چطور صفحه نمایش پلاسما کار میکند؟

تلویزیونهای لامپ تصویردار، با وجود ارائه تصاویر شفاف و زنده، با مشکل اساسی جاگیر بودن مواجه هستند.
از این رو ایده ساخت تلویزیونهای پلاسما شکل گرفت. از حدود ۷۵ سال پیش تا چند سال اخیر تلوزیونها با تکنولوژی لوله امواج کاتدی (CRT : Cathode Ray Tube) ساخته میشدند.

اساس کار این تلویزیونها شلیک جریانی از الکترونها (ذرات با بار منفی) به صفحه شفافی پوشیده شده از مادهای فلورسنت است. الکترونها باعث برانگیختگی اتمهای این ماده و در نتیجه گسیل نور از ماده فلورسنت و تشکیل تصویر میشود.

تلویزیونهای لامپ تصویردار، تصاویری شفاف و زنده را ارائه میدهند. ولی یک مشکل اساسی این نوع تلویزیونها جاگیر بودن آنهاست. هر چقدر صفحه نمایش را بزرگتر کنیم به لامپ تصویر بزرگتری احتیاج خواهیم داشت و هرچه لامپ تصویر بزرگتر شود وزن تلویزیون به شدت بالا میرود.

در چند سال اخیر راه حل جدیدی برای این مشکل پیدا شده و آن صفحه نمایش پلاسماست که تنها چند اینچ ضخامت دارد. در اینجا با کارکرد این صفحه نمایشها آشنا میشویم.

کارکرد همه صفحه نمایشها ایجاد تصویر با روشن کردن نقاطی به نام پیکسل است. معمولا تمام سطح این صفحات با پیکسلهایی با سه رنگ سبز، آبی و قرمز پوشیده شده است. با ترکیب رنگهای مختلف تصویری تمام رنگی تشکیل میشود.

● پلاسما چیست؟
اگر تا به حال یک لامپ مهتابی را شکانده باشید، حتماً جز مقداری گرد سفید رنگ چیز دیگری مشاهده نکرده اید. ولی وقتی مهتابی روشن است به نظر میرسد که ماده ای نورانی درون لامپ است.
حالتی که مواد داخل مهتابی پس از روشن شدن به خود میگیرند حالت پلاسما نامیده میشود. پلاسما گاز برانگیخته ای است شامل یون های در حال حرکت ( اتمهای باردار) و الکترون (ذرات با بار منفی).
هر مادهای در حالت آزاد دارای بار خنثی است. به این دلیل که دارای تعداد مساوی پروتون و الکترون است.
حال اگر در داخل گاز اختلاف پتانسیل بالایی ایجاد کنیم، الکترونهای آزاد با ضربه زدن به الکترونهایی که تحت تاثیر جاذبه هسته هستند؛ پیوندشان با هسته اتم را کم میکنند و باعث خروج آنها از مدار چرخش خود میشوند. با کم شدن هر یک الکترون، یک بار مثبت به بار کل اتم اضافه میشود.

با پیوسته ساختن این شرایط الکترونهای آزاد همواره در حال حرکت به سمت ناحیه مثبت تر ( جایی که الکترون کمتری وجود دارند ) اتم خواهند بود. در حین این حرکتها و در نتیجه برخورد ذرات با الکترونها انرژی الکترونهای منحرف شده به شکل نور گسیل میشوند.

نئون و زنون دو عنصر گازی شکلی هستند که در ساخت صفحه نمایشهای پلاسما از آنها استفاده میشود. این دو عنصر در هنگام برانگیختگی نور فرابنفش گسیل میکنند. این نور قابل رویت توسط چشم انسان نیست ولی توانایی بر انگیخته کردن عناصری که نور مرئی گسیل میکنند را دارد.

● درون صفحه نمایش
نئون و زنون درون هزاران سلول سه رنگ بین دو صفحه جلو و عقب صفحه نمایش نگهداری میشوند. این سلولها همان پیکسلها هستند. الکترودهایی هم در دو طرف این سلولها به طور عمودی قرار داده میشوند.
الکترودهای شفافی که توسط عایق دی-الکتریکی از هم جدا شدهاند و با لایه محافظ منیزیم اکسید پوشیده شدهاند نیز به پشت صفحه بیرونی چسبیده میشوند و به حالت افقی مرتب میشوند.

برای یونیزه کردن گاز درون سلولها الکترودها میلیونها بار در ثانیه شارژ میشوند. این کار، همان طور که دیدیم، باعث شارش ذرات بار دار میشود و آنها را وادار به گسیل فوتونهای فرابنفش میکند.

این فوتونها وقتی به لایه فسفر صفحه بیرونی برخورد میکنند باعث بر انگیختگی الکترونهای فسفر میشوند. این الکترونها در بازگشت به حالت اصلی خود ،نور با فرکانس مرئی گسیل میکنند.

هر کدام از سلولها دارای فسفر با رنگهای سبز، آبی و قرمز هستند. این سه رنگ در ترکیب با هم تشکیل یک پیکسل رنگی را میدهند و تمام پیکسلها در کنار هم تشکیل تصویر نهایی را. صفحه نمایشها برای پخش تصویر از سیگنالهای آنتن تلویزیون نیاز به وسیلهای به نام تیونر دارند. با استفاده از تیونر سیگنالهای دریافتی به سیگنالهای قابل نشان دادن برای صفحه نمایش تبدیل میشوند.