《光电显示技术》PDP显示原理

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,光电显示技术,光电显示技术,New Display Technology,气体放电及发光原理,等离子基础知识,3,光电显示技术,离,子化,e,-,+ AA,+,+ 2 e,-,游离碰撞产生,电子和,离,子,维持等离子体的稳定,电子和中性原子或分子碰撞,把,轨,道电子敲,离,核的,束缚,4,光电显示技术,离子化说明,自由电子入射撞击,轨,道电子,两个,自由电子,轨,道电子,原子核,原子核,5,光电显示技术,激,发,弛豫,e,-,+ A,A* + e,-,A*,A +,hn,(,光),不同的原子/分子有不同的频率,也就是,为什么,不同的,气体会发出,不同的,颜色.,6,光电显示技术,激,发碰,撞,入射撞击电子,基,态,电子,激态电子,原子核,原子核,撞击电子,7,光电显示技术,弛豫,基态,h,n,h,n,h,:,蒲朗克常,数,n,:,光的,频率,激态,8,光电显示技术,分解,电子和分子碰撞，可以打,断,化,学键并产,生自由基,:,e,-,+ AB,A + B + e,-,自由基至少有一,个,未成,对,电子，化,学,上是容易起反,应,的,.,增加化,学,反,应,速率,对蚀刻,和化,学气相沉积工艺,非常重要,光电显示技术,Plasma Display Panel,等离子体显示原理,主体,參考,:,海信培训资料,光电显示技术,PDP,主要,利用,电极加电压、惰性气体游离产生的紫外光激发荧光粉发光制,成,显示屏,。,PDP,显示屏的每个发光单元工作,原理,类似于霓虹灯,。,每个灯管加电后就可以发光。,显示屏由两层玻璃叠合、密封而成。当,上下玻璃板之,间的电极,，施,加,一定,电压、电极触电点火后,，,电极,表面,会产生放电现象,，使,显示单元,內,的气体游离产生,紫外光,，紫外光,UV,激发荧光粉产生,可,见,光,。一个像素包括红、绿、蓝三个发光单元，三基色原理，组合形成256色光。,Plasma Display Panel,（等离子显示屏）,11,光电显示技术,Pixels,Discharge,Discharge,Discharge,White light emission,电场输入能量,气体放电,UV,紫外光,荧光粉激发,放电单元内发出可见光,像素呈色、显示图像,42”VGA显示屏：852,480（,3），122，6880个灯泡。,Plasma Display Panel,12,光电显示技术,等离子显示器,等离子显示器按照驱动电压的方式不同分为：直流放电型和交流放电型,13,光电显示技术,(a),对向放电型,AC-PDP,交流等离子体（,AC-PDP,）主要类型,(b),表面放电型,AC-PDP,14,光电显示技术,bus electrode,dielectric,ITO electrode,MgO layer,barrier,phosphors,address,electrode,Front panel,Back panel,交流等离子体（,AC-PDP,）面板结构,15,光电显示技术,后面板,PDP,面板结构（,Panel Structure,）,前面板,后面板,寻址电极（数据）,介质层,MgO,壁障,彩色 荧光粉,黑色矩阵,后面板,前面板,维持电极,（透明电极,+,汇流电极）,扫描电极,（透明电极,+,汇流电极）,18,光电显示技术,面板结构,CLICK,CLICK,CLICK,CLICK,CLICK,CLICK,19,光电显示技术,封接（总装）,前面板,后面板,Neon / Xenon,气体,封接,20,光电显示技术,PDP,面板,面板玻璃组装,铝制基板,数据驱动板,(COB),21,光电显示技术,22,光电显示技术,发光效率谱线,400,240 line Scan,Blue,500,600,700,(nm),Green,Red,早期,PDP,器件的三种荧光粉的宽度一致，由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各不相同，三种色光混色产生的彩色范围及亮度与,CRT,相比差别比较大。,称为“,非对称单元结构,”的专利技术根据三种荧光粉的发光效率，将荧光粉制作成非等宽，在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有很大提高，屏幕峰值亮度可达到,1000cd/m,2,以上，整机峰值亮度可达到,400cd/m,2,以上,（带,EMI,滤光玻璃），对比度可达到,10000:1,（暗室，无外保护屏）。,荧光粉带非对称单元结构,后面板,荧光粉层,非对称单元,光电显示技术,M,I,P,-,-,E,I,I,I,I,I,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,Ne,Ne,m,Ne,+,Ne,Ne,+,Ne,+,Ne,+,Ne,+,Ne,+,Ne,+,Ne,m,-,Ar,+,发射电子区,放出电子,发射出的电子,放电,轰击,稀有,气体,电极,电极,PDP,像素放电、发光单元结构,Note : 1. PDP,发光,=,电极加电压，正负极间激发放出电子，电子轰击惰性气体，发出真空紫外线；,2.,真空紫外线射在荧光粉上，使荧光粉发光。,E,：激发,P,：潘宁电离,I,：电离,M,：亚稳态,25,光电显示技术,激发,潘宁电离,电离,亚稳态产生,m,：亚稳态,+,：离子态,*：激发态,r,：谐振态,26,光电显示技术,m,：亚稳态,+,：离子态,*：激发态,r,：谐振态,Ne-Xe,潘宁气体中原子的能级与发光光谱图,分子激发态,分子辐射过程,27,光电显示技术,Xe,原子不同能级激发态,Xe,原子基态,UVU,能量大，发光强度高,研究其有效利用,28,光电显示技术,荧光粉发光过程,禁带,E,h,h,陷阱,导带,电子,价带,发光中心,空穴,29,光电显示技术,当高能粒子轰击荧光粉时，荧光粉的发光亮度慢慢地上升，最后达到一个稳定值。当轰击停止后，亮度慢慢下降为零，我们通常规定，把从激发停止的瞬时亮度下降到该亮度的10%所经过的时间，为荧光粉的余辉时间。,1）极长： 大于1,s,2),长 ： 100,ms,1s,3),中 ： 1100,ms,4),中短： 10,s,1ms,5),短 ： 110,s,6,）极短 ： 小于1,s,余辉,30,光电显示技术,Electric Potential,电压,Light Emission,光强,等离子显示器等离子单元放电过程,对向放电型,31,光电显示技术,放电单元内电压和,Xe,激发在空间和时间变化,32,光电显示技术,Current Density VS Time,电流密度随时间的变化,33,光电显示技术,等离子体放电从一个单元的右边延伸到左边，蓝色部分电压中心缩小，红色最高电压（,284V,）,Anode,cathode,34,光电显示技术,发光的最活跃的位置是等离子体鞘。,35,光电显示技术,X -“sustain” electrode,Y - scan electrode,X,和,Y,被称为,“,display”electrodes.,A -“data”,或“,address” electrode.,三电极表面放电型,AC-PDP,36,光电显示技术,38,光电显示技术,39,光电显示技术,40,光电显示技术,AC-PDP的驱动波形和壁电荷的变化,t,0,t,1,t,2,t,n,V,Vs,-,Vs,t,t,t,书写脉冲,Vwr,擦除脉冲,Ve,放电电流,光脉冲,在,t,0,时点火,后,，,产生的,壁电荷,在,t,1,时外加电压,反向,，,与壁电,压相叠加,在,t,1,时点火,后,，,产生的,壁电荷,在,t,2,时外加电,压反向,，,与壁,电压相叠加,在,t,2,时点火,后,，,产生的,壁电荷,在,t,n,时点火,后,，,壁电荷基,本擦除干净,维持脉冲,41,光电显示技术,PDP,显示屏,42”VGA,显示屏：852,X480（X3,个红、绿、蓝像素单元），122，6880个灯泡。,显示屏正面,光电显示技术,X, Y Electrode,电极,介质层,Dielectric,Layer,MgO Layer,Front Glass,前层玻璃,Barrier,Rib,壁障,荧光粉,Phosphor,Address Electrode,寻址电极,Rear Glass,后层玻璃,PDP TV,Discharge in the PDP cell,PDP,放电单元,Electrons,电极,IONs,离子,+,+,+,+,-,-,-,-,放电,Discharge,Structure of PDP,PDP,结构,Operation condition of AC PDP:,bistable mode of ON/OFF,等离子显示屏的组成、结构特征,光电显示技术,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,ON,亮,OFF,不亮,PDP,如何发光形成图形,光电显示技术,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,ON,OFF,PDP,如何发光形成图形,光电显示技术,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,ON,OFF,PDP,如何发光形成图形,光电显示技术,X1,X2,X3,Y1,Y2,Y3,ON,OFF,PDP,如何发光形成图形,光电显示技术,Matrix Drive mode,矩阵驱动,方式,D1,D2,D3,D4,D5,S1,S2,S3,S4,S5,导通电压,Vs,信号电极,电压,Vd,放电保护电阻,导通开关,信号电极和导通电极之间的导通开关,合上,ON,，,则相交的点放电，像素发光,2,电极放电,PDP,光电显示技术,Matrix drive mode,矩阵驱动方式,信号电极和导通电极导通则表,示选通。,Y,导通电极和,X,维持电极同时,打开,ON,（,导通），则像素导,通放电。,(Memory),D1,D2,D3,D4,D5,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,导通电极,电压,Vs,信号电极,电压,Vd,导通,开关,维持电极,电压,V sus,X,障壁,3,电极表面放电,PDP,光电显示技术,3,电极型,AC PDP,放电 壁电荷记忆、形成过程,(c),开始放电,(e),开始放电,-,-,-,-,+,+,+,+,(d),壁电荷反转,+,+,+,+,-,-,-,-,(f),壁电荷反转,-,-,-,-,+,+,+,+,(b),壁电荷形成,(a),记忆放电,D,Y,X,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Address action,寻址动作,光电显示技术,Erase/reset,擦除动作,光电显示技术,Erase/reset,擦除动作,光电显示技术,ADS(Address Display-period Separation) Driving Scheme,3,电极,AC PDP,子场驱动时序图,Ai,X,Yj,reset period,address period,sustain period,time,self-erase pluse,erase pluse,address pulse,scan pulse,sustain pulse,光电显示技术,R,r,C,FET ON,PDP,电路结构原理图,Sustain margin,维持边缘放电,放电单元,保护电阻 电容,光电显示技术,电极,(Y),电极,(X),发光单元,像素,PDP,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,发光单元,PDP,电极,(X),电极,(Y),像素,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,发光,PDP,电极导通,(X),电极导通,(Y),放电,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,放电消失,PDP,导通,导通,电极,(X),电极,(Y),PDP,电路原理直观图,光电显示技术,放电电极,(Y),发光单元,放电单元,维持电极,(X),PDP,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,维持电极,(Y),放电单元,维持电极,(X),PDP,发光单元,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,维持电极,(Y),发光,维持电极,(X),PDP,PDP,电路原理直观图,光电显示技术,维持电极,(Y),放电单元,维持电极,(X),PDP,PDP,电路原理直观图,71,光电显示技术,PDP,电路放电时序图,V,P,V,CC,I,L,1,3,2,4,S1 CLOSED,S2,S3,S4,OPEN,S1,S3 CLOSED,S2,S4 OPEN,S2 CLOSED,S1,S3,S4,OPEN,S2,S4 CLOSED,S1,S3 OPEN,等离子体显示原理,73,光电显示技术,根据人眼的视觉生理，在光脉冲的重复频率高于临界闪烁频率时，可以通过控制光脉冲的个数来实现不同的亮度。,人眼的亮度感觉与发光脉冲个数的关系,实际亮度,时间,时间,实际亮度,亮度感觉,时间,时间,亮度感觉,光电显示技术,灰度实现：控制每个像素的电子束强度,1 TV-field:,扫描过程构建全图的周期,CRT,显像管图像显示原理,electron gun,电子枪,电子束,electron beam,Pixel,像素,scan line,扫描线,1TV-field,1,场信号,75,光电显示技术,步进扫描,Progressive Scan,Progressive,步进扫描,(PDP),Interlace,隔行扫描,(CRT),CLICK,CLICK,76,光电显示技术,发光,Emission,Simultaneous,Emission,同步发光,(PDP),Dot Sequence,Emission,点序列发光,(CRT),CLICK,CLICK,光电显示技术,ON,背光源,Light Source,polarizer,偏光器,polarizer,OFF,Liquid crystal,electrode,灰度实现：通过控制液晶分子相位而调节通过光的强度,LCD,液晶显示屏图像显示原理,光电显示技术,SF1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF8,Original Image,1,.,2,480,128T,64T,32T,16T,8T,4T,2T,1T,1TV field (time),scan line,address,sustain,sub-field,Plasma Display,（PDP）,各子场显示方式,3,电极型,AC PDP,子场技术,SF1,SF2,SF3,SF4,SF5,SF6,SF7,SF8,1,.,2,480,128T,64T,32T,16T,8T,4T,2T,1T,1TV field (time),scan line,Address,寻址期,Sustain,维持期,sub-field,子场,初始化,期间,address,寻址期间,放电,维持期,X,Y1,Y2,Yn,D,亮度控制,8,子场,Pixels,Very Bright,Bright,Dark,Very Dark,t,1 2 4 8 16 32 64 128,111 1 1 1 1 1,100 1 0 0 0 1,111 0 1 0 0 0,010 0 0 0 0 0,CLICK,1,+,2,+,4,+,8,+,16,+,32,+,64,+,128,=255 255,级灰度,子场驱动系统,寻址周期,Address Period,8,子场,1 TV Field,1 2 4 8 16 32 64 128,=,1st 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th,CLICK,1,+,2,+,4,+,8,+,16,+,32,+,64,+,128,=255 255,种亮度,每种基本颜色可以显示,256,（,255+1,）级灰度即,2,8,红绿蓝三基色共能显示,2,24,种颜色，实现全色显示,82,光电显示技术,亮度控制,8,子场,Pixel,001 0 1 1 1 0,Data,111 1 1 1 1 1,Data,CLICK,CLICK,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,光电显示技术,liulin,Y,Thank You !,