專利名稱：：用發(fā)光元件的發(fā)光器件、發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法及照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種包括通過(guò)施加電流發(fā)光的發(fā)光元件的發(fā)光器件，且尤其是涉及一種包括具有較小亮度退化的發(fā)光元件的發(fā)光器件，和用于減小亮度退化的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，可以通過(guò)施加電流獲得高亮度的發(fā)光元件如發(fā)光二極管(LED)和使用發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件(OLED:有機(jī)發(fā)光二極管)引起了許多注意。使用發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件的基本結(jié)構(gòu)具有在一對(duì)電極之間包括發(fā)光有機(jī)化合物的層。通過(guò)將電壓施加到該元件上，使來(lái)自一對(duì)電極的電子和空穴輸送給包括發(fā)光有機(jī)化合物的層，以使電流流動(dòng)。然后，發(fā)光有機(jī)化合物通過(guò)復(fù)合這些載流子(電子和空穴)而形成激發(fā)態(tài)，且當(dāng)激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生了發(fā)光。要注意的是，單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)是可能由有機(jī)化合物形成的激發(fā)態(tài)的類型，且自單重激發(fā)態(tài)的發(fā)光和自三重激發(fā)態(tài)的發(fā)光分別稱為熒光和磷光。通常形成為亞微米至幾微米薄膜的這種發(fā)光元件具有能夠被制造成薄而輕的很大優(yōu)點(diǎn)。另外，從載流子注入到光發(fā)射的時(shí)間約為微秒或更小，且非?？斓捻憫?yīng)速度是其中的一個(gè)特征。而且，由于在幾伏至幾十伏電壓數(shù)量級(jí)的直流電壓下可以獲得足夠的發(fā)光，所以功耗較小。從這些優(yōu)點(diǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看，已關(guān)注以上描述的發(fā)光元件作為下一代平板顯示元件。另外，在這種發(fā)光元件中，該對(duì)電極和包括發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光層形成為膜狀。因此，通過(guò)形成大面積的元件能夠容易地獲得平面光發(fā)射。由于這是難以從由白熾燈泡或LED代表的點(diǎn)光源或從由熒光代表的線光源獲得的特征，所以發(fā)光元件還用作許多用途作為可以應(yīng)用到照明設(shè)備等上的平面源。同時(shí)，通過(guò)如上所述施加電流發(fā)光的發(fā)光元件的輸出(亮度)由施加的電流量確定。因此，當(dāng)使發(fā)光元件發(fā)光時(shí)，通常通過(guò)將電流量控制為合適的值就可以獲得合適的亮度。要注意的是，在這種情況下亮度與電流密度的比稱為電流效率。只要該電流效率不變，通過(guò)施加恒定電流就可假定獲得恒定亮度。然而，事實(shí)是電流效率變化了。由于一般的發(fā)光元件的電流效率通過(guò)施加電流(或發(fā)光)逐漸降低，所以甚至當(dāng)施加恒定電流時(shí)其亮度也會(huì)逐漸降低。特別地，在使用發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件中，這種亮度退化很顯著，其成為開(kāi)發(fā)發(fā)光元件的阻力。因此，在這種領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)中，當(dāng)恒定電流保持流動(dòng)時(shí)，為了盡可能多地抑制亮度退化，已在材料和器件結(jié)構(gòu)方面作了許多改進(jìn)。結(jié)果，如今，已進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了在亮度半衰期(luminancehalf-life)中實(shí)現(xiàn)好幾萬(wàn)小時(shí)的發(fā)光元件，且許多人說(shuō)發(fā)光元件可以進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。要注意的是，恒定電流驅(qū)動(dòng)表示保持電流以恒定電流密度流動(dòng)。然而，由于認(rèn)識(shí)到亮度差(或亮度的不均勻性)甚至百分之幾的范圍，所以還沒(méi)有獲得足夠的可靠性用于需要微小的亮度退化的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，如個(gè)人計(jì)算機(jī)和電視的顯示應(yīng)用或照明應(yīng)用。雖然對(duì)于照明特別需要高的亮度，但鑒于預(yù)置的亮度越高、亮度退化進(jìn)行得就越快的發(fā)光元件的當(dāng)前情形，還沒(méi)有達(dá)到用于實(shí)際應(yīng)用的水平。還沒(méi)有充分地討論這種亮度退化的機(jī)理。然而，例如，存在其中對(duì)于保持恒定電流流動(dòng)的情況的亮度退化曲線(時(shí)間-亮度曲線)符合稱為變寬指數(shù)函數(shù)的函數(shù)、并考慮了亮度退化的機(jī)理的參考文獻(xiàn)(稱為非專利文獻(xiàn)l)。亮度退化具有雜亂相互纏繞的多個(gè)原因，且不幸地，基本上沒(méi)有闡明。然而，這種函數(shù)本身能夠非常精確地適合于亮度退化曲線。無(wú)論如何，上述的亮度退化，即，基本上認(rèn)為電流效率的降低是由有機(jī)材料的低衰退耐久性和有機(jī)薄膜易碎性導(dǎo)致的主要原因，可以說(shuō)材料和器件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是不夠的。因此，已試圖從驅(qū)動(dòng)方法的這一點(diǎn)來(lái)抑制亮度退化(例如，參考專利文獻(xiàn)l)。在專利文獻(xiàn)l中，雖然通過(guò)施加反向偏壓將亮度半衰期提高到兩倍長(zhǎng)，但沒(méi)有顯著地抑制亮度退化本身的出現(xiàn)。(非專利文獻(xiàn)1)MasahikoIshii等人，AppliedPhysicsLetters,第80巻(18)，3430-3432(2002)(專利文獻(xiàn)l)曰本專利特開(kāi)No.2003-323988
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光器件，其包括通過(guò)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置具有較小亮度退化的發(fā)光元件。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種用于減小發(fā)光元件亮度退化的驅(qū)動(dòng)方法。如上所述，發(fā)光元件顯示出了電流效率通過(guò)施加電流(發(fā)光)而降低，且這是來(lái)源于元件的材料和結(jié)構(gòu)不可避免的現(xiàn)象。因此，為了減小亮度退化，可隨著時(shí)間增加電流量，來(lái)校正電流效率隨著時(shí)間的降低。然而，存在以下可能的原因，當(dāng)電流量增加太多時(shí)會(huì)引起亮度對(duì)比度增加，而不是減小亮度退化，同時(shí)當(dāng)電流量增加太小時(shí)不能夠抑制亮度退化。而且，如何適當(dāng)?shù)卦黾佑糜谝种屏炼韧嘶碾娏髁扛鶕?jù)發(fā)光元件的組成材料和結(jié)構(gòu)顯著變化。發(fā)明人的大量早期研究最后發(fā)現(xiàn)可以用下面的方式克服這些困難。即，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，發(fā)光器件包括發(fā)光元件和裝置，該發(fā)光元件包括在陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光層，該裝置根據(jù)下面的公式(1)用于隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，t是發(fā)光時(shí)間，且k和p分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)(positiveparameter)。而且，在本發(fā)明的另一方面中，發(fā)光器件包括發(fā)光元件和裝置，該發(fā)光元件包括在陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光層，該裝置根據(jù)下面的公式(2)用于隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，t是發(fā)光時(shí)間，且k，和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。另外，J表示從O到t的積分。)而且，在本發(fā)明的另一方面中，發(fā)光器件包括發(fā)光元件和裝置，該發(fā)光元件包括在陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光層，該裝置根據(jù)下面的公式(3)用于控制在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度的增加率Y。Y=eXp[{(Y+l)-k't/2}P]…(3)(t是發(fā)光時(shí)間，且k和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。另外，當(dāng)發(fā)光元件中的電流密度的初值由J。表示且發(fā)光元件中的電流密度由J表示時(shí)，Y-J/J。。)此外，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)公式(4)，通過(guò)增加以占空比(dutyrate)n(0<n<100)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件的電壓，電流量會(huì)隨著時(shí)間適當(dāng)?shù)卦黾右砸种屏炼韧嘶＜?，在本發(fā)明的另一方面中，發(fā)光器件包括發(fā)光元件、第一裝置和第二裝置，該發(fā)光元件包括在陽(yáng)極和陰極之間的發(fā)光層，第一裝置用于以占空比n(0<n<100)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件，且第二裝置用于根據(jù)下面的公式(4)增加發(fā)光元件的電壓V。要注意的是，在該情況下通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)恼伎毡?，可以將在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流量的增加率控制為適當(dāng)?shù)谋嚷?。V=(J。/g(Q則)"鄰')'.，(4)(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，f(t，)是保持時(shí)間(reservetime)t，(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間(passingtime))為變量的單調(diào)減函數(shù)，且g(Q)是每單位面積的電荷總量Q為變量的單調(diào)減函數(shù)。另外，Q10。是當(dāng)由占空比為100和電流密度J。的恒定電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件時(shí)流動(dòng)的每單位面積的電荷總量，當(dāng)發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間由t"表示時(shí)，Q,。。由公式Qi。。=J。t，，表示。)要注意的是，保持時(shí)間t，(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)是從某一任意點(diǎn)測(cè)量的時(shí)間，例如，從驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件開(kāi)始逝去的時(shí)間，且當(dāng)具有占空比為100的發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間由t表示時(shí)，驅(qū)動(dòng)時(shí)間t"是由公式t"=tn/100表示的時(shí)間。下面的t，和t"與由上述定義的同義。在該情況下，作為用于將由公式(4)表示的電壓施加到發(fā)光元件的方法，關(guān)心驅(qū)動(dòng)具有與通過(guò)以100的占空比和電流密度J。的恒定電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件相同結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)元件并由運(yùn)算放大器將監(jiān)測(cè)元件的電壓施加到發(fā)光元件上的方法。因此，本發(fā)明包括發(fā)光器件，其中第二裝置包括具有與發(fā)光元件相同結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)元件、用于將電流密度J。的恒定電流供給監(jiān)測(cè)元件的恒流源和用于將施加到監(jiān)測(cè)元件的電壓施加到發(fā)光元件的運(yùn)算放大器。要注意的是，監(jiān)測(cè)元件不必具有與發(fā)光元件相同的結(jié)構(gòu)，只要發(fā)光元件的電壓V可以根據(jù)公式(4)增加就行。要注意的是，因?yàn)樵谑褂冒l(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件中相對(duì)地表示電流效率降低，所以本發(fā)明的方面對(duì)于使用發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件特別有用。作為發(fā)光有機(jī)化合物，優(yōu)選的是磷光材料。而且，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件適合于如需要高亮度和長(zhǎng)壽命的照明i殳備的應(yīng)用。根據(jù)以上描述的本發(fā)明的概念，本發(fā)明可以提供用于減小發(fā)光元件的亮度退化的驅(qū)動(dòng)方法。即，本發(fā)明包括發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法，其中施加到發(fā)光元件上的電流的電流密度隨著時(shí)間根據(jù)公式(1)至(3)中的任何一個(gè)增加，且還包括發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法，其中以占空比n(0<n<100)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件，且根據(jù)下面的公式(4)增加發(fā)光元件的電壓。說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光器件表示使用發(fā)光元件的圖像顯示器件或發(fā)光器件。另外，具有貼附到發(fā)光元件上的連接器例如柔性印刷電路(FPC)、TAB(自動(dòng)載帶鍵合)帶或TCP(載帶封裝)的模塊、具有在TAB帶或TCP的尖端處提供印刷布線板的模塊、和具有通過(guò)COG(玻璃上的芯片)方法直接裝配在發(fā)光元件上的IC(集成電路)的模塊都包括在發(fā)光器件中。通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，可以獲得包括具有較小亮度退化的發(fā)光元件的發(fā)光器件。在附圖中圖1A和1B是示出如何獲得每單位面積的電荷總量的圖；圖2A和2B是示出發(fā)光元件的電壓-電流密度曲線的圖；圖3是闡明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的圖4是示出發(fā)光元件的亮度退化曲線的圖5是示出在實(shí)施例1中的電流密度隨著時(shí)間變化的圖；圖6是示出在實(shí)施例3中的電流密度的增加率隨著時(shí)間變化的圖；圖7A和7B是示出在實(shí)施例4中的電壓-電流密度曲線的圖；圖8是示出在實(shí)施例4中的S和n變化的圖9是說(shuō)明具有根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)元件和發(fā)光元件的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)圖10A和10B是說(shuō)明可以應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件上的像素電路的結(jié)構(gòu)圖ll是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中的像素電路實(shí)例的圖；圖12是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中像素實(shí)例的圖；圖13是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中顯示部分的結(jié)構(gòu)實(shí)例的垂直截面圖14A和14B是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中的顯示部分、掃描線驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖15A和15B是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中的顯示部分、掃描線驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路的多個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖；以及圖16A至16E是說(shuō)明將本發(fā)明應(yīng)用到電子設(shè)備上的圖。具體實(shí)施例方式以下將利用工作原理和具體的構(gòu)成結(jié)構(gòu)詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例模式。首先，將描述本發(fā)明的工作原理。假設(shè)在連續(xù)照明之前的發(fā)光元件通過(guò)施加電流密度J。(在下文，J。稱作為電流密度的初值，且L。稱為初始亮度)的電流以亮度L。發(fā)光。當(dāng)保持電流密度J。的電流流動(dòng)到該發(fā)光元件(即，恒定電流驅(qū)動(dòng))時(shí)，發(fā)光元件的亮度從初始亮度L。逐漸降低。根據(jù)非專利文獻(xiàn)1,亮度根據(jù)由下面的公式(5)表示的"變寬的(stretched)指數(shù)函數(shù)"降低是公知的。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>…(5)(t是發(fā)光時(shí)間，且L(t)是相對(duì)亮度(亮度L與初始亮度L。的比)。即，L(t)-L/L。，其中L(0)-1。而且，T和P分別是由發(fā)光元件確定的正參數(shù)，其中T稱為衰減時(shí)間(單位時(shí)間)，且P稱為方差因數(shù)(無(wú)單位)。)在此，利用k-l/T,公式(5)可以重寫(xiě)為下面的/>式(6)。L/L0=exp[-(k't)p…(6)要注意的是，在P=l的情況下，公式(6)可以表達(dá)成"L/L。=exp[-(k■t)]，，。由于該公式接近類似第一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速率定律，所以當(dāng)有助于發(fā)光的分子對(duì)發(fā)光沒(méi)有影響時(shí)(實(shí)際上，k的單位是[時(shí)間—)，從相似性出發(fā)可以把k當(dāng)作速率常數(shù)。另外，P是改變指數(shù)曲線形狀的參數(shù)，且特別地，在0〈P^1的范圍中，P越小，曲線隨著公式(6)的初始退化就越大。其間，發(fā)光元件的亮度L通常由使用電流效率Ti和電流密度J的下面的公式(7)表示。另外，在恒定電流驅(qū)動(dòng)的情況下，可以將公式(7)表達(dá)為用卜J。賦值的以下公式(8)(J。是電流密度的初值且是恒定值)。L-ti.J…(7)L-T]-Jo…(8)因此，在恒定電流驅(qū)動(dòng)的情況下，下面的公式(9)可以由公式(6)和(8)得出。T]=L0/J0'exp[-(k't)p…(9)在此，L。/J。是"初始亮度/初始的電流密度"，其表示在初始條件下，即在連續(xù)照明之前的電流效率n。。因此，該公式(9)示出了"當(dāng)保持電流以恒定電流密度j。流動(dòng)時(shí)，電流效率n隨著時(shí)間從n。(=l。/j。)降低"的現(xiàn)象。即，確定的是在恒定電流驅(qū)動(dòng)下由公式(6)表示的亮度退化曲線與由公式(9)表示的電流-效率降低曲線是同義的。只要電流效率T1依照公式(9)降低，在保持施加的恒定電流的方法中亮度也會(huì)降低。因此，發(fā)明人認(rèn)為，可以通過(guò)以合適的速率增加電流的量來(lái)抑制亮度退化。由于當(dāng)電流的量增加太小時(shí)對(duì)亮度退化的抑制作用較小，而當(dāng)電流的量增加太大時(shí)產(chǎn)生了亮度對(duì)比度大大增加的另一缺陷，所以在此重要的是，如何建立增加電流的量而不4艮多地增加亮度，且以便盡可能多地抑制退化，其是本發(fā)明的一個(gè)特征。而且，在本發(fā)明中，特征之一是如何增加由使用發(fā)光時(shí)間作變量的函數(shù)(公式)表示的電流量，因?yàn)閮H通過(guò)編程就可以容易地獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件，以便根據(jù)這樣的公式和提供能夠存儲(chǔ)發(fā)光時(shí)間的存儲(chǔ)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件。首先，當(dāng)在公式(7)中賦值表示電流效率通式的公式(9)時(shí)，可以獲得下面的公式(10)。L=L0/J0'exp[-(k,t)p'J…(10)在此，假設(shè)在公式(IO)中將亮度L保持在初始亮度L。(即，隨著時(shí)間沒(méi)有亮度退化)。在這種情況下，通過(guò)在公式(IO)中賦值I^L。并進(jìn)行變形可以獲得下面的公式(1)。J-Jo'exp[(k't,…(1)(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，t是發(fā)光時(shí)間，且k和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。)要注意的是，發(fā)光時(shí)間表示發(fā)光元件發(fā)光的時(shí)間。當(dāng)滿足公式(9)時(shí)，為了將亮度L保持在初始亮度L。，公式(l)理論上是表示如何隨著時(shí)間從電流密度J。的初值增加電流密度J的公式。因此，通過(guò)根據(jù)公式(1)增加用于發(fā)光元件的電流量，可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件。另外，制造包括發(fā)光元件和裝置(具體地，能夠存儲(chǔ)發(fā)光時(shí)間和根據(jù)公式(1)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的程序的存儲(chǔ)電路)的發(fā)光器件，以便可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光器件，該裝置用于根據(jù)公式(1)隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J。要注意的是，可以通過(guò)以初始亮度L。(即，以電流密度的初值J。(=常數(shù))驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件)由恒定電流驅(qū)動(dòng)預(yù)先驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件，并使得到的亮度退化曲線(時(shí)間-亮度曲線)適合于公式(6)，來(lái)獲得參數(shù)k和P。因此，可以由以下步驟獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件和使用該發(fā)光元件的發(fā)光器件確定用于實(shí)際應(yīng)用的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度；通過(guò)在該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線，從亮度退化曲線獲得參數(shù)k和e;在公式(1)中賦值獲得的參數(shù)k和P;根據(jù)其中賦值參數(shù)k和P的公式(1)編程來(lái)增加電流密度J;以及根據(jù)該程序驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件。然而，可從加速試驗(yàn)獲得參數(shù)k和P。即，只要獲得了對(duì)于亮度的參數(shù)k和P的加速因數(shù)，即使實(shí)際應(yīng)用的亮度為1000cd/m2，可以初始亮度為5000cd/m2由恒定電流驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件以獲得參數(shù)k和P，且對(duì)于在初始亮度為1000cd/m'下恒定電流驅(qū)動(dòng)的情況可轉(zhuǎn)換獲得的參數(shù)k和P。如上所述，實(shí)施例模式1具有通過(guò)應(yīng)用非常簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式如公式(1)可以容易地獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件的優(yōu)點(diǎn)。上述的公式(9)是表示在恒定電流驅(qū)動(dòng)下電流效率降低的公式。因此，當(dāng)電流的量隨著時(shí)間增加時(shí)，沒(méi)有恒定電流驅(qū)動(dòng)，實(shí)際上可以比公式(9)更多地加速電流效率的降低(即，可以偏離由公式(9)得出電流效率的降低)。因此，在實(shí)施例模式2中，校正電流效率降低的差異，以提供表12示在理論上如何增加用于獲得恒定亮度的電流量的理論公式，盡管理論公式略微麻煩。首先，當(dāng)在公式(9)中賦值k-k，丄時(shí)，可以獲得下面的公式(ll)。T|=Lo/Jo.exp[-(k，'J0't)p]…(11)在此，在公式(11)的右手側(cè)中，"J。.t，，表示每單位面積的電荷總量Q，其在發(fā)光元件中流動(dòng)直到發(fā)光時(shí)間t的點(diǎn)。即，無(wú)論是否使用恒定電流驅(qū)動(dòng)，相信電流密度n的降低實(shí)際上由使用在發(fā)光元件中流動(dòng)的每單位面積的電荷總量Q的下面公式(12)表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>另外，每單位面積的電荷總量Q由使用在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J的以下積分公式(13)表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(J表示從0到t的積分)因此，可以從公式(12)和(13)獲得下面的公式(14)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>該公式(")是可以表示在不僅恒定電流驅(qū)動(dòng)而且其中改變電流量驅(qū)動(dòng)的情況下，電流效率如何根據(jù)在發(fā)光元件中流動(dòng)的電荷總量(即，積分條件)降低的公式。即，甚至當(dāng)電流密度隨著時(shí)間不恒定而是如由圖1A中的時(shí)間-電流密度曲線所示改變時(shí)，也通過(guò)獲得每單位面積的電荷總量Q(對(duì)應(yīng)于圖1A中陰影區(qū)域的面積)能夠知道電流效率如何對(duì)時(shí)間長(zhǎng)度降低。當(dāng)在表示電流效率通式的/A式(7)中賦值該/>式(14)時(shí)，可以獲得下面的公式(15)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>在此，假設(shè)在公式(15)中將亮度L保持在初始亮度L。(即，隨著時(shí)間沒(méi)有亮度退化)。在這種情況下，通過(guò)在公式(15)中賦值L-L。并進(jìn)行變形可以獲得下面的公式(2)。J-Jo'exp[(k，銅Pj…(2)(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，t是發(fā)光時(shí)間，且k，和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。另外，J表示從0到t的積分。)公式(2)是理論上表示為了將亮度L保持為初始亮度L。，如何隨著時(shí)間從電流密度的初值J。增加電流密度J的公式。因此，通過(guò)根據(jù)公式(2)增加用于發(fā)光元件的電流量，可以獲得具有相當(dāng)小的亮度退化的發(fā)光元件。另外，制造包括發(fā)光元件和裝置(具體地，監(jiān)測(cè)電流密度的電流表、能夠存儲(chǔ)發(fā)光時(shí)間和流動(dòng)的電流密度的存儲(chǔ)電路、和根據(jù)公式(2)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的程序)的發(fā)光器件，以便可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光器件，該裝置用于根據(jù)公式(2)隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J。要注意的是，通過(guò)以初始亮度L。由恒定電流驅(qū)動(dòng)預(yù)先驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件(即，在電流密度J。(=常數(shù))的初值處驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件)，并使得到的亮度退化曲線(時(shí)間-亮度曲線)適合公式(6)(雖然從匹配(fitting)獲得了k和P，但可以由定義k=k，.J。獲得k，)，可以獲得參數(shù)k，和P。因此，可以由以下獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件和使用該發(fā)光元件的發(fā)光器件確定用于實(shí)際應(yīng)用的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度；通過(guò)以該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線，從亮度退化曲線獲得參數(shù)k，和P;在公式(1)中賦值獲得的參數(shù)k，和P;根據(jù)其中賦值參數(shù)k，和P的公式(1)編程來(lái)增加電流密度J;以及根據(jù)該程序驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件。然而，可從加速試驗(yàn)獲得參數(shù)k，和P。即，只要獲得了對(duì)于亮度的參數(shù)k，和P的加速因數(shù)，即使實(shí)際應(yīng)用的亮度為1000cd/m2，可實(shí)際以初始亮度為5000cd/n^由恒定電流驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件以獲得參數(shù)k，和P，且對(duì)于在初始亮度為1000cd/n^下恒定電流驅(qū)動(dòng)的情況可轉(zhuǎn)換獲得的參數(shù)k，和P。如上所述，實(shí)施例模式2具有理論上以幾乎沒(méi)有亮度退化地保持恒定電流并可以獲得的發(fā)光元件的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)施例模式3中，將通過(guò)近似在實(shí)施例模式2中提到的公式(2)中的積分項(xiàng)來(lái)提供更簡(jiǎn)單的理論公式。在發(fā)光元件中流動(dòng)的每單位面積的電荷總量Q由如上所述的公式(13)的積分表示。為了獲得該Q的準(zhǔn)確值，必須不斷地監(jiān)測(cè)電流密度達(dá)一時(shí)間長(zhǎng)度，并如圖1A所示積分該電流密度，其是麻煩的。因此，發(fā)明人設(shè)計(jì)了以下近似法的應(yīng)用。本發(fā)明的主要特征是為了減小發(fā)光元件的亮度退化，逐漸地增加電流量。因此，將在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流密度基本上表達(dá)成關(guān)于時(shí)間的單調(diào)增函數(shù)。圖lB是時(shí)間-電流密度曲線，且圖1B中的實(shí)線示意性地示出了單調(diào)增函數(shù)。在此，當(dāng)該單調(diào)減函數(shù)接近直線時(shí)，獲得了在圖1B中的虛線。當(dāng)認(rèn)為該虛線是隨著時(shí)間電流密度改變(電流密度隨著時(shí)間的改變接近直線)時(shí)，每單位面積的電荷總量Q由下面的公式(16)表示。Q=(Jo+J).t/2…(16)通過(guò)對(duì)/>式(12)賦值/>式(16)可以獲得下面的>^式(17)。"-IVJ。'exp-((Jo+J),k，'t/2"…(17)該公式(17)是在通過(guò)單調(diào)地增加電流量驅(qū)動(dòng)的情況下，可以近似地表示電流效率如何隨著時(shí)間降低的>{^式。當(dāng)在表示電流效率的通式的公式(7)中賦值該公式(17)時(shí)，可以獲得下面的公式(18)。15L-U/VexpH(Jo+J).k，'t/2)P'J…(18)在此，假設(shè)在公式(18)中將亮度l保持在初始亮度l。(即，隨著時(shí)間沒(méi)有亮度退化)。在這種情況下，通過(guò)在公式U8)中賦值l-l。并進(jìn)行變形可以獲得下面的公式(19)。J=jQ'eXp[{(Jo+J).k，.t/2}p]…(19)然后，可以將公式(19)變形成公式(20)。J/Jo=exp{(J/J0+l)'J0'k，'t/2}p](20)在此，從實(shí)施例模式2中提到的定義得知j。k，=k。另外，j/j。是實(shí)際流動(dòng)的電流密度與電流密度初值的比，其以這種方式表示電流密度的增加率。當(dāng)電流密度的增加率j/j。由y表示時(shí)，獲得了下面的公式(3)。Y=eXp[{("l)'k-t/2}p]…(3)(t是發(fā)光時(shí)間，且k和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。另外，當(dāng)發(fā)光元件中的電流密度的初值由j。表示和發(fā)光元件中的電流密度由j表示時(shí)，y=j/j。。)公式(3)是為了將亮度l近似地保持在初始亮度l。，近似地表示相對(duì)于發(fā)光時(shí)間如何改變電流密度的增加率y的公式。因此，通過(guò)根據(jù)公式(3)增加用于發(fā)光元件的電流量，可以獲得具有非常小亮度退化的發(fā)光元件。另外，制造包括發(fā)光元件和裝置(具體地，存儲(chǔ)電路，其能夠存儲(chǔ)發(fā)光時(shí)間和根據(jù)公式(3)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的程序)的發(fā)光器件，以便可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光器件，該裝置用于根據(jù)公式(3)隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度的增加率y。要注意的是，可以通過(guò)以初始亮度l。(即，以電流密度的初值j。(-常數(shù))驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件)由恒定電流驅(qū)動(dòng)預(yù)先驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件，并使得到的亮度退化曲線(時(shí)間-亮度曲線)適合公式(6)，來(lái)獲得參數(shù)k和P。因此，可以由以下獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件和使用該發(fā)光元件的發(fā)光器件確定用于實(shí)際應(yīng)用的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度；通過(guò)在該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線，從亮度退化曲線獲得參數(shù)k和p;在公式(3)中賦值獲得的參數(shù)k和P;根據(jù)其中賦值參數(shù)k和P的公式(3)編程來(lái)增加電流密度J;以及根據(jù)該程序驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件。然而，可從加速試驗(yàn)獲得參數(shù)k和P。即，只要獲得了對(duì)于亮度的參數(shù)k和P的加速因數(shù)，即使實(shí)際應(yīng)用的亮度為1000cd/m2,也可實(shí)際以初始亮度為5000cd/m'由恒定電流驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件以獲得參數(shù)k和P，且對(duì)于在初始亮度為1000cd/n^下恒定電流驅(qū)動(dòng)的情況可轉(zhuǎn)換獲得的參數(shù)k和P。如上所述，實(shí)施例模式3具有在不監(jiān)測(cè)每單位面積流動(dòng)的電荷總量的條件下可以獲得亮度退化非常小的發(fā)光元件的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)施例模式4中，注意力集中在了發(fā)光元件的電壓-電流特性上，并公開(kāi)了通過(guò)控制電壓獲得具有相當(dāng)小的亮度退化的發(fā)光元件的模式。通過(guò)施加電流發(fā)光的發(fā)光元件的電壓-電流特性通常顯示出所謂的二極管特性。因此，正向偏壓下的電壓-電流特性顯示出了比歐姆定律(;r"v)陡的曲線。在這種情況下，當(dāng)流動(dòng)的電流的電流密度和電壓分別由J和V表示時(shí)，在實(shí)際的亮度區(qū)(具體地，IOO至10000cd/m2)中二極管特性可以由下面的公式(21)近似。J=S'Vn…(21)(S和n分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)，其中n〉1)當(dāng)保持電流在發(fā)光元件中流動(dòng)(即，連續(xù)發(fā)光)時(shí)，電流在如圖2A所示的二極管特性中隨著時(shí)間流動(dòng)開(kāi)始有困難，其中實(shí)線示出了驅(qū)動(dòng)之前的二極管特性，且虛線示出了驅(qū)動(dòng)之后的二極管特性。在這種情況下，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，在以上提到的公式(21)中，S是根據(jù)每單位面積的電荷總量降低的參數(shù)，且n是只隨是否施加了電流的保持時(shí)間(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)降低的參數(shù)。即，S和n的降低引起了如圖2A所示的變化。要注意的是，從公式(21)的雙對(duì)數(shù)獲得下面的公式(22)。因此，在公式(22)中，y截距(logS)根據(jù)每單位面積的電荷總量降低，且斜率(n)根據(jù)保持時(shí)間(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)降低。換句話說(shuō)，預(yù)先設(shè)置二極管特性的閾值以根據(jù)施加的每單位面積的電荷總量移動(dòng)到較高的電壓，且根據(jù)保持時(shí)間(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)將斜率預(yù)先設(shè)置為更小。1ogJ-n'logV+logS…(22)在此，S是根據(jù)每單位面積施加的電荷總量降低的參數(shù)，且n是僅隨保持時(shí)間(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)降低的參數(shù)。因此，可以將S和n分別表達(dá)成每單位面積的電荷總量Q和保持時(shí)間t，(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)的函數(shù)。即，可以獲得下面的公式(23)。J,),…(23)(f(t，)和g(Q)分別是單調(diào)減函數(shù)。)在此，在公式(23)中，g(Q)根據(jù)每單位面積的電荷總量變化。因此，例如，具有占空比為100的發(fā)光元件和具有占空比n(0<n<100)的發(fā)光元件在g(Q)如何變化方面明顯不同。圖2B示意性地示出了這種現(xiàn)象，其中曲線A示出了驅(qū)動(dòng)之前的二極管特性，曲線B示出了對(duì)于以占空比100驅(qū)動(dòng)一時(shí)間長(zhǎng)度的情況的二極管特性，曲線C示出了對(duì)于以占空比n驅(qū)動(dòng)一相同時(shí)間長(zhǎng)度的情況的二極管特性。概念地，如圖2B所示，電流在由每單位面積電荷總量較小的曲線C所示的二極管特性的情況下更容易流動(dòng)。這由公式(23)中的g(Q)的差產(chǎn)生。即，在由曲線B所示的二極管特性的情況下滿足下面的公式(24)，且在由曲線C所示的二極管特性的情況下滿足下面的公式(25)。L。。是電流在具有占空比為100的元件中流動(dòng)的電流密度，而L是電流在具有占空比n的元件中流動(dòng)的電流密度。另夕卜，Q,。。是在占空比為100的元件中流動(dòng)的每單位面積的電荷總量，而Qn是在具有占空比n的元件中流動(dòng)的每單位面積施加的電荷總量。J鵬-g(Q柳)'Vf(?！?24)Jn=g(Qn).Vf(t,)…(25)在此，當(dāng)通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)具有占空比為100的發(fā)光元件時(shí)，J是恒定的電流密度J。。因此，將公式(24)表達(dá)成下面的公式(26)。Jo-g(Q，oo).Vf(t')…(26)由于f(t，)和g(Qlfl。)都是單調(diào)減函數(shù)，所以公式(26)中的電壓V從初始電壓V。移動(dòng)到Vt(V。<Vt)，如圖2B所示。在此，當(dāng)將施加到具有占空比為100的元件上的電壓V,經(jīng)由緩沖放大器等施加到具有占空比為n的元件上時(shí)，公式(25)和(26)共同具有電壓V。因此，可以從公式(25)和(26)獲得下面的公式(27)。Jn={g(Qn)/g(CM}.Jo…(27)在公式(27)中，g(Q)是單調(diào)減函數(shù)，且(^。。〉Qn。因此，一直滿足g(Qn)>g(Q"。)。另外，隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，g(Qn)和g(Qm)之間的差逐漸變大。因此，由公式(27)得知，隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，Jn逐漸增加。圖2B示意性地示出了L如何增加。另外，驅(qū)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，曲線B和C相互離開(kāi)越遠(yuǎn)，且因此Jn逐漸增加。由于通過(guò)控制占空比n即Qn可以控制該增加率，所以可以獲得通過(guò)逐漸地增加電流量來(lái)減小亮度退化的本發(fā)明的目的。因此，將表示在恒定電流驅(qū)動(dòng)期間以100的占空比施加到發(fā)光元件上的電壓的以下公式(4)(其可以通過(guò)變形公式(26)獲得)應(yīng)用到被以占空比n(019<n<100)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件上以逐漸地增加電流量，以^便可以減小亮度退化。V-歸Q咖)嚴(yán))…(4)(J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，f(t，)是其中保持時(shí)間t，(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間))為變量的單調(diào)減函數(shù)，且g(Q)是其中每單位面積的電荷總量Q為變量的單調(diào)減函數(shù)。另外，Qm是當(dāng)發(fā)光元件由以占空比為100和電流密度J。的恒定電流驅(qū)動(dòng)時(shí)流動(dòng)的每單位面積的電荷總量，當(dāng)發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間由t，，表示時(shí)，Qm由公式Q"。-J。t表示。)在這種情況下，作為將由公式(4)表示的電壓施加到發(fā)光元件上的方法，例如，存在由占空比為100和電流密度J。的恒定電流驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)具有與發(fā)光元件相同結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)元件，并通過(guò)運(yùn)算放大器將監(jiān)測(cè)元件的電壓施加到發(fā)光元件上的方法。然而，本發(fā)明并不限于這種方法。在實(shí)施例模式5中，將描述發(fā)光元件的實(shí)施例。雖然可以將本發(fā)明應(yīng)用到通過(guò)施加電流發(fā)光的任一發(fā)光元件上，但將在實(shí)施例模式5中描述使用發(fā)光有機(jī)化合物的發(fā)光元件。要注意，需要的是發(fā)光元件具有至少一個(gè)透明(透光的)電極。因此，事實(shí)上，不僅能夠應(yīng)用其中透明(透光的)電極形成在基板上方并從基板側(cè)提取光的常規(guī)元件結(jié)構(gòu)，而且能夠應(yīng)用其中從與基板相對(duì)一側(cè)提取光的結(jié)構(gòu)和其中從電極的兩側(cè)提取光的結(jié)構(gòu)。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件，以下將描述可以使用的材料和結(jié)構(gòu)。圖3是發(fā)光元件的典型結(jié)構(gòu)，其中陽(yáng)極301、發(fā)光層302和陰極303堆疊在基板300上。發(fā)光層302至少包括發(fā)光有機(jī)化合物和低分子量化合物、聚合物、沒(méi)有分在低分子量化合物或聚合物中的中等分子量化合物，如低聚物和枝狀物(dendrimer)，并可以使用無(wú)機(jī)化合物來(lái)形成發(fā)光層302。而且對(duì)于發(fā)光有機(jī)化合物，可以使用低分子量化合物、聚合物和沒(méi)有分在低分子量化合物或聚合物中的中等分子量化合物，如低聚物和枝狀物(dendrimer)。在實(shí)施例模式5的圖3中，發(fā)光層302包括空穴注入層312、空穴傳輸層312、包括發(fā)光有機(jī)化合物的層313、電子傳輸層314和電子注入層315。然而，不一定局限于這種結(jié)構(gòu)。要注意的是，空穴注入層是具有從陽(yáng)極接收空穴功能的層，空穴傳輸層是具有將空穴傳輸?shù)桨òl(fā)光有機(jī)材料的層的功能的層，電子注入層是具有從陰極接收電子的功能的層，且空穴傳輸層是具有將電子傳輸?shù)桨òl(fā)光有機(jī)材料的層的功能的層。首先，將具體地舉例說(shuō)明可以用于這些相應(yīng)層的材料。然而，不認(rèn)為可以應(yīng)用到本發(fā)明中的材料局限于這些材料。作為可以用于空穴注入層的空穴注入材料，酞菁染料化合物是有效的。例如，可以使用酞菁(縮寫(xiě)為H2-Pc)、銅酞菁(縮寫(xiě)為Cu-Pc)和敝菁氧釩(vanadylphthalocyanine)(縮寫(xiě)為V0Pc)。另夕卜，還可以使用受到化學(xué)摻雜的導(dǎo)電聚合物，如摻雜有聚磺苯乙烯(縮寫(xiě)為PSS)和聚苯胺(縮寫(xiě)為PAni)的二羥基噢吩(縮寫(xiě)為PED0T)。而且，無(wú)機(jī)半導(dǎo)體如氧化鉬(Mo0x)、氧化釩(V0x)或氧化鎳(Ni0x)的薄膜和無(wú)機(jī)絕緣體如氧化鋁(A1203)的超薄膜也是有效的。另外，還可以使用芳族胺化合物，如4，4，，4"-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫(xiě)為T(mén)DATA)、4,4，，4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(縮寫(xiě)為MTDATA)、N-N，-二(3-甲基苯基)-N，N，-二苯基-l，l，-聯(lián)苯-4，4，-二胺(縮寫(xiě)為T(mén)PD)、4，4，-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫(xiě)為oc-NPD)和4，4，-二^-(4-(N，N-二-m-甲苯基)氦基)苯基-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫(xiě)為DNTPD)。而且，可用受主物質(zhì)摻雜這些芳族胺化合物。例如，可使用摻雜有其為受主的2，3,5，6-四氟代-7，7，8，8-四氰基喹啉并二甲烷(2，3，5，6-tetrafluoro-7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane2，3,5，6-四氟代-7，7，8，8-四氰基全啉并二曱烷(縮寫(xiě)為F4-TCNQ)的VOPc和摻雜有其為受主的MoOx的ot-NPD。作為可以用于空穴傳輸層的空穴傳輸材料，芳族胺化合物是合適的，且例如，可以使用以上提到的TDATA、MTDATA、TPD、ot-NPD和DNTPD。可以使用用于電子傳輸層的電子傳輸材料包括金屬絡(luò)合物，如三(8-羥基唾啉)鉛(tris(8-quinolinolato)aluminum)(縮寫(xiě)為Alq丄三(4一甲基一8-羥基會(huì)啉)鋁(tris(4-methyl-8-quino1inolato)aluminum)(縮寫(xiě)為Almq3)、二(10-羥基苯并[h]-喹啉)鈹(bis(10-hydroxybenzo[h]-quinolinato)beryllium)(縮寫(xiě)為BeBq2)、二(2-曱基-8-羥基喹啉)-(4-苯基盼)-鋁(bis(2-methyl-8-quino1inolato)-(4一phenylphenolato)—aluminum)(縮寫(xiě)為BAlq)、二[2-(2-羥苯基)-苯并哺唑]鋅(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolato]zinc)(縮寫(xiě)為Zn(BOX)2)和二[2-(2-羥苯基)-苯并噢唑]鋅(Ms[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolato]zinc)(縮寫(xiě)為Zn(BTZ)2)。而且，除了金屬絡(luò)合物之外，可以4吏用夢(mèng)惡二唑(oxadiazole)衍生物，如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-特-丁基苯基)-1，3，4-噹二哇(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole)(縮寫(xiě)為PBD)和1，3_二[5-(p-特-丁基苯基)-1，3，4-哺二唑-2-基]苯(1，3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-l，3，4一oxadiazole-2-yl]benzene)(縮寫(xiě)為0XD-7);三唑衍生物，如3-(4-特-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三峻(3-(4-tert-butylphenyl)-4-pheny卜5-(4-biphenylyl)-1，2，4-triazole)(縮寫(xiě)為T(mén)AZ)和3-(4-特-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(3-(4—tert-butylphenyl)_4-(4一ethylphenyl)-5-(4一biphenylyl)一l，2，4-triazole)(縮寫(xiě)為p-EtTAZ);咪峻衍生物，如2，2，，2"-(1，3，5-三苯代甲基苯)三-[l-苯基-lH-苯基咪唑](2，2，，2，，-(1，3，5-benzenetriyl)tris-[l一phenyl-lH-benzimidazole])(縮寫(xiě)為T(mén)PBI)和菲咯啉衍生物，如紅菲咯啉(縮寫(xiě)為BPhen)和咯銅靈(bathocuproin)(縮寫(xiě)為BCP)?？梢杂糜陔娮幼⑷雽拥碾娮幼⑷氩牧习ㄒ陨咸岬降碾娮觽鬏敳牧?，如Alq3、Almq]、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、PBD、0XD-7、TAZ、p-EtTAZ、TPBI、BPhen和BCP。另外，經(jīng)常使用絕緣體的超薄膜，例如，堿金屬卣化物如LiF或CsF，堿土金屬卣化物如CaF2,或堿金屬氧化物如Li20。而且，堿金屬絡(luò)合物如乙酰丙酮化鋰(縮寫(xiě)為L(zhǎng)i(acac))和8-羥基會(huì)啉(8-quino1inolato-lithium)(縮寫(xiě)為L(zhǎng)iq)是有效的。而且，這些電子注入材料可用施主物質(zhì)摻雜，且可以使用堿金屬、堿土金屬、稀土金屬等作為施主物質(zhì)。具體地，可以使用摻雜鋰為施主的BCP和摻雜鋰為施主的Alq3。這里是可以用作發(fā)光有機(jī)化合物的材料。然而，發(fā)光有機(jī)化合物材料并不局限于本發(fā)明中的這些，可使用任何的發(fā)光有機(jī)化合物。例如，通過(guò)使用2,5,8,11-四-特-t-丁基二萘嵌苯(縮寫(xiě)為T(mén)BP)、9，10-二苯蒽(9,10-diphenylanthracene)(縮寫(xiě)為DPA)等作為輔助材料并將該輔助材料分散在合適的主材料中，可以獲得藍(lán)至藍(lán)綠發(fā)光。而且可以從苯乙烯基亞芳香基的衍生物如4，4，-二(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(縮寫(xiě)為DPVBi)和蒽的衍生物如9，10-二-2-萘基蒽(縮寫(xiě)為DNA)和9，10-二(2-萘基)-2-1-丁基蒽(縮寫(xiě)為t-BuDNA)獲得藍(lán)至藍(lán)綠發(fā)光。另外，可使用聚合物，如聚(9，9-二辛基氟烯)。例如，通過(guò)使用香豆素染料如香豆素30或香豆素6、二[2-(4，6-二氟代苯基)吡啶-N，C2](甲基吡啶)銥(bis[2-(4，6-difluorophenyl)pyridinato-N，C2〗(picolinato)iridium)(縮寫(xiě)為FIrpic)、二(2-苯基吡啶-N，C2)(乙酰丙酮)銥(bis(2-phenylpyridinato-N，C2)(acetylacetonato)iridium)(縮寫(xiě)為Ir(ppy)2(acac))等作為輔助材料并將該輔助材料分散在合適的主材料中，可以獲得藍(lán)-綠至綠發(fā)光。另外，通過(guò)將以上提到的5wt%或更多的高濃度的二萘嵌苯或TBP分散在合適的主材料中，還可以獲得藍(lán)-綠至綠發(fā)光。而且從金屬絡(luò)合物如BAlq、Zn(BTZ)2和二(2-甲基-8-羥基會(huì)啉)氯鎵bis(2-methy卜8-quinolinolato)chlorogallium(Ga(mq)2C1)，可以獲得藍(lán)-綠至綠發(fā)光。另外，可使用聚合物，如聚(p-亞苯基亞乙烯基)。例如，通過(guò)使用紅熒烯(rubrene)、4-(二氰基亞曱基)-2-[p-(二甲基氨基)苯乙烯基]-6-甲基-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-[p-(dimethylamino)styryrl〗一6-methyl-4H-pyran)(縮寫(xiě)為DCM1)、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(9-久洛尼定基)enyl-4H-p比喊(4一(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(9一julolidyl)enyl-4H-pyran)(縮寫(xiě)為DCM2)、二[2-(2-噻吩基)吡啶](乙酰丙酮)銥(Ir(thp)2(acac))(bis[2-(2-thienyl)pyridinato〗(acetylacetonato)iridium(Ir(thp)2(acac)))、二一(2-笨基喹啉)(乙酰丙酮)銥(Ir(pq)2(acac))(bis-(2-phenylquino1inato)(acetylacetonato)iridium(Ir(pq)2(acac)))等作為輔助材料并將該輔助材料分散在合適的主材料中，可以獲得黃至橙色發(fā)光。而且從金屬絡(luò)合物如二(8-羥基喹啉)鋅(bis(8-quinolinolato)zinc)(縮寫(xiě)為Znq2)和二(2_肉桂酰-8-羥基奮啉)鋅(bis(2-cinnamoyl-8-quino1inolato)zinp)(縮寫(xiě)為Znsq2)，可以獲得黃至橙色發(fā)光。另外，可使用聚合物，如聚(2，5-二烷氧基的-1，4-亞苯基亞乙烯基)。例如，通過(guò)使用4-(二氰基亞苯基)-2，6-二^-(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-他喃(4-(dicyanomethylene)-2，6-Ms[p-(dimethylamino)styryrl]-4H-pyran)(縮寫(xiě)為BisDCM)、4-(二氰基亞甲基)-2，6-二[2-(久洛尼定基-9-yl)enyl]-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2，6-bis[2-(julolidyl-9一y1)enyl]-4H-pyran)(縮寫(xiě)為DCM1)、4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(9-久洛尼定基)enyl-4H-p比喻(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(9-julolidyl)eny卜4H-pyran)(縮寫(xiě)為DCM2)、二[2-(2-噢喻基)吡咬](乙酰丙酮)銥(Ir(thp)2(acac))(bis[2—(2-thienyl)pyridinato](acetylacetonato)iridium(Ir(thp)2(acac)))、二-(2-苯基喹啉)(乙酰丙酮)銥(Ir(pq)2(acac))(bis-(2-phenylquinolinato)(acetylacetonato)iridium(Ir(pq)2(acac)))、二[2-(2-苯并嚷吩)吡咬-N，C3](乙酰丙酮)銥(bis[2-(2-benzothienyl)pyridinato-N，C3](acetylacetonato)iridium)(縮寫(xiě)為Ir(btp)2(acac))等作為輔助材料并將該輔助材料分散在合適的主材料中，可以獲得橙色至紅色發(fā)光。而且從金屬絡(luò)合物如二(8-羥基會(huì)啉)鋅(bis(8-quinolinolato)zinc)(縮寫(xiě)為Znq2)和二(2-肉桂酰-8-羥基全啉)鋅(bis(2-cinnamoyl-8-quino1inolato)zinc)(縮寫(xiě)為Znsq2)，可以獲得黃至橙發(fā)光。另外，可使用聚合物，如聚(3-烷基瘞吩)。另外，在以上提到的發(fā)光有機(jī)化合物之中，尤其優(yōu)選使用磷光材料，如FIrpic、Ir(ppy)2(acac)、Ir(thp)2(acac)、Ir(pq)2(acac)和Ir(btp)2(acac)。由于在將應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光元件中隨著時(shí)間增加電流的量，所以功耗增加大。然而，當(dāng)使用這些磷光材料時(shí)，通?？梢詼p小功耗。要注意的是，可使用產(chǎn)生比發(fā)光有機(jī)化合物的波長(zhǎng)短的發(fā)光顏色的材料或具有比發(fā)光有機(jī)化合物的能隙大的材料作為在上述組成物中的合適主材料。具體地，主材料可以從由以上提到的實(shí)例代表的空穴傳輸材料和電子傳輸材料中適當(dāng)?shù)剡x擇。而且，可使用4，4，-二(N-咔唑基)-聯(lián)苯(縮寫(xiě)為CBP)、4,4，，4"-三(N-咔唑基)-三苯胺(縮寫(xiě)為T(mén)CTA)和1，3，5-三[(4-(N-呼唑基))苯基]苯(縮寫(xiě)為T(mén)CPB)。另一方面，優(yōu)選使用具有較大功函數(shù)的導(dǎo)電材料，作為在發(fā)光元件中形成陽(yáng)極301的材料。當(dāng)從陽(yáng)極301側(cè)提取光時(shí)，可使用透明的導(dǎo)電材料，如氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、氧化鋅(ZnO)和摻雜氧化硅的氧化銦錫。當(dāng)使陽(yáng)極301具有光阻擋效應(yīng)時(shí)，可以使用如TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt或Cr的單層膜，氮化鈦膜和包括鋁作為其主要成分的膜的疊層，氮化鈦膜、包括鋁作為其主要成分的膜和氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等用于陽(yáng)極301?？蛇x地，可在反射電極如Ti或Al上層疊以上提到的透明導(dǎo)電材料。另外，優(yōu)選使用具有較小功函數(shù)的導(dǎo)電材料作為形成陰極303的材料，具體地，可以使用堿金屬如Li和Cs、堿土金屬如Mg、Ca和Sr、包4舌這些金屬的合金(例如，Mg:Ag和Al:Li)和稀土金屬如Yb和Er來(lái)形成陰極303。另外，可將另一導(dǎo)電材料(例如，鋁)層疊在導(dǎo)電材料上。當(dāng)使用電子注入層如LiF、CsF、CaFz或Li20時(shí)，可以使用的普通的導(dǎo)電薄膜如鋁。當(dāng)從陰極303側(cè)提取光時(shí)，可使用包括堿金屬如Li或Cs或堿土金屬如Mg、Ca或Sr的超薄膜和透明導(dǎo)電膜(例如，IT0、IZ0或Zn0)的層疊結(jié)構(gòu)?？蛇x地，陰極303可具有以上提到的摻雜施主物質(zhì)(例如，堿金屬或堿土金屬)的電子傳輸材料的層和透明導(dǎo)電膜(例如，ITO、IZO或ZnO)的層疊結(jié)構(gòu)。具體地，可將ITO層疊在摻雜鋰為施主的BCP的層或者摻雜鋰為施主的Alq3的層上。而且，在根據(jù)本發(fā)明的上述的發(fā)光元件的制造中，認(rèn)為不限制發(fā)光元件中各層的層疊。只要能夠?qū)盈B，可選擇任何的方法，例如，真空蒸發(fā)、旋涂、噴墨或浸漬涂覆。將參考圖9描述具有發(fā)光元件和監(jiān)測(cè)元件的顯示器件中的一種模式。這種顯示器件具有掃描線驅(qū)動(dòng)電路108、數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109和像素部分lll。在像素部分lll中，設(shè)置(arrended)像素110，其中像25素110中的每一個(gè)都包括開(kāi)關(guān)晶體管106、驅(qū)動(dòng)晶體管1(M、電容元件107和發(fā)光元件。數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109具有脈沖輸出電路112、第一鎖存電路(latchcircuit)113和第二鎖存電路114。在該數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109中，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入到第一鎖存電路113時(shí)，第二鎖存電路114會(huì)輸出數(shù)據(jù)。像素部分111包括連接到掃描線驅(qū)動(dòng)電路108的掃描線Gl至Gn和連接到數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109的數(shù)據(jù)線Dl至Dm。從掃描線驅(qū)動(dòng)電路108輸入信號(hào)的掃描線G1將信號(hào)傳給像素110中的開(kāi)關(guān)晶體管106的柵極。由掃描線G1選擇的開(kāi)關(guān)晶體管106導(dǎo)通，并將從第二鎖存電路114輸出到數(shù)據(jù)信號(hào)線Dl的數(shù)據(jù)信號(hào)寫(xiě)入電容元件107中。寫(xiě)入電容元件107中的該數(shù)據(jù)信號(hào)使驅(qū)動(dòng)晶體管104工作，以控制發(fā)光元件105的發(fā)光態(tài)或非發(fā)光態(tài)。即，當(dāng)在導(dǎo)通態(tài)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)晶體管104將電源線VI至Vm的電位施加到發(fā)光元件105上時(shí)，發(fā)光元件105處于發(fā)光態(tài)?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇監(jiān)測(cè)元件102的數(shù)目，且可以是一個(gè)?？蛇x地，可設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)元件。示于圖9中的顯示器件具有n(n〉1)個(gè)監(jiān)測(cè)元件102，使得n等于一行像素110的數(shù)目。n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的結(jié)構(gòu)能夠使各個(gè)監(jiān)測(cè)元件的特性變化平均。示于圖9中的n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102與電流源101并行連接。當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)使得發(fā)光元件105處于發(fā)光或非發(fā)光態(tài)時(shí)，n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)不斷地發(fā)光。檢測(cè)連接到這n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的電流源101的電極的電位，并通過(guò)電壓產(chǎn)生電路103將電位供給電源線Vl至Vm。電壓產(chǎn)生電路103具有電壓跟隨器電路。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)顯示器件的溫度改變、同時(shí)通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102時(shí)，n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的電阻值也改變了。由于電阻值的變化改變了n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102中每一個(gè)的兩個(gè)電極之間的電位，所以可以通過(guò)電壓產(chǎn)生電路103檢測(cè)電位。以這種方式，可以將顯示器件的溫度變化反映到發(fā)光元件105的驅(qū)動(dòng)條件上。另外，而且當(dāng)n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的發(fā)光特性隨著時(shí)間改變時(shí)，n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的電阻值也改變了。因此，可以以相同的方式將n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102的發(fā)光特性的變化反映到發(fā)光元件105的驅(qū)動(dòng)條件上。lll/例如，可通過(guò)合并;l紅(IO、綠(G)或藍(lán)(B(的發(fā)光l或者接近紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)的發(fā)光色的發(fā)光元件來(lái)形成像素部分111。在這種情況下，可通過(guò)使用產(chǎn)生紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)的發(fā)光色或者接近紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)的發(fā)光色的一種發(fā)光元件來(lái)形成n個(gè)監(jiān)測(cè)元件102。通過(guò)使用產(chǎn)生紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)的發(fā)光色或者接近紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)的發(fā)光色的每個(gè)發(fā)光元件以相同的方式形成監(jiān)測(cè)元件。可選地，可以通過(guò)使用產(chǎn)生白光的發(fā)光元件來(lái)形成像素部分lll。在這種情況下，還可通過(guò)使用白發(fā)光元件以相同的方式形成n個(gè)監(jiān)測(cè)元件。圖IOA和IOB示出了可以應(yīng)用到示于圖9中的顯示器件的像素110上的其它實(shí)例。在示于圖10A中的像素中，提供了用于擦除的擦除晶體管115和柵極線Ry，用于開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104。發(fā)光元件105的一側(cè)連接到驅(qū)動(dòng)晶體管104上，而另一側(cè)連接到相對(duì)的電源116上。由于擦除晶體管115不能夠使電流強(qiáng)制地流入發(fā)光元件105中，所以在不等待信號(hào)寫(xiě)入像素110中數(shù)據(jù)信號(hào)的開(kāi)始或?qū)懭胫芷谥罅⒓刺峁┌l(fā)光周期。這使得能夠改善占空比，并強(qiáng)制控制發(fā)光周期和非發(fā)光周期，其適合于顯示視像。在圖10B中，串聯(lián)連接晶體管118和晶體管119，以用作驅(qū)動(dòng)晶體管。示出了像素110的結(jié)構(gòu)，在像素110的結(jié)構(gòu)中還提供了連接到晶體管118的柵極上的電源線Vax(x是自然數(shù)，lSx^n)。電源線Vax連接到電源117上。在該像素110中，通過(guò)將晶體管118的柵極連接到在恒定電位的電源線Vax上，將晶體管118的柵極電位控制成晶體管118在飽和區(qū)中工作的電位。由于晶體管119工作在線性區(qū)，所以包括有關(guān)像素110發(fā)射或非發(fā)射信息的視頻信號(hào)施加在晶體管119的柵極上。由于工作在線性區(qū)的晶體管119的源極-漏極電壓小，所以源極-漏極電壓中的微小波動(dòng)對(duì)在發(fā)光元件105中流動(dòng)的電流值沒(méi)有影響。因此，在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流值由在飽和區(qū)工作的晶體管119確定。上述的結(jié)構(gòu)改善了由于晶體管119的特性變化引起的發(fā)光元件105的亮度不勻性，并由此可以增強(qiáng)圖像質(zhì)量。如上所述，在這種顯示器件中，用于補(bǔ)償溫度和亮度退化的電路包括電源、監(jiān)測(cè)元件和電壓產(chǎn)生電路。即，可以使發(fā)光元件和等效于發(fā)光元件的監(jiān)測(cè)元件兩個(gè)都在不同的驅(qū)動(dòng)條件下工作，并控制其使得在像素部分中提供的發(fā)光元件和監(jiān)測(cè)元件中流動(dòng)的電荷總量之間的比率滿足恒定關(guān)系。將參考附圖描述使用實(shí)施例模式6中描述的發(fā)光元件的顯示器件的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖11示出了提供有兩個(gè)晶體管作為實(shí)例的像素110的結(jié)構(gòu)。在該像素110中，提供了彼此相交的數(shù)據(jù)線Dx(x是自然數(shù)，1Sx^n)和掃描線Gy(y是自然數(shù)，lSy^n)，絕緣膜介于它們之間。像素110具有發(fā)光元件105、電容元件107、開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104。提供開(kāi)關(guān)晶體管106用于控制視頻信號(hào)的輸入，并提供驅(qū)動(dòng)晶體管104用于控制發(fā)光元件105的發(fā)射和非發(fā)射。這些晶體管是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如，可以使用薄膜晶體管。開(kāi)關(guān)晶體管106具有連接到掃描線Gy的柵極，源極和漏極，其中源極和漏極中之一連接到數(shù)據(jù)線Dx，另一個(gè)連接到驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極。驅(qū)動(dòng)晶體管104的源極和漏極中之一經(jīng)由電源線Vx(x是自然數(shù)，1^ySm)連接到第二電源121上，且另一個(gè)連接到發(fā)光元件105上。沒(méi)有連接到第一電源120的發(fā)光元件105的一個(gè)端子連接到第二電源121上。電容元件107提供在驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極和源極之間。開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104可以是n溝道晶體管或p溝道晶體管。示于圖11中的像素IIO示出了其中開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104分別是n溝道晶體管和p溝道晶體管的情況。也沒(méi)有特別地限制笫一電源120的電位或第二電源121的電位。控制第一電源120和第二電源121的電位彼此不同，以便將正向電壓或反向電壓施加到發(fā)光元件105上。圖l2示出了該像素110的平面圖。設(shè)置開(kāi)關(guān)晶體管106、驅(qū)動(dòng)晶體管l(M和電容元件107。通過(guò)在第一電極211上堆疊發(fā)光層來(lái)形成連接到驅(qū)動(dòng)晶體管104的發(fā)光元件105，第一電極211是發(fā)光元件105的一個(gè)電極。為了使孔徑比更大，提供電容元件107以與電源線Vx交疊。另外，圖13示出了相應(yīng)于圖12中所示的截面線A-B-C的截面結(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)晶體管106、驅(qū)動(dòng)晶體管104、發(fā)光元件105和電容元件107提供在具有絕緣表面的基板200如玻璃或石英上。為了減小截止電流，優(yōu)選開(kāi)關(guān)晶體管106具有多柵極結(jié)構(gòu)?？梢詫⒏鞣N半導(dǎo)體應(yīng)用到形成開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的溝道部分的半導(dǎo)體。例如，可以使用包括硅作為其主要成分的非晶半導(dǎo)體、半非晶半導(dǎo)體(也稱為微晶半導(dǎo)體)或多晶半導(dǎo)體。另外，可以使用有機(jī)半導(dǎo)體。利用硅烷氣體(SiH4)和氟氣體(F2)或者利用硅烷氣體和氫氣體形成半非晶半導(dǎo)體。可選地，能夠通過(guò)如激光束照射的電磁能照射結(jié)晶化由物理淀積法如濺射或化學(xué)淀積法如氣相生長(zhǎng)形成的非晶半導(dǎo)體的這種方式來(lái)獲得多晶半導(dǎo)體。對(duì)于開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極，優(yōu)選采用其中WN更接近基板的氮化鎢(WN)和鴒(W)的層疊結(jié)構(gòu)、鉬(Mo)、鋁(Al)和鉬(Mo)的層疊結(jié)構(gòu)或其中MoN更接近基板的氮化鉬(MoN)、鉬(Mo)的層疊結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用導(dǎo)電材料形成連接到開(kāi)關(guān)晶體管106或驅(qū)動(dòng)晶體管104的源極或漏極的布線204、205、206和207，以具有單層結(jié)構(gòu)或?qū)盈B結(jié)構(gòu)。例如，采用鈦(Ti)、鋁-硅(A1-Si)和鈦(Ti)的層疊結(jié)構(gòu)、Mo、A1-Si和Mo的層疊結(jié)構(gòu)或MoN、Al-Si和MoN的層疊結(jié)構(gòu)。這些布線204、205、206和207形成在第一絕緣層203上。發(fā)光元件105具有對(duì)應(yīng)于像素電極的第一電極211、發(fā)光層212和對(duì)應(yīng)于相對(duì)電極的第二電極213的層疊結(jié)構(gòu)。第一電極211具有被分隔層(partitionlayer)210環(huán)繞的端部。堆疊發(fā)光層212和第二電極213,使得在分隔層210的開(kāi)口部分與第一電極211重疊。該重疊部分用作發(fā)光元件105。當(dāng)?shù)谝浑姌O211和第二電極213兩個(gè)都具有透光性質(zhì)時(shí)，發(fā)光元件105在朝著第一電極211的方向上和朝著第二電極213的方向上發(fā)光。即，發(fā)光元件105進(jìn)行雙向光發(fā)射?？蛇x地，當(dāng)?shù)谝浑姌O211和第二電極213中的一個(gè)具有透光性質(zhì)且另一個(gè)具有光阻擋效應(yīng)時(shí)，發(fā)光元件105在朝著第一電極211的方向或在朝著第二電極213的方向上發(fā)光。即，發(fā)光元件105進(jìn)行頂部發(fā)射或底部發(fā)射。圖13示出了用于發(fā)光元件105進(jìn)行底部發(fā)光的情況下的截面結(jié)構(gòu)。電容元件107設(shè)置在驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極和源極之間，用于保持柵極-源極電壓。電容元件107具有由提供在與形成開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的半導(dǎo)體層相同的層中的半導(dǎo)體層201、提供在與開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極相同的層中的導(dǎo)電層202a和202b(在下文中，統(tǒng)稱為導(dǎo)電層202)、以及半導(dǎo)體層201和導(dǎo)電層202之間的絕緣膜形成的電容。而且，電容元件具有由提供在與形成開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極相同的層中的導(dǎo)電層202、提供在與連接到開(kāi)關(guān)晶體管106和驅(qū)動(dòng)晶體管104的源極和漏極的布線204、205、206和207相同的層中的布線208、以及導(dǎo)電層202和布線208之間的絕緣膜形成的電容。這使得電容元件107能夠獲得足夠的電容來(lái)保持驅(qū)動(dòng)電壓的柵極-源極電壓。另外，通過(guò)形成與形成電源線的導(dǎo)電層重疊的電容元件107，來(lái)抑制由于電容元件107的布局引起的孔徑比減小。連接到開(kāi)關(guān)晶體管106或驅(qū)動(dòng)晶體管104的源極或漏極上的布線204、205、206、207和208具有500至2000nm的厚度，優(yōu)選500至1300nm。由于布線204、205、206、207和208包括數(shù)據(jù)線Dx和電源線Vx，所以可以通過(guò)4吏布線204、205、206、207和208的厚度如上所述更厚來(lái)抑制由于電壓降引起的影響。第一絕緣層203和第二絕緣層209利用無(wú)機(jī)材料如氧化硅或氮化硅、無(wú)機(jī)材料如聚酰亞胺或丙烯酸形成。第一絕緣層203和第二絕緣層209可利用相同的材料形成，或可利用彼此不同的材料形成。作為有機(jī)材料，可使用硅氧烷材料，例如，使用具有由硅和氧之間的鍵形成的框架結(jié)構(gòu)且包括取代基至少為氬的有機(jī)基團(tuán)(例如，烷基基團(tuán)或芳烴)。作為取代基，可使用氟基團(tuán)?？蛇x地，可使用包括至少氫的有機(jī)基團(tuán)和氟基團(tuán)作為取代基。將描述一種其中裝配了像素部分111、掃描線驅(qū)動(dòng)電路108和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109的面板，其是實(shí)施例模式6中的顯示器件的一種模式。具有每個(gè)都包括發(fā)光元件105、掃描線驅(qū)動(dòng)電路108、數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109和連接膜217的多個(gè)像素的像素部分111提供在基板200上(參考圖14A)。連接膜217連接到外部電路。圖14B是沿著線A-B的面板的截面圖，其示出了提供在像素部分111中的驅(qū)動(dòng)晶體管104，發(fā)光元件105、電容元件107和提供在數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109中的晶體管。通過(guò)在像素部分111、掃描線驅(qū)動(dòng)電路108和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109的周圍提供密封材料214并提供相對(duì)的基板216來(lái)進(jìn)行發(fā)光元件105的密封。這種密封是用于保護(hù)發(fā)光元件105不受潮濕的工藝，并在此使用用覆蓋材料(例如，玻璃、陶瓷、塑料或金屬)密封的方法。然而，可使用利用熱固性樹(shù)脂或可紫外線固化樹(shù)脂密封的方法，或利用具有高性能的薄膜作為阻擋層如金屬氧化物或金屬氮化物密封的方法。優(yōu)選將形成在基板200上的元件利用與非晶半導(dǎo)體相比具有良好特性例如良好遷移率的結(jié)晶半導(dǎo)體(多晶硅)形成。當(dāng)使用結(jié)晶半導(dǎo)體時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在同一表面上的單片電路。由于在上述的面板中減小了連接的外部IC的數(shù)目，所以實(shí)現(xiàn)了尺寸、重量、厚度上的減小。在圖14B所示的結(jié)構(gòu)中，發(fā)光元件105具有透光性質(zhì)的第一電極211和具有光阻擋效應(yīng)的第二電極213。因此，發(fā)光元件105朝著基板200發(fā)光。如圖15A所示，發(fā)光元件105的第一電極211和第二電極213可以分別具有光阻擋效應(yīng)和透光性質(zhì)，作為與圖14B中所示結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，發(fā)光元件105進(jìn)行頂部發(fā)光。可選地，如圖15B所示，第一電極211和第二電極213兩個(gè)都可以是透光電極，使得從兩側(cè)發(fā)光作為與圖14B和15A中所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。在這些模式中的每一個(gè)中，監(jiān)測(cè)元件可具有與發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。要注意的是，像素部分111可通過(guò)使用具有形成在絕緣面上的非晶半導(dǎo)體(非晶硅)作為溝道部分的晶體管形成，而掃描線驅(qū)動(dòng)電路108和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路109可通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)器IC形成。驅(qū)動(dòng)器IC可通過(guò)COG方法裝配在基板上或可裝配在連接到基板200的連接膜217上。非晶半導(dǎo)體可以容易地通過(guò)CVD形成在大面積的基板上，且由于結(jié)晶工藝不是必需的而能夠提供廉價(jià)的面板。另外，在這種情況下，當(dāng)導(dǎo)電層通過(guò)由噴墨代表的液滴排出法(dropletdischargemethod)形成時(shí)，變得能夠提供更廉價(jià)的面板。在本實(shí)施例模式中，將參考圖16A至16E描述通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件完成的各種電子設(shè)備。作為通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件制造的電子設(shè)備的實(shí)例，可以給出電視、攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(安裝頭部的顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、放聲器件(如車內(nèi)音頻系統(tǒng)或音頻機(jī))、個(gè)人計(jì)31算機(jī)、游戲機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(如移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、便攜式游戲機(jī)或電子書(shū)籍)、裝備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)器件(具體地，裝備有顯示器件的器件，其可以再現(xiàn)記錄介質(zhì)如數(shù)字通用光盤(pán)(DVD)并顯示圖像)和發(fā)光設(shè)備。圖16A至16E示出了這些電子設(shè)備的具體實(shí)例。圖16A是顯示器件，其包括框體9001、支座9002、顯示部分9003、揚(yáng)聲器部分9004和視頻輸入端子9005。使用根據(jù)本發(fā)明形成的發(fā)光器件用于顯示部分9003來(lái)制造顯示器件。要注意的是，顯示器件包括用于顯示信息如用于計(jì)算機(jī)、用于接收TV廣播和用于顯示廣告的所有器件。圖16B是個(gè)人計(jì)算機(jī)，其包括主體9101、框體9102、顯示部分9103、鍵盤(pán)9104、外部連接端口9105和指示鼠標(biāo)(pointingmouse)9106。對(duì)于顯示部分9103使用具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件來(lái)制造計(jì)算機(jī)。圖16C是攝像機(jī)，其包括主體9201、顯示部分9202、框體9203、外部連接端口9204、遙控接收部分9205、圖像接收部分9206、電池9207、聲音輸入部分9208、操作鍵9209和目鏡部分9210。對(duì)于顯示部分9202使用具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件來(lái)制造攝像機(jī)。圖16D是桌照明設(shè)備，其包括照明部分9301、燈罩9302、可變臂9303、支座9304、基座9305和電源9306。對(duì)于發(fā)光部分9301，>使用通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件形成的發(fā)光器件來(lái)制造桌照明設(shè)備。要注意的是，照明設(shè)備包括固定到天花板上的照明設(shè)備和壁桂照明設(shè)備。由于照明設(shè)備需要高的亮度，所以這種照明設(shè)備作為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的應(yīng)用實(shí)例來(lái)說(shuō)是特別優(yōu)選的實(shí)施例。另外，由于可以通過(guò)使用至少一個(gè)發(fā)光元件制造照明設(shè)備，所以照明設(shè)備還具有發(fā)光元件的電流密度可以依照由數(shù)學(xué)公式如公式(1)至(3)的程序很容易控制的優(yōu)點(diǎn)，以及發(fā)光元件的電壓可以依照由數(shù)學(xué)公式如公式(4)的程序很容易控制的優(yōu)點(diǎn)。圖16E是蜂窩電話，其包括主體9401、框體9402、顯示部分9403、聲音輸入部分9404、聲音輸出部分9405、操作鍵9406、外部連接端口9407和天線9408。對(duì)于顯示部分9403，使用具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件來(lái)制造蜂窩電話。如上所述，可以獲得使用發(fā)光器件的電設(shè)備和照明設(shè)備，該發(fā)光器件具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件?？梢苑浅V泛地應(yīng)用具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件，并可以將這種發(fā)光器件應(yīng)用到所有領(lǐng)域的電設(shè)備中。在本實(shí)施例中，將通過(guò)使用實(shí)施例模式l中提到的公式(1)來(lái)具體地描述制造具有較小亮度退化的發(fā)光元件的實(shí)例。首先，制造了使用發(fā)光有機(jī)材料的發(fā)光元件。由于該元件結(jié)構(gòu)如圖3所示，所以將引用圖3中的附圖標(biāo)記來(lái)描述該結(jié)構(gòu)。首先，在具有絕緣表面的基板300上形成陽(yáng)極301。利用為透明導(dǎo)電膜的ITO作為材料，通過(guò)賊射形成了110nm膜厚的陽(yáng)極301。使陽(yáng)極301成形為具有2mmx2mm的大小。在清洗并干燥具有陽(yáng)極301形成于其上的基板之后，形成發(fā)光層302。首先將具有形成于其上的陽(yáng)極301的基板固定在真空淀積系統(tǒng)的基板支架中，陽(yáng)極301的表面向下形成，并通過(guò)使用電阻加熱真空蒸發(fā)淀積50nm膜厚的DNTPD。該淀積的DNTPS用作空穴注入層311。然后，以相同的方式淀積了10nm膜厚的空穴傳輸材料oc-NPD，作為空穴傳輸層312。而且，通過(guò)共同蒸發(fā)(co-evaporating)Alqj和香豆素6形成了37.5nm膜厚的包括發(fā)光有機(jī)化合物的層313。要注意的是，在共同蒸發(fā)時(shí)控制了香豆素6與Alq3的比為1:0.005(質(zhì)量比)。因此，Alq3和香豆素6分別用作主材料和發(fā)光有機(jī)化合物。接下來(lái)，通過(guò)真空蒸發(fā)淀積了37.5mn的電子傳輸材料Alq3，作為電子傳輸層314。而且，作為電子注入層315，通過(guò)真空蒸發(fā)淀積了1nm的CaF2。上述的層用作發(fā)光層302。最后，形成陰極303。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用電阻加熱真空蒸發(fā)淀積了150nm的鋁(Al)作為陰極。在本實(shí)施例中，首先，確定了用于實(shí)際應(yīng)用的亮度為1000cd/m2。另外，當(dāng)電流施加到了根據(jù)本實(shí)施例制造的發(fā)光元件上時(shí)，用于發(fā)出具有IOOOcd/m2亮度的光所需要的電流密度是9.25mA/cm2。因此，通過(guò)保持將恒定電流以電流密度為9.25mA/cn^施加到發(fā)光元件上，來(lái)進(jìn)行在1000cd/n^的初始亮度下的恒定電流驅(qū)動(dòng)測(cè)試。圖4示出了在這種情況下的亮度退化曲線。圖中的實(shí)線表示實(shí)際的數(shù)據(jù)，且水平軸和垂直軸分別表示時(shí)間和相對(duì)亮度(當(dāng)初始亮度由L。表示且亮度由L表示時(shí)，對(duì)應(yīng)于L/L。)。接下來(lái)，使獲得的數(shù)據(jù)適合于公式(6)。其結(jié)果由圖中的虛線表示，其示出了很高精確度的適合。從該匹配獲得了公式(6)中的參數(shù)k和P的值。將其結(jié)果示于下面的表l中。<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>因此，由公式(l)得知，當(dāng)使本實(shí)施例中的發(fā)光元件在1000cd/m2的亮度初始下發(fā)光時(shí)，通過(guò)根據(jù)以下的公式(1，)相對(duì)于發(fā)光時(shí)間t增加電流密度J可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件。要注意的是，公式(l，)可以用如圖5的圖表表示，其中水平軸和垂直軸分別表示發(fā)光時(shí)間t[h]和電流密度J[mA/cm2]。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage34</formula>(J是電流密度[mA/cm2]，且t是發(fā)光時(shí)間[h]。)/3[-]0.00001990.6531因此，由公式(2)得知，當(dāng)使本實(shí)施例中的發(fā)光元件在1000cd/m2的亮度初始下發(fā)光時(shí)，通過(guò)根據(jù)以下的公式(2，)相對(duì)于發(fā)光時(shí)間t增加電流密度J可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件。J=9.25.exp[(0.0000199._fjdt)06531].■(2，)(J是電流密度[mA/cm2]，且t是發(fā)光時(shí)間[h]。)在本實(shí)施例中，將通過(guò)使用實(shí)施例模式3中提到的公式(3)來(lái)具體地描述制造具有較小亮度退化的發(fā)光元件的實(shí)例。使用了在實(shí)施例1和2中使用的相同的發(fā)光元件。因此，可使用實(shí)施例1中的表l中的值作為參數(shù)k和P。因此，由公式(3)得知，當(dāng)使本實(shí)施例中的發(fā)光元件在1000cd/m2的亮度初始下發(fā)光時(shí)，通過(guò)根據(jù)以下的公式(3，)相對(duì)于發(fā)光時(shí)間t增加電流密度的增加率Y可以獲得具有較小亮度退化的發(fā)光元件。要注意的是，公式(3，)可以用如圖6的圖表表示，其中水平軸和垂直軸分別表示發(fā)光時(shí)間t[h]和電流密度的增加率Y(=J/J。)[-]。Y=exp[{0.00009207,(Y+l)'t}06531]■,,(3')(Y是電流密度的增加率[-]，且t是發(fā)光時(shí)間[h].)在本實(shí)施例中，將通過(guò)使用實(shí)施例模式4中提到的公式(4)來(lái)具體地描述制造具有較小亮度退化的發(fā)光元件的實(shí)例。使用了在實(shí)施例1至3中使用的相同的發(fā)光元件。首先，在以下情況的每一個(gè)中測(cè)量了這種發(fā)光元件的電壓-電流密度特性A:在連續(xù)照明之前；B:在不照明保持備用1000小時(shí)之后；和C:在照明1000小時(shí)之后，同時(shí)保持電流在9.25mA/cm2的恒定電流密度下流動(dòng)。結(jié)果示于圖7A中，其中水平軸和垂直軸分別表示電壓和電流密度。如圖7A所示，不僅在照明(C)之后而且在不照明保持備用之后(B)，電流開(kāi)始流動(dòng)困難。接下來(lái)，在實(shí)際的亮度區(qū)(100至10000cd/m2;電流密度為1至100mA/cm2)中，使圖7A中的數(shù)據(jù)用公式(22)匹配。將結(jié)果示于圖7B中。從圖7B確定，由公式(22)使發(fā)光元件的電壓-電流密度很精確M^匹配于直線。而且，從圖7B中的配合線(fitting)獲得了對(duì)于曲線A、B和C中每一個(gè)的公式(22)中的S和n的值。在下面的表3中獲得了該結(jié)果。另外，表3用圖表表示在圖8中。(表3)<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>首先，如由圖8清楚可見(jiàn)的，n在不照明保持備用1000小時(shí)時(shí)降低，此外，n的降低率在照明1000小時(shí)、同時(shí)保持電流流動(dòng)的情況下稍微不同。即，n是不論是否施加了電流幾乎都只隨著時(shí)間降低的參數(shù)。更具體地，可以將n表達(dá)為保持時(shí)間t，的函數(shù)(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)(n=f(t，))。因此，通過(guò)進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)達(dá)另一保持時(shí)間(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)而不是1000小時(shí)并對(duì)照保持時(shí)間t，(又為經(jīng)過(guò)時(shí)間)標(biāo)定n的值，還可以獲得f(t，)。另一方面，如由圖8清楚可見(jiàn)的，S通過(guò)保持備用1000小時(shí)幾乎不改變，且是僅通過(guò)施加電流降低的參數(shù)。由于S不依賴于時(shí)間但依賴于施加的電流，所以希望S是每單位面積施加的電荷總量Q的函數(shù)(S=g(Q))。在本實(shí)施例中，由在9.25mA/cm2的恒定電流密度下驅(qū)動(dòng)10小時(shí)獲得了Q=33300[C/cm2]。因此，對(duì)于施加每單位面積的電荷總量而不是33300[C/cm1并對(duì)照施加的每單位面積的電荷總量Q標(biāo)定S的值的情況下，還可以通過(guò)進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)獲得g(Q)。通過(guò)在公式(4)中賦值由此獲得的f(t，)和g(Q)，并將電壓施加到根據(jù)公式(4)以占空比n(0<n<100)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件上，在以占空比n(0〈n〈100)驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件中流動(dòng)的電流密度逐漸增加，使得可以減小亮度退化。雖然已參考附圖、借助實(shí)例全面地描述了本發(fā)明，但要理解的是，各種改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，除非這種改變和修改脫離了下文定義的本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)當(dāng)解釋為包括于其中。權(quán)利要求1.一種驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光元件的照明設(shè)備的方法，包括以下步驟確定該發(fā)光元件的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度J0；編程以隨著時(shí)間增加電流密度J；以及根據(jù)該程序施加電流到該發(fā)光元件，其中該電流的電流密度J根據(jù)下面的公式(1)隨著時(shí)間增加，J＝J0·exp[(k·t)β]…(1)其中J0是發(fā)光元件中的電流密度的初值，其中t是發(fā)光時(shí)間，其中k由以下公式k＝1/τ表示，其中τ是衰減時(shí)間，其中β是方差因數(shù)，以及其中k和β分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)照明設(shè)備的方法，還包括以下步驟通過(guò)在該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線；從亮度退化曲線獲得參數(shù)k和P;以及在公式(1)中賦值獲得的參數(shù)k和P。3.—種驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光元件的照明設(shè)備的方法，包括以下步驟確定該發(fā)光元件的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度J。；編程以隨著時(shí)間增加電流密度J;以及根據(jù)該程序施加電流到該發(fā)光元件，其中該電流的電流密度J根據(jù)下面的公式(2)隨著時(shí)間增加，J=Jfl'exp[(k，'fjdt)p]…(2)其中J。是發(fā)光元件中的電流密度的初值，其中t是發(fā)光時(shí)間，其中k由以下公式k-l/T表示，其中T是衰減時(shí)間，其中k，由以下^5^式k=k，.J。表示，其中P是方差因數(shù)，以及其中k，和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)，且J表示從0至t的積分。4.根據(jù)權(quán)利要求3的驅(qū)動(dòng)照明設(shè)備的方法，還包括以下步驟通過(guò)在該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線；從亮度退化曲線獲得參數(shù)k，和P;以及在公式(2)中賦值獲得的參數(shù)k，和P。5.—種驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光元件的照明設(shè)備的方法，包括以下步驟確定該發(fā)光元件的亮度；測(cè)量獲得該亮度所需的電流密度J。；編程以隨著時(shí)間增加電流密度J;以及根據(jù)該程序施加電流到該發(fā)光元件，其中根據(jù)下面的公式(3)控制該電流的電流密度的增加率y。Y=exp[{(Y+l)'k't/2}"…(3)其中t是發(fā)光時(shí)間，其中k由以下公式1^1/t表示，其中t是衰減時(shí)間，其中P是方差因數(shù)，以及其中k和P分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)，且其中當(dāng)發(fā)光元件中的電流密度的初值由J。表示和發(fā)光元件中的電流密度由J表示時(shí)，y=J/J。。6.根據(jù)權(quán)利要求5的驅(qū)動(dòng)照明設(shè)備的方法，還包括以下步驟通過(guò)在該電流密度由恒定電流驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件來(lái)測(cè)量亮度退化曲線；從亮度退化曲線獲得參數(shù)k和P;以及在公式(3)中賦值獲得的參數(shù)k和P。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一個(gè)的驅(qū)動(dòng)照明設(shè)備的方法，該方法還包括步驟將發(fā)光時(shí)間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)電路。全文摘要本發(fā)明涉及使用發(fā)光元件的發(fā)光器件、發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)方法及照明設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種發(fā)光器件，其包括通過(guò)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置具有較小亮度退化的發(fā)光元件。另外，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于減小發(fā)光元件的亮度退化的驅(qū)動(dòng)方法。在本發(fā)明中，根據(jù)下面的公式(1)隨著時(shí)間增加在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的電流密度J，其中J₀是發(fā)光元件中的電流密度的初值，t是發(fā)光時(shí)間，且k和β分別是由發(fā)光元件的特性確定的正參數(shù)。J＝J₀·exp[(k·t)^β]…(1)文檔編號(hào)H05B37/02GK101616528SQ200910164548公開(kāi)日2009年12月30日申請(qǐng)日期2005年8月12日優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日發(fā)明者安部寬子,山崎舜平,瀨尾哲史申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所