第5章 等离子体显示技术.ppt

5.1 等离子体显示器件工作原理 5.2 等离子体显示器件的驱动与控制 习题五 5.1.1 等离子体基本知识 1. 等离子体概述 等离子体（plasma）是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。 等离子体概念：由大量的带电的正粒子、负粒子（其中包括正离子、负离子、电子、自由基和各种活性基团等）组成的集合体，其中正电荷和负电荷电量相等，故称等离子体。电离气体整体行为表现出电中性. 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，它占了整个宇宙的99％。如大气外侧的电离层、日地空间的太阳风、太阳日冕、太阳内部、星际空间、炽热的火焰、光辉夺目的闪电、绚烂壮丽的极光、星云及星团，毫无例外的都是等离子体。 用人工方法，如核聚变、核裂变、辉光放电及各种放电都可产生等离子体。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体，如焊工们用高温等离子体焊接金属。 等离子体的形成 ? 气体放电产生等离子体 什么保护了地球：等离子体 北极光 逃离太阳的等离子体 星系：巨大的聚变反应堆 等离子体参数空间 地球上，人造的等离子体也越来越多地出现在我们的周围。 日常生活中：日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭氧发生器 典型的工业应用：等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害物处理 高技术应用：托卡马克、惯性约束聚变、氢弹、高功率微波器件、离子源、强流束、飞行器鞘套与尾迹 根据等离子体焰温度，可将等离子体分为高温等离子体和低温等离子体两类。 （1）高温等离子体：温度相当于108～109K完全电离的等离子体，如太阳、受控热核聚变等离子体。 （2）低温等离子体，包括热等离子体和冷等离子体。 根据等离子体中各种粒子的能量分布情况，又可将等离子体分为等温等离子体和非等温等离子体两类。 普通气体温度升高时，气体粒子的热运动加剧，使粒子之间发生强烈碰撞，大量原子或分子中的电子被撞掉，当温度高达百万开尔文到1亿开尔文，所有气体原子全部电离。电离出的自由电子总的负电量与正离子总的正电量相等．这种高度电离的、宏观上呈中性的气体叫等离子体。 等离子体和普通气体性质不同，普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有明显效果，理论上用分子运动论描述。在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场。电场和磁场要影响其它带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等。等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第4态 。 等离子体主要具有以下特征： （1）气体高度电离。在极限情况下，所有中性粒子都被电离了。 （2）具有很大的带电粒子浓度，一般为 。由于带正电与带负电的 粒子浓度接近相等，因此等离子体具有良导体的特征。 （3）等离子体具有电振荡的特征。在带电粒子穿过等离子体时，能够产生等离子体激元，等离子体激元的能量是量子化的。 （4）等离子体具有加热气体的特征。在高气压收缩等离子体内，气体可被加热到数万度。 （5）在稳定情况下，气体放电等离子体中的电场相当弱，并且电子与气体原子进行着频繁的碰撞，因此气体在等离子体中的运动可看作是热运动。 表征等离子体的主要参量 2. 等离子体显示技术 等离子体显示板（Plasma Display Panel，PDP）是一种新型显示器件，其主要特点是整体成扁平状，厚度可以在10 cm以内，轻而薄，重量只有普通显像管的1/2。由于它是自发光器件，亮度高、视角宽（达160°），可以制成纯平面显示器，无几何失真，不受电磁干扰，图像稳定，寿命长。PDP可以产生亮度均匀、生动逼真的图像。 等离子体显示器件PDP PDP是指所利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。它属于冷阴极放电管，利用加在阴极和阳极间一定的电压，使气体产生辉光放电而发光。 3. PDP显示屏基本结构 PDP由前玻璃板、后玻璃板和铝基板组成。对于具有VGA显示水平的PDP，其前玻璃板上分别有480行扫描和维持透明电极，后玻璃板表面有2556（852×3）行数据电极，这些电极直接与数据驱动电路板相