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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭楷儒
研究生(外文):Cheng Kai Ju
論文名稱:交流偶合電漿平面顯示器之二維數值模擬
論文名稱(外文):Two Dimensional Simulation of an AC Coplanar Plasma Display Panel Cell
指導教授:陳金順陳金順引用關係柳克強
指導教授(外文):G.S. ChenK.C. Leou
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:工程與系統科學系
學門:工程學門
學類:核子工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:電漿顯示器局部電場近似法的假設模擬流體模型表面電荷
外文關鍵詞:PDPLocal field approcimationsimulationfluid modelwall charge
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本研究為了模擬二維交流電漿顯示器(AC Coplanar PDP )在操作電壓為,寫入波形(address plus)和維持波形(sustain plus)時,槽(cell)內放電(discharge)的情形。本模擬所使用之物理模型為流體模型(fluid model),在局部電場近似法的假設(local field approximation)下,以動量傳輸方程式(momentum transfer equation)與連續方程式(continuity equation)聯立解出電子、離子與激發態粒子隨時間變化的空間分佈,並以帕松方程式(Poisson’s equation)解出電位在空間的分佈。模擬的基本狀態為氣體由5 % 氙氣(Xe)和95 % 氖氣(Ne)組成,氣體壓力為500 Torr,槽的尺寸約為160 μm × 600 μm,模擬時劃分的尺寸約10 至20 μm,波形信號的周期為3μs,以大小約為50至500ps的時距,來進行模擬。在相同的操作電壓條件之下,其電位與粒子的空間分布,和表面電荷隨時間的變化等物理現象,與1999年 Punset等人所發表的結果(8)相互吻合。本程式可修改於模擬時,所給的波形和幾何結構,並觀察對於放電現象的影響,例如在定址時變化其寫入電壓的大小,電壓上升時間的快慢,相對於不同的維持電壓下,電漿顯示器會有不同的表現。以此可得到,隨著寫入電壓與上升時間的變化,可正常操作電漿顯示器的維持電壓範圍。

目錄
摘要……………………………………………………………………Ⅰ致謝……………………………………………………………………Ⅱ
目錄…………………………………………………………………Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………VII
1簡介………………………………………………………………… 1
2文獻回顧…………………………………………………………… 3
3物理與數值模型…………………………………………………… 7
3-1物理模型…………………………………………………… 7
3-2數值模型…………………………………………………… 14
3-3幾何形狀及邊界條件……………………………………… 35
3-4程式流程圖………………………………………………… 51
4模擬結果…………………………………………………………… 54
4-1起始狀況…………………………………………………… 54
4-2模擬結果…………………………………………………… 55
4-3維持電壓範圍……………………………………………… 73
5結論………………………………………………………………… 79
參考文獻……………………………………………………………… 81
圖目錄
圖1-1,PDP兩種不同的放電形式…………………………………… 2
圖3-1,SOR法和BI-CGS法疊代次數與誤差的關係……………… 16
圖3-2,格點關係位置圖……………………………………………… 19
圖3-3,密度變化圖…………………………………………………… 27
圖3-4,PDP cell的幾何形狀……………………………………… 36
圖3-5,cell幾何形狀…………………………………………………37
圖3-6,邊界之隔點分割圖…………………………………………… 46
圖3-7,電極X、Y、A電壓隨時間的變化…………………………… 50
圖3-8 程式流程圖…………………………………………………… 53
圖4-1 cell的格點切割圖…………………………………………… 55
圖4-2各電極輸入之電壓隨時間變化關係圖……………………… 56
圖4-3電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於200 ns之分布
圖…………………………………………………………… 57
圖4-4子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於445 ns之空間
分布圖……………………………………………………… 58
圖4-5子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於450 ns
之分布圖…………………………………………………… 59
圖4-6電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於455 ns
之分布圖…………………………………………………… 60
圖4-7 電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於460 ns
之分布圖…………………………………………………… 61
圖4-8 電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於3050 ns
之分布圖…………………………………………………… 63
圖4-9電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於3160 ns
之分布圖…………………………………………………… 64
圖4-10電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於3165 ns
之分布圖…………………………………………………… 65
圖4-11電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於3170 ns
之分布圖…………………………………………………… 66
圖4-12電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於6170 ns
之分布圖…………………………………………………… 68
圖4-13電子、氙氣離子、氙氣的激發態和電位於電壓於6195ns
之分布圖………………………………………………… 69
圖4-14為三個電極上介電層電荷累積對時間之變化圖……… 71,72
圖4-15三個電極上電流密度隨時間之變化圖…………………… 74
圖4-16 (a)一個簡單的面板空間, (b)驅動電壓隨時間的變化
…………………………………………………………… 75
圖4-17 維持電壓的大小的範圍隨寫入電壓的變化……………… 76
圖4-18 壁電荷於(a)電壓變化為100 ns,VD為80 V,(b) 電壓變化
為100 ns,VD為90 V,(c) 電壓變化為500 ns,VD為90 V
………………………………………………………… 77,78
表目錄
表1-1 物理模型中所考慮之反應式 …………………………13,14

1.F. Gray, J. W. Horton, R. C. Mathes, “The Porduction and Utilization of Television Signal,” Bell Sys. Tech. J., Vol. 6, p. 560(1927).
2.Lawrence E. Tannas, Jr., “Flat Panel Displays And CRTs,” New York:Van Nostrand Reinhold, 1985, p. 338.
3.D. L. Bitzer, and H. G. Slottow, “The Plasma Display Panel-A Digitally Addressable Display with Inherent Memory,” AFIPS Conf. Proc., Vol. 29, p. 541(1966).
4.T. Shinoda, M. Wakitani, T. Nanto, T. Kurai, N. Awaji, M. Suzuki, ”Improvement of Luminance and Luminous Efficiency of Surface-Discharge Color ac PDP,” SID ’91 digest, p. 724(1991).
5.Ramana Veerasingam,Robert B. Campbell,and Robert T.McGrath,”One-Dimensional Fluid and Circuit Simulation of an AC Plasma Display
Cell”, IEEE Transactions on Plasma Science,23,4(1995)
6.J. Meunier, P. Belenguer, and J. P. Boeuf, "Numerical model of an ac plasma display panel cell in neon-xenon mixtures", J Appl Phys 78, 731 (1995).
7.C. Punset, J.P. Boeuf and L.C. Pitchford, "Two-dimensional simulation of an alternating current matrix plasma display cell: Cross-talk and other geometric effects", J Appl Phys.83,1884 (1998).
8.C. Punset, S. Cany, and J.-P. Boeuf, "Addressing ans sustaining in ac coplanar Plasma Display Panels", to be published, J. Appl. Phys. (1999)
9.Gerardus Johannes Maria Hagelaar "Modeling of Microdischarges for Display Technology", to be published Technische Universiteit Eindhoven,. (2000)
10.Joong Kyun Kim, Jin Ho Yang, Woo Joon Chung, and Ki Woong Whang,”The Addressing Characteristics of an Alternating Current Plasma Display Panel Adopting a Ramping Reset Pulse” , IEEE Transactions on Electron Devices,48,8(2001)
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14.Eewin Kreyszig,”Advanced Engineering Mathematics”,7 edition.
15.G. D. Smith,”Numerical Solution of Partial Differential Equations:
Finite Difference Methods”,3 edition.P273-P285
16.Peter A.Markowich “The stationary Semiconductor Device Equations”
17.C.C.Lin L.A. Segel “mathematics applied to deterministic Problems in the Nature science”
18.G.S.Chen D.Y. Yang “Comparison of preconditioned generalized conjugate gradient methods to two-diensional neutron and photon transport equation” , Ann. Nucl. Energy, Vol.25,No. 1-3,pp.97-115(1998)

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