Принцип работы и устройство цветных плоских плазменных панелей PDP (Plasma Display Panel)

ЛЕКЦИЯ 8

Плазменные панели - одно из самых перспективных направлений в области средств отображения с точки зрения достижения высоких характеристик качества. Поэтому рассмотрим их подробно.

Начнем с того, что напомним постулаты Бора по поводу излучения света атомом (Рис. 1).

• Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состояний.
• При переходе электрона с орбиты на орбиту излучается или поглощается квант энергии h ν = E_n − E_m, где E_n; E_m — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего на нижний уровень энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается.

Иными словами.

1. Атомная система может находиться только в особых стационарных квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия, в стационарных состояниях атом не излучает.

2. Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией, в стационарное состояние с меньшей энергией. При этом энергия испущенного атомом фотона равна разности энергий стационарных состояний (Рис. 1).

+Ze –заряд атомного ядра hν - квант энергии

Квант энергии hν = E_n3 − E _n2, где E_n3 и E _n2 — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход.

Рис. 1. Излучение света атомом

На этих основополагающих принципах квантовой механики основано устройство и работа плазменной панели.

В отличие от других типов мониторов, внутри плазменной панели нет электронных трубок, жидких кристаллов, мощных ламп и оптики. Там присутствуют газ, ультрафиолет, электричество, и собственно, сама плазма. Каждый маленький пиксель в плазменной панели представляет собой своеобразную «люминесцентную лампу». При этом пиксель состоит из трех ячеек, соответствующих первичным цветам - красному, зеленому и синему (Рис. 2).

Рис. 2. Структура пикселя из трех ячеек, соответствующих первичным цветам - красному, зеленому и синему

На Рис. 2 цифрами 1 и 5 обозначены электроды, 2 и 6 - стеклянные пластины (передняя и задняя часть панели), зазор между ними составляет приблизительно 0,1 мм, 3 - область разряда, 4 - люминофор.

При подаче напряжения на электроды ячейки заполняющий ее инертный газ переходит в состояние проводящей плазмы и излучает ультрафиолет. Поток же ультрафиолетового излучения вызывает свечение люминофора, нанесенного на флюоресцирующее покрытие ячейки. Цвет свечения люминофора определяется его химическим составом. Однако, помимо цвета, другой важной характеристикой люминофора является его световая отдача. Именно она показывает, какой процент ультрафиолета эффективно преобразуется в световой поток.

При изготовлении люминофора производители используют различные инновационные технологии, стараются стабилизировать выгорание, повысить световую отдачу, улучшить параметры ультрафиолетового излучения.

Итак, принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения. В свою очередь это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напряжением образуется проводящий "шнур" (Рис. 2), состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы). Поэтому-то газоразрядные панели, работающие на этом принципе, и получили название "газоразрядных" или "плазменных" панелей.

Для того чтобы "зажечь" пиксель, на ортогональные электроды, в точке пересечения которых находится нужный пиксель, подается высокое переменное напряжение прямоугольной формы. Газ в ячейке отдает большую часть своих валентных электронов, и переходит в состояние плазмы.

Происходит разряд: часть заряженных ионов отдает энергию в виде излучения квантов света в ультрафиолетовом диапазоне (в зависимости от газа). В свою очередь флюоресцирующее покрытие, находясь в зоне разряда, начинает излучать свет в видимом диапазоне, который и воспринимает наблюдатель. 97% ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается наружным стеклом. Яркость свечения люминофора определяется величиной управляющего напряжения.

Схема устройства панели показана на Рис. 3. Так называемые - дисплейные электроды (ионизирующие и развертки) - полупрозрачные, они нанесены на поверхность внешнего стекла, а от ячейки отделены тонким слоем диэлектрика. На них подается переменное напряжение, под воздействием которого возникает слабый тлеющий разряд без образования плазмы. Он-то и подготавливает ячейку для «поджога», чем позволяет существенно снизить время реакции.

При подаче управляющего электрического сигнала на расположенный в глубине ячейки адресный электрод происходит инициация сильного разряда с образованием холодной плазмы между дисплейными электродами. В результате, обеспечиваются долговечность и малое время отклика.

Дата добавления: 2014-01-05