（物理电子学专业论文）42英寸xga+smpdp视频显示系统研究.pdf

摘要 甲板显示领域存大屏方而只前最具有潜力的是液晶和等离子体显示屏。液晶和等高r 体娃示 屏备存优缺点，黼届技术的小炳创新h 前两者之h j 的竞争f ：要集中征三个方山：价格，h 像质鞋 和功耗。采南大学娃不技术研亢c p 心针对现有彩色等璃。f 体娃示技术( p o p ) 存札的成奉高功耗大 等| 口j 题，提出了个新的荫罩武等离r 体硅示解方案，利j i 】彩色c r t ( 阴械射线管) 生产中常i i j 的荫 罩来代替现有p d p i - 制造i 岂复杂的障疃，优化r 放电机理。降低对电路的婺求。目前我们l 二绎成 功研发m3 4 英寸6 4 0 x 4 8 0 分辨牟和2 5 英寸8 0 0 x 6 0 0 分辨年的酬一p d p u3 4 鳆寸s m p d p 分辨举 小高，2 5 英寸屏尺j 小够犬，由于金属的热胀冷缩特性，用荫罩代粹降壁能古实现大屏幕赢分辨宰 的s i a - p d p 仍受到外界的质疑。尔南大学从2 0 0 5 年，f 始歧计并开发符合南品化应用的4 2 共j + x g 分 辨率的s i i - p d p 样机来证实荫犟在人肼幕岛分辨牢下的- 彳j 性 奉论文首先阐述fs m - p d p 的苄元结构与普通p i ) p 的区别，结合结构特点详细t 兑明rs m p d p 发 光原理和 d s 驱功方式t - ( c j1 - 作流程为后两的系统规划奠定了理论基础。而临新系统的一系列难 点，论文提 i ；丰h 应的解决办案，初步制定j i j4 2 英寸x g a 分辨率s m - p d p 的系统疗窠。 在结构设计方l 伽。参考f 前同际上流行的结构方案及尺寸综合考虑屏的结构、特性以及驯动 电路的方案规划：整个驱动电路系统的布局。结合多种4 2 英寸p d p 产品的机壳结构，尺寸。设汁 h ；兼容国际杯准尺寸的支撑铝板。井制定i j 番电路扳的尺寸，接u 位簧b 接u 的定义。 1 健据新系统的特点以及p d p ，北的发腱，对各种+ t 要芯片和电路元器竹进行r 选璎，侄厥何的 基础p 进新的尝试第次6 ：s m p d p 显示屏上实现r j 双于1 描驱动。在电路远 j - 的速度、布线方案 输出功率和波彤的变化上都进 fr 优化，提商电路稳定性 最后介绍了该系统的调试情况，根据再电路的特点分别给i h 了渊试方案。针对屏的特性埘波 形进行适：自的调整和优化时剐像的显示效粜进行处理最后按照各项顼f l 性能指标时s m p o p 的功 耗亮度和对比度进行适当的调整，对样机的性能参数进行r 溅试，最终按照克成项h 仟务研锭 出符合项目要求的样机。 芙键词：蚺罩式等离了体显示屏系统规划，结构设计，屯路设计，系统调试 a b s t r a c t i nt h ee n t i r ef p df i e l d p d pa n dl c da r ec o n s i d e r e dt h em o s tp o w e r f u lc o n t e s t a n t s b o t ho ft h e m h a v ed i f i e r e n ta d v a n t a g e sa n ds h o r t c o m i n g s w i t ht h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g y d e v e l o p i n g t h e i r c o m p e t i t i o n sf o c u s e do nt h et h r e ea s p e c t s ：p r i c e d i s p l a yi m a g eq u a i l t ya n dp o w e tc o n s u m p t i o n i no r d e rt o i m p r o v et h eh i g hc o s ta n dp o w e rc o n s u m p t i o np r o b l e m so fc o n v e n t i o n a lp d p t h ed i s p l a yr dc e n t r eo f s e uh a sd e v e l o p e dan e wd i s p l a yt e c h n o l o g yn a m e dp l a s m ad i s p l a yp a n e lw i t hs h a d o wm a s kf s m p d p ) t h ec o m p l e xm a n u f a c t o r yp r o c e s so fb a r r i e rr i bi s r e p l a c e dw i t ham e t a ip l a t ew i t hm a n ys m a l ih o l e s w h i c hi sc a l l e dt h es h a d o wm a s ki nt h ec r ti n d u s t r y ，d m et ot h ed i f i e r e n c e so nb a s i cc e l is t r u c t u r et o c o n v e n t i o n a la c c - p dp s m p d pp r o v i d e st h ep o s s i b i l i 付t h a ts o m ep a r a m e t e r so fp dp i i k er e s o l u t i o na n d i a m i n a n c e c a nb ef u r t h e ri m p r o v e db vo p t i m i z a t i o nt h ed i s c h a r g em e c h a n i s m b e c a o s et h em e t a ls h r i n k s w h e nc o l da n de x p a n d sw h e nh o t t h ef e a s i b i l i t yo fs h a d o wm a s ki np d pi ss i l l ld o u b t e db ys o m ep d p e x p e r t $ t h ep r o j e c tf o ra4 2 - i n c hx g a - r e s o l u t i o ns m p d ph a sb e e ns t a r t e d n2 0 0 5 。w h i c hj sc o m p a t i b l e w i t hc o m m o nc o m m e r c i a l4 2 一i n c hh dp dp b e c a u s eo f t b es m p d p ss p e c i a ls t r u c t u r e i t sw o r kp r i n c i p l ei sd i f i e r a n tf r o mc o n v a n t i o n a lp dp t h e s m p d pw o r k i n gp r o c e s sa n di t sc h a r a c t e r i s t i c ；st h ei m p o r t a n tr e f e r e n c e sf o rt h ed e s i g no f an e ws m p d p s y s t e m al o to f p r o b l e m sa l ee m e r g e dw i t ht h eh i g hr e s o l u t i o na n dl a r g es c a l er e q u i r e m e n t s t os o l v et h 嘲 q u e s t i o n s , m a n yc h a n g e sh a sb e e na p p l i e do nt h i sn e ws m - p d pd e s i g n t h es y s t e md e s i g ni si n t r o d u c e d 砒f i r s t w h i c hi n c l u d e ss t r u c t u r ea n dc i r c u i td e s i g n s o m es t r u c t u r e s o f a v a i l a b l ep d pp r o d u c ta r er e f e f r e dl no u rs t r u c t u r ed e s i g n a c c o r d i n gt ot h es m - p d pc h a r a c t e r i s t i ca n d t h en e e do fs a m p l ed i s p l a yd e l ) u 叠 s t r u c t u r ed e s i g ni n c l u d e sa 1 - b o a r ds t r u c t u r e ，p c bs t r u c t u r ea n dt h e i n t e r f a c es p e c i f i c a t i o no fp c b c i r c u i td e s i g ni n c l u d e st h es e l e c t i o no fe l e c t r o n i cd e v i c e s , s c h e m a t i ca n d p c bl a y o u td e s i g na n dd r i v i n gs c h e m e 1 1 忙s y s t e md e b u g 媾a l s oi n t r e d u c e d d r i v ew a v e f o l i f ts h o u i db ea d j u s t e da tf i r s t a t i e rt h 越p r o g r a m w o u l db ed e b u g g e da c c o r d i n gt ot h e r e s u l to fi m a g eq u a l i t y 1 h e nt h el u m i n a n c e ，c o n t r a s ta n dp o w e r c o n s u m p t i o ns h o u l db co p t i m i z e d a tl a s t t h es y s t e ms h o u l db ca s s e m b l e di a s i d et h es h e l l n o wt h e 4 2 - i n c hf u i i - c o l o rs m - p d pp r o j e c th a sb e e nc o m p l e t e d k e y w o r d s ：s m - p d p , p r o j e c to f s y s t e m ，s 仇i c t u r cd e s i g n ，c i r c u i td e s i g n ，s y s t e md e b u g “ 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所学交的学何论文是我个人在导师指导下进 r 的研究工作及取得的研究成 粜。塔我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中1 ；包禽其它入已经发表 或撰j 过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：么尘蒸日期：垒2 ：! ：兰! 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子义文件，可以采用影印、缩印或其它复制于段保存论义。本人电子文文件 的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅， 可以公布c 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学 研究尘院办理。 研究生签名：妇耘 名：迎一迎一7 莉。单锗论 第一章绪论 2 lf i i = 纪是信息爆炸的时代。在人们从事科研、t 产等针会活功及口常生活中人帚的信息产生、 更新和传递着。人l f j 感髓器宙时刻处存接受和发送怡息的过程小存人的各种感觉器官i i - 视觉是 人类扶得外界信息的审耍器官，研究表明，人类f j 近6 0 0 o 的信息足通过税觉抉得的。存视觉信息- i 既仃文字竹息也何蹦像f 蠢息，们图像来传送信息要比文# 伙得多，所以图像硅小成为信息显吖i 中最 爷要的方式。随着现代科学技术的进步，人们州翻像娃小质毋小断提f h l 尘帛的要求那么辁示终端 作为信息传播的媒介址得尤为重要上f i t 纪中f 以来褶父址示技术的研究和开发1 作显得片常活跃， 陆续肓新型硅示器蝴世。 存备类硅示器件i l i c r t 绎过长期发展已进入成熟期，其亮度，分辨牢、色度、响应速率、对 比度、寿命、视角等方面的表现1 分卓越，并且三经彤成b 人的产业产品售价低廉，规格型号多 样，七论存电视接受终端锁域还是在计算机，t 作站心用矗而仍然t 叶据着土导地位。但是c r t 的缺点随着人们对视频办i f i i 要求的不断提高变得h 益定f i ；：体积大，笨重、需要岛电压、有x 射线 辐射，嘲像叫烁等随着高清晰度i n 视( h d t v ) 的即将推广，人们对显1 器甲面k0 、分辨率的 要求也小斯提高传统的c r t 技术的特点决定r 它l 经无法满足人们对显不器件大屏幕，薄巾化h 益增长的要求，半板址示器件( f l a b p a n e ld i s p l a y f p d ) 应之i f 生。 近年来平板硅示器件已逐步受到越来越多的天； 并存技术卜取得了飞速的发展。在口前研究i ： 作比较集i 的平板最示器h 液晶娃示器( l i q u i dc r y s t a ld i s p l a y ，l c d ) 和等高f 体平扳硅示器 p l a s m a d i s p l a yp a n e l ，p d p ) 以其吲有的优点d i 据rr 导地位。j e l ip d p 凭借毖大屏幂、舆彩色 说角犬、高对比度，厚度i i 隼、分辨率佳、体静! 小、蕾旨轩等诸多优点被认为是最台前途的超大群 幕h d t v 接收终端之，代表，未来显不器的发腱趋势。然，舞能够完全取代传统的c r t p d p 前笙解决几个霍要的口j 题：包括如何降低成本如伺降低功耗，如何提高娃示性能等。随着2 l 世纪 佶息时代的匕速发展，诸如数字电视广播和英特网等垠j 罔形和图像的服务将得到广泛的拓展从 而为p d p 提供r 无比广阔的应用前景i “。 1 i 等离子显示器( p d p ) 的起源与发展 等高子体轼示屏( p l a s m ad i s p l a yp a n e l ，简称p d p ) 足同前p 流甲板最示器的一种它的发光原 州0 我们日常所见的荧光灯样通过将强也场施加刨低c 豫惰性混合气体的两端使l ed 穿产乍 强烈电离而商接发光或j 扎7 1 - 紫外光激发c e l l 内侧荧光粉发光的显小器件旺i 就像有数几个微小的荧 光灯管有规则的排在1 起发光p d p 根据施加电j i 的t 自况r 分为a c p d p 和d c p d p 曲人类，u 莳 的产品以a c - p d p 为 流，由a c p d p 又根据电饭结构的不i 司，叮分为对向放电型和表面放电型阿 种。还有+ 。种交直流混台型p d p ( a c d c - p d p ) 它足通过阳极和阴极问的直流放电来 址，通过 对存储电极问的交流放电柬提供存储特性和扶得高亮度 n 它现在仍处丁：实验阶段。由丁p d p 厚 度小、蓖譬轻、显小血税大，无显吖：祝角鲫题幽像色彩鲜绝等特点，l 三坡公认为目前高清晰度电 规接收机( h d t v ) 和大屏辖家庭影院显示终端的最有力竞争者 1 1 1p d p 的发展史1 川 在上世纪5 0 年代初b u r r o u g h s k u c h i n s k y 等人研制成数宁艟示管称之为汁数放电管 ( d e c a t o r o n ) 也就是所峭的数码管( n i x i e t u b e s ) 。a m s k e l l c 【等人和m o o r e 这两个小组分嬲j ：1 9 5 4 年和1 9 6 2 年采片j 条纹屯饭结构发明了矩阵式d c 驻叫：皈，而“i i f 明：在屯掘交义点处具仃着火和放 电的可能性，很却不能f 以控制。l a s e r - s e i g l e r 的汤姆森于1 9 6 3 年发明rd c p d p 的模型，赴这 模删中他j 在每个放电单元中加上了电阻，每个放电单尢则是n f 控的。 1 9 6 4 年，b i t z e r 和s l o t l o w 在i l l i n o i s 人学发明了a c p d p 。时他们把电撤制作在草扳外表面， 用螭扳屯容替代每个放电尊兀小的限流屯阻，埘f 陔结构硅示扳，由十必须采用交变电n 驱动电擞 才能维持放电的进行，因此把它称为交流等离f 体硅示器。后开发了4 x 4 以及1 6 x 1 6 像素的等高f 体显川i 屏，茸先提m 了知阼寻址技术矗放电单厄中放乜l i ! i j 楚单独a i 拧的他们足利片j 玻璃板两 边介质形成的电容柬控制各个放电单元的放电的而且还发现r 肄自身的存贮功能。 1 9 6 9 f ，o w e n s i l l i n o i s 研究小组研制 j i ：坡单无( o p e n c e l l ) 结构的a c p d p ，它：掉了起限 制放电k 域怍， j 的中州玻璃扳。它的电檄制作存毕扳的内表面， 被介赝雎面所_ j 薹f 盖。w 为介质层 l 琦：南大节顺l 沧卫 杖f i 比玻璃毕扳低斜多的样机hj l f r 较，的电r 发射特代使得1 ：竹r 电j i i 降低。 1 9 8 4 1 9 8 5 年g w , d i c k ，h u c h i i k e ，t , s h i n o d a 等人分州提小r 娃亩现代a c p d p 结构锥形的 维持t 乜掇和寻址电极柱| 分离的电饭表放电m 儿钻构。 i 个l 乜板结构解决了实现全色p d p 所碰纠 的大部分难题，在选虬放i 乜单几年l i 垃小放电单儿中显叫i 和选_ i l i 功能则是分离的。选址放电单厄住 十选址和丑小电极的交义点处咖址4 ；放电单兀则化十两个显小电饭半 j 点处。附加的第：个电搬 叮以联结起来做为公丌1 又际i ：j i个附加的驱动器来驱动电板。舄外，二个电撇结构的优点是 它不仪解决了寿命问趣，而i 也解决厂驱动问题。冉= 娃示扳小引入反射结构解决了亮度的柚避。若 在箍，j 、扳i f 采用透射结掏名瞳茸j 轻群4 ；够因为荧光粉表i f i f 所发射的危螂坡反射州后边上r 。反射 型址1 扳的亮度封j 要大些，吲为表l m 所发射的光以及荧光粉前咖所发射的兜，都灶观再打所能观 看到的。沉秋赴侧擘上的堤丸粉所发射的光则对腱宽税觉是有利的。弓i 入条纹纠i 构障毕_ 手l l 荧光粉 构成条纹，这对十制造高油砷f 皮彩色p d p 井使之止向实j l j 阶段。是仃贞献的，在上世纪8 0 午代来， 障肇形成工艺 直采片j 的打( 1 艺，目那时开始条纹结构4 使得高沽晰度0 2 2 m m 的障罐任研- 要求 得以 蔫足。 1 9 9 0 年，由富十通公研推出r 一款3 i 寸仝彩色p d p 产品，它土 称第一款“现代p d p ”产品。 园为它包含了现代主流p d p 的所仃特征例如一i 电擞表面放电犁结构、荧光粉涂敢存后堆扳卜采 爿ja d s 驱动时序，j 棠实现伞彩色硅小、采片jn e x e 混合气体作为工作气体等。而h j 亮度及硅示动 态网山质量也大大优r 之前的备款广品。 选计显求周期分离式帮动，j - 三( a d s ) 的发明尤为霞蛋它对于在a cp d p 中显求撅件的电挑罔像 埘吉足饭重要的。老l = 的次行驰动方法跟选扑间时娃示的驱动方法( a w d ) 桐例，却小能够寓 现岫速选址，这是w 为由i ：维竹和选蚰脉冲足相瓯混杂的，从i f l 】消费了时问，向f l 还存存- 此七丌】 的j l ：冲。a d s 驱动办法巾j 上掉r 七州的雌脉冲成功地实现f2 5 6 个从度级。由r 易r 采片j 删 新步甥，a d s 办法还可改进选址的稳定性。南r 研制成功了a d s 和制青条纹结构的i 电扳表l 破 电鲒构。钮j 9 9 2 年里，2 l0 埘角线全色p d p 它是世界上第台全色p d p ，州艘推向r 实 封阶段。 彩色p d p 的主要制造l 艺也随之i f u 削套，。 i a ) 伊利诺依人学p d p 寅验屏( b ) o w e m i l l i n o i s 公q 单乜p d p 产品 i c j p h 蛆x 岵公5 9 * j 单也p d pi d ) 鬲i 垭公3 i * 0 全彩色p d p 阿i - i - i 一茸早铆p d p 搠j i 更大帕4 0 和4 2 英寸p d p 足f 。个阶段所碰纠的挑战。1 9 9 4 ，i n e c 制成r 柏英寸p d p 富七 2 币一举埔论 通卜1 9 9 6 午也将4 5 英寸p d p 推向r 玄用阶段。7 发更人f f , lp d p 的天键技术存卜具仃岛麻力 的玻 璃以便存热处理时能够降低破璃扳的畸变：为r 制备尚分蜥幢障 ! 州弓l 入r 喷砂r 岂以及曲硒带 t v 荆像r 岂。这柑 磐 岂和技术伞部足为r 研艇人l i i i 秘避挂式i 也税机。卜而足早期比较具囱代表 性的p d p 显求辟如陶i l - i 所小。 1 1 2p d p 的现状1 4 1 彩色p d p 的向品化是从2 l 英jp d p 的研制丌始的并获得r 监说器，t v ，h d t v 和家| 逛影院 市场。1 9 9 6 年由十4 2 英寸p d p 取得 正功，市场则向着较小尺寸3 0 旗寸和较人尺寸_ 楚寸p d p 由 展t 清晰度则从v g a 到x g a 以及h d t v ，j 向发展。由y - p d p 制造_ i 艺容易实现的特点对运 动嘲像的适心性，视角宽结构简单使得p d pr b 场不断扩大p d p 将覆盖丈而积的显小器市场 从7 0 c m 对角线( 3 0 英- j + 扩大到2 n t 对角线( 8 0 英j ) 。 1 9 9 2 年从2 l 英jp d p 阜f 托j r 始。p d p ，m 业群的环境则起了很大的变化。由于担心丧失掉峰 上型计算机l 耵场。尽管几乎所仃的p d p 制造厂家曾一度从r h 场中撤离：但是松下n e c ，【】蕾和先 锋却l 垒进入场这雌公州佃测人丽积壁挂式等离子体1 、，将会获得成功。1 9 9 5 年f u j i t s u 公司推 出的4 2 寸w v g a 分辨率p d p 产品树立了瓤的里鞋碑其对角线尺寸、显示分辨率等至今仍足最l ： 流p o p 产品的规范。此后，备j 家纷纷投资建pp d p 工j 并小断提高广能，p d p 的显小质鞋价 格等小断得到改善p d p 的l 要i 仃场从叩期的向、i k 腱示应用为主逐渐转为消费电子产品应用为土， 成为家用人屏幕显示戍用的上璺解决方案并十1 9 9 6 年批晕生产彩色p d p 的爱产设备。 在这个阶段，岛质量图像电视技术和蹙产技术取得了很快地进展。这j i i 公司从1 9 9 9 年到2 0 0 0 年义做r 大爱投资这一 则破称之为所谤的等离子体电视的第一年。书随后的几年取，1 1 j 场则 以大约1 0 0 的速率增k 。全毗界的p d p 市场年为7 0 万块，2 0 0 2 年零售市场约3 亿荚厄。2 0 0 3 年 总发货最预计达1 5 0 万台，f f 口2 0 0 4 年则为2 5 0 万台。有人认为在几年之内，市场销售额将会超过 1 0 亿荛元。 p d p 产业的发展促使p d p 技术的发展进入一个新的时期。p i o n e e r 在葵第一代p d p 产品l | f 通过 运 i “t ”形电极台放将发光效率提商到i o i m w ：p i o n e e r 的第一：代p d p 由于采用了“w a f f l e ”碌 荦结构和黑底，有效降低丰h 邻 j 之问的窜扰，使显示对比度得以提丁| 同时“c l e a r ”驱动时，疗 案的麻用，有效消除了对p d p 艟求图像质繁影响擐突出的动态伪轮廓线( d y n a m i cf a l s ec o n t o u r d f c ) 现象；p i o n e e r 的第二代p d p 通_ l = 上优化瞽，c 结构和气体成分( x e 气浓度配比提升近2 0 ) 另 外选_ i i 新犁绿色和蓝色荧光粉材料使发光效率进一步提升剑i g l m w 的水甲对比度也因此随着 峰值亮度的提升得以提高：p i o n e e r 的第网代p d p 采片j 了吏先进的“s u p e r c l e a r ”驱功时圩疗案， 有效政静寻址的效率从而使盟伍的色彩联次提高到1 0 b i t 以上并兼容7 2 h z 帧同步1 作疗式，埘 十2 4 h z 的电影显示图像肯蜓，的支持作用，；外其图像处理技术继续进步，色括“n a t u r a le n h a n c e r ” 功能存内的各项图像增强技术配合乍富的娃示色彩使p d p 的图像硅示赝量再次提升；p i o n e e r 的筇垃 代p d p 产品巾应用r 新的屏表i 斫贴膜技术( d i r e c t c o l o rf i l t e r d c f ) ，仃效遏制了环境光的散制作 用，在强环境光下图像的鲜 色度可以和l c dt v 住强光下的图像媲荚；p i o n e e r 的晟新p d p 产品通 过鞑动波形尤其是r e s e t 波形的优化，以及在m g o 联表由增加结品发射j ( c r y s t a le m i s s i o n l a y e r ， c e l ) ，使发光效率 l 提升到2 2 1 m w 的水平，另外由于将寻址时的放电延迟缩减到0 5 微秒，在 w x g a 的曲分辨率娃示屏p 实现r 尊边扫描( s i n g l e s c a n ) ，使电路系统成奉再次下降。 其它p d p 公司的产品及技术发展与p i o n e e r 类似，不难看h p d p 性能的提升与成本的f 降是 p d p 技术发展的两条f 轴；放屯啦冗结构、材料以及驱动技术的相n 协调发展足p d p 技术发展的l i 要途径，彩色化发大画曲化的技术革新都非常显著”“q 紧跟着科技发展的步伐，功能比拼也是各品牌大战的大特点，叫顾电视发展的历史我hj 知 道，最纠的电视只足个能接收信号，能显像的”盒f ”。随后，从翼 1 剑彩色，从小变大，遥拧器 出现了r “卿中阀”出现了f 乜税的功能菜甲选项越束越多。在有“岬i 中i 用i 功能前，人们何时会围t r l 错过精彩竹l i 而小敢住r 行时口j 换台厕自从当时| 乜观业的国际臣又推出了“删中l 田i ”功能后。这项 功能在一州年之内便成为了高瑞电说的必矫功能，f 口不冉是某一。个，一家的让有技术。在令 f 1 廿= 界朴 期间由卜看球时差的爻系有多少卜所族为了看球赛熬夜，f f i j 第j 人卜所尤精打采。最近望 发布型号为h p - t 5 0 6 4 的等高f 电视因具何慢大的多媒体t i 心功能f f i j 备受天，e 。它内置w i - f i 无线 州仁和夫容营硬盘，_ j 广可以通过无线嘲络滨墩i i 算机i ：的流媒体丈什肝插放，或将t 乜视节h 血接 录制到内胃的碗髓上。也可以通过无线叫络将媒体文件f 载到内置的硬铉上人们小再守望电说仃 【1 的时代已经到来。 3 表南夫宁岫i 沦正 1 9 9 9 f ，m 尔南人学亢成景牲本的验计试验之 i 提r 个个新的p d p 结构设计 窠“荫 罩式等高f 体锓町：w ”( p l a s m ad i s p l a yp a n e lw i t hs h a d o wm a s k s m p d p ) 抖厦时中晴厂宋和i q l q - 孥利。本着鼓脯科技创新以慢 垂f ff 知训，”投的辅冲1 目宗科技部b - i r 器省政府起对s m p d p 技术给，了大力的支i 、 ，从此s m p d p 技术进入，j l i 谜发胜的阶段。 1 1 3s m - p d p 的发展i 7j 从1 9 9 6 年开始东南人学从计锋机模拟技术层嘶起步，丌始r 天十p d p 技术的研究丌笈l 作。 通过对p d p 加rr 艺冉勺，钎认识到酶嘤制蔷的难j 叟，十是存1 9 9 9 年挺mr _ 【 带彳l 的令属柏葶待 代介厩障肇进行气体放电的设想井r1 9 9 9 年完成了初步的验“实验。如图卜1 2 所示埘l 仃侧 孔的锚扳埔玻璃扳进f t t j 接斤进行充持气。加i ：适：- 的高压后在咖孔内观察纠明显的气体放i 乜i t - 随 发光的现象，之后还宽成r 通过，址进行选择性放电的实验。这些实验说明r 利用金属村科代替p d p 内味来由介质材料形成的障串的i j r 行性。由卜金属荫单在c r t 产业领域属十成熟1 艺，闪此该妇j 型 性实验的完成对p d p 的低成奉化道路j 有1 f 常重费的意义 圈i i 一2 早期s m - p d p 技术的町 性验迁试验 同家科技部先后设奇：r 闻家“九五”科技攻关项日和固家“8 6 3 高技术研究”开发项日投入 了丰 牛的资金支持本技术的发展。东南大学于2 0 0 0 年到2 0 0 2 年底先后完成r1 4 英- j 单色s m p d p 的研制以及1 4 英、j 高亮度彩色s m p d p 的研制上作。片f2 0 0 3 年j f 姘i 进入奉项【j 的，一业化推j 年 丧1 - 1s m p d p 研发主悭 j j 程 为产业化作准备的技术开发阶段。2 0 0 3 年完成3 4 英寸v g a 分辨率卜的岛亮度伞彩色s m p d p 样机 研制。2 0 0 4 , 年纠2 0 0 5 年宠成2 5 樊js v g a 分辨奉卜的禹分j i f 丰全彩色s m p d p “机研制。静占硅 明rs m p d p 技术n 。制造人曲b ：娃小辫方由的h i l t 性；后占证b j j ，s m p d p 技术矗扁分辨牢址刀i 器 4 罅一草锗沧 戍用方面的i i r j 件。l j 曲东南人宁矿进i r 新轮的产业化技术准眷t 竹，包括再种原材料的震购途 径和嚣求新掣电路几器忡的选取和试片i 、町商品化s m p d p 样机的开发等。具体s m p d p 技术研 发的f 要历程参见辰1 i 。 c a ) 1 4 英_ 雌色s m p d p 样机 ( b ) 1 4 英寸影色s m p d p 样机 c ) 3 4 英寸v g a 分辨率彩色s m p d p 样机d ) 2 5 英寸s v g a 分辨卑髟色s m - p d p 柞帆 凰i - l 3 历年来主要s m p d p 原理忭样帆产晶照片 图i l 3 所示为并阶段的上要s m - p d p 成果。目前东南大学用绕s m p d p 的结构设计、制造t 艺，驱动技术等多，j 断进行研究，取得了多i 妲研究成粜已申请并通土= 凼际发明专利项，申请并 通过国家发明号利和实片j 新犁等利十多项。2 0 0 4 年毛在甫东南大学承办的惶洲信息显示技术年会 卜展示了3 4 英寸彩色s m p d p 样机，赢得了国内外专家的赞脊。该s m p d p 样机的部分技术指标， 如大于5 0 0 0 ：i 的超岛对比度，在当时已经达剑幽际帧先水平。 1 2s m p d p 放电单元结构 s m p d p 是属于a c - p d p 中对向型放电结构中的。种两组电撅分别制作在前后基扳上并且 相互l f 交，在哥个交义点构成一个放电单元。维持放电在i ； 后萆扳问进行。典型的s m p d p 放电 单元其体结构po 如罔l - 2 - i 所示，它由前玻璃壤板荫罩厉玻璃基扳迭加构成她璎的“明治”结 构。前玻璃基板i 依次通过丝网e 刷或贴膜曝光等工艺覆盖何水甲方向甲行捧列的i t o 透明电极、 金属汇流电极，介质层和m g o 保护层，其中i t o 透明电饭和汇流也极联合构成f f 描电极( 又称为 行电极) ，透叫也饭 ! i 证良好的透光率汇流电搬保证趄好的导电性；荫罩上通过腐蚀l 艺加l 出。 条条恕凹槽作为独立放电宅闸，消除放电单元问的书扰，其横截面鼋碗状，伸置与娃示像豢一一_ 对 应其内壁涂敷有对应的彩色荧光粉；后玻璃堆扳卜攫盖有垂直办向平行排州的资料电擞( 义称为 州电极) ，由i ：址宽度较窄，乩没台透光要求，单纯采燃金艏扎流电极工岂即可，托l ：也越盖钉介质 层和m g o 屡。 采南人中坝l 沧土 翻i - 2 - l 冉蛩s m p d p 放也单几- 三维及维结构示意幽 s m p d p 与传统a c c p d p 之问的结构著异在二后摹扳采用与时基扳辏奉。致的l 艺取消了原 来在历单板卜加i ，难瞧岛成。u i 牢低的障壁加i ：i ：艺，代之以c r t 产业内成熟的荫单i 。艺。由r 加 工细k i i 窄曲形状的障疃( k 度约5 0 0 r a m 宽j 殳约5 0 1 _ | m ，商度约1 2 0 - - 1 5 0 t i m ) 时材料设备、环 境等耍求比较高。存商分辨宰显乐器应_ i f 设讣巾庀为突：f ；，因此1 矗以来部足p d p 肋l 制造l | l 的难 点，剐时其成晶率较低，限制r 对p d p 成本的进步f 醉。c r t 技术采州的荫罩盘胆度、孔隙尺- j 、 丰才 ： 等疗血js m p d p 的心f l l 求都鼍奉致，没f f 提汛特殊的设备车n 村 ：i 求，确作通彳l 搜计修 改就能被s m p d p 采用。图i 2 - 2 给如r 传统p d p 采用的障壁与s m p d p 巾的荫掣的对比示意。鉴 jc r t 技术近凸年来的技术成熟，殳和一人的产业链背最。荫罩产t 铺埘j 障擘存赝譬和价恪卜郜有良 好的竞争优贽，故此技本能镀著降 氐p d p 加i 成本。这也蹙s m - p d p 设计矗策最静j 考虑到的丈优 势。 州i 2 2 传统p d p 的障壁，s m - f d p 的曲革封比，j 慧削 搬据一三蕈色卒问棚色原理。每个像索分为二个了像素分别艟示作为娃示器一摹色的红绿篮光 每个了= 像素对应一个放电窄问凹槽，冉由个缸，h 槽i 行排州构成一个矿厅形的像素。早期4 2 英寸 p d p 采用始多的足w v g a 分辨率即8 5 2 4 8 0 每个f 像素的尺寸为10 8 m i n x 0 3 6 r a m 每一个子 像素构成个1 0 8 m m 配方的像素。 h 前对大屏幕平扳显刁 器的高分辨率应用要求越求越高，小) l i 计算符需要盘4 2 、jp d p 屏上 显示w x g a 翻像( 1 3 6 6 x 7 6 8 ) ，缩小i 6 倍，如j ：放电单元空问的尺i j 将降为0 2 2 5 m m 0 6 7 5 m m 这埘p d p 的发光效牢以及辕示亮度将仃较人的卜降。 i 对岛分辨串娃示庸明的j j 爱纠时为，保证 s m p d p 趄好的芨光效率，s m p d p 住放电单元绌构l ：也增加r定的变化。如图 - 2 - 3 b ) 所小， 返足s m p d p 蛀新为适麻商分辨率监水戍用特殊设计的放电单元结构嗣i 摊布疗式。 岛分j i 串麻j n 条件下s m p d p 的放电单元结构从原来类似千跑道的长l u j 惰转变为阴碗状，红 绿i ：f 。个f 像素埘心放电审问警i 角形排列。嘲此i i j 沿抖j 【q 际i ：通片i 的称l 肖“d e l t a 结构”。 南r 靠柑印l 的像岽截扑条竹f i 幺新放，乜雄九结怕的k r 最小值就址嘲钝的n 径约0 3 3 r a m 瞰普 通分辨车f 像鬃的最小尺j0 3 6 r a m 朝l 近，冈此将戚毋! 尺j ，垒化后加j 难，篷帛l 发光效率的影响都 降纠很低。，j 讣细l 此的像祟摊列方法使hl jc r l 娃水器的混色，效果敛，能仃放减弱人龈脱看 p d ph 的微粒媾和条纹感使入觉褂 小嗣像电为细腻。 6 第站绪论 ( a ) ( b ) ( - ) 普通分辨牢s m p d p 像豢捧列及放电发光情况： b ) 高分辨卓s m - p d p 像豢捧列及放电发光情况 圈i - 2 - 3s m - p d p 放电单元结构及像素榫州方式演变示意罔 随着p d p 技术的不断笈展传统的p d p 放电荦兀结构也呈现 很多新的设计变化例如改变电 极形状增加辅助放电电擞、增加障壁厚度、采片i 封闭放电审h 】结构和采用像曩的d e l t a 分布等。 后两者在新的岛分辨串s m - p d p 放电单厄结构中已经得剑应用，若j t 它结构艘进力而的测试验汪通 过，丰h 信s m p d p 的放电单几结构仍将会有新的变化。 1 3s m p d p 基本工作原理 p d p 是气体放电器件它的工作原理和工作特性与其内部气体放电的物理过程存着密切的联系， 因此肯必要对此作一简要介绍。 i 3 1 气体放电过程 彩色等离子体显求羼利用气体放电产，e 的紫外线激发荧光粉从而产，l - 彩色把，陶2 2 i 所小为一 般气体放电的组成_ 手l l 伏安特性。如图2 2 1 ( a ) 中所示，气体在放电过程中产生r 两个i x 域：负辉 k 和l 卜柱k 。其中负辉l x 是不l 叮f l i 缩的，而i l ：柱| x 一叮以随着放电守问长瞳的变化f 玎变化7c 体在放 屯过程中产生的群光 婴集1 1 1 在正柱区。对于锋离子体硅示辫来说，放屯守间距离非常的短，通常 只有0 1 5 m m ，因此等离f 体显示屏在放电过程j p 一般只j i ：现负辉区。图i 3 - i ( b ) i ，伏安曲线表示 加在c 体婀端的电 h 达到某个数值时，t 体，f 始i l j 现电离，屯离后的电了和高了则分别向曲搬运 动，存屯f 和离子的运确过程t i r 占们会硪捧其它的气体分子并促使该p 住分子产生电高并h 这蝗 高能状态f 的次粒f 在轰出l e , j 体表而时会导致_ 二次i u f 发射当碰撞产，l ：的空问带i b 幸讧f 逐渐增 多时进而会，“f 喾崩效应此时大硅的气体分子被电离，f = 在外电场的作用下向两极运动。对f 等离 子体显示群的放电单：c , l f u 青其放电过程主要是介j ：稳定和非稳定的辉光放电之蜘。 7 彖向人中顺l 葩z 1 3 2 潘j 一效应 n 等璃f 体显小解的放 e 单元中。通常亢的是混合的惰性气体，如氖气或氰气加上少鼋的缸气。 在放电的御始阶段放电审川的少肇电f n ：电场的仵用f 作迁移运动乱迁移返劬的过群中电于 会碰樟刘敏、氚的j 泉了，蚌促使它们电离产生电r ，离了对，电于在苄f 寸移动距离上碰持产乍的电 子、离f 埘通常记为d 。电离产牛的离产存外电场的作用f 会l l q l q l 横运动，1 4 i q ：存离f 的运动过程 | i 由r 碲撞会激发新的电f 和离子对离子在单位移动奸l 驾卜碰撞产咋的电f ，高f 对通常记为y 。 通过小断的碰撞，电场空m 的电f 会小断的增加，井进而产乍放电的t 乜流 ，扎，ll ：述的放电过稃的条什之r ，是外加的电压必须满足气体放i 乜所需的着火电压。缸气的着 火电 i 、比氖要高r ：多n j 是在氖里加少订氰i i r 以人人的降低氖c 的着火电f r 。这成像是 潘f 所发埂故此命幺为灞宁效心p l 。等离r 体硅永砰l 足利f 1 这现象米降低放电卒州的荇火电 压，存 期氙气的浓度大约存s 在有。世为r 提幽发光效率，h 前缸气的浓度l 三经普遍提曲纠接近 2 0 。 着火电j i t 的降低也u ，以通过提商_ 次电子的发射来实现，口前等离：艟示砰的放电单元普遍在 介质层卜加卜了+ 层m g o 层，m g o 层除r 能保护介赝层免受高f 轰- 1 外它其有较曲的次屯子 发射系数。因此目前等离f 体显1 ：屏的着火电雎已经降低剑2 0 0 v 左右。 i 3 3 紫外线的产生 存等