專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有發(fā)光元件的發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光元件具有元件本身發(fā)光的自發(fā)光性能，所以在可見(jiàn)度及視角特性的方面是優(yōu)越的。從而，具有發(fā)光元件的發(fā)光器件與液晶顯示器件(LCD)同樣受人關(guān)注。
發(fā)光元件包括幾層有機(jī)層被夾在陽(yáng)極和陰極之間的有機(jī)EL元件。具體來(lái)說(shuō)，有機(jī)層包含發(fā)光層、空穴注入層、電子注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層。這樣的有機(jī)EL元件可以通過(guò)給一對(duì)電極之間提供電位差來(lái)獲取發(fā)光。
在發(fā)光器件的實(shí)際應(yīng)用中，據(jù)稱有機(jī)EL元件的長(zhǎng)壽命化是很重要的因素。有機(jī)層的隨時(shí)間的退化引起有機(jī)EL元件的亮度減低。隨時(shí)間的退化速度取決于材料特性、密封方法、發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)方法等。特別是，由于有機(jī)層對(duì)潮氣、氧氣、光和熱敏感，所以這些要素也促進(jìn)隨時(shí)間的退化。
此外，當(dāng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，優(yōu)選使流經(jīng)有機(jī)EL元件的電流大小為恒定值，而不受溫度的影響。即使將相同的電壓施加到有機(jī)EL元件的電極之間時(shí)，也隨著有機(jī)層的溫度上升，流經(jīng)發(fā)光元件的電流變大。亦即，在對(duì)發(fā)光器件執(zhí)行恒定電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于溫度變化引起亮度變化或色度偏差。對(duì)于具有上述有機(jī)EL元件的發(fā)光器件，已提出了使發(fā)光元件的亮度恒定而不依靠環(huán)境溫度的技術(shù)(參照專利文件1)。
專利文件1日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2002-333861號(hào)然而，當(dāng)采用上述專利文件1的技術(shù)時(shí)，有因監(jiān)視元件而降低成品率的擔(dān)憂。例如，甚至在不會(huì)影響顯示的監(jiān)視元件中發(fā)生短路，也導(dǎo)致批量生產(chǎn)能力下降。此外，由于在監(jiān)視元件中發(fā)生缺陷，就不能進(jìn)行正確的監(jiān)視。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是提供一種具有監(jiān)視元件的發(fā)光器件，該發(fā)光器件不會(huì)因監(jiān)視元件而導(dǎo)致成品率下降。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用監(jiān)視元件，可以監(jiān)視因隨時(shí)間的退化和溫度變化等而導(dǎo)致的施加到監(jiān)視元件的電極之間的電位變化，并且，校正供應(yīng)到顯示用像素部分的發(fā)光元件中的電壓或電流。
此外，本發(fā)明具有連接到監(jiān)視元件的控制晶體管。而且，本發(fā)明還具有在監(jiān)視元件的電極之間發(fā)生短路時(shí)，使控制晶體管截止的控制單元。作為該使控制晶體管截止的控制單元，本發(fā)明具有開(kāi)關(guān)電路。
監(jiān)視元件是按照與像素部分的發(fā)光元件相同的制作條件、以相同的工序來(lái)在監(jiān)視用區(qū)域中制造的發(fā)光元件。因此，其電特性和像素部分的發(fā)光元件相同。換言之，像素部分的發(fā)光元件和監(jiān)視元件對(duì)于溫度變化和隨時(shí)間的退化具有相同或者幾乎相同的特性。
也就是說(shuō)，本發(fā)明之一是一種發(fā)光器件，其包括監(jiān)視元件；連接到監(jiān)視元件的監(jiān)視線；以及，在監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)，以電氣方式切斷供應(yīng)到所述監(jiān)視元件的電流的單元。
本發(fā)明之一是一種發(fā)光器件，其包括監(jiān)視元件；連接到監(jiān)視元件的監(jiān)視線；將恒定電流供應(yīng)到監(jiān)視線的單元；用于控制從監(jiān)視線向監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的控制晶體管；以及，輸入監(jiān)視元件的一個(gè)電極以及控制晶體管的一個(gè)電極的電位，并且向控制晶體管的柵電極進(jìn)行輸出的開(kāi)關(guān)電路。
開(kāi)關(guān)電路的輸入端子連接到控制晶體管的第二電極，其輸出端子連接到控制晶體管的柵極。例如，當(dāng)控制晶體管為p型，在監(jiān)視元件的電極之間發(fā)生短路而Low(L)電平輸入到開(kāi)關(guān)電路，并且，該開(kāi)關(guān)電路輸出High(H)電平時(shí)，可以使控制晶體管截止。
在本發(fā)明中，監(jiān)視元件可以是成對(duì)的。將成對(duì)的監(jiān)視元件中的一方稱作主監(jiān)視元件(第一監(jiān)視元件)，將另一方稱作副監(jiān)視元件(第二監(jiān)視元件)。本發(fā)明的發(fā)光器件具有監(jiān)視線，該監(jiān)視線監(jiān)視成對(duì)的監(jiān)視元件的電極之間的電位變化。注意，成對(duì)的監(jiān)視元件可以電連接到共同的監(jiān)視線。
在具有成對(duì)的監(jiān)視元件的情形中，具有第一控制晶體管以及給第一控制晶體管的柵極供應(yīng)輸入的主開(kāi)關(guān)電路(也稱作第一開(kāi)關(guān)電路)，其中第一控制晶體管的第一電極連接到監(jiān)視線，第二電極連接到第一監(jiān)視元件。而且，還具有第二控制晶體管以及給第二控制晶體管的柵極供應(yīng)輸入的副開(kāi)關(guān)電路(也稱作第二開(kāi)關(guān)電路)，其中第二控制晶體管的第一電極連接到監(jiān)視線，并且第二電極連接到第二監(jiān)視元件。
也就是說(shuō)，本發(fā)明之一是一種發(fā)光器件，其包括第一監(jiān)視元件；與第一監(jiān)視元件成對(duì)的第二監(jiān)視元件；連接到第一監(jiān)視元件及第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；以及，在第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)，以電氣方式切斷供應(yīng)到該第一監(jiān)視元件的電流，并且使與電流供應(yīng)被切斷了的第一監(jiān)視元件成對(duì)的第二監(jiān)視元件導(dǎo)通的單元。
這樣的本發(fā)明的形式中，例如，當(dāng)?shù)谝豢刂凭w管為p型，在第一監(jiān)視元件的電極之間發(fā)生短路而Low(L)電平輸入到第一開(kāi)關(guān)電路，并且，該第一開(kāi)關(guān)電路輸出High(H)電平時(shí)，可以使第一控制晶體管截止。例如，當(dāng)?shù)诙刂凭w管為p型，在第二監(jiān)視元件的電極之間發(fā)生短路而Low(L)電平輸入到第二開(kāi)關(guān)電路，并且，該第二開(kāi)關(guān)電路輸出High(H)電平時(shí)，可以使第二控制晶體管截止。此時(shí)，第二開(kāi)關(guān)電路的負(fù)電源連接到第一開(kāi)關(guān)電路的輸入端子。
根據(jù)本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，即使在第一監(jiān)視元件的電極之間發(fā)生短路，也可以使第二監(jiān)視元件導(dǎo)通，并且有效監(jiān)視元件數(shù)量不變化。
如上所述，作為具有使控制晶體管截止的功能的開(kāi)關(guān)電路，可以使用反相器。但是，只要是能夠按照輸入將H電平、L電平輸出的電路即可，不局限于反相器。
在本發(fā)明中，提供有多個(gè)監(jiān)視元件。此外，提供有多個(gè)成對(duì)的第一監(jiān)視元件和第二監(jiān)視元件。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)形式是一種驅(qū)動(dòng)方法，即，在成對(duì)的第一和第二監(jiān)視元件之中，在第一監(jiān)視元件中發(fā)生短路時(shí)，使第一監(jiān)視元件截止，并使第二監(jiān)視元件導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種發(fā)光器件，該發(fā)光器件可以抑制因隨時(shí)間的退化或溫度變化而導(dǎo)致的發(fā)光元件的亮度變化，從而能夠顯示每個(gè)R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))顏色中沒(méi)有亮度偏差的清晰彩色。


圖1是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的圖；圖2A和2B是表示本發(fā)明的監(jiān)視像素電路以及定時(shí)圖的圖；
圖3是表示本發(fā)明的監(jiān)視像素電路的圖；圖4是表示本發(fā)明的監(jiān)視像素電路的圖；圖5是表示反相器特性的圖；圖6A和6B是表示本發(fā)明的監(jiān)視像素電路以及定時(shí)圖的圖；圖7是表示本發(fā)明的監(jiān)視像素電路的圖；圖8A至8C是表示本發(fā)明的像素電路以及定時(shí)圖的圖；圖9是表示本發(fā)明的像素電路的布局的圖；圖10A至10D是表示本發(fā)明的像素電路的圖；圖11是表示本發(fā)明的像素電路的圖；圖12是本發(fā)明的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖；圖13A和13B是表示本發(fā)明的發(fā)光器件的定時(shí)圖的圖；圖14A至14F是表示搭載有本發(fā)明的電子器具的圖；圖15是表示本發(fā)明的像素電路的截面圖的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。但本發(fā)明可以以多種不同的方式來(lái)實(shí)施，并且只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員，就很容易了解一個(gè)事實(shí)，就是可以將本發(fā)明的形式和內(nèi)容更改而不脫離本發(fā)明的宗旨和范圍。所以，對(duì)本發(fā)明的解釋并不局限于本實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容。而且，在用于說(shuō)明實(shí)施方式的全部附圖中對(duì)相同的部分或者具有同樣功能的部分將使用相同的附圖標(biāo)記，并省略相關(guān)的重復(fù)說(shuō)明。
在本說(shuō)明書(shū)中，晶體管的源電極和漏電極是為了在晶體管的結(jié)構(gòu)上方便地區(qū)別柵電極之外的電極而采用的名稱。在本發(fā)明中，當(dāng)對(duì)晶體管的極性沒(méi)有限制的情況下，將源電極或漏電極記載為第一電極及第二電極中的某一個(gè)。
注意，在本說(shuō)明書(shū)中，各個(gè)元件之間的連接是指以電氣方式進(jìn)行連接。因此，在具有連接結(jié)構(gòu)的元件之間有可能通過(guò)另外的元件(電阻、電容器、半導(dǎo)體元件、開(kāi)關(guān)元件等)來(lái)進(jìn)行連接。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中將說(shuō)明具有監(jiān)視元件的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。
圖1表示發(fā)光器件，其中在絕緣襯底100上設(shè)置有像素部分101、監(jiān)視用區(qū)域103、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路105以及掃描線驅(qū)動(dòng)電路106。
像素部分101設(shè)置有多個(gè)像素102，且每一個(gè)像素都設(shè)置有發(fā)光元件107以及連接到發(fā)光元件107并具有控制電流供應(yīng)功能的晶體管(下文中稱作驅(qū)動(dòng)晶體管)116。發(fā)光元件107連接到電源117。
上述發(fā)光元件通過(guò)將正負(fù)電荷從電極注入到發(fā)光層并將該正負(fù)電荷再結(jié)合來(lái)獲取激發(fā)狀態(tài)。激子返回基態(tài)時(shí)將能量轉(zhuǎn)換為光。將該發(fā)光稱作熒光、磷光。熒光是指從單重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的發(fā)光，磷光是指從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的發(fā)光。
來(lái)自發(fā)光元件的發(fā)光可以從透光襯底側(cè)獲取，而且，可以提供從單面或兩面發(fā)光的發(fā)光器件。
監(jiān)視電路104包括監(jiān)視元件108、連接到該監(jiān)視元件108的監(jiān)視元件控制晶體管(也稱作控制晶體管)115以及開(kāi)關(guān)電路113，其中，開(kāi)關(guān)電路113的輸出端子連接到控制晶體管的柵電極，并且其輸入端子連接到控制晶體管115的第二電極以及監(jiān)視元件。
恒流源111通過(guò)監(jiān)視線109連接到控制晶體管115?？刂凭w管115具有用于控制從監(jiān)視線向多個(gè)監(jiān)視元件的各個(gè)的電流供給的功能。該監(jiān)視線可以具有監(jiān)視該監(jiān)視元件的電極電位之變化的功能。另外，恒流源只要具有向監(jiān)視線提供恒定電流的功能，即可。
而且，本發(fā)明具有連接到監(jiān)視元件108的控制晶體管115以及開(kāi)關(guān)電路113。由此，可以防止由于監(jiān)視元件108中的缺陷(包括初始缺陷和隨時(shí)間的缺陷)導(dǎo)致的監(jiān)視電路104的工作不良。例如，有可能發(fā)生如下情況當(dāng)控制晶體管115不連接到開(kāi)關(guān)電路113時(shí)，在多個(gè)監(jiān)視元件之中的某個(gè)監(jiān)視元件108因制作工序中的不良等而在該監(jiān)視元件所具有的陽(yáng)極和陰極之間導(dǎo)致短路。于是，來(lái)自恒流源111的電流就通過(guò)監(jiān)視線109較多地被提供到短路了的監(jiān)視元件108。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)關(guān)低分子材料和高分子材料，有機(jī)層是近似絕緣體的物質(zhì)。因此，發(fā)光元件具有高電阻。然而，在發(fā)光元件的電極之間發(fā)生短路時(shí)，由于該電阻值近乎0，所以較多電流被提供給短路了的監(jiān)視元件。此外，盡管不是完全短路，但在電阻降低到某個(gè)水平時(shí)，過(guò)量電流開(kāi)始流過(guò)該監(jiān)視元件中。
由于多個(gè)監(jiān)視元件分別并聯(lián)連接，所以當(dāng)較多電流被提供給短路了的監(jiān)視元件108時(shí)，對(duì)其他的監(jiān)視元件就不能提供預(yù)定的恒定電流。結(jié)果，就不能將監(jiān)視元件108的適當(dāng)?shù)碾娢惶峁┙o發(fā)光元件107。然而，在本發(fā)明中，將開(kāi)關(guān)電路113設(shè)置在恒流源111和控制晶體管115之間，以防止上述問(wèn)題。
由此，本發(fā)明具有控制晶體管115以及開(kāi)關(guān)電路113。為了防止因上述監(jiān)視元件108的短路等導(dǎo)致的過(guò)量電流的供應(yīng)，控制晶體管115具有停止向短路了的監(jiān)視元件108供給電流的功能。也就是說(shuō)，本發(fā)明設(shè)置有一種晶體管，該晶體管具有以電氣方式切斷短路了的監(jiān)視元件與監(jiān)視線之間的功能。
開(kāi)關(guān)電路113具有當(dāng)多個(gè)監(jiān)視元件108中的任何一個(gè)短路時(shí)，使控制晶體管115截止的功能。具體地，開(kāi)關(guān)電路113具有輸出使控制晶體管115截止的電位的功能。此外，開(kāi)關(guān)電路113具有當(dāng)監(jiān)視元件108不短路時(shí)，使控制晶體管115導(dǎo)通的功能。具體地，具有輸出使控制晶體管115導(dǎo)通的電位的功能。
利用圖2A和2B來(lái)說(shuō)明監(jiān)視電路104的詳細(xì)動(dòng)作。如圖2A所示，在監(jiān)視元件108所包含的電極中，在假定陽(yáng)極為陽(yáng)極電極108a且陰極為陰極電極108c時(shí)，陽(yáng)極電極108a連接到開(kāi)關(guān)電路113的輸入端子，并且陰極電極108c連接到電源117。從而，連接到電源117的陰極電極108c為固定電位。因此，當(dāng)監(jiān)視元件108所包含的陽(yáng)極和陰極之間發(fā)生短路時(shí)，陽(yáng)極電極108a的電位接近陰極電極108c的電位。其結(jié)果是，由于將接近陰極電極108c的電位的低電位提供給開(kāi)關(guān)電路113，所以該開(kāi)關(guān)電路113輸出電位Vh的高電位側(cè)電位VDD。其結(jié)果是，該電位VDD成為控制晶體管115的柵極電位。換言之，輸入到控制晶體管115的柵極的電位是VDD，控制晶體管115截止。在此，電位VDD是足夠使控制晶體管115截止的電位。
注意，作為高電位側(cè)Vh的VDD電位被設(shè)定為與陽(yáng)極電位相同或比陽(yáng)極電位更高。此外，從開(kāi)關(guān)電路113輸出的低電位側(cè)、電源117的電位以及監(jiān)視線109的低電位側(cè)的電位可以使之全部具有相同的電位。一般來(lái)說(shuō)，低電位側(cè)的電位可以是接地電位。但是不局限于此，確定低電位側(cè)的電位，使其與高電位側(cè)的電位具有預(yù)定的電位差即可。預(yù)定的電位差可以根據(jù)作為發(fā)光材料的有機(jī)層的電流、電壓、亮度特性或器件的規(guī)格來(lái)確定。
在此，應(yīng)該注意的是在監(jiān)視元件108中流過(guò)恒定電流的順序。此時(shí)，需要在控制晶體管115導(dǎo)通的狀態(tài)下，開(kāi)始在監(jiān)視線109中流過(guò)恒定電流。在本實(shí)施方式中，如圖2B所示，將Vh保持為L(zhǎng)電平不變，開(kāi)始在監(jiān)視線109中流過(guò)電流。然后，對(duì)于Vh進(jìn)行設(shè)定以便在監(jiān)視線109的電位達(dá)到飽和狀態(tài)之后成為VDD電位。其結(jié)果是，即使在控制晶體管115導(dǎo)通的狀態(tài)下，也可以對(duì)監(jiān)視線109進(jìn)行充電。
另一方面，當(dāng)監(jiān)視元件108沒(méi)有短路時(shí)，由于陽(yáng)極電極108a的電位被提供給開(kāi)關(guān)電路113，所以該開(kāi)關(guān)電路113輸出低電位側(cè)的電位，因此，控制晶體管115導(dǎo)通。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，就可以防止將來(lái)自恒流源111的電流提供給短路了的監(jiān)視元件108。從而，在存在多個(gè)監(jiān)視元件的情況下，當(dāng)在監(jiān)視元件中發(fā)生了短路時(shí)，通過(guò)切斷向短路了的監(jiān)視元件的電流供給，就可以將監(jiān)視線109的電位變化抑制到最小限度。其結(jié)果是，可以將適當(dāng)?shù)谋O(jiān)視元件108的電位提供到發(fā)光元件107。
注意，本說(shuō)明書(shū)中，以在顯示用像素部分中的發(fā)光元件僅稱為發(fā)光元件，而以在監(jiān)視用區(qū)域中的發(fā)光元件區(qū)分稱為監(jiān)視元件。然而，監(jiān)視元件108按照與發(fā)光元件107相同的制作條件、以相同的工序來(lái)制造，從而也具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，監(jiān)視元件108具有與像素部分的發(fā)光元件相同的電特性。換言之，發(fā)光元件和監(jiān)視元件對(duì)于溫度變化和隨時(shí)間的退化具有相同或者幾乎相同的特性。
該監(jiān)視元件108與電源117相連接。在這里，由于與發(fā)光元件107連接的電源和連接到該監(jiān)視元件108的電源為同一電位，因此，采用相同的附圖標(biāo)記表示為電源117。
注意，雖然在本實(shí)施方式中，以控制晶體管115的極性為p溝道型來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此，也可以采用n溝道型。在這種情況下，使外圍電路結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
對(duì)設(shè)置這種監(jiān)視電路104的位置沒(méi)有限定，可以設(shè)置在像素部分101中、在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路105和像素部分101之間、或者在掃描線驅(qū)動(dòng)電路106和像素部分101之間。
在監(jiān)視電路104和像素部分101之間設(shè)置有緩沖放大器電路112。該緩沖放大器電路是指具有輸入和輸出為相同電位，高輸入阻抗以及高輸出電流容量之類的特性的電路。因此，只要是具有這種特性的電路，電路結(jié)構(gòu)就可以適當(dāng)?shù)貨Q定。
在這種結(jié)構(gòu)中，緩沖放大器電路具有伴隨監(jiān)視元件108中的一方電極電位的變化，而改變施加到像素部分101所具有的發(fā)光元件107的電壓的功能。
在這種結(jié)構(gòu)中，既可以在相同的絕緣襯底100上也可以在不同的襯底上設(shè)置恒流源111和緩沖放大器電路112。
在前述的結(jié)構(gòu)中，從恒流源111向監(jiān)視元件108提供恒定電流。當(dāng)在這種狀態(tài)下發(fā)生溫度變化或者隨時(shí)間的退化時(shí)，監(jiān)視元件108的電阻值改變。例如，當(dāng)發(fā)生隨時(shí)間的退化時(shí)，監(jiān)視元件108的電阻值增加。于是，由于提供給監(jiān)視元件108的電流值是恒定的，所以監(jiān)視元件108的兩端之間的電位差改變。具體而言，在監(jiān)視元件108所具有的兩個(gè)電極之間的電位差改變。此時(shí)，由于連接到電源117的電極的電位是恒定的，所以連接到恒流源111的電極的電位改變。該電極的電位變化通過(guò)監(jiān)視線109被提供給緩沖放大器電路112。
換言之，將上述電極的電位變化輸入給緩沖放大器電路112的輸入端子。而且，將從緩沖放大器電路112的輸出端子輸出的電位通過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管116提供給發(fā)光元件107。具體而言，被輸出的電位作為發(fā)光元件107所具有的一個(gè)電極的電位而提供。
通過(guò)這樣，將與溫度變化以及隨時(shí)間的退化相應(yīng)的監(jiān)視元件108中的電極電位變化反饋給發(fā)光元件107。其結(jié)果是，能夠提供一種發(fā)光器件，該發(fā)光器件可以抑制因溫度變化或隨時(shí)間的退化而導(dǎo)致的發(fā)光元件的亮度變化，并能夠顯示每個(gè)R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))顏色中沒(méi)有亮度偏差的清晰彩色。
進(jìn)而，由于設(shè)置了多個(gè)監(jiān)視元件108，所以能夠?qū)⑺鼈冸娢坏淖兓骄筇峁┙o發(fā)光元件107。換言之，在本發(fā)明中，能夠通過(guò)設(shè)置多個(gè)監(jiān)視元件108來(lái)使電位變化平均化。
注意，在本實(shí)施方式中，恒流源111只要是能夠提供恒定電流的電路就可以，例如，可以使用晶體管來(lái)在襯底100上制作恒流源。
此外，盡管本實(shí)施方式中以監(jiān)視電路104包括多個(gè)監(jiān)視元件108、控制晶體管115和開(kāi)關(guān)電路113的方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。例如，只要具有當(dāng)監(jiān)視元件短路時(shí)就檢測(cè)該情況，并切斷通過(guò)監(jiān)視線109提供到短路了的監(jiān)視元件的電流的功能，就可以使用任何電路作為開(kāi)關(guān)電路113。具體而言，只要具有使控制晶體管115截止，以便切斷提供到短路了的監(jiān)視元件的電流的功能即可。
此外，本實(shí)施方式中，由于使用多個(gè)監(jiān)視元件108，即使監(jiān)視元件中的某一個(gè)發(fā)生動(dòng)作不良，也可以進(jìn)行監(jiān)視工作。
在本實(shí)施方式中，為了防止電位變動(dòng)而設(shè)置緩沖放大器電路112。從而，只要是如緩沖放大器電路112那樣能夠防止電位變動(dòng)的電路，也可以不使用該緩沖放大器電路112而使用其他的電路。也就是說(shuō)，當(dāng)將監(jiān)視元件108的一個(gè)電極電位傳送到發(fā)光元件107之際，在監(jiān)視元件108和發(fā)光元件107之間設(shè)置用于防止電位變動(dòng)的電路時(shí)，作為這樣的電路并不局限于上述緩沖放大器電路112，也可以使用具有任何結(jié)構(gòu)的電路。
實(shí)施方式2本實(shí)施方式中，作為在上述監(jiān)視電路的結(jié)構(gòu)中的具體開(kāi)關(guān)電路，將反相器作為實(shí)例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
圖3示出了使用反相器作為開(kāi)關(guān)電路113的監(jiān)視電路結(jié)構(gòu)。監(jiān)視電路104包括監(jiān)視元件108、連接到監(jiān)視元件108的控制晶體管115以及開(kāi)關(guān)電路113，其中，開(kāi)關(guān)電路的輸出端子連接到控制晶體管115的柵電極，并且其輸入端子連接到控制晶體管的第二電極以及監(jiān)視元件108。恒流源111通過(guò)監(jiān)視線109連接到控制晶體管115。
開(kāi)關(guān)電路113具有當(dāng)多個(gè)監(jiān)視元件中的任何一個(gè)短路時(shí)，輸出使控制晶體管截止的電位的功能。此外，開(kāi)關(guān)電路113具有當(dāng)多個(gè)監(jiān)視元件中的任何一個(gè)都沒(méi)有短路時(shí)，輸出使控制晶體管導(dǎo)通的電位的功能。
當(dāng)多個(gè)監(jiān)視元件之中的任何一個(gè)短路時(shí)，由于將接近陰極電極108c的電位的低電位輸入到開(kāi)關(guān)電路113，所以開(kāi)關(guān)電路113所包含的p溝道型晶體管301導(dǎo)通。于是，從開(kāi)關(guān)電路113輸出電位Vh的高電位側(cè)電位VDD，并且該電位VDD輸入到控制晶體管115的柵極。換言之，控制晶體管115截止。此處的時(shí)序按照實(shí)施方式1的圖2B所描述的方式。
通過(guò)使控制晶體管115截止而停止向短路了的監(jiān)視元件108供給電流，以便防止因監(jiān)視元件108的短路等導(dǎo)致的過(guò)量電流的供給。也就是說(shuō)，可以以電氣方式將短路了的監(jiān)視元件和監(jiān)視線斷開(kāi)。
另一方面，當(dāng)監(jiān)視元件108沒(méi)有短路時(shí)，由于陽(yáng)極電極108a的電位被提供給開(kāi)關(guān)電路113，所以n溝道型晶體管302導(dǎo)通。于是，從開(kāi)關(guān)電路113輸出低電位側(cè)的電位，因此控制晶體管115導(dǎo)通。
實(shí)施方式3
在本實(shí)施方式中，將用圖4說(shuō)明與上述監(jiān)視電路不同的，監(jiān)視元件分別成對(duì)的電路結(jié)構(gòu)。將成對(duì)的監(jiān)視元件之中的一方稱為主監(jiān)視元件(也稱作第一監(jiān)視元件)108m，將另一方稱為副監(jiān)視元件(也稱作第二監(jiān)視元件)108s。
監(jiān)視線109共同連接到成對(duì)的第一監(jiān)視元件108m和第二監(jiān)視元件108s。監(jiān)視線109可以監(jiān)視第一監(jiān)視元件108m和第二監(jiān)視元件108s的每個(gè)電極之間的電位變化。
而且，具有主監(jiān)視元件控制晶體管(也稱作第一控制晶體管)115m，其中，該晶體管的第一電極連接到監(jiān)視線109，第二電極連接到第一監(jiān)視元件108m。并且，具有用于給第一控制晶體管115m的柵極供應(yīng)輸入的第一開(kāi)關(guān)電路113m。本實(shí)施方式中，由于使用反相器作為開(kāi)關(guān)電路，所以第一開(kāi)關(guān)電路也被稱作主反相器或第一反相器。
而且，具有副監(jiān)視元件控制晶體管(也稱作第二控制晶體管)115s，其中，該晶體管的第一電極連接到監(jiān)視線109，第二電極連接到第二監(jiān)視元件108s。并且，具有用于給第二控制晶體管115s的柵極供應(yīng)輸入的第二開(kāi)關(guān)電路113s。本實(shí)施方式中，由于使用反相器作為開(kāi)關(guān)電路，所以第二開(kāi)關(guān)電路也被稱作副反相器或第二反相器。
恒流源111通過(guò)監(jiān)視線109連接到第一控制晶體管115m和第二控制晶體管115s。恒流源111只要具有向監(jiān)視線109提供恒定電流的功能即可。第一控制晶體管115m具有用于控制從監(jiān)視線109向成對(duì)的第一監(jiān)視元件108m的電流供給的功能。而且，第二控制晶體管115s具有用于控制從監(jiān)視線109向成對(duì)的第二監(jiān)視元件108s的電流供給的功能。這種監(jiān)視線具有監(jiān)視監(jiān)視元件的電極電位的變化的功能。
下面說(shuō)明反相器的連接方式。第一反相器113m的輸入端子連接到第一控制晶體管115m的第二電極，其輸出端子連接到第一控制晶體管115m的柵極。根據(jù)該連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝槐O(jiān)視元件108m的電極之間短路時(shí)，由于L電平輸入到第一反相器113m中，所以第一反相器113m的輸出為H電平。因此，可以使第一控制晶體管115m截止。
第二反相器113s的輸入端子連接到第二控制晶體管115s的第二電極，其輸出端子連接到第二控制晶體管115s的柵極。根據(jù)該連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝槐O(jiān)視元件108m的電極之間短路時(shí)，第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電極108a的電位降低到L電平。由于第二反相器113s的負(fù)電源與第一反相器的輸入端子相連接，所以第二反相器113s輸出L電平。因此，可以使第二控制晶體管115s導(dǎo)通。
注意，雖然在本實(shí)施方式中，以控制晶體管115m、115s的極性為p溝道型來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于此，也可以采用n溝道型。在這種情況下，使外圍電路結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。
而且，在本發(fā)明中，第二反相器113s的負(fù)電源優(yōu)選連接到第一反相器113m的輸入端子。通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，即使在第一監(jiān)視元件108m的電極之間發(fā)生短路，所希望的實(shí)際上導(dǎo)通的監(jiān)視元件的數(shù)量也不減少，這是因?yàn)榈诙O(jiān)視元件108s導(dǎo)通。注意，將實(shí)際上導(dǎo)通了的監(jiān)視元件數(shù)量也稱作有效監(jiān)視元件數(shù)量。
設(shè)計(jì)者可以按照發(fā)光元件的電流、電壓以及亮度特性而適當(dāng)?shù)卮_定監(jiān)視元件的數(shù)量。例如，在全色顯示器件中，每個(gè)顯示R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的發(fā)光元件既可以具有相同數(shù)量的監(jiān)視元件，又可以具有不同數(shù)量的監(jiān)視元件。在使用實(shí)施方式1和實(shí)施方式2所描述的監(jiān)視電路結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)存在缺陷監(jiān)視元件時(shí)，有效監(jiān)視元件的數(shù)量少于所需要的監(jiān)視元件的數(shù)量。此外，多個(gè)監(jiān)視元件分別并聯(lián)連接到監(jiān)視線，因此，在有效監(jiān)視元件的數(shù)目變化時(shí)，每一個(gè)監(jiān)視元件中流過(guò)的電流量增加。其結(jié)果是，在將監(jiān)視元件的電位變化反饋給發(fā)光元件的情形中，其亮度有可能比所希望的更高。
于是，如本實(shí)施方式所描述，通過(guò)設(shè)置成對(duì)的監(jiān)視元件，只要一方的監(jiān)視元件沒(méi)有短路，則有效監(jiān)視元件數(shù)量就不變。因此，每一個(gè)監(jiān)視元件中流過(guò)的電流量不變。其結(jié)果是，在將監(jiān)視元件的電位變化反饋給發(fā)光元件時(shí)，可以使所希望的發(fā)光元件的亮度保持為恒定。
實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明當(dāng)監(jiān)視元件短路時(shí)使控制晶體管截止的電路結(jié)構(gòu)以及其工作。
圖6A所示的開(kāi)關(guān)電路113m包括p溝道型的第一晶體管601、具有與第一晶體管601共同的柵電極且與第一晶體管串聯(lián)連接的n溝道型的第二晶體管602。監(jiān)視元件108m連接到第一和第二晶體管601、602的柵電極?？刂凭w管115m的柵電極連接到第一晶體管601的漏電極以及第二晶體管602的漏電極。而且，開(kāi)關(guān)電路113s包括p溝道型的第一晶體管603、具有與第一晶體管603共同的柵電極且與第一晶體管串聯(lián)連接的n溝道型的第二晶體管604。監(jiān)視元件108s連接到第一和第二晶體管603、604的柵電極?？刂凭w管115s的柵電極連接到第一晶體管603的漏電極以及第二晶體管604的漏電極。
另外，第一p溝道型晶體管601、603的源電極的電位為Vh，第二n溝道型晶體管602的源電極的電位為Vl。第二晶體管604的源電極連接到監(jiān)視元件108m的陽(yáng)極電極108a。而且，使監(jiān)視線109的電位、電位Vh如圖6B所示那樣驅(qū)動(dòng)。
首先，在監(jiān)視線109的電位成為飽和狀態(tài)之后，使電位Vh為H電平(VDD)。在監(jiān)視元件108短路的情況下，監(jiān)視元件108的陽(yáng)極電極108a的電位，即點(diǎn)A的電位，降低到和監(jiān)視元件108m的陰極電極108c相同的程度。于是，低電位，即L電平被輸入到第一和第二晶體管601、602的柵電極，從而n溝道型的第二晶體管602截止，p溝道型的第一晶體管601導(dǎo)通。而且，電位Vh的高電位側(cè)的電位VDD通過(guò)第一晶體管601被輸入到控制晶體管115m的柵電極，以使該控制晶體管115m截止。其結(jié)果是，來(lái)自監(jiān)視線109的電流不被供應(yīng)到短路了的監(jiān)視元件108m中。
由于點(diǎn)A的電位降低到和監(jiān)視元件108m的陰極電極108c相同的程度，所以，L電平被輸入到第二晶體管604的源電極。第二晶體管604的源電位(與A點(diǎn)幾乎相同的電位)被輸入到控制晶體管115s的柵電極，因此，控制晶體管115s導(dǎo)通。其結(jié)果是，即使在第一監(jiān)視元件108m中發(fā)生短路，由于第二監(jiān)視元件108s導(dǎo)通并且有效監(jiān)視元件的數(shù)量不變，因此，也可以正常地進(jìn)行對(duì)發(fā)光元件的校正。
注意，在第一監(jiān)視元件108m正常工作時(shí)，使控制晶體管115m為導(dǎo)通地進(jìn)行控制。也就是說(shuō)，由于陽(yáng)極電極108a的電位與監(jiān)視線109的電位Vh的高電位側(cè)電位VDD幾乎相同，所以第二晶體管602導(dǎo)通。其結(jié)果是，低電位Vl被施加到控制晶體管115m的柵電極，從而控制晶體管115m導(dǎo)通。此外，由于第二晶體管602的源電極電位為電位Vh的高電位側(cè)電位VDD，所以H電平(VDD)被輸入到控制晶體管115s的柵電極。因此，第二監(jiān)視元件108s截止。
圖5示出了某一反相器的輸入電位和輸出電位的關(guān)系。根據(jù)該圖可以了解在輸入電位到達(dá)幾V時(shí)，n溝道型晶體管截止，并且p溝道型晶體管導(dǎo)通。本實(shí)施方式中，在將監(jiān)視元件短路時(shí)的陽(yáng)極電位設(shè)為向反相器的輸入電位(V)的情況下，將其設(shè)定為輸出從Vh到H電平(VDD)作為輸出電位(V)。其結(jié)果是，能夠使控制晶體管截止。反相器的輸入輸出電位的關(guān)系取決于晶體管的尺寸以及成為p溝道型晶體管和n溝道型晶體管的尺寸的溝道寬度W和溝道長(zhǎng)度L之比(下面稱作pn比)。因此，設(shè)計(jì)者通過(guò)將晶體管的尺寸和pn比設(shè)計(jì)為適合于目的，就可以使構(gòu)成反相器的p溝道型晶體管及n溝道型晶體管容易導(dǎo)通或截止。
也就是說(shuō)，可以改變p溝道型的晶體管601和晶體管603、n溝道型的晶體管602和晶體管604的尺寸，以便防止第一監(jiān)視元件和第二監(jiān)視元件同時(shí)導(dǎo)通。例如，將晶體管的尺寸設(shè)定為在點(diǎn)A降低到L電平時(shí)，使p溝道型晶體管601先導(dǎo)通的方式。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明與上述實(shí)施方式不同的，當(dāng)監(jiān)視元件短路時(shí)使控制晶體管截止的電路結(jié)構(gòu)以及其工作。注意，起到相同于實(shí)施方式4所描述的工作的部分將使用相同的符號(hào)，并省略相關(guān)的說(shuō)明。
圖7示出了第一開(kāi)關(guān)電路113m的結(jié)構(gòu)。第一開(kāi)關(guān)電路113m包括p溝道型的第一晶體管701、具有與第一晶體管共同的柵電極且與第一晶體管串聯(lián)連接的n溝道型的第二晶體管702、與第二晶體管串聯(lián)連接的n溝道型的第三晶體管703。第三晶體管703的柵極和漏極具有相同電位。第一控制晶體管115m的柵電極連接到第一晶體管701的漏電極以及第二晶體管702的漏電極。
在監(jiān)視元件108m短路的情況下，監(jiān)視元件108m的陽(yáng)極電極108a的電位，即點(diǎn)A的電位，降低到和監(jiān)視元件108m的陰極電極108c相同的程度。于是，低電位，即L電平被輸入到第一晶體管701的柵電極和第二晶體管702的柵電極。從而n溝道型的第二晶體管702截止，p溝道型的第一晶體管701導(dǎo)通。而且，第一晶體管701的電位Vh的高電位側(cè)的電位VDD被輸入到控制晶體管115m的柵電極，以使該控制晶體管115m截止。其結(jié)果是，來(lái)自監(jiān)視線109的電流不被供應(yīng)到短路了的監(jiān)視元件108m中。
由于點(diǎn)A的電位降低到和監(jiān)視元件108m的陰極電極108c相同的程度，所以，L電平被輸入到第二晶體管604的源電極。第二晶體管604的源電位(與A點(diǎn)幾乎相同的電位)被輸入到第二控制晶體管115s的柵電極，因此，第二控制晶體管115s導(dǎo)通。其結(jié)果是，即使在第一監(jiān)視元件108m中發(fā)生短路，由于存在著第二監(jiān)視元件108s，有效監(jiān)視元件的數(shù)量不變，因此也可以正常地進(jìn)行對(duì)發(fā)光元件的校正。
在第一開(kāi)關(guān)電路113m中，由于n溝道型的第三晶體管703，第一開(kāi)關(guān)電路113m的輸出比L電平高出第三晶體管703的閾值(Vth)，即Vl+Vth的值被輸入到第一控制晶體管115m的柵極。此時(shí)，需要將第一開(kāi)關(guān)電路中的晶體管設(shè)計(jì)為能夠使第一控制晶體管115m導(dǎo)通。
另外，第一開(kāi)關(guān)電路113m和第二開(kāi)關(guān)電路113s可以具有不同的電路結(jié)構(gòu)。在此情況下，采用當(dāng)點(diǎn)A的電壓降低時(shí)能夠使第一開(kāi)關(guān)電路113m先截止的結(jié)構(gòu)。
注意，當(dāng)?shù)谝槐O(jiān)視元件及第二監(jiān)視元件中的任何一個(gè)都沒(méi)有短路，即監(jiān)視元件正常工作時(shí)，通過(guò)第一開(kāi)關(guān)電路使第一控制晶體管115m為導(dǎo)通地進(jìn)行控制。而且，通過(guò)第二開(kāi)關(guān)電路使第二控制晶體管為截止地進(jìn)行控制。此時(shí)，由于第一監(jiān)視元件108m的陽(yáng)極電位與監(jiān)視線109的高電位幾乎相同，所以第二晶體管702導(dǎo)通。其結(jié)果是，L電平被施加到第一控制晶體管115m的柵電極，從而第一控制晶體管115m導(dǎo)通。另一方面，H電平被輸入到第二控制晶體管115s的柵電極，從而第二控制晶體管115s截止。
實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明像素電路以及其結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。
圖8A表示可以適用于本發(fā)明的像素部分的像素電路。在像素部分101中以矩陣狀設(shè)置有信號(hào)線Sx、掃描線Gy、電源線Vx，且在它們的交叉點(diǎn)上設(shè)置有像素102。像素102包括開(kāi)關(guān)晶體管802、驅(qū)動(dòng)晶體管116、電容元件801、發(fā)光元件107。
下面將說(shuō)明該像素中的連接關(guān)系。在信號(hào)線Sx和掃描線Sx的交叉點(diǎn)設(shè)置開(kāi)關(guān)晶體管802，開(kāi)關(guān)晶體管802的一個(gè)電極與信號(hào)線Sx相連接而開(kāi)關(guān)晶體管802的柵電極與掃描線Gy相連接。驅(qū)動(dòng)晶體管116的一個(gè)電極連接到電源線Vx而其柵電極連接到開(kāi)關(guān)晶體管802的另一個(gè)電極。設(shè)置電容元件801以保持驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵源間的電壓。在本實(shí)施方式中，電容元件801的一個(gè)電極連接到Vx而其另一個(gè)電極連接到驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵電極。注意，在驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵極電容大而漏電流小等情況下就沒(méi)有必要設(shè)置電容元件801。發(fā)光元件1 07連接到驅(qū)動(dòng)晶體管116的另一個(gè)電極。
下面將說(shuō)明這種像素的驅(qū)動(dòng)方法。
首先，當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體管802導(dǎo)通時(shí)，從信號(hào)線Sx輸入視頻信號(hào)。按照視頻信號(hào)在電容元件801中累積電荷。當(dāng)在電容元件801中累積的電荷超出驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵源間的電壓(Vgs)時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管116導(dǎo)通。于是，向發(fā)光元件107提供電流以進(jìn)行點(diǎn)亮。這時(shí)，能夠使驅(qū)動(dòng)晶體管116在線性區(qū)或飽和區(qū)進(jìn)行工作。如果工作在飽和區(qū)，就可以提供恒定電流。如果工作在線性區(qū)，就可以以低電壓使其工作，并能夠謀求低電力消耗化。
下文中，使用定時(shí)圖來(lái)說(shuō)明像素的驅(qū)動(dòng)方法。
圖8B是在一秒鐘進(jìn)行60幀的圖像改寫(xiě)的情況下的一個(gè)幀周期的定時(shí)圖。在該定時(shí)圖中，縱坐標(biāo)表示掃描線G(從第一行到最后一行)而橫坐標(biāo)表示時(shí)間。
一個(gè)幀周期包括m(m是2或更大的自然數(shù))個(gè)子幀周期SF1、SF2、...、SFm，每個(gè)子幀周期SF1、SF2、...、SFm分別包括寫(xiě)入工作周期Ta1、Ta2、...、Tam、顯示周期(點(diǎn)亮周期)Ts1、Ts2、...、Tsm、和反向電壓施加周期。在本實(shí)施方式中，如圖8B所示，一個(gè)幀周期設(shè)有子幀周期SF1、SF2和SF3、以及反向電壓施加周期(FRB)。而且，在每個(gè)子幀周期中，寫(xiě)入工作周期Ta1到Ta3按順序進(jìn)行，后面分別跟著顯示周期Ts1到Ts3。
在圖8C所記載的定時(shí)圖中示出著眼于某一行(第i行)時(shí)的寫(xiě)入工作周期、顯示周期和反向電壓施加周期。在寫(xiě)入工作周期和顯示周期交替出現(xiàn)之后出現(xiàn)反向電壓施加周期。具有該寫(xiě)入工作周期和顯示周期的周期稱作正向電壓施加周期。
寫(xiě)入工作周期Ta可以分成多個(gè)工作周期。在本實(shí)施方式中，使其分成兩個(gè)工作周期，其中一個(gè)進(jìn)行擦除工作，另一個(gè)進(jìn)行寫(xiě)入工作。為了這樣設(shè)置擦除工作和寫(xiě)入工作，而輸入WE(Write Erase)信號(hào)。在以下的實(shí)施方式將說(shuō)明其他擦除工作和寫(xiě)入工作以及信號(hào)的細(xì)節(jié)。
如此，通過(guò)諸如掃描線驅(qū)動(dòng)電路以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路等驅(qū)動(dòng)電路來(lái)進(jìn)行用于設(shè)置導(dǎo)通周期、截止周期和擦除周期的控制。
圖9示出圖8A中所示的像素電路的布局示例。而且，圖15表示圖9所示的A-B和B-C的截面圖例。首先，形成構(gòu)成開(kāi)關(guān)晶體管802和驅(qū)動(dòng)晶體管116的半導(dǎo)體膜。然后，隔著作為柵絕緣膜發(fā)揮功能的絕緣膜而形成第一導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可以用作開(kāi)關(guān)晶體管802和驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵電極，另外還可以用作掃描線Gy。這時(shí)，開(kāi)關(guān)晶體管802優(yōu)選為雙柵結(jié)構(gòu)。
然后，隔著作為層間絕緣膜發(fā)揮功能的絕緣膜而形成第二導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可以用作開(kāi)關(guān)晶體管802的漏極布線和源極布線以及驅(qū)動(dòng)晶體管116的漏極布線和源極布線，另外還可以用作信號(hào)線Sx和電源線Vx。這時(shí)，可以通過(guò)第一導(dǎo)電膜、用作層間絕緣膜的絕緣膜以及第二導(dǎo)電膜的疊層結(jié)構(gòu)來(lái)形成電容元件801。驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵電極和開(kāi)關(guān)晶體管的另一電極通過(guò)接觸孔連接起來(lái)。
然后，在設(shè)置于像素中的開(kāi)口部分中形成像素電極19。該像素電極連接到驅(qū)動(dòng)晶體管116的另一電極。這時(shí)，在第二導(dǎo)電膜和像素電極之間設(shè)置有絕緣膜等的情況下，就需要通過(guò)接觸孔進(jìn)行連接。在沒(méi)有設(shè)置絕緣膜等的情況下，像素電極可以直接連接到驅(qū)動(dòng)晶體管116的另一電極。
在圖9所示的布局中，為了確保高開(kāi)口率，有時(shí)第一導(dǎo)電膜和像素電極重疊起來(lái)，如區(qū)域430那樣。在這種區(qū)域430中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)耦合電容。該耦合電容是不需要的電容。通過(guò)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法可以去除這種不需要的電容。
在絕緣襯底100上隔著基底膜形成有加工成預(yù)定形狀的半導(dǎo)體膜。作為絕緣襯底100可以采用諸如鋇硼硅酸鹽玻璃和鋁硼硅酸鹽玻璃等玻璃襯底、石英襯底、不銹鋼(SUS)襯底等。此外，由諸如以PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)以及PES(聚醚砜)為代表的塑料或丙烯酸等具有撓性的合成樹(shù)脂制成的襯底與其它襯底相比較通常具有耐熱溫度較低的傾向，但只要可以承受制造過(guò)程中的處理溫度就可以使用。作為基底膜可以使用諸如氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅等絕緣膜。
在基底膜上形成非晶半導(dǎo)體膜。設(shè)非晶半導(dǎo)體膜的膜厚為25nm到100nm(優(yōu)選為30nm到60nm)。另外，除了硅之外，硅鍺也可以用于非晶半導(dǎo)體。
接著，根據(jù)需求使非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶，以形成晶體半導(dǎo)體膜。進(jìn)行結(jié)晶化的方法能夠使用加熱爐、激光輻射、或者從燈發(fā)出的光的照射(此后稱作燈退火)或者將它們組合起來(lái)。例如，通過(guò)向非晶半導(dǎo)體膜摻雜金屬元素并使用加熱爐進(jìn)行熱處理來(lái)形成晶體半導(dǎo)體膜。因?yàn)榭梢栽诘蜏叵率拱雽?dǎo)體膜結(jié)晶，所以優(yōu)選添加金屬元素。
將這樣形成的晶體半導(dǎo)體膜加工成預(yù)定的形狀(圖案化)。預(yù)定的形狀是指如在圖15中所示成為開(kāi)關(guān)晶體管802和驅(qū)動(dòng)晶體管116的形狀。
接著，形成用作柵絕緣膜的絕緣膜。覆蓋半導(dǎo)體膜地形成厚度為10nm到150nm并且優(yōu)選為20nm到40nm的該絕緣膜。例如，可以使用氧氮化硅膜、氧化硅膜等，還可以采用單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
然后，隔著柵絕緣膜形成用作柵電極的第一導(dǎo)電膜。盡管柵電極既可以是單層結(jié)構(gòu)也可以是疊層結(jié)構(gòu)，但在本實(shí)施方式中使用由導(dǎo)電膜22a和22b構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。各導(dǎo)電膜22a和22b用從Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中選擇出的元素或以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料形成即可。在本實(shí)施方式中，依次形成厚度為10nm到50nm，例如30nm的氮化鉭膜作為導(dǎo)電膜22a，形成厚度為200nm到400nm，例如370nm的鎢膜作為導(dǎo)電膜22b。
接著，以柵電極作為掩模添加雜質(zhì)元素。這時(shí)，除高濃度雜質(zhì)區(qū)外還可以形成低濃度雜質(zhì)區(qū)。這稱作LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)。特別地，將低濃度雜質(zhì)區(qū)與柵電極重疊的結(jié)構(gòu)稱作GOLD(柵漏重疊的LDD)結(jié)構(gòu)。特別是，n溝道型晶體管優(yōu)選采用具有低濃度雜質(zhì)區(qū)的結(jié)構(gòu)。
該低濃度雜質(zhì)區(qū)有可能引起不需要的電容的形成。因此，在使用具有LDD結(jié)構(gòu)或GOLD結(jié)構(gòu)的TFT來(lái)形成像素的情況下最好采用本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法。
隨后，形成用作層間絕緣膜30的絕緣膜28和29。絕緣膜28只要是包含氮的絕緣膜即可，并且在本實(shí)施方式中，通過(guò)等離子體CVD法形成厚度為100nm的氮化硅膜。此外，能夠通過(guò)使用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料形成絕緣膜29。作為有機(jī)材料能夠使用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、硅氧烷或聚硅氮烷。硅氧烷是指由硅(Si)氧(O)鍵形成其骨架結(jié)構(gòu)，硅氧烷以聚合物材料為起始材料來(lái)形成，該聚合物材料至少包含氫作為取代基、或包含氟、烷基或芳香族碳?xì)浠衔镏械闹辽僖环N作為取代基。另外聚硅氮烷是以具有硅(Si)氮(N)鍵的聚合物材料為起始材料而形成的，所述聚合物材料是包含所謂聚硅氮烷的液體材料。作為無(wú)機(jī)材料能夠使用含有氧或氮的絕緣膜，諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)以及氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)(x，y＝1，2...)等。另外，絕緣膜29可以具有這些絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)。特別是，當(dāng)通過(guò)使用有機(jī)材料來(lái)形成絕緣膜29時(shí)，雖然平整性增高但另一方面水分和氧卻被有機(jī)材料吸收。為了防止該情況，在有機(jī)材料上形成含有無(wú)機(jī)材料的絕緣膜為好。優(yōu)選的是若在無(wú)機(jī)材料中使用含氮的絕緣膜，就可以防止諸如Na的堿離子侵入。
在層間絕緣膜30中形成接觸孔。然后，形成第二導(dǎo)電膜，其用作開(kāi)關(guān)晶體管802的源極布線和漏極布線24、驅(qū)動(dòng)晶體管116的源極布線和漏極布線24、信號(hào)線Sx以及電源線Vx。作為第二導(dǎo)電膜可以使用由諸如鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)或硅(Si)的元素構(gòu)成的膜或者使用了這些元素的合金膜。在本實(shí)施方式中，通過(guò)按順序?qū)盈B厚度分別為60nm、40nm、300nm和100nm的鈦膜、氮化鈦膜、鈦鋁合金膜以及鈦膜而形成第二導(dǎo)電膜。
然后，形成絕緣膜31以便覆蓋第二導(dǎo)電膜。作為絕緣膜31可以使用上述的層間絕緣膜30的材料。通過(guò)這樣設(shè)置絕緣膜31就可以增高開(kāi)口率。
而且，在設(shè)于絕緣膜31的開(kāi)口部分中形成像素電極(也稱作第一電極)19。為了在開(kāi)口部分中增高像素電極的臺(tái)階覆蓋性(stepcoverage)，在開(kāi)口部分的末端面以具有多個(gè)曲率半徑的方式使之帶有圓狀為好。在像素電極19中可以使用諸如銦錫氧化物(ITOIndiumuTin Oxide)、通過(guò)將2％到20％的氧化鋅(ZnO)混合到氧化銦中獲得的IZO(銦鋅氧化物Indium Zinc Oxide)、通過(guò)將2％到20％的氧化硅(SiO2)混合到氧化銦中獲得的ITO-SiOx(也稱作ITSO)、有機(jī)銦以及有機(jī)錫等作為具有透光性的材料。作為具有遮光性的材料，除了銀(Ag)以外還可以使用從鉭、鎢、鈦、鉬、鋁以及銅中選擇出的元素或以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料。此時(shí)，當(dāng)通過(guò)使用有機(jī)材料形成絕緣膜31以增高平整性時(shí)，由于像素電極的形成表面的平整性得以提高，從而可以施加均一的電壓進(jìn)而能夠防止短路。
在第一導(dǎo)電膜與像素電極重疊的區(qū)域430中可能出現(xiàn)耦合電容。該耦合電容是不需要的電容。通過(guò)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法可以去除這種不需要的電容。
隨后，通過(guò)蒸發(fā)淀積法或噴墨法形成電致發(fā)光層33。電致發(fā)光層33具有有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料，并適當(dāng)組合電子注入層(EIL)、電子傳輸層(ETL)、發(fā)光層(EML)、空穴傳輸層(HTL)、空穴注入層(HIL)等而構(gòu)成。注意，各層之間的界限不一定是清晰明確的，并且還有構(gòu)成各層的材料彼此部分地混合而使得界面變得模糊的情況。另外，電致發(fā)光層的結(jié)構(gòu)并不限于上述疊層結(jié)構(gòu)。
而且，通過(guò)濺射法或蒸發(fā)淀積法形成第二電極35。根據(jù)像素結(jié)構(gòu)，電致發(fā)光層(發(fā)光元件)的第一電極(像素電極)19和第二電極35用作陽(yáng)極或陰極。
作為陽(yáng)極材料優(yōu)選使用具有高功函數(shù)(功函數(shù)為4.0eV或更高)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物以及它們的混合物等。作為陽(yáng)極材料的具體例子，除使用ITO、通過(guò)將2％到20％的氧化鋅(ZnO)混合到氧化銦中獲得的IZO外、還可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、 鈀(Pd)、或者金屬材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，作為陰極材料優(yōu)選使用具有低功函數(shù)(功函數(shù)為3.8eV或更低)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物及其混合物等。作為陰極材料的具體例子，除使用屬于元素周期表第一族或第二族的元素，即諸如Li和Cs等堿金屬、諸如Mg、Ca和Sr等堿土金屬、以及含它們的合金(Mg∶Ag、Al∶Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)外，還可以使用包括稀土類金屬的過(guò)渡金屬而形成。然而，因?yàn)樾枰帢O具有透光性，所以將這些金屬或包含這些金屬的合金形成得極薄，并且通過(guò)層疊諸如ITO等金屬(包括合金)而形成。
接下來(lái)，還可以形成保護(hù)膜以覆蓋第二電極35。作為保護(hù)膜，可以使用氮化硅膜或DLC膜。
通過(guò)這種方式，就可以形成發(fā)光器件的像素。
實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明具有上述實(shí)施方式所示的像素電路的面板的整體結(jié)構(gòu)。
如圖12所示，本發(fā)明的發(fā)光器件包括以矩陣狀配置多個(gè)上述像素102的像素部分101、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43?？梢允沟谝粧呙杈€驅(qū)動(dòng)電路41和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42夾著像素部分101彼此面對(duì)地進(jìn)行配置，或者可以在像素部分101的上下左右四方中的一方配置第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42。
信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43包括脈沖輸出電路44、鎖存器45以及選擇電路46。鎖存器45具有第一鎖存器47和第二鎖存器48。選擇電路46具有晶體管49(下面稱作TFT49)和模擬開(kāi)關(guān)50作為開(kāi)關(guān)組件。在各列中對(duì)應(yīng)于信號(hào)線設(shè)置TFT49和模擬開(kāi)關(guān)50。另外，在本實(shí)施方式中，在各列中設(shè)置開(kāi)關(guān)電路51用于生成WE信號(hào)的反相信號(hào)。注意，當(dāng)WE信號(hào)的反相信號(hào)由外部提供時(shí)，也可以不設(shè)置開(kāi)關(guān)電路51。
TFT49的柵電極連接到選擇信號(hào)線52，并且其一個(gè)電極連接到信號(hào)線Sx而另一電極連接到電源53。在第二鎖存器48和各條信號(hào)線之間設(shè)置模擬開(kāi)關(guān)50。換言之，模擬開(kāi)關(guān)50的輸入端子連接到第二鎖存器48而輸出端子連接到信號(hào)線。模擬開(kāi)關(guān)50的兩個(gè)控制端子之一連接到選擇信號(hào)線52而另一端子通過(guò)開(kāi)關(guān)電路51連接到選擇信號(hào)線52。電源53的電位為使像素所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管116截止的電位，在驅(qū)動(dòng)晶體管116的極性是n溝道型時(shí)設(shè)電源53的電位為L(zhǎng)電平，而在驅(qū)動(dòng)晶體管116的極性為p溝道型時(shí)則設(shè)電源53的電位為H電平。
第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41包括脈沖輸出電路54和選擇電路55。第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42包括脈沖輸出電路56和選擇電路57。分別向脈沖輸出電路54和56輸入啟動(dòng)脈沖(G1SP、G2SP)。還分別向脈沖輸出電路54和56輸入時(shí)鐘脈沖(G1CK、G2CK)和其反相的時(shí)鐘脈沖(G1CKB、G2CKB)。
選擇電路55和57連接到選擇信號(hào)線52，但是包括在第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42中的選擇電路57通過(guò)開(kāi)關(guān)電路58連接到選擇信號(hào)線52。換言之，通過(guò)選擇信號(hào)線52輸入到選擇電路55和57的WE信號(hào)處于彼此反相了的關(guān)系。
選擇電路55和57各個(gè)包括三態(tài)緩沖器。當(dāng)從選擇信號(hào)線52發(fā)送的信號(hào)處于H電平時(shí)三態(tài)緩沖器進(jìn)入工作狀態(tài)，并且當(dāng)信號(hào)處于L電平時(shí)進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。
包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43中的脈沖輸出電路44、包括在第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41中的脈沖輸出電路54以及包括在第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42中的脈沖輸出電路56具有由多個(gè)觸發(fā)電路構(gòu)成的移位寄存器或譯碼器電路。如果譯碼器電路用作脈沖輸出電路44、54和56，就可以隨機(jī)地選擇信號(hào)線或掃描線。通過(guò)隨機(jī)地選擇信號(hào)線或掃描線，就可以抑制當(dāng)采用時(shí)間灰度等級(jí)方式時(shí)出現(xiàn)的偽輪廓的發(fā)生。
此外信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43的結(jié)構(gòu)并不限于前面提到的結(jié)構(gòu)，還可以設(shè)置電平移動(dòng)器或緩沖器。另外，第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42的結(jié)構(gòu)也并不限于前面提到的結(jié)構(gòu)，還可以設(shè)置電平移動(dòng)器或緩沖器。此外，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41、以及第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42還可以分別包括保護(hù)電路。
此外，在本發(fā)明中還可以設(shè)置保護(hù)電路。保護(hù)電路可以形成為包括多個(gè)電阻元件。例如，p溝道型晶體管可以用作多個(gè)電阻元件?？梢栽谛盘?hào)線驅(qū)動(dòng)電路43、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41、或第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42中分別設(shè)置保護(hù)電路，優(yōu)選的是，設(shè)置在像素部分101和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41、或第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42之間。借助于這種保護(hù)電路就可以防止元件由于靜電而引起的隨時(shí)間的退化或破壞。
另外，在本實(shí)施方式中，發(fā)光器件包括電源控制電路63。電源控制電路63具有用于向發(fā)光元件107供應(yīng)電源的電源電路61和控制器62。電源電路61包括第一電源17，該第一電源17通過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管116和電源線Vx連接到發(fā)光元件107的像素電極。另外，電源電路61還包括第二電源117，該第二電源117通過(guò)連接到相對(duì)電極的電源線連接到發(fā)光元件107。
這種電源電路61，當(dāng)向發(fā)光元件107施加正向電壓使得發(fā)光元件107中流過(guò)電流而發(fā)光時(shí)，設(shè)定第一電源17的電位高于第二電源117的電位。另一方面，當(dāng)向發(fā)光元件107施加反向電壓時(shí)，設(shè)定第一電源17的電位低于第二電源117的電位?？梢酝ㄟ^(guò)從控制器62向電源電路61提供預(yù)定的信號(hào)來(lái)進(jìn)行這種電源的設(shè)定。
在本實(shí)施方式中，發(fā)光器件還包括監(jiān)視電路104和控制電路65。控制電路65包括恒流源111和緩沖放大器電路112。另外，監(jiān)視電路104包括監(jiān)視元件108、控制晶體管115以及開(kāi)關(guān)電路113。
按照監(jiān)視電路104的輸出，控制電路65向電源控制電路63提供用于校正電源電位的信號(hào)。根據(jù)從控制電路65提供的信號(hào)，電源控制電路63校正提供給像素部分101的電源電位。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光器件可以抑制由于溫度變化和隨時(shí)間的退化而引起的電流值的變動(dòng)，使得可靠性增加。進(jìn)而，通過(guò)使用控制晶體管115和開(kāi)關(guān)電路113，就可以防止來(lái)自恒流源111的電流流過(guò)短路了的監(jiān)視元件108中，從而可以將正確的電流值的變動(dòng)提供給發(fā)光元件107。
實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中將參照

具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光器件的工作。
首先，將利用圖13A來(lái)說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43的工作。脈沖輸出電路44被輸入時(shí)鐘信號(hào)(下文中稱作SCK)、時(shí)鐘反相信號(hào)(下文中稱作SCKB)和啟動(dòng)脈沖(下文中稱作SSP)。根據(jù)這些信號(hào)的定時(shí)，將采樣脈沖輸出到第一鎖存器47。輸入有數(shù)據(jù)的第一鎖存器47依據(jù)采樣脈沖被輸入的定時(shí)從第一列到最后一列保持視頻信號(hào)。當(dāng)鎖存脈沖被輸入時(shí)，將保持在第一鎖存器47中的視頻信號(hào)一齊傳送到第二鎖存器48。
此處，說(shuō)明各周期中的選擇電路46的工作，其中設(shè)從選擇信號(hào)線52傳輸?shù)腤E信號(hào)在L電平時(shí)的周期為T(mén)1，WE信號(hào)在H電平時(shí)的周期為T(mén)2。周期T1和T2相當(dāng)于水平掃描周期的半個(gè)周期，將周期T1稱為第一子?xùn)艠O選擇周期而將周期T2稱為第二子?xùn)艠O選擇周期。
在周期T1中(第一子?xùn)艠O選擇周期)，從選擇信號(hào)線52傳送的WE信號(hào)是L電平，TFT49為導(dǎo)通狀態(tài)而模擬開(kāi)關(guān)50為非導(dǎo)通狀態(tài)。于是，多個(gè)信號(hào)線S1到Sn經(jīng)由被配置在各列中的TFT49電連接到電源53。亦即，多個(gè)信號(hào)線Sx具有與電源53相同的電位。這時(shí)，被選擇的像素102所具有的開(kāi)關(guān)晶體管802被導(dǎo)通，電源53的電位經(jīng)由該開(kāi)關(guān)晶體管802傳輸?shù)津?qū)動(dòng)晶體管116的柵電極。于是，驅(qū)動(dòng)晶體管116成為截止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有電流在發(fā)光元件107所具有的兩個(gè)電極之間流過(guò)而不發(fā)光。如此，不管輸入到信號(hào)線Sx的視頻信號(hào)的狀態(tài)如何，電源53的電位都被傳輸?shù)津?qū)動(dòng)晶體管116的柵電極，該開(kāi)關(guān)晶體管802成為截止?fàn)顟B(tài)，強(qiáng)制性地使發(fā)光元件107不發(fā)光，這種工作被稱為擦除動(dòng)作。
在周期T2中(第二子?xùn)艠O選擇周期)，從選擇信號(hào)線52傳輸?shù)腤E信號(hào)是H電平，TFT49為截止?fàn)顟B(tài)而模擬開(kāi)關(guān)50為導(dǎo)通狀態(tài)。于是，保持在第二鎖存器48的一行視頻信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)矫總€(gè)信號(hào)線Sx。這時(shí)，包含在像素102中的開(kāi)關(guān)晶體管802被導(dǎo)通，視頻信號(hào)經(jīng)由該開(kāi)關(guān)晶體管802傳輸?shù)津?qū)動(dòng)晶體管116的柵電極。于是，根據(jù)被輸入的視頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)晶體管116被導(dǎo)通或截止，發(fā)光元件107所具有的第一和第二電極具有彼此不同的電位或相同的電位。更詳細(xì)而言，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管116被導(dǎo)通時(shí)，發(fā)光元件107所具有的第一和第二電極具有彼此不同的電位，因此電流流入發(fā)光元件107。于是，發(fā)光元件107點(diǎn)亮。注意，流入發(fā)光元件107的電流與流動(dòng)在驅(qū)動(dòng)晶體管116的源漏間的電流相同。
另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管116被截止時(shí)，發(fā)光元件107所具有的第一和第二電極具有相同的電位，沒(méi)有電流流入發(fā)光元件107。即，發(fā)光元件107不發(fā)光。如此，驅(qū)動(dòng)晶體管116根據(jù)視頻信號(hào)而成為導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光元件107所具有的第一和第二電極的電位成為彼此不同的電位或相同的電位，這種工作被稱為寫(xiě)入工作。
接下來(lái)，說(shuō)明第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42的工作。脈沖輸出電路54被輸入G1CK、G1CKB和G1SP，根據(jù)這些信號(hào)的定時(shí)，將脈沖依次輸出到選擇電路55。脈沖輸出電路56被輸入G2CK、G2CKB和G2SP。根據(jù)這些信號(hào)的定時(shí)，將脈沖依次輸出到選擇電路57。圖13B示出了給選擇電路55和57的第i、j、k和p行(i、j、k和p是自然數(shù)，滿足1 i、j、k、p n)的各行所提供的脈沖的電位。
在此，與信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43的工作的說(shuō)明同樣地，說(shuō)明各周期中的第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41包含的選擇電路55和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42包含的選擇電路57的工作，其中設(shè)從選擇信號(hào)線52傳輸?shù)腤E信號(hào)在L電平時(shí)的周期為T(mén)1，WE信號(hào)在H電平時(shí)的周期為T(mén)2。注意，圖13B的定時(shí)圖中，將從第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41傳輸了信號(hào)的柵極線Gy(y是自然數(shù)，滿足1 y n)的電位表示為VGy(41)，而將從第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42傳輸了信號(hào)的柵極線的電位表示為VGy(42)。而且，VGy(41)和VGy(42)可以通過(guò)相同的掃描線Gy來(lái)提供。
在周期T1中(第一子?xùn)艠O選擇周期)，從選擇信號(hào)線52傳送的WE信號(hào)是L電平。于是，第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41所包含的選擇電路55被輸入L電平的WE信號(hào)，因此選擇電路55進(jìn)入浮置狀態(tài)。另一方面，第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42中包含的選擇電路57被輸入通過(guò)使WE信號(hào)反相獲得的H電平信號(hào)，因此選擇電路57進(jìn)入工作狀態(tài)。即，選擇電路57傳輸H電平信號(hào)(行選擇信號(hào))到第i行的柵極線Gi，因此柵極線Gi具有與H電平信號(hào)相同的電位。即，第i行的柵極線Gi被第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42選擇。結(jié)果，像素102所包含的開(kāi)關(guān)晶體管802成為導(dǎo)通狀態(tài)。然后，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43中包含的電源53的電位傳輸?shù)津?qū)動(dòng)晶體管116的柵電極，因此驅(qū)動(dòng)晶體管116成為截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光元件107的兩個(gè)電極具有相同的電位。即，在此周期內(nèi)，進(jìn)行使發(fā)光元件107不發(fā)光的擦除動(dòng)作。
在周期T2(第二子?xùn)艠O選擇周期)中，從選擇信號(hào)線52傳送的WE信號(hào)是H電平。于是，第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41所包含的選擇電路55被輸入H電平的WE信號(hào)，因此選擇電路55處于工作狀態(tài)。即，選擇電路55傳輸H電平信號(hào)到第i行的柵極線Gi，因此柵極線Gi具有與H電平信號(hào)相同的電位。即，第i行的柵極線Gi被第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41選擇。結(jié)果，像素102中包含的開(kāi)關(guān)晶體管802成為導(dǎo)通狀態(tài)。然后，視頻信號(hào)從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路43中包含的第二鎖存器48傳輸?shù)津?qū)動(dòng)晶體管116的柵電極，因此驅(qū)動(dòng)晶體管116成為導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光元件107包含的兩個(gè)電極具有不同或相同的電位。即，在這個(gè)周期中，進(jìn)行使發(fā)光元件107發(fā)光或不發(fā)光的寫(xiě)入動(dòng)作。另一方面，第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42中包含的選擇電路57被輸入L電平信號(hào)，因此它處于浮置狀態(tài)。
如此，柵極線Gy在周期T1(第一子?xùn)艠O選擇周期)中被第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42選擇，而在周期T2(第二子?xùn)艠O選擇周期)中被第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41選擇。即，第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42以互補(bǔ)的方式控制柵極線。然后，在第一子?xùn)艠O選擇周期和第二子?xùn)艠O選擇周期中的一個(gè)內(nèi)進(jìn)行擦除動(dòng)作，而在另一個(gè)內(nèi)進(jìn)行寫(xiě)入動(dòng)作。
注意，在第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41選擇第i行的柵極線Gi的周期內(nèi)，第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42處于不工作狀態(tài)(選擇電路57處于浮置狀態(tài))，或傳輸行選擇信號(hào)到除第i行外的其它行的柵極線。同樣，在第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路42傳輸行選擇信號(hào)到第i行的柵極線Gi的周期內(nèi)，第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路41處于浮置狀態(tài)，或傳輸行選擇信號(hào)到除第i行外的其它行的柵極線。
執(zhí)行上述工作的本發(fā)明，能夠?qū)l(fā)光元件107強(qiáng)制截止，因此，可以提高占空比。進(jìn)而，盡管能夠?qū)l(fā)光元件107強(qiáng)制截止，也不需要設(shè)置用于釋放電容元件801的電荷的TFT。因此，就可以實(shí)現(xiàn)高開(kāi)口率。若實(shí)現(xiàn)高開(kāi)口率，就能夠使發(fā)光元件的亮度隨著發(fā)光面積的增加而減小。即，由于能夠減小驅(qū)動(dòng)電壓故能夠減小功耗。
注意，本發(fā)明不限于上述將柵極選擇周期分成兩半的上述實(shí)施方式。柵極選擇周期也可以分成三個(gè)或更多的周期。
實(shí)施方式9在本實(shí)施方式中將說(shuō)明可以應(yīng)用本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的像素結(jié)構(gòu)的例子。注意，省略與圖8A相同結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
圖10A示出一種像素結(jié)構(gòu)，其特征是除了圖8A中示出的像素結(jié)構(gòu)之外還在電容元件801的兩端設(shè)置第三晶體管25。第三晶體管25的功能是在預(yù)定周期內(nèi)使累積在電容元件801中的電荷放電。將該第三晶體管25也稱作擦除晶體管。由連接第三晶體管25的柵電極的擦除掃描線Ry來(lái)控制預(yù)定周期。
例如，在設(shè)置多個(gè)子幀周期的情況下，在短子幀周期由第三晶體管25使電容元件801的電荷放電。其結(jié)果是，就可以提高占空比。
圖10B示出一種像素結(jié)構(gòu)，其特征是除了圖8中示出的像素結(jié)構(gòu)之外還在驅(qū)動(dòng)晶體管116和發(fā)光元件107之間設(shè)置第四晶體管36。在第四晶體管36的柵電極上連接有具有固定電位的第二電源線Vax。所以，可以不依賴于驅(qū)動(dòng)晶體管116和第四晶體管36的柵源間的電壓地使提供給發(fā)光元件107的電流恒定。將該第四晶體管36也稱作電流控制晶體管。
圖10C示出不同于圖10B的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有固定電位的第二電源線Vax與掃描線Gy并行地設(shè)置。
圖10D示出不同于圖10B和10C的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，第四晶體管36的具有固定電位的柵電極連接到驅(qū)動(dòng)晶體管116的柵電極。如圖10D中所示，在不用新設(shè)置電源線的像素結(jié)構(gòu)中，可以維持開(kāi)口率。
圖11示出一種像素結(jié)構(gòu)，其特征是對(duì)圖10B示出的像素結(jié)構(gòu)添加設(shè)置擦除晶體管25。借助于擦除晶體管25就可以使電容元件801的電荷放電。不用說(shuō)，可以對(duì)圖10C或10D示出的像素結(jié)構(gòu)添加設(shè)置擦除晶體管。
那就是說(shuō)，可以不受像素結(jié)構(gòu)限制地應(yīng)用本發(fā)明。
實(shí)施方式10本發(fā)明也可以應(yīng)用到進(jìn)行恒定電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光器件。在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明使用監(jiān)視元件108檢測(cè)隨時(shí)間的變化程度，并根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果對(duì)視頻信號(hào)或電源電位進(jìn)行校正，由此來(lái)補(bǔ)償發(fā)光元件隨時(shí)間的變化的情況。
在本實(shí)施方式中，設(shè)置第一和第二監(jiān)視元件。第一監(jiān)視元件由第一恒流源提供恒定電流，而第二監(jiān)視元件由第二恒流源提供恒定電流。通過(guò)改變從第一恒流源供給的電流值和從第二恒流源供給的電流值，使流到第一和第二監(jiān)視元件的總電流量不同。于是，在第一及第二監(jiān)視元件之間產(chǎn)生不同的隨時(shí)間變化。
第一和第二監(jiān)視元件連接到運(yùn)算電路，在該運(yùn)算電路中計(jì)算出第一監(jiān)視元件和第二監(jiān)視元件的電位差。將通過(guò)運(yùn)算電路計(jì)算出的電壓值提供給視頻信號(hào)產(chǎn)生電路。在視頻信號(hào)產(chǎn)生電路中基于從運(yùn)算電路提供的電壓值來(lái)校正提供給每個(gè)像素的視頻信號(hào)。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，就能夠補(bǔ)償發(fā)光元件隨時(shí)間的變化。
此外，優(yōu)選在各監(jiān)視元件和發(fā)光元件之間設(shè)置緩沖放大器電路等的用于防止電位變動(dòng)的電路。
另外，在本實(shí)施方式中，作為進(jìn)行恒定電流驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)的像素，例如有使用電流鏡電路的像素等。
實(shí)施方式11本發(fā)明可以應(yīng)用到無(wú)源矩陣型發(fā)光器件。無(wú)源矩陣型發(fā)光器件包括形成在襯底上的像素部分、設(shè)置在該像素部分外圍的列信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路、行信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路、和用于控制上述驅(qū)動(dòng)電路的控制器。像素部分包括被配置于列方向上的各列信號(hào)線、被配置于行方向上的行信號(hào)線、以及被配置成矩陣狀的多個(gè)發(fā)光元件?？梢栽谛纬闪嗽撓袼夭糠值囊r底上設(shè)置監(jiān)視電路104。
在本實(shí)施方式的發(fā)光器件中能夠利用監(jiān)視電路104根據(jù)溫度的變化或隨時(shí)間的變化，來(lái)校正輸入到列信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的圖像數(shù)據(jù)，或者由恒壓源產(chǎn)生的電壓，因此可以提供能夠減少由溫度的變化和隨時(shí)間的變化這兩者所引起的影響的發(fā)光器件。
實(shí)施方式12作為配備有包括發(fā)光元件的像素部分的電子器具可列舉出電視機(jī)裝置(有時(shí)只稱之為電視或電視接收機(jī))、影像拍攝裝置如數(shù)字照相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等、便攜式電話裝置(有時(shí)只稱之為便攜式電話機(jī)或手機(jī))、PDA等便攜式信息終端、便攜式游戲機(jī)、用于計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、汽車用立體聲系統(tǒng)等音響重放裝置和家用游戲機(jī)等配備有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置等。關(guān)于它們的具體例子將參考圖14A至14F說(shuō)明。
圖14A中所示的便攜式信息終端器件包括主體9201、顯示部分9202等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9202。即，根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供便攜式信息終端器件，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。
圖14B中所示的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)包括顯示部分9701和9702等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9701。根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。
圖14C中所示的便攜式電話機(jī)包括主體9101、顯示部分9102等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9102。根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供便攜式電話機(jī)，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。
圖14D中所示的便攜式電視機(jī)裝置包括主體9301、顯示部分9302等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9302。根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供便攜式電視機(jī)裝置，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。這種電視機(jī)裝置可廣泛地適用于搭載在便攜式電話等的便攜式信息終端中的小型結(jié)構(gòu)、能搬運(yùn)的中型結(jié)構(gòu)、或者大型結(jié)構(gòu)(例如40英寸或更大)。
圖14E中所示的便攜式計(jì)算機(jī)包括主體9401、顯示部分9402等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9402。根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供便攜式計(jì)算機(jī)，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。
圖14F中所示的電視機(jī)裝置包括主體9501、顯示部分9502等。本發(fā)明的發(fā)光器件可應(yīng)用于顯示部分9502。根據(jù)用監(jiān)視元件校正供應(yīng)到發(fā)光元件的電源電位的本發(fā)明，可以提供電視機(jī)裝置，其中由于溫度變化和隨時(shí)間的改變導(dǎo)致的發(fā)光元件中電流值變動(dòng)所造成的影響可被抑制。
本說(shuō)明書(shū)根據(jù)2005年12月27日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào)2005-375405而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件以及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)以電氣方式切斷供應(yīng)到所述第一監(jiān)視元件的電流的第一電路；以及電連接到所述第二監(jiān)視元件的第二電路，其中，所述第一電路電連接到所述第二電路。
2.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件以及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第一監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第一控制晶體管；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第二監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第二控制晶體管；在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第一控制晶體管截止的第一電路；以及在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第二控制晶體管導(dǎo)通的第二電路。
3.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件以及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；將恒定電流供應(yīng)到所述監(jiān)視線的單元；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第一監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第一控制晶體管；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第二監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第二控制晶體管；在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第一控制晶體管截止的第一電路；以及在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第二控制晶體管導(dǎo)通的第二電路。
4.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；與所述第一監(jiān)視元件成對(duì)的第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；以及在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)以電氣方式切斷供應(yīng)到所述第一監(jiān)視元件的電流，并且使所述第二監(jiān)視元件導(dǎo)通的電路。
5.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；與所述第一監(jiān)視元件成對(duì)的第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第一監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第一控制晶體管；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第二監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第二控制晶體管；以及在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)以電氣方式切斷供應(yīng)到所述第一監(jiān)視元件的電流并且使所述第二監(jiān)視元件導(dǎo)通的電路。
6.一種發(fā)光器件，包括第一監(jiān)視元件；與所述第一監(jiān)視元件成對(duì)的第二監(jiān)視元件；電連接到所述第一監(jiān)視元件及所述第二監(jiān)視元件的監(jiān)視線；將恒定電流供應(yīng)到所述監(jiān)視線的單元；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第一監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第一控制晶體管；用于控制從所述監(jiān)視線向所述第二監(jiān)視元件的電流供應(yīng)的第二控制晶體管；在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第一控制晶體管截止的第一電路；以及輸入所述第二監(jiān)視元件的一個(gè)電極以及所述第二控制晶體管的一個(gè)電極的電位并且向所述第二控制晶體管的柵電極輸出電位的第二電路，其中，所述第二電路具有在所述第一監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位降低時(shí)使所述第二監(jiān)視元件導(dǎo)通的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光器件，其中還包括其輸入連接到所述監(jiān)視線的緩沖放大器電路，并且，所述緩沖放大器電路的輸出連接到像素部分所具有的驅(qū)動(dòng)晶體管的一個(gè)電極，而且，按照所述第一監(jiān)視元件或所述第二監(jiān)視元件的陽(yáng)極電位的變化，改變施加到所述像素部分所具有的發(fā)光元件的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示器件，該顯示器件能夠檢測(cè)由于退化和溫度變化而導(dǎo)致的有機(jī)發(fā)光層的特性變化，并且可以使發(fā)光元件的亮度保持為恒定。在本發(fā)明中，除了顯示用像素部分以外還設(shè)置監(jiān)視用區(qū)域。在監(jiān)視用區(qū)域中設(shè)置多個(gè)監(jiān)視元件。提供開(kāi)關(guān)電路，以便防止較多電流流入多個(gè)監(jiān)視元件中的短路了的監(jiān)視元件。其結(jié)果是，通過(guò)監(jiān)視施加到監(jiān)視元件的電極之間的電位變化，可以根據(jù)隨時(shí)間的退化和溫度變化等校正供應(yīng)到顯示用像素部分的發(fā)光元件中的電壓或電流。
文檔編號(hào)G01R19/00GK1991949SQ20061015624
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者柳井宏美, 長(zhǎng)塚修平, 木村彰宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所