Ein Plasmabildschirm (englisch PDP für Plasma Display Panel) ist ein Farb-Flachbildschirm mit selbstleuchtenden Pixeln, der das verschiedenfarbige Licht mit Hilfe von Leuchtstoffen erzeugt, die durch das von Gasentladungen erzeugte Plasma angeregt werden. Plasmabildschirme wurden hauptsächlich ab 1997 als große (ab 42 Zoll Bildschirmdiagonale) Fernseh-Anzeigegeräte eingesetzt. Sie standen in Konkurrenz mit der LCD- und viel später mit der OLED-Technik. Von 1997 bis 2005 waren Plasmafernseher die beliebteste Wahl für HDTV-Flachbildschirme und hatten die größten Marktanteile. Seit 2015 spielten sie im Fernsehermarkt keine Rolle mehr, da die Hersteller die OLED-Technik mit deren ebenfalls selbstleuchtenden Pixeln als deren legitimen Nachfolger auswählten und die Weiterentwicklung und Massenproduktion der Plasmabildschirme einstellten. mini|Pioneer PDP-436XDE Plasmafernseher in 43 Zoll, HD-Ready, 16:9, Bildauflösung 1024 × 768, damals erhältlich auch in 50 Zoll (2005)
Funktionsweise Plasma (von griechisch „Gebilde“) ist ionisiertes Gas, das neben neutralen Teilchen auch freie Ionen, angeregte Atome und Elektronen enthält. Plasmen senden aufgrund spontaner Emission angeregter Atome sichtbares Licht und Ultraviolettstrahlung aus.
Beim Plasmabildschirm macht man sich die Emission von UV-Strahlen durch ein Niederdruckplasma zunutze. Die Funktionsweise ähnelt der einer Leuchtstofflampe. In solchen Lampen werden Leuchtstoffe durch Ultraviolettstrahlung des Quecksilberdampf-Plasmas zur Emission von sichtbarem Licht angeregt. Bei Plasmadisplays verwendet man dagegen Edelgase.
Aufbau des Farbbildschirms mini|Schematische Darstellung des Aufbaus eines Plasmabildschirmes Zwischen zwei Glasplatten befinden sich sehr viele kleine Kammern. Jeweils drei Kammern ergeben bei dem Farbbildschirm einen Bildpunkt, ein sogenanntes Pixel.
Jede der drei Kammern leuchtet in einer der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die Farben entstehen durch additive Farbmischung, das heißt durch Mischung der drei Grundfarben (z. B. Gelb durch Mischung aus grünem und rotem Licht, was beim Plasmabildschirm durch das Leuchten der entsprechenden Kammern bewerkstelligt wird). Jede Kammer ist mit einem Edelgasgemisch aus Neon und Xenon gefüllt, wobei der Druck wesentlich niedriger ist als der normale Luftdruck, es ist also ein „Beinahe-Vakuum“. Manche Hersteller mischen zudem Helium bei. Der Anteil von Xenon beträgt ca. 3 % bis 5 %.
Zur Erzeugung eines Bildes wird jede Kammer individuell mit einem zugehörigen Transistor „gezündet“, d. h., das Gas wird kurzzeitig ionisiert, es wird zum Plasma. Die Grundfarben in den Kammern werden durch verschiedene Leuchtstoffe (Phosphore) erzeugt, sobald die vom Plasma emittierte Ultraviolettstrahlung (Vakuum-Ultravioletter Bereich, 140 bis 190 nm) auf die Leuchtstoffe trifft. Das Ultraviolett selbst ist nicht sichtbar. Die Leuchtstoffe wandeln die VUV-Strahlung in sichtbares Licht mit der je nach Leuchtstoff unterschiedlichen Farbe um.
Jede Farbe wird von einem anderen Leuchtstoff erzeugt: BaMgAl10O17:Eu2+ (blau), Zn2SiO4:Mn2+ (grün) und (Y,Gd)BO3:Eu3+ (rot; kann auch von Y(V,P)O4:Eu3+ oder Y2O2S:Eu3+ erzeugt werden). Um nicht nur die diskreten Zustände „an“ (gezündet) und „aus“, sondern auch dazwischen liegende Helligkeitsstufen zu erzeugen, werden die Kammern in kurzen Abständen (Intervallen) gezündet. Dabei wird die Dauer einer Zündung variiert, um die Helligkeit zu variieren. Je länger eine Kammer gezündet ist, desto heller leuchtet sie.
Das Gas zwischen den beiden Glasplatten ist stark verdünnt, dadurch sind niedrige Plasmatemperaturen möglich. Zur Zündung sind Spannungen von einigen hundert Volt erforderlich. Auf der unteren dielektrischen Schicht (Glasplatte, also eine Isolationsschicht) sitzt ein Reihen-/Adress-Elektrodenstreifen, der zusammen mit den oberen Zeilenelektroden die Ansteuerung jeder Kammer ermöglicht (jede Kammer sitzt am Kreuzungspunkt einer Adress- und einer oberen Elektrode). In der Kammer selbst befinden sich der Leuchtstoff (aufgetragen auf die dielektrische Schicht und die Barrieren) und das Gasgemisch bzw. das Plasma. Eine Schutzschicht hat die Aufgabe, die obere dielektrische Schicht und die dort befindlichen transparenten Elektroden zu schützen. Die beiden Elektroden können aufgrund der sie schützenden dielektrischen Schichten nur mit einem an ihnen anliegenden Impuls eine Gasentladung in der Kammer erzeugen – die Impulsparameter bestimmen die Helligkeit der jeweils abgestrahlten Farbe.
Plasmabildschirme werden mittels Sandwichbauweise gefertigt.
Die Adress-Elektroden sind vertikal und die Line-Elektroden horizontal angeordnet. Durch das so entstehende Gitter (auch Matrix genannt) kann man die einzelnen Kammern mit dem Multiplexverfahren steuern. Während man bei nur einer Elektrodenschicht jeweils nur eine Reihe ansteuern könnte, ist es mit einem Gitter (jeder Kreuzungspunkt entspricht einer Kammer) möglich, jede Kammer separat zu steuern.
Der blaue Leuchtstoff hat unter VUV-Bestrahlung eine geringere Stabilität.
Geschichte mini|hochkant|Plasmabildschirm des PLATO V (1981) Der erste funktionsfähige Plasmabildschirm wurde im Jahre 1964 von Donald L. Bitzer und H. Gene Slottow für das Großrechnersystem PLATO IV der University of Illinois entwickelt. Plasmaschirme hatten gegenüber Röhrenbildschirmen den Vorteil, dass sie direkt digital angesteuert werden konnten; zudem waren sie recht langlebig und platzsparend. Für einige Jahre wurden Plasmadisplays daher im Großrechner-Sektor häufig eingesetzt. Monochrome Plasmabildschirme bzw. Displays wie der abgebildete Plasmamonitor des PLATO V verwenden im Gegensatz zu farbfähigen Plasmabildschirmen keine verschiedenfarbigen Leuchtstoffe. Es wird pro Pixel nur eine Kammer verwendet, welche mit dem Edelgas Neon gefüllt ist. Dadurch ergibt sich der orange-rote Farbton. Die Funktionsweise beruht auf der Glimmentladung und ist identisch wie bei einer Glimmlampe.
Der technische Fortschritt und verringerte Herstellungskosten verhalfen in den 1970er Jahren jedoch dem Röhrenmonitor als Computer-Anzeigeeinheit zum Durchbruch. Plasmabildschirme wurden seitdem nur noch für wenige Spezialzwecke eingesetzt. mini|links|Der Compaq Portable 386 ist einer der bekannteren Vertreter mit Plasmabildschirm. (1987) Als zu Beginn der 1980er Jahre die ersten tragbaren Computer bzw. Laptops entwickelt wurden, griffen einige frühe Hersteller, darunter GRiD, Toshiba und Chicony Electronics, zur Ausstattung ihrer tragbaren Rechner auf die Plasmaschirm-Technik zurück, da sie sehr flache und kompakte Gehäuseformen bei angemessen großer Bilddiagonale ermöglichte und unter ergonomischen Gesichtspunkten (Blickwinkel, Kontrast) den ersten Flüssigkristallbildschirmen weit überlegen war. Der hohe Stromverbrauch der Plasmadisplays machte allerdings einen netzunabhängigen Betrieb weitgehend unmöglich; zudem blieb ihr Einsatz aus Kostengründen auf teure Geräte beschränkt. Da hochauflösende Farb-Plasmaschirme technisch nicht zu realisieren waren und bei der Entwicklung besserer LCDs große Fortschritte gelangen, verschwanden die Plasma-Laptops um 1990 vom Markt.
Etwa zur gleichen Zeit begannen mehrere Unterhaltungselektronik-Konzerne mit der Entwicklung von Farb-Plasmabildschirmen für Fernsehgeräte. Das erste Farb-Plasmadisplay mit einer Bilddiagonale von 21 Zoll wurde 1992 von Fujitsu vorgestellt; bis zur Entwicklung marktreifer Displays vergingen danach einige Jahre.
1997: Anfang der Massenproduktion Das erste Fernsehgerät mit Plasmabildschirm brachten 1997 Philips und Pioneer auf den Markt. Zum kommerziellen Durchbruch für die Technik trugen die Olympischen Winterspiele von 1998 bei: Ein japanischer Fernsehsender benötigte damals große Flachbildschirme für das hauseigene HDTV-Angebot.
Im Jahre 1998 begann Samsung die Produktion und den Verkauf von Plasmafernsehern, im Jahr 2000 folgte Panasonic und war bis 2012 der Marktführer für Plasmafernseher.
2014: Ende der Massenproduktion Anfang 2008 gab der TV-Hersteller Pioneer bekannt, künftig auch LCD-TVs anzubieten und seine Plasma-Panels nicht mehr selbst herzustellenNico Jurran, Jan-Keno Janssen: Bericht: Pioneer stellt keine Plasmadisplays mehr her. In: Heise Online. 7. März 2008, abgerufen am 12. September 2009 (Nachrichtenmeldung). und diese zukünftig von Panasonic (Matsushita) zu beziehen.Matsushita übernimmt Plasmafertigung von Pioneer. In: Heise Online. 25. April 2008, abgerufen am 25. Dezember 2013. Pioneer war bis 2009 der Hersteller, der Plasmafernseher mit der höchsten Qualität und im höchsten Preissegment anbot. Pioneers letzte Generation Plasmafernseher wie der Pioneer Kuro KRP-600A (2008) gelten neben den Plasmafernsehern Panasonic TC-P65ZT60 (2013) und Samsung F8500 (2013) unter den Experten als die besten Plasmafernseher aller Zeiten. Im September 2008 kündigte auch Hitachi an, die Panel-Fertigung einzustellen.Ulrike Kuhlmann: Hitachi gibt Plasmapanel-Fertigung auf. In: Heise Online. 18. September 2008, abgerufen am 12. September 2009 (Nachrichtenmeldung) Der japanische Elektronikhersteller Pioneer zog sich endgültig 2009 aus der Produktion von Plasma-Fernsehern zurück. Pioneer verkaufte viele seiner Plasmatechnologie-Patente der Marke Kuro an Panasonic. Es gab auch Gerüchte, dass einige Ingenieure von Pioneer zu Panasonic wechselten. Letztlich verblieb Panasonic als letzter japanischer Hersteller von Plasma-TVsPioneer stellt Fernsehgeräte-Produktion ein. In: Heise Online. 7. Februar 2009, abgerufen am 25. Dezember 2013. und stand weiterhin in Konkurrenz mit den koreanischen Plasmafernseher-Herstellern Samsung und LG.
mini|Letzte Generation Plasmafernseher von Panasonic. Mittelklasse ST60er Serie, 55 Zoll, Bildauflösung 1920 × 1080. (2013) 2013 brachte Panasonic seine letzte Generation Plasmafernseher als 60er Serie auf den Markt. Die größten Modelle aller Ausstattungsklassen waren TC-P65ZT60, TC-P65VT60, TX-P50GT60, TC-P65ST60, TC-P65S60 und TX-P50X60. Der teuerste Panasonic-Plasmafernseher, der Panasonic TX-P65ZT60, hatte eine UVP von 4.499 €. Panasonic erklärte mit der ZT60-Serie den Pioneer Kuro KRP-600A als Bildqualität-Referenz abgelöst zu haben. Durch den neuen Panasonic-Reflextionsfilter konnte ein ZT60 bei erhöhtem Umgebungslicht einen tieferen Schwarzwert und einen besseren Kontrast subjektiv abbilden als der Pioneer Kuro KRP-600A. Das ist der Grund, warum Panasonic in seinen Pressemitteilungen beschrieb, dass die Bildqualität des Panasonic ZT60 (aus 2013) dem Pioneer Kuro KRP-600A (aus 2008) im Allgemeinen gegenüber überlegen ist, und das obwohl der Kuro den tieferen Schwarzwert im abgedunkelten Raum hat.
Gegen Ende 2013 stellte dann auch Panasonic die Produktion von Plasmafernsehern ein, und 2014 folgten die koreanischen Hersteller Samsung und LG.
Gründe Alle Hersteller begründeten den Stopp der Produktion mit der viel höheren Nachfrage nach LED-LCD-Fernsehern und den Investitionen in die neue OLED-Technik und neue LED-LCD-Techniken, weshalb sich die Weiterentwicklung und Produktion von Plasmabildschirmen für die Hersteller nicht mehr lohne – obwohl Panasonic, welche auch gleichzeitig LED-LCD-Fernseher herstellten, die Plasma-Technik bis dahin, und innerhalb ihrer Produkte, als die Referenz für Bildqualität angab. Der Marktanteil von Plasmafernsehern war in den letzten Jahren fallend und betrug gegenüber LED-LCD und OLED in den USA im Jahr 2013 nur noch 7,6 %.
Der Energiebedarf von LED-LCD ist geringer als bei Plasmabildschirmen, was für preisbewusste und umweltbewusste Käufer relevant und durch das in der EU 2011 eingeführten Energielabel deutlich besser erkennbar ist. Ein Verbot von nicht energieeffizienten Fernsehern war geplant, dabei stand die Plasmafernseherindustrie mehr unter Druck als die LED-LCD-Fernseher-Industrie.
Vor- und Nachteile gegenüber anderen Techniken Gegenüber Flüssigkristallbildschirmen mit LED
Vorteile