等离子体平板显示器放电特性的数值模拟

摘要

该论文从PDP(plasma display panel)的放电机理出发,利用流体模型编制了PDP放电的数值模拟软件.该软件可以对传统的对向放电式、表面放电式以及新型荫罩式PDP结构的放电过程进行数值模拟,从理论上对彩色PDP显示单元的放电特性进行分析研究.在该文中,分别使用本地场近似的LFP(local field approximation)流体模型和假设碰撞反应系数、传输系数和电子的平均能量相关的EME(electron mean energy)流体模型对PDP放电过程进行模拟,比较分析模拟结果,得出EME模型和LFP模型对放电的繁流、起辉放电、熄灭等过程的描述的基本趋向是大致相同的,而从模拟工作电压与实际电压的接近程度和放电效率角度比较,EME模型的模拟结果跟理论和实验结果更为相符.使用EME模型模拟计算新型荫罩式结构和传统的表面放电式结构,对这两种结构的模拟结果进行比较分析.模拟结果表明,在相同的模拟工作电压下,荫罩式结构中的各种粒子的平均浓度均比表面放电式结构提前达到峰值,且平均浓度的最大值比表面放电式高,放电效率也高于表面放电式结构,这意味着新型荫罩式结构的亮度高,响应频率快.对新型荫罩式结构分析了单元结构的变化对电子平均温度和放电效率的影响,并观察了随压强的变化电子平均温度的变化趋势,模拟结构表明斜边或弧状的内斜式结构可提高放电效率,且电子温度随压强的变化趋势同文献相符.

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英文文摘

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第一章 绪论

§1.1 PDP的基本原理与研究开发现状

§1.2等离子体平板显示单元计算机数值模拟的研究

§1.3本论文所做工作

第二章数学物理模型

§2.1结构模型

§2.1.1 PDP的基本结构

§2.1.2结构模型

§2.2 PDP的放电特性和发光机理

§2.2.1气体放电中粒子的运动与相互作用

§2.2.2等离子体显示中气体的放电特性

§2.2.3彩色PDP的发光机理

§2.2.4彩色PDP发光效率的计算

§2.3数学模型

§2.3.1作为流体的等离子体

§2.3.2流体模型中的基本方程

§2.3.3流体模型中的参数确定

§2.3.4边界条件

§2.4流体模型的数值求解

第三章 数值模拟软件的设计

§3.1数值模拟软件的结构及功能

§3.1.1网格发生软件

§3.1.2外部电压和反应粒子输入模块

§3.1.3计算、输出模块

§3.2数值模拟软件的程序设计流程

§3.3程序流程的优化和计算速度的加快

第四章 模拟结果及比较分析

§4.1各种参数变化对模拟影响的分析

§4.1.1迁移系数的影响

§4.1.2扩散系数的影响

§4.2 LFA模型与能量模型的分析比较

§4.2.1电子平均浓度的变化

§4.2.2空间分布的变化

§4.3荫罩式结构和表面放电式结构单元放电比较

§4.4荫罩式PDP放电特性的研究

§4.4.1荫罩式PDP单元结构的优化设计

§4.4.2压强对荫罩式PDP放电的影响

结论

致谢

参考文献

附录

作者在读期间发表的论文清单