等离子显示屏辉光放电、发光原理

　　彩色ac-pdp显示屏利用含有混合气体放电产生的紫外光，激发r、c、b三基色荧光粉发光，再利用人眼的视觉惰性、荧光粉的余辉时间，就可以显示一幅彩色艳丽的图像。稀有混合气体的组成成分、配比、充气压强、极间距离、荧光材料的发光特性，对彩色ac-pdp的亮度、功耗、色纯等有很大影响。
　　
　　1．气体放电过程
　　
　　气体放电有非自持放电和自持放电，由非自持放电到自持放电的过程称为气体击穿和着火过程。20世纪初，汤生建立了气体击穿理论。为了描述气体放电过程中的电离现象，汤生提出了三种电离过程，并引出了三个相应的电离系数：
　　
　　汤生第一电离系数a:是指每个电子在沿电场反方向运行单位距离过程中，与气体原子发生的碰撞电离次数；汤生第二电离系数p:是指一个正离子沿电场方向运行单位距离产生碰撞电离次数；汤生第三电离系数1：表示一个正离子打到阴极表面时产生的二次电子发射数。
　　
　　由于上述碰撞电离过程发生，在放电空间新产生的电子数和离子数将大量增加，但由于离子碰撞气体原子的电离几率很小，可以认为汤生第二电离系数β=0。这样，空间新产生的离子数也就是打上阴极的离子数，根据汤生第三电离系数的定义，这些正离子打上阴极又会产生“二次”电子发射。
　　
　　由此可知，外界电离因素使阴极表面在单位时间、单位面积上产生电子发射，由于汤生第一电离效应，电子在电场作用下，对气体分子发生碰撞电离，这种空间电离的雪崩过程，使气体中的电子、离子数大量增加，新产生的离子打上阴极又引起新的“二次”电子发射，从而使阴极发射增强。同理，阴极发射的电子在空间又雪崩式的增长，新产生的离子又返回阴极产生“二次”电子发射，如此不断地雪崩式的增长，阴极“二次”电子发射也不断增强，使气体导电率不断增加，到一定程度，这种放电过程就变为自持放电，下图是几种气体的巴邢曲线。
　　
　　19世纪末巴邢(paschen)在测量气体着火电压的大量实验中发现：在冷阴极及均匀电场条件下，着火电压vf随放电管内pd的乘积而变化，并不是分别随p和d而变化。这里p是气体压力，d是两平板电极间的距离。并且还发现，着火电压随pd变化，有一个最小值vfmi。存在，着火电压vf随pd变化的规律称为巴邢定律，下图称为巴邢曲线。

　　
　　当气压p不变，极间距离由小变大时，电场e减小，汤生第一电离系数a变小，但ad的乘积可能增大也可能减小，因此存在最佳放电状态。
　　
　　当极间距离d不变，而气压p增大时，电子在一个自由程中获得的能量减小，电离几率下降，这对放电不利；另一方面，由于气体压力增大，电子在极间发生碰撞的总数增大，也存在最佳放电状态。
　　
　　由此可见，当pd乘积发生变化时，一方面因电离碰撞次数增多，有利于放电发生；另一方面，又可能因电子在一个自由程中获得的能量减小，不利于放电的发生。综合两方面的影响因素，在pd值较小段，随着pd值增大，对放电有利为主要影响因素，其着火电压vf随pd增大而下降；在pd较大段，随着pd增大，对放电不利为主要影响因素，其着火电压vf随pd增大而上升，因此存在最小着火电压vfmin。
　　
　　影响气体放电着火电压的主要因素，除pd值之外，还有惰性气体的种类和成分、阴极材料和表面状况、电场分布以及辅助电离源。
　　
　　2．放电气体对着火过程的影响
　　
　　不同组成部分的放电气体的着火电压、放电电流、辐射光谱分布和强度不同，造成彩色ac-pdp的工作电压、功耗、色度等存在较大差异。为了使彩色ac-pdp具有优良的显示特性，必须选择合适的放电气体。
　　
　　对放电气体的主要要求是：
　　
　　(1)着火电压低。
　　
　　(2)辐射的真空紫外线光谱与荧光粉的激发光谱相匹配。

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