光电子技术课程设计液晶和等离子体显示原理及应用

河北科技大学

课程设计报告

学生姓名：学号：* ** 专业班级：***** * 课程名称：光电子技术课程设计

学年学期：2016 —2017学年第 2 学期指导教师：

2 0 17 年6 月

课程设计成绩评定表

学生姓名学号成绩

专业班级起止时间2017.6.26——2017.6.30 液晶和等离子体显示原理及应用

设计题目

指

导

教

师

评

语

指导教师：

年月日

目录

液晶显示原理及应用

1、液晶的概念（Liquid Crystal）

2、液晶的电光特性

3、液晶显示原理

4、液晶显示器件的采光技术

5、液晶显示应用

等离子体显示原理及应用

1、等离子显示器

2、等离子体显示技术的研究现状

3、等离子体显示技术的发展趋势

总结

一.液晶显示及原理

1、液晶的概念（Liquid Crystal）

液晶显示器是以液晶为基本材料的组件，由于液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以液晶可以说是处于一个中间相的物质。而要了解液晶的所产生的光电效应，我们必须先来解释液晶的物理特性，包括它的黏性（visco-sity）与弹性（elasticity）和其极化性（polarizalility）。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看，可说是一个具有排列性质的液体，依照作用力量的不同方向，会有不同的效果。就好像是将一簇细短木棍扔进流动的河水中，短木棍随着河水流着，起初显得凌乱，过了一会儿，所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致，达到排列状态，这表示黏性最低的流动方式，也是流动自由能最低的一个物理模型。

此外，液晶除了有黏性的特性反应外，还具有弹性的表现，它们都是对于外加的力，呈现出方向性的特点。也因此光线射入液晶物质中，必然会按照液晶分子的排列方式传播行进，产生了自然的偏转现象。至于液晶分子中的电子结构，都具备着很强的电子共轭运动能力，所以，当液晶分子受到外加电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶极性（induced dipolar），这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器，就是利用液晶的光电效应，藉由外部的电压控制，再通过液晶分子的光折射特性，以及对光线的偏转能力来获得亮暗差别（或者称为可视光学的对比），进而达到显像的目的。

2、液晶的电光特性

液晶同固态晶体一样具有特异的光学各向异性。而且这种光学各向异性伴随分子的排列结构不同将呈现不同的光学形态。例如，选择不同的初期分子取向和液晶材料，将分别得到旋光性、双折射性、吸收二色性、光散射性等各种形态的光学特性。一旦使分子取向发生变化，这些光学特性将随之变化，于是在液晶中传输的光就受到调制。由此可见，变更分子的排列状态即可实行光调制。

由于液晶是液体，分子排列结构不象固态晶体那样牢固。另一方面液晶又具有显著的介电各向异性△ε和自发偶极子P0。一旦给液晶层施加上电压，则在介电各向异性△ε和自发偶极子P0和电场的相互作用下，分子排列状态很容易发生变化。因此利用外加电场即可改变液晶分子取向，产生调制。这种由电场产生的光调制现象叫做液晶的电光效应（electro-optic effect）。它是液晶显示的基础。

这种光学特性可通过表面处理、液晶材料选择、电压及其频率的选择获得。

3、液晶显示原理

（1）液晶的物理特性

液晶的物理特性是：当通电施加上电场时，液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通

电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透，从技术上说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃薄板，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会一排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。但将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子长轴会顺着槽排列。所以，假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。

（2）液晶显示的主要工作模式

由液晶显示的四种基本原理而派生出多种工作模式。主要有：TN模式、STN模式、FLC模和液晶-聚合物模式等。由于液晶显示的众多不同分支，本章只介绍目前应用得最为广泛的TFT-LCD中使用的TN模式。

TN模式是在1971年由Schadt等人发表的，它是在液晶显示中最早获得广泛应用的一种模式。由于它具有电压低，功耗小，寿命长以及易于实现多灰度、全彩色显示等特点，使它始终成为液晶显示的主流工作模式。它是利用液晶材料的旋光性，采用电压调光的工作原理。

TN模式液晶显示器件的基本构成：在涂有透明电极的两块玻璃之间夹有介电各向异性为正的向列相液晶，液晶厚度约为几微米，电极表面做平行取向处理。为使液晶分子成90°扭曲排列，上下基板的取向方向为正交设置，同时，为防止液晶层出现畴区等缺陷，在取向上要设置1°～2°的预倾角，并在液晶中掺入能形成单一右旋或左旋的手性材料。盒子外侧的两片偏振片有两种设置方式：一是起偏器光轴和检偏器光轴分别平行（或垂直）于入射侧和出射侧分子取向方向，呈正交状态，称之为常白方式。另一种是起偏器光轴平行（或垂直）于入射侧分子取向方向，而检偏器的光轴垂直（或平行）于出射侧分子取向，两偏振片光轴呈平行状态。称之为常黑模式。

TN型液晶显示（LCD）原理

LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90°扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90°。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转

LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身，自然光线是朝四面八方随机发散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行的所有光线。极化滤光器的线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光器的线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配，光线才得以穿透。

LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光器中穿出。另一方面，若给液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。通常显像面积上亮区域都比黑区域大，所以这种方式有利于省电。

从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚共约1mm，其间由包含有液晶(LC)材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的在灯管照射下可以再发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压进而改变液晶的旋光状态。液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料的周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的扭转

折射，然后经过第二过滤层的过滤，最后在屏幕上显示出来。

（3）彩色再现：

目前对于液晶显示而言，主要采用加法混色法来再现彩色。根据三色学说和颜色混合定律，很容易理解加法混色的工作原理。加法混色采用红（Red ）、绿（Green ）、蓝（Blue ）三基色，简称RGB 混色法。混合色的光谱为：

()()()()()[]

λλλλαλb b g g r r T K T K T K I I ?+?+???=0

()λr T ，()λg T ,()λb T 分别为对应脚注颜色的光谱， r K 、g K 、b K 分别表示各种颜色强度的系数，α是入射光利用率的系数，()λ0I 表示入射光的光谱。

加法混色三基色透射光谱

彩色液晶显示器一般是通过控制所施加的电压大小，使各K 值在0～1之间变化，从而控制所显示的颜色。

4、液晶显示器件的采光技术

液晶显示器件是被动型显示器件，它本身不会发光，是靠调制外界光实现显示的。外界光是显示器件进行显示的前提条件。因此在液晶显示装配、使用中，要解决采光问题。目前液晶显示的采光技术分为自然光采光技术和外光源设置技术。而外光源设置有背光源，前光源和投影光源三种技术。这里主要介绍TFT-LCD 的背光源技术。

背光源采光技术的两大任务是：

1. 使液晶显示器件在有无外界光的环境下都能够使用；

2. 提高背景光亮度，改善显示效果。

液晶显示背光源的特点：

1．亮度均匀一致，能形成均匀的面光源；

2．亮度高，并可调亮度范围；

3．平板、薄型，适于装配；

4．重量轻；

5．光色悦目、基色准确、对液晶显示器件有较好的透过能力；

6．功耗低，效率高；

在目前的TFT-LCD 中采用的是冷阴极荧光灯（CCF ）为背光源的。这是一种依靠冷阴极气体放电，激发荧光粉而发光的光源。掺有少量水银的稀薄气体在高电压下会产生电离，被电离的气体的二次电子发射，轰击水银蒸气，使水银蒸气被激发，发射出紫外线，紫外线激发涂布于

管壁的荧光粉层，使其发光。由于电致发光的荧光粉品种齐全，转化率高，所以这种光源可制成三基色准确、色温高、亮度高的理想光源。冷阴极荧光灯大都做成管型，所以CCF是管型线光源，用作液晶显示背光源时，必须将其变为面光源。要实现线光源到面光源的转变，需要在液晶显示模块后加背光板，这样可以使光源均匀的通过滤色膜产生RGB三基色，通过液晶材料的光调制就可以实现彩色显示效果。

5、液晶显示应用

液晶显示器件的优异特性决定了它在各类显示器件中的地位。只有20余年液晶显示就改

变了几百年的钟表计时行业，电子计算器已经人人必备，智能化仪器仪表使用了液晶显示使它可以成为便携式。各种电脑改变了人类生活方式，甚至改变了战争形式。液晶作为一种特殊的功能材料，具有极其广泛的应用价值。随着以液晶显示器件为主的各类液晶产品的出现和发展，液晶已经深入到各行各业以及社会生活的各个角落。

二、等离子体显示原理及应用

1等离子显示器

1.1等离子显示器的工作原理

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，通过在管子两端的激励电极上加入电压，使放电空间内的混合惰性气体电离成一种特殊物理状态——电浆状态，同时发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏见光，发射出可显现出图像。当使用涂有三原色（也称三基色）荧光粉的荧光屏时，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。等离子管组成原

图1 等离子管组成原理

1.2 等离子显示器的特点

等离子显示器是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示设备。这种显示器的主要特点是图像真正清晰逼真，在室外及普通居室光线下均可视，可提供在任何环境下的大屏视角，不会因磁场影响产生色彩、几何失真及噪音等优势。具体有以下比较突出的特点：亮度、对比度高；色彩还原性好；显示效果非常出色；纯平面图像无扭曲；超薄设计、超宽视角；具有齐全的输人接口，可接驳市面上几乎所有的信号源；具有良好的防电磁干扰功能；环保无辐射；散热性能好；无噪音困扰。

1.3 等离子显示器的分类

PDP产品根据限制电流的方式或是在放电时所施加的电压形式可简单分为DC型PDP和AC 型PDP两种。DC型PDP是以直流（DC）电压启动放电并用电阻来限制放电电流的大小，其结构较复杂，容易在等离子体放电时受到离子碰撞导致损坏及劣化，缩短PDP寿命，很难设计电路并且无法有效控制产品的质量；AC型PDP在放电电极上覆盖有透明介电层与耐离子撞击的保护层，可以利用交流（AC）电压在介电层表面引发放电，其电极上覆盖有保护层耐离子撞击，寿命较DC型长。由于AC型PDP有结构简单、寿命长的优点，因此目前PDP产品是以AC型PDP 为主流。

2 等离子体显示技术的研究现状

2.1 PDP结构技术的研究

PDP结构技术的研发工作一直围绕着障壁技术、电极的制造工艺和材料进行。在AC-PDP器件中，障壁的主要作用有两点：一是保证两块基板间的放电间隙，确保一定的放电空间；二是防止相邻单元间的光点串扰。对障壁几何尺寸的要求是宽度应尽可能窄，以增大单元的开口率，提高器件亮度，同时要求高度一致、形状匀称。障壁的主要制作技术有丝网印刷法、喷沙法，现在又提出并试验成功了许多新工艺，如光敏浆料法、模压法、玻璃原料成型技术、刻蚀研磨法。目前喷沙法是制作障壁的主流技术。障壁的形成是PDP制造中最关键也是最困难的工艺。

所以开发工艺简单，材料成本低的障壁制作技术是一项降低PDP成本的有效措施。因此，各PDP 制造公司和研究机构对于新型障壁制作方法的研究开发十分积极。PDP的电极也起着举足轻重的作用：透明电极、汇流电极和寻址电极材料的选择和制作工艺由器件对其的光电要求决定，要考虑到导电性、对基板的附着力和保护介质的兼容性，同时又要在工艺满足简易性和经济性。透明电极一般是用ITO制成，为了增强它的导电性，在这上面加做一条金属汇流电极（bus电极），寻址电极一般是厚膜Ag电极。现在已有研究机构提出了用栅极Cr/Cu/Cr电极结构来代替原来传统的显示电极。

常见的PDP结构有Waffle障壁和T型电极结构、Delta蜂窝状单元及弯曲障壁结构、CSP 结构、不等宽结构和CCF（彩色滤光）膜结构。

采用Waffle 障壁结构可扩大荧光体所占比例，提高20%的发光效率。此外，采用T字型透明电极来抑制放电峰值电流，以此来提高发光效率。目前，先锋公司研制的新结构表面放电型的AC-PDP就是采用了Waffle障壁结构和T型电极[4]以及新型绿、蓝荧光粉，并提高放电气体中的氙气含量，使得42英寸PDP的发光效率提高到1.8lm/W，白场峰值亮度提高到900cd/m2，功耗降到380W，但有电极对位和排气上的困难。

富士通公司开发的弯曲障壁AC-PDP的像素结构为像素三角形排列和弯曲形障壁(Meander ribs )结构，即所谓的DelTA(Delta Tri 2colorArrangement)结构。其设计思想是增大荧光粉的涂覆面积，增加单元中的有效发光面积，从而使亮度和光效都得到提高，同时备有一定的排气管道。如像素大小为1.08mm的DelTA结构，亮度为200cd/m2时发光效率可达3lm/W白场峰值高达1000cd/m2，实现了高亮度高光效，并使排气畅通，但是提高了对电极对位精度的要求。

韩国LG 公司提出CSP (charge storage pad)结构[6]，在透明介质层与MgO保护膜之间添加一形状为方形，相互间隔离并与外电路分离、处于浮动状态的透明导电材(ITO)，该导电体可以起屏蔽和增加电容，储藏电荷的作用。同时还可以平抑电流强度，延长放电时间，提高发光效率。又由于浮动状态的CSP块与维持电极相比电压较低，所以电荷被限制在CSP块之间，所以还能起到降低串扰的作用。实验结果表明，CSP与普通结构相比，发光效率提高1.6倍，而且亮度也提高了1.6倍。

Waffle结构和Delta结构中RGB三色荧光粉都是等宽的，但考虑到在RGB三色荧光粉发光效率不一致，而且衰减也不一致，这就带来色温和色平衡的寿命问题。特别是蓝色荧光粉目前还存在发光效率偏低和衰减较快的问题，所以除了从荧光粉着手外还可以从单元结构入手。

松下公司提出的非对称单元结构，特别扩大了蓝色荧光粉的面积，成功地解决了色温偏低的问题，使色温偏差可以高于10000K，解决了色温和色平衡的问题。但是，这样的结构同时也会带来单元工作电压偏差范围增大的问题。

NEC公司则通过在前基板上添加彩色滤光膜(CCF)的方法来改善屏的色温和对比度，将CCF 制作在显示电极(X、Y电极)与介质层之间，并与后基板上配置的三色荧光粉相对应，能扩大彩色再现范围，达到10000K左右的白场色温，提高对比度。

Plasmaco提出的栅型Cr/Cu/Cr电极结构[7]，成功应用于60英寸AC型PDP。位于前基板的每条显示电极(X、Y电极)都由三条很细的Cr/Cu/Cr薄膜电极组成，它们提供了与透明电极类似的较大放电区域和电容。一方面，当一根或二根电极断路时，可以保持导电；另一方面，提高了开口率从而提高了亮度。由于金属Cr较易氧化成黑色，这又可以提高对比度。另外，由于Cr/Cu/Cr电极无须高温工艺，因此可采用普通钠钙硅玻璃，降低了材料成本。但Cr/Cu/Cr电极制造过程也比较复杂，须采用溅射工艺，而且在刻蚀中使用三种不同刻蚀液，须经三次刻蚀，并且存在边蚀等工艺难题。这一结构的商业化生产还处于研究之中。

障壁材料的选择在整个障壁制作中也十分重要，直接关系着障壁的制作工艺的难易和制作成本的高低。普通的丝网印刷采用的是低熔点玻璃粉材料。喷沙法先用耐喷沙的光敏胶或光敏干膜用光刻法制成图形，喷沙时利用障壁材料和光敏胶的选择性刻蚀形成障壁图形，再经去胶和烧结而成。但是这两种方法都存在成本高，成品率低的缺点，因此很多研究机构开始考虑不采用障壁而采用别的方式来重新考虑PDP的结构。

富士通提出了一种新型的PDP结构，采用管径为1mm左右细长的等离子管阵列来代替原有的条状障壁结构。由于显示屏是由这些细小的管子排列而成，屏幕尺寸仅取决于管子的数目，实现大尺寸就不会受到生产设备的限制，即使是生产100英寸的大屏幕也只需要生产单个管子的设备。同时，由于荧光粉涂覆在管内，而管子只有两头与空气接触，灰尘不易进入，就降低了对生产环境无尘的要求。试验表明，该种结构的PDP完全可以采用已有的驱动方式，从整体来说在很大程度上降低了生产的成本。同时，等离子体管的放电间距与放电空间较大，发光的效率较普通的PDP高，但是图像的质量还有待改进。

东南大学发明的一种新型的荫罩式PDP(SM-PDP)结构，不用介质障壁而用金属网罩将各个放电单元隔开，避免了光点串扰。SM-PDP属于对向式表面放电，工作时，上基板的扫描电极、下基板的寻址电极、中间的金属罩各加上一电压。在交变电压的作用下，使气体放电发光。试验表明，金属荫罩作为导体能够影响放电单元中电场的分布，类碗状金属荫罩能更好地将放电粒子集中在放电单元的中心，一方面可以改善离子束的聚焦情况，提高图像的显示质量；另一方面也减小了粒子对金属障壁上荧光粉的轰击，延长了PDP的使用寿命。

2.2 PDP驱动电路技术的研究

对于彩色PDP来说，必须要有驱动电路才能正常的工作。驱动电路无论在技术上还是在价格上都起着举足轻重的作用。一个性能良好的PDP彩色电视，驱动电路占到总成本的70%～80%。因此如何开发出适合彩色PDP的驱动电路也是提高其性能、降低成本的重要因素。

目前常用的驱动技术有ADS驱动技术、ALIS技术、Plasma AI技术、CLEAR技术、AwD技术、斜坡启动驱动技术等。

富士通提出的选址和显示分离技术ADS(Address and Display Separation)采用脉冲个数调制方式来实现不同灰度等级的图像。ADS技术虽然能够实现256级灰度，但是点亮占空比低，对比度不高，峰值亮度难以提高，存在运动图像模糊、伪轮廓、画面闪烁和长时间图像水纹印等现象，导致图像质量不太令人满意。但已有研究表明，可以采用改进的二进制编码法、非二进制编码法和运动补偿的方法来消除伪轮廓，提高图像质量。改进的二进制编码法、非二进制编码法是目前等离子体显示屏所普遍采用的方法，但是这两种方法只是部分的改进了图像的质量；而运动补偿方法从理论上可以消除显示运动图像出现的问题。现在有研究机构提出将运动补偿法与ADS视频驱动模块紧密结合在一起：在研究了人眼观看视频图像时的视觉心理模型后，提出将空间积分的影响加入到人眼的视觉心理过程；并采用将子场和视频帧分离的视频驱动优化方法和基于bit位进行补偿的方法，充分利用PDP子场寻址方式来实现补偿，更进一步的是，将数字信号处理的相关算法引入到PDP显示屏的视频驱动模块中，通过信号处理来提高显示的图像质量，适应了高端显示器件的发展方向。

针对ADS驱动技术存在的问题，富士通又提出了ALIS（表面交替发光）。该驱动技术关键是利用不点亮的显示行的两个电极之间的零电压，将该行作为非发光区，从而将单元之间彼此的放电干扰减小到最低程度。ALIS技术的汇流电极位于维持电极的中央，能够最大限度地利用表面空间，发光面积也增大了50%。由于显示线增加了一倍，因此非常易于实现高清晰化。采用ALIS技术使用原来的屏生产设备就可生产1000线高清晰的PDP。并且，由于1000线不需分割驱动，可使驱动IC减少一半，大大降低了成本。可以说ALIS技术是实现高清晰度PDP较为理想的技术。

松下公司提出的Plasma AI也是ADS的改进技术，根据某一电视场图像中平均亮度水平来调节子场数。由于在低亮度的情况下，图像的伪轮廓不是很明显，可以减少子场数，高亮度的情况下相应的采用增加子场数的办法来改善子场在时间分布上的线性关系，以降低伪轮廓。

先锋公司提出的CLEAR是一种区别于ADS的新颖的驱动技术。在CLEAR中，初始化后即进入维持点亮阶段，灰度等级到达后，再选择擦除（熄灭）。CLEAR技术采取的图像处理方法为误差扩散法和高频振荡法。其灰度实现在时间分布上的线性排布彻底去除了伪轮廓，提高了PDP 表现动画的能力，但是增加了电路开销，不易在灰度等级中实现补偿再现，并且很难降低工作

频率。

AwD技术是选址同时显示技术，发光的占空比高达90%。显示屏的结构特点是寻址电极分为上下两部分，同时扫描寻址。在低选址电压AwD中，选址扫描阶段不仅依靠壁电荷，而且依靠空间分布亚稳态Xe原子产生放电，所以可降低点亮电压，也是一种比较好的驱动方法。

L. F. Weber提出的斜坡启动驱动技术，利用了平衡弱放电时低发光使壁电压趋于一致的原理。在准备期保持较好的对比度和控制放电单元状态的情况下，采用斜坡电压来提高发光效率。当波形上升斜率很小时，发电单元就会发生汤生暗放电。这种驱动方法一方面能使不同空间尺寸单元的壁电压维持一致；另一方面可以降低选址电压，还可大幅提高对比度。在PDP驱动电路中涉及成本的一个重要部分是高压驱动部分，一是因为它所要求的电压高，二是因为目前的需求量还没有达到批量生产的水平。解决途径一边可以从电路本身着手，另外通过设计优化放电单元可以有效降低驱动电压，比如SM-PDP。由于采用导电金属材料作为障壁，SM-PDP 在EMI散热等方面优于传统障壁结构的SM-PDP的荫罩的边缘处场强比较高，从而可以在较低的外加电压情况下快速地产生放电过程。采用SM-PDP结构最大优点是带动了整机成本的下降，首先是复杂的障壁生产工艺和流程因采用了简单的荫罩而简化了，其次是荫罩型结构可以采用较低的着火电压从而带动驱动芯片成本的降低。

2.3 理论与计算机模拟技术

理论研究和模拟计算是PDP研究中十分重要的内容，是围绕提高PDP发光效率，降低功耗进行的，具体在放电单元结构设计、气体压强、稀有气体最佳混合比例、荧光粉涂覆等方面进行理论研究工作。

现常用理论模拟或监测放电单元发射的真空紫外线来进行彩色PDP的放电机理研究，如研究真空紫外光发光效率和等离子体粒子浓度的关系，寻找氦氖混合气体的最佳比例，以提高PDP 放电单元的发光效率；同时，在PDP放电单元中，Mg O起着保护电极和介质层的作用，同时产生大量的二次电子。由于提高放电单元中二次电子发射系数能够有效提高发光效率，降低着火电压，改善PDP放电单元的放电特性，所以研究在不同气体混合比例下二次电子的发射系数也是十分有意义的课题。此外，放电单元的结构对PDP发光效率也有着不可忽略的影响，很多研究通过模拟计算来对PDP放电单元的结构进行设计和分析，从而优化PDP的结构，提高PDP放电的效率。同样，荧光粉本身的性质对PDP的发光效率也有影响：在PDP放电单元中，Xe放电产生的VUV照射荧光粉产生可见光，所以要求荧光粉材料有较高的量子效率和对VUV的较低的反射率。有基于Mai散射理论的PDP放电单元中光子转换过程的模拟计算表明，对于厚度为20～30μm的荧光粉层，荧光粉颗粒的最佳半径是1～2μm。

2.4其他PDP应用技术

目前，其他PDP技术还有：多屏幕应用技术、PDP性能增强技术、视端接口技术、控制电源技术[等。

其中，多屏幕应用技术包括了用于多屏幕观赏的图像放大技术、遥控号码指定技术、RGB 有源直通连接技术等。

PDP性能增强技术是诸多PDP生产公司为了提高等离子屏的工件性能而开发的新技术，包括等离子真实还原技术、对比度自动跟踪技术、逐行扫描技术等。

视端接口技术是继松下公司向市场推出世界上首台支持BS数字广播电视及110°CS数字广播电视两种制式的PDP电视机TH-42PX10之后，先锋、富士通和东芝以及国内许多公司也陆续采用的新技术，并且各自推出了内置电视调谐器的新机型。

控制电源技术包括待机电源技术、逻辑电源技术、驱动电源技术、音频电源技术、维持电源技术、寻址电源技术、建立电源技术和扫描电源技术等。

3 等离子体显示技术的发展趋势

虽然目前等离子体显示技术水平有了很大提高，但仍存在着一些问题，主要是：产品功耗、成本过高；分辨率、对比度、发光效率有待提高等。针对这些问题，可以预见等离子体显示技术的发展趋势：

3.1 采用高效、节能PDP显示屏制造技术

缩短工艺处理时间，降低制造能源消耗，降低材料成本，采用大尺寸玻璃板多面取技术，使40英寸级PDP电视的价格从目前大约65美元/英寸降低到40美元/英寸。

3.2 降低PDP产品的功耗

优化产品结构设计和电路设计，使40英寸级PDP产品功耗从目前300W左右降低到200W 以下，甚至接近100W。

3.3 提高PDP产品的发光效率

富士通公司研究资料表明，通过放电气体和电极结构的改善，可使发光效率从目前的1.8lm/W提升至2.5lm/W。驱动电压波形的改善约可提升1.6倍，荧光粉的改善可提升1.1倍，障壁的改善可提升1.2倍，合计可使发光效率达到5lm/W。

3.4 提高PDP产品显示画面质量

目前彩色PDP产品的R、G、B视频信号大多为8位，发展趋势是采用10位或者12位视频信号，显著提升PDP产品的彩色和灰度再现能力。虽然彩色PDP的暗室对比度已达10000：1，但明室对比度一般在100：1以下，需要进一步提高。

3.5 提高40英寸级高分辨率PDP产品市场竞争力

随着高清晰度电视产业的发展，40英寸级高分辨率PDP产品将成为等离子体电视的发展重点，但需要解决价格偏高的问题。

三、总结

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关等离子和液晶显示方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!