第七章等离子显示技术 知识 大学物理课件.pptx

大连理工大学物理与光电工程学院 詹卫伸等离子显示技术大连理工大学 詹卫伸☆等离子体是部分或完全电离的气体。它由大量自由电子、自由正离子以及中性原子、分子组成。等离子体在宏观上近似于电中性， 且所含的正电荷、负电荷几乎处处相等。等离子体状态是物质存在的基本形态之一。冰岛北极光木星极光☆地球上能见到的等离子体分布于 电离层、极光、闪电和电弧、日光灯等地方。在恒星内部，电离由高温产生；在稀薄的星云和星际气体内，电离由恒星的紫外辐射产生；太阳就是一个灼热的等离子体火球，当出现色球爆炸时，将发射出强大的等离子体云，这是以质子和电子组成的等离子体流，即所谓的太阳风；在地球表面以上约50km到几万米高空的大气层， 由于被太阳辐射电离而形成电离层；地球上，闪电、极光也是等离子体。☆等离子体也能人为产生：例如充气电子管、日光灯、霓虹灯、电弧、气体放电、 火箭喷出的火焰、核爆炸产生的火球云等等，产生的电离气体都是等离子体。金属中的传导电子与晶格格点离子、 半导体中的电子和空穴也可看成是等离子体，称为固态等离子体。某些液体（如强电解质）也能显示出等离子体行为， 称为液态等离子体。 ☆气体放电是气体中流通电流的各种形式的统称， 包括暗放电、电晕放电、辉光放电、 电弧放电、火花放电、高频放电等。干燥气体通常是良好的绝缘体， 但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压， 就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同， 气体放电有多种多样的形式。☆等离子体显示（plasma display plate，PDP）， 是继LCD后发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示器，它是利用惰性气体在一定电压的作用下产生气体放电， 形成等离子体，而直接发射可见光，或者发射真空紫外线进而激发光致发光荧光粉 而发射可见光的一种主动发光型平板显示器件。PDP的出现，使得中大型尺寸（约40～70英寸） 显示器的发展应用产生极大变化，以其超薄体积与质量远小于传统大尺寸CRT电视，在高解析度、不受磁场影响、视角广 及主动发光等胜于TFT-LCD的特点，完全符合多媒体产品轻、薄、短、小的需求， 被视为未来大尺寸电视的主流。☆PDP按驱动电压分， 有交流等离子体显示屏（AC-PDP）和直流等离子体显示屏（DC -PDP）两种。☆一 等离子显示的物理基础1．气体放电气体放电形式是多种多样的， 气体压强、气体种类、回路电流密度、 电极形状和位置、电源功率、催离剂的作用等都对放电产生影响。总的来说，整个放电过程可分为两大类： 自持放电和非自持放电。自持放电是指外界催离剂 （如光、宇宙射线、热阴极等）停止之后，放电并不终止的那一类放电 （当然，管子两端的电压不能为零）。非自持放电是指催离剂停止后，放电也立即终止的放电。☆一个装有平板电极的充气二极管内充入惰性气体 [如氖（Ne）+0.1%氩（Ar）]后把二电极接入电路， 从零开始增加电源电压，然后减小限流电阻，测出它的电流、电压特性，得伏安特性曲线。☆气体放电管不接电源时，其中的离子浓度是由环境电离作用形成的，一般离子密度很小。当管电压不大时，这些载流子在电场作用下分别向两极漂移，形成电流，由于载流子密度近似不变，因此这一段的电特性与一般金属类似，符合欧姆定律。曲线OA段当电压继续加大，气体内电场随之增大， 正、负带电粒子被电场迅速拉向两极，从而减少其复合的可能性。 当场强足够大时，可以把其中的全部正、负粒子在复合之前就全部被拉到两极。☆以后，即使电压再增加，单位时间内到达电极的电荷数就受到单位时间内 由环境电离源作用产生的离子的总电荷数的限制，所以在这一电压区间的电流基本不变，称为饱和电流☆AB段饱和电流很小，气体仍然处于良好的绝缘状态，此时的电流值仅仅取决于外电离因素的强弱而与电压无关。在管电压进一步加大时， 载流子的速度加大、能量增加，当载流子与中性原子发生碰撞时， 高能量的载流子本身成为电离源，使中性原子电离，出现电子雪崩☆☆出现电子雪崩，这时载流子数目增加，随着电场（电压）的增大，载流子漂移速度也增加，所以电流随电压线性增大。BC段虽然电流增长很快，但电流值仍然很小，一般在微安量级，且此时气体中的电流仍然要靠外电离因素来维持，一旦去除外电离因素，气体放电将消失。☆在曲线的OABC三段，气体放电时，载流子不能自动维持， 必须由外界（如催离剂）作用产生初始的载流子，才能在电场（电压）作用下维持电流，称为非自持放电阶段。这一电压区域称为暗放电区，气体不发光。当管电压增加到达C点附近时，气体分子被高速载流子电离以后 还有足够的能量引起 下一批中性原子电离，形成雪崩效应。 ☆同时，由电子撞击而产生的正离子 在电场的作用下向阴极移动，到达阴极附近时首先吸纳一电子