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时间:2020-04-14
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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等离子体基本知识5.1.2等离子体显示器件的显示原理5.1.3等离子体显示器件的特点5.1.4等离子体显示器件的性能指标第5章等离子体显示技术15.1.1等离子体基本知识(1)等离子体概述在物理学中指正、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。在近代物理学中把电离度大于1%的电离气体都称为等离子体。第5章等离子体显示技术2
2、5.1.1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后(如高能粒子束轰击、强激光照射、气体放电、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、正电离子和部分中性原子组成的物质,即等离子体。第5章等离子体显示技术3固体冰液体水气体水汽等离子体电离气体温度00C1000C100000C高温产生等离子体第5章等离子体显示技术图5-1高温产生等离子体4气体放电产生等离子体在通常情况下,气体是不导电的。但是,在适当
3、的条件下,组成气体的分子可能发生电离,产生可自由移动的带电粒子,并在电场作用下形成电流,这种电流通过气体的现象称为气体放电。电源R阴极阳极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。第5章等离子体显示技术图5-2气体放电产生等离子体-15气体中的带电粒子,在电场加速下获得足够高的速度(动能),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,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,形
4、成电流,即气体放电。电源R阴极阳极第5章等离子体显示技术图5-3气体放电产生等离子体-26冷阴极放电管发光区分布图第5章等离子体显示技术图5-4冷阴极放电管发光区分布图7第5章等离子体显示技术8表面放电式结构表面放电式结构避免了上述缺点,显示电极位于同一侧的底板上,放电也在同侧电极间进行。5.1.2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5-5利用寻址使单元转到熄灭状态9(1)当放电单元的电极加上比着火电压Vf低的维持电压VS时,单元中气体不会着火,当在维持电压间隙加上幅度高于Vf的书写电压Vwr,单元将放电
5、发光。3、AC-PDP型工作原理Vs书写脉冲Vwr5.1.2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5-6利用书写脉冲使单元点亮10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。AC-PDP型工作原理E5.1.2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5-7AC-PDP型工作原理示意图11(2)由于壁电压的存在
6、,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2~6微秒内逐渐停止放电。因介质电阻很高,壁电荷会不衰减地保持下来。停止放电AX5.1.2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5-8AC-PDP型工作原理-112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,叠加电压峰值大于点火电压Vf,单元再次着火发光。开始放电AX5.1.2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5-9AC-PDP型工作原理-213停止放电X当在放电腔的两壁形成与前半周期极性
7、相反的壁电荷,将再次使放电熄灭直到下一个相反极性的脉冲的到来。5.1.2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5-10AC-PDP型工作原理-3(4)PDP单元虽是脉冲放电,但在一个周期内它发光两次,维持电压脉冲宽度通常5~10S,幅度90~100V,主要工作频率范围30~50kHz,因此光脉冲重复频率在数万次以上,人眼不会感到闪烁。AC--PDP因其光电和环境性能优异,是PDP技术的主流。5.1.2等离子体显示器件的显示原理第5章等离子体显示技术15因此,单元一旦由书写脉冲电压引燃,只需要维持电压脉冲
8、就可维持脉冲放电,这个特性称为AC-PDP单元的存储特性。放电电流发光脉冲Vs书写脉冲5.1.2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5-11加入书写脉冲时单元放电及发光过程16电极型ACPDP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----+
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