《等离子体显示器》PPT课件

AC-PDP基本结构
AC-PDP是由Bitzer和Slottow为了简化DC-PDP的结构，设想把 电极制作在基板的外表面，用基板电容替代每个放电单元的限流 电阻，结构如图所示。显然，由于电极与放电单元被基板玻璃分 隔开来，不能维持DC放电，必须对电极施加交变电压才能使单元 放电发光。
基本工作原理
• 等离子显示屏由多个放电小空间cell所排列而成，每一个cell是 负责红绿蓝（RGB）三色当中的一色，由三个cell混合不同比 例的原色而混成的，而这个混色的方式，跟液晶屏幕所用到 的混色方式其实是相近的。
• cell的架构，是利用类似日光灯的工作原理。可以把它当成是 体积相当小巧的紫外光日光灯，当中使用解离的He、Ne、Xe 等种类的惰性混合气体。当高压电通过的时候，会释放出电 能，触发cell当中的气体，产生气体放电，发出紫外光。
• 紫外光再去刺激涂布玻璃上的红、绿、蓝色磷光质，进而产 生所需要的红光、绿光与蓝光等三原色。透过控制不同的cell 发出不同强度的紫外光，就可以产生亮度不一的三原色，进 而组成各式各样的颜色
代表了未来显示器的发展趋势
• 等离子体显示器（Plasma Display）又称电浆显示器，是继CRT、LCD后的最新一代显示 器，其特点是厚度极薄，分辨率佳。
• 直流PDP的电极裸露在放电空间，用直流电源驱动。图6 为DC型PDP的结构示意图。它由前后两玻璃板组成，在 前玻璃板上制有透明条状阴极，后玻璃板上制有与阴极 正交的条状阳极，在后玻璃板的电极交叉处涂覆R,G,B荧 光粉像元，像元周围制备防止光串扰的障壁，保持两玻 璃间距0.1-0.2mm，四周封闭，中间充入He-Xe混合气体 即成。有的显示板为驱动方便，在后玻璃板上还制有辅 助阳极、电阻等。
发光元器件
• 等离子显示器采用等离子管作为发光元器件，大 量的等离子管排列在一起构成屏幕，每个等离子 对应的每个小室内都充有氖氙气体。
• 在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之 间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激发平 板显示屏上的红、绿、蓝三原色荧光粉发出可见 光。
• 每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗 和颜色变化组合使之产生各种灰度和彩色的图像， 与显像管发光很相似。
• 一种平面显示屏幕，光线由两块玻璃之间的离子， 射向磷质而发出
• 使用惰性气体氖及氙混合气体,不含水银成份 • 亮度可达1000 lx 或以上，可显示更多种颜色 • 可制造出较大面积的显示屏，最大对角可达381厘
米 (150吋) • 等离子显示屏的对比度亦高，制造出全黑效果，对
观看电影尤其适合 • 显示屏厚度只有6厘米（2吋半），连同其他电路板，
• 等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题，因此，完全 消除了CRT显像管某些区域聚焦不良或使用时间过长开 始散焦的毛病；不会产生CRT显像管的色彩漂移现象， 而表面平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到 彻底改善。同时，其高亮度、大视角、全彩色和高对比 度，意味着等离子体显示器图像更加清晰，色彩更加鲜 艳，感受更加舒适，效果更加理想，令传统显示设备自 愧不如。
等离子显示器整机的四大部分
• 电源电路、信号接口及显示数据处理电路、驱动处理电 路、显示屏。
• 在四大部分中，因各公司的显示屏制造工艺技术有所不 同，显示驱动原理也各有所别，并形成了各自的专利技 术，所以屏制造公司一般都将显示屏、驱动处理电路作 为模块（Module）对外提供；
• 由于等离子显示器整机电源系统与传统显示器的差别较 大，如扫描电压、维持电压等是等离子显示器的关键电 源，并与屏的不同驱动电电路直接相关，因此，在等离 子显示器研发中，电源系统一般也是与屏制造公司联合 开发的。
发展历史
• 等离子显示屏于1964年由美国伊利诺大学两位 教授Donald L. Bitzer及H. Gene Slottow发明。原本 只可显示单色，通常是橙色或绿色。
• 1980年代个人电脑刚刚普及，等离子显示器当 时曾一度被拿来用作电脑屏幕。这是由于当时的 液晶显示发展仍未成熟，只能进行黑白显示，对 比低且液晶反应时间太长的原因所致。直到薄膜 晶体管液晶显示器(TFT-LCD)被发明，等离子显示 器才渐渐被赶出电脑屏幕市场。
厚度亦只有10厘米(4吋)。
发光原理
• PDP不同于其他传统电视或液晶的显示方式，等离 子的发光原理是在真空玻璃管注入惰性气体或水 银气体，利用加电压方式，使气体产生等离子效 应，放出紫外线，激发三原色
• 红蓝绿RGB三原色的发光体不经由电子枪扫描发 光，每个个体独立发光的，产生不同三原色的可 见光，并利用激发时间的长短来产生不同的亮度。
• 输入的模拟信号分3种情况进行视频解码及数字化处理：①Video信号通过3D梳状滤波器YC分离后， 视频解码输出RGB，经A/D转换输出;②S-Video信号和YUV，解码后RGB经A/D转换输出;③PC的RGB 信号直接A/D转换输出。
• 数字RGB信号和DVI输入的数字视频信号进入显示数据电路，该电路根据不同的输入格式（VGA, S VGS, XGA, 1080i, 720P, 525P/480P, 480i, 525i）,经图像运算处理电路，转换为统一的480P输出格式 的数字信号，再经过等离子显示器特有的子场数据处理电路，最后经数据驱动电路输出为数据脉 冲用于显示器数据写入期。
基本原理
• 显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室（一 般都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
• 紫外光碰击后面玻璃上的红、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。
• 利用惰性气体（Ne、He、Xe等）放电时所产生的 紫外光来激发彩色荧光粉发光，然后将这种光转 换成人眼可见的光
• 可以当家中的壁挂电视使用，占用极少的空间，代表了未来显示器的发展趋势（不过 对于现在中国大多数的家庭来说，那还是一种奢侈品）。
令人激动的两个原因
• 可以制造出超大尺寸的平面显示器（50英寸甚至更大）；与阴极射线管显示器不同， 它没有弯曲的视觉表面，从而使视角扩大到了160度以上。
• 另外，等离子体显示器的分辨率等于甚至超过传统的显示器，所显示图像的色彩也更 亮丽，更鲜艳。
数字图像处理原理图
输入接口
模拟输入接口：AV端子(CVBS信号)、S端子(YC分离信号)、YUV分量、RGB、计算机VGA接口 数字输入接口；DVI（数字视频接口） • 等离子显示器与传统电视最主要的区别在于，视频信号最后是以数字方式作用于显示器，即等离
子显示器是完全数字化的显示设备。从这点看，它作为数字电视的终端显示器，去除了模拟信号 显示时所需D/A，A/D转换及复杂的编码运算，比CRT显示器好。
• DC型 PDP的驱动通常采用阴极脉冲存储驱动方式，利用 该驱动方式可使原本不具有存储功能的DC型PDP获得存 储功能，从而实现高亮度大屏幕显示
DC型PDP结构示意图
彩色交流型PDP
• AC型PDP电极表面覆以透明介电层及保护层，通过绝缘体的介电层表面产生放电，在交 流电压下工作。为形式放电单元而起隔离作用的障壁（隔断）为条状，而不是像DC型 那样采用胞状，因此，图象分辨率可从VGA（640*480）到SVGA（800*600），在此基 础上采取措施还可以进一步使画面精细化。
• 等离子体显示器具有体积小、重量轻、无X射线辐射的特点
同CRT显示方式的差别
• 由于各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现CRT 显像管常见的图像几何畸变。
• 等离子体显示器屏幕亮度非常均匀，没有亮区和暗区， 不像显像管的亮度——屏幕中心比四周亮度要高一些
• 等离子体显示器不会受磁场的影响，具有更好的环境适 应能力。
• 对整机制造公司而言，主要工作就是信号接口及显示数 据处理功能的开发，这部分与传统电视技术比较接近。
整 机 工 作 原 理
同其它显示方式的差别
• 在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像，由各个独立的荧光粉 像素发光组合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。
• 等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄，可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕，而厚 度不到100毫米（实际上这也是它的一个弱点：即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸，只 能面向大屏幕需求的用户，和家庭影院等方面）。
输入输出主要参数
工作方式
• 依据电流工作方式的不同，等离子体显示器可以分为直流型（DC）和交流型（AC）两 种，而目前研究的多以交流型为主，并可依照电极的安排区分为二电极对向放电（Colu mn Discharge）和三电极表面放电（Surface Discharge）两种结构。
彩色直流型PDP
• 1、介绍PDP同CRT的差别。 • 2、介绍PDP的基本原理
作业
• 更大，更清晰，失真度更小，成为了业界追求的目标，促使更多的公司和他们的工程 师不懈地努力
• 平面显示技术无疑是技术潮流汹涌向前的领航者
• 在平面显示技术上的最新突破是等离子体显示屏
等离子显示器（Plasma Display Panel）
同LCD显示方式的差别
• 与LCD液晶显示器相比，等离子体显示器有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对快速 变化的画面响应速度快等优点。
• 由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的环境下使用。 • 等离子体显示器视野开阔，视角宽广（高达160度），能提供格外亮丽、均匀平滑的画
面和前所未有的更大观赏角度。
视频信号流程
百度文库术的启蒙期
• 最早出现在60年代初期 • 1995年开始，才算正式步入商品化阶段。目前
只能算是市场的启蒙期，仍然属于新产品。 • 它的价格相对较高，每英寸售价约在300美元
左右，以42英寸等离子体显示器为例，售价就 高达12000美元，然而一经投放市场却立刻被 接受。 • 2002年等离子体显示器全球销量已超过5万台， 主要销往美国和欧洲，合计市场规模为5亿美 元，主要应用于机场、车站等公共场所作为公 共显示器
等离子电视
• 在等离子显示器上装上频道选台器的机器 • 每个个别独立的发光体在同一时间（一张画面约1
/30~1/60s）一次点亮的，所以特别清晰鲜明。 • 透过紫外光刺激磷光质发光，跟CRT一样，属于自
体发光，跟液晶屏幕的被动发光不同，它的发光 亮度、颜色鲜艳度与屏幕反应速度，都跟CRT相近， PDP的亮度能够超过700nits，而LCD却要到后期产 品才能达到500nits以上的亮度。 • 使用寿命约5~6万个小时。会随着使用的时间，亮 度衰退。
信号部分处理
• 模拟信号部分处理与传统电视比较一致，在此，主要就数字信号、显示数据处理作一介绍。 • 首先，看RGB信号A/D转换，由于RGB信号输入格式不同，因此，在A/D转换之前要通过4个不同的
带通滤波器(525P-8MHz, XGA-15MHz, HD-25MHz, UXGA-35MHz),以减少各种干扰和进行通道负载匹 配。由于A/D转换处理的是高速数据，为降低数据抖动率，保证转换精度，在转换前对RGB信号进 行钳位控制，同时对输入信号进行缓冲，A/D转换必须采用高速器件。A/D转换后的8bit数字信号 输入隔行/逐行、4:3/16:9及显示格式转换数字图像控制处理电路。
信号显示数据处理
• 输入转换控制处理IC 的数字信号（包含数字RGB、行场 同步、消隐信号及相关控制、时钟数据），通过IC内部 的行场同步检测，计数场同步之间的行同步数量，判断 输入信号格式后，按照寄存器预先设定的参数，对图像 高、宽、边界、消隐期等进行偏移设置，形成有效显示 图像区域，同时通过行场同步的时序关系，可确定出隔 行信号的奇偶场;隔行信号经运动检测和数字降噪处理 后，运用特殊的图像处理算法，完成逐行变换的图像插 值、运动补偿等，运算处理使用了3块16MB SDRAM帧存 储器。处理完成的逐行信号和直接输入的逐行信号，经 选择输入格式转换电路，成为统一的480P格式输出，格 式转换主要通过控制信号写入和读出帧存储器的速率实 现，输出的RGB像素从16bit到24bit可变，码流最大可支 持到74Mpixels/second