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構的蔭罩式等離子顯示器( PDP) 放電單元內的放電過程, 分析單元內的條紋數量、分布狀態和介質層表面壁電荷分布情況, 研究掃描電極寬度和蔭罩結構對陽極條紋的影響。結果表明, 掃描電極寬度增加, 放電單元內的主放電區域增大, 條紋可分布空間壓縮, 條紋現象減弱。大小孔蔭罩結構也會使條紋現象減弱。研究發現, 蔭罩式PDP 結構陽極條紋的分布區域與介質層表面電荷積累的范圍密切相關, 陽極條紋只出現在陽極表面介質層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質層無壁電荷積累的區域。

　　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、可實現超薄設計和超寬視角等特點, 因此受到工業界的廣泛關注。自20 世紀50 年代Burroughs 公司開發出用于數碼顯示的直流氣體放電管以來[1], 等離子體顯示技術得到了快速發展。各種等離子體顯示器結構相繼問世, 蔭罩式PDP 就是其中一種。蔭罩式PDP 以金屬蔭罩代替傳統的絕緣介質障壁[2] , 具有制作工藝簡單, 易于實現大批量生產, 放電電壓低、亮度高、響應頻率快等優點[3] , 這些優點使得蔭罩式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。現有很多與該技術相關的問題還有待解決, 例如蔭罩式PDP 發光效率的改善、功耗的減少等。而對于蔭罩式PDP 放電單元陽極條紋現象的研究, 對改善其放電性能非常重要[4] 。

　　陽極條紋現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光出現明暗間隔的現象。研究條紋現象可以更深入的了解等離子體放電機理, 找出各參數與放電效率的關系, 從而為提高其放電效率提供有效途徑[5-6] 。陽極條紋已經在很多實驗中被觀測到[7] , 不同放電單元結構,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構, 其條紋形成機理和特性還有待更深入、系統的研究, 放電單元電極形狀、特別是蔭罩式PDP 中特有的蔭罩結構對陽極條紋的影響, 也均需要進一步的探索和發現。

　　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構下蔭罩式PDP放電單元內的放電情況[9] , 研究掃描電極寬度和蔭罩結構對條紋現象的影響, 結果表明, 掃描電極寬度和蔭罩結構都會對陽極條紋產生影響, 增大掃描電極寬度和改變蔭罩結構都有可能使得放電單元內陽極條紋數目減少, 條紋現象減弱、甚至消失。陽極條紋出現區域與陰、陽極表面介質層壁電荷積累情況密切相關。陽極條紋只出現在陽極表面介質層有壁電荷積累, 而對應的陰極表面介質層無壁電荷積累的區域。增大掃描電極寬度使陰極表面介質層壁電荷積累的區域變寬, 采用大小孔蔭罩結構使得陽極表面介質層有壁電荷積累的區域縮小, 兩種情況下陽極條紋的可分布區域均縮小, 條紋現象減弱。

1、 蔭罩式PDP 放電單元結構

　　蔭罩式PDP 放電單元由掃描電極、介質層、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, 因此蔭罩結構的不同, 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成的放電單元結構示意圖。其中圖1(a) 的蔭罩孔為直孔, 截面圖中單元左右兩側為金屬蔭罩,熒光粉涂覆在蔭罩孔的內表面, 由于蔭罩內表面積有限, 并且其法向與前、后基板平行, 所以這種蔭罩結構熒光粉轉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光效率。圖1( b) 的蔭罩孔為大小孔結構, 這種結構下介質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表面。

　　該結構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, 單元內放電產生的光子將更容易透過前基板, 被人眼接收, 因此這種結構更有利于提高等離子體顯示器的發光效率。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, 結合放電單元壁電荷積累情況對結果進行分析。同時為了研究蔭罩結構對陽極條紋的影響, 還比較了兩種蔭罩結構的放電特性和陽極條紋。

4、結論

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