電漿顯示器(PDP)的構造與原理

作者:Hightech   |   2019 / 05 / 07

文章來源:知識力   |   圖片來源:股感知識庫


電漿螢幕的構造

電漿螢幕(PDP:Plasma Display Panel)的外觀如<圖一>所示,如果我們將電漿螢幕的某一部分放大,可以得到許多正方形的「畫素(Pixel)」,同時將每個畫素再切割成紅(R)、綠(G)、藍(B)三種不同顏色的「次畫素(Sub-pixel)」,不停地反覆的排列,和其他種類的螢幕是類似的。

圖一、電漿螢幕(PDP)的外觀(資料來源:NEC42 吋電漿電視)

如果我們再將電漿螢幕的某一個畫素放大,如<圖二>所示,則由後方向前方依序為後玻璃基板、鋁電極、螢光粉、阻隔物、氧化鎂層、透明電極、前玻璃基板等,它的構造比液晶螢幕簡單許多,因此材料成本也比較低。

圖二、電漿螢幕(PDP)的構造示意圖

 電漿螢幕的原理

電漿螢幕是使用「0.5% 氬氧」與「99.5% 氖氣」混合做為工作氣體,經由後玻璃基板的金屬鋁電極與前玻璃基板的透明電極外加電場,使氣體原子變成離子與電子(電漿),當電漿中的離子與電子結合後會放出紫外光,紫外光照射到紅、綠、藍三種顏色的螢光粉以後,會使螢光粉發出三種顏色的光。

如果我們單獨控制每一個畫素的紅、綠、藍發出不同亮度的光,就可以組合成某一種顏色,每一個畫素可以顯示不同的顏色,則可以排列成一個畫面了。大家別忘記,「要以能量大的光(例如:紫外光),照射到半導體,才能使半導體發出能量小的光(例如:藍光、綠光、紅光)」。

 電漿螢幕的種類

電漿螢幕依照外加電壓為交流電(AC)或直流電(DC)的不同,可以分為「交流電型電漿螢幕(AC-PDP)」與「直流電型電漿螢幕(DC-PDP)」兩種,它們的比較如<表一>所示:

  • 交流電型電漿螢幕(AC-PDP):使用交流電產生電漿,阻隔壁呈直條狀構造比較簡單,有保謢層覆蓋透明電極,所以電漿不容易和透明電極反應,使用壽命比較長,交流放電產生的電漿反應較慢,必須使用半導體製程製作,投資金額較大,成本較高。
  • 直流電型電漿螢幕(DC-PDP):使用直流電產生電漿,阻隔壁呈細胞狀構造比較複雜,沒有保謢層覆蓋透明電極,所以電漿容易和透明電極反應,使用壽命比較短,直流放電產生的電漿反應較快,可以使用傳統的印刷製程製作,投資金額較小,成本較低。

表一、電漿螢幕的種類
資料來源:張德安、鄭玫玲,電漿平面螢幕,全華科技圖書股份有限公司;日債銀總合研究所產業調查部)

電漿螢幕的優點

  • 厚度薄:由於電漿螢幕並不使用電子束,不需要像陰極射線管一樣在螢幕表面依序掃描,所以不需要太厚的厚度。
  • 材料成本低:由於電漿螢幕並沒有使用太昂貴的材料來製作,所以材料成本不高。
  • 沒有視角的問題:沒有利用液晶分子使極化光旋轉的原理,所以不像液晶螢幕(LCD)一樣有視角的問題。

電漿螢幕的缺點

  • 耗電量高:要在整個大尺寸的平面螢幕上產生電漿,必須在整個平面螢幕上施加電壓,由於氣體本身並不導電,因此耗電量比較高。
  • 使用壽命較短:電漿中的電子撞擊螢光粉,會使螢光粉產生化學反應,也可能因為氣體不純(含有氧氣),氧氣離子活性較高會與螢光粉反應,造成顏色變淡,所以使用壽命較短。

市場實例:為什麼液晶螢幕(LCD)能夠打敗電漿螢幕(PDP)?

大家可以自行比較液晶螢幕與電漿螢幕的材料成本,由於液晶螢幕需要背光模組、偏光片、彩色濾光片等材料,所以材料成本比電漿螢幕高出許多,特別是大尺寸的螢幕,但是在市場上電漿螢幕卻沒有比液晶螢幕便宜很多,為什麼呢?

由於液晶螢幕是由小尺寸做起,14 吋、17 吋、19 吋,並且在市場上賺到許多錢,可以拿賺到的錢再投資研發,改進製程技術,使生產成本不斷下降,所以大尺寸的液晶螢幕價格也不斷下降。

相反的,電漿螢幕是由大尺寸做起,40 吋、50 吋、60 吋,一開始價格就很高,市場很小,也沒有賺到什麼錢,因為無法拿賺到的錢再投資研發,不容易改進製程技術,使生產成本無法下降。

在這個例子裡大家一定要記得,產品的售價除了與生產成本有關,也與市場大小有關,必須同時考量才行。

知識力》授權轉載

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