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1、 毕业设计论文毕业设计论文 文章作者:张淘 文章加入时间:2005年10月31日10:6 西南师范大学 毕业论文题 目 等离子彩显的新技术应用及相关 产业发展学 院 名 称_计算机与信息科学学院_ 专 业 年 级_计科系2001级_ 学 生 姓 名_张涛_ 学 号_200120637147_ 指 导 教 师_雷开友_ 综 评 成 绩_ 时 间_等离子显示器的新技术应用及相关产业发展张涛 西南师范大学计算机与信息科学学院,重庆 400715 摘要:等离子显示器是采用近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术新一代显示设备。其主要特点是图象清晰逼真,在室外及普通居室光线下均可视,可以提供在任何环境先的超

2、大视角;并且非常轻薄,厚度仅为厘米级,便于安装,是显示设备的真正高端产品。随着多媒体及高清晰度电视的出现显示技术得到空前发展。在众多显示技术中,等离子显示器以其卓越的性能受到广泛关注。pdp具有视角宽、寿命长、刷新速度快、光效及亮度高、易于制作大屏幕、工作温度范围宽等许多优良特性。本文详细介绍了等离子显示器的工作原理、特点与发展,对我国发展等离子显示技术作出了比较明确的说明与分析。 summary pdp is recently adopted plasma plane screen and new display equipment which is developing quickly t

3、hese years. its main characteristic is that the picture is very clear and living,it can be viewed in outside and under common room light. the vast sight can be provided in any environment ,and it is very frivolity .the thickness is only several centimetres and it is very convenient to it is the real

4、 sophisticated product in dispaly equipment.with multimedia and high definitions s appearing ,display technique get unparalleled development .pdp is concerned widely by people in numerous display thchnique because of predominant performance . pdp process many goodness characteristic such as wide sig

5、ht ,long life-time,refurbish speed,fast photoelectric and brighness,be easily to do wide screen and inclusive working temperature and so on. this article detailed introduce the working theory ,characteristic and development of pps. it turn in comparative and definite explanation and analyse for our

6、country developing plasma electron display technique. 1 等离子显示器的基本知识 什么是pdp plasms display panel的缩写。等离子显示器是一种利用气体放电的显示装置,屏幕采用等离子管作为发光元件,大量的等离子管排列在一起构成屏幕,每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后,封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激励平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可光。每个等离子管作为一个像素,控制着些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和色彩的图像,与现像管发光很相似。从工作原理上讲,等离子

7、体技术同其他显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步。其工作机理类似普通日光灯,彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成。 等离子显示器的工作原理 等离子屏幕的基本工作原理,跟crt与日光灯有些像。 等离子显示屏是由相距几百微米的两块玻璃板,中间排列大量的等离子腔密封组成的。每个等离子腔都充有惰性气体。对其施加电压,就产生紫外光,激励平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发光。每个等离子腔体等效一个像素,其工作机理类似普通日光灯。由这些像素的明暗和颜色变化,合成各种灰度和色彩的电视图像。 所以,成像原理与显像管成像不同的具有超薄约厘米、重量轻、视角宽、高解像度、超清晰、高对比度、高的亮

8、色均匀性、高图像重显率、多种音效、多种画效、可变色温、不会因地磁影响而有色彩漂移、几何失真及噪音等优势。此外,高科技玻璃屏具有环保特性:低环境光反射、无线辐射。的关键部件分六大块:等离子显示屏体、屏蔽玻璃、电源、接口电路和驱动电路、外壳 12345678910下一页 组成。除了显示屏外,驱动电路是最重要的构成部分,驱动电路包括信号存储控制和高压驱动两部分。信号存贮控制是将接口送来的数字图像信号进行子场分离,实现灰度控制。 等离子显示器发光原理 电浆显示器由近百万个画素所组成,每一个画素是由三个分别涂有红、蓝、绿三原色荧光粉的放电槽所构成,三色放电槽间以阻隔层间隔,以将三色区隔清楚而不至于色彩混

9、浊而显示不清;而每一个放电槽中各有一对电极装置(注一)。 其发光原理和日光灯极为类似。在前后二片玻璃基板间注入惰性气体,通电施与电压使惰性气体解离而释放出紫外线光,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ic(注二)控制电极电压大小调整电浆强弱来控制色彩。所以简单的说,一个电浆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聚合体。 pdp制造技术及成本结构 pdp在1964年就由美国伊利诺大学bitzer和stottow两位教授研发成功,为何在90年代后期才商品化及尺寸大型化?主要是受限于阻隔壁材料、电极装置、驱动ic和半导体制程尚未解决微型化的技术瓶颈。cell过大使得

10、一固定玻璃基板面积上可放入的pixel太少,画素过低,可轻易的分辨出画面上一格一格的影像点,此一致命的缺点使pdp无法和技术已相当成熟的crt-tv相抗衡。直到90年代晚期,透过日本厂商的技术发展,cell微型化提高pdp的分辨率,在大尺寸pdp面板上达到了消费者可接受的画素水准,这才真正找到了电浆显示器商品化的真正价值。 pdp的发光原理非常简单,制造原理也不复杂,但制造过程却耗时费功。从成本结构可以看到,玻璃基板成本仅占整段pdp面板模块成本的15,而制造费就占了总成本的30,主因则是来自于抽真空与灌惰气的程序:pdp上下两玻璃基板间的距离非常小,中间阻隔壁与前基板的距离更是狭窄(注三),

11、导致把数百万个极为微小的放电空间抽成真空再灌入惰气,使其均匀分布的过程十分耗时且困难,若无法藉由技术突破克服此一制程上的障碍,即使扩厂增加生产线也无法得到规模经济的效益来降低成本。 除了制造费用高居不下外,电路材料比重高是造成pdp面板模块成本高的另一主因。pdp面板模块需要数量众多的cell,每个cell就有一对电极装置负责施加电压于惰性气体上,以目前主流1024768画素的显示器来计算,大约需要470万余个电极装置;再者,愈大型的面板必须配合装置愈复杂的驱动ic,以控制画素内的电压转换,才能如期显现每一画素所应呈现的颜色。pdp电路材料成本昂贵即来自于此。 pdp技术瓶颈 目前pdp主流商

12、品仍然停留在32吋50吋这个市场区隔。尺寸愈大,电路材料成本愈高、驱动ic愈多;厂商虽然可以藉由改良驱动ic,让一个驱动ic控制较多的电极装置,但相对的,驱动ic将越来越复杂;驱动ic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往更大尺寸量产有其困难性。 pdp未能朝小尺寸发展的原因是材料微型化科技的局限。试假设一般消费者追求的是像素1024768的显示器,目前的pdp厂商有能力在42吋的面板上置入如此多的pixel并使其商品化;但若现在要使30吋的面板达

13、到同一像素水准,表示每一个pixel面积要缩小约50,而pixel内部阻隔层、电极装置的制造技术还未能达到此一微小体积的要求,目前只有极少数pdp厂有能力试产小尺寸pdp。此外,成本太高也使得小尺寸pdp尚未具有商品化的价值 ac型pdp与dc型pdp pdp按引起放电时施加电压的方式不同,可分为ac型和dc型两种类型。 比较项目 ac dc 放电电流 交流 直流 构造 障壁条状,结构简单容易实现,而且容易作到高精度 需要形成胞状障壁,结构复杂 寿命 电极覆有保护层,不易磨损,寿命长 电极不加保护层,寿命短 对比度 普通 高 反应速度 略慢 由于设有辅助放电胞,快 初期投资大小 比dc型大,采

14、用半导体技术的成膜办法及光刻制版工程,工序较多 比ac型小,以印刷工程为中心 日本主要生产商 nec,先锋、日立、富士通、松下、三菱 nhk、松下 ac型pdp电极表面覆以透明介电层及保护层,通过绝缘体的介电层表面产生放电,在交流电压下工作。为形成放电单元而起隔离作用的障壁为条状,dc型pdp电极不加保护层,而是直接暴露在放电空间中,放电电流为直流。为防止电极磨损、提高寿命。要通过电阻限制放电电流,而且封入气体的压力也较高。 pdp等离子显示器的优点及特点 等离子显示器具有以下比较突出的特点 亮度、高对比度。纯平面图像无扭曲。超薄设计、超宽视角。具有齐全的输入接口,可接驳市面上几乎所有的信号源

15、。具有良好的防电磁干扰功能。环保无辐射。散热性能好,无噪音困优。pdp的特征与应用 其优点为: 利用气体放电发光,为自发光型,即主动发光型显示 其放电间隙为,便于实现薄型化 利用荧光体,可以彩色发光,容易实现多色化、全色化 容易实现大画面平板显示 其缺点为: 功耗大,不便于采用电池电源 彩色发光效率低 驱动电压高 价格高 。 与lcd液晶显示器相比: pdp显示亮度高,屏幕亮度高达150lux,因此可以在明亮的环境之下欣赏大幅画面的视讯节目。 色彩还原性好,灰度丰富,能提供格外亮丽、均匀平滑的画面。 pdp视野开阔,pdp的视角高达160度,普通电视机的大于160度的地方观看画面已严重失真,而

16、液晶显示器视角只有40度左右,更是无法与pdp的效果比拟。 对迅速变化的画面响应速度快。此外,pdp平而薄的外型也使其优势更加明显。 。 产品规格与画质 pdp因有利于大尺寸的发展,在当前各类实体显示器中大型化表现最佳,较能完整呈现数字化影像品质;目前的发展尺寸约在3063吋;lcd-tv约1054吋,但受限于其被动发光原理的特性,再加上关键零组件滤光片及偏光片(注五)当尺寸变大将提高更多成本。因此现今并不适合作大尺寸的显示器(注六),目前量产尺寸仅限于2030吋左右,数字影像显示能力则因此表现较差。 范畴经济能力 由于pdp做小尺寸不具商业化价值,目前pdp主要仍应用于电视市场,除了努力增加

17、pdp tv销售量达规模经济以降低成本外,无法产生范畴经济规模,进入产业风险较大:相反的,lcd技术可运用在多类商业化产品中,因此lcd厂商相对风险较小。 成本趋势 tft-lcd在30吋以上的大尺寸仍无法达到最佳生产规模(注七),因此目前市场上仍存在30吋以上为pdp占优势的局面。以lcd厂商继续扩张速度和投资金额,将来得胜者会是具有成本优势的产品。 其它产品特色 lcd见长:分辨率、耗电量与产品寿命 40吋pdp分辨率为640480;而lcd-tv可达16001200,分辨率较高。 pdp采主动发光,故相当耗电,32吋260瓦、40吋350400瓦,产品寿命约3万小时。lcd-tv采被动发

18、光故相对省电,30吋45瓦、40吋90180瓦,产品寿命可达约6万小时。 pdp见长:反应速度与视角限制 由于pdp采主动发光,没有反应速度慢的问题;而lcd-tv的被动发光原理使播放快速移动的连续动作反应速度时间较播放动画影像的画面时间慢许多,因而会造成有鬼影或视觉影像暂留的问题发生。 pdp画面大且视角广,适合很多人在一起观赏而无视角问题且不会有变形弯曲之现象发生;而lcd在视角上有其限制。 pdp、lcd-tv和crt的市场区隔40吋以上之市场区隔:pdp tv以同一分辨率而言,pdp尺寸减少的技术困难度大于尺寸增加。如1024768的分辨率可完成42吋的pdp,以同样的分辨率制造17吋

19、的屏幕,必须成倍数缩小每一个cell,除非牺牲分辨率,否则成本太高导致售价太高;相较于crt tv,40寸以上将超过70kg,体积过大不符需求。3040吋之市场区隔:crt tvlcd tv 受背光源发光原理限制,及原材料过高的影响,lcd-tv还无法快速切入40寸以上的大尺寸市场。但就一般家用电视尺寸3040吋来看,crt在每个条件上都比lcd来的有优势:如画质、价格、技术成熟,所以在中型显示器的市场亦无法快速切入。 因此,在现阶段而言,pdp适合专注大型显示器市场,如大型广告看板、家用大型电视等;lcd适合小尺寸显示器,如pc的lcd屏幕、笔记型计算机的液晶屏幕等。而crt则适合中型显示器

20、市场。若是要在大尺寸电视上作竞争,现以pdp电视最具竞争力;至于中型电视市场,则在pdp和lcd电视尚未平价化、相对价格功能比较crt无显著高出许多、买者替换倾向不高之际,crt则以其高画质表现及低价、成熟的品质最具竞争力 2 pdp面板技术发展趋势 pdp主要指标的选择 选择pdp等离子显示器要注意的主要参数为对比度、亮度,选择pdp一定要选择对比度 亮度高的产品,对比度、亮度越高,显示效果越好,图象越清晰,还原效果越好,与未来同步,不会落后。对比度、亮度低的产品显示质量差。最好选择使用日本屏板生产的产品,日本目前为pdp等离子显示屏技术最发达国家,消费者当心购买使用淘汰pdp屏板生产的产品

21、。就象过去初期要买彩电一样,大家总会先落实其显象管是何牌子的道理一样。 目前中国市场上国产pdp等离子显示器刮起了降价风,国内品牌pdp降价幅度较大,而降价产品主要为低端pdp产品,就是亮度、对比度较差的早期pdp产品,其实由于等离子彩电生产成本高,目前中国等离子彩电的降价根本与科技发展没有关系,仅仅是用科技的名义,以高端突围为名义的价格炒作,容易形成消费着对于pdp产品价格的误区。价格差异实质主要是由于产品本身技术参数相差较大,随着技术的突飞猛进,部分厂家不得不倾销处理低端pdp产品。 前言随着数字时代的来临,以及包括北美、欧洲、日本及台湾等世界主要国家数字电视的陆续开播,带动数字电视的风潮

22、。而2002年的世足赛,日本及韩国两国连手以数字广播,并透过电浆电视(pdp tv)向全球播放,掀起pdp电视的市场热潮,再加上美国gateway于年底以低价促销pdp电视,更是进一步带动pdp电视的买气延烧迄今。 自1964年发展迄今,pdp技术也从最初实验性的产品层次不断的朝量产技术改进。目前全球已经有超过8家的面板厂商投入量产,而pdp的面板尺寸也愈做愈大,现今模块量产最大尺寸已达63吋,其应用市场也从最早的商用市场逐步走入家庭。然而与传统的crt电视相较,pdp如何提高发光效率与降低成本,进而扩大其市场占有率,则是目前pdp面板厂商努力发展的重要课题。 技术发展趋势面板厂商透过制程技术

23、、驱动电路技术与模块技术三大方向着手,提高pdp面板发光效率及降低成本。首先在制程技术方面,各家面板厂商则是透过pdp面板结构的改进,提高面板发光效率;从早期发展采用的直条状rib结构,发展到目前各家有各的法宝与专利。例如富士通(fujitsu)的delta结构,增加荧光粉涂布面积、放电(discharge)面积增大、放电空间加大及电极遮光面积降低等提升面板发光亮度;nec发展grid barrier rib、ccf与tooth ito结构,其中grid barrier rib主要增加荧光粉涂布面积,ccf结构则可以吸收环境光,降低环境光在面板表面的反射、提高亮度对比、修正荧光粉发光纯度、过滤

24、面板内氖气所产生的neon色光与调整色温,而tooth ito的设计可降低放电电压及电流,提高发光效率;pioneer的deep waffle rib与 t-shape ito结构,除增加荧光粉发光面积提高发光亮度外,因其为close cell结构,相邻cell完全以rib阻隔,可避免cell间的crosstalk并且提高driver margin。另一方面,面板厂商透过pdp制程中使用的玻璃基板、透明电极、bus电极、rib及荧光粉等材料达到降低成本。其中,玻璃材料部份,面板厂商应尽快将玻璃基板标准化,此举将可以简化生产管理,提高制程弹性,进一步提高产量进而降低成本。透明电极方面,由于透明电

25、极制程采用的真空镀膜设备及曝光设备昂贵,松下(matsushita)以ag fence电极取代透明电极,将可以节省大笔设备采购费用,达到降低成本的目的。此外,美国laserod公司发展的laser cutting设备,利用laser cutting技术直接输入透明电极档案,直接在基板上形成透明电极图案,因无须光罩,亦可以达到降低成本的目的。 bus电极方面,sekio epson、ulvac、fujitsu发表以喷墨技术制作bus电极,将不须采用光罩、大尺寸面板较容易制作、材料利用率高、制程时间短、设备投资少等优点,而达到降低生产成本。另外,日本jsr发展感旋光性干膜光阻电极,具有厚度均匀性佳

26、、制程简单等优点。rib结构部份,由于rib的高度超过100um,主要以喷砂制程制制造,其中超过70以上的rib材料都在制程中被除去,不但使制造成本提升,同时也形成材料的浪费与环境污染的问题,因此,rib制程一直是pdp制程中最关键也是业界投入最多研究的项目之一。目前喷砂法为业界最普遍采用的rib制造法,不过toray与松下采用制程简化的曝光成形法、lg则以化学蚀刻法。而荧光粉则仍以直接网印法为主。 再者驱动电路方面,目前在电浆显示器的驱动,以提高影像显示品质,降低能量消耗并解决面板与电路的散热问题,及简化波形与电路设计以降低成本,进一步提高pdp之竞争力。富士通自1992年发表ads 驱动方

27、式之后,至今已成为全彩 ac-pdp 驱动的主要架构,虽然富士通日后又开发采用交错扫描的alis技术,优点为画面更新频率降低一半,可减少画面闪烁,但缺点却会导致面板整体亮度下降、及dual scan 驱动又必须使用2倍数量的驱动ic ,导致成本提高。因此,近年来富士通正在积极研究 awd技术做为面板的驱动方式。而目前其它面板制造厂商采用的驱动电路,主要以ads为架构为主,再进行调整,以求得更好的放电效果。例如,pioneer 的clear 驱动方法。 结论 tft lcd面板厂持续朝五代线、六代线甚至七代线等大尺寸玻璃基板厂投资,tft lcd的应用也从笔记型计算机普及、lcd监视器取代传统c

28、rt监视器,由it领域应用逐步扩入消费性家用电视领域。液晶显示器在it领域的成功,使其有充足的基础,快速提升技术、进而迅速降低成本。pdp电视虽然发展较早,但在量产技术提升及降低售价的速度显得较为缓慢,因而在消费性家用领域一直无法提升接受度;lcd挟其在it领域的成功优势,成为pdp技术是否能在家用显示器领域能否存续的最大影响因素。pdp特厂商必须加速开发量产技术进度,降低售价并进一步提高消费者接受度,进而提高其市场占有率,别是在此一平板显示器市场高峰期即将来临的时刻。 3 等离子显示器的应用与发展 等离子显示器的发展等离子显示器于1964年由美国的伊利诺斯大学的两位教授发明,70年代初实现了

29、10英寸512512线单色pdp的批量生产,80年代中期,美国的photonisc公司研制了60英寸级显示容量为20482048线单色pdp。但直到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选进行21英寸640480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,其分辨率达到实用化阶段。富士通公司开发的55英寸彩色pdp的分辨率达到了19201080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,我国台湾省的明基、中华映管等公司都已走出了研制开发阶段,建立了:40英寸级

30、的中试生产线,美国的plasmaco公司、荷兰的飞利浦公司和法国的汤姆逊公司等都开发了各自的pdp产品。1998年飞利浦推出的42英寸壁挂式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,并实现大指生产。 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

31、大批量生产。 sony、nec、fujitsu、panasonic等厂商纷纷开发了自己的pdp产品。但是,目前pdp价格还很高,现阶段主要用于如飞机场、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。 2002年6月的世界坏足够锦标赛极大地促进了等离子的普及,而美国国会正在着手的关于高清晰数字电视广播的立法更会加速这一进程。顺应美国政策要求,家电行业的跨国公司纷纷减少crt电视的产量,加大了等离子等高清晰电视的生产。这股潮流正从美国兴起,迅速涌向欧洲、亚太地区,等离子普及的时代指日可待。 中国等离子彩电产业则是刚刚起步,但是通过引进、消化和吸收,这几年发展

32、十分迅速。彩虹集团公司和西安交通大学与俄国斯国家气体放电器件研究所合作,已开发出具有自主和知识产权的40英寸彩色pdp产品,彩虹集团公司在北京已建成一条40英寸以上的彩色pdp试验线,计划2002年内进行试生产。tcl、海信和创维等先后推出了各自的pdp产品,创维新近推出的高清等离子彩电以及50寸、60寸的等离子产品,表明中国在等离子显示器制造技术方面已经跨上了一个新的台阶。海信与北京国美、大中等大型商家签了3亿元的42时数字等离子电视定货意向书。tcl计划在2004年之前实现所有等离子电视模块自主开发与生产,通过与外资合资、合作等方式,实现显示器联合开发生产。计划在2005年之前,投入35亿

33、元人民币用于等离子电视的开发与生产,建设至少三条生产线,实现年产30万台整机和30万套部品。创维的未来五年等离子战略是2002年10万台、2003年15万台、2007年50万台。 2002年9月26日,国家信息产业部牵头召开了中国等离子产业发展战略研讨会。研讨会聚焦了相关专家及企业代表,就中国发展等离子彩电可能出现的问题进行了沟通。会上有信息产业部管员提议将pdp纳入数字电视体系。如果这一提议被相关部门采纳,意味着不久的将来,国家将给予等离子彩电较大力度的政策及资金扶持。会议达成了以下共识:从产业结构调整上看,发展等离子彩电产业是我国彩电结构提升的需要;从技术上看,等离子彩电是今后数字电视时代

34、较为理想的选择;从展的需求来看,一旦等离子彩电性价比降到消费者能够接受的时候,等离子彩电市场容量将会得到更大的发展;从生产能力上看,我国的研发基础和制造能力已初具规模。 2002年10月17日,中国电子视像协会再次召集生产等离子彩电的合资企业共同探讨中国等离子产业的发展道路。与会的政府主管部门官员、合资企业的代表以及专家学者都认为,中国等离子彩电产业还处于刚刚起步的导入期,等离子彩电的市场状况这两年将表现出相对平稳的态势。 等离子彩电在中国还处于市场成长初期,离完全成熟的市场还有相当一段距离。问题主要表现在以下几个方面: 技术障碍:大多数技术还掌握在外国企业手中,技术仍然是中国企业最大的短板。

35、但是,随着中国企业研发力度的加大,技术的劣势会淡化; 认知障碍:作为一种全新的电视产品,等离子彩电对于相当多的人仍然是陌生的。接受这一产品,需要企业和社会共同进行市场培育和消费者教育; 价格障碍:等离子彩电价格长期以来高高在上,对进入消费家庭十分不利。现在,价格有了一个很大的回落。但是,应当承认,价格还是比较高的。 4 pdp主要厂商动态(一) 富士通(fujitsu) 1996年10月,富士通于宫崎制造工厂建立了月产能1万台的pdp量产线,率先将pdp模块量产化。该公司pdp模块的经销商立场相当明确,供应给富士通general、philips(荷兰)、gruendich(德国)等公司。不过,

36、当时其销售对象主要为富士通general,之后才慢慢将销售目标对准其它国内外电视制造商。原本计划在1998年开工的第二期量产线,自1998年延期至1999年。除了判断市场环境还没有成熟之外,一方面由于相关制造技术的革新尚正发展中,因而与其急着量产化,不如累积量产技术还来得实际。同时,以月产能1万台的生产线来供应实际上仅4,0005,000台的市场需求,产能还有相当的剩余。而另一方面,由于日本海外市场的需求一直扩大,在这几年内达成生产线满载是可预期的,因此,尽早进行设备投资也是必须的。该公司对第二期量产线共投入约400亿日元的设备投资,建构一个月产能约5万台的复合生产线。同时,为了提高投资效率,

37、除了在设计生产线时重视弹性外,还需谋求高单位生产效率,装置尺寸也因配合70吋型,而着眼于多面取料。该公司在使用于业务的pdp方面,设有完整因应42吋宽与21吋xga的pdp产品生产线。除此之外,更计划进一步投入以监视器市场为目标,用于25吋sxga的pdp以及以民生市场为目标的42吋高画质影像pdp市场。这两项产品除了一面检讨量产化以外,一面进行产品开发,俾能在进入市场后,早一步建立量产化。 (二) 富士通general 富士通general主要以富士通供应的pdp模块,来从事pdp的制造与销售。由于销售价格超过100万日元,尚难以普及到一般家庭用的电视市场,因此,主要以用于业务方面的pdp为

38、销售目标。该公司销售市场大部份来自日本海外,根据其1997年各区域的销售统计数字,国内市场仅占15%,海外市场则占85%,各区域分布为北美40%,欧洲40%,亚洲5%。该公司对海外市场pdp的普及活动十分积极,1998年6月在全球12个国家主办应用展,同时大力扩充其销售网,以作为唤起潜在需求的手段。因此,虽然1998年上半年每月的生产量约3,000台,由于开拓海外市场的需求,于该年下半年起已将月产能提高至7,0008,000台左右。富士通general采用母公司开发的alis方式之新型面板,制成名为plasma vision之产品。该产品克服了pdp的缺失,亮度提升至与crt显示器相同,受周遭

39、电磁波的影响也较小;目前为主打商品,每月推出1,500台,与其它种类的产品合计每月生产3,000多台。富士通将2000年订为为42吋plasma vision w扩大元年,1999年该公司销售台数约3万台,2000年将以销售量5万台、市占率50%为目标。富士通general采用独家开发、采数字讯号处理器的绘图技术,并藉由pdp面板的使用寿命延长、电磁波emc对应技术等项目的改善,以达到与其它厂商差别化的目标。 (一) 日本电气(nec) 日本电气早期月产能约2,000台,主要产品为33吋vga的pdp以及42吋pdp,生产线由太川事业所开发。1997年第四季虽然其月产量只有200台,不过,由于

40、来自海外的订单不断增加,1998年第一季已将月产量提高至600台。因此,1997年虽然以国内销售为中心,到了1998年海外销售量则已占50%以上。1998年7月,鹿儿岛制造工厂月产1万台的量产线开始运转,其月产能力已经和率先量产的富士通并驾齐驱了。这条鹿儿岛的生产线在评估市场动向之后,已经以提高至月产3万台为其方针。日本电气在1998年秋投入50吋型高画质影像pdp市场。原先预定于1998年底开始销售,然而因在辉度与信号处理方面仍有问题尚未解决,因此已将销售加以延期。该公司的pdp产品从30吋型到50吋型各种样式齐全,应用范围可以扩充,其市场可望随着业务用pdp的需求增加而扩大。1998年3月

41、,与在小型高精细pdp方面具有高技术力的thomson公司(法国)共同发表声明,将合作开发下一世代的pdp,因而正式将竞争开发触角伸向全球。同时对thomson公司代工的oem的契约也自98年度第二季开始生效。然而两者的契约期只有两年,尚谈不上全面性的事业合作。 (二) pioneer pioneer是仅次于富士通投入pdp量产的制造公司,其量产线从1997年第四季开始运转,月产能为7,000台。其中pdp模块由甲府制造工厂、定组模块的装配则由静冈制造工厂各自分担。pioneer专注于民生用高级终端器的市场开发,迄今为止,均致力于大画面化以及高精细化的pdp开发,提供bs数字传送、网络、dvd

42、-rw等数字价值的新生活形态。由于专精化的结果,在1997年12月率先将50吋型pdp商品化。此外,由于业务用的pdp需求不断扩增,于1998年3月正式投入40吋型pdp的市场。而藉由大画面化、高精细化所培植的制造技术,对当时40吋型pdp的量产化发挥了很大的功能。到1999年pioneer pdp的实际销售量已达2万台,2000年则将目标订为倍增的4万台。在销售通路方面,民生用的pdp以系列专卖店来销售,业务用的pdp则利用与投射电视相同的行销管道。早期虽然以国内销售为中心,不过自1998年第三季以后,则已将销售触角扩及北美、欧洲。该公司全体将以pdp事业,定位为未来的核心业务。在1998年

43、5 月 新设立了显示器产品公司(dpc:display products company),开始积极从事相关的活动。因此,可以预见,其事业扩大的速度将一直加速。至于在扩增生产线方面,由于利用了已停产的ld生产线的空间,因此,用地取得不成问题。松下电子工业(matsushita electronics industry co.) 由于与nhk共同开发的dc型pdp量产化最后无疾而终,加上于1996年并购plazmaco公司(美),松下电子因而将路线转换成ac型pdp的产品化与量产化。dc型的画质虽然较佳,但盘板构造复杂而难以量产化。因此,就pdp的量产而言,和早期投入ac量产的制造厂商比较起来处

44、于落后。不过,ac型和dc型在基本技术方面有很多共通部分,因此在技术方面与领先厂商差异不大。而且,松下电子工业旗下的半导体事业,在电路方面能配合pdp所需的数字与高画质影像需求,提高了pdp的附加价值,而具有相对竞争优势。同时加上其本身在电视品牌及销售网既有的强势地位,对未来的pdp销售将更为有利。松下电子1998年的月产能为2,000台,但当时月生产量则只有数百台,稼动率偏低,不过,以电视制造厂商的立场而言,是以开发高画质的产品为首要目标,因此稼动率虽低,却仍符合预期。1999上半年pdp生产量已5,000台,下半年倍增至1万台。此外,美国子公司生产体系调整后,将生产业界最大尺寸60吋型pd

45、p,并将以nab名称出货。因近期t-series pdp销售良好及欧洲市场扩增,松下电器决定增产。目前,以37吋及42吋为主,其中42吋占80,1999年因bs数字影像开始播送,计划将50吋型开始量产。预计2000年后,民生用pdp市场将快速起飞,松下电子以其扎实的各项资源,将很快能与领先厂商并驾齐驱。 三菱电机(mitsubishi electric co.) 三菱电机投入pdp的研发已有7、8年的时间,工厂设于京都附近,为一条实验性质的生产线,产能不大,月产能约500台左右。由于投入时间早,三菱电机于1998年率先发表了用于40吋型vga与46吋型xga的pdp试制品。不过,由于早期用料率

46、低的问题仍难解决,而无法达到量产的要求,直到1998年上半年月产量还仅300台左右。而随着量产技术的确立,至1998年下半年提高至月产3,000台。到了1999年初,因pdp市场一直不如预期,投资难以回收,三菱电机一度宣布放弃继续投入pdp产业,同时撤掉所有pdp生产线,然而当时适逢与三菱tft-lcd技术合作过的台湾厂商中华映管,亦欲投入pdp开发领域,于是顺理成章再次与中华映管于1999年11月签订技术移转合约。而获得技转金挹注之后的三菱电机,是否再重新投入pdp的研发工作,到目前为止并未定案。 (三) 日立制作所(hitachi ltd.) 有别于其它厂商以大尺寸pdp为早期开发重点,日

47、立制作所率先发表用于25吋型xga与41吋型xga的pdp试制品。该公司以小型高精细pdp产品的开发来累积技术,朝pdp量产化的目标前进。目前该公司位于户冢的开发生产线已积极投入试产。在供应系统方面,用于25吋型xga的pdp模块生产量尚不具规模,因此到1998年为止尚未发表量产计划,不过,依照其开发进度,其量产线应可在2000年完成。 除上述个别厂商动向外,富士通与日立制作所于1999年4月,合资成立pdp面板制造公司fhp(fujitsu hitachi plasma display)。fhp公司最近决定,再加码投资450亿日元扩建第2条pdp面板生产线,新生产线厂房预计2000年10月可

48、以开始投产,规划中的产能换算成42吋的pdp面板,每月可达6万片,该公司在1999年7月左右开始正式营业,主力产品包括25吋、41吋及42吋等,在看好未来电浆显示器市场需求的趋势下,估计到2003年的产值可达1500亿日元以上。另外,在fhp完成量产后,富士通general之pdp面板将由fhp供应,计划于2000年中时,在新庄厂大幅增产电视与计算机等各式电浆显示器的最下游产品。 5 pdp产业和技术分析 pdp产品与技术分析 近年来随着多媒体科技的发展与数字化视讯时代的来临,各式各样的电视显示器都积极的推陈出新,以各种行销手法刺激消费者更换购买,使这项产品一直处于成熟期。目前市场上现有的显示

49、器商品都朝向重量轻、薄型化与省空间化的趋势发展,甚至传统crt-tv也朝向电子枪短管化与荧光幕平面化的方向发展。在这些显示器中,pdp是最具有潜力与大型crt竞争之大画面的平面显示器;而较pdp发展为早且完整的lcd-tv也逐渐朝向大型化发展,使电视机市场上出现了另一番竞争态势,也使得传统电视机市场展现了新的风貌。由于pdp目前仍属于一项发展初期产品,因此我们主要探讨范围以技术层面为主,再以既有厂商过去行为推测其日后策略;最后与最具替代性的lcd tv做各项比较分析,一剖未来电视机市场发展趋势。 2 pdp制造技术及成本结构 pdp在1964年就由美国伊利诺大学bitzer和stottow两位

50、教授研发成功,为何在90年代后期才商品化及尺寸大型化?主要是受限于阻隔壁材料、电极装置、驱动ic和半导体制程尚未解决微型化的技术瓶颈。cell过大使得一固定玻璃基板面积上可放入的pixel太少,画素过低,可轻易的分辨出画面上一格一格的影像点,此一致命的缺点使pdp无法和技术已相当成熟的crt-tv相抗衡。直到90年代晚期,透过日本厂商的技术发展,cell微型化提高pdp的分辨率,在大尺寸pdp面板上达到了消费者可接受的画素水准,这才真正找到了电浆显示器商品化的真正价值。 pdp的发光原理非常简单,制造原理也不复杂,但制造过程却耗时费功。从成本结构可以看到,玻璃基板成本仅占整段pdp面板模块成本

51、的15,而制造费就占了总成本的30,主因则是来自于抽真空与灌惰气的程序:pdp上下两玻璃基板间的距离非常小,中间阻隔壁与前基板的距离更是狭窄(注三),导致把数百万个极为微小的放电空间抽成真空再灌入惰气,使其均匀分布的过程十分耗时且困难,若无法藉由技术突破克服此一制程上的障碍,即使扩厂增加生产线也无法得到规模经济的效益来降低成本。 除了制造费用高居不下外,电路材料比重高是造成pdp面板模块成本高的另一主因。pdp面板模块需要数量众多的cell,每个cell就有一对电极装置负责施加电压于惰性气体上,以目前主流1024768画素的显示器来计算,大约需要470万余个电极装置;再者,愈大型的面板必须配合

52、装置愈复杂的驱动ic,以控制画素内的电压转换,才能如期显现每一画素所应呈现的颜色。pdp电路材料成本昂贵即来自于此。 3 商业用途 pdp目前所能应用仅只于电视机显示器,不像lcd可应用范围远包括计算机屏幕、手机屏幕等。再加上其尺寸与价格限制,过去多区隔为商业广告用途电视,随近年来厂商内竞争增加,价格逐渐下降后才有机会进入家庭市场。 产业结构分析 pdp产业价值 pdp从上游零件厂商至下游组装厂,价值炼并不繁复,且目前大厂皆以垂直整合方式立足于pdp产业,虽然近年来日韩大厂开始将模块制造工作交给台湾面板厂商,但主要制造技术仍掌握在大厂手中,外包厂商仅能以技术授权合作之方式生产面板模块,台湾面板

53、厂商目前虽已量产,却未达到最适经济规模,并不足以支持大厂需求量。 上游零组件:由日韩厂商把持,台湾并未形成产业集群。 pdp面板模块平均占市面pdp-tv售价5060%,剩下四成为定组成本、利润及管销费用。相较于lcd面板原料成本,pdp原料价格并不高,就台湾面板厂商来说,原料进口及量小议价力低导致原料采购成本较高。 材料 所占成本 重要供应商 玻璃基板 15% 旭硝子、康宁、日本电器硝子 透明电极 7% 旭硝子、康宁 bus电极 旭硝子、康宁、日本电器硝子、板硝子 诱电导体 4% 康宁、日本板硝子,中央硝子 阻隔壁 旭硝子、日本电器硝子、奥野制药、住友金属、jsrdnp 保护层 1% tat

54、eho化学、宇部兴产 荧光材料 6% 化成optonix、日亚化学 驱动ic 23% 德洲仪器、nec、富士电机、日立 设备及人工成本 39% pdp面板模块之原料细项,其中成本比例较高者有: 1. 玻璃基板 日本旭硝子握有90%市占率,是目前市场上的主导厂商,其它厂商占有率相当低。目前多以65吋切割为42吋基板;未来因成夲压力,50吋可能成为主流尺寸。 pdp使用之玻璃基板与tft-lcd之玻璃基板不同,价格无法快速下降的因素有以下几点: a. 技术面:pdp的玻璃基板尺寸远大于lcd,且在制程上需要多次的高温制程,使大面积的玻璃基板容易变形而造成良率无法快速提升,导致价格难以降低。 b.

55、价值炼结构:日本厂商主导玻璃基板市场,国内组装厂的议价能力较低;且因国内产业结构不完整,使面板系统厂商必须仰赖国外进口基板,造成成本升高。2. 驱动ic 尺寸及分辨率与驱动ic使用数量及ic设计复杂度成正比,vga级之pdp需使用30颗data ic和8颗scan ic,因此尺寸愈大或分辨率愈高之pdp所需的ic成本越高,目前主要供货商亦来自日本。 驱动ic之所以为面板成本中最昂贵的材料是由于pdp操作电压相当高,驱动ic所使用的电压也必须采高电压制程,而拥有高压制程的公司并不多,无法大规模生产因而产能不足,使面板厂商无法以低价购入驱动ic。 pdp面板模块:多为垂直整合大厂垄断 目前pdp面

56、板模块有二类出货管道:一是模块厂自行往下组装为电视,以自有品牌销售;一是将模块面板销售给下游信息家电厂商,家电厂以现有电视定组线将pdp面板组装为pdp-tv,最后铺货至各地通路卖场。其中前者占绝大多数,2002年pdp-tv市场占有率高的日韩厂商都有完整的pdp面板生产线【图六】,造成大厂垄断市场的原因有: 1. 技术私有性高 pdp面板制程技术看似不复杂,过程却十分耗时烦琐。pdp面板制作虽然已为一固定技术,而制造过程中所花费的时间和成本却仍有很大的改进空间。日本厂商一向视技术为关键资产,因此直接往下游垂直整合,可赚取最高利润也可避免技术外流,使产业内进入障碍增大。 2. 替代品威胁 目前

57、大型平面显示器市场上除了pdp外,还有发展更早的背投影电视及蓄势待发的lcd-tv。尤其是lcd-tv,除了尺寸略显劣势外,在画质、省电、及产品寿命等各项标准都可与pdp一较长短;再者,lcd面板发展已久,用途多样,已形成相当完整的产业价值炼,在全球各家lcd面板竞争下,lcd制程改善及成本下降是可以预期的。此替代效益使小厂商不敢进入,对pdp产业发展有极大的影响,使得pdp产业发展不如预期快速。 3. 投入资本高,市场需求不明 建造一条pdp面板生产线动辄数百亿新台币,再加上目前fdp市场仍以crt为主流,目前市场上竞争者多为口袋深厚、或原本已具相关技术原料之厂商,新兴厂商不容易贸然进入。

58、现今pdp面板厂多以策略联盟的方式进行生产及技术授权,形成既竞争又合作的关系,如声宝向三星和lg采购面板;松下将面板提供给panasonic,并与东芝合作生产50吋pdp显示器;rca/thompson与nec合作;夏普与先锋合作生产50吋pdp显示器;runco与先锋合作生产50吋pdp显示器,与nec合作生产42吋pdp显示器;viewsonic与pioneer合作生产50吋pdp显示器。预期台湾的华映和台塑光电也会成为专业的pdp面板制造商,而不进行自有品牌业务。 需求面分析需求结构将pdp用途依消费群规模大小及消费者价格敏感度做一简单分群,可区分为家庭剧院、商业用途、家中第二台电视及一

59、般四类。需求动因 随着数字电视时代的来临,各先进国家都已订定数位广播的时程表,大部分人都视数字化为未来推动pdp需求大量浮现的重要因素。但由于下列因素,短时间内pdp尚无法如一般电视般普及: crt只要加装一数字机上盒(注四)即可收看数字频道,在数字电视尚未全面开播且crt与pdp价差仍大的情形下,消费者购买pdp的意愿不高。 数字电视周边配备产品的发展并无法驱动消费者对数字化电视需求。 以目前的电视节目播放型态来看,crt-tv的功能已十分足够,消费者对大型平面电视的需求尚未被激发,短期内大型平面电视依旧无法大量替代crt;但以长期而言,crt无法藉由技术创新突破的障碍必然会因其它新产品的出

60、现而慢慢被淘汰,pdp在创新使用者带动的学习效果之下,加上数字化的推动及因技术纯熟的平价化,有机会逐渐取代crt成为家用电视的主流。 需求成长趋势 2002年,全球pdp模块市场估计约有一百万片的规模。美国计有39万5千片、欧洲33万5千片、日本23万片。2002年之前,pdp面板需求量以每年平均96的速率成长。预期在2003年到2008年,年成长率将下降到3350之间,2008年pdp全世界将有800万台的需求,产值约200亿美元,占家用电视市场6%。即使pdp电视在21世纪初呈倍数增加,但相较于全球一年电视需求量亿台,pdp目前之需求量只占12%。在假设crt-tv迟早会被轻薄电视取代的前

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