專利名稱：發(fā)光裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用發(fā)光元件的光發(fā)射顯示色彩的發(fā)光裝置，及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
利用電致發(fā)光元件(發(fā)光元件)的光發(fā)射的發(fā)光裝置視角寬并且功耗低。近年來，由于捕捉到了作為應用到各種信息處理裝置如電視接收機及汽車導航系統(tǒng)的顯示裝置的市場，可以提供高質(zhì)量圖像的發(fā)光裝置已經(jīng)得到了積極地研究和發(fā)展。
發(fā)光元件的亮度隨著發(fā)光時間而衰減。當發(fā)光元件保持高亮度發(fā)光時，這種衰減變得顯著。這種亮度衰減導致作為顯示裝置的發(fā)光裝置的顯示顏色的變化，導致圖像質(zhì)量退化。
因此，已經(jīng)研究了壽命長、并且根據(jù)發(fā)光時間抑制其亮度衰減的發(fā)光元件。例如，專利文獻1公開了一種驅(qū)動發(fā)光元件的方法，其中可以通過施加恢復電壓得到長壽命。重要的是延長發(fā)光元件的壽命以便提供可以顯示高質(zhì)量圖像的發(fā)光裝置。
日本專利公開物No.10-55154發(fā)明中容本發(fā)明提供了一種可以降低隨著發(fā)光時間或由于高亮度發(fā)光導致的其亮度衰減的發(fā)光裝置。而且，本發(fā)明涉及一種驅(qū)動方法，其可以根據(jù)發(fā)光時間以及高亮度發(fā)光來抑制亮度的降低。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，通過視覺混合其發(fā)射顏色不同的多個發(fā)光元件的發(fā)光可以得到多種不同亮度和色度的顯示顏色。通過形成視覺上被混合的顯示顏色，可以得到白色光發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，提供了發(fā)光顏色不同的多個第一發(fā)光元件、和發(fā)射白色的第二發(fā)光元件。當驅(qū)動本發(fā)明的發(fā)光裝置時，將視頻信號通過公共第一晶體管提供到第二晶體管，其被提供用于控制至第一發(fā)光元件的電流源。第二晶體管借助該視頻信號導通或關(guān)斷。第一發(fā)光元件在不同時刻發(fā)光或不發(fā)光。此處，當至少其中一個第一發(fā)光元件發(fā)光時，附加地提供發(fā)射白光的第二發(fā)光元件發(fā)光的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，提供了各自發(fā)射不同顏色的多個發(fā)光元件。當驅(qū)動本發(fā)明的發(fā)光裝置時，將視頻信號通過公共第一晶體管輸入到第二晶體管，其被提供用于控制至發(fā)光元件的電流源。第二晶體管借助該視頻信號導通或關(guān)斷。發(fā)光元件在不同時刻發(fā)光或不發(fā)光。此處，當至少其中一個發(fā)光元件發(fā)光時，附加地提供至少兩個發(fā)光元件同時發(fā)光以得到白色發(fā)射的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，提供了柵極信號線、源極信號線、n條電流源線(n是自然數(shù)，滿足2＝n)、電源、用于控制視頻信號輸入的第一晶體管、用于由電流源線控制電流源的n個第二晶體管、和發(fā)射顏色不同的n個發(fā)光元件。第一晶體管的柵電極電連接到柵極信號線而其第一電極電連接到源極信號線。第一晶體管的第二電極電連接到第二晶體管的柵電極。此處，在第m個發(fā)光元件中(m是自然數(shù)，滿足2＝m＝n-1)，第m個發(fā)光元件的第一電極通過第m個第二晶體管電連接到第m條電流源線而其第二電極通過第(m+1)個第二晶體管電連接到第(m+1)條電流源線。在第n個發(fā)光元件中，第一電極通過第n個第二晶體管電連接到第n條電流源線而第二電極電連接到電源。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，將電極和發(fā)光元件的發(fā)光層交替堆疊。本發(fā)明的發(fā)光裝置包括驅(qū)動晶體管和電流源線。此處，發(fā)光元件的電極分別通過不同的驅(qū)動晶體管電連接到不同的電流源線。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供顯示白色光發(fā)射的發(fā)光裝置。通過執(zhí)行白色光發(fā)射，可以提高顯示顏色的亮度和圖像的對比度。因此，例如，當通過混合紅、綠和藍色發(fā)光元件的光發(fā)射形成顯示顏色時，可以減小強加到每個發(fā)光元件上的負荷，形成長壽命的發(fā)光元件。


圖1是示出用在本發(fā)明的發(fā)光裝置中的驅(qū)動器電路的圖。
圖2是本發(fā)明的發(fā)光裝置的示意圖。
圖3是示出用在本發(fā)明的發(fā)光裝置中的驅(qū)動器電路的圖。
圖4是示出本發(fā)明的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法的圖。
圖5A到5C是示出本發(fā)明的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法的圖。
圖6是示出用在本發(fā)明的發(fā)光裝置中的驅(qū)動器電路的圖。
圖7是示出本發(fā)明的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法的圖。
圖8是本發(fā)明的發(fā)光裝置的像素部分的頂視圖。
圖9是本發(fā)明的發(fā)光裝置的像素部分的剖面圖。
圖10A到10C是示出應用本發(fā)明的電子設(shè)備的圖。
圖11A和11B是示出本發(fā)明的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法的圖。
具體實施例方式
下文中將描述本發(fā)明的一種模式。雖然本發(fā)明將參考附圖借助實例被全面描述，但是應當理解對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說各種變化和修改將是顯而易見的。因此，除非這些變化和修改脫離了本發(fā)明的范圍，否則它們應當被解釋為包括在其中。
(實施例模式1)下面將參考圖1描述包括在本發(fā)明的發(fā)光裝置的像素部分中的電路。
圖1是示出包括在本發(fā)明的發(fā)光裝置中的像素320的電路結(jié)構(gòu)的圖。
開關(guān)晶體管301、驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d均具有三個端子柵電極、漏極區(qū)域、和源極區(qū)域，其中溝道區(qū)域提供在漏極區(qū)域和源極區(qū)域之間。此處，因為晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等，源極區(qū)域和漏極區(qū)域不能清楚地區(qū)分，因此它們中的一個被稱為第一電極而另一個被稱為第二電極。此處，開關(guān)晶體管控制視頻信號輸入到驅(qū)動晶體管。通過根據(jù)輸入的視頻信號由電流源線控制電流源，驅(qū)動晶體管確定發(fā)光元件的發(fā)光或不發(fā)光。應當注意，開關(guān)晶體管301、驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d并不特別受限制并且可以使用包含由有機化合物形成的半導體層的有機薄膜晶體管以及MOS晶體管等。開關(guān)晶體管301可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管。此外，驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管，然而，優(yōu)選的是它們具有相同的極性，因為根據(jù)圖1示出的例子它們可以借助相同的視頻信號來控制。
發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d均具有兩個端子。每個發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d具有在第一電極和第二電極之間的發(fā)光層并且當電流因第一電極和第二電極之間的電位差而流動時發(fā)光。應當注意，當驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d是P溝道晶體管時，每個發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d的第一電極用作陽極而其第二電極用作陰極。另一方面，當驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d是N溝道晶體管時，每個發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d的第一電極用作陰極而其第二電極用作陽極。然而，發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d的發(fā)光顏色并不特別受限制，優(yōu)選的是它們分別發(fā)射不同顏色的光。此外，優(yōu)選的是其中一個發(fā)光元件顯示白色光發(fā)射或通過混合至少兩個發(fā)光元件的發(fā)光而顯示白色光發(fā)射。當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件303a顯示紅色光發(fā)射，當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件303b顯示綠色光發(fā)射，當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件303c顯示藍色光發(fā)射，并且當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件303d顯示白色光發(fā)射。此處，紅色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.6或更高以及y＝0.35或更低的顏色。綠色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.3或更低以及y＝0.6或更高的顏色。藍色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.15或更低以及y＝0.2或更低的顏色。白色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.25到0.35并且y＝0.25到0.35，且優(yōu)選為x＝0.28到0.32以及y＝0.28到0.32的顏色。應當注意，CIE-XYZ色度圖是基于X、Y和Z的三色值的色度圖。該色度圖基于X、Y和Z的三色值借助x和y坐標空間來顯示顏色。應當注意，不考慮亮度信息，色度定量地限定了光顏色的種類。
在開關(guān)晶體管301中，柵電極電連接到柵極信號線311而第一電極電連接到源極信號線312。發(fā)光元件303a、303b、303c和303d串聯(lián)連接。驅(qū)動晶體管302a的第一電極電連接到電流源線313a而其第二電極電連接到發(fā)光元件303a的第一電極。在驅(qū)動晶體管302b中，第一電極電連接到電流源線313b而其第二電極電連接到發(fā)光元件303b的第一電極。在驅(qū)動晶體管302c中，第一電極電連接到電流源線313c而其第二電極電連接到發(fā)光元件303c的第一電極。在驅(qū)動晶體管302d中，第一電極電連接到電流源線313d而其第二電極電連接到發(fā)光元件303d的第一電極。應當注意，發(fā)光元件303d的第二電極電連接到電源316。驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d的柵電極互相電連接。此外，電容器304提供在電容器線315和驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d的柵電極之間，從而可以保持驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d的柵電極的電位。此外，開關(guān)晶體管301的第二電極電連接到驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d的柵電極。
在該實施例模式中，描述了具有四個發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，然而，發(fā)光元件的數(shù)量并不限于此。然而，優(yōu)選的是提供至少兩個發(fā)光元件。驅(qū)動晶體管的數(shù)量和電流源線的數(shù)量也沒有特別受限。當提供n個(n優(yōu)選為兩個或更多)發(fā)光元件時，優(yōu)選地提供n條電流源線和n個驅(qū)動晶體管。優(yōu)選地在第m(2＝m＝n)個發(fā)光元件中，第一電極電連接到第m條電流源線并且第二電極電連接到第(m+1)條電流源線或電源。
接下來，將描述圖1中示出的電路的驅(qū)動方法。當選擇了柵極信號線311時，開關(guān)晶體管301導通并且從源極信號線312將視頻信號通過開關(guān)晶體管301輸入到驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d的柵電極。此處，當開關(guān)晶體管301是N溝道晶體管而驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d是P溝道晶體管時，當視頻信號為低(Low)時驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d導通而當視頻信號為高(High)時它們關(guān)斷。此外，當電流源線313a和313b具有不同的電位時，在發(fā)光元件303a的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件303a并且其發(fā)光。當電流源線313b和電流源線313c具有不同的電位時，在發(fā)光元件303b的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件303b并且其發(fā)光。當電流源線313c和電流源線313d具有不同的電位時，在發(fā)光元件303c的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件303c并且其發(fā)光。此外，當電流源線313d和電源316具有不同的電位時，在發(fā)光元件303d的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件303d并且其發(fā)光。
如上所述，發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d可以發(fā)光?？梢曰ハ嗒毩⒌乜刂瓢l(fā)光元件303a、303b、303c、和303d發(fā)光或不發(fā)光。因此，例如，通過將電流源線313a和313b設(shè)置在不同的電位并且將電流源線313b、313c、313d、和電源線316設(shè)置在相同的電位，可以僅發(fā)光元件303a發(fā)光?？商鎿Q地，通過將電流源線313a和313b設(shè)置在不同的電位同時將電流源線313b和313c，電流源線313c和313d，以及電流源線313d和電源316分別設(shè)置在不同的電位，發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d都可以發(fā)光。
上述的電路可以驅(qū)動發(fā)光元件發(fā)射白光。
(實施例模式2)在該實施例模式中，將描述包括具有實施例模式1中描述的電路結(jié)構(gòu)的像素的本發(fā)明的發(fā)光裝置及其驅(qū)動方法。
圖2是從頂部看到的應用本發(fā)明的發(fā)光裝置的示意圖。在圖2中，點線包圍的區(qū)域6510表示驅(qū)動器電路部分(源極驅(qū)動器電路)，區(qū)域6511表示像素部分，并且區(qū)域6512表示驅(qū)動器電路部分(柵極驅(qū)動器電路)。像素部分6511被提供有本發(fā)明的發(fā)光元件。驅(qū)動器電路部分6510和6512通過形成在基板6500上的配線連接到作為外部輸入端的FPC 6503。驅(qū)動器電路部分6510和6512通過從FPC(柔性印刷電路)6503接收視頻信號、時鐘信號、開始信號、重置信號等而被輸入信號。印刷配線板(PWB)6513附著到FPC 6503。驅(qū)動器電路部分6510被提供有移位寄存器6515、開關(guān)6516、和存儲器(鎖存器)6517和6518。驅(qū)動器電路部分6512被提供有移位寄存器6519和緩沖器6520。
驅(qū)動器電路部分不一定提供在與如上所述的像素部分6511相同的基板上，并且可以通過利用設(shè)置在FPC上的IC芯片提供在該基板的外面，在該FPC中形成配線圖案(TCP)等。此外，驅(qū)動器電路部分6510和6512的電路結(jié)構(gòu)不限于前面所述的，并且也可以采用其中電路具有與前面所述的不同的功能的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，像素部分6511被提供有設(shè)置在行方向上沿列方向延伸的多條源極信號線412。電流源線413a、413b、413c、和413d作為一組被設(shè)置在行方向上。此外，沿行方向延伸的多條柵極信號線411設(shè)置在列方向上。像素部分6511包括均具有與實施例模式1中描述的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的電路420。在縱向方向和橫向方向上設(shè)置均具有柵極信號線411、源極信號線412、電流源線413、電源416、開關(guān)晶體管401、驅(qū)動晶體管402a、402b、402c和402d、以及發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d的多個電路420。應當注意電路420可以包括電容器404。在電路420中，柵極信號線411對應于實施例模式1中的柵極信號線311同時源極信號線412對應于實施例模式1中的源極信號線312，電流源線413a、413b、413c、和413d對應于實施例模式1中的電流源線313a、313b、313c和313d，電源416對應于實施例模式1中的電源316，并且電容器線415對應于實施例模式1中的電容器線315。開關(guān)晶體管401對應于實施例模式1中的開關(guān)晶體管301，驅(qū)動晶體管402a、402b、402c和402d對應于實施例模式1中的驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d，并且電容器404對應于實施例模式1中的電容器304。發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d對應于實施例模式1中的發(fā)光元件303a、303b、303c、和303d。
發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d的發(fā)光顏色并不特別受限，然而優(yōu)選的是，這些發(fā)光元件中的任何一個顯示白色光發(fā)射。應當注意，在該實施例模式中，當在發(fā)光裝置外面發(fā)光時發(fā)光元件403a顯示紅色光發(fā)射，當在發(fā)光裝置外面發(fā)光時發(fā)光元件403b顯示綠色光發(fā)射，當在發(fā)光裝置外面發(fā)光時發(fā)光元件403c顯示藍色光發(fā)射，并且當在發(fā)光裝置外面發(fā)光時發(fā)光元件403d顯示白色光發(fā)射。應當注意，此處描述的紅、綠、藍和白色與實施例模式1中描述的那些相似。
接下來，描述驅(qū)動方法。圖4是示出隨著時間幀的操作的圖。在圖4中，橫向表示時間而縱向表示柵極信號線的掃描階段。
當通過利用本發(fā)明的顯示裝置顯示圖像時，在顯示周期中重復圖像的寫操作和顯示操作。該寫操作的數(shù)量并不特別受限，然而，優(yōu)選地在一秒內(nèi)執(zhí)行至少大約60次以便觀察者感覺不到閃爍。此處，將執(zhí)行一個圖像(一幀)的寫操作和顯示操作的周期稱為一幀周期。
通過時間分割將一幀分成子幀501、502、503、和504，其每一個分別包括寫周期501a和保持周期501b、寫周期502a和保持周期502b、寫周期503a和保持周期503b、寫周期504a和保持周期504b。
首先，在子幀501中，從第一行到最后一行執(zhí)行寫操作。因此，寫周期501a的開始時間在每行中是不同的。在寫周期501a后，開始保持周期501b。當在保持周期501b中將不同的電位施加到夾有發(fā)光層的第一電極和第二電極之間時，連接到驅(qū)動晶體管的發(fā)光元件發(fā)光，在寫周期501a中為其提供用于發(fā)光的信號。在該實施例模式中，在子幀501中，將不同的電位施加到發(fā)光元件403a的第一電極和第二電極，因而其發(fā)光。此時，施加電位以便其他發(fā)光元件403b、403c、和403d的相應第一和第二電極具有相同的電位。在保持周期501b后，開始子幀周期502。與子幀501的情況類似，從第一行到最后一行執(zhí)行寫操作。然后，在保持周期502b中發(fā)光元件403b發(fā)光。在子幀周期502中保持周期502b結(jié)束后，子幀503開始。在子幀503中，發(fā)光元件403c發(fā)光。在子幀503的保持周期503b之后，子幀504開始。在子幀504中，發(fā)光元件403d發(fā)光。重復上述操作直到子幀504的保持周期504b結(jié)束為止。在子幀504的操作結(jié)束后，下一幀開始。應當注意，在該實施例模式中發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d以該順序發(fā)射，然而，發(fā)光元件發(fā)光的順序并不特別受限，并且該順序可以任意改變以發(fā)光。
接下來描述寫周期中像素的驅(qū)動。在寫周期中，選擇第n行(n是自然數(shù))柵極信號線411，從而使連接到柵極信號線411的開關(guān)晶體管401導通。此時，同時將視頻信號輸入到第一列到最后一列的源極信號線。應當注意，每一列的從源極信號線412輸入的視頻信號是互相獨立的。通過連接到每條源極信號線的開關(guān)晶體管401將從源極信號線412輸入的視頻信號輸入到驅(qū)動晶體管402a、402b、402c、和402d的柵電極。根據(jù)發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d的第一電極和第二電極之間的電位差以及輸入到驅(qū)動晶體管402a、402b、402c、和402d的信號確定發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d的發(fā)光和不發(fā)光。例如，當驅(qū)動晶體管是P溝道晶體管時，當輸入低(Low)信號時發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d中的任何一個發(fā)光。另一方面，當驅(qū)動晶體管是N溝道晶體管時，當輸入高(High)信號時發(fā)光元件403a、403b、403c、和403d中的任何一個發(fā)光。
在對源極信號線的寫入結(jié)束的同時，第n行(n是自然數(shù))中的寫周期結(jié)束并且保持周期開始。接下來，第(n+1)行中的寫周期開始并且執(zhí)行與上面描述的相似的寫操作。通過重復上述操作，執(zhí)行從第一行到最后一行的寫操作。
如上所述，隨著發(fā)光元件403a、403b和403c順序地發(fā)光，利用余像效應視覺上混合每個發(fā)光元件的發(fā)光顏色，從而可以顯示各種顏色。應當注意，通過改變施加到每個發(fā)光元件的電壓來控制其亮度的光發(fā)射被適當組合以得到所需的顯示顏色。當顯示白光的發(fā)光元件403d發(fā)光時，感覺到顯示的顏色的亮度增加。因而，強加于發(fā)光元件403a、403b、和403c的負荷可以小于增大施加到發(fā)光元件403a、403b、和403c的電壓的情況，以提高顯示顏色的亮度。結(jié)果是，每個發(fā)光元件403a、403b、和403c的壽命可以是長的。此外，當顯示白光的發(fā)光元件403d發(fā)光時，上面描述的發(fā)光裝置可以顯示高對比度圖像。
在該實施例模式中描述的是所有發(fā)光元件都發(fā)光的模式，然而可以在發(fā)光元件403a和403b發(fā)光且發(fā)光元件403c不發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色?？商鎿Q地，可以在發(fā)光元件403a、403b、和403c中的任何一個都發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色。當執(zhí)行低亮度的顯示顏色時，顯示白色光發(fā)射的發(fā)光元件403d不一定發(fā)光。顯示白色光發(fā)射的發(fā)光元件403d發(fā)光時的時序、亮度等可以在顯示操作的序列中被適當控制。
(實施例模式3)在該實施例模式中，描述本發(fā)明的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其與實施例模式2中描述的其驅(qū)動方法不同。應當注意，可以使用與實施例模式2中描述的類似的像素部分的電路結(jié)構(gòu)。另外在該實施例模式中，引用圖3所示的參考數(shù)字。
下文中參考圖5A和5B描述的是該實施例模式的發(fā)光裝置的操作。圖5A和5B是示出幀隨著時間的操作的圖。圖5B是示出在一幀中在多個子幀的第一子幀中幀隨著時間的操作的圖。在圖5B中，橫向表示時間而縱向表示柵極信號線的掃描階段。
根據(jù)該實施例模式的發(fā)光裝置，如圖5A所示通過時間分割將一幀分成四個第一子幀601、602、603和604。通過時間分割將第一子幀601分成第二子幀611、612、613、和614(圖5B)。第二子幀611、612、613、和614每個包括寫周期和保持周期。通過時間分割將第一子幀602分成第二子幀621、622、623、和624(圖5C)。第二子幀621、622、623、和624每個包括寫周期和保持周期。通過時間分割將第一子幀603分成第二子幀631、632、633、和634(圖11A)。第二子幀631、632、633、和634每個包括寫周期和保持周期。通過時間分割將第一子幀604分成第二子幀641、642、643、和644(圖11B)。第二子幀641、642、643、和644每個包括寫周期和保持周期。被施加了用于發(fā)光的信號的發(fā)光元件在保持周期中發(fā)光。第二子幀611、612、613、和614的保持周期長度的比率是第二子幀611b∶612b∶613b∶614b＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。第二子幀621、622、623、和624的保持周期長度的比率是第二子幀621b∶622b∶623b∶624b＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。第二子幀631、632、633、和634的保持周期長度的比率是第二子幀631b∶632b∶633b∶634b＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。第二子幀641、642、643、和644的保持周期長度的比率是第二子幀641b∶642b∶643b∶644b＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。因此可以顯示4位灰度。然而，位數(shù)和灰度級并不限于前述的那些。例如，通過提供八個第二子幀可以顯示8位灰度或通過提供四個或更多第二子幀可以顯示4位灰度。
首先，描述在第一子幀601中的操作。應當注意，在第一子幀601中，相應地，寫周期611a和保持周期611b包括在第二子幀611中，寫周期612a和保持周期612b包括在第二子幀612中，寫周期613a和保持周期613b包括在第二子幀613中，以及寫周期614a和保持周期614b包括在第二子幀614中。首先，在第二子幀611中，順序從第一行到最后一行執(zhí)行寫操作。因此，寫周期的開始時間根據(jù)各行而不同。在寫周期611a結(jié)束后，保持周期611b開始。在保持周期中，被施加了用于發(fā)光的信號的發(fā)光元件發(fā)光。此外，在保持周期611b結(jié)束后，下一第二子幀612開始。在類似于第二子幀611從第一行到最后一行執(zhí)行了寫操作后，保持周期開始。重復上述操作，并且因而直到第二子幀614的保持周期結(jié)束為止。在如上所述在第一子幀601結(jié)束后，第一子幀602開始。與第一子幀601相似，在第一子幀602中從第二子幀621到第二子幀624重復寫周期和保持周期。應當注意，在第一子幀602中，寫周期621a和保持周期621b包含在第二子幀621中，寫周期622a和保持周期622b包含在第二子幀622中，寫周期623a和保持周期623b包含在第二子幀623中，并且寫周期624a和保持周期624b包含在第二子幀624中。此外，如圖11A所示，在第一子幀603中，寫周期631a和保持周期631b包含在第二子幀631中，寫周期632a和保持周期632b包含在第二子幀632中，寫周期633a和保持周期633b包含在第二子幀633中，并且寫周期634a和保持周期634b包含在第二子幀634中。如圖11B所示，在第一子幀604中，寫周期641a和保持周期641b包含在第二子幀641中，寫周期642a和保持周期642b包含在第二子幀642中，寫周期643a和保持周期643b包含在第二子幀643中，并且寫周期644a和保持周期644b包含在第二子幀644中。與第一子幀601相似，在第一子幀603中從第二子幀631到第二子幀634重復寫周期和保持周期。與第一子幀601相似，在第一子幀604中從第二子幀641到第二子幀644重復寫周期和保持周期。以這種方式，第一子幀601、602、603、和604中的每一個的光發(fā)射的累積時間對應于一幀中每個發(fā)光元件的發(fā)光時間。應當注意，在該實施例模式中，顯示紅色光發(fā)射的發(fā)光元件403a在第一子幀601中發(fā)光，顯示綠色光發(fā)射的發(fā)光元件403b在第一子幀602中發(fā)光，顯示藍色光發(fā)射的發(fā)光元件403c在第一子幀603中發(fā)光，并且顯示白色光發(fā)射的發(fā)光元件403d在第一子幀604中發(fā)光。借助第一子幀601、602、603、和604中的每一個的光發(fā)射的累積時間確定每個發(fā)光元件的亮度。
應當注意，在該實施例模式中，在所有行中的寫周期結(jié)束后保持周期開始，然而，本發(fā)明并不限于此。保持周期可以在其寫周期結(jié)束的行中順序開始。此外，在該實施例模式中，在所有行的保持操作結(jié)束后下一第二子幀的寫周期開始，然而，下一第二子幀的寫周期可以在其保持周期結(jié)束的行中順序開始。在那種情況下，在其保持周期比寫周期長的包括從第一行到最后一行的寫周期的子幀中，在保持周期后提供擦除周期從而可以強制地得到發(fā)光元件不發(fā)光的狀態(tài)。因此，可以防止第二子幀的寫周期和下一第二子幀的寫周期交迭。
在該實施例模式中，分別按照長度的減序設(shè)置第二子幀611到614、621到624、631到634、以及641到644。然而，它們不一定按照這種順序設(shè)置并且它們可以按照長度的升序或者隨意地設(shè)置。
接下來，描述寫周期中像素的驅(qū)動。在寫周期中，選擇了第n行(n是自然數(shù))柵極信號線411，從而使連接到柵極信號線411的開關(guān)晶體管401導通。此時，同時將視頻信號輸入到第一列到最后一列的源極信號線。應當注意，從每列的源極信號線412輸入的視頻信號是互相獨立的。通過連接到每條源極信號線的開關(guān)晶體管401將從源極信號線412輸入的視頻信號輸入到驅(qū)動晶體管402a、402b、402c、和402d的柵電極。根據(jù)其第一電極和第二電極之間的電位差和輸入到驅(qū)動晶體管402a、402b、402c、和402d的信號分別確定發(fā)光元件403a、403b、403c和403d發(fā)光或不發(fā)光。例如，在驅(qū)動晶體管是P溝道晶體管的情況下，當輸入低(Low)信號時發(fā)光元件403a、403b、403c和403d中的任何一個發(fā)光。另一方面，在驅(qū)動晶體管是N溝道晶體管的情況下，當輸入高(High)信號時發(fā)光元件403a、403b、403c和403d中的任何一個發(fā)光。
在對源極信號線的寫入結(jié)束的同時，第n行(n是自然數(shù))中的寫周期結(jié)束并且保持周期開始。接下來，第(n+1)行中的寫周期開始并且執(zhí)行與前述相似的寫操作。通過重復前述操作，執(zhí)行從第一行到最后一行的寫操作。
如上所述，隨著發(fā)光元件403a、403b和403c順序地發(fā)光，利用余像效應視覺上混合每個發(fā)光元件的發(fā)光顏色，從而可以顯示各種顏色。應當注意，通過改變每個發(fā)光元件的發(fā)光時間來控制其亮度的光發(fā)射被適當組合以得到所需的顯示顏色。當顯示白光的發(fā)光元件403d發(fā)光時，感覺到顯示的顏色的亮度增加。因而，強加于發(fā)光元件403a、403b、和403c的負荷可以小于增大發(fā)光元件403a、403b、和403c的發(fā)光時間的情況，以提高顯示顏色的亮度。結(jié)果是，每個發(fā)光元件403a、403b、和403c的壽命可以是長的。此外，當顯示白光的發(fā)光元件403d發(fā)光時，上面描述的發(fā)光元件可以顯示高對比度圖像。
該實施例模式描述的是所有發(fā)光元件都發(fā)光的模式，然而可以在發(fā)光元件403a和403b發(fā)光且發(fā)光元件403c不發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色。可替換地，可以在發(fā)光元件403a、403b、和403c中的任何一個都發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色。當執(zhí)行低亮度的顯示顏色時，顯示白色光發(fā)射的發(fā)光元件403d不一定發(fā)光。顯示白色光發(fā)射的發(fā)光元件403d發(fā)光時的時序、亮度等可以在顯示操作的序列中被適當控制。
(實施例模式4)在該實施例模式中，描述本發(fā)明的發(fā)光裝置及其驅(qū)動方法，其與實施例模式2中所描述的那些不同。
圖6是示出包括在本發(fā)明的發(fā)光裝置中的像素720的電路結(jié)構(gòu)的圖。
開關(guān)晶體管701、驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c均具有三個端子柵電極、漏極區(qū)域、和源極區(qū)域，其中溝道區(qū)域提供在漏極區(qū)域和源極區(qū)域之間。此處，因為晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等，源極區(qū)域和漏極區(qū)域不能清楚地區(qū)分，因此它們中的一個被稱為第一電極而另一個被稱為第二電極。此處，開關(guān)晶體管控制輸入到驅(qū)動晶體管的視頻信號。通過根據(jù)輸入的視頻信號由電流源線控制電流源，驅(qū)動晶體管確定發(fā)光元件的發(fā)光或不發(fā)光。應當注意，開關(guān)晶體管701、驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c并不特別受限制并且可以使用包含由有機化合物形成的半導體層的有機薄膜晶體管以及MOS晶體管等。開關(guān)晶體管701可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管。此外，驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c可以是N溝道晶體管或P溝道晶體管，然而，優(yōu)選的是它們具有相同的極性，因為根據(jù)圖6示出的例子它們借助相同的視頻信號來控制。
發(fā)光元件703a、703b、和703c均具有兩個端子。每個發(fā)光元件703a、703b、和703c具有在第一電極和第二電極之間的發(fā)光層，并且當電流因第一電極和第二電極之間的電位差而流動時發(fā)光。應當注意，當驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c是P溝道晶體管時，每個發(fā)光元件703a、703b、和703c的第一電極用作陽極而其第二電極用作陰極。另一方面，當驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c是N溝道晶體管時，每個發(fā)光元件703a、703b、和703c的第一電極用作陰極而其第二電極用作陽極。發(fā)光元件703a、703b、和703c的發(fā)光顏色并不特別受限，然而，優(yōu)選的是它們發(fā)射不同顏色的光。此外，優(yōu)選的是發(fā)光元件中的任何一個顯示白色光發(fā)射或通過混合至少兩個發(fā)光元件的光發(fā)射來顯示白色光發(fā)射。當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件703a顯示紅色光發(fā)射，當在發(fā)光元件外部發(fā)光時發(fā)光元件703b顯示綠色光發(fā)射，當在發(fā)光裝置外部發(fā)光時發(fā)光元件703c顯示綠色光發(fā)射。此處，紅色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.6或更高以及y＝0.35或更低的顏色。綠色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.3或更低以及y＝0.6或更高的顏色。藍色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.15或更低以及y＝0.2或更低的顏色。應當注意，CIE-XYZ色度圖是基于X、Y和Z的三色值的色度圖。該色度圖基于X、Y和Z的三色值借助x和y坐標空間來顯示顏色。應當注意，不考慮亮度信息，色度定量地限定了光顏色的種類。
在開關(guān)晶體管701中，柵電極電連接到柵極信號線711而第一電極電連接到源極信號線712。發(fā)光元件703a、703b、和703c串聯(lián)連接。驅(qū)動晶體管702a的第一電極電連接到電流源線713a而其第二電極電連接到發(fā)光元件703a的第一電極。在驅(qū)動晶體管702b中，第一電極電連接到電流源線713b且第二電極電連接到發(fā)光元件703b的第一電極。在驅(qū)動晶體管702c中，第一電極電連接到電流源線713c且第二電極電連接到發(fā)光元件703c的第一電極。在驅(qū)動晶體管702c中，第一電極電連接到電流源線713c且其第二電極電連接到發(fā)光元件703c的第一電極。發(fā)光元件703c的第二電極電連接到電源716。驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極互相電連接。此外，電容器704提供在電容器線715和驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極之間，從而可以保持驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極的每個電位。開關(guān)晶體管701的第二電極電連接到驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極的每一個。
下面描述這種電路的驅(qū)動方法。
當選擇了柵極信號線711時，開關(guān)晶體管701導通并且將視頻信號從源極信號線712通過開關(guān)晶體管701輸入到驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極。此處，當開關(guān)晶體管701是N溝道晶體管且驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c是P溝道晶體管時，當視頻信號為低(Low)信號時驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c導通，而當視頻信號為高(High)信號時它們關(guān)斷。此外，當電流源線713a和電流源線713b具有不同的電位時，在發(fā)光元件703a的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件703a并且其發(fā)光。當電流源線713b和713c具有不同的電位時，在發(fā)光元件703b的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件703b并且其發(fā)光。當電流源線713c和電源716具有不同的電位時，在發(fā)光元件703c的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差。因此，電流被提供到發(fā)光元件703c并且其發(fā)光。當電流源線713a和713b、713b和713c、713c和電源716同時分別具有不同的電位并且然后在每個發(fā)光元件703a、703b、和703c的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生電位差時，發(fā)光元件703a、703b和703c同時發(fā)光。如上所述，發(fā)光元件703a、703b、和703c可以發(fā)光。當發(fā)光元件703a、703b、和703c同時發(fā)光時可以得到白色光發(fā)射。白色光發(fā)射對應于在CIE-XYZ色度圖中的顏色坐標為x＝0.25到0.35并且y＝0.25到0.35，且優(yōu)選為x＝0.28到0.32以及y＝0.28到0.32的顏色。
接下來，描述利用上述電路結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法。
在該實施例模式中，發(fā)光裝置具有圖2的示意圖示出的結(jié)構(gòu)。
像素部分6511包括設(shè)置在行方向上沿列方向延伸的多條源極信號線712。電流源線713a、713b、和713c作為一組被設(shè)置在行方向上。此外，將沿行方向延伸的多條柵極信號線711設(shè)置在列方向上。像素部分6511包括具有與參考圖6所描述的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的電路。多個圖6的電路在縱向和橫向方向上設(shè)置，其每一個包括柵極信號線711、源極信號線712、電流源線713、電源716、開關(guān)晶體管701、驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c、發(fā)光元件703a、703b、和703c、以及電容器704。
發(fā)光元件703a、703b、和703c的發(fā)光顏色并不特別受限。應當注意在該實施例模式中，發(fā)光元件703a顯示紅色光發(fā)射，發(fā)光元件703b顯示綠色光發(fā)射，以及發(fā)光元件703c顯示藍色光發(fā)射。應當注意此處描述的紅、綠、和藍色與實施例模式1中描述的那些相似。
接下來，描述驅(qū)動方法。圖7是示出幀隨著時間的操作的圖。在圖7中，橫向表示時間而縱向表示柵極信號線的掃描階段。
當通過利用本發(fā)明的發(fā)光裝置顯示圖像時，在顯示周期中重復圖像的寫操作和顯示操作。該寫操作的數(shù)量并不特別受限，然而，優(yōu)選地在一秒內(nèi)執(zhí)行至少大約60次以便觀察者感覺不到閃爍。此處，包括一個圖像(一幀)的寫周期和顯示周期的周期被稱為一幀周期。
通過時間分割將一幀分成子幀801、802、803、和804，其每一個分別包括寫周期801a和保持周期801b、寫周期802a和保持周期802b、寫周期803a和保持周期803b、寫周期804a和保持周期804b。
首先，在子幀801中，從第一行到最后一行執(zhí)行寫操作。因此，寫周期801a的開始時間在每行中是不同的。在寫周期801a后，開始保持周期801b。當在保持周期801b中將不同的電位施加到夾有發(fā)光層的第一電極和第二電極之間時，連接到驅(qū)動晶體管的發(fā)光元件發(fā)光，在寫周期801a中為其提供用于發(fā)光的信號。在該實施例模式中，將不同的電位施加到發(fā)光元件703a的第一電極和第二電極，因而其發(fā)光。此時，給包括在發(fā)光元件703b和703c中的每一個中的第一電極和第二電極施加電位，以便它們具有相同的電位。在保持周期801b結(jié)束后，下一子幀802開始，并且類似于子幀801，從第一行到最后一行執(zhí)行寫操作。然后，在保持周期802b中發(fā)光元件703b發(fā)光。在子幀802中的保持周期802b結(jié)束后，子幀803開始。在子幀803中，發(fā)光元件703c發(fā)光。在子幀803中的保持周期803b結(jié)束后，子幀804開始。在子幀804中，發(fā)光元件703a、703b、和703c以相同的強度發(fā)光。通過重復上述操作，直到子幀804的保持周期804b結(jié)束。在子幀804中的操作結(jié)束后，下一幀開始。應當注意，在該實施例模式中發(fā)光元件703a、703b、和703c以該順序發(fā)光，然而，發(fā)光元件的發(fā)光順序并不特別受限，并且該順序可以適當改變。
接下來描述寫周期中像素的驅(qū)動。在寫周期中，選擇第n行(n是自然數(shù))柵極信號線711，并且使連接到柵極信號線711的開關(guān)晶體管701導通。此時，同時將視頻信號輸入到第一列到最后一列的源極信號線。應當注意，每一列的從源極信號線712輸入的視頻信號是互相獨立的。通過連接到每條源極信號線的開關(guān)晶體管701將從源極信號線712輸入的視頻信號輸入到驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的柵電極。此時，根據(jù)其第一電極和第二電極之間的電位差以及輸入到驅(qū)動晶體管702a、702b、和702c的信號分別確定發(fā)光元件703a、703b、和703c發(fā)光或不發(fā)光。例如，當驅(qū)動晶體管是P溝道晶體管時，當輸入低(Low)信號時發(fā)光元件703a、703b、和703c中的任何一個發(fā)光。另一方面，當驅(qū)動晶體管是N溝道晶體管時，當輸入高(High)信號時發(fā)光元件703a、703b、和703c中的至少一個發(fā)光。
當對源極信號線的寫操作結(jié)束時，第n行(n是自然數(shù))中的寫周期結(jié)束并且保持周期開始。接下來，第(n+1)行中的寫周期開始并且執(zhí)行相似的寫操作。通過重復上述操作，執(zhí)行從第一行到最后一行的寫操作。
如上所述，隨著發(fā)光元件703a、703b、和703c順序地發(fā)光，利用余像效應視覺上混合每個發(fā)光元件的發(fā)光顏色，從而可以顯示各種顏色。應當注意，通過改變施加到每個發(fā)光元件的電壓來控制其亮度的光發(fā)射被適當組合以得到所需的顯示顏色。當通過使發(fā)光元件703a、703b、和703c同時以相同強度發(fā)光而發(fā)射白光時，感覺到顯示的顏色的亮度增加。因而，強加于發(fā)光元件703a、703b、和703c的負荷可以小于增大施加到發(fā)光元件703a、703b、和703c的電壓的情況，以提高顯示顏色的亮度。結(jié)果是，每個發(fā)光元件703a、703b、和703c的壽命可以是長的。此外，當顯示白色光發(fā)射時，上面描述的發(fā)光裝置可以顯示高對比度圖像。
該實施例模式描述的是所有發(fā)光元件都發(fā)光的模式，然而可以在發(fā)光元件703a和703b發(fā)光且發(fā)光元件703c不發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色。可替換地，可以在發(fā)光元件703a、703b、和703c中的任何一個都發(fā)光的情況下來得到所需的顯示顏色。當執(zhí)行低亮度的顯示顏色時，發(fā)光元件703a、703b、和703c不一定用于白色光發(fā)射。用于發(fā)射白光的時序、亮度等可以在顯示操作的序列中被適當控制。
(實施例模式5)圖8是具有實施例模式1中描述的結(jié)構(gòu)的像素的頂視圖。圖9是沿著折線a-a′的圖8的剖面圖。
在圖8中，每個參考數(shù)字301、302a、302b、302c、302d、304、311、312、313a、313b、313c、313d、和315表示與圖1中所示的類似的部分。
開關(guān)晶體管301和驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d的柵電極通過由與源極信號線312相同的層形成的配線互相連接。
如圖9所示通過堆疊半導體層903a、柵絕緣層904、以及柵電極905形成驅(qū)動晶體管302a。如圖9所示通過堆疊半導體層903b、柵絕緣層904、以及柵電極905形成驅(qū)動晶體管302b。應當注意參考數(shù)字901表示基板且902表示基底絕緣層。
如圖8所示，提供電容器線315以便與柵電極905交迭。如圖9所示，在柵電極905和電容器線315之間提供絕緣層906以形成電容器304。
半導體層903a和電流源線313a通過連接部分互相連接，該連接部分通過絕緣層906形成。發(fā)光元件的電極908被提供在與電流源線313a等相同的層中并且通過連接部分907a連接到半導體層903a，該連接部分907a通過絕緣層906形成。利用這種結(jié)構(gòu)，驅(qū)動晶體管302a電連接到電流源線313a和發(fā)光元件的電極908。
半導體層903b和電流源線313b通過連接部分互相連接，該連接部分通過絕緣層906形成。發(fā)光元件的電極909通過連接部分907b連接到半導體層903b，該連接部分907b通過絕緣層906形成。利用這種結(jié)構(gòu)，驅(qū)動晶體管302b電連接到電流源線313b和發(fā)光元件的電極909。應當注意，發(fā)光元件的電極909被提供在絕緣層917的上方，其具有孔并且覆蓋電流源線313a等。
發(fā)光層913被提供在發(fā)光元件的電極908和電極909之間。發(fā)光層914、發(fā)光元件的電極910、發(fā)光層915、發(fā)光元件的電極911、發(fā)光層916、發(fā)光元件的電極912以這種順序堆疊在發(fā)光元件的電極909上方。發(fā)光元件的電極908、發(fā)光層913、和發(fā)光元件的電極909形成第一發(fā)光元件，發(fā)光元件的電極909、發(fā)光層914、和發(fā)光元件的電極910形成第二發(fā)光元件，發(fā)光元件的電極910、發(fā)光層915、和發(fā)光元件的電極911形成第三發(fā)光元件，并且發(fā)光元件的電極911、發(fā)光層916、和發(fā)光元件的電極912形成第四發(fā)光元件。應當注意，每個電極908、909、910、911、和912被提供在不同的層中并且其間插入均具有孔的絕緣層918、919、和920。第一、第二、第三、和第四發(fā)光元件被提供在絕緣層917、918、919、和920的孔中。
此處，發(fā)光元件的電極909、910、和911均用作實施例模式1中描述的發(fā)光元件的第一電極和第二電極。例如，發(fā)光元件的電極909用作第一發(fā)光元件的第二電極同時它用作第二發(fā)光元件的第一電極。發(fā)光元件的電極912用作第四發(fā)光元件的第二電極并用作實施例模式1中描述的電源316。在圖8中，電極908、909、910、和911的大小不同并且按該順序下降，然而，這只是被示出用于描述電極被提供在不同的層中。因此，電極908、909、910、和911的大小并不受限制。
應當注意，開關(guān)晶體管301、驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d的結(jié)構(gòu)并不特別受限制。它們可以具有任何頂柵型或底柵型結(jié)構(gòu)、單漏極結(jié)構(gòu)或LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)、以及單柵極結(jié)構(gòu)或多柵極結(jié)構(gòu)。包括在開關(guān)晶體管301、驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d中的半導體層的結(jié)晶性并不特別受限并且它可以是非晶半導體、、結(jié)晶半導體、混合了結(jié)晶和非晶的半導體、或半非晶半導體。此處，半非晶半導體具有在非晶和結(jié)晶(包括單晶和多晶)半導體之間的中間結(jié)構(gòu)和在自由能中穩(wěn)定的第三狀態(tài)并包括含有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)域。該膜的至少一部分包括0.5到20nm的晶粒。拉曼譜朝向低于520cm-1的波數(shù)移動。借助X-射線衍射在半非晶半導體膜中觀察到被認為來自于Si晶格的(111)和(220)的衍射峰。半非晶半導體膜包含至少1原子％或更多的氫或鹵素用于端接懸掛鍵。半非晶半導體也被稱為所謂的微晶半導體并利用硅化物氣體(等離子體CVD)通過輝光放電分解來得到。關(guān)于硅化物氣體，可以使用SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。硅化物氣體還可以利用H2、或H2和選自He、Ar、Kr、和Ne的稀有氣體元素中的一個或多個的混合物來稀釋。稀釋比例可以設(shè)置在1∶2到1∶1,000的范圍內(nèi)。壓力設(shè)置為大約在0.1到133Pa的范圍內(nèi)。功率頻率設(shè)置為1到120MHz，優(yōu)選為13到60MHz?；寮訜釡囟瓤梢栽O(shè)置為300℃或更低，優(yōu)選為100到250℃。關(guān)于膜中包含的雜質(zhì)元素，大氣組分的雜質(zhì)例如氧、氮以及碳的每個濃度優(yōu)選設(shè)置為1×1020/cm3或更小。特別地，氧濃度設(shè)置為5×1019/cm3或更小，優(yōu)選為1×1019/cm3或更小。利用半非晶半導體膜的TFT的遷移率是1到10cm2/Vsec。
發(fā)光層913、914、915、和916并不特別受限，并且它們可以由單層或多層形成。形成發(fā)光層的物質(zhì)也不特別受限。在該實施例模式中，發(fā)光層913顯示紅色光發(fā)射、發(fā)光層914顯示綠色光發(fā)射、發(fā)光層915顯示藍色光發(fā)射、并且發(fā)光層916顯示白色光發(fā)射，然而，每個發(fā)光元件的發(fā)光顏色并不限于這些。
對于形成顯示紅色光發(fā)射的發(fā)光層913，例如，可以使用包含下述的發(fā)光層例如，4-二氰亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(1，1，7，7-tetramethyl-9-julolidyl)ethenyl]-4H-pyran)(DCJT)、4-二氰亞甲基-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-t-butyl-6-[2-(1，1，7，7-tetramethyl julolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)(DCJTB)、periflanthene、以及2，5-雙氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯(2，5-dicyano-1，4-bis[2-(10-methoxy-1，1，7，7-tetramethyl julolidine-9-yl)ethenyl]benzene)。除此之外，也可以使用從受激的三重線態(tài)顯示光發(fā)射的物質(zhì)，如金屬絡合物。
對于形成顯示綠色光發(fā)射的發(fā)光層914，形成包含下述的發(fā)光層N，N′-二甲基喹吖啶酮(N，N′-dimethylquinacridon)(DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(tris(8-quinolinolato)aluminum)(Alq3)等。除此之外，也可以使用從受激的三重線態(tài)顯示光發(fā)射的物質(zhì)，如金屬絡合物。
對于形成顯示藍色光發(fā)射的發(fā)光層915，形成包含下述的發(fā)光層9，9′-二蒽基(9，9′-bianthryl)、9，10-二苯基蒽(9，10-diphenylanthracene)(DPA)、9，10-雙(2-萘基)蒽(9，10-bis(2-naphthyl)anthracene)(DNA)等。除此之外，也可以使用從受激的三重線態(tài)顯示光射的物質(zhì)，如金屬絡合物。
應當注意，可以將由具有高載流子(電子/空穴)傳輸特性的物質(zhì)形成的層提供在發(fā)光層913、914、915、和916的一部分中。因此，可以防止由于電極被提供得太接近于發(fā)光部分而使該發(fā)光部分不發(fā)光的現(xiàn)象。
此處，具有高電子傳輸特性的物質(zhì)是，例如，具有喹啉構(gòu)架或苯并喹啉構(gòu)架的金屬絡合物，例如，三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、三(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁(tris(5-methyl-8-quinolinolato)aluminum)(Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-羥基喹啉)鈹(bis(10-hydroxybenzo[h]-quinolinolato)beryllium)(BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯氧基-鋁(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolato-aluminum)(BAlq)等。具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)是，例如，芳香胺化合物(aromatic amine compound)(即，具有苯環(huán)-氮鍵的化合物)，例如4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-聯(lián)苯(4，4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl)(α-NPD)、4，4′-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(4，4′-bis[N-(3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl)(TPD)、4，4′，4″-三(N，N-聯(lián)苯-氨基)-三苯胺(4，4′，4″-tris(N，N-diphenyl-amino)-triphenylamine)(TDATA)、或4，4′，4″-三(N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基)-三苯胺(4，4′，4″-tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-triphenylamine)(MTDATA)。
用于輔助將電子或空穴從發(fā)光元件的電極注入到發(fā)光層913、914、915、和916的層可以被提供在發(fā)光層913、914、915、和916的一部分中。
作為可以輔助電子注入的物質(zhì)，可以使用堿金屬或堿土金屬化合物，例如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)等。此外，也可以使用具有高電子傳輸特性的物質(zhì)和其混合物，例如Alq3和堿土金屬，例如鎂(Mg)。作為可以輔助空穴注入的物質(zhì)，例如可以使用金屬氧化物，例如氧化鉬(MoOx)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鎢(WOx)、以及氧化錳(MnOx)。此外，可以使用酞菁基化合物，例如酞菁(H2Pc)和銅酞菁(CuPC)。此外，可以使用通過混合具有高空穴注入和傳輸特性的聚磺苯乙烯(PSS)、聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene)(PEDOT)等得到的高分子量材料。
應當注意，高分子量有機發(fā)光材料物理上強于低分子量有機發(fā)光材料，這導致形成更耐用的元件。此外，因為可以通過涂覆沉積高分子量有機發(fā)光材料，所以可以相對容易地形成元件。
對于形成顯示白色光發(fā)射的發(fā)光層916，例如，可以通過按下述順序通過沉積堆疊Alq3、部分地摻雜了尼爾紅(Nile Red)的Alq3、Alq3、p-EtTAZ、TPD(芳香族二胺)來獲得白色光發(fā)射。此外，當通過旋涂形成發(fā)光層時，優(yōu)選地在涂覆后在真空中烘焙基板。例如，將水狀的聚乙烯二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene)/聚磺苯乙烯(PEDOT/PSS)沉積在整個表面上并被烘焙。然后將摻雜了用于發(fā)光中心的顏料(例如，1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(1，1，4，4-tetraphenyl-1，3-butadiene)(TPB)、4-二氰亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(4-dicyanomethylene-2-methyl-6-(p-dimethylamino-styryl)-4H-pyran)(DCM1)、尼爾紅、或香豆素6)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液沉積在整個表面上并被烘焙。
應當注意，當驅(qū)動晶體管302a、302b、302c、和302d是P溝道晶體管時，優(yōu)選在發(fā)光層913、914、915、和916中，將可容易傳輸空穴的層形成在發(fā)光元件的電極908側(cè)上并將可容易傳輸電子的層提供在發(fā)光元件的電極912側(cè)上。當驅(qū)動晶體管302a、302b、302c和302d是N溝道晶體管時，優(yōu)選在發(fā)光層913、914、915、和916中，將可容易傳輸電子的層提供在發(fā)光元件的電極908側(cè)上并將可容易傳輸空穴的層提供在發(fā)光元件的電極912側(cè)上。
優(yōu)選地，發(fā)光元件的電極909、910、和911可以透射可見光。作為這種物質(zhì)，可以使用氧化銦錫、含氧化硅的氧化銦錫、通過混合2到20％的氧化鋅(ZnO)與氧化銦得到的氧化銦鋅、或通過混合百分之幾的氧化鎵(Ga2O3)與氧化鋅得到的氧化鋅鎵，然而，也可以使用除了這些以外的其他物質(zhì)。
優(yōu)選地，發(fā)光元件的電極908和912中的至少一個由這種物質(zhì)形成，如上所述其能夠透射可見光。當一個電極由可透射可見光的物質(zhì)形成時，優(yōu)選地另一電極在用作陰極的情況下由具有低功函數(shù)的物質(zhì)例如鋁形成，并且在用作陽極的情況下由具有高功函數(shù)的物質(zhì)例如銀形成。
本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置可以顯示白色光發(fā)射。此外，當通過利用第一、第二、和第三發(fā)光元件中的至少一個的光發(fā)射顯示顏色時，可以通過使用顯示白色光發(fā)射的第四發(fā)光元件的光發(fā)射來進一步提高其亮度。
(實施例模式6)圖10A到10C是應用本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子設(shè)備的圖。
圖10A示出了應用本發(fā)明的計算機，其包括主體5521、外殼5522、顯示部分5523、鍵盤5524等。通過并入本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部分5523，可以完成計算機。計算機的模式并不特別受限并且其可以是臺式的或膝上型計算機。
圖10B示出了應用本發(fā)明的移動電話，其包括主體5552、顯示部分5551、音頻輸出部分5554、音頻輸入部分5555、操作開關(guān)5556和5557、天線5553等。通過并入本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部分5551，可以完成該移動電話。
圖10C示出了應用本發(fā)明的電視機接收器，其包括顯示部分5531、外殼5532、揚聲器5533等。通過并入本發(fā)明的發(fā)光裝置作為顯示部分5531，可以完成該電視機接收器。
本發(fā)明的發(fā)光裝置完全適用于如上所述的多種電子設(shè)備的顯示部分。
雖然以計算機作為該實施例模式中的例子，但是本發(fā)明的發(fā)光裝置可以被并入移動電話、車輛導航系統(tǒng)、照明設(shè)備等中。
通過在顯示部分中使用本發(fā)明的發(fā)光裝置，如上所述的電子設(shè)備可以長時間提供較小退化的良好的顯示圖像。
本申請基于2004年4月22日在日本專利局提交的日本專利申請序列號No.2004-126798，在此結(jié)合其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，包括通過開關(guān)晶體管將視頻信號從源極信號線施加到第一晶體管和第二晶體管；在第一發(fā)光元件的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生第一電位差；在第二發(fā)光元件的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生第二電位差；基于視頻信號和第一電位差順序地使連接到第一晶體管的第一發(fā)光元件發(fā)光；并且基于視頻信號和第二電位差順序地使連接到第二晶體管的第二發(fā)光元件發(fā)光，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件發(fā)光，以便通過第一和第二發(fā)光元件混合的光在視覺上變成白色的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件是層疊的。
3.一種發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，包括通過開關(guān)晶體管將視頻信號從源極信號線施加到第一晶體管和第二晶體管；在第一發(fā)光元件的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生第一電位差；在第二發(fā)光元件的第一電極和第二電極之間產(chǎn)生第二電位差；基于視頻信號和第一電位差順序地使連接到第一晶體管的第一發(fā)光元件發(fā)光；并且基于視頻信號和第二電位差順序地使連接到第二晶體管的第二發(fā)光元件發(fā)光，其中第一發(fā)光元件發(fā)射白光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中第二發(fā)光元件發(fā)射不同于第一發(fā)光元件的發(fā)光顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件是層疊的。
6.一種發(fā)光裝置，包括源極信號線；第一電流源線；第二電流源線；第一晶體管；第二晶體管；第一發(fā)光元件；和第二發(fā)光元件，其中第一晶體管的柵電極和第二晶體管的柵電極電連接到源極信號線，其中第一發(fā)光元件的一個電極通過第一晶體管電連接到第一電流源線，其中第二發(fā)光元件的一個電極通過第二晶體管電連接到第二電流源線，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件串聯(lián)連接，并且其中第一發(fā)光元件發(fā)射白光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中第二發(fā)光元件發(fā)射不同于第一發(fā)光元件的發(fā)光顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件是層疊的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中第二晶體管和第一晶體管的柵電極互相電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，進一步包括開關(guān)晶體管，其中開關(guān)晶體管電連接到第二晶體管和第一晶體管的柵電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，進一步包括電容器線；和在電容器線和第一晶體管的柵電極之間的電容器。
12.一種發(fā)光裝置，包括源極信號線；第一電流源線；第二電流源線；第一晶體管；第二晶體管；第一發(fā)光元件；和第二發(fā)光元件，其中第一晶體管的柵電極和第二晶體管的柵電極電連接到源極信號線，其中第一發(fā)光元件的一個電極通過第一晶體管電連接到第一電流源線，其中第二發(fā)光元件的一個電極通過第二晶體管電連接到第二電流源線，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件串聯(lián)連接，并且其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件發(fā)光，以便通過第一和第二發(fā)光元件混合的光在視覺上變成白色的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件是層疊的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，其中第二晶體管和第一晶體管的柵電極互相電連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，進一步包括開關(guān)晶體管，其中開關(guān)晶體管電連接到第二晶體管和第一晶體管的柵電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，進一步包括電容器線；和在電容器線和第一晶體管的柵電極之間的電容器。
17.一種發(fā)光裝置，包括源極信號線；開關(guān)晶體管；第一晶體管；第二晶體管；第三晶體管；連接到第一晶體管的第一發(fā)光元件；連接到第二晶體管的第二發(fā)光元件；和連接到第三晶體管的第三發(fā)光元件，其中開關(guān)晶體管的一個電極連接到源極信號線并且開關(guān)晶體管的另一電極電連接到第一晶體管和第二晶體管和第三晶體管的柵電極，其中第一發(fā)光元件發(fā)射白光。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第二發(fā)光元件和第三發(fā)光元件發(fā)射不同于第一發(fā)光元件的發(fā)光顏色。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第一發(fā)光元件、第二發(fā)光元件和第三發(fā)光元件是層疊的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第三晶體管、第二晶體管和第一晶體管的柵電極互相電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，進一步包括電容器線；和在電容器線和第一晶體管的柵電極之間的電容器。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的第一電極通過第一晶體管連接到第一電流源線，第二晶體管的第一電極通過第二晶體管連接到第二電流源線，并且第三晶體管的第一電極通過第三晶體管連接到第三電流源線。
23.一種發(fā)光裝置，包括源極信號線；開關(guān)晶體管；第一晶體管；第二晶體管；第三晶體管；連接到第一晶體管的第一發(fā)光元件；連接到第二晶體管的第二發(fā)光元件；和連接到第三晶體管的第三發(fā)光元件，其中開關(guān)晶體管的一個電極連接到源極信號線并且開關(guān)晶體管的另一電極電連接到第一晶體管和第二晶體管和第三晶體管的柵電極，并且其中第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件發(fā)光，以便通過第一和第二發(fā)光元件混合的光在視覺上變成白色的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光裝置，其中第一發(fā)光元件、第二發(fā)光元件和第三發(fā)光元件是層疊的。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光裝置，其中第三晶體管、第二晶體管和第一晶體管的柵電極互相電連接。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光裝置，進一步包括電容器線；和在電容器線和第一晶體管的柵電極之間的電容器。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光裝置，其中第一晶體管的第一電極通過第一晶體管連接到第一電流源線，第二晶體管的第一電極通過第二晶體管連接到第二電流源線，并且第三晶體管的第一電極通過第三晶體管連接到第三電流源線。
28.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光裝置被并入選自包括諸如臺式計算機和膝上型計算機的計算機、諸如數(shù)碼相機和攝像機的攝影機、電視機接收器、導航系統(tǒng)、移動電話和照明設(shè)備的組的電子設(shè)備中。
29.根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光裝置被并入選自包括諸如臺式計算機和膝上型計算機的計算機、諸如數(shù)碼相機和攝像機的攝影機、電視機接收器、導航系統(tǒng)、移動電話和照明設(shè)備的組的電子設(shè)備中。
30.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光裝置被并入選自包括諸如臺式計算機和膝上型計算機的計算機、諸如數(shù)碼相機和攝像機的攝影機、電視機接收器、導航系統(tǒng)、移動電話和照明設(shè)備的組的電子設(shè)備中。
31.根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光裝置，其中該發(fā)光裝置被并入選自包括諸如臺式計算機和膝上型計算機的計算機、諸如數(shù)碼相機和攝像機的攝影機、電視機接收器、導航系統(tǒng)、移動電話和照明設(shè)備的組的電子設(shè)備中。
全文摘要
本發(fā)明提供依照發(fā)光時間和高亮度發(fā)光可以抑制亮度降低的發(fā)光裝置。此外，本發(fā)明涉及可以依照發(fā)光時間和高亮度發(fā)光抑制亮度降低的驅(qū)動方法。本發(fā)明的發(fā)光裝置通過視覺上混合多個發(fā)光顏色不同的發(fā)光元件的光發(fā)射可以顯示亮度和色度不同的多種顏色。當形成視覺上混合的顯示顏色時，可以顯示白色光發(fā)射。
文檔編號H01L27/32GK1977300SQ20058002066
公開日2007年6月6日 申請日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者大谷久, 棚田好文, 安西彩 申請人:株式會社半導體能源研究所