061等离子体显示器概述
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PDP：Plasma Display Panel
What is a plasma?
固态 液态 气态 ？
如果气体的温度继续升高，物质受热能的激发 而电离。如果温度足够高，就可以使物质全部电 离。电离后形成的电子之总电荷量同所有的正离 子的总电荷量在数值上相等，而在宏观上保持电 中性。
气体放电物理基础
t1
t2
0V
Vs
0.5V 0.75V
1.0VC1
介质层 电极
C2
Cs 下基板
交叉电极结构的表面放电型AC-PDP 交叉电极结构表面放电型 AC-PDP下板结构
等离子体显示器概述
•1977年G. W. Dick一种 带有“连通”导体的表面 放电型AC-PDP
•1979年G. W. Dick又设 计出带有“连通”电容的 表面放电型AC-PDP
（3）这种交叉电极结构的容抗较
大，使得驱动困难。
S0
X1
Fra Baidu bibliotek
X2
Y
Se Y
介质层 MgO
• 1985年，G. W. Dick和富士通公司开发出三电极结构的 表面放电型AC-PDP；
等离子体显示器概述
• 1990年，富士通公司开发出寻址与显示分离的驱动技术（ADS） ，可以实现多灰度级彩色显示；
• 1992年，富士通公司开发出条状障壁结构表面放电型AC-PDP，
基板 基板
“连通”导体
前板 玻璃 封接 玻璃
介质层 辉光区
“片” 电极
Vs
前板玻璃 封接玻璃
介质层 MgO层 线和片状 辉光区 “连通”电容 Vs
等离子体显示器概述
两电极结构表面放电型AC-PDP存在的缺点：
（1）电极材料的选择很困难；
（2）电场集中在上下层电极的交 叉区域，容易造成该区域保护层的 毁坏，引起放电电压的改变；
• 二十世纪五十年代 初Burroughs公司开 发出用于数码显示的
直流气体放电管
电极
• 1954年
电极
National Union公
司研制出矩阵结
构DC-PDP
基板玻璃
等离子体显示器概述
• 1972年 Burroughs研制出 具有自扫描功能的
DC-PDP板
• 1978年，G.E.Holz提出脉冲存 储技术，使得DC-PDP可以 工作于存储模式； • 1995年NHK公司开发的 102cm脉冲存储式DC-PDP
彩色等离子体 显示
提纲
一、等离子体显示器概述 二、气体放电物理基础 三、彩色交流等离子体显示器（AC-PDP)介绍 四、彩色AC-PDP的制造材料和工艺 五、彩色AC-PDP电路系统 六、彩色PDP技术的新发展 七、直流等离子体显示器（DC-PDP) 八、PDP的应用及未来发展
等离子体显示器概述
(b)对向放电型AC-PDP (c) 表面放电型AC-PDP
等离子体显示器概述 PDP与CRT性能的比较
等离子体显示器概述
优点：
缺点：
（1）主动发光型显示；
（1）功耗大，不便于采用电池
（2）易于实现薄型大屏幕；
电源（与LCD相比）；
（3）具有高速响应特性； （2）彩色发光效率低（与CRT
（4）可实现全彩色显示；
相比）；
（5）视角宽，可达160度； （3）驱动电压高（与LCD比较）；
（6）伏安特性非线性强， （4）产生较强的电磁干扰（EMI）.
具有很陡的阈值特性；
（7）具有存储功能；
（8）无图像畸变，不受磁场干扰；
（9）应用的环境范围宽；
（10）工作于全数字化模式；
（11）具有长寿命。
等离子体显示器概述 直流PDP（DC-PDP）的发展史
等离子体显示器概述
• 1969年，Owens-Illinois研究小组研制出开放单元（ Open Cell）结构的单色AC-PDP
等离子体显示器概述
• 1976年 G. W. Dick发表一种具有交叉电极结构的 表面放电型AC-PDP；
0.25V
前板玻璃 封接玻璃
辉光区 电极 介质层 基板 电极
显示单元
阴极 复位阴极
R
1
2
34
56
7
点火阴极
（2）
后基板
点火阳极
（2）
扫描沟槽
显示阳极 引火孔 前基板
玻璃封接
前基板
扫描阳极 φRφ1φ2φ3
点火阳极（1） 点火阴极（1）
辅助阳极 显示阳极
荧光粉（R） 荧光粉（G） 荧光粉（B）
引火空间
阴极 后基板
显示单元
障壁 辅助单元
等离子体显示器概述
• 1995年，NHK和松下公司合作采用内置电阻结构制作出 107cm 的HDTV DC-PDP。它具有19201035像素，单元 节距为0.48mm0.5mm，可实现256级灰度显示。
阴极
显示单元 辅助单元
前基板
障壁 引火空间
电阻 阳极
显示阳极 辅助阳极 汇流线 汇流线
荧光粉 绝缘层
后基板
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室
等离子体显示器概述 交流PDP（AC-PDP）的发展史
• 1964年Bitzer和Slottow 研制出AC-PDP
电极
电极
基板玻璃
PDP 发明人 Don Bitzer 教授 (右) Gene Slottow教授 (左) Illinois大学
冷等离子体（ Te>104K， Ti=室温 ）
如辉光放电正柱区
等离子体显示器概述
Plasma Display Panel ：
所有利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。
日光灯发光原理
PDP平板显示矩阵
等离子体显示器概述
按颜色分：
• 单色PDP
直接利用气体放电时发出的可见光来实现单色 显示。
• 彩色PDP
气体原子的电离
原子 获得 能量
等离子体显示器概述
等离子体的分类: 高温等离子体（完全电离气体）
温度范围：106~108K，如可控热核反应等 离子体、太阳、恒星等。
等离子体
热等离子体（Te=104~106K，
Ti=3103~3104K）
如电弧等离子体、
低温等离子体
高频等离子体、
（部分电离气体） 燃烧等离子体等。
放电发光
真空紫外线 （VUV）
可见光
荧光粉
等离子体显示器概述
按电极结构分：
可见光
可见光
可见光
前基板
VUV 荧光粉 气体放
电空间
阳极 阴极
前基板
前基板
荧光粉 气体放 介质保 VUV 电空间
护膜
X电极
气体放 介质保 电空间
介质层 护膜 VUV
Y电极
荧光粉
介质层
X电极 Y电极
后基板
后基板
后基板
(a)DC-PDP
并采用此结构生产出世界上第一台53cm (21英寸)彩色PDP；
• 1995年，富士通公 司推出了107cm (42 英寸)PDP。至1997 年底, 日本NEC、先 锋、松下、三菱等公 司也相继实现了 107cm彩色PDP的批 量生产。
What is a plasma?
固态 液态 气态 ？
如果气体的温度继续升高，物质受热能的激发 而电离。如果温度足够高，就可以使物质全部电 离。电离后形成的电子之总电荷量同所有的正离 子的总电荷量在数值上相等，而在宏观上保持电 中性。
气体放电物理基础
t1
t2
0V
Vs
0.5V 0.75V
1.0VC1
介质层 电极
C2
Cs 下基板
交叉电极结构的表面放电型AC-PDP 交叉电极结构表面放电型 AC-PDP下板结构
等离子体显示器概述
•1977年G. W. Dick一种 带有“连通”导体的表面 放电型AC-PDP
•1979年G. W. Dick又设 计出带有“连通”电容的 表面放电型AC-PDP
（3）这种交叉电极结构的容抗较
大，使得驱动困难。
S0
X1
Fra Baidu bibliotek
X2
Y
Se Y
介质层 MgO
• 1985年，G. W. Dick和富士通公司开发出三电极结构的 表面放电型AC-PDP；
等离子体显示器概述
• 1990年，富士通公司开发出寻址与显示分离的驱动技术（ADS） ，可以实现多灰度级彩色显示；
• 1992年，富士通公司开发出条状障壁结构表面放电型AC-PDP，
基板 基板
“连通”导体
前板 玻璃 封接 玻璃
介质层 辉光区
“片” 电极
Vs
前板玻璃 封接玻璃
介质层 MgO层 线和片状 辉光区 “连通”电容 Vs
等离子体显示器概述
两电极结构表面放电型AC-PDP存在的缺点：
（1）电极材料的选择很困难；
（2）电场集中在上下层电极的交 叉区域，容易造成该区域保护层的 毁坏，引起放电电压的改变；
• 二十世纪五十年代 初Burroughs公司开 发出用于数码显示的
直流气体放电管
电极
• 1954年
电极
National Union公
司研制出矩阵结
构DC-PDP
基板玻璃
等离子体显示器概述
• 1972年 Burroughs研制出 具有自扫描功能的
DC-PDP板
• 1978年，G.E.Holz提出脉冲存 储技术，使得DC-PDP可以 工作于存储模式； • 1995年NHK公司开发的 102cm脉冲存储式DC-PDP
彩色等离子体 显示
提纲
一、等离子体显示器概述 二、气体放电物理基础 三、彩色交流等离子体显示器（AC-PDP)介绍 四、彩色AC-PDP的制造材料和工艺 五、彩色AC-PDP电路系统 六、彩色PDP技术的新发展 七、直流等离子体显示器（DC-PDP) 八、PDP的应用及未来发展
等离子体显示器概述
(b)对向放电型AC-PDP (c) 表面放电型AC-PDP
等离子体显示器概述 PDP与CRT性能的比较
等离子体显示器概述
优点：
缺点：
（1）主动发光型显示；
（1）功耗大，不便于采用电池
（2）易于实现薄型大屏幕；
电源（与LCD相比）；
（3）具有高速响应特性； （2）彩色发光效率低（与CRT
（4）可实现全彩色显示；
相比）；
（5）视角宽，可达160度； （3）驱动电压高（与LCD比较）；
（6）伏安特性非线性强， （4）产生较强的电磁干扰（EMI）.
具有很陡的阈值特性；
（7）具有存储功能；
（8）无图像畸变，不受磁场干扰；
（9）应用的环境范围宽；
（10）工作于全数字化模式；
（11）具有长寿命。
等离子体显示器概述 直流PDP（DC-PDP）的发展史
等离子体显示器概述
• 1969年，Owens-Illinois研究小组研制出开放单元（ Open Cell）结构的单色AC-PDP
等离子体显示器概述
• 1976年 G. W. Dick发表一种具有交叉电极结构的 表面放电型AC-PDP；
0.25V
前板玻璃 封接玻璃
辉光区 电极 介质层 基板 电极
显示单元
阴极 复位阴极
R
1
2
34
56
7
点火阴极
（2）
后基板
点火阳极
（2）
扫描沟槽
显示阳极 引火孔 前基板
玻璃封接
前基板
扫描阳极 φRφ1φ2φ3
点火阳极（1） 点火阴极（1）
辅助阳极 显示阳极
荧光粉（R） 荧光粉（G） 荧光粉（B）
引火空间
阴极 后基板
显示单元
障壁 辅助单元
等离子体显示器概述
• 1995年，NHK和松下公司合作采用内置电阻结构制作出 107cm 的HDTV DC-PDP。它具有19201035像素，单元 节距为0.48mm0.5mm，可实现256级灰度显示。
阴极
显示单元 辅助单元
前基板
障壁 引火空间
电阻 阳极
显示阳极 辅助阳极 汇流线 汇流线
荧光粉 绝缘层
后基板
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室
等离子体显示器概述 交流PDP（AC-PDP）的发展史
• 1964年Bitzer和Slottow 研制出AC-PDP
电极
电极
基板玻璃
PDP 发明人 Don Bitzer 教授 (右) Gene Slottow教授 (左) Illinois大学
冷等离子体（ Te>104K， Ti=室温 ）
如辉光放电正柱区
等离子体显示器概述
Plasma Display Panel ：
所有利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。
日光灯发光原理
PDP平板显示矩阵
等离子体显示器概述
按颜色分：
• 单色PDP
直接利用气体放电时发出的可见光来实现单色 显示。
• 彩色PDP
气体原子的电离
原子 获得 能量
等离子体显示器概述
等离子体的分类: 高温等离子体（完全电离气体）
温度范围：106~108K，如可控热核反应等 离子体、太阳、恒星等。
等离子体
热等离子体（Te=104~106K，
Ti=3103~3104K）
如电弧等离子体、
低温等离子体
高频等离子体、
（部分电离气体） 燃烧等离子体等。
放电发光
真空紫外线 （VUV）
可见光
荧光粉
等离子体显示器概述
按电极结构分：
可见光
可见光
可见光
前基板
VUV 荧光粉 气体放
电空间
阳极 阴极
前基板
前基板
荧光粉 气体放 介质保 VUV 电空间
护膜
X电极
气体放 介质保 电空间
介质层 护膜 VUV
Y电极
荧光粉
介质层
X电极 Y电极
后基板
后基板
后基板
(a)DC-PDP
并采用此结构生产出世界上第一台53cm (21英寸)彩色PDP；
• 1995年，富士通公 司推出了107cm (42 英寸)PDP。至1997 年底, 日本NEC、先 锋、松下、三菱等公 司也相继实现了 107cm彩色PDP的批 量生产。