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 2 5 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 3 5 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 00C 1000C 100000C 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 1 6 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 2 7 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 Vwr 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 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 E 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 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 A X 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 8AC PDP型工作原理 1 13 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 A X 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 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 3 15 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 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 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 X 5 1 2等离子体显示器件的显示原理