專利名稱：半導(dǎo)體器件、顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有控制要由晶體管提供給負(fù)載的電流的功能的半導(dǎo)體器件，以及包 括由其中亮度根據(jù)信號(hào)改變的電流驅(qū)動(dòng)顯示元件形成的像素、及用于驅(qū)動(dòng)該像素的信號(hào)線 驅(qū)動(dòng)電路和掃描線驅(qū)動(dòng)電路的顯示裝置。此外，本發(fā)明涉及具有該顯示裝置作為顯示部分 的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為由諸如液晶等顯示元件形成的顯示裝置的液晶顯示器(LCD)正被廣泛使 用。另一方面，近年來，具有由諸如發(fā)光二極管(LED)等顯示元件形成的像素的所謂的自 發(fā)光顯示裝置已吸引了注意。作為用于這種自發(fā)光顯示裝置的顯示元件，有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED)(也稱為有機(jī)EL元件、電致發(fā)光(EL)元件等)已吸引了注意，且它們已用于EL顯示 器等。諸如OLED等顯示元件是自發(fā)光的，因此與液晶顯示器相比，它具有諸如更高的像素 可見性、無背光以及更高的響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。注意，顯示元件的亮度一般是由流經(jīng)它的電流值來 控制的。作為用于表達(dá)這一顯示裝置的灰度級(jí)的驅(qū)動(dòng)方法，有數(shù)字灰度級(jí)方法和模擬灰度 級(jí)方法。通過數(shù)字灰度級(jí)方法，通過以數(shù)字方式控制來打開/關(guān)閉顯示元件以表達(dá)灰度級(jí)。 在數(shù)字灰度級(jí)方法中，每一像素的亮度的一致性是極佳的；然而，如果不做任何事，則只能 表達(dá)兩個(gè)灰度級(jí)，因?yàn)閮H有兩個(gè)狀態(tài)，即發(fā)光和不發(fā)光。因此，結(jié)合使用另一種方法來實(shí)現(xiàn) 多級(jí)灰度級(jí)。存在一種區(qū)域灰度級(jí)方法，用于通過選擇像素的加權(quán)發(fā)光區(qū)域來表達(dá)灰度級(jí)； 并存在一種時(shí)間灰度級(jí)方法，用于通過選擇加權(quán)的發(fā)光時(shí)間來表達(dá)灰度級(jí)。此外，在數(shù)字灰 度級(jí)方法的情況下，通常采用適用于達(dá)到高清晰度的時(shí)間灰度級(jí)方法。另一方面，作為模擬 灰度級(jí)方法，存在以模擬方式控制顯示元件的發(fā)光強(qiáng)度的方法，以及以模擬方式控制顯示 元件的發(fā)光時(shí)間的方法。作為模擬灰度級(jí)方法，通常采用的是以模擬方式控制顯示元件的 發(fā)光強(qiáng)度的方法。作為以模擬方式控制發(fā)光強(qiáng)度的方法，通常采用的是電流輸入電流驅(qū)動(dòng) 方法，它幾乎不受每一像素的薄膜晶體管(后文稱為TFT)的特性變化的影響。包括單極晶體管，即具有ρ溝道極性或η溝道極性之一的晶體管的電流輸入電流 驅(qū)動(dòng)像素在專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1中公開。[專利文獻(xiàn)1]日本專利公開號(hào)2004-021219[非專利文獻(xiàn) 1] SID 04 DIGEST 第 1516-1519 頁

發(fā)明內(nèi)容
依照專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1，用于向顯示元件提供電流的電源線的電勢(shì)在每 一行都有變化；由此防止當(dāng)向像素寫入信號(hào)時(shí)電流流入顯示元件。如果在信號(hào)寫操作中電流流入顯示元件，則信號(hào)無法被正確地寫入像素。結(jié)果，會(huì)發(fā)生顯示缺陷。同時(shí)，需要大量的電流以從電源線提供給發(fā)光元件。因此，需要設(shè)置能夠控制大量 電流的開關(guān)以在改變每行的電源線的電勢(shì)的同時(shí)提供大量電流。鑒于此原因，必須增大電 路中的晶體管的大小成為了問題。如果增大了晶體管的大小，會(huì)增加晶體管的功耗。此外，在如非專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)1中所描述的早先的結(jié)構(gòu)的情況下，在用于在 信號(hào)寫操作中驅(qū)動(dòng)顯示元件的晶體管中滿足VdS = Vgs。另一方面，在發(fā)光操作中，滿足Vds > Vgs0因此，當(dāng)飽和區(qū)中的恒流特性(電流平直度)惡化時(shí)，電流值在信號(hào)寫操作和發(fā)光 操作之間會(huì)顯著變化。由此，本發(fā)明提供了一種能夠防止電流在信號(hào)寫操作中流入顯示元件，而不改變 每行中用于將電流提供給顯示元件的電源線的電勢(shì)的顯示裝置。在本發(fā)明中，在通過向晶體管施加預(yù)定電流來設(shè)置晶體管的柵極-源極電壓時(shí)， 調(diào)整晶體管的柵極端子的電勢(shì)，以防止電流流入連接到晶體管的源極端子的負(fù)載。因此，對(duì) 連接到晶體管的柵極端子的引線的電勢(shì)與連接到晶體管的漏極端子的引線的電勢(shì)加以區(qū) 分。S卩，晶體管的柵極端子的電勢(shì)被設(shè)為高于或低于晶體管的漏極端子的電勢(shì)，由此 調(diào)整了晶體管的源極端子的電勢(shì)，并防止電流流入負(fù)載。在后文中，描述了具體的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括晶體管、第一開關(guān)、第二開關(guān)、電容器、第一引線、第二引 線、第三引線以及負(fù)載。晶體管的第一端子通過第一開關(guān)連接到第一引線，晶體管的第二端 子連接到第二引線，而晶體管的柵極端子通過第二開關(guān)連接到第三引線。電容器連接到晶 體管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載連接到晶體管的第一端子。此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，將預(yù)定的電勢(shì)輸入到第二引線 和第三引線。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括晶體管、第一開關(guān)、第二開關(guān)、電容器、第一引線、第二引 線、第三引線和負(fù)載。晶體管的第一端子通過第一開關(guān)連接到第一引線，晶體管的第二端子 連接到第二引線，而晶體管的柵極端子通過第二開關(guān)連接到第三引線。電容器連接在晶體 管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載連接到晶體管的第一端子。第三引線的電勢(shì)低于第二 引線的電勢(shì)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括晶體管、第一開關(guān)、第二開關(guān)、電容器、第一引線、第二引 線、第三引線和負(fù)載。晶體管的第一端子通過第一開關(guān)連接到第一引線，晶體管的第二端子 連接到第二引線，而晶體管的柵極端子通過第二開關(guān)連接到第三引線。電容器連接在晶體 管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載連接到晶體管的第一端子。預(yù)定電勢(shì)被輸入到第二引 線和第三引線。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)和第二開關(guān)被接通，且電流流入第一引線時(shí)，電流流入晶體管而 不流入負(fù)載。而當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)和第二開關(guān)斷開時(shí)，電流流過晶體管和負(fù)載。 本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引 線、第二引線、第三引線、第四引線和負(fù)載。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分 別連接到第二晶體管的第二端子、第三引線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極 端子和第一端子分別連接到第一引線和第二引線、第三晶體管的柵極端子和第二端子分別 連接到第一引線和第四引線。電容器連接到第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載連接到第一晶體管的第一端子。
此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中，預(yù)定電勢(shì)被輸入到第三引線和 第四引線。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引 線、第二引線、第三引線、第四引線和負(fù)載。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分 別連接到第二晶體管的第二端子、第三引線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極 端子和第一端子分別連接到第一引線和第二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別 連接到第一引線和第四引線。電容器連接到第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載 連接到第一晶體管的第一端子。第四引線的電勢(shì)低于第三引線的電勢(shì)。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引 線、第二引線、第三引線、第四引線和負(fù)載。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分 別連接到第二晶體管的第二端子、第三引線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極 端子和第一端子分別連接到第一引線和第二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別 連接到第一引線和第四引線。電容器連接到第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。負(fù)載 連接到第一晶體管的第一端子。當(dāng)?shù)诙w管和第三晶體管由輸入到第一引線的信號(hào)導(dǎo) 通，且電流流入第一引線時(shí)，電流流入第一晶體管但不流入負(fù)載。同時(shí)，當(dāng)?shù)诙w管和第 三晶體管被截止時(shí)，電流流入第一晶體管和負(fù)載。本發(fā)明的顯示裝置包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引線、 第二引線、第三引線、第四引線和具有位于像素電極和對(duì)置電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件。 第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶體管的第二端子、第三引 線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分別連接到第一引線和第 二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到第一引線和第四引線。電容器連接 在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第一晶體管的第一 端子。此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的顯示裝置中，預(yù)定電勢(shì)被輸入到第三引線和第 四引線。本發(fā)明的顯示裝置包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引線、 第二引線、第三引線、第四引線以及具有位于像素電極和對(duì)置電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元 件。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶體管的第二端子、第三 引線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分別連接到第一引線和 第二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到第一引線和第四引線。電容器連 接在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第一晶體管的第 一端子。第四引線的電勢(shì)低于第三引線的電勢(shì)。本發(fā)明的顯示裝置包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引線、 第二引線、第三引線、第四引線和具有位于像素電極和對(duì)置電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件。 第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶體管的第二端子、第三引 線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分別連接到第一引線和第 二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到第一引線和第四引線。電容器連接 在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第一晶體管的第一端子。當(dāng)?shù)诙w管和第三晶體管由輸入到第一引線的信號(hào)導(dǎo)通，且電流流入第一引線時(shí)，電流流入第一晶體管但不流入發(fā)光元件。同時(shí)，當(dāng)?shù)诙w管和第三晶體管被截止時(shí)，電流 流入第一晶體管和發(fā)光元件。本發(fā)明的顯示裝置包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、電容器、第一引線、 第二引線、第三引線、第四引線和具有位于像素電極和對(duì)置電極之間的發(fā)光層的發(fā)光元件。 第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶體管的第二端子、第三引 線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分別連接到第一引線和第 二引線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到第一引線和第四引線。電容器連接 到第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第一晶體管的第一 端子。第四引線的電勢(shì)等于對(duì)置電極的電勢(shì)。本發(fā)明的顯示裝置包括掃描線驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。像素部分 包括從掃描線電路延伸的多根掃描線、從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根信號(hào)線、以及以對(duì)應(yīng) 于掃描線和信號(hào)線的矩陣排列的多個(gè)像素。每一像素包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶 體管、電容器、掃描線、信號(hào)線、電源線、偏壓線、具有位于像素電極和對(duì)置電極之間的發(fā)光 層的發(fā)光元件。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶體管的第 二端子、電源線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分別連接到 掃描線和信號(hào)線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到掃描線和偏壓線。電容器 連接在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第一晶體管的 第一端子。本發(fā)明的顯示裝置包括掃描線驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。像素部分 包括從掃描線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根掃描線、從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根信號(hào)線、以及以 對(duì)應(yīng)于掃描線和信號(hào)線的矩陣排列的多個(gè)像素。每一像素包括第一晶體管、第二晶體管、第 三晶體管、電容器、掃描線、信號(hào)線、電源線、偏壓線、以及具有位于像素電極和對(duì)置電極之 間的發(fā)光層的發(fā)光元件。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶 體管的第二端子、電源線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分 別連接到掃描線和信號(hào)線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到掃描線和偏壓 線。電容器連接到第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第 一晶體管的第一端子。偏壓線的電勢(shì)低于電源線的電勢(shì)。本發(fā)明的顯示裝置包括掃描線驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。像素部分 包括從掃描線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根掃描線、從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根信號(hào)線、以及以 對(duì)應(yīng)于掃描線和信號(hào)線的矩陣排列的多個(gè)像素。每一像素包括第一晶體管、第二晶體管、第 三晶體管、電容器、掃描線、信號(hào)線、電源線、偏壓線、以及具有位于像素電極和對(duì)置電極之 間的發(fā)光層的發(fā)光元件。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶 體管的第二端子、電源線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分 別連接到掃描線和信號(hào)線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到掃描線和偏壓 線。電容器連接在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。當(dāng)?shù)诙w管和第三晶體管由 輸入到掃描線的信號(hào)接通，并且信號(hào)電流流入信號(hào)線時(shí)，電流流入第一晶體管但不流入發(fā) 光元件。同時(shí)，當(dāng)?shù)诙w管和第三晶體管被截止時(shí)，電流流入第一晶體管和發(fā)光元件。本發(fā)明的顯示裝置包括掃描線驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。像素部分包括從掃描線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根掃描線、從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路延伸的多根信號(hào)線、以及以 對(duì)應(yīng)于掃描線和信號(hào)線的矩陣排列的多個(gè)像素。每一像素包括第一晶體管、第二晶體管、第 三晶體管、電容器、掃描線、信號(hào)線、電源線、偏壓線、以及具有位于像素電極和對(duì)置電極之 間的發(fā)光層的發(fā)光元件。第一晶體管的第一端子、第二端子和柵極端子分別連接到第二晶 體管的第二端子、電源線和第三晶體管的第一端子。第二晶體管的柵極端子和第一端子分 別連接到掃描線和信號(hào)線。第三晶體管的柵極端子和第二端子分別連接到掃描線和偏壓 線。電容器連接在第一晶體管的柵極端子和第一端子之間。發(fā)光元件的像素電極連接到第 一晶體管的第一端子。偏壓線的電勢(shì)等于對(duì)置電極的電勢(shì)。此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的顯示裝置中，第一、第二和第三晶體管是η溝道 型晶體管。此外，在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的顯示裝置中，對(duì)η溝道型晶體管的半導(dǎo)體層使 用非晶半導(dǎo)體薄膜。 本發(fā)明中使用的開關(guān)可以是諸如電開關(guān)或機(jī)械開關(guān)等任何開關(guān)。即，它可以是任 何事物，只要它能夠控制電流且不限于特定的類型。它可以是晶體管、二極管(PN 二極管、 PIN 二極管、肖特基二極管、二極管連接的晶體管等)、或用它們來配置的邏輯電路。因此， 在使用晶體管作為開關(guān)的情況下，其極性(電導(dǎo)率)不是特別受限的，因?yàn)樗鼉H作為開關(guān)來 工作。然而，當(dāng)截止電流較佳地為小時(shí)，較佳的是使用具有小截止電流的極性的晶體管。例 如，具有LDD區(qū)或多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管具有小的截止電流。此外，期望在作為開關(guān)工作的晶 體管的源極端子的電勢(shì)較接近于低電勢(shì)側(cè)的電源(Vss、GND、0V等)時(shí)采用η溝道型晶體 管，而在源極端子的電勢(shì)較接近于高電勢(shì)側(cè)的電源(Vdd等)時(shí)采用ρ溝道型晶體管。這有 助于開關(guān)有效地工作，因?yàn)榭商岣呔w管的柵極_源極電壓的絕對(duì)值。要注意，也可通過同 時(shí)使用η溝道型和ρ溝道型晶體管兩者來應(yīng)用CMOS開關(guān)。采用CMOS開關(guān)，及時(shí)在情況改 變，使得通過開關(guān)輸出的電壓(即，對(duì)開關(guān)的輸入電壓)高于或低于輸出電壓時(shí)也可適當(dāng)?shù)?執(zhí)行操作。在本發(fā)明中，“連接”意味著“電連接”和“直接連接”。因此，在本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu) 中，除預(yù)定的連接之外，可提供允許電連接的另一元件(例如，開關(guān)、晶體管、電容器、電感 器、電阻器、二極管等)?；蛘?，可在不插入另一元件的情況下直接連接。要注意，當(dāng)在不插 入允許電連接的另一元件而連接兩元件時(shí)，且該兩元件不是電連接而是直接連接時(shí)，稱為 “直接連接”。要注意，“電連接”意味著“電連接”和“直接連接”。注意，可向顯示元件應(yīng)用各種模式。例如，可使用其中對(duì)比度由電致發(fā)光效應(yīng)來改 變的顯示介質(zhì)，諸如EL元件(有機(jī)EL元件、無機(jī)EL元件、包含有機(jī)材料和無機(jī)材料的EL 元件)、電子放電元件、液晶元件、電子墨水、光衍射元件、放電元件、數(shù)字微鏡器件(DMD)、 壓電元件或碳納米管。要注意，使用EL元件的EL平面型顯示裝置包括EL顯示器；使用電 子放電元件的顯示裝置包括場致發(fā)射顯示器(FED)、SED型平面顯示器(表面導(dǎo)電電子發(fā)射 器顯示器)等；使用液晶元件的液晶平面型顯示裝置包括液晶顯示器；使用電子墨水的數(shù) 字紙張型顯示裝置包括電子紙張；使用光衍射元件的顯示裝置包括光柵光閥(GLV)型顯示 器；使用放電元件的PDP(等離子顯示面板)型顯示器包括等離子顯示器；使用微鏡元件的 DMD面板型顯示裝置包括數(shù)字光處理(DLP)型顯示裝置；使用壓電元件的顯示裝置包括壓 電陶瓷顯示器；使用碳納米管的顯示裝置包括納米發(fā)射顯示器(NED)等。
要注意，各種模式的晶體管可被應(yīng)用于本發(fā)明的晶體管。因此，適用于本發(fā)明的晶 體管的種類是不受限的。因此，以下晶體管適用于本發(fā)明使用以非晶硅和多晶硅為代表 的非單晶半導(dǎo)體薄膜的薄膜晶體管(TFT)；使用半導(dǎo)體襯底或SOI襯底形成的MOS晶體管； 面結(jié)型晶體管；雙極晶體管；使用諸如ZnO或a-InGaZnO等化合物半導(dǎo)體的晶體管；使用有 機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管；以及其它晶體管。要注意，非單晶半導(dǎo)體薄膜可包含氫和鹵 素。其上設(shè)置晶體管的襯底不限于特定的類型，并且可使用各種類型的襯底。因此，可在例 如單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙張襯底、玻璃紙襯底、石襯底、不銹 鋼襯底、具有不銹鋼箔的襯底等上設(shè)置晶體管。此外，在某一襯底上形成的晶體管可被轉(zhuǎn)移 到另一襯底。要注 意，晶體管可具有各種模式的結(jié)構(gòu)，且不限于某一特定的結(jié)構(gòu)。例如，也可采 用其中柵極數(shù)為二或更多的多柵極結(jié)構(gòu)。采用多柵極結(jié)構(gòu)，可通過提高晶體管的耐壓性來 減小截止電流并提高可靠性，并且可獲得進(jìn)一步的平直特性，因?yàn)槁O_源極電流即使在 漏極-源極電壓在飽和區(qū)中的工作中改變時(shí)也不會(huì)改變很多。此外，柵電極可設(shè)置在溝道 邊緣之上和之下。因此，溝道區(qū)增加，由此提高了電流值，并且可改進(jìn)亞閾系數(shù)，因?yàn)槿菀椎?形成了耗盡層。此外，可在溝道上或下設(shè)置柵電極?？刹捎们跋蚪诲e(cuò)結(jié)構(gòu)或反向交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。 溝道區(qū)可被劃分成多個(gè)區(qū)域，它們或者并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。此外，源電極或漏電極可與 溝道(或其一部分)重疊，由此防止電荷在溝道一部分中累積并防止不穩(wěn)定的工作。此外， 可提供LDD區(qū)。通過提供LDD區(qū)，可通過提高晶體管的耐壓性來減小截止電流并提高可靠 性，并且可獲得進(jìn)一步的平直特性，因?yàn)槁O-源極電流即使在漏極-源極電壓在飽和區(qū)中 的工作中改變時(shí)也不會(huì)改變很多。注意，可使用各種類型的晶體管作為本發(fā)明的晶體管，且可在各種基板上形成晶 體管。因此，所有電路都可在玻璃基板、塑料基板、單晶基板、SOI基板或任何基板上形成。 當(dāng)所有電路都在一個(gè)基板上形成時(shí)，可通過減少部件數(shù)量來降低成本，并可通過減少與部 件的連接來提高可靠性。或者，可在某一基板上形成電路的一部分，并在另一基板上形成該 電路的另一部分。即，并非要求所有的電路都在同一基板上形成。例如，可使用晶體管在玻 璃基板上形成電路的一部分，并可在單晶基板上形成該電路的另一部分到IC芯片中，該IC 芯片可通過COG (玻璃上芯片)被設(shè)置在玻璃基板上?；蛘?，該IC芯片可使用TAB (卷帶自 動(dòng)結(jié)合)或印刷基板連接到玻璃基板。以此方式，當(dāng)在同一基板上形成電路的各部分時(shí)，可 通過減少部件數(shù)降低成本，并可通過減少與部件的連接數(shù)提高可靠性。此外，不在同一基板 上形成具有消耗更多功率的高激勵(lì)電壓或高激勵(lì)頻率的部分，由此可防止功耗增加。在本發(fā)明中要注意，一個(gè)像素對(duì)應(yīng)于可控制亮度的一個(gè)元件。因此，例如，一個(gè)像 素表示用于表達(dá)亮度的一個(gè)色彩元件。因此，在由色彩元件R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))形成 的彩色顯示裝置的情況下，最小的圖像單元由三個(gè)像素、即R像素、G像素和B像素形成。要 注意，色彩元件不限于由三種色彩形成，且可以由三種以上色彩形成，諸如RGBW(W是白)， 或可向其添加黃、青和紫紅的RGB。此外，作為另一示例，在通過使用多個(gè)區(qū)域來控制一個(gè)色 彩元件的亮度的情況下，該多個(gè)區(qū)域之一對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。因此，例如，在執(zhí)行區(qū)域灰度級(jí) 顯示的情況下，對(duì)一個(gè)色彩元件提供用于控制亮度的多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域作為整體來表達(dá) 灰度級(jí)。用于控制亮度的區(qū)域之一對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。因此，在這一情況下，一個(gè)色彩元件由 多個(gè)像素形成。此外，在這一情況下，對(duì)顯示有貢獻(xiàn)的各區(qū)域可在大小上有所不同，取決于像素。在為一個(gè)色彩元件提供的用于控制亮度的多個(gè)區(qū)域中，即，在構(gòu)成一個(gè)色彩元件的多個(gè)像素中，可通過向每一像素提供略微不同的信號(hào)來擴(kuò)大視角。在本發(fā)明中要注意，像素可以按矩陣來排列。此處，其中像素以矩陣排列的情況對(duì) 應(yīng)于其中像素以縱向條和橫向條彼此交叉的網(wǎng)格圖案來排列的情況，或者對(duì)應(yīng)于其中三種 色彩元件的點(diǎn)以所謂的三角圖案來排列或者在使用三種色彩元件(例如，RGB)執(zhí)行全色顯 示的情況下以Bayer圖案來排列的情況。要注意，色彩元件不限于三種色彩，且色彩的數(shù)量 可以是三個(gè)以上。發(fā)光區(qū)域的大小可以取決于色彩元件的點(diǎn)而不同。要注意，晶體管是具有至少三個(gè)端子的元件，這些端子包括柵極、漏極和源極。在 漏極區(qū)和源極區(qū)之間設(shè)置了溝道區(qū)。此處，難以確定源極區(qū)或漏極區(qū)，因?yàn)樗鼈內(nèi)Q于晶體 管的結(jié)構(gòu)、工作條件等。因此，在本發(fā)明中，擔(dān)當(dāng)源極或漏極的區(qū)域可能不被稱為漏極或源 極。在這一情況下，例如，擔(dān)當(dāng)源極的區(qū)域和擔(dān)當(dāng)漏極的區(qū)域中的每一個(gè)可被稱為第一端子 或第二端子。要理解，柵極包括柵電極和柵極引線(也稱為柵極線、柵極信號(hào)線等)或其一部 分。柵電極對(duì)應(yīng)于與形成溝道區(qū)、LDD(輕度摻雜漏極)區(qū)等的半導(dǎo)體(其間插入了柵極絕 緣膜)重疊的部分的導(dǎo)電薄膜。柵極引線對(duì)應(yīng)于用于連接像素的柵電極和將柵電極和另一 引線連接的引線。然而，存在擔(dān)當(dāng)柵電極并且還擔(dān)當(dāng)柵極引線的部分。這一區(qū)域可被稱為柵電極或 柵極引線。即，存在不能被具體地確定為柵電極或柵極引線的區(qū)域。例如，當(dāng)存在與延伸的 柵極引線重疊的溝道區(qū)時(shí)，該區(qū)域擔(dān)當(dāng)柵極引線并且還擔(dān)當(dāng)柵電極。因此，這一區(qū)域可被稱 為柵電極或柵極引線。此外，由與柵電極相同的材料形成并連接到柵電極的區(qū)域也可被稱為柵電極。類 似地，由與柵極引線相同的材料形成并連接到柵極引線的區(qū)域也可被稱為柵極引線。在嚴(yán) 格的意義上，這些區(qū)域在某些情況下不與溝道區(qū)重疊，或不具有連接到另一柵電極的功能。 然而，由于制造余量等，存在由與柵電極或柵極引線相同的材料形成并連接到柵電極或柵 極引線的區(qū)域。因此，這一區(qū)域可被稱為柵電極或柵極引線。此外，在多柵極晶體管中，一個(gè)晶體管和另一晶體管的柵電極通常通過由與柵電 極相同的材料形成的導(dǎo)電薄膜連接。這一區(qū)域可被稱為柵極引線，因?yàn)樗怯糜谶B接?xùn)烹?極的區(qū)域，或者在多柵極晶體管被認(rèn)為一個(gè)晶體管時(shí)，該區(qū)域可被稱為柵電極。即，由與柵 電極或柵極引線相同的材料形成并連接到柵電極或柵極引線的部件可被稱為柵電極或柵 極引線。此外，例如，連接?xùn)烹姌O和柵極引線的部分的導(dǎo)電薄膜可被稱為柵電極或柵極引 線。要注意，柵極端子對(duì)應(yīng)于柵電極的區(qū)域或電連接到柵電極的區(qū)域的一部分。要注意，源極包括源極區(qū)、源電極和源極引線(也稱為源極線、源極信號(hào)線等)或 其一部分。源極區(qū)對(duì)應(yīng)于包含許多P型雜質(zhì)(硼、鎵等)或N型雜質(zhì)(磷、砷等)的半導(dǎo)體 區(qū)。因此，包含少量P型雜質(zhì)或N型雜質(zhì)的區(qū)域，即LDD (輕度摻雜漏極)區(qū)不被包括在源 極區(qū)中。源電極對(duì)應(yīng)于由與源極區(qū)不同的材料形成并電連接到源極區(qū)的部分的導(dǎo)電層。然 而，源電極可被稱為包括源極區(qū)的源電極。源極引線對(duì)應(yīng)于用于連接像素的源電極以及連 接源電極與另一引線的引線。然而，存在擔(dān)當(dāng)源電極并且還擔(dān)當(dāng)源極引線的部分。這一區(qū)域可被稱為源電極或源極引線。即，存在不能被具體確定為源電極或源極引線的區(qū)域。例如，當(dāng)存在與延伸的源 極引線重疊的源極區(qū)時(shí)，該區(qū)域擔(dān)當(dāng)源極引線并且還擔(dān)當(dāng)源電極。因此，這一區(qū)域可被稱為 源電極或源極引線。此外，由與源電極相同的材料形成并連接到源電極的部分也可被稱為源電極。連 接一個(gè)源電極和另一源電極的部分也可被稱為源電極。此外，與源極區(qū)重疊的部分可被稱 為源電極。類似地，由與源極引線相同的材料形成并連接到源極引線的區(qū)域可被稱為源極 引線。在嚴(yán)格的意義上，這一區(qū)域可能不具有連接到另一源電極的功能。然而，由于制造余 量等，存在由與源電極或源極引線相同的材料形成并連接到源電極或源極引線的區(qū)域。因 此，這一區(qū)域可被稱為源電極或源極引線。例如，連接源電極和源極引線的部分的導(dǎo)電薄膜可被稱為源電極或源極引線。要注意，源極端子對(duì)應(yīng)于源極區(qū)、源電極或電連接到源電極的區(qū)域的一部分。
要注意，對(duì)于漏極，可應(yīng)用與源極類似的解釋。在本發(fā)明中要注意，半導(dǎo)體器件對(duì)應(yīng)于包括具有半導(dǎo)體元件(晶體管、二極管等) 的電路的器件。此外，半導(dǎo)體器件可以是可通過利用半導(dǎo)體特性來運(yùn)作的通用器件。顯示裝 置對(duì)應(yīng)于包括顯示元件(液晶顯示元件、發(fā)光元件等)的裝置。要注意，顯示裝置可以是顯 示面板的主體，在顯示面板中，包括諸如液晶元件和EL元件等顯示元件的多個(gè)像素和用于 驅(qū)動(dòng)像素的外圍驅(qū)動(dòng)電路在基板上形成。此外，顯示裝置可包括設(shè)置了柔性印刷電路(FPC) 或印刷電路板(PWB) (IC、電阻器、電容器、電感器、晶體管等)的裝置。此外，顯示裝置可包 括諸如偏振片或延滯薄膜等光學(xué)薄片。另外，可包括背光(諸如光導(dǎo)板、棱鏡薄片、擴(kuò)散薄 片、反射薄片、光源(LED、冷陰極管等))。發(fā)光裝置對(duì)應(yīng)于包括諸如EL元件或特別地用于 FED的元件等自發(fā)光顯示元件的顯示裝置。液晶顯示裝置對(duì)應(yīng)于包括液晶元件的顯示裝置。在本發(fā)明中要注意，當(dāng)描述一個(gè)物體在另一物體上形成時(shí)，它不必然意味著該物 體直接與另一物體接觸。在上述兩個(gè)物體不直接彼此接觸的情況下，可在其間插入又一物 體。因此，當(dāng)描述在層A上形成層B時(shí)，它意味著直接與層A接觸地形成層B的情況，或直 接與層A接觸地形成另一層(諸如層C或?qū)覦)，然后直接與該另一層接觸地形成層B的情 況。另外，當(dāng)描述一個(gè)物體在另一物體上或上方上形成時(shí)，它不必然意味著該物體直接與另 一物體接觸，且可在其間插入另一物體。因此，當(dāng)描述在層A上或上方形成層B時(shí)，它意味 著直接與層A接觸地形成層B的情況，或直接與層A接觸地形成另一層(諸如層C或?qū)覦)， 然后直接與該另一層接觸地形成層B的情況。類似地，當(dāng)描述一個(gè)物體在另一物體下或下 方形成時(shí)，它意味著該兩物體直接彼此接觸或彼此不接觸的情況。本發(fā)明可提供能夠在不改變每行中用于向顯示元件提供電流的電源線的電勢(shì)的 情況下防止電流在信號(hào)寫操作中流入顯示元件的顯示裝置。


圖1是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖3A到3C是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖4是示出本發(fā)明的顯示裝置的圖。圖5是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖7A到7D是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖8A和8B是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖9A和9B是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖IOA和IOB是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖11是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖12A到12C是示出本發(fā)明的像素的操作的圖。圖13是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖14是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖15是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖16是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖17是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖18是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖19A和19B是示出當(dāng)本發(fā)明的像素工作時(shí)的連接狀態(tài)的圖。圖20是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖21是示出本發(fā)明的基本原理的圖。圖22A和22B是示出本發(fā)明的顯示面板的圖。圖23A和23B是示出適用于本發(fā)明的顯示裝置的發(fā)光元件的圖。圖24A到24C是示出本發(fā)明的顯示面板的圖。圖25是示出本發(fā)明的顯示面板的圖。圖26A和26B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管和電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖27A和27B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管和電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖28A和28B是示出本發(fā)明的顯示面板的圖。圖29A和29B是示出本發(fā)明的顯示面板的圖。圖30A和30B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管的電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖31A和31B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管的電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖32A和32B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管的電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖33A和33B是示出適用于本發(fā)明的像素的晶體管的電容器的結(jié)構(gòu)的圖。圖34A到34H是示出可向其應(yīng)用本發(fā)明的顯示裝置的電子設(shè)備的視圖。圖35是示出EL模塊的一個(gè)示例的視圖。圖36是示出EL電視接收機(jī)的主要結(jié)構(gòu)的框圖。圖37是示出移動(dòng)電話的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的視圖 。圖38是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖39是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖40是示出本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的圖。圖41是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖42是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖43是像素的一部分的橫截面視圖。圖44是示出本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法的圖。
圖45是示出本發(fā)明的顯示裝置的圖。圖46是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖47是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖48是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。圖49是示出本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式[實(shí)施方式]盡管本發(fā)明將參考附圖通過實(shí)施方式和實(shí)施例來充分描述，但是可以理解，本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以明白各種改變和修改。因此，除非這樣的改變和修改脫離本發(fā)明的范圍， 否則它們應(yīng)當(dāng)被解釋為包括在其中。本發(fā)明不僅可適用于包括EL元件等的像素，還可適用于各種包括電流源的模擬 電路。首先，在該實(shí)施方式中，對(duì)本發(fā)明的基本原理進(jìn)行描述。首先，圖21基于本發(fā)明的基本原理示出了半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體器件包括 晶體管2101、第一開關(guān)2102、第二開關(guān)2103、電容器2104、負(fù)載2105、第一引線2106、第二 引線2107以及第三引線2108。要注意，晶體管2101是η溝道型晶體管。描述該半導(dǎo)體器件的連接結(jié)構(gòu)。晶體管2101的第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和第二端子(源極端 子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到負(fù)載2105和第二引線2107。晶體管2101的柵極端 子通過第二開關(guān)2103連接到第三引線2108。即，當(dāng)?shù)诙_關(guān)2103處于接通狀態(tài)時(shí)，晶體管 2101的柵極端子和第三引線2108是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)诙_關(guān)2103處于斷開狀態(tài) 時(shí)，晶體管2101的柵極端子和第三引線2108是電斷開的。晶體管2101的第一端子通過第一開關(guān)2102連接到第一引線2106。S卩，當(dāng)?shù)谝婚_ 關(guān)2102處于接通狀態(tài)時(shí)，晶體管2101的第一端子和第一引線2106是電連接的。另一方面， 當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)2102處于斷開狀態(tài)時(shí)，晶體管2101的第一端子和第一引線2106是電斷開的。電容器2104連接在晶體管2101的柵極端子和第一端子之間。即，電容器2104的 第一電極和第二電極分別連接到晶體管2101的柵極端子和第一端子。要注意，電容器2104 可具有其中在引線、活性層、電極等之間插入絕緣薄膜的結(jié)構(gòu)，或者可通過使用晶體管2101 的柵極電容來省略電容器2104。要注意，預(yù)定的電勢(shì)被輸入到第二引線2107和第三引線2108。隨后，描述半導(dǎo)體器件的操作。在設(shè)置操作中，第一開關(guān)2102和第二開關(guān)2103被接通。然后，在電容器2104中累積電荷；因此，電流流入晶體管2101。此時(shí)流動(dòng)的電流 是設(shè)置到第一引線2106的電流。當(dāng)在電容器2104中累積電荷完成時(shí)，第一開關(guān)2102和第二開關(guān)2103被斷開。然 后，晶體管2101的柵極-源極電壓被保持在電容器2104中。此外，通過此時(shí)調(diào)整第三引線 2108的電勢(shì)，可防止電流流入負(fù)載2105。注意，晶體管2101的柵極-源極電壓是向晶體管2101施加與流過第一引線2106 相同的量的電流的電壓。
在輸出操作中，第一開關(guān)2102和第二開關(guān)2103被斷開，然后將晶體管2101的柵 極端子設(shè)在浮動(dòng)狀態(tài)。晶體管2101的柵極-源極電壓被保持在電容器2104中。因此，在 設(shè)置操作中流入第一引線2106的電流從第二引線2107通過晶體管2101流入負(fù)載2105。此時(shí)，晶體管2101的第一端子是源極端子，且具有較高的電勢(shì)。晶體管2101的漏 極-源極電壓變得低于設(shè)置操作中的電壓。然而，由于晶體管2101在飽和區(qū)中工作，因此， 可向負(fù)載2105施加與設(shè)置操作中流過第一引線2106幾乎相同的電流。注意，對(duì)晶體管2101使用η溝道型晶體管?；蛘?，也可使用ρ溝道型晶體管。在 這一情況下，電流的方向相反。(實(shí)施方式1)在本實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于 像素的情況下基本像素結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。本實(shí)施方式中描述的像素包括晶體管101、第一開關(guān)102、第二開關(guān)103、電容器 104、顯示元件105、第一引線106、第二引線107、第三引線108以及第四引線109。注意，晶 體管101是η溝道型晶體管。描述像素的連接結(jié)構(gòu)。晶體管101的第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和第二端子(源極端子 和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到顯示元件105的像素電極和第三引線108。晶體管101 的柵極端子通過第二開關(guān)103連接到第四引線109。即，當(dāng)?shù)诙_關(guān)103處于接通狀態(tài)時(shí)， 晶體管101的柵極端子和第四引線109是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)诙_關(guān)103處于斷開 狀態(tài)時(shí)，晶體管101的柵極端子和第四引線是電斷開的。晶體管101的第一端子通過第一開關(guān)102連接到第二引線107。即，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān) 102處于接通狀態(tài)時(shí)，晶體管101的第一端子和第二引線107是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)?一開關(guān)102處于斷開狀態(tài)時(shí)，晶體管101的第一端子和第二引線107是電斷開的。電容器104連接在晶體管101的柵極端子和第一端子之間。即，電容器104的第 一電極和第二電極分別連接到晶體管101的柵極端子和第一端子。注意，電容器104可具 有在引線、活性層、電極等之間插入絕緣膜的結(jié)構(gòu)，或者可通過使用晶體管101的柵極電容 來省略電容器104。注意，預(yù)定電勢(shì)被輸入到顯示元件105的對(duì)置電極110、第三引線108和第四引線 109。通過將信號(hào)輸入到第一引線106，第一開關(guān)102和第二開關(guān)103被控制為接通或斷開。根據(jù)像素的灰度級(jí)電平，信號(hào)被輸入到第二引線107。該信號(hào)對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)，且 信號(hào)電流流入第二引線107。注意，晶體管可被應(yīng)用于第一開關(guān)102和第二開關(guān)103。圖2示出了向第一開關(guān) 102和第二開關(guān)103應(yīng)用η溝道型晶體管的情況。注意，與圖1共同的部分由相同的參考標(biāo) 號(hào)來表示，并省略其描述。第一開關(guān)晶體管201對(duì)應(yīng)于第一開關(guān)102，而第二開關(guān)晶體管202對(duì)應(yīng)于第二開關(guān) 103。第一開關(guān)晶體管201的柵極端子、第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和 第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到第一引線106、第二引線107以及顯示元件105的像素電極和晶體管101的第一端子。因此，當(dāng)輸入到第一引線106的信號(hào) 處于H(高)電平時(shí)，第一開關(guān)晶體管201被導(dǎo)通，而當(dāng)該信號(hào)處于L(低)電平時(shí)，第一開 關(guān)晶體管201被截止。第二開關(guān)晶體管202的柵極端子、第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和 第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到第一引線106、晶體管101的柵極 端子和第四引線109。因此，當(dāng)輸入到第一引線106的信號(hào)處于H電平時(shí)，第二開關(guān)晶體管 202被導(dǎo)通，而當(dāng)該信號(hào)處于L電平時(shí)，第二開關(guān)晶體管202被截止。
隨后，參考圖3A到圖3C對(duì)本實(shí)施方式的像素的操作進(jìn)行描述。注意，在圖3A到 3C中，通過使用圖2中的像素結(jié)構(gòu)來進(jìn)行描述，因?yàn)閳D1和2的像素以相同的方式來操作。注意，連接到第二引線107的電流源301設(shè)置寫入像素的信號(hào)電流Idata。第二引 線107通過電流源301連接到引線302。預(yù)定電勢(shì)被輸入到引線302。此處，輸入到第三引 線108、第四引線109、引線302和對(duì)置電極110的電勢(shì)分別由V3、V4、V5和Vcom來表示。 對(duì)于電勢(shì)的關(guān)系，至少滿足V3 > Vcom > V5。當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，第四引線109和顯示元 件105的對(duì)置電極110可如圖48所示的通過第五引線4801來連接。注意，像素的操作包括用于將信號(hào)寫入像素的信號(hào)寫操作，以及用于根據(jù)寫入像 素的信號(hào)來發(fā)出灰度級(jí)電平的光的發(fā)光操作。圖3A和3B是示出信號(hào)寫操作的圖，而圖3C 是示出發(fā)光操作的圖。首先，參考圖3A描述信號(hào)寫操作中的過渡狀態(tài)。要輸入到第一引線106的信號(hào)被 設(shè)為H電平，由此導(dǎo)通第一和第二開關(guān)晶體管201和202。因此，電流如圖3A所示的流動(dòng)。 艮口，作為電流通路，存在其中電流從第四引線109通過第二開關(guān)晶體管202流入電容器104 的第一通路，以及其中電流從第三引線108流入晶體管101的第二通路。流過第一通路的 電流Ic和流過第二通路的電流Itr在晶體管101的第一端子和電容器104的第二電極的 連接部分處匯合。然后，電流Ic和電流Itr作為信號(hào)電流Idata通過第一開關(guān)晶體管201 和電流源301流入引線302。即，滿足Ic+Itr = Idata。 在不久以后，電流不流入電容器104，導(dǎo)致信號(hào)寫操作中的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，電流如 圖3B所示的流動(dòng)。從第三引線108流入晶體管101的電流Itr等于信號(hào)電流Idata。艮口， 晶體管101的柵極-源極電壓Vgs是向晶體管101施加信號(hào)電流Idata所必需的。在電容 器104中累積晶體管101的柵極-源極電壓Vgs的負(fù)載。注意，當(dāng)晶體管101的柵極端子和第一端子的電勢(shì)此時(shí)分別由Va和Vb表示時(shí)，滿 足Vgs= (Va-Vb)。當(dāng)顯示元件105的正向閾值電壓由VEUh表示時(shí)，較佳地滿足(Vb-Vcom) <VEUh，由此在信號(hào)寫操作中不向顯示元件105施加任何電流。因此，輸入到第四引線109 的電勢(shì)V4理想地被設(shè)為滿足V3 > V4 > V5。當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，可減少像素所必需的電 源數(shù)。此外，可在信號(hào)寫操作中向顯示元件105施加反偏壓。注意，即使在向顯示元件105施加反偏壓時(shí)，電流正常地也不流入顯示元件 105 (如果流入，則是少量電流)。另一方面，如果顯示元件105被短路，則電流流入短路部 分。然后，使短路部分絕緣，由此可改進(jìn)顯示缺陷。隨后，參考圖3C對(duì)發(fā)光操作進(jìn)行描述。輸入到第一引線106的信號(hào)被設(shè)為L電平， 由此截止第一和第二開關(guān)晶體管201和202。由此，電流如圖3C所示的流動(dòng)。此時(shí)，第二開 關(guān)晶體管202處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，電容器104保持向晶體管101施加信號(hào)電流Idata所必需的柵極-源極電壓Vgs。因此，幾乎等于信號(hào)電流Idata的電流流入晶體管101。注意，當(dāng)晶體管101的柵極端子和第一端子的電勢(shì)此時(shí)分別由Va'和Vb'表示 時(shí)，滿足Vgs= (Va' -Vb')。這是因?yàn)楫?dāng)Vb'增加時(shí)，Va'增加，因?yàn)楸M管滿足Vb' > Vb,電容器104也保持柵極-源極電壓Vgs。
注意，當(dāng)要輸入到第一引線106的H電平信號(hào)和L電平信號(hào)的電勢(shì)分別由Vl (H) 和Vl (L)表示時(shí)，以下電勢(shì)是較佳的。第一開關(guān)晶體管201和第二開關(guān)晶體管202的閾值 電壓分別由Vthl和Vth2來表示。如圖3B所示，即使在顯示元件105的像素電極的電勢(shì)變?yōu)閂b時(shí)，也要求第一開關(guān) 晶體管201處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，設(shè)為滿足Vl (H) > (Vb+Vthl)。此外，設(shè)為滿足Vl (H) > (V4+Vth2)，使得第二開關(guān)晶體管202處于導(dǎo)通狀態(tài)。具體地，例如，當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)， Vl (H)較佳地比Vcom電勢(shì)高1到8V。如圖3C所示，滿足Vl (L) < (Vb+Vthl)，使得第一開關(guān)晶體管201被截止。S卩，當(dāng) 信號(hào)電流被寫入另一像素時(shí)，第二引線107的電勢(shì)變?yōu)閂b。因此，在此時(shí)未選中的像素中， 要求第一開關(guān)晶體管201處于截止?fàn)顟B(tài)。另一方面，滿足Vl (L) < (V4+Vth2)，使得第二開 關(guān)晶體管202處于截止?fàn)顟B(tài)。具體地，例如，當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，Vl (L)較佳地比Vcom電 勢(shì)低1到8V。通過采用本實(shí)施方式中所描述的像素結(jié)構(gòu)，控制了信號(hào)寫操作中的晶體管的柵極 端子的電勢(shì)，由此防止電流此時(shí)流入顯示元件。注意，通過采用圖2所示的像素結(jié)構(gòu)，像素可僅由η溝道型晶體管形成，這簡化了 制造步驟。可對(duì)構(gòu)成像素的晶體管的半導(dǎo)體層使用非晶半導(dǎo)體或半非晶半導(dǎo)體(也稱為微 晶半導(dǎo)體)等。例如，可使用非晶硅(a_Si:H)作為非晶半導(dǎo)體。因此，可進(jìn)一步簡化制造 步驟。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)制造成本的降低和產(chǎn)量的提高。此外，通過使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可在信號(hào)寫操作中滿足Vds > Vgs?？墒筕ds在信 號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間的改變變小。因此，即使晶體管101的飽和區(qū)中的恒流特性(電 流平直度)較差，電流值在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間也幾乎是相等的。具體地，當(dāng)使用非 晶半導(dǎo)體薄膜(諸如非晶硅)作為晶體管101的半導(dǎo)體層時(shí)，會(huì)惡化晶體管101的飽和區(qū) 中的恒流特性(電流平直度)。因此，當(dāng)在使用非晶半導(dǎo)體薄膜作為晶體管101的半導(dǎo)體層 的情況下應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)時(shí)，可防止顯示缺陷。此外，由于在圖2所示的晶體管101的源極和漏極端子之間施加高電壓，因此晶體 管101的溝道長度可以長于第一開關(guān)晶體管201或第二開關(guān)晶體管202的溝道長度?；?者，可如圖16所示將多柵極晶體管應(yīng)用于晶體管101。因此，增加了晶體管的耐壓性，由此 防止晶體管損壞。此外，為向顯示元件105施加由圖2所示的晶體管101控制的電流，要求晶體管 101具有施加大量導(dǎo)通電流的能力。因此，晶體管101的溝道寬度可以寬于第一開關(guān)晶體 管201或第二開關(guān)晶體管202的溝道寬度。或者，晶體管101可具有其中多個(gè)晶體管作為 圖17所示的晶體管1701并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。隨后，參考圖4對(duì)包括本發(fā)明的像素的顯示裝置進(jìn)行描述。顯示裝置包括信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路401、掃描線驅(qū)動(dòng)電路402以及像素部分403。像素 部分403包括在列方向上從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路401延伸的多根信號(hào)線Sl到Sn、在行方向上從掃描線驅(qū)動(dòng)電路402延伸的多根掃描線G1到Gm、以及對(duì)應(yīng)于信號(hào)線S1到Sn和掃描線G1 到Gm按矩陣排列的多個(gè)像素404。此外，像素部分403包括與信號(hào)線S1到Sn平行的電源 線P1到Pn和偏壓線B1到Bn。像素404中的每一個(gè)連接到信號(hào)線Sj (信號(hào)線S1到Sn中 的任一根)、掃描線Gi (掃描線G1到Gm中的任一根)、電源線Pj (電源線P1到Pn中的任 一根)以及偏壓線Bj (偏壓線B1到Bn中的任一根)。注意，掃描線Gi對(duì)應(yīng)于圖1中的第一引線106。信號(hào)線Sj對(duì)應(yīng)于圖1中的第二 引線107。電源線Pj對(duì)應(yīng)于圖1中的第三引線108。偏壓線Bj對(duì)應(yīng)于圖1中的第四引線 109。掃描線G1到Gm由從掃描線驅(qū)動(dòng)電路402輸出的信號(hào)逐一選中。然后，將信號(hào)寫 入連接到選中的掃描線的像素404。此時(shí)，信號(hào)電流根據(jù)每一像素的灰度級(jí)電平流入信號(hào)線 S1到Sn中的每一根。在完成信號(hào)寫操作之后，選中另一掃描線，然后對(duì)連接到該掃描線的像素404執(zhí) 行信號(hào)寫。向其寫入信號(hào)的像素開始發(fā)光操作并根據(jù)寫入該像素的信號(hào)發(fā)光。由此，信號(hào) 被順序地寫入像素404以對(duì)所有的像素404順序地執(zhí)行信號(hào)寫。然后，圖4所示的顯示裝置的結(jié)構(gòu)是一個(gè)示例，且本發(fā)明不限于此。即，電源線P1 到Pn以及偏壓線B1到Bn無需與信號(hào)線S1到Sn平行排列。電源線和偏壓線可以與掃描 線G1到Gm平行排列?；蛘?，電源線和偏壓線中的每一根可以按網(wǎng)格圖案來排列。注意，在 像素部分403包括多個(gè)色彩元件的情況下，電源線和偏壓線較佳地如圖4所示地排列。g卩，圖1的像素中的第四引線109可如圖46所示的與第一引線106平行排列。在 這一情況下，對(duì)應(yīng)于圖4中的偏壓線B1到Bn的偏壓線B1到Bm如圖47所示的與掃描線G1 到Gm平行地排列。偏壓線B1到Bm的電勢(shì)可以變化。換言之，可掃描偏壓線。在這一情況 下，除掃描掃描線G1到Gm的掃描線驅(qū)動(dòng)電路402之外，還可提供偏壓線驅(qū)動(dòng)電路。在像素部分403包括多個(gè)色彩元件的情況下，連接到作為色彩元件的每一像素的 電源線和偏壓線的電勢(shì)可以變化。此外，像素電極的大小可以對(duì)作為色彩元件的每一像素 不同。換言之，發(fā)光區(qū)域可以對(duì)作為色彩元件的每一像素不同。由此，在使用不同色彩的EL 元件作為用于全色顯示的顯示元件的情況下，可控制EL元件的色彩平衡和惡化進(jìn)展。本發(fā)明的像素不限于圖1的結(jié)構(gòu)。僅要求像素在信號(hào)寫操作中如圖19A所示地連 接，而在發(fā)光操作中如圖19B所示地連接。即，在信號(hào)寫操作中，僅要求晶體管101的柵極 端子、第一端子和第二端子分別連接到第四引線109、第二引線107和第三引線108。另一 方面，在發(fā)光操作中，僅要求晶體管101的柵極端子不電連接到任何地方，且晶體管101的 第一端子和第二端子分別連接到顯示元件105的像素電極和第三引線108。由此，在圖1所示的像素中，可提供一附加引線以單獨(dú)控制第一開關(guān)102和第二開 關(guān)103的接通/斷開。即，除用于控制第一開關(guān)102的接通/斷開的第一引線106之外，還 可提供用于控制第二開關(guān)103的接通/斷開的第五引線501。在這一情況下，在完成信號(hào)寫 操作之后，同時(shí)斷開第一開關(guān)102和第二開關(guān)103，或者在斷開第一開關(guān)102之前斷開第二 開關(guān)103。如果即使在第一開關(guān)102斷開之后第二開關(guān)103處于接通狀態(tài)，則通過晶體管 101對(duì)電容器104中累積的電荷進(jìn)行放電。在圖5所示的結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，可如圖49所示的通過第六引 線4901連接第四引線109和顯示元件105的對(duì)置電極110。
在圖1或圖2的像素中，可使用另一行的像素中的第一引線106來代替第四引線 109。即，在這一情況下，可省略圖4所示的顯示裝置的偏壓線B1到Bn。作為一個(gè)示例，圖 13示出了其中省略圖2的像素中的第四引線109，并且使用相鄰行的像素中的第一引線106 來代替第四引線109的結(jié)構(gòu)。如圖14所示，第一開關(guān)晶體管201和第二開關(guān)晶體管202 (都是n溝道型晶體管) 可被分別應(yīng)用于圖5的像素中的第一開關(guān)102和第二開關(guān)103，并且可使用另一行的像素中 的第五引線501來代替第四引線109。如圖15所示，第一開關(guān)晶體管201和第二開關(guān)晶體管202 (都是n溝道型晶體管) 可被分別應(yīng)用于圖5的像素中的第一開關(guān)102和第二開關(guān)103，并且可使用另一行的像素中 的第一引線106來代替第四引線109。如圖20所示，第一開關(guān)晶體管2001和第二開關(guān)晶體管2002 (都是p溝道型晶體 管)可被分別應(yīng)用于圖1的像素中的第一開關(guān)102和第二開關(guān)103，并且可使用另一行的像 素中的第一引線106來代替第三引線108。(實(shí)施方式2)當(dāng)像素是使用晶體管來形成時(shí)，不同像素中晶體管特性的變化成為問題。晶體管 特性的變化被識(shí)別為顯示不均勻性。在本實(shí)施方式中，對(duì)以下情況進(jìn)行描述本發(fā)明的像素中使用的晶體管(要導(dǎo)通 的晶體管)在每一周期中轉(zhuǎn)換，由此可在時(shí)間方面時(shí)晶體管特性平均，且很難識(shí)別出顯示 不均勻性。圖6示出了本實(shí)施方式的像素。本實(shí)施方式的像素包括第一晶體管601、第二晶體管611、第一開關(guān)602、第二開關(guān) 603、第三開關(guān)612、第四開關(guān)613、電容器604、顯示元件605、第一引線606、第二引線607、 第三引線608以及第四引線609。注意，第一晶體管601和第二晶體管611是n溝道型晶體管。首先，描述像素的連接結(jié)構(gòu)。第一晶體管601的第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))連接到顯示元件 605的像素電極，第一晶體管601的第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))通過第三 開關(guān)612連接到第三引線608，而第一晶體管601的柵極端子通過第二開關(guān)603連接到第 四引線609。即，當(dāng)?shù)谌_關(guān)612處于接通狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601的第二端子和第三引線 608是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)谌_關(guān)612處于斷開狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601的第二端子 和第三引線608是電斷開的。此外，當(dāng)?shù)诙_關(guān)603處于接通狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601的柵 極端子和第四引線609是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)诙_關(guān)603處于斷開狀態(tài)時(shí)，第一晶體 管601的柵極端子和第四引線609是電斷開的。類似地，第二晶體管611和第一晶體管601并聯(lián)連接。S卩，第二晶體管611的第一 端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))連接到顯示元件605的像素電極，第二晶體管611 的第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))通過第四開關(guān)613連接到第三引線608，而 第二晶體管611的柵極端子通過第二開關(guān)603連接到第四引線609。即，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)613處 于接通狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611的第二端子和第三引線608是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)谒?開關(guān)613處于斷開狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611的第二端子和第三引線608是電斷開的。此外，當(dāng)?shù)诙_關(guān)603處于接通狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611的柵極端子和第四引線609是電連接的。 另一方面，當(dāng)?shù)诙_關(guān)603處于斷開狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611的柵極端子和第四引線609是 電斷開的。第一晶體管601的第一端子和第二晶體管611的第一端子通過第一開關(guān)602連接 到第二引線607。即，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)602處于接通狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601和第二晶體管611 的第一端子電連接到第二引線607。另一方面，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)602處于斷開狀態(tài)時(shí)，第一晶體 管601和第二晶體管611的第一端子與第二引線607電斷開。第一晶體管601和第二晶體管611的柵極端子是電連接的，且電容器604連接在 第一晶體管601和第二晶體管611的柵極端子和第一端子之間。即，電容器604的第一電 極連接到第一晶體管601和第二晶體管611的柵極端子，而電容器604的第二電極連接到 第一晶體管601和第二晶體管611的第一端子。注意，電容器604可具有在引線、活性層、 電極等之間插入了絕緣膜的結(jié)構(gòu)，或者可 通過使用第一晶體管601的柵極電容或第二晶體 管611的柵極電容來省略電容器604。注意，預(yù)定電勢(shì)被輸入到顯示元件605的對(duì)置電極610、第三引線608和第四引線 609。通過將信號(hào)輸入到第一引線606，第一開關(guān)602和第二開關(guān)603被控制為接通或斷開。根據(jù)像素的灰度級(jí)電平，信號(hào)被輸入到第二引線607。該信號(hào)對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)，且 信號(hào)電流流入第二引線607。注意，可將晶體管應(yīng)用于第一開關(guān)602、第二開關(guān)603、第三開關(guān)612和第四開關(guān) 613。因此，也可將η溝道型晶體管應(yīng)用于第一開關(guān)602和第二開關(guān)603。隨后，描述圖6的像素的操作。注意，像素的操作包括用于將信號(hào)寫入像素的信號(hào)寫操作，以及用于根據(jù)寫入像 素的信號(hào)發(fā)出某一灰度級(jí)電平的光的發(fā)光操作。本實(shí)施方式中描述的像素所使用的晶體管 (要導(dǎo)通的晶體管)在一個(gè)周期中在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間切換，并且在另一周期中 在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間切換。圖7Α是示出某一周期中的信號(hào)寫操作的圖，圖7Β是示出該周期中的發(fā)光操作的 圖。此外，圖7C是示出另一周期中的信號(hào)寫操作的圖，圖7D是示出該周期中的發(fā)光操作的 圖。注意，連接到第二引線607的電流源701設(shè)置要寫入像素的信號(hào)電流。第二引線607 通過電流源701連接到引線702。預(yù)定電勢(shì)被輸入到引線702。此處，輸入到第三引線608、 第四引線609、引線702和對(duì)置電極610的電勢(shì)分別由V3、V4、V5和Vcom來表示。對(duì)于電 勢(shì)的關(guān)系，至少滿足V3 > Vcom > V5。此外，圖7Α示出了其中像素在某一周期中的信號(hào)寫操作中變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài) 以及此時(shí)的電流。第一開關(guān)602、第二開關(guān)603和第四開關(guān)613處于接通狀態(tài)，而第三開關(guān) 612處于斷開狀態(tài)。在這一情況下，使用第二晶體管611。即，由電流源701設(shè)置的信號(hào)電 流Idata從第三引線608通過第四開關(guān)613流入第二晶體管611。此時(shí)，第二晶體管611具 有足夠高來施加信號(hào)電流Idata的柵極-源極電壓，且在電容器604中累積用于該電壓的 電荷。因此，在發(fā)光操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603以及第三開關(guān)612被斷開，而第四開關(guān)613被接通，且電流如圖7B所示地流動(dòng)。即，電流通過第四開關(guān)613和第二晶體管 611從第三引線608流入顯示元件605。該電流近似等于信號(hào)電流Idata。然而，第二晶體管611的漏極-源極電壓在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間改變，這產(chǎn) 生了流入第二晶體管611的電流量中的細(xì)微差別。如果每一像素的第二晶體管611的特性 有變化，則它被識(shí)別為顯示不均勻性。由此，在另一周期中，在信號(hào)寫操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603以及第三開關(guān) 612被接通，而第四開關(guān)613被斷開。圖7C示出了其中像素在該周期中變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的狀 態(tài)以及此時(shí)的電流。在這一情況下，使用第一晶體管601。即，由電流源701設(shè)置的信號(hào)電 流Idata通過第三開關(guān)612從第三引線608流入第一晶體管601。此時(shí)，第一晶體管601具 有足夠高來施加信號(hào)電流Idata的柵極-源極電壓，且在電容器604中累積用于該電壓的 電荷。因此，在發(fā)光操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603和第四開關(guān)613被斷開，而第三 開關(guān)612被接通，且電流如圖7D所示地流動(dòng)。即，電流通過第三開關(guān)612和第一晶體管601 從第三引線608流入顯示元件605。該電流近似等于信號(hào)電流Idata。以此方式，要使用的晶體管在每一周期中切換，由此可在時(shí)間方面平均晶體管性 能。因此，可降低顯示不均勻性。此外，可向本實(shí)施方式中所描述的像素應(yīng)用另一種驅(qū)動(dòng)方法。例如，在信號(hào)寫操作 中，以大信號(hào)電流寫入信號(hào)，而減少了發(fā)光操作中施加于顯示元件的電流量。在后文中，描 述這一驅(qū)動(dòng)方法。圖8A是示出信號(hào)寫操作的圖，圖8B是示出發(fā)光操作的圖。此外，圖8A示出了其中像素在信號(hào)寫操作中變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)以及此時(shí)的電 流。第一開關(guān)602、第二開關(guān)603、第三開關(guān)612和第四開關(guān)613處于接通狀態(tài)，且電流如圖 8A所示地流動(dòng)。即，作為電流通路，存在電流從第三引線608通過第三開關(guān)612流入第一晶 體管601的第一通路，以及電流從第三引線608通過第四開關(guān)613流入第二晶體管611的 第二通路。流過第一通路的電流II和流過第二通路的電流12在第一晶體管601和第二晶 體管611的第一端子的連接部分匯合。然后，電流II和電流12作為信號(hào)電流Idata通過 第一開關(guān)602和電流源701流入引線702。S卩，滿足11+12 = Idata。參考圖8B對(duì)發(fā)光操作進(jìn)行描述。第一開關(guān)602、第二開關(guān)603以及第四開關(guān)613 被斷開，而第三開關(guān)612被接通，然后電流如圖8B所示地流動(dòng)。由于第二開關(guān)603此時(shí)處 于斷開狀態(tài)，因此電容器604保持流入第一晶體管601和第二晶體管611的電流成為信號(hào) 電流Idata所必需的柵極-源極電壓Vgs。因此，電流通過第一晶體管601流入顯示元件 605。采用這一結(jié)構(gòu)，可調(diào)整該電流。此處，晶體管的溝道長度和溝道寬度分別由L和W來表示。當(dāng)晶體管在飽和區(qū)中 工作時(shí)，流過晶體管的電流值一般與W/L成正比，只要柵極-源極電壓恒定。換言之，電流 值與溝道寬度W成正比，而與溝道長度L成反比。因此，第一晶體管601的溝道寬度和第二晶體管611的溝道寬度分別由W1和W2表 示，且這些晶體管具有相同的溝道長度。如果電流所流過的第一晶體管601和第二晶體管 611被視為圖8A中的一個(gè)晶體管，則溝道寬度和溝道長度分別可被視為(W1+W2)和L。另 一方面，在圖8B中，電流僅流過第一晶體管601，且該晶體管溝道寬度為W1，溝道長度為L。因此，在發(fā)光操作中，可向顯示元件605施加電流IdataX (Wl/(W1+W2))。以此方式，調(diào)整了第一晶體管601或第 二晶體管611的溝道寬度或溝道長度，由此 可向顯示元件605施加比信號(hào)寫操作中施加的信號(hào)電流更少的電流量。此外，溝道寬度W1和溝道寬度W2被設(shè)為相同，且發(fā)光操作中使用的晶體管在每一 特定周期中切換。因此，可在時(shí)間方面平均晶體管的特性。通過信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間切換要使用的晶體管，可調(diào)整在信號(hào)寫操作和發(fā) 光操作中使用的晶體管的溝道寬度w與溝道長度L之比W/L，并可調(diào)整施加于顯示元件的電流量。S卩，如圖9A所示，在信號(hào)寫操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603以及第四開關(guān)613 被接通，而第三開關(guān)612被斷開。然后，通過第四開關(guān)613從第三引線608向第二晶體管 611施加信號(hào)電流Idata。在發(fā)光操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603和第四開關(guān)613被斷 開，而第三開關(guān)612被接通。然后，電流IdataX (W1/W2)流過第一晶體管601。注意，在發(fā) 光操作中施加于顯示元件605的電流量可被設(shè)為小于信號(hào)電流Idata，只要滿足Wl <W2。由此，通過在信號(hào)寫操作中以大的電流寫信號(hào)，即使在信號(hào)電流所流動(dòng)的通路中 形成寄生電容，也可快速地執(zhí)行信號(hào)寫。因此，可防止顯示缺陷。以上描述是在發(fā)光操作中施加于顯示元件的電流量小于信號(hào)寫操作中施加的信 號(hào)電流的情況下進(jìn)行的。然而，取決于各情況，在發(fā)光操作中施加于顯示元件的電流量可以 大于信號(hào)寫操作中所施加的信號(hào)電流。例如，在信號(hào)寫操作中，可向第一晶體管601或第二 晶體管611的任一個(gè)施加電流，而在發(fā)光操作中，可向第一晶體管601和第二晶體管611兩 者施加電流。在圖9中要注意，在發(fā)光操作中施加于顯示元件605的電流量可被設(shè)為大于 信號(hào)電流Idata，只要滿足Wl > W2。此外，在本實(shí)施方式的像素中，可執(zhí)行預(yù)充電操作。該操作參考圖10來描述。在 這一情況下，電流源701通過第五開關(guān)1003連接到第二引線607。第二引線607通過第六 開關(guān)1004和預(yù)充電電流源1001連接到引線1002。注意，要使用的預(yù)充電電流源1001可設(shè) 置比電流源701更大的電流量。預(yù)定電勢(shì)被輸入到引線1002。作為引線702和引線1002， 可使用相同或不同的引線。首先，圖10A示出了其中像素在預(yù)充電操作中變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)以及此時(shí)的電 流。第一開關(guān)602、第二開關(guān)603、第三開關(guān)612、第四開關(guān)613以及第六開關(guān)1004被接通， 而第五開關(guān)1003被斷開。然后，由預(yù)充電電流源1001設(shè)置的電流從第三引線608分別通 過第三開關(guān)612和第四開關(guān)613流入第一晶體管610和第二晶體管611。由此，在電容器 604中累積電荷。在設(shè)置操作中，第一開關(guān)602、第二開關(guān)603、第三開關(guān)612和第五開關(guān)1003被接 通，而第四開關(guān)613和第六開關(guān)1004被斷開。然后，在穩(wěn)定狀態(tài)，電流如圖10B所示地流動(dòng)。 即，由電流源701設(shè)置的信號(hào)電流Idata從第三引線608流入第一晶體管601。然后，在電 容器604中累積向第一晶體管601施加信號(hào)電流Idata所必需的柵極-源極電壓的電荷。適當(dāng)?shù)卮_定施加于預(yù)充電電流源1001的電流、第一晶體管601的溝道長度L1和 溝道寬度W1以及第二晶體管611的溝道長度L2和溝道寬度W2，由此可設(shè)置在預(yù)充電操作 中在電容器604中累積的電荷，以使其近似地等于設(shè)置操作中的電荷，且可將信號(hào)電流快 速地寫入像素中。
在圖10中，盡管在預(yù)充電操作中向第一晶體管601和第二晶體管611施加了電 流，但電流可僅被施加于它們中的一個(gè)。然后，在設(shè)置操作中，可向另一晶體管施加電流。如上所述，本發(fā)明不限于其中第三開關(guān)612連接在第一晶體管601的第二端子和 第三引線608之間，且第四開關(guān)613連接在第二晶體管611的第二端子和第三引線608之 間的結(jié)構(gòu)。可采用圖18所示的結(jié)構(gòu)。即，第一晶體管601的第一端子(源極端子和漏極端 子中的一個(gè))通過第三開關(guān)1801連接到顯示元件605的像素電極，而第一晶體管601的第 二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))連接到第三引線608。S卩，當(dāng)?shù)谌_關(guān)1801處 于接通狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601的第一端子和顯示元件605的像素電極是電連接的。另一 方面，當(dāng)?shù)谌_關(guān)1801處于斷開狀態(tài)時(shí)，第一晶體管601的第一端子和顯示元件605的像 素電極是電斷開的。類似地，第二晶體管611并聯(lián)連接到第一晶體管601。S卩，第二晶體管 611的第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))通過第四開關(guān)1802連接到顯示元件605 的像素電極，而第二晶體管611的第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))連接到第 三引線608。即，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)1802處于接通狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611的第一端子和顯示元件 605的像素電極是電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)1802處于斷開狀態(tài)時(shí)，第二晶體管611 的第一端子和顯示元件605的像素電極是電斷開的。在該實(shí)施方式中，在信號(hào)寫操作中，可設(shè)置向其施加電流的晶體管的柵極端子，以 使其具有預(yù)定的電勢(shì)；因此，顯示元件的像素電極和對(duì)置電極之間的電勢(shì)差可低于顯示元 件的正向閾值電壓。因此，可防止電流在信號(hào)寫操作中流入顯示元件。 同樣在該實(shí)施方式中，可對(duì)第一開關(guān)602、第二開關(guān)603、第三開關(guān)612和第四開關(guān) 613使用n溝道型晶體管，由此像素可由單極晶體管形成。因此，可簡化制造步驟。結(jié)果，可 實(shí)現(xiàn)制造成本的降低和產(chǎn)量的提高。此外，由于像素可僅由n溝道型晶體管形成，因此包括 在像素中的晶體管的半導(dǎo)體層可由非晶半導(dǎo)體、半非晶半導(dǎo)體(也稱為微晶半導(dǎo)體)等形 成。例如，非晶硅(a_Si:H)可用作非晶半導(dǎo)體。因此，可進(jìn)一步簡化制造步驟。結(jié)果，可實(shí) 現(xiàn)制造成本的降低和產(chǎn)量的提高。(實(shí)施方式3)在該實(shí)施方式中，參考圖11對(duì)其中向包括在本發(fā)明的像素中的晶體管應(yīng)用p溝道 型晶體管的情況進(jìn)行描述。本實(shí)施方式中描述的像素包括晶體管1101、第一開關(guān)晶體管1102、第二開關(guān)晶體 管1103、電容器1104、顯示元件1105、第一引線1106、第二引線1107、第三引線1108、以及 第四引線1109。注意，晶體管1101、第一開關(guān)晶體管1102和第二開關(guān)晶體管1103是p溝
道型晶體管。首先，描述像素的連接結(jié)構(gòu)。晶體管1101的第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和第二端子(源極端 子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到顯示元件1105的像素電極和第三引線1108。晶體 管1101的柵極端子通過第二開關(guān)晶體管1103連接到第四引線1109。即，當(dāng)?shù)诙_關(guān)晶體 管1103處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管1101的柵極端子和第四引線1109是電連接的。另一方面， 當(dāng)?shù)诙_關(guān)晶體管1103處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，晶體管1101的柵極端子和第四引線1109是電斷 開的。第二開關(guān)晶體管1103的柵極端子、第一端子(源極端子和漏極端子中的一個(gè))和第 二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到第一引線1106、晶體管1101的柵極端子和第四引線1109。因此，當(dāng)輸入到第一引線1106的信號(hào)處于H電平時(shí)，第二開關(guān)晶體 管1103被導(dǎo)通，而當(dāng)該信號(hào)處于L電平時(shí)，第二開關(guān)晶體管1103被截止。此外，晶體管1101的第一端子通過第一開關(guān)晶體管1102連接到第二引線1107。 即，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管1102處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管1101的第一端子和第二引線1107是 電連接的。另一方面，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)晶體管1102處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，晶體管1101的第一端子和 第二引線1107是電斷開的。第一開關(guān)晶體管1102的柵極端子、第一端子(源極端子和漏 極端子中的一個(gè))和第二端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))分別連接到第一引線 1106、第二引線1107、以及顯示元件1105的像素電極和晶體管1101的第一端子。因此，當(dāng) 輸入到第一引線1106的信號(hào)處于H電平時(shí)，第一開關(guān)晶體管1102被導(dǎo)通，而當(dāng)該信號(hào)處于 L電平時(shí)，第一開關(guān)晶體管1102被截止。電容器1104連接在晶體管1101的柵極端子和第一端子之間。即，電容器1104的 第一電極和第二電極分別連接到晶體管1101的柵極端子和第一端子。注意，電容器1104 可具有在引線、活性層、電極等之間插入了絕緣膜的結(jié)構(gòu)，或可通過使用晶體管1101的柵 極電容來省略電容器1104。注意，預(yù)定的電勢(shì)被輸入到顯示元件1105的對(duì)置電極1110、第三弓丨線1108和第四 引線1109。通過將信號(hào)輸入到第一引線1106，控制第一開關(guān)晶體管1102和第二開關(guān)晶體管 1103被導(dǎo)通或截止。根據(jù)像素的灰度級(jí)電平，信號(hào)被輸入到第二引線1107。該信號(hào)對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)，并 且信號(hào)電流流入第二引線1107。隨后，參考圖12A到12C對(duì)該實(shí)施方式的像素的操作進(jìn)行描述。注意，連接到第二引線1107的電流源1201設(shè)置要寫入像素的信號(hào)電流Idata。第 二引線1107通過電流源1201連接到引線202。預(yù)定的電勢(shì)被輸入到引線1202。此處，輸 入到第三引線1108、第四引線1109、引線1202和對(duì)置電極1110的電勢(shì)分別由V3、V4、V5和 Vcom來表示。關(guān)于電勢(shì)的關(guān)系，至少滿足V3 < Vcom< V5。注意，像素的操作包括用于將信號(hào)寫入像素的信號(hào)寫操作，以及用于根據(jù)寫入像 素的信號(hào)來發(fā)出灰度級(jí)電平的光的發(fā)光操作。圖12A和12B是示出信號(hào)寫操作的圖，而圖 12C是示出發(fā)光操作的圖。首先，參考圖12A描述信號(hào)寫操作中的過渡狀態(tài)。輸入到第一引線1106的信號(hào)被 設(shè)為L電平，由此導(dǎo)通第一和第二開關(guān)晶體管1102和1103。因此，電流如圖12A所示地流 動(dòng)。即，由電流源1201設(shè)置的信號(hào)電流Idata流入電容器1104和晶體管1101。如果電流 Ic和電流Itr分別流入電容器1104和晶體管1101，則滿足Ic+Itr = Idata。電流在不久以后不流入電容器1104，這導(dǎo)致信號(hào)寫操作中的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，電流 如圖12B所示地流動(dòng)。流入晶體管1101的電流Itr等于信號(hào)電流Idata。S卩，晶體管1101 的柵極-源極電壓Vgs是向晶體管1101施加信號(hào)電流Idata所必需的。在電容器1104中 累積用于晶體管1101的柵極-源極電壓Vgs的電荷。注意，當(dāng)此時(shí)晶體管1101的柵極端子和第一端子的電勢(shì)分別由Va和Vb來表示 時(shí)，滿足Vgs = (Va-Vb)。當(dāng)顯示元件1105的正向閾值電壓由VEUh來表示時(shí)，較佳地滿足 (Vcom-Vb) <VEUh，由此在信號(hào)寫操作中不向顯示元件1105施加電流。因此，輸入到第四引線1109的電勢(shì)V4理想地被設(shè)為滿足V3 < V4 < V5。當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，可減少像素所 需的電源數(shù)。此外，可在信號(hào)寫操作中向顯示元件1105施加反偏壓。注意，即使向顯示元件1105施加反偏壓，電流正常地也不流入顯示元件1105(如 果流入，則是微量的電流)。另一方面，在顯示元件1105具有短路部分的情況下，電流流入 短路部分。然后，使短路部分絕緣，由此可改善顯示缺陷。隨后，參考圖12C對(duì)發(fā)光操作進(jìn)行描述。輸入到第一引線1106的信號(hào)被設(shè)為H電 平，由此截止第一和第二開關(guān)晶體管1102和1103。由此，電流如圖12C所示地流動(dòng)。此時(shí)， 第二開關(guān)晶體管1102處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，電容器1104保持向晶體管1102施加信號(hào)電流 Idata所必需的柵極-源極電壓Vgs。因此，幾乎等于信號(hào)電流Idata的電流流入晶體管 1101。注意，當(dāng)晶體管1101的柵極端子和第一端子的電勢(shì)此時(shí)分別由Va'和Vb'表示 時(shí)，滿足Vgs= (Va' -Vb')。這是因?yàn)楫?dāng)Vb'增加時(shí)，Va'也增加，因?yàn)楸M管滿足Vb ‘ > Vb，但電容器1104保持柵極-源極電壓Vgs。注意，當(dāng)要輸入到第一引線1106的L電平信號(hào)和H電平信號(hào)的電勢(shì)分別由VI (L) 和V1(H)表示時(shí)，以下電勢(shì)是較佳的。第一開關(guān)晶體管1102和第二開關(guān)晶體管1103的閾 值電壓分別由Vthl和Vth2來表示。如圖12B所示，即使在顯示元件1105的像素電極的電勢(shì)變?yōu)閂b時(shí)，也要求第一晶 體管1102處于導(dǎo)通狀態(tài)。因此，滿足VI (L) < (Vb+Vthl)。此外，滿足VI (L) < (V4+Vth2) 以使第二開關(guān)晶體管1103處于導(dǎo)通狀態(tài)。具體地，例如，當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，V1(L)的電 勢(shì)較佳地比Vcom低1到8V。如圖12C所示，滿足V1(H) > (Vb+Vthl)以使第一開關(guān)晶體管1102被截止。艮口， 當(dāng)信號(hào)電流被寫入另一像素時(shí)，第二引線1107的電勢(shì)變?yōu)閂b。因此，在此時(shí)未選中的像素 中，要求第一開關(guān)晶體管1102處于截止?fàn)顟B(tài)。另一方面，滿足VI (H) >V4+Vth2以使第二 開關(guān)晶體管1103處于截止?fàn)顟B(tài)。具體地，例如，當(dāng)滿足V4 = Vcom時(shí)，VI (H)的電勢(shì)較佳地 比 Vcom 低 1 至lj 8V。通過采用本實(shí)施方式中所描述的像素結(jié)構(gòu)，可控制信號(hào)寫操作中的晶體管的柵極 端子的電勢(shì)，由此防止電流此時(shí)流入顯示元件。通過采用圖12所示的像素結(jié)構(gòu)，像素可僅由p溝道型晶體管形成，這可簡化制造步驟。此外，通過采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在信號(hào)寫操作中可滿足|Vds| > |Vgs|。可使Vds 的改變?cè)谛盘?hào)寫操作和發(fā)光操作之間較小。因此，即使在晶體管1101的飽和區(qū)中的恒流特 性(電流平直度)較差，電流值在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間也幾乎是相等的。特別地，當(dāng) 對(duì)晶體管1101的半導(dǎo)體層使用非晶半導(dǎo)體薄膜(諸如非晶硅)時(shí)，晶體管1101的飽和區(qū) 中的恒流特性(電流平直度)可能惡化。由此，當(dāng)在對(duì)晶體管1101的半導(dǎo)體層使用非晶半 導(dǎo)體薄膜的情況下應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)時(shí)，可防止顯示缺陷。(實(shí)施方式4)在本實(shí)施方式中，特別地，對(duì)用于在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作中降低晶體管的源 極_漏極電壓的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行描述。使用圖1的像素來進(jìn)行描述。由于在實(shí)施方式1中已經(jīng)描述了像素的連接結(jié)構(gòu)，
27因此此處省略對(duì)其的描述。在本實(shí)施方式中，信號(hào)寫操作中的對(duì)置電極110的電勢(shì)高于發(fā)光操作中其電勢(shì)。 此時(shí)對(duì)置電極110的電勢(shì)是可允許的，只要正向電流在信號(hào)寫操作中不流入顯示元件105。 電勢(shì)可以與第三引線108的電勢(shì)相同或高于該電勢(shì)。此外，在信號(hào)寫操作中，信號(hào)被輸入到第一引線106，由此接通第一和第二開關(guān) 102和103。然后，在電容器104中累積用于向晶體管101施加流入第二引線107的信號(hào)電 流Idata所必需的柵極-源極電壓的電荷。此時(shí)，晶體管101的柵極端子所連接的第四引線109的電勢(shì)是預(yù)定電勢(shì)。隨后，在發(fā)光操作中，信號(hào)被輸入到第一引線106，由此接通第一和第二開關(guān)102 和103。此時(shí)對(duì)置電極110的電勢(shì)低于信號(hào)寫操作中其電勢(shì)。電容器104保持向晶體管101施加信號(hào)電流Idata所必需的柵極-源極電壓；因 此，幾乎等于信號(hào)電流Idata的電流流入晶體管101。然后，電流流入顯示元件105。顯示元件105的像素電極的電勢(shì)此時(shí)高于對(duì)置電極110的電勢(shì)。S卩，晶體管的源 極端子的電勢(shì)高于對(duì)置電極110的電勢(shì)。因此，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置了用于在信號(hào)寫操作中提供要輸入到晶體管101的柵極端子的 電勢(shì)的第四引線109的電勢(shì)以及發(fā)光操作中輸入到顯示元件105的對(duì)置電極110的電勢(shì)， 由此可降低信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間晶體管101的第一端子的電勢(shì)差。由于預(yù)定電勢(shì)被 輸入到晶體管101的第二端子，因此控制晶體管101的第一端子的電勢(shì)，由此可使晶體管 101的漏極-源極電壓差在信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間較小。因此，即使晶體管101的飽和區(qū)中的恒流特性(電流平直度)惡化，也可使信號(hào)寫 操作和發(fā)光操作之間電流值的差較小。因此，可減少顯示不均勻性。特別地，當(dāng)對(duì)像素的晶 體管的半導(dǎo)體層使用非晶半導(dǎo)體(諸如非晶硅)時(shí)，恒流特性(電流平直度)通常會(huì)惡化。 因此，應(yīng)用本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)方法，由此防止顯示缺陷。此外，根據(jù)信號(hào)電流的量對(duì)每一列像素設(shè)置輸入到第四引線109的電勢(shì)，由此，可 使信號(hào)寫操作和發(fā)光操作之間晶體管101的漏極-源極電壓差較小。因此，晶體管101可 以在線性區(qū)域中工作。(實(shí)施方式5)在本實(shí)施方式中，通過使用圖40所示的時(shí)序圖，對(duì)可向其應(yīng)用本發(fā)明的像素的顯 示裝置的驅(qū)動(dòng)方法的一種模式進(jìn)行描述。此外，描述了可向其應(yīng)用該驅(qū)動(dòng)方法的本發(fā)明的 像素結(jié)構(gòu)。水平方向指示時(shí)間經(jīng)過，而垂直方向指示掃描線的掃描行數(shù)。當(dāng)顯示圖像時(shí)，重復(fù)寫操作和發(fā)光操作。其中執(zhí)行對(duì)一個(gè)屏幕(一幀)的寫操作 和發(fā)光操作的周期被稱為一幀周期。盡管對(duì)于一幀的信號(hào)處理沒有特別的限制，但是較佳 的是一幀周期數(shù)至少為每秒60次，以不會(huì)使觀眾注意到閃爍。在本實(shí)施方式的顯示裝置中，根據(jù)每一像素的灰度級(jí)將視頻信號(hào)寫入像素。換言 之，將模擬信號(hào)寫入像素。視頻信號(hào)是信號(hào)電流。在發(fā)光操作周期，通過保持視頻信號(hào)來表達(dá)灰度級(jí)。此處，包括本實(shí)施方式的像素 的顯示裝置通過擦除操作擦除寫入像素的信號(hào)。由此，提供擦除周期，直到下一幀周期。即， 插入黑色顯示，由此幾乎無法見到視覺暫留。因此，可改善運(yùn)動(dòng)圖像的特性。
對(duì)可向其應(yīng)用本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)方法的像素結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。本實(shí)施方式的像素是 可允許的，只要它具有用于通過掃描強(qiáng)制像素不發(fā)光的裝置。作為這樣一種裝置，在圖1所 示的像素的情況下，較佳地使從第三引線108通過晶體管101到顯示元件105的對(duì)置電極 110的電流通路是非導(dǎo)電的。
概略地有兩種使得電流通路非導(dǎo)電的方法。作為一種方法，在從第三引線108通 過晶體管101到顯示元件105的對(duì)置電極110的電流通路中設(shè)置了另一開關(guān)。然后，通過 每行掃描一個(gè)像素?cái)嚅_該開關(guān)，由此使得該電流通路是非導(dǎo)電的。這一結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例在圖42中示出。注意，與圖1中的那些部分共同的部分由相 同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略其描述。在圖42的結(jié)構(gòu)中，基于圖1的結(jié)構(gòu)，第三開關(guān)4201連接在第一晶體管101的第二 端子和第三引線108之間。第三開關(guān)4201被控制為由輸入到第五引線4202的信號(hào)來接通 或斷開。注意，其中設(shè)置了開關(guān)的部分不限于圖42的結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶體管101的第一端子和顯 示元件105的像素電極的連接點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)4203時(shí)，開關(guān)可連接在節(jié)點(diǎn)4203和晶體管101的 第一端子或顯示元件105的像素電極之間。作為另一種方法，通過每行掃描一個(gè)像素強(qiáng)制晶體管101截止。因此，要求像素具 有對(duì)電容器104中累積的電荷放電的裝置，或向晶體管101的柵極端子輸入電勢(shì)的裝置。首先，圖38示出了具有對(duì)電容器104中累積的電荷放電的裝置的像素的一個(gè)示 例。注意，與圖1中的那些部分共同的部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略其描述。在圖 38中，電容器104和第三開關(guān)3801并聯(lián)連接。第三開關(guān)3801被控制為由輸入到第五引線 3802的信號(hào)接通或斷開。即，當(dāng)?shù)谌_關(guān)3801被接通時(shí)，晶體管101的柵極端子和第一端 子短路。由此，電容器104中保持的晶體管101的柵極-源極電壓可被設(shè)為0V。因此，晶體 管101可被截止。注意，通過采用圖5或圖49的結(jié)構(gòu)，可通過每行掃描一個(gè)像素來對(duì)電容器104中 累積的電荷放電。在這一情況下，第二開關(guān)103可由要提供給第五引線501的信號(hào)來接通。 第二開關(guān)103在第一開關(guān)102處于斷開狀態(tài)時(shí)被接通，由此通過晶體管101對(duì)電容器104 中累積的電荷放電。因此，晶體管101可被截止。此外，圖39示出了具有向晶體管101的柵極端子輸入電勢(shì)的裝置的像素的一個(gè)示 例。注意，與圖1中的那些部分共同的部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略其描述。在圖 39中，整流元件3901連接在第一晶體管101的柵極端子和第五引線3902之間。連接整流 元件3901，以使從晶體管101的柵極端子流到第五引線3902的電流的方向是正向電流。僅 在晶體管101被強(qiáng)制截止的情況下，才向第五引線3902輸入L電平信號(hào)，在其它情況下，向 第五引線3902輸入H電平信號(hào)。因此，當(dāng)?shù)谖逡€3902處于H電平時(shí)，電流不流入整流元 件3901，而當(dāng)?shù)谖逡€3902處于L電平時(shí)，電流從晶體管101流入第五引線3902。因此， 晶體管101的柵極端子的電勢(shì)比處于L電平的第五引線3902的電勢(shì)高了整流元件3901的 正向閾值電壓。此時(shí)，也通過晶體管101在電容器104的第二電極中累積電荷。然后，晶體 管101的第一端子的電勢(shì)也變?yōu)楦?。由此，晶體管101可被強(qiáng)制截止。作為具有向晶體管101的柵極端子輸入電勢(shì)的裝置的像素的另一示例，可采用圖 5的像素結(jié)構(gòu)。在這一情況下，第二開關(guān)103通過向第五引線501輸入信號(hào)來接通，由此通 過晶體管101在電容器104的第二電極中累積電荷。因此，晶體管101被截止。
此外，圖41示出了具有向晶體管101的柵極端子輸入電勢(shì)的裝置的像素的另一示 例。注意，與圖1中的那些部分共同的部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略其描述。在圖 41中，第三開關(guān)4101連接在晶體管101的柵極端子和顯示元件105的對(duì)置電極110之間。 第三開關(guān)4101和顯示元件105的對(duì)置電極110通過引線4103連接。注意，第三開關(guān)4101 被控制為通過向第五引線4102輸入信號(hào)來接通或斷開。當(dāng)?shù)谌_關(guān)4101通過向第五引線 4102輸入信號(hào)來接通時(shí)，通過晶體管101對(duì)電容器104的電荷放電。因此，晶體管101被截 止。注意，參考圖43描述了具有圖41所示的像素的顯示面板的橫截面結(jié)構(gòu)。在基板4301上提供了基膜4302。基板4301可以由諸如玻璃基板、石英基板、塑料 基板或陶瓷基板等絕緣基板形成，或者可以由金屬基板、半導(dǎo)體基板等形成?；?302可 通過CVD或?yàn)R射形成。例如，使用SiH4、N20和NH3作為源材料，通過CVD形成氧化硅膜、氮 化硅膜、氧氮化硅(silicon oxynitride)膜等。此外，也可使用它們的堆疊層。注意，設(shè)置 基膜4302以防止雜質(zhì)從基板4301分散到半導(dǎo)體層中。當(dāng)基板4301由玻璃基板或石英基 板形成時(shí)，不需要設(shè)置基膜4302。在基膜4302上形成島形半導(dǎo)體層。在每一半導(dǎo)體層中，形成其中形成n溝道的溝 道形成區(qū)4303、擔(dān)當(dāng)源極區(qū)或漏極區(qū)的雜質(zhì)區(qū)4304以及低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))4305。在 溝道形成區(qū)4303上形成柵電極4307，在兩者之間插入柵極絕緣膜4306。作為柵極絕緣膜 4306，可使用通過CVD或?yàn)R射形成的氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜等。此外，可使用鋁 (A1)膜、銅(Cu)膜、含有鋁或銅作為主要成分的薄膜、鉻(Cr)膜、鉭(Ta)膜、氮化鉭(TaN) 膜、鈦(Ti)膜、鎢(W)膜、鉬(Mo)膜等作為柵電極4307。在柵電極4307的側(cè)面形成側(cè)壁4322。在形成硅化合物，例如氧化硅膜、氮化硅膜 或氧氮化硅膜以覆蓋柵電極4307之后，應(yīng)用深蝕刻處理來形成側(cè)壁4322。在側(cè)壁4322下形成LDD區(qū)4305。S卩，以自對(duì)齊的方式形成LDD區(qū)4305。注意，不 是必須設(shè)置側(cè)壁4322的，因?yàn)樵O(shè)置它們是為了以自對(duì)齊的方式形成LDD區(qū)4305。在柵電極4307、側(cè)壁4322和柵極絕緣膜4306上形成第一層間絕緣膜。第一層間 絕緣膜包括作為較低層的無機(jī)絕緣膜4318，以及作為較高層的樹脂膜4308。作為無機(jī)絕緣 膜4318，可使用氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜或通過堆疊這些層形成的膜。作為樹脂膜 4308，可使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、聚酰亞胺酰胺、環(huán)氧樹脂等。在第一層間絕緣膜上形成第一電極4309、第二電極4324、第三電極4320以及第四 電極4321。第一電極4309、第二電極4324和第四電極4321通過接觸孔電連接到雜質(zhì)區(qū) 4304。此外，第三電極4320通過接觸孔電連接到柵電極4307。第三電極4320和第四電極 4321彼此電連接。可使用鈦(Ti)膜、鋁(A1)膜、銅(Cu)膜、含有Ti的鋁膜等作為第一電 極4309和第二電極4324。注意，在與第一電極4309、第二電極4324、第三電極4320和第四 電極4321同一層中設(shè)置了諸如信號(hào)線等引線的情況下，較佳地使用具有低電阻的銅。在第一電極4309、第二電極4324、第三電極4320、第四電極4321和第一層間絕緣 膜上形成第二層間絕緣膜4310。作為第二層間絕緣膜4310，可使用無機(jī)絕緣膜、樹脂膜或 通過堆疊這些層形成的膜。作為無機(jī)絕緣膜，可使用氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜或通 過堆疊這些層形成的膜。作為樹脂膜，可使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、聚酰亞胺酰胺、環(huán) 氧樹脂等。
在第二層間絕緣膜4310上形成像素電極4311和引線4319。像素電極4311和引 線4319由同一材料形成。即，它們是同時(shí)在同一層中形成的。作為用于像素電極4311和 引線4319的材料，較佳地使用具有高功函數(shù)的材料。例如，可使用單層氮化鈦(TiN)膜、鉻 (Cr)膜、鎢(W)膜、鋅(Zn)膜、鉬(Pt)膜等；氮化鈦膜和含有鋁作為主要成分的膜的堆疊 層；三層的氮化鈦膜、含有鋁作為主要成分的膜以及氮化鈦膜的堆疊層。采用堆疊層結(jié)構(gòu)， 作為引線的電阻較低，可獲得較佳的歐姆接觸，并且還可獲得作為陽極的功能。通過使用反 射光的金屬膜，可形成不透光的陽極。形成絕緣體4312以覆蓋像素電極4311和引線4319的末端部分。作為絕緣體 4312，例如，可使用正型光敏丙烯酸樹脂。在像素電極4311上形成含有有機(jī)化合物的層4313，并且含有有機(jī)化合物的層 4313與絕緣體4312部分重疊。注意，不在引線4319上形成含有有機(jī)化合物的層4313。在含有有機(jī)化合物的層4313、絕緣體4312和引線4319上設(shè)置了對(duì)置電極4314。 作為用于對(duì)置電極4314的材料，較佳地使用具有低功函數(shù)的材料。例如，可使用金屬薄膜 鋁(A1)、銀(Ag)、鋰(Li)、鈣(〔3)、這些的合金1%々§、1%111、411^、〔35、〔33隊(duì)等。通過以此 方式使用金屬薄膜，可形成可透光的陰極。在對(duì)置電極4314和像素電極4311之間插入了含有有機(jī)化合物的層4313的區(qū)域 對(duì)應(yīng)于發(fā)光元件4316。在由絕緣體4312隔離含有有機(jī)化合物的層4313的區(qū)域中，形成聯(lián)結(jié)部分4317，以 使對(duì)置電極4314和引線4319彼此接觸。因此，引線4319擔(dān)當(dāng)對(duì)置電極4313的輔助電極， 由此可實(shí)現(xiàn)對(duì)置電極4314的低電阻。因此，可減小對(duì)置電極4314的膜厚度，導(dǎo)致透光性的 提高。因此，可在從頂表面中萃取來自發(fā)光元件4316的光的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)中獲得較高的亮度?？墒褂媒饘俦∧ず屯腹鈱?dǎo)電膜(諸如IT0 (氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZ0)膜或氧 化鋅(ZnO)膜)的堆疊層，以實(shí)現(xiàn)對(duì)置電極4314的較低電阻。以此方式，可通過使用金屬 薄膜和同樣能透光的透光導(dǎo)電膜來形成可透光的陰極。S卩，晶體管4315對(duì)應(yīng)于圖41的像素中的晶體管101，且晶體管4323實(shí)行圖41的 像素中的第三晶體管4101的功能。此外，對(duì)置電極4314對(duì)應(yīng)于圖41的像素中的顯示元件 105的對(duì)置電極110。另外，引線4319對(duì)應(yīng)于圖41的像素中的引線4103。此外，也可在具有另一像素結(jié)構(gòu)的情況下應(yīng)用具有圖43所示的結(jié)構(gòu)的顯示面板。 例如，晶體管4315對(duì)應(yīng)于圖48或49的晶體管101，且晶體管4323實(shí)行圖48或49的第二 開關(guān)103的功能。注意，電極4324可對(duì)應(yīng)于圖48或49的第四引線109，并且引線4319可 對(duì)應(yīng)于圖48的第五引線4801或圖49的第六引線4901?；蛘撸€4319可實(shí)行圖48的第 四引線109和第五引線4801的功能，或圖49的第四引線109和第六引線4901的功能。在具有圖43所示的結(jié)構(gòu)的顯示面板中，對(duì)置電極4314的膜可形成得較薄，由此光 可以從具有良好的透光性的頂表面中發(fā)出。因此，可增強(qiáng)頂表面的亮度。此外，通過連接對(duì) 置電極4314和引線4319，可實(shí)現(xiàn)對(duì)置電極4314和引線4319的較低電阻。因此，可減少功
耗 o此外，晶體管101可由具有圖2的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置強(qiáng)制截止。下文描述這一 情況下的驅(qū)動(dòng)方法。
一個(gè)水平周期如圖44所示地被劃分成兩個(gè)周期。此處，假定前半周期是寫時(shí)間， 后半周期是擦除時(shí)間來進(jìn)行描述。在劃分的水平周期中，選中每一掃描線，并且此時(shí)，將對(duì) 應(yīng)的信號(hào)輸入到信號(hào)線。例如，在一特定水平周期的前半周期選中第i行，并且在后半周期 選中第j行。然后，可如同在一個(gè)水平周期中同時(shí)選中兩行那樣執(zhí)行操作。換言之，視頻 信號(hào)在寫時(shí)間Tbl到Tb4中，使用作為每一水平周期的前半周期的寫時(shí)間從信號(hào)線寫入像 素。然后，在此時(shí)作為一個(gè)水平周期的后半周期的擦除時(shí)間中不選中像素。另外，在擦除時(shí) 間Te，使用作為另一水平周期的后半周期的擦除時(shí)間將擦除信號(hào)從信號(hào)線輸入到像素。在 此時(shí)作為一個(gè)水平周期的前半周期的寫時(shí)間中，不選中像素。由此，可提供具有高孔徑比的 顯示裝置，并且可提高產(chǎn)量。圖45示出了包括這一像素的顯示裝置的一個(gè)示例。該顯示裝置具有信號(hào)線驅(qū)動(dòng) 電路4501、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路4502、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4505、以及像素部分4503，在像 素部分4503中，像素4504以對(duì)應(yīng)于掃描線G1到Gm和信號(hào)線S1到Sn的矩陣排列。第一 掃描線驅(qū)動(dòng)電路4502包括脈沖輸出電路4506以及連接在掃描線G1到Gm的每一根和脈沖 輸出電路4506之間的開關(guān)4508。第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4505包括脈沖輸出電路4507，以及 連接在掃描線G1到Gm的每一根和脈沖輸出電路4507之間的開關(guān)4509。注意，掃描線Gi(掃描線G1到Gm之一)對(duì)應(yīng)于圖2的第一引線106，而信號(hào)線 Sj (信號(hào)線S1到Sn之一)對(duì)應(yīng)于圖2的第二引線107。時(shí)鐘信號(hào)(G_CLK)、反相時(shí)鐘信號(hào)(G_CLKB)、起始脈沖信號(hào)(G_SP)、控制信號(hào)(WE) 等被輸入到第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路4502。依照這些信號(hào)，將選擇像素的信號(hào)輸出到要選中的 像素行的第一掃描線Gi (第一掃描線G1到Gm之一)。注意，此時(shí)的信號(hào)是如圖37的時(shí)序 圖所示在一個(gè)水平周期的前半周期中輸出的脈沖。開關(guān)4508由控制信號(hào)(WE)控制為接通 或斷開，由此脈沖輸出電路4506和掃描線G1到Gm可以電連接或斷開。時(shí)鐘信號(hào)(R_CLK)、反相時(shí)鐘信號(hào)(R_CLKB)、起始脈沖信號(hào)(R_SP)、控制信號(hào) (WE')等被輸入到第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4505。根據(jù)這些信號(hào)，信號(hào)被輸出到要選中的像素 行的第二掃描線Ri (第二掃描線R1到Rm之一)。注意，此時(shí)的信號(hào)是如圖37的時(shí)序圖所 示從一個(gè)水平周期的前半周期輸出的脈沖。開關(guān)4509被控制為由控制信號(hào)(WE')接通或 斷開，由此脈沖輸出電路4507和掃描線G1到Gm可以電連接或斷開。注意，當(dāng)開關(guān)4508和 開關(guān)4509中的一個(gè)電連接時(shí)，另一個(gè)電斷開。時(shí)鐘信號(hào)(S_CLK)、反相時(shí)鐘信號(hào)(S_CLKB)、起始脈沖信號(hào)(S_SP)、視頻信號(hào)(數(shù) 字視頻數(shù)據(jù))、控制信號(hào)(WE)等被輸入到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4501。根據(jù)這些信號(hào)，對(duì)應(yīng)于每 一行的像素的視頻信號(hào)被輸出到信號(hào)線S1到Sn的每一根。因此，輸入到信號(hào)線S1到Sn的視頻信號(hào)被寫入由從第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路4502輸 入到掃描線Gi(掃描線G1到Gm之一)的信號(hào)選中的行中的每一列的像素4504。然后，通 過掃描線G1到Gm的每一根選中每一像素行，由此對(duì)應(yīng)于每一像素4504的視頻信號(hào)被輸入 到所有的像素4504。每一像素4504保持對(duì)某一特定周期寫入的視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)。然后， 每一像素4504可通過保持對(duì)某一特定周期的視頻信號(hào)的數(shù)據(jù)來保持發(fā)光狀態(tài)或不發(fā)光狀 態(tài)。此外，用于使像素不發(fā)光的信號(hào)(也稱為擦除信號(hào))從信號(hào)線S1到Sn寫入由從 第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4505輸入到掃描線Gi (掃描線G1到Gm之一)的信號(hào)選中的行中的
32每一列的像素4504。然后，由掃描線G1到Gm的每一根選中每一像素行，由此設(shè)置了非發(fā) 光周期。例如，當(dāng)?shù)趇行中的像素由從第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路4505輸入到掃描線Gi的信號(hào) 選中時(shí)，信號(hào)線S1到Sn的電勢(shì)與圖2的像素中的第四引線109的電勢(shì)相同。注意，信號(hào)線 S1到Sn此時(shí)可以處于浮動(dòng)狀態(tài)。因此，通過使用本發(fā)明的顯示裝置，在集中于某一特定像素行的情況下，當(dāng)輸入到 該特定像素行的信號(hào)與要輸入的信號(hào)相同時(shí)，可防止該信號(hào)被輸入到該像素行，這導(dǎo)致對(duì) 掃描線或信號(hào)線的充電和放電次數(shù)的減少。結(jié)果，可降低功耗。(實(shí)施方式6)在本實(shí)施方式中，參考圖22A和22B對(duì)具有實(shí)施方式1到3中描述的像素結(jié)構(gòu)的 顯示面板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。注意，圖22A是顯示面板的俯視圖，圖22B是沿圖22k的線A_A'所取的橫截面圖。 顯示面板包括信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201、像素部分2202、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203、以及第二 掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206，它們由虛線示出，此外，設(shè)置了密封基板2204和密封材料2205。由 密封材料2205圍繞的部分是空間2207。注意，引線2208是用于發(fā)送輸入到第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203、第二掃描線驅(qū)動(dòng) 電路2206和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201的信號(hào)，并從擔(dān)當(dāng)外部輸入終端的FPC(柔性印刷電 路)2209接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起始信號(hào)等的引線。IC芯片(包括存儲(chǔ)器電路、緩沖電 路等的半導(dǎo)體芯片)2219通過COG (玻璃上芯片)等被安裝在FPC 2209和顯示面板的連接 部分上。注意，此處僅示出了 FPC 2209 ；然而，可將印刷線路板(PWB)附連到FPC 2209。本 說明書中的顯示裝置不僅包括顯示面板的主體，還包括其上附連了 FPC或PWB的顯示面板 以及其上安裝了 IC芯片等的顯示面板。接著，參考圖22B對(duì)橫截面結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在基板2210上形成像素部分2202和 外圍驅(qū)動(dòng)電路(第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 2201)此處，示出了信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201和像素部分2202。注意，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201由諸如n溝道型TFT 2220和2221等單極晶體管形成。 對(duì)于像素結(jié)構(gòu)，像素可通過應(yīng)用圖2、13、14或15的像素結(jié)構(gòu)由單極晶體管形成。因此，外 圍驅(qū)動(dòng)電路由n溝道型晶體管形成，由此可制造單極顯示面板。無需說，CMOS電路可由p溝 道型晶體管以及單極晶體管形成。此外，在本實(shí)施方式中，示出了其中在同一基板上形成外 圍驅(qū)動(dòng)電路的顯示面板；然而，本發(fā)明不限于此。所有或部分外圍驅(qū)動(dòng)電路可被形成到IC 芯片等上，并可通過COG等來安裝。在這一情況下，不要求驅(qū)動(dòng)電路是單極的，且驅(qū)動(dòng)電路 可結(jié)合P溝道型晶體管來形成。此外，像素部分2202包括TFT 2211和2212。注意，TFT 2212的源電極連接到第 一電極(像素電極)2213。形成絕緣體2214以覆蓋第一電極2213的末端部分。此處，對(duì)絕 緣體2214使用正型光敏丙烯酸樹脂膜。為獲得良好的覆蓋，絕緣體2214被構(gòu)造成在絕緣體2214的頂端部分或底端部分 處形成具有某一曲率的彎曲表面。例如，在使用正光敏丙烯酸樹脂作為絕緣體2214的材料 的情況下，較佳的是僅絕緣體224的頂端部分具有帶曲率半徑(0.2到3i!m)的彎曲表面。 此外，由光在蝕刻劑中變?yōu)椴蝗芙獾呢?fù)光敏丙烯酸樹脂或由光在蝕刻劑中變?yōu)榭扇芙獾恼?光敏丙烯酸樹脂可用作絕緣體2214。
在第一電極2213上形成含有有機(jī)化合物的層2216和第二電極(對(duì)置電極)2217。 此處，較佳的是使用具有高功函數(shù)的材料作為用于擔(dān)當(dāng)陽極的第一電極2213的材料。例 如，可使用單層的IT0(氧化銦錫)膜、氧化銦鋅(IZ0)膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt 膜等；氮化鈦膜和含有鋁作為主要成分的膜的堆疊層；氮化鈦膜、含有鋁作為主要成分的 膜和氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。注意，采用堆疊層結(jié)構(gòu)，作為引線的電阻較低，可獲得良好的 歐姆接觸，并且可獲得作為陽極的功能。含有有機(jī)化合物的層2216使用沉積掩?；驀娔ㄟ^汽相沉積來形成。對(duì)含有有 機(jī)化合物的層2216的一部分使用屬于元素周期表的第4組的金屬配合物。此外，也可結(jié)合 使用低分子材料或高分子材料。此外，作為用于含有有機(jī)化合物的層2216的材料，通常使 用單層有機(jī)化合物或其堆疊層；然而，在本實(shí)施方式中，可在由有機(jī)化合物形成的膜的一部 分中使用無機(jī)化合物。此外，也可使用已知的三重態(tài)(triplet)材料。此外，作為用于擔(dān)當(dāng)陰極并在含有有機(jī)化合物的層2216上形成的第二電極2217 的材料，可使用具有低功函數(shù)的金屬(Al、Ag、Li、Ca或其合金，諸如MgAg、Mgln、AlLi、CaF2 或Ca3N2)。在從含有有機(jī)化合物的層2216生成的光透過第二電極2217的情況下，較佳 地使用厚度較薄的金屬薄膜和透光導(dǎo)電膜(IT0(氧化銦錫)膜、氧化銦和氧化鋅的合金 (In203-Zn0)、氧化鋅(ZnO)等)的堆疊層。此外，通過將密封基板2204用密封材料2205附連到基板2210，在由基板2210、密 封基板2204和密封材料2205圍繞的空間2207中設(shè)置了發(fā)光元件2218。注意，空間2207 可用密封材料2205以及惰性氣體(氮、氬等)來填充。注意，對(duì)密封材料2205較佳地使用環(huán)氧基樹脂。此外，較佳的是這些材料盡可能 地不應(yīng)透過濕氣或氧氣。作為用于密封基板2204的材料，可使用玻璃基板、石英基板、由 FRP(玻璃纖維增強(qiáng)的塑料)、PVF(聚氟乙烯)、邁拉(聚酯薄膜)(myler)、聚酯、丙烯酸等 形成的塑料基板。如上所述，可獲得具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示面板。注意，上述結(jié)構(gòu)是一個(gè)示 例，且顯示面板的結(jié)構(gòu)不限于此。如圖22A和22B所示，顯示裝置的成本可通過在同一基板上形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路 2201、像素部分2202、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203以及第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206來降低。此 外，在這一情況下，對(duì)信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201、像素部分2202、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203和第 二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206使用單極晶體管，由此可簡化制造步驟。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成 本降低。注意，顯示面板的結(jié)構(gòu)不限于圖22A所示的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，在同一基板上形成 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201、像素部分2202、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2203和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路 2206，并且圖28A所示的對(duì)應(yīng)于信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2801可被形成到 IC芯片上并通過COG等安裝在顯示面板上。注意，圖28A中的基板2800、像素部分2802、 第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2803、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2804、FPC 2805、IC芯片2806和2807、密 封基板2808、以及密封材料2809分別對(duì)應(yīng)于圖22A中的基板2210、像素部分2202、第一掃 描線驅(qū)動(dòng)電路2203、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206、FPC 2209、IC芯片2219和2222、密封基板 2204以及密封材料2205。S卩，僅將要求以高速工作的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路形成到使用CMOS等的IC芯片中，由此
34可實(shí)現(xiàn)較低的功耗。此外，通過將IC芯片形成到由硅晶片等形成的半導(dǎo)體芯片中，可實(shí)現(xiàn) 較高速的工作和較低的功耗。通過在與像素部分2802相同的基板上形成第二掃錨線驅(qū)動(dòng)電路2803和第一掃描 線驅(qū)動(dòng)電路2804，可實(shí)現(xiàn)成本降低。此外，對(duì)第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2803、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電 路2804和像素部分2802使用單極晶體管，由此可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成本降低。對(duì)于像素部分 2802的像素結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用實(shí)施方式1到4中描述的結(jié)構(gòu)。以此方式，可實(shí)現(xiàn)高清晰度顯示裝置的成本降低。此外，通過在FPC 2805和基板 2800的連接部分處安裝包括功能電路(存儲(chǔ)器或緩沖器)的IC芯片，可有效地利用基板面 積。此外，圖28B中所示的對(duì)應(yīng)于圖22A所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2201、第一掃描線驅(qū)動(dòng) 電路2203和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2206的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路2811、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2814 和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2813可被形成到IC芯片中，并通過COG等安裝在顯示面板上。在這 一情況下，可實(shí)現(xiàn)高清晰度顯示裝置的較低功耗。因此，為獲得具有較少功耗的顯示裝置， 較佳的是對(duì)像素部分中使用的晶體管的半導(dǎo)體層使用多晶硅。注意，圖28B中的基板2810、 像素部分2812、FPC 2815、IC芯片2816和2817、密封基板2818以及密封材料2822分別對(duì) 應(yīng)于圖22A中的基板2210、像素部分2202、FPC 2209、IC芯片2219和2222、密封基板2204 以及密封材料2205。此外，通過對(duì)像素部分2812的晶體管的半導(dǎo)體層使用非晶硅，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成 本降低。此外，可制造大型的顯示面板。此外，第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路、第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路不是必須被 設(shè)置在像素的行方向和列方向上。例如，如圖29A所示，在IC芯片中形成的外圍驅(qū)動(dòng)電 路2901可具有圖28B所示的第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路2814、第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路2813和信號(hào) 線驅(qū)動(dòng)電路2811的功能。注意，圖29A中的基板2900、像素部分2902、FPC 2904、IC芯片 2905和2906、密封基板2907以及密封材料2908分別對(duì)應(yīng)于圖22A中的基板2210、像素部 分2202、FPC 2209、IC芯片2219和2222、密封基板2204以及密封材料2205。圖29B示出了一個(gè)示意圖，該圖示出了圖29A所示的顯示裝置的引線的連接。設(shè) 置了基板2910、外圍驅(qū)動(dòng)電路2911、像素部分2912以及FPC 2913和2914。信號(hào)和電源電 勢(shì)從FPC 2913外部地輸入到外圍驅(qū)動(dòng)電路2911。從外圍驅(qū)動(dòng)電路2911的輸出被輸入到行 方向上的引線和列方向上的引線，這些引線連接到像素部分2912中的像素。此外，圖23A和23B示出了可應(yīng)用于發(fā)光元件2218的發(fā)光元件的示例。S卩，參考 圖23A和23B對(duì)可應(yīng)用于實(shí)施方式1到4中描述的像素的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在圖23A所示的發(fā)光元件中，在基板2301上以以下順序堆疊陽極2302、由空穴注 入材料形成的空穴注入層2303、由空穴遷移材料形成的空穴遷移層2304、發(fā)光層2305、由 電子遷移材料形成的電子遷移層2306、由電子注入材料形成的電子注入層2307以及陰極 2308。此處，發(fā)光層2305可僅由一種發(fā)光材料形成；然而，它也可由兩種或多種材料形成。 本發(fā)明的元件的結(jié)構(gòu)不限于此。除圖23A所示的其中堆疊了每一功能層的堆疊層之外，還有各種各樣的元件，諸 如由高分子化合物形成的元件、利用在發(fā)光層中從三重態(tài)激勵(lì)狀態(tài)發(fā)光的三重態(tài)發(fā)光材料 的高效元件。它也可應(yīng)用于發(fā)白光的元件，該元件可借助通過使用空穴阻擋層等控制載體
35的重組區(qū)將發(fā)光區(qū)劃分成兩個(gè)區(qū)域來獲得。圖23A所示的本發(fā)明的元件可通過在具有陽極2302 (IT0)的基板2301上順序地 沉積空穴注入材料、空穴遷移材料和發(fā)光材料來形成。接著，沉積電子遷移材料和電子注入 材料，最后沉積陰極2808。適用于空穴注入材料、空穴遷移材料、電子遷移材料、電子注入材料和發(fā)光材料的 材料如下。作為空穴注入材料，諸如卟啉基化合物、酞菁(后文稱為“H2Pc”)、酞菁銅(后文 稱為“CuPc”)等有機(jī)化合物是有效的。此外，具有比要使用的空穴遷移材料小的電離電勢(shì) 值并具有空穴遷移功能的材料也可用作空穴注入材料。也存在通過化學(xué)地?fù)诫s導(dǎo)電高分子 化合物來獲得的材料，包括用聚苯乙烯磺酸酯(后文稱為“PSS”)摻雜的聚苯胺和聚亞乙基 二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene)(后文稱為“PED0T”)。同樣，高分子化合物的 絕緣體在陽極平坦化方面是有效的，且通常使用聚酰亞胺(后文稱為“PT”)。此外，也可使 用無機(jī)化合物，包括除諸如金或鉬等金屬薄膜之外的氧化鋁(后文稱為“礬土”)超薄膜。最廣泛用作空穴遷移材料的是芳族胺基(即，具有苯環(huán)_氮鍵)化合物。廣泛使 用的材料包括4，4' -二(苯基氨基)_聯(lián)苯(下面稱作“TAD”)，其衍生物，如4，4' -二 [N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(下面稱作1 0”)，4，4' -二 [N-(l-萘基)-N-苯 基-氨基]-聯(lián)苯(下面稱作“a-NPD”)，以及星型爆炸式(star burst)芳族胺化合物， 如4，4'，4〃 -三仉^二苯基-氨基)-三苯胺(下面稱作10六1六”)和4，4'，4〃 -三 [N- (3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]三苯胺(下面稱作“MTDATA”)。作為電子遷移材料，經(jīng)常使用金屬配合物，它們包括具有喹啉骨架或苯并喹啉骨 架的金屬配合物，例如Alq、Balq、三(4_甲基_8_羥基喹啉)鋁(下面稱作“Almq”)或二 (10-羥基苯并[h]_羥基喹啉)鈹(下面稱作“BeBq”)，此外，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)-1^112( 擬01站0]鋅(下面稱作“Zn (BOX) 2”)或二 [2-(2-羥基苯基)-1^皿0讓1擬01站0]鋅(下面稱作“211(812)2”)。此外，除了金屬配合物 外，噁二唑衍生物如2- (4-聯(lián)苯基基)-5- (4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(下面稱作“PBD” 和0XD-7)，三唑衍生物如TAZ和3- (4-叔丁基苯基)-4- (4-乙苯基)-5- (4-聯(lián)苯基)-2，3， 4-三唑(下面稱作“p-EtTAZ”)，以及菲咯啉衍生物如紅菲繞啉(下面稱作“BPhen”)和 BCP都具有電子遷移性質(zhì)。作為電子注入材料，可使用上述電子遷移材料。另外，通常使用絕緣體的超薄膜， 例如，諸如氟化鈣、氟化鋰或氟化銫等金屬鹵化物，諸如氧化鋰等堿金屬氧化物等。此外，諸 如乙酰丙酮鋰(下面稱作“LUacac)”)或8-羥基喹啉鋰(下面稱作“Liq”)等堿金屬配 合物也是有效的。作為發(fā)光材料，除上述諸如Alq、Almq、BeBq、BAlq、Zn(B0X)2、和Zn(BTZ)2等金屬 配合物之外，各種熒光顏料是有效的。熒光顏料包括為藍(lán)色的4，4' -二(2，2' -二苯 基_乙烯基)_聯(lián)苯，為橙紅色的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。同樣，三重態(tài)發(fā)光材料是可用的，它們主要包括具有鉬或銥作為中心金屬 的配合物。作為三重態(tài)發(fā)光材料，三(2-苯基吡啶)銥、二 (2-(4' -tryl)吡啶_N，C2')乙 酰丙酮銥(下面稱作“acaclr (tpy) 2”)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H 卟啉-鉬 等是已知的。
通過組合使用各自具有如上所述的功能的材料，可形成高度可靠的發(fā)光元件。在實(shí)施方式3所描述的圖11的像素的情況下，其中以與圖23A相反的順序形成各 層的發(fā)光元件可如圖23B所示地使用。S卩，陰極2318、由電子注入材料形成的電子注入層 2317、由電子遷移材料形成的電子遷移層2316、發(fā)光層2315、由空穴遷移材料形成的空穴 遷移層2314、由空穴注入材料形成的空穴注入層2313以及陽極2312以此順序被堆疊在基 板2311上。另外，為萃取發(fā)光元件的光發(fā)射，需要陽極和陰極中的至少一個(gè)發(fā)光。在基板上 形成TFT和發(fā)光元件；并且存在具有其中通過與基板相對(duì)的表面取出光發(fā)射的頂部發(fā)射結(jié) 構(gòu)、具有其中通過在基板側(cè)上的表面取出光發(fā)射的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)、以及具有其中分別通過 與基板相對(duì)的表面以及在基板側(cè)上的表面取出光發(fā)射的雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。本發(fā)明的 像素結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于具有任何發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。參考圖24A對(duì)具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件進(jìn)行描述。在基板2400上形成驅(qū)動(dòng)TFT 2401，并與驅(qū)動(dòng)TFT 2401的源電極相接觸地形成第 一電極2402，在其上形成含有有機(jī)化合物的層2403和第二電極2404。此外，第一電極2402是發(fā)光元件的陽極。第二電極2404是發(fā)光元件的陰極。艮口， 其中在第一電極2402和第二電極2404之間插入了包含有機(jī)化合物的層2403的區(qū)域?qū)?yīng) 于發(fā)光元件。此外，作為用于擔(dān)當(dāng)陽極的第一電極2402的材料，較佳地使用具有高功函數(shù)的材 料。例如，可使用單層氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等，氮化鈦膜和含有鋁作為主要成 分的膜的堆疊層，氮化鈦膜、含有鋁作為主要成分的膜以及氮化鈦膜這三層的堆疊層等。采 用堆疊層結(jié)構(gòu)，作為引線的電阻較低，可獲得較佳的歐姆接觸，并且還可獲得作為陽極的功 能。通過使用反光的金屬膜，可形成不透光的陽極。作為用于擔(dān)當(dāng)陰極的第二電極2404的材料，較佳地使用由具有低功函數(shù)的材料 (Al、Ag、Li、Ca或其合金，諸如MgAg、Mgln、AlLi、CaF2或Ca3N2)形成的金屬薄膜和透光導(dǎo) 電膜(IT0(氧化銦錫)、氧化銦鋅(IZ0)、氧化鋅(ZnO)等)的堆疊層。通過以此方式使用 金屬薄膜和透光導(dǎo)電膜，可形成可透光的陰極。以此方式，來自發(fā)光元件的光可如圖24A中所示的箭頭被萃取到頂表面。即，在應(yīng) 用于圖22A所示的顯示面板的情況下，光被發(fā)射到密封基板2204側(cè)。因此，在對(duì)顯示裝置 使用具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的情況下，使用透光的基板作為密封基板2204。在設(shè)置光膜的情況下，光膜可被設(shè)置在密封基板2204上。在實(shí)施方式3的圖11所示的像素結(jié)構(gòu)的情況下，由擔(dān)當(dāng)陰極且具有低功函數(shù)的材 料，諸如MgAg、MgIn或AlLi形成的金屬膜可用于第一電極2402。對(duì)于第二電極2404，可使 用諸如IT0(氧化銦錫)膜或氧化銦鋅(IZ0)膜等透光膜。因此，采用這一結(jié)構(gòu)，可改進(jìn)頂 部光發(fā)射的透射率。此外，參考圖24B對(duì)具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件進(jìn)行描述。使用與圖24A中相 同的參考標(biāo)號(hào)，因?yàn)槌l(fā)光結(jié)構(gòu)之外其余結(jié)構(gòu)是相同的。此處，作為用于擔(dān)當(dāng)陽極的第一電極2402的材料，較佳地使用具有高功函數(shù)的材 料。例如，可使用諸如IT0(氧化銦錫)膜或氧化銦鋅(IZ0)膜等透光膜。通過使用透光導(dǎo) 電膜 可形成可透光的陽極。
作為用于擔(dān)當(dāng)陰極的第二電極2404的材料，可使用由具有低功函數(shù)的材料(A1、 八§、1^、01或其合金，諸如1%4§、1%111、411^、0^2或013隊(duì))形成的金屬膜。通過使用反光的 金屬膜，可形成不透光的陰極。以此方式，來自發(fā)光元件的光如圖24B中的箭頭所示地被萃取到底表面。即，在應(yīng) 用于圖22A和22B所示的顯示面板的情況下，光被發(fā)射到基板2210側(cè)。因此，在對(duì)顯示裝 置使用具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的情況下，使用透光的基板作為基板2210。在設(shè)置光膜的情況下，光膜可被設(shè)置在基板2210上。參考圖24C對(duì)具有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件進(jìn)行描述。使用了與圖24A相同的參考 標(biāo)號(hào)，因?yàn)槌l(fā)光結(jié)構(gòu)之外其余結(jié)構(gòu)是相同的。此處，作為用于擔(dān)當(dāng)陽極的第一電極2402的材料，較佳地使用具有高功函數(shù)的材 料。例如，可使用諸如IT0(氧化銦錫)膜或氧化銦鋅(IZ0)膜等透光膜。通過使用透光導(dǎo) 電膜，可形成可透光的陽極。作為用于擔(dān)當(dāng)陰極的第二電極2404的材料，較佳地使用由具有低功函數(shù)的材料 (Al、Ag、Li、Ca或其合金，諸如MgAg、Mgln、AlLi、CaF2或Ca3N2)形成的金屬薄膜以及透光 導(dǎo)電膜(IT0(氧化銦錫)、氧化銦-氧化鋅(In203-Zn0)合金、氧化鋅(ZnO)等)的堆疊層。 通過以此方式使用金屬薄膜和透光導(dǎo)電膜，可形成可透光的陰極。以此方式，來自發(fā)光元件的光可如圖24C的箭頭所示地被萃取到兩個(gè)表面。即，在 應(yīng)用于圖22k和22B所示的顯示面板的情況下，光被發(fā)射到基板2210側(cè)和密封基板2204 側(cè)。因此，在向顯示裝置應(yīng)用具有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的情況下，透光的基板用作基板 2210和密封基板2204。在設(shè)置光膜的情況下，光膜可被設(shè)置在基板2210和密封基板2204上。本發(fā)明也可應(yīng)用于通過使用發(fā)白光的元件和濾色片實(shí)現(xiàn)全色顯示的顯示裝置。如圖25所示，在基板2500上形成基膜2502，并在其上形成驅(qū)動(dòng)TFT 2501。與驅(qū)動(dòng) TFT 2501的源電極相接觸地形成第一電極2503，并在其上形成含有有機(jī)化合物的層2504 和第二電極2505。第一電極2503是發(fā)光元件的陽極。第二電極2505是發(fā)光元件的陰極。S卩，其中 在第一電極2503和第二電極2505插入了含有有機(jī)化合物的層2504的區(qū)域?qū)?yīng)于發(fā)光元 件。在圖25所示的結(jié)構(gòu)中，發(fā)出白光。紅色濾色片2506R、綠色濾色片2506G和藍(lán)色濾色片 2506B被設(shè)置在發(fā)光元件上，由此可執(zhí)行全色顯示。此外，設(shè)置了用于隔離這些濾色片的黑 底(black matrix)(也稱為 BM)2507。發(fā)光元件的上述結(jié)構(gòu)可組合使用，并可適當(dāng)?shù)赜糜诰哂斜景l(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示 裝置。上述顯示面板和發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)是示例，且無需多言，本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)可被應(yīng)用于 具有其它結(jié)構(gòu)的顯示裝置。接著，描述顯示面板的像素部分的局部橫截面圖。首先，參考圖26A和26B以及圖27A和27B對(duì)使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜(多晶硅(p_Si:H) 膜)作為晶體管的半導(dǎo)體層的情況進(jìn)行描述。此處，半導(dǎo)體層是通過例如用已知的薄膜沉積法在基板上形成非晶硅(a-Si)膜 來獲得的。注意，半導(dǎo)體膜不限于非晶硅膜，并且可使用具有非晶結(jié)構(gòu)的任何半導(dǎo)體膜(包 括微晶半導(dǎo)體膜)。此外，可使用具有非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜，諸如非晶硅鍺膜。
然后，非晶硅膜通過激光結(jié)晶、使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶、使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬 元素的熱結(jié)晶等來結(jié)晶。無需多言，這一結(jié)晶可組合執(zhí)行。作為上述結(jié)晶的結(jié)果，在非晶半導(dǎo)體膜的一部分中形成結(jié)晶區(qū)。另外，具有部分提高的結(jié)晶度的結(jié)晶半導(dǎo)體膜被形成圖案為期望的形狀，且形成 具有結(jié)晶區(qū)的島形半導(dǎo)體膜(通過分隔一個(gè)半導(dǎo)體膜形成的各個(gè)膜)。該半導(dǎo)體膜用作晶 體管的半導(dǎo)體層。注意，形成圖案是處理膜形狀，這意味著通過光刻技術(shù)形成膜圖案(包括 在光敏丙烯酸中形成接觸孔以及處理光敏丙烯酸以成為隔片)、通過光刻技術(shù)和使用掩模 圖案蝕刻來形成掩模圖案等。如圖26A所示，在基板26101上形成基膜26102，并且在其上形成半導(dǎo)體層。該半 導(dǎo)體層包括溝道形成區(qū)26103和擔(dān)當(dāng)激勵(lì)晶體管26118中的源極或漏極區(qū)的雜質(zhì)區(qū)26105， 以及溝道形成區(qū)26106、低濃度雜質(zhì)區(qū)26107和擔(dān)當(dāng)電容器26119中的較低電極的雜質(zhì)區(qū) 26108。注意，可對(duì)溝道形成區(qū)26103和26106執(zhí)行溝道摻雜。作為基板，可使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、塑料基板等?；?6102可使用 單層的氮化鋁(A1N)、氧化硅(Si02)、氧氮化硅(SiOxNy)等，或其堆疊層來形成。在半導(dǎo)體層上形成柵電極26110和電容器的較高電極26111，兩者之間插入柵極 絕緣膜26109。形成層間絕緣膜26112以覆蓋激勵(lì)晶體管26118和電容器26119。然后，在層間絕 緣膜26112中形成接觸孔，通過該接觸孔，引線26113與雜質(zhì)區(qū)26105接觸。與引線26113 相接觸地形成像素電極26114，并且形成層間絕緣體26115以覆蓋像素電極26114和引線 26113的末端部分。此處，用正光敏丙烯酸樹脂膜來形成層間絕緣體26115。然后，在像素 電極26114上形成含有有機(jī)化合物的層26116和對(duì)置電極26117。由此，發(fā)光元件26120對(duì) 應(yīng)于其中在像素電極26114和對(duì)置電極26117之間插入了含有有機(jī)化合物的層26116的區(qū) 域。另外，如圖26B所示，可設(shè)置低濃度雜質(zhì)區(qū)26202，以與形成電容器26119的較低電 極的一部分的低濃度雜質(zhì)區(qū)26107中的較高電極26111重疊。S卩，電容器26119的較低電 極用溝道形成區(qū)26201、低濃度雜質(zhì)區(qū)26202和26107以及雜質(zhì)區(qū)26108來形成。注意，與 圖26A中的部分共同的部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略對(duì)其的描述。另外，如圖27A所示，可設(shè)置第二較高電極26301，它在與引線26113相同的層中與 激勵(lì)晶體管26118的雜質(zhì)區(qū)26105相接觸地形成。注意，與圖26A中的部分共同的部分由 相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并省略其描述。第二電容器是通過在第二較高電極26301和較高 電極26111之間插入層間絕緣膜26112來形成的。另外，由于第二較高電極26301與雜質(zhì) 區(qū)26108相接觸，因此具有使得柵極絕緣膜26109被插入在較高電極26111和溝道形成區(qū) 26106之間的結(jié)構(gòu)的第一電容器，以及具有使得層間絕緣膜26112被插入在較高電極26111 和第二較高電極26301之間的結(jié)構(gòu)的第二電容器并聯(lián)連接，從而獲得具有第一和第二電容 器的電容器26302。由于電容器26302具有第一和第二電容器的總電容，因此可在小面積中 形成具有大電容的電容器。由此，使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)中的電容器將導(dǎo)致進(jìn)一步提高的 孔徑比?；蛘?，可采用圖27B所示的電容器的結(jié)構(gòu)。在基板27101上形成基膜27102，并且 在其上形成半導(dǎo)體層。該半導(dǎo)體層包括溝道形成區(qū)27103和雜質(zhì)區(qū)27105，以擔(dān)當(dāng)激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器27118的源極或漏極區(qū)。注意，可對(duì)溝道形成區(qū)27103執(zhí)行溝道摻雜。作為基板，可使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、塑料基板等。基膜27102可使用 單層的氮化鋁(A1N)、氧化硅(Si02)、氧氮化硅(SiOxNy)等或其堆疊層來形成。在半導(dǎo)體層上形成柵電極27107和第一電極27108，其間插入柵極絕緣膜27106。形成第一層間絕緣膜27109以覆蓋激勵(lì)晶體管27118和第一電極108。然后，在第 一層間絕緣膜27109中形成接觸孔，通過該接觸孔，引線27110與雜質(zhì)區(qū)27105相際接觸。 另外，在與引線27110的同一層中并用與其相同的材料形成第二電極27111。此外，形成第二層間絕緣膜27112，以覆蓋引線27110和第二電極27111。然后，在 第二層間絕緣膜27112中形成接觸孔，通過該接觸孔，與引線27110相接觸地形成像素電極 27113。在與像素電極27113同一層中并用與其相同的材料形成第三電極27114。此處，電 容器27119由第一電極27108、第二電極27111和第三電極27114形成。形成絕緣體27115以覆蓋像素電極27113和第三電極27114的末端部分，在其上 形成含有有機(jī)化合物的層27116和對(duì)置電極27117。因此，發(fā)光元件27120對(duì)應(yīng)于其中在像 素電極27113和對(duì)置電極27117之間插入了含有有機(jī)化合物的層27116的區(qū)域。如上所述，圖26A和26B以及圖27A和27B中所示的每一結(jié)構(gòu)可作為為其半導(dǎo)體 層使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜的晶體管的結(jié)構(gòu)來給出。注意，具有圖26A和26B以及圖27A和27B 所示的結(jié)構(gòu)的晶體管是具有上柵極結(jié)構(gòu)的晶體管的示例。即，晶體管可以是P溝道型晶體 管或n溝道型晶體管。在晶體管是n溝道型晶體管的情況下，可形成LDD區(qū)以與柵電極重 疊或不重疊，或可形成LDD區(qū)的一部分以與柵電極重疊。此外，柵電極可具有錐形的形狀， 且LDD區(qū)可以用自對(duì)齊的方式被設(shè)置在柵電極的錐形部分之下。另外，柵電極的個(gè)數(shù)不限 于2，并且可采用具有3個(gè)或更多電極的多柵極結(jié)構(gòu)，或者也可采用單柵極結(jié)構(gòu)。通過對(duì)包括在本發(fā)明的像素中的晶體管的半導(dǎo)體層(溝道形成區(qū)、源極區(qū)、漏極 區(qū)等)使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜，例如，更易于在與圖4中的像素部分403相同的基板上形成掃描 線驅(qū)動(dòng)電路402和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路401。接著，作為對(duì)其半導(dǎo)體層使用多晶硅(p-Si)的晶體管的結(jié)構(gòu)，圖30A示出了使用 具有在基板和半導(dǎo)體層之間插入的柵電極的結(jié)構(gòu)的晶體管，即具有柵電極位于半導(dǎo)體層之 下的下柵極結(jié)構(gòu)的晶體管的顯示面板的局部橫截面圖。在基板3001上形成基膜3002。然后，在基膜3002上形成柵電極3003。在與柵電 極同一層中并用與其相同的材料形成第一電極3004。作為柵電極3003的材料，可使用對(duì)其 添加了磷的多晶硅。除多晶硅之外，可使用作為金屬和硅的化合物的硅化物。然后，形成柵極絕緣膜3005，以覆蓋柵電極3003和第一電極3004。作為柵絕緣膜 3005，使用氧化硅膜、氮化硅膜等。在柵極絕緣膜3005上形成半導(dǎo)體層。該半導(dǎo)體層包括溝道形成區(qū)3006、LDD區(qū) 3007、和擔(dān)當(dāng)激勵(lì)晶體管中的源極或漏極的雜質(zhì)區(qū)3008、以及溝道形成區(qū)3009、LDD區(qū) 3010、和擔(dān)當(dāng)電容器3023的第二電極的雜質(zhì)區(qū)3011。注意，可對(duì)溝道形成區(qū)3006和3009 執(zhí)行溝道摻雜。作為基板，可使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、塑料基板等。基膜3002可使用 單層的氮化鋁(A1N)、氧化硅(Si02)、氧氮化硅(SiOxNy)等或其堆疊層來形成。形成第一層間絕緣膜3012，以覆蓋半導(dǎo)體層。然后，在第一層間絕緣膜3012中形成接觸孔，通過該接觸孔，引線3013與雜質(zhì)區(qū)3008接觸。在與引線3013同一層中并用與其 相同的材料形成第三電極3014。電容器3023用第一電極3004、第二電極和第三電極3014 來形成。另外，在第一層間絕緣膜3012中形成開口部分3015。形成第二層間絕緣膜3016 以覆蓋激勵(lì)晶體管3022、電容器3023和開口部分3015。然后，在第二層間絕緣膜3016中 形成接觸孔，通過該接觸孔，形成像素電極3017。然后，形成絕緣體3018以覆蓋像素電極 3017的末端部分。例如，可使用正光敏丙烯酸樹脂膜。隨后，在像素電極3017上形成含有 有機(jī)化合物的層3019和對(duì)置電極3020。由此，發(fā)光元件3021對(duì)應(yīng)于其中在像素電極3017 和對(duì)置電極3020之間插入了含有有機(jī)化合物的層3019的區(qū)域。開口部分3015位于發(fā)光 元件3021之下。即，在從基板側(cè)萃取從發(fā)光元件3021發(fā)出的光的情況下，由于存在開口部 分3015而提高了透射率。此外，可在與圖30A中的像素電極3017同一層中并用與其相同的材料形成第四電 極3024，以獲得圖30B所示的結(jié)構(gòu)。在這一情況下，可用第一電極3004、第二電極、第三電 極3014和第四電極3024來形成電容器3025。接著，對(duì)使用非晶硅(a_Si:H)膜作為晶體管的半導(dǎo)體層的情況進(jìn)行描述。圖31A 和31B示出了上柵極晶體管的情況，而圖32A、32B、30A和30B示出了下柵極晶體管的情況。圖31A示出了具有前向交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的晶體管的橫截面圖，它對(duì)其半導(dǎo)體層使用非晶 硅。在基板3101上形成基膜3102。此外，在基膜3102上形成像素電極3103。另外，在與 像素電極3103同一層中并用與其相同的材料形成第一電極3104。作為基板，可使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、塑料基板等。基膜3102可使用 單層的氮化鋁(A1N)、氧化硅(Si02)、氧氮化硅(SiOxNy)等或其堆疊層來形成。在基膜3102上形成引線3105和3106，并且用引線3105來覆蓋像素電極3103的 末端部分。在引線3105和3106上分別形成各自具有N型導(dǎo)電性的N型半導(dǎo)體層3107和 3108。另外，在引線3105和3106之間，且在基膜3102上形成半導(dǎo)體層3109，它局部地延伸 以覆蓋N型半導(dǎo)體層3107和3108。注意，該半導(dǎo)體層是用諸如非晶硅(a_Si:H)膜或微晶 半導(dǎo)體(ii-Si:H)膜等非晶半導(dǎo)體膜來形成的。然后，在半導(dǎo)體層3109上形成柵極絕緣膜 3110，并且在與柵極絕緣膜3110同一層中用與其相同的材料，且同樣在第一電極3104上形 成絕緣膜3111。注意，作為柵極絕緣膜3110，可使用氧化硅膜、氮化硅膜等。在柵極絕緣膜3110上形成柵電極3112。另外，在與柵電極同一層中用與其相同的 材料，且在第一電極3104上形成第二電極3113，在兩者之間插入絕緣膜3111。電容器3119 對(duì)應(yīng)于其中在第一電極3104和第二電極3113之間插入了絕緣膜3111的區(qū)域。形成絕緣 體3114，以覆蓋像素電極3103、激勵(lì)晶體管3118和電容器3119的末端部分。在絕緣體3114和位于絕緣體3114的開口部分中的像素電極3103上形成含有有 機(jī)化合物的層3115和對(duì)置電極3116。由此，發(fā)光元件3117對(duì)應(yīng)于其中在像素電極3103和 對(duì)置電極3116之間插入了含有有機(jī)化合物的層3115的區(qū)域。圖31A所示的第一電極3104可與圖31B所示的第一電極3120類似地形成。第一 電極3120在與引線3105和3106同一層中并用與其相同的材料來形成。圖32A和32B是具有使用非晶硅作為其半導(dǎo)體層的下柵極晶體管的顯示面板的局 部橫截面圖。
在基板3201上形成基膜3202。在與基膜3202同一層中并用與其相同的材料形成 柵電極3202和第一電極3204。作為柵電極3202的材料，可使用對(duì)其添加了磷的多晶硅。 除多晶硅之外，可使用作為金屬和硅的化合物的硅化物。然后，形成柵極絕緣膜3205以覆蓋柵電極3203和第一電極3204。作為柵極絕緣 膜3205，可使用氧化硅膜、氮化硅膜等。在柵極絕緣膜3205上形成半導(dǎo)體層3206。另外，在與半導(dǎo)體層3206同一層中并 用與其相同的材料形成半導(dǎo)體層3207。作為基板，可使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板、塑料基板等?；?202可使用 單層的氮化鋁(AlN)、氧化硅(SiO2)、氧氮化硅(SiOxNy)等或其堆疊層來形成。在半導(dǎo)體層3206上形成具有N型導(dǎo)電性的N型半導(dǎo)體層3208和3209，并且在半 導(dǎo)體層3207上形成N型半導(dǎo)體層3210。
在N型半導(dǎo)體層3208和3209上分別形成引線3211和3212，并且在與引線3211 和3212同一層中用與其相同的材料，在N型半導(dǎo)體層3210上形成導(dǎo)電層3213。由此，用半導(dǎo)體層3207、N型半導(dǎo)體層3210和導(dǎo)電層3213來形成第二電極。注 意，形成了具有其中在第二電極和第一電極3204之間插入了柵極絕緣膜3205的結(jié)構(gòu)的電 容器3220。延伸引線3211的一個(gè)末端部分，并且形成像素電極3214以與延伸的引線3211的 較高部分接觸。另外，形成絕緣體3215，以覆蓋像素電極3214、激勵(lì)晶體管3219和電容器3220的 末端部分。然后，在像素電極3214和絕緣體3215上形成含有有機(jī)化合物的層3216和對(duì)置電 極3217。發(fā)光元件3218對(duì)應(yīng)于其中在像素電極3214和對(duì)置電極3217之間插入了含有有 機(jī)化合物的層3216的區(qū)域。作為電容器的第二電極的一部分的半導(dǎo)體層3207和N型半導(dǎo)體層3210不是必需 的。即，第二電極可以是導(dǎo)電層3213，使得電容器可具有使得柵極絕緣膜被插入在第一電極 3204和導(dǎo)電層3213之間的結(jié)構(gòu)。注意，在形成圖32A中的引線3211之前形成像素電極3214，由此可獲得如圖32B 所示的電容器3222，它具有其中在由像素電極3214形成的第一電極3204和第二電極3221 之間插入了柵極絕緣膜3205的結(jié)構(gòu)。盡管圖32A和32B示出了反向交錯(cuò)的溝道蝕刻晶體管，但可使用溝道保護(hù)晶體管。 對(duì)溝道保護(hù)晶體管的描述參考圖33A和33B來進(jìn)行。圖33A中示出的溝道保護(hù)晶體管不同于圖32A中示出的溝道蝕刻激勵(lì)晶體管 3219，不同之處在于擔(dān)當(dāng)蝕刻掩模的絕緣體3301被設(shè)置在半導(dǎo)體層3206的溝道形成區(qū)上。 除該點(diǎn)之外的共同部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示。類似地，圖33B所示的溝道保護(hù)晶體管不同于圖32B所示的溝道蝕刻激勵(lì)晶體管 3219，不同之處在于擔(dān)當(dāng)蝕刻掩模的絕緣體3301被設(shè)置在半導(dǎo)體層3206中的溝道形成區(qū) 上。除該點(diǎn)之外的共同部分由相同的參考標(biāo)號(hào)來表示。通過使用非晶半導(dǎo)體膜作為包括在本發(fā)明的像素中的晶體管的半導(dǎo)體層(溝道 形成區(qū)、源極區(qū)、漏極區(qū)等)，可降低制造成本。例如，可通過使用圖2所示的像素結(jié)構(gòu)來應(yīng)用非晶半導(dǎo)體膜。注意，可應(yīng)用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的晶體管和電容器的結(jié)構(gòu)不限于上述的那些，并且可使用晶體管和電容器的各種結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方式7)本發(fā)明的顯示裝置可應(yīng)用于各種電子設(shè)備，尤其是電子設(shè)備的顯示部分。電子設(shè) 備包括諸如視頻攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等攝像機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)設(shè)備 (汽車音頻分量立體聲、音頻分量立體聲等)、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算 機(jī)、移動(dòng)電話、移動(dòng)游戲機(jī)、電子書等)、具有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)設(shè)備(尤其是用于再現(xiàn)諸 如數(shù)字多功能盤(DVD)等記錄介質(zhì)并具有顯示所再現(xiàn)的圖像的顯示器的設(shè)備)等。圖34A示出了包括外殼34001、支撐基座34002、顯示部分34003、揚(yáng)聲器部分 34004、視頻輸入終端34005等的顯示器。具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置可用于顯示部 分34003。注意，顯示器包括用于顯示諸如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的信息、接收電視廣播以及顯示 廣告的所有顯示設(shè)備。對(duì)顯示部分34003使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的顯示器 可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。近年來，對(duì)顯示器尺寸增加的需求日益增長。根據(jù)顯示器的增大，價(jià)格提高成為問 題。因此，目的是盡可能地降低制造成本并以盡可能低的價(jià)格提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。例如，通過向顯示面板的像素部分應(yīng)用圖2、圖11的像素結(jié)構(gòu)，可提供用單極晶體 管形成的顯示面板。因此，可減少制造步驟，這導(dǎo)致制造成本的降低。另外，通過在與圖22A所示的同一基板上形成像素部分和外圍驅(qū)動(dòng)電路，可通過 包括單極晶體管的電路來構(gòu)造顯示面板。另外，通過使用非晶半導(dǎo)體(諸如非晶硅(a_Si:H))作為構(gòu)成像素部分的電路中 的晶體管的半導(dǎo)體層，可簡化制造步驟，并可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的成本降低。在這一情況下，較佳 的是像素部分的外圍設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)電路被形成到IC芯片中，并通過COG等如圖28A和29A 所示地安裝在顯示面板上。以此方式，通過使用非晶半導(dǎo)體，易于增加顯示器的尺寸。圖34B示出了包括主體34101、顯示部分34102、圖像接收部分34103、操作鍵 34104、外部連接端口 34105、快門34106等的攝像機(jī)。近年來，根據(jù)數(shù)碼相機(jī)等的性能的進(jìn)步，其競爭性的制造激化了。由此，重要的是 以盡可能低的價(jià)格提供高性能產(chǎn)品。對(duì)顯示部分34102使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示 裝置的數(shù)碼相機(jī)可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。通過對(duì)像素部分使用圖2或圖11的像素結(jié)構(gòu)，可由單極晶體管來構(gòu)成像素部分。 另外，如圖28A所示，通過將其工作速度高的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路形成到IC芯片中，并用由與像 素部分處于同一基板上的單極晶體管構(gòu)成的電路形成其工作速度相對(duì)較低的掃描線驅(qū)動(dòng) 電路，可實(shí)現(xiàn)較高的性能并實(shí)現(xiàn)成本降低。另外，通過對(duì)像素部分中的晶體管的半導(dǎo)體層使 用諸如非晶硅等非晶半導(dǎo)體，并在與像素部分相同的基板上形成掃描線驅(qū)動(dòng)電路，可實(shí)現(xiàn) 進(jìn)一步的成本降低。圖34C示出了包括主體34201、外殼34202、顯示部分34203、鍵盤34204、外部連接 端口 34205、定點(diǎn)鼠標(biāo)34206等的計(jì)算機(jī)。對(duì)顯示部分34203使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的 顯示裝置的計(jì)算機(jī)可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。圖34D示出了包括主體34301、顯示部分34302、開關(guān)34303、操作鍵34304、紅外端口 34305等的移動(dòng)計(jì)算機(jī)。對(duì)顯示部分34302使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的移 動(dòng)計(jì)算機(jī)可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。
圖34E示出了具有記錄介質(zhì)的便攜式圖像再現(xiàn)設(shè)備(具體地，為DVD再現(xiàn)設(shè)備)， 包括主體34401、外殼34002、顯示部分A 34403、顯示部分B 34404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀 取部分34405、操作鍵34406、揚(yáng)聲器部分34407等。顯示部分A 34403主要顯示圖像數(shù)據(jù)， 而顯示部分B 34404主要顯示文本數(shù)據(jù)。對(duì)顯示部分A 34403和B 34404使用具有本發(fā)明 的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的圖像再現(xiàn)設(shè)備可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降 低。圖34F示出了包括主體34501、顯示部分34502以及臂部分34503的護(hù)目鏡型顯示 器。對(duì)顯示部分34502使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的護(hù)目鏡型顯示器可降低功 耗，并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。圖34G示出了包括主體34601、顯示部分34602、外殼34603、外部連接部分34604、 遙控接收部分34605、圖像接收部分34606、電池34607、音頻輸入部分34608、操作鍵34609、 接目鏡部分34610等的視頻攝像機(jī)。對(duì)顯示部分34602使用具有本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示 裝置的視頻攝像機(jī)可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。圖34H示出了包括主體34701、外殼34702、顯示部分34703、音頻輸入部分34704、 音頻輸出部分34705、操作鍵34706、外部連接端口 34707、天線34708等的移動(dòng)電話。近年來，移動(dòng)電話配備了游戲功能、攝像機(jī)功能、電子貨幣功能等，且對(duì)高增值移 動(dòng)電話的需求也在增長。此外，需要高清晰度顯示器。對(duì)顯示部分34703使用具有本發(fā)明 的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置的移動(dòng)電話可降低功耗并防止顯示缺陷。此外，提高了像素的孔徑 比，且執(zhí)行高清晰度顯示。另外，可實(shí)現(xiàn)成本降低。例如，通過對(duì)像素部分應(yīng)用圖2的像素結(jié)構(gòu)，可改進(jìn)像素的孔徑比。具體地，通過 使用η溝道型晶體管作為用于激勵(lì)發(fā)光元件的激勵(lì)晶體管，改進(jìn)了像素的孔徑比。因此，可 提供具有高清晰度顯示部分的移動(dòng)電話。另外，由于改進(jìn)了孔徑比，因此可通過對(duì)顯示部分使用具有如圖24C所示的雙發(fā) 射結(jié)構(gòu)的顯示裝置來提供具有高清晰度顯示部分的高增值移動(dòng)電話。移動(dòng)電話是多功能的，且對(duì)其的頻繁使用正在增長，要求每次充電使用的壽命較長。例如，通過如圖28Β和29Α所示地將外圍驅(qū)動(dòng)電路形成到IC芯片中，并使用CMOS 等，可降低功耗。由此，本發(fā)明可被應(yīng)用于各種電子設(shè)備。(實(shí)施方式8)在本實(shí)施方式中，參考圖37對(duì)一移動(dòng)電話的結(jié)構(gòu)的示例進(jìn)行描述，該移動(dòng)電話具 有顯示部分，該顯示部分具有使用本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的顯示裝置。顯示面板3710被結(jié)合到外殼3700中，以自由地連接和脫卸。外殼3700的形狀和 大小可根據(jù)顯示面板3710的大小來適當(dāng)改變。配備了顯示面板3710的外殼3700裝配在 印刷電路板3701中，以被組裝為一個(gè)模塊。顯示面板3710通過FPC 3711連接到印刷電路板3701。揚(yáng)聲器3701、話筒3703、發(fā) 送和接收電路3704以及包括CPU、控制器等的信號(hào)處理電路3705形成在印刷電路板3701上。這一模塊、輸入裝置3706以及電池3707被組合，并被儲(chǔ)存在外殼3709中。布置顯示 面板3710的像素部分，以可從外殼3709中形成的開口窗看到。顯示面板3710可通過以下步驟來形成使用TFT在同一基板上形成像素部分和外 圍驅(qū)動(dòng)電路的一部分(其工作頻率在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路之中為低的驅(qū)動(dòng)電路)；將外圍驅(qū)動(dòng)電 路的一部分(其工作頻率在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路之中為高的驅(qū)動(dòng)電路)形成到IC芯片中；以及 通過C0G(玻璃片上芯片)將IC芯片安裝在顯示面板3710上。IC芯片替代地可以通過使 用TAB(卷帶自動(dòng)結(jié)合)或印刷電路板來連接到玻璃基板。注意，圖28A示出了這一顯示面 板的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，其中在與像素部分相同的基板上形成外圍驅(qū)動(dòng)電路的一部分，并且 裝有外圍驅(qū)動(dòng)電路的另一部分的IC芯片通過COG等來安裝。通過采用上述結(jié)構(gòu)，可降低顯 示裝置的功耗，并且可使移動(dòng)電話的每次充電的壽命變長。另外，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話的成本降 低。對(duì)于像素部分，可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用實(shí)施方式1到4中描述的像素結(jié)構(gòu)。例如，通過應(yīng)用實(shí)施方式1中描述的圖2的像素結(jié)構(gòu)，或?qū)嵤┓绞?中描述的圖11的像素結(jié)構(gòu)，可減少制造步驟。即，像素部分和在與像素部分相同的基板上形成的外圍驅(qū)動(dòng) 電路由單極晶體管構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)成本降低。另外，為進(jìn)一步降低功耗，可使用TFT在基板上形成像素部分，所有外圍驅(qū)動(dòng)電路 可被形成到IC芯片中，且IC芯片可如圖28B和29A所示地通過COG (玻璃片上芯片)等安 裝到顯示面板上。對(duì)像素部分使用圖2的像素結(jié)構(gòu)，且對(duì)晶體管的半導(dǎo)體層使用非晶半導(dǎo) 體膜，由此降低了制造成本。注意，本實(shí)施方式中所描述的結(jié)構(gòu)是移動(dòng)電話的一個(gè)示例，且本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu) 不僅可應(yīng)用于具有上述構(gòu)造的移動(dòng)電話，還可應(yīng)用于具有各種結(jié)構(gòu)的移動(dòng)電話。(實(shí)施方式9)圖35示出了結(jié)合了顯示面板3501和電路板3502的EL模塊。顯示面板3501包 括像素部分、掃描線驅(qū)動(dòng)電路3504以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路3505?？刂齐娐?506、信號(hào)劃分電 路3507等被形成在電路板3502上。顯示面板3501和電路板3502通過連接引線3508彼 此連接在一起。作為連接引線，可使用FPC等。顯示面板3501可通過以下步驟形成使用TFT在同一基板上形成外圍驅(qū)動(dòng)電路 的一部分(其工作頻率在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路之中為低的驅(qū)動(dòng)電路)；將外圍驅(qū)動(dòng)電路的一部分 (其工作頻率在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路之中為高的驅(qū)動(dòng)電路)形成到IC芯片中；以及通過COG(玻 璃片上芯片)等將IC芯片安裝在顯示面板3501上。IC芯片可替換地通過使用TAB(卷帶 自動(dòng)結(jié)合)或印刷電路板安裝在顯示面板3501上。注意，圖28A示出了結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例， 其中外圍驅(qū)動(dòng)電路的一部分形成在與像素部分相同的基板上，而裝有外圍驅(qū)動(dòng)電路的另一 部分的IC芯片通過COG等來安裝。在像素部分中，可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用實(shí)施方式1到4中所描述的像素結(jié)構(gòu)。例如，通過應(yīng)用實(shí)施方式1中描述的圖2的像素結(jié)構(gòu)，或?qū)嵤┓绞?中描述的圖11 的像素結(jié)構(gòu)，可減少制造步驟。即，像素部分和在與像素部分相同的基板上形成的外圍驅(qū)動(dòng) 電路由單極晶體管構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)成本降低。另外，為進(jìn)一步降低功耗，可使用TFT在玻璃基板上形成像素部分，所有外圍驅(qū)動(dòng) 電路可被形成到IC芯片中，并且IC芯片可通過COG (玻璃片上芯片)等安裝在顯示面板上。
另外，通過應(yīng)用實(shí)施方式1的圖2中所示的像素結(jié)構(gòu)，像素可僅由η溝道型晶體管 構(gòu)成，使得可向晶體管的半導(dǎo)體層應(yīng)用非晶半導(dǎo)體(諸如非晶硅)。即，可制造其中難以形 成均勻的結(jié)晶半導(dǎo)體膜的大型顯示裝置。此外，通過對(duì)構(gòu)成像素的晶體管的半導(dǎo)體層使用 非晶半導(dǎo)體，可減少制造步驟，并可實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。較佳的是，在向構(gòu)成像素的晶體管的半導(dǎo)體層應(yīng)用非晶半導(dǎo)體膜的情況下，使用 TFT在基板上形成像素部分，所有外圍驅(qū)動(dòng)電路被形成到IC芯片中，且IC芯片通過COG (玻 璃片上芯片)被安裝在顯示面板上。注意，圖28Β示出了該結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，其中像素部分 形成在基板上，且配備了外圍驅(qū)動(dòng)電路的IC芯片通過COG等被安裝在基板上。
可用上述EL模塊來完成EL電視接收器。圖36是示出EL電視接收器的主要結(jié)構(gòu) 的框圖。調(diào)諧器3601接收視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。視頻信號(hào)由視頻信號(hào)放大器電路3602、用 于將從視頻信號(hào)放大器電路3602輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于紅、綠和藍(lán)的每一種色彩的彩 色信號(hào)的視頻信號(hào)處理電路3603、以及用于將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電路的輸入規(guī)范的控制 電路3506來處理?？刂齐娐?506向掃描線側(cè)和信號(hào)線側(cè)的每一個(gè)輸出信號(hào)。在以數(shù)字方 式驅(qū)動(dòng)的情況下，可采用在信號(hào)線側(cè)上設(shè)置信號(hào)劃分電路3507以通過分成m個(gè)信號(hào)來提供 輸入數(shù)字信號(hào)的結(jié)構(gòu)。由調(diào)諧器3601接收的音頻信號(hào)被發(fā)送到音頻信號(hào)放大器電路3604，其輸出通過 音頻信號(hào)處理電路3605被提供給揚(yáng)聲器3606?？刂齐娐?607從輸入部分3608接收接收臺(tái) (接收頻率)以及音量控制數(shù)據(jù)，并將信號(hào)發(fā)送給調(diào)諧器3601和音頻信號(hào)處理電路3605。通過將圖35所示的EL模塊結(jié)合到外殼34001中，TV接收器可如圖34A所示地完 成。顯示部分34003由EL模塊構(gòu)成。另外，揚(yáng)聲器部分34004、視頻輸入端子34005等被適 當(dāng)?shù)靥峁?。無需多言，本發(fā)明也可被應(yīng)用于除TV接收器之外的各種設(shè)備，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)的 監(jiān)視器，尤其是諸如車站或機(jī)場中的信息顯示面板以及街上的廣告板等大型顯示介質(zhì)。本申請(qǐng)基于2005年6月30日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)第2005-191145 號(hào)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層的晶體管；電容器；以及位于所述晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接，所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接，所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸，所述半導(dǎo)體層包含ZnO。
2.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的晶體管；電容器；以及位于所述晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸， 所述半導(dǎo)體層包含a-InGaZnO。
3.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的晶體管；電容器；以及位于所述晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸， 所述半導(dǎo)體層至少包含In、Ga以及Zn之中的2種。
4.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的晶體管；電容器；以及在所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層包含ZnO。
5.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的晶體管； 電容器；以及在所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層包含a-InGaZnO。
6.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括發(fā)光元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的晶體管；電容器；以及在所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜，所述晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述發(fā)光元件的像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的電極與所述發(fā)光元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層至少包含In、Ga以及Zn之中的2種。
7.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管； 電容器；以及位于所述第一晶體管、第二晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接，所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸， 所述半導(dǎo)體層包含ZnO。
8.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管； 電容器；以及位于所述第一晶體管、第二晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸， 所述半導(dǎo)體層包含a-InGaZnO。
9.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管； 電容器；以及位于所述第一晶體管、第二晶體管和所述電容器上的絕緣膜，所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述絕緣膜至少覆蓋所述引線的一部分，且與所述半導(dǎo)體層接觸， 所述半導(dǎo)體層至少包含In、Ga以及Zn之中的2種。
10.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管；電容器；以及位于所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜， 所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層包含ZnO。
11.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管； 電容器；以及位于所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜，所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層包含a-InGaZnO。
12.—種半導(dǎo)體器件，其特征在于， 包括顯示元件；具有柵電極、位于所述柵電極上的柵極絕緣膜以及位于所述柵極絕緣膜上的半導(dǎo)體層 的第一晶體管； 第二晶體管； 電容器；以及位于所述半導(dǎo)體層上的絕緣膜，所述第一晶體管的源極和漏極中的一個(gè)通過引線與所述顯示元件的像素電極進(jìn)行電 連接，所述第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第一電極與所述顯示元件的所述像素電極進(jìn)行電連接， 所述電容器的第二電極與所述第二晶體管的柵電極進(jìn)行電連接， 所述引線與所述絕緣膜的末端重疊， 所述半導(dǎo)體層至少包含In、Ga以及Zn之中的2種。
13.如權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述顯示元件包括電子墨水。
全文摘要
在放大晶體管的尺寸的情況下，晶體管的功耗增加。由此，本發(fā)明提供了一種能夠防止電流在信號(hào)寫操作期間流入顯示元件，而不改變用于向每行的顯示元件提供電流的電源線的電勢(shì)的顯示裝置。在通過向晶體管施加預(yù)定電流來設(shè)置晶體管的柵極-源極電壓時(shí)，調(diào)整晶體管的柵極端子的電勢(shì)，以防止電流流入連接到晶體管的源極端子的負(fù)載。因此，連接到晶體管的柵極端子的引線的電勢(shì)與連接到晶體管的漏極端子的引線的電勢(shì)不同。
文檔編號(hào)G09G3/32GK101866616SQ201010157048
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者木村肇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所