詳解等離子顯示器技術

新型PDP技術

1. PDP基本結構
   
   PDP由前玻璃板、后玻璃板和鋁基板組成。
   對于具有VGA顯示水平的PDP，其前玻璃板上分別有480行掃描和維持透明電極，后玻璃板表面里有2556（852×3）行數據電極，這些電極直接與數據驅動電路板相連。根據顯示水平的不同，電極數會有變化。
   
   1. 后玻璃板結構
      
      在后玻璃板上，制作有數據電極，其上覆蓋一層電介質。紅、綠、藍彩色熒光粉分別排列在不同的數據電極上，不同熒光粉之間用障壁相間。早期PDP器件的三種熒光粉的寬度一致，由于紅、綠、藍三種熒光粉發(fā)光效率各不相同，三種色光混色產生的彩色范圍及亮度與CRT相比差別比較大。稱為“非對稱單元結構”的專利技術根據三種熒光粉的發(fā)光效率，將熒光粉制作成非等寬，在彩色還原度和亮度方面比以前的產品有很大提高，屏幕峰值亮度可達到1000cd/m2以上，整機峰值亮度可達到400cd/m2以上（帶EMI濾光玻璃），對比度可達到10000:1（暗室，無外保護屏）。
   2. 前玻璃板結構
      
      在前玻璃板上，成對的制作有掃描和維持透明電極，其上覆蓋一層電介質，MgO保護層覆蓋在電介質上。前后玻璃板拼裝，封口，并充入低壓氣體，在兩玻璃板間放電。
   3. 像素結構
      
      以42英寸PDP為例，這一尺寸的PDP有1 226 880個像素點，像素點結構如圖1所示。
      
      
      圖1 像素點結構示意圖
2. 2 子場驅動系統
   
   PDP的亮度控制通過改變等離子放電時間實現，即子場驅動技術。一個子場包括初始化、寫入和維持三個階段，如圖2所示。
   
   
   圖2 子場的三個階段示意圖
   
   1. 屏初始化
      
      為清除像素里充電產生的殘余電荷，在掃描電極和維持電極間加上一個梯形電壓，等離子開始放電，但逐漸減弱，這樣就清除了殘余電荷。
   2. 數據寫入
      
      正極性的數據脈沖加在數據電極上，同時負極性的掃描脈沖加在掃描電極上，這意味著數據脈沖電壓和掃描脈沖電壓之和加在了此兩個電極上，這樣在兩個電極之間開始放電。當放電進入像素單元后，氣體放電電離；在氣體放電期間，離子被引向掃描電極，電子被引向數據電極。
      當寫入脈沖停止后，吸附在覆蓋在電極周圍的電介質上的電子和離子仍然保留下來，這就是壁電壓（即著火電壓，掃描電極為正），上述過程稱之為數據寫入。
   3. 亮度維持
      
      我們把維持電壓脈沖正負交替變化的驅動方式稱為AC驅動方式，如圖3所示。如果維持電壓脈沖重復周期長，則像素的亮度等級增加。因此，通過控制維持放電時間，像素的亮度得以控制。
      
      
      圖3 AC驅動方式
   4. 子場驅動技術
      
      子場驅動技術是PDP的獨特技術系統，如圖4所示。
      
      
      圖4 子場驅動技術示意圖
      
      一個電視場的8位數字視頻復合信號通過8子場技術再現，每一子場的尋址期時間相同（一個尋址期包括1次初始化和480行掃描），但是每一子場的維持期時間不同，第一子場（SF1）僅僅再現1級亮度，SF2再現2級亮度，每一子場的維持期時間逐漸增加，如此總共256級亮度等級就能在屏幕上再現，如圖5所示。
      
      
      圖5 亮度的再現
3. 雙掃描技術
   
   系統的亮度驅動通過子場維持期實現，這樣峰值亮度就受到了限制，因為有480行垂直掃描在尋址期執(zhí)行。雙掃描能夠在尋址期把掃描時間從480行減少到240行，這樣通過雙掃描驅動，空閑的尋址期時間可用于維持期，結果峰值亮度就增加了。
4. AI技術
   
   AI（亮度自適應增強）技術主要用于控制子場驅動操作，其作用和基本原理如圖6所示。在AI技術中，根據圖像內容（APL：圖像平均亮度水平），子場數由10至12變化（即可變子場）；每一子場的維持期時間格式從以二進制方式增加變成重新按照線性編碼方式增加（線性編碼子場）；之后AI技術為PDP選擇最適合的顯示條件以達到圖像顯示的自然和鮮艷。
   
   
   圖6 AI技術的作用和基本原理
   
   AI技術改變了過去PDP子場驅動一般為8個子場的固定模式，使白場和暗場景峰值亮度自動調整，一方面能夠保護屏幕，另一方面能夠降低整機功耗。
5. Real Black驅動技術
   
   對于標準的子場驅動技術，每一子場都要執(zhí)行一次初始化放電。這樣在一個電視場期間，即使要顯示黑色信號，也有與子場數一樣的初始化放電數執(zhí)行，因此在黑色區(qū)域將有少量光激發(fā)。而Real Black驅動技術保證了黑色的重現，在這種方式下，初始放電僅在第1子場執(zhí)行，而其余子場通過Real Black驅動電路應用初始化電場剩余脈沖，所以不再需要放電。