高Xe混合气体对荫罩式等离子体显示器性能的影响

2010-02-16 朱笛东南大学电子科学与工程学院显示技术研究中心

　　本文以提高荫罩式等离子体显示器(SM-PDP) 的发光效率为目标,以7”小屏为实验平台,采用实验测试的方法研究了提高Xe 浓度对着火电压、静态margin、单脉冲亮度和发光效率的影响。结果表明,Xe 浓度的提高虽然增加了着火电压,但同时也加大了静态margin、提高了单脉冲亮度以及发光效率,因此不失为改进SM-PDP 的发光效率和性能的良好途径。

　　等离子体显示器( Plasma Display Panel ,PDP) 被认为是最适宜作为高清晰度显示器(High-DefinitionTV ,HDTV) 的彩色终端显示器。等离子体显示器的显示原理属于自发光型显示,亮度高、视角宽、使用寿命长等都是PDP 的优点。但是,发光效率低是目前制约PDP 性能进一步提高的瓶颈。在PDP 中,大量的能量浪费在离子加热上(多于60 %) ;此外,用于Xe 激发的能量也相对较低(小于50%) 。上面原因是造成PDP 发光效率较低的主要因素。

　　本文采用提高Ne-Xe 混合气体中的Xe 浓度的方法,从而实现了对发光效率的改善。本文中使用的实验器件为东南大学自主研发的荫罩式等离子体显示器(Shadow Mask Plasma Display Panel ,SM-PDP) ,而且在SM-PDP 中,金属荫罩本身的特性有利于高亮度、高发光效率的实现。

　　本文选取了7”SM-PDP 小屏为实验屏,主要研究不同浓度Xe 下的着火电压、静态margin、单脉冲亮度和发光效率,并分析提高Xe 浓度对于上述PDP性能参数的影响。

1、荫罩式等离子体显示器的基本结构

　　图1 为荫罩式等离子体显示器的结构图。该结构由前基板、金属荫罩和后基板组成。前基板从玻璃基板起,分别是扫描电极、介质层以及在介质层表面形成的保护层;后基板从玻璃基板起,分别是与扫描电极垂直的寻址电极、介质层以及在介质层上形成的保护层;夹在前、后基板中间的荫罩是由导电材料(例如铁或其合金) 加工而成的包含网孔阵列的金属薄网板。将上述前基板、荫罩和后基板组装封接后充入预定的工作气体(通常是Ne-Xe 混合气体) ,即形成了荫罩式等离子体显示器。

SM-PDP 结构示意图

图1 　SM-PDP 结构示意图

　　目前,SM-PDP 采用对向放电的工作原理:首先(准备期) ,在寻址电极和扫描电极之间加斜坡脉冲信号,使得全体放电单元壁电压的积累尽量整齐一致;然后(寻址期) ,在扫描电极上加高脉冲寻址电压选中该行,同时在寻址电极上施加该行的数据脉冲,两者的电压之差高于着火电压,控制触发放电,从而在该行形成与所需显示信息对应的壁电荷分布;在逐行完成整屏的初始放电之后,最后(显示期) ,在扫描电极和寻址电极之间施加维持脉冲,以显示该帧图像。

2、实验装置及驱动波形

　　本文所使用的实验屏为7”的SM-PDP 测试小屏,采用分辨率为1366 * 768 的节距,涂覆的荧光粉为硅酸盐绿色荧光粉。在排气台上经过烘烤除气,充入Ne-Xe 混合气体, 气体配比分别为Xe20 %、
30 %、40 %、50 % ,气体压强控制在6 ×10 ⁴ Pa 。在实验中,使用的波形是维持波形,即正负对称的方波波形,如图3 所示,选取的电压点为150V～240V。

　　高浓度的Xe 虽然可以大幅度提高发光效率,但是因为其具有较高的着火电压,因此一直不被表面型ACC-PDP 所采用。SM-PDP 以其特有的对向放电式工作原理,因此具有较低的工作电压,从而对电源和高压驱动的要求也较低,为实验的可行性建立了良好的基础。