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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,被公认为是下一代高清平板显示器件中最有前景的显示器之一。但仍有很多不足,主要是功耗大、放电效率低、成本高等。由于PDP放电单元非常小、放电周期比较短,且放电过程十分复杂,采用实验的方法很难研究显示单元的放电特性和粒子变化过程,而且成本很高。因此计算机数值模拟毫无争议的成为了研究PDP放电特性的重要工具。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。
本论文首先设计并实现了基于PIC-MCC模型的气体放电粒子模拟软件,并把模拟结果和Tec h-X公司开发的XOOPIC粒子模拟软件进行比较,模拟结果基本吻合。而我们开发的软件更具有通用性和灵活性。本文采用自行开发的软件,对PDP条纹形成过程进行了详细研究。
其次本论文以表面放电结构(ACC-PDP)为例,分别从实验和模拟的角度对等离子体显示单元的放电过程做了详细分析,可以看到,我们的软件可很好的模拟阳极条纹的形成过程。同时,结合电子、离子浓度和电位分布的变化过程,详细分析了表面放电结构中阳极条纹形成的基本过程和形成机理,综合分析结果表明壁电荷的不均匀分布是条纹形成的主要原因,同时新条纹的产生将使空间电位作出相应的调整。
最后,论文针对表面放电结构、对向放电结构和荫罩式结构,详细讨论并比较了不同结构中阳极条纹的分布情况以及相关参数对阳极条纹的影响情况。增加放电单元内电极的宽度和驱动电压,将使放电空间内的电场增强,从而使放电更加剧烈,放电空间中形成的粒子数增多,主放电区域扩大,其中荫罩电压对阳极条纹的影响不大;混合气体中Xe的比例和气体压强将对粒子的平均自由程有影响,在同样放电条件下,增加Xe的比例和压强,放电变弱,粒子数量减少,主放电区域和条纹宽度减小,条纹数目增多。