Dal tubo fluorescente al pixel del plasma
L'applicazione di questa tecnologia ai pixel di uno schermo al plasma è abbastanza semplice. Ogni pixel è costituito da tre identiche cavità microscopiche contenenti un gas rarefatto (Xeon) ed aventi due elettrodi, uno frontale e uno posteriore. Applicando una forte corrente alternata ad entrambi gli elettrodi il plasma contenuto nelle cavità viene messo in moto emettendo raggi UV (visualizzati nel grafico in viola) che colpiscono il scintillatore. Questi scintillatori sono scelti in modo tale da emettere ciascuno un differente colore primario: rosso, verde o blu. La luce colorata passa quindi attraverso il vetro per essere vista dall'utente.
Mentre il funzionamento dei pixel del plasma è simile a quello dei tubi catodici, la fabbricazione di interi pannelli di pixel implica qualche problema tecnico. La prima difficoltà che incontrano i produttori di schermi al plasma riguarda le dimensioni dei singoli pixel. Un sotto-pixel ha un volume pari a 200µm x 200µm x 100µm e non sono fatti per essere assemblati in milioni, l'uno di fianco all'altro. Inoltre, l'elettrodo frontale deve essere costruito il più trasparente possibile. Grazie alle sue caratteristiche di conduttore e di trasparenza, la scelta del conduttore ricade molto spesso sull'ITO (indium tin oxide). Sfortunatamente gli schermi al plasma possono essere talmente larghi, e lo strato di ITO così sottile, che la resistenza elettrica del materiale diventa troppo alta per assicurare una buona propagazione del voltaggio (circa 300 volt). Per risolvere questo problema si aggiunge uno strato sottile di cromo, migliore conduttore ma purtroppo opaco.
Alla fine bisogna ancora trovare gli scintillatori giusti, (chiamati anche luminofori). Quelli usati nei pixel degli schermi al plasma dipendono dal colore desiderato:
- Verde: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+
- Rosso: Y2O3:Eu3+ / Y0,65Gd0,35BO3:Eu3
- Blu: BaMgAl10O17:Eu2+
Questi tre luminofori producono lunghezze d'onda tra 510 e 525 nm per il verde, 610 nm per il rosso e 450 nm per il blu. (Ok, le esatte formule chimiche non hanno alcuna importanza per la comprensione del funzionamento degli schermi al plasma, ma potrebbero essere comunque apprezzate dai nostri amici chimici!)
L'ultimo problema rimasto riguarda il modo in cui indirizzare i pixel poiché, come abbiamo visto, per ottenere diverse sfumature di colore l'intensità della luce dei sotto-pixel deve essere variabile indipendentemente dai pixel confinanti.
Su uno schermo al plasma da 1280x768 pixel, ci sono approssimativamente tre milioni di sotto-pixel con sei milioni di elettrodi. Naturalmente è impossibile tracciare sei milioni di linee per controllare il singolo sotto-pixel, per questo le linee sono multiplexate: quelle frontali sono in comune per un'intera riga mentre ognuna di quelle posteriori collega una colonna di elettrodi. La scheda elettronica montata su questi schermi successivamente sceglierà quali pixel dovranno essere accesi sullo schermo. Questa operazione viene eseguita molto velocemente, tanto da essere completamente invisibile all'utente; accade qualcosa di simile alla scansione dei monitor CRT.
Ci sono anche altre tipologie di schermi al plasma, ma non le studieremo nel dettaglio in questo articolo. La variante più comune è comunque il pannello a corrente complanare alternativa (AAC), che invece dei due elettrodi, ne utilizza tre (scansione, sostegno e dati) per ogni pixel.
Grazie alla sua trasparenza gli elettrodi frontali (per scansione e sostegno) sono fatti di ITO.
Il controllo degli schermi ACC è molto più complesso, ma il loro più grande vantaggio sta nella capacità di mantenere il flusso del plasma per più tempo rispetto ad uno schermo tradizionale. Nello stadio iniziale, una grande differenza di potenziale pari a 300V, applicati come +100V e -200V tra gli elettrodi di scansione e di dati, crea un "muro" di carica. Applicando corrente alternata tra i due elettrodi (+180V, -180V, +180V, etc.) le cariche vengono quindi alternate tra gli elettrodi di scansione e di sostegno. Il vantaggio di questa tecnologia è che il flusso del plasma può essere tenuto attivo più a lungo, mentre si mantiene libero l'elettrodo dei dati per indirizzare un altro pixel. Allo stesso modo le scariche possono essere interrotte utilizzando lo stesso elettrodo dati.