專利名稱：發(fā)光器件、驅動發(fā)光器件的方法和電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種OLED面板，其中，形成在襯底上的有機發(fā)光元件被封裝在襯底和覆蓋件之間。而且，本發(fā)明涉及一種OLED模塊，其中IC等被裝配在OLED面板上。注意，本說明書中，OLED面板和OLED模塊通常稱為發(fā)光器件。本發(fā)明還涉及一種驅動發(fā)光器件的方法和使用該發(fā)光器件的電子設備。
背景技術：
發(fā)光元件自己發(fā)光，因此，有高度的可見度。發(fā)光元件不需液晶顯示器(LCD)所需的背光，這適于減小發(fā)光器件的厚度。而且，發(fā)光元件沒有視角限制。因而，近來，使用發(fā)光元件的發(fā)光器件已作為代替CRT或LCD的顯示器件而吸引了人們的注意。
另外，本說明書中，發(fā)光元件的意思是電流或電壓控制亮度的元件。發(fā)光元件包括OLED(有機發(fā)光二極管)、用于FED(場發(fā)射顯示器)的MIM型電子源元件(電子發(fā)射元件)等。
OLED包括包含有機化合物的層，其中，通過施加電場產生的發(fā)光(電致發(fā)光)(有機發(fā)光材料)(下文中，稱為有機發(fā)光層)；陽極層；和陰極層。在有機化合物中存在從單重激發(fā)狀態(tài)回到基態(tài)的光發(fā)射(熒光)以及從三重激發(fā)狀態(tài)回到基態(tài)的光發(fā)射(磷光)的發(fā)光。本發(fā)明的發(fā)光器件可以用上述光發(fā)射中的一種或兩種。
注意，本說明書中，設在OLED的陽極和陰極之間所有的層都限定為有機發(fā)光層。有機發(fā)光層具體包括發(fā)光層，空穴注入層，電子注入層，空穴輸運層，電子輸運層等。這些層里可具有無機化合物。OLED的結構基本上是順序疊層陽極、發(fā)光層、陰極。該結構之外，OLED可以采用順序疊層陽極、空穴注入層、發(fā)光層、陰極的結構或順序疊層陽極、空穴注入層、發(fā)光層、電子輸運層、陰極的結構。
圖23舉例說明了傳統(tǒng)發(fā)光器件單個像素的構成。圖23所示的傳統(tǒng)像素包括TFT(薄膜晶體管)50和51、存儲電容器52和發(fā)光元件53。
TFT50的柵極連接到掃描線55。TFT50的源極或漏極連接到信號線54，另一極連接到TFT51的柵極。TFT51的源極連接到電源56，TFT51的漏極連接到發(fā)光元件53的陽極。發(fā)光元件53的陰極連接到電源57。設置存儲電容器52以便在TFT51的柵極和源極之間保持預定電壓。
當TFT50被掃描線55的預定電壓導通時，供應給到信號線54的視頻信號就被送到TFT51的柵極。隨視頻信號的輸入，根據(jù)輸入視頻信號的電壓，確定TFT51的柵電壓(即，柵極和源極之間的電位差)。然后，由TFT51的柵電壓驅動的TFT51的漏電流被供應給到發(fā)光元件53，從而使發(fā)光元件53能用輸入電流發(fā)光。
由多晶硅構成的TFT有比由非晶硅構成的TFT更高的場效應遷移率，有大量的導通電流。因為上述原因，由多晶硅構成的TFT更適于形成發(fā)光元件面板的晶體管元件。
然而，即使當用多晶硅形成TFT時，它的電特性也不可能與形成在單晶硅襯底上的MOS晶體管的電特性相比。例如，由單晶硅構成的的TFT的場效應遷移率等于或小于單晶硅場效應遷移率的十分之一。而且，因為晶粒邊界中產生的一些缺陷，由多晶硅構成的TFT的特性易于變化，這就成了問題。
參考圖23，當TFT51的諸如閾值和導通電流的電特性在每個像素可變時，即使視頻信號的電壓相同，TFT51中漏電流的大小也在各像素之間變化，這導致了發(fā)光元件53亮度不均。
當在工業(yè)上和商業(yè)上提供這種應用OLED(有機發(fā)光顯示器)的發(fā)光器件時，關鍵問題是有機發(fā)光層的降級而使OLED的服務壽命短。通常，有機發(fā)光材料易受水、氧、光、熱的影響，加速了有機發(fā)光層可能的降級。尤其是，降級速度取決于驅動發(fā)光器件的裝置的構成、有機發(fā)光材料的電特性、電極材料、制造過程中的條件和驅動發(fā)光器件的方法。
即使加到有機發(fā)光層上的電壓恒定，一旦有機發(fā)光層中出現(xiàn)降級，也會減低OLED的亮度導致顯示面板圖像模糊。
而且，有機發(fā)光層的溫度可隨外界溫度和其OLED面板產熱而變化。然而，通常，流經OLED的實際電流值隨溫度變化。尤其是，當有機發(fā)光層的溫度升高同時電壓恒定時，更大量的電流流入OLED。而且，由于流入OLED的電流和OLED的亮度成正比關系，更大量電流流入OLED，OLED就更亮。以這種方式，OLED的亮度隨有機發(fā)光層的溫度變化，這樣，很難顯示預期灰度等級。結果，隨溫度升高，發(fā)光器件消耗更大量電流。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是通過提供一種發(fā)光器件完全解決上述問題，它能防止發(fā)光器件的亮度隨薄膜晶體管(TFT)的電特性變化，能防止發(fā)光器件的亮度隨有機發(fā)光層降級而降低，且能保證恒定亮度而不受有機發(fā)光層的可能降級和變化的溫度的負面影響。
本發(fā)明的發(fā)明者觀察到，與保持加到OLED上的一定電壓恒定的方式來發(fā)光的方法相比，保持一定量電流流入OLED來發(fā)光的方法可以使有機發(fā)光層降級導致的OLED亮度的可能減低最小化。應當注意，此后，下面的描述中，流入發(fā)光器件的電流稱為“驅動電流”，而加到發(fā)光器件的電壓稱為“驅動電壓”。
發(fā)明者考慮到，有可能保持流入發(fā)光器件的電流量為預期定值而不受TFT特性影響，而且以適當控制經信號線驅動電路流入TFT的電流的方式防止了OLED的亮度隨OLED本身的降級而變化，以此代替用加到TFT上的電壓來控制發(fā)光器件亮度的方法。
如前面已介紹的技術論文“TSUTSUI T，JPN J Appl.Phys.Part 2，Vo1.37，No.11B，L1406-L1408頁，1998”中顯示的那樣，檢測到可以通過在每個特定時間周期向發(fā)光器件加承受反相極性的驅動電壓來減小發(fā)光器件電流/電壓特性的降級。應用檢測到的特性，除了上述構成，本發(fā)明為發(fā)光器件在每個特定時間周期提供反向偏壓的電壓。因此，發(fā)光元件相應于二極管，發(fā)光元件在以常規(guī)方向加偏壓時發(fā)光，而收到反向偏壓的電壓時不發(fā)光。
如上所述，通過給發(fā)光器件加AC驅動的方法(在每個預定周期施加以反方向偏壓的驅動電壓)，有可能使各發(fā)光元件的電流/電壓特性降級最小化，因此，與使用傳統(tǒng)驅動方法的情況相比有可能延長各發(fā)光元件的實際服務壽命。
上述兩種方式的構成提供了多重效果，從而有可能防止OLED的亮度隨有機發(fā)光層可能的降級而減低，也有可能將流入發(fā)光元件的電流量保持為預期定值，而不受TFT特性的負面影響。
而且，如上所述，當經AC電流驅動在每個幀周期顯示圖像時，所顯示的像素可產生可見閃爍。因此，當加AC電流驅動時，希望以比經DC電流驅動(只加常規(guī)方向偏壓)不導致產生可見閃爍的頻率高的頻率驅動發(fā)光元件的方式防止出現(xiàn)閃爍。
用上述配置，不象圖23所示的傳統(tǒng)發(fā)光器件，本發(fā)明中，即使當用于控制供應給發(fā)光元件的電流的TFT的特性在每個像素改變時，也有可能防止發(fā)光元件的亮度在像素之間變化。而且，不象在線性區(qū)域中驅動圖23所示的包括電壓輸入型像素的傳統(tǒng)TFT51的情況，有可能防止亮度隨發(fā)光元件降級而減低。而且，即使當有機發(fā)光層的溫度受外界溫度或發(fā)光面板自己產生的熱影響時，仍有可能防止發(fā)光元件的亮度變化，也可能防止電流隨溫度升高而消耗增大。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中，用于構成像素的晶體管可以是單硅(mono-silicon)晶體管、應用多晶硅或非晶硅的薄膜晶體管或應用有機半導體的晶體管。
而且，設置用于本發(fā)明發(fā)光器件的像素的晶體管可以包括單柵極結構、雙柵極結構或包括比雙柵電極多的多柵極結構。


附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光器件的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光器件像素電路的框圖；圖3A到3C分別是被驅動時的像素的示意圖；圖4是舉例說明加到掃描線和供電線的電壓的時間圖；圖5是舉例說明加到掃描線和供電線的電壓的另一時間圖；圖6是舉例說明加到掃描線和供電線的電壓的另一時間圖；圖7是舉例說明加到掃描線和供電線的電壓的另一時間圖；圖8是舉例說明加到掃描線和供電線的電壓的另一時間圖；圖9是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的信號線驅動電路的框圖；圖10是舉例說明電流設定電路和開關電路的圖；圖11是舉例說明掃描線驅動電路的框圖；圖12是舉例說明根據(jù)本發(fā)明的信號線驅動電路的框圖；圖13是舉例說明另一電流設定電路和另一開關電路的圖；圖14A到14C分別舉例說明制造根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的方法；
圖15A到15C分別舉例說明制造根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的另一方法；圖16A和16B分別舉例說明制造根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的另一方法；圖17舉例說明了裝在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中的像素的平面圖；圖18舉例說明了裝在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中的像素的截面圖；圖19舉例說明了裝在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中的像素的另一截面圖；圖20舉例說明了裝在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中的像素的另一截面圖；圖21A到21C舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的外視圖和截面圖；圖22A到22H單獨舉例說明了應用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的電子設備；和圖23舉例說明了傳統(tǒng)像素驅動單元的電路圖。
具體實施例方式
圖1是用于顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件結構的框圖。參考數(shù)字100指像素部分，其中以矩陣形設置多個像素101。參考數(shù)字102指信號線驅動電路。參考數(shù)字103指掃描線驅動電路。
圖1中，在載有像素部分100的同一襯底上形成信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103。然而，本發(fā)明的范圍不限于上述配置?；蛘撸部梢韵旅娴姆绞綄崿F(xiàn)該配置在與載有像素部分100的襯底不同的襯底上形成信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103，且信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103經諸如FPC的連接器連接到像素部分100。圖1中，設有每個單獨單元的信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103。然而，本發(fā)明的范圍不限于該配置，但是，可以由設計工程師任選地限定信號線驅動電路102和掃描線驅動電路103的數(shù)量。
除非另外專門限定，本說明書中描述的名詞“連接”都是電連接，而名詞“斷開”是不連接的狀態(tài)。
雖然圖1中沒畫，但是像素部分100設有多個信號線S1-Sx，電源線V1-Vx和掃描線G1-Gy。信號線和電源線的數(shù)量不總相同。而且，不總是要求共同提供兩種布線，但是，除此以外，也可以提供其它不同的布線。
對于信號線驅動電路102，有可能將與有輸入視頻信號的電壓適合的電流量供應給各信號線S1-Sx。在將反相偏壓電壓供應給圖2所示發(fā)光元件104的情況下，信號線驅動電路102自己起給相應TFT的柵極加足以導通TFT的作用，以控制應供應給發(fā)光元件104的電流或電壓的大小。尤其是，本發(fā)明中，信號線驅動電路102包括移位寄存器102a；存儲器電路A102b，用于存儲數(shù)字音頻信號；存儲器電路B102c；電流轉換電路102d，通過加恒定電流電源，產生與數(shù)字視頻信號負載的電壓相適應的電流；和開關電路102e，它將產生的電流供應給信號線，并加上足以導通TFT的電壓，以只在給發(fā)光元件104加反向偏壓電壓期間控制供應給發(fā)光元件104的電流或電壓大小。應當注意，裝在本發(fā)明的發(fā)光器件中的信號線驅動電路102的構成不限于上述情況。雖然圖1舉例說明了與數(shù)字視頻信號相適應的信號線驅動電路102，本發(fā)明的信號線驅動電路的范圍不限于上面引用的情況，而是本發(fā)明的信號線驅動電路也可以與模擬視頻信號兼容。。
應當注意，除非專門限定，本說明書中描述的名詞“電壓”指對地電位的電位差。
圖2顯示了圖1所示像素101的詳細結構。圖2所示的像素101包括信號線Si，它是信號線部件S1-Sx中的一個；掃描線Gj，它是掃描線部件G1-Gy中的一個；和電源線Vi，它是電源線部件V1-Vx中的一個。另外，像素101還包括晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4、發(fā)光元件104以及存儲電容器105。設置存儲電容器105以便更可靠地在晶體管Tr1和Tr2的柵極和源極之間保持預定柵電壓。然而，不總是要求設置存儲電容器105。
晶體管Tr3的柵極連接到掃描線Gj。晶體管Tr3的源極或漏極連接到信號線Si，而另一極連接到晶體管Tr1的第二端子，晶體管Tr3的源極和漏極中的一個被限定為第一端子，另一極被限定為第二端子。
晶體管Tr4的柵極連接到掃描線Gj。晶體管Tr4的第一端子和第二端子中的一個連接到信號線Si，另一極連接到晶體管Tr1和Tr2的柵極。
晶體管Tr1和Tr2的柵極相互連接。晶體管Tr1和Tr2的第一端子分別連接到電源線Vi。晶體管Tr2的第二端子連接到發(fā)光元件104的像素電極。設在存儲電容器105中的一對電極中的一個連接到晶體管Tr1和Tr2的柵極上，另一極連接到電源線Vi。
發(fā)光元件104包括陽極和陰極。要知道，本說明書中，當用陽極作為像素電極時，陰極指相反的電極，而在用陰極作為像素電極的情況下，陽極指相反的電極。相反的電極的電壓分別保持恒定的大小。
注意，晶體管Tr1和Tr2可以是n-溝道型晶體管或p-溝道型晶體管。然而，晶體管Tr1和Tr2分別設有相同極性。在應用陽極作為像素電極、用陰極作為相反的電極的情況下，希望晶體管Tr1和Tr2是p-溝道型晶體管。相反，在應用陰極作為像素電極、用陽極作為相反的電極的情況下，希望晶體管Tr1和Tr2是n-溝道型晶體管。
上述晶體管Tr3和Tr4可以分別是n-溝道或p-溝道型。晶體管Tr3和Tr4分別設有相同極性。
下面，參考圖3A到3C，描述根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明的實踐形式的發(fā)光器件的系列操作。將各線中的每個像素分成寫入期Ta、顯示期Td和反向偏置期Ti，描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的多個操作。圖3A到3C簡要舉例說明了進行操作期時晶體管Tr1和Tr2以及發(fā)光元件104之間的連接關系。具體地說，圖3A到3C舉例說明了晶體管Tr1和Tr2分別起p-溝道型TFT的作用和應用發(fā)光元件104的陽極作為像素電極的情況。
首先，當進入各線像素的寫入期Ta時，電源線V1-Vx的實際電壓保持的大小足以允許常規(guī)方向的偏流在晶體管Tr2導通時流入發(fā)光元件104。圖1顯示了用于顯示單色圖像的發(fā)光器件的構成。然而，本發(fā)明也可提供用于顯示彩色圖像的發(fā)光器件。這種情況下，不必將所有電源線V1到Vx的電壓保持在相同電平，但是，它們可為每種相應色彩而改變。
下面，掃描線驅動電路103在各線中逐次選擇掃描線，以使晶體管Tr3和Tr4導通。它配置成用于選擇各掃描線的各個期彼此不重合。下面，根據(jù)供應給信號線驅動電路102的視頻信號，相應于輸入視頻信號的電流(下文中稱為信號電流Ic)在信號線S1-Sx和電源線V1-Vx之間流動。
圖3A是當相應于輸入視頻信號的信號電流Ic流入信號線Si同時進行寫入期Ta時像素101的示意圖。參考數(shù)字106指連接到用于將預定電壓供應給相反的電極的電源的端子。參考數(shù)字107指設置用于信號線驅動電路102的恒定電流電源。
晶體管Tr3導通時，相應于輸入視頻信號的信號電流Ic流入信號線Si，然后也在晶體管Tr1的漏極和源極之間流動。當進入該條件時，由于晶體管Tr1的柵極和漏極相互連接，所以按照下面所示的方程1晶體管Tr1工作在飽和區(qū)域中，VGS指柵電壓，μ指遷移率，Co指每個單位面積的柵電容，W/L指溝道形成區(qū)域中溝道的寬W和長L之比，VTH指閾值，漏電流限定為I。
方程1I＝μCoW/L(VGS-VTH)2/2上述方程1中，符號μ、Co、W/L和VTH是各晶體管確定的固定值。從方程1要知道，晶體管Tr1的柵電壓VGS由信號電流Ic來確定。
晶體管Tr2的柵極連接到晶體管Tr1的柵極。類似地，晶體管Tr2的源極連接到晶體管Tr1的源極。因此，晶體管Tr1的柵電壓直接成為晶體管Tr2的柵電壓，從而晶體管Tr2的漏電流與晶體管Tr1的漏電流成正比。尤其是，當μCoW/L的值等于VTH的值時，晶體管Tr1的漏電流也等于晶體管Tr2的漏電流，其關系限定為I2＝Ic。
然后，晶體管Tr2的漏電流I2流入發(fā)光元件104。流入發(fā)光元件104的漏電流的大小相應于恒定電流電源107確定的信號電流Ic的大小。因此，發(fā)光元件104發(fā)出亮度相應于流過的電流大小的光。如果流入發(fā)光元件104的電流幾乎接近0或以相反偏壓方向流動，發(fā)光元件104就一點也不發(fā)光。
寫入期Ta一結束，也結束了選擇每線的掃描線的過程。隨著在各線中對準的像素中寫入期Ta的結束，進入各線對準像素中的顯示期Td。圖3B示意性舉例說明了進行顯示期Td時像素的操作條件，其中晶體管Tr3和Tr4分別關閉。該條件下，晶體管Tr3和Tr4的源極區(qū)域分別連接到電源線Vi并保持恒定電源電壓。
進行顯示期Td時，晶體管Tr1的漏極區(qū)域為浮置狀態(tài)，其中沒有從其它布線和電源給出的電位。另一方面，在晶體管Tr2中寫入期Ta設置的VGS值仍舊保持。因此，晶體管Tr2中漏電流I2的值仍保持在Ic。因此，當進行顯示期Td時，基于相應于寫入期Ta期間預定的電流大小的亮度，有機發(fā)光顯示期OLED104連續(xù)發(fā)光。
寫入期Ta結束后，馬上強制性出現(xiàn)顯示期Td。另一方面，顯示期Td結束后，馬上接著寫入期Ta或反向偏置期Ti。
當進入反向偏置期Ti時，電源線V1到Vx的實際電壓保持在相應于晶體管Tr2導通時將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件104的情況下的電平。下面，通過讓掃描線驅動電路103逐次在各線中選擇掃描線，導通晶體管Tr3和Tr4，從而使信號線驅動電路102能給信號線S1-Sx加足夠的電壓以便導通晶體管Tr2。
圖3C示意性舉例說明了進行反向偏置期Ti時像素101的操作條件。進行反向偏置期Ti時，晶體管Tr2導通，以便使電源線Vi的電壓供應給發(fā)光元件104的像素電極。這反過來將反向偏壓電壓加到發(fā)光元件104上。如前所述，當輸入反向偏壓電壓時，防止發(fā)光元件104發(fā)光。
假設電源線中電壓的大小可相應于供應到發(fā)光元件的反向偏壓電壓的大小。考慮到負荷比，換句話說考慮到每個幀周期中顯示持續(xù)時間的和的比例，有可能讓設計工程師適當設定反向偏置期的持續(xù)時間。
在應用數(shù)字驅動方法的情況下，在用數(shù)字視頻信號驅動時間等級(timegradation)的方法的情況下，通過使相應于每個單獨位的數(shù)字視頻信號的寫入期Ta和顯示期Td依次重復出現(xiàn)，有可能顯示單獨的圖像。例如，當應用n-位視頻信號顯示圖像時，至少n個單元的寫入期和n個單元的顯示期容納在每個幀周期中，n個單元的寫入期(Ta1-Tan)和n個單元的顯示期(Td1-Tdn)分別相應于數(shù)字視頻信號的各個位。
例如，寫入期Tam后(m指1到n中的任選數(shù)字)，出現(xiàn)相應于同一位數(shù)的顯示期，即，該情況下的顯示期Tdm。通過結合寫入期Ta和顯示期Td，形成子幀周期SF。這種包括相應于第m位的寫入期Tam和顯示期Tdm的子幀定義為SFm。
在應用數(shù)字視頻信號的情況下，可以在結束顯示期Td1-Tdn后或結束顯示期Td1-Tdn中的幀周期里最后出現(xiàn)的顯示期之后立即設置反向偏置期Ti。不總是要求在每個幀周期中強制性提供反向偏置期Ti，但是，也可用每幾個幀中產生的反向偏置期Ti來代替。設計工程師有可能適當設置產生反向偏置期Ti的數(shù)量和時間。
圖4舉例說明了當反向偏置期Ti出現(xiàn)在一幀周期的最后時刻時加到像素(i，j)中掃描線上的電壓、加到電源線上的電壓和加到發(fā)光元件上的電壓的時間圖。圖2所示的時間圖中，晶體管Tr1和2都由p-溝道型TFT構成，晶體管Tr3和Tr4都由n-溝道型TFT構成。進行各寫入期Ta1-Tan和反向偏置期Ti時選擇掃描線Gj，其中晶體管Tr3和Tr4導通。另一方面，當進行顯示期Td1到Tdn時，不選擇掃描線Gj，因此，晶體管Tr3和Tr4關閉。進行寫入期Ta1-Tan和顯示期Td1到Tdn時，電源線Vi的實際電壓保持的大小僅足以允許常規(guī)方向的偏流在晶體管Tr2導通時流入發(fā)光元件104。另一方面，進行反向偏置期Ti時，電源線Vi的實際電壓保持的大小僅足以允許反向偏流流入發(fā)光元件104。進行寫入期Ta1-Tan和顯示期Td1到Tdn時，加到發(fā)光元件104上的電壓保持正常偏置方向，反向偏置期Ti期間電壓保持反向偏壓方向。
子幀周期SF1-SFn的持續(xù)時間滿足表達如下的公式SF1SF2……SFn＝2021……2n-1進行任何子幀周期時，數(shù)字視頻信號的各個位選擇相應發(fā)光元件是否應發(fā)光。等級數(shù)也可以用控制發(fā)光的一幀周期期間顯示期的和的方式來控制。
為了提高顯示器上圖像的質量，也可將長顯示期的子幀周期分為多個部分。日本專利申請No.2002-149113中公開了分割子幀周期的具體方法，因此，可以參考它來了解該方法。。
也可以允許顯示等級與區(qū)域等級相結合。
在顯示應用模擬視頻信號的等級的情況下，在寫入期Ta和顯示期Td結束的同時，結束一幀周期。圖像在一幀周期期間顯示。然后，進入下面的幀周期，其中寫入期Ta開始重復執(zhí)行上述系列過程。
在應用模擬視頻信號的情況下，顯示期Td后馬上設置反向偏置期Ti。然而，應當注意，不總是要求每個幀周期提供反向偏置期Ti，也允許每幾個幀周期出現(xiàn)周期Ti?？梢杂稍O計工程師適當?shù)卦O置出現(xiàn)反向偏置期Ti的時間。
根據(jù)本發(fā)明，不象圖23所示的傳統(tǒng)發(fā)光器件，即使在晶體管Tr2的特性在每個像素變化時，本發(fā)明的發(fā)光器件也能安全地防止在各個發(fā)光元件之間產生亮度變化。而且，與圖23所示的傳統(tǒng)電壓輸入型像素的TFT51在線性區(qū)域中工作的情況相比，本發(fā)明可防止亮度因發(fā)光元件可能的降級而降低。而且即使當有機發(fā)光層受外界溫度或發(fā)光面板自身產熱的影響時，也可防止發(fā)光元件亮度變化，進一步防止電流隨溫度升高而消耗增大。
在實現(xiàn)本發(fā)明的實踐形式中，晶體管Tr4的第一端子或第二端子連接到信號線Si，另一端連接到晶體管Tr1或Tr2的柵極。然而，本實施例的范圍不限于該構成。在本發(fā)明的像素中，假設晶體管Tr4應連接到其它元件或布線以便上述晶體管Tr1的柵極可以在進行寫入期Ta時連接到晶體管Tr4的第二端子，然后，晶體管Tr1的柵極可以在進行顯示期Td時從晶體管Tr4的第二端子斷開。換句話說，假設進行寫入期Ta時，晶體管Tr3和Tr4應如圖3A所示相互連接；進行顯示期Td時，晶體管Tr3和Tr4應如圖3B所示相互連接；進行反向偏置期Ti時，晶體管Tr3和Tr4應如圖3C所示相互連接。實施例下面，描述本發(fā)明的實施例。[實施例1]以圖2所示的像素為例，對本實施例的描述指反向偏置期Ti出現(xiàn)在基于與圖4所示不同的時間的情況?，F(xiàn)在參考圖5，下面描述根據(jù)本實施例的驅動方法。
圖5舉例說明了本實施例中加到各掃描線上的電壓、加到電源線上的電壓和供應給像素(i，j)中發(fā)光元件的電壓的時間圖。圖5舉例說明了晶體管Tr1和Tr2都由p-溝道型TFT構成，而晶體管Tr3和Tr4都由n-溝道型TFT構成的情況。
限定包括寫入期Ta1-Tan和顯示期Td1到Tdn的總長度對應T_1，且寫入和顯示期中電源線Vi和發(fā)光元件的相反的電極之間電位差表達為V_1。而且，反向偏置期Ti的持續(xù)時間表達為T_2而反向偏置期Ti期間電源線Vi和發(fā)光元件的相反的電極之間的電位差表達為V_2。本實施例中，電源線Vi的電壓保持為相應于下面所示的方程的大小。
T_1×V_1＝T_2×V_2而且，電源線Vi的電壓保持的大小僅足以使發(fā)光元件104能接收反向偏壓電壓。
考慮到，通過把有機發(fā)光層中的某種離子雜質淀積在多個電極部件中的一個的側面上，在部分有機發(fā)光層中形成確定阻值低于其它部分阻值的部分，使電流強烈流入低阻值部分，從而加速有機發(fā)光層降級。根據(jù)本發(fā)明，可以通過用反向驅動方法來防止這種離子雜質淀積在電極部件之一上，因此，進一步防止有機發(fā)光層引起我們所不希望的降級。尤其是，本發(fā)明的本實施例中，根據(jù)上述構成，不只應用反向驅動方法，可以防止離子雜質自己淀積在電極部件之一上，從而更可靠地防止有機發(fā)光層引起我們所不希望的降級。[實施例2]以圖2所示的像素為例，對本實施例的描述指反向偏置期Ti出現(xiàn)在基于與圖4和5所示不同的時間的情況?，F(xiàn)在參考圖6，下面，描述根據(jù)本實施例的驅動方法。
圖6舉例說明了本實施例中加到掃描線的電壓、加到電源線的電壓和供應給像素(i，j)中發(fā)光元件的電壓的時間圖。圖6舉例說明了晶體管Tr1和Tr2都由p-溝道型TFT構成，而晶體管Tr3和Tr4都由n-溝道型TFT構成的情況。
本實施例中，結束各顯示期Td1-Tdn(換句話說，結束各子幀周期)后馬上出現(xiàn)分別的反向偏置期Ti1-Tin。例如，第m個子幀周期SFm保持的同時(m相應于數(shù)字1-n中的任選數(shù))，結束寫入期Tam之后馬上出現(xiàn)顯示期Tdm。也配置成顯示期Tdm結束后馬上出現(xiàn)反向偏置期Tim。
本實施例中，配置成反向偏置期Ti1-Tin的各持續(xù)時間完全相同，而且，在所有操作期間供應電源線Vi的相同的電壓大小。然而，本發(fā)明的范圍不限于上述配置。各反向偏置期Ti1-Tin的持續(xù)時間和可加電壓可由設計工程師任選設置。[實施例3]以圖2所示的像素為例，對本實施例的描述指反向偏置期Ti出現(xiàn)在基于與圖4到6所示不同的時間的情況?，F(xiàn)在參考圖7，下面，描述根據(jù)本實施例的驅動方法。
圖7舉例說明了本實施例中加到各掃描線的電壓、加到電源線的電壓和供應給像素(i，j)中發(fā)光元件的電壓的時間圖。圖7舉例說明了晶體管Tr1和Tr2都由p-溝道型TFT構成，而晶體管Tr3和Tr4都由n-溝道型TFT構成的情況。
本實施例中，結束各顯示期Td1到Tdn之后(換句話說，結束各子幀周期之后)馬上分別出現(xiàn)反向偏置期Ti1-Tin。例如，第m個子幀周期SFm保持的同時(m是數(shù)字1-n中的任選數(shù))，結束寫入期Tam之后馬上出現(xiàn)顯示期Tdm。因此，結束顯示期Tdm之后馬上出現(xiàn)反向偏置期Tim。
而且，本實施例中，配置成恰出現(xiàn)在反向偏置期之前的顯示期的持續(xù)時間越長，各反向偏置期中電源線Vi的電壓和發(fā)光元件的相反的電極的電壓之間的電位差絕對值越大。各反向偏置期Ti1-Tin的持續(xù)時間相同。用上述配置，可以比圖4到6所示的像素中更有效地防止有機發(fā)光層降級。[實施例4]以圖2所示的像素為例，對本實施例的描述指反向偏置期Ti出現(xiàn)在基于與圖4到7所示不同的時間的情況?，F(xiàn)在參考圖8，下面，描述根據(jù)本實施例的驅動方法。
圖8舉例說明了本實施例中加到各掃描線的電壓、加到電源線的電壓和供應給像素(i，j)中發(fā)光元件的電壓的時間圖。圖8舉例說明了晶體管Tr1和Tr2都由p-溝道型TFT構成，而晶體管Tr3和Tr4都由n-溝道型TFT構成的情況。
本實施例中，結束各顯示期Td1到Tdn之后(換句話說，結束各子幀周期之后)馬上分別出現(xiàn)反向偏置期Ti1-Tin。例如，第m個子幀周期SFm保持的同時(m是數(shù)字1-n中的任選數(shù))，結束寫入期Tam之后馬上出現(xiàn)顯示期Tdm。因此，結束顯示期Tdm之后馬上出現(xiàn)反向偏置期Tim。
而且，本實施例中，配置成恰出現(xiàn)在反向偏置期之前的顯示期的持續(xù)時間越長，各反向偏置期中電源線Vi的電壓和發(fā)光元件的相反的電極的電壓之間的電位差絕對值越大。各反向偏置期Ti1-Tin的持續(xù)時間相同。用上述配置，可以比圖4到6所示的像素中更有效地防止有機發(fā)光層降級。[實施例5]下面描述設置用于本發(fā)明的發(fā)光器件的信號線驅動電路和掃描線驅動電路的構成，其由數(shù)字視頻信號驅動。
圖9舉例說明了用于實現(xiàn)本發(fā)明的信號線驅動電路102的示意性框圖。參考數(shù)字102a指移位寄存器，102b指存儲器電路A，102c指存儲器電路B，102d指電流轉換電路，參考數(shù)字102e指開關電路。
時鐘信號CLK和啟動脈沖信號SP被輸入到移位寄存器102a中。數(shù)字視頻信號被輸入到存儲器電路A102b中，而鎖存信號被輸入到另一個存儲器電路B102c中。而且，開關信號被輸入到開關電路102e中。下面，按照信號流描述各電路的操作。
根據(jù)經預定布線路徑對移位寄存器102a輸入的時鐘信號CLK和啟動脈沖信號SP，產生定時信號。然后將定時信號送到包括在存儲器電路A102b中的多個鎖存器A_LATA_1-LATA_x中的每一個。或者，經緩沖裝置等放大了定時信號之后，移位寄存器102a產生的定時信號可以被輸入到包括在存儲器電路A102b中的多個鎖存器A_LATA_1-LATA_x。
當存儲器電路A102b接收定時信號的時候，與輸入定時信號同步，在被最后送到視頻信號線130之前，相應于一位的多個數(shù)字視頻信號被逐次寫入上述多個鎖存器A_LATA_1-LATA_x以存儲在里面。
本實施例中，多個數(shù)字視頻信號被逐次寫入到包括LATA_1-LATA_x的存儲器電路A中。然而，本發(fā)明的范圍不限于該配置。例如，也可在實踐中將存儲器電路A102b中的多級鎖存器分成多個組，以便使數(shù)字視頻信號能被同時輸入到彼此平行的各個組中。該方法例如稱為“劃分驅動(diviSion drive)”。所分的組數(shù)為劃分數(shù)。例如，當鎖存器被分成4級的多個組時，稱為4劃分驅動。
直到完成將多個數(shù)字視頻信號寫入到存儲器電路A102b中的多級鎖存器中的這段時間周期稱為行周期。也有行周期指將水平回掃周期加到行周期的周期的情況。
結束一個行掃描周期后，鎖存信號被經鎖存信號線131送到保持在另一存儲器電路B102c中的多個鎖存器B LATB_1-LATB_x。同時，多個存儲器電路A102b中的多個鎖存器LATA_1-LATA_x保留的多個數(shù)字視頻信號立即被寫入上述存儲器電路B102c中的多個鎖存器B LATB_1-LATB_x中，存儲在里面。
將保留的數(shù)字視頻信號完全送到存儲器電路B102c后，與從上述移位寄存器102a供應的定時信號同步，相應于下面一位的數(shù)字視頻信號被逐次寫入到存儲器電路A102b中。在進行第二巡回的一行周期期間，存儲在存儲器電路B102c中的數(shù)字視頻信號被送到電流轉換電路102d。
電流轉換電路102d包括多個電流設定電路C1-Cx。根據(jù)輸入到每個電流設定電路C1-Cx中的數(shù)字視頻信號的1或0的二進制數(shù)據(jù)，確定要送到下面的開關電路102e的信號的信號電流Ic的大小。具體地說，信號電流Ic是大小僅足以使發(fā)光元件發(fā)光或大小為不讓發(fā)光元件發(fā)光的電流。
按照從開關信號線132收到的開關信號，開關電路102e確定上述信號電流Ic是否應供應給相應信號線，或者會使晶體管Tr2導通的電壓是否應被供應給相應信號線。
圖10舉例說明了上述電流設定電路C1和開關電路D1的具體構成。要知道，電流設定電路C2-Cx中的每一個都有與上述電流設定電路C1相同的構成。類似地，開關電路D2-Dx中的每一個都有與開關電路D1相同的構成。
電流設定電路C1包括恒定電流電源631，4個傳輸門SW1-SW4，和一對倒相器Inb1和Inb2。應當注意，設置用于恒定電流電源631的晶體管650的極性與設置用于各像素的上述晶體管Tr1和Tr2的極性相同。
傳輸門SW1-SW4的開關操作由從存儲器電路B102c中的鎖存器LAB_1輸出的數(shù)字視頻信號控制。被送到傳輸門SW1和SW3的數(shù)字視頻信號以及被送到傳輸門SW2和SW4的數(shù)字視頻信號分別由倒相器Inb1和Inb2來倒相。因為該配置，當傳輸門SW1和SW3保持導通時，傳輸門SW2和SW4關閉，反之亦然。
傳輸門SW1和SW3保持導通時，0除外的預定值電流Id從恒定電流電源631經傳輸門SW1和SW3供應到開關電路D1作為信號電流Ic。
反之，當傳輸門SW2和SW4保持導通時，恒定電流電源631輸出的電流Id經傳輸門SW2接地。而且，流經電源線V1-Vx的電源電壓被經傳輸門SW4供應給開關電路D1，從而進入IC0的條件。
開關電路D1包括一對傳輸門SW5和SW6以及倒相器Inb3。傳輸門SW5和SW6的開關操作由開關信號來控制。分別供應給傳輸門SW5和SW6的開關信號的極性用倒相器Inb3相對于對方倒相，同時，傳輸門SW5保持導通，另一個傳輸門SW6保持關閉，反之亦然。當傳輸門SW5保持導通時，上述信號電流Ic被送到信號線S1。當傳輸門SW6保持導通時，給信號線S1供應足以導通上述晶體管Tr2的電壓。
再參考圖9，在電流轉換電路102d中的所有電流設定電路C1-Cx中的一個行周期內同時執(zhí)行上述系列過程。結果，用相應數(shù)字視頻信號選擇要送到所有信號線的信號電流Ic的實際值。
用于體現(xiàn)本發(fā)明的驅動電路構成不限于上文描述所引用的內容。而且，上述舉例說明的電流轉換電路不僅限于圖10所示的結構。在用于本發(fā)明的電流轉換電路范圍內，能使數(shù)字視頻信號被用作選擇兩個值中信號電流Ic可以采取的一個，然后將負有所選擇的值的信號電流供應給信號線，還可對它應用任何構成。而且，在開關電路的范圍內，可以選擇將信號電流Ic供應給信號線或將足以導通晶體管Tr2的確定電壓送到信號線中的一個，除圖10所示的之外，還可以對開關電路應用任何構成。
實踐中也可以應用不同的電路代替移位寄存器，象能選擇任何信號線的解碼器電路。
下面，描述掃描線驅動電路的構成。
圖11舉例說明了包括移位寄存器642和緩沖電路643的掃描線驅動電路641。如果需要的話，也可提供電平移位器。
掃描線驅動電路641中，隨著輸入時鐘信號CLK和啟動脈沖信號SP，產生定時信號。用緩沖電路643緩沖和放大產生的定時信號，然后送到相應的掃描線。
包括組成相應一行(one-line)的像素的那些晶體管的多個柵極連接到各掃描線。由于要求同時導通多個包括在相應一行的像素中的晶體管，緩沖電路643能適應大電流流過。
應當注意，設置用于本發(fā)明的發(fā)光器件的掃描線驅動電路641的構成不僅限于圖11所示的構成。例如，代替上述移位寄存器，也可在實踐中應用不同的電路，象能選擇任何掃描線的解碼器電路。
根據(jù)本實施例的構成也可通過自由組合實施例1到4來實現(xiàn)。[實施例6]下面的描述是設置用于本發(fā)明的發(fā)光器件的信號線驅動電路的構成，它用模擬驅動方法來驅動。由于本實施例中的掃描線驅動電路應用了先前實施例所示的構成，所以不再贅述。
圖12舉例說明了用于實現(xiàn)本發(fā)明的信號線驅動電路401的示意性框圖。參考數(shù)字402指移位寄存器，403指緩沖電路，404指采樣電路，405指電流轉換電路，參考數(shù)字406指開關電路。
時鐘信號CLK和啟動脈沖信號SP被輸入到移位寄存器402。隨著時鐘信號CLK和啟動脈沖信號SP被輸入移位寄存器402，產生定時信號。
所產生的定時信號由緩沖電路403放大或緩沖和放大，然后被輸入到采樣電路404。實踐中也可用電平移位器代替采樣電路404來放大定時信號。或者，可以同時提供緩沖電路和電平移位器。
下面，與定時信號同步，采樣電路404將從視頻信號線430供應的模擬視頻信號送到位于下一級的電流轉換電路405。
電流轉換電路405產生大小相應于所輸入的模擬視頻信號的電壓大小的信號電流Ic，然后將產生的信號電流Ic送到下面的開關電路406。開關電路406選擇將信號電流Ic送到信號線還是將會導通晶體管Tr2的電壓送到信號線。
圖13顯示了采樣電路404和設置用于電流轉換電路405的多個電流設定電路C1-Cx的構成。采樣電路404經端子410連接到緩沖電路403。
采樣電路404設有多個開關411。采樣電路404接收從視頻信號線430供應的模擬視頻信號。與定時信號同步，開關411單獨采樣所輸入的模擬視頻信號，然后將所采樣的模擬視頻信號送到位于下一級的電流設定電路C1。應當注意，圖13只舉例說明了上述電流設定電路C1-Cx中連接到裝在采樣電路404中的多個開關411中的一個的電流設定電路C1。然而，假設圖13所示的電流設定電路C1連接到在它下一級為采樣電路404設置的各個開關411中的每一個。
本實施例中，只有一個晶體管用于單個開關411。然而，要知道，可以適當?shù)嘏c定時信號同步在模擬視頻信號的范圍內采樣，對上述開關411的構成沒有限制。
然后，將所采樣的模擬視頻信號輸入到為電流設定電路C1設置的電流輸出電路412。電流輸出電路412輸出相應于所輸入的模擬視頻信號的電壓的值的信號電流。圖12中，用放大器和晶體管形成電流輸出電路412。然而，本發(fā)明的范圍不僅限于該構成，也可以應用能輸出相應于所輸入的模擬視頻信號的電壓的電流的任何電路。
上述信號電流被送到電流設定電路C1中的復位電路417，復位電路417包括一對傳輸門413和414以及倒相器416。
復位信號(Res)被輸入到傳輸門414，而另一傳輸門413接收由倒相器416反向的復位信號(Res)。傳輸門413和另一傳輸門414分別獨立地與反向的復位信號和復位信號同步操作，這樣，傳輸門413和414中的任何一個導通時，另一都關閉。
傳輸門413保持導通時，信號電流被送到下面的開關電路D1。另一方面，當傳輸門414保持導通時，電源415的電壓送到位于下一級的開關電路D1。希望在回掃期復位信號線。然而，除了顯示像素的周期之外，實踐中也按要求在除回掃期之外的周期中復位信號線。
開關電路D1包括一對傳輸門SW1和SW2以及倒相器Inb。傳輸門SW1和SW2的開關操作由開關信號來控制。倒相器Inb使被分別送到傳輸門SW1和SW2的開關信號的極性相對于對方倒相，這樣，傳輸門SW1導通時，另一傳輸門SW2關閉，反之亦然。傳輸門SW1導通時，上述信號電流Ic被送到信號線S1。傳輸門SW2導通時，將足以導通上述晶體管Tr2的電壓供應給信號線S1。
實踐中也可以用不同的電路代替移位寄存器，如能選擇任何一種信號線的解碼器電路。
用于驅動本發(fā)明的發(fā)光器件的信號線驅動電路的實際構成不僅限于本實施例舉例說明的構成。也可以通過自由組合上述實施例1到4中舉例說明的構成來實現(xiàn)根據(jù)本實施例的構成。[實施例7]本實施例中，可以通過使用有機發(fā)光材料(可以用三重激發(fā)磷光來發(fā)光)來顯著改善外部發(fā)光量子效率。結果，可以減少發(fā)光元件的功耗，可以延長發(fā)光元件的壽命，并可減輕發(fā)光元件的重量。
下面是用三重激發(fā)(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，，有機化分子系統(tǒng)中的光化學過程，ed.K.Honda，(Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991)p.437)來提高外部發(fā)光量子效率的報告。
上述文章報告的有機發(fā)光材料(香豆素色素)的分子式表達如下。(化學式1) (M.A.Baldo，D.F.O’Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Nature 395(1998)p.151)上述文章報告的有機發(fā)光材料(Pt絡合物)的分子式表達如下。(化學式2) (M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p.4)(T.Tsutsui，M.-J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn，Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502)
上述文章報告的有機發(fā)光材料(Ir絡合物)的分子式表達如下。(化學式3) 如上所述，如果從三重激發(fā)發(fā)出的磷光可以被實際應用的話，在原則上可以實現(xiàn)為用單重激發(fā)發(fā)出熒光3到4倍的外部發(fā)光量子效率。
可以自由組合實施例1到6的任何結構來實現(xiàn)根據(jù)本實施例的結構。[實施例8]OLED中使用的有機發(fā)光材料大致分為低分子量材料和高分子量材料。本發(fā)明的發(fā)光器件可以同時應用低分子量有機發(fā)光材料和高分子量有機發(fā)光材料。
通過蒸發(fā)而使低分子量有機發(fā)光材料形成膜。這就容易形成疊層結構，通過疊層不同功能的膜(如空穴輸運層和電子輸運層)來提高效率。
低分子量有機發(fā)光材料的實例包括有喹啉醇的鋁化合物如作為配合基(Alq3)和三苯胺衍生物(TPD)。
另一方面，高分子量有機發(fā)光材料在物理上比低分子量材料更強，增強了元件的耐用性。而且，高分子量材料可以形成為膜，因而元件的制造相對容易。
使用高分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結構基本與用低分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結構相同，有陰極，有機發(fā)光層，和陽極。當有機發(fā)光層由高分子量有機發(fā)光材料形成時，在已知結構中兩層結構很普遍。這是因為，不象用低分子量有機發(fā)光材料的情況那樣，難以用高分子量材料形成疊層結構。具體地說，使用高分子量有機發(fā)光材料的元件有陰極(Al合金)、發(fā)光層、空穴輸運層和陽極(ITO)。Ca可被用作使用高分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件中的陰極材料。
從元件發(fā)出的光的顏色由其發(fā)光層的材料確定。因而，發(fā)出預期顏色的光的發(fā)光層可以通過選擇適當?shù)牟牧蟻硇纬??？梢杂糜谛纬砂l(fā)光層的高分子量有機發(fā)光材料是聚對亞苯亞乙烯基材料、聚對亞苯基材料、聚噻吩基材料或聚芴基材料。
聚對亞苯亞乙烯基材料是聚(對亞苯亞乙烯基)(用PPV表示)的衍生物，例如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯乙烯)(用RO-PPV表示)、聚(2-(2’六氧乙基)-5-偏氧-1，4-亞苯亞乙烯(2(2’-ethyl-hexoxy)-5-metoxy-1，4-phenylenevinylene))(用MEH-PPV表示)和聚(2-(二烷氧基苯)-1，4-亞苯亞乙烯)(2-(dialkoxyphenyl)-1，4-phenylene vinylene)(用ROPh-PPV表示)。
聚對亞苯基材料是聚對亞苯的衍生物(用PPP表示)，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4-苯二胺)(用RO-PPP表示)和聚(2，5-二氧乙基-1，4-苯二安)。
聚噻吩基材料是聚噻吩(用PT表示)的衍生物，例如聚(3-烷基噻吩)(用PAT表示)、聚(3-乙基噻吩)(用PHT表示)、聚(3-環(huán)己基噻吩)(用PCHT表示)、聚(3-環(huán)乙基-4-甲基噻吩)(用PCHMT表示)、聚(3，4-二環(huán)乙基噻吩)(用PDCHT表示)、聚([3-(4-辛苯基)-噻吩](用POPT表示)、聚[3-(4-辛苯基)-2，2并噻吩][3-(4-octylphenyl)-2，2bithiophene](用PTOPT表示)。
聚芴基材料是聚芴(用PF表示)的衍生物，例如，聚(9，9-二烷基芴)(9，9-dialkylfluorene)(用PDAF表示)和聚(9，9-二辛芴)(9，9-dioctylfluorene)(用PDOF表示)。
如果在陽極和高分子量有機發(fā)光材料層之間夾有能傳輸空穴的高分子量有機發(fā)光材料形成的層，就改善了從陽極的空穴注入。該空穴輸運材料通常和受主材料一起溶解在水中，用旋涂等來涂敷該溶液。由于空穴輸運材料不能溶解在有機溶劑中，所以它的膜可以用上述發(fā)光有機發(fā)光材料形成疊層。
通過將PEDOT和用作受主材料的樟腦磺酸(用CSA表示)混合來獲得能傳輸空穴的高分子量有機發(fā)光材料。也可以使用聚苯胺(用PANI表示)與聚苯乙烯磺酸(用PSS表示)的混合物作為受主材料。
本實施例的結構可以自由組合實施例1到7的任何結構。[實施例9]實施例9中，描述了本發(fā)明發(fā)光器件的制造方法。注意，實施例9中，以圖2所示像素元件的制造方法作為實例。而且，雖然在實施例9中說明了有晶體管Tr2和Tr3的像素元件的截面圖，也可參照實施例9的制造方法來制造晶體管Tr1和Tr4。而且，實施例9中，顯示了在有TFT的像素部分的周界上設置的驅動電路(信號線驅動電路和掃描線驅動電路)在相同襯底上同時形成有像素部分的TFT的實例。
首先，如圖14A所示，在襯底301(由諸如Coning Corporation的分別用#7059玻璃和#1737玻璃表示的硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃構成)上由諸如氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜的絕緣膜形成的基膜302。例如，用等離子CVD方法用SiH4、NH3和N2O形成的氧氮化硅膜302a，厚度為10-200nm(最好是50-100nm)。類似地，在上面疊置厚度50-200nm(最好為100-150nm)的SiH4和N2O形成的水生氧氮化硅膜。本實施例中，基膜302有兩層結構，但是，也可形成為上述絕緣膜中一個的單層膜，或比上述絕緣膜的兩層膜還多的層疊薄膜。
用結晶半導體膜形成島狀半導體層303到306，通過在非晶結構的半導體膜上進行激光晶化方法或已知的熱晶化方法獲得結晶半導體膜。每個島狀半導體層303到306厚度從25到80nm(最好是30到60nm)。對結晶半導體膜的材料沒有限制，但是最好用硅、硅鍺(SiGe)合金等形成結晶半導體膜。
當用激光晶化方法制造結晶半導體膜時，使用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)光型的準分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器。當使用這些激光器時，最好用將從激光振蕩器放射的激光束用光學系統(tǒng)會聚成線形再輻射到半導體膜上的方法。操作員適當?shù)剡x擇結晶條件。當使用準分子激光器時，脈沖振蕩頻率設為300Hz，激光能量密度設為100到400mJ/cm2(通常為200到300mJ/cm2)。當使用YAG激光器時，最好用其二次諧波將脈沖振蕩頻率設為30到300kHz，激光能量密度優(yōu)選設為300到600mJ/cm2(通常為350到500mJ/cm2)。會聚成線形且寬為100到1000μm(例如400μm)的激光束輻照到整個襯底表面。這時，線性激光束的重疊率設為50-90％。
注意，可以使用連續(xù)振蕩型或脈沖振蕩型氣體激光器或固態(tài)激光器?？梢允褂脷怏w激光器(如準分子激光器、Ar激光器、Kr激光器)和固態(tài)激光器(如YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、翠綠寶石激光器、Ti藍寶石激光器)作為激光束。而且，諸如YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器的晶體(其中摻有Cr，Nd，Er，Ho，Ce，Co，Ti或Tm)可用作固態(tài)激光器。激光的基波依摻雜材料而不同，因而獲得基波約1μm的激光束?？梢杂梅蔷€性光學元件獲得相應于基波的諧波。
而且，從固態(tài)激光器發(fā)出的紅外激光用非線性光學元件變?yōu)榫G色激光后，可以使用另一非線性光學元件獲得紫外激光。
當晶化非晶半導體膜時，最好用固態(tài)激光器(能連續(xù)振蕩以便獲得大顆粒尺寸的晶體)來加基波的二次到四次諧波。通常，最好加NdYVO4激光(1064nm的基波)的二次諧波(厚度532nm)或三次諧波(厚度355nm)。具體地說，用非線性光學元件將輸出為10W的連續(xù)振蕩型YVO4激光器發(fā)出的激光束轉換為諧波。而且，通過將YVO4的晶體和非線性光學元件應用到諧振器中以發(fā)出諧波的方法。然后，光學系統(tǒng)將激光束形成為矩形或橢圓形更好，從而輻照要處理的物質。這時，要求約0.01到100MW/cm2(最好為01.到10MW/cm2)的能量密度。半導體膜以約10-2000cm/s的相對速度相應于激光束移動以便輻照半導體膜。
下面，形成覆蓋島狀半導體層303到306的柵絕緣膜307。通過使用等離子CVD方法或濺射法用包含硅的絕緣膜形成柵絕緣膜307，厚度為40到150nm。本實施例中，柵絕緣膜5007由厚度為120nm的氧氮化硅膜形成。然而，柵絕緣膜不限于這種氧氮化硅膜，但是，可以是包含其它硅的絕緣膜，為單層或疊層結構。例如，當使用氧化硅膜時，用等離子CVD法混合TEOS(四乙基原硅酸鹽)和O2，反應壓力設為40Pa，襯底溫度設為300到400℃，高頻(13.56MHz)的功率密度設為從0.5到0.8W/cm2用于放電。因此，可以通過放電來形成氧化硅膜。然后，以這種方式制造的硅氧化物膜通過以400到500℃熱退火可以獲得最佳性能作為柵絕緣膜。
在柵絕緣膜307上形成用于形成柵電極的第一導電膜308和第二導電膜309。本實施例中，厚度為50到100nm的第一導電膜308由Ta形成，厚度為100到300nm的第二導電膜309由W形成。
用濺射法形成Ta膜，用Ar濺射Ta靶。在這種情況下，當向Ar添加適量Xe和Kr時，釋放了Ta的內應力，可以防止震脫該膜。α相的Ta膜的電阻系數(shù)為20μΩcm，該Ta膜可以用于柵電極。然而，β相的Ta膜的電阻系數(shù)為180μΩcm，不適于柵電極。當預先形成晶體結構接近α相的Ta且厚度約10到50nm的氮化鉭作為Ta膜的基底以便形成α相的Ta膜時，可以容易地獲得α相的Ta膜。
用以W作靶濺射的方法形成W膜。而且，也可以用六氟化鎢(WF6)以熱CVD法形成W膜。這種情況下，需減小電阻以使用該膜作為柵電極。希望將W膜的電阻系數(shù)設為等于或小于20μΩcm。當W膜的晶粒尺寸增大時，可以減小W膜的電阻系數(shù)。然而，當W膜中有許多雜質元素(如氧)時，防止了結晶并增大了電阻系數(shù)。因此，在用濺射法的情況下，使用純度99.9999％或99.99％的W靶，形成W膜時，通過充分小心不讓來自氣相的雜質混入W膜來形成該膜。因此可以實現(xiàn)9到20μΩcm的電阻系數(shù)。
本實施例中，第一導電膜308由Ta形成，第二導電膜309由W形成。然而本發(fā)明不限于這種情況。也可用Ta，W，Ti，Mo，Al和Cu或者合金材料或這些元素作為主組分的化合物材料來形成每個導電膜。而且，也可以使用摻雜有諸如磷的雜質元素的多晶硅膜為代表的半導體膜。除本實施例所示以外的組合的實例包括第一導電膜308由氮化鉭(TaN)形成且第二導電膜309由W形成的組合；第一導電膜308由氮化鉭(TaN)形成且第二導電膜309由Al形成的組合；和第一導電膜308由氮化鉭(TaN)形成且第二導電膜309由Cu形成的組合(圖14A)。
下面，由光刻膠形成掩模310，執(zhí)行形成電極和布線的第一腐蝕處理。本實施例中，使用ICP(感應耦合等離子體)腐蝕方法，CF4和Cl2與氣體混合用于腐蝕。以1Pa壓力將500W的RF(13.56MHz)功率加到線圈類型的電極，以便產生等離子體。也將100W的RF(13.56MHz)功率加到襯底側(樣品臺)，加基本為負的自偏電壓。當混合CF4和Cl2時，W膜和Ta膜被腐蝕到相同程度。
在上述腐蝕條件下，將光刻膠形成的掩模做成適當形狀，用加到襯底側的偏壓電壓效應，第一導電層和第二導電層的端部形成為錐形。錐形部分的角度設為15度到45度。最好使腐蝕時間增加10％到20％，以便形成腐蝕而不在柵絕緣膜上留下殘余。由于氧氮化硅膜和W膜的選擇比為2到4(通常為3)，在整個腐蝕處理來腐蝕約20到50nm氧氮化硅膜的暴露面。因此，第一腐蝕處理形成由第一和第二導電層構成的第一形狀導電層311到316(第一導電層311a到316a和第二導電層311b到316b)。在柵絕緣膜307中以20到50nm腐蝕第一形狀的導電層311到316不覆蓋的區(qū)域，以便形成減薄的區(qū)域。而且，也通過上述腐蝕來腐蝕掩模310的表面。
然后，通過執(zhí)行第一摻雜處理加入用于給出n-型導電性的雜質元素。摻雜方法可以是離子摻雜法或離子注入法。在劑量設為1×1013到5×1013原子/cm2且加速電壓設為60到100keV的條件下執(zhí)行離子摻雜法。屬于15族的元素(通常為磷(P)或砷(As))用作給出n-型導電性的雜質元素。然而，這里使用磷(P)。這種情況下，導電層311到314相對于給出n-性導電性的雜質元素起掩模的作用，以自對準方式形成第一雜質區(qū)域317到320。用于給出n-型導電性的雜質元素被加入到第一雜質區(qū)域317到320中，濃度范圍1×1020到1×1021原子/cm3(圖14B)。
下面，執(zhí)行第二腐蝕處理而不移去光刻膠掩模310，如圖14C所示。用CF4、Cl2和O2作為腐蝕氣體選擇性腐蝕W膜。通過第二腐蝕處理形成第二形狀的導電層325到328(第一導電層325a到328a和第二導電層325b到328b)。進一步以20到50nm來腐蝕柵絕緣膜307的沒被第二形狀的導電層325到328覆蓋的區(qū)域，以便形成薄區(qū)域。
可以從產生的基本或離子物質的氣壓或反應產物來設想使用CF4和Cl2混合氣體的W膜或Ta膜腐蝕中的腐蝕反應。當比較W和Ta的氟化物和氯化物的氣壓時，W的氟化物WF6的氣壓很高，其它WCl5、TaF5和TaCl5的氣壓約相等。因此，用混合氣體CF4、Cl2腐蝕W膜和Ta膜。然而，當向混合氣體加入適當量的O2時，CF4和O2反應產生CO和F，所以產生了大量F原子團和離子。結果，加快了氟為高氣壓的W膜的腐蝕速度。反之，當F增多時，Ta膜腐蝕速度的加快相對較小。由于與W相比Ta容易氧化，所以加入O2氧化Ta膜的表面。由于Ta的氧化物不與氟和氯反應，所以進一步減慢了Ta膜的腐蝕速度。因此，可能使W膜和Ta膜的腐蝕速度不同，以便可以將W膜的腐蝕速度設為比Ta膜的腐蝕速度快。
如圖15A所示，然后執(zhí)行第二摻雜處理。這種情況下，以比第一摻雜處理中更小劑量摻雜給出n-型導電性的雜質元素，通過將劑量減小到低于第一摻雜處理中的劑量以高的加速電壓來摻雜。例如，加速電壓設為70到120keV，劑量設為1×1013原子/cm2。這樣，在形成在圖14B中的島狀半導體層中的第一雜質區(qū)域內形成新的雜質區(qū)域。摻雜中，第二形狀的導電層325到328用作相對于雜質元素的掩模，執(zhí)行摻雜以便也將雜質元素加入到第一導電層325a到328a下的區(qū)域。這樣，形成了第三雜質區(qū)域332到335。第三雜質區(qū)域332到335包含與第一導電層325a到328a的錐形部分中的厚度梯度相應的平緩濃度梯度的磷(P)。在與第一導電層325a到328a的錐形部分重疊的半導體層中，中心周圍的雜質濃度稍低于第一導電層325a到328a錐形部分邊緣的雜質濃度。然而差別很小，且?guī)缀踉谡麄€半導體層中保持相同的雜質濃度。
然后執(zhí)行第三腐蝕處理，如圖15B所示。CHF6用作腐蝕氣體，應用反應離子腐蝕(RIE)。在第三腐蝕處理中，第一導電層325a到328a的錐形部分被部分腐蝕以減小第一導電層與半導體層重疊的區(qū)域。這樣形成第三形狀的導電層336到339(第一導電層336a到339a和第二導電層336b到339b)。這時，柵絕緣膜307不被第三形狀的導電層336到339覆蓋的區(qū)域被進一步腐蝕，薄到20到50nm。
通過第三腐蝕處理形成第三雜質區(qū)域332到335。第三雜質區(qū)域332a到335a與第一導電層336a到339a分別重疊，第二雜質區(qū)域332b到335b形成在第一雜質區(qū)域和第三雜質區(qū)域之間。
如圖15C所示，在島狀半導體層303和306中形成導電性類型與第一導電性類型相反的第四雜質區(qū)域343到348，以形成p-溝道型TFT。第三形狀導電層336b到339b用作抵擋雜質元素的掩模，以自對準方式形成雜質區(qū)域。這時，光刻膠掩模350完全覆蓋了用于形成n-溝道型TFT的島狀半導體層304和305。雜質區(qū)域343到348已經摻雜有不同濃度的磷。雜質區(qū)域343到348通過離子摻雜而摻有乙硼烷(B6H6)，其濃度設為在各雜質區(qū)域中形成2×1020到2×1021原子/cm3的濃度。
通過上述步驟，在各島狀半導體層中形成多個雜質區(qū)域。與島狀半導體層重疊的第三形狀的導電層336到339起柵電極的作用。
移去光刻膠掩模350后，形成激活加入到島狀半導體層中的雜質元素的步驟以控制導電性類型。通過加溫退火方法用爐內退火的電爐執(zhí)行該過程。而且，可以應用準分子激光退火法或快速加溫退火法(RTA法)。在加溫退火法中，以400到700℃的溫度執(zhí)行該過程，通常為500到600℃在氮氣氣氛(氧濃度等于或小于1ppm且最好等于或小于0.1ppm)中來執(zhí)行。本實施例中，在500℃執(zhí)行4小時熱處理。當?shù)谌螤畹膶щ妼?36到339的布線材料易受溫度影響時，最好在形成層間絕緣膜(有硅作為主成分)后執(zhí)行激活以便保護布線等。
當應用準分子激光退火法時，可以使用結晶中所用的激光。當執(zhí)行激活時，設定移動速度和結晶處理，要求約0.01到100MW/cm2(最好為0.01到10MW/cm2)的能量密度。
而且，在300到450℃的溫度下在包括3到100％氫的氣氛中執(zhí)行1到12小時的熱處理，以便氫化島狀半導體層。該步驟是為了通過熱激發(fā)氫來端接半導體層的不飽和鍵。也可以執(zhí)行等離子氫化(用等離子體激發(fā)的氫)作為另一氫化措施。
下面，如圖16A所示，用氧氮化硅膜形成第一層間絕緣膜355，厚度100到200nm。在第一層間絕緣膜上形成由有機絕緣材料構成的第二層間絕緣膜356。而后，通過第一層間絕緣膜355、第二層間絕緣膜356和柵絕緣膜307形成接觸孔，構圖和形成連接布線357到362和380。注意，參考數(shù)字380是電源布線，參考數(shù)字360是信號布線。
有機樹脂材料的膜用作第二層間絕緣膜356。聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并環(huán)丁烯)等可用作該有機樹脂。尤其是，由于第二層間絕緣膜356主要設置用來平面化，所以優(yōu)選使膜相平的丙烯酸。本實施例中，形成丙烯酸膜，厚度足以使TFT導致的水平差相平。其膜的厚度最好設為1到5μm(2到4μm更好)。
形成接觸孔時，分別形成到達n-型雜質區(qū)域318和319或p-型雜質區(qū)域345和348的多個接觸孔和到達電容布線(未畫)的一個接觸孔(未圖解說明)。
而且，預期形狀構圖三層結構的疊層膜并用作連接布線357到362和380。該三層結構中，用濺射法連續(xù)形成厚100nm的Ti膜、包含Ti的厚300nm的鋁膜和厚150nm的Ti膜。當然，也可以使用另一導電膜。
通過構圖形成連接到連接布線(連接布線)362的像素電極365。
本實施例中，形成厚110nm的ITO膜作為像素電極365，并構圖。布置像素電極365構成接頭，以便該像素電極365與連接電極362接觸并與該連接布線362重疊。而且，也可以使用通過混合2到20％的氧化鋅(ZnO)和氧化銦而提供的透明導電膜。像素電極365成為OLED元件的陽極(圖16A)。
圖17顯示了在直到圖16A中所示的步驟結束的點的像素頂視圖。另外，不再說明絕緣膜和層間絕緣膜以便闡明布線和半導體膜的位置。沿圖17的線A-A’截取的截面圖相應于沿圖16A的線A-A’截取的部分。沿圖17的線B-B’截取的截面圖相應于沿圖16A的線B-B’截取的部分。
晶體管Tr3包括柵電極338，柵電極338是掃描線574的一部分，柵電極338連接到晶體管Tr4的柵電極520。而且，晶體管Tr3的半導體層的一個雜質區(qū)域317連接到連接布線360，連接布線360起信號線Si的作用，同時其它區(qū)域連接到連接布線361。
晶體管Tr2包括柵電極339，柵電極339是電容布線573的一部分，柵電極339連接到晶體管Tr1的柵電極576。而且，晶體管Tr2的半導體層的一個雜質區(qū)域348連接到連接布線362，同時其它區(qū)域連接到起電源線Vi作為的連接布線361。
連接布線361連接到晶體管Tr1的雜質區(qū)域(未圖解說明)。參考數(shù)字570是有半導體層572、柵絕緣膜307和電容線573的存儲電容器。半導體層572的雜質區(qū)域連接到連接布線361。
如圖16B所示，接下來形成包含硅絕緣膜(本實施例中為硅氧化物膜)，厚度為500nm。第三層間絕緣膜366起堤壩(bank)的作用，其中在相應于像素電極365的位置形成開口。當形成開口時，可以通過使用施腐蝕法容易地使開口的側壁成為錐形。當開口的側壁不夠平緩時，水平差所導致的有機發(fā)光層變壞會成為大問題。
下面，通過使用真空蒸發(fā)法而不暴露到空氣中而連續(xù)形成有機發(fā)光層367和陰極(MgAg電極)368。有機發(fā)光層367厚度為80到200nm(通常為100到120nm)，陰極368的厚度為180到300nm(通常為200到250nm)。
該過程中，相對于相應于紅色的像素、相應于綠色的像素和相應于藍色的像素逐次形成有機發(fā)光層。這種情況下，由于有機發(fā)光層不足以阻擋溶液，所以有機發(fā)光層必須為每種顏色分別形成而不用光刻法。因而，除了用金屬掩模的預期像素外最好覆蓋一部分像素，以便有機發(fā)光層置在要求的部分中選擇性形成。
即，除了相應于紅色的像素外，先設定用于覆蓋所有部分的掩模，用該掩模選擇性形成發(fā)紅光的有機發(fā)光層。下面，除相應于綠色的像素外，設定用于覆蓋所有部分的掩模，用該掩模選擇性形成發(fā)綠光的有機發(fā)光層。下面，除相應于藍色的像素外，類似設定用于覆蓋所有部分的掩模，用該掩模選擇性形成發(fā)藍光的有機發(fā)光層。這里，用不同的掩模，而不是可以重復使用相同的一個掩模。
這里，使用形成相應于RGB的3種OLED元件的系統(tǒng)。然而，可以使用結合發(fā)白光的OLED元件和濾色器的系統(tǒng)；將發(fā)藍光或藍綠光的OLED元件與熒光物質(熒光顏色轉換媒體CCM)結合的系統(tǒng)；應用透明電極，使分別相應于R、G、B的OLED元件與陰極(相反的電極)重疊的系統(tǒng)等。
可以使用已知的材料作為有機發(fā)光層367?？紤]到驅動電壓最好用有機材料作為已知材料。例如，包括空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層和電子注入層的四層結構最好用于有機發(fā)光層。
下面，形成陰極368。本實施例使用MgAg作為陰極368，但不限于此?？梢詫﹃帢O368使用其它已知材料。
包括像素電極365、有機發(fā)光層367和陰極368的重疊部分相應于OLED375。
下面，用蒸發(fā)法形成保護電極369?？梢赃B續(xù)形成保護電極369，形成陰極368而不將該裝置暴露到空氣中。保護電極369有保護有機發(fā)光層367不受濕氣和氧氣影響的效果。
保護電極369也防止陰極368降級。保護電極的常規(guī)材料是主要包含鋁的金屬膜。當然可以使用其它材料。由于有機發(fā)光層367和陰極368易受濕氣影響，所以希望連續(xù)形成有機發(fā)光層367、陰極368和保護電極369而不讓它們暴露到空氣中。最好保護有機發(fā)光層不受外界空氣影響。
最后，用厚300nm的硅氮化物膜形成鈍化膜370。鈍化膜370保護有機化合物層367不受濕氣等影響，從而進一步增強了OLED的可靠性。然而不是必須形成鈍化膜370。
這樣完成了構成如圖16B所示的發(fā)光器件。參考數(shù)字371指驅動電路的p-溝道TFT，372指驅動電路的n-溝道TFT，373指晶體管Tr4，374指晶體管Tr2。
由于不僅在像素部分而且在驅動電路中放置了最佳結構的TFT，本實施例的發(fā)光器件展現(xiàn)出高度可靠性和改善了操作特性。在結晶步驟中，膜可以摻雜有諸如Ni的金屬催化劑以增大結晶度。通過增大結晶度，信號線驅動電路的驅動頻率可以設定為10MHz或更高。
實踐中，用保護膜(高度密封且?guī)缀醪辉试S氣體透過(諸如疊層膜和UV-可處理的樹脂膜))或透光密封來包裝(封裝)達到圖16B的狀態(tài)的裝置，以便進一步避免暴露到外界空氣中。密封內的空間可以設定為惰性氣體，或將吸濕物質(例如氧化鋇)放在那里以提高OLED的可靠性。
通過包裝或其它處理保證密封后，連接一個連接器，將外部信號端子連接到從元件引出的端子或形成在襯底上的電路。
按本實施例所示的過程，可以減少制造發(fā)光器件所需的光掩模數(shù)。結果，縮短了過程，減少了制造成本，提高了產量。
本實施例的結構可以與實施例1到8的任何一個自由組合。[實施例10]本實施例中，上述實施例9所示的構成外，描述作為本發(fā)明的一個半導體器件的發(fā)光器件的像素的又一構成。圖18顯示了裝在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中的像素的截面圖。為了簡化相關說明，不再說明晶體管Tr1和Tr4。然而，可以應用與晶體管Tr2和Tr3相同的構成。
參考圖18，參考數(shù)字751指相應于圖2所示晶體管Tr3的n-溝道型TFT。參考數(shù)字752指相應于圖2所示晶體管Tr2的p-溝道型TFT。P-溝道型TFT包括半導體膜753、第一絕緣膜770、一對第一電極754和755、第二絕緣膜771和一對第二電極756和757。半導體膜753包括有第一雜質濃度的一個導電性類型雜質區(qū)域758、有第二雜質濃度的一個導電性類型雜質區(qū)域759和一對溝道形成區(qū)域760和761。
本實施例中，第一絕緣膜770由一對疊層絕緣膜770a和770b構成?；蛘邔嵺`中也可以提供由單層絕緣膜或包括三層或三層以上疊層的絕緣膜組成的第一絕緣膜770。
一對溝道形成區(qū)域760和761經布置在一對第一電極754和755之間的第一絕緣膜770與第一電極754和755相對。也以將第二絕緣膜771夾在當中的方式，將其它溝道形成區(qū)域760和761加在一對第二電極756和757上。
p-溝道型TFT752包括半導體膜780、第一絕緣膜770、第一電極782、第二絕緣膜771和第二電極781。半導體膜780包括有第三雜質濃度的一種導電性類型雜質區(qū)域783和溝道形成區(qū)域784。
溝道形成區(qū)域784和第一電極782經第一絕緣膜770彼此相對。而且，溝道形成區(qū)域784和第二電極781也經布置在它們之間的第二絕緣膜771彼此相對。
本實施例中，雖然圖18沒畫，但是，一對第一電極754和755以及一對第二電極756和757相互電連接。應當注意，本發(fā)明的范圍不限于上述連接關系，實踐中也可用第一電極754和755從第二電極756和757電斷開而加有預定電壓的構成來實現(xiàn)本發(fā)明?；蛘?，也可用第一電極782從第二電極781電斷開而加有預定電壓的構成來實現(xiàn)本發(fā)明。
與只利用一個電極的情況相比，通過給第一電極782加預定電壓，可以防止出現(xiàn)閾值電位變化，還可已知截止電流。而且，通過給第一和第一電極加相同的電壓，以與基本抑制半導體膜厚度相同的方式，快速擴展耗盡層，這樣，就可使閾下系數(shù)最小并進一步提高場效應遷移率。因此，與應用一個電極的情況相比，可以增大導通電流的值。而且，根據(jù)上述構成應用上述TFT，可以降低驅動電壓。而且，由于可以增大導通電流的值，就可縮小實際尺寸，尤其是TFT的溝道寬度，可以增大集成密度。
本實施例的結構可以與實施例1-8中的任何一個自由組合。[實施例11]實施例11中，描述作為根據(jù)本發(fā)明的半導體器件的一個實例的發(fā)光器件像素的結構，與實施例9和10中所描述的結構不同。圖19是實施例11中發(fā)光器件的像素的截面圖。雖然為了說明的方便實施例11中沒畫Tr1和Tr4，但是可以使用與Tr3和Tr2相同的結構。
參考數(shù)字911指圖19中的襯底，參考數(shù)字912指成為基底(下文中稱為基底膜)的絕緣膜。光發(fā)射襯底(通常為玻璃襯底、石英襯底、玻璃陶瓷襯底或結晶玻璃襯底)可以被用作襯底911。然而，所用的襯底必須是能在制造過程中承受極高加工溫度的襯底。
參考數(shù)字8201指Tr3，參考數(shù)字8202指Tr2，它們分別由n-溝道TFT和p-溝道TFT形成。當有機發(fā)光層的方向對著襯底的下側(沒形成TFT和有機發(fā)光層的表面)時，最好用上述結構。然而，Tr2和Tr3可以是n-溝道TFT或p-溝道TFT。
Tr3 8201有包含源極區(qū)域913、漏極區(qū)域914、LDD區(qū)域915a到915d、分離區(qū)域916的有源層，和包括溝道區(qū)域917a和917b、柵絕緣膜918、柵電極919a和919b、第一層間絕緣膜920、源極信號線921和漏極布線922。注意，柵絕緣膜918和第一層間絕緣膜920可以在襯底上的所有TFT中公用，或可因電路或元件而不同。
另外，圖19所示的Tr3 8201電連接到柵電極917a和917b，即成為雙柵極結構。當然也不僅可以使用雙柵極結構，而且可以使用諸如三柵極結構的多柵極結構(包含有串聯(lián)的兩個或兩個以上溝道區(qū)域的有源層的結構)。
多柵極結構在減小截止電流方面極其有效，提供了足夠減小的開關TFT的截止電流，連接到Tr2 8202的柵電極的電容器可以有減小到所需要的最小的電容量。即，電容器的表面區(qū)域可以做得更小，因而，用多柵極結構對擴展有機發(fā)光元件的有效發(fā)光表面面積也有效。
另外，形成LDD區(qū)域915a到915d，以便經Tr3 8201中的柵絕緣膜918與柵電極919a和919b重疊。該類型的結構在減小截止電流上極其有效。而且，LDD區(qū)域915a到915d的長度(寬度)可以設為0.5到3.5μm，通常在2.0到2.5μm之間。而且，當用有兩個或兩個以上柵電極的多柵極結構時，分離區(qū)域916(加有與源極區(qū)域或漏極區(qū)域相同雜質元素、相同濃度的區(qū)域)在對減小截止電流有效。
下面，Tr2 8202形成為有包含源極區(qū)域926、漏極區(qū)域927和溝道區(qū)域929的有源層；柵絕緣膜918；柵電極930；第一層間絕緣膜920；和連接布線931；和連接布線932。Tr2 8202在實施例11中是p-溝道TFT。
另外，柵電極930是單結構；柵電極930可以是多結構。而，Tr2 8202的連接布線931相應于電源線(未圖解說明)。
上面說明的像素中形成的TFT的結構，但是也同時形成了驅動電路。圖19顯示了CMOS電路(成為形成驅動電路的基本單位)。
用其結構減少了熱載流子注入而不顯著減慢操作速度的TFT作為圖19中CMOS電路的n-溝道TFT8204。注意名詞驅動電路在這里指源信號線驅動電路和柵信號線驅動電路。也可以形成其它邏輯電路(諸如電平移動電路、A/D轉換器和信號劃分電路)。
CMOS電路的n-溝道TFT8204的有源層包含源極區(qū)域935、漏極區(qū)域936、LDD區(qū)域937和溝道區(qū)域938。LDD區(qū)域937經柵絕緣膜918與柵電極939重疊。
只在漏極區(qū)域936側上形成LDD區(qū)域937，以便不減慢操作速度。而且，不必太在意對于n-溝道TFT8204的截止電流，這對操作速度更重要。這樣，希望將LDD區(qū)域937做成與柵電極完全重疊以便將電阻分量減到最小。因而最好消除所謂的偏移。
而且，幾乎不需在意CMOS電路的p-溝道TFT8205因熱載流子注入而降級，因而，不需特別形成LDD區(qū)域。因而其有源層包含源極區(qū)域940、漏極區(qū)域941和溝道區(qū)域942，在有源層上形成柵絕緣膜918和柵電極943。當然也可采取形成類似于n-溝道TFT8204的LDD區(qū)域的措施對抗熱載流子注入。
參考數(shù)字961到965是掩模，以形成溝道區(qū)域942、938、917a、917b和929。
而且，n-溝道TFT8204和p-溝道TFT8205在它們的源極區(qū)域分別有源極布線944和945，經過第一層間絕緣膜920。另外，n-溝道TFT8204和p-溝道TFT8205的漏極區(qū)域用漏極布線946相互電連接。
本實施例的結構可以于實施例1到8中的任何結構自由組合。[實施例12]下面描述本實施例利用陰極作為像素電極的像素的構成。
圖20舉例說明了根據(jù)本實施例的像素的截面圖。圖20中，形成在襯底3501上的晶體管Tr 33502用傳統(tǒng)方法來制造。本實施例中，使用基于雙柵極結構的晶體管Tr 33502。然而，也可在實踐中應用單柵極結構或三柵極結構，或多于三個柵電極的多柵極結構。為了簡化說明，不再說明晶體管Tr1和Tr4。然而，可以應用與用于晶體管Tr2和Tr3的結構相同的結構。
圖20所示的晶體管Tr2 3503是n-溝道型TFT，它可以用已知方法來制造。參考數(shù)字38所指的布線相應于掃描線，它用于將上述晶體管Tr3-3502的柵電極39a電鏈接到它的另一柵電極39b。
圖20所示的實施例中，上述晶體管Tr2 3503被舉例作為單柵極結構。然而，晶體管Tr2 3503可以是串聯(lián)多個TFT的多柵極結構。而且，也可以引入這種結構，它將形成區(qū)域的溝道分成并聯(lián)多個TFT的多個部分，從而使它們能高效放熱。該結構對克服TFT的熱降級十分有效。
而且，連接布線40連接到電源線(未畫)以保證總向布線40供應恒定電壓。
在晶體管Tr3 3502和Tr2 3503上形成第一層間絕緣膜41。而且，在第一層間絕緣膜41上形成由樹脂絕緣膜構成第二層間絕緣膜42。通過提供應用第二層間絕緣膜42的TFT而產生的完全變平步驟很重要。這是因為，由于要形成的有機發(fā)光層很薄，由于存在這些步驟可以導致出現(xiàn)不合格發(fā)光?？紤]到這些，在形成像素電極之前，希望盡可能整平上述步驟，以便可以在整個變平的表面上形成有機發(fā)光層。
圖20中的參考數(shù)字43指像素電極，即，設置用于發(fā)光元件的陰電極，它由高反射導電層組成。像素電極43電連接到晶體管Tr2 3503的漏極區(qū)域。對于像素電極43，希望使用低電阻值的導電膜，如鋁合金膜、銅合金膜或銀合金膜或者這些合金膜的疊層。當然，可以在實踐中利用這種結構，以應用包括與多種其它導電金屬膜結合的上述合金膜的結構。
圖20舉例說明了形成在一對堤壩44a和44b(由樹脂絕緣膜制成)之間的凹槽(相應于像素)內的發(fā)光層45。雖然圖20中沒畫，但是也可以在實踐中分別形成分別相應于紅色、綠色和藍色的多個發(fā)光層。諸如π-共軛聚合體材料的有機發(fā)光材料被用于構成發(fā)光層。通常，可用的聚合體材料包括例如聚(對亞苯亞乙烯基)(poly(paraphenylene vinylene))(PPV)、聚乙烯咔唑(PVK)和聚芴。
有包括上述PPV的多種有機發(fā)光材料。例如，可以使用下面的刊物引用的材料H.Shenk，H.Becker，O.Gelsen，E.Kluge，W.Spreitzer“用于發(fā)光二極管的聚合體”，Euro display，Proceedings，1999，pp.33-37，和JP-10-92576A中說明的材料。
作為上述發(fā)光層的具體實例，可以用氰基聚苯乙烯(cyano-polyphenylene-vinylene)來構成發(fā)紅光的層；用聚苯乙烯來構成發(fā)綠光的層；用聚苯或聚烷基苯二胺(polyalkyphenylene)來構成發(fā)藍光的層。假設各發(fā)光層的厚度限定為30nm到150nm，最好在40nm到100nm。
然而上述描述不僅指可用于構成發(fā)光層的有機發(fā)光材料的通常實例，這樣，可使用的有機發(fā)光材料不必限于這些引用的材料。這樣，有機發(fā)光層(用于發(fā)光和移動載流子的層)自由地與發(fā)光層、電荷轉移層和電荷注入層組合。
例如，本實施例已經舉例說明了聚合體材料被用于構成發(fā)光層的情況。然而也可以利用包括例如低分子量化合物的有機發(fā)光材料。為了構成電荷轉移層和電荷注入層，也可以利用例如金剛砂的無機材料。傳統(tǒng)上已知的材料可以被用作有機材料和無機材料。
本實施例中，形成有疊層結構的有機發(fā)光層，其中，在發(fā)光層45上形成由聚噻吩(PEDOT)或聚苯胺(PAni)制成的空穴注入層46。在空穴注入層46上形成由透明導電膜制成的陽電極47。圖20所示像素中，發(fā)光層45產生的光沿TFT的上表面的方向輻射。因此，陽電極47必須是可透光的。為了形成透明導電膜，可以利用包括氧化銦和氧化錫的化合物或包括氧化銦或氧化鋅的化合物。然而，由于透明導電膜是在完成形成發(fā)光層45和空穴注入層46(抗熱性能都弱)后形成的，希望盡可能以低溫形成陽電極47。
形成陽電極47一完成，就完成了發(fā)光元件3505。這里，發(fā)光元件3505設有像素電極(陰電極)43、發(fā)光層45、空穴注入層46和陽電極47。由于像素電極43的區(qū)域基本與像素的總面積重合，所以整個像素起發(fā)光元件的作用。因此，在實踐應用中獲得了極高的發(fā)光效率，從而有可能以高亮度顯示圖像。
本實施例還在陽電極47上提供第二鈍化膜48。希望用硅氮化物或硅氮化物和硅氧化物來構成第二鈍化膜48。第二鈍化膜48從外界防護起發(fā)光元件3505，以便防止有機發(fā)光材料導致其所不希望的降級，并防止氣體組分離開有機發(fā)光材料。通過上述配置，進一步加強了發(fā)光器件的可靠性。
如上所述，圖20所示的本發(fā)明的發(fā)光器件包括像素部分，每個像素部分都有本文中舉例說明的構成。尤其是，發(fā)光器件以足夠低的截止電流值來利用晶體管Tr3和能充分承受熱載流子注入的晶體管Tr2。因為這些特點，圖20所示的發(fā)光器件增強了可靠性并可顯示清晰的圖像。
注意，本實施例的結構可以通過與實施例1到8所示的結構自由組合來實現(xiàn)。[實施例13]實施例13中，用圖21來描述本發(fā)明的發(fā)光器件的構成。
圖21A是發(fā)光器件的頂視圖，它是按用密封材料密封的晶體管的元件襯底形成的，圖21B是沿圖21A的線A-A’截取的截面圖，圖21C是沿圖21A的線B-B’截取的截面圖。
設置密封件4009來圍繞像素部分4002、信號線驅動電路4003和第一、第二掃描線驅動電路4004a和4004b(它們都設在襯底4001上)。而且，密封材料4008設在像素部分4002、信號線驅動電路4003和第一、第二掃描線驅動電路4004a和4004b上。這樣，像素部分4002、信號線驅動電路4003和第一、第二掃描線驅動電路4004a和4004b就用襯底4001、密封件4009和密封材料4008以及填料4210一起密封。
而且，設在襯底4001上的像素部分4002、信號線驅動電路4003和第一、第二掃描線驅動電路4004a和4004b有多個TFT。圖21B中，通常顯示包括在信號線驅動電路4003中的驅動電路TFT(這里，圖中顯示的是n-溝道TFT和p-溝道TFT)4201，和包括在像素部分4002中的晶體管Tr2 4202，它們都形成在基底膜4010上。
本實施例中，用已知方法制成的p-溝道TFT或n-溝道TFT被用作驅動TFT4201，用已知方法制成的p-溝道TFT被用作晶體管Tr2 4202。在驅動TFT4201和晶體管Tr2 4202上形成層間絕緣膜(整平膜(leveling film))4301，在上面形成電連接到晶體管Tr2 4202的漏極的像素電極(陽極)4203。有大功函數(shù)的透明導電膜被用于像素電極4203。氧化銦和氧化錫的化合物、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫或氧化銦可被用于透明導電膜。也可以使用加有鎵的上述透明導電膜。
然后，在像素電極4203上形成絕緣膜4302，絕緣膜4302形成有像素電極4203上的開口部分。該開口部分中，在像素電極4203上形成有機發(fā)光層4204。已知的有機發(fā)光材料或無機發(fā)光材料可以被用于有機發(fā)光層4204。而且，低分子量(單體)材料和高分子量(聚合體)材料作為有機發(fā)光材料，可以使用這些材料。
已知的蒸發(fā)技術或涂覆技術可以被用作形成有機發(fā)光層4204的方法。而且，通過自由組合空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層和電子注入層，有機發(fā)光層的結構可以采取疊層結構或單層結構。
在有機發(fā)光層4204上形成由具有光屏蔽性能的導電膜(通常，包含鋁、銅或銀作為它的主要成分的導電膜、或上述導電膜和另一導電膜的疊層膜)制成的陰極4205。而且，希望盡可能除去陰極4205和有機發(fā)光層4204界面上的濕氣和氧。因而，這種器件有必要在氮氣或稀有氣體的氣氛中形成有機發(fā)光層4204，然后，形成陰極4205而不暴露到氧氣和濕氣中。本實施例中，用多室型(集群工具型)膜形成裝置來進行上述膜淀積。另外，給陰極4205以預定的電壓。
如上所述，形成由像素電極(陽極)4203、有機發(fā)光層4204和陰極4205構成的發(fā)光元件4303。而且，在絕緣膜4302上形成保護膜4209以便覆蓋發(fā)光元件4303。保護膜4209對防止氧、濕氣等滲入發(fā)光元件4303有效。
參考數(shù)字4005a指要連接到電源線的引出布線，布線4005a電連接到晶體管Tr2 4202的源極區(qū)域。引出布線4005a通過密封件4009和襯底4001之間，并通過各向異性的導電膜4300電連接到FPC4006的FPC布線4206。
可以將玻璃材料、金屬材料(通常是不銹材料)、陶瓷材料或塑料材料(包括塑料膜)用于密封材料4008。作為塑料材料，可以使用FRP(強化玻璃絲塑料)板、PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯薄膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。而且，也可以使用將鋁箔夾在PVF膜或聚酯薄膜之間的結構片。
然而，在發(fā)光元件向覆蓋件側發(fā)光的情況下，覆蓋件需是透明的。這種情況下，使用諸如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸膜的透明物質。
而且，除諸如氮氣或氬氣的惰性氣體之外，紫外可固化的樹脂或熱固樹脂可被用作填料4210，以便可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸類、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯基醋酸乙烯酯)。本實施例中，氮被用作填料。
另外，凹陷部分4007設在襯底4001側的密封材料4008的表面上，在其中布置吸濕物質或可以吸收氧的物質4207，以便使填料4210暴露于吸濕物質(最好是氧化鋇)或可吸收氧的物質。然后，用凹陷部分覆蓋件4208將吸濕物質或可以吸收氧的物質4207保持在凹陷部分4007中，以便不耗散吸濕物質或可以吸收氧的物質4207。注意，凹陷部分覆蓋件4208有細網格的形式，且有透過空氣和水份而不透過吸濕物質或可以吸收氧的物質4207的結構?？梢酝ㄟ^提供吸濕物質或可以吸收氧的物質4207來抑制發(fā)光元件4303變壞。
如圖21C所示，形成像素電極4203，同時，形成導電膜4203a以與引出布線4005a接觸。
而且，各向異性的導電膜4300有導電填料4300a。襯底4001上的導電膜4203a和FPC4006上的FPC布線4301通過熱壓襯底4001和FPC4006來用導電填料4300a彼此電連接。
注意，本實施例的結構可以通過與實施例1到12所示的結構自由組合來實現(xiàn)。[實施例14]用發(fā)光元件的發(fā)光器件是自發(fā)射型，因此，與液晶顯示裝置相比，在亮處展現(xiàn)出更優(yōu)異的顯示圖像可識別性。而且，發(fā)光器件有更寬的視角。因此，發(fā)光器件可應用于各種電子器件的顯示部分。
這種使用本發(fā)明發(fā)光器件的電子器件包括攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器(裝在頭上的顯示器)、導航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置(汽車音頻設備和音響)、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端(移動電腦、移動電話、便攜式游戲機、電子書等)、包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備(具體地說，是可以再現(xiàn)諸如數(shù)字多用途光盤(DVD)等記錄媒體的設備，包括用于顯示所再現(xiàn)的圖像的顯示器))等。尤其是，在便攜式信息終端的情況下，由于經常要求可以從斜的方向看的便攜式信息終端有更寬的視角，所以最好用發(fā)光器件。圖22A到22H分別顯示了這些電子器件的多種具體實例。
圖22A說明了包括外殼2001、支撐臺2002、顯示部分2003、揚聲器部分2004、視頻輸入部分2005等的發(fā)光元件顯示裝置。本發(fā)明可應用于顯示部分2003。發(fā)光器件是自發(fā)射型，因而不要求背光。因此，它的顯示部分可以比液晶顯示裝置的厚度薄。有機發(fā)光顯示裝置包括用于顯示信息的整顯示裝置(諸如個人計算機)、電視廣播接收器和廣告顯示器。
圖22B說明了數(shù)字靜態(tài)照相機，包括主體2101、顯示部分2102、圖像接收部分2103、操作鍵2104、外部連接端口2105、快門2106等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2102。
圖22C說明了膝上計算機，包括主體2201、外殼2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、定點鼠標2206等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2203。
圖22D說明了移動計算機，包括主體2301、顯示部分2302、開關2303、操作鍵2304、紅外端口2305等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2302。
圖22E說明了包括記錄媒體(更具體地說，DVD再現(xiàn)設備)的便攜式圖像再現(xiàn)設備，它包括主體2401、外殼2402、顯示部分A2403、另一顯示部分B2404、記錄媒體(DVD等)讀取部分2405、操作鍵2406、揚聲器部分2407等。顯示部分A2403主要用于顯示圖像信息，而顯示部分B2404主要用于顯示符號信息。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作這些顯示部分A2403和B2404。包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備還包括游戲機等。
圖22F說明了護目鏡型顯示器(裝在頭上的顯示器)，它包括主體2501、顯示部分2502、臂部分2503等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2502。
圖22G說明了攝像機，它包括主體2601、顯示部分2602、外殼2603、外部連接端口2604、遙控接收部分2605、圖像接收部分2606、電池2607、聲音輸入部分2608、操作鍵2609、目鏡2610等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2602。
圖22H說明了移動電話，它包括主體2701、外殼2702、顯示部分2703、聲音輸入部分2704、聲音輸出部分2705、操作鍵2706、外部連接端口2707、天線2708等。按照本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2703。注意，顯示部分2703可以通過在黑色背景上顯示白色符號來減少移動電話的功耗。
當將來可從有機發(fā)光材料發(fā)出更亮的光時，按照本發(fā)明的發(fā)光器件將可用于前投型或后投型放映機，其中包括輸出圖像信息的光用透鏡等放大再投射。
上述電子器件更可能被用于經諸如因特網、CATV(有線電視系統(tǒng))的電信路徑來顯示所散布的信息，尤其可能顯示運動圖畫信息。由于有機發(fā)光材料可以展現(xiàn)出高響應速度，所以發(fā)光器件適于顯示運動圖畫。
發(fā)光器件發(fā)光的部分耗能，所以希望以其中的發(fā)光部分盡可能小的方式顯示信息。因此，當發(fā)光器件應用到主要顯示符號信息的顯示部分(例如便攜式信息終端的顯示部分，尤其是便攜式電話或聲音再現(xiàn)裝置的顯示部分)時，希望驅動發(fā)光器件使發(fā)光部分形成符號信息而非發(fā)光部分相應于背景。
如上所述，本發(fā)明可應用到所有領域的大范圍電子器件。本實施例中的電子器件可以通過用其自由組合實施例1到9中的結構的發(fā)光器件來獲得。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件，即使當各薄膜晶體管的電特性在每個像素變化時，不象在傳統(tǒng)電壓輸入型發(fā)光器件中那樣，發(fā)光器件也可以防止發(fā)光元件的亮度在各像素之間變化。而且，與圖23所示傳統(tǒng)電壓輸入型像素的薄膜晶體管51分別在線性區(qū)域中操作的情況相比，可以用該發(fā)光器件防止亮度因發(fā)光元件降級而減低。而且，即使在有機發(fā)光層的溫度因氣溫或發(fā)光面板自身產熱而波動時，可防止發(fā)光元件亮度變化，也可防止電流消耗隨溫度升高而增大。
而且，通過用在每個預定周期內給發(fā)光器件加反向偏壓的驅動電壓的AC-驅動方法，可最小化各發(fā)光元件電流/電壓特性的降級，這樣，與用傳統(tǒng)驅動方法的情況相比，可延長各發(fā)光元件的實際服務壽命。
權利要求
1.一種發(fā)光器件，包括多個像素，單獨設有發(fā)光元件；和信號線驅動電路，其中信號線驅動電路包括第一裝置，用于產生大小相應于輸入視頻信號的電壓大小的電流；和第二裝置，用于交替選擇將產生的電流供應給像素的操作和給像素加預定電壓的操作中的一個；像素包括第三裝置，用于將從第一裝置供應的電流轉換為電壓；和第四裝置，用于將大小相應于轉換后電壓大小的電流供應給發(fā)光元件；和當向像素供應預定電壓時，第四裝置給發(fā)光元件提供反向偏置的電壓。
2.根據(jù)權利要求1的裝置，其中發(fā)光器件用在電子設備中。
3.根據(jù)權利要求2的裝置，其中，電子設備是從由以下設備組成的組中選擇的攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器、裝在頭上的顯示器、導航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置、汽車音頻設備、音響、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端、移動電腦、移動電話、便攜式游戲機、電子書和包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備。
4.一種發(fā)光器件，包括多個像素；和信號線驅動電路，其中每個像素包括第一晶體管；第二晶體管；第三晶體管；第四晶體管；發(fā)光元件；電源線；信號線；和用于控制存在于電源線和發(fā)光元件的反電極之間的電壓的電源；第一和第二晶體管的第一端子公共連接到電源線；第一和第二晶體管的柵極相互連接；第三晶體管的第一端子和第二端子中的一個連接到信號線，同時另一端子連接到第一晶體管的第二端子；第四晶體管的第一端子和第二端子中的一個連接到信號線和第一晶體管的第二端子中的一個，同時另一端子連接到第一和第二晶體管的柵極；和第二晶體管的第二端子連接到發(fā)光元件的像素電極。
5.根據(jù)權利要求4的器件，其中，發(fā)光器件用在電子設備中。
6.根據(jù)權利要求5的器件，其中，電子設備是從由以下設備組成的組中選擇的攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器、裝在頭上的顯示器、導航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置、汽車音頻設備、音響、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端、移動電腦、移動電話、便攜式游戲機、電子書和包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備。
7.一種發(fā)光器件，包括多個像素；和信號線驅動電路，其中多個像素分別包括第一晶體管；第二晶體管；發(fā)光元件；電源線；信號線；和用于控制存在于電源線和發(fā)光元件的反電極之間的電壓的電源；信號線驅動電路包括第一裝置，用于產生大小相應于輸入視頻信號的電壓大小的電流；和第二裝置，用于交替選擇將產生的電流供應給像素的操作和給像素加預定電壓的操作中的一個；第一和第二晶體管的第一端子公共連接到電源線；第一和第二晶體管的柵極彼此相互連接；第二晶體管的第二端子連接到發(fā)光元件的像素電極；在從多個像素選擇的像素中，信號線連接到第一晶體管的第二端子以及第一和第二晶體管的柵極；預定電壓的大小足以導通第二晶體管，和當預定電壓導通第二晶體管時，電源將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
8.根據(jù)權利要求7的器件，其中，第一晶體管和第二晶體管的極性彼此相同。
9.根據(jù)權利要求7的器件，其中第一和第二晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極電連接到第二電極；和第一電極和第二電極相應于柵極，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
10.根據(jù)權利要求7的器件，其中第一和第二晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極從第二電極電斷開；和第二電極相應于柵極，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
11.根據(jù)權利要求7的器件，其中，發(fā)光器件用在電子設備中。
12.根據(jù)權利要求11的器件，其中，電子設備是從由以下設備組成的組中選擇的攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器、裝在頭上的顯示器、導航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置、汽車音頻設備、音響、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端、移動電腦、移動電話、便攜式游戲機、電子書和包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備。
13.一種發(fā)光器件，包括多個像素；和信號線驅動電路，其中多個像素分別包括第一晶體管；第二晶體管；第三晶體管；第四晶體管；發(fā)光元件；電源線；信號線；和用于控制存在于電源線和發(fā)光元件的反電極之間的電壓的電源；信號線驅動電路包括第一裝置，用于產生大小相應于輸入視頻信號的電壓大小的電流；和第二裝置，用于交替選擇將產生的電流供應給像素的操作和給像素加預定電壓的操作中的一個；第一和第二晶體管的第一端子公共連接到電源線；第一和第二晶體管的柵極彼此相互連接；第三晶體管的第一端子和第二端子中的一個連接到信號線，同時另一端子連接到第一晶體管的第二端子；第四晶體管的第一端子和第二端子中的一個連接到信號線和第一晶體管的第二端子中的一個，同時另一端子連接到第一和第二晶體管的柵極；第二晶體管的第二端子連接到發(fā)光元件的像素電極；預定電壓的大小足以導通第二晶體管，和當預定電壓導通第二晶體管時，電源將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
14.根據(jù)權利要求13的器件，其中，第三晶體管和第四晶體管的極性彼此相同。
15.根據(jù)權利要求13的器件，其中第三和第四晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極從第二電極電連接；和第一電極和第二電極相應于柵極，其中，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
16.根據(jù)權利要求13的器件，其中第三和第四晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極從第二電極電斷開；和第二電極相應于柵極，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
17.根據(jù)權利要求13的器件，其中，第一晶體管和第二晶體管的極性彼此相同。
18.根據(jù)權利要求13的器件，其中第一和第二晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極與第二電極電連接；和第一電極和第二電極相應于柵極，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
19.根據(jù)權利要求13的器件，其中第一和第二晶體管分別包括第一電極，與第一電極鄰接的第一絕緣膜，與第一絕緣層鄰接的有源層，與有源層鄰接的第二絕緣膜，和與第二絕緣膜鄰接的第二電極；有源層包括溝道形成區(qū)域和一對夾著溝道形成區(qū)域的摻雜有雜質的區(qū)域；第二電極以相互將第一絕緣膜、溝道形成區(qū)域和第二絕緣膜夾在中間的方式設在第一電極上；第一電極從第二電極電斷開；和第二電極相應于柵極，那對雜質分別相應于第一端子和柵極。
20.根據(jù)權利要求13的器件，其中發(fā)光器件用在電子設備中。
21.根據(jù)權利要求20的器件，其中，電子設備是從由以下設備組成的組中選擇的攝像機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器、裝在頭上的顯示器、導航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置、汽車音頻設備、音響、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端、移動電腦、移動電話、便攜式游戲機、電子書和包括記錄媒體的圖像再現(xiàn)設備。
22.一種驅動包括多個單獨具有發(fā)光元件的像素的發(fā)光器件的方法，該方法包括進行第一周期時，將視頻信號確定的電流供應給像素，將從像素自有的第一裝置供應的電流轉換為預定電壓；進行第二周期時，將大小相應于像素自有的第二裝置轉換的電壓大小的電流供應給發(fā)光元件；和進行第三周期時，將預定電壓供應給像素，讓第二裝置將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
23.一種驅動包括多個單獨具有發(fā)光元件的像素的發(fā)光器件的方法，該方法包括在單幀周期中順序出現(xiàn)第一周期、第二周期和第三周期；進行第一周期時，將模擬視頻信號確定的電流供應給像素，將從像素自有的第一裝置供應的電流轉換為預定電壓；進行第二周期時，將大小相應于像素自有的第二裝置轉換的電壓大小的電流供應給發(fā)光元件；和進行第三周期時，將預定電壓供應給像素，讓第二裝置將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
24.一種驅動包括多個單獨具有發(fā)光元件的像素的發(fā)光器件的方法，該方法包括在單幀周期中出現(xiàn)n個單元的第一周期、n個單元的第二周期和單個單元的或多個單元的第三周期(第一、第二和第三周期分別相應于n位數(shù)字視頻信號的各個位)；在不同的n個單元的第二周期中任何一個結束時分別出現(xiàn)單個單元或多個單元的第三周期；分別進行n個單元的第一周期時，將由n位數(shù)字視頻信號的各個位確定的電流供應給每個像素，將由各像素自有的第一裝置供應的電流轉換為預定電壓；分別進行n個單元的第二周期時，提供大小相應于由像素自有的第二裝置轉換的電壓的電流給發(fā)光元件；和進行一個單元或多個單元的各第三周期時，將預定量的電壓供應給像素，讓第二裝置將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
25.一種驅動包括多個單獨具有發(fā)光元件的像素的發(fā)光器件的方法，該方法包括讓n個單元的第一周期、n個單元的第二周期(在此n個單元的第一和第二周期分別相應于n位數(shù)字視頻信號的各個位)和一個單元的第三周期分別在單幀周期中出現(xiàn)；分別進行n個單元的第一周期時，將由n位數(shù)字視頻信號的各個位確定的電流供應給每個像素，將由像素自有的第一裝置供應的電流轉換為預定電壓；分別進行n個單元的第二周期時，提供大小相應于由像素自有的第二裝置轉換的電壓的電流給發(fā)光元件；和進行一個單元的第三周期時，將預定電壓供應給像素，讓第二裝置將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
26.一種驅動包括多個單獨具有發(fā)光元件的像素的發(fā)光器件的方法，該方法包括讓n個單元的第一周期、n個單元的第二周期(在此n個單元的第一和第二周期分別相應于n位數(shù)字視頻信號的各個位)和一個單元的第三周期分別在單幀周期中出現(xiàn)；分別進行n個單元的第一周期時，將由n位數(shù)字視頻信號的各個位確定的電流供應給每個像素，將由像素自有的第一裝置供應的電流轉換為預定電壓；分別進行n個單元的第二周期時，提供大小相應于由像素自有的第二裝置轉換的電壓的電流給發(fā)光元件；和進行一個單元的第三周期時，將預定電壓供應給像素，讓第二裝置將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件，其中，具有n個單元的第一周期和n個單元的第二周期的持續(xù)時間的總長度同在n個單元的第一周期和n個單元的第二周期中供應給發(fā)光元件的電壓的乘積的絕對值等于第三周期長度和進行第三周期時供應給發(fā)光元件的電壓乘積的絕對值。
27.一種驅動發(fā)光器件的方法，其中，進行單幀周期時順序出現(xiàn)第一周期、第二周期和第三周期，其中順序進行第一周期、第二周期和第三周期時，發(fā)光器件自有的第一晶體管和第二晶體管的各個柵極相互連接，其中第二晶體管的第二端子連接到發(fā)光元件的像素電極；進行第一周期時，由視頻信號的各個位確定的電流在第一晶體管的第一端子和第二端子之間流動，從而使第一晶體管的柵極連接到第一晶體管的第二端子，給第一晶體管的第一端子和第二晶體管的第一端子加第一電壓；進行第二周期時，第一晶體管的柵極從第一晶體管的第二端子電斷開，給第一和第二晶體管的第一端子加第一電壓；進行第三周期時，第一晶體管的柵極連接到第一晶體管的第二端子，在將第二電壓送到第一和第二晶體管的柵極時，導通第二晶體管，給第一和第二晶體管的第一端子加第三電壓；和通過將參考發(fā)光元件的反電極的電壓作為標準，第一電壓和第三電壓的極性彼此相反。
28.根據(jù)權利要求27的方法，其中，第一晶體管和第二晶體管的極性彼此相同。
29.一種驅動發(fā)光器件的方法，包括在第一周期中將由n位數(shù)字視頻信號的各個位確定的電流供應給像素，將該電流轉換為預定電壓；在第二周期中，提供大小相應于像素中轉換的電壓的電流給發(fā)光元件；和在第三周期中，給像素供應預定電壓，將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。
30.根據(jù)權利要求29的方法，其中，具有n個單元的第一周期和n個單元第二周期的持續(xù)時間的總長度同在n個單元的第一周期和n個單元的第二周期中供應給發(fā)光元件的電壓的乘積的絕對值等于第三周期長度和第三周期中供應給發(fā)光元件的電壓乘積的絕對值。
31.根據(jù)權利要求29的方法，其中，一個幀周期由n個單元的第一周期、n個單元的第二周期和一個第三周期構成。
全文摘要
一種發(fā)光器件，能防止各個發(fā)光元件的亮度隨所施加的TFT的電特性而波動，以適當控制供應給各個發(fā)光元件的電流，也能通過防止發(fā)光元件的亮度在有機發(fā)光層降級時降低的方式，產生恒定亮度而不受到有機發(fā)光層的可能降級和溫度變化的負面影響。用適當控制經信號線驅動電路流入TFT的電流的方式而不用控制加到TFT的電壓來控制發(fā)光元件亮度的方式，可以保持電流以預期值流入發(fā)光元件而不受TFT電特性的負面影響。而且，在每個預定時期將反向偏壓電壓供應給發(fā)光元件。上述兩種方式增加實際效果，能更可靠地防止亮度隨有機發(fā)光層的可能降級而減低，可以保持電流以預期值流入發(fā)光元件而不受TFT電特性的影響。
文檔編號G09G3/32GK1409288SQ02151
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權日2001年9月17日
發(fā)明者山崎舜平, 小山潤, 秋葉麻衣 申請人:株式會社半導體能源研究所