發光器件、發光器件驅動方法、以及電子設備的製作方法

2023-06-07 09:40:41

專利名稱：發光器件、發光器件驅動方法、以及電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光平板，其中製作在襯底上的發光元件被包封在襯底與覆蓋元件之間。本發明還涉及發光模塊，其中IC等被安裝在發光平板上。注意，在本說明書中，發光平板和發光模塊通常都稱為發光器件。本發明還涉及驅動發光器件的方法以及採用發光器件的電器。
背景技術：
發光元件本身發光，因而具有高的能見度。此發光元件不需要液晶顯示器件(LCD)必須的後照光，適合於減小發光器件的厚度。此發光元件還對視角沒有限制。因此，採用此發光元件的發光器件作為取代CRT或LCD的顯示器件，新近一直吸引著各方的注意。
順便說一下，在本說明書中，發光元件意味著其亮度受電流或電壓控制的一種元件。此發光元件包括OLED(有機發光二極體)、用於FED(場發射顯示器)的MIM型電子源元件(電子發射元件)等。
OLED包括含有其中藉助於施加電場而得到產生的發光(電致發光)的有機化合物(有機發光材料)的層(以下稱為有機發光層)、陽極層、以及陰極層。作為有機化合物中的發光，存在著從單重激發態返回基態過程中的光發射(螢光)以及從三重激發態返回基態過程中的光發射(磷光)。本發明的發光器件可以採用上述光發射中的一種或二者。
注意，在本說明書中，提供在OLED的陽極與陰極之間的所有的層都被定義為有機發光層。有機發光層具體包括發光層、空穴注入層、電子注入層、空穴輸運層、電子輸運層等。這些層中可以具有無機化合物。OLED基本上具有陽極、發光層、陰極被依次層疊的結構。除了這種結構，OLED還可以具有陽極、空穴注入層、發光層、陰極依次層疊的結構或陽極、空穴注入層、發光層、電子輸運層、陰極依次層疊的結構。
圖41示出了一般發光器件中的象素結構。圖41所示的象素具有TFT50和51、存儲電容器52、以及發光元件53。
在TFT50中，柵被連接到掃描線55。源和漏之一被連接到信號線54，而另一被連接到TFT51的柵。在TFT51中，源被連接到電源56，而漏被連接到發光元件53的陽極。發光元件53的陰極被連接到電源57。存儲電容器52被提供來保持TFT51的柵與源之間的電壓。
當TFT50被掃描線55的電壓開通時，輸入到信號線54的視頻信號，被輸入到TFT51的柵。當視頻信號被輸入時，TFT51的柵電壓(柵與源之間的電壓差)根據輸入的視頻信號的電壓而被確定。因柵電壓而流動的TFT51的漏電流，被饋送到發光元件53，發光元件53由於饋送的電流而發光。
由多晶矽製作的TFT的場效應遷移率高於由非晶矽製作的TFT的場效應遷移率，並具有更大的開通電流。由多晶矽製作的TFT比由非晶矽製作的TFT更適合於用作發光平板的電晶體。
然而，採用多晶矽的TFT的電學特性無法與製作在單晶矽襯底上的MOS電晶體的電學特性相比擬。例如，採用多晶矽的TFT的場效應遷移率為單晶矽的1/10或更小。而且，採用多晶矽的TFT具有這樣的缺點，亦即形成在晶粒邊界中的缺陷容易引起特性的分散。
在圖41所示的象素中，當諸如TFT51的閾值、開通電流等在不同象素之間分散時，則儘管視頻信號的電壓相同，TFT51的漏電流的幅度也在不同象素之間變化，導致發光元件53的亮度分散。
在將採用OLED的發光器件投入實際應用方面存在的一個問題是，由於有機發光層的退化而造成OLED的壽命短。有機發光材料的抗潮性、抗氧性、抗光和熱性很差，從而加速其退化。確切地說，退化的速度依賴於驅動發光器件的器件的結構、有機發光材料的特性、電極的材料、以及發光器件的驅動方法等。
當有機發光層退化時，即使施加到有機發光層的電壓相同，OLED的亮度也降低，導致顯示的圖象不清晰。
而且，有機發光層的溫度依賴於外界空氣的溫度或OLED平板本身發射的熱等。通常，在OLED中，電流值依賴於溫度。確切地說，當電壓相同時，倘若有機發光層的溫度上升，則流到OLED的電流變大。由於流到OLED的電流與OLED的亮度成正比，故流到OLED的更大的電流導致OLED更大的亮度。如上所述，由於OLED的亮度隨有機發光層的溫度而變化，故難以顯示所希望的色調，且伴隨著溫度的上升，發光器件的電流消耗也增大。

發明內容
因此，為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種發光器件，此發光器件能夠防止發光元件的亮度由於控制饋送到發光元件的電流的TFT的特性而造成的分散；能夠防止發光元件的亮度由於有機發光層的退化而造成的下降；並能夠提供不依賴於有機發光層的退化或溫度改變等的恆定亮度。
本發明人觀察到，與保持施加到OLED的一定的電壓恆定的發光方法相比，保持流入到OLED的一定的電流量的發光方法能夠使有機發光層退化所引起的OLED亮度下降儘可能減小。應該指出的是，以下在下列描述中，流入到發光器件中的電流被稱為「驅動電流」，而施加到發光器件的電壓被稱為「驅動電壓」。
本發明人設想，有可能將流入到發光器件中的電流量保持在所希望的恆定數值而不受TFT特性的影響，並藉助於適當控制經由信號線驅動電路流入到TFT中的電流，代替藉助於對TFT施加電壓而控制發光器件亮度的方法，來防止OLED亮度由於OLED本身的退化而被改變。
如先前論文「TSUTSUI T，JPN J Appl.Phys.Part2，Vol.37，No.11B，Page L1406-L1408，1998」所介紹的那樣，發現藉助於每特定周期時間內將具有反極性的驅動電壓施加到發光器件，能夠降低發光器件電流/電壓特性的退化。除了上述結構之外，利用探測到的特性，本發明提供了一種在每個特定周期時間內具有這種沿反方向偏置的電壓的發光器件。由於發光元件相當於二極體，故當偏壓沿正常方向施加時，發光元件就發光，而當它接收沿反方向的偏壓時，則不發光。
如上所述，利用發光器件的AC驅動方法，其中在每個預定的周期中施加沿反方向偏置的驅動電壓，有可能將各個發光元件的電流/電壓特性的退化減為最小，於是，比之採用常規驅動方法的情況，有可能延長各個發光元件的實際工作壽命。
上述的雙向構造提供了多個效果，從而使得能夠防止OLED的亮度由於有機發光層可能的退化而降低，還有可能將流入到發光元件中的電流量保持在所希望的數值而不受TFT特性的不利影響。
而且，如上所述，當通過AC電流驅動顯示一幀周期圖象時，顯示的象素可能產生可看到的閃爍。因此，當採用AC電流驅動時，希望藉助於用比僅僅施加正常方向偏壓的DC電流驅動不引起產生可見閃爍的頻率更高的頻率，來防止發生閃爍。
與圖41所示常規發光器件不同，根據上述安排，在本發明中，即使當用來控制饋送到每個象素髮光元件的電流的TFT的特性改變時，也有可能防止各個象素之間發光元件亮度的變化。而且，與在線性區中驅動圖41所示包含電壓輸入型象素的常規TFT51的情況不同，有可能防止亮度由於發光元件退化而降低。而且，即使有機發光層的溫度受到外界溫度或發光平板本身產生的熱的影響，仍然有可能防止發光元件亮度的變化，還有可能防止由於溫度上升而更多地消耗電流。
在根據本發明的發光器件中，用來組成象素的電晶體可以是單晶矽電晶體、採用多晶矽或非晶矽的薄膜電晶體、或採用有機半導體的電晶體。
而且，為本發明發光器件的象素提供的電晶體可以包括單柵結構、雙柵結構、或組合有多於雙柵電極的多柵結構。


圖1是根據本發明的發光器件的方框圖；圖2是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖3A-3C是象素工作的示意圖；圖4是施加到掃描線和電源線的電壓的時間圖；圖5是施加到掃描線和電源線的電壓的時間圖；圖6是施加到掃描線和電源線的電壓的時間圖；圖7是施加到掃描線和電源線的電壓的時間圖；圖8是施加到掃描線和電源線的電壓的時間圖；圖9是根據本發明的信號線驅動電路的方框圖；圖10是電流設定電路和開關電路的電路圖；圖11是掃描線驅動電路的方框圖；圖12是根據本發明的信號線驅動電路的方框圖；
圖13是電流設定電路和開關電路的電路圖；圖14是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖15A-15C是象素工作的示意圖；圖16是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖17A-17C是象素工作的示意圖；圖18是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖19A-19C是象素工作的示意圖；圖20是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖21A-21C是象素工作的示意圖；圖22是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖23A-23C是象素工作的示意圖；圖24是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖25A-25C是象素工作的示意圖；圖26是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖27A-27C是象素工作的示意圖；圖28是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖29A-29C是象素工作的示意圖；圖30是根據本發明的發光器件的象素的電路圖；圖31A-31C是象素工作的示意圖；圖32A-32D示出了根據本發明的發光器件的製造方法；圖33A-33C示出了根據本發明的發光器件的製造方法；圖34A-34B示出了根據本發明的發光器件的製造方法；圖35是根據本發明的發光器件的象素的俯視圖；圖36是根據本發明的發光器件的象素的剖面圖；圖37是根據本發明的發光器件的象素的剖面圖；圖38是根據本發明的發光器件的象素的剖面圖；圖39A-39C是根據本發明的發光器件的外形圖和剖面圖；圖40A-40H是採用根據本發明的發光器件的電子設備圖；圖41是一般象素的電路圖；而圖42示出了根據本發明的發光器件的製造方法。
具體實施例方式
圖1是方框圖，示出了根據本發明的發光器件的結構。參考號100表示象素部分，其中多個象素101被排列成矩陣形狀。參考號102表示信號線驅動電路。參考號103表示掃描線驅動電路。
在圖1中，信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103被製作在象素部分100所在的同一個襯底上。但本發明的範圍不局限於上述安排。作為變通，也可以實現信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103被製作在不同於象素部分100所在的襯底上，並通過諸如FPC之類的連接件被連接到象素部分100的安排。在圖1中，提供了信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103的各個單個單元。但本發明的範圍不局限於這種安排，信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103的數目可以由設計工程師任意確定。
在本說明書中，除非另有說明，術語「連接」意味著電連接，而術語「斷開」意味著電斷開的狀態。
雖然在圖1中未示出，但象素部分100配備有多個信號線S1-Sx、電源線V1-Vx、以及掃描線G1-Gy。信號線的數目和電源線的數目可以不總是相一致。而且不總是要求一起提供二種布線，而是除此之外，也可以提供其它不同的布線。
對於信號線驅動電路102，有可能將與輸入的視頻信號電壓相適應的電流量饋送到各個信號線S1-Sx。在將沿反方向偏置的電壓饋送到圖2所示發光元件的情況下，信號線驅動電路102本身起著對相應TFT的柵施加電壓使其足以開通用來控制應該饋送到發光元件104的電流或電壓幅度的TFT的作用。更確切地說，在本發明中，信號線驅動電路102包含移位寄存器102a、用來存儲數字視頻信號的存儲電路A102b、存儲電路B102c、用來藉助於施加恆定電流源而產生與數字視頻信號所承載的電壓相適應的電流的電流轉換電路102d、以及將產生的電流饋送到信號線並僅僅在對發光元件施加沿反方向偏置的電壓的周期中施加電壓使其足以開通用來控制饋送到發光元件的電流或電壓幅度的TFT的開關電路102e。應該理解的是，建立在本發明的發光器件中的信號線驅動電路102的結構不局限於上面所述。雖然圖1舉例說明了與數字視頻信號相適應的信號線驅動電路102，但本發明的信號線驅動電路的範圍不僅僅局限於上面所述，而是本發明的信號線驅動電路也可以與模擬視頻信號相適應。
圖2示出了圖1所示象素101的詳細結構。圖2所示的象素101包含作為信號線組成S1-Sx之一的信號線Si、作為掃描線組成G1-Gy之一的Gj、以及作為電源線組成V1-Vx之一的Vi。此外，象素101還包含電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、發光元件104、以及存儲電容器105。存儲電容器105被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的預定柵電壓。但不總是必須提供存儲電容器105。注意，除非另外具體定義，本說明書所述的術語「電壓」意味著對地的電位差。
電晶體Tr4和電晶體Tr5的柵都被連接到掃描線Gj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子(一個被定義為「源」；而另一個被定義為「漏」)之一被連接到信號線Si，而另一被連接到電晶體Tr1的第二端子。同樣，電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一被連接到電晶體Tr3的柵。
電晶體Tr1和Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1和Tr2的第一端子都被連接到電源線Vi。電晶體Tr2的柵和第二端子被彼此連接，而第二端子被連接到電晶體Tr3的第一端子。
電晶體Tr3的第二端子被連接到包括在發光元件104中的象素電極。發光元件104具有陽極和陰極。此處，當陽極被用作象素電極時，陰極被稱為「反電極」；而當陰極被用作象素電極時，陽極被稱為「反電極」。反電極的電壓被保持在預定的電平。
電晶體Tr4和Tr5可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr4和Tr5具有相同的極性。
而且，電晶體Tr1、Tr2、Tr3可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1、Tr2、Tr3具有相同的極性。而當陽極用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1、Tr2、Tr3最好是p溝道電晶體。相反，當陽極用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1、Tr2、Tr3最好是n溝道電晶體。
包括在存儲電容器105中的二個電極之一被連接到電晶體Tr3的柵，而另一被連接到電源線Vi。雖然存儲電容器105被提供來可靠地保持電晶體Tr3的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供。還可以製作用來可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵電壓的存儲電容器。
接著，參照圖3來描述根據本發明實施方案模式的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作被描述為分割成各行每個象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖3示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、Tr3以及發光元件104的連接。此處給出了Tr1、Tr2、Tr3由p溝道TFT組成，且發光元件104的陽極被用作象素電極的例子。
首先，當在各行象素處開始寫入周期Ta時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr3為p溝道TFT且發光元件104的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極的電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr3為n溝道TFT且發光元件104的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極的電壓。
雖然圖1示出了顯示單色圖象的發光器件的結構，但本發明也可以被應用於顯示彩色圖象的發光器件。在此情況下，各個電源線V1-Vx的電壓可能不被保持在相同的電平，而是可以對應於各個顏色來改變其電壓。
各行的掃描線被掃描線驅動電路103依次選擇，電晶體Tr4和Tr5從而被開通。各個掃描線的選擇周期彼此不重疊。當幅度對應於視頻信號電壓的電流Ic(以下稱為「信號電流Ic」)根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號被饋送到信號線S1-Sx時，Tr3的柵電壓下降，最終達到電源線Vi電壓減去Tr2和Tr3的閾值的電壓。當Tr1、Tr2、Tr3是n溝道TFT時，其幅度使Tr3的柵電壓增大的信號電流Ic從而被饋送到信號線S1-Sx，致使電壓最終達到電源線Vi電壓加上Tr2和Tr3的閾值的電壓。
此處，由於柵和漏被彼此連接，故Tr2工作於飽和區。因此，Tr2和Tr3被開通，且漏電流開始流動。由於Tr2與Tr1經由其柵和源被彼此連接，故當Tr2被開通時，漏電流也開始流到Tr1。
Tr1的漏電流I1被保持在與信號電流Ic被饋送到信號線S1-Sx時相同的幅度下。此時，Tr2的柵電壓VGS與Tr3的柵電壓VGS組合的電壓，被保持在存儲電容器105中。因此，若Tr1、Tr2、Tr3的特性相同，則由於成為|VGS-VTH|＜|VDS|，故Tr1工作於飽和區。
圖3A示出了象素101在寫入周期Ta中的示意圖。參考號106表示用來連接對反電極饋送電壓的電源的端子。參考號107表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
如上所述，由於Tr1工作於飽和區，故Tr1根據表達式1而工作。此處，「VGS」表示柵電壓；「μ」表示遷移率；「C0」表示單位面積的柵電容；「W/L」表示形成在溝道中的區域的溝道寬度W與溝道長度L之間的比率；「VTH」表示閾值；而「I」表示漏電流。
I＝μC0W/L(VGS-VTH)2/2在表達式1中，「μ」、「C0」、「W/L」、以及「VTH」都是固定的數值，分別決定於各個電晶體。由於Tr1的信號電流Ic與漏電流I1彼此相等，故表達式1顯示出電晶體Tr1的柵電壓VGS決定於信號電流的電流值Ic。
由於電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵；同時電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源，故電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。因此，電晶體Tr2的漏電流正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當其μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1的漏電流與電晶體Tr2的漏電流彼此相等，得到I2＝Ic。
電晶體Tr2的漏電流I2經由電晶體Tr3溝道形成的區域流到發光元件104。因此，流到發光元件的驅動電流的幅度對應於恆流源107確定的信號電流Ic。發光元件104以對應於驅動電流幅度的亮度發光。當流到發光元件104的電流非常接近0時，或當流到發光元件的電流為反方向偏置時，發光元件104不發光。
當漏電流I2流到電晶體Tr3溝道形成的區域時，電晶體Tr3根據表達式1產生幅度相應於漏電流I2數值的柵電壓。
當寫入周期Ta結束時，就完成了各行掃描線的選擇。當各行象素的寫入周期Ta完成時，就在各行象素處開始顯示周期。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。
圖3B示出了象素在顯示周期Td中的示意圖。電晶體Tr4和電晶體Tr5處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到電源線Vi。
在顯示周期Td中，電晶體Tr1的漏處於所謂「浮置」狀態，其中其它布線、電源等不提供電壓。另一方面，在電晶體Tr2和Tr3中，寫入周期Ta中確定的VGS被保持。因此，電晶體Tr2的漏電流I2被保持在與Ic相同的幅度，且漏電流I2經由電晶體Tr3溝道形成的區域被饋送到發光元件104。因此，在顯示周期Td中，發光元件104以對應於寫入周期Ta中確定的驅動電流幅度的亮度發光。
緊接著，在寫入周期Ta之後，總是出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta，或出現反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在當電晶體Tr2和Tr3被開通時反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr3是p溝道TFT且發光元件104的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極的電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr3是n溝道TFT且發光元件104的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極的電壓。
各行的掃描線被掃描線驅動電路103依次選擇，電晶體Tr4和Tr5被開通。且開通電晶體Tr2和Tr3的電壓被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。亦即，施加低於Tr2的閾值電壓VTH和Tr3的閾值電壓VTH組合的電壓。當Tr1、Tr2、Tr3是n溝道TFT時，施加高於Tr2的閾值電壓VTH和Tr3的閾值電壓VTH組合的電壓。
圖3C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr2和Tr3被開通，反偏置電壓被施加到發光元件104。當反偏置電壓被施加到其上時，發光元件104進入不發光狀態。
在圖2所示的象素中，在反偏置周期Ti中，由於Tr3被輸入到信號線的電壓開通並工作於線性區，故源與漏之間的電壓差變為大約等於0。但由於Tr2的柵和源被彼此連接且電源線的電壓Vi低於反電極的電壓，故Tr2處於關斷狀態，Tr2的源和漏電壓不變為彼此相等。因此，施加到發光元件104的反偏置電壓不變成等於電源線Vi與反電極之間的電壓差，但變成反電極與電源線Vi之間的電壓差減去Tr2的VDS的數值。但由於有可能可靠地將反偏置電壓施加到發光元件104，故有可能防止亮度由於發光元件退化而下降。
設計者有可能在考慮佔空率(一幀周期中顯示周期長度之和的比率)的情況下恰當地設定反偏置周期Ti的長度。
在採用數字視頻信號的時間色調驅動方法(數字驅動方法)的情況下，有可能藉助於使對應於各位數字視頻信號的寫入周期Ta和顯示周期Td重複地出現在一幀周期中而顯示一個圖象。例如，當圖象被n位視頻信號顯示時，在一幀周期中至少提供n次寫入周期和n次顯示周期。n次寫入周期(Ta1-Tan)和n次顯示周期(Td1-Tdn)對應於視頻信號的各個位。
例如，在寫入周期Tam(m是1-n的任何數)之後，出現對應於同一位數的顯示周期，在次情況下亦即Tdm。寫入周期Ta和顯示周期Td的組合被稱為「子幀周期SF」。包括對應於m位的寫入周期Tam和顯示周期Tdm的子幀周期被稱為「SFm」。
當採用數字視頻信號時，可以在顯示周期Td1-Tdn之後立即提供反偏置周期Ti，或在於Td1-Tdn內一幀周期中最後出現的顯示周期之後立即提供反偏置周期Ti。同樣，不總是必須為每個幀周期提供反偏置周期Ti，但可以提供成每隔幾個幀周期出現一次。設計者可以恰當地設定反偏置周期Ti出現的次數、時刻、以及長度。
圖4示出了在反偏置周期Ti出現在一幀周期中最後的情況下，施加到掃描線的電壓、施加到電源線的電壓、以及施加到象素(i，j)處的發光元件的電壓的時間圖。圖4示出了Tr4和Tr5都是n溝道TFT；Tr1、Tr2、Tr3都是p溝道TFT的情況。在每個寫入周期Ta1-Tan和反偏置周期Ti中，掃描線Gj被選擇，Tr4和Tr5被開通。在每個顯示周期Td1-Tdn中，掃描線Gj不被選擇，Tr4和Tr5被關斷。而且，電源線Vi的電壓被保持在一個電平，致使在每個寫入周期Ta1-Tan和每個顯示周期Td1-Tdn中當Tr2和Tr3被開通時，正向偏置的電流流到發光元件104；並在反偏置周期Ti中，電源線Vi的電壓被保持在一個電平，致使反偏置電壓被施加到發光元件104。施加的發光元件電壓在每個寫入周期Ta1-Tan和每個顯示周期Td1-Tdn中被保持在正向偏置，而在反偏置周期Ti中被保持沿反偏置。
子幀周期SF1-SFn的長度滿足下列條件，亦即SF1SF2...SFn＝2021...2n-1。
在每個子幀周期中，用各位數字視頻信號選擇是否使發光元件發光。並藉助於控制一幀周期中發光的各個顯示周期長度之和，有可能控制色調數目。
為了改善顯示器上圖象的質量，具有長的顯示周期的子幀周期可以被分割成幾個區段。在日本專利申請No.2000-267164中，公開了實用的分區。
色調還可以與面積色調組合顯示。
在採用模擬視頻信號顯示色調的情況下，當寫入周期Ta和顯示周期Td結束時，就完成一幀周期。在一幀周期中，一個圖象被顯示。然後，開始下一個一幀周期，寫入周期Ta再次開始，並重複上述操作。
在採用模擬視頻信號的情況下，在顯示周期Td之後立即提供反偏置周期Ti。不總是必須為每個幀周期提供反偏置周期Ti，但可以提供成每隔幾個幀周期出現一次。設計者可以恰當地設定反偏置周期Ti出現的次數、時刻、以及長度。
比之圖41所示的一般發光器件，根據本發明，即使當各個象素中電晶體Tr2和Tr3的特性分散時，也有可能防止象素中發光元件亮度的分散。而且，比之圖41所示配備有電壓輸入型象素的TFT51工作於線性區的情況，有可能防止亮度由於發光元件的退化而下降。而且，即使當有機發光層的溫度受到外界空氣溫度、發光平板本身發射的熱等的影響，也能夠防止發光元件亮度的變化。還有可能防止伴隨溫度上升而增大電流消耗。
在根據本發明的象素中，若在寫入周期Ta中Tr4和Tr5如圖3A所示被連接；在顯示周期Td中如圖3B所示被連接；以及在反偏置周期Ti中如圖3C所示被連接，是可以接受的。
至於用於本發明的發光元件，可以用單個無機化合物，或用有機化合物與無機化合物混合的材料來製作空穴注入層、電子注入層、空穴輸運層、電子輸運層等。而且，其一部分可以彼此混合。
實施例以下描述本發明的實施例。
實施例1以圖2所示的象素作為例子，對此實施例的描述涉及到使反偏置周期Ti根據不同於圖4所示的時刻出現的情況。現在參照圖5來描述根據此實施例的驅動方法。
圖5舉例說明了此實施例中施加到各個掃描線的電壓、施加到電源線的電壓、以及饋送到象素(i，j)中的發光元件的電壓的時間圖。圖5舉例說明了電晶體Tr1、Tr2、Tr3由p溝道TFT組成，而電晶體Tr4和Tr5都由n溝道TFT組成的情況。
定義包含寫入周期Ta1-Tan和顯示周期Td1-Tdn的總長度對應於T_1，而寫入周期和顯示周期中電源線Vi與發光元件反電極之間的電位差被表示為V_1。而且，反偏置周期Ti的長度被表示為T_2，而反偏置周期Ti中電源線Vi與發光元件反電極之間的電位差被表示為V_2。在此實施例中，電源線Vi的電壓被保持為適應於下面所示方程|T_1×V_1|＝|T_2×V_2|而且，電源線Vi的電壓被保持為幅度剛好足以使發光元件104能夠接收反方向偏置的電壓。
設想藉助於使一些離子性雜質存在於待要澱積在電極一側上的有機發光層中，具有某個低於其它部分的電阻值的部分被製作在部分有機發光層中，以便電流劇烈地流入低阻部分，從而促進有機發光層的退化。根據本發明，利用反驅動方法，有可能防止這些離子性雜質澱積在電極上，於是進一步防止了有機發光層遭受不希望有的退化。特別是在本發明的這一實施例中，基於上述的結構，而不是僅僅利用反驅動方法，有可能防止離子性雜質僅僅被澱積在一個電極上，從而更可靠地防止有機發光層遭受不希望有的退化。
實施例2以圖2所示的象素作為例子，對此實施例的描述涉及到使反偏置周期Ti根據不同於圖4和5所示的時刻出現的情況。現在參照圖6來描述根據此實施例的驅動方法。
圖6舉例說明了此實施例中施加到各個掃描線的電壓、施加到電源線的電壓、以及饋送到象素(i，j)中的發光元件的電壓的時間圖。圖6舉例說明了電晶體Tr1、Tr2、Tr3由p溝道TFT組成，而電晶體Tr4和Tr5由n溝道TFT組成的情況。
在此實施例中，在剛剛結束各個顯示周期Td1-Tdn之後，換言之，在剛剛結束各個子幀周期之後，立即分別出現反偏置周期Ti1-Tin。例如，在繼續第m子幀周期SFm的情況下(其中m對應於1-n中的任何數)，在結束寫入周期Tam之後，立即出現顯示周期Tdm。反偏置周期Tim被安排成在剛剛結束顯示周期Tdm之後立即出現。
在此實施例中，各個反偏置周期Ti1-Tin的長度被安排成彼此準確相同，且幅度完全相同的電源線Vi電壓在所有工作周期中被饋送。但本發明的範圍不局限於上述安排。可以由設計工程師可選地設定各個反偏置周期Ti1-Tin的長度以及可施加電壓。
實施例3以圖2所示的象素作為例子，對此實施例的描述涉及到使反偏置周期Ti根據不同於圖4-6所示的時刻出現的情況。現在參照圖7來描述根據此實施例的驅動方法。
圖7舉例說明了此實施例中施加到各個掃描線的電壓、施加到電源線的電壓、以及饋送到象素(i，j)中的發光元件的電壓的時間圖。圖7舉例說明了電晶體Tr1、Tr2、Tr3都由p溝道TFT組成，而電晶體Tr4和Tr5都由n溝道TFT組成的情況。
在此實施例中，在剛剛結束各個顯示周期Td1-Tdn之後，換言之，在剛剛結束各個子幀周期之後，立即分別出現反偏置周期Ti1-Tin。例如，在繼續第m子幀周期SFm的情況下(其中m是1-n的任何數)，在結束寫入周期Tam之後，立即出現顯示周期Tdm。於是，反偏置周期Tim在剛剛結束顯示周期Tdm之後立即出現。
而且，在此實施例中，緊接反偏置周期之前出現的顯示周期的長度被安排成愈長，各個反偏置周期中電源線Vi電壓與發光元件反電極電壓之間的電位差的絕對值愈大。幅度完全相同的電源線Vi電壓被用於各個反偏置周期Ti1-Tin。利用上述安排，有可能比圖4-6所示驅動方法更有效地防止有機發光層退化。
實施例4以圖2所示的象素作為例子，對此實施例的描述涉及到使反偏置周期Ti根據不同於圖4-7所示的時刻出現的情況。現在參照圖8來描述根據此實施例的驅動方法。
圖8舉例說明了此實施例中施加到各個掃描線的電壓、施加到電源線的電壓、以及饋送到象素(i，j)中的發光元件的電壓的時間圖。圖8舉例說明了電晶體Tr1、Tr2、Tr3由p溝道TFT組成，而電晶體Tr4和Tr5都由n溝道TFT組成的情況。
在此實施例中，在剛剛結束各個顯示周期Td1-Tdn之後，換言之，在剛剛結束各個子幀周期之後，立即分別出現反偏置周期Ti1-Tin。例如，在繼續第m子幀周期SFm的情況下(其中m是1-n的任何數)，在結束寫入周期Tam之後，立即出現顯示周期Tdm。於是，反偏置周期Tim在剛剛結束顯示周期Tdm之後立即出現。
而且，在此實施例中，緊接反偏置周期之前出現的顯示周期的長度被安排成愈長，各個反偏置周期中電源線Vi電壓與發光元件反電極電壓之間的電位差的絕對值愈大。在各個反偏置周期Ti1-Tin中延續完全相同的長度。利用上述安排，有可能比圖4-6所示驅動方法更有效地防止有機發光層退化。
實施例5下面的描述涉及到為用數字視頻信號驅動的本發明發光器件提供的信號線驅動電路和掃描線驅動電路的結構。
圖9舉例說明了用來實施本發明的信號線驅動電路102的示意方框圖。參考號102a表示移位寄存器，102b表示存儲電路A，102c表示存儲電路B，102d表示電流轉換電路，而參考號102e表示選擇電路。
時鐘信號CLK和起始脈衝信號SP被輸入到移位寄存器102a。數字視頻信號被輸入到存儲電路A102b，而鎖存信號被輸入到另一個存儲電路B102c。而且，選擇信號被輸入到選擇電路102e。下面根據信號流來描述各個電路的工作。
根據經由預定布線路徑對移位寄存器102a的時鐘信號CLK和起始脈衝信號SP輸入，產生時間信號。此時間信號然後被饋送到包括在存儲電路A102b中的各個多個鎖存器A LATA_1-LATA_x。作為變通，在移位寄存器102a中產生的時間信號可以在通過緩衝裝置等放大時間信號之後被輸入到包括在存儲電路A102b中的多個鎖存器ALATA_1-LATA_x。
當時間信號被輸入到存儲電路A102b時，與輸入的時間信號同步，多個對應於一位的數字視頻信號被依次寫入到上述多個鎖存器ALATA_1-LATA_x中，以便在最終被饋送到視頻信號線130之前存儲於其中。
在此實施例中，多個數字視頻信號被依次寫入到包含LATA_1-LATA_x的存儲電路A中。但本發明的範圍不僅僅局限於這種安排。例如，也可以將存儲電路A102b中的多個鎖存器級分成多個組，以便使數字視頻信號能夠被同時輸入到彼此平行的各個組。此方法被稱為例如「分割驅動」。分成的組的數目被稱為分割數。例如，當各個鎖存器被分成多個4級組時，稱為四分驅動。
直至完成將多個數字視頻信號依次寫入到存儲電路A102b中所有多個鎖存器級的過程所用的時間周期，被稱為一行周期。存在著行周期涉及到其中加入了水平返回周期的情況。
在結束一行周期之後，鎖存信號經由鎖存信號線131被饋送到另一個存儲電路B102c中的多個鎖存器B LATB_1-LATB_x。同時，被存儲電路A102b中的多個鎖存器LATA_1-LATA_x保持的多個數字視頻信號，立即被寫入到上述存儲電路B102c中的多個鎖存器B LATB_1-LATB_x，以便存儲在其中。
在將保持的數字視頻信號全部饋送到存儲電路B102c之後，與饋自上述移位寄存器102a的時間信號同步，對應於下一位的數字視頻信號被依次寫入到存儲電路A102b中。在進行第二輪一行周期的過程中，存儲在存儲電路B102c中的數字視頻信號被饋送到電流轉換電路102d。
電流轉換電路102d包含多個電流設定電路C1-Cx.。根據輸入到各個電流設定電路C1-Cx的數字視頻信號的二進位數據1或0，確定待要饋送到下一個選擇電路102e的信號的信號電流Ic的幅度。具體地說，信號電流Ic的幅度剛剛足以使發光元件發光，或使發光元件不發光。
根據從選擇信號線132接收到的選擇信號，選擇電路102e確定上述信號電流Ic應該被饋送到相應的信號線，抑或能夠使電晶體Tr2開通的電壓應該被饋送到相應的信號線。
圖10舉例說明了上述電流設定電路C1和選擇電路D1的具體結構。應該理解的是，各個電流設定電路C2-Cx的結構完全與上述電流設定電路C1的結構相同。同樣，各個電流選擇電路D2-Dx的結構完全與電流選擇電路D1的結構相同。
電流設定電路C1包含恆流源631、4個傳輸門SW1-SW4、以及一對倒相器Inb1和Inb2。應該指出的是，為恆流源631提供的電晶體650的極性與為各個象素提供的上述電晶體Tr1和Tr2的極性完全相同。
傳輸門SW1-SW4的轉換操作由從存儲電路B102c中的鎖存器LATB_1輸出的數字視頻信號控制。饋送到傳輸門SW1和SW3的數字視頻信號以及饋送到傳輸門SW2和SW4的數字視頻信號，分別被倒相器Inb1和Inb2倒相。由於這一安排，當傳輸門SW1和SW3仍然開通時，傳輸門SW2和SW4被關斷，反之亦然。
當傳輸門SW1和SW3仍然開通時，預定值非0的電流Id經由傳輸門SW1和SW3，從恆流源631被饋送到選擇電路D1作為信號電流Ic。
相反，當傳輸門SW2和SW4保持開通時，從恆流源631輸出的電流Id經由傳輸門SW2被接地。而且，流過電源線V1-Vx的電源電壓，經由傳輸門SW4被施加到選擇電路D1，從而進入Ic0的狀態。
選擇電路D1包含一對傳輸門SW5和SW6以及倒相器Inb3。傳輸門SW5和SW6的轉換操作由轉換信號控制。分別饋送到傳輸門SW5和SW6的的轉換信號的極性，被倒相器Inb3彼此倒相，於是，當傳輸門SW5仍然開通時，其它傳輸門SW6仍然被關斷，反之亦然。當傳輸門SW5仍然開通時，上述信號電流Ic被饋送到信號線S1。當傳輸門SW6仍然開通時，足以開通上述電晶體Tr2的電壓，被饋送到信號線S1。
再次參照圖9，在電流轉換電路102d內的所有電流設定電路C1-Cx中，在一行周期內同時執行上述一系列過程。結果，待要饋送到所有信號線的信號電流Ic的實際數值被相應的數字視頻信號選擇。
用來實施本發明的驅動電路的結構不僅僅局限於上述那些。而且，上面舉例說明的電流轉換電路也不僅僅局限於圖10所示的結構。就用於本發明的電流轉換電路能夠將數字視頻信號用來選擇某個二進位數值以取得信號電流Ic，然後將帶有被選擇數值的信號電流饋送到信號線而言，可以採用任何結構。而且，就選擇電路能夠選擇將信號電流Ic饋送到信號線或將足以開通電晶體Tr2的某個電壓饋送到信號線而言，除了圖10所示的之外，也可以採用任何結構作為選擇電路10。
也可以利用像能夠選擇任一信號線的解碼電路那樣的不同電路來代替移位寄存器。
下面接著描述掃描線驅動電路的結構。
圖11舉例說明了掃描線驅動電路641的方框圖，它包含移位寄存器642和緩衝電路643。若有需要，還可以提供電平移位器。
在掃描線驅動電路641中，在輸入時鐘信號CLK和起始脈衝信號SP時，產生時間信號。產生的時間信號被緩衝電路643緩衝並放大，然後被饋送到相應的掃描線。
包含對應於一行的象素的電晶體的多個柵，被連接到各個掃描線。由於要求包括在對應於一行的象素中的多個電晶體同時開通，故緩衝電路643能夠適應大電流流動。
應該指出的是，為本發明發光器件提供的掃描線驅動電路641的結構不僅僅局限於圖11所示的。例如，也可以利用像能夠選擇任一信號線的解碼電路那樣的不同電路來代替上述移位寄存器。
也可以藉助於與實施例1-4進行自由組合來實現根據此實施例的結構。
實施例6下面的描述涉及到為用模擬驅動方法驅動的本發明發光器件提供的信號線驅動電路的結構。由於此實施例中的掃描線驅動電路採用了前面實施例5所示的結構，故其進一步描述從略。
圖12舉例說明了用來實施本發明的信號線驅動電路401的示意方框圖。參考號402表示移位寄存器，403表示緩衝電路，404表示取樣電路，405表示電流轉換電路，而參考號406表示選擇電路。
時鐘信號CLK和起始脈衝信號SP被輸入到移位寄存器402。當時鐘信號CLK和起始脈衝信號SP被輸入到移位寄存器402時，產生時間信號。
產生的時間信號被緩衝電路403緩衝並放大，然後被輸入到取樣電路404。也可以用電平移位器代替緩衝電路404來放大時間信號。作為變通，可以提供緩衝電路和電平移位器二者。
接著，與時間信號同步，取樣電路404將饋自視頻信號線430的模擬視頻信號饋送到位於後續級的電流轉換電路405。
電流轉換電路405產生幅度對應於輸入的模擬視頻信號電壓的信號電流Ic，然後將產生的信號電流Ic饋送到下面的選擇電路406。選擇電路406選擇將信號電流Ic饋送到信號線，抑或將能夠使電晶體Tr2關斷的電壓饋送到信號線。
圖13示出了為電流轉換電路405提供的取樣電路404以及電流設定電路C1-Cx的具體結構。取樣電路404經由端子410被連接到緩衝電路403。
取樣電路404配備有多個開關411。取樣電路404接收饋自視頻信號線430的模擬視頻信號。與時間信號同步，開關411分別對輸入的模擬視頻信號進行取樣，然後將取樣得到的模擬視頻信號饋送到位於後續級的電流設定電路C1。應該指出的是，圖13僅僅舉例說明了上述電流設定電路C1-Cx中連接到建立在取樣電路404中的一個開關411的電流設定電路C1。但假設圖13所示的電流設定電路C1被連接到為取樣電路404提供的各個後續級中的各個開關411。
在本實施例中，單個開關411僅僅利用一個電晶體。但應該指出的是，就模擬視頻信號能夠與時間信號同步地恰當被取樣而言，對上述開關411的結構不存在限制。
被取樣的模擬視頻信號然後被輸入到為電流設定電路C1提供的電流輸出電路412。電流輸出電路412輸出數值對應於輸入模擬視頻信號的電壓的信號電流。在圖12中，電流輸出電路412由放大器和電晶體形成。但本發明的範圍不僅僅局限於這種結構，而是也可以利用能夠輸出對應於輸入的模擬視頻信號電壓的電流的任何電路。
上述信號電流被饋送到電流設定電路C1中的復位電路417，其中的復位電路417包含一對傳輸門413和414以及倒相器416。
復位信號(Res)被輸入到傳輸門414，而另一個傳輸門413接收被倒相器416倒相了的復位信號(Res)。傳輸門413和另一個傳輸門414分別與被倒相了的復位信號和復位信號同步地單獨工作，於是，當傳輸門413和414中任何一個保持開通時，另一個就保持關斷。
當傳輸門413保持開通時，信號電流被饋送到下一個選擇電路D1。另一方面，當傳輸門414保持開通時，電源415的電壓被饋送到位於後續級的選擇電路D1。在返回周期中，希望信號線被復位。但除了象素的顯示周期外，也可以按要求在返回周期之外的周期內對信號線進行復位。
選擇電路D1包含一對傳輸門SW1和SW2以及倒相器Inb。傳輸門SW1和SW2的轉換操作由轉換信號控制。分別饋送到傳輸門SW1和SW2的轉換信號的極性，被倒相器Inb彼此倒相，於是，當傳輸門SW1保持開通時，另一個傳輸門SW2保持關斷，反之亦然。當傳輸門SW1保持開通時，上述信號電流Ic被饋送到信號線S1。當傳輸門SW2保持開通時，足以開通上述電晶體Tr2的電壓，被饋送到信號線S1。
也可以利用像能夠選擇任一信號線的解碼電路那樣的不同電路來代替移位寄存器。
用來驅動本發明的發光器件的信號線驅動電路的實際結構不僅僅局限於本實施例所舉例說明的。藉助於與前面各個實施例1-4舉例說明的結構進行自由組合，也可以實現根據本實施例的結構。
實施例7在本實施例中，描述不同於圖2所示的根據本發明的發光器件的象素的結構。
圖14示出了實施例7的象素的結構。圖1所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
象素101具有諸如Tr1、Tr2、Tr3、Tr4的TFT、發光元件204、以及存儲電容器205。
Tr3和Tr4的柵都被連接到第一掃描線Gj。Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr2的第一端子。而且，Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到Tr2的第一端子，而另一個被連接到Tr1的柵。換言之，Tr3的第一端子和第二端子中的任一個被連接到Tr4第一端子和第二端子中的任一個。
Tr1的第一端子被連接到電源線Vi，而第二端子被連接到Tr2的第一端子。Tr2的柵被連接到第二掃描線Pj。Tr2的第二端子被連接到包括在發光元件204中的象素電極，發光元件204具有象素電極、反電極、以及提供在象素電極與反電極之間的有機發光層。發光元件204的反電極被饋以來自提供在發光平板外部的電源的恆定電壓。
Tr3和Tr4可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr3和Tr4具有相同的極性。Tr1也可以是n溝道TFT或p溝道TFT。而且，Tr2可以是n溝道TFT或p溝道TFT。對於發光元件的象素電極和反電極，其中之一是陽極，而另一是陰極。在Tr2是p溝道TFT的情況下，最好陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極。相反，在Tr2是n溝道TFT的情況下，最好陰極被用作象素電極而陽極被用作反電極。
存儲電容器205被製作在Tr1的柵與源之間。雖然存儲電容器被提供來可靠地保持Tr1的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器。
接著，參照圖15來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被分成各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖15簡要示出了各個周期中電晶體Tr1和Tr2以及發光元件204的連接。此處作為例子給出了Tr1是p溝道TFT且發光元件204的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期在各行的象素開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2和Tr3被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1是p溝道TFT且發光元件204的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1是n溝道TFT且發光元件204的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。但各個第一掃描線的被選擇周期彼此不重疊。而且，第二掃描線P1-Py不被選擇。根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號的電壓，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖15A示出了當信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號206表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。而且，參考號207表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3和Tr4處於開通狀態，故當信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與第一端子之間流動。此時，Tr1的第一端子被連接到電源線Vi。
由於柵和漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區。因此，如表達式1所示，電晶體Tr1的柵電壓VGS由信號電流Ic的數值確定。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中相同的電平。而且，在顯示周期Td中，所有第一掃描線G1-Gy不被選擇，而所有第二掃描線P1-Py被選擇。
圖15B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，Tr1的源被連接到電源線Vi。在顯示周期Td中，寫入周期Ta中確定的VGS保持不變，因此，與寫入周期Ta的幅度相同的驅動電流流到發光元件204，且發光元件204以根據此驅動電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即隨之以顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即隨之以下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1是p溝道TFT且發光元件204的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1是n溝道TFT且發光元件204的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
根據本實施例，在反偏置周期中，與顯示周期Td一樣，電晶體Tr3和Tr4處於關斷狀態，而Tr2處於開通狀態。
圖15C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。當反偏置電壓被施加到其上時，發光元件204進入不發光狀態。在寫入周期Ta中，當Tr1完全開通且若Tr1的源與漏之間的電壓差基本上等於0時，電源線Vi與反電極之間的電壓差原封不動地被施加到發光元件204。
設計者可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來確定反偏置周期Ti的所需長度。
在根據本實施例的發光器件中，有可能不僅採用數字視頻信號，而且採用模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例8在本實施例中，描述不同於圖2和圖14所示的根據本發明的發光器件的象素的結構。
圖16示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖16所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
根據本實施例的象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、發光元件224、以及存儲電容器225。
電晶體Tr3和電晶體Tr4的柵都被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr1的柵。而且，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr1的第一端子被連接到電源線Vi，而第二端子被連接到電晶體Tr2的第一端子。電晶體Tr2的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr2的第二端子被連接到包括在發光元件224中的象素電極，反電極的電壓被保持在預定電平。
電晶體Tr3和電晶體Tr4可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr3和電晶體Tr4具有相同的極性。
電晶體Tr1和電晶體Tr2也可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。但電晶體Tr1和電晶體Tr2具有相同的極性。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。
存儲電容器225被製作在電晶體Tr1的柵與源之間。雖然存儲電容器225被提供來保持電晶體Tr1的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器。
接著，參照圖17來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖17簡要示出了各個周期中電晶體Tr1和Tr2以及發光元件224中的連接。此處作為例子給出了Tr1是p溝道TFT且發光元件224的陽極被用作象素電極的情況。
首先，在寫入周期Ta中，當寫入周期Ta在各行的象素開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1是p溝道TFT且發光元件224的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1是n溝道TFT且發光元件224的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，其柵被連接到第一掃描線Gj的電晶體Tr3和Tr4被開通。各個第一掃描線的被選擇周期彼此不重疊。在寫入周期Ta中，第二掃描線Pj不被選擇，且Tr2關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號的電壓，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖17A示出了當信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號227表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。而且，參考號226表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。
在寫入周期Ta中，由於電晶體Tr3和Tr4處於開通狀態，故當信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的源與漏之間流動。此時，由於柵和漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區。因此，如表達式1所示，電晶體Tr1的柵電壓VGS由信號電流Ic的數值確定。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。而且，在顯示周期Td中，第一掃描線Gj不被選擇，而第二掃描線Pj被選擇。
圖17B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr2被開通。
在顯示周期Td中，在電晶體Tr1，寫入周期Ta中確定的VGS保持不變。因此，電晶體Tr1的漏電流被保持在與信號電流Ic相同的數值。而且，由於電晶體Tr2被開通，故漏電流經由電晶體Tr2流到發光元件224。因此，在顯示周期Td中，與信號電流Ic幅度相同的驅動電流流到發光元件224，且發光元件224以根據此驅動電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即隨之以顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即隨之以下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1是p溝道TFT且發光元件224的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1是n溝道TFT且發光元件224的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
根據本實施例，在反偏置周期中，與顯示周期Td一樣，電晶體Tr3和Tr4處於關斷狀態，而Tr2處於開通狀態。
圖17C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。當反偏置電壓被施加到其上時，發光元件224進入不發光狀態。在寫入周期Ta中，當Tr1完全開通且若Tr1的源與漏之間的電壓差基本上等於0時，電源線Vi與反電極之間的電壓差原封不動地被施加到發光元件224。
設計者可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來確定反偏置周期Ti的所需長度。
在根據本實施例的發光器件中，有可能不僅採用數字視頻信號，而且採用模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例9下面描述不同於圖2、圖14、圖16所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖18示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖18所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、發光元件234、以及存儲電容器235。存儲電容器235被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的柵電壓，但不總是必須提供存儲電容器235。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr1的第二端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr2的第二電極端子。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1和電晶體Tr2的第一端子都被連接到電源線Vi。而且，電晶體Tr2的第二端子被連接到發光元件234的象素電極。而且，反電極被保持在預定電壓。
包括在存儲電容器235中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到電源線Vi。
電晶體Tr1和Tr2可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1和Tr2的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。
接著，參照圖19來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖19簡要示出了各個周期中電晶體Tr1和Tr2以及發光元件234的連接。此處作為例子給出了Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件234的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件234的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件234的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5關斷。第一掃描線和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖19A示出了當對應於視頻信號的信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號236表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號237表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3處於開通狀態，故當對應於視頻信號的信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵和漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據信號電流Ic而被確定。
電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。因此，電晶體Tr2的漏電流的幅度成為正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝I1＝Ic。
而且，電晶體Tr2的漏電流流到發光元件234。流到發光元件的電流的幅度對應於恆流源237中的預定信號電流Ic，發光元件234於是以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光。在流到發光元件的電流無限接近0的情況下，或在流到發光元件的電流為反偏置的情況下，發光元件不發光。
當各行象素處的寫入周期Ta完成時，就完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。其理由是，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器235的電荷通過Tr4洩漏。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。在顯示周期Td開始時，第三掃描線被依次選擇，電晶體Tr5被開通。由於第一掃描線和第二掃描線不被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖19B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到電源線Vi。
在電晶體Tr1和電晶體Tr2中，寫入周期Ta中確定的VGS保持不變。因此，對應於信號電流Ic的電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2的漏電流I2，都保持不變。由於電晶體Tr5被開通，故電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2的漏電流I2，都流到發光元件234。發光元件234於是以根據漏電流I1和漏電流I2的組合電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期Ti開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件234的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件234的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一、第二、以及第三掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3、Tr4、和Tr5被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。
圖19C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，Tr1和Tr2被開通，反偏置電壓被施加到發光元件234。當施加反偏置電壓時，發光元件234進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件234以根據流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。雖然發光元件在寫入周期Ta中也以根據漏電流量I1的亮度發光，但此光對灰度的影響被認為小得足以在實際顯示平板中被忽略。這是因為，例如在VGA級顯示平板的情況下，其象素部分具有480行象素，一行象素的寫入周期Ta短達一幀周期的1/480。當然，藉助於考慮在寫入周期Ta中流入到發光元件中的電流對灰度的影響，可以修正信號電流量Ic。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I1和漏電流I2之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於電晶體Tr1的漏電流I1的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一被連接到電晶體Tr1的柵。但本實施例不局限於這種結構。在此實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5在Ta中可以如圖19A所示被連接；在Td中如圖19B所示被連接；而在Ti中如圖19C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例10下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖20示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖20所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、發光元件244、以及存儲電容器245。存儲電容器245被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵電壓，但不總是必須提供存儲電容器245。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr1和Tr2的第一端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電源線Vi，而另一個被連接到Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的第一端子，而另一個被連接到發光元件244的象素電極。
電晶體Tr6的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr6的第一端子和第二端子之一被連接到電源線Vi，而另一個被連接到Tr2的第二端子。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1的第二端子被連接到電源線Vi。
包括在存儲電容器245中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到電晶體Tr1和Tr2的源。反電極保持預定的電壓。
電晶體Tr1和Tr2可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1和Tr2的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5、Tr6可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。但由於電晶體Tr5和Tr6的柵都被連接到第三掃描線Rj，故其極性必須相同。當電晶體Tr5和Tr6的柵不被連接到同一個布線時，其極性可以不相同。
接著，參照圖21來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖21簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、Tr5以及發光元件244的連接。此處作為例子給出了Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件244的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2、Tr5、Tr6被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件244的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件244的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被選擇，電晶體Tr3和Tr4因而被開通。第一和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5和Tr6關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖21A示出了當信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號246表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號247表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3處於開通狀態，故當信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據信號電流數值Ic而被確定。
電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。
在寫入周期Ta中，電晶體Tr2的漏處於所謂浮置狀態，其中的漏不被提供來自其它布線和電源等的任何電壓。因此，沒有漏電流流到電晶體Tr2。
當寫入周期Ta完成時，就依次完成了各行的第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器245的電荷通過Tr4洩漏。
另一方面，當各行象素處的寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，各行的第三掃描線被依次選擇，電晶體Tr5和Tr6被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖21B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi。
另一方面，在電晶體Tr1和電晶體Tr2中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。因此，與電晶體Tr1相同的柵電壓被提供給電晶體Tr2。而且，由於電晶體Tr6被開通，且電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi，故電晶體Tr2的漏電流幅度變成正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝I1＝Ic。
而且，由於電晶體Tr5被開通，故電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2的漏電流I2，都流到發光元件244。因此，在顯示周期Td中，其幅度由漏電流I1和漏電流I2組合而成的電流流到發光元件244，發光元件244以根據流到發光元件的電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期Ti開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2、Tr5、Tr6被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件244的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件244的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一、第二、以及第三掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3、Tr4、Tr5、Tr6被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。
圖21C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，Tr2、TR5、Tr6被開通，反偏置電壓被施加到發光元件244。當施加反偏置電壓時，發光元件244進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr2、TR5、Tr6被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件244以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I1和漏電流I2之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於電晶體Tr1的漏電流I1的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5、Tr6在Ta中可以如圖21A所示被連接；在Td中如圖21B所示被連接；而在Ti中如圖21C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
而且，提供電晶體Tr5，以便在寫入周期Ta中使信號電流Ic和電晶體Tr1的漏電流I1更接近相同的數值。不總是必須電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的第一端子而另一被連接到發光元件244的象素電極。電晶體Tr5可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr2的源在寫入周期Ta中被連接到象素電極和發光元件244的信號線Si中的任何一個。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而且，在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例11下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18、圖20所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖22示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖22所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、發光元件254、以及存儲電容器255。存儲電容器255被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵電壓，但不總是必須提供存儲電容器255。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到Tr1的第一端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電源線Vi，而另一個被連接到Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr6的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr6的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第一端子，而另一個被連接到發光元件254的象素電極。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第一端子，而另一個被連接到發光元件254的象素電極。反電極保持預定的電壓。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1和Tr2的第二端子被連接到電源線Vi。
包括在存儲電容器255中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到電晶體Tr1的源。
電晶體Tr1和Tr2可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1和Tr2的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5、Tr6可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。但由於電晶體Tr5和Tr6的柵都被連接到第三掃描線Rj，故其極性必須相同。當電晶體Tr5和Tr6的柵不被連接到同一個布線時，其極性可以不相同。
接著，參照圖23來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖23簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、Tr6、以及發光元件254的連接。此處作為例子給出了Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件2 54的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2和Tr6被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件254的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件254的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被選擇，電晶體Tr3和Tr4因而被開通。第一和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5和Tr6關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖23A示出了當信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號256表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號257表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3處於開通狀態，故當信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據信號電流數值Ic而被確定。
在顯示周期Td中，由於電晶體Tr6被關斷，故電晶體Tr2的漏處於所謂浮置狀態，其中的漏不被提供來自其它布線和電源等的任何電壓。因此，沒有漏電流流到電晶體Tr2。
在各行的象素處，當寫入周期Ta完成時，就依次完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器255的電荷通過Tr4洩漏。
當各行象素處的寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，第三掃描線被選擇。因此，在各行的象素處，電晶體Tr5和Tr6被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖23B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi。
另一方面，在電晶體Tr1中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。而且，由於電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi，故電晶體Tr2的漏電流I2的幅度正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝I1＝Ic。
而且，由於電晶體Tr5被開通，故電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2的漏電流I2，流到發光元件254。因此，在顯示周期Td中，其幅度由漏電流I1和漏電流I2組合而成的電流流到發光元件254，發光元件254以根據流到發光元件的電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2和Tr6被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件254的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件254的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一、第二、以及第三掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3、Tr4、Tr5、Tr6被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。
圖23C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr2和Tr6被開通，故反偏置電壓被施加到發光元件254。當施加反偏置電壓時，發光元件254進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr2和Tr6被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件254以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I1和漏電流I2之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於電晶體Tr1的漏電流I1的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5、Tr6在Ta中可以如圖23A所示被連接；在Td中如圖23B所示被連接；而在Ti中如圖23C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而且，在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例12下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18、圖20、圖22所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖24示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖24所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、發光元件264、以及存儲電容器265。存儲電容器265被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器265。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr6的柵被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。電晶體Tr6的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr5的第一端子或第二端子。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr6的第一端子或第二端子。
電晶體Tr1、電晶體Tr2、電晶體Tr6的柵被彼此連接。電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到電源線Vi。電晶體Tr2的第二端子被連接到發光元件264的象素電極。反電極保持預定的電壓。
包括在存儲電容器265中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到電源線Vi。
電晶體Tr1、Tr2、Tr6可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1、Tr2、Tr6的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。
接著，參照圖25來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖25簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、Tr6、以及發光元件264的連接。此處作為例子給出了Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件264的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件264的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件264的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被選擇，電晶體Tr3和Tr4因而被開通。第一和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖25A示出了當對應於視頻信號的信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號266表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號267表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3被開通，故當對應於視頻信號的信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據信號電流數值Ic而被確定。此時，電流數值Ic被確定成使根據電流數值Ic的電晶體Tr1的柵電壓VGS低於由Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加而得到的電壓。當Tr1、Tr2、Tr6是n溝道TFT時，電流數值Ic被確定成高於由Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加而得到的數值。
電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。因此，電晶體Tr2的漏電流正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μCOW/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝Ic。
電晶體Tr2的漏電流I2流到發光元件264。流到發光元件的電流的幅度對應於恆流源267所確定的信號電流Ic，發光元件264以對應於流到其中的電流的幅度的亮度發光。當流到發光元件的電流非常接近0時，或當流到發光元件的電流為反偏置的時，發光元件264不發光。
當寫入周期Ta完成時，就完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器265的電荷通過Tr4洩漏。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，第三掃描線被選擇，電晶體Tr5被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖25B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到電源線Vi。
另一方面，在電晶體Tr1和Tr2中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。VGS低於Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加的電壓。而且，電晶體Tr6的柵被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。因此，電晶體Tr1的漏電流和電晶體Tr6的漏電流被保持相同的幅度。如表達式1所示，電晶體Tr1的漏電流依賴於電晶體Tr6的溝道長度和溝道寬度。
假設柵電壓、遷移率、單位面積柵電容、閾值、以及溝道寬度在電晶體Tr1與Tr6之間相同，則從表達式1得到表達式2。在表達式2中，電晶體Tr1的溝道長度表示為L1；Tr6的溝道長度表示為L6；而Tr1和Tr6的漏電流表示為I3。
I3＝I1×L1/(L1+L6)另一方面，電晶體Tr2的漏電流值I2保持在對應於信號電流Ic的幅度。而且，由於電晶體Tr5被開通，故電晶體Tr1和Tr6的漏電流I3以及電晶體Tr2的漏電流I2，流到發光元件264。因此，發光元件264以對應於漏電流I3和I2的組合電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件264的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr6是n溝道TFT且發光元件264的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。且其電平使電晶體Tr1、Tr2、Tr6開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。第三掃描線可以被選擇或不被選擇。圖25c示出了第三掃描線不被選擇且Tr5被關斷的情況。
圖25C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr2被開通，故反偏置電壓被施加到發光元件264。當施加反偏置電壓時，發光元件264進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件264以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。在寫入周期Ta中，雖然發光元件也以對應於漏電流I1的幅度的亮度發光，但可以假設其對實際平板的色調的影響非常小，以至於可忽略。這是因為例如在VGA情況下，由於象素區配備有480行象素，故一行象素的寫入周期Ta非常小，約為一幀周期的1/480。當然，在考慮對寫入周期Ta中流到發光元件的電流對色調的影響的情況下，可以修正信號電流Ic的幅度。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I2和漏電流I3之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於信號電流Ic的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
而且，比之圖2、圖14、圖16、圖18、圖20、圖22所示的象素，在根據本實施例的象素中，由於顯示周期中Tr1的漏電流小於寫入周期中電晶體Tr1的漏電流，故流到發光元件的電流對信號電流Ic的比率變得更小。因此，由於有可能使信號電流Ic更大，故不容易受到噪聲的影響。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
而且，根據本實施例，電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr6的第一端子或第二端子。但本實施例不局限於這種結構。在根據本實施例的象素中，電晶體Tr5可以被連接到另一元件或布線，使電晶體Tr1的漏和象素電極在寫入周期Ta中被彼此分隔開，而電晶體Tr1的漏和象素電極在顯示周期Td中被彼此連接。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5在Ta中可以如圖25A所示被連接；在Td中如圖25B所示被連接；而在Ti中如圖25C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而且，在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例13下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18、圖20、圖22、圖24所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖26示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖26所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、發光元件274、以及存儲電容器275。存儲電容器275被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器275。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子和電源線Vi，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1和電晶體Tr2的第一端子都被連接到發光元件274的象素電極。
包括在存儲電容器275中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到發光元件274的象素電極。反電極保持預定的電壓。
電晶體Tr1和Tr2可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1和Tr2的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。
接著，參照圖27來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖27簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、以及發光元件274的連接。此處作為例子給出了Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件274的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件274的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件274的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇。第一和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。電晶體Tr3和Tr4因而被開通。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖27A示出了當對應於視頻信號的信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號276表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號277表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3被開通，故當對應於視頻信號的信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據信號電流數值Ic而被確定。
電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。因此，電晶體Tr2的漏電流正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μCOW/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝Ic。
電晶體Tr2的漏電流I2流到發光元件274。流到發光元件的電流的幅度對應於恆流源277所確定的信號電流Ic，發光元件274以對應於流到其中的電流的幅度的亮度發光。當流到發光元件的電流非常接近0時，或當流到發光元件的電流為反偏置的時，發光元件274不發光。
當寫入周期Ta完成時，就完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器275的電荷通過Tr4洩漏。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，各行的第三掃描線被依次選擇，電晶體Tr5被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖27B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到發光元件274的象素電極。
另一方面，在電晶體Tr1和Tr2中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然成為電晶體Tr2的柵電壓。而且，由於電晶體Tr1的漏和電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi，故電晶體Tr2漏電流I2的幅度正比於電晶體Tr1的漏電流I1。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝I1＝Ic。
而且，由於電晶體Tr5開通，故電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2的漏電流I2流到發光元件274。因此，在顯示周期Td中，其幅度由漏電流I1和漏電流I2組合的電流，流到發光元件274，發光元件274以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件274的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件274的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。第三掃描線可以被選擇或不被選擇。圖27c示出了第三掃描線不被選擇且Tr5被關斷的情況。
圖27C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr1和Tr2被開通，故電源線Vi的電壓被施加到發光元件274的象素電極，且反偏置電壓被施加到發光元件274。當施加反偏置電壓時，發光元件274進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件274以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I1和漏電流I2之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於信號電流Ic的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
而且，在本實施例中，電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr6的第一端子或第二端子。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr5可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的漏與象素電極在寫入周期Ta中被彼此分隔開，而電晶體Tr1的漏和象素電極在顯示周期Td中被彼此連接。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5在Ta中可以如圖27A所示被連接；在Td中如圖27B所示被連接；而在Ti中如圖27C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而且，在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例14下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18、圖20、圖22、圖24、圖26所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖28示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖28所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、發光元件284、以及存儲電容器285。存儲電容器285被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器285。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子和電源線Vi，而另一個被連接到電晶體Tr6的第一或第二端子。
電晶體Tr6的柵被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。電晶體Tr6的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr5的第一端子或第二端子。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr1和電晶體Tr2的第一端子都被連接到發光元件284的象素電極。反電極保持預定的電壓。
包括在存儲電容器285中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到發光元件284的象素電極。
電晶體Tr1、Tr2和Tr6可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1、Tr2和Tr6的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1、Tr2、Tr6最好是n溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1、Tr2、Tr6最好是p溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。
接著，參照圖29來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖29簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、以及發光元件284的連接。此處作為例子給出了Tr1、Tr2、Tr6是n溝道TFT且發光元件284的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr6是n溝道TFT且發光元件284的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件284的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇。電晶體Tr3和Tr4因而被開通。第一和第二掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖29A示出了當對應於視頻信號的信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號286表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號287表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3被開通，故當對應於視頻信號的信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據電流數值Ic而被確定。此時，電流值Ic被確定成使依賴於電流值Ic的電晶體Tr1的柵電壓VGS高於由Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加而得到的電壓。當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT時，電流值Ic被確定成低於由Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加而得到的電壓。
電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然是電晶體Tr2的柵電壓。因此，電晶體Tr2的漏電流正比於電晶體Tr1的漏電流。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝Ic。
電晶體Tr2的漏電流I2流到發光元件284。流到發光元件的電流的幅度對應於恆流源287所確定的信號電流Ic，發光元件284以對應於流到其中的電流的幅度的亮度發光。當流到發光元件的電流非常接近0時，或當流到發光元件的電流為反偏置的時，發光元件284不發光。
當寫入周期Ta完成時，就完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器285的電荷通過Tr4洩漏。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，各行的第三掃描線被依次選擇，電晶體Tr5被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖29B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的源被連接到發光元件284的象素電極。
另一方面，在電晶體Tr1和Tr2中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。VGS高於將Tr1的閾值VTH與Tr6的閾值VTH相加而得到的電壓。而且，電晶體Tr6的柵被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。因此，電晶體Tr1的漏電流和電晶體Tr6的漏電流被保持幅度相同。如表達式1所示，電晶體Tr1的漏電流依賴於電晶體Tr6的溝道長度和溝道寬度。
如上所述，假設電晶體Tr1和Tr6的柵電壓、遷移率、單位面積柵電容、閾值、以及溝道寬度相同，則從表達式1得到表達式2。
另一方面，電晶體Tr2的漏電流值I2被保持在對應於信號電流Ic的幅度。
而且，由於電晶體Tr5開通，故電晶體Tr1和Tr6的漏電流I1和電晶體Tr2漏電流I2都流到發光元件284。因此，發光元件284以對應於漏電流I1和I2組合的電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1、Tr2、Tr6是n溝道TFT且發光元件284的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1、Tr2、Tr6是p溝道TFT且發光元件284的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。第三掃描線可以被選擇或不被選擇。圖29C示出了第三掃描線不被選擇且Tr5被關斷的情況。
圖29C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr2被開通，故反偏置電壓被施加到發光元件284。當施加反偏置電壓時，發光元件284進入不發光狀態。
電源線的電壓可以處於這樣一個電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。設計者也可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件284以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I2和漏電流I3之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr 2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於信號電流Ic的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
而且，與圖2，圖14，圖16，圖18，圖20，圖22和圖26所示象素比較，在根據本實施例的象素中，由於在顯示周期中Tr1的漏電流小於在寫入周期中Tr1的漏電流，流到發光元件的電流相對於信號電流Ic的比率變為更小。因此，由於可能使信號電流Ic更大，這就不易受到噪音的影響。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
而且，在本實施例中，電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第二端子，而另一被連接到Tr2的第二端子。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr5可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的漏與象素電極在寫入周期Ta中被彼此分隔開，而電晶體Tr1的漏和象素電極在顯示周期Td中被彼此連接。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5在Ta中可以如圖29A所示被連接；在Td中如圖29B所示被連接；而在Ti中如圖29C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一種或二種布線。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而且，在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例15下面描述不同於圖2、圖14、圖16、圖18、圖20、圖22、圖24、圖26、圖28所示的根據本發明另一實施例的發光器件的象素的結構。
圖30示出了圖1所示的象素101的詳細結構。圖30所示的象素101具有信號線Si(S1-Sx之一)、第一掃描線Gj(G1-Gy之一)、第二掃描線Pj(P1-Py之一)、第三掃描線Rj(R1-Ry之一)、以及電源線Vi(V1-Vx之一)。
而且，象素101具有電晶體Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、發光元件294、以及存儲電容器295。存儲電容器295被提供來更可靠地保持電晶體Tr1和Tr2的柵與源之間的電壓(柵電壓)，但不總是必須提供存儲電容器295。
電晶體Tr3的柵被連接到第一掃描線Gj。電晶體Tr3的第一端子和第二端子之一被連接到信號線Si，而另一個被連接到電晶體Tr1的第二端子。
電晶體Tr4的柵被連接到第二掃描線Pj。電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一個被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵。
電晶體Tr5的柵被連接到第三掃描線Rj。電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第一端子和發光元件294的象素電極，而另一個被連接到電晶體Tr1的第一端子。
電晶體Tr1和電晶體Tr2的柵被彼此連接。電晶體Tr2的第一端子被連接到發光元件294的象素電極。電晶體Tr1和電晶體Tr2的第二端子都被連接到電源線Vi。反電極保持預定的電壓。
包括在存儲電容器295中的二個電極之一被連接到電晶體Tr1和Tr2的柵，而另一被連接到發光元件294的象素電極。
電晶體Tr1和Tr2可以是n溝道電晶體或p溝道電晶體。但電晶體Tr1和Tr2的極性相同。當陽極被用作象素電極而陰極被用作反電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是n溝道電晶體。相反，當陽極被用作反電極而陰極被用作象素電極時，電晶體Tr1和Tr2最好是p溝道電晶體。
電晶體Tr3、Tr4、Tr5可以是n溝道電晶體和p溝道電晶體。
接著，參照圖31來描述根據本實施例的發光器件的工作。根據本發明的發光器件的工作將被描述成分為各行象素上的寫入周期Ta、顯示周期Td、以及反偏置周期Ti。圖31簡要示出了各個周期中電晶體Tr1、Tr2、以及發光元件294的連接。此處作為例子給出了Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件294的陽極被用作象素電極的情況。
首先，當寫入周期Ta在各行的象素處開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，致使當電晶體Tr1和Tr2被開通時，正向偏置的電流流到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件294的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件294的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。
各行的第一掃描線和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇。電晶體Tr3和Tr4因而被開通。各個掃描線的各個被選擇的周期彼此不重疊。由於第三掃描線未被選擇，故電晶體Tr5關斷。
根據輸入到信號線驅動電路102的視頻信號，對應於此視頻信號的信號電流Ic分別在信號線S1-Sx與電源線V1-Vx之間流動。
圖31A示出了當對應於視頻信號的信號電流Ic在寫入周期Ta中流到信號線Si時的象素101的示意圖。參考號296表示用來連接向反電極提供電壓的電源的端子。參考號297表示包括在信號線驅動電路102中的恆流源。
由於電晶體Tr3被開通，故當信號電流Ic流到信號線Si時，信號電流Ic在電晶體Tr1的漏與源之間流動。此時，由於柵與漏被連接，故電晶體Tr1工作於飽和區並滿足表達式1。因此，電晶體Tr1的柵電壓VGS根據電流數值Ic而被確定。電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。
當寫入周期Ta完成時，就完成了第一掃描線和第二掃描線的選擇。此時，最好在選擇第一掃描線之前完成第二掃描線的選擇。這是因為，若電晶體Tr3提前關斷，則存儲電容器295的電荷通過Tr4洩漏。
當寫入周期Ta完成時，顯示周期Td開始。在顯示周期Td中，電源線Vi的電壓被保持在與寫入周期Ta中電壓相同的電平。當顯示周期Td開始時，第三掃描線被選擇，電晶體Tr5被開通。由於第一掃描線和第二掃描線未被選擇，故電晶體Tr3和Tr4被關斷。
圖31B示出了顯示周期Td中象素的示意圖。電晶體Tr3和電晶體Tr4處於關斷狀態。而且，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏被連接到發光元件294的象素電極。
另一方面，在電晶體Tr1和Tr2中，寫入周期Ta中已經被確定的VGS保持不變。電晶體Tr2的柵被連接到電晶體Tr1的柵。而且，電晶體Tr2的源被連接到電晶體Tr1的源。因此，電晶體Tr1的柵電壓仍然成為電晶體Tr2的柵電壓。而且，由於電晶體Tr1的漏和電晶體Tr2的漏被連接到電源線Vi，故電晶體Tr2的漏電流I2的幅度正比於電晶體Tr1的漏電流I1。確切地說，當μC0W/L與VTH彼此相等時，電晶體Tr1和電晶體Tr2的漏電流變成彼此相等，得到I2＝I1＝Ic。
而且，由於電晶體Tr5開通，故電晶體Tr1的漏電流I1和電晶體Tr2漏電流I2都流到發光元件294。因此，在顯示周期Td中，其幅度由漏電流I1和I2組合而成的電流，流到發光元件294，發光元件294以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光。
在寫入周期Ta之後，總是立即出現顯示周期Td。在顯示周期Td之後，立即出現下一個寫入周期Ta或反偏置周期Ti。
當反偏置周期開始時，電源線V1-Vx的電壓被保持在一定電平，使當電晶體Tr2被開通時，反偏置電壓被施加到發光元件。亦即，當Tr1和Tr2是n溝道TFT且發光元件294的陽極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成低於反電極電壓。相反，當Tr1和Tr2是p溝道TFT且發光元件294的陰極被用作象素電極時，電源線Vi的電壓被設定成高於反電極電壓。
各行的第一和第二掃描線依次被掃描線驅動電路103選擇，電晶體Tr3和Tr4被開通。且其電平使電晶體Tr1和Tr2開通的電壓，被信號線驅動電路102施加到各個信號線S1-Sx。第三掃描線可以被選擇或不被選擇。圖31c示出了第三掃描線不被選擇且Tr5被關斷的情況。
圖31C示出了象素101在反偏置周期Ti中的示意圖。在反偏置周期Ti中，由於Tr1和Tr2被開通，故反偏置電壓被施加到發光元件294。當施加反偏置電壓時，發光元件294進入不發光狀態。
在圖30所示的象素中，在反偏置周期Ti中，由於Tr2的柵和源被彼此連接，且電源線的電壓Vi低於反電極電壓，故Tr2處於關斷狀態，且Tr2的源和漏處的電壓不一樣。因此，施加到發光元件294的反偏置電壓不同於電源線Vi與反電極之間的電壓差，而是成為反電極與電源線Vi之間的電壓減去Tr2的VDG。但由於能夠可靠地將反偏置電壓施加到發光元件294，故有可能防止發光元件退化所造成的亮度下降。
而且，設計者可以根據與佔空比(一幀周期中顯示周期長度總和的比率)的關係來適當地確定反偏置周期Ti的長度。
由於發光元件294以對應於流到發光元件的電流的幅度的亮度發光，故各個象素的色調依賴於顯示周期Td中流到發光元件的電流的幅度。在寫入周期Ta中，雖然發光元件也以對應於Tr2的漏電流幅度的亮度發光，但可以假設其對實際平板色調的影響非常小，以至於能夠被忽略。例如，在VGA情況下，由於象素區配備有480行象素，故一行象素的寫入周期Ta非常小，約為一幀周期的1/480。
在根據本實施例的象素中，顯示周期中流到發光元件的電流是漏電流I1和漏電流I2之和。因此，流到發光元件的電流不僅僅依賴漏電流I2。因此，即使當電晶體Tr1和電晶體Tr2的特性變得彼此不同，並引起各個象素中電晶體Tr2的漏電流I2相對於信號電流Ic的比率差別，也有可能在各個象素之間防止流到發光元件的電流值變得彼此不同。結果就可以防止看到亮度的起伏。
而且，在根據本實施例的象素中，在寫入周期Ta中，電晶體Tr1的漏電流不流到發光元件。因此，從電流被信號線驅動電路饋送到象素以及電晶體Tr1的漏電流流動且柵電壓開始改變，到電壓數值變得穩定之間的時間，不依賴於發光元件的容量。因此，由於從饋送的電流轉換的電壓迅速變得穩定，故有可能縮短寫入電流的時間。結果就有可能在動畫顯示過程中防止看到餘像。
在本實施例中，電晶體Tr4的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr1的第二端子，而另一被連接到電晶體Tr1的柵和電晶體Tr2的柵。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr4可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的柵和漏在寫入周期Ta中被彼此連接，而電晶體Tr1的柵和漏在顯示周期中被彼此分隔開。
而且，在本實施例中，電晶體Tr5的第一端子和第二端子之一被連接到電晶體Tr2的第一端子，而另一被連接到電晶體Tr1的第一端子。但本實施例不局限於這種結構。在本實施例中，就象素而論，電晶體Tr5可以被連接到其它的元件或布線，使電晶體Tr1的源與象素電極在寫入周期Ta中被彼此分隔開，而電晶體Tr1的源與象素電極在顯示周期中被彼此連接。
亦即，Tr3、Tr4、Tr5在Ta中可以如圖31A所示被連接；在Td中如圖31B所示被連接；而在Ti中如圖31C所示被連接。而且，雖然Gj、Pj、Rj被提供為3種分立的布線，但它們也可以被集成為一或二布線。
亦即，在Ta中，流過Tr1的所有電流可以流到電流源，且流過電流源的所有電流可以流到Tr1。而在Td中，流過Tr1和Tr2的電流可以流到發光元件。
根據本實施例的發光器件能夠採用數字視頻信號或模擬視頻信號來進行顯示。
可以與實施例1-6相結合來實施本實施例。
實施例16在本實施例中，利用有機發光材料能夠明顯地改進發光外量子效率，有機發光材料的來自三重態激發的磷光能夠被用來發光。結果，發光元件的功耗能夠降低，壽命能夠延長，且重量能夠減輕。
以下是利用三重態激發改善發光外量子效率的報導(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，Photochemical Processes in OrganizedMo1ecular Systems，ed.K.Honda，(Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991)p.437)。
上述論文報導的有機發光材料(香豆素顏料)的分子式表示如下(化學式1) (M.A.Baldo，D.F.O』Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Nature，395(1998)，p.151)上述論文報導的有機發光材料(Pt絡合物)的分子式表示如下。
(化學式2) (M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p4)(T.Tsutsui，M.-J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502)上述論文報導的有機發光材料(Ir絡合物)的分子式表示如下(化學式3) 如上所述，若能夠實際利用來自三重態激發的磷光，則原則上能夠實現是利用來自單重態激發的螢光3-4倍的發光外量子效率。
藉助於與實施例1-15自由地進行組合，能夠實施根據本實施例的結構。
實施例17用於OLED的有機發光材料粗略地分為低分子量材料和高分子量材料。本發明的發光器件能夠採用低分子量有機發光材料和高分子量有機發光材料二者。
用蒸發方法將低分子量有機發光材料製作成薄膜。這使得容易形成疊層結構，並藉助於層疊諸如空穴輸運層和電子輸運層之類的不同功能的薄膜而提高效率。
低分子量有機發光材料的例子包括以喹啉作為配合基的鋁絡合物(Alq3)以及三苯胺衍生物(TPD)。
另一方面，高分子量有機發光材料的物理強度比低分子量有機發光材料更高，提高了元件的耐用性。而且，能夠用塗敷方法將高分子量材料製作成薄膜，元件的製造因而比較容易。
採用高分子量有機發光材料的發光元件的結構與採用低分子量有機發光材料的發光元件的結構基本上相同，並具有陰極、有機發光層、以及陽極。當由高分子量有機發光材料製作有機發光層時，在已知的結構中，二層結構是流行的。這是因為與採用低分子量有機發光材料的情況不同，用高分子量材料製作疊層結構是困難的。具體地說，採用高分子量有機發光材料的元件具有陰極、有機發光層、空穴輸運層、以及陽極。Ca可以被用作採用高分子量有機發光材料的發光元件中的陰極材料。
從元件發射的光的顏色決定於其發光層的材料。因此，藉助於選擇適當的材料，能夠製作發射所需顏色的光的發光元件。能夠用來製作發光層的高分子量有機發光材料是聚對苯亞乙烯基polyparaphenylene vinylene-based材料、聚對亞苯基polyparaphenylene-based材料、聚噻吩基材料、或聚芴基材料。
聚對苯亞乙烯基材料是一種聚(亞乙烯聚對苯)poly(paraphenylene vinylene)(表示為PPV)衍生物，例如聚(2，5-二烷氧-1，4-亞乙烯苯)poly(2，5-dialkoxy-1，4-phenylenevinylene)(表示為RO-PPV)、聚(2-(2』-乙基-己氧)-5-甲氧-1，4-亞乙烯苯)poly(2-(2』-ethyl-hexoxy)-5-metoxy-1，4-phenylenevinylene)(表示為MEH-PPV)、以及聚(2-(二烷氧苯基)-1，4-亞乙烯苯)poly(2-(dialkoxyphenyl)-1，4-phenylene Vinylene)(表示為ROPh-PPV)。
聚對苯基材料是一種聚對苯polyparaphenylene衍生物(表示為PPP)，例如聚(2，5-二烷氧-1，4-苯撐)poly(2，5-dialkoxy-1，4-phenylene)(表示為RO-PPP)以及聚(2，5-二己氧-1，4-苯撐)poly(2，5-dialkoxy-1，4-phenylene)。
聚噻吩基材料是一種聚噻吩(表示為PT)衍生物，例如聚(3-烷基噻吩)(表示為PAT)、聚(3-己基噻吩)(表示為PHT)、聚(3-環己基噻吩)(表示為PCHT)、聚(3-環己基-4-甲基噻吩)(表示為PCHMT)、聚(3，4-二環己基噻吩)(表示為PDCHT)、聚[3-(4-辛基苯基)噻吩](表示為POPT)、以及聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-二噻吩](表示為PTOPT)。
聚芴基材料是一種聚芴(表示為PF)衍生物，例如聚(9，9-二烷基芴)(表示為PDAF)以及聚(9，9-二辛基芴)(表示為PDOF)。
若由能夠輸運空穴的高分子量有機發光材料組成的層被夾在陽極與由高分子量有機發光材料發光層之間，則能夠改善從陽極的空穴注入。此空穴輸運材料通常與受主材料一起被溶解到水中，並用甩塗方法等塗敷此溶液。由於空穴輸運材料不溶於有機溶劑，故其膜能夠與上述發光材料層形成發光的疊層。
藉助於將PEDOT與用作受主材料的樟腦磺酸(表示為CSA)進行混合，得到了能夠輸運空穴的高分子量有機發光材料。也可以採用聚苯胺(表示為PANI)與作為受主材料的聚苯乙烯磺酸(PSS)的混合物。
本實施例的結構可以與實施例1-16的任何一種結構自由地進行組合。
實施例18下面參照圖32-35來描述根據本發明的發光器件製造方法的實施例。此處，將根據代表性的步驟來詳細地解釋用來同時製造圖2所示的象素電晶體Tr2和象素電晶體Tr4以及提供在象素部分外圍中的驅動部分TFT的方法。還可以根據電晶體Tr2和電晶體Tr4的生產方法來製造電晶體Tr1和電晶體Tr3。
首先，在本實施例中，採用由諸如以Coning公司#7059玻璃和#1737玻璃為代表的鋇硼矽酸鹽玻璃和鋁硼矽酸鹽玻璃之類的玻璃製成的襯底900。任何具有透光性的襯底都能夠被用作襯底900，致使也可以採用石英襯底。而且，也可以採用具有耐受本實施例工藝溫度的抗熱性的塑料襯底。
接著，如圖32A所示，在襯底900上製作包含諸如氧化矽膜、氮化矽膜、和氮氧化矽膜之類的絕緣膜的基底膜901。雖然在本實施例中採用雙層結構作為基底膜901，但也可以採用上述絕緣膜的單層膜或2層以上層疊的結構。用等離子體CVD方法，以SiH4、NH3、N2O作為反應氣體產生的氮氧化矽膜901a，被製作成10-200nm(最好是50-100nm)，作為基底膜901的第一層。在本實施例中，製作了厚度為50nm的氮氧化矽膜901a(結構比率為Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。接著，用等離子體CVD方法，以SiH4和N2O作為反應氣體產生的氮氧化矽膜901b，被製作成50-200nm(最好是100-150nm)，作為基底膜901的第二層。在本實施例中，製作了厚度為100nm的氮氧化矽膜901b(結構比率為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。
接著，在基底膜901上製作半導體層902-905。藉助於用熟知的方法(濺射方法、LPCVD方法、等離子體CVD方法等)產生具有非晶結構的半導體膜，並執行熟知的晶化工藝(雷射晶化方法、熱晶化方法、採用鎳之類的催化劑的熱晶化方法)而得到結晶半導體膜，再將此結晶半導體膜圖形化成所希望的圖形，從而製作了半導體層902-905。此半導體層902-905被製作成厚度為25-80nm(最好是30-60nm)。結晶半導體膜的材料沒有特別的限制，但最好用矽或矽鍺(SixGe1-x(x＝0.0001-0.02))合金製作。在本實施例中，在用等離子體CVD方法製作55nm非晶矽膜之後，在非晶矽膜上保持一個含鎳的溶液。在對非晶矽膜執行去氫化(500℃，1小時)之後，執行熱晶化(550℃，4小時)，並進一步執行改進結晶性的雷射退火工藝，以便形成結晶矽膜。根據採用光刻方法的結晶矽膜的圖形化工藝來製作半導體層902-905。
而且，在形成半導體層902-905之後，也可以對半導體層902-905摻入少量的雜質元素(硼或磷)，以便控制TFT的閾值。
而且，在用雷射晶化方法產生結晶半導體膜的情況下，採用了脈衝振蕩型或連續發光型的準分子雷射器、YAG雷射器、或YVO4雷射器。在採用這些雷射器的情況下，最好使用由光學系統將雷射振蕩器輸出的雷射束集中成線狀並將其引向半導體膜的方法。晶化條件可以由操作人員任意地選擇，在採用準分子雷射器的情況下，脈衝振蕩頻率被設定為300Hz，而雷射能量密度被設定為每平方釐米100-400mJ(典型為每平方釐米200-300mJ)。而且，在採用YAG雷射器的情況下，脈衝振蕩頻率最好利用其二次諧波設定為30-300kHz，而雷射能量密度設定為每平方釐米300-600mJ(典型為每平方釐米350-500mJ)。而且，最好將線狀集中在寬度為100-1000微米例如400微米內的雷射束指向襯底整個，線狀雷射束的重疊比為50-90％。
注意，可以採用連續振蕩型或脈衝振蕩型的氣體雷射器或固體雷射器。諸如準分子雷射器、Ar雷射器、Kr雷射器之類的氣體雷射器以及諸如YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YAlO3雷射器、玻璃雷射器、紅寶石雷射器、紫翠玉雷射器、摻Ti的藍寶石雷射器之類的固體雷射器，能夠被用作雷射束。諸如其中摻有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YAlO3雷射器之類的晶體，也能夠被用作固體雷射器。雷射器的基波根據摻雜的材料而不同，從而得到基波約為1微米的雷射束。利用非線性光學元件，能夠得到對應於基波的諧波。
接著，在固體雷射器發射的紅外雷射被非線性光學元件改變為綠色雷射之後，能夠用另一個非線性光學元件得到紫外雷射。
當進行非晶半導體膜的晶化時，為了得到大晶粒尺寸的晶體，最好用能夠連續振蕩的固體雷射器來施加基波的二次諧波到四次諧波。典型地說，最好施加摻Nd的YVO4雷射器(基波為1064nm)的二次諧波(532nm)或三次諧波(355nm)。具體地說，利用非線性光學元件，輸出為10W的連續振蕩型YVO4雷射器發射的雷射束被轉換成諧波。還存在著一種利用YVO4晶體和非線性光學元件將諧波發射到諧振腔中的方法。然後，更優選的是，用光學系統將雷射束成形為具有矩形或橢圓形形狀，從而輻照待要處理的襯底。此時，需要大約每平方釐米0.01-100MW(最好是每平方釐米01.-10MW)的能量密度。半導體膜以大約10-2000cm/s的速率相對於對應的雷射束移動，以便輻照半導體膜。
接著，製作覆蓋半導體層902-905的柵絕緣膜906。用等離子體CVD方法或濺射方法，柵絕緣膜906被形成具有包含矽的厚度為40-150nm的絕緣膜。在本實施例中，用等離子體CVD方法形成了厚度為110nm的氮氧化矽膜(結構比率為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。當然，柵絕緣膜不局限於氮氧化矽膜，也可以採用包含矽的單層或疊層結構的其它絕緣膜。
而且，在當採用氧化矽膜的情況下，可以用等離子體CVD方法混合TEOS(原矽酸四乙酯)和O2，並以40Pa的反應壓力、300-400℃的襯底溫度、以及每平方釐米0.5-0.8W的高頻(13.56MHz)功率密度進行放電。根據這樣製造的氧化矽膜，利用400-500℃下的熱退火，能夠得到良好的柵絕緣膜特性。
然後，在柵絕緣膜906上製作用來形成柵電極的抗熱導電層907，厚度為200-400nm(最好是250-350nm)。抗熱導電層907能夠被製作成單層，或按需要製作成包含多個層例如二層或三層的疊層結構。抗熱導電層包含選自Ta、Ti、W的元素、以這些元素為組分的合金、或這些元素組合的合金膜。用濺射方法或CVD方法來製作抗熱導電層。為了達到低的電阻，最好降低所含雜質的濃度。確切地說，氧的濃度最好為30ppm或更低。在本實施例中，製作了厚度為300nm的W膜。可以利用濺射方法，以W作為靶來製作W膜，或用熱CVD方法，用六氟化鎢(WF6)來製作W膜。無論在何種情況下，為了用作柵電極，都應該達到低電阻，W膜的電阻率最好為20μΩcm或更低。雖然藉助於增大晶粒能夠在W膜中得到低電阻，但在W中包含大量諸如氧之類的雜質元素的情況下，晶化受到阻礙，致使電阻率高。因此，在濺射方法的情況下，藉助於採用純度為99.9999％的W靶並充分注意在薄膜製作時不使雜質從氣相混入來製作W膜，能夠實現9-20μΩcm的電阻率。
與之對照，在Ta膜被用於抗熱導電層907的情況下，同樣能夠用濺射方法來製作。對於Ta膜，Ar被用作濺射氣體。而且，藉助於在濺射時在氣體中加入適量的Xe或Kr，由於降低了被製作的膜的內應力而能夠防止膜的剝離。α相Ta膜的電阻率約為20μΩcm，致使能夠被用作柵電極，但β相Ta膜的電阻率約為180μΩcm，致使不能適用於柵電極。由於TaN膜的晶體結構接近α相，故藉助於製作TaN膜作為Ta膜的基底膜，能夠容易地得到α相Ta膜。而且，雖然圖中未示出，但在抗熱導電層907下方製作厚度約為2-20nm的摻磷(P)的矽膜是有效的。從而能夠獲得製作在其上的導電膜的緊密接觸性質和並防止氧化，還能夠防止包含在抗熱導電層907中的少量鹼性金屬元素擴散到第一形狀的柵絕緣膜906。無論在哪種情況下，抗熱導電層907的電阻率最好在10-50μΩcm的範圍內。
接著，用光刻技術形成抗蝕劑掩模908。然後執行第一腐蝕工藝。在本實施例中，採用ICP腐蝕裝置，Cl2和CF4作為腐蝕氣體，並在1Pa的壓力下，引入每平方釐米3.2W的RF(13.56MHz)功率形成的等離子體來執行。藉助於將每平方釐米224mW的RF(13.56MHz)功率引入到襯底側(樣品臺)，施加了明顯負的自偏壓。在此條件下，W膜的腐蝕速率約為100nm/min。對於第一腐蝕工藝，根據腐蝕速率估計了僅僅腐蝕W膜所需的時間，從這一時間提高20％的腐蝕時間被設定為腐蝕時間。
利用第一腐蝕工藝，形成了具有第一錐形的導電層909-913。導電層909-913被製作成具有角度為15-30度的錐形部分。為了執行腐蝕而不留下殘留物，採用了腐蝕時間增加大約10-20％的過腐蝕。由於氮氧化矽膜(柵絕緣膜906)對W膜的選擇比為2-4(典型為3)，故氮氧化矽膜的暴露表面能夠被過腐蝕過程腐蝕大約20-50nm(圖32B)。
然後，藉助於執行第一摻雜工藝，一種導電類型的雜質元素被加入到半導體層。此處執行了應用n型的雜質加入步驟。利用實際留下被形成的具有第一形狀導電層的掩模908，用離子摻雜方法，利用具有第一錐形形狀的導電層909-913，用來自對準加入提供n型的雜質元素。為了加入提供n型的雜質元素通過柵電極端部的錐形部分和排列在其下方的柵絕緣膜906達到半導體層，劑量被設定為每平方釐米1×1013-5×1014原子，而加速電壓被設定為80-160keV。屬於15族的元素，典型為磷(P)或砷(As)，能夠被用作提供n型的雜質元素。但此處採用磷(P)。根據離子摻雜方法，在第一雜質區914-914中，提供n型的雜質元素以每立方釐米1×1020-1×1021原子的濃度被加入(圖32C)。
在此步驟中，依賴於摻雜條件，雜質可以被置於第一形狀導電層909-913下方，致使第一摻雜區914-917能夠疊加在第一形狀導電層909-913上。
接著，如圖32D所示，執行第二腐蝕工藝。同樣，用ICP腐蝕裝置執行此第二腐蝕工藝，用CF4和Cl2的氣體混合物作為腐蝕氣體，RF(13.56MHz)功率為每平方釐米3.2W，偏置功率(13.56MHz)為每平方釐米45mW，壓力為1.0Pa。從而能夠提供此條件形成的具有第二形狀的導電層918-922。錐形部分被形成在其端部，錐形的厚度從端部向內增加。與第一腐蝕工藝相比，由於施加到襯底側的偏置功率比較低，故各向同性腐蝕比率增加，致使錐形部分的角度變成30-60度。掩模908的端部被腐蝕切割，以便提供掩模923。而且，在圖32D的步驟中，柵絕緣膜906的表面被腐蝕大約40nm。
然後，在高的加速電壓條件下，以小於第一摻雜工藝的劑量，提供n型的雜質元素被摻入。例如，以70-120keV的加速電壓和每平方釐米1×1013的劑量執行此操作，以便形成雜質濃度較高的第一雜質區924-927以及與第一雜質區924-927接觸的第二雜質區928-931。在此步驟中，依賴於摻雜條件，雜質可以被置於第二形狀導電層918-922下方，致使第二摻雜區928-931能夠疊加在第二形狀導電層918-922上。第二雜質區的雜質濃度被設定為每立方釐米1×1016-1×1018原子(圖33A)。
然後，如所示(圖33B)，在用來形成p溝道TFT的半導體層902和905中，製作導電類型相對於一種導電類型相反的雜質區933(933a，933b)以及934(934a，934b)。在此情況下，也藉助於用第二形狀導電層918、921、922作為掩模加入提供p型的雜質元素，以自對準方式形成雜質區。此時，用來製作n溝道TFT的半導體層903和904具有製作來覆蓋整個表面的抗蝕劑掩模932。此處形成的雜質區933和934是由採用雙硼烷(B2H6)的離子摻雜方法形成的。用來提供p型雜質區933和934的雜質元素的濃度被設定為每立方釐米2×1020-2×1021原子。
但雜質區933和934可以被具體認為是含有用來提供n型的雜質元素的二個區域。第三雜質區933a和934a含有濃度為每立方釐米1×1020-1×1021原子的提供n型的雜質元素，而第四雜質區933b和934b含有濃度為每立方釐米1×1017-1×1020原子的提供n型的雜質元素。但藉助於使雜質區933b和934b的提供p型的雜質元素的濃度為每立方釐米1×1019原子或以上，並使雜質區933a和934a中的提供p型的雜質元素的濃度為提供n型的雜質元素的濃度的1.5-3倍，則對於作為第三雜質區中的p溝道TFT的源區和漏區的功能不產生任何問題。
然後，如圖33C所示，在具有第二形狀的導電層918-922以及柵絕緣膜906上，製作第一層間絕緣膜937。第一層間絕緣膜937可以由氧化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜、或它們的組合疊層膜形成。無論在哪種情況下，第一層間絕緣膜937都由無機絕緣材料製作。第一層間絕緣膜937的厚度被設定為100-200nm。在氧化矽膜被用作第一層間絕緣膜937的情況下，可以藉助於混合TEOS和O2，並以40Pa的反應壓力、300-400℃的襯底溫度、以及每平方釐米0.5-0.8W的高頻(13.56MHz)功率密度執行等離子體放電來形成。而且，在氮氧化矽膜被用作第一層間絕緣膜937的情況下，可以採用利用等離子體CVD方法由SiH4、NH3、N2O製作的氮氧化矽膜或由SiH4和N2O製作的氮氧化矽膜。作為此情況的生產條件，可以提供20-200Pa的反應壓力，300-400℃的襯底溫度，以及每平方釐米0.1-1.0W的高頻(60MHz)功率密度。而且，由SiH4、N2O、H2產生的氫化氮氧化矽膜也可以被用作第一層間絕緣膜937。同樣，也可以由SiH4和NH3產生氮化矽膜。
然後，執行對以各種濃度加入的用來提供n型或p型的雜質元素的激活步驟。利用熱退火方法，用退火爐子來執行這一步驟。此外，也可以使用雷射退火方法或快速熱退火方法(RTA方法)。熱退火方法在400-700℃，典型為500-600℃的溫度下，於1ppm或更低，最好是0.1ppm或更低的氮氣氣氛中執行。在本實施例中，在550℃下執行4小時熱處理。並且，在抗熱溫度低的塑料襯底被用作襯底900的情況下，最好採用雷射退火方法。
當採用雷射退火方法時，可以採用晶化過程中所用的雷射器。當執行激活時，移動速度如晶化處理那樣設定，並需要大約每平方釐米0.01-100MW(最好是每平方釐米0.01-10MW)的能量密度。
在激活步驟之後，在300-450℃的溫度下，使氣氛氣體改變為含有3-100％的氫的氣氛，藉助於執行1-12小時熱處理而執行半導體層的氫化步驟。此步驟是為了用熱激發的氫來終止半導體層的每立方釐米1016-1018的懸掛鍵。作為另一種氫化方法，可以執行等離子體氫化(利用等離子體激發的氫)。無論在哪種情況下，半導體層902-905中的缺陷密度最好是每立方釐米1016或更低。因此，可以提供大約0.01-0.1原子百分比的氫。
然後，製作平均厚度為1.0-2.0微米的由有機絕緣材料組成的第二層間絕緣膜939。聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺、BCB(苯並環丁烯)等可以被用作有機樹脂材料。例如，在採用塗敷到襯底上之後可熱聚合的聚醯亞胺的情況下，藉助於用潔淨的爐子於300℃烘焙來製作。而且在採用丙烯酸的情況下，其製作可以利用二種液體型將主材料與硬化劑混合，用甩塗機塗敷到襯底整個表面上，用電爐在80℃下執行60秒鐘預定的加熱操作，並用潔淨的爐子在250℃下烘焙60分鐘。
藉助於用有機絕緣材料形成第二層間絕緣膜939，能夠使表面平坦。而且，由於有機樹脂材料通常具有低的介電常數，故能夠減小寄生電容。但由於具有吸潮性質而不適合於作為保護膜，在與製作成第一層間絕緣膜937的氧化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜等組合時，能夠被很好地使用。
然後，製作預定圖形的抗蝕劑掩模，並製作達及形成在各個半導體層中的源區或漏區的接觸孔。用幹法腐蝕方法來製作接觸孔。在此情況下，用CF4、O2、He的氣體混合物作為腐蝕氣體，由有機樹脂材料組成的第二層間絕緣膜939被首先腐蝕，然後，用CF4和O2作為腐蝕氣體，第一層間絕緣膜937被腐蝕。而且，為了改善相對於半導體層的選擇比，可以藉助於將腐蝕氣體改變為CHF3而腐蝕第三形狀的柵電極906來形成接觸孔。
然後，藉助於用濺射方法或真空澱積方法形成導電金屬膜、用掩模進行圖形化、以及腐蝕，製作源布線940-943和947以及漏布線944-946。在本說明書中，源布線和漏布線都被稱為連接布線。雖然在本說明書中未示於圖中，此連接布線被製作成厚度為50nm的Ti膜和厚度為500nm的合金膜(Al和Ti的合金膜)的疊層膜。
接著，藉助於在其上提供厚度為80-120nm的透明導電膜並圖形化，製作象素電極948(圖34A)。在本實施例中，氧化銦錫(ITO)膜或氧化銦中加入了2-20％氧化鋅(ZnO)的透明導電膜，被用作透明電極。
而且，藉助於形成相同的重疊，象素電極948可以被電連接到電晶體Tr2的漏區，並連接到漏布線946。
圖35是完成圖34A所示步驟時象素的俯視圖。為了布線的位置和半導體層的位置清晰起見，省略了絕緣膜和層間絕緣膜。沿圖35中A-A』線的剖面圖對應於圖34A中沿A-A』線的部分。
圖42是沿圖35中B-B』線的剖面圖。電晶體Tr4具有作為掃描線974一部分的柵電極975，其中的柵電極975還連接到電晶體Tr5的柵電極920。而且，電晶體Tr3的半導體層的雜質區977被連接到作為一側上的信號線的連接布線942和另一側上的連接布線971。
電晶體Tr1具有作為電容布線一部分的柵電極976，其中的柵電極976也連接到電晶體Tr2的柵電極922。而且，電晶體Tr1的半導體層的雜質區978被連接到一側上的連接布線971和另一側上的用作電源線Vi的連接布線947。
連接布線947還與電晶體Tr2的雜質區934a連接。而且，參考號970是保持電容，它具有半導體層972、柵絕緣膜906、以及電容布線973。半導體層972的雜質區979與連接布線943連接。
接著，如圖34B所示，製作第三層間絕緣膜949，它在對應於象素電極948處具有窗口部分。具有絕緣性質的第三層間絕緣膜949用作堤壩，起分隔相鄰象素有機發光層的作用。在本實施例中，用抗蝕劑形成第三層間絕緣膜949。
在本實施例中，第三層間絕緣膜949的厚度被提供為大約1微米，窗口部分製作成所謂反錐形形狀，向著象素電極948加寬。這藉助於在形成抗蝕劑薄膜之後覆蓋除了用來形成窗口部分之外的薄膜，將其暴露於UV光，以及用顯影液清除暴露的部分，來進行製作。
由於有機發光層在後面步驟中製作有機發光層時對相鄰的象素被分割，如本實施例中那樣，第三絕緣膜949具有反錐形形狀，故即使在有機發光層和第三層間絕緣膜949的熱膨脹係數不同的情況下，也能夠限制有機發光層的破裂或剝離。
雖然在本實施例中抗蝕劑膜被用作第三層間絕緣膜，但在某些情況下，也可以採用聚醯亞胺、聚醯胺、丙烯酸、BCB(苯並環丁烯)、氧化矽膜等。只要具有絕緣性質，有機或無機第三層間絕緣膜949都可以採用。
接著，用蒸發方法製作有機發光層950，並進一步用蒸發方法製作陰極(MgAg電極)951和保護電極952。此時，最好對象素電極948進行熱處理，以便在製作有機發光層950和陰極951之前完全清除潮氣。雖然在本實施例中MgAg電極被用作OLED的陰極，但也可以採用其它熟知的材料。
熟知的材料可以被用作有機發光層950。雖然在本實施例中，包含空穴輸運層和發光層的二層結構被提供為有機發光層，但在某些情況下，可以提供空穴注入層、電子注入層、或電子輸運層中的任何一個。因此，已經提出了各種各樣的組合例子，可以採用任何一種結構。
在本實施例中，利用澱積方法，聚亞苯基乙烯被製作成空穴輸運層。而且，用澱積方法製作了具有30-40％的1，3，4-二惡唑衍生物分子彌散在聚乙烯咔唑中的發光層，其中加入大約1％的香豆素6作為綠色發光中心。
而且，藉助於保護電極952，也可以保護有機發光層950免受潮氣或氧的影響，但提供保護膜953更好。在本實施例中，厚度為300nm的氮化矽膜被提供為保護膜953。保護膜可以在保護電極952之後不暴露於大氣的情況下連續地製作。
而且，保護電極952被提供來防止陰極951退化，以鋁作為主要成分的金屬膜是其代表。當然也可以採用其它的材料。而且，由於發光層950和陰極951抗潮性非常差，故最好連續地製作到保護電極952而不暴露於大氣，以便保護有機發光層免受外界空氣的影響。
有機發光層950的厚度可以被提供為10-400nm(典型為60-150nm)，而陰極951的厚度可以被提供為80-200nm(典型為100-150nm)。
因此，可以完成具有圖34B所示結構的發光器件。象素電極948、有機發光層950、以及陰極951層疊的部分954，對應於OLED。
p溝道TFT960和n溝道TFT961是組成提供CMOS的驅動電路的TFT。電晶體Tr2和電晶體Tr4是象素部分的TFT，且驅動電路TFT和象素部分TFT可以製作在同一個襯底上。
在採用OLED的發光器件的情況下，由於驅動電路的電源電壓約為5-6V足夠，最多約為10V，故不涉及到TFT中熱電子引起的退化。而且，由於驅動電路需要高速工作，故TFT的柵電容最好小。因此，如在本實施例中那樣，結構中TFT的半導體層的第二雜質區929和第四雜質區933b最好不與柵電極918和919重疊。
根據本發明的發光器件的製造方法不局限於本實施例解釋的製造方法，而是可以用熟知的方法來製造本發明的發光器件。
藉助於與實施例1-17進行自由組合，能夠實施實施例18。
實施例19在本實施例中，描述作為本發明一種半導體器件的發光器件的象素的結構。圖36示出了建立在根據本發明的發光器件中的象素的剖面圖。為了簡化有關的描述，略去了電晶體Tr1、Tr2、Tr4。但可以採用相同於電晶體Tr3和Tr5的結構。
參考號751表示相當於圖2所示電晶體Tr5的n溝道TFT。參考號752表示相當於圖2所示電晶體Tr3的p溝道TFT。n溝道TFT751包含半導體膜753、第一絕緣膜770、一對第一電極754和755、第二絕緣膜771、一對第二電極756和757。半導體膜753包含具有第一雜質濃度的一種導電類型的雜質區758、具有第二雜質濃度的一種導電類型雜質區759、以及一對溝道形成區760和761。
在本實施例中，第一絕緣膜770由一對層疊絕緣膜770a和770b組成。作為變通，也可以提供由單層絕緣膜或包含3個或更多個疊層的絕緣膜組成的第一絕緣膜770。
一對溝道形成區760和761通過安置在其間的第一絕緣膜770正對著一對第一電極754和755。藉助於將第二絕緣膜771夾在其間，其它的溝道形成區760和761也疊加在一對第二電極756和757上。
p溝道TFT752包含半導體膜780、第一絕緣膜770、第一電極782、第二絕緣膜771、以及第二電極781。半導體膜780包含具有第三濃度的一種導電類型的雜質區783以及溝道形成區784。
溝道形成區784與第一電極782通過第一絕緣膜770彼此正對著。而且，溝道形成區784與第二電極781通過安置在其間的第二絕緣膜771也彼此正對著。
在本實施例中，雖然圖中未示出，但一對第一電極754和755與一對第二電極756和757被彼此電連接。應該指出的是，本發明的範圍不僅僅局限於上述連接關係，而是也可以實現這樣一種結構，其中的第一電極754和755從第二電極756和757電斷開，並被饋以預定的電壓。作為變通，也可以實現這樣一種結構，其中的第一電極782從第二電極781電斷開，並被饋以預定的電壓。
比之僅僅使用一個電極的情況，藉助於將預定電壓施加到第一電極782，能夠防止出現閾值的電位變化，而且能夠抑制關斷電流。而且，藉助於將相同的電壓施加到第一和第二電極，以與主要減小半導體膜的厚度的情況相同的方式，耗盡層迅速擴展，使得有可能儘量減小亞閾值係數，從而進一步改善場效應遷移率。因此，比之使用一個電極的情況，有可能提高開通電流。而且，利用基於上述結構的上述TFT，有可能降低驅動電壓。而且，由於有可能提高開通電流值，故有可能縮小實際尺寸，特別是TFT的溝道寬度，有可能提高集成度。
注意，藉助於與實施例1-17中的任何一個進行自由組合，能夠執行實施例19。
實施例20在實施例20中，描述作為根據本發明的半導體器件的一個例子的發光器件的象素的結構。圖37是實施例20的發光器件的象素的剖面圖。雖然為了簡化解釋而略去了Tr1、Tr2、Tr4，但也可以採用與用於電晶體Tr5和Tr3的結構相同的結構。
參考號311表示圖37中的襯底，而參考號312表示成為基底(以下稱為基底膜)的絕緣膜。透光襯底，典型為玻璃襯底、石英襯底、玻璃陶瓷襯底、或結晶玻璃襯底，可以被用作襯底311。但所用的襯底必須能夠承受製造過程中的最高工藝溫度。
參考號8201表示Tr5，參考號8202表示Tr3，二者分別由n溝道TFT和p溝道TFT構成。當有機發光層的方向向著襯底下側(不製作TFT和有機發光層的表面)時，上述結構是優選的。但Tr3和Tr5可以是n溝道TFT或p溝道TFT。
Tr58201具有包含源區313、漏區314、LDD區315a-315d、分隔區316的有源層、以及包括溝道區317a和317b、柵絕緣膜318、柵電極319a和319b、第一層間絕緣膜320、源信號線321的有源層、以及連接布線322。注意，柵絕緣膜318和第一層間絕緣膜320可以在襯底上所有的TFT中共用，或可以根據電路或元件而不同。
而且，圖37所示的Tr58201被電連接到柵電極317a和317b，成為雙柵結構。當然不僅雙柵結構，而且也可以採用諸如三柵結構的多柵結構(包含具有二個或更多個串聯連接的溝道區的有源層的結構)。
多柵結構在降低關斷電流方面是非常有效的，且倘若開關TFT的關斷電流被充分地降低，則連接道Tr38202的柵電極的電容器的電容被減小到必須的最小值。亦即，電容器的表面積能夠被儘量減小，從而採用多柵結構在擴大有機發光元件的有效發光表面積方面也是有效的。
此外，製作LDD區315a-315d，以便不通過Tr58201中的柵絕緣膜318重疊於柵電極319a和319b。這種結構在減小關斷電流方面是非常有效的。而且，LDD區315a和315b的長度(寬度)可以被設定為0.5-3.5微米，典型為2.0-2.5微米。而且，當採用具有二個或更多個柵電極的多柵結構時，分隔區316(其中加入了濃度與加入到源區或漏區的相同的相同雜質元素的區域)在減小關斷電流方面是有效的。
接著，製作Tr38202，它具有包含源區326、漏區327、溝道區329的有源層；柵絕緣膜318；柵電極330，第一層間絕緣膜320；連接布線331；以及連接布線332，在實施例20中，Tr38202是p溝道TFT。
順便說一下，柵電極330是單柵結構；柵電極330可以是多柵結構。
上面解釋了製作在象素中的TFT的結構，但此時還同時製作了驅動電路。圖37示出了成為用來製作驅動電路的基本單元的CMOS電路。
其結構中降低了熱載流子注入而不過量降低工作速度的TFT，被用作圖37中CMOS電路的n溝道TFT8204。注意，此處術語驅動電路指的是源信號線驅動電路和柵信號線驅動電路。也可以製作其他的邏輯電路(例如電平移位器、A/D轉換器、以及信號分割電路)。
CMOS電路的n溝道TFT8204的有源層包含源區335、漏區336、LDD區337、以及溝道區338。LDD區337通過柵絕緣膜318而與柵電極339重疊。
僅僅在漏區336側上形成LDD區337是為了不降低工作速度。而且，不必非常關心n溝道TFT8204的關斷電流，而最好多注意工作速度。於是，希望LDD區337被製作成完全重疊柵電極，以便將電阻分量減為最小。因此，最好消除所謂的偏離。
而且，幾乎不需要關心CMOS電路的p溝道TFT8205由於熱載流子注入的退化，因而不需要特為形成LDD區。其有源層因而包含源區340、漏區341、以及溝道區342，且柵絕緣膜318和柵電極343被製作在有源層上。當然，也可以藉助於形成相似於n溝道TFT8204的LDD區來採取對抗熱載流子注入的措施。
參考號361-365是用來形成溝道區342、338、317a、317b、329的掩模。
而且，n溝道TFT8204和p溝道TFT8205在其源區上通過第一層間絕緣膜320分別具有源布線344和345。此外，n溝道TFT8204和p溝道TFT8205的漏區被連接布線346彼此電連接。
注意，藉助於與實施例1-17進行自由組合，能夠執行本實施例。
實施例21關於本實施例的下列描述涉及到用陰極作為象素電極的象素的結構。
圖38舉例說明了根據本實施例的象素的剖面圖。在圖38中，製作在襯底3501上的電晶體Tr53502是用常規方法製造的。在本實施例中，採用基於雙柵結構的電晶體Tr53502。但也可以採用單柵結構或三柵結構或組合了3個以上的柵電極的多柵結構。為了簡化說明，略去了電晶體Tr1、Tr2、Tr4。但可以採用與用於電晶體Tr5和Tr3的結構相同的結構。
圖38所示的電晶體Tr33503是能夠用熟知方法製造的n溝道TFT。參考號38表示的布線相當於用來電連接上述電晶體Tr53502的柵電極39a與其另一柵電極39b的掃描線。
在圖38所示的實施例中，上述電晶體Tr33503被舉例說明為具有單柵結構。但電晶體Tr33503可以具有多柵結構，其中多個TFT被彼此串聯連接。而且，也可以引入這樣的結構，其中將一個溝道形成區分割成彼此並聯連接多個TFT的多個部分，從而使之能夠高效率輻射熱。這種結構對於對抗TFT的熱退化是非常有效的。
第一層間絕緣膜41被製作在電晶體Tr53502和Tr33503上。而且，由樹脂絕緣膜組成的第二層間絕緣膜42被製作在第一層間絕緣膜41上。利用第二層間絕緣膜42來完全整平掉由於提供TFT而產生的臺階，是極為重要的，這是因為，由於稍後待要製作的有機發光層是非常薄的，由於存在這種臺階而可能引起出現錯誤的發光。考慮到這一點，在形成象素電極之前，希望儘可能整平掉上述臺階，以便有機發光層能夠被製作在完全整平了的表面上。
圖38中的參考號43表示象素電極，亦即為發光元件提供的由高反射導電膜組成的陰極。象素電極43被電連接到電晶體Tr33503的漏區。對於象素電極43，希望採用諸如鋁合金膜、銅合金膜、或銀合金膜之類的低電阻導電膜或這些合金膜的疊層。當然也可以採用諸如使用包含上述合金膜與其它具有導電性的金屬膜組合的疊層的結構。
圖38舉例說明了製作在溝槽內的發光層45(這相當於象素)，此溝槽形成在一對由樹脂絕緣膜組成的堤壩44a和44b之間。雖然圖20中未示出，但也可以分立地製作分別對應於紅、綠、藍3種顏色的多個發光層。諸如π共軛聚合物材料的有機發光材料被用來組成發光層。典型地說，可用的聚合物材料包括例如聚對亞苯基乙烯(PPV)、聚乙烯咔唑(PVK)、以及聚芴。
存在著各種有機發光材料，包含上述的PPV。例如，可以採用論文H.Shenk，H.Becker，O.Gelsen，E.Kluge，W.Spreitzer，「Polymersfor Light Emitting Diodes」，Euro Display，Proceedings，1999，pp.33-37中列舉的材料，以及JP-10-92576A提出的材料。
作為上述發光層的特例，可以採用聚亞苯基乙烯氰cyano-polyphenylene-vinylene來組成紅色發光層；聚亞苯基乙烯來組成綠色發光層；以及聚苯或聚烷基苯撐polyalkylphenylene來組成藍色發光層。建議各個發光層的厚度應該確定為30-150nm，最好是40-100nm。
但上述描述僅僅是可用來組成發光層的有機發光材料的典型例子，可應用的有機發光材料因而不必局限於上述那些。於是，有機發光層(用來發光和使其載流子運動的層)可以彼此自由組合發光層、電荷輸運層、以及電荷注入層。
例如，本實施例已經舉例說明了聚合物材料被用來組成發光層的情況。但也可以採用包含例如低分子量化合物的有機發光材料。也可以採用諸如碳化矽之類的無機材料來組成電荷輸運層和電荷注入層。常規所知的材料可以被用作有機材料和無機材料。
在本實施例中，製作了具有疊層結構的有機發光層，其中由聚噻吩(PEDOT)或聚苯胺(PAni)組成的空穴注入層46，被製作在發光層45上。由透明導電膜組成的陽極47，被製作在空穴注入層46上。發光層45產生的光沿TFT上表面的方向發射。因此，陽極47必須透光。可以採用包含氧化銦和二氧化錫的化合物和包含氧化銦和氧化鋅的化合物來形成透明導電膜。但由於透明導電膜是在完成抗熱性差的發光層45和空穴注入層46的製作之後製作的，故希望在儘可能低的溫度下製作陽極47。
當完成陽極47的製作時，就完成了發光元件3505。此處，發光元件3505配備有象素電極(陰極)43、發光層45、空穴注入層46、以及陽極47。由於象素電極43的面積與象素總面積基本上相同。故整個象素本身起發光元件的作用。因此，在實際應用中達到了非常高的發光效率，從而使得有可能顯示高亮度圖象。
本實施例還在陽極47上提供了第二鈍化膜48。希望用氮化矽或氮氧化矽來組成第二鈍化膜48。第二鈍化膜48將發光元件3505屏蔽於外部，以便防止由有機發光材料的氧化引起其不希望有的退化，並防止氣體組分留在有機發光材料上。由於上述安排，進一步提高了發光器件的可靠性。
如上所述，圖38所示的本發明的發光器件包括各個具有此處舉例說明的結構的象素部分。特別是發光器件採用了關斷電流值足夠低的電晶體Tr5和完全能夠承受熱載流子注入的電晶體Tr3。由於這些有利的特點，故圖38所示的發光器件的可靠性得到了提高，從而能夠顯示清晰的圖象。
注意，藉助於與實施例1-17中所示的結構進行自由組合，能夠實現實施例21的結構。
實施例22在實施例22中，用圖39來描述具有圖2所示的象素元件的發光器件的結構。
圖39是藉助於用密封材料對具有電晶體的元件襯底進行密封而製造的發光器件的俯視圖，圖39B是沿圖39A中A-A』線的剖面圖，而圖39C是沿圖39A中B-B』線的剖面圖。
密封元件4009被提供成環繞製作在襯底4001上的象素部分4002、信號線驅動電路4003、以及第一和第二掃描線驅動電路4004a和4004b。而且，密封元件4008被提供在象素部分4002上、信號線驅動電路4003上、以及第一和第二掃描線驅動電路4004a和4004b上。因此，象素部分4002、信號線驅動電路4003、以及第一和第二掃描線驅動電路4004a和4004b，被襯底4001、密封元件4009、以及密封材料4008與填充劑4210一起密封。
製作在襯底4001上的象素部分4002、信號線驅動電路4003、以及第一和第二掃描線驅動電路4004a和4004b，具有多個TFT。在圖39B中，典型地示出了製作在基底膜4010上的包括在信號線驅動電路4003中的驅動電路TFT(此處圖中示出了n溝道TFT和p溝道TFT)4201以及包括在象素部分4002中的電晶體Tr34202。
在本實施例中，用已知方法製造的p溝道TFT或n溝道TFT被用作驅動TFT4201，而用已知方法製造的p溝道TFT被用作電晶體Tr34202。
層間絕緣膜(整平膜)4301被製作在驅動TFT4201上和電晶體Tr54202上，並在其上製作電連接到電晶體Tr34202的漏的象素電極(陽極)4203。功函數大的透明導電膜被用作象素電極4203。氧化銦和氧化錫的化合物、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫、或氧化銦，能夠被用作透明導電膜。也可以將鎵摻入到上述透明導電膜中。
然後，絕緣膜4302被製作在象素電極4203上，且絕緣膜4302被製作成在象素電極4203上具有窗口部分。在此窗口部分中，有機發光層4204被製作在象素電極4203上。熟知的有機發光材料或無機發光材料可以被用作此有機發光層4204。而且，還存在著低分子量(單體)材料和高分子量(聚合)材料，且二種材料都可以使用。
可以用已知的蒸發技術或塗敷技術作為製作有機發光層4204的方法。而且，有機發光層的結構可以是藉助於自由組合空穴注入層、空穴輸運層、發光層、電子輸運層、以及電子注入層而形成的疊層結構或單層結構。
在有機發光層4204上，製作由具有遮光性質的導電膜(通常是包含鋁、銅、或銀作為其主要組分的導電膜，或上述導電膜與其它導電膜的疊層膜)組成的陰極4205。而且，希望儘可能多地清除存在於陰極4205與有機發光層4204之間的界面上的潮氣和氧。因此，這種器件必須在氮氣或稀有氣體氣氛中製作有機發光層4204，然後製作陰極4205而不暴露於氧和潮氣。在本實施例中，可以利用多工作室類型(組合工具型cluster tool type)的制膜裝置來實現如上所述的薄膜澱積。此外，預定的電壓被提供給陰極4205。
如上所述，製作了發光元件4303，它包含象素電極(陽極)4203、有機發光層4204、以及陰極4205。而且，在絕緣膜4302上製作了保護膜4209，以便覆蓋發光元件4303。保護膜4209能夠防止氧和潮氣等滲透到發光元件4303中。
參考號4005a表示要連接到電源線的迂迴布線，此布線4005a被電連接到電晶體Tr24202的源區。迂迴的布線4005a穿過密封元件4009與襯底4001之間，並通過各向異性導電膜4300被電連接到FPC4006的FPC布線4206。
玻璃材料、金屬材料(典型為不鏽鋼材料)、陶瓷材料、或塑料材料(包括塑料膜)，能夠被用作密封材料4008。FRP(玻璃纖維加固的塑料)板、PVF(聚氟乙烯)膜、Mylar膜、聚酯膜、或丙烯酸樹脂膜，可以被用作塑料材料。而且，也可以採用具有鋁箔被夾在PVF膜或Mylar膜之間的結構的片。
然而，在光從發光元件向著覆蓋元件側發射的情況下，覆蓋元件必須透明。在此情況下，採用諸如玻璃片、塑料片、聚酯膜、或丙烯酸膜之類的透明物質。
而且，除了氮氣或氬氣之類的惰性氣體之外，可紫外線固化的樹脂或熱塑樹脂可以被用作填充劑4210。致使能夠採用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚醯亞胺、環氧樹脂、矽酮樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA(乙烯醋酸乙烯)。在本實施例中，氮氣被用作填充材料。
而且，為了使填充劑4210暴露於吸溼性物質(最好是氧化鋇)或能夠吸收氧的材料，在襯底4001側上的密封元件4008的表面上提供了凹陷部分4007，並將吸溼性物質或能夠吸收氧的物質4207置於其中。吸溼性物質或能夠吸收氧的物質4207於是被凹陷部分覆蓋元件4208夾持在凹陷部分4007中，致使吸溼性物質或能夠吸收氧的物質4207不散開。注意，凹陷部分覆蓋元件4208具有細網格形狀，其結構可滲透空氣和潮氣而不滲透吸溼性物質或能夠吸收氧的物質4207。藉助於提供吸溼性物質或能夠吸收氧的物質4207，能夠抑制發光元件4303的退化。
如圖39C所示，製作了象素電極4203，同時製作導電膜4203a，以便接觸到迂迴布線4005a。
而且，各向異性導電膜4300具有導電的填充劑4300a。藉助於對襯底4001和FPC4006進行熱壓，襯底4001上的導電膜4203a與FPC4006上的FPC布線4301被導電的填充劑4300a彼此電連接。
注意，藉助於與實施例1-21所示的結構自由地進行組合，能夠實現實施例22的結構。
實施例23採用此發光元件的發光器件是自發光的，因而比之液晶顯示器件，在明亮環境中表現出更為優異的顯示圖象的清晰度。而且，發光器件具有更寬廣的視角。因此，此發光器件能夠被用於各種電器的顯示部分。
採用本發明的發光器件的電器包括攝像機；數位相機；風鏡式顯示器(頭戴式顯示器)；導航系統；放聲裝置(汽車音響和組合音響)；膝上計算機；遊戲機；可攜式信息終端(移動計算機、行動電話、可攜式遊戲機、電子記事本等)；包括記錄媒質的放像裝置(更具體地說是能夠重現諸如數字萬能碟盤(DVD)之類的記錄媒質的裝置，並包括用來顯示重放的圖象的顯示器)等。特別是在可攜式信息終端的情況下，由於多半被從傾斜方向觀察的可攜式信息終端常常要求具有廣闊的視角，故採用發光器件是優選的。圖40分別示出了這些電器的各種具體例子。
圖40A示出了一種發光元件顯示器件，它包含機箱2001、支座2002、顯示部分2003、揚聲器部分2004、視頻輸入端子2005等。本發明可應用於顯示部分2003。此發光器件是自發光的，因而不需要後照光，於是，其顯示部分能夠具有比液晶顯示器件更薄的厚度。有機發光顯示器件包括用來顯示信息的各種顯示器件，例如個人計算機、電視廣播接收機、以及廣告顯示器。
圖40B示出了一種數碼靜像照相機，它包含主體2101、顯示部分2102、圖象接收部分2103、操作鍵2104、外部連接埠2105、快門2106等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2102，完成了本發明的數碼靜像照相機。
圖40C示出了一種膝上計算機，它包含主體2201、機箱2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部連接埠2205、滑鼠2206等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2203，完成了本發明的膝上計算機。
圖40D示出了一種移動計算機，它包含主體2301、顯示部分2302、開關2303、操作鍵2304、紅外線埠2305等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2302，完成了本發明的移動計算機。
圖40E示出了一種包括記錄媒質(更具體地說是DVD重放裝置)的可攜式圖像再現裝置。它包含主體2401、機箱2402、顯示部分A2403、另一個顯示部分B2404、記錄媒質(DVD等)讀出埠2405、操作鍵2406、揚聲器部分2407等。顯示部分A2403主要用來顯示圖象信息，而顯示部分B2404主要用來顯示字符信息。包括記錄媒質放像裝置還包括遊戲機等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分A2403和B2404，完成了本發明的放像裝置。
圖40F示出了一種風鏡式顯示器(頭戴式顯示器)，它包含主體2501、顯示部分2502、鏡臂部分2503等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2502，完成了本發明的風鏡式顯示器。
圖40G示出了一種攝像機，它包含主體2601、顯示部分2602、機箱2603、外部連接埠2604、遙控接收部分2605、圖象接收部分2606、電池2607、聲音輸入部分2608、操作鍵2609、目鏡2610等。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2602，完成了本發明的攝像機。
圖40H示出了一種行動電話，它包含主體2701、機箱2702、顯示部分2703、聲音輸入部分2704、聲音輸出部分2705、操作鍵2706、外部連接埠2707、天線2708等。注意，藉助於在黑色背景上顯示白色字符，顯示部分2703能夠降低行動電話的功耗。利用根據本發明的發光器件作為顯示部分2703，完成了本發明的行動電話。
倘若將來能夠獲得從有機發光材料發射的更明亮的光，則根據本發明的發光器件將可應用於正投式或背投式投影儀，其中包括輸出圖象信息的光被透鏡等放大而被投影。
上述電子設備常常被用來顯示通過諸如互連網和CATV(有線電視)之類的通信線路傳播的信息，特別是常常顯示動畫信息。由於有機發光材料能夠表現出高的響應速度，故發光器件適合於顯示動畫。
發光器件中發光的部分消耗功率，因此希望以發光部分儘可能小的方式來顯示信息。因此，若發光器件被用於主要顯示字符信息的顯示部分，例如可攜式信息終端，更確切地說是可攜式電話或放聲裝置的顯示部分，則希望驅動發光器件使發光器件由發光部分來形成字符信息而不發光部分對應於背景。
如上所述，本發明能夠應用於範圍廣闊的各種領域的電子設備。利用具有其中實施例1-22的結構被自由組合的結構的發光器件，能夠獲得本實施例的電子設備。
根據本發明，由於如上所述的結構，故比之圖41所示的一般發光器件，即使各個象素中TFT的特性分散，也能夠防止各個象素中發光元件亮度分散。而且，比之配備有圖41所示電壓輸入型象素的TFT51工作於線性區的情況，能夠防止亮度由於發光元件退化而降低。而且，即使有機發光層的溫度受到外界空氣溫度和發光平板本身發射的熱等的影響，也有可能防止發光元件的亮度發生變化。還有可能防止伴隨著溫度升高的功耗增大。
而且，根據本發明，藉助於採用反偏置驅動電壓每隔預定的周期被施加到發光元件的驅動方法(交流驅動)，改善了發光元件電流-電壓特性的退化。結果，有可能延長發光元件的壽命。
權利要求
1.一種發光器件，它包含配備有發光元件的象素；信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的裝置以及用來選擇向所述象素饋送所述產生的電流或預定的電壓的裝置；為所述象素提供的用來將所述饋送的電流轉換成電壓，並將幅度對應於所述被轉換的電壓的第一電流進一步饋送到所述發光元件的第一裝置；以及為所述象素提供的用來將幅度對應於所述被轉換的電壓的第二電流饋送到所述發光元件的第二裝置，其中，當所述預定的電壓被饋送到所述象素時，反偏置的電壓被所述第二裝置施加到所述發光元件。
2.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第三電晶體的柵和所述第四電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的柵；其中，所述第一電晶體的第一端子被連接到所述電源線，而其第二端子被連接到所述第二電晶體的第一端子，其中，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光元件中的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第一電晶體，其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
3.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第三和第四電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的柵，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第一電晶體的第一端子被連接到所述電源線，其中，所述第二電晶體的第一端子和第二端子被分別連接到所述第一電晶體的第二端子和包括在所述發光元件中的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第一電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
4.根據權利要求2的器件，其中所述第三電晶體和所述第四電晶體具有相同的極性。
5.根據權利要求3的器件，其中所述第三電晶體和所述第四電晶體具有相同的極性。
6.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第三電晶體的柵，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的第一端子都被連接到所述電源線，其中，所述第一電晶體的柵被連接到所述第二電晶體的柵和第二端子，其中，所述第三電晶體的第一端子被連接到所述第二電晶體的第二端子，而所述第二端子被連接到包括在所述發光元件中的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
7.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的第一端子都被連接到所述電源線，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子或所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子，而其另一端子被連接到所述第二電晶體的第二端子，其中，所述第二電晶體的第二端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
8.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的第一端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，而其另一端子被連接到所述電源線，其中，所述第六電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述電源線，而其另一端子被連接到所述第二電晶體的第二端子，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一和所述第二電晶體的第一端子，而其另一端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
9.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的第二端子都被連接到所述電源線，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的第一端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，而其另一端子被連接到所述電源線，其中，所述第六電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第二電晶體的第一端子，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第一端子，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第一端子，而其另一端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
10.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的第一端子都被連接到所述電源線，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子或所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第六電晶體的第二端子，而其另一端子被連接到所述第二電晶體的第二端子，其中，所述第六電晶體的柵被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第六電晶體的第一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第二電晶體的第二端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
11.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子或所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第二電晶體的第二端子和所述電源線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第一和所述第二電晶體的第一端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
12.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子或所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第二電晶體的第二端子和所述電源線，而其另一端子被連接到所述第六電晶體的第二端子，其中，所述第六電晶體的第一端子被連接到所述第一電晶體的第二端子，其中，所述第一和所述第二電晶體的第一端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
13.一種發光器件，它包含象素，它包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、發光元件、電源線、信號線、以及控制所述電源線與所述發光元件反電極之間的電壓的電源；以及信號線驅動電路，它包含用來產生幅度對應於輸入的視頻信號電壓的電流的第一裝置以及用來選擇向所述信號線饋送所述產生的電流或預定的電壓的第二裝置，其中，所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵被彼此連接，其中，所述第三電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述信號線，而其另一端子被連接到所述第一電晶體的第一端子，其中，所述第四電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第二端子，而其另一端子被連接到所述第一和所述第二電晶體的柵，其中，所述第五電晶體的第一端子和第二端子之一被連接到所述第一電晶體的第一端子，而其另一端子被連接到所述第二電晶體的第一端子，其中，所述第一和所述第二電晶體的第二端子被連接到所述電源線，其中，所述第二電晶體的第一端子被連接到所述發光元件的象素電極，其中，所述預定的電壓的幅度開通所述第二電晶體，且其中，當所述第二電晶體被所述預定電壓開通時，反偏置電壓被所述電源施加到所述發光元件。
14.根據權利要求6的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
15.根據權利要求7的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
16.根據權利要求8的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
17.根據權利要求9的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
18.根據權利要求10的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
19.根據權利要求11的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
20.根據權利要求12的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
21.根據權利要求13的器件，其中所述第一電晶體和所述第二電晶體具有相同的極性。
22.根據權利要求1的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
23.根據權利要求2的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
24.根據權利要求3的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
25.根據權利要求6的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
26.根據權利要求7的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
27.根據權利要求8的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
28.根據權利要求9的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
29.根據權利要求10的器件，其中所述發光器件被組合到電子設備中。
30.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期、以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二、以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體和第二電晶體的柵被彼此連接，所述第二電晶體的柵和第二端子被彼此連接，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的第三電晶體的第一端子，所述第三電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，將所述第一電晶體的第二端子連接到所述第三電晶體的柵，以便使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與第二端子之間流動，並進一步將第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子；在所述第二周期中，將所述第一電晶體的第二端子從所述第三電晶體的柵電學上分隔開，並進一步將所述第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子；在所述第三周期中，將所述第一電晶體的第二端子連接到所述第三電晶體的柵，以便將第二電壓施加到所述第一和第二電晶體的柵以開通所述第二電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一和第二電晶體的第一端子；所述第一電壓和所述第三電壓相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
31.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期、以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二、以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體的柵和第二端子被彼此連接，所述第一電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的第二電晶體的第一端子，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，使由視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與其第二端子之間流動，並進一步將第一電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，以便關斷所述第二電晶體；在所述第二周期中，將所述第一電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，以便關斷所述第二電晶體；在所述第三周期中，將第二電壓施加到所述第一電晶體的柵，以便開通所述第一電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，以便開通所述第二電晶體；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
32.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的第二電晶體的第一端子，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，以便使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與第二端子之間流動，並進一步將第一電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，並關斷所述第二電晶體；在所述第二周期中，將所述第一電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，以便開通所述第二電晶體，將所述第一電晶體的柵與其第二端子電學上分隔開；在所述第三周期中，連接所述第一電晶體的柵與其第二端子，將第二電壓施加到所述第一電晶體的柵，以便開通所述第一電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一電晶體的第一端子，以便開通所述第二電晶體；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
33.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體和第二電晶體的柵被彼此連接，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與其第二端子之間流動，以便將第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子，並進一步將所述第一電晶體的柵與第二端子彼此連接；在所述第二周期中，將所述第一電晶體的第二端子與其柵電學上彼此分隔開，並進一步將所述第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子；在所述第三周期中，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，並將第二電壓施加到所述第一和第二電晶體的柵，以便開通所述第二電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一和第二電晶體的第一端子；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
34.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體和第二電晶體的柵被彼此連接，所述第一電晶體和所述第二電晶體的第一端子被連接到包括在所述發光器件中的第三電晶體的第二端子，所述第三電晶體的第一端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與其第二端子之間流動，將第一電壓施加到所述第一電晶體的第二端子，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，並進一步將所述第三電晶體關斷；在所述第二周期中，將所述第一電晶體的第二端子與其柵電學上彼此分隔開，將所述第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第二端子，並進一步將所述第三電晶體開通；在所述第三周期中，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，以便將第二電壓施加到所述第一和第二電晶體的柵，從而開通所述第二電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一電晶體的第二端子，而且開通所述第三電晶體；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
35.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體和第二電晶體的柵被彼此連接，所述第二電晶體的第一端子被連接到包括在所述發光器件中的第三電晶體的第二端子，所述第三電晶體的第一端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與其第二端子之間流動，將第一電壓施加到所述第一電晶體和第二電晶體的第二端子，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，並進一步將所述第三電晶體關斷；在所述第二周期中，將所述第一電晶體的第二端子與其柵電學上彼此分隔開，將所述第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第二端子，並進一步將所述第三電晶體開通；在所述第三周期中，將所述第一電晶體的柵與其第二端子彼此連接，以便將第二電壓施加到所述第一和第二電晶體的柵，從而開通所述第二電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一電晶體和所述第二電晶體的第二端子，而且開通所述第三電晶體；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
36.一種驅動發光器件的方法，其中在一幀周期中出現第一周期、第二周期以及第三周期，它包含在所述第一、所述第二以及所述第三周期中，包括在所述發光器件中的第一電晶體和第二電晶體的柵被彼此連接，所述第二電晶體的第二端子被連接到包括在所述發光器件中的發光元件的象素電極；在所述第一周期中，將所述第一電晶體的第二端子與其柵彼此連接，使視頻信號電壓決定的電流能夠在所述第一電晶體的第一端子與其第二端子之間流動，並進一步將第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子；在所述第二周期中，將所述第一電晶體的第二端子與其柵電學上彼此分隔開，將所述第一電晶體和所述第二電晶體的柵連接到包括在所述發光器件中的第三電晶體的柵，連接所述第一電晶體的第二端子與所述第三電晶體的第一端子，將所述第三電晶體的第二端子連接到所述發光元件的象素電極，並進一步將所述第一電壓施加到所述第一和所述第二電晶體的第一端子；在所述第三周期中，連接所述第一電晶體的第二端子與其柵，將第二電壓施加到所述第一和第二電晶體的柵，從而開通所述第二電晶體，並進一步將第三電壓施加到所述第一和第二電晶體的第一端子，將所述第一電晶體的第二端子與所述發光元件的象素電極電學上彼此分隔開；所述第一電壓和所述第三電壓的極性相對於所述發光元件的反電極電壓被倒相；以及在所述第三周期中施加到所述發光元件的電壓具有被倒相了的偏壓。
37.根據權利要求1的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
38.根據權利要求2的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
39.根據權利要求3的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
40.根據權利要求6的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
41.根據權利要求7的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
42.根據權利要求8的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
43.根據權利要求9的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
44.根據權利要求10的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
45.根據權利要求11的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
46.根據權利要求12的器件，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
47.根據權利要求30的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
48.根據權利要求31的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
49.根據權利要求32的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
50.根據權利要求33的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
51.根據權利要求34的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
52.根據權利要求35的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
53.根據權利要求36的方法，其中所述發光器件被組合到選自由數碼靜像照相機、膝上計算機、移動計算機、可攜式圖像再現裝置、頭戴式顯示器、攝像機、行動電話組成的組中的一個中。
全文摘要
通過不利用待要施加到TFT的電壓而是利用在信號線驅動電路中控制流到TFT的電流來控制發光元件的亮度，流到發光元件的電流被保持在所希望的數值，而不依賴於TFT的特性。而且，每個預定的周期，反偏置電壓被施加到發光元件。由於上述二種結構提供了放大效應，故有可能防止由有機發光層的退化造成的亮度退化，而且有可能將流到發光元件的電流保持到所希望的數值，而不依賴於TFT的特性。
文檔編號G09G3/32GK1409402SQ02142
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月23日 優先權日2001年9月21日
發明者山崎舜平, 秋葉麻衣, 小山潤 申請人:株式會社半導體能源研究所