CN1953021A - 显示装置及具有该显示装置的电子设备 - Google Patents

显示装置及具有该显示装置的电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1953021A
CN1953021A CNA2006101362645A CN200610136264A CN1953021A CN 1953021 A CN1953021 A CN 1953021A CN A2006101362645 A CNA2006101362645 A CN A2006101362645A CN 200610136264 A CN200610136264 A CN 200610136264A CN 1953021 A CN1953021 A CN 1953021A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
electrode
emitting component
pixel
supervision
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
CNA2006101362645A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1953021B (zh
Inventor
山崎舜平
纳光明
岩渊友幸
高桥圭
野泽亮
佐藤瑞季
福本良太
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 CN1953021A publication Critical patent/CN1953021A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1953021B publication Critical patent/CN1953021B/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]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
    • 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
    • H10K59/13—Active-matrix OLED [AMOLED] displays comprising photosensors that control luminance
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134345—Subdivided pixels, e.g. for grey scale or redundancy
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/58—Arrangements comprising a monitoring photodetector
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

发光元件具有根据周围温度(以下称为环境温度)改变其电阻值(内部电阻值)的性质。本发明的目的在于使监视元件小型化，所述监视元件修正发光元件的电流值的变动造成的影响，所述发光元件的电流值的变动是环境温度的变化和随时间变化所造成的。在本发明中，像素由多个子像素构成，提供在每个子像素中的发光元件的面积不同，并且监视元件的面积与子像素中的任何的发光元件的面积相同，从而利用监视元件对像素的发光进行修正。

Description

显示装置及具有该显示装置的电子设备
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及具有配置为有源矩阵型的发光元件的显示装置。此外，本发明还涉及提供有显示装置的电子设备。
背景技术
近年来，对于以TV、PC监视器、无线终端等为主要用途的薄型显示器的需求急速扩大，从而推进了进一步开发。作为薄型显示器有液晶显示装置(LCD)和具有发光元件的显示装置等。尤其是，使用发光元件的有源矩阵型显示器除了现有的LCD具有的薄型、轻量、以及高图像质量等的优点以外还具有响应速度快、视野特性宽等特征，从而作为下一代显示器被期待，并且已经部分地被实用化。
发光元件还称为有机发光二极管(OLED)。它包括阳极、阴极、以及在阳极和阴极之间包括有机化合物或无机化合物并且当将电场施加到阳极和阴极之间时发光的层(以下称为电致发光层)。流入该发光元件的电流量和其亮度之间存在一定的关系，发光元件以对应于流入电致发光层的电流量的亮度发光。
然而，发光元件具有电阻值(内部电阻值)根据周围温度(以下称之为环境温度)而改变的性质。具体而言，当设室温为正常温度时，若环境温度比正常温度高，则电阻值降低，另一方面，若环境温度比正常温度低，则电阻值上升。因此，若环境温度升高，则电流值增加以获得比所希望的亮度高的亮度，而若环境温度降低，则电流值降低以获得比所希望的亮度低的亮度。这种发光元件的性质如曲线(参照图30A)所示，该曲线示出发光元件的电压电流特性与温度的关系。另外，发光元件具有电流值随着时间的变化而减少的性质。这种发光元件的性质如曲线(参照图30B)所示，该曲线示出发光元件的电压电流特性与时间的关系。
根据发光元件所具有的性质，若发生环境温度变化或随时间变化，则亮度会产生不均匀性。考虑到上述情况，提出了一种显示装置，其中能够抑制环境温度变化和随时间变化所造成的发光元件电流值的变动的影响(例如参见专利文献1)。
[专利文献1]日本专利申请特开2002-72964号公报
在专利文献1所记载的发明中，将监视元件与提供在显示部分的像素中的发光元件制作成在相同的环境温度下施加到两个电极之间的电压与流入发光元件的电流的关系相同。然而，显示部分的像素的尺寸越大，监视元件的尺寸也要制作成相同的尺寸。由此，有一个问题，即不能使显示面板小型化。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的显示装置提供一种显示装置，其中抑制环境温度变化和随时间变化所造成的发光元件的电流值变动的影响，并且当显示部分的像素尺寸大时可以不使监视元件的尺寸大型化而设计。
本发明的显示装置之一，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的面积互相不同，并且所述监视元件的面积与任何一个所述发光元件的面积大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的面积互相不同，并且所述监视元件的面积与任何一个所述发光元件的面积大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，在所述多个子像素中，所述多个发光元件的面积的关系为等比2的等比数列的关系，并且所述监视元件的面积与所述多个发光元件中的面积最小的发光元件的面积大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且所述监视元件的面积与所述发光元件中的面积最小的发光元件的面积大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且所述监视元件的发光强度与任何一个所述发光元件的发光强度大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且所述监视元件的发光强度与任何一个所述发光元件的发光强度大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，在所述多个子像素中，所述多个发光元件的发光强度的关系为等比2的等比数列的关系，并且所述监视元件的发光强度与所述多个发光元件中的发光强度最小的发光元件的发光强度大致相同。
本发明的另一显示装置，包括：包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；驱动所述发光元件的晶体管；包括第一电极和第二电极的监视元件；向所述监视元件供给电流的电流源；保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及缓冲放大器，其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且所述监视元件的发光强度与所述发光元件中的发光强度最小的发光元件的发光强度大致相同。
通过使用本发明的显示装置，能够抑制由发光元件的电流值变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
附图说明
图1为说明本发明的显示装置的图；
图2为说明监视元件的电压电流特性的温度依赖性的图；
图3为说明监视元件的电压电流特性的随时间恶化的图；
图4为说明监视元件和发光元件的恶化的图；
图5为说明本发明的温度补偿功能的图；
图6为说明本发明的温度补偿功能的图；
图7为说明本发明的温度补偿功能的图；
图8为说明可以应用于本发明的开关的结构的图；
图9为说明本发明的温度补偿功能的图；
图10为说明本发明的温度补偿功能的图；
图11为说明本发明的显示装置的图；
图12为说明本发明的显示装置的图；
图13为说明本发明的显示装置的图；
图14为说明本发明的显示装置的图；
图15为说明本发明的显示装置的图；
图16为说明本发明的显示装置的图；
图17A和17B为示出本发明的监视电路的图；
图18A和18B为示出本发明的监视电路的图；
图19A和19B为示出本发明的监视电路的图；
图20示出本发明的显示装置的像素的电路图；
图21A和21B示出本发明的显示装置的像素中的时序图；
图22示出本发明的显示装置的像素的电路图；
图23A和23B示出本发明的显示装置的像素中的时序图；
图24A和24B为本发明的显示装置中的像素的俯视图；
图25A和25B为本发明的显示装置中的监视元件周围电路的俯视图；
图26为说明本发明的显示装置的图；
图27A和27B为说明本发明的显示装置的图；
图28A至28C为本发明的显示装置的像素的截面图；
图29A至29F为本发明的实施例5的电子设备的图；
图30A和30B为说明本发明的现有例子的图。
具体实施方式
下面，关于本发明的实施方式和实施例将参照附图给予说明。但是，本发明可以通过多种不同的方式来实施，所属技术领域的技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在实施方式所记载的内容中。注意，在各个附图中的相同的部分或具有类似功能的部分将使用相同的附图标记，并省略相关的重复说明。
注意，在本说明书中，各个元件之间的连接是电连接。因此，具有连接关系的元件之间有可能通过半导体元件或开关元件等而彼此连接。
在本说明书中，晶体管的源电极和漏电极是为了根据晶体管的结构方便地区别栅电极之外的电极而采用的名称。在本发明中，当对晶体管的极性没有限制时，考虑到其极性，源电极和漏电极的名称可能转换。因此，有可能将源电极或漏电极称作一个电极或另一个电极。
实施方式1
在本实施方式中，将说明根据本发明的显示装置的温度和恶化补偿的基本原理。图1表示具有温度和恶化补偿电路的显示装置的模式图。
本发明的显示装置具有栅极驱动器107、源极驱动器108、以及像素部分109。像素部分109由多个像素106构成。在像素部分109中，像素106由多个子像素106a、106b和106c构成。注意，多个子像素分别设置有驱动晶体管104(驱动TFT)以及发光元件105。在图1中多个子像素由三个子像素106a、106b和106c构成，然而不局限于此，只要在一个像素中提供有两个或更多个子像素即可。
在本说明书中，像素具有构成一个图像的颜色因素，并且包括多个子像素，该子像素具有发光元件及驱动发光元件的元件(例如由晶体管构成的电路)。此外，在本说明书中，画素具有构成用于显示一个最小图像的颜色因素的像素。由此，在采用由R(红)、G(绿)、B(蓝)的颜色因素构成的全彩色显示装置的情况下，画素由包括R的颜色因素、G的颜色因素、B的颜色因素的像素构成。此外，在像素中将子像素称作第一子像素、第二子像素等。此外，每个子像素的面积大小可以互相不同，也可以互相相同。
下面，说明温度和恶化补偿电路(以下称作补偿电路)的基本结构。该补偿电路包括电流源101、监视元件102、缓冲放大器103、驱动晶体管104、以及发光元件105。注意，监视元件102由发光元件形成，该发光元件的电流特性与提供在多个子像素106a、106b和106c中的任何一个的发光元件相同。例如，在使用EL元件形成发光元件的情况下，监视元件102的EL元件以及提供在多个子像素106a、106b和106c中的任何一个的EL元件在相同的条件下由相同的EL材料制作。例如，在本实施方式中，监视元件102的EL元件是在相同的条件下使用与提供在第一子像素中的发光元件相同的材料，并且以相同的尺寸来制作的。注意，在本说明书中，所谓的监视元件和子像素的电特性相同并不必要完全一样，只要具有大致相同的特性即可。此外，在本说明书中，一个监视元件的面积和一个发光元件的面积大致相同即可，而不必要完全相同。在本说明书中，若一个监视元件的面积和一个发光元件的面积的差别在所述监视元件的面积的20％，优选5％或更小的范围中，则可以认为所述监视元件的面积和所述发光元件的面积大致相同。与此同样，一个监视元件的发光强度和一个发光元件的发光强度大致相同即可，而不必要完全相同。在本说明书中，若一个监视元件的发光强度和一个发光元件的发光强度的差别在所述监视元件的发光强度的20％，优选5％或更小的范围中，则可以认为所述监视元件的发光强度和所述发光元件的发光强度大致相同。
电流源101向监视元件102供给恒定的电流。就是说，监视元件102的电流值始终恒定。如果在这种状态下环境温度改变，则监视元件102本身的电阻值改变。如果监视元件102的电阻值改变，因为该监视元件102的电流值恒定，所以监视元件102的两个电极之间的电位差改变。通过检测该监视元件102的两个电极之间的电位差，而检测环境温度的变化。更具体地说，由于监视元件102中的保持恒定电位一侧的电极的电位，即图1中的阴极110的电位不变，所以检测连接到电流源101一侧的电位，即在图1中的阳极111一侧的电位的变化。
这里描述在本发明的显示装置中想到与现有的结构不同的结构的原委。构成本发明的显示装置的像素部分的像素由多个子像素构成。图26描述在像素中作为多个子像素提供第一子像素和第二子像素的例子。在以下条件下进行说明，即以第一子像素中的提供有发光元件的面积为S，并且以第二子像素中的提供有发光元件的面积为2S，该面积相当于提供在第一子像素中的发光元件的面积的二倍。本发明的显示装置中的补偿电路通过修正在子像素中的电源线的电位而可以补偿发光元件的恶化。如果第一子像素和第二子像素中的发光元件使用相同的材料而且以相同的膜厚度来制造的话，发光元件本身的电阻值的关系在第一子像素中成为R，在第二子像素中成为R/2。由于在第一子像素和第二子像素中的发光元件连接到相同的电源线，并且连接到相同的相对电极，从而I的电流流入提供在第一子像素中的发光元件中，而流入第一子像素中的电流I的二倍的2I的电流流入第二子像素中的发光元件中。提供在第一子像素和第二子像素中的发光元件的发光强度根据电流密度而决定，所以在第一子像素和第二子像素中的发光元件的发光强度与第一子像素和第二子像素的发光元件的面积成比例。由此，在第一子像素中的发光元件的发光强度设为L，则第二子像素的发光强度成为相当于第一子像素的发光强度L的二倍的2L。就是说，只要将使用与提供在第一子像素和第二子像素中的任何一方发光元件相同材料且在相同条件下制造成相同大小的监视元件提供在补偿电路中，就可以同时修正第一子像素和第二子像素的电源线的电位。基于使用与提供在第一子像素和第二子像素中的任何一方发光元件相同材料且在相同条件下制造成相同尺寸的监视元件来进行修正，该着眼点是提出使监视元件小于本发明的像素的尺寸的想法的原因。
此外，在本发明中，与在显示装置中的构成像素部分的像素的尺寸相比，使监视元件的尺寸小型化。此外，本发明与只使像素的发光元件小型化而形成监视元件不同。在基本上，在补偿电路中，为了使提供在像素中的发光元件和监视元件的恶化比率相同，必须在相同的条件下使用相同的材料以相同的尺寸制作它们。这里，将使用图27A和27B说明只使像素的发光元件小型化而形成监视元件的例子。图27A为提供在像素中的发光元件，图27B为监视元件，并且它们在相同的条件下由相同的材料制作，然而监视元件比提供在像素中的发光元件小。此外，在图27A和27B中，提供有驱动晶体管2701、第一电极2702、电致发光层2703、以及第二电极2704。注意，在本说明书中，第一电极、第二电极、以及电致发光层一并只称为发光元件、监视元件。此外，在本说明书中，发光元件的面积和监视元件的面积是指第一电极、电致发光层、以及第二电极彼此重叠的区域。
作为使发光元件恶化的原因之一，可以举出从外部侵入到发光元件的电致发光层的水分和氧气等。由此，在发光元件中发生称为收缩的亮度从像素的端部(边缘)恶化的现象。根据经验可知：图27A和27B中的以2705a和2705b所示的部分(称为收缩部分)因为尤其在发光元件中的电致发光层的粘附性等问题容易发生收缩。于是，图27A和27B比起来，对于像素中的发光元件的电致发光层的面积，容易发生收缩的区域的比率不同。亦即，如果使像素中的发光元件的面积和监视元件的面积大小不同，由于收缩形成部分的尺寸不同而造成的恶化的进行速度也不同。因此，像素中的发光元件的电致发光层和监视元件的电致发光层的恶化的进行速度不同，从而难以进行发光元件的恶化补偿。因此，在现有的想法中，不容易只实现监视元件的小型化。
注意，如上述图26，通过以发光元件的面积为等比2的等比数列的关系提供第一子像素和第二子像素，可以根据所述发光元件的面积的组合来表现2×2＝4的灰度，所以是优选的。此外，通过不局限于第一子像素和第二子像素两个子像素，以提供在像素中的多个子像素的发光元件的面积为等比2的等比数列的关系提供多个子像素，可以根据它们的组合来实现显示装置的多灰度化。换句话说，通过以发光强度为等比2的等比数列的关系提供多个子像素，可以实现多灰度化，所以是优选的。当然，不必以等比2的等比数列的关系设置提供在多个子像素中的发光元件的面积或发光强度。
图2是表示监视元件的电压电流特性的温度依赖性的图。分别由线201、202、203来表示低温(例如-20℃)、室温(例如25℃)、高温(例如70℃)下的监视元件102的电压电流特性。当从电流源101流到监视元件102的电流值为I0时，室温下向监视器元件施加V0的电压。另外，在低温时电压为V1，而在高温时电压为V2。
包含这种监视元件102的电压变化的信息被提供给缓冲放大器103，根据阳极111的电位，由该缓冲放大器103设定提供给发光元件105的电位。即，如图2所示，在环境温度变为低温的情况下，设定电位，以向发光元件105施加V1的电压，当变为高温时，设定电位，以向发光元件105施加V2的电压。此时，可以根据温度变化，修正输入到发光元件105的电源电位。即，可以抑制温度变化所引起的电流值的变动。
另外，图3是表示监视元件102的电压电流特性的随时间变化的图。用线301来表示监视元件102的初始特性，用302来表示恶化后的特性。注意，初始特性与恶化后的特性是在相同温度条件下进行测定的。在初始特性的状态下，若监视元件102中流过电流I0，则施加于监视元件102上的电压为V3，恶化后的施加于监视元件102的电压为V4。因而，若将该V4的电压同样施加于恶化的发光元件105上，则可以降低表面上的发光元件105的恶化。像这样，监视元件102也与发光元件105一起恶化，所以也可以对发光元件105的恶化进行补偿。
像这样，根据监视元件102的阳极111的电位变化将与监视元件102的阳极111的电位相同电位施加到发光元件105的阳极上的缓冲放大器103可以采用使用了运算放大器的电压跟随器电路。这是由于电压跟随器电路的非反相输入端子为高输入阻抗，输出端子为低输出阻抗，所以可将输入端子与输出端子设为相同电位，并且电流源101的电流不会流入到电压跟随器电路地从输出端子流出电流。
使用图11来说明具有本实施方式的补偿电路的显示装置的具体结构。图11示出一个像素由第一子像素和第二子像素构成的情况。显示装置具有栅极驱动器1107、源极驱动器1108、以及像素部分1109。在像素部分提供有像素1106，并且在像素1106内提供有开关晶体管1112、具有驱动晶体管1104和发光元件1105的第一子像素1106a和第二子像素1106b。源极驱动器具有脉冲输出电路1119、第一锁存电路1110、以及第二锁存电路1111。在对第一锁存电路进行输入时，第二锁存电路可以进行输出。然后，从栅极驱动器1107输入信号的栅极线所选择的像素1106的开关晶体管1112导通(ON)。之后，将由第二锁存电路1111输出的信号从源极信号线S1至Sm写入到保持电容器1113。利用写入到该保持电容器1113中的信号，驱动晶体管1104切换导通或截止(OFF)，确定发光元件的点亮、非点亮。即，通过导通状态的驱动晶体管1104，将电源线V1至Vm的电位施加到发光元件1105的第一电极的阳极，向发光元件1105提供电流，使其发光。
本发明从基本电流源1101向并联连接的监视元件1102a至1102n流过电流。检测这些监视元件1102a至1102n的第一电极的阳极电位，利用电压跟随器电路1103设定电源线V1至Vm的电位。这样，可提供具有温度和恶化补偿功能的显示装置。
像这样，将具有温度和恶化补偿功能的驱动方法称为恒定亮度。
另外，监视元件的数量可以适当地选择。当然，既可以选择一个，也可如图11所示那样配置在各个行上。当仅使用一个监视元件时，由于流过基本电流源1101的电流值只要设定为要流过各个像素的发光元件1105的电流值即可，所以功耗较低。另外，若配置多个监视元件，则可以对每个监视元件的特性的不均匀性进行平均。
另外，在图11的结构中，将各个像素的发光元件1105的阴极设定成GND，但并不限于此。
另外，也可以对每个RGB像素设定电源线的电位。图12中示出其一例。与图11的显示装置相同的部分使用相同的符号。另外，详细动作由于与图11相同，所以省略。
在图12的显示装置中，将连接到信号线S1的像素设为进行R发光的像素，将连接到信号线S2的像素设为进行G发光的像素，将连接到信号线S3的像素设为进行B发光的像素。基本电流源1201a向监视元件1202a提供电流，电压跟随器电路1203a检测监视元件1202a的阳极电位，并将该电位设定为电源线V1的电位。基本电流源1201b向监视元件1202b提供电流，电压跟随器电路1203b检测监视元件1202b的阳极电位，并将该电位设定为电源线V2的电位。基本电流源1201c向监视元件1202c提供电流，电压跟随器电路1203c检测监视元件1202c的阳极电位，并将该电位设定为电源线V3的电位。像这样，由于可以对每个RGB设定电位，所以例如当温度特性或恶化特性根据每个RGB的EL材料不同时，可以对发光元件设定所希望的电位。即，可以对每个RGB修正电源电位。
根据本实施方式，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件，从而可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。
实施方式2
在本实施方式中，描述与上述实施方式所述的显示装置不同的结构。在本实施方式中，对进一步提高了恶化补偿的精度的结构进行说明。
如果很长时间继续使用显示装置，则监视元件和发光元件中的恶化的进行速度发生误差。使用期间越长该误差越大，结果恶化补偿的功能降低。
这里，使用图4来说明恶化进行的速度发生误差的情况。用线401来表示监视元件102和发光元件105的电压电流(VI)特性的初始特性，用线402来表示当在某个期间使用了显示装置时的监视元件102恶化后的VI特性，用线403来表示发光元件105恶化后的VI特性。像这样，在监视元件102恶化与发光元件105恶化的进行速度发生误差。因为，当显示装置进行显示时，监视元件102中始终继续流过电流。但是，由于像素的各个发光元件105存在发光期间与非发光期间，所以监视元件102与发光元件105的随时间恶化将产生误差。即，与监视元件的恶化相比，发光元件恶化的进行速度将延迟。
这里，就监视元件102的初始特性而言，当监视元件102中流过电流值为I0的电流时，在初始特性中，向监视器元件施加V5的电压。另外，当发光元件105恶化后施加V6的电压，当监视元件102恶化后施加V7的电压。反过来，为了在恶化后的发光元件105中流过电流值I0，必需施加V6的电压，为了在恶化后的监视元件102中流过电流值I0，必需施加V7的电压。
在该状态下，检测监视元件102的阳极111的电位V7，若由缓冲放大器103对发光元件设定该电位V7，则将导致在发光元件上施加为了流过电流值I0所需的电压V6或更大的电压，并且功耗增大。另外，由于像素的各个发光元件恶化的进行速度不同，因此，若施加所需电压以上的电压，则烧屏现象(screen burn)会很显著。
在本实施方式中，使各个发光元件的恶化与监视元件的恶化的进行速度进一步接近，从而提高恶化补偿的精度。
因此，在本实施方式中，将显示装置的各个像素的发光元件的发光期间的平均期间设定成流过监视元件的电流的期间。优选的是，在显示装置进行显示的期间的10至70％的期间中，使电流流过监视元件。
这里，根据经验可知：显示装置中各个像素的发光元件的发光期间与非发光期间之比的平均值为3∶7。从而，更优选的是，在显示装置进行显示的期间中的30％的期间使电流流过监视元件。
图5示出补偿电路的结构，该补偿电路可以设定监视元件的发光期间。补偿电路具有电流源501、监视元件502、电压跟随器电路503、电容元件506、第一开关507、第二开关508、以及像素510。像素510具有多个子像素510a、510b和510c，多个子像素分别具有驱动晶体管504和发光元件505。此外，在图5中，多个子像素由三个子像素510a、510b和510c构成，然而不局限于此，只要在一个像素中提供有两个或更多个子像素即可。与实施方式1相同，例如，在使用EL元件形成发光元件的情况下，监视元件502的EL元件以及提供在多个子像素510a、510b和510c中的任何一个的EL元件在相同的条件下由相同的EL材料制作。在本发明的显示装置中，与构成像素的子像素相同的尺寸制作监视元件，而不必与显示部分的像素相同的尺寸形成。因此，可以使监视元件比显示部分的像素尺寸小型化。
当恒定电流流过监视元件502时，使第一开关507和第二开关508导通。于是，在监视元件502中流过电流，将监视元件502的阳极509一侧的电位存储在电容元件506中，同时，向电压跟随器电路503的非反相输入端子输入该电位，向输出端子输出相同的电位。像这样，可以对发光元件505设定所希望的电位，所述发光元件的电压电流特性根据环境温度变化而变化。
另外，当设监视元件502为非发光时，使第一开关507和第二开关508截止，并且将监视元件502的阳极509一侧的电位保持在电容元件506中。此时，使第二开关508与第一开关507同时截止，或至少先截止。这是因为若第一开关507先于第二开关508截止，则存储监视元件502的阳极一侧电位的电容器的电位将发生变动的缘故。
像这样，即便在非发光期间，也将使第二开关508截止的瞬间的监视元件502的阳极509一侧的电位输入到电压跟随器电路503的非反相输入端子。然后，向电压跟随器电路503的输出端子输出相同电位，可在发光元件中流过使第二开关508截止的瞬间流过监视元件502的电流。
在该构成中，因为能够在监视元件中流过电流的期间实现温度补偿功能，因而可以实现恶化补偿与温度补偿。在本实施方式中，尤其恶化补偿的功能很突出。
这里，根据经验可知：在显示装置的灰度显示中，每1帧期间的各个像素的发光与非发光之比的平均值为30∶70。由此可知，显示装置进行显示的期间中，持续流过电流的监视元件中所流过的电流量与流过各个发光元件中的电流量的平均比为100∶30。从而，通过将电流流过监视元件的期间设定为每1帧期间的30％，从而可以接近监视元件与像素的发光元件的恶化的进行速度。即，能够提高恶化补偿的精度。
另外，在上述构成中，对每个RGB设置恶化补偿的监视元件，可以实现进一步提高精度的恶化补偿和温度补偿功能。在每个RGB中EL恶化的进行速度以及使用寿命不同的情况下，或每个RGB中EL元件的温度特性不同的情况下，最好设置对应于每个RGB的发光元件的监视元件，以进行温度补偿和恶化补偿。并且，与RGB各自的发光元件的发光期间与非发光期间之比的平均值(占空比)相匹配来设定各个RGB的监视元件的发光期间，由此恶化补偿的精度进一步提高。即，由于监视元件恶化的进行速度与各个发光元件恶化的进行速度的平均值大致相等，所以恶化补偿的精度进一步提高。并且，由于监视元件也可以使用相同颜色的EL材料，所以还可以提高发光元件温度补偿的精度。这样的构成，可以通过应用于图12所示的显示装置来实现。
像这样，根据本实施方式，通过预先设定监视元件的恶化程度，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件，从而可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。
实施方式3
在本实施方式中，描述与上述实施方式所述的显示装置不同的结构。在本实施方式中，将参照图6说明在维持温度补偿的精度的同时提高劣化补偿的精度的显示装置的结构。
显示装置具有电流源601、监视元件602a和602b、电压跟随器电路603、开关606a和606b、以及像素610。像素610具有多个子像素610a、610b和610c，所述子像素分别具有驱动晶体管604和发光元件605。在图6中，多个子像素由三个子像素610a、610b和610c构成，然而不局限于此，只要在一个像素中提供有两个或更多个子像素即可。此外，与实施方式1相同，例如在使用EL元件形成发光元件的情况下，在相同的条件下使用相同的EL材料制作监视元件602a和602b的EL元件以及提供在多个子像素610a、610b和610c中的任何一个的EL元件。在本发明的显示装置中将监视元件与构成像素的子像素相同的尺寸来制造，而不必与显示部分的像素相同的尺寸来提供。因此，可以将监视元件形成得比显示部分的像素的尺寸小。
下面，简单地说明本结构的补偿电路的动作。开关606a和606b交替导通。这样，必定在监视元件602a或602b中流过电流。接着，在电压跟随器电路603检测上述监视元件中的一个的阳极电位，可以将该电位设定为发光元件605的阳极电位。此外，如果将开关606a和606b导通的期间设定为一致，则可以延迟监视元件602a和602b的随时间恶化。
此外，因为总是在一个监视元件中流过电流，检测其监视元件的阳极电位，以设定发光元件的阳极电位，因而也可以总是进行温度补偿。
图7示出了可以如上述那样动作的开关的一例。开关701起到图6中的开关606a和606b的功能。开关701的端子a连接到电流源601，端子b连接到监视元件602a的阳极，并且端子c连接到监视元件602b的阳极。当将来自电流源601的电流流过监视元件602a时，开关701的端子a和端子b成为导电状态，而当将电流流过监视元件602b时，端子a和端子c成为导电状态。
图8示出开关701的具体结构的例子。开关701具有模拟开关801和802、以及反相器803。控制信号被输入到模拟开关801和802的控制输入端子，模拟开关801或802中的一个导通。像这样，可以选择向监视元件602a或602b中的哪一个流过电流。
此外，如图9所示，可以使用晶体管来实现开关606a和606b的功能。在此使用p沟道型开关晶体管901和n沟道型开关晶体管902。开关晶体管901的源极端子和开关晶体管902的漏极端子连接到电流源601，开关晶体管901的漏极端子连接到监视元件602a的阳极，并且开关晶体管902的源极端子连接到监视元件602b的阳极。将控制信号输入到这些晶体管的栅极端子。由于开关晶体管901和902的极性不同，所以其中一个导通。像这样，可以选择监视元件602a或602b。图13示出将上述结构适用于显示装置时的具体结构例子。图9中的p沟道型开关晶体管901对应于图13中的晶体管1302b，而图9中的n沟道型开关晶体管902对应于图13中的晶体管1302a。控制信号通过控制线1301输入到上述晶体管的栅极端子，以p沟道型晶体管1302b和n沟道型晶体管1302a交替导通。
注意，如图10所示，即使在使用相同极性的晶体管时也可以具有相同的功能。将控制信号直接输入到一个开关晶体管1001的控制输入端子，而将控制信号通过反相器输入到另一开关晶体管1002。这样，控制信号被反相而输入到开关晶体管1002，从而可以选择一个开关晶体管。注意，在图10中使用p沟道型开关晶体管1001和开关晶体管1002来进行说明，然而，仅仅使用n沟道型晶体管也可以得到相同的功能。图14示出将上述结构适用于显示装置时的具体结构例子。图10中的开关晶体管1001对应于图14中的晶体管1402b，并且图10中的开关晶体管1002对应于图14中的晶体管1402a。控制信号从控制线1401被输入，并且输入到晶体管1402b的栅极端子。另一方面，控制信号被反相的控制信号1401a和没反相的控制信号1401b使得晶体管1402b和1402a交替导通。
被选择的监视元件不局限于两个，可以通过并列配置多个监视元件，以使恶化进行得进一步慢。因此，通过并列配置三个监视元件，并且按顺序选择流过电流的监视元件，可以接近发光元件和监视元件的恶化的进行速度。
图15示出提高劣化补偿的结构。将向像素部分1109的一列提供信号的源极信号线连接到晶体管1501a至1501n的源极端子，控制晶体管1502a至1502n的导通或截止，以便接近像素1106的发光元件和监视元件的恶化的进行速度。通过这样，可以使某个列的各个发光元件和各个监视元件的发光期间与非发光期间的比率为相同。此外，在图15的结构中，信号线S1连接到开关晶体管1501a至1501n，所述开关晶体管用于向控制监视元件导通或截止的晶体管传递信号。
根据本实施方式，通过接近像素的发光元件和监视元件的恶化的进行速度，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。
实施方式4
在本实施方式中，描述与上述实施方式所述的显示装置不同的结构。在本实施方式中，将使用图16说明在维持温度补偿的精度的同时提高恶化补偿的精度的显示装置的结构。
图16所示的实施方式的显示装置包括时间测量电路1601、存储电路1602、修正数据发生电路1603、电源电路1604、电流源1605、以及具有发光元件1614和驱动晶体管1613的像素1616。这些电路可以与发光元件1614以及监视元件1606一起设置在同一衬底1610上，也可以设置在另外的衬底上。
设置在衬底1610上的像素区域1609包括排列成矩阵的多个像素1616，每个多个像素包括第一子像素1616a和第二子像素1616b，并且第一子像素和第二子像素分别具有发光元件1614和晶体管(图16中仅示出了驱动晶体管1613作为示例)。提供在第一子像素或第二子像素中的发光元件1614中的任何一个与监视元件1606设置在同一衬底1610上。即，它们是通过相同的制作条件并且以相同的步骤来制作的，从而它们对环境温度的变化和随时间变化具有相同的特性。在本发明的显示装置中与构成像素的子像素相同的尺寸制作监视元件，而无须与显示部分的像素相同的尺寸形成。由此，与显示部分的像素尺寸相比，可以使监视元件小型化。发光元件1614的点亮或非点亮以及其亮度由设置在衬底1610上的驱动器(这里示出第一栅极驱动器1608、第二栅极驱动器1611和源极驱动器1612作为示例)控制。
监视元件1606以一个或多个设置在衬底1610上。包括一个或多个监视元件1606的监视电路1607可以设置在像素区域1609内部或其他区域。然而，监视电路1607优选设置在像素区域1609以外的区域以免图像显示受到不利的影响。
从电流源1605提供恒定电流给监视元件1606。在这样的状态下，当发生环境温度变化或随时间变化时，监视元件1606本身的电阻值变化。于是，由于监视元件1606的电流值总是恒定的，所以监视元件1606两个电极之间的电位差改变。
在上述构造的情况下，监视元件1606所包括的两个电极中相对电极1615的电位不改变，而连接到电流源1605一侧的电极(这里称为第一电极)的电位改变。改变了的监视元件1606的第一电极的电位被输出到修正数据发生电路1603。
时间测量电路1601具有测量由电源电路1604给包括发光元件1614的面板提供电源的时间的功能，或具有通过采样施加到像素区域1609中每个像素的视频信号来测量发光元件1614的点亮时间的功能。在后一种功能的情况下，在像素区域1609中设置有多个发光元件1614，并且各个发光元件1614具有不同的点亮时间。由此，优选计算各个发光元件1614的点亮时间，并采用它们的平均值。此外，优选计算从多个发光元件1614中选择出的几个发光元件1614的点亮时间，并采用它们的平均值。时间测量电路1601向修正数据发生电路1603输出包含与通过上述功能中的一个获得的时间经过有关的信息的信号。
存储电路1602是用于存储发光元件1614的电压电流特性的随时间变化的电路。即，存储电路1602存储在各个时间经过中的发光元件1614的电压电流特性，优选存储10,000到100,000小时。存储电路1602基于修正数据发生电路1603提供的信号，将相应于时间经过的发光元件1614的电压电流特性的数据输出到修正数据发生电路1603。
修正数据发生电路1603基于监视元件1606的输出和存储电路1602的输出，计算使发光元件1614动作的最佳电压条件。即，计算出获得所希望的亮度的最佳电压条件。然后，将包含这些信息的信号输出到电源电路1604。
电源电路1604基于修正数据发生电路1603提供的信号向发光元件1614供给修正后的电源电位。
注意，在使用包括发光元件1614的面板执行彩色显示的情况下，优选在每个像素中设置具有不同发光波段的电致发光层。典型的是，优选设置对应于红(R)、绿(G)和蓝(B)各个颜色的电致发光层。这样的情况下，优选设置对应于红、绿和蓝各个颜色的监视元件1606，以修正每个颜色的电源电位。
执行EL恶化的加速测试，以计算出加速因子。然后，优选将经过估算长周期的恶化特性来获得的数据存储到存储电路1602中。
根据具有上述构造的本发明，通过使用监视元件将发光元件的电压条件设置为最佳，可以抑制由温度变化和随时间变化两者造成的发光元件的电流值变动的影响。另外，由于本发明不需要用户的操作，甚至在产品分配给最终用户后也能通过持续地执行修正而确保产品有较长的使用寿命。而且，不需要与显示部分的像素相同的尺寸提供监视元件，从而可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换句话说，可以实现显示装置的小框架化。
注意，本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。
实施方式5
在本实施方式中，描述与上述实施方式所述的显示装置不同的结构。在本实施方式中，使用实施方式1至4所示的显示装置，对在不显示图像时修正像素中的发光元件的随时间恶化的方法进行说明。
发光元件的随时间恶化的进行速度在开始阶段中很快，随时间的推移渐渐变慢。因此，在使用发光元件的显示装置中优选在调节发光元件亮度之前(例如在出货之前)进行初始老化处理，其中使所有发光元件发生开始阶段中的随时间恶化。通过进行这样的初始老化处理预先引起发光元件的在开始阶段中的急剧随时间恶化，能够防止以后发光元件急剧随时间恶化。因此，可以减少由发光元件随时间的恶化引起的烧屏等现象。
注意，通过控制发光元件仅仅在某个期间内发光来进行初始老化处理。优选通过施加比平常更高的电压来进行。从而，在开始阶段中的随时间恶化在短时间内发生。
此外，当使用充电型蓄电池使本发明的显示装置动作时，优选在显示装置没有使用但在充电时，执行如下处理：使所有像素点亮或闪烁的处理；显示使正常图像(例如待机图像)的明暗反转后所得到的图像的处理；通过采样视频信号检测以较低频率点亮的像素，使该像素点亮或闪烁的处理等。如上所述，为了减少烧屏而在没有使用时进行的上述处理被称作闪现(flashout)处理。当进行此闪现处理时，即使在此处理后发生烧屏，也可以使烧屏的图像的最亮区域和最暗区域之间的误差设置为五个灰度等级或更低，更优选为一个灰度等级或更低。另外，为了减少烧屏，除了上述过程之外，优选执行防止图像长时间固定的处理。
本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。即，根据本实施方式，可以减少图像的烧屏，并且能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
实施方式6
在本实施方式中，将描述与上述实施方式中所示的显示装置不同的结构。在本实施方式中，将说明当监视元件短路时使监视控制晶体管截止的电路结构和其动作。
在本实施方式中，设置有连接到监视元件的监视控制晶体管和反相器。所述监视控制晶体管和所述反相器是考虑到由于监视元件中的不良(包括初始不良和随时间的不良)导致监视元件的动作不良而提供的。例如，考虑如下情况：当电流源和监视元件不通过其他晶体管等彼此连接时，在监视元件由于制作步骤中的不良等在该监视元件所包括的阳极和阴极之间导致短路。此时，来自电流源的电流更多地被提供到短路的监视元件。其结果，不能将监视元件的适当的电位变化提供到发光元件。
将利用图17A和17B说明监视元件周围的电路的详细动作。如图17A所示，在监视元件1701所包括的电极中，在假定第一电极1701a为高电位一侧的电极且第二电极1701c为低电位一侧的电极时，第一电极1701a连接到反相器1703的输入端子，并且第二电极1701c连接到地电位(GND)，从而具有固定电位。因此，当监视元件1701所包括的阳极和阴极之间发生短路时，第一电极1701a的电位接近第二电极1701c的电位。其结果，由于接近第二电极1701c的电位的低电位被供给反相器1703，从而反相器1703所包含的p沟道型晶体管1703p导通。于是，从反相器1703输出高电位一侧的电位(Va)，并使其为监视控制晶体管1702的栅极电位。换言之，输入到监视控制晶体管1702的栅极的电位是Va，所以该监视控制晶体管1702截止。
这里，应该注意的是在监视元件1701中流过恒定电流的顺序。此时，需要在监视控制晶体管1702导通的状态下，开始在监视线1704(连接到实施方式1中的电流源101和缓冲放大器103的布线)中流过恒定电流。在本实施方式中，如图17B所示，在将Va保持为Low的情况下，开始在监视线1704中流过电流。而且，在监视线1704的电位成为饱和状态之后使该Va成为VDD。其结果，即使在监视控制晶体管1702导通的状态下，也可以对监视线1704进行充电。
另一方面，当监视元件1701没有短路时，由于第一电极1701a的电位被提供给反相器1703，所以n沟道型晶体管1703n导通。于是，从反相器1703输出低电位一侧的电位，因此，监视控制晶体管1702导通。
根据上述结构，可以防止将来自电流源的电流提供到短路的监视元件1701。由此，在存在多个用于监视的发光元件的情况下，当监视元件中的至少一个短路时，通过切断提供给短路的监视元件的电流，可以将监视线1704的电位变化抑制到最小限度。其结果，可以将适当的监视元件1701的电位变化提供到像素部分。
此外，将说明当监视元件短路时使监视控制晶体管截止的电路结构和其动作的另外结构。
图18A所示的监视元件周围的电路包括p沟道型的第一晶体管1801、具有与第一晶体管共同的栅电极且与第一晶体管并联连接的n沟道型的第二晶体管1802、与第二晶体管串联连接的n沟道型的第三晶体管1803。监视元件1701连接到第一晶体管1801和第二晶体管1802的栅电极。监视控制晶体管1702的栅电极连接到第一晶体管1801和第二晶体管1802彼此连接的电极。其他结构与图17一样。
另外，设p沟道型的第一晶体管1801的高电位一侧的电位为Va，n沟道型的第三晶体管1803的栅电极的电位为Vb。而且，使监视线1704的电位、Va和Vb的电位如图18B所示那样动作。
首先，在监视线1704的电位成为饱和状态之后，使Va的电位为High。在监视元件1701短路的情况下，监视元件1701的第一电极一侧的阳极的电位，即点D的电位，降低到与监视元件1701的阴极相同的程度。于是，低电位即Low被输入到第一晶体管1801和第二晶体管1802的栅电极，从而n沟道型的第二晶体管1802截止，p沟道型的第一晶体管1801导通。而且，作为第一晶体管1801的一个电位的高电位侧的电位被输入到监视控制晶体管1702的栅电极，以使其截止。其结果，来自监视线1704的电流不被供应到短路的监视元件1701。
此时，在由于短路小而阳极电位稍微降低的情况下，有可能难以控制第一晶体管1801和第二晶体管1802中的任何一个导通或截止。由此，如图18A和18B所示，将Vb的电位供给到第三晶体管1803的栅电极。也就是说，如图18B所示，当Va为High时，使Vb的电位为Low。于是，n沟道型的第三晶体管1803截止。其结果，在阳极电位为比VDD降低第一晶体管的阀值电压的电位时，可以使第一晶体管1801导通，而且可以使监视控制晶体管1702截止。
像这样，通过控制Vb的电位，即使在阳极的电位稍微降低时也可以正确地使监视控制晶体管1702截止。
注意，在监视元件正常动作时，监视控制晶体管1702被控制为导通。也就是说，由于阳极的电位与监视线1704的高电位几乎相同，所以第二晶体管1802导通。其结果，低电位被施加到监视控制晶体管1702的栅电极，从而监视控制晶体管1702导通。
如图19A所示，提供有p沟道型的第一晶体管1901、与第一晶体管串联连接的p沟道型的第二晶体管1902、具有与第二晶体管共同的栅电极的n沟道型的第三晶体管1903、以及具有与第一晶体管共同的栅电极且与第一晶体管并联连接的n沟道型的第四晶体管1904。监视元件1701连接到第二晶体管1902和第三晶体管1903的栅电极。监视控制晶体管1702的栅电极连接到第二晶体管1902和第三晶体管1903彼此连接的电极。而且，监视控制晶体管1702的栅电极连接到第四晶体管1904的一个电极。其他结构与图17一样。
首先，在监视线1704的电位成为饱和状态之后，使Ve的电位为Low。在监视元件1701短路的情况下，监视元件1701的阳极电位，即点D的电位，降低到和监视元件1701的阴极相同的程度。于是，低电位即Low被输入到第二晶体管1902和第三晶体管1903的栅电极，从而n沟道型的第三晶体管1903截止，p沟道型的第二晶体管1902导通。另外，当Ve的电位为Low时，第一晶体管1901导通，第四晶体管1904截止。然后，第一晶体管的高电位一侧的电位通过第二晶体管1902被输入到监视控制晶体管1702的栅电极，以使其截止。其结果，来自监视线1704的电流不被供应到短路的监视元件1701。
像这样，通过控制栅电极的电压Ve，可以正确地使监视控制晶体管1702截止。
即，根据本实施方式，即使在监视元件短路的情况下也可以修正像素的发光元件恶化的进行速度，同时能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施方式可以与本说明书中的实施例或实施方式中的任何记载自由地组合来实施。
实施例1
在本实施例中，说明具有子像素的像素的等价电路和其动作。
图20示出子像素的等价电路，该子像素具有发光元件2001、视频信号被输入的信号线2002、控制视频信号输入到像素中的开关晶体管2003、控制发光元件2001发光或非发光的驱动晶体管2004、以及用于保持视频信号的电位的电容元件2005。作为各个晶体管的特性，可以使用增强型或耗尽型晶体管。
在本实施例中，假定开关晶体管2003为n沟道型晶体管，而驱动晶体管2004为p沟道型晶体管。
在驱动晶体管2004的栅极电容量很大并且来自各个晶体管的漏电流在容许范围内的情况下，无须提供电容元件2005。
这里示出上述像素结构的连接关系。在开关晶体管2003中，其栅电极连接到扫描线2006，其第一电极连接到信号线2002，并且其第二电极连接到驱动晶体管2004的栅电极。在驱动晶体管2004中，其第一电极连接到电源线2007，其栅极和源极之间提供有电容元件2005。电容元件2005当开关晶体管2003处于非选择状态(截止状态)时保持驱动晶体管2004的栅极和源极之间的电位差，即保持视频信号的电位地连接。由此，电容元件的一个电极连接到驱动晶体管2004的栅电极，而另一个电极连接到电源线2007。
通过提供上述多个子像素并且控制各个发光元件中的发光面积，而进行区域灰度显示。
接下来，将使用图21A和21B所示的时序图来说明子像素中的各个晶体管的具体动作。注意，图21A是一个时序图，该图中的纵轴对应于扫描线，横轴对应于时间。图21B示出第j行的扫描线Gj的时序图。
显示装置的帧频率典型地设置成60Hz左右。就是说，在一秒钟内画图60次左右。画图一次的周期被称为一个帧周期(单位帧周期)。图21A所示，子像素在一个帧周期中进行写入周期Ta和发光周期Ts。
在写入周期Ta中，按顺序选择扫描线2006，则连接到扫描线2006的开关晶体管2003导通。接着，当开关晶体管2003导通时，由从信号线输入的视频信号在电容元件2005中存储电荷。当该电荷达到驱动晶体管2004的阈值电压Vth或更大时，驱动晶体管2004导通，以发光元件2001发光。
发光元件2001以与供给的电流相平衡的亮度发光，并且进入发光周期Ts。
在发光周期Ts中，通过控制扫描线2006的电位使开关晶体管2003截止，以在电容元件2005中保持在写入周期Ta中写入的视频信号的电位。其结果，发光元件2001继续发光。
此外，在写入周期Ta中驱动晶体管2004根据从信号线输入的视频信号而截止的情况下，在发光周期Ts中在电容元件2005中没有保持电位，所以发光元件非发光。
亦即，当在写入周期Ta中使驱动晶体管2004导通时，由于在发光周期Ts中电容元件2005保持视频信号的电位，所以发光元件继续发光。与此相反，当在写入周期Ta中使驱动晶体管2004截止时，由于在发光周期Ts中电容元件2005不保持视频信号的电位，所以发光元件非发光。
像这样，通过使发光元件发光或非发光来进行灰度显示。尤其在对各个子像素中的来自发光元件的发光面积加权的状态下使发光元件发光或非发光来进行区域灰度显示。
根据本实施例，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件，从而可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施例可以与本说明书中的其他实施方式、实施例中的任何记载自由地组合来实施。
实施例2
在本实施例中，说明具有与实施例1不同的子像素的像素的等价电路和其动作。
在图22所示的等价电路中设置有用于擦除写入的视频信号的电位的擦除晶体管2208(以下称作擦除晶体管)。该结构与实施例1所示的图20不同。亦即，图22示出子像素的等价电路，所述子像素具有发光元件2201、视频信号被输入的信号线2202、控制视频信号输入到像素中的开关晶体管2203、控制发光元件2201发光或非发光的驱动晶体管2204、擦除写入的视频信号的电位的擦除晶体管2208、以及用于保持视频信号的电位的电容元件2205。作为各个晶体管的特性，可以使用增强型晶体管或耗尽型晶体管。
在本实施例中，开关晶体管2203和擦除晶体管2208为n沟道型晶体管，而驱动晶体管2204为p沟道型晶体管。
在驱动晶体管2204的栅极电容量很大并且来自各个晶体管的漏电流在容许范围中的情况下，无需提供电容元件2205。
这里示出这种像素结构的连接关系。在开关晶体管2203中，其栅电极连接到第一扫描线2206a，其第一电极连接到信号线2202，并且其第二电极连接到驱动晶体管2204的栅电极。在驱动晶体管2204中，其第一电极连接到电源线2207，并且其栅极和源极之间设置有电容元件2205。当开关晶体管2203处于非选择状态(截止状态)时，电容元件2205保持驱动晶体管2204的栅极和源极之间的电位差，换句话说，为了保持视频信号的电位而提供电容元件2205。因此，电容元件的一个电极连接到驱动晶体管2204的栅电极，而另一个电极连接到电源线2207。
在擦除晶体管2208中，其栅电极连接到第二扫描线2206b，并且其第一电极和第二电极连接到电容元件2205的两个电极之间。亦即，擦除晶体管2208提供在擦除保持在电容元件2205中的视频信号的电位的位置。
具有上述擦除晶体管2208的子像素可以进行与区域灰度法组合了时间灰度法的灰度显示。时间灰度法就是如日本专利申请特开2001-5426号公报中所示那样，通过控制发光元件的发光周期来进行灰度显示的方法。在时间灰度法中，不必需要擦除晶体管。
图22所示的子像素的具体动作可以分成写入周期Ta、发光周期Ts以及擦除周期Te。在下文中将说明这些周期的动作。
图23A和23B示出时序图，其中将一个帧分成五个子帧周期SF1至SF5，并且显示五位灰度。子帧的分割数目在很多情况下等于灰度位数，然而也有分割数目和灰度位数不同的情况。图23A是一个时序图，该图中的纵轴对应于扫描线，横轴对应于时间。图23B示出第j行的扫描线Gj的时序图。
在写入周期Ta和发光周期Ts中的动作与实施例1所示的图21相同，从而这里省略其说明。
在擦除周期Te中，通过选择第二扫描线2206b而使擦除晶体管2208导通，并且电源线2207的电位通过擦除晶体管2208供给到驱动晶体管2204的栅极。擦除晶体管2208导通，则保持在电容元件2205中的电荷放电，并且驱动晶体管2204截止，以可以作出发光元件2201熄灯的状态。
因为有擦除周期Te，所以可以不等待视频信号被写入到所有像素中来开始下一次写入周期，而可以进行高灰度显示。当采用时间灰度法时，如果需要就提供擦除周期Te即可。
当增多显示灰度数时，增多子帧周期的分割数即可。此外，子帧周期不必以从高位到低位的顺序进行，而可以在一个帧周期中任意地安排。该顺序可以根据帧周期而有所不同。还可以进一步分割子帧周期。
在区域灰度显示中灰度数被子像素的数目限制，然而，通过与时间灰度显示组合，可以进行高灰度显示。而且，通过根据需要提供擦除晶体管，可以进行更高灰度显示。
根据本实施例，即使在组合区域灰度显示和时间灰度显示时也能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
注意，本实施例可以与本说明书中的其他实施方式、实施例中的任何记载自由地组合来实施。
实施例3
在本实施例中，将说明对应于图20、图17A和17B所示的像素电路和监视元件的周围电路的俯视图。
图24A为相当于图20的俯视图，其示出信号线2401、电源线2409、扫描线2408、开关晶体管2403、驱动晶体管2404、第一子像素的发光元件的第一电极2407a、第一子像素的发光元件2410a、第二子像素的发光元件的第一电极2407b、第二子像素的发光元件2410b、电容元件2406a和2406b、以及地线GND。此外，图24B示出对应于图24A的俯视图的电路图。注意，本实施例具有设置多个电容元件2406a和2406b的结构，然而也可以设置其中一个或不设置电容元件。
在图24A和24B中，在各个晶体管具有顶栅型结构的情况下，薄膜按以下顺序构成，即衬底、半导体层、栅极绝缘膜、扫描线、层间绝缘膜、以及信号线。在底栅型结构的情况下，薄膜按以下顺序构成，即衬底、扫描线、栅极绝缘膜、半导体层、层间绝缘膜、以及信号线。
图24A和24B中，与信号线2401平行地形成电源线2409。因此，通过对相同的导电膜进行构图来得到信号线2401和电源线2409。
开关晶体管2403具有对半导体膜设置有两个栅电极的双栅极结构，其中扫描线2408的一部分用作这些栅电极。此外，在开关晶体管2403中，其第一电极通过接触孔连接到信号线2401，其第二电极连接到电容元件2406a和2406b。再者，在电容元件2406b中，其一个电极由与驱动晶体管2404的栅电极相同的导电膜构成，相当于其另一个电极的半导体膜通过接触孔连接到电源线2409。
在驱动晶体管2404中，其栅电极通过接触孔连接到具有固定电位的电源线2409，其第二电极连接到由与信号线相同的导电膜形成的布线，在该布线上形成发光元件的第一电极2407b且彼此连接。布线和阳极可以通过接触孔彼此连接。
此外，虽然说明了开关晶体管2403和驱动晶体管2404分别形成有两个沟道形成区域的双栅极结构，但是也可以采用形成有一个沟道形成区域的单栅极结构或形成有三个沟道形成区域的三栅极结构。或者，可以采用在沟道形成区域的上下中间夹着栅极绝缘膜形成有两个栅电极的双栅极或其它结构。
发光元件的阳极由以ITO(铟锡氧化物)为典型的透明导电膜形成，其面积比率为2407a∶2407b＝1∶2，并且在阳极上形成电致发光层和阴极。电致发光层根据从信号线2401被输入的视频信号成为发光状态或非发光状态。对其发光面积以1∶2加权，并且根据其选择来进行区域灰度显示。
图25A和25B为相当于图17A和17B的俯视图，其示出监视线2501、用于输入反相器的高电位一侧的电位的第一布线2502、用于输入反相器的低电位一侧的电位的布线2503、监视控制晶体管2504、反相器2505、监视元件的第一电极2506、监视元件2507、监视元件的第二电极2508、以及遮光膜2509。
在图25A和25B中，在各个晶体管具有顶栅型结构的情况下，薄膜按以下顺序构成，即衬底、半导体层、栅极绝缘膜、第一布线、层间绝缘膜、以及第二布线。在底栅型结构的情况下，薄膜按以下顺序构成，即衬底、第一布线、栅极绝缘膜、半导体层、层间绝缘膜、以及第二布线。
监视控制晶体管2504具有对半导体膜设置有两个栅电极的双栅极结构。在监视控制晶体管2504中，其第一电极通过接触孔连接到监视线2501，其第二电极连接到监视元件的第一电极和反相器的输入端子。而且，反相器2505的输出端子连接到监视控制晶体管的栅电极。
此外，虽然说明了监视控制晶体管2504形成有两个沟道形成区域的双栅极结构，但是也可以采用形成有一个沟道形成区域的单栅极结构或形成有三个沟道形成区域的三栅极结构。或者，可以采用在沟道形成区域的上下中间夹着栅极绝缘膜形成有两个栅电极的双栅极或其它结构。
监视元件的阳极由以ITO(铟锡氧化物)为典型的透明导电膜形成，并且在阳极上形成电致发光层和阴极。监视元件的面积具有与图24A和24B中的发光元件2410a大致相同的面积。然后，在监视元件中根据从监视线2501被输入的信号使电致发光层处于发光状态或非发光状态。本发明的显示装置无须以与像素的面积相同的尺寸设置监视元件的面积。由此，可以使监视元件小型化，从而可以实现显示装置的小型化，换句话说，可以实现显示装置的小框架化。
注意，本发明的显示装置的像素周围和监视元件周围的布线的结构有多样，而不限定于本说明书所列举的结构。
根据本实施例，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
本实施例可以与本说明书中的其他实施方式、实施例中的任何记载自由地组合来实施。
实施例4
在本实施例中示出子像素的截面扩大图。注意，在本实施方式中，将说明将具有多晶硅的薄膜晶体管(TFT)用作晶体管的情况。当然，在本发明的显示装置中，晶体管不局限于由多晶硅形成的晶体管，也可以使用具有非晶硅等的半导体特性的化合物。
如图28A所示，提供在具有绝缘表面的衬底2800上的p沟道型驱动晶体管2801具有利用激光辐照或热处理或利用镍或钛等的金属元素的催化作用进行晶化处理的结晶半导体膜。中间夹着栅极绝缘膜在半导体膜上形成栅电极和栅极线，并且栅电极下方的半导体膜成为沟道形成区域。利用栅电极作为掩模，将硼等的杂质元素以自对准的方式添加到半导体膜，从而形成源极区域和漏极区域的杂质区域。覆盖栅电极地提供第一绝缘膜，并在杂质区域上的第一绝缘膜中形成接触孔。在接触孔中形成布线，该布线用作源极布线和漏极布线。与漏电极电连接地提供发光元件的第一电极2811。然后，覆盖第一电极2811地提供第二绝缘膜，在第二绝缘膜中的第一电极上形成开口部分。在开口部分中提供电致发光层2812，并且覆盖电致发光层和第二绝缘膜地提供发光元件的第二电极2813。
电致发光层2812从第一电极2811一侧依次层叠有HIL(孔穴注入层)、HTL(孔穴输运层)、EML(发光层)、ETL(电子输运层)、以及EIL(电子注入层)。典型地，CuPc用作HIL，α-NPD用作HTL，BCP用作ETL，BCP:Li用作EIL。
此外，在执行全彩色显示的情况下，可以通过使用蒸镀掩模的蒸镀法或喷墨法等，分别选择性地形成发射红色(R)、绿色(G)、或蓝色(B)光的材料作为电致发光层2812。具体地说，CuPc或PEDOT用作HIL，α-NPD用作HTL，BCP或Alq3用作ETL，并且BCP:Li或CaF2用作EIL。可以采用例如掺有对应于RGB每种发光颜色的掺杂剂(R用的DCM等，以及G用的DMQD等)的Alq3作为EML。注意，本发明不局限于上述电致发光层的叠层结构。
现在来描述电致发光层的具体叠层结构。在形成呈现红色发光的电致发光层2812的情况下，例如，在形成厚度为30nm的CuPc和厚度为60nm的α-NPD之后，利用相同的掩模，形成掺杂有DCM2和红荧烯的厚度为40nm的Alq3作为红色发光层、厚度为40nm的BCP作为电子输运层、以及掺杂有Li的厚度为1nm的BCP作为电子注入层。在形成呈现绿色发光的电致发光层2812的情况下，例如在形成厚度为30nm的CuPc和厚度为60nm的α-NPD之后，利用相同的蒸镀掩模，形成掺杂有香豆素545T的厚度为40nm的Alq3作为绿色发光层、厚度为40nm的BCP作为电子输运层、以及掺杂有Li的厚度为1nm的BCP作为电子注入层。在形成呈现蓝色发光的电致发光层2812的情况下，例如在形成厚度为30nm的CuPc和厚度为60nm的α-NPD之后，利用相同的掩模，形成厚度为10nm的双[2-(2-羟基苯基)-苯并恶唑]锌：Zn(PBO)2作为发光层、厚度为40nm的BCP作为电子输运层、以及掺杂有Li的厚度为1nm的BCP作为电子注入层。
各个颜色的电致发光层中共同使用的CuPc和α-NPD可以在整个像素部分上形成。此外，可以共同使用同一个掩模来形成各个颜色的电致发光层，例如，可以在形成红色电致发光层之后移动掩模，形成绿色电致发光层，再次移动掩模来形成蓝色电致发光层。各个颜色的电致发光层的形成顺序可以适当地设定。
此外，在形成呈现白色发光的电致发光层的情况下，借助于另行提供滤色器或滤色器和颜色转换层等，可以执行全彩色显示。可以将滤色器和颜色转换层等设置于第二衬底上之后，再将其附着于衬底上。
此外，考虑到与第一电极的功函数而选择材料。例如，将说明第一电极为阳极而第二电极为阴极的情况。
作为第一电极优选使用功函数大(功函数为4.0eV)的金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。作为具体材料，既使用ITO(indium tin oxide，铟锡氧化物)、在氧化铟中以2至20％的浓度混合了氧化锌(ZnO)的IZO(indium zinc oxide，铟锌氧化物)，又可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、或金属材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，作为第二电极优选使用功函数小(功函数为3.8eV或更小)的金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。作为具体材料既使用属于元素周期表中第一族或第二族的元素，即Li或Cs等的碱金属；Mg、Ca、Sr等的碱土金属；以及包含上述金属的合金(Mg:Ag、Al:Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)，又可以使用包含稀土金属的迁移金属。然而，由于第二电极具有透光性，所以将上述金属或包含上述金属的合金形成得极为薄，由与ITO等金属(包括合金)的叠层形成第二电极。
可以通过蒸镀法、溅射法等形成上述第一电极和第二电极。
然而，根据像素结构，第一电极和第二电极都可以成为阳极或阴极。例如，通过驱动晶体管的极性为n沟道型，可以使第一电极为阴极，第二电极为阳极。
之后，通过溅射法或CVD法形成含氮的钝化膜2814，以防止水分或氧气的侵入。在此时被形成的空间中可以封入氮气，并且可以提供干燥剂。此外，还可以填充具有透光性且高吸水性的树脂。再者，可以使用第一电极、第二电极、以及其他电极覆盖显示单元的侧面，以防止氧气或水分的侵入。之后，粘接密封衬底2815。
为了提升对比度，可以提供偏振片或圆偏振片。例如，对显示面的一个或两个提供偏振片或圆偏振片。
在像这样形成的具有子像素的显示装置中，第一电极2811和第二电极2813具有透光性。因此，以根据从信号线输入的视频信号的亮度从发光元件向两个箭头方向发射光。
图28A中的显示装置可以在设计上使透明导电膜的面积扩大，所述显示装置进行对具有发光元件的子像素的发光面积加权，即对透明导电膜的面积加权的区域灰度显示，并且光向双方向发射。其结果，可以在非发光状态提高透过率，所以很有选。
在图28B中，光仅仅从密封衬底2815一侧射出。由此，第一电极2811为非透光性，优选为反射性高的导电膜，而第二电极2813为具有透光性的导电膜。其他结构与图28A相同，所以这里省略其说明。
在图28C中，光仅仅从衬底2800一侧射出。由此，第一电极2811为具有透光性的导电膜，而第二电极2813为非透光性，优选为反射性高的导电膜。其他结构与图28A相同，所以这里省略其说明。
如图28B和28C所示，通过使用反射性高的导电膜作为提供在光没有发射出来的一侧的发光元件的电极，有效地利用光。
在本实施例中，可以将具有非透光性的导电膜形成得薄，以使它具有透光性，并且在其上层叠具有透光性的导电膜，以便得到具有透光性的导电膜。
根据本实施例，能够抑制由发光元件电流值的变动所引起的亮度的不均匀性，所述发光元件的电流值变动是环境温度变化和随时间变化所造成的。而且，本发明的显示装置无须与显示部分的像素相同的尺寸设置监视元件。由此，可以使监视元件小型化。此外，通过使监视元件小型化，即使在显示装置中从衬底一侧、密封衬底一侧、或衬底和密封衬底两侧发射光，也可以实现显示装置的小型化，换言之，实现显示装置的小框架化。
本实施例可以与本说明书的其他实施方式、实施例中的任何记载自由地组合来实施。
实施例5
在本实施例中，将说明在显示部分具有本发明的显示装置的电子设备的结构例子。
作为使用显示装置的电子设备，所述显示装置具有包括发光元件的像素区域，可以举出电视装置(电视机、电视接收机)、影像拍摄装置如数码相机或数码摄像机等、携带电话装置(携带电话机)、便携式信息终端如PDA等、便携式游戏机、监视器、电脑、声音再现设备如汽车音响等、以及具有记录介质的图像再现设备如家用游戏机等。本发明的显示装置能应用到这些电子设备的显示部分。对这样的电子设备的具体的例子参照图29A至29F进行说明。
图29A所示的使用本发明的显示装置的便携式信息终端包括主体9201、显示部分9202等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。图29B所示的使用本发明的显示装置的数码摄像机包括显示部分9701和9702等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。图29C所示的使用本发明的显示装置的便携式终端包括主体9101、显示部分9102等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。图29D所示的使用本发明的显示装置的便携式电视装置包括主体9301、显示部分9302等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。图29E所示的使用本发明的显示装置的便携式电脑包括主体9401、显示部分9402等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。图29F所示的使用本发明的显示装置的电视装置包括主体9501、显示部分9502等，通过本发明能够降低功耗并且使显示装置部分小型化。
本实施例可以与上述实施方式和实施例中的任何记载自由地组合来实施。
另外，如本发明的具有补偿功能的显示装置的驱动方法可以称为恒定亮度驱动方法(恒定亮度法，恒定发光法，亮度控制法，控制亮度法，或亮度控制法)。如上所述，该驱动方法为这样的方法，即预先得到了补偿功能所造成的电流值增大量和随时间变化所造成的电流值减小量，在电流值增大量和电流值减小量恰好抵消的电压条件下驱动发光元件。
本申请基于2005年10月18日向日本专利局申请的日本专利申请编号2005-303747，此处引入所述申请的全部内容作为参考。

Claims (11)

1.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的面积互相不同，并且
所述监视元件的面积与任何一个所述发光元件的面积大致相同。
2.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；
保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；
使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；
使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的面积互相不同，并且
所述监视元件的面积与任何一个所述发光元件的面积大致相同。
3.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
在所述多个子像素中，所述多个发光元件的面积的关系为等比2的等比数列的关系，并且
所述监视元件的面积与所述多个发光元件中的面积最小的发光元件的面积大致相同。
4.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；
保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；
使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；
使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且
所述监视元件的面积与所述发光元件中的面积最小的发光元件的面积大致相同。
5.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且
所述监视元件的发光强度与任何一个所述发光元件的发光强度大致相同。
6.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；
保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；
使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；
使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且
所述监视元件的发光强度与任何一个所述发光元件的发光强度大致相同。
7.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
在所述多个子像素中，所述多个发光元件的发光强度的关系为等比2的等比数列的关系，并且
所述监视元件的发光强度与所述多个发光元件中的发光强度最小的发光元件的发光强度大致相同。
8.一种显示装置，包括：
包括多个发光元件的像素，所述多个发光元件的每一个分别提供在子像素中且包括第一电极和第二电极；
驱动所述发光元件的晶体管；
包括第一电极和第二电极的监视元件；
向所述监视元件供给电流的电流源；
保持所述监视元件的所述第二电极的电位的电容元件；
使所述电容元件和所述电流源导通或非导通的第一开关；
使所述电流源和所述监视元件导通或非导通的第二开关；以及
缓冲放大器，
其中，所述监视元件的所述第一电极和所述发光元件的所述第一电极连接到电源线，
所述监视元件的所述第二电极连接到所述缓冲放大器的输入端子，所述发光元件的所述第二电极通过所述晶体管连接到所述缓冲放大器的输出端子，
所述多个发光元件的发光强度互相不同，并且
所述监视元件的发光强度与所述发光元件中的发光强度最小的发光元件的发光强度大致相同。
9.一种电子设备，其中在显示部分中包括根据权利要求1至8中任一项的显示装置。
10.根据权利要求1的显示装置，其中所述监视元件的面积和所述发光元件之一的面积之间的差别在所述监视元件的面积的20％的范围内，优选为5％。
11.根据权利要求1的显示装置，其中所述监视元件的面积和所述发光元件之一的面积完全相同。
CN2006101362645A 2005-10-18 2006-10-18 显示装置及具有该显示装置的电子设备 Expired - Fee Related CN1953021B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005303747 2005-10-18
JP2005-303747 2005-10-18
JP2005303747 2005-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1953021A true CN1953021A (zh) 2007-04-25
CN1953021B CN1953021B (zh) 2011-09-14

Family

ID=38059337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101362645A Expired - Fee Related CN1953021B (zh) 2005-10-18 2006-10-18 显示装置及具有该显示装置的电子设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7635863B2 (zh)
KR (1) KR101347646B1 (zh)
CN (1) CN1953021B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610060A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 西安交通大学 一种oled图像灼烧改善方法及装置
CN113571620A (zh) * 2021-06-30 2021-10-29 上海天马微电子有限公司 显示面板及显示装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2410600A (en) * 2004-01-30 2005-08-03 Cambridge Display Tech Ltd Organic light emitting diode display device
US8194006B2 (en) * 2004-08-23 2012-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, driving method of the same, and electronic device comprising monitoring elements
US7923800B2 (en) * 2006-12-27 2011-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic device
KR20090011702A (ko) * 2007-07-27 2009-02-02 삼성모바일디스플레이주식회사 유기전계발광 표시장치
KR101374443B1 (ko) * 2008-10-10 2014-03-17 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치
JP4918931B2 (ja) * 2009-05-12 2012-04-18 セイコーエプソン株式会社 液晶装置及びその駆動方法並びに電子機器
JP5246433B2 (ja) * 2009-09-18 2013-07-24 ソニー株式会社 表示装置
KR101869681B1 (ko) 2010-08-20 2018-06-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 조명 장치
CN103454006B (zh) * 2012-06-05 2015-07-22 北大方正集团有限公司 一种发光二极管温度监测电路
US10217403B2 (en) * 2016-05-20 2019-02-26 Innolux Corporation Display apparatus
CN110322850B (zh) * 2019-05-06 2020-12-08 惠科股份有限公司 显示装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1173158A (ja) * 1997-08-28 1999-03-16 Seiko Epson Corp 表示素子
JP4627822B2 (ja) 1999-06-23 2011-02-09 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
JP3767292B2 (ja) 1999-12-22 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 表示装置の駆動方法
US20010030511A1 (en) * 2000-04-18 2001-10-18 Shunpei Yamazaki Display device
JP3696116B2 (ja) 2000-04-18 2005-09-14 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
JP4841754B2 (ja) 2000-06-13 2011-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス型の発光装置、及び電子機器
TW512304B (en) 2000-06-13 2002-12-01 Semiconductor Energy Lab Display device
US7071911B2 (en) * 2000-12-21 2006-07-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device, driving method thereof and electric equipment using the light emitting device
US7218298B2 (en) * 2002-04-03 2007-05-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
JP4398667B2 (ja) 2002-04-15 2010-01-13 パイオニア株式会社 自発光素子の駆動装置
JP4583732B2 (ja) * 2003-06-30 2010-11-17 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、及びその駆動方法
US7961160B2 (en) * 2003-07-31 2011-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, a driving method of a display device, and a semiconductor integrated circuit incorporated in a display device
JP2005085737A (ja) * 2003-09-11 2005-03-31 Seiko Epson Corp 自発光型表示装置および電子機器
US7492338B2 (en) * 2003-10-28 2009-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
KR100579549B1 (ko) * 2003-12-31 2006-05-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 듀얼 플레이트 타입 유기전계 발광소자 및 그 제조방법
GB2410600A (en) * 2004-01-30 2005-08-03 Cambridge Display Tech Ltd Organic light emitting diode display device
US7482629B2 (en) * 2004-05-21 2009-01-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
US8421715B2 (en) * 2004-05-21 2013-04-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, driving method thereof and electronic appliance
US7245297B2 (en) * 2004-05-22 2007-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device
JP4822387B2 (ja) * 2004-08-31 2011-11-24 東北パイオニア株式会社 有機ｅｌパネルの駆動装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107610060A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 西安交通大学 一种oled图像灼烧改善方法及装置
CN107610060B (zh) * 2017-08-29 2020-03-17 西安交通大学 一种oled图像灼烧改善方法及装置
CN113571620A (zh) * 2021-06-30 2021-10-29 上海天马微电子有限公司 显示面板及显示装置
CN113571620B (zh) * 2021-06-30 2023-08-04 上海天马微电子有限公司 显示面板及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7635863B2 (en) 2009-12-22
US20070194314A1 (en) 2007-08-23
KR20070042465A (ko) 2007-04-23
CN1953021B (zh) 2011-09-14
KR101347646B1 (ko) 2014-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1953021B (zh) 显示装置及具有该显示装置的电子设备
JP6975275B2 (ja) 表示装置
JP7042325B2 (ja) 表示装置
JP6653354B2 (ja) 表示装置及び電子機器
JP2024037807A (ja) 表示装置
US8237641B2 (en) Light emitting device
JP4757767B2 (ja) 表示装置及び当該表示装置を具備する電子機器

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

Granted publication date: 20110914

Termination date: 20171018

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee