AC PDP高阻維持驅(qū)動方法

2009-08-30 梁志虎西安交通大學(xué)電子物理與器件教育部重點實驗室

　　交流等離子體顯示器(Alternating Current Plasma Display Panel ,AC PDP)是基于氣體放電原理的一種發(fā)光型平板顯示器件。近年來, AC PDP獲得了長足的進展,雖然面臨液晶的巨大挑戰(zhàn),但對于大屏幕平板高清晰度顯示來說,AC PDP 是最具競爭力的顯示器件。為了提高AC PDP的市場競爭力,AC PDP還需在結(jié)構(gòu)、氣體成分、驅(qū)動波形方面不斷改進,以降低成本和提高發(fā)光效率等。

　　AC PDP的維持放電在共面的掃描電極和維持電極之間進行。對于在尋址期置為點亮狀態(tài)的單元,由于該單元中壁電荷的存在,在維持期給掃描電極和維持電極交替施加維持脈沖,該單元不斷進行維持放電。對于在尋址期置為熄滅狀態(tài)的單元,由于該單元不存在壁電荷,在維持期給掃描電極和維持電極交替施加維持脈沖,該單元不會發(fā)生維持放電。對于傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法,在維持期放電單元所加電壓存在三種狀態(tài):正電壓狀態(tài)、零電壓狀態(tài)、負(fù)電壓狀態(tài)。按時間順序,正電壓狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài)交替排列,零電壓狀態(tài)處于正電壓狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài)之間。在傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法中,當(dāng)放電單元處于零電壓狀態(tài)時,會發(fā)生壁電荷損失,從而導(dǎo)致下一次維持放電的不穩(wěn)定和維持電壓余裕度的下降。

　　針對上述傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法的不足,本文提出了一種新的AC PDP維持驅(qū)動方法,可有效防止零電壓狀態(tài)時壁電荷的損失,從而提高維持放電的穩(wěn)定性和維持電壓余裕度。

1、傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法分析

　　傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法的驅(qū)動波形如圖1所示。

傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法的驅(qū)動波形

圖1 　傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法的驅(qū)動波形

　　圖1中,給出了X電極的維持驅(qū)動波形、Y電極的維持驅(qū)動波形和放電單元兩端的電壓差。從圖中可以看出,在傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法中,X電極和Y電極交替施加正的維持脈沖,放電單元兩端的電壓差共有三種狀態(tài):正電壓狀態(tài)、零電壓狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài),并且正電壓狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài)交替出現(xiàn),中間間隔有零電壓狀態(tài)。在正電壓和負(fù)電壓狀態(tài),AC PDP進行維持發(fā)光放電,并積累壁電荷。在零電壓狀態(tài),不存在放電,但驅(qū)動系統(tǒng)和AC PDP顯示屏仍然形成導(dǎo)電回路,所以會有壁電荷損失,從而使得在一定的維持電壓下,能夠穩(wěn)定形成的壁電荷下降,也就降低了維持電壓余裕度及維持放電的穩(wěn)定性。

2、高阻維持驅(qū)動方法

　　針對傳統(tǒng)的維持驅(qū)動方法的不足,本文中提出了一種帶高阻狀態(tài)的維持驅(qū)動方法,該方法的驅(qū)動波形如圖2所示。在高阻維持驅(qū)動方法中,在掃描電極和維持電極之間交替施加正脈沖序列,當(dāng)掃描電極(維持電極) 上的電壓由正脈沖電壓變?yōu)榱慊蛴闪阕優(yōu)檎}沖電壓時,斷開維持電極(掃描電極)的電氣連接使其保持高阻狀態(tài),從而防止兩次維持放電之間單元中壁電荷的損失,提高AC PDP維持電壓余裕度和維持放電穩(wěn)定性,同時也可降低維持電壓的大小。

　　高阻維持驅(qū)動方法中,存在正電壓狀態(tài)、高阻狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài),而不存在零電壓狀態(tài)。在正電壓狀態(tài)和負(fù)電壓狀態(tài),AC PDP進行維持放電。在高阻狀態(tài),因為高阻的存在驅(qū)動系統(tǒng)中不存在導(dǎo)電回路,使得AC PDP放電單元中存在的壁電荷無法泄漏,所以沒有壁電荷的損失。

高阻維持驅(qū)動方法的驅(qū)動波形

圖2 　高阻維持驅(qū)動方法的驅(qū)動波形

3、壁電荷測量

　　為了驗證高阻維持驅(qū)動方法的作用,我們分別在宏單元和12英寸AC PDP實驗屏上進行了壁電荷測量實驗。測量方法見參考真空技術(shù)網(wǎng)另文介紹. 對于宏單元的實驗,我們采用了在宏單元上先后施加高阻維持驅(qū)動波形和傳統(tǒng)維持驅(qū)動波形,對壁電荷的波形進行測量。測量波形如圖3。圖3中,左半邊的波形對應(yīng)高阻維持驅(qū)動方法,右半邊的波形對應(yīng)傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法。波形2和3分別為施加到兩個電極上的電壓,波形4為測量得到的壁電荷變化波形。由圖中可以看出,采用高阻維持驅(qū)動方法時,維持的壁電荷大小和傳統(tǒng)維持驅(qū)動法相比有較大的提高。

采用高阻維持驅(qū)動和傳統(tǒng)維持驅(qū)動時宏單元壁電荷波形測量結(jié)果

圖3 　采用高阻維持驅(qū)動和傳統(tǒng)維持驅(qū)動時宏單元壁電荷波形測量結(jié)果

　　采用高阻維持驅(qū)動方法與采用傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法宏單元壁電荷大小的對比如圖4所示。由圖中可以清楚地看出,采用高阻維持驅(qū)動方法后,在相同的維持電壓下,壁電荷大小有了明顯的提高。對于宏單元,估算介質(zhì)層電容為18pF,所以在維持電壓120伏時,采用傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法壁電壓為40V,而采用高阻維持驅(qū)動方法壁電壓為56V。

宏單元采用高阻維持驅(qū)動方法和傳統(tǒng)維持驅(qū)動方法的壁電荷大小比較