高Xe等离子体平板光源的研究

摘要

高Xe等离子体平板光源是一种采用氚氖混合气体放电的新型平板光源，具有无汞污染、白场均一性好、稳定性好、响应速度快等优点。高Xe等离子体平板光源用途广泛，除了应用在显示、照明方面，另外还可以应用在表面处理等方面，有着广阔的前景。本论文针对该类光源的亮度和发光效率进行重点研究，以改善其特性。
　　 本文结合等离子体放电原理，理论上重点分析了高Xe条件下等离子体光源的工作原理。采用粒子网格.蒙特卡罗碰撞(PIC-MCC)数值模拟方法，对放电单元模型的放电过程进行模拟，分析了电极间距和氙含量对放电特性的影响。结果表明：长电极间距、高氙含量能很好的改善放电性能。在理论分析的基础上设计出电极结构，制备不同工艺参数的屏。通过改变电极间距、Xe含量，研究该类参量对等离子体平板光源的亮度及发光效率的影响。
　　 本文制备了电极间距为2mm、4mm的等离子体平板光源，并对2mm电极间距的光源，研究了高Xe对发光特性的影响，着重对40％，50％，60％Xe含量进行研究。研究表明，提高Xe含量对亮度和发光效率都有所改善，60％Xe含量的亮度和发光效率是40％Xe的近3倍。同时增长电极间距可以提高亮度和发光效率，对于40％Xe含量4mm电极间距的发光效率是2mm的一倍多。另外，电压升高，亮度和发光效率都有所提高；驱动频率升高，亮度会升高，但是带来的问题是发光效率降低，因此设计时需要兼顾各结构参数，以综合提高等离子体平板光源的性能。