專利名稱：發(fā)光裝置及其驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及施加反偏壓的發(fā)光裝置及其驅(qū)動方法。
背景技術：
已知，如果施加不會引起光發(fā)射的反偏壓，那么發(fā)光元件可以工作更長的時間。通過利用該現(xiàn)象，提出采用有源矩陣驅(qū)動方法的發(fā)光裝置，其中，在不發(fā)光周期期間與輸入視頻數(shù)據(jù)同步施加反偏壓(參見專利文件1)。
另外，通過施加反偏壓可以糾正缺陷。例如，提出了通過向發(fā)光元件施加反偏壓而不通過TFT徹底糾正缺陷的方法(參見專利文件2)。
日本專利公開2001-109432[專利文件2]日本專利公開2004-31335發(fā)明內(nèi)容然而，按照施加反偏壓的驅(qū)動方法，出現(xiàn)由于導體、絕緣體和導體的疊層結構或由于TFT的結構引起的電容。該電容阻止發(fā)光裝置正常工作，即，發(fā)光元件在不發(fā)光周期期間略微發(fā)光(該現(xiàn)象被稱為黑浮動(black float))。
考慮到前述內(nèi)容，本發(fā)明提出了正確施加反偏壓的驅(qū)動方法以及用于實現(xiàn)該驅(qū)動方法的發(fā)光裝置。
為了解決前面提到的問題，本發(fā)明提供像素配置，其至少具有用于驅(qū)動發(fā)光元件的第一晶體管(也稱作驅(qū)動晶體管)和用于控制第一晶體管的第二晶體管(也稱作開關晶體管)，其中，在施加反偏壓的情況下導通開關晶體管，從而可以使驅(qū)動晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)。當向發(fā)光元件施加反偏壓時，導通驅(qū)動晶體管。同時，當施加正偏壓時，向?qū)ǖ拈_關晶體管輸入用于關斷驅(qū)動晶體管的信號(不發(fā)光信號)，使得發(fā)光元件不發(fā)光。因此，可以阻止發(fā)光元件在不發(fā)光周期期間發(fā)光的黑浮動。
下面具體說明本發(fā)明的配置。
按照本發(fā)明的一種方式，發(fā)光裝置包括發(fā)光元件、用于驅(qū)動發(fā)光元件的第一晶體管、用于控制第一晶體管的第二晶體管、用于在施加反偏壓之后施加正偏壓的情況下使第一晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)的單元、以及用于確定第一晶體管的柵極電勢使得發(fā)光元件不發(fā)光的單元。
用于在施加反偏壓之后施加正偏壓的情況下使第一晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)的單元對應于第二晶體管導通的狀態(tài)。
用于確定第一晶體管的柵極電勢使得發(fā)光元件不發(fā)光的單元對應于向信號線輸入信號使得當?shù)诙w管導通時發(fā)光元件不發(fā)光的狀態(tài)。
下面具體說明本發(fā)明的驅(qū)動方法。
按照本發(fā)明的一種方式，包括發(fā)光元件、用于驅(qū)動發(fā)光元件的第一晶體管、以及用于控制第一晶體管的第二晶體管的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法包括以下步驟在向發(fā)光元件施加反向偏壓之后向其施加正向偏壓的情況下使第一晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)和確定第一晶體管的柵極電勢使得發(fā)光元件不發(fā)光。
按照本發(fā)明，可以使驅(qū)動晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)；因此實現(xiàn)正確的操作。所以，可以向發(fā)光元件施加反偏壓，使得發(fā)光元件的壽命更長。


圖1是示出本發(fā)明像素電路的圖。
圖2是示出本發(fā)明像素區(qū)域的俯視圖。
圖3是示出本發(fā)明像素區(qū)域的橫截面視圖。
圖4A到4E是示出本發(fā)明驅(qū)動方法的圖。
圖5A和5B各是示出本發(fā)明像素電路的圖。
圖6是示出本發(fā)明像素電路的圖。
圖7A到7C各是示出本發(fā)明像素電路的圖。
圖8是示出本發(fā)明像素電路的圖。
圖9是示出本發(fā)明像素區(qū)域的橫截面視圖。
圖10是示出本發(fā)明像素區(qū)域的橫截面視圖。
圖11是示出本發(fā)明面板的圖。
圖12是示出本發(fā)明保護電路的圖。
圖13是示出本發(fā)明驅(qū)動器電路的圖。
圖14是示出本發(fā)明驅(qū)動器電路的圖。
圖15A和15B各是示出本發(fā)明像素電路的圖而圖15C是其橫截面視圖。
圖16A到16F各是示出本發(fā)明電子設備的視圖。
圖17是示出本發(fā)明的溫度補償功能的圖。
圖18A和18B各是示出本發(fā)明驅(qū)動器電路的圖。
圖19A和19B各是示出本發(fā)明驅(qū)動器電路的圖。
具體實施例方式
盡管將參考附圖通過實施方式說明本發(fā)明，但是要明白，對本領域的技術人員而言，各種變化和修改是顯而易見的。所以，除非這種變化和修改脫離本發(fā)明的范圍，它們將被視作包括在其中。注意在所有用于說明實施方式的附圖中，同樣的參考標記表示同樣的部分或具有同樣功能的部分，并且省略其說明。
實施方式1在該實施方式中，說明了像素配置及其驅(qū)動方法。
圖1示出像素配置，其具有信號線10、開關晶體管11、驅(qū)動晶體管12、掃描線13、電源線14、電容器15和發(fā)光元件16。像素區(qū)域由多個這種像素構成。
說明在該像素中的連接。在信號線10和掃描線13的交叉處提供開關晶體管11。開關晶體管11的一個電極連到信號線10而其柵極連到掃描線13。驅(qū)動晶體管12的一個電極連到電源線14而其柵極連到開關晶體管11的另一電極。提供電容器15以用于保持驅(qū)動晶體管12的柵源電壓。在該實施方式中，電容器15的一個電極連到電源線14而其另一電極連到驅(qū)動晶體管12的柵極。注意，當例如驅(qū)動晶體管12的柵極電容大而漏電流小時不一定提供電容器15。發(fā)光元件16連到驅(qū)動晶體管12的另一電極。
說明這種像素的驅(qū)動方法。
當開關晶體管11導通時，從信號線10輸入視頻信號。按照視頻信號在電容器15中累積電荷。當在電容器15中累積的電荷超出驅(qū)動晶體管12的柵源電壓(Vgs)時，導通驅(qū)動晶體管12。然后，向發(fā)光元件16提供電流以發(fā)光。這時，驅(qū)動晶體管12在線性區(qū)或飽和區(qū)都可以工作。如果工作在飽和區(qū)，驅(qū)動晶體管12可以提供恒定電流。同時，如果工作在線性區(qū)，可以以低電壓驅(qū)動驅(qū)動晶體管，使得功率消耗低。
參考時序圖說明像素的驅(qū)動方法。
圖4A和4B是在每秒60次寫圖像的情況下的一個幀周期的時序圖?？v坐標表示掃描線G(從第一行到最后一行)而橫坐標表示時間。
一個幀周期包括m(m是2或更大的自然數(shù))個子幀周期SF1、SF2、...、SFm，每個子幀周期分別包括寫周期Ta1、Ta2、...、Tam和顯示周期(發(fā)光周期)Ts1、Ts2、...、Tsm。一個幀周期還包括反偏壓施加周期。在該實施方式中，如圖4B所示，一個幀周期包括子幀周期SF1、SF2和SF3以及反偏壓施加周期(FRB)。在子幀周期SF1、SF2和SF3中，進行寫周期Ta1到Ta3，各自后面跟著顯示周期Ts1到Ts3。
圖4C的時序圖示出某一行(第i行)的寫周期、顯示周期和反偏壓施加周期。在寫周期和顯示周期交替出現(xiàn)之后出現(xiàn)反偏壓施加周期。具有寫周期和顯示周期的周期稱作正偏壓施加周期。
在正偏壓施加周期期間，如在圖5A中所示，開關晶體管11導通并且從信號線10輸入信號(發(fā)光信號)使得發(fā)光元件16發(fā)光。然后，驅(qū)動晶體管12導通，從電源線14提供電流并且發(fā)光元件16發(fā)光。
反偏壓施加周期包括所有像素的開關晶體管11是同時導通的周期，即所有的掃描線是導通的周期(導通周期)和施加反偏壓的周期(施加周期)。注意在反偏壓施加周期期間，輸入WE信號并且發(fā)光元件不發(fā)光。
在反偏壓施加周期之后，所有像素的開關晶體管11同時截止，即所有掃描線被關斷(截止周期)。在該實施方式中，正偏壓施加周期包括截止周期。
按照本發(fā)明，在包括在反偏壓施加周期中的導通周期期間，控制開關晶體管11導通。因此，可以使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)，如圖5B所示。具體地，當開關晶體管11導通時，使點A進入電不浮動狀態(tài)。因此，當反偏壓施加周期向正偏壓施加周期轉(zhuǎn)移時，阻止在點A的電勢由于主要在點A和點B之間的不希望的電容耦合而改變。結果，可以阻止發(fā)光元件在截止周期期間由于不希望的電容耦合而發(fā)光。
在現(xiàn)有技術中，開關晶體管在施加反偏壓之前和之后截止。因此，使點A進入浮動狀態(tài)，并且在點A的電勢由于在點A和點B之間的不希望的電容耦合而改變，從而發(fā)光元件可以發(fā)光。
注意，在如圖5B所示的反偏壓施加周期之前和之后，發(fā)光元件應該處于不發(fā)光狀態(tài)。由此，向連到開關晶體管11的信號線10輸入用于使發(fā)光元件進入不發(fā)光狀態(tài)的信號(稱作不發(fā)光信號)。例如，如果P溝道晶體管用作驅(qū)動晶體管12，那么輸入高信號，而如果N溝道晶體管用作驅(qū)動晶體管12，那么輸入低信號。這些信號從信號線驅(qū)動器電路輸入。然后，在施加反偏壓之前和之后，阻止在點A的電勢由于主要在點A和點B之間的不希望的電容耦合而改變。所以，在正偏壓施加周期期間可以阻止黑浮動。
隨后，在截止周期期間開關晶體管11截止，并且此后開始下個幀周期。
按照這種驅(qū)動方法，可以施加反偏壓同時阻止發(fā)光元件發(fā)光。結果，可以實現(xiàn)準確的圖像顯示并且發(fā)光元件可以工作更長的時間。
另外，直接在反偏壓施加周期之前提供擦除周期(SE)。在擦除周期期間，按順序擦除直接在擦除周期之前的子幀周期期間(即在該實施方式中的SF3期間)已寫的數(shù)據(jù)。這是因為，在導通周期期間，在完成最后一行的像素的顯示周期之后開關晶體管11同時導通從而第一行等的每個像素具有不必要的顯示周期。擦除周期允許圖像顯示正確進行。
圖4D示出輸入到掃描線13的信號的波形。在T1周期期間WE信號處于L(低)電平而在T2周期期間WE信號處于H(高)電平。注意，H電平和L電平意味著具有相對差的電勢。每個周期T1和T2對應于一個門(gate)選擇周期(一個水平周期)的一半，并且周期T1也稱作第一子門(subgate)周期而周期T2也稱作第二子門周期。
在第一子門周期期間，與WE信號同步從第二掃描線驅(qū)動器電路向第i行的掃描線輸入信號(GDb)。同時，在第二子門周期期間，與WE信號同步從第一掃描線驅(qū)動器電路向第i行的掃描線輸入信號(GDa)。當一個門選擇周期因此包括多個子門周期時，可以在每個寫周期期間從信號線寫顯示視頻信號和擦除視頻信號。因此，不需要提供擦除晶體管，這使得開口率(aperture ratio)高。
圖4E示出在反偏壓施加周期(FRB)期間的WE信號、反偏壓施加控制信號(GL)以及陽極(ANODE)和陰極(CATHODE)的電勢。在反偏壓施加周期期間，首先，在導通周期期間，WE信號和GL變?yōu)镠電平。然后，在施加周期(RB)期間，陽極的電勢反相，即當初始電勢是處于H電平時其變?yōu)長電平。隨后，陰極的電勢反相，即當陽極電勢是處于L電平時其變?yōu)镠電平。此后，陽極的電勢返回到初始值并且陰極的電勢返回到初始值。當陽極和陰極的電勢以這種方式交替反相時，可以正確施加反偏壓。在這種施加周期期間向發(fā)光元件施加反偏壓。然后，在截止周期期間GL變?yōu)長電平。
這種控制由諸如掃描線驅(qū)動器電路和信號線驅(qū)動器電路的驅(qū)動器電路進行。具體地，控制由在掃描線驅(qū)動器電路或信號線驅(qū)動器電路中提供的開關電路進行。
注意，向發(fā)光元件16施加反偏壓的時序即反偏壓施加周期并不限于在圖4A到4E中示出的時序。那就是說，不一定對每個幀周期提供反偏壓施加周期，也不一定在一個幀周期的后面部分中提供反偏壓施加周期。只需要直接在施加周期(RB)之前提供導通周期并且只需要直接在施加周期(RB)之后緊接著提供截止周期。另外，反相發(fā)光元件的陽極電勢和陰極電勢的順序并不限于在圖4A到4E中示出的順序。也就是說，在陰極的電勢增加之后，陽極的電勢可能下降。
通過向發(fā)光元件施加反偏壓，可以改善發(fā)光元件的退化并且可以增加可靠性。在發(fā)光元件中，由于外來材料沉積、由于陽極或陰極輕微的不均勻引起的針孔以及電致發(fā)光層的粗糙可能出現(xiàn)陽極和陰極短路的初始缺陷。在具有這種初始缺陷的像素中，不是按照信號執(zhí)行光發(fā)射和非光發(fā)射，并且?guī)缀跛须娏髁鬟^短路部分使得像素不發(fā)光，這導致圖像的顯示有錯誤。此外，這種短路可以出現(xiàn)在任何像素中。因此，當如該實施方式所述向發(fā)光元件施加反偏壓時，只局部地向短路部分提供電流，并且短路部分發(fā)熱。結果，短路部分可以被氧化或碳化至絕緣，并且向除短路部分的區(qū)域提供電流，從而可以獲得對應于信號的亮度。因此，即使當出現(xiàn)了初始缺陷時，通過施加反偏壓可以糾正缺陷并且以高質(zhì)量顯示圖像。注意，在運輸顯示裝置之前，最好對短路部分進行這種絕緣。
隨著時間的推移，不僅可能出現(xiàn)初始缺陷，而且還可能出現(xiàn)陽極和陰極短路的另一缺陷。這種缺陷也稱作漸進式缺陷(progressivedefect)。然而，按照本發(fā)明，可以向發(fā)光元件周期地施加反偏壓。因此，即使當出現(xiàn)漸進式缺陷時，也可以糾正缺陷并且以高質(zhì)量顯示圖像。
通過施加反偏壓，也可以阻止烙像(image burn-in)。烙像是由發(fā)光元件16的退化引起的；然而，可以通過施加反偏壓減少退化。結果，可以阻止烙像。
通常，發(fā)光元件的退化在初始階段快速進行并且隨著時間逐漸減慢。那就是說，在像素中，在初始階段中退化的發(fā)光元件不容易退化。因此，所有的像素最好在運輸顯示裝置之前或者在沒有圖像顯示的周期期間發(fā)光，這使得沒有退化的像素退化并且允許所有像素的退化以同樣的速率進行?？梢圆捎盟邢袼卦跊]有圖像顯示的周期期間發(fā)光的這種配置。
如上面提出的，當正確施加反偏壓時，發(fā)光元件可以工作更長的時間。另外，按照本發(fā)明，阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變，所以，可以阻止發(fā)光元件在反偏壓施加周期期間發(fā)光，使得發(fā)光元件的驅(qū)動方法準確。
在該實施方式中，說明了具有前面提到的像素的完整面板。
如在圖11中所示，本發(fā)明的發(fā)光裝置包括以矩陣布置前面提到的多個像素的像素區(qū)域40、第一掃描線驅(qū)動器電路41、第二掃描線驅(qū)動器電路42以及信號線驅(qū)動器電路43。可以設置第一掃描線驅(qū)動器電路41和第二掃描線驅(qū)動器電路42以便彼此面對，在二者之間插入像素區(qū)域40，或者可以在像素區(qū)域40的四個邊中的一個邊上設置。
信號線驅(qū)動器電路43包括脈沖輸出電路44、鎖存器45以及選擇電路46。鎖存器45具有第一鎖存器47和第二鎖存器48。選擇電路46具有晶體管49(此后稱作TFT 49)和模擬開關50作為開關組件。在根據(jù)信號線的每列中提供TFT 49和模擬開關50。另外，在該實施方式中，在每列中提供反相器51用于產(chǎn)生WE信號的反相信號。注意，當WE信號的反相信號是外部提供時，不一定提供反相器51。TFT 49的柵極連到選擇信號線52，并且其一個電極連到信號線而另一電極連到電源線53。在第二鎖存器48和每條信號線之間提供模擬開關50。換言之，模擬開關50的輸入節(jié)點連到第二鎖存器48而輸出節(jié)點連到信號線。模擬開關50的兩個控制節(jié)點之一連到選擇信號線52而另一節(jié)點通過反相器51連到選擇信號線52。電源53具有關斷每個像素中的驅(qū)動晶體管12的電勢，并且如果N溝道晶體管用作驅(qū)動晶體管12那么電源53的電勢處于L電平而如果P溝道晶體管用作驅(qū)動晶體管12那么電源53的電勢處于H電平。然而，在反偏壓施加周期期間，電源53具有導通驅(qū)動晶體管12的電勢，以便向發(fā)光元件施加反偏壓。
第一掃描線驅(qū)動器電路41包括脈沖輸出電路54、選擇電路55和設置在其間的OR電路39。第二掃描線驅(qū)動器電路42包括脈沖輸出電路56和選擇電路57。注意在第二掃描線驅(qū)動器電路42中，可以在脈沖輸出電路56和選擇電路57之間提供OR電路，并且可以向其輸入控制信號(GL)。分別向脈沖輸出電路54和56輸入啟動脈沖(G1SP、S2SP)。還分別向脈沖輸出電路54和56輸入時鐘脈沖(G1CK、G2CK)和其反相的時鐘脈沖(G1CKB、G2CKB)。
選擇電路55和57連到選擇信號線52，但是包括在第二掃描線驅(qū)動器電路42中的選擇電路57是通過反相器58連到選擇信號線52。換言之，通過選擇信號線52輸入到選擇電路55和57的WE信號彼此反相。
每個選擇電路55和57包括三態(tài)緩沖電路。各個三態(tài)緩沖電路的輸入節(jié)點連到脈沖輸出電路54或脈沖輸出的路56。三態(tài)緩沖電路的兩個控制節(jié)點之一連到選擇信號線52而另一節(jié)點連到OR電路39的輸出節(jié)點。三態(tài)緩沖電路的輸出節(jié)點連到掃描線。當從選擇信號線52發(fā)送的信號處于H電平時三態(tài)緩沖電路進入工作狀態(tài)，并且當信號處于L電平時進入高阻抗狀態(tài)。
OR電路39的兩個輸入節(jié)點之一連到用控制信號(GL)輸入的一端，而另一節(jié)點連到脈沖輸出電路54。OR電路39和控制信號(GL)，即第一掃描線驅(qū)動器電路41，允許在反偏壓施加周期期間選擇(導通)開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12。注意，在該實施方式中，可以使用反相器和AND電路來替代OR電路。
包括在信號線驅(qū)動器電路43中的每個脈沖輸出電路44、包括在第一掃描線驅(qū)動器電路41中的脈沖輸出電路54以及包括在第二掃描線驅(qū)動器電路42中的脈沖輸出電路56包括具有多個觸發(fā)電路或譯碼器電路的移位寄存器。如果譯碼器電路用作脈沖輸出電路44、54和56，那么可以隨機選擇信號線或掃描線。通過隨機選擇信號線或掃描線，可以阻止當采用時間灰度方法時出現(xiàn)的偽輪廓。
在反偏壓施加周期期間，信號線驅(qū)動器電路43允許不發(fā)光信號輸入到信號線Sm。
信號線驅(qū)動器電路43的配置并不限于前面提到的配置，并且可以另外提供電平移動器或緩沖電路。第一掃描線驅(qū)動器電路41和第二掃描線驅(qū)動器電路42的配置也并不限于前面提到的配置，并且可以另外提供電平移動器或緩沖電路。此外，信號線驅(qū)動器電路43、第一掃描線驅(qū)動器電路41、以及第二掃描線驅(qū)動器電路42中的每個可以包括保護電路。
圖12示出保護電路的配置示例。保護電路包括多個電阻器。在該實施方式中，P溝道晶體管用作多個電阻器?？梢栽谛盘柧€驅(qū)動器電路43、第一掃描線驅(qū)動器電路41、或第二掃描線驅(qū)動器電路42中提供保護電路。最好，在像素區(qū)域40和信號線驅(qū)動器電路43、第一掃描線驅(qū)動器電路41、或第二掃描線驅(qū)動器電路42之間提供保護電路。如果在信號線驅(qū)動器電路43和像素區(qū)域40之間提供保護電路，那么保護電路的輸入節(jié)點連到信號線驅(qū)動器電路而其輸出節(jié)點連到信號線。這種保護電路阻止元件由于靜電而引起的退化或破壞。
在該實施方式中，發(fā)光裝置包括電源控制電路63，控制電路63具有用于向發(fā)光元件16供電的電源電路61和控制器62。電源電路61包括通過驅(qū)動器晶體管12和電源線Vm連到發(fā)光元件16的像素電極的第一電源17。電源電路61還包括通過連到反電極(counterelectrode)的電源線連到發(fā)光元件16的第二電源18。
當向發(fā)光元件16施加正偏壓使得發(fā)光元件16被提供有電流并發(fā)光時，設定第一電源17的電勢高于第二電源18的電勢。另一方面，當向發(fā)光元件16施加反偏壓時，設定第一電源17的電勢低于第二電源18的電勢?？梢酝ㄟ^從控制器62向電源電路61提供預定的信號來進行電源的這種設置。因此通過使用電源控制電路63可以向發(fā)光元件16施加反偏壓，從而抑制發(fā)光元件16隨時間的退化并且增加可靠性。具體地，可以阻止由于外來材料沉積、由于陽極或陰極輕微的不均勻引起的針孔以及電致發(fā)光層的粗糙引起陽極和陰極短路的初始缺陷在發(fā)光元件16中出現(xiàn)。另外，還可以阻止隨時間推移的陽極和陰極短路的漸進式缺陷，從而可以高質(zhì)量地顯示圖像。注意，并不特別限制向發(fā)光元件16施加反偏壓的時序。
在該實施方式中，發(fā)光裝置還包括監(jiān)測電路64和控制電路65。監(jiān)測電路64按照周圍的溫度(此后稱作環(huán)境溫度)來工作?？刂齐娐?5包括恒定電流源和緩沖電路。在圖11中，監(jiān)測電路64有用于監(jiān)測的監(jiān)測元件66(此后稱作監(jiān)測元件)。
按照監(jiān)測電路64的輸出，控制電路65向電源控制電路63提供用于改變電源電勢的信號。根據(jù)從控制電路65提供的信號，電源控制電路63改變提供給像素區(qū)域40的電源電勢。根據(jù)具有前面提到的配置的本發(fā)明，可以抑制由于環(huán)境溫度的變化而引起的電流值的變化，使得可靠性增加。注意，在下面的實施方式中更加詳細地說明監(jiān)測電路64和控制電路65。

在該實施方式中說明第一掃描線驅(qū)動器電路的或第二掃描線驅(qū)動器電路的配置。應該注意，第二掃描線驅(qū)動器電路42的配置與第一掃描線驅(qū)動器電路41的配置相同；所以，省略其說明。
如圖13中所示，第一掃描線驅(qū)動器電路41具有脈沖輸出電路54、電平移動器(GLS)86、以及選擇電路55。
向脈沖輸出電路54輸入時鐘信號(GCK、GCKB)和啟動脈沖(GSP)。通過NAND電路79向選擇電路55輸入產(chǎn)生于這些脈沖信號的信號。
選擇電路55可以包括緩沖電路80、三態(tài)緩沖電路、以及保護電路。
圖14示出了具有多個反相器、NAND電路和多個晶體管的緩沖電路80的配置。根據(jù)控制信號(GL)和WE信號的輸入，向掃描線(Gn)輸入如圖4A到4E所示的信號。通過OR電路39向緩沖電路80輸入控制信號以及WE信號。在反偏壓施加周期期間，控制信號(GL)導通開關晶體管11，從而可以使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)。
三態(tài)緩沖電路具有以下功能阻止由第一掃描線驅(qū)動器電路41和第二掃描線驅(qū)動器電路42中的一個對掃描線的充電和放電被另一驅(qū)動器的輸出中斷。所以，不僅三態(tài)緩沖電路而且模擬開關、時鐘控制反相器等可以用作選擇電路55，只要它具有這種功能。
如果在第一掃描線驅(qū)動器電路41中提供保護電路，即使當向輸入節(jié)點輸入各包含噪聲的時鐘信號和數(shù)據(jù)信號時，可以阻止元件的故障、退化和破壞。
該實施方式可以和前面提到的實施方式自由組合。
在該實施方式中，說明了溫度補償功能。
如在圖17中所示，通過根據(jù)環(huán)境溫度工作的監(jiān)測電路64、控制電路65、以及電源控制電路63實現(xiàn)溫度補償功能。監(jiān)測電路64具有如圖中所示的監(jiān)測元件66。監(jiān)測元件的一個電極連到具有恒定電勢(圖中接地)的電源，而另一電極連到控制電路65。控制電路65包括恒定電流源91和放大器92。電源控制電路63包括電源電路61和控制器62。注意，電源電路61最好是可改變提供的電源電勢的可變電源。
進行關于由監(jiān)測元件檢測環(huán)境溫度的步驟的說明。從恒定電流源91在監(jiān)測元件的兩個電極之間提供恒定電流。那就是說，監(jiān)測元件的電流值總是恒定的。當在該狀態(tài)下環(huán)境溫度改變時，監(jiān)測元件本身的電阻值改變。當監(jiān)測元件的電阻值改變時，因為其電流值總是恒定的，所以監(jiān)測元件的兩個電極之間的電勢差改變。通過檢測監(jiān)測元件的電勢差的這種改變檢測環(huán)境溫度的變化。更具體地，連到具有恒定電勢的電源的監(jiān)測元件的電極的電勢不改變；從而檢測連到恒定電流源91的電極的電勢。向放大器92提供包括關于在發(fā)光元件電勢中的這種變化的數(shù)據(jù)的信號以放大并且然后輸出到電源控制電路63。按照監(jiān)測電路64的輸出，通過放大器92，電源控制電路63改變提供給像素區(qū)域40的電源電勢。因此，根據(jù)溫度的變化可以糾正電源電勢。換言之，可能減少由于溫度變化引起的電流值的變化。
盡管在圖中示出的配置中提供多個監(jiān)測元件，本發(fā)明并不限于此，并且沒有特別限制設在監(jiān)測電路64中的監(jiān)測元件的數(shù)量。可以不需要用戶操作來進行這種溫度補償功能，并因此在向終端用戶提供顯示裝置之后可以繼續(xù)補償，這使得產(chǎn)品壽命更長。該實施方式可以與前面提到的實施方式自由組合。
在該實施方式中，說明像素配置的布局示例和橫截面視圖。
圖2示出圖1中所示的像素配置的布局示例。首先，形成半導體膜以構成開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12。然后，形成第一導電膜，絕緣膜作為柵絕緣膜插在它們之間。第一導電膜可以用作開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12的柵極以及掃描線13。這時，開關晶體管11最好有雙柵結構。
隨后，形成第二導電膜，絕緣膜作為夾層絕緣膜插在它們之間。第二導電膜可以用作開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12的漏極引線和源極引線以及用作信號線10和電源線14。這時，可以通過堆疊第一導電膜、用作夾層絕緣膜的絕緣膜以及第二導電膜形成電容器15。驅(qū)動晶體管12的柵極通過接觸孔連到開關晶體管11的另一電極。
在像素的開口里形成像素電極19。像素電極19連到驅(qū)動晶體管12的另一電極。如果在第二導電膜和像素電極19之間提供絕緣膜等，那么需要像素電極19通過接觸孔連到驅(qū)動晶體管12的另一電極。如果沒有提供絕緣膜等，像素電極19可以直接連到驅(qū)動晶體管12的另一電極。
在圖2中示出的布局，如果要獲得高的開口率，第一導電膜和像素電極可以如在區(qū)域430中互相重疊。在這種區(qū)域430中，可能出現(xiàn)不希望的電容耦合。通過本發(fā)明的驅(qū)動方法阻止由于不希望的電容耦合引起的電勢變化。
圖3是沿圖2的線A-B和C-D切割獲得的橫截面視圖。
在絕緣襯底20上形成被組成圖案的半導體膜，基底膜插在它們中間。例如，對于絕緣襯底20，可以采用諸如鋇硼硅酸鹽玻璃和鋁硼硅酸鹽玻璃的玻璃襯底、石英襯底、不銹(SUS)襯底等。由諸如以PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)以及PES(聚醚硫化物)為代表的塑料和丙烯酸的柔性合成樹脂制成的襯底與其它襯底相比通常具有更低的熱阻，盡管在制造步驟期間它可以抵抗處理溫度時可以使用它。通過使用諸如硅氧化物、硅氮化物以及硅氮氧化物的絕緣膜可以形成基底膜。
在基底膜上形成非晶體半導體膜以具有25到100nm(最好，30到60nm)的厚度。硅鍺及硅可以用于非晶體半導體膜。
如需要形成晶體半導體膜，可以使非晶體半導體膜結晶。通過使用爐子、激光輻射、從燈發(fā)出的光的照射(此后稱作燈退火)或者它們的組合可以進行結晶化。例如，通過向非晶體半導體膜增加金屬元素并使用爐子進行熱處理來形成晶體半導體膜。因為可以在低溫下使半導體膜結晶，所以最好向半導體膜添加金屬元素。
對這樣形成的晶體半導體膜形成圖案以具有預定的形狀。預定的形狀是如在圖2中所示的開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12。
然后，形成用作柵絕緣膜的絕緣膜。形成厚度為10到150nm并且最好是20到40nm的絕緣膜以便覆蓋半導體膜。絕緣膜可以具有使用硅氧氮化物膜、硅氧化物膜等的單層結構或疊層結構。
在半導體膜上形成用作柵極的第一導電膜，柵絕緣膜插在它們中間。盡管在該實施方式中使用的是導電膜22a和22b的疊層結構，柵極可以具有單層結構或疊層結構。通過使用從W、Ti、Mo、Al和Cu中選擇的元素或主要包含這種元素的合金或化合物材料可以形成每層導電膜22a和22b。在該實施方式中，導電膜22a由厚度為10到50nm(例如，30nm)的鉭氮化物膜制成，而導電膜22b堆疊在其上，使用的是厚度為200到400nm(例如，370nm)的鎢膜。
向作為掩膜的柵極添加雜質(zhì)元素。這時，除高濃度雜質(zhì)區(qū)外可以形成低濃度雜質(zhì)區(qū)，這稱作LDD(低摻雜漏極)結構。具體地，低濃度雜質(zhì)區(qū)覆蓋柵極的結構稱作GOLD(柵漏重疊的LDD)結構。N溝道晶體管尤其最好具有低濃度雜質(zhì)區(qū)。
該低濃度雜質(zhì)區(qū)可以引起不希望的電容。因此，在使用具有LDD結構或GOLD結構的TFT形成像素的情況下最好采用本發(fā)明的驅(qū)動方法。
隨后，形成作為夾層絕緣膜的絕緣膜28和29。絕緣膜28可以由包含氮的絕緣膜形成，并且在該實施方式中，由等離子體CVD形成厚度為100nm的硅氮化物膜。同時，通過使用有機材料或無機材料可以形成絕緣膜29。有機材料包括聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕刻材料、苯并環(huán)丁烯、硅氧烷以及聚硅氮烷。硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的結合物形成的骨架結構組成，其中，包括至少包含氫(諸如烷基群或芳烴)的有機組作為取代基。可選地，氟群可用作取代基。此外可選地，氟群和至少含氫的有機群可以用作取代基。使用包含聚合物材料(含硅(Si)和氮(N)的結合物)的液體材料作為原料形成聚硅氮烷。無機材料包括含氧或氮的絕緣膜，諸如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、硅氧氮化物(SiOxNy(x＞y))以及硅氮氧化物(SiNxOy(x＞y)(x，y＝1，2...))?？蛇x地，絕緣膜29可以具有這些絕緣膜的疊層結構。具體地，當通過使用有機材料形成絕緣膜29時，改進了均勻性而水分和氧被吸入有機材料中。為了阻止該情況，可以在有機材料上形成含無機材料的絕緣膜。最好使用含氮的絕緣膜作為無機材料，因為可以阻止諸如Na的堿離子進入。有機材料最好用于絕緣膜29，因為可以改進均勻性。
在夾層絕緣膜30中形成接觸孔。然后，形成第二導電膜，其用作開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12的源極引線和漏極引線24、信號線10以及電源線14?？梢酝ㄟ^使用諸如鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)以及硅(Si)的元素或者使用這種元素的合金膜形成第二導電膜。在該實施方式中，通過堆疊厚度分別為60nm、40nm、300nm和100nm的鈦(Ti)膜、鈦氮化物(TiN)膜、鋁硅合金(Al-Si)膜以及鈦膜形成第二導電膜。
形成絕緣膜31以便覆蓋第二導電膜。通過使用上述的夾層絕緣膜30的任何材料可以形成絕緣膜31。通過提供這種絕緣膜31可以實現(xiàn)高的開口率。
在設在絕緣膜31的開口中形成像素電極(也稱作第一電極)19。為了增加在開口中的像素電極的分級覆蓋(step coverage)，開口的末端部分最好是稍圓的以便有多個曲率半徑。通過使用諸如銦錫氧化物(ITO)、通過將2％到20％的鋅氧化物(ZnO)混合到銦氧化物中獲得的銦鋅氧化物(IZO)、通過將2％到20％的硅氧化物(SiO2)混合到銦氧化物中獲得的ITO-SiOx(為方便稱作ITSO或NITO)、有機銦以及有機錫的透光材料可以形成像素電極19。通過使用諸如從Ag、鉭、鎢、鈦、鉬、鋁以及銅中選擇的元素或主要含這種元素的合金或化合物材料的遮光材料也可以形成像素電極19。當通過使用有機材料形成絕緣膜31以改進均勻性時，形成像素電極的表面均勻性得以改進，這允許施加恒定電壓并防止短路。
在第一導電膜覆蓋像素電極19的區(qū)域430中可能出現(xiàn)不希望的電容耦合。通過本發(fā)明的驅(qū)動方法來阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變。
隨后，通過汽相淀積或噴墨打印形成電致發(fā)光層33。通過任意組合使用有機材料或無機材料的電子注入層(EIL)、電子傳輸層(ETL)、發(fā)光層(EML)、空穴傳輸層(HTL)、空穴注入層(HIL)等形成電致發(fā)光層33。注意，每層之間的界限不一定是清晰限定，并且還有各層的材料彼此部分地混合的情況，這使得邊界模糊。電致發(fā)光層33的結構并不限于前面提到的疊層結構。
通過濺射淀積或汽相淀積形成第二電極35。根據(jù)像素配置，電致發(fā)光層(發(fā)光元件)的第一電極(像素電極)19和第二電極35用作陽極或陰極。
最好使用金屬、合金、導電化合物及其混合物形成陽極，其中每種都具有高的功函數(shù)(4.0eV或更高的功函數(shù))。更具體地，可能使用ITO、通過將2％到20％的鋅氧化物(ZnO)混合到銦氧化物中獲得的IZO、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料的氮化物(TiN)等。
最好使用金屬、合金、導電化合物及其混合物形成陰極，其中每種都具有低的功函數(shù)(3.8eV或更低的功函數(shù))。更具體地，可能使用屬于周期表第一組或第二組的元素，即諸如Li和Cs的堿金屬、諸如Mg、Ca和Sr的堿土金屬、合金(Mg∶Ag、Ai∶Li)或含它們的化合物(LiF、CsF、CaF2)以及包括稀土金屬的過渡金屬。既然需要陰極發(fā)光，形成的這些金屬或包含它們的合金是極薄的并且用諸如ITO的金屬(包括合金)堆疊。
之后可以形成保護膜以覆蓋第二電極35。作為保護膜，可以使用硅氮化物膜或DLC膜。
以這種方式，可以完成發(fā)光裝置的像素。
在該實施方式中，示出橫截面視圖，與前面提到的實施方式中示出的視圖不同。注意，省略了與圖3相同部分的說明。
在圖9中，以如圖3中相同的方式進行直到形成夾層絕緣膜30的步驟。然后，在夾層絕緣膜30上形成接觸孔，并且形成信號線10和源極引線及漏極引線24。隨后，形成像素電極19，不提供絕緣膜31。
在圖10中，以如圖3中相同的方式進行直到形成夾層絕緣膜30的步驟。然后，在夾層絕緣膜30上形成接觸孔并且形成像素電極19。隨后，形成信號線10和源極引線及漏極引線24。在圖10中也不提供絕緣膜31。
在圖9和10中，之后以如圖3中相同的方式形成絕緣膜32、電致發(fā)光層33、第二電極35等，從而可以完成發(fā)光裝置的像素。
即使不提供絕緣膜31，也可能出現(xiàn)不希望的電容耦合。通過本發(fā)明的驅(qū)動方法阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變，這阻止了黑浮動。
在該實施方式中說明的是可以應用本發(fā)明驅(qū)動方法的像素配置。注意，省略與圖1相同部分的說明。
圖6示出像素配置，其中，除圖1中示出的像素配置外在電容器15的兩端提供第三晶體管21。第三晶體管21的功能是在每個預定周期期間使累積在電容器15中的電荷放電。該第三晶體管21也稱作擦除晶體管。由連到第三晶體管21柵極的掃描線23控制預定周期。
如果提供多個子幀周期，在短子幀周期期間由第三晶體管21使電容器15的電荷放電，使得占空比增加。
還在這種像素配置中，在施加反偏壓的情況下導通開關晶體管11。結果，使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)，從而阻止電勢由于不希望的電容耦合i而改變。此外，當從信號線10向?qū)ǖ拈_關晶體管11輸入不發(fā)光信號時，發(fā)光元件不發(fā)光。通過采用這種驅(qū)動方法，可以正確施加反偏壓并且可以阻止在圖6中示出的像素配置中的黑浮動。
圖7A示出像素配置，其中，除圖1中示出的像素配置外在驅(qū)動晶體管12和發(fā)光元件16之間提供第四晶體管36。第四晶體管36的柵極連到具有固定電勢的第二電源線34。所以，可以獨立于驅(qū)動晶體管12和第四晶體管36的柵源電壓向發(fā)光元件16提供恒定電流。該第四晶體管36也稱作電流控制晶體管。
圖7B示出不同于圖7A示出的像素配置的像素配置，不同之處在于，提供的具有固定電勢的第二電源34與掃描線平行。
圖7C示出不同于圖7A和圖7B示出的像素配置的像素配置，不同之處在于，第四晶體管的具有固定電勢的柵極連到驅(qū)動晶體管12的柵極。在圖7C中示出的像素配置中，不需要提供附加的電源線；所以，可以維持開口率。
在這種像素配置中，在施加反偏壓的情況下導通晶體管11。結果，使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)，從而阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變。此外，當從信號線10向?qū)ǖ拈_關晶體管11輸入不發(fā)光信號時，發(fā)光元件不發(fā)光。通過采用這種驅(qū)動方法，可以正確施加反偏壓并且可以阻止在圖7A到7C中示出的像素配置的黑浮動。
圖8示出像素配置，其中向圖7A示出的像素配置添加圖6示出的擦除晶體管。擦除晶體管允許使電容器15的電荷放電。不用說，可以對圖7B或7C示出的像素配置添加擦除晶體管。
在這種像素配置中，在施加反偏壓的情況下導通開關晶體管11。結果，使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)，從而阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變。此外，當從信號線10向?qū)ǖ拈_關晶體管11輸入不發(fā)光信號時，發(fā)光元件不發(fā)光。通過采用這種驅(qū)動方法，可以正確施加反偏壓并且可以阻止在圖8中示出的像素配置的黑浮動。
那就是說，本發(fā)明的反偏壓施加方法可以應用于任何像素配置。
在該實施方式中，說明了只有一個極性即單溝道配置的像素配置。
圖15A示出像素配置，其中，N溝道晶體管用于開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12，并且像素電極19是陽極而第二電極(反電極)是陰極。在該情況下，當向發(fā)光元件16施加正偏壓使得電流正向流過時，電源線14用作高電勢電源，而電流從像素電極流向反電極。當向發(fā)光元件16施加反偏壓時，電源線14用作低電勢電源，并且電流從反電極流向像素電極。在發(fā)光元件16的像素電極和驅(qū)動晶體管12的柵極之間提供電容器15以保持驅(qū)動晶體管12的柵源電壓。
圖15B示出像素配置，其中電流流經(jīng)發(fā)光元件16的方向與圖15A所示的方向相反。換言之，示出的是像素電極19是陰極而第二電極(反電極)是陽極的像素配置。在這種情況下，當向發(fā)光元件16施加正偏壓使得電流正向流過時，電源線14用作低電勢電源，并且電流從反電極流向像素電極。當向發(fā)光元件16施加反偏壓時，電源線14用作高電勢電源，并且電流從像素電極流向反電極。在電源線14和驅(qū)動晶體管12的柵極之間提供電容器15以便保持驅(qū)動晶體管12的柵源電壓。
圖15A和圖15B示出的每個像素配置可以具有如圖3所示的相同的橫截面結構。然而，在圖15A示出的像素配置的情況，需要在發(fā)光源16的像素電極和驅(qū)動晶體管12的柵極之間形成電容器15。同時，在圖15B示出的像素配置的情況，需要陽極和陰極彼此轉(zhuǎn)換。所以，對每個像素最好對形成在電致發(fā)光層33的陽極形成圖案，使得可以容易控制信號輸入。
既然按照該實施方式N溝道晶體管用于開關晶體管11和驅(qū)動晶體管12，分離地形成晶體管不是必需的。因此，可以改進薄膜晶體管等的產(chǎn)量等，使得發(fā)光裝置的成本降低。
當非晶體半導體膜用于每個晶體管時，最好采用這種單溝道像素配置。那就是說，既然用非晶體半導體膜可以容易形成N溝道晶體管，在使用非晶體半導體膜的情況下，單溝道像素配置是適合的。圖15C是通過使用非晶體半導體膜形成的驅(qū)動晶體管12的放大視圖。在絕緣襯底20上形成用作基底膜的絕緣膜，并且在絕緣膜上形成用作柵極的導電膜300。形成用作柵絕緣膜的絕緣膜301以覆蓋導電膜300，并且非晶體半導體膜302形成于其上。在非晶體半導體膜302上形成溝道保護膜303，其可以用作用于形成N溝道雜質(zhì)層的掩膜(n+區(qū))。然后，形成用作保護膜的絕緣膜308。
形成源極引線和漏極引線307以連到雜質(zhì)區(qū)。在該實施方式中，為增加均勻性形成絕緣膜309。最好通過使用有機材料來形成絕緣膜309以增加均勻性?？梢栽诮^緣膜308或絕緣膜309上形成源極引線和漏極引線307。
為改進電流供應容量，這種包括非晶體半導體膜的晶體管形成圖案的面積大且柵極大。因此，電容耦合增加，在這種情況下，最好采用本發(fā)明的驅(qū)動方法。
包括非晶體半導體膜的晶體管最好應用于單溝道像素配置。如果使用非晶體半導體膜，不需要結晶化步驟；因此，可以實現(xiàn)發(fā)光裝置等的成本降低。
在這種像素配置中，在施加反偏壓的情況下導通開關晶體管11。結果，使驅(qū)動晶體管12的柵極進入電不浮動狀態(tài)，從而阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變。此外，當從信號線10向?qū)ǖ拈_關晶體管11輸入不發(fā)光信號時，發(fā)光元件不發(fā)光。通過采用這種驅(qū)動方法，可以正確施加反偏壓并且可以阻止在圖15A到15C中示出的像素配置的黑浮動。
盡管在該實施方式中只使用了N溝道晶體管，不用說，在單溝道像素配置可以只使用P溝道晶體管。
包括發(fā)光元件的具有像素區(qū)域的顯示裝置可以應用于各種電子設備，諸如電視機(電視、電視接收機)、數(shù)字照相機、數(shù)字攝像機、移動電話機(移動電話)、諸如PDA的便攜式信息終端、便攜式游戲機、監(jiān)視器、計算機、諸如汽車音頻系統(tǒng)的放聲裝置以及設有記錄媒體的顯像裝置(諸如家用游戲機)。參考圖16A到16F說明了這些電子設備的具體示例。
圖16A示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的便攜式信息終端，其包括主體9201、顯示部分9202等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
圖16B示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的數(shù)字攝像機，其包括顯示部分9701和9702等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
圖16C示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的便攜式終端，其包括主體9101、顯示部分9102等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
圖16D示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的便攜式電視機，其包括主體9301、顯示部分9302等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
圖16E示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的便攜式計算機，其包括主體9401、顯示部分9402等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
圖16F示出使用本發(fā)明發(fā)光裝置的電視機，其包括主體9501、顯示部分9502等。本發(fā)明允許反向偏壓被正確施加，這使得發(fā)光元件的壽命更長。另外，既然根據(jù)本發(fā)明可以防止黑浮動，可以高質(zhì)量地顯示圖像。
如果上面提到的電子設備使用充電電池，它們的壽命隨著功率消耗的降低而增加，因此可以節(jié)約充電電池的費用。
在該實施方式中說明的是應用本發(fā)明驅(qū)動方法的掃描線驅(qū)動器電路的配置。
圖18A示出包括在掃描線驅(qū)動器電路的移位寄存器中的觸發(fā)電路的一種方式。觸發(fā)電路具有時鐘控制反相器212、反相器210以及時鐘控制反相器221。時鐘控制反相器212具有包括晶體管201和晶體管202的反相器207、包括晶體管203和晶體管204的第一補償電路208以及包括晶體管205和傳輸門206的第二補償電路209。
在反相器207中的晶體管201和晶體管202中的每個漏極連到時鐘控制反相器212的輸出端(OUT1)。晶體管201的源極連到提供電源電壓VDD的第一電源。晶體管202的源極連到提供電源電壓VSS的第二電源。晶體管201的柵極連到第二補償電路209而晶體管202的柵極連到第一補償電路208。
向第一補償電路208中的晶體管203和晶體管204中的每個柵極輸入來自用在前級的觸發(fā)電路中的時鐘控制反相器212的信號A。向晶體管203的源極輸入來自在前級之前的級的輸出端OUT1的信號A2。晶體管204的源極連到提供電源電壓VSS的第二電源。晶體管203和晶體管204中的每個漏極連到晶體管202的柵極。
向在第二補償電路209中的晶體管205的柵極和傳輸門206的第二控制端輸入來自隨后級的觸發(fā)電路的輸出端OUT2的信號B。晶體管205的源極連到提供電源電壓VDD的第二電源。向傳輸門206的第一控制端輸入來自隨后級的輸出端OUT2的信號B的反相信號Bb。向傳輸門206的輸入端輸入時鐘信號CK。注意，可以根據(jù)觸發(fā)電路的級用時鐘信號CK的反相信號CKb輸入傳輸門206的輸入端。晶體管205的漏極和傳輸門206的輸出端連到晶體管201的柵極。
時鐘控制反相器212的輸出端OUT1連到反相器210的輸入端和時鐘控制反相器221的輸出端。反相器210的輸出端和時鐘控制反相器221的輸入端連到觸發(fā)電路的輸出端OUT2。
在第二補償電路209中使用傳輸門206，但是本發(fā)明并不限于此?？梢允褂闷渌T如TFT的開關元件代替?zhèn)鬏旈T。在任一種情況下，需要與信號B同步來控制開關元件的開關。
輸入到晶體管203和晶體管204中的每個柵極的信號A不一定從前級的OUT1輸出，而可以從前級的任何端輸出。輸入到晶體管203的源極的信號A2不一定在前級之前的級的OUT1輸出，而可以從在前級之前的級的任何端輸出。輸入到晶體管205的柵極和傳輸門206的第二控制端的信號B不一定從隨后級的OUT2輸出，而可以從隨后級的任何端輸出。
P溝道晶體管用于晶體管201、晶體管203以及晶體管205，而N溝道晶體管用于晶體管202和晶體管204。
時鐘控制反相器221具有包括晶體管224和傳輸門225的第三補償電路222以及包括晶體管226和晶體管227的反相器223。
時鐘控制反相器221中的晶體管224的柵極和傳輸門225的第一控制端連到時鐘控制反相器212的輸出端OUT1。晶體管226的源極連到提供電源電壓VDD的第一電源。晶體管224和晶體管227中的每個源極連到提供電源電壓VSS的第二電源。向傳輸門225的輸入端提供反相時鐘信號CKb。傳輸門225的輸出端和晶體管224的漏極連到晶體管226的柵極。晶體管227的柵極連到觸發(fā)電路的輸出端OUT2。晶體管226和晶體管227的每個漏極連到時鐘控制反相器212的輸出端OUT1。
P溝道晶體管用于晶體管226，而N溝道晶體管用于晶體管202、晶體管224和晶體管227。
圖18B示出信號A、B、A2以及Bb、時鐘信號CK、從輸出端OUT1輸出的信號和從輸出端OUT2輸出的信號的時序圖，這些信號在圖18A中示出。
如圖18B的時序圖所示，在圖18A示出的觸發(fā)電路中，稱作下降時序的時序不是由時鐘信號CK而是由來自在前級之前的級的輸出端OUT1的信號A2確定，在下降時序，來自輸出端OUT1的信號從電源電壓VDD變化到電源電壓VSS。因此，當晶體管202與來自前級之前的級的輸出端OUT1的信號A2同步導通時，在周期T1期間晶體管202可以徹底截止。因此，可以阻止信號如虛線213所示提早下降。
最好，在時鐘控制反相器221中向輸出端OUT1提供電源電壓VSS的N溝道晶體管的溝道寬度W大于時鐘控制反相器212中向輸出端OUT1提供電源電壓VDD的P溝道晶體管201的溝道寬度W。根據(jù)這種結構，在周期T3期間，時鐘控制反相器221向輸出端OUT1的電流供應量可以比時鐘控制反相器212高；因此，在周期T3期間，輸出端OUT1可以更準確地維持在電源電壓VSS。
還在圖18A示出的觸發(fā)電路中，由與信號B同步工作的開關元件(傳輸門206)控制時鐘信號CK的輸入。因此，可能降低用于向觸發(fā)電路提供時鐘信號CK的引線的負載。
通常，時鐘控制反相器具有兩個串聯(lián)連接的N溝道晶體管和兩個串聯(lián)連接的P溝道晶體管。然而，當兩個晶體管串聯(lián)連接時，導通電流有下降的傾向。為增加導通電流，需要串聯(lián)連接的兩個晶體管的溝道寬度W大。結果，需要使用兩個晶體管的柵極(柵電容)作為負載的晶體管的溝道寬度W也大，并因此整個時鐘控制反相器的負載增加，這阻止了高頻工作。然而，根據(jù)本發(fā)明，不一定使用用于控制向時鐘控制反相器的輸出端的電壓供應的雙柵晶體管(串聯(lián)連接的兩個晶體管)，而可以替代使用單柵晶體管。因此，不需要晶體管溝道寬度W大并且可以使晶體管的尺寸更小，使得集成度高。另外，既然可能降低使用晶體管的柵極作為負載的元件的負載，整個時鐘控制反相器的負載可以降低并且高頻工作可以實現(xiàn)。此外，可以改進向輸出端的電流供應量同時降低溝道寬度W。因此，可以阻止從觸發(fā)電路輸出的信號的波形由于隨后級的電路的負載而變鈍。
在該實施方式中說明的是用于反相陽極電勢和陰極電勢的開關的電路圖。
圖19A示出的開關包括信號轉(zhuǎn)換部分(FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件)801以及連到其上的多個電平移動器802和803。電平移動器802連到構成反相器的晶體管804和805，而電平移動器803連到構成反相器的晶體管806和807。P溝道晶體管用于晶體管805和807，并且N溝道晶體管用于晶體管804和806。晶體管805的一個電極連到陽極電源，晶體管804的一個電極接地，并且包括這些晶體管的反相器的輸出端連到陽極端。晶體管807的一個電極連到陽極電源，晶體管806的一個電極連到陰極電源，并且包括這些晶體管的反相器的輸出端連到陰極端。
圖19B示出從電平移動器802和803輸出的信號波形。在從電平移動器803輸出的信號的電勢反相之后，從電平移動器802輸出的信號的電勢反相。然后，從電平移動器802輸出的信號的電勢返回到初始值，并且從電平移動器803輸出的信號的電勢返回到初始值。當陽極和陰極的電勢以這種方式交替反相時，可以正確施加反偏壓。
當本發(fā)明應用于這種開關電路時，可以提供能夠正確施加反偏壓的驅(qū)動方法。
本申請是基于2004年7月30日在日本專利局提交的日本專利申請2004-223024，通過引用將其全部內(nèi)容結合在此。
權利要求
1.一種發(fā)光裝置，包含發(fā)光元件；用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管；用于控制第一晶體管的第二晶體管；用于在施加反偏壓之后施加正偏壓的情況下使第一晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)的單元；以及用于確定第一晶體管的柵極電勢使得所述發(fā)光元件不發(fā)光的單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；以及用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管；以及在第一晶體管和所述發(fā)光元件之間的第四晶體管，其中第四晶體管的柵極具有固定的電勢。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的一個電極上形成的絕緣膜，其中，所述發(fā)光元件的一個電極通過在所述絕緣膜中形成的接觸孔連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中在第一晶體管的一個電極上形成所述發(fā)光元件的一個電極。
6.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有晶體半導體膜。
7.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有非晶體半導體膜。
8.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管具有柵極和覆蓋所述柵極的低濃度雜質(zhì)區(qū)。
9.一種發(fā)光裝置，包含電流供應線；電連接到所述電流供應線的發(fā)光元件；用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管；以及用于控制第一晶體管的第二晶體管；其中，至少在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后開始向所述發(fā)光元件提供正偏壓的時候，第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
10.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；以及用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管。
11.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管；以及在第一晶體管和所述發(fā)光元件之間的第四晶體管，其中，第四晶體管的柵極具有固定的電勢。
12.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的一個電極上形成的絕緣膜，其中，所述發(fā)光元件的一個電極通過在所述絕緣膜中形成的接觸孔連接。
13.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，其中在第一晶體管的一個電極上形成所述發(fā)光元件的一個電極。
14.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有晶體半導體膜。
15.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有非晶體半導體膜。
16.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管具有柵極和覆蓋所述柵極的低濃度雜質(zhì)區(qū)。
17.一種發(fā)光裝置，包含電流供應線；在陽極和陰極之間具有發(fā)光層的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件電連接到所述電流供應線；用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管；以及用于控制第一晶體管的第二晶體管；其中，當所述陰極的電勢從和所述陽極相同的電勢下降時，第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
18.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；以及用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管。
19.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管；以及在第一晶體管和所述發(fā)光元件之間的第四晶體管，其中，第四晶體管的柵極具有固定的電勢。
20.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，還包含在第一晶體管的一個電極上形成的絕緣膜，其中，所述發(fā)光元件的一個電極通過在所述絕緣膜中形成的接觸孔連接。
21.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，其中在第一晶體管的一個電極上形成所述發(fā)光元件的一個電極。
22.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有晶體半導體膜。
23.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有非晶體半導體膜。
24.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管具有柵極和覆蓋所述柵極的低濃度雜質(zhì)區(qū)。
25.一種發(fā)光裝置，包含第一掃描線；第二掃描線與第一掃描線連接的第一行像素；與第二掃描線連接的第二行像素，每個所述像素包含電流供應線；電連接到所述電流供應線的發(fā)光元件；用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管；用于控制第一晶體管的第二晶體管；其中，第一行像素中的第二晶體管和第二行像素中的第二晶體管是同時導通，這樣至少在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后開始向所述發(fā)光元件提供正偏壓的時候，在第一行像素中的和第二行像素中的第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而在第一行像素中的和第二行像素中的第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
26.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，每個所述像素還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；以及用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管。
27.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，每個所述像素還包含在第一晶體管的柵極和一個電極之間的電容器；用于對所述電容器的電荷放電的第三晶體管；以及在第一晶體管和所述發(fā)光元件之間的第四晶體管，其中，第四晶體管的柵極具有固定的電勢。
28.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，每個所述像素還包含在第一晶體管的一個電極上形成的絕緣膜，其中，所述發(fā)光元件的一個電極通過在所述絕緣膜中形成的接觸孔連接。
29.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，其中在第一晶體管的一個電極上形成所述發(fā)光元件的一個電極。
30.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有晶體半導體膜。
31.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管和第二晶體管具有非晶體半導體膜。
32.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)光裝置，其中第一晶體管具有柵極和覆蓋所述柵極的低濃度雜質(zhì)區(qū)。
33.一種包含發(fā)光元件、用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管、以及用于控制第一晶體管的第二晶體管的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，包含如下步驟在對所述發(fā)光元件施加反偏壓之后向其施加正偏壓的情況下，使第一晶體管的柵極進入電不浮動狀態(tài)；以及確定第一晶體管的柵極電勢使得所述發(fā)光元件不發(fā)光。
34.根據(jù)權利要求33所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，施加反偏壓的周期包含在施加反偏壓之前導通所有掃描線的周期。
35.根據(jù)權利要求33所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在導通所有掃描線的周期之前提供擦除周期。
36.根據(jù)權利要求33所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后提供關斷所有掃描線的周期。
37.根據(jù)權利要求33所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在一個幀周期中提供施加反偏壓的周期；所述一個幀周期包含m(m是2或更大的自然數(shù))個子幀周期SF1、SF2、…、SFm；以及所述m個子幀周期分別包含寫周期Ta1、Ta2、…、Tam和顯示周期Ts1、Ts2、…、Tsm。
38.一種包含電流供應線、電連接到所述電流供應線的發(fā)光元件、用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管、用于控制第一晶體管的第二晶體管的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，包含以下步驟在第一周期期間通過向LED施加正偏壓允許所述發(fā)光元件發(fā)光；在第二周期擦除在第一周期期間寫的數(shù)據(jù)；在第二周期之后的第三周期期間向LED施加反偏壓；以及在第三周期之后的第四周期期間向LED施加正偏壓，其中，至少在開始第四周期的時候，第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
39.根據(jù)權利要求38所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，施加反偏壓的周期包含在施加反偏壓之前導通所有掃描線的周期。
40.根據(jù)權利要求38所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在導通所有掃描線的周期之前提供第二周期。
41.根據(jù)權利要求38所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后提供關斷所有掃描線的周期。
42.根據(jù)權利要求38所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在一個幀周期中提供施加反偏壓的周期；所述一個幀周期包含m(m是2或更大的自然數(shù))個子幀周期SF1、SF2、…、SFm；以及所述m個子幀周期分別包含寫周期Ta1、Ta2、…、Tam和顯示周期Ts1、Ts2、…、Tsm。
43.一種包含電流供應線、電連接到所述電流供應線的在陽極和陰極之間具有發(fā)光層的發(fā)光元件、用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管、用于控制第一晶體管的第二晶體管的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，包含如下步驟在第一周期期間通過確定所述陰極的電勢低于所述陽極的電勢來允許所述發(fā)光元件發(fā)光；在第二周期擦除在第一周期期間寫的數(shù)據(jù)；在第二周期之后的第三周期期間確定所述陰極的電勢等于或高于所述陽極的電勢；以及在第三周期之后的第四周期期間降低所述陰極的電勢以具有低于所述陽極的電勢的電勢，其中，至少在開始第四周期的時候，第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
44.根據(jù)權利要求43所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，施加反偏壓的周期包含在施加反偏壓之前導通所有掃描線的周期。
45.根據(jù)權利要求43所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在導通所有掃描線的周期之前提供第二周期。
46.根據(jù)權利要求43所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后提供關斷所有掃描線的周期。
47.根據(jù)權利要求43所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在一個幀周期中提供施加反偏壓的周期；所述一個幀周期包含m(m是2或更大的自然數(shù))個子幀周期SF1、SF2、…、SFm；以及所述m個子幀周期分別包含寫周期Ta1、Ta2、…、Tam和顯示周期Ts1、Ts2、…、Tsm。
48.一種具有與第一掃描線連接的第一行像素和與第二掃描線連接的第二行像素的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，每個像素包含電流供應線、電連接到所述電流供應線的發(fā)光元件、用于驅(qū)動所述發(fā)光元件的第一晶體管、用于控制第一晶體管的第二晶體管，所述方法包含以下步驟在第一周期期間通過向LED施加正偏壓允許所述發(fā)光元件發(fā)光；在第二周期擦除在第一周期期間寫的數(shù)據(jù)；在第二周期之后的第三周期期間向LED施加反偏壓；以及在第三周期之后的第四周期期間向LED施加正偏壓，其中，第一行像素中的第二晶體管和第二行像素中的第二晶體管是同時導通，使得至少在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后開始向所述發(fā)光元件提供正偏壓的時候，在第一行像素中的和第二行像素中的第一晶體管的柵極被保持在不浮動狀態(tài)而在第一行像素中的和第二行像素中的第一晶體管被保持在截止狀態(tài)。
49.根據(jù)權利要求48所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，施加反偏壓的周期包含在施加反偏壓之前導通第一掃描線和第二掃描線的周期。
50.根據(jù)權利要求48所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在導通第一掃描線和第二掃描線的周期之前提供擦除周期。
51.根據(jù)權利要求48所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在向所述發(fā)光元件施加反偏壓之后提供關斷第一掃描線和第二掃描線的周期。
52.根據(jù)權利要求48所述的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中，在一個幀周期中提供施加反偏壓的周期；所述一個幀周期包含m(m是2或更大的自然數(shù))個子幀周期SF1、SF2、…、SFm；以及所述m個子幀周期分別包含寫周期Ta1、Ta2、…、Tam和顯示周期Ts1、Ts2、…、Tsm。
全文摘要
根據(jù)施加反偏壓的驅(qū)動方法，由于導體、絕緣體和導體的疊層結構或由于TFT的結構而出現(xiàn)電容。該電容阻止正常工作。本發(fā)明提供了像素配置，其至少包括用于驅(qū)動發(fā)光元件的驅(qū)動晶體管和用于控制驅(qū)動晶體管的開關晶體管，其中，在施加反偏壓之后施加正偏壓的情況下導通開關晶體管。結果，阻止電勢由于不希望的電容耦合而改變。
文檔編號G09G3/20GK1728218SQ200510088229
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權日2004年7月30日
發(fā)明者三宅博之, 福本良太, 巖淵友幸 申請人:株式會社半導體能源研究所