等離子電視(英文名等離子體 TV)是一種采用等離子顯示面板(英文名Plasma Display Panel,縮寫為PDP)的電視機。等離子顯示面板是在兩張相距幾百微米的玻璃板之間注入惰性氣體, 并施加電壓, 激勵平板顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發光成像的設備。其工作原理是一種利用氣體放電的自發光顯示技術,其工作原理與日光燈很相似。這種電視機具有輕、薄、大畫屏、高畫質、色彩逼真、畫面動作流暢、不閃爍等特點。
等離子電視在1964年由美國的伊利諾伊州大學的兩位教授發明,70 年代初實現了10英寸512x512線單色PDP的批量生產。由于2002年6月的國際足聯世界杯錦標賽極大地將等離子電視推向了高峰,但在2005年1月7日,索尼、東芝兩大日資家電巨頭宣布淡出等離子電視市場。
2006年,索尼、東芝兩家公司明確表示將放棄等離子電視領域的研發。后續富士通株式會社、飛利浦、先鋒、日立制作所、松下電器一大批廠家陸續退出等離子電視市場,隨后電視機市場逐漸被液晶顯示器(LCD)逐漸取代。
發展歷程
發展歷史
等離子顯示器于1964年由美國的伊利諾伊州大學的兩位教授發明,70年代初實現了10英寸512x512線單色 PDP 的批量生產,80年代中期,美國的Photonisc公司研制了60英寸級顯示容量為2048x2048 線單色PDP,但直到90年代才突破彩色化、亮度和壽命等關鍵技術進入彩色實用化階段。
1993年日本富士通株式會社首選進行21英寸640x480像素的彩色PDP生產,接著日本的三菱集團、松下電器、NEC、先鋒和WHK等公司先后推出了各自研制的彩色PDP,其分辨率達到實用化階段。富士通公司開發的55英寸彩色PDP的分辨率達到了1920x1080像素,完全適合高清晰度電視的顯示要求。
1998年飛利浦推出的42英寸壁掛式PDP寬屏幕彩色電視機。
2002年6月的國際足聯世界杯錦標賽極大地促進了等離子電視的普及,而美國國會正在著手關于高清晰數字電視播的立法,更會加速這一進程。順應美國政策要求,家 電行業的跨國公司紛紛減少CRT(顯像管)電視的產量,加大等離子等高清晰電視的生產。
2005年1月4日于美國開幕的國際電子消費展上三星電子展示了當今全球最大的102英寸純數字高清等離子電視Z102。內置兩部電視調諧器,畫面可以分割顯示。
2005年1月7日,正當索尼、東芝兩大日資家電巨頭宣布淡出等離子電視生產時,日本另一家電巨頭先鋒電子卻高調宣布將繼續追加近5億美元巨資投向等離子的研發生產。 同時,先鋒電子中國投資有限公司還宣布,將借道中國音響業巨頭CAV的專賣店搶占中國市場,有意避開國美"蘇寧易購等家電連鎖賣場。
2005年2月3日至8日,在國產平板電視瘋狂降價的一再刺激下,合資企業價格戰終于在春節前一周爆發。蘇寧在其促銷清單中,LG 的一款42英寸等離子電視僅售19688元,首破20000元大關,三星“三洋”的等離子價格也應聲下落。
2005年3月30日,一面由數十部等離子和液晶彩電組成的高端彩電展示墻在成都市首家平板電視精品店 —— 成都國美新南門店亮相。這面展示墻總長達150多米,高3米多,是目前國內最大的等離子電視墻。
2005年5月24日,松下電器發布消息準備投資1000億日元(7.2億歐元)在日本建設世界上最大的等離子顯示屏工廠,以達到世界市場占有率 40% 的目標。該工廠在2005年11月開工,松下在2005年每月的等離子顯示屏生產能力已經達到15萬臺,它預計有能力在2006年生產200萬臺等離子顯示屏。
2005年7月15日,日本松下攜第八代等離子入華。
2005年下半年,LG電子旗下的第四期等離子模塊生產線正式投產使用。
2005年9月11日,長虹在北京國美推出55英寸液晶電視和65英寸等離子電視,這是截止2005年9月11日,中國國產品牌推出的最大規格平板電視。長虹彩電工程師王京若告訴記者,“55英寸液晶和65英寸等離子是目前為止中國能夠自主制造的最大尺寸平板電視,價格在25000元至149999 元左右不等,今后消費者可以在國美安貞店內首先購買到全線型號、尺寸的產品。”
2005年11月25日,中央數字電視傳媒有限公司在京宣布,確定日立制作所成為繼松下電器之后中國中央電視臺高清數字電視《高清影視》全國市場推廣的第二家合作伙伴。
2008年6月26日,由中國電子視像行協會聯合美國美國國際數據集團國際數據集團RBI銳德商業集團主辦,中國電子視像行業協會等離子專業委員會和《TWICECHINA消費電子商訊》共同承辦的“2008年等離子電視市場發展論壇”成功落下了帷幕。工業和信息化部、中國電子視像行業協會、北京中怡康時代、中國電子技術標準化研究所電子設備與系統研究中心等政府部門和研究機構專家出席。
2008年,中國彩電總銷量較2007年基本持平,各彩電技術類型結構發生了顯著的變化。CRT電視市場持續衰減,液晶電視穩定增長,等離子電視高速增長。等離子電視2008年銷售量162萬臺,占總體彩電4.5%,銷售額100億元,占總體彩電7.6%。
2010年,國際消費電子展上,日本松下電器產業公司首次推出了世界最大的3D(三維)全高清等離子電視機,屏幕達到152英寸
各大企業淡出等離子市場
索尼、東芝:2006年,索尼、東芝兩家公司明確表示將放棄等離子電視領域的研發,全力轉向液晶電視市場,而現有等離子將全部清倉,大幅降價處理。
富士通株式會社:2008年,日本富士通集團宣布,將停止生產等離子電視機。在2009年3月份退出等離子電視市場,將精力集中在核心業務上。
飛利浦:2007年3月傳出退出,后予以否認,2007年9月證實退出,2009完全退出。
先鋒:2008年3月,先鋒宣布退出等離子面板的生產,改向松下電器采購面板
日立制作所:2008年9月18日,全球第四大等離子面板制造商日立突然宣布將停止自己的等離子面板生產,轉向松下采購。
Vizio:2009年,中國臺灣瑞軒科技 Vizio 也宣布停止等離子電視業務,今后將專心經營液晶電視事業
松下:2011年開始逐漸收縮等離子面板業務,加大液晶業務投資。2013年11月宣布停產,并將于次年3月停止所有等離子業務。
長虹:2012年10月26日,四川長虹召開臨時股東大會,審議通過終止向大股東四川長虹電子控股集團有限公司收購“歐麗安PDP”股權的議案。
基本結構
等離子顯示面板
等離子屏的基本結構由基板、 上層玻璃和下層玻璃組成。基板和玻璃是用雙面膠粘合在一起的。PDP按工作方式的不同主要可分為電極與氣體直接接觸的直流型(DC-PDP)和電極用覆蓋介質層與氣體相隔離的交流型(AC-PDP)。
研究開發的彩色PDP的類型主要有三種:單基板式(又稱表面放電式)交流PDP、雙式(又稱對向放電式)交流PDP和脈沖存儲直流PDP。由于等離子電視顯示原理, PDP屏存在嚴重的電磁干擾(EMI) 問題, 等離子屏四周邊是易碎的玻璃, 因此等離子電視結構設計比顯像管電視和液晶電視結構設計復雜。
屏蔽組件的設計
由于等離子顯示面板的顯示原理,導致PDP屏幕存在嚴重的電磁干擾(EMI)問題。會對電網造成污染,還會影響到其他用電器的正常運作,而且會以輻射干擾的形式影響到周圍空間。為了確保產品符合CCC要求,必須嚴格控制產品的EMI。
PDP屏幕的電磁干擾主要分為傳導干擾和輻射干擾兩類。傳導干擾通過交流電源線路傳播,頻率低于30MHz,而輻射干擾則通過空間傳播,頻率在30MHz~1GHz之間。所以使用屏蔽玻璃屏蔽屏的正面,使用金屬壓條(金屬條)屏蔽側面,使用鐵殼屏蔽后部。
屏蔽玻璃由層壓在兩層聚丙烯或玻璃之間的金屬絲制成,也可以將金屬薄膜真空沉積在化學基片上制成。這種玻璃的透光率可達40%~50%,在100KHz磁場中的屏蔽效能為20dB,在10MHz電場中的屏蔽效能為80dB,在1GHz電場中的屏蔽效能為70dB。
為了達到良好的屏蔽效果并防止輻射泄漏,需要在正面、側面和后部的屏蔽零件的接縫處加入既具有一定彈性,又具有良好導電特性的導電泡棉,填充縫隙的同時保持兩個界面間的電連續性。
導電泡棉是一種防電磁波輻射的產品,采用彈性良好的聚氨泡棉作為夾層,外部用高導電性的復合鋁箔包卷。底部貼有兩面導電膠帶,主要用于縫隙的屏蔽。使用時將膠帶直接粘貼在有EMI泄漏的縫隙處,用力碾壓多次,使金屬箔與另一部分金屬實現良好的電接觸,保證屏蔽體的導電連續性,以達到最佳的屏蔽效果。
等離子屏的安裝固定
由于等離子屏的正面是玻璃,四邊沒有保護,因此等離子屏的安裝固定與同樣屬于平板的液晶屏不同。雖然液晶屏正面是較為軟弱的膜,但其四周邊和后部都用鋼板包圍起來,可以與前殼或其它零件直接接觸。而等離子屏由于四邊沒有任何保護,左右兩邊和下部都粘貼有 FPC(軟排線),不能與前殼或金屬壓條直接接觸,必須懸浮在它們中部,與它們保持一定距離。所以支撐架、頂部小支撐架以及側端小支撐架既和屏連接,也和前殼連接,作用是阻止前殼和屏之間相互運動,使等離子屏與前殼和金屬壓條始終保持一個固定的距離,避免它們相互接觸。屏蔽玻璃與前殼直接接觸,用螺釘固定在前殼上的金屬壓條通過導電泡棉緊緊壓住屏蔽玻璃,使其不能移位。等離子屏懸浮在金屬壓條上,四邊的空隙用海綿墊填充,防止灰塵進入。
機殼
前殼材料的選擇
等離子電視與顯像管電視結構不同,當放置在桌面時,等離子電視自身的重量通過固定在屏上的底座轉接支架的傳遞而依靠底座來承受,外殼起到裝飾的作用。顯像管電視則是完全依靠外殼來承重的。一般29寸顯像管電視重量約為42Kg,42寸等離子電視重量約為31Kg。單純從放置在桌面使用來考慮,等離子電視的前殼完全可以采用以往顯像管電視的前殼的用料HIPS (高抗沖聚苯乙烯),不需要提高強度方面的要求甚至還可以降低性能上的要求。但目前大多數的等離子電視都是整機和底座分開包裝的,當運輸和搬運時,是外殼在承受電視機的重力。另外考慮到消費者在家中移動電視機時,都是以外殼為承托,很少人會抓住底座來搬動電視機。從這些方面看,材料的性能不可以降低,故等離子電視的前殼用料還是選用HPS。
后殼材料的選擇
等離子電視有相當大的輻射,為了屏蔽電磁波,等離子電視的后殼需使用金屬材料。以往,等離子后殼一般采用鋁板制作,因為鋁板輕,而且散熱性能好。隨著市場競爭加劇,產品利潤下降,等離子后殼一般采用電解板來制作。雖然重量增加了,但成本降低了。
電路
等離子電視的電路有以下幾種:
(1)電源板:為顯示器和相關電路提供電源。
(2)X/Y 驅動電路:其作用與普通顯像管電視機的掃描電路基本相似。
(3)接口電路:用來完成信號的連接。
(4)邏輯電路:用來對相關電路的工作狀態進行控制。
在等離子電極之間加上高壓后,密封在兩層玻璃之間的氣體便產生紫外光,從而激發 R、C、B三基色熒光體發出可見光。每個等離子作為一個像素,由這些像素的明暗和顏色變化的組合,即可產生各種灰度和色彩的圖像。
配件
除了后殼, 等離子電視還需使用到許多金屬件。 使用在平板電視上的鋼板材一般有三種 ,SPCC、SGCC 和 SECC。
SPCC:又稱冷軋板, 硬度最低, 表面一般需要噴涂處理(會增加成本),價格低。
SGCC:又稱電鍍鋅板, 硬度中等, 一般無需表面處理,切斷面易生銹, 一般板厚0.5~2.0mm,價格高。
SECC:又稱熱浸鋅鋼板, 硬度最高, 一般無需表面處理,韌性較差, 抽深時易裂, 一般板厚0.5~2.0mm,價格中等。
工作原理
等離子體顯示器的顯示原理
等離子體發光單元內部涂抹了熒光粉,這些熒光粉會在電場作用下被電離放電而發光。等離子彩色顯示單元將一個像素單元分為三個小單元,并在每個單元內涂上紅色、綠色和藍色三色熒光粉。每個小單元所發的光就是紅色、綠色和藍色三色光合成的效果。等離子體顯示單元的發光過程分為四個階段:
第一階段是預備放電,給掃描/維持電極和維持電極之間施加電壓,使單元內的氣體開始電離,為放電創造條件。
第二階段是開始放電,接著給數據電極與掃描/維持電極之間加上電壓,使得單元內的離子開始放電。
第三階段是放電發光與維持發光,在這個階段,數據電極上的電壓被移除,而給掃描/維持電極和維持電極之間加上交流電壓,使得單元內形成連續放電,從而可以維持發光狀態。
第四階段是消去放電,交流信號被移除后,單元內變成弱的放電狀態,等待下一個幀周期的放電發光激勵信號。
等離子體發光的原理主要有兩種:一種是在電離形成等離子體時直接產生可見光;另一種是利用等離子體產生紫外光來激發熒光體發光。等離子體并非固態、液態或氣態,它是一種含有離子和電子的混合物。
在顯示單元中,加上高電壓使得電流流過氣體,從而使原子核的外層電子被激發出來。這些帶負電的粒子會飛向電極,在飛行過程中與其他電子碰撞會提高其能級。當電子回復到正常的低能級時,多余的能量就會以光子的形式釋放出來。
等離子體顯示板的像素實際上類似于微小的燈管,其基本結構是在兩片玻璃之間設有一排一排的點陣式的驅動電極,其間充滿惰性氣體。像素單元位于水平和垂直電極的交叉點。要使像素單元發光,可在兩個電極之間加上足以使氣體電離的電壓。顏色是由單元內的磷化合物(熒光粉)發出的光產生的。通常等離子體發出的紫外光是不可見光,但涂在顯示單元中的紅、綠、藍三種熒光粉受到紫外線轟擊就會產生紅、綠和藍的顏色。改變三種顏色光的合成比例就可以得到任意的顏色,這樣等離子體顯示屏就可以顯示彩色圖像。
等離子顯示板的驅動方法
等離子體顯示板是由水平和垂直交叉的陣列驅動電極組成的,與顯像管的顯示方法不同,它可以按像點的順序驅動發光,也可以按線(相當于行)的順序驅動顯示,還可以按整個畫面的順序顯示。而顯像管由于有一組有R、G、B組成的電子槍,它只能采用一行一行的掃描方式驅動顯示。主要由點順序驅動、線掃描驅動、面驅動三種方式。
點順序驅動,即水平驅動和垂直驅動信號經開關順次接通各電極的引線,水平和垂直電極的交叉點就形成對等離子體顯示單元的控制電壓,使水平驅動開關和垂直驅動開關順次變化就可以形成對整個畫面的掃描。每個點在一場周期中的顯示時間約為 0.1μs,因此,必須有很高的放射強度,才能有足夠的亮度。
線掃描驅動方式,垂直掃描方式與上述相同,水平掃描驅動是由排列在水平方向的一排驅動信號線同時驅動的,一次將驅動信號送到水平方向的一排像點上。視頻信號經處理后送到1H存儲器上存儲一個電視行的信號,這樣配合垂直方向的驅動掃描一次就可以顯示一行圖像。一場中一行的顯示時間等于電視信號的行掃描周期。
面驅動方式,視頻信號經處理后送到存儲器形成整個畫面的驅動信號,一次將驅動信號送到顯示板上所有的像素單元上,它所需要的電路比較復雜。但由于每個像素單元的發光時間長,一場中的顯示時間等于一個場周期25ms,因而亮度也非常高,特別適合室外的大型顯示屏。
參考資料 >
等離子電視(plasma display panel tv).有道.2023-10-23
對等離子預期悲觀 飛利浦棄等離子轉道液晶.新浪財經.2023-10-16
日立巨虧7000億日元 昔日巨擘或退出消費電子(2)——中新網.中國新聞網.2023-10-16
松下將退出電視等離子面板業務 工廠將被出售.新浪財經.2023-10-16
長虹將告別等離子 投資40億建設生產線面臨關閉.新浪四川.2023-10-16
深度解析顯示技術的發展史及其發展特點.AET電子技術應用.2023-10-15