技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物質(zhì)、方法、制造方法、工藝(process)、機器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或者物質(zhì)組成(composition of matter)。特定地，例如，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、上述裝置的驅(qū)動方法、或者上述裝置的制造方法。特定地，例如，本發(fā)明涉及其中在每一個像素中設(shè)置有一個或更多個晶體管的發(fā)光裝置以及其驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

由于使用發(fā)光元件的發(fā)光裝置具有高可見度，合適于減少厚度，且沒有視角上的限制，所以該發(fā)光裝置引人注目，其作為CRT(陰極射線管)或液晶顯示裝置的替代物。取決于制造商，使用發(fā)光元件的有源矩陣顯示裝置的具體提出的結(jié)構(gòu)彼此不同。一般來說，像素至少包括發(fā)光元件、控制向像素輸入圖像信號的晶體管(開關(guān)晶體管)、以及控制供應(yīng)給該發(fā)光元件的電流量的晶體管(驅(qū)動晶體管)。

近年來，被稱為氧化物半導(dǎo)體的具有半導(dǎo)體特性的金屬氧化物引人注目作為新穎的半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體如多晶硅或微晶硅的情況一樣具有高遷移率，并如非晶硅的情況一樣具有均勻的元件特性。氧化物半導(dǎo)體能夠沉積在諸如玻璃襯底之類的具有低應(yīng)變點的襯底上，并且可用于第5代(其一側(cè)超過1000mm)或更高代的大型襯底。另外，在其中像素的晶體管中使用上述氧化物半導(dǎo)體代替硅或鍺之類的常規(guī)半導(dǎo)體的發(fā)光裝置趨于實用化。

專利文獻1描述了其中用來驅(qū)動有機EL元件的TFT的活性層包含氧化物半導(dǎo)體的有機EL顯示裝置。專利文獻2描述了其中薄膜晶體管的活性層使用氧化物半導(dǎo)體形成的有機場致發(fā)光顯示裝置。

參考文獻

專利文獻

[專利文獻1]日本專利申請公開No.2009-031750

[專利文獻2]日本專利申請公開No.2011-100092

技術(shù)實現(xiàn)要素：

包含通過減少用作電子施主的水分或氫之類的雜質(zhì)且減少氧缺陷而進行高度提純的氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有極小的截止態(tài)電流的特性。通過將具有上述特性的晶體管用于發(fā)光裝置的像素，可防止由完成圖像信號輸入后驅(qū)動晶體管中的柵電極的電位變動導(dǎo)致的發(fā)光元件的亮度發(fā)生變化。然而，在上述發(fā)光裝置中，即使在切斷發(fā)光裝置的電源后，圖像信號的電位可能被保持在驅(qū)動晶體管的柵電極中。因此，在該發(fā)光裝置中，有時在開啟電源后可顯示剛關(guān)閉電源前所顯示的圖像作為殘像。

鑒于上述技術(shù)背景，本發(fā)明的目的是提供一種可防止在開啟電源后出現(xiàn)殘像的發(fā)光裝置。本發(fā)明的目的是提供一種可防止在開啟電源后出現(xiàn)殘像的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法。

注意，這些課題的記載并不妨礙其他課題的存在。在本發(fā)明的一個實施例中，不必須要達到上述所有目的。從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載可明顯看到其他目的，且可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載推導(dǎo)出其他目的。

在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置中，在切斷供應(yīng)施加到發(fā)光元件的電源電壓之前或之后，初始化用于控制向發(fā)光元件供應(yīng)電源電壓的晶體管的柵電極的電位。特定地，在其中該晶體管為n溝道型的情況下，將柵電極與源極端子之間的電位差(柵電壓)減小或低于閾值電壓，來初始化柵電極的電位。在其中該晶體管為p溝道型的情況下，將柵電壓增加到等于或高于閾值電壓，來初始化柵電極的電位。

通過初始化上述晶體管的柵電極的電位，包含圖像數(shù)據(jù)的信號的電位不保持在柵電極中且該晶體管可完全截止(非導(dǎo)通)。因此，可以在將施加到發(fā)光元件的電源電壓施加至像素后，防止電流通過該晶體管流至發(fā)光元件。由此，在其中使用諸如包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管之類的具有極低的截止態(tài)電流的晶體管的發(fā)光裝置中，可以防止在開啟電源后、在向像素輸入具有圖像數(shù)據(jù)的信號之前出現(xiàn)殘像。

特定地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置包括：面板；控制器，該控制器選擇第一信號和具有圖像數(shù)據(jù)的第二信號中的一個并將所選擇的信號發(fā)送到面板；以及電源電路，當?shù)诙盘柋豢刂破鬟x擇并發(fā)送到面板時該電源電路響應(yīng)于來自控制器的指令向面板供應(yīng)電源電壓，并且在第一信號被控制器選擇并發(fā)送到面板后該電源電路響應(yīng)于來自控制器的指令切斷向面板供應(yīng)電源電壓。面板具有多個像素。多個像素的每一個包括第一晶體管、第二晶體管，第一信號或者第二信號通過第一晶體管施加至該第二晶體管的柵電極，并且在第一信號施加到柵電極時該第二晶體管截止；以及發(fā)光元件，該發(fā)光元件通過第二晶體管被供應(yīng)電源電壓。

特定地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置包括：面板；控制器，該控制器選擇第一信號和具有圖像數(shù)據(jù)的第二信號中的一個并將所選擇的信號發(fā)送到面板；以及電源電路，在控制器選擇第一信號并發(fā)送到面板后、且在控制器選擇第二信號并發(fā)送到面板前，該電源電路響應(yīng)于來自控制器的指令向面板供應(yīng)電源電壓。面板具有多個像素。多個像素的每一個包括第一晶體管、第二晶體管，第一信號或者第二信號通過第一晶體管供應(yīng)給該第二晶體管的柵電極，并且在第一信號施加到柵電極時該第二晶體管截止；以及發(fā)光元件，該發(fā)光元件通過第二晶體管被供應(yīng)電源電壓。

特定地，在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法中，在切斷向像素供應(yīng)電源電壓前，向用于控制向像素中的發(fā)光元件供應(yīng)電源電壓的晶體管的柵電極施加信號來截止該晶體管。

特定地，在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法中，在向像素供應(yīng)電源電壓前，向用于控制對像素的發(fā)光元件供應(yīng)電源電壓的晶體管的柵電極施加信號來截止該晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以獲得一種防止在電源開啟后出現(xiàn)殘像的發(fā)光裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以獲得一種防止在電源開啟后出現(xiàn)殘像的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法。

附圖說明

圖1A和1B示出發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)及像素的結(jié)構(gòu)。

圖2A至2D示出像素的操作。

圖3A和3B示意性地示出像素部的操作。

圖4示出發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)。

圖5A和5B是像素的電路圖。

圖6示出像素部的結(jié)構(gòu)。

圖7是像素的截面圖。

圖8A至8C是像素的截面圖。

圖9是發(fā)光裝置的透視圖。

圖10A至10E是電子設(shè)備的圖。

圖11A和11B是像素的電路圖及時序圖。

圖12示出掃描線驅(qū)動電路的電路圖。

圖13A至13C示意性地示出掃描線驅(qū)動電路的構(gòu)成組件。

圖14是移位寄存器的電路圖。

圖15是移位寄存器的電路圖。

圖16是移位寄存器的電路圖。

圖17是移位寄存器的電路圖。

圖18是虛擬級的移位寄存器的電路圖。

圖19是虛擬級的移位寄存器的電路圖。

圖20是虛擬級的移位寄存器的電路圖。

圖21是虛擬級的移位寄存器的電路圖。

圖22A和22B是反相器的電路圖。

圖23是時序圖。

圖24是面板的邊框外圍的照片。

具體實施例

下面，將參照附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實就是其實施例及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限定在以下所示的實施例的記載的內(nèi)容中。

實施例1

在圖1A的框圖中示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示例。雖然該框圖以獨立的框示出根據(jù)它們的功能被劃分的元件，但是，實踐中難以根據(jù)功能完全劃分這些元件，在一些情況下，一個元件會具有多個功能。

圖1A中的發(fā)光裝置100至少包含面板103、控制器104、以及電源電路105，該面板103在像素部102中具有多個像素101。

每一個像素101包含發(fā)光元件以及用于控制該發(fā)光元件的操作的晶體管。面板103除了像素部102之外還包括用于控制像素部102的操作的各種驅(qū)動電路。

當包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1輸入控制器104時，該控制器104具有根據(jù)面板103的規(guī)格處理信號Sig1、然后將經(jīng)處理的信號Sig1供應(yīng)給面板103的功能。另外，控制器104具有生成不包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig2并將該信號供應(yīng)給面板103的功能?？刂破?04決定對面板103施加信號Sig1還是信號Sig2。

電源電路105具有從輸入至發(fā)光裝置100的電源電壓Vp中生成電源電壓的功能；該電源電壓供應(yīng)給面板103、控制器104、以及發(fā)光裝置100中的其他各種電路。另外，電源電路105具有將施加到發(fā)光元件的電源電壓供應(yīng)給像素部102內(nèi)所包括的多個像素101的每一個的功能。特定地，在圖1A中，固定電位Vcom(例如，接地電位)與電位Vel之間的電位差作為電源電壓供應(yīng)給多個像素101的每一個?？刂破?04具有決定電源電路105是否向多個像素101供應(yīng)電源電壓的功能。

注意，電源電路105可具有控制向面板103內(nèi)所包括的各種驅(qū)動電路供應(yīng)電源電壓的功能?；蛘?，電源電路105可具有將除了施加到發(fā)光元件的電源電壓以外的電源電壓供應(yīng)給像素部102的功能。

接著，圖1B示出像素101的具體配置示例。圖1B中的像素101至少包含發(fā)光元件106、晶體管107、以及晶體管108。

發(fā)光元件106的示例包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如，OLED等可以用作發(fā)光元件106。OLED至少包含EL層、陽極、及陰極。用設(shè)置在陽極與陰極之間的單層或多層形成EL層，其中至少一個層為含有發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光層。當使用陰極的電位作為參考電位且陰極與陽極之間的電位差高于或等于發(fā)光元件106的閾值電壓Vthe時，通過所供應(yīng)的電流從該EL層中獲得電致發(fā)光。存在從單重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時的發(fā)光(熒光)以及從三重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時的發(fā)光(磷光)作為電致發(fā)光。

晶體管107具有控制向發(fā)光元件106供應(yīng)對應(yīng)于電位Vcom與電位Vel之間的電位差的電源電壓的功能。換言之，通過晶體管107向發(fā)光元件106供應(yīng)電源電壓。

晶體管108具有控制向晶體管107的柵電極輸入由控制器104施加至面板103的信號Sig1或信號Sig2的功能。

特定地，在像素101中，晶體管107的源極端子和漏極端子中的連接至被施加電位Vel的引線110，另一個連接至與發(fā)光元件106的陽極和陰極中的一個。發(fā)光元件106的陽極和陰極中的另一個連接至被施加電位Vcom的引線109。另外，晶體管108的源極端子和漏極端子中的一個連接至被施加信號Sig1或信號Sig2的電位的引線111，另一個連接至晶體管107的柵電極。晶體管108的柵電極被施加用于導(dǎo)通/截止晶體管108的信號。

注意，在本說明書中，“連接”是指電連接，且對應(yīng)于其中可供應(yīng)或傳輸電流、電壓、或電位的狀態(tài)。因此，電連接狀態(tài)并不僅僅意味著直接連接的狀態(tài)，而且指可其中可通過諸如電阻器、二極管、晶體管、電感器、電容器之類的電路元件供應(yīng)或傳輸電流、電壓、或電位的間接連接的狀態(tài)。因此，像素101根據(jù)需要也可進一步包括諸如晶體管、二極管、電阻器、電容器、電感器之類的其他電路元件。

此外，即使在電路圖中不同的組件彼此連接時，實際上存在一個導(dǎo)電膜具有多個組件功能的情況，諸如其中引線的一部分用作電極的情況等。在本說明書中，“連接”還意味著其中一個導(dǎo)電膜具有多個組件功能的情況。

另外，晶體管的“源極端子”是指作為活性層的一部分的源區(qū)或連接至活性層的源電極。類似地，晶體管的“漏極端子”是指作為活性層的一部分的漏區(qū)或連接至活性層的漏電極。

注意，取決于根據(jù)晶體管的溝道類型或施加到源極端子和漏極端子的電位電平，術(shù)語晶體管的“源極端子”和“漏極端子”彼此互換。一般來說，對n溝道型晶體管中的源極端子和漏極端子而言，向其施加低電位的一個端子稱為源極端子，而向其施加高電位的一個端子稱為漏極端子。對p溝道型晶體管的源極端子和漏極端子而言，向其施加低電位的一個端子稱為漏極端子，而向其施加高電位的一個端子稱為源極端子。在本說明書中，雖然有時為了方便起見假設(shè)源極端子和漏極端子是固定的來說明晶體管的連接關(guān)系，但是源極端子和漏極端子的名稱取決于上述電位關(guān)系彼此互換。

在本發(fā)明的一個實施例中，在用于在像素部102中顯示圖像的常規(guī)操作狀態(tài)下，包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1施加至引線111。另外，在切斷向像素101供應(yīng)電源電壓前(即，在常規(guī)操作狀態(tài)到非操作狀態(tài)的過渡前)，或者在切斷向像素101供應(yīng)電源電壓后的非操作狀態(tài)中，將不包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig2施加至引線111。

參照圖2A至2D描述圖1B所示的像素101的操作示例。圖2A至2D示意性地示出像素101的操作。圖2A至2D各自示出其中用于保持晶體管107的柵電壓的電容器112被包括在像素101中的示例。注意，在其中形成在晶體管107的柵電極與活性層之間的柵極電容或柵電極的寄生電容足夠大的情況下，電容器112未必一定要設(shè)置在像素101中。另外，在圖2A至2D中，以開關(guān)表示晶體管108。

圖2A示意性地示出其中向像素101輸入包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1的情況下像素101的操作。在圖2A中，信號Sig1的電位從引線111通過導(dǎo)通的晶體管108施加到晶體管107的柵電極。電荷根據(jù)上述電位累積在電容器112中。在其中引線109與引線110之間施加電源電壓的情況下，根據(jù)信號Sig1的電位確定晶體管107的漏電流的值，并且根據(jù)漏電流的值確定發(fā)光元件106的亮度。

圖2B示意性地示出當信號Sig1保持在像素101中時像素101的操作。在圖2B中，晶體管108被截止，藉此引線111與晶體管107的柵電極電隔離。因此，所累積的電荷保持在電容器112中，并且晶體管107的柵電極的電位也被保持。在引線109與引線110之間施加有電源電壓的情況下，即使在晶體管108截止后，根據(jù)信號Sig1的電位而確定的晶體管107的漏電流的值以及發(fā)光元件106的亮度還被保持。

在其中晶體管108的截止態(tài)電流極小的情況下，可以防止保持在電容器112中的電荷通過晶體管108泄漏。在該情況下，在晶體管108截止以完成向像素101輸入信號Sig1后，晶體管107的柵電極的電位幾乎不改變；因此，可以防止發(fā)光元件106的亮度變化。

注意，在其中晶體管108的截止態(tài)電流極小的情況下，在切斷向圖1A所示的發(fā)光裝置100供應(yīng)電源電壓Vp后，累積在電容器112中的電荷可被保持。圖2C示意性地示出在其中切斷電源電壓Vp的供應(yīng)后電荷累積在電容器112中的情況下像素101的操作。在圖2C中，晶體管107導(dǎo)通；因此，當再次向發(fā)光裝置100供應(yīng)電源電壓Vp且向像素101中的引線109與引線110之間施加電源電壓時，電流施加至發(fā)光元件106。作為結(jié)果，在再次供應(yīng)電源電壓Vp后，在像素部102中顯示出剛切斷電源電壓Vp供應(yīng)前由信號Sig1顯示在像素部102中的圖像作為殘像。

由此，在本發(fā)明的一個實施例中，在切斷向像素101供應(yīng)施加到發(fā)光元件106的電源電壓(特定地，施加在引線109與引線110之間的電源電壓)之前或之后，通過向像素101輸入不包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig2來初始化晶體管107的柵電極的電位。

圖2D示意性地示出其中在向像素101輸入不包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig2的情況下的像素101的操作。在圖2D中，信號Sig2的電位從引線111通過導(dǎo)通的晶體管108施加到晶體管107的柵電極。在其中晶體管107為n溝道型的情況下，信號Sig2具有一電平使得晶體管107的柵電壓等于或低于閾值電壓。在其中晶體管107為p溝道型的情況下，信號Sig2具有一電平使得晶體管107的柵電壓等于或高于閾值電壓。

因此，在其中電荷根據(jù)信號Sig1的電位累積在電容器112中的情況下，通過將信號Sig2的電位輸入到像素101，來釋放該電荷。因此，晶體管107截止，并且無論引線109與引線110之間是否施加有電源電壓，發(fā)光元件106都不發(fā)光。

雖然圖1B示出其中晶體管107及晶體管108都具有單柵結(jié)構(gòu)的示例，但是每一個晶體管可具有其中包括電連接至彼此的多個柵電極的多柵結(jié)構(gòu)以使得包括多個溝道形成區(qū)。

接著，參照圖3A和3B描述在圖1A所示的發(fā)光裝置100中切斷向像素部102供應(yīng)電源電壓和再次向像素部102供應(yīng)電源電壓的時序的示例。圖3A和3B示意性地示出像素部102的操作。水平方向表示時間，且垂直方向表示在像素部102中逐行選擇的像素101之一的位置。

在圖3A中設(shè)置有周期T2。在周期T2中，在設(shè)置向像素部102供應(yīng)電源電壓前，向像素部102所包括的多個像素101逐行輸入信號Sig2，且可在多個像素101中初始化晶體管107的柵電極的電位。

在周期T2后，設(shè)置項像素部102供應(yīng)電源電壓。在本發(fā)明的一個實施例中，由于在周期T2中初始化晶體管107的柵電極的電壓，即使在再次設(shè)置向像素部102供應(yīng)電源電壓后，在像素部102中也不會出現(xiàn)殘像。

在圖3A中設(shè)置有周期T1。在周期T1中，向像素部102所包括的多個像素101逐行輸入信號Sig1并保持該信號Sig1。在周期T1中，根據(jù)包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1的電位確定晶體管107的柵電壓，且因此還根據(jù)信號Sig1的電位確定提供至發(fā)光元件106的電流值。作為結(jié)果，在周期T1中在像素部102中顯示圖像。

在圖3B中，依次設(shè)置有周期T1及周期T2。在周期T1中，向像素部102所包括的多個像素101逐行輸入信號Sig1并保持該信號Sig1。在周期T2中，在切斷向像素部102供應(yīng)電源電壓前，向像素部102所包括的多個像素101逐行輸入信號Sig2，并且可在多個像素101中初始化晶體管107的柵電極的電位。

在本發(fā)明的一個實施例中，由于在周期T2中初始化晶體管107的柵電極的電位，即使在再次向像素部102供應(yīng)電源電壓后，在像素部102中也不會出現(xiàn)殘像。

實施例2

在本實施例中，詳細描述圖1A中所示的發(fā)光裝置100的結(jié)構(gòu)示例。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示例的框圖。圖4中的發(fā)光裝置100與圖1A同樣地包含面板103、控制器104、以及電源電路105，該面板103在像素部102中包含多個像素101。圖4中的發(fā)光裝置100還包含輸入裝置120、CPU121、圖像處理電路122、以及圖像存儲器123。圖4中的發(fā)光裝置100的面板103包括信號線驅(qū)動電路(源極驅(qū)動器)124以及掃描線驅(qū)動電路(柵極驅(qū)動器)125。

輸入裝置120具有項發(fā)光裝置100所包括的CPU121商家數(shù)據(jù)或指令的功能。例如，輸入裝置120可對CPU121施加使像素部102從操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉遣僮鳡顟B(tài)的指令或者與此相反的指令。作為輸入裝置120，可以使用鍵盤、指向裝置、以及觸摸屏等。

CPU121具有對從輸入裝置120輸入的指令進行譯碼而通過總體地控制發(fā)光裝置100所包括的各種電路的操作來執(zhí)行該指令的功能。

例如，在其中從輸入裝置120發(fā)送來使像素部102從操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉遣僮鳡顟B(tài)的指令的情況下，CPU121向控制器104供應(yīng)指令來向面板103輸入信號Sig2。進一步，CPU121向控制器104提供指令以切斷從電源電路105向像素部102供應(yīng)電源電壓。

在其中從輸入裝置120發(fā)送來使像素部102從非操作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮鳡顟B(tài)的指令的情況下，CPU121向控制器104提供指令以向面板103輸入信號Sig2。進一步，CPU121向控制器104供應(yīng)指令以從電源電路105向像素部102供應(yīng)電源電壓。

圖像存儲器123具有儲存輸入到發(fā)光裝置100的圖像數(shù)據(jù)126的功能。注意，雖然在圖4的發(fā)光裝置100中僅提供了一個圖像存儲器123，但是還可在發(fā)光裝置100中設(shè)置多個圖像存儲器123。例如，在其中像素部102使用對應(yīng)于諸如紅色、藍色和綠色之類的色彩(hue)的三個圖像數(shù)據(jù)126來顯示全彩色圖像的情況下，可設(shè)置對應(yīng)于每一個圖像數(shù)據(jù)126的圖像存儲器123。

作為圖像存儲器123，例如，可以使用諸如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)之類的存儲電路?；蛘?，也可使用視頻隨機存取存儲器(VRAM)作為圖像存儲器123。

圖像處理電路122具有響應(yīng)于來自控制器104的指令對圖像存儲器123進行寫入和讀出圖像數(shù)據(jù)126、并從圖像存儲器123讀出的圖像數(shù)據(jù)126中生成信號Sig1的功能。

掃描線驅(qū)動電路125具有按行選擇像素部102所包括的多個像素101的功能。

信號線驅(qū)動電路124具有將從控制器104施加的信號Sig1或信號Sig2供應(yīng)給由掃描線驅(qū)動電路125選擇的行中的像素101的功能。

注意控制器104具有向面板103供應(yīng)用來驅(qū)動信號線驅(qū)動電路124和掃描線驅(qū)動電路125等的各種驅(qū)動信號的功能。驅(qū)動信號包括用來控制信號線驅(qū)動電路124的操作的信號線驅(qū)動電路起始脈沖信號SSP及信號線驅(qū)動電路時鐘信號SCK、鎖存信號LP、控制掃描線驅(qū)動電路125的操作的掃描線驅(qū)動電路起始脈沖信號GSP及掃描線驅(qū)動電路時鐘信號GCK等。

本實施例可以與其他實施例適當?shù)亟M合。

實施例3

在本實施例中，描述圖1A所示的發(fā)光裝置100所包括的像素101的特定結(jié)構(gòu)的示例。

圖5A是像素101的電路圖的示例。像素101包含控制向像素101輸入信號Sig1或信號Sig2的晶體管108、發(fā)光元件106、響應(yīng)于信號Sig1或信號Sig2來控制供應(yīng)給發(fā)光元件106的電流值的晶體管107、以及用來保持信號Sig1或信號Sig2的電位的電容器112。

發(fā)光元件106的示例包括由電流或電壓控制亮度的元件。例如，在其中OLED等用作發(fā)光元件106時，陽極和陰極中的一個用作像素電極，而另一個用作對電極。

根據(jù)輸入到像素101的信號Sig1或信號Sig2來控制發(fā)光元件106的像素電極的電位。發(fā)光元件106的亮度取決于像素電極與對電極之間的電位差。在像素部102所包括的多個像素101的每一個中，根據(jù)包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1來控制發(fā)光元件106的亮度，藉此在像素部102中顯示圖像。

接著，描述像素101所包括的晶體管108、晶體管107、電容器112、以及發(fā)光元件106的連接。

晶體管108的源極端子和漏極端子中的一個連接至引線111，而另一個連接至晶體管107的柵電極。晶體管108的柵電極連接至引線134。晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個連接至引線110，而另一個連接至發(fā)光元件106。特定地，晶體管107的源極端子和漏極端子中的另一個連接至發(fā)光元件106的像素電極。發(fā)光元件106的對電極連接至引線109。

當氧化物半導(dǎo)體包括在晶體管108中的溝道形成區(qū)時，可獲得具有極小截止態(tài)電流的晶體管108。進一步，當具有上述結(jié)構(gòu)的晶體管108用于像素101時，與使用包括諸如硅或鍺之類的一般半導(dǎo)體材料的晶體管的情況相比，可更有效地防止累積在晶體管107的柵電極中的電荷的泄漏。

圖5B是像素101的另一個示例。

圖5B是像素101的電路圖的示例。像素101包含晶體管107、晶體管108、晶體管130至132、發(fā)光元件106、以及電容器112。

晶體管108具有控制引線111與電容器112的一對電極中的一個之間的連接的功能。電容器112的一對電極中的另一個連接至晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個。晶體管130具有控制引線133與晶體管107的柵電極之間的連接的功能。晶體管131具有控制電容器112的一對電極中的一個與晶體管107的柵電極之間的連接的功能。晶體管132具有控制晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個與發(fā)光元件106的陽極之間的連接的功能。

此外，在圖5B中，晶體管107的源極端子和漏極端子中的另一個連接至引線110。

由連接至晶體管108的柵電極的引線134的電位確定晶體管108的導(dǎo)通/截止狀態(tài)。由連接至晶體管130的柵電極的引線134的電位確定晶體管130的導(dǎo)通/截止狀態(tài)。由連接至晶體管131的柵電極的引線135的電位確定晶體管131的導(dǎo)通/截止狀態(tài)。由連接至晶體管132的柵電極的引線136的電位確定晶體管132的導(dǎo)通/截止狀態(tài)。

當氧化物半導(dǎo)體包含在晶體管108、晶體管130、及晶體管131中的溝道形成區(qū)時，可獲得具有極小截止態(tài)電流量的晶體管108、130及131。進一步，當具有上述結(jié)構(gòu)的晶體管108、130及131用于像素101時，與使用包括諸如硅或鍺之類的一般半導(dǎo)體的晶體管的情況相比，可更有效地防止累積在晶體管107的柵電極中的電荷的泄漏。

在圖5A中示出像素101中使用具有極小截止態(tài)電流的晶體管108，且在圖5B中示出像素101中使用具有極小截止態(tài)電流的晶體管108、130及131；因此，其中保持晶體管107的柵電極的電位的周期可更長。因此，例如，在其中向像素部102寫入包含相同圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1達連續(xù)幀周期時，像靜態(tài)圖像，即使當驅(qū)動頻率較低時也可以維持顯示圖像，換言之，減少一定周期內(nèi)信號Sig2的寫入循環(huán)的次數(shù)。例如，其中使用已高度提純的氧化物半導(dǎo)體用于活性層的晶體管108，藉此可將信號Sig1的寫入之間的間隔增加至10秒或更長，優(yōu)選為30秒或更長，更優(yōu)選為1分鐘或更長。信號Sig1的寫入之間的間隔越長，可減小更多耗電量。

此外，由于可保持信號Sig1的電位達較長周期，即使當用于保持信號Sig1的電位的電容器112沒有連接至晶體管107的柵電極時，也可以防止顯示的圖像品質(zhì)的降低。因此，通過減少電容器112的尺寸或者通過不設(shè)置電容器112可增加開口率。因此，可獲得具有長使用壽命的發(fā)光元件106，藉此可增加發(fā)光裝置100的可靠性。

注意，圖5A和5B中的像素101根據(jù)需要還可具有另一個電路元件，諸如晶體管、二極管、電阻器、電容器、或電感器。

圖5A中的像素101包含電容器112；但是，在其中晶體管107的柵電極與活性層之間生成的柵極電容或柵電極的寄生電容足夠大的情況下，即，在其中可由另一個電容器能夠充分保持信號Sig1或信號Sig2的電位的情況下，未必一定要在像素101中設(shè)置電容器112。

在圖5A和5B中，各晶體管在半導(dǎo)體膜的至少一側(cè)上具有柵電極；可選地，各晶體管也可各自具有夾著半導(dǎo)體膜的一對柵電極。當一對柵電極的一個為背柵電極時，該背柵電極既可浮動，又可被外部地施加電位。當在后者的情況下，相同電平的電位可施加至一般的柵電極及背柵電極，或者諸如接地電位之類的固定電位可只施加至背柵電極。控制施加至背柵電極的電位的電平，可控制晶體管的閾值電壓。通過設(shè)置背柵電極，溝道形成區(qū)擴大而可增加漏極電流。此外，背柵電極的設(shè)置促進在半導(dǎo)體膜中的耗盡層的形成，這可導(dǎo)致較低的亞閾值擺幅(S值)。

圖5A和圖5B中的晶體管全都是n溝道型晶體管。當像素101中的所有晶體管都具有相同溝道類型時，可省略制造晶體管時的一些步驟，例如，對半導(dǎo)體膜添加施加一個導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素的工序。注意，在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置中，像素101中的晶體管不一定要全都是n溝道型晶體管。在其中發(fā)光元件106的陰極連接至引線109時，優(yōu)選至少晶體管107為n溝道型晶體管，而在其中發(fā)光元件106的陽極連接至引線109時，優(yōu)選至少晶體管107為p溝道型晶體管。

當其中晶體管107在飽和區(qū)中操作時，其溝道長度或溝道寬度優(yōu)選長于像素101中的晶體管107以外的晶體管。當溝道長度增加時，飽和區(qū)中的特性具有平坦曲線；由此，可以降低扭結(jié)效應(yīng)(kink effect)?；蛘撸瑴系篱L度的增長允許即使在飽和區(qū)域中也有大量電流流過晶體管107。

圖5A和5B各自示出像素101中的晶體管具有一個柵電極和一個溝道形成區(qū)的單柵結(jié)構(gòu)的情況；但是，本發(fā)明的晶體管不局限于該單柵極晶體管。像素101中的晶體管的任何或者所有晶體管可具有包括彼此電連接的多個柵電極和多個溝道形成區(qū)的多柵結(jié)構(gòu)。

接著，描述像素部102的結(jié)構(gòu)示例，給出圖5A所示的像素101為示例。圖6是像素部102的特定電路圖的示例。

如圖6所示，像素部102包含多個引線111、多個引線134、多個引線110、以及引線109。例如，在其中圖4所示的發(fā)光裝置100的情況下，多個引線111連接至信號線驅(qū)動電路124，多個引線134連接至掃描線驅(qū)動電路125，多個引線110及引線109連接至電源電路105。

每一像素101連接至多個引線111中的一個、多個引線134中的一個、以及多個引線110中的一個。所有的像素101連接至引線109。

在圖6所示的像素部102中，當向像素101輸入信號Sig1或信號Sig2時，依次選擇多個引線134。在連接至所選擇的引線134的各像素101中，其柵電極連接至引線134的晶體管108被導(dǎo)通。晶體管108被導(dǎo)通，藉此輸入到多個引線111的每一個的信號Sig1或信號Sig2的電位施加至晶體管107的柵電極。當完成引線134的選擇時，晶體管108截止且信號Sig1或信號Sig2的電位保持在晶體管107的柵電極中。

在其中包含圖像數(shù)據(jù)的信號Sig1輸入像素101的情況下，根據(jù)信號Sig1的電位確定發(fā)光元件106的發(fā)光狀態(tài)。特定地，當響應(yīng)于信號Sig1的電位而導(dǎo)通晶體管107時，發(fā)光元件106被供應(yīng)電流且然后處于發(fā)光狀態(tài)。當響應(yīng)于信號Sig1或信號Sig2的電位而截止晶體管107時，發(fā)光元件106不被供應(yīng)電流而處于非發(fā)光狀態(tài)。

通過上述操作，像素部102可顯示圖像。

注意，像素101也可以具有圖11A所示的結(jié)構(gòu)。圖11A所示的像素101具有向圖5B所示的像素101的結(jié)構(gòu)中添加晶體管139的結(jié)構(gòu)。晶體管139的源極端子和漏極端子中的一個連接至電容器112的一對電極中的另一個、晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個、以及晶體管132的源極端子和漏極端子中的一個。晶體管139的源極端子和漏極端子中的另一個連接至引線138。晶體管139的柵電極連接至引線137。注意圖5B是其中晶體管132的柵電極連接至引線136的示例，而圖11A是其中晶體管132的柵電極連接至引線135的示例。

圖11B是提供至連接至圖11A所示的像素101的引線134(G1)、引線135(G2)、和引線137(G3)的電位、以及供應(yīng)給引線111(DATA)的電位的時序圖。注意圖11B所示的時序圖是其中圖11A所示的像素101所包括的晶體管為n溝道型晶體管的示例。

首先，在周期1中，低電平電位施加到引線G1，高電平電位施加到引線G2，且高電平電位施加到引線G3。因此，晶體管131、132及139被導(dǎo)通，且其他晶體管被截止。晶體管132及139被導(dǎo)通，藉此作為引線138的電位的電位V0施加到晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個及電容器112的一對電極中的另一個(以節(jié)點A表示)。然后，引線G2轉(zhuǎn)換為低電平電位，藉此晶體管131及132被截止，節(jié)點A保持在電位V0。

電位Vano施加到引線110(ANODE(陽極))，而電位Vcat施加到發(fā)光元件106的陰極。電位Vano優(yōu)選高于電位V0和發(fā)光元件106的閾值電位Vthe的總和。

接著，描述周期2。在周期2中，高電平電位施加到引線G1，低電平電位施加到引線G2，且低電平電位施加到引線G3。因此，晶體管108及130被導(dǎo)通，而晶體管131、132及139被截止。

在從周期1向周期2過渡時，在施加到引線G1的電位從低電平轉(zhuǎn)換為高電平后，優(yōu)選地將施加到引線G3的電位從高電平轉(zhuǎn)換為低電平，藉此防止由于施加到引線G1的電位的轉(zhuǎn)換引起的節(jié)點A的電位的改變。

電位Vano施加到引線110(ANODE)，且電位Vcat施加到發(fā)光元件106的陰極。然后，圖像信號的電位Vdata施加到引線111(DATA(數(shù)據(jù)))，且電位V1施加到引線133。注意電位V1優(yōu)選高于電位V0和晶體管107的閾值電壓Vth的總和且低于電位Vano和晶體管107的閾值電壓Vth的總和。

注意在圖11A所示的像素結(jié)構(gòu)中，即使電位V1高于電位Vcat和發(fā)光元件的閾值電壓Vthe的總和，只要晶體管132被截止，發(fā)光元件106就不發(fā)光。因此，可擴大可允許的電位V0的范圍，并且，還可增加V1-V0的可允許范圍。作為增加V1-V0的值的自由度的結(jié)果，即使在獲得晶體管的閾值電壓所需要的時間被縮短或受限的情況下，也可準確地獲得晶體管的閾值電壓。

通過上述操作，將比晶體管107的閾值電壓高的電位V1施加到晶體管107的柵電極(以節(jié)點B表示)，藉此晶體管107被導(dǎo)通。因此，電容器112中的電荷通過晶體管107被釋放，且作為節(jié)點A的電位的電位V0開始上升。當節(jié)點A的電位最終達到電位V1-Vth時，即，當晶體管107的柵電壓減小到晶體管107的閾值電壓Vth時，晶體管107被截止。

當晶體管107被截止時，晶體管107的源極端子和漏極端子中的一個的電位變?yōu)榫w管107的柵電極的電位(在此為V1)減去晶體管107的閾值電壓的電位，即V1-Vth。電位Vdata施加到電容器112的一個電極(以節(jié)點C表示)。

接著，描述周期3。在周期3中，電流流入發(fā)光元件106以使發(fā)光元件106發(fā)光。在周期3中，低電平電位施加到引線G1，高電平電位施加到引線G2，且低電平電位施加到引線G3。因此，晶體管131及132被導(dǎo)通，而晶體管107、108、130、及139被截止。

當周期2向周期3過渡時，在將施加到引線G1的電位從高電平轉(zhuǎn)換為低電平之后，優(yōu)選地施加到引線G2的電位從低電平轉(zhuǎn)換為高電平，藉此防止由于施加到引線G1的電位的轉(zhuǎn)換引起的節(jié)點A的電位的改變。

電位Vano施加到引線110(ANODE)，電位Vcat施加到發(fā)光元件106的陰極。

通過上述操作，電位Vdata施加到節(jié)點B；因此，晶體管107的柵電壓成為Vdata-V1+Vth。因此，晶體管107的柵電壓可以具有加有閾值電壓Vth的值。通過上述結(jié)構(gòu)，晶體管107的閾值電壓Vth的偏差可減少到20左右。此外，可響應(yīng)于由于晶體管107的劣化引起的閾值電壓Vth的變化。因此，可抑制供應(yīng)給發(fā)光元件106的電流值的偏差，藉此減少發(fā)光裝置的亮度不均勻。

注意在此通過顯著改變施加到引線G2的電位，藉此可防止晶體管132的閾值電壓的偏差對于供應(yīng)給發(fā)光元件106的電流值的影響。換言之，施加到引線G2的高電平電位遠高于晶體管132的閾值電壓，并且，施加到引線G2的低電平電位遠低于晶體管132的閾值電壓；因此，晶體管132的導(dǎo)通/截止的切換是可靠的，可防止晶體管132的閾值電壓的偏差對于發(fā)光元件106的電流值的影響。

圖12是使用圖11A所示的像素101以及圖11B所示的時序圖可操作的掃描線驅(qū)動電路的示例。圖13A至13C是分別示出作為該掃描線驅(qū)動電路的組件的移位寄存器、虛擬級中的移位寄存器、以及反相器的端子的位置的示意圖。

圖14和15是可用作圖13A所示的寄存器的電路圖。在該電路的每一個中，如圖16和圖17所示，晶體管可具有背柵電極。

圖18和19是可用作虛擬級中的寄存器的電路圖。在各電路中，如圖20和圖21所示，晶體管可具有背柵電極。圖22A和22B是可用作反相器的電路圖。

圖12所示的掃描線驅(qū)動電路可使用圖23所示的時序圖而操作。

圖24是面板邊框外圍的照片。該面板包含圖11A所示的像素電路以及圖12所示的掃描線驅(qū)動電路(柵極驅(qū)動器)。表1示出該面板的規(guī)格。掃描線驅(qū)動電路的寬度為3.5mm，這意味著可通過使用本實施例所說明的掃描線驅(qū)動電路來制造具有窄邊框的面板。

[表1]

注意作為具有比硅半導(dǎo)體更寬的帶隙且具有比硅更低的本征載流子密度的半導(dǎo)體的一個示例，除了氧化物半導(dǎo)體之外，可給出化合物半導(dǎo)體，諸如碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)。氧化物半導(dǎo)體具有高批量生產(chǎn)性的優(yōu)勢，因為與碳化硅或氮化鎵不同，可通過濺射法或濕法工藝形成具有良好電特性的晶體管。此外，與碳化硅或氮化鎵不同，即使在室溫下也可以沉積氧化物半導(dǎo)體；因此，可以在玻璃襯底上或使用硅的集成電路上形成具有良好電特性的晶體管。進一步，可以使用大型襯底。因此，在上述具有寬帶隙的半導(dǎo)體中，氧化物半導(dǎo)體尤其具有高批量生產(chǎn)性的優(yōu)勢。進一步，在其中獲得具有高結(jié)晶性的氧化物半導(dǎo)體以便提高晶體管性質(zhì)(例如，場效應(yīng)遷移率)的情況下，通過250℃至800℃下的熱處理可容易得到具有結(jié)晶性的氧化物半導(dǎo)體。

注意，通過減少用作電子施主(施體)的諸如水分或氫之類的雜質(zhì)且通過減少氧缺陷獲得的高度提純的氧化物半導(dǎo)體(提純的OS)是i型(本征)半導(dǎo)體或基本上i型的半導(dǎo)體。因此，包含上述氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有截止態(tài)電流極小的特性。另外，氧化物半導(dǎo)體的帶隙是2eV或更高，優(yōu)選是2.5eV或更高，更優(yōu)選是3eV或更高。通過使用通過充分減少諸如水分或氫之類的雜質(zhì)的濃度且通過減少氧缺陷來高度提純的該氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，可減少晶體管的截止態(tài)電流。

特定地，各種實驗可以證明包含高度提純的氧化物半導(dǎo)體膜作為溝道形成區(qū)的晶體管的小截止態(tài)電流。例如，即使元件的溝道寬度為1×10⁶μm且溝道長度為10μm時，也可在源電極和漏電極之間的電壓(漏極電壓)為1V至10V的條件下，使得截止態(tài)電流低于或等于半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測量極限，即低于或等于1×10^-13A。在此情況下，可知：在晶體管的溝道寬度方面被規(guī)格化了的截止態(tài)電流低于或等于100zA/μm。此外，使電容器和晶體管彼此連接，并使用其中由該晶體管控制流入電容器的電荷或從電容器流出的電荷的電路來測量截止態(tài)電流。在該測量中，將已高度提純的氧化物半導(dǎo)體膜用于晶體管的溝道形成區(qū)，并且從電容器的每單位小時的電荷量的變化來測量該晶體管的截止態(tài)電流。作為結(jié)果，可知：在其中晶體管的源電極與漏電極之間的電壓為3V時，獲得幾十yA/μm的小截止態(tài)電流密度。由此，其中將已高度提純的氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)的晶體管的截止態(tài)電流顯著地低于使用具有結(jié)晶性的硅的晶體管的截止態(tài)電流。

注意，氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選至少包含銦(In)或鋅(Zn)。特定地，優(yōu)選包含In及Zn。作為降低包含該氧化物半導(dǎo)體的晶體管的電特性偏差的穩(wěn)定劑，優(yōu)選進一步包含鎵(Ga)。作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含錫(Sn)。作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含鉿(Hf)。作為穩(wěn)定劑優(yōu)選包含鋁(Al)。

作為另一個穩(wěn)定劑，也可以包含鑭系元素中的一種或多種，諸如鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)。

例如，作為氧化物半導(dǎo)體，可使用氧化銦、氧化錫、氧化鋅、In-Zn基氧化物、Sn-Zn基氧化物、Al-Zn基氧化物、Zn-Mg基氧化物、Sn-Mg基氧化物、In-Mg基氧化物、In-Ga基氧化物、In-Ga-Zn基氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn基氧化物、In-Sn-Zn基氧化物、Sn-Ga-Zn基氧化物、Al-Ga-Zn基氧化物、Sn-Al-Zn基氧化物、In-Hf-Zn基氧化物、In-La-Zn基氧化物、In-Ce-Zn基氧化物、In-Pr-Zn基氧化物、In-Nd-Zn基氧化物、In-Sm-Zn基氧化物、In-Eu-Zn基氧化物、In-Gd-Zn基氧化物、In-Tb-Zn基氧化物、In-Dy-Zn基氧化物、In-Ho-Zn基氧化物、In-Er-Zn基氧化物、In-Tm-Zn基氧化物、In-Yb-Zn基氧化物、或In-Lu-Zn基氧化物、In-Sn-Ga-Zn基氧化物、In-Hf-Ga-Zn基氧化物、In-Al-Ga-Zn基氧化物、In-Sn-Al-Zn基氧化物、In-Sn-Hf-Zn基氧化物、或In-Hf-Al-Zn基氧化物。

在本說明書中，例如，In-Ga-Zn基氧化物是指包含In、Ga和Zn的氧化物，對In：Ga：Zn的比率沒有限制。另外，In-Ga-Zn基氧化物也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。In-Ga-Zn基氧化物在無電場時具有充分高的電阻；因此能夠充分地降低截止態(tài)電流。此外，還具有高遷移率，In-Ga-Zn基氧化物適合于半導(dǎo)體裝置內(nèi)使用的半導(dǎo)體材料。

例如，可以使用具有In:Ga:Zn＝1:1:1(＝1/3:1/3:1/3)或In:Ga:Zn＝2:2:1(＝2/5:2/5:1/5)的原子比的In-Ga-Zn基氧化物或具有近于上述原子比的氧化物。或者，可以使用具有In:Sn:Zn＝1:1:1(＝1/3:1/3:1/3)、In:Sn:Zn＝2:1:3(＝1/3:1/6:1/2)或In:Sn:Zn＝2:1:5(＝1/4:1/8:5/8)的原子比的In-Sn-Zn基氧化物或具有近于上述原子比的氧化物。

然而，不局限于上述記載，根據(jù)所需要的電特性(例如，遷移率、閾值電壓和偏差等)可以使用具有合適組成的材料。為了獲得所需要的電特性，優(yōu)選將載流子密度、雜質(zhì)濃度、缺陷密度、金屬元素和氧之間的原子比、原子間距離、密度等設(shè)定為合適的值。

例如，可通過使用包含In(銦)、Ga(鎵)和Zn(鋅)的靶材的濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜。在通過濺射法形成In-Ga-Zn基氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，優(yōu)選使用原子比為In:Ga:Zn＝1:1:1、4:2:3、3:1:2、1:1:2、2:1:3或3:1:4的In-Ga-Zn基氧化物靶材。當使用具有上述原子比的In-Ga-Zn基氧化物靶材形成氧化物半導(dǎo)體膜時，容易形成多晶或后述CAAC-OS。包含In、Ga及Zn的靶材的填充率為90％或更高且100％或更低，優(yōu)選為95％或更高且低于100％。使用填充率高的靶材，形成致密的氧化物半導(dǎo)體膜。

在其中使用In-Zn基氧化物材料作為氧化物半導(dǎo)體時，該In-Zn基氧化物的靶材的組成比為In:Zn＝50:1至1:2的原子比(In2O3:ZnO＝25:1至1:4的摩爾比)，優(yōu)選為In:Zn＝20:1至1:1的原子比(In2O3:ZnO＝10:1至1:2的摩爾比)，更優(yōu)選為In:Zn＝1.5:1至15:1的原子比(In2O3:ZnO＝3:4至15:2的摩爾比)。例如，在用來形成包含原子比為In:Zn:O＝X:Y:Z的In-Zn基氧化物的氧化物半導(dǎo)體膜的靶材中，滿足Z＞1.5X+Y的關(guān)系。通過將Zn的比率保持為上述范圍內(nèi)，可以提高遷移率。

在其中通過濺射法形成作為氧化物半導(dǎo)體膜的In-Sn-Zn基氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，優(yōu)選使用具有金屬元素的如下原子比的In-Sn-Zn基氧化物靶材：In:Sn:Zn＝1:1:1、2:1:3、1:2:2或4:9:7的原子比。

特定地，以如下實施例可以形成氧化物半導(dǎo)體膜；將襯底放置在已減壓的處理室內(nèi)，去除處理室內(nèi)的殘留水分，引入已去除氫及水分的濺射氣體，并使用上述靶材。在沉積時，襯底溫度可以為100℃至600℃，優(yōu)選為200℃至400℃。通過在加熱襯底的狀態(tài)下形成氧化物半導(dǎo)體膜，可減少形成的氧化物半導(dǎo)體膜所包含的雜質(zhì)的濃度。另外，可以減輕由于濺射帶來的損傷。為了去除處理室中的殘留水分，優(yōu)選使用捕集真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、鈦升華泵。排氣單元也可以是配備有冷阱的渦輪泵。在使用低溫泵進行排氣的處理室中，例如，去除氫原子、包含氫原子的化合物，諸如水(H2O)，(更優(yōu)選的是，還去除包含碳原子的化合物)等，由此可減少在該處理室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)濃度。

注意，通過濺射法等形成的氧化物半導(dǎo)體膜在一些情況下包含大量的水分或氫(包括羥基)作為雜質(zhì)。水分或氫容易形成供體能級，因此在氧化物半導(dǎo)體中成為雜質(zhì)。于是，在本發(fā)明的一個模式中，為了減少氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)諸如水分或氫(為了執(zhí)行脫水化或脫氫化)，在減壓氣氛、氮或稀有氣體等惰性氣體氣氛、氧氣氣氛、或超干燥空氣(當在光腔衰蕩光譜法(CRDS)中使用露點計進行測量時，水分量為20ppm(露點換算為-55℃)或更低，優(yōu)選為1ppm或更低，更優(yōu)選為10ppb或更低)下，氧化物半導(dǎo)體膜經(jīng)受熱處理。

通過對氧化物半導(dǎo)體膜執(zhí)行熱處理，可消除氧化物半導(dǎo)體膜中的水分或氫。特定地，可以在高于或等于250℃且低于或等于750℃，優(yōu)選在高于或等于400℃且低于襯底的應(yīng)變點的溫度下進行熱處理。例如，可以在500℃下進行3分鐘至6分鐘左右的熱處理。當使用RTA法作為熱處理時，可以在短時間內(nèi)進行脫水或脫氫；由此，即使在高于玻璃襯底的應(yīng)變點的溫度下也可以進行處理。

注意，在一些情況下，由于上述熱處理使得從氧化物半導(dǎo)體膜脫離氧而在氧化物半導(dǎo)體膜中形成氧缺陷。在此情況下，優(yōu)選的是，在上述熱處理之后，進行對氧化物半導(dǎo)體膜供應(yīng)氧的處理，藉此減少氧缺陷。

例如，通過在含有氧的氣氛下進行熱處理，可以對氧化物半導(dǎo)體膜供應(yīng)氧?？稍谂c上述用來降低水分或氫的濃度的熱處理同樣的條件下進行用來供應(yīng)氧的熱處理。注意，用來供應(yīng)氧的熱處理在含有氧的氣氛下進行，諸如氧氣體或超干燥空氣氣氛(使用CRDS實施例的露點儀測量時的水分量為低于或等于20ppm(露點換算為-55℃)，優(yōu)選為低于或等于1ppm，更優(yōu)選為低于或等于10ppb)。

優(yōu)選的是，上述含有氧的氣體中，水或氫的濃度低。特定地，氧氣體中的雜質(zhì)濃度低于或等于1ppm，優(yōu)選為低于或等于0.1ppm。

可選地，作為對氧化物半導(dǎo)體膜供應(yīng)氧的方法，可使用離子注入法、離子摻雜法、等離子體浸沒式離子注入法、等離子體處理等。如果使用上述方法將氧供應(yīng)給氧化物半導(dǎo)體膜之后使得包括在氧化物半導(dǎo)體膜中的結(jié)晶部受到損傷，可進行熱處理來修復(fù)受到損傷的結(jié)晶部。

含有氧的絕緣膜可以用作如與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的柵極絕緣膜等的絕緣膜，來將氧從該絕緣膜供應(yīng)給氧化物半導(dǎo)體膜。通過氧氣氛下的熱處理、或氧摻雜等，含有氧的絕緣層優(yōu)選被制成包含多于化學計量組成的比率的氧?！把鯎诫s”是指對半導(dǎo)體膜中的氧添加。此外，“氧摻雜”包括通過此舉向半導(dǎo)體膜添加氧等離子體的氧等離子體摻雜。也可通過離子注入或離子摻雜進行氧摻雜。通過氧摻雜處理，可形成具有多于化學計量組成的氧的比率的區(qū)域的絕緣膜。接著，在形成包含氧的絕緣膜之后進行熱處理，來將氧從上述絕緣膜供應(yīng)給氧化物半導(dǎo)體膜。通過上述結(jié)構(gòu)，可降低在氧化物半導(dǎo)體模中用作施主的氧缺陷，并滿足包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的氧化物半導(dǎo)體的化學計量組成。優(yōu)選的是，氧化物半導(dǎo)體膜氧比率高于化學計量組成的氧比率。作為結(jié)果，氧化物半導(dǎo)體膜可以為基本上i型，并可以減少由于氧缺陷引起的晶體管的電特性偏差；因此，可以提高電特性。

用來將氧從絕緣膜供應(yīng)給氧化物半導(dǎo)體膜的熱處理在氮氣氛、超干燥空氣或稀有氣體(例如，氬或氦)氣氛下優(yōu)選在200℃至400℃，例如，以250℃至350℃的溫度范圍下進行。優(yōu)選的是，上述氣體的含水量為20ppm或更低，優(yōu)選為1ppm或更低，更優(yōu)選為10ppb或更低。

氧化物半導(dǎo)體膜例如可以處于非單晶狀態(tài)。非單晶狀態(tài)例如由c軸對齊的結(jié)晶(CAAC)、多晶、微晶和非晶部中的至少一種構(gòu)成。非晶部的缺陷態(tài)密度高于微晶和CAAC的缺陷態(tài)密度。微晶的缺陷態(tài)密度高于CAAC的缺陷態(tài)密度。注意，將包括CAAC的氧化物半導(dǎo)體稱為CAAC-OS(c軸對齊的結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體)。

例如，氧化物半導(dǎo)體膜可包括CAAC-OS。在CAAC-OS中，例如c軸對齊，并且a軸及/或b軸非宏觀地對齊。

例如，氧化物半導(dǎo)體膜可以包括微晶。注意，將包括微晶的氧化物半導(dǎo)體稱為微晶氧化物半導(dǎo)體。微晶氧化物半導(dǎo)體膜例如包括大于或等于1nm且小于10nm的尺寸的微晶(也稱為納米晶)?？蛇x地，微晶氧化物半導(dǎo)體膜例如包括分布有結(jié)晶部(其每一個大于或等于1nm且小于10nm)的結(jié)晶-非晶混合相結(jié)構(gòu)。

例如，氧化物半導(dǎo)體膜也可以包括非晶部。注意，將包括非晶部的氧化物半導(dǎo)體稱為非晶氧化物半導(dǎo)體。非晶氧化物半導(dǎo)體膜例如具有無序的原子排列且不具有結(jié)晶成分?；蛘撸蔷а趸锇雽?dǎo)體膜例如是完全的非晶，并且不具有結(jié)晶部。

注意，氧化物半導(dǎo)體膜可以是包括CAAC-OS、微晶氧化物半導(dǎo)體和非晶氧化物半導(dǎo)體中的任一種的混合膜。該混合膜例如包括非晶氧化物半導(dǎo)體的區(qū)域、微晶氧化物半導(dǎo)體的區(qū)域、和CAAC-OS的區(qū)域。進一步，該混合膜例如可具有包括非晶氧化物半導(dǎo)體的區(qū)域、微晶氧化物半導(dǎo)體的區(qū)域和CAAC-OS的區(qū)域的疊層結(jié)構(gòu)。

注意，氧化物半導(dǎo)體膜例如也可以處于單晶狀態(tài)。

氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選包括多個結(jié)晶部。在結(jié)晶部的每一個中，c軸優(yōu)選在平行于形成有氧化物半導(dǎo)體膜的表面的法線向量或氧化物半導(dǎo)體膜的表面的法線向量的方向上對齊。注意，在結(jié)晶部之間，一個結(jié)晶部的a軸和b軸的方向也可以與另一個結(jié)晶部的a軸和b軸的方向不同。這種氧化物半導(dǎo)體膜的示例是CAAC-OS膜。

CAAC-OS膜不是完全的非晶。CAAC-OS膜，例如，包括其中具有結(jié)晶部和非晶部混合的結(jié)晶-非晶混合相結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體。另外，在大多情況下，結(jié)晶部擬合(fit)在一個邊長小于100nm的立方體內(nèi)。在使用透射電子顯微鏡(TEM)所得到的圖像中，不能明確地觀察到CAAC-OS膜中的非晶部與結(jié)晶部之間的邊界以及結(jié)晶部與結(jié)晶部之間的邊界。另外，使用TEM，不能明確地觀察到CAAC-OS膜中的晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS膜中，抑制了由于晶界引起的電子遷移率的降低。

在包括在CAAC-OS膜中的結(jié)晶部的每一個中，例如c軸在平行于形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上對齊。并且，在結(jié)晶部的每一個中，當從垂直于a-b面的方向看時金屬原子排列為三角形或六角形的結(jié)構(gòu)，且當從垂直于c軸的方向看時，金屬原子排列為層狀或者金屬原子和氧原子排列為層狀。注意，在結(jié)晶部之間，一個結(jié)晶部的a軸和b軸的方向可以與另一個結(jié)晶部的a軸和b軸的方向不同。在本說明書中，“垂直”的用語包括從80°到100°的范圍，優(yōu)選包括從85°到95°的范圍。并且，“平行”的用語包括從-10°到10°的范圍，優(yōu)選包括從-5°到5°的范圍。

在CAAC-OS膜中，結(jié)晶部的分布不一定是均勻的。例如，在CAAC-OS膜的形成工藝中，在其中從氧化物半導(dǎo)體膜的表面一側(cè)發(fā)生結(jié)晶生長的情況下，在一些情況下，氧化物半導(dǎo)體膜的表面附近的結(jié)晶部的比例高于其中形成有氧化物半導(dǎo)體膜的表面附近的結(jié)晶部的比例。另外，當雜質(zhì)添加到CAAC-OS膜時，在一些情況下，添加有雜質(zhì)的區(qū)域中的結(jié)晶部成為非晶。

由于包括在CAAC-OS膜中的結(jié)晶部的c軸在平行于其中形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上對齊，取決于CAAC-OS膜的形狀(其中形成有CAAC-OS膜的表面的截面形狀或CAAC-OS膜的表面的截面形狀)，c軸的方向可彼此不同。注意，伴隨成膜會形成結(jié)晶部，或者在成膜之后通過諸如熱處理等晶化處理形成結(jié)晶部。因此，結(jié)晶部的c軸在平行于形成有CAAC-OS膜的表面的法線向量或CAAC-OS膜的表面的法線向量的方向上對齊。

在使用CAAC-OS膜的晶體管中，由于可見光或紫外光照射引起的電特性的改變小。因此，該晶體管具有高可靠性。

例如，通過使用多晶金屬氧化物靶材的濺射法形成CAAC-OS膜。當離子碰撞到該靶材時，包含在濺射靶材中的結(jié)晶區(qū)域沿著a-b面分開；換言之，具有平行于a-b面的面的濺射粒子(平板狀濺射粒子或顆粒狀濺射粒子)可以從該靶材剝離出。在這種情況下，該平板狀濺射粒子保持結(jié)晶狀態(tài)到達襯底，藉此可形成CAAC-OS膜。

對于CAAC-OS膜的沉積，優(yōu)選使用如下條件。

通過減少在沉積期間進入CAAC-OS膜的雜質(zhì)量，可防止由雜質(zhì)破壞結(jié)晶狀態(tài)。例如，降低存在于處理室內(nèi)的雜質(zhì)(例如，氫、水、二氧化碳或氮)的濃度。另外，降低沉積氣體中的雜質(zhì)濃度。特定地，使用露點為-80℃或更低，優(yōu)選為-100℃或更低的沉積氣體。

通過增加沉積期間的襯底加熱溫度，在濺射粒子到達襯底表面后發(fā)生濺射粒子的遷移(migration)。特定地，在沉積期間襯底加熱溫度為高于或等于100℃且低于或等于740℃，優(yōu)選為高于或等于200℃且低于或等于500℃。通過增加沉積期間襯底加熱溫度，當平板狀的濺射粒子到達襯底時，在襯底表面上發(fā)生遷移，因此，平板狀濺射粒子的平坦的面附著至襯底。

另外，優(yōu)選的是，提高沉積氣體中的氧比例并對電力進行最優(yōu)化，以減輕沉積時的等離子體損傷。沉積氣體中的氧比例為30vol.％或更高，優(yōu)選為100vol.％。

作為靶材的示例，以下示出In-Ga-Zn基氧化物靶材。

將InOx粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末以規(guī)定的摩爾比混合，進行加壓處理，并在高于或等于1000℃且低于或等于1500℃的溫度下進行熱處理，來制造多晶的In-Ga-Zn基氧化物靶材。注意，X、Y及Z都為任意正數(shù)。在此，InOx粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末的規(guī)定的摩爾比例如為2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3或3:1:2。粉末的種類及混合粉末時的摩爾比可以根據(jù)所制造的靶材適當?shù)馗淖儭?/p>

實施例4

在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置中，可以采用彩色濾光片方法，其中通過使用彩色濾光片和發(fā)出諸如白色之類的單色光的發(fā)光元件的組合來顯示全彩色圖像。可選地，可以采用使用發(fā)出彼此不同的色調(diào)的光的多個發(fā)光元件來顯示全彩色圖像的發(fā)出。該發(fā)出由于根據(jù)分別用對應(yīng)的顏色對放置在發(fā)光元件的一對電極之間的EL層涂色，因此被稱為按側(cè)方法(side-by-side method)。

在按側(cè)方法中，通常，通過使用諸如金屬掩模之類的掩模通過蒸鍍法分別施加EL層。由此，像素的尺寸取決于通過蒸鍍法的EL層的按側(cè)技術(shù)的精度。另一方面，與按側(cè)方法不同，在彩色濾光片方法中，不需要分別施加EL層。因此，與按側(cè)方法相比，可以更容易縮小像素的尺寸；因此，可以實現(xiàn)高精細的像素部。

發(fā)光裝置在其范疇內(nèi)包括：底發(fā)射發(fā)光裝置，其中從其上形成有晶體管的元件襯底提取從發(fā)光元件發(fā)出的光；以及頂發(fā)射發(fā)光裝置，其中從與元件襯底相反一側(cè)提取從發(fā)光元件發(fā)出的光。在頂發(fā)射發(fā)光裝置中，發(fā)光元件所發(fā)出的光沒有被諸如引線、晶體管、電容器之類的元件遮擋，由此，與底發(fā)射發(fā)光裝置相比，可以提高從像素提取光的效率。因此，即使供應(yīng)給發(fā)光元件的電流量減少，頂發(fā)射發(fā)光裝置也可實現(xiàn)高亮度，且因此存在改善發(fā)光元件的使用壽命方面的優(yōu)勢。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置也可以具有其中從EL層發(fā)射的光在發(fā)光元件內(nèi)發(fā)生諧振的微腔(光學微諧振腔)結(jié)構(gòu)。通過微腔結(jié)構(gòu)，可高效地從發(fā)光元件提取具有特定波長的光，因此可改進像素部的亮度和色純度。

圖7是像素的截面圖的示例。圖7示出對應(yīng)于紅色的像素的截面的一部分、對應(yīng)于藍色的像素的截面的一部分、對應(yīng)于綠色的截面的一部分。

具體地說，圖7示出發(fā)出紅色光的像素140r、發(fā)出綠色光的像素140g、發(fā)出藍色光的像素140b。像素140r、像素140g、像素140b分別具有陽極715r、陽極715g、陽極715b。包括在像素140r、像素140g、像素140b中的陽極715r、陽極715g及陽極715b設(shè)置在形成于襯底740上的絕緣膜750上。

使用絕緣膜形成的劃分件730設(shè)置在陽極715r、715g及715b上。劃分件730具有開口，在該開口中暴露出陽極715r、715g及715b的一部分。以此順序在劃分件730上層疊EL層731和透射可見光的陰極732，從而覆蓋上述露出部分。

其中陽極715r、EL層731、和陰極732彼此重疊的部分相當于對應(yīng)于紅色的發(fā)光元件741r。其中陽極715g、EL層731和陰極732彼此重疊的部分相當于對應(yīng)于綠色的發(fā)光元件741g。其中陽極715b、EL層731和陰極732彼此重疊的部分相當于對應(yīng)于藍色的發(fā)光元件741b。

此外，設(shè)置襯底742以面對著襯底740，其中插有發(fā)光元件741r、741g及741b。對應(yīng)于像素140r的著色層743r、對應(yīng)于像素140g的著色層743g、以及對應(yīng)于像素140b的著色層743b設(shè)置在襯底742上。著色層743r是對應(yīng)于紅色的波長區(qū)域的光的透射率高于其他波長區(qū)域的光的透射率的層，著色層743g是對應(yīng)于綠色的波長區(qū)域的光的透射率高于其他波長區(qū)域的光的透射率的層，并且著色層743b是對應(yīng)于藍色的波長區(qū)域的光的透射率高于其他波長區(qū)域的光的透射率的層。

進一步，外涂層744設(shè)置在襯底742上，以覆蓋著色層743r、743g、743b。外涂層744是透射可見光且用來保護著色層743r、743g、743b的層，并且優(yōu)選使用平坦性提高的樹脂材料。著色層743r、743g及743b以及外涂層744可以總體看作彩色濾光片，或者，著色層743r、743g及743b的每一個可以看作彩色濾光片。

在圖7中，依次層疊具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745r、具有可見光的透射率高于上述導(dǎo)電膜745r的透射率導(dǎo)電膜746r，而將其用作陽極715r。依次層疊具有高可見光的反射率的導(dǎo)電膜745g、具有可見光的透射率高于上述導(dǎo)電膜745g的透射率導(dǎo)電膜746g而將其用作陽極715g。導(dǎo)電膜746g的第一區(qū)域具有小于導(dǎo)電膜746r的第二區(qū)域的膜厚度。具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745b用作陽極715b。

因此，在圖7中的發(fā)光裝置中，在發(fā)光元件741r中從EL層731發(fā)出的光的光程長度可以由導(dǎo)電膜745r與陰極732之間的距離而調(diào)節(jié)。在發(fā)光元件741g中從EL層731發(fā)出的光的光程長度可以由導(dǎo)電膜745g與陰極732之間的距離而調(diào)節(jié)。在發(fā)光元件741b中從EL層731發(fā)出的光的光程長度可以由導(dǎo)電膜745b與陰極732之間的距離而調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明的一個實施例中，也可以采用微腔結(jié)構(gòu)，在該微腔結(jié)構(gòu)中根據(jù)從發(fā)光元件741r、741g及741b發(fā)出的光的波長調(diào)整上述光程長度，使得從EL層731發(fā)出的光在上述各發(fā)光元件內(nèi)發(fā)生諧振。

當向根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置施加上述微腔結(jié)構(gòu)時，從發(fā)光元件741r發(fā)出的光中的具有對應(yīng)于紅色的波長的光由于諧振而其強度得到提高。因此，通過著色層743r得到的紅色光的色純度及亮度提高。從發(fā)光元件741g發(fā)出的光中的具有對應(yīng)于綠色的波長的光由于諧振而其強度得到提高。因此，通過著色層743g得到的綠色光的色純度及亮度提高。從發(fā)光元件741b發(fā)出的光中的具有對應(yīng)于藍色的波長的光由于諧振而其強度得到提高。因此，通過著色層743b得到的藍色光的色純度及亮度提高。

圖7示出其中使用發(fā)出紅色、綠色、藍色的三種顏色的像素的結(jié)構(gòu)；但是，本發(fā)明的一個實施例不局限于該結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個實施例中，也可以使用紅色、綠色、藍色和黃色(yellow)的四種顏色的組合或者青色(cyan)、品紅色(magenta)、黃色的三種顏色的組合?；蛘撸伾慕M合可以包括淡色的紅色、淡色的綠色、淡色的藍色、濃色的紅色、濃色的綠色以及濃色的藍色的六種顏色?；蛘?，顏色的組合可以包括紅色、綠色、藍色、青色、品紅色和黃色的六種顏色。

在圖7中，在發(fā)光元件741r、741g以及741b中發(fā)光波長λ最短的發(fā)光元件741b中，使用具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745b作為陽極，并且在其他發(fā)光元件741r、741g中，使用具有膜厚度彼此不同的區(qū)域的導(dǎo)電膜746r及746g；因此，調(diào)整光程長度。在本發(fā)明的一個實施例中，在發(fā)光具有最短波長λ的發(fā)光元件741b中，如導(dǎo)電膜746r及746g那樣的具有高透射率的導(dǎo)電膜也可以設(shè)置在可見光的反射率高的導(dǎo)電膜745b上。但是，優(yōu)選的是，如圖7所示那樣，使用具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745b作為發(fā)光具有最短波長λ的發(fā)光元件741b的陽極，因為，與使用所有的發(fā)光元件具有高透射率的導(dǎo)電膜用作陽極的情況相比，陽極的制造工藝可以被簡化。

注意，在很多情況下，具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745b的功函數(shù)小于具有高可見光透射率的導(dǎo)電膜746r及746g的功函數(shù)。因此，在發(fā)光具有最短波長λ的發(fā)光元件741b中，與在發(fā)光元件741r及741g中相比，難以從陽極715b到EL層731注入空穴，因此發(fā)光效率低的趨勢。由此，在本發(fā)明的一個實施例中，在發(fā)光具有最短波長λ的發(fā)光元件741b中，優(yōu)選將含有空穴傳輸性高的物質(zhì)及對該空穴傳輸性高的物質(zhì)具有受主性(電子接受性)的物質(zhì)的復(fù)合材料用于EL層731的與可見光的反射率高的導(dǎo)電膜745b接觸的部分。當接觸陽極715b形成上述復(fù)合材料時，空穴容易從陽極715b注入EL層731，因此，可以提高發(fā)光元件741b的發(fā)光效率。

作為具有受主性的物質(zhì)，可以舉出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟喹啉并二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等。另外，還可以舉出過渡金屬氧化物。另外，還可以舉出屬于元素周期表中第4至8族的金屬的氧化物。特定地，優(yōu)選為氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，因為它們具有高受主性。特定地，優(yōu)選為氧化鉬，因為氧化鉬在大氣中穩(wěn)定且其吸濕性低，容易進行處理。

作為用于復(fù)合材料的空穴傳輸性高的物質(zhì)，可以使用如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴、高分子化合物(例如，低聚物、樹枝狀聚合物或聚合物)等各種化合物中的任一種。用于復(fù)合材料的有機化合物優(yōu)選為空穴傳輸性高的有機化合物。具體地說，優(yōu)選使用具有10^-6cm²/Vs或更高的空穴遷移率的物質(zhì)。但是，只要是空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質(zhì)，就可以使用上述以外的物質(zhì)。

例如可以使用鋁、銀或包含這些金屬材料的合金等的單層或疊層形成具有高可見光反射率的導(dǎo)電膜745r、745g及745b?；蛘?，也可層疊具有高反射率高的導(dǎo)電膜和薄的導(dǎo)電膜(優(yōu)選為20nm或更小，更優(yōu)選為10nm或更小)而形成導(dǎo)電膜745r、745g及745b。例如，在具有高反射率的導(dǎo)電膜上層疊薄的鈦膜或薄的鉬膜形成導(dǎo)電膜745b，由此可以防止在具有高反射率的導(dǎo)電膜(例如，鋁、包含鋁的合金或銀)的表面上形成氧化膜。

對于具有高可見光透射率的導(dǎo)電膜746r及746g，例如，可以使用氧化銦、氧化錫、氧化鋅、銦錫氧化物、或銦鋅氧化物等。

例如可以通過層疊足夠薄(優(yōu)選為20nm或更小，更優(yōu)選為10nm或更小)以透光的導(dǎo)電膜和包括導(dǎo)電金屬氧化物的導(dǎo)電膜而形成陰極732。可以使用銀、鎂或包含這些金屬材料的合金等的單層或疊層形成足夠薄以透光的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電金屬氧化物，可以使用氧化銦、氧化錫、氧化鋅、銦錫氧化物、銦鋅氧化物或包含氧化硅的這些金屬氧化物材料。

本實施例可以與其他實施例適當?shù)亟M合。

實施例5

在本實施例中，描述底發(fā)射結(jié)構(gòu)、頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)、雙發(fā)射結(jié)構(gòu)。在雙發(fā)射結(jié)構(gòu)中，來自發(fā)光元件的光從元件襯底一側(cè)以及與元件襯底相反一側(cè)被提取。

圖8A是其中從發(fā)光元件6033發(fā)出的光從陽極6034一側(cè)提取出的像素的截面圖。晶體管6031被絕緣膜6037覆蓋，并在絕緣膜6037上形成有具有開口的劃分件6038。在劃分件6038的開口中，部分暴露出陽極6034，并且在該開口中依次層疊陽極6034、EL層6035、以及陰極6036。

使用容易使光透過的材料形成陽極6034或形成為容易使光透過陽極6034的厚度。使用不容易使光透過的材料陰極6036或形成為不容易使光透過陰極6036的厚度。因此，可以得到如輪廓箭頭所示那樣從陽極6034一側(cè)提取光的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)。

圖8B是從發(fā)光元件6043發(fā)出的光從陰極6046一側(cè)提取出的像素的截面圖。晶體管6041被絕緣膜6047覆蓋，并在絕緣膜6047上形成有具有開口的劃分件6048。在劃分件6048的開口中陽極6044部分露出，并且在該開口中依次層疊有陽極6044、EL層6045、以及陰極6046。

使用不容易使光透過的材料形成陽極6044或形成為不容易使光透過陽極6044的厚度。使用容易使光透過的材料形成陰極6046或形成為容易使光透過陰極6046的厚度。因此，可以得到如輪廓箭頭所示那樣從陰極6046一側(cè)提取出光的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)。

圖8C是從發(fā)光元件6053發(fā)出的光從陽極6054一側(cè)及陰極6056一側(cè)提取出的像素的截面圖。晶體管6051被絕緣膜6057覆蓋，并在絕緣膜6057上形成有具有開口的劃分件6058。在劃分件6058的開口中陽極6054部分露出，并且在該開口中依次層疊有陽極6054、EL層6055、以及陰極6056。

使用容易使光透過的材料形成陽極6054及陰極6056或形成為容易使光透過陽極6054及陰極6056的厚度。因此，可以得到如輪廓箭頭所示那樣從陽極6054一側(cè)及陰極6056一側(cè)提取出光的雙發(fā)射結(jié)構(gòu)。

作為用作陽極或陰極的電極，例如可以使用金屬、合金、電導(dǎo)性化合物以及它們的混合物等。特定地，可以使用氧化銦-氧化錫(ITO:氧化銦錫)、包含硅或氧化硅的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(氧化銦鋅)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)。此外，可以使用屬于元素周期表中第1族或第2族的元素，例如，堿金屬諸如鋰(Li)和銫(Cs)、堿土金屬諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)、包含這些元素的合金(MgAg、AlLi)、稀土金屬諸如銪(Eu)或鐿(Yb)、包含這些元素的合金以及石墨烯等。從上述材料中適當?shù)剡x擇材料且使其具有最適合的厚度，來實現(xiàn)頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)、底部發(fā)射結(jié)構(gòu)或雙發(fā)射結(jié)構(gòu)。

本實施例可以與其他實施例適當?shù)亟M合。

實施例6

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的透視圖的示例。

圖9所示的發(fā)光裝置包括：面板1601；包括控制器、電源電路、圖像處理電路、圖像存儲器及CPU等的電路板1602；以及連接部1603。面板1601包括：包括多個像素的像素部1604；逐行選擇像素的掃描線驅(qū)動電路1605；以及控制信號Sig1或信號Sig2輸入所選擇的行的像素的信號線驅(qū)動電路1606。

各種信號和電源電位從電路板1602通過連接部1603輸入面板1601。作為連接部1603，可以使用柔性印刷電路(FPC)等。當將COF膠帶用作連接部1603時，電路板1602中的一部分電路或面板1601所具有的掃描線驅(qū)動電路1605和信號線驅(qū)動電路1606中的一部分也可以形成在另行制備的芯片上，并且該芯片也可以通過COF(薄膜上芯片)法連接在COF膠帶。

本實施例可以與其他實施例適當?shù)亟M合。

實施例7

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于顯示裝置、個人計算機或具備記錄媒體的圖像再現(xiàn)裝置(典型的是，再現(xiàn)記錄媒體如數(shù)字通用磁盤(DVD)并具有顯示圖像的顯示器的裝置)中。另外，作為可以包括根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置的電子設(shè)備，可以舉出移動電話、游戲機(包括便攜式游戲機)、便攜式信息終端、電子書閱讀器、影像拍攝裝置如視頻攝像機及數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器(頭部安裝顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(例如，汽車音響系統(tǒng)、數(shù)字音頻播放器)、復(fù)印機、傳真機、打印機、多功能打印機、自動柜員機(ATM)以及自動售貨機等。在圖10A至10E中示出這些電子設(shè)備的具體示例。

圖10A示出便攜式游戲機，該便攜式游戲機包括框體(housing)5001、框體5002、顯示部5003、顯示部5004、麥克風5005、揚聲器5006、操作鍵5007、以及觸屏筆5008。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于顯示部5003或顯示部5004。雖然圖10A中的便攜式游戲機包括兩個顯示部5003和5004，但是便攜式游戲機的顯示部的數(shù)目不限于此。

圖10B示出顯示裝置，該顯示裝置包括框體5201、顯示部5202以及支撐臺5203。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于顯示部5202。另外，該顯示裝置在其范圍中包括所有信息顯示用顯示裝置，諸如用于個人計算機、TV播放接收、廣告顯示的顯示裝置。

圖10C示出筆記本式個人計算機，該筆記本式個人計算機包括框體5401、顯示部5402、鍵盤5403以及指向裝置5404等。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于顯示部5402。

圖10D示出個人數(shù)字助理，該個人數(shù)字助理包括第一框體5601、第二框體5602、第一顯示部5603、第二顯示部5604、連接部5605、以及操作鍵5606等。第一顯示部5603設(shè)置在第一框體5601中，第二顯示部5604設(shè)置在第二框體5602中。第一框體5601和第二框體5602由連接部5605連接，并且由連接部5605可以改變第一框體5601和第二框體5602所形成的角度。第一顯示部5603上的圖像也可以根據(jù)連接部5605的第一框體5601和第二框體5602所形成的角度切換。具有位置輸入功能的發(fā)光裝置也可以用于第一顯示部5603和第二顯示部5604中的至少一個。注意，可通過在發(fā)光裝置中設(shè)置觸摸屏而附加該位置輸入功能?；蛘?，還可以通過在發(fā)光裝置的像素部中設(shè)置所謂光電傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件而附加該位置輸入功能。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于第一顯示部5603或第二顯示部5604。

圖10E示出視頻攝像機(camera)，該視頻攝像機包括第一框體5801、第二框體5802、顯示部5803、操作鍵5804、透鏡5805以及連接部5806等。操作鍵5804及透鏡5805設(shè)置在第一框體5801中，顯示部5803設(shè)置在第二框體5802中。第一框體5801和第二框體5802由連接部5806連接，由連接部5806可以改變第一框體5801和第二框體5802所形成的角度。顯示部5803上顯示的圖像也可以根據(jù)連接部5806的第一框體5801和第二框體5802所形成的角度切換。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光裝置可以用于顯示部5803。

本實施例可以與其他實施例適當?shù)亟M合。

符號說明

100：發(fā)光裝置、101：像素、102：像素部、103：面板、104：控制器、105：電源電路、106：發(fā)光元件、107：晶體管、108：晶體管、109：引線、110：引線、111：引線、112：電容器、120：輸入裝置、121：CPU、122：圖像處理電路、123：圖像存儲器、124：信號線驅(qū)動電路、125：掃描線驅(qū)動電路、126：圖像數(shù)據(jù)、130：晶體管、131：晶體管、132：晶體管、133：引線、134：引線、135：引線、136：引線、137：引線、138：引線、139：晶體管、140b：像素、140g：像素、140r：像素、715b：陽極、715g：陽極、715r：陽極、730：劃分件、731：EL層、732：陰極、740：襯底、741b：發(fā)光元件、741g：發(fā)光元件、741r：發(fā)光元件、742：襯底、743b：著色層、743g：著色層、743r：著色層、744：外涂層、745b：導(dǎo)電膜、745g：導(dǎo)電膜、745r：導(dǎo)電膜、746g：導(dǎo)電膜、746r：導(dǎo)電膜、750：絕緣膜、1601：面板、1602：電路板、1603：連接部、1604：像素部、1605：掃描線驅(qū)動電路、1606：信號線驅(qū)動電路、5001：框體、5002：框體、5003：顯示部、5004：顯示部、5005：麥克風、5006：揚聲器、5007：操作鍵、5008：觸屏筆、5201：框體、5202：顯示部、5203：支撐臺、5401：框體、5402：顯示部、5403：鍵盤、5404：指向裝置、5601：框體、5602：框體、5603：顯示部、5604：顯示部、5605：連接部、5606：操作鍵、5801：框體、5802：框體、5803：顯示部、5804：操作鍵、5805：透鏡、5806：連接部、6031：晶體管、6033：發(fā)光元件、6034：陽極、6035：EL層、6036：陰極、6037：絕緣膜、6038：劃分件、6041：晶體管、6043：發(fā)光元件、6044：陽極、6045：EL層、6046：陰極、6047：絕緣膜、6048：劃分件、6051：晶體管、6053：發(fā)光元件、6054：陽極、6055：EL層、6056：陰極、6057：絕緣膜、6058：劃分件

本申請基于2012年3月13日向日本專利局提交的日本專利申請第2012-055269號以及2012年11月30日向日本專利局提交的日本專利申請第2012-261864號，其全部內(nèi)容通過引用納入本文。