开关元件和具有开关元件的显示装置的制作方法
专利名称：开关元件和具有开关元件的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关元件和具有开关元件的显示装置。
背景技术：
图像显示装置现在广泛地使用为计算机或者电视等的显示部。作为图像显示装置的代表例子，已经知道例如阴极射线管(CRTcathoderay tube)显示器和液晶显示器或者有机电致发光(ELelectroluminescence)显示器。
近些年来，广泛地使用液晶显示器或者有机电致发光显示器等的平板显示器(FPD)，代替过去非常广泛使用的CRT显示器。其原因在于FPD由于重量轻、形状薄，所以具有便于携带和节省空间的优点。
作为FPD的主要部件，到现在为止，能广泛使用薄膜晶体管(TFT)作为实现有源矩阵驱动的开关元件，能广泛使用THT基板作为实现有源矩阵驱动的有源矩阵基板。
TFT基板是在基板上排列多个微小的TFT的基板。典型的，排列成矩阵状的TFT具有栅极、源极和漏极，通过向栅极和源极分别提供栅极信号和地址信号，非隔行线性扫描TFT，正确地表示图像的2维信息。
通过使用等离子体激励化学蒸发装置、溅射装置、干蚀刻装置等真空装置在绝缘基板上沉积、图案化半导体薄膜和绝缘膜或者导体膜等，来制造TFT基板。由于通过这么复杂且多的制造工序来制造TFT基板，所以成本高。特别是为了制造大型的基板，必需要有大型的真空装置，但由于上述真空装置价格昂贵，特别是大型的真空装置非常昂贵，所以进一步提高了制造成本。
在这里，大型基板指的是主对角线20英寸以上大小的基板，将具有这种大型基板的显示器称为大型显示器。近些年来，为了实现大型(对角线20英寸以上)且薄的电视机，希望开发大型FPD。
作为这种高价且大型化困难的TFT基板的替代品，在特开平9-120270号公报中，ブザク等提出了利用放电等离子体开关的地址装置。
参照图20简单地说明在特开平9-120270中公开的地址装置700。图20是示意性地表示地址装置700的立体图，图20中的参照标记701示意性地表示发生放电的状态。地址装置700具有第一基板和第二基板(均未图示)，和在第一基板和第二基板之间设置的电介质层44。
第二基板具有相互平行的多个条状的槽，通过各个槽和介电质层44，规定密封的等离子体通道(放电通道)。在该等离子体通道内封入可利用放电电离作用的气体，在槽的底部设置1对发生放电用的电极41和42。将一对电极的一个作为阳极(A)，将另一个作为阴极(K)，对封入等离子体通道中的气体施加电压，将气体电离，发生产生放电等离子体。也将产生等离子体放电、将等离子体通道内的气体电离称为将等离子体通道“活性化”。
另一方面，在面对第一基板的介电质层44的表面上，设置相互平行的条状的多个透明电极49。条状透明电极49排列成与在第二基板上设置的条状槽(即等离子体通道)交叉，各个交叉部分规定了矩阵状排列的各个地址区域。
在该地址装置中，例如，等离子体通道为行扫描单位，而透明电极49成为列扫描单位。通过选择的等离子体放电，将各个等离子体通道依次活性化，进行每1行的非隔行线性扫描。与此同时，对作为列驱动单位的各个透明电极49分别施加驱动信号。如果利用等离子体放电使等离子体通道活性化，则等离子体通道内就成为基本上相同的阳极电势，各地址区域的介电质层44的一端通过介电质层表面44’连接阳极电势。这样，等离子体通道构成所谓的等离子体开关。在开关导通时刻的同时，驱动信号施加在各个地址区域的介电质层44的另一端，在介电质层44上积累了相当于电势差的电荷。在等离子体开关变成不导通状态后还保持施加的驱动信号，进行所谓的取样保持。
但是，利用上述这样的放电等离子体开关的地址装置700，与TFT基板相比容易大型化，制造成本也便宜，但具有下面这样的问题。
在该地址装置700中，象上述这样，如果通过等离子体放电活性化等离子体通道，则利用等离子体通道内变成基本相同的阳极电势来进行开关，但实际上，由于存在由等离子体导致的屏极电压，所以介电质层表面44’的电势与阳极电势不能相同。
为此，必需施加相当于介电质层表面44’的电势和阳极电势之差的电压，作为对向透明电极49施加的驱动信号的电压的偏置。由于该偏置电压依赖于放电电极41和42以及等离子体通道的形状而变化，所以必需对每个地址装置进行各个偏置电压的设定。更进一步，在1个地址装置中的每个部位上，在放电电极41和42以及等离子体通道的形状等差异较大的情况下，对1个地址装置的每个部位，必需改变偏置电压。
另外，在该地址装置700中，通过在介电质层表面44’上累积电荷来进行数据的重写、存储，但是由于在等离子体通道产生的等离子体中心不均匀地分布产生放电用的电极41和42，所以在介电质层表面44’上累积的电荷也不均匀分布。为此，在各个地址区域累积的数据(即电荷)在该地址区域中变得不均匀，在将该地址装置700作为显示装置来使用的情况下，在对应于各个地址区域的各个象素区域，显示变得不均匀。
更进一步，在该地址装置700中，使用在等离子体通道内产生的等离子体电荷粒子来进行数据的重写、存储，但根据在等离子体通道内封入的放电气体的种类或压力，在阳极电势变为0V之后电荷粒子也比较长时间地残留在等离子体通道中，由于电荷粒子的残留，严重影响了数据的重写、存储。
由于电荷粒子的残留时间依赖于放电气体的种类和封入的压力，所以为了加速开关速度，必需最优化放电气体的种类和封入压力，在没有最优化的情况下，只能实现缓慢的开关速度。另外，在使用为了实现快速开关速度的放电气体的情况下，也会产生放电电压变高等问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种具有容易制造的开关元件和具有该开关元件的显示装置。
根据本发明的开关元件，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在前述第一电极和前述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，由此实现上述目的。
或者，根据本发明的开关元件，具有在相互之间发生放电的第一电极和第二电极；控制在前述第一电极和前述第二电极之间的放电的第三电极，由此实现上述目的。
优选具有对应于前述第三电极的电势控制从前述第一电极和前述第二电极中的一个向另一个流动的放电电流之大小的结构。
在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述放电气体的压力优选为设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高。
或者，本发明的开关元件具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在前述第一电极和前述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述放电气体的压力设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高，由此来实现上述目的。
或者，本发明的开关元件，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；使得与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的而构成的第三电极，在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述第三电极具有改变由在前述第一电极和前述第二电极之间产生的放电导致的等电势面的分布的结构，由此来实现上述目的。
前述放电气体的压力优选为设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高。
前述第三电极的优选为设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
前述第三电极也可以不设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
优选为将前述第一电极、前述第二电极、和前述第三电极设置在同一平面上。
前述第三电极也可以设置为使其位于与前述第一电极和前述第二电极不同的平面上。
前述第一电极和前述第二电极设置为相互面对，前述第三电极也可以设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
还可以进一步具有包括与前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的布线，和与前述第三电极电连接的布线的多个布线，前述多个布线中的至少一个配置成不平行于由前述第一电极、前述第二电极和前述第三电极所规定的平面。
本发明的显示装置，具有排列成矩阵状的多个象素；在前述多个象素中的每一个上设置的、具有上述构成的开关元件；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与前述开关元件的前述第三电极电连接的信号布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与前述象素电极对置的对置电极；在前述象素电极和前述对置电极之间设置的显示介质层，由此实现上述目的。
根据本发明的其它显示装置，具有排列成矩阵状的多个象素；在前述多个象素的每个中设置的、具有上述构成的开关元件；与前述开关元件的前述第三电极电连接的扫描布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的信号布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与前述象素电极对置的对置电极；在前述象素电极和前述对置电极之间设置的显示介质层，由此实现上述目的。
也可以这样构成前述显示介质层是液晶层。
也可以这样构成前述显示介质层是有机电致发光材料层。
图1(a)是示意性表示本发明实施方式1的开关元件100的立体图，图1(b)是示意性表示本发明实施方式1的开关元件100的截面图。
图2(a)和(b)是表示在本实施方式1的开关元件100中，将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
图3(a)、(b)和(c)是示意性地表示在本发明实施方式1的开关元件100中，根据电极间的电势差产生的电力线(电场)E的图。
图4是示意性地表示本发明实施方式1的开关元件100中的第三电极3的配置例子的图。
图5是表示本发明的实施方式1的开关元件100的放电开始电压的压力依赖性的图。
图6(a)～(f)是示意性表示存在于放电空间的电势构造(等电势面的分布)的图。
图7是表示开关元件100的元件特性的曲线图。
图8是示意性表示本发明的实施方式2的显示装置200的俯视图。
图9(a)是示意性表示与本发明的实施方式2的显示装置200的一个象素对应的区域的立体图，图9(b)是示意性表示与本发明的实施方式2的显示装置200的一个象素对应的区域的截面图。
图10(a)、(b)和(c)是用于说明本发明的实施方式2的显示装置200的驱动方法的图。
图11(a)是示意性表示与本发明的实施方式2的其它显示装置200’的一个象素相对应的区域的立体图，图11(b)是示意性表示与本发明的实施方式2的其它显示装置200’的一个象素相对应的区域的截面图。
图12是示意性表示本发明的实施方式3的显示装置300的外观图。
图13(a)是示意性表示与本发明的实施方式3的显示装置300的一个象素相对应的区域的立体图，图13(b)是示意性表示与本发明的实施方式3的显示装置300的一个象素相对应的区域的截面图。
图14(a)、(b)和(c)是用于说明本发明的实施方式3的显示装置300的驱动方法的图。
图15(a)是示意性表示与本发明的实施方式4的显示装置400的一个象素相对应的区域的立体图，图15(b)是示意性表示与本发明的实施方式4的显示装置400的一个象素相对应的区域的截面图。
图16(a)是示意性表示与本发明的实施方式5的显示装置500的一个象素相对应的区域的立体图，图16(b)是示意性表示与本发明的实施方式5的显示装置500的一个象素相对应的区域的截面图。
图17(a)是示意性表示本发明的实施方式6的开关元件100c的立体图，图17(b)是示意性表示本发明的实施方式6的开关元件100c的截面图。
图18(a)～(d)是示意性表示存在于开关元件100c的放电空间中的电势构造的图。
图19(a)和(b)是表示在实施方式6的开关元件100c中，将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
图20是示意性表示现有的地址装置700的立体图。
具体实施例方式
首先，说明本发明的开关元件的基本构成和其作用、效果。
本发明的开关元件具有在相互之间产生放电的第一电极和第二电极，与控制在它们之间的放电的第三电极。
如果在第一电极和第二电极之间给予规定的电势差，就会在它们之间产生放电，在它们之间流过放电电流。由于通过第三电极控制该放电，能够将第一电极和第二电极在导通状态(在它们之间流过放电电流的状态)和不导通状态(在它们之间不流过放电电流的状态)之间转换。典型的，根据第三电极的电势，来控制放电电流的大小。
第一电极和第二电极中的一个与被开关部电连接，本发明的开关元件具有作为控制向该被开关部提供电荷或电流的开关元件的功能。
由于本发明的开关元件具有上述构成，所以可不必使用各个过程分别形成第一电极、第二电极和第三电极，从而简化开关元件的制造。另外，按照上述，由于通过控制放电来进行开关，不产生薄膜晶体管(TFT)这样的关闭电流。更进一步，第一电极、第二电极和第三电极能够通过绝缘膜不相互重叠地构成，能够防止由于在重叠部分形成的电容导致的电信号的延迟或者迟钝的产生。为此，容易实现将具有开关元件的地址装置或显示装置大型化。
而且，作为上述“放电”，是通过在电极间施加电压而在充满气体的空间中产生的绝缘破坏现象，在放电发生后在该空间出现正离子和电子基本上等量存在的等离子体状态。然后，作为“放电电流”，是在这种等离子体状态(放电状态)，携带正电荷的正离子和携带负电荷的电子实现作为载流子的分配的电流。
下面更详细地说明放电现象(等离子体现象)。
通过组合由充满气体的空间的电场值(通常情况使用电场值/气体压力的值)变大、在空间存在的电子被加速并与气体原子(分子)碰撞而导致产生正离子和电子的现象，与在空间存在的正离子向负电势侧的电极(负电极)表面碰撞而产生2次电子的现象，产生正离子和电子，各个粒子通过存在于空间中的电场而向相反方向移动。作为粒子移动(电流的载流子的移动)的形式，也存在除了由这种电场引起的漂移现象之外，还存在由粒子的不均匀分布导致的扩散现象。
上述的放电电流的流动是与在相同空间中流过电流的真空管或者产生电场的显示器(FED)不同的结构。在真空管中，从加热的灯丝发出的电子成为电流的载流子。另外，在FED中，利用从尖锐的阴极产生电场，引出的电子成为电流的载流子。
与真空管或者FED比较，不同点除了放电(等离子体)之外，还有，作为该例子，举出存在于流过电流的空间中的电力线或等电势面的分布的形式。在真空管或者FED中，除了引出电子流用的电极附近，必需使阴极电极和阳极电极(正电势侧的电极)之间的电力线基本直线状地存在，电子沿着这样的电力线移动。因此，阴极电极和阳极电极必需设置成使其基本上互相面对。另外，等电势面基本上等间隔地存在于阴极电极和阳极电极之间的空间中。
与此相对，在放电(等离子体)的情况下，电力线在阴极电极和阳极电极之间连接，其形状不必是直线状，例如也可以是弓形(下面参照图1等描述)。另外，等电势面多偏向阴极附近，即，等电势面的间隔在阴极附近较短，在该部分形成电势梯度陡、电场强的放电特有的分布。
在放电(等离子体)的情况下，由于形成上述独特的电势构造，反过来说，只有维持这样的电势构造才能产生放电。如果利用这样的放电现象的特性，则可以通过从外部施加干扰电势来控制放电。而且，在真空管或者FED中，即使电极间的电势构造有稍微的变化，电流也依然流动。
另外，在放电(等离子体)状态，由于携带正电荷的正离子和携带负电荷的电子等量存在，所以在宏观的情况下为电中性的状态。即实现了电稳定状态。与此相对，在真空管或者FED中，由于仅存在电子，所以如果不控制合适的电子的流动，电子的负电荷相互排斥后，电子流膨胀。即，在真空管或者FED中，电子流动的状态是电不稳定状态，为了得到足够的电流，必需以高电压加速电子。
下面，参照
本发明的实施方式。而且，本发明不限于下面的实施方式。
(实施方式1)首先，参照图1(a)和(b)说明本发明的实施方式1的开关元件100。图1(a)是示意性表示开关元件100的立体图，图1(b)是示意性表示开关元件100的截面图。
开关元件100具有在相互之间产生放电的第一电极(第一放电发生用电极)1和第二电极(第二放电发生用电极)2，和控制放电的第三电极(放电控制用电极)3。而且，在图1(a)和(b)中的参照符号101示意性地表示在第一电极和第二电极之间产生放电的状态。
第一电极1和第二电极2在它们之间设置间隔使得放电电流流过，第三电极3设置在第一电极1和第二电极2之间。在本实施方式中，第一电极1、第二电极2和第三电极3形成在具有绝缘表面的基板(未图示)上。
开关元件100在第一电极1和第二电极2之间还具有放电气体(未图示)。放电气体被封入在基板上形成的气体封入结构(未图示)的内部。
具有上述构成的开关元件100按照例如下述方式来制造。
首先，在基板上形成第一电极1、第二电极2和第三电极3。在这里，作为基板，使用由3mm厚的钠钙玻璃形成的玻璃基板。不言而喻，基板的材料和厚度不限于此，可以是能够经受开关元件100的制造工序的基板。根据开关元件100的用途，使用具有透明性的基板。例如，在使用将来自背照光的光用于显示的透过型液晶显示装置或者透过反射两用型液晶显示装置的情况下，使用具有透明性的基板。在用于反射型液晶显示装置或者有机EL显示装置的情况下，也可以是由金属或者树脂等材料构成的不透明的基板。
另外，在这里，使用镍作为电极的材料，通过丝网印刷法形成第一电极1、第二电极2和第三电极3。首先，将由包含镍粉和粘合剂材料等构成的镍膏通过具有规定的图案的屏幕版的网格部涂敷到基板上。下面，将涂敷在基板上的镍膏在大约300℃干燥、固化。之后，通过在大约600℃进行烧制获得导电性。在本实施方式中，第一电极1、第二电极2和第三电极3沿横向顺序以大约40μm的间隔形成，各个电极的尺寸如下第一电极1纵向约50μm×横向约50μm，厚约15μm第二电极2纵向约80μm×横向约50μm，厚约15μm第三电极3纵向约100μm×横向约50μm，厚约15μm作为具有导电性的上述电极材料，不限于镍，可以使用带有适当的2次电子放出系数的金属，也可以使用银或铝等。另外，电极的形成方法也不限于丝网印刷法，也可以使用喷砂法或者感光性胶法等形成为厚度1μm以上的厚膜。更进一步，也可以使用溅射法或者电子束蒸镀法形成厚度1μm之下的薄膜，通过干蚀刻或者湿蚀刻工序形成规定的电极图案(形状)。如果使用本实施方式这样的丝网印刷法，能够简单地进行电极的形成，容易实现在基板上形成多个开关元件的装置的大型化。
更进一步，也可以在上述这样形成的电极表面上，形成由六硼化镧和六硼化钆或者氧化镁等的提高2次电子放出系数、由具有高耐溅射性的材料构成的被覆膜。这种被覆膜例如能够使用电镀法和溅射法或者电子束蒸镀法等来形成。
下面，在上述这样的形成电极的基板上，形成气体封入的结构。首先，涂敷以玻璃为主要成分的玻璃原料，以包围第一电极1、第二电极2和第三电极3。接着，将对气体封入构造进行规定之高度的隔板(高度约300μm)和玻璃板配置于规定位置，通过在约600℃烧制，形成气体封入构造，该气体封入构造为通过玻璃料将形成电极的基板和玻璃板粘结。之后，将气体封入构造的内部抽真空，将作为放电气体的氦以300Torr(约40kPa)的压力封入、封止。在基板上形成多个开关元件的情况下，也可以形成气体封入构造以将它们包围。另外，作为放电气体，不限于氦，可以是即不腐蚀电极又不粘着电极的气体。如果使用氦、氩、氖、氙等希有气体或者它们的混合物，能够以比较低的电压产生放电。
下面，说明如上述形成的本实施方式的开关元件100的特性和操作原理。
在使用开关元件100驱动被开关部4的情况下，例如，如图1所示，将第一电极1和提供放电发生电压Vgen的电源6电连接，将第三电极3和提供放电控制电压Vcon的电源7电连接，将第二电极2和被开关部4电连接。在被开关部4是等价的电容的情况下，例如，在是由一对电极(象素电极和对置电极)和夹在它们之间的液晶层构成的液晶电容的情况下，开关元件100接通，在被开关部4累积电荷。另外，在被开关部4是等价阻抗的情况下，例如是有机EL(电致发光)元件的情况下，开关元件100接通，在被开关部4流过电流。
参照图2(a)和(b)说明本实施方式的开关元件100的特性。图2(a)和(b)是表示将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。而且，在这里，使被开关部4短路来测定开关元件100的特性。另外，在图2(a)和(b)中，在纵轴和横轴上，表示反转放电发生电压Vgen、放电控制电压Vcon和电流I的正负的-Vgen、-Vcon和-I。
如图2(a)所示，如果将施加到第一电极1上的放电发生电压Vgen设为一定(Vgen＝-250V或者Vgen＝-300V)，来改变施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon，提供给被开关部4的电流I的大小就从零变化到规定的大小。
另外，如图2(b)所示，如果将施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon设为一定(Vcon＝0V或者Vcon＝-20V)，来改变施加到第一电极1上的放电发生电压Vgen，提供给被开关部4的电流I的大小就从零变化到规定的大小。
这样，在本发明的开关元件100中，能够控制提供给被开关部4的电流I的大小。这是因为，根据第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个电势的相对高低关系，来改变第一电极1和第二电极2之间流过的放电电流的大小。下面，参照图3(a)～(c)更详细地说明。图3(a)～(c)是示意性表示在开关元件100中对应于电极间的电势差而产生的电力线(电场)E的图。
首先，第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，在比第二电极2的电势V2还低很多时(V2＞V3＞V1时)，如图3(a)所示，电力线E主要存在于第一电极1和第二电极2之间。因此，在为了得到这样的电势对各个电极施加电压时，在第一电极1和第二电极2之间产生放电，在它们之间流过放电电流。
另外，第三电极3的电势V3不处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，在比第二电极2的电势V2还高很多时(V3＞V2＞V1时)，如图3(b)所示，电力线E主要存在于第一电极1和第三电极3之间，不存在于第一电极1和第二电极2之间。因此，为了得到这样的电势对各个电极施加电压时，在第一电极1和第二电极2之间不产生放电，在它们之间不流过放电电流。
而且，在第三电极3的电势V3处于第二电极2的电势V2附近时，如图3(c)所示，电力线E也存在于第一电极1和第二电极2之间，而与图3(a)所示的情况相比较少，根据第三电极3的电势V3而增减。因此，在第一电极1和第二电极2之间产生放电，但不是强放电，放电电流的大小根据第三电极3的电势V3而变化。
如上所述，在本发明的开关元件100中，通过将对第一电极1施加的放电发生电压Vgen和对第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个的大小设为一定，改变另一个的大小，能够改变在第一电极1和第二电极2之间流动的放电电流的大小，通过这样，能够控制提供给被开关部4的电流I的大小。即，本发明的开关元件100也称为将等离子体放电部作为通道的3端子能动元件(晶体管)。
下面，说明第一电极1、第二电极2和第三电极3的配置。
如图4所示，在第一电极1和第二电极2之间给予规定的电势差时，将第三电极3设置在存在电力线E的位置，由此能够控制在第一电极1和第二电极2之间产生的放电。
更进一步，如图1所示，如果将第三电极3设置在第一电极1和第二电极2之间，由于第三电极3存在于第一电极1和第二电极2之间的放电路线上，所以容易地进行放电控制(控制放电电流的大小)，通过施加比较低的电压作为施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon，能够控制放电电流的大小。
另外，如图1(a)和(b)所示，如果采用将第一电极1和第二电极2和第三电极3设置在同一平面上的构成，能够在同一基板上以相同的过程来形成这些电极。因此，能够使用相同掩膜或者相同屏板同时形成这些电极，能够简化开关元件100的制造。
不言而喻，也可以将第一电极1、第二电极2和第三电极3不设置在同一平面上，而分别设置在各个支持体(例如基板)上。设置第一电极1和第二电极2以在它们之间产生放电，如果将第三电极3设置在能够控制该放电的位置，就具有作为开关元件的功能。
另外，本实施方式的开关元件100在第一电极1和第二电极2之间具有放电气体。该放电气体的压力优选设置为，与在第一电极1和第二电极2之间的放电开始电压相比，在第一电极1和第三电极3之间的放电开始电压较高。作为放电开始电压，是在规定条件下产生放电的电压的最小值。参照图5说明该理由。图5是表示开关元件100的放电开始电压的压力依赖性的图，图中的实线103表示在第一电极1和第二电极2之间(电极间的距离约是130μm)的放电开始电压，实线104表示在第一电极1和第三电极3之间(电极间的距离约是40μm)的放电开始电压。
例如，如果设定放电气体的压力，以对应于由图5所示的虚线包围的区域102，则在第一电极1和第二电极2之间产生放电，而在第一电极1和第三电极3之间不产生放电。因此，在第一电极1和第三电极3之间不流过放电电流，能够将为了控制在第一电极1和第二电极2之间的放电而消耗的电力几乎变为零。为此，将放电气体的压力设置成上述这样的开关元件100具有优秀的低耗电性。不言而喻，不限于图5中例示的区域102，设定放电气体的压力，使得与在第一电极1和第二电极2之间的放电开始电压相比，第一电极1和第三电极3之间的放电开始电压较高，由此得到优秀的低耗电性的开关元件。
而且，在本实施方式中，说明了具有氦作为放电气体的开关元件100，也可以在大气压下使用空气(氮和氧)作为放电气体。在大气压下利用空气的情况下，能够省略形成气体封入构造的工序和封入放电气体的工序，能够降低制造成本。
在上述说明中，使用第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个电势的相对高低关系、在他们之间产生的电力线来说明开关元件100的操作原理。这里，参照图6(a)～(f)从其他观点说明开关元件100的操作原理。而且，在下面，说明了这种情况，对第一电极1和第二电极2施加电压以使得第二电极2的电势V2比第一电极1的电势V1高很多(V2＞＞V1)。
在不存在第三电极3的情况下，如果产生放电，如图6(a)所示，在负电势侧的电极(第一电极1)附近产生等电势面EQ集中(等电势面的间隔狭窄)的强电场，另一方面，在其他部分产生弱电场，在放电空间形成稳定的电势构造。
另一方面，在存在第三电极3的情况下，对应于提供给第三电极3的电势，如图6(b)～(f)所示改变放电空间的电势构造(放电空间的等电势面EQ的分布)。
首先，如果第三电极3的电势V3比第二电极2的电势V2高(V3＞V2＞＞V1)，如图6(b)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而非常乱，所以沿着放电路线不存在维持放电的优选的电势构造，为此，不流过放电电流。
如果第三电极3的电势V3与第二电极2的电势V2基本相同(V3＝V2＞＞V1)，如图6(c)所示，放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，形成等电势面EQ主要存在于第一电极1和第三电极3之间这样的电势构造。为此，也流动放电电流，其大小与图6(a)所示的情况相比较小。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，且与第二电极2的电势V2相比较低(V2＞V3＞＞V1)，如图6(d)所示，放电空间的电势构造是接近图6(a)所示情况(不存在第三电极3的情况)的稳定的电势构造，由于确保了放电路线101的宽度，所以流过合理大小的放电电流。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，且与第二电极2的电势V2相比非常低(V2＞＞V3＞＞V1)，如图6(e)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，所以放电路线101离开第三电极3变细，放电电流减少。如果进一步降低第三电极3的电势V3，如图6(f)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而非常乱，沿着放电路线不存在维持放电的优选的电势构造，为此，不流过放电电流。
如上所述，具有开关元件100的第三电极3具有扰乱在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电势构造的功能，即，具有改变由在第一电极1和第二电极2之间产生的放电所引起的等电势面EQ的分布的功能，由此，可以控制在第一电极1和第二电极2之间的放电。
图7表示开关元件100的元件特性。图7相当于图2(a)中横轴所示的放电控制电压Vcom到更大的值的情况。另外，在图7中，将相当于图6(b)～(f)的状态的点用参考符号(b)～(f)表示。
如图7所示，开关元件100具有将图6(b)和(f)所示的状态作为关闭状态、将图6(c)、(d)和(e)所示的状态作为接通状态的功能。
第三电极3的大小和配置根据必需的元件特性来选择。向为了扰乱在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电势构造所必需的第三电极3所施加的电压之大小(或者第三电极3的电势V3)，根据第三电极3的大小(尺寸)和配置而变化，所以通过适当选择第三电极3的大小(尺寸)和配置，能够改变向必需的第三电极3所施加电压的大小。
例如，通过将第三电极3的大小变大，能够将为了扰乱放电的电势构造而向必需的第三电极3所施加的电压之大小变小，也能够通过将第三电极3配置在第一电极1和第二电极2之间或者配置在它们附近，将向第三电极3施加的电压之大小变小。
如果将为了扰乱放电的电势构造而向必须的第三电极3施加电压之大小变小，则能够降低为了驱动第三电极3的与外部连接的驱动器的耐压。在使向第三电极3施加电压之大小变小时，如上所述，可以将第三电极3的大小变大(例如加大第三电极3的面积)，或将第三电极3更精确地配置在第一电极1和第二电极2之间或者它们的附近。
(实施方式2)参照图8、图9(a)和(b)说明本发明实施方式2的显示装置200。图8是示意地表示显示装置200的外观图，图9(a)和(b)是示意性表示分别对应于显示装置200的一个象素的区域的立体图和截面图。
显示装置200具有排列成具有行和列的矩阵状的多个象素，在多个象素中的每一个，具有实施方式1的开关元件100。具有开关元件100的第一电极1、第二电极2和第三电极3形成在基板13上，在基板13和与基板13面对的对置基板14之间封入放电气体。
另外，显示装置200具有与具有开关元件100的第一电极1电连接的扫描布线(门布线)8；与第三电极3电连接的信号布线(数据布线)9；与第二电极2连接的作为被开关部的有机EL元件4’。
扫描布线8和信号布线9在每行和每列分别设置。扫描布线8与在显示区域外设置的门驱动器12电连接，从门驱动器12提供扫描电压(门电压)。另外，信号布线9与在显示区域外设置的数据驱动器11电连接，从数据驱动器11提供信号电压(数据电压)。更进一步，显示装置200具有与对置电极6电连接的接地布线10，该接地布线10在显示区域外接地。
有机EL元件4’具有与第二电极2电连接的象素电极5；与象素电极5面对的对置电极6；设置在象素电极5和对置电极6之间的作为显示介质层的有机EL(电致发光)材料层7，通过提供电流来进行发光。
参照图10(a)、(b)和(c)来说明本实施方式的显示装置200的驱动方法。如图10(a)示意性地所示，显示装置200具有排列成矩阵状的多个象素。在图10(a)中，将第n行第m列的象素记为(n，m)。
首先，从门驱动器12，从第一行开始依次向设置在每行的扫描布线8提供扫描电压(门电压)Vgn(Vg1、Vg2、Vg3、…)，通过扫描布线8向开关元件100的第一电极1提供扫描电压Vgn。如图10(b)所示，门驱动器12产生振幅(电压的大小)一定(这里是-250V)、脉冲幅度一定(这里是10μs)的脉冲电压。
与此同时，从数据驱动器11以规定的定时向设置在每列的信号布线9提供信号电压(数据电压)Vdnm(Vdn1、Vdn2、Vdn3、…)，通过信号布线8向设置在每个象素的开关元件100的第三电极3提供信号电压Vdnm。如图10(c)所示，数据驱动器11产生脉冲幅度一定、振幅(电压的大小；Vd11、Vd21、Vd31、…)对应于每个数据的脉冲电压。不言而喻，数据驱动器11也可以产生振幅一定、脉冲幅度对应于每个数据变化的脉冲电压。
各个象素根据作为向第三电极3施加的放电控制电压的信号电压Vdnm，变为规定的显示状态。在向第三电极3施加的放电控制电压为在第一电极1和第二电极2之间不产生放电的电压，即关闭电压的情况下，不向作为被开关部的有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’不处于发光状态。另外，在向第三电极3施加的放电控制电压为在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电压，即接通电压的情况下，向有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’处于发光状态。此时，提供给有机EL元件4’的电流大小对应于放电控制电压而变化，所以能够改变有机EL元件4’的发光亮度，实现了多灰度等级的显示。
如上所述，本实施方式的显示装置200实现了有源矩阵驱动。
在本发明的实施方式2的显示装置200中，由于在每个象素设置的开关元件100具有上述构成，所以不用使用各个程序来分别形成第一电极1、第二电极2和第三电极3，能够简化显示装置200的制造。另外，如上述那样，由于通过控制放电来进行开关，所以不像薄膜晶体管(TFT)那样产生关闭电流。更进一步，第一电极、第二电极和第三电极能够通过绝缘膜不相互重叠地构成，能够防止由于在重叠部分形成的电容导致的电信号的延迟或者迟钝的产生。为此，容易地实现显示装置的大型化。
另外，显示装置200与在特开平9-120270号公报中所公开的现有技术的地址装置相比，有下面的优点。
首先，第二电极2和象素电极5通过放电空间没有短路，通过与布线直接连接，所以没有由等离子体导致的屏极电压的影响，不必增加偏置电压。另外，由于通过布线向象素电极5提供电荷或者电流，所以由被开关部的内部部位导致的不均匀性也不存在。更进一步，由于通过布线向被开关部提供由放电电流导致的电荷或者电流，所以在关闭放电发生电压后，立刻停止该提供，能够进行高速的开关动作。
本实施方式的显示装置200如例如下面这样制造。本实施方式的显示元件200，其1象素的大小为486μm×162μm，该大小的象素排列成相当于42英寸面板的大小，是对应“高清晰度(High Definition)”的显示装置。
首先，在具有绝缘表面的基板13上，形成第一电极1、第二电极2、第三电极3、对置电极6、扫描布线(门布线)8和接地布线10。在这里，使用由钠钙玻璃形成的厚度约为3mm、大小约为650mm×1050mm的基板13作为基板13。另外，使用镍作为上述电极和布线的材料，通过丝网印刷法形成。首先，将由包含镍粉和粘合剂材料等构成的镍膏通过具有规定的图案的屏幕版的网格部涂敷到基板上。接着，将涂敷在基板上的镍膏在大约300℃干燥、固化。之后，通过在大约600℃进行烧制获得导电性。
第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个尺寸和它们的间隔与实施方式1的开关元件100相同。扫描布线8和接地布线10的线宽约为30μm、厚度约为15μm。另外，对置电极6的大小约为140μm×80μm、厚度约为15μm。
上述电极和布线的形成方法不限于丝网印刷法，也可以使用喷砂法或者感光性胶法等形成为厚度1μm以上的厚膜。更进一步，也可以使用溅射法或者电子束蒸镀法形成厚度1μm之下的薄膜，通过干蚀刻或者湿蚀刻工序形成规定的电极图案(形状)。如果使用本实施方式这样的丝网印刷法，能够简单地进行电极和布线的形成。另外，也可以在上述这样形成的电极表面，形成由六硼化镧和六硼化钆或者氧化镁等的提高2次电子放出系数、具有高耐溅射性的材料构成的被覆膜。这种被覆膜例如能够使用电镀法和溅射法或者电子束蒸镀法等来形成。
接着，形成有机EL材料层7，以覆盖对置电极6的至少一部分。这里，通过真空蒸镀法涂敷三(8-羟基喹啉)铝，通过利用金属掩膜法形成图案，形成大小约为180μm×110μm、厚度约为0.1μm的有机EL材料层7。
接着，形成信号布线9。这里，使用镍作为信号布线9的材料，通过丝网印刷法，形成线宽约为30μm、厚度约为15μm的信号布线9。而且，信号布线9和扫描布线8通过由在相互交叉部分形成的感光性丙烯酸树脂构成的绝缘膜(未图示)来绝缘。
下面，通过有机EL材料层7形成面对对置电极6的象素电极5。首先，使用溅射法堆积ITO(氧化铟锡)以覆盖有机EL材料层7。接着，使用丝网印刷法在ITO上将抗蚀剂材料涂敷成规定的图案，利用蚀刻除掉没有涂敷抗蚀剂材料的部分的ITO。之后，除掉抗蚀剂材料，由此形成大小为约140μm×约80μm、厚度为约15μm的象素电极5。
之后，形成气体封入构造，封入、封止放电气体。首先，为了包围由多个象素区域构成的显示区域，在基板上涂敷以玻璃为主要成分的玻璃料。接着，将对气体封入构造之高度进行规定的隔板(高度约300μm)和对置基板14配置到规定位置，通过在约600℃烧制，形成气体封入构造，其通过玻璃料将形成电极的基板13和对置基板14粘结。之后，将气体封入构造的内部抽真空，将作为放电气体的氦以300Torr(约40kPa)的压力封入、封止。
象上述这样，形成本实施方式的显示装置200。在这里例示的制造方法中，通过丝网印刷法同时形成第一电极1、第二电极2、第三电极3、对置电极6、扫描布线8、信号布线9和接地布线10，在扫描布线8和信号布线9的交叉部设置的绝缘膜通过光刻法形成，象素电极5通过丝网印刷法形成图案。为此，与制造具有例如TFT作为开关元件的现有的显示装置的情况相比，大幅减少了掩膜的个数、光刻工序，降低了制造成本。
而且，在本实施方式中，作为被开关部，说明了具有有机EL元件4’的情况，但不限于此，也可以合适地使用自发光型元件和光调制型元件。另外，也可以是有机EL元件4’这样的阻力性的元件，也可以是在一对电极中夹着的液晶层这样的电容性元件。
参照图11(a)和(b)，说明显示装置200’，其具有作为被开关部的由象素电极5和对置电极6和夹在它们之间的液晶层17所构成的液晶电容4”。图11(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置200’的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。显示装置200’除了具有作为被开关部的液晶电容4”之外，具有与显示装置200相同的构成。在下面的说明中，重点说明与显示装置200不同之处。另外，在图11(a)和(b)中，将具有与显示装置200实质相同的功能的构成元件使用相同的参照符号来表示。
显示装置200’具有作为被开关部的液晶电容4”，液晶电容4”使用开关元件100来驱动。由于具有显示装置200’的被开关部是光调制型元件，所以在显示装置200’中，使用来自背照光的光进行显示，或者通过反射板(或者反射电极)反射周围光(外部光)来进行显示。
具有液晶电容4”的液晶层17被封入由在基板13上设置的液晶封止壁16、基板13、对置基板14所包围的区域中。这里，基板13和对置基板14之间的间隔为约5μm。
在基板13的液晶层17一侧设置象素电极5，在对置基板14的液晶层17一侧设置由ITO构成的对置电极6。另外，在基板13和对置基板14上，形成设置成接触液晶层17，进行摩擦处理的定向层。此外，对置基板14在与液晶层17侧相反一侧具有偏光控制层和彩色滤光层(均未图示)。
在液晶层17隔着液晶封止壁16设置的空间15中封入放电气体，切块(dicing)加工对置基板14，使得该空间15的高度为约100μm。
具有上述构成的显示装置200’也实现了与显示装置200相同的有源矩阵驱动，得到与显示装置200相同的优点。
(实施方式3)参照图12、图13(a)和(b)，说明本发明实施方式3的显示装置300，图12是示意性表示显示装置300的俯视图，图13(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置300的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。
实施方式3的显示装置300与实施方式2的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100的第一电极1与信号布线(数据布线)9电连接，第三电极3与扫描布线(门布线)8电连接。在下面的说明中，主要说明与显示装置200的不同之处。另外，在下面的图中，将具有与显示装置200实质相同功能的构成元件使用相同的参照符号表示。
如上所述，在显示装置300中，第一电极1与信号布线(数据布线)9电连接，第三电极3与扫描布线(门布线)8电连接。下面，参照图14(a)、(b)和(c)说明具有这样构造的显示装置300的驱动方法。如图14(a)示意性所示，显示装置300具有排列成矩阵状的多个象素。在图14(a)中，将第n行第m列的象素记为(n，m)。
首先，从门驱动器12，从第一行开始依次向设置在每行的扫描布线8提供扫描电压(门电压)Vgn(Vg1、Vg2、Vg3、…)，通过扫描布线8向开关元件100的第三电极3提供扫描电压Vgn。如图12(b)所示，门驱动器12产生振幅(电压的大小)一定(这里是-100V)、脉冲幅度一定(这里是15μs)的脉冲电压。
与此同时，从数据驱动器11以规定的定时向设置在每列的信号布线9提供信号电压(数据电压)Vdnm(Vdn1、Vdn2、Vdn3、…)，通过信号布线8向设置在每个象素的开关元件100的第一电极1提供信号电压Vdnm。如图14(c)所示，数据驱动器11产生振幅(电压的大小)一定、脉冲幅度对应于每个数据的脉冲电压。不言而喻，数据驱动器11也可以产生脉冲幅度一定、振幅对应于每个数据变化的脉冲电压。
各个象素根据第一电极1和第二电极2之间的放电状态，变为规定的显示状态。在显示装置300中，向第三电极3施加的放电控制电压(扫描电压Vgn)一定，向第一电极1施加的放电发生电压(信号电压Vdnm)变化，但放电控制电压根据放电发生电压的大小，又相当于接通电压，又相当于关闭电压。在放电控制电压施加相当于关闭电压这样大小的放电发生电压时，不向作为被开关部的有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’不处于发光状态。在放电控制电压施加相当于接通电压这样大小的放电发生电压时，向有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’处于发光状态。此时，提供给有机EL元件4’的电流大小对应于放电控制电压而变化，所以能够改变有机EL元件4’的发光亮度，实现了多灰度等级的显示。
在本实施方式的显示装置300中，实现了上述这样的有源矩阵驱动，得到与实施方式2的显示装置200相同的优点。
(实施方式4)参照图15(a)和(b)，说明本发明实施方式4的显示装置400，图15(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置400的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式2的显示装置200的不同之处。
如图15(a)和(b)所示，显示装置400与具有图1等所示的开关元件100的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100a，其具有设置成相互面对的第一电极1和第二电极2，在第一电极1和第二电极2之间设置的第三电极3。
如上所述，配置开关元件100a的第一电极1和第二电极2以互相面对，即，使得各主平面互相对置，设置第三电极3使其位于它们之间。因此，开关元件100a能够以比开关元件100还小尺寸构成。为此，能够减少象素中开关元件100a的占有面积，得到提高了开口率等的优点。
例如，比较将第一电极1、第二电极2和第三电极3的尺寸和它们的间隔形成为与开关元件100相同的情况。在实施方式1(或2)中，开关元件100的尺寸是100μm(纵)×230μm(横)×约50μm(放电路径101的高度)。与此相反，开关元件100a的尺寸是100μm×160μm×50μm，开关元件100a比开关元件100更紧凑地构成。在开关元件100a中，第一电极1和第二电极2设置成对置，所以放电路径101不成为拱形，而是变成为图15(a)所示的大致直线状，为此，放电路径101处于上述尺寸内。
而且，在实施方式2的显示装置200中，开关元件100和被开关部4形成在同一平面上，与此相对，在本实施方式的显示装置400中，开关元件100a和被开关部4不位于同一平面上，但是无论开关元件100a和被开关部4在同一平面上还是不在同一平面上，都不会改变作为显示装置的功能。
另外，在本实施方式中，与第一电极1连接的扫描布线8、与第三电极连接的信号布线9和与对置电极6连接的接地布线10中，扫描布线8配置成不平行于由第一电极1、第二电极2和第三电极3确定的平面P(包含连接第一电极1和第二电极2和第三电极3的直线组的一部分的假想平面)。因此，在本实施方式的显示装置400中，由于不存在布线的相互重叠，所以不必确保布线间的绝缘性，为此，本实施方式的显示装置400容易制造。不言而喻，不限于本实施方式这样扫描布线8不平行于平面P的构成，如果采用扫描布线8、信号布线9和接地布线10中至少一个不平行于平面P的构成，也可得到同样的优点。
开关元件100a能够例如按下述方式制造。首先，在各个基板上使用丝网印刷法等分别形成第一电极1和第二电极2。接着，在任何一个基板上，使用喷砂法形成包含第三电极3和信号布线9的也具有作为隔板功能的介电质壁。之后，通过使用玻璃料贴合各个基板，得到图15(a)和(b)所示的开关元件100a。
(实施方式5)参照图16(a)和(b)，说明本发明实施方式5的显示装置500。图16(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置500的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式2的显示装置200的不同之处。
如图16(a)和(b)所示，显示装置500与具有图9等所示的第一电极1、第二电极2和第三电极3设置在同一平面上的开关元件100的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100b，其具有设置成位于与第一电极1和第二电极2不同的平面上的第三电极3。
在各电极设置在同一平面上的开关元件100中，为了确保各个电极间的绝缘性、将在元件间的放电特性设为一定，必须高精度地控制电极间隔。与此相反，在开关元件100b中，第三电极3设置在与第一电极1和第二电极2不同的平面上，换言之，由于设置第三电极3使其不和第一电极1和第二电极2位于同一平面上，所以容易确保各电极间的绝缘性，而不必高精度地控制各电极间的间隔。为此，也能够将各电极间的间隔设置得更狭窄，能够使得以比开关元件100还小的尺寸构成开关元件100b。因此，如果采用将第三电极3设置在与第一电极1和第二电极2不同的平面上的结构，由于能够更紧凑地构成开关元件，所以能够谋求提高开口率等。
开关元件100b能够如例如下面的方式制造。首先，在相同基板上使用丝网印刷法等形成第一电极1和第二电极2。接着，在形成第一电极1和第二电极2的基板上，使用喷砂法等形成条状的介电质层。之后，通过在介电质层上使用丝网印刷法等形成第三电极3和信号布线9，得到图16(a)和(b)所示的开关元件100b。
(实施方式6)参照图17(a)和(b)，说明本发明实施方式6的开关元件100c，图17(a)和(b)分别是示意性表示开关元件100c的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式1的开关元件100的不同之处。
开关元件100c具有第三电极3，其设置成不位于第一电极1和第二电极2之间。具体地说，第三电极3相对于第二电极2位于第一电极1的相反侧。即，第一电极1、第二电极2和第三电极3顺序排列配置，第二电极2位于第一电极1和第三电极3之间。
图18(a)～(d)表示开关元件100c的电势构造的变化(等电势面的分布变化)。
在不存在第三电极3的情况下，如果发生放电，如图18(a)所示，在负电势侧的电极(第一电极1)附近产生等电势面EQ集中(等电势面EQ的间隔狭窄)的强电场，另一方面，在其他部分产生弱电场，在放电空间形成稳定的电势构造。
另一方面，在存在第三电极3的情况下，对应于提供给第三电极3的电势，如图18(b)～(d)所示放电空间的电势构造(放电空间的等电势面EQ的分布)变化。
如果第三电极3的电势V3比第二电极2的电势V2还高(V3＞V2＞＞V1)，如图18(b)所示，因为第二电极2上侧的等电势面EQ由于第三电极3的电势V3而变歪，所以不能维持放电特有的电势构造，为此，在第一电极1和第二电极2之间不产生放电，不流过放电电流。
如果第三电极3的电势V3与第二电极2的电势V2基本相同(V3＝V2＞＞V1)，如图18(c)所示，放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，放电电流发生流动。放电电流的大小与图18(a)所示的情况相比较小。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，如果比第二电极2的电势V2还低(V2＞V3＞＞V1)，如图18(d)所示，第二电极2周边的等电势面EQ由于第三电极3的电势V3没有变歪。为此，放电空间的电势构造是接近图18(a)所示情况(不存在第三电极3的情况)的稳定的电势构造，由于确保了放电路线101的宽度，所以流过合理大的放电电流。
图19(a)和(b)表示本实施方式的开关元件100c的特性。图19(a)和(b)是表示将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
如图19(a)和(b)所示，在将放电发生电压Vgen比驱动开关元件100的情况还降低50V来驱动时，开关元件100c表现出与开关元件100的元件特性(图2)基本相同的特性。这样，如果采用第三电极3不位于第一电极1和第二电极2之间的构成，能够使开关元件的驱动电压为低电压。
通过采用上述配置可以实现低电压化，如果设置第三电极3以使其不位于第一电极1和第二电极2之间，由于可以将第一电极1和第二电极2的间隔形成得更狭窄，可考虑以更低电压产生放电。为了通过控制放电合适地进行开关，优选确保第一电极1和第三电极3之间的绝缘性，第一电极1和第三电极3优选设置某种程度的间隔，但在第三电极3处于第一电极1和第二电极2之间的情况下，第一电极1和第二电极2的间隔必然比第一电极1和第三电极3之间的间隔要长。与此相对，在第三电极3不位于第一电极1和第二电极2之间的情况下，一面将第一电极1和第三电极3设置成某种程度的间隔来确保绝缘性，一面尽可能缩短第一电极1和第二电极2的间隔。
另外，如果设置第三电极3以使其不位于第一电极1和第二电极2之间，由于能够将第三电极3设置在远离第一电极1的位置，所以能够抑制、防止由于存在于放电空间的正离子的碰撞导致的从第一电极1飞出的金属材料向第三电极3粘附。为此，能够持续长时间地确保第三电极的绝缘性，提供了表现持续长时间的良好特性的高可信度的开关元件。
例如，如果将各电极的尺寸和各电极间的间隔形成为与实施方式1的开关元件100相同，则第一电极1和第三电极3之间的绝缘电阻成为1MΩ，即相对于实施方式1的开关元件100是大约15000小时，实施方式6的开关元件100c是大约25000小时。
而且，本发明的开关元件不仅可适合用于例示的显示装置，而且可适合用于有机EL显示装置或液晶显示装置等的显示装置，地址装置、半导体装置、电路基板等具有开关功能或者地址功能的各种电子设备。
产业上的可利用性本发明提供了容易制造的开关元件。本发明的开关元件能适用于各种电子装置，特别适用于显示装置。为此，容易实现显示装置的大型化和降低制造成本。
权利要求
1.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在所述第一电极和所述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极。
2.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
3.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
4.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
5.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
6.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
7.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
8.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
9.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求1所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
12.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每一个上设置的、如权利要求1所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
15.一种开关元件，其特征在于，具有在相互之间发生放电的第一电极和第二电极；控制在所述第一电极和所述第二电极之间的放电的第三电极。
16.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于根据所述第三电极的电势控制从所述第一电极和所述第二电极中的一个向另一个流动的放电电流之大小。
17.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
18.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
19.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
20.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
21.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
22.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
23.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
24.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求15所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
25.根据权利要求24所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
26.根据权利要求24所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
27.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求15所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
28.根据权利要求27所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
29.根据权利要求27所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
30.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在所述第一电极和所述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
31.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
32.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
33.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
34.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
35.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
36.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
37.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求30所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
38.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
39.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
40.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求30所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
41.根据权利要求40所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
42.根据权利要求40所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
43.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；使得与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的而构成的第三电极，在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述第三电极使由在所述第一电极和所述第二电极之间产生的放电导致的等电势面的分布变化。
44.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
45.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
46.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
47.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
48.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
49.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
50.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
51.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求43所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
52.根据权利要求51所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
53.根据权利要求51所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
54.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求43所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
55.根据权利要求54所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
56.根据权利要求54所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
全文摘要
一种开关元件，其具有为了在其相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极，以及可改变与第一电极和第二电极中的至少一个的电势差的，且以通过改变该电势差来控制在第一电极和第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极。
文档编号G09G3/291GK1537317SQ0281300
公开日2004年10月13日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月26日
发明者酒井道, 也, 冈本昌也 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及一种开关元件和具有开关元件的显示装置。
背景技术：
图像显示装置现在广泛地使用为计算机或者电视等的显示部。作为图像显示装置的代表例子，已经知道例如阴极射线管(CRTcathoderay tube)显示器和液晶显示器或者有机电致发光(ELelectroluminescence)显示器。
近些年来，广泛地使用液晶显示器或者有机电致发光显示器等的平板显示器(FPD)，代替过去非常广泛使用的CRT显示器。其原因在于FPD由于重量轻、形状薄，所以具有便于携带和节省空间的优点。
作为FPD的主要部件，到现在为止，能广泛使用薄膜晶体管(TFT)作为实现有源矩阵驱动的开关元件，能广泛使用THT基板作为实现有源矩阵驱动的有源矩阵基板。
TFT基板是在基板上排列多个微小的TFT的基板。典型的，排列成矩阵状的TFT具有栅极、源极和漏极，通过向栅极和源极分别提供栅极信号和地址信号，非隔行线性扫描TFT，正确地表示图像的2维信息。
通过使用等离子体激励化学蒸发装置、溅射装置、干蚀刻装置等真空装置在绝缘基板上沉积、图案化半导体薄膜和绝缘膜或者导体膜等，来制造TFT基板。由于通过这么复杂且多的制造工序来制造TFT基板，所以成本高。特别是为了制造大型的基板，必需要有大型的真空装置，但由于上述真空装置价格昂贵，特别是大型的真空装置非常昂贵，所以进一步提高了制造成本。
在这里，大型基板指的是主对角线20英寸以上大小的基板，将具有这种大型基板的显示器称为大型显示器。近些年来，为了实现大型(对角线20英寸以上)且薄的电视机，希望开发大型FPD。
作为这种高价且大型化困难的TFT基板的替代品，在特开平9-120270号公报中，ブザク等提出了利用放电等离子体开关的地址装置。
参照图20简单地说明在特开平9-120270中公开的地址装置700。图20是示意性地表示地址装置700的立体图，图20中的参照标记701示意性地表示发生放电的状态。地址装置700具有第一基板和第二基板(均未图示)，和在第一基板和第二基板之间设置的电介质层44。
第二基板具有相互平行的多个条状的槽，通过各个槽和介电质层44，规定密封的等离子体通道(放电通道)。在该等离子体通道内封入可利用放电电离作用的气体，在槽的底部设置1对发生放电用的电极41和42。将一对电极的一个作为阳极(A)，将另一个作为阴极(K)，对封入等离子体通道中的气体施加电压，将气体电离，发生产生放电等离子体。也将产生等离子体放电、将等离子体通道内的气体电离称为将等离子体通道“活性化”。
另一方面，在面对第一基板的介电质层44的表面上，设置相互平行的条状的多个透明电极49。条状透明电极49排列成与在第二基板上设置的条状槽(即等离子体通道)交叉，各个交叉部分规定了矩阵状排列的各个地址区域。
在该地址装置中，例如，等离子体通道为行扫描单位，而透明电极49成为列扫描单位。通过选择的等离子体放电，将各个等离子体通道依次活性化，进行每1行的非隔行线性扫描。与此同时，对作为列驱动单位的各个透明电极49分别施加驱动信号。如果利用等离子体放电使等离子体通道活性化，则等离子体通道内就成为基本上相同的阳极电势，各地址区域的介电质层44的一端通过介电质层表面44’连接阳极电势。这样，等离子体通道构成所谓的等离子体开关。在开关导通时刻的同时，驱动信号施加在各个地址区域的介电质层44的另一端，在介电质层44上积累了相当于电势差的电荷。在等离子体开关变成不导通状态后还保持施加的驱动信号，进行所谓的取样保持。
但是，利用上述这样的放电等离子体开关的地址装置700，与TFT基板相比容易大型化，制造成本也便宜，但具有下面这样的问题。
在该地址装置700中，象上述这样，如果通过等离子体放电活性化等离子体通道，则利用等离子体通道内变成基本相同的阳极电势来进行开关，但实际上，由于存在由等离子体导致的屏极电压，所以介电质层表面44’的电势与阳极电势不能相同。
为此，必需施加相当于介电质层表面44’的电势和阳极电势之差的电压，作为对向透明电极49施加的驱动信号的电压的偏置。由于该偏置电压依赖于放电电极41和42以及等离子体通道的形状而变化，所以必需对每个地址装置进行各个偏置电压的设定。更进一步，在1个地址装置中的每个部位上，在放电电极41和42以及等离子体通道的形状等差异较大的情况下，对1个地址装置的每个部位，必需改变偏置电压。
另外，在该地址装置700中，通过在介电质层表面44’上累积电荷来进行数据的重写、存储，但是由于在等离子体通道产生的等离子体中心不均匀地分布产生放电用的电极41和42，所以在介电质层表面44’上累积的电荷也不均匀分布。为此，在各个地址区域累积的数据(即电荷)在该地址区域中变得不均匀，在将该地址装置700作为显示装置来使用的情况下，在对应于各个地址区域的各个象素区域，显示变得不均匀。
更进一步，在该地址装置700中，使用在等离子体通道内产生的等离子体电荷粒子来进行数据的重写、存储，但根据在等离子体通道内封入的放电气体的种类或压力，在阳极电势变为0V之后电荷粒子也比较长时间地残留在等离子体通道中，由于电荷粒子的残留，严重影响了数据的重写、存储。
由于电荷粒子的残留时间依赖于放电气体的种类和封入的压力，所以为了加速开关速度，必需最优化放电气体的种类和封入压力，在没有最优化的情况下，只能实现缓慢的开关速度。另外，在使用为了实现快速开关速度的放电气体的情况下，也会产生放电电压变高等问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种具有容易制造的开关元件和具有该开关元件的显示装置。
根据本发明的开关元件，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在前述第一电极和前述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，由此实现上述目的。
或者，根据本发明的开关元件，具有在相互之间发生放电的第一电极和第二电极；控制在前述第一电极和前述第二电极之间的放电的第三电极，由此实现上述目的。
优选具有对应于前述第三电极的电势控制从前述第一电极和前述第二电极中的一个向另一个流动的放电电流之大小的结构。
在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述放电气体的压力优选为设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高。
或者，本发明的开关元件具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在前述第一电极和前述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述放电气体的压力设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高，由此来实现上述目的。
或者，本发明的开关元件，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；使得与前述第一电极和前述第二电极中的至少一个的电势差是可变的而构成的第三电极，在前述第一电极和前述第二电极之间，以及前述第一电极和前述第二电极中的一个和前述第三电极之间具有放电气体，前述第三电极具有改变由在前述第一电极和前述第二电极之间产生的放电导致的等电势面的分布的结构，由此来实现上述目的。
前述放电气体的压力优选为设置成使得与前述第一电极和前述第二电极之间的放电开始电压相比，前述第一电极和前述第二电极的前述一个和前述第三电极之间的放电开始电压较高。
前述第三电极的优选为设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
前述第三电极也可以不设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
优选为将前述第一电极、前述第二电极、和前述第三电极设置在同一平面上。
前述第三电极也可以设置为使其位于与前述第一电极和前述第二电极不同的平面上。
前述第一电极和前述第二电极设置为相互面对，前述第三电极也可以设置在前述第一电极和前述第二电极之间。
还可以进一步具有包括与前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的布线，和与前述第三电极电连接的布线的多个布线，前述多个布线中的至少一个配置成不平行于由前述第一电极、前述第二电极和前述第三电极所规定的平面。
本发明的显示装置，具有排列成矩阵状的多个象素；在前述多个象素中的每一个上设置的、具有上述构成的开关元件；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与前述开关元件的前述第三电极电连接的信号布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与前述象素电极对置的对置电极；在前述象素电极和前述对置电极之间设置的显示介质层，由此实现上述目的。
根据本发明的其它显示装置，具有排列成矩阵状的多个象素；在前述多个象素的每个中设置的、具有上述构成的开关元件；与前述开关元件的前述第三电极电连接的扫描布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的一个电连接的信号布线；与前述开关元件的前述第一电极和前述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与前述象素电极对置的对置电极；在前述象素电极和前述对置电极之间设置的显示介质层，由此实现上述目的。
也可以这样构成前述显示介质层是液晶层。
也可以这样构成前述显示介质层是有机电致发光材料层。
图1(a)是示意性表示本发明实施方式1的开关元件100的立体图，图1(b)是示意性表示本发明实施方式1的开关元件100的截面图。
图2(a)和(b)是表示在本实施方式1的开关元件100中，将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
图3(a)、(b)和(c)是示意性地表示在本发明实施方式1的开关元件100中，根据电极间的电势差产生的电力线(电场)E的图。
图4是示意性地表示本发明实施方式1的开关元件100中的第三电极3的配置例子的图。
图5是表示本发明的实施方式1的开关元件100的放电开始电压的压力依赖性的图。
图6(a)～(f)是示意性表示存在于放电空间的电势构造(等电势面的分布)的图。
图7是表示开关元件100的元件特性的曲线图。
图8是示意性表示本发明的实施方式2的显示装置200的俯视图。
图9(a)是示意性表示与本发明的实施方式2的显示装置200的一个象素对应的区域的立体图，图9(b)是示意性表示与本发明的实施方式2的显示装置200的一个象素对应的区域的截面图。
图10(a)、(b)和(c)是用于说明本发明的实施方式2的显示装置200的驱动方法的图。
图11(a)是示意性表示与本发明的实施方式2的其它显示装置200’的一个象素相对应的区域的立体图，图11(b)是示意性表示与本发明的实施方式2的其它显示装置200’的一个象素相对应的区域的截面图。
图12是示意性表示本发明的实施方式3的显示装置300的外观图。
图13(a)是示意性表示与本发明的实施方式3的显示装置300的一个象素相对应的区域的立体图，图13(b)是示意性表示与本发明的实施方式3的显示装置300的一个象素相对应的区域的截面图。
图14(a)、(b)和(c)是用于说明本发明的实施方式3的显示装置300的驱动方法的图。
图15(a)是示意性表示与本发明的实施方式4的显示装置400的一个象素相对应的区域的立体图，图15(b)是示意性表示与本发明的实施方式4的显示装置400的一个象素相对应的区域的截面图。
图16(a)是示意性表示与本发明的实施方式5的显示装置500的一个象素相对应的区域的立体图，图16(b)是示意性表示与本发明的实施方式5的显示装置500的一个象素相对应的区域的截面图。
图17(a)是示意性表示本发明的实施方式6的开关元件100c的立体图，图17(b)是示意性表示本发明的实施方式6的开关元件100c的截面图。
图18(a)～(d)是示意性表示存在于开关元件100c的放电空间中的电势构造的图。
图19(a)和(b)是表示在实施方式6的开关元件100c中，将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
图20是示意性表示现有的地址装置700的立体图。
具体实施例方式
首先，说明本发明的开关元件的基本构成和其作用、效果。
本发明的开关元件具有在相互之间产生放电的第一电极和第二电极，与控制在它们之间的放电的第三电极。
如果在第一电极和第二电极之间给予规定的电势差，就会在它们之间产生放电，在它们之间流过放电电流。由于通过第三电极控制该放电，能够将第一电极和第二电极在导通状态(在它们之间流过放电电流的状态)和不导通状态(在它们之间不流过放电电流的状态)之间转换。典型的，根据第三电极的电势，来控制放电电流的大小。
第一电极和第二电极中的一个与被开关部电连接，本发明的开关元件具有作为控制向该被开关部提供电荷或电流的开关元件的功能。
由于本发明的开关元件具有上述构成，所以可不必使用各个过程分别形成第一电极、第二电极和第三电极，从而简化开关元件的制造。另外，按照上述，由于通过控制放电来进行开关，不产生薄膜晶体管(TFT)这样的关闭电流。更进一步，第一电极、第二电极和第三电极能够通过绝缘膜不相互重叠地构成，能够防止由于在重叠部分形成的电容导致的电信号的延迟或者迟钝的产生。为此，容易实现将具有开关元件的地址装置或显示装置大型化。
而且，作为上述“放电”，是通过在电极间施加电压而在充满气体的空间中产生的绝缘破坏现象，在放电发生后在该空间出现正离子和电子基本上等量存在的等离子体状态。然后，作为“放电电流”，是在这种等离子体状态(放电状态)，携带正电荷的正离子和携带负电荷的电子实现作为载流子的分配的电流。
下面更详细地说明放电现象(等离子体现象)。
通过组合由充满气体的空间的电场值(通常情况使用电场值/气体压力的值)变大、在空间存在的电子被加速并与气体原子(分子)碰撞而导致产生正离子和电子的现象，与在空间存在的正离子向负电势侧的电极(负电极)表面碰撞而产生2次电子的现象，产生正离子和电子，各个粒子通过存在于空间中的电场而向相反方向移动。作为粒子移动(电流的载流子的移动)的形式，也存在除了由这种电场引起的漂移现象之外，还存在由粒子的不均匀分布导致的扩散现象。
上述的放电电流的流动是与在相同空间中流过电流的真空管或者产生电场的显示器(FED)不同的结构。在真空管中，从加热的灯丝发出的电子成为电流的载流子。另外，在FED中，利用从尖锐的阴极产生电场，引出的电子成为电流的载流子。
与真空管或者FED比较，不同点除了放电(等离子体)之外，还有，作为该例子，举出存在于流过电流的空间中的电力线或等电势面的分布的形式。在真空管或者FED中，除了引出电子流用的电极附近，必需使阴极电极和阳极电极(正电势侧的电极)之间的电力线基本直线状地存在，电子沿着这样的电力线移动。因此，阴极电极和阳极电极必需设置成使其基本上互相面对。另外，等电势面基本上等间隔地存在于阴极电极和阳极电极之间的空间中。
与此相对，在放电(等离子体)的情况下，电力线在阴极电极和阳极电极之间连接，其形状不必是直线状，例如也可以是弓形(下面参照图1等描述)。另外，等电势面多偏向阴极附近，即，等电势面的间隔在阴极附近较短，在该部分形成电势梯度陡、电场强的放电特有的分布。
在放电(等离子体)的情况下，由于形成上述独特的电势构造，反过来说，只有维持这样的电势构造才能产生放电。如果利用这样的放电现象的特性，则可以通过从外部施加干扰电势来控制放电。而且，在真空管或者FED中，即使电极间的电势构造有稍微的变化，电流也依然流动。
另外，在放电(等离子体)状态，由于携带正电荷的正离子和携带负电荷的电子等量存在，所以在宏观的情况下为电中性的状态。即实现了电稳定状态。与此相对，在真空管或者FED中，由于仅存在电子，所以如果不控制合适的电子的流动，电子的负电荷相互排斥后，电子流膨胀。即，在真空管或者FED中，电子流动的状态是电不稳定状态，为了得到足够的电流，必需以高电压加速电子。
下面，参照
本发明的实施方式。而且，本发明不限于下面的实施方式。
(实施方式1)首先，参照图1(a)和(b)说明本发明的实施方式1的开关元件100。图1(a)是示意性表示开关元件100的立体图，图1(b)是示意性表示开关元件100的截面图。
开关元件100具有在相互之间产生放电的第一电极(第一放电发生用电极)1和第二电极(第二放电发生用电极)2，和控制放电的第三电极(放电控制用电极)3。而且，在图1(a)和(b)中的参照符号101示意性地表示在第一电极和第二电极之间产生放电的状态。
第一电极1和第二电极2在它们之间设置间隔使得放电电流流过，第三电极3设置在第一电极1和第二电极2之间。在本实施方式中，第一电极1、第二电极2和第三电极3形成在具有绝缘表面的基板(未图示)上。
开关元件100在第一电极1和第二电极2之间还具有放电气体(未图示)。放电气体被封入在基板上形成的气体封入结构(未图示)的内部。
具有上述构成的开关元件100按照例如下述方式来制造。
首先，在基板上形成第一电极1、第二电极2和第三电极3。在这里，作为基板，使用由3mm厚的钠钙玻璃形成的玻璃基板。不言而喻，基板的材料和厚度不限于此，可以是能够经受开关元件100的制造工序的基板。根据开关元件100的用途，使用具有透明性的基板。例如，在使用将来自背照光的光用于显示的透过型液晶显示装置或者透过反射两用型液晶显示装置的情况下，使用具有透明性的基板。在用于反射型液晶显示装置或者有机EL显示装置的情况下，也可以是由金属或者树脂等材料构成的不透明的基板。
另外，在这里，使用镍作为电极的材料，通过丝网印刷法形成第一电极1、第二电极2和第三电极3。首先，将由包含镍粉和粘合剂材料等构成的镍膏通过具有规定的图案的屏幕版的网格部涂敷到基板上。下面，将涂敷在基板上的镍膏在大约300℃干燥、固化。之后，通过在大约600℃进行烧制获得导电性。在本实施方式中，第一电极1、第二电极2和第三电极3沿横向顺序以大约40μm的间隔形成，各个电极的尺寸如下第一电极1纵向约50μm×横向约50μm，厚约15μm第二电极2纵向约80μm×横向约50μm，厚约15μm第三电极3纵向约100μm×横向约50μm，厚约15μm作为具有导电性的上述电极材料，不限于镍，可以使用带有适当的2次电子放出系数的金属，也可以使用银或铝等。另外，电极的形成方法也不限于丝网印刷法，也可以使用喷砂法或者感光性胶法等形成为厚度1μm以上的厚膜。更进一步，也可以使用溅射法或者电子束蒸镀法形成厚度1μm之下的薄膜，通过干蚀刻或者湿蚀刻工序形成规定的电极图案(形状)。如果使用本实施方式这样的丝网印刷法，能够简单地进行电极的形成，容易实现在基板上形成多个开关元件的装置的大型化。
更进一步，也可以在上述这样形成的电极表面上，形成由六硼化镧和六硼化钆或者氧化镁等的提高2次电子放出系数、由具有高耐溅射性的材料构成的被覆膜。这种被覆膜例如能够使用电镀法和溅射法或者电子束蒸镀法等来形成。
下面，在上述这样的形成电极的基板上，形成气体封入的结构。首先，涂敷以玻璃为主要成分的玻璃原料，以包围第一电极1、第二电极2和第三电极3。接着，将对气体封入构造进行规定之高度的隔板(高度约300μm)和玻璃板配置于规定位置，通过在约600℃烧制，形成气体封入构造，该气体封入构造为通过玻璃料将形成电极的基板和玻璃板粘结。之后，将气体封入构造的内部抽真空，将作为放电气体的氦以300Torr(约40kPa)的压力封入、封止。在基板上形成多个开关元件的情况下，也可以形成气体封入构造以将它们包围。另外，作为放电气体，不限于氦，可以是即不腐蚀电极又不粘着电极的气体。如果使用氦、氩、氖、氙等希有气体或者它们的混合物，能够以比较低的电压产生放电。
下面，说明如上述形成的本实施方式的开关元件100的特性和操作原理。
在使用开关元件100驱动被开关部4的情况下，例如，如图1所示，将第一电极1和提供放电发生电压Vgen的电源6电连接，将第三电极3和提供放电控制电压Vcon的电源7电连接，将第二电极2和被开关部4电连接。在被开关部4是等价的电容的情况下，例如，在是由一对电极(象素电极和对置电极)和夹在它们之间的液晶层构成的液晶电容的情况下，开关元件100接通，在被开关部4累积电荷。另外，在被开关部4是等价阻抗的情况下，例如是有机EL(电致发光)元件的情况下，开关元件100接通，在被开关部4流过电流。
参照图2(a)和(b)说明本实施方式的开关元件100的特性。图2(a)和(b)是表示将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。而且，在这里，使被开关部4短路来测定开关元件100的特性。另外，在图2(a)和(b)中，在纵轴和横轴上，表示反转放电发生电压Vgen、放电控制电压Vcon和电流I的正负的-Vgen、-Vcon和-I。
如图2(a)所示，如果将施加到第一电极1上的放电发生电压Vgen设为一定(Vgen＝-250V或者Vgen＝-300V)，来改变施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon，提供给被开关部4的电流I的大小就从零变化到规定的大小。
另外，如图2(b)所示，如果将施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon设为一定(Vcon＝0V或者Vcon＝-20V)，来改变施加到第一电极1上的放电发生电压Vgen，提供给被开关部4的电流I的大小就从零变化到规定的大小。
这样，在本发明的开关元件100中，能够控制提供给被开关部4的电流I的大小。这是因为，根据第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个电势的相对高低关系，来改变第一电极1和第二电极2之间流过的放电电流的大小。下面，参照图3(a)～(c)更详细地说明。图3(a)～(c)是示意性表示在开关元件100中对应于电极间的电势差而产生的电力线(电场)E的图。
首先，第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，在比第二电极2的电势V2还低很多时(V2＞V3＞V1时)，如图3(a)所示，电力线E主要存在于第一电极1和第二电极2之间。因此，在为了得到这样的电势对各个电极施加电压时，在第一电极1和第二电极2之间产生放电，在它们之间流过放电电流。
另外，第三电极3的电势V3不处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，在比第二电极2的电势V2还高很多时(V3＞V2＞V1时)，如图3(b)所示，电力线E主要存在于第一电极1和第三电极3之间，不存在于第一电极1和第二电极2之间。因此，为了得到这样的电势对各个电极施加电压时，在第一电极1和第二电极2之间不产生放电，在它们之间不流过放电电流。
而且，在第三电极3的电势V3处于第二电极2的电势V2附近时，如图3(c)所示，电力线E也存在于第一电极1和第二电极2之间，而与图3(a)所示的情况相比较少，根据第三电极3的电势V3而增减。因此，在第一电极1和第二电极2之间产生放电，但不是强放电，放电电流的大小根据第三电极3的电势V3而变化。
如上所述，在本发明的开关元件100中，通过将对第一电极1施加的放电发生电压Vgen和对第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个的大小设为一定，改变另一个的大小，能够改变在第一电极1和第二电极2之间流动的放电电流的大小，通过这样，能够控制提供给被开关部4的电流I的大小。即，本发明的开关元件100也称为将等离子体放电部作为通道的3端子能动元件(晶体管)。
下面，说明第一电极1、第二电极2和第三电极3的配置。
如图4所示，在第一电极1和第二电极2之间给予规定的电势差时，将第三电极3设置在存在电力线E的位置，由此能够控制在第一电极1和第二电极2之间产生的放电。
更进一步，如图1所示，如果将第三电极3设置在第一电极1和第二电极2之间，由于第三电极3存在于第一电极1和第二电极2之间的放电路线上，所以容易地进行放电控制(控制放电电流的大小)，通过施加比较低的电压作为施加到第三电极3上的放电控制电压Vcon，能够控制放电电流的大小。
另外，如图1(a)和(b)所示，如果采用将第一电极1和第二电极2和第三电极3设置在同一平面上的构成，能够在同一基板上以相同的过程来形成这些电极。因此，能够使用相同掩膜或者相同屏板同时形成这些电极，能够简化开关元件100的制造。
不言而喻，也可以将第一电极1、第二电极2和第三电极3不设置在同一平面上，而分别设置在各个支持体(例如基板)上。设置第一电极1和第二电极2以在它们之间产生放电，如果将第三电极3设置在能够控制该放电的位置，就具有作为开关元件的功能。
另外，本实施方式的开关元件100在第一电极1和第二电极2之间具有放电气体。该放电气体的压力优选设置为，与在第一电极1和第二电极2之间的放电开始电压相比，在第一电极1和第三电极3之间的放电开始电压较高。作为放电开始电压，是在规定条件下产生放电的电压的最小值。参照图5说明该理由。图5是表示开关元件100的放电开始电压的压力依赖性的图，图中的实线103表示在第一电极1和第二电极2之间(电极间的距离约是130μm)的放电开始电压，实线104表示在第一电极1和第三电极3之间(电极间的距离约是40μm)的放电开始电压。
例如，如果设定放电气体的压力，以对应于由图5所示的虚线包围的区域102，则在第一电极1和第二电极2之间产生放电，而在第一电极1和第三电极3之间不产生放电。因此，在第一电极1和第三电极3之间不流过放电电流，能够将为了控制在第一电极1和第二电极2之间的放电而消耗的电力几乎变为零。为此，将放电气体的压力设置成上述这样的开关元件100具有优秀的低耗电性。不言而喻，不限于图5中例示的区域102，设定放电气体的压力，使得与在第一电极1和第二电极2之间的放电开始电压相比，第一电极1和第三电极3之间的放电开始电压较高，由此得到优秀的低耗电性的开关元件。
而且，在本实施方式中，说明了具有氦作为放电气体的开关元件100，也可以在大气压下使用空气(氮和氧)作为放电气体。在大气压下利用空气的情况下，能够省略形成气体封入构造的工序和封入放电气体的工序，能够降低制造成本。
在上述说明中，使用第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个电势的相对高低关系、在他们之间产生的电力线来说明开关元件100的操作原理。这里，参照图6(a)～(f)从其他观点说明开关元件100的操作原理。而且，在下面，说明了这种情况，对第一电极1和第二电极2施加电压以使得第二电极2的电势V2比第一电极1的电势V1高很多(V2＞＞V1)。
在不存在第三电极3的情况下，如果产生放电，如图6(a)所示，在负电势侧的电极(第一电极1)附近产生等电势面EQ集中(等电势面的间隔狭窄)的强电场，另一方面，在其他部分产生弱电场，在放电空间形成稳定的电势构造。
另一方面，在存在第三电极3的情况下，对应于提供给第三电极3的电势，如图6(b)～(f)所示改变放电空间的电势构造(放电空间的等电势面EQ的分布)。
首先，如果第三电极3的电势V3比第二电极2的电势V2高(V3＞V2＞＞V1)，如图6(b)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而非常乱，所以沿着放电路线不存在维持放电的优选的电势构造，为此，不流过放电电流。
如果第三电极3的电势V3与第二电极2的电势V2基本相同(V3＝V2＞＞V1)，如图6(c)所示，放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，形成等电势面EQ主要存在于第一电极1和第三电极3之间这样的电势构造。为此，也流动放电电流，其大小与图6(a)所示的情况相比较小。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，且与第二电极2的电势V2相比较低(V2＞V3＞＞V1)，如图6(d)所示，放电空间的电势构造是接近图6(a)所示情况(不存在第三电极3的情况)的稳定的电势构造，由于确保了放电路线101的宽度，所以流过合理大小的放电电流。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，且与第二电极2的电势V2相比非常低(V2＞＞V3＞＞V1)，如图6(e)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，所以放电路线101离开第三电极3变细，放电电流减少。如果进一步降低第三电极3的电势V3，如图6(f)所示，因为放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而非常乱，沿着放电路线不存在维持放电的优选的电势构造，为此，不流过放电电流。
如上所述，具有开关元件100的第三电极3具有扰乱在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电势构造的功能，即，具有改变由在第一电极1和第二电极2之间产生的放电所引起的等电势面EQ的分布的功能，由此，可以控制在第一电极1和第二电极2之间的放电。
图7表示开关元件100的元件特性。图7相当于图2(a)中横轴所示的放电控制电压Vcom到更大的值的情况。另外，在图7中，将相当于图6(b)～(f)的状态的点用参考符号(b)～(f)表示。
如图7所示，开关元件100具有将图6(b)和(f)所示的状态作为关闭状态、将图6(c)、(d)和(e)所示的状态作为接通状态的功能。
第三电极3的大小和配置根据必需的元件特性来选择。向为了扰乱在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电势构造所必需的第三电极3所施加的电压之大小(或者第三电极3的电势V3)，根据第三电极3的大小(尺寸)和配置而变化，所以通过适当选择第三电极3的大小(尺寸)和配置，能够改变向必需的第三电极3所施加电压的大小。
例如，通过将第三电极3的大小变大，能够将为了扰乱放电的电势构造而向必需的第三电极3所施加的电压之大小变小，也能够通过将第三电极3配置在第一电极1和第二电极2之间或者配置在它们附近，将向第三电极3施加的电压之大小变小。
如果将为了扰乱放电的电势构造而向必须的第三电极3施加电压之大小变小，则能够降低为了驱动第三电极3的与外部连接的驱动器的耐压。在使向第三电极3施加电压之大小变小时，如上所述，可以将第三电极3的大小变大(例如加大第三电极3的面积)，或将第三电极3更精确地配置在第一电极1和第二电极2之间或者它们的附近。
(实施方式2)参照图8、图9(a)和(b)说明本发明实施方式2的显示装置200。图8是示意地表示显示装置200的外观图，图9(a)和(b)是示意性表示分别对应于显示装置200的一个象素的区域的立体图和截面图。
显示装置200具有排列成具有行和列的矩阵状的多个象素，在多个象素中的每一个，具有实施方式1的开关元件100。具有开关元件100的第一电极1、第二电极2和第三电极3形成在基板13上，在基板13和与基板13面对的对置基板14之间封入放电气体。
另外，显示装置200具有与具有开关元件100的第一电极1电连接的扫描布线(门布线)8；与第三电极3电连接的信号布线(数据布线)9；与第二电极2连接的作为被开关部的有机EL元件4’。
扫描布线8和信号布线9在每行和每列分别设置。扫描布线8与在显示区域外设置的门驱动器12电连接，从门驱动器12提供扫描电压(门电压)。另外，信号布线9与在显示区域外设置的数据驱动器11电连接，从数据驱动器11提供信号电压(数据电压)。更进一步，显示装置200具有与对置电极6电连接的接地布线10，该接地布线10在显示区域外接地。
有机EL元件4’具有与第二电极2电连接的象素电极5；与象素电极5面对的对置电极6；设置在象素电极5和对置电极6之间的作为显示介质层的有机EL(电致发光)材料层7，通过提供电流来进行发光。
参照图10(a)、(b)和(c)来说明本实施方式的显示装置200的驱动方法。如图10(a)示意性地所示，显示装置200具有排列成矩阵状的多个象素。在图10(a)中，将第n行第m列的象素记为(n，m)。
首先，从门驱动器12，从第一行开始依次向设置在每行的扫描布线8提供扫描电压(门电压)Vgn(Vg1、Vg2、Vg3、…)，通过扫描布线8向开关元件100的第一电极1提供扫描电压Vgn。如图10(b)所示，门驱动器12产生振幅(电压的大小)一定(这里是-250V)、脉冲幅度一定(这里是10μs)的脉冲电压。
与此同时，从数据驱动器11以规定的定时向设置在每列的信号布线9提供信号电压(数据电压)Vdnm(Vdn1、Vdn2、Vdn3、…)，通过信号布线8向设置在每个象素的开关元件100的第三电极3提供信号电压Vdnm。如图10(c)所示，数据驱动器11产生脉冲幅度一定、振幅(电压的大小；Vd11、Vd21、Vd31、…)对应于每个数据的脉冲电压。不言而喻，数据驱动器11也可以产生振幅一定、脉冲幅度对应于每个数据变化的脉冲电压。
各个象素根据作为向第三电极3施加的放电控制电压的信号电压Vdnm，变为规定的显示状态。在向第三电极3施加的放电控制电压为在第一电极1和第二电极2之间不产生放电的电压，即关闭电压的情况下，不向作为被开关部的有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’不处于发光状态。另外，在向第三电极3施加的放电控制电压为在第一电极1和第二电极2之间产生放电的电压，即接通电压的情况下，向有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’处于发光状态。此时，提供给有机EL元件4’的电流大小对应于放电控制电压而变化，所以能够改变有机EL元件4’的发光亮度，实现了多灰度等级的显示。
如上所述，本实施方式的显示装置200实现了有源矩阵驱动。
在本发明的实施方式2的显示装置200中，由于在每个象素设置的开关元件100具有上述构成，所以不用使用各个程序来分别形成第一电极1、第二电极2和第三电极3，能够简化显示装置200的制造。另外，如上述那样，由于通过控制放电来进行开关，所以不像薄膜晶体管(TFT)那样产生关闭电流。更进一步，第一电极、第二电极和第三电极能够通过绝缘膜不相互重叠地构成，能够防止由于在重叠部分形成的电容导致的电信号的延迟或者迟钝的产生。为此，容易地实现显示装置的大型化。
另外，显示装置200与在特开平9-120270号公报中所公开的现有技术的地址装置相比，有下面的优点。
首先，第二电极2和象素电极5通过放电空间没有短路，通过与布线直接连接，所以没有由等离子体导致的屏极电压的影响，不必增加偏置电压。另外，由于通过布线向象素电极5提供电荷或者电流，所以由被开关部的内部部位导致的不均匀性也不存在。更进一步，由于通过布线向被开关部提供由放电电流导致的电荷或者电流，所以在关闭放电发生电压后，立刻停止该提供，能够进行高速的开关动作。
本实施方式的显示装置200如例如下面这样制造。本实施方式的显示元件200，其1象素的大小为486μm×162μm，该大小的象素排列成相当于42英寸面板的大小，是对应“高清晰度(High Definition)”的显示装置。
首先，在具有绝缘表面的基板13上，形成第一电极1、第二电极2、第三电极3、对置电极6、扫描布线(门布线)8和接地布线10。在这里，使用由钠钙玻璃形成的厚度约为3mm、大小约为650mm×1050mm的基板13作为基板13。另外，使用镍作为上述电极和布线的材料，通过丝网印刷法形成。首先，将由包含镍粉和粘合剂材料等构成的镍膏通过具有规定的图案的屏幕版的网格部涂敷到基板上。接着，将涂敷在基板上的镍膏在大约300℃干燥、固化。之后，通过在大约600℃进行烧制获得导电性。
第一电极1、第二电极2和第三电极3的各个尺寸和它们的间隔与实施方式1的开关元件100相同。扫描布线8和接地布线10的线宽约为30μm、厚度约为15μm。另外，对置电极6的大小约为140μm×80μm、厚度约为15μm。
上述电极和布线的形成方法不限于丝网印刷法，也可以使用喷砂法或者感光性胶法等形成为厚度1μm以上的厚膜。更进一步，也可以使用溅射法或者电子束蒸镀法形成厚度1μm之下的薄膜，通过干蚀刻或者湿蚀刻工序形成规定的电极图案(形状)。如果使用本实施方式这样的丝网印刷法，能够简单地进行电极和布线的形成。另外，也可以在上述这样形成的电极表面，形成由六硼化镧和六硼化钆或者氧化镁等的提高2次电子放出系数、具有高耐溅射性的材料构成的被覆膜。这种被覆膜例如能够使用电镀法和溅射法或者电子束蒸镀法等来形成。
接着，形成有机EL材料层7，以覆盖对置电极6的至少一部分。这里，通过真空蒸镀法涂敷三(8-羟基喹啉)铝，通过利用金属掩膜法形成图案，形成大小约为180μm×110μm、厚度约为0.1μm的有机EL材料层7。
接着，形成信号布线9。这里，使用镍作为信号布线9的材料，通过丝网印刷法，形成线宽约为30μm、厚度约为15μm的信号布线9。而且，信号布线9和扫描布线8通过由在相互交叉部分形成的感光性丙烯酸树脂构成的绝缘膜(未图示)来绝缘。
下面，通过有机EL材料层7形成面对对置电极6的象素电极5。首先，使用溅射法堆积ITO(氧化铟锡)以覆盖有机EL材料层7。接着，使用丝网印刷法在ITO上将抗蚀剂材料涂敷成规定的图案，利用蚀刻除掉没有涂敷抗蚀剂材料的部分的ITO。之后，除掉抗蚀剂材料，由此形成大小为约140μm×约80μm、厚度为约15μm的象素电极5。
之后，形成气体封入构造，封入、封止放电气体。首先，为了包围由多个象素区域构成的显示区域，在基板上涂敷以玻璃为主要成分的玻璃料。接着，将对气体封入构造之高度进行规定的隔板(高度约300μm)和对置基板14配置到规定位置，通过在约600℃烧制，形成气体封入构造，其通过玻璃料将形成电极的基板13和对置基板14粘结。之后，将气体封入构造的内部抽真空，将作为放电气体的氦以300Torr(约40kPa)的压力封入、封止。
象上述这样，形成本实施方式的显示装置200。在这里例示的制造方法中，通过丝网印刷法同时形成第一电极1、第二电极2、第三电极3、对置电极6、扫描布线8、信号布线9和接地布线10，在扫描布线8和信号布线9的交叉部设置的绝缘膜通过光刻法形成，象素电极5通过丝网印刷法形成图案。为此，与制造具有例如TFT作为开关元件的现有的显示装置的情况相比，大幅减少了掩膜的个数、光刻工序，降低了制造成本。
而且，在本实施方式中，作为被开关部，说明了具有有机EL元件4’的情况，但不限于此，也可以合适地使用自发光型元件和光调制型元件。另外，也可以是有机EL元件4’这样的阻力性的元件，也可以是在一对电极中夹着的液晶层这样的电容性元件。
参照图11(a)和(b)，说明显示装置200’，其具有作为被开关部的由象素电极5和对置电极6和夹在它们之间的液晶层17所构成的液晶电容4”。图11(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置200’的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。显示装置200’除了具有作为被开关部的液晶电容4”之外，具有与显示装置200相同的构成。在下面的说明中，重点说明与显示装置200不同之处。另外，在图11(a)和(b)中，将具有与显示装置200实质相同的功能的构成元件使用相同的参照符号来表示。
显示装置200’具有作为被开关部的液晶电容4”，液晶电容4”使用开关元件100来驱动。由于具有显示装置200’的被开关部是光调制型元件，所以在显示装置200’中，使用来自背照光的光进行显示，或者通过反射板(或者反射电极)反射周围光(外部光)来进行显示。
具有液晶电容4”的液晶层17被封入由在基板13上设置的液晶封止壁16、基板13、对置基板14所包围的区域中。这里，基板13和对置基板14之间的间隔为约5μm。
在基板13的液晶层17一侧设置象素电极5，在对置基板14的液晶层17一侧设置由ITO构成的对置电极6。另外，在基板13和对置基板14上，形成设置成接触液晶层17，进行摩擦处理的定向层。此外，对置基板14在与液晶层17侧相反一侧具有偏光控制层和彩色滤光层(均未图示)。
在液晶层17隔着液晶封止壁16设置的空间15中封入放电气体，切块(dicing)加工对置基板14，使得该空间15的高度为约100μm。
具有上述构成的显示装置200’也实现了与显示装置200相同的有源矩阵驱动，得到与显示装置200相同的优点。
(实施方式3)参照图12、图13(a)和(b)，说明本发明实施方式3的显示装置300，图12是示意性表示显示装置300的俯视图，图13(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置300的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。
实施方式3的显示装置300与实施方式2的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100的第一电极1与信号布线(数据布线)9电连接，第三电极3与扫描布线(门布线)8电连接。在下面的说明中，主要说明与显示装置200的不同之处。另外，在下面的图中，将具有与显示装置200实质相同功能的构成元件使用相同的参照符号表示。
如上所述，在显示装置300中，第一电极1与信号布线(数据布线)9电连接，第三电极3与扫描布线(门布线)8电连接。下面，参照图14(a)、(b)和(c)说明具有这样构造的显示装置300的驱动方法。如图14(a)示意性所示，显示装置300具有排列成矩阵状的多个象素。在图14(a)中，将第n行第m列的象素记为(n，m)。
首先，从门驱动器12，从第一行开始依次向设置在每行的扫描布线8提供扫描电压(门电压)Vgn(Vg1、Vg2、Vg3、…)，通过扫描布线8向开关元件100的第三电极3提供扫描电压Vgn。如图12(b)所示，门驱动器12产生振幅(电压的大小)一定(这里是-100V)、脉冲幅度一定(这里是15μs)的脉冲电压。
与此同时，从数据驱动器11以规定的定时向设置在每列的信号布线9提供信号电压(数据电压)Vdnm(Vdn1、Vdn2、Vdn3、…)，通过信号布线8向设置在每个象素的开关元件100的第一电极1提供信号电压Vdnm。如图14(c)所示，数据驱动器11产生振幅(电压的大小)一定、脉冲幅度对应于每个数据的脉冲电压。不言而喻，数据驱动器11也可以产生脉冲幅度一定、振幅对应于每个数据变化的脉冲电压。
各个象素根据第一电极1和第二电极2之间的放电状态，变为规定的显示状态。在显示装置300中，向第三电极3施加的放电控制电压(扫描电压Vgn)一定，向第一电极1施加的放电发生电压(信号电压Vdnm)变化，但放电控制电压根据放电发生电压的大小，又相当于接通电压，又相当于关闭电压。在放电控制电压施加相当于关闭电压这样大小的放电发生电压时，不向作为被开关部的有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’不处于发光状态。在放电控制电压施加相当于接通电压这样大小的放电发生电压时，向有机EL元件4’提供电流，有机EL元件4’处于发光状态。此时，提供给有机EL元件4’的电流大小对应于放电控制电压而变化，所以能够改变有机EL元件4’的发光亮度，实现了多灰度等级的显示。
在本实施方式的显示装置300中，实现了上述这样的有源矩阵驱动，得到与实施方式2的显示装置200相同的优点。
(实施方式4)参照图15(a)和(b)，说明本发明实施方式4的显示装置400，图15(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置400的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式2的显示装置200的不同之处。
如图15(a)和(b)所示，显示装置400与具有图1等所示的开关元件100的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100a，其具有设置成相互面对的第一电极1和第二电极2，在第一电极1和第二电极2之间设置的第三电极3。
如上所述，配置开关元件100a的第一电极1和第二电极2以互相面对，即，使得各主平面互相对置，设置第三电极3使其位于它们之间。因此，开关元件100a能够以比开关元件100还小尺寸构成。为此，能够减少象素中开关元件100a的占有面积，得到提高了开口率等的优点。
例如，比较将第一电极1、第二电极2和第三电极3的尺寸和它们的间隔形成为与开关元件100相同的情况。在实施方式1(或2)中，开关元件100的尺寸是100μm(纵)×230μm(横)×约50μm(放电路径101的高度)。与此相反，开关元件100a的尺寸是100μm×160μm×50μm，开关元件100a比开关元件100更紧凑地构成。在开关元件100a中，第一电极1和第二电极2设置成对置，所以放电路径101不成为拱形，而是变成为图15(a)所示的大致直线状，为此，放电路径101处于上述尺寸内。
而且，在实施方式2的显示装置200中，开关元件100和被开关部4形成在同一平面上，与此相对，在本实施方式的显示装置400中，开关元件100a和被开关部4不位于同一平面上，但是无论开关元件100a和被开关部4在同一平面上还是不在同一平面上，都不会改变作为显示装置的功能。
另外，在本实施方式中，与第一电极1连接的扫描布线8、与第三电极连接的信号布线9和与对置电极6连接的接地布线10中，扫描布线8配置成不平行于由第一电极1、第二电极2和第三电极3确定的平面P(包含连接第一电极1和第二电极2和第三电极3的直线组的一部分的假想平面)。因此，在本实施方式的显示装置400中，由于不存在布线的相互重叠，所以不必确保布线间的绝缘性，为此，本实施方式的显示装置400容易制造。不言而喻，不限于本实施方式这样扫描布线8不平行于平面P的构成，如果采用扫描布线8、信号布线9和接地布线10中至少一个不平行于平面P的构成，也可得到同样的优点。
开关元件100a能够例如按下述方式制造。首先，在各个基板上使用丝网印刷法等分别形成第一电极1和第二电极2。接着，在任何一个基板上，使用喷砂法形成包含第三电极3和信号布线9的也具有作为隔板功能的介电质壁。之后，通过使用玻璃料贴合各个基板，得到图15(a)和(b)所示的开关元件100a。
(实施方式5)参照图16(a)和(b)，说明本发明实施方式5的显示装置500。图16(a)和(b)分别是示意性表示与显示装置500的一个象素相对应的区域的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式2的显示装置200的不同之处。
如图16(a)和(b)所示，显示装置500与具有图9等所示的第一电极1、第二电极2和第三电极3设置在同一平面上的开关元件100的显示装置200不同之处在于，具有开关元件100b，其具有设置成位于与第一电极1和第二电极2不同的平面上的第三电极3。
在各电极设置在同一平面上的开关元件100中，为了确保各个电极间的绝缘性、将在元件间的放电特性设为一定，必须高精度地控制电极间隔。与此相反，在开关元件100b中，第三电极3设置在与第一电极1和第二电极2不同的平面上，换言之，由于设置第三电极3使其不和第一电极1和第二电极2位于同一平面上，所以容易确保各电极间的绝缘性，而不必高精度地控制各电极间的间隔。为此，也能够将各电极间的间隔设置得更狭窄，能够使得以比开关元件100还小的尺寸构成开关元件100b。因此，如果采用将第三电极3设置在与第一电极1和第二电极2不同的平面上的结构，由于能够更紧凑地构成开关元件，所以能够谋求提高开口率等。
开关元件100b能够如例如下面的方式制造。首先，在相同基板上使用丝网印刷法等形成第一电极1和第二电极2。接着，在形成第一电极1和第二电极2的基板上，使用喷砂法等形成条状的介电质层。之后，通过在介电质层上使用丝网印刷法等形成第三电极3和信号布线9，得到图16(a)和(b)所示的开关元件100b。
(实施方式6)参照图17(a)和(b)，说明本发明实施方式6的开关元件100c，图17(a)和(b)分别是示意性表示开关元件100c的立体图和截面图。在下面的说明中，主要说明与实施方式1的开关元件100的不同之处。
开关元件100c具有第三电极3，其设置成不位于第一电极1和第二电极2之间。具体地说，第三电极3相对于第二电极2位于第一电极1的相反侧。即，第一电极1、第二电极2和第三电极3顺序排列配置，第二电极2位于第一电极1和第三电极3之间。
图18(a)～(d)表示开关元件100c的电势构造的变化(等电势面的分布变化)。
在不存在第三电极3的情况下，如果发生放电，如图18(a)所示，在负电势侧的电极(第一电极1)附近产生等电势面EQ集中(等电势面EQ的间隔狭窄)的强电场，另一方面，在其他部分产生弱电场，在放电空间形成稳定的电势构造。
另一方面，在存在第三电极3的情况下，对应于提供给第三电极3的电势，如图18(b)～(d)所示放电空间的电势构造(放电空间的等电势面EQ的分布)变化。
如果第三电极3的电势V3比第二电极2的电势V2还高(V3＞V2＞＞V1)，如图18(b)所示，因为第二电极2上侧的等电势面EQ由于第三电极3的电势V3而变歪，所以不能维持放电特有的电势构造，为此，在第一电极1和第二电极2之间不产生放电，不流过放电电流。
如果第三电极3的电势V3与第二电极2的电势V2基本相同(V3＝V2＞＞V1)，如图18(c)所示，放电空间的电势构造由于第三电极3的电势V3而有点乱，放电电流发生流动。放电电流的大小与图18(a)所示的情况相比较小。
如果第三电极3的电势V3处于第一电极1的电势V1和第二电极2的电势V2之间，如果比第二电极2的电势V2还低(V2＞V3＞＞V1)，如图18(d)所示，第二电极2周边的等电势面EQ由于第三电极3的电势V3没有变歪。为此，放电空间的电势构造是接近图18(a)所示情况(不存在第三电极3的情况)的稳定的电势构造，由于确保了放电路线101的宽度，所以流过合理大的放电电流。
图19(a)和(b)表示本实施方式的开关元件100c的特性。图19(a)和(b)是表示将向第一电极1施加的放电发生电压Vgen和向第三电极3施加的放电控制电压Vcon中的一个设为一定值，改变另一个时，提供给被开关部4的电流I的变化的曲线图。
如图19(a)和(b)所示，在将放电发生电压Vgen比驱动开关元件100的情况还降低50V来驱动时，开关元件100c表现出与开关元件100的元件特性(图2)基本相同的特性。这样，如果采用第三电极3不位于第一电极1和第二电极2之间的构成，能够使开关元件的驱动电压为低电压。
通过采用上述配置可以实现低电压化，如果设置第三电极3以使其不位于第一电极1和第二电极2之间，由于可以将第一电极1和第二电极2的间隔形成得更狭窄，可考虑以更低电压产生放电。为了通过控制放电合适地进行开关，优选确保第一电极1和第三电极3之间的绝缘性，第一电极1和第三电极3优选设置某种程度的间隔，但在第三电极3处于第一电极1和第二电极2之间的情况下，第一电极1和第二电极2的间隔必然比第一电极1和第三电极3之间的间隔要长。与此相对，在第三电极3不位于第一电极1和第二电极2之间的情况下，一面将第一电极1和第三电极3设置成某种程度的间隔来确保绝缘性，一面尽可能缩短第一电极1和第二电极2的间隔。
另外，如果设置第三电极3以使其不位于第一电极1和第二电极2之间，由于能够将第三电极3设置在远离第一电极1的位置，所以能够抑制、防止由于存在于放电空间的正离子的碰撞导致的从第一电极1飞出的金属材料向第三电极3粘附。为此，能够持续长时间地确保第三电极的绝缘性，提供了表现持续长时间的良好特性的高可信度的开关元件。
例如，如果将各电极的尺寸和各电极间的间隔形成为与实施方式1的开关元件100相同，则第一电极1和第三电极3之间的绝缘电阻成为1MΩ，即相对于实施方式1的开关元件100是大约15000小时，实施方式6的开关元件100c是大约25000小时。
而且，本发明的开关元件不仅可适合用于例示的显示装置，而且可适合用于有机EL显示装置或液晶显示装置等的显示装置，地址装置、半导体装置、电路基板等具有开关功能或者地址功能的各种电子设备。
产业上的可利用性本发明提供了容易制造的开关元件。本发明的开关元件能适用于各种电子装置，特别适用于显示装置。为此，容易实现显示装置的大型化和降低制造成本。
权利要求
1.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在所述第一电极和所述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极。
2.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
3.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
4.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
5.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
6.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
7.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
8.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
9.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求1所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
12.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每一个上设置的、如权利要求1所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
15.一种开关元件，其特征在于，具有在相互之间发生放电的第一电极和第二电极；控制在所述第一电极和所述第二电极之间的放电的第三电极。
16.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于根据所述第三电极的电势控制从所述第一电极和所述第二电极中的一个向另一个流动的放电电流之大小。
17.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
18.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
19.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
20.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
21.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
22.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
23.根据权利要求15所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
24.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求15所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
25.根据权利要求24所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
26.根据权利要求24所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
27.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求15所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
28.根据权利要求27所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
29.根据权利要求27所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
30.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的，而且，以根据该电势差的变化来控制在所述第一电极和所述第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极，在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
31.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
32.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
33.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
34.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
35.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
36.根据权利要求30所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
37.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求30所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
38.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
39.根据权利要求37所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
40.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求30所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
41.根据权利要求40所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
42.根据权利要求40所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
43.一种开关元件，其特征在于，具有为了在相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极；使得与所述第一电极和所述第二电极中的至少一个的电势差是可变的而构成的第三电极，在所述第一电极和所述第二电极之间，以及所述第一电极和所述第二电极中的一个和所述第三电极之间具有放电气体，所述第三电极使由在所述第一电极和所述第二电极之间产生的放电导致的等电势面的分布变化。
44.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述放电气体的压力设置为使得与所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压相比，所述第一电极和所述第二电极的所述一个和所述第三电极之间的放电开始电压较高。
45.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
46.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成不位于所述第一电极和所述第二电极之间。
47.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极设置在同一平面上。
48.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第三电极设置成位于与所述第一电极和第二电极不同的平面上。
49.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于所述第一电极和所述第二电极设置为相互对置，所述第三电极设置在所述第一电极和所述第二电极之间。
50.根据权利要求43所述的开关元件，其特征在于还具有包括与所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的布线，和与所述第三电极电连接的布线的多个布线，所述多个布线中的至少一个配置成不平行于由所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极规定的平面。
51.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素中的每一个上设置的、如权利要求43所述的开关元件；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第三电极电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
52.根据权利要求51所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
53.根据权利要求51所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
54.一种显示装置，其特征在于，具有排列成矩阵状的多个象素；在所述多个象素的每个中设置的、如权利要求43所述的开关元件；与所述开关元件的所述第三电极电连接的扫描布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的一个电连接的信号布线；与所述开关元件的所述第一电极和所述第二电极中的另外一个电连接的象素电极；与所述象素电极对置的对置电极；在所述象素电极和所述对置电极之间设置的显示介质层。
55.根据权利要求54所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是液晶层。
56.根据权利要求54所述的显示装置，其特征在于所述显示介质层是有机电致发光材料层。
全文摘要
一种开关元件，其具有为了在其相互之间流过放电电流而设置间隔的第一电极和第二电极，以及可改变与第一电极和第二电极中的至少一个的电势差的，且以通过改变该电势差来控制在第一电极和第二电极之间流过的放电电流的大小的方式构成的第三电极。
文档编号G09G3/291GK1537317SQ0281300
公开日2004年10月13日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月26日
发明者酒井道, 也, 冈本昌也 申请人:夏普株式会社
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