第7章光顯示材料及器件

1、第7章 光顯示材料及器件7.1 液晶顯示材料及器件7.2 等離子體顯示器7.3 電致發(fā)光顯示 什么是液晶？液晶的發(fā)現(xiàn) 液晶的發(fā)現(xiàn)可追溯到19世紀末，1888年奧地利的植物學家FReinitzer在作加熱膽甾醇的苯甲酸脂實驗時發(fā)現(xiàn)，當加熱使溫度升高到一定程度后，結(jié)晶的固體開始深解。但溶化后不是透明的液體，而是一種呈混濁態(tài)的粘稠液體，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤。當再進一步升溫后，才變成透明的液體。這種混濁態(tài)粘稠的液體是什么呢？ 他把這種粘稠而混濁的液體放到偏光顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)這種液體具有雙折射性。 于是德國物理學家DLeimann將其命名為“液晶”，簡稱為“LC”。在這以后用它制成的液晶顯示器件

2、被稱為LCD。液晶態(tài)是物質(zhì)的一種形態(tài) 液晶實際上是物質(zhì)的一種形態(tài)，也有人稱其為物質(zhì)的第四態(tài)。 液晶分為兩大類：溶致液晶和熱致液晶。前者要溶解在水或有機溶劑中才顯示出液晶態(tài)，后者則要在一定的溫度范圍內(nèi)才呈現(xiàn)出液晶狀態(tài)。 作為顯示技術應用的液晶都是熱致液晶。液晶基本知識 1. 互變相變（可逆相變） 2. 單變相變液晶分類（按熱致液晶分子排列狀態(tài)） 向列相液晶（Nematic）又稱絲狀液晶 向列液晶在偏光顯微鏡下的圖 向列型液晶由長徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平行的排列狀態(tài)。因為分子的重心雜亂無序，并容易順著長軸方向自由移動，所以像液體一樣富于流動性。正由于向列型液晶分子的這種一致排列，使得它

3、的光學特性很像單軸晶體，呈正的雙折射性。對外界的電、磁、溫度、應力都比較敏感，是顯示器件上廣泛使用的材料。 近晶相液晶（Smectic）又稱層狀液晶 隧道顯微鏡下的近晶相層狀液晶 近晶相液晶按層狀排列，由棒狀或條狀分子呈二維有序排列組成。層內(nèi)分子長軸相互平行，其方向可以垂直于層面或與層面成傾斜排列。層與層之間的作用較弱，容易滑動，因此具有二維的流動特性。近晶相液晶的粘度與表面張力都較大，用手摸有似肥皂的滑澀感，對外界的電、磁、溫度變化都不敏感。這種液晶光學上顯示正的雙折射性。 膽甾相液晶（Cholestevic），也稱螺旋狀液晶 膽甾型液晶和近晶型一樣具有層狀結(jié)構(gòu)，但層內(nèi)分子排列則與向列型液晶

4、類似，分子長軸在層內(nèi)是相互平行的，而在垂直這個平面上，每層分子都會旋轉(zhuǎn)一個角度。 液晶整體呈螺旋結(jié)構(gòu)。螺距的長度是可見光波長的數(shù)量級。 由于膽甾型液晶的分子排列旋轉(zhuǎn)方向可以是左旋，也可以是右旋，當螺距與某一波長接近時，會引起這個波長光的布拉格散射，呈某一種色彩。 膽甾型液晶具有負的雙折射性質(zhì)。一定強度的電場、磁場也可使膽甾相液晶轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢嘁壕А?膽甾相液晶易受外力的影響，特別對溫度敏感，由于溫度主要引起螺距的改變，因此膽甾相液晶隨溫度改變顏色。 液晶的光電特性 （1）液晶的各向異性 P型液晶 （0）正介電各向異性液晶 N型液晶（0，即向列液晶一般都呈現(xiàn)正單軸晶體的光學性質(zhì)。 膽甾型液晶具有負

5、單軸晶體的光學性質(zhì)，這是因為：/nne nn0 nn/2122/)(21nnnO nne0Oennn液晶器件所基于的三種光學特性 由于液晶具有單軸晶體的光學各向異性，所以具有以下光學特性： 1）能使入射光沿液晶分子偶極矩的方向偏轉(zhuǎn)； 2）使入射的偏光狀態(tài)，及偏光軸方向發(fā)生變化； 3）使入射的左旋及右旋偏光產(chǎn)生對應的透過或反射。 液晶器件基本就是根據(jù)這三種光學特設計制造的。（3）液晶的電光效應 液晶材料在施加電場（電流）時，其光學性質(zhì)會發(fā)生變化，這種效應稱為液晶的電光效應。 液晶的電光效應在液晶顯示器的設計中被廣泛采用。目前發(fā)現(xiàn)的電光效應種類很多，產(chǎn)生電光效應的機理也較為復雜，但就其本質(zhì)來講都是

6、液晶分子在電場作用下改變其分子排列或造成分子變形的結(jié)果。液晶的電光效應分類)(GH（PC）（TN）賓主效應相轉(zhuǎn)變效應扭曲向列效應混合排列相畸變效應排列相畸變效應電場效應存儲效應動態(tài)散射效應電流效應電光效應扭曲向列液晶顯示器件（TN-LCD） 屬第二代液晶顯示器件。它是最常見的一種液晶顯示器件。 將兩塊涂有導電透明電極氧化錮錫In2O3-SnO2（簡稱ITO）薄膜的玻璃板中間夾有介電各向異性為正的向列相液晶，厚度約為數(shù)微米。 玻璃基板表面做平行取向處理，即涂敷一層聚酰亞胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面開成方向一致的微細溝糟。在保證兩塊基板上溝糟方向正交的前提下，形成一個間隙為幾個微米的液晶盒。

7、由于內(nèi)表面涂有定向?qū)幽ぃ诤袃?nèi)液晶分子沿玻璃表面平行排列。但由于兩片玻璃內(nèi)表面定向?qū)佣ㄏ蛱幚淼姆较蚧ハ啻怪保壕Х肿釉趦善Ａеg呈90扭曲，這就是扭曲向列液晶器件名稱的由來。 當入射光通過偏振片后成為線偏振光，在外電場作用時，由線偏光經(jīng)過扭曲向列液晶的旋光特性決定，在出射處，檢偏片與起偏片相互垂直，旋轉(zhuǎn)了90的偏振光可以通過。因此呈透光態(tài)。 在有電場作用時，當電場大于閾值場強后，液晶盒內(nèi)液晶分子長軸都將沿電場方向排列，即與表面呈垂直排列，此時入射的線偏振光不能得到旋轉(zhuǎn)，因而在出射處不能通過檢偏片，呈暗態(tài)。TN-LCD工作原理用TN-LCD制作的常用液晶顯示器件 1971年瑞士人發(fā)明了扭曲向列

8、型(TN)液晶顯示器,日本廠家使TN-LCD技術逐步成熟，又因制造成本和價格低廉，使其在七八十年代得以大量生產(chǎn)，從而成為主流產(chǎn)品。在1979 年1984年間，其產(chǎn)量年均增長38%,成本年遞減18%，銷售額年增長12%，這使LCD在顯示器件領域的地位僅次于CRT。LCD的高速發(fā)展引起了世界電子業(yè)界的極大關注,對LCD技術研究投入的力量和資金與日俱增。 TN-LCD的信息容量小，只能用于筆段式數(shù)字顯示及低路數(shù)（16線以下）驅(qū)動的簡單字符顯示。 超扭曲向列液晶顯示器件（STN-LCD 第三代液晶顯示器件。顧名思義，“超扭曲”即扭曲角大于90。 TN型液晶顯示器件缺點： 電光響應前沿不夠陡峭， 反應速

9、度慢， 閾值效應不明顯。 使得大量顯示和視頻顯示等受到了限制。 80年代初，人們經(jīng)過理論分析和實驗發(fā)現(xiàn)，只要將分子的扭曲角增加到180270時，就可大大提高電光特性的響應速度。 隨著扭曲角的增大，曲線的斜率增加，當扭角達到270時，斜率達到無究大。 曲線斜率的提高可以允許多路驅(qū)動，且可獲得敏銳的銳度和寬的視角。 STN-LCD中中間層分子的傾斜角與約化電壓的關系 1985年1990年,LCD銷售額年均增長率達32%。此階段發(fā)展最快的是STN-LCD,它從發(fā)明到批量生產(chǎn)僅用了五年時間。 由于STN-LCD具有掃描線多、視角較寬、對比度好等特點 ,很快在大信息容量顯示的膝上型、筆記本型、掌上型微機

10、及中英文打字機、圖形處理機、電子翻譯機及其它辦公和通信設備（手機）中獲得廣泛應用,并成為該時代的主流產(chǎn)品。 1990年銷售額15億美元,占整個LCD市場的83%。 有源矩陣液晶顯示器件（AM-LCD） 屬于第4代液晶顯示器。 普通簡單矩陣液晶顯示器TN型及STN型的電光特性，對多路、視頻運動圖像的顯示很難滿足要求。 有所謂的“交叉效應”。由于每個像素相當于一個電容，必產(chǎn)生串擾。當一個像素被先通時，相鄰行，列像素將處于半選通狀態(tài)。 人們在第一個像素上設計一個非線性的有源器件，使每個像素可以被獨立驅(qū)動，克服了“交叉效應”。 MIM液晶顯示器件的電極排布 有源矩陣液晶顯示采用了像質(zhì)最優(yōu)的扭曲向列型液

11、晶顯示材料。有源矩陣液晶顯示根據(jù)有源器件的種類分為二端型和三端型兩種。 二端型以MIM（金屬-絕緣體-金屬）二極管陣列為主； 三端型以薄膜晶體管（TFT）為主。 -SiTFT 屬于非晶硅-薄膜晶體管類型的三端有源矩陣液晶顯示器件。 它工藝簡單， 玻璃基板成本低， 導通比大， 可靠性高， 容易大面積化。 TFT有源矩陣驅(qū)動LCD的基本結(jié)構(gòu)1-顯示電極；2-玻璃基板；3-透明電極；4-液晶層；5-MOSFET陣列；6-基板；7-信號存儲電容器；8-FET 同一般液晶顯示器類似，兩片玻璃板之間封入普通TN型液晶， 不同的是在玻璃基板上要放置掃描線和尋址線（行、列線），在交點上再制作上TFT有源器件和

12、像素電極。上玻璃板是一共用電極，如果是彩色顯示，則還要在上面用微細加工方式（染色法，或印刷法）制作上與下面矩陣對應的R、G、B濾色膜。TFT的柵極G接掃描電壓主，漏極D接信號電壓，源極S接ITO像素電極，與液晶像素串聯(lián)，液晶像素可以等效成一個電阻RLC和一電容CLC的并聯(lián)。TFT有源矩陣顯示器件像素等效電路及驅(qū)動波形CGP-分布電容；CST-補償電容；RON-導通電阻；ROFF-截止電阻 當掃描脈沖加到柵極G時，使D-S導通，內(nèi)阻變小，信號電壓產(chǎn)生大的通態(tài)電流ION，并使CLC很快充電到信號電壓。 當CLC充電電壓均方根值Vrms大于液晶像素的閾值電壓Vth時，該像素顯示，并通過RLC緩慢放電

13、； 由這樣的“存儲效應”使一個幀周期內(nèi)VrmsVth，即顯示占空比為1:1。 由于三端器件的通態(tài)電流更大，開路電阻更高，開關特性更陡，因此比二端器件的顯示性能也更好。 1985年后，由于超扭曲液晶顯示器的發(fā)明及a-SiTFT液晶顯示技術的突破，LCD技術進入了大容量化的新階段，使便攜計算機和液晶電視等新產(chǎn)品得以開發(fā)，并迅速商品化。LCD市場需求量大幅度增長。背照燈 液晶顯示器是被動顯示器件，本身不會發(fā)光，往往工作在透光模式下。 因此，為了了獲得高對比度與全色顯示，需要采用背照明光源。 由于背照光源的功率是整個器件的90%以上，因此體積和功率是首先要考此的因素。 邊光式背光源結(jié)構(gòu)圖 目前采用的背

14、照光源主要有： 1）熱電致發(fā)光板EL 2）平板熒光燈（VFD） 3）冷陰極熒光燈（CCF） 4）平板場發(fā)射（FED） 5）有機電致發(fā)光（OEL）等。 照明方式又分為邊光式與背光式背光式兩種。39等離子體顯示等離子體顯示 一、一、什么是等離子體什么是等離子體? 所謂等離子體就是被激發(fā)電離氣體，達到一定的所謂等離子體就是被激發(fā)電離氣體，達到一定的電離度，氣體處于導電狀態(tài)，這種狀態(tài)的電離氣體就電離度，氣體處于導電狀態(tài)，這種狀態(tài)的電離氣體就表現(xiàn)出集體行為，即電離氣體中每一帶電粒子的運動表現(xiàn)出集體行為，即電離氣體中每一帶電粒子的運動都會影響到其周圍帶電粒子，同時也受到其他帶電粒都會影響到其周圍帶電粒子，

15、同時也受到其他帶電粒子的約束。由于電離氣體整體行為表現(xiàn)出電中性，也子的約束。由于電離氣體整體行為表現(xiàn)出電中性，也就是就是電離氣體內(nèi)正負電荷數(shù)相等電離氣體內(nèi)正負電荷數(shù)相等，稱這種氣體狀態(tài)為，稱這種氣體狀態(tài)為等離子體態(tài)等離子體態(tài)。由于它的獨特行為與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。由于它的獨特行為與固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)都截然不同，故稱之為都截然不同，故稱之為物質(zhì)第四態(tài)物質(zhì)第四態(tài)。 40固體 冰液體 水氣體 水汽等離子體 電離氣體溫度00C1000C100000C41 看似看似“神秘神秘”的等離子體，其實是宇宙中一種常的等離子體，其實是宇宙中一種常見的物質(zhì)，在太陽、恒星、閃電中都存在等離子體，見的物質(zhì)，在太陽、恒星、閃

16、電中都存在等離子體，它占了整個宇宙的它占了整個宇宙的99。 等離子體可分為兩種：等離子體可分為兩種：高溫和低溫等離子體高溫和低溫等離子體。 等離子體是一種很好的導電體，可以利用電場和等離子體是一種很好的導電體，可以利用電場和磁場產(chǎn)生來控制等離子體。磁場產(chǎn)生來控制等離子體。等離子體物理的發(fā)展為材等離子體物理的發(fā)展為材料、能源、信息、環(huán)境空間科學的進一步發(fā)展提新的料、能源、信息、環(huán)境空間科學的進一步發(fā)展提新的技術和工藝。技術和工藝。 42 低溫等離子體物理與技術經(jīng)歷了一個由低溫等離子體物理與技術經(jīng)歷了一個由60年代年代初的空間等離子體研究向初的空間等離子體研究向80年代和年代和90年代以材料為導年

17、代以材料為導向研究領域的大轉(zhuǎn)變，高速發(fā)展的微電子科學、環(huán)境向研究領域的大轉(zhuǎn)變，高速發(fā)展的微電子科學、環(huán)境科學、能源與材料科學等，為低溫等離子體科學發(fā)展科學、能源與材料科學等，為低溫等離子體科學發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。 現(xiàn)在低溫等離子體廣泛運用于多種生產(chǎn)領域。現(xiàn)在低溫等離子體廣泛運用于多種生產(chǎn)領域。例如：等離子電視，嬰兒尿布表面防水涂層，增加啤例如：等離子電視，嬰兒尿布表面防水涂層，增加啤酒瓶阻隔性。更重要的是在電腦芯片中的蝕刻運用，酒瓶阻隔性。更重要的是在電腦芯片中的蝕刻運用，讓網(wǎng)絡時代成為現(xiàn)實。讓網(wǎng)絡時代成為現(xiàn)實。 43 等離子體顯示器等離子體顯示器(Plasma D

18、isplay Panel)縮寫為縮寫為PDP。 等離子體顯示器的工作原理與一般日光燈原理相等離子體顯示器的工作原理與一般日光燈原理相似，似，它在它在顯示平面上安裝數(shù)以十萬計的等離子管作為顯示平面上安裝數(shù)以十萬計的等離子管作為發(fā)光體（象素）。發(fā)光體（象素）。每個發(fā)光管有兩個玻璃電極、內(nèi)部每個發(fā)光管有兩個玻璃電極、內(nèi)部充滿氦、氖等惰性氣體，其中一個玻璃電極上涂有三充滿氦、氖等惰性氣體，其中一個玻璃電極上涂有三原色熒光粉。當兩個電極間加上高電壓時，引發(fā)惰性原色熒光粉。當兩個電極間加上高電壓時，引發(fā)惰性氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)氣體放電，產(chǎn)生等離子體。等離子產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有熒光

19、粉的電極而發(fā)出不同分量的由三原色混合的涂有熒光粉的電極而發(fā)出不同分量的由三原色混合的可見光。每個等離子體發(fā)光管就是我們所說的等離子可見光。每個等離子體發(fā)光管就是我們所說的等離子體顯示器的像素，我們看到的畫面就是由這些等離子體顯示器的像素，我們看到的畫面就是由這些等離子體發(fā)光管形成的體發(fā)光管形成的“光點光點”匯集而成的。等離子體技術匯集而成的。等離子體技術同其它顯示方式相比存在明顯的差別，在結(jié)構(gòu)和組成同其它顯示方式相比存在明顯的差別，在結(jié)構(gòu)和組成方面領先一步。方面領先一步。44 氣體放電產(chǎn)生等離子體氣體放電產(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

20、離,產(chǎn)生可自由移動的帶電粒子,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。氣體放電產(chǎn)生等離子體-145 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陰極陽極氣體放電產(chǎn)生等離子體-246 在技術性能上，由于在技術性能上，由于PDP屏中發(fā)光的等離子管屏中發(fā)光的

21、等離子管在平面中均勻分布，這樣顯示圖像的中心和邊緣完全在平面中均勻分布，這樣顯示圖像的中心和邊緣完全一致，不會出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，實現(xiàn)了真正意義上的純平一致，不會出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，實現(xiàn)了真正意義上的純平面。由于其顯示過程中沒有電子束運動，不需借助電面。由于其顯示過程中沒有電子束運動，不需借助電磁場進行偏轉(zhuǎn)，因此外界的電磁場也不會對其產(chǎn)生干磁場進行偏轉(zhuǎn)，因此外界的電磁場也不會對其產(chǎn)生干擾，適于不同環(huán)境條件下使用。擾，適于不同環(huán)境條件下使用。 簡單地說，簡單地說，PDPPDP是在兩片玻璃板之間注入電壓，產(chǎn)是在兩片玻璃板之間注入電壓，產(chǎn)生氣體及肉眼看不到的紫外線使熒光粉發(fā)光，利用這生氣體及肉眼看不到的紫外線使

22、熒光粉發(fā)光，利用這個原理呈現(xiàn)畫面。因其可以掛在墻上，故又稱壁掛式個原理呈現(xiàn)畫面。因其可以掛在墻上，故又稱壁掛式電視。電視。 471、交流等離子顯示板交流等離子顯示板（ACPDP，1966，美國），美國） 放電氣體與電極由透明介質(zhì)層相隔離，隔離層為放電氣體與電極由透明介質(zhì)層相隔離，隔離層為串聯(lián)電容作限流之用，放電因受該電容的隔直通交作串聯(lián)電容作限流之用，放電因受該電容的隔直通交作用，需用交變脈沖電壓驅(qū)動，為此無固定的陰極和陽用，需用交變脈沖電壓驅(qū)動，為此無固定的陰極和陽極之分，發(fā)光位于兩電極表面，且為交替呈脈沖式發(fā)極之分，發(fā)光位于兩電極表面，且為交替呈脈沖式發(fā)光。光。ACPDP因其光電和環(huán)境性能

23、優(yōu)異，是因其光電和環(huán)境性能優(yōu)異，是PDP技術技術的主流。的主流。 PDP的分類：的分類：48 2、直流等離子體顯示板直流等離子體顯示板 （DCPDP，1968，荷蘭，荷蘭 ）放電氣體與電極直接接觸，電極外部串聯(lián)電阻作放電氣體與電極直接接觸，電極外部串聯(lián)電阻作限流之用，發(fā)光位于陰極表面，且為與電壓波形一致限流之用，發(fā)光位于陰極表面，且為與電壓波形一致的連續(xù)發(fā)光。的連續(xù)發(fā)光。 自掃描等離子體顯示板（自掃描等離子體顯示板（SSPDP）屬于）屬于DCPDP1970，美國，美國 。49等離子體顯示具有以下一些特點：等離子體顯示具有以下一些特點： （1）等離子體顯示為自發(fā)光型顯示，有較好的發(fā)）等離子體顯示

24、為自發(fā)光型顯示，有較好的發(fā)光效率與亮度。光效率與亮度。 （2）適于大屏幕、高分辨率顯示。）適于大屏幕、高分辨率顯示。 （3）等離子體顯示單元具有很強的非線性。）等離子體顯示單元具有很強的非線性。 （4）存儲特性。）存儲特性。 （5）PDP結(jié)構(gòu)上可以采用不透明但電阻低的金屬結(jié)構(gòu)上可以采用不透明但電阻低的金屬電極。電極。50 （6）PDP有合適的阻抗特性。有合適的阻抗特性。 （7）響應快。）響應快。PDP響應時間為數(shù)毫秒，使顯示電響應時間為數(shù)毫秒，使顯示電視圖像時更新像素信號不成問題。視圖像時更新像素信號不成問題。 （8）剛性結(jié)構(gòu)，耐振動，機械強度高，壽命長。）剛性結(jié)構(gòu)，耐振動，機械強度高，壽命長

25、。 51氣體放電基本知識氣體放電基本知識 平板電極間充有：平板電極間充有：氖氣氖氣(Ne)或氖或氖(Ne)+0.1%氬氬(Ar)混合混合氣體。氣體。 充電二極管的伏安特性充電二極管的伏安特性100200300400 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 HGFEVfVs與初始引發(fā)有關著火電壓VDCA52 曲線曲線AC段屬于非自持放電段屬于非自持放電，在非自持放電時，參，在非自持放電時，參加導電的電子主要是由外界催離作用（如宇宙射線、加導電的電子主要是由外界催離作用（如宇宙射線、放射線、光、熱作用）造成的，當電壓增加，電流也放射線、光、

26、熱作用）造成的，當電壓增加，電流也隨之增加并趨于飽和，隨之增加并趨于飽和，C點之前稱為點之前稱為暗放電區(qū)，放電氣暗放電區(qū)，放電氣體不發(fā)光。體不發(fā)光。 隨著電壓增加，到達隨著電壓增加，到達C點后，放電變?yōu)辄c后，放電變?yōu)樽猿址烹娮猿址烹?，氣體被擊穿，電壓迅速下降，變成穩(wěn)定的自持放電（圖氣體被擊穿，電壓迅速下降，變成穩(wěn)定的自持放電（圖中中EF段），段），EF段被稱為段被稱為正常輝光放電區(qū)正常輝光放電區(qū)，放電在，放電在C點開點開始發(fā)光，不穩(wěn)定的始發(fā)光，不穩(wěn)定的CD段是段是欠正常的輝光放電區(qū)欠正常的輝光放電區(qū)，C點電點電壓壓Vf，稱為，稱為擊穿電壓或著火電壓、起輝電壓，擊穿電壓或著火電壓、起輝電壓，EF

27、段對應段對應的電壓的電壓VS稱為稱為放電維持電壓。放電維持電壓。 53陰極電流密度為常數(shù)是正常輝光放電的特點。陰極電流密度為常數(shù)是正常輝光放電的特點。 當放電電流更大時進入異常輝光放電當放電電流更大時進入異常輝光放電FG段，這段，這時放電單元阻抗變大。時放電單元阻抗變大。 當電流進一步增大，放電進入弧光放電后，在當電流進一步增大，放電進入弧光放電后，在H點曲線變得平坦，壓降小、電流大是弧光放點曲線變得平坦，壓降小、電流大是弧光放電的特點。電的特點。 實際的顯示器件必須應用在正?；虍惓］x光放實際的顯示器件必須應用在正常或異常輝光放電區(qū)，這個區(qū)域放電穩(wěn)定、功耗小。電區(qū)，這個區(qū)域放電穩(wěn)定、功耗小。

28、54三個狀態(tài)：三個狀態(tài)：熄火態(tài)、過渡態(tài)和著火態(tài)熄火態(tài)、過渡態(tài)和著火態(tài)。 氖氣產(chǎn)生的可見光波長范圍在氖氣產(chǎn)生的可見光波長范圍在400-700nm，其中峰值波長為其中峰值波長為582 nm的光輻射占整個光的光輻射占整個光強的強的35-40%，因此氖氣發(fā)橙紅色光。，因此氖氣發(fā)橙紅色光。 55單色等離子體顯示單色等離子體顯示 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)Ne-Ar混合氣體在一定電壓下產(chǎn)生氣體放電，混合氣體在一定電壓下產(chǎn)生氣體放電， 發(fā)射出發(fā)射出582nm橙色光。橙色光。56572. 工作原理工作原理 58（1）當放電單元的電極加上比著火電壓）當放電單元的電極加上比著火電壓Vf低的維持電低的維持電壓壓VS時，單元中

29、氣體不會著火，如在維持電壓間隙加上時，單元中氣體不會著火，如在維持電壓間隙加上幅度高于幅度高于Vf的書寫電壓的書寫電壓Vwr，單元將放電發(fā)光，放電形，單元將放電發(fā)光，放電形成的電子、離子在電場作用下分別向該瞬時加有正電壓成的電子、離子在電場作用下分別向該瞬時加有正電壓和負電壓的電極移動，由于電極表面是介質(zhì)，電子、離和負電壓的電極移動，由于電極表面是介質(zhì)，電子、離子不能直接進入電極而在介質(zhì)表面累積起來，形成壁電子不能直接進入電極而在介質(zhì)表面累積起來，形成壁電荷，在外電路中，壁電荷形成與外加電壓極性相反的壁荷，在外電路中，壁電荷形成與外加電壓極性相反的壁電壓，這時，放電空腔上的電壓為外加電壓和壁電

30、壓之電壓，這時，放電空腔上的電壓為外加電壓和壁電壓之和。和。59（2）、此將小于維持電壓，使放電空間電場減弱，此將小于維持電壓，使放電空間電場減弱，致使放電單元在致使放電單元在26微秒內(nèi)逐漸停止放電，因介質(zhì)電微秒內(nèi)逐漸停止放電，因介質(zhì)電阻很高，壁電荷會不衰減地保持下來，當反向的下一阻很高，壁電荷會不衰減地保持下來，當反向的下一個維持電壓脈沖到來時，上一次放電形成的壁電壓與個維持電壓脈沖到來時，上一次放電形成的壁電壓與此時的外加電壓同極性，疊加電壓峰值大于此時的外加電壓同極性，疊加電壓峰值大于Vf，單元，單元再次著火發(fā)光并在放電腔的兩壁形成與前半周期極性再次著火發(fā)光并在放電腔的兩壁形成與前半周期極性相反的壁電荷，并再次使放電熄滅直到下一個相反極相反的壁電荷，并再次使放電熄滅直到下一個相反極性的脈沖的到來性的脈沖的到來。因此，單元一旦由書寫脈沖電。因此，單