發光器件及其驅動方法
2023-05-28 02:49:06
專利名稱：發光器件及其驅動方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及到一種電致發光(EL)面板，板中在一個襯底上形成的EL元件被密封在襯底和一個蓋件之間，還涉及到驅動EL面板的方法。本發明還涉及到通過在EL面板上安裝一個IC所獲得的一種EL模塊以及EL模塊的驅動方法。在說明書中將EL面板和EL模塊統稱為發光器件。另外，本發明還包括在採用上述驅動方法時用發光器件顯示圖像的電子裝置。
2.有關的現有技術自身發光的EL元件不需要液晶顯示器(LCD)中所需的背光，這樣就便於製造更薄的顯示器。自身發光的EL元件還具有高能見度並且沒有視角上的限制。這些正是採用EL元件的發光器件作為替代CRT和LCD的顯示器件在近年來受到關注的原因。
EL元件除了一個陽極層和一個陰極層之外還有一個包含有機化合物的層，它(以下將這一層稱為EL層)在施加電場時能夠發光(電致發光)。用有機化合物獲得的發光可以按照在從單元激勵恢復到基準狀態時發光(螢光)和在從三元激勵恢復到基準狀態時發光(磷光)來分類。按照本發明的發光器件可以採用這兩種類型的發光。
在本文中，所有設在陽極和陰極之間的層都是EL層。具體講，EL層包括一種發光層，一種空穴注入層，一種電子注入層，一種空穴輸送層，一種電子輸送層等等。EL元件的基本結構是按順序層疊的一個陽極，一個發光層和一個陰極。可以將這一基本結構改成按順序層疊的一個陽極，一個空穴注入層，一個發光層和一個陰極，或者是改成按順序層疊的一個陽極，一個空穴注入層，一個發光層，一個電子輸送層和一個陰極。
在本文中，EL元件是一種受到驅動時發光的EL元件。本文所限定的EL元件是一種由一個陽極，一個EL層和一個陰極構成的發光元件。
具有EL元件的發光器件的驅動方法被粗略劃分成模擬驅動方法和數字驅動方法。按照從模擬廣播向數字廣播過渡的觀點，數字驅動看起來更有前途，因為它使發光器件能夠用傳送圖像信息的數字視頻信號顯示一個圖像，並且不需要將信號轉換成模擬信號。
利用數字視頻信號的二進位電壓的灰度顯示方法有兩種一種是面積比率驅動方法，另一種是時分驅動方法。
面積比率驅動方法是這樣一種驅動方法，將一個象素劃分成多個子象素，並且按照數字視頻信號單獨驅動各個子象素以獲得灰度顯示。因為面積比率驅動方法要將一個象素劃分成多個子象素並且單獨驅動各個子象素，每一個子象素需要有一個象素電極。這樣做會因象素結構複雜化而帶來麻煩。
另一方面，時分驅動方法是這樣一種驅動方法，它通過控制時間象素的長度來提供灰度顯示。具體說就是將一幀周期劃分成多個子幀周期。在每個子幀周期中按照數字視頻信號來確定各個象素是否應該發光。子幀周期在一個象素髮光過程中的累計長度相對於一幀周期中全部子幀周期的長度決定了這一象素的灰度。
有機EL材料一般都比液晶的響應速度快，這樣就使EL元件適合採用時分驅動。
以下要說明用時分驅動方法驅動的一種常規發光器件的象素結構。有關的說明可參照圖25。
圖25是一種常規發光器件的一個象素9004的電路圖。象素9004具有一個源極信號線(源極信號線9005)，一個電源線(電源線9006)，和一個柵極信號線(柵極信號線9007)。象素9004還具有一個開關TFT9008和一個EL驅動TFT9009。開關TFT9008有一個連接到柵極信號線9007的柵極電極。開關TFT9008有一個源極區和一個漏極區，其一連接到源極信號線9005，另一個連接到EL驅動TFT9009的柵極電極和一個電容9010。發光器件的每個象素都有一個電容。
電容9010在開關TFT9008沒有被選中(TFT9008處在OFF狀態)時被用來保持EL驅動TFT9009的柵極電壓(柵極電極和源極電極之間的電位差)。
EL驅動TFT9009的源極區被連接到電源線9006，而它的漏極區連接到一個EL元件9011。電源線9006連接到電容9010。
EL元件9011包括一個陽極，一個陰極以及設在陽極和陰極之間的一個EL層。如果陽極與EL驅動TFT9009的漏極區相接觸，該陽極就作為一個象素電極，而陰極作為相對的電極。另一方面，如果陰極與EL驅動TFT9009的漏極區相接觸，該陰極就作為象素電極，而陽極作為相對的電極。
對EL元件9011的相對的電極施加相反的電位。對電源線9006施加電源電位。電源電位和相反的電位是由設在一個外部IC中的電源提供給顯示器件的。
以下要說明圖25所示象素的工作方式。
向柵極信號線9007輸入一個選擇信號，使開關TFT9008導通，通過它將傳送圖像信息並且輸入到源極信號線9005的一個數位訊號(以下將該信號稱為數字視頻信號)輸入到EL驅動TFT9009的柵極電極。
輸入到EL驅動TFT9009的柵極電極的數字視頻信號中包含的信息是『1』或『0』，用來控制EL驅動TFT9009的開關。
當EL驅動TFT9009被關斷(OFF)時，電源線9006的電位不會提供給EL元件9011的象素電極，因此，EL元件9011不會發光。另一方面，當EL驅動TFT9009被導通(ON)時，電源線9006的電位就會提供給EL元件9011的象素電極，使EL元件9011發光。
對每一個象素執行上述的操作，從而顯示出一個圖像。
然而，在通過上述操作顯示圖像的發光器件中，當EL元件的EL層中的溫度由於環境溫度或EL面板本身發熱而改變時，EL元件的亮度會改變。圖26表示EL元件的電壓-電流特性隨著EL層溫度變化的改變。流經EL元件的電流隨著EL層溫度的降低而減小。另一方面，流經EL元件的電流隨著EL層溫度的上升而增大。
EL元件中流過的電流越小，EL元件的亮度損失就越多。EL元件中流過的電流越大，EL元件的亮度增益就越高。因此，即使提供給EL元件的電壓是恆定的，當溫度變化造成流入EL層的電流發生量的變化時，儘管加在EL元件上的電壓恆定，EL元件的亮度仍會改變。
亮度隨溫度變化而改變的程度在不同EL材料之間是不同的。因此，如果在彩色顯示器中為了發射不同顏色的光而在不同的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化就會在不同顏色的EL元件中造成不同程度的亮度變化，因而不可能獲得理想的彩色。
發明概述本發明就是針對上述問題而提出的，本發明的目的是提供一種能夠獲得恆定亮度的發光器件，與溫度變化無關，並且提供一種驅動這種發光器件的方法。
本發明是通過用電流而不是電壓來控制EL元件的亮度來防止EL元件的亮度隨著溫度的變化而變化。
為了穩定流入EL元件的電流，用來控制流入EL元件的電流量的一個TFT工作在飽和範圍，並且保持TFT的漏極電流恆定。如果滿足公式1，就能使TFT工作在飽和範圍。
公式1|VGS-VTH|＜|VDS|式中的VGS是柵極電極和源極電極之間的電位差，VTH是閾值，而VDS是漏極區和源極區之間的電位差。
如果用IDS表示TFT的漏極電流(流入溝道形成區的電流)，μ表示TFT的遷移率，Co代表每單位面積柵極電容，W/L代表溝道形成區的溝道寬度W與溝道長度L的比率，VTH代表閾值，並且μ代表遷移率，在飽和範圍內就滿足以下公式2。
公式2IDS＝μCoW/Lx(VGS-VTH)2/2從公式2中可見，VDS在飽和範圍內對漏極電流IDS的影響很小，它僅僅是由VGS所確定的。因此，如果按照使電流值IDS恆定的值來設置VGS，就能使流入EL源極的電流量保持恆定。EL元件的亮度大致與流經EL元件的電流量成正比，這樣就能防止EL元件的亮度隨溫度變化而變化。
以下要說明本發明的結構。
本發明提供了一種具有多個象素的發光器件，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT，一個EL元件，一條源極信號線和一條電源線，該器件的特徵在於第三TFT和第四TFT的柵極電極相互連接，第三TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到源極信號線，另一區連接到第一TFT的漏極區；第四TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到第一TFT的漏極區，另一區連接到第一TFT的柵極電極；第一TFT的源極區連接到電源線，而它的漏極區連接到第二TFT的源極區；以及第二TFT的漏極區連接到EL元件的兩個電極之一。
本發明提供了一種具有多個象素的發光器件，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT，一個EL元件，一條源極信號線，第一柵極信號線，第二柵極信號線和一條電源線，該器件的特徵在於第三TFT和第四TFT的柵極電極都連接到第一柵極信號線；第三TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到源極信號線，另一區連接到第一TFT的漏極區；第四TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到第一TFT的漏極區，另一區連接到第一TFT的柵極電極；第一TFT的源極區連接到電源線，而它的漏極區連接到第二TFT的源極區；第二TFT的漏極區連接到EL元件的兩個電極之一；並且第二TFT的柵極電極連接到第二柵極信號線。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制TFT的VGS；並且在第二周期內保持TFT的VGS，並且讓預定的電流通過TFT流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制TFT的VGS；並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過TFT的溝道形成區流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有許多象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於
第一TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；並且在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有許多象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過第一TFT和第二TFT的溝道形成區流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制TFT的VGS；在第二周期內保持TFT的VGS，並且讓預定的電流通過TFT流入EL元件；並且在第三周期內沒有電流流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制TFT的VGS；在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過TFT的溝道形成區流入EL元件；並且在第三周期內沒有電流流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件；並且在第三周期內關斷第二TFT。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍；在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；在第二周期內讓一個受VGS控制並且流經第一TFT的溝道形成區的電流通過第二TFT流入EL元件；並且在第三周期內關斷第二TFT。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；並且在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過第一TFT和第二TFT的溝道形成區流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於為第一TFT的源極區提供一個給定的電位；在第一周期內通過第三TFT和第四TFT將一個視頻信號輸入到第一TFT的柵極電極和它的漏極區；並且在第二周期內按照視頻信號的電位讓一個預定電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於為第一TFT的源極區提供一個給定的電位；在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓一個預定的電流通過第一TFT流入EL元件；並且在第三周期內關斷OFF第二TFT。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量；用電流控制第一TFT的VGS；在第二周期內讓一個受VGS控制並且流經第一TFT的溝道形成區的電流通過第二TFT流入EL元件；並且在第三周期內關斷OFF第二TFT。
本發明提供了一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於為第一TFT的源極區提供一個給定的電位；在第一周期內通過第三TFT和第四TFT將一個視頻信號輸入到第一TFT的柵極電極和它的漏極區；在第二周期內按照視頻信號的電位讓一個預定電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件；並且在第三周期內關斷OFF第二TFT。
本發明的特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
附圖簡介在附圖中
圖1是按照本發明的一種發光器件的一個象素的電路圖；圖2是按照本發明的發光器件從頂部看到的一個方框圖；圖3A和3B是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的時序圖；圖4A和4B是受到驅動的一個象素的示意圖；圖5是寫入周期和顯示周期的時序圖；圖6是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的一個時序圖；圖7是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的一個時序圖；圖8A到8C是受到驅動的一個象素的示意圖；圖9是寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖；圖10是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的一個時序圖；圖11是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的一個時序圖；圖12是輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的一個時序圖；圖13是寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖14是寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖；圖15是寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖；圖16的方框圖表示源極信號線驅動電路；圖17是源極信號線驅動電路的具體電路圖；圖18是一個電流設置電路C1的電路圖；圖19的方框圖表示一個柵極信號線驅動電路；圖20是按照本發明的發光器件中的一個象素的頂視圖；圖21A到21C的示意圖表示本發明的發光器件的一種製造方法；圖22A到22C的示意圖表示本發明的發光器件的製造方法；圖23A和23B的示意圖表示本發明的發光器件的製造方法；圖24A到24H的示意圖表示採用本發明的發光器件的電子裝置；圖25是一種常規發光器件中的一個象素的電路圖；圖26的曲線表示一個EL元件的電壓-電流特性；以及圖27A到27C是採用一種有機半導體的TFT的截面圖。
最佳實施例的詳細說明實施模式1圖1表示按照本發明的一個象素的結構。
圖1所示的象素101具有一條源極信號線Si(源極信號線S1到Sx之一)，一條寫入柵極信號線Gaj(寫入柵極信號線Ga1到Gay之一)，一條顯示柵極信號線Gbi(顯示柵極信號線Gb1到Gby之一)，和一條電源線Vi(電源線V1到Vx之一)。
源極信號線的數量和電源線的數量不一定要相同。寫入柵極信號線的數量和顯示柵極信號線的數量也不一定要相同。象素不一定都要有上述的所有連接線，並且除了上述連接線以外還可以有不同類型的連接線。
象素101還具有第一開關TFT102，第二開關TFT103，電流控制TFT104，EL驅動TFT105，EL元件106和一個電容107。
第一開關TFT102和第二開關TFT103的柵極電極都連接到寫入柵極信號線Gaj。
除非另有說明，本文中所說的『連接』是指電連接。
第一開關TFT102具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到元件信號線Si，另一區連接到EL驅動TFT105的源極區。第二開關TFT103具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到EL驅動TFT105的源極區，另一區連接到電流控制TFT104的柵極電極。
換句話說，第一開關TFT102的源極區和漏極區之一被連接到第二開關TFT103的源極區和漏極區之一。
電流控制TFT104的源極區連接到電源線Vi，而它的漏極區連接到EL驅動TFT105的源極區。
在本文中，給予n溝道電晶體的源極區的電壓低於給予其漏極區的電壓。另一方面，給予p溝道電晶體的源極區的電壓高於給予其漏極區的電壓。
EL驅動TFT105的柵極電極被連接到顯示柵極信號線Gbj。EL驅動TFT105的漏極區連接到EL元件106的一個象素電極。EL元件106具有象素電極，一個對立電極，以及設在象素電極和對立電極之間的一個EL層。EL以及106的對立電極連接到設在EL面板外部的一個電源(用於對立電極的電源)。
電源線Vi的電壓電平(電源電位)被保持恆定。用於對立電極的電源的電壓電平也保持恆定。
第一開關TFT102和第二開關TFT103可以是n溝道TFT或者是p溝道TFT。然而，第一開關TFT102和第二開關TFT103必須具有相同的極性。
電流控制TFT104可以是n溝道TFT或者是p溝道TFT。EL元件的象素電極和對立電極之一作為陽極，而另外一個作為陰極。如果將象素電極作為陽極而對立電極作為陰極，EL驅動TFT105最好是p溝道TFT。另一方面，如果將對立電極作為陽極而象素電極作為陰極，EL驅動TFT105最好是n溝道TFT。
電容107被設在電流控制TFT104的柵極電極和它的源極區之間。電容107用來在第一和第二開關TFT102和103被關斷OFF時更加保險地維持電流控制TFT104的柵極電極與其源極區之間的電壓(該電壓用VGS表示)，但是可以省略。
圖2是採用本發明的驅動方法的一種發光器件的方框圖。標號100代表一個象素部分，110是源極信號線驅動電路，111是寫入柵極信號線驅動電路，而112是顯示柵極信號線驅動電路。
象素部分100具有源極信號線S1到Sx，寫入柵極信號線Ga1到Gay，顯示柵極信號線Gb1到Gby，和電源線V1到Vx。
具有一條源極信號線，一條寫入柵極信號線，一條顯示柵極信號線和一條電源線的區域對應著象素101。象素部分100具有許多這樣的區域並且由這些區域構成一個矩陣。
實施模式2這一實施模式要說明按照本發明如圖1和2所示的發光器件的驅動方式。以下要參照圖3A和3B來說明。按照本發明的發光器件的驅動可以劃分成在寫入周期Ta中的驅動和在顯示周期Td中的驅動。
圖3A是在寫入周期Ta中輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的時序圖。選擇寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的周期也就是柵極電極被連接到這些信號線上的所有TFT都處在ON狀態的周期在圖3A中用『ON』表示。另一方面，『OFF』表示沒有選擇寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的周期也就是柵極電極被連接到這些信號線上的所有TFT都處在OFF狀態的周期。
在寫入周期Ta中依次選擇寫入柵極信號線Ga1到Gay，而不選擇顯示柵極信號線Gb1到Gby。恆定電流Ic是否流入各條源極信號線S1到Sx是由輸入到源極信號線驅動電路110的數字視頻信號來確定的。
圖4A是一個象素在寫入周期Ta中有恆定電流Ic流入源極信號線Si時的示意圖。因為第一開關TFT102和第二開關TFT103處在ON狀態，當源極信號線Si接收到恆定電流Ic時，恆定電流Ic就會在電流控制TFT104的漏極區和源極區之間流動。
電流控制TFT104的源極區被連接到電源線Vi，並且保持在一定的電位(電源電位)。
電流控制TFT104工作在飽和範圍，在公式2中用Ic代替IDS的邏輯運算就能獲得VGS。
如果恆定電流Ic沒有流入源極信號線Si，源極信號線Si就和電源線Vi保持在相同的電位。在這種情況下，VGS≈0。
當寫入周期Ta結束時，顯示周期Td開始。
圖3B是在顯示周期Td中輸入到寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的信號的時序圖。在顯示周期Td中不選擇寫入柵極信號線Ga1到Gay，而是全部選擇顯示柵極信號線Gb1到Gby。
圖4B是一個象素在顯示周期Td中的示意圖。第一開關TFT102和第二開關TFT103處在OFF狀態。電流控制TFT104的源極區被連接到電源線Vi並且保持在一定的電位(電源電位)。
在顯示周期Td中維持在寫入周期Ta中設置的VGS。因此，將VGS輸入公式2就能通過邏輯運算獲得IDS。
因為在寫入周期Ta中沒有恆定電流Ic流動時的VGS≈0，如果閾值是0，就沒有電流。因此，EL元件106不發光。
在顯示周期Td中有恆定電流Ic流動時，將VGS輸入到公式2獲得的Ic就作為電流值IDS。在顯示周期Td中，EL驅動TFT105導通ON，致使有電流流入EL元件106使其發光。
如上所述，寫入周期Ta和顯示周期Td在一幀周期內反覆交替，從而顯示一個圖像。如果用n位數字視頻信號來顯示一個圖像，在一幀周期中就要提供至少n個寫入周期和n個顯示周期。
寫入周期Ta1和顯示周期Td1被用於第1位數字視頻信號，寫入周期Ta2和顯示周期Td2被用於第2位數字視頻信號，而寫入周期Tan和顯示周期Tdn被用於第n位數字視頻信號。
圖5是在一幀周期中的n個寫入周期(Ta1到Tan)和n個顯示周期(Td1到Tdn)的時序圖。用水平軸代表時間，並且用垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。
寫入周期Tam(m是從1到n範圍內的任意數)後面是用於同一位的數字水平信號的顯示周期，在這種情況下就是顯示周期Tdm。由一個寫入周期Ta和一個顯示周期Td構成一個子幀周期SF。用於第m位數字水平信號的寫入周期Tam和顯示周期Tdm構成了一個子幀周期SFm。
顯示周期Td1到Tdn的長度被設置在滿足Td1∶Td2∶…∶Tdn＝20∶21∶…∶2n-1。
按照本發明的驅動方法，灰度顯示是通過控制一個象素在一幀周期中的總發光時間而獲得的。按照上述的結構，本發明的發光器件能夠獲得恆定等級的亮度，不受溫度變化的影響。另外，如果為了彩色顯示而在不同顏色的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化不會在不同顏色的EL元件之間造成不同程度的亮度變化，這樣就能獲得理想的色彩。
實施模式3圖1和2所示的本發明的發光器件可以用不同於實施模式2中描述的一種驅動方法來驅動。以下要參照圖6到9解釋這種驅動方法。
首先在第一線上開始象素中的寫入周期Ta1。
在寫入周期Ta1中，從寫入柵極信號線驅動電路111向寫入柵極信號線Ga1輸入第一選擇信號(寫入選擇信號)，從而選中寫入柵極信號線Ga1。在本文中，被選中的信號線意味著柵極電極被連接到這一信號線上的所有TFT都進入ON狀態。具有寫入柵極信號線Ga1的每一個象素(第一線上的象素)的第一開關TFT102和第二開關TFT103被導通ON。
在寫入周期Ta1中不選擇第一線上的象素的顯示柵極信號線Gb1。因此，第一線上的象素中的各個EL驅動TFT105處在OFF狀態。
將一個1位數字視頻信號輸入源極信號線驅動電路110並且確定有多少電流流入源極信號線S1到Sx。
數字視頻信號中包含『0』或『1』的信息。傳送『0』的數字視頻信號是具有Lo(低)電壓的信號，而傳送『1』的數字視頻信號是具有Hi(高)電壓的信號，或者是將『0』作為Hi信號，而『1』是Lo信號。數字視頻信號中包含的『0』或『1』信息被用來控制流入電流控制TFT104的漏極電流。
具體地說，由數字視頻信號傳送的『0』和『1』的信息來確定在電源線Vi和源極信號線Si之間有沒有通過電流控制TFT104，第一開關TFT102和第二開關TFT103流動的恆定電流Ic。
在本文中，向一個象素輸入視頻信號就意味著確定了在電源線Vi和源極信號線Si之間有沒有恆定電流Ic流動。
圖8A是一個象素在寫入周期Ta1中的示意圖。
在寫入周期Ta1中，寫入柵極信號線Ga1被選中，而顯示柵極信號線Gb1沒有被選中。因為第一開關TFT102和第二開關TFT103是導通ON的，當源極信號線Si接收到恆定電流Ic時，恆定電流Ic就會在電流控制TFT的源極區和漏極區之間流動。在這一點上，EL驅動TFT105處在OFF狀態。因此，電源線Vi的電位不會提供給EL元件106的象素電極，而EL元件106不會發光。
電流控制TFT104的源極區被連接到電源線Vi並且保持在一定的電位(電源電位)。電流控制TFT104工作在飽和範圍，因此，在公式2中用Ic代替IDS就能通過邏輯運算獲得電流控制TFT104的VGS。
如果恆定電流Ic沒有流入源極信號線Si，源極信號線Si就保持在與電源線Vi相同的電位。在這種情況下，電流控制TFT104中的VGS≈0。
當寫入柵極信號線Ga1不再被選中時，第一線上的象素的寫入周期Ta1就結束了。
在第一線上的象素的寫入周期Ta1結束之後開始第二線上的象素的寫入周期Ta1。輸入一個寫入選擇信號，選擇寫入柵極信號線Ga2，並且執行和第一線上的象素已經完成的同樣的操作。然後依次選擇寫入柵極信號線Ga3到Gay，對所有象素執行寫入周期Ta1以及和第一線上的象素一樣的操作。
在這一點上，在一條線上的象素和另一條線上的象素之間變換地執行，寫入周期Ta1的長度對應著一條線上的象素的寫入柵極信號線被選中的那個周期的長度。寫入周期Ta1的起點對於一條線上的象素和另一條線上的象素是交錯的，對寫入周期Ta2到Tan也是一樣。
在第一線上的象素的寫入周期Ta1結束之後，在開始第二線上的象素隨之是後續線上的象素的寫入周期Ta1的同時，開始在第一線上的象素的顯示周期Tr1。
在顯示周期Tr1中，從顯示柵極信號線驅動電路112向顯示柵極信號線Gb1輸入第二選擇信號(顯示選擇信號)，選中顯示柵極信號線Gb1。對顯示柵極信號線Gb1的選擇是在對寫入柵極信號線Ga2到Gay的選擇完成之前開始的。最好是在寫入柵極信號線Ga1的選擇周期結束之後在開始選擇寫入柵極信號線Ga2的同時開始對顯示柵極信號線Gb1的選擇。
圖8B是一個象素在顯示周期Tr1中的示意圖。
在顯示周期Tr1中，寫入柵極信號線Ga1沒有被選中，而顯示柵極信號線Gb1被選中。因此，第一開關TFT102和第二開關TFT103被關斷OFF，而第一線上的各個象素的EL驅動TFT被導通ON。
電流控制TFT104的源極區被連接到電源線Vi並且保持在一定的電位(電源電位)。當寫入柵極信號線Ga1不再被選中時，由電容107來維持在寫入周期Ta1中設置的電流控制TFT104的VGS。在這一點上，在電流控制TFT104的源極區和漏極區之間流動的電流IDS是通過將VGS輸入公式2而獲得的。電流IDS通過導通ON的EL驅動TFT105流入EL元件106，結果，EL元件106就會發光。
如果在選中寫入柵極信號線Ga1的同時沒有電流Ic流動，電流控制TFT104的VGS≈0。因此，在電流控制TFT104的源極區和漏極區之間沒有電流流動，EL元件106不發光。
按照這樣的方式對象素輸入數字視頻信號，然後選擇一條顯示柵極信號線以確定EL元件106是否要發光。這樣就能用這些象素顯示出一個圖像。
在開始對第一線上的象素的顯示周期Tr1之後，接著開始對第二線上的象素的顯示周期Tr1。用一個顯示選擇信號選擇顯示柵極信號線Gb2，並且執行對第一線上的象素所執行的同樣的操作。然後依次選擇顯示柵極信號線Gb3到Gby，對所有象素執行顯示周期Tr1以及和第一線上的象素一樣的操作。
對一條線上的象素的顯示周期Tr1對應著這一條線上的象素的顯示柵極信號線被選中的那個周期。顯示周期Tr1的起點對於一條線上的象素和另一條線上的象素是交錯的，對顯示周期Tr2到Trn也是一樣。
在開始第二線上的象素隨之是後續線上的象素的顯示周期Tr1的同時，結束對顯示柵極信號線Gb1的選擇，就完成了第一線上的象素的顯示周期Tr1。
在第一線上的象素當中，在完成顯示周期Tr1時開始一個非顯示周期Td1。顯示柵極信號線Gb1不再被選中，並且第一線上的象素中的各個EL驅動TFT105被關斷OFF。在這一點上仍然不選擇寫入柵極信號線Ga1。
因為第一線上的各個象素中的EL驅動TFT105處在OFF狀態，電源線Vi的電源電位不會提供給EL元件106的象素電極。因此，第一線上的象素沒有一個EL元件106會發光，並且第一線上的象素不會發出顯示的光。
圖8C是第一線上的一個象素在顯示柵極信號線Gb1和寫入柵極信號線Ga1沒有被選中時的示意圖。第一開關TFT102和第二開關TFT103被關斷OFF，而EL驅動TFT也被關斷OFF。EL元件106因此不會發光。
在第一線上的象素的非顯示周期Td1開始之後，顯示周期Tr1結束，並且開始第二線上的象素的非顯示周期Td1。用一個顯示選擇信號選擇顯示柵極信號線Gb2，並且對第二線上的象素執行和第一線上的象素所執行的一樣的操作。然後依次選擇顯示柵極信號線Gb3到Gby，完成顯示周期Tr1並開始非顯示周期Td1，對所有象素執行和第一線上的象素一樣的操作。
非顯示周期Td1的起點對於一條線上的象素和另一條線上的象素是交錯的。一條線上的象素的非顯示周期Td1對應著這一條線上的象素的寫入柵極信號線沒有被選中而顯示柵極信號線被選中的那個周期。
在開始第二線上的象素隨之是後續線上的象素的顯示周期Tr1的同時，或者是在所有象素的非顯示周期Td1開始之後，就開始選擇寫入柵極信號線Ga2，開始第一線上的象素的寫入周期Ta2。
在本發明中，一條線上的象素的寫入周期和另一條線上的象素的寫入周期沒有重疊。因此，第一線上的象素的寫入周期是在第Y線上的象素的寫入周期結束之後才開始的。
象素的工作方式和寫入周期Ta1中一樣，區別僅僅是在寫入周期Ta2中向這些象素輸入第2位數字視頻信號。
在第一線上的象素的寫入周期Ta2結束之後，開始對第二線上的象素的寫入周期Ta2，隨後依次是後續線上的象素。
在開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta2的同時，開始對第一線上的象素的顯示周期Tr2。與顯示周期Tr1類似，在顯示周期Tr2中按照第2位數字視頻信號點亮用於顯示的象素。
在第一線上的象素的顯示周期Tr2開始之後，寫入周期Ta2結束，並且依次開始對第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr2。這樣就能點亮各條線上用於顯示的象素。
在第二線上的象素的和後續線上的象素的顯示周期Tr2開始的同時，結束對第一線上的象素的顯示周期Tr2並且開始非顯示周期Td2。在開始非顯示周期Td2時，第一線上的象素不再發光顯示。
在第一線上的象素的非顯示周期Td2開始之後，第二線上的象素和依次的後續線上的象素的顯示周期Tr2就結束，並且開始非顯示周期Td2。在開始非顯示周期Td2時，各條線上的象素就不再發光顯示。
上述操作一直重複到向象素輸入第m位數字視頻信號的時刻。在這一操作過程中，寫入周期Ta，顯示周期Tr和非顯示周期Td在每一條線上的象素中反覆循環。
圖6表示對寫入柵極信號線Ga1到Gay的選擇和對顯示柵極信號線Gb1到Gby的選擇在寫入周期Ta1，顯示周期Tr1和非顯示周期Td1中的相互關係。
以第一線上的象素為例，這些象素在寫入周期Ta1和非顯示周期Td1中不發光。第一線上的象素僅僅在顯示周期Tr1中發光顯示。圖6示意性地表示了象素在寫入周期Ta1，顯示周期Tr1和非顯示周期Td1中的操作，可以用來解釋象素在寫入周期Ta1到Ta(m-1)，顯示周期Tr到Tr(m-1)和非顯示周期Td1到Td(m-1)中的操作。因此，每條線上的象素在寫入周期Ta1到Ta(m-1)和非顯示周期Td1到Td(m-1)中不會發光顯示，而每條線上的象素在顯示周期Tr到Tr(m-1)中發光顯示。
以下要說明象素在開始向象素輸入第m位數字視頻信號的寫入周期Tam之後的操作。符號m在本發明中是一個從1到n任意選擇的數。
在第一線上的象素的寫入周期Tam開始的同時，向第一線上的象素輸入第m位數字視頻信號。在第一線上的象素的寫入周期Tam結束時，開始對第二線上的象素的寫入周期Tam，並且依次開始對後續線上的象素的寫入周期Tam。
在第一線上的象素的寫入周期Tam結束之後，在開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Tam的同時，開始對第一線上的象素的顯示周期Trm。在顯示周期Trm中按照第m位數字視頻信號點亮用於顯示的象素。
在第一線上的象素的顯示周期Trm開始之後，就結束寫入周期Tam，並且依次開始第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Trm。
在其餘線上的象素的顯示周期Trm開始之後，第一線上的象素的顯示周期Trm就結束，並且開始一個寫入周期Ta(m+1)。
在開始第一線上的象素的寫入周期Ta(m+1)的同時，向第一線上的象素輸入第(m+1)位數字視頻信號。
然後結束第一線上的象素的寫入周期Ta(m+1)。在第一線上的象素的寫入周期Ta(m+1)結束之後，第二線上的象素和依次的後續線上的象素的顯示周期Trm就結束，並且開始寫入周期Ta(m+1)。
上述操作一直重複到最後一線也就是Y線上的象素的第n位數字視頻信號的顯示周期Trn結束，從而使寫入周期Ta和顯示周期Tr在每一條線上的象素中反覆循環。
圖7表示對寫入柵極信號線Ga1到Gay的選擇和對顯示柵極信號線Gb1到Gby的選擇在寫入周期Tam和顯示周期Trm中的相互關係。
以第一線上的象素為例，這些象素在寫入周期Tam中不發光。第一線上的象素僅僅在顯示周期Trm中發光顯示。圖7示意性地表示了象素在寫入周期Tam和顯示周期Trm中的操作，可以用來解釋象素在寫入周期Tam到Tan和顯示周期Trm到Trn中的操作。因此，每條線上的象素在寫入周期Tam到Tan中不會發光顯示，而每條線上的象素在顯示周期Trm到Trm中發光顯示。
圖9是寫入周期，顯示周期和非顯示周期的時序圖，按照本發明的驅動方法，其中的m＝n-2。用水平軸代表時間，垂直軸代表象素的寫入時間信號線和顯示時間信號線的位置。因為圖9的範圍很短，在圖中沒有表示寫入周期。反之，為了不至於看上去過於擁擠，用箭頭指示用於第1到n位數字視頻信號的寫入周期Ta1到Tan的起點。用∑Ta1和一個箭頭表示用於第1位數字視頻信號的從第一線上的象素的一個寫入周期的起點開始到第Y線上的象素的一個寫入周期的結尾結束的一個周期。第2到n位數字視頻信號具有用∑Ta2到∑Tan和箭頭表示的同樣的周期。
在第一線上的象素的Trn完成時結束一幀的周期。然後對下一幀周期重新開始對第一線上的象素的寫入周期Ta1。再次重複上述的操作。一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點和另外一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點是不同的。
當所有線上的象素的一幀周期都完成時，就顯示出一個圖像。
最佳的發光器件在一秒內具有60個以上的幀周期。如果每秒鐘顯示的圖像數量少於60個，眼睛就可能會發現圖像的閃爍。
按照本發明，每一條線上的象素的所有寫入周期的總長度比一幀周期的長度要短。另外，顯示周期的長度被設置在滿足Tr1∶Tr2∶Tr3∶…∶Tr(n-1)∶Trn＝20∶21∶22∶…∶2(n-2)∶2(n-1)。只要改變令一個象素髮光的顯示周期的組合，就能在2n灰度範圍內獲得理想灰度的象素。
一個EL元件在一幀周期內發光的顯示周期的總長度決定了具有該EL元件的象素在這一特定幀周期內的灰度。例如，n＝8並且一個象素在所有顯示周期中發光的亮度是100％。因此，如果一個象素在Tr1和Tr2中發光，該象素的亮度就是1％。如果一個象素在Tr3，Tr5和Tr8中發光，該象素的亮度就是60％。
顯示周期Trm的長度必須大於從第一線上的象素的寫入周期Tam的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Tam的結尾結束的那個周期(∑Tam)。
顯示周期Tr1到Trn可以按隨機的次序運行。例如在一幀周期的順序中，Tr1後面可以是Tr3，Tr5，Tr2，…。然而，一條線上的象素的寫入周期不應該和另外一條線上的象素的寫入周期重疊。
在本實施例中，儘管為了維持施加到EL驅動TFT的柵極電極上的電壓而提供了一個電容，也可以省略這個電容。如果EL驅動TFT具有通過介於二者之間的柵極絕緣膜與柵極電極重疊的一個LDD區，在這一重疊區內就會形成一個被統稱為柵極電容的寄生電容。這一柵極電容能夠有效地起到一個電容的作用，可用來保持提供給EL驅動TFT的柵極電極的電壓。
柵極電容會隨著LDD區與柵極電極重疊的重疊區域的面積而改變，因此，它是由處在重疊區域內的一部分LDD區的長度來確定的。
按照這一實施模式的驅動方法，任何一條線上的象素的顯示周期的長度都可以比從第一線上的象素的寫入周期Ta的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Ta的結尾結束的那一周期也就是在所有象素中寫入一位數字視頻信號所需的周期短。因此，如果增加數字視頻信號的位數，就能縮短對數字視頻信號的較低有效位的顯示周期的長度，這樣就能在屏幕上顯示出無閃爍的高清晰度圖像。
本發明的發光器件可以獲得恆定等級的亮度，與溫度變化無關。另外，如果為了彩色顯示而在不同顏色的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化不會在不同顏色的EL元件之間造成不同程度的亮度變化，這樣就能獲得理想的色彩。
實施模式1和2中所述的驅動方法是採用數字視頻信號來顯示圖像，但是也可以改成用模擬視頻信號。如果用模擬視頻信號來顯示圖像，就用模擬視頻信號控制流入源極信號線的電流。通過這種對電流量的控制來改變象素的灰度，從而獲得灰度顯示。
以下是本發明實施例的說明。
實施例1本實施例描述了對於n位數字視頻信號按照實施模式1的驅動方法用什麼樣的順序來運行子幀周期SF1到SFn。
圖10是n個寫入周期(Ta1到Tan)和n個顯示周期(Td1到Tdn)在一幀周期中的一個時序圖。水平軸代表時間，垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在實施模式1中已經描述了如何驅動象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
按照本實施例的驅動方法，在一幀周期中具有最長顯示周期的子幀周期(在本實施例中是SFn)在一幀周期中不是第一個也不是最後一個。換句話說，在一幀周期中具有最長顯示周期的子幀周期被夾在同一幀周期的其它子幀周期中間。
上述結構使得中間灰度顯示的不均勻顯示不容易被人的眼睛發現。不均勻顯示是由於相鄰的幀周期中的象素髮光時由相鄰的顯示周期造成的。
本實施例的結構在n＞3時有效。
實施例2本實施例說明的情況是在實施模式1的驅動方法中採用6位數字視頻信號。
圖11是n個寫入周期(Ta1到Tan)和n個顯示周期(Td1到Tdn)在一幀周期中的一個時序圖。水平軸代表時間，垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在實施模式1中已經描述了如何驅動象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
當這種驅動方法採用6位數字視頻信號時，一幀周期具有至少六個子幀周期SF1到SF6。
子幀周期SF1被用於第1位數字視頻信號，SF2用於第2位數字視頻信號，對剩下的子幀周期也是一樣。子幀周期SF1到SF6具有六個寫入周期(Ta1到Ta6)和六個顯示周期(Td1到Td6)。
由用於第m位數字視頻信號的寫入周期Tam(m是1到6範圍內的任意數)和顯示周期Tdm構成一個子幀周期SFm。寫入周期Tam後面是用於同一位數字視頻信號的一個顯示周期，在這種情況下就是顯示周期Tdm。
為了顯示一個圖像，寫入周期Ta和顯示周期Td在一幀周期中是反覆交替的。
顯示周期Td1到Td6的長度被設置在滿足Td1∶Td2∶…∶Td6＝20∶21∶…∶25。
按照本實施例的驅動方法，灰度顯示是通過控制一個象素在一幀周期中的總發光時間也就是在象素髮光的一幀周期中有多少顯示周期而獲得的。
本實施例的結構可以和實施例1自由組合。
實施例3本實施例說明了一種與實施模式1中所述不同的驅動方法，並且使用n位數字視頻信號。
圖12是(n+1)個寫入周期(Ta1到Ta(n+1))和n個顯示周期(Td1到Td(n+1))在一幀周期中的一個時序圖。水平軸代表時間，垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在實施模式1中已經描述了如何驅動象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
在本實施例中，一幀周期按照n位數字視頻信號具有(n+1)個子幀周期SF1到SF(n+1)。子幀周期SF1到SF(n+1)具有(n+1)個寫入周期(Ta1到Ta(n+1))和n個顯示周期(Td1到Td(n+1))。
一個寫入周期Tam(m是1到(n+1)範圍內的任意數)和一個顯示周期Tdm構成一個子幀周期SFm。寫入周期Tam後面是用於同一位數字視頻信號的一個顯示周期，在這種情況下就是顯示周期Tdm。
子幀周期SF1到SF(n-1)分別被用於第1到(n-1)位數字視頻信號。子幀周期SFn和SF(n+1)被用於第n位數字視頻信號。
在本實施例中，用於同一位數字視頻信號的子幀周期SFn和SF(n+1)不是彼此緊接著的。換句話說，用於同一位數字視頻信號的子幀周期SFn和SF(n+1)中間夾著另一個子幀周期。
為了顯示一個圖像，寫入周期Ta和顯示周期Td在一幀周期中是反覆交替的。
顯示周期Td1到Td(n+1)的長度被設置在滿足Td1∶Td2∶…∶(Tdn+Td(n+1))＝20∶21∶…∶2(n-1)。
按照本發明的驅動方法，灰度顯示是通過控制一個象素在一幀周期中的總發光時間也就是在象素髮光的一幀周期中有多少顯示周期而獲得的。
上述結構使得中間灰度顯示的不均勻顯示比實施例1和2更不容易被人的眼睛發現。不均勻顯示是由於相鄰的幀周期中的象素髮光時由相鄰的顯示周期造成的。
本實施例所述的情況是為同一位數字視頻信號提供兩個子幀周期。然而，本發明並非僅限於此。也可以在一幀周期中為同一位數字視頻信號提供三個以上子幀周期。
儘管在本實施例中為最高有效位數字視頻信號提供了多個子幀周期，本發明並非僅限於此。除了最高有效位之外的其它位也可以具有多個子幀周期。在此不需要將能夠具有多個子幀周期的數字視頻信號的位數限制在一。某一位數字視頻信號和另一位數字視頻信號可以分別具有多個子幀周期。
本實施例的結構在n＞2時有效。這一實施例可以和實施例1和2自由組合。
實施例4這一實施例所說的情況是為了顯示26個灰度的圖像而在實施模式2的驅動方法中採用6位數字視頻信號。在本實施例所述的情況下m＝5。然而要注意到本實施例的描述僅僅是本發明的驅動方法的一個例子，本發明並不受本實施例中關於數字視頻信號的位數和m的數值所限制。
圖13是按照本實施例的驅動方法的寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖。水平軸代表時間，而垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在圖13中沒有表示寫入周期，因為它們很短。反之，為了不至於看上去過於擁擠，用箭頭指示用於第1到6位數字視頻信號的寫入周期Ta1到Ta6的起點。用∑Ta1和一個箭頭表示用於第1位數字視頻信號的從第一線上的象素的一個寫入周期的起點開始到第Y線上的象素的一個寫入周期的結尾結束的一個周期。第2到6位數字視頻信號具有用∑Ta2到∑Ta6和箭頭表示的同樣的周期。
在實施模式1中已經描述了如何操作象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
首先開始對第一線上的象素的寫入周期Ta1。在寫入周期Ta1開始時按照實施模式1所述將第1位數字視頻信號寫入第一線上的象素。
在第一線上的象素的寫入周期Ta1結束之後，按順序開始對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta1。與第一線上的象素類似，對其餘線上的象素輸入第1位數字視頻信號。
在開始對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta1的同時開始對第一線上的象素的顯示周期Tr1。隨著顯示周期Tr1的開始，第一線上的象素會按照第1位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr1開始之後按順序結束對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta1並且開始顯示周期Tr1。這樣就能使各條線上的象素按照第1位數字視頻信號發光顯示。
在開始對第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr1的同時結束對第一線上的象素的顯示周期Tr1並且開始非顯示周期Td1。
在非顯示周期Td1開始時，第一線上的象素不再發光顯示。
在第一線上的非顯示周期Td1開始之後，結束對第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr1並且開始非顯示周期Td1這樣就能使各條線上的象素停止發光顯示。
在開始第二線上的象素和後續線上的象素的非顯示周期Td1的同時，或者是在開始對所有象素的非顯示周期Td1之後，開始對第一線上的象素的寫入周期Ta2。
在第一線上的象素中，在開始寫入周期Ta2時輸入第2位數字視頻信號。
以上操作一直重複到為象素輸入第5位數字視頻信號的時刻。在這一操作過程中，寫入周期Ta，顯示周期Tr和非顯示周期Td在每一條線上的象素中反覆循環。
以下要描述在開始為象素輸入第5位數字視頻信號的寫入周期Ta5之後象素的操作。
在第一線上的象素的寫入周期Ta5開始時為第一線上的象素輸入第5位數字視頻信號。在第一線上的象素的寫入周期Ta5結束時按順序開始對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5。
在第一線上的象素的寫入周期Ta5結束之後，在第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5開始的同時，開始對第一線上的象素的顯示周期Tr5。在顯示周期Tr5中，象素按照第5位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr5開始之後，按順序結束第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5並且開始顯示周期Tr5。
在每條線上的象素的顯示周期Tr5開始之後，第一線上的象素的顯示周期Tr5就結束，並且開始寫入周期Ta6。
當第一線上的象素的寫入周期Ta6開始時，為第一線上的象素輸入第6位數字視頻信號。
然後結束第一線上的象素的寫入周期Ta6。在第一線上的象素的寫入周期Ta6結束之後，按順序結束第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr5並且開始寫入周期Ta6。
在第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta6開始的同時開始第一線上的象素的顯示周期Tr6。在這一顯示周期Tr6開始時，第一線上的象素按照第6位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr6開始之後，按順序結束第二線上的象素和後續線上的象素的的寫入周期Ta6並且開始顯示周期Tr6。這樣就能使各條線上的象素按照第6位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的Tr6完成時，一幀周期就結束了。然後再次開始對下一幀周期的第一線上的象素的寫入周期Ta1。在第一線上的象素的Tr6結束之後，第二線上的象素和後續線上的象素結束Tr6，一幀周期就完成了。然後開始對下一幀周期的第二線上的象素和後續線上的象素的Ta1。
再次重複以上的操作。對一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點與另外一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點是不同的。
在所有線上的象素的一幀周期都完成時，就能顯示出一個圖像。
在本實施例中，顯示周期的長度被設置在滿足Tr1∶Tr2∶…∶Tr5∶Tr6＝20∶21∷…∶24∶25。只要改變令一個象素髮光的顯示周期的組合，就能在26灰度範圍內獲得理想灰度的象素。
一個EL元件在一幀周期內發光的顯示周期的總長度決定了具有該EL元件的象素在這一特定幀周期內的灰度。例如，在本實施例中，一個象素在所有顯示周期中發光的亮度是100％。因此，如果一個象素在Tr1和Tr2中發光，該象素的亮度就是5％。如果一個象素在Tr3和Tr5中發光，該象素的亮度就是32％。
按照本發明，一條線上的象素的一個寫入周期與另一條線上的象素的一個寫入周期沒有重疊。因此，第一線上的象素的一個寫入周期是在第Y線上的象素的一個寫入周期結束之後才開始的。
任何一條線上的象素的顯示周期Tr5的長度必須大於從第一線上的象素的寫入周期Ta5的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Ta5的結尾結束的那個周期(∑Ta5)。
顯示周期Tr1到Tr6可以按隨機的次序運行。例如在一幀周期的順序中，Tr1後面可以是Tr3，Tr5，Tr2，…。然而，一條線上的象素的寫入周期不應該和另外一條線上的象素的寫入周期重疊。
按照本發明的驅動方法，任何一條線上的象素的顯示周期的長度都可以比從第一線上的象素的寫入周期Ta的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Ta的結尾結束的那一周期也就是在所有象素中寫入一位數字視頻信號所需的周期短。因此，如果增加數字視頻信號的位數，就能縮短對數字視頻信號的較低有效位的顯示周期的長度，這樣就能在屏幕上顯示出無閃爍的高清晰度圖像。
本發明的發光器件可以獲得恆定等級的亮度，與溫度變化無關。另外，如果為了彩色顯示而在不同顏色的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化不會在不同顏色的EL元件之間造成不同程度的亮度變化，這樣就能獲得理想的色彩。
實施例5這一實施例描述了在按照實施模式2的驅動方法使用6位數字視頻信號時顯示周期Tr1到Tr6的運行順序。在本實施例所述的情況下m＝5。然而要注意到本實施例的描述僅僅是實施模式2的驅動方法的一個例子，本發明並不受本實施例中關於數字視頻信號的位數和m的數值所限制。本實施例的結構在採用3以上位數的數字視頻信號時有效。
圖14是按照本實施例的驅動方法的寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖。水平軸代表時間，而垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在圖14中沒有表示寫入周期，因為它們很短。反之，為了不至於看上去過於擁擠，用箭頭指示用於第1到6位數字視頻信號的寫入周期Ta1到Ta6的起點。用∑Ta1和一個箭頭表示用於第1位數字視頻信號的從第一線上的象素的一個寫入周期的起點開始到第Y線上的象素的一個寫入周期的結尾結束的一個周期。第2到6位數字視頻信號具有用∑Ta2到∑Ta6和箭頭表示的同樣的周期。
在實施模式2中已經描述了如何操作象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
首先開始對第一線上的象素的寫入周期Ta4。在寫入周期Ta4開始時將第4位數字視頻信號寫入第一線上的象素。
在第一線上的象素的寫入周期Ta4結束時，按順序開始對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta4。與第一線上的象素類似，對其餘線上的象素輸入第4位數字視頻信號。
在開始對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta4的同時開始對第一線上的象素的顯示周期Tr4。隨著顯示周期Tr4的開始，第一線上的象素會按照第4位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr4開始之後按順序結束對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta4並且開始顯示周期Tr4。這樣就能使各條線上的象素按照第4位數字視頻信號發光顯示。
在第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr4開始之後，結束第一線上的象素的顯示周期Tr4並且開始非顯示周期Td4。或者是在開始第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr4的同時結束第一線上的象素的顯示周期Tr4並且開始非顯示周期Td4。
在非顯示周期Td4開始時，第一線上的象素不再發光顯示。
在第一線上的非顯示周期Td4開始之後，結束對第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr4並且開始非顯示周期Td4。這樣就能使各條線上的象素停止發光顯示。
在開始第二線上的象素和後續線上的象素的非顯示周期Td4的同時，或者是在開始對所有象素的非顯示周期Td4之後，開始對第一線上的象素的寫入周期Ta5。
在第一線上的象素中，在開始第一線上的象素的寫入周期Ta5時輸入第5位數字視頻信號。當第一線上的象素的寫入周期Ta5結束時，按順序開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5。
在第一線上的象素的的寫入周期Ta5結束之後，在開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5的同時，開始第一線上的象素的顯示周期Tr5。在顯示周期Tr5中，象素按照第5位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr5開始之後，就結束第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta5並且開始顯示周期Tr5。
在所有線上的象素的顯示周期Tr5開始之後，結束第一線上的象素的顯示周期Tr5並且開始寫入周期Ta2。
在第一線上的象素的寫入周期Ta2開始時，對第一線上的象素輸入第2位數字視頻信號。
然後結束第一線上的象素的寫入周期Ta2。然後順序開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta2。和第一線上的象素一樣對其餘線上的象素輸入第2位數字視頻信號。
在開始第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta2的同時，開始第一線上的象素的顯示周期Tr2。隨著顯示周期Tr2的開始，第一線上的象素按照第2位數字視頻信號發光顯示。
在第一線上的象素的顯示周期Tr2開始之後按順序結束對第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta2並且開始顯示周期Tr2。這樣就能使各條線上的象素按照第2位數字視頻信號發光顯示。
在第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr2開始的同時，結束第一線上的象素的顯示周期Tr2並且開始非顯示周期Td2。
在非顯示周期Td2開始時，第一線上的象素不再發光顯示。
在第一線上的非顯示周期Td2開始之後，結束對第二線上的象素和後續線上的象素的顯示周期Tr2並且開始非顯示周期Td2。這樣就能使各條線上的象素停止發光顯示。
在開始第二線上的象素和後續線上的象素的非顯示周期Td2的同時，或者是在開始對所有象素的非顯示周期Td2之後，開始對第一線上的象素的寫入周期Ta3。
以上操作一直重複到所有1到6位數字視頻信號都輸入給象素時為止。在這一操作過程中，寫入周期Ta，顯示周期Tr和非顯示周期Td在各條線上的象素中反覆循環。
當第一線上的象素的所有顯示周期Tr1到Tr6都完成時，第一線上的象素的一幀周期就結束了。然後首先要再次開始對下一幀周期的第一線上的象素的寫入周期(在本實施例中就是Ta4)。在第一線上的象素的一幀周期結束之後，第二線上的象素和後續線上的象素隨之也結束一幀周期。然後開始對下一幀周期的第二線上的象素和後續線上的象素的寫入周期Ta4。
再次重複以上的操作。對一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點與另外一條線上的象素的一幀周期的起點和結束點是不同的。
在所有線上的象素的一幀周期都完成時，就能顯示出一個圖像。
在本實施例中，顯示周期的長度被設置在滿足Tr1∶Tr2∶…∶Tr5∶Tr6＝20∶21∷…∶24∶25。只要改變令一個象素髮光的顯示周期的組合，就能在26灰度範圍內獲得理想灰度的象素。
一個EL元件在一幀周期內發光的顯示周期的總長度決定了具有該EL元件的象素在這一特定幀周期內的灰度。例如，在本實施例中，一個象素在所有顯示周期中發光的亮度是100％。因此，如果一個象素在Tr1和Tr2中發光，該象素的亮度就是5％。如果一個象素在Tr3和Tr5中發光，該象素的亮度就是32％。
按照本發明，一條線上的象素的一個寫入周期與另一條線上的象素的一個寫入周期沒有重疊。因此，第一線上的象素的一個寫入周期是在第Y線上的象素的一個寫入周期結束之後才開始的。
在本實施例中，任何一條線上的象素的顯示周期Tr5的長度必須大於從第一線上的象素的寫入周期Ta5的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Ta5的結尾結束的那個周期(∑Ta5)。
顯示周期Tr1到Tr6可以按隨機的次序運行。例如在一幀周期的順序中，Tr1後面可以是Tr3，Tr5，Tr2，...。然而，一條線上的象素的寫入周期不應該和另外一條線上的象素的寫入周期重疊。
按照本實施例的驅動方法，任何一條線上的象素的顯示周期的長度都可以比從第一線上的象素的寫入周期Ta的起點開始到第Y線上的象素的寫入周期Ta的結尾結束的那一周期也就是在所有象素中寫入一位數字視頻信號所需的周期短。因此，如果增加數字視頻信號的位數，就能縮短對數字視頻信號的較低有效位的顯示周期的長度，這樣就能在屏幕上顯示出無閃爍的高清晰度圖像。
本發明的發光器件可以獲得恆定等級的亮度，與溫度變化無關。另外，如果為了彩色顯示而在不同顏色的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化不會在不同顏色的EL元件之間造成不同程度的亮度變化，這樣就能獲得理想的色彩。
按照本實施例的驅動方法，在一幀周期中的最長顯示周期(在本實施例中是Tr6)在一幀周期中不是第一個也不是最後一個。換句話說，在一幀周期中的最長顯示周期被夾在同一幀周期的其它顯示周期中間。
上述結構使得中間灰度顯示的不均勻顯示不容易被人的眼睛發現。不均勻顯示是由於相鄰的幀周期中的象素髮光時由相鄰的顯示周期造成的。
本實施例的結構可以和實施例4自由組合。
實施例6本實施例給出了一例與實施模式2所述不同並且使用n位數字視頻信號的驅動方法的說明。在本實施例所述的情況下，m＝n-2。
按照本實施例的驅動方法，用於最高有效位數字視頻信號的顯示周期Trn被劃分成第一顯示周期Trn_1和第二顯示周期Trn_2。第一顯示周期Trn_1和第二顯示周期Trn_2分別伴隨著第一寫入周期Tan_1和第二寫入周期Tan_2。
圖15是按照本實施例的驅動方法的寫入周期，顯示周期和非顯示周期的一個時序圖。水平軸代表時間，而垂直軸表示象素的寫入柵極信號線和顯示柵極信號線的位置。在圖15中沒有表示寫入周期，因為它們很短。反之，為了不至於看上去過於擁擠，用箭頭指示用於第1到n位數字視頻信號的寫入周期Ta1到Ta(n-1)的起點。用∑Ta1和一個箭頭表示用於第1位數字視頻信號的從第一線上的象素的一個寫入周期的起點開始到第Y線上的象素的一個寫入周期的結尾結束的一個周期。第2到n位數字視頻信號具有用∑Ta2到∑Ta(n-1)以及∑Tan_1到∑Tan_2和箭頭表示的同樣的周期。
在實施模式2中已經描述了如何操作象素的細節，因而在此省略了有關的解釋。
在本實施例中，在用於同一個最高有效位數字視頻信號的第一顯示周期Trn_1和第二顯示周期Trn_2中間夾著用於不是最高有效位的另一位數字視頻信號的一個顯示周期。
顯示周期Tr1到Tr(n-1)及Trn_1和Trn_2的長度被設置在滿足Tr1∶Tr2∶…∶Tr(n-1)∶(Trn_1+Trn_2)＝20∶21∶…∶2n-2∶2n-1。
按照本發明的驅動方法，灰度顯示是通過控制一個象素在一幀周期中的總發光時間也就是在象素髮光的一幀周期中有多少顯示周期而獲得的。
上述結構使得中間灰度顯示的不均勻顯示比實施例4和5更不容易被人的眼睛發現。不均勻顯示是由於相鄰的幀周期中的象素髮光時由相鄰的顯示周期造成的。
本實施例所述的情況是為同一位數字視頻信號提供兩個顯示周期。然而，本發明並非僅限於此。也可以在一幀周期中為同一位數字視頻信號提供更多的顯示周期。
儘管為最高有效位數字視頻信號提供了多個顯示周期，本發明並非僅限於此。最高有效位以外的其他位也可以具有多個顯示周期。不需要將能夠具有多個顯示周期的數字視頻信號的位數限制在一個。某一位數字視頻信號和另一位數字視頻信號可以分別具有多個顯示周期。
本實施例的結構在n＞2時有效。這一實施例可以和實施例4和5自由組合。
實施例7本實施例描述按照本發明的發光器件的驅動電路(源極信號線驅動電路和柵極信號線驅動電路)的結構。
圖16表示源極信號線驅動電路601的結構框圖。用602代表一個移位寄存器，603是存儲器電路A，604是存儲器電路B，605是一個恆流電路。
時鐘信號CLK和起動脈衝信號SP被輸入到移位寄存器602。數字視頻信號輸入到存儲器電路A603，而鎖存信號被輸入到存儲器電路B604。從恆流電路605輸出的恆定電流Ic輸入到源極信號線。
圖17表示源極信號線驅動電路的更加具體的結構。
從給定的線路向移位寄存器602輸入時鐘信號CLK和起動脈衝信號SP，產生定時信號。定時信號被輸入存儲器電路A603的多個鎖存器A(LATA_1到LATA_x)。在移位寄存器602中產生的定時信號在輸入存儲器電路A603的多個鎖存器A(LATA_1到LATA_x)之前可以經一個緩衝器緩存並放大。
當定時信號被輸入存儲器電路A603時，與這一定時信號同步地將準備輸入到視頻信號線610的一位數字視頻信號按順序寫入多個鎖存器A(LATA_1到LATA_x)中保存。
按照本實施例，輸入存儲器電路A603的數字視頻信號是按順序將數字視頻信號輸入存儲器電路A603的多個鎖存器A(LATA_1到LATA_x)。然而，本發明並非僅限於此。本發明可以採用所謂的分割驅動，將存儲器電路A603中的多級鎖存器劃分成幾組，並且同時將數字視頻信號輸入給各組。分割驅動中採用的組數被稱為分割數。例如，如果由四級鎖存器構成一組，就是四分割驅動。
一次完成將數字視頻信號寫入存儲器電路A603的所有各級鎖存器所需的時間被稱為一個線周期。然而，有時候也將上述的線周期加上一個水平折回周期統稱為一個線周期。
在完成一個線周期時，通過一條鎖存信號線609將鎖存信號提供給存儲器電路B604的多個鎖存器B(LATB_1到LATB_x)。在這一時刻將保存在存儲器電路A603的多個鎖存器A(LATA_1到LATA_x)中的數字視頻信號一次寫入存儲器電路B604的多個鎖存器B(LATB_1到LATB_x)加以保存。
向存儲器電路B604傳送完數字視頻信號，存儲器電路A603就接收下一位數位訊號，以便響應來自移位寄存器602的定時信號按順序寫入數字視頻信號。
在第二次開始一個線周期之後，將寫入和保存在存儲器電路B604中的數字視頻信號輸入到恆流電路605。
恆流電路605有多個電流設置電路(C1到Cx)。當數字視頻信號被輸入各個電流設置電路(C1到Cx)時，源極信號線接收恆流電流Ic或者是電源線V1到Vx的電位，這是由數字視頻信號傳送的信息『1』和『0』所決定的。
圖18表示電流設置電路C1的具體結構。電流設置電路C2到Cx也採用這種結構。
電流設置電路C1有一個恆流源631，四個傳輸門SW1到SW4，及兩個反相器Inb1和Inb2。
從存儲器電路B604的LATB_1輸出的數字視頻信號被用於控制SW1到SW4的開關。輸入到SW1和SW3的數字視頻信號和輸入到SW2和SW4的數字視頻信號被Inb1和Inb2彼此反相。這樣，在SW1和SW3處在ON時，SW2和SW4就處在OFF，而當SW1和SW3處在OFF時，SW2和SW4就處在ON。
當SW1和SW3是ON時，電流Ic從恆流源631通過SW1和SW3輸入到一條源極信號線S1。
另一方面，當SW2和SW4是ON時，來自恆流源631的電流Ic通過SW2下降到地，同時通過SW4向源極信號線S1提供電源線V1到Vx的電位。
回到圖17，在一個線周期內對恆流電路605的所有電流設置電路(C1到Cx)執行以上的操作。這樣，數字視頻信號就能確定是為所有源極信號線提供恆定電流Ic還是電源電位。
為了按順序將數字視頻信號寫入鎖存電路，移位寄存器可以由其他電路取代，例如是一個解碼器。
以下要說明寫入柵極信號線驅動電路和顯示柵極信號線驅動電路的結構。然而，由於寫入柵極信號線驅動電路和顯示柵極信號線驅動電路具有幾乎相同的結構，本文中僅以寫入柵極信號線驅動電路為例來說明。
圖19是寫入柵極信號線驅動電路641的結構框圖。寫入柵極信號線驅動電路641有一個移位寄存器642和一個緩衝器643。必要時還可以有一個電平轉換器。
在寫入柵極信號線驅動電路641，時鐘信號CLK和起動脈衝信號SP被輸入到移位寄存器642產生定時信號。由緩衝器643緩存和放大產生的定時信號，準備提供給一條選定的寫入柵極信號線。
各條寫入柵極信號線被連接到一條線上的各個象素中的第一開關TFT和第二開關TFT的柵極電極上。因為一條線上的各個象素中的第一開關TFT和第二開關TFT必須要立即導通ON，緩衝器643必須能夠允許大量電流流動。
在顯示柵極信號線驅動電路中，連接到所有顯示柵極信號線上的EL驅動TFT在每個顯示周期中必須同時導通ON。因此，輸入到寫入柵極信號線驅動電路的移位寄存器的時鐘信號CLK和起動脈衝信號SP與輸入到顯示柵極信號線驅動電路的移位寄存器的CLK和SP所具有的波形是不同的。
為了選擇一條柵極信號線並且為選定的柵極信號線提供定時信號，移位寄存器可以由其他電路取代，例如是一個解碼器。
本發明採用的驅動電路的結構不僅限於本實施例所示的結構。
這一實施例的結構可以和實施例1到6自由組合。
實施例8本實施例要說明如圖1所示構成的一個象素的一個頂視圖。
圖20是本實施例的一個象素的頂視圖。該象素具有源極信號線Si，電源線Vi，寫入柵極信號線Gaj，和顯示柵極信號線Gbj。源極信號線Si與寫入柵極信號線Gaj和顯示柵極信號線Gbj交叉，但是為了避免源極信號線Si與柵極信號線Gj之間的接觸由一條配線182引出。
符號102和103分別代表第一開關TFT和第二開關TFT。104和105分別代表電流控制TFT和EL驅動TFT。
第一開關TFT102的源極區和漏極區之一通過一條連接配線190連接到源極信號線Si，而另一區通過連接配線183連接到電流控制TFT104的一個漏極區。第二開關TFT103的源極區和漏極區之一通過連接配線183連接到電流控制TFT104的漏極區，而另一區連接到一條連接配線184進而連接到一條柵極配線185。柵極配線185的一部分作為電流控制TFT的柵極電極。
寫入柵極信號線Gaj的部分功能是作為第一開關TFT102和第二開關TFT103的柵極電極。
電源線Vi的一部分和柵極配線185的一部分重疊，中間夾著一個層間絕緣薄膜。這一重疊部分形成一個電容107。
電流控制TFT104的源極區被連接到電源線Vi，而它的漏極區通過一條連接配線186連接到EL驅動TFT105的源極區。EL驅動TFT105的漏極區連接到一個象素電極181。一部分顯示柵極信號線Gbj起到EL驅動TFT105的柵極電極的作用。
本發明的發光器件的象素結構不僅限於圖20所示的結構。本實施例的結構可以和實施例1到7自由組合。
實施例9這一實施例要描述用於本發明的發光器件的一個象素部分的TFT的製造方法。裝在這一象素部分外圍的用於驅動電路(源極信號線驅動電路，寫入柵極信號線驅動電路，及顯示柵極信號線驅動電路)的TFT可以在形成該象素部分的TFT的同時在裝有用於該象素的TFT的同一個襯底上形成。
首先參見圖21A，在一個玻璃襯底5001上用一種絕緣薄膜形成一個基礎薄膜5002，例如是氧化矽薄膜，氮化矽薄膜和氮氧化矽薄膜。襯底5001是用鋇硼矽酸鹽玻璃或鋁硼矽酸鹽玻璃製成的，前者的典型例子有(Corning Incorporated生產的)Corning#7059玻璃和Corning#1737玻璃。基礎薄膜5002例如是用SiH4，NH3和H2通過等離子體CVD形成的10到200nm厚度(最好是50到100nm)的一個氮氧化矽薄膜5002a和用SiH4和N2O通過等離子體CVD形成的50到200nm厚度(最好是100到150nm)的一個氮氧化矽薄膜5002b的一種層疊。儘管基礎薄膜在本實施例中具有雙層結構，也可以採用單層上述的絕緣薄膜，或者是兩層以上這種絕緣薄膜的層疊。
通過雷射結晶或是用來形成結晶半導體薄膜的公知的熱結晶方法結晶形成一個具有非晶體構造的半導體薄膜。這一結晶半導體薄膜形成島狀半導體層5004到5006。島狀半導體層5004到5006各自的厚度是25到80nm(最好是30到60nm)。對結晶半導體材料的選擇沒有限制，但是最好是採用矽或是一種矽鍺(SiGe)合金。
在通過雷射結晶形成結晶半導體薄膜時採用一種脈衝振蕩型或連續波形的準分子雷射器，YAG雷射器，或者是YVO4雷射器。由上述雷射器發射的雷射在輻射半導體薄膜之前被一個光學系統理想地聚集成一個線性光束。由操作人員來適當設定結晶的狀態。然而，如果採用準分子雷射器，脈衝振蕩頻率要設定在300Hz，而雷射能量密度要設定在100到400mJ/cm2(典型值是200到300mJ/cm2)。如果使用YAG雷射器，就採用其二次諧波，並且將脈衝振蕩頻率設定在30到300kHz，而雷射能量密度設定在300到600mJ/cm2(典型值是350到500mJ/cm2)。雷射被聚集成寬度為100到1000μm例如是400μm的一個線性光束輻射到整個襯底上。在用線性雷射輻射襯底時，光束彼此重疊的重疊率是50到90％。
接著形成一個柵極絕緣薄膜5007，用它覆蓋島狀半導體層5004到5006。柵極絕緣薄膜5007是通過等離子體CVD或者是濺射達到40至150nm厚度的含矽的絕緣薄膜形成的。在本實施例中採用了厚度為120nm的氮氧化矽薄膜。不言而喻，柵極絕緣薄膜不僅限於氮氧化矽薄膜，也可以是單層或層疊的其他含矽的絕緣薄膜。例如，如果對柵極絕緣薄膜採用氧化矽薄膜，就用等離子體CVD形成薄膜，在其中將TEOS(四乙基原矽酸鹽)與O2混合併且將反應壓力設置在40Pa，襯底溫度設置在300到400℃，頻率設定在最高達13.56MHz，而放電的功率密度被設定在0.5到0.8W/cm2。如此形成的氧化矽薄膜在後期在400到500℃下經受熱退火可以為柵極絕緣薄膜提供良好的特性。
在柵極絕緣薄膜5007上面形成壓力構成柵極電極的第一導電薄膜5008和第二導電薄膜5009。在本實施例中，第一導電薄膜5008是厚度為50到100nm的Ta薄膜，而第二導電薄膜5009是厚度為100到300nm的W薄膜。
以Ta作為靶子通過濺射形成的Ta薄膜是用Ar濺射的。在這種情況下，在Ar中添加適量的Xe或Kr緩解Ta薄膜的內部應力，防止Ta薄膜剝落。在α相中的Ta薄膜的電阻率大約是20μΩcm。另一方面，在β相中的Ta薄膜的電阻率大約是180μΩ，不適合用做柵極電極。如果用結晶構造與α相中的Ta薄膜接近的氮化鉭形成10到50nm厚度的基礎，就容易獲得在α相中的Ta薄膜。
W薄膜是用W作為靶子通過濺射形成的。或者是利用六氟化鎢(WF6)通過熱CVD形成W薄膜。無論在哪種情況下，W薄膜必須具有低電阻率才能用W薄膜作為柵極電極。W薄膜的理想電阻率在20μΩcm以下。可以通過提高結晶顆粒度來降低W薄膜的電阻率，但是，如果在W薄膜中有過多雜質元素例如是氧，就會阻止結晶，而電阻率就會上升。因此，在提高濺射形成W薄膜時要採用純度達99.9999％的W靶子，並且要嚴格防止空氣中的雜質混入正在形成的W薄膜。這樣可以得到電阻率為9到20μΩcm的W薄膜。
儘管本實施例中的第一導電薄膜5008是Ta薄膜，而第二導電薄膜5009是W薄膜，其實並沒有特殊的限制。可以用從以下組中選出的任何元素形成導電薄膜，該組中包括Ta，W，Ti，Mo，Al和Cu或者是主要含有上述元素的一種合金材料或是化合物材料。可以用一種半導體薄膜特別是摻有諸如磷等雜質元素的多晶矽薄膜代替。除了本實施例中所述之外，用於第一和第二導電薄膜材料的其他合適組合包括第一導電薄膜5008採用氮化鉭(TaN)，第二導電薄膜5009採用W；第一導電薄膜5008採用氮化鉭(TaN)，第二導電薄膜5009採用Al；以及第一導電薄膜5008採用氮化鉭(TaN)，第二導電薄膜5009採用Cu。(圖21A)接著形成一個耐腐蝕掩模5010，為形成電極和配線執行第一次蝕刻處理。在本實施例中採用ICP(感應耦合的等離子體)蝕刻，用CF4和Cl2混合成蝕刻氣體，在1Pa壓力下為一個盤繞的電極提供500W的RF(13.56MHz)功率。襯底一側(取樣段)還要接收一個100W的RF(13.56MHz)功率，實際上是施加一個負的自偏置電壓。在使用CF4和Cl2的混合物時，按相同的程度蝕刻W薄膜和Ta薄膜。
在以下蝕刻條件下，如果耐腐蝕掩模能提供準確的形狀，第一導電薄膜和第二導電薄膜就會由於對襯底一側施加了偏置電壓而圍繞著邊沿形成錐度。錐形部分的角度是15到45°。為了蝕刻導電薄膜而不在柵極絕緣薄膜上留下任何殘留物，蝕刻時間要延長10到20％。W薄膜對氮氧化矽薄膜的選擇比例是2到4(典型比例是3)，因此，暴露出氮氧化矽薄膜的一個區域會被過蝕刻處理蝕刻掉20到50nm。這樣就能通過第一次蝕刻處理由第一導電薄膜和第二導電薄膜形成第一形狀導電層5011到5015(第一導電層5011a到5015a和第二導電層5011b到5015b)。在這一點上對柵極絕緣薄膜5007沒有被第一形狀導電層5011到5015覆蓋的區域進行蝕刻，削薄大約20到50nm。
接下來執行第一摻雜處理，摻雜一種能夠提供n型導電性的雜質元素。採用離子摻雜或離子注入。離子摻雜的劑量被設定在1×1013到5×1014原子/cm2，而加速電壓被設定在60到100keV。能夠提供n型導電性的雜質元素是屬於Group15的磷(P)或砷(As)。在此處採用磷(P)。在這種情況下，導電層5012到5015作為掩模用來阻擋具有n型導電性的雜質元素，並且用自動排列法形成第一雜質區域5017到5023。第一雜質區域5017到5023各自包含的提供n型導電性的雜質元素的濃度是1×1020到1×1021原子/cm3。(圖21B)接著在耐腐蝕掩模保留在圖21C所示原位的情況下執行第二次蝕刻處理。用CF4，Cl2和O2作為蝕刻氣體選擇蝕刻W薄膜。通過第二次蝕刻處理形成第二形狀導電層5025到5029(第一導電層5025a到5029a和第二導電層5025b到5029b)。在這一點上對柵極絕緣薄膜5007沒有被第二形狀導電層5025到5029覆蓋的區域進一步蝕刻，削薄大約20到50nm。
可以從產生的根數或離子種類的蒸氣壓力和反應產物推斷出W薄膜和Ta薄膜對CF4和Cl2的混合氣體蝕刻的反應。在W和Ta的氟化物和氯化物當中進行比較可見，W的氟化物WF6具有很高的蒸氣壓力，而其他也就是WCl5，TaF5和TaCl5的蒸氣壓力大致相同。因此，W薄膜和Ta薄膜都會受到CF4和Cl2的混合氣體的蝕刻。然而，如果在混合氣體中添加適量的O2，CF4和Cl2就會相互反應變成CO和F，產生大量的F根或F離子。結果，氟化物具有高蒸氣壓力的W薄膜就會以更快的蝕刻速度被蝕刻。另一方面，Ta薄膜的蝕刻速度在F離子數量增加時不會大大加快。因為Ta比W更容易氧化，添加O2會導致Ta薄膜的表面氧化。Ta的氧化物與氟化物和氯化物不發生反應，因此，Ta薄膜的蝕刻速度會進一步降低。這樣就會在W薄膜和Ta薄膜之間形成不同的蝕刻速度，使得W薄膜的蝕刻速度比Ta薄膜的蝕刻速度要快。
然後如圖22A所示執行第二摻雜處理。在第二摻雜處理中，用小於第一摻雜處理的劑量和一個高加速電壓在薄膜中摻雜一種提供n型導電性的雜質元素。例如將加速電壓設定在70到120keV而劑量設定在1×1013原子/cm2，在圖21B的島狀半導體層中形成的第一雜質區域內部形成新的雜質區域。在第二形狀導電層5026到5029被用做阻擋雜質元素的掩模的同時，對第一導電層5026a到5029a下面的區域也摻雜雜質元素。這樣就會形成第三雜質區域5032到5035。第三雜質區域5032到5035中包含磷(P)，它的輕微的濃度梯度符合第一導電層5026a到5029a的錐形部分的厚度梯度。在與第一導電層5026a到5029a的錐形部分重疊的半導體層中，圍繞中心的雜質濃度比第一導電層5026a到5029a的錐形部分邊沿上稍低。然而，這一差別很小，整個半導體層的雜質濃度幾乎是相同的。
然後如圖22B所示執行第三摻雜處理。用CHF6作為蝕刻氣體，並且採用反應離子蝕刻(RIE)。通過第三蝕刻處理使第一導電層5025a到5029a的錐形部分被局部蝕刻，縮小第一導電層與半導體層的重疊區域。這樣就形成了第三形狀導電層5036到5040(第一導電層5036a到5040a和第二導電層5036b到5040b)。在這一點上對柵極絕緣薄膜5007沒有被第三形狀導電層5036到5040覆蓋的區域進行進一步蝕刻，削薄大約20到50nm。
通過第三蝕刻處理形成第三雜質區域5032到5035。由第三雜質區域5032到5035構成分別與第一導電層5037a到5040a重疊的第三雜質區域5032a到5035a，並且在第一雜質區域和第二雜質區域之間各自形成第三雜質區域5032b到5035b。
如圖22C所示，在島狀半導體層5005到5006中形成與第一導電類型具有相反導電類型的第四雜質區域5043到5054，用來形成p-溝道TFT。第三形狀導電層5039b和5040b被用做阻擋雜質元素的掩模，並且用一種自動排列法形成雜質區域。在這一點上，用來形成n-溝道TFT和配線5036的島狀半導體層5004整個被一個耐腐蝕掩模5200所覆蓋。雜質區域5043到5054已經摻雜有不同濃度的磷。通過離子摻雜在雜質區域5043到5054中摻雜diborane乙硼烷(B2H6)，讓乙硼烷在各區域中比磷佔優勢，並且讓各個區域包含的雜質元素濃度達到2×1020到2×1021原子/cm3。
通過以上步驟就能在各個島狀半導體層中形成雜質區域。與島狀半導體層重疊的第三形狀導電層5037到5040被作為柵極電極。層5036作為島狀源極信號線。
在除去耐腐蝕掩模5200之後，激活為了控制導電類型而用來摻雜島狀半導體層的雜質元素。激活步驟是通過用一個退火熔爐加熱退火來執行的。適用的其他退火方法包括雷射器退火和快速加熱退火(RTA)。加熱退火是在氮環境中進行的，氧濃度在1ppm以下，最好是0.1ppm以下，溫度是400到700℃，最好是500到600℃。在本實施例中，襯底在500℃下承受四小時的熱處理。然而，如果用於第三形狀導電層5036到5040的配線材料不能耐熱，就應該在形成(主要含矽的)層間絕緣薄膜之後再執行激活，以便保護配線和其他材料。
另一種熱處理是在含3到100％氫的環境中執行的，溫度是300到450℃，時間是一到十二小時，從而使島狀半導體層氫化。這一氫化步驟是為了用熱激勵的氫來端接半導體層中搖擺不定的鍵。或者是可以採用等離子體氫化(利用由等離子體激勵的氫)。
如圖23A所示，接著用厚度為100到200nm的氮氧化矽薄膜形成第一層間絕緣薄膜5055。在它上面用一種有機絕緣材料形成第二層間絕緣薄膜5056。然後形成貫通第一層間絕緣薄膜5055，第二層間絕緣薄膜5056和柵極絕緣薄膜5007的接觸孔。通過濺射形成連接配線5057到5062。連接配線(漏極配線)5062與通過濺射形成的一個象素電極5064相接觸。連接配線包括源極配線和漏極配線。源極配線是連接到一個活性層的源極區的一條配線，而漏極配線是接到該活性層的漏極區的一條配線。
第二層間絕緣薄膜5056是用有機樹脂製成的薄膜。可用的有機樹脂包括聚醯亞胺，丙烯酸樹脂和BCB(benzocyclobutene)。因為平面化是第二層間絕緣薄膜506的一個最主要任務，丙烯酸樹脂特別適合使表面變平。在本實施例中，丙烯酸薄膜的厚度足以消除TFT造成的平面差別。薄膜的適當厚度是1到5μm(最好是2到4μm)。
用幹法蝕刻或溼法蝕刻形成接觸孔，包括使接觸孔達到具有n型導電性的雜質區域5017到5019或者是具有p型導電性的雜質區域5043，5048，5049和5054，一個接觸孔達到配線5036，一個接觸孔(未示出)達到電源線，還有一個接觸孔(未示出)達到柵極電極。
連接配線5057到5062是通過將一種三層構造的層疊構圖成理想形狀而獲得的。這一層疊包括通過濺射按順序形成的厚度為100nm的一個Ti薄膜，厚度為300nm的一個含Ti的鋁薄膜，以及厚度為150nm的一個Ti薄膜。當然也可以使用其他導電薄膜。
本實施例中的象素電極5064是通過對一個厚度為110nm的ITO薄膜構圖而獲得的。通過安排象素電極5064使其與連接配線5062重疊而形成接觸。可以通過形成一個透明導電薄膜來代替象素電極，薄膜中的氧化銦中混有2到20％的氧化鋅(ZnO)。象素電極5064作為EL元件的陽極。(圖23A)接下來如圖23B所示形成一個厚度為500nm的含矽的絕緣薄膜(在本實施例中是一個氧化矽薄膜)並且在薄膜中對應象素電極5064的位置開一個窗口。這樣就形成了作為一個存儲體(bank)的第三層間絕緣薄膜5065。用溼法蝕刻形成窗口，這樣便於形成錐形的側壁。如果窗口的側壁不夠平滑，水平差就會給EL元件帶來嚴重的劣化問題。因而必須給予足夠的重視。
利用真空蒸氣按順序形成一個EL層5066和一個陰極(MgAg電極)5067，不要讓襯底暴露於空氣。EL層5066的厚度被設置在80到200nm(典型值是100到200nm)。陰極5067的厚度被設置在180到300nm(典型值是200到250nm)。
在這一步中為紅色象素形成EL層和陰極，然後是綠色象素，再後是藍色象素。EL層的解決方案具有低電阻率，禁止採用光刻術。因此，一種顏色的EL層不能和另一種顏色的EL層一同形成。在選擇形成象素中的一種顏色的EL層和陰極的同時用金屬掩模覆蓋另外兩種顏色的象素。
為了精心製作，首先設置一個覆蓋除紅色象素之外的所有象素的掩模，並且用這個掩模選擇形成用於發射紅光的EL層。然後設置一個覆蓋除綠色象素之外的所有象素的掩模，並且用這個掩模選擇形成用於發射綠光的EL層。最後設置一個覆蓋除藍色象素之外的所有象素的掩模，並且用這個掩模選擇形成用於發射藍光的EL層。儘管按本文所述採用了不同的掩模，也可以分三次採用相同的掩模來形成三種顏色的EL層。
此處的三種EL元件是按照R，G和B形成的。也可以用一個透明電極形成與濾色片組合的發射白光的EL元件，與螢光體組合的藍光或藍綠光發射元件(螢光彩色變換層CCM)，或者是一種帶陰極(相對電極)的重疊的RGB EL元件。
EL層5066可以採用公知的材料。最佳的公知材料是一種有機材料，還要考慮到驅動電壓。例如，EL層具有一種由一個空穴注入層，一個空穴輸送層，一個發光層和一個電子注入層構成的四層構造。
接著形成陰極5067。本實施例為陰極5067採用MgAg，但是不僅限於此。陰極5067也可以採用其他公知的材料。
最後用厚度為300nm的氮化矽薄膜形成一個鈍化薄膜5068。鈍化薄膜5068用來保護EL層5066免於受潮，從而進一步提高EL元件的可靠性。然而，鈍化薄膜5068並不是必要的。
這樣就完成了圖23B所示構造的發光器件。在按照本發明的發光器件的製造過程中，採用柵極電極的材料Ta和W形成源極信號線，而考慮到電路的結構和工藝，柵極信號線是由用來形成源極和漏極電極的配線材料Al形成的。然而也可以使用不同的材料。
本實施例的發光器件具有很高的可靠性和改進的工作特性，這歸功於不僅在象素部分還在驅動電路中採用了最佳結構的TFT。在結晶化步驟中，為了提高結晶度可以在薄膜中摻雜一種金屬催化劑例如是Ni。通過提高結晶度可以使源極信號線驅動電路的驅動頻率達到10MHz以上。
在實踐中，用一個高度氣密並且允許透過少量氣體(例如是一種碾壓薄膜或UV-固化的樹脂薄膜)的保護膜或者是一種透光密封來封裝(包裝)達到圖23B所示狀態的器件，從而進一步避免暴露於外部空氣。密封內部的空間可以充入惰性氣體或者是放置一種吸溼的物質(例如是氧化鋇)，用以改善EL元件的可靠性。
在通過封裝或其他處理保證氣密之後，連接上一個用來連接外部信號端子的連接器(柔性印刷電路FPC)，從形成在襯底上的元件或電路引出一個端子。
按照本實施例所示的程序，可以減少在製造發光器件時需要的光掩模的數量。這樣就能縮短工序，以降低製造成本和提高產量。
本實施例的結構可以和實施例1到8自由組合。
實施例10如果在本發明中使用通過三元激勵的磷光發光的EL元件，就能按指數規律改善其外部發光量子效率。通過這種改進有可能降低EL元件的功耗，延長EL元件的壽命，並且減少EL元件的重量。
以下是利用三元激勵來改善外部發光量子效率的一些有關報導。
(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，Photochamical Processes inOrganized Molecular System，ed.K.Honda，(ElsevierSci.Pub.，Tokyo，1991，)p.437.)在上述文章中介紹的EL材料(香豆素coumarin)具有以下的分子式。化學式1 (M.A.Baldo，D.F.O』Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，nature395(1998)p.151.)此文中介紹的EL材料(一種Pt合成物)具有以下的分子式。化學式2 (M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，(1999)p.4)(T.Tsutui，M.J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502)以上文章中介紹的EL材料(一種Ir合成物)具有以下的分子式。化學式3 如上所述，從原理上來說，使用通過三元激勵發光的螢光體產生的外部發光量子效率能夠比通過單元激勵發光的螢光體的情況提高三到四倍。
本實施例的結構可以和實施例1到9的任何一種結構自由組合。
實施例11本實施例所述的情況是用一種有機半導體來形成本發明的發光器件所採用的TFT的一個活性層。
圖27A是一種平面有機TFT的截面圖。在一個襯底8001上形成一個柵極電極8002。在襯底8001上覆蓋著柵極電極8002形成一個柵極絕緣薄膜8003。在柵極絕緣薄膜8003上形成一個源極電極8005和一個漏極電極8006。在柵極絕緣薄膜8003上覆蓋著源極電極8005和漏極電極8006形成一個有機半導體薄膜8004。
圖27B是一種顛倒交錯的有機TFT的截面圖。在襯底8101上覆蓋著柵極電極8102形成一個柵極絕緣薄膜8103。在柵極絕緣薄膜8103上形成一個有機半導體薄膜8104。在有機半導體薄膜8104上形成一個源極電極8105和一個漏極電極8106。
圖27C是一種交錯的有機TFT的截面圖。在一個襯底8201上形成一個源極電極8205和一個漏極電極8206。在襯底8201上覆蓋著源極電極8205和漏極電極8206形成一個有機半導體薄膜8204。在有機半導體薄膜8204上形成一個柵極絕緣薄膜8203。在柵極絕緣薄膜8203上形成一個柵極電極8202。
有機半導體被劃分成高分子量和低分子量兩種。典型的高分子量材料包括聚噻吩(polythiophene)，聚乙炔(polyacetylene)，poly(N-methylpyrrole)，poly(3-alkylthiophene)和polyallylenevinylene。
可以利用電場聚合或真空蒸氣形成一種含聚噻吩的有機半導體薄膜。可以利用化學聚合或作用形成一種含聚乙炔的有機半導體薄膜。可以通過化學聚合形成一種含poly(N-methylpyrrole)的有機半導體薄膜。可以通過作用或LB方法形成一種含poly(3-alkylthiophene)的有機半導體薄膜。可以通過作用形成一種含polyallylenevinylene的有機半導體薄膜。
典型的低分子量材料包括四分之一噻吩(quarter thiophene)，二甲基四分之一噻吩(dimethyl quarterthiophene)，(diphthalocyanine)，蒽(anthracene)和丁省(tetracene)。含有這些低分子量材料的有機半導體薄膜主要是利用一種溶劑通過蒸氣或鑄造而形成的。
本實施例的結構可以和實施例1到10的任何一種結構自由組合。
實施例12由於採用EL元件的發光器件是一種自身發光的器件，與液晶顯示器件相比，這種發光器件在有光的地點和寬視角範圍內具有高可見度。因此，這種發光器件可以用做各種電子設備的顯示裝置。
可以採用本發明的發光器件的電子設備有攝像機，數位照相機，風鏡式顯示器(頭帶式顯示器)，汽車導航系統，音響設備(汽車音響，音響組合等等)，筆記本電腦，遊戲機，便攜信息終端(便攜計算機，行動電話，手持遊戲機，電子筆記本等等)，帶有記錄媒體並且能顯示圖像的圖像重放設備(特別是在重放記錄媒體(數字通用盤(DVD)時用來顯示的設備)。特別是在用於便攜信息終端的情況下，因為用戶往往是從傾斜方向觀看屏幕，寬視角是很重要的。因此最好採用這種發光器件。在圖24中表示了這些具體的例子。
圖24A表示一種EL顯示設備，它包括一個外殼2001，一個支撐基座2002，一個顯示部分2003，一個揚聲器部分2004和一個視頻輸入端子2005。顯示部分2003可以採用本發明的發光器件。因為發光器件是自身發光的，不需要背景光。這樣就能獲得比液晶顯示設備更薄的顯示部分。值得注意的是，這種EL顯示器件包括個人計算機，TV廣播接收機，廣告顯示器等等所需的所有信息顯示設備。
圖24B表示一種數字偷拍照相機，它包括一個主體2101，一個顯示部分2102，圖像接收部分2103，操作鍵2104，外部連接部分2105和一個快門2106等等。顯示部分2102可以採用本發明的發光器件。
圖24C表示一種筆記本電腦，它包括主體2201，外殼2202，顯示部分2203，鍵盤2204，外部連接埠2205和一個指針滑鼠2206等等。顯示部分2203可以採用本發明的發光器件。
圖24D表示一種可攜式計算機，它有一個主體2301，顯示部分2302，開關2303，操作鍵2304和一個紅外線埠2305等等。顯示部分2302可以採用本發明的發光器件。
圖24E表示帶有一種記錄媒體的可攜式圖像重放設備(特別是DVD重放設備)，它包括主體2401，外殼2402，顯示部分A2403，顯示部分B2404，記錄媒體(DVD等等)，讀出部分2405，操作鍵2406，揚聲器部分2407等等。顯示部分A2403主要顯示圖像信息，而顯示部分B2404主要顯示字母信息。顯示部分A2403和B2404可以採用本發明的發光器件。可以將這種帶有記錄媒體的圖像重放設備裝入家用遊戲機。
圖24F表示一種風鏡式顯示器(頭帶式顯示器)，它包括一個主體2501，一個顯示部分2502和一個臂狀部分2503。顯示部分2502可以採用本發明的發光器件。
圖24G表示一種攝像機，它包括主體2601，顯示部分2602，外殼2603，外部連接部分2604，遙控接收部分2605，圖像接收部分2606，電池2607，音頻輸入部分2608和操作鍵2609等等。顯示部分2602可以採用本發明的發光器件。
圖24H表示一種蜂窩電話，它包括主體2701，外殼2702，顯示部分2703，音頻輸入部分2704，音頻輸出部分2705，操作鍵2706，外部連接埠2707和一個天線2708等等。顯示部分2703可以採用本發明的發光器件。並且這種顯示部分2703可以在黑色顯示器上顯示白色字母，這樣就能降低蜂窩電話的功耗。
應該注意到，如果在未來能進一步提高EL材料的發光亮度，還有可能利用這種EL材料把背投式放映機改成正投，可以用透鏡等等放大和投射包括輸出圖像信息的光。
進而，上述的電子設備最適合用於通過諸如Internet和有線電視(CATV)等電子通信線路分配顯示信息。特別是增加了顯示移動信息的機會。因為EL材料的響應速度極快，這種發光器件最適合用於顯示運動圖像。
進而，在這種發光器件中，僅有發光的那部分才消耗電功率。因此它對於顯示信息是非常理想的，發光部分可以儘可能地小。與此相應，可攜式信息終端特別是在採用發光器件作為顯示部分來主要顯示字符信息的情況下，例如是行動電話和音頻重放設備，都希望以不發光部分作為背景來驅動顯示器件，並且用發光部分形成字符信息。
如上所述，本發明的應用範圍很廣，它可以應用於各個領域的電子設備。通過實施例1到11的組合獲得的任何構造都可以實現本實施例的電子設備。
本發明的發光器件可以利用上述結構獲得恆定等級的亮度，與溫度變化無關。另外，如果為了彩色顯示而在不同顏色的EL元件中採用不同的EL材料，溫度變化不會在不同顏色的EL元件之間造成不同程度的亮度變化，這樣就能獲得理想的彩色。
權利要求
1.一種具有多個象素的發光器件，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT，一個EL元件，一條源極信號線和一條電源線，其特徵在於第三TFT和第四TFT的柵極電極相互連接，第三TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到源極信號線，另一區連接到第一TFT的漏極區，第四TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到第一TFT的漏極區，另一區連接到第一TFT的柵極電極，第一TFT的源極區連接到電源線，而它的漏極區連接到第二TFT的源極區，以及第二TFT的漏極區連接到EL元件的兩個電極之一。
2.一種具有多個象素的發光器件，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT，一個EL元件，一條源極信號線，第一柵極信號線，第二柵極信號線和一條電源線，該器件的特徵在於第三TFT和第四TFT的柵極電極都連接到第一柵極信號線，第三TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到源極信號線，另一區連接到第一TFT的漏極區，第四TFT具有一個源極區和一個漏極區，其一連接到第一TFT的漏極區，另一區連接到第一TFT的柵極電極，第一TFT的源極區連接到電源線，而它的漏極區連接到第二TFT的源極區，第二TFT的漏極區連接到EL元件的兩個電極之一，並且第二TFT的柵極電極連接到第二柵極信號線。
3.權利要求1的發光器件，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
4.權利要求2的發光器件，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
5.權利要求1的發光器件，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
6.權利要求2的發光器件，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
7.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制TFT的VGS，並且在第二周期內保持TFT的VGS，並且讓預定的電流通過TFT流入EL元件。
8.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制TFT的VGS，並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過TFT的溝道形成區流入EL元件。
9.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，並且在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件。
10.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過第一TFT和第二TFT的溝道形成區流入EL元件。
11.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制TFT的VGS，在第二周期內保持TFT的VGS，並且讓預定的電流通過TFT流入EL元件，並且在第三周期內沒有電流流入EL元件。
12.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括一個TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制TFT的VGS，在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過TFT的溝道形成區流入EL元件，並且在第三周期內沒有電流流入EL元件。
13.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件，並且在第三周期內關斷第二TFT。
14.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於第一TFT工作在飽和範圍，在第一周期內按照視頻信號來控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，在第二周期內讓一個受VGS控制並且流經第一TFT的溝道形成區的電流通過第二TFT流入EL元件，並且在第三周期內關斷第二TFT。
15.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，並且在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件。
16.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，並且在第二周期內讓一個受VGS控制的電流通過第一TFT的溝道形成區經由第二TFT流入EL元件。
17.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於為第一TFT的源極區提供一個給定的電位，在第一周期內通過第三TFT和第四TFT將一個視頻信號輸入到第一TFT的柵極電極和它的漏極區，並且在第二周期內按照視頻信號的電位讓一個預定電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件。
18.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS，在第二周期內保持第一TFT的VGS，並且讓一個預定的電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件，並且在第三周期內關斷第二TFT。
19.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於在第一周期內，第三TFT和第四TFT將第一TFT的柵極電極連接到第一TFT的漏極區，並且用視頻信號控制流入第一TFT的溝道形成區的電流量，用電流控制第一TFT的VGS；在第二周期內讓一個受VGS控制並且流經第一TFT的溝道形成區的電流通過第二TFT流入EL元件，並且在第三周期內關斷第二TFT。
20.一種驅動發光器件的方法，發光器件具有多個象素，每個象素包括第一TFT，第二TFT，第三TFT，第四TFT和一個EL元件，該方法的特徵在於為第一TFT的源極區提供一個給定的電位，在第一周期內通過第三TFT和第四TFT將一個視頻信號輸入到第一TFT的柵極電極和它的漏極區，在第二周期內按照視頻信號的電位讓一個預定電流通過第一TFT和第二TFT流入EL元件，並且在第三周期內關斷第二TFT。
21.權利要求15的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
22.權利要求16的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
23.權利要求17的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
24.權利要求18的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
25.權利要求19的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
26.權利要求20的驅動發光器件方法，其特徵在於第三TFT和第四TFT具有相同的極性。
27.權利要求7的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
28.權利要求8的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
29.權利要求9的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
30.權利要求10的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
31.權利要求11的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
32.權利要求12的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
33.權利要求13的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
34.權利要求14的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
35.權利要求15的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
36.權利要求16的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
37.權利要求17的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
38.權利要求18的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
39.權利要求19的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
40.權利要求20的驅動發光器件方法，其特徵是該發光器件是從以下組中選出的一種器件EL顯示器件，數字偷拍照相機，筆記本電腦，可攜式計算機，可攜式圖像重放設備，風鏡式顯示器，錄像機和行動電話。
全文摘要
提供一種驅動顯示器件的方法,能夠獲得一種與溫度變化無關的恆定等級的亮度。通過用電流而不是電壓控制EL元件的亮度來防止EL元件由於溫度變化而改變。具體地說,用來控制流入EL元件的電流量的一個TFT工作在飽和範圍。這樣,TFT的電流值I
文檔編號G09G3/32GK1355664SQ011371
公開日2002年6月26日 申請日期2001年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者小山潤 申請人:株式會社半導體能源研究所