電漿（plasma）

氣體分子因光、放射線、電子等具有能量的粒子衝撞而激發、離子化(電子衝撞所致氣體

激發及離子化的現象稱為放電)，因放電而激發及離子化的氣體(ionized gas)中，有中性

分子、原子、各種離子、電子，此為「電漿狀態」。像這樣「氣體被離子化後所產生的物

質狀態」與傳統的物質三態（即固、液、氣態）明顯不同，被科學家稱為物質的第四態，

科學家估計宇宙中百分之九十九的物質是以電漿狀態存在。

產生方式

藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子，由於不帶

電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子

，在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應

(gas breakdown)，形成電漿狀態。

電漿性質

1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密

度是相同的。

2.因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比一，因此電漿呈現電中性。

3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿，乃

至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做「電漿的群體效應」。

資料來源

http://pei.cjjh.tc.edu.tw/wwwboard/messages/483.html
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※ 編輯: lookers 來自: 219.68.213.212 (01/04 18:25)

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作者: lookers (數位家電討論版) 看板: Digitalhome
標題: 電漿電視的原理
時間: Sun Jan 4 20:32:30 2004


電漿(Plasmas):
在以前提到物質的三態，為固態、液態、氣態，其實物體的狀態有第四態的存在---電漿

。電漿是一種部分離子化氣體，其成份包括大量中性氣體原子和少量的陽離子及電子。在

自然界中，如地球外圍的電離層、太陽表面、或是星際氣體中，皆存在著電漿(太陽產生

的電漿，向宇宙發散出去，形成太陽風；這些帶電粒子被地球的磁場捕捉後，在南北極和大

氣層中的氣體分子相撞，形成極光)。此外，若在真空室中通入氣體至數十至數百毫托耳

的壓力，並於外部加入交直流電場，使氣體被游離而形成一帶正負電粒子的集合體，亦可

生成電漿，在實際的應用上大部分是利用高電場，提供足夠的能量讓原子或分子內部的電

子脫離原子或分子的束縛；其實電漿在日常生活中早已存在，例如日光燈內的氣體在使用

時就是一種電漿。

真空室內的氣體形成電漿態時，系統所存在的自由度很多，並有無數次碰撞在發生，包含

了中性原子與中性原子之間、中性原子與離子間、中性原子與電子間、離子與離子以及離

子與電子間的碰撞，使得電漿系統中不斷重覆著游離、激發、弛豫，及結合等動作。而當

原子在激發及弛豫動作時，將以發光的方式釋放出能量，成為可用肉眼看到的電漿顏色。



在工業應用上，可利用其粒子的高熱動能，以引發熱和融合反應而產生能源；或利用外加

電磁場控制粒子雲動狀態，來製造雷射或其他電磁波源，即各型原子、分子、離子、電子

束。更可直接利用其間粒子的高能量與活潑化學性質從事化學合成、材料製造、表面處理

等工業應用，為近世紀半導體材料製造中不可或缺的重要體系。電漿濺射鍍膜、電漿化學

氣相沈積、電漿氧化、電漿及活化離子蝕刻、離子濺射等為幾個著名例子。另一方面，亦

可利用電漿系統中激態原子、分子、離子放射出的大量光子來製造各種光源，如離子雷射

、弧光燈，或縮小至微米尺度製造電漿平面顯示器等。



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作者: lookers (數位家電討論版) 看板: Digitalhome
標題: 電漿顯示器構造以及原理
時間: Sun Jan 4 21:00:36 2004

要先了解日光燈的原理 可以比較容易了解電漿電視的原理

日光燈的原理

日光燈管中充入水銀，管壁上所見的白色粉末為螢光粉；當通電之後管內的燈絲因為電阻

產生熱，提供能量讓燈絲內的電子逸出。因為燈管兩邊通電形成電場，讓電子加速前進

(電力=電子所帶的電量x電場，這個部分學生常會有問題，必須讓他們了解電場的定義為

：每一庫倫的電荷所受的電力為電場強度)，在過程中管內的水銀變為水銀蒸氣、瀰漫在

電子行經的路徑上，部分電子會和水銀產生碰撞，將汞原子中的電子由較低的能階激發到

較高的能階，而這些具有較高能量的電子由高能階掉下來的同時，會將能量以紫外線

(UV放出來，這些紫外線的能量會被塗佈在管壁上的螢光物質吸收，進而產生可見光；而

所塗的螢光物質不同，產生的顏色也不同。有時在路邊的檳榔攤，其日光燈管為粉紅或

是藍色，有的是用玻璃紙濾光，有的則是塗上不同的螢光物質 。

螢光物質由母體和發光中心組合而成亦就是在母體中添加發光中心

(作為活畫作用是一種添加劑)。螢光體以[Zn2SiO4:Mn]為例，前面的Zn2SiO4，

就是母體，而Mn就是發光中心。當水銀蒸氣產生的紫外線，照射螢光物質時，

母體會吸收紫外線，導致母體產生電子、電洞對，而產生的電子、電洞對撞擊到發

光中心時，將發光中心的電子激發到高能階，在掉下來時放出光線ꄊ
電漿電視的構造

一、玻璃基板(Front Glass Substrate)：現在所使用的玻璃為鈉玻璃(soda lime glass)

，這是和窗戶相同的玻璃且價格便宜。PDP所使用的基板為高應變點(歪點)，所謂的應變

點指的是玻璃本身並非均勻物質，且熱傳導方向不均勻，使得各方向的身長與收縮不一致而

產生變形，此時的溫度稱為應變點。在PDP的製造過程中，因有攝氏500度以上的加熱製程

，因此使用高應變點的基板是必須的。

二、透明電極(掃描電極，Transparent Electrode)：只有在AC型的PDP才有，所使用的材

料為ITO膜(銦錫合金氧化膜和Sno2二氧化矽膜)，而為了只讓特定的CELL發光，電極分為

橫向電極與縱向電極；只有兩種電極都通過電流的CELL才會發光。

三、BUS輔助電極(Auxiliary Electrode)：位於透明電極的下方，以輔助透明電極引發放

電並附有降低透明電極的高線電阻之任務。為了避免造成發光的阻礙、造成亮度降低的事

情發生，在必要的電阻條件下近可能的纖細，其寬度約50-200μm。

四、透明誘電體層(Dialetric Layer)。

五、保護層(Protective Layer)：成分為氧化鎂，主要在防止電極的磨耗、產生放電電子

、限制多餘的放電電流、維持放電狀態。

六、阻隔壁(Barrier Ribs)：使用的材料為玻璃漿料，其目的在確保微小的放電空間與防

止三色螢光體的混合，其線寬在50μm之下。高度在150μm左右；阻隔壁的形狀，在AC型

為條狀；在DC型為格子狀，構造較為複雜。

七、螢光層：為了達到可見光的發光及彩色化的目的，將螢光體塗在阻隔壁與阻隔壁之間

的平面及側面上，不同的螢光體吸收紫外線後發出不同波長的色光。

如：BaMgAl10O17:Eu2+ 發出藍光 BaO.6Al2O3:Mn 發出綠光

(Y,Gd)BO:Eu 發出紅光

和日光燈管很像，可想像PDP就是將許許多多的小日光燈管排列形成螢幕。

上圖所示為PDP的一個CELL，每個CELL裡面填充的氣體，可能是氖氣或其他氣體的混合物

(如Xe、He)，這是和日光燈不同之處，不同的混合氣體產生的光會有所不同。其中1為顯

示電極，共有兩片，當左右兩片的電壓不同時(當然要夠大)，會讓填充的氣體放電（這和

閃電的原理相同），產生紫外線讓塗佈在組隔壁上的螢光體(4)所吸收，主要的發光區域

為3；電極設計成兩片排列左右而非上下的原因，是因為放電產生的衝擊會破壞螢光體，

縮短PDP的使用年限，而為了不阻礙到光線，用的是透明電極，但因為透明電極的電阻較

大，因此在其中埋有輔助電極(bus electrode)，以金屬製成，可以降低電阻；2是前面

基板、6是背面基板，都是用含鈉的玻璃所作成，用以保護內部的構造。

PDP的發光機制，可以多種方式來描述，本文以電場的觀點來解釋PDP的發光過程

(Electric Field Description)。如下圖所示：當電源以方波的形式在每個cell間建立

電場E0，這個電場可讓填充氣體內的正、負電荷稍微分開，但不至於產生游離，因為強

度不夠；而誘電導體層內的介電物質，受到外在電場的影響，產生極化；極化的結果產

生另一個電場E'，這個電場和E0的方向相反，兩者合成一個新的電場。當方波的電流方

向反過來時，E0消失，但誘電導體層中的感應電場依然留著(稱為記憶效應memory

effect)，而這個電場和新建立的電場方向一致，使得CELL中的電場增加，造成游離

現象，電漿於是產生，產生的紫外線造成發光。

彩色的電漿顯示器的每個CELL都只能發出紅、藍、綠單一色光，但將其排列在一起，

調整每色光的比例，就變成彩色螢幕了，這和電視機或其他的彩色顯示器的原理是相同的。

電漿顯示器未來研究的課題：
1、 延長壽命
2、 增加亮度
3、 降低耗電量
4、 解析度提高
5、 電磁波對策：PDP在發光的過程中會產生對人體有害的電磁波，必須加上阻隔濾片，對於畫質多少會有影響。如何減低影響並降低成本成為研發的重點。
6、 近紅外線對策：發光過程中產生的紅外線會影響遙控器的接收也必須加裝濾片。



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作者: lookers (數位家電討論版) 看板: Digitalhome
標題: 電漿技術期原理及優點
時間: Sun Jan 4 21:07:34 2004

電漿顯示器 電漿顯示器（PDP）技術原理係利用惰性氣體(Ne, He, Xe等)放電時所產

生之紫外線激發彩色螢光粉後，再轉換至人眼可接受之可見光。依據限流工作方式不同，

可分為直流型(DC)與交流型(AC)，首先研發出來的是AC型的PDP，目前的產品多以交流型

為主，並可依照電極的安排區分為二電極對向放電(Column Discharge)與三電極表面放電

(SurfaceDischarge)兩種結構，整個電漿顯示器市場尚處於起步階段，在技術與性能方面

，本所正致力開發其相關應用以改善發光效率、提高亮度、增加對比，並降低操作電壓、

節省耗電以解決生產技術問題、提高生產良率。


PDP的優點：

1、輕、薄：相同尺寸的PDP，其深度只有CRT的1/3、重量只有1/3，因此可以輕易的掛在

牆上擺設上較不占空間。

2、不受磁場的影響，畫質較穩定，適合使用在交通運輸工具上。

3、影像不會扭曲：PDP是數位控制的顯示器，所有像素的位置能精確掌控，即使在邊緣或

轉角處；而CRT為類比控制的顯示器，在顯示器的邊緣顏色會不均勻。

4、視角更寬廣，可大到160度，因此在任何角度都能輕鬆的觀賞。

5、壽命長（指的是亮度減為原有一半所需的時間），可連續使用超過20000小時和CRT

幾乎一樣，而LCD只有5000小時。

6、尺寸更大，40吋到60吋都有。


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※ 編輯: lookers 來自: 219.68.213.212 (01/04 21:09)