CN100452156C - 发光器件的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发光器件的驱动方法。当在灰度级信号输入到每个像素中之后晶体管的栅极电位发生变动时，供给到发光元件的电流的电流值发生变动，从而导致不能正确地进行灰度级显示的问题。尤其是进行黑色显示时，有电流流过的情况，致使难以进行清楚的黑色显示。因此，本发明的目的是提供可以正确地进行灰度级显示的发光器件以及其驱动方法。本发明的特征在于，在预定的定时周期内，将用于显示的信号写入多次或将写入动作周期延长。其结果，因为发光元件的阳极电位稳定后决定栅极电压，所以可以正确地进行灰度级显示。

Description

发光器件的驱动方法
技术领域
本发明涉及在具有发光元件的显示器件(发光器件)中，进行正确的灰度级显示的结构以及其驱动方法。
背景技术
如图9所示那样，常规的发光器件的像素结构包括：通过从信号线814输入的视频信号来控制其开通/关断的开关元件810、用于驱动发光元件813的晶体管811、为了保持晶体管811的栅极和源极之间的电压而提供于电源线815和晶体管811的栅极之间的电容元件812(参照专利文献1)。
[专利文献1]日本专利申请公开No.2001-343933
在专利文件1所示的发光器件的等效电路，如图9所示那样，被认为由二极管816和电容(CEL)的并联电路来构成。在此，利用图9说明供给到发光元件813的电流值变动时的动作。
首先，假设在发光元件813中稳定连续地流过电流值I0的电流。然后，当流过发光元件813的电流的电流值由I0增加到I1之时，流过二极管816的电流的电流值不会立即变为I1。这是因为，电流值的增加分量等于流过二极管816的电流的电流值增加分量与流入电容(CEL)的电流的电流值的总和分量。因此，对电容(CEL)的充电完全结束时，流到二极管816的电流的电流值就变成等于I1。
接下来，考虑电流值I0的电流稳定连续地流到发光元件813时，该电流值由I0减少到I2的情况。此时，流到二极管816的电流的电流值I2和从电容(CEL)所释放出的电流的电流值的总和分量成为I2，而且从电容(CEL)的放电结束时流到二极管816的电流的电流值变成等于I2。在这种情况下，直到流到二极管816的稳定电流的电流值起变化的时间与直到发光元件813的阳极和阴极之间的电位变动结束的时间相同，并且，电容(CEL)越大需要的时间越多，电流值的变动越大需要的时间越多。
在图9所示的像素电路中，除了在发光元件813的两个电极之间的电容(CEL)以外，还存在驱动晶体管811的栅极和漏极之间的叠加电容(Cgd)、以及因布局配置的栅极和阳极重叠等引起的寄生电容(Cp)。
此时，开关元件810被开通，且对应于输入到晶体管811的栅极的灰度级信号的电流供给发光元件813，从而使阳极电位变动。但是，当发光元件813的电容(CEL)很大，且供给发光元件813的电流的电流值的变动很大时，到向电容(CEL)的充放电结束并且阳极电位的变动结束就需要很长时间。因此，有可能在开关元件810开通时阳极电位的变动没有结束。
并且，在图9中，假设开关元件810被关断之后，发光元件813的阳极电位有变动(变动值ΔVA)，于是，通过寄生电容(Cp)、叠加电容(Cgd)以及保持电容(Cs)812进行电容耦合，晶体管811的栅极电位产生变动。该变动值ΔVB表示为如下；
ΔVB＝(Cp+Cgd)/(Cp+Cgd+Cs)×ΔVA
如上所述，有一个问题是，在灰度级信号被输入到每个像素中之后晶体管811的栅极的电位有变动的情况下，供给到发光元件813的电流的电流值产生变动，因而不能进行正确的灰度级显示。尤其是进行黑色显示时，电流有可能流到发光元件，致使难以进行清楚的黑色显示。
发明内容
因此，本发明的目的是提供可以进行正确的灰度级显示的发光器件以及其驱动方法。
鉴于上述问题，本发明的特征在于，在预定的定时周期内，将用于显示的信号多次写入或将写入动作周期延长。其结果，因在发光元件的阳极电位稳定后决定栅极电压，所以可以进行正确的灰度级显示。
本发明的具体方式是一种发光器件的驱动方法，其特征在于：将一个帧周期分割为多个子帧周期SF1、SF2、…SFn(n为自然数)、并每个子帧周期SFn都具有写入动作周期Ta、并被选择的子帧周期SFn具有输入擦除信号的周期Te、并至少在一个子帧周期中设置多个输入擦除信号的周期Te。
本发明的另一方式是一种发光器件的驱动方法，其特征在于：将一个帧周期分割为多个子帧周期SF1、SF2、…SFn(n为自然数)、每个子帧周期SFn都有写入动作周期Ta、并至少在一个子帧周期中设置多个写入动作周期Ta。
本发明的另一方式是一种发光器件的驱动方法，其特征在于：在一个帧周期中，通过输入由数码信号构成的图像信号和擦除信号来进行灰度级显示，并输入擦除信号的周期设置得比输入图像信号的周期更长。
这样的发光器件的像素结构包括：源极或漏极连接到信号线、且栅极连接到扫描线的开关晶体管；栅极连接到开关晶体管的驱动晶体管；以及连接到驱动晶体管的源极或漏极的发光元件。
此外，像素结构可以包括用于放出相当于驱动晶体管的栅极和源极之间电压的电荷的擦除晶体管。
此外，像素结构还可以包括被串联连接到驱动晶体管而且栅电位被固定的晶体管。
根据本发明的驱动方法，可以提供一种可正确地进行灰度级显示的发光器件。
附图说明
图1A和1B是表示本发明的驱动方法的图。
图2A和2B是本发明的定时图。
图3A和3B是本发明的定时图。
图4A和4B是表示本发明的驱动方法的图。
图5A-5C是表示本发明的像素电路的图。
图6A-6C是表示本发明的像素结构的截面图。
图7A-7C是表示本发明的像素结构的截面图。
图8A-8F是表示本发明的电子器件的图。
图9是表示发光器件的像素结构的图。
图10是表示本发明的实验结果的曲线图。
图11A和11B是本发明的定时图。
图12A和12B是本发明的定时图。
图13A和13B是本发明的定时图。
具体实施方式
以下根据参考附图说明本发明的实施方式和实施例。然而，本发明可以使用各种样式来实施，除非背离本发明的趣旨以及范围，否则可以改变其方式以及详细，这对于同行的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明不是局限于本实施方式所记述内容而被解释的。注意，在说明实施方式和实施例的全部附图中，相同的部分以及具有同样机能的部分以相同的参考标号标注，并省略重复说明。
实施方式1
在本实施方式中说明多次写入预定信号时的驱动方法。
图1A描述在利用数字灰度级方法输入两次擦除信号的情况下的动作。首先，以预定定时输入为显示而写入的数字信号(图像信号)，经过预定时间后第一次输入擦除信号。此时，如果存在电容(CEL)或寄生电容(Cp)，则只通过第一次输入的擦除信号不能使驱动晶体管的栅极的电位(栅电位)相对地为零，所以不能进行关断操作。此时，难以正确地进行灰度级显示，并会产生灰度级的偏差。因此，在本发明中，经过预定时间后再次输入擦除信号、即第二次输入擦除信号。其结果，可以再次使栅电位相对地为零、并可进行关断操作。因此，可以降低灰度级的偏差、且正确地进行灰度级显示。
注意，虽然在图1A中描述输入两次擦除信号的例子，但是也可以输入三次或更多次。此外，也可以将不是擦除信号而是图像信号输入两次或更多次。
图1B描述，在利用模拟灰度级方法将为显示而写入的模拟信号(灰度级信号)写入两次的情况下，驱动晶体管的栅极电位以及流到发光元件的电流的情况。此外，虚线表示如常规那样将灰度级信号写入一次的状态。
首先，第一次输入灰度级信号(SW)。于是，驱动晶体管的栅极电位成为预定值。此时，如存在电容(CEL)，该栅极电位渐渐降低。由于该结果和寄生电容(Cp)的影响使流到发光元件的电流不能维持为预定值，而会渐渐上升。在这种状态下，如虚线所示那样，流到发光元件的电流一直很大，导致产生灰度级的偏差。因此，在本发明中，在经过预定时间后再次输入灰度级信号、即第二次输入灰度级信号。从而，驱动晶体管的栅极电位回到预定值，并且流到发光元件的电流也成为预定值。
应当注意，由于当第二次输入灰度级信号时发光元件的阳极电位在某个程度上是稳定的，所以之后栅极电位变动很少而且流到发光元件的电流的上升也很少。
注意，虽然在图1B描述输入两次灰度级信号的情况，但是不局限于此，可以输入三次或更多次灰度级信号。
如上所述，通过利用将擦除信号或灰度级信号等的预定信号多次输入的驱动方法，可以提供进行正确的灰度级显示的发光器件。
实施方式2
在本实施方式中，说明在使用数字灰度级方法的情况下，具有输入图像信号的周期以及多次输入擦除信号的周期的定时图。
可以将一个帧周期分割为多个子帧周期SF1、SF2…SFn(n为自然数)。图2A描述将一个帧周期分割为三个子帧周期(SF1、SF2和SF3)，显示6灰度级的定时图，且在子帧周期SF3中输入两次擦除信号的例子。注意，图2B描述关于第i行的扫描线的定时图。
每个子帧周期(SF1、SF2和SF3)分别具有输入图像信号的写入动作周期(Ta1、Ta2和Ta3)(也称为写入信号的输入周期)与根据被写入的图像信号来进行发光的发光周期(Ts1、Ts2和Ts3)。将每个发光周期的长度设定为满足公式Ts1:Ts2:Ts3＝22:21:20。
具有最短长度的子帧周期SF3设定有输入两次擦除信号的周期Te3(1)和Te3(2)。通过设定输入两次擦除信号的周期Te3(1)和Te3(2)，即使存在电容(CEL)也可以正确地确定驱动晶体管的栅极电位。其结果，可以进行清楚的灰度级显示。
注意，在子帧周期SF3中输入擦除信号时，可以立即输入下一个帧中的子帧周期SF1的写入信号，这样可以提高占空比。
通过使用一种像素电路，该像素电路具有用于将相当于驱动晶体管的栅极和源极之间的电压的电荷放电的擦除晶体管，可以实现本实施方式的驱动方法。例如，可以使用以下所示的图5B的像素电路。
应当注意，虽然在本实施方式中说明了在子帧周期SF3中设置输入两次擦除信号的周期，但是本发明不局限于此。例如，可以设置输入三次或更多次擦除信号的周期，上述擦除信号也可以在子帧周期SF3之外的周期中设置。此外，为了多次输入相同的写入信号，可以设置多个写入动作周期。也就是说，本发明的特征在于，为了解决由于电容(CEL)的存在而难以正确地进行灰度级显示的问题，设置多个输入周期并且多次输入预定信号。
实施方式3
本实施方式中说明，在数字灰度级方法中，设置多次写入动作周期(也称为写入信号的输入周期)时的定时图。
可以将一个帧周期分割为多个子帧周期SF1、SF2…SFn(n为自然数)。图3A描述将一个帧周期分割为三个子帧周期(SF1、SF2和SF3)，显示6灰度级时的定时图，并具有施加反向偏压的周期的例子。注意，图3B描述关于第i行的扫描线的定时图。
每个子帧周期(SF1、SF2和SF3)分别具有写入动作周期(Ta1(W)、Ta2(W)和Ta3(W))与根据被写入的信号来进行发光的发光周期(Ts1、Ts2和Ts3)。将每个发光周期的长度设定为满足公式Ts1:Ts2:Ts3＝22:21:20。并且，在最短的子帧周期SF3中提供擦除信号的输入周期(Te3(E))。在擦除信号的输入周期中，擦除被写入的信号。
例如，在最长的子帧周期SF1中设置两次写入动作周期Ta1(分别表示为Ta1(1)、Ta1(2))。在Ta1(1)和Ta1(2)中分别设置输入图像信号的周期Ta1(W)(1)和Ta1(W)(2)。在第一次的写入动作周期Ta1(1)中可以写入图像信号(相当于Ta1(W)(1))，在第二次的写入动作周期Ta1(2)中也可以写入图像信号(相当于Ta1(W)(2))。如此这样，可以多次写入图像信号。结果，即使存在电容(CEL)也可以正确地控制驱动晶体管的栅极电位。
即使没有用于将相当于驱动晶体管的栅极和源极之间的电压的电荷放电的擦除晶体管，也可以实现本实施方式的驱动方法。并且因为不需要擦除晶体管，所以可以提高像素部分的开口率。例如，可以使用以下所示的图5A那样的像素电路作为像素部分。然而，需要提供用于设置写入动作周期Ta(W)和输入擦除信号的周期Ta(E)的驱动电路。
在施加反向偏压的周期(FRB)中，将反向偏压施加到发光元件(RB)。另外，在反向偏压施加周期之前提供擦除信号的输入周期(Ta(E))。在擦除信号的输入周期中，顺序地进行擦除擦除信号的输入周期之前的子帧周期、即本实施方式的在SF3中写入的数据。这是因为，由于反向偏压一齐施加到发光元件中，如果残留有数据，当施加反向偏压时有可能出现发光的元件。可以通过向发光元件施加这样的反向偏压来改善发光元件的缺陷状态，并提高可靠性。尤其是发光元件可能具有初始缺陷，即由于外来物质的粘附、阳极或阴极的微小突出部分所产生的针孔、或者电致发光层的不均匀性造成其阳极与阴极发生短路。这种初始缺陷将干扰根据信号执行发光/不发光，并且由于几乎所有电流都流到短路部分，将发生不能进行良好的图像显示的问题。此外，该缺陷有可能在任意的像素中发生。
根据本发明的结构，可以通过向发光元件施加反向偏压而使电流仅局部地流到阳极和阴极的短路部分，从而在短路部分中产生热。结果，可以通过氧化或碳化而将短路部分绝缘化，而且电流流到其他部分，就可以使发光元件正确地动作。因此，即便存在初始缺陷，也能通过上述那样地施加反向偏压而消除该初始缺陷。注意，最好在发货之前进行这种短路部分的绝缘化。
另外，不仅是初始缺陷，而且还会产生另一种缺陷，即随着时间的流逝阳极与阴极发生短路。这种缺陷称作累进缺陷。根据本实施方式，定期向发光元件施加反向偏压，因此能消除这种可能存在的累进缺陷，并进行良好的图像显示。
另外，可以通过施加反向偏压来防止图像的烧印痕。该图像的烧印痕是由于发光元件的退化状态而产生的，但可以通过施加反向偏压来降低退化状态。结果，可以防止图像的烧印痕。
该发光元件的退化在初期进度很快，但随时间的推移其退化进度渐渐变慢。也就是说，退化过一次的发光元件难以再产生时间退化。其结果，初期发生的退化和随时间的退化混在一起，从而使发光元件中的退化状态不均匀。因此，可在发货之前，或在不显示画像时等，使全部发光元件发光，从而使其中没有产生初期退化的发光元件中产生退化，以将退化状态平均化。也可以在发光器件中另外设置这样的使全发光元件发光的结构。
注意，施加反向偏压的周期不局限于图3，例如可以在一个帧周期的最初部分设置该周期。此外，施加反向偏压的周期并不需要设置在每个帧周期。
如上所述的施加反向偏压的周期也可以在使用如图2所示的定时图的情况下设置。
应当注意，虽然在本实施方式说明了在子帧周期SF1中设置两个写入动作周期的情况，但是不局限于此。例如，可以设置三个或更多的写入动作周期。此外，也可以在其他子帧周期中设置多个写入动作周期。也就是说，本发明的特征在于，为了解决一种由于电容(CEL)的存在而难以正确地进行灰度级显示的问题，设置多个输入预定信号的周期。
图13A和B示出提供多次例如两次输入擦除信号的周期(Ta(E))的情况的定时图。图13A描述将一个帧周期分割为三个子帧周期(SF1、SF2和SF3)，显示6个灰度级时的定时图，并具有施加反向偏压的周期的例子。注意，图13B描述关于第i行的扫描线的定时图。
每个子帧周期(SF1、SF2和SF3)分别具有写入动作周期(Ta1(W)、Ta2(W)和Ta3(W))与根据被写入的信号来进行发光的发光周期(Ts1、Ts2和Ts3)。将每个发光周期的长度设定为满足公式Ts1:Ts2:Ts3＝22:21:20。
在最短的子帧周期SF3中的写入动作周期Ta3(W)中，输入图像信号，在输入两次擦除信号的周期Ta3(E)(2)、Ta3(E)(3)中输入擦除信号。结果，即使存在电容(CEL)也可以正确地控制驱动晶体管的栅极电位。
另外，由于在图13A和B中，与图3A和B相同地设置了将反向电压施加到发光元件的周期，所以如上述那样，可以降低元件的退化状态。
实施方式4
在本实施方式中，说明当将输入预定信号的时间延长时的驱动方法。
图4A描述，在使用数字灰度级方法的情况下，将输入擦除信号的周期设定为比输入图像信号的周期更长时的动作。可以通过将输入擦除信号的周期延长来控制输入图像信号后的栅极电位的变动，并且降低擦除后的发光元件的微发光。其结果，可以正确地进行黑色显示。
图4B描述，在使用模拟灰度级方法中，将输入灰度级信号的周期延长时的情况。特别地，由于在低灰度级显示中流入发光元件的电流小，所以电容(CEL)的存在更加显著。因此，优选不是在高灰度级显示中而是在低灰度级显示中，将输入灰度级信号的周期延长。
注意，根据帧率、像素数量、以及同时写入信号的列数量(以下称为写入并列数量)来决定输入灰度级信号的周期。帧率和像素数量是与显示性能有关的部分，数值越大，输入灰度级信号的周期越短。
写入并列数量是与硬件结构有关的部分，并列数量越少，输入灰度级信号的周期越短。此外，线顺序写入方法的写入并列数量等于横像素数量。
如上所述，随着因高画质化的像素数量的增加，输入灰度级信号的周期变短。
另一方面，因发光元件的高效率化而使流入该像素的电流变小，所以优选将输入灰度级信号的周期延长。
因此，特别是在低灰度级方式中，将输入灰度级信号的周期延长。这可以通过将帧率设定为低而实现。其结果，可以降低灰度级的偏差，正确地进行灰度级显示。
如上所述，根据将输入预定信号的时间延长的驱动方法可以提供进行正确的灰度级显示的发光器件。
实施方式5
在本实施方式中，说明在使用数字灰度级方法的情况下，当将输入预定信号的时间延长时的定时图。
在将输入预定信号的时间延长的情况下，可以使用如图2所示的将一个帧周期分割为多个子帧周期的定时图、或可使用如图3所示的施加反向施加电压的定时图等等。
例如，如图11所示的定时图那样，可以将子帧周期SF3中输入擦除信号的周期Te3(1)设置为一次，并且将该周期的长度延长。此外，例如可以如图12所示的定时图那样，将子帧周期SF3中的写入动作周期Ta3设置为一次，并将输入擦除信号的周期Ta3(E)延长。
注意，由于在本实施方式的定时图中的其他构成可以与图2和图3相同，所以在此省略其说明。
实施方式6
在本实施方式中，使用图5A至5C描述本发明的发光器件中的像素的等效电路图。
图5A是像素的等效电路图的一个例子，其包括信号线6114、电源线6115、扫描线6116、发光元件6113、开关晶体管6110、用于控制该发光元件的驱动晶体管6111、和电容元件6112。通过信号线驱动电路将视频信号输入到信号线6114，并根据该视频信号控制开关晶体管6110的开通/关断。开关晶体管6110可以根据输入到扫描线6116的选择信号来控制视频信号向驱动晶体管6111的栅极供给电位。驱动晶体管6111可以根据该视频信号的电位控制向发光元件6113供给的电流。电容元件6112可以保持驱动晶体管6111的栅源之间的电压。应当注意，图5A中提供了电容元件6112，然而，如果晶体管6111的栅电容或者其它的寄生电容足以保持栅源之间的电压，那么就可以不提供电容元件6112。
图5B是在图5A所示的像素中另外提供擦除晶体管6118和扫描线6119的像素的等效电路图。通过提供擦除晶体管6118，使驱动晶体管6111的栅极和源极的电位彼此相等从而可以迫使电流不流入到发光元件6113。因此，每个子帧周期的长度可以设定为比将视频信号输入到全部像素的周期更短。结果，可以提高占空比。
图5C是在图5B所示的像素中另外提供晶体管6125和布线6126的像素的等效电路图。通过布线6126固定晶体管6125的栅极电位。另外，驱动晶体管6111和晶体管6125在电源线6115和发光元件6113之间彼此串联连接。因此，在图5C中，晶体管6125控制提供给发光元件6113的电流量，而驱动晶体管6111控制该电流是否供给发光元件6113。
应当注意，本发明的发光器件中的像素电路不局限于在本实施方式中所述的结构。另外，本实施方式可以自由地与上述的实施方式组合。
实施方式7
在本实施方式中，将使用图6A至6C描述在驱动晶体管是p沟道型薄膜晶体管(TFT)的情况下的像素的截面结构。注意，在本说明书中，将发光元件的阳极和阴极的两个电极中能够通过晶体管控制电位的其中一方称为第一电极，另一方称为第二电极。在图6A至6C中将说明第一电极是阳极并且第二电极是阴极的情况。然而，第一电极是阴极而第二电极是阳极也是可以的。
图6A表示在TFT 6001是p沟道型并且从发光元件6003发出的光从第一电极6004一侧获取的情况下的像素截面图。在图6A中，发光元件6003的第一电极6004电连接至TFT 6001。
TFT 6001被层间绝缘膜6007覆盖，并且具有开口部分的堤6008形成在层间绝缘膜6007上。在堤6008的开口部分中，部分地暴露第一电极6004，并且依次堆叠第一电极6004、场致发光层6005和第二电极6006。
层间绝缘膜6007可以使用以有机树脂膜、无机绝缘膜、或者硅氧烷材料作为起始材料而形成的具有Si-O-Si键的绝缘膜(以下称为硅氧烷绝缘膜)来形成。应当注意，硅氧烷相当于包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的结合来形成其骨架结构，且使用至少包含氢的有机基团(例如烷基或者芳烃)作为取代基。另外，也可以使用氟基团作为取代基。还可供选择地，使用氟基团和至少包含氢的有机基团作为取代基。此外，也可以使用所谓的低介电常数材料(low-k材料)形成层间绝缘膜6007。
堤6008可以使用有机树脂膜、无机绝缘膜、或者硅氧烷绝缘膜来形成。例如在有机树脂膜的情况下，可以使用丙烯酸、聚酰亚胺、或者聚酰胺等，而在无机绝缘膜的情况下，可以使用氧化硅、氮氧化硅等。优选地，堤6008使用光敏有机树脂膜形成且在第一电极6004上形成开口部分，并使该开口部分的侧面具有连续曲率的斜坡，这可以防止第一电极6004和第二电极6006连接。
第一电极6004由透射光的材料或者厚度来形成，并且由适于用作阳极的材料形成。例如，第一电极6004可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)等的透光导电氧化物来形成。或者，第一电极6004可以由包含氧化硅的氧化铟锡(以下简称ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟与2至20atomic％的氧化锌(ZnO)的混合物来形成。此外，除了上述透光导电氧化物以外，第一电极6004还可以由例如以下的膜形成，即，TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一种或多种的单层膜；氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的层叠膜；或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的层叠膜等。然而，当采用透光导电氧化物之外的材料时，将第一电极6004形成得具有足以透射光的厚度(优选为约5至30nm)。
第二电极6006可以由反射或遮挡光的材料或者厚度来形成，并且由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、以及上述的混合物等来形成。具体地，可以使用诸如Li和Cs的碱金属、诸如Mg、Ca和Sr的碱土金属、包含上述的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、以及上述的化合物(CaF2等的氟化钙和Ca3N2等的氮化钙)、或者例如Yb或Er的稀土金属。当提供电子注入层时，也可以使用Al等的导电层。
场致发光层6005由单层或者多层构成。在由多层构成的情况下，这些层根据载流子运输性质可以分为空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、电子注入层等等。当场致发光层6005除发光层之外还具有空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和电子注入层中的任何层时，在第一电极6004上依次堆叠空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层和电子注入层。注意，各层之间的边界并不必清楚，有可能形成各层的材料部分地混合而使边界不能清楚地区分。每层可以由有机材料或者无机材料形成。至于有机材料，可以使用高、中和低等分子量材料中的任何材料。注意，中等分子量材料指的是其中重复结构单元的数量(聚合度)大约为2至20的低聚物。在空穴注入层和空穴输运层之间并不存在清楚的区别，两者都不可避免地具有空穴输运特性(空穴迁移率)。为方便区分，被称为空穴注入层的是与阳极接触的层，被称为空穴输运层的是与空穴注入层接触的层。这可以同样应用于电子输运层和电子注入层，两者都不可避免地具有电子输运性(电子迁移率)，为方便区别，与阴极接触的层称为电子注入层而与电子注入层接触的层称为电子输运层。在一些情况下发光层兼有电子输运层的功能，因此也被称为发光电子输运层。
在图6A所示的像素中，从发光元件6003射出的光可以从第一电极6004一侧获取，如空心箭头所示。
图6B是一个像素的截面图，其中TFT 6011是p沟道型并且从发光元件6013发出的光从第二电极6016一侧获取。在图6B中，发光元件6013的第一电极6014电连接到TFT 6011。在第一电极6014上依次堆叠场致发光层6015和第二电极6016。
第一电极6014由反射或遮挡光的材料或者厚度来形成，并且由适于用作阳极的材料形成。例如，第一电极6014可以由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等等中的一种或多种的单层膜；氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的叠层膜；或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层膜等来形成。
第二电极6016由透射光的材料或者厚度来形成，并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、以及上述的混合物来形成。具体地，可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2等的氟化钙和Ca3N2等的氮化钙)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当提供电子注入层时，也可以使用Al等的导电层。而且，将第二电极6016形成为具有足以透射光的厚度(优选为约5至30nm)。注意，第二电极6016可以由另外的透光导电氧化物形成，例如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、和掺镓的氧化锌(GZO)等。或者，可以使用包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic％的氧化锌(ZnO)的混合物。在采用透光导电氧化物的情况下，优选在场致发光层6015中提供电子注入层。
可以与图6A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6015。
在图6B所示的像素中，从发光元件6013发出的光可以从第二电极6016一侧获取，如空心箭头所示。
图6C是一个像素的截面图，其中TFT 6021是p沟道型并且从发光元件6023发出的光从第一电极6024一侧和第二电极6026一侧获取。在图6C中，发光元件6023的第一电极6024电连接至TFT 6021。在第一电极6024上，依次堆叠场致发光层6025和第二电极6026。
可以与图6A所示的第一电极6004类似地形成第一电极6024，同时可以与图6B所示的第二电极6016类似地形成第二电极6026。可以与图6A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6025。
在图6C所示的像素中，从发光元件6023发出的光可以从第一电极6024一侧和第二电极6026一侧获取，如空心箭头所示。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相组合。
实施方式8
在本实施方式中，使用图7A至7C描述用于控制向发光元件的电流供应的晶体管是n沟道型TFT的情况下，其像素的截面结构。注意，在图7A至7C中说明第一电极是阴极而第二电极是阳极的情况。然而，第一电极是阳极而第二电极是阴极也是可以的。
图7A是一个像素的截面图，其中TFT 6031是n沟道型并且从发光元件6033发出的光从第一电极6034一侧获取。在图7A中，发光元件6033的第一电极6034电连接至TFT 6031。在第一电极6034上，依次堆叠场致发光层6035和第二电极6036。
第一电极6034由透射光的材料或者厚度来形成，并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、或者上述的混合物形成。具体地，可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2等的氟化钙和Ca3N2等的氮化钙)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当提供电子注入层时，也可以使用Al等的导电层。而且，将第一电极6034形成为足以透射光的厚度(优选为约5至30nm)。另外，为了抑制第一电极6034的薄层电阻，可以使用透光导电氧化物形成透光导电层并使其与具有足以透射光的厚度的上述导电层的顶部或底部接触。注意第一电极6034可以仅由使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)等的透光导电氧化物的导电层形成。或者，可以使用包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic％的氧化锌(ZnO)的混合物。在采用透光导电氧化物的情况下，优选在场致发光层6035中提供电子注入层。
第二电极6036由反射或遮挡光的材料或者厚度来形成，并由适于用作阳极的材料形成。例如，第二电极6036可以由TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等等中的一种或多种的单层；氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的叠层；或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层等形成。
可以与图6A所示的场致发光层6005类似地形成场致发光层6035。在场致发光层6035除发光层之外还具有空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和电子注入层中的任何层的情况下，在第一电极6034上依次堆叠电子注入层、电子输运层、发光层、空穴输运层和空穴注入层。
在图7A所示的像素中，从发光元件6033发出的光可以从第一电极6034一侧获取，如空心箭头所示。
图7B是一个像素的截面图，其中TFT 6041是n沟道型并且从发光元件6043发出的光从第二电极6046一侧获取。在图7B中，发光元件6043的第一电极6044电连接到TFT 6041。在第一电极6044上，依次堆叠场致发光层6045和第二电极6046。
第一电极6044由反射或遮挡光的材料或者厚度来形成，并且可以由具有低功函数的金属、合金、导电化合物、以及上述的混合物等等形成。具体地，可以使用碱金属(例如Li和Cs)、碱土金属(例如Mg、Ca和Sr)、包含上述的合金(Mg:Ag、Al:Li、Mg:In等等)、上述的化合物(CaF2等的氟化钙和Ca3N2等的氮化钙)、或者稀土金属(例如Yb和Er)。当提供电子注入层时，也可以使用另外的导电层，例如Al层。
第二电极6046由透射光的材料或者厚度来形成，并且由适于用作阳极的材料形成。例如，第二电极6046可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)等的透光导电氧化物形成。或者，第二电极6046可以由包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者包含氧化硅的氧化铟和2至20atomic％的氧化锌(ZnO)的混合物形成。此外，除了上述透光导电氧化物之外，第二电极6046可以使用，例如，TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr、Ag、Al等中的一种或多种的单层膜；氮化钛膜和以铝作为主要成分的膜的叠层膜；或者氮化钛膜、以铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构的叠层膜等而形成。然而，当采用透光导电氧化物以外的材料时，将第二电极6046形成为足以透射光的厚度(优选为约5至30nm)。
与图7A所示的场致发光层6035类似地形成场致发光层6045。
在图7B所示的像素中，从发光元件6043发出的光可以从第二电极6046一侧获取，如空心箭头所示。
图7C是一个像素的截面图，其中TFT 6051是n沟道型并且从发光元件6053发出的光从第一电极6054一侧和第二电极6056一侧获取。在图7C中，发光元件6053的第一电极6054电连接至TFT 6051。在第一电极6054上，依次堆叠场致发光层6055和第二电极6056。
可以与图7A所示的第一电极6034类似地形成第一电极6054，或者可以与图7B所示的第二电极6046类似地形成第二电极6056。可以与图7A所示的场致发光层6035类似地形成场致发光层6055。
在图7C所示的像素中，从发光元件6053发出的光可以从第一电极6054一侧和第二电极6056一侧获取，如空心箭头所示。
本实施方式可以自由地同上述实施方式相组合。
实施方式9
可以适用本发明的发光器件的电子器件包括，例如电视机(电视、电视接收机)、数码相机和数码摄像机等的照相机、便携式电话机(手机)、PDA等的便携式信息终端、便携式游戏机、监视器、计算机、声音再现装置(汽车音响系统等)、备有记录媒质的图像再现装置(家用游戏机等)。在本实施方式中，参照图8A至8F说明上述电子器件的具体例子。
图8A说明包括主体9201、显示部分9202等的使用了本发明的发光器件的便携式信息终端。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
图8B说明包括显示部分9701、9702等的使用了本发明的发光器件的数码摄像机。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
图8C说明包括主体9101、显示部分9102等的使用了本发明的发光器件的手机。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
图8D说明包括主体9301、显示部分9302等的使用了本发明的发光器件的便携式电视机。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
图8E说明包括主体9401、显示部分9402等的使用了本发明的发光器件的便携式计算机。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
图8F说明包括主体9501、显示部分9502等的使用了本发明的发光器件的电视机。通过使用本发明，可以正确地进行灰度级显示。
如上所述，本发明可以应用于所有领域的电子器件。
实施例
在本实施例中，描述在将发光元件的阳极的电压(阳极电压)设定为约8V而且以1bit全白使发光行数变化的情况下，测定发光元件的阴极的电流(阴极电流)的情况。并且，在将向320行的像素进行写入的周期(写入动作周期)设定为1μs、500ns和250ns的情况下，对在每个时间内只一次输入擦除信号时的阴极电流(虚线)与两次输入(推迟20行进行第二次的输入)时的阴极电流(实线)进行比较。
在图10中，X轴和Y轴分别表示发光行数(320行数)和阴极电流。发光行数和阴极电流虽然成正比例关系是理想的，但是在只一次输入擦除信号的情况下，如虚线所示那样，写入动作周期越短，发光行数较少时的阴极电流越多。这意味着低灰度级显示没有被正确地进行。另一方面，输入两次擦除信号的情况下，如实线所示那样，成为近于理想的正比例关系。
如上所述，被认为在擦除信号的输入较少、即输入擦除信号的周期较短的情况下，因电容(CEL)的存在而使保持驱动晶体管的栅极和源极之间的电压的电容变动，特别是写入动作周期较短时该影响明显地出现。而且，被认为在发光行数较少的地方，该影响也明显地出现。因此，随着写入动作周期变短，使用输入两次或更多次的擦除信号的驱动方法是优选的。
本说明书根据2004年9月24日被日本专利局受理的日本专利申请编号2004-278492而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (6)

1.一种发光器件的驱动方法，其输入视频信号和擦除信号以在一个帧周期中进行数字灰度级显示，所述方法包括以下步骤：
在子帧周期的每个期间将所述视频信号输入到电连接到发光元件的晶体管，其中所述子帧周期将所述一个帧周期分成n段，n是大于1的自然数；
在所述子帧周期的每个期间将所述擦除信号输入到所述晶体管，
其中所述子帧周期的至少一个具有用于输入所述擦除信号的多个周期。
2.一种发光器件的驱动方法，其输入视频信号和擦除信号以在一个帧周期中进行数字灰度级显示，所述方法包括以下步骤：
在子帧周期的每个期间将所述视频信号输入到电连接到发光元件的晶体管，其中所述子帧周期将所述一个帧周期分成n段，n是大于1的自然数；
在所述子帧周期的每个期间将所述擦除信号输入到所述晶体管，
其中所述子帧周期的至少一个具有用于输入所述视频信号的多个周期。
3.一种发光器件的驱动方法，包括输入视频信号和擦除信号来进行数字灰度级显示的步骤，
其中，用于输入所述擦除信号的周期比用于输入所述视频信号的周期长。
4.根据权利要求3所述的发光器件的驱动方法，
其中，所述发光器件包括：
其源极或漏极连接到信号线、并且其栅极连接到扫描线的开关晶体管；
其栅极连接到所述开关晶体管的驱动晶体管；以及
连接到所述驱动晶体管的源极或漏极的发光元件。
5.根据权利要求4所述的发光器件的驱动方法，
其中，所述发光器件还包括：
释放出相当于所述驱动晶体管的栅源电压的电荷的擦除晶体管。
6.根据权利要求5所述的发光器件的驱动方法，
其中，所述发光器件还包括：
串连连接到所述驱动晶体管并包含固定栅电位的晶体管。
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