CN1991949B - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示器件，该显示器件能够检测由于退化和温度变化而导致的有机发光层的特性变化，并且可以使发光元件的亮度保持为恒定。在本发明中，除了显示用像素部分以外还设置监视用区域。在监视用区域中设置多个监视元件。提供开关电路，以便防止较多电流流入多个监视元件中的短路了的监视元件。其结果是，通过监视施加到监视元件的电极之间的电位变化，可以根据随时间的退化和温度变化等校正供应到显示用像素部分的发光元件中的电压或电流。

Description

发光器件
技术领域
本发明涉及具有发光元件的发光器件。
背景技术
由于发光元件具有元件本身发光的自发光性能，所以在可见度及视角特性的方面是优越的。从而，具有发光元件的发光器件与液晶显示器件(LCD)同样受人关注。
发光元件包括几层有机层被夹在阳极和阴极之间的有机EL元件。具体来说，有机层包含发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层。这样的有机EL元件可以通过给一对电极之间提供电位差来获取发光。
在发光器件的实际应用中，据称有机EL元件的长寿命化是很重要的因素。有机层的随时间的退化引起有机EL元件的亮度减低。随时间的退化速度取决于材料特性、密封方法、发光器件的驱动方法等。特别是，由于有机层对潮气、氧气、光和热敏感，所以这些要素也促进随时间的退化。
此外，当实际应用时，优选使流经有机EL元件的电流大小为恒定值，而不受温度的影响。即使将相同的电压施加到有机EL元件的电极之间时，也随着有机层的温度上升，流经发光元件的电流变大。亦即，在对发光器件执行恒定电压驱动时，由于温度变化引起亮度变化或色度偏差。对于具有上述有机EL元件的发光器件，已提出了使发光元件的亮度恒定而不依靠环境温度的技术(参照专利文件1)。
专利文件1日本专利申请公开2002-333861号
然而，当采用上述专利文件1的技术时，有因监视元件而降低成品率的担忧。例如，甚至在不会影响显示的监视元件中发生短路，也导致批量生产能力下降。此外，由于在监视元件中发生缺陷，就不能进行正确的监视。
发明内容
由此，本发明的目的是提供一种具有监视元件的发光器件，该发光器件不会因监视元件而导致成品率下降。
根据本发明，通过使用监视元件，可以监视因随时间的退化和温度变化等而导致的施加到监视元件的电极之间的电位变化，并且，校正供应到显示用像素部分的发光元件中的电压或电流。
此外，本发明具有连接到监视元件的控制晶体管。而且，本发明还具有在监视元件的电极之间发生短路时，使控制晶体管截止的控制单元。作为该使控制晶体管截止的控制单元，本发明具有开关电路。
监视元件是按照与像素部分的发光元件相同的制作条件、以相同的工序来在监视用区域中制造的发光元件。因此，其电特性和像素部分的发光元件相同。换言之，像素部分的发光元件和监视元件对于温度变化和随时间的退化具有相同或者几乎相同的特性。
也就是说，本发明之一是一种发光器件，其包括：监视元件；连接到监视元件的监视线；以及，在监视元件的阳极电位降低时，以电气方式切断供应到所述监视元件的电流的单元。
本发明之一是一种发光器件，其包括：监视元件；连接到监视元件的监视线；将恒定电流供应到监视线的单元；用于控制从监视线向监视元件的电流供应的控制晶体管；以及，输入监视元件的一个电极以及控制晶体管的一个电极的电位，并且向控制晶体管的栅电极进行输出的开关电路。
开关电路的输入端子连接到控制晶体管的第二电极，其输出端子连接到控制晶体管的栅极。例如，当控制晶体管为p型，在监视元件的电极之间发生短路而Low(L)电平输入到开关电路，并且，该开关电路输出High(H)电平时，可以使控制晶体管截止。
在本发明中，监视元件可以是成对的。将成对的监视元件中的一方称作主监视元件(第一监视元件)，将另一方称作副监视元件(第二监视元件)。本发明的发光器件具有监视线，该监视线监视成对的监视元件的电极之间的电位变化。注意，成对的监视元件可以电连接到共同的监视线。
在具有成对的监视元件的情形中，具有第一控制晶体管以及给第一控制晶体管的栅极供应输入的主开关电路(也称作第一开关电路)，其中第一控制晶体管的第一电极连接到监视线，第二电极连接到第一监视元件。而且，还具有第二控制晶体管以及给第二控制晶体管的栅极供应输入的副开关电路(也称作第二开关电路)，其中第二控制晶体管的第一电极连接到监视线，并且第二电极连接到第二监视元件。
也就是说，本发明之一是一种发光器件，其包括：第一监视元件；与第一监视元件成对的第二监视元件；连接到第一监视元件及第二监视元件的监视线；以及，在第一监视元件的阳极电位降低时，以电气方式切断供应到该第一监视元件的电流，并且使与电流供应被切断了的第一监视元件成对的第二监视元件导通的单元。
这样的本发明的形式中，例如，当第一控制晶体管为p型，在第一监视元件的电极之间发生短路而Low(L)电平输入到第一开关电路，并且，该第一开关电路输出High(H)电平时，可以使第一控制晶体管截止。例如，当第二控制晶体管为p型，在第二监视元件的电极之间发生短路而Low(L)电平输入到第二开关电路，并且，该第二开关电路输出High(H)电平时，可以使第二控制晶体管截止。此时，第二开关电路的负电源连接到第一开关电路的输入端子。
根据本发明的上述结构，即使在第一监视元件的电极之间发生短路，也可以使第二监视元件导通，并且有效监视元件数量不变化。
如上所述，作为具有使控制晶体管截止的功能的开关电路，可以使用反相器。但是，只要是能够按照输入将H电平、L电平输出的电路即可，不局限于反相器。
在本发明中，提供有多个监视元件。此外，提供有多个成对的第一监视元件和第二监视元件。
另外，本发明的另一个形式是一种驱动方法，即，在成对的第一和第二监视元件之中，在第一监视元件中发生短路时，使第一监视元件截止，并使第二监视元件导通。
根据本发明，可以提供一种发光器件，该发光器件可以抑制因随时间的退化或温度变化而导致的发光元件的亮度变化，从而能够显示每个R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色中没有亮度偏差的清晰彩色。
附图说明
图1是表示本发明的发光器件的图；
图2A和2B是表示本发明的监视像素电路以及定时图的图；
图3是表示本发明的监视像素电路的图；
图4是表示本发明的监视像素电路的图；
图5是表示反相器特性的图；
图6A和6B是表示本发明的监视像素电路以及定时图的图；
图7是表示本发明的监视像素电路的图；
图8A至8C是表示本发明的像素电路以及定时图的图；
图9是表示本发明的像素电路的布局的图；
图10A至10D是表示本发明的像素电路的图；
图11是表示本发明的像素电路的图；
图12是本发明的发光器件的结构图；
图13A和13B是表示本发明的发光器件的定时图的图；
图14A至14F是表示搭载有本发明的电子器具的图；
图15是表示本发明的像素电路的截面图的图。
具体实施方式
下面将参考附图来详细描述本发明的实施方式。但本发明可以以多种不同的方式来实施，并且只要是本领域技术人员，就很容易了解一个事实，就是可以将本发明的形式和内容更改而不脱离本发明的宗旨和范围。所以，对本发明的解释并不局限于本实施方式中所记载的内容。而且，在用于说明实施方式的全部附图中对相同的部分或者具有同样功能的部分将使用相同的附图标记，并省略相关的重复说明。
在本说明书中，晶体管的源电极和漏电极是为了在晶体管的结构上方便地区别栅电极之外的电极而采用的名称。在本发明中，当对晶体管的极性没有限制的情况下，将源电极或漏电极记载为第一电极及第二电极中的某一个。
注意，在本说明书中，各个元件之间的连接是指以电气方式进行连接。因此，在具有连接结构的元件之间有可能通过另外的元件(电阻、电容器、半导体元件、开关元件等)来进行连接。
实施方式1
在本实施方式中将说明具有监视元件的发光器件的结构。
图1表示发光器件，其中在绝缘衬底100上设置有像素部分101、监视用区域103、信号线驱动电路105以及扫描线驱动电路106。
像素部分101设置有多个像素102，且每一个像素都设置有发光元件107以及连接到发光元件107并具有控制电流供应功能的晶体管(下文中称作驱动晶体管)116。发光元件107连接到电源117。
上述发光元件通过将正负电荷从电极注入到发光层并将该正负电荷再结合来获取激发状态。激子返回基态时将能量转换为光。将该发光称作荧光、磷光。荧光是指从单重激发态返回到基态时的发光，磷光是指从三重激发态返回到基态时的发光。
来自发光元件的发光可以从透光衬底侧获取，而且，可以提供从单面或两面发光的发光器件。
监视电路104包括监视元件108、连接到该监视元件108的监视元件控制晶体管(也称作控制晶体管)115以及开关电路113，其中，开关电路113的输出端子连接到控制晶体管的栅电极，并且其输入端子连接到控制晶体管115的第二电极以及监视元件。
恒流源111通过监视线109连接到控制晶体管115。控制晶体管115具有用于控制从监视线向多个监视元件的各个的电流供给的功能。该监视线可以具有监视该监视元件的电极电位之变化的功能。另外，恒流源只要具有向监视线提供恒定电流的功能，即可。
而且，本发明具有连接到监视元件108的控制晶体管115以及开关电路113。由此，可以防止由于监视元件108中的缺陷(包括初始缺陷和随时间的缺陷)导致的监视电路104的工作不良。例如，有可能发生如下情况：当控制晶体管115不连接到开关电路113时，在多个监视元件之中的某个监视元件108因制作工序中的不良等而在该监视元件所具有的阳极和阴极之间导致短路。于是，来自恒流源111的电流就通过监视线109较多地被提供到短路了的监视元件108。一般来说，无关低分子材料和高分子材料，有机层是近似绝缘体的物质。因此，发光元件具有高电阻。然而，在发光元件的电极之间发生短路时，由于该电阻值近乎0，所以较多电流被提供给短路了的监视元件。此外，尽管不是完全短路，但在电阻降低到某个水平时，过量电流开始流过该监视元件中。
由于多个监视元件分别并联连接，所以当较多电流被提供给短路了的监视元件108时，对其他的监视元件就不能提供预定的恒定电流。结果，就不能将监视元件108的适当的电位提供给发光元件107。然而，在本发明中，将开关电路113设置在恒流源111和控制晶体管115之间，以防止上述问题。
由此，本发明具有控制晶体管115以及开关电路113。为了防止因上述监视元件108的短路等导致的过量电流的供应，控制晶体管115具有停止向短路了的监视元件108供给电流的功能。也就是说，本发明设置有一种晶体管，该晶体管具有以电气方式切断短路了的监视元件与监视线之间的功能。
开关电路113具有当多个监视元件108中的任何一个短路时，使控制晶体管115截止的功能。具体地，开关电路113具有输出使控制晶体管115截止的电位的功能。此外，开关电路113具有当监视元件108不短路时，使控制晶体管115导通的功能。具体地，具有输出使控制晶体管115导通的电位的功能。
利用图2A和2B来说明监视电路104的详细动作。如图2A所示，在监视元件108所包含的电极中，在假定阳极为阳极电极108a且阴极为阴极电极108c时，阳极电极108a连接到开关电路113的输入端子，并且阴极电极108c连接到电源117。从而，连接到电源117的阴极电极108c为固定电位。因此，当监视元件108所包含的阳极和阴极之间发生短路时，阳极电极108a的电位接近阴极电极108c的电位。其结果是，由于将接近阴极电极108c的电位的低电位提供给开关电路113，所以该开关电路113输出电位Vh的高电位侧电位VDD。其结果是，该电位VDD成为控制晶体管115的栅极电位。换言之，输入到控制晶体管115的栅极的电位是VDD，控制晶体管115截止。在此，电位VDD是足够使控制晶体管115截止的电位。
注意，作为高电位侧Vh的VDD电位被设定为与阳极电位相同或比阳极电位更高。此外，从开关电路113输出的低电位侧、电源117的电位以及监视线109的低电位侧的电位可以使之全部具有相同的电位。一般来说，低电位侧的电位可以是接地电位。但是不局限于此，确定低电位侧的电位，使其与高电位侧的电位具有预定的电位差即可。预定的电位差可以根据作为发光材料的有机层的电流、电压、亮度特性或器件的规格来确定。
在此，应该注意的是在监视元件108中流过恒定电流的顺序。此时，需要在控制晶体管115导通的状态下，开始在监视线109中流过恒定电流。在本实施方式中，如图2B所示，将Vh保持为L电平不变，开始在监视线109中流过电流。然后，对于Vh进行设定以便在监视线109的电位达到饱和状态之后成为VDD电位。其结果是，即使在控制晶体管115导通的状态下，也可以对监视线109进行充电。
另一方面，当监视元件108没有短路时，由于阳极电极108a的电位被提供给开关电路113，所以该开关电路113输出低电位侧的电位，因此，控制晶体管115导通。
根据上述结构，就可以防止将来自恒流源111的电流提供给短路了的监视元件108。从而，在存在多个监视元件的情况下，当在监视元件中发生了短路时，通过切断向短路了的监视元件的电流供给，就可以将监视线109的电位变化抑制到最小限度。其结果是，可以将适当的监视元件108的电位提供到发光元件107。
注意，本说明书中，以在显示用像素部分中的发光元件仅称为发光元件，而以在监视用区域中的发光元件区分称为监视元件。然而，监视元件108按照与发光元件107相同的制作条件、以相同的工序来制造，从而也具有相同的结构。因此，监视元件108具有与像素部分的发光元件相同的电特性。换言之，发光元件和监视元件对于温度变化和随时间的退化具有相同或者几乎相同的特性。
该监视元件108与电源117相连接。在这里，由于与发光元件107连接的电源和连接到该监视元件108的电源为同一电位，因此，采用相同的附图标记表示为电源117。
注意，虽然在本实施方式中，以控制晶体管115的极性为p沟道型来进行说明，但是本发明并不限定于此，也可以采用n沟道型。在这种情况下，使***电路结构适当地进行变更。
对设置这种监视电路104的位置没有限定，可以设置在像素部分101中、在信号线驱动电路105和像素部分101之间、或者在扫描线驱动电路106和像素部分101之间。
在监视电路104和像素部分101之间设置有缓冲放大器电路112。该缓冲放大器电路是指具有输入和输出为相同电位，高输入阻抗以及高输出电流容量之类的特性的电路。因此，只要是具有这种特性的电路，电路结构就可以适当地决定。
在这种结构中，缓冲放大器电路具有伴随监视元件108中的一方电极电位的变化，而改变施加到像素部分101所具有的发光元件107的电压的功能。
在这种结构中，既可以在相同的绝缘衬底100上也可以在不同的衬底上设置恒流源111和缓冲放大器电路112。
在前述的结构中，从恒流源111向监视元件108提供恒定电流。当在这种状态下发生温度变化或者随时间的退化时，监视元件108的电阻值改变。例如，当发生随时间的退化时，监视元件108的电阻值增加。于是，由于提供给监视元件108的电流值是恒定的，所以监视元件108的两端之间的电位差改变。具体而言，在监视元件108所具有的两个电极之间的电位差改变。此时，由于连接到电源117的电极的电位是恒定的，所以连接到恒流源111的电极的电位改变。该电极的电位变化通过监视线109被提供给缓冲放大器电路112。
换言之，将上述电极的电位变化输入给缓冲放大器电路112的输入端子。而且，将从缓冲放大器电路112的输出端子输出的电位通过驱动晶体管116提供给发光元件107。具体而言，被输出的电位作为发光元件107所具有的一个电极的电位而提供。
通过这样，将与温度变化以及随时间的退化相应的监视元件108中的电极电位变化反馈给发光元件107。其结果是，能够提供一种发光器件，该发光器件可以抑制因温度变化或随时间的退化而导致的发光元件的亮度变化，并能够显示每个R(红)、G(绿)、B(蓝)颜色中没有亮度偏差的清晰彩色。
进而，由于设置了多个监视元件108，所以能够将它们电位的变化平均化后提供给发光元件107。换言之，在本发明中，能够通过设置多个监视元件108来使电位变化平均化。
注意，在本实施方式中，恒流源111只要是能够提供恒定电流的电路就可以，例如，可以使用晶体管来在衬底100上制作恒流源。
此外，尽管本实施方式中以监视电路104包括多个监视元件108、控制晶体管115和开关电路113的方式进行了说明，但本发明并不局限于此。例如，只要具有当监视元件短路时就检测该情况，并切断通过监视线109提供到短路了的监视元件的电流的功能，就可以使用任何电路作为开关电路113。具体而言，只要具有使控制晶体管115截止，以便切断提供到短路了的监视元件的电流的功能即可。
此外，本实施方式中，由于使用多个监视元件108，即使监视元件中的某一个发生动作不良，也可以进行监视工作。
在本实施方式中，为了防止电位变动而设置缓冲放大器电路112。从而，只要是如缓冲放大器电路112那样能够防止电位变动的电路，也可以不使用该缓冲放大器电路112而使用其他的电路。也就是说，当将监视元件108的一个电极电位传送到发光元件107之际，在监视元件108和发光元件107之间设置用于防止电位变动的电路时，作为这样的电路并不局限于上述缓冲放大器电路112，也可以使用具有任何结构的电路。
实施方式2
本实施方式中，作为在上述监视电路的结构中的具体开关电路，将反相器作为实例来进行说明。
图3示出了使用反相器作为开关电路113的监视电路结构。监视电路104包括监视元件108、连接到监视元件108的控制晶体管115以及开关电路113，其中，开关电路的输出端子连接到控制晶体管115的栅电极，并且其输入端子连接到控制晶体管的第二电极以及监视元件108。恒流源111通过监视线109连接到控制晶体管115。
开关电路113具有当多个监视元件中的任何一个短路时，输出使控制晶体管截止的电位的功能。此外，开关电路113具有当多个监视元件中的任何一个都没有短路时，输出使控制晶体管导通的电位的功能。
当多个监视元件之中的任何一个短路时，由于将接近阴极电极108c的电位的低电位输入到开关电路113，所以开关电路113所包含的p沟道型晶体管301导通。于是，从开关电路113输出电位Vh的高电位侧电位VDD，并且该电位VDD输入到控制晶体管115的栅极。换言之，控制晶体管115截止。此处的时序按照实施方式1的图2B所描述的方式。
通过使控制晶体管115截止而停止向短路了的监视元件108供给电流，以便防止因监视元件108的短路等导致的过量电流的供给。也就是说，可以以电气方式将短路了的监视元件和监视线断开。
另一方面，当监视元件108没有短路时，由于阳极电极108a的电位被提供给开关电路113，所以n沟道型晶体管302导通。于是，从开关电路113输出低电位侧的电位，因此控制晶体管115导通。
实施方式3
在本实施方式中，将用图4说明与上述监视电路不同的，监视元件分别成对的电路结构。将成对的监视元件之中的一方称为主监视元件(也称作第一监视元件)108m，将另一方称为副监视元件(也称作第二监视元件)108s。
监视线109共同连接到成对的第一监视元件108m和第二监视元件108s。监视线109可以监视第一监视元件108m和第二监视元件108s的每个电极之间的电位变化。
而且，具有主监视元件控制晶体管(也称作第一控制晶体管)115m，其中，该晶体管的第一电极连接到监视线109，第二电极连接到第一监视元件108m。并且，具有用于给第一控制晶体管115m的栅极供应输入的第一开关电路113m。本实施方式中，由于使用反相器作为开关电路，所以第一开关电路也被称作主反相器或第一反相器。
而且，具有副监视元件控制晶体管(也称作第二控制晶体管)115s，其中，该晶体管的第一电极连接到监视线109，第二电极连接到第二监视元件108s。并且，具有用于给第二控制晶体管115s的栅极供应输入的第二开关电路113s。本实施方式中，由于使用反相器作为开关电路，所以第二开关电路也被称作副反相器或第二反相器。
恒流源111通过监视线109连接到第一控制晶体管115m和第二控制晶体管115s。恒流源111只要具有向监视线109提供恒定电流的功能即可。第一控制晶体管115m具有用于控制从监视线109向成对的第一监视元件108m的电流供给的功能。而且，第二控制晶体管115s具有用于控制从监视线109向成对的第二监视元件108s的电流供给的功能。这种监视线具有监视监视元件的电极电位的变化的功能。
下面说明反相器的连接方式。第一反相器113m的输入端子连接到第一控制晶体管115m的第二电极，其输出端子连接到第一控制晶体管115m的栅极。根据该连接结构，当第一监视元件108m的电极之间短路时，由于L电平输入到第一反相器113m中，所以第一反相器113m的输出为H电平。因此，可以使第一控制晶体管115m截止。
第二反相器113s的输入端子连接到第二控制晶体管115s的第二电极，其输出端子连接到第二控制晶体管115s的栅极。根据该连接结构，当第一监视元件108m的电极之间短路时，第一监视元件的阳极电极108a的电位降低到L电平。由于第二反相器113s的负电源与第一反相器的输入端子相连接，所以第二反相器113s输出L电平。因此，可以使第二控制晶体管115s导通。
注意，虽然在本实施方式中，以控制晶体管115m、115s的极性为p沟道型来进行说明，但是本发明并不限定于此，也可以采用n沟道型。在这种情况下，使***电路结构适当地进行变更。
而且，在本发明中，第二反相器113s的负电源优选连接到第一反相器113m的输入端子。通过采用该结构，即使在第一监视元件108m的电极之间发生短路，所希望的实际上导通的监视元件的数量也不减少，这是因为第二监视元件108s导通。注意，将实际上导通了的监视元件数量也称作有效监视元件数量。
设计者可以按照发光元件的电流、电压以及亮度特性而适当地确定监视元件的数量。例如，在全色显示器件中，每个显示R(红)、G(绿)、B(蓝)的发光元件既可以具有相同数量的监视元件，又可以具有不同数量的监视元件。在使用实施方式1和实施方式2所描述的监视电路结构的情况下，当存在缺陷监视元件时，有效监视元件的数量少于所需要的监视元件的数量。此外，多个监视元件分别并联连接到监视线，因此，在有效监视元件的数目变化时，每一个监视元件中流过的电流量增加。其结果是，在将监视元件的电位变化反馈给发光元件的情形中，其亮度有可能比所希望的更高。
于是，如本实施方式所描述，通过设置成对的监视元件，只要一方的监视元件没有短路，则有效监视元件数量就不变。因此，每一个监视元件中流过的电流量不变。其结果是，在将监视元件的电位变化反馈给发光元件时，可以使所希望的发光元件的亮度保持为恒定。
实施方式4
在本实施方式中，将说明当监视元件短路时使控制晶体管截止的电路结构以及其工作。
图6A所示的开关电路113m包括p沟道型的第一晶体管601、具有与第一晶体管601共同的栅电极且与第一晶体管串联连接的n沟道型的第二晶体管602。监视元件108m连接到第一和第二晶体管601、602的栅电极。控制晶体管115m的栅电极连接到第一晶体管601的漏电极以及第二晶体管602的漏电极。而且，开关电路113s包括p沟道型的第一晶体管603、具有与第一晶体管603共同的栅电极且与第一晶体管串联连接的n沟道型的第二晶体管604。监视元件108s连接到第一和第二晶体管603、604的栅电极。控制晶体管115s的栅电极连接到第一晶体管603的漏电极以及第二晶体管604的漏电极。
另外，第一p沟道型晶体管601、603的源电极的电位为Vh，第二n沟道型晶体管602的源电极的电位为Vl。第二晶体管604的源电极连接到监视元件108m的阳极电极108a。而且，使监视线109的电位、电位Vh如图6B所示那样驱动。
首先，在监视线109的电位成为饱和状态之后，使电位Vh为H电平(VDD)。在监视元件108短路的情况下，监视元件108的阳极电极108a的电位，即点A的电位，降低到和监视元件108m的阴极电极108c相同的程度。于是，低电位，即L电平被输入到第一和第二晶体管601、602的栅电极，从而n沟道型的第二晶体管602截止，p沟道型的第一晶体管601导通。而且，电位Vh的高电位侧的电位VDD通过第一晶体管601被输入到控制晶体管115m的栅电极，以使该控制晶体管115m截止。其结果是，来自监视线109的电流不被供应到短路了的监视元件108m中。
由于点A的电位降低到和监视元件108m的阴极电极108c相同的程度，所以，L电平被输入到第二晶体管604的源电极。第二晶体管604的源电位(与A点几乎相同的电位)被输入到控制晶体管115s的栅电极，因此，控制晶体管115s导通。其结果是，即使在第一监视元件108m中发生短路，由于第二监视元件108s导通并且有效监视元件的数量不变，因此，也可以正常地进行对发光元件的校正。
注意，在第一监视元件108m正常工作时，使控制晶体管115m为导通地进行控制。也就是说，由于阳极电极108a的电位与监视线109的电位Vh的高电位侧电位VDD几乎相同，所以第二晶体管602导通。其结果是，低电位Vl被施加到控制晶体管115m的栅电极，从而控制晶体管115m导通。此外，由于第二晶体管602的源电极电位为电位Vh的高电位侧电位VDD，所以H电平(VDD)被输入到控制晶体管115s的栅电极。因此，第二监视元件108s截止。
图5示出了某一反相器的输入电位和输出电位的关系。根据该图可以了解在输入电位到达几V时，n沟道型晶体管截止，并且p沟道型晶体管导通。本实施方式中，在将监视元件短路时的阳极电位设为向反相器的输入电位(V)的情况下，将其设定为输出从Vh到H电平(VDD)作为输出电位(V)。其结果是，能够使控制晶体管截止。反相器的输入输出电位的关系取决于晶体管的尺寸以及成为p沟道型晶体管和n沟道型晶体管的尺寸的沟道宽度W和沟道长度L之比(下面称作pn比)。因此，设计者通过将晶体管的尺寸和pn比设计为适合于目的，就可以使构成反相器的p沟道型晶体管及n沟道型晶体管容易导通或截止。
也就是说，可以改变p沟道型的晶体管601和晶体管603、n沟道型的晶体管602和晶体管604的尺寸，以便防止第一监视元件和第二监视元件同时导通。例如，将晶体管的尺寸设定为在点A降低到L电平时，使p沟道型晶体管601先导通的方式。
实施方式5
在本实施方式中，将说明与上述实施方式不同的，当监视元件短路时使控制晶体管截止的电路结构以及其工作。注意，起到相同于实施方式4所描述的工作的部分将使用相同的符号，并省略相关的说明。
图7示出了第一开关电路113m的结构。第一开关电路113m包括p沟道型的第一晶体管701、具有与第一晶体管共同的栅电极且与第一晶体管串联连接的n沟道型的第二晶体管702、与第二晶体管串联连接的n沟道型的第三晶体管703。第三晶体管703的栅极和漏极具有相同电位。第一控制晶体管115m的栅电极连接到第一晶体管701的漏电极以及第二晶体管702的漏电极。
在监视元件108m短路的情况下，监视元件108m的阳极电极108a的电位，即点A的电位，降低到和监视元件108m的阴极电极108c相同的程度。于是，低电位，即L电平被输入到第一晶体管701的栅电极和第二晶体管702的栅电极。从而n沟道型的第二晶体管702截止，p沟道型的第一晶体管701导通。而且，第一晶体管701的电位Vh的高电位侧的电位VDD被输入到控制晶体管115m的栅电极，以使该控制晶体管115m截止。其结果是，来自监视线109的电流不被供应到短路了的监视元件108m中。
由于点A的电位降低到和监视元件108m的阴极电极108c相同的程度，所以，L电平被输入到第二晶体管604的源电极。第二晶体管604的源电位(与A点几乎相同的电位)被输入到第二控制晶体管115s的栅电极，因此，第二控制晶体管115s导通。其结果是，即使在第一监视元件108m中发生短路，由于存在着第二监视元件108s，有效监视元件的数量不变，因此也可以正常地进行对发光元件的校正。
在第一开关电路113m中，由于n沟道型的第三晶体管703，第一开关电路113m的输出比L电平高出第三晶体管703的阈值(Vth)，即Vl+Vth的值被输入到第一控制晶体管115m的栅极。此时，需要将第一开关电路中的晶体管设计为能够使第一控制晶体管115m导通。
另外，第一开关电路113m和第二开关电路113s可以具有不同的电路结构。在此情况下，采用当点A的电压降低时能够使第一开关电路113m先截止的结构。
注意，当第一监视元件及第二监视元件中的任何一个都没有短路，即监视元件正常工作时，通过第一开关电路使第一控制晶体管115m为导通地进行控制。而且，通过第二开关电路使第二控制晶体管为截止地进行控制。此时，由于第一监视元件108m的阳极电位与监视线109的高电位几乎相同，所以第二晶体管702导通。其结果是，L电平被施加到第一控制晶体管115m的栅电极，从而第一控制晶体管115m导通。另一方面，H电平被输入到第二控制晶体管115s的栅电极，从而第二控制晶体管115s截止。
实施方式6
在本实施方式中，将说明像素电路以及其结构的一个实例。
图8A表示可以适用于本发明的像素部分的像素电路。在像素部分101中以矩阵状设置有信号线Sx、扫描线Gy、电源线Vx，且在它们的交叉点上设置有像素102。像素102包括开关晶体管802、驱动晶体管116、电容元件801、发光元件107。
下面将说明该像素中的连接关系。在信号线Sx和扫描线Sx的交叉点设置开关晶体管802，开关晶体管802的一个电极与信号线Sx相连接而开关晶体管802的栅电极与扫描线Gy相连接。驱动晶体管116的一个电极连接到电源线Vx而其栅电极连接到开关晶体管802的另一个电极。设置电容元件801以保持驱动晶体管116的栅源间的电压。在本实施方式中，电容元件801的一个电极连接到Vx而其另一个电极连接到驱动晶体管116的栅电极。注意，在驱动晶体管116的栅极电容大而漏电流小等情况下就没有必要设置电容元件801。发光元件1 07连接到驱动晶体管116的另一个电极。
下面将说明这种像素的驱动方法。
首先，当开关晶体管802导通时，从信号线Sx输入视频信号。按照视频信号在电容元件801中累积电荷。当在电容元件801中累积的电荷超出驱动晶体管116的栅源间的电压(Vgs)时，驱动晶体管116导通。于是，向发光元件107提供电流以进行点亮。这时，能够使驱动晶体管116在线性区或饱和区进行工作。如果工作在饱和区，就可以提供恒定电流。如果工作在线性区，就可以以低电压使其工作，并能够谋求低电力消耗化。
下文中，使用定时图来说明像素的驱动方法。
图8B是在一秒钟进行60帧的图像改写的情况下的一个帧周期的定时图。在该定时图中，纵坐标表示扫描线G(从第一行到最后一行)而横坐标表示时间。
一个帧周期包括m(m是2或更大的自然数)个子帧周期SF1、SF2、...、SFm，每个子帧周期SF1、SF2、...、SFm分别包括写入工作周期Ta1、Ta2、...、Tam、显示周期(点亮周期)Ts1、Ts2、...、Tsm、和反向电压施加周期。在本实施方式中，如图8B所示，一个帧周期设有子帧周期SF1、SF2和SF3、以及反向电压施加周期(FRB)。而且，在每个子帧周期中，写入工作周期Ta1到Ta3按顺序进行，后面分别跟着显示周期Ts1到Ts3。
在图8C所记载的定时图中示出着眼于某一行(第i行)时的写入工作周期、显示周期和反向电压施加周期。在写入工作周期和显示周期交替出现之后出现反向电压施加周期。具有该写入工作周期和显示周期的周期称作正向电压施加周期。
写入工作周期Ta可以分成多个工作周期。在本实施方式中，使其分成两个工作周期，其中一个进行擦除工作，另一个进行写入工作。为了这样设置擦除工作和写入工作，而输入WE(Write Erase)信号。在以下的实施方式将说明其他擦除工作和写入工作以及信号的细节。
如此，通过诸如扫描线驱动电路以及信号线驱动电路等驱动电路来进行用于设置导通周期、截止周期和擦除周期的控制。
图9示出图8A中所示的像素电路的布局示例。而且，图15表示图9所示的A-B和B-C的截面图例。首先，形成构成开关晶体管802和驱动晶体管116的半导体膜。然后，隔着作为栅绝缘膜发挥功能的绝缘膜而形成第一导电膜。该导电膜可以用作开关晶体管802和驱动晶体管116的栅电极，另外还可以用作扫描线Gy。这时，开关晶体管802优选为双栅结构。
然后，隔着作为层间绝缘膜发挥功能的绝缘膜而形成第二导电膜。该导电膜可以用作开关晶体管802的漏极布线和源极布线以及驱动晶体管116的漏极布线和源极布线，另外还可以用作信号线Sx和电源线Vx。这时，可以通过第一导电膜、用作层间绝缘膜的绝缘膜以及第二导电膜的叠层结构来形成电容元件801。驱动晶体管116的栅电极和开关晶体管的另一电极通过接触孔连接起来。
然后，在设置于像素中的开口部分中形成像素电极19。该像素电极连接到驱动晶体管116的另一电极。这时，在第二导电膜和像素电极之间设置有绝缘膜等的情况下，就需要通过接触孔进行连接。在没有设置绝缘膜等的情况下，像素电极可以直接连接到驱动晶体管116的另一电极。
在图9所示的布局中，为了确保高开口率，有时第一导电膜和像素电极重叠起来，如区域430那样。在这种区域430中，有时会出现耦合电容。该耦合电容是不需要的电容。通过本发明的驱动方法可以去除这种不需要的电容。
在绝缘衬底100上隔着基底膜形成有加工成预定形状的半导体膜。作为绝缘衬底100可以采用诸如钡硼硅酸盐玻璃和铝硼硅酸盐玻璃等玻璃衬底、石英衬底、不锈钢(SUS)衬底等。此外，由诸如以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)以及PES(聚醚砜)为代表的塑料或丙烯酸等具有挠性的合成树脂制成的衬底与其它衬底相比较通常具有耐热温度较低的倾向，但只要可以承受制造过程中的处理温度就可以使用。作为基底膜可以使用诸如氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅等绝缘膜。
在基底膜上形成非晶半导体膜。设非晶半导体膜的膜厚为25nm到100nm(优选为30nm到60nm)。另外，除了硅之外，硅锗也可以用于非晶半导体。
接着，根据需求使非晶半导体膜结晶，以形成晶体半导体膜。进行结晶化的方法能够使用加热炉、激光辐射、或者从灯发出的光的照射(此后称作灯退火)或者将它们组合起来。例如，通过向非晶半导体膜掺杂金属元素并使用加热炉进行热处理来形成晶体半导体膜。因为可以在低温下使半导体膜结晶，所以优选添加金属元素。
将这样形成的晶体半导体膜加工成预定的形状(图案化)。预定的形状是指如在图15中所示成为开关晶体管802和驱动晶体管116的形状。
接着，形成用作栅绝缘膜的绝缘膜。覆盖半导体膜地形成厚度为10nm到150nm并且优选为20nm到40nm的该绝缘膜。例如，可以使用氧氮化硅膜、氧化硅膜等，还可以采用单层结构或叠层结构。
然后，隔着栅绝缘膜形成用作栅电极的第一导电膜。尽管栅电极既可以是单层结构也可以是叠层结构，但在本实施方式中使用由导电膜22a和22b构成的叠层结构。各导电膜22a和22b用从Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu中选择出的元素或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料形成即可。在本实施方式中，依次形成厚度为10nm到50nm，例如30nm的氮化钽膜作为导电膜22a，形成厚度为200nm到400nm，例如370nm的钨膜作为导电膜22b。
接着，以栅电极作为掩模添加杂质元素。这时，除高浓度杂质区外还可以形成低浓度杂质区。这称作LDD(轻掺杂漏极)结构。特别地，将低浓度杂质区与栅电极重叠的结构称作GOLD(栅漏重叠的LDD)结构。特别是，n沟道型晶体管优选采用具有低浓度杂质区的结构。
该低浓度杂质区有可能引起不需要的电容的形成。因此，在使用具有LDD结构或GOLD结构的TFT来形成像素的情况下最好采用本发明的驱动方法。
随后，形成用作层间绝缘膜30的绝缘膜28和29。绝缘膜28只要是包含氮的绝缘膜即可，并且在本实施方式中，通过等离子体CVD法形成厚度为100nm的氮化硅膜。此外，能够通过使用有机材料或无机材料形成绝缘膜29。作为有机材料能够使用聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、苯并环丁烯、硅氧烷或聚硅氮烷。硅氧烷是指由硅(Si)氧(O)键形成其骨架结构，硅氧烷以聚合物材料为起始材料来形成，该聚合物材料至少包含氢作为取代基、或包含氟、烷基或芳香族碳氢化合物之中的至少一种作为取代基。另外聚硅氮烷是以具有硅(Si)氮(N)键的聚合物材料为起始材料而形成的，所述聚合物材料是包含所谓聚硅氮烷的液体材料。作为无机材料能够使用含有氧或氮的绝缘膜，诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy)(x＞y)以及氮氧化硅(SiNxOy)(x＞y)(x，y＝1，2...)等。另外，绝缘膜29可以具有这些绝缘膜的叠层结构。特别是，当通过使用有机材料来形成绝缘膜29时，虽然平整性增高但另一方面水分和氧却被有机材料吸收。为了防止该情况，在有机材料上形成含有无机材料的绝缘膜为好。优选的是若在无机材料中使用含氮的绝缘膜，就可以防止诸如Na的碱离子侵入。
在层间绝缘膜30中形成接触孔。然后，形成第二导电膜，其用作开关晶体管802的源极布线和漏极布线24、驱动晶体管116的源极布线和漏极布线24、信号线Sx以及电源线Vx。作为第二导电膜可以使用由诸如铝(Al)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)或硅(Si)的元素构成的膜或者使用了这些元素的合金膜。在本实施方式中，通过按顺序层叠厚度分别为60nm、40nm、300nm和100nm的钛膜、氮化钛膜、钛铝合金膜以及钛膜而形成第二导电膜。
然后，形成绝缘膜31以便覆盖第二导电膜。作为绝缘膜31可以使用上述的层间绝缘膜30的材料。通过这样设置绝缘膜31就可以增高开口率。
而且，在设于绝缘膜31的开口部分中形成像素电极(也称作第一电极)19。为了在开口部分中增高像素电极的台阶覆盖性(stepcoverage)，在开口部分的末端面以具有多个曲率半径的方式使之带有圆状为好。在像素电极19中可以使用诸如铟锡氧化物(ITO：IndiumuTin Oxide)、通过将2％到20％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中获得的IZO(铟锌氧化物：Indium Zinc Oxide)、通过将2％到20％的氧化硅(SiO2)混合到氧化铟中获得的ITO-SiOx(也称作ITSO)、有机铟以及有机锡等作为具有透光性的材料。作为具有遮光性的材料，除了银(Ag)以外还可以使用从钽、钨、钛、钼、铝以及铜中选择出的元素或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料。此时，当通过使用有机材料形成绝缘膜31以增高平整性时，由于像素电极的形成表面的平整性得以提高，从而可以施加均一的电压进而能够防止短路。
在第一导电膜与像素电极重叠的区域430中可能出现耦合电容。该耦合电容是不需要的电容。通过本发明的驱动方法可以去除这种不需要的电容。
随后，通过蒸发淀积法或喷墨法形成电致发光层33。电致发光层33具有有机材料或无机材料，并适当组合电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、发光层(EML)、空穴传输层(HTL)、空穴注入层(HIL)等而构成。注意，各层之间的界限不一定是清晰明确的，并且还有构成各层的材料彼此部分地混合而使得界面变得模糊的情况。另外，电致发光层的结构并不限于上述叠层结构。
而且，通过溅射法或蒸发淀积法形成第二电极35。根据像素结构，电致发光层(发光元件)的第一电极(像素电极)19和第二电极35用作阳极或阴极。
作为阳极材料优选使用具有高功函数(功函数为4.0eV或更高)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。作为阳极材料的具体例子，除使用ITO、通过将2％到20％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中获得的IZO外、还可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、  钯(Pd)、或者金属材料的氮化物(TiN)等。
另一方面，作为阴极材料优选使用具有低功函数(功函数为3.8eV或更低)的金属、合金、导电化合物及其混合物等。作为阴极材料的具体例子，除使用属于元素周期表第一族或第二族的元素，即诸如Li和Cs等碱金属、诸如Mg、Ca和Sr等碱土金属、以及含它们的合金(Mg∶Ag、Al∶Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)外，还可以使用包括稀土类金属的过渡金属而形成。然而，因为需要阴极具有透光性，所以将这些金属或包含这些金属的合金形成得极薄，并且通过层叠诸如ITO等金属(包括合金)而形成。
接下来，还可以形成保护膜以覆盖第二电极35。作为保护膜，可以使用氮化硅膜或DLC膜。
通过这种方式，就可以形成发光器件的像素。
实施方式7
在本实施方式中，将说明具有上述实施方式所示的像素电路的面板的整体结构。
如图12所示，本发明的发光器件包括以矩阵状配置多个上述像素102的像素部分101、第一扫描线驱动电路41、第二扫描线驱动电路42以及信号线驱动电路43。可以使第一扫描线驱动电路41和第二扫描线驱动电路42夹着像素部分101彼此面对地进行配置，或者可以在像素部分101的上下左右四方中的一方配置第一扫描线驱动电路41和第二扫描线驱动电路42。
信号线驱动电路43包括脉冲输出电路44、锁存器45以及选择电路46。锁存器45具有第一锁存器47和第二锁存器48。选择电路46具有晶体管49(下面称作TFT49)和模拟开关50作为开关组件。在各列中对应于信号线设置TFT49和模拟开关50。另外，在本实施方式中，在各列中设置开关电路51用于生成WE信号的反相信号。注意，当WE信号的反相信号由外部提供时，也可以不设置开关电路51。
TFT49的栅电极连接到选择信号线52，并且其一个电极连接到信号线Sx而另一电极连接到电源53。在第二锁存器48和各条信号线之间设置模拟开关50。换言之，模拟开关50的输入端子连接到第二锁存器48而输出端子连接到信号线。模拟开关50的两个控制端子之一连接到选择信号线52而另一端子通过开关电路51连接到选择信号线52。电源53的电位为使像素所具有的驱动晶体管116截止的电位，在驱动晶体管116的极性是n沟道型时设电源53的电位为L电平，而在驱动晶体管116的极性为p沟道型时则设电源53的电位为H电平。
第一扫描线驱动电路41包括脉冲输出电路54和选择电路55。第二扫描线驱动电路42包括脉冲输出电路56和选择电路57。分别向脉冲输出电路54和56输入启动脉冲(G1SP、G2SP)。还分别向脉冲输出电路54和56输入时钟脉冲(G1CK、G2CK)和其反相的时钟脉冲(G1CKB、G2CKB)。
选择电路55和57连接到选择信号线52，但是包括在第二扫描线驱动电路42中的选择电路57通过开关电路58连接到选择信号线52。换言之，通过选择信号线52输入到选择电路55和57的WE信号处于彼此反相了的关系。
选择电路55和57各个包括三态缓冲器。当从选择信号线52发送的信号处于H电平时三态缓冲器进入工作状态，并且当信号处于L电平时进入高阻抗状态。
包括在信号线驱动电路43中的脉冲输出电路44、包括在第一扫描线驱动电路41中的脉冲输出电路54以及包括在第二扫描线驱动电路42中的脉冲输出电路56具有由多个触发电路构成的移位寄存器或译码器电路。如果译码器电路用作脉冲输出电路44、54和56，就可以随机地选择信号线或扫描线。通过随机地选择信号线或扫描线，就可以抑制当采用时间灰度等级方式时出现的伪轮廓的发生。
此外信号线驱动电路43的结构并不限于前面提到的结构，还可以设置电平移动器或缓冲器。另外，第一扫描线驱动电路41和第二扫描线驱动电路42的结构也并不限于前面提到的结构，还可以设置电平移动器或缓冲器。此外，信号线驱动电路43、第一扫描线驱动电路41、以及第二扫描线驱动电路42还可以分别包括保护电路。
此外，在本发明中还可以设置保护电路。保护电路可以形成为包括多个电阻元件。例如，p沟道型晶体管可以用作多个电阻元件。可以在信号线驱动电路43、第一扫描线驱动电路41、或第二扫描线驱动电路42中分别设置保护电路，优选的是，设置在像素部分101和信号线驱动电路43、第一扫描线驱动电路41、或第二扫描线驱动电路42之间。借助于这种保护电路就可以防止元件由于静电而引起的随时间的退化或破坏。
另外，在本实施方式中，发光器件包括电源控制电路63。电源控制电路63具有用于向发光元件107供应电源的电源电路61和控制器62。电源电路61包括第一电源17，该第一电源17通过驱动晶体管116和电源线Vx连接到发光元件107的像素电极。另外，电源电路61还包括第二电源117，该第二电源117通过连接到相对电极的电源线连接到发光元件107。
这种电源电路61，当向发光元件107施加正向电压使得发光元件107中流过电流而发光时，设定第一电源17的电位高于第二电源117的电位。另一方面，当向发光元件107施加反向电压时，设定第一电源17的电位低于第二电源117的电位。可以通过从控制器62向电源电路61提供预定的信号来进行这种电源的设定。
在本实施方式中，发光器件还包括监视电路104和控制电路65。控制电路65包括恒流源111和缓冲放大器电路112。另外，监视电路104包括监视元件108、控制晶体管115以及开关电路113。
按照监视电路104的输出，控制电路65向电源控制电路63提供用于校正电源电位的信号。根据从控制电路65提供的信号，电源控制电路63校正提供给像素部分101的电源电位。
具有上述结构的本发明的发光器件可以抑制由于温度变化和随时间的退化而引起的电流值的变动，使得可靠性增加。进而，通过使用控制晶体管115和开关电路113，就可以防止来自恒流源111的电流流过短路了的监视元件108中，从而可以将正确的电流值的变动提供给发光元件107。
实施方式8
在本实施方式中将参照附图说明具有上述结构的本发明的发光器件的工作。
首先，将利用图13A来说明信号线驱动电路43的工作。脉冲输出电路44被输入时钟信号(下文中称作SCK)、时钟反相信号(下文中称作SCKB)和启动脉冲(下文中称作SSP)。根据这些信号的定时，将采样脉冲输出到第一锁存器47。输入有数据的第一锁存器47依据采样脉冲被输入的定时从第一列到最后一列保持视频信号。当锁存脉冲被输入时，将保持在第一锁存器47中的视频信号一齐传送到第二锁存器48。
此处，说明各周期中的选择电路46的工作，其中设从选择信号线52传输的WE信号在L电平时的周期为T1，WE信号在H电平时的周期为T2。周期T1和T2相当于水平扫描周期的半个周期，将周期T1称为第一子栅极选择周期而将周期T2称为第二子栅极选择周期。
在周期T1中(第一子栅极选择周期)，从选择信号线52传送的WE信号是L电平，TFT49为导通状态而模拟开关50为非导通状态。于是，多个信号线S1到Sn经由被配置在各列中的TFT49电连接到电源53。亦即，多个信号线Sx具有与电源53相同的电位。这时，被选择的像素102所具有的开关晶体管802被导通，电源53的电位经由该开关晶体管802传输到驱动晶体管116的栅电极。于是，驱动晶体管116成为截止状态，没有电流在发光元件107所具有的两个电极之间流过而不发光。如此，不管输入到信号线Sx的视频信号的状态如何，电源53的电位都被传输到驱动晶体管116的栅电极，该开关晶体管802成为截止状态，强制性地使发光元件107不发光，这种工作被称为擦除动作。
在周期T2中(第二子栅极选择周期)，从选择信号线52传输的WE信号是H电平，TFT49为截止状态而模拟开关50为导通状态。于是，保持在第二锁存器48的一行视频信号同时传输到每个信号线Sx。这时，包含在像素102中的开关晶体管802被导通，视频信号经由该开关晶体管802传输到驱动晶体管116的栅电极。于是，根据被输入的视频信号，驱动晶体管116被导通或截止，发光元件107所具有的第一和第二电极具有彼此不同的电位或相同的电位。更详细而言，当驱动晶体管116被导通时，发光元件107所具有的第一和第二电极具有彼此不同的电位，因此电流流入发光元件107。于是，发光元件107点亮。注意，流入发光元件107的电流与流动在驱动晶体管116的源漏间的电流相同。
另一方面，当驱动晶体管116被截止时，发光元件107所具有的第一和第二电极具有相同的电位，没有电流流入发光元件107。即，发光元件107不发光。如此，驱动晶体管116根据视频信号而成为导通状态或截止状态，发光元件107所具有的第一和第二电极的电位成为彼此不同的电位或相同的电位，这种工作被称为写入工作。
接下来，说明第一扫描线驱动电路41和第二扫描线驱动电路42的工作。脉冲输出电路54被输入G1CK、G1CKB和G1SP，根据这些信号的定时，将脉冲依次输出到选择电路55。脉冲输出电路56被输入G2CK、G2CKB和G2SP。根据这些信号的定时，将脉冲依次输出到选择电路57。图13B示出了给选择电路55和57的第i、j、k和p行(i、j、k和p是自然数，满足1 i、j、k、p n)的各行所提供的脉冲的电位。
在此，与信号线驱动电路43的工作的说明同样地，说明各周期中的第一扫描线驱动电路41包含的选择电路55和第二扫描线驱动电路42包含的选择电路57的工作，其中设从选择信号线52传输的WE信号在L电平时的周期为T1，WE信号在H电平时的周期为T2。注意，图13B的定时图中，将从第一扫描线驱动电路41传输了信号的栅极线Gy(y是自然数，满足1 y n)的电位表示为VGy(41)，而将从第二扫描线驱动电路42传输了信号的栅极线的电位表示为VGy(42)。而且，VGy(41)和VGy(42)可以通过相同的扫描线Gy来提供。
在周期T1中(第一子栅极选择周期)，从选择信号线52传送的WE信号是L电平。于是，第一扫描线驱动电路41所包含的选择电路55被输入L电平的WE信号，因此选择电路55进入浮置状态。另一方面，第二扫描线驱动电路42中包含的选择电路57被输入通过使WE信号反相获得的H电平信号，因此选择电路57进入工作状态。即，选择电路57传输H电平信号(行选择信号)到第i行的栅极线Gi，因此栅极线Gi具有与H电平信号相同的电位。即，第i行的栅极线Gi被第二扫描线驱动电路42选择。结果，像素102所包含的开关晶体管802成为导通状态。然后，信号线驱动电路43中包含的电源53的电位传输到驱动晶体管116的栅电极，因此驱动晶体管116成为截止状态，发光元件107的两个电极具有相同的电位。即，在此周期内，进行使发光元件107不发光的擦除动作。
在周期T2(第二子栅极选择周期)中，从选择信号线52传送的WE信号是H电平。于是，第一扫描线驱动电路41所包含的选择电路55被输入H电平的WE信号，因此选择电路55处于工作状态。即，选择电路55传输H电平信号到第i行的栅极线Gi，因此栅极线Gi具有与H电平信号相同的电位。即，第i行的栅极线Gi被第一扫描线驱动电路41选择。结果，像素102中包含的开关晶体管802成为导通状态。然后，视频信号从信号线驱动电路43中包含的第二锁存器48传输到驱动晶体管116的栅电极，因此驱动晶体管116成为导通或截止状态，发光元件107包含的两个电极具有不同或相同的电位。即，在这个周期中，进行使发光元件107发光或不发光的写入动作。另一方面，第二扫描线驱动电路42中包含的选择电路57被输入L电平信号，因此它处于浮置状态。
如此，栅极线Gy在周期T1(第一子栅极选择周期)中被第二扫描线驱动电路42选择，而在周期T2(第二子栅极选择周期)中被第一扫描线驱动电路41选择。即，第一扫描线驱动电路41和第二扫描线驱动电路42以互补的方式控制栅极线。然后，在第一子栅极选择周期和第二子栅极选择周期中的一个内进行擦除动作，而在另一个内进行写入动作。
注意，在第一扫描线驱动电路41选择第i行的栅极线Gi的周期内，第二扫描线驱动电路42处于不工作状态(选择电路57处于浮置状态)，或传输行选择信号到除第i行外的其它行的栅极线。同样，在第二扫描线驱动电路42传输行选择信号到第i行的栅极线Gi的周期内，第一扫描线驱动电路41处于浮置状态，或传输行选择信号到除第i行外的其它行的栅极线。
执行上述工作的本发明，能够将发光元件107强制截止，因此，可以提高占空比。进而，尽管能够将发光元件107强制截止，也不需要设置用于释放电容元件801的电荷的TFT。因此，就可以实现高开口率。若实现高开口率，就能够使发光元件的亮度随着发光面积的增加而减小。即，由于能够减小驱动电压故能够减小功耗。
注意，本发明不限于上述将栅极选择周期分成两半的上述实施方式。栅极选择周期也可以分成三个或更多的周期。
实施方式9
在本实施方式中将说明可以应用本发明的驱动方法的像素结构的例子。注意，省略与图8A相同结构的说明。
图10A示出一种像素结构，其特征是除了图8A中示出的像素结构之外还在电容元件801的两端设置第三晶体管25。第三晶体管25的功能是在预定周期内使累积在电容元件801中的电荷放电。将该第三晶体管25也称作擦除晶体管。由连接第三晶体管25的栅电极的擦除扫描线Ry来控制预定周期。
例如，在设置多个子帧周期的情况下，在短子帧周期由第三晶体管25使电容元件801的电荷放电。其结果是，就可以提高占空比。
图10B示出一种像素结构，其特征是除了图8中示出的像素结构之外还在驱动晶体管116和发光元件107之间设置第四晶体管36。在第四晶体管36的栅电极上连接有具有固定电位的第二电源线Vax。所以，可以不依赖于驱动晶体管116和第四晶体管36的栅源间的电压地使提供给发光元件107的电流恒定。将该第四晶体管36也称作电流控制晶体管。
图10C示出不同于图10B的像素结构，其特征在于，具有固定电位的第二电源线Vax与扫描线Gy并行地设置。
图10D示出不同于图10B和10C的像素结构，其特征在于，第四晶体管36的具有固定电位的栅电极连接到驱动晶体管116的栅电极。如图10D中所示，在不用新设置电源线的像素结构中，可以维持开口率。
图11示出一种像素结构，其特征是对图10B示出的像素结构添加设置擦除晶体管25。借助于擦除晶体管25就可以使电容元件801的电荷放电。不用说，可以对图10C或10D示出的像素结构添加设置擦除晶体管。
那就是说，可以不受像素结构限制地应用本发明。
实施方式10
本发明也可以应用到进行恒定电流驱动的发光器件。在本实施方式中，将说明使用监视元件108检测随时间的变化程度，并根据其检测结果对视频信号或电源电位进行校正，由此来补偿发光元件随时间的变化的情况。
在本实施方式中，设置第一和第二监视元件。第一监视元件由第一恒流源提供恒定电流，而第二监视元件由第二恒流源提供恒定电流。通过改变从第一恒流源供给的电流值和从第二恒流源供给的电流值，使流到第一和第二监视元件的总电流量不同。于是，在第一及第二监视元件之间产生不同的随时间变化。
第一和第二监视元件连接到运算电路，在该运算电路中计算出第一监视元件和第二监视元件的电位差。将通过运算电路计算出的电压值提供给视频信号产生电路。在视频信号产生电路中基于从运算电路提供的电压值来校正提供给每个像素的视频信号。通过上述结构，就能够补偿发光元件随时间的变化。
此外，优选在各监视元件和发光元件之间设置缓冲放大器电路等的用于防止电位变动的电路。
另外，在本实施方式中，作为进行恒定电流驱动的结构的像素，例如有使用电流镜电路的像素等。
实施方式11
本发明可以应用到无源矩阵型发光器件。无源矩阵型发光器件包括形成在衬底上的像素部分、设置在该像素部分***的列信号线驱动电路、行信号线驱动电路、和用于控制上述驱动电路的控制器。像素部分包括被配置于列方向上的各列信号线、被配置于行方向上的行信号线、以及被配置成矩阵状的多个发光元件。可以在形成了该像素部分的衬底上设置监视电路104。
在本实施方式的发光器件中能够利用监视电路104根据温度的变化或随时间的变化，来校正输入到列信号线驱动电路的图像数据，或者由恒压源产生的电压，因此可以提供能够减少由温度的变化和随时间的变化这两者所引起的影响的发光器件。
实施方式12
作为配备有包括发光元件的像素部分的电子器具可列举出：电视机装置(有时只称之为电视或电视接收机)、影像拍摄装置如数字照相机或数字摄像机等、便携式电话装置(有时只称之为便携式电话机或手机)、PDA等便携式信息终端、便携式游戏机、用于计算机的监视器、计算机、汽车用立体声***等音响重放装置和家用游戏机等配备有记录介质的图像重放装置等。关于它们的具体例子将参考图14A至14F说明。
图14A中所示的便携式信息终端器件包括主体9201、显示部分9202等。本发明的发光器件可应用于显示部分9202。即，根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供便携式信息终端器件，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。
图14B中所示的数字摄像机包括显示部分9701和9702等。本发明的发光器件可应用于显示部分9701。根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供数字摄像机，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。
图14C中所示的便携式电话机包括主体9101、显示部分9102等。本发明的发光器件可应用于显示部分9102。根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供便携式电话机，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。
图14D中所示的便携式电视机装置包括主体9301、显示部分9302等。本发明的发光器件可应用于显示部分9302。根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供便携式电视机装置，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。这种电视机装置可广泛地适用于搭载在便携式电话等的便携式信息终端中的小型结构、能搬运的中型结构、或者大型结构(例如40英寸或更大)。
图14E中所示的便携式计算机包括主体9401、显示部分9402等。本发明的发光器件可应用于显示部分9402。根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供便携式计算机，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。
图14F中所示的电视机装置包括主体9501、显示部分9502等。本发明的发光器件可应用于显示部分9502。根据用监视元件校正供应到发光元件的电源电位的本发明，可以提供电视机装置，其中由于温度变化和随时间的改变导致的发光元件中电流值变动所造成的影响可被抑制。
本说明书根据2005年12月27日在日本专利局受理的日本专利申请编号2005-375405而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (7)

1.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件以及所述第二监视元件的监视线；
在所述第一监视元件的阳极电位降低时以电气方式切断供应到所述第一监视元件的电流的第一电路；以及
电连接到所述第二监视元件的第二电路，
其中，所述第一电路电连接到所述第二电路。
2.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件以及所述第二监视元件的监视线；
用于控制从所述监视线向所述第一监视元件的电流供应的第一控制晶体管；
用于控制从所述监视线向所述第二监视元件的电流供应的第二控制晶体管；
在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第一控制晶体管截止的第一电路；以及
在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第二控制晶体管导通的第二电路。
3.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件以及所述第二监视元件的监视线；
将恒定电流供应到所述监视线的单元；
用于控制从所述监视线向所述第一监视元件的电流供应的第一控制晶体管；
用于控制从所述监视线向所述第二监视元件的电流供应的第二控制晶体管；
在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第一控制晶体管截止的第一电路；以及
在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第二控制晶体管导通的第二电路。
4.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
与所述第一监视元件成对的第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件及所述第二监视元件的监视线；以及
在所述第一监视元件的阳极电位降低时以电气方式切断供应到所述第一监视元件的电流，并且使所述第二监视元件导通的电路。
5.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
与所述第一监视元件成对的第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件及所述第二监视元件的监视线；
用于控制从所述监视线向所述第一监视元件的电流供应的第一控制晶体管；
用于控制从所述监视线向所述第二监视元件的电流供应的第二控制晶体管；以及
在所述第一监视元件的阳极电位降低时以电气方式切断供应到所述第一监视元件的电流并且使所述第二监视元件导通的电路。
6.一种发光器件，包括：
第一监视元件；
与所述第一监视元件成对的第二监视元件；
电连接到所述第一监视元件及所述第二监视元件的监视线；
将恒定电流供应到所述监视线的单元；
用于控制从所述监视线向所述第一监视元件的电流供应的第一控制晶体管；
用于控制从所述监视线向所述第二监视元件的电流供应的第二控制晶体管；
在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第一控制晶体管截止的第一电路；以及
输入所述第二监视元件的一个电极以及所述第二控制晶体管的一个电极的电位并且向所述第二控制晶体管的栅电极输出电位的第二电路，
其中，所述第二电路具有在所述第一监视元件的阳极电位降低时使所述第二监视元件导通的功能。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的发光器件，还包括：
缓冲放大器电路；
像素部分；以及
包括在所述像素部分中的发光元件；
其中，所述缓冲放大器电路的输入连接到所述监视线；以及
其中，所述缓冲放大器电路的输出连接到包括在所述像素部分中的驱动晶体管的其中一个电极，以及
其中按照所述第一监视元件或所述第二监视元件的阳极电位的变化，改变施加到所述发光元件的电压。
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