第六章显示技术等离子体显示
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电源
阴 极
阳 极
6
看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的 物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体。
等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。
等离子体是一种很好的导电体，可以利用电场和磁场 来控制等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、 信息、环境空间科学的进一步发展提提供了新的技术。
7
§6.3.2
透明电极 透明介电质层 MgO保护层 放电区 紫外线
前玻璃基板
充入Ne-Ar 混合气体
80~120mm
荧光体 壁障(隔断)
后玻璃基板 选址电极
9
放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。 在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作 激励电极。 当给电极上加上电压，放电空间内的混合 气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生 紫外线，这种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， 显现出图像。 为保护介质层在放电过程 中不受离子轰击，介质表 面再涂复一层MgO的保护 层， 采用MgO 保护层后 可得到稳定的放电和较低 的维持电压并能延长器件 的寿命。
3
高温产生等离子体 固体 液体 气体
水汽
等离子体
电离气体
冰
水
00C
1000C
100000C 温度
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。 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。
书写脉冲
19
AC-PDP型工作原理
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。
E
20
（2）由于壁电压的存在，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。
R
电源
阴 极
阳 极
5
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，形成 电流，即气体放电。 R
10
AC-PDP
AC-PDP的基本结构如图所示。在研磨过的两块平板玻 璃上用光刻或真空镀膜的方法制作电极，矩阵型的条 形电极彼此正交，交点处构成一个放电单元。
荧光粉
放电单元
11
矩阵型的条形电极彼此正交，交点处构成一个 放电单元。
行电极
放电胞 电压 列电极
12
电极材料采用金、银、铬合金或透明的氧化锡。 交流等离子显示板的介质层通常采取在电极表面淀 积一层厚约10mm ~50mm的介质层。 为保护介质层在放电过程中不受离子轰击，在介质 表面再涂复一层 MgO的保护层， MgO 的二次电子发 射系数较大，采用MgO保护后,可以得到稳定的放电和 较低的维持电压，并能延长器件的寿命。 两块玻璃用衬垫保持间隙为80mm ~120mm ，周边用 玻璃密封，经排气、烘烤后充入 Ne—Ar 混合气 ( 其中 Ar占0.1％)，气压约0.5个大气压或更高些。
2
等离子体的形成
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。
§6.3 等离子体显示器（ PDP ）
§6.3.1 等离子体的基本概念
§6.3.2 等离子显示的原理
§6.3.3 等离子显示与液晶显示的比较
1
§6.3.1 等离子体的基本概念
什么是等离子体（ plasma ）？
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。
17
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。
18
3、AC-PDP型工作原理 （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，单元将放电发光。
Vwr Vs
13百度文库
AC-PDP整体结构示意图
透明显示电极
前玻璃基板
透明介电体层 保护层 白色介电体 层
障壁
后玻璃基板
寻电极 荧光层 图2.5.2-1 AC型PDP的结构14
AC型PDP又分为透射型与反射型两种。在透射型结构 PDP中，荧光是从后基板侧透射出来的，视者是从后 基板一侧观看画面；在反射型结构PDP中，荧光是从 前基板侧射出，是从前基板一侧观看画面，优点是可 增加荧光体的涂布量，并且是直视荧光体的发光，因 此画面亮度较高，视角大 。 透明电极
前玻璃基板 透明介电体层 保护层 白色介电体层 障壁 后玻璃基板 选址电极 荧光层 15
两种实现彩色显示的交流PDP结构
对向放电式
表面放电式
16
对向放电式
早期的PDP结构与单色结构相同，两个电极分别做在相 对放置的底板上，在MgO层上涂敷荧光粉，这种结构放 电时荧光粉受离子轰击会使发光性能变差，因此难以 实现实用的彩色显示，同时，荧光粉淀积在MgO绝缘层 上也使驱动电压不稳定。
等离子显示的原理
等离子体显示器(Plasma Display Panel)缩写为PDP。 它是一种利用气体放电的显示技术，它采用了等离子 管作为发光元件，显示屏上排列有数百万个微小的等 离子管（即放电空间）,每个等离子管对应一个像素。
前玻璃基板
后玻璃基板
8
1、PDP的基本结构 显示屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经 气密性封接形成一个个放电空间 ，其结构如图所示。
阴 极
阳 极
6
看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的 物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体。
等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。
等离子体是一种很好的导电体，可以利用电场和磁场 来控制等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、 信息、环境空间科学的进一步发展提提供了新的技术。
7
§6.3.2
透明电极 透明介电质层 MgO保护层 放电区 紫外线
前玻璃基板
充入Ne-Ar 混合气体
80~120mm
荧光体 壁障(隔断)
后玻璃基板 选址电极
9
放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。 在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作 激励电极。 当给电极上加上电压，放电空间内的混合 气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生 紫外线，这种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， 显现出图像。 为保护介质层在放电过程 中不受离子轰击，介质表 面再涂复一层MgO的保护 层， 采用MgO 保护层后 可得到稳定的放电和较低 的维持电压并能延长器件 的寿命。
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高温产生等离子体 固体 液体 气体
水汽
等离子体
电离气体
冰
水
00C
1000C
100000C 温度
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。 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。
书写脉冲
19
AC-PDP型工作原理
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。
E
20
（2）由于壁电压的存在，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。
R
电源
阴 极
阳 极
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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，形成 电流，即气体放电。 R
10
AC-PDP
AC-PDP的基本结构如图所示。在研磨过的两块平板玻 璃上用光刻或真空镀膜的方法制作电极，矩阵型的条 形电极彼此正交，交点处构成一个放电单元。
荧光粉
放电单元
11
矩阵型的条形电极彼此正交，交点处构成一个 放电单元。
行电极
放电胞 电压 列电极
12
电极材料采用金、银、铬合金或透明的氧化锡。 交流等离子显示板的介质层通常采取在电极表面淀 积一层厚约10mm ~50mm的介质层。 为保护介质层在放电过程中不受离子轰击，在介质 表面再涂复一层 MgO的保护层， MgO 的二次电子发 射系数较大，采用MgO保护后,可以得到稳定的放电和 较低的维持电压，并能延长器件的寿命。 两块玻璃用衬垫保持间隙为80mm ~120mm ，周边用 玻璃密封，经排气、烘烤后充入 Ne—Ar 混合气 ( 其中 Ar占0.1％)，气压约0.5个大气压或更高些。
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等离子体的形成
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。
§6.3 等离子体显示器（ PDP ）
§6.3.1 等离子体的基本概念
§6.3.2 等离子显示的原理
§6.3.3 等离子显示与液晶显示的比较
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§6.3.1 等离子体的基本概念
什么是等离子体（ plasma ）？
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。
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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。
18
3、AC-PDP型工作原理 （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，单元将放电发光。
Vwr Vs
13百度文库
AC-PDP整体结构示意图
透明显示电极
前玻璃基板
透明介电体层 保护层 白色介电体 层
障壁
后玻璃基板
寻电极 荧光层 图2.5.2-1 AC型PDP的结构14
AC型PDP又分为透射型与反射型两种。在透射型结构 PDP中，荧光是从后基板侧透射出来的，视者是从后 基板一侧观看画面；在反射型结构PDP中，荧光是从 前基板侧射出，是从前基板一侧观看画面，优点是可 增加荧光体的涂布量，并且是直视荧光体的发光，因 此画面亮度较高，视角大 。 透明电极
前玻璃基板 透明介电体层 保护层 白色介电体层 障壁 后玻璃基板 选址电极 荧光层 15
两种实现彩色显示的交流PDP结构
对向放电式
表面放电式
16
对向放电式
早期的PDP结构与单色结构相同，两个电极分别做在相 对放置的底板上，在MgO层上涂敷荧光粉，这种结构放 电时荧光粉受离子轰击会使发光性能变差，因此难以 实现实用的彩色显示，同时，荧光粉淀积在MgO绝缘层 上也使驱动电压不稳定。
等离子显示的原理
等离子体显示器(Plasma Display Panel)缩写为PDP。 它是一种利用气体放电的显示技术，它采用了等离子 管作为发光元件，显示屏上排列有数百万个微小的等 离子管（即放电空间）,每个等离子管对应一个像素。
前玻璃基板
后玻璃基板
8
1、PDP的基本结构 显示屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经 气密性封接形成一个个放电空间 ，其结构如图所示。