本文采用基于動力學模型的OOPIC 仿真軟件模擬具有不同掃描電極寬度和蔭罩結(jié)構(gòu)的蔭罩式等離子顯示器( PDP) 放電單元內(nèi)的放電過程, 分析單元內(nèi)的條紋數(shù)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(jié)構(gòu)對陽極條紋的影響。結(jié)果表明, 掃描電極寬度增加, 放電單元內(nèi)的主放電區(qū)域增大, 條紋可分布空間壓縮, 條紋現(xiàn)象減弱。大小孔蔭罩結(jié)構(gòu)也會使條紋現(xiàn)象減弱。研究發(fā)現(xiàn), 蔭罩式PDP 結(jié)構(gòu)陽極條紋的分布區(qū)域與介質(zhì)層表面電荷積累的范圍密切相關(guān), 陽極條紋只出現(xiàn)在陽極表面介質(zhì)層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質(zhì)層無壁電荷積累的區(qū)域。

　　等離子體顯示器( PDP) 具有高亮度、高對比度、顯示純平面圖像無扭曲、可實現(xiàn)超薄設(shè)計和超寬視角等特點, 因此受到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。自20 世紀50 年代Burroughs 公司開發(fā)出用于數(shù)碼顯示的直流氣體放電管以來[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(jié)構(gòu)相繼問世, 蔭罩式PDP 就是其中一種。蔭罩式PDP 以金屬蔭罩代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絕緣介質(zhì)障壁[2] , 具有制作工藝簡單, 易于實現(xiàn)大批量生產(chǎn), 放電電壓低、亮度高、響應頻率快等優(yōu)點[3] , 這些優(yōu)點使得蔭罩式PDP 成為一種很具有市場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, 仍需要開展更多的深入細致的研究工作。現(xiàn)有很多與該技術(shù)相關(guān)的問題還有待解決, 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 放電單元陽極條紋現(xiàn)象的研究, 對改善其放電性能非常重要[4] 。

　　陽極條紋現(xiàn)象是指由于等離子體密度沿陽極分布不均勻, 等離子體顯示屏放電單元的發(fā)光出現(xiàn)明暗間隔的現(xiàn)象。研究條紋現(xiàn)象可以更深入的了解等離子體放電機理, 找出各參數(shù)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] 。陽極條紋已經(jīng)在很多實驗中被觀測到[7] , 不同放電單元結(jié)構(gòu),陽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(jié)構(gòu), 其條紋形成機理和特性還有待更深入、系統(tǒng)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(jié)構(gòu)對陽極條紋的影響, 也均需要進一步的探索和發(fā)現(xiàn)。

　　本文采用基于動力學模型的OOPIC 仿真程序模擬不同掃描電極寬度和蔭罩結(jié)構(gòu)下蔭罩式PDP放電單元內(nèi)的放電情況[9] , 研究掃描電極寬度和蔭罩結(jié)構(gòu)對條紋現(xiàn)象的影響, 結(jié)果表明, 掃描電極寬度和蔭罩結(jié)構(gòu)都會對陽極條紋產(chǎn)生影響, 增大掃描電極寬度和改變蔭罩結(jié)構(gòu)都有可能使得放電單元內(nèi)陽極條紋數(shù)目減少, 條紋現(xiàn)象減弱、甚至消失。陽極條紋出現(xiàn)區(qū)域與陰、陽極表面介質(zhì)層壁電荷積累情況密切相關(guān)。陽極條紋只出現(xiàn)在陽極表面介質(zhì)層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質(zhì)層無壁電荷積累的區(qū)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(qū)域變寬, 采用大小孔蔭罩結(jié)構(gòu)使得陽極表面介質(zhì)層有壁電荷積累的區(qū)域縮小, 兩種情況下陽極條紋的可分布區(qū)域均縮小, 條紋現(xiàn)象減弱。

1、 蔭罩式PDP 放電單元結(jié)構(gòu)

　　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(jié)構(gòu)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(gòu)成的放電單元結(jié)構(gòu)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(cè)為金屬蔭罩,熒光粉涂覆在蔭罩孔的內(nèi)表面, 由于蔭罩內(nèi)表面積有限, 并且其法向與前、后基板平行, 所以這種蔭罩結(jié)構(gòu)熒光粉轉(zhuǎn)化的可見光透過前基板的效率有限,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(jié)構(gòu), 這種結(jié)構(gòu)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(nèi)表面。

　　該結(jié)構(gòu)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(nèi)放電產(chǎn)生的光子將更容易透過前基板, 被人眼接收, 因此這種結(jié)構(gòu)更有利于提高等離子體顯示器的發(fā)光效率。本文采用動力學模型研究了不同電極寬度單元的放電特性以及陽極條紋變化情況, 結(jié)合放電單元壁電荷積累情況對結(jié)果進行分析。同時為了研究蔭罩結(jié)構(gòu)對陽極條紋的影響, 還比較了兩種蔭罩結(jié)構(gòu)的放電特性和陽極條紋。

4、結(jié)論

　　本文針對新型蔭罩式PDP 結(jié)構(gòu), 采用動力學模型模擬了電極寬度和蔭罩孔結(jié)構(gòu)對放電特性的影響, 詳細分析研究了陽極條紋的變化情況。結(jié)果表明, 掃描電極寬度的增加和大小孔的蔭罩結(jié)構(gòu)都使條紋分布空間變窄, 條紋數(shù)目減少, 甚至消失。其中掃描電極寬度增加, 使主放電區(qū)域增加, 條紋分布空間縮小, 從而使得條紋數(shù)目減少。而大小孔蔭罩結(jié)構(gòu)直接使陽極區(qū)域減小, 在相同主放電區(qū)域情況下,條紋分布空間縮小, 條紋數(shù)目減少。模擬結(jié)果還表明, 陽極條紋的分布與壁電荷積累情況密切相關(guān)。陽極條紋只出現(xiàn)在陽極表面介質(zhì)層有壁電荷積累,而對應的陰極表面介質(zhì)層無壁電荷積累的區(qū)域。蔭罩式PDP 結(jié)構(gòu)中, 陰極表面介質(zhì)層電荷積累范圍變寬, 或陽極表面介質(zhì)層電荷積累范圍減小, 均可導致條紋分布空間減小, 數(shù)目減少。