随着数字时代的来临，以及消费者对大尺吋、高画质影像需求提升的趋势下，PDP(电浆显示器)在竞争激烈的显示器市场中开始崭露头角，而本文就其市场现况技术发展趋势作一概略性的介绍。

市场概况

1999年各式应用市场分布中(图一)，Color TV占157.4百万美元，CAGR(1999-2004年)为73%；Conference Room占232百万美元，CAGR为29%；Kiosks占1.4百万美元，CAGR为7%；Financial TerminaL占15.7百万美元，CAGR为57%；Public Information占11.6百万美元，CAGR为17%；POS/Cash Registers占27.1百万美元，CAGR为12%。

《图一 PDP产值分布》

产值方面(图二)：1999年PDP为457百万美元，较1998产值成长52.3%，预计2000年成长44%至661百万美元，2005年达5,215百万美元，而目前最大市场为Conference Room(约占50%)，成长最大者为TV市场(1999-2004的CAGR为73%)。产量方面：1999年为31.8万台，2000年成长至37.2万台，成长率最大者为TV市场(1999-2004的CAGR为92%)。

《图二 PDP产业成长趋势》

根据富士总研的统计，1999年全部彩色PDP出货值占有率依次为：FHP(43%)，Pioneer(33%)、NEC(14%)、松下(9%)及其他(2%)；33吋以下占有率以FHP领先约占71%，其余为NEC约占29%；33-42吋占有率为FHP(62%)、NEC(16%)、松下(14%)、Pioneer(4%)及其他(4%)；50吋以上为Pioneer(92%)、NEC(8%)。由以上的数据可知，30-50吋的市场规模较大，但相对的竞争厂商也较多，而30吋以下与50吋以上的市场则分别由FHP与Pioneer所独占。

技术发展趋势

显像原理与结构

PDP(Plasma Display Panel)电浆显示器主要是利用气体(惰性气体)放电，产生UV激发管壁上的荧光粉(Phosphor)发光以取得影像，类似于日光灯发光原理，而可见光的颜色由荧光粉的种类所决定。

主要结构(图三)包括前基板与后基板，前基板包括作为放电功能的透明电极、产生放电与降低透明电极线电阻的辅助(BUS)电极、储存电荷之电容及驱动面板时提供璧电荷以降低驱动电压的介电层，与在离子撞击具保护各层材料的保护层。

《图三 PDP产品与成本结构》

就其成本结构来看，以驱动IC与玻璃所占的比例最高，各约占23%与22%。早期的PDP有直流(DC)与交流(AC)两种，前者发展的厂商包括富士通、Pioneer，而后者包括松下与NHK。DC型的阻隔壁属于格子状，较复杂，且因电极与荧光体直接暴露在放电浆中易导致损害与劣化，因而缩短显示器的寿命，所以目前主要以交流式结构的显示器为主；然就投资金额来看，由于交流型PDP需使用到较多的半导体成膜工程与蚀刻方式，因此投资金额较高。

制造流程

PDP的制造流程大致分为几个部份，可参考(图四)与(表一)：前板制程、后板制程、组合、加热/抽气/封入气体、老化与电气测试。详细制程如下所示：

《表一 PDP制成相关技术与所需材料》

《图四 PDP制造流程》

1.前玻璃基板制程

包括透明电极制作、BUS电极制作、透明介电层制作，以及保护膜制作。

a.透明电极制作：主要是以光蚀刻法、CVD的lift-off法或网印法在玻璃上形成，将ITO或SnO2层目前较常见的方式是以溅镀法成ITO玻璃，再以湿式蚀刻制程制成所需的电极形状，若膜厚精度与厚度不佳时会造成发光辉度不佳的现象。

b.BUS电极制作：由于透明电极电阻值过高，避免其放电时无法均匀放电，因此制作辅助(BUS)电极，利用的方法包括网印法、感旋光性涂胶法及蚀刻法以形成BUS电极；所使用的材料为Cr/Cu/Cr，主要的考虑是利用Cu的高导电性与Cr的抗氧化性与抗腐蚀性以防止断线的情形发生。其中网印法虽可较节省材料，但分辨率受限制；湿式蚀刻法的精密度较高但是所浪费的材料较多。

c.介电层制作：利用网印法、涂布法与贴层法形成介电层，主要材料是玻璃粉，目前较常用的方式是以网印法形成多层的介电层，要求平整度高且不能产生气泡。

d.保护层的制作：主要以涂布法(成本便宜速度快但所需的烧成温度高)、电子束蒸镀法(目前主要的方式)、溅镀法(成膜质量佳但速度慢)及离子植入法(成膜速度快且均匀性佳)将MgO形成保护膜。

此外有些电浆显示器为增加显像质量，因此会加上黑色矩阵(black matrix)以增加对比，并加上滤光片以增加对比与色纯度。

2.后玻璃的制造

a.DATA电极的制作：以感旋光性涂胶法、网印法、光蚀刻法、Lift_off法将Ag作成电极。

b.阻隔壁的制作：阻隔壁的制成质量良否会影响到PDP的后续良率与显像质量，因此这是PDP厂商努力研发的重点，截至目前为止也发展出许多制成，包括：网印法(制成简单、设备成本低，但良率提升与精密度难控制)、喷砂法(精密度较高，为目前主要方法，但易造成粉尘与材料浪费)、真空成膜+剥离法(缩短老化与封合时间但成膜速度慢)及压膜法(制成简单但平整度不易控制)将低融点玻璃与氧化铝制成阻隔壁，作为阻隔壁的材料要防止相邻CELL放电所产生的cross talk现象，以及能支撑前玻璃基板的强度，要求的特性为：所有阻隔壁的高度均需一致，以防止各CELL中的气体互相流通、避免有开放性气孔存在，而改变混合气体的比例。

c.荧光层的制作：荧光层主要作为发光显像的材料，制程包括：网印法、感旋光性浆料法及干膜压合；目前以印刷法为主，荧光粉的涂布需注意到均匀性与相邻两CELL间不可以有混色的情形发生。

3.面板工程制程

面板工程乃是将前玻璃与后玻璃基板装配，然后进行密封、排气、封入气体、老化与检查等制作过程。

封合的目的是经由封合材料将前后两块基板贴合，接着进行排气与灌入气体的过程，排气与灌入气体均藉由具排气孔的管子进行，在排出杂气并灌入惰性气体后，将管子切断、溶解封止；接着为老化的过程，此制程最主要的目的在使各个放电空间之发光特性稳定。完成老化的过程之后，主要的面板工程大致已完成，另外为了降低面板的反射光及减少EMI的干扰，会在PDP面板外再加上一片压克力或玻璃做的外板。

最后的制程为驱动电路与面板支持体的安装，以现在VGA级的PDP面板约需使用到38个驱动IC，若是XGA则需使用到68颗，其所占之成本比重相当大，而影响驱动方式设计的因素包括：气体放电特性、发光效率、对比及耗电量等。随着未来PDP的大尺吋化，保持画面亮度的均匀性也是必须克服的问题，在构装方式方面，预计未来驱动IC并非一颗颗安装，而是朝模块的方式进行，最后面板支撑体必须具有刚性、散热佳的特性。

增加辉度的方法包括提升荧光体的发光效率、提高封入气体的压力、放电空间的扩大及提高电压；增加对比包括有效应用color filter、制作black matrix；减低电力消耗包括提升荧光体的发光效率、降低driver IC电压；增长寿命包括电极材料与荧光体的改善、采用3电极放电、制作保护层(MgO)；电磁波的对策采用noise-cut filter，对于如何提高显像质量，各厂商也提出不同的技术，分述如下：

◎富士通：随着分辨率的上升，单位面积内的CELL(最小的发光单位，一般以RGB三个CELL构成一个画素)数会随之增加，相对的放电空间也会缩小，亮度随之下降，富士通为改善此种现象而发明Alis(Alternate Lighting of Surfaces)技术，以同时解决亮度与分辨率的问题。其原理乃是取消为确保放电的独立性而设置「非发光区」，方法即在后基板涂布荧光粉与充填放电用气体，使原本的「非发光区」亦变成「发光区」，使发光方式由「同列闪烁发光」变成「异列闪烁交互发光」呈现，整体来说面板结构并不需有太多的改变，只需变更电极的距离，藉由此种技术亮度更可从原本的250-300cd/m2提升至500cd/m2。

◎PIONEER：采用新结构的CELL。一般传统区隔CELL构造的阻隔壁为直线状，因为上下CELL间并未设置阻隔壁，因此会彼此干扰，造成垂直方向对比不佳，以及电极的遮光效果造成发光效率下降等缺点；PIONEER则采用格状的阻隔壁(WAFFLE结构)来改善上述的缺点，使垂直水平方向的对比皆能提升，加上水平方向亦设置阻隔壁，因此可涂布荧光粉的面积加大，而经由以上技术可提升约20%的发光效率。

◎松下：采用「非对称CELL结构面板」，并加强荧光粉的材质，此举不仅能均衡RGB的发光情形，更能表现纯白的颜色。

4.其他大型显示技术--PALC(Plasma Addressed Liquid Crystal Display)

日本SONY、Sharp以及荷兰Philips公司，在1997年七月合资生产40吋的PALC电浆寻址液晶显示器。PALC显示技术是在1991年由美国太克公司与日本SONY共同提出的新显示技术，后来这项专利权交由SONY使用。

目前研发分工的内容为SONY从事PALC技术开发，Sharp从事ASM(Axially Symmeric aligned Micro Cell Mode)的技术开发，而Philips则进行产品高精细化的改良。由于要在40吋玻璃基板上长出薄膜晶体管并不是一件容易的事情，而且制作的成本也会相当昂贵，于是采用电浆显示器的气体放电原理来取代液晶面板每个画素的晶体管驱动组件。

PALC电浆寻址液晶显示器的面板结构如(图五)所示，在50μm的介电质玻璃基板与背玻璃基板中间充入氦气或是氖气的钝性气体，当阴极电极加上-350V的直流负电压，而阳极电极为0V时，钝性气体会发生高电场气体放电的效果，并且会在介电质玻璃基板上产生壁电荷，而这层壁电荷就好比是一层虚拟电极。虚拟电荷会和ITO玻璃基板的透明电极产生电压差，于是灌入于介电质玻璃基板与前ITO玻璃基板的液晶材料将因为电压差所产生的电场而引发液晶分子排列方向偏转，进而使通过的入射光的极化方向也发生偏转作用。电浆寻址液晶显示器也是采用上下两片偏极板来产生显像灰阶效果，同时也是利用彩色滤光片来产生全彩色的显像。PALC电浆寻址液晶显示器跟一般的液晶显示器一样，也是必须使用背光源。

《图五 PALC面板结构》

整体来说，PALC电浆寻址液晶显示器的背玻璃基板制作过程与PDP电浆显示器相同，采用隔墙方式区分每一个扫瞄线，利用气体放电的电荷当作驱动电荷。而前玻璃基板与液晶面板制作过程与一般的液晶显示器后段制程相同，包括灌入高分子液晶材料、封装、贴上含有彩色滤光片与透明电极的前玻璃基板。

目前这三家公司所展示的产品是42吋宽屏幕面板，分辨率为854×480，面板亮度为400 cd/m2，对比值为100：1，观赏视场角是140度。据SONY公司表示，目前这款PALC电浆寻址液晶显示器尚在试产阶段，一旦显示器面板的观赏视场角可以达到160度时，该公司就会开始进行量产并推出上市。

(表二)为SONY公司PALC电浆寻址液晶显示器与AC型PDP电浆显示器特性比较表，在观赏视场角度与影像对比率方面，PALC技术显然比PDP电浆显示器来的差些。

《表二 PALC电浆寻址液晶显示器与PDP电浆显示器特性比较》

结语

整体来说，PDP技术研发的目的有两个：提高产品质量与降低制造成本，也唯有如此才能提供更高功能价格比的PDP，以便在竞争日趋激烈的显示器中占有一席之地。