显示装置和电子装置的制作方法
专利名称：显示装置和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有光发生元件的显示装置和电视装置。本发明进一步涉及使用具有光发生元件的显示装置的电子装置。
背景技术：
近年来，积极开发具有通常为EL (电致发光)的光发射元件的显示装置，并且通过利用光发射元件的优点如高图像质量，广视角，并降低了的厚度和质量而有望被广泛利用。光发射元件特征为其电阻(内阻)随周围温度(以下称为环境温度)改变。特别地，当温度超过室温时电阻减小，而当温度小于室温时电阻增加。光发射元件这样的特征示于图IOA中的曲线，图IOA示出光发射元件的电压-电流特征和温度之间的关系。光发射元件也具有这样的特征，即其电流随时间减小。光发射元件这样的特征示于图IOB的曲线中，图IOB示出光发射元件的电压-电流特征和时间之间的关系。
发明内容
光发射元件的前述特征引起亮度随环境温度改变或随时间改变的变化。考虑到前面的说明，本发明提出一种显示装置，其中由于环境温度改变和随时间的改变而导致的光发射元件的电流的变化的影响能够被抑制。考虑到前述原因，本发明提供一种显示装置，其具有校正环境温度改变的功能和校正随时间改变的功能(以下统称为校正功能)。本发明的显示装置具有光发射元件，驱动串联至光发射元件的晶体管，监视光发射元件，串联以监视光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流以监视光发射元件的恒流源， 和缓冲放大器。光发射元件的第一电极通过驱动晶体管连接至缓冲放大器的输出终端。 监视光发射元件的第一电极经限制晶体管连接至缓冲放大器的输入端。驱动晶体管的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)，和限制晶体管的沟道长度(U)和沟道宽度(M)满足Li/ Wl L2/W2 = 1 2到1 10。限制晶体管总是导通。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的 AC晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极，AC晶体管的栅电极，和AC晶体管的源电极及漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。AC晶体管的源电极和漏电极的另一个连接至AC电源。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，用于供应恒流以监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器，连接至缓冲放大器的输入端的电容器，提供于光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输出端之间的第一开关，提供于光发射元件的第一电极和AC电源之间的第二开关，提供于监视光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端之间的第三开关，和提供于监视光发射元件的第一电极和AC电源之间的第四开关。本发明的显示装置具有用于施加正向偏压至光发射元件和监视光发射元件同时使第一开关和第三开关为导通状态而第二开关和第四开关为非导通状态的控制电路。本发明的显示装置进一步具有控制电路，其用于施加反偏电压至光发射元件和监视光发射元件同时使第一开关和第三开关为非导通状态而第二开关和第四开关为导通状态。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的电流源晶体管，缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极和电流源晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。电流源晶体管的栅电极连接至第一电源，电流源晶体管的源电极和漏电极的另一个连接至第二电源。电流源晶体管工作于饱和区域。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和提供于监视光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端中间的电阻器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。本发明的显示装置具有光发射元件，开关晶体管，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的正偏晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，和缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极连接至缓冲放大器的输入端。开关晶体管的栅电极和正偏晶体管的栅电极连接至栅极线。正偏晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端而另一个连接至正偏电源。本发明的显示装置具有包括多个像素的像素区域，源极驱动器，第一栅极驱动器， 和第二栅极驱动器。每个像素具有光发射元件，用于控制视频信号输入至像素的第一晶体管，用于控制光发射元件的光发射或非光发射(non-light emission)的第二晶体管。电容器具有形成于第一和第二晶体管的栅电极同一层上的第一导电层，形成于和第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极布线同一层第二导电层，和形成于第一导电层和第二导电层之间的绝缘层。本发明的显示装置具有包括多个像素的像素区域，源极驱动器，第一栅极驱动器， 和第二栅极驱动器。每个像素具有光发射元件，用于控制视频信号输入至像素的第一晶体管，用于控制光发射元件的光发射或非光发射的第二晶体管，和用于保持视频信号的电容器。电容器具有形成于和第一晶体管的源极和漏极布线同一层的第一导电层，形成于和光发射元件的像素电极同一层的第二导电层，形成于第一导电层和第二导电层之间的绝缘层。本发明提供了一种具有显示白光发射元件(发射白色光的光发射元件)和监视白光发射元件的显示装置。环境温度的改变和随时间的改变由监视白光发射元件监视，且其结果反应在显示白光发射元件的电源电势上。更具体地，显示白光发射元件用恒压驱动工作而监视白光发射元件用恒流驱动工作。在恒压驱动中，恒压施加至光发射元件，然而，在恒流驱动中，恒流供应至光发射元件。 当监视白光发射元件用恒流驱动工作时，环境温度的改变和随时间的改变是作为监视白光发射元件的势差示出的。当监视白光发射元件势差中这样的改变反应在显示白光发射元件的电源电势中，可校正环境温度的改变和随时间的改变。
本发明提供一种显示装置，其中白光发射元件具有45 %到80 %的占空比，而监视白光发射元件具有45%到100%的占空比。白光发射元件的占空比是所有提供于像素区域中白光发射元件的平均占空比。占空比是发光周期对发光周期和非光发射周期如当所有输入视频信号显示白色时的写入周期的比率。本发明提供一种显示装置，其中白光发射元件在某些周期总的电流量小于监视白光发射元件中总的电流量。在该方式中，白光发射元件的负载不同于监视白光发射元件上的负载，且基于流过白光发射元件的电荷量考虑亮度衰减。因此，可执行恒亮度驱动，其中白光发射元件中电荷的量和监视白光发射元件中的电荷的量相比较，且校正白光发射元件的亮度为常数。本发明的显示装置具有白光发射元件，串联至白光发射元件的驱动晶体管，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和有色层。白光发射元件的第一电极经驱动晶体管连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极经限制晶体管连接至缓冲放大器的输入端。 驱动晶体管的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)和限制晶体管的沟道长度(U)和沟道宽度 (W2)满足L1/W1 L2/W2 = 1 2到1 10。提供白光发射元件以便与有色层交叠。限制晶体管总是开通。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的AC晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极，AC 晶体管的栅电极，和AC晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。AC 晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至AC电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，有色层，连接至缓冲放大器的输入端，提供于白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输出端之间的第一开关，提供于白光发射元件的第一电极和AC电源之间的第二开关，提供于监视白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端之间的第三开关，提供于监视白光发射元件的第一电极和AC电源之间的第四开关。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有用于供应正偏电压至白光发射元件和监视白光发射元件的控制电路同时使第一开关和第三开关处于导通状态而第二开关和第四开关处于非导通状态。本发明的显示装置进一步具有用于施加反偏电压至白光发射元件和监视白光发射元件的控制电路，同时使第一开关和第三开关处于非导通状态而第二开关和第四开关处于导通状态。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的电流源，缓冲放大器，有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极和电流源晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。电流源晶体管的栅电极连接至第一电源。电流源晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至第二电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。电流源晶体管工作于饱和区域。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，有色层，和提供于监视白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端的电阻器。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，开关晶体管，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的正偏晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器， 和有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极连接至缓冲放大器的输入端。开关晶体管的栅电极和正偏晶体管的栅电极连接至栅极线。正偏晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端，而另一个连接至正偏电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。具有前述结构的本发明可提供显示装置其中由于环境温度的改变和随时间的改变而导致的光发射元件电流的变化的影响可以被抑制。
图1是示出本发明显示装置配置的视图。图2A和图2B每个都是示出本发明显示装置配置的视图。图3是示出本发明显示装置的布局的视图。图4是示出本发明显示装置配置的视图。图5A和图5B每个都是示出本发明显示装置的操作的时序图。图6A和图6B每个都是示出本发明显示装置配置的视图。图7A和图7B每个都是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图8A和图8B每个都是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图9A至图9F每个都是示出使用本发明显示装置的电子装置的例子的视图。图IOA和IOB每个都是示出光发射元件的温度特征和随时间的特征的图形。图IlA和图IlB是分别示出光发射元件随时间变化的电流和随时间变化的亮度的图形。图12是示出本发明显示装置的配置的视图。图13是示出本发明显示装置的配置的视图。图14是示出本发明显示装置的配置的视图。图15是示出本发明显示装置的配置的视图。图16是示出本发明显示装置的配置的视图。图17是示出本发明显示装置的配置的视图。图18是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图19是示出本发明显示装置的配置的视图。图20A和图20B每个都是示出本发明显示装置的配置的视图。图21是示出本发明显示装置的配置的视图。图22是示出本发明显示装置的配置的视图。图23是示出本发明显示装置的配置的视图。图M是示出本发明显示装置的配置的视图。图25是示出本发明显示装置的配置的视图。
图沈是示出光发射元件的电流密度-电压特征的图形。图27是示出光发射元件的电流密度-电压特征的图形。图观是示出η和s的变化的图形。
具体实施例方式虽然本发明是参考附图以实施方式和实施例的方式完全说明的，可以理解对本领域技术人员来说，多种改变和修改是显然的。因此，除非这样的改变和修改偏离本发明限定的范畴，它们应该解释为包括在本发明范围内。注意下面说明的本发明的结构中，所有附图中相同的元件由相同的标识号表示。[实施方式1]本发明的显示装置具有光发射元件13和监视光发射元件66，它们都提供于衬底 20上。光发射元件13和监视光发射元件66由相同的工艺在相同制造条件下形成，且关于环境温度的改变和随时间的改变具有相同的特征或基本相同的特征。本发明的显示装置具有恒流源105和缓冲放大器110。这些电路可形成于和光发射元件13和监视光发射元件66相同的衬底20上，或形成于另一种衬底上。提供于衬底20上的像素区域40包括多个以矩阵安置的像素。每个像素具有光发射元件13和至少两个晶体管。在该实施方式中，仅示出串联至光发射元件13的驱动晶体管12。驱动器(第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43在此示出)也提供于衬底20上并控制每个像素的光发射或非光发射和亮度。光发射元件13的两个电极中的一个连接至相对电源18，另一个经驱动晶体管12连接至缓冲放大器110的输出端。一个或多个监视光发射元件66提供于衬底20上。监视光发射元件66的两个电极中的一个连接至相对电源18，另一个经限制晶体管111连接至缓冲放大器110的输入端。包括一个或多个监视光发射元件66的监视电路64可提供于像素区域40或其它区域。然而，监视电路64优选提供于非像素区域40的区域以便不影响图像显示。恒流从恒流源105供应至监视光发射元件66。当环境温度改变和随时间改变在该状态出现时，监视光发射元件66自身的电阻也改变。因此，因为恒流被供应至监视光发射元件66，监视光发射元件66的两个电极之间势差改变。在前述结构的情形中，连接至相对电源18的监视光发射元件66的一个电极的电势不改变，且监视光发射元件66的另一个电极(这里称为第一电极)的电势改变，该电极连接至恒流源105。监视光发射元件66的第一电极的改变的电势被供应至缓冲放大器110。监视光发射元件66的一个电极的电势输入至缓冲放大器110的输入端。从缓冲放大器Iio的输出端输出的电势经驱动晶体管12供应至光发射元件13的第一电极。在附图所示的结构中，缓冲放大器110的倒相输入端和输出端彼此连接。缓冲放大器110的输入端连接至监视光发射元件66的第一电极而缓冲放大器110的输出端连接至光发射元件13的第一电极的。提供缓冲放大器110以便防止电势变化。因此，也可采用其它电路取代缓冲放大器110只要其能够防止电势变化。也就是，当监视光发射元件66的一个电极的电势传输至光发射元件13时，用于防止电势变化的电路提供于监视光发射元件66和光发射元件13之间。这样的电路不局限于前述缓冲放大器110，可采用任何配置的电路。
前述缓冲放大器110是用于防止电势变化的电路，且可称为用于输出等于输入电势的电势的电路。本发明的显示装置的第一种结构特征为具有串联至监视光发射元件66的限制晶体管111(参看图1)。限制晶体管111的栅电极连接至电源112。限制晶体管111开通，且电源112供应开通限制晶体管111的电势。限制晶体管111的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至缓冲放大器110的输入端。提供限制晶体管111以便防止过流流过监视发射元件66。即使监视光发射元件 66的阳极和阴极是短路的，限制晶体管111防止监视光发射元件66由于过流流过短路部分导致的损伤。为了防止过流流过监视光发射元件66，驱动晶体管12的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)，和限制晶体管111的沟道长度(L2)和沟道宽度(W2)满足L1/W1 L2/W2 = 1:2 到 1 10。驱动晶体管12或限制晶体管111不是晶体管而是相应于两个串联的晶体管。在某些情形中，驱动晶体管12或限制晶体管111的沟道长度和沟道宽度分别相应于两个串联晶体管的总的沟道长度和总沟道宽度。在示于附图的结构中，限制晶体管111是P沟道晶体管，但本发明不局限于此，且 N沟道晶体管也可使用。在示于附图的结构中，监视光发射元件66的数目和像素区域40中一列的光发射元件13的数目相同，但本发明不局限于此。至少要求提供一个监视光发射元件66。本发明的显示装置的第二种结构是参考图12说明的。第二种结构的特征为具有串联至监视光发射元件66的AC晶体管113。AC晶体管113的栅电极经开关116连接至缓冲放大器110的输入端。AC晶体管 113的栅电极经开关117也连接至AC电源115。AC晶体管113的源电极和漏电极中的一个连接至AC电源114，而另一个连接至监视光发射元件66的第一电极。提供AC晶体管113 以便施加反偏电压至监视光发射元件66。当反偏电压施加至监视光发射元件66时，开关116关断以便缓冲放大器110不电连接至监视光发射元件66。此外，开关117开通且AC电源115的电势供应至AC晶体管 113，从而AC晶体管113开通。则相对电源18的电势和AC电源114的电势之间的相对大小是任意设定的。通过施加反偏电压至监视光发射元件66，电流被局部地施加至监视光发射元件66的阳极和阴极的短路部分，从而可绝缘短路部分。因此，可以校正由于监视光发射元件66的短路部分导致的缺陷。 提供电容器1 以便当施加反偏电压至监视光发射元件66时维持缓冲放大器110 的输入端的电势。然而，本发明不局限于电容器126，其它能够保持缓冲放大器110输入端的电势的电路也可采用。另一方面，当正偏电压施加至监视光发射元件66时，开关116开通而开关117关断。在示于附图的结构中，AC晶体管113是P沟道晶体管，但本发明不局限于此，N沟道晶体管也可采用。进一步，虽然AC晶体管113的栅电极连接至缓冲放大器110的输入端，本发明不局限于此。可独立提供控制电路以控制AC晶体管113的开/关状态。前述第二种结构可自由与前述第一种结构组合。本发明的显示装置的第三种结构将参考图13说明。第三种结构的特征为具有连接至缓冲放大器Iio输入端的电容器126，提供于光发射元件13的第一电极和缓冲放大器 110的输出端之间的第一开关121，提供于光发射元件13的第一电极和AC电源125之间的第二开关122，提供于监视光发射元件66和缓冲放大器110的输入端之间的第三开关123， 提供于监视光发射元件66的第一电极和AC电源125之间的第四开关124，和提供于恒流源 105和缓冲放大器110的输入端之间的第五开关128。对于第一开关121，第二开关122，第三开关123，第四开关124，和第五开关128，具有开关功能的公知元件，入晶体管可被采用。当反偏电压施加至光发射元件13和监视光发射元件66时，控制电路127使第一开关121，第三开关123，和第五开关1 处于非导通状态，而第二开关122和第四开关IM 处于导通状态。然后，相对电源18的电势和AC电源125的电势之间的相对大小是任意设定。如上所述，通过施加反偏电压至光发射元件13和监视光发射元件66，可绝缘短路部分并校正由于短路部分导致的缺陷。另一方面，当正偏电压施加至光发射元件13并监视光发射元件66时，控制短路 127时第一开关121，第三开关123，和第五开关1 处于导通状态，而第二开关122和第四开关IM处于非导通状态。提供电容器126以便当施加反偏电压至光发射元件13和监视光发射元件66时保持缓冲放大器110的输入端的电势。然而，本发明不局限于电容器126，其它能够保持缓冲放大器110的输入端的电路也可采用。前述第三种结构可自由与前述第一和第二种结构中一个组合。本发明的显示装置的第四种结构将参考图14说明。第四种结构的特征为具有电流源晶体管134而非恒流源105。电流源晶体管134串联至监视光发射元件66，其栅电极连接至电源135。电流源晶体管134的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至电源133。电流源晶体管134工作于饱和区域以便用作电流源。因此，电源133的电势是任意设定的以调整电流源晶体管134的栅极-源极电压。为了操作电流源晶体管134于饱和区域，电流源晶体管134的沟道长度L对沟道宽度W的比率(L/W)优选设定为2到100。在示于附图的结构中，电流源晶体管134是P沟道晶体管，但本发明不局限于此， N沟道晶体管也可采用。前述第四种结构可自由与前述第一到第三种结构中的一种组合。本发明显示装置的第五种结构将参考图15说明。第五种结构的特征为具有提供于缓冲放大器Iio的输入端和监视光发射元件66之间的电阻器140。电阻器140可以是可变电阻器或固定电阻器。提供电阻器140以便调整在某些周期(如，在一个帧周期)监视光发射元件66的电流总量和光发射元件13的电流总量之间差。如果监视光发射元件66用恒流源105正常地工作，监视光发射元件66的占空比是100%。其间，光发射元件13的占空比约为70%，即使白色图像显示于整个屏幕上，且如果考虑发光比率则其低于70%。换句话说，在正常操作模式，监视光发射元件66随时间的改变比光发射元件13随时间的改变进展更快。因此，按照第五种结构，提供电阻器140以使在某些时刻监视光发射元件66的电流值低于光发射元件13的电流值，从而在某些周期监视光发射元件66和光发射元件13中的电流总量相等。作为结果，随时间的改变以相同的速率进展，故以随时间改变的角度看电源电势可更精确地校正。前述第五种结构可自由与前述第一到第四种结构中一种或多种组合。本发明显示装置的第六种结构将参考图17说明。第六种结构特征为具有串联值监视光发射元件66的正偏晶体管132。正偏晶体管132的栅电极连接至和包括在像素10 中的开关晶体管11同一行的栅极线。正偏晶体管132的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至正偏电源131。提供正偏晶体管132以便施加正偏电压至监视光发射元件66。当正偏电压施加至监视光发射元件66时，正偏晶体管132开通，且相对电源18的电势和正偏电源131的电势的相对大小是任意设定的。通过施加正偏电压监视光发射元件66，电流被局部地施加至监视光发射元件66 的短路部分，从而绝缘短路部分。因此，可以校正由于监视光发射元件66的短路部分导致的缺陷。在前述结构中，除了正偏晶体管132还提供限制晶体管111。前述第六种结构可自由与前述第一到第五种结构中的一种或多种组合。按照前述第一到第六种结构中的一种或多种，电源电势可按照环境温度的改变和随时间的改变校正。此外，按照本发明，无须用户操作就可执行校正。因此，校正可在装置供应至终端用户后继续，这有望延长装置的寿命。在彩色显示的情形中，具有不同发射波长的电致发光层可形成于每个像素中，且通常，相应于红色(R)，绿色(G)，和蓝色(B)每种颜色的电致发光层形成于每个像素中。在这样的情形中，至少提供相应于红色，绿色，和蓝色每种颜色的监视光发射元件66，恒流源 105，和缓冲放大器110，并可按照每种颜色校正电源电势。[实施方式2]本发明显示装置的例子是参考
的。本发明的显示装置具有多个像素10， 每个像素都包括多个元件，它们提供于这样区域，这里源极线&c(x是自然数，1 = x = m)和栅极线Gy(以是自然数，l = y = n)彼此交叉且绝缘体安置在它们之间(参看图2A)。像素10具有光发射元件13，电容器16，和两个晶体管。其中一个晶体管是用于控制视频信号输入至像素10的开关晶体管11，另一个是用于控制光发射元件13的光发射或非光发射的驱动晶体管12。开关晶体管11和驱动晶体管12是场效应晶体管，且每个都具有栅电极，源电极，和漏电极三个端子。开关晶体管11的栅电极连接至栅极线Gy，其源电极和漏电极中的一个连接至源极线Sx，而另一个连接至驱动晶体管12的栅电极。驱动晶体管12的源电极和漏电极中的一个连接至电源线Vx (χ是自然数，l=x = m),而另一个连接至光发射元件13的像素电极。 光发射元件13的相对电极连接至相对电源18。电容器16提供于驱动晶体管12的栅电极和源电极之间。
开关晶体管11和驱动晶体管12的电导率不受限制，且可使用N沟道晶体管和P 沟道晶体管。在示于附图的结构中，开关晶体管11是N沟道晶体管，而驱动晶体管12是P 沟道晶体管。电源线Vx的电势和相对电源18的电势也不受限制，但不同电势施加至电源线Vx和相对电源18以便施加正偏电压或反偏电压至光发射元件13。具有前述结构的本发明的显示装置特征为在像素10中具有两个晶体管。按照前述结构，布局在每个像素10中的晶体管数目可减少。布局在每个像素10中的晶体管的数目较小就减少要安置的布线，导致高孔径比，高分辨率，和高产率。当实现了高孔径比时，光发射元件的亮度可随光发射区域的增加而降低。也就是，光发射元件的电流密度降低。因此，驱动电压可降低，这导致低功率消耗。此外，光发射元件13的可靠性可用较低的驱动电压提尚。本发明显示装置的特征在于驱动晶体管12工作于线性区域。因此，可使光发射元件13的驱动电压低于驱动晶体管工作于饱和区域的情形，导致较低的功率消耗。包括在开关晶体管11和驱动晶体管12中的半导体可用任何非晶半导体(非晶硅)，微晶半导体，多晶半导体(多晶硅)，和有机半导体形成。微晶半导体可用硅烷气体 (SiH4)和氟气(F2)或硅烷气体与氢气形成，或在用前述气体形成薄膜之后通过激光辐射形成。开关晶体管11和驱动晶体管12的各个栅电极是用导电材料形成单层或堆叠层的。例如，优选采用钨(W)和氮化钨(WN)的堆叠结构，钼(Mo)，铝(Al)，和钼(Mo)的堆叠结构，或钼(Mo)和氮化钼(MoN)的堆叠结构。连接至开关晶体管11和驱动晶体管12的杂质区域(源电极和漏电极)的导电层 (源极和漏极布线)是用导电材料作为单层或堆叠层形成的。例如，优选采用钛(Ti)，硅化铝(Al-Si)，和钛(Ti)的堆叠结构，钼(Mo)，硅化铝(Al-Si)，和钼(Mo)的堆叠结构，或氮化钼(MoN)，硅化铝(Al-Si)，和氮化钼(MoN)。可替换地，含镍的铝基材料或含镍和碳和硅中一种的铝基合金也可采用。图3示出具有前述结构的像素10的布局。在该布局中示出的是开关晶体管11，驱动晶体管12，电容器16，和相应于光发射元件13的像素电极的导电层19。图2B示出沿该布局的线A-B-C的横截面结构。开关晶体管11，驱动晶体管12，光发射元件13，电容器16 提供于具有如玻璃和石英绝缘表面的衬底20上。光发射层13具有相应于像素电极的导电层19，电致发光层33，和相应于相对电极的导电层34的堆叠结构。如果导电层19和34都传输光，光发射元件13在导电层19和导电层34的方向上发射光(双发射)。其间，如果导电层19和34中的一个传输光而另一个阻挡光，光发射元件13仅在导电层19的方向或导电层34的方向发射光(顶部发射或底部发射)。图2B示出光发射元件13执行底部发射的情形中的横截面结构。电容器16提供于驱动晶体管12的栅电极和源电极之间，并保持驱动晶体管12的栅极-源极电压。电容器16由形成于和开关晶体管11和驱动晶体管12的栅电极同一层的导电层2 和22b (以下总称为导电层22)，相应于驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层沈，在导电层22和导电层沈之间的绝缘层构成。电容器16也由相应于驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层沈，形成于和光发射元件13的像素电极同一层上的导电层36，在导电层沈和导电层36之间的绝缘层构成。如图3中的布局所示，导电层35连接至导电层36。按照前述结构，电容器16可获得足够大的电容以保持驱动晶体管12的栅极-源极电压。电容器16提供于构成电源线的导电层下面，因此，由于电容器16使得孔径比的降低得到防止。此外，因为开关晶体管11和驱动晶体管12的栅极绝缘膜不是用于电容器16， 可降低栅极漏电流，导致较低的功率消耗。相应于开关晶体管11和驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层M到27的厚度分别为500到2000纳米，优选500到1300纳米。当导电层M到27的各个厚度以这种方式增加时，因为源极线和电源线Vx由导电层M到27构成，所以可抑制电压降的影响。 注意，导电层M到27增加的厚度降低布线电阻，而导电层M到27的厚度增加太多导致难于精确成图案及形成平整表面。换句话说，考虑到布线电阻的影响，成图案的困难，和表面不平整性，导电层M到27的各个厚度可确定在前述范围内。本发明的显示装置的特征为也具有覆盖开关晶体管11和驱动晶体管12的绝缘层 28和四(以下总称为第一绝缘层30)，和形成于第一绝缘层30上的第二绝缘层31。相应于像素电极的导电层19形成于第二绝缘层31上。如果没有提供第二绝缘层31，相应于源极和漏极布线的导电层M到27形成于和导电层19相同的层上，且因此，用于形成导电层19 的区域被限制于非导电层M到27的区域。其中，当提供有第二绝缘层31时，由导电层19 占据的区域增加，导致高孔径比。该结构是有效的，特别是对于顶部发射。高孔径比增加光发射区域，这导致较低的驱动电压和功率消耗。第一绝缘层30和第二绝缘层31由无机材料如，氧化硅和氮化硅，有机材料如聚酰亚胺和丙烯酸。第一绝缘层30和第二绝缘层31可由相同材料或不同材料制成。作为绝缘层材料，硅氧烷基的材料包括至少含有氢的有机功能团(如烷基或芳香族碳氢化合物)作为取代基。可替换地，氟基团也可用作取代基。进一步可替换地，氟基团和至少含氢的有机功能团可用作取代基。第二绝缘层31可由能够使某些厚度降低底层不平整性的有机材料形成。如果第二绝缘层31由有机材料形成，优选第三绝缘层37由氮化物形成，该氮化物(具体地，氮化硅)用作阻挡膜以便防止去气化。提岸层(也称为绝缘层)32可由有机材料或无机材料形成。然而，因为提供了光发射有机13的电致发光层以便和提岸层接触32接触，提岸层32优选具有曲率半径连续改变的形状，以便电致发光层中不形成针眼等。此外，提岸层32优选由阻挡光的材料形成，从而限定像素之间的边界。本发明的显示装置也具有像素区域40，这里多个前述像素10以矩阵安置，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43 (参看图4)。第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42被安置，以便彼此面对且像素区域40安置在它们之间，或安置在像素区域 40的四边中的一个上。源极驱动器43具有脉冲输出电路44，锁存器45，和选择电路46。锁存器45包括第一锁存器47和第二锁存器48。选择电路46包括晶体管49和模拟开关50。为相应于源极线的每个列提供晶体管49和模拟开关50。反相器51发生TO (写擦除)信号的反相信号，如果WE信号的反相信号是从外部供给的，则反相器51不是必须提供的。晶体管49的栅电极连接至选择信号线52，源电极和漏电极中的一个连接至源极
13线&c，另一个连接至电源53。模拟开关50提供于第二锁存器48和源极线之间。换句话说，模拟开关50的输入节点连接至第二锁存器48，而输出节点连接至源极线&c。模拟开关50的两个控制节点中的一个连接至选择信号线52，而另一个经反相器51连接至选择下划线52。电源53的电势关断包括在像素10中的驱动晶体管12。如果驱动晶体管12是N 沟道晶体管，电源53的电势设定为L电平，然而如果驱动晶体管12是P沟道晶体管，电源 53的电势设定为H电平。第一栅极驱动器41具有脉冲输出电路M和选择电路55。第二栅极驱动器42具有脉冲输出电路56和选择电路57。选择电路55和57连接至各个选择信号线52，但包括在第二栅极驱动器42中的选择电路57经反相器58连接至选择信号线52。也就是，反相的 WE信号经各个选择信号线52输入至选择电路55和57。选择电路55和57中的每个都具有三态缓冲器。三态缓冲器的输入节点连接至脉冲输出电路M或脉冲输出电路56，而控制节点连接至选择信号线52。三态缓冲器的输出节点连接至栅极线Gy。当从选择信号线52发出的信号是H电平时三态缓冲器处于工作状态，而当从选择信号线52发出的信号是L电平时三态缓冲器处于浮置状态。包括在源极驱动器43中的脉冲输出电路44，在第一栅极驱动器41中的脉冲输出电路M，在第二栅极驱动器42中的脉冲输出电路56相应于由多个触发器电路或解码器电路构成的移位寄存器。如果解码器电路用作脉冲输出电路44，54，和56，源极线或栅极线Gy可随机选择。当源极线或栅极线Gy可随机选择时，可以在采用时间灰度方法的情形中生成的抑制伪周线。 源极驱动器43的配置不局限于前面所述的，且可额外提供电平转移器和缓冲器。 第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42的配置也不局限于前面所述的，可额外提供电平转移器和缓冲器。而且，源极驱动器43，第一栅极驱动器41，和第二栅极驱动器42可包括保护电路。本发明的显示装置的特征为也具有电源控制电路63。电源控制电路63具有用于供应功率至光发射元件13电源电路61，和控制电路62。电源电路61经确定晶体管12连接至光发射元件13的像素电极和电源线Vx。电源电路61中的相对电源18经电源线Vx连接至光发射元件13的相对电极。当正偏电压供应至光发射元件13以供应电流至其中并使其发光时，电源线Vx和相对电源18之间的电势差被设定，以便电源线Vx的电势高于相对电源18的电势。其中， 当反偏电压施加至光发射元件13时，电源线Vx和相对电源18之间的电势差被设定以便电源线Vx的电势低于相对电源18的电势。这样的电源设定是通过供应来自控制电路62的预定信号至电源电路61而做出的。按照本发明，通过使用电源控制电路63反偏电压被施加至光发射元件13，从而光发射元件13随时间的恶化能被抑制且可靠性得到提高。在光发射元件13中，阳极和阴极短路的初始缺陷可能由于外来材料的沉积，由于阳极或阴极稍微不平整而导致的针孔，电致发光层的不平整而发生。在具有这样初始缺陷的像素中，会出现问题以至光发射和非光发射不按照信号执行，并因此几乎所有电流流过短路的部分且整个元件不发射光，或某些像素不正确地发射光或不发射光，导致图像的不合格显示。然而，按照本发明因为反偏电压可施加至光发射元件，电流被局部地供应至阳极和阴极之间的短路部分，短路部分产生热。作为结果，短路部分可被氧化或碳化成绝缘的。因此，即使初始缺陷出现，该缺陷可被校正并且图像能够被高质量地显示。注意初始缺陷这样的绝缘优选在显示装置出货之前执行。 除了初始缺陷，阳极和阴极短路的缺陷可随时间流逝而发生。这样的缺陷也称为渐进性缺陷。然而，按照本发明，反偏电压可周期性地施加至光发射元件。因此，即使渐进性缺陷出现，缺陷能被校正，且图像可高质量地显示。注意反偏电压可以任何时序施加至光发射元件 13。如前面所述，本发明的显示装置的特征为也具有包括监视光发射元件66的监视短路64，包括恒流源的监视控制短路65，缓冲放大器等。监视电路64的特定配置和监视控制电路65说明于实施方式1中，因此，其说明在此省略。按照具有前述结构的本发明，由于环境温度改变和随时间改变导致的光发射元件中电流值的变化可被抑制，导致改进的可靠性。注意示于图1到17中的结构，监视控制电路65包括恒流源105和缓冲放大器110。 在示于图12中的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器110，开关116和 117，和电容器126。在示于图13的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器 110，第一开关121，第二开关122，第三开关123，第四开关124，电容器126，控制电路127， 和第五开关128。在示于图14的结构中，监视控制电路65包括缓冲放大器110。在示于图 15的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器110，和电阻器140。具有前述结构的本发明的显示装置的操作将参考
。首先，源极驱动器的操作将参考图5A说明。时钟信号(以下称为SCK)，时钟反相信号(以下称为SCKB)，和起始脉冲(以下称为SSP)被输入至脉冲输出电路44，取样脉冲被以这些信号的时序输出至第一锁存器47。数据输入至其中的第一锁存器47以输入的取样脉冲时序保持第一到最后列的视频信号。当锁存器脉冲输入至第二锁存器48时，保持在第一锁存器47的视频信号被同时传输至第二锁存器48。当假定L电平TO信号在周期Tl从选择信号线52传输，而H电平信号是在周期T2 传输的，选择电路46以下面的方式在每个周期工作。周期Tl和T2的每个周期相应于水平扫描周期的一半，且周期Tl被称为第一亚门选择周期(subgate selection period)而周期T2被称为第二亚门选择周期。在周期Tl (第一亚门选择周期)中，L电平TO信号从选择信号线52传输，晶体管 49开通，且模拟开关50处于非导通状态。然后多个信号线Sl到Sn经提供于每个列的晶体管49电连接至电源53。也就是，信号线Sl到Sn的电势等于电源53的电势。此时，包括在像素10中的开关晶体管11开通，且电源53的电势经开关晶体管11 传输至驱动晶体管12的栅电极。因此，驱动晶体管12关断且光发射元件13的流过电极具有相同的电势。也就是，没有电流流过光发射元件13的两个电极，从而没有光发射。以该方式，电源53的电势被传输至驱动晶体管12的栅电极而无论输入至视频线的视频信号的状态，且因此驱动晶体管12关断而光发射元件13的两个电极具有相同电势。这样的操作称为擦除操作。在周期T2 (第二亚门选择周期)中，H电平TO信号从选择信号线52传输，晶体管 49关断，且模拟开关50处于导通状态。然后，对于一列，保持在第二锁存器48中的视频信号同时传输至信号线Sl到Sn。此时，包括在像素10中的开关晶体管11开通，视频信号经开关晶体管11传输至驱动晶体管12的栅电极。因此，根据输入的视频信号，驱动晶体管 12开通或关断，由此光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同的电势。更特别地， 当驱动晶体管12开通时，光发射元件13的两个电极具有不同的电势且电流流过其中，也就是，光发射元件13发射光。注意相同的电流流过光发射元件13并在驱动晶体管12的阳极和漏极之间流动。另一方面，当驱动晶体管12关断时，光发射元件13的两个电极具有相同的电势并没有电流流过其中，也就是，光发射元件13不发射光。以该方式，根据视频信号，驱动晶体管12开通或关断，且光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同电势。这样的操作被称为写入操作。第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42的操作将在下面说明。时钟信号(GlCK)， 时钟反相信号(GlCKB)，和起始免除(GlSP)被输入至脉冲输出电路M，且脉冲是以这些信号的时序依次输出至选择电路阳。时钟信号(G2CK)，时钟反相信号(G2CKB)，和起始免除 (G2SP)被输入至脉冲输出电路56，且脉冲是以这些信号的时序依次输出至选择电路57。图 5B示出供应至第i，第j，第k，和第ρ行(i，j，k，和ρ是自然数，1 = i，j，k，p = n)的选择电路55和57的脉冲电势。当假定L电平TO信号在周期Tl中从选择信号线52传输，而H电平TO信号在周期T2传输，类似于源极驱动器43的操作，第一栅极驱动器41中的选择电路55和第二栅极驱动器42中的选择电路57以下面的方式在每个周期中工作。在图5B的时序图中，接收来自第一栅极驱动器41的栅极线Gy (以是自然数，1 = y = η)的电势由Gy41表示，而接收来自第二栅极驱动器42的栅极线的电势由Gy42表示。显然Gy41和Gy42表示相同的布线。在周期Tl (第一亚门选择周期)，L电平TO信号从选择信号线52传输。因此L电平WE信号传输至第一栅极驱动器41中的选择电路55，从而使选择电路55处于浮置状态。 另一方面，反相WE信号，也就是H电平TO信号被输入至第二栅极驱动器42的选择电路57， 从而选择电路57处于工作状态。也就是，选择电路57传输H电平信号(行选择信号)至第i行栅极线Gi以至栅极线Gi具有和H电平信号相同的电势。换句话说，第i行栅极线 Gi是由第二栅极驱动器42选择的。作为结果，包括在像素10中的开关晶体管11开通。然后，包括在阳极驱动器43 中的电源53的电势被传输至驱动晶体管12的栅电极，从而驱动晶体管12被关断且光发射阳极13的两个电极具有相同的电势。也就是，在该周期执行其中光发射元件13不发射光的擦除操作。在周期T2(第二亚门选择周期)，H电平TO信号从选择信号线52传输。因此，H 电平WE信号被输入至第一栅极驱动器41的选择电路55，从而选择电路55处于工作状态。 也就是，选择电路阳传输H电平信号至第i行栅极线Gi以至栅极线Gi具有和H电平信号相同的电势。换句话说，第i行栅极线Gi由第一栅极驱动器41选择。作为结果，包括在像素10中的开关晶体管11开通。然后，视频信号从源极驱动器 43中第二锁存器48传输至驱动晶体管12的栅电极，从而驱动晶体管12开通或关断，且光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同的电势。也就是，在该周期执行其中光发射元件13发光或不发射光的写入操作。其中，L电平信号被输入至第二栅极驱动器42中的选择电路57，且选择电路57处于浮置状态。
如前面所述，栅极线Gy由第二栅极驱动器42在周期Tl (第一亚门选择周期)中选择，而由第一栅极驱动器41在周期T2(第二亚门选择周期)中选择。也就是，栅极线由第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42以互补方式控制。擦除操作是在第一和第二亚门选择周期中的一个执行的，且写入操作是在另一个周期中执行的。在第一栅极驱动器41选择第i行栅极线Gi的周期中，第二栅极驱动器42不工作 (选择电路57处于浮置状态)，或传输行选择信号至非第i行的栅极线。类似地，在第一栅极驱动器42传输行选择信号至第i行栅极线Gi的周期中，第一栅极驱动器41处于浮置状态，或传输行选择信号至非第i行的栅极线。按照执行前述操作的本发明，可强迫关断光发射元件13，导致增加的占空比。进一步，光发射元件13可不提供用于释放电容器16电荷的TFT而被强迫关断，这导致高孔径比。当实现高占空比时，光发射元件的亮度可随光发射区域增加而减小。也就是，驱动电压可降低并因此降低功率消耗。本发明不局限于前述实施方式，其中栅极选择周期被分成两个周期。栅极选择周期可分成三个或更多周期。[实施方式3]下面说明像素电路的例子，该像素电路可应用至本发明的显示装置。图6A示出像素电路，其中擦除晶体管91和擦除栅极线Ry被加入到示于图2A的像素10 ( 一个像素包括三个TFTs)中。该擦除晶体管91可强迫阻止光发射元件13中的电流。因此，不等待要写入所有像素10的信号开始发光周期或在写入周期开始之后立即开始发光周期。因此，可增加占空比，并特别地可高质量地显示移动图像。图6B示出像素电路，其中示于图6A的像素10中的驱动晶体管12被略去，且额外提供晶体管92和93及电源线Vax (χ是自然数，1 = χ = m)( 一个像素包括四个TFTs)。电源线Vax连接至电源94。按照该结构，晶体管92的栅电极连接至恒电势的电源线Vax，从而晶体管92的栅电极的电势固定且晶体管92工作于饱和区域。其中，晶体管93工作于线性区域，包括关于像素10的光发射或非光发射数据的视频信号被输入至晶体管93的栅电极。因为工作于线性区域的晶体管93具有小源极-漏极电压，晶体管93的栅极-源极电压的稍微改变不影响流过光发射元件13的电流值。因此，流过光发射元件13的电流值由工作于饱和区域的晶体管92确定。按照具有前述结构的本发明，可以抑制由于晶体管92 的特征中的变化导致的亮度不平均性并增加图像质量。作为另一种像素电路，其中示于图2A的像素10中开关晶体管11被略去的像素电路(一个像素包括一个TFT)也可采用。在该情形中，该操作类似无源矩阵显示器那样执行。可替换地，使用电流反射镜的像素电路也可使用。模拟视频信号或数字视频信号可用在本发明的显示装置中。如果使用数字视频信号，视频信号可以是电压或电流。也就是，输入至光发射元件的光发射中像素的视频信号可以是恒压或恒流。当视频信号是恒压时，恒压被施加至光发射元件或恒流流过光发射元件。 当视频信号是恒流时，恒压被施加至光发射元件或恒流流过光发射元件。当恒压被施加至光发射元件时，执行恒压驱动。其中，当恒流流过光发射元件时，执行恒流驱动。按照恒流驱动，恒流流过而无论光发射元件的电阻改变。本发明的显示装置可采用恒压驱动或恒流驱动，但电压视频信号优选用在本发明显示装置中。
电致发光层由从单激发态发射光的材料(以下称为单激发的光发射材料)或从三重激发态发射光的材料(以下称为三重激发的光发射材料)形成。例如，在发射红色，绿色， 和绿色光的光发射元件中，其亮度在相对短时间内减少一半的红色光发射元件由三重激发的光发射材料形成，其余区域由单激发的光发射材料形成。三重光发射材料具有这样的优点，材料具有良好的发光效率并消耗较低功率以获得相同的亮度。可替换地，红色光发射元件和绿色光发射元件可由三重激发的光发射材料形成， 蓝色光发射元件可由单激发的光发射材料形成。当具有高可视性的绿色光发射元件由三重激发的光发射材料形成时，可进一步实现低功率消耗。作为三重激发光发射材料的例子，有用作杂质的金属络合物，具有第三过渡系列元素钼作为中心金属的金属络合物，具有铟作为中心金属的金属络合物，等等。进一步，电致发光层可由低分子量材料，中分子量材料，和高分子量材料中任何一种形成。光发射元件可采用正向(forward)堆叠的结构，其中阳极，电致发光层，阴极以该顺序堆叠，或反向堆叠的结构，其中阴极，电致发光层，和阳极以该顺序堆叠。光发射元件的阳极或阴极可由传输光的氧化铟锡(ITO)形成，添加有氧化硅的ΙΤ0，氧化铟锌(IZO)，搀杂有镓(Ga)的氧化锌(GZO)，等等。光发射元件也可采用这样的结构，其中多个电致发光层和电荷发生层堆叠在阳极和阴极之间，如阳极，电致发光层，电荷发生层，...，电致发光层，电荷发生层，...，电致发光层，阴极以该顺序堆叠。这样的元件也称为级联元件。电荷发生层由无机半导体如金属或氧化钼，搀杂有锂的有机化合物，等等形成。当用具有光发射元件的面板执行彩色显示时，具有不同发射波长带的电致发光层可提供于每个像素中。通常，提供有相应于红色(R)，绿色(G)，和蓝色(B)每种颜色的电致发光层。在这样的情形中，可提供相应于红色，绿色，和蓝色每种颜色的监视光发射元件66 以为每种颜色校正电源电势。此时，可增加颜色纯度且可通过提供滤波器(有色层)防止像素部分具有镜面(耀眼(glare))，该传输特殊波长带的滤波器位于光发射元件的光发射侧。提供滤波器(有色层)可略去传统要求的环状偏光器等，并可消除从电致发光层发射的光的损失。进一步，当偏斜看像素区域时出现的色彩的改变就能减少。电致发光层可具有这样的结构，其发射单色或白光。如果使用白光发射材料，传输具有特殊波长光的滤波器提供于光发射元件的光发射侧，从而可执行彩色显示。[实施方式4]光发射元件随时间改变在初始阶段快速进展并随着时间逐渐慢下来。因此，在使用光发射元件的显示装置中，优选执行初始老化工艺，其中初始随时间改变在光发射元件的亮度调整(如，在显示装置出货之前)之前发生在所有光发射元件中。当光发射元件初始急剧的随时间改变通过这样的初始老化工艺而提前发生时，随时间改变此后不快速进展，这减小由于随时间改变导致的现象如图像老化(burn-in)。初始老化工艺是通过仅在某些周期激活光发射元件而执行的，并优选通过施加高于通常所用的电压。据此，初始随时间改变在短时间内发生，且初始老化工艺可即刻完成。如果本发明的显示装置用可充电电池工作，优选在充电不在使用的显示装置时执行发光或闪光所有像素的工艺，显示相对正常图像其对比反转的图像(如，待机显示等)的工艺，检查通过取样视频信号和光照或闪光像素而以低频发射光的像素的工艺，等等。执行前述工艺以便在显示装置不使用时的周期中降低图像老化，其被称为闪排工艺(flashout process)，老化的图像的最亮的点和最暗的点之间的差可设定为五级灰度或更低，更优选为一级灰度或更低。为了减少图像老化，除了前述工艺，固定图像可尽可能地减少。[实施方式5]对作为本发明一种方式的显示装置的面板作说明，其中包括有像素区域40，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43。具有多个像素的像素区域40提供于衬底20上(参看图7A)，其中每个像素都包括光发射元件13，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，源极驱动器43，和连接膜407。连接膜407连接至外部电路(IC芯片)。图7B是沿面板的线A-B的横截面视图。图7B示出形成于像素区域40中的驱动晶体管12，光发射元件13，和电容器16，和形成于源极驱动器43的CMOS电路410。在像素区域40的外围提供密封材料408，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42， 源极驱动器43。光发射元件13用密封材料408和相对的衬底406密封。执行密封工艺以便保护光发射元件13免受湿气损坏。在该实施模式中，覆盖材料(由玻璃，陶瓷，塑料，金属等制造)用来密封，但热固树脂或UV光固化树脂和高阻挡薄膜如金属氧化物和氮化物也可使用。在衬底20上的元件优选由和非晶半导体相比在迁移率等方面具有优异特性的晶体半导体(多晶硅)形成。具有前述结构的面板可减少要连接的外部ICs的数目，导致减小的尺寸，重量，和厚度。图18是沿面板C-D线的横截面视图，其示出驱动晶体管12，光发射元件13，和提供于像素区域40的电容器16，提供于第一栅极驱动器41的CMOS电路412，和提供于第二栅极驱动器42的CMOS电路411。示于附图中的面板特征在于提供了密封材料408以便交叠第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42。该结构实现更窄的帧。在前述示于图7A和7B和图18的结构中，光发射元件13的像素电极传输光而光发射元件13的相对电极阻挡光。因此，光发射元件13执行底部发射。作为不同于前述结构的结构，有这样一种结构，其中光发射元件13的像素电极阻挡光而光发射元件13的相对电极传输光(参看图8A)。在该情形中，光发射元件13执行顶部发射。作为不同于前述结构的结构，有这样的结构，其中光发射元件13的像素电极和相对电极都传输光(参看图8B)。在该情形中，光发射元件13执行双发射。在底部发射的双发射的情形中，连接至驱动晶体管12的杂质区域的导电层(源极和漏极布线)优选由和低发射材料如钼结合的铝(Al)形成。特别地，Mo，Al-Si，和Mo的堆叠结构，或MoN，Al-Si，和MoN的堆叠结构，等也可采用。作为结果，可防止从光发射元件发射的光发射源极和漏极布线，因此光可选出到外部。本发明的显示装置可采用任何底部发射，顶部发射，和双发射。像素区域40也可由TFT构成，其形成于绝缘表面上并具有由非晶半导体(非晶硅)形成的沟道部分，而第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43可由IC 芯片构成。IC芯片可由COG固定至衬底20上或固定至连接到衬底20的连接膜407上。非晶半导体易于通过CVD形成于大衬底上并不需要晶化步骤，因此提供不便宜的面板。进一步，当导电层是通过微滴释放(典型的为喷墨方法)形成，可实现更便宜的面板。[实施方式6]
提供有包括光发射元件的像素区域的电子装置包括电视机(也称为电视或电视接收器)，数码相机，数字视频照相机，移动电话机(也称为移动电话或蜂窝电话)，便携式信息终端如PDA，便携式游戏机，计算机的监视器，计算机，音频复制装置如车载音频相同， 提供有记录介质图像复制装置如家庭游戏机等。它们具体的例子将参考图9A到9F说明。便携式信息终端包括主体9201，显示部分9202等(参看图9A)。示于实施方式1 到5中的显示装置可应用至显示部分9202。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。数字视频相机包括显示部分9701，显示部分9702等(参看图9B)。示于实施方式 1到5中的显示装置可应用至显示部分9701。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。便携式信息终端包括主体9101，显示部分9102等(参看图9C)。示于实施方式1 到5中的显示装置可应用至显示部分9102。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。便携式电视机包括主体9301，显示部分9302等(参看图9D)。示于实施方式1到 5中的显示装置可应用至显示部分9302。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。这样的电视机可广泛应用至小尺寸的并入到如移动电话的便携式终端者，中等尺寸的便携终端，和大尺寸终端(如尺寸为40英寸或更大)。便携式计算机包括主体9401，显示部分9402等(参看图9E)。示于实施方式1到 5中的显示装置可应用至显示部分9402。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。电视机包括主体9501，显示部分9502等(参看图9F)。示于实施方式1到5中的显示装置可应用至显示部分9502。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。如果前述电子装置使用可充电电池，它们的寿命随功率消耗的减少而增加，从而可节省可充电电池的电荷。[实施方式7]执行彩色显示的显示装置的横截面结构将参考
。更具体地，使用白光发射元件的显示装置的横截面结构和有色层被描述，该白光发射元件发射白光。下面示出的是三个彼此邻近的像素的横截面结构。驱动晶体管12，发射白光的光发射元件13(以下称为白光发射元件13)，和电容器 16提供于衬底20上(参看图22)。白光发射元件13执行顶部发射。也提供有阻挡光的提岸层31。阻挡光的提岸层32是通过搅动碳颗粒，金属颗粒，颜料，着色剂等，如果需要还过滤它们，然后旋涂而形成的。注意如果碳颗粒或金属颗粒添加到有机材料中，可添加表面活性剂或分散剂以便它们均勻混和。有色层711到713提供于相对衬底406上，且通常相应于红色，绿色，或蓝色。提供白光发射元件13以便当衬底20固定至相对衬底406上时与有色层711到 713交叠。更特别地，提供白光发射元件13以便光发射侧面对有色层711到713。因此前述结构，从白光发射元件13发射的白光变成红色，绿色，或蓝色，从而获得彩色显示装置。其中白光发射元件13执行底部发射的显示装置的结构是参考图23说明的。在该情形中，如附图所示，有色层714到716是作为中间绝缘层提供的。可替换地，有色层714到 716可提供于衬底20和驱动晶体管12或电容器16之间。在该情形中，考虑到有色层不良的热阻特性，驱动晶体管12的活性层优选由非晶半导体而非多晶半导体形成。作为结果， 有色层714到716可防止由于多晶半导体制造步骤中的热处理而导致的损伤。其中白光发射元件13执行双发射的显示装置的结构是参考图M说明的。示于图 24的结构是示于图22和23的结构的组合。提供有色层711到716以便夹住白光发射元件 13，因此白光发射元件13在相对方向上发射光。光发射元件的电致发光层是由气相沉积，旋涂，喷墨方法等形成的。然而，具有不同波长带的电致发光层不能用前述方法精确形成。因此，在该情形中，有必要增加不同像素之间的距离和提岸之间的距离。其中，如果白光发射元件如前述结构所示的那样使用，将不形成不同电致发光层，这是有利的因为不要求增加像素之间的距离和提岸之间的距离并可实现高分辨率。此外，因为颜色滤波器用在液晶显示装置中，可利用液晶显示装置的技术而不开发新技术。横向上像素之间的提岸层32的宽度仅要求宽度足够宽以覆盖形成于其下的布线，特别地7. 5到27. 5微米，更优选10到25微米(参看图25)。提岸层32较窄的宽度允许较高的孔径比。高孔径比增加光发射区域，这导致较低的驱动电压和功率消耗。从白光发射元件发射的光可重复在像素电极和相对电极中反射并根据光出射角选出至邻近像素。进一步，在包括以矩阵安置的多个像素的显示区域中，由于像素电极和相对电极的闪耀(glare)在像素显示黑色时出现。为了防止这样的闪耀，在某些情形中光学膜是固定，但成本高。然而，按照前述结构，提岸层32由阻挡光的材料形成。如果提岸层32阻挡光，其吸收不必要的光以清晰限定像素之间的边界，因此可显示高分辨率图像。此外，阻挡光的绝缘膜减少入射光的反射，并可防止闪耀。因此，不再需要光学膜，如偏振膜，导致尺寸，厚度和重量的减小。包括金属络合物等的三重激发光发射材料可用于白光发射元件13的电致发光层 13。作为三重激发光发射材料的例子，有公知的用作杂质的金属络合物，具有第三过渡系列元素钼作为中心金属的金属络合物，具有铟作为中心金属的金属络合物，等等。三重激发光发射材料不局限于这些化合物，并也可以用具有前述结构并具有属于周期表第8族到第10 族元素作为中心金属的化合物。 发射白光的光发射元件可由包括蓝色电致发光层的两种或三种光发射层构成。可替换地，白光发射元件可通过任意堆叠功能层如空穴注入/输运层，空穴输运层，电子注入 /输运层，电子输运层，光发射层，电子阻挡层，和空穴阻挡层而形成。进一步，混和层或这些
21层的混和连接也可形成。这些实施方式可与前述实施方式自由组合。[实施方式8]本发明提供一种具有白光发射元件和监视白光发射元件的显示装置，其中白光发射元件的占空比是45 %到80 %而监视白光发射元件的占空比是45 %到100 %。白光发射元件的占空比是提供于像素区域的所有白光发射元件的平均占空比。占空比是发光周期对发光周期和非发光周期如当所有输入视频信号显示白光时的写入周期的比率。本发明提供显示装置，其中在某些周期白光发射元件中总电流量小于监视白光发射元件中的总电流量。以该方式，使白光发射元件的负载和监视白光发射元件的负载不同，并基于流过白光发射元件的电荷的量考虑亮度衰减。因此，可执行恒亮度驱动，其中白光发射元件中的电荷量和监视白光发射元件中的电荷量相比，且白光发射元件的亮度被校正为常量。下面说明按照本发明的恒亮度驱动(以下称为CL驱动)的原理。用于描述的光发射元件具有这样的结构，其中含发生EL有机材料的薄膜被夹在一对电极之间。流过含有机发生EL材料的薄膜(以下也称为有机薄膜)的电流被称为捕获电荷限制的电流(TCLC)并由下式表示，其中J是电流密度，V是电压，S是由材料和光发射元件的结构决定的值，η是2或更大的值。J = S · Vn. · · (1)下式可通过改写公式(1)而获得。IogJ = nlogV+logS. · · (2)公式(2)表示由对数表示的电流-电压特征，其由斜率为η的直线表示。IogS值越小，直线向电压侧偏移越高。图沈是示出光发射元件典型电流密度-电压特征的图形。该元件具有阳极， DNTPD, NPB, Alq:C6，Alq, CaF2，和Al的堆叠结构。该图形示出初始状态的特征，在室温下保持该1000小时后的特征，和在室温下用恒流驱动1000小时后的特征。如图沈所示，已经在室温下用恒流驱动1000小时后的光发射元件的电流密度-电压特征比初始特征偏移至较高的电压侧。类似地，已经在室温下保持1000小时而没有流动电流的光发射元件的电流密度-电压特征偏移至较高电压侧。图27是通过根据在可获得实用亮度的电流密度区域的公式( 描绘前述三种类型电流密度-电压特征而获得的双对数图形。在图27的图形中，电流密度-电压特征是针对1到lOOmA/cm2的电流密度绘出的，其中可获得100到lOOOOcd/m2的亮度。在图27的图形中，电流密度-特征由斜率为η的直线表示。图观示出通过图27获得的η和S的改变。图28的图形指示基于公式O)以参数η和S表示的特征改变。当光发射元件保持在室温时S的值不改变，且当电流供应至光发射元件时急剧减小。另一方面，η的值不仅在电流供应至光发射元件时减小而且当光发射元件在室温下保持相同的小时数也减小。当电流供应至光发射元件时减小的速率基本和没有电流供应至其中时减小的速率相同。也就是，η是这样的参数，其完全随时间减小而无论是否供应有电流。结果示出η可由下面公式(3)作为时间的函数表示。
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η = f(t). . . (3)指示二极管特征急剧改变的η的值示出光发射元件的二极管特征随时间改变(η 的值减小且斜率下降)而无论是否供应电流。一方面，S是当光发射元件保持在室温几乎不改变而当电流供应至其中时就改变的参数。与时间无关但随时间改变的S的值可表示为总电荷量Q(电流X时间)的函数， 并可获得下面的公式。S = g(Q). . . (4)因为S的值当电流供应值光发射元件时减小，g(Q)被认为是单调减函数。可认为 S的值是二极管特征的阈值。因此，可以这样解释，当电流供应至其中时光发射元件的二极管特征的阈值偏移至较高电压侧。从公式(1)，(3)，和(4)看，监视光发射元件的电流密度-电压特征和显示光发射元件的电流密度-电压特征可用下式表示，其中Jo是监视光发射元件的电流密度(常数)， Jp是像素的电流密度，Qm是监视光发射元件中总电荷量，Qp是像素中总电荷量，V是电荷， t是时间。Jo = g(Qm) · Vf(t). · · (5)Jp = g(Qp) · Vf(t). . . (6)从公式(5)和(6)，像素中的电流密度Jp可由下式表示。Jp = J0 · g (Qp) /g (Qm)... (7)因为g(Q)是单调减函数，当监视光发射元件和显示光发射元件具有不同电流时 Jo和Jp的值彼此不同。例如，流过监视光发射元件电流比流过显示光发射元件的电流更多 (即，Qm > Qp)，Jp总是大于Jo。应考虑到下面的情况以便理想地执行CL驱动以保持显示光发射元件的亮度不变。首先，下面的公式可在像素的亮度为L且电流效率为η时获得。L= η · Jp. . . (8)当初始亮度是Ltl和初始电流密度是Jtl时，电流效率η由下面降解曲线表示，其中 k是速率常数而β是指示初始降解的参数。n = (L0/Jo) · exp {-(k · t) β }…(9)作为结果，下面的公式(10)可从公式⑶和(9)获得。L = Jp · (L0/Jo) · exp {_ (k · t) β }. . . (10)为了保持亮度不变，应满足L = Ltl (常数)。因此，当L = Ltl代入公式(10)时，可获得下面公式(11)。Jp = Jo · exp{(k· t) β}··· (11)也就是，CL驱动可通过按照公式(11)增加Jp的值而实现。最后，可从公式(7)和 (11)获得下面的公式(12)。g (Qp) /g (Qm) = exp {(k · t) β } · · · (12)因此，CL驱动可通过控制Qp和Qm以便g (Qp)/g (Qm)接近exp{(k.t) β}而实现。当亮度衰减是基于光发射元件中的电荷量考虑的，在显示光发射元件中电荷量和监视光发射元件中电荷量相比中执行CL驱动，且显示光发射元件的亮度被校正为常数。[实施例1]
在该实施例中，在室温下工作的本发明显示装置的测试结果将参考图IlA和IlB 说明。图IlA示出光发射元件Q60小时)的电流随时间改变的特征，而图IlB示出光发射元件O60小时)的亮度随时间改变的特征。在图IlA和IlB的图形中，样品A是具有本发明校正功能的面板，然而样品B和样品C是没有校正功能的样品。样品A和B是用恒压驱动的而样品C是用恒流驱动的。在图IlA和IlB的图形中，横坐标表示时间(小时)。图IlA中纵坐标表示实际电流的标准化值(％ )而图IlB中纵坐标表示实际亮度的标准化值(％ )。在所有样品中，监视光发射元件的占空比是100%，然而光发射元件的占空比约 64 %。监视光发射元件和光发射元件具有相同的总电流量但瞬时电流不同。图IlA示出样品A的电流倾向于随时间增加，样品B的电流显著波动并倾向于随时间减小，且样品C的电流几乎不波动并在一定时间后基本保持为常数。样品A的电流倾向于随时间增加的原因是因为监视光发射元件具有100%的占空比而光发射元件具有64%的占空比，且监视光发射元件的随时间改变比光发射元件的随时间改变进展更快。图IlB示出样品A的亮度几乎不波动并在一定时间后基本保持不变，样品B的亮度显著波动并倾向于随时间减小，而样品C的亮度几乎不波动但类似样品B倾向于随时间减小。从示于图IlA和IlB的结果可看出，可以发现使用本发明的样品A具有恒亮度但增加电流。这是因为随时间的改变通过电流增加+△而更快速地进展。也就是，由于校正功能导致的电流增加+△几乎等于由于时间改变导致的随时间减小。因此，使用本发明的样品A的亮度可基本维持不变。考虑到前述操作，具有校正功能的本发明的显示装置可称为恒亮度显示装置，本发明的显示装置具有恒亮度。具有校正功能的本发明显示装置的驱动方法可称为恒亮度驱动方法(恒明亮度方法，恒亮度方法，明亮度控制方法，控制亮度方法，或明亮控制方法)。按照该驱动方法，如上所述，由于校正功能导致的电流增加和由于随时间改变导致的电流减小是事先获得的， 且光发射元件是以增加等于减小相等时的电压驱动的。用于执行恒亮度驱动方法的电压升高的速率说明如下。当恒亮度驱动方法是在初始亮度Ltl和电流密度Jtl执行的，随时间减小的电流效率 η由下面作为时间t的函数的公式表示的。η (t) = L0/J0Xf(t)... (1)公知f(t)可由下面指数函数表示。f(t) = exp{_(t/a ) β }· · · (2)注意α是指示中等和长期降解的参数而β是指示初始降解的参数，其可通过实验获得。其中，如果电流密度J随时间t改变(S卩，J = J(t))，亮度L可由下式表示。L= η (t) XJ(t). . . (3)因此，在执行恒亮度驱动的情形中，当L = Ltl(常数)在公式(3)中满足时，将满足下面的公式G)。
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L0 = η (t) XJ(t). . . (4)通过将公式(4)代替至公式(1)，可获得下面的公式。J(t) = J0/f(t)... (5)公式( 示出这样的现象，为了维持亮度不变，考虑到电流效率降低电流密度将逐步从JO增加。这是因为公式( 示出f(t)是单调减函数。一般地，电流密度和电压的功率(第χ级功率)，且因此获得下面的公式，其中X是由元件决定的功率而C是常数。J(t) = CXVx(t). . . (6)因此，下面的公式是通过将公式(6)代替到公式(5)中并考虑到公式(2)而获得的。V (t) = Const. X [exp (t/ α ) β ]1/χ . · · (7)公式(7)示出电压如何改变以执行恒亮度驱动。Const.是由初始电流密度Jtl和常数X(C0nst. = (J0/C)1/x)决定的。恒亮度驱动可通过考虑到电压升高而实现。[实施例2]本发明也可应用至执行恒流驱动的显示装置。在该实施例中，随时间改变的电平是用多个监视光发射元件检测的，而视频信号或电源电势是基于检测的结果校正的，从而校正光发射元件的随时间改变。这样的情形参考图19说明。该实施例使用多个(至少两个)监视光发射元件，而其中提供有两个监视光发射元件1001和1002。恒流从恒流源1003供应至光发射元件1001，而来自恒流源1004的恒流供应至其它光发射元件1002。当从恒流源1003供应的电流不同于从恒流源1004供应的电流，流过监视光发射元件1001和1002的电流的总量彼此不同。因此，在监视光发射元件1001和1002中随时间改变以不同的速率进展。监视光发射元件1001和1002连接至运算电路1005，其计算监视光发射元件1001 的一个电极和监视光发射元件1002的一个电极之间的电势差(电压差)。由运算电路1005计算的电压被供应至视频信号发生电路1006。在视频信号发生电路1006中，供应至每个像素的视频信号是基于从运算电路1005供应的电压校正的。按照前述结构，可校正光发射元件的随时间改变。在示于图6B的像素中，晶体管92的栅电极连接至恒电势的电源线Vax，从而晶体管92工作于饱和区域，而光发射元件13的光发射或非光发射由水平信号控制。在该情形中，视频信号没有校正且电源线Vax的电势可根据从运算电路1005供应的电压改变。电源线Vax连接至电源电路1007，其基于从运算电路1005供应的电压校正电源线Vax的电势。按照具有前述结构实施例的显示装置，校正可按照随时间的改变执行。优选用于防止电势波动的电路，如缓冲放大器，是提供于监视光发射元件1001和运算电路1005之间且在监视光发射元件1002和运算电路1005之间。作为具有用于执行对比电流驱动的配置的像素，使用示于图20A的电流反射镜电路的像素，使用示于图20B的另一种配置等也可采用。用电流反射镜电路的像素具有晶体管1011到1014，电容器1015，光发射元件1016(参看图20A)。电流反射镜电路由晶体管1013和1014构成。流过光发射元件1016 的电流等于在晶体管1014的源极和漏极之间流过的电流。在每个晶体管1013和1014的源极和漏极之间流过的电流决定于保持在电容器1015中的电荷。具有另一种配置的像素具有晶体管1021到1024，电容器1025，和光发射元件1026(参看图20B)。[实施例3]使用本发明的无源矩阵显示装置将参考图21显示。无源矩阵显示装置具有形成于衬底上的像素部分501，列信号线驱动器电路502和安置在像素部分501的外围的行信号线驱动器电路503，和用于控制列信号线驱动器电路502的控制器MO及行信号线驱动器电路503。像素部分501具有χ列安置在列方向上的信号线Cl到Cx，安置在行方向上的y行信号线Ll到Ly，和多个安置在矩阵中的光发射元件(χ和y是自然数)。列信号线驱动器电路502和行信号线驱动器电路503是LSl芯片构成并经FPC连接至形成于衬底上的像素部分501。监视电路541是提供于和像素部分501的同一衬底上。无源矩阵显示装置的操作简单说明如下。首先，选择第一行的行信号线Li。更特别地，行信号线Ll经开关512连接至地电势。然后，当列信号线驱动器电路502的开关508 到511处于导通状态时，来自恒流源504至507的电流被供应至安置在第一行的光发射元件5 至527。灰度显示是由从恒流源504供应至507的电流量电流供应至光发射元件524 至527的时间长度而实现的。当开关508到511处于非导通状态且行信号线Ll经开关512 连接至Vcc，反偏电压供应至第一行的光发射元件5M到527。这样的操作从第一行重复至最后一行。图16示出列信号线驱动器电路502的例子的配置。恒压源601具有发生恒压的功能并使用具有小温度系数的恒压源如带隙调节器。从恒压源601发生的电压通过运算放大器602，晶体管603，和电阻器604转换为具有小温度系数的恒流。转换的电流被反偏并由电流反射镜电路拷贝然后经开关610至613供应至列信号线Cl至Cx，该电流反射镜电路由晶体管605至609构成。按照该实施例的显示装置，输入至列信号线驱动器电路502的视频数据或从恒压源601发生的电压是用监视电路541按照温度改变和随时间的改变校正的，从而防止温度改变和随时间的改变的影响。本申请基于2004年5月21日在日本专利局申请的日本专利2004-152624，和2004 年6月四日在日本专利局申请的日本专利2004-191833，它们整个内容以参考的方式包含在此处。
2权利要求
1.一种装置，包括 第一光发射元件； 第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的晶体管；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端； 其中所述第二光发射元件的第一电极和所述晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至所述电路的输入端；其中所述晶体管的栅电极连接至第一电源；以及其中所述晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至第二电源。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述晶体管工作于饱和区域。
3.一种装置，包括 第一光发射元件； 第二光发射元件；用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源； 用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势；和提供于所述第二光发射元件的第一电极和所述电路的输入端之间的电阻器； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端。
4.一种装置，包括 第一光发射元件； 第一晶体管；第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的第二晶体管； 用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端； 其中所述第二光发射元件的第一电极连接至所述电路的输入端； 其中所述第一晶体管的栅电极和所述第二晶体管的栅电极被连接至栅极线；以及其中所述第二晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至所述电路的输入端，而所述第二晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至正偏电源。
5.如权利要求4所述的装置，所述第一晶体管是开关晶体管，所述第二晶体管是正偏晶体管。
6.一种装置，包括 第一光发射元件；与所述第一光发射元件串联连接的第一晶体管； 第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的第二晶体管； 用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势；2其中所述第一光发射元件的第一电极通过所述第一晶体管连接至所述电路的输出端；其中所述第二光发射元件的第一电极通过所述第二晶体管电连接至所述电路的输入端，其中所述第一晶体管的沟道长度Ll和沟道宽度W1，和所述第二晶体管的沟道长度L2 和沟道宽度W2满足L1/W1 L2/W2 = 1 2到1 10。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一晶体管是驱动晶体管。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述第二晶体管是限制晶体管。
9.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述电路是缓冲放大器。
10.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件的第二电极和所述第二光发射元件的第二电极保持在恒定电势。
11.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件和所述第二光发射元件被提供于同一衬底上。
12.一种电子装置，包括如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置。
13.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第二光发射元件是监视光发射元件。
14.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件和所述第二光发射元件被提供于玻璃衬底上。
全文摘要
一种显示装置和电子装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件的电流变化的影响可抑制。本发明的显示装置具有光发射元件，串联至光发射元件的驱动晶体管，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，和用于输出等于输入电势的电势的电路。光发射元件的第一电极经驱动晶体管连接至电路的输出端，经限制晶体管连接至电路输入端的监视光发射元件的第一电极。驱动晶体管的沟道长度L1和沟道宽度W1，和限制晶体管的沟道长度L2和沟道宽度W2满足L1/W1∶L2/W2＝1∶2到1∶10。
文档编号G09G3/30GK102208163SQ20111010133
公开日2011年10月5日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年5月21日
发明者安藤由香里, 安西彩, 安部宽子, 宮川恵介, 小山润, 山崎优, 山崎舜平, 早川昌彦, 瀬尾哲史, 纳光明 申请人:株式会社半导体能源研究所
技术领域：
本发明涉及具有光发生元件的显示装置和电视装置。本发明进一步涉及使用具有光发生元件的显示装置的电子装置。
背景技术：
近年来，积极开发具有通常为EL (电致发光)的光发射元件的显示装置，并且通过利用光发射元件的优点如高图像质量，广视角，并降低了的厚度和质量而有望被广泛利用。光发射元件特征为其电阻(内阻)随周围温度(以下称为环境温度)改变。特别地，当温度超过室温时电阻减小，而当温度小于室温时电阻增加。光发射元件这样的特征示于图IOA中的曲线，图IOA示出光发射元件的电压-电流特征和温度之间的关系。光发射元件也具有这样的特征，即其电流随时间减小。光发射元件这样的特征示于图IOB的曲线中，图IOB示出光发射元件的电压-电流特征和时间之间的关系。
发明内容
光发射元件的前述特征引起亮度随环境温度改变或随时间改变的变化。考虑到前面的说明，本发明提出一种显示装置，其中由于环境温度改变和随时间的改变而导致的光发射元件的电流的变化的影响能够被抑制。考虑到前述原因，本发明提供一种显示装置，其具有校正环境温度改变的功能和校正随时间改变的功能(以下统称为校正功能)。本发明的显示装置具有光发射元件，驱动串联至光发射元件的晶体管，监视光发射元件，串联以监视光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流以监视光发射元件的恒流源， 和缓冲放大器。光发射元件的第一电极通过驱动晶体管连接至缓冲放大器的输出终端。 监视光发射元件的第一电极经限制晶体管连接至缓冲放大器的输入端。驱动晶体管的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)，和限制晶体管的沟道长度(U)和沟道宽度(M)满足Li/ Wl L2/W2 = 1 2到1 10。限制晶体管总是导通。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的 AC晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极，AC晶体管的栅电极，和AC晶体管的源电极及漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。AC晶体管的源电极和漏电极的另一个连接至AC电源。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，用于供应恒流以监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器，连接至缓冲放大器的输入端的电容器，提供于光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输出端之间的第一开关，提供于光发射元件的第一电极和AC电源之间的第二开关，提供于监视光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端之间的第三开关，和提供于监视光发射元件的第一电极和AC电源之间的第四开关。本发明的显示装置具有用于施加正向偏压至光发射元件和监视光发射元件同时使第一开关和第三开关为导通状态而第二开关和第四开关为非导通状态的控制电路。本发明的显示装置进一步具有控制电路，其用于施加反偏电压至光发射元件和监视光发射元件同时使第一开关和第三开关为非导通状态而第二开关和第四开关为导通状态。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的电流源晶体管，缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极和电流源晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。电流源晶体管的栅电极连接至第一电源，电流源晶体管的源电极和漏电极的另一个连接至第二电源。电流源晶体管工作于饱和区域。本发明的显示装置具有光发射元件，监视光发射元件，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和提供于监视光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端中间的电阻器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。本发明的显示装置具有光发射元件，开关晶体管，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的正偏晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，和缓冲放大器。光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视光发射元件的第一电极连接至缓冲放大器的输入端。开关晶体管的栅电极和正偏晶体管的栅电极连接至栅极线。正偏晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端而另一个连接至正偏电源。本发明的显示装置具有包括多个像素的像素区域，源极驱动器，第一栅极驱动器， 和第二栅极驱动器。每个像素具有光发射元件，用于控制视频信号输入至像素的第一晶体管，用于控制光发射元件的光发射或非光发射(non-light emission)的第二晶体管。电容器具有形成于第一和第二晶体管的栅电极同一层上的第一导电层，形成于和第一晶体管和第二晶体管的源极和漏极布线同一层第二导电层，和形成于第一导电层和第二导电层之间的绝缘层。本发明的显示装置具有包括多个像素的像素区域，源极驱动器，第一栅极驱动器， 和第二栅极驱动器。每个像素具有光发射元件，用于控制视频信号输入至像素的第一晶体管，用于控制光发射元件的光发射或非光发射的第二晶体管，和用于保持视频信号的电容器。电容器具有形成于和第一晶体管的源极和漏极布线同一层的第一导电层，形成于和光发射元件的像素电极同一层的第二导电层，形成于第一导电层和第二导电层之间的绝缘层。本发明提供了一种具有显示白光发射元件(发射白色光的光发射元件)和监视白光发射元件的显示装置。环境温度的改变和随时间的改变由监视白光发射元件监视，且其结果反应在显示白光发射元件的电源电势上。更具体地，显示白光发射元件用恒压驱动工作而监视白光发射元件用恒流驱动工作。在恒压驱动中，恒压施加至光发射元件，然而，在恒流驱动中，恒流供应至光发射元件。 当监视白光发射元件用恒流驱动工作时，环境温度的改变和随时间的改变是作为监视白光发射元件的势差示出的。当监视白光发射元件势差中这样的改变反应在显示白光发射元件的电源电势中，可校正环境温度的改变和随时间的改变。
本发明提供一种显示装置，其中白光发射元件具有45 %到80 %的占空比，而监视白光发射元件具有45%到100%的占空比。白光发射元件的占空比是所有提供于像素区域中白光发射元件的平均占空比。占空比是发光周期对发光周期和非光发射周期如当所有输入视频信号显示白色时的写入周期的比率。本发明提供一种显示装置，其中白光发射元件在某些周期总的电流量小于监视白光发射元件中总的电流量。在该方式中，白光发射元件的负载不同于监视白光发射元件上的负载，且基于流过白光发射元件的电荷量考虑亮度衰减。因此，可执行恒亮度驱动，其中白光发射元件中电荷的量和监视白光发射元件中的电荷的量相比较，且校正白光发射元件的亮度为常数。本发明的显示装置具有白光发射元件，串联至白光发射元件的驱动晶体管，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和有色层。白光发射元件的第一电极经驱动晶体管连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极经限制晶体管连接至缓冲放大器的输入端。 驱动晶体管的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)和限制晶体管的沟道长度(U)和沟道宽度 (W2)满足L1/W1 L2/W2 = 1 2到1 10。提供白光发射元件以便与有色层交叠。限制晶体管总是开通。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的AC晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，和有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极，AC 晶体管的栅电极，和AC晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。AC 晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至AC电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，有色层，连接至缓冲放大器的输入端，提供于白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输出端之间的第一开关，提供于白光发射元件的第一电极和AC电源之间的第二开关，提供于监视白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端之间的第三开关，提供于监视白光发射元件的第一电极和AC电源之间的第四开关。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有用于供应正偏电压至白光发射元件和监视白光发射元件的控制电路同时使第一开关和第三开关处于导通状态而第二开关和第四开关处于非导通状态。本发明的显示装置进一步具有用于施加反偏电压至白光发射元件和监视白光发射元件的控制电路，同时使第一开关和第三开关处于非导通状态而第二开关和第四开关处于导通状态。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的电流源，缓冲放大器，有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极和电流源晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端。电流源晶体管的栅电极连接至第一电源。电流源晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至第二电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。电流源晶体管工作于饱和区域。本发明的显示装置具有白光发射元件，监视白光发射元件，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器，有色层，和提供于监视白光发射元件的第一电极和缓冲放大器的输入端的电阻器。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。提供白光发射元件以与有色层交叠。本发明的显示装置具有白光发射元件，开关晶体管，监视白光发射元件，串联至监视白光发射元件的正偏晶体管，用于供应恒流至监视白光发射元件的恒流源，缓冲放大器， 和有色层。白光发射元件的第一电极电连接至缓冲放大器的输出端。监视白光发射元件的第一电极连接至缓冲放大器的输入端。开关晶体管的栅电极和正偏晶体管的栅电极连接至栅极线。正偏晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至缓冲放大器的输入端，而另一个连接至正偏电源。提供白光发射元件以与有色层交叠。具有前述结构的本发明可提供显示装置其中由于环境温度的改变和随时间的改变而导致的光发射元件电流的变化的影响可以被抑制。
图1是示出本发明显示装置配置的视图。图2A和图2B每个都是示出本发明显示装置配置的视图。图3是示出本发明显示装置的布局的视图。图4是示出本发明显示装置配置的视图。图5A和图5B每个都是示出本发明显示装置的操作的时序图。图6A和图6B每个都是示出本发明显示装置配置的视图。图7A和图7B每个都是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图8A和图8B每个都是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图9A至图9F每个都是示出使用本发明显示装置的电子装置的例子的视图。图IOA和IOB每个都是示出光发射元件的温度特征和随时间的特征的图形。图IlA和图IlB是分别示出光发射元件随时间变化的电流和随时间变化的亮度的图形。图12是示出本发明显示装置的配置的视图。图13是示出本发明显示装置的配置的视图。图14是示出本发明显示装置的配置的视图。图15是示出本发明显示装置的配置的视图。图16是示出本发明显示装置的配置的视图。图17是示出本发明显示装置的配置的视图。图18是示出本发明显示装置的一种方式的面板的视图。图19是示出本发明显示装置的配置的视图。图20A和图20B每个都是示出本发明显示装置的配置的视图。图21是示出本发明显示装置的配置的视图。图22是示出本发明显示装置的配置的视图。图23是示出本发明显示装置的配置的视图。图M是示出本发明显示装置的配置的视图。图25是示出本发明显示装置的配置的视图。
图沈是示出光发射元件的电流密度-电压特征的图形。图27是示出光发射元件的电流密度-电压特征的图形。图观是示出η和s的变化的图形。
具体实施例方式虽然本发明是参考附图以实施方式和实施例的方式完全说明的，可以理解对本领域技术人员来说，多种改变和修改是显然的。因此，除非这样的改变和修改偏离本发明限定的范畴，它们应该解释为包括在本发明范围内。注意下面说明的本发明的结构中，所有附图中相同的元件由相同的标识号表示。[实施方式1]本发明的显示装置具有光发射元件13和监视光发射元件66，它们都提供于衬底 20上。光发射元件13和监视光发射元件66由相同的工艺在相同制造条件下形成，且关于环境温度的改变和随时间的改变具有相同的特征或基本相同的特征。本发明的显示装置具有恒流源105和缓冲放大器110。这些电路可形成于和光发射元件13和监视光发射元件66相同的衬底20上，或形成于另一种衬底上。提供于衬底20上的像素区域40包括多个以矩阵安置的像素。每个像素具有光发射元件13和至少两个晶体管。在该实施方式中，仅示出串联至光发射元件13的驱动晶体管12。驱动器(第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43在此示出)也提供于衬底20上并控制每个像素的光发射或非光发射和亮度。光发射元件13的两个电极中的一个连接至相对电源18，另一个经驱动晶体管12连接至缓冲放大器110的输出端。一个或多个监视光发射元件66提供于衬底20上。监视光发射元件66的两个电极中的一个连接至相对电源18，另一个经限制晶体管111连接至缓冲放大器110的输入端。包括一个或多个监视光发射元件66的监视电路64可提供于像素区域40或其它区域。然而，监视电路64优选提供于非像素区域40的区域以便不影响图像显示。恒流从恒流源105供应至监视光发射元件66。当环境温度改变和随时间改变在该状态出现时，监视光发射元件66自身的电阻也改变。因此，因为恒流被供应至监视光发射元件66，监视光发射元件66的两个电极之间势差改变。在前述结构的情形中，连接至相对电源18的监视光发射元件66的一个电极的电势不改变，且监视光发射元件66的另一个电极(这里称为第一电极)的电势改变，该电极连接至恒流源105。监视光发射元件66的第一电极的改变的电势被供应至缓冲放大器110。监视光发射元件66的一个电极的电势输入至缓冲放大器110的输入端。从缓冲放大器Iio的输出端输出的电势经驱动晶体管12供应至光发射元件13的第一电极。在附图所示的结构中，缓冲放大器110的倒相输入端和输出端彼此连接。缓冲放大器110的输入端连接至监视光发射元件66的第一电极而缓冲放大器110的输出端连接至光发射元件13的第一电极的。提供缓冲放大器110以便防止电势变化。因此，也可采用其它电路取代缓冲放大器110只要其能够防止电势变化。也就是，当监视光发射元件66的一个电极的电势传输至光发射元件13时，用于防止电势变化的电路提供于监视光发射元件66和光发射元件13之间。这样的电路不局限于前述缓冲放大器110，可采用任何配置的电路。
前述缓冲放大器110是用于防止电势变化的电路，且可称为用于输出等于输入电势的电势的电路。本发明的显示装置的第一种结构特征为具有串联至监视光发射元件66的限制晶体管111(参看图1)。限制晶体管111的栅电极连接至电源112。限制晶体管111开通，且电源112供应开通限制晶体管111的电势。限制晶体管111的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至缓冲放大器110的输入端。提供限制晶体管111以便防止过流流过监视发射元件66。即使监视光发射元件 66的阳极和阴极是短路的，限制晶体管111防止监视光发射元件66由于过流流过短路部分导致的损伤。为了防止过流流过监视光发射元件66，驱动晶体管12的沟道长度(Li)和沟道宽度(Wl)，和限制晶体管111的沟道长度(L2)和沟道宽度(W2)满足L1/W1 L2/W2 = 1:2 到 1 10。驱动晶体管12或限制晶体管111不是晶体管而是相应于两个串联的晶体管。在某些情形中，驱动晶体管12或限制晶体管111的沟道长度和沟道宽度分别相应于两个串联晶体管的总的沟道长度和总沟道宽度。在示于附图的结构中，限制晶体管111是P沟道晶体管，但本发明不局限于此，且 N沟道晶体管也可使用。在示于附图的结构中，监视光发射元件66的数目和像素区域40中一列的光发射元件13的数目相同，但本发明不局限于此。至少要求提供一个监视光发射元件66。本发明的显示装置的第二种结构是参考图12说明的。第二种结构的特征为具有串联至监视光发射元件66的AC晶体管113。AC晶体管113的栅电极经开关116连接至缓冲放大器110的输入端。AC晶体管 113的栅电极经开关117也连接至AC电源115。AC晶体管113的源电极和漏电极中的一个连接至AC电源114，而另一个连接至监视光发射元件66的第一电极。提供AC晶体管113 以便施加反偏电压至监视光发射元件66。当反偏电压施加至监视光发射元件66时，开关116关断以便缓冲放大器110不电连接至监视光发射元件66。此外，开关117开通且AC电源115的电势供应至AC晶体管 113，从而AC晶体管113开通。则相对电源18的电势和AC电源114的电势之间的相对大小是任意设定的。通过施加反偏电压至监视光发射元件66，电流被局部地施加至监视光发射元件66的阳极和阴极的短路部分，从而可绝缘短路部分。因此，可以校正由于监视光发射元件66的短路部分导致的缺陷。 提供电容器1 以便当施加反偏电压至监视光发射元件66时维持缓冲放大器110 的输入端的电势。然而，本发明不局限于电容器126，其它能够保持缓冲放大器110输入端的电势的电路也可采用。另一方面，当正偏电压施加至监视光发射元件66时，开关116开通而开关117关断。在示于附图的结构中，AC晶体管113是P沟道晶体管，但本发明不局限于此，N沟道晶体管也可采用。进一步，虽然AC晶体管113的栅电极连接至缓冲放大器110的输入端，本发明不局限于此。可独立提供控制电路以控制AC晶体管113的开/关状态。前述第二种结构可自由与前述第一种结构组合。本发明的显示装置的第三种结构将参考图13说明。第三种结构的特征为具有连接至缓冲放大器Iio输入端的电容器126，提供于光发射元件13的第一电极和缓冲放大器 110的输出端之间的第一开关121，提供于光发射元件13的第一电极和AC电源125之间的第二开关122，提供于监视光发射元件66和缓冲放大器110的输入端之间的第三开关123， 提供于监视光发射元件66的第一电极和AC电源125之间的第四开关124，和提供于恒流源 105和缓冲放大器110的输入端之间的第五开关128。对于第一开关121，第二开关122，第三开关123，第四开关124，和第五开关128，具有开关功能的公知元件，入晶体管可被采用。当反偏电压施加至光发射元件13和监视光发射元件66时，控制电路127使第一开关121，第三开关123，和第五开关1 处于非导通状态，而第二开关122和第四开关IM 处于导通状态。然后，相对电源18的电势和AC电源125的电势之间的相对大小是任意设定。如上所述，通过施加反偏电压至光发射元件13和监视光发射元件66，可绝缘短路部分并校正由于短路部分导致的缺陷。另一方面，当正偏电压施加至光发射元件13并监视光发射元件66时，控制短路 127时第一开关121，第三开关123，和第五开关1 处于导通状态，而第二开关122和第四开关IM处于非导通状态。提供电容器126以便当施加反偏电压至光发射元件13和监视光发射元件66时保持缓冲放大器110的输入端的电势。然而，本发明不局限于电容器126，其它能够保持缓冲放大器110的输入端的电路也可采用。前述第三种结构可自由与前述第一和第二种结构中一个组合。本发明的显示装置的第四种结构将参考图14说明。第四种结构的特征为具有电流源晶体管134而非恒流源105。电流源晶体管134串联至监视光发射元件66，其栅电极连接至电源135。电流源晶体管134的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至电源133。电流源晶体管134工作于饱和区域以便用作电流源。因此，电源133的电势是任意设定的以调整电流源晶体管134的栅极-源极电压。为了操作电流源晶体管134于饱和区域，电流源晶体管134的沟道长度L对沟道宽度W的比率(L/W)优选设定为2到100。在示于附图的结构中，电流源晶体管134是P沟道晶体管，但本发明不局限于此， N沟道晶体管也可采用。前述第四种结构可自由与前述第一到第三种结构中的一种组合。本发明显示装置的第五种结构将参考图15说明。第五种结构的特征为具有提供于缓冲放大器Iio的输入端和监视光发射元件66之间的电阻器140。电阻器140可以是可变电阻器或固定电阻器。提供电阻器140以便调整在某些周期(如，在一个帧周期)监视光发射元件66的电流总量和光发射元件13的电流总量之间差。如果监视光发射元件66用恒流源105正常地工作，监视光发射元件66的占空比是100%。其间，光发射元件13的占空比约为70%，即使白色图像显示于整个屏幕上，且如果考虑发光比率则其低于70%。换句话说，在正常操作模式，监视光发射元件66随时间的改变比光发射元件13随时间的改变进展更快。因此，按照第五种结构，提供电阻器140以使在某些时刻监视光发射元件66的电流值低于光发射元件13的电流值，从而在某些周期监视光发射元件66和光发射元件13中的电流总量相等。作为结果，随时间的改变以相同的速率进展，故以随时间改变的角度看电源电势可更精确地校正。前述第五种结构可自由与前述第一到第四种结构中一种或多种组合。本发明显示装置的第六种结构将参考图17说明。第六种结构特征为具有串联值监视光发射元件66的正偏晶体管132。正偏晶体管132的栅电极连接至和包括在像素10 中的开关晶体管11同一行的栅极线。正偏晶体管132的源电极和漏电极中的一个连接至监视光发射元件66的第一电极，而另一个连接至正偏电源131。提供正偏晶体管132以便施加正偏电压至监视光发射元件66。当正偏电压施加至监视光发射元件66时，正偏晶体管132开通，且相对电源18的电势和正偏电源131的电势的相对大小是任意设定的。通过施加正偏电压监视光发射元件66，电流被局部地施加至监视光发射元件66 的短路部分，从而绝缘短路部分。因此，可以校正由于监视光发射元件66的短路部分导致的缺陷。在前述结构中，除了正偏晶体管132还提供限制晶体管111。前述第六种结构可自由与前述第一到第五种结构中的一种或多种组合。按照前述第一到第六种结构中的一种或多种，电源电势可按照环境温度的改变和随时间的改变校正。此外，按照本发明，无须用户操作就可执行校正。因此，校正可在装置供应至终端用户后继续，这有望延长装置的寿命。在彩色显示的情形中，具有不同发射波长的电致发光层可形成于每个像素中，且通常，相应于红色(R)，绿色(G)，和蓝色(B)每种颜色的电致发光层形成于每个像素中。在这样的情形中，至少提供相应于红色，绿色，和蓝色每种颜色的监视光发射元件66，恒流源 105，和缓冲放大器110，并可按照每种颜色校正电源电势。[实施方式2]本发明显示装置的例子是参考
的。本发明的显示装置具有多个像素10， 每个像素都包括多个元件，它们提供于这样区域，这里源极线&c(x是自然数，1 = x = m)和栅极线Gy(以是自然数，l = y = n)彼此交叉且绝缘体安置在它们之间(参看图2A)。像素10具有光发射元件13，电容器16，和两个晶体管。其中一个晶体管是用于控制视频信号输入至像素10的开关晶体管11，另一个是用于控制光发射元件13的光发射或非光发射的驱动晶体管12。开关晶体管11和驱动晶体管12是场效应晶体管，且每个都具有栅电极，源电极，和漏电极三个端子。开关晶体管11的栅电极连接至栅极线Gy，其源电极和漏电极中的一个连接至源极线Sx，而另一个连接至驱动晶体管12的栅电极。驱动晶体管12的源电极和漏电极中的一个连接至电源线Vx (χ是自然数，l=x = m),而另一个连接至光发射元件13的像素电极。 光发射元件13的相对电极连接至相对电源18。电容器16提供于驱动晶体管12的栅电极和源电极之间。
开关晶体管11和驱动晶体管12的电导率不受限制，且可使用N沟道晶体管和P 沟道晶体管。在示于附图的结构中，开关晶体管11是N沟道晶体管，而驱动晶体管12是P 沟道晶体管。电源线Vx的电势和相对电源18的电势也不受限制，但不同电势施加至电源线Vx和相对电源18以便施加正偏电压或反偏电压至光发射元件13。具有前述结构的本发明的显示装置特征为在像素10中具有两个晶体管。按照前述结构，布局在每个像素10中的晶体管数目可减少。布局在每个像素10中的晶体管的数目较小就减少要安置的布线，导致高孔径比，高分辨率，和高产率。当实现了高孔径比时，光发射元件的亮度可随光发射区域的增加而降低。也就是，光发射元件的电流密度降低。因此，驱动电压可降低，这导致低功率消耗。此外，光发射元件13的可靠性可用较低的驱动电压提尚。本发明显示装置的特征在于驱动晶体管12工作于线性区域。因此，可使光发射元件13的驱动电压低于驱动晶体管工作于饱和区域的情形，导致较低的功率消耗。包括在开关晶体管11和驱动晶体管12中的半导体可用任何非晶半导体(非晶硅)，微晶半导体，多晶半导体(多晶硅)，和有机半导体形成。微晶半导体可用硅烷气体 (SiH4)和氟气(F2)或硅烷气体与氢气形成，或在用前述气体形成薄膜之后通过激光辐射形成。开关晶体管11和驱动晶体管12的各个栅电极是用导电材料形成单层或堆叠层的。例如，优选采用钨(W)和氮化钨(WN)的堆叠结构，钼(Mo)，铝(Al)，和钼(Mo)的堆叠结构，或钼(Mo)和氮化钼(MoN)的堆叠结构。连接至开关晶体管11和驱动晶体管12的杂质区域(源电极和漏电极)的导电层 (源极和漏极布线)是用导电材料作为单层或堆叠层形成的。例如，优选采用钛(Ti)，硅化铝(Al-Si)，和钛(Ti)的堆叠结构，钼(Mo)，硅化铝(Al-Si)，和钼(Mo)的堆叠结构，或氮化钼(MoN)，硅化铝(Al-Si)，和氮化钼(MoN)。可替换地，含镍的铝基材料或含镍和碳和硅中一种的铝基合金也可采用。图3示出具有前述结构的像素10的布局。在该布局中示出的是开关晶体管11，驱动晶体管12，电容器16，和相应于光发射元件13的像素电极的导电层19。图2B示出沿该布局的线A-B-C的横截面结构。开关晶体管11，驱动晶体管12，光发射元件13，电容器16 提供于具有如玻璃和石英绝缘表面的衬底20上。光发射层13具有相应于像素电极的导电层19，电致发光层33，和相应于相对电极的导电层34的堆叠结构。如果导电层19和34都传输光，光发射元件13在导电层19和导电层34的方向上发射光(双发射)。其间，如果导电层19和34中的一个传输光而另一个阻挡光，光发射元件13仅在导电层19的方向或导电层34的方向发射光(顶部发射或底部发射)。图2B示出光发射元件13执行底部发射的情形中的横截面结构。电容器16提供于驱动晶体管12的栅电极和源电极之间，并保持驱动晶体管12的栅极-源极电压。电容器16由形成于和开关晶体管11和驱动晶体管12的栅电极同一层的导电层2 和22b (以下总称为导电层22)，相应于驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层沈，在导电层22和导电层沈之间的绝缘层构成。电容器16也由相应于驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层沈，形成于和光发射元件13的像素电极同一层上的导电层36，在导电层沈和导电层36之间的绝缘层构成。如图3中的布局所示，导电层35连接至导电层36。按照前述结构，电容器16可获得足够大的电容以保持驱动晶体管12的栅极-源极电压。电容器16提供于构成电源线的导电层下面，因此，由于电容器16使得孔径比的降低得到防止。此外，因为开关晶体管11和驱动晶体管12的栅极绝缘膜不是用于电容器16， 可降低栅极漏电流，导致较低的功率消耗。相应于开关晶体管11和驱动晶体管12的源极和漏极布线的导电层M到27的厚度分别为500到2000纳米，优选500到1300纳米。当导电层M到27的各个厚度以这种方式增加时，因为源极线和电源线Vx由导电层M到27构成，所以可抑制电压降的影响。 注意，导电层M到27增加的厚度降低布线电阻，而导电层M到27的厚度增加太多导致难于精确成图案及形成平整表面。换句话说，考虑到布线电阻的影响，成图案的困难，和表面不平整性，导电层M到27的各个厚度可确定在前述范围内。本发明的显示装置的特征为也具有覆盖开关晶体管11和驱动晶体管12的绝缘层 28和四(以下总称为第一绝缘层30)，和形成于第一绝缘层30上的第二绝缘层31。相应于像素电极的导电层19形成于第二绝缘层31上。如果没有提供第二绝缘层31，相应于源极和漏极布线的导电层M到27形成于和导电层19相同的层上，且因此，用于形成导电层19 的区域被限制于非导电层M到27的区域。其中，当提供有第二绝缘层31时，由导电层19 占据的区域增加，导致高孔径比。该结构是有效的，特别是对于顶部发射。高孔径比增加光发射区域，这导致较低的驱动电压和功率消耗。第一绝缘层30和第二绝缘层31由无机材料如，氧化硅和氮化硅，有机材料如聚酰亚胺和丙烯酸。第一绝缘层30和第二绝缘层31可由相同材料或不同材料制成。作为绝缘层材料，硅氧烷基的材料包括至少含有氢的有机功能团(如烷基或芳香族碳氢化合物)作为取代基。可替换地，氟基团也可用作取代基。进一步可替换地，氟基团和至少含氢的有机功能团可用作取代基。第二绝缘层31可由能够使某些厚度降低底层不平整性的有机材料形成。如果第二绝缘层31由有机材料形成，优选第三绝缘层37由氮化物形成，该氮化物(具体地，氮化硅)用作阻挡膜以便防止去气化。提岸层(也称为绝缘层)32可由有机材料或无机材料形成。然而，因为提供了光发射有机13的电致发光层以便和提岸层接触32接触，提岸层32优选具有曲率半径连续改变的形状，以便电致发光层中不形成针眼等。此外，提岸层32优选由阻挡光的材料形成，从而限定像素之间的边界。本发明的显示装置也具有像素区域40，这里多个前述像素10以矩阵安置，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43 (参看图4)。第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42被安置，以便彼此面对且像素区域40安置在它们之间，或安置在像素区域 40的四边中的一个上。源极驱动器43具有脉冲输出电路44，锁存器45，和选择电路46。锁存器45包括第一锁存器47和第二锁存器48。选择电路46包括晶体管49和模拟开关50。为相应于源极线的每个列提供晶体管49和模拟开关50。反相器51发生TO (写擦除)信号的反相信号，如果WE信号的反相信号是从外部供给的，则反相器51不是必须提供的。晶体管49的栅电极连接至选择信号线52，源电极和漏电极中的一个连接至源极
13线&c，另一个连接至电源53。模拟开关50提供于第二锁存器48和源极线之间。换句话说，模拟开关50的输入节点连接至第二锁存器48，而输出节点连接至源极线&c。模拟开关50的两个控制节点中的一个连接至选择信号线52，而另一个经反相器51连接至选择下划线52。电源53的电势关断包括在像素10中的驱动晶体管12。如果驱动晶体管12是N 沟道晶体管，电源53的电势设定为L电平，然而如果驱动晶体管12是P沟道晶体管，电源 53的电势设定为H电平。第一栅极驱动器41具有脉冲输出电路M和选择电路55。第二栅极驱动器42具有脉冲输出电路56和选择电路57。选择电路55和57连接至各个选择信号线52，但包括在第二栅极驱动器42中的选择电路57经反相器58连接至选择信号线52。也就是，反相的 WE信号经各个选择信号线52输入至选择电路55和57。选择电路55和57中的每个都具有三态缓冲器。三态缓冲器的输入节点连接至脉冲输出电路M或脉冲输出电路56，而控制节点连接至选择信号线52。三态缓冲器的输出节点连接至栅极线Gy。当从选择信号线52发出的信号是H电平时三态缓冲器处于工作状态，而当从选择信号线52发出的信号是L电平时三态缓冲器处于浮置状态。包括在源极驱动器43中的脉冲输出电路44，在第一栅极驱动器41中的脉冲输出电路M，在第二栅极驱动器42中的脉冲输出电路56相应于由多个触发器电路或解码器电路构成的移位寄存器。如果解码器电路用作脉冲输出电路44，54，和56，源极线或栅极线Gy可随机选择。当源极线或栅极线Gy可随机选择时，可以在采用时间灰度方法的情形中生成的抑制伪周线。 源极驱动器43的配置不局限于前面所述的，且可额外提供电平转移器和缓冲器。 第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42的配置也不局限于前面所述的，可额外提供电平转移器和缓冲器。而且，源极驱动器43，第一栅极驱动器41，和第二栅极驱动器42可包括保护电路。本发明的显示装置的特征为也具有电源控制电路63。电源控制电路63具有用于供应功率至光发射元件13电源电路61，和控制电路62。电源电路61经确定晶体管12连接至光发射元件13的像素电极和电源线Vx。电源电路61中的相对电源18经电源线Vx连接至光发射元件13的相对电极。当正偏电压供应至光发射元件13以供应电流至其中并使其发光时，电源线Vx和相对电源18之间的电势差被设定，以便电源线Vx的电势高于相对电源18的电势。其中， 当反偏电压施加至光发射元件13时，电源线Vx和相对电源18之间的电势差被设定以便电源线Vx的电势低于相对电源18的电势。这样的电源设定是通过供应来自控制电路62的预定信号至电源电路61而做出的。按照本发明，通过使用电源控制电路63反偏电压被施加至光发射元件13，从而光发射元件13随时间的恶化能被抑制且可靠性得到提高。在光发射元件13中，阳极和阴极短路的初始缺陷可能由于外来材料的沉积，由于阳极或阴极稍微不平整而导致的针孔，电致发光层的不平整而发生。在具有这样初始缺陷的像素中，会出现问题以至光发射和非光发射不按照信号执行，并因此几乎所有电流流过短路的部分且整个元件不发射光，或某些像素不正确地发射光或不发射光，导致图像的不合格显示。然而，按照本发明因为反偏电压可施加至光发射元件，电流被局部地供应至阳极和阴极之间的短路部分，短路部分产生热。作为结果，短路部分可被氧化或碳化成绝缘的。因此，即使初始缺陷出现，该缺陷可被校正并且图像能够被高质量地显示。注意初始缺陷这样的绝缘优选在显示装置出货之前执行。 除了初始缺陷，阳极和阴极短路的缺陷可随时间流逝而发生。这样的缺陷也称为渐进性缺陷。然而，按照本发明，反偏电压可周期性地施加至光发射元件。因此，即使渐进性缺陷出现，缺陷能被校正，且图像可高质量地显示。注意反偏电压可以任何时序施加至光发射元件 13。如前面所述，本发明的显示装置的特征为也具有包括监视光发射元件66的监视短路64，包括恒流源的监视控制短路65，缓冲放大器等。监视电路64的特定配置和监视控制电路65说明于实施方式1中，因此，其说明在此省略。按照具有前述结构的本发明，由于环境温度改变和随时间改变导致的光发射元件中电流值的变化可被抑制，导致改进的可靠性。注意示于图1到17中的结构，监视控制电路65包括恒流源105和缓冲放大器110。 在示于图12中的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器110，开关116和 117，和电容器126。在示于图13的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器 110，第一开关121，第二开关122，第三开关123，第四开关124，电容器126，控制电路127， 和第五开关128。在示于图14的结构中，监视控制电路65包括缓冲放大器110。在示于图 15的结构中，监视控制电路65包括恒流源105，缓冲放大器110，和电阻器140。具有前述结构的本发明的显示装置的操作将参考
。首先，源极驱动器的操作将参考图5A说明。时钟信号(以下称为SCK)，时钟反相信号(以下称为SCKB)，和起始脉冲(以下称为SSP)被输入至脉冲输出电路44，取样脉冲被以这些信号的时序输出至第一锁存器47。数据输入至其中的第一锁存器47以输入的取样脉冲时序保持第一到最后列的视频信号。当锁存器脉冲输入至第二锁存器48时，保持在第一锁存器47的视频信号被同时传输至第二锁存器48。当假定L电平TO信号在周期Tl从选择信号线52传输，而H电平信号是在周期T2 传输的，选择电路46以下面的方式在每个周期工作。周期Tl和T2的每个周期相应于水平扫描周期的一半，且周期Tl被称为第一亚门选择周期(subgate selection period)而周期T2被称为第二亚门选择周期。在周期Tl (第一亚门选择周期)中，L电平TO信号从选择信号线52传输，晶体管 49开通，且模拟开关50处于非导通状态。然后多个信号线Sl到Sn经提供于每个列的晶体管49电连接至电源53。也就是，信号线Sl到Sn的电势等于电源53的电势。此时，包括在像素10中的开关晶体管11开通，且电源53的电势经开关晶体管11 传输至驱动晶体管12的栅电极。因此，驱动晶体管12关断且光发射元件13的流过电极具有相同的电势。也就是，没有电流流过光发射元件13的两个电极，从而没有光发射。以该方式，电源53的电势被传输至驱动晶体管12的栅电极而无论输入至视频线的视频信号的状态，且因此驱动晶体管12关断而光发射元件13的两个电极具有相同电势。这样的操作称为擦除操作。在周期T2 (第二亚门选择周期)中，H电平TO信号从选择信号线52传输，晶体管 49关断，且模拟开关50处于导通状态。然后，对于一列，保持在第二锁存器48中的视频信号同时传输至信号线Sl到Sn。此时，包括在像素10中的开关晶体管11开通，视频信号经开关晶体管11传输至驱动晶体管12的栅电极。因此，根据输入的视频信号，驱动晶体管 12开通或关断，由此光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同的电势。更特别地， 当驱动晶体管12开通时，光发射元件13的两个电极具有不同的电势且电流流过其中，也就是，光发射元件13发射光。注意相同的电流流过光发射元件13并在驱动晶体管12的阳极和漏极之间流动。另一方面，当驱动晶体管12关断时，光发射元件13的两个电极具有相同的电势并没有电流流过其中，也就是，光发射元件13不发射光。以该方式，根据视频信号，驱动晶体管12开通或关断，且光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同电势。这样的操作被称为写入操作。第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42的操作将在下面说明。时钟信号(GlCK)， 时钟反相信号(GlCKB)，和起始免除(GlSP)被输入至脉冲输出电路M，且脉冲是以这些信号的时序依次输出至选择电路阳。时钟信号(G2CK)，时钟反相信号(G2CKB)，和起始免除 (G2SP)被输入至脉冲输出电路56，且脉冲是以这些信号的时序依次输出至选择电路57。图 5B示出供应至第i，第j，第k，和第ρ行(i，j，k，和ρ是自然数，1 = i，j，k，p = n)的选择电路55和57的脉冲电势。当假定L电平TO信号在周期Tl中从选择信号线52传输，而H电平TO信号在周期T2传输，类似于源极驱动器43的操作，第一栅极驱动器41中的选择电路55和第二栅极驱动器42中的选择电路57以下面的方式在每个周期中工作。在图5B的时序图中，接收来自第一栅极驱动器41的栅极线Gy (以是自然数，1 = y = η)的电势由Gy41表示，而接收来自第二栅极驱动器42的栅极线的电势由Gy42表示。显然Gy41和Gy42表示相同的布线。在周期Tl (第一亚门选择周期)，L电平TO信号从选择信号线52传输。因此L电平WE信号传输至第一栅极驱动器41中的选择电路55，从而使选择电路55处于浮置状态。 另一方面，反相WE信号，也就是H电平TO信号被输入至第二栅极驱动器42的选择电路57， 从而选择电路57处于工作状态。也就是，选择电路57传输H电平信号(行选择信号)至第i行栅极线Gi以至栅极线Gi具有和H电平信号相同的电势。换句话说，第i行栅极线 Gi是由第二栅极驱动器42选择的。作为结果，包括在像素10中的开关晶体管11开通。然后，包括在阳极驱动器43 中的电源53的电势被传输至驱动晶体管12的栅电极，从而驱动晶体管12被关断且光发射阳极13的两个电极具有相同的电势。也就是，在该周期执行其中光发射元件13不发射光的擦除操作。在周期T2(第二亚门选择周期)，H电平TO信号从选择信号线52传输。因此，H 电平WE信号被输入至第一栅极驱动器41的选择电路55，从而选择电路55处于工作状态。 也就是，选择电路阳传输H电平信号至第i行栅极线Gi以至栅极线Gi具有和H电平信号相同的电势。换句话说，第i行栅极线Gi由第一栅极驱动器41选择。作为结果，包括在像素10中的开关晶体管11开通。然后，视频信号从源极驱动器 43中第二锁存器48传输至驱动晶体管12的栅电极，从而驱动晶体管12开通或关断，且光发射元件13的两个电极具有不同的电势或相同的电势。也就是，在该周期执行其中光发射元件13发光或不发射光的写入操作。其中，L电平信号被输入至第二栅极驱动器42中的选择电路57，且选择电路57处于浮置状态。
如前面所述，栅极线Gy由第二栅极驱动器42在周期Tl (第一亚门选择周期)中选择，而由第一栅极驱动器41在周期T2(第二亚门选择周期)中选择。也就是，栅极线由第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42以互补方式控制。擦除操作是在第一和第二亚门选择周期中的一个执行的，且写入操作是在另一个周期中执行的。在第一栅极驱动器41选择第i行栅极线Gi的周期中，第二栅极驱动器42不工作 (选择电路57处于浮置状态)，或传输行选择信号至非第i行的栅极线。类似地，在第一栅极驱动器42传输行选择信号至第i行栅极线Gi的周期中，第一栅极驱动器41处于浮置状态，或传输行选择信号至非第i行的栅极线。按照执行前述操作的本发明，可强迫关断光发射元件13，导致增加的占空比。进一步，光发射元件13可不提供用于释放电容器16电荷的TFT而被强迫关断，这导致高孔径比。当实现高占空比时，光发射元件的亮度可随光发射区域增加而减小。也就是，驱动电压可降低并因此降低功率消耗。本发明不局限于前述实施方式，其中栅极选择周期被分成两个周期。栅极选择周期可分成三个或更多周期。[实施方式3]下面说明像素电路的例子，该像素电路可应用至本发明的显示装置。图6A示出像素电路，其中擦除晶体管91和擦除栅极线Ry被加入到示于图2A的像素10 ( 一个像素包括三个TFTs)中。该擦除晶体管91可强迫阻止光发射元件13中的电流。因此，不等待要写入所有像素10的信号开始发光周期或在写入周期开始之后立即开始发光周期。因此，可增加占空比，并特别地可高质量地显示移动图像。图6B示出像素电路，其中示于图6A的像素10中的驱动晶体管12被略去，且额外提供晶体管92和93及电源线Vax (χ是自然数，1 = χ = m)( 一个像素包括四个TFTs)。电源线Vax连接至电源94。按照该结构，晶体管92的栅电极连接至恒电势的电源线Vax，从而晶体管92的栅电极的电势固定且晶体管92工作于饱和区域。其中，晶体管93工作于线性区域，包括关于像素10的光发射或非光发射数据的视频信号被输入至晶体管93的栅电极。因为工作于线性区域的晶体管93具有小源极-漏极电压，晶体管93的栅极-源极电压的稍微改变不影响流过光发射元件13的电流值。因此，流过光发射元件13的电流值由工作于饱和区域的晶体管92确定。按照具有前述结构的本发明，可以抑制由于晶体管92 的特征中的变化导致的亮度不平均性并增加图像质量。作为另一种像素电路，其中示于图2A的像素10中开关晶体管11被略去的像素电路(一个像素包括一个TFT)也可采用。在该情形中，该操作类似无源矩阵显示器那样执行。可替换地，使用电流反射镜的像素电路也可使用。模拟视频信号或数字视频信号可用在本发明的显示装置中。如果使用数字视频信号，视频信号可以是电压或电流。也就是，输入至光发射元件的光发射中像素的视频信号可以是恒压或恒流。当视频信号是恒压时，恒压被施加至光发射元件或恒流流过光发射元件。 当视频信号是恒流时，恒压被施加至光发射元件或恒流流过光发射元件。当恒压被施加至光发射元件时，执行恒压驱动。其中，当恒流流过光发射元件时，执行恒流驱动。按照恒流驱动，恒流流过而无论光发射元件的电阻改变。本发明的显示装置可采用恒压驱动或恒流驱动，但电压视频信号优选用在本发明显示装置中。
电致发光层由从单激发态发射光的材料(以下称为单激发的光发射材料)或从三重激发态发射光的材料(以下称为三重激发的光发射材料)形成。例如，在发射红色，绿色， 和绿色光的光发射元件中，其亮度在相对短时间内减少一半的红色光发射元件由三重激发的光发射材料形成，其余区域由单激发的光发射材料形成。三重光发射材料具有这样的优点，材料具有良好的发光效率并消耗较低功率以获得相同的亮度。可替换地，红色光发射元件和绿色光发射元件可由三重激发的光发射材料形成， 蓝色光发射元件可由单激发的光发射材料形成。当具有高可视性的绿色光发射元件由三重激发的光发射材料形成时，可进一步实现低功率消耗。作为三重激发光发射材料的例子，有用作杂质的金属络合物，具有第三过渡系列元素钼作为中心金属的金属络合物，具有铟作为中心金属的金属络合物，等等。进一步，电致发光层可由低分子量材料，中分子量材料，和高分子量材料中任何一种形成。光发射元件可采用正向(forward)堆叠的结构，其中阳极，电致发光层，阴极以该顺序堆叠，或反向堆叠的结构，其中阴极，电致发光层，和阳极以该顺序堆叠。光发射元件的阳极或阴极可由传输光的氧化铟锡(ITO)形成，添加有氧化硅的ΙΤ0，氧化铟锌(IZO)，搀杂有镓(Ga)的氧化锌(GZO)，等等。光发射元件也可采用这样的结构，其中多个电致发光层和电荷发生层堆叠在阳极和阴极之间，如阳极，电致发光层，电荷发生层，...，电致发光层，电荷发生层，...，电致发光层，阴极以该顺序堆叠。这样的元件也称为级联元件。电荷发生层由无机半导体如金属或氧化钼，搀杂有锂的有机化合物，等等形成。当用具有光发射元件的面板执行彩色显示时，具有不同发射波长带的电致发光层可提供于每个像素中。通常，提供有相应于红色(R)，绿色(G)，和蓝色(B)每种颜色的电致发光层。在这样的情形中，可提供相应于红色，绿色，和蓝色每种颜色的监视光发射元件66 以为每种颜色校正电源电势。此时，可增加颜色纯度且可通过提供滤波器(有色层)防止像素部分具有镜面(耀眼(glare))，该传输特殊波长带的滤波器位于光发射元件的光发射侧。提供滤波器(有色层)可略去传统要求的环状偏光器等，并可消除从电致发光层发射的光的损失。进一步，当偏斜看像素区域时出现的色彩的改变就能减少。电致发光层可具有这样的结构，其发射单色或白光。如果使用白光发射材料，传输具有特殊波长光的滤波器提供于光发射元件的光发射侧，从而可执行彩色显示。[实施方式4]光发射元件随时间改变在初始阶段快速进展并随着时间逐渐慢下来。因此，在使用光发射元件的显示装置中，优选执行初始老化工艺，其中初始随时间改变在光发射元件的亮度调整(如，在显示装置出货之前)之前发生在所有光发射元件中。当光发射元件初始急剧的随时间改变通过这样的初始老化工艺而提前发生时，随时间改变此后不快速进展，这减小由于随时间改变导致的现象如图像老化(burn-in)。初始老化工艺是通过仅在某些周期激活光发射元件而执行的，并优选通过施加高于通常所用的电压。据此，初始随时间改变在短时间内发生，且初始老化工艺可即刻完成。如果本发明的显示装置用可充电电池工作，优选在充电不在使用的显示装置时执行发光或闪光所有像素的工艺，显示相对正常图像其对比反转的图像(如，待机显示等)的工艺，检查通过取样视频信号和光照或闪光像素而以低频发射光的像素的工艺，等等。执行前述工艺以便在显示装置不使用时的周期中降低图像老化，其被称为闪排工艺(flashout process)，老化的图像的最亮的点和最暗的点之间的差可设定为五级灰度或更低，更优选为一级灰度或更低。为了减少图像老化，除了前述工艺，固定图像可尽可能地减少。[实施方式5]对作为本发明一种方式的显示装置的面板作说明，其中包括有像素区域40，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43。具有多个像素的像素区域40提供于衬底20上(参看图7A)，其中每个像素都包括光发射元件13，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，源极驱动器43，和连接膜407。连接膜407连接至外部电路(IC芯片)。图7B是沿面板的线A-B的横截面视图。图7B示出形成于像素区域40中的驱动晶体管12，光发射元件13，和电容器16，和形成于源极驱动器43的CMOS电路410。在像素区域40的外围提供密封材料408，第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42， 源极驱动器43。光发射元件13用密封材料408和相对的衬底406密封。执行密封工艺以便保护光发射元件13免受湿气损坏。在该实施模式中，覆盖材料(由玻璃，陶瓷，塑料，金属等制造)用来密封，但热固树脂或UV光固化树脂和高阻挡薄膜如金属氧化物和氮化物也可使用。在衬底20上的元件优选由和非晶半导体相比在迁移率等方面具有优异特性的晶体半导体(多晶硅)形成。具有前述结构的面板可减少要连接的外部ICs的数目，导致减小的尺寸，重量，和厚度。图18是沿面板C-D线的横截面视图，其示出驱动晶体管12，光发射元件13，和提供于像素区域40的电容器16，提供于第一栅极驱动器41的CMOS电路412，和提供于第二栅极驱动器42的CMOS电路411。示于附图中的面板特征在于提供了密封材料408以便交叠第一栅极驱动器41和第二栅极驱动器42。该结构实现更窄的帧。在前述示于图7A和7B和图18的结构中，光发射元件13的像素电极传输光而光发射元件13的相对电极阻挡光。因此，光发射元件13执行底部发射。作为不同于前述结构的结构，有这样一种结构，其中光发射元件13的像素电极阻挡光而光发射元件13的相对电极传输光(参看图8A)。在该情形中，光发射元件13执行顶部发射。作为不同于前述结构的结构，有这样的结构，其中光发射元件13的像素电极和相对电极都传输光(参看图8B)。在该情形中，光发射元件13执行双发射。在底部发射的双发射的情形中，连接至驱动晶体管12的杂质区域的导电层(源极和漏极布线)优选由和低发射材料如钼结合的铝(Al)形成。特别地，Mo，Al-Si，和Mo的堆叠结构，或MoN，Al-Si，和MoN的堆叠结构，等也可采用。作为结果，可防止从光发射元件发射的光发射源极和漏极布线，因此光可选出到外部。本发明的显示装置可采用任何底部发射，顶部发射，和双发射。像素区域40也可由TFT构成，其形成于绝缘表面上并具有由非晶半导体(非晶硅)形成的沟道部分，而第一栅极驱动器41，第二栅极驱动器42，和源极驱动器43可由IC 芯片构成。IC芯片可由COG固定至衬底20上或固定至连接到衬底20的连接膜407上。非晶半导体易于通过CVD形成于大衬底上并不需要晶化步骤，因此提供不便宜的面板。进一步，当导电层是通过微滴释放(典型的为喷墨方法)形成，可实现更便宜的面板。[实施方式6]
提供有包括光发射元件的像素区域的电子装置包括电视机(也称为电视或电视接收器)，数码相机，数字视频照相机，移动电话机(也称为移动电话或蜂窝电话)，便携式信息终端如PDA，便携式游戏机，计算机的监视器，计算机，音频复制装置如车载音频相同， 提供有记录介质图像复制装置如家庭游戏机等。它们具体的例子将参考图9A到9F说明。便携式信息终端包括主体9201，显示部分9202等(参看图9A)。示于实施方式1 到5中的显示装置可应用至显示部分9202。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。数字视频相机包括显示部分9701，显示部分9702等(参看图9B)。示于实施方式 1到5中的显示装置可应用至显示部分9701。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。便携式信息终端包括主体9101，显示部分9102等(参看图9C)。示于实施方式1 到5中的显示装置可应用至显示部分9102。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。便携式电视机包括主体9301，显示部分9302等(参看图9D)。示于实施方式1到 5中的显示装置可应用至显示部分9302。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。这样的电视机可广泛应用至小尺寸的并入到如移动电话的便携式终端者，中等尺寸的便携终端，和大尺寸终端(如尺寸为40英寸或更大)。便携式计算机包括主体9401，显示部分9402等(参看图9E)。示于实施方式1到 5中的显示装置可应用至显示部分9402。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。电视机包括主体9501，显示部分9502等(参看图9F)。示于实施方式1到5中的显示装置可应用至显示部分9502。按照本发明，供应至光发射元件的电源电势是用监视光发射元件校正的，因此可以提供显示装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件中电流变化的影响可被抑制。如果前述电子装置使用可充电电池，它们的寿命随功率消耗的减少而增加，从而可节省可充电电池的电荷。[实施方式7]执行彩色显示的显示装置的横截面结构将参考
。更具体地，使用白光发射元件的显示装置的横截面结构和有色层被描述，该白光发射元件发射白光。下面示出的是三个彼此邻近的像素的横截面结构。驱动晶体管12，发射白光的光发射元件13(以下称为白光发射元件13)，和电容器 16提供于衬底20上(参看图22)。白光发射元件13执行顶部发射。也提供有阻挡光的提岸层31。阻挡光的提岸层32是通过搅动碳颗粒，金属颗粒，颜料，着色剂等，如果需要还过滤它们，然后旋涂而形成的。注意如果碳颗粒或金属颗粒添加到有机材料中，可添加表面活性剂或分散剂以便它们均勻混和。有色层711到713提供于相对衬底406上，且通常相应于红色，绿色，或蓝色。提供白光发射元件13以便当衬底20固定至相对衬底406上时与有色层711到 713交叠。更特别地，提供白光发射元件13以便光发射侧面对有色层711到713。因此前述结构，从白光发射元件13发射的白光变成红色，绿色，或蓝色，从而获得彩色显示装置。其中白光发射元件13执行底部发射的显示装置的结构是参考图23说明的。在该情形中，如附图所示，有色层714到716是作为中间绝缘层提供的。可替换地，有色层714到 716可提供于衬底20和驱动晶体管12或电容器16之间。在该情形中，考虑到有色层不良的热阻特性，驱动晶体管12的活性层优选由非晶半导体而非多晶半导体形成。作为结果， 有色层714到716可防止由于多晶半导体制造步骤中的热处理而导致的损伤。其中白光发射元件13执行双发射的显示装置的结构是参考图M说明的。示于图 24的结构是示于图22和23的结构的组合。提供有色层711到716以便夹住白光发射元件 13，因此白光发射元件13在相对方向上发射光。光发射元件的电致发光层是由气相沉积，旋涂，喷墨方法等形成的。然而，具有不同波长带的电致发光层不能用前述方法精确形成。因此，在该情形中，有必要增加不同像素之间的距离和提岸之间的距离。其中，如果白光发射元件如前述结构所示的那样使用，将不形成不同电致发光层，这是有利的因为不要求增加像素之间的距离和提岸之间的距离并可实现高分辨率。此外，因为颜色滤波器用在液晶显示装置中，可利用液晶显示装置的技术而不开发新技术。横向上像素之间的提岸层32的宽度仅要求宽度足够宽以覆盖形成于其下的布线，特别地7. 5到27. 5微米，更优选10到25微米(参看图25)。提岸层32较窄的宽度允许较高的孔径比。高孔径比增加光发射区域，这导致较低的驱动电压和功率消耗。从白光发射元件发射的光可重复在像素电极和相对电极中反射并根据光出射角选出至邻近像素。进一步，在包括以矩阵安置的多个像素的显示区域中，由于像素电极和相对电极的闪耀(glare)在像素显示黑色时出现。为了防止这样的闪耀，在某些情形中光学膜是固定，但成本高。然而，按照前述结构，提岸层32由阻挡光的材料形成。如果提岸层32阻挡光，其吸收不必要的光以清晰限定像素之间的边界，因此可显示高分辨率图像。此外，阻挡光的绝缘膜减少入射光的反射，并可防止闪耀。因此，不再需要光学膜，如偏振膜，导致尺寸，厚度和重量的减小。包括金属络合物等的三重激发光发射材料可用于白光发射元件13的电致发光层 13。作为三重激发光发射材料的例子，有公知的用作杂质的金属络合物，具有第三过渡系列元素钼作为中心金属的金属络合物，具有铟作为中心金属的金属络合物，等等。三重激发光发射材料不局限于这些化合物，并也可以用具有前述结构并具有属于周期表第8族到第10 族元素作为中心金属的化合物。 发射白光的光发射元件可由包括蓝色电致发光层的两种或三种光发射层构成。可替换地，白光发射元件可通过任意堆叠功能层如空穴注入/输运层，空穴输运层，电子注入 /输运层，电子输运层，光发射层，电子阻挡层，和空穴阻挡层而形成。进一步，混和层或这些
21层的混和连接也可形成。这些实施方式可与前述实施方式自由组合。[实施方式8]本发明提供一种具有白光发射元件和监视白光发射元件的显示装置，其中白光发射元件的占空比是45 %到80 %而监视白光发射元件的占空比是45 %到100 %。白光发射元件的占空比是提供于像素区域的所有白光发射元件的平均占空比。占空比是发光周期对发光周期和非发光周期如当所有输入视频信号显示白光时的写入周期的比率。本发明提供显示装置，其中在某些周期白光发射元件中总电流量小于监视白光发射元件中的总电流量。以该方式，使白光发射元件的负载和监视白光发射元件的负载不同，并基于流过白光发射元件的电荷的量考虑亮度衰减。因此，可执行恒亮度驱动，其中白光发射元件中的电荷量和监视白光发射元件中的电荷量相比，且白光发射元件的亮度被校正为常量。下面说明按照本发明的恒亮度驱动(以下称为CL驱动)的原理。用于描述的光发射元件具有这样的结构，其中含发生EL有机材料的薄膜被夹在一对电极之间。流过含有机发生EL材料的薄膜(以下也称为有机薄膜)的电流被称为捕获电荷限制的电流(TCLC)并由下式表示，其中J是电流密度，V是电压，S是由材料和光发射元件的结构决定的值，η是2或更大的值。J = S · Vn. · · (1)下式可通过改写公式(1)而获得。IogJ = nlogV+logS. · · (2)公式(2)表示由对数表示的电流-电压特征，其由斜率为η的直线表示。IogS值越小，直线向电压侧偏移越高。图沈是示出光发射元件典型电流密度-电压特征的图形。该元件具有阳极， DNTPD, NPB, Alq:C6，Alq, CaF2，和Al的堆叠结构。该图形示出初始状态的特征，在室温下保持该1000小时后的特征，和在室温下用恒流驱动1000小时后的特征。如图沈所示，已经在室温下用恒流驱动1000小时后的光发射元件的电流密度-电压特征比初始特征偏移至较高的电压侧。类似地，已经在室温下保持1000小时而没有流动电流的光发射元件的电流密度-电压特征偏移至较高电压侧。图27是通过根据在可获得实用亮度的电流密度区域的公式( 描绘前述三种类型电流密度-电压特征而获得的双对数图形。在图27的图形中，电流密度-电压特征是针对1到lOOmA/cm2的电流密度绘出的，其中可获得100到lOOOOcd/m2的亮度。在图27的图形中，电流密度-特征由斜率为η的直线表示。图观示出通过图27获得的η和S的改变。图28的图形指示基于公式O)以参数η和S表示的特征改变。当光发射元件保持在室温时S的值不改变，且当电流供应至光发射元件时急剧减小。另一方面，η的值不仅在电流供应至光发射元件时减小而且当光发射元件在室温下保持相同的小时数也减小。当电流供应至光发射元件时减小的速率基本和没有电流供应至其中时减小的速率相同。也就是，η是这样的参数，其完全随时间减小而无论是否供应有电流。结果示出η可由下面公式(3)作为时间的函数表示。
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η = f(t). . . (3)指示二极管特征急剧改变的η的值示出光发射元件的二极管特征随时间改变(η 的值减小且斜率下降)而无论是否供应电流。一方面，S是当光发射元件保持在室温几乎不改变而当电流供应至其中时就改变的参数。与时间无关但随时间改变的S的值可表示为总电荷量Q(电流X时间)的函数， 并可获得下面的公式。S = g(Q). . . (4)因为S的值当电流供应值光发射元件时减小，g(Q)被认为是单调减函数。可认为 S的值是二极管特征的阈值。因此，可以这样解释，当电流供应至其中时光发射元件的二极管特征的阈值偏移至较高电压侧。从公式(1)，(3)，和(4)看，监视光发射元件的电流密度-电压特征和显示光发射元件的电流密度-电压特征可用下式表示，其中Jo是监视光发射元件的电流密度(常数)， Jp是像素的电流密度，Qm是监视光发射元件中总电荷量，Qp是像素中总电荷量，V是电荷， t是时间。Jo = g(Qm) · Vf(t). · · (5)Jp = g(Qp) · Vf(t). . . (6)从公式(5)和(6)，像素中的电流密度Jp可由下式表示。Jp = J0 · g (Qp) /g (Qm)... (7)因为g(Q)是单调减函数，当监视光发射元件和显示光发射元件具有不同电流时 Jo和Jp的值彼此不同。例如，流过监视光发射元件电流比流过显示光发射元件的电流更多 (即，Qm > Qp)，Jp总是大于Jo。应考虑到下面的情况以便理想地执行CL驱动以保持显示光发射元件的亮度不变。首先，下面的公式可在像素的亮度为L且电流效率为η时获得。L= η · Jp. . . (8)当初始亮度是Ltl和初始电流密度是Jtl时，电流效率η由下面降解曲线表示，其中 k是速率常数而β是指示初始降解的参数。n = (L0/Jo) · exp {-(k · t) β }…(9)作为结果，下面的公式(10)可从公式⑶和(9)获得。L = Jp · (L0/Jo) · exp {_ (k · t) β }. . . (10)为了保持亮度不变，应满足L = Ltl (常数)。因此，当L = Ltl代入公式(10)时，可获得下面公式(11)。Jp = Jo · exp{(k· t) β}··· (11)也就是，CL驱动可通过按照公式(11)增加Jp的值而实现。最后，可从公式(7)和 (11)获得下面的公式(12)。g (Qp) /g (Qm) = exp {(k · t) β } · · · (12)因此，CL驱动可通过控制Qp和Qm以便g (Qp)/g (Qm)接近exp{(k.t) β}而实现。当亮度衰减是基于光发射元件中的电荷量考虑的，在显示光发射元件中电荷量和监视光发射元件中电荷量相比中执行CL驱动，且显示光发射元件的亮度被校正为常数。[实施例1]
在该实施例中，在室温下工作的本发明显示装置的测试结果将参考图IlA和IlB 说明。图IlA示出光发射元件Q60小时)的电流随时间改变的特征，而图IlB示出光发射元件O60小时)的亮度随时间改变的特征。在图IlA和IlB的图形中，样品A是具有本发明校正功能的面板，然而样品B和样品C是没有校正功能的样品。样品A和B是用恒压驱动的而样品C是用恒流驱动的。在图IlA和IlB的图形中，横坐标表示时间(小时)。图IlA中纵坐标表示实际电流的标准化值(％ )而图IlB中纵坐标表示实际亮度的标准化值(％ )。在所有样品中，监视光发射元件的占空比是100%，然而光发射元件的占空比约 64 %。监视光发射元件和光发射元件具有相同的总电流量但瞬时电流不同。图IlA示出样品A的电流倾向于随时间增加，样品B的电流显著波动并倾向于随时间减小，且样品C的电流几乎不波动并在一定时间后基本保持为常数。样品A的电流倾向于随时间增加的原因是因为监视光发射元件具有100%的占空比而光发射元件具有64%的占空比，且监视光发射元件的随时间改变比光发射元件的随时间改变进展更快。图IlB示出样品A的亮度几乎不波动并在一定时间后基本保持不变，样品B的亮度显著波动并倾向于随时间减小，而样品C的亮度几乎不波动但类似样品B倾向于随时间减小。从示于图IlA和IlB的结果可看出，可以发现使用本发明的样品A具有恒亮度但增加电流。这是因为随时间的改变通过电流增加+△而更快速地进展。也就是，由于校正功能导致的电流增加+△几乎等于由于时间改变导致的随时间减小。因此，使用本发明的样品A的亮度可基本维持不变。考虑到前述操作，具有校正功能的本发明的显示装置可称为恒亮度显示装置，本发明的显示装置具有恒亮度。具有校正功能的本发明显示装置的驱动方法可称为恒亮度驱动方法(恒明亮度方法，恒亮度方法，明亮度控制方法，控制亮度方法，或明亮控制方法)。按照该驱动方法，如上所述，由于校正功能导致的电流增加和由于随时间改变导致的电流减小是事先获得的， 且光发射元件是以增加等于减小相等时的电压驱动的。用于执行恒亮度驱动方法的电压升高的速率说明如下。当恒亮度驱动方法是在初始亮度Ltl和电流密度Jtl执行的，随时间减小的电流效率 η由下面作为时间t的函数的公式表示的。η (t) = L0/J0Xf(t)... (1)公知f(t)可由下面指数函数表示。f(t) = exp{_(t/a ) β }· · · (2)注意α是指示中等和长期降解的参数而β是指示初始降解的参数，其可通过实验获得。其中，如果电流密度J随时间t改变(S卩，J = J(t))，亮度L可由下式表示。L= η (t) XJ(t). . . (3)因此，在执行恒亮度驱动的情形中，当L = Ltl(常数)在公式(3)中满足时，将满足下面的公式G)。
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L0 = η (t) XJ(t). . . (4)通过将公式(4)代替至公式(1)，可获得下面的公式。J(t) = J0/f(t)... (5)公式( 示出这样的现象，为了维持亮度不变，考虑到电流效率降低电流密度将逐步从JO增加。这是因为公式( 示出f(t)是单调减函数。一般地，电流密度和电压的功率(第χ级功率)，且因此获得下面的公式，其中X是由元件决定的功率而C是常数。J(t) = CXVx(t). . . (6)因此，下面的公式是通过将公式(6)代替到公式(5)中并考虑到公式(2)而获得的。V (t) = Const. X [exp (t/ α ) β ]1/χ . · · (7)公式(7)示出电压如何改变以执行恒亮度驱动。Const.是由初始电流密度Jtl和常数X(C0nst. = (J0/C)1/x)决定的。恒亮度驱动可通过考虑到电压升高而实现。[实施例2]本发明也可应用至执行恒流驱动的显示装置。在该实施例中，随时间改变的电平是用多个监视光发射元件检测的，而视频信号或电源电势是基于检测的结果校正的，从而校正光发射元件的随时间改变。这样的情形参考图19说明。该实施例使用多个(至少两个)监视光发射元件，而其中提供有两个监视光发射元件1001和1002。恒流从恒流源1003供应至光发射元件1001，而来自恒流源1004的恒流供应至其它光发射元件1002。当从恒流源1003供应的电流不同于从恒流源1004供应的电流，流过监视光发射元件1001和1002的电流的总量彼此不同。因此，在监视光发射元件1001和1002中随时间改变以不同的速率进展。监视光发射元件1001和1002连接至运算电路1005，其计算监视光发射元件1001 的一个电极和监视光发射元件1002的一个电极之间的电势差(电压差)。由运算电路1005计算的电压被供应至视频信号发生电路1006。在视频信号发生电路1006中，供应至每个像素的视频信号是基于从运算电路1005供应的电压校正的。按照前述结构，可校正光发射元件的随时间改变。在示于图6B的像素中，晶体管92的栅电极连接至恒电势的电源线Vax，从而晶体管92工作于饱和区域，而光发射元件13的光发射或非光发射由水平信号控制。在该情形中，视频信号没有校正且电源线Vax的电势可根据从运算电路1005供应的电压改变。电源线Vax连接至电源电路1007，其基于从运算电路1005供应的电压校正电源线Vax的电势。按照具有前述结构实施例的显示装置，校正可按照随时间的改变执行。优选用于防止电势波动的电路，如缓冲放大器，是提供于监视光发射元件1001和运算电路1005之间且在监视光发射元件1002和运算电路1005之间。作为具有用于执行对比电流驱动的配置的像素，使用示于图20A的电流反射镜电路的像素，使用示于图20B的另一种配置等也可采用。用电流反射镜电路的像素具有晶体管1011到1014，电容器1015，光发射元件1016(参看图20A)。电流反射镜电路由晶体管1013和1014构成。流过光发射元件1016 的电流等于在晶体管1014的源极和漏极之间流过的电流。在每个晶体管1013和1014的源极和漏极之间流过的电流决定于保持在电容器1015中的电荷。具有另一种配置的像素具有晶体管1021到1024，电容器1025，和光发射元件1026(参看图20B)。[实施例3]使用本发明的无源矩阵显示装置将参考图21显示。无源矩阵显示装置具有形成于衬底上的像素部分501，列信号线驱动器电路502和安置在像素部分501的外围的行信号线驱动器电路503，和用于控制列信号线驱动器电路502的控制器MO及行信号线驱动器电路503。像素部分501具有χ列安置在列方向上的信号线Cl到Cx，安置在行方向上的y行信号线Ll到Ly，和多个安置在矩阵中的光发射元件(χ和y是自然数)。列信号线驱动器电路502和行信号线驱动器电路503是LSl芯片构成并经FPC连接至形成于衬底上的像素部分501。监视电路541是提供于和像素部分501的同一衬底上。无源矩阵显示装置的操作简单说明如下。首先，选择第一行的行信号线Li。更特别地，行信号线Ll经开关512连接至地电势。然后，当列信号线驱动器电路502的开关508 到511处于导通状态时，来自恒流源504至507的电流被供应至安置在第一行的光发射元件5 至527。灰度显示是由从恒流源504供应至507的电流量电流供应至光发射元件524 至527的时间长度而实现的。当开关508到511处于非导通状态且行信号线Ll经开关512 连接至Vcc，反偏电压供应至第一行的光发射元件5M到527。这样的操作从第一行重复至最后一行。图16示出列信号线驱动器电路502的例子的配置。恒压源601具有发生恒压的功能并使用具有小温度系数的恒压源如带隙调节器。从恒压源601发生的电压通过运算放大器602，晶体管603，和电阻器604转换为具有小温度系数的恒流。转换的电流被反偏并由电流反射镜电路拷贝然后经开关610至613供应至列信号线Cl至Cx，该电流反射镜电路由晶体管605至609构成。按照该实施例的显示装置，输入至列信号线驱动器电路502的视频数据或从恒压源601发生的电压是用监视电路541按照温度改变和随时间的改变校正的，从而防止温度改变和随时间的改变的影响。本申请基于2004年5月21日在日本专利局申请的日本专利2004-152624，和2004 年6月四日在日本专利局申请的日本专利2004-191833，它们整个内容以参考的方式包含在此处。
2权利要求
1.一种装置，包括 第一光发射元件； 第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的晶体管；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端； 其中所述第二光发射元件的第一电极和所述晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至所述电路的输入端；其中所述晶体管的栅电极连接至第一电源；以及其中所述晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至第二电源。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述晶体管工作于饱和区域。
3.一种装置，包括 第一光发射元件； 第二光发射元件；用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源； 用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势；和提供于所述第二光发射元件的第一电极和所述电路的输入端之间的电阻器； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端。
4.一种装置，包括 第一光发射元件； 第一晶体管；第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的第二晶体管； 用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势； 其中所述第一光发射元件的第一电极电连接至所述电路的输出端； 其中所述第二光发射元件的第一电极连接至所述电路的输入端； 其中所述第一晶体管的栅电极和所述第二晶体管的栅电极被连接至栅极线；以及其中所述第二晶体管的源电极和漏电极中的一个连接至所述电路的输入端，而所述第二晶体管的源电极和漏电极中的另一个连接至正偏电源。
5.如权利要求4所述的装置，所述第一晶体管是开关晶体管，所述第二晶体管是正偏晶体管。
6.一种装置，包括 第一光发射元件；与所述第一光发射元件串联连接的第一晶体管； 第二光发射元件；与所述第二光发射元件串联连接的第二晶体管； 用于向所述第二光发射元件供应恒定电流的恒流源；和用于输出电势的电路，输出的电势基本上等于输入至所述电路的电势；2其中所述第一光发射元件的第一电极通过所述第一晶体管连接至所述电路的输出端；其中所述第二光发射元件的第一电极通过所述第二晶体管电连接至所述电路的输入端，其中所述第一晶体管的沟道长度Ll和沟道宽度W1，和所述第二晶体管的沟道长度L2 和沟道宽度W2满足L1/W1 L2/W2 = 1 2到1 10。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一晶体管是驱动晶体管。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述第二晶体管是限制晶体管。
9.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述电路是缓冲放大器。
10.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件的第二电极和所述第二光发射元件的第二电极保持在恒定电势。
11.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件和所述第二光发射元件被提供于同一衬底上。
12.一种电子装置，包括如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置。
13.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第二光发射元件是监视光发射元件。
14.如权利要求1、3、4和6中的任一项所述的装置，其中所述第一光发射元件和所述第二光发射元件被提供于玻璃衬底上。
全文摘要
一种显示装置和电子装置，其中由于环境温度的改变和随时间改变导致的光发射元件的电流变化的影响可抑制。本发明的显示装置具有光发射元件，串联至光发射元件的驱动晶体管，监视光发射元件，串联至监视光发射元件的限制晶体管，用于供应恒流至监视光发射元件的恒流源，和用于输出等于输入电势的电势的电路。光发射元件的第一电极经驱动晶体管连接至电路的输出端，经限制晶体管连接至电路输入端的监视光发射元件的第一电极。驱动晶体管的沟道长度L1和沟道宽度W1，和限制晶体管的沟道长度L2和沟道宽度W2满足L1/W1∶L2/W2＝1∶2到1∶10。
文档编号G09G3/30GK102208163SQ20111010133
公开日2011年10月5日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年5月21日
发明者安藤由香里, 安西彩, 安部宽子, 宮川恵介, 小山润, 山崎优, 山崎舜平, 早川昌彦, 瀬尾哲史, 纳光明 申请人:株式会社半导体能源研究所
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