电子设备的制作方法

专利名称：电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过在基片上制造EL(电致发光)元件而形成的电子显示设备(电光设备)。具体地，本发明涉及使用半导体元件(利用半导体薄膜的元件)的EL显示器，以及进一步涉及使用EL显示器作为显示部分的电子装置。
近年来，在用于在基片上形成TFT(薄膜晶体管)的技术方面，取得显著的进步，以及正在进行把TFT的应用扩大到有源矩阵显示器。具体地，使用多晶硅薄膜的TFT比起传统的使用非晶态硅薄膜的TFT具有较高的电场效应迁移率(也称为迁移率)，所以可以做成高速度运行。这样，过去被基片以外的驱动器电路控制的象素，现在可以由被形成在与象素相同的基片上的驱动器电路进行控制。
通过在同一个基片上形成各种电路和元件的这样的有源矩阵显示设备，可以获得各种优点，诸如，减小制造成本、显示设备小型化、以及提高生产量与产生能力。
现在正在对于具有作为自发光元件的EL元件的有源矩阵EL显示设备积极开展研究。EL显示设备也被称为有机EL显示设备(OLED)或有机发光二极管(OLED)。
不像液晶显示器那样，EL显示器是自发光类型的。EL元件具有由一对电极(阳极和阴极)和一个EL层组成的结构，EL层通常是在其间夹心的迭层结构。由Eastman Kodak公司的Tang等提出的迭层结构(空穴输送层、光发射层、电子输送层)可被阐述为EL层的典型的迭层结构。这种迭层结构具有极高的发光效率，所以现在正在进行研究和开发的大多数EL显示器采用这种EL层的迭层结构。
除了以上的迭层结构以外，可以形成一种结构，其中这些层是以空穴注入层、空穴输送层、光发射层、和电子输送层的次序，或以空穴注入层、空穴输送层、光发射层、和电子输送层、和电子注入层的次序在阳极上被分层的。光发射层可以用荧光颜料等进行掺杂。
EL层在本技术说明中是专用术语，表示被形成在阳极和阴极中的一个间的所有的层。所以，上述的空穴注入层、空穴输送层、光发射层、和电子输送层、和电子注入层等都被包括在EL层中。
来自电极对的预定的电压被加到具有以上结构的EL层，由此，出现光发射层中的载流子的重新耦合或由此发光。应当指出，在本技术说明中，由EL单元进行的光发射被称为由EL单元进行的驱动。此外，由阳极、EL层、和阴极形成的发光单元在本技术说明中被称为EL单元。
模拟系统的驱动方法(模拟驱动)可被阐述为EL显示器的驱动方法。下面将参照

图18和19说明EL显示器的模拟驱动。
图18是显示在具有模拟驱动的EL显示器中象素部分的结构的图。用于输入来自栅极信号线驱动器电路的选择的信号的栅极信号线(多个栅极信号线G1到Gy)被连接到各个象素的切换的TFT 1801的栅极。至于各个象素的切换的TFT 1801的源极区和漏极区，一个被连接到用于输入模拟视频信号的源极信号线(也被称为数据信号线)S1到Sx，而另一个被分别连接到每个象素的EL驱动TFT 1804的栅极和电容1808。
每个象素的EL驱动TFT 1804的源极区被连接到电源线(V1到Vx)，而漏极区被连接到EL元件1806。电源线(V1到Vx)的电位被称为电源电位。每条电源线(V1到Vx)被连接到各自的象素的电容1808。
EL元件1806由阳极、阴极、和夹心在它们中的一个间的EL层组成。当EL元件1806的阳极被连接到EL驱动TFT 1804的源极区或漏极区时，EL元件1806的阳极和阴极分别成为象素电极和相对的电极。替换地，如果EL元件1806的阴极被连接到EL驱动TFT 1804的源极区或漏极区，则EL元件1806的阳极成为相对的电极，而其阴极成为象素电极。
应当指出，在本技术说明中，相对的电极的电位被称为相对的电极电位，以及用于把相对的电极电位加到相对的电极的电源被称为相反电源。作为在象素电极的电位和相对的电极的电位中的一个间的电位差的EL驱动器电压被加到EL层。
图19是说明当图18所示的EL显示器由模拟系统驱动时，EL显示器的时序图。从一条栅极信号线的选择到下一个不同的栅极信号线的选择的时间间隔被称为1个行周期(L)。另外，从一个图象的显示到下一个图象的显示的时间间隔被称为1个帧周期(F)。在图18所示的EL显示器的情形下，有“y”条栅极信号线，因此在1个帧周期中提供有“y”个行周期(L1到Ly)。
因为1个帧周期中的行周期数随着分辨率变高而增加，驱动器电路必须以高的频率进行驱动。
首先，电源线(V1到Vx)保持为恒定电源电位，以及作为相对的电极的电位的相对电极电位也保持为恒定电位。在相对电极电位与电源电极电位中的一个间有一个电位差值达到一定程度，使得EL元件能发光。
来自栅极信号线驱动器电路的选择信号在第一行周期(L1)被加到栅极信号线。模拟视频信号然后顺序输入到源极信号线S1到Sx。被连接到栅极信号线的所有的切换的TFT被接通，由此通过切换的TFT把被输入到源极信号线的模拟信号加到EL驱动TFT的栅极。
流过EL驱动TFT的信道形成区的电流总量由输入到EL驱动TFT的栅极的信号的电位电平(电压)控制。因此，加到EL元件的象素电极的电位由输入到EL驱动TFT的栅极的模拟视频信号的电位的电平确定。EL元件的光的发射因此由模拟视频信号的电位控制。
上述的运行重复进行，以及在完成模拟视频信号到源极信号线S1到Sx的输入后，第一行周期(L1)结束。应当指出，直至完成模拟视频信号到源极信号线S1到Sx的输入为止的一个周期可以与水平回扫时间间隔组合为一个行周期。接着，在第二行周期(L2)把选择信号加到栅极信号线G2。类似于第一行周期(L1)，模拟视频信号顺序地输入到源极信号线S1到Sx。
当选择信号输入到所有的栅极信号线(G1到Gy)时，所有的行周期被完成，由此完成1个帧周期。通过1个帧周期中的所有的象素进行显示，形成一个图象。应当指出，所有的行周期(L1到Ly)和垂直回扫时间间隔可被组合为一个帧周期。
因此，EL元件发射的光的总量被模拟视频信号控制，所以通过这样地控制光发射量进行灰度显示。这个系统是与所谓的模拟驱动方法有关的驱动系统，其中通过改变馈送到源极信号线的模拟视频信号的电位而进行灰度显示。
下面将通过图20A和20B来详细说明加到EL元件的电流量被栅极电压控制的情形。
图20A是显示EL驱动TFT的晶体管特性的图。由参考数字401表示的曲线被称为IDS-VGS特性(或IDS-VGS曲线)，其中IDS是漏极电流以及VGS是栅极电压。从这个图可以看到电流量对任意的栅极电压的关系。
在以上的IDS-VGS特性中参考数字402表示的虚线内的区域通常是用于驱动EL元件的范围。图20B显示了虚线内的区域402的放大图。
在图20B上，由斜线标出的区域被称为饱和区。这个区域实际上表示栅极电压接近于或小于门限电压(VTH)。漏极电流对于这个区域中的栅极电压的改变进行指数改变。所以，电流控制是根据使用这个区域的栅极电压来进行的。
当切换的TFT是接通时，输入到多个象素的模拟视频信号变成为EL驱动TFT的栅极电压。按照图20A所示的IDS-VGS特性，漏极电流对栅极电压在这时成为一一对应。换句话说，漏极区域的电位(在EL驱动器电位是接通时)是按照被馈到EL驱动TFT的栅极的模拟视频信号的电压被确定的。然后，预定的漏极电流流到EL元件，由此EL元件按照相应于漏极电流量的亮度发光。
由EL元件发光的量因此由视频信号控制，以及根据亮度的这种控制，进行灰度显示。
然而，上述的模拟驱动具有缺点，它对于TFT的特性变化极弱。例如，假定一种情况，其中切换的TFT的IDS-VGS特性不同于显示相同的色调的相邻的象素的切换的TFT。
在这种情况下，各个切换的TFT的漏极电流取决于变化的水平而不同，结果把不同的栅极电压加到每个象素的EL驱动TFT。也就是，不同的电流流到每个EL以及，导致具有不同的亮度，所以，不能进行相同的灰度显示。
此外，即使相等的栅极电压被加到每个象素的EL驱动TFT，如果EL驱动TFT的IDS-VGS特性有变化，则不能输出相等的漏极电流。正如从图20A的图形所看到的，其中漏极电流随栅极电压改变指数地改变的区域被使用，所以如果在IDS-VGS特性上即使有略微的变化，则出现一种情形，其中尽管加上相等的栅极电压，但电流的输出量上有很大的差别。当出现这一情形时，不管输入信号具有相同的电压，EL元件的亮度与由IDS-VGS特性的略微变化造成的相邻的象素的亮度有很大不同。
事实上，IDS-VGS特性的变化成为切换的TFT和EL驱动TFT的变化共同的倍增的结果，由此，变成为更加限制的剧烈。因此，模拟驱动对于TFT的特性变化是非常敏感的，它已成为传统的有源矩阵EL显示器的灰度显示的一个障碍。
从以上的问题出发作出了本发明，所以本发明的一个目的是提供一种能够进行清晰的多重灰度显示的有源矩阵EL显示设备。本发明的另一个目的是提供一种引用这样的有源矩阵EL显示设备作为其显示单元的高性能电子装置(电子设备)。
本发明者认为模拟驱动的驱动起源于使用饱和区的事实，因为漏极电流随栅极电压的改变而呈指数地改变，它容易受到IDS-VGS特性的变化的影响来控制流到EL元件的电流量。
换句话说，当出现IDS-VGS特性的变化时，在饱和区，漏极电流随栅极电压的改变而指数地改变，所以即使加上相等的栅极电压，也输出不同的电流(漏极电流)量。结果，发生不满意的情形，即，不能达到想要的灰度(色调)。
因此，本发明者打算，来自EL元件的想要的亮度可以通过主要控制发光时间来达到，而不是通过使用饱和区来控制电流。即，在本发明中，灰度显示是通过由时间来控制EL元件的亮度而实行的。控制EL元件发光的时间来实现灰度显示被称为驱动系统的时分系统(此后称为数字驱动)。应当指出，借助于驱动系统的这种时分系统实现灰度显示被称为时分灰度显示。
因此，在本发明中，即使由TFT造成的IDS-VGS特性上出现一点变化，在施加相等的栅极电压后输出的电流的变化可被压缩。结果，可以避免在EL元件的亮度与即使加上具有相等的电压的信号由IDS-VGS特性的变化造成的相邻的象素亮度中的一个间出现很大的差值。
此后，将描述本发明的结构。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，和象素部分，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个EL元件，一个用于控制每个EL元件的发光的EL驱动TFT，一个切换的TFT，和一个用于控制EL驱动TFT的驱动的消除TFT；切换的TFT的驱动由第一栅极信号线驱动器电路控制；消除TFT的驱动由第二栅极信号线驱动器电路控制；以及灰度显示是通过控制多个EL元件的发光时间来实现的。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和电源线，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；以及EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和保持为恒定电位的电源线，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；EL元件包括一个象素电极，一个保持恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在象素电极与相对的电极中的一个间的EL层；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；以及EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和电源线，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件；在一个帧周期内提供n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自源极信号线驱动器电路的数字数据信号在写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过多个源极信号线被馈送到所有的多个象素；被馈送到全部多个象素的数字数据信号在消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠。
从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，多个EL元件被数字数据信号选择来发光或不发光；n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和保持为恒定电位的电源线，其中象素部分包括多个象素；
多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；EL元件包括一个象素电极，一个保持恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在象素电极与相对的电极中的一个间的EL层；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件的象素电极；在一个帧周期内提供n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自源极信号线驱动器电路的数字数据信号在写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过多个源极信号线被馈送到所有的多个象素；被馈送到全部多个象素的数字数据信号在消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠。
从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；
在显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，多个EL元件被数字数据信号选择来发光或不发光；n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和电源线，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件；在一个帧周期内提供n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自源极信号线驱动器电路的数字数据信号在写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过多个源极信号线被馈送到所有的多个象素；被馈送到全部多个象素的数字数据信号在消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠。
从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，多个EL元件被数字数据信号选择来发光或不发光；n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)，以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)以随机数出现。
按照本发明，提供一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分，被连接到源极信号线驱动器电路的多个源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多个第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多个第二栅极信号线，和保持为恒定电位的电源线，其中象素部分包括多个象素；多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT和一个EL元件；EL元件包括一个象素电极，一个保持恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在象素电极与相对的电极中的一个间的EL层；切换的TFT的栅极被连接到第一栅极信号线；切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到多个源极信号线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；
消除TFT的栅极被连接到第二栅极信号线；消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL驱动TFT的栅极；EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到电源线，而另一个被连接到EL元件的象素电极；在一个帧周期内提供n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自源极信号线驱动器电路的数字数据信号在写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过多个源极信号线被馈送到所有的多个象素；被馈送到全部多个象素的数字数据信号在消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠。
从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，多个EL元件被数字数据信号选择来发光或不发光；n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)；以及显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)以随机数出现。
EL层可以是低分子有机材料或聚合物有机材料。
低分子有机材料可以由Alq3(三-8-喹啉基铝)或TPD(三苯胺衍生物)制成。
聚合物有机材料可以由PPV(聚苯(撑)乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，或聚碳酸酯制成。
n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)不一定互相重叠。
(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)不一定互相重叠。
切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT可以至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
当电源线的电位被加到EL驱动TFT的栅极时，EL驱动TFT变成为关断状态。
一台使用电子设备的计算机。
一台使用电子设备的摄像机。
一台使用电子设备的DVD放象机。
在附图中图1是显示本发明的EL显示器的电路结构的图；图2是显示本发明的EL显示器的象素部分的电路结构的图；图3是显示本发明的EL显示器的象素的电路结构的图；图4是显示本发明的EL显示器的驱动方法的图；图5是显示本发明的EL显示器的驱动方法的图；图6A和6B分别是本发明的EL显示器的顶视图和截面图；图7A和7B分别是本发明的EL显示器的顶视图和截面图；图8是本发明的EL显示器的截面图；图9是本发明的EL显示器的截面图；图10A到10C是显示本发明的EL显示器的象素部分的电路结构的图；图11A到11E是显示本发明的EL显示器的制造过程的图；图12A到12D是显示本发明的EL显示器的制造过程的图；图13A到1 3D是显示本发明的EL显示器的制造过程的图；图14A到14C是显示本发明的EL显示器的制造过程的图；图15是显示本发明中采用的源极信号线驱动器电路的电路结构的图；图16是本发明中采用的锁存电路的顶视图；图17A到17E是引用本发明的EL显示器的电子装置；图18是显示传统的EL显示器的象素部分的电路结构的图；图19是显示传统的EL显示器的驱动方法的时序图；图20A和20B是显示TFT的IDS-VGS特性；图21A和21B分别是本发明的EL显示器的顶视图和截面图；图22是本发明的EL显示器的截面图；图23是显示本发明的EL显示器的顶视图的照片；图24是显示本发明的EL显示器的驱动方法的图；图25A和25B是本发明的EL显示器的顶视图；图26A是显示在EL元件与EL驱动TFT中的一个间的连接的图，以及图26B是显示EL元件与EL驱动TFT的电压-电流特性的图；以及图28是显示在EL驱动TFT的栅极与漏极电流中的一个间的关系的图。
优选实施例详细描述下面将描述本发明的EL显示器的结构和驱动方法。这里将说明由n比特数字数据信号实行2n级灰度显示的例子。
图1是显示本发明的EL显示器的实例的方框图。图1的EL显示器包括象素部分101，安排在象素部分101外围的源极信号线驱动器电路102，写入栅极信号线驱动器电路(第一栅极信号线驱动器电路)103，和消除栅极信号线驱动器电路(第二栅极信号线驱动器电路)104，由在基片上形成的TFT构成。应当指出，虽然在本发明的实施例模型中EL显示器具有一个源极信号线驱动器电路，但在本发明的EL显示器中可以配备有2个或多个源极信号线驱动器电路。
本发明可以适用于这样的结构，其中在配置有象素部分101的基片上配备有源极信号线驱动器电路102，写入栅极信号线驱动器电路103，或消除栅极信号线驱动器电路104，或适用于这样的结构，其中在IC芯片时配备有以上的电路，以及通过FPC或TAB把这些电路连接到象素部分101。
基本上，源极信号线驱动器电路102由移位寄存器电路102a、锁存器电路(A)102b和锁存器电路(B)102c组成。
在源极信号线驱动器电路102中，时钟信号(CLK)和启动脉冲(SP)被输入到移位寄存器电路102a。移位寄存器102a根据时钟信号(CLK)和启动脉冲(SP)顺序产生定时信号，由此把定时信号通过缓冲电路(未示出)等顺序馈送到下游的电路。
来自移位寄存器电路102a的定时信号被缓冲电路等缓冲和放大。由于大量的电路或元件被连接到馈送定时信号的连线上，所以负载电容(寄生电容)很大。缓冲电路被提供来防止定时信号的上升或下降由于这个大的负载电容而变圆滑。
由缓冲电路缓冲放大的定时信号然后被馈送到锁存电路(A)102b。锁存电路(A)102b具有多级锁存电路，用于处理n比特数据信号。锁存电路(A)102b顺序取入和保持从时分灰度数据信号产生电路106处在定时信号输入时馈送的n比特数据信号。
应当指出，当数字数据信号是由锁存电路(A)102b取入时，数字数据信号可以顺序地馈送到锁存电路(A)102b的多级锁存电路。然而，本发明并不限于这种结构。可以执行所谓的分段驱动，也就是，锁存电路(A)102b的多级锁存电路被划分成多个组，然后把数字数据信号并行地同时馈送到各个组。应当指出，这时的组的数目被称为分段数。例如，如果锁存电路被分组为4级，则它被称为4支路分段驱动。
对于把数字数据信号写入到锁存电路(A)102b的所有级的锁存电路所必须的时间被称为行项(line term)。换句话说，行项被定义为从把数字数据信号写入到锁存电路(A)102b的最左级的锁存电路的开始到把数字数据信号写入到锁存电路(A)102b的最右级的锁存电路的结尾的时间间隔。事实上，被加到以上定义的行项上的视频回扫项也可以被称为行项。
在完成一个行项以后，锁存信号被馈送到锁存电路(B)102c。在这时，被锁存电路(A)102b写入和保持的数字数据信号被一次全部发送到锁存电路(B)102c，被它的所有级的锁存电路写入和保持。
在锁存电路(A)102b完成把数字数据信号发送到被锁存电路(B)102c以后，再次进行根据来自移位寄存器电路102a的定时信号把从时分灰度数据信号产生电路106新馈送的数字数据信号顺序写入到锁存电路(A)102a中。
在这个第二次一个行项期间，由锁存电路(B)102c写入和保持的数字数据信号被输出到源极信号线上。
另一方面，写入栅极信号线驱动器电路103和消除栅极信号线驱动器电路104分别由移位寄存器电路和缓冲电路(图上都未示出)组成。取决于实际情况，写入栅极信号线驱动器电路103和消除栅极信号线驱动器电路104除了移位寄存器电路和缓冲电路以外可以具有电平移位器电路。
在写入栅极信号线驱动器电路103和消除栅极信号线驱动器电路104中，来自移位寄存器电路(图上未示出)的定时信号被馈送到缓冲电路(图上未示出)，再被馈送到相应的栅极信号线上(也被称为扫描线)。栅极信号线被连接到一行的象素TFT的栅极，以及一行的所有的象素TFT必须同时被接通(ON)，这要求使用具有大的电流容量的缓冲电路。
在时分灰度数据信号产生电路106中，模拟或数字视频信号(包含图象信息的信号)被变换成数字数据信号，用于进行时分灰度显示，并且被馈送到锁存电路(A)102b。时分灰度数据信号产生电路106也是用于产生诸如定时脉冲的信号的电路，定时脉冲是对于执行时分灰度显示所必须的。
时分灰度数据信号产生电路106可以被提供在本发明的EL显示器外面。在这种情况下，它成为这样的结构，其中由时分灰度数据信号产生电路106产生的数字数据信号被馈送到本发明的EL显示器。所以，包括有本发明的EL显示器和时分灰度数据信号产生电路作为电子装置(EL显示装置)的分开的部件，该电子装置把本发明的EL显示器作为它的显示器。
时分灰度数据信号产生电路106也可以取IC芯片等的形式，以及被引入到EL显示器中。在这种情况下，它变成为这样的结构，其中由IC芯片形成的数字数据信号被馈送到本发明的EL显示装置。因此，包括有引入包含时分灰度数据信号产生电路的IC芯片的本发明的EL显示器作为电子装置的一个部件，该电子装置把本发明的EL显示器作为它的显示器。
最后，通过使用TFT而形成的时分灰度数据信号产生电路106可以被形成在与象素部分101、源极信号线驱动器电路102、写入栅极信号线驱动器电路103、和消除栅极信号线驱动器电路104的同一个基片上。在这种情况下，被馈送到EL显示器的、包含图象信息的数字数据信号全都在该基片上被处理。在这种情况下的时分灰度数据信号产生电路通过使用多晶薄膜作为工作层而可由TFT构成。而且，在这种情况下，在具有本发明的EL显示器作为其显示器的电子装置中，时分灰度数据信号产生电路被引入到EL显示器中，由此有可能制造出更小的电子装置。
图2上显示象素部分101的放大的图。在象素部分101中配备有信号线(S1到Sx)，被连接到源极信号线驱动器电路102的锁存电路(B)102c；电源线(V1到Vx)，通过FPC被连接到EL显示器的外部电源线；写入栅极信号线(第一栅极信号线)(Ga1到Gay)，被连接到写入栅极信号线驱动器电路103；以及消除栅极信号线(第二栅极信号线)(Ge1到Gey)，被连接到消除栅极信号线驱动器电路104。
分别配备有信号线(S1到Sx)，电源线(V1到Vx)，写入栅极信号线(Ga1到Gay)，和消除栅极信号线(Ge1到Gey)的区域是象素105。因此，多个象素105以矩阵显示被排列在象素部分101。
图3上显示象素105的放大的图。在图3上，参考数字107表示切换的TFT。切换的TFT 107的栅极被连接到写入栅极信号线Ga(Ga1到Gay中的一个)。至于切换的TFT的源极区和漏极区，一个被连接到源极信号线S(S1到Sx中的一个)，而另一个被分别连接到EL驱动TFT 108的栅极，每个象素的电容112，以及消除TFT 109的源极区或漏极区。
电容112被提供来当切换的TFT 107处在非选择状态(关断状态)时，用来保持EL驱动TFT 108的栅极电压。应当指出，虽然本实施例显示带有电容112的结构，但本发明并不限于这种结构，而可以取不带有电容112的结构。
至于EL驱动TFT 108的源极区和漏极区，一个被连接到电源线V(V1到Vx中的一个)，而另一个被连接到EL元件110。电源线V(V1到Vx)被分别连接到电容112。
至于消除TFT 109的源极区和漏极区，没有被连接到切换的TFT107的源极区或漏极区中的一个被连接到电源线V。消除TFT 109的栅极被连接到消除栅极线Ge(Ge1到Gey中的一个)。
EL元件110由阳极、阴极和夹心在这二者中的一个间的EL层组成。在阳极被连接到EL驱动器108的源极区或漏极区的情况下，阳极成为象素电极以及阴极成为相对的电极。相反，如果阴极被连接到EL驱动器108的源极区或漏极区，则阴极成为象素电极，而阳极成为相对的电极。
相对的电位被加到EL元件110的相对的电极，以及电源电位被加到电源线V。然后，当电源电位被加到象素电极时，在相对的电位与电源电位中的一个间的电位差噪声保持在使EL元件发光的电平。被提供给外部附属的IC等的电源把电源电位和相对的电位给予本发明的EL显示器。应当指出，给出相对的电位的电源，具体在本技术规范中被称为相对的电源111。
在典型的EL显示器，当象素发光的区域的亮度是200cd/cm2时，对于象素部分的区域需要大约几个mA/cm2的电流。所以，具体地，随着屏幕尺寸变成为更大，由通过开关被提供给IC的电源给予的电位的电平的控制变成为更困难。在本发明中，电源电位和相反的电位总是保持为恒定电平，所以通过使用开关来控制由提供给IC的电源所给出的电位电平是不必要的，这使得本发明在实现具有更大的屏幕尺寸的显示屏方面是有用的。
而且，在本发明中，在把电源电位加到EL驱动TFT 108的栅极时，电位电平需要是处在一个使得EL驱动TFT 108为关断状态的电平。
N沟道TFT或P沟道TFT可被使用来形成切换的TFT 107、EL驱动TFT 108、和消除TFT 109。此外，切换的TFT 107、EL驱动TFT 108、和消除TFT 109不一定由单个栅极结构组成，而可以具有多级结构，诸如双重栅极结构或三重栅极结构。
接着将参照图2到4说明具有以上结构的本发明的EL显示器的驱动方法。
来自写入栅极信号线驱动器电路103的写入选择信号(第一选择信号)首先被馈送到写入栅极信号线Ga1。结果，被连接到写入栅极信号线Ga1的所有的象素(第一行的象素)的切换的TFT 107被转到接通状态。
同时，来自源极信号线驱动器电路102的锁存电路(B)102c的数字数据信号的第一位被馈送到源极信号线S1到Sx。数字数据信号通过切换的TFT 107被馈送到EL驱动TFT 108的的栅极。数字数据信号具有信息“0”或“1”，其中一个具有“高”电压，而另一个具有“低”电压。
在本实施例模型中，当数字数据信号具有“0”信息时，EL驱动TFT 108处在关断状态。电源电位所以不加到EL元件110的象素电极上。因此，被馈送以具有“0”信息的数字数据信号的象素的EL元件110不发光。
另一方面，当数字数据信号具有“1”信息时，EL驱动TFT 108处在接通状态，所以，电源电位加到EL元件110的象素电极上。结果，被馈送以具有“1”信息的数字数据信号的象素的EL元件110发光。
这样，EL元件在输入数字数据信号到第一行的象素时或者发光，或者不发光，从而，第一行的象素进行显示。其中象素进行显示的时间间隔被称为显示周期Tr。具体地，在数字数据信号的第一比特被输入到象素的时刻开始进行显示的显示周期被称为Tr1。为了简化说明，具体地，图4上只显示第一行的象素的显示周期。每一行的显示周期在它们开始的时序上具有时间差。
接着，在完成输入写入选择信号到写入栅极信号线Ga1的同时，写入选择信号同样地被输入到写入栅极信号线Ga2。被连接到写入栅极信号线Ga2的所有象素的切换的TFT 107被转到接通状态，由此，把来自源极信号线S1到Sx的数字数据信号的第一比特馈送到第二行的象素。
因此，写入选择信号顺序地被馈送到所有的写入栅极信号线(Ga1到Gay)。所有的写入栅极信号线(Ga1到Gay)被选择，以及直到数字数据信号的第一比特被馈送到所有的行的象素为止的时间间隔因此是写入周期Ta1。
另一方面，在数字数据信号的第一比特被馈送到所有的行的象素以前，换句话说，在完成写入周期Ta1以前，把来自消除栅极信号线驱动器电路104的消除选择信号(第二选择信号)输入到消除栅极信号线Ge1，与把数字数据信号的第一比特输入到象素并行地进行。
在把消除选择信号输入到消除栅极信号线Ge1以后，被连接到消除栅极信号线Ge1的所有象素(第一行的象素)的消除TFT 109转到接通状态。然后，通过消除TFT 109把第一行的电源电位(V1到Vx)给予EL驱动TFT 108的栅极。
当电源电位被给予EL驱动TFT 108的栅极时，EL驱动TFT 108被转到关断状态。因此，电源电位不能被给予EL元件110的象素电极，所以，第一行的的象素的所有的EL元件变成为不发光。结果，第一行的象素不进行显示。也就是，从写入栅极信号线Ga1被写入选择信号选择的时间开始，由EL驱动TFT的栅极保持的数字数据信号通过把电源电位加到EL驱动TFT的栅极而被消除。第一行的象素因此不进行显示。
象素不进行显示的时间间隔被称为非显示周期Td。在消除选择信号被馈送到消除栅极信号线Ge1的同时，显示周期Tr1结束，第一行的象素然后变成为非显示周期Td1。
为了简化说明，具体地，图4上只显示第一行的象素的非显示周期。类似于显示周期，每一行的非显示周期在它们开始的时序上具有时间差。
在完成馈送消除选择信号到消除栅极信号线Ge1以后，消除选择信号然后被馈送到消除栅极信号线Ge2。同样地，被连接到消除栅极信号线Ge2的所有的象素(第二行的象素)的消除TFT 109被转到接通状态。然后，电源线(V1到Vx)的电源电位通过消除TFT 109被给予EL驱动TFT 108的栅极。当电源电位被给予EL驱动TFT 108的栅极时，EL驱动TFT 108被转到关断状态。所以，电源电位不能被给予EL元件110的象素电极。结果，第二行的象素的所有的EL元件变成为非发光状态，由此，第二行的象素不进行显示，转到非显示状态。
消除信号被顺序地馈送到所有的消除栅极信号线。因此，所有的消除栅极信号线(Ga1到Gay)被选择，以及直至把由所有的行的象素保持的数字数据信号的第一比特进行消除为止的时间间隔是消除周期Te1。
另一方面，在由所有的行的象素保持的数字数据信号的第一比特被消除以前，换句话说，在消除周期Te1结束以前，把来自写入栅极信号线驱动器电路103的写入选择信号输入到写入栅极信号线Ga1的过程再次与消除到象素的数字数据信号的第一比特并行地进行。因此，第一行的象素再次进行显示以及非显示周期Td1结束并变成为显示周期Tr2。
同样地，所有的写入栅极信号线被顺序地选择，由此，把数字数据信号的第二比特馈送到所有的象素。直到把数字数据信号的第二比特馈送到所有的行的象素为止的时间间隔被称为写入周期Ta2。
另一方面，在数字数据信号的第二比特被馈送到所有的行的象素以前，换句话说，在写入周期Ta2结束以前，把来自消除栅极信号线驱动器电路104的消除选择信号输入到消除栅极信号线Ge2的过程与把数字数据信号的第二比特输入到象素并行地进行。因此，第一行的的象素的所有的EL元件变成为不发光，由此，第一行的象素不进行显示。在第一行的象素中的显示周期Tr2因此结束，由此变成为非显示周期Td2。
消除信号然后顺序地被馈送到所有的消除栅极信号线。所有的栅极信号线(Ga1到Gay)因此被选择，以及直至把由所有的行的象素保持的数字数据信号的第二比特进行消除为止的时间间隔是消除周期Te2。
上述的操作重复进行，直至数字数据信号的第(m)比特被馈送到象素为止，以及显示周期Tr和非显示周期Td重复出现(见图4)。显示周期Tr1是指从写入周期Ta1的开始到消除周期Te1的开始的时间间隔。而且，非显示周期Td1是指从消除周期Te1的开始到显示周期Tr1的开始的时间间隔。因此，显示周期Tr2，Tr3，…，和Tr(m-1)以及非显示周期Td2，Td3，…，和Td(m-1)，类似于显示周期Tr1和非显示周期Td1，分别由写入周期Ta1，Ta2，…，和Ta(m)和消除周期Te1，Te2，…，和Te(m)来确定。
在数字数据信号的第m个比特被馈送到第一行的象素以后，消除选择信号不被馈送到消除栅极信号线Ge1。为了简化说明，在本实施例中取m=n-2作为例子来进行说明。不需要说，本发明不限于这个数值。在本发明中，从2到n的任何数值都可被选择为m。
第一行的象素变成为显示周期Tr(n-2)，以及一旦数字数据信号的第(n-2)比特被馈送到第一行的象素就进行显示。数字数据信号的第(n-2)比特被第一行的象素保持，直至数字数据信号的下一个比特被馈送为止。
随后，当数字数据信号的下一个第(n-1)比特被馈送到第一行的象素时，被象素保持的数字数据信号的第(n-2)比特被重新写入到数字数据信号的第(n-1)比特。然后第一行的象素变成为显示周期Tr(n-1)，由此进行显示。数字数据信号的第(n-2)比特被象素保持，直至数字数据信号的下一个比特被馈送为止。
以上的操作重复进行，直至数字数据信号的第n比特被馈送为止(见图4)。显示周期Tr(n-2)是从写入周期Ta(n-2)的开始到写入周期Ta(n-1)的开始的时间间隔。而且，显示周期Tr(n-1)和Tr(n)，类似于显示周期Tr(n-2)，分别由写入周期Ta来确定。
在本发明中，必须设置所有的写入周期的总的重叠短于1个帧周期，以及设置显示周期的长度为Tr1∶Tr2∶Tr3∶…Tr(n-1)∶Tr(n)=20∶21∶22∶…2(n-2)∶2(n-1)。
当所有的显示周期(Tr1到Tr(n))都结束时，一幅图象可被显示。在本发明的驱动方法中，显示一幅图象的时间间隔被称为1个帧周期。
这样，在完成1个帧周期以后，来自写入栅极信号线驱动器电路103的写入选择信号再次被馈送到写入栅极信号线Ga1。结果，数字数据信号的第一比特被馈送到象素，以及第一行的象素再次变成为显示周期Tr1。上述的操作再次这样地重复进行。
在通常的EL显示器中最好每秒提供60个或更多的帧周期。如果1秒内显示60幅以下的图象，则将感觉到图象的闪烁。
显示周期的长度被设置为Tr1∶Tr2∶Tr3∶…Tr(n-1)∶Tr(n)=20∶21∶22∶…2(n-2)∶20(n-1)。通过显示周期的组合，可以从2n级灰度中进行想要的灰度显示。
对于在1个帧的周期中由EL元件发光的显示周期长度的总和的请求决定了在该帧的周期显示的灰度。例如，假定当n=8时，在所有的显示周期中发光的象素的亮度是100％，则在象素在Tr1和Tr2中发光的情况下，可以表现1％的亮度，而如果选择Tr3，Tr5和Tr8，则可以表现60％的亮度。
非常关键的是用于把数字数据信号的第m比特写入到象素的写入周期Ta(m)的长度短于显示周期Tr(m)的长度。所以，在1到n的范围内的第m比特的数值需要被设置为一个数值，其中写入周期Ta(m)的长度短于显示周期Tr(m)的长度。
显示周期(Tr1到Tr(n))可被做成以任何次序出现。例如，在1个帧周期中的显示周期可被做成以Tr1，Tr3，Tr5，Tr2，…的次序出现。然而，最好是出现的次序是其中消除周期(Te1到Te(n))互相不重叠的次序。
应当指出，在本发明中，可以使用N沟道TFT或P沟道TFT，来形成EL驱动TFT 108。然而，如果EL元件的阳极是象素电极和阴极是相对的电极，则最好使用P沟道TFT来形成EL驱动TFT 108。替换地，如果EL元件110的阳极和阴极分别是相对的电极和象素电极，则最好使用N沟道TFT来形成EL驱动TFT 108。
通过采用以上的结构，当加上相等的栅极电压时，即使由TFT造成IDS-VGS特性的轻微的变化，本发明也能够压缩输出到电流量的变化。结果，可以避免这样的情形，即，其中即使加上具有相等电压的信号，而由IDS-VGS特性的变化造成的、EL元件的亮度与相邻象素的亮度中的一个间也出现很大的差值。
另外，在本发明中，可以提供用于不进行显示的非显示周期Td。在传统的模拟驱动的情况下，如果EL显示器被做成显示所有的白色图象，则EL元件不断地发光，变成为加速EL层恶化的一个因素。在本发明中，可以提供非发光时间间隔，所以，可以压缩EL层的一定程度的恶化。
应当指出，在本发明中，一部分显示周期与一部分写入周期互相重叠。换句话说，即使在写入周期，也有可能显示象素。因此，1帧的周期内显示周期的长度的总和的比值(占空比)不仅仅由写入周期的长度确定。
本发明的上述的结构不单可应用于EL显示器，也可应用到采用其它电子元件的设备。而且，如果其响应时间是十分中的一个几微秒或更小的高速响应液晶被开发，则本发明也可被应用到液晶显示器。
下面将说明本发明的实施例。在实施例1中，参照图5说明本发明的EL显示器中通过6比特数字数据信号进行26级灰度显示的例子。应当指出，实施例1的EL显示器具有如图1到3所示的结构。
首先，来自写入栅极信号线驱动器电路103的写入选择信号被馈送到写入栅极信号线Ga1。结果，被连接到写入栅极信号线Ga1的所有的象素(第一行的象素)的切换的TFT 107被转到接通状态。
同时，来自源极信号线驱动器电路102的锁存电路(B)102c的数字数据信号的第一比特被馈送到源极信号线S1到Sx。数字数据信号通过切换的TFT 107被馈送到EL驱动TFT 108的栅极。
在实施例1，当数字数据信号具有“0”信息时，EL驱动TFT 108被转到关断状态。所以电源电位不加到EL元件110的象素电极上。因此，被馈以具有“0”信息的数字数据信号的象素的EL元件110不发光。
另一方面，当数字数据信号具有“1”信息时，EL驱动TFT 108被转到接通状态，所以电源电位被加到EL元件110的象素电极上。结果，被馈以具有“1”信息的数字数据信号的象素的EL元件110发光。
因此，在输入数字数据信号时，EL元件或者发光或者不发光，第一行的象素变成为显示周期Tr1。为了简化说明，图5上只显示第一行的象素的显示周期。每一行的显示周期在它们的开始的时序上有时间差值。
接着，在完成写入选择信号输入到写入栅极信号线Ga1的同时，写入选择信号类似地被输入到写入栅极信号线Ga2。被连接到写入栅极信号线Ga2的所有的象素的切换的TFT 107被转到接通状态，由此把来自源极信号线S1到Sx的数字数据信号的第一比特馈送到第二行的象素。
因此，写入选择信号被顺序地馈送到所有的写入栅极信号线(Ga1到Gay)。所有的写入栅极信号线(Ga1到Gay)被选择，以及直到数字数据信号的第一比特被馈送到所有的行的象素为止的时间间隔因此是写入周期Ta1。
另一方面，在数字数据信号的第一比特被馈送到所有的行的象素以前，换句话说，在完成写入周期Ta1以前，把来自消除栅极信号线驱动器电路104的消除选择信号输入到消除栅极信号线Ge1的过程与把数字数据信号的第一比特输入到象素并行地进行。
在把消除选择信号输入到消除栅极信号线Ge1以后，被连接到消除栅极信号线Ge1的所有象素(第一行的象素)的消除TFT 109转到接通状态。然后，通过消除TFT 109把第一行的电源电位(V1到Vx)给予EL驱动TFT 108的栅极。
当电源电位被给予EL驱动TFT 108的栅极时，EL驱动TFT 108被转到关断状态。因此，不能把电源电位给予EL元件110的象素电极，所以，第一行的的象素的所有的EL元件变成为不发光。结果，第一行的象素不进行显示。也就是，从写入栅极信号线Ga1被写入选择信号选择的时间开始，由EL驱动TFT的栅极保持的数字数据信号通过把电源电位加到EL驱动TFT的栅极而被消除。第一行的象素因此不进行显示。
在消除选择信号被馈送到消除栅极信号线Ge1的同时，显示周期Tr1结束，第一行的象素然后变成为非显示周期Td1。
为了简化说明，具体地，图5上只显示第一行的象素的非显示周期。类似于显示周期，每一行的非显示周期在它们开始的时序上具有时间差。
在完成馈送消除选择信号到消除栅极信号线Ge1以后，消除选择信号然后被馈送到消除栅极信号线Ge2。同样地，被连接到消除栅极信号线Ge2的所有的象素(第二行的象素)的消除TFT 109被转到接通状态。然后，电源线(V1到Vx)的电源电位通过消除TFT 109被给予EL驱动TFT 108的栅极。当电源电位被给予EL驱动TFT 108的栅极时，EL驱动TFT 108被转到关断状态。所以，电源电位不能被给予EL元件110的象素电极。结果，第二行的象素的所有的EL元件变成为不发光的，由此，第二行的象素不进行显示，转到非显示状态。消除信号被顺序地馈送到所有的消除栅极信号线。因此，所有的消除栅极信号线(Ga1到Gay)被选择，以及直至把由所有的行的象素保持的数字数据信号的第一比特进行消除为止的时间间隔是消除周期Te1。
另一方面，在由所有的行的象素保持的数字数据信号的第一比特被消除以前，也就是，在消除周期Te1结束以前，把来自写入栅极信号线驱动器电路103的写入选择信号输入到写入栅极信号线Ga1的过程再次与消除加到象素的数字数据信号的第一比特并行地进行。因此，第一行的象素再次进行显示以及非显示周期Td1结束并变成为显示周期Tr2。
同样地，所有的写入栅极信号线被顺序地选择，由此，把数字数据信号的第二比特馈送到所有的象素。直到把数字数据信号的第二比特馈送到所有的行的象素为止的时间间隔被称为写入周期Ta2。
另一方面，在数字数据信号的第二比特被馈送到所有的行的象素以前，换句话说，在写入周期Ta2结束以前，把来自消除栅极信号线驱动器电路104的消除选择信号输入到消除栅极信号线Ge2的过程与把数字数据信号的第二比特输入到象素并行地进行。因此，第一行的的象素的所有的EL元件变成为不发光，由此，第一行的象素不进行显示。在第一行的象素中的显示周期Tr2因此结束，由此变成为非显示周期Td2。
消除信号然后顺序地被馈送到所有的消除栅极信号线。所有的栅极信号线(Ga1到Gay)因此被选择，以及直至消除由所有的行的象素所保持的数字数据信号的第二比特为止的时间间隔是消除周期Te2。
上述的操作重复进行，直至数字数据信号的第五比特被馈送到象素为止，以及显示周期Tr和非显示周期Td重复出现(见图5)。显示周期Tr1是指从写入周期Ta1的开始到消除周期Te1的开始的时间间隔。而且，非显示周期Td1是指从消除周期Te1的开始到显示周期Tr2的开始的时间间隔。因此，显示周期Tr2，Tr3和Tr4以及非显示周期Td2，Td3，和Td4，类似于显示周期Tr1和非显示周期Td1，分别由写入周期Ta1，Ta2，…，和Ta5和消除周期Te1，Te2，…，和Te5来确定。
在数字数据信号的第五个比特被馈送到第一行的象素以后，消除选择信号不被馈送到消除栅极信号线Ge1。应当指出，在实施例1中，在数字数据信号的第五个比特被馈送到第一行的象素以后，消除信号不被馈送到消除栅极信号线Ge1。不需要说，本发明并不限于数值5。
第一行的象素变成为显示周期Tr5，以及一旦数字数据信号的第五比特被馈送到第一行的象素就进行显示。数字数据信号的第五比特被第一行的象素保持，直至数字数据信号的下一个比特被馈送为止。
随后，如果数字数据信号的第六比特被馈送到第一行的象素，则被象素保持的数字数据信号的第五比特被重新写入到数字数据信号的第六比特。然后第一行的象素变成为显示周期Tr6，由此进行显示。再次地，数字数据信号的第六比特被象素保持，直至数字数据信号的下一个比特被馈送为止。
如果数字数据信号的第一比特再次被馈送到象素，则帧周期在显示周期Tr6结束的同时结束。在完成所有的显示周期(Tr1到Tr6)以后，可以实现一幅图象的显示。在本发明的驱动方法中，显示一幅图象的时间间隔称为1个帧周期(F)。上述的操作重复进行。
显示周期Tr5是从写入周期Ta5的开始到写入周期Ta6的开始的时间间隔。而且，显示周期Tr6是从写入周期Ta6的开始到下一个帧周期的写入周期Ta1的开始的时间间隔。
显示周期的长度被设置为Tr1∶Tr2∶…∶Tr5∶Tr6=20∶21∶22∶…∶24∶25。通过显示周期的组合，可以从26级灰度中实行想要的灰度显示。
对于在1个帧的周期中由EL元件发光的显示周期长度的总和的请求决定了在该帧周期中象素显示的灰度。例如，假定在所有的显示周期中发光的象素的亮度是100％，则在象素在Tr1和Tr2中发光的情况下，可以表达1％的亮度，而如果选择Tr3和Tr5，则可以表达32％的亮度。
非常关键的是，在实施例1中，用于把数字数据信号的第五比特写入到象素的写入周期Ta5的长度短于显示周期Tr5的长度。
另外，显示周期(Tr1到Tr6)可被做成以任何次序出现。例如，在1个帧周期中的显示周期可被做成以Tr1，Tr3，Tr5，Tr2，…的次序出现。然而，最好是出现的次序是其中消除周期(Te1到Te6)互相不重叠的次序。
应当指出，在本发明中，可以使用N沟道TFT或P沟道TFT，来形成EL驱动TFT 108。然而，如果EL元件的阳极是象素电极和阴极是相对的电极，则最好使用P沟道TFT来形成EL驱动TFT 108。替换地，如果EL元件110的阳极和阴极分别是相对的电极和象素电极，则最好使用N沟道TFT来形成EL驱动TFT 108。
通过采用以上的结构，当加上相等的栅极电压时，即使由TFT造成IDS-VGS特性的轻微的变化，本发明也能够压缩输出到电流量的变化。结果，可以避免这样的情形，其中即使加上具有相等电压的信号，而由IDS-VGS特性的变化造成的、EL元件的亮度与相邻象素的亮度中的一个间出现很大的差值。
另外，在本发明中，可以提供用于不进行显示的非显示周期Td。在传统的模拟驱动的情况下，如果EL显示器被做成显示所有的白色图象，则EL元件不断地发光，变成为加速EL层恶化的一个因素。在本发明中，可以提供非发光时间间隔，所以，可以压缩EL层的一定程度的恶化。
而且，在本发明中，必须设置所有的写入周期的总的重叠短于1个帧周期，以及设置显示周期的长度，以使得它们处在Tr1∶Tr2∶…∶Tr5∶Tr6=20∶21∶22∶…∶24∶25的范围内。在实施例2中，说明使用本发明制造EL显示器的例子。
图6A是使用本发明的EL显示器的顶视图。在图6A中，参考数字4010是基片，参考数字4011是象素部分，参考数字4012是源极信号线驱动器电路，参考数字4013a是写入栅极信号线驱动器电路，以及4013b是消除栅极信号线驱动器电路。这些驱动器电路通过FPC4017，并经过4014a、4014b、4015和4016被连接到外部装置。
覆盖材料6000、密封材料(也称为外壳材料)7000、和不透气的密封材料(第二种密封材料)7001被形成用来封闭至少象素部分，优选地封闭驱动器电路和象素部分。
而且，图6B是本发明的EL显示设备的截面结构。驱动器电路TFT 4022(注意，这里显示了其中n沟道TFT和p沟道TFT进行组合的CMOS电路)，象素部分TFT 4023(注意，这里只显示了用于控制流到EL元件的电流的EL驱动TFT)被形成在基片4010上的基础薄膜4021上。TFT可以通过使用已知的结构(顶部栅极结构或底部栅极结构)来形成。
在完成驱动器电路TFT 4022和象素部分TFT 4023以后，象素电极4027被形成在由树脂材料制成的层间绝缘薄膜(整平薄膜)4026上。象素电极由用于电连接到象素TFT 4023的漏极的透明导电薄膜形成。氧化铟和氧化锡混合物(被称为ITO)或氧化铟和氧化锌混合物可以作为透明导电薄膜被使用。在形成象素电极4027以后，绝缘薄膜4028被形成，以及在象素电极4027上形成一个开孔部分。
接着形成EL层4029。EL层4029可通过自由组合已知的材料(诸如，空穴注入层、空穴输送层、光发射层、和电子输送层、和电子注入层)而被形成为具有迭层结构，或单层结构。已知的技术可被使用来确定使用哪种结构。而且，EL材料存在有低分子为主的材料和高分子(聚合物)为主的材料。当使用低分子为主材料时使用蒸发方法，但当使用高分子为主材料时有可能使用容易的方法，诸如旋转涂复，印刷，和喷墨印刷。
在实施例2中，EL层是通过使用阻挡掩膜的蒸发法形成的。通过形成发射层(红色发射层，绿色发射层，和兰色发射层)而使得彩色显示成为可能。另外，也可使用诸如把电荷耦合层(CCM)与彩色滤波器相组合的方法、把白色发光层与彩色滤波器相组合的方法等的方法。当然，EL显示设备也可被做成发送单色光。
在形成EL层4029以后，阴极4030可被形成在EL层上。最好是尽可能多地去除存在在阴极4030与EL层4029中的一个间的交界面中的水汽或氧。所以必须在真空下沉积EL层4029和阴极，或在惰性气体环境下形成EL层4029，和不在空气暴露下形成阴极4030。在实施例2中，通过使用多腔方法(集束工具方法)薄膜沉积装置，以上的薄膜沉积成为可能。
应当指出，LiF(氟化锂)薄膜和Al(铝)薄膜的迭层结构被用作为阴极4030。具体地，1纳米(nm)厚的LiF(氟化锂)薄膜通过在EL层4029上蒸发而形成，以及300nm厚的铝薄膜在LiF薄膜上形成。当然可以使用镁银电极，一种已知的阴极材料。连线4016然后在一个由参考数字4031表示的区域中被连接到阴极4030。连线4016是电源线，用于把预定的电压给予阴极4030，以及通过导电胶被材料4032被连接到FPC 4017。
为了在一个由参考数字4031表示的区域中电连接阴极4030和连线4016，必须在层间绝缘薄膜4026和绝缘薄膜4028上形成接触孔。接触孔可以在蚀刻层间绝缘薄膜4026的时刻(当形成用于象素电极的接触孔时)和蚀刻绝缘薄膜4028的时刻(当在形成EL层中的一个前形成开孔部分时)被形成。而且，当蚀刻绝缘薄膜4028时，可以特地对层间绝缘层4026一次性进行蚀刻。在这种情况下，只要层间绝缘薄膜4026和绝缘薄膜4028是相同的树脂材料的话，可以形成良好的接触孔。
钝化膜6003，填充材料6004，和覆盖材料6000被形成来覆盖这样制成的EL元件的表面。
另外，密封材料7000被形成在覆盖材料6000与基片4010中的一个间，以便包围EL元件部分，以及不透气的密封材料(第二种密封材料)7001被形成在密封材料7000的外面。
填充材料6004在这时起到固定覆盖材料6000的粘合剂的作用。PVC(聚氯乙烯)、环氧树脂、硅树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、和EVA(乙酸乙烯树脂)可被用作为填充材料6004。如果干燥剂被形成在填充材料6004的内侧上，则它可继续保持水汽吸收作用，这是优选要的。
而且，在填充材料6004内可包含衬垫层。衬垫层可以是粉末材料，诸如BaO，使得衬垫层具有吸收水汽的能力。
当使用衬垫层时，钝化膜6003可以缓和衬垫层压力。而且，诸如树脂薄膜那样的薄膜可被形成为与钝化薄膜6003分开，以便缓和衬垫层压力。
而且，玻璃板、铝板、不锈钢板、FRP(玻璃纤维增强塑料)板、PVF(聚四氟乙烯)薄膜、Mylar薄膜、聚酯薄膜、和聚丙烯薄膜可被用作为覆盖材料6000。应当指出，如果PVB或EVA被用作为填充材料6004，则最好使用具有以下结构的薄片，其中几十微米的铝箔由PVF薄膜或Mylar薄膜作为夹心。
然而，取决于来自EL设备的光发射方向(光辐射方向)，覆盖材料6000必须具有光发射特性。
而且，连线4016通过在不透气的密封材料7001与基片4010中的一个间的缝隙被电连接到FPC 4017。应当指出，虽然这里已说明了连线4016，但连线4014a，4014b，和4015也通过类似地穿过在不透气的密封材料7001和密封材料7000，与基片4010中的一个间的空间被连接到FPC 4017。
在本实施例中，覆盖材料6000在构成填充材料6004以后被固定，以及密封材料7000被附着上，以便覆盖填充材料6004的侧面(暴露面)，但填充材料6004也可在附着覆盖材料6000和密封材料7000以后被形成。在这种情况下，填充材料注入孔被形成为穿过由基片4010、覆盖材料6000、和密封材料7000形成的缝隙。缝隙被设置成真空状态(压力等于或小于10-2Torr(托))，以及在把注入孔浸入到盛满填充材料的水槽中以后，在缝隙外部的空气压力被做成高于缝隙内的空气压力，以及使得填充材料填入缝隙。在本实施例中，使用图7A和7B来说明制造具有不同于实施例2的结构的EL显示设备的例子。具有与图6A和6B相同的参考数字的部件表示相同的功能，所以省略这些部件的说明。
图7A是本实施例的EL显示设备的顶视图，以及图7B显示在图7A沿线A-A’被截割时的截面图。
按照实施例2，制造是通过形成覆盖EL元件的钝化薄膜6003的步骤而实行的。
另外，填充材料6004被形成来覆盖EL元件。填充材料6004也起到固定覆盖材料6000的粘合剂的作用。PVC(聚氯乙烯)、环氧树脂、硅树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、和EVA(乙酸乙烯树脂)可被用作为填充材料6004。如果干燥剂被形成在填充材料6004的内侧上，则它可继续保持水汽吸收作用，这是优选的。
而且，在填充材料6004内可包含衬垫层。衬垫层可以是粉末材料，诸如BaO，使得衬垫层具有吸收水汽的能力。
当使用衬垫层时，钝化薄膜6003可以缓和衬垫层压力。而且，诸如树脂薄膜那样的薄膜可被形成为与钝化薄膜6003分开，以便缓和衬垫层压力。
而且，玻璃板、铝板、不锈钢板、FRP(玻璃纤维增强塑料)板、PVF(聚四氟乙烯)薄膜、Mylar薄膜、聚酯薄膜、和聚丙烯薄膜可被用作为覆盖材料6000。应当指出，如果PVB或EVA被用作为填充材料6004，则最好使用具有以下结构的薄片，其中几十微米的铝箔由PVF薄膜或Mylar薄膜作为夹心。
然而，取决于来自EL设备的光发射方向(光辐射方向)，覆盖材料6000必须具有光发射特性。
通过使用填充材料6000固定覆盖材料6000以后，机壳材料6001被附着上，以便覆盖填充材料6004的侧面(暴露面)。机壳材料6001由密封材料(它起到粘结剂作用)6002固定。这时最好使用轻的变硬的树脂作为密封材料6002，但假如EL层的热阻特性允许，也可以使用热的变硬的树脂。应当指出，最好密封材料6002是尽可能不发出水汽和氧的材料。而且，也可以把干燥剂加到密封材料6002的内部。
连线4016通过在密封材料6002与基片4010中的一个间的缝隙被电连接到FPC 4017。应当指出，虽然这里已说明了连线4016，但连线4014a，4014b，和4015也通过类似地穿过在密封材料6002和基片4010中的一个间的缝隙被电连接到FPC 4017。
应当指出，在本实施例中，形成填充材料6004以后，覆盖材料6000被固定，以及机壳材料6001被附着上，以便覆盖填充材料6004的侧面(暴露面)，但填充材料6004也可在附着覆盖材料6000和密封材料7000以后被形成。在这种情况下，填充材料注入孔被形成为穿过由基片4010、覆盖材料6000、和机壳材料6001形成的缝隙。缝隙被设置成真空状态(压力等于或小于10-2Torr(托))，以及在把注入孔浸入到盛满填充材料的水槽中以后，在缝隙外部的空气压力被做成高于缝隙内的空气压力，以及使得填充材料填入缝隙。图8上显示象素部分的更详细的截面结构。在图8上，被形成在基片3501上的切换的TFT 3502是通过使用用已知的方法形成的n沟道型TFT而制成的。在本实施例中，使用双栅极结构。然而，双栅极结构是一种结构，其中实际上，两个TFT被串联连接，以及它具有优点，关断电流值可被减小。应当指出，虽然在本实施例中，使用了双栅极结构，但也可以使用单栅极结构、三栅极结构、和具有更多的栅极的多栅极结构。而且，也可使用p沟道型TFT。
消除TFT 3504是n沟道TFT，以及通过使用已知的方法被制造。在本实施例中，使用了单栅极结构。应当指出，虽然在本实施例中，使用了单栅极结构，但也可以使用双栅极结构、三栅极结构、和具有更多的栅极的多栅极结构。而且，也可使用通过已知的方法形成的p沟道型TFT。消除TFT 3504的漏极引线31通过连线36被连接到切换的TFT 3502的漏极引线35和EL驱动TFT的栅极37。
EL驱动TFT 3503是通过已知的方法使用n沟道TFT被制造的。EL驱动TFT的栅极37通过连线36被连接到切换的TFT 3502的漏极引线35和消除TFT 3504的漏极引线31。
由于EL驱动TFT是用于控制流到EL元件的电流幅度的元件，它是流过大的电流的元件，以及它容易受到由发热造成的恶化和由热载体造成的恶化。所以，本发明的这种结构，即其中LDD区域被提供在EL驱动TFT的漏极面上，以使得把栅极叠加到栅极绝缘薄膜，是非常有效的。
在实施例4的图上显示EL驱动TFT 3503的单个栅极结构，但也可以使用其中多个TFT被串联连接的多栅极结构。另外，还可以使用一种结构，其中多个TFT被并联连接，实际上划分成多个沟道形成区域，以及可以高效率地进行热辐射。这个结构有效地对待由发热造成的恶化。
而且，漏极引线40被连接到电源线3506，以及总是加上恒定的电压。
第一钝化薄膜41被形成在切换的TFT 3502，EL驱动TFT 3503和消除TFT 3504上，以及整平薄膜42被形成在绝缘树脂薄膜42上部。极其重要的是由于使用整平薄膜42的TFT的整平步骤。以后形成的EL层非常薄，这样就出现缺陷的光发射。所以，为了形成具有尽可能平整的表面的EL层，最好在形成象素电极以前进行整平。
而且，参考数字43表示由具有高的反射率的导电薄膜制成的象素电极(EL元件阴极)，以及它被电连接到EL驱动TFT 3503的漏极区。最好使用低电阻导电薄膜，诸如铝合金薄膜，铜合金薄膜和银合金薄膜，或这样的薄膜的叠层。当然，也可以使用具有另外的导电薄膜的迭层结构。
此外，光发射层45被形成在由挡板44a和44b构成的沟槽中(相应于象素)，这些挡板是由绝缘薄膜(最好是树脂)形成的。应当指出，这里图上只显示一个象素，但光发射层可以被形成和被划分成相应于R(红色)、G(绿色)、和B(蓝色)的每种颜色。一种π共轭聚合物材料被用作为有机EL材料。可以给出聚苯(撑)乙烯(PPV)、聚乙烯咔唑(PVK)、和聚荧烷作为典型的聚合物材料。
应当指出，有几种类型的PPV有机EL材料，以及例如，可以使用在Schenk H.，Becker O.，Kluge E.，Kreuder W.，和SpreitzerH.，“Polymers for Light Emitting Diodes(用于发光二极管的聚合物)”，Euro Display Proceedings，1999，pp.33-37，和在日本专利申请公开No.Hei 10-92576中所记录的材料。
作为特别的光发射层，可以使用氰基聚苯(撑)乙烯为红色光辐射发光层，可以使用聚苯(撑)乙烯为绿色光辐射发光层，以及可以使用聚苯(撑)乙烯或多烷基苯基为蓝色光辐射发光层。薄膜厚度可以是在30和150nm中的一个间(最好是在40和100nm中的一个间)。
然而，以上的例子是可被使用为发光层的有机EL材料的一个例子，以及不一定限于使用这些材料。EL层(用于发射光和为发光进行载流子运动的层)可以通过自由地组合光发射层、电子电荷输送层、和电子电荷注入层而被形成。
例如，本实施例显示使用聚合物材料作为光发射层的例子，但也可以使用低分子加权有机EL材料。而且，有可能使用诸如碳化硅那样的非有机材料作为电子电荷输送层或电子电荷注入层。已知的材料可被使用于这些有机EL材料和非有机材料。
在本实施例中使用迭层结构EL层，其中由PEDOT(聚噻吩)或Pani(聚苯胺)制成的空穴注入层49被形成在发光层45上。然后，阳极被形成在由透明导电薄膜制成的空穴注入层上。由光发射层45产生的光在本实施例中向上面(向TFT的上部)辐射，所以阳极对于光线必须是透明的。氧化铟和氧化锡的混合物或氧化铟和氧化锌的混合物可被使用于透明导电薄膜。然而，因为它是在形成低的热电阻光发射和空穴注入层以后被形成的，所以最好使用可以以尽可能低的温度沉积的材料。
EL阳极3505是在形成阳极47的地方完成的，应当指出，这里所谓的EL元件3505是由象素电极(阴极)43、光发射层45、空穴注入层46和阳极47构成的。象素电极43在面积上几乎等于象素，因此整个象素起到EL设备的作用。所以，光发射斜率极高，以及亮的图象显示成为可能。
另外，在本实施例中，第二钝化薄膜48然后被形成在阳极47上。最好使用氮化硅薄膜或氮化硅氧化物薄膜作为第二钝化薄膜48。其用途上把EL元件与外面隔开，这在防止由于有机EL材料的氧化引起的老化上和在控制从有机EL材料发射的气体上是有意义的。这样，EL显示器的可靠性可以提高。
本发明的EL显示器具有由如图8构建的象素制成的象素部分以及具有带有足够低的关断电流值的切换的TFT，和EL驱动器控制TFT，它相对于热载流子注入是很强的。所以，可以得到具有高可靠度的、其中有可能进行良好的图象显示的EL显示板。在本实施例中，说明一种结构，其中把实施例4所示的象素部分中的EL元件3505的结构加以颠倒。使用图9来说明。应当指出，图9的结构与图8的结构中的一个间的唯一的相差点是EL元件部分和EL驱动TFT，所以其它部分的说明可省略。
在图9上，EL驱动TFT 3503是p沟道TFT，它可以提高使用已知的方法被制造。
在本实施例中，透明导电薄膜被用作为象素电极(阳极)50。具体地，使用由氧化铟和氧化锌混合物制成的导电薄膜。当然，也可以使用由氧化铟和氧化锡混合物制成的导电薄膜。
在由绝缘薄膜构成挡板51a和51b以后，通过溶液涂覆从聚乙烯咔唑形成光发射层52。用乙酰丙酮化物(表示为acacK)把电子注入层53形成在光发射层上，以及用铝合金形成阴极54。在本例中，阴极54也起到钝化薄膜的作用。这样，构成了EL元件3701。
在本实施例中，由光发射层52产生的光向着其上形成TFT的基片方向辐射，如箭头所示。在本实施例中，图10A到10C所示的象素组成不同于图3所示电路图的象素组成。应当指出，在本实施例中，参考数字3801表示切换TFT 3803的栅极引线(栅极信号线的一部分)，3802表示切换TFT 3803的源极引线(源极信号线的一部分)，3804表示EL驱动TFT，3805表示消除TFT，3806表示EL元件，3807表示电流供给线，以及3808表示电容。
图10A是其中电流供给线3807是在两个象素中的一个间公共的例子。即，它的特征在于，两个象素被形成为具有围绕电流供给线3807的线性对称性。在这种情况下，电流供给线数目可以减小，所以象素部分可被做成为更高的分辨率。
而且，图10B是其中电流供给线3807被形成为平行于栅极引线3801。应当指出，在图10B上，形成这样的结构，以使得通过绝缘薄膜，电流供给线3808与栅极引线3801互相不重叠。在两条引线被形成在不同的层的这样的事例中，它们可被提供为经过绝缘薄膜互相重叠。在这种情况下，仅仅一个表面积可被电流供给线3808与栅极引线3801共用，以及象素部分可被做成为更高的分辨率。
而且，图10C的特征在于，类似于图10B的结构，电流供给线3807与栅极引线3801可被形成为平行的，此外，两个象素被形成为具有围绕电流供给线3808的线性对称性。此外，实际上电流供给线3808与栅极引线3801中的一个一形成为互相重叠。在这种情况下，电流供给线数目可以减小，所以象素部分可被做成为更高的分辨率。在图3和10上，电容被提供来保持被加到EL驱动TFT的栅极上的电压。然而，电容可被省略。因为n沟道TFT被用作为EL驱动TFT，所以EL驱动TFT具有LDD区域，被提供来经过栅极绝缘层与栅极重叠。在这个区域，通常形成被称为栅极电容的寄生电容。本实施例的特征在于，寄生电容被积极地使用来保持被加到EL驱动TFT的栅极上的电压。
寄生电容的电容量取决于其中上述的栅极与LDD区域重叠的面积而变化。所以，电容由被包括在该区域中的LDD区域的长度确定。在本实施例中，描述了同时制造本发明的EL显示的象素部分和围绕象素部分被提供的驱动器电路部分的TAT。关于驱动器电路，图上显示了作为驱动器电路的基本单元的CMOS电路，用于简要说明。而且，有关消除TAFT的内容被省略，因为它可通过制造切换的TAFT或EL驱动TAFT的方法被形成。
首先，如11A图所示地准备基片501，其中基本薄膜被放置在基片的表面上。在本实施例中，厚度为200nm的氮化硅氧化物薄膜和另一个厚度为100nm的氮化硅氧化物薄膜被形成层，以及被用作为在晶体化玻璃上的基本薄膜。在这时，优选地，与晶体化玻璃基片接触的薄膜的浓度保持为10-25wt％。有可能直接在石英基片上形成元件，而不用任何基本薄膜。
此后，厚度为45nm的非晶态硅薄膜502通过熟知的薄膜形成方法被形成在基片501上。不需要限制它是非晶态硅薄膜。而是在本实施例中，可以使用具有非晶态结构的半导体薄膜(包括微晶半导体薄膜)。这里，也可以使用具有非晶态结构的复合半导体薄膜，例如非晶态硅锗薄膜。
从这个图到图11C的步骤可以从由本申请人提交的日本公开专利公布No.Hei 10-247735中了解。该专利揭示了有关把半导体薄膜晶体化的方法的技术，它使用诸如Ni(镍)的元素作为催化剂。
首先，形成具有开孔503a和503b的保护薄膜504。在本实施例中使用150nm厚的氧化硅薄膜。通过旋转涂复方法形成包含镍(Ni)的层505(含镍层)。关于含镍层的形成，可以参考以上的专利。
此后，如图11B所示，在惰性气体环境下进行570℃的热处理14个小时，以及非晶态硅薄膜502被晶体化。在这时，晶体化基本上平行于基片进行，从区域506a和506b(此后称为Ni(镍)附加区)开始，它与Ni相接触。结果，多晶硅薄膜被形成为具有晶体结构，其中条状晶体聚集以及形成线状。
此后，如图11C所示，属于15族的元素(优选地是硫)被加到Ni附加区506a和506b，而使得保护薄膜504成为掩膜。这样，形成了区域508a和508b(此后，被称为为硫附加区)，其中加上高浓度的硫。
此后，如图11C所示，在惰性气体环境下进行600℃的热处理12个小时。存在在多晶硅薄膜507中的Ni通过这种热处理被移去，以及几乎所有的Ni最后被硫附加区508a和508b捕获，如箭头所示。可以认为这是由硫造成的金属元素(本实施例中的Ni)的吸气效应引起的现象。
提高这种处理，剩余在多晶硅薄膜509中的Ni的浓度按照通过SIMS(质量二次离子分析)的测量值被减小到至少2×1017原子/cm3。虽然Ni是半导体的寿命杀手，但当它被减小到这种程度时，对于TAFT特征没有有害影响。另外，因为这个浓度是在当前技术下SIMS分析的测量极限，实际上它表明甚至更低的浓度(小于2×1017原子/cm3)。
因此可得到由催化剂晶体化的多晶硅薄膜509，以及它被减小到催化剂不阻碍TAFT运行的水平。此后，只使用多晶硅薄膜509的活化层510-513通过图案处理被形成。在这时，用来在以下的图案中进行掩膜对准的标志应当通过使用以上的多晶硅薄膜被形成(图11D)。
此后，通过如图11E所示的等离子体CVD方法形成50nm厚的氮化硅氧化物薄膜，然后在氧化环境下进行950℃的热处理1个小时，以及进行热氧化处理。氧化环境可以是氧环境或其中加上卤元素的另一种氧环境。
在本热氧化处理中，氧化是在活化层与氮化硅氧化物薄膜中的一个间的交界面进行的，以及厚度约为15nm的多晶硅薄膜被氧化，这样形成厚度约为30nm的氧化硅薄膜。也就是，形成厚度为80nm的栅极绝缘薄膜，其中30nm厚的氧化硅薄膜和50nm厚的氮化硅氧化物薄膜形成迭层结构。活化层510-513的薄膜厚度通过热氧化处理被形成30nm。
此后，如图12A所示，形成保护掩膜515a和515b，以及通过栅极绝缘薄膜514加上给出p型的杂质元素(此后称为p型杂质元素)。作为p型杂质元素，可以使用典型地属于13族元素的元素，典型地是硼或镓。这(称为沟道掺杂处理)是用于控制TAFT的门限值的处理过程。
在本实施例中，通过离子掺杂方法加入硼，其中执行等离子体激发，而不用质量分离乙硼烷(B2H6)。当然，可以使用进行质量分离的离子植入方法。按照这个处理过程，杂质区域516和517被形成为包括1×1015-1×1018原子/cm3(典型地，5×1016-5×1017原子/cm3)的浓度的硼。
此后，如图12B所示，形成保护掩膜519a和519b，以及通过栅极绝缘薄膜514的媒介加上给出n型的杂质元素(此后称为n型杂质元素)。作为n型杂质元素，可以使用典型地属于15族元素的元素，典型地是硫或砷。在本实施例中，使用等离子体掺杂方法，其中执行等离子体激发，而不用质量分离磷化氢(PH3)。以1×1018原子/cm3的浓度加入硫。当然，可以使用进行质量分离的离子植入方法。
掺杂量被调节，以使得n型杂质元素被包括在通过这个处理过程形成的、浓度为2×1016-5×1019原子/cm3(典型地，5×1017-5×1018原子/cm3)的n型杂质区域520中。
此后，执行用于激活附加的n型杂质元素和附加的p型杂质元素的处理过程，如图12C所示。不需要限制激活方法，但因为栅极绝缘薄膜514被掺杂，所以使用电热炉的炉内退火处理过程是希望的。另外，最好以尽可能高的温度执行热处理过程，因为在图12A的处理过程中有可能损坏在作为沟道形成区的一部分的激活层与栅极绝缘薄膜中的一个间的交界面。
因为在本实施例中使用具有高的热阻的结晶玻璃，激活处理过程是通过在800℃炉内退火处理1小时而完成的。可以执行热氧化保持处理环境为氧化环境，或可在惰性气体环境下执行热处理。
这个处理过程阐明n型杂质区域520的边缘，即，在n型杂质区域520与在n型杂质区域520周围的、其中没有加上n型杂质元素的区域(通过图12A的处理过程形成的p型杂质区域)中的一个间的边界(结)。这意味着，当TAFT在以后被完成时，LDD区域和沟道形成区域可以形成极好的结。
此后，形成200-400nm厚的导电薄膜，以及进行图案制做，以便形成栅极522-525。每个TAFT沟道的长度由这些栅极522-525的线宽确定。
栅极可以由单层的导电薄膜制成，然而，优选地，当必要时，使用迭层薄膜，诸如两层或三层薄膜。可以使用已知的导电薄膜作为栅极材料。具体地，可被使用的薄膜是由从包含具有导电性的钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铬(Cr)、和硅(Si)的组中选择的元素制成的薄膜；上述的元素的氮化物薄膜(典型地，氮化钽薄膜，或氮化钛薄膜)；上述的元素的组合的合金薄膜(典型地，Mo-W合金，或MO-Ta合金)；或上述的元素的硅化物薄膜(典型地，硅化钨，或硅化钛)。当然，它们可以具有单层结构或迭层结构。
在本实施例中，使用由50nm厚的氮化钨(WN)薄膜和350nm厚的钨(W)薄膜和制成的迭层薄膜。这可以通过溅射方法被形成。通过加上惰性气体，诸如氙(Xe)或氖(Ne)，作为溅射气体，可以阻止薄膜由于应力而剥离。
在这时，栅极523被形成为分别与n型杂质区域520和在它们中的一个间的栅极绝缘薄膜514重叠。重叠部分以后被做成与栅极重叠的LDD区域。按照截面图，可以看到栅极524a和524b是分开的，事实上，它们被电连接在一起。
此后，用栅极522-525作为掩膜，自调节地加上n型杂质元素(在本实施例中是硫)，如图13A所示。在这时，进行调节以使得硫被加到这样形成的、1/2-1/10(典型地，1/3-1/4)的n型杂质区域520的n型杂质元素的浓度的杂质区域526-533。实际上，浓度为1×1016-5×1018原子/cm3(典型地，3×1017-3×1018原子/cm3)。
此后，如图13B所示，保护掩膜534a-534d被形成来覆盖栅极，然后加上n型杂质元素(在本实施例中是硫)，以及包括高的硫浓度的杂质区域535-539被形成。使用磷化氢(PH3)的离子掺杂方法也在这里被应用，以及进行调节，以使得在这个区域中硫的浓度为1×1020-1×1021原子/cm3(典型地，2×1020-5×1021原子/cm3)。
n沟道型TAFT的源极区或漏极区通过这个处理过程被形成，以及切换的TAFT留下在图1 3A的处理中形成的n型杂质区域528-531的一部分。留下的部分进入切换的TAFT的LDD区域。
此后，如图所示，保护掩膜534a-534d被去除，以及保护掩膜542被新形成。p型杂质元素(在本实施例中是硼)然后被加入，以及形成包括高的浓度的硼的杂质区域540、541、543和544。这里，按照使用乙硼烷(B2H6)的离子掺杂方法，硼被加入，得到3×1020-3×1021原子/cm3(典型地，5×1020-1×1021原子/cm3)的浓度。
磷已经以1×1020-1×1021原子/cm3的浓度被加到杂质区域540、541、543和544。这里加入的硼具有的浓度至少是加入的硫的浓度的三倍。所以，以前形成的n型杂质区域全部被改变成p型的杂质区域，以及起到p型杂质区域的作用。
此后，如图13D所示，保护掩膜542被去除，然后第一层间绝缘薄膜546被形成。作为第一层间绝缘薄膜546，包括硅的绝缘薄膜以单层结构或作为其组合的堆叠层结构的形式被使用。优选地，绝缘薄膜的厚度是400nm-1.5μm。在本实施例中，建立一种结构，其中800nm厚的氧化硅薄膜被堆叠在200nm厚的氮化硅氧化物薄膜上。
此后，以每个浓度被加入的n型或p型杂质元素被激活。炉内退火方法作为激活方法是希望的。在本实施例中，热处理是在电热炉内氮环境下以550℃进行4小时。
热处理还在包括3-100％的氢的环境下以300-450℃进行1-12小时，用于氢化。这是通过热激励氢进行半导体薄膜的氢结尾不成对结的处理过程。作为氢化的另一个方法，可以执行等离子体氢化(使用由等离子体激励氢)。
氢化可以在形成第一层间绝缘薄膜546期间进行。更详细地，形成200nm厚的氮化硅氧化物薄膜，以及如上所述地执行氢化，此后可以形成其余的800nm厚的氧化硅薄膜。
此后，如图14A所示，在第一层间绝缘薄膜546和栅极绝缘薄膜514上制做接触孔，以及形成源极引线547-550和漏极引线5517-553。在本实施例中，这个堆积用三层结构的迭层薄膜制成，其中100nm厚的Ti薄膜，包括的Ti的300nm厚的铝薄膜，和150nm厚的Ti薄膜按照溅射方法被连续地形成。当然，可以使用其它导电薄膜。
此后，第一钝化薄膜554被形成为50-500nm的厚度(典型地200-300nm)。在本实施例中，300nm厚的氮化硅氧化物薄膜被用作为第一钝化薄膜554。氮化硅薄膜可以替代它用于这个目的。
这时，在形成氮化硅氧化物薄膜以前，通过使用包括氢(例如，H2或NH3)的其它有效地进行等离子体处理。通过这个处理过程激励的氢被提供给第一层间绝缘薄膜546，以及通过热处理，改进第一钝化薄膜554的薄膜质量。同时，由于被加入到第一层间绝缘薄膜546的氢扩散到下边，活化层可被有效地氢化。
此后，如图14B所示，形成由有机树脂制成的第二层间绝缘薄膜555。聚酰亚胺，丙烯酸系纤维，或BCB(苯并环丁烷)可被用作为有机树脂。特别是，由于需要第二层间绝缘薄膜555弄平由TFT形成的平整差别，希望平滑度上优异的丙烯薄膜。在本实施例中，丙烯薄膜被形成为2.5μm厚度。
此后，在第二层间绝缘薄膜555和第一钝化薄膜554制成达到漏极引线553的接触孔，然后形成象素电极(阳极)556。在本实施例中，氧化铟锡薄膜(ITO)通过形成110nm厚和制成图案，而被形成象素电极。可以使用透明的导电薄膜，其中与氧化铟锡薄膜混合的2-20％的氧化锌(ZnO)，也可以被使用。这个象素电极是EL元件203的阳极。
此后，包括硅的绝缘薄膜(在本实施例中是氧化硅薄膜)被形成为500nm厚，然后在相应于象素电极556的位置处开孔，从而形成第三层间绝缘薄膜557。有可能当开孔时通过使用湿蚀刻方法很容易形成变尖的侧壁。如果开孔的侧壁没有足够缓和的斜率，则由平整差别造成的EL层的恶化会导致重要的问题。
接着，通过使用不带有空气释放的真空沉积方法形成EL层558和阴极(镁铝电极)559。EL层558的厚度是80-200nm(典型地100-120nm)；其阴极是180-300nm(典型地200-250nm)。
在这个处理过程中，EL层和阴极对于相应于红色的象素、相应于绿色的象素、和相应于蓝色的象素，被顺序地形成。然而，由于EL层对于溶液在公差上很差，它们必须对于每个颜色独立地形成，而不使用光刻技术。因此，最好通过使用金属掩膜，遮蔽除了想要的象素以外的象素，以及选择地形成EL层用于想要的象素。
详细地，掩膜首先被设置成用于退火除了相应于红色的象素以外的所有的象素，以及红色发光的EL层和象素电极由掩膜选择地被形成。此后，掩膜被设置成用于退火除了相应于绿色的象素以外的所有的象素，以及绿色发光的EL层和象素电极由掩膜选择地被形成。此后，如上所述地，掩膜被设置成用于退火除了相应于蓝色的象素以外的所有的象素，以及蓝色发光的EL层和象素电极由掩膜选择地被形成。优选地，处理过程在不破坏真空的条件下进行，直至用于所有的象素的EL层和象素电极被形成为止。
已知的材料可被使用于EL层558。优选地，它是考虑驱动电压的液晶材料。例如，EL层可以用包含正的空穴注入层、正的空穴输送层、光发射层、和电子注入层的四层结构来形成。在本实施例中，使用镁银电极作为EL元件203的阴极，虽然也可以使用其它熟知的材料。
作为保护电极560，可以使用包含铝作为主要成分的导电层。保护电极560是在形成EL层和阴极时通过使用真空沉积方法用另一个掩膜形成的。而且，保护电极在形成EL层和阴极以后继续被形成，而不释放空气。
最后，由氮化硅薄膜制成的第二钝化薄膜561被形成为300nm厚。实际上，保护电极560起到保护EL层抵抗水的作用。而且，EL元件203的可靠性可以通过形成第二钝化薄膜561而被改进。
如图14C所示构建的有源矩阵类型EL显示设备被完成。该设备包括切换的TAFT 201、EL起到TAFT 201、驱动器电路n沟道型TAFT204和驱动器电路p沟道型TAFT 205。
实际上，优选地，该设备用高度不透气的保护薄膜(迭层薄膜、紫外线处理树脂薄膜等)或诸如陶瓷密封的外壳材料被包装(密封)，以便在完成如14C图所示的结构以后不暴露在空气中。在本实施例中，说明如图1所示的源极信号侧驱动器电路102的详细结构。在图15上显示了本发明中使用的源极信号侧驱动器电路的电路图。
移位寄存器801、锁存器(A)802、和锁存器(B)803被如图所示地排列。应当指出，在本实施例中，锁存器(A)802和锁存器(B)803相应于四条源极信号线S_a到S_d。而且，在本实施例中，没有形成用于改变信号电压的幅度的宽度的电平移位器，但这也可由设计者适当地形成。时钟信号CLK、其中CLK的极性被倒相的时钟信号CLKb、启动脉冲SP、和驱动器方向转换信号SL/R，每个通过如图所示的引线被输入到移位寄存器801。而且，从外面输入的数字数据信号VD通过如图所示的引线被输入到锁存器(A)802。锁存器信号S_LAT和其中S_LAT的极性被倒相的锁存器信号S_LATb通过如图所示的引线被输入到锁存器(B)803。
关于锁存器(A)802的详细结构，说明存储相应于源极信号线S_a的数字数据信号的锁存器(A)802的一部分804的例子。锁存器(A)802的一部分804具有两个时钟倒相器和两个倒相器。
图16上显示了锁存器(A)802的一部分804的顶视图。参考数字831a和831b，每个表示形成锁存器(A)802的一部分804的一个倒相器的TAFT的活化层，以及参考数字836表示形成一个倒相器的TAFT的公共栅极。而且，参考数字832a和832b，每个表示形成锁存器(A)802的一部分804的一个倒相器的TAFT的活化层，以及参考数字837a和837b分别表示被形成在活化层832a和832b上的栅极。应当指出，栅极837a和837b是电连接的。
参考数字833a和833b，每个表示形成锁存器(A)802的一部分804的一个时钟倒相器的TAFT的活化层。栅极838a和838b被形成在活化层833a上，成为双电极结构。而且栅极838b和839被形成在活化层833b上，成为双电极结构。
参考数字834a和834b，每个表示形成锁存器(A)802的一部分804的另一个时钟倒相器的TAFT的活化层。栅极839和840被形成在活化层834a上，成为双电极结构。而且栅极840和841被形成在活化层834b上，成为双电极结构。在本发明的EL显示器中的EL元件的EL层中使用的材料不限于有机EL材料，有机本发明可通过非有机材料被实施。然而，现在非有机EL材料具有极高的驱动电压，所以必须使用具有高的电阻特性的TFT，这样它们能够承受这样高的电压。
替换地，如果将来具有低的驱动器电压的非有机EL材料被开发，则有可能把这样的材料应用于本发明。
而且，有可能自由地组合本实施例的组成与实施例1到9的任何的实施例的组成。在本发明中，用作为EL层的有机材料可以是低分子有机材料或聚合物(高分子)有机材料。作为低分子有机材料，可以知道以Alq3(三-8-喹啉基铝)，TPD(三苯胺衍生物)等为主的材料。作为聚合物有机材料，可以给出聚合物类材料。典型地，可以给出PPV(聚苯(撑)乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，聚碳酸酯等。
聚合物(高分子)有机材料可以用简单的薄膜形成方法，诸如旋转涂复方法(也称为溶液应用方法)，浸渍方法，配料方法，印刷方法，喷墨方法等等来形成。聚合物有机材料比起低分子有机材料具有高的耐热性。
而且，在按照本发明的EL显示器中引用的EL元件中引用的EL层具有电子输送层和正的空穴输送层的情况下，电子输送层和正的空穴输送层可以由非有机材料构成，诸如由非结晶Si或非结晶Si1-xCx等形成的非结晶半导体。
在非结晶半导体中，存在大的陷阱能级量，同时，非结晶半导体在非结晶半导体与其它层接触的交界面处形成大的界面能级量。结果，EL元件可以在低电压下发光，同时，可以达到提供高的亮度的企图。
此外，把杂质加到有机EL层中，以及可以改变有机EL层的光发射的颜色。这些杂质包括DCM1，茜红(nile red)，润滑油(lubren)，香豆素，TPB和奎xxx(quinaquelidon)。参照图21A和21B说明在实施例12中本发明的EL显示器。图21A是显示其中被形成在TFT基片上的EL元件的密封被完成的设备的状态的顶视图。通过虚线表示，参考数字6801表示源极信号线驱动器电路，6802a表示写入栅极信号线驱动器电路，6802b表示消除栅极信号线驱动器电路，以及6803表示象素部分。而且，参考数字6804表示覆盖部件，6805表示第一密封部件，以及6806表示第二密封部件。填充剂(参阅图21B)被填入在密封的基片的里面的、由第一密封部件6805包围的、和在覆盖部件与TFT基片中的一个间的空间。
由参考数字6808表示的是用于发送要被输入到源极信号线驱动器电路6801、写入栅极信号线驱动器电路6802a、消除栅极信号线驱动器电路6802b、和象素部分6803的信号的连接线。连接线6808从用作为到外部装置的连接终端的FPC(可弯曲印刷板)6809接收视频信号和时钟信号。图21B上显示了相应于沿图21A的A-A’线截取的截面的截面图。在图21A和21B上，相同的参考数字表示相同的部件。
如图21B所示，象素部分6803和源极信号线驱动器电路被形成在基片6800上。象素部分由多个象素组成，每个象素包括用于控制流到EL元件的电流的TFT 6851(此后称为EL驱动TFT)，元件被电连接到TFT 6851的漏极的象素电极6852。在实施例12中，EL驱动TFT 6851由P沟道TFT构成。而且，源极信号线驱动器电路6801通过使用CMOS电路被形成，其中N沟道TFT 6853与P沟道TFT 6854被互补地组合。
每个象素具有在象素电极控制下的彩色滤波器(R)6855、彩色滤波器(G)6856、和彩色滤波器(B)(未示出)。彩色滤波器(R)是用于提取红色光的彩色滤波器，彩色滤波器(G)是用于提取绿色光的彩色滤波器，以及彩色滤波器(B)是用于提取蓝色光的彩色滤波器。应当指出，彩色滤波器(R)6855、彩色滤波器(G)6856、和彩色滤波器(B)是分别在红色发光象素，绿色发光象素，和蓝色发光象素中被提供的。
首先，发射光的彩色的颜色纯度的改进可被看作为通过中心彩色滤波器的一个效果。例如，红色光是从由红色发光象素形成的EL元件辐射的(在实施例12中，光是沿向着象素电极面的方向辐射的)。这种红色光的颜色纯度可以借助于允许红色光通过用于提取红色光的彩色滤波器而被改进。这种借助于彩色滤波器进行颜色纯度的改进可以类似地应用于另外的绿色和蓝色光。
在传统的不用彩色滤波器的结构中，从EL显示器的外部穿透的可见的辐射激励EL元件的光发射层，所以出现一个问题，不能得到想要的颜色。然而，通过通过如实施例12中的彩色滤波器，只有特定的波长的光进入EL元件。换句话说，可以避免外部光激励EL元件的缺点。
应当指出，在结构中提供彩色滤波器的建议过去已经提出过，但发射白色光的EL元件是在该结构中使用的EL元件。在本例中，另一个波长的光为了提取红色光而被削减，导致引起亮度减小。无论如何，例如，因为使得从EL元件发射的红色光传送通过在实施例12中的用于提取红色光的彩色滤波器，所以亮度没有减小。
矩阵象素电极6852由透明导电薄膜构成，以及起到EL元件的阳极的作用。绝缘薄膜6857被形成在象素电极6852的每一端，由此进一步形成发射红色光的光发射层6858和发射绿色光的光发射层6859。应当指出，图上没有显示的发射蓝色光的光发射层被提供在相邻的象素。这样，通过相应于红色、绿色、和蓝色的象素进行彩色显示。用于提取蓝色的彩色滤波器当然被提供在其中形成发射蓝色光的光发射层的象素中。
应当指出，不单可以使用有机材料也可以使用非有机材料作为光发射层6858和6859的材料。也应当指出，虽然这里显示的结构只包括光发射层，但它可以是迭层结构，其中光发射层与电子注入层、电子输送层、空穴输送层、或空穴注入层相组合。
由具有光阻挡特性的导电薄膜制成的EL元件的阴极6860被形成在各个光发射层的顶部。阴极6860起到由所有的象素共用的公共引线的作用，它通过连接线6808被电连接到FPC 6809。
接着，第一密封部件6805通过使用配合器等被形成，以及衬垫层(未示出)被喷射，以便把第一密封部件固定到覆盖部件6804。填充剂6807通过真空注入被填入由TFT基片、覆盖部件6804、和第一密封部件6805包围的空间。
在实施例12中，作为吸湿材料6861的氧化钡被提前加入到填充剂6807。应当指出，虽然吸湿材料被加入到在实施例12中使用的填充剂，但它可以整块地分散以及被密封在填充剂内。此外，也有可能使用作为图上未示出的衬垫材料的吸湿材料。
在通过紫外线或加热处理填充剂6807以后，在第一密封部件6805上形成的开孔部分(未示出)被密封。在密封第一密封部件6805的开孔部分以后，连接线6808和FPC 6809通过使用导电材料6862被电连接。然后，第二密封部件6806被布置成覆盖第一密封部件6805的侧面(暴露面)和FPC 6809的一部分。第二密封部件6806可以用与第一密封部件6805相同的材料被形成。
通过使用上述的方法密封EL元件在填充剂6807内，EL元件完全与外部环境隔开，以及可以阻止加速有机材料氧化恶化的物质(注入水汽和氧)从外面入侵。因此，可以制造高可靠度的EL显示设备。
因为现有的液晶显示设备的生产线通过采用本发明可以被重新操纵，维护投资的成本有可能大大地减小。多个光发射设备通过高产量的处理过程可以从一片基片被制造，导致大大地削减制造成本。实施例13显示一个例子，其中从EL液晶发射的光的发射方向和在实施例12中显示的EL显示器的彩色滤波器的安排是不同的。虽然参照图22来进行说明，但基本结构是与图21B相同的，所以使用共同的参考数字，但只有修正的部件用新的参考数字来表示和加以说明。
在实施例13中，N沟道TFT被用作为在象素部分6901中的EL驱动器电路6902。由具有光阻挡特性的导电薄膜制成的EL元件的阴极6903被电连接到EL驱动器电路6902的漏极。在实施例13中，象素电极6903用作为EL元件的阴极。
透明导电薄膜6904被形成在发射红色光的光发射层6858和发射绿色光的光发射层6859上，它们是通过使用本发明形成的。透明导电薄膜6904用作为EL元件的阳极。
此外，实施例13的特征在于，彩色滤波器(R)6905、彩色滤波器(G)6906、和彩色滤波器(B)(未示出)被形成在覆盖部件6804上。在采用实施例13的EL阳极的结构的情况下，从光发射层发射的光是向着覆盖部件侧的方向的。所以，通过采用图22的结构，彩色滤波器可被安装在光的路径的位置上。
TFT基片的制造步骤通过在实施例13中把彩色滤波器(R)6905、彩色滤波器(G)6906、和彩色滤波器(B)(未示出)提供在覆盖部件6804上而可以减少。因此，可以得到诸如提高生产量和生产能力的优点。电子显示设备，特别是通过实行本发明形成的EL显示设备，可被用作为许多种类的电子装置。此后描述包括本发明的电子显示设备作为组成部件的电子装置。
作为电子装置，包括摄像机、数字照相机、头戴式显示器(防护镜型显示器)、游戏机、汽车导航器、个人计算机、便携式信息终端(移动计算机、移动电话、电子笔记本等等)。图17显示电子装置的例子。
图17A显示个人计算机，它包括主机2001、外壳2002、显示部分2003、和键盘2004。本发明的EL显示器可被使用于个人计算机的显示部分2003。
图17B显示摄像机，它包括主机2101、显示部分2102、话音输入部分2103、操作开关2104、电池2105、和图象接收部分2106。本发明可被使用作为显示设备2102。
图17C显示头戴式EL显示器的一部分，它包括主机2301、信号电缆2302、头部固定带2303、显示监视器2304、光学系统2305、和显示装置2306。本发明的EL显示器2306可被使用作为EL显示装置的显示部分。
图17D显示配备有记录媒体的放象机(特别是，DVD放象机)，它包括主机2401、记录媒体2402(CD、LD、DVD等)、操作开关2403、显示部分(a)2404、和显示部分(b)2405。显示部分(a)主要显示图象，以及显示部分(b)主要显示字符信息。本发明的显示部分(a)和(b)可被使用作为配备有记录媒体的录象机的的显示部分2003。本发明可作为配备有记录媒体的录象机应用于CD单放机或游戏机。
图17E显示便携式(移动)计算机，它包括主机2501、照相机2502、图象接收部分2503、操作开关2504、和显示部分2505。本发明的显示器可被使用作为移动计算机的显示部分2505。
如果EL材料的发光亮度将来被增强，则本发明将可以应用于前向型或后向型投影仪。
如上所述，本发明具有相当宽广的应用范围，它可应用于所有领域的电子装置。本实施例的电子装置可以通过使用由实施例1到13的自由组合得到的任意结构来实现。图23上显示从具有本发明结构的EL显示器的顶部拍摄的照片。此后描述具体的实施装置。
EL显示器由具有4英寸对角线尺寸的象素部分组成。象素部分中的象素数目是640×480(VGA)，单色显示器，EL元件的阴极和阳极中的一个间的最大电压是6伏，口径比是48％，源极信号线驱动器电路的驱动频率是6.25MHz，栅极信号线驱动器电路的驱动电压是10伏。EL显示器相应于6比特数据信号，这样它可以显示63级分度。因此，1帧中的显示栅极结构的总和的比值(占空比)是63.0％。
本发明的结构并不限于上述的装置。而且，本实施例可以与在本技术说明中所有的其它实施例自由组合。在实施例16中，将对于本发明的显示方法中相应于数字数据信号的n比特的显示周期Tr1到Trn的出现次序进行说明。
图24上显示实施例16的驱动方法的时序图。实施例模型涉及有关象素的驱动方法的细节。在实施例16的驱动方法中，1帧周期内最长的非显示周期Td1被放置在1帧周期的结尾处。通过以上的结构，在非显示周期Td1与下一个显示周期(在实施例16中是Tr(n)；本发明不限于这一点，而可以是不同于Tr1的任意时间间隔)中的一个间的时间间隔反映在人的眼睛中就好像帧周期的暂停。因此，当进行立即显示时，在相邻的帧周期中相邻的显示周期造成的不均匀的显示可被校正，以及不被人的眼睛感觉到。
应当指出，实施例16可以与所有的其它实施例的组成自由组合。参照图25A和25B将说明在实施例17中当实施本发明时象素部分的有效驱动方法。
如图所示的实施例17的EL显示器的象素部分被划分成两个部分，象素部分A 2501和象素部分B 2502。源极信号线驱动器电路A2503、写入栅极信号线驱动器电路A 2504、和消除栅极信号线驱动器电路A 2505然后被驱动，由此一半图象被显示在象素部分A 2501上。而且，源极信号线驱动器电路B 2506、写入栅极信号线驱动器电路B 2507、和消除栅极信号线驱动器电路B 2508被驱动，由此另一半图象被显示在象素部分B 2502上。
被显示在象素部分A 2501上的一半图象和被显示在象素部分B2502的另一半图象然后被组合，由此，组成一个图象。
在图25B所示的EL显示器中，来自源极信号线驱动器电路A 2513的数字数据信号被馈送到奇数号码的源极线，而来自源极信号线驱动器电路B 2514的数字数据信号被馈送到偶数号码的源极线。
写入栅极信号线驱动器电路A 2515同时选择两个写入栅极信号线驱动器电路，由此把被同时馈送到奇数和偶数号码的源极信号线的数字数据信号输入到象素。为了更简单，数字数据信号通过象素的切换TFT被馈送到EL驱动TFT的栅极。
消除栅极信号线驱动器电路A 2516同时选择两个消除栅极信号线驱动器电路，由此把电源线的电源电位输入到象素。为了更简单，电源电位通过象素的消除TFT给予EL驱动TFT的栅极。
因此，通过以上的结构，图象被形成在象素部分2511。应当指出，实施例17可以与所有的其它实施例的组成自由组合。在实施例18中，将说明在采用本发明的EL显示的驱动方法的情况下，在区域具有的哪种电压-电流特性条件下，如何驱动EL驱动TFT。
如果加到EL元件的电压甚至有轻微的变化，流入EL元件的电流相对于电压的轻微变化呈剧烈地指数改变。从不同的方面看这一点，即使流入EL元件的电流量改变，加到EL元件上的电压改变不多。EL元件的亮度几乎直接正比于流到EL元件的电流增加。所以，最好通过调节流到EL元件的电流大小(电流值)，而不是通过调节加到EL元件的电压的大小(电压值)，来控制EL元件的亮度，允许更容易控制EL元件的亮度，而不受TFT的特性影响。
参考图26A和26B。图26A是只显示图3所示的本发明的EL显示器的象素中的EL驱动TFT 108和EL元件110的组成部分的图。图26B是显示图26A所示的EL驱动TFT 108和EL元件110的电压-电流特性的图。应当指出，图26B所示的EL驱动TFT 108和EL元件110的电压-电流特性显示流到EL驱动TFT 108的漏极的电流大小对于在源极区与漏极区中的一个间的电压VDS的关系。图26B显示多个说明在EL驱动TFT 108的源极区与栅极中的一个间的电压VGS的不同的数值的图。
如图26A所示，在EL元件110的象素电极与相对的电极111中的一个间加上的电压被表示为VEL，以及在被连接到电源线的端子2601与EL元件110的相对的电极111中的一个间加上的电压被表示为VT。应当指出，VT的数值由电源线的电位被固定。另外，在EL驱动TFT 108的源极区与漏极区中的一个间的电压被表示为VDS，以及在被连接到EL驱动TFT 108的栅极的连接线2602与其源极区中的一个间的电压，即在EL驱动TFT 108的栅极与源极区中的一个间的电压被表示为VGS。
EL驱动TFT 108可以由N沟道TFT或P沟道TFT形成。
EL驱动TFT 108和EL元件110被串联连接，所以，流过这两个元件(EL驱动TFT 108和EL元件110)的电流是相同的。因此，图26A所示的EL驱动TFT 108和EL元件110在说明两个元件的电压-电流特性的图上的交叉点(工作点)处被驱动。在图26B上，VEL变成为在相对的电极111的电位与在工作点处的电位中的一个间的电压，而VDS变成为在EL驱动TFT 108的端子2601的电位与在工作点处的电位中的一个间的电压。换句话说，VT变等于VEL和VDS的总和。
这里，假定VGS被改变的情形。正如从图26B上看到的，流到EL驱动TFT 108的电流值随EL驱动TFT 108的｜VGS-VTH｜增加而增加。应当指出，VT是EL驱动TFT 108的门限值。因此，正如从图26B上看到的，当｜VGS｜增加时，流到EL元件110的电流值在工作点处自然地增加。因此，EL元件110的亮度正比于流到EL元件110的电流值增加。
当流到EL元件110的电流值由于｜VGS｜增加而增加时，则VEL的数值也响应于电流值而增加。VT的大小是由电源线的电位确定，所以当VEL增加时，VDS减小那麽多。
而且，如图26B所示，EL驱动TFT 108的电压-电流特性由VGS的数值和VDS的数值被划分成2个区域。由｜VGS-VTH｜＜｜VDS｜表示的区域是饱和区，以及由｜VGS-VTH｜＞｜VDS｜表示的区域是线性区。
以下的方程1规定了饱和区。应当指出，流到EL驱动TFT 108的沟道形成区的电流值被给定为IDS。在方程β=μC0W/L中，β=μ是EL驱动TFT 108的迁移率，C0是每个单位面积的栅极电容，以及W/L是沟道形成区的沟道宽度W与沟道长度L的比值。IDS=β(VGS-VTH)2/2以下的方程2规定了线性区。IDS=β{(VGS-VTH)VDS-VDS2/2}在饱和区，几乎没有由于VEL引起的电流值的变化，因此，电流值只由VGS确定，如从方程1看到的。
另一方面，在线性区，电流值由VDS和VGS确定，如从方程2看到的。当｜VGS｜增加时，EL元件110将开始运行在线性区，由此VEL也逐渐增加。因此，VEL增加多少程度，VDS就减小那麽多。在线性区，随着VDS变小，电流量变小。所以，即使｜VGS｜增加，也很难增加电流值。在｜VGS｜=∞时，电流值变为电流值=TMAX，也就是，不管｜VGS｜增加多少，将没有IMAX或更大的电流值。IMAX在这里是指当VEL=VT时流到EL元件的电流。
因此，通过控制｜VGS｜的大小，可以使工作点产生在饱和区或线性区。
理想地，最好所有的EL驱动TFT的特性是相同的，但实际上，有许多情形，其中各个EL驱动TFT的门限值VTH和迁移率μ是不同的。因此，如果各个EL驱动TFT的门限值VTH和迁移率μ是互相不同的，则正如从方程1和方程2看到的，即使VGS的数值相等，但流到EL驱动TFT 108的沟道形成区的电流值将不相等。
图27是显示在移位门限值VTH和迁移率μ的情况下，EL驱动TFT的电流-电压特性的图。参考数字2701表示的是该图的理想的电压-电流特性的实线，以及参考数字2702和2703表示门限值VTH和迁移率μ的理想值，和当移位门限值VTH和迁移率μ的数值分别与EL驱动TFT的电流-电压特性不同时的情形。在饱和区的电流-电压特性的图2702和2703是从具有理想特性的的电流-电压特性的图2701只移位一个等效的电流值ΔI1。电流-电压特性的图2702的工作点是在饱和区，以及假定电流-电压特性的图2703的工作点2706是在线性区。在这种情况下，如果具有理想特性的电流-电压特性的图2701的工作点处的电流值和在工作点2705与工作点2706处的偏移电流值分别是ΔI2和ΔI3，则在线性区的工作点2706小于在饱和区的工作点2705。
所以，在采用本发明所示的数字系统的方法的情况下，通过驱动EL驱动TFT和EL元件，以使得工作点出现在线性区，可以实行灰度显示，其中由EL驱动TFT特性的变化造成的EL元件的不相等的亮度被压缩。
另外，在传统的模拟驱动的情况下，最好是EL驱动TFT和EL元件被驱动成使得工作点出现在饱和区，其中电流值只由｜VGS｜控制。
作为分析上述的运行的结论，图28显示了EL驱动TFT的电流值对栅极电压｜VGS｜的图。｜VGS｜增加以及当它超过EL驱动TFT的门限电压的绝对值｜VGS｜时，EL驱动TFT转为导通状态，由此开始流通电流。这时的｜VGS｜在本技术说明中称为点火起始电压。然后，当｜VGS｜进一步增加时，它变成为满足｜VGS-VTH｜=｜VGS｜的数值，所以从饱和区2801移到线性区2801。当｜VGS｜再进一步增加时，电流值变成为更大并且饱和。在这时，｜VGS｜=∞。
从图28可以看到，在｜VGS｜≤｜VTH｜区，几乎没有电流。｜VTH｜≤｜VGS｜≤A的区是饱和区，其中电流值随｜VGS｜而改变。另外，A≤｜VGS｜的区是线性区，其中流到EL元件的电流值随｜VGS｜和｜VDS｜而改变。
在本发明的数字驱动中，最好采用｜VGS｜≤｜VTH｜区和A≤｜VGS｜的线性区。
应当指出，实施例18可以与所有的其它实施例的组成自由组合。在本实施例中，通过使用磷光的EL元件从三次激励到光发射可以大大提高外部光发射量子效率。因此，低功率消耗、长寿命和重量轻的EL元件有可能实现。
这里，在Tsutsui，T.，Adachi，C.，Saito，S.的“PhotochemicalProcess in Organized Molecular System(有机分子系统中的光化学过程)”Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991，p.437中描述了通过使用三次激励提高外部光发射量子效率的报告。在上述的论文的附页中说明了EL材料(香豆素彩色物质)的分子式1。Baldo，M.A.，O’brien，D.F.，You，Y.，Shoustikov，A.，Sibley，S.，Thompson，M.E.，Forrest，R.，Nature 395，1995，p.151在上述的论文的附页中说明了EL材料的分子式2(铂Pt复合物)。Bal do，M.A.，Lmansky，S.，Burrows，P.E.，Thompson，M.E.，Forrest，R.，Appl.Phys.Lett.，75，1995，p.4.Tsutsui，T.，Yang，M.J.，Yahiro，M.，Nkamura，K.，Watamabe，T.，Tsuji，T.，Fukuda，Y.，Wakimoto，T.，Mayaguchi，S.，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)，1999，L1502.在上述的论文的附页中说明了EL材料的分子式(铱Ir复合物)。如上所述，如果可以使用从三次激励的磷光发射，则基本上，比从单次激励的荧光发射高三到四倍的外部光发射量子效率将是可能实现的。
本实施例的结构可以与实施例1到18的如何的结构自由组合以及被实施。
通过采用以上的结构，本发明能够压缩当加上相等的栅极电压，且即使由TFT造成的IDS-VGS特性有轻微的变化时输出的电流量的变化。结果，可以避免在EL元件的亮度与即使加上具有相等的电压的信号由IDS-VGS特性的变化造成的相邻的象素亮度中的一个间出现很大的差别的情形。
另外，在本发明中，可以提供不进行显示的非发光时间间隔。在传统的模拟驱动的情况下，如果EL显示器被做成显示全白色图象，则EL元件不断地发光，成为改进EL层的恶化的一个因素。在本发明中，可以提供非发光时间间隔，所以可以压缩EL层的恶化的程度。
权利要求
1．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路；第一栅极信号线驱动器电路；第二栅极信号线驱动器电路；以及象素部分，包括多个象素，其中所述多个象素，每个象素具有一个EL元件，一个用于控制每个EL元件的发光的EL驱动TFT，一个切换的TFT，和一个用于控制所述EL驱动TFT的消除TFT，其中所述切换的TFT由所述第一栅极信号线驱动器电路控制，其中所述消除TFT由所述第二栅极信号线驱动器电路控制，以及其中灰度显示是通过控制所述多个EL元件的发光时间来实现的。
2．按照权利要求1的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
3．按照权利要求1的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
4．使用按照权利要求1的所述电子设备的计算机。
5．使用按照权利要求1的所述电子设备的摄像机。
6．使用按照权利要求1的所述电子设备的DVD放象机。
7．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，连接到多条源极信号线；第一栅极信号线驱动器电路，连接到多条第一栅极信号线；第二栅极信号线驱动器电路，连接到多条第二栅极信号线；象素部分，包括多个象素；以及电源线，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件，其中所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线，其中所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极，其中所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线，其中所述消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极，以及其中所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件。
8．按照权利要求7的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
9．按照权利要求7的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
10．使用按照权利要求7的所述电子设备的计算机。
11．使用按照权利要求7的所述电子设备的摄像机。
12．使用按照权利要求7的所述电子设备的DVD放象机。
13．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，连接到多条源极信号线；第一栅极信号线驱动器电路，连接到多条第一栅极信号线；第二栅极信号线驱动器电路，连接到多条第二栅极信号线；象素部分，包括多个象素；以及电源线，保持在恒定电位，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件，其中EL元件包括一个象素电极，一个保持在恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在所述象素电极与所述相对的电极中的一个间的EL层；其中所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线，其中所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极，其中所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线，其中所述消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极，以及其中所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件的象素电极。
14．按照权利要求13的设备，其特征在于，其中所述EL层是低分子有机材料或聚合物有机材料。
15．按照权利要求14的设备，其特征在于，其中所述低分子有机材料由Alq3(三-8-喹啉基铝)或TPD(三苯胺衍生物)制成。
16．按照权利要求14的设备，其特征在于，其中所述聚合物有机材料由PPV(聚苯(撑)乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，或聚碳酸酯制成。
17．按照权利要求13的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
18．按照权利要求13的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
19．使用按照权利要求13的所述电子设备的计算机。
20．使用按照权利要求13的所述电子设备的摄像机。
21．使用按照权利要求13的所述电子设备的DVD放象机。
22．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，被连接到源极信号线驱动器电路的多条源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多条第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多条第二栅极信号线，和电源线，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件；所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线；所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线；所述消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件；在一个帧周期内提供有n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自所述源极信号线驱动器电路的数字数据信号在所述写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过所述多个源极信号线被馈送到所有的所述多个象素；被馈送到所述全部多个象素的数字数据信号在所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，，，Ta(m+1)的开始分别到每个所述写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，所述多个EL元件被数字数据信号选择为发光或不发光；所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)。
23．按照权利要求22的设备，其特征在于，其中所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)互相不重叠。
24．按照权利要求22的设备，其特征在于，其中所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相不重叠。
25．按照权利要求22的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
26．按照权利要求22的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
27．使用按照权利要求22的所述电子设备的计算机。
28．使用按照权利要求22的所述电子设备的摄像机。
29．使用按照权利要求22的所述电子设备的DVD放象机。
30．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，被连接到源极信号线驱动器电路的多条源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多条第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多条第二栅极信号线，和保持在恒定电位的电源线，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件；所述EL元件包括一个象素电极，一个保持在恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在所述象素电极与所述相对的电极中的一个间的EL层；所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线；所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线；所述消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件的象素电极；在一个帧周期内提供有n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自所述源极信号线驱动器电路的数字数据信号在所述写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过所述多个源极信号线被馈送到所有的所述多个象素；被馈送到所述多个象素的数字数据信号在所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个所述写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，所述多个EL元件被数字数据信号选择为发光或不发光；所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；以及所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)。
31．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述EL层是低分子有机材料或聚合物有机材料。
32．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述低分子有机材料由Alq3(三-8-喹啉基铝)或TPD(三苯胺衍生物)制成。
33．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述聚合物有机材料由PPV(聚苯(撑)乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，或聚碳酸酯制成。
34．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)互相不重叠。
35．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相不重叠。
36．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
37．按照权利要求30的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
38．使用按照权利要求1至19中任一个的所述电子设备的计算机。
39．使用按照权利要求30的所述电子设备的摄像机。
40．使用按照权利要求30的所述电子设备的DVD放象机。
41．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，被连接到源极信号线驱动器电路的多条源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多条第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多条第二栅极信号线，和电源线，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件；所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线；所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线；所述消除TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件；在一个帧周期内提供有n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自所述源极信号线驱动器电路的数字数据信号在所述写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过所述多个源极信号线被馈送到所有的所述多个象素；被馈送到所述全部多个象素的数字数据信号在所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个所述写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，所述多个EL元件被数字数据信号选择为发光或不发光；所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)；以及所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)以随机的次序出现。
42．按照权利要求41的设备，其特征在于，其中所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)互相不重叠。
43．按照权利要求41的设备，其特征在于，其中所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相不重叠。
44．按照权利要求41的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
45．按照权利要求41的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
46．使用按照权利要求41的所述电子设备的计算机。
47．使用按照权利要求41的所述电子设备的摄像机。
48．使用按照权利要求41的所述电子设备的DVD放象机。
49．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，被连接到源极信号线驱动器电路的多条源极信号线，被连接到第一栅极信号线驱动器电路的多条第一栅极信号线，被连接到第二栅极号线驱动器电路的多条第二栅极信号线，和保持在恒定电位的电源线，其中所述多个象素，每个象素具有一个切换的TFT，一个EL驱动TFT，一个消除TFT，和一个EL元件；所述EL元件包括一个象素电极，一个保持在恒定电位的相对的电极，以及一个被形成在所述象素电极与所述相对的电极中的一个间的EL层；所述切换的TFT的栅极被连接到所述第一栅极信号线；所述切换的TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述多个源极信号线，而另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述消除TFT的栅极被连接到所述第二栅极信号线；所述消除TFT的源极区和漏极区，其中一个被连接到所述电源线，而其中另一个被连接到所述EL驱动TFT的栅极；所述EL驱动TFT的源极区和漏极区中的一个一被连接到所述电源线，而另一个被连接到所述EL元件的象素电极；在一个帧周期内提供有n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)(m是从2到n的任意整数)；来自所述源极信号线驱动器电路的数字数据信号在所述写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)内通过所述多个源极信号线被馈送到所有的所述多个象素；被馈送到所述多个象素的数字数据信号在所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)被全部消除；在所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中间，一部分写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)和一部分消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相重叠；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m-1)的开始到每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(m-1)；从每个所述消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的开始到所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m)的开始中的一个间的时间间隔是非显示周期Td1，Td2，…，Td(m-1)；从所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)中的每个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(m+1)的开始分别到每个所述写入周期Ta(m)，Ta(m+1)，…，Ta(n)的下一个写入周期的开始中的一个间的时间间隔是显示周期Tr(m)，Tr(m+1)，…，Tr(n)；在所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)，所述多个EL元件被数字数据信号选择为发光或不发光；所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)的长度和所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)的长度是相等的；所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)的长度的比值被表示为20∶21∶…∶2(n-1)；以及所述显示周期Tr1，Tr2，…，Tr(n)以随机的次序出现。
50．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述EL层是低分子有机材料或聚合物有机材料。
51．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述低分子有机材料由Alq3(三-8-喹啉基铝)或TPD(三苯胺衍生物)制成。
52．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述聚合物有机材料由PPV(聚苯(撑)乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，或聚碳酸酯制成。
53．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述n个写入周期Ta1，Ta2，…，Ta(n)互相不重叠。
54．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述(m-1)个消除周期Te1，Te2，…，Te(m-1)互相不重叠。
55．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中所述切换的TFT，EL驱动TFT，和消除TFT至少是N沟道TFT或P沟道TFT中的一个。
56．按照权利要求49的设备，其特征在于，其中当所述电源线的电位被加到所述EL驱动TFT的所述栅极时，所述EL驱动TFT变成为关断状态。
57．一种使用按照权利要求49的所述电子设备的计算机。
58．一种使用按照权利要求49的所述电子设备的摄像机。
59．调整使用按照权利要求49的所述电子设备的DVD放象机。
60．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，其中所述多个象素具有多个EL元件，以及其中所述多个EL元件的各个驱动由从所述源极信号线驱动器电路输出的数字数据信号，从所述第一栅极信号线驱动器电路输出的第一选择信号，和从所述第二栅极信号线驱动器电路输出的第二选择信号控制。
61．一种使用按照权利要求60的所述电子设备的计算机。
62．一种使用按照权利要求60的所述电子设备的摄像机。
63．一种使用按照权利要求60的所述电子设备的DVD放象机。
64．一种电子设备，包括源极信号线驱动器电路，第一栅极信号线驱动器电路，第二栅极信号线驱动器电路，象素部分包括多个象素，其中所述多个象素具有多个EL元件，以及其中所述EL元件的发光时间由从所述源极信号线驱动器电路输出的数字数据信号，从所述第一栅极信号线驱动器电路输出的第一选择信号，和从所述第二栅极信号线驱动器电路输出的第二选择信号控制，由此实行灰度显示。
65．一种使用按照权利要求64的所述电子设备的计算机。
66．一种使用按照权利要求64的所述电子设备的摄像机。
67．一种使用按照权利要求64的所述电子设备的DVD放象机。
全文摘要
为了提供一种能够进行清晰的彩色灰度显示的有源矩阵EL显示设备。电子设备的特征在于,包括象素部分的多个象素周围有源极信号线,第一栅极信号线,第二栅极信号线,和电源线,以及多个象素分别具有切换的TFT,EL驱动TFT,消除TFT,和EL元件。
文档编号H05B33/00GK1298167SQ00134290
公开日2001年6月6日 申请日期2000年11月29日 优先权日1999年11月29日
发明者犬饲和隆 申请人:株式会社半导体能源研究所