TWI446323B - 半導體裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置及其驅動方法
本發明關於具有電晶體的半導體裝置的結構及其驅動方法。本發明特別關於使用具有薄膜電晶體的半導體裝置的有源矩陣型顯示裝置的結構及其驅動方法。此外，還關於將這種半導體裝置用於顯示部的電子設備。
近年來，具有由諸如發光二極體(LED)等發光元件形成的像素的所謂自發光顯示裝置受到關注。作爲用於這種自發光顯示裝置的發光元件，有機發光二極體(也稱爲OLED (Organic Light Emitting Diode)、有機EL元件、電致發光(Electro Luminescence: EL)元件等)受到注意，並已經被用於EL顯示器等。由於OLED等的發光元件是自發光型，因此具有一些優點，比如其像素可見度比液晶顯示器高，且無需背光並且回應速度快等。此外，發光元件的亮度由流經該發光元件的電流值控制。
此外，近年來，對於每個像素提供有發光元件和控制該發光元件的發光的電晶體的有源矩陣型顯示裝置正在進行研究開發。有源矩陣型顯示裝置不但能夠實現無源矩陣型顯示裝置難以實現的高清晰度且以大畫面的顯示，而且使用比無源矩陣型顯示裝置低的耗電量工作且具有高可靠性，從而被期待實用化。
作爲有源矩陣型顯示裝置中的像素的驅動方法，可以 按照輸入到像素的信號種類分爲電壓輸入方式和電流輸入方式。前者的電壓輸入方式是如下方式，即將輸入到像素的視頻信號(電壓)輸入到驅動用元件的閘電極並使用該驅動用元件控制發光元件的亮度。此外，後者的電流輸入方式是如下方式，即通過將被設定的信號電流流過到發光元件控制該發光元件的亮度。
在此，參照圖67簡單地說明在適用電壓輸入方式的顯示裝置中的像素結構的一個實例和其驅動方法。注意，作爲典型的顯示裝置，將EL顯示裝置為實例進行說明。
圖67是示出在適用電壓輸入方式的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖(參照參考文獻1：日本公告專利申請案第2001-147659號)。圖67所示的像素具有驅動電晶體6701、開關電晶體6702、儲存電容器6703、信號線6704、掃描線6705、第一及第二電源線6706、6707、以及發光元件6708。
注意，在本說明書中，“電晶體導通”是指電晶體的閘-源極之間的電壓超過其定限電壓且源極和漏極之間流過電流的狀態。“電晶體截止”是指電晶體的閘-源極之間的電壓比其定限電壓低且在源極和漏極之間沒有流過電流的狀態。
當掃描線6705的電位改變且開關電晶體6702導通時，輸入到信號線6704的視頻信號輸入到驅動電晶體6701的閘電極。根據輸入了的視頻信號的電位決定驅動電晶體6701的閘-源極之間的電壓，並且還決定在驅動電晶體 6701的源極和漏極之間流過的電流。該電流供應到發光元件6708，從而該發光元件6708發光。
這樣，電壓輸入方式是指如下方式，即根據視頻信號的電位設定驅動電晶體的閘-源極之間的電壓以及在源極和漏極之間流過的電流，並且以根據該電流的亮度使發光元件發光。
作爲驅動發光元件的半導體元件，使用多晶矽(p-Si)電晶體。但是，多晶矽電晶體起因於晶界的缺陷而容易産生定限電壓、導通電流、遷移率等的電特性的變動。在圖67所示的像素中，若在每個像素中的驅動電晶體6701的特性不同，在輸入相同的視頻信號的情況下也根據該視頻信號的驅動電晶體6701的漏電流的大小互不相同，因此發光元件6708的亮度會變動。
此外，雖然在現有的像素電路(圖67)中，將儲存電容器連接到驅動電晶體的閘-源極之間，但是在由MOS電晶體形成該儲存電容器的情況下，由於當該MOS電晶體的閘-源極之間的電壓大致等於該MOS電晶體的定限電壓時，在該MOS電晶體中不引起通道區域，所以該MOS電晶體無法用作儲存電容器。其結果，不能準確地保持視頻信號。
這樣，在採用現有的電壓輸入方式時，因電晶體的電特性的變動而産生亮度的變動。
鑒於上述問題，本發明的目的在於提供一種半導體裝置、顯示裝置、以及其驅動方法，其中可以補償電晶體的定限電壓的變動且可以減少亮度的變動。
注意，本發明不限於具有發光元件的半導體裝置及顯示裝置。本發明的課題為抑制起因於電晶體的定限電壓的變動的漏極電流的變動。因此，驅動電晶體的漏極電流的供應目標不局限於發光元件。下面，將漏極電流的供應目標總稱爲負載。
本發明之一觀點是一種半導體裝置，包括：信號線；電容線；負載；第一電晶體；第二電晶體；以及儲存電容器。其中第一電晶體的第一電極電連接到信號線，第一電晶體的第二電極電連接到負載。第二電晶體做為開關，用作選擇是否電連接第一電晶體的第二電極和閘電極。儲存電容器的第一電極電連接到第一電晶體的閘電極，儲存電容器的第二電極電連接到電容線，儲存電容器保持根據施加到信號線的信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且通過將該電壓施加到第一電晶體的閘電極，將電流供應到負載。
本發明之另一觀點是一種具有像素的半導體裝置，該像素包括：信號線；電容線；負載；第一電晶體；第二電晶體；以及儲存電容器。其中第一電晶體的第一電極電連接到信號線，第一電晶體的第二電極電連接到負載，第二電晶體做為開關，用作選擇是否電連接第一電晶體的第二電極和閘電極。儲存電容器的第一電極電連接到第一電晶 體的閘電極，儲存電容器的第二電極電連接到電容線，儲存電容器保持根據施加到信號線的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且通過將該電壓施加到第一電晶體的閘電極，將電流供應到負載。
本發明之另一觀點是一種具有像素的半導體裝置，該像素包括：信號線；電容線；第一電源線；第二電源線；負載；第一電晶體；第二電晶體；第三電晶體；第四電晶體；第五電晶體；以及儲存電容器。其中負載的第二電極電連接到第二電源線，第一電晶體用來將電流供應到負載。第二電晶體做為開關，用作電連接第一電晶體的第一電極和信號線。第三電晶體做為開關，用作電連接第一電晶體的第一電極和第一電源線。第四電晶體做為開關，用作選擇是否電連接第一電晶體的第二電極和閘電極。第五電晶體做為開關，用作電連接第一電晶體的第二電極和負載。儲存電容器的第一電極電連接到第一電晶體的閘電極，儲存電容器的第二電極電連接到電容線，儲存電容器保持根據施加到信號線的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且通過將該電壓施加到第一電晶體的閘電極，將電流供應到負載。
本發明之另一觀點是一種具有像素的半導體裝置，該像素包括：信號線；電容線；第一電源線；第二電源線；負載；第一電晶體；第二電晶體；第三電晶體；第四電晶體；以及儲存電容器。其中第二電源線的電位改變。負載的第二電極電連接到第二電源線。第一電晶體的第二電極 直接連接到負載的第一電極。第二電晶體做為開關，用作電連接第一電晶體的第一電極和信號線。第三電晶體做為開關，用作電連接第一電晶體的第一電極和第一電源線。第四電晶體做為開關，用作選擇是否電連接第一電晶體的第二電極和閘電極。儲存電容器的第一電極電連接到第一電晶體的閘電極，儲存電容器的第二電極電連接到電容線，儲存電容器保持根據施加到信號線的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且通過將該電壓施加到第一電晶體的閘電極，將電流供應到負載。
在本發明的半導體裝置中，像素還可以包括第六電晶體，並且經由第六電晶體對第一電晶體的第二電極施加初始電位。
在本發明的半導體裝置的像素中，第一電晶體的第二電極也可以經由第六電晶體與像素所具有的佈線的任何一個電連接。
在本發明的半導體裝置中，像素還可以包括經由第六電晶體與第一電晶體的第二電極電連接的初始化線。
在本發明的半導體裝置中，優選包括在像素的每個電晶體所具有的通道長度L和通道寬度W的比率W/L的值之中，第一電晶體所具有的W/L的值最大。
在本發明的半導體裝置中，也可以第二電晶體和第三電晶體的導電類型互不相同。
在本發明的半導體裝置中，像素還可以包括多個掃描線，並且像素所具有的至少兩個電晶體的閘電極電連接到 相同的掃描線。
在本發明的半導體裝置中，像素還可以包括多個掃描線，並且像素所具有的多個電晶體的每個閘電極分別電連接到不同的掃描線。
在本發明的半導體裝置中，也可以與像素鄰接的像素還包括多個掃描線，並且使用與像素鄰接的像素所具有的掃描線的任何一個作爲電容線。
在本發明的半導體裝置中，第四電晶體也可以是N型通道電晶體。
本發明之另一觀點是一種半導體裝置的驅動方法，該半導體包括像素，該像素具有：信號線；電容線；電源線；負載；第一電晶體，其第一電極電連接到信號線且第二電極電連接到負載；第二電晶體，做為開關，用作選擇是否將第一電晶體的第二電極和閘電極電連接；以及儲存電容器，其第一電極電連接到第一電晶體的閘電極且第二電極電連接到電容線。在通過在負載中流過電流使儲存電容器保持初始電壓之後，將第二電晶體處於導通狀態，且使儲存電容器保持根據從信號線供應的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且將根據該電壓的電壓施加到第一電晶體的閘電極，且經由第一電晶體從電源線將電流供應到負載。
本發明之另一觀點是一種半導體裝置的驅動方法，該半導體裝置包括像素，該像素具有：信號線；電容線；電源線；負載；第一電晶體，其第一電極電連接到信號線且 第二電極電連接到負載；第二電晶體，做為開關，用作選擇是否將第一電晶體的第二電極和閘電極電連接；第三電晶體，做為開關，用作將初始電位施加到第一電晶體的第二電極；以及儲存電容器，其第一電極電連接到第一電晶體的閘電極且第二電極電連接到電容線。並且在通過將第三電晶體處於導通狀態對第一電晶體的第二電極施加初始電位之後，將第二電晶體處於導通狀熊且使儲存電容器保持根據從信號線供應的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓，並且將根據該電壓的電壓施加到第一電晶體的閘電極，且經由第一電晶體從電源線將電流供應到負載。
在本發明的驅動方法中，像素還可以包括經由第三電晶體電連接到第一電晶體的第二電極的初始化線，並且從初始化線供應初始電位。
在本發明的驅動方法中，在使儲存電容器保持根據從信號線供應到的視頻信號電壓及第一電晶體的定限電壓的電壓的期間施加到電源線的電壓和在該期間以外的期間施加到電源線的電壓也可以不同。
在上述結構中，負載可以是發光元件。
注意，由於其結構，難以將電晶體的源極和漏極互相區分。另外，其電位的高低有可能取決於電路的工作而切換。因此，在本說明書中，未特別指定源極和漏極，且將它們記載爲第一電極、第二電極。例如，當第一電極是源極時，第二電極是指漏極，反之亦然，當第一電極是漏極 時，第二電極是指源極。
注意，本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)中，一個像素表示一個彩色成分。因此，在由R(紅)、G(綠)和B(藍)的彩色成分構成的彩色顯示裝置中，圖像的最小單位由R的像素、G的像素和B的像素三個像素構成。此外，彩色成分不局限於三種顏色，既可使用更多種，又可添加採用RGB以外的顏色。例如，也可加上白色(W)，以使彩色成分成爲RGBW。此外，也可對RGB加上例如黃色、藍綠色或紫紅色等一個以上顏色的彩色成分。此外，例如也可以加上與RGB中的至少一個顏色類似的顏色。例如，也可以爲R、G、B1、B2。B1和B2雖然都是藍色，但是其波長彼此不同。通過使用這種彩色成分，既可進行更接近於實體的顯示，又可減少耗電量。此外，也可以使用多個區域控制一個彩色成分的明亮程度。在這種情況下，將一個彩色成分作爲一個像素，並且將控制其明亮程度的每個區域作爲子像素。因此，例如，當使用區域灰度法時，一個彩色成分具有多個控制明亮程度的區域，並且由其整體表示灰度，將控制明亮程度的每個區域作爲子像素。從而，在這種情況下，一個彩色成分由多個子像素構成。此外，在這種情況下，有可能作用於顯示的區域的大小根據子像素而不同。此外，也可以通過將稍微不同的信號供應給每一個彩色成分所具有的多個控制明亮程度的區域，即，構成一個彩色成分的多個子像素，以擴大視角。
注意，在本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)中，像素包括配置(排列)爲矩陣狀的情況。這裏，“像素配置(排列)爲矩陣狀”包括如下情況：在縱方向或橫方向上以直線排列並配置的情況；在鋸齒形線上排列的情況。因此，也包括如下情況：例如當採用三個彩色成分(例如RGB)進行全彩色顯示時，像素配置為條紋形狀，或將三個彩色成分的點配置為所謂的三角。還包括配置爲拜耳(Bayer)的情況。注意，彩色成分的每個點可以具有其大小不同的顯示區域。從而，可以實現使耗電量低、或使顯示元件的耐用期限長。
注意，在本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)中的發光元件是指使用元件中流過的電流值能夠控制發光亮度的元件。可以典型地適用EL元件。注意，EL元件既可以是有機EL元件，又可以是無機EL元件。除了EL元件之外，例如可以適用使用於場致發射顯示器(FED)的元件、使用於FED的一種的SED(表面傳導電子發射顯示器)的元件等的發光元件。
注意，作為在本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)中有記載的電晶體，可以使用各種方式的電晶體。因此，使用的電晶體的種類沒有限制。例如，可以使用具有以非晶矽、多晶矽、微晶(也可以稱爲半晶)矽等爲代表的非單晶半導體膜的薄膜電晶體(TFT)等。當使用TFT的情況下有各種優點。例如，由於可以在比採用單晶矽時低的溫度下製造，因此可以謀求製造成本的縮減、或 製造裝置的大型化。因爲能夠使製造裝置大，所以可以在大型襯底上製造。從而可以同時製造多個顯示裝置，因此可以低成本地製造。再者，因爲製造溫度低，所以可以使用耐熱性低的襯底。由此可以在具有透過性的襯底上製造電晶體。而且，可以使用在具有透光性的襯底上的電晶體控制顯示元件中的光透過。或者，由於電晶體的膜厚度薄，構成電晶體的膜的一部分可以透光。因此可以提高開口率。
注意，可以通過在製造多晶矽時使用催化劑(鎳等)，進一步提高晶性並製造電特性良好的電晶體。其結果，可以將閘驅動器電路(掃描線驅動電路)、源驅動器電路(信號線驅動電路)、信號處理電路(信號生成電路、灰度校正電路、DA轉換電路等)集成形成在襯底上。
注意，可以通過在製造微晶矽時使用催化劑(鎳等)，進一步提高晶性並製造電特性良好的電晶體。此時，不使用鐳射而只進行熱處理就可以提高晶性。其結果，可以將閘驅動器電路(掃描線驅動電路)、源驅動器電路的一部分(類比開關等)集成形成在襯底上。再者，當不將鐳射用於晶化時，可以抑制矽的晶性的不均勻。因此可以顯示高圖像質量的圖像。
但是，可以不使用催化劑(鎳等)而製造多晶矽或微晶矽。
或者，可以使用半導體襯底、SOI襯底等形成電晶體。由此，可以製造特性、尺寸、形狀等的不均勻少，電流 供應能力高，且尺寸小的電晶體。當使用這種電晶體時，可以謀求電路的低耗電量化或高集成化。
或者，可以使用具有ZnO、a-InGaZnO、SiGe、GaAs、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)、氧化錫(SnO)等的化合物半導體或氧化物半導體的電晶體，以及使用使上述化合物半導體或氧化物半導體薄膜化的薄膜電晶體等。因此可以使製造溫度低，例如可以在室溫下製造電晶體。其結果，可以將電晶體直接形成在耐熱性低的襯底例如塑膠襯底、薄膜襯底上。注意，不僅將這種化合物半導體或氧化物半導體用於電晶體的通道部分，而且還有其他用途。例如，可以將這種化合物半導體或氧化物半導體用作電阻元件、像素電極、具有透光性的電極。再者，由於它們可以與電晶體同時形成，因此可以降低成本。
或者，可以使用採用噴墨法、印刷法形成的電晶體等。由此，可以在室溫下、以低真空率、或大型襯底上製造。此外，由於即使不使用掩模(中間掩模(reticle))也能夠製造，因此容易改變電晶體的佈局。再者，因爲不需要使用抗蝕劑，所以材料費用廉價且可以減少工序數量。而且，因爲將膜只附加在所需要的部分，所以與在整個面上形成膜之後進行蝕刻的製造方法相比，可以防止材料的浪費，以實現低成本。
或者，可以使用具有有機半導體、碳納米管的電晶體等。由此，可以在能夠彎曲的襯底上形成電晶體。從而可以使使用具有有機半導體、碳納米管的電晶體等的裝置耐 衝擊。
再者，可以使用採用各種結構的電晶體。例如，可以將MOS電晶體、結晶體管、雙極電晶體等用作在本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)上有記載的電晶體。通過使用MOS電晶體，可以使電晶體的尺寸小。因此，可以安裝多個電晶體。通過使用雙極電晶體，可以將大電流流過。因此，可以使電路進行高速工作。
此外，也可以在一個襯底上混裝形成MOS電晶體、雙極電晶體等。由此，可以實現低耗電量、小型化、高速工作等。
另外，還可以使用各種電晶體。
注意，可以使用各種材料作爲形成有電晶體的襯底，沒有特別的限制。作爲形成有電晶體的襯底，例如可以使用單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑膠襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石襯底、木襯底、布襯底(包括天然纖維(例如，絲、棉或麻)、合成纖維(例如，尼龍、聚亞胺酯、或聚酯)、或再生纖維(例如，包括醋酸纖維素、銅氨纖維、人造纖維或再生聚酯)等)、皮革襯底、橡膠襯底、不銹鋼襯底、包括不銹鋼箔的襯底等。或者，也可以使用動物如人的皮膚(表皮、真皮)或皮下組織作為形成有電晶體的襯底。此外，可以是使用某個襯底形成電晶體，然後，將該電晶體轉移到另一襯底，在另一襯底上配置電晶體。作爲轉移而配置有電晶體的襯底，可以使用單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑膠襯 底、紙襯底、玻璃紙襯底、石襯底、木襯底、布襯底(包括天然纖維(例如，絲、棉或麻)、合成纖維(例如，尼龍、聚亞胺酯、或聚酯)、或再生纖維(例如，醋酸纖維素、銅氨纖維、人造纖維或再生聚酯)等)、皮革襯底、橡膠襯底、不銹鋼襯底、包括不銹鋼箔的襯底等。或者，也可以使用動物如人的皮膚(表皮或真皮)或皮下組織作爲被轉移電晶體的襯底。或者，也可以在某個襯底上形成電晶體且將該襯底拋光減薄。作爲被拋光的襯底，可以使用單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑膠襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石襯底、木襯底、布襯底(包括天然纖維(例如，絲、棉或麻)、合成纖維(例如，尼龍、聚亞胺酯、或聚酯)、或再生纖維(例如，醋酸纖維素、銅氨纖維、人造纖維或再生聚酯)等)、皮革襯底、橡膠襯底、不銹鋼襯底、包括不銹鋼箔的襯底等。或者，也可以使用動物如人的皮膚(表皮或真皮)或皮下組織作爲被拋光的襯底。通過使用這種襯底，可以謀求其特性良好的電晶體或耗電量低的電晶體的形成、具有高耐久力的裝置的製造、耐熱性的賦予、輕量化、或薄型化。
注意，本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)中，“連接”的意思和“電連接”一樣。因此，在本發明所公開的結構中，除了預定的連接關係之外，還可以配置有在其間能夠電連接的其他元件(例如，開關等)。
注意，作爲本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等)所示的開關可以採用各種方式，作爲其一例，存在有 電開關、機械開關等。換句話說，只要它可以控制電流的流動就可以用於開關，因此，可以使用各種各樣的元件而沒有特別限制。例如，開關可以是電晶體、二極體(例如，PN二極體、PIN二極體、肖特基二極體、二極體連接的電晶體等)、可控矽整流器(thyristor)、或者組合了它們的邏輯電路。因此，在使用電晶體作爲開關的情況下，該電晶體作爲簡單的開關工作，所以電晶體的極性(導電類型)沒有特別限制。但是，在其截止電流小更優選的情況下，最好使用具有截止電流小的極性的電晶體。作爲截止電流小的電晶體，存在著提供有LDD區域的電晶體或具有多閘極結構的電晶體等。另外，當作爲開關工作的電晶體的源端子的電位接近低電位側電源(VSS、GND或0V等)的狀態下工作時，優選使用N通道型電晶體，而當源端子的電位接近高電位側電源(VDD等)的狀態下工作時，優選使用P通道型電晶體。這是因爲，由於可以增加閘-源電壓的絕對值，從而電晶體容易作爲開關工作的緣故。此外，開關可以是使用N通道型電晶體和P通道型電晶體雙方的CMOS開關。當使用CMOS開關時，由於只要P通道型電晶體和N通道型電晶體的任何一個導通，就可以流過電流，所以容易用作開關。例如，即使在對開關的輸入信號的電壓高還是低的情況下，都可以適當地輸出電壓。此外，由於可以減小用來使開關導通/截止的信號的電壓振幅值，因此也可以減少耗電量。
此外，在本文件(說明書、申請專利範圍、或附圖等 )中，“在某個物體之上形成”或“在……上形成”，即“……之上”或“……上”的記載不局限於在某個物體之上直接接觸的情況。它們還包括沒有直接接觸的情況，即中間夾有別的物體的情況。因此，例如當“在層A之上(或在層A上)形成層B”時，包括在層A之上直接接觸地形成層B的情況；以及在層A之上直接接觸地形成別的層(例如層C或層D等)，並且在其上直接接觸地形成層B的情況。此外，“在……的上方”的記載也是同樣的，其不局限於在某個物體上直接接觸的情況，還包括中間夾有別的物體的情況。因此，例如當“在層A的上方形成層B”時，包括在層A上直接接觸地形成層B的情況；以及在層A上直接接觸地形成有別的層(例如層C或層D等)，並且在其上直接接觸地形成層B的情況。此外，“在……之下”或“在……的下方”也同樣地包括直接接觸的情況和沒有接觸的情況。
根據本發明，可以抑制起因於電晶體的定限電壓的變動的電流值的變動。因此，可以對如發光元件等的負載供應所需電流。特別是當使用發光元件作爲負載時，由於本發明的顯示裝置可以補償電晶體的定限電壓的變動，向發光元件流過的電流不依靠電晶體的定限電壓而決定。由此，可以減少發光元件亮度的變動，以提高顯示裝置的圖像質量。
下面，參照附圖說明本發明的實施方式。但是，本發明可以通過多種不同的方式來實施，所屬技術領域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍下可以被變換爲各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在實施方式所記載的內容中。
實施方式1
首先，對於本實施方式的顯示裝置中的像素電路的基本結構，參照圖1及圖2進行說明。注意，將EL元件作爲發光元件的例子進行說明。
圖1是示出用於在本實施方式的像素結構中獲取根據視頻信號電壓及電晶體的定限電壓的電壓的電路結構的圖。圖1示出包括第一及第二電晶體101、102、儲存電容器103、掃描線104、信號線105、電源線106、電容線107以及發光元件108的電路。
注意，在圖1中，第一及第二電晶體101、102都是p通道型。
在第一電晶體101中，閘電極連接到第二電晶體102的第二電極及儲存電容器103的第一電極，第一電極連接到信號線105，第二電極連接到第二電晶體102的第一電極。在第二電晶體102中，閘電極連接到掃描線104。在儲存電容器103中，第二電極連接到電容線107。在發光元件108中，第二電極連接到電源線106。
此外，對信號線105施加視頻信號電壓Vdata ，而對電容線107施加電位VCL 。注意，電位的大小關係爲Vdata >VCL 。此外，對電源線106施加電源電位VSS。
在此，第一電晶體101具有對發光元件108供應電流的功能。此外，第二電晶體具有將第一電晶體101處於二極體連接狀態的開關的功能。
注意，在本說明書中，二極體連接是指電晶體的閘電極和第一或第二電極連接的狀態。
在圖1所示的像素電路中，通過使第二電晶體102導通，第一電晶體101處於二極體連接狀態，電流流過到儲存電容器103，且充電儲存電容器103。直到儲存在儲存電容器103中的電壓成爲視頻信號電壓Vdata 、第一電晶體101的定限電壓︱Vth ︱和電容線107的電位VCL 之差Vdata -︱Vth ︱-VCL 繼續儲存電容器103的充電。當儲存在儲存電容器103中的電壓成爲Vdata -︱Vth ︱-VCL 時，第一電晶體101截止，並且電流不流過到儲存電容器103。
通過上述工作，儲存電容器103可以保持根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體101的定限電壓︱Vth ︱的電壓。
此外，圖2示出當第一電晶體是N通道型時，用來獲取第一電晶體的定限電壓的電路結構。
圖2示出包括第一及第二電晶體201、202、儲存電容器203、掃描線204、信號線205、電源線206、電容線207、發光元件208的電路。
注意，在圖2中，第二電晶體202是N通道型。
注意，對信號線205施加視頻信號電壓Vdata ，而對電容線207施加電位VCL 。電位的大小關係爲VCL >Vdata 。此外，對電源線206施加電源電位VDD。
在圖2所示的像素電路中，通過將第二電晶體202處於導通，第一電晶體201處於二極體連接的狀態，電流流過到儲存電容器203，且充電儲存電容器203。直到儲存在儲存電容器203中的電壓成爲電容線207的電位VCL 、視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體201的定限電壓∣Vth ︱之差VCL -Vdata -︱Vth ︱繼續儲存電容器203的充電。當儲存在儲存電容器203中的電壓成爲VCL -Vdata -︱Vth ︱時，第一電晶體201截止，並且電流不流過到儲存電容器203。
通過上述工作，儲存電容器203可以儲存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體201的定限電壓∣Vth ︱的電壓。
注意，在圖1及圖2中，第二電晶體具有將第一電晶體處於二極體連接狀態的開關的功能。因此，也可以使用具有用作開關的功能的其他元件代替第二電晶體。例如，可以使用二極體(例如PN二極體、PIN二極體、肖特基二極體、二極體連接的電晶體等)、可控矽整流器(thyristor)、或者組合了它們的邏輯電路。
接著，說明具有圖1及圖2所示的基本電路結構的本實施方式的像素結構。注意，將EL元件作爲發光元件的例子進行說明。
圖3是示出本實施方式的像素電路的電路圖的圖。本實施方式的像素電路包括第一至第五電晶體301至305、 儲存電容器306、信號線307、第一至第四掃描線308至311、第一及第二電源線312、313、電容線314、發光元件315等。
在此，將第一電晶體301用作對發光元件315供應電流的電晶體，而將第二至第五電晶體302至305用作選擇是否連接佈線的開關。
在第一電晶體301中，閘電極連接到第四電晶體304的第二電極及儲存電容器306的第一電極，第一電極連接到第二電晶體302的第二電極及第三電晶體303的第二電極，第二電極連接到第四電晶體304的第一電極及第五電晶體305的第一電極。在第二電晶體302中，閘電極連接到第一掃描線308，第一電極連接到信號線307。在第三電晶體303中，閘電極連接到第二掃描線309，第一電極連接到第一電源線312。在第四電晶體304中，閘電極連接到第三掃描線310。在第五電晶體305中，閘電極連接到第四掃描線311，第二電極連接到發光元件315的第一電極。在儲存電容器306中，第二電極連接到電容線314。在發光元件315中，第二電極連接到第二電源線313。
此外，對第一電源線312施加電源電位VDD，對第二電源線313施加電源電位VSS，對電容線314施加電位VCL 。注意，電位的大小關係爲VDD>VSS、VDD>VCL 。
注意，在圖3所示的像素電路中，第一至第五電晶體301至305都是P通道型。
注意，圖3中的第一電晶體301對應於圖1中的第一 電晶體101。此外，圖3中的第四電晶體304對應於圖1中的第二電晶體102。另外，圖3中的第二電源線313對應於圖1中的電源線106。
接著，對於本實施方式的像素電路的工作，參照圖4至圖7進行說明。
圖4示出輸入到信號線307及第一至第四掃描線308至311的視頻信號電壓以及脈衝的時序圖，並且根據圖5至圖7所示的像素電路的每個工作分爲三個期間，即第一至第三期間T1至T3。
此外，圖5至圖7是示出每個期間中的本實施方式的像素電路的連接狀態的圖。注意，在圖5至圖7中，實線所示的部分導通，而虛線所示的部分不導通。
首先，參照圖5說明第一期間T1中的像素電路的工作。圖5是示出第一期間T1中的像素電路的連接狀態的圖。在第一期間T1中，第二至第四掃描線309至311成爲L電平，第三至第五電晶體303至305導通。此外，第一掃描線308成爲H電平，第二電晶體302截止。由此，第一電晶體301處於二極體連接狀態，電流流過到發光元件315。其結果，第一電晶體301的第二電極及儲存電容器306的第一電極的電位降低，儲存電容器306儲存某個電壓。在本說明書中，在第一期間結束時的第一電晶體301的第二電極及儲存電容器306的第一電極的電位稱爲初始電位，而儲存電容器306儲存的電壓稱爲初始電壓。
通過上述工作，在第一期間T1中，儲存電容器306 儲存某個初始電壓。在本說明書中，該工作稱爲初始化。
接著，對於在第二期間T2中的像素電路的工作，參照圖6進行說明。圖6是示出第二期間T2中的像素電路的連接狀態的圖。在第二期間T2中，第一及第三掃描線308、310成爲L電平，第二及第四電晶體302、304導通。此外，第二及第四掃描線309、311成爲H電平，第三及第五電晶體303、305截止。此外，對信號線307施加視頻信號電壓Vdata 。由此，當第一電晶體301的第一電極連接到信號線307的同時，第一電晶體301處於二極體連接狀態，電流流過到儲存電容器306，且充電儲存電容器306。直到儲存在儲存電容器306中的電壓成爲視頻信號電壓Vdata 、第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱和電容線314的電位VCL 之差Vdata -︱Vth ︱-VCL 繼續儲存電容器306的充電。當儲存在儲存電容器306中的電壓成爲Vdata -︱Vth ︱-VCL 時，第一電晶體301截止，並且電流不流過到儲存電容器306。
通過上述工作，在第二期間T2中，儲存電容器306儲存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓。
注意，在第二期間T2中，爲了使儲存電容器306儲存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓，必須預先將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱之差Vdata -︱Vth ︱。因此，通過在第一期間T1中 將電流流過到發光元件315，可以將第一電晶體301的第二電極的電位確實地設定爲低於Vdata -︱Vth ︱，並且還可以使儲存電容器306確實地儲存定限電壓。
接著，參照圖7說明在第三期間T3中的像素電路的工作。圖7是示出在第三期間T3中的像素電路的連接狀態的圖。在第三期間T3中，第二及第四掃描線309、311成爲L電平，第三及第五電晶體303、305導通。此外，第一及第三掃描線308、310成爲H電平，第二及第四電晶體302、304截止。由此，第一電晶體301的第一電極連接到第一電源線312。此外，由於對第一電晶體301的閘電極施加在第一期間T1中儲存電容器306儲存的電壓Vdata -︱Vth ︱-VCL 和電容線314的電位VCL 之和Vdata -︱Vth ︱，因此當在第三期間T3中的第一電晶體301的閘-源極間電壓為Vgs (T3)時，Vgs (T3)以如下算式1來表示。
[算式1]V gs (T 3)|=VDD -(V data -|V th |=VDD -V data +|V th |　　　(1)
因此，第一電晶體301的漏-源極之間流過的電流IOLED 以如下算式2來表示。該電流經過第五電晶體305流過到發光元件315，從而發光元件315發光。
[算式2]
但是，β是由電晶體的遷移率或尺寸、氧化膜的電容等確定的常量。
通過上述工作，在第三期間T3中，對發光元件315供應依靠視頻信號電壓Vdata 的電流IOLED ，從而使發光元件315發光。
在此，說明在圖3所示的像素電路的工作過程中第一至第五電晶體301至305具有的功能。
第一電晶體301具有在第三期間T3中將電流流過到發光元件315的功能。
第二電晶體302用作開關，其中連接第一電晶體301的第一電極和信號線307，以在第二期間T2中將視頻信號電壓Vdata 輸入到像素。
第三電晶體303用作一種開關，其中連接第一電晶體301的第一電極和第一電源線312以在第一及第三期間T1、T3中對第一電晶體301的第一電極施加第一電源線312的電位。
第四電晶體304用作一種開關，其中將第一電晶體301處於二極體連接狀態，以在第二期間T2中儲存電容器306儲存根據第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓。
第五電晶體305在第一及第三期間T1、T3中將電流流過到發光元件315，在第二期間T2中不將電流流過到發光元件315。因此，第五電晶體305用作一種開關，其中連接第一電晶體301的第二電極和發光元件315的第一 電極，以控制對發光元件315的電流供應。
通過上述工作過程，對發光元件315供應電流IOLED ，從而可以使發光元件315以按照電流IOLED 的亮度發光。此時，如算式2所示那樣，由於在發光元件315中流過的電流IOLED 表示爲不依靠第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的方式，所以可以補償電晶體的定限電壓的不均勻。
注意，將視頻信號電壓Vdata 的範圍設定爲VCL +︱Vth ︱<Vdata ≦VDD，以便在第二期間T2中使儲存電容器306能夠儲存根據視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓，並且在第三期間T3中使第一電晶體301導通。
注意，電容線314的電位VCL 低於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱之差Vdata -︱Vth ︱，即可。此外，電容線314的電位VCL 優選盡可能低，以便可以使儲存電容器306確實地儲存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓。
儘管圖3所示的像素電路中的第一電晶體301是P通道型電晶體，第一電晶體301也可以是N通道型電晶體。圖8示出了在第一電晶體是N通道型電晶體的情況下的電路結構。
圖8是示出本實施方式的像素電路的電路圖的圖。本實施方式的像素電路包括第一至第五電晶體801至805、儲存電容器806、信號線807、第一至第四掃描線808至811、第一及第二電源線812、813、電容線814、發光元 件815。
注意，在圖8的像素電路中，第二至第五電晶體802至805都是N通道型。
在此，將第一電晶體801用作對發光元件815供應電流的電晶體，而將第二至第五電晶體802至805用作選擇是否連接佈線的開關。
在第一電晶體801中，閘電極連接到第四電晶體804的第二電極及儲存電容器806的第一電極，第一電極連接到第二電晶體802的第二電極及第三電晶體803的第二電極，第二電極連接到第四電晶體804的第一電極及第五電晶體805的第一電極。在第二電晶體802中，閘電極連接到第一掃描線808，第一電極連接到信號線807。在第三電晶體803中，閘電極連接到第二掃描線809，第一電極連接到第一電源線812。在第四電晶體804中，閘電極連接到第三掃描線810。在第五電晶體805中，閘電極連接到第四掃描線811，第二電極連接到發光元件815的第二電極。在儲存電容器806中，第二電極連接到電容線814。在發光元件815中，第一電極連接到第二電源線813。
此外，對第一電源線812施加電源電位VSS，對第二電源線813施加電源電位VDD，並且對電容線814施加電位VCL 。注意，電位的大小關係爲VDD>VSS、VCL >VSS。
注意，圖8的第一電晶體801對應於圖2的第一電晶體201。此外，圖8的第四電晶體804對應於圖2的第二 電晶體202。另外，圖8的第二電源線813對應於圖2的電源線206。
接著，參照圖9說明本實施方式的像素電路的工作。
圖9示出輸入到信號線807及第一至第四掃描線808至811的視頻信號電壓和脈衝的時序圖。由於第一至第五電晶體全部都成爲N通道型電晶體，因此輸入到第一至第四掃描線808至811的脈衝的時序相對於電晶體全部都是P通道型電晶體的情況(圖4)H電平和L電平反轉。另外，根據像素電路的每個工作分爲三個期間，即第一至第三期間T1至T3。
在第一至第三期間T1至T3中的圖8中的像素電路的工作與圖3所示的像素電路的工作相同。就是說，在第一期間T1中，將某個初始電壓儲存在儲存電容器806中。
即，進行初始化。接著，在第二期間T2中，將根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱的電壓儲存在儲存電容器806中。然後，在第三期間T3中，將依靠視頻信號電壓Vdata 的電流IOLED 供應到發光元件815，以使發光元件815發光。注意，流過到發光元件815的電流IOLED 以如下算式3來表示。
[算式3]
注意，在第二期間T2中，爲了使儲存電容器806儲 存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱的電壓，必須預先將第一電晶體801的第二電極的電位設定爲高於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓∣Vth ︱之和Vdata +︱Vth ︱。因此，通過在第一期間T1中將電流流過到發光元件815，可以將第一電晶體801的第二電極的電位確實地設定爲高於Vdata +︱Vth ︱，並且還可以使儲存電容器806確實地儲存定限電壓並補償電晶體的定限電壓的不均勻。
注意，在圖8所示的像素電路的工作過程中，第一至第五電晶體801至805的每個功能與圖3所示的像素電路中第一至第五電晶體301至305的功能相同。
通過上述工作過程，對發光元件815供應電流IOLED ，從而可以使發光元件815以按照電流IOLED 的亮度發光。此時，如算式3所示那樣，由於在發光元件815中流過的電流IOLED 表示爲不依靠第一電晶體801的定限電壓∣Vth ︱的方式，所以可以補償電晶體的定限電壓的不均勻。
注意，將視頻信號電壓Vdata 的範圍爲VSS≦Vdata <VCL -︱Vth ︱，以便在第二期間T2中能夠將根據視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓∣Vth ∣的電壓儲存在儲存電容器806中，並且在第三期間T3中使第一電晶體801導通。
注意，電容線814的電位VCL 高於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱之和Vdata +︱Vth ︱，即可。此外，電容線814的電位VCL 優選盡可能高，以便 可以使儲存電容器806確實地儲存根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱的電壓。
如上所述，通過採用本實施方式的像素結構，可以補償電晶體定限電壓的不均勻，由此可減少亮度不均勻。因此，可提高圖像質量。
此外，如算式2及3所示那樣，在本實施方式的像素電路中，流過到發光元件中的電流IOLED 當視頻信號電壓Vdata 的大小決定時幾乎爲一定的值。因此，由於可以對發光元件供應根據視頻信號電壓的一定電流，且可以使發光元件以一定亮度發光，所以在發光期間(T3)中的亮度不均勻降低。
此外，由於流過到發光元件中的電流IOLED 不依靠儲存電容器的電容值，例如在當因製造時的掩模圖案的位置對準的偏差等的製造誤差而每個像素的電容值不同的情況下，也可以將一定的電流供應到發光元件。
此外，在本實施方式的像素電路中，由於可以通過在相同的期間內獲取第一電晶體的定限電壓︱Vth ︱和視頻信號電壓Vdata ，直到使發光元件發光爲止的準備期間更短，因此可以對於一個幀期間獲得更長的發光期間。從而，可以提高占空比(在一個幀期間中的發光期間的比率)，並且減少施加到發光元件的電壓。由此，可以減少耗電量和發光元件的劣化。
此外，由於直到使發光元件發光爲止的準備期間可以更短，所以一個幀期間的長度也可以更短，且幀頻率更高 。由此，可以抑制顯示運動圖像等時的僞輪廓或閃爍，以提高圖像質量。
注意，在本實施方式中，當在第一期間T1中進行初始化時，將第一電晶體的第一電極經由第三電晶體連接到第一電源線，但是第一電晶體的第一電極的連接目標不局限於此。也可以通過將第一電晶體的第一電極經由第二電晶體連接到信號線，且對信號線施加使第一電晶體成爲導通狀態的電位，進行初始化。
注意，在本實施方式中，當在第三期間T3中將電流供應到發光元件時，將第一電晶體的第一電極經由第三電晶體連接到第一電源線，但是第一電晶體的第一電極的連接目標不局限於此。也可以通過將第一電晶體的第一電極經由第二電晶體連接到信號線，且對信號線施加使第一電晶體成為導通狀態的電位，將電流供應到發光元件。
注意，在本實施方式中，也可以使用金屬或MOS電晶體形成儲存電容器。特別是，當使用MOS電晶體形成儲存電容器時，與使用金屬形成儲存電容器的情況相比可以使儲存電容器的佔有面積爲小，因此可以提高像素的開口率。
例如，圖10和11示出在圖3所示的像素電路中，使用MOS電晶體形成儲存電容器的情況的實例。
圖10示出儲存電容器306由P通道型電晶體形成的情況。在使用P通道型電晶體形成儲存電容器的情況下，在該P通道型電晶體中需要引起用於儲存電荷的通道區域 ，必須將該P通道型電晶體的閘電極的電位設定為低於該P通道型電晶體的第一及第二電極的電位。在採用圖3所示的像素電路的情況下，儲存電容器306的第一電極具有高於其第二電極的電位。因此，爲將該P通道型電晶體用作儲存電容器，而將該P通道型電晶體的第一電極和第二電極作爲儲存電容器306的第一電極，且與第一電晶體301的閘電極及第四電晶體304的第二電極連接。此外，將該P通道型電晶體的閘電極作爲儲存電容器306的第二電極，且與電容線314連接。
圖11示出儲存電容器306由N通道型電晶體形成的情況。在使用N通道型電晶體形成儲存電容器的情況下，由於在該N通道型電晶體中需要引起用於儲存電荷的通道區域，因此必須將該N通道型電晶體的閘電極的電位設爲高於該N通道型電晶體的第一及第二電極的電位。從而，爲將該N通道型電晶體用作儲存電容器，將該N通道型電晶體的閘電極作爲儲存電容器306的第一電極，且與第一電晶體301的閘電極及第四電晶體304的第二電極連接。此外，將該N通道型電晶體的第一及第二電極作爲儲存電容器306的第二電極，且與電容線314連接。
此外，在圖12及圖13中，作爲另一實例示出在圖8所示的像素電路中使用MOS電晶體形成儲存電容器的情況。
圖12示出儲存電容器806由N通道型電晶體形成的情況。在採用圖8所示的像素電路的情況下，在儲存電容 器806中第二電極的電位高於第一電極的電位。因此，爲使該N通道型電晶體用作儲存電容器，而將該N通道型電晶體的第一及第二電極作爲儲存電容器806的第一電極，且與第一電晶體801的閘電極及第四電晶體804的第二電極連接。此外，將該N通道型電晶體的閘電極作爲儲存電容器806的第二電極，且與電容線814連接。
圖13示出儲存電容器806由P通道型電晶體形成的情況。爲使P通道型電晶體用作儲存電容器，而將該P通道型電晶體的閘電極作爲儲存電容器806的第一電極，且與第一電晶體801的閘電極及第四電晶體804的第二電極連接。此外，將該P通道型電晶體的第一及第二電極作爲儲存電容器806的第二電極，且與電容線814連接。
通過如本實施方式那樣將儲存電容器連接到第一電晶體的閘電極和電容線之間，特別是當使用MOS電晶體形成儲存電容器時在該MOS電晶體的閘-源極之間恒定地施加高於該MOS電晶體定限電壓的電壓。因此，可在該MOS電晶體中恒定地引起通道區域，且使它能夠恒定地用作儲存電容器。由此，在像素電路的工作過程中，可以將所希望的電壓正常地儲存在儲存電容器中。
另外，在本實施方式的像素結構中，當在第一至第五電晶體分別具有的通道長度L與通道寬度W之比率W/L值中使第一電晶體具有的W/L值爲最大時，可進一步增大在第一電晶體的漏-源極之間流過的電流。因此，當在第二期間T2中獲取根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體的 定限電壓︱Vth ︱的電壓時，可以使用更大的電流來進行工作，這導致更快的工作。此外，可以進一步增大在第三期間T3中流過到發光元件中的電流IOLED ，這導致更高的亮度。
注意，在本實施方式中，脈衝輸入到第二掃描線和第四掃描線的時序相同。因此，可以使用第二掃描線或第四掃描線中的任何一個來控制第三電晶體和第五電晶體。
例如，圖14示出在圖3所示的像素電路中使用第二掃描線309來控制第三及第五電晶體303、305的一個實例。注意，在圖14中，第三電晶體303的閘電極、以及第五電晶體305的閘電極連接到第二掃描線309。
此外，在圖15中，作爲另一實例示出在圖8所示的像素電路中使用第四掃描線811控制第三及第五電晶體803、805的情況。注意，在圖15中，第三電晶體803的閘電極、以及第五電晶體805的閘電極連接到第四掃描線811。
這樣，可以通過使用相同的掃描線控制第三及第五電晶體，減少掃描線的數量，以提高像素的開口率。
注意，儘管本實施方式示出第二至第五電晶體全部都是具有相同導電類型的電晶體，例如全部都是P通道型電晶體或N通道型電晶體，但本發明不限於此。也可以通過使用P通道型電晶體和N通道電晶體的雙方來構成電路。
例如，在圖3中，可以是第四電晶體304爲N通道型電晶體，而除第四電晶體304之外的其他電晶體是P通道 型電晶體。圖16示出這種像素電路。另外，圖17示出輸入到信號線307以及第一至第四掃描線308至311的視頻信號電壓及脈衝的時序圖。
這樣，當將第四電晶體304形成爲N通道型電晶體時，與使用P通道電晶體的情況相比，可以減少第四電晶體304的漏電流。因此，減少儲存在儲存電容器306中的電荷的泄漏，這導致儲存在儲存電容器306中的電壓的更小波動。由此，特別是在發光期間(T3)中，連續地對第一電晶體301的閘電極施加一定的電壓。因此，可以對發光元件315提供一定電流。其結果，發光元件315能夠以一定亮度發光，由此可減少亮度不均勻。
此外，作爲另一實例，也可以在圖3中第二電晶體302爲N通道型、除第二電晶體302之外的電晶體爲P通道型。圖18示出該像素電路。此外，圖19示出輸入到信號線307及第一至第四掃描線308至311的視頻信號電壓以及脈衝的時序圖。
這樣，當第二電晶體302爲N通道型時，脈衝輸入到第一掃描線308、第二掃描線309和第四掃描線311的時序相同。因此，可以使用第一掃描線308、第二掃描線309或第四掃描線311中的任何一個來控制第二電晶體302、第三電晶體303和第五電晶體305。
此外，在圖20中，示出使用第一掃描線308控制第二電晶體302、第三電晶體303和第五電晶體305的情況的實例。注意，在圖20中，第二電晶體302的閘電極、 第三電晶體303的閘電極、以及第五電晶體305的閘電極連接到第一掃描線308。
這樣，可以通過使第二電晶體具有與第二電晶體以外的電晶體不同的導電類型，減少掃描線的數量，以提高像素的開口率。
注意，第二至第五電晶體所具有的導電類型不局限於上述內容。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的 附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式2
儘管在實施方式1中另外提供了電容線，但是可以使用已有的其他佈線來代替電容線。例如，可以通過使用其他行像素具有的第一至第四掃描線中的任何一個代替電容線來刪掉該像素具有的電容線。在本實施方式中說明使用其他行像素具有的第一至第四掃描線的任何一個代替該像素具有的電容線的情況。注意，示出EL元件作爲發光元件的實例進行說明。
例如，圖21示出在圖3所示像素電路中使用前一行的像素所具有的第二掃描線代替該像素具有的電容線的情況的像素電路的實例。
圖21示出某個第i行的像素Pixel(i)和其前一行即第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的結構。第(i-1)行的像素Pixel(i-1)包括第一至第五電晶體2101至2105、儲存電容器2106、第一至第四掃描線2108至2111、發光元件2115等。此外，第i行的像素Pixel(i)包括第一至第五電晶體2121至2125、儲存電容器2126、第一至第四掃描線2128至2131、發光元件2135等。此外，第i行的像素Pixel(i)和第(i-1)行的像素Pixel(i-1)共用信號線2107、第一及第二電源線2112、2113。
由於在圖21中，在每個像素中的每個元件的連接與圖3所示的像素電路大致相同，因此省略詳細的說明。圖3和圖21的不同之處是如下：使用第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2109代替第i行的像素Pixel(i)的電容線；以及第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2126的第二電極連接到第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2109。
注意，在第(i-1)行的像素Pixel(i-1)中，使用第(i-2)行的像素Pixel(i-2)的第二掃描線2149代替第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的電容線，並且第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的儲存電容器2106的第二電極連接到第(i-2)行的像素Pixel(i-2)的第二掃描線2149。
在此，圖22示出輸入到信號線2107、第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第一至第四掃描線2108至2111、第i行的像素Pixel(i)的第一至第四掃描線2128至2131的視頻信號電壓及脈衝的時序圖。注意，圖22所記載的第一至第三期間T1至T3對應於第i行的像素Pixel(i)的工作。
當採用如圖21所示那樣的像素結構時，將施加到第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2109的電位施加到第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2126的第二電極。因此，在第一期間T1中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2126的第二電極施加H電平的電位，而在第二及第三期間T2、T3中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2126的第二電極施加L電平的電位。從而，由於能夠在 每個期間中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2126的第二電極施加一定的電位，因此可以進行實施方式1所說明的像素電路的工作。
注意，在圖21中，即使使用前一行的像素具有的第四掃描線代替該像素具有的電容線，也可以進行與上述工作相同的工作。這是因為輸入到第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線和第四掃描線的脈衝的時序相同的緣故。
注意，用來代替該像素具有的電容線的掃描線不局限於前一行的像素具有的第二或第四掃描線。也可以使用前一行的像素具有的第一或第三掃描線代替該像素具有的電容線。此外，也可以使用下一行的像素具有的第一至第四掃描線的任何一個。
注意，在該像素中，優選在第二及第三期間T2、T3中對電容線施加一定的電位。此外，優選在第二及第三期間T2、T3中對電容線施加低電位。通過上述步驟，能夠更正確地獲取第一電晶體的定限電壓及視頻信號電壓，並且能夠將在該像素的發光期間中流過到發光元件中的電流儲存爲一定的值，從而可以使發光元件以一定的亮度發光。鑒於上述內容，優選使用前一行的像素具有的第二或第四掃描線代替該像素具有的電容線。
作爲另一實例，圖23示出在圖8所示的像素電路中使用前一行的像素具有的第二掃描線代替該像素具有的電容線的情況。
圖23示出某個第i行的像素Pixel(i)和其前一行即第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的結構。第(i-1)行的像素Pixel(i-1)包括第一至第五電晶體2301至2305、儲存電容器2306、第一至第四掃描線2308至2311、發光元件2315等。此外，第i行的像素Pixel(i)包括第一至第五電晶體2321至2325、儲存電容器2326、第一至第四掃描線2328至2331、發光元件2335等。此外，第i行的像素Pixel(i)和第(i-1)行的像素Pixel(i-1)共用信號線2307、第一及第二電源線2312、2313。
由於在圖23中，在每個像素中的每個元件的連接與圖8所示的像素電路大致相同，因此省略詳細的說明。圖8和圖23的不同之處是如下：使用第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2309代替第i行的像素Pixel(i)的電容線；以及第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2326的第二電極連接到(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2309。
注意，在第(i-1)行的像素Pixel(i-1)中，使用第(i-2)行的像素Pixel(i-2)的第二掃描線2349代替第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的電容線，並且第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的儲存電容器2306的第二電極連接到第(i-2)行的像素Pixel(i-2)的第二掃描線2349。
在此，圖24示出輸入到信號線2307、第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第一至第四掃描線2308至2311、及第1行的像素Pixel(i)的第一至第四掃描線2328至2331的視 頻信號電壓以及脈衝的時序圖。注意，圖24所示的第一至第三期間T1至T3對應於第i行的像素Pixel(i)的工作。
當採用如圖23所示那樣的像素結構時，將施加到第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線2309的電位施加到第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2326的第二電極。因此，在第一期間T1中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2326的第二電極施加L電平的電位，而在第二及第三期間T2、T3中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2326的第二電極施加H電平的電位。從而，由於能夠在每個期間中對第i行的像素Pixel(i)的儲存電容器2326的第二電極施加一定的電位，因此可以進行實施方式1所說明的像素電路的工作。
注意，在圖23中，即使使用前一行的像素具有的第四掃描線代替該像素具有的電容線，也可以進行與上述工作相同的工作。這是因爲輸入到第(i-1)行的像素Pixel(i-1)的第二掃描線和第四掃描線的脈衝的時序相同的緣故。
注意，用來代替該像素具有的電容線的掃描線不局限於前一行的像素具有的第二或第四掃描線。也可以使用前一行的像素具有的第一或第三掃描線代替該像素具有的電容線。此外，也可以使用下一行的像素具有的第一至第四掃描線的任何一個。
注意，在該像素中，優選在第二及第三期間T2、T3 中對電容線施加一定的電位。此外，優選在第二及第三期間T2、T3中對電容線施加高電位。通過上述步驟，能夠更正確地獲取第一電晶體的定限電壓及視頻信號電壓，並且能夠將在該像素的發光期間中流過到發光元件中的電流儲存爲一定的值，從而可以使發光元件以一定的亮度發光。鑒於上述內容，優選使用前一行的像素具有的第二或第四掃描線代替該像素具有的電容線。
這樣，由於通過使用前一行的像素具有的第二掃描線代替該像素具有的電容線不需要將電容線重新提供到該像素，因此可以減少佈線的數量，以提高像素的開口率。此外，因爲不需要重新生成施加到電容線的電壓，所以可以縮減用來生成該電壓的電路，且還可以縮減耗電量。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容 等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式3
儘管在實施方式1及實施方式2中，當進行初始化時向發光元件流過電流，但是可以通過在以上所示出的像素電路中新提供在第一期間T1中導通的初始化電晶體來進行初始化。在本實施方式中，說明使用初始化電晶體進行初始化的方法。注意，將EL元件作爲發光元件的實例進行說明。
爲了進行初始化而需要將第一電晶體的第二電極設定爲某個初始電位。此時，可以通過經由初始化電晶體連接第一電晶體的第二電極和其他元件的電極或其他佈線且使初始化電晶體導通，將第一電晶體的第二電極設定爲連接目標的電極或佈線具有的電位。
即，初始化晶體管用作一種開關，其中連接第一電晶體的第二電極和其他元件的電極或其他佈線，以將第一電晶體的第二電極的電位設定爲某個初始電位。
例如，在圖3所示的像素電路的情況下，爲了將根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓儲存在儲存電容器306中，必須預先將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱之差的Vdata -︱Vth ︱。於是，在第一期間T1中，可以通過經由初始化電晶體連接第一電晶體301的第二電極和其他元件的電極或其他佈線，將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於Vdata -︱Vth ︱的初始電位。
在此，圖25示出將初始化電晶體提供在圖3所示的像素電路中的情況的實例。圖25是經由初始化電晶體連接第一電晶體301的第二電極和電容線314的實例。
在圖25中，將作爲初始化電晶體的第六電晶體2516和第五掃描線2517新添加到圖3所示的像素電路中。注意，在第六電晶體2516中，閘電極連接到第五掃描線2517，第一電極連接到第一電晶體301的第二電極、第四電晶體304的第一電極、以及第五電晶體305的第一電極，並且第二電極連接到電容線314。
接著，參照圖26及圖27說明圖25所示的像素電路的工作。
圖26示出輸入到信號線307以及第一至第五掃描線308至311、2517的視頻信號電壓及脈衝的時序圖，並且根據像素電路的每個工作分爲三個期間，即第一至第三期間T1至T3。
將參考圖27說明第一期間T1中的像素電路的工作。在第一期間T1中，第二、第三、第五掃描線309、310、2517處於L電平，且第三、第四、第六電晶體303、304、2516導通。此外，第一及第四掃描線308、311處於H電平，且第二、第五電晶體302、305截止。因此，第一電晶體301的第二電極連接到電容線314，由此第一電晶體301的第二電極的電位、以及儲存電容器306的第一電極的電位與電容線314的電位VCL 相同。
通過上述工作，在第一期間T1中，作為初始電位，將第一電晶體301的第二電極及儲存電容器306的第一電極的電位設定爲電容線314的電位VCL 。
這樣，可以通過在第一期間T1中將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於Vdata -︱Vth ︱的電位的電容線314的電位VCL ，第一電晶體301的第二電極的電位確實地設定爲低於Vdata -︱Vth ︱，由此可確實地補償定限電壓。
注意，在第二及第三期間T2、T3中，將第五掃描線2517處於H電平，且使第六電晶體2516截止。而且，進行與圖3所示的像素電路相同的工作。就是說，在第二期間T2中，將根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱的電壓儲存在儲存電容器306中。此外，在第三期間T3中，將依靠視頻信號電壓Vdata 的電流IOLED 供應到發光元件315，以使發光元件315發光。
注意，將第六電晶體2516連接為使第一電晶體301的第二電極的電位低於Vdata -︱Vth ︱，即可。例如，如圖28 所示那樣，也可以將第六電晶體2516的第一電極連接到第一電晶體301的閘電極、第四電晶體304的第二電極、以及儲存電容器306的第一電極。
注意，在圖25中，將第六電晶體2516的第二電極連接到電容線314，但是，也可以將第六電晶體2516的第二電極連接到電容線之外的已有的佈線。特別是，連接到在第一期間T1中施加了低於Vdata -︱Vth ︱的電位的佈線，即可。
例如，在圖29所示那樣，也可以將第六電晶體2516的第二電極連接到第二掃描線309。由於在第一期間T1中，對第二掃描線309施加L電平的電位，因此可以將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於Vdata -︱Vth ︱的電位。
注意，由於在第一期間T1中，對第三掃描線310施加L電平的電位，因此也可以將第六電晶體2516的第二電極連接到第三掃描線310。
此外，也可以新提供初始化電源線，以便將第一電晶體301的第二電極設定爲某個初始電位。在本說明書中，該初始化電源線稱爲初始化線。
例如，圖30示出在圖3所示的像素電路中提供初始化電晶體和初始化線的情況的實例。在圖30中，將作爲初始化電晶體的第六電晶體2516、第五掃描線2517、初始化線3018新添加到圖3所示的像素電路中。注意，在第六電晶體2516中，閘電極連接到第五掃描線2517，第 一電極連接到第一電晶體301的第二電極、第四電晶體304的第一電極、及第五電晶體305的第一電極，並且第二電極連接到初始化線3018。
此外，對初始化線3018施加初始化電位Vini 。注意，電位的大小關係爲Vini <Vdata -︱Vth ︱。
圖31示出圖30所示的像素電路的第一期間T1的工作。在第一期間T1中，第一電晶體301處於二極體連接狀態，且電流流過到初始化線3018中。其結果，第一電晶體301的第二電極、及儲存電容器306的第一電極的電位等於初始化線3018的電位，且儲存電容器306儲存初始化電位Vini 和電容線314的電位VCL 之差Vini -VCL 。
通過上述工作，在第一期間T1中，儲存電容器306儲存初始化電位Vini 和電容線314的電位VCL 之差Vini -VCL 作爲初始電壓。
這樣，可以通過提供初始化線3018並將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於Vdata -︱Vth ︱的電位的初始化電位Vini ，確實地將第一電晶體301的第二電極的電位設定爲低於Vdata -∣Vth ︱，且確實地補償定限電壓。
特別是，由於可以通過新提供初始化線來將初始化電位Vini 設定爲低於Vdata -︱Vth ︱的任意電位，所以可以更確實地使第一電晶體301的第二電極的電位低於Vdata -︱Vth ︱，從而可以更確實地補償定限電壓。
注意，將第六電晶體2516連接爲將第一電晶體301的第二電極設定爲初始化電位Vini ，即可。例如，如圖32 所示那樣，也可以將第六電晶體2516的第一電極連接到第一電晶體301的閘電極、第四電晶體304的第二電極、以及儲存電容器306的第一電極。
這樣，可以通過新添加初始化電晶體及初始化線進行初始化，儲存電容器更確實地進行第一電晶體的定限電壓的儲存及第一電晶體的定限電壓的不均勻的補償。
此外，在實施方式1所說明的初始化的方法中，因當進行初始化時對發光元件流過電流而在第一期間T1中發光元件發光，但是在本實施方式所示的方法中，因當進行初始化時對發光元件不流過電流而在第一期間T1中發光元件不發光，從而可以抑制發光元件的發光期間之外的發光。
注意，雖然在本實施方式中，作爲初始化電晶體的第六電晶體爲P通道型電晶體，但是不局限於此。第六電晶體可以為N通道型。
注意，雖然在本實施方式中，使用第五掃描線控制第六電晶體，但是可以使用其他行像素所具有的已有的其他佈線代替第五掃描線。特別是，優選使用一種佈線，該佈線在進行初始化的第一期間T1中被施加使第六電晶體導通的電壓。例如，在第六電晶體是P通道型的情況下，也可以使用前一行的像素的第一掃描線代替該像素的第五掃描線。此外，在第六電晶體是N通道型的情況下，也可以使用前一行的像素的第二掃描線代替該像素的第五掃描線。這樣，由於通過使用已有的佈線代替第五掃描線不需要 將第五掃描線新提供在該像素中，因此可以減少佈線數量，以提高像素的開口率。
注意，雖然在本實施方式中，僅說明第一電晶體是P通道型的情況(圖3)，但是本實施方式的內容可以同樣地適用於如圖8所示的像素電路的第一電晶體是N通道型的情況。
注意，當在圖8所示的像素電路中添加初始化電晶體時，以第一電晶體801的第二電極的電位被設定爲高於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱之和Vdata +︱Vth ︱的電位的方式連接。此外，當添加初始化線時，將施加到初始化線的電位Vini 設定爲高於Vdata +︱Vth ︱的電位。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容 等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式4
儘管在實施方式1至3中第二電源線的電位爲固定電位，但是第二電源線的電位可以根據第一至第三期間改變。在本實施方式中，對於第二電源線的電位根據第一至第三期間改變的情況進行說明。注意，通過將EL元件作爲發光元件的實例來進行說明。
儘管圖3所示的像素電路中，通過在第二期間T2中使第五電晶體305截止以不使電流流過到發光元件315中，但是，例如可以通過刪掉第五電晶體305，將第一電晶體301的第二電極與發光元件315的第一電極直接連接，且在第二期間T2中將第二電源線313的電位設定爲高於發光元件315的第一電極的電位，來不使電流流過到發光元件315中。這是因爲通過將第二電源線313的電位設定爲高於發光元件315的第一電極的電位，對發光元件315施加反向偏壓。圖33和圖34示出這種情況的例子。
在圖33中，與圖3中所示的像素電路不同，第一電晶體301的第二電極直接連接到發光元件315的第一電極。另外，圖34示出輸入到信號線307、第一至第三掃描線308至310、第二電源線313的視頻信號電壓及脈衝的時序圖。注意，輸入到第一至第三掃描線308至310的脈衝的時序與圖3所示的像素電路相同。
注意，在第二期間T2中，可以通過將第二電源線313的電位設爲視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱之差Vdata -︱Vth ︱以上的電位，對發光元件315施加反向偏壓。由此，可以在第二期間T2中不使電流流過到發光元件315中。
此外，在第一及第三期間T1、T3中，可以通過將第二電源線313的電位設定爲低於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體301的定限電壓︱Vth ︱之差Vdata -︱Vth ︱，對發光元件815施加正向偏壓。由此，可以在第一及第三期間T1、T3中對發光元件815流過電流。
注意，作爲初始化的方法，也可以採用實施方式3所說明的使用初始化電晶體進行初始化的方法。圖35示出其情況的實例。
在圖35所示的像素電路中，刪掉在示出使用初始化電晶體進行初始化的情況的實例的附圖(圖25)中的第五電晶體305及第四掃描線311，且將第一電晶體301的第二電極與發光元件315的第一電極連接。在此情況下，在第一期間T1中，可以通過將第二電源線313的電位設定 爲高於第一電晶體301的第二電極的電位，進行初始化而不使電流流過到發光元件315中。
此外，作爲初始化的方法，也可以採用實施方式3所說明的使用初始化電晶體和初始化線進行初始化的方法。圖36示出其情況的實例。
在圖36所示的像素電路中，刪掉在示出使用初始化電晶體和初始化線進行初始化的情況的實例的附圖(圖30)中的第五電晶體305及第四掃描線311，且將第一電晶體301的第二電極與發光元件315的第一電極連接。在此情況下，在第一期間T1中，可以通過將第二電源線313的電位設定爲初始化電位Vini 以上，進行初始化而不使電流流過到發光元件315中。
注意，雖然在本實施方式中，僅說明第一電晶體是P通道型的情況(圖3)，但是本實施方式的內容可以同樣地適用於如圖8所示的像素電路的第一電晶體是N通道型的情況。
在圖8所示的像素電路中，當根據期間改變第二電源線813的電位時，在第二期間T2中，可以通過將第二電源線813的電位設定爲低於發光元件815的第二電極的電位，對發光元件815施加反向偏壓。由此，在第二期間T2中可以不使電流流過到發光元件815中。
注意，在第二期間T2中，可以通過將第二電源線813的電位設定爲視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱之和Vdata +︱Vth ︱以下，進行上述工作。
此外，在第一及第三期間T1、T3中，可以通過將第二電源線813的電位設定爲高於視頻信號電壓Vdata 和第一電晶體801的定限電壓︱Vth ︱之和Vdata +︱Vth ︱，對發光元件315施加正向偏壓。由此，可以在第一及第三期間T1、T3中對發光元件315流過電流。
注意，作爲初始化的方法，也可以採用實施方式3所說明的使用初始化電晶體進行初始化的方法。在此情況下，在第一期間T1中，可以通過將第二電源線813的電位設定爲低於第一電晶體801的第二電極的電位，進行初始化而不使電流流過到發光元件815中。
此外，作爲初始化的方法，也可以採用實施方式3所說明的使用初始化電晶體和初始化線進行初始化的方法。在此情況下，在第一期間T1中，可以通過將第二電源線813的電位設定爲初始化電位Vini 以下，進行初始化而不使電流流過到發光元件815中。
這樣，由於可以通過根據期間改變第二電源線的電位，在發光期間(T3)以外的期間中不使電流流過到發光元件中，因此可以抑制發光期間以外的期間中的發光元件的發光。此外，因爲不需要提供第五電晶體及第四掃描線，所以可以提高像素的開口率。另外，由於可以減少掃描線驅動電路的數量，因此能夠縮減耗電量。
此外，可以通過根據期間改變第二電源線的電位，對發光元件施加反向偏壓。特別是，在發光元件是EL元件的情況下，可以通過施加反向偏壓，來改善EL元件的劣 化狀態，提高可靠性，而且使耐用期限延長。
注意，也可以將本發明的像素結構適用於當進行區域灰度方式時的像素結構。就是說，也可以將本發明的像素結構適用於將一個像素分割爲多個子像素的像素結構中的每個子像素。由此，可以在每個子像素中減少亮度的不均勻，以進行高圖像質量且多級灰度的顯示。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描 述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式5
在本實施方式中，描述本發明的顯示裝置的像素佈局。例如，圖37示出圖3所示的像素電路的佈局圖。注意，圖37和圖3共同的部分用共用的附圖標記來表示。注意，佈局圖不局限於圖37。
圖3所示的像素電路包括第一至第五電晶體301至305、儲存電容器306、信號線307、第一至第四掃描線308至311、第一電源線312、電容線314、發光元件315。
第一至第四掃描線308至311由第一佈線形成，而信號線307、第一及第二電源線312、313和電容線314由第二佈線形成。注意，因爲不能將第二電源線313表示在佈局中，所以圖37中未圖示。
在採用頂閘結構的情況下，按襯底、半導體層、閘絕緣膜、第一佈線、層間絕緣膜、第二佈線的順序構成膜。另外，在採用底閘結構的情況下，按襯底、第一佈線、閘絕緣膜、半導體層、層間絕緣膜、第二佈線的順序構成膜。
注意，在本實施方式的像素結構中，當第一至第五電晶體分別具有的通道長度L和通道寬度W的比率W/L的值中將第一電晶體具有的W/L的值爲最大時，可以增大在 第一電晶體的漏-源極之間流過的電流。由此，當在第二期間T2中獲取根據視頻信號電壓Vdata 及第一電晶體的定限電壓︱Vth ︱的電壓時，可以以更大的電流工作，從而能夠進行更快的工作。此外，在第三期間T3中可以進一步增大在發光元件中流過的電流IOLED ，以進一步提高亮度。於是，在圖37中將第一至第五電晶體之中的第一電晶體301所具有的通道寬度W爲最大，以便將第一電晶體具有的W/L的值爲最大。
注意，儘管在本實施方式中將第一至第五電晶體301至305記載爲單閘結構，但是不局限於此。第一至第五電晶體301至305的結構可以採用各種方式。例如，也可以使用具有兩個以上閘電極的多閘結構。由於當採用多閘結構時成為通道區域串聯連接的結構，因此成爲多個電晶體串聯連接的結構。通過採用多閘結構可以獲得如下效果：減少截止電流；提高電晶體的耐壓來改良可靠性；以及即使當在飽和區域工作時漏-源極之間的電壓改變，漏-源極之間的電流也很少改變，而獲得均勻的特性。此外，還可以採用通道上下配置有閘電極的結構。因爲通過採用通道上下配置有閘電極的結構，通道區域增加，所以可以增大電流而耗盡層容易形成，以縮小S係數(亞定限係數)。當通道上下配置有閘電極時，成爲多個電晶體並聯連接的結構。此外，可以採用如下結構：在通道之上配置有閘電極的結構；在通道之下配置有閘電極的結構；正交錯結構；反交錯結構。此外，通道區域可以分爲多個區域，多個 通道區域也可以互相並聯連接，或串聯連接。另外，源電極或漏電極也可以重疊於通道(或其一部分)。通過採用源電極或漏電極重疊於通道(或其一部分)的結構，可以防止因電荷積蓄在通道的一部分而使工作不穩定。此外，也可以存在有LDD區域。通過提供LDD區域可以獲得如下效果：減少截止電流；提高電晶體的耐壓來改良可靠性；以及即使當在飽和區域工作時漏-源極之間的電壓改變，漏-源極之間的電流也很少改變，而獲得均勻的特性。
注意，佈線、電極、導電層、導電膜、端子、通路、插頭等優選由如下材料形成：選自由鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、釹(Nd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鈧(Sc)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、矽(Si)、磷(P)、硼(B)、砷(As)、鎵(Ga)、銦(In)、錫(Sn)、氧(O)構成的群的一個或多個元素；以選自所述群的一個或多個元素為成分的化合物、合金材料(例如，氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、包含氧化矽的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化錫鎘(CTO)、鋁釹(Al-Nd)、鎂銀(Mg-Ag)、鉬鈮(Mo-Nb)等)。或者，佈線、電極、導電層、導電膜、端子等優選具有組合這種化合物的物質等形成。或者，優選具有選自所述群的一個或多個元素和矽的化合物(矽化物)(例如，鋁矽、鉬矽、鎳矽化物等)、選自上述群的一個或多個元素和氮的化合物(例如 ，氮化鈦、氮化鉭、氮化鉬等)形成。
注意，矽(Si)也可以包含n型雜質(磷等)或p型雜質(硼等)。通過矽包含雜質，提高導電率，以能夠進行與通常的導體同樣的工作。因此，矽容易作爲佈線、電極等利用。
注意，作爲矽，可以使用如單晶、多晶(多晶矽)、微晶(微晶矽)等的具有各種晶性的矽。或者，可以使用非晶(非晶矽)等的沒有晶性的矽。通過使用單晶矽或多晶矽，可以縮小電阻如佈線、電極、導電層、導電膜、端子等的電阻。通過使用非晶矽或微晶矽，可以以簡單的工序形成佈線等。
注意，由於鋁或銀的導電率高，因此可以減少信號延遲。再者，由於容易進行蝕刻，因此也容易構圖，以可以進行微細加工。
注意，由於銅的導電率高，因此可以減少信號延遲。在使用銅的情況下，優選採用疊層結構，以便提高緊密性。
注意，由於鉬或鈦具有如下優點，所以很優選：即使與氧化物半導體(ITO、IZO等)或矽接觸也不引起缺陷；容易蝕刻；其耐熱性高等。
注意，由於鎢具有其耐熱性高等的優點，所以很優選。
注意，由於釹具有其耐熱性高等的優點，所以很優選。特別是，當採用釹和鋁的合金時，耐熱性提高，且鋁不 容易産生小丘。
注意，由於矽具有能夠與電晶體所具有的半導體層同時形成、其耐熱性高等的優點，所以很優選。
注意，由於ITO、IZO、ITSO、氧化鋅(ZnO)、矽(Si)、氧化錫(SnO)、氧化錫鎘(CTO)具有透光性，所以可以將它們使用於透過光的部分。例如，可以用作像素電極、共同電極。
注意，由於IZO容易被蝕刻並加工，所以很優選。在IZO中也不容易發生當蝕刻時的殘渣的殘留。因此，當使用IZO作爲像素電極時，可以減少液晶元件、發光元件中産生的缺陷(短路、取向無序等)。
注意，佈線、電極、導電層、導電膜、端子、通路、插頭等可以採用單層結構或多層結構。通過採用單層結構，可以使佈線、電極、導電層、導電膜、端子等的製造工序簡化，減少工序天數，並降低成本。或者，通過採用多層結構，可以當活用每個材料的優點的同時，減少缺點並形成性能優良的佈線、電極等。例如，通過將低電阻材料(鋁等)包含在多層結構中，可以謀求佈線的低電阻化。此外，通過採用使用高耐熱性材料夾著低耐熱性材料的疊層結構，可以當活用低耐熱性材料的優點的同時，提高佈線、電極等的耐熱性。例如，優選採用使用包含鉬、鈦、釹等的層夾著包含鋁的層的疊層結構。
此外，在佈線、電極等互相直接接觸的情況下，有可能彼此受到壞影響。例如，一方佈線、電極等的材料進入 到另一方佈線、電極等的材料中而改變它們的性質，從而不能實現本來的目的。作爲另外一個實例，當形成或製造高電阻的部分時發生問題，從而有可能不能正常地製造。在這種情況下，優選採用疊層結構來使用不容易反應的材料夾著或覆蓋容易反應的材料。例如，在連接ITO和鋁的情況下，優選在ITO和鋁之間夾著鈦、鉬、釹合金。此外，在連接矽和鋁的情況下，優選在矽和鋁之間夾著鈦、鉬、釹合金。
注意，佈線是指配置有導電體的物質。既可以線狀地延伸，又可以配置得短而不延伸。因此，電極被包括在佈線。
注意，作爲佈線、電極、導電層、導電膜、端子、通路、插頭等，可以使用碳納米管。再者，由於碳納米管具有透光性，所以可以使用於透過光的部分。例如，可以用作像素電極、共同電極。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每 個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式6
在本實施方式中說明顯示裝置的信號線驅動電路、掃描線驅動電路等的結構和其工作。
首先，說明作爲像素結構採用如圖3及圖8所示那樣的使用信號線和第一至第四掃描線控制工作的像素結構的情況。在此，作爲像素結構，例示採用圖3所示的像素結構的情況進行說明。圖38示出在此情況下的顯示裝置的結構實例。
圖38所示的顯示裝置包括像素部3801、第一至第四掃描線驅動電路3802至3805、信號線驅動電路3806。第一掃描線驅動電路3802與第一掃描線308連接，第二掃描線驅動電路3803與第二掃描線309連接，第三掃描線 驅動電路3804與第三掃描線310連接，第四掃描線驅動電路3805與第四掃描線311連接，信號線驅動電路3806與信號線307連接。注意，第一至第四掃描線及信號線的附圖標記對應於圖3中的附圖標記。
首先，對於掃描線驅動電路進行說明。第一掃描線驅動電路3802是用來對第一掃描線308按順序輸出選擇信號的電路。第二至第四掃描線驅動電路3803至3805也是同樣的電路。由此，選擇信號被寫入到像素部3801中。
在此，圖39示出第一至第四掃描線驅動電路3802至3805的結構實例。第一至第四掃描線驅動電路3802至3805主要包括移位暫存器3901、放大電路3902等。
接著，簡單地說明圖39所示的第一至第四掃描線驅動電路3802至3805的工作。時鐘信號(G-CLK)、起始脈衝(G-SP)和時鐘反相信號(G-CLKB)輸入到移位暫存器3901中，且採樣脈衝根據這些信號的時序順序輸出。輸出了的採樣脈衝在放大電路3902中放大，且從各個掃描線輸入到像素部3801中。
注意，在放大電路3902的結構中，既可以包括緩衝電路，又可以包括電平轉移電路。此外，在掃描線驅動電路中，除了移位暫存器3901及放大電路3902之外，還可以配置有脈衝寬度控制電路等。
接著，說明信號線驅動電路。信號線驅動電路3806是用來將視頻信號按順序輸出到連接到像素部的信號線307的電路。從信號線驅動電路3806輸出的視頻信號輸入 到像素部3801。像素部3801通過根據視頻信號控制像素的發光狀態顯示圖像。
在此，圖40A和40B示出信號線驅動電路3806的結構實例。圖40A示出在採用線順序驅動(line sequential drive)對像素供應信號的情況下信號線驅動電路3806的一個實例。在此情況下的信號線驅動電路3806主要包括移位暫存器4001、第一鎖存電路4002、第二鎖存電路4003和放大電路4004等。注意，放大電路4004可以包括緩衝電路、電平轉移電路、具有將數位信號轉換爲類比信號的功能的電路、或具有進行灰度校正的功能的電路。
此處，簡單地說明圖40A所示的信號線驅動電路3806的工作。時鐘信號(S-CLK)、起始脈衝(S-SP)和時鐘反相信號(S-CLKB)輸入到移位暫存器4001，且採樣脈衝根據這些信號的時序順序輸出。
從移位暫存器4001輸出的採樣脈衝輸入到第一鎖存電路4002。具有電壓Vdata 的視頻信號從視頻信號線被輸入到第一鎖存電路4002，且根據採樣脈衝的輸入時序在每一列中儲存視頻信號。
當第一鎖存電路4002中完成直至最後一列的視頻信號儲存之時，在水平回掃期間中從鎖存控制線輸入鎖存信號，並且儲存在第一鎖存電路4002中的視頻信號一齊傳送到第二鎖存電路4003。然後，儲存在第二鎖存電路4003中的一行視頻信號同時輸入到放大電路4004中。並且，在放大電路4004中放大視頻信號電壓Vdata 的振幅， 視頻信號從每個信號線輸入到像素部3801中。
在儲存於第二鎖存電路4003的視頻信號輸入到放大電路4004，並且輸入到像素部3801的期間中，在移位暫存器4001中再一次輸出採樣脈衝。換言之，同時進行兩個工作。由此，可以實現線順序驅動。以後，反復該工作。
此外，存在有採用點順序驅動(dot sequential drive)將信號供應到像素的情況。圖40B示出了該情況的信號線驅動電路3806的一個實例。這種情況下的信號線驅動電路3806包括移位暫存器4001和採樣電路4005等。採樣脈衝從移位暫存器4001輸出到採樣電路4005中。此外，採樣電路4005從視頻信號線接收具有電壓Vdata 的視頻信號，並根據採樣脈衝按順序對像素部3801輸出視頻信號。由此，可以實現點順序驅動。
注意，有時候信號線驅動電路或其一部分(電流源電路、放大電路等)不存在於與像素部3801相同的襯底上。例如，可能使用外部IC晶片構成。
通過利用如上所述的掃描線驅動電路和信號線驅動電路，可以驅動本發明的像素電路。
注意，例如，在圖3及圖8所示的像素電路中，彼此反相的選擇信號輸入到第一及第二掃描線中。因此，也可以使用第一及第二掃描線驅動電路的任何一方控制輸入到第一及第二掃描線的任何一方的選擇信號，並且將其反相信號輸入到另一方掃描線中。圖41示出在此情況下的顯 示裝置的結構實例。
圖41所示的顯示裝置包括像素部3801、第一掃描線驅動電路3802、第三掃描線驅動電路3804、第四掃描線驅動電路3805、信號線驅動電路3806、反相器3807，第一掃描線驅動電路3802與第一掃描線308連接，並且第二掃描線309經由反相器3807連接到第一掃描線驅動電路3802。由於其他掃描線驅動電路及信號線驅動電路的連接與圖38所示的顯示裝置相同，所以在此省略其說明。注意，第一至第四掃描線、以及信號線的附圖標記對應於圖3中的附圖標記。
在圖41所示的顯示裝置中，使用第一掃描線驅動電路3802控制輸入到第一掃描線308的選擇信號，並且使用反相器3807生成的輸入到第一掃描線308的選擇信號的反相信號輸入到第二掃描線309。
此外，例如，在圖3及圖8所示的像素結構中，相同選擇信號輸入到第二及第四掃描線中。因此，也可以如圖14及圖15所示的像素結構那樣使用相同掃描線控制第三及第五電晶體。圖42示出在此情況下的顯示裝置的結構實例。注意，例示作爲像素結構使用圖14所示的像素結構的情況來說明。
圖42示出使用第二掃描線309控制第三及第五電晶體303、305的情況的顯示裝置的結構實例。圖42所示的顯示裝置包括像素部3801、第一至第三掃描線驅動電路3802至3804、信號線驅動電路3806。由於每個驅動電路 的連接與圖38所示的顯示裝置同樣，所以在此省略其說明。注意，第一至第三掃描線、信號線、第三及第五電晶體的附圖標記對應於圖14的附圖標記。
此外，例如，可以通過如圖20所示的像素結構那樣將第二電晶體的導電類型爲第二電晶體以外的電晶體不同，使用相同掃描線控制第二、第三、第五電晶體。圖43示出這種情況的顯示裝置的結構實例。
圖43是使用第一掃描線308控制第二電晶體302、第三電晶體303、第五電晶體305的情況的顯示裝置的結構實例。圖43所示的顯示裝置包括像素部3801、第一及第三掃描線驅動電路3802、3804、信號線驅動電路3806。因爲每個驅動電路的連接與圖38所示的顯示裝置相同，所以在此省略其說明。注意，第一及第三掃描線、信號線、第二、第三、第五電晶體的附圖標記對應於圖20的附圖標記。
這樣，通過採用圖41至圖43所示的顯示裝置結構，可以驅動本發明的像素電路。
注意，由於通過採用圖41至圖43所示的顯示裝置的結構可以減少掃描線及掃描線驅動電路的數量，因此可以提高像素部的開口率。此外，可以減少耗電量。此外，通過減少掃描線驅動電路的數量，可以使邊框變窄且增大像素部的佔有面積。
注意，信號線驅動電路、掃描線驅動電路等的結構不局限於圖38至圖43。
注意，本發明的電晶體可以是任何類型的電晶體，並且可以形成在任何襯底上。因此，如圖38至圖43所示的所有的電路都可以形成在玻璃襯底、塑膠襯底、單晶襯底、SOI襯底或任何其他類型的襯底上。或者，圖38至圖43所示的電路也可以其一部分形成在某個襯底上，並且另一部分形成在其他襯底上。換句話說，圖38至圖43所示的所有電路不一定需要形成在相同的襯底上。例如，在圖38至圖43中，也可以在玻璃襯底上使用電晶體形成像素部和掃描線驅動電路，而在單晶襯底上形成信號線驅動電路(或其一部分)，並且通過COG(玻璃上晶片安裝)連接其IC晶片並配置在玻璃襯底上。或者，還可以將所述IC晶片通過使用TAB(帶式自動接合)或印刷電路板連接到玻璃襯底上。這樣，通過將電路的一部分形成在相同的襯底上，可以減少構件數量以降低成本，並且通過減少與電路構件的連接數量，可以提高可靠性。此外，在驅動電壓高的部分或驅動頻率高的部分因爲耗電量增大，所以只要將這些部分不形成在相同的襯底上，就可以防止耗電量的增大。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地 適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式7
在本實施方式中，參照圖44a和44b等說明用於本發明的顯示裝置的顯示面板。注意，圖44a是示出顯示面板的俯視圖，圖44b是沿著圖44a中A-A'切斷的截面圖。並且，包括由虛線表示的信號線驅動電路4401、像素部4402、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描線驅動電路4406。此外，還具有密封襯底4404、密封材料4405，並且由密封材料4405圍繞的內側是空間4407。
此外，佈線4408是用來傳送要輸入到第一掃描線驅 動電路4403、第二掃描線驅動電路4406、以及信號線驅動電路4401的信號的佈線，並且從成爲外部輸入端子的FPC4409接收視頻信號、時鐘信號、起始信號等。在FPC4409和顯示面板的接合部分上通過COG(玻璃上晶片安裝)等安裝有IC晶片(形成有存儲電路、緩衝電路等的半導體晶片)4422、4423。注意，在此僅圖示FPC，但是該FPC也可以裝有印刷線路板(PWB)。
接著，參照圖44b說明截面結構。在襯底4410上形成有像素部4402和其週邊驅動電路(第一掃描線驅動電路4403、第二掃描線驅動電路4406、以及信號線驅動電路4401)，但是這裏示出了信號線驅動電路4401和像素部4402。
注意，信號線驅動電路4401由電晶體4420、電晶體4421等多個電晶體構成。此外，在本實施方式中，示出在襯底上將週邊驅動電路形成爲一體的顯示面板，但是不一定限於此，也可以在IC晶片等上形成週邊驅動電路的全部或一部分，並且通過COG等安裝。
此外，像素部4402包括多個構成具有開關電晶體4411和驅動電晶體4412的像素的電路。注意，驅動電晶體4412的源電極和第一電極4413連接。此外，覆蓋第一電極4413的端部地形成有絕緣體4414。這裏，使用正型感光性丙烯樹脂膜來形成。
此外，爲了獲得良好的覆蓋度，在絕緣體4414的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型感 光性丙烯作爲絕緣體4414的材料的情況下，優選只有絕緣體4414的上端部形成爲具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。此外，作爲絕緣體4414，也可以採用因光而不溶於蝕刻劑的感光性的負型或因光而溶於蝕刻劑的感光性的正型。
在第一電極4413上分別形成有含有有機化合物的層4416、以及第二電極4417。這裏，作爲用於用作陽極的第一電極4413的材料，優選使用高功函數的材料。例如，可以使用ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜。除了上述膜以外，還可以使用氮化鈦膜和以鋁爲主要成分的膜的疊層，或者氮化鈦膜、以鋁爲主要成分的膜、以及氮化鈦膜的三層結構等。注意，在採用疊層結構的情況下，作爲佈線的電阻低，並且獲得良好的歐姆接觸，另外，還可以用作陽極。
此外，含有有機化合物的層4416通過使用氣相澱積掩模的氣相澱積法或噴墨法形成。對於含有有機化合物的層4416，元素周期表第4族的金屬絡合物可以用作其一部分，並且能夠組合而使用的材料可以是低分子類材料或高分子類材料。此外，作爲用於含有有機化合物的層的材料，一般說，在大多情況下以單層或疊層使用有機化合物。但是，本實施方式還包括如下結構：將無機化合物用於由有機化合物構成的膜的一部分。另外，也可以使用公知的三重態材料。
再者，作爲用於形成在含有有機化合物的層4416上的作爲陰極的第二電極4417的材料，可以使用低功函數的材料(Al、Ag、Li、Ca或這些的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2 、或者氮化鈣)。注意，當使在含有有機化合物的層4416中生成的光透過第二電極4417時，作爲第二電極4417優選使用具有薄厚度的金屬薄膜以及透明導電膜(ITO(氧化銦錫)、氧化銦氧化鋅合金(In2 O3 -ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。
再者，通過使用密封材料4405貼合密封襯底4404和襯底4410，形成在由襯底4410、密封襯底4404、以及密封材料4405所圍成的空間4407中設置發光元件4418的結構。此外，除了惰性氣體(氮或氬等)填充空間4407的情況以外，還包括使用密封材料4405填充該空間的結構。
注意，環氧類樹脂優選用作密封材料4405。此外，這些材料優選為盡可能不透過水分或氧的材料。此外，作爲用作密封襯底4404的材料，除了玻璃襯底、石英襯底以外，還可以使用由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics；玻璃纖維增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯等構成的塑膠襯底。
通過如上所述的方式，可以獲得具有本發明的像素結構的顯示面板。
如圖44a和44b所示，通過將信號線驅動電路4401、像素部4402、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描 線驅動電路4406形成爲一體，可以謀求顯示裝置的低成本化。此外，通過用於信號線驅動電路4401、像素部4402、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描線驅動電路4406的電晶體爲單極性，來可以簡化製造工序，因此可以進一步謀求低成本化。此外，對於用於信號線驅動電路4401、像素部4402、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描線驅動電路4406的電晶體的半導體層適用非晶矽，來可以進一步謀求低成本化。
注意，顯示面板的結構不局限於如圖44a所示的結構，即，將信號線驅動電路4401、像素部4402、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描線驅動電路4406形成爲一體的結構，還可以採用將相當於信號線驅動電路4401的信號線驅動電路形成在IC晶片上，並通過COG等安裝在顯示面板的結構。
換言之，使用CMOS等僅將被要求驅動電路的高速工作的信號線驅動電路形成在IC晶片，由此謀求減少耗電量。此外，通過IC晶片爲矽晶片等的半導體晶片，來可以進一步謀求高速工作和低耗電量化。
而且，通過將掃描線驅動電路與像素部形成爲一體，來可以謀求低成本化。此外，所述掃描線驅動電路及像素部由單極性的電晶體構成，以進一步謀求低成本化。作爲像素部所具有的像素的結構，可以適當地使用實施方式1至4所示的結構。此外，通過將非晶矽用於電晶體的半導體層，可以簡化製造工序，並且進一步謀求低成本化。
以這種方式，可以謀求具有高精細度的顯示裝置的低成本化。此外，可以通過在FPC4409和襯底4410的連接部分安裝形成有功能電路(記憶體或緩衝器)的IC晶片，有效地利用襯底面積。
此外，可以採用如下結構：分別相當於圖44a中的信號線驅動電路4401、第一掃描線驅動電路4403、以及第二掃描線驅動電路4406的信號線驅動電路、第一掃描線驅動電路、以及第二掃描線驅動電路形成在IC晶片上，並通過COG等安裝在顯示面板。在這種情況下，可以進一步減少具有高精細度的顯示裝置的耗電量。因此，爲了製作耗電量更低的顯示裝置，優選將多晶矽用於在像素部中使用的電晶體的半導體層。
此外，通過將非晶矽用於像素部4402的電晶體的半導體層，可以謀求低成本化。另外，也可以製造大型顯示面板。
注意，掃描線驅動電路及信號線驅動電路不局限於設置在像素的行方向及列方向。
接著，圖45示出能夠適用於發光元件4418的發光元件的實例。
是在襯底4501上層疊了陽極4502、由空穴注入材料構成的空穴注入層4503，並在其上層疊了由空穴傳輸材料構成的空穴傳輸層4504、發光層4505、由電子傳輸材料構成的電子傳輸層4506、由電子注入材料構成的電子注入層4507、以及陰極4508的元件結構。這裏，發光層4505 可能會僅使用一種發光材料形成，但是也可以使用兩種以上的材料形成。此外，本發明的元件結構不局限於這種結構。
此外，除了圖45所示的層疊了每個功能層的疊層結構以外，還可以採用各種各樣的方式如使用了高分子化合物的元件、將以三重態激發狀態發光的三重態發光材料用於發光層的高效元件等。也可以應用於白色發光元件等，該白色發光元件可以是通過使用空穴阻擋層控制載流子的再結合區域，並將發光區域分爲兩個區域來獲得的。
接著，說明圖45所示的本發明的元件製造方法。首先，在具有陽極4502(ITO(氧化銦錫))的襯底4501上按順序氣相澱積空穴注入材料、空穴傳輸材料、發光材料。接下來，氣相澱積電子傳輸材料和電子注入材料，最後通過氣相澱積形成陰極4508。
接著，以下舉出適合用作空穴注入材料、空穴傳輸材料、電子傳輸材料、電子注入材料、或者發光材料的材料。
作爲空穴注入材料，有機化合物如卟啉基化合物、酞菁(以下稱爲"H2 Pc")、銅酞菁(以下稱爲"CuPc")等很有效。此外，只要是具有比要使用的空穴傳輸材料小的電離電位值並具有空穴傳輸功能的材料就可以用作空穴注入材料。還有對導電性高分子化合物施加化學摻雜來獲得的材料，作爲其實例可以舉出使用聚苯乙烯磺酸(以下稱爲"PSS")摻雜的聚乙烯二氧噻吩(以下稱爲" PEDOT")、聚苯胺等。此外，從陽極的平面化的觀點來看，絕緣體的高分子化合物是有效的，並且常常使用聚酰亞胺(以下稱爲"PI")。另外，還使用無機化合物，除了金屬薄膜如金或鉑之外，還包括氧化鋁(以下稱爲“鋁氧”)的超薄膜等。
最廣泛地用作空穴傳輸材料的是芳香胺基(即，具有苯環-氮的鍵的芳香胺基)化合物。廣泛地使用的材料包括4,4'-雙(二苯氨基)-聯苯(以下稱爲"TAD")、其衍生物即4,4'-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯苯基(以下稱爲"TPD")、4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯苯(以下稱爲"α-NPD")。還可以舉出星爆式芳香胺化合物如4,4',4"-三(N,N-二苯基-氨基)-三苯胺(以下稱爲"TDATA")、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(以下稱爲"MTDATA")等。
作爲電子傳輸材料，常常使用金屬絡合物，包括具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬絡合物如三(8-喹啉醇合)鋁(以下稱爲Alq3 )、BAlq、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(以下稱爲"Almq")、雙(10-羥基苯[h]-喹啉)鈹(以下稱爲"Bebq")等。此外，還可以採用具有惡唑基或噻唑基配位元體的金屬絡合物如雙[2-(2-羥基苯基)-苯並惡唑]鋅(以下稱爲"Zn (BOX)2 ")、雙[2-(2-羥基苯基)-苯並噻唑]鋅(以下稱為"Zn(BTZ)2 ")等。而且，除了金屬絡合物以外，惡二唑衍生物如2-( 4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑(以下稱爲"PBD")、OXD-7等，三唑衍生物如TAZ、3-(4-叔-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(以下稱爲"p-EtTAZ")等，以及菲咯啉衍生物如紅菲繞啉(以下稱爲"BPhen")、BCP等都具有電子傳輸性。
作爲電子注入材料，可以採用上述電子傳輸材料。此外，常常使用絕緣體如氟化鈣、氟化鋰、氟化銫等金屬鹵化物、氧化鋰等鹼金屬氧化物的超薄膜。此外，鹼金屬絡合物如乙酰丙酮鋰(以下稱爲"Li (acac)")或8-喹啉醇合鋰(以下稱爲"Liq")也很有效。
作爲發光材料，除了上述金屬絡合物如Alq3 、Almq、BeBq、BAlq、Zn (BOX)2 、Zn (BTZ)2 之外，各種熒光顏料很有效。熒光顏料包括藍色的4,4'-雙(2,2-聯苯基-乙烯基)-聯苯基、橙紅色的4-(二氰亞甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃等。此外，也可以採用三重態發光材料，主要包括以鉑或銥作爲中心金屬的絡合物。作爲三重態發光材料，已知三(2-苯基吡啶)銥、雙(2-(4'-tryl)吡啶-N，C2' )乙酰丙酮銥(以下稱爲"acacIr (tpy)2 ")、2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H，23H卟啉-鉑等。
通過組合如上所述的具有各功能的材料，可以製造具有高可靠性的發光元件。
此外，也可以使用以與圖45相反的順序形成層的發 光元件。換言之，就是如下元件結構：在襯底4501上層疊陰極4508、由電子注入材料構成的電子注入層4507，並在其上層疊由電子傳輸材料構成的電子傳輸層4506、發光層4505、由空穴傳輸材料構成的空穴傳輸層4504、由空穴注入材料構成的空穴注入層4503、以及陽極4502。
此外，在發光元件中，只要使陽極和陰極中的至少一個爲透明，以便取出發光。並且，存在著如下結構的發光元件：在襯底上形成電晶體及發光元件，並從與襯底相反一側的面取出發光的頂部發射結構；從襯底一側的面取出發光的底部發射結構；以及從襯底一側的面及與襯底相反一側的面取出發光的雙面發射結構，本發明的像素結構可以適用於任何發射結構的發光元件。
首先，參照圖46a說明頂部發射結構的發光元件。
在襯底4600上形成有驅動電晶體4601、與驅動電晶體4601的源電極接觸的第一電極4602，並在其上形成有含有有機化合物的層4603和第二電極4604。
此外，第一電極4602是發光元件的陽極，而第二電極4604是發光元件的陰極。換言之，由第一電極4602和第二電極4604夾有含有有機化合物的層4603的部分就是發光元件。
此外，在這裏，作爲用於用作陽極的第一電極4602的材料，優選使用高功函數的材料。例如，除了氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜之外，而且還可以使用氮化鈦膜和以鋁爲主要成分的膜的疊層、氮化鈦膜 、以鋁爲主要成分的膜和氮化鈦膜的三層結構等。注意，如果採用疊層結構，作爲佈線的電阻也就低，並可以實現良好的歐姆接觸，再者可以用作陽極。通過使用反射光的金屬膜，可以形成不透過光的陽極。
此外，作爲用於用作陰極的第二電極4604的材料，優選使用由低功函數的材料(Al、Ag、Li、Ca、或者這些的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2 、或者氮化鈣)構成的金屬薄膜和透明導電膜(ITO(氧化銦錫)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。這樣，通過使用很薄的金屬薄膜和具有透明性的透明導電膜，可以形成能夠透過光的陰極。
這樣，如在圖46a中的箭頭所示那樣，可以將來自發光元件的光取出到上面。換言之，在適用於圖44a和44b所示的顯示面板的情況下，光發射到密封襯底4404一側。因此，在將頂部發射結構的發光元件用於顯示裝置的情況下，具有光透過性的襯底用作密封襯底4404。
此外，在提供光學薄膜的情況下，可以在密封襯底4404上提供光學薄膜。
此外，也可以使用由用作陰極並具有低功函數的材料如MgAg、MgIn或AlLi等構成的金屬膜形成第一電極4602。在這種情況下，對於第二電極4604，可以使用透明導電膜如ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜等。因此，通過利用這種結構可以提高頂部發射的透過率。
接著，參照圖46b說明底部發射結構的發光元件。除 了發射結構以外，該發光元件採用與圖46a相同的結構，因此，使用相同附圖標記來說明。
這裏，作為用於用作陽極的第一電極4602的材料，優選使用高功函數的材料。例如，可以使用透明導電膜如ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜等。通過使用具有透明性的透明導電膜，可以形成能夠透過光的陽極。
此外，作爲用於用作陰極的第二電極4604的材料，可以使用由低功函數的材料(Al、Ag、Li、Ca、或者這些的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2 、或者氮化鈣)構成的金屬膜。這樣，通過使用反射光的金屬膜，可以形成不透過光的陰極。
這樣，如在圖46b中的箭頭所示那樣，可以將來自發光元件的光取出到下面。換言之，在適用於圖44a和44b所示的顯示面板的情況下，光發射到襯底4410一側。因此，在將底部發射結構的發光元件用於顯示裝置的情況下，具有光透過性的襯底用作襯底4410。
此外，在提供光學薄膜的情況下，可以在襯底4410上提供光學薄膜。
接著，參照圖46c說明雙面發射結構的發光元件。除了發射結構以外，該發光元件採用與圖46a相同的結構，因此，使用相同附圖標記來說明。
這裏，作爲用於用作陽極的第一電極4602的材料，優選使用高功函數的材料。例如，可以使用透明導電膜如ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜等。通過使用具 有透明性的透明導電膜，可以形成能夠透過光的陽極。
此外，作爲用於用作陰極的第二電極4604的材料，可以使用由低功函數的材料(Al、Ag、Li、Ca、或者這些的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2 、或者氮化鈣)構成的金屬薄膜和透明導電膜(ITO(氧化銦錫)、氧化銦氧化鋅合金(In2 O3 -ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。這樣，通過使用很薄的金屬薄膜和具有透明性的透明導電膜，可以形成能夠透過光的陰極。
這樣，如在圖46c中的箭頭所示那樣，可以將來自發光元件的光取出到雙面。換言之，在應用於圖44a和44b所示的顯示面板的情況下，光發射到襯底4410一側和密封襯底4404一側。因此，在將雙面發射結構的發光元件用於顯示裝置的情況下，具有光透過性的襯底用作襯底4410及密封襯底4404。
此外，在提供光學薄膜的情況下，可以在襯底4410及密封襯底4404的雙方上提供光學薄膜。
此外，本發明還可以適用於通過使用白色發光元件和顏色濾光片可實現全彩色顯示的顯示裝置。
如圖47所示，在襯底4700上形成有基底膜4702，並在基底膜4702上形成有驅動電晶體4701，以與驅動電晶體4701的源電極接觸的方式形成有第一電極4703，並在其上形成有含有有機化合物的層4704和第二電極4705。
此外，第一電極4703是發光元件的陽極，而第二電極4705是發光元件的陰極。就是說，由第一電極4703和 第二電極4705夾有含有有機化合物的層4704的部分就是發光元件。在圖47所示的結構中，發射白色光。並且，發光元件的上部提供有紅色的顏色濾光片4706R、綠色的顏色濾光片4706G、以及藍色的顏色濾光片4706B，由此可以進行全彩色顯示。此外，提供有用來分開這些顏色濾光片的黑矩陣(也稱爲BM)4707。
上述發光元件的結構可以組合使用，並且可以適當地用於本發明的顯示裝置。此外，上述顯示面板的結構、發光元件僅是一個實例，不必說，可以適用於具有與上述結構不同的其他結構的顯示裝置。
接著，表示顯示面板的像素部的部分截面圖。
首先，參照圖48a至50b說明使用多晶矽(p-Si:H)膜作爲電晶體的半導體層的情況。
這裏，例如通過公知的膜形成方法，在襯底上形成非晶矽(a-Si)膜作爲半導體層。此外，不必限於非晶矽膜，只要是具有非晶結構的半導體膜(包括微晶半導體膜)即可。再者，也可以是包括非晶結構的化合物半導體膜如非晶矽鍺膜。
然後，通過鐳射結晶法、使用RTA或退火爐的熱結晶法、使用促進晶化的金屬元素的熱結晶法等使非晶矽膜晶化。不用說，也可以組合這些方法而進行。
通過上述晶化，在非晶半導體膜的一部分中形成晶化區域。
再者，將部分提高晶性的結晶半導體膜形成爲所希望 的形狀的圖形，由晶化區域形成島狀半導體膜。該半導體膜用作電晶體的半導體層。
如圖48a所示，在襯底4801上形成有基底膜4802，並在其上形成有半導體層。該半導體層包括驅動電晶體4818的通道形成區域4803、LDD區域4804、以及成爲源區域或漏區域的雜質區域4805，並且還包括成爲電容器4819的下部電極的通道形成區域4806、LDD區域4807、以及雜質區域4808。注意，也可以對通道形成區域4803及通道形成區域4806進行通道摻雜。
作爲襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作爲基底膜4802，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )、氧氮化矽(SiOx Ny )等的單層或其疊層。
在半導體層上夾著閘絕緣膜4809形成有閘電極4810及電容器4819的上部電極4811。
覆蓋電容器4819及驅動電晶體4818地形成有層間絕緣膜4812，在層間絕緣膜4812上的佈線4813通過接觸孔與雜質區域4805接觸。與佈線4813接觸地形成有像素電極4814，並且覆蓋像素電極4814的端部及佈線4813地形成絕緣體4815。這裏，使用正型感光性丙烯樹脂膜形成。並且，在像素電極4814上形成有含有有機化合物的層4816及相對電極4817，在含有有機化合物的層4816被夾在像素電極4814和相對電極4817之間的區域中形成有發光元件4820。
此外，如圖48b所示，也可以設置構成電容器4819的下部電極的一部分的LDD區域與電容器4819的上部電極4811重疊的區域4821。此外，與圖48a相同的部分使用相同的附圖標記表示，並且省略其說明。
此外，如圖49a所示，電容器4823也可以具有第二上部電極4822，所述第二上部電極形成在與接觸於驅動電晶體4818的雜質區域4805的佈線4813相同的層中。此外，與圖48a相同的部分使用相同的附圖標記表示，並省略其說明。由於第二上部電極4822與雜質區域4808接觸，因此由上部電極4811和通道形成區域4806夾著閘絕緣膜4809而構成的第一電容器與由上部電極4811和第二上部電極4822夾著層間絕緣膜4812而構成的第二電容器並聯連接，以形成由第一電容器和第二電容器構成的電容器4823。由於該電容器4823的電容相當於第一電容器和第二電容器的電容之和的合成電容，所以可以在小面積中形成具有大電容的電容器。換言之，當將該電容器用作本發明的像素結構的電容器時，可以進一步謀求提高開口率。
此外，也可以採用如圖49b所示的電容器的結構。在襯底4901上形成有基底膜4902，並在其上形成有半導體層。該半導體層包括驅動電晶體4918的通道形成區域4903、LDD區域4904、以及成爲源區域或漏區域的雜質區域4905。此外，也可以對通道形成區域4903進行通道摻雜。
作爲襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底 等。此外，作為基底膜4902，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )、氧氮化矽(SiOx Ny )等的單層或其疊層。
在半導體層上夾著閘絕緣膜4906形成有閘電極4907及第一電極4908。
覆蓋驅動電晶體4918及第一電極4908地形成有第一層間絕緣膜4909，在第一層間絕緣膜4909上的佈線4910通過接觸孔與雜質區域4905接觸。此外，在與佈線4910相同的層中形成有由與佈線4910相同的材料構成的第二電極4911。
再者，覆蓋佈線4910及第二電極4911地形成有第二層間絕緣膜4912，在第二層間絕緣膜4912上通過接觸孔與佈線4910接觸地形成有像素電極4913。此外，在與像素電極4913相同的層中形成有由與像素電極4913相同的材料構成的第三電極4914。這裏，形成有由第一電極4908、第二電極4911、以及第三電極4914構成的電容器4919。
在像素電極4913上形成有含有有機化合物的層4916及相對電極4917，並且，在由像素電極4913和相對電極4917夾有含有有機化合物的層4916的區域中形成有發光元件4920。
如上所述，可以舉出圖48a和48b以及圖49a和49b所示的結構作爲將結晶半導體膜用作半導體層的電晶體結構。此外，圖48a和48b以及圖49a和49b所示的電晶體 結構是頂閘結構的電晶體的一個實例。換言之，既可LDD區域與閘電極重疊或不重疊，又可LDD區域的一部分與閘電極重疊。再者，閘電極可以具有錐形形狀，可以在閘電極的錐形部的下部以自對準提供有LDD區域。此外，閘電極的數量不局限於兩個，也可以爲具有三個以上閘電極的多閘結構，或者還可以爲一個閘電極。
通過將結晶半導體膜用於構成本發明的像素的電晶體的半導體層(通道形成區域、源區域、漏區域等)，可以容易地將掃描線驅動電路及信號線驅動電路與像素部形成爲一體。此外，也可以將信號線驅動電路的一部分與像素部形成爲一體，而將另一部分形成在IC晶片上，然後如圖44a和44b的顯示面板所示那樣通過COG等安裝。通過採用這種結構，可以謀求縮減製造成本。
此外，作爲將多晶矽(p-Si:H)用於半導體層的電晶體的結構，也可以適用襯底和半導體層之間夾有閘電極的結構，即，閘電極位於半導體層下的底部閘極結構的電晶體。這裏，圖50a和50b示出適用底部閘極結構的電晶體的顯示面板的像素部的部分截面圖。
如圖50a所示，在襯底5001上形成有基底膜5002。而且，在基底膜5002上形成有閘電極5003。此外，在與閘電極5003相同的層中形成有由與閘電極5003相同的材料構成的第一電極5004。作爲閘電極5003的材料，可以使用添加了磷的多晶矽。除了多晶矽之外，還可以使用作爲金屬和矽的化合物的矽化物。
覆蓋閘電極5003及第一電極5004地形成有閘絕緣膜5005。作為閘絕緣膜5005，使用氧化矽膜、氮化矽膜等。
在閘絕緣膜5005上形成有半導體層。半導體層包括：驅動電晶體5022的通道形成區域5006、LDD區域5007、以及成爲源區域或漏區域的雜質區域5008；以及成爲電容器5023的第二電極的通道形成區域5009、LDD區域5010、以及雜質區域5011。注意，可以對通道形成區域5006及通道形成區域5009進行通道摻雜。
作爲襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作爲基底膜5002，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )、氧氮化矽(SiOx Ny )等的單層或其疊層。
覆蓋半導體層地形成第一層間絕緣膜5012，並且，在第一層間絕緣膜5012上的佈線5013通過接觸孔與雜質區域5008接觸。此外，在與佈線5013相同的層中形成有由與佈線5013相同的材料構成的第三電極5014。第一電極5004、第二電極、以及第三電極5014構成電容器5023。
此外，在第一層間絕緣膜5012中形成有開口部5015。形成第二層間絕緣膜5016以覆蓋驅動電晶體5022、電容器5023、以及開口部5015，在第二層間絕緣膜5016上通過接觸孔形成有像素電極5017。此外，覆蓋像素電極5017的端部地形成有絕緣體5018。例如，可以使用正型感光性丙烯樹脂膜。並且，在像素電極5017上形成有含有有機化合物的層5019及相對電極5020，在像素電極 5017和相對電極5020夾有含有有機化合物的層5019的區域中形成有發光元件5021。並且，開口部5015位於發光元件5021的下部。就是說，在從襯底一側取出來自發光元件5021的光的情況下，由於開口部5015的存在而可以提高透過率。
此外，在圖50a中，可以在與像素電極5017相同的層中並使用與其相同的材料形成第四電極5024，以便獲得如圖50b所示的結構。由此，可以形成由第一電極5004、第二電極、第三電極5014、以及第四電極5024構成的電容器5025。
接著，參照圖51a至53b說明使用非晶矽(a-Si:H)膜作爲電晶體的半導體層的情況。
圖51a和51b示出了適用將非晶矽用於半導體層的頂閘結構的電晶體的顯示面板的像素部的部分截面圖。如圖51a所示，在襯底5101上形成有基底膜5102。另外，在基底膜5102上形成有像素電極5103。此外，在與像素電極5103相同的層中形成有由與像素電極5103相同的材料構成的第一電極5104。
作爲襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作爲基底膜5102，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )、氧氮化矽(SiOx Ny )等的單層或其疊層。
在基底膜5102上形成有佈線5105及佈線5106，像素電極5103的端部由佈線5105覆蓋。在佈線5105及佈線 5106的上部分別形成有具有N型導電類型的N型半導體層5107和N型半導體層5108。此外，在佈線5105和佈線5106之間且在基底膜5102上形成有半導體層5109。並且，半導體層5109的一部分延伸到N型半導體層5107和N型半導體層5108上。此外，該半導體層5109由具有非晶性的半導體膜如非晶矽(a-Si:H)膜、微晶半導體(μ-Si:H)膜等形成。
在半導體層5109上形成有閘絕緣膜5110。此外，在與閘絕緣膜5110相同的層中，在第一電極5104上形成有由與閘絕緣膜5110相同的材料構成的絕緣膜5111。注意，作爲閘絕緣膜5110，可以使用氧化矽膜、氮化矽膜等。
在閘絕緣膜5110上形成有閘電極5112。此外，在與閘電極5112相同的層中，在第一電極5104上夾著絕緣膜5111地形成有由與閘電極5112相同的材料構成的第二電極5113。由此，形成有由第一電極5104及第二電極5113夾有絕緣膜5111的結構的電容器5119。此外，覆蓋像素電極5103的端部、驅動電晶體5118、以及電容器5119地形成有層間絕緣膜5114。
在層間絕緣膜5114和位於其開口部中的像素電極5103上形成有含有有機化合物的層5115及相對電極5116，在由像素電極5103和相對電極5116夾有含有有機化合物的層5115的區域中形成有發光元件5117。
此外，也可以如圖51b所示使用第一電極5120形成圖51a所示的第一電極5104。此外，圖51b所示的第一電 極5120使用與佈線5105、5106相同的材料形成在與佈線5105、5106相同的層中。
圖52a和52b、圖53a和53b示出適用將非晶矽用於半導體層的底部閘極結構的電晶體的顯示面板的像素部的部分截面圖。
如圖52a所示，在襯底5201上形成有基底膜5202。另外，在基底膜5202上形成有閘電極5203。此外，在與閘電極5203相同的層中形成有由與閘電極5203相同的材料構成的第一電極5204。作爲閘電極5203的材料，可以使用添加了磷的多晶矽。除了多晶矽之外，還可以使用作爲金屬和矽的化合物的矽化物。
覆蓋閘電極5203及第一電極5204地形成有閘絕緣膜5205。作為閘絕緣膜5205，使用氧化矽膜、氮化矽膜等。
在閘絕緣膜5205上形成有半導體層5206。此外，在與半導體層5206相同的層中形成有由與半導體層5206相同的材料構成的半導體層5207。
作爲襯底，可以使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。此外，作爲基底膜5202，可以使用氮化鋁(AlN)、氧化矽(SiO2 )、氧氮化矽(SiOx Ny )等的單層或其疊層。
在半導體層5206上形成有具有N型導電性的N型半導體層5208、5209，而在半導體層5207上形成有N型半導體層5210。
在N型半導體層5208、5209上分別形成有佈線5211 、5212。此外，在佈線5211、5212相同的層中，在N型半導體層5210上形成有由與佈線5211、5212相同的材料構成的導電層5213。
由此，形成由半導體層5207、N型半導體層5210、以及導電層5213構成的第二電極。注意，形成有具有由該第二電極和第一電極5204夾有閘絕緣膜5205的結構的電容器5220。
此外，佈線5211的一個端部延伸，並且與該延伸的佈線5211上部接觸地形成有像素電極5214。
此外，覆蓋像素電極5214的端部、驅動電晶體5219、以及電容器5220地形成有絕緣體5215。
在像素電極5214及絕緣體5215上形成有含有有機化合物的層5216及相對電極5217，由像素電極5214和相對電極5217夾有含有有機化合物的層5216的區域中形成有發光元件5218。
注意，也可以不提供成爲電容器5220的第二電極的一部分的半導體層5207及N型半導體層5210。就是說，以電容器5220的第二電極爲導電層5213，並且作爲電容器5220的結構，可以使用第一電極5204和導電層5213夾有閘絕緣膜的結構。
此外，在圖52a中，在形成佈線5211之前形成像素電極5214，以可以如圖52b所示在與像素電極5214相同的層中形成由與像素電極5214相同的材料構成的第二電極5221。由此，可以形成由第二電極5221和第一電極 5204夾有閘絕緣膜5205的結構的電容器5222。
此外，儘管圖52a和52b示出適用反交錯型通道蝕刻結構的電晶體的實例，但是也可以採用通道保護結構的電晶體。參照圖53a和53b說明適用通道保護結構的電晶體的情況。
圖53a所示的通道保護結構的電晶體不同於圖52a所示的通道蝕刻結構的驅動電晶體5219之處在於：成爲蝕刻掩模的絕緣體5301設置在半導體層5206中的將要形成通道的區域上，除此之外的相同部分使用相同的附圖標記表示。
此外，與此同樣，圖53b所示的通道保護結構的電晶體不同於圖52b所示的通道蝕刻結構的驅動電晶體5219之處在於：成爲蝕刻掩模的絕緣體5301設置在半導體層5206中的將要形成通道的區域上，除此之外的相同部分使用相同的附圖標記表示。
通過將非晶半導體膜用於構成本發明的像素的電晶體的半導體層(通道形成區域、源區域、漏區域等)，可以縮減製造成本。
注意，可以適用於本發明的顯示裝置的像素部的電晶體的結構、電容器的結構不局限於上述結構，而還可以採用各種結構的電晶體及電容器。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改 善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式8
在本實施方式中，將說明使用等離子體處理作爲製造電晶體等半導體裝置的方法來製造半導體裝置的方法。
圖54A至54C是包括電晶體的半導體裝置的結構實例的圖。此外，在圖54A至54C中，圖54B相當於沿圖54A中a-b線的截面圖，而圖54C相當於沿圖54A中c-d線的 截面圖。
圖54A至54C所示的半導體裝置，包括以其中夾有絕緣膜5402的方式提供在襯底5401上的半導體膜5403a和5403b、以夾有閘絕緣膜5404的方式提供在該半導體膜5403a和5403b上的閘電極5405、以覆蓋閘電極的方式提供的絕緣膜5406和5407、以及連接到半導體膜5403a和5403b的源區域或漏區域且提供在絕緣膜5407上的導電膜5408。此外，圖54A至54C示出使用半導體膜5403a的一部分作爲通道區域來提供N通道型電晶體5410a以及使用半導體膜5403b的一部分作爲通道區域來提供P通道型電晶體5410b的情況，但本發明不局限於這種結構。例如，在圖54A至54C中，雖然在N通道型電晶體5410a中提供LDD區域5411而在P通道型電晶體5410b中沒有提供LDD區域，但可以爲在雙方電晶體中都提供或都不提供LDD區域的結構。
注意，在本實施方式中，通過使用等離子體處理對上述襯底5401、絕緣膜5402、半導體膜5403a和5403b、閘絕緣膜5404、絕緣膜5406、以及絕緣膜5407中的任何至少一個層進行氧化或氮化，使半導體膜或絕緣膜氧化或氮化，以製造圖54A至54C所示的半導體裝置。以這種方式，通過使用等離子體處理對半導體膜或絕緣膜進行氧化或氮化，可以改善該半導體膜或絕緣膜的表面性質，因此，與通過CVD法或濺射法形成的絕緣膜相比，可以形成更緻密的絕緣膜。因此，可以抑制針孔等的缺陷，從而可以 提高半導體裝置的特性等。
注意，在本實施方式中，參照附圖來說明一種半導體裝置的製造方法，其中，通過對上述圖54A至54C中的半導體膜5403a及5403b、或閘絕緣膜5404進行等離子體處理而使半導體膜5403a及5403b、或閘絕緣膜5404氧化或氮化來製造半導體裝置。
首先，示出將提供在襯底上的島狀半導體膜的端部形成爲接近直角的形狀的情況。
首先，在襯底5401上形成島狀半導體膜5403a、5403b(圖55A)。可以通過利用公知方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，使用以矽(Si)作爲主要成分的材料(例如，Six Ge1-x 等)等在預先形成在襯底5401上的絕緣膜5402上形成非晶半導體膜，然後使該非晶半導體膜晶化，並且選擇性地蝕刻半導體膜，來形成島狀半導體膜5403a、5403b。注意，可以利用公知晶化方法，諸如鐳射晶化方法、採用RTA或退火爐的熱晶化方法、採用促進晶化的金屬元素的熱晶化方法、或者組合這些方法的晶化方法等來進行非晶半導體膜的晶化。注意，在圖55A至55D中，將島狀半導體膜5403a、5403b的端部形成爲接近直角的形狀(θ=85∘至100∘)。
接下來，進行等離子體處理來使半導體膜5403a、5403b氧化或氮化，以便在該半導體膜5403a、5403b的表面上分別形成氧化膜或氮化膜5421a、5421b(以下，也稱爲絕緣膜5421a、5421b)(圖55B)。例如，在採用Si 作爲半導體膜5403a、5403b的情況下，形成氧化矽(SiOx )或氮化矽(SiNx )作爲絕緣膜5421a、5421b。此外，也可以在通過等離子體處理使半導體膜5403a、5403b氧化之後，再一次進行等離子體處理來氮化。在這種情況下，氧化矽(SiOx )形成爲與半導體膜5403a、5403b接觸，而氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)形成在該氧化矽的表面上。注意，在使用等離子體處理使半導體膜氧化的情況下，在氧氣氛下(例如，在氧氣(O2 )和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少一個)的氣氛下，在氧、氫(H2 )、以及稀有氣體的氣氛下，或者在一氧化二氮和稀有氣體的氣氛下)進行等離子體處理。另一方面，在使用等離子體處理使半導體膜氮化的情況下，在氮氣氛下(例如，在氮氣(N2 )和稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少一個)的氣氛下，在氮、氫、以及稀有氣體的氣氛下，或者在NH3 和稀有氣體的氣氛下)進行等離子體處理。例如Ar可以用作稀有氣體。此外，也可以採用混合Ar和Kr的氣體。因此，絕緣膜5421a、5421b包含用於等離子體處理的稀有氣體(包含He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少一個)，並且當採用Ar時，絕緣膜5421a、5421b包含Ar。
此外，在包含上述氣體的氣氛下，並且在電子密度爲1×1011 cm-3 以上且1×1013 cm-3 以下，等離子體的電子溫度爲0.5eV以上且1.5eV以下的狀態下，進行等離子體處理。由於等離子體的電子密度高，而形成在襯底5401上的 被處理物(這裏是半導體膜5403a、5403b)附近的電子溫度低，所以可以防止被處理物因等離子體損傷。此外，由於等離子體的電子密度高到1×1011 cm-3 以上，故與採用CVD法、濺射法等所形成的膜相比，通過使用等離子體處理使被照射物氧化或氮化而形成的氧化膜或氮化膜具有優異的厚度等的均勻性，因而可以形成緻密的膜。此外，由於等離子體的電子溫度低到1eV以下，故與現有的等離子體處理或熱氧化方法相比，可以在更低的溫度下進行氧化處理或氮化處理。例如，即使當在比玻璃襯底的應變點溫度低100度以上的溫度下進行等離子體處理時，也可以充分進行氧化處理或氮化處理。此外，可以使用微波(2.45GHz)等的高頻波作為用來形成等離子體的頻率。此外，以下除了另有所指的情況以外，都使用上述條件來進行等離子體處理。
接下來，覆蓋絕緣膜5421a、5421b地形成閘絕緣膜5404(圖55C)。閘絕緣膜5404可以利用公知方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，形成爲具有諸如氧化矽(SiOx )、氮化矽(SiNx )、氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)、氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)等的包含氧或氮的絕緣膜的單層結構或它們的疊層結構。例如，當將Si用作半導體膜5403a、5403b，並通過等離子體處理來使該Si氧化，在該半導體膜5403a、5403b表面上形成氧化矽作爲絕緣膜5421a、5421b時，在該絕緣膜5421a、5421b上形成氧化矽(SiOx )作為閘絕緣膜。此外，在上述圖 55B中，當通過利用等離子體處理使半導體膜5403a、5403b氧化或氮化而形成的絕緣膜5421a、5421b的膜厚度充分時，還可以將該絕緣膜5421a、5421b用作閘絕緣膜。
接下來，通過在閘絕緣膜5404上形成閘電極5405等，可以製造具有將島狀半導體膜5403a、5403b用作通道區域的N通道型電晶體5410a、P通道型電晶體5410b的半導體裝置(圖55D)。
這樣，當在半導體膜5403a、5403b上提供閘絕緣膜5404之前，通過等離子體處理使半導體膜5403a、5403b的表面氧化或氮化，從而可以防止由於通道區域的端部5451a、5451b等中的閘絕緣膜5404的覆蓋缺陷所造成的閘電極與半導體膜之間的短路等。換言之，在島狀半導體膜端部具有接近直角(θ=85∘至100∘)的形狀的情況下，當通過CVD法、濺射法等形成閘絕緣膜來覆蓋半導體膜時，存在著閘絕緣膜在半導體膜端部破裂等所造成的覆蓋缺陷的危險。但是，當通過等離子體處理預先使半導體膜的表面氧化或氮化時，可以防止閘絕緣膜在半導體膜端部的覆蓋缺陷等。
此外，在上述圖55A至55D中，也可以通過在形成閘絕緣膜5404之後進行等離子體處理，來使閘絕緣膜5404氧化或氮化。在這種情況下，對覆蓋半導體膜5403a、5403b地形成的閘絕緣膜5404(圖56A)進行等離子體處理，以使閘絕緣膜5404氧化或氮化，因此，在閘絕緣 膜5404的表面上形成氧化膜或氮化膜(以下，也稱爲絕緣膜5423)(圖56B)。等離子體處理的條件可以同樣於上述圖55B的條件。此外，絕緣膜5423包含用於等離子體處理的稀有氣體，例如在採用Ar的情況下，在絕緣膜5423中包含Ar。
在圖56B中，也可以在氧氣氛中進行等離子體處理使閘絕緣膜5404氧化之後，在氮氣氛中再次進行等離子體處理使閘絕緣膜5404氮化。在這種情況下，氧化矽(SiOx )或氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)形成在存在有半導體膜5403a、5403b的一側，並且氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)形成為與閘電極5405接觸。然後，通過在絕緣膜5423上形成閘電極5405等，可以製造具有將島狀半導體膜5403a、5403b分別用作通道區域的N通道型電晶體5410a、P通道型電晶體5410b的半導體裝置(圖56C)。這樣，通過對閘絕緣膜進行等離子體處理，來使該閘絕緣膜的表面氧化或氮化，以改善閘絕緣膜表面的性質，可以形成緻密的膜。與通過CVD法或濺射法形成的絕緣膜相比，通過等離子體處理獲得的絕緣膜緻密，且針孔等的缺陷很少，從而可以提高電晶體的特性。
此外，在圖56A至56C中示出，通過預先對半導體膜5403a、5403b進行等離子體處理，來使該半導體膜5403a、5403b的表面氧化或氮化的情況。但是，也可以採用在通過不對半導體膜5403a、5403b進行等離子體處理而形成閘絕緣膜5404之後，進行等離子體處理的方法。這樣 ，通過在形成閘電極之前進行等離子體處理，即使在半導體膜端部出現因閘絕緣膜破裂等造成的覆蓋缺陷，可以使由於覆蓋缺陷而暴露的半導體膜氧化或氮化，從而可以防止由於閘絕緣膜在半導體膜端部覆蓋缺陷所造成的閘電極與半導體膜之間的短路等。
這樣，即使將島狀半導體膜的端部形成爲接近直角的形狀，通過對半導體膜或閘絕緣膜進行等離子體處理，以使該半導體膜或閘絕緣膜氧化或氮化，從而可以防止由於閘絕緣膜在半導體膜端部覆蓋缺陷所造成的閘電極與半導體膜之間的短路等。
接下來，說明將提供在襯底上的島狀半導體膜中，將該島狀半導體膜端部形成爲錐狀(θ=30∘至85∘)的情況。
首先，在襯底5401上形成島狀半導體膜5403a、5403b(圖57A)。通過利用公知方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，使用以矽(Si)作爲主要成分的材料(例如，Six Ge1-x 等)等在預先形成在襯底5401上的絕緣膜5402上形成非晶半導體膜，然後利用公知晶化方法，諸如鐳射晶化方法、採用RTA或退火爐的熱晶化方法、採用促進晶化的金屬元素的熱晶化方法等來使該非晶半導體膜晶化，並且選擇性地蝕刻去除半導體膜，來形成島狀半導體膜5403a、5403b。注意，在圖57A至57D中，將島狀半導體膜的端部形成爲錐狀(θ=30∘至85∘)。
接下來，形成閘絕緣膜5404來覆蓋半導體膜5403a、5403b(圖57B)。閘絕緣膜5404可以利用公知方法(濺 射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，形成爲具有諸如氧化矽(SiOx )、氮化矽(SiNx )、氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)、氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)等的包含氧或氮的絕緣膜的單層結構或它們的疊層結構。
接下來，通過等離子體處理使閘絕緣膜5404氧化或氮化，在該閘絕緣膜5404的表面上形成氧化膜或氮化膜(以下，也稱為絕緣膜5424)(圖57C)。注意，等離子體處理的條件可以同樣於上述條件。例如，當將氧化矽(SiOx )或氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)用作閘絕緣膜5404時，通過在氧氣氛中進行等離子體處理以使閘絕緣膜5404氧化，與通過CVD法、濺射法等形成的閘絕緣膜相比，可以在閘絕緣膜的表面上形成針孔等的缺陷少且緻密的膜。另一方面，通過在氮氣氛中進行等離子體處理以使閘絕緣膜5404氮化，可以在閘絕緣膜5404的表面上提供氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)作爲絕緣膜5424。此外，也可以在氧氣氛中進行等離子體處理，以使閘絕緣膜5404氧化之後，在氮氣氛中再次進行等離子體處理來氮化。此外，絕緣膜5424包含用於等離子體處理的稀有氣體，例如在使用Ar的情況下，在絕緣膜5424中包含Ar。
接下來，通過在閘絕緣膜5404上形成閘電極5405等，可以製造具有將島狀半導體膜5403a、5403b分別用作通道區域的N通道型電晶體5410a、P通道型電晶體5410b的半導體裝置(圖57D)。
這樣，通過對閘絕緣膜進行等離子體處理，在閘絕緣 膜的表面上提供由氧化膜或氮化膜構成的絕緣膜，以改善閘絕緣膜的表面性質。與通過CVD法或濺射法形成的絕緣膜相比，通過等離子體處理氧化或氮化的絕緣膜緻密且針孔等的缺陷很少，從而可以提高電晶體的特性。此外，通過將半導體膜的端部形成爲錐狀，可以抑制由於閘絕緣膜在半導體膜端部的覆蓋缺陷所造成的閘電極與半導體膜之間的短路等，但是，通過在形成閘絕緣膜之後進行等離子體處理，可以進一步防止閘電極與半導體膜之間的短路等。
接下來，參照附圖說明與圖57A至57D不同的半導體裝置的製造方法。具體地說，說明對具有錐狀的半導體膜的端部選擇性地進行等離子體處理的情況。
首先，在襯底5401上形成島狀半導體膜5403a、5403b(圖58A)。可以通過利用公知方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，使用以矽(Si)作爲主要成分的材料(例如，Six Ge1-x 等)等在預先形成在襯底5401上的絕緣膜5402上形成非晶半導體膜，然後使該非晶半導體膜晶化，並且將抗蝕劑5425a、5425b用作掩模選擇性地蝕刻半導體膜，來形成島狀半導體膜5403a、5403b。注意，可以利用公知晶化方法，諸如鐳射晶化方法、採用RTA或退火爐的熱晶化方法、採用促進晶化的金屬元素的熱晶化方法、或者組合這些方法的晶化方法等來進行非晶半導體膜的晶化。
接下來，在去除用來蝕刻半導體膜的抗蝕劑5425a、 5425b之前，進行等離子體處理，以使島狀半導體膜5403a、5403b的端部選擇性地氧化或氮化，在該半導體膜5403a、5403b的端部形成氧化膜或氮化膜(以下，也稱爲絕緣膜5426)(圖58B)。在上述條件下進行等離子體處理。此外，絕緣膜5426包含用於等離子體處理的稀有氣體。
接下來，覆蓋半導體膜5403a、5403b地形成閘絕緣膜5404(圖58C)。可以與上述同樣地形成閘絕緣5404。
接下來，通過在閘絕緣膜5404上形成閘電極5405等，可以製造具有將島狀半導體膜5403a、5403b分別用作通道區域的N通道型電晶體5410a、P通道型電晶體5410b的半導體裝置(圖58D)。
當將半導體膜5403a、5403b的端部形成爲錐形時，形成在半導體膜5403a、5403b的一部分中的通道區域的端部5452a、5452b也成爲錐形，半導體膜的厚度或閘絕緣膜的厚度與中心部分相比就出現變化，從而有可能電晶體的特性受到影響。因此，這裏通過等離子體處理使通道區域的端部選擇性地氧化或氮化，且在成爲該通道區域的端部的半導體膜中形成絕緣膜，可以降低通道區域的端部造成的對電晶體的影響。
此外，圖58A至58D示出僅對半導體膜5403a、5403b的端部進行等離子體處理來氧化或氮化的一個實例。不言而喻，也可以如圖57A至57D所示還對閘絕緣膜 5404進行等離子體處理來氧化或氮化(圖60A)。
接下來，參照附圖說明與上述不同的半導體裝置的製造方法。具體地說，示出對具有錐狀的半導體膜進行等離子體處理的情況。
首先，與上述同樣，在襯底5401上形成島狀半導體膜5403a、5403b(圖59A)。
接下來，通過等離子體處理使半導體膜5403a、5403b氧化或氮化，從而在該半導體膜5403a、5403b的表面上形成氧化膜或氮化膜5427a、5427b(以下，也稱爲絕緣膜5427a、絕緣膜5427b)(圖59B)。等離子體處理可以在上述條件下同樣進行。例如，在採用Si作爲半導體膜5403a、5403b的情況下，形成氧化矽(SiOx )或氮化矽(SiNx )作爲絕緣膜5427a、5427b。此外，也可以在通過等離子體處理使半導體膜5403a、5403b氧化之後，再一次進行等離子體處理來氮化。在這種情況下，氧化矽(SiOx )或氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)形成爲與半導體膜5403a、5403b接觸，而氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)形成在該氧化矽的表面上。因此，絕緣膜5427a、5427b包含用於等離子體處理的稀有氣體。注意，通過進行等離子體處理，使半導體膜5403a、5403b的端部同時氧化或氮化。
接下來，形成閘絕緣膜5404來覆蓋絕緣膜5427a、5427b(圖59C)。閘絕緣膜5404可以利用公知方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)，形成爲具有諸如氧化矽(SiOx )、氮化矽(SiNx )、氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)、氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)等的包含氧或氮的絕緣膜的單層結構或它們的疊層結構。例如，在通過等離子體處理來氧化採用Si的半導體膜5403a、5403b，以在該半導體膜5403a、5403b的表面上形成氧化矽作爲絕緣膜5427a、5427b的情況下，在該絕緣膜5427a、5427b上形成氧化矽(SiOx )作爲閘絕緣膜。
接下來，通過在閘絕緣膜5404上形成閘電極5405等，可以製造具有將島狀半導體膜5403a、5403b分別用作通道區域的N通道型電晶體5410a、P通道型電晶體5410b的半導體裝置(圖59D)。
當將半導體膜的端部形成爲錐形時，形成在半導體膜的一部分的通道區域的端部5453a、5453b也成爲錐形，從而有可能半導體元件的特性受到影響。因此，通過等離子體處理使半導體膜氧化或氮化，結果通道區域的端部也被氧化或氮化，從而可以減少對半導體元件的影響。
此外，圖59A至59D示出僅對半導體膜5403a、5403b進行等離子體處理來氧化或氮化的一個實例。不言而喻，也可以如圖57A至57D所示還對閘絕緣膜5404進行等離子體處理來氧化或氮化(圖60B)。在這種情況下，也可以在氧氣氛中進行等離子體處理使閘絕緣膜5404氧化之後，在氮氣氛中再次進行等離子體處理使閘絕緣膜5404氮化。在這種情況下，氧化矽(SiOx )或氧氮化矽(SiOx Ny )(x>y)形成在存在有半導體膜5403a、5403b的一側，並且氮氧化矽(SiNx Oy )(x>y)形成爲與閘電極 5405接觸。
這樣，通過利用等離子體處理使半導體膜或閘絕緣膜氧化或氮化而改善半導體膜或閘絕緣膜的表面性質，可以形成緻密且膜性質良好的絕緣膜。其結果，即使將絕緣膜形成爲薄，也可以防止針孔等的缺陷，從而可以實現電晶體等的半導體元件的微細化和高性能化。
此外，在本實施方式中，對上述圖54A至54C中的半導體膜5403a及5403b或閘絕緣膜5404進行等離子體處理，以使該半導體膜5403a及5403b或閘絕緣膜5404氧化或氮化，但是，使用等離子體處理氧化或氮化的層不局限於此。例如，既可以對襯底5401或絕緣膜5402進行等離子體處理，或者又可以對絕緣膜5406或絕緣膜5407進行等離子體處理。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其 他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式9
在本實施方式中，描述用來控制實施方式1至實施方式6所述的驅動方法的硬體。
圖61示出了粗略的結構圖。像素部6104、信號線驅動電路6106、以及掃描線驅動電路6105配置在襯底6101上。除此之外，還可以配置電源電路、預充電電路、時序生成電路等。此外，還可以不配置有信號線驅動電路6106、掃描線驅動電路6105。在這種情況下，也可以將在襯底6101上未提供有的電路形成在IC上。該IC可以通過COG(玻璃上晶片安裝)配置在襯底6101上。或者，也可以將IC配置在連接週邊電路襯底6102和襯底6101的連接襯底6107上。
信號6103輸入到週邊電路襯底6102中。並且，控制器6108控制以將該信號存儲在記憶體6109、6110等中。 當信號6103是類比信號時，在許多情況下，在進行類比/數位轉換之後，信號存儲在記憶體6109、6110等中。然後，控制器6108利用存儲在記憶體6109、記憶體6110等中的信號，將信號輸出到襯底6101。
爲了實現實施方式1至實施方式6所述的驅動方法，控制器6108控制子幀的出現順序等，並將信號輸出到襯底6101。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體例的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的 附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式10
在本實施方式中，說明採用本發明的顯示裝置的EL模組及EL電視接收機的結構實例。
圖62示出組合了顯示面板6201和電路襯底6202的EL模組。顯示面板6201包括像素部6203、掃描線驅動電路6204、以及信號線驅動電路6205。電路襯底6202上形成有例如控制電路6206、信號分割電路6207等。顯示面板6201和電路襯底6202由連接佈線6208彼此連接。作爲連接佈線可以使用FPC等。
控制電路6206相當於實施方式9中的控制器6108、記憶體6109、6110等。主要在控制電路6206中控制子幀的出現順序等。
在顯示面板6201中，優選在襯底上使用電晶體將像素部和週邊驅動電路的一部分(多個驅動電路中工作頻率低的驅動電路)形成爲一體，並將週邊驅動電路的另一部分(多個驅動電路中工作頻率高的驅動電路)形成在IC晶片上，該IC晶片通過COG(玻璃上晶片安裝)等安裝在顯示面板6201上。或者，可以使用TAB(帶式自動接合)或印刷電路板將該IC晶片安裝在顯示面板6201上。
此外，通過使用緩衝電路來對輸入到掃描線或信號線 的信號進行阻抗變換，可以縮短每一行像素的寫入期間。從而可以提供具有高精細度的顯示裝置。
此外，爲了進一步減少耗電量，也可以使用電晶體在玻璃襯底上形成像素部，且在IC晶片上形成所有的信號線驅動電路，將該IC晶片通過COG(玻璃上晶片安裝)安裝在顯示面板上。
例如，也可以將顯示面板的整個螢幕分成幾個區域，而在各個區域上配置形成了週邊驅動電路的一部分或所有週邊驅動電路(信號線驅動電路、掃描線驅動電路等)的IC晶片，以通過COG(玻璃上晶片安裝)等安裝在顯示面板上。圖63示出此情況下的顯示面板的結構。
圖63示出通過將整個螢幕分成4個區域並採用8個IC晶片來驅動的實例。顯示面板的結構包括襯底6310、像素部6311、FPC6312a至6312h、以及IC晶片6313a至6313h。在8個IC晶片中，IC晶片6313a至6313d形成有信號線驅動電路，而IC晶片6313e至6313h形成有掃描線驅動電路。並且，通過驅動任意IC晶片而可以僅驅動4個螢幕區域中的任意一個螢幕區域。例如，當僅驅動IC晶片6313a和6313e時，可以僅驅動4個螢幕區域中的左上區域。通過以上方法，可以減少耗電量。
此外，圖64示出具有其他結構的顯示面板的實例。圖64所示的顯示面板在襯底6420上具有配置有多個像素6430的像素部6421、控制掃描線6433的信號的掃描線驅動電路6422、以及控制信號線6431的信號的信號線驅動 電路6423。此外，還可以提供有用來校正包括在像素6430中的發光元件的亮度變化的監視器電路6424。包括在像素6430中的發光元件和包括在監視器電路6424中的發光元件具有相同的結構。發光元件的結構為將包含呈現電致發光的材料的層夾在成對的電極之間的結構。
襯底6420的週邊部分具有用來將信號從外部電路輸入到掃描線驅動電路6422的輸入端子6425、用來將信號從外部電路輸入到信號線驅動電路6423的輸入端子6426、以及用來將信號輸入到監視器電路6424的輸入端子6429。
爲了使提供在像素6430中的發光元件發光，必須要從外部電路供應電力。提供在像素部6421的電源線6432通過輸入端子6427連接到外部電路。在電源線6432中，由於因引導佈線的長度而産生電阻損耗，因此優選在襯底6420的週邊部分提供多個輸入端子6427。輸入端子6427提供在襯底6420的兩個端部，以使亮度不均勻在像素部6421的表面難以覺察。換言之，這防止螢幕一側明亮而另一側暗淡。此外，配備有一對電極的發光元件中的與連接到電源線6432的電極相反一側的電極，被形成作爲多個像素6430共用的共同電極，具備多個端子6428，以便減少該電極的電阻損耗。
在這種顯示面板中，電源線由Cu等的低電阻材料形成，這特別在當螢幕尺寸增大時有效。例如，在螢幕尺寸爲13英寸級的情況下，對角線的長度爲340mm，而在60 英寸級的情況下爲1500mm以上。在這種情況下，由於無法忽略佈線電阻，因此優選使用Cu等的低電阻材料作爲佈線。此外，考慮到佈線延遲，也可以以相同的方式形成信號線或掃描線。
通過利用配備有上述面板結構的EL模組，可以完成EL電視接收機。圖65是表示EL電視接收機的主要結構的方塊圖。調諧器6501接收視頻信號和音頻信號。視頻信號由視頻信號放大電路6502、用來將從視頻信號放大電路6502輸出的信號轉換爲對應於紅色、綠色、藍色的彩色信號的視頻信號處理電路6503、以及用來將該視頻信號轉換爲驅動電路的輸入規格的控制電路6206進行處理。控制電路6206將信號分別輸出到掃描線一側和信號線一側。在進行數位驅動的情況下，也可以在信號線一側提供信號分割電路6207，以將輸入數位信號分割爲M個信號並供應。
在調諧器6501所接收的信號中，音頻信號被傳輸到音頻信號放大電路6504，且其輸出經過音頻信號處理電路6505供應到揚聲器6506。控制電路6507接收來自輸入部6508的接收台(接收頻率)或音量的控制資訊，並將信號傳送到調諧器6501、音頻信號處理電路6505。
通過將EL模組組合到框體中，可以完成電視接收機。由EL模組形成顯示部。此外，適當地具備有揚聲器、視頻輸入端子等。
不言而喻，本發明不局限於電視接收機，並且可以應 用於各種各樣的用途，如個人電腦的監視器、尤其是大面積的顯示媒體如火車站或機場等的資訊顯示板或者街頭上的廣告顯示板等。
這樣，通過利用本發明的顯示裝置及其驅動方法，可以看到降低了亮度不均勻的清晰圖像。
注意，本實施方式示出了將其他實施方式所述的內容(也可以是其一部分)具體化的情況的一例、少許變形該內容的情況的一例、部分地改變該內容的情況的一例、改善該內容的情況的一例、詳細地描述該內容的情況的一例、應用該內容的情況的一例、以及與該內容有關的部分的一例等。因此，在其他實施方式中所述的內容可以自由地適用於本實施方式，與本實施方式組合，或代替本實施方式。
注意，在本實施方式中參照各種附圖進行描述。在每個附圖中描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他附圖所描述的內容組合，或代替其他附圖所描述的內容等。再者，在如上描述的附圖中，可以通過與其各個部分組合其他部分，構成更多附圖。
同樣地，在本實施方式的各個附圖所描述的內容(也可以是其一部分)可以自由地適用於其他實施方式的附圖所描述的內容(也可以是其一部分)，與其他實施方式的附圖所描述的內容組合，或代替其他實施方式的附圖所描述的內容等。再者，在本實施方式的附圖中，可以通過與 其各個部分組合其他實施方式的部分，構成更多附圖。
實施方式11
作爲採用本發明的顯示裝置的電子設備，可以舉出下述電子設備：攝像機、數位相機、護目鏡型顯示器(頭盔式顯示器)、導航系統、聲音再現裝置(汽車音響、音響元件等)、筆記本式電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端(移動電腦、移動電話、攜帶型遊戲機、電子書籍等)、以及配備有記錄媒體的圖像再現設備(具體地說是能夠再現數位通用盤(DVD)等記錄媒體且包括顯示其圖像的顯示器的裝置)等。圖66A至66H示出這種電子設備的具體例子。
圖66A是一種自發光型顯示器，包括框體6601、支撐體6602、顯示部6603、揚聲器部6604、以及視頻輸入端子6605等。本發明可以用於構成顯示部6603的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。由於該顯示器是自發光型，故不需要背光，從而可以獲得比液晶顯示器薄的顯示部。注意，顯示器包括例如用於個人電腦、電視廣播接收、或者廣告顯示等資訊顯示的所有顯示裝置。
圖66B是一種數位靜像相機，包括主體6606、顯示部6607、圖像接收部6608、操作鍵6609、外部連接埠6610、以及快門按鈕6611等。本發明可以用於構成顯示部6607的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度 不均勻的清晰圖像。
圖66C是一種筆記本式電腦，包括主體6612、框體6613、顯示部6614、鍵盤6615、外部連接埠6616、以及定位裝置6617等。本發明可以用於構成顯示部6614的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。
圖66D是一種移動電腦，包括主體6618、顯示部6619、開關6620、操作鍵6621、以及紅外線埠6622等。本發明可以用於構成顯示部6619的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。
圖66E是一種具備記錄媒體讀取部的圖像再現裝置(具體地說是例如DVD再現裝置)，包括主體6623、框體6624、顯示部A6625、顯示部B 6626、記錄媒體(DVD等)讀取部6627、操作鍵6628、以及揚聲器部6629等。顯示部A6625主要顯示圖像資訊，而顯示部B6626主要顯示文字資訊。本發明可以用於構成顯示部A6625、顯示部B6626的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。此外，具備記錄媒體的圖像再現裝置包括家用遊戲機等。
圖66F是一種護目鏡型顯示器(頭盔式顯示器)，包括主體6630、顯示部6631、以及鏡臂部6632等。本發明可以用於構成顯示部6631的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。
圖66G是一種攝像機，包括主體6633、顯示部6634 、框體6635、外部連接埠6636、遙控接收部6637、圖像接收部6638、電池6639、音頻輸入部6640、以及操作鍵6641等。本發明可以用於構成顯示部6634的顯示裝置，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。
圖66H是一種移動電話，包括主體6642、框體6643、顯示部6644、音頻輸入部6645、音頻輸出部6646、操作鍵6647、外部連接埠6648、以及天線6649等。本發明可以用於構成顯示部6644的顯示裝置。注意，顯示部6644可以通過在黑色背景中顯示白色文字來抑制移動電話的消耗電流。此外，根據本發明，可以看到減少了亮度不均勻的清晰圖像。
注意，若使用發光亮度高的發光材料，則本發明可以通過使用透鏡等放大投影包括輸出的圖像資訊的光來應用於正面或背面投影儀。
此外，近年來，上述電子設備在很多情況下用於顯示通過因特網或CATV(有線電視)等電子通信線路傳播的資訊，特別越來越增加了顯示運動圖像資訊的機會。由於發光材料的回應速度非常快，故發光裝置適合於運動圖像顯示。
由於發光型的顯示裝置在發光部分中耗電，故優選利用盡可能小的發光部分來顯示資訊。因此，在採用發光型的顯示裝置作爲攜帶型資訊終端，特別是移動電話或聲音再現裝置等的主要顯示文字資訊的顯示部的情況下，優選以不發光部分爲背景，使用發光部分來形成文字資訊地驅 動。
如上所述，本發明可應用的範圍極廣泛，本發明可以應用於各種領域的電子設備。此外，本實施方式中的電子設備可以採用實施方式1至實施方式10所示的任何結構的顯示裝置。
本申請案係根據2006年12月15日於日本專利局申請之日本專利申請案第2006-338989號，該申請案之整體內容以參考方式於此併入。
101‧‧‧第一電晶體
102‧‧‧第二電晶體
103‧‧‧儲存電容器
104‧‧‧掃描線
105‧‧‧信號線
106‧‧‧電源線
107‧‧‧電容線
108‧‧‧發光元件
201‧‧‧第一電晶體
202‧‧‧第二電晶體
203‧‧‧儲存電容器
204‧‧‧掃描線
205‧‧‧信號線
206‧‧‧電源線
207‧‧‧電容線
208‧‧‧發光元件
301‧‧‧第一電晶體
302‧‧‧第二電晶體
303‧‧‧第三電晶體
304‧‧‧第四電晶體
305‧‧‧第五電晶體
306‧‧‧儲存電容器
307‧‧‧信號線
308‧‧‧第一掃描線
309‧‧‧第二掃描線
310‧‧‧第三掃描線
311‧‧‧第四掃描線
312‧‧‧第一電源線
313‧‧‧第二電源線
314‧‧‧電容線
315‧‧‧發光元件
801‧‧‧第一電晶體
802‧‧‧第二電晶體
803‧‧‧第三電晶體
804‧‧‧第四電晶體
805‧‧‧第五電晶體
806‧‧‧儲存電容器
807‧‧‧信號線
808‧‧‧第一掃描線
809‧‧‧第二掃描線
810‧‧‧第三掃描線
811‧‧‧第四掃描線
812‧‧‧第一電源線
813‧‧‧第二電源線
814‧‧‧電容線
815‧‧‧發光元件
2101‧‧‧第一電晶體
2102‧‧‧第二電晶體
2103‧‧‧第三電晶體
2104‧‧‧第四電晶體
2105‧‧‧第五電晶體
2106‧‧‧儲存電容器
2107‧‧‧信號線
2108‧‧‧第一掃描線
2109‧‧‧第二掃描線
2110‧‧‧第三掃描線
2111‧‧‧第四掃描線
2112‧‧‧第一電源線
2113‧‧‧第二電源線
2115‧‧‧發光元件
2121‧‧‧第一電晶體
2122‧‧‧第二電晶體
2123‧‧‧第三電晶體
2124‧‧‧第四電晶體
2125‧‧‧第五電晶體
2126‧‧‧儲存電容器
2128‧‧‧第一掃描線
2129‧‧‧第二掃描線
2130‧‧‧第三掃描線
2131‧‧‧第四掃描線
2135‧‧‧發光元件
2149‧‧‧第二掃描線
2301‧‧‧第一電晶體
2302‧‧‧第二電晶體
2303‧‧‧第三電晶體
2304‧‧‧第四電晶體
2305‧‧‧第五電晶體
2306‧‧‧儲存電容器
2307‧‧‧信號線
2308‧‧‧第一掃描線
2309‧‧‧第二掃描線
2310‧‧‧第三掃描線
2311‧‧‧第四掃描線
2312‧‧‧第一電源線
2313‧‧‧第二電源線
2315‧‧‧發光元件
2321‧‧‧第一電晶體
2322‧‧‧第二電晶體
2323‧‧‧第三電晶體
2324‧‧‧第四電晶體
2325‧‧‧第五電晶體
2326‧‧‧儲存電容器
2328‧‧‧第一掃描線
2329‧‧‧第二掃描線
2330‧‧‧第三掃描線
2331‧‧‧第四掃描線
2335‧‧‧發光元件
2349‧‧‧第二掃描線
2516‧‧‧第六電晶體
2517‧‧‧第五掃描線
3018‧‧‧初始化線
3801‧‧‧像素部
3802‧‧‧第一掃描線驅動電路
3803‧‧‧第二掃描線驅動電路
3804‧‧‧第三掃描線驅動電路
3805‧‧‧第四掃描線驅動電路
3806‧‧‧信號線驅動電路
3901‧‧‧移位暫存器
3902‧‧‧放大電路
4001‧‧‧移位暫存器
4002‧‧‧第一鎖存電路
4003‧‧‧第二鎖存電路
4004‧‧‧放大電路
4005‧‧‧採樣電路
4401‧‧‧信號線驅動電路
4402‧‧‧像素部
4403‧‧‧第一掃描線驅動電路
4404‧‧‧密封襯底
4405‧‧‧密封材料
4406‧‧‧第二掃描線驅動電路
4407‧‧‧空間
4408‧‧‧佈線
4409‧‧‧FCP
4410‧‧‧襯底
4411‧‧‧開關電晶體
4412‧‧‧驅動電晶體
4413‧‧‧第一電極
4414‧‧‧絕緣體
4416‧‧‧層
4417‧‧‧第二電極
4418‧‧‧發光元件
4420‧‧‧電晶體
4421‧‧‧電晶體
4422‧‧‧IC晶片
4423‧‧‧IC晶片
4501‧‧‧襯底
4502‧‧‧陽極
4503‧‧‧空穴注入層
4504‧‧‧空穴傳輸層
4505‧‧‧發光層
4506‧‧‧電子傳輸層
4507‧‧‧電子注入層
4508‧‧‧陰極
4600‧‧‧在襯底
4601‧‧‧驅動電晶體
4602‧‧‧第一電極
4603‧‧‧層
4604‧‧‧第二電極
4700‧‧‧襯底
4701‧‧‧驅動電晶體
4702‧‧‧基底膜
4703‧‧‧第一電極
4704‧‧‧層
4705‧‧‧第二電極
4706B‧‧‧顏色濾光片
4706G‧‧‧顏色濾光片
4706R‧‧‧顏色濾光片
4707‧‧‧黑矩陣
4801‧‧‧襯底
4802‧‧‧基底膜
4803‧‧‧通道形成區域
4804‧‧‧LDD區域
4805‧‧‧雜質區域
4806‧‧‧通道形成區域
4807‧‧‧LDD區域
4808‧‧‧雜質區域
4809‧‧‧閘絕緣膜
4810‧‧‧閘電極
4811‧‧‧上部電極
4812‧‧‧層間絕緣膜
4813‧‧‧佈線
4814‧‧‧像素電極
4815‧‧‧絕緣體
4816‧‧‧層
4817‧‧‧相對電極
4818‧‧‧驅動電晶體
4819‧‧‧電容器
4820‧‧‧發光元件
4821‧‧‧區域
5001‧‧‧襯底
5002‧‧‧基底膜
5003‧‧‧閘電極
5004‧‧‧第一電極
5005‧‧‧閘絕緣膜
5006‧‧‧通道形成區域
5007‧‧‧LDD區域
5008‧‧‧雜質區域
5009‧‧‧通道形成區域
5010‧‧‧LDD區域
5011‧‧‧雜質區域
5012‧‧‧第一層間絕緣膜
5013‧‧‧佈線
5014‧‧‧第三電極
5015‧‧‧開口部
5016‧‧‧第二層間絕緣膜
5017‧‧‧像素電極
5018‧‧‧絕緣體
5019‧‧‧層
5020‧‧‧相對電極
5021‧‧‧發光元件
5022‧‧‧驅動電晶體
5023‧‧‧電容器
5101‧‧‧襯底
5102‧‧‧基底膜
5103‧‧‧像素電極
5104‧‧‧第一電極
5105‧‧‧佈線
5106‧‧‧佈線
5107‧‧‧N型半導體層
5108‧‧‧N型半導體層
5109‧‧‧半導體層
5110‧‧‧閘絕緣膜
5111‧‧‧絕緣膜
5112‧‧‧閘電極
5113‧‧‧第二電極
5114‧‧‧層間絕緣膜
5115‧‧‧層
5116‧‧‧相對電極
5117‧‧‧發光元件
5118‧‧‧驅動電晶體
5119‧‧‧電容器
5120‧‧‧第一電極
5201‧‧‧襯底
5202‧‧‧基底膜
5203‧‧‧閘電極
5204‧‧‧第一電極
5205‧‧‧閘絕緣膜
5206‧‧‧半導體層
5207‧‧‧半導體層
5208‧‧‧N型半導體層
5209‧‧‧N型半導體層
5210‧‧‧N型半導體層
5211‧‧‧佈線
5212‧‧‧佈線
5213‧‧‧導電層
5214‧‧‧像素電極
5215‧‧‧絕緣體
5216‧‧‧層
5217‧‧‧相對電極
5218‧‧‧發光元件
5219‧‧‧驅動電晶體
5220‧‧‧電容器
5221‧‧‧第二電極
5222‧‧‧電容器
5401‧‧‧襯底
5402‧‧‧絕緣膜
5403a‧‧‧半導體膜
5403b‧‧‧半導體膜
5404‧‧‧閘絕緣膜
5405‧‧‧閘電極
5406‧‧‧絕緣膜
5407‧‧‧絕緣膜
5408‧‧‧導電膜
5410a‧‧‧N通道型電晶體
5410b‧‧‧N通道型電晶體
5411‧‧‧LDD區域
5421a‧‧‧絕緣膜
5421b‧‧‧絕緣膜
5423‧‧‧絕緣膜
5424‧‧‧絕緣膜
5425a‧‧‧抗蝕劑
5425b‧‧‧抗蝕劑
5426‧‧‧絕緣膜
5427a‧‧‧絕緣膜
5427b‧‧‧絕緣膜
5451a‧‧‧端部
5451b‧‧‧端部
5452a‧‧‧端部
5452b‧‧‧端部
5453a‧‧‧端部
5453b‧‧‧端部
6101‧‧‧襯底
6102‧‧‧週邊電路襯底
6103‧‧‧信號
6104‧‧‧像素部
6105‧‧‧掃描線驅動電路
6106‧‧‧信號線驅動電路
6107‧‧‧連接襯底
6108‧‧‧控制器
6109‧‧‧記憶體
6110‧‧‧記憶體
6201‧‧‧顯示面板
6202‧‧‧電路襯底
6203‧‧‧像素部
6204‧‧‧掃描線驅動電路
6205‧‧‧信號線驅動電路
6206‧‧‧控制電路
6207‧‧‧信號分割電路
6208‧‧‧連接佈線
6310‧‧‧襯底
6311‧‧‧像素部
6312a‧‧‧FPC
6312b‧‧‧FPC
6312c‧‧‧FPC
6312d‧‧‧FPC
6312e‧‧‧FPC
6312f‧‧‧FPC
6312g‧‧‧FPC
6312h‧‧‧FPC
6313a‧‧‧IC晶片
6313a‧‧‧IC晶片
6313b‧‧‧IC晶片
6313c‧‧‧IC晶片
6313d‧‧‧IC晶片
6313e‧‧‧IC晶片
6313f‧‧‧IC晶片
6313g‧‧‧IC晶片
6313h‧‧‧IC晶片
6420‧‧‧襯底
6421‧‧‧像素部
6422‧‧‧掃描線驅動電路
6423‧‧‧信號線驅動電路
6424‧‧‧監視器電路
6425‧‧‧輸入端子
6426‧‧‧輸入端子
6427‧‧‧輸入端子
6428‧‧‧端子
6429‧‧‧輸入端子
6430‧‧‧像素
6431‧‧‧控制信號線
6432‧‧‧電源線
6433‧‧‧控制掃描線
6501‧‧‧調諧器
6502‧‧‧視頻信號放大電路
6503‧‧‧視頻信號處理電路
6504‧‧‧音頻信號放大電路
6505‧‧‧音頻信號處理電路
6506‧‧‧揚聲器
6507‧‧‧控制電路
6508‧‧‧輸入部
6601‧‧‧框體
6602‧‧‧支撐體
6603‧‧‧顯示部
6604‧‧‧揚聲器部
6605‧‧‧視頻輸入端子
6606‧‧‧主體
6607‧‧‧顯示部
6608‧‧‧圖像接收部
6609‧‧‧操作鍵
6610‧‧‧外部連接埠
6612‧‧‧主體
6613‧‧‧框體
6614‧‧‧顯示部
6615‧‧‧鍵盤
6616‧‧‧外部連接埠
6617‧‧‧定位裝置
6618‧‧‧主體
6619‧‧‧顯示部
6620‧‧‧開關
6621‧‧‧操作鍵
6622‧‧‧紅外線埠
6623‧‧‧主體
6624‧‧‧框體
6625‧‧‧顯示部A
6626‧‧‧顯示部B
6627‧‧‧讀取部
6628‧‧‧操作鍵
6629‧‧‧揚聲器部
6630‧‧‧主體
6631‧‧‧顯示部
6632‧‧‧鏡臂部
6633‧‧‧主體
6634‧‧‧顯示部
6635‧‧‧框體
6636‧‧‧外部連接埠
6637‧‧‧遙控接收部
6638‧‧‧圖像接收部
6639‧‧‧電池
6640‧‧‧音頻輸入部
6641‧‧‧操作鍵
6642‧‧‧主體
6643‧‧‧框體
6644‧‧‧顯示部
6645‧‧‧音頻輸入部
6646‧‧‧音頻輸出部
6647‧‧‧操作鍵
6648‧‧‧外部連接埠
6649‧‧‧天線
6701‧‧‧驅動電晶體
6702‧‧‧開關電晶體
6703‧‧‧儲存電容器
6704‧‧‧信號線
6705‧‧‧掃描線
6706‧‧‧第一電源線
6707‧‧‧第二電源線
6708‧‧‧發光元件
圖1是示出本發明的顯示裝置中的像素的基本結構的一個實例的圖；圖2是示出本發明的顯示裝置中的像素的基本結構的一個實例的圖；圖3是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖4是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖5是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的運作的圖；圖6是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的運作的圖；圖7是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的運作的圖； 圖8是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖9是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖10是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖11是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖12是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖13是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖14是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖15是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖16是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖17是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖18是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖19是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖； 圖20是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖21是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖22是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖23是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖24是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖25是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖26是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖27是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的運作的圖；圖28是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖29是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖30是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖31是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的運作的圖； 圖32是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖33是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖34是說明本發明的顯示裝置中的像素電路的時序圖的圖；圖35是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖36是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的一個實例的圖；圖37是示出本發明的顯示裝置中的像素結構的佈局的一個實例的圖；圖38是示出本發明的顯示裝置的結構實例的圖；圖39是示出本發明的顯示裝置中的掃描線驅動電路的結構實例的圖；圖40A和40B是示出本發明的顯示裝置中的信號線驅動電路的結構實例的圖；圖41是示出本發明的顯示裝置的結構實例的圖；圖42是示出本發明的顯示裝置的結構實例的圖；圖43是示出本發明的顯示裝置的結構實例的圖；圖44A和44B各示出用於本發明的顯示裝置的顯示面板的結構實例；圖45是剖面圖，示出用於本發明的顯示裝置的發光元件的結構實例； 圖46A至46C是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖47是剖面圖，示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖48A和48B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖49A和49B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖50A和50B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖51A和51B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖52A和52B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖53A和53B是剖面圖，各示出本發明的顯示裝置的結構實例；圖54A至54C各示出用於本發明的顯示裝置的電晶體的結構；圖55A至55D是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法；圖56A至56C是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法；圖57A至57D是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法； 圖58A至58D是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法；圖59A至59D是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法；圖60A和60B是剖面圖，說明用於本發明的顯示裝置的電晶體的製造方法；圖61是示出控制本發明的顯示裝置的硬體的一個實例的圖；圖62是示出使用本發明的顯示裝置的EL模組的一個實例的圖；圖63是示出使用本發明的顯示裝置的顯示面板的結構實例的圖；圖64是示出使用本發明的顯示裝置的顯示面板的結構實例的圖；圖65是示出使用本發明的顯示裝置的EL電視接收機的一個實例的圖；圖66A至66H各示出適用本發明的顯示裝置的電子設備的一個實例；圖67是示出習知像素結構的圖。
301‧‧‧第一電晶體
302‧‧‧第二電晶體
303‧‧‧第三電晶體
304‧‧‧第四電晶體
305‧‧‧第五電晶體
306‧‧‧儲存電容器
307‧‧‧信號線
308‧‧‧第一掃描線
309‧‧‧第二掃描線
310‧‧‧第三掃描線
311‧‧‧第四掃描線
312‧‧‧第一電源線
313‧‧‧第二電源線
314‧‧‧電容線

Claims (22)

  1. 一種半導體裝置，包括：多個像素，該多個像素的各個包括：信號線；電容線；負載；第一電晶體；第二電晶體；以及電容器，包括第三電晶體，該第三電晶體包括：半導體層，電連接到該電容器的第一電極；閘電極，電連接到該電容器的第二電極；閘極絕緣膜，夾置於該半導體層與該閘電極之間，其中，該第一電晶體的第一端子電連接到該信號線，且該第一電晶體的第二端子電連接到該負載，其中，該第二電晶體的第一端子電連接到該第一電晶體的閘極，且該第二電晶體的第二端子電連接到該第一電晶體的第二端子，以及其中，該電容器的第一電極電連接到該第一電晶體的閘極，且該電容器的第二電極電連接到該電容線。
  2. 一種半導體裝置，包括：多個像素，該多個像素的各個包括：信號線；電容線； 第一電源線；第二電源線；負載；第一電晶體；第二電晶體；第三電晶體；第四電晶體；第五電晶體；以及電容器，包括第六電晶體，該第六電晶體包括：半導體層，電連接到該電容器的第一電極；閘電極，電連接到該電容器的第二電極；閘極絕緣膜，夾置於該半導體層與該閘電極之間，其中，該第一電晶體的第一端子經過該第三電晶體電連接到該信號線並經過該第四電晶體電連接到該第一電源線，且該第一電晶體的第二端子經過該第五電晶體電連接到該負載，其中，該第二電晶體的第一端子電連接到該第一電晶體的閘極，且該第二電晶體的第二端子電連接到該第一電晶體的第二端子，以及其中，該電容器的第一電極電連接到該第一電晶體的閘極，且該電容器的第二電極電連接到該電容線。
  3. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中根據視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的電壓施加到 該第一電晶體的該閘極，以將電流供應到該負載。
  4. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中根據視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的電壓施加到該第一電晶體的該閘極，以將電流供應到該負載。
  5. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，還包括：初始化線；以及第七電晶體，其中，該初始化線經過該第七電晶體電連接到該第一電晶體的該第二端子。
  6. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該第一電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率大於該第二電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率。
  7. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該第一電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率大於該第二電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率、該第三電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率、該第四電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率、或該第五電晶體的通道寬度W相對於通道長度L的比率。
  8. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該第二電晶體和該第三電晶體具有互不相同的導電率。
  9. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該多個像素的各個還包括電連接到該第二至第五電晶體的至 少兩個閘極的掃描線。
  10. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該負載是發光元件。
  11. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該負載是發光元件。
  12. 一種電子設備，包括顯示部，該顯示部包含根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該電子設備是選自相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再現裝置、筆記型電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端、以及配備有記錄媒體的圖像再現設備中之一種。
  13. 一種電子設備，包括顯示部，該顯示部包含根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中該電子設備是選自相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再現裝置、筆記型電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端、以及配備有記錄媒體的圖像再現設備中之一種。
  14. 一種半導體裝置的驅動方法，包括如下步驟：通過使電連接到第一電晶體的第一端子和該第一電晶體的閘極的第二電晶體導通，將該第一電晶體處於二極體連接狀態；通過經過該第一電晶體和該第二電晶體從信號線供應電流到電容器，將根據施加到該信號線的視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的電壓充電到該電容器中；以及將根據該視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的該電壓施加到該第一電晶體的該閘極，以從電連接到該第 一電晶體的第二端子的電源線經過該第一電晶體向負載供應電流，其中，該電容器包括第三電晶體，該第三電晶體包括：半導體層，電連接到該電容器的第一電極；閘電極，電連接到該電容器的第二電極；閘極絕緣膜，夾置於該半導體層與該閘電極之間，其中，該電容器的第一電極電連接到該第一電晶體的閘極，以及其中，該電容器的第二電極電連接到電容線。
  15. 一種半導體裝置的驅動方法，包括如下步驟：通過使電連接到第一電晶體的第一端子和該第一電晶體的閘極的第二電晶體導通，將該第一電晶體處於二極體連接狀態；通過降低該第一電晶體的該第一端子的電位，將初始電位保持在電容器中；通過經過該第一電晶體和該第二電晶體從信號線供應電流到該電容器，將根據施加到該信號線的視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的電壓充電到該電容器中；以及將根據該視頻信號電壓和該第一電晶體的定限電壓的該電壓施加到該第一電晶體的該閘極，以從電連接到該第一電晶體的第二端子的電源線經過該第一電晶體向負載供 應電流其中，該電容器包括第三電晶體，該第三電晶體包括：半導體層，電連接到該電容器的第一電極；閘電極，電連接到該電容器的第二電極；閘極絕緣膜，夾置於該半導體層與該閘電極之間，其中，該電容器的第一電極電連接到該第一電晶體的閘極，以及其中，該電容器的第二電極電連接到電容線。
  16. 根據申請專利範圍第15項之半導體裝置的驅動方法，還包括：從經過初始電晶體電連接到該第一電晶體的該第一端子的初始化線供應該初始電位。
  17. 根據申請專利範圍第14項之半導體裝置的驅動方法，其中該負載是發光元件。
  18. 根據申請專利範圍第15項之半導體裝置的驅動方法，其中該負載是發光元件。
  19. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該第一電晶體、該第二電晶體、以及該第三電晶體的各個是p通道電晶體，以及其中，該電容器的第一電極的電位高於該電容線的電位。
  20. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶 體、該第四電晶體、該第五電晶體、以及該第六電晶體的各個是p通道電晶體，以及其中，該電容器的第一電極的電位高於該電容線的電位。
  21. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該第一電晶體、該第二電晶體、以及該第三電晶體的各個是n通道電晶體，以及其中，該電容器的第一電極的電位低於該電容線的電位。
  22. 根據申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體、該第四電晶體、該第五電晶體、以及該第六電晶體的各個是n通道電晶體，以及其中，該電容器的第一電極的電位低於該電容線的電位。
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