061等离子体显示器概述
等离子体显示器又称电浆显示器
等离子体显示器又称电浆显示器，是继CRT(阴极射线管）、LCD（液晶显示器）后的最新一代显示器，其特点是厚度极薄，分辨率佳。
从工作原理上讲，等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，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。
另外，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）。
等离子显示器（PDP，Plasma Display Panel）从上世纪90年代开始进入商业化生产以来，其性能指标、良品率等不断提高，而价格却不断下降。
特别是2005年以来，其性价比进一步提高，从前期以商用为主转变成以家用为主。
成像原理等离子显示器等离子显示技术的成像原理是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室，通过电流激发使其发出肉眼看不见的紫外光，然后紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝3色荧光体发出肉眼能看到的可见光，以此成像。
优越性厚度薄、分辨率高、占用空间少且可作为家中的壁挂电视使用，代表了未来电脑显示器的发展趋势。
工作原理等离子显示器是在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加电压使之产生离子气体，然后使等离子气体放电，与基板中的荧光体发生反应，产生彩色影像。
它以等离子管作为发光元件，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，并激发平板显示屏上的红绿蓝三基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色彩的图像，类似显像管发光。
等离子彩电又称“壁挂式电视”，不受磁力和磁场影响，具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、视觉感受舒适、节省空间等优点。
等离子体显示技术
• 彩色ＰＤＰ显示系统是目前大型壁挂式电 视，ＨＤＴＶ和大型多媒体显示技术的发 展趋势 • 两种类型： • 交流型彩色ＰＤＰ • 直流型彩色ＰＤＰ
彩色ＰＤＰ驱动集成电路结构和性 能
• 驱动器内部结构分为两部分： • 逻辑电路：用于控制显示屏信号和处理显 示数据 • 驱动电路：用于将信号电平移位和对显示 屏施加发光所需的脉冲，要使彩色PDP进 行气体放电，必须提供高电压
• • • • • • • • • • 高亮度（330-850cd/m2），高对比度(3000:1) 纯平面图像，无扭曲 超薄设计，超宽视角 齐全的输入接口，可接驳市面上所有的信号源 良好的防电磁干扰功能 环保无辐射 散热性能好，噪声低 采用电子寻址方式，图像失真小 采用了帧驱动方式，消除了行间闪烁和图像大面积闪烁 图像惰性小，重显告速运动物体不会产生拖尾等缺陷
等离子体显示技术
概要
• 等离子体控制
等离子体显示器件工作原理
• 等离子体基本知识 等离子体：有部分电子被剥夺后的原子及原子体 电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质， 它是除固、液、气体外，物质存在的第四态。 是很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以 捕捉，移动和加速等离子体 太阳，恒星，闪电中都存在，占领宇宙的99% 自然界中，炽热的火焰，光辉夺目的闪电，绚烂壮 丽的极光都是等离子作用的结果 人工方法：核聚变，核裂变，辉光放电及各种放电
等离子体显示器的工作原理
等离子体显示器的工作原理等离子体显示器（Plasma Display Panel，PDP）是一种被广泛应用于平面显示领域的显示技术。
它采用了一种名为等离子体的物质作为显示元素，具有较高的亮度、广视角和快速的响应时间。
本文将详细介绍等离子体显示器的工作原理。
一、等离子体的定义和特性等离子体是一种物质状态，由极度高温或强电场中的气体中的电子和正离子组成。
与固体、液体和气体相比，等离子体具有一系列独特的特性，如导电性、辐射性和瞬时性等。
二、等离子体显示器的结构等离子体显示器由数以百万计的微小单元组成，每个单元称为像素。
每个像素由三个不同颜色的荧光物质和电极构成。
1. 基玻璃板等离子体显示器的基本结构是由两块玻璃板组成的。
这两块玻璃板之间被填充了一种稀薄的气体，并且在玻璃板上分布着一组垂直和水平的电极。
2. 真空腔两块玻璃板之间的空间形成了一个完整的真空腔。
真空腔中含有少量的稀薄气体，通常是氙气和氮气的混合物。
3. 三基色荧光物质在每个像素的前方，分别涂有红、绿和蓝三种不同颜色的荧光物质。
当这些荧光物质受到激发时，会释放出可见光。
4. 充放电电极在玻璃板的背后，有一组垂直和水平的电极。
这些电极通过控制电流的传递来激发荧光物质并控制像素的亮度。
三、等离子体显示器的工作原理等离子体显示器的工作原理主要分为两个过程：放电和荧光。
1. 放电过程当外部电源加电时，电极之间形成强电场。
这个电场使得气体中的原子被电离，形成电子和正离子。
这些电子和正离子之间的相互碰撞导致产生了等离子体。
2. 荧光过程当放电产生的等离子体撞击到荧光物质时，荧光物质会被激发并释放出可见光。
荧光物质的不同颜色对应着三基色荧光，通过调整电极的电流来控制每个像素的亮度，从而呈现出精彩绚丽的图像。
四、等离子体显示器的优点和应用领域等离子体显示器相较于其他平面显示技术，具有以下优点：1. 高亮度：等离子体显示器的荧光物质能够产生较高亮度的光线，使得图像更加明亮、鲜艳。
等离子显示器的特点
等离子显示器的特点
等离子显示器是一种新型的显示技术，它采用了与传统液晶显示器不同的原理和技术。
下面将介绍等离子显示器的特点。
可以呈现出更生动的色彩
等离子显示器主要采用了气态放电原理，这种原理可以在屏幕上产生较高强度的蓝、绿、红三种颜色的激光，通过像素点的控制，可以呈现出更生动、更真实的色彩，相比传统液晶显示器来说，它最大的优点就是色彩还原更真实。
视角范围更广
等离子显示器采用了玻璃板加膜技术，在屏幕两层玻璃板之间施加特殊膜，使得其显示图像更加清晰明亮，同时增加了可视角度，即在较大的范围内仍能正常显示。
这一点相比传统液晶显示器来说，它的视角范围更广。
反应速度更快
等离子显示器可以在微秒内完成像素点的刷新，这使得它在显示动态图像时更为出色。
传统液晶显示器的反应速度比较慢，会出现屏幕残影，而等离子显示器的反应速度可达到200Hz以上，几乎不存在残影现象。
可以消毒
等离子显示器采用了一种特殊的涂层材料，可以实现屏幕表面的消毒，能够有效杀灭屏幕表面的病菌。
这一点在公共场所和医院等地具有很大的实用性。
显示效果稳定
等离子显示器工作稳定，可以长时间运行，且耗电低。
它的屏幕寿命长，可以使用密集排列的像素点来制造高分辨率屏幕。
总体来说，等离子显示器具备着色彩还原好，视角范围广，反应速度快，具备消毒等特点。
虽然现在等离子显示器不如LED和OLED业绩好，但在某些领域，等离子显示器还是有它独特的应用优势。
等离子显示器件(PDP).
负辉区内电场比较弱，自由电子不具备足 够的能量使多数气体原子电离，但能使经 过该区的多数气体原子的能量从基态跃迁 到激发态，当原子回复到基态时，大部分 或全部能量便以光的形式辐射出来，常见 的氖气产生的可见光波长范围在 400nm~700nm，为红色。
4.2、等离子体显示板工作原理
图4.3 PDP结、IV形成的负 阻区。 当辉光放电时，在放电管内形成明暗交替 的辉光放电区。其中包括II负辉区、III法拉 弟暗区、IV正柱区（等离子区）、I阴极光 膜和V阳极辉区四个发光区。其中前两者发 光较强，以负辉区发光最强，是作为PDP 的主要发光源，
正柱区的本质是等离子体，可用来激发荧 光粉使其发光，常用于荧光灯等光源。 PDP放电单元特别之处在于放电间隙小， 放电常常不能显现正柱区而只利用了负辉 区的发光。维持放电的基本过程都在阴极 位降区，电极间压降几乎都集中在这里， 控制放电气压、电压和间隙大小可决定是 负辉区或正住区哪一种发光为主。
第 4章
等离子显示器件（PDP）
§4
等离子显示器件（PDP）
等离子体显示（Plasma Display Plate，简 称PDP），自1964年发明以来，经过40年 的迅速发展，相关技术已日趋成熟。等离 子体显示吕是继CRT、LCD后的最新一代 显示器，其厚度极薄，分辨率佳，大屏幕 壁挂式平板彩电已经商品化，作为信息处 理终端装置的多媒体显示板也已开始普及。
PDP的主要优点在于：因有的存储性能、 高亮度、高对比度、能随机书写与擦除， 寿命长、视角大、易与计算机互连等优点。
根据工作方式的不同，大致可分为两类： 交流型和直流型。 目前研究较多以交流型为主，并可依据电 极的安排区分为二电极对向放电（Column Discharge）和三电极表面放电（Surface Discharge）两种结构。
第六章-显示技术-等离子体显示
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。
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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
书写脉冲
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 障壁
透明介电体层 保护层
白色介电体层
后玻璃基板
荧光层
选址电极 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
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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。
§6.3.2 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。
46
Matrix drive mode矩阵驱动方式
导通 开关
Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5
DD D 12 3
等离子显示器件工作原理
等离子体显示器(PDP)是继液晶显示器(LCD)之后的最新显示技术之一。
这种显示器能够用作适应数字化时代的各种多媒体显示器，适用于创造大屏幕和薄型彩色电视机等，有着广阔的应用前景。
等离子体显示器具有体积小、分量轻、无X 射线辐射的特点，由于各个发光单元的结构彻底相同，因此不会浮现 CRT 显像管常见的图象几何畸变。
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，而且，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。
等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题，因此，彻底消除了CRT 显像管某些区域聚焦不良或者使用时间过长开始散焦的毛病；不会产生 CRT 显像管的色采漂移现象，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、全彩色和高对照度，意味着等离子体显示器图象更加清晰，色彩更加明艳，感受更加舒适，效果更加理想，令传统显示设备自愧不如。
与 LCD 液晶显示器相比，等离子体显示器有亮度高、色采还原性好、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，因此可以在璀璨的环境下使用。
此外，等离子体显示器视野开阔，视角宽广(高达 160 度)，能提供分外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有的更大欣赏角度。
下面我们来介绍一下等离子体显示器件的工作原理。
一、等离子体放电简介等离子体是物质存在的第四种形态。
当气体被加热到足够高的温度，或者受到高能带电粒子轰击，中性气体原子将被电离，空间中形成大量的电子和离子，但总体上又保持电中性。
等离子体在我们日常生活中的自然存在很少，但实际上它又无处不在。
远到宇宙天体，近到大气中的电离层，又如生活中常用的日光灯，都充满了等离子体。
图 1 为日光灯的原理图。
若在图 1 中的低气压放电管中升高电压 V，同时测量放电电流 I，将得到图 2 所示的高度非线性电压－电流曲线。
在曲线上 A、B 间的区域是本底电离区，不断升高电压就描出一个由宇宙线和其他形式的电离本底辐射所产生的越来越多的单个离子和电子的电流。
《等离子体显示器》PPT课件
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
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。
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
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。
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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。
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。
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
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。
(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；
（3）这种交叉电极结构的容抗较
大，使得驱动困难。
S0
X1
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，
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
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；
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
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
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
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)DC-PDP
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
• 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
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