显示与成像技术-第一部显示第五章-等离子体显示技术

1、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 5.1.1 等离子体基本知识等离子体基本知识 5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件等离子体显示器件的显示原理的显示原理 5.1.3 5.1.3 等离子体显示器件的特点等离子体显示器件的特点 5.1.4 5.1.4 等离子体显示器件的性能指标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 5.1.1 等离子体基本知识等离子体基本知识 （1 1）等离子体概述）等离子体概述 在物理学中指正、负电荷浓度处于平衡状在物理学中指正、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，并处态的体系，即等离子体就

2、是一种被电离，并处于电中性的气体状态。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。气体状态为等离子体态。 在近代物理学中把电离度大于在近代物理学中把电离度大于 1 1的电离的电离气体都称为等离子体。气体都称为等离子体。第5章 等离子体显示技术35.1.1 5.1.1 等离子体基本知识等离子体基本知识 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、气体放后（如高能粒子束轰击、强激光照射、

3、气体放电、高温电离等方法），部分原子中的电子吸电、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和部分中性原子组成的气体气体，即等离子体。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 高温产生等离子体高温产生等离子体第5章 等离子体显示技术图图5-1 5-1 高温产生等离子体高

4、温产生等离子体5 气体放电产生等离子体气体放电产生等离子体 在通常情况下在通常情况下, ,气体是不导电的。但是气体是不导电的。但是, ,在适当在适当的条件下，组成气体的分子可能发生电离的条件下，组成气体的分子可能发生电离, ,产生可自产生可自由移动的带电粒子由移动的带电粒子, ,并在电场作用下形成电流并在电场作用下形成电流, ,这种这种电流通过气体的现象称为气体放电。电流通过气体的现象称为气体放电。电源电源R阴阴极极阳阳极极 当电极间的电压足够高时，就使电极间气体击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。穿而产生放电。第5章 等离子体显示技术 图图5-2 5-2 气体放电产生等离

5、子体气体放电产生等离子体-1 -16 气体中的带电粒子，在电场加速下获得足够高的气体中的带电粒子，在电场加速下获得足够高的速度（动能）速度（动能）, ,再与中性气体原子碰撞，使其释放出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方向相反, ,也会与电子一样获得加速运动。最后撞击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，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，

6、即气体放电。形成电流，即气体放电。电源电源R阴阴极极阳阳极极第5章 等离子体显示技术图图5-3 5-3 气体放电产生等离子体气体放电产生等离子体-2 -27 冷阴极放电管发光区分布图冷阴极放电管发光区分布图第5章 等离子体显示技术图图5-4 5-4 冷阴极放电管发光区分布图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。同一侧的底板上，放电也在同侧电极间进行。5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的显示原理第5章 等离子体

7、显示技术图图5-55-5 利用寻址使单元转到熄灭状态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当放电单元的电极加上比着火电压V Vf f低的维持电低的维持电压压V VS S时，单元中气体不会着火，当在维持电压间隙加时，单元中气体不会着火，当在维持电压间隙加上幅度高于上幅度高于V Vf f的书写电压的书写电压V Vwrwr，单元将放电发光。，单元将放电发光。3 3、AC-PDP型工作原理型工作原理 Vs书写脉冲书写脉冲Vwr5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-6 5-6 利用书写脉冲使单元点亮利用书写

8、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。壁电压之和。AC-PDP型工作原理型工作原理 E5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的

9、显示原理第5章 等离子体显示技术图图5-7 5-7 AC-PDP AC-PDP 型工作原理示意图型工作原理示意图 12（2 2）由于壁电压的存在，使得放电腔上的电压小于维）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，致使放电单元在持电压，使放电空间电场减弱，致使放电单元在26微微秒内秒内逐渐停止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰逐渐停止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来。减地保持下来。停止放电停止放电AX5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的显示原理第5章 等离子体显示技术 图图5-85-8 AC-PDP 型工作原理型工作原理

10、-1 -1 13 当反向的下一个维持电压脉冲到来时，上一次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电压峰值大于点火电压V Vf f，单元再次着火发光。，单元再次着火发光。开始放电开始放电AX5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-9 5-9 AC-PDP AC-PDP 型工作原理型工作原理 -2 -2停止放电停止放电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

11、灭直到下一个相反极性的壁电荷，将再次使放电熄灭直到下一个相反极性的脉冲的到来。脉冲的到来。5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图图5-10 5-10 AC-PDP AC-PDP 型工作原理型工作原理 -3 -315（4 4）PDP单元虽是脉冲放电，但在一个周单元虽是脉冲放电，但在一个周期内它发光两次，期内它发光两次，维持电压脉冲宽度维持电压脉冲宽度通常通常5 51010 S S，幅度，幅度9090100V100V，主要工作频率范围，主要工作频率范围303050kHz50kHz，因此光脉冲重复频率在数万次，因此光脉冲重复频率在数万

12、次以上，人眼不会感到闪烁。以上，人眼不会感到闪烁。 AC-PDP因其光电和环境性能优异，是因其光电和环境性能优异，是PDP技术的主流。技术的主流。5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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，因此，PDP单元一旦由书写脉冲电压引燃，只需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单元的单元的存储特性存储特性。放电电流放电电流发光脉冲发光脉冲Vs书写脉冲书写脉冲5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的显示原理第5章

13、等离子体显示技术图图5-115-11 加入书写脉冲时单元放电及发光过程加入书写脉冲时单元放电及发光过程电极型电极型 AC PDP 放电放电 壁电荷记忆、形成过程壁电荷记忆、形成过程第5章 等离子体显示技术图图5-125-12 AC PDPAC PDP 放电时壁电荷记忆、形成过程放电时壁电荷记忆、形成过程(c)开始放电开始放电(e)开始放电开始放电 - - - - + + + +(d)壁电荷反转壁电荷反转 + + + + - - - -(f)壁电荷反转壁电荷反转 - - - - + + + +(b)壁电荷形成壁电荷形成(a)记忆放电记忆放电DYX18 （3 3）要使已放电的单元熄灭，只要在下一个

14、维持电压）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（脉冲到来前给单元加一窄幅（脉宽约脉宽约1 1 S S ）的放电脉）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，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。又不形成新的反向壁电荷，单元将中止放电发光。 Vs书写脉冲书写脉冲擦除脉冲擦除脉冲放电电流放电电流发光脉冲发光脉冲X5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图图5-135-13 利用利用利用窄脉冲使单元转到熄灭状态利用窄脉冲使单元转到熄灭状态19

15、第5章 等离子体显示技术图图5-14 5-14 利用寻址使单元转到熄灭状态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图5-15 5-15 利用窄脉冲使单元转到熄灭状态利用窄脉冲使单元转到熄灭状态如图如图5-155-15所示。所示。21PDPPDP等离子平板显示器等离子平板显示器主要技术指标主要技术指标 视角视角：也叫可视角度，所谓可视角度是指站在位于屏幕也叫可视角度，所谓可视角度是指站在位于屏幕边某个角度时仍可清晰看见屏幕影像所构成的最大角度。边某个角度时仍可清晰看见屏幕影像所构成的最大角度。可视角度都是左右水平对称的，但在上下垂直方向上可可视角度都是左右水平对称的，但在上下垂直

16、方向上可就不一定了，而且常常是上下可视角度要小于左右可视就不一定了，而且常常是上下可视角度要小于左右可视角度。等离子可视角度大多都为左右角度。等离子可视角度大多都为左右160160度，视野开阔，度，视野开阔，能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有更大观赏能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有更大观赏角度。角度。22PDPPDP等离子平板显示器等离子平板显示器主要技术指标主要技术指标 带宽：带宽： 带宽代表显示器显示能力的一个综合指标，指每秒带宽代表显示器显示能力的一个综合指标，指每秒钟所扫描的图素个数，即单位时间内每条扫描线上钟所扫描的图素个数，即单位时间内每条扫描线上显示的频点数总和，以

17、显示的频点数总和，以MHz为单位。带宽越大表明显为单位。带宽越大表明显示控制能力越强，显示效果越佳示控制能力越强，显示效果越佳。Matrix drive mode矩阵驱动方式 信号电极和导通电极导通则表信号电极和导通电极导通则表 示示选通选通。 Y导通电极和导通电极和 X维持电极同时维持电极同时 打开打开ON（导通），则像素导导通），则像素导 通通放电放电。 (Memory)D1D2D3D4D5Y1Y2Y3Y4Y5导通电极电压 Vs信号电极电压 Vd 导通 开关维持电极电压 V susX障壁3电极表面放电PDP3电极型电极型 AC PDP放电放电 壁电荷记忆、形成过程壁电荷记忆、形成过程(c)

18、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DYX255.2 5.2 等离子体显示器件的驱动与控制等离子体显示器件的驱动与控制 5.2.15.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术第5章 PDP显示技术265.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术275.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术285.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术295.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术305.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术315.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术325.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术(列半选和行半选不做要求）335.2.1 等离子体显示器件的驱动技术等离子体显示器件的驱动技术 第5章 PDP显示技术345.