光电子技术显示技术
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❖ 负辉区内电场比较弱，自由电子不具备足够的能量使 多数气体原子电离，但能使经过该区的多数气体原子 的能量从基态跃迁到激发态，当原子回复到基态时， 大部分或全部能量便以光的形式辐射出来，常见的氖 气产生的可见光波长范围在400nm~700nm，为红色。
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3.2、等离子体显示板工作原理
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3.3、PDP驱动方式
❖ 当放电单元的电极上加有 比着火电压Vf低的维持脉 冲电压VS时，单元中气 体不会着火。
❖ 如果在维持电压间隙中加 入幅度高于Vf的书写脉冲 电压VWT，单元将触发放 电发光。
图.3.4 AC-PDP的维持、书写和擦除脉冲工作方式
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❖ 放电形成的电子、离子在电场作用下分别向正、 负电极移动，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。
❖ 在回路中，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。它将小于维持电压，起到减弱放电空 间电场的作用，致使放电单元在2~6μs内逐渐停止 放电。
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❖ 因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来， 当下一个反向的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Vf，单元再次着火发光并在放电腔 的两壁形成与前半周期极性相反的壁电荷，并再 次使放电熄灭直到下一个相反极性脉冲的到来。
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对向放电交流型PDP电极图覆盖有保护介质， 放电单元节距为0.3mm，分辨率高，显示容量大， 可作为计算机终端等中小屏幕等显示。
直流型PDP电极不加保护层，暴露于放电空间， 容易实现彩色显示，节距0.6mm，主要用于大屏幕 平板电视等。
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等离子体显示与稀有气体中冷阴极辉光放电有 关，它是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体 室（一般是氙气和氖气的混合物），电流激发气体， 使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后 面的玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出 我们在显示器上所看到的可见光。
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❖ 正柱区的本质是等离子体，可用来激发荧光粉使其发 光，常用于荧光灯等光源。
❖ PDP放电单元特别之处在于放电间隙小，放电常常不 能显现正柱区而只利用了负辉区的发光。维持放电的 基本过程都在阴极位降区，电极间压降几乎都集中在 这里，控制放电气压、电压和间隙大小可决定是负辉 区或正住区哪一种发光为主。
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❖ 一个彩色像素内R、G、B三基色放电单元，每一 单元的基色都可产生256级不同的亮度，一个彩色 像素共可表现出1677万（256×256×256=1677万） 种不同色彩。
❖ 子场法实现彩色PDP的灰度的驱动方式又可以分 为ADS（Addess and Display Separation）方式和 AWD（Addess while Display）方式。ADS方式的 应用和研究最为广泛。
❖ PDP单元的状态只有两种，即“点亮”和“熄 火”。其灰度的实现不同于CRT的靠调制电子束 流大小而实现明暗不同亮度的显示。
❖ PDP在实现灰度时要把一个电视场分为若干个子 场，每一子场产生相同强度的辐射的时间不同， 亮度的高低是因这些相同光强辐射在人眼视网膜 上的辐射强度与作用时间的积分效应不同造成的。
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❖ 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 AC-PDP单元的存储特性。
❖ 已放电的单元的熄灭过程是在下一个维持电压脉 冲到来前给单元加一（约1μs）放电脉冲，使单元 产生一次微弱放电，将储存的壁电荷中和，又不 形成新的反向壁电荷，这时单元将中止放电发光。
❖ II区自持暗放电区，此时放电电流为10-11~10-7A之 间，管压降接近电源提供的电压；
❖ III区过渡区（欠辉区），管压降突然下降，电流 急剧增加，其中D点称为着火电压（起辉电压、 击穿电压）；
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❖ IV区正常辉光放电区，电流在10-4~10-1之间，E点电 压称为维持电压，管内出现明暗相间的辉光，管压 降维持不变；
PDP的主要优点在于：
存储性能、高亮度、高对比度、寿命长、视角大、 易与计算机互连等优点。
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根据工作方式的不同，大致可分为两类： 交流型和直流型。 目前研究较多以交流型为主，并可依据电极的安
排区分为二电极对向放电（Column Discharge）和 三电极表面放电（Surface Discharge）两种结构。
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❖ 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5μs ~10μs，幅度 90V~100V，主要工作频率范围30KHz~50KHz， 因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感 到闪烁。
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3.4、驱动方式和灰阶
图3.5 子场扫描法实现灰度显示
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1、气体放电的物理基础
具有平板电极的低气压放电系统同直流电源串 联，得到如图3.1所示的伏安特性曲线。
图3.1 PDP中气体放电伏安特性曲线
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❖ I区为非自持放电区，电流很小，10-20~10-12A，特 点是外界电压取消后，放电立即停止，起始带电 粒子完全是由外界电离源提供的；
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光电子技术显示技术
等离子体显示（Plasma Display Plate，简称 PDP），自1964年发明以来，经过40年的迅速发展， 相关技术已日趋成熟。等离子体显示是继CRT、 LCD后的最新一代显示器，其厚度极薄，分辨率佳， 大屏幕壁挂式平板彩电已经商品化，作为信息处理 终端装置的多媒体显示板也已开始普及。
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❖ 每场的某一单元的亮度是由各子场维持显示时间 的组合确定的。
❖ 各子场内的维持时间有一定的关系，以256级灰度 为例，各子场维持时间的组合，必须能产生0-255 的完备集合，可见有多种方式。
❖ 以彩色PDP开发初期的各子场维持时间之比采用 二进制方式，如1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128， 只需8个子场分割就可以实现一个视场的256级灰 度显示。
图3.2 放电发 光区域及光 强分布图
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❖ 等离子体显示板工作在II、III、IV形成的负阻区。 ❖ 当辉光放电时，在放电管内形成明暗交替的辉光
放电区。其中包括II负辉区、III法拉弟暗区、IV 正柱区（等离子区）、I阴极光膜和V阳极辉区四 个发光区。其中前两者发光较强，以负辉区发光 最强，是作为PDP的主要发光源，
图3.3 PDP结构原理图
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❖ 图3.3所示的是一个三电极面放电AC型PDP主流结 构。
❖ PDP由前后两片玻璃组成。 ❖ 前板玻璃上有透明ITO维持电极及加强ITO导电性
的Bus电极，并且在电极上覆盖透明介电层及防止 离子撞击介电层的MgO保护层。 ❖ 后板玻璃上有数据面电极、介电层及长条状的隔 层 ❖ 在每个隔层内印刷R、G、B三种荧光材料。最后 在两个基板内注入氖（Ne）及氙（Xe）惰性气体 后封装，气压只有数百Torr的高真空状态。
❖ V异常辉光放电区，如加大电流并使电压突破G点， 则电流突然猛增，管压降突然降低，进入VII弧光 放电区；
❖ VI过度区 ❖ VII弧光放电区，是一种自持放电状态，管内出现
明暗的弧光放电电流在10-1A以上。G点称为弧光放 电的着火电压。
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气体放电机理
❖ 气体放电是气体中带电粒子不断增殖的过程。由 外界催离作用或上一次放电残存下来的原始电子 从外电场得到能量并电离气 体粒子，新产生的电 子又参加电离过程，使电子、离子不断增加。初 始自由电子对引起放电是不可少的，为了产生稳 定可靠的放电在实际器件中常采用附加的稳定辅 助放电电源。
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等离子体显示器与CRT相比，没有聚焦问题， 显示器表面平直；
与LCD相比，亮度更高，色彩还原性更好，灰 度丰富，响应速度高，视角宽达160°。
但缺点是每一个像素都是一个独立的发光管， 耗电量大到300瓦，发热量大，显示器背板上装有多 组风扇用于散热。
尽管如此，它仍被认为是目前最具发展前途的显 示器。
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3.2、等离子体显示板工作原理
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3.3、PDP驱动方式
❖ 当放电单元的电极上加有 比着火电压Vf低的维持脉 冲电压VS时，单元中气 体不会着火。
❖ 如果在维持电压间隙中加 入幅度高于Vf的书写脉冲 电压VWT，单元将触发放 电发光。
图.3.4 AC-PDP的维持、书写和擦除脉冲工作方式
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❖ 放电形成的电子、离子在电场作用下分别向正、 负电极移动，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。
❖ 在回路中，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。它将小于维持电压，起到减弱放电空 间电场的作用，致使放电单元在2~6μs内逐渐停止 放电。
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❖ 因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来， 当下一个反向的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Vf，单元再次着火发光并在放电腔 的两壁形成与前半周期极性相反的壁电荷，并再 次使放电熄灭直到下一个相反极性脉冲的到来。
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对向放电交流型PDP电极图覆盖有保护介质， 放电单元节距为0.3mm，分辨率高，显示容量大， 可作为计算机终端等中小屏幕等显示。
直流型PDP电极不加保护层，暴露于放电空间， 容易实现彩色显示，节距0.6mm，主要用于大屏幕 平板电视等。
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等离子体显示与稀有气体中冷阴极辉光放电有 关，它是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体 室（一般是氙气和氖气的混合物），电流激发气体， 使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后 面的玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出 我们在显示器上所看到的可见光。
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❖ 正柱区的本质是等离子体，可用来激发荧光粉使其发 光，常用于荧光灯等光源。
❖ PDP放电单元特别之处在于放电间隙小，放电常常不 能显现正柱区而只利用了负辉区的发光。维持放电的 基本过程都在阴极位降区，电极间压降几乎都集中在 这里，控制放电气压、电压和间隙大小可决定是负辉 区或正住区哪一种发光为主。
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❖ 一个彩色像素内R、G、B三基色放电单元，每一 单元的基色都可产生256级不同的亮度，一个彩色 像素共可表现出1677万（256×256×256=1677万） 种不同色彩。
❖ 子场法实现彩色PDP的灰度的驱动方式又可以分 为ADS（Addess and Display Separation）方式和 AWD（Addess while Display）方式。ADS方式的 应用和研究最为广泛。
❖ PDP单元的状态只有两种，即“点亮”和“熄 火”。其灰度的实现不同于CRT的靠调制电子束 流大小而实现明暗不同亮度的显示。
❖ PDP在实现灰度时要把一个电视场分为若干个子 场，每一子场产生相同强度的辐射的时间不同， 亮度的高低是因这些相同光强辐射在人眼视网膜 上的辐射强度与作用时间的积分效应不同造成的。
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❖ 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 AC-PDP单元的存储特性。
❖ 已放电的单元的熄灭过程是在下一个维持电压脉 冲到来前给单元加一（约1μs）放电脉冲，使单元 产生一次微弱放电，将储存的壁电荷中和，又不 形成新的反向壁电荷，这时单元将中止放电发光。
❖ II区自持暗放电区，此时放电电流为10-11~10-7A之 间，管压降接近电源提供的电压；
❖ III区过渡区（欠辉区），管压降突然下降，电流 急剧增加，其中D点称为着火电压（起辉电压、 击穿电压）；
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❖ IV区正常辉光放电区，电流在10-4~10-1之间，E点电 压称为维持电压，管内出现明暗相间的辉光，管压 降维持不变；
PDP的主要优点在于：
存储性能、高亮度、高对比度、寿命长、视角大、 易与计算机互连等优点。
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根据工作方式的不同，大致可分为两类： 交流型和直流型。 目前研究较多以交流型为主，并可依据电极的安
排区分为二电极对向放电（Column Discharge）和 三电极表面放电（Surface Discharge）两种结构。
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❖ 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5μs ~10μs，幅度 90V~100V，主要工作频率范围30KHz~50KHz， 因此光脉冲重复频率在数万次以上，人眼不会感 到闪烁。
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3.4、驱动方式和灰阶
图3.5 子场扫描法实现灰度显示
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1、气体放电的物理基础
具有平板电极的低气压放电系统同直流电源串 联，得到如图3.1所示的伏安特性曲线。
图3.1 PDP中气体放电伏安特性曲线
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❖ I区为非自持放电区，电流很小，10-20~10-12A，特 点是外界电压取消后，放电立即停止，起始带电 粒子完全是由外界电离源提供的；
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光电子技术显示技术
等离子体显示（Plasma Display Plate，简称 PDP），自1964年发明以来，经过40年的迅速发展， 相关技术已日趋成熟。等离子体显示是继CRT、 LCD后的最新一代显示器，其厚度极薄，分辨率佳， 大屏幕壁挂式平板彩电已经商品化，作为信息处理 终端装置的多媒体显示板也已开始普及。
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❖ 每场的某一单元的亮度是由各子场维持显示时间 的组合确定的。
❖ 各子场内的维持时间有一定的关系，以256级灰度 为例，各子场维持时间的组合，必须能产生0-255 的完备集合，可见有多种方式。
❖ 以彩色PDP开发初期的各子场维持时间之比采用 二进制方式，如1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128， 只需8个子场分割就可以实现一个视场的256级灰 度显示。
图3.2 放电发 光区域及光 强分布图
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❖ 等离子体显示板工作在II、III、IV形成的负阻区。 ❖ 当辉光放电时，在放电管内形成明暗交替的辉光
放电区。其中包括II负辉区、III法拉弟暗区、IV 正柱区（等离子区）、I阴极光膜和V阳极辉区四 个发光区。其中前两者发光较强，以负辉区发光 最强，是作为PDP的主要发光源，
图3.3 PDP结构原理图
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❖ 图3.3所示的是一个三电极面放电AC型PDP主流结 构。
❖ PDP由前后两片玻璃组成。 ❖ 前板玻璃上有透明ITO维持电极及加强ITO导电性
的Bus电极，并且在电极上覆盖透明介电层及防止 离子撞击介电层的MgO保护层。 ❖ 后板玻璃上有数据面电极、介电层及长条状的隔 层 ❖ 在每个隔层内印刷R、G、B三种荧光材料。最后 在两个基板内注入氖（Ne）及氙（Xe）惰性气体 后封装，气压只有数百Torr的高真空状态。
❖ V异常辉光放电区，如加大电流并使电压突破G点， 则电流突然猛增，管压降突然降低，进入VII弧光 放电区；
❖ VI过度区 ❖ VII弧光放电区，是一种自持放电状态，管内出现
明暗的弧光放电电流在10-1A以上。G点称为弧光放 电的着火电压。
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气体放电机理
❖ 气体放电是气体中带电粒子不断增殖的过程。由 外界催离作用或上一次放电残存下来的原始电子 从外电场得到能量并电离气 体粒子，新产生的电 子又参加电离过程，使电子、离子不断增加。初 始自由电子对引起放电是不可少的，为了产生稳 定可靠的放电在实际器件中常采用附加的稳定辅 助放电电源。
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等离子体显示器与CRT相比，没有聚焦问题， 显示器表面平直；
与LCD相比，亮度更高，色彩还原性更好，灰 度丰富，响应速度高，视角宽达160°。
但缺点是每一个像素都是一个独立的发光管， 耗电量大到300瓦，发热量大，显示器背板上装有多 组风扇用于散热。
尽管如此，它仍被认为是目前最具发展前途的显 示器。