PDP遭遇阻击突破可期

作者：秦风

PDP早期发展及应用

等离子显示器(PDP)在1964年由美国伊利诺斯大学的两位教授发明，20世纪70年代初实现了25.4cm的512×512像素单色PDP的批量生产；1980年代中期，美国Photonics公司研制了152.4cm级的2048×2048像素单色PDP，但直到20世纪90年代才突破彩色化、亮度和寿命等关键技术，进入彩色实用化阶段。1993年日本富士通公司首次进行了53.3cm的640×480像素的彩色PDP生产，接着日本的三菱、松下、NEC、先锋和WHK等公司先后推出了各自研制的彩色PDP，其分辨率均达到了实用化阶段。富士通公司开发的139.7cm的55彩色PDP的分辨率达到了1920×1080像素，完全适合高清晰度电视的显示要求。近年来，韩国的LG、三星、现代，我国台湾的明基、中华映管等公司都已走出了研制开发阶段，建立了91.6cm级的中试生产线，美国Plasmaco、荷兰飞利浦和法国汤姆逊等公司都开发了各自的PDP产品，1998年飞利浦推出的106.7cm壁挂式PDP宽屏幕彩色电视机，其图像质量和伴音令人耳目一新。近年来，PDP等离子屏显示器发展迅速，具有很大的市场发展潜力，引起了全球各大厂商的特别关注。经过多年的发展，尤其是近五年，PDP的关键技术已基本突破。目前所面临的问题是如何降低成本，提高性能，并实现大批量生产。

松下、SONY、NEC、富士通等厂商纷纷开发了自己的PDP产品，现阶段主要用于PDP TV、飞机场、火车站、展示会场、企业研讨、学术会议、远程会议等公共场所的信息显示以及自动监视系统等。

PDP技术简介

PDP工作原理

PDP是由近百万个胞元(cell)组成的，每一个胞元是由三个分别涂有红、蓝、绿三原色荧光粉的放电槽构成。三色放电槽间由阻隔层隔开，以避免产生色彩混浊使显示不清，每个放电槽中还有一对电极装置，如图1所示。



图1 直接访问方式示例

其中，玻璃基板所使用钠玻璃材料，这和我们的普通窗户玻璃相同且价格便宜。PDP所使用的基板具有高应变点(拐点)，所谓应变点是指玻璃本身并非均匀物质，且热传导方向不均匀，使得各方向的伸长与收缩不一致而产生变形，此时的温度称为应变点。在PDP的制造过程中，因为有500℃以上的加热制程，必须使用高应变点的基板。

透明电极(扫描电极)只有在AC型的PDP使用，所用的材料为ITO膜(铟锡合金氧化膜和二氧化锡膜)，为了只让特定的胞元发光，电极分为横向电极与纵向电极，只有两个电极都通过电流的胞元才工作。

总线辅助电极位于透明电极的下方，以辅助透明电极引发放电并附有降低透明电极的高线电阻之任务。为了避免造成发光的阻碍、造成亮度降低的事情发生，在必要的电阻条件下总线尽可能的纤细，其宽度约50~200μm。

保护层成分为氧化镁，主要是防止电极的磨耗、产生放电电子、限制多余的放电电流、维持放电状态。

阻隔壁的材料为玻璃浆料，其目的是确保微小的放电空间和防止三色荧光粉的混合，其线宽在50mm之下，高度在150mm左右。阻隔壁的形状，在AC型为条状，在DC型为格子状，构造较为复杂。

荧光层的作用是获得可见光的发光及彩色化，所以一般将荧光体涂在阻隔壁与阻隔壁之间的平面及侧面上，不同的荧光体吸收紫外线后发出不同波长的色光。

可见，PDP发光原理和日光灯极为相似。在前后二片玻璃基板间注入惰性气体，通电施加电压使惰性气体解离(即等离子效应)而释放出紫外线光。紫外线光刺激荧光粉发出红、蓝、绿三原色的可见光，然后经由驱动器IC控制电极电压来调整等离子的强弱，使色彩变化。可见，一个等离子显示器可以说是数十万到数百万个红、蓝、绿荧光灯管所组成的集合体。

PDP的特点

PDP优点是：
1、纯平面显示、厚度薄、体积小、重量轻；
2、屏幕亮度均匀、不会因地磁影响出现色彩漂移、几何失真和噪音干扰；
3、色彩还原性好，灰度可超过256级、响应速度快、宽视角(可达到160度)；
4、具有记忆特性，高亮度、高解析度、高对比度、大屏幕(目前已达103英寸)；
5、多种音效、画效，可变色温、低环境光反射、无X射线辐射。

PDP缺点是：
1、承压能力差；
2、功耗大、光效低；
3、成本高、价格昂贵。

PDP的技术瓶颈

目前PDP主流产品停留在40~60英寸这个市场区间。尺寸愈大，电路材料成本愈高、驱动IC愈多；厂家虽然可以通过改良驱动IC，让一个驱动IC控制较多的电极装置，但相对来说，驱动IC将越来越复杂；驱动IC的质与量之间难以平衡的关系，限制了PDP往更大尺寸发展的可能性。此外，在目前的技术水平之下，尺寸愈大抽灌气过程将更加困难与耗时，制造的时间成本无法降低，因此在制程技术尚未获得突破前，PDP往更大尺寸量产仍存在困难。

PDP未能朝小尺寸发展的原因是材料微型化的限制。假设一般消费者追求的是1024×768像素的显示器，目前的PDP厂商有能力在42英寸的面板上置入如此多的像素并使其商品化；但若现在要使30英寸的面板达到同一像素水准，则每一个像素面积要缩小约50倍，而像素内部阻隔层、电极装置的制造技术还未能达到微型化的要求，目前只有极少数PDP厂商有能力试产小尺寸PDP。此外，成本太高也使得小尺寸PDP尚不具有商品化的价值。所以PDP目前的应用仅限于电视机显示器，不像LCD的可应用范围广，包括电视、电脑屏幕、手机屏幕、投影仪及便携式产品等。

PDP市场遭遇阻击

在液晶显示技术未攻克大屏显示技术和克服成本的障碍下，等离子显示技术一度曾稳居大屏市场老大。但据iSuppli最新报告，在2006年第4季度全球等离子出货量中，日本松下电器稳居霸主地位，占据全球37.3%的份额。由于市场中充斥LCD面板，韩国厂商的PDP面板出货量下滑。韩国LG电子最终以24.2%的PDP单元出货量维持第二。韩国三星电机以21.1%的市场份额排名第三。排名第四的是富士通日立等离子公司(FHP)，市场份额为10.7%。日本先锋以6.8%的市场份额跻身前五位。

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图 2006年第4季度PDP不同面板尺寸的出货动向
单位:百万美元
来源:DISPLAYBANK

iSuppli预计，2011年全球PDP产量将增长到2,270万台，2007年预计为1,340万台，年复合增长率14%。2006年PDP产量约1,000万台，总销售收入为77亿美元。2006年第4季度，整体面板出货量达到270万单元，与第3季度相比有4%的适度增长。 尽管出货量增长，但整个PDP产业链—尤其是面板制造商和品牌厂商，依然面临如何维持盈利的挑战。由于来自LCD TV和投影仪的激烈竞争，PDP价格下滑不可避免。预计PDP平均价格将维持年复合负增长率-13% 的下滑速度，未来5年期间，PDP市场收入仅有轻微增加。


图 全球TV市场总量与LCD TV之渗透率
来源：iSuppli

PDP平均售价下滑有下列因素：第一，竞争加剧迫使面板制造商进行价格战，品牌厂商希望通过价格战维持其领先的市场占有率。第二，更大尺寸面板可以提高生产效率，降低了面板制造成本。第三，改进制造过程，提高产量。第四，电子器件和玻璃面板等显示材料的成本下降。第五，在家用和商用市场，LCD TV和投影仪与PDP的竞争加剧。 由于平均售价下滑，以及担忧未来收入下降，许多厂商犹豫不前，甚至退出或变卖其PDP业务，松下是唯一继续扩充PDP产能的制造商。松下希望大尺寸PDP需求继续保持强劲势头，数字告示牌和商业市场可以开始加速。 其它等离子面板供应商正在持观望态度，甚至可能将产能利用率削减到70%的水平。这些供应商对市场前景表示担忧，并且都不愿意与松下直接竞争。

面对挑战应采取的措施

技术上要有所突破

1、降低产品功耗。优化产品结构设计和电路设计，使40英寸级PDP产品功耗从目前300W左右降低到200W以下，甚至接近100W。

2、 提升产品的发光效率。富士通公司研究资料表明，通过放电气体和电极结构的改善，可使发光效率从目前的1.8lm/W提升至2.5lm/W。驱动电压波形的改善约可提升1.6倍，荧光粉的改善可提升1.1倍，阻隔壁的改善可提升1.2倍，合计可使发光效率达到5lm/W。

3、 提高画面质量。目前彩色PDP产品的R、G、B视频信号大多采用8位，未来发展趋势是采用10位或者12位视频信号，显著提升PDP产品的彩色和灰度再现能力。虽然彩色PDP的暗室对比度已达10000∶1，但明室对比度一般在100∶1以下，需要进一步提高。

注重市场细分，定位明确，避免恶性价格战

在技术和成本没有大的突破前，PDP产品在市场定位上，应在尺寸上大做文章。50~100英寸应定位高端市场，避开与LCD TV等的正面冲突，以保证利润的最大化。40~50英寸规格的面板应降低市场价格，以扩大市场份额及出货量，以大批量、规模化效应获取利润，从而阻止被LCD TV不断蚕食的市场不再流失，在市场上稳住脚跟，并不断发展壮大。

合理布局生产线，降低成本

PDP之所以受到来自其他平板显示技术的冲击，主要源于其较高的制造成本。要与LCD TV一争高下，在生产成本的控制上要做足功夫。要充分考虑PDP产业链上下游的关系，以及区域经济效应。应从原材料、生产流程的控制管理和满足下游终端客户的需求来进行全局性的考虑，促使PDP成本降低，提高单位净利润，在大屏幕市场上雄霸天下，有所作为。


图 松下2006年推出的103英寸PDP高清电视

参考文献：
1. 应根裕，胡文波，邱勇等，‘平板显示技术’，人民邮电出版社，2002.
2. Displaybank 2006年PDP面板出货分析报告.