等离子电视原理.doc

Plasma Display 等离子电视原理(一)
2008年04月14日 01:08
一. 等离子的定义及等离子显示屏的结构

「等离子显示屏」在台湾又名「电浆显示器」，虽然译名不同，但意义相通。要了解等离子显示屏，便先要了解一下什么是等离子。

在物理学的角度来说，「等离子」是指「第四种物质」；但当放在医学的学度上，「等离子」便是指「血浆」；另外，「等离子」亦可解作原形质或原生质，即包含了细胞核及细胞质的场所。然在Plasma Display Panel(PDP)的世界中，「等离子」是指 「放电现象」。

等离子显示屏是由前后两片玻璃面板组成。前面板是由玻璃基层、透明电极、辅助电极、诱电体层和氧化镁保护层构成，并且在电极上覆盖透明介电层（Dielectric Layer）及防止离子撞击介电层的MgO层;后板玻璃上有Data电极、介电层及长条状的隔壁（BarrierRib）并且在中间隔壁内侧依序涂布红色、绿色、蓝色的荧光体，在组合之后分别注入氮、氖等体即构成等离子面板。

现时，各个等离子显示屏板面厂房均以生产42吋VGA(16：9)的等离子屏幕为主，因此每个细胞体的大小约为0.36mm。但当分辨率由VGA提高至XGA时，细胞体的尺寸会缩小至0.24mm，这样便会附带着其它原素的改变，如间隔壁的尺寸、电极尺寸、介电层膜厚度、萤光体的厚度、形状也会产生变化。一般高精细化的改变，意即高密度化的结构，相对会造成亮度的下降及IC成本的倍增。

而Pioneer及富士通精细的等离子显示屏板面产品解析度可高达SXGA，但仍可表现高亮度的效果。世界各地逐渐开始高质素的数码扩播，等离子显示屏渐渐打入电视市场，因此提高画质将会是新款等离子显示屏的当前要务。

二. 等离子显示屏细胞的发光原理

等离子显示屏可以说是在一个母体中放进许多细小而带有萤光体的管道，由传统的手法去控制，一种是直流电(DC-），另一种是交流电（AC）。1964年，美国伊利诺大学开发了AC型等离子显示屏面板，经历了多年的技术改革，现时等离子技术是利用交流电，因为它简单的结构能延长等离子显示屏的寿命。

「放电现象」便是要将交流电导引入显示屏之中。面板的基本技术，是以两片玻璃基板和间隔壁之间形成多个密封空间，让离子及电子产生活跃的运动，并在这些密封的空间内注入稀有气体及氖。另外，在这个密封空间的上下装置上电极（正负电极），令粒子与气体以高速相撞，以产生高能量的状态。当这些粒子平静下来，能量便会慢慢消散，从而放射出紫外线，放电现象便是这样形成。而紫外线可刺激红、绿、蓝萤光体发光。每个细胞体均可独立产生放电现象，随着视讯讯源而控制每个细胞的开关。

接下来是说说产生色调的技术，要令等离子显示屏的色彩夺目，必须独立操控每个三原色细胞体。以往显像管是由左至右，由上而下，经过电子束的扫描而回放影像。但等离子则采用一个完全不同的方法，由于显示屏是同时全面发光，因此便以1秒60次，由上至下将画面交替显示但在这期间，之前的资料还保留在画面上，所以画面是处 于不断发光的状态。

在影像的颜色方面，它不像显像管那样可以经由对电子束量的控制进行调整，因为紫外线和可视光都已经是处于饱和状态，所以使用通过电流的控制来操控亮度是不可能的。即使是电流改变，画面的明暗也不会改变。所以，等离子便要利用PCM(Pulse Code Modulation）技术来控制每一个区域内的脉冲，便可以改变画面的亮度。

首先，影像要由每秒60格(frame)构成；其次，便是将每1格分割成8个次区域，再遵照设定适当的脉冲规律，决定各个次区域的相对亮度。因应影像的资料令各区域的小 萤光灯发亮及熄灭；最后，便是把这些次区域组合起来便可以显示256种色调。将色彩的总数结合，便是256×256x 256＝16，777,216种色彩。

这个方法可说是非常复杂，而且还带出了一个严重的缺点便是残影的产生"为了解决这个问题，各个等离子显示屏的厂房也积极研究对策，如清除驱动法或利用屏幕保护程序，问题总算是解决了。

三.等离子在提高亮度的技术

由于等离子显示屏是全面发光因此耗电量必大，但在技术的改进下，等离子的耗电量已逐渐下以降至300W以下。但不可忘记的便是在亮度的提高下，仍要高亮度以加强画质效果。以往等离子的能量效率应只有1.4％，而发光效率则只有1.11m/W，所以必须要有改善的必要。科学家采用了两种改善方法，一，是从细胞体的开口率结构下手；二，是在材料方面作出改善。

以一般的等离子构造来看，要提高发光率，最直接的方法便是提高细胞体的开口率，令放电的空间增加。而放电的细胞体的开口率与等离子中的间隔壁（Barrier Rib)构造有关，利用新的制造方式，将间隔壁做得更薄来增加放电空间。－般等离子间隔壁的制造方式以Screer,Printing、SanfCiilUSt或PhrWesist方法为主流，但新的制造过程中，如TORAY的Photosensitive film paste或京瓷(Kyocera)的Press Method都能减少间隔壁所占空间，进而提高开口率。

此外，Pioneer将一般面板RGB排列方式由条状(stripe)改变成井字状，并采用T型透明电极，可防止萤光材漏光且增加荧光材发光面积，如此可以提高20%的发光效率。但以井字状的间隔壁，目前仍采用Sand-Blust1-方式，因此在制造过程上难度较高。

由于等离子是靠稀有气体放电产生真空紫外线，照射萤光粉发光。其发光效率取决于放电效率及发光粉转换效率。因为放电空间很小，放电效率自然很低，而萤光粉能量转换效率只有20％。

如果加上紫外幅射和各种吸收等因素，等离子显示屏目前的发光效率小于0.4%，流明效率小于1.11m/W，若相较于高清晰电的PDP 51 m/WAWO效率要求，尚有一段距离。提高放电效率的方法，除了减薄隔壁增大放电空间外，放电体的混合比例及气体最佳化；放电紫外线红移及增大交流维持放电的时间都是可行方案。
四.等离子显示屏的制造过程
等离子显示屏的制作过程有分前段及后段制造过程，前段过程包括前面基层制造及后面基层制造。后段过程则包括接合、加热、排气以及注入氮、氖等纯气，最后则是检测过程。
现阶段等离子显示屏的制作过程当中，最难达到的部分是后段间隔壁的制作。由于间隔壁的作用是为防止邻接原子端时，过程中可能会出现放电干扰问题。因此间隔壁的精密度需要非常高，以避免开放性等孔存在，如果有开放性等孔存在，面板使用一段时间之后，间隔壁则可能会因为其中所产生的干扰，而使原子端的电压值改变。
此外，萤光体的制作方式可分四种方式，其制作方式是依序涂布红色、绿色以及蓝色三原色，因此对间隔壁的精密度要求也非常高。如果间隔精密度不高，而在原子中电(促销产品 主营产品)产生流通，萤光粉将会被一起激发而有不见光，如此便无法控制面板的画面色彩。目前厂商较常使用的制作方式为印刷法及喷砂法，印刷法受限于本身精密度不够精细的问题，加上其使用较频繁，容易造成间隔壁所不均匀、不对称的现象；而喷砂法由于花费时间较长，必须严格监控每次喷砂的均匀度，制程也是相当复杂。
在后段制程中驱位电路板的连接制作方面，由于等离子显示屏是采直位式放电激发萤光位发光来控制灰阶变 化，以气体放电之方法来控制，因此需要决定的因素有放电的特性、发光效率、面板亮度的对比以及消耗电力等，如何一方面增加解析度及亮度，而又同时不影响到放电安定性，这些就是个别厂商取胜之处。
五.等离子的优点与缺点
先说说等离子显示屏的优点，最明显的当然是大与薄的画面，无论是挂墙或是座地，也能给予居室更理想的视觉效果。以往显像管电视的体积会随着画面尺寸的扩大而增加，感觉是既笨又钝，根本不可能有挂墙的设计。这是因为电子射腺偏向而不得不在电子枪和荧屏间留有一定的距雕，这便只可以说声无奈了。然而等离子显示屏在加大画面的情况下，机身的发展却越来越薄，由最初的6寸的厚度，缩减至现时只有3至4时厚。到了现时，等敲子显示屏已基本上是无可再薄，这是由于以现时的技术来看，厚度已达至极限。
等离子显示屏的另一个优点是，画面的聚焦感强、没有色差，以及低失真。与显像管电视不同，显像管是由电子束来扫描出整个画面，所以中央部份画质通常会较好，但周边的位置便容易产生误差，会有偏向、聚焦错误、画面失真等现象。而等离子的技术便不会出现这些误差，而在自然图像及文字的显示上的效果更好。原因是等离子萤 光体的发光方式，除了能达到显像管的画质外，聚焦能力更为理想，这就要为等离子以整个画面发光的技术记下一功了。
另外一个优点是，等离子出容易造出大尺寸的画面。因为等离子可以将网线版的印刷技术应用在等离子的面板上，印刷机的尺寸有多大，等离子的尺寸便可有多大。相对，显像管却差得多了，36寸几乎是它的极限。
有优点当然有缺默，令大家有最大反应的当然是它昂贵的价格和维修费，一部42时的等离子电视便需要3至4万，60寸以上还要十余万，怎能不令人哗然！还有它的维修费是显示屏的10％左右，由4千至1万不等，可以说是一个非常昂贵的玩意。另一个缺点便是画质质素的问题，市面上的等离子显示屏画质质素参差，质素不好的黑位只见黑、白位只见白、影像出现严重的锯齿状、色调冷冷而且朦朦胧胧，如错误选购，可真是头痛！
还有，你必须花费更多的电费来拥有一部等离子电视，这是由于整个屏幕发光的原故，所以等离子的耗电量颇大。等离子电视还有残影的现象，不过这个问题现时已经被各厂提供了解决的方法。
从工作原理浅谈等离子电视的六大优势
2009年04月17日 08:19 千龙网
　　近几年来，平板类电视业已成为彩电市场销售的主流热销产品，随着技术不断升级换代，等离子电视的价格也愈发平易近人。等离子电视作为品质健康生活的象征，也越来越深入人心。那么，等离子电视究竟拥有怎样的优势的，从工作原理方面，等离子电视大体拥有如下六大优点：

　　等离子电视的工作原理

　　等离子显示屏，学名PDP (Plasma Display Panel)，(台湾称为电浆显示屏)。PDP是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，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，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。

　　气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当每一颜色单元实现 256 级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。从工作原理上讲，PDP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。

　　优势一：成像清晰栩栩如真

　　从技术原理看，由于PDP中发光的等离子管在平面中均匀分布，这样显示图像的中心和边缘完全一致，不会出现扭曲现象，实现了真正意义上的纯平面并且没有任何图像失真。由于其显示过程中没有电子束运动，不需要借助于电磁场，因此外界的电磁场也不会对其产生干扰，具有较好的环境适应性。 PDP是一种自发光显示技术，不需要背景光源，因此没有视角和亮度均匀性问题。而三色荧光粉共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。

　　优势二：大画面欣赏大场面

　　目前等离子电视的亮度和对比度已经超过了传统CRT电视，即使在明亮的环境之下也可以尽情欣赏大画面的视频节目。在平板电视机中PDP 具有最宽的可视角，可达160°以上，也就是说，观众在不同的位置，看到图像的亮度、对比度和色度基本上变化不大。同时，等离子电视具有亮度和对比度高、色彩还原性好、灰度丰富、可视角度大、对迅速变化的画面响应速度快等优势，因此等离子电视表现动态视频画面的优势更加明显，2008北京奥运会期间，拥有等离子电视机的观众们就坐在家中舒舒服服的享用了这场体坛盛宴。喜欢看碟的朋友们，也通过等离子电视实现了不用进电影院就可以原汁原味的欣赏大片。

　　优势三：全面接轨数字化

　　目前，唯有PDP电视机可以实现全数字化，即端到端的传输过程中，都是数字信号处理，不经过D/A变换，不会产生信号的失真和图像信息的丢失而使图像质量下降；而CRT、LCD显示的图像的亮度或灰度都是通过模拟电压来控制的，因此必须对传输的数字信号进行D/A变换，这样会造成信号失真和信息的丢失而导致图像质量的退化。因此，如果想更舒适更方便的收看数字电视节目，配置一台等离子电视必不可少。

　　优势四：兼容更多数码产品

　　由于等离子电视是从商用等离子显示器转变而来，其多媒体显示特性优秀，等离子电视相比其他电视产品通常拥有更多的音视频接口，可以直接连接计算机、DVD、摄象机、录象机、机顶盒、数字存储设备、甚至多媒体中控等等。对于那些数码产品爱好者来说，这可是超级好用的，他们既可以用家中的大电视播发旅途中拍下的美景照片，又可以直接在电视上播放网上下载的视频文件，这是多么方便惬意的享受啊。

　　优势五：节能环保省电费

　　因PDP消耗功率随显示图像的平均图像电平(APL)的变化而变化，当APL低时，也就是画面暗时消耗功率小，换句话说，等离子电视消耗的电能会随着画面的亮度而变化，也相应的省去了不少电能。技术人员做过这样一个试验。用同样37英寸的等离子电视机与其他类型的电视机播放玄幻大片《指环王》影片时，影片结束时，PDP所消耗的电力为159W，仅是其他类型彩电的一半。在当代倡导节约环保、节能减排的大环境下，购买一台等离子电视无疑更加顺应潮流，也扎扎实实的为家里省了不少电费。

　　优势六：健康护眼好帮手

　　相关科研调查显示，人眼在连续观看电视一小时后，视力会下降30%，如果不加以适当休息，视力将不会回复至正常水平。而眼科专家也指出，过亮、过艳、画面有拖动现象的电视画面正是造成人眼疲劳的罪魁祸首。因贪看电视而造成的眼疲劳、干涩肿痛、视力下降等症状被统称为“电视眼”，如不加以注意，极易造成离焦、急性青光眼、视网膜脱落等恶性眼疾，严重者甚至可致盲。而前面所述中，等离子电视具有的画面清晰、动态画面成像效果好、亮度柔和、色彩还原度好等特质，可以减轻电视画面对视网膜的刺激，极大减轻眼部疲劳。在观看电视三小时的对比试验中，PDP带给受试者眼部疲劳感也是最低的，而眼疲劳是导致“电视眼”的根本原因，缓解眼疲劳就等于避免患上了“电视眼”，从这个角度来看，等离子电视确实还存在着护眼健康功能。关心青少年视力健康的家长朋友们，尽可购买一台PDP，对自家孩子的双眼也是一种爱护。

看了以上的分析，相信读者们可以看出，更大、更薄、更好、更健康，这是等离子电视在发展过程中的重要目标与必然趋势，而拥有一台等离子电视更是品质生活的重要保障。

等离子电视原理
Post By：2009-6-25 16:21:40

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（PDP）：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。
等离子体显示屏的基本构造如图1所示．它由三块薄的平板玻璃组成，中间一块称为孔板，上面开有排成矩阵形式的许多小孔．孔板紧贴着夹在两侧的二块玻璃中间．图中为了便于看清屏的结构，把三块玻璃板分开画了．孔板中的小孔被抽成真空，再装入一定压强的气体(比如氖和氮的混合气体)．两侧玻璃板的外表面都有平行透明的导电电极．一块玻璃上的电极与另一块上的电极相垂直，并且都正好盖在小孔上面．因而每个充气小孔与两边的电极一起构成一个放电单元．在这种结构的屏里，电极与气体被玻璃隔开，互相绝缘，因而只能用交流供电，称为交流等离子体屏．

在两侧的两组平行电极中，竖直的电极条确定放电单元(即象元)的X方向位置，水平电极条确定象元的y方向的位置．在一对选定的竖直电极与水平电极之间加上一定的交变电压，在这二条电极交叉处的小孔(象元)就会产生放电而发出光来。
这种显示屏还具有存储性能．一旦外加电压使单元内的电场超过某个阈值，就开始放电，此时产生大量的离子和电子，这些离子和电子各自向单元两端迅速移动，形成和外部电压方向相反的端电压，从而使单元内实际电场下降，直到单元内停止放电．但是，单元内部建立起来的端电压，是由分离开的电子、离子形成的空间电荷造成的，端电压不会马上消失，而会继续保留一段时间．在下一个半周期中，外加电压的方向与端电压一致，互相迭加，因此，只要用较低的外部电压，就能使它重新开始放电，而原先未被启动(或已被擦除)的单元则不会产生放电．这时所加的外部电压称之为保持电压。
这种屏实际运行时，各单元保持电压由一个电源供给，为了控制屏上某一象元亮或不亮，可找出与该象元相应的x、y电极(这称之为寻址)．然后在这对正交的x、y电极上，加上具有适当波形、幅度和相位的电压，来对选定的单元启动(也可叫做点火或书写)和擦除．一个单元一旦被启动，靠保持电压就可连续放电．在某一时刻加上与保持电压反向的擦除电压，就可使它停止放电．图2所示为这种等离子体显示屏的寻址，驱动电路原理图．

等离子体显示屏也有在直流电压下工作的，这时电极与放电单元中的气体是不相隔绝的．
因为这种显示器件可以靠放电产生的紫外线来激发光致发光，因而通过选用适当的发光材料也可以实现彩色显示．所以等离子体显示屏是一种既有存储性又可实现彩色显示的平板显示器．可以用于各种计算，控制系统的数字信息的显示和用作壁挂式大型显示板．
这种显示器件还有一种有趣的性质，就是可以用光学方法来启动和擦除，这是靠光产生光电子，从而改变端电压来实现的．因而可以用光笔直接在显示板上书写或擦除信息，也可以把光学图象投影到显示板上，使多个单元同时启动，并把图象“固定”在屏幕上．