CN1734699A - 等离子体放电开关、电流驱动装置和有机发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种等离子体放电开关和包括该开关的电流驱动装置。该等离子体放电开关通过生成和停止放电单元中的等离子体放电来接通和断开第一电极和第二电极之间的电流，其包括多个放电单元和多个设置在每一放电单元上的第一和第二电极，该第一和第二电极用于在所述放电单元中产生等离子体放电，从而电流能够在所述等离子体放电期间在所述电极之间流动。

Description

等离子体放电开关、电流驱动装置和有机发光装置
技术领域
本发明涉及一种等离子体放电开关和包括这种开关的电流驱动装置，特别是涉及一种利用放电单元中产生的等离子体放电的电流开关特性的等离子体放电开关和一种包括这种开关的电流驱动装置。
背景技术
近来，平板显示器作为信息传输媒体得到了迅速的发展，平板显示器可以分为等离子体显示板(PDP)、有机发光装置(OLED)、液晶显示器(LCD)和场致发射显示器(FED)。
PDP是一种利用放电形成图像的装置，具有优良的显示性能，诸如亮度和视角，因此得到了广泛使用。在PDP中，因施加到电极的电压在放电单元中发生等离子体放电，且放电期间产生的紫外线激励荧光粉产生可见光线。
PDP根据其放电类型可以分为DC型和AC型。DC型PDP具有所有电极暴露在放电空间中的结构，这样一来电荷直接在相应电极之间移动。在AC型PDP中，至少一个电极被介质层覆盖，并且，尽管电荷不直接在电极之间移动，放电由壁电荷完成。
此外，根据电极的布置可以将PDP分为面对放电型(facing discharge type)和表面放电型。面对放电型PDP具有这样一种结构，其中构成一对的两个维持电极设置在上衬底和下衬底上，且放电发生在垂直于衬底的方向上。此外，表面放电型PDP具有这样一种结构，其中构成一对的两个维持电极形成在同样的衬底上，且放电与衬底平行地发生。
图1示出了传统的表面放电型PDP。图2A和2B示出了沿与寻址电极交叉的方向和与寻址电极平行的方向截取的PDP的截面。
参照图1、2A和2B，传统PDP包括上衬底20和下衬底10，它们相互面对，其间具有预定的间隔。上衬底20和下衬底10之间的空间成为发生等离子体放电的放电空间。
多个寻址电极11以条形排列在下衬底10的上表面上，且寻址电极11由第一电介质层12覆盖。在第一电介质层12的上表面上形成多个界定放电空间且其间具有预定的间隔的阻挡肋13，以形成放电单元14并防止放电单元14之间发生电和光的串扰。此外，在放电单元14中，涂布预定厚度的红(R)、绿(G)和蓝(B)荧光层15，且在放电单元14中填充放电气体。
上衬底20为透过可见光线的透明衬底且主要由玻璃制成。上衬底20连接到下衬底10上，下衬底10上形成有阻挡肋13。多对与寻址电极交叉的条形维持电极21a和21b形成在上衬底20的下表面上。维持电极21a和21b一般由诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料形成，以便可见光线能够透过它。此外，具有比维持电极21a和21b更窄的宽度的总线电极(bus electrodes)22a和22b形成在维持电极21a和21b的下表面上，以便降低维持电极21a和21b的线电阻。维持电极21a和21b以及总线电极22a和22b被透明的第二电介质层23覆盖。由MgO形成的保护层24形成在第二电介质层23的下表面上。保护层24防止第二电介质层23受到等离子体颗粒溅射的损伤并通过发射二次电子降低放电电压。
具有上述结构的PDP受到驱动以进行寻址放电和维持放电。寻址放电发生在寻址电极11和维持电极对21a和21b之一之间，此时形成壁电荷。由于维持电极21a和21b之间的电势差，维持放电发生，荧光粉受到维持放电产生的紫外线激励发出可见光线。
OLED是一种利用有机材料将电能转换为光能的装置，通过阳极和阴极注入的空穴和电子在有机分子中复合产生激子，然后发光。OLED具有低功耗，薄厚度和快速的响应速度。
图3示意性地示出了OLED的横截面。参考图3，OLED包括依次堆叠的阳极电极31、发光层35和阴极电极41。此外，将多晶硅薄膜晶体管(TFT)阵列或单晶硅TFT阵列用作驱动OLED的开关装置。
不过，上述TFT阵列是通过复杂的制造工艺形成的，且制造阵列的成本很高。此外，多晶硅TFT阵列的均匀性低，因此显示屏上会发生斑(mura)。单晶硅TFT阵列的寿命短，因此难以实际应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明使用了一种等离子体放电开关作为驱动OLED的开关装置。也就是说，在传统的PDP中，等离子体放电仅用于完成显示功能。而根据本发明，放电单元被用作开关阵列，以利用等离子体放电的开关特性和数据存储功能驱动诸如OLED的电流驱动装置。
本发明提供了一种利用等离子体放电的开关特性和数据存储特性的等离子体放电开关和一种包括该开关的电流驱动装置。
根据本发明的一个方面，提供一种等离子体放电开关，包括：多个放电单元；和多个设置在每一放电单元上的第一和第二电极，用于在放电单元中产生等离子体放电，从而电流能够在等离子体放电期间在电极之间流动，其中该开关通过产生和停止放电单元中的等离子体放电来接通和断开第一电极和第二电极之间的电流。
该开关可以还包括第一衬底和第二衬底，它们相互面对设置以在其间形成放电单元。
第一电极可以形成在第一衬底上，而第二电极可以形成在第二衬底上。第一和第二电极可以形成在第一和第二衬底之一上。
用于执行寻址放电的寻址电极可以设置在每个放电单元上。寻址电极可以形成在第一衬底上，而第一和第二电极可以形成在第二衬底上与寻址电极交叉。
可以在放电单元中填充放电气体。
根据本发明的另一方面，提供一种包括等离子体放电开关的电流驱动装置，该等离子体放电开关包括：多个放电单元；和多个设置在每一放电单元上的第一和第二电极，用于在放电单元中产生等离子体放电，从而电流能够在等离子体放电期间在电极之间流动，其中等离子体放电开关通过产生和停止放电单元中的等离子体放电来接通和断开第一电极和第二电极之间的电流。
可以在每个放电单元处设置用于进行寻址放电的寻址电极。
根据本发明的又一方面，提供一种有机发光装置，包括：等离子体放电开关，其包括相互相对设置的第一衬底和第二衬底，在第一和第二衬底之间形成的多个放电单元，和多个设置在每个放电单元上的第一和第二电极；分别对应于放电单元在第一和第二衬底之间形成的多个显示单元，其上设有第二电极；在显示单元之下形成在第二衬底上的第三电极；以及形成在第二电极和第三电极之间的有机发光层。
放电单元和显示单元可以形成在同一平面上。放电单元和对应的显示单元可以彼此相邻形成。
可以在第一和第二衬底之间设置多个阻挡肋，该多个阻挡肋界定第一和第二衬底之间的空间以形成放电单元和显示单元。
第二电极的一部分可以从放电单元延伸到显示单元的上部。
第一电极可以形成在第一衬底上，而第二电极可以形成在第二衬底上。第一和第二电极可以形成在第二衬底上。
可以进一步在每个放电单元处设置寻址电极。寻址电极可以形成在第一衬底上，而第一和第二电极可以在与寻址电极交叉的方向上形成在第二衬底上。
根据本发明的又一方面，提供一种有机发光装置，其包括：等离子体放电开关，其包括相互相对设置的第一衬底和第二衬底，多个在第一和第二衬底之间的空间的上部中形成的放电单元，和设置在每个放电单元上的第一和第二电极；分别对应于放电单元在第一和第二衬底之间的空间的下部中形成的多个显示单元，其上设有第二电极；在显示单元之下形成在第二衬底上的第三电极；以及形成在第二电极和第三电极之间的有机发光层。
第一电极可以在与第二电极交叉的方向上形成在第一衬底上。
可以在第一和第二衬底之间设置多个阻挡肋，该多个阻挡肋界定第一和第二衬底之间的空间以形成放电单元和显示单元。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的上述和其他特性和优势将会更加明显，在附图中：
图1为示出传统等离子体显示板(PDP)的分解透视图；
图2A是示出图1所示的PDP的沿交叉寻址电极的方向截取的横截面图；
图2B是示出图1所示的PDP的沿平行寻址电极的方向截取的横截面图；
图3是示出传统有机发光装置(OLED)的示意横截面图；
图4是示出包括根据本发明的等离子体放电开关的OLED的一部分的平面图；
图5是沿图4的线V-V′方向截取的横截面图；
图6是沿图4的线VI-VI′方向截取的横截面图；
图7是示出图4所示的OLED的示意性方框图；
图8A是示出根据本发明的处于等离子体放电开关关闭状态的OLED的等效电路图；
图8B是示出施加到处于等离子体放电开关关闭状态的电极的电压的视图；
图9A是示出根据本发明的处于等离子体放电开关开启状态的OLED的等效电路图；
图9B是示出施加到处于等离子体放电开关开启状态的电极的电压的视图；以及
图10是示出根据本发明的另一实施例的OLED的横截面图。
具体实施方式
图4是示出包括根据本发明的等离子体放电开关的有机发光装置(OLED)的一部分的平面图。图5是沿线V-V′方向截取的OLED的横截面图，而图6是沿线VI-VI′方向截取的OLED的横截面图。此外，图7是示出图4的OLED的示意性方框图。
参照图4到7，OLED包括多个等离子体放电开关和多个显示单元，该显示单元通过等离子体放电开关发光以显示图像。
等离子体放电开关包括第一衬底110和第二衬底120、形成在第一和第二衬底110和120之间的多个放电单元114以及在放电单元114中产生等离子体放电的放电电极。
此外，多个分别对应于放电单元114的显示单元形成在第一和第二衬底110和120之间。这里，显示单元与放电单元114形成在同一个平面上，且彼此对应的放电单元114和显示单元彼此相邻地形成。
第一和第二衬底110和120分别是上和下衬底，且彼此面对设置，其间具有预定的间隔。第一和第二衬底110和120可以由透明玻璃材料形成，使得可见光线通过其传播。
此外，在第一和第二衬底110和120之间设置多个阻挡肋113，其保持第一和第二衬底110和120之间的间距并界定衬底110和120之间的空间以形成放电单元114和显示单元。此外，在放电单元114中填充放电气体。
放电电极包括寻址电极111和一对第一和第二电极121和122，其形成在每个放电单元114处。寻址电极111是用于执行寻址放电的电极，形成在第一衬底110的下表面上。此外，第一和第二电极121和122是用于执行维持放电的电极，其彼此平行地形成在第二衬底120的上表面上与寻址电极交叉。这里，寻址电极111、第一和第二电极121和122可以由透明导电材料形成，亦即，铟锡氧化物(ITO)。
在显示单元的上部，设置了第二电极122。这样，第二电极122的一部分从第二衬底120的上表面通过阻挡肋113的壁延伸到显示单元的上部。此外，第三电极123在显示单元下方形成在第二衬底120的上表面上。有机发光层125形成在第二和第三电极122和123之间，从第二和第三电极122和123注入有机发光层125的空穴和电子因第二和第三电极122和123之间的电势差而复合。这里，第二和第三电极122和123，例如，分别是阳极电极和阴极电极。
以下，将参照图7、8A、8B、9A和9B描述OLED的运行。
图8A是示出根据本发明的处于等离子体放电开关断开状态的OLED的等效电路图。在图8A中，附图标记130代表等离子体放电开关，其通过等离子体放电开关第一电极和第二电极(图7中的122)之间的电流流动，而附图标记140代表电连接到该等离子体放电开关130的发光二极管。此外，图8B是示出施加到处于等离子体放电开关断开状态的电极的电压的视图。
参考图8A和8B，如果寻址电极111未施加电压，即使在第一电极121和第三电极123之间有预定的电压变化VH，也不会发生寻址放电和维持放电。因此，由于第一电极121和第二电极(图7中的122)之间没有电流流动，等离子体放电开关130是断开的。此外，在这种状态下，第二电极122和第三电极123之间不存在电压差，发光二极管不发光。
图9A是示出根据本发明的处于等离子体放电开关开启状态的OLED的等效电路图。此外，图9B是示出施加到处于等离子体放电开关开启状态的电极的电压的视图。
参照图9A和9B，当在第一电极121和第三电极123之间存在预定电压变化VH的状态下向寻址电极111施加预定电压VA时，在放电单元(图7中的114)中发生寻址放电。然后，因寻址放电而在第一和第二电极121和122之间发生维持放电。由于维持放电在放电单元114中形成了一条电流通路，电流在第一和第二电极121和122之间流动，因此等离子体放电开关变成开启状态。在这种状态下，通过第一电极121向第二电极122施加一预定电压。这样，在第二电极122和第三电极123之间产生了电压差，并且，因此，电子和空穴被注入有机发光层(图7中的125)并复合，使得发光二极管140发光。此外，产生的可见光从第二衬底120离开，以如图6所示形成图像。
此外，在该等离子体放电开关中，由等离子体放电产生的受激颗粒所造成的记忆效应起到了普通有源矩阵开关阵列的存储器件的作用。
在以上描述中，寻址电极111和一对第一和第二电极121和122是设置在每个放电单元114上的，不过，可以将用于等离子体放电的一对第一和第二电极设置在每个放电单元114上。这里，第一和第二电极可以分别形成在第一和第二衬底110和120上。此外，第一和第二电极可以形成在第一和第二衬底110和120之一上。
图10是示出根据本发明的另一实施例的OLED的横截面图。
参照图10，OLED包括多个等离子体放电开关和多个显示单元，该显示单元通过等离子体放电开关发光以显示图像。
该等离子体放电开关包括以预定间隔彼此面对设置的第一衬底210和第二衬底220，形成在第一和第二衬底210和220之间的空间上部的多个放电单元214，以及用于在放电单元214中执行等离子体放电的放电电极。
显示单元形成在第一和第二衬底210和220之间的空间的下部以分别与放电单元214对应。
放电电极包括设置在每个放电单元214上的一对第一和第二电极221和222。这里，第一电极221形成在第一衬底210的下表面上，而第二电极222与第一电极221交叉地形成在显示单元的上部上。第一和第二电极221和222可以由透明导电材料，例如ITO形成。
在第一和第二衬底210和220之间设置多个阻挡肋213，该阻挡肋213维持第一和第二衬底210和220之间的间隔并界定第一和第二衬底210和220之间的空间以形成放电单元214和显示单元。此外，在放电单元214中填充放电气体。
如上所述，第二电极222位于显示单元上。此外，第三电极223形成在设于显示单元下方的第二衬底220的上表面上。有机发光层225形成在第二和第三电极222和223之间，空穴和电子通过第二和第三电极222和223注入有机发光层225并因第二和第三电极222和223之间的电压差而复合发光。这里，第二和第三电极222和223，例如，是阳极电极和阴极电极。
在具有上述结构的OLED中，在第一电极221和第二电极222之间施加预定电压以在第一和第二电极221和222之间产生寻址放电，并且当在第一电极221和第二电极222之间施加维持电压时，放电单元214中的放电可以得到维持。这样，在放电单元214中形成了电流通路，且在第一电极221和第二电极222之间有电流流动。此外，由于电流的流动在第二电极222和第三电极223之间产生了预定电压差，因此，电子和空穴被注入有机发光层225并复合以产生可见光线。如果第一电极221和第二电极222之间未发生寻址放电，在放电单元214中就不产生等离子体放电。这样，电流就不会在第一电极221和第二电极222之间流动，而且因此有机发光层225不会发光。
在上述实施例中，描述了具有等离子体放电开关的OLED，不过，本发明不仅仅局限于上述OLED，而能够应用于各种使用等离子体放电开关作为电流开关装置的电流驱动装置中。
根据本发明，放电单元被用作开关阵列，以利用等离子体放电的开关特性和数据存储特性驱动诸如OLED的电流驱动装置。这样就能够以低成本制造大面积的开关阵列。
尽管已经参照其示范性实施例对本发明进行了特定展示和描述，本领域的普通技术人员要理解的是，在不背离权利要求所界定的本发明的精神和范围的前提下，可以做出多种形式和细节上的变化。

Claims (24)

1.一种等离子体放电开关，包括：
多个放电单元；以及
多个设置在每一所述放电单元上的第一和第二电极，用于在所述放电单元中产生等离子体放电，从而电流能够在所述等离子体放电期间在所述电极之间流动，
其中所述开关通过产生和消灭所述放电单元中的等离子体放电来开关所述第一电极和第二电极之间的电流的流动。
2.如权利要求1所述的等离子体放电开关，还包括一第一衬底和一第二衬底，它们相互面对设置以在其间形成所述放电单元。
3.如权利要求2所述的等离子体放电开关，其中所述第一电极形成在所述第一衬底上，且所述第二电极形成在所述第二衬底上。
4.如权利要求2所述的等离子体放电开关，其中所述第一和第二电极形成在所述第一和第二衬底之一上。
5.如权利要求2所述的等离子体放电开关，其中在每一放电单元上设置用于进行寻址放电的寻址电极。
6.如权利要求5所述的等离子体放电开关，其中所述寻址电极形成在所述第一衬底上，且所述第一和第二电极形成在所述第二衬底上与所述寻址电极交叉。
7.如权利要求1所述的等离子体放电开关，其中在所述放电单元中填充放电气体。
8.一种包括等离子体放电开关的电流驱动装置，该等离子体放电开关包括：
多个放电单元；以及
多个设置在每一所述放电单元上的第一和第二电极，用于在所述放电单元中产生等离子体放电，从而电流能够在所述等离子体放电期间在所述电极之间流动，
其中所述等离子体放电开关通过产生和消灭放电单元中的等离子体放电来开关所述第一电极和第二电极之间的电流的流动。
9.如权利要求8所述的装置，其中在每一所述放电单元设置一用于进行寻址放电的寻址电极。
10.如权利要求8所述的装置，其中在所述放电单元中填充一放电气体。
11.一种有机发光装置，包括：
一等离子体放电开关，其包括相互面对设置的第一衬底和第二衬底，形成在所述第一和第二衬底之间的多个放电单元以及设置在每一所述放电单元处的多个第一和第二电极；
分别对应于所述放电单元在所述第一和第二衬底之间形成的多个显示单元，其上设有所述第二电极；
一形成在在所述显示单元之下的所述第二衬底上的第三电极；以及
一形成在所述第二电极和所述第三电极之间的有机发光层。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述放电单元和所述显示单元形成在同一平面上。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述放电单元和所述对应的显示单元彼此相邻地形成。
14.如权利要求12所述的装置，其中在所述第一和第二衬底之间设置多个阻挡肋，该多个阻挡肋界定所述第一和第二衬底之间的空间以形成所述放电单元和所述显示单元。
15.如权利要求12所述的装置，其中所述第二电极的一部分从所述放电单元延伸到所述显示单元的上部。
16.如权利要求11所述的装置，其中所述第一电极形成在所述第一衬底上，且所述第二电极形成在所述第二衬底上。
17.如权利要求11所述的装置，其中所述第一和第二电极形成在所述第二衬底上。
18.如权利要求11所述的装置，其中一寻址电极还设置在每一所述放电单元处。
19.如权利要求18所述的装置，其中所述寻址电极形成在所述第一衬底上，且所述第一和第二电极在与寻址电极交叉的方向上形成在所述第二衬底上。
20.如权利要求11所述的装置，其中在所述放电单元中填充放电气体。
21.一种有机发光装置，包括：
一等离子体放电开关，其包括相互面对设置的第一衬底和第二衬底，形成在所述第一和第二衬底之间的空间上部的多个放电单元以及设置在每一所述放电单元处的多个第一和第二电极；
分别对应于所述放电单元在所述第一和第二衬底之间的空间的下部中形成的多个显示单元，其上设有所述第二电极；
一形成在在所述显示单元之下的所述第二衬底上的第三电极；以及
一形成在所述第二电极和所述第三电极之间的有机发光层。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述第一电极在与所述第二电极交叉的方向上形成在所述第一衬底上。
23.如权利要求21所述的装置，其中在所述第一和第二衬底之间设置多个阻挡肋，该多个阻挡肋界定所述第一和第二衬底之间的空间以形成所述放电单元和所述显示单元。
24.如权利要求21所述的装置，其中在所述放电单元中填充放电气体。
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