關鍵詞:PDP(等離子顯示器);PDP TV(等離子電視);平板顯示器
PDP早期發展及應用
等離子顯示器(PDP)在1964年由美國伊利諾斯大學的兩位教授發明,20世紀70年代初實現了25.4cm的512×512像素單色PDP的批量生產;1980年代中期,美國Photonics公司研制了152.4cm級的2048×2048像素單色PDP,但直到20世紀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年日本富士通公司首次進行了53.3cm的640×480像素的彩色PDP生產,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,其分辨率均達到了實用化階段。富士通公司開發的139.7cm的55彩色PDP的分辨率達到了1920×1080像素,完全適合高清晰度電視的顯示要求。近年來,韓國的三星、現代,我國臺灣的明基、中華映管等公司都已走出了研制開發階段,建立了91.6cm級的中試生產線,美國Plasmaco、荷蘭飛利浦和法國湯姆遜等公司都開發了各自的PDP產品,1998年飛利浦推出的106.7cm壁掛式PDP寬屏幕彩色電視機,其圖像質量和伴音令人耳目一新。近年來,PDP等離子屏顯示器發展迅速,具有很大的市場發展潛力,引起了全球各大廠商的特別關注。經過多年的發展,尤其是近五年,PDP的關鍵技術已基本突破。目前所面臨的問題是如何降低成本,提高性能,并實現大批量生產。

松下、SONY、NEC、富士通等廠商紛紛開發了自己的PDP產品,現階段主要用于PDPTV、飛機場、火車站、展示會場、企業研討、學術會議、遠程會議等公共場所的信息顯示以及自動監視系統等。
PDP技術簡介
PDP工作原理
PDP是由近百萬個胞元(cell)組成的,每一個胞元是由三個分別涂有紅、藍、綠三原色熒光粉的放電槽構成。三色放電槽間由阻隔層隔開,以避免產生色彩混濁使顯示不清,每個放電槽中還有一對電極裝置,如圖1所示。
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格便宜。PDP所使用的基板具有高應變點(拐點),所謂應變點是指玻璃本身并非均勻物質,且熱傳導方向不均勻,使得各方向的伸長與收縮不一致而產生變形,此時的溫度稱為應變點。在PDP的制造過程中,因為有500℃以上的加熱制程,必須使用高應變點的基板。
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光,電極分為橫向電極與縱向電極,只有兩個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放電并附有降低透明電極的高線電阻之任務。為了避免造成發光的阻礙、造成亮度降低的事情發生,在必要的電阻條件下總線盡可能的纖細,其寬度約50-200μm。
保護層成分為氧化鎂,主要是防止電極的磨耗、產生放電電子、限制多余的放電電流、維持放電狀態。
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50μm之下,高度在150μm左右。阻隔壁的形狀,在AC型為條狀,在DC型為格子狀,構造較為復雜。
熒光層的作用是獲得可見光的發光及彩色化,所以一般將熒光體涂在阻隔壁與阻隔壁之間的平面及側面上,不同的熒光體吸收紫外線后發出不同波長的色光。
可見,PDP發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)而釋放出紫外線光。紫外線光刺激熒光粉發出紅、藍、綠三原色的可見光,然后經由驅動器IC控制電極電壓來調整等離子的強弱,使色彩變化。可見,一個等離子顯示器可以說是數十萬到數百萬個紅、藍、綠熒光燈管所組成的集合體。

PDP的特點
PDP優點是:
1、純平面顯示、厚度薄、體積小、重量輕;
2、屏幕亮度均勻、不會因地磁影響出現色彩漂移、幾何失真和噪音干擾;
3、色彩還原性好,灰度可超過256級、響應速度快、寬視角(可達到160度);
4、具有記憶特性,高亮度、高解析度、高對比度、大屏幕(目前已達103英寸);
5、多種音效、畫效,可變色溫、低環境光反射、無X射線輻射。
PDP缺點是:
1、承壓能力差;
2、功耗大、光效低;
3、成本高、價格昂貴。
POP的技術瓶頸
目前PDP主流產品停留在40-60英寸這個市場區間。尺寸愈大,電路材料成本愈高、驅動IC愈多;廠家雖然可以通過改良驅動IC,讓一個驅動IC控制較多的電極裝置,但相對來說,驅動IC將越來越復雜;驅動IC的質與量之間難以平衡的關系,限制了PDP往更大尺寸發展的可能性。此外,在目前的技術水平之下,尺寸愈大抽灌氣過程將更加困難與耗時,制造的時間成本無法降低,因此在制程技術尚未獲得突破前,PDP往更大尺寸量產仍存在困難。
PDP未能朝小尺寸發展的原因是材料微型化的限制。假設一般消費者追求的是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;但若現在要使30英寸的面板達到同一像素水準,則每一個像素面積要縮小約50倍,而像素內部阻隔層、電極裝置的制造技術還未能達到微型化的要求,目前只有極少數PDP廠商有能力試產小尺寸PDP。此外,成本太高也使得小尺寸PDP尚不具有商品化的價值。所以PDP目前的應用僅限于電視機顯示器,不像LCD的可應用范圍廣,包括電視、電腦屏幕、手機屏幕、投影儀及便攜式產品等。
PDP市場遭遇阻擊
在液晶顯示技術未攻克大屏顯示技術和克服成本的障礙下,等離子顯示技術一度曾穩居大屏市場老大。但據iSuppli最新報告,在2006年第4季度全球等離子出貨量中,日本松下電器穩居霸主地位,占據全球37.3%的份額。由于市場中充斥LCD面板,韓國廠商的PDP面板出貨量下滑。韓國LG電子最終以24.2%的PDP單元出貨量維持第二。韓國三星電機以21.1%的市場份額排名第三。排名第四的是富士通日立等離子公司(FHP),市場份額為10.7%。日本先鋒以6.8%的市場份額躋身前五位。
iSuppli預計,2011年全球PDP產量將增長到2,270萬臺,2007年預計為1,340萬臺,年復合增長率14%。2006年PDP產量約1,000萬臺,總銷售收入為77億美元。2006年第4季度,整體面板出貨量達到270萬單元,與第3季度相比有4%的適度增長。盡管出貨量增長,但整個PDP產業鏈一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。由于來自LCD TV和投影儀的激烈競爭,PDP價格下滑不可避免。預計PDP平均價格將維持年復合負增長率-13%的下滑速度,未來5年期間,PDP市場收入僅有輕微增加。

PDP平均售價下滑有下列因素:第一,競爭加劇迫使面板制造商進行價格戰,品牌廠商希望通過價格戰維持其領先的市場占有率。第二,更大尺寸面板可以提高生產效率,降低了面板制造成本。第三,改進制造過程,提高產量。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,LCDTV和投影儀與PDP的競爭加劇。由于平均售價下滑,以及擔憂未來收入下降,許多廠商猶豫不前,甚至退出或變賣其PDP業務,松下是唯一繼續擴充PDP產能的制造商。松下希望大尺寸PDP需求繼續保持強勁勢頭,數字告示牌和商業市場可以開始加速。其它等離子面板供應商正在持觀望態度,甚至可能將產能利用率俏減到70%的水平。這些供應商對市場前景表示擔憂,并且都不愿意與松下直接競爭。
面對挑戰應采取的措施
技術上要有所突破
1、降低產品功耗。優化產品結構設計和電路設計,使40英寸級PDP產品功耗從目前300W左右降低到200W以下,甚至接近100W。
2、提升產品的發光效率。富士通公司研究資料表明,通過放電氣體和電極結構的改善,可使發光效率從目前的1.8lm/W提升至2.5lm/w。驅動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,合計可使發光效率達到5lm/W。
3、提高畫面質量。目前彩色PDP產品的R、G、B視頻信號大多采用8位,未來發展趨勢是采用10位或者12位視頻信號,顯著提升PDP產品的彩色和灰度再現能力。雖然彩色PDP的暗室對比度已達10000:1,但明室對比度一般在100:1以下,需要進一步提高。

注重市場細分,定位明確,避免惡性價格戰
在技術和成本沒有大的突破前,PDP產品在市場定位上,應在尺寸上大做文章。50-100英寸應定位高端市場,避開與LCD TV等的正面沖突,以保證利潤的最大化。40-50英寸規格的面板應降低市場價格,以擴大市場份額及出貨量,以大批量、規模化效應獲取利潤,從而阻止被LCD TV不斷蠶食的市場不再流失,在市場上穩住腳跟,并不斷發展壯大。
合理布局生產線,降低成本
PDP之所以受到來自其他平板顯示技術的沖擊,主要源于其較高的制造成本。要與LCDTV一爭高下,在生產成本的控制下要做足功夫。要充分考慮PDP產業鏈上下游的關系,以及區域經濟效應。應從原材料、生產流程的控制管理和滿足下游終端客戶的需求來進行全局性的考慮,促使PDP成本降低,提高單位凈利潤,在大屏幕市場上雄霸天下,有所作為。