《光电显示技术》PDP显示原理

1、光电显示技术New Display Technology气体放电及发光原理等离子基础知识3光电显示技术离子化e- + AA+ + 2 e-游离碰撞产生电子和离子维持等离子体的稳定电子和中性原子或分子碰撞把轨道电子敲离核的束缚4光电显示技术离子化说明自由电子入射撞击轨道电子两个自由电子轨道电子原子核原子核5光电显示技术激发弛豫e- + AA* + e-A* A + hn (光)不同的原子/分子有不同的频率,也就是为什么不同的气体会发出不同的颜色.6光电显示技术激发碰撞入射撞击电子基态电子激态电子原子核原子核撞击电子7光电显示技术弛豫基态hnhnh: 蒲朗克常数n: 光的频率激态8光电显示技术分解

2、电子和分子碰撞，可以打断化学键并产生自由基: e- + AB A + B + e-自由基至少有一个未成对电子，化学上是容易起反应的. 增加化学反应速率对蚀刻和化学气相沉积工艺非常重要光电显示技术Plasma Display Panel 等离子体显示原理主体參考:海信培训资料光电显示技术 PDP主要利用电极加电压、惰性气体游离产生的紫外光激发荧光粉发光制成显示屏。 PDP显示屏的每个发光单元工作原理类似于霓虹灯。每个灯管加电后就可以发光。 显示屏由两层玻璃叠合、密封而成。当上下玻璃板之间的电极，施加一定电压、电极触电点火后，电极表面会产生放电现象，使显示单元內的气体游离产生紫外光，紫外光UV激发

3、荧光粉产生可见光。一个像素包括红、绿、蓝三个发光单元，三基色原理，组合形成256色光。Plasma Display Panel （等离子显示屏）11光电显示技术PixelsDischargeDischargeDischarge White light emission电场输入能量 气体放电UV紫外光荧光粉激发放电单元内发出可见光像素呈色、显示图像42”VGA显示屏：852480（3），122，6880个灯泡。Plasma Display Panel12光电显示技术等离子显示器等离子显示器按照驱动电压的方式不同分为：直流放电型和交流放电型13光电显示技术 (a)对向放电型AC-PDP交流等离子体

4、（AC-PDP）主要类型(b) 表面放电型AC-PDP14光电显示技术bus electrodedielectricITO electrodeMgO layerbarrierphosphorsaddresselectrodeFront panelBack panel交流等离子体（AC-PDP）面板结构15光电显示技术后面板PDP面板结构（Panel Structure）前面板后面板寻址电极（数据）介质层MgO壁障 彩色 荧光粉黑色矩阵后面板前面板维持电极（透明电极+汇流电极）扫描电极（透明电极+汇流电极）18光电显示技术面板结构CLICKCLICKCLICKCLICKCLICKCLICK19光

5、电显示技术封接（总装）前面板后面板Neon / Xenon 气体封接20光电显示技术PDP面板面板玻璃组装 铝制基板数据驱动板(COB)21光电显示技术22光电显示技术发光效率谱线400240 line ScanBlue500600700(nm)GreenRed 早期PDP器件的三种荧光粉的宽度一致，由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各不相同，三种色光混色产生的彩色范围及亮度与CRT相比差别比较大。 称为“非对称单元结构”的专利技术根据三种荧光粉的发光效率，将荧光粉制作成非等宽，在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有很大提高，屏幕峰值亮度可达到1000cd/m2以上，整机峰值亮度可达到400cd/

6、m2以上（带EMI滤光玻璃），对比度可达到10000:1（暗室，无外保护屏）。荧光粉带非对称单元结构后面板荧光粉层非对称单元光电显示技术MIP-EIIIII- NeNemNe+NeNe+Ne+Ne+Ne+Ne+Ne+Nem-Ar+ 发射电子区放出电子发射出的电子放电轰击稀有气体电极电极PDP像素放电、发光单元结构Note : 1. PDP发光= 电极加电压，正负极间激发放出电子，电子轰击惰性气体，发出真空紫外线； 2. 真空紫外线射在荧光粉上，使荧光粉发光。E：激发P：潘宁电离I：电离M：亚稳态25光电显示技术激发潘宁电离电离亚稳态产生m：亚稳态 +：离子态*：激发态 r：谐振态26光电显示技

7、术m：亚稳态+：离子态*：激发态r：谐振态Ne-Xe潘宁气体中原子的能级与发光光谱图分子激发态分子辐射过程27光电显示技术Xe原子不同能级激发态Xe原子基态UVU能量大，发光强度高研究其有效利用28光电显示技术荧光粉发光过程 禁带Ehh陷阱导带电子价带发光中心空穴29光电显示技术 当高能粒子轰击荧光粉时，荧光粉的发光亮度慢慢地上升，最后达到一个稳定值。当轰击停止后，亮度慢慢下降为零，我们通常规定，把从激发停止的瞬时亮度下降到该亮度的10%所经过的时间，为荧光粉的余辉时间。1）极长： 大于1s2) 长 ： 100ms1s3) 中 ： 1100ms4) 中短： 10 s1ms5) 短 ： 110

8、s6）极短 ： 小于1s余辉30光电显示技术Electric Potential电压Light Emission光强 等离子显示器等离子单元放电过程对向放电型31光电显示技术放电单元内电压和Xe激发在空间和时间变化32光电显示技术Current Density VS Time电流密度随时间的变化33光电显示技术等离子体放电从一个单元的右边延伸到左边，蓝色部分电压中心缩小，红色最高电压（ 284V） Anodecathode34光电显示技术发光的最活跃的位置是等离子体鞘。35光电显示技术X -“sustain” electrode Y - scan electrodeX和Y被称为 “displa

9、y”electrodes. A -“data” 或“address” electrode. 三电极表面放电型AC-PDP36光电显示技术38光电显示技术39光电显示技术40光电显示技术AC-PDP的驱动波形和壁电荷的变化t0t1t2tnVVs-Vsttt书写脉冲Vwr擦除脉冲Ve放电电流光脉冲在t0时点火后，产生的壁电荷在t1时外加电压反向，与壁电压相叠加在t1时点火后，产生的壁电荷在t2时外加电压反向，与壁电压相叠加在t2时点火后，产生的壁电荷在tn时点火后，壁电荷基本擦除干净维持脉冲41光电显示技术PDP显示屏42”VGA显示屏：852X480（X3个红、绿、蓝像素单元），122，6880

10、个灯泡。显示屏正面光电显示技术X, Y Electrode 电极介质层Dielectric LayerMgO LayerFront Glass 前层玻璃BarrierRib 壁障荧光粉PhosphorAddress Electrode寻址电极Rear Glass 后层玻璃PDP TVDischarge in the PDP cellPDP放电单元Electrons电极IONs离子 + + + + - - - -放电DischargeStructure of PDP PDP结构 Operation condition of AC PDP: bistable mode of ON/OFF等离子显示

11、屏的组成、结构特征光电显示技术X1X2X3Y1Y2Y3ON 亮OFF不亮PDP 如何发光形成图形光电显示技术X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何发光形成图形光电显示技术X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何发光形成图形光电显示技术X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何发光形成图形光电显示技术Matrix Drive mode矩阵驱动方式D1D2D3D4D5S1S2S3S4S5导通电压 Vs信号电极电压 Vd放电保护电阻导通开关 信号电极和导通电极之间的导通开关 合上ON，则相交的点放电，像素发光 2电极放电PDP光电显示技术Matrix drive mode矩阵驱动方

12、式 信号电极和导通电极导通则表 示选通。 Y导通电极和 X维持电极同时 打开ON（导通），则像素导 通放电。 (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PDP光电显示技术3电极型 AC PDP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DYX光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address acti

13、on寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Address action寻址动作光电显示技术Erase/reset 擦除动作光电显示技术Erase/reset 擦除动作光电显示技术ADS(Address Display-period Separation) Driving Scheme3电极 AC PDP子场驱动时序图AiXYjr

14、eset periodaddress periodsustain periodtimeself-erase pluseerase pluseaddress pulsescan pulsesustain pulse光电显示技术RrCFET ONPDP 电路结构原理图Sustain margin 维持边缘放电 放电单元保护电阻 电容光电显示技术电极(Y)电极(X)发光单元像素PDPPDP 电路原理直观图光电显示技术发光单元PDP电极(X)电极(Y)像素PDP 电路原理直观图光电显示技术 发光PDP电极导通(X)电极导通(Y)放电PDP 电路原理直观图光电显示技术放电消失PDP导通导通电极(X)电极

15、(Y)PDP 电路原理直观图光电显示技术放电电极(Y)发光单元放电单元维持电极(X)PDPPDP 电路原理直观图光电显示技术维持电极(Y)放电单元维持电极(X)PDP发光单元PDP 电路原理直观图光电显示技术维持电极(Y)发光维持电极(X)PDPPDP 电路原理直观图光电显示技术维持电极(Y)放电单元维持电极(X)PDPPDP 电路原理直观图71光电显示技术PDP 电路放电时序图VPVCCIL1324S1 CLOSEDS2,S3,S4OPENS1,S3 CLOSEDS2,S4 OPENS2 CLOSEDS1,S3,S4OPENS2,S4 CLOSEDS1,S3 OPEN等离子体显示原理73光电

16、显示技术 根据人眼的视觉生理，在光脉冲的重复频率高于临界闪烁频率时，可以通过控制光脉冲的个数来实现不同的亮度。人眼的亮度感觉与发光脉冲个数的关系实际亮度时间时间实际亮度亮度感觉时间时间亮度感觉光电显示技术灰度实现：控制每个像素的电子束强度 1 TV-field: 扫描过程构建全图的周期 CRT显像管图像显示原理electron gun 电子枪电子束electron beamPixel像素scan line 扫描线1TV-field1场信号75光电显示技术步进扫描Progressive ScanProgressive步进扫描(PDP)Interlace隔行扫描(CRT)CLICKCLICK76光

17、电显示技术发光EmissionSimultaneousEmission同步发光(PDP)Dot SequenceEmission 点序列发光(CRT)CLICKCLICK光电显示技术ON 背光源Light Sourcepolarizer偏光器polarizerOFFLiquid crystalelectrode 灰度实现：通过控制液晶分子相位而调节通过光的强度LCD液晶显示屏图像显示原理光电显示技术SF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF8Original Image1.2480128T64T32T16T8T4T2T1T1TV field (time)scan lineaddresssu

18、stainsub-fieldPlasma Display（PDP）各子场显示方式3电极型 AC PDP子场技术SF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF81.2480128T64T32T16T8T4T2T1T1TV field (time)scan lineAddress寻址期Sustain维持期sub-field子场初始化期间address寻址期间放电维持期XY1Y2YnD亮度控制8 子场PixelsVery BrightBright DarkVery Darkt1 2 4 8 16 32 64 128111 1 1 1 1 1 100 1 0 0 0 1111 0 1 0 0 0010 0 0 0 0 0CLICK1+2+4+8+16+32+64+128=255 255级灰度子场驱动系统寻址周期Addre