CN1670802A - 显示装置和电子设备 - Google Patents

显示装置和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1670802A
CN1670802A CNA2005100560061A CN200510056006A CN1670802A CN 1670802 A CN1670802 A CN 1670802A CN A2005100560061 A CNA2005100560061 A CN A2005100560061A CN 200510056006 A CN200510056006 A CN 200510056006A CN 1670802 A CN1670802 A CN 1670802A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
grid
light
circuit
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100560061A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1670802B (zh
Inventor
山崎舜平
棚田好文
纳光明
安西彩
小山润
木村肇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN1670802A publication Critical patent/CN1670802A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1670802B publication Critical patent/CN1670802B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3258—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the voltage across the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3266—Details of drivers for scan electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G09G3/3291—Details of drivers for data electrodes in which the data driver supplies a variable data voltage for setting the current through, or the voltage across, the light-emitting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439—Pixel structures
    • G09G2300/0465—Improved aperture ratio, e.g. by size reduction of the pixel circuit, e.g. for improving the pixel density or the maximum displayable luminance or brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0243—Details of the generation of driving signals
    • G09G2310/0254—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays
    • G09G2310/0256—Control of polarity reversal in general, other than for liquid crystal displays with the purpose of reversing the voltage across a light emitting or modulating element within a pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/041—Temperature compensation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043—Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2018—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G09G3/2022—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals using sub-frames
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/861—Repairing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种低功耗的显示装置和电子设备。本发明的显示装置包括包含多个像素的像素区域、源驱动器、第一栅驱动器以及第二栅驱动器。多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管。

Description

显示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及一种包括自发光元件的显示装置、其驱动方法以及电子设备如电视机。此外，本发明涉及一种元件衬底，在元件衬底上元件形成于绝缘表面上。另外，本发明涉及各自均包括多个元件的源驱动器和栅驱动器。
背景技术
本申请基于分别于2004年3月19日和2004年4月28日在日本专利局递交的日本专利申请No.2004-080739和2004-134759，这些申请的全部内容在此引作参考。
近年来，已经开发出包括由EL(电致发光)元件所表示的发光元件的显示装置，并且利用其诸如高图像质量、宽视角、薄外形、自发光类型的轻重量的优点，预期其具有广泛的应用。发光元件具有其亮度与其中的电流值成比例的性质。为了精确地显示灰度级，有一种采用恒流驱动的显示装置，使恒定电流流过发光元件(参见专利文献1)。
[专利文献1]日本专利早期公开No.2003-323159。
具有显示功能的电子设备如信息终端和便携式电话已经得到广泛地使用，不过由于这些电子设备使用电池，降低功耗是关键所在。然而，当如专利文献1中所披露的显示装置那样采用恒流驱动时，与发光元件串联的驱动晶体管必须工作在饱和区域。因此，需要高驱动电压，而高驱动电压阻碍功耗降低。
发明内容
鉴于以上所述，本发明提供一种低功耗显示装置及其驱动方法。
根据本发明一个方面的显示装置包括包含多个像素的像素区域，源驱动器，第一栅驱动器和第二驱动器。多个像素中的每一个均包括发光元件，用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管，用于控制发光元件发光/不发光的第二晶体管，并且优选地包括用于存储视频信号的电容器。
第一晶体管的栅极通过栅线与第一栅驱动器和第二栅驱动器相连。第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连。第一晶体管的源极和漏极中的另外一个与第二晶体管的栅极连接。第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连。第二晶体管的源极和漏极中的另外一个与电源连接。
在上述结构中，每个像素中仅设置两个晶体管，从而可获得高孔径比。在获得高孔径比时，随发光面积的增大发光元件的亮度减小。因此，可减小发光元件的驱动电压，从而减小功耗。
本发明的显示装置采用恒压驱动，其将恒定的电压施加给发光元件。根据恒压驱动，驱动晶体管无需工作在饱和区域中，并且不需要增大驱动电压。因此，与恒流驱动相比，可降低功耗。
电容器包括与第一晶体管和第二晶体管的半导体层提供在同一层中的半导体层，与第一晶体管和第二晶体管的栅极提供在同一层中的导电层，以及提供于半导体层与导电层之间的绝缘层。可替换地，电容器包括与第一晶体管和第二晶体管的栅极提供在同一层中的第一导电层，与同第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极相连的导电层(源/漏极布线)提供在同一层中的第二导电层，以及提供于第一导电层与第二导电层之间的绝缘层。
根据具有上述结构的本发明，电容器提供在源/漏极布线下面，从而可有效地利用一个像素的面积。因此，电容器的布局不会降低孔径比。
与第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极连接的导电层(源/漏极布线)的厚度为500至1300nm。此外，第一绝缘层和与第一绝缘层接触的第二绝缘层提供在第一晶体管和第二晶体管上面，并且发光元件的第一电极提供在第二绝缘层上面。
提供覆盖发光元件的第一电极的边缘隔离壁层(绝缘层)。位于电容器上面的堤岸层(bank layer)(绝缘层，在本说明中也称作堤岸层)在列方向的宽度为10至25μm。可替换地，提供覆盖发光元件的第一电极边缘的堤岸层(绝缘层)，并且该堤岸层(绝缘层)透光。
发光元件的第一电极和第二电极其中之一反射光，另一个透光。可替换地，发光元件的第一电极和第二电极两者均透光。
本发明的显示装置包括电源控制电路，用于改变第一电源和第二电源的电势，从而可以将反向偏压施加给发光元件。
本发明的显示装置包括可根据环境温度工作的监测电路，还包括电源控制电路，用于基于监测电路的输出改变提供到像素区域的电源电势。
本发明发光装置中包括的源驱动器包括脉冲输出电路、锁存器、选择电路、与脉冲输出电路的输入节点连接的第一保护电路、提供在脉冲输出电路与锁存器之间的第二保护电路、以及提供在选择电路与像素区域之间的第三保护电路。
本发明显示装置中所包含的第一栅驱动器和第二栅驱动器中的每一个均包括脉冲输出电路、选择电路、与脉冲输出电路的输入节点连接的第一保护电路、以及提供在选择电路与像素区域之间的第二保护电路。
保护电路包括选自电阻器、电容器和整流器的一个或多个元件。整流器是一种栅极与漏极彼此连接的晶体管，或者二极管。脉冲输出电路相当于多个双稳态多谐振荡电路(flip-flop circuit)或译码器电路。
发光元件可由从三重激发状态获得的红光发射的材料、从单态激发状态获得的绿光发射的材料或从单态激发状态获得的蓝光发射的材料形成。可替换地，发光元件由从三重激发状态获得的红光发射的材料、从三重激发状态获得的绿光发射的材料或从单态激发状态获得的蓝光发射的材料形成。当使用从第三激发状态获得的发光材料时，其表现出高发光效率，从而可实现低功耗。
在本发明显示装置所包含的像素区域中，沿列方向提供与第一电源连接的多条电源线，并且由相邻像素共享每条电源线。
本发明提供一种元件衬底，该元件衬底处于这样的状态下，其中在具有上述结构的显示装置中已经完成直至发光元件的像素电极的形成过程。更具体而言，元件衬底相当于这样的状态，即晶体管和与晶体管连接的像素电极已经形成在绝缘表面上，但电致发光层和反电极还没有形成。
本发明的显示装置按照以下方式操作。一帧周期包括多个子帧周期SF1，SF2，...，SFn(n为自然数)。每一个子帧周期包括多个写周期Ta1，Ta2，...，Tan其中的一个，和多个发光周期Ts1，Ts2，...，Tsn其中的一个。多个写周期中的每一个均包括多个栅选择周期。多个栅选择周期的每一个均包括多个子栅选择周期。例如，多个发光周期的长度满足：Ts1：Ts2：...：Tsn＝2(n-1)：2(n-2)：...：20。多个发光周期的顺序可以是随机的。
可替换地，可以将选自多个子帧周期的一个或多个周期分成多个周期，在此情形中，一个或多个被分割子帧周期中的每一个，和一个或多个未分割子帧周期中的每一个均包括多个写周期Ta1，Ta2，...，Tam(m为自然数)中的一个和多个发光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一个。多个写周期中的每一个均包括多个栅选择周期，且多个栅选择周期中的每一个包括多个子栅选择周期。
可替换地，选自子帧周期的一个或多个周期可以被分割成多个周期，在此情形中，一个或多个被分割子帧周期中的每一个，和一个或多个未分割子帧周期中的每一个均包括多个写周期Ta1，Ta2，...，Tam(m为自然数)中的一个和多个发光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一个。多个写周期中的每一个均包括多个栅选择周期，且每个栅选择周期包括多个子栅选择周期。多个发光周期的顺序是随机的。
在选自多个子栅选择周期的一个周期中，由第一栅驱动器和第二栅驱动器其中之一来选择一条栅线，而在选自多个子栅选择周期的另一个周期中，由第一栅驱动器和第二栅驱动器中的另一个来选择一条栅线。发光元件根据输入第二晶体管的栅极的视频信号发光或不发光。
可用于本发明的晶体管不限于某一种类型。其可以是使用以非晶硅或多晶硅代表的非单晶半导体膜的薄膜晶体管(TFT)，使用半导体衬底或SOI衬底形成的MOS晶体管，结式晶体管，双极型晶体管，使用有机半导体的晶体管，碳纳米管等。此外，上面形成晶体管的衬底不限于某一种类型，其可以是单晶衬底、SOI衬底或玻璃衬底。
在本发明中，“连接”包括“电连接”。因此，在本发明的结构中，除了预定的连接以外，还提供能进行电连接的其他元件(例如，其他元件或开关)。另外，设置于像素中的电容器可以用晶体管的栅电容等来取代。在此情形中，可省略电容器。
此外，开关可以是任何开关，如电开关和机械开关。其可以是晶体管、二极管或包括它们的逻辑电路。因此，当使用晶体管作为开关时，晶体管仅起开关的作用，从而不限制晶体管的极性(传导性)。不过，当需要截止电流很小时，需要采用具有较小截止电流的那种极性的晶体管。具有LDD区域的晶体管是一种具有小截止电流的晶体管。当用作开关的晶体管在工作时其源电势更接近于低电势侧电源(VSS，Vgnd，0V等)时，需要采用N-沟道晶体管，而当晶体管工作时其源电势更接近于高电势侧电源(VDD等)时，需要采用P-沟道晶体管。这是因为可增大栅-源电压的绝对值，这有助于开关的操作。注意，可通过同时使用N-沟道和P-沟道晶体管来利用CMOS晶体管。
与利用恒流驱动的情形相比，根据利用恒压驱动的本发明可降低发光元件的驱动电压，从而降低功耗。
附图说明
图1A和1B是分别表示本发明的显示装置中所包含的像素及其横截面结构的图。
图2是表示本发明的显示装置中所包含的像素的掩模设计的图。
图3是表示本发明的显示装置中所包含的像素的掩模设计的图。
图4是表示本发明的显示装置的结构的图。
图5是表示本发明的显示装置中所包含的源驱动器的结构的图。
图6是表示本发明的显示装置中所包含的源驱动器的结构的图。
图7是表示本发明的显示装置中所包含的源驱动器的结构的图。
图8是表示本发明的显示装置中所包含的栅驱动器的结构的图。
图9是表示本发明的显示装置中所包含的栅驱动器的结构的图。
图10是表示本发明的温度补偿功能的图。
图11A和11B是表示本发明的显示装置的操作的图表。
图12A至12D是表示时间灰度级方法的图表。
图13是表示时间灰度级方法的图表。
图14A和14B分别是表示本发明的显示装置中所包括的像素的掩模设计及其结构的图。
图15A和15B分别是表示根据本发明显示装置的一种模式的面板及其横截面结构的图。
图16A和16B是表示根据本发明显示装置的一种模式的面板的横截面结构的图。
图17A至17F是表示每个均具有本发明显示装置的电子设备的视图。
图18是表示保护电路的结构的图。
图19A和19B是表示本发明的显示装置中所包含的像素的图，图19C是表示其横截面结构的图。
图20是表示本发明的补偿电路的图。
图21A和21B是表示发光元件的温度特性曲线的图。
图22是表示本发明的补偿电路的图。
图23是表示本发明的补偿电路的图。
图24是表示本发明的补偿电路的图。
图25是一种可应用于本发明的示例性源驱动器。
图26是一种可应用于本发明的示例性源驱动器。
图27是一种可应用于本发明的示例性源驱动器。
图28是表示本发明显示装置中所包含的栅驱动器的结构的图。
图29是表示本发明显示装置中所包含的栅驱动器的结构的图。
图30是表示具有延迟电路的本发明显示装置的示意图。
图31是一种可应用于本发明的示例性延迟电路。
图32是一种可应用于本发明的示例性延迟电路。
图33是一种可应用于本发明的示例性延迟电路。
图34是可应用于本发明的延迟电路的时序图。
图35是可应用于本发明的延迟电路的时序图。
图36是表示本发明显示装置的结构的图。
具体实施方式
尽管将参照附图通过实施例方式和实施例充分描述本发明，不过可以理解各种改变和改进对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，除非这些改变和改进偏离了本发明的范围，否则应当解释为这些改变和改进包含在本发明的范围中。注意在下面所述的本发明的结构中，几乎在所有附图中都使用相同的附图标记表示相同的部分。
[实施方式1]
下面参照图1A至3描述根据本发明一优选实施例的显示装置的结构。本发明的显示装置包括多个像素10，每个像素在源线Sx(x为自然数，且满足1≤x≤m)与栅线Gy(y为自然数，且满足1≤y≤n)彼此相交且绝缘体介于它们之间的区域中包括多个元件(参见图1A)。像素10包括发光元件13，电容器16和两个晶体管。两个晶体管其中的一个为开关晶体管11(下文中也称作TFT 11)，用于控制输入像素10的视频信号；另一个为驱动晶体管12(下文中也称作TFT 12)，用于控制发光元件13的发光/不发光。TFT 11和12均为场效应晶体管，其具有栅极、源极和漏极三个端子。
TFT 11的栅极与栅线Gy相连，且其源极和漏极其中之一与源线Sx相连，而另一个与TFT 12的栅极相连。TFT 12的源极和漏极其中之一通过电源线Vx(x为自然数，且满足1≤x≤m)与第一电源17连接，而其中的另外一个与发光元件13的像素电极相连。发光元件13的反电极与第二电源18相连。电容器16设置于TFT 12的栅极与源极之间。不限制TFT 11和12的导电性，可采用N-沟道TFT和P-沟道TFT中的任何一种。图1A表示TFT 11为N-沟道TFT，TFT 12为P-沟道TFT的情形。第一电源17和第二电源18的电势不受限制。不过，仅要求将它们设定为不同的电势，从而向发光元件13施加正向偏压或反向偏压。
在具有上述结构的本发明的显示装置中，像素10中仅设置有两个晶体管。因此，可以减小一个像素10中所设置的晶体管的数量，而这样必然减小所需布线的数量。从而，可实现高孔径比、高分辨率和高产量。当实现高孔径比时，随着发光面积的增大，发光元件的亮度降低。即，可减小电流密度。因此，可减小驱动电压以便减小功耗。另外，低驱动电压将提高可靠性。
构成TFT 11和12的半导体可以是非晶半导体(非晶硅)、微晶半导体、多晶半导体(多晶硅)和有机半导体中的任何一种。微晶半导体可使用硅烷气体(SiH4)和氟气(F2)或者使用硅烷气体和氢气形成。可替换地，其可以通过使用上述气体形成薄膜，并随后用激光照射来获得。利用导电材料形成每一个TFT 11和12的栅极使其具有一层或多层。例如，采用钨(W)和氮化钨(WN)的叠层结构，钼(Mo)、铝(Al)和钼(Mo)的叠层结构，或者钼(Mo)和氮化钼(MoN)的叠层结构。利用导电材料由一层或多层构成与TFT 11和12中包含的杂质区域(源极和漏极)连接的导电层(源/漏极布线)。例如，可采用钛(Ti)、铝-硅(Al-Si)和钛(Ti)的叠层，钼(Mo)、铝-硅(Al-Si)和钼(Mo)的叠层，或者氮化钼(MoN)、铝-硅(Al-Si)和氮化钼(MoN)的叠层。
图2表示具有上述结构的像素10的配置图。该配置图中表示出TFT11和12、电容器16、与发光元件13的像素电极相对应的导电层19。图1B表示沿线A-B-C作出的图2中配置图的横截面结构。TFT 11和12、发光元件13和电容器16形成于具有绝缘表面(如玻璃或石英)的衬底20上。
发光元件13对应于导电层19(像素电极)、电致发光层33和导电层34(反电极)的叠层。当导电层19和34均透光时，发光元件13在导电层19和导电层34这两个方向发射光。即，发光元件13向两侧发射光。另一方面，当导电层19和34其中之一透光而另一个遮光时，发光元件13仅在导电层19或导电层34方向发射光。即，发光元件13向顶侧或底侧发光。图1B表示发光元件13向底侧发光的情况的横截面结构。
电容器16设置在TFT 12的栅极与源极之间，并存储TFT 12的栅-源电压。电容器16通过与TFT 11和12中包含的半导体层提供在同一层中的半导体层21、与TFT 11和12的栅极提供在同一层中的导电层22a和22b(下文中统称为导电层22)、以及提供在半导体层21与导电层22之间的绝缘层来形成电容。同样，电容器16通过与TFT 11和12的栅极提供在同一层中的导电层22、与连接到TFT 11和12的源极或漏极的导电层24至27提供在同一层中的导电层23、和提供在导电层22与导电层23之间的绝缘层来形成电容。根据这种结构，电容器16可具有足够大以便能存储TFT 12的栅-源电压的电容值。此外，电容器16提供在构成电源线的导电层下面，因此电容器16的配置不会减小孔径比。
分别与TFT 11和12的源/漏极布线对应的导电层24至27以及导电层23的厚度为500至2000nm，更优选的是500至1300nm厚。导电层23至27构成源线Sx和电源线Vx。因此，通过形成上述厚度的导电层23至27，可抑制电压降落的影响。注意，当形成厚导电层23至27时，可使布线电阻较小。不过，当形成非常厚的导电层23至27时，难以精确地进行构图过程，或者表面将具有更大的不均匀性。即，考虑到布线电阻、构图过程易于执行以及表面的不均匀性，需要将导电层23至27的厚度控制在上述范围内。
此外，提供覆盖TFT 11和12的绝缘层28和29(下文中统称作第一绝缘层30)，提供于第一绝缘层30上面的第二绝缘层31，以及形成于第二绝缘层31上面的与像素电极对应的导电层19。第二绝缘层31的提供增大了导电层19形成区域的余量，这实现了高孔径比。当采用顶部发射结构时，这种结构非常有效。当获得高孔径比时，随着发光面积的增大驱动电压减小，这有助于降低功耗。
注意，第一绝缘层30和第二绝缘层31是使用无机材料(如二氧化硅和氮化硅)、有机材料(如聚酰亚胺和丙烯酸)等形成的。可使用相同材料或不同材料形成第一绝缘层30和第二绝缘层31。此外，可采用硅氧烷材料作为这些绝缘层30和31中的一个或两个。硅氧烷具有Si-O-Si键骨架结构且含有至少包含氢的有机基团(例如，烷基或芳香烃)作为取代基。还可以使用氟基团作为取代基。另外，可使用包含氢的有机基团和氟基团两者。
在发光元件13之间，提供有堤岸层32(也称作边界、隔离或绝缘层)。电容器16上面堤岸层32的宽度35足够宽以便能覆盖提供于底部上的布线。优选的是宽度35为7.5至27.5μm，或者更优选的是10至25μm(参见图3)。由此，通过形成窄的堤岸层32，可获得高孔径比。当获得高孔径比时，随着发光面积的增大可减小驱动电压，这有助于降低功耗。
注意在所示的配置中，像素的孔径比为大约50％。像素10在列方向(纵向)的长度用宽度38表示，而像素10在行方向(横向)的长度用宽度37表示。堤岸层32可由无机材料或有机材料形成。不过，由于电致发光层被提供以便与堤岸层32相接触，所以需要将堤岸层32形成为具有连续可变的曲率半径从而不会在电致发光层中产生针孔。
此外，堤岸层32遮光。根据这种结构，相邻像素10的边界更加清晰，从而可显示出高分辨率图像。堤岸层32包含颜料或碳纳米管。由于加入了颜料或碳，堤岸层32被染色以便遮光。
本发明的显示装置包括在其中多个上述像素10以矩阵形式排列的像素区域40、第一栅驱动器41、第二栅驱动器42以及源驱动器43(参见图4)。第一栅驱动器41和第二栅驱动器42可以如图中所示设置在像素区域40的相对侧上，或者设置在像素区域40的一侧上。
源驱动器43包括脉冲输出电路44、锁存器45和选择电路46。锁存器45包括第一锁存器47和第二锁存器48。选择电路46包括晶体管49(下文中称作TFT 49)和模拟开关50。TFT 49和模拟开关50设置在与源线Sx对应的每一列中。反相器51产生WE(写入/擦除)信号的反信号，且当从外部提供WE信号时不必提供反相器51。TFT 49的栅极与选择信号线52相连，其源极和漏极其中之一与源线Sx连接，而另一个与电源53相连。模拟开关50提供在第二锁存器48与源线Sx之间。即，模拟开关50的输入节点与第二锁存器48连接，其输出节点与源线Sx连接。模拟开关50的两个控制节点中的一个与选择信号线52连接，而另一个通过反相器51与选择信号线52连接。电源53的电势具有使像素10中所包含的TFT 12截止的电平，当TFT 12为N-沟道TFT时其为L(低)电平，而当TFT 12为P-沟道TFT时为H(高)电平。
第一栅驱动器41包括脉冲输出电路54和选择电路55。第二栅驱动器42包括脉冲输出电路56和选择电路57。选择电路55和57与选择信号线52相连。注意，第二栅驱动器42中包含的选择电路57通过反相器58与选择信号线52连接。即，通过选择信号线52输入选择电路55和57的WE信号彼此反相。
选择电路55和57的每一个均包括三态缓冲器。三态缓冲器的输入节点与脉冲输出电路54或脉冲输出电路56连接，而其控制节点与选择信号线52连接。三态缓冲器的输出节点与栅线Gy连接。当从选择信号线52传输的信号具有H电平时，三态缓冲器工作，而当从选择信号线52传输的信号具有L电平时，三态缓冲器处于浮动状态。
源驱动器43中包含的脉冲输出电路44、第一栅驱动器41中包含的脉冲输出电路54以及第二栅驱动器42中包含的脉冲输出电路56相当于具有多个双稳态多谐振荡电路的移位寄存器，或者译码器电路。当脉冲输出电路44、54和56中的每一个采用译码器电路时，可随机地选择源线Sx或栅线Gy。当能够随机地选择源线Sx或栅线Gy时，可抑制采用时间灰度级方法时出现的伪轮廓。
注意，源驱动器43的结构不限于上面所述，还可以另外提供电平移动器和缓冲器。还注意，第一栅驱动器41和第二栅驱动器42的结构不限于上面所述，还可以另外提供电平移动器和缓冲器。另外，尽管图中没有示出，但是源驱动器43、第一栅驱动器41和第二栅驱动器42中的每一个均包括保护电路。在下面的实施方式2中描述包含保护电路的驱动器的结构。
此外，本发明的显示装置包括电源控制电路63。电源控制电路63包括控制器62，和用于向发光元件13输送功率的电源电路61。电源电路61通过TFT 12和电源线Vx与发光元件13的像素电极相连。此外，电源电路61通过电源线与发光元件13的反电极相连。
当向发光元件13施加正向偏压从而向发光元件13输送电流以便发射光时，将第一电源17和第二电源18设置成具有电势差，从而使第一电源17的电势高于第二电源18的电势。另一方面，当向发光元件13施加反向偏压时，将第一电源17和第二电源18设置成具有电势差，从而使第一电源17的电势低于第二电源18的电势。通过从控制器62将预定信号输送给电源电路61而执行这种电势设定。
根据本发明，使用电源控制电路63向发光元件13施加反向偏压，从而可抑制发光元件13随时间的流逝而发生降级，从而提高可靠性。发光元件13可能具有初始缺陷，即由于外来物质的粘附、阳极或阴极的微小突出部分所产生的针孔、或者电致发光层的不均匀性造成其阳极与阴极发生短路。这种初始缺陷将干扰根据信号产生的发光/不发光，并且由于几乎所有电流都流到短路部分而全部元件不发射光，或者特定像素发光或不发光，将发生不能进行良好的图像显示的问题。不过，根据本发明的结构，可以向发光元件施加反向偏压，从而电流仅局部地流到阳极和阴极的短路部分，从而在短路部分中产生热。结果，通过氧化或碳化而将短路部分隔离。因此，即便存在初始缺陷，也能通过消除该缺陷从而进行良好的图像显示。注意，最好在发货之前进行这种初始缺陷的隔离。另外，不仅是初始缺陷，而且还会产生另一种缺陷，即随着时间的流逝阳极与阴极发生短路。这种缺陷称作累进缺陷。不过，根据本发明，以规则的间隔向发光元件施加反向偏压，因此能消除这种可能存在的累进缺陷，并进行良好的图像显示。注意，没有具体限制向发光元件13施加反向偏压的时间。
本发明的显示装置还包括监测电路64和控制电路65。监测电路64根据环境温度来工作。控制电路65包括恒流源和缓冲器。在所示的结构中，监测电路64包括监测发光元件66(下文中也称作发光元件66)。
控制电路65根据监测电路64的输出，向电源控制电路63输送用于改变电源电势的信号。电源控制电路63根据从控制电路65输送的信号，改变要输送给像素区域40的电源电势。根据具有上述结构的本发明，可抑制由环境温度改变所引起的电流值的波动，从而提高可靠性。注意，下面在实施方式3中描述监测电路64和控制电路65的具体结构。
根据执行恒压驱动的本发明的显示装置，发光元件的亮度为500cd/m2，且像素孔径比为50％时功耗为1W或更少(950mW)。另一方面，根据执行恒流驱动的显示装置，发光元件的亮度为500cd/m2，且孔径比为25％时功耗为2W(2040mW)。即，通过采用恒压驱动，可降低功耗。通过采用恒压驱动，可以将功耗抑制为1W或更少，更优选地为0.7W或更少。注意，上述功耗值仅是像素区域的，不包括驱动电路部分的功耗。此外，采用时间灰度级方法时，两者均表现出70％的显示占空率。
此外，在如上所述测量功耗的进行恒压驱动的显示装置和进行恒流驱动的显示装置这两者中，像素区域中像素的数量为240×3×320。
注意如上面所述，本发明的晶体管可以为任何类型，并且可以形成在任何衬底上。因此，图4中所示的整个电路可以形成在任何种类的衬底上，如玻璃衬底、塑料衬底、单晶衬底和SOI衬底。可替换地，图4中的一部分电路可以形成在某一衬底上，其另一部分可形成在另一衬底上。即，不要求图4中的整个电路形成在相同衬底上。例如，图4中可以采用这样一种结构，其中像素区域40和第一栅驱动器41形成于具有TFT的玻璃衬底上，而源驱动器43(或其一部分)形成于单晶衬底上，从而通过COG(将芯片固定于玻璃上)粘接技术将IC芯片连接到玻璃衬底上。可替换地，IC芯片可通过TAB(载带自动粘接)或通过使用印刷电路板与玻璃衬底连接。
[实施方式2]
上述结构适用TFT 12为P-沟道TFT的情形。在本实施方式中，将参照图19A至19C描述TFT 12为N-沟道TFT的情形。像素10包括发光元件13、电容器16以及TFT 11和12(参见图19A)。当发光元件13具有正向层叠结构时(当像素电极为阳极，而反电极为阴极时)，并且按照发光元件13的电流方向向发光元件13施加正向偏压，则第一电源17相当于高电势电源，而第二电源18相当于低电势电源。另一方面，当反向偏压施加到发光元件13时，第一电源17为低电势电源，而第二电源18为高电势电源。电容器16存储TFT 12的栅-源电压。根据上述结构，TFT 12的源极与发光元件13的像素电极连接，因此，电容器16设置在发光元件13的像素电极与TFT 12的栅极之间。
另一方面，当发光元件13具有反向层叠结构时(当像素电极为阴极，而反电极为阳极时)，并且根据发光元件13的电流方向将正向偏压施加到发光元件13，则第一电源17相当于低电势电源，而第二电源18相当于高电势电源。另一方面，当反向偏压施加到发光元件13时，第一电源17为高电势电源，而第二电源18为低电势电源。此外，TFT12的源极与电源线Vx连接，因此，电容器16设置在电源线Vx与TFT12的栅极之间。
图19C表示图19A中所示显示装置的横截面结构。在该显示装置中，TFT 11和12、发光元件13以及电容器16形成在具有绝缘表面(玻璃和石英)的衬底上。没有具体限制TFT 11的传导性，并且当TFT 11为N-沟道TFT时，TFT 11与12具有相同的传导性。因此，无需分别形成TFT，这提高了产量。
在具有上述结构的显示装置中，像素10中仅设置有两个晶体管。因此，可获得高孔径比、高分辨率和高产量。当获得高孔径比时，驱动电压下降，这有助于降低功耗。
[实施方式3]
现在将参照图5至7描述本发明的显示装置中所包含的源驱动器43的结构。源驱动器43包括脉冲输出电路44、NAND71、第一锁存器47、第二锁存器48和选择电路46(在附图中第一锁存器47、第二锁存器48和选择电路46统称作SLAT)(参见图5)。脉冲输出电路44具有多个单元电路(SSR)70级联连接的结构。将时钟信号(SCK)、时钟回应信号(SCKB)和起始脉冲(SSP)供给脉冲输出电路44。将数据信号(DataR、DataG和DataB)供给第一锁存器47。将锁存脉冲(SLAT)和锁存脉冲的反相脉冲(SLATB)供给第二锁存器48。将写入/擦除信号(SWE或写入/擦除信号，下文中也称作WE信号)以及WE信号的反相信号(SWEB)供给选择电路46。
脉冲输出电路44中所包含的单元电路70包括多个晶体管和逻辑电路(参见图6)。被供给时钟信号或时钟回应信号的单元电路70的输入节点(P1)配备有晶体管72作为保护电路。此外，被输入数据信号的第一锁存器47的输入节点配备有晶体管76至78分别作为保护电路(参见图7)。另外，尽管图5中没有示出，但是选择电路46的下级具有电平移动器73和缓冲器74，且缓冲器74的下级具有保护电路75。保护电路75每条源线包括四个晶体管79至82。注意，根据从与源线Sx连接的像素要发射出的颜色，设定输送给缓冲器74的电源电势83至85。
源驱动器43包括与脉冲输出电路44的输入节点连接的第一保护电路(相当于附图中的晶体管72)，与第一锁存器47的输入节点连接的第二保护电路(相当于附图中的晶体管76至78)，以及提供在选择电路46的下级上的第三保护电路(相当于附图中的晶体管79至82)。根据这种结构，可抑制由静电引起的元件的降级或损坏。
现在参照图8和9描述第一栅驱动器41的结构。第二栅驱动器42与第一栅驱动器41具有类似的结构，因此，在此将省略对它的描述。第一栅驱动器41包括脉冲输出电路54、电平移动器(GLS)86和选择电路55(参见图8)。脉冲输出电路54的结构与源驱动器43中所包含的脉冲输出电路44的结构类似，并且其具有一种多个单元电路(GSR)70级联连接的结构，且其输入节点具有保护电路。
选择电路55包括三态缓冲器87和保护电路88(参见图9)。当第一栅驱动器41和第二栅驱动器42其中的一个对栅线Gy充电或放电时，三态缓冲器87用于防止其他驱动器的输出干扰该操作。因此，除了三态缓冲器以外，选择电路55还可以是模拟开关、定时反相器等，只要其具有上述功能即可。保护电路88包括元件组89和90。
第一栅驱动器41包括与脉冲输出电路54的输入节点连接的第一保护电路，和提供在保护电路55的下级上的第二保护电路88。根据这种结构，可抑制由静电引起的元件的降级或损坏。更具体而言，输入到输入节点的时钟信号或数据信号可能具有噪声，该噪声瞬时地向元件施加高压或低压。不过，根据具有保护电路的本发明，可抑制元件发生降级或损坏。
注意，不仅使用电阻器和晶体管，而且还使用选自电阻器、电容器和整流器的一个或多个元件来构成保护电路。整流器是一种其栅极与漏极彼此连接的晶体管，或者是二极管。
现在将描述保护电路的操作。此处，对第一栅驱动器41中包含的保护电路88的操作进行描述。首先，由于噪声等的影响，从三态缓冲器87的输出节点输送电压比VDD更高的信号。然后，由于其栅-源电压的关系，元件组89截止，同时元件组90导通。接下来，存储于三态缓冲器87中的电荷被释放到用于传送VDD的电源线，从而栅线Gx的电势变成VDD或VDD+α。另一方面，如果从三态缓冲器87的输出节点输送电压比VSS低的信号，则由于其栅-源电压的关系，元件组89导通，同时元件组90截止。这时，栅线Gx的电势变成Vss或VSS-α。由此，即便由于噪声等原因，从三态缓冲器87的输出节点输送的电压瞬时地变成高于VDD或低于VSS，输送给栅线Gx的电压也不会变得高于VDD或低于VSS。因此，可抑制由噪声、静电等引起的元件的失效、降级或损坏。
本发明的显示装置包括提供于如FPC(柔性印刷电路)的连接膜与第一栅驱动器41、第二栅驱动器42或源驱动器43之间的保护电路101(参见图18)。对于源驱动器43，从外部通过连接膜输送诸如SCK、SSP、DataR、DataG、DataB、SLAT和SWE的信号，并且保护电路101提供在用于传输信号的布线与连接膜之间。对于第一栅驱动器41，从外部通过连接膜输送诸如GCK、G1SP、PWC和WE的信号，且保护电路101提供在用于传输这些信号的布线与连接膜之间。在所示结构中，保护电路101包括晶体管95和96(每个晶体管的栅极与漏极连接)、电阻器97和98、以及电容器99和100。该实施方式可以与本发明的其他实施方式结合。
[实施方式4]
通过使用可根据环境温度工作的监测电路64、控制电路65和电源控制电路63来实现本发明的温度补偿功能(参见图10)。监测电路64包括附图中的发光元件66。发光元件66的其中一个电极与固定电势(在附图中为接地)的电源连接，而另一电极与控制电路65连接。控制电路65包括恒流源91和放大器92。电源控制电路63包括电源电路61和控制器62。注意，希望电源电路61为可变电源，由此可改变要输送的电源电势。
现在将描述使用发光元件66检查环境温度的机制。由恒流源91在发光元件66的相对电极之间输送恒定电流。即，发光元件66的电流值总是恒定的。当这种条件下环境温度发生改变时，发光元件66本身的电阻值也改变。当发光元件66的电阻值改变时，由于发光元件66的电流值无论何时都是恒定的，因而发光元件66的相对电极之间产生电势差。通过检查由温度改变在发光元件66的相对电极之间产生的电势差，可检查环境温度的改变。更具体而言，发光元件66的处于固定电势的电极电势保持不变，因此，检查与恒流源91相连的相对电极的电势改变。将包含有关发光元件这种电势改变的数据的信号输送给放大器92，并被放大器92放大，输出至电源控制电路63。电源控制电路63根据监测电路64的输出，改变要通过放大器92输送给像素区域40的电源电势。因此，可随温度改变补偿电源电势。即，可抑制由温度改变引起的电流值的波动。
注意，附图中提供有多个发光元件66，不过本发明并不局限于此。没有特别限定监测电路64中提供的发光元件66的数量。此外，即使采用发光元件66，晶体管也可以与发光元件66串联连接。在此情形中，与发光元件66串联连接的晶体管根据需要被导通。另外，采用发光元件66作为监测电路64，不过，本发明不限于此，可使用其他已知的温度传感器。在使用已知温度传感器的情形中，其可以与像素区域40提供在相同衬底上，或者利用IC从外部相连。本发明的温度补偿功能无需用户控制，因此即使在分配给最终用户后，也可连续地进行补偿。因此，可实现产品的长寿命。该实施方式可与本发明的其他实施方式自由结合实现。
[实施方式5]
参照图4、11A和11B描述本发明显示装置的操作。首先，描述源驱动器的操作(参见图4和图11A)。将时钟信号(SCK)、时钟反相信号(SCKB)和起始脉冲(SSP)输入脉冲输出电路44。根据这些信号的时序，向第一锁存器47输出采样脉冲。第一至最后一列的被输入数据的第一锁存器47，按照采样脉冲的输入时序存储视频信号。在输入锁存脉冲时，存储于第一锁存器47中的视频信号立即被一起传送给第二锁存器48。
现在，将描述每一周期中选择电路46的操作，假设从选择信号线52传送L电平WE信号的周期为T1，而从选择信号线52传送H电平WE信号的周期为T2。周期T1和T2均相当于水平扫描周期的半个周期，且周期T1称作第一子栅选择周期，而周期T2称作第二子栅选择周期。
在周期T1(第一子栅选择周期)中，从选择信号线52传送的WE信号为L电平，且TFT 49导通，而模拟开关50截止。从而，多个信号线S1至Sn通过提供在每列中的TFT 49与电源53电连接。即，多个信号线S1至Sn与电源53具有相同电势。此时，像素10中所包含的TFT 11导通，电源53的电势通过TFT 11传送给TFT 12的栅极。接下来，TFT 12截止，发光元件13的相对电极具有相同电势。即，在发光元件13的相对电极之间没有电流流动，因此它不发射光。由此，与输入至信号线的视频信号无关地将电源53的电势传送给TFT 12的栅极的操作称作擦除操作，该操作将TFT 11截止以使发光元件13的相对电极具有相同电势。
在周期T2中(第二子栅选择周期)，从选择信号线52传送的WE信号是H电平，且TFT 49截止，而模拟开关50导通。从而，存储在第二锁存器48中的一行视频信号立即被一起传送给多个信号线S1至Sn。此时，像素10中所包含的TFT 11导通，视频信号通过TFT 11传送给TFT 12的栅极。接下来，根据所输入的视频信号，TFT 12导通或截止，从而使发光元件13的相对电极具有不同电势或相同电势。更具体而言，当TFT 12导通时，发光元件13的相对电极具有不同电势，从而使电流流入发光元件13中。即，发光元件13发射光。注意，流动到发光元件13中的电流与TFT 12的源-漏极电流具有相同数值。另一方面，当TFT 12截止时，发光元件13的相对电极具有相同电势，从而没有电流流入发光元件13中。即，发光元件13不发射光。由此，TFT 12根据视频信号导通或截止、从而使发光元件13的相对电极具有不同电势或相同电势的操作称作写入操作。
现在，将描述第一栅驱动器41和第二栅驱动器42的操作。向脉冲输出电路54输入G1CK、G1CKB和G1SP。根据这些信号的时序，脉冲相继输出至选择电路55。向脉冲输出电路56输入G2CK、G2CKB和G2SP。根据这些信号的时序，脉冲相继输出至选择电路57。图11B表示输送给选择电路55和57的第i，j，k和p行(i，j，k和p为自然数，且满足1≤i，j，k和p≤n)中每一个行的脉冲的电势。
现在，与有关源驱动器43的操作的描述类似，对每个周期中第一栅驱动器41中所包含的选择电路55和第二栅驱动器42中所包含的选择电路57的操作进行描述，假设从选择信号线52传送L电平WE信号的周期为T1，从选择信号线52传送H电平WE信号的周期为T2。注意，在图11B的时序图中，用Gy41表示从第一栅驱动器41接收信号的栅线Gy(y为自然数，且满足1≤y≤n)的电势，而用Gy42表示从第二栅驱动器42接收信号的栅线的电势。Gy41和Gy42表示相同布线。
在周期T1中(第一子栅选择周期)，从选择信号线52传送的WE信号为L电平。接下来，向第一栅驱动器41中所包含的选择电路55输入L电平的WE信号，从而使选择电路55处于浮动状态。另一方面，向第二驱动器42中所包含的选择电路57输入与WE信号反相的H电平信号，从而使选择电路57处于操作状态。即，选择电路57将H电平信号(行选择信号)传输给第i行中的栅线Gi，从而使栅线Gi具有与H电平信号相同的电势。也就是，由第二栅驱动器42选择第i行中的栅线Gi。结果，像素10中所包含的TFT 11导通。然后，源驱动器43中所包含的电源53的电势被传送给TFT 12的栅极，从而使TFT 12截止，且发光元件13的两个电极具有彼此相同的电势。即，在该周期中执行擦除操作，其中发光元件13不发射光。
在周期T2中(第二子栅选择周期)，从选择信号线52传送的WE信号为H电平。接下来，向第一栅驱动器41中所包含的选择电路55输入H电平的WE信号，从而使选择电路55处于操作状态。也就是，选择电路55将H电平信号传输给第i行中的栅线Gi，从而使栅线Gi具有与H电平信号相同的电势。即，由第一栅驱动器41选择第i行中的栅线Gi。结果，像素10中所包含的TFT 11导通。然后，视频信号从源驱动器43中包含的第二锁存器48传送给TFT 12的栅极，从而使TFT 12导通或截止，且发光元件13的两个电极具有不同电势或相同电势。也就是，在该周期中执行写入操作，其中发光元件13发射光或不发射光。另一方面，向第二栅驱动器42中包含的选择电路57输入L电平信号，从而使其处于浮动状态。
由此，在周期T1(第一子栅选择周期)中由第二栅驱动器42选择栅线Gy，而在周期T2(第二子栅选择周期)中由第一栅驱动器41选择栅线Gy。即，第一栅驱动器41和第二栅驱动器42以一种互补的方式控制栅线。此外，在第一子栅选择周期和第二子栅选择周期其中之一中执行擦除操作，而在另一周期中执行写入操作。
注意，在由第一栅驱动器41选择第i行中的栅线Gi的周期中，第二栅驱动器42没有处于操作状态(选择电路57处于浮动状态)，或者将行选择信号传送给除第i行以外的行中的栅线。类似地，在第i行中的栅线Gi从第二栅驱动器42接收行选择信号时，第一栅驱动器41处于浮动状态，或者将行选择信号传送给除第i行以外的行中的栅线。
根据执行上述操作的本发明，可以强行使发光元件13截止，因此即使灰度级的数量增大，也能提高占空率。另外，尽管能够强行地使发光元件13截止，但是不需要提供用于释放电容器16的电荷的TFT。因而，可获得高孔径比。当获得高孔径比时，随着发光面积的增大，发光元件的亮度减小，这有助于功耗降低。即，可减小驱动电压，以便降低功耗。
注意，本发明不限于上述的将栅选择周期分成两半的方式。可以将栅选择周期分成三个或更多周期。本实施方式可以与上述实施方式自由结合实施。
还注意，在前半个栅选择周期(第一子栅选择周期)中将擦除信号输入给像素，而在后半个栅选择周期(第二子栅选择周期)中将视频信号输入给像素，不过，本发明不限于此。还可以在前半个栅选择周期(第一子栅选择周期)中将视频信号输入给像素，而在后半个栅选择周期(第二子栅选择周期)中将擦除信号输入给像素。
可替换地，还可以是在前半个栅选择周期(第一子栅选择周期)中将视频信号输入给像素，在后半个栅选择周期(第二子栅选择周期)中将另一视频信号输入给像素。可以在每个周期中输入与不同子帧对应的信号。结果，可提供子帧周期而无需擦除周期，从而连续配置发光周期。由于在此情形中不需要提供擦除周期，因此可增大占空率。
[实施方式6]
下面将参照纵坐标表示扫描线、横坐标表示时间的时序图(图12A和12C)以及第i行中的栅线Gi(1≤i≤m)的时序图(图12B和12D)，来描述本发明显示装置的操作。在时间灰度级方法中，一帧周期包括多个子帧周期SF1，SF2，...，SFn(n为自然数)。多个子帧周期中的每一个均包括执行写入操作或擦除操作的多个写入周期Ta1，Ta2，...，Tan中的一个，和多个发光周期Ts1，Ts2，...，Tsn中的一个。多个写入周期的每一个均包括多个栅选择周期。多个栅选择周期中的每一个包括多个子栅选择周期。不具体限制每个栅选择周期被分割的数量，不过，其优选为2至8个，或者更优选为2至4个。将发光周期Ts1：Ts2：...：Tsn的长度设定为满足例如，2(n-1)：2(n-2)：...：21：20。即，将发光周期Ts1，Ts2，...，Tsn设定为对于每一位具有不同长度。
下面将描述在不提供AC驱动周期FRB(帧反向偏压)的情况下用于显示3比特灰度级(8个灰度级)的时序图(参见图12A和12B)。在此情形中，将一帧周期分割成三个子帧周期SF1至SF3。每个子帧周期SF1至SF3包括写入周期Ta1至Ta3中的一个，和发光周期Ts1至Ts3中的一个。每个写入周期包括多个栅选择周期。多个栅选择周期中的每一个包括多个子栅选择周期。在此，每个栅选择周期包括两个子栅选择周期：第一子栅选择周期用于执行擦除操作，第二子栅选择周期用于执行写入操作。
注意，擦除操作是使发光元件不发射光的操作，并且在子帧周期中仅在必要时才执行。
下面将描述提供AC驱动周期RFB时的时序图(参见图12C和12D)。AC驱动周期FRB包括其中仅执行擦除操作的写入周期TaRB，和反向偏压施加周期，在反向偏压施加周期中通过将输送给发光元件的电势电平反向，从而同时地将反向偏压施加给全部发光元件。注意，不必要每个帧周期都提供AC驱动周期FRB，可以每几个帧周期提供AC驱动周期FRB。此外，不需要从子帧周期SF1至SF3独立地提供AC驱动周期FRB，可以在某一子帧周期的发光周期Ts1至Ts3中提供。
此外，子帧周期的顺序不限于上面所述的子帧周期从高阶位向低阶位顺序排列，其可以随机排列。另外，对于每个帧周期，子帧周期的顺序可以是随机的。此外，可以将选自子帧周期的一个或多个周期分割成多个周期。在此情形中，一个或多个被分割的子帧周期中的每一个、以及一个或多个未被分割的子帧周期中的每一个均包括多个写入周期Ta1，Ta2，...，Tam(m为自然数)中的一个以及多个发光周期Ts1，Ts2，...，Tsm中的一个。
现在，将描述将高阶位的子帧周期分割成多个周期的时序图，并且子帧周期的顺序是随机的(参见图13)。该时序图表示子帧周期SF1被分割成三个(用SF1-1至SF1-3表示)、子帧周期SF2被分割成两个(用SF2-1和SF2-2表示)和子帧周期SF3被分割成两个(用SF3-1和SF3-2表示)时，显示6比特灰度级的情形。它还表示第一行像素的显示时序、最后一行像素的显示时序、擦除栅驱动器的扫描时序以及写入栅驱动器的扫描时序。注意，所示时序图的显示占空率为51％。该实施方式可与上述实施方式自由结合实施。
[实施方式7]
现在将参照图14A和14B描述电源线Vx被相邻像素共享时本发明的显示装置的模式。注意，该显示装置包括多个像素10，如上所述，每个像素包括发光元件13、电容器16以及TFT 11和12。当电源线Vx由相邻像素共享时，相邻像素的排列被水平旋转。当电源线Vx被相邻像素共享时，所必需的布线数量可以减小，这导致高孔径比。当获得高孔径比时，随着发光面积的增大，发光元件的亮度降低，这有助于功耗降低。即，可减小驱动电压以便降低功耗。
在采用上述结构的情形中，希望采用显示出单色光或白光的发光元件。通过在光发射一侧上提供滤光片或颜色转换层，可进行彩色显示。当通过这种方式共享电源线时，与有选择地将电致发光层着色的情形相比，在采用获得单色光或白光的结构时，电源电势易于补偿降低。该实施方式可与上述实施方式自由结合实施。
[实施方式8]
本发明的显示装置可配备有偏振片、波片或圆偏振片，以便增强对比度。本发明显示装置中所包含的每个发光元件均具有一对电极，和插入在它们之间的电致发光层。在进行彩色显示的情形中，需要在每个像素中形成具有不同发射光谱的电致发光层，在此情形中通常形成分别与红(R)、绿(G)和蓝(B)对应的电致发光层。在此情形中，通过在从发光元件发射出光的一侧上提供用于透过发光光谱内的光的滤光片(着色层)，可提高色纯度并防止镜面反射(眩光)。此外，当提供这种滤光片时，可省略常规需要的圆偏振片，这可以弥补从电致发光层所发射出的光的损耗。另外，可减小倾斜观看显示区域时看到的色调的改变。此外，电致发光层可具有一种显示出单色光或白光的结构。在采用白光发光材料时，通过在发光元件发射光的一侧上提供用于透过特定发射光谱内的光的滤光片，可进行彩色显示。
电致发光层由通过单态激发获得光发射的材料(下面称作单态激发材料)，或者由三态激发获得光发射的材料(下面称作三态激发材料)形成。例如，在用于红光发射、绿光发射和蓝光发射的发光元件中，用于红光发射(其亮度半衰期(亮度衰减到其初始值一半水平的时间)相对较短)的发光元件由三态激发材料形成，而其他发光元件由单态激发材料形成。三态激发材料具有高发光效率，其优点在于即便为了获得相同亮度，也需要较低功耗。可替换地，用于红光发射和绿光发射的发光元件可由三态激发发光材料形成，而用于蓝光发射的发光元件可由单态激发材料形成。在使用三态激发材料形成人眼高度可视的用于绿光发射的发光元件时，甚至可以实现更低的功耗。作为三态激发材料的一个例子，存在一种使用金属络合物作为掺杂物的材料，其包括以为第三跃迁元素的铂作为中心原子的金属络合物，以及以铱等作为中心原子的金属络合物。
发光元件可具有正向层叠结构，其中阳极、电致发光层和阴极以此顺序层叠；或者可具有反向层叠结构，其中阴极、电致发光层和阳极以此顺序层叠。希望发光元件的电极由ITO(氧化铟锡)或ITSO(掺硅ITO)、IZO或GZO形成。该实施方式可与上述实施方式自由组合实施。
[实施方式9]
将描述作为本发明发光装置的一种形式的面板，其中安装有像素区域40、第一栅驱动器41、第二栅驱动器42和源驱动器43。在衬底405上，形成包括多个像素、第一栅驱动器41、第二栅驱动器42、源驱动器43和连接膜407的像素区域40，其中每个像素具有发光元件13(参见图15A)。连接膜407与外部电路(IC芯片)相连。
图15B为图15A中沿线A-A’的面板的横截面图，表示出提供于像素区域40中的TFT 12和发光元件13，以及提供于源驱动器43中的CMOS电路410。在像素区域40、第一栅驱动器41、第二栅驱动器42和源驱动器43周围提供密封剂408，并用密封剂408和相对衬底406来密封发光元件13。执行这一密封工艺，以便保护发光元件13不受湿气的影响，并使用覆盖材料(玻璃、陶瓷、塑料、金属等)密封该处。可替换地，可采用其他方法利用热固性树脂、紫外光固化树脂，或者使用具有高阻隔性的薄膜(如金属氧化物膜和氮化物膜)进行密封。形成于衬底405上的元件优选地由与非晶半导体相比具有优异性质(如迁移率)的晶态半导体(多晶硅)形成，其能够单片集成在相同的表面上。根据具有上述结构的面板，可减小所连接的外部IC的数量，这样就能够减小尺寸、减轻重量且使外形更薄。
注意，在上述结构中，发光元件13的像素电极透光，而发光元件13的反电极遮光。因而，发光元件13向底侧发射光。可替换地，除上述结构以外可采用另一种结构，其中发光元件13的像素电极遮光，而发光元件13的反电极透光(参见图16A)。在此情形中，发光元件13朝向顶侧发射光。
另外，除上述结构以外可采用另一种结构，其中发光元件13的像素电极和反电极都透光(参见图16B)。在此情形中，发光元件13朝向两侧发射光。
本发明的显示装置可采用底部发射、顶部发射或双向发射结构中的任何一种。在采用底部发射或双向发射结构的情况下，与TFT 12中所包含的杂质区域相连接的导电层(源/漏极布线)优选地由铝(Al)和低反射率材料如钼(Mo)的组合构成。具体而言，优选采用钼(Mo)、铝-硅(Al-Si)和钼(Mo)的叠层结构，氮化钼(MoN)、铝-硅(Al-Si)和氮化钼(MoN)的叠层结构等。因而，可防止发光元件发射出的光在源/漏极布线上发生反射。因此，光可以被提取到外部。
注意，像素区域40由TFT构成，TFT的沟道部分由形成于绝缘表面上的非晶半导体(非晶硅)形成，而第一栅驱动器41、第二栅驱动器42和源驱动器43由IC芯片形成。IC芯片通过COG粘接到衬底405上，或者附着到用于连接衬底405的连接膜407上。通过CVD易于在大衬底上形成非晶半导体，不需要结晶步骤。因此，可提供廉价的面板。此外，当通过以喷墨为代表的微滴放电方法形成导电层时，甚至可以提供更为廉价的面板。该实施方式可与上述实施方式自由组合实施。
[实施方式10]
包含具有发光元件的像素区域的显示装置可以应用于电子设备中，如电视机(电视或电视接收机)、数字照相机、数字摄像机、便携式电话机(手机)、便携式信息终端(例如PDA)、便携式游戏机、监视器、计算机，放音装置(例如汽车用立体声系统)和配备有记录介质的图像再现装置(如家用游戏机)。图17A至17F表示这种设备的具体例子。
图17A中所示的使用本发明显示装置的便携式信息终端包括主体9201、显示部分9202等，通过本发明可实现低功耗。图17B中所示的使用本发明显示装置的数字摄像机包括显示部分9701和9702等，通过本发明可实现低功耗。图17C中所示的使用本发明显示装置的便携式信息终端包括主体9101、显示部分9102等，通过本发明可实现低功耗。图17D中所示的使用本发明显示装置的便携式电视机包括主体9301、显示部分9302等，通过本发明可实现低功耗。图17E中所示的使用本发明显示装置的便携式计算机包括主体9401、显示部分9402等，通过本发明可实现低功耗。图17F中所示的使用本发明显示装置的电视机包括主体9501、显示部分9502等，通过本发明可实现低功耗。在上面列举出的电子设备中，通过减小功耗量，可保证那些使用电池的电子设备具有更长的工作时间，这样就可以节省电池充电时间。
[实施例1]
图20表示用于补偿温度特性和发光特性的电路的一个具体例子。其包括显示板2020和电源2000。电源2000相当于实施方式1的图4中所示的显示装置的控制电路65。显示板包括像素部分2021、监测元件2027和第一电源接线端2026。像素部分2021包括开关TFT 2022、存储电容器2023、驱动TFT 2024以及发光元件2025。当驱动TFT 2024导通以便使发光元件2025与第二电源接线端2028相连时，发光元件2025发光。
发光元件2025的电流-电压特性随温度而变。在施加恒定电压时，在高温下获得高亮度，在低温下获得低亮度。为了对此进行补偿，恒定电流从恒流源2011输送给监测元件2027，且其中所产生的电压通过晶体管2013施加给第二电源接线端2028。当监测元件2027和发光元件2025由相同材料构成时，该温度特性不再存在，从而相对于温度亮度保持恒定。
电源2000是一种开关式稳压器，其包括第一比较器2001、第二比较器2002、振荡器电路2004、平滑电容器2005、二极管2006、开关晶体管2008、电感器2009、参考电源2003、2007和2014、以及衰减器2010。参考电源2007是一种具有高电流容量的电源，如电池。
开关式稳压器的结构不限于上面所述，可采用其他结构。此外，图20表示的开关晶体管为NPN双极型晶体管，不过，本发明不限于此。
在第二比较器2002中，振荡器电路2004的输出信号、参考电源2003以及第一比较器2001的输出信号相互比较，并且第二比较器2002的输出信号将开关晶体管2008导通/截止。当开关晶体管2008导通时，电流流入电感器2009中，从而将磁能存储到电感器2009中。当开关晶体管2008截止时，磁能被转换成电压，从而使平滑电容器2005通过二极管2006充电。平滑电容器中产生的DC电压随开关晶体管2008的导通/截止状态而改变。
平滑电容器2005的DC电压在衰减器2010中被衰减，然后输入第一比较器2001。第一比较器2001比较参考电源2014与衰减器2010的电压，其输出被输入第二比较器2002。由此，执行反馈操作，并在平滑电容器2005中产生必需的电压。此处，恒流源2011、放大器2012和监测元件2027直接连接，不过，它们之间可以插入其他元件，如电阻器和开关。
[实施例2]
在图20所示的实施例中，平滑电容器2005的电压具有与温度无关的恒定值，不过，发光元件具有温度特性。通常，低温下发光元件的电压较高，而在高温下发光元件的电压较低。图21A表示这种现象。在高温下，发光元件电压与平滑电容器电压(在图21A和21B中用开关式稳压器表示)之间存在较大差别，这造成功耗浪费。如果如图21B中所示，在高温下，开关式稳压器电压与发光元件电压一起减小，则可降低浪费的功耗。
图22是发明的为了解决该问题的一个实施例。将监测元件电压输入开关式稳压器，从而使开关式稳压器电压与发光元件电压配合工作。
图22表示用于补偿温度特性和发光特性的电路的一个具体例子。其包括显示板2220和电源2200。电源2200相当于实施方式1的图4中所示的显示装置的控制电路65。显示板包括像素部分2221、监测元件2227和第一电源接线端2226。像素部分2221包括开关TFT 2222、存储电容器2223、驱动TFT 2224和发光元件2225。当驱动TFT 2224导通以便将发光元件2225与第二电源接线端2228连接时，发光元件2225发射光。
发光元件2225的电流-电压特性随温度而变。在施加恒电压时，在高温下获得高亮度，在低温下获得低亮度。为了对此进行补偿，从恒流源2211向监测元件2227输送恒定电流，并将其中产生的电压通过放大器2212和晶体管2213施加给第二电源接线端2228。当监测元件2227和发光元件2225由相同材料形成时，消除了温度特性，从而相对于温度保持恒定亮度。
电源2200是开关式稳压器，其包括第一比较器2201、第二比较器2202、振荡器电路2204、平滑电容器2205、二极管2206、开关晶体管2208、电感器2209、参考电源2203和2207、以及衰减器2210。参考电源2207是具有高电流容量的电源，如电池。
开关式稳压器的结构不限于以上所述，可采用其他结构。此外，图22表示的开关晶体管为NPN双极型晶体管，不过，本发明不限于此。
在第二比较器2202中，振荡器电路2204的输出信号、参考电源2203以及第一比较器2201的输出信号相互比较，并且第二比较器2202的输出信号将开关晶体管2208导通/截止。当开关晶体管2208导通时，电流流入电感器2209，从而磁能存储到电感器2209中。当开关晶体管2208截止时，磁能被转换成电压，从而使平滑电容器2205通过二极管2206充电。平滑电容器中产生的DC电压随开关晶体管2208的导通/截止状态而变。
监测元件2227的电压通过放大器2214和衰减器2215输入第一比较器2201。在衰减器2210中平滑电容器2205的DC电压被衰减，然后输入第一比较器2201。第一比较器2201比较衰减器2215的电压与衰减器2210的电压，其输出输入到第二比较器2202。由此，执行反馈操作，并且平滑电容器2205中产生所必需的电压。此处，恒流源2211、放大器2212和2214以及监测元件2227直接连接，不过，它们之间可以插入其他元件，如电阻器和开关。
[实施例3]
图23的实施例中开关式稳压器的输出直接与显示板的第二电源接线端连接。监测元件的电压输入开关式稳压器，从而使开关式稳压器的电压与发光元件的电压配合工作。
图23表示用于补偿温度特性和亮度特性的电路的一个具体例子。其包括显示板2320和电源2300。电源2300相当于实施方式1的图4中所示的显示装置的控制电路65。显示板包括像素部分2321、监测元件2327和第一电源接线端2326。像素部分2321包括开关TFT 2322、存储电容器2323、驱动TFT 2324和发光元件2325。当驱动TFT 2324导通以便连接发光元件2325与第二电源接线端2328时，发光元件2325发光。
发光元件2325的电流-电压特性随温度而变。在施加恒定电压的情形中，高温下获得高亮度，而低温下获得低亮度。为了对此进行补偿，从恒流源2311向监测元件2327输送恒定电流，且将其中产生的开关式稳压器电压施加给第二电源接线端2328。当监测元件2327和发光元件2325由相同的材料形成时，消除了温度特性，从而相对于温度亮度保持恒定。该实施例中的补偿电路具有较低的稳定性，不过，其优点在于可减小放大器和晶体管的数量。
电源2300为开关式稳压器，其包括第一比较器2301、第二比较器2302、振荡器电路2304、平滑电容器2305、二极管2306、开关晶体管2308、电感器2309、参考电源2303和2307、以及衰减器2310。参考电源2307是具有高电流容量的电源，如电池。在第二比较器2302中，振荡器电路2304的输出信号、参考电源2303以及第一比较器2301的输出信号相互比较，且第二比较器2302的输出信号将开关晶体管2308导通/截止。当开关晶体管2308导通时，电流流入电感器2309中，从而磁能存储到电感器2309中。当开关晶体管2308截止时，磁能被转换成电压，从而使平滑电容器2305通过二极管2306充电。平滑电容器中产生的DC电压随着开关晶体管2308的导通/截止状态而变。
监测元件2327的电压通过放大器2314和衰减器2315输入第一比较器2301。在衰减器2310中，平滑电容器2305的DC电压发生衰减，然后输入第一比较器2301。第一比较器2301比较衰减器2315的电压与衰减器2310的电压，其输出被输入第二比较器2302。由此，执行反馈操作，并在平滑电容器2305中产生所必需的电压。此处，恒流源2311、放大器2314和监测元件2327直接连接，不过，它们之间可以插入其他元件，如电阻器和开关。
[实施例4]
图24表示其中提供有多个监测元件的实施例。多个监测元件的电压被输入开关式稳压器，从而使开关式稳压器的电压与发光元件的电压一起工作。
图24为用于补偿温度特性和亮度特性的电路的一个具体例子。其包括显示板2420和电源2400。电源2400相当于实施方式1的图4中所示显示装置的控制电路65。显示板包括像素部分2421、监测元件2427、监测元件2429和第一电源接线端2426。像素部分2421包括开关TFT 2422、存储电容器2423、驱动TFT 2424和发光元件2425。当驱动TFT 2424导通以便连接发光元件2425与第二电源接线端2428时，发光元件2425发射光。
发光元件2425的电流-电压特性随温度而变。在施加恒定电压的情形中，高温下获得高亮度，低温下获得低亮度。为了对此进行补偿，分别从恒流源2411和恒流源2427将恒定电流输送给监测元件2427和监测元件2429，且将其中所产生的电压通过放大器2412和晶体管2413施加给第二电源接线端2428。当监测元件2427、监测元件2429和发光元件2425由相同材料形成时，消除了温度特性，从而相对于温度可保持亮度恒定。当两个监测元件设置在像素部分的两侧并且在由加法器电路2416平均之后与放大器2412和2414相连时，能进行更加精确的监测。另外，根据本发明，可进一步增加监测元件的数量。当监测元件的数量增多时，可以减小监测元件与发光元件之间的差异。
电源2400是一种开关式稳压器，其包括第一比较器2401、第二比较器2402、振荡器电路2404、平滑电容器2405、二极管2406、开关晶体管2408、电感器2409、参考电源2403和2407、以及衰减器2410。参考电源2407是一种具有高电流容量的电源，如电池。在第二比较器2402中，振荡器电路2404的输出信号、参考电源2403和第一比较器2401的输出信号相互比较，并且第二比较器2402的输出信号使开关晶体管2408导通/截止。当开关晶体管2408导通时，电流流入电感器2409中，从而磁能存储到电感器2409中。当开关晶体管2408截止时，磁能被转换成电压，从而通过二极管2406对平滑电容器2405充电。平滑电容器中所产生的DC电压随开关晶体管2408的导通/截止状态而变。
监测元件2427和监测元件2429的电压通过加法器电路2416、放大器2414和衰减器2415输入第一比较器2401。在衰减器2410中平滑电容器2405的DC电压被衰减，然后输入第一比较器2401。第一比较器2401比较衰减器2415的电压与衰减器2410的电压，其输出被输入第二比较器2402。
由此，执行反馈操作，并且在平滑电容器2405中产生必需的电压。此处，恒流源2411、恒流源2417、放大器2412、监测元件2427和监测元件2429直接连接，不过，它们之间可插入其他元件，如电阻器和开关。
[实施例5]
在实施例1到4中，显示板的第一电源接线端和第二电源接线端是固定的，不过，可插入用于定期切换施加给这些接线端的电压的转换开关，从而交替地驱动发光元件和监测元件。
在实施例1到4中已经描述了温度补偿，不过，还可以利用监测元件与发光元件的类似降级，对发光元件的降级进行补偿。
[实施例6]
本发明不限于图4中所示的行顺序驱动操作的源驱动器43，并且可应用于点顺序驱动操作的源驱动器。因此，在本实施例中参照图25描述适用于本发明显示装置的点顺序驱动操作的一种示例性源驱动器。注意，用相同的附图标记表示与图4中源驱动器43相同的部分。
图25中的源驱动器2501包括脉冲输出电路44、开关组2503和选择电路46。开关组包括与每列像素对应的开关2502。选择电路46还包括反相器51、模拟开关50和与每列像素对应的TFT 49。TFT 49的一个端子与电源53相连。脉冲输出电路44可以为例如移位寄存器。
将简要描述源驱动器2501的操作方法。
当源驱动器2501执行写入操作时，输送H电平的WE信号，且使模拟开关50导通。此时，用于传输擦除信号的TFT 49被截止。由脉冲输出电路44顺序地选择要被写入DATA信号的列上的开关2502，从而将DATA信号写入像素。
当源驱动器2501执行擦除操作时，输送L电平的WE信号，模拟开关50截止，并且擦除TFT 49导通。擦除TFT 49的一个端子与电源53相连，从而可将电源53的电势设定在信号线的电势，因此，可设定用于驱动像素的TFT的栅电势。即，用于驱动像素的TFT的栅极与源极之间不再存在电势差，因此可以释放积累在用于存储栅-源电压的存储电容器中的电荷。用于驱动像素的TFT与图4中的TFT 12对应，信号线与S1至Sm对应，且存储电容器与电容器16对应。TFT 12的源电势为电源线Vx的电势。即，希望将电源53的电势与电源线Vx的电势设置为相等。由此，可以擦除由源驱动器写入的信号。
[实施例7]
在本实施例中，参照图26描述源驱动器43中所包含的选择电路46的另一种结构。在本实施例的结构中，使用定时反相器2603取代图4中所示的源驱动器43的选择电路46中所用的模拟开关50。注意，用相同的附图标记表示与图4中源驱动器43中相同的部分。
本实施例中所示的源驱动器2601包括脉冲输出电路44、第一锁存器47、第二锁存器48和选择电路2602。选择电路2602包括反相器51、定时反相器2603和TFT 49。TFT 49的一个端子与电源53相连。
简要描述选择电路2602的操作方法。
当源驱动器2601执行写入操作时，输送H电平的WE信号，从而输入定时反相器2603的信号可被输出。此时，用于传输擦除信号的TFT49被截止。由此，可将来自第二锁存器48的信号写入像素。
当源驱动器执行擦除操作时，输送L电平的WE信号，从而输入定时反相器2603的信号没有被输出。此外，TFT 49导通。由此，可以将信号线S1至Sm设定在电源53的电势，并且可以擦除写入像素中的信号。
注意，本实施例中所示的选择电路2602可以应用于实施例6中图25所示的源驱动器2501。
[实施例8]
在输送数据信号时，可用逻辑门表示每个电路。在本实施例中，参照图27描述其中用逻辑门电路表示的源驱动器43中选择电路46的一个例子。注意，用相同的附图标记表示与图4中源驱动器43中的部分相同的部分。
源驱动器2701包括脉冲输出电路44、第一锁存器47、第二锁存器48和选择电路2702。选择电路2702包括NOR(或非)门2704和反相器2705。注意，向每列选择电路2702中的NOR门2704的一个端子输入经反相器2703反相的WE信号。当源驱动器执行写入操作时，输送H电平的WE信号。然后，该信号经由反相器2703反相，从而L电平的信号被输入每列中NOR门2704的其中一个输入端。向其另一输入端输入来自每列的第二锁存器48的信号。当从第二锁存器48输送H电平信号时，NOR门的输出为L电平，此后该信号被反相器2705反相，从而将H电平信号输出至源线。因此，由栅线所选择的像素中TFT 12的栅电势为H电平，从而使TFT 12导通。当从第二锁存器48输送L电平信号时，NOR门2704的输出为H电平，此后该信号被反相器2705反相，从而将L电平信号输出至源线。因此，由栅线选择的像素中的TFT 12的栅电势为L电平，从而使TFT 12截止。这些电势在电容器16中积累。由此，可将信号写入像素中。
在擦除操作中，输送L电平的WE信号。然后，该信号被反相器2703反相，从而H电平信号被输入每列中NOR门2704的其中一个输入端。然后，无论来自第二锁存器48的信号(即，NOR门另一输入端的输入信号)如何，NOR门的输出都为L电平，此后，该信号经由反相器2705反相，从而将H电平信号输出至源线。由栅线所选择的像素中TFT 12的栅电势为H电平，从而使电容器16放电，并且使TFT 12截止。由此，可以擦除写入像素中的信号。
注意，本实施例中所示的选择电路2702可以应用于实施例6的图25中所示的源驱动器2501。
[实施例9]
在本实施例中，参照图28描述这样一个例子，其中图4中所示的第一栅驱动器41中所包含的选择电路55的三态缓冲器87和保护电路88具有不同的结构。图9中所示的三态缓冲器87用于防止当第一栅驱动器41和第二栅驱动器42其中之一使栅线Gy充电或放电时，操作受到其他驱动器的输出的干扰。因此，三态缓冲器87只要具有上述功能，就可以是如图28中所示的使用模拟开关2803的使能电路(enablecircuit)2801。保护电路2802包括整流器2805和2806。
使能电路2801包括模拟开关2803和反相器2804。由P2信号将模拟开关2803导通/截止，从而将P1信号传送到栅线。也就是说，为了防止当第一栅驱动器41和第二栅驱动器42其中之一使栅线Gy充电或放电时，操作受另一驱动器的输出的干扰，要求输入第一栅驱动器41和第二栅驱动器42其中每一个的使能电路2801的P2信号彼此反相。
第一栅驱动器41包括与脉冲输出电路54的输入节点连接的第一保护电路(相当于图中的电阻器72)，和提供在选择电路46的下级的第二保护电路2802。根据这种结构，可抑制由静电引起的元件的降级或损坏。更具体而言，输入到输入节点的时钟信号或数据信号有可能具有噪声，这会产生瞬时施加给元件的高电压或低电压。不过，根据具有保护电路的本发明，可抑制元件发生降级或损坏。
注意，保护电路不仅使用电阻器和晶体管构成，而且还由选自电阻器、电容器和整流器的一个或多个元件构成。整流器是一种栅极与源极彼此连接的晶体管，或者是二极管。在本实施例中，整流器2805和2806应用于保护电路2802，不过，可以采用选自电阻器、电容器和整流器的一个或多个元件。注意，整流器可以为PN结二极管、PIN结二极管、Shottoky二极管和除连接成二极管的晶体管以外的类似元件。
现在将描述保护电路的操作。此处，描述第一栅驱动器41中所包含的保护电路2802的操作。
首先，当由于噪声等的影响，从使能电路2801的输出节点输送比VDD电压更高的信号时，向整流器2806施加正向偏压，并且存储于使能电路2801中的电荷被释放到电源线，用于传送VDD，从而使栅线Gx的电势变成VDD或VDD+a。
另一方面，当从使能电路2801的输出节点输送比VSS电压更低的信号时，将正向偏压施加给整流器2805，从而使栅线Gx的电势变成VSS或VSS-a。
由此，即使当由于噪声等的影响，从使能电路2801的输出节点输送的电压瞬时变得高于VDD或低于VSS时，输送给栅线Gx的电压也不会变得高于VDD或低于VSS。因此，可抑制由噪声、静电等所导致的元件的失效、降级或损坏。
[实施例10]
在本实施例中，参照图28描述这样一个例子，其中图4中所示的第一栅驱动器41中所包含的选择电路55的三态缓冲器87和保护电路88具有不同的结构。图9中所示的三态缓冲器87用于防止当第一栅驱动器41和第二栅驱动器42其中之一使栅线Gy充电或放电时，操作受到另一驱动器的输出的干扰。因此，三态缓冲器87只要具有上述功能，就可以是如图29中所示的使用定时反相器2902的使能电路2901。保护电路2802包括整流器2805和2806。注意，该结构采用定时反相器取代使能电路2801中所包含的模拟开关，并且其操作方法由于与实施例9中图28中所示的使能电路2801和保护电路2802类似而被省略。
[实施例11]
在本实施例中，描述图4等中所示的选择信号线52。WE信号通过选择信号线52输入栅驱动器或源驱动器。此时，必须考虑信号输入像素的实际输入时间。
换句话说，必须考虑栅线选择被取消的时间，和从源线传送到像素的视频信号或擦除信号改变的时间。例如，如果在所选择的栅线被取消之前，视频信号或擦除信号发生改变，则改变的信号被输入像素。因此，将要输入像素的视频信号或擦除信号保持不变直至所选择的栅线被取消为止是必需的。在所选择的栅线被取消之后，视频信号或擦除信号可以改变。
然后，如图30中所示，在WE信号输入源驱动器43之前可以提供延迟电路3000。WE信号可以直接输入栅驱动器。结果，在WE信号改变时，WE信号输入源驱动器，具有一个由该延迟电路产生的延迟。因此，与所选择的栅线被取消的时间相比，可以将视频信号或擦除信号发生改变的时间延迟。结果，可将精确的信号输入像素。注意，图30为示意图，其中与图4中所示相同的部分用相同的附图标记表示。
图31表示延迟电路的一个例子。基本上，输入信号可以在被延迟之后输出。图31为采用双稳态多谐振荡电路的一个例子。图31中所示的双稳态多谐振荡电路3101包括定时反相器3102、定时反相器3103和反相器3104，其通常称作延迟双稳态多谐振荡电路(DFF)。构成DFF的定时反相器3102和3103与时钟信号的输入同步地操作。因此，当将DFF的一级设为延迟电路时，信号被延迟了输送给DFF的时钟信号的半个周期。
图34为时序图。显然，与DFF 3101的输入信号(WE)相比，DFF3101的输出信号(WE’)被延迟了时钟信号的半个周期。
此处，输入延迟电路的DFF 3103的时钟信号可以为任何信号。不过，如果在为了其他目的而输入的信号当中存在可利用的信号，则可以有效地利用该信号用于时钟信号。因此，希望采用输入源驱动器的时钟信号。
在图31的情形中，信号被延迟了输入DFF 3103的时钟信号的半个周期。如果需要将信号延迟得更多的话，则可以如图32中所示将多个DFF 3101串联连接。通过控制DFF 3101的级数，可任意确定延迟时间。在图32中，三级DFF串联连接。因此，从图35中的时序图显然可以看出，与DFF的输入信号相比(WE信号)，DFF的输出信号(WE”信号)被延迟时钟信号的半个周期的长度的三倍。
注意，图31和32表示采用DFF的结构，不过，本发明不限于此。可使用具有适用于移位寄存器的结构的任何其他电路。
可替换地，可以不利用与时钟信号的同步，而是利用由来自多个电路的信号的连续传播所产生的延迟时间，将信号延迟。图33表示这种情形的一种结构。此处，通过连接多级反相器3301而将信号延迟。在需要时，可提供NAND(与非门)3302，以接收延迟前后的信号，以便压缩信号的脉冲宽度。反相信号在反相器3303中再次被反相。
[实施例12]
图4中所示的显示装置具有这样一种结构，其中第一栅驱动器41和第二栅驱动器42设置在像素区域40的相对侧。另一方面，图36表示一种与具有图4中结构的显示装置的操作类似的显示装置，不过具有其中一个栅驱动器设置在一侧的结构。注意，与图4中所示的显示装置相同的部分用相同的附图标记表示。
源驱动器43包括脉冲输出电路44、锁存器45和选择电路46。锁存器45包括第一锁存器47和第二锁存器48。选择电路46包括TFT 49和模拟开关50。TFT 49和模拟开关50提供在与源线Sx对应的每一列中。反相器51产生WE(写入/擦除)信号的反相信号，并且当由外部输送WE信号的反相信号时，不必提供反相器51。
TFT 49的栅极与选择信号线52连接，其源极和漏极其中之一与源线Sx连接，而另一个与电源53连接。模拟开关50提供在第二锁存器48与源线Sx之间。即，模拟开关50的输入节点与第二锁存器48相连，而其输出节点与源线Sx连接。模拟开关50的两个控制节点中的一个与选择信号线52连接，而另一个通过反相器51与选择信号线52连接。电源53的电势具有使像素10中所包含的TFT 12截止的电平。当TFT 12为N-沟道TFT时，将电源53的电势设为L电平，并且另一方面，当TFT 12为P-沟道TFT时，将电源53的电势设为H电平。
栅驱动器3601包括第一脉冲输出电路3603、第二脉冲输出电路3602和选择电路3604。选择电路3604包括NAND门3606和3607、反相器3608、3609和3611、以及与每一列对应的NOR门3610。选择信号线52分成支路，其中一个分支(选择信号线52a)与NAND门3606的一个端子连接。NAND门3606的另一个端子与第一脉冲输出电路3603连接。分支的选择信号线52的另一分支(选择信号线52b)与NAND门3607的一个端子连接。NAND门3607的另一个端子与第二脉冲输出电路3602连接。NAND门3606的输出端与反相器3608的输入端连接，NAND门3607的输出端与反相器3609的输入端连接。反相器3608和3609的输出端分别与NOR门3610的输入端连接，并且NOR门3610的输出端与反相器3611的输入端连接。即，从选择信号线52a输入选择电路3604的信号与从选择信号线52b输入选择电路3604的信号彼此反相。
现在描述本实施例的栅驱动器的操作方法。
当NAND门3606和NAND门3607的输入端均为H电平时，H电平信号被输入栅线Gx。
当将信号写入像素时，输入H电平的WE信号。接下来，H电平信号从选择信号线52a输入NAND门3606的一个端子。因此，从与NAND门3606的另一端子连接的第一脉冲输出电路3603输出的H电平信号所至的栅线行，对应于所选择的用于写入信号的像素行。即，该行像素中用于写入信号的晶体管11被导通。当输送H电平的WE信号时，选择电路46中的模拟开关导通，从而使来自第二锁存器48的信号被输出至信号线Sx。因此，电荷在用于存储驱动像素的TFT 12的栅电势的电容器16中积累，从而可将信号写入像素。
在用于擦除像素中所写入信号的擦除操作中，输送L电平的WE信号。然后，H电平信号从选择信号线52b通过反相器3605输入NAND门3607的一个端子。因此，从与NAND门3607的另一端子连接的第二脉冲输出电路3602输出的H电平信号所至的栅线行，对应于所选择的用于擦除信号的像素行。即，该行像素中用于擦除信号的晶体管11被导通。当输送L电平的WE信号时，选择电路46中的TFT 49导通，从而使电源53的电势为信号线Sx的电势。因此，积累于用于存储驱动像素TFT 12的栅电势的电容器16中的电荷得到释放，从而可将写入像素中的信号擦除。
源驱动器43中所包含的脉冲输出电路44、栅驱动器3601所包含的第一脉冲输出电路3603和第二脉冲输出电路3602相当于具有多个双稳态多谐振荡电路的移位寄存器，或者译码器电路。当脉冲输出电路44、3602和3603中的每一个均采用译码器电路时，可随机选择源线Sx或栅线Gy。当能够随机地选择源线Sx或栅线Gy时，可抑制采用时间灰度级方法时产生的伪轮廓。
注意，源驱动器43的结构不限于以上所述，并且还可以附加地提供电平移动器和缓冲器。此外，栅驱动器3601的结构不限于以上所述，还可以附加地提供电平移动器和缓冲器。另外，尽管图中没有示出，但是源驱动器43和第一栅驱动器3601中的每一个都包括保护电路。包括保护电路的驱动器的结构可以是实施方式3中所描述的一种结构。
注意，实施方式11中图31至33所示的延迟电路，可应用于本实施例的图36中所示的显示装置。
此外，本发明的显示装置包括电源控制电路63。电源控制电路63包括用于向发光元件13输送功率的电源电路61，和控制器62。电源电路61通过TFT 12和电源线Vx与发光元件13的像素电极相连。此外，电源电路61通过电源线与发光元件13的反电极相连。
当正向偏压施加给发光元件13，从而向发光元件13输送电流以便发射光时，将第一电源17与第二电源18设置成具有电势差，从而使第一电源17的电势高于第二电源18的电势。另一方面，当反向偏压施加给发光元件13时，将第一电源17和第二电源18设置成具有电势差，从而使第一电源17的电势低于第二电源18的电势。通过从控制器62将预定的信号输送给电源电路61，执行这种电势设置。
根据本发明，使用电源控制电路63将反向偏压施加给发光元件13，从而可抑制发光元件13随时间的流逝而降级，以便提高可靠性。发光元件13可具有由于异物的粘覆、阳极或阴极的微小突出产生的针孔、或者电致发光层的不均匀性而导致其阳极与阴极短路的初始缺陷。这种初始缺陷干扰根据信号产生的发光/不发光，并且产生由于几乎所有电流都流到短路部分致使全部元件不发射光，或者特定像素发光或不发光，从而不能进行良好的图像显示的问题。不过，根据本发明的结构，可将反向偏压施加给发光元件，从而使电流仅局部地流动到阳极与阴极的短路部分，致使在短路部分中产生热。结果，可通过氧化或碳化隔离短路部分。因此，即使在发生初始缺陷时，仍能通过消除缺陷来进行良好的图像显示。注意，优选地在发货之前隔离这种初始缺陷。另外，不仅是初始缺陷，而且随着时间的流逝在阳极与阴极发生短路处还会发生其他缺陷。这种缺陷称作累进缺陷。不过，根据本发明，可以定期地向发光元件施加反向偏压，因此，可以消除这种可能存在的累进缺陷以执行良好的图像显示。注意，没有特别限定向发光元件13施加反向偏压的时间。
本发明的显示装置还包括监测电路64和控制电路65。监测电路64根据环境温度操作。控制电路65包括恒流源和缓冲器。在所示结构中，监测电路64包括监测发光元件66。
控制电路65根据监测电路64的输出向电源控制电路63输送用于改变电源电势的信号。电源控制电路63基于从控制电路65输送的信号，改变要输送给像素区域40的电源电势。根据具有上述结构的本发明，可抑制由环境温度改变所引起的电流值的波动，从而提高可靠性。注意，监测电路64和控制电路65中的每一个可具有实施方式3中所述的结构。
根据本发明的执行恒压驱动的显示装置，像素孔径比为50％时，发光元件的亮度为500cd/m2，并且功耗为1W或更低(950mW)。另一方面，根据执行恒流驱动的显示装置，像素孔径比为25％时，发光元件的亮度为500cd/m2，并且功耗为2W(2040mW)。即，通过采用恒压驱动，可降低功耗。通过采用恒压驱动，可将功耗抑制为1W或更低，或者优选地为0.7W或更低。注意，上述功耗值仅是像素区域的，不包括驱动电路部分的功耗。此外，对于所采用的时间灰度级方法，两者均表现出70％的显示占空率。
此外，在如上面所述对功耗进行测量的执行恒压驱动的显示装置和执行恒流驱动的显示装置这两者中，像素区域中像素的数量均为240×3×320。

Claims (37)

1、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管、以及用于存储视频信号的电容器，
其中第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者连接。
2、根据权利要求1所述的显示装置，其中与第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极其中之一相连的导电层具有500至1300nm的厚度。
3、根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
提供在第一晶体管和第二晶体管上的第一绝缘层；和
处于第一绝缘层上的第二绝缘层，
其中发光元件的第一电极提供在第二绝缘层上。
4、根据权利要求1所述的显示装置，还包括覆盖发光元件的第一电极的一个边缘的绝缘层，
其中位于电容器上的所述绝缘层在列方向的宽度为10至2μm。
5、根据权利要求1所述的显示装置，还包括覆盖发光元件的第一电极的一个边缘的绝缘层，
其中该绝缘层为遮光层。
6、根据权利要求1所述的显示装置，其中发光元件的第一电极和第二电极其中之一反射光，而另一个透光。
7、根据权利要求1所述的显示装置，其中发光元件的第一电极和第二电极两者都透光。
8、根据权利要求1所述的显示装置，其中提供有电源控制电路，用于改变第一电源和第二电源的电势，从而可向发光元件施加反向偏压。
9、根据权利要求1所述的显示装置，其中该发光元件包括从三态激发状态获得的红光发射的材料，从单态激发状态获得的绿光发射的材料，或从单态激发状态获得的蓝光发射的材料。
10、根据权利要求1所述的显示装置，其中该发光元件由从三态激发状态获得的红光发射的材料、从单态激发状态获得的绿光发射的材料、或从单态激发状态获得的蓝光发射的材料构成。
11、根据权利要求1所述的显示装置，其中与第一电源连接的多个电源线提供成列，并且由相邻像素共享每条电源线。
12、根据权利要求1所述的显示装置，其中在源驱动器与连接膜之间提供有保护电路，并且该保护电路是选自电阻器、电容器和整流器中的一个或多个元件。
13、根据权利要求1所述的显示装置，其中提供有监测电路以及控制电路，控制电路基于监测电路的输出改变输送给像素区域的电源电势。
14、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管、以及用于存储视频信号的电容器；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；
其中，源驱动器包括第一选择电路，用于选择用于写入像素的信号输出操作，或用于擦除写入像素中的信号的信号输出操作；
其中第一栅驱动器和第二栅驱动器中的每一个均包括第二选择电路，用于选择第一栅驱动器或第二栅驱动器的操作；以及
其中，提供延迟电路，用于将选择第一栅驱动器或第二栅驱动器操作的第二选择电路的输入信号延迟，以便输出至第一选择电路。
15、根据权利要求14所述的显示装置，其中所述延迟电路包括多个双稳态多谐振荡电路。
16、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管、以及用于存储视频信号的电容器；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；并且
其中该电容器包括：与第一晶体管和第二晶体管的第一半导体层提供在同一层中的第二半导体层，与第一晶体管和第二晶体管的栅极提供在同一层中的导电层，以及提供在第二半导体层与导电层之间的绝缘层。
17、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管、以及用于存储视频信号的电容器；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；并且
其中该电容器包括：与第一晶体管和第二晶体管的栅极提供在同一层中的第一导电层，与同第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极连接的导电层提供在同一层中的第二导电层，以及提供在第一导电层与第二导电层之间的绝缘层。
18、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；并且
其中提供有监测电路以及电源控制电路，该电源控制电路用于根据监测电路的输出改变输送给像素区域的电源电势。
19、根据权利要求18所述的显示装置，其中该监测电路包括监测发光元件。
20、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、以及用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；
其中源驱动器包括脉冲输出电路、锁存器、选择电路、与脉冲输出电路的输入节点连接的第一保护电路、提供在脉冲输出电路与锁存器之间的第二保护电路、以及提供在选择电路与像素区域之间的第三保护电路；以及
其中第一至第三保护电路中的每一个均是选自电阻器、电容器和整流器中的一个或多个元件。
21、一种显示装置，包括：
包括多个像素的像素区域；
源驱动器；
第一栅驱动器；和
第二栅驱动器，
其中多个像素中的每一个均包括发光元件、用于控制输入像素的视频信号的第一晶体管、以及用于控制发光元件的发光/不发光的第二晶体管；
其中，第一晶体管的栅极在操作上与第一栅驱动器和第二栅驱动器两者相连；并且
其中第一栅驱动器和第二栅驱动器中的每一个均包括脉冲输出电路、选择电路、与脉冲输出电路的输入节点连接的第一保护电路、以及提供在选择电路与像素区域之间的第二保护电路；以及
其中第一保护电路和第二保护电路中的每一个均是选自电阻器、电容器和整流器中的一个或多个元件。
22、根据权利要求20所述的显示装置，其中该整流器包括其栅极与漏极相互连接的晶体管，或者二极管。
23、根据权利要求21所述的显示装置，其中该整流器包括其栅极与漏极相互连接的晶体管，或者二极管。
24、根据权利要求20所述的显示装置，其中该脉冲输出电路相当于多个双稳态多谐振荡电路或译码器电路。
25、根据权利要求21所述的显示装置，其中该脉冲输出电路相当于多个双稳态多谐振荡电路或译码器电路。
26、根据权利要求1所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
27、根据权利要求14所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
28、根据权利要求16所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
29、根据权利要求17所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
30、根据权利要求18所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
31、根据权利要求20所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
32、根据权利要求21所述的显示装置，
其中第一晶体管的源极和漏极其中之一通过源线与源驱动器相连；
其中第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第二晶体管的栅极相连；
其中第二晶体管的源极和漏极其中之一与发光元件的像素电极相连；并且
其中第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电源相连。
33、一种具有根据权利要求1所述的显示装置的电子设备。
34、一种发光显示装置，包括：
源驱动器；
第一栅驱动器；
第二栅驱动器；
像素；
用于从所述源驱动器向所述像素输送信号的源线；以及
与第一和第二栅驱动器电连接的栅线，
所述像素包括：
第一晶体管，其中第一晶体管的栅极在操作上通过栅线与所述第一栅驱动器和所述第二栅驱动器连接，并且第一晶体管的源极或漏极中的一个与源线电连接；
第二晶体管，其中第二晶体管的栅极通过第一晶体管与源线电连接；
其中在第一晶体管的第一选择周期期间，所述源驱动器向所述像素输送视频信号，在第一选择周期中由第一栅驱动器选择第一晶体管；并且在第二选择周期期间，所述源驱动器向所述像素输送擦除信号，在第二选择周期中由第二栅驱动器选择第一晶体管。
35、根据权利要求34所述的显示装置，其中在一个子帧中，在第二周期之后发生第一周期。
36、根据权利要求34所述的显示装置，其中在一个子帧中，在第一周期之后发生第二周期。
37、根据权利要求34所述的显示装置，其中所述像素位于第一与第二栅驱动器之间。
CN2005100560061A 2004-03-19 2005-03-21 显示装置和电子设备 Expired - Fee Related CN1670802B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004080739 2004-03-19
JP80739/04 2004-03-19
JP80739/2004 2004-03-19
JP134759/2004 2004-04-28
JP2004134759 2004-04-28
JP134759/04 2004-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1670802A true CN1670802A (zh) 2005-09-21
CN1670802B CN1670802B (zh) 2010-10-06

Family

ID=34985301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005100560061A Expired - Fee Related CN1670802B (zh) 2004-03-19 2005-03-21 显示装置和电子设备

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20050205880A1 (zh)
CN (1) CN1670802B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104658475A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 乐金显示有限公司 有机发光二极管显示装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8581805B2 (en) * 2004-05-21 2013-11-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and driving method thereof
WO2005114630A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US7332742B2 (en) * 2004-06-29 2008-02-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic apparatus
US7332936B2 (en) * 2004-12-03 2008-02-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor circuit, display device, electronic apparatus
JP2006231911A (ja) * 2005-01-27 2006-09-07 Seiko Epson Corp 画素回路、発光装置および電子機器
CN101694766A (zh) * 2005-05-02 2010-04-14 株式会社半导体能源研究所 发光器件、以及电子器具
US20070069212A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flat panel display and method for manufacturing the same
JP2007163580A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
EP1808844B1 (en) * 2006-01-13 2012-10-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US9165505B2 (en) * 2006-01-13 2015-10-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electoric device having the same
US7692973B2 (en) 2006-03-31 2010-04-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Semiconductor device
JP2009031711A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Samsung Sdi Co Ltd 有機電界発光表示装置及びその駆動方法
US8591650B2 (en) * 2007-12-03 2013-11-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming crystalline semiconductor film, method for manufacturing thin film transistor, and method for manufacturing display device
US8187956B2 (en) * 2007-12-03 2012-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing microcrystalline semiconductor film, thin film transistor having microcrystalline semiconductor film, and photoelectric conversion device having microcrystalline semiconductor film
US8237677B2 (en) * 2008-07-04 2012-08-07 Tsinghua University Liquid crystal display screen
JP5709579B2 (ja) * 2010-03-02 2015-04-30 株式会社半導体エネルギー研究所 微結晶半導体膜の作製方法
JP5827520B2 (ja) 2010-09-13 2015-12-02 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体記憶装置
US9935622B2 (en) 2011-04-28 2018-04-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Comparator and semiconductor device including comparator
KR101922397B1 (ko) 2011-05-20 2018-11-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치
JP5842264B2 (ja) * 2011-06-08 2016-01-13 株式会社Ｊｏｌｅｄ 表示装置、及び、電子機器
US20140111496A1 (en) * 2012-10-22 2014-04-24 Apple Inc. Displays with Circuitry for Compensating Parasitic Coupling Effects
JP2016177280A (ja) 2015-03-18 2016-10-06 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置および電子機器、並びに表示装置の駆動方法
KR101519317B1 (ko) 2015-03-27 2015-05-18 한양대학교 산학협력단 온도센서 및 그 제조방법
JP2016206659A (ja) 2015-04-16 2016-12-08 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置および電子機器、並びに表示装置の駆動方法
KR102352607B1 (ko) * 2016-09-02 2022-01-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
CN110268461A (zh) * 2017-02-09 2019-09-20 L3技术公司 用于航空电子系统的容错液晶显示器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5233447A (en) * 1988-10-26 1993-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal apparatus and display system
GB8909011D0 (en) * 1989-04-20 1989-06-07 Friend Richard H Electroluminescent devices
US5168270A (en) * 1990-05-16 1992-12-01 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Liquid crystal display device capable of selecting display definition modes, and driving method therefor
US5990629A (en) * 1997-01-28 1999-11-23 Casio Computer Co., Ltd. Electroluminescent display device and a driving method thereof
JP3667548B2 (ja) * 1998-03-27 2005-07-06 シャープ株式会社 アクティブマトリクス型液晶表示パネル及びその検査方法
JP4092857B2 (ja) * 1999-06-17 2008-05-28 ソニー株式会社 画像表示装置
US6750835B2 (en) * 1999-12-27 2004-06-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Image display device and driving method thereof
US6856307B2 (en) * 2000-02-01 2005-02-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor display device and method of driving the same
JP5051942B2 (ja) * 2000-02-01 2012-10-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US7129918B2 (en) * 2000-03-10 2006-10-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device and method of driving electronic device
US6847341B2 (en) * 2000-04-19 2005-01-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device and method of driving the same
US6611108B2 (en) * 2000-04-26 2003-08-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device and driving method thereof
US6583576B2 (en) * 2000-05-08 2003-06-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, and electric device using the same
US6762735B2 (en) * 2000-05-12 2004-07-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro luminescence display device and method of testing the same
US6528951B2 (en) * 2000-06-13 2003-03-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
SG118110A1 (en) * 2001-02-01 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting element and display device using the element
US7023141B2 (en) * 2002-03-01 2006-04-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and drive method thereof
JPWO2004054114A1 (ja) * 2002-12-10 2006-04-13 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、デジタル・アナログ変換回路及びそれらを用いた表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104658475A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 乐金显示有限公司 有机发光二极管显示装置
CN104658475B (zh) * 2013-11-21 2017-04-26 乐金显示有限公司 有机发光二极管显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1670802B (zh) 2010-10-06
US20050205880A1 (en) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1670802A (zh) 显示装置和电子设备
CN1179313C (zh) 显示装置
CN1191561C (zh) 显示装置
CN1755756A (zh) 显示装置及其驱动方法及电子设备
CN100340003C (zh) 发光器件
CN1254780C (zh) 基准电压发生电路和方法、显示驱动电路、显示装置
CN1254783C (zh) 基准电压发生电路和方法、显示驱动电路、显示装置
CN1232938C (zh) 基准电压发生电路及发生方法、显示驱动电路及显示装置
CN1467695A (zh) 电子电路、电光装置、电光装置的驱动方法以及电子仪器
CN1442843A (zh) 显示装置、发光装置和电子设备
CN1606056A (zh) 具有显示装置的电子设备
CN1717130A (zh) 显示器件及其驱动方法和电子装置
CN1290041A (zh) 电致发光显示器及电子设备
CN101031947A (zh) 显示装置、显示装置的驱动方法及电子设备
CN1565013A (zh) 发光元件显示装置及其驱动方法
CN1858839A (zh) 显示装置的驱动方法
CN1732494A (zh) 显示装置
CN1216135A (zh) 电致发光显示装置及其激励方法
CN1504990A (zh) 电源供给方法及电源电路
CN1645460A (zh) 电子装置
CN1670801A (zh) 基准电压生成电路、数据驱动器、显示装置及电子设备
CN1787059A (zh) 显示装置及其驱动方法
CN101076942A (zh) 半导体装置和使用其的电子用品
CN101060323A (zh) 钟控反相器、“与非”门、“或非”门和移位寄存器
CN1679071A (zh) 电流源电路、使用其的显示器件及其驱动方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101006

Termination date: 20180321