2024年10月23日发(作者：巫马濡霈)
仅供内部使用
PDP显示原理
1. 什么是等离子
等离子体是由自由流动的离子（带电的原子）和电子（带负电的粒子）组成的气体。
物质是由分子组成的，一个分子可以包含一个或多个原子，而一个原子则是由原子
核和若干个电子组成。原子核带正电，电子带负电，原子呈电中性。气态时，电子在电
场束缚下围绕原子核旋转。如果气体被加热、加电场磁场或照射(紫外线、放射性射线
等)，其电子的热运动动能就会增加。一旦电子的热运动动能超过原子核对它的束缚，
电子就成为自由电子，这种过程称之为电离。如果气体中的所有原子都被电离，就称为
完全电离，如果只有部分原子被电离，则称为部分电离。被电离的原子数与总原子数之
比称为电离度。
电离度为 100％时，即气体被完全电离，就成为等离子态，也称为等离子体。这是
最严格定义的等离子体，在实际应用中，部分电离的气体，只要满足一定的条件，也通
称为等离子体。等离子体中，失去电子的原子称为离子。
2. 等离子是如何发光的
在稳定等离子体中如果有电流穿行其中，那么带负电的粒子就会冲向那些带正电粒
子的区域，而带正电的粒子也会杀向那些带负电粒子的区域，双方的粒子不断地进行着
撞击。这些撞击激发了等离子体中的气体原子，促使它们发出了光。这个工作原理很类
似于普通日光灯。
在等离子体状态时，离子与电子的结合会发出紫外线。
3. 等离子显示器
等离子体显示（Plasma Display Panel，简称PDP）。等离子显示器是利用气体放电
原理实现的一种发光平板显示技术，故又称气体放电显示（ Gas Discharge Discharge
Display）。
这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每
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个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层
玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基
色荧光粉发出可见光。每个离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合，
产生各种灰度和色彩的图像，与显像管发光相似 。
3.1 等离子显示器的分类
PDP分为直流（DC）驱动型和交流（AC）驱动型两种不同方式。
直流型电极与放电气体直接接触，紫外线的产生效率高，但显示屏的结构比较复杂，
在目前商用彩色PDP中已很少用。
直流型PDP
交流型的电极表面涂敷一层介质层，使其结构类似于一个电容器。交流型PDP又
分对向放电和表面放电两种。
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图 交流（AC）驱动型
目前的主流彩色PDP为三电极表面交流放电型 。下面内容以此类型为例进行讲解。
3.2 等离子显示器工作原理
如图1所示：表面放电型AC－PDP的扫描电极Ｙ和维持电极Z（统称显示电极）
位于放电介质的同一侧(图1中前面板上得2个透明电极)，使放电在前表面进行，减少
了带电粒子对荧光粉的轰击；地址电极D位于放电介质和惰性气体的另一侧，显示电极
的对面；在显示驱动时，首先在D和Y之间产生一个较高的电压，击穿惰性气体产生
放电，然后在Y和Z之间产生一个较低的电压维持气体放电。
图1 三电极表面交流放电型PDP面板结构
彩色PDP显示工作过程主要包括给电极间施加电压，气体放电、紫外线产生、可
见三基色光的产生等环节，最后经空间混色得到显示的图像。
如图2所示：
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图2 PDP显示器件(等离子管)显示机理图
彩色AC-PDP要实现图像的显示，首先必须对显示屏上的单元根据显示数据进行选
择，即寻址。寻址的目的是选择所要点亮的单元或不点亮的单元，即选择在要点亮的单
元中形成或保留壁电荷到维持期，使得维持放电得以进行。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。寻址过程如图3所示：
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图3 寻址示意图
3.3 等离子显示器灰度等级控制
PDP在实现灰度时要把一个电视场分为若干个子场，每一子场产生相同强度的辐射
的时间不同，亮度的高低是因这些相同光强辐射在人眼视网膜上的辐射强度与作用时间
的积分效应不同造成的。
为了达到全色灰度显示（即每个显示单元实现256级灰度）采用每场显示8 个子场
组成的子场驱动技术，即将一个电视场发光的时间分成8份，其中每一份称为子场
(sub-field)。其排列次序从小到大为SFl，SF2，…，SF8。各个子场发光的时间比为：1、
2、4、8、16、32、64、128(即2的n次方)，只需8个子场分割就可以实现一个视场的
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256（2^ 8 ）级灰度显示。 在扫描显示过程中，可通过选择子场发光来调节灰度。若想
画面最暗，可使其只在SFl时间发光；若想面面最亮，可使其在SFl-SF8所有的时间内
发光；若想完全不发出光线，可使其SFl- SF8的任何时问内都不发光。
一个电视场的8位数字视频复合信号通过8子场技术再现，每一子场的寻址期时间
相同（一个寻址期包括1次初始化和480行扫描），但是每一子场的维持期时间不同，
第一子场（SF1）仅仅再现1级亮度，SF2再现2级亮度，每一子场的维持期时间逐渐
增加，如此总共256级亮度等级就能在屏幕上再现。如下图所示：
3.4 荧光粉带非对称单元结构
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早期PDP器件的三种荧光粉的宽度一致，由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各
不相同，三种色光混色产生的彩色范围及亮度不理想。“非对称单元结构”技术根据三种
荧光粉的发光效率，将荧光粉制作成非等宽，在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有
很大提高，屏幕峰值亮度可达到1000cd/m
2
以上，整机峰值亮度可达到400cd/m
2
以上（带
EMI滤光玻璃），对比度可达到10000:1（暗室，无外保护屏）。
图4发光效率谱线
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1. 什么是等离子
等离子体是由自由流动的离子（带电的原子）和电子（带负电的粒子）组成的气体。
物质是由分子组成的，一个分子可以包含一个或多个原子，而一个原子则是由原子
核和若干个电子组成。原子核带正电，电子带负电，原子呈电中性。气态时，电子在电
场束缚下围绕原子核旋转。如果气体被加热、加电场磁场或照射(紫外线、放射性射线
等)，其电子的热运动动能就会增加。一旦电子的热运动动能超过原子核对它的束缚，
电子就成为自由电子，这种过程称之为电离。如果气体中的所有原子都被电离，就称为
完全电离，如果只有部分原子被电离，则称为部分电离。被电离的原子数与总原子数之
比称为电离度。
电离度为 100％时，即气体被完全电离，就成为等离子态，也称为等离子体。这是
最严格定义的等离子体，在实际应用中，部分电离的气体，只要满足一定的条件，也通
称为等离子体。等离子体中，失去电子的原子称为离子。
2. 等离子是如何发光的
在稳定等离子体中如果有电流穿行其中，那么带负电的粒子就会冲向那些带正电粒
子的区域，而带正电的粒子也会杀向那些带负电粒子的区域，双方的粒子不断地进行着
撞击。这些撞击激发了等离子体中的气体原子，促使它们发出了光。这个工作原理很类
似于普通日光灯。
在等离子体状态时，离子与电子的结合会发出紫外线。
3. 等离子显示器
等离子体显示（Plasma Display Panel，简称PDP）。等离子显示器是利用气体放电
原理实现的一种发光平板显示技术，故又称气体放电显示（ Gas Discharge Discharge
Display）。
这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每
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仅供内部使用
个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层
玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基
色荧光粉发出可见光。每个离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合，
产生各种灰度和色彩的图像，与显像管发光相似 。
3.1 等离子显示器的分类
PDP分为直流（DC）驱动型和交流（AC）驱动型两种不同方式。
直流型电极与放电气体直接接触，紫外线的产生效率高，但显示屏的结构比较复杂，
在目前商用彩色PDP中已很少用。
直流型PDP
交流型的电极表面涂敷一层介质层，使其结构类似于一个电容器。交流型PDP又
分对向放电和表面放电两种。
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仅供内部使用
图 交流（AC）驱动型
目前的主流彩色PDP为三电极表面交流放电型 。下面内容以此类型为例进行讲解。
3.2 等离子显示器工作原理
如图1所示：表面放电型AC－PDP的扫描电极Ｙ和维持电极Z（统称显示电极）
位于放电介质的同一侧(图1中前面板上得2个透明电极)，使放电在前表面进行，减少
了带电粒子对荧光粉的轰击；地址电极D位于放电介质和惰性气体的另一侧，显示电极
的对面；在显示驱动时，首先在D和Y之间产生一个较高的电压，击穿惰性气体产生
放电，然后在Y和Z之间产生一个较低的电压维持气体放电。
图1 三电极表面交流放电型PDP面板结构
彩色PDP显示工作过程主要包括给电极间施加电压，气体放电、紫外线产生、可
见三基色光的产生等环节，最后经空间混色得到显示的图像。
如图2所示：
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仅供内部使用
图2 PDP显示器件(等离子管)显示机理图
彩色AC-PDP要实现图像的显示，首先必须对显示屏上的单元根据显示数据进行选
择，即寻址。寻址的目的是选择所要点亮的单元或不点亮的单元，即选择在要点亮的单
元中形成或保留壁电荷到维持期，使得维持放电得以进行。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。寻址过程如图3所示：
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图3 寻址示意图
3.3 等离子显示器灰度等级控制
PDP在实现灰度时要把一个电视场分为若干个子场，每一子场产生相同强度的辐射
的时间不同，亮度的高低是因这些相同光强辐射在人眼视网膜上的辐射强度与作用时间
的积分效应不同造成的。
为了达到全色灰度显示（即每个显示单元实现256级灰度）采用每场显示8 个子场
组成的子场驱动技术，即将一个电视场发光的时间分成8份，其中每一份称为子场
(sub-field)。其排列次序从小到大为SFl，SF2，…，SF8。各个子场发光的时间比为：1、
2、4、8、16、32、64、128(即2的n次方)，只需8个子场分割就可以实现一个视场的
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256（2^ 8 ）级灰度显示。 在扫描显示过程中，可通过选择子场发光来调节灰度。若想
画面最暗，可使其只在SFl时间发光；若想面面最亮，可使其在SFl-SF8所有的时间内
发光；若想完全不发出光线，可使其SFl- SF8的任何时问内都不发光。
一个电视场的8位数字视频复合信号通过8子场技术再现，每一子场的寻址期时间
相同（一个寻址期包括1次初始化和480行扫描），但是每一子场的维持期时间不同，
第一子场（SF1）仅仅再现1级亮度，SF2再现2级亮度，每一子场的维持期时间逐渐
增加，如此总共256级亮度等级就能在屏幕上再现。如下图所示：
3.4 荧光粉带非对称单元结构
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早期PDP器件的三种荧光粉的宽度一致，由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各
不相同，三种色光混色产生的彩色范围及亮度不理想。“非对称单元结构”技术根据三种
荧光粉的发光效率，将荧光粉制作成非等宽，在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有
很大提高，屏幕峰值亮度可达到1000cd/m
2
以上，整机峰值亮度可达到400cd/m
2
以上（带
EMI滤光玻璃），对比度可达到10000:1（暗室，无外保护屏）。
图4发光效率谱线
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