显示技术-第5章-等离子体显示技术

1第5章等离子体显示技术5.1等离子体显示器件工作原理5.1.1等离子体基本知识5.1.2等离子体显示器件的显示原理5.1.3等离子体显示器件的特点5.1.4等离子体显示器件的性能指标第5章等离子体显示技术25.1.1等离子体基本知识（1）等离子体概述在物理学中指正、负电荷浓度处于平衡状态的体系，即等离子体就是一种被电离，并处于电中性的气体状态。由于电离气体整体行为表现出电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等，因此称这种气体状态为等离子体态。在近代物理学中把电离度大于1％的电离气体都称为等离子体。第5章等离子体显示技术35.1.1等离子体基本知识任何不带电的普通气体受到外界高能作用后（如高能粒子束轰击、强激光照射、气体放电、高温电离等方法），部分原子中的电子吸收足够的能量成为自由电子，同时原子由于失去电子成为带正电的离子。这样原来中性的气体就因为电离成为由大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成的物质，即等离子体。第5章等离子体显示技术4固体冰液体水气体水汽等离子体电离气体温度00C1000C100000C高温产生等离子体第5章等离子体显示技术图5-1高温产生等离子体5气体放电产生等离子体在通常情况下,气体是不导电的。但是,在适当的条件下，组成气体的分子可能发生电离,产生可自由移动的带电粒子,并在电场作用下形成电流,这种电流通过气体的现象称为气体放电。电源R阴极阳极当电极间的电压足够高时，就使电极间气体击穿而产生放电。第5章等离子体显示技术图5-2气体放电产生等离子体-16气体中的带电粒子，在电场加速下获得足够高的速度（动能）,再与中性气体原子碰撞，使其释放出另一个电子，失去一个电子的气体原子形成带正电的离子。离子带正电后受阴极的吸引，而与电子的运动方向相反,也会与电子一样获得加速运动。最后撞击阴极，使其发射电子。这样气体中产生大量带电粒子，形成电流，即气体放电。电源R阴极阳极第5章等离子体显示技术图5-3气体放电产生等离子体-27冷阴极放电管发光区分布图第5章等离子体显示技术图5-4冷阴极放电管发光区分布图8第5章等离子体显示技术9表面放电式结构表面放电式结构避免了上述缺点，显示电极位于同一侧的底板上，放电也在同侧电极间进行。5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-5利用寻址使单元转到熄灭状态10（1）当放电单元的电极加上比着火电压Vf低的维持电压VS时，单元中气体不会着火，当在维持电压间隙加上幅度高于Vf的书写电压Vwr，单元将放电发光。3、AC-PDP型工作原理Vs书写脉冲Vwr5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-6利用书写脉冲使单元点亮11放电形成的电子、离子在电场作用下分别向该瞬时加有正电压和负电压的电极移动，由于电极表面是介质，电子、离子不能直接进入电极而在介质表面累积起来，形成壁电荷，壁电荷形成与外加电压极性相反的壁电压，这时，放电空腔上的电压为外加电压和壁电压之和。AC-PDP型工作原理E5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-7AC-PDP型工作原理示意图12（2）由于壁电压的存在，使得放电腔上的电压小于维持电压，使放电空间电场减弱，致使放电单元在2~6微秒内逐渐停止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来。停止放电AX5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-8AC-PDP型工作原理-113当反向的下一个维持电压脉冲到来时，上一次放电形成的壁电压与此时的外加电压同极性，叠加电压峰值大于点火电压Vf，单元再次着火发光。开始放电AX5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-9AC-PDP型工作原理-2停止放电X当在放电腔的两壁形成与前半周期极性相反的壁电荷，将再次使放电熄灭直到下一个相反极性的脉冲的到来。5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术A图5-10AC-PDP型工作原理-315（4）PDP单元虽是脉冲放电，但在一个周期内它发光两次，维持电压脉冲宽度通常5~10S，幅度90~100V，主要工作频率范围30~50kHz，因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感到闪烁。AC--PDP因其光电和环境性能优异，是PDP技术的主流。5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术16因此，单元一旦由书写脉冲电压引燃，只需要维持电压脉冲就可维持脉冲放电，这个特性称为AC-PDP单元的存储特性。放电电流发光脉冲Vs书写脉冲5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术图5-11加入书写脉冲时单元放电及发光过程电极型ACPDP放电壁电荷记忆、形成过程(c)开始放电(e)开始放电----++++(d)壁电荷反转++++----(f)壁电荷反转----++++(b)壁电荷形成(a)记忆放电AYX第5章等离子体显示技术图5-12ACPDP放电时壁电荷记忆、形成过程18（3）要使已放电的单元熄灭，只要在下一个维持电压脉冲到来前给单元加一窄幅（脉宽约1S）的放电脉冲，使单元产生一次微弱放电，将储留的壁电荷中和，又不形成新的反向壁电荷，单元将中止放电发光。Vs书写脉冲擦除脉冲放电电流发光脉冲X5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术A图5-13利用利用窄脉冲使单元转到熄灭状态19第5章等离子体显示技术图5-14利用寻址使单元转到熄灭状态20第5章等离子体显示技术图5-15利用窄脉冲使单元转到熄灭状态如图5-15所示。