CN101257743A - 发光器件及这种发光器件的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发光器件及这种发光器件的驱动方法，其提供了一种能够获得恒定亮度而不受温度变化影响的显示器件以及驱动此显示器件的方法。在各个象素中提供了有第一和第二晶体管组成的电流反射镜电路。电流反射镜电路的第一和第二晶体管被连接成使其漏电流保持几乎相等而不管负载电阻的水平。借助于用电流反射镜电路控制OLED的驱动电流，避免了由于晶体管之间特性起伏造成的OLED驱动电流的变化，从而获得了不受温度变化影响的恒定亮度。

Description

发光器件及这种发光器件的驱动方法
本申请是已于2002年8月28日提交的申请号：02142123.4、发明名称：“发光器件、发光器件驱动方法、元件衬底、以及电子设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及到发光平板，其中制作在衬底上的发光元件被包封在衬底与覆盖元件之间。本发明还涉及到发光模块，其中IC之类被安装在发光平版上。注意，在本说明书中，发光平版和发光模块通常都称为发光器件。本发明还涉及到驱动发光器件的方法以及采用发光器件的电器。而且，本发明涉及到对应于在制造发光器件的步骤中完成发光元件之前的一种模式的元件衬底，其中所述的元件衬底包括用来分别向多个象素中的发光元件提供电流的装置。
背景技术
发光元件本身发光，因而具有高的能见度。此发光元件不需要液晶显示器件(LCD)必须的后照光，适合于减小发光器件的厚度。此发光元件还对视角没有限制。因此，采用此发光元件作为取代CRT或LCD的显示器件，新近一直吸引各方的注意。
顺便说一下，在本说明书中，发光元件意味着其亮度受电流或电压控制的一种元件。此发光元件包括OLED(有机发光二极管)、用于FED(场发射显示器)的MIM型电子源元件(电子发射元件)等。
OLED包括含有其中借助于施加电场而得到产生的发光(电致发光)的有机化合物(有机发光材料)的层(以下称为有机发光层)、阳极层、以及阴极层。作为有机化合物中的发光，存在着从单重激发态返回基态过程中的光发射(荧光)以及从三重激发态返回基态过程中的光发射(磷光)。本发明的发光器件可以采用上述光发射中的一种或二者。
注意，在本说明书中，提供在OLED的阳极与阴极之间的所有的层都被定义为有机发光层。有机发光层具体包括发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴输运层、电子输运层等。OLED基本上具有阳极、发光层、阴极被依次层叠的结构。除了这种结构，OLED还可以具有阳极、空穴注入层、发光层、阴极依次层叠的结构或阳极、空穴注入层、发光层、电子输运层、阴极依次层叠的结构。这些层中可以具有无机化合物。
图25示出了一般发光器件中的象素结构。图25所示的象素具有TFT 50和51、存储电容器52、以及发光元件53。
TFT 50的栅被连接到扫描线55。TFT 50具有源和漏，其中之一被连接到信号线54，而另一被连接到TFT 51的栅。TFT 51具有连接到电源56的源和连接到发光元件53的阳极的漏。发光元件53的阴极被连接到电源57。存储电容器52被提供来保持TFT 51的栅与源之间的电压。
当TFT 50被扫描线55的电压开通时，输入到信号线54的视频信号，被输入到TFT 51的栅。当视频信号输入时，TFT 51的栅电压(栅与源之间的电压差)相应于输入的视频信号的电压而被确定。栅电压引起漏电流在TFT 51中流动，且此漏电流被馈送到发光元件53，发光元件53在接收到此电流时就发光。
由多晶硅制作的TFT的场效应迁移率和开通电流比由非晶硅制作的TFT的更大。因此，由多晶硅制作的TFT更适合于用作发光元件平板的晶体管。
然而，多晶硅TFT的电学特性远劣于制作在单晶硅衬底上的MOS晶体管的电学特性。例如，多晶硅TFT的场效应迁移率为单晶硅TFT的场效应迁移率的1/10或更小。而且，多晶硅TFT的特性由于晶粒边界中的缺陷而容易起伏。
在如图25所示构成象素的情况下，若TFT 51的阈值、开通电流、以及其它特性在不同象素之间起伏，则尽管视频信号的电压是相同的，TFT 51的漏电流量也在不同象素之间变化。这就导致发光元件53的亮度起伏。
为了避免上述问题，已经设计了各种电流输入型象素结构，其中能够控制流入发光元件的电流量而不受TFT特性的影响。下面提供典型电流输入型象素的二个例子来描述其结构。
首先参照图26A来描述JP 2001-147659 A中公开的电流输入型象素的结构。
图26A所示的象素具有TFT 11、12、13和14、存储电容器15、以及发光元件16。
TFT 11的栅被连接到端子18。TFT 11具有源和漏，其中之一被连接到电流源17，而另一被连接到TFT 13的漏。TFT 12的栅被连接到端子19。TFT 12具有源和漏，其中之一被连接到TFT 13的漏，而另一被连接到TFT 13的栅。TFT 13和TFT 14的栅被彼此连接。TFT 13和TFT 14的源都被连接到端子20。TFT 14的漏被连接到发光元件16的阳极。发光元件16的阴极被连接到端子21。存储电容器15被提供来保持TFT 13和14的栅与源之间的电压。给定的电压从电源被施加到端子20和21，且端子20的电压不同于端子21的电压。
在TFT 11和12被施加到端子18和19的电压开通之后，TFT 13的漏电流被电流源17控制。由于TFT 13的栅和漏被彼此连接，故TFT13工作在饱和区中，且TFT 13的漏电流由下面的式1表示。VGS表示栅电压；μ表示迁移率；Co表示单位面积的栅电容；W/L表示沟道形成区的沟道宽度W对沟道长度L的比率；VTH表示阈值；I表示漏电流。
[式1]
I＝μCoW/L(VGS-VTH)2/2
在式1中，μ、Co、W/L、VTH对各个晶体管是固定的唯一数值。从式1可见，TFT 13的漏电流被栅电压VGS改变。根据式1，TFT 13中产生的栅电压VGS的电平由漏电流决定。
此时，由于TFT 13和14的栅与源被彼此连接，故TFT 14的栅电压被保持在与TFT 13的栅电压相同的电平下。
因此，TFT 13的漏电流和TFT 14的漏电流彼此成比例。若TFT 13的μ、Co、W/L、VTH与TFT 14的相同，则TFT 13和14具有相同的漏电流量。TFT 14中流动的漏电流被馈送到发光元件16，发光元件16就以相应于被馈送的漏电流量的亮度而发光。
即使在TFT 11和12被施加到端子18和19的电压关断，只要TFT14的栅电压被存储电容器15保持，发光元件16就继续发光。
如上所述，图26A所示的象素具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以便保持此电压的装置以及用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的装置。图27A是方框图，示出了图26A的象素装置与象素的发光元件之间的关系。象素80具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以便保持此电压的转换单元81、用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的驱动单元82、以及发光元件83。馈送到象素80的电流在转换单元81中被转换成电压，且此电压被提供给驱动单元82。驱动单元82以相应于提供的电压的数量将电流馈送到发光元件83。
具体地说，图26A中的TFT 12、TFT 13、以及存储电容器15，对应于用来将馈送的电流转换成电压以便保持此电压的装置。TFT 14对应于用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的装置。
下面参照图26B描述的是R.M.A.Dawson等人在Tech.DigestIEDM 98,875中公开的电流输入型象素的结构。图26B所示的象素具有TFT 31、32、33和34、存储电容器35、以及发光元件36。
TFT 31的栅被连接到端子38。TFT 31具有源和漏，其中之一被连接到电流源37，而另一被连接到TFT 33的源。TFT 34的栅被连接到端子38。TFT 34具有源和漏，其中之一被连接到TFT 33的栅，而另一被连接到TFT 33的漏。TFT 32的栅被连接到端子39。TFT 32具有源和漏，其中之一被连接到端子40，而另一被连接到TFT 33的源。TFT 34的漏被连接到发光元件36的阳极。发光元件36的阴极被连接到端子41。存储电容器35被提供来保持TFT 33的栅与源之间的电压。给定的电压从电源被施加到端子40和41，且端子40的电压不同于端子41的电压。
在TFT 31和34被施加到端子38的电压开通，且TFT 32被施加到端子39的电压关断之后，TFT 33的漏电流被电流源37控制。由于TFT 33的栅和漏被彼此连接，故TFT 33工作在饱和区中，且TFT 33的漏电流由上述式1表示。从式1可见，TFT 33的漏电流被栅电压VGS改变。根据式1，TFT 33中产生的栅电压VGS的电平由漏电流决定。
TFT 33中流动的漏电流，被馈送到发光元件36，发光元件36就以相应于馈送的漏电流量的亮度而发光。
在TFT 31和34被施加到端子38的电压关断之后，TFT 32被施加到端子39的电压开通。只要TFT 33的栅电压被存储电容器35保持，发光元件36就以相同于TFT 31和34被开通时的发光亮度继续发光。
如上所述，图26B所示的象素具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压并用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的装置。简而言之，图26A中象素的二种装置的功能由图26B的象素的一种装置承担。图27B是方框图，示出了图26B的象素的装置与象素的发光元件之间的关系。在图27B中，一种装置执行转换单元的功能和驱动单元的功能；馈送到象素85的电流在作为转换单元同时又是驱动单元的装置86中被转换为电压，然后此装置将相应于此电压的量的电流馈送到发光元件87。
具体地说，图26B中的TFT 33、TFT 34、以及存储电容器35对应于用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压并用来使相应于保持的电压的量的电流流到发光元件的装置。
当象素如图26A或26B被构成时，即使各个象素的诸如阈值和开通电流之类的TFT特性起伏，流入到发光元件中的电流量也能够被控制。因此，有可能防止各个象素的发光元件之间的亮度起伏。
通常，在以电极之间的电流保持恒定而发光的发光元件中，有机发光材料退化所造成的亮度下降，比以电极之间的电压保持恒定而发光的发光元件中的更小。在图26A和26B所示的二种电流输入型象素的情况下，流入到发光元件中的电流量能够总是被保持在所需的数值而不受有机发光材料退化的影响。因此，图26A和26B的象素中的有机发光元件退化造成的亮度下降，小于TFT 51工作于线性范围内的图25的电压输入型象素的亮度下降。
发光元件的亮度与有机发光层中流动的电流量彼此成比例。在电流输入型发光器件中，流入发光元件的电流量能够保持恒定而不管外界温度和发光平板本身产生的热引起的有机发光元件温度的变化。这种类型的发光器件因而能够减小发光元件亮度的变化，并能够防止温度上升造成的电流消耗增大。
但图26A和26B的二种象素也有些问题。
在如图26A典型化的具有一种用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压而另一种用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的二种装置的象素中，若二种装置中的一种的特性由于某种原因而被改变时，则可能失去二种装置之间的特性平衡。从驱动单元馈送到发光元件的电流量就可能不再保持在所希望的数值，从而引起各个象素之间的发光元件的亮度起伏。
具体地说，当图26A的TFT 13或14中作为对各个TFT唯一的特性的μ、Co、VTH、W/L偏离时，TFT 13的漏电流对TFT 14的漏电流的比率就在各个象素中变化，发光元件的亮度就在各个象素之间起伏。
另一方面，在如图26B典型化的具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压并用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的装置的象素中，当馈送到象素的电流被转换成电压时，电流流到发光元件。发光元件具有比较大的电容器。因此，当例如显示要从低灰度改变到高灰度时，从电流转换的电压的数值不稳定，直至电荷被积累在发光元件的电容器中。因此，从低灰度到高灰度的改变需要长的时间。另一方面，当显示要从高灰度改变到低灰度时，从电流转换的电压的数值不稳定，直至电荷从发光元件的电容器放电。因此，从高灰度到低灰度的改变需要长的时间。
具体地说，当馈自电流源37的电流量在图26B中被改变时，TFT 33的栅电压需要时间来达到稳定。写入电流所需的时间因而就长，引起诸如动画显示中看到的余像之类的不希望有的结果。这就抵消了发光元件由于其快速响应而适合于动画显示的特性。
发明内容
考虑到上述情况，提出了本发明，本发明的目的因此是提供一种电流驱动型发光器件，其中减小了TFT特性差别造成的各个象素之间发光元件亮度的起伏，从而难以看到余像。
本发明第一结构的发光器件在象素中具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压并用来使电流以相应于此电压的数量流到发光元件的第一装置以及用来使电流以相应于第一装置保持的电压的数量流到发光元件的第二装置。
图1是方框图，示出了根据本发明的第一结构的象素的装置与象素的发光元件之间的关系。本发明的象素90具有将馈送到象素90的电流转换成电压以保持此电压并使电流以相应于保持的电压的数量流到象素90的发光元件93的第一装置91。简而言之，第一装置91是转换单元，同时又是驱动单元。以下，第一装置91的驱动单元被称为驱动单元A。象素90还具有使电流以相应于被第一装置转换并保持的电压的电平的数量流到发光元件93的第二装置92。在下面的描述中，第二装置92的驱动单元将被称为驱动单元B。
在本发明第一结构的象素中，来自是为转换单元和驱动单元A的第一装置91的电流I1以及来自是为驱动单元B的第二装置92的电流I2，都被馈送到发光元件93。发光元件93的亮度决定于电流I1与电流I2的总和。
如在图27A所示的象素中那样，当二个装置中的一个的特性被改变时，本发明第一结构的象素的第一装置与第二装置之间的特性平衡可能失去，致使不可能将从驱动单元B馈送到发光元件的电流量I2保持在所希望的数值。但从是为转换单元以及驱动单元A馈送到发光元件93的电流量I1被保持在所希望的数值而不受特性改变的影响。由于发光元件被馈以电流I1与电流I2的总和，故特性改变造成的馈送到发光元件的电流量的起伏能够被减小到图27A所示象素的起伏的大约一半。因此，本发明能够减小象素之间亮度的起伏。
本发明第二结构的发光器件在象素中具有用来将馈送到象素的电流转换成电压以保持此电压的第一装置以及用来使电流以相应于保持的电压的数量流到发光元件的第二装置。
图36是方框图，示出了根据本发明的第二结构的象素的装置与象素的发光元件之间的关系。本发明的象素60具有将馈送到象素60的电流转换成电压以保持此电压的第一装置61。以下，是为第一装置61的转换单元被称为转换单元A。象素60还具有将馈送到象素60的电流转换成电压以保持此电压并使电流以相应于被保持的电压的数量流到发光元件63的第二装置62。简而言之，第二装置62是转换单元，同时又是驱动单元。在下面的描述中，第二装置62的转换单元将被称为转换单元B。
在本发明第二结构的象素中，馈送到象素的电流在第一装置和第二装置二者中被转换成电压，且来自第二装置的驱动单元的电流I2以相应于此电压的数量被馈送到发光元件63。发光元件63的亮度决定于电流I2。
如在图27A所示的象素中那样，当二个装置中的一个的特性被改变时，本发明第二结构的象素的第一装置与第二装置之间的特性平衡可能失去，致使不可能将从驱动单元馈送到发光元件的电流量I2保持在所希望的数值。但被转换的电压被二个转换单元A和B平均。由于从驱动单元馈送到发光元件的电流I2的数量相应于平均电压，故特性改变造成的馈送到发光元件的电流量的起伏能够被减小到图27A所示象素的起伏的大约一半。因此，本发明能够减小象素之间亮度的起伏。而且，馈送到象素的电流大于电流I2，因此能够缩短写入电流所需的时间。
对于作为一种完成发光元件之前的发光元件模式的元件衬底，在各个象素中具有上述第一装置和第二装置就足够了。具体地说，元件衬底可以是任何一种完成发光元件之前的模式，并可以处于仅仅制作了发光元件各个组成部分中的象素电极的阶段，或处于制作了用作象素电极的导电膜但还没有被图形化形成象素电极的阶段。
在具有上述本发明第一或第二结构的象素中，当馈送到象素的电流被第一装置转换成电压时，馈送到象素的电流不流入发光元件。因此，从被馈送的电流转换的电压达到稳定所需的时间不受发光元件电容器的影响。比之图27B所示的象素，本发明的象素在稳定从被馈送的电流转换的电压方面更迅速，从而能够在更短的时间周期内写入电流，并防止了在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当各个象素之间的TFT特性变化时，本发明中象素之间发光元件的亮度起伏比在电压输入型发光器件中的更小。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
附图说明
在附图中：
图1是本发明的电流输入型象素的方框图；
图2是方框图，示出了本发明的发光器件的俯视图；
图3是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图4是输入到扫描线的信号的时间图；
图5A和5B是被驱动的象素的示意图；
图6是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图7A和7B是被驱动的象素的示意图；
图8是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图9A和9B是被驱动的象素的示意图；
图10是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图11是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图12是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图13A-13C示出了制造根据本发明的发光器件的方法；
图14A-14C示出了制造根据本发明的发光器件的方法；
图15A和15B示出了制造根据本发明的发光器件的方法；
图16示出了制造根据本发明的发光器件的方法；
图17是本发明的发光器件中的象素的俯视图；
图18A和18B是模拟驱动方法中信号线驱动电路的详图；
图19是扫描线驱动电路的方框图；
图20是数字驱动方法中信号线驱动电路的方框图；
图21是数字驱动方法中信号线驱动电路的详图；
图22是数字驱动方法中电流设定电路的电路图；
图23A-23C是本发明的发光器件的外观图和剖面图；
图24A-24H示出了采用本发明的发光器件的电子设备；
图25是电压输入型象素的电路图；
图26A和26B是常规电流输入型象素的电路图；
图27A和27B是常规电流输入型象素的方框图；
图28是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图29A和29B是被驱动的象素的示意图；
图30是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图31A和31B是被驱动的象素的示意图；
图32是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图33A和33B是被驱动的象素的示意图；
图34是本发明的发光器件中的象素的电路图；
图35A和35B是被驱动的象素的示意图；
图36是本发明的电流输入型象素的方框图；
图37A-37D是被驱动的象素的示意图；而
图38A-38D是被驱动的象素的示意图。
具体实施方式
实施方案模式1
图2是方框图，示出了本发明的发光平板的结构。100表示的是其中多个象素组成矩阵图形的象素部分。各个象素由101表示。102表示信号线驱动电路，而103表示扫描线驱动电路。
在图2中，信号线驱动电路102和扫描线驱动电路103被制作在形成象素部分100的同一个衬底上。但本发明不局限于此。信号线驱动电路102和扫描线驱动电路103可以被制作在不同于形成象素部分100的衬底上，并可以通过诸如FPC之类的连接件被连接到象素部分100。图2中的器件具有一个信号线驱动电路102和一个扫描线驱动电路103。但本发明不局限于此，信号线驱动电路102和扫描线驱动电路103的数目可以由设计者任意设定。
在本说明书中，连接意味着电连接，除非另有说明。
虽然在图2中未示出，但象素部分100具有信号线S1-Sx、电源线V1-Vx、第一扫描线G1-Gy、第二扫描线P1-Py、以及第三扫描线R1-Ry。信号线的数目和电源线的数目可以不总是相一致。第一扫描线的数目、第二扫描线的数目、以及第三扫描线的数目，可以不总是相一致。象素部分不必具有所有的这些布线，除了这些布线之外，也可以具有不同的布线。
电源线V1-Vx被保持在给定的电压。图2所示的结构是显示单色图象的发光器件的结构。但本发明的发光器件也可以是显示彩色图象的。在这种情况下，不是所有的电源线V1-Vx都保持在相同的电压电平下，而是一种颜色的电源线的电压不同于另一种颜色的电源线的电压。
在本说明书中，术语电压意味着到地的电位差，除非另有说明。
图3示出了图2中的象素101的详细结构。图3所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件104、以及存储电容器105。存储电容器105被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
在本说明书中，提供给n沟道晶体管的源的电压低于提供给其漏的电压。提供给p沟道晶体管的源的电压高于提供给其漏的电压。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到电源线Vi。晶体管Tr2的漏被连接到发光元件104的象素电极。
存储电容器105具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到电源线Vi。
发光元件104具有阳极和阴极。在本说明书中，若阳极用作象素电极，则阴极被称为反电极，而若阴极用作象素电极，则阳极被称为反电极。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4和Tr5。
接着，参照图4以及图5A和5B来描述本实施方案模式的发光器件的工作。有关具有本发明第一结构的发光器件的工作的描述被分成对各个线上的象素的写入周期Ta的描述以及显示周期Td的描述。图4是第一至第三扫描线的时间图。在此时间图中，扫描线被选择的周期，换言之，其栅被连接到被选择的扫描线的各个晶体管被开通的周期，用ON表示。另一方面，扫描线未被选择的周期，换言之，其栅被连接到扫描线的各个晶体管被关断的周期，用OFF表示。图5A和5B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
首先，在行1上的象素中开始写入周期Ta。当写入周期Ta开始时，第一扫描线G1和第二扫描线P1被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R1未被选择，故晶体管Tr5关断。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，电流以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动(以下称为信号电流Ic)。在本说明书中，信号电流Ic被称为信号电流。
图5A是在写入周期Ta中，当信号电流Ic相应于视频信号在信号线S i中流动时，象素101的示意图。106表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。107表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当信号电流Ic相应于视频信号在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。这意味着晶体管Tr2的漏电流与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于晶体管Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝Ic。
晶体管Tr2的漏电流I2于是流入发光元件104，流入发光元件的电流量根据恒流源107确定的信号电流Ic而被设定。发光元件104以相应于其接收的电流量的亮度发光。当流入发光元件的电流非常接近0时，或若发光元件接收沿反偏置方向流动的电流，发光元件104就不发光。
在行1上的象素中结束写入周期Ta之后，第一扫描线G1和第二扫描线P1不再被选择。此时，若第二扫描线P1的选择周期早于第一扫描线G1的选择周期结束，是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器105的电荷就通过Tr4泄漏。随后，在行2上的象素中开始写入周期Ta，且第一扫描线G2和第二扫描线P2被选择。这使行2上的各个象素中的晶体管Tr3和晶体管Tr4开通。由于第三扫描线R2未被选择，故晶体管Tr5处于关断状态。
然后，视频信号被输入到信号线驱动电路102，且信号电流Ic以相应于此视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。数量相应于信号电流Ic的电流流入到发光元件104中，发光元件104就以相应于接收到的电流量的亮度发光。
在行2上的象素中结束写入周期Ta之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始写入周期Ta，直至达到行Y上的象素。在各个写入周期Ta中，重复上述操作。
行1上的象素中的写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，第三扫描线R1被选择，行1上各个象素中的晶体管Tr5被开通。第一扫描线G1和第二扫描线P1未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。
图5B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到电源线Vi且接收恒定电压(电源电压)。
此外，在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。因此，晶体管Tr1的漏电流I1和晶体管Tr2的漏电流I2二者仍然保持在相应于信号电流Ic的数量设定下。由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1的漏电流I1和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件104中。发光元件104于是以相应于漏电流I1和漏电流I2之相加量的亮度发光。
然后，行2上象素中写入周期Ta的终止随之以行2上各象素中的显示周期Td的开始。然后，相似于行1上各象素的情况，第三扫描线R2被选择，晶体管Tr5被开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。漏电流I1和漏电流I2流入到发光元件104中，发光元件104就以相应于其接收到的电流总量的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件104以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。虽然发光元件在写入周期Ta中也以相应于漏电流I1量的亮度发光，但此光对灰度的影响被认为小得足以在实际显示平板中被忽略。这是因为例如在VGA级显示平板的情况下，其象素部分具有480行象素，一行象素的写入周期Ta短到一帧周期的1/480。当然，借助于考虑写入周期Ta中流入到发光元件中的电流对灰度的影响，可以修正信号电流Ic的数量。
在本发明第一结构的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着流入到发光元件中的电流不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr1的漏电流I1对晶体管Tr2的漏电流I2的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；即使当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏仍然小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
在本实施方案模式中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案模式不局限于此。在本发明第一结构的象素中，若在写入周期Ta中，Tr4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅从Tr1的漏被断开，这就足够了。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5在Ta中如图5A所示被连接，而在Td中如图5B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
实施方案模式2
图3所示是图2的发光器件的象素101的一种结构。本实施方案模式描述了此象素101的另一种结构。
图6示出了图2中的象素101的详细结构。图6所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、晶体管Tr6、发光元件214、以及存储电容器215。存储电容器215被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅电压，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到电源线Vi，而另一被连接到晶体管Tr1和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源，而另一被连接到发光元件214的象素电极。
晶体管Tr6的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到电源线，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1的漏被连接到电源线Vi。
存储电容器215具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4、Tr5和Tr6。但晶体管Tr5和Tr6由于其栅都被连接到第三扫描线Rj，故必须具有相同的极性。若晶体管Tr5和Tr6不被连接到相同的布线，则Tr5和Tr6可以具有不同的极性。
接着，描述本实施方案模式的发光器件的工作。与图3所示象素相似，有关具有图6象素的发光器件的工作的描述被分成写入周期Ta的描述以及显示周期Td的描述。
对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图7A和7B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图6的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
首先，在行1上的象素中开始写入周期Ta。当写入周期Ta开始时，第一扫描线G1和第二扫描线P1被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R1未被选择，故晶体管Tr5和Tr6处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图7A是在写入周期Ta中，当信号电流Ic在信号线Si中流动时，象素101的示意图。216表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。217表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当信号电流Ic在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。
在写入周期Ta中，晶体管Tr2的漏处于所谓浮置状态，其中漏不从其它布线或电源等接收电压。因此，在晶体管Tr2中没有漏电流流动。
在行1上的象素中结束写入周期Ta之后，第一扫描线G1和第二扫描线P1不再被选择。此时，若第二扫描线P1的选择周期早于第一扫描线G1的选择周期结束，是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器215的电荷就通过Tr4泄漏。随后，在行2上的象素中开始写入周期Ta，第一扫描线G2和第二扫描线P2被选择。这使行2上的各个象素中的晶体管Tr3和晶体管Tr4开通。由于第三扫描线R2未被选择，故晶体管Tr5和Tr6处于关断状态。
然后，视频信号被输入到信号线驱动电路102，且信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。晶体管Tr1的栅电压根据信号电流Ic而被确定。
在行2上的象素中结束写入周期Ta之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始写入周期Ta，直至达到行Y上的象素。在各个写入周期Ta中，重复上述操作。
行1上的象素中的写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，第三扫描线R1被选择，行1上各个象素中的晶体管Tr5和Tr6被开通。第一扫描线G1和第二扫描线P1未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。
图7B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的漏被连接到电源线Vi且接收恒定电压(电源电压)。
在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。因此，与晶体管Tr1相同电平的栅电压被提供给晶体管Tr2。由于晶体管Tr6被开通，且晶体管Tr2的漏被连接到电源线Vi，故晶体管Tr2的漏电流与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝I1＝Ic。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1的漏电流I1和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件214中作为流入到发光元件中的电流。因此，在显示周期Td中，是为漏电流I1和漏电流I2之和的电流流入到发光元件214中，发光元件214就以相应于其接收的电流的亮度发光。
在行1上的象素中开始显示周期Td之后，在行2的象素中开始显示周期Td。相似于行1上象素的情况，第三扫描线R2被选择，从而将晶体管Tr5和Tr6开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。发光元件214于是以相应于漏电流I1和漏电流I2之相加量的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件214以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
在本发明第一结构的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着流入到发光元件中的电流不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr1的漏电流I1对晶体管Tr2的漏电流I2的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
在本实施方案模式中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案模式不局限于此。在本发明第一结构的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅可以从Tr1的漏被断开，这就足够了。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5、Tr6在Ta中如图7A所示被连接，而在Td中如图7B所示被连接，就足够了。G j、P j、R j是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
晶体管Tr5被提供来在写入周期Ta中使信号电流Ic的数值和晶体管Tr1的漏电流I1的数值彼此接近。不总是必须晶体管Tr5的源和漏之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源而另一被连接到发光元件214的象素电极。若在写入周期Ta中，晶体管Tr5被连接到其它布线或元件，使晶体管Tr2的源被连接到发光元件214的象素电极或信号线Si，这就足够了。
简而言之，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
实施方案模式3
图3和6所示是图2的发光器件的象素101的结构。本实施方案模式描述了此象素101的另一种结构。本实施方案模式是借助于改变图6中的Tr5和Tr6的位置而得到的。作为变通，可以仅仅改变Tr5和Tr6之一的位置。
图8示出了图2所示象素101的详细结构。图8所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、晶体管Tr6、发光元件224、以及存储电容器225。存储电容器225被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅电压，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到电源线Vi，而另一被连接到晶体管Tr1和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr6的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的源，而另一被连接到发光元件224的象素电极。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的源，而另一被连接到发光元件224的象素电极。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的漏被连接到电源线Vi。
存储电容器225具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到晶体管Tr1的源。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4、Tr5和Tr6。但晶体管Tr5和Tr6由于其栅都被连接到第三扫描线Rj，故必须具有相同的极性。若晶体管Tr5和Tr6的栅不被连接到相同的布线，则Tr5和Tr6可以具有不同的极性。
接着，描述本实施方案模式的发光器件的工作。与图3和6所示象素相似，有关具有图8象素的发光器件的工作的描述被分成写入周期Ta的描述以及显示周期Td的描述。
对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图9A和9B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图8的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
首先，在行1上的象素中开始写入周期Ta。当写入周期Ta开始时，第一扫描线G1和第二扫描线P1被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R1未被选择，故晶体管Tr5和Tr6处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图9A是在写入周期Ta中，当信号电流Ic在信号线Si中流动时，象素101的示意图。226表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。227表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当信号电流Ic在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
在写入周期Ta中，晶体管Tr2的源处于所谓浮置状态，其中，由于晶体管Tr6处于关断状态，故源不从其它布线或电源等接收电压。因此，在晶体管Tr2中没有漏电流流动。
在行1上的象素中结束写入周期Ta之后，第一扫描线G1和第二扫描线P1不再被选择。此时，若第二扫描线P1的选择周期早于第一扫描线G1的选择周期结束，是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器225的电荷就通过Tr4泄漏。随后，在行2上的象素中开始写入周期Ta，第一扫描线G2和第二扫描线P2被选择。这使行2上的各个象素中的晶体管Tr3和晶体管Tr4开通。由于第三扫描线R2未被选择，故晶体管Tr5和Tr6处于关断状态。
然后，视频信号被输入到信号线驱动电路102，且信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。晶体管Tr1的栅电压根据信号电流Ic而被确定。
在行2上的象素中结束写入周期Ta之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始写入周期Ta，直至达到行Y上的象素。在各个写入周期Ta中，重复上述操作。
行1上的象素中的写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，第三扫描线R1被选择。因此，行1上各个象素中的晶体管Tr5和Tr6被开通。第一扫描线G1和第二扫描线P1未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。
图9B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到电源线Vi且接收恒定电压(电源电压)。
在晶体管Tr1中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。由于晶体管Tr2的漏被连接到电源线Vi，故晶体管Tr2的漏电流I2与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝I1＝Ic。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1的漏电流I1和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件224中。因此，在显示周期Td中，是为漏电流I1和漏电流I2之和的电流流入到发光元件224中，发光元件224就以相应于其接收的电流的亮度发光。
在行1上的象素中开始显示周期Td之后，在行2的象素中开始显示周期Td。相似于行1上象素的情况，第三扫描线R2被选择，从而将晶体管Tr5和Tr6开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。发光元件224于是以相应于漏电流I1和漏电流I2之和的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件224以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
在本发明第一结构的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着流入到发光元件中的电流不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr1的漏电流I1对晶体管Tr2的漏电流I2的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素之间改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度和发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
在本实施方案模式中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案模式不局限于此。在本发明第一结构的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr 4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅可以从Tr1的漏被断开，这就足够了。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5、Tr6在Ta中如图9A所示被连接，而在Td中如图9B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
简而言之，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
实施方案模式4
本实施方案模式描述具有本发明第二结构的发光器件的象素结构。
图37A是本实施方案模式的象素的电路图。图37A-37D所示的象素具有晶体管Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6、发光元件6008、以及存储电容器6000。存储电容器6000被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅电压，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到端子6002。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到端子6001，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到端子6003。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到端子6001，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到端子6004。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr6的栅被连接到端子6007。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的漏，而另一被连接到发光元件6008的象素电极。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到端子6005。
存储电容器6000具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源。
发光元件6008的反电极被连接到端子6006。给定的电压从电源分别被施加到端子6005和6006，且端子之间的电位差被保持恒定。
在图37A中，Tr1和Tr2都是p沟道TFT。晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4-Tr6。可以借助于考虑施加到各个端子的电压来决定晶体管Tr3-Tr6的极性。
接着描述本实施方案模式的发光器件的工作。有关具有图37A所示象素的发光器件的工作的描述被分成写入周期Ta的描述以及显示周期Td的描述。
图37B是简化图，示出了在写入周期Ta开始时，图37A的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。在写入周期Ta开始时，Tr3-Tr5被开通，而Tr6被关断。信号电流Ic则以相应于输入到端子6001的视频信号的量分别在端子6001与端子6005之间流动。
信号电流Ic使漏电流I1在Tr1的源和漏之间流动而漏电流I2在Tr2的源和漏之间流动。换言之，信号电流Ic对应于漏电流I1与漏电流I2之和。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，Tr1因而工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流I1。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。
虽然Tr1和Tr2具有相同的栅电压，但若Tr1的μ、Co、W/L、VTH不同于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则I1和I2不总是彼此相等。
最好在写入周期Ta结束之前关断Tr4。图37C是简化图，示出了当Tr4被关断时，晶体管Tr1和Tr2如何被连接。这是因为若晶体管Tr3被首先关断，则存储电容器6000的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，晶体管Tr3-Tr5被关断，而晶体管Tr6被开通。
图37D是象素在显示周期Td中的示意图。在晶体管Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被存储电容器6000保持原样。由于晶体管Tr6处于开通状态，故晶体管Tr2的漏电流I2被馈送到发光元件6008。发光元件6008就以相应于其接收的电流量I2的亮度发光。换言之，发光元件6008以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光，各个象素的灰度因而决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
在本发明第二结构的象素中，若晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，则从驱动单元馈送到发光元件的电流量I2可能不保持在所希望的数值。但二个晶体管，亦即Tr1和Tr2，被一起用来将电流转换成电压，因此，被转换的电压能够被平均。由于从驱动单元馈送到发光元件的电流量I2相应于平均电压，故能够将特性改变造成的馈送到发光元件的电流量的起伏减小到图27A所示象素的起伏的一半。因此，在本发明中能够减小各个象素之间亮度的起伏。而且，馈送到象素的电流大于电流I2，因此能够缩短写入电流所需的时间。
在本发明的象素中，信号电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素之间改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度和发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
注意，晶体管Tr3、Tr4、Tr5和Tr6的连接不局限于图37A所示。若Tr3、Tr4、Tr5和Tr6被连接以确保Tr1和Tr2在各个周期中如图37B-37D所示那样被连接，就足够了。
具体地说，在写入周期开始时，如图37B所示，Tr1和Tr2的源都被连接到端子6005，而Tr1和Tr2的栅和漏被连接到端子6001。存储电容器的二个电极之一被连接到端子6005，而另一被连接到Tr1和Tr2的栅。如图37C所示，在写入周期结束之前，Tr1和Tr2的栅被彼此连接，Tr1和Tr2的源都被连接到端子6005，而Tr1和Tr2的漏被连接到端子6001。存储电容器的二个电极之一被连接到端子6005，而另一被连接到Tr2的栅。这使得存储电容器6000能够保持电荷。注意，Tr1和Tr2的栅不一定要彼此连接，只要保持存储电容器的电荷即可。若Tr1和Tr2的栅彼此不连接，则Tr1的栅可以被连接到Tr1的漏。
在显示周期中，如图37D所示，Tr1和Tr2的栅被彼此连接，Tr1和Tr2的源都被连接到端子6005，Tr1的漏或源被设定为浮置状态，而Tr2的漏被连接到发光元件的象素电极。存储电容器的二个电极之一被连接到端子6005，而另一被连接到Tr2的栅。Tr1和Tr2的栅可以不被彼此连接，在此情况下，Tr1的栅可以被连接到Tr1的漏。
例如，Tr3的源和漏之一必须被连接到端子6001，但另一不一定要被连接到Tr1的漏，而可以被连接到Tr2的漏。Tr4的源和漏之一必须被连接到Tr1和Tr2的栅，但另一不一定要被连接到端子6001，而可以被连接到Tr1的漏或Tr2的漏。Tr5的源和漏之一必须被连接到Tr2的漏，但另一不一定要被连接到Tr1的漏，而可以被连接到端子6001。
实施方案模式5
本实施方案模式描述具有本发明第二结构的发光器件的象素结构。
图38A是本实施方案模式的象素的电路图。图38A-38D所示的象素具有晶体管Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6、发光元件6108、以及存储电容器6100。存储电容器6100被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅电压，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到端子6102。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到端子6101，而另一被连接到晶体管Tr1的源。
晶体管Tr4的栅被连接到端子6103。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到端子6105，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到端子6104。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的源，而另一被连接到晶体管Tr2的源。
晶体管Tr6的栅被连接到端子6107。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的源，而另一被连接到发光元件6108的象素电极。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的漏都被连接到端子6105。
存储电容器6100具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的源。
发光元件6108的反电极被连接到端子6106。给定的电压从电源被施加到端子6105和6106，且端子之间的电位差被保持恒定。
在图38A中，Tr1和Tr2都是n沟道TFT。晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4-Tr6。可以借助于考虑施加到各个端子的电压来决定晶体管Tr3-Tr6的极性。
接着描述本实施方案模式的发光器件的工作。有关具有图38A所示象素的发光器件的工作的描述被分成写入周期Ta的描述以及显示周期Td的描述。
图38B是简化图，示出了在写入周期Ta开始时，图38A的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。在写入周期Ta开始时，Tr3-Tr5被开通，而Tr6被关断。信号电流Ic则以相应于输入到端子6101的视频信号的量在端子6101与端子6105之间流动。
信号电流Ic使漏电流I1在Tr1的源和漏之间流动而漏电流I2在Tr2的源和漏之间流动。换言之，信号电流Ic对应于漏电流I1与漏电流I2之和。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，Tr1因而工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流I1。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。
虽然Tr1和Tr2具有相同的栅电压，但若Tr1的μ、Co、W/L、VTH不同于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则I1和I2不总是彼此相等。
最好在写入周期Ta结束之前关断Tr4。图38C是简化图，示出了当Tr4被关断时，晶体管Tr1和Tr2如何被连接。这是因为若晶体管Tr3被首先关断，则存储电容器6100的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，晶体管Tr3-Tr5被关断，而晶体管Tr6被开通。
图38D是象素在显示周期Td中的示意图。在晶体管Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被存储电容器6100保持原样。由于晶体管Tr6处于开通状态，故晶体管Tr2的漏电流I2被馈送到发光元件6108。发光元件6108就以相应于其接收的电流量I2的亮度发光。发光元件6108以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光，各个象素的灰度因而决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
在本发明第二结构的象素中，若晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，则从驱动单元馈送到发光元件的电流量I2可能不保持在所希望的数值。但二个晶体管，亦即Tr1和Tr2，被用来将电流转换成电压，因此，被转换的电压能够被平均。由于从驱动单元馈送到发光元件的电流量I2相应于平均电压，故能够将特性改变造成的馈送到发光元件的电流量的起伏减小到图27A所示象素的起伏的一半。因此，在本发明中能够减小各个象素之间亮度的起伏。而且，馈送到象素的电流大于电流I2，因此能够缩短写入电流所需的时间。
在本发明的象素中，信号电流Ic在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素之间改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度和发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
晶体管Tr3、Tr4、Tr5和Tr6的连接不局限于图38A所示。若Tr3、Tr4、Tr5和Tr6被连接以确保Tr1和Tr2在各个周期中如图38B-38D所示那样被连接，就足够了。
具体地说，在写入周期开始时，如图38B所示，Tr1和Tr2的源都被连接到端子6101，而Tr1和Tr2的栅和漏被连接到端子6105。存储电容器的二个电极之一被连接到端子6101，而另一被连接到Tr1和Tr2的栅。如图38C所示，在写入周期结束之前，Tr1和Tr2的栅被彼此连接，而Tr1和Tr2的漏被连接到端子6105。存储电容器的二个电极之一被连接到Tr2的源，而另一被连接到Tr2的栅。这使得存储电容器6100能够保持电荷。Tr1和Tr2的栅不一定要彼此连接，只要保持存储电容器的电荷即可。若Tr1和Tr2的栅彼此不连接，则Tr1的栅可以被连接到Tr1的漏。
在显示周期中，如图38D所示，Tr1和Tr2的栅被彼此连接，Tr1和Tr2的漏被连接到端子6105，Tr1的源或漏被设定为浮置状态，且Tr2的源被连接到发光元件的象素电极。存储电容器的二个电极之一被连接到Tr2的源，而另一被连接到Tr2的栅。Tr1和Tr2的栅可以不被彼此连接，在此情况下，Tr1的栅可以被连接到Tr1的漏。
例如，Tr3的源和漏之一必须被连接到端子6101，但另一不一定要被连接到Tr1的源，而可以被连接到Tr2的源。Tr5的源和漏之一必须被连接到Tr2的漏，但另一不一定要被连接到Tr1的漏，而可以被连接到端子6101。
实施方案模式6
在实施方案模式1-5中已经描述了视频信号是模拟信号的情况。本发明的发光器件也可以用数字视频信号来驱动。
在使用数字视频信号的时间灰度驱动方法(数字驱动方法)中，写入周期Ta和显示周期Td在一帧周期中被重复，以显示一个图象。
例如，若要用n位视频信号来显示一个图象，则一帧周期至少具有n个写入周期和n个显示周期。n个写入周期(Ta1-Tan)和n个显示周期(Td1-Tdn)分别用于n位视频信号。
写入周期Tam(m是1-n范围内的任意数)随之以相同位数的显示周期，在此情况下是显示周期Tdm。一个写入周期Ta和一个显示周期Td一起构成一个子帧周期SF。第m位的写入周期Tam和显示周期Tdm构成一个子帧周期SFm。
子帧周期SF1-SFn的长度被设定为满足SF1∶SF2∶...∶SFn＝20∶21∶...∶2n-1。
发光元件在各个子帧周期中是否发光决定于被输入的数字视频信号的位。借助于控制发光元件在一帧周期中发光的各个显示周期的长度之和，能够控制象素的灰度。
显示周期长的子帧周期可以被分割成几个周期，以便改善图象显示的质量。日本专利申请No.2000-267164公开了如何分割子帧周期的细节。
时间灰度可以与面积比灰度进行组合。
在本发明的发光器件中，用于象素的晶体管可以是由单晶硅制成的晶体管，也可以是由多晶硅或非晶硅制成的薄膜晶体管。
下面将描述本发明的各个实施方案。
实施方案1
图3、6、8所示是图2的发光器件的象素101的结构。本实施方案描述了此象素101的另一种结构。
图10示出了图2中的象素101的详细结构。图10所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件234、以及存储电容器235。存储电容器235被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到电源线Vi。晶体管Tr2的漏被连接到发光元件234的象素电极。
存储电容器235具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到电源线Vi。
发光元件234具有阳极和阴极。在本说明书中，若阳极用作象素电极，则阴极被称为反电极，而若阴极用作象素电极，则阳极被称为反电极。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
晶体管Tr3-Tr5可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以集成为一种或二种布线。
相似于图3所示的象素，有关具有图10象素的发光器件工作的描述被分成对写入周期Ta的描述和对显示周期Td的描述。图10的象素在写入周期Ta和显示周期Td中以相同于参照图4以及图5A和5B在实施方案模式1中所述的图3象素的方式工作。因此，其描述在此处从略。
实施方案2
本实施方案描述了实施方案模式1的发光器件中的象素当晶体管Tr5的栅被连接到第一扫描线时的结构。
图11示出了图2中的象素101的详细结构。图11所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件244、以及存储电容器245。存储电容器245被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到电源线Vi。晶体管Tr2的漏被连接到发光元件244的象素电极。
存储电容器245具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到电源线Vi。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
在本实施方案中，晶体管Tr1和Tr2是p沟道晶体管。晶体管Tr1和Tr2也可以是n沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。
当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
在本实施方案中，晶体管Tr3的栅被连接到晶体管Tr5的栅。因此晶体管Tr3和Tr5具有不同的极性。
在本实施方案中，晶体管Tr3和Tr4都是n沟道晶体管。晶体管Tr3和Tr4也可以是p沟道晶体管。但晶体管Tr3和Tr4必须具有相同的极性。在本实施方案中，晶体管Tr3和Tr4的栅被连接到不同的布线，使写入周期结束时先关断Tr4，然后关断Tr3。借助于早于Tr3而关断晶体管Tr4，能够防止电荷通过晶体管Tr4从存储电容器245泄漏。
相似于图3所示的象素，有关具有图11象素的发光器件工作的描述被分成对写入周期Ta的描述和对显示周期Td的描述。图11的象素在写入周期Ta和显示周期Td中以相同于参照图5A和5B在实施方案模式1中所述的图3象素的方式工作。因此，其描述在此处从略。
在本实施方案的发光器件中，各个象素比实施方案模式1的发光器件中的象素少一个布线。因此，本实施方案能够提高制造工艺的成品率。孔径比也得到了改善，因而，若发光元件向着其上制作布线之类的衬底发光，则在消耗同等数量电流的情况下，屏幕更明亮。
实施方案3
本实施方案描述了实施方案模式1的发光器件中的象素当晶体管Tr3、Tr4、Tr5的栅被连接到同一个扫描线时的结构。
图12示出了图2中的象素101的详细结构。图12所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、扫描线Gj(G1-Gy之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件254、以及存储电容器255。存储电容器255被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到扫描线Gj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到扫描线Gj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr2的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到电源线Vi。晶体管Tr2的漏被连接到发光元件254的象素电极。
存储电容器255具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到电源线Vi。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
在本实施方案中，晶体管Tr1和Tr2是p沟道晶体管。晶体管Tr1和Tr2也可以是n沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。
当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
在本实施方案中，晶体管Tr3和Tr4都是n沟道晶体管，而晶体管Tr5是p沟道晶体管。晶体管Tr3-Tr5各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr3和Tr4必须具有相同的极性，而晶体管Tr5的极性必须与晶体管Tr3和Tr4的极性相反。
相似于图3所示的象素，有关具有图12象素的发光器件工作的描述被分成对写入周期Ta的描述和对显示周期Td的描述。图12的象素在写入周期Ta和显示周期Td中以相同于参照图5A和5B在实施方案模式1中所述的图3象素的方式工作。因此，其描述在此处从略。
在本实施方案的发光器件中，晶体管Tr4的源与漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅。但本发明不局限于此。在本本发明的象素中，若晶体管Tr4被连接到其它的元件或布线，使晶体管Tr1的栅在写入周期Ta中被连接到Tr1的漏，且晶体管Tr1的栅在显示周期Td中从Tr1的漏断开，则就足够了。简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5在Ta中如图5A所示被连接而在Td中如图5B所示被连接，则就足够了。
在本实施方案的发光器件中，各个象素比实施方案模式1的发光器件中的象素少2个布线。而且，各个象素比实施方案2的发光器件中的象素少1个布线。因此，本实施方案能够提高制造工艺的成品率。孔径比也得到了改善，因而，若发光元件向着其上制作布线之类的衬底发光，则在消耗同等数量电流的情况下，屏幕更明亮。
实施方案4
下面参照图13-17来描述根据本发明的制造发光器件的方法。在本实施方案中，描述了制造具有图3所示象素的发光器件的方法。注意，晶体管Tr3、Tr5、以及排列在象素部分外围的一个晶体管，将作为代表被详细地解释。虽然未特别示出晶体管Tr1、Tr2、Tr4，但有可能根据本实施方案的制造方法来制造它们。而且，除了图3所示的发光器件，利用本实施方案中所示的制造方法，还能够制造本发明的发光器件。关于驱动电路、CMOS电路的TFT，被示为简要描述的基本单元。
首先，如图13A所示，在由诸如以Coning公司#7059玻璃和#1737玻璃为代表的钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃之类的玻璃制成的衬底5001上，制作由诸如氧化硅膜、氮化硅膜、或氮氧化硅膜之类的绝缘膜组成的基底膜5002。例如，用等离子体CVD方法，从SiH4、NH3、N2O制作厚度为10-200nm(最好是50-100nm)的氮氧化硅膜5002a。同样，从SiH4和N2O制作的厚度为50-200nm(最好是100-150nm)的氢化氮氧化硅膜被层叠其上。在本实施方案中，基底膜5002具有双层结构，但也可以被制作成上述一种绝缘膜的单层膜或具有2层以上的上述绝缘膜的叠层膜。
从借助于在具有非晶结构的半导体膜上执行激光晶化方法或熟知的热晶化方法得到的结晶半导体膜，制作小岛状半导体层5003-5006。这些小岛状半导体层5003-5006的厚度各为25-80nm(最好是30-60nm)。对结晶半导体膜的材料没有限制，但结晶半导体膜最好由硅、硅锗(SiGe)合金等组成。
当要用激光晶化方法来制作结晶半导体膜时，采用脉冲振荡型或连续发光型的准分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器。当采用这些激光器时，最好使用从激光振荡器辐射的激光束被光学系统会聚成线状然后辐照到半导体膜的方法。晶化条件由操作人员适当地选择。当采用准分子激光器时，脉冲振荡频率被设定为300Hz，而激光能量密度被设定为每平方厘米100-400mJ(典型为每平方厘米200-300mJ)。当采用YAG激光器时，脉冲振荡频率最好利用其二次谐波设定为30-300kHz，而激光能量密度最好被设定为每平方厘米300-600mJ(典型为每平方厘米350-500mJ)。会聚成线状且宽度为100-1000微米例如400微米的激光束，被辐照到整个衬底表面。此时，线状激光束的重叠比被设定为50-90％。
注意，可以采用连续振荡型或脉冲振荡型的气体激光器或固体激光器。诸如准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器之类的气体激光器以及诸如YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YALO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、紫翠玉激光器、掺Ti的蓝宝石激光器之类的固体激光器，能够被用作激光束。诸如其中掺有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YALO3激光器之类的晶体，也能够被用作固体激光器。激光器的基波根据掺杂的材料而不同，从而得到基波约为1微米的激光束。利用非线性光学元件，能够得到对应于基波的谐波。
当进行非晶半导体膜的晶化时，为了得到大晶粒晶体，最好用能够连续振荡的固体激光器来施加基波的二次谐波到四次谐波。典型地说，最好施加掺Nd的YVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(厚度为532nm)或三次谐波(厚度为355nm)。具体地说，利用非线性光学元件，输出为10W的连续振荡型YVO4激光器发射的激光束被转换成谐波。并且发射谐波的方法借助于施加进入共振腔内的YVO4晶体和非线性光学元件。然后，更优选的是，用光学系统将激光束成形为具有矩形或椭圆形形状，从而辐照待要处理的衬底。此时，需要大约每平方厘米0.01-100MW(最好是每平方厘米01.-10MW)的能量密度。半导体膜以大约10-2000cm/s的速率相对于相应激光束移动，以便辐照半导体膜。
接着，制作覆盖小岛状半导体层5003-5006的栅绝缘膜5007。用等离子体CVD方法或溅射方法，由包含硅的绝缘膜形成栅绝缘膜5007，厚度为40-150nm。在本实施方案中，栅绝缘膜5007由氮氧化硅膜形成，厚度为120nm。但栅绝缘膜不局限于这种氮氧化硅膜，而可以是包含硅的具有单层或叠层结构的其它绝缘膜。例如，当采用氧化硅膜时，用等离子体CVD方法混合TEOS(原硅酸四乙酯)和O2，反应压力被设定为40Pa，衬底温度被设定为300-400℃，而高频(13.56MHz)功率密度被设定为每平方厘米0.5-0.8W来放电。于是能够利用放电来形成氧化硅膜。以这种方式制造的氧化硅膜在400-500℃下热退火则能够得到很好的栅绝缘膜特性。
在栅绝缘膜5007上制作用来形成栅电极的第一导电膜5008和第二导电膜5009。在本实施方案中，厚度为50-100nm的第一导电膜5008由Ta组成，而厚度为100-300nm的第二导电膜5009由W组成。
利用溅射方法制作Ta膜，而Ta靶用Ar溅射。在此情况下，当适量的Xe和Kr被加入到Ar中时，Ta膜的内应力被释放，从而能够防止膜的剥离。α相Ta膜的电阻率约为20μΩcm，因而此Ta膜能够被用于栅电极。但β相Ta膜的电阻率约为180μΩcm，因而不适合于用作栅电极。当晶体结构接近α相Ta的厚度为10-50nm的氮化钽被预先制作成Ta膜的基底以便形成α相Ta膜时，能够容易地得到α相Ta膜。
用溅射方法，以W为靶来制作W膜。而且，用热CVD方法，用六氟化钨(WF6)也能够制作W膜。无论在何种情况下，为了用这种膜作为栅电极，都必须降低电阻。将W膜的电阻率设定为等于或小于20μΩcm，是可取的。当W膜晶粒的尺寸被增大时，能够降低W膜的电阻率。但当W膜中有许多诸如氧之类的杂质元素时，晶化受到阻碍，电阻率从而增大。因此，在溅射方法的情况下，采用纯度为99.9999％或99.99％的W靶，并借助于充分注意不使杂质从气相混入到被制作的W膜，来制作W膜。这样就能够实现9-20μΩcm的电阻率。
在本实施方案中，第一导电膜5008由Ta组成，而第二导电膜5009由W组成。但本发明不局限于此。各个导电膜也可以由选自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu的元素、或以这些元素作为主要成分的合金材料或化合物材料组成。而且，也可以采用以掺有诸如磷的杂质元素的多晶硅为代表的半导体膜。本实施方案所示之外的组合包括：第一导电膜5008由氮化钽(TaN)组成而第二导电膜5009由W组成的组合；第一导电膜5008由氮化钽(TaN)组成而第二导电膜5009由Al组成的组合；以及第一导电膜5008由氮化钽(TaN)组成而第二导电膜5009由Cu组成的组合。
接着，由抗蚀剂形成掩模5010，并执行用来形成电极和布线的第一腐蚀处理。在本实施方案中，采用ICP(感应耦合等离子体)腐蚀方法，CF4和Cl2被混合成腐蚀气体。在1Pa的压力下，将500W的RF(13.56MHz)功率施加到线圈型电极以便产生等离子体。100W的RF(13.56MHz)功率还被施加到衬底侧(样品台)，并施加明显负的自偏压。当CF4和Cl2被混合时，W膜和Ta膜被腐蚀同样程度。
在上述腐蚀条件下，第一导电层和第二导电层的末端被施加到衬底侧的偏置电压借助于使由抗蚀剂组成的掩模形成为适当的形状的作用而形成为锥形。锥形部分的角度被设定为15-45度。最好增加大约10-20％的腐蚀时间，以便执行腐蚀而不在栅绝缘膜上留下残留物。由于氮氧化硅膜对W膜的选择比为2-4(典型为3)，故氮氧化硅膜的暴露表面被过腐蚀过程腐蚀大约20-50nm。这样，利用第一腐蚀处理，就形成了由第一和第二导电层组成的第一形状的导电层5011-5016(第一导电层5011a-5016a和第二导电层5011b-5016b)。栅绝缘膜5007中未被第一形状的导电层5011-5016覆盖的区域被腐蚀大约20-50nm，致使形成减薄的区域(图13B)。
然后，借助于执行第一掺杂处理，加入提供n型导电性的杂质元素。掺杂方法可以是离子掺杂方法或离子注入方法。离子掺杂方法的执行条件是剂量被设定为每平方厘米1×1013-5×1014，而加速电压被设定为60-100keV。属于VA族的元素，典型为磷(P)或砷(As)，被用作提供n型导电性的杂质元素。但此处采用磷(P)。在此情况下，导电层5011-5014用作对提供n型导电性的杂质元素的掩模，从而以自对准方式形成第一杂质区5017-5024。提供n型导电性的杂质元素以每立方厘米1×1020-1×1021原子的浓度被加入到第一杂质区5017-5024(图13B)。
接着执行第二腐蚀处理而不清除图13C所示的抗蚀剂掩模。用CF4、Cl2和O2作为腐蚀气体来选择性地腐蚀W膜。用第二腐蚀处理来形成第二形状的导电层5026-5031(第一导电层5026a-5031a和第二导电层5026b-5031b)。栅绝缘膜5007的未被第二形状的导电层5026-5031覆盖的区域，被进一步腐蚀大约20-50nm，致使形成减薄的区域。
可以从产生的原子团或离子质点以及反应产物的蒸汽压来设想利用CF4和Cl2的混合气体的W膜或Ta膜腐蚀过程中的腐蚀反应。当比较W和Ta的氟化物和氯化物的蒸汽压时，作为W的氟化物的WF6的蒸汽压极端高，而其它的WCl5、TaF5、TaCl5的蒸汽压彼此大致相等。因此，W膜和Ta膜都被CF4和Cl2的混合气体腐蚀。但当适量的O2被加入到这一混合气体时，CF4与O2反应形成CO和F，致使产生大量F原子团或F离子。结果，其氟化物具有高蒸汽压的W膜的腐蚀速度被提高。与此相反，当F增加时，Ta膜的腐蚀速度增加比较小。由于Ta比W容易氧化，故Ta膜的表面由于O2的加入而被氧化。由于没有Ta的氧化物与氟或氯反应，故Ta膜的腐蚀速度被进一步降低。因此，有可能在W膜与Ta膜之间造成腐蚀速度的差别，致使W膜的腐蚀速度能够被设定成高于Ta膜的腐蚀速度。
如图14A所示，然后执行第二掺杂处理。在此情况下，借助于将剂量降低到低于第一掺杂处理，以低于第一掺杂处理的剂量在高的加速电压下，提供n型导电性的杂质元素被掺杂。例如，加速电压被设定为70-120keV，而剂量被设定为每平方厘米1×1013。于是，在图13B中小岛状半导体层中形成的第一杂质区内就形成新的杂质区。在掺杂过程中，第二形状的导电层5026-5029被用作对杂质元素的掩模，并执行掺杂，致使杂质元素也被加入到第一导电层5026a-5029a下侧区域。于是形成第三杂质区5032-5035。第三杂质区5032-5035包含具有与第一导电层5026a-5029a锥形部分厚度梯度一致的缓慢浓度梯度的磷(P)。在第一导电层5026a-5029a锥形部分重叠的半导体层中，第一导电层5026a-5029a锥形部分的中心附近的杂质浓度比边沿处稍许更低。但差别非常轻微，从而在整个半导体层中保持了几乎完全相同的杂质浓度。
然后如图14B所示执行第三腐蚀处理。CHF6被用作腐蚀气体，并采用反应离子刻蚀(RIE)。通过第三腐蚀处理，第一导电层5026a-5029a的锥形部分被部分腐蚀，减小了第一导电层重叠于半导体层的区域。这样形成的是第三形状导电层5037-5042(第一导电层5037a-5042a和第二导电层5037b-5042b)。此时，未被第三形状导电层5037-5042覆盖的栅绝缘膜5007区域，被进一步腐蚀并减薄大约20-50nm。
通过第三腐蚀处理，形成了第三杂质区5032-5035。分别重叠于第一导电层5037a-5040a的第三杂质区5032a-5035a以及第二杂质区5032b-5036b，各自形成在第一杂质区与第三杂质区之间。
如图14C所示，在用来形成p沟道TFT的小岛状半导体层5004-5006中，制作导电类型与第一导电类型相反的第四杂质区5043-5054。第三形状导电层5038b-5040b被用作对杂质元素的掩模，并以自对准方式形成杂质区。此时，用来制作n沟道TFT和布线部分5041和5042的小岛状半导体层5003和5005，被抗蚀剂掩模5200整个覆盖。杂质区5043-5054已经被掺有不同浓度的磷。通过离子掺杂方法，杂质区5043-5054被双硼烷(B2H6)掺杂，其各个杂质区中的杂质浓度被设定为每立方厘米2×1020-2×1021原子。
通过上述各个步骤，在各个小岛状半导体层中就形成了各个杂质区。重叠于小岛状半导体层的第三形状导电层5037-5040用作栅电极。参考号5042用作小岛状第一扫描线。参考号5041用作连接小岛状第三扫描线与第三形状导电层5040的布线。
在清除抗蚀剂掩模5200之后，执行对加入到小岛状半导体层的杂质元素的激活步骤，以便控制导电类型。利用热退火方法，用退火炉子来执行这一工艺。也可以使用激光退火方法或快速热退火方法(RTA方法)。在热退火方法中，在400-700℃，典型为500-600℃的温度下，于氧浓度等于或小于1ppm最好是等于或小于0.1ppm的氮气气氛中，执行此工艺。在本实施方案中，在500℃的温度下执行4小时热处理。当用于第三形状导电层5037-5042的布线材料的抗热性差时，最好在形成层间绝缘膜(以硅作为主要成分)之后执行激活，以便保护布线等。当采用激光退火方法时，可以采用晶化过程中所用的激光器。当执行激活时，移动速度如晶化处理那样设定，并需要大约每平方厘米0.01-100MW的能量密度(最好是每平方厘米0.01-10MW)。
而且，在300-450℃的温度下，于含有3-100％的氢的气氛中，执行1-12小时热处理，致使小岛状半导体层被氢化。此步骤是为了用热激发的氢来终止半导体层的悬挂键。作为另一种氢化手段，也可以执行等离子体氢化(利用等离子体激发的氢)。
接着，如图15A所示，以氮氧化硅膜制作厚度为100-200nm的第一层间绝缘膜5055。在第一层间绝缘膜上制作由有机绝缘材料组成的第二层间绝缘膜5056。然后，制作通过第一层间绝缘膜5055、第二层间绝缘膜5056、栅绝缘膜5007的接触孔。图形化并制作各个布线5057-5062。然后，图形化并制作与连接布线相接触的象素电极5064。
以有机树脂为材料的膜被用作第二层间绝缘膜5056。聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并环丁烯)等可以被用作这种有机树脂。特别是由于第二层间绝缘膜5056主要是为了整平而提供的，故在整平薄膜方面优异的丙烯酸是优选的。在本实施方案中，形成了厚度能够充分匀平TFT引起的高程差的丙烯酸膜。其膜厚最后被设定为1-5微米(设定为2-4微米更好)。
在接触孔的制作中，制作了达及n型杂质区5017、5018、5021、5022或p型杂质区5043、5048、5049、5054的接触孔、达及布线5042(未示出)的接触孔、达及电流源线(未示出)的接触孔以及达到栅电极(未示出)的接触孔。
而且，三层结构的叠层膜被图形化成所需的形状，并被用作布线(包括连接布线和信号线)5057-5062。在这种三层结构中，用溅射方法连续地制作厚度为100nm的Ti膜、厚度为300nm的含Ti的铝膜、以及厚度为150nm的Ti膜。当然，也可以采用其它的导电膜。
在本实施方案中，厚度为110nm的ITO膜被制作成象素电极5064，并被图形化。借助于安排象素电极，使此象素电极5064与连接电极5062相接触并与此连接布线相重叠而制作接触。而且，也可以采用借助于将2-20％的氧化锌与氧化铟进行混合而提供的透明导电膜。象素电极5064成为发光元件的阳极(图15A)。
图17示出了到如图15A所示步骤为止此时象素的俯视图。顺便说一下，为了各个布线和半导体层位置清晰起见，省略了有关绝缘膜和层间绝缘膜的解释。沿图17中A-A’线的剖面图对应于图15A中沿A-A’线的部分。沿图17中B-B’线的剖面图对应于图15A中沿B-B’线的部分。而且沿图17中C-C’线的剖面图被示于图16。
晶体管Tr3包含半导体层5005和连接到第一扫描线Gj(5042)的栅电极5039。制作在半导体层5005上的杂质区5021(图17中未特别示出)被连接到信号线Si(5060)，而杂质区5022(图17中未特别示出)被连接到布线5061。
晶体管Tr4具有半导体层5100和栅电极5101。制作在半导体层5100上的二个杂质区(图17中未特别示出)分别被连接到布线5107和信号线Si5060。而且，栅电极5101被连接到布线5107，而布线5107被连接到第二扫描线Pj。
晶体管Tr1具有半导体层5103和栅电极5104。制作在半导体层5103上的二个杂质区(图17中未特别示出)分别被连接到电源线Vi(5110)和布线5061。而且，栅电极5104被连接到电容器电极5109。
晶体管Tr2具有半导体层5105和栅电极5106。制作在半导体层5105上的二个杂质区(图17中未特别示出)分别被连接到电源线Vi(5110)和布线5062。而且，栅电极5106被连接到电容器电极5109。
晶体管Tr5具有半导体层5006和栅电极5040。制作在半导体层5006上的二个杂质区(图17中未特别示出)分别被连接到布线5061和布线5062。而且，栅电极5040通过布线5041被连接到第三扫描线Rj。
布线5062被连接到象素电极5064。
参考号5108是为在半导体层上制作电容器而加入杂质的半导体层。电容器的半导体层通过栅绝缘膜5007(图17中未特别示出)与电容器电极5109重叠。电容器电极5109通过第一层间绝缘膜5055和第二层间绝缘膜5056与电源线Vi(5110)重叠。而且，电源线Vi(5110)经由制作在第一层间绝缘膜5055和第二层间绝缘膜5056上的接触孔，与包含在电容器的半导体层5108上的杂质区5111连接。
如图15B所示，接着制作含硅的厚度为500nm的绝缘膜(本实施方案中为氧化硅膜)。制作第二层间绝缘膜5056用作堤坝，其中在对应象素电极5064的位置制作了窗口。当制作窗口时，窗口的侧壁由于使用湿法腐蚀方法容易被倾斜。当窗口的侧壁不够平缓时，高程差引起的有机发光层的退化就成为值得注意的问题。
接着，在不暴露于大气的情况下，用真空蒸发方法连续地制作有机发光层5066和阴极(MgAg电极)5067。有机发光层5066的厚度为80-200nm(典型为100-120nm)，而阴极5067的厚度为180-300nm(典型为200-250nm)。
在这一工艺中，对对应于红色的象素、对应于绿色的象素、以及对应于蓝色的象素，相继制作有机发光层。在此情况下，由于有机发光层的抗分解性不足，故必须分别制作各个颜色的有机发光层，而不用光刻技术。因此，最后用金属掩模覆盖所需象素以外的部分，使有机发光层仅仅被选择性地制作在要求的部位中。
亦即，首先建立覆盖除了对应于红色象素之外的所有部分的掩模，并用此掩模选择性地制作发射红光的有机发光层。接着，建立覆盖除了对应于绿色象素之外的所有部分的掩模，并用此掩模选择性地制作发射绿光的有机发光层。接着，相似地建立覆盖除了对应于蓝色象素之外的所有部分的掩模，并用此掩模选择性地制作发射蓝光的有机发光层。此处使用了不同的掩模，但也可以重复地使用同一个掩模。
此处，使用了用来制作对应于R、G、B的3种发光元件的系统。但也可以使用用来发射白光的发光元件与彩色滤光片相组合的系统、用来发射蓝光或蓝绿光的发光元件与荧光物质(荧光彩色转化媒质CCM)相组合的系统、利用透明电极用来以阴极(反电极)与分别对应于R、G、B的发光元件重叠的系统等。
已知的材料能够被用作有机发光层5066。考虑到驱动电压，最好采用有机材料作为已知材料。例如，有空穴注入层、空穴输运层、发光层、以及电子注入层组成的4层结构最好被用于有机发光层。
接着，利用金属掩模制作阴极5067。本实施方案采用MgAg作为阴极5067，但不局限于此。其它的已知材料也可以被用作阴极5067。
最后，制作厚度为300nm的由氮化硅膜组成的钝化膜5068。钝化膜5068起保护有机发光层5066免受潮气的作用。这样就能够进一步改善发光元件的可靠性。
这就完成了具有图15B所示结构的发光器件。
借助于除了将结构最佳的TFT安排在象素部分之外还安排在驱动电路部分，本实施方案中的发光器件具有非常高的可靠性和改进了的工作特性。而且，在晶化过程中，借助于加入Ni之类的金属催化剂，还能够改善结晶性。这样，信号线驱动电路的驱动频率就能够被设定为10MHz或以上。
首先，具有用来降低热载流子注入以便尽可能不降低工作速度的结构的TFT被用作组成驱动电路部分的CMOS电路的n沟道TFT。此处，驱动电路包括移位寄存器、缓冲器、电平移位器、行顺序驱动锁存器、点顺序驱动传输门等。
在本实施方案的情况下，n沟道TFT的有源层包括源区(源)、漏区(漏)、通过栅绝缘膜与栅电极重叠的重叠LDD区(LOV区)、通过栅绝缘膜与栅电极不重叠的偏离LDD区(LOFF区)、以及沟道形成区。
CMOS电路的p沟道TFT中的热载流子注入引起的退化几乎可忽略。因此，不必在p沟道TFT中特别形成LDD区。但相似于n沟道TFT，可以在p沟道TFT中形成LDD区作为热载流子对抗措施。
而且，当在驱动电路中采用电流通过沟道形成区双向流动的CMOS电路，亦即其中源和漏的作用被交换的CMOS电路时，构成CMOS电路的n沟道TFT最好形成LDD区，使沟道形成区被夹在LDD区之间。作为这样一种例子，提供了点顺序驱动中所用的传输门。当要求尽可能降低关态电流数值的CMOS电路被用于驱动电路时，组成CMOS电路的n沟道TFT最好具有LOV区。还能够提供用于点顺序驱动的传输门作为这种例子。
实际上，用高度气密的几乎不透气的保护膜(例如叠层膜和紫外固化树脂膜)或透光密封材料对达到图15B状态的器件进行封装，以便进一步避免暴露于外界空气。密封内部空间可以安排惰性气氛，或可以放置吸湿性物质(例如氧化钡)，以便改进发光元件的可靠性。
在通过封装或其它处理确保气密性之后，连接件(柔性印刷电路FPC)被固定，以便连接外部信号端子与从制作在衬底上的元件或电路引出的端子。在本说明书中，处于能够被发货状态下的器件被称为显示器件。
而且，根据本实施方案所示的工艺，能够减少制造发光器件所需的光掩模的数目。结果，能够减少工艺，这有助于降低制造成本并提高产率。
制造本发明的发光器件的方法不局限于制造本实施方案所述的发光器件的方法。因此，可以用已知的方法制造本发明的发光器件。
借助于与实施方案1-3进行自由组合，能够执行本实施方案。
实施方案5
在本实施方案中，将解释利用模拟驱动方法驱动的根据本发明的发光器件的驱动电路(信号线驱动电路和扫描线驱动电路)的构造。
图18A是本实施方案的信号线驱动电路401的方框图。参考号402是移位寄存器，参考号403是缓冲器，参考号404是取样电路，而参考号405是电流转换电路。
时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)被输入到移位寄存器402。在时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)被输入到移位寄存器402的情况下，产生时间信号。
产生的时间信号被缓冲器403放大或缓冲放大，以便输入到取样电路404。而且，借助于提供电平移位器代替缓冲器，也能够放大时间信号。而且，缓冲器和电平移位器二者都可以提供。
图18B示出了取样电路404和电流转换电路405的具体构造。取样电路404在端子410处与缓冲器403连接。取样电路404配备有多个开关411。而且，模拟信号从视频信号线406被输入到取样电路404。开关411与时间信号同步地对模拟视频信号进行取样，以便将其输入到下一级的电流转换电路405。虽然图18B仅仅示出了与取样电路404的一个开关连接的电流转换电路的构造，但图18B所示的电流转换电路405被连接在各个开关411的下一级中。
虽然在本实施方案中仅仅一个晶体管被用于开关411，但任何能够与时间信号同步地对模拟视频信号进行取样的开关都能够被用作开关411，因而不局限于本实施方案的构造。
被取样的模拟视频信号，被输入到电流转换电路405的电流输出电路412。电流输出电路412输出数值对应于被输入的视频信号的电压的电流(信号电流)。虽然在图18中电流输出电路用放大器和晶体管提供，但本发明不局限于这种构造，而是能够采用任何能够输出数值对应于输入信号的电流的电路。
信号电流被输入到电流转换电路405的复位电路417。复位电路417具有二个模拟开关413和414、倒相器416、以及电源415。
复位信号(Res)被输入到模拟开关414，而被倒相器416倒相的复位信号(Res)被输入倒模拟开关413。然后，模拟开关413和模拟开关414各与被倒相的复位信号和复位信号同步地工作，致使一个开通，另一个关断。
在模拟开关413开通的情况下，信号电流被输入到相应的信号线。相反，在模拟开关414开通的情况下，电源415的电位被提供给信号线，致使信号线被复位。电源415的电压最好与提供给象素的电源线的电压基本上相同。且当信号线被复位时，馈送到信号线的电流最好尽可能接近0。
信号线最好在回扫行周期内被复位。但也可能根据需要在不是回扫行周期内被复位，只要不是显示图象的周期即可。
顺便说一下，诸如译码器电路之类的能够选择信号线的其它电路也可以被用来代替移位寄存器。
接着描述扫描线驱动电路的构造。
图19是方框图，示出了扫描线驱动电路641的构造。扫描线驱动电路641具有移位寄存器642和缓冲器643。而且，扫描线驱动电路641还可以根据情况而具有电平移位器。
在扫描线驱动电路641中，当时钟信号(CLK)和起始脉冲(SP)被输入到移位寄存器642时，产生时间信号。此时间信号在缓冲器643处被缓冲放大，时间信号从而被提供给扫描线。
一行象素的晶体管的栅被连接到扫描线。一行象素部分晶体管必须同时都处于开通状态。其中能够流动大电流的电路因而被用于缓冲器643。
注意，诸如译码器电路之类的能够选择扫描线的其它电路也可以被用来代替移位寄存器。
注意，第一到第三扫描线的电压可以被对应于各个扫描线的多个扫描线驱动电路控制。某些扫描线或所有扫描线的电压也可以被一个扫描线驱动电路控制。
用来驱动本发明的发光器件的信号线驱动电路和扫描线驱动电路的构造不局限于本实施方案所示的那些。本实施方案的构造能够被自由地执行为与实施方案1-4的组合。
实施方案6
在本实施方案中，将解释利用本发明的数字驱动方法驱动的发光器件的信号线驱动电路的构造。扫描线驱动电路的构造可以与实施方案5中的相同，其具体解释因而在本实施方案中从略。
图20是方框图，示出了信号线驱动电路601的构造。参考号602是移位寄存器，参考号603是存储电路A，参考号604是存储电路B，而参考号605是恒流电路。
时钟信号CLK和起始脉冲信号SP被输入到移位寄存器602。而且，数字视频信号被输入到存储电路A603。而锁存信号被输入到存储电路B604。从恒流电路605输出的信号电流Ic被输入到信号线。
图21示出了信号线驱动电路601的更详细的构造。
根据从预定布线输入到移位寄存器602的时钟信号CLK和起始脉冲信号SP，产生时间信号。时间信号被输入到存储电路A 603的各个多个锁存器A(LATA-1-LATA-x)。此时，移位寄存器602产生的时间信号也有可能在被缓冲器等缓冲放大之后，被输入到存储电路A 603的各个多个锁存器A(LATA-1-LATA-x)。
在时间信号被输入到存储电路A 603的情况下，待要输入到视频信号线610的一位数字视频信号，与时间信号同步地相继被写入各个多个锁存器A(LATA-1-LATA-x)，以便存储。
虽然在本实施方案中，在数字视频信号引到存储电路A 603时，数字视频信号被连续地输入到存储电路A 603的多个锁存器A(LATA-1-LATA-x)，但本发明不局限于这种结构。也有可能执行所谓的分割驱动，将存储电路A 603的多个级的锁存器驱动到几个级，并同时为各个组输入数字视频信号。此时组的数目被称为分割数。例如，在锁存器被分割成4级组的情况下，称为4分分割驱动。
完成数字视频信号到存储电路A 603的所有各级的锁存器的各个写入操作所需的时间，被称为行周期。在实际情况下，行周期中加入了水平回扫行周期的周期，可以被称为行周期。
在完成了一行周期的情况下，锁存信号经由锁存信号线609被馈送到存储电路B 604的多个锁存器B(LATB-1-LATB-x)。此时，存储在存储电路A 603的多个锁存器A(LATA-1-LATA-x)中的数字视频信号被全部写入并存储在存储电路B 604的多个锁存器B(LATB-1-LATB-x)中。
根据连续来自移位寄存器602的时间信号，在将各数字视频信号送出到存储电路B 604之后，下一位的数字视频信号被写入在存储电路A 603中。
在第二个一行周期中，写入并存储在存储电路B 604中的各数字视频信号，被输入到恒流电路605。
恒流电路605具有多个电流设定电路(C1-Cx)。在数字视频信号被输入到各个电流设定电路(C1-Cx)的情况下，根据数字视频信号的1或0信息，选择或者是恒定电流I c馈送到信号线中，或者是电源线V1-Vx的电位施加到信号线。
图22示出了电流设定电路C1的具体构造。电流设定电路C2-Cx具有相同的构造。
电流设定电路C1具有恒流源631、4个传输门SW1-SW4、以及二个倒相器Inb1和Inb2。恒流源631的晶体管650的极性与象素的Tr1和Tr2的极性相同。
根据从存储电路B 604的LATB-1输出的数字视频信号，SW1-SW4的开关操作被控制。输入到SW1和SW3的数字视频信号以及输入到SW2和SW4的数字视频信号，被Inb1和Inb2倒相。因此，在SW1和SW3处于开通的情况下，SW2和SW4就处于关断，而在SW1和SW3处于关断的情况下，SW2和SW4就处于开通。
在SW1和SW3处于开通的情况下，除了0之外的预定数值的电流Ic从恒流源631经由SW1和SW3被输入到信号线S1。
相反，在SW2和SW4处于开通的情况下，电流Id从恒流源631经由SW2被提供到地。而且，电源电位从电源线V1-Vx经由SW4被提供到信号线S1，致使Ic≈0。
参照图21，上述操作在一行周期中对恒流电路605的所有电流设定电路(C1-Cx)同时执行。因此，输入到所有信号线的信号电流Ic的数值被数字视频信号选择。
用于本发明的驱动电路不局限于本实施方案所示的构造。本实施方案所示的恒流电路不局限于图22所示的构造。用于本发明的恒流电路可以具有任何构造，只要二进制信号电流Ic的某一个能够被数字视频信号选择且被选值的信号电流能够被提供给信号线即可。
注意，例如诸如译码器电路之类的能够选择信号线的其它电路，也可以被用来代替移位寄存器。
借助于与实施方案1-4自由地进行组合，能够执行本实施方案的构造。
实施方案7
在此实施方案中，利用有机发光材料能够明显地改进发光外量子效率，有机发光材料的来自三重态激发的磷光能够被用来发光。结果，发光元件的功耗能够降低，寿命能够延长，且重量能够减轻。
以下是利用三重态激发改善发光外量子效率的报道(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，Photochemical Processes in OrganizedMolecular Systems，ed.K.Honda，(Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991)p.437)。
上述论文报道的有机发光材料(香豆素颜料)的分子式表示如下：
(化学式1)
Figure A20081000192200541
(M.A.Baldo，D.F.O’Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Nature，395(1998)，p.151)
上述论文报道的有机发光材料(Pt络合物)的分子式表示如下：
(化学式2)
Figure A20081000192200542
(M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p4)
(T.Tsutsui，M.-J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502)。
上述论文报道的有机发光材料(Ir络合物)的分子式表示如下：
(化学式3)
Figure A20081000192200551
如上所述，若能够实际利用来自三重态激发的磷光，则原则上能够实现比利用来自单重态激发的荧光高3-4倍的发光外量子效率。
借助于与实施方案1-6自由地进行组合，能够执行本实施方案的构造。
实施方案8
参照图23A-23C，本实施方案涉及到根据本发明的发光器件的制造。
图23A是借助于用密封材料对其上制作薄膜晶体管的元件衬底进行密封而制造的发光器件的俯视图。图23B是沿图23A中A-A’线的剖面图。图23C是沿图23A中B-B’线的剖面图。
密封元件4009被提供成环绕制作在衬底4001上的象素单元4002、信号线驱动电路4003、以及第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b。而且，密封元件4008被提供在象素单元4002上、信号线驱动电路4003上、以及第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b上。因此，象素单元4002、信号线驱动电路4003、以及第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b被填充材料4210密封，由衬底4001、密封材料4009、以及密封元件4008环绕。
制作在衬底4001上的象素单元4002、信号线驱动电路4003、以及第一和第二扫描线驱动电路4004a和4004b具有多个TFT。图23(B)代表性地示出了制作在基底膜4010上并包括在信号线驱动电路4003中的TFT(此处是n沟道TFT和p沟道TFT)4201以及包括在象素单元4002中的Tr5 4202。
在本实施方案中，驱动TFT 4201是用已知方法制造的p沟道TFT或n沟道TFT，而晶体管Tr5 4202是用已知方法制造的p沟道TFT。
层间绝缘膜(整平膜)4301被制作在驱动TFT 4201上和晶体管Tr5 4202上，并在其上制作电连接到晶体管Tr5 4202的象素电极(阳极)4203。功函数大的透明导电膜被用作象素电极4203。氧化铟和氧化锡的化合物、氧化铟和氧化锌的化合物、氧化锌、氧化锡、或氧化铟，能够被用作透明导电膜。也可以将镓掺入到透明导电膜中。
绝缘膜4302被制作在象素电极4203上。在象素电极4203上的绝缘膜4302中形成窗口。在象素电极4203上的窗口中制作有机发光层4204。此有机发光层4204可以由已知的有机发光材料或无机发光材料制成。而且，此有机发光材料可以是低分子(单体)材料或高分子(聚合)材料。
可以用已知的淀积技术或涂敷技术来制作有机发光层4204。而且，有机发光层可以具有由空穴注入层、空穴输运层、发光层、以及电子输运层或电子注入层组成的叠层结构，或可以具有单层结构。
在有机发光层4204上制作包含具有遮光性质的导电膜(通常是主要包含铝、铜、或银的导电膜，或其与其它导电膜的叠层膜)的阴极4205。希望从阴极4205与有机发光层4204之间的界面尽可能多地清除水和氧。因此，必须设法在氮气或稀有气体气氛中制作有机发光层4204，并在保持远离氧和水的情况下制作阴极4205。在本实施方案中，如上所述利用多工作室类型(组合工具型)的制膜装置来制作薄膜。预定的电压被提供给阴极4205。
存在着这样制作的发光元件4303，它包含象素电极(阳极)4203、发光层4204、以及阴极4205。在绝缘膜4302上制作保护膜4209，以便覆盖发光元件4303。保护膜4209能够防止氧和水进入到发光元件4303中。
参考号4005a是连接到电源线的迂回布线，并被电连接到晶体管Tr5 4202的源区。迂回的布线4005a穿过密封元件4009与衬底4001之间并经由各向异性导电膜4300被电连接到FPC 4006具有的FPC布线4301。
玻璃元件、金属元件(以不锈钢元件为代表)、陶瓷元件、或塑料元件(包括塑料膜)，能够被用作密封元件4008。FRP(玻璃纤维加固的塑料)板、PVF(聚氟乙烯)膜、Mylar膜、聚酯膜、或丙烯酸树脂膜，能够被用作塑料元件。也可以采用铝箔被夹在PVF膜或Mylar膜之间的结构片。
然而，当从发光元件发射的光向着覆盖元件时，覆盖元件必须透明。在此情况下，采用诸如玻璃片、塑料片、聚酯膜、或丙烯酸膜之类的透明材料。
除了氮气或氩气之类的惰性气体之外，可紫外线固化的树脂或热塑树脂也能够被用作填充材料4210。亦即，能够采用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、环氧树脂、硅酮树脂、PVB(聚丁缩醛乙烯)、或EVA(聚乙烯醋酸乙烯)。在本实施方案中，氮气被用作填充材料。
为了使填充剂材料4210暴露于吸湿性材料(最好是氧化钡)或能够吸收氧的材料，进一步在衬底4001侧上的密封元件4008中形成凹陷部分4007，并将吸湿性材料或能够吸收氧的材料4207置于其中。吸湿性材料或能够吸收氧的材料4207被凹陷部分覆盖元件4208夹持在凹陷部分4007中，致使吸湿性材料或能够吸收氧的材料4207不散开。凹陷部分覆盖元件4208的形状为细网状，允许空气或水穿过，但不允许吸湿性材料或能够吸收氧的材料4207穿过。吸湿性材料或能够吸收氧的材料4207的提供抑制了发光元件4303的退化。
参照图23C，与象素电极4203的制作同时，导电膜4203a被制作成接触到迂回的布线4005a。
各向异性膜4300具有导电的填充剂4300a。当衬底4001与FPC4006热粘合到一起时，衬底4001上的导电膜4203a与FPC 4006上的FPC布线4301通过导电的填充剂4300a被电连接到一起。
借助于与实施方案1-7自由地进行组合，能够执行本实施方案的构造。
实施方案9
用作发光元件的有机发光材料粗略地分为低分子量材料和高分子量材料。本发明的发光器件能够采用低分子量有机发光材料或高分子量有机发光材料。
用蒸发方法将低分子量有机发光材料制作成薄膜。因此，低分子量有机发光材料容易被形成叠层结构，并容易借助于层叠诸如空穴输运层和电子输运层之类的不同功能的薄膜而提高效率。
低分子量有机发光材料的典型例子包括以喹啉作为配合基的铝络合物(Alq3)以及三苯胺衍生物(TPD)。
另一方面，高分子量有机发光材料具有比低分子量有机发光材料更高的物理强度，且高分子量有机发光材料制造的元件非常耐用。用涂敷方法能够制作高分子量有机发光材料，因而由高分子量有机发光材料制造元件比较容易。
由高分子量有机发光材料制作的发光元件的结构与由低分子量有机发光材料制作的发光元件的结构基本上相同，并由阴极、有机发光层、以及阳极组成。但难以由高分子量有机发光材料制作具有由低分子量有机发光材料所制作的那样的叠层结构。由高分子量有机发光材料制作的有机发光层的最通行的已知叠层结构是二层结构。具体地说，此二层结构是夹在阴极与阳极之间的发光层以及空穴输运层。Ca可以被用作由高分子量有机发光材料组成的发光元件中的阴极材料。
从元件发射的光的颜色决定于其发光层的材料。因此，借助于选择适当的发光层材料，能够得到发射所需颜色的发光元件。能够用来制作发光层的高分子量有机发光材料的典型例子包括：聚(对苯基-亚乙烯基础)基材料、基于聚对苯基材料、基于聚噻吩基材料、以及基于聚芴基材料。
聚(对苯基-亚乙烯基)类的例子包括聚(对苯基-亚乙烯基)[PPV]的衍生物诸如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基亚乙烯)[RO-PPV]、聚(2-(2’-乙基-己氧基)-5-甲氧基-1，4-亚苯基亚乙烯基)[MEH-PPV]、以及聚(2-二烷氧苯基-1，4-亚苯基亚乙烯基)[ROPh-PPV]。
聚对亚苯基类的例子包括聚对亚苯[PPP]衍生物诸如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)[RO-PPP]、聚(2，5-二己氧基-1，4-亚苯基)。
聚噻吩类的例子包括诸如聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-环己基噻吩)[PCHT]、聚(3-环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-二环己基噻吩)[PDCHT]、聚[3-(4-辛基苯基)噻吩][POPT]、以及聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-二噻吩][PTOPT]之类的聚噻吩[PT]衍生物。
聚芴类的例子包括聚芴[PF]衍生物诸如聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]和聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]。
若能够输运空穴的高分子量有机发光材料膜被夹在阳极与由高分子量有机发光材料组成的发光层之间，则能够改善从阳极的空穴注入。通常，空穴输运材料与受主材料一起被溶解到水中，并用甩涂方法涂敷得到的溶液。由于空穴输运材料不溶于有机溶剂，故空穴输运材料膜能够与由高分子量有机发光材料组成的发光层形成叠层。
空穴输运高分子量有机发光材料的例子包括PEDOT与是为受主材料的樟脑磺酸(CSA)的混合物以及聚苯胺(PANI)与是为受主的聚苯乙烯磺酸(PSS)的混合物。
本实施方案的结构可与实施方案1-8的任何一种结构组合。
实施方案10
采用发光元件的发光器件是自发光的，因而在明亮环境中的清晰度优于液晶显示器件，并具有更宽广的视角。因此能够被用于各种电器的显示部分。
作为采用本发明制作的发光器件的电器的实施方案的是：摄像机；数码相机；风镜式显示器(头戴式显示器)；导航系统；放声装置(汽车音响、音响元件等)；膝上计算机；游戏机；便携式信息终端(移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子记事本等)；配备有记录媒质的放像装置(具体地说是配备有能够重现诸如数字万能碟盘(DVD)之类的记录媒质并能够显示图象的显示装置的装置)。具有发光元件的发光器件对于便携式信息终端是特别可取的，由于其屏幕常常被倾斜地观察因而要具有广阔的视角。图24A-24H示出了电器的具体例子。
图24A示出了一种显示器件，它包含机箱2001、支座2002、显示部分2003、扬声器部分2004、视频输入端子2005等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2003。此发光器件是自发光的，因而不需要后照光，致使能够制作比液晶显示器件更薄的显示部分。属于显示器件包括用来显示信息的各种显示器件，例如个人计算机的显示器件、用来接收电视广播的显示器件、以及用于广告的显示器件。
图24B示出了一种数字静像照相机，它包含主体2101、显示部分2102、图象接收部分2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2102。
图24C示出了一种膝上计算机，它包含主体2201、机箱2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、鼠标2206等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2203。
图24D示出了一种移动计算机，它包含主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2302。
图24E示出了一种配备有记录媒质(具体地说是DVD游戏机)的便携式放像装置。此装置包含主体2401、机箱2402、显示部分A 2403、显示部分B 2404、记录媒质(DVD等)读出端口2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示部分A 2403主要显示图象信息，而显示部分B 2404主要显示文本信息。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分A 2403和B 2404。属于配备有记录媒质的放像装置包括家用游戏机。
图24F示出了一种风镜式显示器(头戴式显示器)，它包含主体2501、显示部分2502、以及镜臂部分2503。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2502。
图24G示出了一种摄像机，它包含主体2601、显示部分2602、机箱2603、外部连接端口2604、遥控接收部分2605、图象接收部分2606、电池2607、声音输入部分2608、操作键2609、目镜部分2610等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2602。
图24H示出了一种蜂窝电话，它包含主体2701、机箱2702、显示部分2703、声音输入部分2704、声音输出部分2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。本发明制作的发光器件能够被用于显示部分2703。若显示部分2703在黑色背景上显示白色字符，则能够降低蜂窝电话的功耗。
如果从有机发光材料发射的光的强度在将来得到提高，则此发光器件还能够被用于正投式或背投式投影仪，其中携带着输出图象信息的光被透镜等放大投影到屏幕上。
上述电器常常以越来越高的频率显示通过诸如互连网和CATV(有线电视)之类的电子通信线路传播的信息，特别是动画信息。具有发光元件的发光器件由于有机材料具有快速的响应速度而适合于显示动画信息。
在发光器件中，发光的部分消耗功率。因此希望显示信息时发光的部分尽可能小。因此，若发光器件被用于诸如便携式信息终端、特别是蜂窝电话、以及放声装置之类的主要显示文本信息的显示部分，则希望分配发光部分来显示文本信息而不发光的部分用作背景。
如上所述，其中采用了本发明的发光器件的应用范围是非常广阔的，各种领域的电器都能够采用这种器件。本实施方案的电器可以采用实施方案1-9中制作的发光器件作为其显示部分。
实施方案11
本实施方案描述了图2所示发光器件的象素101的结构。
图28示出了图2中象素101的详细结构。图28所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、晶体管Tr6、发光元件701、以及存储电容器702。存储电容器702被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅和源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr6的栅被连接到晶体管Tr1和晶体管Tr2的栅。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr5的源或漏。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的漏，而另一被连接到晶体管Tr6的源或漏。
晶体管Tr1、Tr2、Tr6的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到电源线Vi。晶体管Tr2的漏被连接到发光元件701的象素电极。
存储电容器702具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到电源线Vi。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1、Tr2、Tr6各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1、Tr2、Tr6必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。
晶体管Tr3、Tr4、Tr5各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。
接着，描述本实施方案的发光器件的工作。与图3所示象素相似，有关具有图28象素的发光器件的工作的描述被分成对写入周期Ta的描述以及对显示周期Td的描述。
对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图29A和29B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图28的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
当写入周期Ta开始时，第一扫描线G和第二扫描线P被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R未被选择，故晶体管Tr5处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图29A是在写入周期Ta中，当信号电流Ic对应于视频信号在信号线Si中流动时，象素101的示意图。706表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。707表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当信号电流Ic对应于视频信号在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。这意味着晶体管Tr2的漏电流与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝Ic。
然后，晶体管Tr2的漏电流I2流入到发光元件704中。流入到发光元件中的电流量对应于由恒流源707决定的信号电流Ic。发光元件704以相应于其接收的电流量的亮度而发光。当流入到发光元件的电流非常接近0或若发光元件接收沿反偏压方向流动的电流时，发光元件704不发光。
在结束写入周期Ta之后，第一扫描线G和第二扫描线P不再被选择。此时，若第二扫描线P的选择周期早于第一扫描线G的选择周期结束，是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器705的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，第三扫描线R被选择，晶体管Tr5因而被开通。第一扫描线G和第二扫描线P未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。
图29B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到电源线Vi且接收恒定电压(电源电压)。
在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。而且，晶体管Tr6的栅被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅。因此，晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr6的漏电流被保持在相同的数量。从式1可见，Tr1的漏电流受晶体管Tr6的沟道长度和沟道宽度的影响。
若假设晶体管Tr1的栅电压、迁移率、单位面积栅电容、阈值、以及沟道宽度与晶体管Tr6的完全相同，则从式1得到式2。在式2中，晶体管Tr1的沟道长度被给定为L1，晶体管Tr6的沟道长度被给定为L6，而Tr1和Tr6的漏电流被给定为I3。
[式2]
I3＝I1×L1/(L1+L6)
另一方面，Tr2的漏电流I2仍然被保持在对应于信号电流Ic设定的数值。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1和Tr6的漏电流I3和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件704中。发光元件704就以相应于漏电流I3和漏电流I2之和的亮度发光。
发光元件704以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。虽然发光元件在写入周期Ta中也以相应于漏电流量I1而发光，但在实际的显示平板中，此光对灰度的影响被认为小得足以被忽略。这是因为例如在VGA级显示平板中，其象素部分具有480行象素，而一行象素的写入周期Ta短达一帧周期的1/480。当然，考虑到写入周期Ta中流入到发光元件中的电流对灰度的影响，可以修正信号电流量Ic。
在本发明的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I2和漏电流I3之和，意味着发光元件不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr2的漏电流I2对信号电流Ic的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；即使当TFT的特性在各个象素之间改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏也小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度和发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
而且，由于本实施方案的晶体管Tr1在写入周期中的漏电流大于显示周期中Tr1的漏电流，故在本实施方案的象素中，流入到发光元件中的电流对信号电流Ic的比率小于图3、5A、5B、7A、7B、9A、9B、10、11所示象素中的。结果，信号电流Ic能够被设定得更大，从而减小了噪声的影响。
在本实施方案中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅从Tr1的漏被断开，这就足够了。
在本实施方案中，晶体管Tr5的源和漏之一被连接到晶体管Tr2的漏，而另一被连接到晶体管Tr6的源或漏。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr5被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的漏从象素电极被断开，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的漏被连接到象素电极，这就足够了。例如，晶体管Tr5的源或漏之一可以被连接到Tr1的漏，而另一被连接到Tr6的源或漏。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5在Ta中如图29A所示被连接，而在Td中如图29B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
而且，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
本实施方案的结构可以与实施方案4-10的任何一种结构进行组合。
实施方案12
本实施方案描述了图2所示的发光器件的象素101结构。
图30示出了图2中的象素101的详细结构。图30所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件730、以及存储电容器731。存储电容器731被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的漏和电源线Vi，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到发光元件730的象素电极。
存储电容器731具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到发光元件730的象素电极。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。
晶体管Tr3、Tr4、Tr5各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。
与图3所示象素相似，有关具有图30象素的发光器件的工作的描述被分成对写入周期Ta的描述以及对显示周期Td的描述。对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图31A和31B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图30的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
当写入周期Ta开始时，第一扫描线G和第二扫描线P被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R未被选择，故晶体管Tr5处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图31A是在写入周期Ta中，当对应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，象素101的示意图。736表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。737表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当对应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。这意味着晶体管Tr2的漏电流与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝Ic。
然后，晶体管Tr2的漏电流I2流入到发光元件730中。流入到发光元件中的电流量对应于由恒流源737决定的信号电流Ic。发光元件730以相应于其接收的电流量的亮度而发光。当流入到发光元件的电流非常接近0或若发光元件接收沿反偏压方向流动的电流时，发光元件730不发光。
在结束写入周期Ta之后，第一扫描线G和第二扫描线P不再被选择。此时，若第二扫描线P的选择周期早于第一扫描线G的选择周期结束，是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器731的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的终止，随之以显示周期Td的开始。当显示周期Td开始时，第三扫描线R被选择，晶体管Tr5因而被开通。第一扫描线G和第二扫描线P未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。
图31B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到发光元件730的象素电极。
在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。由于晶体管Tr1的漏和晶体管Tr2的漏被连接到电源线Vi，故晶体管Tr2的漏电流I2与晶体管Tr1的漏电流I1成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝I1＝Ic。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1的漏电流I1和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件730中作为发光元件的电流。在显示周期Td中，发光元件730于是接收漏电流I1和漏电流I2之和，并以相应于流入到发光元件中的电流总和的亮度发光。
在行1上的象素中开始显示周期Td之后，就在行2的象素中开始显示周期Td。然后，相似于行1上象素的情况，第三扫描线R2被选择，从而将晶体管Tr5和Tr6开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。发光元件730以相应于漏电流I1和漏电流I2之和的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件730以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
在本发明的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I2和漏电流I3之和，意味着发光元件不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr2的漏电流I2对信号电流Ic的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
在本实施方案中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅从Tr1的漏被断开，这就足够了。
在本实施方案中，晶体管Tr5的源和漏之一被连接到晶体管Tr2的漏，而另一被连接到晶体管Tr3的源或漏。但本实施方案不局限于此。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5在Ta中如图31A所示被连接，而在Td中如图31B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
而且，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
本实施方案的结构可以与实施方案4-10的任何一种结构进行组合。
实施方案13
本实施方案描述了图2所示的发光器件的象素101结构。
图32示出了图2中的象素101的详细结构。图32所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、Tr6、发光元件760、以及存储电容器761。存储电容器761被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的漏。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的漏和电源线Vi，而另一被连接到晶体管Tr6的源或漏。
晶体管Tr6的栅被连接到晶体管Tr1和晶体管Tr2的栅。晶体管Tr6具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr5的源或漏。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr1和Tr2的源都被连接到发光元件760的象素电极。
存储电容器761具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到发光元件760的象素电极。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。
晶体管Tr3-Tr6各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。
相似于图3所示的象素，有关具有图32象素的发光器件的工作的描述被分成对写入周期Ta的描述以及对显示周期Td的描述。对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图33A和33B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图32的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
当写入周期Ta开始时，第一扫描线G和第二扫描线P被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R未被选择，故晶体管Tr5处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图33A是在写入周期Ta中，当相应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，象素101的示意图。766表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。765表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当相应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr 2的栅电压。这意味着晶体管Tr2的漏电流与晶体管Tr1的漏电流成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于晶体管Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝Ic。
晶体管Tr2的漏电流I2于是流入发光元件760，流入发光元件的电流量根据由恒流源765确定的信号电流Ic而被设定。发光元件760以相应于其接收的电流量的亮度发光。当流入发光元件的电流非常接近0时，或若发光元件接收沿反偏置方向流动的电流，发光元件760就不发光。
在结束写入周期Ta之后，第一扫描线G和第二扫描线P不再被选择。此时，若第二扫描线P的选择周期早于第一扫描线G的选择周期结束，则是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器761的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的结束，随之以显示周期Td的开始。在显示周期Td开始之后，第三扫描线R被选择，晶体管Tr5被开通。第一扫描线G和第二扫描线P未被选择，故晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。
图33B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到发光元件760的象素电极。
在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。而且，晶体管Tr6的栅被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅。因此，晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr6的漏电流被保持相同。从式1可见，晶体管Tr1的漏电流受晶体管Tr6的沟道长度和沟道宽度影响。
如上所述，若假设晶体管Tr1的栅电压、迁移率、单位面积的栅电容、阈值、以及沟道宽度完全相同于晶体管Tr6的，则从式1得到式2。
另一方面，晶体管Tr2的漏电流I2仍然保持在相应于信号电流Ic而设定的数值。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1和Tr6的漏电流I3和晶体管Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件760中。发光元件760于是以相应于漏电流I3和漏电流I2之和的亮度发光。
行1上象素中显示周期Td的开始，随之以行2上各象素中的显示周期Td的开始。然后，相似于行1上各象素的情况，第三扫描线R2被选择，晶体管Tr5和Tr6被开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。发光元件760以相应于漏电流I2和漏电流I3之和的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件760以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。
在本发明的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着发光元件不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr2的漏电流I2对信号电流Ic的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容器不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化，而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
而且，由于本实施方案的晶体管Tr1在写入周期中的漏电流大于显示周期中Tr1的漏电流，故在本实施方案的象素中，流入到发光元件中的电流对信号电流Ic的比率小于图3、5A、5B、7A、7B、9A、9B、10、11所示象素中的。结果，信号电流Ic能够被设定得更大，从而减小了噪声的影响。
在本实施方案中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若在写入周期Ta中，晶体管Tr4被连接到其它元件或布线，使晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅从Tr1的漏被断开，这就足够了。
在本实施方案中，晶体管Tr5的源和漏之一被连接到晶体管Tr2的漏，而另一被连接到晶体管Tr6的源或漏。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若晶体管Tr5被连接到其它元件或布线，使在写入周期Ta中，晶体管Tr2的漏从电源线Vi被断开，而在显示周期Td中，晶体管Tr2的漏被连接到电源线Vi，这就足够了。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5、Tr6在Ta中如图31A所示被连接，而在Td中如图31B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
而且，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
本实施方案的结构可以与实施方案4-12的任何一种结构进行组合。
实施方案14
本实施方案描述了图2所示的发光器件的象素101结构。
图34示出了图2中的象素101的详细结构。图34所示的象素101具有信号线Si(S1-Sx之一)、第一扫描线Gj(G1-Gy之一)、第二扫描线Pj(P1-Py之一)、第三扫描线Rj(R1-Ry之一)、以及电源线Vi(V1-Vx之一)。
象素101还具有晶体管Tr1、晶体管Tr2、晶体管Tr3、晶体管Tr4、晶体管Tr5、发光元件780、以及存储电容器781。存储电容器781被提供来更可靠地保持晶体管Tr1和Tr2的栅与源之间的电压(栅电压)，但不总是必须的。
晶体管Tr3的栅被连接到第一扫描线Gj。晶体管Tr3具有源和漏，其中之一被连接到信号线Si，而另一被连接到晶体管Tr1的源。
晶体管Tr4的栅被连接到第二扫描线Pj。晶体管Tr4具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。
晶体管Tr5的栅被连接到第三扫描线Rj。晶体管Tr5具有源和漏，其中之一被连接到晶体管Tr2的源和发光元件780的象素电极，而另一被连接到晶体管Tr1的源。
晶体管Tr1和Tr2的栅被彼此连接。晶体管Tr2的源被连接到发光元件780的象素电极。晶体管Tr1和Tr2的漏都被连接到电源线Vi。
存储电容器781具有二个电极，其中之一被连接到晶体管Tr1和Tr2的栅，而另一被连接到晶体管Tr1的源。
电源线Vi的电压(电源电压)被保持在恒定电平。反电极的电压也被保持在恒定电平。
晶体管Tr1和Tr2各可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管。但晶体管Tr1和Tr2必须具有相同的极性。当阳极用作象素电极而阴极被用作反电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是n沟道晶体管。另一方面，当阳极用作反电极而阴极被用作象素电极时，晶体管Tr1和Tr2最好是p沟道晶体管。
晶体管Tr3可以是n沟道晶体管或p沟道晶体管，这同样适用于晶体管Tr4和Tr5。
相似于图3所示的象素，有关具有图34象素的发光器件的工作的描述，被分成对写入周期Ta的描述以及对显示周期Td的描述。对于施加到第一至第三扫描线的电压，参见图4的时间图。图35A和35B是简化图，示出了在写入周期Ta和显示周期Td中，图34的象素的晶体管Tr1和Tr2如何被连接。
当写入周期Ta开始时，第一扫描线G和第二扫描线P被选择。这就使晶体管Tr3和Tr4开通。由于第三扫描线R未被选择，故晶体管Tr5处于关断状态。
当视频信号被输入到信号线驱动电路102时，信号电流Ic以相应于被输入的视频信号的数量在信号线S1-Sx与电源线V1-Vx之间流动。
图35A是在写入周期Ta中，当相应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，象素101的示意图。786表示用来与向反电极提供电压的电源连接的端子。787表示信号线驱动电路102的恒流源。
晶体管Tr3现在被开通，因此，当相应于视频信号的信号电流Ic在信号线Si中流动时，信号电流Ic就在晶体管Tr1的漏与源之间流动。此时，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，晶体管Tr1因此工作于饱和区以满足式1。因此，晶体管Tr1的栅电压VGS决定于电流数值Ic。
晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。
在结束写入周期Ta之后，第一扫描线G和第二扫描线P不再被选择。此时，若第二扫描线P的选择周期早于第一扫描线G的选择周期结束，则是可取的。这是因为若晶体管Tr3首先被关断，则存储电容器781的电荷就通过Tr4泄漏。
写入周期Ta的结束，随之以显示周期Td的开始。在显示周期Td开始时，第三扫描线R被选择，晶体管Tr5被开通。第一扫描线G和第二扫描线P未被选择，故晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。
图35B是象素在显示周期Td中的示意图。晶体管Tr3和Tr4处于关断状态。晶体管Tr1和Tr2的源被连接到发光元件780的象素电极。
在晶体管Tr1和Tr2中，在写入周期Ta中设定的VGS被保持原样。晶体管Tr2的栅被连接到晶体管Tr1的栅。晶体管Tr2的源被连接到晶体管Tr1的源。因此，晶体管Tr1的栅电压等于晶体管Tr2的栅电压。由于晶体管Tr1的漏和晶体管Tr2的漏被连接到电源线Vi，故晶体管Tr2的漏电流I2与晶体管Tr1的漏电流I1成比例。若Tr1的μ、Co、W/L、VTH等于晶体管Tr2的μ、Co、W/L、VTH，则晶体管Tr1的漏电流和晶体管Tr2的漏电流彼此完全相同，且满足I2＝I1＝Ic。
由于晶体管Tr5处于开通状态，故晶体管Tr1的漏电流I1和Tr2的漏电流I2二者都流入到发光元件780中。在显示周期Td中，发光元件780于是接收漏电流I1和漏电流I2之和，并以相应于流入到发光元件中的总电流的亮度发光。
行1上象素中显示周期Td的开始，随之以行2上各象素中的显示周期Td的开始。然后，相似于行1上各象素的情况，第三扫描线R2被选择，晶体管Tr5被开通。第一扫描线G2和第二扫描线P2未被选择，晶体管Tr3和Tr4因而处于关断状态。发光元件780以相应于漏电流I1和漏电流I2之和的亮度发光。
在行2上各象素中开始显示周期Td之后，在行3上的象素中，然后依次在后续各个行上的象素中开始显示周期Td，直至达到行Y上的象素。在各个显示周期Td中，重复上述操作。
当每个写入周期Ta和每个显示周期Td结束时，就完成了一帧周期。在一帧周期中，一个图象被显示。然后开始下一个一帧周期，以开始写入周期Ta，并重复上述操作。
发光元件780以相应于流入到发光元件中的电流量的亮度发光。因此，各个象素的灰度决定于在显示周期Td中流入到发光元件中的电流量。虽然发光元件在写入周期Ta中也以相应于Tr2的漏电流量而发光，但在实际的显示平板中，此光对灰度的影响被认为小得足以被忽略。这是因为例如在VGA级显示平板的情况下，其象素部分具有480行象素，而一行象素的写入周期Ta短达一帧周期的1/480。
在本发明的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着发光元件不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr2的漏电流I2对信号电流Ic的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化，而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。
在本实施方案中，晶体管Tr4的源和漏之一被连接到晶体管Tr1的漏，而另一被连接到晶体管Tr1的栅和晶体管Tr2的栅。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若晶体管Tr4被连接到其它元件或布线，使在写入周期Ta中，晶体管Tr1的栅被连接到Tr1的漏，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的栅从Tr1的漏被断开，这就足够了。
而且，在本实施方案中，晶体管Tr5的源和漏之一被连接到晶体管Tr2的源，而另一被连接到晶体管Tr1的源。但本实施方案不局限于此。在本发明的象素中，若晶体管Tr5被连接到其它元件或布线，使在写入周期Ta中，晶体管Tr1的源从象素电极被断开，而在显示周期Td中，晶体管Tr1的源被连接到象素电极，这就足够了。
简而言之，若Tr3、Tr4、Tr5在Ta中如图35A所示被连接，而在Td中如图35B所示被连接，就足够了。Gj、Pj、Rj是3种分立的布线，但也可以被集成为一种或二种布线。
而且，若在Ta中，Tr1中流动的所有电流都被电流源控制，而在Td中，Tr1和Tr2中流动的各个电流流入到发光元件中，就足够了。
发光元件的象素电极可以被连接到Tr1的源，而不连接到Tr2的源。但在此情况下，为了控制Tr1与象素电极的连接，使Tr1的源在写入周期中从象素电极断开而在显示周期中被连接到象素电极，需要额外的晶体管。用来控制Tr1和源与象素电极的连接的晶体管可以具有与Tr5不同的极性，致使此晶体管的栅被连接到Tr5的栅。
本实施方案的结构可以与实施方案4-13的任何一种结构进行组合。
在本发明第一结构的象素中，显示周期中流入到发光元件中的电流是漏电流I1和漏电流I2之和，意味着发光元件不仅仅依赖于漏电流I2。因此，流入到发光元件中的电流量在各个象素之间的变化较小，从而即使当晶体管Tr1和Tr2的特性被改变，晶体管Tr1的漏电流I1对晶体管Tr2的漏电流I2的比率在各个象素之间变化时，也能够避免看到亮度起伏。
在本发明第二结构的象素中，相似于图27A所示的象素，若第一和第二装置之一的特性被改变因而失去二个装置的平衡，则从驱动单元馈送到发光元件的电流I2可能不保持在所希望的数值。但利用二个转换单元A和B，对被转换的电压进行了平均。由于从驱动单元馈送到发光元件的电流I2的数值相应于被平均的电压，故能够将特性改变造成的馈送到发光元件的电流量的起伏减小到图27A所示象素的起伏的大约一半。因此，在本发明中能够减小象素之间的亮度起伏。而且，馈送到象素的电流大于电流I2，因而能够缩短写入电流所需的时间。
在本发明的象素中，晶体管Tr1的漏电流在写入周期Ta中不流入到发光元件中。因此，发光元件的电容不影响开始从信号线驱动电路向象素馈送电流以使晶体管Tr1的漏电流流动并改变栅电压以及到栅电压数值稳定为止的周期长度。因此，比之现有技术的象素，本发明的象素在稳定从馈送的电流转换的电压方面更为迅速，且电流写入时间更短，并能够防止在动画显示中看到余像。
本发明的发光器件还具有常规电流输入型发光器件的优点；当TFT的特性在各个象素中改变时，本发明中各个象素之间发光元件亮度的起伏小于电压输入型发光器件的。此外，本发明中发光元件退化造成的亮度下降小于TFT 51工作于线性范围的图25的电压输入型象素的。而且，本发明能够减小发光元件亮度的变化，而不管外界温度或发光平板本身产生的热引起的有机发光层温度的变化，并能够防止伴随温度上升的电流消耗的增大。

Claims (22)

1.一种发光器件，它具有：
第一晶体管，该第一晶体管具有第一栅极、第一源极、以及第一漏极；
第二晶体管，该第二晶体管具有电连接至该第一栅极的第二栅极，电连接至第一源极的第二源极、以及第二漏极
其中在第一周期中第一漏极电连接至第二漏极，和
其中在第二周期中第二漏极电连接至一个发光元件。
2.权利要求1所述的发光器件，其中第一晶体管和第二晶体管具有相同的导电类型。
3.权利要求1所述的发光器件，还包括电连接至第一和第二栅极以及第一和第二源极的存储电容器。
4.权利要求1所述的发光器件，其中所述发光器件被用于选自一组设备中的一种电子设备，该组设备包括显示器、数码相机、膝上型计算机、移动式计算机、配备了记录介质的便携式图像再现设备、护目镜式显示器、摄像机、移动电话。
5.一种发光器件，它具有：
第一晶体管，该第一晶体管具有第一栅极、第一源极、以及第一漏极；
第二晶体管，该第二晶体管具有电连接至该第一栅极的第二栅极，电连接至该第一源极的第二源极、以及第二漏极；
第三晶体管，该第三晶体管具有第三源极和第三漏极，其中第三源极和第三漏极中的一个与第一漏极电连接；
第四晶体管，该第四晶体管具有第四源极和第四漏极，其中第四源极和第四漏极中的一个与第一栅极和第二栅极电连接；
第五晶体管，该第五晶体管具有第五源极和第五漏极，其中第五源极和第五漏极中的一个与第一漏极电连接，而第五源极和第五漏极中的另外一个与第二漏极电连接；
第六晶体管，该第六晶体管具有第六源极和第六漏极，其中第六源极和第六漏极中的一个与第二漏极电连接，和
一个发光元件，该发光元件与第六源极和第六漏极中的另外一个电连接。
6.根据权利要求5所述的发光器件，其中第一晶体管和第二晶体管具有相同的导电类型。
7.根据权利要求5所述的发光器件，还包括与第一栅极和第二栅极以及第一源极和第二源极电连接的存储电容器。
8.根据权利要求5所述的发光器件，其中所述发光器件被用于选自一组设备中的一种电子设备，该组设备包括显示器、数码相机、膝上型计算机、移动式计算机、配备了记录介质的便携式图像再现设备、护目镜式显示器、摄像机、移动电话。
9.一种驱动发光器件的方法，该方法包括下列步骤：
第一晶体管具有第一栅极、第一源极、以及第一漏极；而且第二晶体管具有电连接至该第一栅极的第二栅极、第二源极、以及第二漏极，
第一漏极和第二漏极电连接至一个第一端子；而第一源极和第二源极电连接至一个第二端子，
在第一周期内，按照视频信号到第一端子的输入，在第一端子和第二端子之间流过信号电流Ic，其中信号电流Ic使得在第一源极与第一漏极之间流过漏极电流I1，而在第二源极和第二漏极之间流过漏极电流I2；以及
在第二周期内，将漏极电流I2通过第二晶体管施加到一个发光元件。
10.根据权利要求9所述的驱动发光器件的方法，其中信号电流Ic相当于漏极电流I1与漏极电流I2之和。
11.根据权利要求9所述的驱动发光器件的方法，其中第一晶体管和第二晶体管工作在相同的饱和区。
12.根据权利要求9所述的驱动发光器件的方法，其中第一晶体管和第二晶体管工作在相同的导电区。
13.根据权利要求9所述的驱动发光器件的方法，还包括与第一栅极和第二栅极以及第一源极和第二源极电连接的存储电容器。
14.根据权利要求9所述的驱动发光器件的方法，其中所述发光器件被用于选自一组设备中的一种电子设备，该组设备包括显示器、数码相机、膝上型计算机、移动式计算机、配备了记录介质的便携式图像再现设备、护目镜式显示器、摄像机、移动电话。
15.一种发光器件，它具有：
第一晶体管，该第一晶体管具有第一栅极、第一源极、以及第一漏极；
第二晶体管，该第二晶体管具有电连接至该第一栅极的第二栅极，电连接至该第一漏极的第二漏极、以及第二源极；
其中在第一周期内，第一源极与第二源极电连接，以及
其中在第二周期内，第二漏极与一个发光元件电连接。
16.根据权利要求15所述的发光器件，其中第一晶体管和第二晶体管具有相同的导电类型。
17.根据权利要求15所述的发光器件，还包括与第一栅极和第二栅极以及第一源极和第二源极电连接的存储电容器。
18.根据权利要求15所述的发光器件，其中所述发光器件被用于选自一组设备中的一种电子设备，该组设备包括显示器、数码相机、膝上型计算机、移动式计算机、配备了记录介质的便携式图像再现设备、护目镜式显示器、摄像机、移动电话。
19.一种发光器件，它具有：
第一晶体管，该第一晶体管具有第一栅极、第一源极、以及第一漏极；
第二晶体管，该第二晶体管具有电连接至该第一栅极的第二栅极，电连接至该第一漏极的第二漏极、以及第二源极；
第三晶体管，该第三晶体管具有第三源极和第三漏极，其中第三源极和第三漏极中的一个与第一源极电连接；
第四晶体管，该第四晶体管具有第四源极和第四漏极，其中第四源极和第四漏极中的一个与第一栅极和第二栅极电连接；
第五晶体管，该第五晶体管具有第五源极和第五漏极，其中第五源极和第五漏极中的一个与第一源极电连接，而第五源极和第五漏极中的另外一个与第二源极电连接；
第六晶体管，该第六晶体管具有第六源极和第六漏极，其中第六源极和第六漏极中的一个与第二源极电连接，和
一个发光元件，该发光元件与第六源极和第六漏极中的另外一个电连接。
20.根据权利要求19所述的发光器件，其中第一晶体管和第二晶体管具有相同的导电类型。
21.根据权利要求19所述的发光器件，还包括与第一栅极和第二栅极以及第一源极和第二源极电连接的存储电容器。
22.根据权利要求19所述的发光器件，其中所述发光器件被用于选自一组设备中的一种电子设备，该组设备包括显示器、数码相机、膝上型计算机、移动式计算机、配备了记录介质的便携式图像再现设备、护目镜式显示器、摄像机、移动电话。
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