等離子體顯示

1、等離子體顯示第一張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月contents等離子體的基本概念等離子體顯示器的工作原理等離子顯示與其他顯示的區(qū)別第二張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子的基本概念等離子體：在物理學中指正、負電荷濃度處于平衡狀態(tài)的體系，即等離子體就是一種被電離，并處于電中性的氣體狀態(tài)。 由于電離氣體整體行為表現(xiàn)出電中性，也就是電離氣體內(nèi)正負電荷數(shù)相等，因此稱這種氣體狀態(tài)為等離子體態(tài)。在近代物理學中把電離度大于 1的電離氣體都稱為等離子體。第三張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子體分類根據(jù)等離子體焰溫度高溫等離子體：108-109 K完全電離的等離子體，eg:

2、太陽，受控熱核聚變等離子體低溫等離子體：熱等離子體和冷等離子體a）熱等離子體：稠密高壓(1大氣壓以上)，溫度103- 105K,如電弧，高頻和燃燒等b) 冷等離子體：電子溫度高(103-105K)、氣體溫度低，如低壓輝光放電等離子體，電暈放電等離子體。第四張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子體的特征氣體高度電離具有很大的帶電粒子濃度，1016-1015個/cm2，具有良好的導電性具有電振蕩的特征：帶電粒子穿過等離子體時，能夠產(chǎn)生等離子體激元（能量是量子化的）具有加熱氣體的特征：氣體可被加熱到幾萬度在穩(wěn)定情況下，等離子體中的運動可看做是熱運動第五張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年

3、6月等離子體的形成任何不帶電的普通氣體受到外界高能作用后（如高能粒子束轟擊、強激光照射、氣體放電、高溫電離等方法），部分原子中的電子吸收足夠的能量成為自由電子，同時原子由于失去電子成為帶正電的離子。這樣原來中性的氣體就因為電離成為由大量自由電子、正電離子和部分中性原子組成的物質(zhì)，即等離子體。第六張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月固體 冰液體 水氣體 水汽等離子體 電離氣體溫度00C1000C100000C 高溫產(chǎn)生等離子體第七張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 氣體放電產(chǎn)生等離子體在通常情況下,氣體是不導電的。但是,在適當?shù)臈l件下，組成氣體的分子可能發(fā)生電離,產(chǎn)生可自由移動的帶

4、電粒子,并在電場作用下形成電流,這種電流通過氣體的現(xiàn)象稱為氣體放電。電源R陰極陽極當電極間的電壓足夠高時，就使電極間氣體擊穿而產(chǎn)生放電。8第八張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月氣體中的帶電粒子，在電場加速下獲得足夠高的速度（動能）,再與中性氣體原子碰撞，使其釋放出另一個電子，失去一個電子的氣體原子形成帶正電的離子。離子帶正電后受陰極的吸引，而與電子的運動方向相反,也會與電子一樣獲得加速運動。最后撞擊陰極，使其發(fā)射電子。這樣氣體中產(chǎn)生大量帶電粒子，形成電流，即氣體放電。電源R陰極陽極9第九張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子體顯示原理所謂等離子體顯示板（plasma disp

5、lay panel，PDP），即利用氣體放電發(fā)光進行顯示的平面顯示板，可以看成是由大量小型并排構(gòu)成的。日光燈: 水銀蒸汽，氣體放電，紫外線，熒光粉 所謂等離子體（plasma），是指正負電荷共存，處于電中性的放電氣體的狀態(tài)。稀薄氣體放電的正光柱部分，即處于等離子體狀態(tài)。第十張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子體顯示板PDP的工作原理等離子體顯示板(Plasma display panel PDP)：是利用氣體放電發(fā)光進行顯示的平面顯示板，可以看成是由大量小型日光燈排列構(gòu)成。第十一張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月日常所見的日光燈就是PDP的基礎第十二張，PPT共四十八頁，創(chuàng)

6、作于2022年6月透明電極放電區(qū)前玻璃基板 透明介電質(zhì)層MgO保護層壁障(隔斷)熒光體選址電極后玻璃基板 紫外線顯示屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，四周經(jīng)氣密性封接形成一個個放電空間 ，其結(jié)構(gòu)如圖所示。充入Ne-Ar混合氣體80120mmPDP的基本結(jié)構(gòu)13第十三張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月放電空間內(nèi)充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質(zhì)。在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導電薄膜作激勵電極。 當給電極上加上電壓，放電空間內(nèi)的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線，這種紫外光碰擊后面玻璃上的紅、綠、藍三色熒光體，它們再發(fā)出我們在顯示器上所看到的可見光，

7、顯現(xiàn)出圖像。 為保護介質(zhì)層在放電過程中不受離子轟擊，介質(zhì)表面再涂復一層MgO的保護層， 采用MgO 保護層后可得到穩(wěn)定的放電和較低的維持電壓并能延長器件的壽命。14第十四張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月在PDP中，有數(shù)百萬個如上所述的微小熒光燈，即放電胞。真空放電胞中封人的放電氣體，一般采用Ne（氖）和Xe（氙xian），或He（氦）和Xe（氙）組成的混合惰性氣體。放電胞內(nèi)壁涂覆的熒光體并不是發(fā)白光，而是發(fā)紅R，綠G，藍B三原色光。這三種顏色布置成條狀或馬賽克狀。對放電胞施加電壓，放電胞中發(fā)生氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線照射胞內(nèi)壁上涂覆的熒光體，產(chǎn)生可見光。第十五張，P

8、PT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月放電胞發(fā)光機理 放電胞發(fā)光機理：在2塊玻璃基板上分別形成相互正交的電極，通過在其上施加電壓或定時控制使放電胞放電，產(chǎn)生等離子體發(fā)光，見圖33。其中行電極為掃描電極，在PDP的橫向施加電壓；列電極為信號電極，在PDP的縱向施加電壓第十八張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AC型PDP與DC型PDP PDP按引起放電時施加電壓的方式不同，可分為：AC（交流）型PDPDC（直流）型PDP第二十張，PPT共四十八頁，創(chuàng)

9、作于2022年6月第二十一張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AC型PDP與DC型PDP的區(qū)別AC型PDP電極表面覆以透明介電層及保護層，通過絕緣體的介電層表面產(chǎn)生放電。為形成放電單元而起隔離作用的障壁（隔斷）為條狀，而不是像DC型那樣采用胞狀，因此，圖像分辨率可從VGA（640 X 480）到SVGA（800 X 600），在此基礎上采取措施還可以進一步使畫面精細化DC型PDP的電極不加保護層，而是直接暴露在放電空間中，放電電流為直流（direct current，DC）。為防止電極磨損、提高壽命，要通過電阻限制放電電流，而且封入氣體的

10、壓力也較高。 第二十三張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/2824AC型PDP:離子向電極入射時，先與介電質(zhì)層表面積蓄的電荷發(fā)生復合，失去部分能量后，以較低的能量轟擊介電質(zhì)層的表面;DC型PDP:較高能量的離子直接碰撞作為陰極的電極表面，離子所帶的能量全部釋放在陰極中，結(jié)果離子對陰極表面產(chǎn)生濺射作用，并造成很大損傷。AC型PDP:介電體電極表面狀態(tài)的變化會引起壁電荷積蓄量的變化。隨著運行時間增加，會造成工作電壓及存儲特性變化，從而顯示特性變差。DC型PDP:離子的轟擊造成陰極物質(zhì)的濺射飛散，沉積在放電胞障壁四周，對比度及灰度等都會下降。DC型和AC型PDP中氣體放電的區(qū)別第

11、二十四張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月DC型PDP由于設有輔助放電胞，可確保放電的“火種”，因此比AC輔助放電胞型PDP的對比度高，反應速度也快。但是由于采用比較復雜的胞狀放電單元，形成胞狀障壁（隔斷）的難度較大，畫面高精細化（提高圖像分辨率）比較困難。在DC型PDP的制造中，多采用印刷工藝，使用的印刷機要比AC型PDP造中使用的光刻制版設備價格低得多，因此設備投資要比AC型PDP小。但是AC-PDP因其光電和環(huán)境性能優(yōu)異，所以是PDP技術的主流。第二十五張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AC型PDP的基本結(jié)構(gòu)AC-PDP的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。在研磨過的兩塊平板玻璃上用光刻或真

12、空鍍膜的方法制作電極，矩陣型的條形電極彼此正交，交點處構(gòu)成一個放電單元。熒光粉放電單元第二十六張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月矩陣型的條形電極彼此正交，交點處構(gòu)成一個放電單元。行電極列電極放電胞電壓第二十七張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月前玻璃基板透明顯示電極透明介電體層保護層白色介電體層后玻璃基板尋電極障壁熒光層圖2.5.2-1 AC型PDP的結(jié)構(gòu)AC-PDP整體結(jié)構(gòu)示意圖第二十八張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月AC型PDP又分為透射型與反射型兩種。在透射型結(jié)構(gòu)PDP中，熒光是從后基板側(cè)透射出來的，視者是從后基板一側(cè)觀看畫面；在反射型結(jié)構(gòu)PDP中，熒光是從前基板

13、側(cè)射出，是從前基板一側(cè)觀看畫面，優(yōu)點是可增加熒光體的涂布量，并且是直視熒光體的發(fā)光，因此畫面亮度較高，視角大 。前玻璃基板透明電極透明介電體層保護層白色介電體層后玻璃基板選址電極障壁熒光層第二十九張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月對向放電式表面放電式兩種實現(xiàn)彩色顯示的交流PDP結(jié)構(gòu)第三十張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月早期的PDP結(jié)構(gòu)與單色結(jié)構(gòu)相同，兩個電極分別做在相對放置的底板上，在MgO層上涂敷熒光粉，這種結(jié)構(gòu)放電時熒光粉受離子轟擊會使發(fā)光性能變差，因此難以實現(xiàn)實用的彩色顯示，同時，熒光粉淀積在MgO絕緣層上也使驅(qū)動電壓不穩(wěn)定。對向放電式第三十一張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作

14、于2022年6月 表面放電式結(jié)構(gòu)表面放電式結(jié)構(gòu)避免了上述缺點，顯示電極位于同一側(cè)的底板上，放電也在同側(cè)電極間進行。第三十二張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月低氣壓放電的基本特征與普通輝光放電不同，PDP所涉及的氣體放電具有下述特點：發(fā)光效率低，放電間距只有幾十到幾百納米，日光燈的光效率達80 lmW，而目前PDP的光效率只有 12 lmW。主要是因為日光燈放電時其正光柱區(qū)長，而PDP發(fā)光的主要貢獻者是負輝區(qū)，放電時，正光柱區(qū)非常短甚至消失。表面放電型AC型PDP存在一個分辨率的理論極限。提高分辨率就意味著縮小放電電極間距。而從輝光放電的特性來看，當充氣氣壓一定、電極間距縮小到一定數(shù)值時

15、，在兩個電極間不會形成正常的輝光放電，從而產(chǎn)生擊穿（即打火）現(xiàn)象極限分辨率與充氣壓力成正比。充氣氣壓越高，極限分辨率也越高第三十三張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 下圖表示利用正光柱部分的10英寸彩色PDP放電胞的結(jié)構(gòu)及放電區(qū)的電位分布。 如圖中所示，若陽極部分向左移動，正光柱的長度將縮短，而負輝光部分不變。從圖中還可以看出，電位下降主要發(fā)生在負輝光區(qū)以左很窄的部分，并由此基本上決定PDP的工作電壓。若圖中的陽極向左挪動1mm，則不會出現(xiàn)正光柱，對應的放電電壓大約為250V。此時從負輝光區(qū)發(fā)出的光可為PDP所利用。第三十四張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月對于實用的PDP來說

16、，希望盡量降低工作電壓并設法提高畫面的顯示精細度。僅利用負輝光的設計方案，既可降低工作電壓，又因為其放電胞的尺寸變小，有利于提高顯示精細度，顯然十分理想。目前，達到實用化的PDP正是采用了這種方案第三十五張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月彩色PDP的發(fā)光機理彩色PDP雖然有多種不同的結(jié)構(gòu)，但其放電發(fā)光的機理是相同的。彩色PDP的發(fā)光顯示主要由以下兩個基本過程組成： 氣體放電過程，即隋性氣體在外加電信號的作用下產(chǎn)生放電，使原子受激而躍遷，發(fā)射出真空紫外線（200nm）的過程； 熒光粉發(fā)光過程，即氣體放電所產(chǎn)生的紫外線，激發(fā)光致熒光粉發(fā)射可見光的過程。第三十六張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2

17、022年6月彩色等離子體顯示 當使用涂有三原色（三基色）熒光粉的熒光屏時，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)出的光則呈紅、綠、藍三原色。當將每一單原色進行混色，便實現(xiàn)彩色顯示。 第三十七張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月前玻璃基板透明電極透明介電體層保護層白色介電體層后玻璃基板選址電極障壁熒光層(R) 熒光層(G) 熒光層(B)第三十八張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月X, Y Electrode 電極DielectricLayerMgO LayerFront Glass 前層玻璃BarrierRib 壁障熒光粉PhosphorAddress Electrode尋址電極Rear Gla

18、ss 后層玻璃PDP TVPDP放電單元Electrons電極IONs離子 + + + + - - - -放電DischargeStructure of PDP PDP結(jié)構(gòu)等離子顯示屏的組成、結(jié)構(gòu)特征42”VGA顯示屏：852480（3個紅、綠、藍像素單元），122，6880個燈泡。第三十九張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月PDP驅(qū)動方式由驅(qū)動電路、顯示控制電路和電源組成。第四十張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月RrCFET ONPDP 驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)原理圖放電單元保護電阻 電容顯示（信號）電極Y顯示電極X 信號電極和電極之間的導通開關合上ON，則相交的點放電，像素發(fā)光 第四十一

19、張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月PDP顯示與其他顯示的區(qū)別PDP的特征自然與其“發(fā)光性”相關聯(lián)。與其他顯示器比較，定性地講，PDP具有下述優(yōu)點： 利用氣體放電發(fā)光，為自發(fā)光型，即主動發(fā)光型顯示（與LCD比較）； 其放電間隙為 0103mm，便于實現(xiàn)薄型化（與CRT比較）； 利用熒光體，可以彩色發(fā)光，容易實現(xiàn)多色化、全色化（與 LCD比較）； 容易實現(xiàn)大畫面平板顯示與 CRT比較）。第四十二張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月等離子顯示器的特點： 等離子是一種自發(fā)光顯示技術，不需要背景光源，因此沒有LCD顯示器的視角和亮度均勻性問題，而且實現(xiàn)了較高的亮度和對比度。 與CRT和LC

20、D顯示技術相比，等離子的屏幕越大，圖像的色深和保真度越高。 除了亮度、對比度和可視角度優(yōu)勢外，等離子技術也避免了LCD技術中的響應時間問題，而這些特點正是動態(tài)視頻顯示中至關重要的因素。 因此從目前的技術水平看，等離子顯示技術在動態(tài)視頻顯示領域的優(yōu)勢更加明顯，更加適合作為家庭影院和大屏幕顯示終端使用。等離子顯示器無掃描線掃描，因此圖像清晰穩(wěn)定無閃爍，不會導致眼睛疲勞。第四十三張，PPT共四十八頁，創(chuàng)作于2022年6月其缺點為： 功耗大，不便于采用電池電源（與LCD比較）； 彩色發(fā)光效率低（與CRT比較）； 驅(qū)動電壓高（與LCD比較）； 目前的價格還較高（與CRT、LCD比較）。 基于上述特點，P