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作为大屏幕高清晰平板电视的主流技术，等离子体显示（PDP）仍然存在亮度和发光效率偏低的缺点，因此实现高亮度、高发光效率的显示单元成为PDP的主要研究目标。荫罩式等离子体显示板（SMPDP）是一种用金属荫罩代替介质障壁的新型等离子体显示板。本文通过分析单元结构、驱动波形及气体特性对单元放电的影响，实现SMPDP放电性能的最优化设计。
由于PDP放电单元非常小，采用实验方法研究成本较高，而数值模拟的方法可节省大量的时间和经费，为PDP性能的改善提供理论依据。本文采用基于流体力学模型的数值模拟方法来研究SMPDP单元内的放电。SMPDP的放电特性与各影响因素之间的函数关系比较复杂，而复合形法在处理复杂函数的最优化方面具有独特优势，因此采用复合形最优化方法来优化单元的放电性能。
本文首先从改善单元结构的角度分析了偏心电极、介质层的厚度和介电常数、荫罩的高度和荫罩小孔的长度和宽度对单元的寻址时间和放电效率的影响，并以放电效率为目标函数用复合形法对荫罩小孔的结构进行最优化。然后从改进驱动波形的角度研究了二次放电维持波形、复合放电驱动波形和荫罩波形对单元放电性能的影响，又结合驱动电压的变化讨论了氙气比例和气体压强对单元放电的影响。最后分析了各种因素对SMPDP放电的综合影响，用复合形法以四个相互关联的主要因素：扫描电极的宽度、混合气体中氙气比例、气体压强及维持电压为搜索变量进行最优化设计来提高单元的放电效率。
SMPDP放电性能的最优化结果表明，通过选择合适的电极结构、介质层及荫罩，采用高氙气比例和高气体压强的放电气体，施加所需的维持电压，可以大幅度提高单元的放电效率，最优化设计方法可有效提高SMPDP的亮度和发光效率。