Door Sim Kranenburg
Feedback
• 26-12-2014 00:00
Inleiding
Het ging al een hele tijd bergafwaarts met plasma, maar jaar 2014 gaat de boeken in als het laatste jaar dat er plasmatelevisies werden geproduceerd. Al in 2008 kondigde Pioneer, destijds de grootste producent van plasmapanelen, aan te stoppen met het produceren van hun eigen plasmapanelen en ze voortaan in te kopen bij Panasonic. Een jaar later liet Pioneer weten helemaal te stoppen met televisies.
Het vertrek van Pioneer gaf de overgebleven plasmafabrikanten tijdelijk wat meer lucht, maar door de aanhoudende daling in de vraag naar plasmatelevisies besloten uiteindelijk alle andere fabrikanten ermee te stoppen. Zo liet Panasonic vorig jaar weten te stoppen met de productie van plasmapanelen en dit jaar kondigden achtereenvolgens Samsung en LG aan te stoppen met plasma. Het doek voor plasma is hiermee definitief gevallen.
Veel liefhebbers kochten dit jaar nog snel een plasmatelevisie om de komende jaren niet te hoeven overstappen op een ander type tv. Waarom kent plasma zo'n grote schare trouwe fans? Wat spreekt hen zo aan in het beeld van plasma? En moeten we het erg vinden dat deze beeldtechniek verdwijnt? Deze en andere vragen zullen we proberen te beantwoorden in deze necrologie van de plasmatelevisie.
/i/1393253681.jpeg?f=imagenormal)
het laatste topmodel van Panasonic; de ZT60
De geschiedenis
Het eerste prototype plasmascherm stamt uit juli 1964 en mocht nauwelijks plasmascherm heten, want het had nog maar één pixel. Uiteindelijk leidde dat onderzoek, onder leiding van Donald Bitzer en Gene Slottow van de universiteit van Illinois en student Robert Wilson, zeven jaar later tot een scherm dat ingezet werd als computermonitor voor het plato-computersysteem.
Het plasmascherm bleef hetzelfde beeld weergeven zonder dat het vele keren per seconde opnieuw getekend hoefde te worden. Hierdoor was het scherm rustiger voor de ogen dan een beeldbuis uit die tijd waarvan je het beeld dankzij een lage refresh rate duidelijk kon zien knipperen. Bovendien kon er zo bespaard worden op een framebuffer. Nu is een framebuffer zeer goedkoop maar destijds waren er nog geen snelle ram-chips en moest er gebruik worden gemaakt van een Williamsbuis om het weer te geven beeld op te slaan.
Kleurweergave was in de begindagen ook nog niet mogelijk. Het plato-scherm was monochroom waarbij de oranje kleur bepaald werd door het gebruikte neon-gas. Het scherm was vierkant en had een resolutie van 512x512 pixels. Toch was het systeem zijn tijd ver vooruit: door gebruik te maken van infraroodsensoren konden aanrakingen met een vinger worden gedetecteerd. Toen in 1971 het plato-scherm verscheen hadden de uitvinders inmiddels patent op het plasmascherm verkregen en verschenen de eerste commerciële producten.
De eerste plasmaschermen vonden vooral hun weg naar militaire toepassingen en werden gebruikt als controleschermen in kruisraketinstallaties, onderzeeërs en Boeing 747's die dienst deden als vliegende commandopost. Er was nog heel wat onderzoek nodig voordat plasmaschermen kleur konden weergeven en geschikt waren voor gebruik in televisies. De ontwikkeling van schermen die kleur konden weergeven, vond gelijktijdig plaats in Amerika en Japan. In Amerika door Larry F. Weber, die ooit leerling was van plasmapioniers Donald Bitzer en Gene Slottow, en in Japan door computerfabrikant Fujitsu.
Larry Weber nam in 1987 de destijds grootste plasmafabriek ter wereld over van IBM en richtte Plasmaco op. IBM deed zijn plasmadivisie van de hand en ging volledig over op het gebruik van beeldbuizen voor computermonitoren. Plasmaco verdiende vooral geld door lucratieve contracten met het Amerikaanse leger dat nog altijd plasmaschermen voor diverse toepassingen gebruikte. Weber leende tachtigduizend dollar van de bank om te kunnen beginnen met het ontwikkelen van een kleurenplasmascherm en eind 1994 toonde hij op een beurs een statisch plasmascherm dat alleen gekleurde strepen kon weergeven maar wel indruk maakte door de hoge helderheid en het grote contrast.
Fujitsu was inmiddels al wat verder en toonde al in 1992 's werelds eerste plasmascherm dat kleur kon weergeven. Dit ging om een 21"-computermonitor die was ontwikkeld op basis van het onderzoek van de universiteit van Illinois. In 1995 had Fujitsu een prototype van de eerste 42"-plasmatelevisie die een jaar later in productie zou worden genomen. Om de in potentie zeer lucratieve plasmaboot niet te missen nam Matsushita, het Japanse bedrijf dat tegenwoordig Panasonic heet, in 1996 Plasmaco over voor 26 miljoen dollar terwijl Weber aan het hoofd van het bedrijf bleef staan. Zo rond de eeuwwisseling begon plasma betaalbaarder te worden en lange tijd was plasma alleenheerser in het segment van de grote beeldmaten. Panasonic maakte uiteindelijk het grootste plasmascherm ooit; een prototype uit 2010 met een diagonaal van maar liefst 3,86 meter.
/i/2000569456.jpeg?f=imagenormal)
Hoe een plasma-tv werkt
Onder een plasma verstaan we een gas dat in een speciale toestand verkeert. Normaal gesproken hebben de moleculen in een gas geen lading doordat er evenveel negatief geladen elektronen rond de atoomkernen cirkelen als er positief geladen protonen in de atoomkernen zitten.
Als er energie wordt toegevoegd, bijvoorbeeld in de vorm van warmte of elektriciteit, kunnen elektronen losraken van hun atomen en vrij door de ruimte gaan bewegen. De zo ontstane deeltjes hebben nu een positieve lading gekregen doordat er meer protonen zijn dan elektronen en in deze toestand noemen we ze ionen. Als er maar genoeg vrije elektronen en ionen in een gas aanwezig zijn veranderen de eigenschappen van het gas, het gaat bijvoorbeeld elektriciteit geleiden, en noemen we het een plasma.
Doordat positief en negatief geladen deeltjes elkaar aantrekken, gaan ze zich verplaatsen en ontstaan er botsingen met andere deeltjes. Daardoor ontstaan er aangeslagen atomen waarbij elektronen in hogere baan rond de kern terecht komen. Bij het terugvallen van het elektron naar een lagere energietoestand wordt de vrijkomende energie uitgezonden in de vorm van een foton oftewel licht. Door de gebruikte gassen in plasmaschermen, hoofdzakelijk xenon en neon, ontstaat er voornamelijk onzichtbaar ultraviolet licht.
/i/2000569693.jpeg?f=imagenormal)
Om het ultraviolette licht om te zetten naar zichtbaar licht bestaat een plasmabeeldscherm uit vele afzonderlijke cellen, meer dan zes miljoen in het geval van een full-hd-tv, waarvan de wanden voorzien zijn van een fosforcoating. Deze coating zorgt ervoor dat het ultraviolette licht wordt omgezet naar zichtbaar licht met een rode, groene of blauwe kleur. Een trio van deze plasmacellen vormt samen een pixel die elke kleur kan aannemen door de verhoudingen tussen de drie kleuren te variëren.
Voor en achter de plasmacellen bevinden zich elektroden die gezamenlijk een rooster vormen zodat alle cellen afzonderlijk aangestuurd kunnen worden. De verticale elektroden aan de voorkant van het scherm zijn doorzichtig uitgevoerd zodat er zoveel mogelijk licht kan passeren. Om de helderheid van de afzonderlijke plasmacellen te kunnen variëren is een trucje nodig: omdat plasmacellen alleen maar korte lichtflitsen kunnen produceren, kunnen verschillende helderheidsniveaus alleen worden weergegeven door de hoeveelheid flitsen per seconde te veranderen.
De voordelen
De belangrijkste redenen dat plasma nog steeds zoveel liefhebbers heeft zijn het hoge contrast, de grote kijkhoeken en de goede weergave van beweging in vergelijking met de lcd-techniek. Een lcd-televisie maakt gebruik van een backlight die het scherm continu verlicht. Dit licht wordt door de vloeibare kristallen in meer of mindere mate tegengehouden en zo ontstaat er een beeld op het scherm. Doordat de vloeibare kristallen het licht van de backlight nooit helemaal kunnen tegenhouden, wordt zwart op een lcd nooit helemaal als zwart weergegeven maar als donkergrijs.
Doordat bij een plasmascherm voor verschillende helderheidsniveaus meer of minder lichtflitsen worden opgewekt, is het mogelijk om helemaal geen lichtflitsen te genereren waardoor zwart veel beter wordt weergegeven dan bij een lcd-tv. Door de goede zwartweergave is het contrast erg hoog, maar helemaal perfect is het niet. Dit komt doordat de fabrikanten altijd een beetje stroom door de cellen laten lopen zodat de plasmacellen altijd klaar zijn om in een zeer korte tijd een lichtflits te genereren. Hierdoor blijft het paneel altijd een heel klein beetje licht uitzenden als de tv aan staat.
In de loop der tijd is de zwartweergave steeds verder verbeterd en de laatste topmodellen zijn dan ook in staat om een zeer indrukwekkend contrast weer te geven. Een goed contrast is eigenlijk nog belangrijker voor een mooi beeld dan een goede kleurweergave. Contrast kan met het blote oog namelijk goed worden waargenomen terwijl het zonder vergelijkingsmateriaal maar lastig te zien is of de kleuren kloppen. Bovendien zien kleuren er mooier uit als er veel contrast in het beeld zit.
De kijkhoeken van een plasmascherm zijn veel beter dan bij een lcd-scherm. Bij de meeste plasmaschermen maakt het nauwelijks uit of je recht voor het scherm zit of dat je onder een hoek kijkt; het beeld blijft er prima uitzien. Bij lcd-schermen ziet het beeld er onder een hoek eigenlijk altijd minder mooi uit, al is daar de laatste jaren veel verbetering in gekomen. De meeste moderne lcd-televisies hebben dusdanig grote kijkhoeken dat ze voor de meeste mensen geen probleem meer vormen, maar zo goed als bij plasma zijn de kijkhoeken niet.
Ook de weergave van beweging op het scherm is voor veel mensen een reden om voor plasma te kiezen. Bij een lcd-tv wordt een afzonderlijk beeld continu weergegeven totdat het volgende beeld aan de beurt is. Dat levert een mooi rustig beeld op, maar als je ogen over het scherm bewegen kan er hierdoor bewegingsonscherpte op je netvlies ontstaan. Bij plasma werkt dit anders, omdat het beeld, zoals eerder beschreven, wordt opgebouwd uit korte lichtflitsen. Door alle benodigde flitsen kort achter elkaar weer te geven en dan een tijd niets, totdat het volgende beeld aan de beurt is, kan er geen bewegingsonscherpte ontstaan op je netvlies en ziet beweging er scherper uit. In onderstaand YouTube-filmpje, dat is opgenomen met 1200 beelden per seconde, is goed te zien hoe het beeld van een plasma-tv wordt opgebouwd uit meerdere lichtflitsen waarna er een pauze volgt totdat het volgende beeld aan de beurt is.
De nadelen
Helaas kleven er ook nadelen aan de plasmatechniek. Zo kan je in het YouTube-filmpje op de vorige pagina goed zien dat de verschillende kleuren fosfor niet even snel uitdoven. Hierdoor kan een fenomeen ontstaan dat phosphor trails wordt genoemd en een beetje lijkt op het regenboogeffect waarvan singlechip-dlp-projectoren last hebben. Niet iedereen is er even gevoelig voor en sommige mensen zien het effect in het geheel niet, maar als je het wel ziet, kan het erg storend zijn en het kijkplezier vergallen. Het effect ontstaat als je je ogen over het scherm beweegt. Soms zijn er dan korte kleurenflitsen waarneembaar die weer verdwijnen als je ogen stoppen met bewegen. Op onderstaande foto van een zwart-wit-beeld die met een bewegende camera is gemaakt is het effect goed te zien.
/i/1393328977.jpeg?f=imagenormal)
Ook kunnen veel mensen zien dat het beeld van een plasmatelevisie knippert waardoor het wat minder rustig is voor je ogen. Niet iedereen vindt dit even storend en veel mensen zijn er na een korte periode aan gewend, maar sommige mensen vinden het beeld van een lcd-televisie om deze reden veel prettiger kijken.
Tevens is er bij sommige modellen een zachte bromtoon hoorbaar als er een helder beeld wordt weergegeven. Plasma-tv's maken overigens altijd wel een beetje geluid. Dat komt door de actieve koeling die nodig is omdat plasmaschermen behoorlijk warm kunnen worden. Om te voorkomen dat de tv kapot gaat door oververhitting, wordt een deel van de warmte afgevoerd door middel van ventilatoren aan de achterkant. Meestal doen de ventilatoren hun werk zonder dat ze al te veel geluid produceren maar in een stille omgeving is het geluid meestal wel hoorbaar. Bovendien gaan de ventilatoren door slijtage na verloop van tijd steeds meer geluid maken.
De oorzaak dat het scherm zo warm wordt is dat er behoorlijk wat energie wordt verbruikt. Hoewel het energieverbruik van plasma's de afgelopen jaren al flink is teruggedrongen, ligt het verbruik nog altijd flink hoger dan bij moderne lcd-tv's met led-backlight. Op onderstaande foto is het energieverbruik in beeld gebracht met een warmtecamera. We zien een plasma-tv die hetzelfde schaakbordpatroon vertoont dat we normaal gebruiken voor contrastmetingen. De witte vlakken worden duidelijk warmer dan de zwarte en ook zien we dat de elektronica achter het scherm behoorlijk warm wordt.

Het einde van het plasmatijdperk
Een van de belangrijkste oorzaken voor het uiteindelijke verdwijnen van plasma is de hevige concurrentie van lcd-televisies. Lange tijd waren lcd-televisies niet verkrijgbaar in grote maten en bovendien was de beeldkwaliteit van lcd's niet geweldig. De ontwikkeling van lcd-panelen heeft niet stilgestaan en inmiddels zijn lcd-panelen in alle soorten en maten te verkrijgen en is de beeldkwaliteit enorm verbeterd. Ook zijn de prijzen door schaalvergroting drastisch gedaald waarbij het einde nog niet in zicht is.
De huidige trend om televisiebehuizingen steeds platter te maken en de bezels rond de schermen steeds smaller, kan niet gevolgd worden door plasmafabrikanten en bovendien is er een belangrijke concurrerende beeldtechniek bijgekomen in de vorm van oled. Televisies met oled-panelen bieden de beste beeldkwaliteit van alle schermtechnieken en kunnen nóg platter worden gemaakt en hebben nóg smallere bezels dan lcd-tv's. Bovendien staat oled nog maar in de kinderschoenen waardoor we in de toekomst nog vele verbeteringen van deze techniek tegemoet kunnen zien.
Een andere belangrijke factor die een rol speelt bij het verdwijnen van plasma is de komst van ultra high definition. Doordat een uhdtv vier keer zoveel pixels heeft als een hdtv is het nodig om de pixels vier keer zo klein te maken. Het probleem met plasma is dat de lichtopbrengst flink afneemt als de afzonderlijke cellen kleiner worden gemaakt. Dat zou kunnen worden gecompenseerd door een hogere spanning op de cellen te zetten, maar dat heeft weer negatieve gevolgen voor het energieverbruik en de levensduur van het paneel. Dit is ook de reden dat plasmatelevisies nooit in kleinere maten zijn gemaakt.
Hoe erg moeten we het verdwijnen van plasma nu eigenlijk vinden? Voor veel liefhebbers van een mooi contrastrijk beeld is een lcd-tv geen goede opvolger van een plasma. Er zijn lcd-modellen die local dimming gebruiken om het contrast wat op te peppen, maar op dit vlak zal lcd waarschijnlijk nooit zo goed worden als plasma. Gelukkig zijn er tegenwoordig oled-televisies te koop die wél een waardige vervanger zijn van een plasma met een beeldkwaliteit die veel beter is. De prijs is nog hoog maar het afgelopen jaar al wel gedaald naar het niveau van een high-end plasma-tv en dat geeft natuurlijk goede hoop voor de toekomst. Als je niet heel lang geleden een plasmatelevisie hebt gekocht zou het maar zo kunnen dat oled-televisies betaalbaar zijn geworden tegen die tijd dat je een nieuwe tv nodig hebt. Tot die tijd kun je nog vele jaren genieten van de mooie plasmatechniek, die nu echt op sterven na dood is.