蔭罩式PDP掃描電極和蔭罩對陽(yáng)極條紋的影響
本文采用基于動(dòng)力學(xué)模型的OOPIC 仿真軟件模擬具有不同掃描電極寬度和蔭罩結構的蔭罩式等離子顯示器( PDP) 放電單元內的放電過(guò)程, 分析單元內的條紋數量、分布狀態(tài)和介質(zhì)層表面壁電荷分布情況, 研究掃描電極寬度和蔭罩結構對陽(yáng)極條紋的影響。結果表明, 掃描電極寬度增加, 放電單元內的主放電區域增大, 條紋可分布空間壓縮, 條紋現象減弱。大小孔蔭罩結構也會(huì )使條紋現象減弱。研究發(fā)現, 蔭罩式PDP 結構陽(yáng)極條紋的分布區域與介質(zhì)層表面電荷積累的范圍密切相關(guān), 陽(yáng)極條紋只出現在陽(yáng)極表面介質(zhì)層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質(zhì)層無(wú)壁電荷積累的區域。
等離子體顯示器( PDP) 具有高亮度、高對比度、顯示純平面圖像無(wú)扭曲、可實(shí)現超薄設計和超寬視角等特點(diǎn), 因此受到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。自20 世紀50 年代Burroughs 公司開(kāi)發(fā)出用于數碼顯示的直流氣體放電管以來(lái)[1], 等離子體顯示技術(shù)得到了快速發(fā)展。各種等離子體顯示器結構相繼問(wèn)世, 蔭罩式PDP 就是其中一種。蔭罩式PDP 以金屬蔭罩代替傳統的絕緣介質(zhì)障壁[2] , 具有制作工藝簡(jiǎn)單, 易于實(shí)現大批量生產(chǎn), 放電電壓低、亮度高、響應頻率快等優(yōu)點(diǎn)[3] , 這些優(yōu)點(diǎn)使得蔭罩式PDP 成為一種很具有市場(chǎng)競爭力和應用前景的顯示器件。但是將該技術(shù)廣泛地應用于人們的日常生活之前, 仍需要開(kāi)展更多的深入細致的研究工作�，F有很多與該技術(shù)相關(guān)的問(wèn)題還有待解決, 例如蔭罩式PDP 發(fā)光效率的改善、功耗的減少等。而對于蔭罩式PDP 放電單元陽(yáng)極條紋現象的研究, 對改善其放電性能非常重要[4] 。
陽(yáng)極條紋現象是指由于等離子體密度沿陽(yáng)極分布不均勻, 等離子體顯示屏放電單元的發(fā)光出現明暗間隔的現象。研究條紋現象可以更深入的了解等離子體放電機理, 找出各參數與放電效率的關(guān)系, 從而為提高其放電效率提供有效途徑[5-6] 。陽(yáng)極條紋已經(jīng)在很多實(shí)驗中被觀(guān)測到[7] , 不同放電單元結構,陽(yáng)極條紋分布情況是不同的[ 8] , 蔭罩式PDP 作為一種新型的放電結構, 其條紋形成機理和特性還有待更深入、系統的研究, 放電單元電極形狀、特別是蔭罩式PDP 中特有的蔭罩結構對陽(yáng)極條紋的影響, 也均需要進(jìn)一步的探索和發(fā)現。
本文采用基于動(dòng)力學(xué)模型的OOPIC 仿真程序模擬不同掃描電極寬度和蔭罩結構下蔭罩式PDP放電單元內的放電情況[9] , 研究掃描電極寬度和蔭罩結構對條紋現象的影響, 結果表明, 掃描電極寬度和蔭罩結構都會(huì )對陽(yáng)極條紋產(chǎn)生影響, 增大掃描電極寬度和改變蔭罩結構都有可能使得放電單元內陽(yáng)極條紋數目減少, 條紋現象減弱、甚至消失。陽(yáng)極條紋出現區域與陰、陽(yáng)極表面介質(zhì)層壁電荷積累情況密切相關(guān)。陽(yáng)極條紋只出現在陽(yáng)極表面介質(zhì)層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質(zhì)層無(wú)壁電荷積累的區域。增大掃描電極寬度使陰極表面介質(zhì)層壁電荷積累的區域變寬, 采用大小孔蔭罩結構使得陽(yáng)極表面介質(zhì)層有壁電荷積累的區域縮小, 兩種情況下陽(yáng)極條紋的可分布區域均縮小, 條紋現象減弱。
1、 蔭罩式PDP 放電單元結構
蔭罩式PDP 放電單元由掃描電極、介質(zhì)層、放電空間、蔭罩和尋址電極等組成。其中蔭罩孔的形狀決定了放電單元的形狀, 因此蔭罩結構的不同, 將直接影響放電單元的放電特性。圖1 為兩種蔭罩孔形狀構成的放電單元結構示意圖。其中圖1(a) 的蔭罩孔為直孔, 截面圖中單元左右兩側為金屬蔭罩,熒光粉涂覆在蔭罩孔的內表面, 由于蔭罩內表面積有限, 并且其法向與前、后基板平行, 所以這種蔭罩結構熒光粉轉化的可見(jiàn)光透過(guò)前基板的效率有限,從而限制放電單元的發(fā)光效率。圖1( b) 的蔭罩孔為大小孔結構, 這種結構下介質(zhì)層靠近蔭罩的部分也被蔭罩覆蓋, 同樣熒光粉涂覆在蔭罩孔的內表面。
該結構增大了放電單元熒光粉涂覆面積, 且增加的部分與前基板平行, 單元內放電產(chǎn)生的光子將更容易透過(guò)前基板, 被人眼接收, 因此這種結構更有利于提高等離子體顯示器的發(fā)光效率。本文采用動(dòng)力學(xué)模型研究了不同電極寬度單元的放電特性以及陽(yáng)極條紋變化情況, 結合放電單元壁電荷積累情況對結果進(jìn)行分析。同時(shí)為了研究蔭罩結構對陽(yáng)極條紋的影響, 還比較了兩種蔭罩結構的放電特性和陽(yáng)極條紋。
4、結論
本文針對新型蔭罩式PDP 結構, 采用動(dòng)力學(xué)模型模擬了電極寬度和蔭罩孔結構對放電特性的影響, 詳細分析研究了陽(yáng)極條紋的變化情況。結果表明, 掃描電極寬度的增加和大小孔的蔭罩結構都使條紋分布空間變窄, 條紋數目減少, 甚至消失。其中掃描電極寬度增加, 使主放電區域增加, 條紋分布空間縮小, 從而使得條紋數目減少。而大小孔蔭罩結構直接使陽(yáng)極區域減小, 在相同主放電區域情況下,條紋分布空間縮小, 條紋數目減少。模擬結果還表明, 陽(yáng)極條紋的分布與壁電荷積累情況密切相關(guān)。陽(yáng)極條紋只出現在陽(yáng)極表面介質(zhì)層有壁電荷積累,而對應的陰極表面介質(zhì)層無(wú)壁電荷積累的區域。蔭罩式PDP 結構中, 陰極表面介質(zhì)層電荷積累范圍變寬, 或陽(yáng)極表面介質(zhì)層電荷積累范圍減小, 均可導致條紋分布空間減小, 數目減少。
