CN102709478B - 发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种发光装置及元件基板，可将开关用晶体管的截止电流抑制得低，不必增大电容元件的容量，就能抑制起因于驱动用晶体管的特性偏差的像素之间的发光元件的亮度不匀。在本发明中预先固定驱动用晶体管的栅极电位，使所述驱动用晶体管在饱和区工作，处于通常使电流流动的状态。设置与所述驱动用晶体管串联的在线性区工作的电流控制用晶体管，经由开关用晶体管将传送像素发光/不发光光信号的视频信号输入到所述电流控制用晶体管的栅极。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置以及元件基板，在其多个像素上设有用以将电流供给发光元件的部件和发光元件。
背景技术
由于发光元件本身发光，因此，视见性高，液晶显示装置(LCD)中必需的背光源不再需要，适于薄型化，同时视角也无限制。所以，近年来，作为替代CRT及LCD的显示装置，采用发光元件的发光装置正受到关注。另外，在本说明书中发光元件指通过电流或电压控制亮度的元件。包括用于OLED(Organic Light Emitting Diode)及FED(Field EmissionDisplay)的MIM型电子源元件(电子发射元件)等。
另外，所谓发光装置包括面板和处于在该面板上实际安装了包括控制器的IC等的状态下的模块。本发明还涉及一种对应于在制造该发光装置的过程中面板完成前的形态的元件基板，该元件基板在多个各像素上设有用于将电流供给发光元件的部件。
发光元件之一的OLED(Organic Light Emitting Diode)具有包括获得通过施加电场而发光(Electroluminescence)的电场发光材料的层(以下记为电场发光层)、阳极层和阴极层。电场发光层设于阳极与阴极之间，由单层或多层构成。这些层中有时也含有无机化合物。电场发光层中的发光包括从一重态激发状态返回到基态时的发光(荧光)和从三重态激发状态返回到基态时的发光(磷光)。
下面简单地说明普通发光装置的像素结构及其驱动。图7所示的像素具有开关用晶体管700、驱动用晶体管701、电容元件702和发光元件703。开关用晶体管700的栅极与扫描线705连接，源极和 漏极中的一个与信号线704连接，另一个与驱动用晶体管701的栅极连接。驱动用晶体管701的源极与电源线706连接，漏极与发光元件703的阳极连接。发光元件703的阴极与对向电极707连接。为保持驱动用晶体管701的栅极和源极间的电位差而设有电容元件702。另外，电源将各自指定的电压施加在电源线706、对向电极707上，使其相互具有电位差。
扫描线705的信号使开关用晶体管700导通时，将输入信号线704的视频信号输入到驱动用晶体管701的栅极。该输入的视频信号的电位与电源线706的电位差为驱动用晶体管701的栅极-源极间电压Vgs，将电流供给发光元件，使发光元件703发光。
发明内容
然而，例如采用多晶硅的晶体管的电场效应的迁移率高，导通电流大，因此作为发光装置的晶体管是适合的。另外，采用多晶硅的晶体管存在因晶粒边界上形成的缺陷而使其特性易产生偏差这一问题。
如果在图7所示的像素上驱动用晶体管701的漏极电流对各像素有偏差，则即使视频信号的电位相同，各像素之间的驱动用晶体管701的漏极电流也不同，最终存在导致发光元件703的亮度不匀这一问题。
作为控制漏极电流偏差的部件，有特愿2003-008719号中已提出的增大驱动用晶体管701的L/W(L：隧道长度，W：隧道宽度)的方法。这里，驱动用晶体管701的饱和区内的漏极电流Ids按式(1)给出。
Ids＝β(Vgs-Vth)2/2…(1)
根据式1，由于驱动用晶体管701的饱和区内的漏极电流Ids，对应于Vgs的微小变化而受到显著影响，因此在发光元件703发光期间必须注意使驱动用晶体管701的栅极-源极间保持的电压Vgs不变化。因此必须增大设于驱动用晶体管701的栅极-源极之间的电容元件702的电容，将开关用晶体管700的截止电流抑制得低。
在晶体管制造过程中，很难同时满足既将开关用晶体管700的截止电流抑制得低又为了对大电容充电而提高导通电流这两者。
另外，还存在伴随开关用晶体管700的开关及信号线、扫描线的电位变化等驱动用晶体管701的Vgs也会变化这一问题。这起因于驱动用晶体管701的栅极上的寄生电容。
作为一个课题，本发明鉴于上述问题而提出一种发光装置及元件基板，它不必将开关用晶体管700的截止电流抑制得低，也不必增大电容元件702的电容，就能够不易受寄生电容影响、并且抑制起因于驱动用晶体管701的特性偏差的像素之间的发光元件703的亮度不匀。
在本发明中，预先固定驱动用晶体管的栅极电位，使上述驱动用晶体管在饱和区工作，使电流常时流动的状态。与上述驱动用晶体管串联而配置在线性区工作的电流控制用晶体管，通过开关用晶体管，将传送像素发光/不发光信号的视频信号输入到上述电流控制用晶体管的栅极。
由于上述电流控制用晶体管在线性区工作，因此上述电流控制用晶体管的源极-漏极间电压Vds小，上述电流控制用晶体管的栅极-源极间电压Vgs的微小变动不会影响流经发光元件的电流。流经发光元件的电流由在饱和区工作的上述驱动用晶体管确定。
(发明效果)
即使不增大设于电流控制用晶体管的栅极-源极间的电容元件的电容或者不将开关用晶体管的截止电流抑制得低，也不会影响流经发光元件的电流。另外，还不受电流控制用晶体管的栅极上的寄生电容的影响。因此，能够减少偏差的要因，使图像画质显著提高。
另外，对于开关用晶体管，不必将截止电流抑制得低，因此能够简化晶体管制造过程，能够对降低成本、成品率提高有大的贡献。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的示图。
图2是表示本发明一实施方式的示图。
图3是概要表示外部电路和面板的示图。
图4是表示信号线驱动电路之一结构例的示图。
图5是表示本发明的上面图之一例的示图。
图6是表示可采用本发明的电子设备的例子的示图。
图7是表示传统例的示图。
图8是表示本发明的上面图之一例的示图。
图9是表示本发明的剖面结构之一例的示图。
图10是表示本发明的工作定时之一例的示图。
图11是表示本发明的剖面结构之一例的示图。
图12是表示本发明一实施方式的示图。
图13是表示本发明的上面图之一例的示图。
图14是表示本发明一实施方式的示图。
图15是表示本发明一实施方式的示图。
图16是表示本发明的上面图之一例的示图。
图17是表示本发明的上面图之一例的示图。
图18是表示本发明的剖面结构之一例的示图。
图19是表示本发明的剖面结构之一例的示图。
图20是表示本发明的上面图之一例的示图。
图21是表示本发明的像素驱动方法的示图。
图22是表示有源矩阵型发光装置的驱动方法的示图。
图23是视频信号按照使用电压或使用电流而分类的驱动方法一览表。
实施发明的最佳方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。但是，专业人员应不难理解：本发明可采用许多不同的实施方式，且其形式和细节可以有各种变更，只要不背离本发明的宗旨及范围。因此，不应限定于本实施方式的记载内容进行解释。
(实施方式1)
图1表示本发明的发光装置含有的像素的一实施方式。图1所示的像素含有发光元件104、作为控制视频信号输入像素的开关元件使用的晶体管(开关用晶体管)101、控制流经发光元件104的电流值的驱动用晶体管102以及控制电流供给发光元件104的电流控制用晶体管103。另外，如本实施方式那样，也可以在像素上设置用以维持视频信号电位的电容元件105。
驱动用晶体管102和电流控制用晶体管103有相同的极性。在本发明中使驱动用晶体管102在饱和区工作，使电流控制用晶体管103在线性区工作。
另外，驱动用晶体管102的L比W长，电流控制用晶体管103的L与W相同，或者也可以比W短。使驱动用晶体管102的L与W之比为5以上则更理想。另外，假设驱动用晶体管102的沟道长度为L1、沟道宽度为W1，电流控制用晶体管103的沟道长度为L2、沟道宽度为W2，则在L1/W1∶L2/W2＝X∶1时，优选X为5以上、6000以下。作为一例，可取L1/W1＝500μm/3μm、L2/W2＝3μm/100μm。
另外，作为驱动用晶体管102，可用增强型晶体管，也可用耗尽型晶体管。
另外，作为开关用晶体管101，可用N型晶体管，也可用P型晶体管。
开关用晶体管101的栅极与扫描线Gj(j＝1～y)连接。开关用晶体管101的源极和漏极中的一个与信号线Si(i＝1～x)连接，另一个与电流控制用晶体管103的栅极连接。驱动用晶体管102的栅极与第2电源线Wi(i＝1～x)连接。而且，为了将由第1电源线Vi(i＝1～x)供给的电流作为驱动用晶体管102及电流控制用晶体管103的漏极电流而供给发光元件104，使驱动用晶体管102及电流控制用晶体管103与第1电源线Vi(i＝1～x)、发光元件104连接。本实施方式中电流控制用晶体管103的源极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，驱动用晶体管102的漏极与发光元件104的像素电极连接。
再有，也可以使驱动用晶体管102的源极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，使电流控制用晶体管103漏极与发光元件104的像素电极连接。
发光元件104由设在阳极与阴极之间的电场发光层构成。如图1那样，如果阳极与驱动用晶体管102连接，则阳极为像素电极、阴极为对向电极。为了将正偏压方向的电流供给发光元件104，在发光元件104的对向电极和各第1电源线Vi(i＝1～x)上设置电位差。再有，对向电极与第3电源线连接。
电容元件105含有的2个电极中的一个与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，另一个与电流控制用晶体管103的栅极连接。为了在开关用晶体管101处于非选择状态(截止状态)时，保持电容元件105的电极之间的电位差而设置电容元件105。再有，图1表示设有电容元件105的结构，但本发明不受其限定结构，也可以采用不设置电容元件105的结构。
图1中驱动用晶体管102及电流控制用晶体管103为P型晶体管，驱动用晶体管102的漏极和发光元件104的阳极连接。相反地，如果驱动用晶体管102和电流控制用晶体管103为N型晶体管，则将驱动用晶体管102的源极和发光元件104的阴极连接。此时，发光元件104的阴极为像素电极，阳极为对向电极。
下面说明图1所示的像素的驱动方法。可以将图1所示像素的动作分为写入期间、数据保持期间进行说明。
首先，在写入期间选择扫描线Gj(j＝1～y)时，其栅极与扫描线Gj(j＝1～y)连接的开关用晶体管101成为导通。然后，输入信号线S i(i＝1～x)的视频信号经由开关用晶体管101输入到电流控制用晶体管103的栅极。再有，由于驱动用晶体管102的栅极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，因此通常为导通状态。
在视频信号使电流控制用晶体管103导通时，经由第1电源线Vi(i＝1～x)将电流供给发光元件104。此时，由于电流控制用晶体管103在线性区工作，因此由在饱和区工作的驱动用晶体管102和发光 元件104的电压电流特性确定流经发光元件104的电流。然后，发光元件104以与供给的电流相当的亮度发光。
另外，在视频信号使电流控制用晶体管103截止时，不对发光元件104供给电流，发光元件104不发光。
在数据保持期间通过控制扫描线Gj(j＝1～y)的电位，使开关用晶体管101截止，在写入期间保持写入的视频信号的电位。若在写入期间使电流控制用晶体管103导通，则视频信号的电位由电容元件105保持而维持对发光元件104的电流供给。相反地，若在写入期间使电流控制用晶体管103截止，则视频信号的电位由电容元件105保持而不对发光元件104供给电流。
再有，元件基板处于对应于在制造本发明的发光装置的过程中发光元件形成前的形态。
在本发明的发光装置中使用的晶体管，既可以是采用单晶硅而形成的晶体管，也可以是采用SOI的晶体管，还可以是采用多晶硅及无定形硅的薄膜晶体管。另外，可以是采用有机半导体的晶体管，也可以是采用碳纳米管的晶体管。另外，设于本发明的发光装置的像素内的晶体管既可以含有单栅极结构，也可是双栅极结构以及含有更多栅极的多栅极结构。
根据上述结构，由于电流控制用晶体管103在线性区工作，因此电流控制用晶体管103的源极-漏极之间电压Vds小，电流控制用晶体管103的栅极-源极之间电压Vgs的微小变动不会影响流经发光元件104的电流。流经发光元件104的电流由饱和区工作的驱动用晶体管102确定。因此，即使设于电流控制用晶体管103的栅极-源极之间的电容元件105的电容不增加或者开关用晶体管101的截止电流未抑制得低，也不会影响流经发光元件104的电流。另外，也不受电流控制用晶体管103的栅极上的寄生电容的影响。因此，能够使偏差的要因减少，并使图像画质显著提高。
再有，由于有源矩阵型发光装置在视频信号输入后，还能够在某种程度上维持对发光元件的电流供给，因此能够灵活地适应于显 示器的大型化、高清晰化，正在成为今后的主流。已具体提出的有源矩阵型发光装置中像素的结构，因发光装置的制造厂家不同而异，它们分别凝集着具有特色的技术研究结果。图22系统地表示有源矩阵型发光装置中的驱动方法分类。
如图22所示，对于有源矩阵型发光装置中的驱动方法，视频信号大致可分类为数字信号和模拟信号。而且，分类为模拟信号的发光装置可再分类如下：即模拟地调制流经发光元件的电流值的电流调制和通过使变换器的导通、截止长度变化而显示灰度的时间调制。电流调制的发光装置可分类为有晶体管特性修正电路和没有晶体管特性修正电路。所谓晶体管特性修正电路是指修正驱动用晶体管的特性偏差的电路，它有仅修正阈值的电路及修正电流值(阈值、迁移率等都包括)的电路。
含有分类为电流调制的修正晶体管特性修正电路的发光装置可再分类为以电压设计程序进行阈值修正和以电流设计程序进行电流值修正。电压设计程序是按电压输入视频信号，修正驱动用晶体管的阈值偏差。而电流设计程序是修正驱动用晶体管的电流值(阈值、迁移率也都包括)偏差。按电流输入视频信号。由于发光元件是电流驱动元件，其发光亮度通过电流决定，因此作为数据直接使用电流值。
以电流设计程序进行电流值修正的发光装置，可再分类为使用电流反射镜型和非电流反射镜型。电流反射镜型在采用电流反射镜电路的像素电路中分别配置设定电流的晶体管和对发光元件供给电流的晶体管。作为反射镜型的2个晶体管的特性一致是一个大前提。非电流反射镜型的类型的发光装置不使用电流反射镜电路，而通过1个晶体管进行电流设定和对发光元件供给电流。
另一方面，分类为数字信号的发光装置可分类为面积灰度调制和时间灰度调制。面积灰度调制是在像素内设置子像素，其发光面积按1∶2∶4∶8…进行加权，根据对其选择，进行灰度显示。时间 灰度调制是将1帧分为几个子帧，在各自的发光时间中分别按1∶2∶4∶8…进行加权，根据对其选择，进行灰度显示。
时间灰度调制可分类为DPS(Display Period Separated)驱动和SES(Simultaneous Erasing Scan)驱动。DPS驱动的子帧分别由数据写入期间(AddressingPeriod)和发光期间(Lighting Period)2个部分构成。DPS驱动记载于“M.Mizukami，etal.，6-Bit Digital VGA OLED，SID′00 Digest，p.912”中。SES驱动通过使用消去用晶体管，能使数据写入期间和发光期间重叠，能使发光元件的发光期间变长。SES驱动记载于“K.Inukai，et al.，4.0-in.TFT-OLED Displays and a Novel Digital Driving Method，SID′00Digest，p.924”中。
SES驱动可再分类为恒流驱动和恒压驱动。恒流驱动通过一定电流驱动发光元件，且与发光元件的电阻变化无关，使一定电流流过。而恒压驱动则是按一定电压驱动发光元件。
恒流驱动的发光装置可再分类为有晶体管特性修正电路和无晶体管特性修正电路。国际公开序号WO03/027997中记载的发光装置驱动(CCT1)和特愿2002-056555号公报中记载的发光装置的驱动(CCSP)就是有晶体管特性修正电路的发光装置。无晶体管特性修正电路的发光装置，可再分类为驱动晶体管长沟道长度和发光时栅极电位固定法的发光装置。驱动晶体管长沟道长度的发光装置记载于特愿2002-025065号公报中。驱动晶体管长沟道长度，可抑制恒流驱动时驱动用晶体管的特性偏差。通过使栅极长度为超长度，由于不使用阈值附近的Vgs，能够降低流经各像素的发光元件的电流值偏差。
发光时栅极电位固定法是在发光元件的发光期间、将驱动用晶体管的栅极固定在驱动用晶体管导通的电位，从而使驱动用晶体管的Vgs一定，以改善显示不良状况。数据输入到与驱动用晶体管串联的电流控制用晶体管的栅极。而且，在发光时栅极电位固定法的发光装置中也有驱动晶体管为长沟道长度的发光装置。本发明的发 光装置，类属于发光时栅极电位固定法的驱动晶体管长沟道长度的装置。
图23表示在视频信号为数字的发光装置中按视频信号使用的是电压或者使用的是电流而分类的驱动方法一览表。如图23所示，在发光元件发光时输入像素的视频信号有恒压(CV)和恒流(CC)两种。
在视频信号为恒压(CV)的发光装置中有施加于发光元件的电压为一定(CVCV)和流经发光元件的电流为一定(CVCC)两种。另外，在视频信号为恒流(CC)的发光装置中有施加于发光元件的电压为一定(CCCV)和流经发光元件的电流为一定(CCCC)两种。
(实施方式2)
在本实施方式中对于本发明的发光装置含有的像素与图1的不同进行说明。
图2所示的像素含有发光元件204、开关用晶体管201、驱动用晶体管202、电流控制用晶体管203和用于强制性地使电流控制用晶体管203截止的晶体管(消去用晶体管)206。在像素上除了上述元件以外，还可以设置电容元件205。
驱动用晶体管202和电流控制用晶体管203含有相同的极性。本发明中使驱动用晶体管202在饱和区工作，使电流控制用晶体管203在线性区工作。
另外，驱动用晶体管202的L比W长，电流控制用晶体管203的L与W相同，或者也可以比W短。更优选使驱动用晶体管202的L与W之比为5以上。
另外，在驱动用晶体管202中既可以使用增强型晶体管，也可以使用耗尽型晶体管。
另外，开关用晶体管201及消去用晶体管206既可以使用N型晶体管，也可以使用P型晶体管。
开关用晶体管201的栅极与第1扫描线Gaj(j＝1～y)连接。开关用晶体管201的源极和漏极中的一个与信号线Si(i＝1～x)连接，另一个与电流控制用晶体管203的栅极连接。而消去用晶体管206的 栅极与第2扫描线Gej(j＝1～y)连接，其源极和漏极中的一个与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，另一个与电流控制用晶体管203的栅极连接。驱动用晶体管202的栅极与第2电源线Wi(i＝1～x)连接。而且，为了将由第1电源线Vi(i＝1～x)供给的电流作为驱动用晶体管202及电流控制用晶体管203的漏极电流而供给发光元件204，使驱动用晶体管202及电流控制用晶体管203与第1电源线Vi(i＝1～x)、发光元件204连接。在本实施方式中电流控制用晶体管203的源极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，驱动用晶体管202的漏极与发光元件204的像素电极连接。
再有，也可以将驱动用晶体管202的源极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，将电流控制用晶体管203漏极与发光元件204的像素电极连接。
发光元件204由设于阳极与阴极之间的电场发光层构成。如图2那样，如果阳极与驱动用晶体管202连接，则阳极为像素电极，阴极为对向电极。为了将正偏压方向的电流供给发光元件204，在发光元件204的对向电极和备第1电源线Vi(i＝1～x)上设置电位差。再有，对向电极与第3电源线连接。
电容元件205的2个电极中的一个与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，另一个与电流控制用晶体管203的栅极连接。
在图2中驱动用晶体管202和电流控制用晶体管203为P型晶体管，驱动用晶体管202的漏极和发光元件204的阳极连接。相反地，如果驱动用晶体管202及电流控制用晶体管203为N型晶体管，则驱动用晶体管202的源极和发光元件204的阴极连接。此时，发光元件204的阴极为像素电极，阳极为对向电极。
对于图2所示的像素可以分为写入期间、数据保持期间、消去期间来说明其动作。写入期间和数据保持期间的开关用晶体管201、驱动用晶体管202及电流控制用晶体管203的动作，与图1的情况相同。
图21(A)表示在写入期间通过视频信号使电流控制用晶体管203 导通时的动作，图21(B)表示在写入期间使电流控制用晶体管203截止时的动作。而图21(C)表示在维持期间使电流控制用晶体管203导通时的动作，图21(D)表示消去期间的动作。再有，为了在图21(A)～图21(D)中使各动作易于理解，将作为开关元件使用的开关用晶体管201、电流控制用晶体管203和消去用晶体管206都作为开关表示。
首先，如果在写入期间选择第1扫描线Gaj(j＝1～y)，则栅极与第1扫描线Gaj(j＝1～y)连接着的开关用晶体管201导通。然后输入信号线Si(i＝1～x)的视频信号通过开关用晶体管201，输入电流控制用晶体管203的栅极。另外，由于驱动用晶体管202的栅极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接，因此通常为导通状态。
在电流控制用晶体管203通过视频信号导通时，如图21(A)所示，通过第1电源线Vi(i＝1～x)，将电流供给发光元件204。由于此时电流控制用晶体管203在线性区工作，因此饱和区工作的驱动用晶体管202和发光元件204的电压电流特性决定流经发光元件204的电流。然后，发光元件204以与供给的电流相当的大小的亮度发光。
另外，如图21(B)所示，在电流控制用晶体管203通过视频信号截止时，不对发光元件204供给电流，发光元件204不发光。
在数据保持期间，通过控制第1扫描线Gaj(j＝1～y)的电位，使开关用晶体管201截止，保持在写入期间写入的视频信号的电位。若在写入期间使电流控制用晶体管203导通，则视频信号的电位通过电容元件205而被维持，因此，如图21(C)所示，保持对发光元件的电流供给。相反地，若在写入期间使电流控制用晶体管203截止，则视频信号的电位通过电容元件205保持，因此不对发光元件204供给电流。
如图21(D)所示，在消去期间选择第2扫描线Gej(j＝1～y)，使消去用晶体管206导通，电源线Vi(i＝1～x)的电位通过消去用晶体管206，供给电流控制用晶体管203的栅极。因此，由于电流控制用晶体管203截止，能够产生强制性地不将电流供给发光元件204的状态。
(实施例)
以下，对于本发明的实施例进行说明。
〔实施例1〕
下面说明有源矩阵型显示装置中使用本发明的像素结构时的结构和驱动。
图3表示外部电路的框图和面板的概略图。
如图3所示，有源矩阵型显示装置含有外部电路3004和面板3010。外部电路3004含有A/D转换部3001、电源部3002及信号生成部3003。A/D转换部3001将以模拟信号输入的图像数据信号转换为数字信号(视频信号)，供给信号线驱动电路3006。电源部3002从由电池及插座供给的电源生成各自要求的电压值电源，供给信号线驱动电路3006、扫描线驱动电路3007、发光元件3011、信号生成部3003等。信号生成部3003中，除了输入电源、图像信号及同步信号等并进行各种信号转换之外，还生成用于驱动信号线驱动电路3006及扫描线驱动电路3007的时钟信号等。
来自外部电路3004的信号及电源通过FPC，从面板3010内的FPC连接部3005输入到内部电路等。
另外，面板3010中，在基板3008上配置FPC连接部3005、内部电路，还设有发光元件3011。内部电路含有信号线驱动电路3006、扫描线驱动电路3007及像素部3009。作为例子，在图3中采用了实施方式1中记载的像素，但上述像素部3009可采用本发明实施方式中列举的任何一种像素结构。
在基板中央配置像素部3009，在其外围配置信号线驱动电路3006及扫描线驱动电路3007。在像素部3009的整个面上形成发光元件3011及上述发光元件的对向电极。
图4是更详细地表示信号线驱动电路3006的框图。
信号线驱动电路3006含有由采用多级D-双稳态多谐振荡器4001而形成的移位寄存器4002、数据闩锁电路(LAT)4003、闩锁电路(LAT)4004、电平移动器4005及缓冲器4006等。
输入的信号为时钟信号线(S-CK)、反转时钟信号线(S-CKB)、起动脉冲(S-SP)、视频信号(DATA)及闩锁脉冲(Latch Pulse)。
首先，按照时钟信号、时钟反转信号及起动脉冲的定时，依次从移位寄存器4002输出取样脉冲。将取样脉冲输入到数据闩锁电路4003，在该定时取得视频信号并加以保持。从第一列开始依次进行此动作。
如果在最后1级的数据闩锁电路4003中结束视频信号的保持，则在水平回扫线期间输入闩锁脉冲，将在数据闩锁电路4003中保持的视频信号一起传送给闩锁电路4004。然后，在电平移动器4005中进行电平移动、在缓冲器4006中整形后，向信号线S1至Sn同时输出。此时，将H电平、L电平输入到由扫描线驱动电路3007选定的像素，控制发光元件3011的发光/不发光。
本实施例给出的有源矩阵型显示装置的面板3010和外部电路3004是独立的，但也可以将它们在同一基板上一体化形成。另外，显示装置中以使用OLED为例，但也可以是采用OLED之外的发光元件的发光装置。另外，在信号线驱动电路3006内也可不设电平移动器4005和缓冲器4006。
〔实施例2〕
本实施例说明图2所示的像素的上面图的实施例。图5表示本实施例的像素上面图。
5001对应于信号线，5002对应于第1电源线，5011对应于第2电源线，5004对应于第1扫描线，5003对应于第2扫描线。在本实施例中，信号线5001、第1电源线5002和第2电源线5011由同一导电膜形成，第1扫描线5004和第2扫描线5003由同一导电膜形成。另外，5005是开关用晶体管，第1扫描线5004的一部分作为其栅极。另外，5006是消去用晶体管，第2扫描线5003的一部分作为其栅极。5007对应于驱动用晶体管，5008对应于电流控制用晶体管。为了使驱动用晶体管5007的L/W大于电流控制用晶体管5008的L/W，其活性层是弯曲的。例如使驱动用晶体管5007的尺寸是：L＝200[nm]， W＝4[nm]，使电流控制用晶体管5008的尺寸是：L＝6[nm]，W＝12[nm]。5009对应于像素电极，在电场发光层和阴极(均未图示)重叠的区域(发光区)5010中发光。
再有，本发明的上面图仅为一基本实施例，本发明当然不受其限定。
〔实施例3〕
在本实施例中说明图2所示的像素的、与图5不同的一上面图的实施例。图8表示本实施例的像素上面图。
8001对应于信号线，8002对应于第1电源线，8011对应于第2电源线，8004对应于第1扫描线、8003对应于第2扫描线。在本实施例中信号线8001、第1电源线8002和第2电源线8011由同一导电膜形成，第1扫描线8004和第2扫描线8003由同一导电膜形成。另外，8005是开关用晶体管，第1扫描线8004的一部分作为其栅极发挥功能。另外，8006是消去用晶体管、第2扫描线8003的一部分作为其栅极发挥功能。8007对应于驱动用晶体管，8008对应于电流控制用晶体管。为了使驱动用晶体管8007的L/W大于电流控制用晶体管8008的L/W，其活性层是弯曲的。例如使驱动用晶体管8007的尺寸是：L＝200[nm]、W＝4[nm]，使电流控制用晶体管8008的尺寸是：L＝6[nm]、W＝12[nm]。8009对应于像素电极，在与电场发光层及阴极(均未图示)重叠的区域(发光区)8010发光。另外，8012是电容部件，由第2电源线8011与电流控制用晶体管8008之间的栅极绝缘膜构成。
另外，本发明的上面图仅为一基本实施例，本发明当然不受其限定。
〔实施例4〕
在本实施例中说明像素的剖面结构。
图9(A)是表示驱动用晶体管9021为P型、由发光元件9022发出的光通过阳极9023侧时的像素的剖面图。在图9(A)中，发光元件9022的阳极9023和驱动用晶体管9021在电气上连接，在阳极9023 上依次叠层电场发光层9024、阴极9025。阴极9025可采用众所周知的材料，只要能形成功函数小且反射光的导电膜。例如优选Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。而且，电场发光层9024既可由单层构成，也可叠层多层而构成。在由多层构成时，在阳极9023上按空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层的顺序叠层。再有，这些层不必全都设置。阳极9023用透光的透明导电膜形成，例如除ITO之外，还可采用在氧化铟中混合了2～20％氧化锌(ZnO)的透明导电膜。
阳极9023、电场发光层9024和阴极9025重叠而成的部分对应于发光元件9022。图9(A)所示的像素中，如空白箭头所示，由发光元件9022发出的光从阳极9023侧透过。
图9(B)是表示驱动用晶体管9001为N型、由发光元件9002发出的光透过阳极9005侧的像素的剖面图。在图9(B)中，发光元件9002的阴极9003和驱动用晶体管9001在电气上连接，在阴极9003上依次叠层电场发光层9004、阳极9005。只要阴极9003是功函数小且反射光的导电膜，则可采用众所周知的材料。例如优选Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。而且，电场发光层9004既可由单层构成，也可叠层多层而构成。在由多层构成时，在阴极9003上按电子注入层、电子输送层、发光层、空穴输送层、空穴注入层的顺序叠层。再有，这些层不必全都设置。阳极9005用透光的透明导电膜形成，例如除ITO之外，还可采用在氧化铟中混合了2～20％氧化锌(ZnO)的透明导电膜。
阴极9003、电场发光层9004和阳极9005重叠而成的部分对应于发光元件9002。对于图9(B)所示的像素，如空白箭头所示，由发光元件9002发出的光从阳极9005侧透过。
再有，在本实施例中表示了将驱动用晶体管与发光元件在电气上连接的例子，但也可以是在驱动用晶体管与发光元件之间连接有电流控制用晶体管的结构。
〔实施例5〕
用图10说明一例采用本发明的像素结构的驱动定时。
图10(A)是使用数字时间灰度调制方式、表现4比特灰度时的例子。数据保持期间Ts1～Ts4的长度之比为Ts1∶Ts2∶Ts3∶Ts4＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。
下面说明各动作。首先，在写入期间Tb1中，从第1行依次选择第1扫描线，使开关用晶体管导通。然后，通过信号线将视频信号输入各像素，根据该电位控制各像素发光/不发光。在视频信号写入结束的行中立即移至数据保持期间Ts1。进行相同的动作直至最后1行，期间Ta1结束。此时，从数据保持期间Ts1结束的行依次移至写入期间Tb2。
这里，在含有小于写入期间的数据保持期间的子帧期间(这里，与Ts4相当)，在数据保持期间结束后，为了使下一期间不立即开始，设置消去期间2102。在消去期间将发光元件强制性地设为非发光状态。
这里，说明了表现4比特灰度的情况，但比特数及灰度数不受其限定。另外，发光的顺序不必是Ts1～Ts4，也可以是随机的，还可以分割为多个而发光。
另外，图10(B)表示写入脉冲及消去脉冲的例子。如消去脉冲1所示，上述消去脉冲也可1行1行地输入脉冲，在消去期间中由电容部件等保持，如消去脉冲2所示，也可在消去期间中连续输入H电平。另外，图10(B)所示的脉冲是开关用晶体管及消去用晶体管都是N型的情况，如果上述开关用晶体管及上述消去用晶体管都是P型，则图10(B)所示的脉冲的H电平和L电平都反转。
〔实施例6〕
采用本发明的发光装置能够用于各种电子设备的显示部。优选在特别要求低功耗的移动设备中使用本发明的显示装置。
具体地说，作为上述电子设备，可以列举手提信息终端(手提电话，移动电脑，手提型游戏机或电子图书等)、摄像机，数码相机， 目镜型显示器，显示器，导航系统等。这些电子设备的具体例子示于图6中。
图6(A)是显示器，它包括框体6001、声音输出部6002、显示部6003等。本发明的显示装置能够用于显示部6003。显示装置包括个人电脑用、电视广播接收用、广告显示用等全部的信息显示装置。
图6(B)是移动电脑，它包括本体6101、记录笔6102、显示部6103、操作按钮6104、外部接口6105等。本发明的发光装置能够用于显示部6103。
图6(C)是游戏机，它包括本体6201、显示部6202、操作按钮6203等。本发明的发光装置能够用于显示部6202。
图6(D)是手提电话，它包括本体6301、声音输出部6302、声音输入部6303、显示部6304、操作开关6305、天线6306等。本发明的发光装置能够用于显示部6304。
总之，本发明的发光装置的应用范围极其广泛，可用于所有领域的电子设备。
[实施例7]
用图11说明本发明的发光装置的像素剖面结构。图11表示形成于基板7000上的驱动用晶体管7001。驱动用晶体管7001用第1层间绝缘膜7002覆盖，在第1层间绝缘膜7002上形成有由树脂等形成的彩色滤光膜7003和通过接触孔与驱动用晶体管7001的漏极在电气上连接的布线7004。另外，还可在驱动用晶体管7001与布线7004之间设置电流控制用晶体管。
而且，为了覆盖彩色滤光膜7003及布线7004，在第1层间绝缘膜7002上形成第2层间绝缘膜7005。再有，第1层间绝缘膜7002或第2层间绝缘膜7005，可采用等离子体CVD法或溅射法，将氧化硅、氮化硅或氧化氮化硅膜以单层或叠层使用。另外，在氮摩尔比高于氧摩尔比的氧化氮化硅膜上，也可将氧摩尔比高于氮摩尔比的氧化氮化硅膜加以叠层后的膜作为第1层间绝缘膜7002或第2层间 绝缘膜7005使用。或者也可以采用有机树脂膜，作为第1层间绝缘膜7002或第2层间绝缘膜7005。
在第2层间绝缘膜7005上形成通过接触孔与布线7004在电气上连接的布线7006。布线7006的一部分作为发光元件的阳极发挥功能。布线7006在与彩色滤光膜7003重叠的位置上形成，将第2层间绝缘膜7005夹于中间。
另外，在第2层间绝缘膜7005上形成用作障壁的有机树脂膜7008。有机树脂膜7008含有开口部，在该开口部通过使作为阳极而发挥功能的布线7006、电场发光层7009和阴极7010重合，形成发光元件7011。电场发光层7009含有单独发光层的结构或者将含有发光层的多层加以层叠的结构。另外，也可以在有机树脂膜7008及阴极7010上形成保护膜。此时，与其它绝缘膜比较，保护膜采用难以使水分及氧等导致发光元件劣化加速的物质透过的膜。典型地，优选例如采用DLC膜、氮化碳膜、用RF溅射法形成的氮化硅膜等。另外，也可将难以使上述水分及氧等物质透过的膜以及与该膜相比而易使水分及氧等物质透过的膜进行叠层，作为保护膜使用。
另外，为了在电场发光层7009成膜之前，为去除已吸附的水分及氧等，预先在真空气氛下加热有机树脂膜7008。具体地说，在真空气氛和100℃～200℃下加热处理0.5～1小时。优选3×10-7Torr以下，如果能在3×10-8Torr以下则更好。然后，在真空气氛下加热处理有机树脂膜后，在电场发光层成膜时，通过在真空气氛下保持直至将要成膜之前，能够使可靠性进一步提高。
另外，有机树脂膜7008的开口部中的端部最好在有机树脂膜7008上部分重叠而形成的电场发光层7009上带有圆形，在该端部上不形成孔眼。具体地说，开口部中有机树脂膜的剖面描出的曲线的曲率半径最好为0.2～2μm左右。
根据上述结构，可以使以后形成的电场发光层及阴极的涂层良好，可防止布线7006和阴极7010在电场发光层7009上形成的孔眼中短路。另外，通过使电场发光层7009的应力松弛，能够减少被称 为发光区减少的称为收缩的缺陷，从而提高可靠性。
另外，在图11中表示的是作为有机树脂膜7008而采用正型感光性丙烯树脂的例子。感光性有机树脂有正型和负型，前者是将光、电子、离子等能量射线曝光部位(的树脂)除去，后者是将曝光部位(的树脂)留下。在本发明中也可使用负型有机树脂膜。另外，也可使用感光性聚酰亚胺而形成有机树脂膜7008。在使用负型的丙烯而形成有机树脂膜7008时，开口部上的端部成为S状的剖面形状。此时，开口部的上端部及下端部上的曲率半径最好为0.2～2μm。
布线7006可使用透明导电膜。除ITO之外，也可以使用在氧化铟中混合有2～20％氧化锌(ZnO)的透明导电膜。在图11中作为布线7006使用的是ITO。也可以采用CMP法及聚乙烯醇系多孔性材料擦净、研磨布线7006，使其表面平坦化。另外，也可以在采用CMP法研磨后，在布线7006的表面上进行紫外线照射、氧等离子体处理。
另外，如果阴极7010是膜厚约为光可透过的厚度、功函数小的导电膜，则使用众所周知的其它材料。例如Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等均为理想之选。另外，为了从阴极侧得到光，除了使膜厚减薄的方法之外，还可采用通过添加Li而减小功函数的ITO的方法。本发明采用的发光元件可以是使光从阳极侧和阴极侧两侧通过的结构。
再有，如果实际上至图11前完成，则为了使其不再暴露在大气中，优选密封性高、脱气少的保护薄膜(叠层薄膜、紫外线硬化树脂薄膜等)以及采用透光性覆盖材7012密封(封口)。此时，如果覆盖材的内部为惰性气氛，或者在内部配置吸湿性材料(例如氧化钡)，则会提高发光元件的可靠性。而且，在本发明中也可以在覆盖材7012上设置彩色滤光膜7013。
再有，本发明不限于上述制造方法，还可使用众所周知的方法。
〔实施例8〕
本实施例说明在图2所示的像素中使驱动用晶体管202和电流控制用晶体管203的位置交换后的像素结构。
图12表示本实施例的像素电路图。另外，对于图2中已表示的 元件及布线，在图12中也附加同一符号表示。图12所示的像素和图2所示的像素在将由第1电源线Vi(i＝1～x)供给的电流作为驱动用晶体管202和电流控制用晶体管203的漏极电流而供给发光元件204这一点是相同的。但是，在图12中在驱动用晶体管202的源极与第1电源线Vi(i＝1～x)连接、电流控制用晶体管的漏极与发光元件204的像素电极连接这一点上与图2所示的像素不同。
如本实施例那样，通过使驱动用晶体管202的源极与第1电源线Vi连接，从而将驱动用晶体管202的栅极-源极间电压Vgs固定。也就是说，即使发光元件204劣化，也仍然是使在饱和区工作的驱动用晶体管202的栅极-源极间电压Vgs保持不变动而固定的状态。因此，在本实施例中即使发光元件204劣化，也可防止饱和区工作的驱动用晶体管202的漏极电流变动。
〔实施例9〕
在本实施例中说明图12所示的像素一上面图的实施例。但是，在本实施例中表示在图12所示的像素中发光元件204的像素电极和电流控制用晶体管203的漏极之间设置电阻的例子。图13表示本实施例的像素上面图。
5101对应于信号线，5102对应于第1电源线，5111对应于第2电流线，5104对应于第1扫描线，5103对应于第2扫描线。在本实施例中信号线5101、第1电源线5102和第2电源线5111由同一导电膜形成，第1扫描线5104和第2扫描线5103由同一导电膜形成。而5105是开关用晶体管，第1扫描线5104的一部分作为其栅极发挥功能。而5106是消去用晶体管，第2扫描线5103的一部分作为其栅极发挥功能。5107对应于驱动用晶体管，5108对应于电流控制用晶体管。而5112对应于电容元件，5113对应于由半导体膜形成的电阻。为了使驱动用晶体管5107的L/W大于电流控制用晶体管5108的L/W，其活性层是弯曲的。例如使驱动用晶体管5107的尺寸是：L＝200[nm]、W＝4[nm]，使电流控制用晶体管5108的尺寸是：L＝6[nm]、W＝12[nm]。5109对应于像素电板，在像素电极5109、 电场发光层(未图示)和阴极(未图示)相重叠的区域(发光区)中发光。
通过设置电阻5113，从而在作为发光元件的像素电极5109而使用的导电膜成膜后，在将该导电膜图案化而形成像素电极之前，通过该导电膜上带有的电荷可防止驱动用晶体管5107漏极的电位急剧变化而损坏驱动用晶体管5107。另外，能够用作蒸镀EL之前的对策。
另外，本发明的上面图仅为一基本实施例，本发明当然不受其限定。
〔实施例10〕
在本实施例中说明图2所示的像素中共用第1扫描线Gaj(j＝1～y)或第2扫描线Gej(j＝1～y)的像素再共用第2电源线Wi(i＝1～x)时的像素结构。
图14(A)表示本实施例的像素的电路图。另外，对于图2中已表示的元件及布线，在图14(A)中也附加同一符号表示。但是在图14(A)中共用第1扫描线Gaj(j＝1～y)和第2扫描线Gej(j＝1～y)的像素再共用第2电源线Wj(j＝1～x)。而第2电源线Wj(j＝1～x)与信号线Si(i＝1～x)及第1电源线Vi(i＝1～x)交叉、共用同一第2扫描线Gej(j＝1～y)的像素有互不相同的信号线Si(i＝1～x)。
以下，图14(B)表示在图14(A)所示的像素中采用将施加于驱动用晶体管202的栅极的电压按红色、绿色、蓝色像素区分、而调节白平衡的方法时的像素结构。在图14(B)中，在对应于红色的像素210中，使红色(R)用第2电源线Wrj与驱动用晶体管202的栅极连接。在对应于绿色的像素211中，使绿色(G)用第2电源线Wgj与驱动用晶体管202的栅极连接。在对应于蓝色的像素212中，使蓝色(B)用第2电源线Wbj与驱动用晶体管202的栅极连接。
〔实施例11〕
在本实施例中说明在图14(A)、图14(B)所示的像素中，在发光元件和驱动用晶体管202的漏极之间设有电阻时的像素结构。
图15(A)表示在图14(A)的像素中设有电阻的像素结构。而对于 图14(A)中已表示的元件及布线，在图15(A)中也附加同一符号表示。图15(A)与图14(A)不同的是，在发光元件204的像素电极和驱动用晶体管202的漏极之间有电阻209。
接着，图15(B)表示在图15(A)所示的像素中采用通过将加于驱动用晶体管202的栅极的电压按红色、绿色、蓝色各像素分开来调节白平衡的方法时的像素结构。图15(B)中，对应于红色的像素210中，红色(R)用第2电源线Wrj与驱动用晶体管202的栅极连接。在对应于绿色像素211中，绿色(G)用第2电源线Wgj与驱动用晶体管202的栅极连接。在对应于蓝色像素212中，蓝色(B)用第2电源线Wbj与驱动用晶体管202的栅极连接。
通过设置电阻209，使作为发光元件204的像素电极而使用的导电膜成膜后，在将该导电膜图案化而形成像素电极之前，通过该导电膜带有电荷，可防止因驱动用晶体管202漏极的电位急剧变化而使驱动用晶体管202受到破坏。另外，这也可作为EL被蒸镀前的静电对策。
接着，说明图15(A)所示的像素的一上面图的实施例。图16表示本实施例的像素的上面图。
5201对应于信号线，5202对应于第1电源线，5211对应于第2电源线，5204对应于第1扫描线，5203对应于第2扫描线。本实施例中，信号线5201和第1电源线5202由同一导电膜形成，第1扫描线5204、第2扫描线5203和第2电源线5211由同一导电膜形成。而5205是开关用晶体管，第1扫描线5204的一部分作为其栅极而发挥功能。而5206是消去用晶体管，第2扫描线5203的一部分作为其栅极发挥功能。5207对应于驱动用晶体管，5208对应于控制用晶体管。另外，5212对应于电容元件，5213对应于由半导体膜形成的电阻。为了使驱动用晶体管5207的L/W大于电流控制用晶体管5208的L/W，其活性层是弯曲的。例如使驱动用晶体管5207的尺寸是：L＝200[nm]，W＝4[nm]，使电流控制用晶体管5208的尺寸是：L＝6[nm]、W＝12[nm]。5209对应于像素电极，在像素电极5209、 电场发光层(未图示)和阴极(未图示)相重叠的区域(发光区)中发光。
接着，说明图15(B)所示的像素的一上面图的实施例。图17表示本实施例的像素的上面图。
5301对应于信号线，5302对应于第1电源线，5311r对应于与红色像素对应的第2电源线，5311g对应于与绿色像素对应的第2电源线，5311b对应于与蓝色像素对应的第2电源线，5304对应于第1扫描线，5303对应于第2扫描线。在本实施例中信号线5301和第1电源线5302由同一导电膜形成，第1扫描线5304、第2扫描线5303和第2电源线5311r、5311g、5311b都由同一导电膜形成。而5305是开关用晶体管，第1扫描线5304的一部分作为其栅极发挥功能。而5306是消去用晶体管，第2扫描线5303的一部分作为其栅极发挥功能。5307对应于驱动用晶体管，5308对应于电流控制用晶体管，而5312对应于电容元件，5313对应于由半导体膜形成的电阻。为了使驱动用晶体管5307的L/W大于电流控制用晶体管5308的L/W，其活性层是弯曲的。例如使驱动用晶体管5307的尺寸是：L＝200[nm]、W＝4[nm]，使电流控制用晶体管5308的尺寸是：L＝6[nm]、W＝12[nm]。5309对应于像素电极，在与像素电极5309、电场发光层(未图示)和阴极(未图示)相重叠的区域(发光区)中发光。
另外，本发明的上面图仅是一基本实施例，本发明当然不受其限定。
本发明的发光装置中，由于像素所包含的晶体管数量为4个，因此，例如，可以将对角线为4～4.3英寸的装置中作为分离相邻发光元件的障壁使用的层间膜的宽度设为20μm，以VGA(640×480)200dpi设定45×135μm的像素尺寸。
〔实施例12〕
图18(A)表示驱动用晶体管9011为N型、从发光元件9012发出的光通过阴极9013侧通过的像素剖面图。在图18(A)中在与驱动用晶体管9011的漏极在电气上连接的透明导电膜9017上使发光元件 9012的阴极9013成膜，在阴极9013上按顺序叠层电场发光层9014、阳极9015。然后，为了覆盖阳极9015，使用于反射光或遮蔽光的遮蔽膜9016成膜。只要阴极9013是功函数小且反射光的导电膜，则可采用众所周知的材料。例如，优选Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。但是，其膜厚设为达到透光程度的厚度。例如可以将膜厚为20nm的Al作为阴极9013而使用。而且电场发光层9014既可以由单层构成，也可层叠多层而构成。虽然阳极9015不必透光，但例如也可以使用ITO、ITSO、氧化铟中混合有2～20％氧化锌(ZnO)的IZO等的透明导电膜，还可以使用Ti或TiN。而且遮蔽膜9016例如可使用反射光的金属等，但不限定于金属膜。例如也可使用添加了黑色颜料的树脂等。
阴极9013、电场发光层9014和阳极9015相重叠的部分对应于发光元件9012。图18(A)所示的像素中，如空白箭头所示，从发光元件9012发出的光通过阴极9013侧。
图18(B)表示驱动用晶体管9031为P型、从发光元件9032发出的光通过阴极9035侧的像素剖面图。图18(B)中，在与驱动用晶体管9031的漏极在电气上连接的布线9036上使发光元件9032的阳极9033成膜，在阳极9033上按顺序叠层电场发光层9034、阴极9035。根据上述结构，即使光在阳极9033透过，此光在布线9036上也被反射。与图18(A)时同样，阴极9035只要是功函数小的导电膜，可使用众所周知的材料。但是该膜厚设为达到透光程度的厚度。例如可将含有膜厚为20nm的Al作为阴极9035而使用。而且与图18(A)同样，电场发光层9034既可以由单层构成，也可以层叠多层而构成。阳极9033不必透光，但与图18(A)同样，可使用透明导电膜形成，也可使用Ti或TiN。
阳极9033、电场发光层9034和阴极9035相重叠的部分对应于发光元件9032。图18(B)所示的像素中，如空白箭头所示，从发光元件9032发出的光从阴极9035侧透过。
另外，本实施例中表示了将驱动用晶体管与发光元件在电气上 连接的例子，但也可采用在驱动用晶体管与发光元件之间连接电流控制用晶体管的结构。
〔实施例13〕
在本实施例中说明驱动用晶体管和电流控制用晶体管都为背栅型的像素的剖面结构。
再有，可用于本发明中的晶体管也可由无定形硅形成。如果由无定形硅形成晶体管，则可以不设置结晶化过程，因此能使制造方法简化，实现低成本化。但是对于由无定形硅形成的晶体管，N型的迁移率比P型高，更适用于发光装置的像素中。在本实施例中说明驱动用晶体管为N型的像素剖面结构。
图19是表示本实施例的像素剖面图。6501对应于驱动用晶体管，6502对应于电流控制用晶体管。驱动用晶体管6501包括在有绝缘表面的基板6500上形成的栅极6503、为了覆盖栅极6503而在基板6500上形成的栅极绝缘膜6504和将栅极绝缘膜6504夹在中间而在与栅极6503重叠的位置上形成的半导体膜6505。半导体膜6505含有作为源极或漏极而发挥功能的、添加有付与导电型的杂质的2个掺杂区6506a、6506b。而且，掺杂区6506a与布线6508连接。
与驱动用晶体管6501同样，电流控制用晶体管6502包括在含有绝缘表面的基板6500上形成的栅极6510、为了覆盖栅极6510而在基板6500上形成的栅极绝缘膜6504和使栅极绝缘膜6504夹在中间而在与栅极6510重叠的位置上形成半导体膜6511。半导体膜6511含有作为源极或漏极而发挥功能的、添加有付与导电型的杂质的2个掺杂区6512a、6512b。而且掺杂区6512a通过布线6513，与驱动用晶体管6501含有的掺杂区6506b连接。
驱动用晶体管6501及电流控制用晶体管6502都通过由绝缘膜形成的保护膜6507覆盖。而且，通过保护膜6507上形成的接触孔，将布线6508与阳极电极6509连接。另外，驱动用晶体管6501和电流控制用晶体管6502以及保护膜6507都通过层间绝缘膜6520覆盖。层间绝缘膜6520含有开口部，阳极6509在该开口部露出。在阳极6509 上形成电场发光层6521和阴极6522。
再有，图19说明了驱动用晶体管和电流控制用晶体管都为N型时的情况，但也可以为P型。这种场合，用以控制驱动用晶体管阈值的杂质采用P型。
〔实施例14〕
在本实施例中，说明图2所示的像素的上面图的实施例。图20表示本实施例的像素的上面图。
5401对应于信号线，5402对应于第1电源线，5411a、5411b对应于第2电源线，5404对应于第1扫描线，5403对应于第2扫描线。在本实施例中，信号线5401、第1电源线5402和第2电源线5411a由同一导电膜形成，第1扫描线5404、第2扫描线5403和第2电源线5411b由同一导电膜形成。另外，5405是开关用晶体管，第1扫描线5404的一部分作为其栅极发挥功能。另外，5406是消去用晶体管，第2扫描线5403的一部分作为其栅极发挥功能。5407对应于驱动用晶体管，5408对应于电流控制用晶体管。另外，5412对应于电容元件，5413对应于由半导体膜形成的电阻。为了使驱动用晶体管5407的L/W大于电流控制用晶体管5408的L/W，其活性层是弯曲的。例如，使驱动用晶体管5407的尺寸是：L＝200[nm]，W＝4[nm]，使电流控制用晶体管5408的尺寸是：L＝6[nm]，W＝12[nm]。5409对应于像素电极，在像素电极5409、电场发光层(未图示)及阴极(未图示)相重叠的区域(发光区)5410上发光。
另外，本发明的上面图仅是一基础实施例，本发明当然不受其限定。

Claims (31)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
布线，电连接到所述驱动用晶体管的漏极；以及
所述基板上的包括阳极和阴极的发光元件，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
4.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
5.如权利要求2所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
6.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
覆盖所述驱动用晶体管的第1层间绝缘膜；
所述第1层间绝缘膜上的布线，所述布线电连接到所述驱动用晶体管的漏极；
覆盖所述布线的第2层间绝缘膜；以及
所述第2层间绝缘膜上的包括阳极和阴极的发光元件，所述发光元件电连接到所述布线，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
7.如权利要求6所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
8.如权利要求6所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
9.如权利要求6所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
10.如权利要求7所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
11.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
覆盖所述驱动用晶体管的第1层间绝缘膜；
所述第1层间绝缘膜上的第1布线，所述第1布线电连接到所述驱动用晶体管的漏极；
覆盖所述第1布线的第2层间绝缘膜；
所述第2层间绝缘膜上的包括阳极的第2布线；
所述第2层间绝缘膜上的有机树脂膜，所述有机树脂膜含有开口部；以及
在所述开口部内与所述第2布线重叠的发光层和阴极，
其中，在所述开口部内所述发光层和所述阴极与所述第2布线重叠之处形成发光元件，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述第1布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
12.如权利要求11所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
13.如权利要求11所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
14.如权利要求11所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
15.如权利要求12所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
16.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
所述基板上的第1层间绝缘膜；
所述第1层间绝缘膜上的布线，所述布线电连接到所述驱动用晶体管的漏极；
所述第1层间绝缘膜上的第1彩色滤光膜；
覆盖所述第1彩色滤光膜的第2层间绝缘膜；
所述第2层间绝缘膜上的包括阳极和阴极的发光元件；
所述发光元件上的第2彩色滤光膜；以及
所述第2彩色滤光膜上的覆盖材，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
17.如权利要求16所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
18.如权利要求16所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
19.如权利要求16所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
20.如权利要求17所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
21.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
覆盖所述驱动用晶体管的第1层间绝缘膜；
所述第1层间绝缘膜上的布线，所述布线电连接到所述驱动用晶体管的漏极；
所述第1层间绝缘膜上的第1彩色滤光膜；
覆盖所述布线和所述第1彩色滤光膜的第2层间绝缘膜；
所述第2层间绝缘膜上的包括阳极和阴极的发光元件，所述发光元件电连接到所述布线；
所述发光元件上的第2彩色滤光膜；以及
所述第2彩色滤光膜上的覆盖材，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
22.如权利要求21所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
23.如权利要求21所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
24.如权利要求21所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
25.如权利要求22所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
26.一种发光装置，其特征在于，包括：
基板；
所述基板上的驱动用晶体管；
覆盖所述驱动用晶体管的第1层间绝缘膜；
所述第1层间绝缘膜上的第1布线，所述第1布线电连接到所述驱动用晶体管的漏极；
所述第1层间绝缘膜上的第1彩色滤光膜；
覆盖所述第1布线和所述第1彩色滤光膜的第2层间绝缘膜；
所述第2层间绝缘膜上的包括阳极的第2布线，所述第2布线与所述第1彩色滤光膜重叠；
所述第2层间绝缘膜上的有机树脂膜，所述有机树脂膜含有开口部；
在所述开口部内与所述第2布线重叠的发光层和阴极；
所述阴极上的第2彩色滤光膜；以及
所述第2彩色滤光膜上的覆盖材，
其中，在所述开口部内所述发光层和所述阴极与所述第2布线重叠之处形成发光元件，
其中，电流控制用晶体管设置在所述驱动用晶体管与所述第1布线之间，
其中，所述驱动用晶体管在饱和区工作，
其中，所述电流控制用晶体管在线性区工作，
其中，所述电流控制用晶体管的沟道长度等于或短于所述电流控制用晶体管的沟道宽度，
其中，电容元件电连接到所述电流控制用晶体管的栅极，
其中，所述驱动用晶体管的沟道长度大于所述驱动用晶体管的沟道宽度，
其中，所述驱动用晶体管的所述沟道长度与所述驱动用晶体管的所述沟道宽度之比为所述电流控制用晶体管的所述沟道长度与所述电流控制用晶体管的所述沟道宽度之比的5倍以上且6000倍以下，以及
其中，所述发光元件配置成发出通过所述阳极和所述阴极的光的结构。
27.如权利要求26所述的发光装置，其中，
所述阳极是透明导电膜。
28.如权利要求26所述的发光装置，其中，
所述阴极包括Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。
29.如权利要求26所述的发光装置，其中，
所述阴极包括ITO。
30.如权利要求27所述的发光装置，其中，
所述透明导电膜包括ITO。
31.一种电子设备，包括显示部，该显示部包括如权利要求1、6、11、16、21及26中任一项所述的发光装置，其中，所述电子设备为从由手提电话、移动电脑、游戏机、电子图书、摄像机、数码相机、显示器和导航系统构成的组中选择的一个。
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