光电显示技术实验讲义.doc

实验一有机发光器件（OLED）参数测量一、实验目的：1. 了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性；2. 掌握OLED性能参数的测量方法；二、实验原理简介：1979年，柯达公司华裔科学家邓青云（Dr. C. W. Tang）博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光，对有机发光器件的研究由此开始，邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display，中文名有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。 图1：OLED结构示意图与LCD相比，OLED具有主动发光，无视角问题，重量轻，厚度小，高亮度，高发光效率，发光材料丰富，易实现彩色显示，响应速度快，动态画面质量高，使用温度范围广，可实现柔软显示，工艺简单，成本低，抗震能力强等一系列的优点。如果一个有机层用两个不同的有机层来代替，就可以取得更好的效果：当正极的边界层供应载流子时，负极一侧非常适合输送电子，载流子在两个有机层中间通过时，会受到阻隔，直至会出现反方向运动的载流子，这样，效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后，产生细小的亮点，就能发光。如果有三个有机层，分别用于输送电子、输送载流子和发光，效率就会更高。为提高电子的注入效率，OLED阴极材料的功函数需尽可能的低，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极，也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li)，功函数分别为3.7eV和3.2eV，合金阴极可以提高器件的量子效率和稳定性，同时能在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。此外还有层状阴极和掺杂复合型电极。层状阴极由一层极薄的绝缘材料如LiF, Li2O，MgO，Al2O3等和外面一层较厚的Al组成，其电子注入性能较纯Al电极高，可得到更高的发光效率和更好的I-V特性曲线。掺杂复合型电极将掺杂有低功函数金属的有机层夹在阴极和有机发光层之间，可大大改善器件性能，其典型器件是ITO/NPD/AlQ/AlQ（Li）/Al，最大亮度可达30000Cd/m2，如无掺Li层器件，亮度为3400Cd/m2。为提高空穴的注入效率，要求阳极的功函数尽可能高。作为显示器件还要求阳极透明，一般采用的有Au、透明导电聚合物（如聚苯胺）和ITO导电玻璃，常用ITO玻璃。载流子输送层主要是空穴输送材料（HTM）和电子输运材料(ETM)。空穴输送材料（HTM）需要有高的热稳定性，与阳极形成小的势垒，能真空蒸镀形成无针孔薄膜。最常用的HTM均为芳香多胺类化合物，主要是三芳胺衍生物。TPD：N，N-双（3-甲基苯基）-N，N-二苯基-1，1-二苯基-4，4-二胺NPD: N，N-双（1-奈基）-N，N-二苯基-1，1-二苯基-4，4-二胺。电子输运材料(ETM)要求有适当的电子输运能力，有好的成膜性和稳定性。ETM一般采用具有大的共扼平面的芳香族化合物如8-羟基喹啉铝（AlQ），1，2，4一三唑衍生物（1，2，4-Triazoles，TAZ）,PBD，Beq2，DPVBi等，它们同时又是好的发光材料。 OLED的发光材料应满足下列条件：1）高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布400-700nm可见光区域。2）良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴或两者兼有。3）好的成膜性，在几十纳米的薄层中不产生针孔。4）良好的热稳定性。按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两大类：1) 高分子聚合物，分子量10000-100000，通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子有机化合物差。2) 小分子有机化合物，分子量为500-2000，能用真空蒸镀方法成膜，按分子结构又分为两类：有机小分子化合物和配合物。有机小分子发光材料主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题，导致发射峰变宽或红移，所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料，应满足以下条件：a. 具有高的荧光量子效率b. 染料的吸收光谱与主体的发射光谱有好的重叠，即主体与染料能量适配，从主体到染料能有效地能量传递； c. 红绿兰色的发射峰尽可能窄，以获得好的色纯；d. 稳定性好，能蒸发。红光材料主要有罗丹明类染料，DCM，DCT，DCJT，DCJTB，DCJTI和TPBD等。绿光材料主要有香豆素染料Coumarin6，奎丫啶酮（quinacridone, QA），六苯并苯(Coronene)，苯胺类(naphthalimide)。蓝光材料主要有N-芳香基苯并咪唑类；1，2，4-三唑衍生物（TAZ）；1，3-4-噁二唑的衍生物OXD-（P-NMe2）；双芪类(Distyrylarylene)；BPVBi。金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性，被视为最有应用前景的一类发光材料。常用金属离子有：Be2+ Zn2+ Al3+ Ca3+ In3+ Tb3+ Eu3+ Gd3+等。主要配合物发光材料有：8-羟基喹啉类，10-羟基苯并喹啉类，Schiff碱类，-羟基苯并噻唑（噁唑）类和羟基黄酮类等。三、实验装置：图5：OLED特性测量装置图四、实验内容及步骤：1. 将OLED模块固定于光学平台之上，将光电二极管（Si-PD）正对OLED固定，要求Si-PD受光面距离OLED显示屏10mm。2. 按以下要求连接线路： a) 将OLED控制端子（DB9）连接至主机LDC1输出；b) 将OLED电压输入端子（红）连接至主机PSG输出；c) 将OLED电流信号输出连接至主机PD输入；3. 打开主机电源，按以下要求设置参数：a) 设置PSG工作模式为低压电源模式(LVS)；b) 设置PD工作模式为直流电流计模式(ADC)，量程(RTO)切换至10mA；4. 从0V到12V每隔0.5V测一个点，记录相应的OLED电压V和电流I，作OLED IV 特性曲线。5. 将Si-PD输出信号连接至主机PD输入，PD量程(RTO)切换至1mA，从0V到12V每隔0.5V测一个点，记录相应的输出光功率信号P，作OLED的PI特性曲线。实验二光电显示技术综合实验注意事项：系统内含有高压电路，上电后注意安全。一、实验目的：1. 了解阴极射线显像管（CRT）的工作原理；2. 了解电子枪及电子透镜的工作原理和控制方法；3. 掌握阴极射线显像管相关特性参数的测量方法；4. 了解辉光放电与等离子体显示器件的物理基础；5. 掌握辉光放电与等离子体显示器件相关特性参数的测量方法；二、实验原理：（一）、CRT部分：阴极射线管显示装置的核心部件是CRT显像管。CRT显像管使用电子枪发射高速电子，由垂直和水平的偏转线圈控制电子的偏转角度，高速电子击打屏幕上的荧光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。阴极射线显像管主要由电子枪、偏转线圈、荧光粉层及玻璃外壳几部分组成，彩色显像管还含有荫罩或荫栅等部件。图1： 电子枪结构示意图1. 电子枪电子枪处于外壳尾部的细圆柱形管内，它由阴极、栅级、第一阳极(加速极)、第二阳极(高压极)和第三阳极(聚焦极)五部分组成。1）阴极是旁热式的，其外形是个圆桶，阴极表面涂有能发射电子的氧化物，阴极筒内装有加热灯丝。当灯丝通电后，烤热阴极表面氧化物，使之发射电子，发射电子的数目受栅极的电压控制。2）控制栅极(G)又称调制极，套在阴极的外面，呈圆桶形。圆桶的顶端有一个直径为0.60.8mm的小圆孔供热电子射出。控制栅极离阴极很近，改变控制栅极和阴极的电压就可以控制电子束的强弱，从而达到控制显像管亮度的目的。CRT在阴极电压一定时，栅极、阴极之间的电压与阴极束电流关系曲线称为调制曲线，如图2所示。满足：I束=K(Egk-Egk0)其中：K为比例系数，与电子枪有关；Egk0为截止栅压；Egk为实际的栅偏压；是表征显像管特性的个参数，一般在2.23之间。 图2：显像管调制特性曲线 图3：灰度失真控制栅压越负，束电流越小；控制栅压负至一定值(Egk=Egk0)时，束电流为零，此时的栅压称为截止栅偏压(截止电压),荧光屏因束电流等于零而无光；反之，控制栅的电压逐渐提高，束电流按指数曲线上升，荧光屏的亮度也随之增加。由于的存在，造成亮度、灰度等级变化失真，黑色压缩，白色扩张，如图3所示。重现图像时，进行校正放大处理，使发送和接收综合特性成为线性。图中静态工作点的电压由亮度调节电路提供。在电子束行、场扫描逆程回扫期间，由于应该使电子束流截止，此时栅负压应该低于截止电压。由截止电压到电子束流为100150uA的栅阴极电压范围，叫做最大调制量。显像管的最大调制量越小，所需的视频信号峰峰值也越小。可见，最大调制量越小越好。值得注意的是，最大调制量会随着加速极电压降低而减小，但是加速极电压降低时，会使屏幕亮度下降。3)加速极(A1)。加速极处于控制栅的前面，它也是一个顶部开有小孔的金属圆桶。在加速极上通常加有几百伏的正电压它的作用是把电子从阴极表面拉出来，向荧光屏方向运动，形成一束电子流，加速轰击荧光屏。4)高压阳极(A2，A4)。高压阳极分为两部分，中间用金属条相连，若将靠近加速极的一极称为第二阳极(A2)，另一极则称为第四阳极(A4)。第四阳极与管壁内的石墨导电层用弹性金属片相连接，石墨导电层又与高压电极相连接。高压阳极上加有916kV电压，由于阳极高压的电压高，不宜在管角处引出，而是从玻璃锥体侧面的电极引出。阳极高压使电子加速至极高的速度冲射到荧光屏上。5)聚焦极(A3)。因为电子束流横截面积的大小确定了重现图像的像素的大小，而电子束流是由带负电的电子组成的，电子之间的相互排斥则有自然散焦的趋势。聚焦极的作用就是将电子束流聚拢成很细的一束射向荧光屏。聚焦极位于两节高压阳极之间，它是一个直径较大的金属圆桶，其上加有数百伏的可调电压，调整此电压大小，就可以改变它与高压阳极之间非均匀分布的聚焦电场，使电子束聚拢成一细束，荧光屏上呈现一细点，使图像最清晰。由于电子束的聚焦恰似光线经光学透镜而聚焦，因此又常将电子聚焦系统称为电子透镜。图4：电子枪第一和第二电子透镜(预聚焦透镜)在电子枪中，由于各极电压不同，共有三只电子透镜，第一只是由阴极K、控制栅极G第一阳极A1形成的，由于第一阳极电压比阴极高得多，因此等位面穿过栅孔向阴极方向凸出，把由阴极发出的电子在穿过栅极孔之后会聚成一点，但经过这点之后又重新发散开了。如图4的左半部所示。第二只透镜是由第一阳极A1与第二阳极A2（即高压电极的一半）所形成的，由于第二阳极比第一阳极电压高得多，所以其电场分布如图4的右半部所示。这是一个会聚透镜，在电子枪中把它叫做预聚焦透镜。它的作用是把离开第一透镜的发散电子束，预聚到与管轴平行的方向上来。这样做既可以使显像光点变小，又可以减少电子束在偏转磁场中的直径，从而减少偏转像差，使屏幕中心和边缘聚焦比较一致。第三只透镜是聚焦电极A3和第四阳极A4所构成的聚焦透镜，是电子聚焦的主要透镜。其电场分布如图5所示。图5：电子枪聚焦透镜第三电子透镜(主聚焦透镜)图6：电子聚焦过程由图可知，当电子以很高的速度射入此聚焦透镜时，首先受到会聚场的作用，但作用时间很短，随后进入发散场，电子速度减慢下来，当进入到聚焦电极右侧时，又受到会聚场作用，此时电子速度最低，会聚作用最强，最后又以高速进入发散场。因此总的看来，会聚作用远大于发散作用，此透镜是一会聚透镜，又称作聚焦透镜。改变聚焦电极上的电压可以调节电子束的聚焦点，如图6所示。聚焦电极的电位越低，聚集作用越强。高压阳极(第二、第三阳极)所加电压最高，一般有9-16kV，不同显像管所加的阳极高压不同，屏幕尺寸越大所加的阳极高压越高。阳极高压低于规定值时，电子速度较小，屏幕的发光亮度下降，在同样的偏转磁场作用下，电子束的偏转角将加大，从而图像的尺寸将扩大。反之，当阳极高压偏高时，亮度提高，图像尺寸缩小。2. 玻璃外壳玻璃外壳包括管颈、玻璃锥体和屏面玻璃三个部分。管颈是一个细长的玻璃管子，里面装有电子枪。屏面玻璃内表面沉积了一层荧光粉膜，厚度约10um，通常称为荧光屏，俗称荧幕。在荧光膜上还蒸镀了一层1um厚的铝膜导电层。电子束可穿过铝膜，轰击荧光屏发光。玻璃锥体把屏面玻璃和管颈连接起来，里面抽成高度真空。锥体张开角的大小决定了电子束偏转的最大角度。锥体的内、外壁涂有石墨导电层，内壁石墨导电层与高压阳极、荧光屏铝膜相连，并在锥体侧面安有个金属高压插座以接高压，从而使锥体内整个空间成为一个等位空间，高速电子一旦进入此空间则匀速前进到达荧光屏。锥体外壁石墨导电层与电视机的地线相接以实现电屏蔽。内、外导电层以锥体玻璃作为介质形成一个500-1000pF的电容，此电容正好作为阳极高压整流器的滤波电容。3. 荧光屏显像管屏幕从正面看近似长方形，其宽、高比约4:3。国产黑白电视机习惯上以荧幕对角线的长度尺寸作为分类标准。电子枪产生电子射束，以很高的速度轰击荧光屏，屏上的荧光粉受到电子轰击后发光。其发光强度主要决定于荧光粉的发光效率、电子轰击荧光屏的速度以及电子束电流的强度。电子束电流越大，荧光屏越亮；反之，荧光屏越暗。荧光屏在电子轰击下发光，停止轰击后亮度并不立即消失，而是逐渐暗下来，荧光粉的这种特性叫余辉特性。不同荧光粉余辉时间不同。电视显像管属于中短余辉，余辉时间lms左右。荧光屏的荧光膜镀了一层lum厚的铝膜，铝膜与内石墨导电层相连。电子射束可穿过铝膜，轰击荧光膜发光。光亮如镜的铝膜将光线反射向管外，增加了荧幕亮度，同时保护荧光膜免受负离子的轰击(因为离子的质量大、速度慢，很难穿过铝膜)，防止产生离子斑。4. 偏转系统偏转系统是控制电子束作扫描运动的部件，主要由偏转线圈和中心调节器组成。1) 偏转线圈包括行偏转线圈和场偏转线圈，它们套在玻璃外壳的锥体与管颈的连接处。在偏转线圈中流过锯齿波电流的时候，就形成线性变化的偏转磁场，使显像管电子枪发射的电子束从左到右、自上而下地扫描，在屏幕上形成光栅。(1)电磁偏转基本原理电子束的偏转方式有两种：静电偏转和电磁偏转。由于电磁偏转容易实现大角度的偏转，一般的显示器都采用电磁偏转。电磁偏转的基本原理是，在偏转线圈中流过电流时将产生磁场，电子枪发射的电子束通过偏转磁场时受到力的作用而发生偏转，其受力的方向可由左手定则来确定。电子束偏转角度的大小与流过偏转线圈中电流的大小成正比。为了使电子束在荧光屏上做均匀的水平扫描运动，行偏转线圈中的电流就必须是良好的锯齿波电流，如图7所示。在点a时，偏转电流为负的最大值，使电子束偏转达到屏幕的左边缘。由a到b，偏转电流由负的最大值逐渐减小为零，它产生的磁场也减小到零，电子束偏转角度随着减小而回到屏幕的的中央。由b到c，偏转电流逐渐增加到正的最大值，电子束从屏幕的中央向右偏转到右边缘。总之，由a经b到c，偏转电流线性增加，使电子束从屏幕左边缘向右边缘偏转，完成了行扫描的正程，时间约为52uS。由c经d到e，偏转电流又由正的最大值减小为零至负的最大值，使电子束从右边缘回到左边缘，完成行扫描的逆程，时间约为12uS。整个行扫描周期为64uS。TH=THS+THR=52uS+12uS=64uS图7: 行扫描原理图如果将图7所示的磁场方向转一个90角，电子束就上下偏转进行场扫描。因此，行、场扫描的偏转磁场是互相垂直的。要使电子束在荧光屏上均匀地做垂直扫描，则在场偏转线圈中也应该流过锯齿波电流，不过它的周期是20mS，其中逆程约占16mS，如图8所示。TV=TVS+TVR=18.4mS+1.6mS=20mS图8: 场扫描原理图电子束行、场扫描的结果，在荧光屏上形成光栅。行、场偏转线圈中锯齿波电流分别是由行、场扫描电路提供，行、场偏转电流必须是线性良好，幅度足够，而且经行、场同步信号同步的锯齿波电流。(2)偏转线圈的结构偏转线圈主要由磁环和行、场两组线圈组成。行偏转线圈分成两部分，放在显示器管颈接近圆锥体部分。行偏转线圈平面是水平放置的，它产生的磁场是垂直方向的，因此使电子束做水平方向的偏转。场偏转线圈是绕在磁环上的，在线圈中流过电流时形成磁场的情况如图9所示，它形成的磁场是水平方向的，因此使电子束作垂直方向的偏转。行、场偏转线圈组装在一起套到显示器管颈上。图9: 场偏转线圈形成的磁场及其组成对偏转线圈的主要要求是偏转效率高及使光几何失真小。偏转效率高是指只要较小的偏转功率就可以达到满幅光栅。几何失真分枕形失真、桶形失真、平行四边形失真和梯形失真等。图10说明了枕形失真及桶形失真的原因。因为电子束偏转方向与磁场方向是垂直的，如果磁场方向不规则，不均匀，那么光栅就会变形。例如磁力线中间疏边缘密，电子束在中间时偏转小，两边偏转大，就形成枕形失真；如磁力线中间密，两边疏，则电子束在中间偏转大，两边偏转小，形成桶形失真。如果偏转线圈太靠后了而没有紧贴到圆锥部分上，边缘部分电子束被玻璃壳圆锥部分挡住，那就可能出现荧光屏四角有暗角的情况。图10: 桶形失真和枕形失真3) 中心调节器中心调节器一般放在显像管偏转线圈后面，它由两片充有磁性的铁钴钒薄圆片组成，如图11所示。中心调节器的作用是产生一个附加磁场，使电子束发生固定偏移，用来校正光栅中心和屏幕中心的不一致，当改变两片圆片磁性之间的夹角或改变磁性所在位置时，可改变附加磁场的强弱和方向，使整个光栅中心在一定范围内上下、左右移动，直至光栅中心和屏幕中心重合。图11： 中心调节器显示器的光性能参数包括光点聚焦、亮度、分辨率等。1 聚焦光点大小因为光点直径决定像素的大小，所以光点直径越小越好，一般要求直径略小于0.2mm。2 最大亮度一般为150cd/m2，并且要求荧光屏各部分的亮度均匀。亮度应满足白天室内观看的需要，并且要求对比度大，灰度等级不小于七级。3 分辨率指分辨图像细节的能力。通常以能分辨清楚的线数多少来表示，能分辨清楚的线数越多越好。沿着垂直方向的分辨能力称为垂直分辨率，对于625行的隔行扫描来说，由于在有50行的场回扫期间不传送图像，有效行数仅575行。因此，在电子束聚焦良好的条件下，垂直分辨率最多也只能是575钱。沿着水平方向的分辨能力称为水平分辨率，影响水平分辨率的因素很多。水平分辨率在屏幕中心部分一般为550600线，四角及边缘部分的分辨率会差一些，般为450500线。分辨率越高，图像越清晰。图像的清晰度也体现在显像管重显图像能分清的最高线数，它是由多方面因素决定的一个重要指标。另外，对显示器发光的色调等也有要求，例如黑白显示器一般要求光栅为自然光色调。（二）、PDP部分：等离子显示器(PDP) 出现于20世纪60年代，属于冷阴极放电管，利用加在阴极和阳极间的电压，激励气体等离子产生辉光放电来显示图像。20世纪90年代诞生了等离子全彩色显示器，它通过气体放电发射的真空紫外线，再去激活屏幕上的红、绿、蓝三基色荧光粉，实现彩色显示，放电气体一般都选用含氙的稀有混合气体。电流通过气体的现象称为气体放电或导电，图1所示为气体放电的伏安特牲曲线。图1： 气体放电的伏安特性OA段：极间电压很低，空间带电粒子浓度末变，未产生明显放电现象，主要由漂移运动而形成。放电电流与离子迁移速度成正比(即正比电压)。AB段：极间产生所有带电粒子，电流饱和不变(两端电压增加)。BC段：极间电压增加，电子碰撞电离，汤生放电(非自持暗放)。电流增大。CD段：极间电压为Vf，电流迅速增大，产生微弱闪光辐射，C点电压Vf为击穿电压，或着火电压，CD段自持暗放电。DE段：若R选择过小，电流急剧增大，产生较强辉光辐射，为不稳定过渡区域。EF段：极间电压几乎稳定，进入正常辉光放电区域，电流陡增。FG段：极间电压增加，电流继续增加，辉光布满整个阴极表面，进入反常辉光放电区域，阴极出现溅射现象。GH段：R减小，放电电流急速增大，极间电压迅速下降，马上进入弧光放电，也称为反常辉光放电。等离子体显示器件按工作方式分为直流、交流和交直流混合三种类型。直流等离子体显示板（DC-PDP）的阴极和阳极直接暴露在气体放电空间，工作时，在电极上加直流脉冲电压，使气体放电发光。图2是DC-PDP早期的代表性器件，图3是DC-PDP矩阵结构，都采用刷新工作方式。图2：直流气体放电管 图3：矩阵结构DC-PDP彩色AC-PDP的发光过程包括两个过程：气体放电过程和荧光粉发光过程。气体放电过程利用稀有混合气体在外加电压的作用下产生放电，使原子受激而跃迁，发出真空紫外线，紫外线激发荧光粉再发射出可见光。AC-PDP和DC-PDP在结构上的最大区别，是在电极上覆盖了介质层：此介质层可以把电极与放电等离子体隔开，限制放电电流无限增大，同时保护电极，限流电阻无需在每个单元上都制作，此外，还可以把气体放电产生的电荷存储在介质壁上，有利于降低放电的维持电压。图4：AC-PDP的驱动波形和壁电荷的变化以对向放电型结构为例，AC-PDP的放电过程在两组电极之间进行。图5所示为电极交流驱动波形和相应的壁电荷的变化情况。在电极间加维持脉冲时，因其电压幅度VS小于着火电压Vf，故此单元不发生放电，当在维持脉冲间隙加上一个幅度大于着火电压Vf的书写脉冲Vwr后，该单元开始放电发光。放电形成的正离子和电子在外电场的作用下，分别向瞬时阴极和阳极移动，并在电极表面涂盖的介质层上累积形成壁电荷，从而形成壁电压VW，其方向与外加电压方向相反。因此，这时加在单元上的电压是外加电压V和壁电压的叠加，当其低于维持电压下限时，放电过程就会暂时停止。而当电极外加电压反向后，该电压与壁电压同向，叠加后的幅度大于Vf时，又会放电、发光，然后又重复上述过程。单元一旦放电着火，就可由维持脉冲电压维持放电，所以AC-PDP具有存储性。如果需已发光单元停止放电，可在维持脉冲间隙施加一个擦除脉冲Ve，脉宽比维持脉冲窄得多(或电压低)，使气体产生一次微弱放电以中和壁电荷，使放电过程结束。AC-PDP在维持脉冲的每个周期内产生两次放电发光，即继续发光。因此，维持脉冲的频率在10kHz以上时，AC-PDP每秒钟至少发光20万次，这已超过人眼视觉的极限频率(闪烁频率50Hz)。彩色AC-PDP利用混合稀有气体放电产生紫外线来激发三基色荧光粉发光，这与荧光灯的发光原理相似。稀有混合气体的组成成分、配比、充气压强和荧光粉材料的发光特性对AC-PDP的亮度、发光效率和色纯有很大的影响。因此，着重在于合理选择放电气体的组成部分。一般采用三元混合气体，如(He-Ne-Xe)氦-氖-氙。而采用的荧光粉是用真空紫外线激发的光致荧光粉，具体要求：在真空紫外线的激发下，发光效率高；色饱和度高，色彩多；余辉适宜；稳定性好；涂覆性能好；真空性能良好。彩色AC-PDP要实现图像的显示，首先需对显示屏上的显示单元根据显示数据进行选择，即寻址。选择要点亮的或不点亮的单元，在要点亮的单元中形成或保留壁电荷到维持期，使维持放电得以进行。在维持期，积累了壁电荷的单元就会发生维持放电，实现图像的显示。数据信号加在寻址电极A上，用来对矩阵单元进行寻址放电(x电极和y电极组成矩阵单元，它们作维持电极)。图5： 彩色AC-PDP的主要部件AC-PDP的结构如图5所示。其主要部件的功能和技术要求如下：1前后基板基板玻璃是AC-PDP各个部件的载体，除了要求其表面平整外，彩色AC-PDP基板玻璃的热稳定性对AC-PDP的性能质量起着非常重要的作用。为了提高AC-PDP基板的热稳定性，基板目前广泛采用PDP专用的钠钙玻璃，要求玻璃应变点的温度高，热膨胀系数与电极和介质材料相匹配。2透明电极为了减少对荧光粉发出可见光的阻挡，显示电极一般采用复合式的电极结构，即显示电极由较宽的透明电极和较细的金属电极构成。可采用氧化铟锡薄膜和Sn02薄膜。要求可见光透过率高、电导率高、刻蚀性能优良，与玻璃基板的附着力强。3汇流电极为了使透明电极在长时间的工作中导电性能保持不变，可在透明电极上加做一条金属电极，常用厚膜Ag电极，要求导电性能好，与透明导电薄膜附着力强，宽度较窄(小于10um)。4寻址电极AC-PDP的数据信号加在寻址电极上，用来对矩阵单元进行寻址放电。常用的寻址电极材料为厚膜Ag电极，要求其导电性能好，与基板玻璃的附着力强。5介质层在AC-PDP中，前后基板的电极上都涂覆有介质层，介质材料的选择应根据所使用的电极材料以及对绝缘性、透过率等的要求来选取。由于电极间加有较高的电压，对前基板的介质层，要求可见光的透过率高、耐电压、击穿强度高；对后基板的介质层，要求反射率高，与玻璃的附着牢固。6介质保护膜AC-PDP中介质保护膜的作用是延长显示器的寿命，增加工作电压的稳定性，并且能够显著降低器件的着火电压，减少放电的时间延迟。要求二次电子的发射系数高，表面电阻率及体电阻率高，耐粒子的轰击，与介质层的膨胀系数相接近，放电的延迟小。7荧光粉层荧光粉层的作用是将紫外线转变为可见光实现彩色显示。要求发光效率高，色彩的饱和度高，厚度均匀。8放电气体用于产生紫外辐射，要求着火电压低，真空紫外光谱辐射强度高，可见光强度低。9障壁在AC-PDP的器件中，障壁的作用主要有两点：一是保证两块基板问的放电间隙，确保一定的放电空间；二是防止相邻单元间的光点缠绕。对障壁的要求是高度一致、形状均匀，障壁宽度应尽可能的窄，以增大单元的开口率，提高器件的亮度。制作障壁的材料一般选用低熔点的玻璃，其热膨胀系数应与基板玻璃相匹配。三、实验装置： 四、注意事项：系统内含有高压电路，上电后注意安全。五、实验内容及步骤：1. 将CRT实验模块置于光学平台之上，将光电二极管（Si-PD）正对显像管屏幕固定，要求Si-PD受光面距离显像管屏幕30mm左右。CCD也固定于光学平台之上，盖上镜头盖。2. 按以下要求连接线路： a 将CCD视频输出连接至CRT视频输入（VIDEO）；b 将CRT阴极电压输入（K）连接至主机高压信号源输出（AMP.OUT）；c 将CRT阴极电流输出（IK）连接至主机光电信号检测器输入（PD1.IN）；d 将CRT电源输入（+12V、GND）分别连接至主机直流电源输出（+12V、GND）；3. 接通CCD电源，打开主机电源，按以下要求设置参数：a. 设置AMP工作模式为直流电压信号源模式(SVS)；b. 设置PD1工作模式为直流电流计模式(ADC)，量程(RTO)切换至1mA；c. 由17V开始增加阴极电压Uk，每隔1V测一个点，直至45V结束，记录各电压下的阴极电流I束（忽略符号），作I束Egk曲线，即CRT调制特性曲线，求截止栅偏压和最大调制量（对应I束为0100uA）。4. 将主机信号检测器输入（PD1.IN）改接至Si-PD电流输出，PD1量程(RTO)切换至100uA，由45V开始降低阴极电压Egk，每隔1V测一个点，直至17V结束，记录各电压下的屏幕亮度IP，作IPEgk曲线。5. 将主机高压信