ch4第四章等離子顯示器件PDP課件

光電子技術(shù)(2)(光電子發(fā)光與顯示技術(shù))§4等離子顯示器件（PDP）§4等離子顯示器件（PDP）等離子體顯示（PlasmaDisplayPlate，簡稱PDP），自1964年發(fā)明以來，經(jīng)過40年的迅速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)已日趨成熟。等離子體顯示呂是繼CRT、LCD后的最新一代顯示器，其厚度極薄，分辨率佳，大屏幕壁掛式平板彩電已經(jīng)商品化，作為信息處理終端裝置的多媒體顯示板也已開始普及。光電子技術(shù)精品課程PDP的主要優(yōu)點(diǎn)在于：因有的存儲性能、高亮度、高對比度、能隨機(jī)書寫與擦除，壽命長、視角大、易與計(jì)算機(jī)互連等優(yōu)點(diǎn)。光電子技術(shù)精品課程對向放電交流型PDP電極圖覆蓋有保護(hù)介質(zhì)，放電單元節(jié)距為0.3mm，分辨率高，顯示容量大，可作為計(jì)算機(jī)終端等中小屏幕等顯示。直流型PDP電極不加保護(hù)層，暴露于放電空間，容易實(shí)現(xiàn)彩色顯示，節(jié)距0.6mm，主要用于大屏幕平板電視等。光電子技術(shù)精品課程等離子體顯示與稀有氣體中冷陰極輝光放電有關(guān)，它是在顯示屏上排列上千個密封的小低壓氣體室（一般是氙氣和氖氣的混合物），電流激發(fā)氣體，使其發(fā)出肉眼看不見的紫外光，這種紫外光碰擊后面的玻璃上的紅、綠、藍(lán)三色熒光體，它們再發(fā)出我們在顯示器上所看到的可見光。光電子技術(shù)精品課程等離子體顯示器與CRT相比，沒有聚焦問題，顯示器表面平直；與LCD相比，亮度更高，色彩還原性更好，灰度豐富，響應(yīng)速度高，視角寬達(dá)160°。但缺點(diǎn)是每一個像素都是一個獨(dú)立的發(fā)光管，耗電量大到300瓦，發(fā)熱量大，顯示器背板上裝有多組風(fēng)扇用于散熱。盡管如此，它仍被認(rèn)為是目前最具發(fā)展前途的顯示器。光電子技術(shù)精品課程I區(qū)為非自持放電區(qū)，電流很小，10-20~10-12A，特點(diǎn)是外界電壓取消后，放電立即停止，起始帶電粒子完全是由外界電離源提供的；II區(qū)自持暗放電區(qū)，此時放電電流為10-11~10-7A之間，管壓降接近電源提供的電壓；III區(qū)過渡區(qū)（欠輝區(qū)），管壓降突然下降，電流急劇增加，其中D點(diǎn)稱為著火電壓（起輝電壓、擊穿電壓）；光電子技術(shù)精品課程IV區(qū)正常輝光放電區(qū)，電流在10-4~10-1之間，E點(diǎn)電壓稱為維持電壓，管內(nèi)出現(xiàn)明暗相間的輝光，管壓降維持不變；V異常輝光放電區(qū)，如加大電流并使電壓突破G點(diǎn)，則電流突然猛增，管壓降突然降低，進(jìn)入VII弧光放電區(qū)；VI過度區(qū)VII弧光放電區(qū)，是一種自持放電狀態(tài)，管內(nèi)出現(xiàn)明暗的弧光放電電流在10-1A以上。G點(diǎn)稱為弧光放電的著火電壓。光電子技術(shù)精品課程氣體放電機(jī)理

氣體放電是氣體中帶電粒子不斷增殖的過程。由外界催離作用或上一次放電殘存下來的原始電子從外電場得到能量并電離氣體粒子，新產(chǎn)生的電子又參加電離過程，使電子、離子不斷增加。初始自由電子對引起放電是不可少的，為了產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的放電在實(shí)際器件中常采用附加的穩(wěn)定輔助放電電源。光電子技術(shù)精品課程等離子體顯示板工作在II、III、IV形成的負(fù)阻區(qū)。當(dāng)輝光放電時，在放電管內(nèi)形成明暗交替的輝光放電區(qū)。其中包括II負(fù)輝區(qū)、III法拉弟暗區(qū)、IV正柱區(qū)（等離子區(qū)）、I陰極光膜和V陽極輝區(qū)四個發(fā)光區(qū)。其中前兩者發(fā)光較強(qiáng)，以負(fù)輝區(qū)發(fā)光最強(qiáng)，是作為PDP的主要發(fā)光源，光電子技術(shù)精品課程正柱區(qū)的本質(zhì)是等離子體，可用來激發(fā)熒光粉使其發(fā)光，常用于熒光燈等光源。PDP放電單元特別之處在于放電間隙小，放電常常不能顯現(xiàn)正柱區(qū)而只利用了負(fù)輝區(qū)的發(fā)光。維持放電的基本過程都在陰極位降區(qū)，電極間壓降幾乎都集中在這里，控制放電氣壓、電壓和間隙大小可決定是負(fù)輝區(qū)或正住區(qū)哪一種發(fā)光為主。光電子技術(shù)精品課程負(fù)輝區(qū)內(nèi)電場比較弱，自由電子不具備足夠的能量使多數(shù)氣體原子電離，但能使經(jīng)過該區(qū)的多數(shù)氣體原子的能量從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)原子回復(fù)到基態(tài)時，大部分或全部能量便以光的形式輻射出來，常見的氖氣產(chǎn)生的可見光波長范圍在400nm~700nm，為紅色。光電子技術(shù)精品課程光電子技術(shù)精品課程光電子技術(shù)精品課程圖4.3所示的是一個三電極面放電AC型PDP主流結(jié)構(gòu)。PDP由前后兩片玻璃組成。前板玻璃上有透明ITO維持電極及加強(qiáng)ITO導(dǎo)電性的Bus電極，并且在電極上覆蓋透明介電層及防止離子撞擊介電層的MgO保護(hù)層。后板玻璃上有數(shù)據(jù)面電極、介電層及長條狀的隔層在每個隔層內(nèi)印刷R、G、B三種熒光材料。最后在兩個基板內(nèi)注入氖（Ne）及氙（Xe）惰性氣體后封裝，氣壓只有數(shù)百Torr的高真空狀態(tài)。光電子技術(shù)精品課程當(dāng)放電單元的電極上加有比著火電壓Vf低的維持脈沖電壓VS時，單元中氣體不會著火。如果在維持電壓間隙中加入幅度高于Vf的書寫脈沖電壓VWT，單元將觸發(fā)放電發(fā)光。光電子技術(shù)精品課程放電形成的電子、離子在電場作用下分別向正、負(fù)電極移動，由于電極表面是介質(zhì)，電子、離子不能直接進(jìn)入電極而在介質(zhì)表面累積起來、形成壁電荷。在回路中，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壓之和。它將小于維持電壓，起到減弱放電空間電場的作用，致使放電單元在2~6μs內(nèi)逐漸停止放電。光電子技術(shù)精品課程因介質(zhì)電阻很高，壁電荷會不衰減地保持下來，當(dāng)下一個反向的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Vf，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相反的壁電荷，并再次使放電熄滅直到下一個相反極性脈沖的到來。光電子技術(shù)精品課程4.4、驅(qū)動方式和灰階圖4.5子場掃描法實(shí)現(xiàn)灰度顯示光電子技術(shù)精品課程PDP單元的狀態(tài)只有兩種，即“點(diǎn)亮”和“熄火”。其灰度的實(shí)現(xiàn)不同于CRT的靠調(diào)制電子束流大小而實(shí)現(xiàn)明暗不同亮度的顯示。PDP在實(shí)現(xiàn)灰度時要把一個電視場分為若干個子場，每一子場產(chǎn)生相同強(qiáng)度的輻射的時間不同，亮度的高低是因這些相同光強(qiáng)輻射在人眼視網(wǎng)膜上的輻射強(qiáng)度與作用時間的積分效應(yīng)不同造成的。光電子技術(shù)精品課程每場的某一單元的亮度是由各子場維持顯示時間的組合確定的。各子場內(nèi)的維持時間有一定的關(guān)系，以2