電光單元、電光設(shè)備以及用于操作電光設(shè)備的方法
【專利摘要】提供了一種電子單元(1)，其包括光電二極管(2)、發(fā)光二極管(3)以及可編程電阻存儲(chǔ)元件(4)。該電光單元進(jìn)一步具有第一(12)、第二(13)和第三(14)控制端子，其中光電二極管(2)和可編程電阻元件(4)串聯(lián)聯(lián)接在第一(12)與第三(14)控制端子之間，并且其中發(fā)光二極管(3)和可編程電阻元件(4)聯(lián)接在第二(13)與第三(14)控制端子之間。該發(fā)光二極管的一個(gè)電極(2a/2c)、該光電二極管的一個(gè)電極(3a)以及該可編程電阻存儲(chǔ)元件的端子(4a)共同連接至節(jié)點(diǎn)(5)。在通過向第一端子(12)施加第一極性的復(fù)位電壓而將可編程電阻存儲(chǔ)元件復(fù)位至導(dǎo)電狀態(tài)/非導(dǎo)電狀態(tài)之后，與復(fù)位電壓極性相反的編程電壓被施加至所述第一控制端子(12)。該可編程電阻存儲(chǔ)元件響應(yīng)于該編程電壓改變至非導(dǎo)電狀態(tài)/導(dǎo)電狀態(tài)的程度取決于同樣由該光電二極管(2)接收的輻射強(qiáng)度。此外，提供了一種電光設(shè)備，其包括多個(gè)電光單元(1)，多個(gè)電光單元(1)具有聯(lián)接至相應(yīng)的第一、第二和第三公共控制線的第一(12)、第二(13)和第三(14)控制端子。
【專利說明】
電光單元、電光設(shè)備從及用于操作電光設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電光單元。
[0002] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)及電光設(shè)備。
[0003] 本發(fā)明還進(jìn)一步設(shè)及用于操作電光設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 數(shù)字信息顯示設(shè)備典型地包括矩陣，該矩陣包括顯示元件W及行與列尋址機(jī)構(gòu)。 特定顯示元件可通過激活其對(duì)應(yīng)列和行來尋址。矩陣顯示器可使用被動(dòng)或主動(dòng)尋址。在后 一種情況，為每個(gè)像素提供一個(gè)或多個(gè)晶體管或其他開關(guān)元件。被動(dòng)尋址對(duì)于相對(duì)較小的 顯示器是可能的。具有相對(duì)較大數(shù)量的像素的較大顯示器由于高分辨率和/或大的物理尺 寸而需要主動(dòng)尋址。運(yùn)需要大量組件，而運(yùn)使得顯示器的制造昂貴而困難。
[0005] 應(yīng)注意的是，US2003/0201956公開了一種包括多個(gè)顯示單元的顯示器。顯示單元 中的至少一個(gè)包括諸如光電二極管的光傳感器、聯(lián)接至光傳感器的顯示元件(例如LED) W 及聯(lián)接至光傳感器的存儲(chǔ)器。在一個(gè)實(shí)施例中，該存儲(chǔ)器包括能量存儲(chǔ)元件和開關(guān)選擇器。 開關(guān)可被提供為具有柵極、源極和漏極的場效應(yīng)晶體管(FET)，其中柵極為開關(guān)選擇器，漏 極為開關(guān)輸入;而源極為開關(guān)輸出。在另一實(shí)施例中，存儲(chǔ)器為狀態(tài)機(jī)。該顯示器為光學(xué)可 尋址的。其優(yōu)點(diǎn)是不需要每個(gè)可尋址顯示單元的控制信號(hào)被連接到顯示器中。光學(xué)可尋址 顯示器可易于擴(kuò)展至大尺寸和/或高分辨率，同時(shí)每個(gè)像素需要較少的組件。
[0006] 進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)注意，US2010/00134472公開了一種用于具有多位可編程電阻元件并 利用二極管作為程序選擇器的多位可編程電阻單元的方法和系統(tǒng)?？赏ㄟ^施加具有初始編 程電壓(或電流）W及持續(xù)時(shí)間的程序脈沖來啟動(dòng)對(duì)多位可編程電阻元件進(jìn)行的編程。讀取 驗(yàn)證周期可接著確定是否達(dá)到希望的電阻水平。如果還未達(dá)到希望的電阻水平，則可施加 附加的程序脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種具有簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能夠顯示信息的設(shè)備。
[000引本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)為提供一種應(yīng)用于設(shè)備中的電光單元。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)為提供一種用于操作設(shè)備的方法。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電光單元，包括光電二極管、發(fā)光二極管W及 具有第一和第二端子的可編程電阻存儲(chǔ)元件，光電二極管、發(fā)光二極管均具有第一和第二 電極，電光單元進(jìn)一步具有第一、第二和第Ξ控制端子，其中光電二極管和可編程電阻存儲(chǔ) 元件串聯(lián)聯(lián)接在第一控制端子與第Ξ控制端子之間，并且其中發(fā)光二極管和可編程電阻存 儲(chǔ)元件串聯(lián)聯(lián)接在第二控制端子與第Ξ控制端子之間。電光單元包括公共節(jié)點(diǎn)，其中光電 二極管的所述第一和第二電極之一、發(fā)光二極管的所述第一和第二電極之一 W及可編程電 阻存儲(chǔ)元件的所述第一和第二端子之一共同連接至公共節(jié)點(diǎn)?？删幊屉娮璐鎯?chǔ)元件在導(dǎo)電 狀態(tài)通過在可編程電阻存儲(chǔ)元件的所述第一與第二端子之間施加第一電壓是可編程的，并 且在非導(dǎo)電狀態(tài)通過在可編程電阻存儲(chǔ)元件的所述第一與第二端子之間施加第二電壓是 可編程的。
[0011] 根據(jù)第一方面的電光單元提供了可通過電磁福射編程的圖像元件。此外，由于避 免了用于提供輸入至電光單元的附加內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，因此內(nèi)部結(jié)構(gòu)被簡化。
[0012] 在根據(jù)第一方面的電光單元的第一實(shí)施例中，其中光電二極管在從第一控制端子 到第Ξ控制端子的路徑中布置的方向與發(fā)光二極管在從第二控制端子到第Ξ控制端子的 路徑中的布置方向相同。詞語"相同方向"表示光電二極管的陽極和陰極在從第一控制端子 到第Ξ控制端子的路徑中的布置順序與發(fā)光二極管的陽極和陰極在從第二控制端子到第 Ξ控制端子的路徑中的布置順序相同。該實(shí)施例可用于提供"負(fù)面"顯示效果。即，在存在光 的情況下編程的電光單元在顯示操作模式下具有較暗外觀，而在沒有光的情況下編程的電 光單元在顯示模式下具有較亮外觀。在本說明書的下文中更詳細(xì)地描述編程過程。
[0013] 可替代地，在第二實(shí)施例中，光電二極管在從第一控制端子到第Ξ控制端子的路 徑中布置的方向與發(fā)光二極管在從第二控制端子到第Ξ控制端子的路徑中的布置方向相 反。該實(shí)施例可用于提供"正面"顯示效果。即在存在光的情況下編程的電光單元在顯示操 作模式具有較亮外觀，而在沒有光的情況下編程的電光單元在顯示模式具有較暗外觀。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電光設(shè)備，其具有根據(jù)第一方面的電光單元 的第一或第二實(shí)施例的多個(gè)電光單元。其中電光單元具有分別聯(lián)接至相應(yīng)的公共第一控制 線、第二控制線和第Ξ控制線的其第一控制端子、其第二控制端子和其第Ξ控制端子。在根 據(jù)本發(fā)明的電光設(shè)備中，電光單元不僅具有適合的構(gòu)造，避免每個(gè)像素中昂貴而易受影響 的控制元件，而且另外僅需要Ξ個(gè)外部控制線。典型地，一個(gè)電光設(shè)備包括第一實(shí)施例的電 光單元或第二實(shí)施例的電光單元。然而，對(duì)于特定應(yīng)用，電光設(shè)備的實(shí)施例可包括兩個(gè)實(shí)施 例的電光單元。
[0015] 根據(jù)第二方面的電光設(shè)備的實(shí)施例包括敏感性相同的電光單元。運(yùn)意味著利用相 同類型和強(qiáng)度的福射對(duì)電光單元進(jìn)行編程在顯示方法中對(duì)電光單元的行為具有實(shí)質(zhì)影響。
[0016] 根據(jù)第二方面的電光設(shè)備的另一實(shí)施例包括敏感性互不相同的電光單元，即他們 具有互不相同的敏感類型。運(yùn)可W例如用于通過為具有互不相同闊值的電光單元提供為改 變其可編程電阻存儲(chǔ)元件的狀態(tài)而需要的福射量，而實(shí)現(xiàn)一系列亮度級(jí)別的顯示。具有互 不相同的敏感性的電光單元中的相應(yīng)子集可相互聚集在一起，使得通過在編程階段期間利 用更高或更低的亮度照射單元的群，而使其呈現(xiàn)為具有可控制的亮度的單個(gè)像素。電光單 元可附加地或可替代地針對(duì)福射波長具有互不相同的敏感性。假設(shè)電光單元還具有能夠提 供互不相同的波長范圍的電磁福射的對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管，則其可用于呈現(xiàn)顏色圖像。在一個(gè) 實(shí)施例中，電光單元具有相應(yīng)的濾色元件，W使進(jìn)入的福射W與輸出的福射相同的方式被 過濾。W運(yùn)種方式，實(shí)現(xiàn)了顏色再現(xiàn)，而不需要使用電光單元的不同的光電二極管和發(fā)光二 極管。
[0017] 根據(jù)電光單元是根據(jù)第一實(shí)施例或第二實(shí)施例，可利用不同的操作方法來編程電 光單元，即在排列電光單元中存儲(chǔ)照射圖案。
[0018] 根據(jù)第一實(shí)施例的包括電光單元的電光設(shè)備可通過后續(xù)復(fù)位階段和編程階段編 程D
[0019] 在復(fù)位階段中，復(fù)位電壓被施加在第一控制線與第Ξ控制線之間。其中復(fù)位電壓 具有與電光設(shè)備的電光單元中的光電二極管的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性。詞語"復(fù)位"在 此表示電光設(shè)備的所有電光單元進(jìn)入相同的狀態(tài)。在運(yùn)種情況下，每個(gè)電光單元的可編程 電阻存儲(chǔ)元件由于施加復(fù)位電壓而進(jìn)入導(dǎo)電狀態(tài)。如果復(fù)位電壓被施加在第二控制線與第 Ξ控制線之間，其中復(fù)位電壓具有與電光設(shè)備的電光單元中的發(fā)光二極管的正向偏置狀態(tài) 相對(duì)應(yīng)的極性，則在該實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)相同的效果。此外，具有相同極W及例如相同幅值的電 壓可同時(shí)施加在第一和第Ξ端子之間W及第二和第Ξ端子之間。在復(fù)位階段之后應(yīng)用的編 程階段，編程電壓被施加在第一控制線與第Ξ控制線之間。在該階段中，優(yōu)選地，電壓同時(shí) 被施加在第二和第Ξ端子之間，或第二端子的電壓保持在接地電平，即與第Ξ端子的電平 相同。編程電壓具有與復(fù)位電壓相反的極性。此外，福射圖案被施加至多個(gè)電光單元。編程 電壓的施加和福射圖案的施加在時(shí)間上應(yīng)當(dāng)至少部分地重疊，W實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)變 化。編程階段可延伸到多個(gè)編程階段可被應(yīng)用的特定時(shí)間段。根據(jù)第一示例，電光設(shè)備為手 寫板或電子板，其可利用光筆來寫字。當(dāng)光筆在電光設(shè)備的表面上方移動(dòng)時(shí)，被照射的電光 單元從公共復(fù)位狀態(tài)變化到編程狀態(tài)。對(duì)于所謂的多次曝光，可使用多個(gè)編程階段，W加密 圖像或用于特定效果如利用光筆繪圖。
[0020] 包括根據(jù)第二實(shí)施例的電光單元的電光設(shè)備可通過如下后續(xù)復(fù)位階段和編程階 段來編程。首先，復(fù)位電壓被施加在第一控制線與第Ξ控制線之間，其中復(fù)位電壓具有與光 電二極管的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性。可選地，具有相同極性W及相同數(shù)量級(jí)的電壓可 被施加在第二和第Ξ控制線之間。此外，在該實(shí)施例中，電光設(shè)備的所有電光單元被設(shè)置為 相同的狀態(tài)，即所有可編程電阻存儲(chǔ)元件呈現(xiàn)非導(dǎo)電狀態(tài)。在后續(xù)編程階段，編程電壓被施 加在第一控制線和第Ξ控制線之間。其中編程電壓具有與復(fù)位電壓相反的極性，并且福射 圖案被施加至多個(gè)電光單元。在該階段，優(yōu)選地，電壓同時(shí)被施加在第二和第Ξ端子之間， 或第二端子的電壓保持在接地電平，即與第Ξ端子的電平相同。施加編程電壓和施加福射 圖案至少部分地在時(shí)間上重疊。
[0021] 根據(jù)通過在第二控制線和第Ξ控制線之間施加顯示電壓使用的實(shí)施例，存儲(chǔ)于可 編程電阻存儲(chǔ)元件中的福射圖案可W在正面或負(fù)向面意義上再現(xiàn)。其中顯示電壓具有與發(fā) 光二極管的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性W及小于復(fù)位電壓和編程電壓的幅值。在顯示階段 期間，存儲(chǔ)元件上的電壓應(yīng)當(dāng)?shù)陀谄渚幊屉妷?。最高壓降產(chǎn)生于在關(guān)閉狀態(tài)編程的存儲(chǔ)元 件。顯示電壓應(yīng)當(dāng)?shù)陀诰幊屉妷骸Ｈ欢l(fā)光二極管上的壓降必須足夠高W激活發(fā)光二極管。 運(yùn)最好通過合適地選擇發(fā)光二極管的面積Ale及其發(fā)光層Die的厚度Die、W及可編程存儲(chǔ) 器的面積Amem及其有源層的厚度Dmem來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，該數(shù)量(A1 e/Amem) (Dmem/D 1 e)在0.1 至0.5的范圍。最優(yōu)選地，該數(shù)量在0.2至0.35的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0022] 運(yùn)些W及其他方面參考附圖更詳細(xì)地進(jìn)行描述。其中：
[0023] 圖1A、圖1B和圖1C分別示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的電光單元的第一、第二和第 Ξ實(shí)施例，
[0024] 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的電光設(shè)備的實(shí)施例，
[0025] 圖3A、圖3B和圖3C示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的電光設(shè)備的其他實(shí)施例，
[0026] 圖4A示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的電光設(shè)備的多個(gè)電光單元的實(shí)際實(shí) 現(xiàn)方式，
[0027]圖4B示出了根據(jù)圖4A的B-B截面圖，
[00%]圖5A、圖5B、圖5C和圖5D圖示了根據(jù)第Ξ方面、用于操作根據(jù)第一實(shí)施例的電光設(shè) 備的方法，其中圖5A示出了被施加至電光設(shè)備的控制線的電壓隨時(shí)間的變化，圖5B、圖5C、 圖5D分別示出了該方法的復(fù)位階段、編程階段和顯示階段，
[0029] 圖6A、圖6B、圖6C和圖抓圖示了根據(jù)第Ξ方面、用于操作根據(jù)第二實(shí)施例的電光設(shè) 備的方法，其中圖6A示出了被施加至電光設(shè)備的控制線的電壓隨時(shí)間的變化，圖6B、圖6C、 圖6D分別示出了該方法的復(fù)位階段、編程階段和顯示階段，
[0030] 圖7A和圖7C、圖7D示出了利用如圖7B所示模塊獲取的多種測量結(jié)果，
[0031] 圖8示出了利用根據(jù)本發(fā)明的電光單元獲取的測量結(jié)果，
[0032] 圖9A和圖9B示出了電光設(shè)備的又一實(shí)施例，而圖9C示出了可能的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 各個(gè)附圖中的相同附圖標(biāo)記表示相同元件，除非另有指示。
[0034] 除非另外定義，否則本文使用的在描述和附圖的環(huán)境中閱讀的所有術(shù)語(包括技 術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步 理解，諸如在通用字典定義的術(shù)語，應(yīng)解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)的環(huán)境下含義一致的含 義，并且不應(yīng)解釋為理想化或過于形式的含義，除非本文明確如此定義。在某些實(shí)例中，公 知設(shè)備和方法的詳細(xì)描述可被省略，W免混淆本系統(tǒng)和方法的描述。用于描述特定實(shí)施例 的術(shù)語并非意圖限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"該"也意圖包括 復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確表示。術(shù)語"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列舉項(xiàng)的任何和所 有組合。進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語"包括"和/或"包含"指示所述特征的出現(xiàn)，但不排除一個(gè)或 多個(gè)其他特征的出現(xiàn)或附加。本文提到的所有公開、專利申請(qǐng)、專利W及其他引用均通過引 用W其整體并入本文。在相抵觸的情況下，W包括定義的本說明書為準(zhǔn)。
[0035] 如本文所使用的，術(shù)語"基底"具有其在材料學(xué)中的通常含義，如在層沉積的情況 下，為包括在其上進(jìn)行處理的表面的物體。在典型的半導(dǎo)體制造工藝中，基底可為娃晶片。 在柔性電子器件的生產(chǎn)中，基底典型地包括錐。術(shù)語"錐"指代包括一個(gè)或多個(gè)材料層的薄 片。優(yōu)選地，錐是柔性的，W使其可用于卷對(duì)卷(R2R)或卷對(duì)片(R2S)制造工藝。因此，如果錐 可成卷或W曲率半徑50cm或更小，例如12cm來彎曲，而不喪失其基本功能，例如電子功能， 則該錐可被認(rèn)為是柔性的?？商娲鼗蚺c此結(jié)合，如果錐具有小于500Pa · m3的彎曲硬度， 則錐可被認(rèn)為是柔性的。
[0036] 在下文參考示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可W W多個(gè)不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)解釋為限于本文提出的實(shí)施例。相反，該實(shí)施例被提供W 使本公開全面而完整，并且完全將本發(fā)明的范圍傳遞至本領(lǐng)域技術(shù)人員。示例性實(shí)施例的 描述旨在結(jié)合附圖來閱讀，附圖被認(rèn)為是整個(gè)書面描述的一部分。在附圖中，為清晰起見， 系統(tǒng)、組件、層和區(qū)域的大小和相對(duì)大小可被放大。實(shí)施例參考作為本發(fā)明的可能的理想化 實(shí)施例和中間結(jié)構(gòu)的示意性說明的截面圖說明來描述。
[0037] 在描述中，相對(duì)術(shù)語及其派生詞應(yīng)理解為指代如所描述的或討論中的附圖所示的 方向。相對(duì)術(shù)語用于方便描述，并且不需要將系統(tǒng)W特定方向構(gòu)造或操作，除非另外聲明。 進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)?上"或"聯(lián)接至"另一元件或?qū)訒r(shí)， 其可直接位于另一元件或?qū)由匣蚺c其聯(lián)接，或可存在居間元件或?qū)?。相反，?dāng)一元件被稱為 "直接位于"另一元件或?qū)?方"、"連接至"或"直接聯(lián)接至"另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在居間元 件或?qū)?。進(jìn)一步應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)方法的特定步驟被稱為在另一步驟之后時(shí)，其可直接在另一步 驟之后或一個(gè)或多個(gè)中間步驟可在執(zhí)行特定步驟之前被執(zhí)行。
[0038] 圖1A示出了電光單元1，其包括光電二極管2、發(fā)光二極管3和可編程電阻存儲(chǔ)元件 4。光電二極管2具有形成第一電極的陰極2c和形成第二電極的陽極2曰。類似地，發(fā)光二極管 3具有形成第一電極的陰極3c和形成第二電極的陽極3曰。光電二極管2與具有端子4a、4b的 可編程電阻存儲(chǔ)元件4相互串聯(lián)聯(lián)接在第一控制端子12與第Ξ控制端子14之間。并且發(fā)光 二極管3和可編程電阻存儲(chǔ)元件4相互串聯(lián)聯(lián)接在第二控制端子13與第Ξ控制端子14之間。 在從第一控制端子12到第Ξ控制端子14的路徑中，光電二極管2的設(shè)置方向與發(fā)光二極管 在從第二控制端子13到第Ξ控制端子14的路徑中的設(shè)置方向相同。光電二極管2的陽極2曰、 發(fā)光二極管3的陽極3a和可編程電阻存儲(chǔ)元件4的端子4a共同連接在節(jié)點(diǎn)5。
[0039] 圖1B示出了可替代實(shí)施例，其與圖1A的實(shí)施例的區(qū)別在于在從第一控制端子12到 第Ξ控制端子14的路徑中，光電二極管2的排列方向與發(fā)光二極管在從第二控制端子13到 第Ξ控制端子14的路徑中的排列方向相反。
[0040] 圖1C示出了另一可替代實(shí)施例，其與圖1A的實(shí)施例的區(qū)別在于電光單元具有附加 的發(fā)光二極管8,附加的發(fā)光二極管8具有連接至節(jié)點(diǎn)5的陰極8c并具有聯(lián)接至第四控制端 子18的陽極8曰。在從第一控制端子12到第Ξ控制端子14的路徑中，光電二極管2的排列方向 與發(fā)光二極管8在從第四控制端子18到第Ξ控制端子14的路徑中的排列方向相反。
[0041] 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的電光設(shè)備100的實(shí)施例。其中示出的電 光設(shè)備包括圖1A所示的多個(gè)電光單元，多個(gè)電光單元具有分別聯(lián)接至相應(yīng)的公共第一控制 線22、第二控制線23和第Ξ控制線24的其第一控制端子12、其第二控制端子13和其第Ξ控 制端子14?？蒞考慮合并電光系統(tǒng)中的若干電光設(shè)備，其中每個(gè)電光設(shè)備具有其自己的控 制線組。代替根據(jù)圖1A的電光單元，電光設(shè)備可包括根據(jù)圖1B的電光單元或運(yùn)兩種類型的 電光單元?？商娲?，電光系統(tǒng)可包括具有圖1A所示類型的電光單元的一個(gè)或多個(gè)電光設(shè) 備W及具有圖1B和/或1C所示類型的電光單元的一個(gè)或多個(gè)電光設(shè)備。在圖2所示實(shí)施例 中，電光單元設(shè)置為矩形網(wǎng)格。然而，也可使用其他配置，諸如六邊形或隨機(jī)網(wǎng)格。
[0042] 圖3A又示出了具有多個(gè)電光單元1的電光設(shè)備100。電光單元將其第一控制端子 12、其第二控制端子13W及其第Ξ控制端子14(如圖1A、1B、2所示)分別聯(lián)接至相應(yīng)的公共 第一控制線22、第二控制線23和第Ξ控制線24。在示出的實(shí)施例中，單元1均具有位于左手 側(cè)的第一端子12和位于右手側(cè)的第二端子13。
[0043] 圖3B示出了電光設(shè)備100的可替代實(shí)施例，其中其第一控制端子12在左手側(cè)并且 其第二控制端子13在右手側(cè)的單元的列與其第一控制端子12在右手側(cè)并且其第二控制端 子13在左手側(cè)的單元的列相交替。在運(yùn)種情況下，垂直導(dǎo)體的數(shù)量可減少。
[0044] 圖3C又示出了電光設(shè)備100的可替代實(shí)施例。其中電光設(shè)備包括敏感性類型互不 相同的電光單元。在該示例中，電光設(shè)備包括4個(gè)類型的單元laab、lc、ld，其具有1、2、3和4 光強(qiáng)單元的敏感性。W運(yùn)種方式，其可再現(xiàn)灰色調(diào)〇、1、2、3和4。應(yīng)當(dāng)清楚，不同類型的數(shù)量 不限于4,還可為任何數(shù)量。敏感性類型互不相同的電光單元laab、lc、ld分組為群10。在該 實(shí)施例中，運(yùn)些電光單元因?yàn)槠鋵?duì)于光強(qiáng)具有互不相同的敏感性而具有互不相同的敏感性 類型。可替代地，可使用因?yàn)槠涔怆姸O管具有互不相同的顏色敏感性而彼此不同的電光 單元。典型地，每個(gè)電光單元中的發(fā)光元件顯示顏色與光電二極管的顏色敏感性相對(duì)應(yīng)的 光。
[0045] 可替代地，可為電光設(shè)備提供顏色掩膜，顏色掩膜具有設(shè)置于電光單元1前方的具 有互不相同的過濾元件的濾色元件。在運(yùn)種情況下，進(jìn)入的福射由相同的過濾元件過濾為 輸出的福射。
[0046] 電光單元的發(fā)光元件不一定被配置為發(fā)射與其光電二極管所感光的波長范圍相 對(duì)應(yīng)的波長范圍的光。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電光設(shè)備的電光單元被提供有對(duì)X射 線敏感的光電二極管W及被配置為發(fā)射可見范圍內(nèi)的福射的發(fā)光元件。
[0047] 該實(shí)施例適用于檢查金屬部件。其中電光設(shè)備相對(duì)于金屬部件一側(cè)放置而X射線 源位于另一側(cè)。金屬部件的任何缺陷通過X射線的漫射而可見，并且形成由電光設(shè)備提供的 圖像中的可見圖案。
[0048] 圖4A示出了具有多個(gè)該電光單元1的電光設(shè)備的俯視圖，其中一個(gè)電光單元1特別 由虛線框表示。圖4B表示另一個(gè)電光單元的截面圖。單元1被設(shè)置于基底6上，基底6優(yōu)選地 為柔性錐。柔性錐例如為聚合物，例如PET或PEN,其具有10-1000微米范圍的厚度，例如25- 500微米范圍，例如125微米。
[0049] 例如411、4旨、口0、1〇、1〇化的第一金屬層46形成可編程電阻存儲(chǔ)元件4的第一電極。 可編程電阻存儲(chǔ)元件4進(jìn)一步包括功能層4f (為清晰起見在圖4A未示出），其可被組成為子 層疊層。在示出的實(shí)施例中，層4f被形成為相分離的VDF-化FE: 0SC混合物，其中0SC可為例 如尸881\?。0、？了44、？〔81、？3冊(cè)之一。例如4旨的下一個(gè)金屬層形成可編程電阻存儲(chǔ)元件4的第 二電極4曰。下一個(gè)金屬層也可用作光伏二極管2的陽極2aW及發(fā)光元件3的陽極3曰。該金屬 層可由子層疊層組成。光伏二極管2進(jìn)一步包括功能層2f (為清晰起見在圖4A未示出及 例如由Ag組成的陰極2c，功能層2f可被組成為一種W上材料的子層疊層或混合物。特別地， 功能層例如包括Cso/Sub化的蒸發(fā)的疊層形式提供。功能層2f還可共同沉積并在干 燥期間相分離的P型和η型有機(jī)材料混合物的形式提供，例如包括P3HT/PCBM。同樣地，發(fā)光 元件3進(jìn)一步包括功能層3f (為清晰起見在圖4Α也未示出）和例如由Ag組成的陰極3c，功能 層3f可被形成為一種W上材料的子層疊層或混合物。此外，功能層3f優(yōu)選地由已知適用于 有機(jī)發(fā)光二極管的蒸發(fā)材料提供。
[0050] 圖5A-5D示意性地示出了用于操作具有根據(jù)圖1A的電光單元1的電光設(shè)備的方法。 其中圖5A示出了被施加至電光單元1的控制端子的、隨時(shí)間變化的電壓值。圖5B-D進(jìn)一步圖 示了電光設(shè)備中單個(gè)單元的方法的步驟，圖5B示出了方法的第一步驟，圖5C示出了方法的 第二步驟而圖5D示出了方法的第Ξ步驟。在方法的第一步驟中，復(fù)位電壓VI被施加在第一 控制端子12與第Ξ控制端子14之間。復(fù)位電壓VI具有與光電二極管2的導(dǎo)電狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的 極性。由于光電二極管處于其導(dǎo)電狀態(tài)，因此第一電壓VI的實(shí)質(zhì)部分作為可編程電阻存儲(chǔ) 元件4上的壓降化es而產(chǎn)生。該壓降化es使每個(gè)電光單元1的可編程電阻存儲(chǔ)元件呈現(xiàn)導(dǎo)電 狀態(tài)。可替代地或同時(shí)，具有與發(fā)光二極管3的導(dǎo)電狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性的復(fù)位電壓VI可被施 加在第二控制端子13與第Ξ控制端子14之間，W使可編程電阻存儲(chǔ)元件呈現(xiàn)其導(dǎo)電狀態(tài)。
[0051] 在后續(xù)步驟中，如圖5C所示，編程電壓V2被施加在第一控制端子12與第Ξ控制端 子14之間。編程電壓V2具有與第一電壓相反的極性。在該狀態(tài)，光電二極管2的導(dǎo)電性強(qiáng)烈 取決于光電二極管2所接收的福射強(qiáng)度。因此，在該狀態(tài)，如果光伏二極管接收相對(duì)高強(qiáng)度 的福射，則可編程電阻存儲(chǔ)元件4上的壓降化r具有與第一狀態(tài)下相反的極性W及相對(duì)高的 幅值。運(yùn)具有W下效果，即可編程電阻存儲(chǔ)元件4的導(dǎo)電狀態(tài)從導(dǎo)電狀態(tài)改變?yōu)榉菍?dǎo)電狀 態(tài)。如果光伏二極管2接收相對(duì)低強(qiáng)度的福射，則可編程電阻存儲(chǔ)元件4上的壓降相對(duì)較低， 并且可編程電阻存儲(chǔ)元件4仍處于其導(dǎo)電狀態(tài)。圖5D示出了第Ξ步驟。其中顯示電壓V3被施 加在第二控制端子13與第Ξ控制端子14之間。顯示電壓V3具有與復(fù)位電壓VI的極性相對(duì)應(yīng) 的極性，并且具有小于復(fù)位電壓VI和編程電壓V2的幅值。在該操作模式下，發(fā)光元件的發(fā)光 取決于可編程電阻存儲(chǔ)元件4的導(dǎo)電狀態(tài)。
[0052] 如圖5A示意性地示出，電光設(shè)備可被編程一次W上。W運(yùn)種方式，多個(gè)圖像可相互 疊置，用于加密目的或獲取特殊效果。在該示例中，通過施加約20至25V(例如22V)的復(fù)位電 壓VI而將電光設(shè)備復(fù)位。復(fù)位電壓在例如根據(jù)復(fù)位電壓的精確值而與1微秒至1秒的持續(xù)時(shí) 間相對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔tOb至tOe期間被施加。然后，通過例如在根據(jù)第一編程步驟中的編程 電壓的精確值而與1微秒至1秒持續(xù)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔Ub-tle期間供應(yīng)-25至-20V范 圍的編程電壓-V2,來應(yīng)用第一編程步驟。在該時(shí)間間隔tlb-tle的至少一部分期間施加第 一照射或福射圖案。還可在該時(shí)間間隔之外施加照射或福射圖案，但在沒有編程電壓的情 況下，不會(huì)實(shí)現(xiàn)效果。然后，通過例如在根據(jù)第二編程步驟中的編程電壓的精確值而與1微 秒至1秒持續(xù)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔t2b-t2e期間供應(yīng)編程電壓-V2,來應(yīng)用第二編程步驟。 在該時(shí)間間隔t2b-t2e的至少一部分期間施加第二照射或福射圖案。結(jié)果，兩個(gè)照射或福射 圖案的效果被疊置。在后一階段，在t3b時(shí)刻，通過施加例如10至15V范圍（例如12V)的顯示 電壓V3而顯示編程圖像。
[0053] 圖6A-6D示意性地示出了操作具有根據(jù)圖1B的電光單元1的電光設(shè)備的方法。其中 圖6A示出了被施加至電光單元1的控制端子的隨時(shí)間變化的電壓值。圖6B-D進(jìn)一步圖示了 電光設(shè)備中單個(gè)單元的方法的步驟，圖6B示出了方法的第一步驟，其中復(fù)位電壓V4被施加 在第一控制線22和第Ξ控制線24之間，圖6C示出了方法的第二步驟，其中編程電壓V5被施 加在第一控制線22和第Ξ控制線24之間，而圖6D示出了方法的第Ξ步驟，其中顯示電壓被 施加在第二控制線23和第Ξ控制線24之間。圖6A-抓圖示的方法與圖5A-5D的方法的區(qū)別在 于，在運(yùn)種情況下顯示電壓V6的極性對(duì)應(yīng)于編程電壓V5的極性，而在圖5A-5D所示的情況 中，顯示電壓V3的極性對(duì)應(yīng)于復(fù)位電壓VI的極性。
[0054] 在圖5A-D和圖6A-D所示的兩種情況中，可在編程階段和復(fù)位階段期間在第二控制 線23和第Ξ控制線24之間施加附加電壓。為實(shí)際目的，該附加電壓等于在復(fù)位階段期間施 加在第一控制線22和第Ξ控制線24之間的電壓并且等于編程階段期間的GND電壓。然而運(yùn) 不是絕對(duì)必要的。
[0055] 圖7A示出了隨根據(jù)如下表格在圖7B所示的存儲(chǔ)元件/0L抓級(jí)聯(lián)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間 施加的電壓V變化的電流I:
[0化6]
M02 |n1，N2 -22.5<Vmem<+22.5 M03 I N1，N3 -22.5<Vmemoled<+22.5
[0057] 測量結(jié)果M0UM02在不同的電壓范圍下被施加于相同的節(jié)點(diǎn)對(duì)。從運(yùn)些測量結(jié)果 可觀察到，存儲(chǔ)元件的行為基本不受電壓范圍變化的影響，運(yùn)可能是例如在存儲(chǔ)元件與發(fā) 光元件(0LED)串聯(lián)連接而被驅(qū)動(dòng)時(shí)的測量M03的結(jié)果。
[0058] 后綴c、n分別表示存儲(chǔ)元件處于導(dǎo)電模式或非導(dǎo)電模式。
[0059] 接下來，通過隨后在節(jié)點(diǎn)N1、N3之間施加-19V和+21.5V的編程電壓來對(duì)可編程存 儲(chǔ)元件進(jìn)行編程。在編程之后，+8V的偏置維持50秒，在此期間化抓根據(jù)編程狀態(tài)發(fā)光或不 發(fā)光。該測量示出了編程狀態(tài)為雙穩(wěn)態(tài)。
[0060] 圖7C和7D示出有機(jī)(蒸發(fā))光電檢測器的電流電壓特性，在該例子中光電檢測器包 括作為層疊層的PEDOT/SubPc/Cso/BCP/Ag。圖7C示出了對(duì)于暗條件(d)和檢測器W (Μ 1.5G 照射)照明的條件（i)，WA/cm2為單位的電流密度隨WV為單位的電壓的變化?？蒞看到，照 明條件下測量的電流密度比暗條件約高5個(gè)數(shù)量級(jí)。在1.5AM照射下，反向和正向電流密度 近似相等。圖7D示出了具有兩個(gè)不同區(qū)域（1mm和200微米像素間距）的二極管的WA/cm2為 單位的電流密度隨WW/cm2為單位的入射光強(qiáng)度的變化。
[0061] 圖8示出了如圖1所示的單元1中存儲(chǔ)元件4的電壓VMEM(V)的測量W及從第二控制 端子13到第Ξ控制端子14的電流1(A)隨時(shí)間的變化。8V的顯示電壓被施加在運(yùn)些控制端子 之間。在t為0秒的時(shí)刻，電光單元1的可編程電阻存儲(chǔ)元件4在其導(dǎo)電狀態(tài)被編程。在該狀 態(tài)，存儲(chǔ)元件4的壓降約為5.7V，而發(fā)光二極管3的剩余電壓約2.3V，對(duì)應(yīng)于通過發(fā)光元件3 的約5微安的電流，其中后者處于其照明狀態(tài)。在75秒之后，電光單元1的可編程電阻存儲(chǔ)元 件4在其非導(dǎo)電狀態(tài)被編程。在該編程之后，存儲(chǔ)元件上的壓降約為6-6.5V，并且發(fā)光元件3 上的剩余壓降處于1.5至2V的范圍。第二控制端子13至第Ξ控制端子14之間的電流現(xiàn)在約 為5納安，比前述時(shí)間段低3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且發(fā)光元件3被關(guān)閉。通過在125秒時(shí)刻再次編程處 于其導(dǎo)電狀態(tài)的可編程存儲(chǔ)元件4并且在180秒時(shí)刻在其關(guān)閉狀態(tài)再次編程存儲(chǔ)元件，序列 被重復(fù)。
[0062] 圖9A和圖9B示出了本發(fā)明的電光設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施例。其中圖9A示出了截面圖形 式的設(shè)備，并且圖9B示出了根據(jù)圖9A的IXB的俯視圖。圖9C示出了可能的應(yīng)用。圖9A、圖9B的 電光設(shè)備的實(shí)施例包括間隔分布在透明基底6上的多個(gè)電光單元1。電光單元1和透明基底6 之間的空間允許電磁福射Ri(例如可見電磁福射)進(jìn)入其上設(shè)置電光設(shè)備的分別具有反射 和非反射部分7a、7b的表面7(未形成設(shè)備的一部分）。在光電設(shè)備的編程階段，每個(gè)電光單 元1根據(jù)該表面反射的電磁福射Rf的量來編程。結(jié)果，該表面的圖像可在電光設(shè)備的顯示階 段被再現(xiàn)。優(yōu)選地，透明基底為柔性材料，W使電光設(shè)備100可應(yīng)用到彎曲表面。例如圖9C所 示，其中電光設(shè)備應(yīng)用于書的彎曲表面。在其他實(shí)施例中，基底6由可拉伸材料制成，而且連 接至電光單元1的控制端子的控制線22、23和24也是可拉伸的。運(yùn)之所W可W實(shí)現(xiàn)是由于其 由可拉伸導(dǎo)電材料制成，但可替代地或附加地，運(yùn)些W曲折形圖案提供。根據(jù)應(yīng)用，可拉伸 動(dòng)作可為彈性的，使電光設(shè)備100-旦用于拉伸設(shè)備的力不再存在則回到其原始形狀?？商?代地，電光設(shè)備100可(部分地)保持由施加的力獲得的形狀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電光單元（1)，包括光電二極管（2)、發(fā)光二極管（3)以及具有第一和第二端子 (4a，4b)的可編程電阻存儲(chǔ)元件(4)，所述光電二極管(2)和所述發(fā)光二極管(3)均具有第一 和第二電極(2 &，2〇，3&，3(：)，所述電光單元進(jìn)一步具有第一、第二以及第三控制端子(分別 為12,13,14)，其中所述光電二極管(2)和所述可編程電阻存儲(chǔ)元件(4)串聯(lián)聯(lián)接在所述第 一控制端子（12)與所述第三控制端子（14)之間，并且其中所述發(fā)光二極管(3)和所述可編 程電阻存儲(chǔ)元件(4)串聯(lián)聯(lián)接在所述第二控制端子（13)與所述第三控制端子（14)之間，其 特征在于，所述電光單元包括公共節(jié)點(diǎn)（5)，所述光電二極管(2)的所述第一電極和所述第 二電極之一、所述發(fā)光二極管(3)的所述第一電極和所述第二電極之一以及所述可編程電 阻存儲(chǔ)元件(4)的所述第一端子和所述第二端子之一共同連接至所述公共節(jié)點(diǎn)(5)，并且所 述可編程電阻存儲(chǔ)元件(4)在導(dǎo)電狀態(tài)通過在所述可編程電阻存儲(chǔ)元件的所述第一端子與 所述第二端子之間施加第一電壓而可編程，并且在非導(dǎo)電狀態(tài)通過在所述可編程電阻存儲(chǔ) 元件的所述第一端子與所述第二端子之間施加第二電壓而可編程。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光單元（1)，其中所述光電二極管（2)在從所述第一控制端 子（12)到所述第三控制端子（14)的路徑中的布置方向與所述發(fā)光二極管在從所述第二控 制端子(13)到所述第三控制端子(14)的路徑中的布置方向相同。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光單元（1)，其中所述光電二極管（2)在從所述第一控制端 子（12)到所述第三控制端子（14)的路徑中的布置方向與所述發(fā)光二極管在從所述第二控 制端子(13)到所述第三控制端子(14)的路徑中的布置方向相反。4. 一種具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光單元的電光設(shè)備，所述電光單元具有其分 別聯(lián)接至相應(yīng)的公共第一控制線(22)、第二控制線(23)和第三控制線(24)的第一控制端子 (12)、第二控制端子(13)以及第三控制端子(14)。5. -種具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求2所述的電光單元的電光設(shè)備，所述電光單元具有其分 別聯(lián)接至相應(yīng)的公共第一控制線(22)、第二控制線(23)和第三控制線(24)的第一控制端子 (12)、第二控制端子(13)以及第三控制端子(14)。6. -種具有多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光單元的電光設(shè)備，所述電光單元具有其分 別聯(lián)接至相應(yīng)的公共第一控制線(22)、第二控制線(23)和第三控制線(24)的第一控制端子 (12)、第二控制端子(13)以及第三控制端子(14)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電光設(shè)備，包括敏感類型互不相同的電光單元（la，lb，lc， ld)〇8. -種用于操作根據(jù)權(quán)利要求5所述的電光設(shè)備的方法，包括： 在所述第一控制線(22)與所述第三控制線(24)之間施加復(fù)位電壓(VI)，其中該復(fù)位電 壓具有與所述電光設(shè)備的電光單元中的光電二極管(2)的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性，和/ 或在所述第二控制線(23)與所述第三控制線(24)之間施加復(fù)位電壓(VI)，其中該復(fù)位電壓 具有與所述電光設(shè)備的電光單元中的發(fā)光二極管(3)的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性， 然后在所述第一控制線(22)與所述第三控制線之間施加編程電壓(V2)，其中所述編程 電壓具有與所述復(fù)位電壓相反的極性，并且向多個(gè)電光單元施加輻射圖案，所述施加編程 電壓和所述施加輻射圖案至少部分地在時(shí)間上重疊。9. 一種用于操作根據(jù)權(quán)利要求6所述的電光設(shè)備的方法，包括： 在所述第一控制線(22)與所述第三控制線(24)之間施加復(fù)位電壓(V4)，其中所述復(fù)位 電壓具有與所述光電二極管(2)的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性， 然后在所述第一控制線(22)與所述第三控制線(24)之間施加編程電壓(V5)，其中所述 編程電壓具有與所述復(fù)位電壓相反的極性，并且向多個(gè)電光單元施加輻射圖案，所述施加 編程電壓(V4)和所述施加輻射圖案至少部分地在時(shí)間上重疊。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，進(jìn)一步包括： 在所述第二控制線（23)與所述第三控制線（24)之間施加顯示電壓(V3，V6)，其中所述 顯示電壓具有與所述發(fā)光二極管(2)的正向偏置狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的極性，并且具有小于所述復(fù) 位電壓(VI)和所述編程電壓(V2)的幅值。
【文檔編號(hào)】G09G3/02GK105830142SQ201480064576
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年10月10日
【發(fā)明人】格溫·赫馬努斯·蓋林克, 艾伯特·若斯·詹·瑪麗·范·布雷曼
【申請(qǐng)人】荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織Tno