[发明专利]自发光器件及采用自发光器件的电气设备

说明书

本发明涉及到借助于在衬底上制作发光元件(诸如EL(电致发 光)元件)而制造的自发光器件(即EL显示器件)以及以自发光器 件作为显示器(显示单元)的电气设备。此处的发光元件也称为OLED (有机发光器件)。

此发光元件除了阳极和阴极之外，还有一个含有能够提供EL(电 致发光：由于施加电场而产生的发光)的EL材料层(以下称为EL层)。 由EL材料产生的发光包括从单重激发态返回基态时的光发射(荧光) 和从三重激发态返回基态时的发光(磷光)。本发明的自发光器件能 够采用二种发光元件，一种含有荧光EL材料，另一种含有磷光EL材 料。

近年来，在衬底上制作TFT的技术已经取得了很大进展，并正在 开发这样制作的TFT在有源矩阵显示器件中的应用。特别是，由多晶 硅膜制作的TFT的场迁移率(常常简称为迁移率)高于由非晶硅膜制 作的常规TFT，因此能够高速运行。

通常如图3所示，有源矩阵自发光器件具有象素结构。在图3 中，参考号301表示用作开关元件的TFT，以下称为开关TFT，302 表示用作控制馈送到EL元件303的电流的元件(电流控制元件) 的TFT(以下称为电流控制TFT)，而304表示电容器(存储电容 器)。开关TFT 301被连接到栅引线305和源引线(数据线)306。 电流控制TFT 302具有连接到EL元件303的漏区，并具有连接到 电源线307的源区。

当栅引线305被选择时，开关TFT 301的栅接通，来自源引线306 的数据信号被存储在电容器304中，且电流控制TFT 302的栅被接通。 在开关TFT 301的栅被关闭之后，电流控制TFT 302的栅由于存储在 电容器304中的电荷而保持接通，且当栅接通时，EL元件303发光。 从EL元件发出的光量依赖于流过其中的电流量而变化。

换言之，在模拟驱动的灰度显示器中，从EL元件发射的光量由 于利用从源引线306输入的数据信号对流入电流控制TFT 302栅的电 流量进行控制而变化。

图4A示出了电流控制TFT的晶体管特性。参考号401表示的是 显示所谓Id-Vg特性的曲线(也称为Id-Vg曲线)，其中Id表示漏 电流，而Vg表示栅电压。利用此图可以知道给定栅电压下将有多少 电流流动。

当驱动EL元件时，通常使用包围Id-Vg特性曲线的虚线402所 示区域内的电压。由线402包围的区域在图4B中被放大了。

在图4B中，阴影区域被称为子阈值区域。这一术语实际上表示 栅电压与阈值电压(V_TH)大约相同的区域。当栅电压在这一区域中改 变时，漏电流指数地改变。利用此区域的栅电压来控制电流。

当开关TFT 301接通时，输入在象素中的数据信号首先被存储在 电容器304中，此信号原封不动地用作电流控制TFT 302的栅电压。 此时，栅电压根据图4A所示的Id-Vg特性确定1∶1比率的漏电流。 于是，根据数据信号，给定量的电流在EL元件303中流动，且EL元 件以对应于这一给定量电流的数量而发光。

如上所述，利用输入的信号来控制EL元件的发光量，而对待要 发射的光量的控制提供了灰度显示。这是一种所谓的模拟灰度方法， 其中用信号幅度的变化来提供灰度显示。

但模拟灰度方法有一个弊端，而且无助于对付TFT特性的起伏。 作为例子，让我们假设这样一种情况，其中一个开关TFT的Id-Vg特 性不同于为与灰度显示器中的一个开关TFT相同的灰度而指定的相邻 象素的开关TFT的Id-Vg特性(这意味着总体上向正或负偏移)。

这种情况下的开关TFT的漏电流彼此不同，取决于各个TFT之间 特性差异的程度。这使施加到一个象素中的一个电流控制TFT的栅电 压不同于施加到相邻象素中的其它电流控制TFT的栅电压。因此，在 其二个EL元件中流动不同数量的电流，从而使它们发射不同数量的 光，结果，在灰度显示中想要相同灰度的EL元件现在无法起到它们 想要的作用。