CN1691119B - 发光设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制产生伪轮廓的发光设备，其中在抑制驱动电路的驱动频率的同时增加了帧频率。此外，提供一种能够抑制产生伪轮廓的发光设备，其在抑制驱动电路的驱动频率的同时增加了子帧周期的分割数量。为了并行输入多位视频信号到像素中，根据位数在每个像素中设置开关晶体管和驱动晶体管。此外，每个像素中设置用于选择视频信号的晶体管(数据选择晶体管)，用以当像素实际进行显示时对像素中的每一位视频信号进行选择。

Description

发光设备
技术领域
本发明涉及一种发光设备，其中多个像素每个均包括发光元件和提供电流给发光元件的装置。
背景技术
作为发光设备的驱动方法，存在一种使用二进制数字视频信号电压的时间灰度等级方法，其中灰度等级通过控制像素在一个帧周期内的发光周期来进行显示。由于电致发光材料的响应速度较快，所以其比液晶等材料更适合于时间灰度等级方法。尤其是，当通过时间灰度等级方法进行显示时，一个帧周期被分割成多个子帧周期。于是，像素根据每个子帧周期的视频信号发光或者不发光。根据上述结构，像素在一个帧周期内总的实际发光周期就可以通过视频信号得到控制，从而可以显示灰度等级。
但是，在通过时间灰度等级方法进行显示的情况下，存在的问题就是像素部分会根据帧频率显示出伪轮廓(pseudo contour)。伪轮廓是异常的轮廓线，当通过时间灰度等级方法显示为中间灰度等级的时候就经常会感觉到这个轮廓线，这被认为是因人的视觉特性而引起的知觉亮度差异所致。
伪轮廓包括显示运动图像时所出现的运动图像伪轮廓，以及显示静止图像时所出现的静止图像伪轮廓。由于在连续的帧周期中，包含在在先帧周期内的子帧周期和包含在当前帧周期内的子帧周期在人的肉眼看来都是一个连续的帧周期，所以出现了运动图像伪轮廓。就是说，由于灰度等级的数量是从将要在实际帧周期内显示的灰度等级的数量中提取的，所以移动图像帧周期就是在被人的肉眼所感知的像素部分中所显示的异常的明线或者暗线。用于产生静止图像伪轮廓的装置与产生移动图像伪轮廓的装置相同。由于在具有不同数量的灰度等级区域之间的界面处人的观察点稍微有水平或者垂直的移动，所以当显示静止图像时将出现静止图像伪轮廓，并且因此运动的图像好像显示在界面附近的像素上。就是说，静止图像伪轮廓就是以摆动方式出现在具有因出现在界面附近的像素上的运动图像伪轮廓所引起的不同数量的灰度等级区域之间的界面附近的异常的明线或者暗线。
为防止上述伪轮廓，有效的方法是增加帧频率，或者进一步将子帧周期分割成多个帧。专利文献1公开了这样的技术，就是防止像素的发光周期或者像素的不发光周期通过将子帧周期分割成多个帧而连续出现的情况。
【专利文献1】日本专利公开No.2002-149113
当子帧周期被分割成多个帧时，分割的数量越多，就越能够抑制伪轮廓的发生。但是，分割的数量越多，所需要的分割的子帧周期就越短。同样，当帧频率增加时，所需要的每个子帧周期也就越短。
此外，在有源矩阵型发光设备的情况下，对于每个子帧周期或者所分割的子帧周期，需要将视频信号输入到所有行的像素中。因此，如果子帧周期或者所分割的子帧周期缩短，那么下一个子帧周期或者所分割的子帧周期就会在视频信号输入到像素部分所有行结束之前开始。但是，一般在有源矩阵型发光设备中，每个像素包括发光元件，用于控制输入到像素中的视频信号的晶体管(开关晶体管)，以及用于控制提供到发光元件的电流值的晶体管(驱动晶体管)。因此，不可能将视频信号并行输入到像素部分的两行或者多行像素中。
因此，需要增加驱动电路的驱动频率，使得像素部分的所有行中输入的视频信号在下一个子帧周期或者所分割的子帧周期开始之前结束，即使子帧周期或者所分割的子帧周期被缩短。但是，从驱动电路稳定性的观点来看，最好不要使驱动频率增加到超出其所必须的频率。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的是提供一种发光设备，其通过在增加帧频率的同时抑制驱动电路的驱动频率从而抑制伪轮廓的产生。此外，本发明的目的在于提供一种发光设备，其通过在增加子帧周期的分割数量的同时抑制驱动电路的驱动频率从而抑制伪轮廓的产生。
本发明人设想如下：不是将视频信号并行输入到两行或者多行像素中，而是将多位视频信号并行输入到一行像素中使得子帧周期或者所分割的子帧周期能够缩短。
根据本发明，为了将多位视频信号并行输入到像素中，根据位数在每个像素中设置开关晶体管和驱动晶体管。此外，当像素实际执行显示时为了在像素范围内选择视频信号的每一位，在每个像素中设置用于选择视频信号的晶体管(数据选择晶体管)。
本发明的发光设备包括发光元件，用于控制输入到像素的视频信号的n个开关晶体管，栅-源极电压由输入的视频信号电压控制的n个驱动晶体管，以及用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件的多个数据选择晶体管。
注意的是，只要将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件可以进行控制，那么数据选择晶体管的数量是不受限制的。
根据上述结构，可以将n位视频信号并行输入到像素中。此外，本发明中，视频信号输入到像素中之后，视频信号就按照视频信号的每一位由数据选择晶体管连续选择，使得发光元件能够发光或者不连续。
本说明书中，发光元件包括亮度由电流或者电压控制的元件，尤其如OLED(有机发光二极管)，用于FED(电致发射显示器)的MIM型电子源元件(电子发射元件)，等等。
OLED(有机发光二极管)，其为发光元件，包括含有当被施加电场时能够发光(电致发光)的电致发光材料的层(下文，指“电致发光层”)，阳极，和阴极。电致发光层设置在阳极和阴极之间，其由单层或者多层构成。这些层可以包括无机化合物。电致发光层中的光包括从单激励状态返回到接地状态时所产生的发射物(荧光)，和从多激励状态返回到接地状态时所产生的发射物(磷光)。
本说明书中，其电势能够由驱动晶体管控制的阳极和阴极之一称之为第一电极，另一个称之为第二电极。
此外，发光设备包括具有密封的发光元件的面板，和包括有控制器的IC等能够安装在该面板上的模块。本发明还涉及一种元件衬底，其为在发光设备的制造过程中没有完成的发光元件的一种模式。
具体地，元件衬底可以是任一模式，使得仅仅形成了发光元件的第一电极，或者可替换地，形成了将成为第一电极的导电膜但没有形成用以形成第一电极的图案。
本发明的发光设备中的晶体管，可以采用使用了多晶半导体，微晶半导体(包括半非晶半导体)，或者非晶半导体的薄膜，但是，本发明的发光设备中的晶体管不限于薄膜晶体管。可以采用使用了单晶硅的晶体管或者使用了SOI的晶体管。此外，可以采用使用了有机半导体的晶体管或者碳毫微管晶体管。此外，设置在本发明的发光设备像素中的晶体管可以具有单栅极结构，双栅极结构，或者包括两个栅极以上的多栅极结构。
半非晶半导体具有非晶和晶体(包括单晶和多晶)结构之间的中间结构。半非晶半导体具有在自由能中稳定的第三态，并且具有近程有序和点阵畸变，其中具有0.5-20nm颗粒大小的每个晶体能够分散在非单晶半导体中。在半非晶半导体中，拉曼频谱被转换成低于520cm-1的频带并且通过X射线衍射观察到了从Si晶格衍生出的(111)和(220)衍射峰。此外，半导体与作为不饱和键的中和剂的至少1原子％的氢或者卤素相混合。这样的半导体下文称之为半非晶半导体(SAS)。具有改善稳定性的良好的半非晶半导体可以通过混合稀有气体元素如氦，氩，氪，和氖来进一步促进点阵畸变而得到。
根据本发明的上述结构，多位视频信号可以并行输入到像素部分的每一行中，并且所输入的多位视频信号被连续选择以进行显示。因此，即使子帧周期或者被分割的子帧周期设置的比用于将视频信号输入到像素部分所有行的周期短，像素部分也不需要将视频信号并行输入到像素的两行或者多行，并且驱动电路的驱动频率也不需要增加到超出其所必须的频率。
这样，本发明的发光设备中，帧频率增加的同时驱动电路的驱动频率得以抑制，从而抑制伪轮廓的产生。此外，本发明的发光设备中，帧周期的分割数量增加的同时驱动电路的驱动频率得以抑制，从而抑制伪轮廓的产生。
附图说明
图1是本发明的发光设备中像素的电路图。
图2A和2B各自示出了图1所示的像素的工作图。
图3示出了图1所示的像素的工作图。
图4示出了图1所示的像素的工作时序图。
图5是本发明的发光设备中像素的电路图。
图6示出了图5所示的像素的工作时序图，其中n＝6。
图7是本发明的发光设备中像素的电路图。
图8是本发明的发光设备中像素的电路图。
图9是图1所示的像素的顶视图。
图10是本发明的发光设备中驱动电路的结构方框图。
图11A到图11C是本发明的发光设备中像素的截面图。
图12A到图12C是本发明的发光设备中像素的截面图。
图13是本发明的发光设备中像素的截面图。
图14A和14B分别示出了本发明的发光设备的顶视图和截面图。
图15A到图15C是采用了本发明的发光设备的电子装置的视图。
图16示出了图5所示的像素的工作时序图，其中n＝6。
具体实施方式
虽然将参考附图以实施例的方式对本发明进行全面描述，但是应该理解，本领域技术人员显然可以对其进行各种改变和修改。因此，除了脱离本发明范围的改变和修改之外，其余都应该解释为包含在其范围之内。
本发明的发光设备包括发光元件，用于控制输入到像素的视频信号的n个开关晶体管，其栅-源极电压由所输入的视频信号的电压控制的n个驱动晶体管，和用于控制提供n个驱动晶体管之一的漏极电流到发光元件的多个数据选择晶体管。
图1的电路图示出了用于本发明的发光设备的像素的一种模式，其中n＝2。图1所示的像素包括发光元件101，第一开关晶体管102(1)，第二开关晶体管102(2)，第一驱动晶体管103(1)，第二驱动晶体管103(2)，第一数据选择晶体管104(1)，第二数据选择晶体管104(2)，第一电容器106(1)，和第二电容器106(2)。
发光元件101具有阳极，阴极和设置在阳极和阴极之间的电致发光层。阳极和阴极之一用作第一电极，另一个用作第二电极。
第一开关晶体管102(1)和第二开关晶体管102(2)的栅极连接到作为扫描线G1到Gy之一的扫描线Gj(j＝1到y)。第一开关晶体管102(1)的源极和漏极之一连接到作为第一信号线S(1)1到S(1)x之一的第一信号线S(1)i(i＝1到x)，而其另一个连接到第一驱动晶体管103(1)的栅极。第二开关晶体管102(2)的源极和漏极之一连接到作为第二信号线S(2)1到S(2)x之一的第二信号线S(2)i(i＝1到x)，而其另一个连接到第二驱动晶体管103(2)的栅极。
此外，第一驱动晶体管103(1)和第一数据选择晶体管104(1)连接到作为电源线V1到Vx之一的电源线Vi(i＝1到x)和发光元件101，使得来自电源线Vi的电流被提供到发光元件101作为第一驱动晶体管103(1)和第一数据选择晶体管104(1)的漏极电流。
具体在图1中，第一驱动晶体管103(1)的源极连接到电源线Vi，同时其漏极连接到第一数据选择晶体管104(1)的源极。第一数据选择晶体管104(1)的漏极连接到发光元件101的第一电极。
同时，第二驱动晶体管103(2)和第二数据选择晶体管104(2)连接到电源线Vi和发光元件101，使得来自电源线Vi的电流被提供到发光元件101作为第二驱动晶体管103(2)和第二数据选择晶体管104(2)的漏极电流。
具体在图1中，第二驱动晶体管103(2)的源极连接到电源线Vi，同时其漏极连接到第二数据选择晶体管104(2)的源极。第二数据选择晶体管104(2)的漏极连接到发光元件101的第一电极。
第一数据选择晶体管104(1)和第二数据选择晶体管104(2)的栅极连接到作为选择线D1到Dy之一的选择线Dj(j＝1到y)。
注意，第一电容器106(1)和第二电容器106(2)并不是必须设置的。图1中，第一电容器106(1)的两个电极其中之一连接到第一驱动晶体管103(1)的栅极，其另一个连接到电源线Vi。第二电容器106(2)的两个电极其中之一连接到第二驱动晶体管103(2)的栅极，而其另一个连接到电源线Vi。
当电源线Vi和发光元件101的第二电极电连接时，在电源线Vi和发光元件101的第二电极之间施加电压，使得给发光元件101提供正向偏置电流。
虽然图1中第一驱动晶体管103(1)连接在第一数据选择晶体管104(1)和电源线Vi之间，但是本发明并不限于这种结构。同样，虽然图1中第二驱动晶体管103(2)连接在第二数据选择晶体管104(2)和电源线Vi之间，但是本发明并不限于这种结构。如图7所示，可以将第一数据选择晶体管104(1)连接在第一驱动晶体管103(1)和电源线Vi之间。此外，可以将第二数据选择晶体管104(2)连接在第二驱动晶体管103(2)和电源线Vi之间。
此外，虽然图1中像素包括第一数据选择晶体管104(1)和第二数据选择晶体管104(2)，但是数据选择晶体管的数量并不限于两个，只要每像素是n个或更多。
此外，虽然第一数据选择晶体管104(1)为P沟道型而第二数据选择晶体管104(2)为N沟道型，但是本发明并不限于这种结构。如图1所示，在第一数据选择晶体管104(1)和第二数据选择晶体管104(2)的栅极连接到一个选择线Dj的情况下，需要第一数据选择晶体管104(1)和第二数据选择晶体管104(2)具有不同的导电性。因此，图1中，可以采用第一数据选择晶体管104(1)为N沟道型，而第二数据选择晶体管104(2)为P沟道型。
本发明中，不像图1，多个数据选择晶体管的所有栅极不是必须连接到一个选择线上。在第一数据选择晶体管104(1)的栅极和第二数据选择晶体管104(2)的栅极连接到不同的选择线的情况下，分别如图8所示的第一选择线D(1)j和第二选择线D(2)j，第一数据选择晶体管104(1)和第二数据选择晶体管104(2)的导电性可以相同或者不同。
此外，虽然图1中第一开关晶体管102(1)和第二开关晶体管102(2)为N沟道型，但是只要它们具有相同的导电性本发明并不限于这种结构。因此，第一开关晶体管102(1)和第二开关晶体管102(2)可以是P沟道型。但是，在像素中的多个开关晶体管的栅极分别连接到不同扫描线的情况下，不是所有的开关晶体管都需要具有相同的导电性。
此外，虽然图1中第一驱动晶体管103(1)和第二驱动晶体管103(2)为P沟道型，但是本发明并不限于这种结构。第一驱动晶体管103(1)和第二驱动晶体管103(2)可以是N沟道型。注意，在第一驱动晶体管103(1)和第二驱动晶体管103(2)为P沟道型的情况下，最好发光元件101的第一电极为阳极而其第二电极为阴极。反之，在第一驱动晶体管103(1)和第二驱动晶体管103(2)为N沟道型的情况下，最好发光元件101的第一电极为阴极而其第二电极为阳极。
下面对图1所示的像素的操作进行描述。在本发明的发光设备中，一个帧周期被分割成多个子帧周期进行操作。此外，本发明的发光设备中，一个子帧周期可以被进一步分割成多个帧进行操作。当关注于n个连续的子帧周期或者n个被分割的子帧周期时，像素的操作可以分成写周期和保持周期分别进行描述。n个被分割的子帧周期意味着子帧周期的数量通过分割至少其中一个子帧周期而变为n。
图2A示出了写周期中像素的操作。注意，为便于对像素操作进行理解，第一开关晶体管102(1)，第二开关晶体管102(2)，第一数据选择晶体管104(1)，和第二数据选择晶体管104(2)在图2和3中仅示为开关。
写周期中，扫描线G1到Gy顺序被选择。当选择扫描线Gj时，其栅极连接到扫描线Gj的第一开关晶体管102(1)和第二开关晶体管102(2)导通。接着输入到第一信号线S(1)i的视频信号通过导通的第一开关晶体管102(1)被输入到第一驱动晶体管103(1)的栅极。同样，输入到第二信号线S(2)i的视频信号通过导通的第二开关晶体管102(2)被输入到第二驱动晶体管103(2)的栅极。
注意，根据本发明，输入到第一信号线S(1)i的视频信号和输入到第二信号线S(2)i的视频信号可以是彼此不同的位。例如，图2A中，第k位视频信号被输入到第一信号线S(1)I，而第t位视频信号被输入到第二信号线S(2)i。
此外，在写周期中，用于导通多个数据选择晶体管之一的信号被依次输入到选择线D1到Dy。尤其是，在图2A中，信号被输入到选择线Dj，所以第一数据选择晶体管104(1)导通而第二数据选择晶体管104(2)关断。
当第一驱动晶体管103(1)根据第k位视频信号的电压而导通时，电源线Vi和发光元件101的第一电极电连接，从而将正向偏置电流提供给发光元件101。提供给发光元件101的电流由第一驱动晶体管103(1)的漏极电流和发光元件101的电压-电流特性确定。发光元件101发出亮度对应于电流的光。另一方面，当第一驱动晶体管103(1)根据第k位的视频信号电压关断时，提供给发光元件101的电流停止，从而发光元件101不发光。
写周期接下来是保持周期开始。在n个子帧周期或者被分割的子帧周期期间，设置n个保持周期。因此，当n＝2时，第一保持周期和第二保持周期出现。首先，图2B示出了第一保持周期中像素的操作。
在保持周期中，扫描线Gj的选择已经结束，从而第一开关晶体管102(1)和第二开关晶体管102(2)关断。此外，在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压在保持周期中由第一电容器106(1)和第二电容器106(2)保持。
在第一保持周期，通过输入到选择线Dj的信号，第一数据选择晶体管104(1)保持导通而第二数据选择晶体管104(2)保持关断。因此，在第一驱动晶体管103(1)在写周期中导通的情况下，由于第一驱动晶体管103(1)导通而使发光元件101在第一保持周期中持续发光。相反，在第一驱动晶体管103(1)在写周期中关断的情况下，由于第一驱动晶体管103(1)关断而使发光元件101在第一保持周期中持续不发光。
图3示出了第二保持周期中像素的操作。在第二保持周期，除了第一保持周期的之外只有一个数据选择晶体管通过输入到选择线Dj的信号而导通。尤其是，在图3中，第一数据选择晶体管104(1)关断而第二数据选择晶体管104(2)导通。
当第二驱动晶体管103(2)根据第s位的视频信号的电压而导通时，电源线Vi和发光元件101的第一电极电连接，从而给发光元件101提供正向偏置电流。提供给发光元件101的电流由第二驱动晶体管103(2)的漏极电流和发光元件101的电压-电流特性确定。发光元件101发出亮度对应于电流的光。另一方面，当第二驱动晶体管103(2)根据第s位的视频信号电压关断时，提供给发光元件101电流停止，从而发光元件101不发光。
根据上述一系列的操作，就会连续出现n个子帧周期或者n个被分割的子帧周期。尤其是，在图2和3中，写周期和第一保持周期对应于第k位视频信号的子帧周期或被分割的子帧周期。第二保持周期对应于第s位视频信号的子帧周期或被分割的子帧周期。
由于出现了一个帧周期的全部子帧周期或者全部被分割的子帧周期，所以可以显示具有灰度等级的图像。灰度等级的数量可以通过控制子帧周期的总量或者被分割的子帧周期的总量来决定，其中发光元件在一个帧周期内发光。
注意，在上述操作中，发光元件101的发光根据视频信号来控制，但是，本发明并不限于这些。例如，替代取决于视频信号，可以设置非显示周期，其中提供给发光元件101的电流停止并且所有像素中的发光元件101被强制不发光。
非显示周期可以这样得到，即通过在写周期中将用于强制关断驱动晶体管的信号输入到信号线而代替视频信号，使得发光元件在相应的保持周期中强制不发光。尤其是，在非显示周期中，用于关断第一驱动晶体管103(1)或第二驱动晶体管103(2)的信号(空白)在写周期中被输入到第一信号线S(1)i或第二信号线S(2)i。从而，发光元件101可以在第一保持周期或者第二保持周期中被强制不发光。
注意，非显示周期不是必须设置的。在每个均连续出现的总共n个子帧周期或被分割的子帧周期比用于将视频信号输入到像素部分所有行中的周期更短的情况下，需要设置非显示周期。通过设置非显示周期，在像素部分中就不需要并行输入到两行或者多行像素中的视频信号。
通常，在每个子帧周期或被分割的子帧周期比用于将视频信号输入到像素部分所有行中的周期更短的情况下，需要非显示周期。因此，与常规技术相比，根据本发明，即使具有相同的驱动频率，一个帧周期内的总的非显示周期也可以尽可能缩短。因此，可以增加占空比，从而能够提高显示部分所显示的图像对比度。
图4是采用了图1所示的像素的6位灰度等级显示情况下的时序图。图4中，横轴表示一个帧周期内的子帧周期或被分割的子帧周期(SF1到SF6)的长度，纵轴表示扫描线的选择顺序。在采用6位视频信号显示64个灰度的情况下，需要至少6个子帧周期。此外，在灰度级线性变化的情况下，六个子帧周期(SF1到SF6)的长度比设置为25∶24∶23∶22∶21∶20。
注意在图4中，子帧周期SF1分割成4个，子帧周期SF2分割成3个，子帧周期SF3分割成2个。但是，本发明并不限于此，可以不必分割子帧周期，并且如果分割的话，分割的数量也不限于图4所示的这些。
此外，在图4中，分别示出了在每个子帧周期内输入到扫描线G1和选择线D1的信号时序图。也分别示出了输入到第一信号线S(1)1和第二信号线S(2)1的信号时序。
图4中，首先，6位视频信号的第一和第二位视频信号从第一行被输入到像素中，并且顺序出现其中一个被分割的子帧周期SF1和其中一个被分割的子帧周期SF2。接着，第一和第二位视频信号再次从第一行被输入到像素中，并且顺序出现其中一个被分割的子帧周期SF1和其中一个被分割的子帧周期SF2。第一和第二位视频信号再次从第一行被输入到像素中，并且顺序出现一个其中被分割的子帧周期SF1和其中一个被分割的子帧周期SF2。从而，第一和第三位视频信号从第一行被输入到像素中，并且顺序出现其中一个被分割的子帧周期SF1和其中一个被分割的子帧周期SF3。接着，第四位视频信号和用于强制使发光元件不发光的空白信号(空白)从第一行被输入到像素中，并且顺序出现子帧周期SF4和非显示周期(BL)。然后，第三位视频信号和用于强制使发光元件不发光的空白信号(空白)从第一行被输入到像素中，并且顺序出现其中一个被分割的子帧周期SF3和非显示周期(BL)。第五位视频信号和用于强制使发光元件不发光的空白信号(空白)从第一行被输入到像素中，并且顺序出现子帧周期SF5和非显示周期(BL)。然后，第六位视频信号和用于强制使发光元件不发光的空白信号(空白)从第一行被输入到像素中，顺序出现子帧周期SF6和非显示周期(BL)。
注意图4示出的是图1所示的像素的操作，但是，本发明的像素并不限于n＝2的情况。n的量是可以设定的，使得在一个帧周期内总的非显示周期尽可能短并且最后可以为0。
图5示出了本发明的发光元件中像素的一个模式的电路图，其中n是一般化的。图5所示的像素包括发光元件201，第一到第n开关晶体管202(1)到202(n)，第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)，第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)，以及第一到第n电容器206(1)到206(n)。
发光元件201具有阳极，阴极，和设置在阳极和阴极之间的电致发光层。阳极和阴极之一用作第一电极，另一个用作第二电极。
第一到第n开关晶体管202(1)到202(n)的栅极连接到扫描线Gj(j＝1到y)。第一到第n开关晶体管202(1)到202(n)中每一个的源极和漏极之一连接到每个第一到第n信号线S(1)i到S(n)i(i＝1到x)，其另一个连接到第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)的每一个栅极。
第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)和第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)彼此成对设置。就是说，第一驱动晶体管203(1)和第一数据选择晶体管204(1)彼此成对，第二驱动晶体管203(2)和第二数据选择晶体管204(2)彼此成对，……，第n驱动晶体管203(n)和第n数据选择晶体管204(n)互成一对。此外，成对的驱动晶体管和数据选择晶体管连接到电源线Vi和发光元件201，使得来自电源线Vi的电流被提供到发光元件201作为该对驱动晶体管和数据选择晶体管的漏极电流。
第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)的栅极分别连接到第一选择线D(1)j到D(n)j(j＝1到y)。
注意，第一到第n电容器206(1)到206(n)不是必须设置的。图5中，每个第一到第n电容器206(1)到206(n)的两个电极之一连接到每个第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)的栅极，其另一个连接到电源线Vi。
此外，虽然图5中的像素包括第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)，但是数据选择晶体管的数量并不限于图5所示的n，只要每个像素为n个或更多。此外，虽然图5中第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)为P沟道型，但是本发明并不限于这种结构。可替换地，第一到第n数据选择晶体管204(1)到204(n)可以为N沟道型。在多个数据选择晶体管的栅极分别连接到不同选择线的情况下，多个数据选择晶体管的导电性可以相同或者不同。
此外，虽然图5中第一到第n开关晶体管202(1)到202(n)为N沟道型，但是只要它们具有相同的导电性本发明并不限于这种结构。因此，第一到第n开关晶体管202(1)到202(n)可以为P沟道型。但是，在像素中多个开关晶体管的栅极分别连接到不同扫描线的情况下，所有的开关晶体管可以不必要具有相同的导电性。
此外，虽然图5中第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)为P沟道型，但是本发明并不限于这种结构。第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)可以为N沟道型。注意，在第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)为P沟道型的情况下，最好发光元件201的第一电极为阳极而其第二电极为阴极。反之，在第一到第n驱动晶体管203(1)到203(n)为N沟道型的情况下，最好发光元件201的第一电极为阴极而其第二电极为阳极。
图6是采用了图5所示的像素的6位灰度等级显示情况下的时序图，其中n＝6。图6中，横轴表示一个帧周期内的子帧周期(SF1到SF6)的长度，纵轴表示扫描线的选择顺序。在采用6位视频信号显示64个灰度等级的情况下，需要至少6个子帧周期。此外，在灰度级线性变化的情况下，六个子帧周期(SF1到SF6)的长度比设置为25∶24∶23∶22∶21∶20。
在图6中，分别示出了在每个子帧周期内输入到扫描线G1和第一到第六选择线D(1)1到D(6)1的信号时序图。也分别示出了输入到第一到第六信号线S(1)1到S(6)1的信号时序。
图6中，6位视频信号在写周期中全部被从第一行输入到像素中。从而，在一个写周期结束之后能够顺序出现子帧周期SF1到SF6。
如图6所示，在所有的位在一个写周期中被输入到像素中的情况下，可以不设置非显示周期而进行显示。因此，可以增加占空比，并且可以提高像素部分中所显示的图像对比度。
注意，虽然图6中示出的是采用六个子帧周期进行6位灰度等级显示的情况下的时序图，但是本发明并不限于此。通过将较长的子帧周期分割成多个帧，子帧周期和被分割的子帧周期的总数量可以增加到多于六来进行显示。
此外，注意虽然在本实施例模式中，在电源线Vi和发光元件101的第二电极之间施加电压，使得当电源线Vi和发光元件101的第二电极电连接时，对发光元件101施加正向偏置电流，但是，本发明并不限于此。施加到发光元件101的电流可以直到所有行的写周期结束才停止。尤其是，最好电源线Vi和发光元件101的第二电极之间的电位差接近于0。可替换地，此处假设发光元件101为二极管，那么电源线Vi和发光元件101的第二电极之间的电位差最好这样设定，使得可以在发光元件101的一对电极之间施加反向偏压。可替换地，到达发光元件101的电流路径可以采用开关等来中断。
图16是n＝6时采用图5所示的像素进行6位灰度等级显示情况下的时序图。这里注意的是，提供到发光元件101的电流直到所有行的写周期结束才停止。图16中，横轴表示一个帧周期内的子帧周期(SF1到SF6)的长度，纵轴表示扫描线的选择顺序。
根据图16所示的驱动方法，在每个子帧周期内可以同时显示所有行的像素。
注意，虽然图16是采用六个子帧周期进行6位灰度等级显示情况下的时序图，但是本发明并不限于此。通过将较长的子帧周期分割成多个帧，子帧周期和被分割的子帧周期的总数量可以增加到多于六来进行显示。
【实施例1】
本实施例中，对本发明的发光设备中的像素布局进行描述。注意在本实施例中，以图1中的像素为例进行描述，其中没有设置第一电容器106(1)和第二电容器106(2)。
图1所示的像素的顶视图在图9中示出。图9中，扫描线Gj部分充当第一开关晶体管102(1)的栅极903和第二开关晶体管102(2)的栅极904。
此外，图9中，第一驱动晶体管103(1)和第一数据选择晶体管104(1)共享有源层905，同时第二驱动晶体管103(2)和第二数据选择晶体管104(2)共享有源层906。
图9中选择线Dj部分充当第一数据选择晶体管104(1)的栅极907和第二数据选择晶体管104(2)的栅极908。
注意对于发光元件101，图9中示出了第一电极901和其中第一电极901交叠电致发光层的区域902以及第二电极。
【实施例2】
本实施例中，描述了应用于本发明的发光设备中的驱动电路。图10是本实施例的发光设备的方框图。图10所示的发光设备包括像素部分1111，该像素部分包括每个具有发光元件的多个像素，用于选择每个像素的扫描线驱动电路1112，用于控制输入视频信号到所选择的像素的信号线驱动电路1113，以及用于控制选择线的电势的选择线驱动电路1120。
图10中，信号线驱动电路1113包括移位寄存器1114，锁存器A 1115，和锁存器B 1116。时钟信号(SCLK)，启动脉冲信号(SSP)，和切换信号(L/R)被输入到移位寄存器1114。当输入时钟信号(SCLK)和启动脉冲信号(SSP)时，在移位寄存器1114中产生定时信号。根据切换信号(L/R)，对定时信号的脉冲出现的顺序进行切换。所产生的定时信号被顺序输入到第一级锁存器A1115。当输入定时信号到锁存器A 1115完成时，与所输入的定时信号的脉冲同步地，顺序将视频信号输入到锁存器A 1115中，并保持。注意的是，虽然本实施例中视频信号顺序被输入到锁存器A 1115，但是本发明并不限于这种结构。可替换地，可以进行分组驱动，即，将锁存器A 1115的多个级分成几组并且每组并行地输入视频信号。注意，这里组的数量称为分割数。例如，在锁存器被分成四组的级时，就进行四分组驱动。
直到视频信号被输入到锁存器A 1115的全部锁存级完成后的周期称作行选择周期。实际上，可以存在这样的情况，其中行选择周期除了包括前述的行选择周期之外还包括水平回扫周期。
接着，一个行选择周期结束，锁存信号(Latch Signal)提供到第二级锁存器B 1116。与锁存信号同步，保持在锁存器A 1115中的视频信号全部立即被写入锁存器B 1116，并被保持。当视频信号发送到锁存器B 1116结束时，锁存器A 1115根据来自移位寄存器1114的定时信号再次被输入以下一个视频信号。在该第二个一行选择周期内，被写入并保持在锁存器B 1116中的视频信号被输入到像素部分1111。
注意，取代移位寄存器1114，可以采用能够选择信号线的电路如解码器。
下面，对扫描线驱动电路1112的构造进行描述。扫描线驱动电路1112包括移位寄存器1119和缓冲器1118。进一步，需要的话可以包括电平移位器。扫描线驱动电路1112中，时钟(GCLK)和启动脉冲信号(G1SP)被输入到移位寄存器1119以产生选择信号。所产生的选择信号在缓冲器1118中被缓冲和放大，以提供到相应的扫描线。扫描线连接到一行的像素的开关晶体管的栅极。由于一行的像素的开关晶体管需要全部立刻导通，所以采用可以流过大量电流的缓冲器作为缓冲器1118。
取代移位寄存器1119，可以采用能够选择信号线的电路如解码器。
对选择线驱动电路1120的构造进行描述。选择线驱动电路1120包括移位寄存器1121和缓冲器1122。进一步，需要的话可以包括电平移位器。选择线驱动电路1120中，时钟(GCLK)和启动脉冲信号(G2SP)被输入到移位寄存器1121以产生选择信号。所产生的选择信号在缓冲器1122中被缓冲和放大，以提供到相应的选择线。选择线连接到一行的像素的数据选择晶体管的栅极。由于一行的像素的数据选择晶体管需要全部立刻导通，所以采用可以流过大量电流的缓冲器作缓冲器1122。
取代移位寄存器1121，可以采用能够选择信号线的电路如解码器。
注意，扫描线驱动电路1112，信号线驱动电路1113，和选择线驱动电路1120可以形成在与像素部分1111相同的衬底上，或者形成在不同的衬底上。
【实施例3】
本实施例中，利用图11A到11C对P沟道型的驱动晶体管的像素的截面结构进行描述。注意，图11A到11C中第一电极为阳极而第二电极为阴极，但是，也可以是第一电极为阴极而第二电极为阳极。
图11A是像素的截面图，其中驱动晶体管6001和数据选择晶体管6002为P沟道型，并且从发光元件6003发出的光是从第一电极6004侧提取的。虽然图11A中发光元件6003的第一电极6004电连接到数据选择晶体管6002，但是发光元件6003的第一电极6004也可以电连接到驱动晶体管6001。
驱动晶体管6001和数据选择晶体管6002由层间绝缘膜6007覆盖，并且具有开口的堤(bank)6008形成在层间绝缘膜6007上。在堤6008的开口中，第一电极6004部分曝露出来，并且第一电极6004，电致发光层6005和第二电极6006按该顺序堆叠。
层间绝缘膜6007可以由有机树脂膜，无机绝缘膜，或者由作为起始材料并具有Si-O-Si键的硅氧烷材料形成的绝缘膜(下文称为“硅氧烷绝缘膜”)形成。硅氧烷绝缘膜除氢之外还可以包含氟、烃基和芳族烃其中至少一个作为取代基。层间绝缘膜6007还可以由所谓的低介电常数材料(低k材料)形成。
堤6008可以利用有机树脂膜，无机绝缘膜，或者硅氧烷绝缘膜形成。在有机树脂膜的情况下，例如，可以采用丙烯酸，聚酰亚胺，聚酰胺等等，反之在无机绝缘膜的情况下，可以采用二氧化硅，氧氮化硅等等。尤其是，堤6008利用光敏有机树脂膜形成并在第一电极6004上具有开口，该开口这样形成使得其侧面具有连续曲率的坡度，其可以防止第一电极6004和第二电极6006短路。
第一电极6004由具有透光厚度的材料，以及适合于作阳极的金属形成。例如，第一电极6004可以由氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)，氧化铟锌(IZO)，掺镓的氧化锌(GZO)，或者其它透光的导电氧化物形成。可替换的，第一电极6004可以由ITO，含有氧化硅的氧化铟锡(下文称作ITSO)或者含有具有2到20％的氧化锌(ZnO)的氧化硅的氧化铟的混合物形成。此外，除了上述的透光的导电氧化物之外，第一电极6004可以这样形成，例如利用TiN，ZrN，Ti，W，Ni，Pt，Cr，Ag，Al等等中的一种或多种的单层膜，氮化钛膜和包含以铝为主要成份的膜的叠层，或者氮化钛膜、包含以铝为主要成份的膜和氮化钛膜的三层结构。但是，当采用透光导电氧化物以外的材料时，第一电极6004形成有足以透光的厚度(最好大约5到30nm)。
第二电极6006由具有反射或屏蔽光的厚度的材料形成，并且能够由金属，合金，导电化合物或每个具有低逸出功的它们的混合物形成。尤其是，可以采用碱金属如Li和Cs，碱土金属如Mg，Ca和Sr，含有这种金属(Mg:Ag，Al:Li，Mg:In等等)的合金，这种金属的化合物(CaF2或CaN)，或稀土金属如Yb和Er。当设置电子注入层时，也可以采用另外的导电层如Al层。
电致发光层6005由单层或者多层构成。在多层的情况下，根据载流子的传输特性这些层可以分类为空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层等等。当电致发光层6005除发光层之外还具有空穴注入层，空穴传输层，电子传输层，电子注入层中任一时，空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层和电子注入层就按照该顺序堆叠在第一电极6004上。注意，层之间的界线不必要很明显，而且由于形成各层的材料是部分混合的，因此在某些情况下该界线可以不明确区分。每层可由有机材料或者无机材料形成。对于有机材料，可以采用高，中和低分子量的材料中的任一种。注意，中分子量材料是指低聚合物，其中重复结构单元的数量(聚合度)为大约2到20。空穴注入层和空穴传输层之间没有明显区别，二者都必然具有空穴传输特性(空穴迁移性)。空穴注入层与阳极接触，为方便起见与空穴注入层接触的层区分为空穴传输层。这同样适用于电子传输层和电子注入层。与阴极接触的层称为电子注入层，而与电子注入层接触的层称为电子传输层。某些情况下发光层可以结合电子传输层的功能，因此其可以称作发光电子传输层。
在图11A所示的像素中，发光元件6003发出的光可以从第一电极6004侧提取，如中空箭头所示。
图11B是像素的截面图，其中驱动晶体管6011和数据选择晶体管6012为P沟道型，并且发光元件6013发出的光是从第二电极6016侧提取的。虽然图11B中发光元件6013的第一电极6014电连接到数据选择晶体管6012，但是发光元件6013的第一电极6014也可以电连接到驱动晶体管6011。在第一电极6014上，电致发光层6015和第二电极6016以该顺序堆叠。
第一电极6014由具有用以反射或屏蔽光的厚度的材料形成，并由适合于用作阳极的材料形成。例如，第一电极6014可以由TiN，ZrN，Ti，W，Ni，Pt，Cr，Ag，Al等等中的一种或多种单层膜，氮化钛膜和包含以铝为主要成份的膜的叠层，或者氮化钛膜、包含以铝为主要成份的膜和氮化钛膜的三层结构形成。
第二电极6016由具有透光厚度的材料形成，并且能够由金属，合金，导电化合物或每个具有低逸出功的它们的混合物形成。尤其是，可以采用碱金属如Li和Cs，碱土金属如Mg，Ca和Sr，含有这种金属(Mg:Ag，Al:Li，Mg:In或类似)的合金，这种金属的化合物(CaF2或CaN)，或稀土金属如Yb和Er。当设置电子注入层时，也可以采用另外的导电层如Al层。此外，第二电极6016形成有足以透光的厚度(最好大约5到30nm)。注意，第二电极6016可以由其它的透光的导电氧化物形成，例如氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)，氧化铟锌(IZO)，掺镓的氧化锌(GZO)。可替换的，可以采用ITO，含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者含有具有2到20％的氧化锌(ZnO)的氧化硅的氧化铟的混合物。在采用透光的导电氧化物的情况下，电子注入层最好设置在电致发光层6015中。
电致发光层6015可以与图11A所示的电致发光层6005类似地形成。
在图11B所示的像素中，发光元件6013发出的光可以从第二电极6016侧提取，如中空箭头所示。
图11C是像素的截面图，其中驱动晶体管6021和数据选择晶体管6022为P沟道型，并且发光元件6023发出的光是从第一电极6024侧和第二电极6026侧提取的。虽然图11C中发光元件6023的第一电极6024电连接到数据选择晶体管6022，但是发光元件6023的第一电极6024也可以电连接到驱动晶体管6021。在第一电极6024上，电致发光层6025和第二电极6026以该顺序堆叠。
第一电极6024可以与图11A所示的第一电极6004类似地形成，同时第二电极6026可以与图11B所示的第二电极6016类似地形成。电致发光层6025可以与图11A所示的电致发光层6005类似地形成。
在图11C所示的像素中，发光元件6023发出的光可以从第一电极6024侧和第二电极6026侧提取，如中空箭头所示。
【实施例4】
本实施例中，利用图12A到12C对N沟道型的驱动晶体管的像素的截面结构进行描述。注意，图12A到12C中第一电极为阴极而第二电极为阳极，但是，也可以是第一电极为阳极而第二电极为阴极。
图12A是像素的截面图，其中驱动晶体管6031和数据选择晶体管6032为N沟道型，并且从发光元件6033发出的光是从第一电极6034侧提取的。虽然图12A中发光元件6033的第一电极6034电连接到数据选择晶体管6032，但是发光元件6033的第一电极6034也可以电连接到驱动晶体管6031。在第一电极6034上，电致发光层6035和第二电极6036以该顺序堆叠。
第一电极6034由具有透光厚度的材料形成，并且能够由金属，合金，导电化合物或每个具有低逸出功的它们的混合物形成。尤其是，可以采用碱金属如Li和Cs，碱土金属如Mg，Ca和Sr，含有这种金属(Mg:Ag，Al:Li，Mg:In或类似)的合金，这种金属的化合物(CaF2或CaN)，或稀土金属如Yb和Er。当设置电子注入层时，也可以采用另外的导电层如Al层。此外，第一电极6034形成有足以透光的厚度(最好大约5到30nm)。另外，也可以采用透光的导电氧化物形成半透明的导电层，以与具有透光厚度的前述导电层的顶部或底部接触，从而抑制第一电极6034的薄层电阻。注意，第一电极6034可以这样形成，其只利用采用了氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)，氧化铟锌(IZO)，掺镓的氧化锌(GZO)，或者其它透光的导电氧化物。可替换的，可以采用ITO，含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者含有具有2到20％的氧化锌(ZnO)的氧化硅的氧化铟的混合物。在采用透光的导电氧化物的情况下，电子注入层最好设置在电致发光层6035中。
第二电极6036由具有反射或屏蔽光的厚度的材料形成，并且由适合于用作阳极的材料形成。例如，第二电极6036可以由TiN，ZrN，Ti，W，Ni，Pt，Cr，Ag，Al等等中的一种或多种单层膜，氮化钛膜和包含以铝为主要成份的膜的叠层，或者氮化钛膜、包含以铝为主要成份的膜和氮化钛膜的三层结构形成。
电致发光层6035可以与图11A所示的电致发光层6005类似地形成。在电致发光层6035除了发光层之外还具有空穴注入层，空穴传输层，电子传输层，电子注入层中任一种的情况下，电子注入层，电子传输层，发光层，空穴传输层，空穴注入层就按照该顺序堆叠在第一电极6034上。
在图12A所示的像素中，发光元件6033发出的光可以从第一电极6034侧提取，如中空箭头所示。
图12B是像素的截面图，其中驱动晶体管6041和数据选择晶体管6042为N沟道型，并且发光元件6043发出的光是从第二电极6046侧提取的。虽然图12B中发光元件6043的第一电极6044电连接到数据选择晶体管6042，但是发光元件6043的第一电极6044也可以电连接到驱动晶体管6041。在第一电极6044上，电致发光层6045和第二电极6046按该顺序堆叠。
第一电极6044由具有反射或屏蔽光的厚度的材料形成，并且能够由金属，合金，导电化合物或每个具有低逸出功的它们的混合物形成。尤其是，可以采用碱金属如Li和Cs，碱土金属如Mg，Ca和Sr，含有这种金属(Mg:Ag，Al:Li，Mg:In或类似)的合金，这种金属的化合物(CaF2或CaN)，或稀土金属如Yb和Er。当设置电子注入层时，也可以采用另外的导电层如Al层。
第二电极6046由具有透光的厚度的材料形成，并且由适合于用作阳极的材料形成。例如，第二电极6046可以由氧化铟锡(ITO)，氧化锌(ZnO)，氧化铟锌(IZO)，掺镓的氧化锌(GZO)，或者其它透光的导电氧化物形成。可替换的，第二电极6046可以由ITO，含有氧化硅的氧化铟锡(ITSO)或者含有具有2到20％的氧化锌(ZnO)的氧化硅的氧化铟的混合物形成。此外，除了上述透光的导电氧化物，第二电极6046也可以由例如，具有TiN，ZrN，Ti，W，Ni，Pt，Cr，Ag，Al等等中的一种或多种单层膜，氮化钛膜和包含以铝为主要成份的膜的叠层，或者氮化钛膜、包含以铝为主要成份的膜和氮化钛膜的三层结构形成。但是，当采用除透光的导电氧化物之外的材料时，第二电极6046形成有足以透光的厚度(最好大约5到30nm)。
电致发光层6045可以与图12A所示的电致发光层6035类似地形成。
在图12B所示的像素中，发光元件6043发出的光可以从第二电极6046侧提取，如中空箭头所示。
图12C是像素的截面图，其中驱动晶体管6051和数据选择晶体管6052为N沟道型，并且发光元件6053发出的光是从第一电极6054侧和第二电极6056侧提取的。虽然图12C中发光元件6053的第一电极6054电连接到数据选择晶体管6052，但是发光元件6053的第一电极6054也可以电连接到驱动晶体管6051。在第一电极6054上，电致发光层6055和第二电极6056以该顺序堆叠。
第一电极6054可以与图12A所示的第一电极6034类似地形成，同时第二电极6056可以与图12B所示的第二电极6046类似地形成。电致发光层6055可以与图12A所示的电致发光层6035类似地形成。
在图12C所示的像素中，发光元件6053发出的光可以从第一电极6054侧和第二电极6056侧提取，如中空箭头所示。
【实施例5】
本发明的发光设备可以通过以丝网印刷和胶印为代表的印刷法，或者微滴释放法制造。微滴释放法是一种通过使包含有预定成份的微滴从孔中释放而形成预定图案的方法，其包括喷墨法。当采用这种印刷法或者微滴释放法时，可以不采用曝光掩模而形成以信号线，扫描线和选择线为代表的各种布线，TFT的栅极，发光元件的电极，等等。但是，不必要在形成图案的整个步骤中都使用印刷法或者微滴释放法。因此，可以采用这样的过程，布线和栅极由印刷法或者微滴释放法形成，而半导体膜由光刻法形成图案，其中印刷法或者微滴释放法用于部分步骤，并额外地采用光刻法。注意，用于构图的掩模可以通过印刷法或者微滴释放法形成。
图13是采用微滴释放法形成的本发明的发光设备的示意性截面图。图13中，附图标记1301表示数据选择晶体管，1302表示驱动晶体管，1303表示开关晶体管而1304表示发光元件。注意，图13中数据选择晶体管1301电连接到发光元件1304的第一电极1350。但是，本发明不限于这种结构。驱动晶体管1302可以电连接到发光元件1304的第一电极1350。驱动晶体管1302最好是N沟道型，并且此时优选的是第一电极1350为阴极而第二电极1331为阳极。
开关晶体管1303具有栅极1310，包括沟道形成区的第一半导体膜1311，形成在栅极1310和第一半导体膜1311之间的栅极绝缘膜1317，充当源极或漏极的第二半导体膜1312和1313，连接到第二半导体膜1312的布线1314，和连接到第二半导体膜1313的布线1315。
数据选择晶体管1301具有栅极1320，包括沟道形成区的第一半导体膜1321，形成在栅极1320和第一半导体膜1321之间的栅极绝缘膜1317，充当源极或漏极的第二半导体膜1322和1323，连接到第二半导体膜1322的布线1324，和连接到第二半导体膜1323的布线1325。
驱动晶体管1302具有栅极1330，包括沟道形成区的第一半导体膜1321，形成在栅极1330和第一半导体膜1321之间的栅极绝缘膜1317，充当源极或漏极的第二半导体膜1323和1333，连接到第二半导体膜1323的布线1325，和连接到第二半导体膜1333的布线1335。
布线1314对应于信号线，布线1315电连接到数据选择晶体管1301的栅极1320。虽然未示出，布线1335对应于电源线，栅极1330电连接到电源线。
通过利用微滴释放法或者印刷法形成图案，可以简化光刻法一系列的步骤，包括光致抗蚀剂形成，曝光，显影，蚀刻，和剥离。此外，当采用微滴释放法或者印刷法时，与采用光刻法不同的是可以避免需要通过蚀刻除去废料。进一步，由于不需要用于曝露的昂贵掩模，所以能够降低发光设备的制造成本。
此外，与光刻法不同，为了形成布线而不需要蚀刻。从而，可以在比光刻法短许多的时间内完成形成布线的步骤。尤其是，当布线形成为具有0.5μm或更厚的厚度，最好是2μm或更厚时，能够降低布线电阻，从而能够降低形成布线的步骤所需的时间，同时抑制因发光设备的膨胀而引起的布线电阻的增加。
注意，第一半导体膜1311和1321可以是非晶半导体或者半非晶半导体(SAS)。
非晶半导体可以由辉光放电分解硅气体而得到。作为典型的硅气体，可以采用SiH4或者Si2H6。硅气体可以用氢，或者氢和氦进行稀释。
同样，SAS可以由辉光放电分解硅气体而得到。作为典型的硅气体，可以采用SiH4，以及Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4或SiF4。SAS可以通过将硅气体用氢气或者混合气体稀释而很容易形成，该混合气体是氢气和选自氦，氩，氪和氖的惰性气体之一或者多个硅气体最好稀释到2到1000倍的比率。进一步，硅气体可以与碳气体如CH4和C2H6，锗气体如GeH4和GeF4，或者F2相混合，使得能量带宽可以控制在1.5到2.4eV或者0.9到1.1eV。采用SAS作第一半导体膜的TFT可以具有1到10cm2/Vsec或者更高的迁移率。
此外，第一半导体膜1311和1321可以由通过利用激光结晶非晶半导体或者半非晶半导体(SAS)而得到的半导体形成。
【实施例6】
本实施例中，将参考图14A和14B对与本发明的发光设备的一种模式相应的面板的外部视图进行描述。图14A是面板的顶视图，其中上面形成有晶体管和发光元件的第一衬底和第二衬底用密封剂密封。图14B是沿A-A′线截取的图14A的截面图。
设置密封剂4005以环绕形成在第一衬底4001上面的像素部分4002，信号线驱动电路4003，扫描线驱动电路4004和选择线驱动电路4020。此外，在像素部分4002，信号线驱动电路4003，扫描线驱动电路4004和选择线驱动电路4020上面，设置有第二衬底4006。从而，像素部分4002，信号线驱动电路4003，扫描线驱动电路4004和选择线驱动电路4020被第一衬底4001，密封剂4005和第二衬底4006连同填充剂4007紧紧密封在一起。
形成在第一衬底4001上面的像素部分4002，信号线驱动电路4003，扫描线驱动电路4004和选择线驱动电路4020各包括多个晶体管。图14B中，示出了信号线驱动电路4003中的晶体管4008，以及像素部分4002中的驱动晶体管4009和数据选择晶体管4010。
附图标记4011表示发光元件，连接到驱动晶体管4009的漏极的布线4017部分充当发光元件4011的第一电极。透明的导电膜4012充当发光元件4011的第二电极。注意，发光元件4011不限于本实施例中所述的结构，其结构可以根据发光元件4011的发光方向，驱动晶体管4009的导电性等等进行适当的变化。
虽然本实施例中驱动晶体管4009连接到发光元件4011的第一电极，但是数据选择晶体管4010也可以连接到发光元件4011的第一电极。
虽然图14B中的截面图中未示出，但是提供到信号线驱动电路4003，扫描线驱动电路4004和像素部分4002的信号和电压由连接端4016通过引线4014和4015提供。
本实施例中，连接端4016由与发光元件4011的第一电极相同的导电膜形成。引线4014由与布线4017相同的导电膜形成。引线4015由与驱动晶体管4009和晶体管4008的各个栅极相同的导电膜形成。
连接端4016通过各向异性导电膜4019电连接到FPC 4018的端子。
注意，第一衬底4001和第二衬底4006可以各自由玻璃，金属(典型的，不锈的)，陶瓷，或者塑料形成。对于塑料，可以采用FRP(强化玻璃纤维塑料)衬底，RVF(聚氟乙烯)膜，聚脂薄膜，聚酯膜或者丙烯酸树脂膜。此外，可以采用具有PVF膜和聚脂薄膜中间夹有铝的结构的薄片。
注意，由于第二衬底4006设置在提取发光元件4011发出的光的那侧，所以第二衬底4006需要透光。这样，要采用透光材料如玻璃衬底，塑料衬底，聚酯膜和丙烯酸膜。
作为填充剂4007，可以采用惰性气体如氮和氩，紫外线可固化树脂或者热固树脂，并且例如，可以采用PVC(聚氯乙烯)，丙烯酸，聚酰亚胺，环氧树脂，硅树脂，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或者EVA(乙烯醋酸乙烯树脂)。本实施例中，采用氮作填充剂。
本实施例可以与实施例1到5进行任意结合。
【实施例7】
本发明的发光设备可以，例如，防止伪轮廓并提高对比度，适用于具有图像显示如显示设备和目镜型显示器的显示部分的电子装置。
进一步，本发明的发光设备可以应用于这样的电子装置，如摄影机，数字照相机，目镜型显示器(头部安装的显示器)，导航系统，声音再现设备(汽车音响系统，音响部件系统等等)，笔记本个人电脑，游戏机，便携式信息终端(移动计算机，移动式电话，便携式游戏机，电子书等等)，安装有记录媒介(典型的，复制记录媒介如DVD：数字化视频光盘，并具有用于显示复制图像的显示器的设备)的图像再现设备。这种电子装置的具体例子如图15A到15B所示。
图15A所示为便携式信息终端(PDA)，其包括主体2101，显示部2102，操作键2103，扬声器部2104等等。本发明的发光设备可以应用于该显示部2102。
图15B所示为目镜型显示设备，其包括主体2201，显示部2202，耳机2203，支撑部2204等等。本发明的发光设备可以应用于该显示部2202。支撑部2204可以是用于将目镜型显示设备固定在用户的头部的一类或者用于将其固定在除了头部之外用户身体的其它部分的一类。
图15C所示为显示设备，其包括壳体2401，显示部2402，扬声器部2403等等。。本发明的发光设备可以应用于该显示部2402。由于发光设备是自发光型，所以不需要背光，并且显示部可以设置的比液晶显示器的薄。注意，显示设备包括用于显示信息的任何显示设备，如用于计算机，TV广播接收台，广告显示等等。在采用显示设备的发光设备的情况下，可以设置偏光器以防止图像如同被镜像显示，该镜像是因反射在发光元件的第一电极或第二电极上的外部光而引起的。
如上所述，本发明的应用范围如此广泛以至于其可以应用于各种领域的电子装置。本实施例的电子装置可以采用实施例1到6所述的任意发光设备。
本申请是以于2004年4月28日在日本专利局提交的日本专利申请序列号no.2004-133712为基础，其全部内容在此用作参考。

Claims (18)

1.一种发光设备，包括：
发光元件；
n个开关晶体管，用于控制输入到像素的n位视频信号，其中n是大于1的自然数；
n个驱动晶体管，其栅极电压分别由所输入的n位视频信号控制；以及
n个数据选择晶体管，用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
2.一种发光设备，包括：
发光元件；
n个开关晶体管，用于控制输入到像素的n位视频信号，其中n是大于1的自然数；
n个驱动晶体管，其栅极电压分别由所输入的n位视频信号控制；以及
n个数据选择晶体管，用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
其中n个开关晶体管的栅极彼此相连；并且
其中n个开关晶体管具有相同的导电性，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
3.一种发光设备，包括：
发光元件；
n个开关晶体管，用于控制输入到像素的n位视频信号，其中n是大于1的自然数；
n个驱动晶体管，其栅极电压分别由所输入的n位视频信号控制；以及
n个数据选择晶体管，用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
其中n个开关晶体管中每一个的源极和漏极之一连接到彼此不同的信号线，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
4.一种发光设备，包括：
发光元件；
n个开关晶体管，用于控制输入到像素的n位视频信号，其中n是大于1的自然数；
n个驱动晶体管，其栅极电压分别由所输入的n位视频信号控制；以及
n个数据选择晶体管，用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
其中n个开关晶体管的栅极彼此相连；
其中n个开关晶体管具有相同的导电性；并且
其中n个开关晶体管中每一个的源极和漏极之一连接到彼此不同的信号线，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
5.一种发光设备，包括：
发光元件；
n个开关晶体管，用于控制输入到像素的n位视频信号，其中n是大于1的自然数；
n个驱动晶体管，其栅极电压分别由所输入的n位视频信号控制；以及
n个数据选择晶体管，用于控制将n个驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
其中n个数据选择晶体管每一个的栅极连接到彼此不同的选择线，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
6.根据权利要求1的发光设备，其中n个驱动晶体管具有相同的导电性。
7.根据权利要求2的发光设备，其中n个驱动晶体管具有相同的导电性。
8.根据权利要求3的发光设备，其中n个驱动晶体管具有相同的导电性。
9.根据权利要求4的发光设备，其中n个驱动晶体管具有相同的导电性。
10.根据权利要求5的发光设备，其中n个驱动晶体管具有相同的导电性。
11.一种发光设备，包括：
发光元件；
第一和第二开关晶体管，用于控制输入到像素的2位视频信号；
第一和第二驱动晶体管，其栅极分别连接到第一开关晶体管的源极和漏极之一和第二开关晶体管的源极和漏极之一；以及
第一和第二数据选择晶体管，用于控制将第一和第二驱动晶体管之一的漏极电流提供给发光元件，
其中第一和第二数据选择晶体管的栅极连接到相同的选择线；并且
其中第一和第二数据选择晶体管具有彼此不同的导电性，
连接到相应开关晶体管的电容，用于在保持周期中保持在写周期中已被输入到像素的视频信号的电压。
12.根据权利要求11的发光设备，其中两个驱动晶体管具有相同的导电性。
13.根据权利要求1的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
14.根据权利要求2的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
15.根据权利要求3的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
16.根据权利要求4的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
17.根据权利要求5的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
18.根据权利要求11的发光设备，其中发光设备用于选自包括便携式信息终端，目镜型显示设备，计算机，TV广播接收和广告显示器中的电子装置。
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