下文中考慮這種情況：發光元件105不發光，從而在圖8B中顯示〝黑色〞。適當地設定電位G1，從而將薄膜電晶體102的源極和閘極之間的電位差設成等於或低於薄膜電晶體102的臨界值電壓或更低，由此使薄膜電晶體102關斷。按照這個方式薄膜電晶體102的汲極電流為零，使得發光元件105不發光而顯示〝黑色〞。較佳的是，當施加於源極和閘極的電壓不高於臨界電壓時，薄膜電晶體102完全關斷，然而實際上薄膜電晶體102並未完全關斷，有少量的汲極電流流過。該電流在附圖中用Ioff表示，並稱為截止電流。由於該截止電流Ioff，不應該發光的發光元件發光(下文中稱該現象為灰黑效應)。因此，存在顯示對比度降低的問題。
特別地，對於發光元件105繼續工作於正向偏壓的情況，即發光元件105繼續工作於第一電極105a(陽極)的電位高於第二電極105b的電位(陰極)的情況，發現灰黑效應變得顯著。
據發現，在發光元件105繼續工作於正向電壓的情況下灰黑效應變得顯著，因為第一電極105a和第二電極105b之間一直保持與發光元件105臨界值電壓近似相等的電壓。
該發光元件的臨界值電壓為圖8C中的Vth。圖8C顯示從陽極流向陰極的電流I相對第二電極105b(陰極)的電位和第一電極105a(陽極)的電位之間的電位差VEL的關係。當VEL變得高於臨界值電壓Vth時，流過電流I。也就是說，當在第一電極105a(陽極)和第二電極105b(陰極)之間施加的電壓大於臨界值電壓Vth時，電流流過發光元件105，發光元件105由此發光。
由於發光元件105自身的電容，在發光元件105的第
一電極105a(陽極)和第二電極105b(陰極)之間保持著與臨界值電壓Vth近似相等的電壓。圖8D顯示被示成二極體的發光元件，圖8E顯示圖8D的等效電路圖。該等效電路圖中電容器800對應於發光元件105自身的電容。由電容器800保持該臨界值電壓Vth。
對於發光元件105繼續工作於正向偏壓的情形，即使在薄膜電晶體102關斷之後，第一電極105a(陽極)的電位仍高於第二電極105b(陰極)的電位，因此發光元件105的電容器800保持著與臨界值電壓Vth近似相等的電壓。因此，當在薄膜電晶體102內產生截止電流Ioff時，截止電流Ioff流過圖8E的等效電路圖中位於二極體802一側的路徑801a，而不流到位於電容器800一側的路徑801b，由此對光發射有貢獻。按照這個方式，本發明人發現，在發光元件105繼續工作於正向偏壓的情況下灰黑效應變得顯著。
本發明提供一種顯示裝置和其驅動方法，其中該顯示裝置藉由降低灰黑效應並提高對比度可實現清晰顯示。
為了降低灰黑效應，本發明的該顯示裝置和驅動方法採用了如下第一配置和第二配置。
[第一配置]對於發光元件第一電極為陽極，第二電極為陰極的情形，設置第二電源線的電位，使得當選擇將串聯連接到該發光元件的第一薄膜電晶體關斷時，第一電極的電位不低於第二電極的電位，而且該第一電極和第二電極之間所施加的電壓小於該發光元件的臨界值電壓。
對於發光元件的第一電極為陰極，第二電極為陽極的情形，設置第二電源線的電位，使得當選擇將串聯連接到該發光元件的第一薄膜電晶體關斷時，第一電極的電位變得不高於第二電極的電位，而且該第一電極和第二電極之間所施加的電壓小於該發光元件的臨界值電壓。
[第二配置]對於發光元件第一電極為陽極，第二電極為陰極的情形，提供了與串聯連接到該發光元件的第一薄膜電晶體不同的第二薄膜電晶體。該第二薄膜電晶體的源極和汲極之一連接到該發光元件的第一電極，另一個連接到電源線。當選擇將第一薄膜電晶體關斷時，第二薄膜電晶體被選擇成導通，且該電源線的電位設成不低於該發光元件的第二電極的電位並低於將第二電極的電位與該發光元件的臨界值電壓相加得到的電位。
對於發光元件第一電極為陰極，第二電極為陽極的情形，提供了與串聯連接到該發光元件的第一薄膜電晶體不同的第二薄膜電晶體。該第二薄膜電晶體的源極和汲極之一連接到該發光元件的第一電極，另一個連接到電源線。當選擇將第一薄膜電晶體關斷時，選擇使第二薄膜電晶體導通，且該電源線的電位設成不高於該發光元件的第二電極的電位並高於將第二電極的電位減去該發光元件的臨界值電壓而得到的電位。
注意，連接到該第二薄膜電晶體的電源線可以共同當成為連接到該發光元件的第二電極的電源線。
根據該第一和第二配置，該第一薄膜電晶體可以採用具有由多晶半導體製成的主動層的薄膜電晶體。
根據該第一和第二配置，可以組合使用接下來說明的第三配置。
[第三配置]提供一個與發光元件並聯連接的電容器。
也就是說，提供該電容器，使得一個電極連接到該發光元件的第一電極，另一個電極連接到該發光元件的第二電極。
根據本發明的顯示裝置和其驅動方法，當選擇使與發光元件串聯連接的薄膜電晶體關斷，從而使發光元件不發光時，該發光元件自身的電容器內保持的與臨界值電壓相對應的電荷可以被放電。因此，當在與該發光元件串聯連接的薄膜電晶體內產生截止電流時，該截止電流對該發光元件自身的電容充電，直到該發光元件自身的電容再次保持臨界值電壓。因此，選擇將串聯連接到該發光元件的薄膜電晶體關斷之後，該薄膜電晶體的截止電流暫時對光發射沒有貢獻。按照這個方式，可以降低灰黑效應。因此，根據本發明的顯示裝置和其驅動方法，藉由提高顯示對比度可以實現清晰顯示。
根據第一和第二配置，當選擇將串聯連接到發光元件的薄膜電晶體關斷從而使該發光元件不發光時，在該發光元件的電極之間施加正向偏壓且該電壓設成低於該發光元件的臨界值電壓。根據第一和第二這兩個配置，未對該發光元件施加反向偏壓。因此，與規律地向該發光元件施加反向偏壓的方法相比，根據本發明的顯示裝置和其驅動方法可以降低功耗。
根據該第二配置，連接到第二薄膜電晶體的電源線可以共用當成連接到發光元件的第二電極的電源線，由此可以降低佈線數並改善圖素的孔徑比。
與具有由單晶半導體或者非晶半導體製成的主動層的薄膜電晶體相比，具有由多晶半導體製成的主動層的薄膜電晶體由於晶粒邊界等而產生更多的截止電流。因此，本發明對於使用具有由多晶半導體製成的主動層的薄膜電晶體作為第一薄膜電晶體的情形尤其有效。
組合使用該第一和第二配置，串聯連接到發光元件的薄膜電晶體的截止電流繼續流至電容器，直到該電容器被充電。因此，在選擇將串聯連接到該發光元件的薄膜電晶體關斷後直到該薄膜電晶體的截止電流開始對光發射產生貢獻，所需時間更長。由此，可以進一步降低灰黑效應。
如前所述，本發明提供了可以以更高對比度和更低功耗實現清晰顯示的顯示裝置和其驅動方法。
儘管將藉由參考附圖以實施例模式和實施例的形式全面地說明本發明，應理解的是，各種改變和調整對於本領域技術人員而言是明顯的。因此，除非這些改變和調整背離本發明的範圍，否則應認為本發明的範圍包含這些改變和調整。注意，用相同的參考數字表示實施例模式和實施例中相同的部分，並省略了對其詳細說明。
[實施例模式1]參考圖1A至1C說明第一配置和第三配置組合使用的實例。在圖1A至1C中，參考數字105表示發光元件，102表示薄膜電晶體，103表示第一電源線，104表示第二電源線，101表示電容器，106表示電位設定電路。電位設定電路106對應於第一配置。電容器101對應於第三配置。發光元件105具有兩個電極並發光，發光的亮度對應於這兩個電極之間流過電流的電流值。發光元件105的這兩個電極之一稱為第一電極105a，而另一個稱為第二電極105b。
參考圖1A說明了組合使用第一配置和第三配置的方法。
當選擇將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102關斷時，電位設定電路106改變第二電源線104的電位，使得在發光元件105的電極之間施加正向偏壓且該電壓變成低於發光元件105的臨界值電壓。按照這個方式，發光元件105自身電容內保持的電荷被放電，從而略微減少發光元件105的光發射。
當選擇將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102導通時，電位設定電路106改變第二電源線104的電位，使得在發光元件105的電極之間施加正向偏壓且該電壓變成高於發光元件105的臨界值電壓。根據施加在薄膜電晶體102的閘極的電位G1而流動的薄膜電晶體102的汲極電流流到發光元件105。發光元件105發光，發光的亮度對應於該汲極電流。按照這個方式，發光元件105的亮度得到控制以執行顯示。
電位設定電路106可具有例如包含開關和兩個端子(稱為第一端子和第二端子)的配置，其中這兩個端子施加不同的電位。該開關選擇第一端子和第二電源線104之間的連接或者第二端子和第二電源線104之間的連接。當選擇將薄膜電晶體102關斷時，該開關將第一端子和第二電源線104連接，而當選擇將薄膜電晶體102導通時，該開關將第二端子和第二電源線104連接。對第一端子施加一電壓，使得相對於施加於第一電源線103的電位，在發光元件105的電極之間施加正向偏壓，並將所施加的電壓設成低於發光元件105的臨界值電壓。對第二端子施加一電壓，使得相對於施加於第一電源線103的電位，在發光元件105的電極之間施加正向偏壓，並將所施加的電壓設成高於發光元件105的臨界值電壓。
藉由控制在一個幀周期內發光元件105發光的時間，可以顯示灰度級。
電容器101的一個電極連接到第一電極105a，而另一個電極連接到第二電極105b。也就是說，電容器101並聯連接到發光元件105。與發光元件105串聯連接的薄膜電晶體102的截止電流流到額外提供的電容器101，直到電容器101被充電。因此，將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102關斷後，直到薄膜電晶體102的截止電流開始對光發射有貢獻，要花更長的時間。按照這個方式，可以進一步降低灰黑效應。
電致發光元件等可以當成發光元件105。電致發光元件具有二極體特性，其中電流僅沿一個方向流過。圖1B和1C均將圖1A中的發光元件105示成二極體。在圖1B中，第一電極105a為陽極，第二電極105b為陰極。在圖1C中，第一電極105a為陰極，第二電極105b為陽極。
說明圖1B中的電位設定電路106。
當選擇將薄膜電晶體102導通時，設定第二電源線104的電位，使得第一電極105a的電位高於第二電極105b的電位，且第一電極105a和第二電極105b之間施加的電壓變成高於發光元件105的臨界值電壓，因此發光元件105發光。
當選擇將薄膜電晶體102關斷時，設定第二電源線104的電位，使得第一電極105a的電位變得不低於第二電極105b的電位，且第一電極105a和第二電極105b之間施加的電壓變成低於發光元件105的臨界值電壓，因此發光元件105不發光。
說明圖1C中的電位設定電路106。
當選擇將薄膜電晶體102導通時，設定第二電源線104的電位，使得第一電極105a的電位低於第二電極105b的電位，且第一電極105a和第二電極105b之間施加的電壓變成高於發光元件105的臨界值電壓，因此發光元件105發光。
當選擇將薄膜電晶體102關斷時，設定第二電源線104的電位，使得第一電極105a的電位不高於第二電極105b的電位，且第一電極105a和第二電極105b之間施加的電壓變成低於發光元件105的臨界值電壓，因此發光元件105不發光。
[實施例模式2]參考圖2A至2C說明第二配置和第三配置組合使用的實例。在圖2A至2C中，使用相同的參考數字表示與圖1A至1C中相同的部分，並省略了對其的說明。參考數字107表示薄膜電晶體。薄膜電晶體107和第三電源線204對應於第二配置。電容器101對應於第三配置。
參考圖2A詳細說明組合使用第二配置和第三配置的方法。
當選擇將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102關斷時，藉由控制施加於其閘極的電位G2，選擇將薄膜電晶體107導通。按照這個方式，第三電源線204的電位施加於第一電極105a。當選擇將薄膜電晶體107導通時，第二電源線104和第三電源線204之間的電位差設為零或者高於零並低於發光元件105的臨界值電壓。按照這個方式，發光元件105自身電容內保持的電荷被放電，從而略微減少發光元件105的光發射。
第二電源線104和第三電源線204還可以共用。按照這個方式，藉由降低佈線的數目，可以提高圖素的孔徑比。
當選擇將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102導通時，藉由控制施加於閘極的電位G2，選擇將薄膜電晶體107關斷。根據施加在薄膜電晶體102的閘極的電位G1而流過的薄膜電晶體102的汲極電流流到發光元件105。發光元件105以與該汲極電流相對應的亮度發光。按照這個方式，發光元件105的亮度得到控制以執行顯示。
藉由控制在一個幀周期內發光元件105發光的時間，可以顯示灰度級。
藉由提供電容器101，將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102關斷後，直到薄膜電晶體102的截止電流開始對光發射有貢獻，要花更長的時間。按照這個方式，可以進一步降低灰黑效應。
電致發光元件等可以當成發光元件105。電致發光元件具有二極體特性，其中電流僅沿一個方向流過。圖2B和2C均將圖2A中的發光元件105示成二極體。在圖2B中，第一電極105a為陽極，第二電極105b為陰極。在圖2C中，第一電極105a為陰極，第二電極105b為陽極。
[實施例模式3]參考圖3A至3D說明第一配置和第三配置組合使用的實例。在圖3A至3D中，使用相同的參考數字表示與圖1A至1C中相同的部分，並省略了對其的說明。
圖3A和3B均對應於設有電容器108的圖1A。提供電容器108以保持薄膜電晶體102的閘極一源極電壓。圖3A顯示一個實例，其中薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。圖3B顯示一個實例，其中薄膜電晶體102的源極側連接到發光元件105的第一電極105a。
薄膜電晶體102的汲極電流根據其源極電位和閘極電位G1之間的電位差而改變。即使薄膜電晶體102的閘極電位G1得到控制，當源極電位改變時，源極電位和閘極電位之間的電位差改變，該電位差的改變引起汲極電流的變化。因此，較佳的保持薄膜電晶體102的源極電位不變。因此，較佳地，薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103，如圖3A所示。
圖3C和3D均對應於將發光元件105示成二極體的圖3A。在圖3C中，第一電極105a為陽極，第二電極105b為陰極。在圖3D中，第一電極105a為陰極，第二電極105b為陽極。
在圖3C中，電流從第一電源線103沿一個方向流到第二電源線104，發光元件105因此發光。連接到第一電源線103的薄膜電晶體102的一側的電位變成高於連接到發光元件105的第一電極105a的一側的電位。薄膜電晶體102採用p通道電晶體，使得薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。
在圖3D中，電流從第二電源線104沿一個方向流到第一電源線103，發光元件105因此發光。連接到發光元件105的第一電極105a的薄膜電晶體102的一側的電位變成高於連接到第一電源線103的一側的電位。薄膜電晶體102採用n通道電晶體，使得薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。
[實施例模式4]參考圖4A至4D說明第二配置和第三配置組合使用的實例。在圖4A至4D中，使用相同的參考數字表示與圖2A至3D中相同的部分。
圖4A和4B均對應於設有電容器108的圖2A。提供電容器108以保持薄膜電晶體102的閘極一源極電壓。圖4A顯示一個實例，其中薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。圖4B顯示一個實例，其中薄膜電晶體102的源極側連接到發光元件105的第一電極105a。
圖4A較佳之處在於薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103，類似於圖3A。
圖4C和4D均對應於將發光元件105示成二極體的圖4A。在圖4C中，第一電極105a為陽極，第二電極105b為陰極。在圖4D中，第一電極105a為陰極，第二電極105b為陽極。
在圖4C中，薄膜電晶體102採用p通道電晶體，使得薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。在圖4D中，薄膜電晶體102採用n通道電晶體，使得薄膜電晶體102的源極側連接到第一電源線103。
[實施例1]參考圖5A至5D說明使用在實施例模式中所述的配置的圖素的具體實例。在圖5A至5D中，用相同的參考數字表示與圖1A至4D相同的部分，並省略了對其的說明。
圖5A顯示圖1A的配置，其顯示用於將電位G1輸入到薄膜電晶體102的閘極的電路的具體實例。圖5B顯示圖2A的配置，其顯示用於將電位G1輸入到薄膜電晶體102的閘極的電路的具體實例。圖5C顯示圖3A的配置，其顯示用於將電位G1輸入到薄膜電晶體102的閘極的電路的具體實例。圖5D顯示圖4A的配置，其顯示用於將電位G1輸入到薄膜電晶體102的閘極的電路的具體實例。
在圖5A至5D中，參考數字500表示圖素，501表示薄膜電晶體，502表示訊號線，503表示掃描線。薄膜電晶體501的源極和汲極之一連接到訊號線502，而另一個連接到薄膜電晶體102的閘極。薄膜電晶體501的閘極連接到掃描線503。
在圖5A至5D所示的配置中，當由輸入到掃描線503的訊號將薄膜電晶體501選擇成導通時，輸入到訊號線502的訊號被輸入到薄膜電晶體102的閘極。按照這個方式，薄膜電晶體102的導通/關斷以及導通時其汲極電流的值得到控制。
在圖5A中，選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，電位設定電路106的操作均與實施例模式1相似。在圖5B中，選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，薄膜電晶體107的操作均與實施例模式2相似。在圖5C中，選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，電位設定電路106的操作均與實施例模式3相似。在圖5D中，選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，薄膜電晶體107的操作均與實施例模式4相似。
可以結合各實施例模式自由地實施實施例1。
[實施例2]參考圖6A和6B說明了與實施例1所示圖素的實例不相同的實例。在圖6A和6B中，用相同的參考數字表示與圖1A至5D中相同的部分，並省略了對其的說明。
圖6A顯示圖5C的配置，其中設有不依賴於訊號線502的訊號而選擇將薄膜電晶體102關斷的電路。圖6B顯示圖5D的配置，其中設有不依賴於訊號線502的訊號而選擇將薄膜電晶體102關斷的電路。
在圖6A和6B中，參考數字601表示薄膜電晶體。薄膜電晶體601的源極和汲極之一連接到電容器108的一個電極，而另一個連接到電容器108的另一個電極。
在圖6A和6B所示的配置中，由輸入到薄膜電晶體601的閘極的電位G3選擇將薄膜電晶體601關斷，使得電容器108的兩個電極具有近似相同的電位。電容器108內保持的電荷被放電，因此薄膜電晶體102的源極和閘極之間的電位差變得近似為零。按照這個方式，選擇將薄膜電晶體102關斷。
根據第二配置，當選擇將串聯連接到發光元件105的薄膜電晶體102關斷時，將薄膜電晶體107選擇為導通。因此，在圖6B中，選擇將薄膜電晶體601導通的時序和選擇將薄膜電晶體107導通的時序可以相同。因此，薄膜電晶體107和601可以具有相同的極性，且其閘極可以連接到相同的佈線，由此可以同時向它們的閘極輸入訊號。用於向薄膜電晶體107的閘極輸入訊號的佈線和用於向薄膜電晶體601的閘極輸入訊號的佈線可以共用，這可以提高圖素的孔徑比。
可以結合各實施例模式自由地實施本實施例。
[實施例3]參考圖7A和7B說明與實施例1和2所示圖素的實例不同的實例。在圖7A和7B中，用相同的參考數字表示與圖1A至6B相同的部分。
圖7A顯示用於對圖3A的配置中的薄膜電晶體102的閘極輸入電位G1的電路的具體實例。圖7B顯示用於對圖4A的配置中的薄膜電晶體102的閘極輸入電位G1的電路的具體實例。
在圖7A和7B中，參考數字701、702和703表示薄膜電晶體，704表示訊號線，705表示掃描線。薄膜電晶體702的源極和汲極之一連接到訊號線704，另一個連接到薄膜電晶體701的源極和汲極之一以及薄膜電晶體703的源極和汲極之一。薄膜電晶體702的閘極連接到掃描線705。薄膜電晶體701的源極和汲極中的另一個連接到第一電源線103。薄膜電晶體703的源極和汲極中的另一個連接到薄膜電晶體102的閘極。薄膜電晶體701的閘極連接到薄膜電晶體102的閘極。
在圖7A和7B中，在薄膜電晶體102的閘極和薄膜電晶體701的源極和汲極之一之間的路徑上設有薄膜電晶體703，然而，薄膜電晶體703可以設於其他位置，例如設於薄膜電晶體701的閘極和第二電容器108之間的路徑上。
在圖7A和7B所示的配置中，由輸入到掃描線705的電位選擇將薄膜電晶體702導通，由輸入到其閘極的電位G4選擇將薄膜電晶體703導通，由此在電容器108內保持與輸入到訊號線704的訊號相對應的電壓。按照這個方式，薄膜電晶體102的導通/關斷及導通時其汲極電流的值得到控制。
進一步說明具有圖7A和7B所示配置的圖素的工作。向訊號線704輸入具有預定電流值的電流(下文中稱之為訊號電流)。當選擇將薄膜電晶體702和703導通時，訊號電流流過薄膜電晶體702和703，從而對電容器108充電。按照這個方式，在電容器108內保持一電壓(下文中稱之為與該訊號電流對應的電壓)，使得薄膜電晶體701供應大小與該訊號電流相同的汲極電流。薄膜電晶體701的閘極和源極之間的電位差等於薄膜電晶體102的閘極和源極之間的電位差。如果薄膜電晶體701和102具有相同的極性，通道寬度與通道長度之比近似相同，並具有近似相同的特性，則薄膜電晶體102供應大小與該訊號電流近似相同的汲極電流。按照這個方式，供應到發光元件105的電流得到控制以執行顯示。
選擇將薄膜電晶體702關斷且不從訊號線向該圖素輸入訊號電流之後，電容器108內保持與該訊號電流相對應的電壓。因此，即使在不從訊號線向該圖素輸入該訊號電流之後，薄膜電晶體102仍供應大小近似等於該訊號電流的汲極電流。注意，較佳的，在選擇將薄膜電晶體702關斷之前或者同時，選擇將薄膜電晶體703關斷。如果在薄膜電晶體703導通時選擇將薄膜電晶體702關斷，電容器108內保持的電荷被放電且無法再保持與該訊號電流對應的電壓。
可以同時選擇將薄膜電晶體702和703導通/關斷。因此，薄膜電晶體702和703可以具有相同的極性，且薄膜電晶體703的閘極可以連接到掃描線705。用於向薄膜電晶體702的閘極輸入訊號的佈線和用於向薄膜電晶體703的閘極輸入訊號的佈線可以共用，這可以提高各圖素的孔徑比。
在圖7A中，在選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，電位設定電路106的操作均與實施例模式3相似。在圖7B中，在選擇將薄膜電晶體102導通的情況下及選擇將薄膜電晶體102關斷的情況下，薄膜電晶體107的操作均與實施例模式4相似。
可以結合各實施例模式自由地實施實施例3。
[實施例4]以下說明圖素結構的一個具體實例。圖10為顯示本發明的圖素結構的截面視圖。參考數字1000表示基板，1001表示底膜，1002表示半導體層，1003表示第一絕緣膜，1004表示閘極電極，1005表示第二絕緣膜，1006表示電極，1007表示第一電極，1008表示第三絕緣膜，1009表示發光層，1010表示第二電極。參考數字1100表示薄膜電晶體，1011表示發光元件，1012表示電容器。
基板1000可由諸如硼矽酸鋇玻璃和硼矽酸鋁玻璃的玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等製成。另外，還可以使用表面上均具有絕緣膜的包含不銹鋼的金屬基板或者半導體基板。也可以使用由諸如塑膠的撓性合成樹脂製成的基板。基板1000的表面可以藉由採用CMP方法等抛光而得到平整化。
底膜1001可由諸如氧化矽、氮化矽或者氮氧化矽的絕緣膜製成。藉由提供底膜1001，可以防止基板1000中的諸如Na的鹼金屬和鹼土金屬擴散到半導體層1002中，並對薄膜電晶體1100的特性產生負面影響。在圖10中，底膜1001具有單層結構，然而，也可以形成兩層或者多於兩層的多層。注意，在雜質的擴散不是大問題的情況下，例如使用石英基板時，並非必須提供底膜1001。
半導體層1002可由圖形化的結晶半導體薄膜或者非晶半導體薄膜製成。可藉由晶化非晶半導體薄膜而獲得結晶半導體薄膜。結晶的方法可以為雷射結晶方法，使用RTA或者退火爐的熱結晶方法，使用促進結晶的金屬催化劑的熱結晶方法等。半導體層1002具有通道形成區域和添加雜質元素以提供導電性的一對雜質區域。注意，該通道形成區域和這對雜質區域之間可以提供添加了低濃度的雜質元素的雜質區域。
第一絕緣膜1003可以是使用氧化矽、氮化矽或者氮氧化矽等製成的單層或者多個層疊的層。
閘極電極1004可以是包含從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、和Nd中選擇的一種或多種元素的合金或者化合物形成的單層結構或者疊層結構。例如，閘極電極1004可以使用TaN和W的疊層。也可以使用以添加了提供導電性的雜質元素的多晶矽薄膜為代表的半導體薄膜。
薄膜電晶體1100由半導體層1002、閘極電極1004、以及位於半導體層1002和閘極電極1004之間的第一絕緣膜1003形成。在圖10中，只顯示連接到發光元件1011的第一電極1007的薄膜電晶體1100，然而還可以設有多個薄膜電晶體。此外，薄膜電晶體1100在本實施例中被示成頂閘電晶體，然而也可以採用具有位於半導體層之下的閘極電極的底閘電晶體或者具有位於半導體層之上和之下的閘極電極的雙閘極電晶體。
第二絕緣膜1005可由無機絕緣膜和有機絕緣膜的單層或疊層製成。至於無機絕緣膜，可以使用由CVD方法、SOG(旋塗玻璃)法等形成的氧化矽膜。至於有機絕緣膜，可以使用諸如聚醯亞胺、聚醯胺、BCB(苯並環丁烯)、丙烯酸或正型光敏有機樹脂、以及負型光敏感有機樹脂的膜。
此外，第二絕緣膜1005還可以使用具有Si(矽)-O(氧)鍵的骨架結構的材料。可以使用至少含有氫的有機基團(例如烷基、芳香族碳氫化合物)作為該材料的取代基。也可以使用含氟基團作為取代基。此外，還可以使用含氟基團和至少含有氫的有機基團。
電極1006可以是包含從Al、Ni、C、W、Mo、Ti、Pt、Cu、Ta、Au和Mn中選擇的一種或多種元素的合金或者化合物形成的單層結構或者疊層結構。例如，電極1006可以使用堆疊Al和Ti形成的Ti/Al/Ti金屬薄膜。此外，在第二絕緣膜1005上形成的電極1006的端部可以是楔形的，這可以防止在其上形成的薄膜的破裂。
第一電極1007和第二電極1010兩者之一或者都是透光電極。作為透光電極，可以使用諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)，以及添加了鎵的氧化鋅(GZO)。或者，還可以使用ITO和含有矽的ITO(下文中稱之為ITSO)，ITO和含有鈦的ITO(下文中稱之為ITTO)，ITO和含有鉬的ITO(下文中稱之為ITMO)，添加了鈦、鉬或鎵的ITO，以及含有氧化矽並添加2-20%的氧化鋅(ZnO)的氧化銦。
第一電極1007和第二電極1010的另一個可以由不透光的材料製成。例如，可以使用諸如Li和Cs的鹼金屬，諸如Mg、Ca和Sr的鹼土金屬，包含這些金屬的合金(Mg：Ag，Al：Li，Mg：In等)及其化合物(CaF2和氮化鈣)，以及諸如Yb和Er的稀土金屬。
第三絕緣膜1008可以由與第二絕緣膜1005類似的材料製成。第三絕緣膜1008形成於第一電極1007的週邊，從而覆蓋第一電極1007的端部，並當成隔離相鄰圖素之間的發光層1009的築堤。
發光層1009由單層或者多層形成。在發光層1009由多層形成的情況下，這些層從載子傳送性能的角度可以分類成電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等。注意，各層之間的邊界不必清晰，但是當形成各層的材料部分混合時介面可能不清晰。對於各個層，可以使用有機材料和無機材料。作為有機材料，可以使用高分子量、中等分子量、和低分子量材料中的任意一種。注意，中等分子量材料對應於低聚物，其結構包含單個組成單元的約2至20個重復(聚合度)。
發光元件1011由發光層1009、第一電極1007和第二電極1010形成，其中發光層1009插在該兩個電極之間。第一電極1007和第二電極1010之一對應於陽極，而另一個對應於陰極。在對發光元件1011陽極和陰極之間施加高於其臨界值電壓的正向偏壓且電流從該陽極流到陰極時，該發光元件1011發光。
電容器1012由第三絕緣膜1008、第一電極1007和第二電極1010形成，其中第三絕緣膜1008插在該兩個電極之間。電容器1012對應於本發明第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。
可以結合各實施例模式和實施例1至3自由地實施本實施例。
[實施例5]以下說明圖素結構的一個具體實例，該結構不同於實施例4中所說明的。注意，用相同的參考數字表示與圖10相同的部分並省略了對其的說明。
在圖11的結構中，與第一電極1007重疊部分的第三絕緣膜1008形成為薄的。電容器1112由第三絕緣膜1008、第一電極1007和第二電極1010形成，其中第三絕緣膜1008插在這兩個電極之間。電容器1112對應於本發明第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。與實施例4的電容器1012相比，電容器1112需要更小的電極面積以獲得相同的電容。按照這個方式，可以提高圖素的孔徑比。
可以結合各實施例模式和實施例1至3自由地實施本實施例。
[實施例6]以下說明圖素結構的一個具體實例，該結構不同於實施例4和5中所說明的。圖12A至12C分別顯示表示本發明的圖素結構的截面視圖。注意，用相同的參考數字表示與圖10相同的部分並省略了對其的說明。
在圖12A的結構中，電容器1212由第三絕緣膜1008、電極1006和第二電極1010形成，其中第三絕緣膜1008插在這兩個電極之間。電容器1212對應於本發明第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。
如實施例4所述，電極1006可以由堆疊的層形成。圖12B和12C分別顯示具有疊層結構的電極1006的實例。電極1006由第一層1206a、第二層1206b和第三層1206c形成。例如，第一層1206a可以使用Ti，第二層1206b可以使用Al，第三層1206c可以使用Ti。
在圖12B和12C中，與第一層1206a重疊的第二層1206b和第三層1206c的部分被清除，只留下第一層1206a的一部分(下文中稱之為第一層1206a的延伸部分)。電容器1213由第三絕緣膜1008、第一層1206a的延伸部分和第二電極1010形成，其中第三絕緣膜1008插在後兩者之間。電容器1213對應於本發明第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。
在圖12B和12C的結構中，由於在沒有第二層1206b的第一層1206a的擴展部分中形成電容器1213，即使第二層1206b的平整度差，也可以降低諸如電極之間短路的缺陷。因此，在第二層1206b使用電阻相對低但平整度差的材料，而第一層1206a和第三層1206c使用電阻相對高但平整度良好的材料的情況下，圖12B和12C所示的結構尤為有效。例如，第二層1206b使用鋁，第一層1206a和第三層1206c使用鈦的情況下，這些結構是有效的。
在圖12C中，第一層1206a和第一電極1007在第一層1206a的延伸部分被連接。與第一電極1007重疊的部分的電極1006形成為薄的，這可以防止第一電極1007的破裂並保證第一電極1007和電極1006之間的連接。
可以結合實施各例模式和實施例1至5自由地實施本實施例。
[實施例7]以下說明圖素的一個具體實例，該圖素的結構不同於實施例4至6。圖13為顯示本發明的圖素結構的截面視圖。注意，用相同的參考數字表示與圖10A至12C相同的部分並省略了對其的說明。
在圖13A的配置中，與電極1006重疊的部分的第三絕緣膜1008(或第一層1206a的延伸部分)形成為薄的。電容器1312由第三絕緣膜1008、電極1006和第二電極1010形成，其中第三絕緣膜1008插在這兩個電極之間。電容器1312對應於第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。電容器1312需要更小的電極面積以獲得相同的電容，這可以提高圖素的孔徑比。
在圖13B和13C中，電容器1313由第三絕緣膜1008、第一層1206a的延伸部分和第二電極1010製成，其中第三絕緣膜1008插在後兩者之間。電容器1313對應於本發明第三配置中的電容器，即各實施例模式和實施例1至3中的電容器101。
在圖13C中，第一層1206a和第一電極1007在第一層1206a的延伸部分被連接。
圖13B和13C的效果與實施例6的圖12B和12C的效果相似。此外，與圖12B和12C的電容器1213相比，圖13B和13C中的電容器1313需要更小的電極面積以獲得相同的電容。由此，可以提高圖素的孔徑比。
可以結合各實施例模式和實施例1至5自由地實施本實施例。
[實施例8]以下參考圖14A至14C說明實施例5和7中所述的部分形成為薄的第三絕緣膜1008的製造方法。在圖14A至14C中，用相同的參考數字表示與圖11相同的部分並省略了對其的說明。
在圖14A中，在形成第一電極1007之後，形成絕緣膜1408。絕緣膜1408採用光敏材料。使用光掩膜1400曝光絕緣膜1408。光掩膜1400設有第一透光部分1401，第二透光部分1402和遮光部分1403。第一透光部分1401可以為孔。第二透光部分1402中透射穿過光掩膜1400的光強度低於第一透光部分1401中透射穿過光掩膜1400的光強度。遮光部分幾乎不透射光線。使用上述的半色調掩膜作為光掩膜1400。
在圖14B中，顯影絕緣膜1408。與遮光部分1403重疊部分的絕緣膜1408幾乎沒有被蝕刻。藉由第一透光部分1401被曝光的部分的絕緣膜1408很大程度地被蝕刻。按照這個方式，形成了孔部分1411，其中第一電極1007的表面被暴露。藉由第二透光部分1402被曝光的部分的絕緣膜1408被蝕刻至一定程度。由此，在絕緣膜1408內形成薄的部分1412。由此，得到具有薄部分的絕緣膜1408。圖14B中的絕緣膜1408對應於實施例5和7中所說明的第三絕緣膜1008。
在圖14C中，依次形成發光層1009和第二電極1010。
可以結合各實施例模式和實施例1至7自由地實施本實施例。
[實施例9]以下參考圖15A至15C說明實施例5和7中所述的部分形成為薄的第三絕緣膜1008的製造方法，該製造方法不同於實施例8所述的方法。在圖15A至15C中，用相同的參考數字表示與圖11相同的部分並省略了對其的說明。
在圖15A中，在形成第一電極1007之後，形成絕緣膜1508a。在絕緣膜1508a上形成絕緣膜1508b。絕緣膜1508a和1508b可以使用由無機絕緣膜和有機絕緣膜形成的單層或者疊層。此外，還可以使用具有Si(矽)-O(氧)鍵的骨架結構的材料。作為該材料的取代基，可以使用至少含氫的有機基團(例如烷基、芳香族碳氫化合物)。作為取代基，也可以使用含氟基團。此外，還可以使用含氟基團和至少含有氫的有機基團。
絕緣膜1508b被蝕刻以形成第一孔部分1511a和第二孔部分1512。
在圖15B中，在第一孔部分1511a內的絕緣膜1508a被蝕刻以形成第三孔部分1511b。由此，可以獲得其中第一電極1007的表面被暴露的第三孔部分1511b和其中絕緣膜1508a的表面被暴露的第二孔部分1512。圖形化的絕緣膜1508a和1508b對應於實施例5和7中所說明的第三絕緣膜1008。由此，得到具有薄部分的第三絕緣膜1008。
在圖15C中，依次形成發光層1009和第二電極1010。
電容器1112具有以絕緣膜1508a為介電物質的電容，因此絕緣膜1508a較佳的具有例如諸如氮化矽薄膜的高介電材料。
可以結合各實施例模式和實施例1至7自由地實施本實施例。
[實施例10]本發明的顯示裝置和其驅動方法可以應用於各種電子設備，這些電子設備中的每一個都在其顯示部分結合了該顯示裝置。
該電子設備包含相機(視頻相機、數位相機等)、投影儀、頭戴型顯示器(護目鏡型顯示器)、導航系統、車輛立體音響、個人電腦，遊戲機、攜帶型資訊終端(移動電腦、行動電話、電子書等)，設有記錄媒體的影像再生設備(特別是指能夠再生諸如數位化多功能光碟(DVD)的記錄媒體並具有能顯示再生影像的顯示部分的設備)等。圖9A至9D顯示這些電子設備的實例。
圖9A顯示筆記型個人電腦，其包含主體911、機殼912、顯示部分913、鍵盤914、外部連接埠915、指示墊916等。本發明的顯示裝置和其驅動方法被應用於顯示部分913。藉由使用本發明，可以以更低的功耗實現具有更大對比度的顯示部分913的清晰顯示。將本發明應用於要求功耗降低的筆記型個人電腦是非常有效的。
圖9B顯示設有記錄媒體的影像再生設備(特別是指DVD再生設備)，其包括主體921、機殼922、第一顯示部分923、第二顯示部分924、記錄媒體(DVD等)讀取部分925、操作鍵926、揚聲器部分927等。第一顯示部分923主要顯示影像資料，而第二顯示部分924主要顯示文字資料。本發明的顯示裝置和其驅動方法被應用於第一顯示部分923和第二顯示部分924。藉由使用本發明，可以以更低的功耗實現具有更大對比度的第一顯示部分923和第二顯示部分924的清晰顯示。
圖9C顯示行動電話，其包括主體931、音頻輸出部分932、音頻輸入部分933、顯示部分934、操作開關935、天線936等。本發明的顯示裝置和其驅動方法被應用於顯示部分934。藉由使用本發明，可以以更低的功耗實現具有更大對比度的顯示部分934的清晰顯示。將本發明應用於要求功耗降低的行動電話是非常有效的。
圖9D顯示相機，其包括主體941、顯示部分942、機殼943、外部連接埠944、遙控接收部分945、影像接收部分946、電池947、音頻輸入部分948、操作鍵949等。本發明的顯示裝置和其驅動方法被應用於顯示部分942。藉由使用本發明，可以以更低的功耗實現具有更大對比度的顯示部分942的清晰顯示。
可以結構各實施例模式和實施例1至9自由地實現本實施例。