CN1292486C - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够进行多灰度清晰彩色显示的有源矩阵发光器件。该发光器件具有象素部分，而象素部分具有多个象素。多个象素中的每一个具有EL元件。第一EL驱动TFT、第二EL驱动TFT、开关TFT、和擦除TFT。第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT并联连接。

Description

发光器件
本发明涉及到一种电子显示器件，它通过在基底上制作EL(电致发光)构成，特别是涉及到使用半导体元件(一种使用半导体薄膜的元件)的EL显示器件。此外，本发明还涉及到在显示部分使用EL显示器的发光器件。
近来，在基底上形成TFT的技术已经有显著的发展，并且它在有源矩阵电子显示器中的应用也在继续。特别是，使用多晶硅膜的TFT能高速工作，因为这种TFT比使用常规无定形硅膜的TFT具有更高的场效应迁移率。因此，在常规条件下用基底外部驱动电路进行的象素控制，能用象素所在基底上的驱动电路实现。
这样一种有源矩阵电子显示器包括形成于同一基底上的各种电路和元件。利用这种结构，有源矩阵电子显示器能提供多种优点，例如降低制作成本、减小电子显示器的尺寸、提高成品率和增加产量。
此外，包括EL元件作为自发光元件的有源矩阵EL显示器已经得到积极的研究。该种EL显示器件也称为有机EL显示器(OELD)或者有机发光二极管(OLED)。
与液晶显示器件不同，EL显示器件具有一种自发光。EL元件具有这样一种结构，把包含有机化合物的一层(以下称为EL层)夹入一对电极(阳极和阴极)之间。EL层能通过在一对电极上加电场而发光，并且通常具有层状结构。作为层状结构的典型例子，一种层状结构为“空穴输运层/发光层/电子输运层”，由Eastman Kodak Company的Tang等人提出，在这里引用参考。这种结构具有极高的发光效率。由于这个优点，当前研究和开发的大多数发光器件，都采用这种结构。
此外，发光器件可以有这样的层状结构：空穴注入层/空穴输运层/发光层/电子输运层，或者空穴注入层/空穴输运层/发光层/电子输运层/电子注入层，按上面的次序沉积在阳极上。而且，发光层可以被荧光色素等掺杂。
本说明书中，在阴极和阳极之间形成的所有层一般地被称作EL层。从而上述的空穴注入层，空穴输运层，发光层，电子输运层，电子注入层之类都包含在EL层内。在有机化合物的发光中，从三重线受激态返回到基态会发光(磷光)，从单重线受激态返回到基态也会发光(荧光)，而且本发明的发光器件可以使用以上发光类型的任意一种，或者也可以使用两种发光类型。
预定的电压通过一对电极施加到具有上述结构的EL层，在发光层中发生载流子复合，发出光来。注意，由EL元件的光发射，在本说明书中被称作驱动EL元件。而且，由阳极，EL层和阴极形成的发光元件，在本说明书中被称作EL元件。
模拟驱动方法(模拟驱动)能被举出作为驱动EL显示器件的一种方法。参考图25和26来描述EL显示器件的模拟驱动。
图25表示EL显示器件的象素部分1800的结构，采用模拟方式驱动。栅极信号从栅极信号线驱动电路输入到栅极信号线(G1到Gy)，栅极信号线连接到各个象素的开关TFT1801的栅电极上。各个象素中的开关TFT1801的源区或漏区连接到源极信号线(也叫做数据信号线)S1到Sx，模拟视频信号输入到S1到Sx，而另外一个区则连接到各个象素中的EL驱动TFT1804的栅电极和电容器1808。
象素中EL驱动TFT1804的源区连接到电源线V1到Vx，而EL驱动TFT1804的漏区连接到EL元件1806。电源线V1到Vx的电位称作电源电位。电源线V1到Vx连接到各个象素的电容器1808。
EL元件1806包括阳极、阴极和夹在阳极与阴极之间的EL层。如果EL元件1806的阳极连接到EL驱动TFT1804的漏区，则EL元件1806的阳极和阴极分别成为象素电极和反向电极。另一方面，如果EL元件1806的阴极连接到EL驱动TFT1804的漏区，则EL元件1806的阳极和阴极分别成为反向电极和象素电极。
注意，反向电极的电位在本说明书中称作反向电位。也注意提供给反向电极反向电位的电源称作反向电源。象素电极电位和反向电极电位之间的电位差是EL驱动器电压，并且，EL驱动器电压被施加到EL层。
图26表示图25中EL显示器件在模拟方式驱动下的时序图。从选定一个栅极信号线到选定下一个栅极信号线的一段时间，叫做一个行周期(L)。从一个图像的开始显示到下一个图像的开始显示，对应于一个帧周期(F)。在图25所示的EL显示器件情况下，因为有y根栅极信号线，所以在一个帧周期内有y个行周期(L1到Ly)。
随着分辨率的增加，一个帧周期内的行周期数增加。结果，驱动电路必须采用高频驱动。
电源线V1到Vx上的电源电位保持不变，反向电极的反向电位也保持不变。在反向电位和电源电位之间有一个电位差，这个电位差要达到能够使EL元件发光。
栅极信号线G1在第一个行周期L1中被栅极信号选定，该栅极信号从栅极信号线驱动电路输入到栅极信号线G1。
注意，在本说明书中，术语“栅极信号线被选定”是指一种状态，这时所有栅极连接到栅极信号线的薄膜晶体管都处在打开状态。
然后，模拟视频信号依次输入到源极信号线S1到Sx。所有连接到栅极信号线G1的开关TFT1801处于打开状态，因此输入到源极信号线S1到Sx的模拟视频信号，经过开关TFT1801被输入到EL驱动TFT1804的栅极。
通过EL驱动TFT1804的沟道形成区的电流量，由输入到EL驱动TFT1804的栅极的信号电平(电压)控制。于是，加在EL元件1806的象素电极上的电位，由输入到EL驱动TFT1804的栅极的模拟视频信号决定。因而，EL元件1806由模拟视频信号的电位控制发光。
当重复上述操作，完成把模拟视频信号输入到源极信号线(S1到Sx)时，第一行周期(L1)结束。作为变通，一个行周期也可以包括完成模拟视频信号输入到源极信号线(S1到Sx)的周期和水平消隐周期。
然后，当栅极信号线G2被栅极信号选定时，第二行周期(L2)开始。与第一个行周期(L1)一样，在第二行周期期间，模拟视频信号顺序输入到源极信号线(S1到Sx)。
当全部栅极信号线(G1到Gy)用这种方式被选定时，全部的行周期(L1到Ly)完成。全部的行周期(L1到Ly)的完成对应于帧周期的完成。在一个帧周期内，所有象素显示成像。作为变通，一个帧周期也可以包括全部行周期(L1到Ly)和垂直消隐周期。
这样，EL元件的发光量按照模拟视频信号来控制，而且，通过控制发光量实现灰度显示。这种驱动方法即被称作模拟驱动方法，通过改变输入到源极信号线的模拟视频信号电位，实现灰度显示。
在上述模拟驱动方法中，由EL驱动TFT的栅极电压对供给EL元件的电流量的控制，将参考图27A和27B进行详细说明。
图27A表示EL驱动TFT的晶体管特性。在这个图中，曲线2801称作IDS-VGS特性(或IDS-VGS曲线)。在这里，IDS表示漏极电流，VGS表示栅电极和源区之间的电压(栅极电压)。从本图可以看出在任意栅极电压下流过的电流量。
当用模拟驱动方法实现灰度显示时，EL元件使用上述IDS-VGS特性的虚线2802区域驱动。图27B表示参考号2802所包围区域的放大图。
图27B中斜线所示区域称作饱和区。确切地说，如果阈值电压设为VTH，饱和区就是栅极电压满足|VGS-VTH|＜|VDS|的区域，而且在这个区域中，漏极电流随着栅极电压按指数变化。电流控制通过使用这个区域的栅极电压实现。
一个模拟视频信号输入到打开了开关TFT的象素，这个信号决定EL驱动TFT的栅极电压。同时，根据图27A中的IDS-VGS特性，漏极电流与栅极电压被一一对应决定。更确切地，输入到EL驱动TFT的栅极的模拟视频信号电压，决定漏区的电位。结果，预定的漏电流量流入EL元件，使得EL元件的发光量与电流量相对应。
如上所述，EL元件的发光量由视频信号控制，以实现灰度显示。
然而，上面的模拟驱动有一个缺点，就是受到TFT特性起伏的极大影响。即使在各个象素的EL驱动TFT上加相同的电压，如果EL驱动TFT的IDS-VGS特性存在起伏，EL驱动TFT就不能输出同样的漏极电流。而且，从图27A中明显看出，由于使用漏极电流随栅极电压指数变化的区域，即使把相同的栅极电压加到这些TFT，电流量也会随IDS-VGS特性中的轻微移动而输出有很大不同。在这样的条件下，由于IDS-VGS特性中的轻微起伏，即使输入相同的电压信号，相邻象素的EL元件的发光量也彼此不同。
如上所述，模拟驱动对EL驱动TFT的特性起伏非常敏感，这是常规有源矩阵EL器件的灰度显示中的一个问题。
本发明已经考虑到上述问题，目的在于提供一种有源矩阵EL显示器件，它能够实现清晰的多灰度彩色显示。而且，本发明另一个目的是提供高性能的发光装置(电子设备)，包括显示器件之类的有源矩阵EL显示器件。
本发明的发明人认为模拟驱动问题起因是因为使用饱和区进行灰度显示，此饱和区由于漏极电流相对于栅极电压指数变化而易受IDS-VGS特性起伏效应的影响。
更确切地，在IDS-VGS特性有变化的情况下，在饱和区中漏极电流随着栅极电压成指数变化。因此，即使施加相同的电压，输出的电流(漏极电流)也不相同，导致不能得到所希望的灰度的困难。
因此，本发明人考虑通过控制EL元件发光时间，而不是控制使用饱和区的电流，来控制EL元件的发光量。换句话说，在本发明中EL元件的发光量是利用时间进行控制，以实现灰度显示。通过控制EL元件的发光时间来实现灰度显示的驱动方法，被称作时分驱动方法(下文中，称为数字驱动)。用时分驱动方法实现的灰度显示称作时分灰度显示。
依照上述结构，按照本发明，即使EL驱动TFT的IDS-VGS特性有一些起伏，输入相同的电压信号时，也有可能避免EL元件的发光量在邻近象素之间有很大不同的情况。
在附图中：
图1是一框图，表示依照本发明的一种EL显示器件的电路结构；
图2是依照本发明的EL显示器件的象素部分的电路图；
图3是依照本发明的EL显示器件的象素的电路图；
图4表示一种依照本发明的EL显示器件的驱动方法；
图5表示一种依照本发明的EL显示器件的驱动方法；
图6表示一种依照本发明的EL显示器件的驱动方法；
图7表示一种依照本发明的EL显示器件的驱动方法；
图8是依照本发明的EL显示器件的一个象素的顶视图；
图9是一框图，表示依照本发明的EL显示器件的一种驱动电路结构；
图10A到10E表示依照本发明的EL显示器件的制造工艺；
图11A到11D表示依照本发明的EL显示器件的制造工艺；
图12A到12C表示依照本发明的EL显示器件的制造工艺；
图13详细表示了依照本发明的EL显示器件的剖面图；
图14A和14B表示依照本发明的EL显示器件的顶视图和剖面图；
图15A和15B是依照本发明的EL显示器件的象素的电路图；
图16是依照本发明的EL显示器件的源极信号线驱动电路的电路图；
图17是依照本发明的EL显示器件的源极信号线驱动电路的锁存器顶视图；
图18A和18B表示EL元件和EL驱动TFT之间的连接结构，并分别表示EL元件和EL驱动TFT的电压-电流特性；
图19表示EL元件和EL驱动TFT的电压-电流特性；
图20表示EL驱动TFT的栅极电压和漏极电流之间的关系；
图21是依照本发明的EL显示器件的顶视图；
图22是一框图，表示依照本发明的EL显示器件的电路结构；
图23A到23F是使用依照本发明的EL显示器件的电子设备；
图24A和24B是使用依照本发明的EL显示器件的电子设备；
图25是表示常规EL显示器件的象素部分的电路图；
图26是表示常规EL显示器件的驱动方法的时序图；
图27A和27B表示TFT的IDS-VGS特性。
下文中，将说明依照本发明的一种EL显示器件的结构及其驱动方法。在这里说明的案例为2n灰度显示，通过n位数字视频信号实现。
[实施方案模式]
一个依照本发明的EL显示器件的框图实例如图1所示。图1的EL显示器件具有象素部分101，和布置在象素部分101周边的电路：源极信号线驱动电路102；写入栅极信号线驱动电路(第一栅极信号线驱动电路)103；和擦除栅极信号线驱动电路(第二栅极信号线驱动电路)104，全都用TFT形成在一个基底上。注意，尽管本实施方案模式中的EL显示器件具有一个源极信号线驱动电路，本发明并不限定于此，并且本发明也可能有两个或更多源极信号线驱动电路。
而且，在本发明中，源极信号线驱动电路102，写入栅极信号线驱动电路103，和擦除栅极信号线驱动电路104，也可能在形成象素部分101的基底上实现，或者可能形成在IC芯片上，并通过FPC或者TAB连接到象素部分101。
图2表示象素部分101的放大图。源极信号线S1到Sx、电源线V1到Vx、写入栅极信号线(第一栅极信号线)Ga1到Gay、和擦除栅极信号线(第二栅极信号线)Ge1到Gey，都形成在象素部分101内。
单个象素105是一个区域，它包括源极信号线S1到Sx中的一个，电源线V1到Vx中的一个，写入栅极信号线Ga1到Gay中的一个，和擦除栅极信号线Ge1到Gey中的一个。多个象素105以矩阵的形式布置在象素部分101内。
单个象素105的放大图如图3所示。参考号107代表一个开关TFT，参考号108代表一个EL驱动TFT，参考号109代表一个擦除TFT，参考号110是一个EL元件，参考号111是一个反向电源，参考号112是一个电容器。EL驱动TFT108由两个EL驱动TFT(一个第一EL驱动TFT和一个第二EL驱动TFT)并联组成。第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT在本说明书中称为EL驱动TFT。
开关TFT107的栅电极被连接到写入栅极信号线Ga(写入栅极信号线Ga1到Gay中的一个)。开关TFT107的源区和漏区中的一个被连接到源极信号线S(源极信号线S1到Sx中的一个)，并且另外一个被连接到EL驱动TFT108的栅电极、每一个象素的存储电容器112、和擦除TFT109的源区或者漏区。
在开关TFT107处于非选定状态(关断状态)时，电容器112被用来保持EL驱动TFT108的栅极电压。尽管使用电容器112的结构表示在本实施方案模式中，本发明并不限定于此；也可能采用不使用电容器112的结构。
EL驱动TFT108的源区被连接到电源线V(V1到Vx中的任意一个)，并且漏区被连接到EL元件110。电源线V被连接到电容器112。
在擦除TFT109的源区和漏区中，没有连接到EL驱动TFT108的栅电极的那个，被连接到电源线V。擦除TFT109的栅电极被连接到擦除栅极信号线Ge(Ge1到Gey中的任意一个)。
EL元件110包括阳极、阴极和阳极与阴极之间的EL层。如果阳极被连接到EL驱动TFT108的漏区，则阳极作为象素电极，同时阴极作为反向电极。与之相反，如果阴极被连接到EL驱动TFT108的漏区，则阴极作为象素电极，同时阳极作为反向电极。
EL元件110的反向电极被连接到反向电源111，该电源在包括象素部分101的基底之外，并且反向电位一直加在反向电极上。而且，电源线V被连接到电源(图中未示出)，该电源在包括象素部分101的基底之外，并且电源电位一直加在电源线V上。为了当电源电位施加到象素电极上时EL元件发光，反向电位和电源电位一直保持一定的电位差。
对于近来典型的EL显示器件，如果象素部分每单位面积的发光量是200cd/m2，象素部分每单位面积的电流大约需要几个mA/cm2。因此，当象素部分的尺寸增大时，通过开关控制从提供在比如IC上的电源施加到电源线的电位就变得困难。然而，在本发明中，电源电位和反向电位一直保持不变。由于不必通过开关来控制由IC上的电源施加的电平，故本发明能有效实现更大屏幕尺寸的面板。
开关TFT107、EL驱动TFT108和擦除TFT109可以是n沟道TFT或p沟道TFT。可是，第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT必须具有相同的极性。在EL元件110的阳极是象素电极，阴极是反向电极的情况下，EL驱动TFT108最好是p沟道TFT。相反地，当EL元件110的阳极是反向电极，阴极是象素电极的时候，EL驱动TFT108最好是n沟道TFT。
而且，开关TFT107、EL驱动TFT108和擦除TFT109除了有单栅极结构，也可以有多栅极结构，比如双栅极结构或三栅极结构。
下面用图4来解释图1到3所示本发明的EL显示器件的驱动方法。
首光，依照写入栅极信号(第一栅极信号)选定写入栅极信号线Ga1，该写入栅极信号从写入栅极信号线驱动电路103被输入到写入栅极信号线Ga1。开关TFT107，和所有连接到写入栅极信号线Ga1的象素(第一行象素)，被置于打开状态。
同时，从源极信号线驱动电路102输入到源极信号线S1到Sx的数字视频信号的第一位，经过开关TFT107，被输入到EL驱动TFT108的栅电极。注意，经过开关TFT107到EL驱动TFT108的栅电极的数字视频信号输入，指的是该数字视频信号被输入到本发明的象素中。
数字视频信号具有信息“0”或“1”。数字视频信号“0”和“1”是一个具有高电平，而另一个具有低电平的信号。
在本实施方案模式中，如果数字视频信号具有信息“0”，EL驱动TFT108被关闭。于是，电源电位不施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“0”的数字视频信号输入到象素时，该象素中包括的EL元件110不发光。
相反，如果数字视频信号具有信息“1”，EL驱动TFT108被打开。于是，电源电位被施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“1”的数字视频信号输入到象素时，该象素中包括的EL元件110发光。
在本实施方案模式中，如果数字视频信号具有信息“0”，EL驱动TFT108被关闭，而如果数字视频信号具有信息“1”，EL驱动TFT108被打开。然而，本发明并不限定于这种结构。作为变通，EL驱动TFT108可以在数字视频信号具有信息“0”时被打开，并且EL驱动TFT108可以在数字视频信号具有信息“1”时被关闭。
这样，EL元件110随着第一位数字视频信号输入到第一行象素，同时进入发光状态或不发光状态，并且第一行象素实现显示。象素实现显示的时间段称作显示周期Tr。特别是，从第一位数字视频信号输入到一个象素开始的显示周期，表示为Tr1。每一行的显示周期开始的时间分别有一个时间差。
接下来，当写入栅极信号线Ga1的选定结束时，写入栅极信号线Ga2被写入栅极信号选定。开关TFT107和所有连接到写入栅极信号线Ga2的象素，被置于打开状态，而且数字视频信号的第一位从源极信号线S1到Sx输入到第二行象素。
所有写入栅极信号线Ga1到Gay被依次选定，而且数字视频信号的第一位被输入到所有象素。数字视频信号的第一位被输入到所有象素的时间段表示写入周期Ta1。
另一方面，在数字视频信号的第一位被输入到所有象素之前，也就是写入周期Ta1结束之前，擦除栅极信号线Ge1依照擦除栅极信号(第二栅极信号)选定，该擦除栅极信号从擦除栅极信号线驱动电路104输入，并与数字视频信号的第一位到所有象素的输入并行。擦除TFT109和所有连接到擦除栅极信号线Ge1的象素(第一行象素)，被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，加给EL驱动TFT108的栅电极。
当电源电位加给EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108的栅电极和源区保持相同的电位，栅极电压是0V。因此，EL驱动TFT被置于关闭状态。也就是，由于写入栅极信号线Ga1被写入栅极信号选定，已经由EL驱动TFT的栅电极存储的数字视频信号，被加到EL驱动TFT的栅电极的电源电位擦除。从而，电源电位不被加到EL元件110的象素电极上，第一行象素的全部EL元件110成为不发光状态。第一行象素因此不执行显示。
象素不执行显示的时间段称作非显示周期Td。对于第一行象素，当擦除栅极信号输入到擦除栅极信号线Ge1时，显示周期Tr1同时完成，而非显示周期Td1开始。于是，和显示周期Tr类似，每一行非显示周期Td开始的时间分别有一个时间差。
当Ge1的选定结束时，擦除栅极信号线Ge2被选定，擦除TFT109和连接到擦除栅极信号线Ge2的所有象素(第二行象素)于是被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，被加到EL驱动TFT108的栅电极。当电源电位被加到EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108被置于关闭状态。电源电位于是不被加到EL元件110的象素电极。结果，第二行象素的EL元件都处在不发光状态，第二行象素变成非显示状态，不执行显示。
擦除栅极信号依次输入到全部擦除栅极信号线。全部擦除栅极信号线(Ge1到Gey)被选定且存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除的时间段，被称作擦除周期Te1。
另一方面，存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除之前，也就是擦除周期Te1结束之前，按照与象素中第一位数字视频信号的擦除并行的写入栅极信号，写入栅极信号线Ga1再次被选定。第二位数字视频信号然后被输入到第一行象素。结果第一行象素又执行显示，非显示周期Td1结束，显示周期Tr2开始。
所有写入栅极信号线依次类似地选定，第二位数字视频信号被输入到全部象素。第二位数字视频信号被输入到所有象素的时间段称作写入周期Ta2。
另一方面，在第二位输入到全部象素之前，也就是写入周期Ta2结束之前，按照与第二位数字视频信号到象素的输入并行的擦除栅极信号，擦除栅极信号线Ge1被选定。第一行象素的EL元件全部成为不发光状态，第一行象素因此不执行显示。因此，在第一行象素中，显示周期Tr2结束，非显示周期Td2开始。
全部擦除栅极信号线Ge1到Gey被依次选定，存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除。全部擦除栅极信号线Ge1到Gey被选定且存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除的时间段，就是擦除周期Te2。
重复执行以上操作，直到第m位数字视频信号被输入到象素，显示周期Tr和非显示周期Td重复出现。当写入周期Ta1开始时，显示周期Tr1开始，当擦除周期Te1开始时，显示周期Tr1结束。进而，当擦除周期Te1开始时，非显示周期Td1开始，当下一个写入周期(在这样的实施方案中是写入周期Ta2)出现时，非显示周期Td1结束。与显示周期Tr1和非显示周期Td1类似，对于显示周期Tr2，Tr3，...，Tr(m-1)和非显示周期Td2，Td3，...，Td(m-1)，其中每一个分别由写入周期Ta1，Ta2，...，Tam和擦除周期Te1，Te2，...，Te(m-1)决定。
为了能容易解释和理解，用图4表示一个m＝n-2的实例，但是本发明当然不限定于此。本发明可能从1到n任意选择m。
在第m[n-2](此后方括号里面表示m＝n-2)位数字视频信号被输入到第一行象素之后，第一行象素进入显示周期Trm[n-2]并执行显示。第m[n-2]位数字视频信号然后被保存，直到下一位数字视频信号被输入。
当第(m+1)[n-1]位数字视频信号接下来输入到第一行象素时，存储在象素中的第m[n-2]位数字视频信号，被第(m+1)[n-1]位数字视频信号代替。然后第一行象素进入显示周期Tr(m+1)[n-1]，并且执行显示。第(m+1)[n-1]位数字视频信号被保存在象素中，直到下一位数字视频信号被输入。
反复进行以上操作，直到第n位数字视频信号被输入到象素。显示周期Trm[n-2]，...，Trn在写入周期Tam[n-2]，...，Tan开始的时候开始，并在下一个写入周期开始时结束。
当全部显示周期Tr1到Trn完成时，就能显示一幅图像。显示一幅图像的时间段在本发明中被称作一个帧周期(F)。
当一个帧周期完成时，写入栅极信号线Ga1再次依照写入栅极信号被选定。第1位数字视频信号然后被输入到象素，第一行象素的显示周期Tr1再次开始。以上提到的操作然后被重复。
对一般的EL显示器件，最好每秒形成60或更多帧周期。如果每秒钟显示的图像数少于60，图像闪烁开始在视觉上变得突出。
而且，本发明中全部写入周期的总长必须比一个帧周期短。此外，显示周期的长度必须设定为使得Tr1∶Tr2∶Tr3∶...∶Tr(n-1)∶Trn＝20∶21∶22∶...∶2(n-2)∶2(n-1)。所要求的在2n灰度级内的灰度显示就能通过组合显示周期来实现。
在一个帧周期内，一个象素显示的灰度由显示周期的总长度决定，在显示周期内象素的EL元件发光。例如，当n＝8时，如果把在全部显示周期内象素发光的亮度看作100％，那么1％的亮度能被象素在Tr1和Tr2期间的发光表示。当象素在Tr3、Tr5和Tr8内发光时，60％的亮度能被表示。
第m位数字视频信号在写入周期Tam内被写入到象素，写入周期Tam比显示周期Trm的长度短是关键的。因此，位数m从1到n中取值是必须的，以使得写入周期Tam比显示周期Trm的长度短。
而且，显示周期Tr1到Trn可以按任意顺序出现。例如，在一个帧周期内，显示周期以Tr1之后为Tr3，Tr5，Tr2，...，的方式出现是可能的。然而，显示周期Tr1到Trn最好按一定的顺序，以使得不会互相重叠。此外，擦除周期Te1到Ten最好也按一定顺序，以使得不会互相重叠。
依照本发明的上述结构，当相等的栅电压施加到EL驱动TFT时，即使EL驱动TFT的IDS-VGS特性有一些起伏，其电流量输出的起伏也能被抑制。因此，有可能避免由于IDS-VGS特性的起伏，即使输入相同的电压信号，相邻象素的EL元件的发光量也有很大不同的情况。
而且，第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT根据本发明并联为EL驱动TFT。依照这种结构，流过EL驱动TFT的电流产生的热能有效进行辐射，从而能抑制EL驱动TFT的损坏。此外，由于如EL驱动TFT的阈值电压和迁移率等特性的起伏而产生的漏极电流起伏能被抑制。
注意，尽管两个驱动TFT，第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT，在本实施方案模式中被用作EL驱动TFT，但本发明并不限定于此。在每个象素中用作EL驱动TFT的TFT的数量可以等于或大于两个。
本发明能形成不进行显示的非发光周期。用常规模拟驱动方法，如果在EL显示器件上显示全白图像，那么由于EL元件一直在发光，会使EL层的老化加快。本发明能形成非发光周期，因此EL层的老化能得到一定程度的抑制。
注意，在本发明中的部分显示周期和写入周期重叠。换句话说，即使在写入周期内，使象素进行显示也是可能的。显示周期的总长度在一个帧周期内的比率(占空比)不仅仅由写入周期的长度决定。
注意本实施方案模式所示结构，其中为了保持加到EL驱动TFT的栅电极上的电压而制作一个电容器，但是也可能省略该电容器。如果EL驱动TFT具有形成的LDD区，使得与栅电极通过栅极绝缘膜重叠，则一般称作栅极电容的寄生电容，在重叠区域形成。为了能保持加到EL驱动TFT的栅电极上的电压，这个栅极电容能被积极地用作一个电容器。
栅极电容的电容值随着栅区和LDD区重叠的表面面积变化，并且它由在重叠区域内包含的LDD区的长度决定。
注意本发明的上述结构不仅能用于EL显示器件，而且能用于使用其它电光元件的器件。而且，如果开发出响应时间等于或小于10μsec的高速响应液晶，则将本发明应用到液晶显示也是可能的。
下面说明本发明的实施方案。
[实施方案1]
按照本发明用6位数字视频信号，在一个EL显示器件中实现26灰度显示的案例，用图5在实施方案1中说明。注意实施方案1的EL显示器件具有图1到3的结构。
首先，写入栅极信号线Ga1依照写入栅极信号选定，该写入栅极信号从写入栅极信号线驱动电路103输入到写入栅极信号线Ga1。开关TFT107和所有连接到写入栅极信号线Ga1的象素(第一行象素)，于是被置于打开状态。
同时，第一位数字视频信号从源极信号线驱动电路102输入到源极信号线S1到Sx，并经过开关TFT107输入到EL驱动TFT108的栅电极。
当数字视频信号具有信息“0”时，EL驱动TFT108在实施方案1中被置于关闭状态。于是，电源电位不施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“0”的数字视频信号输入到象素时，该象素的EL元件110不发光。
相反，当数字视频信号具有信息“1”时，EL驱动TFT108被置于打开状态。于是，电源电位被施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“1”的数字视频信号输入到象素时，该象素的EL元件110发光。
这样，数字视频信号输入到第一行象素的同时，EL元件110实现发光或不发光，成为显示周期Tr1。每一行的显示周期开始的时间分别有一个时间差。
接下来，当写入栅极信号线Ga1的选定结束时，写入栅极信号线Ga2依照写入栅极信号选定。开关TFT107和所有连接到写入栅极信号线Ga2的象素，被置于打开状态，而且第一位数字视频信号从源极信号线S1到Sx输入到第二行象素。
然后所有写入栅极信号线Ga1到Gay被选定，而且第一位数字视频信号被输入到所有象素。第一位数字视频信号被输入到所有象素的时间段代表写入周期Ta1。
另一方面，在第一位数字视频信号被输入到所有象素之前，也就是写入周期Ta1结束之前，擦除栅极信号线Ge1依照擦除栅极信号被选定，该擦除栅极信号从擦除栅极信号线驱动电路104输入，并与第一位数字视频信号到所有象素的输入并行。
擦除TFT109和所有连接到擦除栅极信号线Ge1的象素(第一行象素)，被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，加给EL驱动TFT108的栅电极。
当电源电位被加到EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108被置于关闭状态。电源电位因此不被加到EL元件110的象素电极，于是所有第一行象素的EL元件都处在不发光状态。第一行象素不执行显示。换句话说，由于写入栅极信号线Ga1被写入栅极信号选定，已经由EL驱动TFT108的栅电极存储的数字视频信号，被加到EL驱动TFT108的栅电极的电源电位擦除。因此第一行象素不执行显示。
擦除栅极信号被选定的同时，第一行象素的显示周期Tr1结束，而且非显示周期Td1开始。于是，类似于显示周期，每一行的非显示周期开始的时间分别有一个时间差。
当擦除栅极信号线Ge1的选定结束时，擦除栅极信号线Ge2被擦除栅极信号选定，擦除TFT109和连接到擦除栅极信号线Ge2的所有象素(第二行象素)被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，被加到EL驱动TFT108的栅电极。当电源电位被加到EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108被置于关闭状态。电源电位因此不被加到EL元件110的象素电极。结果，第二行象素的EL元件都处在不发光状态，第二行象素变成非显示状态，不执行显示。
然后所有擦除栅极信号线Ge1到Gey被选定，存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除。存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除的时间段，就是擦除周期Te1。
另一方面，存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除之前，也就是擦除周期Te1结束之前，按照与象素中第一位数字视频信号的擦除并行的写入栅极信号，写入栅极信号线Ga1再次被选定。结果，第一行象素又执行显示，非显示周期Td1结束，显示周期Tr2开始。
所有写入栅极信号线依次类似地选定，并且第二位数字视频信号被输入到全部象素。第二位数字视频信号被输入到所有象素的时间段称作写入周期Ta2。
另一方面，在第二位数字视频信号输入到全部象素之前，也就是写入周期Ta2结束之前，按照与第二位数字视频信号到象素的输入并行的擦除栅极信号，擦除栅极信号线Ge1被选定。第一行象素的EL元件全部成为不发光状态，第一行象素因此不执行显示。在第一行象素中，显示周期Tr2结束，非显示周期Td2开始。
然后全部擦除栅极信号线Ge1到Gey被依次选定，存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除。存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除的时间段，就是擦除周期Te2。
重复执行以上操作，直到第5位数字视频信号被输入到象素中，显示周期Tr和非显示周期Td重复出现。当写入周期Ta1开始时，显示周期Tr1开始，当擦除周期Te1开始时，显示周期Tr1结束。进而，当擦除周期Te1开始时，非显示周期Td1开始，当下一个写入周期(实施方案1中是写入周期Ta2)出现时，非显示周期Td1结束。与显示周期Tr1和非显示周期Td1类似，显示周期Tr2，Tr3，Tr4，和非显示周期Td2，Td3，Td4，分别由写入周期Ta1，Ta2，...，Ta5和擦除周期Te1，Te2，...，Te4决定。
当第5位数字视频信号输入到第一行象素时，显示周期Tr5开始，并且第一行象素执行显示。第5位数字视频信号被保存在象素中，直到下一位数字视频信号被输入。
当第6位数字视频信号输入到第一行象素时，存储在象素中的第5位数字视频信号，被第6位数字视频信号代替。显示周期Tr6开始，并且第一行象素执行显示。第6位数字视频信号被保存在象素中，直到下一个帧周期的第1位数字视频信号被输入。
当下一个帧周期的第1位数字视频信号被输入到象素时，显示周期Tr6结束，并且这个帧周期也同时结束。当全部显示周期Tr1到Tr6完成时，就能显示一幅图像。以上操作反复进行。
当写入周期Ta5开始时，显示周期Tr5开始，当写入周期Ta6开始时，显示周期Tr5结束。当写入周期Ta6开始时，显示周期Tr6开始，当下一帧的写入周期Ta1开始时，显示周期Tr6结束。
显示周期Tr的长度必须设定为使得Tr1∶Tr2∶...Tr5∶Tr6＝20∶21∶22∶...24∶25。所要求的在26灰度级内的灰度显示能通过组合显示周期来实现。
在一个帧周期内，一个象素显示的灰度能通过查找显示周期的总长度来决定，在显示周期内象素的EL元件发光。例如，如果对于在全部显示周期内象素发光的亮度看作100％，那么5％的亮度能被象素在Tr1和Tr2期间的发光表示。当象素在Tr3和Tr5内发光时，32％的亮度能被表示。
第5位数字视频信号在写入周期Ta5内被写入到象素，写入周期Ta5比显示周期Tr5的长度短是关键的。
而且，显示周期Tr1到Tr6可以按任意顺序出现。例如，在一个帧周期内，显示周期以Tr1之后为Tr3，Tr5，Tr2，...，的方式出现是可能的。然而，显示周期Tr1到Tr6最好按一定顺序，以使得不会互相重叠。此外，擦除周期Te1到Te6最好也按一定顺序也是首选的，以使得不会互相重叠。
依照本发明的上述结构，当相等的栅电压被施加到EL驱动TFT时，即使EL驱动TFT的IDS-VGS特性有一些起伏，其电流量输出的起伏也能被抑制。因此可能避免由于IDS-VGS特性的起伏，即使输入相同的电压信号，EL元件的相邻象素发光量也有很大不同的情况。
依照本发明能形成不进行显示的非发光周期。用常规模拟驱动方法，如果在EL显示器件上显示全白图像，那么由于EL元件一直在发光，会使EL层的老化加快。本发明能形成非发光周期，因此EL层的老化能得到一定程度的抑制。
[实施方案2]
对应于6位数字视频信号，本发明的驱动方法中显示周期Tr1到Tr6的出现次序在实施方案2中说明。
图6表示实施方案2的驱动方法的时序图。对于象素的详细驱动可以参考实施方案1，因此这里省略其说明。在实施方案2的驱动方法中，一个帧周期内最长的非显示周期(实施方案2中是Td1)规定在这个帧周期的末端。按照上述结构，在非显示周期Td1和下一个帧周期的第一显示周期(实施方案2中是Tr4)之间，对人眼来说出现一个间隔。这样，在相邻帧周期之间，由于相邻显示周期的发光产生的显示不均衡，更难于被人眼识别。
注意，尽管实施方案2中说明的是6位数字视频信号的案例，但本发明不限定于此。有可能实现实施方案2而不限定数字视频信号位数。
[实施方案3]
按照本发明用4位数字视频信号，在一个EL显示器件中实现24灰度显示的案例，用图7在实施方案3中解释。注意实施方案3的EL显示器件具有图1到3的结构。
首先，写入栅极信号线Ga1依照写入栅极信号选定，该写入栅极信号从写入栅极信号线驱动电路103输入到写入栅极信号线Ga1。开关TFT107和所有连接到写入栅极信号线Ga1的象素(第一行象素)，被置于打开状态。
同时，第一位数字视频信号从源极信号线驱动电路102输入到源极信号线S1到Sx，并经过开关TFT107输入到EL驱动TFT108的栅电极。
当数字视频信号具有信息“0”时，EL驱动TFT108在实施方案3中被置于关闭状态。于是，电源电位不施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“0”的数字视频信号输入到象素时，该象素的EL元件110不发光。
相反，当数字视频信号具有信息“1”时，EL驱动TFT108被置于打开状态。于是，电源电位被施加到EL元件110的象素电极。结果，信息为“1”的数字视频信号输入到象素时，该象素的EL元件110发光。
这样，数字视频信号输入到第一行象素的同时，EL元件110实现发光或不发光，成为显示周期Tr1。每一行的显示周期开始的时间分别有一个时间差。
接下来，当写入栅极信号线Ga1的选定结束时，写入栅极信号线Ga2依照写入栅极信号选定。开关TFTl07和所有连接到写入栅极信号线Ga2的象素，被置于打开状态，而且第一位数字视频信号从源极信号线S1到Sx输入到第二行象素。
然后所有写入栅极信号线Ga1到Gay被选定，而且第一位数字视频信号被输入到所有象素。第一位数字视频信号被输入到所有象素的时间段代表写入周期Ta1。
另一方面，在第一位数字视频信号被输入到所有象素之前，也就是写入周期Ta1结束之前，擦除栅极信号线Ge1依照擦除栅极信号选定，该擦除栅极信号从擦除栅极信号线驱动电路104输入，并与第一位数字视频信号到所有象素的输入并行。
擦除TFT109和所有连接到擦除栅极信号线Ge1的象素(第一行象素)，被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，加给EL驱动TFT108的栅电极。
当电源电位被加到EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108被置于关闭状态。电源电位因此不被加到EL元件110的象素电极，而且所有第一行象素的EL元件都处在不发光状态。第一行象素不执行显示。换句话说，由于写入栅极信号线Ga1被写入栅极信号选定，已经由EL驱动TFT108的栅电极存储的数字视频信号被加到EL驱动TFT108的栅电极的电源电位擦除。因此第一行象素不执行显示。
当擦除栅极信号线Ge1被选定的同时，第一行象素的显示周期Tr1结束，而且非显示周期Td1开始。类似于显示周期，每一行的非显示周期Td开始的时间分别有一个时间差。
当擦除栅极信号线Ge1的选定结束时，擦除栅极信号线Ge2被擦除栅极信号选定，擦除TFT109和连接到擦除栅极信号线Ge2的所有象素(第二行象素)被置于打开状态。电源线V1到Vx的电源电位然后经过擦除TFT109，被加到EL驱动TFT108的栅电极。当电源电位被加到EL驱动TFT108的栅电极时，EL驱动TFT108被置于关闭状态。电源电位因此不被加到EL元件110的象素电极。结果，第二行象素的EL元件都处在不发光状态，第二行象素变成非显示状态，不执行显示。
然后所有擦除栅极信号线Ge1到Gey被选定，存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除。存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除的时间段，就是擦除周期Te1。
另一方面，存储在全部象素中的第一位数字视频信号被擦除之前，也就是擦除周期Te1结束之前，按照与象素中第一位数字视频信号的擦除并行的写入栅极信号，写入栅极信号线Ga1再次被选定。结果第一行象素又执行显示，非显示周期Td1结束，显示周期Tr2开始。
所有写入栅极信号线依次类似地选定，并且第二位数字视频信号被输入到全部象素。第二位数字视频信号被输入到所有象素的时间段称作写入周期Ta2。
另一方面，在第二位数字视频信号输入到全部象素之前，也就是写入周期Ta2结束之前，按照与第二位数字视频信号到象素的输入并行的擦除栅极信号，擦除栅极信号线Ge1被选定。第一行象素的EL元件全部成为不发光状态，第一行象素因此不执行显示。在第一行象素中，显示周期Tr2结束，非显示周期Td2开始。
然后全部擦除栅极信号线Ge1到Gey被依次选定，存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除。存储在全部象素中的第二位数字视频信号被擦除的时间段，就是擦除周期Te2。
当写入周期Ta1开始时，显示周期Tr1开始，当擦除周期Te1开始时，显示周期Tr1结束。而且，当擦除周期Te1开始时，非显示周期Td1开始，当下一个写入周期(实施方案3中是写入周期Ta2)出现时，非显示周期Td1结束。当写入周期Ta2开始时，显示周期Tr2开始，当擦除周期Te2开始时，显示周期Tr2结束。而且，当擦除周期Te2开始时，非显示周期Td2开始，当下一个写入周期(实施方案3中是写入周期Ta3)出现时，非显示周期Td2结束。
当第3位数字视频信号输入到第一行象素时，显示周期Tr3开始，并且第一行象素执行显示。第3位数字视频信号被保存在象素中，直到下一位数字视频信号被输入。
当第4位数字视频信号输入到第一行象素时，存储在象素中的第3位数字视频信号，被第4位数字视频信号代替。显示周期Tr4开始，并且第一行象素执行显示。第4位数字视频信号被保存在象素中，直到下一个帧周期的第1位数字视频信号被输入。
当下一个帧周期的第1位数字视频信号被输入到象素时，显示周期Tr4结束，并且这个帧周期也同时结束。当全部显示周期Tr1到Tr4完成时，就能显示一幅图像。以上操作反复进行。
当写入周期Ta3开始时，显示周期Tr3开始，当写入周期Ta4开始时，显示周期Tr3结束。当写入周期Ta4开始时，显示周期Tr4开始，当下一帧的写入周期Ta1开始时，显示周期Tr4结束。
显示周期Tr的长度必须设定为使得Tr1∶Tr2∶Tr3∶Tr4＝20∶21∶22∶23。所要求的在24灰度级内的灰度显示能通过组合显示周期来实现。
在一个帧周期内，一个象素显示的灰度能通过查找显示周期的总长度决定，在显示周期内象素的EL元件发光。例如，如果把在全部显示周期内象素发光的亮度看作100％，那么20％的亮度能被象素在Tr1和Tr2期间发光表示。当象素只是在Tr3内发光时，27％的亮度能被表示。
第3位数字视频信号在写入周期Ta3内被写入到象素，写入周期Ta3比显示周期Tr3的长度短是关键的。
而且，显示周期Tr1到Tr4可以按任意顺序出现。例如，在一个帧周期内，显示周期以Tr1之后为Tr3，Tr4和Tr2的方式出现是可能的。然而，显示周期Tr1到Tr4最好按一定顺序，以使得不会互相重叠。此外，擦除周期Te1到Te4最好也按一定顺序，以使得不会互相重叠。
依照本发明的上述结构，当相等的栅电压被施加到EL驱动TFT时，即使EL驱动TFT的IDS-VGS特性有一些起伏，其电流量输出的起伏也能被抑制。因此可能避免由于IDS-VGS特性的起伏，即使输入相同的电压信号，EL元件的相邻象素发光量也有很大不同的情况。
依照本发明能形成不进行显示的非发光周期。用常规模拟驱动方法，如果在EL显示器件上显示全白图像，那么由于EL元件一直在发光，会使EL层的老化加快。本发明能形成非发光周期，因此EL层的老化能得到一定程度的抑制。
注意实现实施方案3和实施方案2的结合是可能的。
[实施方案4]
图3所示本发明EL显示器件的象素上表面示意图(图8)，在实施方案4中说明。图3和图8使用共同的参照数字，因此两个图可以互相参照。
图8中，包括源极信号线S，电源线V，写入栅极信号线Ga，和擦除栅极信号线Ge的区域105是一个象素。象素105包括开关TFT107，EL驱动TFT108和擦除TFT109。EL驱动TFT108包括第一和第二EL驱动TFT，而且第一和第EL驱动TFT是并联的。
开关TFT107包括有源层107a和栅电极107b，栅电极107b是写入栅极信号线Ga的一部分。EL驱动TFT108包括有源层108a和栅电极108b，栅电极108b是栅极引线121的一部分。擦除TFT109包括有源层109a和栅电极109b，栅电极109b是擦除栅极信号线Ge的一部分。
开关TFT107的有源层107a中，源极和漏极中的一个连接到源极信号线，另一个经过连接线113连接到栅极引线121。注意，连接线113被称作源极引线或者漏极引线，取决于输入源极信号线(S)的信号的电位。
擦除TFT109的有源层109a中，源极和漏极中的一个连接到电源线，另一个经过连接线115连接到栅极引线121。注意，连接线113被称作源极引线或者漏极引线，取决于电源线(V)的电源电位。
EL驱动TFT108的有源层108a中，源极和漏极分别连接到电源线(V)和漏极引线114。漏极引线114连接到象素电极117。
电容器引线116由半导体膜构成。电容器112由电容器引线116、与栅极绝缘膜为同一层的绝缘膜(图中未示出)和栅极引线121组成。进而，电容也可能由栅极引线121、与第一层间绝缘膜相同的层(图中未示出)和电源线V组成。
注意，在象素电极117上，通过刻蚀有机树脂膜得到开孔131，形成边沿。EL层和反向电极依次层叠在象素电极117上，尽管图中没有表示。象素电极105和EL层在边沿的开孔部分接触，而且只有夹在接触的反向电极和象素电极之间的EL层发光。
注意，按照本发明的EL显示器件象素部分的上表面，不限定在图8所示结构。
实现实施方案4和实施方案1到3的结合是可能的。
[实施方案5]
图1所示本发明EL显示器件的驱动电路的详细结构，在实施方案5中用图9来说明。
源极信号线驱动电路102主要包括移位寄存器102a，锁存器(A)(第一锁存器)102b和锁存器(B)(第二锁存器)102c。
时钟信号CLK和起始脉冲SP输入到源极信号线驱动电路102中的移位寄存器102a。移位寄存器102a基于时钟信号CLK和起始脉冲SP，按次序产生定时信号，接连提供定时信号给锁存器(A)102b。
注意，尽管图9中未示出，从移位寄存器电路102a输出的定时信号，可能用一个电路比如缓冲器(图中未示出)来缓冲或放大，然后输入到锁存器(A)102b，102b为下游电路。定时信号提供到引线，因为许多电路和元件连接到引线，所以引线的负载电容(寄生电容)大。为了防止由于大的负载电容产生的定时信号上升和下降的迟钝，而制作缓冲器。
锁存器(A)102b包括多个锁存级，以处理n位数字视频信号。当定时信号输入时，锁存器(A)102b从源极信号线驱动电路102外部获得和保持n位数字视频信号。
注意，当数字视频信号送到锁存器(A)102b时，数字视频信号可能按次序输入到锁存器(A)102b的多个级。可是，本发明不限定于这种结构。锁存器(A)102b的多个锁存级可以被分成一些组，数字视频信号可以同时并行输入各自的组，实现分割驱动。例如，当锁存器每4个级分一组时，就称作4划分分割驱动，4为划分的数目。
数字视频信号全部写入到锁存器(A)102b的所有级的时间段，称作行周期。也就是，在锁存器(A)102b内部，行周期在数字视频信号开始写入最左边的锁存器级时开始，当数字视频信号完成写入最右边的锁存器级时结束。实际上，除上述行周期之外，行周期还可能包括水平消隐周期。
当一个行周期结束时，锁存器信号被送给锁存器(B)102c。写入和存储在锁存器(A)102b的数字视频信号，此时被立即全部发送到锁存器(B)102c，写入到所有锁存器(B)102c的锁存级，并存储。
在发送数字视频信号到锁存器(B)102c之后，按照移位寄存器102a的定时信号，再次从源极信号线驱动电路102的外部输入数字视频信号，把该信号依次写入到锁存器(A)102b。
写入和存储在锁存器(B)102c的数字视频信号，在第二个行周期被输入到源极信号线。
另一方面，在写入栅极信号线驱动电路103和擦除栅极信号线驱动电路104中，每一个都有移位寄存器和缓冲器(图中未示出)。而且，除了移位寄存器和缓冲器，取决于环境，写入栅极信号线驱动电路103和擦除栅极信号线驱动电路104也可能有电平移动器。
在写入栅极信号线驱动电路103和擦除栅极信号线驱动电路104中，从移位寄存器(图中未示出)来的定时信号被送给缓冲器(图中未示出)，并被送给相应的栅极信号线(也称作扫描线)。对于一个行周期，象素TFT的栅区被连接到栅极信号线，并且象素TFT必须同时置于打开状态。因此用能够流过大电流的电路作为缓冲器。
注意可能结合实施方案1到4实现实施方案5。
[实施方案6]
在实施方案6中，说明形成EL显示器件象素部分的TFT的方法，和同时制作在象素部分周围的驱动电路部分(如源极信号线驱动电路，写入栅极信号线驱动电路和擦除栅极信号线驱动电路)的TFT的方法。注意，为了简化说明，作为基本单元的CMOS电路被描述为驱动电路。而且，擦除TFT能参照制作开关TFT或EL驱动TFT的方法来制作，因此省略其说明。关于EL驱动TFT，只说明第一EL驱动TFT，而第二EL驱动TFT能用与制作第一EL驱动TFT相同的方法制作。
首先，如图10A所示，在玻璃基底500上制作厚度300nm的基膜501。在实施方案6中，像基膜501一样，层叠一层氮氧化硅膜。这里，在接触玻璃基底500的膜内，设定氮浓度在10到25％重量比是适当的。此外，基膜501具有热辐射作用是有效的，并且还可以提供DLC(类金刚石碳)膜。
接下来，用已知的淀积方法在基膜501上形成厚度为50nm的无定型硅膜(图中未示出)。注意不必须限定在无定型硅膜，含有无定型结构的半导体膜(包括微晶半导体膜)也可以被使用。此外，具有无定型结构的化合物半导体膜，比如无定型硅锗膜，也可以被使用。而且，膜的厚度可以从20到100nm。
然后无定型硅膜用已知的技术结晶，形成晶体硅膜(也称作多晶硅膜)502。使用电炉的热结晶，使用激光的激光退火结晶和使用红外光的灯退火结晶是已知的结晶方法。实施方案6中的结晶是使用XeCl气体准分子激光实现的。
注意，实施方案6中使用了形成为直线型的脉冲发射准分子激光，但矩形形状也可以被使用。连续发射的氩激光和连续发射的准分子激光也能被使用。
在本实施方案中，尽管晶体硅膜用作TFT的有源层，也可以使用无定型硅膜作为有源层。
注意，用无定型硅膜形成需要降低关态电流的开关TFT的有源层，而用晶体硅膜形成EL驱动TFT的有源层，是有效的。因为载流子迁移率低，无定型硅膜中电流流动困难，关断电流不容易流动。换句话说，尽量利用电流不容易流动的无定型硅膜和电流容易流动的晶体硅膜二者的优点。
接下来，如图10B所示，在晶体硅膜502上形成厚度为130nm的氧化硅保护膜503。这个厚度可以在100到200nm范围内选择(最好是130到170nm之间)。而且，其他比如含硅的绝缘膜也可以使用。保护膜503使得在掺杂期间晶体硅膜不直接暴露在等离子体中，并且使得可能进行精确的杂质浓度控制。
然后在保护膜503上形成抗蚀掩模504a和504b，并且透过保护膜503添加提供n型导电率的杂质元素(此后称作n型杂质元素)。注意，位于周期表V族的元素一般用作n型杂质元素，典型地使用磷或砷。注意使用等离子掺杂方法，其中磷烷(PH3)是等离子体激活的，无需质量分离，在实施方案6中，磷在浓度1×1018原子/cm3下添加。执行质量分离的离子注入方法当然也可以被使用。
对剂量进行调节，使由这一工艺形成的n型杂质区(b)505含有n型杂质元素，其浓度为2×1016到5×1019原子/cm3(典型地为5×1017到5×1018原子/cm3)。
接下来，如图10C所示，去除保护膜503和抗蚀掩模504a和504b，并且使添加的n型杂质元素活化。可以使用一种已知的活化技术作为活化方法，但在实施方案6中，活化是通过准分子激光照射(激光退火)完成的。当然，脉冲发射准分子激光和连续发射准分子激光都可以使用，不必在准分子激光的使用上加以限制。既然目的是使添加的杂质元素活化，故照射的能量水平不会使晶体硅膜熔化更可取。注意，激光照射也可以在保护膜503存在的情况下进行。
杂质元素的活化也能通过热处理(炉内退火)，与激光的活化一起来实现。当用热处理进行活化时，考虑到基底的热阻，在大约450到550℃进行热处理是比较好的。
n型杂质区(b)505的端面的边界部分(连接部分)，也就是没有添加n型杂质元素的区域，通过这种处理在n型杂质区(b)505周边刻画出来。这意味着，当TFT稍后完成时，在LDD区和沟道形成区之间能形成非常好的连接部分。
接着去除不需要的晶体硅膜部分，如图10D所示，并形成岛型半导体膜(此后称作有源层)506到509。
然后，如图10E所示，形成栅极绝缘膜510，覆盖在有源层506到509上。厚度在10到200nm，最好在50到150nm之间的含硅绝缘膜可以用作栅极绝缘膜510。可以使用单层结构或层叠结构。在实施方案6中使用110nm厚的氮氧化硅膜。
之后，形成厚度为200到400nm的导电膜，并图形化以形成栅电极511到515。注意，在实施方案6中，栅电极和提供导电路径的电连接到栅电极的引线(此后称作栅极引线)，由不同的材料形成。更确切地，栅极引线由电阻率比栅电极更低的材料制作。这是因为用一种能精密加工的材料作栅电极，同时由能提供更小引线电阻但不适合精密加工的材料形成栅极引线。当然，栅电极和栅极引线可以用同样的材料形成。
尽管栅电极能用单层的导电膜制作，如果需要，用两层或三层的迭层膜制作更好。任何已知导电膜都能用作栅电极。注意，如上面提到，能精密加工的材料，确切地是图形化线宽为2μm或更小的材料，用作栅电极更可取。
典型地，所用的膜可以选自钽(Ta)，钛(Ti)，钼(Mo)，钨(W)，铬(Cr)和硅(Si)，上述元素的氮化物膜(典型地为氮化钽膜，氮化钨膜或氮化钛膜)，上述元素组合的合金膜(典型地为Mo-W合金或Mo-Ta合金)，或上述元素的硅化物膜(典型地为硅化钨膜或硅化钛膜)。当然，这些膜可以单层或层迭使用。
在实施方案6中，使用厚度为30nm的氮化钨(WN)膜和厚度为370nm的钨(W)膜的层迭膜。这可以用溅射形成。当添加隋性气体如Xe或Ne作为溅射气体时，由于应力引起的膜剥落能被防止。
此时形成栅电极512，使其经过栅极绝缘膜510，与n型杂质区(b)505的一部分重叠。这个重叠部分稍后成为与栅区重叠的LDD区。(图10E)
接着，用自对准方式，以栅电极511到515作为掩模，添加n型杂质元素(实施方案6中使用磷)，如图11A所示。调整添加使得磷被加到n型杂质区(c)516到523，这样形成浓度为n型杂质区(b)505的1/10到1/2(典型地为1/4到1/3之间)。确切地，浓度最好为1×1016到5×1018原子/cm3(典型地为3×1017到3×1018原子/cm3)。
接着形成抗蚀掩模524a到524d，其形状覆盖栅电极511，513到515，如图11B所示，n型杂质元素(实施方案6中使用磷)被添加，形成含高浓度磷的杂质区(a)525到529。这里也使用磷烷(PH3)离子掺杂，调整这些区域的磷浓度，使得定为从1×1020到1×1021原子/cm3(典型地为2×1020到5×1021原子/cm3)。
通过这种工艺来形成n沟道TFT的源区和漏区，并且在开关TFT中，由图11A的工艺形成的n型杂质区(c)519到521的一部分被保留。这些被保留的区域相当于开关TFT的LDD区。
接着，如图11C所示，去除抗蚀掩模524a到524d，形成新的抗蚀掩模530。然后添加p型杂质元素(实施方案6中使用硼)，形成含高浓度硼的p型杂质区531和534。这里通过用乙硼烷(B2H6)离子掺杂，硼添加的浓度为3×1020到3×1021原子/cm3(典型地为5×1020到1×1021原子/cm3)。
注意磷已经添加到p型杂质区531到534，浓度为从1×1020到1×1021原子/cm3，但是这里添加硼的浓度是磷的3倍或更多。因此，已经形成的n型杂质区完全转变成p型，并作为p型杂质区工作。
接着，在去除抗蚀掩模530之后，活化按各自浓度添加到有源层的n型和p型杂质元素。炉内退火，激光退火或灯退火都能用作活化方法。在实施方案6中，在电炉内550℃的氮气中，进行4个小时热处理。
这时候，尽可能从周围气体中除去氧气是重要的。这是因为只要有少量氧气存在，栅电极暴露表面被氧化，就会导致电阻升高。同时，稍后进行欧姆接触更困难。因此，对于活化处理，周围大气中氧气的浓度设定为1ppm或更少，最好是0.1ppm或更少。
在活化处理结束之后，形成厚度为300nm的栅极引线(栅极信号线)535。作为栅极引线535的材料，能用含有铝(Al)或铜(Cu)作为主要成分(占50到100％组成)的金属膜。栅极引线535安排成使得能电连接开关TFT的栅电极513和514(见图11D)。
上述结构能允许栅极引线的引线电阻大大减少，因此能形成大面积的图像显示区(显示部分)。更确切地，按照实施方案6中的象素结构，有利于实现用EL显示器件制作对角线尺寸述10英寸或更大(或30英寸或更大)的显示屏幕。
接下来形成第一层间绝缘膜537，如图12A所示。含硅的单层绝缘膜用作第一层间绝缘膜537，或使用层迭膜。而且，膜厚度可以在400nm到1.5μm之间。在实施方案6中，使用在厚度为200nm的氮氧化硅膜上，具有厚度为800nm的氧化硅膜的层迭结构。
此外，在300到450℃，含有3到100％氢气的气体中，进行1到12小时热处理，实现氢化。这个处理是用氢中止半导体膜中悬挂键的方法之一，它是热激励。作为另一种氢化方法，也可以使用等离子体氢化(用被等离子体激励的氢)。
注意氢化处理也可以插入在第一层间绝缘膜537的形成过程中。也就是，氢化处理可以如上面所述，在形成200nm厚氮氧化硅膜之后进行，然后形成其余的800nm厚的氧化硅膜。
接下来，在第一层间绝缘膜537中形成接触孔，从而形成源极引线538到541和漏极引线542到544。在本实施方案中，这个电极是三层结构的层迭膜，其中厚度100nm的钛膜，厚度300nm的含钛的铝膜，和厚度为150nm的钛膜，被连续溅射而制作。当然，可以使用其他导电膜。
然后，如图12A所示，形成第一钝化膜547，厚度从50到500nm(典型地在200到300nm之间)。在实施方案6中，用300nm厚的氮氧化硅膜作为第一钝化膜547。这也可以用氮化硅膜代替。注意在氮氧化硅膜形成之前，使用含氢的气体比如H2或NH3进行等离子体处理是有效的。这个预处理活化的氢被供给第一层间绝缘膜537，第一钝化膜547的膜质量通过预先热处理得到提高。同时，加到第一层间绝缘膜537中的氢，向低浓度一边扩散，使有源层能被有效氢化。
下一步，形成有机树脂构成的第二层间绝缘膜548。作为有机树脂，可以使用聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸，BCB(苯并环丁烯)等。特别是，既然第二层间绝缘膜548主要用于整平，则平整性质很好的丙烯酸更可取。在本实施方案中，形成丙烯酸膜的厚度足以使TFT形成的台阶部分变平。厚度在1到5μm(更可取为2到4μm)是适当的。(图12B)
接下来，在第二层间绝缘膜548和第一钝化膜547中形成接触孔，使得到达漏极引线544，并且形成象素电极555。在实施方案6中，铟锡氧化物(ITO)膜形成厚度110nm，并且图形化以形成象素电极555。而且，也可使用透明导电膜，其中2到20％的氧化锌(ZnO)与氧化铟混合。象素电极555成为EL元件的阳极。
然后，在象素电极555和第二层间绝缘膜548上形成有机树脂膜，图形化该有机树脂膜以形成边沿556。边沿556以矩阵形状在象素之间形成，使得邻近象素的发光层或EL层彼此分开。特别地，边沿部分556形成在象素电极555和EL驱动TFT583的漏极引线544的连接部分上，由此防止由于象素电极555的接触孔部分的台阶造成EL层557的不良发光。注意，通过在形成边沿556的有机树脂中混入染料等，边沿556可以作为屏蔽膜。
接下来，通过隔绝空气的真空蒸发方法，连续形成EL层557和阴极(MgAg电极)558.EL层557的厚度从80到200nm(典型地从100到120nm)，阴极558的厚度从180到300nm(典型地从200到250nm)。注意，尽管在实施方案6中只有一个象素被描述，但这时同时形成发红光的EL层，发绿光的EL层和发蓝光的EL层。
在这个过程中，对于相应于红色的象素、相应于绿色的象素和相应于蓝色的象素，顺序形成EL层557和阴极558。在本例中，既然EL层557对溶液的抗蚀能力不足，EL层必须对每一种颜色单独形成，而不能使用光刻技术。因此，最好用金属掩模覆盖除了所需象素的部分，以使只是在要求的部分选择性地形成EL层557和阴极558。
也就是，首先设定覆盖除了对应红色象素之外的所有部分的掩模，使用这个掩模选择性地形成用于发红光的EL层和阴极。接着，设定覆盖除了对应绿色象素之外的所有部分的掩模，使用这个掩模选择性地形成用于发绿光的EL层和阴极。再接着，设定覆盖除了对应蓝色象素之外的所有部分的掩模，使用这个掩模选择性地形成用于发蓝光的EL层和阴极。这里使用不同的掩模，但也可以使用相同的掩模。直到对于所有的象素都形成EL层和阴极，不破坏真空而进行加工是优选的。
注意在实施方案6中，EL层557是只有一个发光层组成的单层结构，但是，除了发光层，还包括空穴输运层，空穴注入层，电子输运层，和电子注入层的多层结构也可用于EL层。各种这类组合的例子已经被报告，可以使用所有这样的结构。已知材料能用作EL层557。考虑到EL的驱动电压，最好使用有机材料作为已知材料。而且，实施方案6示出了MgAg电极用作EL元件的阴极的例子，也可以使用已知的其他材料。
这样就完成了具有图12C所示结构的有源矩阵基底。注意，形成边沿556之后，接着使用多工作腔方式(或在线方式)薄膜形成仪器，不暴露到空气中，连续加工直到形成阴极558是有效的。
在实施方案6中，源区560，漏区561，LDD区562到565，沟道形成区566和567和间隔区568都包含在开关TFT582的有源层内。形成LDD区562到565，使得不要经过栅极绝缘膜510，与栅电极513和514重叠。这类结构对减小关断电流非常有效。
而且，开关TFT582制作成双栅极结构，通过使用双栅极结构以使两个TFT基本上串联连接，有利于减少关断电流。在实施方案6中使用双栅极结构，但是本发明也可以使用单栅极结构，或三栅极结构或更多栅极的多栅极结构。
注意，通过不仅在象素部分，而且在驱动电路部分安排优化结构的TFT，实施方案6的有源矩阵基底表现出极高的可靠性，而且它的工作特性也得到提高。
首先，TFT具有减少热载流子注入的结构，使得工作速度没有很大下降，该TFT用作形成驱动电路部分的CMOS电路的n沟道TFT203。注意，电路如移位寄存器，缓冲器，电平移动器和采样电路(采样和保持电路)，在这里包括为驱动电路。当实现数字驱动时，也能包括信号转换电路比如D/A转换器。
在本实施方案的情况下，n沟道TFT581的有源层包括源区591，漏区592，LDD区593和沟道形成区594，并且LDD区593置于栅区512之上，栅极绝缘膜510夹在它们之间。
LDD区593只在漏区592上成形的原因，是因为要防止工作速度降低。而且，较好的是n沟道TFT581不太要求关断电流值，但认为工作速度是重要的。因此，LDD区593完全置于栅区512之上是合乎需要的，并且尽可能多的减少电阻成分。也就是，消除所谓的偏移更好。
而且，CMOS电路的p沟道TFT580几乎不被热载流子注入损坏，可以不特别处理LDD区。像n沟道TFT581中一样处理LDD区，来对抗热载流子是可能的。
实际上，在图12C所示器件完成之后，最好使用保护膜(层迭膜，紫外固化树脂膜等)高气密地包装(密封)器件，或者用外壳材料比如陶瓷封装使器件不暴露在外界。在这种情况下，如果使外壳材料内部处于惰性气体中，或在外壳材料中安排吸湿材料(如氧化钡)，则EL层的可靠性(寿命)会提高。
而且，如果通过诸如包装，连接从元件引出的终端或形成在基底上的电路和外部信号端的连接器(软性印刷电路：FPC)，被固定在器件上，增强气密性，这样完成的器件成为一个产品。能被发货的EL显示器件在本说明书中称作EL模块。
注意可能结合实施方案1到5来实现实施方案6。
[实施方案7]
本发明EL显示器件的横截面结构的要点，用图13在实施方案7中说明，这是与图12A到12C所示不同的例子。图12A到12C所示例子中，开关TFT，擦除TFT，和第一、第二EL驱动TFT是顶部栅极TFT，但是在实施方案7中说明的例子是用底部栅极薄膜晶体管作为TFT。
在图13中，参照号811代表一个基底，参照号812代表绝缘膜，它成为基础(此后称作基础膜)。透光的基底，典型地为玻璃基底、石英基底、玻璃陶瓷基底或晶体玻璃基底，能被用作基底811。然而，所用基底必须能够在加工过程中承受最高的处理温度。
而且，当使用含移动离子的基底，或有导电性的基底时，基础膜812特别有效，但是基础膜812不一定要形成在石英基底上。可以用含硅的绝缘膜作为基础膜812。注意术语含硅的绝缘膜确切地代表一种绝缘膜，比如对于硅含有预定比率的氧或氮的氧化硅膜、氮化硅膜和氮氧化硅膜(表示为SiOxNy，其中x和y是任意整数)。
参照号8201代表开关TFT，参照号8202代表第一EL驱动TFT，两者都用p沟道TFT形成。当发光方向朝基底较低一侧(不形成TFT和EL层的表面)时，这个开关TFT和EL驱动TFT采用上述结构是更可取的。可是，本发明不限定于这种结构。开关TFT和第一EL驱动TFT可以是n沟道TFT或者p沟道TFT。注意，尽管实施方案7中没有表示出擦除TFT，类似开关TFT形成擦除TFT是可能的，因此擦除TFT的详细结构在这里省略。而且，第二EL驱动TFT与第一EL驱动TFT有同样的结构，因此它的详细结构的说明在这里略去。
开关TFT8201有一个有源层，该有源层包括源区813、漏区814、LDD区815a到815d，和沟道形成区817a和817b；栅极绝缘膜818；栅电极819a和819b；第一层间绝缘膜820；源极引线821；漏极引线822；和沟道形成区保护膜863和864。注意栅极绝缘膜818和第一层间绝缘膜820可以被基底上全部TFT共用，或者取决于电路或元件而有所不同。
而且，图13所示开关TFT8201电连接到栅电极819a和819b，也就是成为双栅极结构。不仅双栅极结构，而且多栅极结构(含有的有源层有两个或更多沟道形成区串联连通的结构)，比如三栅极结构，当然也可以被使用。
多栅极结构在减小关断电流上非常有效，并且倘若充分降低开关TFT的关断电流，连接到第一EL驱动TFT8202的栅电极的电容能减小到所需最小。也就是，电容的表面积能做得更小，因此在扩展EL元件的有效发光表面积方面，使用多栅极结构也是有效的。
此外，在开关TFT8201上，形成LDD区815a到815d，使其经过栅极绝缘膜818，不在栅电极819a和819b上重叠。这类结构在减小关断电流上非常有效。而且，LDD区815a到815d的长度(宽度)可以设定为从0.5到3.5μm，典型地为2.0到2.5μm。
注意降低关断电流方面，在沟道形成区和LDD区之间形成偏移区(与沟道形成区有相同成分，在上面不加栅极电压的半导体层部分)也是可取的。而且，当使用具有两个或更多栅区的多栅极结构时，间隔区816(添加的杂质元素和浓度与源区或漏区中的相同的区域)在减小关断电流上是有效的。
接着，形成具有有源层的第一EL驱动TFT8202，该有源层包含源区826、漏区827和沟道形成区829；栅极绝缘膜818；栅电极830；第一层间绝缘膜820；源极引线831；漏极引线832。实施方案7中，第一EL驱动TFT8202是p沟道TFT。
而且，开关TFT8201的漏区814连接到第一EL驱动TFT8202的栅电极830。尽管图中未示出，确切地，EL驱动TFT8202的栅区830通过漏极引线(也称作连接引线)822，电连接到开关TFT8201的漏区814。注意，尽管图中未示出，栅电极830、源区826和漏区827，分别电连接到第二EL驱动TFT的栅电极、源区和漏区。电流在EL驱动TFT有源层中流动产生热，按照这种结构能有效地实现辐射，而且能抑制EL驱动TFT的退化。此外，能抑制由于特性如EL驱动TFT的阈值电压和迁移率的漂移，产生的漏极电流的泄漏。第一EL驱动TFT8202的源极信号线831连接到电源线(图中未示出)。
第一EL驱动TFT8202和第二EL驱动TFT(图中未示出)，是控制注入到EL元件8206的电流量的元件，并控制相当大量的电流流动。因此设计沟道宽度W比开关TFT8201的沟道宽度大是更可取的。而且，设计沟道长度应使过量的电流不能流入EL驱动TFT731更可取。优选每个象素流过的电流从0.5到2μA(更可取的在1到1.5μA之间)。
此外，通过使第一和第二EL驱动TFT的有源层(特别是沟道形成区)膜厚度更厚(优选从50到100nm，在60到80nm之间更好)，该TFT的老化可以被抑制。相反，使有源层(特别是沟道形成区)的膜厚度更薄(优选从20到50nm，在25到40nm之间更好)，对于开关TFT8201的情况，从使关断电流更小的角度看是有效的。
上面解释了象素中形成的TFT的结构，但驱动电路也在这里同时形成。CMOS电路成为形成驱动电路的基本单元，如图13所示。
一个TFT具有这样的结构，其中减少热载流子注入，而没有过多降低操作速度，这个TFT被用作图13中CMOS电路的n沟道TFT8204。注意术语驱动电路在这里表示源极信号线驱动电路和栅极信号线驱动电路。形成其他逻辑电路(比如电平移动器，A/D转换器和信号划分电路)也是可能的。
CMOS电路的n沟道TFT8204的有源层包含源区835，漏区836，LDD区837和沟道形成区838。LDD区837经过栅极绝缘膜818，与栅电极839重叠。
只在漏区836一边形成LDD区837，使得不会降低工作速度。而且，不必非常关注n沟道TFT8204的关断电流，正好可以更注意工作速度的重要性。因此优选擦除补偿。
而且，几乎没必要关心热载流子注入造成的CMOS电路的p沟道TFT8205的老化，因此没有必要特别形成LDD区。它的有源层因此包含源区840，漏区841，沟道形成区842，栅极绝缘膜818，和栅电极843。当然也可能通过类似n沟道TFT8204那样形成LDD区，来设法防止热载流子注入。
注意参照号861到865表示用来形成沟道形成区842，838，817a，817b和829的掩模。
而且，n沟道TFT8204和p沟道TFT8205在源区上，透过第一层间绝缘膜820，分别具有源极信号线844和845。此外，n沟道TFT8204和p沟道TFT8205的漏区通过漏极引线846互相电连接。
下面，参照号847表示第一钝化膜，而且膜的厚度可以设定为10nm到1μm(200到500nm之间更可取)。含硅绝缘膜(特别是，优选使用氧化的氮化硅膜或氮化硅膜)能被用作钝化膜材料。钝化膜847具有保护TFT的作用，防止碱金属和潮湿。碱金属比如钠包含在最终TFT(特别是，EL驱动TFT)上形成的EL层中。换句话说，第一钝化膜847作为保护层，使得这些碱金属(流动离子)不进入TFT。
而且，参照号848表示第二层间绝缘膜，用作整平膜，来使TFT形成的台阶变平。最好用有机树脂膜作为第二层间绝缘膜848，可以使用如聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸，BCB(苯并环丁烯)之一。这些有机树脂膜的优点是容易形成良好的平面，具有低的比介电常数。EL层对不平整性非常敏感，因此用第二层间绝缘膜848消除大部分TFT台阶是更可取的。此外，为了减少栅极信号引线和EL元件的阴极之间的寄生电容，形成厚的低比介电常数材料更可取。因此这个厚度从0.5到5μm是可取的(在1.5到2.5μm之间更可取)。
而且，参照号849表示一个由透明导电膜构成的象素电极(EL元件阳极)。在第二层间绝缘膜848和第一钝化膜847内形成接触孔之后，形成象素电极849，使其连接到第一EL驱动TFT8202的漏极引线832。注意，如果形成象素电极849和漏区827，使它们不直接连接，如图13所示，那么能防止EL层的碱金属由象素电极进入有源层。
在象素电极849上形成第三层间绝缘膜850，它由氧化硅膜，氮氧化硅膜或有机树脂膜构成，厚度从0.3到1μm。第三层间绝缘膜850的作用是作为边沿。通过刻蚀，在象素电极849上面，在第三层间绝缘膜850中形成开孔部分，而且开孔部分的边缘被刻蚀成为楔形的形状。楔形角可以设定为10到60°，(最好在30到50°之间)。特别是，由于象素电极849中在接触孔部分发展的台阶，EL层851发光不规则，该不规则能通过形成第三层间绝缘膜850加以防止，而第三层间绝缘膜850在象素电极849、第一EL驱动TFT8202、第二EL驱动TFT和漏极引线被连接的部分上形成。
在第三层间绝缘膜850上形成EL层851。单层结构或层迭结构能用于EL层851，但是层迭结构具有更好的发光效率。一般来说，空穴注入层，空穴输运层，发光层，和电子输运层被依次形成在象素电极上，但是也可以使用一种具有空穴输运层，发光层，和电子输运层的结构，或一种具有空穴注入层，空穴输运层，发光层，电子输运层和电子注入层的结构。本发明可以使用任何已知结构，比如也可以掺杂荧光染料到EL层。
图13的结构是形成3类对应于R，G和B的EL元件的例子。注意，尽管在图13中只表示一个象素，但具有相同结构、对应于绿和蓝色的象素被分别形成，这样就能进行彩色显示。不考虑彩色显示方法，实现本发明是可能的。
在EL层851上形成EL元件的阴极852。含有低加工系数材料比如镁(Mg)，锂(Li)或钙(Ca)的材料被用作阴极852。更可取地，使用由MgAg(一种Mg和Ag按Mg∶Ag＝10∶1混合的材料)构成的电极。此外，给出MgAgAl电极，LiAl电极和LiFAl电极作为其他的例子。
在形成EL层851之后，不暴露到空气中而连续形成阴极852更可取。这是因为阴极852和EL层851之间的界面大大影响EL元件的发光效率。注意，整个说明书中，由象素电极(阳极)，EL层和阴极构成的EL元件被称作EL元件8206。
由EL层851和阴极852组成的层迭部分必须为每一个象素分别形成，但是EL层851抗湿能力非常弱，因此不能使用标准的光刻技术。于是使用物理掩模材料如金属掩模，通过气相方法比如真空蒸发，溅射或等离子CVD，选择性地形成各种层是更可取的。
注意也可能使用比如喷墨印刷，丝网印刷或旋涂方法，作为选择性地形成EL层的方法。可是，目前阴极不能用这些方法接连形成，因此使用上面提到的其他方法更可取。
而且，参照号853表示保护电极，它保护阴极852，防止外部潮湿，同时又是连接每一个象素阴极852的电极。使用含铝(Al)，铜(Cu)或银(Ag)的低电阻材料作为保护电极853更可取。也期望保护电极853有热辐射作用，以释放EL层产生的热量。而且，在形成EL层851和阴极852之后，不暴露到空气中而接连形成保护电极更可取。
参照号854表示第二钝化膜，可以形成膜厚度从10nm到1μm(200到500nm之间更可取)。形成第二钝化膜854的目的主要是保护EL层851，防止潮湿，但第二钝化膜854具有散热功能也是有效的。注意，如上所述EL层耐热很差，因此膜的形成应在尽可能低的温度(温度范围从室温到120℃更可取)下进行是更好的。因此可以考虑等离子体CVD，溅射，真空蒸发，离子涂敷和溶液涂渍(旋涂)作为优选的膜形成方法。
注意在本发明中，不用说，图13所示的所有TFT可以具有多晶硅膜作为它们的有源层。
本发明不限定在图13所示的EL显示器件的结构，图13所示的结构仅仅是实现本发明的一个优选实施方案。
注意与实施方案1到5结合实现实施方案7是可能的。
[实施方案8]
一种制作本发明的EL显示器件的方法，其中形成EL元件的基底被密封，使得EL元件不暴露到空气中，这种方法在实施方案8中说明。注意图14A是本发明的EL显示器件的上表面图，图14B是横截面图。
在图14A和14B中，参照号4001代表基底，参照号4002代表象素部分，参照号4003代表源极信号线驱动电路，4004a代表写入栅极信号线驱动电路，4004b代表擦除栅极信号线驱动电路。这些驱动电路的每一个通过引到FPC(软性印刷电路)4006的引线4005连接到外部设备。
此时形成第一封装材料4101、覆盖材料4102、填充材料4103和第二封装材料4104，使得它们包围象素部分4002、源极信号线驱动电路4003、写入栅极信号线驱动电路4004a和擦除栅极信号线驱动电路4004b。
图14B是对应于图14A沿着A-A’剖开的横截面图。形成包含在基底4001上的源极信号线驱动电路4003中的驱动TFT4201(注意n沟道TFT和p沟道TFT在这里表示出来)，和形成包含在象素部分4002中的EL驱动TFT4202(控制流入EL元件的电流的TFT)。
在实施方案8的驱动TFT4201中，使用通过已知方法制作的n沟道TFT或p沟道TFT，在EL驱动TFT4202中，使用通过已知方法制作的p沟道TFT。而且，在象素部分4002中形成连接到EL驱动TFT4202栅极的电容器。
在驱动TFT4201和象素TFT4202上，用树脂材料形成层间绝缘膜(整平膜)4301，而在层间绝缘膜上，形成电连接到象素TFT4202的漏极的象素电极(阳极)4302。用具有大功函数的透明导电膜作为象素电极4302。氧化铟和氧化锡的化合物，氧化铟和氧化锌的化合物，氧化锌，氧化锡和氧化铟都能被用作透明导电膜。而且，镓也可以掺杂到上述透明导电膜中。
然后在象素电极4302上形成绝缘膜4303，并在象素电极4302上的绝缘膜4303中形成开孔部分。在开口部分的象素电极4302上形成EL层4304。已知的有机EL材料和无机材料能用于EL层4304。而且，低分子量(单体)和高分子量(聚合物)材料能作为有机EL材料，也可以两者都使用。
已知的蒸发技术或适用技术可以用作形成EL层4304的方法。而且，该EL层的结构可以是层迭结构，或单层结构，其中空穴注入层，空穴输运层，发光层，电子输运层和电子注入层被自由组合。
由具有遮光属性的导电膜(典型地为包括铝，铜或银作为主要成分的导电膜，或这些和其他导电模的层迭膜)组成的阴极4305，被制作在EL层4304上。而且，尽可能的去除阴极4305和EL层4304之间界面中的水分和氧气是更可取的。因此有必要采用一种方案，如在真空中接连形成这两层膜，或在氮气或惰性气体环境中形成EL层4304，然后不暴露到氧气或潮湿中就形成阴极4305。在实施方案8中，通过使用多腔方式(串联加工方法)膜成形装置，来进行上述膜的形成是可能的。
然后在参照号4306所示区域，阴极4305被电连接到引线4005。用引线4005来把预定电压送给阴极4305，并且引线4005经过各向异性导电膜4307连接到FPC 4006。
这样就形成了由象素电极(阳极)4302、EL层4304和阴极4305组成的EL元件。EL元件被第一密封材料4101和用第一封装材料4101结合到基底4001上的覆盖材料4102包围，并且被填充材料4103包裹。
而且，玻璃材料，金属材料(典型地为不锈钢材料)，陶瓷材料和塑料材料(包括塑料薄膜)都能被用作覆盖层材料4102。FRP(玻璃纤维增强塑料)片，PVF(聚氟乙烯)膜，聚脂薄膜，聚酯膜和丙烯树脂膜能被用作塑料材料。而且，能使用具有铝箔夹在PVF膜或聚脂薄膜之间的结构的薄片。
注意，对于EL元件发光方向朝向覆盖层材料一边的情况，覆盖层材料必须是透明的。在此情况下使用诸如玻璃片，塑料片，聚酯膜或丙烯酸膜的透明材料。
而且，紫外硬化树脂或热硬化树脂能用作填充材料4103。能使用PVC(聚氯乙烯)，丙烯酸，聚酰亚胺，环氧树脂，硅树脂，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)和EVA(乙烯醋酸乙烯酯)。如果在填充材料4103内形成干燥剂(优选氧化钡)或具有除氧作用的防氧化剂，EL元件的退化能被抑制。
而且，也可以在填充材料4103内包括隔板。通过用氧化钡形成隔板可使其自身具有吸湿性。而且，当形成隔板时，在阴极4305上形成树脂膜作为缓冲层，用于减缓隔板压力是有效的。
引线4005经过各向异性导电膜4307连接到FPC 4006。从象素部分4002、源极信号线驱动电路4003、写入栅极信号线驱动电路4004a和擦除栅极信号线驱动电路4004b来的信号，通过引线4005传送给FPC4006，并且该引线由FPC 4006电连接到外部设备。
形成第二密封材料4104，使其覆盖第一封装材料4101的暴露部分和FPC 4006的一部分，结果形成一个其中EL元件与空气完全隔绝的结构。这就成为具有图14B所示横截面结构的EL显示器件。
注意，与实施方案1到7结合实现实施方案8是可能的。
[实施方案9]
一个与图3所示结构不同的象素的电路图，用图15A和15B，在实施方案9中说明。注意，在实施方案9中，参照号4801代表源极信号线，参照号4802代表开关TFT，参照号4803代表写入栅极信号线，4804代表EL驱动TFT，4805代表电容，4806代表电源线，4807代表擦除TFT，4808代表擦除栅极信号线，参照号4809代表EL元件。
图15A是一个例子，其中电源线4806在两个象素之间共享。也就是，形成两个象素，使得它们以电源线4806为中心线对称。在这种情况下，能减少电源线的数量，因此象素部分能得到更高的清晰度。
而且，图15B是一个例子，其中提供电源线4806，使其与写入栅极信号线4803平行，形成的擦除栅极信号线4808被提供成使其与源极信号线4801平行。
倘若电源线4806和写入栅极信号线4803形成在不同的层中，能使它们经过绝缘膜重叠。在这种情况下，电源线4806和写入栅极信号线4803占用的表面积能共享，因此象素部分能得到更高的清晰度。
此外，倘若电源线4806和擦除栅极信号线4808形成在不同的层中，能使它们经过绝缘膜重叠。在这种情况下，电源线4806和擦除栅极信号线4808占用的表面积能共享，因此象素部分能得到更高的清晰度。
写入栅极信号线和擦除栅极信号线可以经过绝缘膜重叠，源极信号线和电源线可以经过绝缘膜重叠。
注意，与实施方案1到8结合实现实施方案9是可能的。
[实施方案10]
在实施方案10中，将描述图9所示源极信号线驱动电路102a的详细结构。
移位寄存器801，锁存器(A)(802)和锁存器(B)(803)如图16所示布置。在实施方案10中，一系列锁存器(A)(802)和一系列锁存器(B)(803)相应于4个源极信号线St到S(t+3)。尽管本实施方案未提供，但设计者可以适当地提供电平移动，来改变信号电压的放大宽度。
时钟信号CLK、与时钟信号CLK极性相反的时钟信号CLKB、启动脉冲信号SP、和驱动方向开关信号SL/R，经过图中所示引线分别被输入到移位寄存器801。数字视频信号VD经过图中所示引线从外部输入到锁存器(A)(802)。锁存器信号S_LAT和与锁存器信号S_LAT极性相反的信号S_LATb，经过图中所示引线分别被输入到锁存器(B)(803)。
对于锁存器(A)(802)的详细结构，作为例子描述了相应于源极信号线St的锁存器(A)(802)的一部分804。锁存器(A)(802)的一部分804包括两个定时反相器和两个反相器。
图17表示锁存器(A)(802)的一部分804的顶视图。形成一个在锁存器(A)(802)的一部分804中的反相器的TFT，该TFT具有有源层，并且栅电极836为形成反相器的TFT共有。形成另一个在锁存器(A)(802)的一部分804中的反相器的TFT，包括有源层823a和823b。栅电极837a和837b分别位于有源层823a和823b中。而且，栅电极837a和837b彼此电连接。
形成在锁存器(A)(802)的一部分804中的一个定时反相器的TFT，具有有源层833a和833b。栅电极838a和838b位于有源层833a上，提供双栅极结构。以同样的方式，栅电极838b和839位于有源层833b上，提供双栅极结构。
形成在锁存器(A)(802)的一部分804中的另一个定时反相器的TFT，具有有源层834a和834b。栅电极839和840位于有源层834a上，提供双栅极结构。以同样的方式，栅电极840和841位于有源层834b上，提供双栅极结构。
[实施方案11]
按照本发明，用作EL显示器件的EL元件的EL层的材料不限定于有机EL材料。本发明也能使用无机EL材料实现。可是，无机EL材料的驱动电压目前非常高，因此必须使用能够承受高驱动电压的TFT。
而且，倘若将来开发出更低驱动电压的有机材料，在本发明中应用这些材料会是可能的。
而且，与实施方案1到10组合实现实施方案11的成分是可能的。
[实施方案12]
在本发明中用作EL层的有机材料可以是低分子量有机材料，或聚合物(高分子量)有机材料。低分子量有机材料比如Alq3(三-8-喹啉铝络合物)和TPD(三苯胺衍生物)是已知的例子，而且π共轭聚合物材料能作为聚合物有机材料。典型地，比如PPV(聚苯乙烯)，PVK(聚乙烯咔唑)，和聚碳酸酯材料可以是这样的例子。
借助于容易的薄膜制作方法，比如甩涂(也称作溶液涂敷)、浸渍、分散、印刷或喷墨印刷之类，聚合物(高分子量)有机材料能够被制作成薄膜，并且该有机材料与低分子量有机材料相比具有高的热阻。
而且，当按照本发明的EL显示器件的EL元件的EL层包括电子输运层和空穴输运层时，电子输运层和空穴输运层也可以由无机材料构成，例如，无定形Si或无定形Si1-xCx之类的无定形半导体。
在无定形半导体中存在大量陷阱能级，在无定形半导体和其他层之间的界面中形成大量界面能级。因此，EL元件能在低电压下发光，并使亮度更高。
而且，掺杂剂(杂质)可以添加到有机EL层，还可以改变有机EL层的发光颜色。下面能给出一些作为掺杂剂：DCM1、尼罗红、librene，香豆素6，TPB，和二羟基喹啉并吖啶。
注意，与实施方案1到11组合实现实施方案12是可能的。
[实施方案13]
在实施方案13中，在使用按照本发明的驱动EL显示器件的方法的情况下，对于驱动EL驱动TFT(第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT)的区域，要求什么类型电压-电流特性更可取，将用图18A和18B、图19和图20来描述。
即使施加到EL元件的电压的轻微变化，流经EL元件的电流也会大幅度地指数变化。从另外角度看，即使流经EL元件的电流量改变，施加到EL元件的电压值变化也不大。EL元件的亮度随流经EL元件的电流量成比例增加。因此，容易通过控制流经EL元件的电流量来控制EL元件的亮度，胜过通过控制施加到EL元件的电压(电压值)，因为该控制几乎不受TFT特性的影响。
参考图18A和18B。图18A只是表示图3所示本发明EL显示器件的象素中，EL驱动TFT108和EL元件110的结构部分。注意，尽管为了简化说明，未在图18A和18B中表示出来，在EL驱动TFT108中第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT是并联的。
图18B表示图18A所示EL驱动TFT108和EL元件110的电压-电流特性。图18B所示EL驱动TFT108的电压-电流特性图，表示流经EL驱动TFT108的漏区的电流量，对于源区和漏区之间的电压VDS的关系。图18B表示在EL驱动TFT108的源区和栅电极之间，不同电压VGS下的多个曲线。
如图18A所示，施加到EL元件110的象素电极和反向电极111之间的电压用VEL表示，施加在连接电源线的终端3601和EL元件110的反向电极111之间的电压用VT表示。VT的值被电源线的电位固定。EL驱动TFT108的源区和漏区之间的电压用VDS表示，连接到EL驱动TFT108的栅电极的引线3602和EL驱动TFT108的源区之间的电压，就是EL驱动TFT108的栅电极和源区之间的电压，用VGS表示。
EL驱动TFT108可以由n沟道TFT或p沟道TFT构成。可是，第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT必须具有相同极性。
EL驱动TFT108和EL元件110彼此串联。这样，流经两个元件(EL驱动TFT108和EL元件110)的电流值相同。因此，图18A中所示EL驱动TFT108和EL元件110，在表示两个元件的电压-电流特性图的交点上被驱动。图18B中，电压VEL是反向电极111的电位和工作点的电位之间的电压。电压VDS是EL驱动TFT108的终端3601的电位和工作点的电位之间的电压。因此，电压VT等于VEL和VDS的和。
然后，考虑电压VGS变化的情况。如图18B所示，EL驱动TFT108的|VGS-VTH|值增加，换句话说，|VGS|值增加，流经EL驱动TFT108的电流值增加。电压VTH是EL驱动TFT108的阈值电压。因此，就像图18B中能看出，在工作点流经EL元件110的电流值自然增加。EL元件110的的亮度随流经EL元件110的电流值成比例增加。
当|VGS|值增加，流经EL元件110的电流值增加时，VEL值也按这个电流值提高。既然VT值由电源线的电位决定，VDS值随VEL的增加而相应减少。
此外，如图18B所示，基于VGS和VDS的值，EL驱动TFT的电压-电流特性被分成两个区域。一个满足关系：|VGS-VTH|＜|VDS|的区域是饱和区，而满足关系：|VGS-VTH|＞|VDS|的区域是线性区。
在饱和区，下面的表达式1成立。在表达式1中，IDS是流经EL驱动TFT108的沟道形成区的电流值。而且，＝μC0W/L成立，其中μ是EL驱动TFT108的迁移率，C0是每单位区域的栅极电容，W/L是沟道形成区的沟道宽度W与沟道长度L的比值。
(表达式1)
               IDS＝(VGS-VTH)2/2
在线性区，下面的表达式2成立。
(表达式2)
               IDS＝{(VGS-VTH)VDS-VDS 2/2}
如从表达式1中可知，在饱和区，电流值几乎不由VDS改变，而由VGS唯一确定。
在另一方面，从表达式2中可知，在线性区，电流值由VDS和VGS决定。随着|VGS|的增加，EL驱动TFT108在线性区内工作。相应地，VEL值逐渐增加。因此，VDS减少VEL值的增加量。如果VDS在线性区减少，电流量也被减少。当|VGS|＝∞成立时，电流值＝IMAX。因此，即使用最大的|VGS|值，也不会流过比IMAX大的电流。在这里，IMAX是当VEL＝VT时，流经EL元件110的电流值。
通过控制|VGS|，在饱和区或线性区包含工作点是可能的。
尽管所有电流控制TFT的特性理想地相同是可取的，但阈值电压VTH和迁移率μ在许多情况下，对每一个EL驱动TFT实际上不同。如果阈值电压VTH和迁移率μ对每一个EL驱动TFT不同，则如从表达式1和2可知，即使VGS值相同，流经EL驱动TFT108的沟道形成区的电流值，对每一个TFT也不同。
图19表示一个EL驱动TFT的电流-电压特性，该TFT的阈值电压VTH和迁移率μ被平移。实线3701表示理想电流-电压特性曲线。实线3702和3703分别表示EL驱动TFT的阈值电压VTH和迁移率μ相对理想值被平移情况下的电流-电压特性。假设电流-电压特性曲线3702和3703，从饱和区中表示理想电流-电压特性的曲线3701平移相同的电流值ΔI1，以使表示电流-电压特性的曲线3702的工作点3705位于饱和区，且电流-电压特性曲线3703的工作点3706位于线性区。在这种情况下，如果具有理想特性的电流-电压特性曲线3701的工作点3704的电流值，和工作点3705和3706的电流值的移动量分别由ΔI2和ΔI3表示，则线性区工作点3706的电流值的移动量比饱和区工作点3705的小。
这样，在采用本发明描述的数字驱动方法的情况下，EL驱动TFT和EL元件被驱动，以使工作点位于线性区内。结果，由于EL驱动TFT的特性移动被抑制，而能在EL元件的亮度不均匀的情况下实现灰度显示。
在常规模拟驱动情况下，最好对EL驱动TFT和EL元件进行驱动，以使工作点位于饱和区，其中电流值能仅仅由|VGS|控制。
为了总结上述工作分析，图20表示EL驱动TFT电流相对于电压|VGS|的曲线。当|VGS|增加到比EL驱动TFT的阈值电压的绝对值|VTH|大的时候，该EL驱动TFT进入导电状态，允许电流流过。在本说明书中，此时的|VGS|称作发光起始点。然后，当|VGS|进一步增加，|VGS|达到满足|VGS-VTH|＝|VDS|的这样一个值(这个值假设为A)。结果，|VGS|从饱和区3801向线性区3802移动。进一步增加|VGS|，电流值增加到最终饱和。此时，|VGS|＝∞成立。
从图20中能看出，经过由|VGS|≤|VTH|表示的区域，电流几乎不流动。由|VTH|≤|VGS|≤A表示的区域是饱和区，其中电流值随|VGS|变化。由A≤|VGS|表示的区域是线性区，其中流经EL元件的电流值随|VGS|和|VDS|而变化。
用按照本发明的数字驱动，最好使用由|VGS|≤|VTH|表示的区域和由A ≤|VGS|表示的线性区。
实施方案13能与所有其它实施方案自由组合。
[实施方案14]
在实施方案14中说明本发明的EL显示器件和电源之间的连接结构不同于图14A中的例子。
图21表示一种本发明的EL显示器件的上表面图。在图21中，参照号5002代表象素部分，参照号5003代表源极信号线驱动电路，参照号5004a代表写入栅极信号线驱动电路，参照号5004b代表擦除栅极信号线驱动电路。这些驱动电路的每一个通过引到FPC(柔性印刷电路)5006的引线5005，连接到外部设备。
制作第一密封材料5101、覆盖材料5102、填充材料(图中未示出)、和第二密封材料5104，使其包围象素部分5002、源极信号线驱动电路5003、写入栅极信号线驱动电路5004a和擦除栅极信号线驱动电路5004b。
然后，象素部分5002的电源线(图中未示出)被连接到象素电极引线5201，再连接到外部设备。而且，象素部分5002的所有EL元件的反向电极(图中未示出)，被连接到反向电极引线5202，再连接到外部设备。
对于象素电极引线5201和反向电极引线5202，使用已知材料是可能的，只要它们是导电材料。在实施方案14中使用铜。
在一定程度上，与FPC 5006的插脚宽度相比，自由设定象素电极引线5201和反向电极引线5202的线宽是可能的。因此，与FPC 5006相比，抑制象素电极引线5201和反向电极引线5202的引线电阻是可能的，而且，能依照上述结构抑制EL元件的反向电极和外部设备之间的引线电阻，或者电源线和外部设备之间的引线电阻。
能减少FPC 5006的插脚数目，并提高EL显示器件自身的机械强度。
注意，与实施方案1到13组合实现实施方案14是可能的。
[实施方案15]
用图22A和22B在实施方案15中说明实现本发明的驱动象素的有效方法。
图22A所示实施方案15的EL显示器件具有被分成象素部分A6501和象素部分B6502两部分的象素部分。一幅图像的一半在象素部分A6501中显示，通过驱动源极信号线驱动电路A6503、写入栅极信号线驱动电路A6504和擦除栅极信号线驱动电路A6505实现。而且，图像的另外一半在象素部分B6502中显示，通过驱动源极信号线驱动电路B6506、写入栅极信号线驱动电路B6507和擦除栅极信号线驱动电路B6508实现。
通过组合象素部分A6501中显示的一半图像和象素部分B6502中显示的一半图像，形成一幅图像。
在图22B所示EL显示器件中，数字视频信号从源极信号线驱动电路A6513，被输入到奇数编号的源极信号线，并且数字视频信号从源极信号线驱动电路B6514，被输入到偶数编号的源极信号线。
而且，输入到奇数编号和偶数编号的源极信号线的数字视频信号，按照同时选择两条写入栅极信号线的写入栅极信号线驱动电路6515，被同时输入到象素。具体地说，数字视频信号经过象素的开关TFT，被输入到EL驱动TFT的栅电极。
电源线的电源电位被同时选择两条擦除栅极信号线的擦除栅极信号线驱动电路6516输入到象素，电源电位经过象素的擦除TFT，被送给EL驱动TFT的栅电极。
用上述结构在象素部分6511中就能形成一幅图像。
注意，与实施方案1到14组合实现实施方案15是可能的。
[实施方案16]
在本发明中，通过采用能够用由三重激发来发磷光的EL材料，能够明显地改善发光外量子效率。结果，能减少EL元件的功耗，延长寿命，并减轻重量。
下面是通过使用三重激发改善发光外量子效率的报告(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，Photochemical Processes inOrganized Molecular Systems，ed.K.Honda，(Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991)p.437)。
上述文章报告的EL材料(香豆素颜料)的分子式如下。
(化学式1)
(M.A.Baldo，D.F.O’Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Nature 395(1998)p.151)
上述文章报告的EL材料(Pt络合物)的分子式如下。
(化学式2)
Figure C0111794800482
(M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p.4.)(T.Tsutsui，M.J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn，Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502.)
上述文章报告的EL材料(Ir络合物)的分子式如下。
(化学式3)
如上所述，如果三重激发的磷光能实际使用，则在原则上能够实现比使用单重激发的磷光情况高三到四倍的发光外量子效率。
实施方案16能自由地与实施方案1到15的任何结构结合实现。
[实施方案17]
通过实现本发明形成的EL显示器件，因为它是自发光类型器件，故与液晶显示器件相比，在明亮的场所有更高的可见性，而且它的视场宽。因此，它能被用作各种电子器件的显示部分。例如，使用本发明的EL显示器件作为对角线长等于30英寸或更大(典型地等于40英寸或更大)的用于大屏幕TV广播的EL显示部分，是适合的。
注意所有展示(显示)信息的显示器，比如个人计算机显示器，TV广播接收显示器，或广告显示器，都包括在EL显示范围内。而且，本发明的EL显示器件能用作其他各种电子器件的显示部分。
下列可作为本发明这样的电子器件的例子：录像机；数码相机；目镜型显示器(头盔显示器)；汽车导航系统；声音重放系统(比如汽车音响系统，声音组合系统)；笔记本电脑；游戏设备；便携信息终端(比如移动式计算机，移动电话，移动游戏设备或电子图书)；以及带有记录媒体(具体地说，一种执行记录媒体的重放，和带有显示器件能显示那些图像的设备，比如数字视盘(DVD))的图像回放设备。特别是，因为便携信息终端经常从对角线方向被观察，视场的宽度被认为是非常重要的。这样，采用EL显示器件是优先考虑的。这些电子器件的例子如图23和24所示。
图23A是一显示器，包含机壳2001，支座2002和显示部分2003。本发明的EL器件能用在显示部分2003中。因为EL显示器件是自发光类型器件，不需要背景光，故它的显示部分能制作得比液晶显示器件更薄。
图23B是录像机，包含主体2101，显示部分2102，声音输入部分2103，操作开关2104，电池2105，和图像接收部分2106。本发明的EL显示器件能用在显示部分2102中。
图23C是头盔型发光器件的一部分(右侧)，包含主体2201，信号线缆2202，头部固定带2203，屏幕部分2204，光学系统2205和显示部分2206。本发明的EL显示器件能用在显示部分2206中。
图23D是图像重放设备(具体地说是DVD重放设备)，配备有记录媒体，包含主体2301，记录媒体(比如DVD)2302，操作开关2303，显示部分(a)2304，和显示部分(b)2305。显示部分(a)2304主要用于显示图像信息，而显示部分(b)2305主要用于显示字符信息，而本发明的EL显示器件能用在显示部分(a)2304和显示部分(b)2305中。注意，家用游戏设备被包括在配备有记录媒体的图像重放设备中。
图23E是目镜式显示器件(头盔型显示器)，包含主体2401，显示部分2402，镜腿部分2403。本发明的EL显示器件能用在显示部分2402中。
图23F是个人计算机，包含主体2501，机壳2502，显示部分2503，和键盘2504。本发明的EL显示器件能用在显示部分2503。
注意，如果将来EL材料的发光亮度变得更高，将有可能在前向或后向投影仪中使用本发明的EL显示器件，投射包括输出图像的光线，并能由透镜放大等等。
以上电子器件正在更经常地被用来显示通过电子通信线比如因特网或CATV(有线电视)提供的信息，特别是，显示动画信息的机会正在增加。EL材料的响应速度非常高，因此EL显示器件有利于动画显示。
由于EL显示器件的发光部分消耗能量，故最好将信息显示得发光部分尽可能小。因此，当在主要显示字符信息的显示部分使用EL显示器件时，比如便携信息终端，特别是便携式电话和声音重放设备中，最好借助于设定非发光部分作为背景，而在发光部分形成字符信息来对其进行驱动。
图24A是一个便携电话，包含主体2601，声音输出部分2602，声音输入部分2603，显示部分2604，操作开关2605，和天线2606。本发明的EL显示器件能用在显示部分2604中。注意，通过在显示部分2604的黑背景上显示白色字符，能减少便携电话的功耗。
图24B是声音重放设备，具体地说是汽车音响系统，含有主体2701，显示部分2702，操作开关2703和2704。本发明的EL显示器件能用在显示部分2702中。而且，汽车声音重放设备在实施方案17中示出，但是它也可以用于便携式和家用声音重放设备。注意，通过在显示部分2702的黑背景上显示白色字符，能减少功耗。这在便携式声音重放设备中是特别有效的。
因此，本发明的应用范围非常广泛，本发明可能应用到所有领域的电子器件。而且，实施方案17能结合实施方案1到16的任何结构而实现。
依照本发明的上述结构，即使EL驱动TFT的IDS-VGS特性有一些起伏，当相等的栅极电压加到EL驱动TFT上时，也能抑制电流输出量的起伏。因此，当相同电压的信号被输入时，可能避免由IDS-VGS特性的起伏造成的EL元件的发光量对于相邻象素有很大不同的情况。
依照本发明能形成非发光周期，其间显示不被执行。如果在EL显示器件中，用常规模拟驱动方法显示全白图像，EL元件总是发光，而使EL层的退化加快。非发光周期能依照本发明形成，因此EL层的退化能在一定程度上被抑制。

Claims (12)

1.一种发光器件，包括源极信号线驱动电路、第一栅极信号线驱动电路、第二栅极信号线驱动电路和象素部分；
其中所述象素部分包括多个象素；
所述多个象素的每一个都包括EL元件、开关TFT、擦除TFT、第一EL驱动TFT和第二EL驱动TFT；
其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT并联连接；
其中所述开关TFT的栅电极与第一栅极信号线电连接，而第一栅极信号线与所述第一栅极信号线驱动电路连接；
其中所述擦除TFT的栅电极与第二栅极信号线电连接，而第二栅极信号线与所述第二栅极信号线驱动电路连接；
其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT中每一个的栅电极都与所述开关TFT的源区和漏区之一以及所述擦除TFT的源区和漏区之一电连接；以及
其中所述EL元件由所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT控制，并且其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT有相同的极性。
2.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述开关TFT、所述擦除TFT、所述第一EL驱动TFT或所述第二EL驱动TFT是顶部栅极TFT。
3.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述开关TFT、所述擦除TFT、所述第一EL驱动TFT或所述第二EL驱动TFT是底部栅极TFT。
4.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述源极信号线驱动电路包括移位寄存器、第一锁存器和第二锁存器。
5.权利要求4的发光器件，其特征是，其中所述第一锁存器或所述第二锁存器包括两个定时反相器和两个反相器。
6.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述第一EL驱动TFT或所述第二EL驱动TFT在线性区被驱动。
7.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述发光器件是计算机、录像机和DVD机之一。
8.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT的每个源区与一电源线连接，而所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT的每个漏区与所述EL元件连接。
9.权利要求1的发光器件，其特征是，其中相邻的象素以电源线作为中心成线性对称。
10.权利要求7的发光器件，其特征是，其中相邻的象素以电源线作为中心成线性对称。
11.权利要求1的发光器件，其特征是，其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT按数字式驱动方法在线性区被驱动。
12.权利要求7的发光器件，其特征是，其中所述第一EL驱动TFT和所述第二EL驱动TFT按数字式驱动方法在线性区被驱动。
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