CN1991947B - 显示装置与电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供一种显示装置，其中足够隔离短路点的大的反向电流可以流动，并且可以使用具有非晶硅的晶体管。该显示装置包括控制视频信号输入的开关晶体管、控制正向电流流入发光元件的驱动晶体管和控制反向电流流入发光元件的AC晶体管；并且反向偏置电流可施加在发光元件上。此外，上述晶体管是N沟道晶体管。

Description

显示装置与电子装置
技术领域
本发明涉及一种使用发光元件的显示装置。另外，本发明还涉及一种包括在显示部分中具有该显示装置的电子装置。
背景技术
近年来，在衬底上形成晶体管，例如TFT(薄膜晶体管)的技术，已经得到极大地发展，并且促进了有源矩阵显示装置的发展。
另外，所谓的自发光显示装置已经引起了人们的注意，其具有每一个都由例如发光二极管(LED)的发光元件形成的像素。作为在该种自发光显示装置中使用的发光元件，具有有机发光二极管(也称为OLED)、有机EL元件、电致发光(EL)元件，这些已经引起人们注意并且开始用于有机EL显示器等。由于发光元件是自发光类型的，其与液晶显示装置不同的是，它不再需要光源例如背光光源。因此，该种发光元件有望能实现更轻以及更薄的显示装置。近年来，伴随液晶TV，已经促进了宽屏幕EL显示器的发展。
将EL显示器用于实际使用时，由于EL层的恶化，发光元件的短寿命已经成为一个问题。影响EL层寿命长度的因素，包括驱动EL显示器的装置结构、构成EL层的有机EL材料的特性、电极的材料、制造步骤的条件等。
除了以上给出的因素之外，EL显示器的驱动方法已经作为影响EL层的寿命长度的因素之一而引起人们注意。为了使EL层发光，传统使用将直流电供给具有EL层夹层的阳极和阴极的方法。换句话说，EL显示器通常由直流电驱动，并且施加在EL层上的EL驱动电压方向一直是相同的。
然而，推荐了一种驱动方法，该方法将正向驱动电压与反向驱动电压均供给发光元件，并且当反向驱动电压施加在发光元件上时将足够隔离短路点的大电流供给短路点，因此延长发光元件的寿命(参见专利文件1：日本公开专利申请号No.2005-202371)。
此外，当像素电极与对(counter)电极短路并且在像素区域中形成不发射光的区域时，将出现初始故障。短路出现在以下情况中：在发光元件形成之前附着了外界物质(灰尘)；当形成阳极时在阳极上形成了微小的突起，以及在场致发光层上产生了针孔；没有形成均匀的场致发光层以及由于场致发光层的膜厚度很薄产生了针孔等。在出现这种初始故障的像素中，将无法出现与信号一致的发光或不发光，而是几乎全部的电流流入短路点，出现整个元件停止发光的现象，或者出现个别像素发光或不发光的现象；因此，将无法很好地显示图像。
除了上述的初始故障外，还有渐进破坏(progressive failure)(也称为时间退化)，其由随着时间的过去有些时候出现的新产生的阳极和阴极短路引起。随着时间的过去出现新产生的阳极和阴极短路，这是由于在形成阳极时产生的微小突起导致的。换句话说，潜在的(potential)短路点出现在其中场致发光层被夹在一对电极之间的层叠主体中，并且随着时间的过去出现短路点。此外，除了阳极和阴极的短路，当场致发光层与阴极之间的微小空间随着时间而扩大时也将产生该渐进破坏，并且还将出现场致发光层与阴极之间的连接故障。
通过施加反向驱动电压，短路点将碳化或氧化；因而被隔离，因此可以防止初始故障的进一步发展。通过碳化作用或氧化作用来隔离短路点，或者通过压缩场致发光层与阴极之间的空间扩展，还可以防止渐进破坏的产生或发展。
为了抑制故障的发展，需要由交流电来驱动发光元件。用交流电来驱动发光元件意味着不同极性的电压将交替地施加在发光元件上。换句话说，除了光发射需要的正向电压外，还将反向电压施加在发光元件上。强度和施加时间在正向电压和反向电压之间不一定相同。即使施加的是非常小量的反向电压的情况也指的是交流电。在本发明中，反向电压施加在发光元件上，并且发光元件通过施加反向偏置电流来AC驱动；因此抑制了发光元件的故障。
为了隔离短路点，将施加足够大的电流来隔离短路点。通常，足够隔离短路点的大的电流值要比正向流动使发光元件发射光的电流值大得多。
另一方面，在已有的便宜的制备方法中，已经公开了使用非晶硅的显示装置以及驱动方法。在例如将多晶硅用作半导体膜的情况中，需要结晶的过程。然而，难以用激光均匀地照射大区域的衬底；因此，难以获得在大区域上的均匀结晶。因此，已经开发了使用非晶硅的高质量显示装置的制造方法及其驱动方法，该制造方法可以使区域放大而不需要结晶过程并且该方法制造过程简单。然而，在使用非晶硅的情况中，由于P沟道晶体管不能实现足够的操作特性以及功能，因此显示装置需要由N沟道晶体管来构成。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是将由N沟道晶体管构成的像素应用至显示装置，及其驱动方法。此外，本发明的另一个目的是提供一种显示装置，其中可将反向电压施加在发光元件上，因而延长发光元件的寿命，并且产生良好的发光特性。
本发明结构的一个特征是，其像素中包括：第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的第一晶体管；控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第三晶体管，其中第一晶体管的栅电极电连接第一线路；第一晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接第二晶体管的栅电极；第二晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极；第三晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接像素电极和第三晶体管的栅电极，另一个电极电连接第四线路；以及每个第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均是N沟道晶体管。第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管均在线性区域中工作。
换句话说，上述结构其像素中包括：扫描线、信号线、电源线和电位控制线；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的开关晶体管；控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，其中开关晶体管的栅电极电连接扫描线；开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的信号线，另一个电极电连接驱动晶体管的栅电极；驱动晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极。AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电连接像素电极和AC晶体管的栅电极，另一个电连接电位控制线。另外，另一个特征是开关晶体管、驱动晶体管与AC晶体管均是N沟道晶体管。开关晶体管、驱动晶体管与AC晶体管均在线性区域中工作。
本发明结构的另一个特征是，在其像素中包括：第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的第一晶体管；控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第三晶体管，其中第一晶体管的栅电极电连接第一线路；第一晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接第二晶体管的栅电极；第二晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极；第三晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接像素电极，另一个电极电连接第三线路；第三晶体管的栅电极连接第四线路；以及每个第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均是N沟道晶体管。第一晶体管、第二晶体管与第三晶体管均在线性区域中工作。此外，第四线路与对电极可彼此连接。
换句话说，上述结构在其像素中包括：扫描线、信号线、电源线和线路；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的开关晶体管；控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，其中开关晶体管的栅电极电连接扫描线；开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的信号线，另一个电极电连接驱动晶体管的栅电极；驱动晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极；AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接像素电极，另一个电极电连接电源线；AC晶体管的栅电极电连接线路；以及每个开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管均是N沟道晶体管。开关晶体管、驱动晶体管与AC晶体管均在线性区域中工作。此外，该线路与对电极可彼此连接。
在上述的结构中，优选第二晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第三晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。更优选，第三晶体管的沟道长度比其沟道宽度更小或与其相等。
本发明的结构的另一个特征是在其像素中包括：第一线路、第二线路、第三线路、第四线路和第五线路；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的第一晶体管；控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第三晶体管和第四晶体管，其中第一晶体管的栅电极电连接第一线路；第一晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接第二晶体管的栅电极；第二晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极；第三晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第二晶体管的栅电极，另一个电极电连接像素电极；第三晶体管的栅电极连接第四线路；第四晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接像素电极和第四晶体管的栅电极，另一个电极电连接第五线路；以及每个第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均是N沟道晶体管。第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管与第四晶体管均在线性区域中工作。
换句话说，上述的结构在其像素中包括：扫描线、信号线、电源线、第一电位控制线和第二电位控制线；包括像素电极和对电极的发光元件；控制视频信号输入的开关晶体管；控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第一AC晶体管和第二AC晶体管，其中开关晶体管的栅电极电连接扫描线；开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的信号线，另一个电极电连接驱动晶体管的栅电极；驱动晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极；AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接驱动晶体管的栅电极，另一个电极电连接像素电极；第一AC晶体管的栅电极连接第一电位控制线；第二AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接像素电极和第二AC晶体管的栅电极，另一个电极电连接第二电位控制线；以及每个开关晶体管、驱动晶体管、第一AC晶体管和第二AC晶体管均是N沟道晶体管。开关晶体管、驱动晶体管、第一AC晶体管与第二AC晶体管均在线性区域中工作。
在上述的结构中，优选第二晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第四晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。更优选，第四晶体管的沟道长度比其沟道宽度更小或与其相等。
另外，在上述的结构中，优选第二晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
本发明结构的另一个特征是在其像素中包括：第一线路、第二线路和第三线路；包括像素电极和对电极的发光元件；包括两个电极的电容元件；控制视频信号输入的第一晶体管和第二晶体管；控制电流正向流入发光元件的第三晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第四晶体管，其中第一晶体管和第二晶体管的栅电极电连接第一线路；第一晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接像素电极；第二晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接第三晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；第三晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极和电容元件的另一个电极；第四晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极和第四晶体管的栅电极；以及每个第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均是N沟道晶体管。第三晶体管可在饱和区中工作，而第一晶体管、第二晶体管与第四晶体管均在线性区域中工作。
换句话说，上述的结构在其像素中包括：扫描线、信号线和电源线；包括像素电极和对电极的发光元件；包括两个电极的电容元件；控制视频信号输入的第一开关晶体管和第二开关晶体管；控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，其中第一开关晶体管和第二开关晶体管的栅电极电连接扫描线；第一开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的信号线，另一个电极电连接像素电极；第二开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接驱动晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；驱动晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极和电容元件的另一个电极；AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极和AC晶体管的栅电极；以及每个第一开关晶体管、第二开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管均是N沟道晶体管。驱动晶体管在饱和区中操作，第一开关晶体管、第二开关晶体管与AC晶体管均在线性区域中工作。
本发明结构的另一个特征是在其像素中包括：第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；包括像素电极和对电极的发光元件；包括两个电极的电容元件；控制视频信号输入的第一晶体管和第二晶体管；控制电流正向流入发光元件的第三晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的第四晶体管，其中第一晶体管和第二晶体管的栅电极电连接第一线路；第一晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接像素电极；第二晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接第三晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；第三晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第三线路，另一个电极电连接像素电极和电容元件的另一个电极；第四晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接第四线路，另一个电极电连接像素电极和第四晶体管的栅电极；以及每个第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管均是N沟道晶体管。第三晶体管可在饱和区中操作，而第一晶体管、第二晶体管与第四晶体管均在线性区域中工作。
换句话说，上述结构在其像素中包括：扫描线、信号线、电源线和电位控制线；包括像素电极和对电极的发光元件；包括两个电极的电容元件；控制视频信号输入的第一开关晶体管和第二开关晶体管；控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，其中第一开关晶体管和第二开关晶体管的栅电极电连接扫描线；第一开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接传输视频信号的信号线，另一个电极电连接像素电极；第二开关晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接驱动晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；驱动晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电源线，另一个电极电连接像素电极和电容元件的另一个电极；AC晶体管的源电极或漏电极中的一个电极电连接电位控制线，另一个电极电连接像素电极和AC晶体管的栅电极；以及每个第一开关晶体管、第二开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管均是N沟道晶体管。驱动晶体管在饱和区中工作，第一开关晶体管、第二开关晶体管与AC晶体管均在线性区域中工作。
在上述结构中，优选第三晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第四晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。更优选，第四晶体管的沟道长度比其沟道宽度更小或与其相等，并且，优选第三晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
另外，在上述的结构中，优选反向流入发光元件的电流要比正向进入发光元件的电流更大。对电极的电位可以是固定的电位，第三线路的电位则可根据电流进入发光元件的方向而改变。
另外，在上述的结构中，N沟道晶体管可以是使用非晶硅的晶体管。
另外，上述的结构可应用于使用显示装置的电子装置中。
本发明的一个特征是，发光元件形成在大面积的衬底上，该大面积衬底配置有包括使用非晶硅作为有源层的N沟道TFT的像素部分(或驱动电路)。
使用上述的结构，当正向电压施加在发光元件上时恒定的电流可流入发光元件中，当反向电压施加在发光元件上时足够隔离短路点的大电流可流入短路点；因此，延长了发光元件的寿命。就是说，通过施加反向电压在发光元件上，可以消除发光元件的初始故障或渐进破坏，并且可以防止由场致发光层的损耗引起的亮度衰减。
此外，由于本发明采用了使用N沟道晶体管的驱动方法，可以使用非晶硅。通过使用适合大规模制造过程的非晶硅作为晶体管的有源层，可在大区域衬底上形成晶体管，并且可以省略膜形成后的结晶半导体膜步骤；因此，降低了制造成本。此外，当非晶硅用作晶体管的有源层时，可以利用已有的传统生产线制造非晶硅的晶体管衬底；因此，降低了设备的成本。
此外，使用N沟道晶体管可使具有同样导电类型的晶体管构成电路结构。这样，可以简化制造步骤，还可以降低制造成本以及提高产量。
附图说明
图1是本发明显示装置中使用的像素的电路图；
图2A-2C是本发明显示装置中使用的像素的电路图；
图3是示出在本发明的显示装置中执行使用数字时间灰度级方法的情况的时间图；
图4是示出在本发明的显示装置中使用模拟方法来进行灰度级显示的情况中的时间图；
图5是描述本发明显示器的视图；
图6是示出本发明显示器的像素部分的结构图；
图7是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图8A-8C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图9A与9B中的每个都示出在本发明的显示装置中执行数字时间灰度级方法的情况的时间图；
图10A与10B中的每个都示出在本发明的显示装置中使用模拟的方法来进行灰度级显示情况的时间图；
图11是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图12A-12C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图13是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图14A与14B中的每个都是示出在本发明的显示装置中执行数字时间灰度级方法的情况的时间图；
图15A与15B中的每个都是示出在本发明的显示装置中使用模拟的方法来进行灰度级显示的情况的时间图；
图16是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图17A-17C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图18是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图19A与19B中的每个都是示出在本发明的显示装置中执行数字时间灰度级方法的情况的时间图；
图20A与20B中的每个都是示出在本发明的显示装置中使用模拟的方法来进行灰度级显示的情况的时间图；
图21是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图22A-22C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图23A与23B中的每个都是示出在本发明的显示装置中执行数字时间灰度级方法的情况的时间图；
图24是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图25A-25C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图26是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图27A-27C是本发明的显示装置中使用的像素的电路图；
图28A与28B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图29A与29B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图30A与30B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图31A与31B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图32A-32C是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图33是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图34A与34B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图35A与35B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图36A与36B是描述本发明的显示装置中使用的显示板的视图；
图37是示出本发明的显示装置中使用的控制器的结构图；
图38是示出本发明的显示装置的结构图；
图39是示出本发明的显示装置中使用的显示控制器的结构图；
图40是示出本发明的显示装置中使用的源信号线驱动电路的配置图；
图41是示出本发明的显示装置中使用的栅信号线驱动电路的配置图；
图42是本发明的像素的设计图；
图43A-43H每个都是描述可以应用本发明的显示装置的电子装置图；
图44是描述可以使用本发明的显示装置的电子装置图；
图45是描述可以使用本发明的显示装置的电子装置图；
图46是描述可以使用本发明的显示装置的电子装置结构图；
图47A与47B每个都是描述可以使用本发明的显示装置的电子装置图；
图48A与48B每个都是描述可以使用本发明的显示装置的电子装置图。
具体实施方式
下文中，将参考附图解释本发明的实施方式。然而，本发明可能以多种模式实施，对于本领域技术人员来说将易于理解这些实施方式和细节可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下以多种方式进行改变。因此，本发明不应解释为限制于下面说明的实施方式。可以注意到，在如下所述的本发明的结构中，不同的附图通常使用相同数字标记相同的对象，并省略了重复的描述。
[实施方式1]
(电路结构1)
在图1中，构成像素的电路的实施方式如本发明的电路结构图(也称为像素结构)所示。
图1所示的构成像素的电路包括发光元件104、用作开关元件来控制输入视频信号到像素的晶体管(开关晶体管101)、控制流入发光元件104的电流量的晶体管(驱动晶体管102)以及在将反向电压施加到发光元件104时施加反向偏置电流到发光元件104的晶体管(AC晶体管103)。开关晶体管101、驱动晶体管102以及AC晶体管103具有相同的导电类型，并且这些晶体管均使用N型晶体管，这点是本发明的特征所在。虽然本实施方式没有采用电容元件，但也可以使用电容元件来维持视频信号的电位。
如图1所示，开关晶体管101的栅电极连接扫描线G。开关晶体管101的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的栅电极。驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。
另外，在该实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接电位控制线W，另一个连接发光元件104的像素电极。AC晶体管103的栅电极连接AC晶体管103的源电极或漏电极，其中该源电极或漏电极连接发光元件104的像素电极。
可以注意到，在本说明书中，除了特别指出的之外，“连接”指的是“电连接”。
另外，在本说明书中，电位控制线是通过改变电位来控制AC晶体管的线路。
当开关晶体管101处于不被选择的状态(截止状态)时，由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。可以注意到，虽然如图1所示的结构可以由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位而不需要电容元件，但本发明并不限于这种结构，同样可以使用具有电容元件的结构。
此外，在该实施方式中，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比AC晶体管103的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且优选比例是5/1或更大。在AC晶体管103中，L比W更小或者与其相等。这样，当施加反向电压在发光元件104时像素中的反向电流值要比当施加正向电压在发光元件104时的正向电流值更大。
发光元件104包括阳极和阴极。在本说明书中，阴极指的是在使用阳极作为像素电极情况中的对电极，阳极指的是在使用阴极作为像素电极时的对电极。
这里，可以认为，开关晶体管优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)的结构。可以注意到，关态电流是当截止(off)晶体管时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可以减小关态电流，另外，还因为当施加电流到发光元件104时，开关晶体管101需要增大导通(on—state)电流，因此，用作开关晶体管101的N沟道晶体管优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构。
作为优选的实施方式，开关晶体管101中具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。那么，开关晶体管101可以增大开态电流，并减少热电子的产生。因此，提高了开关晶体管101的可靠度。
另外，可通过配置具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可通过减少栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，开关晶体管101的膜厚度可以比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过形成具有例如双栅结构的多栅结构的开关晶体管101作为晶体管，可减少栅漏电流。同时在驱动晶体管102中，由于具有例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并提高可靠度。
更具体的，如果关态电流流入开关晶体管101，驱动晶体管102的栅电容将不能维持写入周期中的写入电压。因此，优选通过使用LDD区域、薄的栅绝缘膜或使用多栅结构的开关晶体管101来减少关态电流。
可以注意到，在整个说明书中，发光元件(EL元件)指的是具有当产生电场时将发射光的场致发光层(EL层)插入到阳极和阴极之间的结构，然而，本发明并不限于此。
另外，在本说明书中，发光元件指的是利用当单激子回到基态时发射的光(荧光)的元件，也可以指利用当三重激子回到基态时发射的光(磷光)的元件。
作为场致发光层，可以给出空穴注入层，空穴传输层，发光层，电子传输层，电子注入层等。发光元件的基本结构是阳极、发光层与阴极按照这个顺序叠在一起。除了这个之外，还可以将阳极、空穴注入层、发光层、电子注入层与阴极按照这个顺序叠在一起，或将阳极、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和阴极按照这个顺序叠在一起，等等。
可以注意到，场致发光层并不限于具有层叠结构的层，该结构并没有很清楚地区分空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等。就是说，场致发光层可具有包括一层的结构，该层混合了各种形成空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等的材料。此外，还可以混合无机材料。
此外，任意的低分子材料、高分子材料和中分子材料均可用于发光元件的场致发光层。
可以注意到，在本说明书中，中分子材料并不具有升华的特性，并且它的分子个数是20或更少或者它的分子链长度是10μm或更小。
接下来，将参考图2A-2C来描述图1中的电路结构的工作。
首先，在图2A的写入周期中，当选择了扫描线G时，导通了具有连接扫描线G的栅电极的开关晶体管101。然后，输入到信号线S的视频信号的电位Vsig经开关晶体管101输入到驱动晶体管102的栅电极，由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。另外，由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102，因此，正向偏置电流流入发光元件104，发光元件104发光。
特别地，将电位Vdd提供给电源线V，以及将电位Vss提供给发光元件104的对电极，然后发光元件104发光。在这个时候，施加在电源线V上的电位Vss与电位Vdd满足Vss<Vdd，并且例如，GND(地电位)、OV等都可用作电位Vss。
另一方面，在写入周期中，电位控制线W的电位Vdd2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd2>Vss)。因此，与电位控制线W相连接的AC晶体管103的电极变成漏电极，并且，与发光元件104的像素电极相连接的AC晶体管103的电极变成源电极。此外，由于源电极与AC晶体管103的栅电极相连接，AC晶体管103截止。
可以注意到，虽然描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况以及由视频信号的电位Vsig截止了驱动晶体管102的情况，但是电流不被提供给发光元件104，发光元件104不发光。
在该说明书中，“晶体管是导通的”指的是，其源电极和漏电极通过栅电压导电。另外，“晶体管是截止的”指的是其源电极和漏电极没有通过栅电压导电。
此外，在该说明书中，“施加反向电压到发光元件”指的是施加了相对于正向电压的反向电压，并且反向偏置电流流入发光元件，没有发光。
接下来，在图2B的显示周期中，由扫描线G的电位控制截止了开关晶体管101。由于在写入周期中写入的视频信号的电位Vsig由驱动晶体管102的栅电容维持，驱动晶体管102是导通的。因此，正向偏置电流流入发光元件104，发光元件104发光。
特别地，在与写入周期同样的方法中，将电位Vdd提供给电源线V，并且将电位Vss提供给光放射元件104的对电极，然后发光元件104发光。在这个时候，施加在电源线V上的电位Vss与电位Vdd满足Vss<Vdd，并且例如，GND(地电位)、OV等都可用作电位Vss。
另一方面，在与写入周期同样的方法中，电位控制线W的电位Vdd2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd2>Vss)。因此，AC晶体管103是截止的。
可以注意到，虽然描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况以及由视频信号的电位Vsig截止了驱动晶体管102的情况，但是电流不被提供给发光元件104。因此这种情况下，甚至在显示周期中电流也不被提供给发光元件104。
接下来，在图2C的反向偏置周期(非照明周期)中，控制了扫描线G的电位，因此，开关晶体管101是截止的。
另一方面，通过将电位控制线W的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更小(也就是满足Vss>Vss2)，与电位控制线W相连接的AC晶体管103的电极变成源电极，与发光元件104的像素电极相连接的电极变成漏电极。此外，由于漏电极与AC晶体管103的栅电极相连接，AC晶体管103是导通的。因此，施加反向电压在发光元件104上，并且反向偏置电流流入发光元件104和AC晶体管103中。
在写入周期与显示周期中，由于视频信号的电位Vsig使得驱动晶体管102导通的情况中，由栅电容维持视频信号的电位，因此，在反向偏置周期中，驱动晶体管是导通的。因此，正向偏置电流进入(在图中未示)驱动晶体管102中，但是大部分电流进入AC晶体管103中。因此，并不特别影响操作。另外，如上所述，在驱动晶体管102的L/W比AC晶体管103的L/W更大的情况中，AC晶体管103的沟道宽度W变宽，并且正向进入驱动晶体管102的偏置电流更容易进入AC晶体管103中。当然，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是截止的情况中，电流不被提供给驱动晶体管102。
可以注意到，如上所述，可通过使驱动晶体管102的L/W比AC晶体管103的L/W更大而使得进入AC晶体管103的电流比进入驱动晶体管102的电流更大。换句话说，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且在反向偏置周期中大的电流可以进入发光元件104。
另外，在反向偏置周期中的Vss2和Vss之间的电位差可能比在显示周期中的Vdd和Vss之间的电位差更大。在这种情况中，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且，在反向偏置周期中更大的电流可以进入发光元件104。
可以注意到，虽然在该实施方式中发光元件104的对电极的电位和电源线V的电位都是固定的电位，但本发明并不限于此。例如，可以只改变发光元件104的对电极的电位，或者同时改变电源线V的电位和发光元件104的对电极的电位。
接下来，将描述表示具有该种结构的像素中的灰度级的方法。
表示灰度级的方法主要可以分成模拟方法和数字方法。与模拟方法相比，数字方法具有不易受晶体管变化的影响以及更适合增加灰度级的优势。虽然模拟方法受到晶体管变化的影响，但即使具有变化的TFT，数字方法也能够具有非常均匀的灰度级显示。
作为数字灰度级表示方法的例子，已知时间灰度级方法。这种驱动方法通过控制显示装置的每个像素发射光的周期来表示灰度级。
当将一帧的周期设置为显示图像的周期，一帧的周期可分成多个子帧周期。
对于每个子帧周期来说，通过保持每个像素中的发光元件照明或不照明，也就是说，通过保持每个像素中的发光元件发射光或不发射光，可以控制每一个帧周期中发光元件发射光的周期；因此表示出每个像素的灰度级。
将参考图3的时间表描述使用图1所示的像素的数字时间灰度级方法的驱动方法。在图3中，在第四比特中施加反向电压在发光元件104上，如反向偏置周期(不照明周期)BF。
当使用本发明的显示装置进行图像显示时，将在显示周期中重复进行屏幕的重写操作和显示操作。重写操作的数目并不被特别限制，然而，重写操作优选至少进行每秒60次，因此观看图像的人不会发现闪烁。这里，执行一个屏幕的重写操作和显示操作的周期(一帧)指的是包括反向偏置周期的一帧周期F1。
如图3所示，一帧周期F1按照时间分成四个子帧周期SF1、SF2、SF3和SF4，包括写入周期Ta1、Ta2、Ta3和Ta4，显示周期Ts1、Ts2、Ts3和Ts4，以及反向偏置周期BF。在显示周期中，接收光发射信号的发光元件处于光发射状态。每个子帧周期的显示周期的长度比例是，第一子帧周期Tal:第二子帧周期Ta2:第三子帧周期Ta3:第四子帧周期Ta4＝23:22:21:20＝8:4:2:1。因此，实现4比特的灰度级。比特的数目和灰度级并不限于此。例如，还可通过提供8子帧周期获得8比特的灰度级。
在全部子帧周期SF1-SF4中重复写入周期和显示周期的上述操作，并且在SF4中加入反向偏置周期BF，借此完成了一帧周期F1。这里，适当地设置在子帧周期SF1-SF4中的显示周期Ts1-Ts4的长度，并且通过在子帧周期SF1-SF4中显示周期的积累量来表示灰度级，其中发光元件104每一帧周期F1都发射光。换句话说，通过一帧周期F1中照明时间的总量来表示灰度级。
可以注意到，每个子帧周期SF1-SF4可不连贯地位于一帧中。另外，一帧周期可进一步包括多个子帧周期，这多个子帧周期可不连贯地位于一帧中。在使用时间灰度级方法来表示灰度级的情况中，子帧的数目并不被特别限制。此外，每个子帧周期中或发出子帧照明的照明周期的长度并不被特别限制。也就是说，选择子帧的方法并不被特别限制。
此外，在通过模拟的方法驱动图1的像素的情况中，正向电压施加在发光元件的周期，也就是正向偏置周期FF，以及反向电压施加的周期，也就是反向偏置周期BF可出现在一个帧周期F1中，如图4所示。在正向偏置周期FF中，模拟视频信号写入到每个像素中(Ta：写入周期)，因此发光元件104发射或不发射光(Ts：显示周期)。
如上所述，在具有本发明的结构时，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流入，因此延长了发光元件的寿命。另外，电路结构可由具有同样导电类型的晶体管构成，因此，可以降低制造成本。
另外，电路结构中的晶体管由N型晶体管形成，因此可以使用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的使用非晶硅的晶体管制造技术，因此可以通过简单并且便宜的制造方法得到具有良好的以及稳定的操作特性的显示装置。
[实施方式2]
在该实施方式中，将描述显示器的结构，该显示器构成使用上述实施方式1的方法制造的显示装置。
该显示装置包括显示器和输入信号到显示器的外围电路。
图5示出了显示结构的结构图。在图5中，显示器300包括信号线驱动电路301、扫描线驱动电路302以及像素部分303。像素部分303具有以矩阵排列的像素结构。
薄膜晶体管(这里指的是TFT)位于像素部分303的每个像素中。这里，将描述显示器，其中使用如以上实施方式1中描述的电路结构，将三个TFT安排在一个像素中，并且在每个像素中设置了发光元件。
图6示出了显示器中的像素部分的结构。在像素部分310中，设置了信号线S1-Sx、扫描线G1-Gy、电源线V1-Vx以及电位控制线W1-Wy，并且设置了x(x是自然数)列和y(y是自然数)行的像素。每个像素311包括开关晶体管101、驱动晶体管102、AC晶体管103以及发光元件104。
图6所示的像素311与图1相对应，包括来自信号线S1-Sx的一个信号线S1、来自扫描线G1-Gy的一个扫描线G1、来自电源线V1-Vx的一个电源线V1、来自电位控制线W1-Wx的一个电位控制线W1、开关晶体管101、驱动晶体管102、AC晶体管103以及发光元件104。
通过组合本发明的上述结构，可以延长发光元件的寿命。此外，通过使用由N型晶体管构成的像素，可以制得便宜的显示装置和显示器。
可以注意到，虽然实施方式1描述的图1的电路结构在本实施方式中使用，但本发明并不限于这种情况，本实施方式还可与其他实施方式和实施例组合使用。
[实施方式3]
(电路结构2)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1描述的图1的电路结构。
图7所示的构成像素的电路包括发光元件104、作为控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(开关晶体管101)、控制流入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)以及当施加反向电压到发光元件104上时施加反向偏置电流到发光元件104上的晶体管(AC晶体管103)。开关晶体管101、驱动晶体管102和AC晶体管103具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作这些晶体管中的任意一个，这正是本发明的特征所在。虽然在本实施方式中没有使用电容元件，但是可以提供电容元件来维持视频信号的电位。
如图7所示，开关晶体管101的栅电极连接扫描线G。开关晶体管101的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的栅电极。驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。
此外，在本实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接驱动晶体管102的栅电极，另一个连接发光元件104的像素电极以及驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个。AC晶体管103的栅电极连接电位控制线W。
当开关晶体管101处于未选择的状态(截止的状态)时，由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。可以注意到，虽然图7示出了由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位而无需电容元件的结构，本发明并不限于这种结构，还可以使用具有电容元件的结构。
这里，可以认为开关晶体管优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)的结构。可以注意到，关态电流是当晶体管截止时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极之间或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域的晶体管可以减少关态电流，因此，作为开关晶体管101使用的N沟道晶体管优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构。另外，当施加电流到发光元件104时，需要增加开关晶体管101的开态电流。
作为优选的实施方式，开关晶体管101中具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。然后，开关晶体管101可以增大开态电流，并且减少热电子的产生。因此，提高了开关晶体管101的可靠度。
另外，还可通过提供具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可以通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，可以使开关晶体管101的膜厚度比驱动晶体管102的膜厚度更小。
此外，通过形成开关晶体管101作为具有多栅结构(例如双栅结构)的晶体管，可以减少栅漏电流。同时在驱动晶体管102中，通过利用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并且可以提高可靠度。
更具体的，如果关态电流进入开关晶体管101中，驱动晶体管102的栅电容将不能维持写入周期中的写入电压。因此，优选通过提供LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的开关晶体管101来减少关态电流。
接下来，将参考图8A-8C描述图7的电路结构的操作。
首先，在图8A的写入周期中，当选择了扫描线G时，导通了具有连接扫描线G的栅电极的开关晶体管101。然后，输入到信号线S的视频信号的电位Vsig通过开关晶体管101输入到驱动晶体管102的栅电极中，并且通过驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，满足Vss≥Vss1)，因此发光元件104不发光。例如，GND(地电位)、0V等都可用作电位Vss。另外，反向偏置电流通过设置的Vss1和Vss之间的电位差流入发光元件104(然而，当Vss1和Vss是相同电位时，反向偏置电流将不流动)。
另一方面，在写入周期中，将电位控制线W的电位Vss2设置成足够截止AC晶体管103的低电位。
可以注意到，虽然描述了在写入周期中通过视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况，以及通过视频信号的电位Vsig截止驱动晶体管102的情况，但是电流不被提供给发光元件104，因此发光元件104不发光。
接下来，在图8B的显示周期中，通过控制扫描线G的电位使得开关晶体管101截止。由于在写入周期中写入视频信号的电位Vsig由驱动晶体管102的栅电容维持，则驱动晶体管102是导通的。
另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流流入发光元件104，因此发光元件104发光。
另一方面，在与写入周期相同的方法中，将电位控制线W的电位Vss2设置成足够截止AC晶体管103的低电位。
虽然已经描述了在写入周期中通过视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况，以及通过视频信号的电位Vsig截止驱动晶体管102的情况，但是电流不被提供给发光元件104，因此，在这种情况下，即使在显示周期中，电流也不被提供给发光元件104。
接下来，在图8C的反向偏置周期(不照明周期)中，控制扫描线G的电位，因此截止了开关晶体管101。
另外，将电源线V的电位Vss3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低。就是说，在通过设置满足Vss>Vss3的电压导通了驱动晶体管102的情况中，连接电源线V的驱动晶体管102的电极变成源电极，并且连接发光元件104的像素电极的驱动晶体管102的电极变成漏电极。
为了使在反向偏置周期中反向偏置电流的值变得比在显示周期中正向偏置电流的值更大，优选Vss3和Vss之间的电位差比在显示周期中Vdd1和Vss之间的电位差更大。在这种情况下，反向偏置电流值可以很大，并且在反向偏置周期中大的电流可以流入发光元件104。
此外，将电位控制线W的电位Vdd2设置成足够导通AC晶体管103的高电位。在这种情况下，驱动晶体管102的栅电极和漏电极具有相同电位，并且驱动晶体管102是导通的。因此，反向偏置电流流入驱动晶体管102，并且反向偏置电流还流入发光元件104。就是说，施加反向电压在发光元件104上。
可以注意到，虽然在本实施方式中发光元件104的对电极的电位是固定的电位，但本发明并不限于此。例如，仅仅改变发光元件104的对电极的电位，或者改变电源线V的电位和发光元件104的对电极的电位。
接下来，将参考图9A和9B的时间表来描述图7所示的使用像素的数字时间灰度级方法的驱动方法。
如图9A所示，一帧周期F1可将时间分成四个子帧周期SF1、SF2、SF3和SF4，其包括写入周期Ta1、Ta2、Ta3和Ta4，显示周期Ts1、Ts2、Ts3和Ts4，以及反向偏置周期(不照明周期)BF。在显示周期中，接收光发射信号的发光元件处于光发射状态。每个子帧周期的显示周期的长度比例是，第一子帧周期Ta1:第二子帧周期Ta2:第三子帧周期Ta3:第四子帧周期Ta4＝23:22:21:20＝8:4:2:1。因此，可以实现4比特的灰度级。比特的数目和灰度级并不限于这种情况。例如，还可通过提供8子帧周期获得8比特的灰度级。
在全部子帧周期SF1-SF4中重复写入周期和显示周期的上述操作，并且具有施加反向电压的周期(反向偏置周期BF)，借此完成了一帧周期F1。这里，适当地设置在子帧周期SF1-SF4中的显示周期Ts1-Ts4的长度，并且通过在子帧周期SF1-SF4中显示周期的积累量来表示灰度级，其中发光元件104每一帧周期F1都发射光。换句话说，由一帧周期F1中照明时间的总量来表示灰度级。
可以注意到，每个子帧周期SF1-SF4可不连贯地位于一帧中。另外，一子帧周期还包括多个子帧周期，并且这多个子帧周期可不连贯地位于一帧中。在使用时间灰度级方法来表示灰度级的情况中，子帧的数目并不被特别限制。此外，每个子帧周期中或发出子帧照明的照明周期的长度并不被特别限制。也就是说，选择子帧的方法并不被特别限制。
另外，如图23A和23B所示，在一帧周期F1的子帧周期SF1-SF4中，施加反向电压的操作可与各个写入周期Ta1-Ta4连贯执行。就是说，在图23A和23B中，写入周期Ta1-Ta4均是执行写入操作并且同时施加反向电压的反向偏置周期。可以注意到，图23A和23B所示的使用4比特数字视频信号来表示灰度级的情况。
此外，如图10所示，在由模拟的方法来驱动图7的像素的情况中，施加正向电压到发光元件的周期，也就是正向偏置周期FF，和施加反向电压的周期，也就是反向偏置周期BF，可在一帧周期F1中出现。正向偏置周期FF可将时间分成写入周期Ta和显示周期Ts。在正向偏置周期FF中，模拟视频信号可以写入每个像素中，因此，发光元件104发出或不发光。
如上所述，使用本发明的结构，当施加反向电压时，可以流入足够隔离短路点的大的电流，并且可以延长发光元件的寿命。另外，由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此，可以降低制造成本。
另外，在电路结构中的晶体管可由N型晶体管构成，因此可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此，可通过简单并且便宜的制造过程得到具有良好以及稳定操作特性的显示装置。
[实施方式4]
(电路结构3)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1中描述的图1的电路结构的结构。
构成图11所示的像素的电路包括发光元件104、作为控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(第一开关晶体管105和第二开关晶体管106)、控制流入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)，以及当施加反向电压到发光元件104上时将反向偏置电流施加在发光元件104上的晶体管(AC晶体管103)。在本实施方式中，具有两个电极的电容元件112可用来维持视频信号的电位。然而，当由使用了驱动晶体管102的栅电容等来维持驱动晶体管102的栅电位时，可以省略电容元件112。第一开关晶体管105、第二开关晶体管106、驱动晶体管102和AC晶体管103具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作上述晶体管的任一个，这正是本发明的特征。
如图11所示，第一开关晶体管105的栅电极连接第二扫描线GL2。第一开关晶体管105的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的源电极或漏电极。第二开关晶体管106的栅电极连接第一扫描线GL1。第二开关晶体管106的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接驱动晶体管102的栅电极和电容元件112。信号线S连接电流源113。
此外，驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极和电容元件112。电容元件112的两个电极中的一个连接驱动晶体管102的栅电极，另一个连接驱动晶体管102的源电极或漏电极，其中该源电极或漏电极连接发光元件104的像素电极。驱动晶体管102被设置成在饱和区域中工作。
此外，在本实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。AC晶体管103的栅电极连接AC晶体管103的源电极或漏电极，其中该源电极或漏电极连接发光元件104的像素电极。
当第一开关晶体管105和第二开关晶体管106处于未选择的状态(截止的状态)时，为了维持电容元件112的电极之间的电位差，将使用电容元件112。可以注意到，虽然图11示出了使用了电容元件112的结构，但是本发明并不限于这种在由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位的情况中的结构，还可使用省略电容元件112的结构。
此外，在本实施方式中，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比AC晶体管103的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且优选比例是5/1或更大。在AC晶体管103中，L比W更小或者与其相等。在这种情况下，当将反向电压施加在发光元件104时像素中的反向电流的值要比当正向电压施加在发光元件104时的正向电流的值更大。
这里，可以认为，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)的结构。可以注意到，关态电流是当截止晶体管时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可减少关态电流，因此，优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构的N沟道晶体管作为第一开关晶体管105和第二开关晶体管106使用。另外，当将电流施加在发光元件104上时，需要增大第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的开态电流。
作为优选的实施方式，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106均具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。然后，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106可以增大开态电流，并减少热电子的产生。因此，提高了第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的可靠度。
另外，还可以通过使用具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的膜厚度可以比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过形成具有例如双栅结构的多栅结构的晶体管作为第一开关晶体管105和第二开关晶体管106，可以减少栅漏电流。同样在驱动晶体管102中，通过使用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并提高可靠性。
更具体的，如果关态电流流入第二开关晶体管106，电容元件112在写入周期中将不能维持写入电压。因此，优选通过具有LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的第二开关晶体管106来减少关态电流。
接下来，将参考图12A-12C描述图11的电路结构的操作。
首先，在图12A的写入周期中，当选择了第一扫描线GL1和第二扫描线GL2后，导通了具有连接第二扫描线GL2的栅电极的第一开关晶体管105以及具有连接第一扫描线GL1的栅电极的第二开关晶体管106。在这个时候，预定灰度级电流Idata从电流源113中提供给信号线S，其中该预定灰度级电流可以使发光元件104以预定亮度灰度级发射光。这里，电流源113把用于将灰度级电流Idata提供给信号线S的灰度级电位Vdata设置成要比发光元件104的对电极电位Vss以及电源线V的电位Vss1更小，(也就是，Vss，Vss1>Vdata)。例如，GND(地电位)、0V等都可用作电位Vss。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，Vss≥Vss1)，并且通过第二开关晶体管106将电源线V的电位Vss1输入电容元件112和驱动晶体管102的栅电极中。这样，使得电荷在电容元件112中积累。当电容元件112充电时，维持了电压分量(保持电压)，并且导通了驱动晶体管102。另外，连接电源线V的驱动晶体管102的一个电极变成漏电极，另一个电极变成源电极。因此，通过驱动晶体管102提供了以灰度级电流Idata为基础的写入电流Idt。
如上所述，通过电流源113设置的以灰度级电流Idata为基础的Idt，作为驱动晶体管102和第一开关晶体管105的漏电流流动，与这些电极之间的电位差相对应的电荷积累在电容元件112中，并且维持了电压分量(保持电压)。在这个时候，写入电流Idt以灰度级电位Vdata为基础流动，其比发光元件104的对电极的电位Vss更低，并且节点N1的电位变成很低，因此，反向偏置电流流入发光元件104。因此，发光元件104在写入周期中不发光。
另外，在该写入周期中，上述的写入电流Idt降低了节点N1的电位，并且电源线V的电位Vss1变得比施加在节点N1上的电位更高。因此，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成漏电极，另一个电极变成源电极。源电极连接AC晶体管103的栅电极，因此，AC晶体管103是截止的。
可以注意到，虽然已经描述了由灰度级电位Vdata导通驱动晶体管102的情况，并且描述了由灰度级电位Vdata截止驱动晶体管102的情况，但是并无正向偏置电流提供给发光元件104。因此，在这种情况下，发光元件104不发光。
接下来，在图12B的显示周期中，通过控制第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的电位来截止第一开关晶体管105和第二开关晶体管106，并且在写入周期中积累电荷(保持电压)，也就是维持了电容元件112的电极之间的电位差，因此驱动晶体管102是导通的。另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流流入发光元件104，发光元件104发光。
另一方面，由于电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成了漏电极，另一个电极变成源电极。源电极连接AC晶体管103的栅电极，并且AC晶体管103是截止的。
虽然已经描述了在写入周期中由灰度级电位Vdata来导通驱动晶体管102的情况，还描述了由灰度级电位Vdata来截止驱动晶体管102的情况，但是并无正向偏置电流提供给发光元件104。因此，在这种情况下，没有电流提供给发光元件104，即使在显示周期期间也是如此。
接下来，在图12C的反向偏置周期(不照明周期)中，控制了第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的电位，因此，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106是截止的。
通过将电源线V的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(就是说，Vss>Vss2)，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成源电极，另一个电极变成漏电极。因此，漏电极连接AC晶体管103的栅电极，并且AC晶体管103是导通的。因此，反向电压施加在发光元件104上，并且反向偏置电流流入发光元件104和AC晶体管103中。
在写入周期和显示周期期间，驱动晶体管102是导通的情况中，以写入电流Idt为基础来维持电容元件112的电极之间的电位差，因此在反向偏置周期中驱动晶体管也是导通的。因此，反向偏置电流流入驱动晶体管102中。然而，如上所述，通过将驱动晶体管102的L/W设置成比AC晶体管103的L/W更大，进入驱动晶体管102的电流值将比进入AC晶体管103的电流值更小。当然，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是截止的情况中，电流不被提供给驱动晶体管102。
另外，在反向偏置周期中Vss2和Vss之间的电位差可能比显示周期中的Vdd1和Vss之间的电位差更大。这样，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且，在反向偏置周期中即使是很大的电流也可以进入发光元件104。
除了上述的电路结构之外，还可以使用这种结构，该结构不具有第二扫描线GL2；并且第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的栅电极连接扫描线G。图13示出了该种结构。通过形成一个扫描线G1，可以减少写入数目，并且可以增大像素孔径比。除了上述电路结构中由一个扫描线G来执行第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的操作之外，其他操作都是相同的，因此，这里省略了解释。
接下来，将参考图14A和14B的时间图描述图11所示的在像素中使用模拟时间灰度级方法驱动电路的灰度级方法。
如图14A所示，一帧周期F1包括施加正向电压在发光元件上的周期，也就是正向偏置周期FF，以及施加反向电压的周期，也就是反向偏置周期BF。正向偏置周期FF将时间分成写入周期Ta和显示周期Ts，并且在正向偏置周期FF中模拟视频信号被写入每个像素中，因此，发光元件104可发光或不发光。
图14B示出了任意行(第i行)的时间表。
在将信号写入像素的写入周期Ta(i)中，模拟信号的电位，也就是灰度级电位Vdata，设置在连接信号线S的电流源113中。该灰度级电位Vdata与视频信号相对应。当视频信号被写入像素时，高水平的电位将施加在第一扫描线GL1和第二扫描线GL2上，并且第二开关晶体管106和第一开关晶体管105是导通的。另外，在电源线V的电位上施加低电平电位Vss1。这里，将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是Vss≥Vss1)。
接下来，在显示周期Ts(i)中，施加低电平电位在第一扫描线GL1和第二扫描线GL2上，高电平电位Vdd1施加在电源线V的电位上。这里，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，Vdd1>Vss)，发光元件104发光。
在反向偏置周期BF中，在第一扫描线GL1和第二扫描线GL2中维持低水平的电位，并且低电平电位Vss2施加在电源线V的电位上。这里，将电源线V的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(也就是，Vss>Vss2)。通过具备该反向偏置周期，反向电压施加在发光元件上，因此，可以抑制发光元件的初始故障或渐进破坏，并且可以防止由于场致发光层的损耗导致的亮度衰减。
在通过数字时间灰度级方法来驱动图11的像素的情况中，如图15A所示，一帧周期F1将时间分成四个子帧周期SF1、SF2、SF3和SF4，包括写入周期Ta1、Ta2、Ta3和Ta4，显示周期Ts1、Ts2、Ts3和Ts4，以及反向偏置周期(不照明周期)BF。在写入周期中接收光发射信号的发光元件在显示周期中进入光发射状态。在交替地执行写入周期和显示周期后，完成反向偏置周期。
虽然在本实施方式中表示了4比特的灰度级，但比特的数目和灰度级水平并不限于这种情况。例如，可通过使用8子帧周期来获得8比特的灰度级。此外，每个子帧周期SF1—SF4可不连贯地位于一帧中。另外，一个子帧周期还可包括多个子帧周期，并且这多个子帧周期可不连贯地位于一帧中。在使用时间灰度级方法来表示灰度级的情况中，子帧的数目并不被特别限制。此外，每个子帧周期中或发射子帧照明的照明周期的长度并不被特别限制。也就是说，选择子帧的方法并不被特别限制。
如上所述，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流将可以流动，因此延长发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此可降低制造成本。
另外，由N型晶体管形成电路结构中的晶体管，因此可以使用具有非晶硅的晶体管。因此，可以使用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此，可以通过简单并且便宜的制造方法得到具有良好并且稳定的操作特性的显示装置。
[实施方式5]
(电路结构4)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1所描述的图1电路结构的结构。
图16所示的构成像素的电路包括发光元件104、作为控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(第一开关晶体管105和第二开关晶体管106)、控制进入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)以及当施加反向电压到发光元件104上时施加反向偏置电流到发光元件104上的晶体管(AC晶体管103)。在本实施方式中，可以使用具有两个电极的电容元件112来维持视频信号的电位。然而，在通过使用驱动晶体管102的栅电容等来维持驱动晶体管102的栅电位的情况中，也可以省略电容元件112。第一开关晶体管105、第二开关晶体管106、驱动晶体管102和AC晶体管103每个均具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作这些晶体管中的任意一个，这正是本发明的特征所在。
如图16所示，第一开关晶体管105的栅电极连接第二扫描线GL2。第一开关晶体管105的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的源电极或漏电极。第二开关晶体管106的栅电极连接第一扫描线GL1。第二开关晶体管106的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接驱动晶体管102的栅电极和电容元件112。信号线S连接电流源113。
此外，驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极和电容元件112。电容元件112的两个电极中的一个连接驱动晶体管102的栅电极，另一个连接驱动晶体管102的源电极或漏电极，其中该驱动晶体管还连接发光元件104的像素电极。将驱动晶体管102设置成在饱和区域中工作。
此外，在本实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接发光元件104的像素电极，另一个连接电位控制线W。AC晶体管103的栅电极连接AC晶体管103的源电极或漏电极，其中该源电极或漏电极接连电位控制线W。
当第一开关晶体管105和第二开关晶体管106处于未选择的状态(截止的状态)时，提供电容元件112来维持电容元件112的电极之间的电位差。可以注意到，虽然图16示出了具有电容元件112的结构，但本发明并不限于这种可由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位的结构，还可以使用不具有电容元件的结构。
此外，在本实施方式中，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比AC晶体管103的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且优选比例是5/1或更大。在AC晶体管103中，L比W更小或者与其相等。这样，当施加反向电压在发光元件104时，像素中的反向电流值要比当施加正向电压在发光元件104时的正向电流值更大。
这里，可以认为第一开关晶体管105和第二开关晶体管106优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)结构。可以注意到，关态电流是当晶体管截止时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极之间或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可以减少关态电流，因此，作为第一开关晶体管105和第二开关晶体管106使用的N沟道晶体管优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构。另外，当施加电流到发光元件104时，需要增加第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的开态电流。
作为更优选的实施方式，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106中均具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。那么，第一开关晶体管105和第二开关晶体管106可以增大开态电流，并且减少热电子的产生。因此，提高了第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的可靠度。
另外，还可通过提供具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可以通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，使第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的膜厚度均比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过将第一开关晶体管105和第二开关晶体管106形成为具有例如双栅结构的多栅结构的晶体管，可以减少栅漏电流。同时在驱动晶体管102中，通过利用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并且提高可靠度。
更具体的，如果关态电流进入第二开关晶体管106中，电容元件112将不能维持写入周期中的写入电压。因此，优选通过具有LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的第二开关晶体管106来减少关态电流。
接下来，将参考图17A-17C描述图16的电路结构的操作。
首先，在图17A的写入周期中，当选择了第一扫描线GL1和第二扫描线GL2后，导通了具有连接第二扫描线GL2的栅电极的第一开关晶体管105和具有连接第一扫描线GL1的栅电极的第二开关晶体管106。在这个时候，预定灰度级电流Idata从电流源113中提供给信号线S，其中该预定灰度级电流可以使发光元件104以预定亮度灰度级发射光。这里，将灰度级电流Idata提供给信号线S的电流源113将灰度级电位Vdata设置成比发光元件104的对电极的电位Vss以及电源线V的电位Vss1更小(也就是，Vss，Vss1>Vdata)。例如，GND(地电位)、OV等都可用作电位Vss。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，Vss≥Vss1)，并且通过第二开关晶体管106将电源线V的电位Vss1输入电容元件112和驱动晶体管102的栅电极中。这样，使得电荷在电容元件112中积累。当电容元件112充电时，维持了电压分量(保持电压)，并且导通了驱动晶体管102。另外，连接电源线V的驱动晶体管102的电极变成漏电极，另一个电极变成源电极。因此，通过驱动晶体管102提供了以灰度级电流Idata为基础的写入电流Idt。
如上所述，通过电流源113设置的灰度级电流Idata，Idt作为驱动晶体管102和第一开关晶体管105的漏电流流动，与这些电极之间的电位差相对应的电荷积累在电容元件112中，并且维持了电压分量(保持电压)。在这个时候，写入电流Idt以灰度级电位Vdata为基础流动，其比发光元件104的对电极的电位Vss更低，并且节点N1的电位变低，因此，反向偏置电流流入发光元件104。因此，发光元件104在写入周期中不发光。
另一方面，在这个写入周期中，将电位控制线W的电位Vdd3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，Vdd3>Vss)。因此连接电位控制线W的AC晶体管103的一个电极变成漏电极，另一个电极变成源电极。源电极连接AC晶体管103的栅电极，因此AC晶体管103是截止的。
可以注意到，虽然描述了由灰度级电位Vdata导通驱动晶体管102的情况，以及由灰度级电位Vdata截止驱动晶体管102的情况，但是没有正向偏置电流提供给发光元件104，因此这种情况下，发光元件104不发光。
接下来，在图17B的显示周期中，通过控制第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的电位来截止第一开关晶体管105和第二开关晶体管106，并且在写入周期中积累了电荷(保持电压)，就是说，维持了电容元件112的电极间的电位差，因此驱动晶体管102是导通的。另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流流入发光元件104，因此发光元件104发光。
另一方面，在与写入周期相同的方法中，将电位控制线W的电位Vdd3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高。因此连接电位控制线W的AC晶体管103的一个电极变成漏电极，另一个电极变成源电极。源电极连接AC晶体管103的栅电极，并且AC晶体管103是截止的。
虽然已经描述了在写入周期中由灰度级电位Vdata导通驱动晶体管102的情况，以及由灰度级电位Vdata截止驱动晶体管102的情况，但是正向偏置电流不被提供给发光元件104，因此，在这种情况下，即使在显示周期中，电流也不被提供给发光元件104。
接下来，在图17C的反向偏置周期(不照明周期)中，控制第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的电位，因此截止了第一开关晶体管105和第二开关晶体管106。
通过将电位控制线W的电位Vss3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(也就是，Vss>Vdd3)，连接电位控制线W的AC晶体管103的一个电极变成源电极，另一个电极变成漏电极。因此，漏电极连接AC晶体管103的栅电极，AC晶体管103是导通的。因此，反向电压施加在发光元件104上，并且反向偏置电流流入发光元件104和AC晶体管103中。
另一方面，将电源线V的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，Vss≥Vss2)。另外，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是导通的情况中，由写入电流Idt为基础来维持电容元件112的电极之间的电位差，因此在反向偏置周期中驱动晶体管也是导通的。
因此，由于设置了电源线V的电位Vss2，反向偏置电流流入驱动晶体管102中。(可以注意到，当所设置的电位Vss2等于Vss时电流并不流动)。然而，如上所述，通过将驱动晶体管102的L/W设置成比AC晶体管103的L/W更大，进入驱动晶体管102的电流值变得比进入AC晶体管103的电流值更小。当然，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是截止的情况下，电流将不被供给驱动晶体管102。
另外，在反向偏置周期中电位控制线W的电位Vss3和发光元件104的对电极的电位Vss之间的电位差将比在显示周期中电源线V的电位Vdd1和发光元件104的对电极的电位Vss之间的电位差更大。这样，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且在反向偏置周期中即使是更大的电流也可以流入发光元件104中。
除了上述的电路结构之外，还可以使用不具有第二扫描线GL2；以及第一开关晶体管105和第二开关晶体管106的栅电极连接扫描线G的结构。图18示出了该种结构。通过形成一个扫描线G，可以减少写入数目，并且可以增大像素孔径比。除了上述电路结构中由一个扫描线G来执行第一扫描线GL1和第二扫描线GL2的操作之外，其他操作都是相同的，因此，这里省略了解释。
接下来，将参考图19A和19B的时间图描述图16所示的在像素中使用模拟时间灰度级方法驱动电路的灰度级方法。
如图14A所示，一帧周期F1包括正向电压施加在发光元件上的周期，也就是正向偏置周期FF，以及施加反向电压的周期，也就是反向偏置周期BF。正向偏置周期FF将时间分成写入周期Ta和显示周期Ts，并且在正向偏置周期FF中模拟视频信号被写入每个像素中，因此，发光元件104可发光或不发光。
图19B示出了任意行(第i行)的时间表。
在将信号写入像素的写入周期Ta(i)中，模拟信号的电位，也就是灰度级电位Vdata，设置在连接信号线S的电流源113中。该灰度级电位Vdata与视频信号相对应。当视频信号被写入像素时，高电平电位施加在第一扫描线GL1和第二扫描线GL2上，并且第二开关晶体管106和第一开关晶体管105是导通的。另外，施加低电平电位Vss1在电源线V的电位上并且高电平电位Vdd3施加在电位控制线W的电位上。这里，将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是Vss≥Vss1)。另外，将电位控制线W的电位Vdd3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是Vdd3>Vss)。
接下来，在显示周期Ts(i)中，施加低电平电位在第一扫描线GL1和第二扫描线GL2上，并且施加高电平电位Vdd1在电源线V的电位上。另外，将电位控制线W的电位维持在高电平电位Vdd3。这里，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，Vdd1>Vss)，发光元件104发光。另外，将电位控制线W的电位Vdd3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是Vdd3>Vss)。
在反向偏置周期BF中，在第一扫描线GL1和第二扫描线GL中维持低水平的电位。在电源线V的电位上施加低电平电位Vss2，并施加低电平电位Vss3在电位控制线W的电位上。这里，将电源线V的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，Vss≥Vss2)。另外，将电位控制线W的电位Vss3设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(也就是Vss>Vss3)。通过具备该种反向偏置周期，反向电压施加在发光元件上，因此，可以抑制发光元件的初始故障或渐进破坏，并且可以防止由于场致发光层的损耗导致的亮度衰减。
可以注意到，对于电源线V的电位来说，在写入周期的电位Vss1和在反向偏置周期的电位Vss2可以与发光元件104的对电极的电位Vss相等。在Vss1和Vss2比Vss小的情况中，它们可能是相等的电位，或是彼此不同的电位。
在通过数字时间灰度级方法来驱动图16的像素的情况中，如图20A所示，一帧周期F1将时间分成四个子帧周期SF1、SF2、SF3和SF4，包括写入周期Ta1、Ta2、Ta3和Ta4，显示周期Ts1、Ts2、Ts3和Ts4，以及反向偏置周期(不照明周期)BF。在写入周期中，接收光发射信号的发光元件在显示周期中进入光发射状态。在交替地执行了写入周期和显示周期后，完成了反向偏置周期。
虽然在本实施方式中使用了4比特的灰度级，但比特的数目和灰度级水平并不限于这种情况。例如，可通过使用8子帧周期来获得8比特的灰度级。此外，每个子帧周期SF1-SF4可不连贯地位于一帧中。另外，一个子帧周期还可包括多个子帧周期，并且这多个子帧周期可不连贯地位于一帧中。在使用时间灰度级方法来表示灰度级的情况中，子帧的数目并不被特别限制。此外，每个子帧周期中或发射子帧照明的照明周期的长度并不被特别限制。也就是说，选择子帧的方法并不被特别限制。
如上所述，在本发明的结构中，当施加反向电压时足够隔离短路点的大的电流可以流动，并延长了发光元件的寿命。另外，可以由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此可以降低制造成本。
另外，在电路结构中的晶体管可由N型晶体管构成，因此可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，这样，可通过简单并且便宜的制造过程得到具有良好以及稳定的操作特性的显示装置。
[实施方式6]
(电路结构5)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1中描述的图1的电路结构的结构。
构成图21所示像素的电路包括发光元件104、作为控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(开关晶体管101)、控制流入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)，以及当施加反向电压到发光元件104上时将反向偏置电流施加在发光元件104上的晶体管(AC晶体管103)。开关晶体管101、驱动晶体管102和AC晶体管103均具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作上述晶体管的任一个，这正是本发明的特征所在。虽然在本实施方式中没有使用电容元件，但是可以使用电容元件来维持视频信号的电位。
如图21所示，开关晶体管101的栅电极连接扫描线G。开关晶体管101的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的栅电极。驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。
此外，在本实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。AC晶体管103的栅电极连接线路110。
在本实施方式中，将描述在线路110和发光元件104的对电极彼此连接的情况中的操作。通过将线路110和发光元件104的对电极彼此连接，减少了功率消耗。此外，由于发光元件104的对电极和线路110互相接触，线路110发挥了发光元件104的对电极的辅助电极作用，因而减少了发光元件104的对电极的电阻。然后，可以减小发光元件104的对电极的膜厚度，并增加发光元件104的对电极和线路110的传输因数。因此，可以通过顶部发射结构得到较高的亮度，在该结构中发光元件104发出的光从顶面引出。可以注意到，根据环境的情况，还可以使用其中线路110和发光元件104不彼此连接的结构。
当开关晶体管101处于未选择的状态(截止的状态)时，将由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。可以注意到，虽然图21示出了不使用电容元件而由驱动晶体管的栅电容来维持栅电位的结构，但是本发明并不限于这种结构，还可以使用具有电容元件的结构。
此外，在本实施方式中，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比AC晶体管103的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且优选比例是5/1或更大。在AC晶体管103中，L比W更小或者与其相等。在这种情况下，当将反向电压施加在发光元件104时，像素中的反向电流的值要比当正向电压施加在发光元件104时的正向电流的值更大。
这里，可以认为，优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)结构的开关晶体管。可以注意到，关态电流是当截止晶体管时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可减少关态电流，因此，优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构的N型晶体管作为开关晶体管101使用。另外，当将电流施加在发光元件104上时，需要增大开关晶体管101的开态电流。
作为更优选的实施方式，开关晶体管101具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。那么，开关晶体管101可以增大开态电流，并减少热电子的产生。因此，提高了开关晶体管101的可靠度。
另外，还可以通过使用具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，开关晶体管101的膜厚度可以比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过形成具有例如双栅结构的多栅结构的晶体管作为开关晶体管101，可以减少栅漏电流。同样在驱动晶体管102中，通过使用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并提高可靠度。
更具体的，如果关态电流流入开关晶体管101，在写入周期中驱动晶体管102的栅电容不能维持写入电压。因此，优选通过具有LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的开关晶体管101来减少关态电流。
接下来，将参考图22A-22C描述图21的电路结构的操作。
首先，在图22A的写入周期中，当选择了扫描线G后，导通了具有连接扫描线G的栅电极的开关晶体管101。然后，将输入信号线S的视频信号的电位Vsig通过开关晶体管101输入到驱动晶体管102的栅电极，并且由驱动晶体管102的栅电容维持驱动晶体管102的栅电位。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，满足Vss≥Vss1)，因此发光元件104不发光。例如，GND(地电位)、0V等都可用作电位Vss。另外，通过设置的Vss1和Vss之间的电位差使得反向偏置电流流入发光元件104中(然而，当Vss1和Vss为相等电位时，反向偏置电流不流动)。
由于线路110的电位连接到发光元件104的对电极，连接AC晶体管103的栅电极的线路110的电位变成与发光元件104的对电极的电位Vss相等。因此，线路110的电位变成Vss，其比电源线V的电位Vss1更高或相等。
因此，在Vss1比Vss更低的情况中，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成源电极，并且AC晶体管103的源电极的电位变得比栅电极的电位更低。因此，AC晶体管103是导通的并且反向偏置电流流入发光元件104中。另外，在Vss1与Vss相等的情况中，AC晶体管是截止的并且电流不进入发光元件104中。因此在写入周期中，即使Vss1比Vss更低或与之相等，发光元件104也不发光。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况，并且描述了由视频信号的电位Vsig截止驱动晶体管102的情况，但是并无正向偏置电流提供给发光元件104，发光元件104不发光。
接下来，在图22B的显示周期中，通过控制扫描线G的电位来截止开关晶体管101，并且由驱动晶体管102的栅电容来维持写入周期中写入的视频信号的电位Vsig，因此驱动晶体管102是导通的。
另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流可以进入发光元件104中并且发光元件104发光。
另一方面，由于电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高，连接AC晶体管103的栅电极的线路110的电位Vss变成比电源线V的电位Vdd1更低。另外，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成漏电极，并且AC晶体管103的漏电极具有比栅电极的电位更高电位，因此AC晶体管103是截止的。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig来导通驱动晶体管102的情况，还描述了由视频信号的电位Vsig来截止驱动晶体管102的情况，但是并无正向偏置电流提供给发光元件104。因此，在这种情况下，即使在显示周期中，也没有正向偏置电流提供给发光元件104。
接下来，在图22C的反向偏置周期(不照明周期)中，控制了扫描线G的电位，因此，开关晶体管101是截止的。
另外，将电源线V的电位Vss1’设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(就是说，Vss>Vss1’)。通过这样做，连接电源线V的AC晶体管103的一个电极变成源电极，AC晶体管的栅电极的电位变成比源电极更高，因此AC晶体管103是导通的。因此，反向电压施加在发光元件104上，并且反向偏置电流流入发光元件104和AC晶体管103中。
在写入周期和显示周期中由于视频信号的电位Vsig而导通驱动晶体管102的情况中，在反向偏置周期中栅电容还维持了视频信号的电位Vsig，以使得驱动晶体管102导通。因此反向偏置电流流入驱动晶体管102中。然而，如上所述，通过将驱动晶体管102的L/W设置成比AC晶体管103的L/W更大，进入驱动晶体管102的电流值将比进入AC晶体管103的电流值更小。当然，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是截止的情况中，电流将不被提供给驱动晶体管102。
另外，在反向偏置周期中Vss1’和Vss之间的电位差可比在显示周期中的Vdd1和Vss之间的电位差更大。这样，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且，在反向偏置周期中即使是很大的电流也可以进入发光元件104。
虽然在本实施方式中描述了改变电源线V的电位的操作，但本发明并不限于此。例如，可以只改变发光元件104的对电极的电位(也就是，连接AC晶体管103的栅电极的线路110的电位)，也可以一起改变电源线V的电位和发光元件104的对电极的电位。
接下来，采用图21中所示像素的数字时间灰度级方法的驱动方法与图9A、9B、10A、10B、23A与23B的时间图相一致。该方法与使用图9A、9B、10A、10B、23A与23B的实施方式3中描述的方法类似，因此这里省略了描述。
如上所述，在本发明的结构中，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，并且延长了发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管来构成电路结构，因此可以降低制造成本。
另外，电路结构中的晶体管可由N型晶体管构成，因此可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此，可通过简单并且便宜的制造过程得到具有良好以及稳定操作特性的显示装置。
[实施方式7]
(电路结构6)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1中描述的图1的电路结构的结构。
构成图24所示像素的电路包括发光元件104、作为控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(开关晶体管101)、控制流入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)，以及当施加反向电压到发光元件104上时将反向偏置电流施加在发光元件104上的晶体管(第一AC晶体管107和第二AC晶体管108)。开关晶体管101、驱动晶体管102、第一AC晶体管107和第二AC晶体管108具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作上述晶体管的任一个，这正是本发明的特征。虽然在本实施方式中没有使用电容元件，但是也可以使用电容元件来维持视频信号的电位。
如图24所示，开关晶体管101的栅电极连接扫描线G。开关晶体管101的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的栅电极。驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。
此外，在本实施方式中，第一AC晶体管107的源电极或漏电极中的一个连接驱动晶体管102的栅电极，另一个连接发光元件104的像素电极和驱动晶体管102的源电极或漏电极中的任一个。第一AC晶体管107的栅电极连接第二电位控制线XL。此外，第二AC晶体管108的源电极或漏电极中的一个连接第一电位控制线WL，另一个连接发光元件104的像素电极。第二AC晶体管108的栅电极连接第二AC晶体管108的源电极或漏电极，其中该第二AC晶体管108的源电极或漏电极连接了发光元件104的像素电极。
当开关晶体管101处于未选择的状态(截止的状态)时，将由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。可以注意到，虽然图24示出了由驱动晶体管的栅电容而不用电容元件来维持栅电位的结构，但是本发明并不限于这种结构，还可以使用具有电容元件的结构。
此外，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比第二AC晶体管108的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且优选比例是5/1或更大。在第二AC晶体管108中，L比W更小或者与其相等。这样，当将反向电压施加在发光元件104时，像素中的反向电流值要比当正向电压施加在发光元件104时的正向电流值更大。
这里，可以认为，优选开关晶体管具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)的结构。可以注意到，关态电流是当截止晶体管时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可减少关态电流，因此，优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构的N型晶体管作为开关晶体管101使用。另外，当将电流施加在发光元件104上时，需要增大开关晶体管101的开态电流。
作为更优选的实施方式，开关晶体管101具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。那么，开关晶体管101可以增大开态电流，并减少热电子的产生。因此，提高了开关晶体管101的可靠度。
另外，还可以通过使用具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，开关晶体管101的膜厚度可以比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过形成具有例如双栅结构的多栅结构的晶体管作为开关晶体管101，可以减少栅漏电流。同样在驱动晶体管102中，通过使用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并提高可靠度。
更具体的，如果关态电流流入开关晶体管101，在写入周期中驱动晶体管102的栅电容将不能维持写入电压。因此，优选通过具有LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的开关晶体管101来减少关态电流。
接下来，将参考图25A-25C描述图24的电路结构的操作。
首先，在图25A的写入周期中，当选择了扫描线G后，导通了具有连接扫描线G的栅电极的开关晶体管101。然后，将输入到信号线S的视频信号的电位Vsig通过开关晶体管101输入到驱动晶体管102的栅电极中，并且由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，满足Vss≥Vss1)，因此发光元件104不发光。例如，GND(地电位)、0V等都可用作电位Vss。另外，由设置的Vss1和Vss之间的电位差来使反向偏置电流流入发光元件104(然而，当Vss1和Vss是相等的电位时，反向偏置电流将不流动)。
另一方面，在该写入周期中，将第二电位控制线XL的电位Vss3设置成足够截止第一AC晶体管107的低电位。另外，将第一电位控制线WL的电位Vdd2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高电位(也就是，满足Vdd2>Vss)，因此连接第一电位控制线WL的第二AC晶体管108的电极变成漏电极，并且连接发光元件104的像素电极的第AC晶体管108的一个电极变成源电极。此外，源电极连接第二AC晶体管108的栅电极，因此第二AC晶体管108是截止的。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期期间由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况，并且描述了由视频信号的电位Vsig截止驱动晶体管102的情况，但是没有电流提供给发光元件104，发光元件104不发光。
接下来，在图25B的显示周期中，通过控制扫描线G的电位来截止开关晶体管101。由于由驱动晶体管102的栅电容来维持在写入周期中写入的视频信号的电位Vsig，因此驱动晶体管102是导通的。另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流流入发光元件104，发光元件104发光。
另一方面，以写入周期的相同的方法，将第二电位控制线XL的电位Vss3设置成足够截止第一AC晶体管107的低电位。另外，将第一电位控制线WL的电位Vdd2设置成比发光元件104的对电极的电位更高(也就是，满足Vdd2>Vss)。因此连接第一电位控制线WL的第二AC晶体管108的电极变成了漏电极，连接发光元件104的像素电极的第二AC晶体管108的电极变成源电极。此外，源电极连接第二AC晶体管108的栅电极，因此在显示周期中第二AC晶体管108是截止的。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig来导通驱动晶体管102的情况，还描述了由视频信号的电位Vsig来截止驱动晶体管102的情况，但是没有电流提供给发光元件104。因此，在这种情况下，即使在显示周期中，也没有电流提供给发光元件104。
接下来，在图25C的反向偏置周期(非照明周期)中，通过控制扫描线G的电位，截止开关晶体管101。
另外，将电源线V的电位Vss1’设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(就是说，满足Vss>Vss1’)。在这种条件和导通驱动晶体管102的情况下，连接电源线V的驱动晶体管102的电极变成源电极，连接发光元件104的像素电极的驱动晶体管102的电极变成漏电极。
此外，将第二电位控制线XL的电位Vdd3设置成足够导通第一AC晶体管107的高电位。这样，驱动晶体管102的栅电极和漏电极具有相等的电位，驱动晶体管102是导通的。
另外，通过将第一电位控制线WL的电位Vss2设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(也就是，满足Vss>Vss2)，连接第一电位控制线WL的第二AC晶体管108的电极变成源电极，连接发光元件104的像素电极的电极变成漏电极。此外，漏电极连接第二AC晶体管108的栅电极，因此第二AC晶体管108是导通的。
因此，通过使用两个AC晶体管，反向电压施加在发光元件104上，并且反向偏置电流流入发光元件104、驱动晶体管102和第二AC晶体管108中。
可以注意到，如上所述，通过将驱动晶体管102的L/W设置成比第二AC晶体管108的L/W更大，使得流入第二AC晶体管108的电流比流入驱动晶体管102的电流更大。换句话说，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，在反向偏置周期中大电流可流入发光元件104中。
另外，在反向偏置周期中Vss1’和Vss之间的电位差可比在显示周期中Vdd1和Vss之间的电位差更大。这样，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，在反向偏置周期中即使是更大的电流也可以流入发光元件104中。
可以注意到，虽然在本实施方式中发光元件104的对电极的电位是固定的电位，但本发明并不限于此。例如，可以只改变发光元件104的对电极的电位，或者可以一起改变电源线V的电位和发光元件104的对电极的电位。
接下来，图24所示的使用像素的数字时间灰度级方法的驱动方法与图9A、9B、10A、10B、23A与23B的时间图相一致。该方法与使用图9A、9B、10A、10B、23A与23B的实施方式3中描述的方法类似，因此这里省略了描述。
如上所述，在本发明的结构中，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，并且延长了发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管来构成电路结构，因此可以降低制造成本。
另外，在电路结构中的晶体管可由N型晶体管构成，因此可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此，可通过简单并且便宜的制造过程得到具有良好以及稳定操作特性的显示装置。
【实施方式8】
(电路结构7)
在本实施方式中，将描述不同于实施方式1中描述的图1的电路结构的结构。
构成图26所示像素的电路包括发光元件104、用于控制输入视频信号到像素中的开关元件的晶体管(开关晶体管101)、控制流入发光元件104的电流值的晶体管(驱动晶体管102)，以及当施加反向电压到发光元件104上时将反向偏置电流施加在发光元件104上的晶体管(AC晶体管103)。开关晶体管101、驱动晶体管102、AC晶体管103具有相同的导电类型，并且N型晶体管可用作上述晶体管的每一个，这正是本发明的特征。虽然在本实施方式中没有使用电容元件，但是也可以使用电容元件来维持视频信号的电位。
如图26所示，开关晶体管101的栅电极连接扫描线G。开关晶体管101的源电极或漏电极中的一个连接信号线S，另一个连接驱动晶体管102的栅电极。驱动晶体管102的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。
此外，在本实施方式中，AC晶体管103的源电极或漏电极中的一个连接电源线V，另一个连接发光元件104的像素电极。AC晶体管103的栅电极连接AC晶体管103的源电极或漏电极，其中该AC晶体管103的源电极或漏电极连接了发光元件104的像素电极。
当开关晶体管101处于未选择的状态(截止的状态)时，将由驱动晶体管102的栅电容来维持驱动晶体管102的栅电位。可以注意到，虽然图26示出了由驱动晶体管的栅电容而不用电容元件来维持栅电位的结构，但是本发明并不限于这种结构，还可以使用具有电容元件的结构。
此外，在本实施方式中，驱动晶体管102的沟道长度L与沟道宽度W的比例L/W要比AC晶体管103的L/W更大。特别地，在驱动晶体管102中，L比W更大，并且更优选比例是5/1或更大。在AC晶体管103中，L比W更小或者与其相等。这样，当将反向电压施加在发光元件104时，像素中的反向电流值要比当正向电压施加在发光元件104时的正向电流值更大。
这里，可以认为，优选具有较小漏电流(关态电流和栅漏电流)结构的开关晶体管。可以注意到，关态电流是当截止晶体管时在源极和漏极之间流动的电流，栅漏电流是在栅极和源极或栅极和漏极之间通过栅绝缘膜流动的电流。
因为具有LDD区域结构的晶体管可减少关态电流，因此，优选具有低浓度杂质区域(也称为轻掺杂漏极：LDD区域)的结构的N沟道晶体管作为开关晶体管101使用。另外，当将电流施加在发光元件104上时，需要增大开关晶体管101的开态电流。
作为更优选的实施方式，开关晶体管101具有LDD区域，并且LDD区域包括与栅电极交迭的区域。那么，开关晶体管101可以增大开态电流，并减少热电子的产生。因此，提高了开关晶体管101的可靠度。
另外，还可以通过使用具有与栅电极交迭的LDD区域的驱动晶体管102来提高驱动晶体管102的可靠度。
此外，可通过减小栅绝缘膜的膜厚度来减少关态电流。因此，开关晶体管101的膜厚度可以比驱动晶体管102的膜厚度更薄。
此外，通过形成具有例如双栅结构的多栅结构的晶体管作为开关晶体管101，可以减少栅漏电流。同样在驱动晶体管102中，通过使用例如双栅结构的多栅结构，可以减少栅漏电流，并提高可靠度。
更具体的，如果关态电流流入开关晶体管101，在写入周期中驱动晶体管102的栅电容将不能维持写入电压。因此，优选通过具有LDD区域、薄的栅绝缘膜或者使用多栅结构的开关晶体管101来减少关态电流。
接下来，将参考图27A-27C描述图26的电路结构的操作。
首先，在图27A的写入周期中，当选择了扫描线G后，导通了具有连接扫描线G的栅电极的开关晶体管101。然后，将输入到信号线S的视频信号的电位Vsig通过开关晶体管101输入到驱动晶体管102的栅电极中，并且由驱动晶体管102的栅电容来维持栅电位。
将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低或与之相等(也就是，满足Vss≥Vss1)，因此发光元件104不发光。例如，GND(地电位)、OV等都可用作电位Vss。另外，由设置的Vss1和Vss之间的电位差来使反向偏置电流流入发光元件104(然而，当Vss1和Vss是相等的电位时，反向偏置电流将不流动)。
另一方面，在该写入周期中，将电源线V的电位Vss1设置成比发光元件104的对电极的电位更低或与之相等，因此，在Vss1和Vss是相等的电位的情况中，AC晶体管103是截止的并且没有电流进入发光元件104中。另外，在Vss1比Vss小的情况中，连接电源线V的AC晶体管103的电极变成源电极，连接发光元件104的像素电极的电极变成漏电极。由于源电极连接了AC晶体管103的栅电极，导通了AC晶体管103，反向偏置电流流入发光元件104中。因此，即使Vss1比Vss低或与之相等，发光元件104在反向偏置周期中也不发光。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期期间由视频信号的电位Vsig导通驱动晶体管102的情况，并且描述了由视频信号的电位Vsig截止驱动晶体管102的情况，但是没有正向偏置电流提供给发光元件104，发光元件104不发光。
接下来，在图25B的显示周期中，通过控制扫描线G的电位来截止开关晶体管101。由于由驱动晶体管102的栅电容来维持写入周期中写入的视频信号的电位Vsig，因此驱动晶体管102是导通的。
另外，将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高(也就是，满足Vdd1>Vss)，因此正向偏置电流流入发光元件104，发光元件104发光。
另一方面，由于将电源线V的电位Vdd1设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更高，因此连接电源线V的AC晶体管的电极变成漏电极，连接发光元件104的像素电极的电极变成源电极。此外，源电极连接AC晶体管103的栅电极，因此AC晶体管103是截止的。
可以注意到，虽然已经描述了在写入周期中由视频信号的电位Vsig来导通驱动晶体管102的情况，还描述了由视频信号的电位Vsig来截止驱动晶体管102的情况，但是没有正向偏置电流提供给发光元件104。因此，在这种情况下，即使在显示周期中，也没有正向偏置电流提供给发光元件104。
接下来，在图27C的反向偏置周期(不照明周期)中，通过控制扫描线G的电位，截止了开关晶体管101。
另外，将电源线V的电位Vss1’设置成比发光元件104的对电极的电位Vss更低(就是说，满足Vss>Vss1’)。因此，连接电源线V的AC晶体管103的电极变成源电极，连接发光元件104的像素电极的电极变成漏电极。此外，由于漏电极连接了AC晶体管103的栅电极，AC晶体管103是导通的。因此，反向电压施加在发光元件104上，反向偏压电流流入发光元件104和AC晶体管103中。
在写入周期和显示周期中由于视频信号的电位Vsig而导通驱动晶体管102的情况中，在反向偏置周期中栅电容还维持了视频信号的电位Vsig，使得驱动晶体管导通。因此，反向偏置电流流入驱动晶体管102中。然而，如上所述，通过将驱动晶体管102的L/W设置成比AC晶体管103的L/W更大，进入驱动晶体管102的电流值将比进入AC晶体管103的电流值更小。当然，在写入周期和显示周期中驱动晶体管102是截止的情况下，电流将不被提供给驱动晶体管102。
另外，在反向偏置周期中Vss1’和Vss之间的电位差可能比显示周期中的Vdd1和Vss之间的电位差更大。这样，反向偏置电流值变得比正向偏置电流值更大，并且，在反向偏置周期中大电流也可以进入发光元件104。
可以注意到，虽然在本实施方式中发光元件104的对电极的电位是固定的，但本发明并不限于此。例如，可以只改变发光元件104的对电极的电位，或者可以一起改变电源线V的电位和发光元件104的对电极的电位。
接下来，图26所示的使用像素的数字时间灰度级方法的驱动方法与图9A、9B、10A、10B、23A与23B的时间图相一致。该方法与使用图9A、9B、10A、10B、23A与23B的实施方式3中描述的方法类似，因此这里省略了描述。
如上所述，在本发明的结构中，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，并且延长了发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管来构成电路结构，因此可以降低制造成本。
另外，在电路结构中的晶体管可由N型晶体管构成，因此可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以应用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此，可通过简单并且便宜的制造过程得到具有良好以及稳定的操作特性的显示装置。
下文中，将描述本发明的实施例。
【实施例1】
参考图37描述一种电路，其使用数字时间灰度级方法将驱动显示器的信号输入到显示器的信号线驱动电路和扫描线驱动电路。
在本实施例中，将描述通过将4比特数字视频信号输入到显示装置中显示图像的显示装置的例子。然而，本发明并不限于4比特的信号。
信号控制电路601读取数字视频信号，并输出数字视频信号VD到显示器600。
在本实施例中，通过在信号控制电路601中将数字视频信号转换成输入显示器的信号，该信号称为数字视频信号VD。
在显示器600中由显示控制器602输入信号以及用于驱动信号线驱动电路607和扫描线驱动电路608的驱动电压。
以下将描述信号控制电路601和显示控制器602的结构。
显示器600中的信号线驱动电路607包括移位寄存器610、LAT(A)611和LAT(B)612。虽然没有显示，但可以提供电平移动器、缓冲器等。可以注意到，本发明并不限于这种结构。还可以注意到，附图标记609表示一个像素部分。
信号控制电路601包括CPU604、存储器A605、存储器B606和存储控制器603。
存储控制器603控制输入到信号控制电路601的数字视频信号，并通过开关输入到存储器A605。存储器A605具有存储显示器600全部像素的数字视频信号的足够高的容量。当在存储器A605中存储了一帧周期的信号时，存储控制器603将按顺序读取每个比特的信号，然后作为数字视频信号VD输入到源信号线驱动电路607中。
当存储在存储器A605中的信号的读取操作开始时，与下一帧周期相对应的数字视频信号将通过存储控制器603输入到存储器B606中，因而开始存储在其中。与存储器A605类似，存储器B606具有足够存储显示装置的全部像素的数字视频信号的高容量。
如此，信号控制电路601具有存储器A605和存储器B606，其中每个都能够存储一帧周期的数字视频信号。通过交替地使用存储器A605和存储器B606来采样数字视频信号VD。
这里，将描述信号控制电路601，其交替地使用两个存储器A605和B606来存储信号。通常，显示装置具有多个可以交替使用并用于存储多帧数据的存储器。
图38是具有上述结构的显示装置的结构图。
该显示装置包括信号控制电路601、显示控制器602和显示器600。
该显示控制器602给显示器600提供起动脉冲SP、时钟脉冲CLK、驱动电压等。
信号控制电路601包括CPU604、存储器A605、存储器B606以及存储控制器603。
存储器A605包括存储器605_1至605_4，这些存储器分别存储数字视频信号的第一至第四比特的数据。类似的，存储器B606包括606_1至606_4，这些存储器分别存储数字视频信号的第一至第四比特的数据。与每个比特对应的存储器具有存储一个比特信号的存储元件，其与构成一幅图形的像素数目相对应。
通常，在能够使用n比特数字视频信号来显示灰度级的显示装置中，存储器A605包括分别用于存储第一至第n比特数据的存储器605_1至605_n。类似的，存储器B606包括分别用于存储第一至第n比特数据的存储器606_1至606_n。与每个比特相对应的存储器具有足够存储与构成一幅图像的像素数目相对应的一个比特信号的高容量。
下文将描述显示控制器602的结构。
图39示出了本发明的显示控制器的结构图。
显示控制器602包括基准时钟产生电路801、水平时钟产生电路803、垂直时钟产生电路804、用于发光元件的电源控制电路805和用于驱动电路的电源控制电路806。
从CPU604输入的时钟信号31输入到产生基准时钟的基准时钟产生电路801中。基准时钟输入到水平时钟产生电路803和垂直时钟产生电路804中。
从CPU604输入用于决定水平周期(horizontal cycle)的水平同步信号32到水平时钟产生电路803中，并且输出时钟脉冲S_CLK和起动脉冲S_SP到信号线驱动电路中。类似的，从CPU604输入用于决定垂直周期(vertical cycle)的垂直同步信号33到垂直时钟产生电路804中，并且输出时钟脉冲G_CLK和起动脉冲G_SP到扫描线驱动电路中。
用于发光元件的电源控制信号34控制用于发光元件的电源控制电路805。例如，在使用图9A和9B的时间表的情况中，以这种方式来控制电源线的电位，该种方式是在写入周期Ta中施加OV的电压在电源线上，在显示周期Ts中施加正向电压在发光元件上，在反向偏置周期BF中施加反向电压在发光元件上。
在使用图23A和23B的时间图的情况中，用于发光元件的电源控制电路805以这种方式来控制电源线的电位，该种方式是在显示周期Ts中施加正向电压在发光元件上的同时，在写入周期Ta中施加反向电压在发光元件上。
用于驱动电路的电源控制电路806控制输入到每个驱动电路中的电源电压。
可以注意到，用于驱动电路的电源控制电路806可具有已知的结构。
上述信号控制电路601、存储控制器603、CPU604、存储器A605、存储器B606和显示控制器602可与像素形成在同一衬底上，以便与显示器600同时形成；上述信号控制电路601、存储控制器603、CPU604、存储器A605、存储器B606和显示控制器602可以使用LSI芯片形成并且用COG或TAB焊接在显示器600的衬底上；或形成在不同于显示器600衬底的衬底上，用电线连接。
通过使用本发明和用于输入信号到显示器的信号线驱动电路和扫描线驱动电路的电路，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，延长了发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此降低制造成本。
本实施例可以与上述的实施方式相组合。
【实施例2】
在本实施例中，将描述本发明的显示装置中使用的数字时间灰度级方法的信号线驱动电路的结构例子。
图40示出了信号线驱动电路的结构例子。
信号线驱动电路包括移位寄存器901、扫描方向开关电路、LAT(A)902和LAT(B)903。可以注意到，图40局部示出了LAT(A)902和LAT(B)903，其每个均对应于移位寄存器901的一个输出；然而，同样结构的LAT(A)902和LAT(B)903对应于移位寄存器901的全部输出。
移位寄存器901包括时钟反相器、反相器和NAND。用于信号线驱动电路的起动脉冲S_SP输入到移位寄存器901中，并且其中时钟反相器的开/关由用于信号线驱动电路的时钟脉冲S_CLK和由转换S_CLK得到的用于信号线驱动电路的转换时钟脉冲S_CLKB控制，借此取样脉冲按顺序地从NAND输出到LAT(A)902中。
扫描方向开关电路包括开关，其将移位寄存器901的扫描方向转换成附图中的左或右。在图40中，在左/右开关信号L/R与低(Low)信号相对应的情况中，在附图中移位寄存器901按顺序地从左至右输出取样脉冲。另一方面，在左/右开关信号L/R与高(High)信号相对应的情况中，在附图中移位寄存器901按顺序地从右至左输出取样脉冲。
这里，由于对将输入到一个信号线中的视频信号采样，LAT(A)902的每个时期都与LAT(A)904相对应。
LAT(T)904包括时钟反相器和反相器。
这里，实施例1描述的从信号控制电路输出的数字视频信号VD分成p(p是自然数)个信号。也就是，与p信号线的输出相对应的信号是平行输出的。当取样脉冲同时通过缓冲器输入到p个LAT(A)902的时钟反相器中时，分别由p个LAT(A)902来同时取样p个分离的输入信号。
这里，将描述用于输出信号电压到x个信号线的信号线驱动电路的例子；因此，x/p取样脉冲在每个水平周期中按顺序地从移位寄存器中输出。根据每个取样脉冲，p个LAT(A)904同时取样与p个信号线的输出相对应的数字视频信号。
在本实施例中，上述的方法称为p分割驱动，该方法将输入到信号线驱动电路的数字视频信号分成p相平行信号，并同时使用一个取样脉冲取样p个数字视频信号。图40示出了4分割驱动。
依据该种分割驱动，保障了用于信号线驱动电路的移位寄存器取样的足够余量。如此，提高了显示装置的可靠度。
在一个水平周期的信号输入到整个LAT(A)904中后，将闩脉冲S_LAT和通过转换S_LAT得到的转换的闩脉冲S_LATB输入到其中，并且输入到LAT(A)904的信号立即被输出到LAT(B)903的各个时期中。
可以注意到，LAT(B)903的各个时期均与LAT(B)905相对应，LAT(A)902的每个时期的信号输入到LAT(B)905中。
每个LAT(B)905包括时钟反相器和反相器。从每个LAT(A)904输出的信号保留在LAT(B)905中，并且在同一时间，输出到每个信号线S1-Sx中。
可以注意到，虽然没有示出，但可以适当地使用电平移动器、缓冲器等。
从本发明实施例1所示的显示控制器中输入LAT(B)903、LAT(A)902和输入到移位寄存器901中的起动脉冲S_SP、时钟脉冲S_CLK等。
在本实施例中，在输入时钟脉冲S_CLK和起动脉冲S_SP到信号线驱动电路的移位寄存器中的操作和输入驱动电压来操作信号线驱动电路的操作均由显示控制器控制的同时，输入数字视频信号到信号线驱动电路的LAT(A)的操作由信号控制电路控制。
可以注意到，本发明的显示装置并不限于具有本实施例的信号线驱动电路的结构，还可以使用具有已知结构的信号线驱动电路。
另外，依赖于信号线驱动电路的结构，从显示控制器输入到信号线驱动电路的信号线的数目和驱动电压的电源线数目是变化的。
通过使用本发明以及上述的结构，当施加了反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，延长了发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此可以降低制造成本。
本实施例可与上述实施方式和实施例相组合。
【实施例3】
在本实施例中，将参考图41描述本发明的显示装置中使用的扫描线驱动电路的结构例子。
扫描线驱动电路包括移位寄存器、扫描方向开关电路等。可以注意到，虽然没有显示出，但可以适当地使用电平移动器、缓冲器等。
将起动脉冲G_SP、时钟脉冲G_CLK、驱动电压等输入到移位寄存器中，并输出扫描线选择信号。
移位寄存器3601包括时钟反相器3602和3603，反相器3604和NAND电路3607。将起动脉冲G_SP输入到移位寄存器3601中，并且由时钟脉冲G_CLK和通过转换G_CLK得到的转换的时钟脉冲G_CLKB控制其中的时钟反相器3602和3603的开/关，借此从NAND电路3607中按顺序输出取样脉冲。
扫描方向开关电路包括开关3605和3606，这些开关将移位寄存器3601的扫描方向转换到附图中的左或右。在图41中，在扫描方向开关信号U/D与低信号相对应的情况中，移位寄存器3601按顺序地在附图中从左到右输出取样脉冲。另一方面，在扫描方向开关信号U/D与高信号相对应的情况中，移位寄存器按顺序地在附图中从右到左输出取样脉冲。
从移位寄存器3601输出的取样脉冲输入NOR电路3608，其由使能信号ENB操作。执行该操作可以防止由于圆形的取样脉冲同时选择相邻的扫描线。从NOR3608输出的信号通过缓冲器3609和3610输出到扫描线Gl-Gy中。
可以注意到，虽然没有显示，但是可以适当地使用电平移动器、缓冲器等。
本说明书实施例1所示的从显示控制器输入起动脉冲G_SP、时钟脉冲G_CLK、驱动电压等到移位寄存器3601。
本发明的显示装置并不限于具有本实施例中的扫描线驱动电路的结构，还可以使用具有已知结构的扫描线驱动电路。
另外，根据扫描线驱动电路的结构，从显示控制器输入到扫描线驱动电路的信号线的数目和驱动电压的电源线的数目是变化的。
通过使用本发明的上述结构的显示装置，当施加反向电压时，足够隔离短路点的大的电流可以流动，延长了发光元件的寿命。另外，可以有具有同样导电类型的晶体管来构成电路结构，因此可以降低制造成本。
本实施例可以与上述的实施方式和实施例相组合。
【实施例4】
在本实施例中，将参考附图描述上述实施方式中描述过的包括了像素结构的显示板的结构。
可以注意到，图28A是显示板的俯视图，图28B是沿着图28A的线A-A’的横截面图。显示板包括用虚线表示的信号线驱动电路6701、像素部分6702、第一扫描线驱动电路6703和第二扫描线驱动电路6706。此外，还有密封衬底6704和密封材料6705。密封材料6705包围的部分是空间6707。
可以注意到线路6708是用于传输信号进入第一扫描线驱动电路6703、第二扫描线驱动电路6706和信号线驱动电路6701并接收从FPC(柔性印刷电路)6709(功能上作为外部输入端)输出的视频信号、时钟信号、起动信号等。IC芯片(半导体芯片，包括存储电路、缓冲电路等)6718和IC芯片6719通过COG(玻璃上芯片)等安装在FPC6709和显示板的连接部分上。可以注意到，这里只示出了FPC；然而，还可将印刷电路板(PWB)附着在FPC上。本说明书中的显示装置不仅仅包括显示板的主体，还包括一个附着在其上的FPC或PWB以及一个安装在其上的IC芯片等。
接下来，将参考图28B的横截面结构进行描述。像素部分6702和外围驱动电路(第一扫描线驱动电路6703、第二扫描线驱动电路6706、和信号线驱动电路6701)均形成在衬底6710上。这里，示出了信号线驱动电路6701和像素部分6702。
可以注意到，信号线驱动电路6701包括TFT6720和6721，TFT6720和6721都是具有相同导电类型的例如N沟道晶体管的晶体管。可以注意到，通过应用上述实施方式中描述的任一像素结构，使用具有相同导电类型的晶体管来形成像素。因此，当由N沟道晶体管形成外围驱动电路时，可以制造出具有单一导电类型的显示板。另外，还可以使用由N沟道晶体管形成的NMOS电路来形成外围驱动电路。不用说，在外围电路中，PMOS电路或CMOS电路均可使用除了具有相同导电类型的N沟道晶体管之外还可使用P-沟道晶体管来形成。此外，在本实施例中，示出了其中外围驱动电路均形成在同一衬底上的显示板；然而，本发明并不限于此。全部或部分的外围驱动电路可由IC芯片等组成并由COG等安装。在这种情况中，驱动电路并不需要具有单一的导电类型，而可以自由设计，例如可以与P-沟道晶体管组合形成。
此外，像素部分6702包括TFT6711和6712。可以注意到，TFT6712的源电极连接第一电极(像素电极)6713。因此形成了绝缘体6714，以覆盖第一电极6713的末端部分。这里，可由正性感光丙烯酸树脂薄膜来形成绝缘体6714。
为了得到很好的覆盖率，绝缘体6714在其顶部和底部形成为具有一定曲率的曲面。例如，在使用正性感光丙烯酸类作为形成绝缘体6714的材料的情况中，优选仅仅绝缘体6714的顶部具有一定曲率半径(0.2-3μm)的曲面。而且，通过光可溶解在蚀刻剂中的负性感光丙烯酸类或通过光可溶解在蚀刻剂中的正性感光丙烯酸类均可用作绝缘体6714。
包含有机化合物和第二电极(对电极)6717的层6716形成在第一电极6713上。这里，优选使用具有高功函数的材料作为第一电极6713的材料(功能上作为阳极)。例如，可以使用铟锡氧化物(ITO)膜、铟锌氧化物(IZO)膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层，氮化钛膜和包含铝的膜作为主要成分的叠层，氮化钛膜、含铝作为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构等。可以注意到，使用叠层结构，线路具有低电阻，并且可以得到良好的欧姆接触，以及可以得到阳极的功能。
包含有机化合物的层6716通过使用蒸发掩模的蒸发方法或墨喷方法来形成。元素周期表第4族的金属络合物可用作包含有机化合物的层6716的一部分。此外，低分子材料或高分子材料也可组合使用。此外，作为用于包含有机化合物的层的材料，通常使用单层或叠层的有机化合物。然而，在本实施例中，无机化合物也可用作由有机化合物形成的膜的一部分。而且，还可以使用已知的三重材料。
此外，作为用于形成在层6716上包含有机化合物的第二电极6717的材料，可以使用具有低功函数(Al、Ag、Li、Ca，或例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2的合金，或氮化钙)的材料。在从包含有机化合物的层6716产生的光穿过第二电极6717的情况中，优选使用具有较薄厚度的薄金属膜和透明导电膜(铟锡氧化物(ITO)膜、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO))等的叠层作为第二电极6717。
此外，还可形成保护叠层6726来密封发光元件6725。保护叠层6726通过层叠第一无机绝缘膜、应力松弛膜和第二无机绝缘膜形成。
此外，通过用密封材料6705将密封衬底6704附着到保护叠层6726和衬底6710上，由保护叠层6726、衬底6710、密封衬底6704和密封材料6705将发光元件6725包围在空间6707中。可以注意到，空间6707可以用密封材料6705填满，例如惰性气体(氮气、氩气等)。
可以注意到，优选使用环氧基树脂作为密封材料6705。此外，优选尽可能不会传送湿气或氧气的材料。作为密封衬底6704的材料，还可以使用玻璃衬底、石英衬底、由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氯乙烯)、myler、聚酯、丙烯酸类形成的塑料衬底等。
如上所述，可以得到具有本发明的像素结构的显示板。可以注意到，上述的结构仅仅是一个例子，本发明的显示板结构并不限于此。
如图28A和28B所示，可以通过在同一衬底上形成信号线驱动电路6701、像素部分6702、第一扫描线驱动电路6703和第二扫描线驱动电路6706来降低制造显示装置的成本。此外，在这种情况下，可以使用具有相同导电类型的晶体管作为信号线驱动电路6701、像素部分6702、第一扫描线驱动电路6703和第二扫描线驱动电路6706，借此简化制造方法。作为结果，可进一步降低成本。
可以注意到，显示板的结构并不限于如图28A所示的结构，该结构将信号线驱动电路6701、像素部分6702、第一扫描线驱动电路6703和第二扫描线驱动电路6706形成在同一衬底上，与信号线驱动电路6701相对应的图29A所示的信号线驱动电路6801可由IC芯片组成，并由COG等形成在显示板上。可以注意到，图29A中的衬底6800、像素部分6802、第一扫描线驱动电路6803、第二扫描线驱动电路6804、FPC6805、IC芯片6806和6807、密封衬底6808和密封材料6809分别对应于图28A中的衬底6710、像素部分6702、第一扫描线驱动电路6703、第二扫描线驱动电路6706、FPC6709、IC芯片6718和6719、密封衬底6704和密封材料6705。
也就是，只有需要在高速下工作的信号线驱动电路是由使用CMOS等的IC芯片组成，借此实现了较低的功率消耗。此外，通过形成例如硅片等形成的半导体芯片的IC芯片，可以实现更高速的工作和更小的功率消耗。
通过在像素部分6802的同一衬底上形成第一扫描线驱动电路6803和/或第二扫描线驱动电路6804，实现了成本降低。此外，具有相同导电类型的晶体管用于第一扫描线驱动电路6803、第二扫描线驱动电路6804和像素部分6802，借此实现了成本降低。至于像素部分6802的像素结构，可以使用在上述实施方式中描述过的像素。
如此，可以实现高清晰度显示装置的成本降低。此外，通过将包括功能电路(存储器或缓冲器)的IC芯片安装在FPC6805和衬底6800的连接部分上，可以有效利用衬底区域。
而且，与图28A所示的信号线驱动电路6701、第一扫描线驱动电路6703、和第二扫描线驱动电路6706相对应的图29B所示的信号线驱动电路6811、第一扫描线驱动电路6814和第二扫描线驱动电路6813可形成为IC芯片，并通过COG等安装在显示板上。在这种情况中，可以实现高清晰度显示装置的较低功率消耗。可以注意到，图29B中的衬底6810、像素部分6812、FPC6815、IC芯片6816和6817，密封衬底6818和密封材料6819分别对应于图28A中的衬底6710、像素部分6702、FPC6709、IC芯片6718和6719、密封衬底6704和密封材料6705。
此外，通过使用非晶硅作为像素部分6812的晶体管的半导体层，可进一步实现成本的降低。而且，可以制造出大尺寸的显示板。
此外，第二扫描线驱动电路、第一扫描线驱动电路和信号线驱动电路不一定提供在像素的行方向和列方向上。例如，如图30A所示，形成在IC芯片中的外围驱动电路6901具有图29B所示的第一扫描线驱动电路6814、第二扫描线驱动电路6813和信号线驱动电路6811的功能。可以注意到，图30A中的衬底6900、像素部分6902、FPC6904、IC芯片6905和6906、密封衬底6907和密封材料6908分别对应于图28A中的衬底6710、像素部分6720、FPC6709、IC芯片6718和6719、密封衬底6704和密封材料6705。
图30B示出了如图30A所示的显示装置的线路连接的示意图。具有衬底6910、外围驱动电路6911、像素部分6912、FPC6913和6914。从FPC6913外部输入信号和电源电位到外围驱动电路6911。外围驱动电路6911的输出被输入到列方向上的线路和行方向上的线路中，这些线路连接到像素部分6912中的像素。
此外，图31A和31B示出了可以应用于发光元件6725的发光元件的例子。也就是说，将参考图31A和31B的发光元件的结构进行描述，该元件可应用于上述实施方式中的像素。
在图31A所示的发光元件中，阳极7002、由空穴注入材料形成的空穴注入层7003、由空穴传输材料形成的空穴传输层7004、发光层7005、由电子传输材料形成的电子传输层7006、由电子注入材料形成的电子注入层7007和阴极7008均按顺序层叠在衬底7001上。这里，发光层7005可由仅仅一种发光材料形成；然而，其可由两种或更多种材料形成，本发明的元件结构并不限于此。
除了如图31A所示的将每个功能层进行层叠的叠层结构之外，还可以有多种例如由高分子化合物形成的元件，在发光层中从三重激发状态发光的、利用三重发光材料的高效元件等的变型。还可以应用到白色发光元件中，其可通过使用空穴阻挡层等来控制载流子的复合区来将光发射区域分成两个区域而得到。
图31A所示的本发明的元件可由按顺序地沉积空穴注入材料、空穴传输材料和发光材料在具有阳极7002(ITO，铟锡氧化物)的衬底7001上形成。接下来，沉积电子传输材料和电子注入材料，最后通过蒸发方法形成阴极7008。
适用于空穴注入材料、空穴传输材料、电子传输材料、电子注入材料和发光材料的材料将如下所示。
作为空穴注入材料，有机化合物，例如卟啉类化合物、酞菁染料(下文称为“H2Pc”)、铜酞菁染料(下文称为“CuPc”)等都是可用的。此外，具有比将使用的空穴传输材料更小的电离电位值并且具有空穴传输功能的材料也可用作空穴注入材料。还可使用通过化学掺入导电性高分子化合物得到的材料，包括聚苯胺、用聚磺苯乙烯(下文称为“PSS”)等掺杂的聚乙烯二氧噻吩(下文称为“PEDOT”)。同样，高分子化合物的绝缘体对于阳极的平面化作用是很有用的，通常使用聚酰亚胺(下文称为“PI”)。此外，除了例如金或铂的金属薄膜外，还可使用无机化合物，包括超薄氧化铝膜(下文称为“氧化铝”)。
作为空穴传输材料，芳族胺类(也就是具有苯环—氮键的化合物)化合物是最广泛使用的材料。广泛使用的材料还包括4，4’-二(二苯胺)-联苯(下文称为“TAD”)，及其衍生物，例如4，4’-二[N—(3-苯甲基)-N-苯基-氨基]-联苯(下文称为“TPD”)，4，4’-二[N—(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(下文称为“α-NPD”)，和星爆式芳族胺化合物，例如，4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(下文称为“TDATA”)，和4，4’，4”-三[N—(3-苯甲基)-N型-苯基-氨基]-三苯胺(下文称为“MTDATA”)。
作为电子传输材料，通常使用金属络合物，其包括具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物，例如Alq3，BAlq，三(4-甲基-8-喹啉(quinolinolato))铝(下文称为“Almq”)，或二(10-羟苯并[h]-喹啉(quinolinolato))铍(下文称为“BeBq”)，另外，具有噁唑类或噻唑类配合基的金属络合物，例如二[2-(2-羟苯基)-苯并噁唑]锌(下文称为“Zn(BOX)2”)，或二-[2-(2-羟苯基)-苯并噻唑]锌(下文称为“Zn(BTZ)2”)。此外，除了金属络合物之外，噁二唑衍生物例如2-(4-联苯基)-5—(4-叔丁基苯基)—1，3，4-噁二唑(下文称为“PBD”)和OXD-7，三唑衍生物例如TAZ和3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-2，3，4-三唑(下文称为“p-EtTAZ”)，以及菲咯啉衍生物，例如红菲绕啉(下文称为“BPhen”)和BCP均具有电子传输特性。
作为电子注入材料，可以使用上述电子传输材料。另外，通常可使用绝缘体的超薄膜，例如金属卤化物，诸如氟化钙、氟化锂或氟化铯；碱金属氧化物，例如氧化锂等。此外，还可应用碱金属络合物，例如乙酰丙酮锂(下文称为“Li(acac)”)或8-喹啉-锂(下文称为“Liq”)。
作为发光材料，除了上述的金属络合物，例如Alq3、Almq、BeBq、BAlq、Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2之外，还可以使用多种荧光颜料。这些荧光颜料包括蓝色的4，4’-二(2，2-联苯基-乙烯基)-联苯，橙红色的4-(二氰亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃等。同时，还可以使用三重发光材料，主要包括铂或铱作为中心金属的络合物。作为三重发光材料，三(2-苯基吡啶)铱，二(2-(4’-tryl)吡啶(pyridinato)-N，C2’)乙酰丙酮铱(下文称为“acacIr(tpy)2”)，2，3，7，8，23，13，17，18-八乙基-21H，23H卟啉-铂等是已知的。
通过将具有上述功能的每种材料进行组合使用，可形成具有高可靠度的发光元件。
在可能是上述实施方式的电路结构的情况中，可以如图31B所示使用具有按照图31A的相反顺序形成的层的发光元件。也就是，阴极7018、由电子注入材料形成的电子注入层7017、由电子传输材料形成的电子传输层7016、发光层7015、由空穴传输材料形成的空穴传输层7014、由空穴注入材料形成的空穴注入层7013和阳极7013，按照这个顺序层叠在衬底7011上。
另外，为了提取发光元件的光发射，需要阳极和阴极中的至少一个是透明的。TFT和发光元件均形成在衬底上；并且发光元件可以具有将光发射从与衬底相对的表面引出的顶发射结构，或者具有将光从衬底面引出的底发射结构，或者具有将光发射分别从与衬底相对的表面和衬底面引出的双重发射结构。本发明的像素结构可用于具有任一发射结构的发光元件中。
参考图32A描述具有顶发射结构的发光元件。
驱动TFT7101形成在衬底7100上，并且第一电极7102形成为与驱动TFT7101的源电极相接触，在第一电极7102上形成包含有机化合物的层7103和第二电极7104。
此外，第一电极7102是发光元件的阳极。第二电极7104是发光元件的阴极。也就是，包含有机化合物并插入到第一电极7102和第二电极7104之间的层7103的区域是与发光元件相对应的。
此外，作为具有阳极功能的第一电极7102的材料，优选使用具有高功函数的材料。例如，可以使用氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层，氮化钛膜和包含铝作为主要成分的膜的叠层，氮化钛膜、包含铝作为主要成分的膜和氮化钛膜等的三层结构。当使用叠层结构时，线路的电阻低，并且可以获得良好的欧姆接触。此外，还可以获得阳极的功能。通过使用可以反射光的金属膜，可以形成不传输光的阳极。
作为可用作具有阴极功能的第二电极7104的材料，优选使用由具有低功函数(Al、Ag、Li、Ca或其合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2，或氮化钙)的材料形成的金属薄膜和透明导电膜(铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)等)的叠层。通过使用采用这样方式形成的具有透明度的薄金属薄膜和透明导电膜，可以形成可传输光的阴极。
如此，从发光元件发出的光可以如图32A的箭头所示从顶面引出。也就是，在使用如图28A和28B所示的显示板的情况中，光发射到密封衬底6704侧。因此，在使用具有顶发射结构的发光元件的显示装置的情况中，光发射衬底可用作密封衬底6704。
在具有光学膜的情况中，光学膜可位于密封衬底6704之上。
此外，将参考图32B描述具有底发射结构的发光元件。由于除了光发射结构之外的结构是相同的，因此使用了与图32A同样的附图标记。
这里，优选使用具有高功函数的材料作为具有阳极功能的第一电极7102的材料。例如，可以使用透明导电膜，诸如铟锡氧化物(ITO)膜或铟锌氧化物(IZO)膜。通过使用具有透明度的透明导电膜，可以形成可传输光的阳极。
可以使用由具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或Ca3N2)形成的金属膜，作为具有阴极功能的第二电极7104的材料。通过使用可反射光的金属膜，可以形成不传输光的阴极。
在上述方法中，从发光元件发出的光可以如图32B的箭头所示从底面引出。也就是，在使用如图28A和28B所示的显示板的情况中，光发射到衬底6710侧。因此，在使用具有底发射结构的发光元件的显示装置的情况中，光传输衬底可用作衬底6710。
在具有光学膜的情况中，光学膜可位于衬底6710之上。
参考图32C描述具有双重发射结构的发光元件。由于除了光发射结构之外的结构是相同的，因此使用了与图32A同样的附图标记。
这里，优选使用具有高功函数的材料作为具有阳极功能的第一电极7102的材料。例如，可以使用透明导电膜，诸如铟锡氧化物(ITO)膜或铟锌氧化物(IZO)膜。通过使用具有透明度的透明导电膜，可以形成可传输光的阳极。
优选使用由具有低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或其合金例如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化钙)形成的金属薄膜和透明导电膜(铟锡氧化物(ITO)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)的叠层，作为具有阴极功能的第二电极7104的材料。通过使用采用这样方式形成的具有透明度的金属薄膜和透明导电膜，可以形成可传输光的阴极。
如此，从发光元件发出的光可以如图32C的箭头所示从两个面引出。也就是，在使用如图28A和28B所示的显示板的情况中，光发射到衬底6710侧和密封衬底6704侧。因此，在使用具有双重发射结构的发光元件的显示装置的情况中，光传输衬底可用作衬底6710和密封衬底6704。
在具有光学膜的情况中，光学膜可位于衬底6710和密封衬底6704之上。
本发明还可用于通过使用白色发光元件和滤色器而应用于实现彩色显示的显示装置中。
如图33所示，基薄膜7202形成在衬底7200之上，并且在基薄膜7202上形成驱动TFT7201。形成与驱动TFT7201的源电极相接触的第一电极7203，并在其上形成包含有机化合物的层7204和第二电极7205。
第一电极7203是发光元件的阳极。第二电极7205是发光元件的阴极。也就是，包含有机化合物并插入到第一电极7203和第二电极7205之间的层7204的区域是与发光元件相对应的。在如图33所示的结构中，发射出白光。在发光元件上提供红色滤色器7206R、绿色滤色器7206G和蓝色滤色器7206B，借此可以进行全彩色显示。此外，还提供分离这些滤色器的暗矩阵(还称为BM)7207。
上述发光元件的结构可以组合使用并且可适当地用于具有本发明的像素结构的显示装置中。本说明书描述的显示板和发光元件的结构仅仅是例子，不用说，本发明的像素结构可用于具有其他结构的显示装置中。
接下来，将描述显示板的像素部分的局部横截面视图。
首先，将描述使用非晶硅(a-Si:H)膜作为晶体管的半导体层的情况。顶部栅电极如图34A和34B所示，底部栅电极如图35A、35B、36A和36B所示。
使用非晶硅作为半导体层的交错晶体管的横截面如图34A所示。如图34A所示，基薄膜7602形成在衬底7601上。像素电极7603形成在基薄膜7602上。另外，用与形成像素电极7603相同的材料形成第一电极7604。
可以使用玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底、塑料衬底等作为衬底。可使用氮化铝(AlN)、二氧化硅(SiO2)、硅氧氮化物(SiOxNy)等的单层，或其叠层形成基薄膜7602。
此外，线路7605和7606形成在基薄膜7602上，线路7605覆盖像素电极7603的末端部分。具有N型导电性的N型半导体层7607和7608形成在线路7605和7607的上方。另外，在线路7605和7606之间并且在基薄膜7602上形成半导体层7609。半导体层7609的一部分延伸到N型半导体层7607和7608上。可以注意到，半导体层可以使用具有非结晶性的例如非晶硅(a-Si:H)或微晶半导体(μ-Si:H)的半导体膜形成。栅绝缘膜7610形成在半导体层7609上。另外，使用与形成栅绝缘膜7610的材料相同的材料在第一电极7604上形成绝缘膜7611。可使用氧化硅膜、氮化硅膜等作为栅绝缘膜7610。
栅电极7612形成在栅绝缘膜7610上。另外，在第一电极7604上，由与栅电极相同的材料形成第二电极7613，在两者之间具有绝缘膜7611。第一电极7604和第二电极7613以及两者之间的绝缘膜7611形成了电容元件7619。此外，形成夹层绝缘体7614，以覆盖像素电极7603、驱动晶体管7618和电容元件7619的末端部分。
包含有机化合物的层7615和对电极7616形成在位于夹层绝缘体7614的开口部分中的夹层绝缘体7614和像素电极7603上。因此在包含有机化合物的层7615夹在像素电极7603和对电极7616之间的区域中形成发光元件7618。
另外，图34A所示第一电极7604可形成如图34B所示的第一电极7620一样。第一电极7620由与线路7605和7606相同的材料形成。
另外，图35A和35B示出了使用包括非晶硅的半导体层的底部栅晶体管的显示板的局部横截面。
基薄膜7702形成在衬底7701上。然后，栅电极7703形成在基薄膜7702上。第一电极7704由与栅电极7703相同的材料形成。作为栅电极7703的材料，可以使用加入了磷的多晶硅。除了多晶硅之外，还可以使用作为金属和硅的化合物的硅化物。
另外，形成覆盖栅电极7703和第一电极7704的栅绝缘膜7705。氧化硅膜、氮化硅膜等可用作栅绝缘膜7705。
半导体层7706形成在栅绝缘膜7705上。另外，半导体层7707由与半导体层7706相同的材料形成。
可以使用玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底、塑料衬底等作为衬底、可使用氮化铝(AlN)、二氧化硅(SiO2)、硅氧氮化物(SiOxNy)等的单层，或其叠层形成基薄膜7602。
具有N型导电性的N型半导体层7708和7709形成在半导体层7706上，N型半导体层7710形成在半导体层7707上。
线路7711和7712分别形成在N型半导体层7708和7709上，导电层7713由与线路7711和7712相同的材料形成在N型半导体层7710上。
因而，与半导体层7707、N型半导体层7710和导电层7713一起形成第二电极。可以注意到，形成了具有插入到第二电极和第一电极7704之间的栅绝缘膜7705结构的电容元件7720。
延伸线路7711的一端，形成像素电极7714以便与延伸的线路7711的上部相接触。
另外，形成覆盖像素电极7714、驱动晶体管7719和电容元件7720的末端部分的绝缘体7715。
然后，在像素电极7714和绝缘体7715上形成包含有机化合物的层7716和对电极7717。在将包含有机化合物的层7716插入到像素电极7714和对电极7717之间的区域中形成发光元件7718。
不一定要形成构成电容元件7720的第二电极一部分的半导体层7707和N型半导体层7710。也就是，第二电极可以是导电层7713，因此电容元件可具有栅绝缘膜插入到第一电极7704和导电层7713之间的结构。
可以注意到，在形成图35A中线路7711之前形成像素电极7714，借此可以获得如图35B所示的电容元件7720，其具有将栅绝缘膜7705插入到由像素电极7714形成的第一电极7704和第二电极7721之间的结构。
虽然图35A和35B示出了反向的交错沟道蚀刻晶体管，但是还可以使用沟道保护晶体管。下面将参考图36A和36B描述沟道保护晶体管。
图36A所示的沟道保护晶体管不同于图35A所示的沟道蚀刻驱动晶体管7719，不同处在于，在半导体层7706中将形成沟道的区域上提供作为蚀刻掩模的绝缘体7801。除了这点之外，由相同的附图标记指示了相同的部分。
类似的，图36B所示的沟道保护晶体管不同于图35B所示的沟道蚀刻驱动晶体管7719，不同处在于，在沟道蚀刻驱动晶体管7719的半导体层7706中将形成沟道的区域上提供作为蚀刻掩模的绝缘体7802。除了这点之外，由相同的附图标记指示了相同的部分。
可以注意到，可应用本发明像素结构的晶体管和电容元件的结构并不限于上述描述的结构，还可使用多种结构的晶体管和电容元件。
通过使用本发明的像素结构，可以抑止发光元件的初始故障或逐步损失，并且可以防止由场致发光层的损耗导致的亮度衰减。此外，通过使用非晶半导体膜作为本发明像素中包括的晶体管的半导体层(沟道形成区域、源极区域、漏极区域等)，可以降低制造成本。
可以将本实施例组合本说明书中的实施方式或其他实施例一起使用。
【实施例5】
图42示出了实施例方式1的图1的像素结构的布置图。
在图42中，包括信号线10001、电源线10002、扫描线10003、开关晶体管10004、驱动晶体管10005、像素电极10006、AC晶体管10007和电位控制线10008。使用与图1相同术语的对象与图1中各个对象相对应。
可以注意到本发明的显示装置并不限于本实施例的布置图。
通过使用本发明的像素结构，当正向发光元件驱动电压施加在发光元件上时可以将恒定电流施加给发光元件上，并且当反向发光元件驱动电压施加在发光元件上时可能将足够隔离短路点的大的电流施加在短路点上。此外，可以延长发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此可降低制造成本。
虽然将上述实施方式1的图1的电路结构用于本实施例中，但是本发明并不限于此，本实施例还可以与其他实施方式或其他实施例组合使用。
【实施例6】
本发明的显示装置可用于不同的电子装置中，特别是电子装置的显示部分。电子装置包括例如视频照相机和数码相机的照相机、眼镜型显示器、导航系统、音频再现装置(汽车音响部件、立体音响部件等)、电脑、游戏机、便携信息终端(移动电脑、移动电话、移动游戏机、电子书等)、具有记录媒体的图像再现装置(特别是，再现例如数字多功能光盘(DVD)的记录媒体内容以及具有显示再现图像的显示器的装置)等。
图43A示出了包括外壳84101、底基84102、显示部分84103等的显示器。具有本发明的像素结构的显示装置可用于显示部分84103。可以注意到，显示器包括用于显示信息例如个人电脑、接收电视广播以及显示广告的所有显示装置。对于显示部分84103，使用具有本发明像素结构的显示装置的显示器可防止显示缺陷，并延长发光元件的寿命。此外，还可以降低成本。
近年来，大尺寸显示器的需求大大增加。由于显示器变得更大，将导致出现成本增加的问题。因此，问题在于尽可能地降低制造成本并在尽可能低的成本上获得高质量的产品。
例如，通过将上述实施方式中描述的像素结构用于显示板的像素部分，可以获得由具有相同导电类型的晶体管形成的显示板。因此，可以减少制造步骤的数目，其导致了制造成本的降低。
另外，如图28A所示，通过在同一衬底上形成像素部分和外围驱动电路，可由包括具有相同导电类型晶体管的电路形成显示板。
另外，通过使用非晶半导体(例如非晶硅(a-Si:H))作为构成像素部分电路中的晶体管的半导体层，可以简化制造方法并实现成本的降低。在这种情况中，优选外围像素部分中的驱动电路由IC芯片组成，并如图29B和30A所示由COG等安装在显示板上。这样，通过使用非晶半导体，可以很容易地估计显示器的大小。
图43B示出了包括主体84201、显示部分84202、图像接收部分84203、控制键84204、外部连接部分84205、快门84206等的照相机。
近年来，由于数码相机性能的发展等，其制造上的竞争更加激烈。因而，尽可能低成本制得高性能的产品是很重要的。对于显示部分84202，使用具有本发明像素结构的显示装置的数码相机可以防止显示缺陷，并延长发光元件的寿命。此外，还可以降低成本。
例如，通过使用上述实施方式的像素结构作为像素部分，该像素部分可由具有相同导电类型的晶体管构成。另外，如图29A所示，通过形成对于IC芯片来讲高工作速度的信号线驱动电路，以及使用由与像素部分相同衬底上的相同导电类型的晶体管构成的电路来形成具有相对低工作速度的扫描线驱动电路，这样可以实现较高的性能和降低成本。另外，通过使用非晶半导体例如非晶硅作为像素部分中的半导体层以及形成在与像素部分相同衬底上的扫描线驱动电路，可以进一步降低成本。
图43C示出了一种电脑，其包括主体84301、外壳84302、显示部分84303、键盘84304、外部连接部分84305、指示鼠标84306等。使用具有本发明的像素结构的显示装置作为显示装置84303的电脑可防止显示缺陷并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
图43D示出了一种移动电脑，其包括主体84401、显示部分84402、开关84403、操作键84404、红外端口84405等。使用具有本发明的像素结构的显示装置作为显示部分84402的移动电脑可防止显示缺陷并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
图43E示出了一种具有记录媒体(特别是DVD播放器)的便携式图像再现装置，其包括主体84501、外壳84502、显示部分A84503、显示部分B84504、记录媒体(DVD等)读取部分84505、操作键84506、扬声器部分845077等。显示部分A84503主要显示视频数据，显示部分B84504主要显示文本数据。使用具有本发明像素结构的显示装置作为显示部分A84503和B84504的图像再现装置可防止显示缺陷，并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
图43F示出了一种眼镜型显示器，其包括主体84601、显示部分84602、耳机84603和支持部分84604。使用具有本发明的像素结构的显示装置作为显示部分84602的眼镜型显示器可防止显示缺陷并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
图43G示出了一种便携式游戏机，其包括外壳84701、显示部分84702、扬声器部分84703、操作键84704、记录媒体插入部分84705等。使用具有本发明像素结构的显示装置作为显示部分84702的便携式游戏机可防止显示缺陷并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
图43H示出了一种具有接收电视功能的数码相机，其包括主体84801、显示部分84802、操作键84803、扬声器84804、快门84805、图像接收部分84806、天线84807等。使用具有本发明像素结构的显示装置作为显示部分84802的具有接收电视功能的数码相机可防止显示缺陷并延长发光元件的寿命。此外，还可降低成本。
例如，将上述实施方式的像素结构用于像素部分中来加强像素的孔径比。特别的，可通过使用N沟道晶体管作为驱动发光元件的驱动晶体管来增大孔径比。因而，可以提供包括了高清晰度显示部分的具有接收电视功能的数码相机。
由于功能的增加，增加了使用上述具有电视接收功能(例如电视视听)的数码相机的频率，因而要求每次充电的使用寿命可以很长。
例如，通过如图29B和30A所示将外围驱动电路形成为IC芯片，并使用CMOS等，可以降低功率消耗。
因而，本发明可以用于多种电子装置中。
本实施例可与说明书中的其他实施方式或实施例组合使用。
【实施例7】
在本实施例中，将参考图44描述具有使用本发明像素结构的显示装置的显示部分的移动电话结构的例子。
显示板8301以可以自由附着或分离的方式合并入外壳8330中。外壳8330的形状和尺寸可根据显示板8301的尺寸进行适当的改动。附有显示板8301的外壳8330装配在印刷电路板8331上，集合成一个模块。
显示板8301通过FPC8313连接印刷电路板8331。扬声器8332、麦克风8333、传输和接收电路8334和包括CPU、控制器等的信号处理电路8335均形成在印刷电路板8331上。该模块、输入装置8336以及电池8337进行组合，并贮备在外壳8339中。布置显示板8301的像素部分，使得通过外壳8339中形成的开口窗口可以看到。
显示板8301可由以下步骤形成：在同一衬底上使用TFT形成部分外围驱动电路(在多个驱动电路中具有低工作频率的驱动电路)和像素部分；将部分外围驱动电路(在多个驱动电路中具有高工作频率的驱动电路)形成为IC芯片；在显示板8301上通过COG(玻璃上芯片)安装IC芯片。IC芯片可能是，可替换地，通过使用TAB(卷带自动接合)连接玻璃衬底或印刷电路板。可以注意到，图28A示出了一种显示板的结构例，该种显示板中在与像素部分相同的衬底上形成外围驱动电路的一部分以及通过COG等安装被提供有其他外围驱动电路的IC芯片。通过使用该种结构，可以降低显示装置的功率消耗，并延长移动电话每次充电的使用寿命。另外，可以降低移动电话的成本。
对于像素部分，可适当使用上述实施方式中描述过的像素结构。
例如，通过使用在上述实施方式中描述过的像素结构，可以减少制造步骤的数目。也就是说，像素部分和在与该像素部分相同的衬底上形成的外围驱动电路是由具有相同导电类型的晶体管构成，以降低成本。
另外，为了进一步降低功率消耗，可以如图29B和30A所示在衬底上使用TFT来形成像素部分，并且全部外围驱动电路可形成在IC芯片中，并且IC芯片可通过COG(玻璃上芯片)等安装在显示板中。上述实施方式的像素结构可用于像素部分，并且可使用非晶半导体膜作为晶体管的半导体层，因此降低了制造成本。
可以注意到，本实施例中描述的结构仅仅是移动电话的一个例子，本发明的像素结构不仅仅可以用于具有上述结构的移动电话还可用于具有多种结构的移动电话。
本实施例可以与说明书中的其他实施方式或实施例组合使用。
【实施例8】
在本实施例中，将描述在显示部分包括了使用本发明像素结构的显示装置的电子装置的结构例子，更具体是包括EL模块的电视接收器。
图45示出组合了显示板7901和电路板7911的EL模块。显示板7901包括像素部分7902、扫描线驱动电路7903和信号线驱动电路7904。控制电路7912、信号分割电路7913等将形成在电路板7911上。显示板7901和电路板7911通过连接线7914彼此连接。FPC等还可作为连接线使用。
显示板7901可由以下步骤形成：在同一衬底上使用TFT形成部分外围驱动电路(在多个驱动电路中具有低工作频率的驱动电路)和像素部分；将部分外围驱动电路(在多个驱动电路中具有高工作频率的驱动电路)形成为IC芯片；在显示板7901上IC芯片可通过COG(玻璃上芯片)等安装。IC芯片可以是，可替换地，通过使用TAB(卷带自动接合)安装在显示板7901或印刷电路板上。可以注意到，图28A示出了一种结构的例子，在与像素部分相同的衬底上形成外围驱动电路的一部分以及通过COG等安装被提供有其他外围驱动电路的IC芯片。
对于像素部分，可适当使用上述实施方式中描述过的像素结构。
例如，通过使用在上述实施方式中描述过的像素结构等，可以减少制造步骤的数目。也就是说，像素部分和与该像素部分形成在同一衬底上的外围驱动电路可由具有相同导电类型的晶体管构成，来降低成本。
另外，为了进一步降低功率消耗，可以在玻璃衬底上使用TFT来形成像素部分，并且全部外围驱动电路可形成在IC芯片中，并且IC芯片可通过COG(玻璃上芯片)等安装在显示板中。
另外，通过使用上述实施方式中描述的像素结构，可仅仅由N沟道晶体管来构成像素，因此可将非晶半导体(例如非晶硅)用于晶体管的半导体层。也就是，可以制得难以形成均匀结晶半导体膜的大尺寸显示装置。此外，通过使用非晶半导体膜用作构成像素的晶体管的半导体层，可以减少制造步骤的数目，并降低制造成本。
优选在非晶半导体膜用作构成像素的晶体管半导体层的情况中，使用TFT在衬底上形成像素部分，用IC芯片构成整个外围驱动电路，并通过COG(玻璃上芯片)将IC芯片安装在显示板中。可以注意到，图29B示出了像素部分形成在衬底上，并且将配置有外围驱动电路的IC芯片通过COG(玻璃上芯片)等安装在衬底上的结构的例子。
EL电视接收器可用这种EL模块来完成。图46是示出了EL电视接收器的结构图。调谐器8001接收视频信号和音频信号。视频信号通过视频信号放大电路8002、视频信号处理电路8003和控制电路8012处理，视频信号处理电路8003将从视频信号放大电路8002输出的信号转换成与每个红、绿和蓝色相对应的彩色信号，控制电路8012将视频信号转换成驱动电路的输入格式。
控制电路8012将信号输出到每个扫描线一侧(扫描线驱动电路8021)和信号线一侧(信号线驱动电路8004)。在以数字方式驱动的情况中，可以使用在信号线一侧的信号分割电路8013通过将输入数字信号分成m个信号来供应输入数字信号的结构。可以注意到，信号从每个扫描线驱动电路8021和信号线驱动电路8004输入到显示板8020中。
由调谐器8001接收的音频信号传输到音频信号放大电路8005，其输出通过音频信号处理电路8006供应给扬声器8007。控制电路8008从输入部分8009接收接收站(接收频率)和音量控制数据，并传输信号到调谐器8001和音频信号处理电路8006中。
图47A示出合并了具有不同于图46模式的EL模块的电视接收器。在图47A中，显示屏8102由EL模块构成。另外，在外壳8101中适当提供扬声器8103、操作开关8104等。
图47B示出了具有便携无线显示器的电视接收器。在外壳8112中安装了电池和信号接收器。电池驱动显示部分8113和扬声器部分8117。电池可通过电池充电器8110重复充电。电池充电器8110可传送和接收视频信号并将视频信号发送到显示器的信号接收器中。外壳8112由操作开关8116控制。如图47B所示的装置可认为是视频-音频双向通讯装置，这是由于信号从外壳8112通过操作键8116传送到电池充电器8110中。此外，该装置可认为是通用遥控装置，这是由于信号可通过操作键8116从外壳8112传送到电池充电器8110中，并且另一个电子装置用来接收可通过电池充电器8110传送的信号。因此，可以实现另一个电子装置的通讯控制。本发明还可用于显示部分8113。
图48A示出了通过合并显示板8201和印刷电路板8202形成的模块。该显示板8201具有一个像素部分8203，该像素部分具有多个像素；第一扫描线驱动电路8204；第二扫描线驱动电路8205以及用于将视频信号供应给选择的像素中的信号线驱动电路8206。
印刷电路板8202具有控制器8207、中央处理器(CPU)8208、存储器8209、电源电路8210、音频处理电路8211、传送和接收电路8212等。印刷电路板8202经FPC8213连接显示板8201。可形成具有一定结构的印刷电路板8202，在该结构中形成电容元件、缓冲电路等来防止电源电压或信号或迟滞信号升高导致的噪音。控制器8207、音频处理电路8211、存储器8209、CPU8208、电源电路8210等可使用COG(玻璃上芯片)方法安装在显示板8201上。利用COG方法，可以减少印刷电路板8202的尺寸。
多种控制信号经位于印刷电路板8202上的接口(I/F)8214输入或输出。用于到/从天线传送和接收的天线端口8215位于印刷电路板8202上。
图48B是示出了图48A所示的模块的结构图。该模块包括VRAM8216、DRAM8217、闪存8218等作为存储器8209。VRAM8216存储显示在平板上的图像数据，DRAM8217存储视频数据或音频数据，闪存存储多种程序。
电源电路8210供应电力来操作显示板8201、控制器8207、CPU8208、音频处理电路8211、存储器8209以及发送和接收电路8212。电源电路8210可根据平板规格而具有电流源。
CPU8208包括控制信号产生电路8220、解码器8221、电阻器8222、运算电路8223、RAM8224、CPU8208的接口8219等。经接口8219输入到CPU8208中的不同信号一次性存储在电阻器8222中，然后输入到运算电路8223、解码器8221等中。运算电路8223执行基于输入信号的操作，指定不同指令传送到的位置。另一方面，输入到解码器8221中的信号被解码并输入到控制信号产生电路8220。控制信号产生电路8220基于输入信号产生包括不同指令的信号，并传送信号到由运算电路8223指定的位置，特别是，存储器8209、发送和接收电路8212、音频处理电路8211和控制器8207等中。
存储器8209、发送和接收电路8212、音频处理电路8211和控制器8207根据它们接收的指令进行工作。下文中，将简单解释这些工作。
从输入装置8225输入的信号经I/F8214被传送到安装在印刷电路板8202上的CPU8208。控制信号产生电路8220根据从例如指示鼠标或键盘的输入装置8225传送的信号，将存储在VRAM8216中的视频数据转换成预定格式，并将转换后的数据传送到控制器8207中。
根据平板规格，控制器8207对包括从CPU8208传送来的视频数据的信号进行数据处理，并将信号供给显示板8201。此外，控制器8207基于从电源电路8210输入的电源电压或从CPU8208输入的多种信号产生Hsync信号、Vsync信号、时钟信号CLK、交流电压(AC Cont)，和移位信号L/R，并将这些信号供给显示板8201。
发送和接收电路8212处理作为电波由天线8228接收和发送的信号，特别地，发送和接收电路8212包括高频电路，例如隔离器、带通滤波器、VCO(压控振荡器)、LPF(低通滤波器)、耦合器或平衡-不平衡变换器。根据CPU8208发出的指令，发送和接收电路8212接收和传送的信号中包括音频信息的信号被传送到音频处理电路8211。
包括音频信息的并根据CPU8208发出的指令被传送的信号在音频处理电路8211中被解调成音频信号并传送到扬声器8227。从麦克风8226传送来的音频信号在音频处理电路8211中调制，并根据CPU8208发出的指令传送到传送和接收电路8212。
按照本实施例，控制器8207、CPU8208、电源电路8210、音频处理电路8211和存储器8209可以作为封装体安装。
不用说，本发明并不限于这种电视接收器。本发明还可用于多种用途特别是大尺寸的显示媒体，除了个人电脑的监视器外，还例如火车站或飞机场的信息显示板、街道上的广告显示板等。
如上所述，通过将本发明的像素结构用于显示装置中，当向发光元件施加正向发光元件驱动电压时可以将恒定电流施加在发光元件上，以及当向发光元件施加反向发光元件驱动电压时可以将足够隔离短路点的大的电流施加在短路点上。此外，可以延长发光元件的寿命。另外，可由具有相同导电类型的晶体管构成电路结构，因此可以降低制造成本。
另外，在该电路结构中的晶体管由N型晶体管形成，因此，可以应用具有非晶硅的晶体管。因此，可以使用已有的制造具有非晶硅的晶体管的技术，因此可以通过简单并便宜的制造方法来获得具有良好以及稳定工作性能的显示装置。
该实施例可与本说明书中的实施方式或其他实施例一起组合使用。
本申请以2005年12月2日在日本专利特许局提交的序号为2005-350006的日本专利申请为基础，其全部内容在此引入作为参考。

Claims (86)

1.一种显示装置，其像素中包括：
第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的第一晶体管；
控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第三晶体管，
其中第一晶体管的栅电极电连接到第一线路；
第一晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接到第二晶体管的栅电极；
第二晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到像素电极；
第三晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极和第三晶体管的栅电极，另一个电极电连接到第四线路；以及
第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
2.一种显示装置，其像素中包括：
第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的第一晶体管；
控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第三晶体管，
其中第一晶体管的栅电极电连接到第一线路；
第一晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接到第二晶体管的栅电极；
第二晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接像素电极；
第三晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极，另一个电极电连接到第三线路；
第三晶体管的栅电极连接到第四线路；以及
第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
3.依据权利要求2的显示装置，其中第四线路连接到对电极。
4.依据权利要求1的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第三晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
5.依据权利要求2的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第三晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
6.依据权利要求1的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度小于或等于第三晶体管的沟道宽度。
7.依据权利要求2的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度小于或等于第三晶体管的沟道宽度。
8.一种显示装置，其像素中包括：
第一线路、第二线路、第三线路、第四线路和第五线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的第一晶体管；
控制电流正向流入发光元件的第二晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第三晶体管和第四晶体管，
其中第一晶体管的栅电极电连接到第一线路；
第一晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接到第二晶体管的栅电极；
第二晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到像素电极；
第三晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第二晶体管的栅电极，另一个电极电连接到像素电极；
第三晶体管的栅电极连接到第四线路；
第四晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极和第四晶体管的栅电极，另一个电极电连接到第五线路；以及
第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
9.依据权利要求8的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第四晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
10.依据权利要求1的显示装置，其中第四晶体管的沟道长度小于或等于第四晶体管的沟道宽度。
11.依据权利要求1的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
12.依据权利要求2的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
13.依据权利要求8的显示装置，其中第二晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
14.一种显示装置，其像素中包括：
第一线路、第二线路和第三线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
包括两个电极的电容元件；
控制视频信号输入的第一晶体管和第二晶体管；
控制电流正向流入发光元件的第三晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第四晶体管，
其中第一晶体管和第二晶体管的栅电极电连接到第一线路；
第一晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接到像素电极；
第二晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到第三晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；
第三晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到像素电极和电容元件的另一个电极；
第四晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到像素电极和第四晶体管的栅电极；以及
第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
15.一种显示装置，其像素中包括：
第一线路、第二线路、第三线路和第四线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
包括两个电极的电容元件；
控制视频信号输入的第一晶体管和第二晶体管；
控制电流正向流入发光元件的第三晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第四晶体管，
其中第一晶体管和第二晶体管的栅电极电连接到第一线路；
第一晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的第二线路，另一个电极电连接到像素电极；
第二晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到第三晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；
第三晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第三线路，另一个电极电连接到像素电极和电容元件的另一个电极；
第四晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到第四线路，另一个电极电连接到像素电极和第四晶体管的栅电极；以及
第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
16.依据权利要求14的显示装置，其中第三晶体管工作在饱和区域中。
17.依据权利要求15的显示装置，其中第三晶体管工作在饱和区域中。
18.依据权利要求14的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第四晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
19.依据权利要求15的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第四晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
20.依据权利要求14的显示装置，其中第四晶体管的沟道长度小于或等于第四晶体管的沟道宽度。
21.依据权利要求15的显示装置，其中第四晶体管的沟道长度小于或等于第四晶体管的沟道宽度。
22.依据权利要求14的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
23.依据权利要求15的显示装置，其中第三晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
24.依据权利要求1的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，第三线路的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
25.依据权利要求2的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，第三线路的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
26.依据权利要求8的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，第三线路的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
27.依据权利要求14的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，第三线路的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
28.依据权利要求15的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，第三线路的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
29.一种显示装置，其像素中包括：
扫描线、信号线、电源线和电位控制线；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的开关晶体管；
控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，
其中开关晶体管的栅电极电连接到扫描线；
开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的信号线，另一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极；
驱动晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极；
AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极和AC晶体管的栅电极，另一个电极电连接到电位控制线；以及
每个开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
30.一种显示装置，其像素中包括：
扫描线、信号线、电源线和线路；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的开关晶体管；
控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，
其中开关晶体管的栅电极电连接到扫描线；
开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的信号线，另一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极；
驱动晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极；
AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极，另一个电极电连接到电源线；
AC晶体管的栅电极连接到线路；以及
开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
31.依据权利要求30的显示装置，其中该线路连接到对电极。
32.依据权利要求29的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比AC晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
33.依据权利要求30的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比AC晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
34.依据权利要求29的显示装置，其中AC晶体管的沟道长度小于或等于AC晶体管的沟道宽度。
35.依据权利要求30的显示装置，其中AC晶体管的沟道长度小于或等于AC晶体管的沟道宽度。
36.一种显示装置，其像素中包括：
扫描线、信号线、电源线、第一电位控制线和第二电位控制线；
包括像素电极和对电极的发光元件；
控制视频信号输入的开关晶体管；
控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的第一AC晶体管和第二AC晶体管，
其中开关晶体管的栅电极电连接到扫描线；
开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的信号线，另一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极；
驱动晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极；
第一AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极，另一个电极电连接到像素电极；
第一AC晶体管的栅电极连接到第一电位控制线；
第二AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到像素电极和第二AC晶体管的栅电极，另一个电极电连接到第二电位控制线；以及
开关晶体管、驱动晶体管、第一AC晶体管和第二AC晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
37.依据权利要求36的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比第二AC晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
38.依据权利要求36的显示装置，其中第二AC晶体管的沟道长度小于或等于第二AC晶体管的沟道宽度。
39.一种显示装置，其像素中包括：
扫描线、信号线和电源线；
包括像素电极和对电极的发光元件；
包括两个电极的电容元件；
控制视频信号输入的第一开关晶体管和第二开关晶体管；
控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，
其中第一开关晶体管和第二开关晶体管的栅电极电连接到扫描线；
第一开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的信号线，另一个电极电连接到像素电极；
第二开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；
驱动晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极和电容元件的另一个电极；
AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极和AC晶体管的栅电极；以及
第一开关晶体管、第二开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
40.一种显示装置，其像素中包括：
扫描线、信号线、电源线和电位控制线；
包括像素电极和对电极的发光元件；
包括两个电极的电容元件；
控制视频信号输入的第一开关晶体管和第二开关晶体管；
控制电流正向流入发光元件的驱动晶体管；以及
控制电流反向流入发光元件的AC晶体管，
其中第一开关晶体管和第二开关晶体管的栅电极电连接到扫描线；
第一开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到传输视频信号的信号线，另一个电极电连接到像素电极；
第二开关晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到驱动晶体管的栅电极和电容元件的一个电极；
驱动晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电源线，另一个电极电连接到像素电极和电容元件的另一个电极；
AC晶体管的源电极与漏电极中的一个电极电连接到电位控制线，另一个电极电连接到像素电极和AC晶体管的栅电极；以及
第一开关晶体管、第二开关晶体管、驱动晶体管和AC晶体管中的每个均是N沟道晶体管。
41.依据权利要求39的显示装置，其中驱动晶体管工作在饱和区域中。
42.依据权利要求40的显示装置，其中驱动晶体管工作在饱和区域中。
43.依据权利要求39的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比AC晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
44.依据权利要求40的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度L1与沟道宽度W1的比例(L1/W1)比AC晶体管的沟道长度L2与沟道宽度W2的比例(L2/W2)更大。
45.依据权利要求39的显示装置，其中AC晶体管的沟道长度小于或等于AC晶体管的沟道宽度。
46.依据权利要求40的显示装置，其中AC晶体管的沟道长度小于或等于AC晶体管的沟道宽度。
47.依据权利要求29的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
48.依据权利要求30的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
49.依据权利要求36的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
50.依据权利要求39的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
51.依据权利要求40的显示装置，其中驱动晶体管的沟道长度与沟道宽度的比例是5或更大。
52.依据权利要求29的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，电源线的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
53.依据权利要求30的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，电源线的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
54.依据权利要求36的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，电源线的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
55.依据权利要求39的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，电源线的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
56.依据权利要求40的显示装置，其中对电极的电位是固定电位，电源线的电位根据流入发光元件的电流方向而改变。
57.依据权利要求1的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
58.依据权利要求2的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
59.依据权利要求8的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
60.依据权利要求14的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
61.依据权利要求15的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
62.依据权利要求29的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
63.依据权利要求30的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
64.依据权利要求36的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
65.依据权利要求39的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
66.依据权利要求40的显示装置，其中反向流入发光元件的电流比正向流入发光元件的电流更大。
67.依据权利要求1的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
68.依据权利要求2的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
69.依据权利要求8的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
70.依据权利要求14的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
71.依据权利要求15的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
72.依据权利要求29的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
73.依据权利要求30的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
74.依据权利要求36的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
75.依据权利要求39的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
76.依据权利要求40的显示装置，其中N沟道晶体管是使用了非晶硅的晶体管。
77.依据权利要求1的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
78.依据权利要求2的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
79.依据权利要求8的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
80.依据权利要求14的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
81.依据权利要求15的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
82.依据权利要求29的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
83.依据权利要求30的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
84.依据权利要求36的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
85.依据权利要求39的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
86.依据权利要求40的显示装置，其中该显示装置用于从以下选择的电子装置：显示器、照相机、电脑、移动电脑、便携式图像再现装置、眼镜型显示器、便携式游戏机和数码相机。
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