作者：秦風(fēng)

PDP早期發(fā)展及應(yīng)用

等離子顯示器(PDP)在1964年由美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的兩位教授發(fā)明，20世紀(jì)70年代初實(shí)現(xiàn)了25.4cm的512×512像素單色PDP的批量生產(chǎn)；1980年代中期，美國(guó)Photonics公司研制了152.4cm級(jí)的2048×2048像素單色PDP，但直到20世紀(jì)90年代才突破彩色化、亮度和壽命等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)入彩色實(shí)用化階段。1993年日本富士通公司首次進(jìn)行了53.3cm的640×480像素的彩色PDP生產(chǎn)，接著日本的三菱、松下、NEC、先鋒和WHK等公司先后推出了各自研制的彩色PDP，其分辨率均達(dá)到了實(shí)用化階段。富士通公司開發(fā)的139.7cm的55彩色PDP的分辨率達(dá)到了1920×1080像素，完全適合高清晰度電視的顯示要求。近年來，韓國(guó)的LG、三星、現(xiàn)代，我國(guó)臺(tái)灣的明基、中華映管等公司都已走出了研制開發(fā)階段，建立了91.6cm級(jí)的中試生產(chǎn)線，美國(guó)Plasmaco、荷蘭飛利浦和法國(guó)湯姆遜等公司都開發(fā)了各自的PDP產(chǎn)品，1998年飛利浦推出的106.7cm壁掛式PDP寬屏幕彩色電視機(jī)，其圖像質(zhì)量和伴音令人耳目一新。近年來，PDP等離子屏顯示器發(fā)展迅速，具有很大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Γ鹆巳蚋鞔髲S商的特別關(guān)注。經(jīng)過多年的發(fā)展，尤其是近五年，PDP的關(guān)鍵技術(shù)已基本突破。目前所面臨的問題是如何降低成本，提高性能，并實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

松下、SONY、NEC、富士通等廠商紛紛開發(fā)了自己的PDP產(chǎn)品，現(xiàn)階段主要用于PDP TV、飛機(jī)場(chǎng)、火車站、展示會(huì)場(chǎng)、企業(yè)研討、學(xué)術(shù)會(huì)議、遠(yuǎn)程會(huì)議等公共場(chǎng)所的信息顯示以及自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)等。

PDP技術(shù)簡(jiǎn)介

PDP工作原理

PDP是由近百萬個(gè)胞元(cell)組成的，每一個(gè)胞元是由三個(gè)分別涂有紅、藍(lán)、綠三原色熒光粉的放電槽構(gòu)成。三色放電槽間由阻隔層隔開，以避免產(chǎn)生色彩混濁使顯示不清，每個(gè)放電槽中還有一對(duì)電極裝置，如圖1所示。



圖1 直接訪問方式示例

其中，玻璃基板所使用鈉玻璃材料，這和我們的普通窗戶玻璃相同且價(jià)格便宜。PDP所使用的基板具有高應(yīng)變點(diǎn)(拐點(diǎn))，所謂應(yīng)變點(diǎn)是指玻璃本身并非均勻物質(zhì)，且熱傳導(dǎo)方向不均勻，使得各方向的伸長(zhǎng)與收縮不一致而產(chǎn)生變形，此時(shí)的溫度稱為應(yīng)變點(diǎn)。在PDP的制造過程中，因?yàn)橛?00℃以上的加熱制程，必須使用高應(yīng)變點(diǎn)的基板。

透明電極(掃描電極)只有在AC型的PDP使用，所用的材料為ITO膜(銦錫合金氧化膜和二氧化錫膜)，為了只讓特定的胞元發(fā)光，電極分為橫向電極與縱向電極，只有兩個(gè)電極都通過電流的胞元才工作。

總線輔助電極位于透明電極的下方，以輔助透明電極引發(fā)放電并附有降低透明電極的高線電阻之任務(wù)。為了避免造成發(fā)光的阻礙、造成亮度降低的事情發(fā)生，在必要的電阻條件下總線盡可能的纖細(xì)，其寬度約50~200μm。

保護(hù)層成分為氧化鎂，主要是防止電極的磨耗、產(chǎn)生放電電子、限制多余的放電電流、維持放電狀態(tài)。

阻隔壁的材料為玻璃漿料，其目的是確保微小的放電空間和防止三色熒光粉的混合，其線寬在50mm之下，高度在150mm左右。阻隔壁的形狀，在AC型為條狀，在DC型為格子狀，構(gòu)造較為復(fù)雜。

熒光層的作用是獲得可見光的發(fā)光及彩色化，所以一般將熒光體涂在阻隔壁與阻隔壁之間的平面及側(cè)面上，不同的熒光體吸收紫外線后發(fā)出不同波長(zhǎng)的色光。

可見，PDP發(fā)光原理和日光燈極為相似。在前后二片玻璃基板間注入惰性氣體，通電施加電壓使惰性氣體解離(即等離子效應(yīng))而釋放出紫外線光。紫外線光刺激熒光粉發(fā)出紅、藍(lán)、綠三原色的可見光，然后經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器IC控制電極電壓來調(diào)整等離子的強(qiáng)弱，使色彩變化?？梢?，一個(gè)等離子顯示器可以說是數(shù)十萬到數(shù)百萬個(gè)紅、藍(lán)、綠熒光燈管所組成的集合體。

PDP的特點(diǎn)

PDP優(yōu)點(diǎn)是：
1、純平面顯示、厚度薄、體積小、重量輕；
2、屏幕亮度均勻、不會(huì)因地磁影響出現(xiàn)色彩漂移、幾何失真和噪音干擾；
3、色彩還原性好，灰度可超過256級(jí)、響應(yīng)速度快、寬視角(可達(dá)到160度)；
4、具有記憶特性，高亮度、高解析度、高對(duì)比度、大屏幕(目前已達(dá)103英寸)；
5、多種音效、畫效，可變色溫、低環(huán)境光反射、無X射線輻射。

PDP缺點(diǎn)是：
1、承壓能力差；
2、功耗大、光效低；
3、成本高、價(jià)格昂貴。

PDP的技術(shù)瓶頸

目前PDP主流產(chǎn)品停留在40~60英寸這個(gè)市場(chǎng)區(qū)間。尺寸愈大，電路材料成本愈高、驅(qū)動(dòng)IC愈多；廠家雖然可以通過改良驅(qū)動(dòng)IC，讓一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC控制較多的電極裝置，但相對(duì)來說，驅(qū)動(dòng)IC將越來越復(fù)雜；驅(qū)動(dòng)IC的質(zhì)與量之間難以平衡的關(guān)系，限制了PDP往更大尺寸發(fā)展的可能性。此外，在目前的技術(shù)水平之下，尺寸愈大抽灌氣過程將更加困難與耗時(shí)，制造的時(shí)間成本無法降低，因此在制程技術(shù)尚未獲得突破前，PDP往更大尺寸量產(chǎn)仍存在困難。

PDP未能朝小尺寸發(fā)展的原因是材料微型化的限制。假設(shè)一般消費(fèi)者追求的是1024×768像素的顯示器，目前的PDP廠商有能力在42英寸的面板上置入如此多的像素并使其商品化；但若現(xiàn)在要使30英寸的面板達(dá)到同一像素水準(zhǔn)，則每一個(gè)像素面積要縮小約50倍，而像素內(nèi)部阻隔層、電極裝置的制造技術(shù)還未能達(dá)到微型化的要求，目前只有極少數(shù)PDP廠商有能力試產(chǎn)小尺寸PDP。此外，成本太高也使得小尺寸PDP尚不具有商品化的價(jià)值。所以PDP目前的應(yīng)用僅限于電視機(jī)顯示器，不像LCD的可應(yīng)用范圍廣，包括電視、電腦屏幕、手機(jī)屏幕、投影儀及便攜式產(chǎn)品等。

PDP市場(chǎng)遭遇阻擊

在液晶顯示技術(shù)未攻克大屏顯示技術(shù)和克服成本的障礙下，等離子顯示技術(shù)一度曾穩(wěn)居大屏市場(chǎng)老大。但據(jù)iSuppli最新報(bào)告，在2006年第4季度全球等離子出貨量中，日本松下電器穩(wěn)居霸主地位，占據(jù)全球37.3%的份額。由于市場(chǎng)中充斥LCD面板，韓國(guó)廠商的PDP面板出貨量下滑。韓國(guó)LG電子最終以24.2%的PDP單元出貨量維持第二。韓國(guó)三星電機(jī)以21.1%的市場(chǎng)份額排名第三。排名第四的是富士通日立等離子公司(FHP)，市場(chǎng)份額為10.7%。日本先鋒以6.8%的市場(chǎng)份額躋身前五位。

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圖 2006年第4季度PDP不同面板尺寸的出貨動(dòng)向
單位:百萬美元
來源:DISPLAYBANK

iSuppli預(yù)計(jì)，2011年全球PDP產(chǎn)量將增長(zhǎng)到2,270萬臺(tái)，2007年預(yù)計(jì)為1,340萬臺(tái)，年復(fù)合增長(zhǎng)率14%。2006年P(guān)DP產(chǎn)量約1,000萬臺(tái)，總銷售收入為77億美元。2006年第4季度，整體面板出貨量達(dá)到270萬單元，與第3季度相比有4%的適度增長(zhǎng)。 盡管出貨量增長(zhǎng)，但整個(gè)PDP產(chǎn)業(yè)鏈—尤其是面板制造商和品牌廠商，依然面臨如何維持盈利的挑戰(zhàn)。由于來自LCD TV和投影儀的激烈競(jìng)爭(zhēng)，PDP價(jià)格下滑不可避免。預(yù)計(jì)PDP平均價(jià)格將維持年復(fù)合負(fù)增長(zhǎng)率-13% 的下滑速度，未來5年期間，PDP市場(chǎng)收入僅有輕微增加。


圖 全球TV市場(chǎng)總量與LCD TV之滲透率
來源：iSuppli

PDP平均售價(jià)下滑有下列因素：第一，競(jìng)爭(zhēng)加劇迫使面板制造商進(jìn)行價(jià)格戰(zhàn)，品牌廠商希望通過價(jià)格戰(zhàn)維持其領(lǐng)先的市場(chǎng)占有率。第二，更大尺寸面板可以提高生產(chǎn)效率，降低了面板制造成本。第三，改進(jìn)制造過程，提高產(chǎn)量。第四，電子器件和玻璃面板等顯示材料的成本下降。第五，在家用和商用市場(chǎng)，LCD TV和投影儀與PDP的競(jìng)爭(zhēng)加劇。 由于平均售價(jià)下滑，以及擔(dān)憂未來收入下降，許多廠商猶豫不前，甚至退出或變賣其PDP業(yè)務(wù)，松下是唯一繼續(xù)擴(kuò)充PDP產(chǎn)能的制造商。松下希望大尺寸PDP需求繼續(xù)保持強(qiáng)勁勢(shì)頭，數(shù)字告示牌和商業(yè)市場(chǎng)可以開始加速。 其它等離子面板供應(yīng)商正在持觀望態(tài)度，甚至可能將產(chǎn)能利用率削減到70%的水平。這些供應(yīng)商對(duì)市場(chǎng)前景表示擔(dān)憂，并且都不愿意與松下直接競(jìng)爭(zhēng)。

面對(duì)挑戰(zhàn)應(yīng)采取的措施

技術(shù)上要有所突破

1、降低產(chǎn)品功耗。優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)，使40英寸級(jí)PDP產(chǎn)品功耗從目前300W左右降低到200W以下，甚至接近100W。

2、 提升產(chǎn)品的發(fā)光效率。富士通公司研究資料表明，通過放電氣體和電極結(jié)構(gòu)的改善，可使發(fā)光效率從目前的1.8lm/W提升至2.5lm/W。驅(qū)動(dòng)電壓波形的改善約可提升1.6倍，熒光粉的改善可提升1.1倍，阻隔壁的改善可提升1.2倍，合計(jì)可使發(fā)光效率達(dá)到5lm/W。

3、 提高畫面質(zhì)量。目前彩色PDP產(chǎn)品的R、G、B視頻信號(hào)大多采用8位，未來發(fā)展趨勢(shì)是采用10位或者12位視頻信號(hào)，顯著提升PDP產(chǎn)品的彩色和灰度再現(xiàn)能力。雖然彩色PDP的暗室對(duì)比度已達(dá)10000∶1，但明室對(duì)比度一般在100∶1以下，需要進(jìn)一步提高。

注重市場(chǎng)細(xì)分，定位明確，避免惡性價(jià)格戰(zhàn)

在技術(shù)和成本沒有大的突破前，PDP產(chǎn)品在市場(chǎng)定位上，應(yīng)在尺寸上大做文章。50~100英寸應(yīng)定位高端市場(chǎng)，避開與LCD TV等的正面沖突，以保證利潤(rùn)的最大化。40~50英寸規(guī)格的面板應(yīng)降低市場(chǎng)價(jià)格，以擴(kuò)大市場(chǎng)份額及出貨量，以大批量、規(guī)?；?yīng)獲取利潤(rùn)，從而阻止被LCD TV不斷蠶食的市場(chǎng)不再流失，在市場(chǎng)上穩(wěn)住腳跟，并不斷發(fā)展壯大。

合理布局生產(chǎn)線，降低成本

PDP之所以受到來自其他平板顯示技術(shù)的沖擊，主要源于其較高的制造成本。要與LCD TV一爭(zhēng)高下，在生產(chǎn)成本的控制上要做足功夫。要充分考慮PDP產(chǎn)業(yè)鏈上下游的關(guān)系，以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。應(yīng)從原材料、生產(chǎn)流程的控制管理和滿足下游終端客戶的需求來進(jìn)行全局性的考慮，促使PDP成本降低，提高單位凈利潤(rùn)，在大屏幕市場(chǎng)上雄霸天下，有所作為。


圖 松下2006年推出的103英寸PDP高清電視

參考文獻(xiàn)：
1. 應(yīng)根裕，胡文波，邱勇等，‘平板顯示技術(shù)’，人民郵電出版社，2002.
2. Displaybank 2006年PDP面板出貨分析報(bào)告.