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1、等离子显示原理、工艺和驱动等离子显示原理、工艺和驱动1 1PDPPDPPDPPDP工作原理工作原理工作原理工作原理2 2AC PDPAC PDPAC PDPAC PDP工艺工艺工艺工艺3 3驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/271/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理通用伏安特性曲线通用伏安特性曲线ACGlowDischargeACGlowDischargeA:Aston Dark Space B:Cathode Glow C:Cathode Dark Space(Crookes Dark Space)D:Negative Glow E:
2、Faraday Dark Space F:Positive Column G:Anode Glow（only DC）(LargeGap,g=700(LargeGap,g=700 m)m)Conventional AC PDP,g=100Conventional AC PDP,g=100 mmSmall Gap,g=50mSmall Gap,g=50m2024/1/272/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理气体放电基本过程气体放电基本过程 电离：电离：电子沿电场反方向运动，每电子沿电场反方向运动，每1cm与气体原子发生碰撞的次数。与气体原子发生碰撞的次数。电离：电离：正离子沿电场方向运动正
3、离子沿电场方向运动（0）电离：电离：一个正离子以一定能量轰击阴极，产生的二次电子数目。一个正离子以一定能量轰击阴极，产生的二次电子数目。气体击穿气体击穿PaschenPaschen曲线曲线2024/1/273/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理原子受激发光原理原子受激发光原理粒粒粒粒子子子子碰碰碰碰撞撞撞撞电电电电子子子子跃跃跃跃迁迁迁迁电子返回电子返回电子返回电子返回发射光子发射光子发射光子发射光子电子碰撞激发电子碰撞激发基态基态低激发态低激发态可见光跃可见光跃迁（橙色迁（橙色光）光）高激发态高激发态电离能级电离能级NeNe放电发光机理放电发光机理2024/1/274/51一、一、PD
4、PPDP工作原理工作原理NeNe、ArAr混合气体放电混合气体放电物理物理过程过程NeNe、XeXe混合气体混合气体混合气体放电混合气体放电PenningPenning效应效应2024/1/275/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理高高XeXe减少荧光体损伤，同时提高发光效率减少荧光体损伤，同时提高发光效率147nm UV147nm UV173nm UV173nm UVuu XeXe产生的产生的产生的产生的UVUV有有有有147nm147nm和和和和173nm173nmuu 荧光体损伤（冲击能量）荧光体损伤（冲击能量）荧光体损伤（冲击能量）荧光体损伤（冲击能量）147nm 173nm14
5、7nm 173nmuu Xe Xe 含量提高时含量提高时含量提高时含量提高时173nm UV173nm UV增加增加增加增加uu 减少荧光体损伤减少荧光体损伤减少荧光体损伤减少荧光体损伤 延长寿命延长寿命延长寿命延长寿命uu 173nm173nm共振吸收小，荧光体激发效率高共振吸收小，荧光体激发效率高共振吸收小，荧光体激发效率高共振吸收小，荧光体激发效率高High XeHigh Xe化化化化冲击量冲击量冲击量冲击量大大大大冲击量冲击量冲击量冲击量小小小小2024/1/276/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理外部电阻外部电阻外部电阻外部电阻外部电容外部电容外部电容外部电容屏电容屏电容屏电
6、容屏电容PDP PDP 限流方法的演变限流方法的演变AC PDPAC PDP放电发光结构放电发光结构对向放电型式对向放电型式对向放电型式对向放电型式表面放电型式表面放电型式表面放电型式表面放电型式2024/1/277/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理三电极面放电三电极面放电AC PDPAC PDP面板结构面板结构2024/1/278/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理三电极面放电三电极面放电AC PDPAC PDP电极结构电极结构寻址电极寻址电极寻址电极寻址电极BusBus电极电极电极电极ITOITO电极电极电极电极维持电极维持电极维持电极维持电极扫描电极扫描电极扫描电极扫描电极
7、X XA AY Y2024/1/279/51一、一、PDPPDP工作原理工作原理壁电荷壁电荷（Wall Wall ChargeCharge）壁电荷控制是壁电荷控制是PDPPDP工作的关键。工作的关键。AC PDPAC PDP驱动工作原理驱动工作原理存储效应（存储效应（Memory EffectMemory Effect）窄擦除脉冲窄擦除脉冲（Narrow Erase Narrow Erase PulsePulse）指数擦除脉冲指数擦除脉冲（Exponential Erase Exponential Erase PulsePulse）2024/1/2710/51一、一、PDPPDP工作原理工作原
8、理AC PDPAC PDP维持放电工作过程维持放电工作过程2024/1/2711/51等离子显示原理、工艺和驱动等离子显示原理、工艺和驱动1 1PDPPDPPDPPDP工作原理工作原理工作原理工作原理2 2AC PDPAC PDPAC PDPAC PDP工艺工艺工艺工艺3 3驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/2712/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺AC PDPAC PDP面板工艺流程面板工艺流程12342024/1/2713/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺AC PDPAC PDP面板工艺流程分解面板工艺流程分解2024
9、/1/2714/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺前基板工艺流程前基板工艺流程ITOITO玻璃制作玻璃制作显示电极制作显示电极制作黑条制作黑条制作介质层制作介质层制作封接边制作封接边制作保护层制作保护层制作2024/1/2715/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺PDPPDP用玻璃基板特性用玻璃基板特性pp平整度好，畸变小；平整度好，畸变小；平整度好，畸变小；平整度好，畸变小；pp应变温度高，在烧结过程中收缩小。应变温度高，在烧结过程中收缩小。应变温度高，在烧结过程中收缩小。应变温度高，在烧结过程中收缩小。ppPD200,Soda-lime GlassPD200,Soda-li
10、me GlassPD200,Soda-lime GlassPD200,Soda-lime Glass（钠钙玻璃）（钠钙玻璃）（钠钙玻璃）（钠钙玻璃）透明导电膜种类及工艺透明导电膜种类及工艺透明度好，电阻小；透明度好，电阻小；与与BusBus电极材料粘合性好；电极材料粘合性好；烧结过程中与介质层材料不发生化学反应；烧结过程中与介质层材料不发生化学反应；容易刻蚀。容易刻蚀。ITO(Indium Tin Oxide),SnOITO(Indium Tin Oxide),SnO2 2（刻蚀条件不易控制）（刻蚀条件不易控制）2024/1/2716/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺汇流（汇流（Bu
11、sBus）电极）电极BusBus电极与透明电极一起构成复合电极，电极与透明电极一起构成复合电极，用作扫描电极和维持电极（统称为显示电极）。用作扫描电极和维持电极（统称为显示电极）。对对BusBus电极的要求电极的要求：电阻小；不易与介质层材料发生化学反应。电阻小；不易与介质层材料发生化学反应。厚膜工艺厚膜工艺（AgAg浆料）：丝网印刷法，厚膜光刻法，喷墨法浆料）：丝网印刷法，厚膜光刻法，喷墨法薄膜工艺薄膜工艺（Cr/Cu/CrCr/Cu/Cr）：溅射镀膜，薄膜光刻）：溅射镀膜，薄膜光刻汇流电极光刻工艺汇流电极光刻工艺汇流电极丝网印刷工艺汇流电极丝网印刷工艺2024/1/2717/51二二 AC
12、 PDPAC PDP工艺工艺薄膜汇流电极工艺（薄膜汇流电极工艺（Cr/Cu/CrCr/Cu/Cr）ITOITO电极光刻工艺电极光刻工艺2024/1/2718/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺光刻胶涂覆工艺光刻胶涂覆工艺2024/1/2719/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺干燥工艺（干燥工艺（Drying ProcessDrying Process）干燥设备干燥设备烧结工艺（烧结工艺（Firing ProcessFiring Process）2024/1/2720/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺黑矩阵（黑矩阵（Black MatrixBlack Matrix）功
13、能及要求）功能及要求透明介质层功能及要求透明介质层功能及要求保护电极防止击穿，提供壁电荷保护电极防止击穿，提供壁电荷低介电常数低介电常数高穿透率高穿透率低烧结温度低烧结温度不与电极产生反应不与电极产生反应丝网印刷丝网印刷;漏槽涂覆漏槽涂覆 ;滚动涂覆滚动涂覆 ;干膜涂覆干膜涂覆2024/1/2721/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺介质保护膜功能及要求介质保护膜功能及要求对介质保护膜的要求：对介质保护膜的要求：离子溅射速率低（）；晶体取向一致（111）（220）（200）:透明度高（95%,550nm）；不导电；二次电子发射系数大,可以降低维持电压；密度高3.65；工艺稳定性高；最重
14、要的工艺之一，最合适的材料：最重要的工艺之一，最合适的材料：MgOMgO薄膜工艺：电子束蒸发镀膜；离子镀，反应溅射厚膜工艺：印刷。电子束蒸发沉积电子束蒸发沉积MgOMgO介质保护膜介质保护膜MgOMgOMgOMgO响应时间响应时间响应时间响应时间2024/1/2722/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺后基板工艺流程后基板工艺流程2024/1/2723/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺寻址电极寻址电极寻寻址址电电极极制制作作工工艺艺与与BusBus电电极极几几乎乎相相同同。在在电电阻阻和和与与介介质质层层材材料料发发生生化化学学反反应应等等方方面面，对对寻寻址电极的要求没有显
15、示电极高，可采用更低成本的工艺制作址电极的要求没有显示电极高，可采用更低成本的工艺制作。寻址电极丝网印刷工艺寻址电极丝网印刷工艺寻址电极喷墨打印工艺寻址电极喷墨打印工艺白白色色介介质质反反射射膜膜主主要要作作用用是是保保护护寻寻址址电电极极和和反反射射荧荧光光粉粉向向后后发发射射的的可可见见光光，提提高高亮亮度度。白色介质反射膜制作工艺与前基板上的介质层基本相同。白色介质反射膜制作工艺与前基板上的介质层基本相同。白色介质反射膜白色介质反射膜白色介质反射膜丝网印刷工艺白色介质反射膜丝网印刷工艺2024/1/2724/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺障壁功能及要求障壁功能及要求 障障障障
16、壁壁壁壁制制制制作作作作工工工工艺艺艺艺非非非非常常常常重重重重要要要要，对对对对精精精精度度度度要要要要求求求求很很很很严严严严格格格格，是是是是影影影影响响响响制制制制造造造造成成成成本本本本的的的的重重重重要要要要因因因因素素素素。该该该该工工工工艺艺艺艺是是是是最最最最重重重重要要要要的的的的工工工工艺之一艺之一艺之一艺之一。早期工艺：丝网印刷法早期工艺：丝网印刷法早期工艺：丝网印刷法早期工艺：丝网印刷法 目前工艺：喷砂法目前工艺：喷砂法目前工艺：喷砂法目前工艺：喷砂法 其他工艺：厚膜光刻法，模压法，化学刻蚀法其他工艺：厚膜光刻法，模压法，化学刻蚀法其他工艺：厚膜光刻法，模压法，化学刻
17、蚀法其他工艺：厚膜光刻法，模压法，化学刻蚀法2024/1/2725/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺荧光粉荧光粉荧光粉涂覆工艺（荧光粉涂覆工艺（Phosphor ProcessPhosphor Process）p由于荧光粉是涂覆在障壁的沟槽中，其精度要求并没有电极和障壁高。由于荧光粉是涂覆在障壁的沟槽中，其精度要求并没有电极和障壁高。p应该严格控制荧光粉浆料配制和干燥条件，以得到均匀的荧光粉层。应该严格控制荧光粉浆料配制和干燥条件，以得到均匀的荧光粉层。p荧光粉不能涂覆在障壁顶部，以免引起串扰。荧光粉不能涂覆在障壁顶部，以免引起串扰。p丝网印刷法，喷墨法丝网印刷法，喷墨法2024/1
18、/2726/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺荧光粉层光刻工艺荧光粉层光刻工艺荧光粉层喷墨打印工艺荧光粉层喷墨打印工艺2024/1/2727/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺3.3.封接和排气封接和排气（Sealing and Sealing and ExhaustingExhausting）2.2.面板封装面板封装（Panel AssemblyPanel Assembly）1.1.低玻粉低玻粉封接工艺（封接工艺（Sealing ProcessSealing Process）排排排排气气气气和和和和充充充充气气气气：前前前前、后后后后基基基基板板板板对对对对位位位位和和和和固
19、固固固定定定定后后后后，在在在在400400400400下下下下烧烧烧烧结结结结使使使使低低低低熔熔熔熔点点点点玻玻玻玻璃璃璃璃浆浆浆浆料料料料融融融融化化化化而而而而封封封封接接接接显显显显示示示示屏屏屏屏。然然然然后后后后在在在在350350350350下下下下烘烘烘烘烤烤烤烤、排排排排气气气气，以以以以去去去去除除除除吸吸吸吸附在介质保护膜、荧光粉、障壁等表面的气体。烘烤足够时间后，缓慢冷却至室温，再充入所需压强的工作气体，切断排气管并密封。附在介质保护膜、荧光粉、障壁等表面的气体。烘烤足够时间后，缓慢冷却至室温，再充入所需压强的工作气体，切断排气管并密封。附在介质保护膜、荧光粉、障壁等
20、表面的气体。烘烤足够时间后，缓慢冷却至室温，再充入所需压强的工作气体，切断排气管并密封。附在介质保护膜、荧光粉、障壁等表面的气体。烘烤足够时间后，缓慢冷却至室温，再充入所需压强的工作气体，切断排气管并密封。老练：老练：老练：老练：给电极施加高于着火电压的脉冲电压，通过全屏放电清除和激活介质保护膜，以得到较低的工作电压，提高电压余裕度给电极施加高于着火电压的脉冲电压，通过全屏放电清除和激活介质保护膜，以得到较低的工作电压，提高电压余裕度给电极施加高于着火电压的脉冲电压，通过全屏放电清除和激活介质保护膜，以得到较低的工作电压，提高电压余裕度给电极施加高于着火电压的脉冲电压，通过全屏放电清除和激活介
21、质保护膜，以得到较低的工作电压，提高电压余裕度。2024/1/2728/51二二 AC PDPAC PDP工艺工艺PDPPDP模组工艺流程模组工艺流程五、五、五、五、AC PDPAC PDP模组制造工艺模组制造工艺模组制造工艺模组制造工艺软连接带封装（软连接带封装（FPC BondingFPC Bonding）2024/1/2729/51等离子显示原理、工艺和驱动等离子显示原理、工艺和驱动1 1PDPPDPPDPPDP工作原理工作原理工作原理工作原理2 2AC PDPAC PDPAC PDPAC PDP工艺工艺工艺工艺3 3驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电
22、路2024/1/2730/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路放电单元记忆余裕度（放电单元记忆余裕度（Memory MarginMemory Margin）放电单元记忆余裕度放电单元记忆余裕度放电单元记忆余裕度放电单元记忆余裕度以前未放电，继续保持未放电；以前已放电，继续保持放电。以前未放电，继续保持未放电；以前已放电，继续保持放电。以前未放电，继续保持未放电；以前已放电，继续保持放电。以前未放电，继续保持未放电；以前已放电，继续保持放电。2024/1/2731/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路面板静态维持余裕度（面板静态维持余裕度（Static Sustain Mar
23、ginStatic Sustain Margin）面板静态记忆余裕度面板静态记忆余裕度面板静态记忆余裕度面板静态记忆余裕度2024/1/2732/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路面板动态维持余裕度（面板动态维持余裕度（Dynamic Sustain MarginDynamic Sustain Margin）维持电压维持电压维持电压维持电压寻址电压寻址电压寻址电压寻址电压工作窗口工作窗口工作窗口工作窗口确确确确定定定定寻寻寻寻址址址址电电电电压压压压和和和和维维维维持持持持电电电电压压压压工工工工作作作作参参参参数数数数2024/1/2733/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及
24、驱动电路组合式发光（组合式发光（Combination Light EmissionCombination Light Emission）C C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5C C6 6C C7 7C C8 81248163264128小小小小灰灰灰灰度度度度等等等等级级级级大大大大子场编码（权重）：子场编码（权重）：子场编码（权重）：子场编码（权重）：C C C Ci i i i 子场取值：子场取值：子场取值：子场取值：B B B Bi i i i（0 0 0 0或者或者或者或者1 1 1 1）任意子像素灰度值：任意子像素灰度值：任意子像素灰度值：任意子像素灰度值：G
25、=G=G=G=B B B Bi i i iC C C Ci i i i，灰度等级：，灰度等级：，灰度等级：，灰度等级：N N N NG G G G=C C C Ci i i i子场的先后顺序可变，灰度值与子场的先后顺序无关。子场的先后顺序可变，灰度值与子场的先后顺序无关。子场的先后顺序可变，灰度值与子场的先后顺序无关。子场的先后顺序可变，灰度值与子场的先后顺序无关。写或者擦除寻址写或者擦除寻址写或者擦除寻址写或者擦除寻址。2024/1/2734/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路ADSADS驱动子场灰度积分驱动子场灰度积分2024/1/2735/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法
26、及驱动电路时分子场显示时分子场显示时分子场显示时分子场显示AC PDPAC PDP彩色形成原理彩色形成原理2024/1/2736/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路寻址显示分离子场驱动方法（寻址显示分离子场驱动方法（ADSADS）富士通公司：富士通公司：富士通公司：富士通公司：ADSADS：A Address-ddress-D Display-period isplay-period S Separation Methodeparation Method2024/1/2737/51Y1Y1Y2Y2YnYnX 1X 1X2X2XnXnX X A A寻址电极寻址电极寻址电极寻址电极三三
27、 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路PDP TVPDP TV电路框图电路框图逻辑控制板逻辑控制板逻辑控制板逻辑控制板X X电极高压驱动电路电极高压驱动电路电极高压驱动电路电极高压驱动电路2024/1/2738/51Y Y电极高压驱动电路电极高压驱动电路电极高压驱动电路电极高压驱动电路Y Y电极扫描电极扫描电极扫描电极扫描驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路寻址电极驱动电路寻址电极驱动电路寻址电极驱动电路寻址电极驱动电路电源电源电源电源三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路ADSADS方法基本关系式方法基本关系式2024/1/2739/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路准备期、寻址
28、期和维持期的作用准备期、寻址期和维持期的作用准备期：准备期：在在全全屏屏写写脉脉冲冲作作用用下下，所所有有单单元元发发生生放放电电，并并在在介介质质保保护护膜膜表表面面形形成成壁壁电电荷荷。然然后后，施施加加合合适适的的全全屏屏擦擦除除脉脉冲冲擦擦除除掉掉壁壁电电荷荷或或者者设设置置成成“点点亮亮”状状态态。准准备备期期结结束束，要要求求所所有有单单元元的表面状态达到一致。的表面状态达到一致。寻址期：寻址期：同同时时在在扫扫描描电电极极施施加加扫扫描描脉脉冲冲和和在在寻寻址址电电极极施施加加寻寻址址脉脉冲冲，使使得得所所选选择择的的单单元元发发生生放放电电，在在所所选选择择单单元元介介质质表表
29、面面积积累累的的壁壁电电荷荷用用于于显显示示。负负扫扫描描脉脉冲冲逐逐行行施施加加到到扫扫描描电电极极。当当寻寻址址到到某某一一行行时时，与与该该行行对对应应的的正正寻寻址址脉脉冲冲施施加加到到相相应应的的寻寻址址电电极极。寻寻址址放放电电为为所所选选择择的的单单元元介介质质表表面面设设置置合合适适的的壁壁电电荷荷，确确保保维维持持放放电电能能够够稳稳定定进进行行。寻寻址址期期间间维维持持电电极极施施加加偏偏压压帮帮助助形形成成壁电荷。壁电荷。维持期：维持期：第第一一个个维维持持脉脉冲冲挑挑选选寻寻址址期期积积累累有有壁壁电电荷荷的的单单元元，使使其其放放电电并并积积累累足足够够的的壁壁电电荷
30、荷，使使这这些单元在施加后续维持脉冲时能够稳定放电，实现图像显示。些单元在施加后续维持脉冲时能够稳定放电，实现图像显示。2024/1/2740/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路动态伪轮廓模拟结果动态伪轮廓模拟结果静止图像静止图像静止图像静止图像运动图像运动图像运动图像运动图像2024/1/2741/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路图像静止图像静止图像静止图像静止图像向左运动图像向左运动图像向左运动图像向左运动图像向右运动图像向右运动图像向右运动图像向右运动运动图像动态伪轮廓产生机理运动图像动态伪轮廓产生机理Dynamic False ContourDynamic F
31、alse Contour（DFCDFC）2024/1/2742/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路PDP Scan DriverPDP Scan DriverPDP Data DriverPDP Data Driver2024/1/2743/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路维持驱动电路（能量恢复电路）工作原理维持驱动电路（能量恢复电路）工作原理2024/1/2744/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/2745/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/2746/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/2747/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路2024/1/2748/51三三 驱动方法及驱动电路驱动方法及驱动电路维持驱动波形维持驱动波形2024/1/2749/51等离子显示原理、工艺和驱动等离子显示原理、工艺和驱动 本节课结束本节课结束本节课结束本节课结束 下一节课内容：下一节课内容：下一节课内容：下一节课内容：TFT LCDTFT LCDTFT LCDTFT LCD技术及产业现状与趋势技术及产业现状与趋势技术及产业现状与趋势技术及产业现状与趋势2024/1/2750/51