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显示技术等离子体显示技术第1页，共20页，编辑于2022年，星期六15.1.1 5.1.1 等离子体基本知识等离子体基本知识 （1 1）等离子体概述）等离子体概述 在在物物理理学学中中指指正正、负负电电荷荷浓浓度度处处于于平平衡衡状状态态的的体体系系，即即等等离离子子体体就就是是一一种种被被电电离离，并并处处于于电电中中性性的的气气体状态。体状态。由由于于电电离离气气体体整整体体行行为为表表现现出出电电中中性性，也也就就是是电电离离气气体体内内正正负负电电荷荷数数相相等等，因因此此称称这这种种气气体体状状态态为为等等离子体态。离子体态。在在近近代代物物理理学学中中把把电电离离度度大大于于 1 1的的电电离离气气体体都都称为等离子体。称为等离子体。第5章 等离子体显示技术第2页，共20页，编辑于2022年，星期六25.1.1 5.1.1 等离子体基本知识等离子体基本知识 任任何何不不带带电电的的普普通通气气体体受受到到外外界界高高能能作作用用后后（如如高高能能粒粒子子束束轰轰击击、强强激激光光照照射射、气气体体放放电电、高高温温电电离离等等方方法法），部部分分原原子子中中的的电电子子吸吸收收足足够够的的能能量量成成为为自自由由电电子子，同同时时原原子子由由于于失失去去电电子子成成为为带带正正电电的的离离子子。这这样样原原来来中中性性的的气气体体就就因因为为电电离离成成为为由由大大量量自自由由电电子子、正正电电离离子子和和部部分分中中性性原原子组成的物质，即等离子体。子组成的物质，即等离子体。第5章 等离子体显示技术第3页，共20页，编辑于2022年，星期六3固体 冰液体 水气体 水汽等离子体 电离气体温度00C1000C100000C 高温产生等离子体高温产生等离子体第5章 等离子体显示技术图图5-1 5-1 高温产生等离子体高温产生等离子体第4页，共20页，编辑于2022年，星期六4 气体放电产生等离子体气体放电产生等离子体 在在通通常常情情况况下下,气气体体是是不不导导电电的的。但但是是,在在适适当当的的条条件件下下，组组成成气气体体的的分分子子可可能能发发生生电电离离,产产生生可可自自由由移移动动的的带带电电粒粒子子,并并在在电电场场作作用用下下形形成成电电流流,这这种种电电流流通通过过气气体的现象称为气体放电。体的现象称为气体放电。电源电源R阴阴极极阳阳极极 当当电电极极间间的的电电压压足足够够高高时时，就就使使电电极极间间气气体体击击穿穿而而产产生生放电。放电。第5章 等离子体显示技术 图图5-2 5-2 气体放电产生等离子体气体放电产生等离子体-1-1第5页，共20页，编辑于2022年，星期六5 气气体体中中的的带带电电粒粒子子，在在电电场场加加速速下下获获得得足足够够高高的的速速度度（动动能能）,再再与与中中性性气气体体原原子子碰碰撞撞，使使其其释释放放出出另另一一个个电电子子，失失去去一一个个电电子子的的气气体体原原子子形形成成带带正正电电的的离离子子。离离子子带带正正电电后后受受阴阴极极的的吸吸引引，而而与与电电子子的的运运动动方方向向相相反反,也也会会与与电电子子一一样样获获得得加加速速运运动动。最最后后撞撞击击阴阴极极，使使其其发发射射电电子子。这这样样气气体体中中产产生生大大量量带带电电粒粒子子，形形成成电电流流，即气体放电。即气体放电。电源电源R阴阴极极阳阳极极第5章 等离子体显示技术图图5-3 5-3 气体放电产生等离子体气体放电产生等离子体-2-2第6页，共20页，编辑于2022年，星期六6 冷阴极放电管发光区分布图冷阴极放电管发光区分布图第5章 等离子体显示技术图图5-4 5-4 冷阴极放电管发光区分布图冷阴极放电管发光区分布图第7页，共20页，编辑于2022年，星期六7第5章 等离子体显示技术第8页，共20页，编辑于2022年，星期六8 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。的底板上，放电也在同侧电极间进行。5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-55-5 利用寻址使单元转到熄灭状态利用寻址使单元转到熄灭状态第9页，共20页，编辑于2022年，星期六9（1）当当放放电电单单元元的的电电极极加加上上比比着着火火电电压压V Vf f低低的的维维持持电电压压V VS S时时，单单元元中中气气体体不不会会着着火火，当当在在维维持持电电压压间间隙隙加加上上幅幅度度高高于于V Vf f的书写电压的书写电压V Vwrwr，单元将放电发光。，单元将放电发光。3 3、AC-PDP型工作原理型工作原理 Vs书写脉冲书写脉冲Vwr5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-6 5-6 利用书写脉冲使单元点亮利用书写脉冲使单元点亮第10页，共20页，编辑于2022年，星期六10 放放电电形形成成的的电电子子、离离子子在在电电场场作作用用下下分分别别向向该该瞬瞬时时加加有有正正电电压压和和负负电电压压的的电电极极移移动动，由由于于电电极极表表面面是是介介质质，电电子子、离离子子不不能能直直接接进进入入电电极极而而在在介介质质表表面面累累积积起起来来，形形成成壁壁电电荷荷，壁壁电电荷荷形形成成与与外外加加电电压压极极性性相相反反的的壁壁电电压压，这时，放电空腔上的电压为外加电压和壁电压之和。这时，放电空腔上的电压为外加电压和壁电压之和。AC-PDP型工作原理型工作原理 E5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-7 5-7 AC-PDP AC-PDP 型工作原理示意图型工作原理示意图 第11页，共20页，编辑于2022年，星期六11（2 2）由由于于壁壁电电压压的的存存在在，使使得得放放电电腔腔上上的的电电压压小小于于维维持持电电压压，使使放放电电空空间间电电场场减减弱弱，致致使使放放电电单单元元在在26微微秒秒内内逐逐渐渐停停止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来。止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来。停止放电停止放电AX5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的显示原理第5章 等离子体显示技术 图图5-85-8 AC-PDP 型工作原理型工作原理-1-1 第12页，共20页，编辑于2022年，星期六12 当当反反向向的的下下一一个个维维持持电电压压脉脉冲冲到到来来时时，上上一一次次放放电电形形成成的的壁壁电电压压与与此此时时的的外外加加电电压压同同极极性性，叠叠加加电电压压峰值大于点火电压峰值大于点火电压V Vf f，单元再次着火发光。，单元再次着火发光。开始放电开始放电AX5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-9 5-9 AC-PDP AC-PDP 型工作原理型工作原理 -2-2第13页，共20页，编辑于2022年，星期六13停止放电停止放电X 当当在在放放电电腔腔的的两两壁壁形形成成与与前前半半周周期期极极性性相相反反的的壁壁电电荷荷，将再次使放电熄灭直到下一个相反极性的脉冲的到来。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 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图图5-10 5-10 AC-PDP AC-PDP 型工作原理型工作原理 -3-3第14页，共20页，编辑于2022年，星期六（4 4）PDPPDP单单元元虽虽是是脉脉冲冲放放电电，但但在在一一个个周周期期内内它它发发光光两两次次，维维持持电电压压脉脉冲冲宽宽度度通通常常5 51010 S S，幅幅度度9090100V100V，主主要要工工作作频频率率范范围围303050kHz50kHz，因因此此光光脉脉冲冲重重复复频频率率在在数数万万次次以以上上，人人眼眼不不会会感感到闪烁。到闪烁。AC-PDP因其光电和环境性能优异，是因其光电和环境性能优异，是PDPPDP技技术的主流。术的主流。5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理等离子体显示器件的显示原理第5章 等离子体显示技术第15页，共20页，编辑于2022年，星期六15 因此，单元一旦由书写脉冲电压引燃，只需要维持电因此，单元一旦由书写脉冲电压引燃，只需要维持电压脉冲就可维持脉冲放电，这个特性称为压脉冲就可维持脉冲放电，这个特性称为AC-PDP单元的单元的存储存储特性特性。放电电流放电电流发光脉冲发光脉冲Vs书写脉冲书写脉冲5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图5-115-11 加入书写脉冲时单元放电及发光过程加入书写脉冲时单元放电及发光过程第16页，共20页，编辑于2022年，星期六16电极型电极型 AC PDP 放电放电 壁电荷记忆、形成过程壁电荷记忆、形成过程(c)开始放电开始放电(e)开始放电开始放电-+(d)壁电荷反转壁电荷反转+-(f)壁电荷反转壁电荷反转-+(b)壁电荷形成壁电荷形成(a)记忆放电记忆放电AYX第5章 等离子体显示技术图图5-125-12 AC PDPAC PDP 放电时壁电荷记忆、形成过程放电时壁电荷记忆、形成过程第17页，共20页，编辑于2022年，星期六 （3 3）要要使使已已放放电电的的单单元元熄熄灭灭，只只要要在在下下一一个个维维持持电电压压脉脉冲冲到到来来前前给给单单元元加加一一窄窄幅幅（脉脉宽宽约约1 1 S S ）的的放放电电脉脉冲冲，使使单单元元产产生生一一次次微微弱弱放放电电，将将储储留留的的壁壁电电荷荷中中和和，又又不不形形成成新新的的反反向壁电荷，单元将中止放电发光。向壁电荷，单元将中止放电发光。Vs书写脉冲书写脉冲擦除脉冲擦除脉冲放电电流放电电流发光脉冲发光脉冲X5.1.2 5.1.2 等离子体显示器件的显示原理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图图5-135-13 利用利用利用窄脉冲使单元转到熄灭状态利用窄脉冲使单元转到熄灭状态第18页，共20页，编辑于2022年，星期六18第5章 等离子体显示技术图图5-14 5-14 利用寻址使单元转到熄灭状态利用寻址使单元转到熄灭状态第19页，共20页，编辑于2022年，星期六19第5章 等离子体显示技术图图5-15 5-15 利用窄脉冲使单元转到熄灭状态利用窄脉冲使单元转到熄灭状态如图如图5-155-15所示。所示。第20页，共20页，编辑于2022年，星期六20