A 为寻址电极,它在寻址期的步骤 4 输出显示数据,不同子帧,输出不同的数据信号。寻址放电发生在A、Y 电极之间,形成壁电荷,在维持放电期间显示图像信息,同样不同子帧,维持放电的时间不同,形成不同的亮度级。由于维持放电发生在 X、Y 电极之间,X、Y 电极又处于同一侧,故称表面放电型。
上述各个电极:维持电极 X、Yi,寻址电极 Aik所需要的电压,可以用专用的驱动电路产生,并成为显示屏整体的组成部分。
六、PDP显示屏辉光放电、发光原理
前已述及:彩色 AC—PDP 显示屏利用含有混合气体放电产生的紫外光,激发 R、C、B 三基色荧光粉发光,再利用人眼的视觉惰性、荧光粉的余辉时间,就可以显示一幅彩色艳丽的图像。稀有混合气体的组成成分、配比、充气压强、极间距离、荧光材料的发光特性,对彩色AC—PDP 的亮度、功耗、色纯等有很大影响。
1. 气体放电过程
从图 2可以看出,气体放电有非自持放电和自持放电,由非自持放电到自持放电的过程称为气体击穿和着火过程。20 世纪初,汤生建立了气体击穿理论。为了描述气体放电过程中的电离现象,汤生提出了三种电离过程,并引出了三个相应的电离系数:
汤生第一电离系数α:是指每个电子在沿电场反方向运行单位距离过程中,与气体原子发生的碰撞电离次数;汤生第二电离系数β:是指一个正离子沿电场方向运行单位距离产生碰撞电离次数;汤生第三电离系数γ:表示一个正离子打到阴极表面时产生的二次电子发射数。
由于上述碰撞电离过程发生,在放电空间新产生的电子数和离子数将大量增加,但由于离子碰撞气体原子的电离几率很小,可以认为汤生第二电离系数β=0。这样,空间新产生的离子数也就是打上阴极的离子数,根据汤生第三电离系数的定义,这些正离子打上阴极又会产生“二次”电子发射。
由此可知,外界电离因素使阴极表面在单位时间、单位面积上产生电子发射,由于汤生第一电离效应,电子在电场作用下,对气体分子发生碰撞电离,这种空间电离的雪崩过程,使气体中的电子、离子数大量增加,新产生的离子打上阴极又引起新的“二次”电子发射,从而使阴极发射增强。同理,阴极发射的电子在空间又雪崩式的增长,新产生的离子又返回阴极产生“二次”电子发射,如此不断地雪崩式的增长,阴极“二次”电子发射也不断增强,使气体导电率不断增加,到一定程度,这种放电过程就变为自持放电,图 10 是几种气体的巴邢曲线。
19 世纪末巴邢(Paschen)在测量气体着火电压的大量实验中发现:在冷阴极及均匀电场条件下,着火电压 Vf随放电管内 Pd的乘积而变化,并不是分别随 P和 d 而变化。这里 P 是气体压力,d 是两平板电极间的距离。并且还发现,着火电压随 Pd变化,有一个最小值Vfmin存在,着火电压 Vf随 Pd变化的规律称为巴邢定律,图 10 称为巴邢曲线。
当气压 P 不变,极间距离由小变大时,电场 E 减小,汤生第一电离系数 α 变小,但 αd的乘积可能增大也可能减小,因此存在最佳放电状态。
当极间距离 d 不变,而气压 P 增大时,电子在一个自由程中获得的能量减小,电离几率下降,这对放电不利;另一方面,由于气体压力增大,电子在极间发生碰撞的总数增大,也存在最佳放电状态。
由此可见,当 Pd乘积发生变化时,一方面因电离碰撞次数增多,有利于放电发生;另一方面,又可能因电子在一个自由程中获得的能量减小,不利于放电的发生。综合两方面的影响因素,在 Pd值较小段,随着 Pd值增大,对放电有利为主要影响因素,其着火电压 Vf随 Pd增大而下降;在 Pd较大段,随着 Pd增大,对放电不利为主要影响因素,其着火电压 Vf随 Pd增大而上升,因此存在最小着火电压Vfmin。
影响气体放电着火电压的主要因素,除 Pd值之外,还有惰性气体的种类和成分、阴极材料和表面状况、电场分布以及辅助电离源。
2. 放电气体对着火过程的影响
不同组成部分的放电气体的着火电压、放电电流、辐射光谱分布和强度不同,造成彩色 AC-PDP 的工作电压、功耗、色度等存在较大差异。为了使彩色 AC-PDP 具有优良的显示特性,必须选择合适的放电气体。
对放电气体的主要要求是:
(1)着火电压低。
(2)辐射的真空紫外线光谱与荧光粉的激发光谱相匹配。