《光電顯示技術(shù)》PDP顯示原理

1、光電顯示技術(shù)New Display Technology氣體放電及發(fā)光原理等離子基礎(chǔ)知識3光電顯示技術(shù)離子化e- + AA+ + 2 e-游離碰撞產(chǎn)生電子和離子維持等離子體的穩(wěn)定電子和中性原子或分子碰撞把軌道電子敲離核的束縛4光電顯示技術(shù)離子化說明自由電子入射撞擊軌道電子兩個自由電子軌道電子原子核原子核5光電顯示技術(shù)激發(fā)弛豫e- + AA* + e-A* A + hn (光)不同的原子/分子有不同的頻率,也就是為什么不同的氣體會發(fā)出不同的顏色.6光電顯示技術(shù)激發(fā)碰撞入射撞擊電子基態(tài)電子激態(tài)電子原子核原子核撞擊電子7光電顯示技術(shù)弛豫基態(tài)hnhnh: 蒲朗克常數(shù)n: 光的頻率激態(tài)8光電顯示技術(shù)分解

2、電子和分子碰撞，可以打斷化學(xué)鍵并產(chǎn)生自由基: e- + AB A + B + e-自由基至少有一個未成對電子，化學(xué)上是容易起反應(yīng)的. 增加化學(xué)反應(yīng)速率對蝕刻和化學(xué)氣相沉積工藝非常重要光電顯示技術(shù)Plasma Display Panel 等離子體顯示原理主體參考:海信培訓(xùn)資料光電顯示技術(shù) PDP主要利用電極加電壓、惰性氣體游離產(chǎn)生的紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)光制成顯示屏。 PDP顯示屏的每個發(fā)光單元工作原理類似于霓虹燈。每個燈管加電后就可以發(fā)光。 顯示屏由兩層玻璃疊合、密封而成。當(dāng)上下玻璃板之間的電極，施加一定電壓、電極觸電點(diǎn)火后，電極表面會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，使顯示單元內(nèi)的氣體游離產(chǎn)生紫外光，紫外光UV激發(fā)

3、熒光粉產(chǎn)生可見光。一個像素包括紅、綠、藍(lán)三個發(fā)光單元，三基色原理，組合形成256色光。Plasma Display Panel （等離子顯示屏）11光電顯示技術(shù)PixelsDischargeDischargeDischarge White light emission電場輸入能量 氣體放電UV紫外光熒光粉激發(fā)放電單元內(nèi)發(fā)出可見光像素呈色、顯示圖像42”VGA顯示屏：852480（3），122，6880個燈泡。Plasma Display Panel12光電顯示技術(shù)等離子顯示器等離子顯示器按照驅(qū)動電壓的方式不同分為：直流放電型和交流放電型13光電顯示技術(shù) (a)對向放電型AC-PDP交流等離子體

4、（AC-PDP）主要類型(b) 表面放電型AC-PDP14光電顯示技術(shù)bus electrodedielectricITO electrodeMgO layerbarrierphosphorsaddresselectrodeFront panelBack panel交流等離子體（AC-PDP）面板結(jié)構(gòu)15光電顯示技術(shù)后面板PDP面板結(jié)構(gòu)（Panel Structure）前面板后面板尋址電極（數(shù)據(jù)）介質(zhì)層MgO壁障 彩色 熒光粉黑色矩陣后面板前面板維持電極（透明電極+匯流電極）掃描電極（透明電極+匯流電極）18光電顯示技術(shù)面板結(jié)構(gòu)CLICKCLICKCLICKCLICKCLICKCLICK19光

5、電顯示技術(shù)封接（總裝）前面板后面板Neon / Xenon 氣體封接20光電顯示技術(shù)PDP面板面板玻璃組裝 鋁制基板數(shù)據(jù)驅(qū)動板(COB)21光電顯示技術(shù)22光電顯示技術(shù)發(fā)光效率譜線400240 line ScanBlue500600700(nm)GreenRed 早期PDP器件的三種熒光粉的寬度一致，由于紅、綠、藍(lán)三種熒光粉發(fā)光效率各不相同，三種色光混色產(chǎn)生的彩色范圍及亮度與CRT相比差別比較大。 稱為“非對稱單元結(jié)構(gòu)”的專利技術(shù)根據(jù)三種熒光粉的發(fā)光效率，將熒光粉制作成非等寬，在彩色還原度和亮度方面比以前的產(chǎn)品有很大提高，屏幕峰值亮度可達(dá)到1000cd/m2以上，整機(jī)峰值亮度可達(dá)到400cd/

6、m2以上（帶EMI濾光玻璃），對比度可達(dá)到10000:1（暗室，無外保護(hù)屏）。熒光粉帶非對稱單元結(jié)構(gòu)后面板熒光粉層非對稱單元光電顯示技術(shù)MIP-EIIIII- NeNemNe+NeNe+Ne+Ne+Ne+Ne+Ne+Nem-Ar+ 發(fā)射電子區(qū)放出電子發(fā)射出的電子放電轟擊稀有氣體電極電極PDP像素放電、發(fā)光單元結(jié)構(gòu)Note : 1. PDP發(fā)光= 電極加電壓，正負(fù)極間激發(fā)放出電子，電子轟擊惰性氣體，發(fā)出真空紫外線； 2. 真空紫外線射在熒光粉上，使熒光粉發(fā)光。E：激發(fā)P：潘寧電離I：電離M：亞穩(wěn)態(tài)25光電顯示技術(shù)激發(fā)潘寧電離電離亞穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生m：亞穩(wěn)態(tài) +：離子態(tài)*：激發(fā)態(tài) r：諧振態(tài)26光電顯示技

7、術(shù)m：亞穩(wěn)態(tài)+：離子態(tài)*：激發(fā)態(tài)r：諧振態(tài)Ne-Xe潘寧氣體中原子的能級與發(fā)光光譜圖分子激發(fā)態(tài)分子輻射過程27光電顯示技術(shù)Xe原子不同能級激發(fā)態(tài)Xe原子基態(tài)UVU能量大，發(fā)光強(qiáng)度高研究其有效利用28光電顯示技術(shù)熒光粉發(fā)光過程 禁帶Ehh陷阱導(dǎo)帶電子價帶發(fā)光中心空穴29光電顯示技術(shù) 當(dāng)高能粒子轟擊熒光粉時，熒光粉的發(fā)光亮度慢慢地上升，最后達(dá)到一個穩(wěn)定值。當(dāng)轟擊停止后，亮度慢慢下降為零，我們通常規(guī)定，把從激發(fā)停止的瞬時亮度下降到該亮度的10%所經(jīng)過的時間，為熒光粉的余輝時間。1）極長： 大于1s2) 長 ： 100ms1s3) 中 ： 1100ms4) 中短： 10 s1ms5) 短 ： 110

8、s6）極短 ： 小于1s余輝30光電顯示技術(shù)Electric Potential電壓Light Emission光強(qiáng) 等離子顯示器等離子單元放電過程對向放電型31光電顯示技術(shù)放電單元內(nèi)電壓和Xe激發(fā)在空間和時間變化32光電顯示技術(shù)Current Density VS Time電流密度隨時間的變化33光電顯示技術(shù)等離子體放電從一個單元的右邊延伸到左邊，藍(lán)色部分電壓中心縮小，紅色最高電壓（ 284V） Anodecathode34光電顯示技術(shù)發(fā)光的最活躍的位置是等離子體鞘。35光電顯示技術(shù)X -“sustain” electrode Y - scan electrodeX和Y被稱為 “displa

9、y”electrodes. A -“data” 或“address” electrode. 三電極表面放電型AC-PDP36光電顯示技術(shù)38光電顯示技術(shù)39光電顯示技術(shù)40光電顯示技術(shù)AC-PDP的驅(qū)動波形和壁電荷的變化t0t1t2tnVVs-Vsttt書寫脈沖Vwr擦除脈沖Ve放電電流光脈沖在t0時點(diǎn)火后，產(chǎn)生的壁電荷在t1時外加電壓反向，與壁電壓相疊加在t1時點(diǎn)火后，產(chǎn)生的壁電荷在t2時外加電壓反向，與壁電壓相疊加在t2時點(diǎn)火后，產(chǎn)生的壁電荷在tn時點(diǎn)火后，壁電荷基本擦除干凈維持脈沖41光電顯示技術(shù)PDP顯示屏42”VGA顯示屏：852X480（X3個紅、綠、藍(lán)像素單元），122，6880

10、個燈泡。顯示屏正面光電顯示技術(shù)X, Y Electrode 電極介質(zhì)層Dielectric LayerMgO LayerFront Glass 前層玻璃BarrierRib 壁障熒光粉PhosphorAddress Electrode尋址電極Rear Glass 后層玻璃PDP TVDischarge in the PDP cellPDP放電單元Electrons電極IONs離子 + + + + - - - -放電DischargeStructure of PDP PDP結(jié)構(gòu) Operation condition of AC PDP: bistable mode of ON/OFF等離子顯示

11、屏的組成、結(jié)構(gòu)特征光電顯示技術(shù)X1X2X3Y1Y2Y3ON 亮OFF不亮PDP 如何發(fā)光形成圖形光電顯示技術(shù)X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形光電顯示技術(shù)X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形光電顯示技術(shù)X1X2X3Y1Y2Y3ONOFFPDP 如何發(fā)光形成圖形光電顯示技術(shù)Matrix Drive mode矩陣驅(qū)動方式D1D2D3D4D5S1S2S3S4S5導(dǎo)通電壓 Vs信號電極電壓 Vd放電保護(hù)電阻導(dǎo)通開關(guān) 信號電極和導(dǎo)通電極之間的導(dǎo)通開關(guān) 合上ON，則相交的點(diǎn)放電，像素發(fā)光 2電極放電PDP光電顯示技術(shù)Matrix drive mode矩陣驅(qū)動方

12、式 信號電極和導(dǎo)通電極導(dǎo)通則表 示選通。 Y導(dǎo)通電極和 X維持電極同時 打開ON（導(dǎo)通），則像素導(dǎo) 通放電。 (Memory)D1D2D3D4D5Y1Y2Y3Y4Y5導(dǎo)通電極電壓 Vs信號電極電壓 Vd 導(dǎo)通 開關(guān)維持電極電壓 V susX障壁3電極表面放電PDP光電顯示技術(shù)3電極型 AC PDP放電 壁電荷記憶、形成過程(c)開始放電(e)開始放電 - - - - + + + +(d)壁電荷反轉(zhuǎn) + + + + - - - -(f)壁電荷反轉(zhuǎn) - - - - + + + +(b)壁電荷形成(a)記憶放電DYX光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address acti

13、on尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Address action尋址動作光電顯示技術(shù)Erase/reset 擦除動作光電顯示技術(shù)Erase/reset 擦除動作光電顯示技術(shù)ADS(Address Display-period Separation) Driving Scheme3電極 AC PDP子場驅(qū)動時序圖AiXYjr

14、eset periodaddress periodsustain periodtimeself-erase pluseerase pluseaddress pulsescan pulsesustain pulse光電顯示技術(shù)RrCFET ONPDP 電路結(jié)構(gòu)原理圖Sustain margin 維持邊緣放電 放電單元保護(hù)電阻 電容光電顯示技術(shù)電極(Y)電極(X)發(fā)光單元像素PDPPDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)發(fā)光單元PDP電極(X)電極(Y)像素PDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù) 發(fā)光PDP電極導(dǎo)通(X)電極導(dǎo)通(Y)放電PDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)放電消失PDP導(dǎo)通導(dǎo)通電極(X)電極

15、(Y)PDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)放電電極(Y)發(fā)光單元放電單元維持電極(X)PDPPDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)維持電極(Y)放電單元維持電極(X)PDP發(fā)光單元PDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)維持電極(Y)發(fā)光維持電極(X)PDPPDP 電路原理直觀圖光電顯示技術(shù)維持電極(Y)放電單元維持電極(X)PDPPDP 電路原理直觀圖71光電顯示技術(shù)PDP 電路放電時序圖VPVCCIL1324S1 CLOSEDS2,S3,S4OPENS1,S3 CLOSEDS2,S4 OPENS2 CLOSEDS1,S3,S4OPENS2,S4 CLOSEDS1,S3 OPEN等離子體顯示原理73光電

16、顯示技術(shù) 根據(jù)人眼的視覺生理，在光脈沖的重復(fù)頻率高于臨界閃爍頻率時，可以通過控制光脈沖的個數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的亮度。人眼的亮度感覺與發(fā)光脈沖個數(shù)的關(guān)系實(shí)際亮度時間時間實(shí)際亮度亮度感覺時間時間亮度感覺光電顯示技術(shù)灰度實(shí)現(xiàn)：控制每個像素的電子束強(qiáng)度 1 TV-field: 掃描過程構(gòu)建全圖的周期 CRT顯像管圖像顯示原理electron gun 電子槍電子束electron beamPixel像素scan line 掃描線1TV-field1場信號75光電顯示技術(shù)步進(jìn)掃描Progressive ScanProgressive步進(jìn)掃描(PDP)Interlace隔行掃描(CRT)CLICKCLICK76光

17、電顯示技術(shù)發(fā)光EmissionSimultaneousEmission同步發(fā)光(PDP)Dot SequenceEmission 點(diǎn)序列發(fā)光(CRT)CLICKCLICK光電顯示技術(shù)ON 背光源Light Sourcepolarizer偏光器polarizerOFFLiquid crystalelectrode 灰度實(shí)現(xiàn)：通過控制液晶分子相位而調(diào)節(jié)通過光的強(qiáng)度LCD液晶顯示屏圖像顯示原理光電顯示技術(shù)SF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF8Original Image1.2480128T64T32T16T8T4T2T1T1TV field (time)scan lineaddresssu

18、stainsub-fieldPlasma Display（PDP）各子場顯示方式3電極型 AC PDP子場技術(shù)SF1SF2SF3SF4SF5SF6SF7SF81.2480128T64T32T16T8T4T2T1T1TV field (time)scan lineAddress尋址期Sustain維持期sub-field子場初始化期間address尋址期間放電維持期XY1Y2YnD亮度控制8 子場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級灰度子場驅(qū)動系統(tǒng)尋址周期Addre