顯示裝置及其驅動方法
                            
            
                            
            文檔序號：8137731閱讀：244來源：國知局
            
                            
                        
            
                        
            
                        
            
                            專利名稱：顯示裝置及其驅動方法
            
技術領域：
            本發明涉及一種具有晶體管的顯示裝置的結構。具體而言，本發明涉及具有在諸如玻璃或塑料等絕緣體上制造的薄膜晶體管的有源矩陣顯示裝置的結構。本發明還涉及使用這一顯示裝置作為顯示部分的電子設備。
            
背景技術：
             近年來，一種所謂的自發光顯示裝置吸引了人們的注意，該裝置具有各自包括諸如發光二極管(LED)等發光元件的像素。作為用于這一自發光顯示裝置的發光元件，有機發光二極管(也稱為OLED(Organic Light-Emitting Diode)、有機EL元件、電致發光(Electro LuminescenceEL)元件等)正吸引了人們的注意力，該器件正變得越來越頻繁地用于EL顯示器等。由于諸如OLED等發光元件是自發光類型的，因此EL顯示器與液晶顯示器相比，具有像素的可見性更高、不需要背光、響應速度更快等優點。發光元件的亮度用流過其的電流量來控制。
            
另外，近年來，開發了這樣一種有源矩陣顯示裝置，它具有各自配備了發光元件和用于控制發光元件的發光的晶體管的像素。期望有源矩陣顯示裝置能夠投入實際使用，因為它可實現用無源矩陣顯示裝置難以實現的大屏幕上的高分辨率顯示，并且實現了用比無源矩陣顯示裝置更低的功耗進行的操作，且具有高可靠性。
            
當有源矩陣顯示裝置的像素的驅動方法根據輸入信號的種類來分類時，可給出電壓編程方法和電流編程方法作為示例。前一電壓編程方法是通過將要被傳遞到像素的視頻信號(電壓)輸入到驅動元件的柵電極，用驅動元件來控制發光元件的亮度的方法。另一方面，后一電流編程方法是通過使已編程的信號電流流入發光元件來控制發光元件的發光的方法。
            
將參考圖64描述采用電壓編程方法的顯示裝置的示例性像素構造及其驅動方法。注意，將通過使用EL顯示裝置作為典型的顯示裝置來進行描述。
            
圖64是示出采用電壓編程方法的顯示裝置(見參考文獻1日本專利申請公布第2001-147659號)的示例性像素構造的圖示。圖64所示的像素包括驅動晶體管6401、開關晶體管6402、存儲電容器6403、信號線6404、掃描線6405、第一電源線6406、第二電源線6407以及發光元件6408。
            
注意，在本說明書中，對“晶體管導通”的描述意味著晶體管的柵-源電壓高于其閾電壓，且由此電流在源極和漏極之間流動的狀態，而對“晶體管截止”的描述意味著晶體管的柵-源電壓低于或等于其閾電壓，且由此沒有電流在源極和漏極之間流動的狀態。
            
當開關晶體管6402響應于掃描線6405的電位改變而導通時，輸入到信號線6404的視頻信號被傳遞到驅動晶體管6401的柵極。驅動晶體管6401的柵-源電壓由視頻信號輸入的電位來確定，且相應地確定在驅動晶體管6401的源極和漏極之間流動的電流。該電流被提供給發光元件6408，且由此發光元件6408發光。
            
以此方式，該電壓編程方法是一種用視頻信號的電位來設置驅動晶體管6401的柵-源電壓，且由此設置了在驅動晶體管6401的源極和漏極之間流動的電流，以使發光元件6408以對應于電流的亮度發光的方法。
            
作為用于驅動發光元件的半導體元件，使用多晶硅(p-Si)晶體管。然而，由于晶粒邊界缺陷，多晶硅晶體管的諸如閾電壓、導通電流和遷移率等電特性易于發生變化。參考圖64所示的像素，當驅動晶體管6401的特性在各個像素之間不同時，其漏電流甚至在輸入同一視頻信號時也會發生變化。相應地，發光元件6408的亮度變化。
            
另外，在常規的像素電路(圖64)中，存儲電容器連接在驅動晶體管的柵極和源極之間。假定該存儲電容器是由MOS晶體管形成的，則當MOS晶體管的柵-源電壓變為基本上等于其閾電壓時，無法引入MOS晶體管的溝道區。因此，MOS晶體管無法擔當存儲電容器。結果，無法在其中準確地保持視頻信號。
            
以此方式，在常規的電壓編程方法中，發光元件的亮度由于晶體管電特性的變化而變化。
            

            發明內容
            
鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種顯示裝置及其驅動方法，其中可補償晶體管閾電壓的變化，由此可減少發光元件的亮度變化。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、存儲電容器、電源線和電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到存儲電容器的第一電極；第一晶體管的第一端子連接到電源線。存儲電容器的第二電極連接到電容線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能，而第二晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能。第一晶體管通過導通第二晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在存儲電容器中。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、存儲電容器、第一電源線、第二電源線、掃描線和電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到第二晶體管的第一端子和存儲電容器的第一電極；第一晶體管的第一端子連接到第一電源線；第一晶體管的第二端子連接到第二晶體管的第二端子和發光元件的第一電極。第二晶體管的柵極端子連接到掃描線；存儲電容器的第二電極連接到電容線；且發光元件的第二電極連接到電源線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能，而第二晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能。第一晶體管通過導通第二晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在存儲電容器中。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第一存儲電容器、第二存儲電容器、第一電源線、第二電源線、信號線和電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到第一存儲電容器的第一電極和第二存儲電容器的第一電極；第一晶體管的第一端子連接到第一電源線。第二存儲電容器的第二電極連接到電容線；發光元件的第二電極連接到第二電源線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能；第二晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到信號線的開關的功能；第三晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到電容線的開關的功能；第四晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能；第五晶體管具有用于控制對發光元件的電流供給的開關的功能。第一晶體管通過導通第四晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在第一存儲電容器和第二存儲電容器中。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第一存儲電容器、第二存儲電容器、第一電源線、第二電源線、第一掃描線、第二掃描線、第三掃描線、第四掃描線、信號線以及電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到第四晶體管的第二端子、第一存儲電容器的第一電極和第二存儲電容器的第一電極；第一晶體管的第一端子連接到第一電源線；且第一晶體管的第二端子連接到第四晶體管的第一端子和第五晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子連接到第一掃描線；第二晶體管的第一端子連接到第一存儲電容器的第二電極和第三晶體管的第一端子；且第二晶體管的第二端子連接到信號線。第三晶體管的柵極端子連接到第二掃描線；且第三晶體管的第二端子連接到電容線。第四晶體管的柵極端子連接到第三掃描線。第五晶體管的柵極端子連接到第四掃描線；且第五晶體管的第二端子連接到發光元件的第一電極。第二存儲電容器的第二電極連接到電容線；且發光元件的第二電極連接到第二電源線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能；第二晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到信號線的開關的功能；第三晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到電容線的開關的功能；第四晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能；且第五晶體管具有用于控制向發光元件的電流供給的開關的功能。第一晶體管通過導通第四晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在第一存儲電容器和第二存儲電容器中。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第一存儲電容器、第二存儲電容器、第一電源線、第二電源線、信號線和電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到第一存儲電容器的第一電極和第二存儲電容器的第二電極；第一晶體管的第一端子連接到第一電源線；且第一晶體管的第二端子連接到發光元件的第一電極。第二存儲電容器的第二電極連接到電源線；且發光元件的第二電極連接到第二電源線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能；第二晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到信號線的開關的功能；第三晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到電容線的開關的功能；且第四晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能。第一晶體管通過導通第四晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在第一存儲電容器和第二存儲電容器中。施加到第二電源線的電壓隨時間改變。
            
本發明的一個特征是一種顯示裝置，包括具有發光元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第一存儲電容器、第二存儲電容器、第一電源線、第二電源線、第一掃描線、第二掃描線、信號線以及電容線的像素。第一晶體管的柵極端子連接到第四晶體管的第二端子、第一存儲電容器的第一電極和第二存儲電容器的第一電極；第一晶體管的第一端子連接到第一電源線；第一晶體管的第二端子連接到第四晶體管的第一端子和發光元件的第一電極。第二晶體管的柵極端子連接到第一掃描線；第二晶體管的第一端子連接到第一存儲電容器的第二電極和第三晶體管的第一端子；且第二晶體管的第二端子連接到信號線。第三晶體管的柵極端子連接到第二掃描線；且第三晶體管的第二端子連接到電容線。第四晶體管的柵極端子連接到第三掃描線；第二存儲電容器的第二電極連接到電容線；且發光元件的第二電極連接到第二電源線。第一晶體管具有向發光元件提供電流的功能；第二晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到信號線的開關的功能；第三晶體管具有用于將第一存儲電容器的第二電極連接到電容線的開關的功能；第四晶體管具有用于將第一晶體管設為二極管連接狀態的開關的功能。第一晶體管通過導通第四晶體管而被設為二極管連接狀態，以使基于第一晶體管的閾電壓的電壓被保持在第一存儲電容器和第二存儲電容器中。施加到第二電源線的電壓隨時間改變。
            
注意，根據本發明的顯示裝置還可包括第六晶體管，在這一情況下，第六晶體管可具有用于向第一晶體管的第二端子施加初始電位的開關的功能。另外，第六晶體管的第二端子可連接到像素中包括的引線。此外，該顯示裝置還可包括初始化線，以使第六晶體管的第二端子連接到該初始化線，并且作為初始化電位施加到初始化線的電位被施加到第一晶體管的第二端子。
            
另外，第六晶體管的柵極端子可連接到第五掃描線；第六晶體管的第一端子可連接到第一晶體管的第二端子、第四晶體管的第一端子和第五晶體管的第一端子；且第六晶體管的第二端子可連接到第二晶體管的第二端子、第三晶體管的第一端子和第一存儲電容器的第二電極。
            
或者，第六晶體管的柵極端子可連接到第五掃描線；第六晶體管的第一端子可連接到第一晶體管的柵極端子、第四晶體管的第二端子、第一存儲電容器的第一電極、第四晶體管的第一端子和第二存儲電容器的第二電極；且第六晶體管的第二端子可連接到第二晶體管的第二端子、第三晶體管的第一端子和第一存儲電容器的第二電極。
            
或者，第六晶體管的柵極端子可連接到第五掃描線；第六晶體管的第一端子可連接到第一晶體管的第二端子、第四晶體管的第一端子和第五晶體管的第一端子；且第六晶體管的第二端子可連接到電容線。
            
或者，第六晶體管的柵極端子可連接到第五掃描線；第六晶體管的第一端子可連接到第一晶體管的第二端子、第四晶體管的第一端子和第五晶體管的第一端子；且第六晶體管的第二端子可連接到第二掃描線或第三掃描線。
            
注意，根據本發明的顯示裝置還可包括參考線，且該參考線可連接到第三晶體管的第二端子。
            
還要注意，在根據本發明的顯示裝置中，電容線可用另一引線來代替。
            
在根據本發明的顯示裝置中，第一晶體管被形成為在所有晶體管中具有最大的W/L(溝道寬度W與溝道長度L之比)值。
            
在根據本發明的顯示裝置中，第三晶體管和第四晶體管可具有相同的導電類型。
            
在根據本發明的顯示裝置中，第四晶體管可以是n溝道晶體管。
            
根據本發明的顯示裝置可包括多根掃描線，且各晶體管的柵電極可連接到彼此不同的掃描線。或者，所有晶體管中至少兩個晶體管的柵電極可連接到同一掃描線。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期向發光元件提供電流以將存儲電容器的對置電極之間的電壓設為初始電壓；在第二周期中導通第二晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓以使存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于施加給信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件在第四周期中發光。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中向發光元件提供電流以將存儲電容器的對置電極之間的電壓設為初始電壓；在第二周期中導通第二晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于施加到信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件發光。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加初始電位；在第二周期中導通第四晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于施加給信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在第一和第二存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件發光。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加初始電位；在第二周期中導通第四晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于施加給信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在第一和第二存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件發光。
            
注意，在根據本發明的顯示裝置的驅動方法中，在第一和第四周期中施加給第二電源線的電壓可以與在第二和第三周期中施加給第二電源線的電壓不同。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加初始電位；在第二周期中導通第四晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于施加給信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在第一和第二存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件發光。另外，在第一和第四周期中施加給第二電源線的電壓可以與在第二和第三周期中施加給第二電源線的電壓不同。
            
本發明的一個特征是一種包括具有發光元件的像素的顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加初始電位；在第二周期中導通第二晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為基于第一晶體管的閾電壓的電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓以使第一和第二存儲電容器的對置電極之間的電壓被設為施加給信號線的視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓；以及在第四周期中向第一晶體管的柵極端子施加保持在第一和第二存儲電容器中的電壓以通過第一晶體管向發光元件提供電流，以使發光元件發光。另外，在第一和第四周期中施加給第二電源線的電壓可以與在第二和第三周期中施加給第二電源線的電壓不同。
            
注意，在根據本發明的顯示裝置的驅動方法中，像素還可包括初始化線，且第三晶體管的第二端子可連接到該初始化線，以使作為初始化電位施加給初始化線的電位在第一周期中被給第一晶體管的第二端子。
            
還要注意，由于其結構，難以將晶體管的源極和漏極互相區分。此外，其電位電平可以取決于電路的操作而切換。因此，在本說明書中，未指定源極和漏極，且將它們描述為第一端子和第二端子。例如，當第一端子是源極時，第二端子指漏極，反之亦然，當第一端子是漏極時，第二端子指源極。
            
在本發明中，像素意味著一個色彩元件。由此，在具有R(紅)、G(綠)和B(藍)色彩元件的彩色顯示裝置的情況下，最小圖像單元由R像素、G像素和B像素這三個像素組成。注意，色彩元件不限于三種顏色，且可采用具有三種以上顏色的色彩元件，或者可采用具有除RGB之外的顏色的色彩元件。例如，可通過向RGB增加白(W)來使用RGBW。，另外，可向RGB增加例如選自黃、青、洋紅等的一種或多種顏色。
            
此外，可增加類似于R、G和B的至少一個的另一種顏色。例如，可形成R、G、B1和B2這四個色彩元件。盡管B1和B2都是藍顏色，但它們具有彼此不同的波長。通過使用這些色彩元件，可用更接近真實圖像的顏色來進行顯示，并且可減少功耗。注意，每一色彩元件可通過使用多個區域來進行亮度控制。在這一情況下，一個色彩元件用作一個像素，且像素內其亮度受到控制的每一區域用作一子像素。因此，例如在使用區域灰度級方法進行顯示的情況下，一個色彩元件具有其亮度受到控制的多個區域，以使所有區域用于表達灰度級。在這一情況下，其亮度受到控制的每一區域對應于一個子像素。因此，在這一情況下，一個色彩元件由多個子像素組成。此外，可以有每一子像素具有帶不同區域尺寸的對顯示作出貢獻的區域的情況。另外，可通過向一個色彩元件中其亮度受到控制的多個區域，即構成一個色彩元件的多個子像素提供略微不同的信號來加寬視角。
            
在本發明中，像素可按矩陣來設置(排列)。此處，對“像素按矩陣設置(排列)”的描述包括像素在縱向方向或橫向方向上直線或非直線設置的情況。例如，在用三個色彩元件(例如，RGB)進行全色顯示的情況下，可以有三個色彩元件的點按條文或按品字形圖案排列的情況。此外，可以有三個色彩元件的點按Bayer排列來設置的情況。
            
注意，可將各種類型的晶體管用作本發明的晶體管。因此，可使用的晶體管的類型不限于某一特定類型。例如，可使用包括以非晶硅或多晶硅為代表的非單晶半導體膜的薄膜晶體管(TFT)。因此，可提供這些晶體管可在低溫下制造、可以低成本制造、可在大襯底以及透明襯底上形成、且這些晶體管可透光的各種優點。另外，晶體管可通過使用半導體襯底或SOI襯底來形成。另外，可使用MOS晶體管、結型晶體管、雙極晶體管等作為本說明書中的晶體管。因此，可制造具有極少變異的晶體管、具有高電流供給能力的晶體管以及具有小尺寸的晶體管，且由此可通過使用這些晶體管來構成具有低功耗的電路。
            
此外，可采用包括諸如ZnO、a-InGaZnO、SiGe或GaAs等化合物半導體的晶體管或通過薄化這一化合物半導體來獲得的薄膜晶體管。因此，這些晶體管可在低溫下制造、可在室溫下制造、且可直接在諸如塑料襯底或膜襯底等耐熱不高的襯底上形成。另外，也可采用通過噴墨法或印刷法形成的晶體管。因此，這些晶體管可在室溫下制造、可在低真空中制造、并且可在大襯底上制造。另外，由于這些晶體管可在不采用掩模(光罩)的情況下制造，因此可容易地改變晶體管的布局。也可使用包括有機半導體或碳納米管的晶體管或其它晶體管。因此，可在能彎曲的襯底上形成晶體管。
            
注意，非單晶半導體膜可包含氫或鹵素。另外，可使用各種類型的襯底作為其上形成晶體管的襯底，而不限于某一特定類型。因此，晶體管可形成于例如單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石襯底、不銹鋼襯底、由不銹鋼箔制成的襯底等上。另外，在于襯底上形成晶體管之后，可將晶體管轉移到另一襯底。通過使用這些襯底，可形成具有卓越特性且具有低功耗的晶體管，并且可形成具有高耐久性和高耐熱性的器件。
            
還要注意，可使用各種類型的元件作為本說明書中所示的開關。給出了電氣開關、機械開關等作為示例。即，可使用可控制電流的任何東西，且由此可使用各種類型的元件而不限于某一特定元件。例如，它可以是晶體管、二極管(例如，PN結二極管、PIN二極管、肖特基(Schottky)二極管、二極管連接晶體管等)、晶閘管(thyristor)或組合了這些元件的邏輯電路。因此，在使用晶體管作為開關的情況下，晶體管的極性(導電類型)并不特別限于某一特定類型，因為它僅僅作為開關來操作。然而，當截止電流較佳地要小時，理想地采用具有小截止電流的極性的晶體管。作為具有小截止電流的晶體管，存在設有LDD區的晶體管、設有多柵極結構的晶體管的等。
            
另外，當作為開關操作的晶體管的源極端子的電位更接近低電位側電源(例如，Vss、GND、OV等)時理想的是采用n溝道晶體管，而當源極端子的電位更接近高電位側電源(例如，Vdd等)時理想的是采用p溝道晶體管。這有助于開關有效地操作，因為可增加晶體管的柵-源電壓的絕對值。也可通過使用n溝道和p溝道晶體管來使用CMOS開關。通過采用CMOS開關，該開關可有效地作為開關來操作，因為當p溝道晶體管或n溝道晶體管中的任一個導通時電流可流過其中。例如，可適當地輸出電壓而不管開關的輸入信號的電壓是高還是低。此外，由于可抑制導通或截止開關的信號的電壓幅度，因此可減少功耗。
            
在本發明中，對于一個對象形成于另一對象“上”或“之上”的描述不一定意味著該對象直接與另一對象接觸。該描述包括了兩個對象不直接相互接觸的情況，即，兩者之間夾有另一對象的情況。因此，當描述層B形成于層A上(之上)時，意味著層B直接與層A接觸而形成的情況，或者形成另一層(例如，層C、層D等)直接與層A接觸，然后層B直接與層C或D接觸而形成的情況。另外，對于一個對象形成于另一對象“之上”的描述不一定意味著該對象直接與另一對象接觸，且可在兩者之間夾有另一對象。因此，例如，當描述層B形成于層A之上時，意味著層B直接與層A接觸而形成的情況，或者另一層(例如，層C、層D等)直接與層A接觸而形成，然后層B直接與層C或D接觸而形成的情況。類似地，當描述一個對象形成于另一對象下或之下時，意味著或者這些對象直接相互接觸的情況，或者這些對象不相互接觸的情況。
            
本發明的顯示裝置可以采用各種模式，或者可包括各種顯示元件。例如，可使用其對比度通過電磁作用而改變的顯示介質，諸如EL元件(例如，有機EL元件、無機EL元件或同時包含有機和無機材料兩者的EL元件)；電子發射元件；液晶元件；電子墨水；光柵閥(GLV)；等離子顯示器(PDP)；數字微鏡裝置(DMD)；壓電陶瓷元件；或碳納米管。另外，使用EL元件的顯示裝置包括EL顯示器；使用電子發射元件的顯示裝置包括場致發射顯示器(FED)、SED型平板顯示器(SED表面傳導電子發射顯示器)等；使用液晶元件的顯示裝置包括液晶顯示器、透射型液晶顯示器、半透射型液晶顯示器、以及反射型液晶顯示器；且使用電子墨水的顯示裝置包括電子紙。
            
注意，本發明中的發光元件意味著其亮度可用流過元件的電流量來控制的元件。通常，可使用EL元件。除EL元件之外，可使用諸如用于場致發射顯示器(FED)和SED(表面傳導電子發射顯示器)(這是FED的一種)的元件等發光元件。
            
在本發明中，連接意味著電連接。因此，可向本發明的結構中公開的預定連接關系添加允許電連接的元件(例如，其它元件、開關等)。
            
在本發明的顯示裝置中，流入發光元件的電流是獨立于晶體管的閾電壓而確定的。因此，可補償晶體管的閾電壓的變化，且可減少發光元件的亮度變化，從而導致提高的圖像質量。
            

            

            
在附圖中，圖1示出了本發明的顯示裝置中的像素的示例性基本構造；圖2示出了本發明的顯示裝置中的像素的示例性基本構造；圖3示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖4示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖5示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖6示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖7示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖8示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖9示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖10示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖11示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖12示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖13示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖14示出了本發明的顯示裝置示例性像素構造；圖15示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖16示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖17示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖18示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖19示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖20示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖21示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖22示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖23示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；  
            
圖24示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖25示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖26示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖27示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖28示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖29示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖30示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖31示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖32示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖33示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖34示出了本發明的顯示裝置中的像素電路的操作；圖35示出了本發明的顯示裝置中的示例性像素構造；圖36示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖37示出了本發明的顯示裝置的像素構造的示例性布局；圖38示出了本發明的顯示裝置的示例性構造；圖39A和39B示出了本發明的顯示裝置中的信號線驅動電路的示例性構造；圖40示出了本發明的顯示裝置中的掃描線驅動電路的示例性構造；圖41示出了本發明的顯示裝置的示例性構造；圖42示出了本發明的顯示裝置的示例性構造；圖43A和43B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖44A和44B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖45A和45B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖46A到46C示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的結構；圖47A到47D示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖48A到48C示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖49A到49D示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖50A到50D示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖51A到51D示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖52A到52B示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的制造方法；圖53示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的橫截面結構；圖54A到54E是本發明的顯示裝置中使用的晶體管的俯視圖；  
            
圖55A和55B示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的示例性掩模圖案；圖56A和56B示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的示例性掩模圖案；圖57A和57B示出了本發明的顯示裝置中使用的晶體管的示例性掩模圖案；圖58示出了用于控制本發明的驅動方法的示例性硬件；圖59示出了使用本發明的驅動方法的示例性EL模塊；圖60示出了使用本發明的驅動方法的顯示面板的示例性構造；圖61示出了使用本發明的驅動方法的顯示面板的示例性構造；圖62示出了使用本發明的驅動方法的示例性EL電視接收器；圖63A到63H示出了向其應用本發明的驅動方法的示例性電子器件；圖64示出了常規的像素構造；圖65示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖66示出了本發明的顯示裝置的示例性像素構造；圖67A和67B示出了用于本發明的顯示裝置的顯示面板的示例性結構；圖68示出了用于本發明的顯示裝置的發光元件的示例性結構；圖69A到69C示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖70示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖71A和71B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖72A和72B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構；圖73A和73B示出了本發明的顯示裝置的示例性結構。
            
具體實施例方式
            
盡管將參考附圖通過實施方式來完整地描述本發明，但是可以理解，本領域的技術人員可以清楚各種改變和修改。因此除非這些改變和修改脫離了本發明的范圍，否則它們應被解釋為包括在其中。由此，本發明不限于以下實施方式中的描述。
            
首先，將參考圖1描述本發明的顯示裝置中的像素電路的基本構造。注意，將通過使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
圖1是示出用于獲得本實施方式的像素構造中的晶體管的閾電壓的最小電路構造。圖1包括第一晶體管101、第二晶體管102、存儲電容器103、掃描線104、第一電源線105、第二電源線106、電容線107以及發光元件108。
            
注意，在圖1中，第一晶體管101和第二晶體管102是p溝道晶體管。
            
第一晶體管101的柵極端子連接到第二晶體管102的第二端子和存儲電容器103的第一電極；第一晶體管101的第一端子連接到第一電源線105；且第一晶體管101的第二端子連接到第二晶體管102的第一端子。第二晶體管102的柵極端子連接到掃描線104。存儲電容器103的第二電極連接到電容線107。發光元件108的第二電極連接到第二電源線106。
            
向第一電源線105施加電源電位VDD，向第二電源線106施加電源電位VSS，且向電容線107施加電位VCL。注意，電位關系是VDD＞VSS且VDD＞VCL。
            
此處的第一晶體管101具有向發光元件108提供電流的功能。第二晶體管102具有用于將第一晶體管101設為二極管連接狀態的開關的功能。
            
注意，在本說明書中，“二極管連接”意味著晶體管的柵極端子連接到其第一或第二端子的狀態。
            
在圖1所示的像素電路中，通過導通第二晶體管102使第一晶體管101進入二極管連接狀態，以使電流流入存儲電容器103，且由此對存儲電容器103充電。存儲電容器103的充電持續到存儲電容器103中保持的電壓達到VDD-|Vth|-VCL(通過從電源電位VDD中減去第一晶體管101的閾電壓|Vth|和電容線107的電位VCL得到的電位)。當存儲電容器中保持的電壓達到VDD-|Vth|-VCL時，第一晶體管101截止，電流停止流入存儲電容器103。
            
通過上述操作，基于第一晶體管101的閾電壓|Vth|的電壓可被保持在存儲電容器103中。
            
圖2示出了在第一晶體管是n溝道晶體管的情況下，用于獲得第一晶體管的閾電壓的最小電路構造。
            
圖2包括第一晶體管201、第二晶體管202、存儲電容器203、掃描線204、第一電源線205、第二電源線206、電容線207以及發光元件208。
            
注意，在圖2中，第二晶體管202是n溝道晶體管。
            
向第一電源線205施加電源電位VSS，向第二電源線206施加電源電位VDD，且向電容線207施加電位VCL。注意，電位關系是VDD＞VSS且VCL＞VSS。
            
在圖2所示的像素電路中，通過導通第二晶體管202而使第一晶體管201進入二極管連接狀態，以使電流流入存儲電容器203，且由此對存儲電容器203充電。存儲電容器203的充電持續到存儲電容器203中保持的電壓達到VCL-VSS-|Vth|(通過從電容線207的電位VCL中減去電源電位VSS和第一晶體管201的閾電壓|Vth|得到的電位)。當存儲電容器203中保持的電壓達到VCL-VSS-|Vth|時，第一晶體管201截止，且電流停止流入存儲電容器203。
            
通過上述操作，基于第一晶體管201的閾電壓|Vth|的電壓可被保持在存儲電容器203中。
            
接著，將參考圖3描述具有圖1或圖2的基本電路構造的本實施例的像素構造。注意，將通過使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
圖3是示出本實施方式的像素電路的圖。本實施方式的像素電路包括第一晶體管301到第五晶體管305、第一存儲電容器306、第二存儲電容器307、信號線308、第一掃描線309到第四掃描線312、第一電源線313、第二電源線314、電容線315以及發光元件316。
            
此處的第一晶體管301用作用于向發光元件316提供電流的晶體管，而第二晶體管302到第五晶體管305的每一個用作用于選擇引線連接的開關。
            
第一晶體管301的柵極端子連接到第四晶體管304的第二端子、存儲電容器306的第一電極、以及第二電容器307的第一電極；第一晶體管301的第一端子連接到第一電源線313；且第一晶體管301的第二端子連接到第四晶體管304的第一端子和第五晶體管305的第一端子。第二晶體管302的柵極端子連接到第一掃描線309；第二晶體管302的第一端子連接到信號線308；且第二晶體管302的第二端子連接到第三晶體管303的第一端子和第一存儲電容器306的第二電極。第三晶體管303的柵極端子連接到第二掃描線310，且第三晶體管303的第二端子連接到第三掃描線311。第五晶體管305的柵極端子連接到第四掃描線312，且第五晶體管305的第二端子連接到發光元件316的第一電極。第二存儲電容器307的第二電極連接到電容線315。發光元件316的第二電極連接到第二電源線314。
            
向第一電源線313施加電源電位VDD，向第二電源線314施加電源電位VSS，且向電容線315施加電位VCL。注意，電位關系是VDD＞VSS且VDD＞VCL。
            
注意，在圖3所示的像素電路中，第一晶體管301到第五晶體管305全部是p溝道晶體管。
            
還要注意，圖3中的第四晶體管對應于圖1中的第二晶體管102，圖3中的第二存儲電容器307對應于圖1中的存儲電容器103。
            
接著，將參考圖4到圖8描述本實施方式中的像素電路的操作。
            
圖4示出了輸入到信號線308和第一掃描線309到第四掃描線312的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。整個周期被劃分成四個周期，包括與圖5到8所示的像素電路的每一操作相一致的第一周期T1到第四周期T4。
            
圖5到8示出了每一周期中本實施例中的像素電路的連接狀態。在圖5到8中，由實線示出的部分是電連接的，而由虛線示出的部分不是電連接的。
            
首先，將參考圖5描述第一周期T1中的像素電路的操作、圖5是示出第一周期T1中的像素電路的連接狀態的圖。在第一周期T1中，第二掃描線310到第四掃描線312處于L電平，且第三晶體管303到第五晶體管305導通。同時，第一掃描線309處于H電平，且第二晶體管302截止。因此，第一晶體管301具有二極管連接狀態，且由此電流流入發光元件316。結果，第一晶體管301的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極、以及第二存儲電容器307的第一電極的電位下降，由此初始化電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。
            
通過上述操作，在第一周期T1中，初始化電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。在本說明書中，該操作稱為初始化。
            
接著，將參考圖6描述第二周期T2中的像素電路的操作。圖6是示出第二周期T2中的像素電路的連接狀態的圖。在第二周期T2中，第二掃描線310和第三掃描線311處于L電平，且第三晶體管303和第四晶體管304導通。同時，第一掃描線309和第四掃描線312處于H電平，且第二晶體管302和第五晶體管305截止。因此，第一晶體管301具有二極管連接狀態，以使電流流入并聯連接的第一存儲電容器306和第二存儲電容器307，且由此對第一存儲電容器306和第二存儲電容器307充電。第一存儲電容器306和第二存儲電容器307的充電持續到第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中保持的電壓達到VDD-|Vth|-VCL(通過從電源電位VDD中減去第一晶體管301的閾電壓|Vth|和電容線315的電位VCL得到的電位)。當第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中保持的電壓達到VDD-|Vth|-VCL時，第一晶體管301截止，且電流停止流入第一存儲電容器306和第二存儲電容器307。
            
通過上述操作，在第二周期T2中，基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。
            
注意，為在第二周期T2中將基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中，要求將第一晶體管301的第二端子設在低于VDD-|Vth|(電源電位VDD和第一晶體管301的閾電壓|Vth|之差)的電位。因此，通過在第一周期T1中使電流流入發光元件316，可確保將第一晶體管301的第二端子設為低于VDD-|Vth|的電位，且由此可確保獲得閾電壓。
            
接著，將參考圖7描述第三周期T3中像素電路的操作。圖7是示出第三周期T3中像素電路的連接狀態。在第三周期T3中，第一掃描線309處于L電平且第二晶體管302導通。同時，第二掃描線310到第四掃描線312處于H電平，且第三晶體管303到第五晶體管305截止。向信號線308施加視頻信號電壓Vdata。因此，第一存儲電容器306和第二存儲電容器307串聯連接，且由此，根據其電容比，電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。此時，假定保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電壓分別是VC1(T3)和VC2(T3)，則VC1(T3)和VC2(T3)可分別用以下公式(1)和(2)表示公式(1)VC1(T3)=VDD-|Vth|-C2C1+C2Vdata-C1C1+C2VCL]]>公式(2)VC2(T3)=VDD-|Vth|-C2C1+C2Vdata-2C1+C2C1+C2VCL]]>注意，C1是第一存儲電容器306的電容值，而C2是第二存儲電容器307的電容值。
            
通過上述操作，在第三周期T3中，基于視頻信號電壓Vdata和第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。
            
接著，將參考圖8描述第四周期T4中像素電路的操作。圖8示出第四周期T4中像素電路的連接狀態。在第四周期T4中，第四掃描線312處于L電平且第五晶體管305導通。同時，第一掃描線309到第三掃描線311處于H電平，且第二晶體管302到第四晶體管304截止。因此，向第一晶體管301的柵極端子施加VC2(T3)+VCL(保持在第二存儲電容器307中的電壓VC2(T3)和電容線315的電位VCL之和)。由此，假定第四周期T4中第一晶體管301的柵-源電壓為Vgs(T4)，則Vgs(T4)可用以下公式(3)來表示。
            
公式(3)|Vgs(T4)|=VDD-VC2(T3)-VCL=|Vth|-C1C1+C2(Vdata-VCL)]]>因此，在第一晶體管301的漏極和源極之間流動的電流IOLED可由以下公式(4)表示，且該電流通過第五晶體管305流入發光元件316，以使發光元件316發光。
            
公式(4)IOLED=β2(|Vgs(T4)|-|Vth|)2=β2(C1C1+C2)2(Vdata-VCL)2]]>注意，β是由晶體管的遷移率或尺寸、氧化膜的電容等確定的常量。
            
通過上述操作，取決于視頻信號電壓Vdata的電流IOLED在第四周期T4中流入發光元件316，以使發光元件316發光。
            
現在，在圖3所示的像素電路的操作過程中，詳細描述第一晶體管301到第五晶體管305的功能。
            
第一晶體管301具有在第三周期T3中向發光元件316提供電流的功能。
            
第二晶體管302擔當用于將第一存儲電容器306的第二電極連接到信號線308以在第三周期T3中將視頻信號電壓Vdata輸入到像素的開關。
            
第三晶體管303擔當用于將第一存儲電容器306的第二電極連接到電容線315以在第二周期T2中將基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓保持在第一存儲電容器306中的開關。
            
第四晶體管304擔當用于將第一晶體管301設為二極管連接狀態以在第二周期T2中將基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的開關。
            
第五晶體管305擔當用于控制電流在第二周期T2和第三周期T3中不流入發光元件316，并控制電流在第一周期T1和第四周期T4中流入發光元件316的開關。即，第五晶體管305擔當用于控制向發光元件316的電流提供的開關。
            
通過上述操作過程，電流IOLED被提供給發光元件316，以使發光元件316能以對應于電流IOLED的亮度發光。此時，如可在公式(4)中見到的，流入發光元件316的電流IOLED獨立于第一晶體管301的閾電壓|Vth|。因此，可補償晶體管閾電壓的變化。
            
注意，視頻信號電壓Vdata設為低于或等于電容線315的電位VCL，以在第四周期T4中導通第一晶體管301。
            
還要注意，電容線315的電位VCL僅需低于VDD-|Vth|(電源線VDD和第一晶體管301的閾電壓|Vth|之差)。還要注意，電容線315的電壓VCL理想地盡可能低，以使基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|、視頻信號電壓Vdata等的電壓可確保被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。然而，由于視頻信號電壓Vdata被設為低于或等于電容線315的電位VCL，假定電容線315的電位VCL被設置得過低，則要求視頻信號電壓Vdata進一步減小。因此，更理想的是將電容線315的電位VCL設置在一最優范圍內。例如，電容線315的電位VCL的范圍可被設置為-(VDD+VSS)/2≤VCL≤(VDD+VSS)/2。
            
盡管圖3所示的像素電路中的第一晶體管301是p溝道晶體管，第一晶體管301也可以是n溝道晶體管。圖9示出了在第一晶體管是n溝道晶體管的情況下的電路構造。
            
圖9中的像素電路包括第一晶體管901到第五晶體管905、第一存儲電容器906、第二存儲電容器907、信號線908、第一掃描線909到第四掃描線912、第一電源線913、第二電源線914、電容線915以及發光元件916。
            
注意，在圖9的像素電路中，第二晶體管902到第五晶體管905全部都是n溝道晶體管。
            
此處的第一晶體管901用作用于向發光元件916提供電流的晶體管，而第二晶體管902到第五晶體管905的每一個用作用于選擇引線連接的開關。
            
第一晶體管901的柵極端子連接到第四晶體管904的第二端子、第一存儲電容器906的第一電極和第二存儲電容器907的第一電極；第一晶體管901的第一端子連接到第一電源線913；且第一晶體管901的第二端子連接到第四晶體管904的第一端子和第五晶體管905的第一端子。第二晶體管902的柵極端子連接到第一掃描線909；第二晶體管902的第一端子連接到信號線908；且第二晶體管902的第二端子連接到第三晶體管903的第一端子和存儲電容器906的第二電極。第三晶體管903的柵極端子連接到第二掃描線910，且第三晶體管903的第二端子連接到電容線915。第四晶體管904的柵極端子連接到第三掃描線911。第五晶體管905的柵極端子連接到第四掃描線912，且第五晶體管905的第二端子連接到發光元件916的第二電極。第二存儲電容器907的第二電極連接到電容線915。發光元件916的第一電極連接到第二電源線914。
            
向第一電源線913施加電源電位VSS，向第二電源線914施加電源電位VDD，且向電容線915施加電位VCL。注意，電位關系是VDD＞VSS且VCL＞VSS。
            
注意，圖9中的第四晶體管904對應于圖2中的第二晶體管202，且圖9中的第二存儲電容器907對應于圖2中的存儲電容器203。
            
接著，將參考圖10描述本實施方式中的像素電路的操作。
            
圖10示出了輸入到第一掃描線909到第四掃描線912的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。由于第一到第五晶體管全部都是n溝道晶體管，因此對第一掃描線909到第四掃描線912的脈沖(H電平/L電平)的輸入時序從晶體管全部都是p溝道晶體管的情況(圖4)中的反轉。另外，整個周期被劃分成四個周期，包括與像素電路的每一操作相一致的第一周期T1到第四周期T4。
            
圖9中的像素電路在第一周期T1到第四周期T4中的操作與圖3所示的像素電路的操作相同。即，在第一周期T1中，初始電壓被保持在第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中。即，執行初始化。接著，在第二周期T2中，基于第一晶體管901的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中。然后，在第三周期中，基于視頻信號電壓Vdata和第一晶體管901的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中。最后，在第四周期T4中，取決于視頻信號電壓Vdata的電流IOLED流入發光元件916，以使發光元件916發光。注意，流入發光元件916的電流IOLED可由與圖3中的像素電路類似的公式(4)來表示。
            
還要注意，為了在第二周期T2中將基于第一晶體管901的閾電壓|Vth|的電壓保持在第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中，要求第一晶體管901的第二端子事先被設為高于VSS+|Vth|(電源電位VSS和第一晶體管901的閾電壓|Vth|之和)的電位。因此，可通過在第一周期T1中使電流流入發光元件916來確保將第一晶體管901的第二端子設為高于VSS+|Vth|的電位，且由此可確保獲得并補償閾電壓。
            
注意，在圖9所示的像素電路的操作過程中，第一晶體管901到第五晶體管905的功能與圖3所示的像素電路中第一晶體管301到第五晶體管305的功能相同。
            
通過上述操作過程，將電流IOLED提供給發光元件916，以使發光元件916能以對應于電流IOLED的亮度發光。此時，流入發光元件916的電流IOLED獨立于第一晶體管901的閾電壓|Vth|，如可在公式(4)中見到的。因此，可補償晶體管閾電壓的變化。
            
注意，視頻信號電壓Vdata被設為高于或等于電容線915的電位VCL，以在第四周期T4中導通第一晶體管901。
            
還要注意，電容線915的電位VCL只需高于VSS+|Vth|(電源電位VSS和第一晶體管901的閾電壓|Vth|之和)。還要注意，電容線915的電壓VCL理想地盡可能高，以使基于第一晶體管901的閾電壓|Vth|、視頻信號電壓Vdata等的電壓可確保被保持在第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中。然而，由于視頻信號電壓Vdata被設為高于或等于電容線915的電位VCL，假定電容線315的電位VCL被設得過高，則要求視頻信號電壓Vdata進一步增大。因此，更理想的是將電容線915的電位VCL設在一最優范圍之內。例如，電容線915的電位VCL的范圍可以被設為(VDD+VSS)/2≤VCL≤3×(VDD+VSS)/2。
            
如上所述，本實施方式中的像素構造可補償晶體管閾電壓的變化，由此可減小發光元件的亮度變化。因此，可提高圖像質量。
            
另外，在本實施方式的像素電路中，流入發光元件的電流IOLED取決于第一存儲電容器與第二存儲電容器的電容比，如由公式(4)表示的。因此，只要電容比恒定，IOLED就是常量。第一存儲電容器和第二存儲電容器通常是通過同一工藝形成的。因此，即使在制造過程中掩模圖案沒有對齊，第一存儲電容器和第二存儲電容器之間的電容誤差也可以基本上是一個相等的量。由此，即使發生制造誤差，也可將[C1/(C1+C2)]的值維持在基本上恒定的值，因此，可將IOLED維持在基本恒定的值。
            
當許多像素同時發光時，由于向其施加電源電位VDD的電源線處的電壓降的效應，施加到電源線的電源電位VDD的電平在不同位置上的各像素之間不同。然而，在本實施方式的像素電路中，流入發光元件的電流IOLED獨立于電源電位VDD，如可從公式(4)中見到的。因此，可消除由于電源線處的電壓降而引起的電源電位VDD變化的效應。
            
注意，在本實施方式中，第一存儲電容器和第二存儲電容器的每一個可由金屬或MOS晶體管中的任一個形成。
            
例如，圖11和12示出了在圖3所示的像素電路中，第一存儲電容器和第二存儲電容器的每一個都是由MOS晶體管形成的情況。
            
圖11示出了第一存儲電容器306和第二存儲電容器307由p溝道晶體管形成的情況。在從p溝道晶體管形成存儲電容器的情況下，要求將p溝道晶體管的柵極端子設為低于其第一和第二端子的電位，以在p溝道晶體管中引入用于保持電荷的溝道區。在圖3所示的像素電路的情況下，第一存儲電容器306的第一電極具有高于其第二電極的電位，且第二存儲電容器307的第一電極也具有高于其第二電極的電位。因此，為使p溝道晶體管擔當存儲電容器，將p溝道晶體管的第一端子和第二端子分別作為第一存儲器306和第二存儲電容器307的第一電極來連接，而將p溝道晶體管的柵極端子分別作為第一存儲電容器306和第二存儲電容器307的第二電極來連接。
            
圖12示出了第一存儲電容器306和第二存儲電容器307由n溝道晶體管形成的情況。在從n溝道晶體管形成存儲電容器的情況下，要求將n溝道晶體管的柵極端子設為高于其第一和第二端子的電位，以在n溝道晶體管中引入用于保持電荷的溝道區。因此，為使n溝道晶體管擔當存儲電容器，將n溝道晶體管的柵極端子分別作為第一存儲電容器306和第二存儲電容器307的第一電極來連接，而將n溝道晶體管的第一端子和第二端子分別作為第一存儲電容器306和第二存儲電容器307的第二電極來連接。
            
作為另一示例，圖13和圖14示出了圖9的像素電路中第一和第二存儲電容器由MOS晶體管形成的情況。
            
圖13示出了第一存儲電容器906和第二存儲電容器907由n溝道晶體管形成的情況。在圖9中的像素電路的情況下，第一存儲電容器906的第二電極具有高于其第一電極的電位，且第二存儲電容器907的第二電極也具有高于其第一電極的電位。因此，為了使n溝道晶體管擔當存儲電容器，將n溝道晶體管的第一和第二端子分別作為第一存儲電容器906和第二存儲電容器907的第一電極連接，而將n溝道晶體管的柵極端子分別作為第一存儲電容器906和第二存儲電容器907的第二電極連接。
            
圖14示出了第一存儲電容器906和第二存儲電容器907由p溝道晶體管形成的情況。為了使p溝道晶體管擔當存儲電容器，將p溝道晶體管的柵極端子分別作為第一存儲電容器906和第二存儲電容器907的第一電極連接，而將p溝道晶體管的第一和第二端子分別作為第一存儲電容器906和第二存儲電容器907的第二電極連接。
            
注意，盡管在圖11至14中，第一和第二存儲電容器是由具有相同導電類型的晶體管形成的，但是本發明不限于此，也可使用具有不同導電類型的晶體管。
            
通過如本實施方式中那樣將第一和第二存儲電容器連接在第一晶體管的柵極端子和電容線之間，假定第一和第二存儲電容器的每一個都是從MOS晶體管形成的，在MOS晶體管的柵極和源極之間恒定地施加了高于MOS晶體管閾電壓的電壓。因此，可在MOS晶體管中恒定地引入一溝道區，以使它能恒定地擔當存儲電容器。由此，在像素電路的操作過程中，可將期望的電壓準確地保持在存儲電容器中。
            
另外，在本實施方式的像素構造中，當第一晶體管被形成為在第一到第五晶體管中具有最大W/L(溝道寬度W與溝道長度L之比)值時，可進一步增大在第一晶體管的漏極和源極之間流動的電流。因此，可用較大的電流來進行第一周期T1中對基于第一晶體管的閾電壓|Vth|的電壓的獲取操作，這導致更快的操作。此外，可進一步增大在第四周期T4中流入發光元件的電流IOLED，這導致更高的亮度。
            
注意，在本實施方式中，將脈沖輸入到第二掃描線和第三掃描線的定時是相同的；因此，第三晶體管和第四晶體管可以用第二掃描線或第三掃描線中的任一個來控制。
            
例如，圖15示出了圖3中所示的像素電路中的第三晶體管303和第四晶體管304用第二掃描線310來控制的一個示例。注意，在圖15中，第三晶體管303和第四晶體管304的柵極端子連接到第二掃描線310。
            
另外，圖16示出了圖9中所示的像素電路中的第三晶體管903和第四晶體管904用第二掃描線910來控制的另一示例。注意，在圖16中，第三晶體管903和第四晶體管904的柵極端子連接到第二掃描線910。
            
以此方式，通過用同一掃描線來控制第三晶體管和第四晶體管，可減少掃描線的數量，由此可提高像素的孔徑比。
            
注意，盡管本實施方式示出了第二到第五晶體管全部都是諸如p溝道晶體管或n溝道晶體管中的任一類具有相同導電類型的晶體管的示例，但本發明不限于此。該電路可通過同時使用p溝道晶體管和n溝道晶體管來構造。
            
例如，在圖3中，第四晶體管304可以是n溝道晶體管，而除第四晶體管304之外的其它晶體管可以是p溝道晶體管。圖17示出了這一情況的像素電路。另外，圖18示出了輸入到信號線308和第一掃描線309到第四掃描線312的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。
            
以此方式，當對第四晶體管304使用n溝道晶體管時，與使用p溝道晶體管的情況相比，可以減小第四晶體管304的漏電流。因此，減小了保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中保持的電荷的泄漏，這導致保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電壓的更小波動。因此，特別是在發光周期(T4)中，連續地向第一晶體管301的柵極端子施加了恒定的電壓。由此，可以向發光元件316提供恒定電流。結果，發光元件316能以恒定亮度發光，由此可降低亮度不均勻性。
            
注意，第二晶體管到第五晶體管的導電類型不限于以上描述。
            
盡管在實施方式1中單獨提供了電容線，但是它可以用像素中已提供的另一引線來代替。例如，可通過使用第一到第四掃描線中的任一個來省略電容線。本實施方式描述了第一到第四掃描線之一用作電容線的替代的情況。注意，將通過使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
例如，圖19示出了在圖3中的電容線用前一行中的第一掃描線來代替的情況中的一個示例性像素電路。在圖19中，第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線1909用作第i行中像素(i)的電容線，且第i行中像素(i)中的第三晶體管1923的第二端子和第二存儲電容器1927的第二電極連接到第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線1909。
            
圖20示出了輸入到第(i-1)行中像素(i-1)的信號線1980、第一掃描線1909到第四掃描線1912，以及第i行中像素(i)的第一掃描線1929到第四掃描線1932的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。注意，圖20中的周期T1到T4對應于第i行中像素(i)的操作。
            
當采用圖19中所示的像素構造時，施加到第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線1909的電位被施加到第i行中像素(i)的第三晶體管1923的第二端子和第二存儲電容器1927的第二電極。由此，在第二周期T2中，向第i行中的像素(i)的第三晶體管1923的第二端子和第二存儲電容器1927的第二電極施加L電平電位，而在第一周期T1、第三周期T3和第四周期T4中，向其施加H電平電位。因此，可在每一周期中向第i行中像素(i)的第三晶體管1923的第二端子和第二存儲電容器1927的第二電極施加恒定電位，由此可進行如實施方式1中所描述的像素電路的操作。注意，圖19的第(i-1)中的像素(i-1)包括第一晶體管1901到第五晶體管1905、第一存儲電容器1906、第二存儲電容器1907、第一掃描線1909到第四掃描線1912、第一電源線1913、第二電源線1914和發光元件1916。并且，圖19的第i行中的像素(i)包括第一晶體管1921到第五晶體管1925、第一存儲電容器1926、第二存儲電容器1927、第一電源線1913、第二電源線1914、第一掃描線1929到第四掃描線1932和發光元件1936。
            
作為另一示例，圖21示出了圖9中的電容線用前一行中的第一掃描線來代替的情況。在圖21中，第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線2109用作第i行中像素(i)的電容線，且第i行中像素(i)的第三晶體管2123的第二端子和第二存儲電容器2127的第二電極連接到第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線2109。
            
圖22示出了輸入到第(i-1)行中像素(i-1)的信號線2108、第一掃描線2109到第四掃描線2112，以及第i行中像素(i)的第一掃描線2129到第四掃描線2132的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。注意，圖22中的周期T1到T4對應于第i行中像素(i)的操作。
            
采用當圖21所示的像素構造時，施加到第(i-1)行中像素(i-1)的第一掃描線2109的電位被施加到第i行中像素(i)的第三晶體管2123的第二端子和第二存儲電容器2127的第二電極。由此，在第二周期T2中，向第i行中像素i的第三晶體管2123的第二端子和第二存儲電容器2127的第二電極施加H電平，而在第一周期T1、第三周期T3和第四周期T4中，向其施加L電平電位。因此，可在每一周期中向第i行中像素(i)的第三晶體管2123的第二端子和第二存儲電容器2127的第二電極施加恒定電位，且由此可進行實施方式1所描述的像素電路的操作。注意，圖21的第(i-1)行中的像素(i-1)包括第一晶體管2101到第五晶體管2105、第一存儲電容器2106、第二存儲電容器2107、第一掃描線2109到第四掃描線2112、第一電源線2113、第二電源線2114和發光元件2116。并且，圖21的第i行中的像素(i)包括第一晶體管2121到第五晶體管2125、第一存儲電容器2126、第二存儲電容器2127、第一電源線2113、第二電源線2114、第一掃描線2129到第四掃描線2132和發光元件2136。
            
以此方式，通過使用第一掃描線作為電容線的替代，無需額外的電容線。因此，可減少引線的數量，且可增大像素的孔徑比。此外，由于無需生成要施加到電容線的電壓，因此可省略用于生成該電壓的電路，這導致功耗的降低。
            
注意，用作電容線的替代的掃描線不限于第一掃描線。可使用前一行中第二到第四掃描線的任一根作為電容線的替代。或者，可使用后一行中第二到第四掃描線的任一根作為電容線的替代。還要注意，在當前行中的像素的發光周期(T4)期間，向前一行中的第一掃描線和前一行中的第四掃描線施加恒定電位；因此，在當前行中的像素的發光周期期間流入發光元件的電流可被維持在一恒定值，且由此發光元件能以恒定亮度發光。由此，理想的是使用前一行中的第一掃描線或前一行中的第四掃描線的任一根作為電容線的替代。
            
注意，本實施方式可與實施方式1自由組合。
            
盡管在實施方式1和實施方式2中向發光元件提供用于進行初始化的電流，但是初始化可通過在迄今為止所示出的像素電路中添加初始化晶體管來進行。在本實施方式中，將對使用初始化晶體管來初始化的方法進行描述。注意，將通過使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
為了進行初始化，要求第一晶體管的第二端子被設為初始化電位。此時，通過將第一晶體管的第二端子通過初始化晶體管連接到另一元件的一個電極或另一引線，然后導通該初始化晶體管，第一晶體管的第二端子可被設為該另一元件的電極或另一引線的電位。
            
即，初始化晶體管擔當用于將第一晶體管的第二端子連接到另一元件的一個電極或另一引線以將第一晶體管的第二端子設為初始化電位的開關。
            
例如，在圖3所示的像素電路的情況下，為了將基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中，要求第一晶體管301的第二端子設為低于VDD-|Vth|(電源電位VDD和第一晶體管301的閾電壓|Vth|之差)的電位。由此，在第一周期T1中，通過將第一晶體管301的第二端子經由初始化晶體管連接到另一元件的一個電極或另一引線，第一晶體管301的第二端子可被設為低于VDD-|Vth|的初始化電位。
            
圖23示出了在圖3中所示的像素電路中設置初始化晶體管的一個示例。在圖23中，在圖3所示的像素電路中額外設置了作為初始化晶體管的第六晶體管2317和第五掃描線2318。注意，第六晶體管2317的柵極端子連接到第五掃描線2318；第六晶體管2317的第一端子連接到第一晶體管301的第二端子、第四晶體管304的第一端子和第五晶體管305的第一端子；且第六晶體管2317的第二端子連接到第二晶體管302的第二端子、第三晶體管303的第一端子和第一存儲電容器306的第二電極。
            
將參考圖24和圖25來描述圖23所示的像素電路的操作。
            
圖24示出了輸入到信號線308和第一掃描線309到第五掃描線2318的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。另外，整個周期被劃分成四個周期，包括與像素電路的每一操作相對應的第一周期T1到第四周期T4。
            
將參考圖25描述第一周期T1中像素電路的操作。在第一周期T1中，第二掃描線210、第三掃描線311和第五掃描線2318處于L電平，且第三晶體管303、第四晶體管304和第六晶體管2317導通。同時，第一掃描線309和第四掃描線312處于H電平，且第二晶體管302和第五晶體管305截止。因此，第一晶體管301的第二端子連接到電容線215，且由此第一晶體管301的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極和第二存儲電容器307的第一電極具有與電容線315的電位VCL相同的電位。
            
通過上述操作，第一晶體管301的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極和第二存儲電容器307的第一電極被設為電容線315的電位VCL，作為第一周期T1中的初始化電位。
            
以此方式，通過在第一周期T1中將第一晶體管301的第二端子設為電容線315的電位VCL(低于VDD-|Vth|)，第一晶體管301的第二端子可確保被設為低于VDD-|Vth|的電位，由此可確保獲得閾電壓。
            
注意，在第二周期T2到第四周期T4中，第五掃描線2318被設為H電平以截止第六晶體管2317。然后，進行與圖3所示的像素電路相同的操作。
            
還要注意，第六晶體管2317只需被連接為使第一晶體管301的第二端子在第一周期T1中被設為低于VDD-|Vth|的電位以進行初始化。
            
例如，如圖26所示，第六晶體管2317的第一端子可連接到第一晶體管301的柵極端子、第四晶體管304的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極和第二存儲電容器307的第一電極。或者，第六晶體管2317的第二端子可如圖27所示地連接到電容線315。作為再一替換，第六晶體管2317的第二端子可如圖65所示地連接到第二掃描線310，或如圖66所示地連接到第三掃描線311。
            
另外，可設置一初始化線(初始化電源線)以將第一晶體管301的第二端子設為初始化電位。
            
例如，圖28示出了在圖3所示的像素電路中設置初始化晶體管和初始化線的一個示例。在圖28中，在圖3所示的像素電路中額外設置了作為初始化晶體管的第六晶體管2317、第五掃描線2318和初始化線2819。注意，第六晶體管2317的柵極端子連接到第五掃描線2318；第六晶體管2317的第一端子連接到第一晶體管301的第二端子、第四晶體管304的第一端子和第五晶體管305的第一端子；且第六晶體管2317的第二端子連接到初始化線2819。
            
向初始化線2819施加初始化電位Vini。注意，電位關系是Vini＜VDD-|Vth|。
            
圖29示出了圖28所示的像素電路在第一周期T1中的操作。在第一周期T1中，第一晶體管301具有二極管連接狀態，且電流流過初始化線2819。結果，第一晶體管301的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極和第二存儲電容器307的第一電極具有與初始化線2819相同的電位，且由此Vini-VCL(初始化電位Vini與電容線315的電位VCL之差)被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。
            
通過上述操作，對應于初始化線2819的電位和電容線315的電位之差的電壓作為初始化電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。
            
以此方式，通過設置初始化線2819以將第一晶體管301的第二端子設為低于VDD-|Vth|的Vini-VCL(初始化電位Vini與電容線315的電位VCL之差)，第一晶體管301的第二端子可確保被設為低于VDD-|Vth|的電位，由此可確保獲得閾電壓。
            
注意，第六晶體管2317只需被連接成使第一晶體管301的第二端子被設為初始化電位Vini。例如，如圖30所示，第六晶體管2317的第一端子可連接到第一晶體管301的柵極端子、第四晶體管304的第二端子、第一存儲電容器306的第一電極和第二存儲電容器307的第一電極。
            
以此方式，通過額外設置初始化晶體管和初始化線來進行初始化，可更準確地獲得和補償第一晶體管的閾電壓。
            
另外，與實施方式1中所描述的在進行初始化期間電流流入發光元件，以使發光元件在第一周期T1中發光的初始化方法不同，本實施方式中所描述的方法可抑制發光元件在除發光周期之外的其它周期中發光，因為在進行初始化期間沒有電流流入發光元件，且由此發光元件在第一周期T1中不發光。
            
注意，盡管在本實施方式中作為初始化晶體管的第六晶體管是p溝道晶體管，但本發明不限于此，且由此，第六晶體管可以是n溝道晶體管。
            
還要注意，盡管本實施方式示出了第一晶體管是p溝道晶體管的一個示例(圖3)，但本實施方式可類似地應用于如圖9中所示的像素電路中第一晶體管是n溝道晶體管的情況。
            
在圖9所示的像素電路中額外設置初始化晶體管的情況下，初始化晶體管被連接為使第一晶體管的第二端子被設為高于VSS+|Vth|(電源電位VSS和第一晶體管的閾電壓|Vth|之和)的電位。類似地，在額外地設置了初始化線的情況下，施加到初始化線的電位Vini被設為高于VSS+|Vth|(電源電位VSS和第一晶體管的閾電壓|Vth|之和)的電位。
            
盡管在本實施方式中單獨提供了初始化線，但是可將像素中已提供的另一引線用作初始化線。例如，可將第一掃描線到第五掃描線中的任一根用作初始化線。注意，用作初始化線的引線不限于當前行的像素中提供的引線之一，且由此可以是另一行中提供的任一引線。因此，無需額外提供初始化線，由此可減少引線的數量，且可增大像素的孔徑比。
            
本實施方式可與實施方式1或實施方式2自由組合。
            
盡管第二電源線的電位在實施方式1到實施方式3中為固定電位，但是第二電源線的電位可與第一周期至第四周期相應地改變。在本實施方式中，將對第二電源線的電位與第一周期到第四周期相應地改變的情況進行描述。注意，將通過使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
例如，盡管圖3所示的像素電路中的第五晶體管305在第二周期T2和第三周期T3中截止以使沒有電流流入發光元件316，但提供給發光元件316的電流可通過例如移除第五晶體管305并將第一晶體管301的第二端子直接連接到發光元件316的第一電極來停止，以使第二電源線314的電位在第二周期T2和第三周期T3中可以高于發光元件316的第一電極的電位。這是因為通過將第二電源線314的電位設為高于發光元件316的第一電極的電位而向發光元件316施加了一反偏壓。
            
在圖31中，與圖3中所示的像素電路不同，第一晶體管301的第二端子連接到發光元件316的第一電極。另外，圖32示出了輸入到信號線308、第一掃描線309到第三掃描線311和第二電源線314的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。注意，將脈沖輸入到第一掃描線309到第三掃描線311的定時與圖3所示的像素電路的定時相同。
            
注意，在第二周期T2和第三周期T3中，通過將第二電源線314的電位設為高于或等于VDD-|Vth|(電源電位VDD和第一晶體管301的閾電壓|Vth|之差)的電位而向發光元件316施加一反偏壓，以使提供給發光元件316的電流可在第二周期T2和第三周期T3中暫停。
            
還要注意，作為一種初始化方法，可使用利用實施方式3中所述的初始化晶體管來進行初始化的方法。在這一情況下，可通過在第一周期T1中將第二電源線314的電位設為高于第一晶體管301的第二端子的電位，在不向發光元件316提供電流的情況下進行初始化。
            
另外，作為另一種初始化方法，可使用利用實施方式3中所描述的初始化晶體管和初始化線的初始化方法。在該情況下，可通過在第一周期T1中將第二電源線314的電位設為高于或等于初始化電位Vini，在不向發光元件316提供電流的情況下進行初始化。
            
圖33和圖34示出了在圖9所示的像素電路中，第二電源線的電位改變的示例。
            
在圖33中，第一晶體管901的第二端子連接到圖9所示的像素電路中的發光元件916的第二電極。另外，圖34示出了輸入到信號線908、第一掃描線909到第三掃描線911和第二電源線914的視頻信號電壓和脈沖的時序圖。注意，將脈沖輸入到第一掃描線909到第三掃描線911的定時與圖9所示的像素電路的定時相同。
            
注意，在第二周期T2和第三周期T3中，通過將第二電源線914的電位設為低于發光元件926的第二電極而向發光元件916施加一反偏壓，以使提供給發光元件916的電流可在第二周期T2和第三周期T3中暫停。
            
還要注意，上述操作可通過在第二周期T2和第三周期T3中將第二電源線914的電位設為低于或等于VSS+|Vth|(電源電位VSS和第一晶體管901的閾電壓|Vth|之和)來進行。
            
還要注意，作為一種初始化方法，可使用實施方式3中描述的利用初始化晶體管的初始化方法。在該情況下，可通過在第一周期T1中將第二電源線914的電位設為低于第一晶體管901的第二端子的電位，在不向發光元件916提供電流的情況下進行初始化。
            
另外，作為另一種初始化方法，可使用實施方式3中描述的利用初始化晶體管和初始化線的初始化方法。在該情況下，可通過在第一周期T1中將第二電源線914的電位設為低于或等于初始化電位Vini，在不向開關元件916提供電流的情況下進行初始化。
            
以此方式，通過在每一周期中改變第二電源線的電位，提供給發光元件的電流可在除發光周期(T4)之外的其它周期中暫停；因此，可抑制發光元件在除發光周期之外的其它周期中發光。此外，由于無需提供第五晶體管和第四掃描線，因此可增大像素的孔徑比，且可減少掃描線驅動電路的數量，由此可降低功耗。
            
本實施方式可與實施方式1到3中的任一個自由組合。
            
盡管在實施方式1到實施方式4中第三晶體管的第二端子和第二存儲電容器的第二電極連接到一公共的電容線，但是它們可以連接到不同的引線。在本實施方式中，將對另外設置一參考線以使第二存儲電容器的第二電極連接到電容線，而第三晶體管的第二端子連接到該參考線的情況進行描述。注意，將使用EL元件作為示例性發光元件來進行描述。
            
例如，圖35示出了圖3中所示的像素電路的一個示例，其中第二存儲電容器的第二電極連接到電容線，而第三晶體管的第二端子連接到參考線。在圖35中，在圖3所示的像素電路中額外設置了參考線3517。然后，第二存儲電容器307的第二電極連接到電容線315，且第三晶體管303的第二端子連接到參考線3517。
            
另外，向參考線3517施加參考電位Vref。
            
圖35所示的像素電路的操作過程幾乎與圖3所示的像素電路的操作過程一樣。與圖3所示的像素電路的操作過程的不同之處在于保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電壓的電平以及流入發光元件316的電流IOLED的量。
            
首先，在第一周期T1中進行初始化。
            
接著，在第二周期T2中，基于第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。此時，第一存儲電容器306保持VDD-|Vth|-Vref(從電源電位VDD中減去第一晶體管301的閾電壓|Vth|和參考電位Vref所得的電位)。同時，第二存儲電容器307保持VDD-|Vth|-VCL(從電源電位VDD中減去第一晶體管301的閾電壓|Vth|和電容線315的電位VCL所得的電位)。
            
接著，在第三周期T3中，基于視頻信號電壓Vdata和第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓被保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中。此時，假定保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電壓分別為VC1(T3)和VC2(T3)，則VC1(T3)和VC2(T3)可分別由以下公式(5)和公式(6)來表示。
            
公式(5)VC1(T3)=VDD-|Vth|-C2C1+C2Vdata-C1C1+C2Vref]]>公式(6)VC2(T3)=VDD-|Vth|-C2C1+C2(Vdata-Vref)-VCL]]>接著，在第四周期T4中，依賴于視頻信號電壓Vdata的電流IOLED流入發光元件316，以使發光元件316發光。此時，假定第一晶體管的柵-源電壓為Vgs(T4)，則Vgs(T4)可由以下公式(7)來表示。由此，流入發光元件316的電流IOLED可由以下公式(8)來表示。
            
公式(7)|Vgs(T4)|=VDD-VC2(T3)-VCL=|Vth|-C1C1+C2(Vdata-Vref)]]>公式(8)IOLED=β2(|Vgs(T4)|-|Vth|)2=β2(C1C1+C2)2(Vdata-Vref)2]]>注意，為在第四周期T4中導通第一晶體管301，視頻信號電壓Vdata被設為低于或等于參考電位Vref。
            
另外，作為另一示例，圖36示出了圖9所示的像素電路的一個示例，其中第二存儲電容器的第二電極連接到電容線，而第三晶體管的第二端子連接到參考線。在圖36中，在圖9所示的像素電路中額外設置了參考線3617。然后，第二存儲電容器907的第二電極連接到電容線915，且第三晶體管903的第二端子連接到參考線3617。
            
另外，向參考線3617施加參考電位Vref。
            
圖36所示的像素電路的操作過程幾乎與圖9所示的像素電路的操作過程一樣。與圖9所示的像素電路的操作過程的不同之處在于第一存儲電容器906和第二存儲電容器907中保持的電壓的電平以及在發光周期T4中流入發光元件的電流IOLED的量。在發光周期T4中流入發光元件916的電流IOLED的量可與圖35所示的像素電路相類似地由公式(8)來表示。
            
接著，在第四周期T4中，將視頻信號電壓Vdata設為高于或等于參考電位Vref以導通第一晶體管901。
            
以此方式，在圖35和圖36所示的像素電路中，如可從公式(8)中所見，流入發光元件的電流IOLED依賴于視頻信號電壓Vdata和參考電位Vref之差。
            
注意，在圖35和36所示的像素電路中，未特別限制參考電位Vref的電位范圍。
            
以此方式，通過單獨提供電容線和參考線，可單獨控制電容線和參考線的電位。另外，盡管在實施方式1到實施方式4所示的像素構造中，視頻信號電壓Vdata的電位范圍依賴于電容線的電位VCL，但在本實施方式所示的像素構造中，視頻信號電壓Vdata的電位范圍依賴于參考電位Vref。因此，可通過將電容線的電位VCL固定在適當的電平并將參考電位Vref設在一最優范圍內，而將視頻信號電壓Vdata的電位設在最優范圍內。
            
注意，盡管在本實施方式中單獨提供了參考線，但是參考線可由像素中已提供的另一引線來代替。例如，可使用第一到第五掃描線中的任一根作為參考線。還要注意，用作參考線的引線不限于當前行的像素中提供的引線之一，且由此它可以是另一行的像素中提供的任何引線。因此，無需另外設置初始化線，由此可減少引線數量，并增大像素的孔徑比。
            
本實施方式可與實施方式1到4自由組合。
            
在本實施方式中，將描述本發明的顯示裝置的像素布局。例如，圖37示出了圖3所示的像素電路的布局。注意，圖37和圖3共同的部分用共用的參考標號來表示。還要注意，布局不限于圖37。
            
圖3所示的像素電路包括第一晶體管301到第五晶體管305、第一存儲電容器306、第二存儲電容器307、信號線308、第一掃描線309到第四掃描線312、第一電源線313、第二電源線314、電容線315和發光元件316。
            
第一掃描線319到第四掃描線312由第一引線形成，而信號線308、第一電源線313、第二電源線314和電容線315由第二引線形成。
            
在上柵極結構的情況下，按襯底、半導體層、柵絕緣膜、第一引線、層間絕緣膜和第二引線的次序依次堆疊各膜。另一方面，在下柵極結構的情況下，按襯底、第一引線、柵絕緣膜、半導體層、層間絕緣膜和第二引線的次序依次堆疊各膜。
            
注意，在本實施方式的像素構造中，當第一晶體管301被形成為在第一晶體管301到第五晶體管305之中具有最大W/L(溝道寬度W與溝道長度L之比)值時，可進一步增大在第一晶體管301的漏極和源極之間流動的電流。因此，可在第三周期T3中用較大的電流來進行獲得基于視頻信號電壓Vdata和第一晶體管301的閾電壓|Vth|的電壓的操作，這導致更快的操作。此外，可進一步增大在第四周期T4中流入發光元件的電流IOLED，這導致更高的亮度。為獲得在所有晶體管中具有最大W/L值的第一晶體管301，第一晶體管301被形成為在圖37中的第一晶體管301到第五晶體管305中具有最大溝道寬度W。
            
還要注意，盡管本實施方式示出了第一晶體管301到第五晶體管305具有單柵極結構，但是本發明不限于此。第一晶體管301到第五晶體管305的結構可以是各種模式。例如，可采用具有兩個或多個柵電極的多柵極結構。當采用多柵極結構時，提供了溝道區串聯連接的結構；因此，提供了多個晶體管串聯連接的結構。通過采用多柵極結構，可減小截止電流，并且可增大耐受電壓以提高晶體管的可靠性，且即使在晶體管于飽和區中工作時漏-源電壓波動，也可在不導致漏-源電流有很大波動的情況下提供平坦特性。另外，可采用在溝道之上和之下形成柵電極的結構。通過使用在溝道之上和之下形成柵電極的結構，擴大了溝道區以增大流過其中的電流量，并且可容易地形成耗盡層以增大S值。當在溝道之上和之下形成柵電極時，提供了其中多個晶體管并聯連接的結構。
            
另外，可采用以下結構的任一種在溝道之上形成柵電極的結構；在溝道之下形成柵電極的結構；交錯結構；反向交錯結構；以及溝道區被劃分成多個區域，且所劃分的區域并聯或串聯連接的結構。另外，溝道(或其一部分)可與源電極或漏電極重疊。通過形成溝道(或其一部分)與源電極或漏電極重疊的結構，可防止電荷在溝道一部分中局部累積，否則這會導致不穩定的操作。另外，可設置一LDD(輕摻雜漏極)區。通過設置LDD區，可減小截止電流并且可增大耐受電壓以提高晶體管的可靠性，且即使在晶體管于飽和區中工作時漏-源電壓發生波動，也可在不導致漏-源電流有很大波動的情況下提供平坦特性。
            
注意，引線和電極通過使用從以下各項中選擇的一個或多個元素來形成鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、釹(Nd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鈧(Sc)、鈷(Co)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、硅(Si)、磷(P)、硼(B)、砷(As)、鎵(Ga)、銦(In)、錫(Sn)和氧(O)；含有這些元素的一種或多種的化合物或合金(例如，氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻雜了氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)、鋁-釹(Al-Nd)、鎂-銀(Mg-Ag)等)；通過組合這些化合物得到的襯底；等等。或者，可使用硅和上述材料的化合物(硅化物)(例如，硅化鋁、硅化鉬、硅化鎳等)或氮和上述材料的化合物(例如，氮化鈦、氮化鉭、氮化鉬等)。
            
還要注意，硅(Si)可含有大量n型雜質(磷等)或p型雜質(硼等)。當硅含有這些雜質時，可提高導電性，以使硅以類似于普通導體的方式來表現；因此，它可被容易地用作引線或電極。硅可具有單晶態、多晶態(多晶硅)、或非晶態(非晶硅)中的任一種。通過使用單晶硅或多晶硅，可減小電阻。另一方面，通過使用非晶硅，可通過簡單的工藝來制造引線或電極。注意，由于鋁和銀具有高導電性，因此可通過使用它們來減小信號延遲。此外，由于鋁和銀可被容易地蝕刻，因此它們可被容易地形成圖案以允許進行微制造。
            
還要注意，銅具有高導電性；因此，可通過使用銅來減小信號延遲。使用鉬也是合乎需要的，因為即使在它接觸硅或諸如ITO或IZO等氧化物半導體時，也可在不引起諸如材料缺陷等問題的情況下來制造，同時，它可被容易地形成圖案并蝕刻，且具有高耐熱性。使用鈦也是合乎需要的，因為即使在它接觸硅或諸如ITO或IZO等氧化物半導體時也可在不引起諸如材料缺陷等問題的情況下來制造，且同時它可被容易地形成圖案并蝕刻，且具有高耐熱性。使用鎢或釹也是合乎需要的，因為它們都具有高耐熱性。具體地，當采用釹和鋁的合金時，提高了耐熱性，以使鋁幾乎沒有凸起物(hillock)，這是合乎需要的。還要注意，氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、摻雜了氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅(ZnO)和硅(Si)具有透光特性；因此，它們可用于透光部分，這是合乎需要的。例如，這些材料可用作像素電極或公共電極。
            
還要注意，這些材料可在單層或疊層中形成以形成引線或電極。當采用單層時，可簡化制造過程以減少制造時間，由此降低成本。另一方面，當采用多層結構時，可有效地利用每一材料的優點，同時可減小每一材料的缺點，由此可形成具有高性能的引線或電極。例如，當形成多層結構以包含低電阻材料(例如，鋁等)時，可減小引線的電阻。另外，當形成多層結構以包含高耐熱性材料，諸如將具有缺點的低耐熱性材料夾在高耐熱性材料之間的疊層結構，可整體提高引線或電極的耐熱性。
            
例如，形成將含有鋁的層夾在含有鉬或鈦的層之間的疊層結構是合乎需要的。另外，在引線或電極具有與由另一材料制成的另一引線或電極直接接觸的部分等的情況下，它們會不利地彼此影響。例如，存在一種材料混合到另一種材料中，由此改變材料特性，進而阻礙原始目的或引起制造過程中的問題以使無法實現正常制造的情況。在這一情況下，問題可通過將一層夾在其它層之間或用另一層覆蓋一層來解決。例如，當使氧化銦錫(ITO)和鋁彼此接觸時，理想的是在它們之間夾有鈦或鉬。另外，當使硅和鋁彼此接觸時，理想的是在它們之間夾有鈦或鉬。
            
根據本實施方式的像素，假定類似于圖3所示的像素電路，對第四晶體管304使用n溝道晶體管，則與使用p溝道晶體管的情況相比，可減小第四晶體管304的漏電流。因此，可減小保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電荷的泄漏，這導致保持在第一存儲電容器306和第二存儲電容器307中的電壓的更小波動。因此，特別是在發光周期中，向第一晶體管301的柵極端子連續施加了恒定電壓。由此，可向發光元件提供恒定電流。結果，發光元件能以恒定亮度發光，由此降低了亮度不均勻性。
            
注意，本實施方式可與實施方式1到5中的任一個自由組合。
            
在本實施方式中，將對顯示裝置的信號線驅動電路、掃描線驅動電路等的構造和操作進行描述。
            
例如，具有其操作用圖3和圖9所示的信號線和第一到第四掃描線來控制的像素電路的顯示裝置具有如圖38所示的構造。圖38所示的顯示裝置包括像素部分3801、第一掃描線驅動電路3802到第四掃描線驅動電路3805、以及信號線驅動電路3806。
            
此處，第一掃描線驅動電路3802到第四掃描線驅動電路3805是分別用于向第一掃描線3807到第四掃描線3810順序輸出選擇信號的驅動電路。
            
首先，將對信號線驅動電路進行描述。信號線驅動電路3806向像素部分3801順序輸出視頻信號。在像素部分3801中，通過控制像素響應于視頻信號的發光狀態來顯示圖像。
            
圖39A和39B示出了信號線驅動電路3806的示例性構造。圖39A示出了在用行順序驅動(line sequential drive)向像素提供信號的情況下信號線驅動電路3806的示例。本情況下的信號線驅動電路3806包括移位寄存器3901、第一鎖存電路3902、第二鎖存電路3903和放大器電路3904作為主要部件。注意，放大器電路3904可具有將數字信號轉換成模擬信號的功能或伽馬糾正的功能。
            
此處，將簡要描述圖39A所示的信號線驅動電路3806的操作。時鐘信號(S-CLK)、起始脈沖(S-SP)和反向時鐘信號(S-CLKB)被輸入到移位寄存器3901，且采樣脈沖根據這些信號的定時順序輸出。
            
從移位寄存器3901輸出的采樣脈沖被輸入到第一鎖存電路3902。第一鎖存電路3902從視頻信號線接收具有電壓Vdata的視頻信號，并根據采樣脈沖的輸入定時將視頻信號保持在第一鎖存電路3902的相應級中。
            
當完成了在第一鎖存電路3902的相應級中對視頻信號的保持時，在水平回掃周期中從鎖存控制線輸入鎖存信號，以使保持在第一鎖存電路3902中的視頻信號一次全部傳送到第二鎖存電路3903。之后，保持在第二鎖存電路3903中的一行視頻信號并發地輸入到放大器電路3904。然后，在放大器電路3904中放大視頻信號電壓Vdata的幅度，并且將視頻信號從相應的信號線輸入到像素部分3801。
            
在保持在第二鎖存電路3903中的視頻信號輸入到放大器電路3904并隨后輸入到像素部分3801的同時，移位寄存器3901再一次輸出采樣脈沖。即，同時執行兩個操作。因此，可執行行順序驅動。之后，重復這些操作。
            
注意，存在用點順序驅動(dot sequential drive)向像素提供信號的情況。圖39B示出了這一情況下的信號線驅動電路3806的示例。這一情況下的信號線驅動電路3806包括移位寄存器3901和采樣電路3905。采樣脈沖從移位寄存器3901輸出到采樣電路3905。另外，采樣電路3905從視頻信號線接收具有電壓Vdata的視頻信號，并響應于采樣脈沖順序地向像素部分3801輸出視頻信號。因此，可執行點順序驅動。
            
接著，將描述掃描線驅動電路。第一掃描線驅動電路3802到第四掃描線驅動電路3805向像素部分3801順序地輸出選擇信號。圖40示出了第一掃描線驅動電路3802到第四掃描線驅動電路3805的一個示例性構造。掃描線驅動電路包括移位寄存器4001、放大器電路4002等作為主要部件。
            
接著，將簡要描述圖40所示的第一掃描線驅動電路3802到第四掃描線驅動電路3805的操作。時鐘信號(G-CLK)、起始脈沖(G-SP)和反向時鐘信號(G-CLKB)被輸入到移位寄存器4001，并且根據這些信號的定時順序地輸出采樣脈沖。輸出的采樣脈沖在放大器電路4002中放大，并通過相應的掃描線輸入到像素部分3801。
            
注意，放大器電路4002可包括緩沖電路或電平移位電路。另外，除移位寄存器4001和放大器電路4002之外，掃描線驅動電路還可包括脈寬控制電路等。
            
通過使用如上所述的信號線驅動電路和掃描線驅動電路，可驅動本發明的像素電路。
            
注意，在例如圖17所示的像素電路那樣第三晶體管和第四晶體管具有不同類型的導電性的情況下，彼此反向的選擇信號被輸入到第二和第三掃描線。因此，可通過使用第二掃描線驅動電路或第三掃描線驅動電路中的任一個來控制輸入到第二或第三掃描線中的任一根的選擇信號，而可向其它掃描線輸入其反向的信號。圖41示出了這一情況下的顯示裝置的示例性構造。在圖41中，輸入到第二掃描線3808的選擇信號用第二掃描線驅動電路3803來控制。另外，通過反向輸入到第二掃描線3808的選擇信號而獲得的信號是通過使用反相器3812來產生的，該信號被輸入到第三掃描線3809。
            
另外，在例如圖3和圖9所示的像素電路那樣第三晶體管和第四晶體管具有相同的導電類型的情況下，相同的選擇信號被輸入到第二和第三掃描線。因此，可如圖15和圖16所示的像素電路那樣用相同的掃描線來控制第三和第四晶體管。圖42示出了這一情況下的顯示裝置的示例性構造。在圖42中，第三晶體管和第四晶體管用第二掃描線3808來控制，且第二掃描線3808用第二掃描線驅動電路3803來控制。
            
注意，信號線驅動電路、掃描線驅動電路等的構造不限于圖38到圖42所示的那些。
            
還要注意，本發明的晶體管可以是任何類型的晶體管，并且可以在任何襯底上形成。因此，圖38到圖42所示的所有電路都可在玻璃襯底、塑料襯底、單晶襯底、SOI襯底或任何其它襯底上形成。或者，圖38到圖42所示的電路的一部分可在一個襯底上形成，而圖38到圖42所示的電路的另一部分可在另一襯底上形成。即，并不要求圖38到圖42所示的所有電路都在同一襯底上形成。例如，在圖38到圖42中，像素部分和掃描線驅動電路可在玻璃襯底上形成，而信號線驅動電路(或其一部分)可在單晶襯底上形成，以使IC芯片通過COG(玻璃上芯片)接合而連接到玻璃襯底。或者，IC芯片可通過TAB(載帶自動接合)或印刷板而連接到玻璃襯底。
            
注意，本實施方式可與實施方式1到6中的任一個自由組合。
            
  
            
在本實施方式中，將參考圖67等對用于本發明顯示裝置的顯示面板進行描述。注意，圖67A示出了顯示面板的俯視圖，圖67B示出了沿圖67A中的線A-A’所取的橫截面。該顯示面板包括信號線驅動電路6701、像素部分6702、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706，它們用虛線示出。該顯示面板還包括密封襯底6704和密封劑6705，且密封劑6705內側是空間6707。
            
注意，引線6708是用于發送要輸入到第一掃描線驅動電路6703、第二掃描線驅動電路6706和信號線驅動電路6701的信號，且用于從擔當外部輸入端子的FPC6709(柔性印刷電路)接收視頻信號、時鐘信號、起始信號等的引線。IC芯片6719和6720(結合了存儲器電路、緩沖電路等的半導體芯片)通過COG(玻璃上芯片)接合等安裝在相應FPC6709和顯示面板之間的連接部分上。盡管圖中僅示出了一個FPC，但是可將印刷線路板(PWB)附連到FPC。
            
接著，將參考圖67B描述橫截面結構。盡管像素部分6702及其外圍驅動電路(第一掃描線驅動電路6703、第二掃描線驅動電路6706和信號線驅動電路6701)實際形成于襯底6710上，但此處僅示出了信號線驅動電路6701和像素部分6702。
            
注意，信號線驅動電路6701是由諸如晶體管6721和晶體管6722等多個晶體管構造的。另外，盡管本實施方式示出了像素部分和外圍驅動電路形成于同一襯底上的顯示面板，但本發明不必限于此，且部分或全部外圍驅動電路可形成于IC芯片中，以使它通過COG接合等而安裝到顯示面板上。
            
像素部分6702包括構成各自包括開關晶體管6711和驅動晶體管6712的像素的多個電路。注意，驅動晶體管6712的源電極連接到第一電極6713。另外，形成覆蓋第一電極6713的邊緣的絕緣體6714。此處，絕緣體6714是通過使用正型光敏丙烯酸樹脂膜來形成的。
            
為獲得卓越的覆蓋，將絕緣體6714的上邊緣或下邊緣形成為具有帶曲率的彎曲表面。例如，在使用正型光敏丙烯酸作為絕緣體6714的材料的情況下，較佳的是僅將絕緣體6714的上邊緣形成為具有一曲率半徑(0.2到3μm)。或者，可通過使用通過光在蝕刻劑中變為不溶的負型光刻膠或通過光在蝕刻劑中變為可溶的正型光刻膠來形成絕緣體6714。
            
含有有機化合物的層6716和第二電極6717形成于第一電極6713上。此處，作為用于擔當陽極的第一電極6713的材料，理想地使用具有高功函數的材料。例如，第一電極6703可用諸如ITO(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZO)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜或Pt膜等單膜；氮化鈦膜和含有鋁作為其主要成分的膜的疊層；氮化鈦膜、含有鋁作為其主要成分的膜、以及氮化鈦膜的三層結構；等等來形成。當第一電極6703被形成為具有疊層結構時，可獲得作為引線的低電阻，可形成卓越的歐姆接觸，并且第一電極6703還可擔當陽極。
            
含有有機化合物的層6716是通過使用汽相沉積掩模的汽相沉積法或噴墨法來形成的。含有有機化合物的層6712的一部分是通過使用周期表中第4組的金屬配合物來形成的，該金屬配合物可與低分子材料或高分子材料的任一種組合。一般而言，用于含有有機化合物的層的材料通常是單層或疊層的有機化合物；然而，也可使用其中部分地由有機化合物制成的膜含有無機化合物的結構。此外，可使用已知的三重態材料。
            
作為用于形成于含有有機化合物的層6716上的擔當陰極的第二電極6717的材料，可使用具有低功函數(例如，Al、Ag、Li或Ca；諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化鈣等其合金)的材料。注意，在使含有有機化合物的層6716中產生的光穿過第二電極6717的情況下，第二電極6717較佳地由金屬薄膜和透明導電膜(例如，ITO(氧化銦和氧化錫的合金)、氧化銦和氧化鋅的合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層形成。
            
此外，通過將密封襯底6704用密封劑6705附連到襯底6710，形成了在由襯底6710、密封襯底6704和密封劑6705圍繞的空間6707中設置發光元件6718的結構。注意，空間6707可以用惰性氣體(例如，氮、氬等)來填充，或用密封劑6705來填充。
            
還要注意，密封劑6705較佳地用環氧樹脂來形成。另外，這一材料理想地傳導盡可能少的濕氣和氧氣。作為用于密封襯底6704的材料，除玻璃襯底或石英襯底之外，還可使用由FRP(玻璃纖維加固的塑料)、PVF(聚氟乙烯)、邁拉(Mylar)、聚酯丙烯酸等制成的塑料襯底。
            
以此方式，可獲得具有本發明的像素構造的顯示面板。
            
通過如圖67A和67B所示在同一襯底上形成信號線驅動電路6701、像素部分6702、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706，可實現顯示裝置的成本降低。另外，在這一情況下，當通過使用同一導電類型的晶體管來形成信號線驅動電路6701、像素部分6702、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706時，可簡化制造過程，這導致進一步的成本降低。此外，通過對用于信號線驅動電路6701、像素部分6702、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706的晶體管的半導體層使用非晶硅，可實現進一步的成本降低。
            
注意，顯示面板的結構不限于如圖67A所示的信號線驅動電路6701、像素部分6702、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706形成于同一襯底上的結構，并且可使用信號線驅動電路6701形成于IC芯片中以使其通過COG接合等安裝在顯示面板上的結構。
            
即，僅將進行高速操作所需的信號線驅動電路使用CMOS等形成于IC芯片中以實現低功耗。另外，通過使用諸如硅晶片等半導體芯片來形成IC芯片，可實現更高速的操作和更低的功耗。
            
通過在同一襯底上形成掃描線驅動電路和像素部分，可實現成本降低。注意，當掃描線驅動電路和像素部分是通過使用同一導電類型的晶體管來形成的時候，可實現進一步的成本降低。作為包括在像素部分中的像素的構造，可使用實施方式3所示的構造。另外，通過對晶體管的半導體層使用非晶硅，可簡化制造過程，這可導致進一步的成本降低。
            
以此方式，可實現高清晰度顯示裝置的成本降低。另外，通過將結合了功能電路(例如，存儲器或緩沖器)的IC芯片安裝在FPC6709和襯底6710之間的連接部分上，可有效地利用襯底面積。
            
或者，當在IC芯片中形成了圖67A中的信號線驅動電路6701、第一掃描線驅動電路6703和第二掃描線驅動電路6706之后，可通過COG接合等將IC芯片安裝在顯示面板上。以此方式，可進一步降低高清晰度顯示裝置的功耗。因此，為獲得具有更低功耗的顯示裝置，對像素部分中使用的晶體管的半導體層使用多晶硅。
            
另外，通過對像素部分6702中的晶體管的半導體層使用非晶硅，可實現進一步的成本降低。此外，可制造大型顯示面板。
            
注意，掃描線驅動電路的位置不限于像素的行方向，且信號線驅動電路的位置不限于像素的列方向。
            
圖68示出了可應用于發光元件6718的發光元件的一個示例。
            
圖68所示的發光元件具有這樣的結構，其中襯底6801、陽極6802、由空穴注入材料制成的空穴注入層6803、由空穴輸運材料制成的空穴輸運層6804、發光層6805、由電子輸運材料制成的電子輸運層6806、由電子注入材料制成的電子注入層6807和陰極6808依次層疊。此處，發光層6805有時是由一種發光材料形成的，但是它可由兩種或更多種發光材料形成。另外，本發明的元件結構不限于此。
            
除圖68所示的層疊每一功能層的層疊結構之外，可采用各種各樣的元件結構，諸如使用高分子化合物的元件以及利用在從三重態激發態返回時發光的三重態發光材料作為發光層的高效元件。本發明的發光元件也可應用于可通過使用空穴阻擋層來控制載流子的重組區并將發光區劃分成兩個區域來獲得的發白光的元件。
            
接著，將描述圖68所示的本發明的元件的制造方法。首先，在具有陽極6802(ITO氧化銦錫)的襯底6801上依次沉積空穴注入材料、空穴輸運材料和發光材料。接著，沉積電子輸運材料和電子注入材料，最后通過汽相沉積形成陰極6808。
            
接著，將描述適用于空穴注入材料、空穴輸運材料、電子輸運材料、電子注入材料和發光材料的材料。
            
作為空穴注入材料，可有效地使用諸如卟啉基化合物、酞菁(縮寫H2Pc)或酞菁銅(縮寫CuPc)等有機化合物。另外，可使用具有比空穴輸運材料更低的電離電位且具有空穴輸運功能的材料作為空穴注入材料。也存在化學地摻雜的導電高分子化合物，諸如用聚苯乙烯磺酸酯(縮寫PSS)摻雜的聚苯胺和聚亞乙基二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene)(縮寫PEDOT)或聚苯胺。另外，絕緣高分子化合物在平坦化方面也是有效的，且通常使用聚酰亞胺(縮寫PI)作為這一材料。此外，也可使用無機化合物，包括金、銀等的金屬薄膜、氧化鋁(縮寫礬土)的超薄膜等等。
            
作為最廣泛用作空穴輸運材料的材料，存在芳族胺化合物(具有苯環-氮鍵的材料)。作為最廣泛使用的材料，存在4，4′-二(苯基氨基)-聯苯(縮寫TAD)、諸如4，4′-二[N-(3-甲基苯基)N-苯基-氨基]-聯苯(縮寫TPD)和4，4′-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯苯(縮寫α-NPD)等其衍生物。此外，也可給出星型爆炸式(star burst)芳族胺化合物作為示例，包括4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫TDATA)或4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]三苯胺(縮寫MTDATA)。
            
作為電子輸運材料，通常使用金屬配合物，包括具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬配合物，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫Alq3)、BAlq、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫Almq)或二(10-羥基苯并[h]-羥基喹啉)鈹(縮寫BeBq)。除此之外，也可使用具有噁唑基或噻唑基配體的金屬配合物，如二[2-(2-羥基苯基)-benzoxazolato]鋅(縮寫Zn(BOX)2)或二[2-(2-羥基苯基)-benzothiazolato]鋅(縮寫Zn(BTZ)2)。此外，除金屬配合物之外，可使用以下具有電子輸運特性的材料諸如2-(4-聯苯基基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(縮寫PBD)或OXD-7等噁二唑衍生物；諸如TAZ或3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙苯基)-5-(4-聯苯基)-1，2，4-三唑(縮寫p-EtTAZ)等三唑衍生物；以及諸如紅菲繞啉(縮寫BPhen)或BCP等菲咯啉衍生物。
            
作為電子注入材料，可使用上述電子輸運材料。另外，通常使用諸如氟化鈣、氟化鋰或氟化銫等金屬鹵化物以及諸如氧化鋰等堿金屬氧化物。此外，諸如乙酰丙酮鋰(縮寫Li(acac))或8-羥基喹啉鋰(縮寫Liq)等堿金屬配合物也是有效的。
            
作為發光材料，除上述諸如Alq3、Almq、BeBq、BAlq、Zn(BOX)2、或Zn(BTZ)2等金屬配合物之外，各種熒光顏料是有效的。作為熒光顏料，存在發藍光的4，4′-二(2，2′-二苯基-乙烯基)-聯苯、發橙紅光的4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃等。另外，也可使用三重態發光材料，它們主要是具有鉑或銥作為中心金屬的配合物。作為三重態發光材料，已知有以下材料三(2-苯基吡啶)銥、二(2-(4′-tryl)吡啶-N，C2′)乙酰丙酮銥(縮寫acacIr(tpy)2”)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H卟啉-鉑等。
            
通過組合具有相應功能的上述材料，可制造高度可靠的發光元件。
            
另外，可使用具有按與圖68所示的順序相反的順序層疊的層的發光元件。即這樣一種結構，其中襯底6801、陰極6808、由電子注入材料制成的電子注入層6807、由電子輸運材料制成的電子輸運層6806、發光層6805、由空穴輸運材料制成的空穴輸運層6804、由空穴注入材料制成的空穴注入層6803和陽極6802依次層疊。
            
為萃取從發光元件發出的光，要求陽極和陰極中的至少一個是透明的。在襯底上形成TFT和發光元件。作為發光元件的結構，存在通過襯底的相對側萃取光的上發光結構(top-emission structure)、通過襯底側來萃取光的下發光結構(bottom-emission structure)以及通過襯底側和其相對側兩者來萃取光的雙發光結構(dual-emission structure)。本發明的像素布局可應用于具有上述發光結構中的任一種的發光元件。
            
將參考圖69A描述具有上發光結構的發光元件。
            
在襯底6900上形成驅動晶體管6901，并且與驅動晶體管6901的源電極相接觸地形成第一電極6902。在其上形成含有有機化合物的層6903和第二電極6904。
            
注意，第一電極6902是發光元件的陽極，而第二電極6904是發光元件的陰極。即，發光元件對應于含有有機化合物的層6903夾在第一電極6902和第二電極6904之間的區域。
            
作為擔當陽極的第一電極6902的材料，理想地使用具有高功函數的材料。例如，第一電極6902可通過使用諸如氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜或Pt膜等單層膜；氮化鈦膜和含有鋁作為其主要成分的膜的疊層；氮化鈦膜、含有鋁作為其主要成分的膜、以及氮化鈦膜的三層結構；等來形成。注意，當第一電極6902被形成為具有疊層結構時，可獲得作為引線的低電阻，可形成卓越的歐姆接觸，并且第一電極6902還可擔當陽極。通過使用反光金屬膜，可形成不透光的陽極。
            
作為擔當陰極的第二電極6904的材料，較佳地使用由具有低功函數的材料(Al、Ag、Li或Ca，或諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化鈣等其合金)制成的金屬薄膜和透明導電膜(氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(Zno)等)的疊層。通過以此方式使用金屬薄膜和透明導電膜，可形成能透光的陰極。
            
由此，可如圖69A中的箭頭所示的通過上表面來萃取從發光元件發出的光。即，在對圖67A和67B所示的顯示面板使用這一發光元件的情況下，光發射到密封襯底6704的一側。因此，當對顯示裝置使用具有上發光結構的發光元件時，對密封襯底6704使用透光襯底。
            
另外，在設置了光學膜的情況下，該光學膜可被設置在密封襯底6704上。
            
注意，第一電極6902也可通過使用諸如MgAg、MgIn或AlLi等具有低功函數的材料制成的金屬膜來形成，以擔當陰極。在這一情況下，第二電極6904可通過使用諸如氧化銦錫(ITO)膜或氧化銦鋅(IZO)膜等透明導電膜來形成。因此，該結構可提高可穿過上表面發射的光的透射比。
            
接著，將參考圖69B描述具有下發光結構的發光元件。由于除發光結構之外的其它全部結構都與圖69A的相同，因此在圖69A和69B中使用相同的參考標號。
            
作為擔當陽極的第一電極5902的材料，理想地使用具有高功函數的材料。例如，第一電極6902可通過使用諸如氧化銦錫(ITO)膜或氧化銦鋅(IZO)膜等透明導電膜來形成。通過使用具有透光性的透明導電膜，可形成能透光的陽極。
            
作為擔當陰極的第二電極6904的材料，可使用由具有低功函數的材料(Al、Ag、Li或Ca，或諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化鈣等其合金)制成的金屬膜。通過以此方式使用反光金屬膜，可形成不透光的陰極。
            
由此，可如圖69B中的箭頭所示的那樣通過下表面萃取發光元件發出的光。即，在對圖67A和67B所示的顯示面板使用這一發光元件的情況下，朝著襯底6710的一側發光。由此，當對顯示裝置使用具有下發光結構的發光元件時，使用透光襯底作為襯底6710。
            
另外，在設置光學膜的情況下，可將光學膜設置在襯底6710上。
            
接著，將參考圖69C描述具有雙發光結構的發光元件。由于除發光結構之外的其它全部結構都與圖69A的相同，因此將在圖69A和圖69C中使用相同的參考標號。
            
作為擔當陽極的第一電極6902的材料，理想地使用具有高功函數的材料。例如，第一電極6902可通過使用諸如ITO(氧化銦錫)膜或氧化銦鋅(IZO)膜等透明導電膜來形成。通過使用透光導電膜，可形成能透光的陽極。
            
作為擔當陰極的第二電極6904的材料，較佳的是使用由具有低功函數的材料(Al、Ag、Li或Ca，或諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或氮化鈣等其合金)制成的金屬薄膜和透明導電膜(ITO氧化銦錫、氧化銦和氧化鋅的合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層。通過以此方式使用具有透光性的金屬薄膜和透明導電膜，可形成能透光的陰極。
            
由此，可如圖69C中的箭頭所示的那樣通過兩個表面來萃取發光元件發出的光。即，在對圖67A和67B所示的顯示面板使用這一發光元件的情況下，朝著襯底6710和密封襯底6704的兩側發光。由此，當對顯示裝置使用具有雙發光結構的發光元件時，襯底6710和密封襯底6704兩者都是通過使用透光襯底來形成的。
            
另外，在設置光學膜的情況下，可將光學膜分別設置在襯底6710和密封襯底6704上。
            
此外，本發明可應用于通過使用發白光的元件和濾色片來進行全色顯示的顯示裝置。
            
如圖70所示，在襯底7000上形成基膜7002，在基膜7002上形成驅動晶體管7001，且與驅動晶體管7001的源電極相接觸地形成第一電極7003。另外，在其上形成含有有機化合物的層7004和第二電極7005。
            
注意，第一電極7003是發光元件的陽極，而第二電極7005是發光元件的陰極。即，發光元件對應于其中含有有機化合物的層7004夾在第一電極7003和第二電極7005之間的區域。采用圖70所示的結構，獲得了白光發射。在發光元件之上設置了紅濾色片7006R、綠濾色片7006G和藍濾色片7006B，由此可進行全色顯示。另外，設置了黑底(black matrix)(也稱為“BM”)7007來隔離這些濾色片。
            
上述發光元件的結構可組合使用，并且可適當地應用于本發明的顯示裝置。注意，以上所描述的顯示面板和發光元件的結構僅是說明性的，且由此本發明可應用于具有其它結構的顯示裝置。
            
接著，將描述顯示面板的像素部分的部分橫截面。
            
首先，將參考圖71A、71B、72A、72B、73A和73B對使用多晶硅(p-Si:H)膜作為晶體管的半導體層的情況進行描述。
            
此處，通過例如用已知的膜沉積法在襯底上形成非晶硅(a-Si)膜而獲得半導體層。注意，半導體膜不限于非晶硅膜，并且可使用具有非晶結構的任何半導體膜(包括微晶半導體膜)。此外，可使用諸如非晶硅鍺膜等具有非晶結構的復合半導體膜。
            
然后，通過激光結晶、利用RTA或退火爐的熱結晶、利用促進結晶的金屬元素的熱結晶等來使非晶硅膜結晶。無需說，這些結晶可組合進行。
            
作為上述結晶的結果，在非晶半導體膜的一部分中形成結晶區。
            
接著，對具有局部提高的結晶度的結晶半導體膜形成圖案為期望的圖形，并且用結晶區來形成島形半導體膜。該半導體膜用作晶體管的半導體層。
            
如圖71A所示，在襯底7101上形成基膜7102，并且在其上形成半導體層。半導體層包括擔當驅動晶體管7118的源極或漏極區的溝道形成區7103、LDD區7104以及雜質區7105。半導體層還包括聯合擔當電容器7119的下電極的溝道形成區7106、LDD區7107和雜質區7108。注意，可對溝道形成區7103和溝道形成區7106進行溝道摻雜。
            
作為襯底，可使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。作為基膜7102，可使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)等的單層，或其疊層。
            
柵電極7110和電容器7119的上電極7111形成于半導體層上，且柵絕緣膜7109夾在這兩者之間。
            
形成第一層間絕緣膜7112以覆蓋驅動晶體管7118和電容器7119。然后，在第一層間絕緣膜7112上形成引線7113，以使引線7113通過接觸孔與雜質區7105接觸。與引線7113相接觸地形成像素電極7114，并且形成絕緣體7115以覆蓋像素電極7114和引線7113的邊緣。此處，用正型光敏丙烯酸樹脂膜來形成像素電極7114。然后，在像素電極7114上形成含有有機化合物的層7116和對置電極7117。由此，在其中含有有機化合物的層7116夾在像素電極7114和對置電極7117之間的區域中形成發光元件7120。
            
另外，如圖71B所示，可通過將形成電容器7119的下電極的一部分的LDD區延伸到內側來提供與電容器7119的上電極7111的一部分重疊的區域7121。注意，與圖71A中共同的部分用相同的參考標號來表示，且省略其描述。
            
另外，如圖72A所示，可提供第二上電極7122，它在與同驅動晶體管7118的雜質區7105有接觸的引線7113相同的層中形成。注意，與圖71A共同的部分用相同的參考標號來表示，且由此省略其描述。另外，由于第二上電極7122與雜質區7108有接觸，因此具有其中柵絕緣膜7109夾在上電極7111和溝道形成區7106之間的結構的第一電容器，以及具有其中層間絕緣膜7112夾在上電極7111和第二上電極7122之間的結構的第二電容器并聯連接，從而獲得具有第一電容器和第二電容器的電容器7123。由于電容器7123具有第一電容器和第二電容器的總電容，因此可在小面積中形成具有高電容的電容器。即，可通過使用這一電容器作為本發明的像素構造中的電容器來進一步增大孔徑比。
            
或者，可采用圖72B所示的電容器的結構。在襯底7201上形成基膜7202，并且在其上形成半導體層。半導體層包括擔當驅動晶體管7218的源極或漏極的溝道形成區7203、LDD區7204和雜質區7205。注意，可對溝道形成區7203進行溝道摻雜。
            
作為襯底，可使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。作為基膜7202，可使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)等的單層，或其疊層。
            
在半導體層上形成柵電極7207和第一電極7208，且柵絕緣膜7206夾在這兩者之間。
            
形成第一層間絕緣膜7209以覆蓋驅動晶體管7218和第一電極7208。然后，在第一層間絕緣膜7209上形成引線7210，以使引線7210通過接觸孔與雜質區7205接觸。另外，在與引線7210的同一層中且用與其相同的材料形成第二電極7211。
            
此外，形成第二層間絕緣膜7212以覆蓋引線7210和第二電極7211。然后，在第二層間絕緣膜7212上形成像素電極7213，以使像素7213通過接觸孔與引線7210接觸。在與像素電極7213同一層中且用與其相同的材料形成第三電極7214。因此，用第一電極7208、第二電極7211和第三電極7214形成電容器7219。注意，參考標號7215是第三層間絕緣膜。
            
在像素電極7213上形成含有有機化合物的層7216和對置電極7217。由此，在其中含有有機化合物的層7216夾在像素電極7213和對置電極7217之間的區域中形成發光元件7220。
            
如上所述，可給出圖71A、71B、72A和72B中所示的每一結構作為使用結晶半導體膜作為半導體層的晶體管的示例性結構。注意，具有圖71A、71B、72A和72B所示的結構的晶體管是具有上柵極結構的晶體管的示例。即，LDD區可被形成為與柵電極重疊或不重疊，并且LDD區的一部分也可被形成為與柵電極重疊。此外，柵電極可具有錐形，且LDD區可用自對準的方式被設置在柵電極的錐形部分之下。另外，柵電極的數量不限于二，且可采用具有三個或更多柵電極的多柵極結構，或者也可采用單柵極結構。
            
通過使用結晶半導體膜作為本發明的像素中包括的晶體管的半導體層(例如，溝道形成區、源極區和漏極區等)，易于在與像素部分相同的襯底上形成掃描線驅動電路和信號線驅動電路。另外，可如圖67A和67B的顯示面板所示采用其中信號線驅動電路的一部分形成于與像素部分相同的襯底上，而該電路的另一部分形成于要通過COG接合等安裝在襯底上的IC芯片中的結構。采用該結構，可降低制造成本。
            
作為使用多晶硅(p-Si:H)作為半導體層的晶體管的結構，也可采用其中柵電極形成于襯底和半導體層之間的結構，即具有其中柵電極位于半導體層之下的下柵極結構的晶體管。圖73A和73B示出了使用具有下柵極結構的晶體管的顯示面板的像素部分的部分橫截面。
            
如圖73A所示，在襯底7301上形成基膜7302。然后，在基膜7302上形成柵電極7303。在與柵電極7303同一層中并用與其相同的材料形成第一電極7304。作為柵電極7303的材料，可使用摻雜了磷的多晶硅。不僅可使用多晶硅，而且還可使用作為金屬和硅的化合物的硅化物。
            
形成柵絕緣膜7305以覆蓋柵電極7303和第一電極7304。柵絕緣膜7305是通過使用氧化硅膜、氮化硅膜等來形成的。
            
在柵絕緣膜7305上形成半導體層。半導體層包括擔當驅動晶體管7322的源極或漏極區的溝道形成區7306、LDD區7307和雜質區7308。半導體層還包括聯合擔當電容器7323的第二電極的溝道形成區7309、LDD區7310和雜質區7311。注意，可對溝道形成區7306和溝道形成區7309進行溝道摻雜。
            
作為襯底，可使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。作為基膜7202，可使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)等的單層，或其疊層。
            
形成第一層間絕緣膜7312以覆蓋半導體層。然后，在第一層間絕緣膜7312上形成引線7313，以使引線7313通過接觸孔與雜質區7308接觸。在與引線7313同一層中并用與其相同的材料形成第三電極7314。用第一電極7304、第二電極和第三電極7314形成電容器7323。
            
另外，在第一層間絕緣膜7312中形成開口7315。形成第二層間絕緣膜7316以覆蓋驅動晶體管7322、電容器7323和開口7315。然后，在第二層間絕緣膜7316上形成像素電極7317，以使像素電極7317填充接觸孔。然后，形成絕緣體7318以覆蓋像素電極7317的邊緣。例如，可使用正型光敏丙烯酸樹脂膜作為絕緣體7318。隨后，在像素電極7317上形成含有有機化合物的層7319和對置電極7320。由此，在其中含有有機化合物的層7319夾在像素電極7317和對置電極7320之間的區域中形成發光元件7321。開口7315位于發光元件7321之下。即，在從襯底一側萃取從發光元件7321發出的光的情況下，由于設置了開口7315，可提高透光率。
            
此外，在圖73A中，在與像素電極7317同一層中且用與其相同的材料形成第四電極7324，以獲得圖73B所示的結構。在這一情況下，可用第一電極7304、第二電極、第三電極7314和第四電極7324來形成電容器7325。
            
接著，將對使用非晶硅(a-Si:H)膜作為晶體管的半導體層的情況進行描述。將參考圖43A、43B、44A、44B、45A和45B進行描述。
            
圖43A示出了使用非晶硅作為半導體層的上柵極晶體管的橫截面。如圖43A所示，在襯底4301上形成基膜4302。此外，在基膜4302上形成像素電極4303。另外，在與像素電極4303同一層中且用與其相同的材料形成第一電極4304。
            
作為襯底，可使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。作為基膜4302，可使用氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiOxNy)等的單層，或其疊層。
            
在基膜4302上形成引線4305和引線4306，并且用引線4305覆蓋像素電極4303的邊緣。在引線4305和4306上分別形成具有n型導電性的半導體層4307和4308。另外，在基膜4302上、引線4305和引線4306之間形成半導體層4309，且延伸半導體層4309的一部分以覆蓋n型半導體層4307和4308。注意，該半導體層是用諸如非晶硅(a-Si:H)等非晶半導體膜或多晶半導體(μ-Si:H)膜來形成的。然后，在半導體層4309上形成柵絕緣膜4310，并且在第一電極4304上，在與柵絕緣膜4310同一層中并用與其相同的材料形成絕緣膜4311。注意，柵絕緣膜4310是使用氧化硅膜、氮化硅膜等來形成的。
            
在柵絕緣膜4310上形成柵電極4312。另外，在第一電極4304上，在與柵電極4312同一層中且用與其相同的材料形成第二電極4313，且絕緣膜4311夾在這兩者之間。在其中絕緣膜4311夾在第一電極4304和第二電極4313之間的區域中形成電容器4319。形成層間絕緣膜4313以覆蓋像素電極4303、驅動晶體管4318和電容器4319的邊緣。
            
在層間絕緣膜4314和位于層間絕緣膜4314的開口中的像素電極4303上形成含有有機化合物的層4315和對置電極4316。由此，在其中含有有機化合物的層4315夾在像素電極4303和對置電極4316之間的區域中形成發光元件4317。
            
圖43A所示的第一電極4304可被形成為與圖43B中所示的第一電極4320類似。第一電極4320是在與引線4305和4306同一層中且用與其相同的材料形成的。
            
圖44A和44B示出了具有使用非晶硅作為半導體層的下柵極晶體管的顯示裝置的面板的部分橫截面。
            
在襯底4401上形成柵電極4403。另外，在與柵電極4403同一層中并用與其相同的材料形成第一電極4404。作為柵電極4403的材料，可使用摻雜了磷的多晶硅。不僅可使用多晶硅，而且還可使用作為金屬和硅的化合物的硅化物。作為襯底4401，可使用玻璃襯底、石英襯底、陶瓷襯底等。
            
然后，形成柵絕緣膜4405以覆蓋柵電極4403和第一電極4404。柵絕緣膜4405是通過使用氧化硅膜、氮化硅膜等來形成的。
            
在柵絕緣膜4405上形成半導體層4406。另外，在與半導體層4406同一層中并用與其相同的材料形成半導體層4407。
            
在半導體層4406上形成具有n型導電性的n型半導體層4408和4409，并且在半導體層4407上形成n型半導體層4410。
            
在n型半導體層4408和4409上分別形成引線4411和4412，并且在n型半導體層4410上，在與引線4411和4412同一層中并用與其相同的材料形成導電層4413。
            
由此，用半導體層4407、n型半導體層4410和導電層4413形成第二電極、注意，電容器4420被形成為具有其中柵絕緣膜4405夾在第二電極和第一電極4404之間的結構。
            
延伸引線4411的邊緣之一，并將像素電極4414形成為與引線4411的延伸部分接觸。
            
另外，形成絕緣體4415以覆蓋像素電極4414、驅動晶體管4419和電容器4420的邊緣。
            
然后，在像素電極4414和絕緣體4415上形成含有有機化合物的層4416和對置電極4417。由此，在其中含有有機化合物的層4416夾在像素電極4414和對置電極4417之間的區域中形成發光元件4418。
            
擔當電容器的第二電極的一部分的半導體層4407和n型半導體層4410不是必需的。即，僅用導電層4413形成第二電極，以使電容器具有其中柵絕緣膜夾在第一電極4404和導電層4413之間的結構。
            
注意，可在形成圖44A中的引線4411之前形成像素電極4414，從而獲得圖44B所示的電容器4422，它具有其中柵絕緣膜4405夾在由像素電極4414形成的第二電極4421和第一電極4404之間的結構。
            
盡管圖44A和44B示出了反相交錯的溝道蝕刻晶體管，但是也可使用溝道保護晶體管。以下將參考圖45A和45B對溝道保護晶體管進行描述。
            
圖45A所示的溝道保護晶體管與圖44A所示的溝道蝕刻驅動晶體管4419的不同之處在于擔當蝕刻掩模的絕緣體4501被設置在半導體層4406中的溝道形成區之上。除該處之外的其它共同部分用相同的參考標號來表示。
            
類似地，圖45B所示的溝道保護晶體管與圖44B所示的溝道蝕刻驅動晶體管4419的不同之處在于擔當蝕刻掩模的絕緣體4501被設置在半導體層4406中的溝道形成區之上。除該處之外的其它共同部分用相同的參考標號來表示。
            
通過使用非晶半導體膜作為本發明的像素中包括的晶體管的半導體層(例如，溝道形成區、源極區、漏極區等)，可降低制造成本。
            
注意，可適用于本發明的像素構造的晶體管和電容器的結構不限于上述晶體管和電容器的結構，并且可使用各種晶體管和電容器結構。
            
還要注意，本實施方式可以與實施方式1到7中的任一個自由組合。即，在根據本實施方式的顯示裝置中，流入發光元件的電流是獨立于晶體管的閾電壓來確定的；因此，可補償晶體管閾電壓的變化。因此，可減小發光元件的亮度變化，這進而可提高圖像質量。
            
在本實施方式中，將對用于使用等離子處理來制造顯示裝置的方法進行描述，作為用于制造例如包括晶體管的顯示裝置的一種方法。
            
圖46A到46C示出了包括晶體管的顯示裝置的示例性結構。注意，圖46B對應于沿圖46A中的線a-b所取的橫截面，且圖46C對應于沿圖46A中的線c-d所取的橫截面。
            
圖46A到圖46C所示的顯示裝置包括設置在襯底4601之上的半導體膜4603a和4603b(絕緣膜4602夾在這兩者之間)、分別設置在半導體膜4603a和4603b之上的柵電極4605(柵絕緣膜4604夾在這兩者之間)、被設置以覆蓋柵電極4605的絕緣膜4606和4607、以及設置在絕緣膜4607之上以電連接到半導體膜6403a和4603b的源極區或漏極區的導電膜4608。盡管圖46A到46C示出了提供使用半導體膜4603a的一部分作為溝道區的n溝道晶體管4610a，以及使用半導體膜4603b的一部分作為溝道區的p溝道晶體管4610b的情況，但是本發明不限于這一結構。例如，盡管在圖46A到46C中對n溝道晶體管4610a設置了LDD(輕摻雜漏極)區，而未對p溝道晶體管4610b設置LDD區，但是可使用對兩個晶體管都設置了LDD區的結構或對兩個晶體管都不設置LDD區的結構。
            
在本實施方式中，圖46A到46C所示的顯示裝置是通過氧化或氮化半導體膜或絕緣膜，即通過對襯底4601、絕緣膜4602、半導體膜4603a和4603b、柵絕緣膜4604、絕緣膜4606和絕緣膜4607中的至少一層進行等離子體氧化或氮化處理來制造的。以此方式，通過用等離子體處理來氧化或氮化半導體膜或絕緣膜，可修正半導體膜或絕緣膜的表面，由此與通過CVD或濺射形成的絕緣膜相比，可獲得更致密的絕緣膜。因此，可抑制諸如針孔等缺陷，且由此可改善顯示裝置的特性等。
            
在本實施方式中，將參考附圖對通過用等離子體處理氧化或氮化圖46A到46C所示的半導體膜4603a和4603b或柵絕緣膜4604來制造顯示裝置的方法進行描述。
            
首先，示出了設置在襯底之上的島形半導體膜被形成為具有約90度的邊緣的情況。
            
首先，在襯底4601上形成具有島形的半導體膜4603a和4603b(圖47A)。島形半導體膜4603a和4603b可通過用已知方法(例如，濺射、LPCVD、等離子CVD等)，利用含有硅(Si)作為主要成分的材料(例如，SixGe1-x等)，在事先形成于襯底4601上的絕緣膜4602上形成非晶半導體膜，然后對該非晶半導體膜結晶，并且進一步選擇性地蝕刻半導體膜來獲得。注意，可通過諸如激光結晶、利用RTA或退火爐的熱結晶、或利用促進結晶的金屬元素的熱結晶、或組合它們的方法等已知的結晶方法來進行非晶半導體膜的結晶。注意，在圖47中，島形半導體膜4603a和4603b各自被形成為具有約90度(θ＝85到100度)的邊緣。
            
接著，通過等離子體處理來氧化或氮化半導體膜4603a和4603b以分別在半導體膜4603a和4603b的表面上形成絕緣膜(氧化膜或氮化膜)4621a和4621b(圖47B)。例如，當對半導體膜4603a和4603b使用Si時，形成氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣膜4621a和4621b。此外，在通過等離子體處理氧化之后，半導體膜4603a和4603b可再次經受等離子體處理以被氮化。在這一情況下，首先在半導體膜4603a和4603b上形成氧化硅(SiOx)，然后在氧化硅的表面上形成氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。注意，在通過等離子體處理氧化半導體膜的情況下，在氧氣氛(例如，含有氧氣(O2)和稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛，含有氧氣、氫氣(H2)和稀有氣體的氣氛，或含有一氧化二氮和稀有氣體的氣氛)中進行等離子體處理。同時，在通過等離子體處理氮化半導體膜的情況下，在氮氣氛(例如，含有氮氣(N2)和稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)的氣氛，含有氮氣、氫氣和稀有氣體的氣氛，或含有NH3和稀有氣體的氣氛)中進行等離子體處理。作為稀有氣體，例如可使用Ar。或者，可使用Ar和Kr的混合氣體。因此，絕緣膜4621a和4621b含有等離子體處理中所使用的稀有氣體(He、Ne、Ar、Kr和Xe中的至少一種)，并且在使用Ar的情況下，絕緣膜4621a和4621b含有Ar。
            
在含有上述氣體的氣氛中，以及等離子體電子密度范圍在1×1011到1×1013cm-3，且等離子體電子溫度范圍在0.5到1.5eV的條件下進行等離子體處理。由于等離子體電子密度較高且襯底4601上形成的處理對象(此處為半導體膜4603a和4603b)附近的電子溫度較低，因此可防止對處理對象而引起的等離子體損傷。另外，由于等離子體電子密度高達1×1011cm-3或更高，通過利用等離子體處理氧化或氮化處理對象而形成的氧化膜或氮化膜與通過CVD、濺射等形成的膜相比，在其均勻厚度等以及致密方面是有利的。此外，由于等離子體電子溫度低至1eV，因此與常規的等離子體處理或熱氧化相比，可在更低的溫度處進行氧化或氮化處理。例如，即使在以比玻璃襯底的應變點低100度或更多的溫度下進行等離子體處理，也能充分地進行氧化或氮化。注意，作為用于產生等離子體的頻率，可使用諸如微波(2.45GHz)等高頻。還要注意，除非另外指明，否則等離子體處理是用上述條件來進行的。
            
接著，形成柵絕緣膜4604以覆蓋絕緣膜4621a和4621b(圖47C)。柵絕緣膜4604可通過已知的方法(例如，濺射、LPCVD、等離子CVD等)來形成，以具有諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等含有氧氣或氮氣的絕緣膜的單層或疊層結構。例如，當對半導體膜4603a和4603b使用Si，且通過等離子體處理來氧化Si以在半導體膜4603a和4603b的表面上形成作為絕緣膜4621a和4621b的氧化硅時，在絕緣膜4621a和4621b上形成作為柵絕緣膜的氧化硅(SiOx)。另外，參考圖47B，如果通過用等離子體處理來氧化或氮化半導體膜4603a和4603b所形成的絕緣膜4621a和4621b足夠厚，則可將絕緣膜4621a和4621b用作柵絕緣膜。
            
接著，通過在柵絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可制造分別使用島形半導體膜4603a和4603b作為溝道區的具有n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導體器件。
            
以此方式，通過在半導體膜4603a和4603b上設置柵絕緣膜4604之前用等離子體處理氧化或氮化半導體膜4603a和4603b的表面，可防止柵電極和半導體膜之間的短路等，否則這些問題會由于溝道區與柵絕緣膜4604在邊緣4651a和4651b處的覆蓋缺陷而引起。即，如果島形半導體膜的每一個都具有角度約為90度(θ＝85到100度)的邊緣，存在當通過CVD、濺射等形成柵絕緣膜以覆蓋半導體膜時會引起因柵絕緣膜在半導體膜的邊緣處斷裂等導致的覆蓋缺陷的問題。然而，這一覆蓋缺陷等可通過事先用等離子體處理氧化或氮化半導體膜的表面來防止。
            
或者，參考圖47C，可在形成柵絕緣膜4604之后通過進行等離子體處理來氧化或氮化柵絕緣膜4604。在這一情況下，通過用等離子體處理氧化或氮化被形成為覆蓋半導體膜4603a和4603b的柵絕緣膜4604(圖48B)，在柵絕緣膜4604的表面上形成絕緣膜(氧化或氮化膜)4623。等離子體處理可用與圖47B中相似的條件來進行。另外，絕緣膜4623含有等離子體處理中所使用的稀有氣體，且例如，如果使用Ar來進行等離子體處理，則它含有Ar。
            
或者，參考圖48B，在通過在氧氣氛中進行等離子體處理氧化柵絕緣膜4604之后，柵絕緣膜4604可在氮氣氛中再次經受等離子體處理以被氮化。在這一情況下，首先在半導體膜4603a和4603b上形成氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，然后與柵電極4605相接觸地形成氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。之后，通過在絕緣膜4623上形成柵電極4605等，可制造具有分別使用島形半導體膜4603a和4603b的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導體器件(圖48C)。以此方式，通過用等離子體處理來氧化或氮化柵絕緣膜的表面，可修正柵絕緣膜的表面以形成致密膜。通過等離子體處理得到的絕緣膜是致密的，且與通過CVD或濺射形成絕緣膜相比，幾乎沒有諸如針孔等缺陷。因此，可改善晶體管的特性。
            
盡管圖48A示出了通過事先對半導體膜4603a和4603b進行等離子體處理來氧化或氮化半導體膜4603a和4603b的表面的情況，但是可采用另一種方法，以使不對半導體膜4603a和4603b進行等離子體處理，而是在形成柵絕緣膜4604之后進行等離子體處理。以此方式，通過在形成柵電極之前進行等離子體處理，即使由于諸如柵絕緣膜在半導體膜的邊緣處斷裂等覆蓋缺陷而使半導體膜暴露，也可氧化或氮化半導體膜；因此可防止柵電極和半導體膜之間的短路等，否則這些問題會由于半導體膜與柵絕緣膜在邊緣處的覆蓋缺陷而引起。
            
以此方式，通過用等離子體處理氧化或氮化半導體膜或柵絕緣膜，即使島形半導體膜被形成為具有角度約為90度的邊緣，也可防止柵電極和半導體膜之間的短路等，這些問題否則會由于半導體膜與柵絕緣膜在邊緣處的覆蓋缺陷而引起。
            
接著，示出了對形成于襯底上的島形半導體膜設置錐形邊緣(θ＝35到85度)的情況。
            
首先，在襯底4601上形成島形半導體膜4603a和4603b(圖49A)。島形半導體膜4603a和4603b可通過用濺射、LPCVD、等離子CVD等，利用含有硅(Si)主要成分的材料，在事先形成于襯底4601上的絕緣膜4602上形成非晶半導體膜，然后通過諸如激光結晶、利用RTA或退火爐的熱結晶、或利用促進結晶的金屬元素的熱結晶等已知的結晶方法來使非晶半導體膜結晶，再選擇性地蝕刻半導體膜來獲得。注意，在圖49A中，島形半導體膜被形成為具有錐形邊緣(θ＝30到85度)。
            
接著，形成柵絕緣膜4604以覆蓋半導體膜4603a和4603b(圖49B)。柵絕緣膜4604可通過諸如濺射、LPCVD或等離子體CVD等已知方法，被形成為具有諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等含有氧氣或氮氣的絕緣膜的單層結構或多層結構。
            
接著，通過用等離子體處理氧化或氮化柵絕緣膜4604，在柵絕緣膜4604的表面上形成絕緣膜(氧化或氮化膜)4624(圖49C)。可用上述條件進行等離子體處理。例如，如果使用氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)作為柵絕緣膜4604，則通過在氧氣氛中進行等離子體處理來氧化柵絕緣膜4604，由此與通過CVD、濺射等形成的柵絕緣膜相比，可在柵絕緣膜的表面上形成幾乎沒有諸如針孔等缺陷的致密膜。另一方面，如果柵絕緣膜4604是通過在氮氣氛下進行等離子體處理來氮化的，則可在柵絕緣膜4604的表面上設置氧氮化硅膜(SiNxOy)(x＞y)作為絕緣膜4624。或者，在通過在氧氣氛中進行等離子體處理氧化柵絕緣膜4604之后，柵絕緣膜4604可在氮氣氛中再次經受等離子體處理以被氮化。另外，柵絕緣膜4624含有在等離子體處理中使用的稀有氣體，且例如，如果在等離子體處理中使用了Ar，則它含有Ar。
            
接著，通過在柵絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可制造具有分別使用島形半導體膜4603a和4603b作為溝道區的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導體器件。
            
以此方式，通過對柵絕緣膜進行等離子體處理，可在柵絕緣膜的表面上設置由氧化物或氮化物膜制成的絕緣膜，由此可修正柵絕緣膜的表面。由于通過用等離子體處理來氧化或氮化而獲得的絕緣膜是致密的，且與通過CVD或濺射形成的柵絕緣膜相比幾乎沒有諸如針孔等缺陷，因此可改善晶體管的特性。另外，盡管可通過將半導體膜形成為具有錐形邊緣來防止否則會由于半導體膜與柵絕緣膜在邊緣處的覆蓋缺陷引起的柵電極和半導體膜之間的短路等，但通過在形成柵絕緣膜之后進行等離子體處理，甚至可更有效地防止柵電極和半導體膜之間的短路等。
            
接著，將參考附圖對與圖49A到49D不同的半導體器件的制造方法進行描述。具體地，示出了對半導體膜的錐形邊緣選擇性地進行等離子體處理的情況。
            
首先，在襯底4601上形成島形半導體膜4603a和4603b(圖50A)。可通過用已知方法(例如，濺射、LPCVD、等離子CVD等)，利用含有硅(Si)作為主要成分的材料(例如，SixGe1-x等)，在事先形成于襯底4601上的絕緣膜4602上形成非晶半導體膜，并使該非晶半導體膜結晶，再通過利用抗蝕劑4625a和4625b作為掩模來選擇性地蝕刻半導體膜來獲得島形半導體膜4603a和4603b。注意，非晶半導體膜的結晶可通過諸如激光結晶、利用RTA或退火爐的熱結晶、或利用促進結晶的金屬元素的熱結晶、或組合它們的方法等已知的結晶方法來進行。
            
接著，在去除用于蝕刻半導體膜的抗蝕劑4625a和4625b之前，通過等離子體處理選擇性地氧化或氮化島形半導體膜4603a和4603b的邊緣，由此在半導體膜4603a和4603b的每一邊緣上形成絕緣膜(氧化物或氮化物膜)4626(圖50B)。等離子處理用上述條件進行。另外，絕緣膜4626含有在等離子體處理中使用的稀有氣體。
            
接著，形成柵絕緣膜4604以覆蓋半導體膜4603a和4603b(圖50C)。柵絕緣膜4604可用與上述類似的方式來形成。
            
接著，通過在柵絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可制造具有分別使用島形半導體膜4603a和4603b的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導體器件(圖50D)。
            
如果對半導體膜4603a和4603b設置了錐形邊緣，則在半導體膜4603a和4603b的部分中形成的溝道區的邊緣4652a和4652b也是錐形的，由此，該部分中的半導體膜和柵絕緣膜的厚度不同于中心部分，這會對晶體管特性產生不利影響。由此，此處可通過在半導體膜的邊緣上，即在溝道區的邊緣上形成絕緣膜，通過用等離子體處理選擇性地氧化或氮化溝道區的邊緣來減小由于溝道區的邊緣而對晶體管特性產生的不利影響。
            
盡管圖50A到50D示出了僅用等離子體處理來氧化或氮化半導體膜4603a和4603b的邊緣的示例，但是也可如圖49C所示地用等離子體處理來氧化或氮化柵絕緣膜4604(圖52A)。
            
接著，將參考附圖對不同于上述制造方法的半導體器件的制造方法進行描述。具體地，示出了對具有錐形的半導體膜進行等離子體處理的情況。
            
首先，以類似于上述的方式在襯底4601上形成島形半導體膜4603a和4603b(圖51A)。
            
接著，通過等離子體處理氧化或氮化半導體膜4603a和4603b，由此在半導體膜4603a和4603b的表面上形成絕緣模(氧化物或氮化物膜)4627a和4627b(圖50B)。等離子體處理可用上述條件來進行。例如，當對半導體膜4603a和4603b使用Si時，形成氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)作為絕緣膜4627a和4627b。另外，在通過等離子體處理氧化半導體模4603a和4603b之后，半導體膜4603a和4603b可再次經受等離子體處理以被氮化。在該情況下，首先在半導體膜4603a和4603b上形成氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，然后在氧化硅或氮氧化硅上形成氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。因此，絕緣膜4627a和4627b含有等離子體處理中使用的稀有氣體。注意，半導體膜4603a和4603b的邊緣同時通過等離子體處理來氧化或氮化。
            
接著，形成柵絕緣膜4604以覆蓋絕緣膜4627a和4627b(圖51C)。柵絕緣膜4604可通過已知的方法(例如，濺射、LPCVD、等離子CVD等)被形成為具有諸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)或氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)等含有氧或氮的絕緣膜的單層結構或疊層結構。例如，當對半導體膜4603a和4603b使用Si，且通過等離子體處理氧化半導體膜4603a和4603b的表面以形成氧化硅作為絕緣膜4627a和4627b時，在絕緣膜4627a和4627b上形成氧化硅(SiOx)作為柵絕緣膜。
            
接著，通過在柵絕緣膜4604上形成柵電極4605等，可制造具有分別使用島形半導體膜4603a和4603b的n溝道晶體管4610a和p溝道晶體管4610b的半導體器件。
            
如果對半導體膜設置了錐形邊緣，則在半導體膜的部分中形成的溝道區的邊緣4653a和4653b也是錐形，這會對半導體元件的特性產生不利的影響。由此，可通過用等離子體處理氧化或氮化半導體膜來減小對半導體元件的不利影響，因為溝道區的邊緣也可被相應地氧化或氮化。
            
盡管圖51A到51D示出了其中僅通過等離子體處理來氧化或氮化半導體膜4603a和4603b的情況，但是也可如圖49C中所示地通過等離子體處理來氧化或氮化柵絕緣膜4604(圖52B)。在這一情況下，在氧氣氛中通過等離子體處理氧化了柵絕緣膜4604之后，柵絕緣膜4604再次經受等離子體處理以被氮化。在這一情況下，首先在半導體膜4603a和4603b上形成氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)(x＞y)，然后與柵電極4605相接觸地形成氧氮化硅(SiNxOy)(x＞y)。
            
以此方式，通過用利用等離子體處理的氧化或氮化來修正半導體膜或絕緣膜的表面，可形成致密且高質量的絕緣膜。因此，即使在絕緣膜被形成得較薄時，也可防止諸如針孔等缺陷，由此可實現諸如晶體管等半導體元件的微制造和高性能。
            
盡管本實施方式示出了其中對圖46B中的半導體膜4603a和4603b或柵絕緣膜4604進行等離子體處理以氧化或氮化半導體膜4603a和4603b或柵絕緣膜4604的示例，但是經受等離子體處理的層不限于這些。例如，可對襯底4601、絕緣膜4602、絕緣膜4606或絕緣膜4607進行等離子體處理。
            
注意，本實施方式可以與實施方式1到8中的任一個自由組合。即，在通過根據本實施方式的過程制造的顯示裝置中，可用低電壓驅動晶體管，且由此可減小閾電壓的變化。此外，由于流入發光元件的電流可獨立于晶體管的閾電壓來確定，因此可減小發光元件的亮度變化，這進而可提高圖像質量。
            
在本實施方式中，將對照相銅版工藝進行描述，作為用于制造包括晶體管的顯示裝置的一種方法。
            
圖53示出了包括晶體管、電容器和電阻器的顯示裝置的橫截面結構。圖53示出了n溝道晶體管5301和5302、電容器5304、電阻器5305以及p溝道晶體管5303。每一晶體管具有半導體層5405、絕緣層5408和柵電極5409。柵電極5409被形成為具有第一導電層5403和第二導電層5402的疊層結構。另外，圖54A到54E是可結合圖53來參考的圖53所示的晶體管、電容器和電阻器的俯視圖。
            
參考圖53，n溝道晶體管5301在半導體層5405中的溝道區的相對兩側上具有雜質區5407(也稱為輕摻雜漏極LDD區)，它們用比形成用于與引線5404接觸的源極和漏極的雜質區5406更低濃度的雜質來摻雜。在形成n溝道晶體管5301時，用磷作為提供n型導電性的雜質來摻雜雜質區5406和5407。形成LDD區以抑制熱電子退化和短溝道效應。
            
如圖54A所示，在n溝道晶體管5301的柵電極5409中，第一導電層5403被形成為比第二導電層5402更寬。在這一情況下，第一導電層5403被形成為比第二導電層5402更薄。第一導電層5403被形成為具有足以使用10到100kV的電場加速的離子個體能夠通過的厚度。雜質區5407被形成為與柵電極5409的第一導電層5403重疊。即，形成與柵電極5409重疊的LDD區。在這一結構中，利用第二導電層5402作為掩模，通過用貫穿柵電極5409的第一導電層5403具有一種導電類型的雜質來摻雜半導體層5405，以自對準的方式形成雜質區5407。即，與柵電極重疊的LDD區是以自對準的方式來形成的。
            
再次參考圖53，n溝道晶體管5302僅在半導體層5405的溝道區的一側上具有雜質區5407，它用比雜質區5406更低濃度的雜質來摻雜。如圖54B所示，在n溝道晶體管5302的柵電極5409中，第一導電層5403被形成為比第二導電層5402的一側寬。在這一情況下，也利用第二導電層5402作為掩模，通過用貫穿第一導電層5403具有一種導電類型的雜質來摻雜半導體層5405，以自對準的方式形成LDD區。
            
可使用在溝道區的一側上具有LDD區的晶體管，作為在源和漏電極之間僅施加正電壓或負電壓的晶體管。具體地，這一晶體管可應用于用來構造諸如倒相電路、NAND(與非)電路、NOR(或非)電路或鎖存電路的邏輯門的晶體管，或用來構造諸如讀出放大器、恒壓生成電路或VCO等模擬電路的晶體管。
            
再次參考圖53，通過用第一導電層5403和半導體層5405夾住絕緣層5408來形成電容器5304。用于形成電容器5304的半導體層5405包括雜質區5410和5411。雜質區5411是在半導體層5405中與第一導電層5403重疊的位置中形成的。雜質區5410形成與引線5404的接觸。雜質區5411可通過用貫穿第一導電層5403且具有一種導電類型的雜質摻雜半導體層5405來形成；因此，在雜質區5410和5411中含有的具有一種導電類型的雜質的濃度可被控制為相同或不同。在任一情況下，由于電容器5304中的半導體層5405擔當電極，因此通過向其添加具有一種導電類型的雜質較佳地減小半導體層5405電阻。此外，如圖54C所示，第一導電層5403可通過利用第二半導體層5402作為輔助電極而完全用作一個電極。以此方式，通過形成其中第一導電層5403和第二導電層5402相結合的組合電極結構，可用自對準的方式形成電容器5304。
            
再次參考圖53，電阻器5305是由第一導電層5403形成的。第一導電層5403被形成為具有30到150nm的厚度；因此，電阻器可通過適當地設置第一導電層5403的寬度或長度來形成。
            
電阻器可以用含有高濃度雜質元素的半導體層或薄金屬層來形成。金屬層是較佳的，因為其電阻值是由膜本身的厚度和品質來確定的，且由此具有較小的變化，而半導體層的電阻值是由膜的厚度和品質、雜質的濃度和活性率等來確定的。圖54D示出了電阻器5405的俯視圖。
            
再次參考圖53，p溝道晶體管5303中的半導體層5305具有雜質區5412。該雜質區5412形成用于與引線5404接觸的源極或漏極區。柵電極5409具有其中第一導電層5403和第二導電層5402彼此重疊的結構。p溝道晶體管5303是具有其中不設置LDD區的單漏極結構的晶體管。在形成p溝道晶體管5303時，用硼等作為提供p型導電性的雜質來摻雜雜質區5412。另一方面，如果用磷來摻雜雜質區5412，則也可形成具有單漏極結構的n溝道晶體管。圖54E示出了p溝道晶體管5303的俯視圖。
            
半導體層5405和柵絕緣層5408中的一個或兩者可在微波激發、電子溫度小于或等于2eV、離子能量小于或等于5eV且電子密度范圍在1×1011到1×1013cm-3的條件下通過高密度等離子體處理來氧化或氮化。此時，通過在氧氣氛(例如，O2、N2O等)或氮氣氛(例如，N2、NH3等)中將襯底溫度設為300到450℃來處理該層，可降低半導體層5405和柵絕緣層5408之間的界面的缺陷等級。通過對柵絕緣層5408進行這一處理，可使柵絕緣層5408致密。即，可抑制缺陷電荷的生成，并且可抑制晶體管的閾電壓的波動。另外，在用小于或等于3V的電壓驅動晶體管的情況下，通過上述等離子體處理氧化或氮化的絕緣層可用作柵絕緣層5408。同時，在用大于或等于3V的電壓驅動晶體管的情況下，可通過將用上述等離子體處理形成于半導體層5405的表面上的絕緣層與用CVD(等離子CVD或熱CVD)沉積的絕緣層組合來形成柵絕緣層5408。類似地，這一絕緣層也可用作電容器5304的介電層。在這一情況下，用等離子體處理形成的絕緣層是厚度為1到10nm的致密膜；因此，可形成具有高電容的電容器。
            
如參考圖53和圖54A到54E所描述的，可通過組合具有各種厚度的導電層來形成具有各種結構的元件。僅形成第一導電層的區域和形成第一導電層和第二導電層兩者的區域可通過使用具有輔助圖案的光掩模或光罩來形成，該輔助圖案是由衍射光柵圖案或半透射膜形成的，且具有降低光強度的功能。即，在光刻工藝中，在將光刻膠曝光時，要顯影的抗蝕劑掩模的厚度通過控制光掩模能夠透過的光的量來改變。在這一情況下，可通過對光掩模或光罩設置具有分辨率極限或比其更窄的狹縫來形成具有上述復雜形狀的抗蝕劑。此外，由光刻膠材料形成的掩模圖案可通過在顯影之后以200℃烘培來變形。
            
通過使用具有由衍射光柵圖案或半透射膜形成且具有降低光強度功能的輔助圖案的光掩模或光罩，可連續地形成僅形成第一導電層的區域和層疊第一導電層和第二導電層的區域。如圖54A所示，僅形成第一導電層的區域可選擇性地形成于半導體層上。盡管這一區域在半導體層上起作用，但是它在其它區域(連接到柵電極的引線區)中是不需要的。采用這一光掩模或光罩，不在引線部分中形成僅形成第一導電層的區域；因此，可顯著增大引線的密度。
            
在圖53和圖54A到54E中，使用諸如鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)或鉬(Mo)等高熔點金屬或含有這些金屬作為主要成分的合金或化合物，第一導電層被形成為具有30到50nm的厚度，而使用諸如鎢(W)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)或鉬(Mo)等高熔點金屬或含有這些金屬作為主要成分的合金或化合物，第二導電層被形成為具有300到600nm的厚度。例如，第一導電層和第二導電層用不同的導電材料形成，以使每一導電層的蝕刻率可在稍后要進行的蝕刻過程中改變。例如，可對第一導電層使用TaN，而對第二導電層使用鎢膜。
            
本實施方式示出了各自具有不同電極結構的晶體管、電容器和電阻器可使用具有由衍射光柵圖案或半透射膜形成且具有降低光強度功能的輔助圖案的光掩模或光罩，通過同一圖案形成過程來同時形成。因此，具有不同模式的元件可根據電路所需的特性來形成和集成，而不會增加制造步驟數量。
            
注意，本實施方式可與實施方式1到9中的任一個自由組合。即，在根據本實施方式的顯示裝置中，可根據電路所需的特性來形成具有不同模式的元件，而不增加制造步驟數量。此外，由于流入發光元件的電流可獨立于晶體管的閾電壓來確定，可減小發光元件的亮度變化，這進而可提高圖像質量。
            
在本實施方式中，將參考圖55A到57B對用于制造包括晶體管的顯示裝置的示例性掩模圖案進行描述。
            
圖55A所示的半導體層5510和5511較佳地用硅或含有硅作為主要成分的結晶半導體來形成。例如，可采用通過用激光退火等使硅膜結晶而獲得的單晶硅、多晶硅。或者，可采用金屬氧化物半導體、非晶硅或展示出半導體特性的有機半導體。
            
在任何情況下，在具有絕緣表面的襯底的整個表面或其一部分(具有比被定義為晶體管的半導體區的面積更大的面積的區域)上設置首先要形成的半導體層。然后，通過光刻技術在半導體層上形成掩模圖案。通過使用掩模圖案來蝕刻半導體層，形成各自具有特定島形的半導體層5510和5511，它們包括晶體管的源極和漏極區以及溝道形成區。半導體層5510和5511是根據布局設計來確定的。
            
用于形成圖55A所示的半導體層5510和5511的光掩模具有圖55B所示的掩模圖案5530。該掩模圖案5530的形狀取決于用于光刻工藝的抗蝕劑是正型還是負型而不同。在使用正型抗蝕劑的情況下，圖55B所示的掩模圖案5530被形成為光阻擋部分。掩模圖案5530具有去除了多邊形的頂點A的形狀。另外，角B具有設置了多級過渡以形成直角的形狀。
            
圖55A所示的半導體層5510和5511反映了圖55B所示的掩模圖案5530的形狀。在光刻處理中，可平移掩模圖案5530以形成類似于原始掩模圖案的圖案，或者平移的圖案具有比原始掩模圖案更圓的角。即，半導體層5510和5511可被形成為具有比掩模部分5530有更圓且更平滑形狀的角部分。
            
至少部分地含有氧化硅或氮化硅的絕緣層形成于半導體層5510和5511上。形成這一絕緣層的目的之一是形成柵絕緣層。然后，形成柵極引線5612、5613和5614以部分地與半導體層重疊，如圖56A所示。柵極引線5612被形成為對應于半導體層5510。柵極引線5613被形成為對應于半導體層5510和5511。柵極引線5614被形成為對應于半導體層5510和5511。柵極引線是通過在絕緣層上沉積金屬層或高導電半導體層，然后通過光刻技術在該層上印刷圖案來形成的。
            
用于形成這一柵極引線的光掩模具有圖56B所示的掩模圖案5631。該掩模圖案5631以使每一去除的角(直角三角形)具有小于或等于10μm的一條邊，或具有長度為引線寬度的1/5到1/2的一條邊的方式去除了其角。圖56A所示的柵極引線5612、5613和5614反映了圖56B所示的掩模圖案5631的形狀。盡管可平移掩模圖案5631以形成類似于原始圖案的圖案，但平移的圖案可被控制為具有比原始圖案更圓的角。即，可形成比掩模圖案5631具有更圓且更平滑形狀的角部分。具體地，柵極引線5612、5613和5614的每一個可通過去除一些邊以使每一被去除的角(直角三角形)具有小于或等于10μm的一條邊，或具有長度為引線寬度的1/5到1/2的一條邊而被形成為具有圓角。通過將投影部分形成為具有圓角，可在用等離子體進行干法蝕刻時抑制由于過放電而引起的顆粒的產生。另外，通過將凹進部分形成為具有圓角，可獲得即使在洗滌時產生顆粒，它們也可在不在角中聚集的情況下被洗去的效果。由此，可顯著提高成品率。
            
層間絕緣層是要在形成柵極引線5612、5613和5614之后形成的層。層間絕緣層是用諸如氧化硅等無機絕緣材料或諸如聚酰亞胺或丙烯酸樹脂等有機絕緣材料形成的。諸如氮化硅或氧氮化硅等另一絕緣層可被設置在層間絕緣層和柵極引線5612、5613和5614之間。此外，諸如氮化硅或氧氮化硅等絕緣層也可被設置在層間絕緣層之上。這一絕緣層可防止諸如外來的金屬離子或濕氣等雜質污染半導體層和柵絕緣層，否則這會對晶體管產生不利影響。
            
在層間絕緣層的預定位置中形成開口。例如，在位于層間絕緣層之下與柵極引線和半導體層的對應位置設置開口。具有單層或多層金屬或金屬化合物的引線層通過使用掩模圖案進行光刻，然后蝕刻成期望的圖案來形成。然后，如圖57A所示，引線5715和5720被形成為與半導體層部分重疊。引線將特定元件彼此連接，這意味著由于布局限制，引線不是直線而是非直線地(以包括角)連接特定元件。另外，引線寬度在接觸部分和其它部分之間有變化。對于接觸部分，如果接觸孔的寬度寬于或等于引線寬度，則接觸部分中的引線被形成為寬于其它部分中的引線的寬度。
            
用于形成引線5715和5720的光掩模具有圖57B所示的掩模圖案5732。在這一情況下，每一引線也通過去除的邊以使每一被去除的角(直角三角形)具有小于或等于10μm的一條邊或長度為引線寬度的1/5到1/2的一條邊而具有圓角。通過將這一引線的投影部分形成為具有圓角，在用等離子體進行干法蝕刻時可抑制由于過放電而引起的顆粒的產生。另外，通過將凹進部分形成為具有圓角，可獲得即使在洗滌時產生顆粒，它們也可在不在該角中聚集的情況下被洗去的效果。由此，可顯著提高成品率。此外，通過將引線形成為具有圓角，可防止電場在角上集中，由此引線較不容易斷裂。此外，當平行形成多根引線時，可容易地洗去灰塵。
            
在圖57A中，形成n溝道晶體管5721到5724和p溝道晶體管5725和5726。一對n溝道晶體管5723和p溝道晶體管5725，以及一對n溝道晶體管5724和p溝道晶體管5726分別構成倒相器5727和5728。注意，包括6個晶體管的電路構成SRAM。諸如氮化硅或氧化硅等絕緣層可形成于這些晶體管上。
            
還要注意，本實施方式可以與實施方式1到10中的任一個自由組合。即，在根據本實施方式的顯示裝置中，在形成引線過程中產生的灰塵可被有效地去除，由此可減少由諸如灰塵等殘留外來材料引起的發光元件的缺陷。此外，由于流入發光元件的電流可獨立于晶體管的閾電壓來確定，因此可減小發光元件的亮度變化，這進而提高了圖像質量。
            
在本實施方式中，將對用于控制實施方式1到7中所描述的驅動方法的硬件進行描述。
            
圖58示出了顯示裝置和硬件的示意圖。像素部分5804設置在襯底5801上。另外，信號線驅動電路5806和掃描線驅動電路5805通常被設置在同一襯底上。除此之外，可設置電源電路、預充電電路、定時生成電路等。還存在沒有設置信號線驅動電路5806或掃描線驅動電路5805的情況。在這一情況下，未設置在襯底5801上的電路通常形成于IC中。這一IC通常通過COG(玻璃上芯片)接合而被安裝在襯底5801上。或者，IC可被安裝在用于將外圍電路襯底5802連接到襯底5801的連接襯底5807上。
            
信號5803被輸入到外圍電路襯底5802中，且控制器5808控制要儲存在存儲器5809、存儲器5801等中的信號。在信號5803是模擬信號的情況下，它通常在被儲存在存儲器5809、存儲器5810等中之前被轉換成數字信號。控制器5808通過使用儲存在存儲器5809、存儲器5810等中的信號向襯底5801輸出信號。
            
為實現實施方式1到7中所描述的驅動方法，控制器5808控制子幀的排列次序等，并向襯底5801輸出信號。
            
注意，本實施方式可以與實施方式1到11中的任一個自由組合。
            
在本實施方式中，將對使用本發明的顯示裝置的EL模塊和EL電視接收器的示例性構造進行描述。
            
圖59示出了組合了顯示面板5901和電路板5902的EL模塊。顯示面板5901包括像素部分5903、掃描線驅動電路5904和信號線驅動電路5905。控制電路5906、信號劃分電路5907等例如形成于電路板5902上。顯示面板5901和電路板5911與連接引線5908相連接。連接引線5908可以是FPC等。
            
控制電路5906對應于實施方式12中的控制器5808和存儲器5809和5810。控制電路5906主要控制子幀的排列次序等。
            
顯示面板5901可被構造成使外圍驅動電路的一部分(例如，在多個驅動電路之中具有低工作頻率的驅動電路)通過使用TFT形成于與像素部分相同的襯底上，而外圍驅動電路的另一部分(在多個驅動電路之中具有高工作頻率的驅動電路)形成于IC芯片中，以使IC芯片通過COG(玻璃上芯片)等被安裝在顯示面板5901中。或者，IC芯片可通過TAB(載帶自動接合)或印刷線路板而被安裝在顯示面板5901上。
            
另外，當掃描線和信號線上設置的信號用緩沖器來進行阻抗轉換時，可縮短每一行中對像素的信號寫周期。因此，可提供較高清晰度的顯示裝置。
            
此外，為降低功耗，可用TFT在玻璃襯底上形成像素部分，而所有外圍驅動電路可形成于要通過COG(玻璃上芯片)接合等安裝到顯示面板上的IC芯片中。
            
例如，整個顯示面板可被劃分成若干區域，且結合了外圍驅動電路(信號線驅動電路、掃描線驅動電路等)的一部分或全部的IC芯片可通過COG(玻璃上芯片)接合安裝到顯示面板的相應區域中。圖60示出了這一情況下顯示面板的一種構造。
            
圖60示出整個屏幕被劃分成四個區域且用8個IC芯片來驅動的示例。顯示面板包括襯底6010、像素部分6011、FPC6012a到6012h和IC芯片6013a到6013h。在8個IC芯片中，IC芯片6013a到6013d是用信號線驅動電路形成的，而IC芯片6013e到6013h是用掃描線驅動電路形成的。然后，通過驅動任意的IC芯片，僅可驅動四個顯示區域中一個任意的顯示區域。例如，當僅驅動IC芯片6013a和6013e時，僅可驅動左上區域。因此，可降低功耗。
            
圖61示出了具有另一構造的示例性顯示面板。在圖61所示的顯示面板中，在襯底6120上設置了排列多列像素6130的像素部分6121、用于控制掃描線6133的信號的掃描線驅動電路6122、以及用于控制信號線6131的信號的信號線驅動電路6123。另外，可設置監控電路6124以補償像素6130中發光元件的亮度變化。像素6130中的發光元件具有與監控電路6124中的發光元件相同的結構。每一發光元件具有展示出電致發光的材料夾在一對電極之間的結構。
            
在襯底6120的外邊緣上，設置了用于從外部電路向掃描線驅動電路6122輸入信號的輸入端子6125、用于從外部電路向信號線驅動電路6123輸入信號的輸入端子6126以及用于向監控電路6124輸入信號的輸入端子6129。
            
為使設置在像素6130中的發光元件發光，必須從外部電路供電。設置在像素部分6121中的電源線6132在輸入端子6127處連接到外部電路。由于取決于其長度在電源線6132中會引起電阻損耗，因此較佳的是在襯底6120的外圍設置多個輸入端子6127。輸入端子6127被設置在襯底6120的兩端處，以使像素部分6211中的亮度不均勻性變得不顯著。即，防止了僅顯示屏的一側是亮的，而另一側是暗的現象。另外，每一發光元件的一對電極中未連接到電源線6132的那一個電極被形成為要由多個像素6130共享的公共電極，且該電極也具有多個端子6128以降低電阻損耗。
            
這一顯示面板的電源線是由諸如Cu等低電阻材料形成的，這在增大顯示屏的尺寸的情況下特別有效。例如，盡管尺寸為13英寸的顯示屏具有340mm的對角線，但尺寸為60英寸的顯示屏具有大于或等于1500mm的對角線。在這一情況下，有必要將引線電阻考慮在內。因此，較佳的是使用諸如Cu等低電阻材料作為引線。另外，考慮到引線延遲，可用類似的方式來形成信號線和掃描線。
            
采用具有上述面板構造的EL模塊，可制成EL電視接收器。圖62是示出EL電視接收器的主要構造的框圖。調諧器6201接收視頻信號和音頻信號。視頻信號由視頻信號放大器電路6202、用于將從視頻信號放大器6202輸出的信號轉換成對應于紅、綠和藍的每一顏色的彩色信號的視頻信號處理電路6203、以及用于轉換該視頻信號以輸入到驅動電路的控制電路5906來處理。控制電路5906向掃描線側和信號線側的每一個輸出信號。在進行數字驅動的情況下，可在信號線驅動電路5905的輸入側上設置信號劃分電路5907，以將輸入數字信號在提供給像素部分之前劃分成m個信號。
            
在調諧器6201處接收的信號中，音頻信號被發送到音頻信號放大器電路6204，且其輸出通過音頻信號處理電路6205提供給揚聲器6206。控制電路6207從輸入部分6208接收接收臺(接收頻率)上的控制數據或音量，并將該信號發送給調諧器6201以及音頻信號處理電路6205。
            
通過將EL模塊結合到外殼中，可完成TV接收器。TV接收器的顯示部分是用這一EL模塊來形成的。另外，可適當提供揚聲器、視頻輸入終端等。
            
無需說，本發明不限于TV接收器，并且可作為顯示介質應用于諸如個人計算機的監視器、火車站、機場等處的信息顯示板或街道上的廣告顯示板等各種對象。
            
以此方式，通過使用根據本發明的顯示裝置及其驅動方法，流入發光元件的電流獨立于晶體管的閾電壓來確定。因此，可補償晶體管閾電壓的變化，且由此可減小發光元件的亮度變化，這進而可提高圖像質量。
            
注意，本實施方式可以與實施方式1到12中的任一個自由組合。
            
使用本發明的顯示裝置的電子設備包括攝像機(例如，視頻攝像機、數碼相機等)、護目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導航系統和音頻再現設備(例如，汽車音頻、音頻元件組等)、個人計算機、游戲機、便攜式信息終端(例如，移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書等)、設有存儲介質的圖像再現設備(具體地，為用于再現諸如數字多功能盤(DVD)等存儲介質并具有用于顯示所再現的圖像的顯示器的設備)。這些電子設備的具體示例在圖63A到63H中示出。
            
圖63A示出了包括外殼6301、支撐基座6302、顯示部分6303、揚聲器部分6304、視頻輸入終端6305等的發光設備。本發明可應用于形成顯示部分6303的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。由于發光設備是自發光型的，因此無需背光，且可提供比液晶顯示器更薄的顯示部分。注意，發光設備包括用于諸如個人計算機、TV廣播接收和廣告顯示等信息顯示的所有顯示裝置。
            
圖63B示出了包括主體6306、顯示部分6307、圖像接收部分6308、操作鍵6309、外部連接端口6310、快門6311等的數碼照相機。本發明可應用于形成顯示部分6307的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
圖63C示出了包括主體6312、外殼6316、顯示部分6314、鍵盤6315、外部連接端口6316、定點設備6317等的膝上型個人計算機。本發明可應用于形成顯示部分6314的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
圖63D示出了包括主體6318、顯示部分6319、開關6320、操作鍵6321、紅外端口6322等的移動計算機。本發明可應用于形成顯示部分6319的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
圖63E示出了具有存儲介質的便攜式圖像再現設備(具體地，為DVD播放器)，包括主體6326、外殼6324、顯示部分A6325、顯示部分B6326、存儲介質(例如，DVD等)讀取部分6327、操作鍵6328、揚聲器部分6329等。顯示部分A6325主要顯示圖像數據，而顯示部分B6236顯示文本數據。本發明可應用于形成顯示部分A6325和B6326的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。注意，具有存儲介質的圖像再現設備包括家用游戲機等。
            
圖63F示出了包括主體6330、顯示部分6331、支架部分6332等的護目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)。本發明可應用于形成顯示部分6331的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
圖63G是包括主體6333、顯示部分6334、外殼6335、外部連接端口6336、遙控部分6337、圖像接收部分6338、電池6339、音頻輸入部分6340、操作鍵6341等的視頻攝像機。本發明可應用于形成顯示部分6334的顯示裝置。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
圖63H示出了包括主體6342、外殼6343、顯示部分6334、音頻輸入部分6345、音頻輸出部分6346、操作鍵6347、外部連接端口6348、天線6349等的便攜式電話。本發明可應用于形成顯示部分6344的顯示裝置。注意，便攜式電話的功耗可通過在顯示部分6334的黑色背景上顯示白色文本來抑制。根據本發明，可提供具有減小的亮度變化的清晰圖像。
            
注意，當使用具有高亮度的發光材料時，該顯示裝置可通過用透鏡等放大并投射含有輸出圖像數據的光而應用于前投影儀或后投影儀。
            
當今，更頻繁地使用上述電子設備來顯示通過諸如因特網或CATV(電纜電視)等電信路徑分發的數據，尤其用于顯示移動圖像的數據。由于發光材料的響應速度相當高，因此較佳地使用發光器件來顯示移動圖像。
            
另外，由于發光器件在其發光部分中消耗功率，因此理想的是通過利用具有盡可能小的面積的發光部分來顯示數據。由此，當對諸如便攜式電話和音頻再現設備等主要顯示文本數據的便攜式信息終端的顯示部分使用發光器件時，理想的是驅動該器件以使文本數據通過使用發光部分在非發光部分的背景上來形成。
            
如上所述，本發明的適用范圍非常廣泛，以使本發明可適用于各種領域的電子設備。另外，本實施方式的電子設備可采用具有實施方式1到13中所示的構造的任一個的顯示裝置。
            
本申請基于2005年10月18日提交給日本專利局的日本在先申請第2005-303656號，該申請的全部內容通過引用結合于此。
            
權利要求
            
1.一種顯示裝置，包括發光元件；用于向所述發光元件提供電流的第一晶體管；用于將所述第一晶體管設為二極管連接狀態的第二晶體管；存儲電容器；電源線；以及電容線，其中，所述第一晶體管的柵極端子連接到所述存儲電容器的第一電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述電源線，所述存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，以及基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述存儲電容器中。
            
2.一種顯示裝置，包括發光元件；第一晶體管；第二晶體管；存儲電容器；第一電源線；第二電源線；掃描線；以及電容線，其中所述第一晶體管的柵極端子連接到所述第二晶體管的第一端子和所述存儲電容器的第一電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述第一電源線，所述第一晶體管的第二端子連接到所述第二晶體管的第二端子和所述發光元件的第一電極，所述第二晶體管的柵極端子連接到所述掃描線，所述存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，所述發光元件的第二電極連接到所述第二電源線，以及基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述存儲電容器中。
            
3.一種顯示裝置，包括發光元件；第一存儲電容器；第二存儲電容器；第一電源線；第二電源線；信號線；電容線；用于向所述發光元件提供電流的第一晶體管；用于將所述第一存儲電容器的第二電極連接到所述信號線的第二晶體管；用于將所述第一存儲電容器的第二電極連接到所述電容線的第三晶體管；用于將所述第一晶體管設為二極管連接狀態的第四晶體管；以及用于控制向所述發光元件的電流供給的第五晶體管，其中，所述第一晶體管的柵極端子連接到所述第一存儲電容器的第一電極和所述第二存儲電容器的第一電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述第一電源線，所述第二存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，所述發光元件的第二電極連接到所述第二電源線。
            
4.一種顯示裝置，包括發光元件；第一存儲電容器；第二存儲電容器；第一電源線；第二電源線；信號線；電容線；第一掃描線、第二掃描線、第三掃描線和第四掃描線；以及第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管和第五晶體管，其中所述第一晶體管的柵極端子連接到所述第四晶體管的第二端子、所述第一存儲電容器的第一電極和所述第二存儲電容器的第一電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述第一電源線，所述第一晶體管的第二端子連接到所述第四晶體管的第一端子和所述第五晶體管的第一端子，所述第二晶體管的柵極端子連接到所述第一掃描線，所述第二晶體管的第一端子連接到所述第一存儲電容器的第二電極和所述第三晶體管的第一端子，所述第二晶體管的第二端子連接到所述信號線，所述第三晶體管的柵極端子連接到所述第二掃描線，所述第三晶體管的第二端子連接到所述電容線，所述第四晶體管的柵極端子連接到所述第三掃描線，所述第五晶體管的柵極端子連接到所述第四掃描線，所述第五晶體管的第二端子連接到所述發光元件的第一電極，所述第二存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，以及所述發光元件的第二電極連接到所述第二電源線。
            
5.一種顯示裝置，包括發光元件；第一存儲電容器；第二存儲電容器；第一電源線；第二電源線；信號線；電容線；用于向所述發光元件提供電流的第一晶體管；用于將所述第一存儲電容器的第二電極連接到所述信號線的第二晶體管；用于將所述第一存儲電容器的第二電極連接到所述電容線的第三晶體管；以及用于將所述第一晶體管設為二極管連接狀態的第四晶體管，其中所述第一晶體管的柵極端子連接到所述第一存儲電容器的第一電極和所述第二存儲電容器的第二電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述第一電源線，所述第一晶體管的第二端子連接到所述發光元件的第一電極，所述第二存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，以及所述發光元件的第二電極連接到所述第二電源線。
            
6.一種顯示裝置，包括發光元件；第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管；第一存儲電容器；第二存儲電容器；第一電源線；第二電源線；第一掃描線、第二掃描線和第三掃描線；信號線；以及電容線，其中所述第一晶體管的柵極端子連接到所述第四晶體管的第二端子、所述第一存儲電容器的第一電極和所述第二存儲電容器的第一電極，所述第一晶體管的第一端子連接到所述第一電源線，所述第一晶體管的第二端子連接到所述第四晶體管的第一端子和所述發光元件的第一電極，所述第二晶體管的柵極端子連接到所述第一掃描線，所述第二晶體管的第一端子連接到所述第一存儲電容器的第二電極和所述第三晶體管的第一端子，所述第二晶體管的第二端子連接到所述信號線，所述第三晶體管的柵極端子連接到所述第二掃描線，所述第三晶體管的第二端子連接到所述電容線，所述第四晶體管的柵極端子連接到所述第三掃描線，所述第二存儲電容器的第二電極連接到所述電容線，所述發光元件的第二電極連接到所述第二電源線。
            
7.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述第一存儲電容器和所述第二存儲電容器中。
            
8.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述第一存儲電容器和所述第二存儲電容器中。
            
9.如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述第一存儲電容器和所述第二存儲電容器中。
            
10.如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，基于所述第一晶體管的閾電壓的電壓通過將所述第一晶體管設為二極管連接狀態而被保持在所述第一存儲電容器和所述第二存儲電容器中。
            
11.如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，施加到所述第二電源線的電壓隨時間改變。
            
12.如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，施加到所述第二電源線的電壓隨時間改變。
            
13.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，還包括用于向所述第一晶體管的第二端子施加初始電位的第六晶體管。
            
14.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，還包括用于向所述第一晶體管的第二端子施加初始電位的第六晶體管。
            
15.如權利要求14所述的顯示裝置，其特征在于所述第六晶體管的柵極端子連接到第五掃描線，所述第六晶體管的第一端子連接到所述第一晶體管的第二端子、所述第四晶體管的第一端子和所述第五晶體管的第一端子，以及所述第六晶體管的第二端子連接到所述第二晶體管的第二端子、所述第三晶體管的第一端子和所述第一存儲電容器的第二電極。
            
16.如權利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，還包括初始化線，其中，所述初始化線連接到所述第六晶體管的第二端子。
            
17.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，還包括參考線，其中，所述參考線連接到所述第三晶體管的第二端子。
            
18.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，還包括參考線，其中，所述參考線連接到所述第三晶體管的第二端子。
            
19.如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，還包括參考線，其中，所述參考線連接到所述第三晶體管的第二端子。
            
20.如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，還包括參考線，其中，所述參考線連接到所述第三晶體管的第二端子。
            
21.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述第三晶體管和所述第四晶體管具有相同的導電類型。
            
22.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述第三晶體管和所述第四晶體管具有相同的導電類型。
            
23.如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述第三晶體管和所述第四晶體管具有相同的導電類型。
            
24.如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，所述第三晶體管和所述第四晶體管具有相同的導電類型。
            
25.如權利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述第四晶體管是n溝道晶體管。
            
26.如權利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述第四晶體管是n溝道晶體管。
            
27.如權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述第四晶體管是n溝道晶體管。
            
28.如權利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，所述第四晶體管是n溝道晶體管。
            
29.一種顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中向發光元件提供第一電流以將存儲電容器的相對電極之間的電壓設為第一電壓；在第二周期中導通第二晶體管以將第一晶體管設為二極管連接狀態，以使所述存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述第一晶體管的閾電壓的第二電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使所述存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述視頻信號電壓和所述第一晶體管的閾電壓的第三電壓；以及在第四周期中將所述存儲電容器中保持的第三電壓施加到所述第一晶體管的柵極端子，以通過所述第一晶體管向所述發光元件提供第二電流。
            
30.一種顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加第一電壓；在第二周期中導通第四晶體管以將所述第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述第一晶體管的閾電壓的第二電壓，并使第二存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述第一晶體管的閾電壓的第三電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使所述第一存儲電容器的相對電極之間的電壓通過導通第二晶體管而被設為基于所述視頻信號電壓和所述第一晶體管的閾電壓的第四電壓，并使所述第二存儲電容器的相對電極之間的電壓通過導通所述第二晶體管而被設為基于所述視頻信號電壓和所述第一晶體管的閾電壓的第五電壓；以及在第四周期中將所述第一存儲電容器中保持的第四電壓和所述第二存儲電容器中保持的第五電壓施加到所述第一晶體管的柵極端子，以通過所述第一晶體管向發光元件提供電流。
            
31.一種顯示裝置的驅動方法，包括以下步驟在第一周期中導通第三晶體管以向第一晶體管的第二端子施加第一電壓；在第二周期中導通第四晶體管以將所述第一晶體管設為二極管連接狀態，以使第一存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述第一晶體管的閾電壓的第二電壓，并使第二存儲電容器的相對電極之間的電壓被設為基于所述第一晶體管的閾電壓的第三電壓；在第三周期中向信號線施加視頻信號電壓，以使所述第一存儲電容器的相對電極之間的電壓通過導通第二晶體管而被設為基于所述視頻信號電壓和所述第一晶體管的閾電壓的第四電壓，并使所述第二存儲電容器的相對電極之間的電壓通過導通所述第二晶體管而被設為基于所述視頻信號電壓和所述第一晶體管的閾電壓的第五電壓；以及在第四周期中將所述第一存儲電容器中保持的第四電壓和所述第二存儲電容器中保持的第五電壓施加到所述第一晶體管的柵極端子，以通過所述第一晶體管向發光元件的第一電極提供電流，其中，在所述第一和所述第四周期中施加到所述發光元件的第二電極的電位不同于在所述第二和所述第三周期中施加到所述發光元件的第二電極的電位。
            
32.如權利要求30所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述顯示裝置包括連接到所述第三晶體管的第二端子并被施加初始電位的初始化線。
            
33.如權利要求31所述的顯示裝置的驅動方法，其特征在于所述顯示裝置包括連接到所述第三晶體管的第二端子并被施加初始電位的初始化線。
            
34.一種具有如權利要求1所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
35.一種具有如權利要求2所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
36.一種具有如權利要求3所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
37.一種具有如權利要求4所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
38.一種具有如權利要求5所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
39.一種具有如權利要求6所述的顯示裝置的電子設備，其中所述電子設備是從由諸如視頻攝像機和數碼相機等攝像機、護目鏡型顯示器、導航系統、諸如汽車音頻和音頻部件組等音頻再現設備、個人計算機、游戲機、移動計算機、移動電話、便攜式游戲機、電子書和設有存儲介質的圖像再現設備構成的組中選擇的一個。
            
全文摘要
            
提供了一種顯示裝置及其驅動方法，其中可補償晶體管閾電壓的變化并由此抑制發光元件的亮度變化。在第一周期中，進行初始化；在第二周期中，將基于第一晶體管的閾電壓的電壓保持在第一和第二存儲電容器中；在第三周期中，將基于視頻信號電壓和第一晶體管的閾電壓的電壓保持在第一和第二存儲電容器中；且在第四周期中，將保持在第一和第二存儲電容器中的電壓施加到第一晶體管的柵極端子以向發光元件提供電流，以使發光元件發光。通過該操作過程，可將通過補償第一晶體管閾電壓的變化而得到的電流提供給發光元件，由此可抑制亮度變化。
            
文檔編號H05B33/14GK1953023SQ20061013739
            
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優先權日2005年10月18日
            
發明者肉戶英明 申請人:株式會社半導體能源研究所 
            


                        
            
                        
            
                        
            
                            
                        
            

                        
                            
                    
            
                    
                    


                     
                        
                        
                    

                
            

                
                
            
                    
            
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