專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括若干象素的發(fā)光裝置和一種用于向發(fā)光元件提供電流的裝置，該若干象素中的每一個(gè)都包括發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
由于其是自發(fā)光類型的元件，發(fā)光元件可以呈現(xiàn)出很亮的可見光。同時(shí)，它適合于顯示裝置的輕小化并且可以提供不同于液晶顯示器(LCD)的寬視角，后者需要背光。因此，使用發(fā)光元件構(gòu)成的發(fā)光裝置作為CRT和LCD的替代品正在引起人們的注意，并且現(xiàn)在其正被應(yīng)用于不同的電子設(shè)備，例如移動(dòng)式電話和數(shù)字式靜畫攝影機(jī)。在它們當(dāng)中，近年來積極開發(fā)的有源矩陣發(fā)光裝置一般都包括若干像素，盡管像素的配置依制造商的不同而不同，但是每個(gè)像素包括至少發(fā)光元件、用于控制像素的視頻信號(hào)輸入的TFT(開關(guān)TFT)以及用于控制提供給發(fā)光元件的電流值的TFT(驅(qū)動(dòng)TFT)。
使用多晶體半導(dǎo)體薄膜制備的TFT(薄膜晶體管)的遷移率是使用非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜制備的TFT的100倍或者更多倍，并且它有下述優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)制作發(fā)光裝置時(shí)，像素部分以及它的外圍驅(qū)動(dòng)器電路可以整體形成在相同的襯底上。多晶半導(dǎo)體薄膜可以通過使用激光退火在廉價(jià)的玻璃襯底上形成。然而由于各種因素，振蕩器輸出的激光能量至少有大約百分之幾的閃爍(flickers)，這阻礙了半導(dǎo)體薄膜的均勻結(jié)晶。當(dāng)均勻結(jié)晶受到干擾時(shí)，其會(huì)反過來導(dǎo)致多晶半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶度的變化，使用多晶半導(dǎo)體薄膜作為有源區(qū)的TFT特性(例如，導(dǎo)通電流、遷移率、閾值電壓等等)也會(huì)變化。因此，通過激光退火所形成的多晶半導(dǎo)體薄膜被用作驅(qū)動(dòng)晶體管時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管的特性變化將會(huì)導(dǎo)致發(fā)光元件的亮度變化。
當(dāng)在每個(gè)像素中提供用于補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管的特性變化的電路時(shí)，可抑制由這種特性變化所引起的發(fā)光元件亮度的變化。但是，當(dāng)采用這種方法時(shí)，由于像素中的TFT數(shù)目不利地增加，所以不能獲得高分辨率。
另外，還存在另一個(gè)問題，即發(fā)光元件的亮度是隨著用于發(fā)光元件的電致發(fā)光材料的退化而衰減。在這種情況下，發(fā)光元件的亮度衰減可以通過向發(fā)光元件提供恒定電流來抑制，這比通過向發(fā)光元件提供恒定電壓更加有效。然而，即使當(dāng)提供給發(fā)光元件的電流是恒定的，但是其亮度也會(huì)隨著電致發(fā)光材料的退化而衰減。衰減程度取決于發(fā)光元件發(fā)光的時(shí)間或流入發(fā)光元件的電流量。因此，當(dāng)每個(gè)像素的灰度級(jí)根據(jù)顯示圖象而不同時(shí)，每個(gè)像素中發(fā)光元件的退化也相應(yīng)地不同，這導(dǎo)致亮度的變化。
在這種情況下，通過使驅(qū)動(dòng)TFT工作在飽和區(qū)，可以將由于電致發(fā)光材料的退化而導(dǎo)致的亮度的衰減抑制到一定程度。然而，由于工作在飽和區(qū)的TFT的漏電流的值容易受柵極-源極電壓(以下簡(jiǎn)稱柵電壓)Vgs輕微波動(dòng)的影響，因此發(fā)光元件的亮度也容易波動(dòng)。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)TFT在飽和區(qū)工作時(shí)，需要在發(fā)光元件發(fā)射光的時(shí)其柵電壓Vgs不波動(dòng)。然而，當(dāng)開關(guān)TFT的截止電流大時(shí)，驅(qū)動(dòng)TFT的柵電壓Vgs容易隨著輸入到其它像素中的視頻信號(hào)的電位改變而波動(dòng)。為了防止柵電壓Vgs的這種波動(dòng)，需要使用于保持TFT柵電壓的電容器具有大電容或者使開關(guān)TFT的截止電流降低。然而，為了優(yōu)化TFT的制造步驟以便降低開關(guān)TFT的截止電流，而同時(shí)提高導(dǎo)通電流以便在一個(gè)預(yù)定周期內(nèi)對(duì)大電容進(jìn)行充電，將需要高成本和長(zhǎng)時(shí)間這是不利的。另外，由電容器所占據(jù)區(qū)域的增加是不希望的，因?yàn)檫@樣經(jīng)常會(huì)由于灰塵等原因在電容器的相對(duì)電極之間產(chǎn)生泄電流，這導(dǎo)致產(chǎn)率降低。此外，還存在另一個(gè)問題，即由于柵電極的寄生電容，驅(qū)動(dòng)TFT的柵電壓Vgs易隨著其它TFT的開關(guān)操作、信號(hào)線或掃描線等等的電位波動(dòng)而波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，其中電容器占據(jù)的區(qū)域減小，即使使用由傳統(tǒng)工藝制造的TFT，也可以抑制由于驅(qū)動(dòng)器TFT的特性變化或柵電壓Vgs波動(dòng)所引起發(fā)光元件的亮度變化，并且可以抑制由于電致發(fā)光材料的退化而引起的發(fā)光元件的亮度衰減或亮度不均勻。
根據(jù)本發(fā)明，具有開關(guān)功能的晶體管(電流控制晶體管)串聯(lián)連接到用于決定提供給發(fā)光元件的電流值的晶體管(驅(qū)動(dòng)晶體管)。通過向驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極提供使該驅(qū)動(dòng)晶體管導(dǎo)通的電位，可設(shè)置該驅(qū)動(dòng)晶體管不斷地通過其流動(dòng)電流。電流控制晶體管工作在線性區(qū)域，而其柵極電位由輸入到像素的視頻信號(hào)控制。理想的是使驅(qū)動(dòng)晶體管工作在飽和區(qū)，并且利用漏電流來控制該發(fā)光元件的亮度。
當(dāng)電流控制晶體管工作在線性區(qū)域時(shí)，其源極-漏極電壓(漏電壓)Vds減小到相對(duì)于施加到該發(fā)光元件的電壓Vel非常低的電平，因此，柵壓Vgs的一個(gè)很小的波動(dòng)不太可能對(duì)流向發(fā)光元件的電流造成影響。因此，即使沒有增加設(shè)置在電流控制晶體管的柵極和源極之間的電容器的電容或抑制用于控制視頻信號(hào)向像素的輸入的開關(guān)晶體管的截止電流，也有可能使流入發(fā)光元件的電流不輕易地波動(dòng)。流到發(fā)光元件的電流甚至不會(huì)受電流控制晶體管柵極的寄生電容的影響。電流控制晶體管僅僅選擇是否向發(fā)光元件提供電流，而流到發(fā)光元件的電流值由工作在飽和區(qū)的驅(qū)動(dòng)晶體管確定。
根據(jù)本發(fā)明，工作在飽和區(qū)的驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極電位不受視頻信號(hào)的控制，而是保持在使驅(qū)動(dòng)晶體管導(dǎo)通的電平上。工作在飽和區(qū)驅(qū)動(dòng)晶體管的漏電流容易由于其柵電壓Vgs微小波動(dòng)而波動(dòng)，然而，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電壓可以固定，因此柵電壓Vgs不會(huì)波動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極電流可以容易地保持恒定而不依賴于開關(guān)晶體管的開關(guān)操作，因此大大提高了圖像質(zhì)量。此外，由于不需要優(yōu)化工藝來抑制控制視頻信號(hào)向像素的輸入的晶體管的截止電流，因此可以簡(jiǎn)化晶體管的制造工藝，這極大地有助于降低成本和提高產(chǎn)率。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管工作在飽和區(qū)，其漏極電流不受漏極-源極電壓(以下簡(jiǎn)稱漏電壓)Vds的影響而波動(dòng)，而是僅僅由Vgs決定，因此，即使當(dāng)Vds隨著發(fā)光元件的退化而降低，也可以使漏極的電流值保持相對(duì)恒定，而不是提高Vel。因此，可以抑制隨著電致發(fā)光材料的退化而產(chǎn)生的發(fā)光元件的亮度衰減或亮度的不均勻性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位根據(jù)補(bǔ)償晶體管的特性補(bǔ)償。具體地說，柵極和漏極互相連接的晶體管用于補(bǔ)償(以下簡(jiǎn)稱補(bǔ)償晶體管)，并且將通過向電源電位增加補(bǔ)償晶體管的閾值電壓而獲得的電位提供給驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極。通過根據(jù)該閾值電壓對(duì)提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位進(jìn)行補(bǔ)償，可以抑制由于閾值電壓變化導(dǎo)致的亮度變化。尤其是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管工作在飽和區(qū)時(shí)，|Vgs|與|Vth|的比小，因此流到發(fā)光元件的電流容易由于閾值電壓Vth的變化而波動(dòng)。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于可以根據(jù)該閾值電壓補(bǔ)償提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位，因此即使使用飽和區(qū)時(shí)，也可以抑制這種亮度變化。
作為選擇，可以不通過提供通過向電源電位增加補(bǔ)償晶體管的閾值電壓獲得的電位，而是通過固定補(bǔ)償晶體管的柵電壓Vgs以使補(bǔ)償晶體管的漏極電流可以具有預(yù)定值從而向驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極提供電位，來補(bǔ)償提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位。在這種情況下，可以補(bǔ)償提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位、驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓的變化以及其它特性變化(諸如使漏極電流值產(chǎn)生波動(dòng)的遷移率)。
注意，當(dāng)補(bǔ)償晶體管和驅(qū)動(dòng)晶體管具有盡可能相似的特性時(shí)，這種電位補(bǔ)償可以執(zhí)行得更加準(zhǔn)確。因此，根據(jù)本發(fā)明，在用激光照射用于晶體管的半導(dǎo)體薄膜時(shí)，理想的是使要成為驅(qū)動(dòng)晶體管的有源層的區(qū)域和要成為補(bǔ)償晶體管的有源層的區(qū)域位于相同的束斑內(nèi)。注意在照射多個(gè)脈沖的激光到一個(gè)點(diǎn)的情況下，上述兩個(gè)區(qū)域位于至少一個(gè)脈沖的相同束斑內(nèi)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)激光的輸出在脈沖之間變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管及相應(yīng)地提供給驅(qū)動(dòng)晶體管的補(bǔ)償晶體管的有源層之間結(jié)晶度的變化也可以減少。因此，兩個(gè)晶體管可以獲得相同的特性，這使得能夠得到更加準(zhǔn)確的電位補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明，給驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極提供電位的布線由若干像素共享。因此，不需要為每一像素形成補(bǔ)償晶體管，而是僅僅需要相應(yīng)地為給每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管柵極提供電位的布線形成補(bǔ)償晶體管。
另外，可以將兩個(gè)晶體管形成為具有基本上相同的L/W比(溝道長(zhǎng)度和寬度比)，如此驅(qū)動(dòng)晶體管和相應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管而提供的補(bǔ)償晶體管可以具有相同的特性。
注意，驅(qū)動(dòng)晶體管的L可以形成為大于其W，而電流控制晶體管的L可以形成為等于或小于其W。優(yōu)選的是，驅(qū)動(dòng)晶體管的L/W比值是5或者更大。通過使驅(qū)動(dòng)晶體管的L大于其W，飽和區(qū)漏極電流的線性度可以增加，這反過來可以抑制每一個(gè)像素中由于驅(qū)動(dòng)晶體管的特性變化而引起的發(fā)光元件的亮度變化。假定驅(qū)動(dòng)晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度分別是L1和W1，電流控制晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度分別是L2和W2，并且滿足L1/W1∶L2/W2＝X∶1，X理想地為5～6000。例如，可以考慮L1/W1＝500μm/3μm且L2/W2＝3μm/100uμm。
在本說明書中，發(fā)光元件指的是其亮度可以通過電流或電壓控制的元件。具體地說，它包括OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)、用于FED(場(chǎng)發(fā)射顯示)的MIM類型的電子源元件(電子發(fā)射的元件)等等。
作為一種發(fā)光元件的OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)包括陽極、陰極和包含電致發(fā)光材料的層(以下簡(jiǎn)稱為電致發(fā)光層)，在向其施加電場(chǎng)時(shí)，該電致發(fā)光材料可以發(fā)熒光(電致發(fā)光)。電致發(fā)光層置于在陽極和陰極之間，包括單個(gè)或多個(gè)層。這些層可以包括無機(jī)化合物。電致發(fā)光層產(chǎn)生的發(fā)光包括當(dāng)受激單重態(tài)返回到基態(tài)產(chǎn)生的發(fā)光(熒光)和當(dāng)受激三重態(tài)返回到基態(tài)產(chǎn)生的發(fā)光(磷光)。
在本說明書中，陽極和陰極中電位可以通過驅(qū)動(dòng)晶體管控制的那個(gè)稱為第一電極而另一個(gè)稱為第二電極。
在發(fā)光元件被密封的情況下，該發(fā)光裝置包括面板，在IC等包括安裝在該面板上的控制器的情形下，該發(fā)光裝置包括模塊。此外，本發(fā)明涉及一種元件襯底，其對(duì)應(yīng)于在發(fā)光元件的制造步驟中沒有完成發(fā)光元件的模式。該元件襯底包括用于向若干像素中的每個(gè)像素的發(fā)光元件提供電流的裝置。
該元件襯底對(duì)應(yīng)于在本發(fā)明的發(fā)光裝置的制造步驟中沒有完成發(fā)光元件的模式。具體地說，它也可能是僅僅完成了發(fā)光元件的第一電極的情形，或沉積了要成為第一電極的導(dǎo)電薄膜但還沒有完成圖形化的情形，或各種其它情形。
注意，用于本發(fā)明發(fā)光裝置的晶體管可以是由多晶半導(dǎo)體、微晶半導(dǎo)體(包括半非晶態(tài)半導(dǎo)體)或非晶態(tài)半導(dǎo)體形成的薄膜晶體管，然而，本發(fā)明不局限于這些。作為選擇，它也可能是使用單晶硅或SOI形成的晶體管。另外，設(shè)置在本發(fā)明發(fā)光裝置的每一個(gè)像素中的晶體管可以具有單柵極結(jié)構(gòu)、雙柵極結(jié)構(gòu)或具有超過兩個(gè)柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。
半非晶態(tài)半導(dǎo)體具有介于非晶態(tài)和晶態(tài)(包括單一的水晶和多晶)結(jié)構(gòu)之間的中間結(jié)構(gòu)并且具有自由能穩(wěn)定的第三狀態(tài)。半非晶態(tài)半導(dǎo)體包括有短程有序和晶格畸變的晶區(qū)，并且可以通過分散0.5-20nm的晶粒到非晶半導(dǎo)體中獲得。同時(shí)，它具有拉曼光譜移動(dòng)到低于520cm-1的頻率的特性，并且通過X射線衍射觀察到(111)和(220)處的衍射峰，其被認(rèn)為由Si晶體的晶格引起。另外為了中止懸掛鍵，它包括百分之一或以上原子百分比的氫或鹵素。這里為了方便，這種半導(dǎo)體被稱作半非晶態(tài)半導(dǎo)體(SAS)。此外，當(dāng)晶格畸變通過添加惰性氣體元素更進(jìn)一步增加時(shí)，可以獲得穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的半非晶態(tài)半導(dǎo)體，所述惰性氣體元素是例如氦、氬、氪和氖。
根據(jù)本發(fā)明，即使沒有增加電流控制晶體管柵極和源極間的電容器的電容，或抑制用于控制視頻信號(hào)向象素的輸入的晶體管的截止電流，流到發(fā)光元件的電流也不容易波動(dòng)。流到發(fā)光元件的電流甚至不會(huì)受到電流控制晶體管柵極的寄生電容的影響。電流控制晶體管僅僅選擇是否向發(fā)光元件提供電流，并且流到發(fā)光元件的電流值由驅(qū)動(dòng)晶體管確定。因此，可以減少變化的因素，，使得圖象質(zhì)量大大提高。另外，不需要優(yōu)化工藝來抑制用于控制視頻信號(hào)向象素的輸入的晶體管的截止電流，因此可以簡(jiǎn)化晶體管的制造工藝，，這大大有助于降低成本和提高產(chǎn)率。
另外，根據(jù)本發(fā)明，即使其工作在飽和區(qū)，也可以固定驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極電位，因此，其柵電壓Vgs不容易波動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管工作在飽和區(qū)時(shí)，其漏極電流不會(huì)由于漏電壓Vds波動(dòng)，而是僅僅由Vgs決定，因此，即使Vds減少，漏極電流也可以保持恒定的值，而不是隨著發(fā)光元件的退化增大Vel。因此，可以抑制由于電致發(fā)光材料的退化而引起的發(fā)光元件的亮度衰減或亮度不均勻。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供給驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極的電位根據(jù)閾值電壓補(bǔ)償，因此，由于閾值電壓變化導(dǎo)致的亮度變化可以抑制。尤其是，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管工作在飽和區(qū)時(shí)，|Vgs|與|Vth|的比值小，因此流到發(fā)光元件的電流容易由于閾值電壓Vth的變化而波動(dòng)。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于可以根據(jù)閾值電壓補(bǔ)償提供給驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的電位，因此即使使用飽和區(qū)也可以抑制的這種亮度的變化。
此外，根據(jù)本發(fā)明，只需要相應(yīng)于向每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極提供電位的布線形成補(bǔ)償晶體管，因此，不需要為每個(gè)像素形成補(bǔ)償晶體管。因此，可以減少像素中的晶體管的數(shù)目，從而提高分辨率。


附圖1A到1D分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的結(jié)構(gòu)。
附圖2示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素部分和補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。
附圖3A到3D分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的工作。
附圖4A和4B分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的補(bǔ)償電路的工作。
附圖5示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素部分和補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。
附圖6A和6B分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的補(bǔ)償電路的工作。
附圖7A示出像素的俯視平面圖而附圖7B示出補(bǔ)償電路的俯視平面圖。
附圖8示出光束斑點(diǎn)和構(gòu)成有源區(qū)的一個(gè)區(qū)域布局。
附圖9示出本發(fā)明發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)。
附圖10是本發(fā)明發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)方框圖。
附圖11A到11C分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的截面圖。
附圖12A到12C分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的截面圖。
附圖13示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的截面圖。
附圖14A和14B分別是本發(fā)明發(fā)光裝置的俯視平面圖和截面圖。
附圖15A到15C分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素部分和補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。
附圖16A到16C分別示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置制成的電子設(shè)備。
附圖17A和17B分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。
附圖18A到18C分別示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式盡管將結(jié)合附圖的通過實(shí)施模式對(duì)本發(fā)明充分地加以描述，然而可以理解的是各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，除非這種變化和修改脫離了本發(fā)明的范圍，否則它們都應(yīng)該被看作包括在其中。
附圖1A示出包括在本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素的一種模式。如附圖1A所示的像素包括發(fā)光元件101、用作控制向像素輸入視頻信號(hào)的開關(guān)元件的晶體管(開關(guān)晶體管)102、控制提供給發(fā)光元件101的電流值的驅(qū)動(dòng)晶體管103和決定是否向發(fā)光元件101提供電流的電流控制晶體管104。此外，盡管附圖1A未示出，在該像素中可以配置用于保持視頻信號(hào)電位的電容器。
驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104既可以具有相同的導(dǎo)電性也可以具有不同的導(dǎo)電性。驅(qū)動(dòng)晶體管103在飽和區(qū)工作而電流控制晶體管104在線性區(qū)域工作。盡管希望驅(qū)動(dòng)晶體管103在飽和區(qū)工作，但是本發(fā)明不局限于此，驅(qū)動(dòng)晶體管103也可以在線性區(qū)域工作。開關(guān)晶體管102在線性區(qū)域工作。驅(qū)動(dòng)晶體管103可以是增強(qiáng)型晶體管也可以是耗盡型晶體管。開關(guān)晶體管102可以是N溝道晶體管，或者是P溝道晶體管。
發(fā)光元件101包括陽極、陰極和置于它們之間的電致發(fā)光層。陽極和陰極中的一個(gè)被用作第一電極而另一個(gè)被用作第二電極。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103是如圖1A所示的P溝道晶體管時(shí)，優(yōu)選發(fā)光元件101的陽極和陰極分別用作第一電極和第二電極。另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103是N溝道晶體管時(shí)，優(yōu)選發(fā)光元件101的陰極和陽極分別用作第一電極和第二電極。
開關(guān)晶體管102的柵極連接到掃描線Gj(j＝1到y(tǒng))。開關(guān)晶體管102的源極和漏極中的一個(gè)連接到信號(hào)線Si(i＝1到x)，而另一個(gè)連接電流控制晶體管104的柵極。驅(qū)動(dòng)晶體管103的柵極連接到第二電源線Vbi(i＝1到x)。驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104連接到第一電源線Vai(i＝1到x)和發(fā)光元件101以便將來自于第一電源線Vai(i＝1到x)的電流能夠作為驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104的漏電流提供給發(fā)光元件101。在這種實(shí)施模式中，驅(qū)動(dòng)晶體管103的源極連接第一電源線Vai(i＝1到x)，并且電流控制晶體管104設(shè)置在驅(qū)動(dòng)晶體管103和發(fā)光元件101的第一電極之間。
當(dāng)設(shè)置電容器時(shí)，該電容器兩個(gè)電極中的一個(gè)連接第一電源線Vai(i＝1到x)而另一個(gè)連接電流控制晶體管104的柵極。該電容器的提供是為了保持電流控制晶體管104的柵極電位。
附圖1A所示的像素結(jié)構(gòu)僅僅示出本發(fā)明的一種方式，而本發(fā)明的發(fā)光裝置不僅僅局限于此。例如，如附圖1B所示，可以使用另一個(gè)像素結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)晶體管103的漏極連接發(fā)光元件101的第一電極，并且電流控制晶體管104設(shè)置在驅(qū)動(dòng)晶體管103和第一電源線Vai(i＝1到x)之間。值得注意的是，附圖1A和附圖1B中的公共元件由統(tǒng)一的附圖標(biāo)記表示。
另外，可以在每一個(gè)像素中設(shè)置用于擦除寫入視頻信號(hào)電位的晶體管(擦除晶體管)。附圖1C示出一個(gè)實(shí)例，其中在附圖1A所示的像素中設(shè)置擦除晶體管。注意附圖1A和附圖1C中的公共元件給出同樣的附圖標(biāo)記。在附圖1C所示的像素中，除了連接到開關(guān)晶體管102的柵極的掃描線還設(shè)置了另一掃描線以便連接到擦除晶體管105的柵極。為了區(qū)別這些掃描線，附圖1C中前者稱為第一掃描線Gaj(j＝1到y(tǒng))而后者稱為第二掃描線Gbj(j＝1到y(tǒng))。擦除TFT105的源極和漏極中的一個(gè)連接第一電源線Vai(i＝1到x)而另一個(gè)連接電流控制晶體管104的柵極。
注意，如附圖1D所示，還可以使用另一個(gè)像素結(jié)構(gòu)，其中驅(qū)動(dòng)晶體管103的漏極連接發(fā)光元件101的第一電極，而電流控制晶體管104設(shè)置在附圖1C中的驅(qū)動(dòng)晶體管103和第一電源線Vai(i＝1到x)之間。注意附圖1C和附圖1D中那些公共元件由同樣的附圖標(biāo)記表示。
現(xiàn)在，描述一種電路，其用于補(bǔ)償連接到驅(qū)動(dòng)晶體管103的柵極的第二電源線Vbi(i＝1到x)的電位(以下簡(jiǎn)稱補(bǔ)償電路)。附圖2示出本發(fā)明發(fā)光裝置中的像素部分和補(bǔ)償電路的示例性結(jié)構(gòu)。注意附圖1A和附圖2中的公共元件由統(tǒng)一的附圖標(biāo)記表示。
如附圖2所示，像素部分201包括若干像素202。注意，附圖2示出具有附圖1所示結(jié)構(gòu)的像素202，然而本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。
第二電源線Vb1到Vb3每個(gè)都連接到補(bǔ)償電路203。附圖2示出這樣的結(jié)構(gòu)，其中第一電源線Va1到Va3、第二電源線Vb1到Vb3和掃描線G1到G3設(shè)置在像素部分201中，然而，布線數(shù)目不局限于這些。如附圖1C和1D所示的像素，第一掃描線和第二掃描線可以設(shè)置在像素部分201中。
補(bǔ)償電路203包括補(bǔ)償晶體管204，其柵極和漏極彼此互連；以及晶體管206，用于控制第三電源線205和補(bǔ)償晶體管204的漏極和柵極之間的連接。補(bǔ)償晶體管204的源極連接第四電源線207。每個(gè)補(bǔ)償晶體管204的漏極和柵極分別連接第二電源線Vb1到Vb3。
補(bǔ)償晶體管204的導(dǎo)電性與包括在像素202中的驅(qū)動(dòng)晶體管103的導(dǎo)電性相同。這種補(bǔ)償晶體管204和驅(qū)動(dòng)晶體管103理想的是具有相同的特性，例如閾值電壓。特別是，優(yōu)選這兩個(gè)晶體管的L/W比基本上相等。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和補(bǔ)償晶體管204都是P溝道晶體管時(shí)，第四電源線207被設(shè)置為比第一電源線Va1到Va3低的電位。另外，第三電源線205的電位被設(shè)置為低于通過從第四電源線207的電位減去補(bǔ)償晶體管204的閾值電壓Vth所獲得的電位。第一電源線Va1到Va3中的每一個(gè)的電位被設(shè)置為高于發(fā)光元件101的第二電極的電位。具體地說，設(shè)置每一第一電源線Va1到Va3和發(fā)光元件101的第二電極之間的電位差，以便當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104都導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件101提供正向偏置電流。
另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和補(bǔ)償晶體管204都是N溝道晶體管時(shí)，第四電源線207的電位被設(shè)置為高于第一電源線Va1到Va3的電位。另外，第三電源線205的電位被設(shè)置為高于通過將第四電源線207的電位和補(bǔ)償晶體管204的閾值電壓Vth相加所獲得的電位。每一第一電源線Va1到Va3設(shè)置為比發(fā)光元件101的第二電極更高的電位。具體地說，設(shè)置每一第一電源線Va1到Va3和發(fā)光元件101的第二電極之間的電位差，以便允許當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104都導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件101提供正向偏置電流。
注意，晶體管206可以是N溝道晶體管也可以是P溝道晶體管。
現(xiàn)在，結(jié)合附圖1A所示的像素作為一個(gè)示例來描述附圖2所示的本發(fā)明發(fā)光裝置的驅(qū)動(dòng)方法。附圖1A所示的像素的操作可以被分成寫入周期和保持(holding)周期。附圖3A示出其中電流控制晶體管104導(dǎo)通的寫入周期中的操作，且附圖3B示出其中電流控制晶體管104截止的寫入周期中的操作。附圖3C示出其中電流控制晶體管104導(dǎo)通的保持周期中的操作，且附圖3D示出其中電流控制晶體管104截止的保持周期中的操作。注意，為了容易描述，附圖3A到3D分別示出的開關(guān)晶體管102和電流控制晶體管104僅作為開關(guān)。
首先，在寫入周期，掃描線Gj(j＝1到y(tǒng))順序地被選擇。當(dāng)掃描線Gj被選中時(shí)，柵極連接到掃描線Gj的開關(guān)晶體管102導(dǎo)通。然后，輸入到信號(hào)線Si(i＝1到x)的視頻信號(hào)通過導(dǎo)通的開關(guān)晶體管102被輸入到電流控制晶體管104的柵極。
當(dāng)如附圖3A所示電流控制晶體管104被視頻信號(hào)的電位變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，電流通過第一電源線Vai(i＝1到x)提供給發(fā)光元件101。流入發(fā)光元件101的電流由驅(qū)動(dòng)晶體管103的漏電流以及發(fā)光元件101的VI特性決定。發(fā)光元件101以與提供的電流相對(duì)應(yīng)的亮度來發(fā)光。同時(shí)，如附圖3B所示，當(dāng)電流控制晶體管104與視頻信號(hào)的電位一致變?yōu)榻刂箷r(shí)，提供給發(fā)光元件101的電流停止，從而發(fā)光元件101不發(fā)光。
在保持周期，掃描線Gj(j＝1到y(tǒng))的選擇終止，并且開關(guān)晶體管102截止。在保持周期，在寫入周期輸入到像素的視頻信號(hào)的電位由電容器等所保持。因此，當(dāng)在如附圖3A所示的寫入周期中電流控制晶體管104導(dǎo)通時(shí)，電流控制晶體管104在如附圖3C所示的保持周期中仍然為導(dǎo)通。因此，發(fā)光元件繼續(xù)發(fā)射光。另一方面，當(dāng)電流控制晶體管104在如附圖3B所示寫入周期中截止時(shí)，電流控制晶體管104在如附圖3D所示的保持周期中仍然為截止。因此，發(fā)光元件101繼續(xù)不發(fā)光。
根據(jù)上述操作，可以顯示圖象顯示。注意，通過在一個(gè)幀周期內(nèi)重復(fù)上述操作可以顯示出灰度級(jí)?；叶燃?jí)的數(shù)量可以通過控制在一個(gè)幀周期內(nèi)的寫入周期和保持周期(其中發(fā)光元件發(fā)光)的總周期來確定。
注意，在上述操作中，在寫入周期中發(fā)光元件101的發(fā)光是根據(jù)視頻信號(hào)控制的，但是本發(fā)明不局限于這種配置。例如，這種配置是可能的，即在寫入周期停止提供給所有發(fā)光元件101的電流，從而所有發(fā)光元件101不發(fā)射光。具體地說，在這種情況下，要求發(fā)光元件101的第二電極和第一電源線Vai(i＝1到x)之間的電勢(shì)差僅僅在寫入周期內(nèi)基本上為零。作為選擇，當(dāng)假定發(fā)光元件為二極管時(shí)，要求將第二電極和第一電源線Vai(i＝1到x)之間的電位差設(shè)置成使得可以在發(fā)光元件101相對(duì)的電極之間施加反向偏壓。此外，可以利用開關(guān)等阻斷到發(fā)光元件的電流路徑。
在像素具有如附圖1C和1D所示的擦除晶體管的情況下，當(dāng)選擇第二掃描線Gbj(j＝1到y(tǒng))以導(dǎo)通擦除晶體管TFT105時(shí)，第一電源線Va1到Vax中的每一個(gè)的電位可以提供給電流控制TFT104的柵極。因此，電流控制TFT104截止，并且發(fā)光元件101被強(qiáng)制地帶進(jìn)沒有電流向其提供的狀態(tài)。
現(xiàn)在，結(jié)合附圖4A和4B描述附圖2所示補(bǔ)償電路203的操作。附圖4A示出在補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vbi的電位時(shí)補(bǔ)償電路203的操作。同時(shí)，附圖4B示出被補(bǔ)償?shù)碾娢痪S持的周期中的補(bǔ)償電路203的操作。注意，為了容易描述，附圖4A和4B都把晶體管206只表示為開關(guān)。
首先，如附圖4A所示，晶體管206導(dǎo)通從而將第三電源線205的電位提供給補(bǔ)償晶體管204柵極和漏極。補(bǔ)償晶體管204的源極由第四電源線207提供電位。如上所述，當(dāng)補(bǔ)償晶體管204是P溝道晶體管時(shí)，第三電源線205的電位被設(shè)置為低于從第四電源線207的電位減去補(bǔ)償晶體管204的閾值電壓Vth所獲得的電位。因此，補(bǔ)償晶體管204導(dǎo)通，并且對(duì)應(yīng)于第三電源線205和第四電源線207之間的電勢(shì)差的電流在補(bǔ)償晶體管204的源極和漏極之間流動(dòng)。
接下來，晶體管206變?yōu)槿绺綀D4B所示截止。然后，補(bǔ)償晶體管204源極和漏極之間的電流通路被封鎖。因此，電流在在補(bǔ)償晶體管204源極和漏極之間不停流動(dòng)，直到一定程度，直到補(bǔ)償晶體管204的柵電壓Vgs變得等于閾值電壓Vth。這樣，當(dāng)柵電壓Vgs最后變得等于閾值電壓Vth時(shí)，補(bǔ)償晶體管204截止。因此，當(dāng)補(bǔ)償晶體管204截止時(shí)，連接到補(bǔ)償晶體管204棚極和漏極的第二電源線Vbi被提供通過從第四電源線207的電位減去閾值電壓Vth所獲得的電位。
注意，如同以上所述，當(dāng)補(bǔ)償晶體管204是P溝道晶體管，第四電源線207被設(shè)置成比第一電源線Vai的電位低的電位。因此，當(dāng)電流控制晶體管104導(dǎo)通并且假定驅(qū)動(dòng)晶體管103和補(bǔ)償晶體管204具有相同的閾值電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管103的柵電壓比其閾值電壓低，因此，它導(dǎo)通，從而向發(fā)光元件101提供電流。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使驅(qū)動(dòng)晶體管103的閾值電壓變化，也可以根據(jù)該變化來補(bǔ)償其柵電壓Vgs，因此，可以抑制提供給發(fā)光元件101的電流的變化。
注意，附圖2所示的補(bǔ)償電路203可以與像素202并行操作。
注意，附圖2和附圖4A以及4B都示出一種配置，其中補(bǔ)償晶體管204的漏極和柵極直接連接到第二電源線Vb1到Vb3中的每一個(gè)，然而，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，可以提供開關(guān)用于控制第二電源線Vb1到Vb3與補(bǔ)償晶體管204漏極和柵極之間的連接。在這種情況下，如附圖4A所示，晶體管206導(dǎo)通，并且當(dāng)?shù)谌娫淳€205的電位提供給補(bǔ)償晶體管204的柵極和漏極時(shí)，該開關(guān)接通。然后，如附圖4B所示，通過使晶體管206導(dǎo)通，補(bǔ)償晶體管204截止之后這種開關(guān)關(guān)斷，補(bǔ)償晶體管204截止的時(shí)間是當(dāng)通過從第四電源線207的電位減去閾值電壓Vth所獲得的電位提供給連接到補(bǔ)償晶體管204的柵極和漏極的第二電源線Vbi時(shí)。通過提供這種開關(guān)，可以防止補(bǔ)償之后第二電源線Vbi的電位波動(dòng)。
另外，補(bǔ)償電路203可以在它的輸出端配備阻抗變換器。附圖17A示出了一種結(jié)構(gòu)，其中電壓輸出器220設(shè)置在第二電源線Vbi與補(bǔ)償晶體管204的漏極和柵極之間。提供電壓輸出器220，使其非反相輸入端連接補(bǔ)償晶體管204的漏極和柵極，而其輸出端連接第二電源線Vbi。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于第二電源線Vbi的導(dǎo)線電阻而導(dǎo)致的電壓降可以得到抑制。
現(xiàn)在，描述具有不同于附圖2的結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償電路。附圖5示出本發(fā)明發(fā)光裝置的像素部分和補(bǔ)償電路的一個(gè)示例性配置。注意，附圖1A和附圖5中的公共元件給出同樣的附圖標(biāo)記。
如附圖5所示，像素部分501包括若干像素502。注意，附圖5示出具有附圖1A所示結(jié)構(gòu)的像素502，然而本發(fā)明不局限于此。
第二電源線Vb1到Vb3每個(gè)都連接到補(bǔ)償電路503。附圖5示出這種結(jié)構(gòu)其中第一電源線Va1到Va3、第二電源線Vb1到Vb3和掃描線G1到G3設(shè)置在像素部分501中，然而，布線的數(shù)目不局限于這些。如附圖1C和1D所示的像素示出的，可以在像素部分501中設(shè)置第一掃描線和第二掃描線。
相應(yīng)于第二電源線Vb1到Vb3中的每一個(gè)，補(bǔ)償電路503包括柵極和漏極彼此互連的補(bǔ)償晶體管504；晶體管506，用于控制第三電源線505和補(bǔ)償晶體管504的漏極和柵極之間的連接；以及晶體管508，用于控制第二電源線Vb1-Vb3和補(bǔ)償晶體管504的漏極和柵極之間的連接。補(bǔ)償晶體管504的源極連接到第四電源線507。
注意，因?yàn)橹恍枰w管508控制流經(jīng)第四電源線507和第二電源線Vbi之間的電流，因此不需要將其設(shè)置在第二電源線Vb1到Vb3和補(bǔ)償晶體管504漏極和柵極之間。例如，晶體管508可以設(shè)置在第四電源線507和補(bǔ)償晶體管504的源極之間?；蛘撸w管508可以設(shè)置在補(bǔ)償晶體管504的漏極和柵極的連接節(jié)點(diǎn)與補(bǔ)償晶體管504漏極之間。
補(bǔ)償晶體管504具有和包括在像素202中的驅(qū)動(dòng)晶體管103相同的導(dǎo)電性。理想的是，補(bǔ)償晶體管504和驅(qū)動(dòng)晶體管103具有相同的特性，例如閾值電壓。具體地說，理想的是，這兩個(gè)晶體管的L/W之比基本上相等。
最理想的是，將第四電源線507的電位設(shè)置為幾乎等于第一電源線Va1到Va3的電位。這是因?yàn)?，?dāng)?shù)谒碾娫淳€507處在和第一電源線Va1到Va3相同的電位時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管103的閾值電壓的變化可以被準(zhǔn)確地反映在第二電源線Vbi的電位補(bǔ)償上。然而，并不必要使第四電源線507處于和第一電源線Va1到Va3相同的電位。電位電平可以由設(shè)計(jì)者在補(bǔ)償準(zhǔn)確度的容許范圍內(nèi)選擇性地確定。
然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和補(bǔ)償晶體管504都是P溝道晶體管時(shí)，第四電源線507的電位被設(shè)置為等于或高于第一電源線Va1到Va3的電位。另外，第一電源線Va1到Va3的電位被設(shè)置為高于發(fā)光元件101的第二電極的電位。具體地說設(shè)置第一電源線Va1-Va3和發(fā)光元件101的第二電極之間的電位差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104都導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件101提供正向偏置電流。
另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和補(bǔ)償晶體管504都是N溝道晶體管時(shí)，第四電源線507的電位被設(shè)置為等于或高于第一電源線Va1到Va3。另外，第一電源線Va1到Va3的電位被設(shè)置為高于發(fā)光元件101的第二電極的電位。具體地說，設(shè)置第一電源線Va1-Va3和發(fā)光元件101的第二電極之間的電位差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104都導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件101提供正向偏置電流。
注意，晶體管506和晶體管508中的每一個(gè)可以是N溝道晶體管，也可以是P溝道晶體管。
現(xiàn)在，結(jié)合附圖6A和6B描述附圖5所示的補(bǔ)償電路503的操作。附圖6A示出在補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vbi的電位時(shí)補(bǔ)償電路503的操作。同時(shí)，附圖6B示出在保持補(bǔ)償電位的周期內(nèi)的補(bǔ)償電路503的操作。注意，為了容易描述，附圖6A和6B中的每一個(gè)僅將晶體管506和晶體管508示為開關(guān)。
首先，如附圖6A所示，晶體管506和晶體管508導(dǎo)通。然后，恒定電流I在第三電源線505和第四電源線507之間流動(dòng)。此恒定電流I對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償晶體管504的漏極電流。注意，補(bǔ)償晶體管504工作在飽和區(qū)，因此，補(bǔ)償晶體管504的漏極電流滿足以下公式1。注意，在公式1中，β＝μCoW/L，μ＝遷移率，Co＝單位面積的柵電容，以及W/L＝溝道形成區(qū)的溝道寬度W和溝道長(zhǎng)度L的比。[公式1]I＝β(Vgs-Vth)2/2。
從公式1得知補(bǔ)償晶體管504的柵電壓Vgs由在第三電源線505和第四電源線507之間流動(dòng)的電流I確定。在這時(shí)候，晶體管508導(dǎo)通，因此，當(dāng)?shù)谒碾娫淳€507處于和第一電源線Vai相同的電位時(shí)，補(bǔ)償晶體管504和驅(qū)動(dòng)晶體管103可以具有相同的柵電壓Vgs。因此，當(dāng)補(bǔ)償晶體管504和驅(qū)動(dòng)晶體管103具有相似的特性時(shí)(具體地說，例如μCoW/L和閾值電壓Vth)，當(dāng)電流控制晶體管104導(dǎo)通時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管103的漏極電流和補(bǔ)償晶體管504的漏極電流I可以具有相同的值。因此，即使像素部分中的驅(qū)動(dòng)晶體管103的特性變化，也可以抑制發(fā)光元件101的亮度變化。
然后，晶體管506和508導(dǎo)通，如附圖6B所示。優(yōu)選的是晶體管508在晶體管506之前截止，因?yàn)樗梢砸种频诙娫淳€Vbi的電位波動(dòng)。通過使晶體管506和508截止，驅(qū)動(dòng)晶體管103的柵電壓Vgs可以被維持。
注意，附圖5所示的補(bǔ)償電路503的操作可以和像素502的操作并行進(jìn)行。
另外，補(bǔ)償電路503可以在其輸出端設(shè)有阻抗變換器。附圖17B示出了一種結(jié)構(gòu)，其中在第二電源線Vbi和補(bǔ)償晶體管508的源極或漏極之間提供電壓輸出器520和電容器521。提供電壓輸出器520，使其非反相輸入端連接到晶體管508的源極或漏極，而其輸出端連接第二電源線Vbi。電容器521的兩個(gè)電極中的一個(gè)連接電壓輸出器520的非反相輸入端，而其中另一個(gè)接地。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以抑制由于第二電源線Vbi的導(dǎo)線電阻所導(dǎo)致的電壓降。
根據(jù)本發(fā)明，在第二電源線Vbi由若干像素共享的情況下，理想的是每一個(gè)像素中的驅(qū)動(dòng)晶體管具有和其相應(yīng)的補(bǔ)償晶體管相同的特性。通過統(tǒng)一地形成溝道長(zhǎng)度、溝道寬度、有源層的材料或厚度、絕緣薄膜、柵電極等等，TFT可以具有相似的特性。另外，當(dāng)采用利用半非晶態(tài)半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體作為它的有源層的TFT時(shí)，非常重要的是用作有源層的半導(dǎo)體薄膜要獲得均勻的結(jié)晶度，以及如上所述的TFT的相同外形和材料。例如，當(dāng)用激光退火使半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶時(shí)，要成為共享第二電源線Vbi的若干驅(qū)動(dòng)晶體管的有源層的區(qū)域和要成為相應(yīng)于各個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管提供的補(bǔ)償晶體管的有源層的區(qū)域位于相同的束斑內(nèi)。注意，當(dāng)若干脈沖激光照射到一個(gè)點(diǎn)時(shí)，上述兩個(gè)區(qū)域都位于至少一個(gè)脈沖的相同束斑內(nèi)。
注意，半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶不局限于激光結(jié)晶，并且可以結(jié)合使用催化劑的結(jié)晶。
至于激光器，可以使用公知的脈沖氣體激光器或固態(tài)激光器。例如，可以使用摻雜Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG激光器，YVO4激光器，YLF激光器，YAlO3激光器，玻璃激光器，紅寶石激光器，變石激光器，Ti藍(lán)寶石激光器、鎂橄欖石激光器(Mg2SiO4)等等。這種激光器的基波根據(jù)摻雜材料而不同，然而，可以獲得基波大約為1μm的激光?；ǖ亩巍⑷魏退拇沃C波可以通過使用非線性的光學(xué)元件獲得。
現(xiàn)在，參考附圖7A、7B和8描述激光退火形成的本發(fā)明發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)。注意附圖2和附圖7A以及7B中的公共元件由統(tǒng)一的附圖標(biāo)記表示。
附圖7A示出附圖2所示像素202的示例性俯視平面圖。注意附圖7A僅僅示出第一電極701和區(qū)域702，其中第一電極701實(shí)際上覆蓋了電致發(fā)光層和發(fā)光元件101的第二電極。在附圖7A中，開關(guān)晶體管102具有有源層703，并且驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104共享有源層704。
附圖7B示出附圖2所示補(bǔ)償電路203的一個(gè)示例性俯視平面圖。在附圖7B中，補(bǔ)償晶體管204和晶體管206共享有源層705。
附圖8的視圖示出了通過激光退火進(jìn)行的用作有源層的半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶。在附圖8中，如中空箭頭所示，激光被掃描。由703a到703c表示的每一區(qū)域?qū)?yīng)于后來用作附圖7A所示開關(guān)晶體管102的有源層703的區(qū)域。由704a到704c表示的每一區(qū)域?qū)?yīng)于后來用作附圖7A所示的驅(qū)動(dòng)晶體管103和電流控制晶體管104的有源層704。由705a到705c表示的每一區(qū)域?qū)?yīng)于后來用作附圖7B所示的補(bǔ)償晶體管204和晶體管206的有源層705。
另外，由704a表示的區(qū)域?qū)?yīng)于該若干像素202，它們共享第二電源線Vb1，而由705a表示的區(qū)域?qū)?yīng)于用于補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vb1電位的補(bǔ)償晶體管204。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用激光退火以便由704a和705a表示的區(qū)域可以在激光光束斑710之內(nèi)。注意在大量脈沖的激光照射到一個(gè)點(diǎn)的情況下，由704a和705a表示的區(qū)域至少位于一個(gè)脈沖的相同束斑710內(nèi)。
類似，由704b表示的區(qū)域?qū)?yīng)于共享第二電源線Vb2的若干像素202，而由705b表示的區(qū)域?qū)?yīng)于用于補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vb2的電位的補(bǔ)償晶體管204。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用激光退火以便由704b和705b表示的區(qū)域可以在激光的束斑710內(nèi)。注意，在大量脈沖的激光照射到一個(gè)點(diǎn)的情況下，由704b和705b表示的區(qū)域至少位于一個(gè)脈沖的相同束斑710內(nèi)。
類似，由704c表示的區(qū)域?qū)?yīng)于共享第二電源線Vb3的多個(gè)像素202，而由705c表示的區(qū)域?qū)?yīng)于用于補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vb3的電位的補(bǔ)償晶體管204。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用激光退火以便由704c和705c表示的區(qū)域可以在激光束斑710內(nèi)。注意，在大量脈沖的激光照射到一個(gè)點(diǎn)的情況下，由704c和705c表示的區(qū)域至少位于一個(gè)脈沖的相同束斑710內(nèi)。
理想的是，設(shè)計(jì)將作為驅(qū)動(dòng)晶體管有源層的區(qū)域704a、704b和704c以及要作為補(bǔ)償晶體管的有源層的區(qū)域705a、705b和705c的布局，以便當(dāng)實(shí)際用作有源層時(shí)，載流子的移動(dòng)方向和它的路徑基本上相同。
注意附圖8示出這種情況，其中信號(hào)線和第二電源線并行設(shè)置，并且束斑710的軸線方向和信號(hào)線的延長(zhǎng)方向相應(yīng)地平行設(shè)置，然而，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)掃描線和第二電源線并行設(shè)置時(shí)，束斑710的軸線方向和掃描線的延長(zhǎng)方向相應(yīng)地平行設(shè)置。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即使激光的輸出在脈沖之間變化，驅(qū)動(dòng)晶體管的有源層和相應(yīng)地提供給驅(qū)動(dòng)晶體管的補(bǔ)償晶體管的有源層之間的結(jié)晶度變化也可以減少。因此，共享第二電源線Vbi的若干像素中的每一個(gè)中的驅(qū)動(dòng)晶體管可以具有與對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管提供的補(bǔ)償晶體管的特性相似的特性。
在這個(gè)實(shí)施例中，描述附圖1的像素結(jié)構(gòu)，其中TFT(交流晶體管)用來向發(fā)光元件101施加反向偏壓。附圖9示出設(shè)置在附圖1A的像素中的交流晶體管106的像素結(jié)構(gòu)。注意附圖1A和附圖9的公共元件由統(tǒng)一的附圖標(biāo)記表示。
交流晶體管106的源極和漏極中的一個(gè)連接發(fā)光元件101的第一電極而其中另一個(gè)連接第一電源線Vai。注意，盡管附圖9示出了其中交流晶體管106的源極和漏極中的一個(gè)連接到第一電源線Vai，但是本發(fā)明不局限于此。它們中的一個(gè)可以連接到第二電源線Vbi或另一單獨(dú)制備的布線。
交流晶體管106的柵電極連接第一電源線Vai。注意，盡管附圖9示出的配置中交流晶體管106的柵電極連接到第一電源線Vai，但是本發(fā)明不局限于此。交流晶體管106的柵電極可以連接到第二電源線Vbi或另一單獨(dú)提供的布線。然而，當(dāng)施加正向偏壓時(shí)，需要交流晶體管106柵電極的電位等于或低于其的源極電位。注意，交流晶體管106可以是N溝道晶體管也可以是P溝道晶體管。
通過形成交流晶體管106，可以確保反向偏壓施加于發(fā)光元件101，而不管驅(qū)動(dòng)TFT103和電流控制TFT104的操作。通過向發(fā)光元件101施加反向偏壓，發(fā)光元件101的可靠性可以得以加強(qiáng)。另外，由于導(dǎo)致第一電極和第二電極之間短路的灰塵等等可以燒除，因此可以獲得更高產(chǎn)率。
注意，在這個(gè)實(shí)施模式中以交流晶體管形成在附圖1A所示的像素中為例進(jìn)行描述，然而，本發(fā)明不局限于這個(gè)配置。例如，交流晶體管可以形成在附圖1B到1D所示的像素中。
在這個(gè)實(shí)施模式中，描述一種用于本發(fā)明發(fā)光裝置的驅(qū)動(dòng)器電路。附圖10示出該實(shí)施例的發(fā)光裝置的方框圖。附圖10所示的發(fā)光裝置包括具有若干像素的像素部分1111，每個(gè)象素均包括發(fā)光元件。該發(fā)光裝置同時(shí)包括用于選擇每一個(gè)像素的掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112、用于控制視頻信號(hào)向所選像素的輸入的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113以及用于補(bǔ)償?shù)诙娫淳€Vbi電位的補(bǔ)償電路1117。
在附圖10中，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113包括移位寄存器1114、鎖存器A1115和鎖存器B1116。移位寄存器1114中輸入時(shí)鐘信號(hào)(CLK)、觸發(fā)脈沖信號(hào)(SP)和開關(guān)信號(hào)(L/R)。當(dāng)輸入時(shí)鐘信號(hào)CLK和觸發(fā)脈沖信號(hào)(SP)時(shí)，移位寄存器1114中產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)。根據(jù)開關(guān)信號(hào)(L/R)，出現(xiàn)定時(shí)信號(hào)的脈沖的順序改變。產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)順序地輸入到第一級(jí)的鎖存器A1115。當(dāng)定時(shí)信號(hào)輸入到鎖存器A1115時(shí)，與定時(shí)信號(hào)的脈沖一致，視頻信號(hào)順序地寫入和保存在鎖存器A1115中。注意，盡管在這個(gè)實(shí)施模式中視頻信號(hào)寫入鎖存器A1115，但是本發(fā)明不局限于這個(gè)配置。例如，可以使用另一個(gè)配置，其中具有若干級(jí)的鎖存器A1115被分成若干組以便使視頻信號(hào)能夠并行輸入每一組，即執(zhí)行分組驅(qū)動(dòng)(divisiondrive)。注意此時(shí)的組數(shù)目被稱作分組數(shù)目。例如，當(dāng)鎖存器被分成四組時(shí)，就對(duì)這四個(gè)分開的組執(zhí)行分組驅(qū)動(dòng)。
視頻信號(hào)寫入到鎖存器A1115的所有級(jí)所需要的時(shí)間稱為行掃描周期。行掃描周期有時(shí)實(shí)際包括行回掃時(shí)間(horizontal retrace period)。
當(dāng)一個(gè)行掃描周期結(jié)束時(shí)，鎖存器信號(hào)提供給第二級(jí)的鎖存器B1116。根據(jù)所述鎖存器信號(hào)，保持在鎖存器A1115中的視頻信號(hào)全部立刻寫入到鎖存器B1116，并且因此保持在其中。和來自移位寄存器1114的定時(shí)信號(hào)同步，已經(jīng)將視頻信號(hào)傳輸?shù)芥i存器B1116的鎖存器A1115順序地被寫入隨后的視頻信號(hào)。在第二行掃描周期期間，寫入和保持在鎖存器B1116中的視頻信號(hào)輸入到像素部分1111。
現(xiàn)在，描述掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112的配置。掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112包括移位寄存器1119和緩沖器1118。另外，如果需要，它可以包括電平移位器。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK和觸發(fā)脈沖SP輸入到掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112中的移位寄存器1119時(shí)，選擇信號(hào)產(chǎn)生。所產(chǎn)生的選擇信號(hào)在緩沖器1118中緩沖放大，然后提供給相應(yīng)的掃描線。掃描線連接到一行象素的晶體管的柵極。因?yàn)橐恍邢笏氐木w管需要同時(shí)立刻導(dǎo)通，所以要求緩沖器1118能夠流過大電流。
注意，也可以使用別的能夠選擇信號(hào)線的電路，例如譯碼器電路，來代替移位寄存器1114和1119。
盡管附圖10示出的實(shí)例中補(bǔ)償電路1117隔著像素部分1111設(shè)置在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113的相對(duì)側(cè)，但是本發(fā)明不局限于這種配置。補(bǔ)償電路1117可以設(shè)置在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113和像素部分1111之間。作為選擇，可以設(shè)置兩個(gè)補(bǔ)償電路1117一個(gè)在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113和像素部分1111之間，另一個(gè)隔著象素部分1111與信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113相對(duì)。通過在兩側(cè)均設(shè)置補(bǔ)償電路1117，補(bǔ)償?shù)诙娫淳€電位需要的時(shí)間可以縮短，并且由于導(dǎo)線電阻引起的第二電源線的電壓降可以得到抑制。
注意，當(dāng)像素部分1111的半導(dǎo)體元件由非晶態(tài)半導(dǎo)體形成時(shí)，掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113可以形成在不同于其上形成像素部分1111的襯底上，并且一者襯底可以安裝在后一襯底上。
或者，當(dāng)像素部分1111的半導(dǎo)體元件由微晶半導(dǎo)體形成時(shí)，掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112可以形成在其上形成在像素部分1111的同一襯底上，而信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1113可以形成在與其上形成像素部分1111的襯底不同的襯底上。然后，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路1113可以裝配在其上形成像素部分1111和掃描線驅(qū)動(dòng)電路1112的襯底上。
在這個(gè)實(shí)施模式中，參考附圖11A到11C，描述驅(qū)動(dòng)晶體管是P溝道晶體管情況下的像素的截面結(jié)構(gòu)。盡管附圖11A到11C中每一個(gè)示出第一電極是陽極且第二電極是陰極的情況但是可以使用相反的結(jié)構(gòu)，即第一電極是陰極而第二電極是陽極。
附圖11A示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6001和電流控制晶體管6002都是P溝道晶體管，而發(fā)光元件6003發(fā)出的光從第一電極6004側(cè)提取。盡管附圖11A示出的結(jié)構(gòu)中發(fā)光元件6003的第一電極6004電連接到電流控制晶體管6002，但是發(fā)光元件6003的第一電極6004也可以電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6001。
驅(qū)動(dòng)晶體管6001和電流控制晶體管6002被層間絕緣薄膜6007覆蓋，并且具有開口的提(bank)6008形成在層間絕緣薄膜6007上。在堤6008的開口中，第一電極6004的一部分被暴露，且第一電極6004、電致發(fā)光層6005和第二電極6006以這種順序堆疊。
層間絕緣薄膜6007可以由有機(jī)樹脂薄膜、無機(jī)樹脂薄膜或由具有Si-O-Si鍵的硅氧烷材料作為原材料形成的絕緣薄膜(以下簡(jiǎn)稱硅氧烷絕緣薄膜)形成。硅氧烷絕緣薄膜可以包括氫、氟、烷基和芳烴之一作為取代基。或者，層間絕緣薄膜6007可以由所謂的低介電常數(shù)材料(低-k材料)形成。
堤6008可以由有機(jī)樹脂薄膜、無機(jī)絕緣薄膜或硅氧烷絕緣薄膜形成。在有機(jī)樹脂薄膜的情況下，可以使用例如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚酰胺等等，而在無機(jī)絕緣薄膜情況下，可以使用氧化硅或硅的氮氧化物(silicon nitride oxide)等等。尤其是，當(dāng)?shù)?008是由光敏有機(jī)樹脂薄膜形成并且在第一電極6004上具有開口時(shí)，通過將該開口的側(cè)面形成為具有連續(xù)的曲率的斜坡，可以防止第一電極6004和第二電極6006短路。
第一電極6004由一種材料制成，或具有透射光的厚度，其同時(shí)適合于用作陽極。例如，第一電極6004可以由氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)或其它透光導(dǎo)電氧化物形成?；蛘撸谝浑姌O6004可以由ITO、包含氧化硅的氧化銦錫(以下簡(jiǎn)稱ITSO)或包含具有2到20％氧化鋅(ZnO)的氧化硅的氧化銦的混合物形成。此外，除了上述的光透射導(dǎo)電氧化物，第一電極6004還可以由如下形成，例如由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一個(gè)或多個(gè)形成的單層薄膜；氮化鈦薄膜和包含鋁作為主要成分的薄膜的疊層；或由氮化鈦薄膜、含有鋁作為主要成分的薄膜及氮化鈦薄膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)采用非光透射導(dǎo)電氧化物的材料時(shí)，第一電極6004的厚度要形成得足以透射光(優(yōu)選為大約5到30nm)。
第二電極6006由一種材料構(gòu)成或具有反射或遮蔽光的厚度。例如，可以使用分別具有低功函數(shù)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。具體地說，可以使用例如Li和Cs的堿金屬、例如Mg、Ca和Sr的堿土金屬、包含這些金屬的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、這些金屬的化合物(CaF2或CaN)、或例如Yb和Er的稀土金屬。當(dāng)提供電子注入層時(shí)，也可以使用其它的導(dǎo)電層，例如鋁層。
電致發(fā)光層6005形成為具有單個(gè)或多個(gè)層。在多層的情況下，按照載流子輸運(yùn)屬性這些層可以分為空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、電子注入層等等。當(dāng)電致發(fā)光層6005除了光發(fā)光層外，還具有空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、電子輸運(yùn)層和電子注入層中的任何層時(shí)，空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層和電子注入層以這種順序堆疊在第一電極6004上。注意每層的界不必要是清楚的，并且有時(shí)由于形成各層的材料部分混合到相鄰的層，這種界面不能清楚地分辨。每一層可以由有機(jī)材料或無機(jī)材料形成對(duì)于有機(jī)材料，可以使用高、中或低分子量材料中的任何一種。注意，中分子量材料意指低聚合物，其中重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目(聚合度)大約為2到20?？昭ㄗ⑷雽雍涂昭ㄝ斶\(yùn)層間沒有明確的區(qū)別，并且兩者都必然具有空穴輸運(yùn)特性(空穴遷移率)?？昭ㄗ⑷雽痈枠O接觸，為方便起見，和空穴注入層接觸的層區(qū)別為空穴輸運(yùn)層。同樣的規(guī)則也用于電子輸運(yùn)層和電子注入層。和陰極接觸的層被稱作電子注入層，而和電子注入層接觸的層被稱作電子輸運(yùn)層。發(fā)光層有時(shí)可以結(jié)合電子輸運(yùn)層的功能并且它因此稱作光發(fā)射電子輸運(yùn)層。
在附圖11A所示像素的情況下，發(fā)光元件6003的發(fā)射的光可以從第一電極6004側(cè)提取，如空的箭頭所示。
附圖11B示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6011和電流控制晶體管6012都是P溝道晶體管，并且發(fā)光元件6013發(fā)出的光從第二電極6016側(cè)提取。盡管附圖11B顯示的結(jié)構(gòu)中發(fā)光元件6013的第一電極6014電連接到電流控制晶體管6012的結(jié)構(gòu)，但是它也可能電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6011，如附圖1B和1D中的像素所示。在第一電極6014上，電致發(fā)光層6015和第二電極6016以這種順序堆疊。
第一電極6014由一種材料形成或具有反射或遮蔽光的厚度，其同時(shí)適合于用作陽極。例如，第一電極6014可以由如下形成由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)成的單層薄膜，氮化鈦薄膜和包含鋁作為主要成分的薄膜的疊層，或由氮化鈦薄膜，含有鋁作為主要成分的薄膜及氮化鈦薄膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。
第二電極6016由一種材料形成或具有透射光的厚度。例如，可以使用分別具有低功函數(shù)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。具體地說，可以使用例如Li和Cs的堿金屬、例如Mg、Ca和Sr的堿土金屬、包含這些金屬的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、這些金屬的化合物(CaF2或CaN)、或例如Yb和Er的稀土金屬。當(dāng)提供電子注入層時(shí)，也可以使用其它導(dǎo)電層，例如鋁層。第二電極6016的厚度足以透射光(優(yōu)選為大約5到30nm)。注意第二電極6016可以由氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)、或其他的光透射導(dǎo)電氧化物形成。作為選擇，第二電極6016可以由ITO、ITSO或包含具有2到20％氧化鋅(ZnO)的二氧化硅的氧化銦的混合物形成。當(dāng)采用這些光透射導(dǎo)電氧化物時(shí)，電致發(fā)光層6015優(yōu)選設(shè)有電子注入層。
電致發(fā)光層6015可以和附圖11A所示的電致發(fā)光層6005相似形成。
在附圖11B所示像素的情況下，發(fā)光元件6013發(fā)出的光可以從第二電極6016側(cè)提取，如空心箭頭所示。
附圖11C示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6021和電流控制晶體管6022都是P溝道晶體管，并且發(fā)光元件6023發(fā)出的光從第一電極6024和第二電極6026側(cè)提取。盡管附圖11C示出的結(jié)構(gòu)中，發(fā)光元件6023的第一電極6024電連接到電流控制晶體管6022，但是它也可電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6021，如附圖1B和1D中的像素所示。在第一電極6024上，電致發(fā)光層6025和第二電極6026以這種順序堆疊。
第一電極6024可以與附圖11A所示的第一電極6004相似地形成。第二電極6026可以與附圖11B所示的第二電極6016相似地形成。另外，電致發(fā)光層6025可以與附圖11A所示的電致發(fā)光層6005相似地形成。
在附圖11C所示像素的情況下，發(fā)光元件6023發(fā)出的光可從第一電極6024和第二電極6024側(cè)提取，如空心箭頭所示。
在這個(gè)實(shí)施例中，參考附圖12A到12C，描述驅(qū)動(dòng)晶體管是N溝道晶體管的情況下像素的截面結(jié)構(gòu)。盡管附圖12A到12C分別示出了第一電極是陰極而第二電極是陽極的情況，但是可以使用第一電極是陽極而第二電極是陰極的相反結(jié)構(gòu)。
附圖12A示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6031和電流控制晶體管6032都是N溝道晶體管，并且發(fā)光元件6033發(fā)出的光從第一電極6034側(cè)收集。盡管附圖12A示出的結(jié)構(gòu)中發(fā)光元件6033的第一電極6034電連接到電流控制晶體管6032，但是它也可電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6031，如附圖1B和1D中的像素所示。在第一電極6034上，電致發(fā)光層6035和第二電極6036以這種順序堆疊。
第一電極6034由一種材料制成，或具有透射光的厚度。例如，可以使用分別具有低功函數(shù)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。具體地說，可以使用例如Li和Cs的堿金屬、例如Mg、Ca和Sr的堿土金屬、包含這些金屬的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、這些金屬的化合物(CaF2或CaN)、或例如Yb和Er的稀土金屬。當(dāng)提供電子注入層，也可以使用其它的導(dǎo)電層，例如AI層。在這種情況下，第二電極6034形成的厚度足以透射光(優(yōu)選為大約5到30nm)，并且光透射導(dǎo)電層可以使用光透射導(dǎo)電氧化物形成，以便與上述的具有透光厚度的導(dǎo)電層的頂表面或底表面接觸，從而抑制第一電極6034的薄層電阻。注意第一電極6034也可以由氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)、或其它光透射導(dǎo)電氧化物形成?；蛘撸谝浑姌O6034可以由ITO、ITSO或包含括具有2到20％氧化鋅(ZnO)的氧化硅的氧化銦的混合物形成。當(dāng)采用這種光透射導(dǎo)電氧化物時(shí)，電致發(fā)光層6035優(yōu)選設(shè)有電子注入層。
第二電極6036由一種材料構(gòu)成或具有反射或遮蔽光的厚度，其也適于用作陽極。例如，第二電極6036可以由如下形成由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)成的單層薄膜，氮化鈦薄膜和包含鋁作為主要成分的薄膜的疊層，或由氮化鈦薄膜，含有鋁作為主要成分的薄膜及氮化鈦薄膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。
電致發(fā)光層6035可以與附圖11A所示的電致發(fā)光層6005相似地形成。然而，當(dāng)電致發(fā)光層6035除了具有光發(fā)光層，還具有空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、電子輸運(yùn)層和電子注入層中的任何層時(shí)，電子注入層、電子輸運(yùn)層、發(fā)光層、空穴輸運(yùn)層和空穴注入層以這種順序堆疊在第一電極6034上。
附圖12A所示的像素中，發(fā)光元件6033發(fā)出的光可以從第一電極6034側(cè)提取，如空心箭頭所示。
附圖12B示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6041和電流控制晶體管6042都是N溝道晶體管，并且發(fā)光元件6043發(fā)出的光從第二電極6046側(cè)提取。盡管附圖12B示出的結(jié)構(gòu)中發(fā)光元件6043的第一電極6044電連接到電流控制晶體管6042，但是它也可電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6041，如附圖1B和1D中像素所示。在第一電極6044上電致發(fā)光層6045和第二電極6046以這種順序堆疊。
第一電極6044由一種材料形成或具有反射或遮蔽光的厚度。例如，可以使用分別具有低功函數(shù)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。具體地說，可以使用例如Li和Cs的堿金屬、例如Mg、Ca和Sr的堿土金屬、包含這些金屬的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、這些金屬的化合物(CaF2或CaN)、或例如Yb和Er的稀土金屬。當(dāng)提供電子注入層，也可以使用其它的導(dǎo)電層，例如AI層。
第二電極6046由一種材料構(gòu)成或具有透射光的厚度，其同時(shí)適合于用作陽極。例如，第二電極6046可以由氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)、或其它光透射導(dǎo)電氧化物形成。或者，第一電極6034可以由ITO、ITSO或包含括具有2到20％氧化鋅(ZnO)的氧化硅的氧化銦的混合物形成。。此外，除了上述的光透射導(dǎo)電氧化物之外，第二電極6046可以由以下構(gòu)成，如TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一個(gè)或多個(gè)形成的單層薄膜，氮化鈦薄膜和包含鋁作為主要成分的薄膜的疊層，或由氮化鈦薄膜、鋁作為主要成分的薄膜及氮化鈦薄膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)采用非光透射導(dǎo)電氧化物的材料時(shí)，第二電極6046形成的厚度足以透射光(優(yōu)選為大約5到30nm)。
電致發(fā)光層6045可以與附圖12A所示的電致發(fā)光層6035相似地構(gòu)成。
在附圖12B所示像素的情況下，發(fā)光元件6043發(fā)出的光可以從第二電極6046側(cè)提取，如空心箭頭所示。
附圖12C示出的像素截面示意圖中驅(qū)動(dòng)晶體管6051和電流控制晶體管6052都是N溝道晶體管，并且發(fā)光元件6053發(fā)出的光從第一電極6054和第二電極6056的側(cè)提取。盡管附圖12C示出的結(jié)構(gòu)中發(fā)光元件6053的第一電極6054電連接到電流控制晶體管6052，它也可電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6051，如附圖1B和1D的像素中所示。在第一電極6054上，電致發(fā)光層6055和第二電極6056以這種順序堆疊。
第一電極6054可與附圖12A所示的第一電極6034相似地形成。第二電極6056可與附圖12B所示的第二電極6046相似地形成。另外，電致發(fā)光層6055可與附圖12A所示的電致發(fā)光層6035相似地形成。
在附圖12C所示像素的情況下，發(fā)光元件6053發(fā)出的光可以從第一電極6054和第二電極6056側(cè)搜集，如空心箭頭所示。
本發(fā)明的發(fā)光裝置可以使用以絲網(wǎng)印刷(screen printing)和膠板印刷(offsetprinting)為代表的印刷方法或微滴釋放(droplet discharging)方法制作。微滴釋放方法是通過從噴嘴釋放微滴形成預(yù)定圖案的方法，所述微滴包括預(yù)定成份，它包括噴墨印刷方法。當(dāng)使用這種印刷方法或微滴釋放方法時(shí)，可以形成以信號(hào)線、掃描線、第一電源線和第二電源線為代表的各種電線、TFT的柵電極或發(fā)光元件的電極等等。然而，印刷方法或微滴釋放方法不必在形成圖形的全過程使用。因此，布線和柵電極通過印刷方法或微滴釋放方法形成，而半導(dǎo)體薄膜通過光刻圖形化的處理過程是可能的，而在這樣情況下印刷方法或微滴釋放方法分別用在一部分步驟中，并且結(jié)合光刻。此外用來圖形化的掩模可以通過印刷方法或微滴釋放方法制作。
附圖13示出使用微滴釋放方法形成的本發(fā)明發(fā)光裝置的示例性截面示意圖。在附圖13中，參考標(biāo)記1301表示電流控制晶體管，1302表示驅(qū)動(dòng)晶體管，1303表示開關(guān)晶體管而1304表示發(fā)光元件。注意附圖13示出的結(jié)構(gòu)中電流控制晶體管1301電連接到發(fā)光元件1304的第一電極1330，然而本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)晶體管1302可以電連接到發(fā)光元件1304的第一電極1330。驅(qū)動(dòng)晶體管1302理想地是N溝道晶體管，在這樣情況下優(yōu)選第一電極1330是陰極而第二電極1331是陽極。
開關(guān)晶體管1303包括柵電極1310、包括溝道形成區(qū)域的第一半導(dǎo)體薄膜1311、形成在柵電極1310和第一半導(dǎo)體薄膜1311之間的柵極絕緣薄膜1317、充當(dāng)源區(qū)或漏極區(qū)的第二半導(dǎo)體薄膜1312和1313、連接到第二半導(dǎo)體薄膜1312的布線1314，以及連接到第二半導(dǎo)體薄膜1313的布線1315。
電流控制晶體管1301包括柵電極1320、包括溝道形成區(qū)域的第一半導(dǎo)體薄膜1321、形成在柵電極1320和第一半導(dǎo)體薄膜1321之間的柵極絕緣薄膜1317、充當(dāng)源區(qū)或漏極區(qū)的第二半導(dǎo)體薄膜1322和1323、連接到第二半導(dǎo)體薄膜1322的布線1324，以及連接到第二半導(dǎo)體薄膜1323的布線1325。
驅(qū)動(dòng)晶體管1302包括柵電極1330、包括溝道形成區(qū)域的第一半導(dǎo)體薄膜1321、形成在柵電極1330和第一半導(dǎo)體薄膜1321之間的柵極絕緣薄膜1317、充當(dāng)源極區(qū)或漏極區(qū)的第二半導(dǎo)體薄膜1323和1333、連接到第二半導(dǎo)體薄膜1323的布線1325，以及連接到第二半導(dǎo)體薄膜1333的布線1335。
布線1314對(duì)應(yīng)于信號(hào)線，而布線1315電連接到電流控制晶體管1301的柵電極1320。布線1335對(duì)應(yīng)于第一電源線，而柵電極1330電連接到第二電源線，盡管未示出。
通過使用微滴釋放方法或印刷方法形成圖形，可以簡(jiǎn)化例如包括光致抗蝕涂敷、曝光和顯影的光刻步驟、蝕刻步驟和剝離步驟的一系列步驟。另外，不同于采用光刻的情況，當(dāng)采用微滴釋放方法或印刷方法時(shí)，可以避免由于蝕刻導(dǎo)致的材料浪費(fèi)。此外，由于不需要用于曝光的昂貴的掩模，可以降低發(fā)光裝置的生產(chǎn)成本。
此外，不同于光刻，不需要用于形成布線的蝕刻步驟。因此，同采用光刻的情況比較起來，布線形成步驟需要的時(shí)間可以顯著減少。尤其是，當(dāng)布線的厚度形成為0.5μm或者更厚，優(yōu)選為2μm或者更厚時(shí)，布線電阻可以減小，因此，可以在減少布線制造步驟需要的時(shí)間的同時(shí)抑制隨著發(fā)光裝置的擴(kuò)大布線電阻的增加。
注意半導(dǎo)體薄膜1311和1321中的每一個(gè)可以是非晶態(tài)半導(dǎo)體或半非晶態(tài)半導(dǎo)體(SAS)。
非晶態(tài)半導(dǎo)體可以通過輝光放電分解硅氣體(silicon gas)獲得。作為典型的硅氣體，可以使用SiH4或Si2H6。硅氣體可以用氫或者氫和氦稀釋。
SAS也可以通過由輝光放電分解硅氣體獲得。作為典型的硅氣體，能被使用的有SiH4以及其它硅氣體，例如Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCL4和SiF4。另外，當(dāng)用混合氣體稀釋硅氣體時(shí)，SAS的制造可以變得容易，所述混合氣體為氫和從氦、氬、氪和氖中的一個(gè)或多個(gè)選擇出來的惰性氣體元素的混合氣體。優(yōu)選硅氣體稀釋到2到1000倍的比例。此外，硅氣體可以混合碳?xì)怏w(如CH4和C2H6)鍺氣體(例如GeH4和GeF4)或者F2，此時(shí)能帶寬度可以控制為1.5-2.4eV或0.9-1.1eV。使用SAS作為第一半導(dǎo)體層的TFT可以獲得1-10cm2/Vsec或以上的遷移率。
另外，第一半導(dǎo)體薄膜1311和1321可以由通過用激光照射半非晶態(tài)半導(dǎo)體(SAS)獲得的半導(dǎo)體形成。
現(xiàn)在描述具有與附圖2和5不同結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償電路。
附圖15A示出這個(gè)實(shí)施例補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)。相應(yīng)于第二電源線Vbi(i＝1到x)，該實(shí)施例的補(bǔ)償電路包括柵極和漏極互相連接的第一補(bǔ)償晶體管401、具有與第一補(bǔ)償晶體管401相反導(dǎo)電性的第二補(bǔ)償晶體管402、用于控制第二補(bǔ)償晶體管402漏極和第一補(bǔ)償晶體管401漏極和柵極間連接的晶體管403、用于控制第二補(bǔ)償晶體管402漏極和第三電源線404間連接的晶體管405、用于控制第二電源線Vbi和第一補(bǔ)償晶體管401漏極和柵極之間連接的晶體管406、用于控制第二補(bǔ)償晶體管402柵極和第三電源線404之間連接的晶體管407以及用于保持第二補(bǔ)償晶體管402柵電壓的電容器408。第一補(bǔ)償晶體管401的源極連接到第四電源線409而第二補(bǔ)償晶體管402的源極連接到第五電源線410。
注意，晶體管406僅僅需要控制第四電源線409和第二電源線Vbi間流過的電流，因此，它不必設(shè)置在第二補(bǔ)償晶體管402漏極和第二電源線Vbi之間，如附圖15A所示。例如，晶體管406可以設(shè)置在第四電源線409和第一補(bǔ)償晶體管401的源極之間。
第一補(bǔ)償晶體管401具有和包括在象素中的驅(qū)動(dòng)晶體管相同的導(dǎo)電性。另外，理想的是第一補(bǔ)償晶體管401和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相同的特性，例如閾值電壓。具體地說，理想的是這兩個(gè)晶體管的L/W比基本上相等。
最理想的是，第四電源線409的電位設(shè)置為幾乎等于用于控制驅(qū)動(dòng)晶體管的源極電位的第一電源線的電位。這是因?yàn)?，?dāng)?shù)谒碾娫淳€409處于與第一電源線相等的電位時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管特性的變化可以準(zhǔn)確地反映在第二電源線Vbi的電位補(bǔ)償上。然而，不必要求第四電源線409具有和第一電源線相同的電位。電位電平可以由設(shè)計(jì)者在補(bǔ)償準(zhǔn)確度容許的范圍內(nèi)選擇性決定。
然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和第一補(bǔ)償晶體管401都是P溝道晶體管時(shí)，第四電源線409的電位設(shè)置為等于或者高于第一電源線的電位。另外，第一電源線設(shè)置為比發(fā)光元件的第二電極高的電位。具體地說，設(shè)置第一電源線和發(fā)光元件的第二電極間電勢(shì)差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和電流控制晶體管都導(dǎo)通時(shí)允許向發(fā)光元件提供正向偏置電流。
另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和第一補(bǔ)償晶體管401都是N溝道晶體管時(shí)，第四電源線409的電位設(shè)置為等于或低于第一電源線的電位。另外，第一電源線設(shè)置為比發(fā)光元件的第二電極高的電位。具體地說，設(shè)置第一電源線和發(fā)光元件的第二電極間電勢(shì)差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和電流控制晶體管都導(dǎo)通時(shí)允許向發(fā)光元件提供正向偏置電流。
當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償晶體管402是N溝道晶體管時(shí)，第五電源線410設(shè)置為比第四電源線409低的電位。另一方面，當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償晶體管402是P溝道晶體管時(shí)，第五電源線410設(shè)置為比第四電源線409高的電位。
流經(jīng)第三電源線404的電流由恒流電流源411控制。
注意，晶體管403、晶體管405、晶體管406和晶體管407中的每一個(gè)可以是N溝道晶體管也可以是P溝道晶體管。
現(xiàn)在，描述附圖15A所示補(bǔ)償電路的操作。注意，為了描述容易，附圖15B和15C分別將晶體管403、晶體管406，晶體管406和晶體管407僅表示為開關(guān)。
首先，如附圖15B所示，晶體管405和晶體管407導(dǎo)通而晶體管403和晶體管406截止。然后，通過使用恒流源411，恒定電流I流經(jīng)第五電源線410和第三電源線404之間。恒定電流I對(duì)應(yīng)于第二補(bǔ)償晶體管402的漏極電流。注意，由于晶體管405和晶體管407導(dǎo)通，第二補(bǔ)償晶體管402的柵極和漏極連接，因此其工作在飽和區(qū)域。因此，操作第二補(bǔ)償晶體管402以滿足上述的公式1。從公式1中可以得出第二補(bǔ)償晶體管402的柵電壓Vgs由電流I確定。第二補(bǔ)償晶體管402的柵電壓Vgs由電容器408保持。
接下來，如附圖15C所示，晶體管405和晶體管407截止而晶體管403和晶體管406導(dǎo)通。由于其可以抑制保持在電容器408中的電壓的波動(dòng)，優(yōu)選晶體管407在晶體管405之前截止。
通過使晶體管405和晶體管407截止而使晶體管403和晶體管406導(dǎo)通，電流通過第一補(bǔ)償晶體管401、晶體管403和第二補(bǔ)償晶體管402在第四電源線409和第五電源線410之間流動(dòng)。流經(jīng)第四電源線409和第五電源線410之間的電流由保持在電容器408中的第一補(bǔ)償晶體管401的柵極電壓確定。即，和由恒流電源411控制的第二補(bǔ)償晶體管402的漏極電流I一樣大的電流流經(jīng)第四電源線409和第五電源線410之間，如附圖15C所示。
由于第一補(bǔ)償晶體管401的柵極和漏極相連，所以其工作在飽和區(qū)域。因此，第一補(bǔ)償晶體管401的柵電壓設(shè)置為與電流I相對(duì)應(yīng)的值，所述電流I流經(jīng)第四電源線409和第五電源線410之間。另外，由于晶體管406導(dǎo)通，在第四電源線409和第一電源線處于相同的電位的情況下，第一補(bǔ)償晶體管401和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相同的柵電壓Vgs。因此由電流I決定的第一補(bǔ)償晶體管401的柵電壓Vgs具有和驅(qū)動(dòng)晶體管柵電壓Vgs相同的電平。
因此，當(dāng)補(bǔ)償晶體管401和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相似的特性時(shí)(具體地說，例如μC0W/L和閥值電壓Vth)，如果電流控制晶體管導(dǎo)通，則驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極電流幾乎可以具有和補(bǔ)償晶體管401的漏極電流I相同的值。因此，即使像素部分中的驅(qū)動(dòng)晶體管的特性變化時(shí)，發(fā)光元件的亮度變化也可以抑制。
注意附圖15A所示的補(bǔ)償電路的操作可以和像素的操作并行。
在采用這個(gè)實(shí)施例所示的補(bǔ)償電路的情況下，第二電源線的電位可以不斷地得到補(bǔ)償，這不同于附圖2和5所示的補(bǔ)償電路。因此，即使例如由于電流控制晶體管的開關(guān)操作導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)晶體管的源電位和漏極電位波動(dòng)，第二電源線Vbi的電位波動(dòng)也可以抑制。
現(xiàn)在，描述不同于附圖2、5和附圖15A到15C中配置的補(bǔ)償電路。
附圖18A示出本實(shí)施例補(bǔ)償電路的配置。相應(yīng)于第二電源線Vbi(i＝1到x)，這個(gè)實(shí)施例中的補(bǔ)償電路包括柵極和漏極互相連接的第一補(bǔ)償晶體管421、導(dǎo)電性與第一補(bǔ)償晶體管421相反的第二補(bǔ)償晶體管422、第三補(bǔ)償晶體管423、用于控制第二補(bǔ)償晶體管422柵極和第三補(bǔ)償晶體管423柵極和漏極間連接的晶體管424、用于控制第三電源線425和第三補(bǔ)償晶體管423柵極和漏極間連接的晶體管426、用于保持第三補(bǔ)償晶體管423柵電壓的電容器427。第一補(bǔ)償晶體管421的源極連接到第四電源線428而第二補(bǔ)償晶體管422的源極連接到第五電源線429。第三補(bǔ)償晶體管423的柵極和漏極互相連接。
流經(jīng)第三電源線425的電流由恒流源430控制。
第一補(bǔ)償晶體管421具有和包括在象素中的驅(qū)動(dòng)晶體管相同的導(dǎo)電性。理想的是，第一補(bǔ)償晶體管421和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相同的特性，例如閾值電壓。具體地說，理想的是，這兩個(gè)晶體管的L/W比基本上相等。另外，理想的是第二補(bǔ)償晶體管422和第三補(bǔ)償晶體管423具有相同的特性，例如閾值電壓。具體地說，理想的是這兩個(gè)晶體管的L/W比基本上相等。
最理想的是第四電源線428設(shè)置為幾乎等于第一電源線的電位，用于控制驅(qū)動(dòng)晶體管的源極電位。這是因?yàn)椋?dāng)?shù)谒碾娫淳€428處于與第一電源線相等的電位時(shí)，驅(qū)動(dòng)晶體管的特性變化可以準(zhǔn)確地反映在第二電源線Vbi的電位補(bǔ)償上。然而，不必要求第四電源線428處于和第一電源線相同的電位。電位電平可以由設(shè)計(jì)者在補(bǔ)償準(zhǔn)確度的容許范圍內(nèi)選擇性決定。
然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和第一補(bǔ)償晶體管421都是P溝道晶體管時(shí)，第四電源線428設(shè)置為等于或高于第一電源線的電位。另外，第一電源線設(shè)置為比發(fā)光元件的第二電極高的電位。具體地說，設(shè)置第一電源線和發(fā)光元件的第二電極間電勢(shì)差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和電流控制晶體管導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件提供正向偏置電流。
另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和第一補(bǔ)償晶體管421都是N溝道晶體管時(shí)，第四電源線428設(shè)置為等于或低于第一電源線的電位。另外，第一電源線設(shè)置為比發(fā)光元件的第二電極低的電位。具體地說，設(shè)置第一電源線和發(fā)光元件的第二電極間電勢(shì)差，使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管和電流控制晶體管都導(dǎo)通時(shí)，允許向發(fā)光元件提供正向偏置電流。
當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償晶體管422和第三補(bǔ)償晶體管423都是N溝道晶體管時(shí)，第五電源線429設(shè)置為比第四電源線428低的電位。另一方面，當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償晶體管422和第三補(bǔ)償晶體管423都是P溝道晶體管時(shí)，第五電源線429設(shè)置為比第四電源線428高的電位。但不論是哪種情況，設(shè)置第四電源線428和第五電源線429之間的電勢(shì)差，以使第二補(bǔ)償晶體管422工作在飽和區(qū)。
注意，晶體管424和晶體管426中每一個(gè)都可以是N溝道晶體管也可以是P溝道晶體管。
現(xiàn)在描述附圖18A所示的補(bǔ)償電路的操作。注意，為了容易描述，附圖18B和18C分別將晶體管424和晶體管426僅表示為開關(guān)。
首先，如附圖18B所示，晶體管424和晶體管426導(dǎo)通。然后，通過使用恒流源430，恒定電流I流經(jīng)第五電源線429和第三電源線425之間。恒定電流I對(duì)應(yīng)于第三補(bǔ)償晶體管423的漏極電流。注意，由于第三補(bǔ)償晶體管423的柵極和漏極相連，因此它工作在飽和區(qū)域。因此，第三補(bǔ)償晶體管423操作以便滿足上述公式1。從公式1可知第三補(bǔ)償晶體管423的柵電壓Vgs由電流I確定。第三補(bǔ)償晶體管423的柵電壓Vgs由電容器427保持。
同時(shí)，由于第二補(bǔ)償晶體管422和第三補(bǔ)償晶體管423的柵極和源極分別連接，第二補(bǔ)償晶體管422的柵電壓具有和第三補(bǔ)償晶體管423的柵電壓相同的電平。因此，當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償晶體管422和第三補(bǔ)償晶體管423具有相似的特性時(shí)，第二補(bǔ)償晶體管422的漏極電流可以幾乎具有和第三補(bǔ)償晶體管423的漏極電流I相同的值。
第二補(bǔ)償晶體管422的漏極電流流經(jīng)第四電源線428和第五電源線429之間。因此，第一補(bǔ)償晶體管421的漏極電流具有和第二補(bǔ)償晶體管422的漏極電流相同的值。即，由恒流源430控制的第三補(bǔ)償晶體管423的漏極電流I具有和第一補(bǔ)償晶體管421的漏極電流相同的值。
由于第一補(bǔ)償晶體管421柵極和源極連接，因此它工作在飽和區(qū)域。因此，第一補(bǔ)償晶體管421的柵電壓設(shè)置為與漏極電流I對(duì)應(yīng)的值。另外，當(dāng)?shù)谒碾娫淳€428處于和第一電源線相同的電位時(shí)，第一補(bǔ)償晶體管421和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相同的柵電壓Vgs。因此，由電流I決定的第一補(bǔ)償晶體管421的柵電壓Vgs具有和驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電壓Vgs相同的電平。
接下來，如附圖18C所示晶體管424和晶體管426截止。由于其可以抑制保持在電容器427中的電壓的波動(dòng)，優(yōu)選晶體管424在晶體管426之前截止。即使晶體管424和晶體管426截止，第二補(bǔ)償晶體管的柵電壓也會(huì)保持，因此，第二電源線Vbi的電位可以保持。
注意附圖18A所示的補(bǔ)償電路可以和像素的操作并行操作。
在這個(gè)實(shí)施例所示的補(bǔ)償電路中，當(dāng)?shù)谝谎a(bǔ)償晶體管421和驅(qū)動(dòng)晶體管具有相似的特性(具體地說，例如μC0W/L和閾值電壓Vth)時(shí)，如果電流控制晶體管導(dǎo)通，則驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極電流可以具有幾乎和第一補(bǔ)償晶體管421的漏極電流I相同的值。因此，即使像素部分驅(qū)動(dòng)晶體管特性變化，發(fā)光元件的亮度變化也可以得到抑制。
在采用這個(gè)實(shí)施例所示補(bǔ)償電路的情況下，與附圖2和5所示的補(bǔ)償電路不同，第二電源線的電位可以不斷地得到補(bǔ)償。因此，即使例如由于電流控制晶體管開關(guān)操作導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)晶體管的源極電位和漏極電位波動(dòng)，第二電源線Vbi的電位波動(dòng)也可以抑制。
在這個(gè)實(shí)施例中，參考附圖14A以及14B描述對(duì)應(yīng)于本發(fā)明發(fā)光裝置的一種模式的面板(panel)的外視圖。附圖14A示出一種面板的俯視平面圖，所述面板通過使用密封劑密封其上形成晶體管和發(fā)光元件的第一襯底以及第二襯底得到。附圖14B示出沿著附圖14A的A-A’線的截面示意圖。
提供密封劑4005以便包裹形成在第一襯底4001上的像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004以及補(bǔ)償電路4020。另外，在像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004以及補(bǔ)償電路4020上設(shè)置第二襯底4006。因此，像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004以及補(bǔ)償電路4020通過第一襯底4001、密封劑4005以及第二襯底4006用填料4007緊緊地密封在一起。
在第一襯底4001上形成的像素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004以及補(bǔ)償電路4020中的每一個(gè)都具有多個(gè)晶體管。附圖14B示出包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003中的晶體管4008、包括在像素部分中的電流控制晶體管4010以及驅(qū)動(dòng)晶體管4009、以及包括在補(bǔ)償電路4020中的補(bǔ)償晶體管4030。
參考標(biāo)記4011對(duì)應(yīng)發(fā)光元件，其第一電極通過布線4017電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管4009的漏極。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光元件4011的第二電極電連接到光透射導(dǎo)電薄膜4012。注意發(fā)光元件4011的結(jié)構(gòu)不局限于這個(gè)實(shí)施例所示的結(jié)構(gòu)。根據(jù)發(fā)光元件4011發(fā)出的光的方向和驅(qū)動(dòng)晶體管4009的導(dǎo)電性，發(fā)光元件4011的結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 盡管在這個(gè)實(shí)施例中電流控制晶體管4010連接到發(fā)光元件4011的第一電極，但是驅(qū)動(dòng)晶體管4009可以連接到發(fā)光元件4011的第一電極。
提供給信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004或像素部分4002的各種信號(hào)和電位在附圖14B的截面示意圖中并未示出，然而，它們從連接端4016通過引線4014和4015提供。
在這個(gè)實(shí)施例，連接端4016由和發(fā)光元件4011的第一電極相同的導(dǎo)電薄膜形成。引線4014由和布線4017相同的導(dǎo)電薄膜形成。引線4015由和驅(qū)動(dòng)晶體管4009和晶體管4008各自的柵電極相同的導(dǎo)電薄膜形成。
連接端4016通過一個(gè)各向異性的導(dǎo)電薄膜4019電連接到FPC 4018的接線端。
注意，第一襯底4001和第二襯底4006都可以由玻璃、金屬(典型的是不銹鋼)、陶瓷、塑料等等形成。至于塑料，可以使用的有FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)襯底、RVF(聚氟乙烯(Polyvinylfluoride))薄膜、聚酯薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。另外，可以使用鋁被夾在PVF薄膜和聚酯薄膜之間的薄板(sheet)。
注意，第二襯底4006需要透射光，這是由于它設(shè)置在提取發(fā)光元件4011發(fā)出的光那側(cè)。在這種情況下，使用透光材料，例如玻璃襯底、塑料襯底、聚酯薄膜或丙烯酸薄膜。
至于填料4007，能被使用的有惰性氣體，例如氮?dú)夂蜌鍤?、紫外線固化樹脂或熱固化樹脂，也能使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)。在這個(gè)實(shí)施例中，使用氮?dú)庾鳛樘盍稀?br> 這個(gè)實(shí)施例可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合實(shí)施例1到7中任何一個(gè)進(jìn)行實(shí)施。
由于本發(fā)明發(fā)光裝置可以抑制像素間的亮度變化，它適用于具有用于圖像顯示的顯示部分的電子設(shè)備，例如顯示裝置和護(hù)目鏡顯示器。
此外，本發(fā)明的發(fā)光裝置可以適用于例如攝像機(jī)、數(shù)字式攝影機(jī)、護(hù)目鏡顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置(汽車音頻、組合式立體聲設(shè)備等等)、筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式電話、便攜式游戲機(jī)、電子書等等)、配備記錄媒體的圖象再現(xiàn)裝置(典型的如再現(xiàn)記錄媒體(例如DVD數(shù)字通用磁盤)并具有用于顯示再現(xiàn)圖像的顯示器的裝置)。這些電子設(shè)備的具體實(shí)例如附圖16A到16C所示。
附圖16A示出便攜式信息終端(PDA)，其包括主體2101、顯示部分2102、操作鍵2103、揚(yáng)聲器部分2104等等。本發(fā)明的發(fā)光裝置可以用于顯示器部分2102。
附圖16B示出護(hù)目鏡顯示裝置，其包括主體2201、顯示部分2202、耳機(jī)2203、支架部分2204等等。本發(fā)明的可以用于顯示部分2202。支架部分2204可以是將護(hù)目鏡顯示裝置固定在用戶的頭部的類型或者是將護(hù)目鏡顯示裝置固定在用戶身體的非頭部的其它部分的類型。
附圖16C示出一種顯示設(shè)備，其包括外殼2402、顯示部分2402、揚(yáng)聲器部分2403等等。本發(fā)明的發(fā)光裝置可以用于顯示部分2402。由于該發(fā)光裝置是自發(fā)光的類型，因此不需要背光，并且可以獲得比液晶顯示器更薄的顯示部分。注意，該顯示設(shè)備包括用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、用于電視廣播接收、用于廣告顯示等等的所有信息顯示裝置。在采用將該發(fā)光裝置用于顯示設(shè)備的情況下，為了防止由于外界光反射到第一電極或第二電極上使圖象顯示如同鏡象，可以提供偏振器。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍是如此廣泛以至于它可以用于不同領(lǐng)域的電子設(shè)備。另外，這個(gè)實(shí)施例的電子設(shè)備可以采用實(shí)施例1到8中所示的任何結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置包括若干像素和補(bǔ)償電路，其中該若干像素和該補(bǔ)償電路包含晶體管；并且其中該補(bǔ)償電路補(bǔ)償該若干像素中每一個(gè)中的晶體管的電位，并且相對(duì)于晶體管位于激光器掃描方向的垂直方向上。
2.一種發(fā)光裝置包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于決定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件的發(fā)光或不發(fā)光；以及第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第三晶體管，其柵極和漏極電連接到第二電源線；以及第四晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間的連接，其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)電連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；并且其中第一晶體管的柵極電連接到第二電源線。
3.一種發(fā)光裝置包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于決定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件的發(fā)光或不發(fā)光；以及第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第三晶體管，其柵極和漏極電連接到第二電源線；以及第四晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間的電連接；其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；其中第一晶體管的柵極連接第二電源線；其中第一晶體管的有源層和第三晶體管的有源層通過激光結(jié)晶；并且其中第一晶體管的有源層和第三晶體管的有源層位于激光的相同束斑內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第三晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第三晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
6.一種發(fā)光裝置包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于決定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件發(fā)光或不發(fā)光；第三晶體管，用于控制該視頻信號(hào)向該若干像素中每一個(gè)的輸入；和第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第四晶體管，其柵極和漏極電連接到第二電源線；和第五晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間的連接，其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；并且其中第一晶體管的柵極連接到第二電源線。
7.一種發(fā)光裝置包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于決定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件的發(fā)光或不發(fā)光；第三晶體管，用于控制該視頻信號(hào)向該若干像素中每一個(gè)的輸入；以及第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第四晶體管，其柵極和漏極電連接第二電源線；以及第五晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極間的電連接；其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；其中第一晶體管的柵極連接第二電源線；其中第一晶體管的有源層和第四晶體管的有源層通過激光結(jié)晶；并且其中第一晶體管的有源層和第四晶體管的有源層位于激光的相同束斑內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第四晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第四晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括第五晶體管，用于不考慮該視頻信號(hào)的電位控制第二晶體管柵極和第一電源線間的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括第五晶體管，用于不考慮該視頻信號(hào)的電位控制第二晶體管柵極和第一電源線間的連接。
12.一種發(fā)光裝置包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于確定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件發(fā)光或不發(fā)光；和第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第三晶體管，其柵極和漏極相互電連接；第四晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間的連接；以及第五晶體管，用于控制第三晶體管漏極電流向第二電源線的提供，其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；并且其中第一晶體管的柵極連接到第二電源線。
13.一種發(fā)光裝置，包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于確定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件發(fā)光或不發(fā)光；和第一電源線；其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第三晶體管，其柵極和漏極相互電連接，第四晶體管，用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間的電連接；以及第五晶體管，用于控制第三晶體管漏極電流向第二電源線的提供，其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；其中第一晶體管的柵極連接第二電源線；其中第一晶體管的有源層和第三晶體管的有源層通過激光結(jié)晶；并且其中第一晶體管的有源層和第三晶體管的有源層位于激光的相同束斑內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第三晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第三晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
16.一種發(fā)光裝置，包括若干像素，該若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于確定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件發(fā)光或不發(fā)光；第三晶體管，用于控制視頻信號(hào)向該若干像素中的每一個(gè)的輸入；以及第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第四晶體管，其柵極和漏極相互電連接；第五晶體管，用于控制第三電源線和第四晶體管柵極和漏極間的連接；以及第六晶體管，用于控制第四晶體管的漏極電流向第二電源線的提供；其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；并且其中第一晶體管的柵極連接到第二電源線。
17.一種發(fā)光裝置，包括若干像素，該若干象素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件；第一晶體管，用于確定提供給發(fā)光元件的電流值；第二晶體管，用于根據(jù)視頻信號(hào)選擇發(fā)光元件發(fā)光或不發(fā)光；第三晶體管，用于控制視頻信號(hào)向該若干像素中每一個(gè)的輸入；以及第一電源線，其中該若干像素共享第二電源線；補(bǔ)償電路，包括第四晶體管，其柵極和漏極相互電連接；第五晶體管，用于控制第三電源線和第四晶體管柵極和漏極之間的連接；以及第六晶體管，用于控制第四晶體管的漏極電流向第二電源線的提供；其中第一晶體管和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間；其中第一晶體管的柵極連接到第二電源線；其中第一晶體管的有源層和第四晶體管的有源層通過激光結(jié)晶；并且其中第一晶體管的有源層和第四晶體管的有源層位于激光的相同束斑內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第四晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第四晶體管具有相同的導(dǎo)電性。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括第七晶體管，用于不考慮該視頻信號(hào)的電位控制第二晶體管的柵極和第一電源線間的連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括第七晶體管，用于不考慮該視頻信號(hào)的電位控制第二晶體管柵極和第一電源線間的連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
23.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
24.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
25.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
26.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
27.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
28.根據(jù)權(quán)利要求16的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
29.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比大于第二晶體管的溝道長(zhǎng)度和溝道寬度比。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，其中電容器占據(jù)的區(qū)域減少，由驅(qū)動(dòng)TFT的特性變化或柵電壓Vgs的波動(dòng)所引起的發(fā)光元件的亮度變化可以抑制。若干像素中的每一個(gè)包括發(fā)光元件、決定向其提供的電流值的第一晶體管、根據(jù)視頻信號(hào)選擇其發(fā)光/不發(fā)光的第二晶體管、第一電源線和由該若干像素共享的第二電源線。另外，提供補(bǔ)償電路，其中每個(gè)包括柵極和漏極連接到第二電源線的第三晶體管、和用于控制第三電源線和第三晶體管柵極和漏極之間連接的第四晶體管。第一和第二晶體管串聯(lián)連接在發(fā)光元件和第一電源線之間，且第一晶體管的柵極連接第二電源線。
文檔編號(hào)H01L27/32GK1652186SQ20051005654
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者野田剛司, 福本良太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所