Màn hình Panasonic Plasma
3.1 Plasma là gì?
Vật liệu quan trọng nhất của công nghệ plasma chính là chất plasma. Plasma là những chất khí có chứa các ion (các nguyên tử mang điện tích) và các điện tử chuyển động tự do.
Trong điều kiện thường, các chất khí đều được tạo thành từ các phân tử trung hoà về điện (không mang điện). Khi đó trong mỗi nguyên tử, số hạt proton mang điện dương có trong hạt nhân nguyên tử đúng bằng số điện tử mang điện âm ở lớp vỏ, quay xung quanh hạt nhân. Do vậy tổng điện tích âm và dương của nguyên tử trung hoà với nhau, tức là luôn bằng không.
Nếu cho một dòng điện (dòng các điện tử tự do) chạy qua chất khí thì tình trạng cân bằng sẽ biến mất. Các điện tử tự do va chạm với
nguyên tử khí làm cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử đó bắn ra. Khi bị mất một hoặc vài điện tử, nguyên tử trở thành phần tử mang điện dương (gọi là ion dương) vì số hạt proton lớn hơn số điện tử còn lại trong nguyên tử. Khi đó chất khí trở thành plasma.
Trong khí plasma, các điện tử mang điện âm sẽ bị hút về phía cực dương và các ion dương sẽ chạy về phía cực âm. Khi chuyển động hỗ loạn như vậy, các hạt này luôn va chạm vào nhau và vào các nguyên tử khí khác. Va chạm truyền năng lượng cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử khí làm cho điện tử này nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Nguyên tử có các điện tử như vậy gọi là các nguyên tử được kích thích. Chúng không ở trong trạng thái kích thích lâu mà nhanh chóng trở về trạng thái tự nhiên, giải phóng ra năng lượng dưới dạng một hạt ánh sáng gọi là hạt photon. Chất khí sử dụng trong màn hình plasma là khí xenon hoặc khí neon khi được kích thích phát ra các tia cực tím. Mắt người không thể nhìn thấy các tia này. Nhưng người ta có thể dùng các tia này để tạo ra ánh sáng nhìn thấy.
3.2 Cấu tạo bên trong và nguyên lý hoạt động
Khí xenon hoặc neon trong màn hình plasma được chứa trong hàng trăm ngàn những “căn phòng” nhỏ gọi là các tế bào, nằm giữa hai tấm kính. Các điện cực dài nằm giữa hai tấm kính và kẹp giữa các tế bào. Các điện cực nằm sát tấm kính phía sau được gọi là các điện cực địa chỉ (address electrode). Chúng nằm song song với nhau theo chiều ngang. Các điện cực nằm sát tấm kính phía trước được gọi là các điện
cực hiển thị (display electrode). Chúng trong suốt và nằm theo chiều thẳng đứng. Bao quang các điện cực hiển thị là một lớp vật liệu điện môi để cách điện. Nằm giữa các tế bào và điện cực hiển thị còn có một lớp bảo vệ bằng MgO. Các điện cực hiển thị và các điện cực địa chỉ phối hợp với nhau tạo thành một lưới, ở mỗi mắt lưới là một tế bào.
Hình 1
Để ion hoá chất khí của một tế bào nào đó, bộ xử lý của màn hình sẽ nạp điện cho hai thanh điện cực tương ứng giao nhau tại tế bào đó. Thời gian nạp/phóng điện rất nhanh, hàng ngàn chu kỳ trong khoảng vài phần trăm giây. Dòng điện chạy qua tế bào nào sẽ làm cho tế bào đó phát sáng. Các tế bào được cho phát sáng liên tiếp nhau với tốc độ rất nhanh, tạo cho ta cảm giác toàn bộ màn hình phát sáng liên tục.
Hình 2
Khi hai điện cực nào đó được cấp điện, một dòng điện sẽ chạy qua chất khí trong tế bào ở chỗ hai điện cực giao nhau làm chất khí phát ra các tia cực tím (tia UV). Tia cực tím này sẽ kích thích chất phốt-pho phủ ở thành của các tế bào phát sáng. Mỗi “điểm ảnh” trên màn hình plasma bao gồm ba tế bào độc lập có ba màu khác nhau là đỏ, xanh lục và xanh thẫm (RGB). Ba tế bào này phát sáng cùng nhau. Màu sắc của điểm ảnh là tổng hợp của cả ba màu. Bằng cách thay đổi cường độ dòng điện chạy qua mỗi tế bào, người ta thay đổi được cường độ ánh sáng của màu đó. Do vậy sự tổng hợp của ba màu cơ bản với cường độ khác nhau sẽ tạo ra bất kỳ màu nào mong muốn.
3.3 Ưu và nhược điểm
Ưu điểm chính của công nghệ plasma là ở chỗ có thể chế tạo
những màn hình cực lớn với chất liệu cực mỏng. Phần lớn màn hình plasma đều được chế tạo theo tiêu chuẩn kích thước 16:9 là kích thước ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống hometheatre và
HDTV. Mặt khác do mỗi điểm ảnh được ‘thắp sáng’ riêng biệt nên hình ảnh rất sáng, tuyệt đối phẳng và có thể quan sát được dưới mọi góc độ. Tuy chất lượng hình ảnh còn chưa được như TV đèn hình nhưng màn hình plasma cũng đáp ứng tốt yêu cầu của hầu hết mọi người.
Nhược điểm lớn nhất của màn hình plasma là giá còn quá cao.
Với giá từ 4.000$ đến 30.000$, nó hiện nằm ngoài khả năng của nhiều người. Tuy vậy, công nghệ đang phát triển từng ngày, chúng ta tin rằng chẳng bao lâu nữa màn hình plasma sẽ hạ giá xuống mức bằng với TV thông thường hiện nay.