VORWORT. Die folgende Hausarbeit entstand im Rahmen des Fachseminars bei Professor Dr. K.-O. Linn.

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1 VON MUSTAFA BAGIS 1

2 VORWORT Die folgende Hausarbeit entstand im Rahmen des Fachseminars bei Professor Dr. K.-O. Linn. Es hat mir Spaß gemacht, über dieses Thema zu schreiben und zu recherchieren. Ich war mehrere Jahre bei der SCHOTT AG Mainz tätig und habe dort unter anderem in der Abteilung zur Erforschung und Entwicklung von TFT-Bildschirmen gearbeitet. Seitdem hat mich das Thema Bildschirmtechnik immer mehr interessiert. Deshalb freute es mich besonders, mich im Fachseminar mit Plasma- Displays zu beschäftigen und den Teilnehmern der Gruppe darüber zu berichten. Nun bleibt mir nur noch, Ihnen viel Spaß bei der Lektüre zu wünschen. 2

3 Inhaltsverzeichnis 1. Geschichte von Plasma-Displays 4 2. Aufbau von Plasma-Displays.6 3. Funktionsweise von Plasma-Displays.8 4. Vor und Nachteile von Plasma-Displays Plasma versus LCD Fazit Quellen.14 3

4 1. Geschichte von Plasma-Displays Zur Geschichte von Plasma Displays kommt meist die Frage auf Was ist ein Plasma bzw. Was ist ein Plasma Display. Plasma ist von den Aggregatzuständen der vierte. Der Begriff Plasma kommt aus dem griechischen und bedeutet Gebilde. In der Physik bezeichnet man es als ionisiertes Gas, das zu einem nennenswerten Anteil freie Ladungsträger wie Ionen oder Elektronen enthält. Nun, ein Plasmabildschirm ist ein Bildschirm, der Licht mit Hilfe von Phosphoren erzeugt, die durch eine Plasmaentladung angeregt wird. Plasmabildschirme bieten ein helles und großes Farbspektrum, außerdem können sie in Größen von bis zu 1,5 Metern in der Diagonale hergestellt werden. Doch nun zur Geschichte: Der erste funktionsfähige Plasmabildschirm wurde im Jahre 1964 von den zwei Professoren Donald Bitzer und Gene Slottow für das Großrechnersystem PLATO 4 in der Universität von Illinois entwickelt. Es war zwar nicht der uns heute bekannte Farbplasmabildschirm, sondern ein schwarz/weiß Bildschirm. Gegenüber Röhrenbildschirmen wiesen Plasmaschirme den Vorteil auf, dass sie direkt digital angesteuert werden konnten; zudem waren sie recht langlebig und platzsparend. Für einige Jahre wurden Plasmadisplays daher auf dem Großrechner-Sektor relativ häufig eingesetzt. Der technische Fortschritt und verringerte Herstellungskosten verhalfen in den 70er Jahren jedoch dem Röhrenmonitor als Computeranzeigeeinheit zum Durchbruch. Der Einsatz von Plasmabildschirmen beschränkte sich in 4

5 der Folgezeit auf wenige Spezialzwecke. Als zu Beginn der 80er Jahre die ersten Laptops entwickelt wurden, griffen einige frühe Hersteller, wie Toshiba und IBM, zur Ausstattung ihrer tragbaren Rechner auf die Plasmabildschirmtechnik zurück, da sie sehr flache und kompakte Gehäuseformen bei angemessen großer Bilddiagonale ermöglichte und unter ergonomischen Gesichtspunkten (wie Blickwinkel und Kontrast) den ersten Flüssigkristallbildschirmen weit überlegen war. Der hohe Stromverbrauch der Plasmadisplays machte allerdings einen netzunabhängigen Betrieb weitgehend unmöglich. Weltrekord: Panasonics 150 Zoll Plasma-TV mit 3,75m Bild diagonale Im Jahre 2008 wurde der bisher größte Plasmabildschirm aller Zeiten auf der CES (Consumer Electronics Assosiaction) in Las Vegas vorgestellt. Panasonic hat mit diesem Plasma-TV ihren eigenen Rekord von der max. Größe von 2.62 Meter in der Bilddiagonale übertrumpft. Dieser Plasma- Riese hat eine Bildschirmdiagonale von 150 Zoll (3.75m). 5

6 2. Aufbau von Plasma-Displays Der Aufbau von Plasmabildschirmen ist relativ simpel. Zwischen zwei Glasplatten befinden sich sehr viele kleine Kammern. Man nennt diese Kammern auch Pixel. Ein Pixel besteht aus drei Kammern, eine Kammer, das so genannte SUBPIXEL, beinhaltet ein Gasgemisch. Das wichtigste Element sind die drei Grundfarben. Jede der drei Kammern leuchtet in einer der drei RGB-Farben (rot, grün und blau). Die Farben werden im additiven Verfahren (siehe Bild) erzeugt, das heißt durch Mischung aus den drei Farben (z.b. gelb durch Mischung aus rotem und grünem Licht, was beim Plasmabildschirm durch das Leuchten der roten und grünen Kammer bewerkstelligt wird). 6

7 Um nun ein Bild zu erzeugen, wird jede Kammer individuell mit dem zugehörigen Transistor "gezündet", d.h. der Aggregatzustand wird kurzzeitig geändert. Die Grundfarben in den Kammern werden durch verschiedene Leuchtstoffe (Phosphore) erzeugt, sobald die Phosphore mit der Strahlung aus dem VUV-Bereich (Vakuum-Ultravioletter Bereich, 140 bis 190 nm), die vom Plasma emittiert wird, in Kontakt kommt. Der VUV- Bereich liegt außerhalb des für den Menschen sichtbaren Spektralbereichs. Die Leuchtstoffe wandeln die VUV-Strahlung in sichtbares Licht mit der je nach angeregtem Leuchtstoff unterschiedlichen Farbe um. Jede Farbe wird von einem anderen Leuchtstoff erzeugt: BaMgAl10O17:Eu (blau), Zn2SiO4:Mn (grün) und (Y,Gd)BO3:Eu (rot; kann theoretisch auch von Y(V,P)O4:Eu erzeugt werden). Da man aber nicht nur die diskreten Zustände "an" (gezündet) und "aus" erreichen will, sondern auch die dazwischen liegenden Helligkeitsstufen, bedient man sich eines Tricks: wenn man die Kammern in kurzen Abständen (Intervallen) zündet (die Dauer einer Zündung hängt von der gewünschten Helligkeit ab), erscheint die Farbe für das Auge dunkler. Umso länger also eine Kammer gezündet ist, umso heller erscheint die Farbe. 7

8 3. Funktionsweise von Plasma-Displays Die Funktionsweise von Plasma-Displays und der Aufbau von Plasma- Displays sind sehr von einander abhängig. Zwischen den beiden Glasplatten herrscht ein Vakuum. Dadurch sind niedrigere Temperaturen für die Erzeugung des Plasmas möglich und folglich muss man auch nur eine kleinere Spannung anlegen (mehrere hundert Volt). Auf der unteren dielektrischen Schicht (ein Nichtleiter, also eine Isolationsschicht) sitzt eine Adresselektrode, die die präzise Ansteuerung der Kammer ermöglicht (jede Kammer besitzt eine Adresselektrode). In der Kammer selbst befindet sich der Leuchtstoff (aufgetragen auf die dielektrische Schicht und die Barrieren) und das Gasgemisch bzw. das Plasma. Die Schutzschicht hat die Aufgabe, die obere dielektrische Schicht und die dort befindlichen Elektroden zu schützen. Die beiden Elektroden können die dielektrische Schicht beeinflussen und somit die Helligkeit bzw. die abgestrahlte Farbe verändern. Sie sind wichtig bei der präzisen Steuerung der Intervalle. Plasmabildschirme werden im Sandwich- Verfahren gefertigt. Die Adresselektroden sind horizontal und die oberen Elektroden vertikal angeordnet. Durch das so entstehende Gitter ist eine präzisere Steuerung der einzelnen Kammern möglich. 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. Die Helligkeit des einzelnen Pixels wird durch die Entladungshäufigkeit gesteuert, die Farbmischung durch das Zusammenspiel der 3 Grundfarben. 8

9 Hier nochmal zur Verdeutlichung von der Seitenansicht 9

10 4. Vor und Nachteile von Plasma-Displays Die Vorteile: Verzögerungsfreier Bildschirmaufbau und großer Kontrastumfang sind eine der vielen Vorteile von Plasmadisplays. Der Große Betrachtungswinkel von bis zu 160, macht den Plasmabildschirm zu einem einzigartigem Kino und TV Erlebnis. Leichtes Gewicht und geringe Einbautiefe sorgen auch für den kleinsten Wohnzimmer Platz für einen PLASMA-FERNSEHER Die Nachteile: Doch leider hat alles Schöne auch einen Nachteil. Hoher Stromverbrauch und geringe Lebensdauer sind einige davon. Und da viel Strom verbraucht wird entsteht ja auch natürliche eine große Wärme. Dies hat dann zufolge das meist ein Lüfter erforderlich ist. Nicht zu vergessen ist haben auch Plasmabildschirme ein hohes Einbrennrisiko (Beispiel Senderlogo) 10

11 Nachteil: Einbrennen Wenn eine Gruppe von Pixeln für längere Zeit sehr hell ist, baut sich in der Pixelstruktur eine elektrische Ladung auf, die zu einem Geisterbild führt. Aber im Gegensatz zum Einbrenne bei z.b. einem Röhrenmonitor, ist dieser Ladungsaufbau vorübergehend und korrigiert sich von selbst, wenn der Bildschirm lange genug ausgeschaltet wird. 11

12 5. Plasma versus LCD Kaum waren die ersten Flach-TV-Geräte am Markt, standen auch schon zwei Technologien in Konkurrenz zueinander: Plasma und LCD Plasma Durchschnittliche Nach ca Lebensdauer Stunden: 50 % Leuchtkraftverlust Wärmeabgabe Hohe Wärmeabgabe = Lüfter erforderlich LCD Stunden Lebensdauer Geringe Wärmeabgabe = kein Lüfter erforderlich Stromverbrauch ca Watt ca Watt Anzahl der Sehr gut darstellbaren Farben Einbrenn-Verhalten systembedingt möglich Nachzieheffekte 8 ms, geringe Nachzieheffekte gut ausgeschlossen 25 ms, mehr Nachzieheffekte Wie man anhand der Tabelle sieht, hat der LCD Display ungefähr die doppelte Lebensdauer wie ein Plasma Display und verbraucht wesentlich weniger Strom als der Plasma Display, doch in der Bildqualität läuft der LCD Display dem Plasma Display weit hinterher. 12

13 6.Fazit In Anbetracht des Preis / Leistungsverhältnisses, könnte man sich ohne Bedenken ein Plasma-Display anschaffen. Es lohnt sich aber leider nur ab 100 cm Bildschirmdiagonalen. Leider muss ich auch noch hinzufügen, das viele Hersteller ihre Bildschirmproduktionen von Plasma-Displays zurückgestuft haben. Da die Lebensdauer nicht so lang wie ein LCD- Bildschirm ist. Nichts desto trotz würde ich mich persönlich für ein Plasma Display entscheiden, weil für mich ein gutes Bild das A und O ist... 13

14 7.QUELLEN: Technologie - Plasma-Displays Plasmabildschirme

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