等离子体显示屏单元放电特性的理论研究

摘要

等离子体显示板(PDP)具有高亮度、高对比度、宽视角和长寿命等优点。但仍有很多不足,主要是功耗大、放电效率低、成本高等。由于放电单元小、放电速度快,实验诊断非常困难,时间长、成本高。而采用数值模拟的方法可方便地研究放电单元的放电特性,了解影响放电过程的各种因素,优化放电单元参量,从而改善PDP性能。与其它数值模拟方法相比,等离子体粒子模拟方法克服了流体力学模型的缺点,可以在时间维和空间维上完全解决电子和离子的能量分布问题。当然由于要跟踪大量粒子的运动,耗时较长,计算复杂。目前,等离子体粒子模拟方法已经成为研究等离子体非线性效应的强有力工具。 本论文编写了基于PIC-MCC模型的等离子体粒子模拟软件,并应用该软件模拟了荫罩式等离子体放电单元中,金属荫罩障壁宽度对放电特性的影响。 其次,论文采用粒子模拟方法,研究了荫罩式等离子体放电单元阳极条纹形成和消失过程,通过对放电过程中空间电场,粒子浓度以及壁电荷变化情况的详细分析,可以看到壁电荷积累是阳极条纹形成的原因,并由此较为合理地解释了条纹形成机理。 最后,论文针对不同放电条件下放电特性以及阳极条纹的变化趋势进行了模拟研究。结果表明：随着驱动电压升高,条纹形成时间提前,放电速度加快,峰值粒子数增多。随着气体气压的升高,主放电区域缩小,条纹区域亦变小,条纹数目增多,放电速度变慢,峰值粒子数减小。随着氙气体比例的增加,条纹数目增加。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

§1.1等离子体平板显示器(PDP)发展历程与基本特点

§1.2 PDP的结构

§1.3 PDP发光机理

§1.4 PDP显示单元放电数值模拟的方法

§1.5论文工作

§1.6结构安排

第二章等离子体放电单元粒子模拟方法

§2.1 PIC-MCC方法历史发展

§2.2 PIC-MCC方法物理模型和数值算法

§2.2.1物理流程

§2.2.2有限大小粒子模型

§2.2.3面积权重插值

§2.2.3 DADI求解泊松方程

§2.2.4粒子受力

§2.2.5边界处理

§2.2.6更新粒子速度和位置

§2.2.7蒙特卡罗碰撞

第三章PIG-MCC软件设计及应用

§3.1软件模型结构和功能

§3.2计算模块的接口设计

§3.3障壁宽度对放电特性的影响

第四章阳极条纹形成过程及机理

§4.1模拟结构和参数

§4.2条纹形成和消失过程

§4.3粒子浓度变化

§4.4阳极条纹形成原因分析

§4.5 放电单元大小对的阳极条纹的影响

第五章不同放电条件对放电特性的影响

§5.1电压影响

§5.2气压影响

§5.3氙气体成分影响

第六章结论

致 谢

参考文献

研究生期间发表论文和获奖情况