoč le, če bi vse vžigalice med ovirama zasukali. In prav to se zgodi s svetlobo v plasti tekočih kristalov, če so ti razporejeni v spiralo. Zaslon je prosojen, skozenj prehaja svetloba žarnice. Če pa so tekoči kristali razporejeni urejeno v eni smeri, se polarizacija svetlobe ne spremeni. Druga polarizacijska plast ji zato preprečuje prehod. Zaslon je temen.

Ob različnih napetostih na elektrodah pride do različne stopnje polarizacije, s čimer lahko uravnavamo svetlobno prepustnost zaslona. Vemo pa tudi, da belo svetlobo sestavlja skupek vseh valovnih dolžin oz. vseh človeškemu očesu vidnih barv. Z dodajanjem plasti barvnih filtrov zato lahko dobimo svetlobne pike v treh osnovnih barvah (rdeči, modri in zeleni), te tri pike pa končno predstavljajo eno piko na zaslonu.

Plazemski zaslon za razliko od zaslona LCD ne potrebuje posebnega svetlobnega vira, saj svetlobo oddaja vsaka pika sama zase. Med dvema steklenima plastema in dvema plastema elektrod so majhne celice z žlahtnim plinom, na katere je na eno stran nanesen še ustrezen barvni fosforni premaz. Ko krmilno vezje na elektrodi veže električno napetost, se plin v celici znajde v močnem električnem polju in zato ionizira oz. razpade na različno električno nabite delce - plazmo. Ti delci pod vplivom električnega polja elektrod z visoko hitrostjo trčijo v fosforni premaz, ki zažari.

Ena pika prikazovalnika je tudi pri plazemskih zaslonih sestavljena iz treh različno obarvanih pik, izsevana svetloba pa se ne uravnava z različnimi napetostmi, temveč z dolžino trajanja napetostnega pulza. Če se, denimo, slika osveži stokrat na sekundo, je en prikaz na zaslonu prisoten eno stotinko sekunde oz. deset milisekund. Za belo piko bo zato napetost na elektrodah vztrajala vseh deset milisekund (celo periodo), za sivo pa, denimo, le štiri. Pika bo zato štiri milisekunde bela, šest pa črna. Tako hitrega utripanja človeško oko ne more zaznati. Zazna le manj izsevane svetlobe, torej vidimo sivo piko.

"Shematični prikaz rdeče pike, ki prepušča svetlobo, in zelene, ki jo blokira. Prepuščanje omogočajo v spiralo urejena tekočekristalna struktura, ki spremeni polarizacijo bele svetlobe."

"Nasprotno orientirana polarizatorja bi svetlobi preprečevala pot skozi zaslon, če njene polarizacije ne bi spremenile tekočekristalne molekule."

"Plazemski zaslon je sam zase vir svetlobe, barvo pa določa fosforni premaz plinskih celic. Vse ključne plasti so med dvema debelejšima steklenima ploščama."

Razlike v praksi

Zaenkrat popolnosti pri prikazovanju slike človeštvo še ni doseglo. Sploh v potrošniku zanimivem cenovnem okviru. Vsaka tehnologija ima tako prednosti kot tudi slabosti, to velja tudi za plazemske in tekočekristalne televizorje. Tehnološki navdušenci pa smo pogosto nagnjeni k razdeljevanju v tabore in zagovarjanju ene ali druge strani, kar med drugim dokazuje tudi rubrika naše revije "Pro et contra". Zato smo se odločili, da poiščemo trditve o razlikah med obravnavanima tipoma zaslonov in jih preverimo v praksi. Drug ob drugem sta si v našem laboratoriju stala plazma Panasonic TX-P42G10E in LCD Sony KDL-46X4500 (specifikacije preizkušancev si lahko ogledate v tabeli), ki smo ju prek povezave HDMI priključili na računalnik, digitalni televizijski sprejemnik in predvajalnik blu-ray. Poleg tega smo si ogledali tudi nekaj fotografij s pomnilniških medijev, ki jih podpirata televizorja.

Katere trditve smo potrdili in katere ovrgli si preberite v novi številki revije Monitor.