显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别涉及把场致发光显示器等发光层层叠为多层而表现图像的灰度等级的显示装置。
背景技术：
有机场致发光显示器(OLEDorganic electro luminescencedisplay)，作为超薄型、高对比度、高速响应、大视野角的显示器而受到关注(以下，场致发光也记作EL)。有机EL显示器利用了有机化合物把电变成光的场致发光的现象。还有，采用有源·矩阵驱动法，就能够在能量效率更好的状态下使用有机EL显示器，因而能够减少能量损耗。由于这些优点、理由，有机EL显示器被看好作为下一代的显示器。
为使有机EL显示器发光，一般采用图28(a)、28(b)所示的层构成。图28(a)表示有机EL显示器的基本的层构成。在玻璃基板40之上形成阳极41。阳极41为了使光透过而用透明的ITO(Indium Tin Oxide)电极。ITO电极为铟和锡诺莫合金的氧化物，在液晶显示装置等中也被广泛使用。
在阳极41之上，形成由有机化合物组成的作为荧光体的发光层42。有机材料中有低分子系和高分子系材料，按照材料的特性、用途、制造法来适当地选择。在发光层42之上形成阴极43。在图28(a)所示的以前例中，从玻璃基板40的方向取出从发光层42输出的光，因而阴极43是以铝等金属为材质的电极。
从电源44向阳极41和阴极43之间施加直流电压，使空穴从阳极41注入发光层42，另一方面，使电子从阴极43注入发光层42。注入了的空穴和电子在发光层42再结合，成为作为不稳定的高能量状态的激励状态，此后马上回到原来作为稳定的低能量状态的基底状态，此时在发光层42放出能量而发光。
图28(b)表示由5层的层构成组成的有机EL显示器。该5层有机EL显示器，如图28(b)所示，是在玻璃基板45之上依次层叠了阳极46、空穴注入层47、空穴输送层48、发光层49、电子输送层50、电子注入层51和阴极52的构造。
该以前例中，为从阳极46容易取出空穴，设有空穴注入层47和向发光层49输送该空穴的空穴输送层48。另一方面，为从阴极52容易取出电子，设有电子注入层51和有效地向发光层49输送该电子的电子输送层50。
从电源53向阳极46和阴极52之间施加直流电压，使空穴从阳极46分别经过空穴注入层47和空穴输送层48注入发光层49。另一方面，使电子从阴极52分别经过电子注入层51和电子输送层50注入发光层49。注入了的空穴和电子在发光层49再结合，成为作为不稳定的高能量状态的激励状态，此后马上回到原来作为稳定的低能量状态的基底状态，此时在发光层49放出能量而发光。
采用如上所述分担了作用的构造，有机EL显示器就会更有效地发光。
层构成不限于图28(a)、28(b)所示的构成，还有从2层到4层构造的的构成，可以使发光层和电极的特性配合而自由组合所使用的空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层。而且，有机材料中还有兼有空穴注入层和空穴输送层两者的功能的材料，有多种选择。
有机EL显示器，如图所示，是在阳极41、46和阴极43、52之间夹有作为有机化合物的荧光体的发光层42、49的构造，该被夹着的发光层42、49发光。
图29表示以前的显示装置中的像素构造的一个例子的剖视图。在玻璃基板54之上形成了氧化硅膜55和薄膜晶体管(TFT)59。氧化硅膜55具有使金属离子不从玻璃基板54向阳极56移动的功能，TFT59具有使像素的发光导通/截止的功能。在氧化硅膜55之上形成了阳极56，在其之上形成了有机膜发光层57。有机膜发光层57由发光层、空穴注入层、空穴输送层、电子注入层和电子输送层组合而成。
并且，在有机膜发光层57之上形成了阴极58。阴极58采用了铝等金属。此处所示的以前例是从具有TFT59的玻璃基板54一侧取出从有机膜发光层57输出的光的下面光取出构造。
另外，为了提高发光效率，从阴极58一侧取出光时，阴极58使用透明的ITO。称其为上面光取出构造。
为实际在显示器上显示影像，开发出了多种像素驱动法。最一般的方法是，为了实现灰度等级驱动，在像素内搭载模拟存储器和电压-电流变换电路，与模拟存储器的电压对应来控制有机EL元件的驱动电流的方法。图30表示该灰度等级驱动方法的显示面板的一个例子。
图30表示用于驱动由后述的有机EL和有源元件构成的像素67的显示面板驱动器的一个例子的构成图。显示面板上按二维矩阵状配置有多个像素67。
显示面板上，为驱动水平方向的像素，具有水平驱动器68。电源电路69向所有像素67提供电源电压。对于在垂直方向排列的像素67的驱动，具有垂直驱动器70。例如，在要扫描最上级的显示线的场合，就由向与垂直驱动器70连接的水平方向的显示线中的最上级的显示线提供的电压通过设在垂直驱动器70内的栅极驱动器65(图31中图示)使各像素分别导通。还有，与此同时，垂直驱动器70把使最上级的显示线以外的显示线上的各像素67的栅极驱动器65截止的电压向最上级的显示线以外的显示线输出。
此时，从水平驱动器68输出与1扫描线(显示线)的视频信号对应的电压，在最上级的显示线的各像素67的电容器62上加上数据电压。这样在电容器62的两端施加电源和数据电压，保持该电位差，就能积蓄充分的电荷。即，对电容器62写入、存储了显示数据。此后，如果使垂直驱动器70截止，有机EL就根据最上级的显示线的各像素67的电容器62中存储了的数据而发光，显示1扫描线的影像。接着同样，在从上至下的方向顺序以各显示线单位来驱动垂直驱动器70，并且与其同步，从水平驱动器68按每1线输出影像数据，就能够扫描显示面板内的所有像素67图31表示各像素67的电路图。有机EL60相当于图29的有机膜发光层57。决定有机EL60的发光亮度的数据从数据输入端子64输入。此处栅极驱动器65对TFT61的栅极加上电压，使TFT61导通的话，端子64上输入了的数据就通过TFT61的源极和漏极分别施加于电容器62和TFT63的栅极。根据该电位来控制通过TFT63的源极和漏极间向有机EL60提供的电流。
此后，使TFT61截止的话，电源66和数据输入端子64间的电位差就被电容器62存储。有机EL60，作为电流发光器件，就以与所加的电流成比例的亮度而发光。因而，有机EL60发光的亮度依赖于通过端子64输入的数据的电位，可以由该数据表现向显示装置输出的影像的灰度等级。
图29表示以前的显示装置的画层构造，图31表示用于以灰度等级驱动方法来驱动它的电路，不过，驱动方法可以考虑其它各种方法。例如，有以脉冲宽度调制(PWM)信号对1帧内的发光期间进行模拟调制的箝位·逆变器(CLAMPED INVERTER)法(例如，参照非专利文献1)。该方法能补偿属于作为有源元件的TFT的元件特性的阈值的偏差，TFT的数量也少，因而电路构成也简单。还有，由于存在无发光期间，因而可能有断续的动画显示。
数字显示驱动方法中，有机EL元件由像素的开关晶体管来控制，成为点亮或非点亮状态的某个状态。作为该方式之一，有把图像在时间轴方向分割为多个子帧，用子帧的加权总和来表达灰度等级的方法(例如，参照专利文献1)。
还有在显示装置的显示面内把像素分割为多个副像素，以该像素的发光个数来表现灰度等级的面积分割法(例如，参照专利文献2)。再有，作为采用同样的副像素的方式，对第1副像素进行模拟驱动控制，以显示包括中间灰度的多灰度等级，对第2副像素进行驱动控制，以进行明显示或暗显示的2值显示的方法是公知的(例如，参照专利文献3)。
非专利文献1An Innovative Pixel-Driving Scheme for 64-LevelGray Scale Full-Color Active Matrix OLED Displays，SID2002，32.2专利文献1特开平10-214060号公报专利文献2特开平11-073159号公报专利文献3特开2003-280593号公报发明内容发明打算解决的课题根据图31所示的电路图，用灰度等级驱动方法来驱动各像素的以前的显示装置，为了实现灰度等级驱动，像素内搭载了模拟存储器和电压-电流变换电路，与模拟存储器的电压对应而控制有机EL元件的驱动电流。可是，作为有源元件的TFT的元件特性对于每像素具有大的偏差，因而流过有机发光层的电流量就会发生偏差。因此每像素发光亮度的偏差变大，结果显示装置的显示亮度就不均匀，画质的提高困难。
对此进行了改善的非专利文献1记载的箝位·逆变器法的以前的显示装置是为了消除TFT的偏差而以有效的驱动方法动作的装置。仅以导通/截止来控制TFT，以模拟脉冲宽度来控制发光期间(PWM)，从而表现灰度等级，采用这种模拟发光期间调制方式来动作，因而能够减少TFT的偏差的影响。可是，采用该驱动方法的以前的显示装置，与发光亮度对应的电流量全部流过1个发光层，因而负担大，对于长寿命化不利。而且，每灰度等级都有发光和不发光的期间，因而可以预见会发生闪烁等问题。
还有，在采用专利文献2记载的子帧法的数字驱动法的以前的显示装置中，为消除显示亮度的偏差，对像素的有机EL元件进行导通/截止的2值驱动。还有，为获得灰度等级驱动，把1帧时间分割为多个子帧期间，在每子帧期间扫描所有像素，把各灰度等级的比特构成的2值显示数据写入像素，在显示期间按每灰度等级规定的亮度进行规定时间点亮。可是，在采用该子帧法的数字驱动法的以前的显示装置中，虽然有消除TFT的偏差的效果，不过，同时会发生动画疑似轮廓等的干扰的问题。
再有，在采用专利文献3记载的面积分割法的以前的显示装置中，为构成一像素需要多个副像素，不适合今后预想的面板的高分辨率化的潮流。
本发明是鉴于以上几点而提出的，目的在于提供大幅度降低在显示装置的显示面内的每像素的亮度的偏差，实现高精度的灰度等级显示，并且降低电功率损耗，长寿命的显示装置。
用于解决课题的装置为解决上述的课题，本发明提供以下(a)～(i)的显示装置。
(a)一种显示装置，由多个色的小点构成1像素，排列有多个像素，其特征在于，具有层叠n个(n为2以上的自然数)发光层(3、6、9)而形成各小点的发光元件；驱动上述发光元件的上述n个发光层，使其发光或不发光的第1驱动部(16a～16c)；通过上述第1驱动部使电流流过上述发光元件的电源(38)；以及，在对上述n个发光层设定了发光亮度的加权的状态下，驱动上述n个发光层，使其发光，从而表现上述各小点的灰度等级的第2驱动部(37，39)。
(b)根据(a)记载的显示装置，其特征在于，上述第2驱动部把对上述n个发光层流过上述电流的时间长短和电流值中的一方设定为同样的值，把另一方设定为m种类(m为n以下的自然数)的值，从而设定m种类的加权。
(c)根据(a)记载的显示装置，其特征在于，上述第2驱动部把对上述n个发光层流过上述电流的时间长短和电流值的组合设定为m种类(m为n以下的自然数)的值，从而设定m种类的加权。
(d)根据(b)记载的显示装置，其特征在于，上述第2驱动部以帧或场单位来切换分别对上述n个发光层的加权，使上述m种类的电流值和上述m种类的时间长短的至少一方在n帧或n场的期间循环一次。
(e)根据(c)记载的显示装置，其特征在于，上述第2驱动部以帧或场单位来切换分别对上述n个发光层的加权，使上述m种类的组合在n帧或n场的期间循环一次。
(f)根据(a)记载的显示装置，其特征在于，上述第2驱动部具有对上述n个发光层上的m个(m为n以下的自然数)发光层进行数字驱动的数字驱动部；以及，对(n-m)个发光层进行模拟驱动，使其以中间灰度水平来发光的模拟驱动部。
(g)根据(f)记载的显示装置，其特征在于，上述数字驱动部对上述m个发光层设定上述m以下的种类的加权，上述模拟驱动部对上述(n-m)个发光层设定使其与上述m个发光层一起发光，从而表现上述各小点的灰度等级的加权。
(h)一种显示装置，由多个色的小点构成1像素，排列有多个像素，其特征在于，具有层叠n个(n为2以上的自然数)单位元件而形成各小点的发光元件，其中，所述单位元件是依次层叠阳极(402)、发光部、阴极(410)而形成的，而所述发光部是由m层(m为自然数)的有机膜发光层(403、405、407、409)和(m-1)层的电荷生成层(404、406、408)交替层叠而成的多光子构造；驱动上述发光部，使其发光或不发光的第1驱动部(458)；以及，在对上述发光元件上的n个发光层设定了发光亮度的加权的状态下，驱动上述n个发光部，使其发光，从而表现上述各小点的灰度等级的第2驱动部(457，459)。
(i)根据(h)记载的显示装置，其特征在于，夹在2层上述有机膜发光层之间的上述电荷生成层向一方有机膜发光层注入电子，向另一方有机膜发光层注入空穴。
发明的效果能够实现可大幅度降低显示装置的显示面内的每像素的亮度的偏差，实现高精度的灰度等级显示并降低电功率损耗，长寿命的显示装置。
还有，对发光元件进行数字驱动，以亮度的加权总和进行1小点的灰度等级表现，从而能够在没有第1驱动部的阈值偏差影响的状态下驱动发光元件。因此，能够消除显示装置上的亮度不匀，还能降低功率损耗。
还有，与发光亮度对应的电流量不全部流过1个发光层，因而能够分散各发光层的负担，与以前相比，能实现更长寿命的显示装置。
再有，使得以n个发光层的发光亮度的总和进行1小点的灰度等级表现，因而与1个发光层中流过全部与发光亮度对应的电流量的构成的以前的显示装置相比，能够构成长寿命的显示装置。


图1是表示第一实施方式的显示装置中的像素的层构成的图。
图2是表示第一实施方式的像素构造的图。
图3是表示有机膜发光层为3层构造和5层构造的各场合的各层的亮度加权的一个例子的图。
图4是表示本发明显示装置中的灰度等级表现方法的一个例子的图。
图5是表示第一实施方式的显示面板的驱动器构成的图。
图6是表示用于驱动第一实施方式的像素的电路图。
图7是表示第二实施方式的显示面板的驱动器构成的图。
图8是表示用于驱动第二实施方式的像素的电路图。
图9是表示帧信号和电流值切换信号的关系的图。
图10是表示用于说明第二实施方式的显示装置中的每帧的灰度等级表现方法的一览表的图。
图11是第五实施例的定时图。
图12是第六实施例的定时图。
图13是第七实施例的定时图。
图14是表示第三实施方式的显示装置中的像素的层构成的图。
图15是表示第三实施方式的像素构造的图。
图16是表示第三实施方式的显示面板的驱动器构成的图。
图17是表示用于驱动第三实施方式的像素的电路图。
图18是灰度等级表现方法的第一实施例的说明图。
图19是灰度等级表现方法的第二实施例的说明图。
图20是灰度等级表现方法的第三实施例的说明图。
图21是灰度等级表现方法的第四实施例的说明图。
图22是表示第四实施方式的显示装置中的像素的层构成的图。
图23是表示多光子的工作原理的图。
图24是表示第四实施方式的像素的构成的图。
图25是表示第四实施方式的像素构造的图。
图26是表示第四实施方式的显示面板的驱动器构成的图。
图27是表示用于驱动第四实施方式的像素的电路图。
图28是表示有机EL显示器的基本层构成和5层构成的图。
图29是表示以前的显示装置中的像素构造的一个例子的剖视图。
图30是表示以前的显示装置中的面板驱动器构成的一个例子的图。
图31是表示以前的显示装置中的驱动电路的一个例子的图。
具体实施例方式
《第一实施方式》图1表示本发明的第一实施方式中的显示装置的像素的层构成。显示装置例如是有机EL显示器。玻璃基板1是显示装置的显示面。该玻璃基板1，如果能形成有机膜的层，也可以是塑料一类的基板。在该玻璃基板1之上形成了阳极2。作为该阳极2，可以使用例如作为透明电极的ITO等。
在阳极2之上形成了有机膜发光层3。有机膜发光层3以空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层、以及由有机化合物组成的作为荧光体的发光层的组合来构成。该组合必须根据有机EL的特性来适当选择。
在有机膜发光层3之上形成了阴极4。作为阴极4，如果使用作为透明电极的ITO，就不能直接作为阴极而动作，因而必须在ITO和有机膜发光层3之间薄薄地插入阴极用的锂等。
电源13为在阳极2和阴极4之间施加直流电压而连接。夹在阳极2和阴极4之间的有机膜发光层3的发光原理与以前例相同。
在阴极4之上依次层叠形成了氧化硅膜11和阳极5。氧化硅膜11具有使阳极5和阴极4绝缘的效果。
在阳极5之上与上述相同，依次层叠形成有机膜发光层6、阴极7、氧化硅膜12、阳极8、有机膜发光层9、以及阴极10。像第一实施方式这样，是不从阴极10一侧取出光的下面光取出构造，阴极10为铝等金属。
电源14、15为分别在阳极5和阴极7之间、阳极8和阴极10之间施加直流电压而连接。这样，通过电源14、15从阳极5、8和阴极7、10变换成的电流就提供给有机膜发光层6、9。
各有机膜发光层3、6、9以与变换成的电流值成比例的亮度而发光，光从玻璃基板1一侧取出。另外，该构造不限于有机EL，无机EL也当然可以实现，不限于有源驱动，无源驱动的显示装置也可以实现。
有机膜发光层3、6、9通过数字驱动即电源的导通/截止的2值来切换点亮和熄灯(发光或不发光)。有机膜发光层3、6、9分别选择以规定的亮度发光的材料而形成。
图2表示作为本发明的第一实施方式的显示装置的像素构造。在图2中，与图1相同的构成部分付以相同符号，省略该说明。图2表示构成1像素的各色(例如红、绿、蓝等)中的1小点。此处，在玻璃基板1之上形成了作为有源元件的薄膜晶体管(TFT)16a、16b、16c，分别与阳极2、5、8连接。TFT16a～16c只要可以驱动控制有机膜发光层3、6、9，用p-Si(低温多硅)、a-Si(非晶硅)等的哪种有源元件来制作都可以。
TFT16a～16c具有使向有机膜发光层3、6、9施加的电源导通/截止的电路功能，如上所述，通过使电源导通/截止来驱动有机膜发光层3、6、9，使其发光或不发光。还有，在玻璃基板1和阳极2之间形成的氧化硅膜17是使金属离子不从玻璃基板1向阳极2移动的膜。阴极4、阴极7、阴极10是共用电极。
在从图2所示的像素的下侧的玻璃基板1一侧取出光的场合，为使光不从作为像素的上侧的阴极10泄漏，阴极10用铝等金属形成。这样，从有机膜发光层3、6、9分别出射的光就向上下辐射，不过，向阴极10一侧出射的光由阴极10反射而朝向下侧，因而就只从玻璃基板1一侧被取出。
另外，在本实施方式中，玻璃基板1上具有TFT16a～16c，是从玻璃基板1一侧取出光的下面光取出构造，不过，也可以作成用透明电极形成阴极10，用铝等金属形成阳极2，从阴极10一侧取出光的上面光取出构造。
此处，TFT16a～16c通常必须为多个。此处，把TFT16a～16c称为元件驱动部(第1驱动部)。有机膜发光层和元件驱动部为单位元件。图2所示的有机EL显示器是在对显示装置的显示面垂直方向具有3个发光层层叠而成的3层构造的发光元件。
图3(a)表示如图1和图2所示，像素为具有有机膜发光层3、6、9的3层构造的场合的各层的亮度加权。亮度加权是指以某个值为基准，把各有机膜发光层的发光亮度相对数值化了的值。此处在把有机膜发光层3作为第1层，有机膜发光层6作为第2层，有机膜发光层9作为第3层，第1层的亮度设为「1」时，选择有机膜发光层3、6、9材料、构成，使第2层为亮度「2」，第3层为亮度「4」。
此处，各有机膜发光层3、6、9的亮度表示电源电压导通时的发光亮度，通过电源电压的导通/截止来对各有机膜发光层3、6、9进行数字驱动。
图3(b)表示有机膜发光层为5层构造的场合的各层的亮度加权的一个例子。在5层构造的场合，在图1和图2所示的构造中，再设置2个单位元件。该5个有机膜发光层从靠近光被取出的一侧的一方按顺序为第1层、第2层、第3层、第4层和第5层，第1层的亮度设为「1」时，第2层为亮度「2」，第3层为亮度「4」，第4层为亮度「8」，第5层为亮度「16」。
有机膜发光层的亮度加权如图3(a)、3(b)所示，优选的是，进行2的n次方的亮度加权就能够少形成有机膜发光层，不过，并不受此限制。还有，每层的亮度的加权，不必如图3(a)、3(b)所示的从靠近取出光的一侧的层来升序，而是可以改为降序，或任意排列。另外，该亮度加权方法，不限于有机EL，无机EL也当然可以实现，不限于有源驱动，无源驱动的显示装置也可以实现。
图4表示本发明的第一实施方式的显示装置中的像素的灰度等级表现的一个例子。该例子是图3(a)所示的有机膜发光层为3层构造的场合的亮度加权的灰度等级表现，有机膜发光层为3层，可作为2的3次方即8灰度等级的表现。在图4中，横轴表示有机膜发光层为第几层，纵轴表示在显示装置上显示的灰度等级。还有，黑圆点意味着其选择了的层点亮，没有标记的层不发光。
例如，灰度等级为「0」时，第1层、第2层和第3层都不发光。因此为黑。灰度等级为「1」时，仅第1层点亮，其亮度加权为「1」，因而表示灰度等级「1」。灰度等级为「2」时，仅第2层点亮，其亮度加权为「2」，因而表示灰度等级「2」。灰度等级为「3」时，第1层和第2层一同点亮，各亮度加权是「1」、「2」，其总和「3」为灰度等级。灰度等级为「4」时，仅第3层点亮，其亮度加权为「4」，因而表示灰度等级「4」。
灰度等级为「5」时，第1层和第3层一同发光，各亮度加权为「1」和「4」，其总和「5」为灰度等级。灰度等级为「6」时，第2层和第3层一同发光，各亮度加权为「2」和「4」，其总和「6」为灰度等级。灰度等级为「7」时，第1层、第2层和第3层都点亮，其亮度加权「1」、「2」、「4」的总和「7」为灰度等级。
图5表示本发明的第一实施方式的显示装置的显示面板的驱动器构成图。在图5中，一个像素36相当于图6中后述的像素电路。显示面板上具有用于向配置成二维矩阵状的多个像素36送数据的水平驱动器37、用于驱动像素的电源电路38、以及选择垂直方向的线的垂直驱动器39。另外，此处把水平驱动器37和垂直驱动器39作为第2驱动部。
多个像素36配置成由在垂直方向排列的行Y和在水平方向排列的列X组成的二维矩阵状。图5中作为一个例子，表示Y1～Y4的4行、X1～X6的6列的显示面板。实际的显示面板比图5所示的行列多，不过，此处为了方便而这样表示。
第一实施方式中，水平驱动器37中组装了数据驱动器371～376，电源电路38中组装了电源部381～386，垂直驱动器39中组装了栅极驱动器391～394。
例如，在要扫描作为图5所示的显示面板的最上级的Y1行的显示线的场合，垂直驱动器39的栅极驱动器391使Y1行各像素36导通。其它的显示线Y2行～Y4行由栅极驱动器392～394截止。此时从水平驱动器37输出影像数据的1线的数据，提供给各像素36。
其次，栅极驱动器391使Y1行的各像素36截止，从而显示Y1行的1线的影像。接着同样，Y2行的栅极驱动器392到Y4行的栅极驱动器394顺序驱动垂直驱动器39，从水平驱动器37按每1线输出影像数据，从而就能够扫描所有显示面板内的像素36。
图6表示用于驱动第一实施方式的像素的电路图。在图6中，有机EL发光层18、19、20相当于图1和图2所示的有机膜发光层3、6、9。
第一实施方式的像素36，分别用发光亮度不相同的材料形成有机EL发光层18、19、20(有机膜发光层3、6、9)，以此进行图3(a)所示的加权。因此分别流过有机EL发光层18、19、20的电流及其流过的时间相同。
有机EL发光层18～20的各一端(图中为阳极)通过驱动用TFT24～26的各源极、漏极，与构成电源部381的电源30～32连接。还有，TFT24～26的各栅极与作为选通晶体管的TFT27～29的各源极连接，另一方面通过电容器21～23与电源30～32连接。
电源部381的电源30、31和32相当于图1所示的电源13、14和15。电源30～32可以是独立电源，也可以是共用电源，设定有机EL发光层18～20，使其以规定的加权、按规定的亮度发光。并且，TFT27～29的各漏极与数据驱动器371内的数据保持部350～352连接，各栅极与栅极驱动器391共连。
此处，表示了数据驱动器371、电源部381、栅极驱动器391，不过，如图6所示，数据驱动器372～376、电源部382～386、栅极驱动器392～394也是相同的构成。数据驱动器371～376，电源部381～386、栅极驱动器391～394驱动显示面板的各行Y、各列X的像素36。
其次，说明该驱动电路的动作。在图6中，首先，把像素36上显示的规定灰度等级的数据33(3比特)输入数据驱动器371。数据33优选的是数字的串行数据或并行数据。被数据驱动器371输入了的数据33用于使与有机EL发光层18、19、20中的显示装置上显示的灰度等级对应的有机EL发光层发光。
数据33的各比特(1或0)被数据保持部350～352保持，栅极驱动器391对选通晶体管27～29的栅极施加规定的第1电位，使其成为导通状态。从数据驱动器371输出的数据通过选通晶体管27～29的各漏极、源极，送给电容器21～23。这样，电源和数据电压施加在电容器21～23的两端，保持该电位差，以在电容器21～23上积蓄充分的电荷。即，从数据驱动器371输出的显示数据写入、存储于用于数据保持的电容器21～23。接着，栅极驱动器391对选通晶体管27～29的栅极施加规定的第2电位，使其成为截止状态。使选通晶体管27～29截止的话，在电容器21～23上积蓄了的电荷就被保持。被电容器21～23保持的电荷是电源30～32和数据驱动器371的输出电压的电位差。
以下说明例如在显示装置上显示灰度等级「5」的影像的情况。参照图4，灰度等级「5」需要使第1层和第3层的有机EL发光层18和20点亮。输入了的数据33由数据驱动器371变换为与对应的有机EL发光层的信号线相关的数据列，在这种场合，数据保持部350和352中保持使有机EL发光层18和20发光的数据。
此时电容器21上施加使TFT24导通的电压，电容器23上也施加使TFT26导通的电压，因而TFT24和26分别成为导通状态。另一方面，电容器22上没有施加驱动TFT25的电压，因而TFT25为截止状态。
因此，TFT24和26为导通状态，所以从电源30、32通过TFT24、26的各漏极、源极向有机EL发光层18、20提供电流，有机EL发光层18、20就会发光。此时有机EL发光层18和20的发光亮度的加权为「1」和「4」，因而作为其总和的灰度等级「5」就在显示装置上被放映。
第一实施方式的像素的驱动中，驱动用TFT24～26仅进行导通/截止的动作。因此电路构成如图6所示，采用积蓄用于使驱动用TFT24～26导通/截止的数据的电容器21～23和用于保持它的选通晶体管27～29的非常简单的电路构成即可。
还有，驱动用TFT24～26仅进行导通/截止动作，因而能够在以前的有机EL显示装置有问题的作为有源元件的TFT的元件特性所引起的阈值偏差没有影响的饱和区域进行动作。因此，能够无限减少显示面板内的显示亮度不匀和灰度等级偏差等问题。并且，TFT的电功率损失少，因而在饱和区域的动作与以前例相比，能够降低消耗电功率。
再有，在第一实施方式中，向有机EL提供的电流被多个发光层分散。一般认为有机EL的寿命与电流值的2次方成反比例。电流被多个层分散，能减少每一层的电流量，因而与以前的电路构成相比，能够延长寿命。
《第二实施方式》
其次，详述本发明的第二实施方式的显示装置中的像素。上述第一实施方式中，各有机膜发光层采用以规定的亮度象发光的不同的材料形成，进行亮度加权。第二实施方式中，各有机膜发光层用相同的材料形成，使给予各有机膜发光层的电流值和给予电流的时间不同，从而实现规定的亮度的发光。以下，详述第二实施方式的具体的构成和作为第二实施方式适当的实施例的第一实施例至第七实施例的亮度加权方法。
像素的层构成、像素构造与图1和图2所示的第一实施方式的像素相同，因而省略该说明。还有，各层的亮度加权按照图3(a)进行，灰度等级表现按照图4进行。
图7表示本发明的第二实施方式的显示装置的显示面板的驱动器构成图。在图7中，一个像素362相当于后述的图8的像素电路。在图7中，与图5相同的构成部分付以相同符号，省略该说明。第二实施方式的显示面板上新设了时间长短控制部800、水平驱动器37内的数据驱动器371′～376′、电流控制部900、电源电路38内的电源部381′～386′。
图8表示驱动第二实施方式的像素362的电路。在图8中，与图6相同的构成部分付以相同符号，省略该说明。
位于时间长短控制部800中的时间长短一览表保持部80保持时间长短一览表，时间长短控制信号发生部81根据从时间长短一览表读出的时间长短数据，向选择器控制部82输出时间长短控制信号。切换信号发生部820～822根据时间长短控制信号来切换数据驱动器371′中的选择器830～832所选择的端子a、b。选择器830～832的各端子a上输入数据33的各比特，端子b接地而输入0。另外，数据驱动器371′在端子a之前具有与图6中已经表示了的数据保持部350～352同等的配置。
位于电流控制部900中的电流值一览表保持部90保持电流值一览表，电流控制信号发生部91根据从电流值一览表读出的电流值数据，从电流值切换信号发生部910～912输出各比特的电流值切换信号Si0～Si2。还有，电流切换信号发生部91中输入具有在各帧的前头变成高电平的帧同步脉冲的帧信号Sf。如图9所示，电流值切换信号Si0～Si2与帧信号Sf同步而被切换。电流值切换信号发生部910～912与构成电源部381′的可变器330～332分别连接，可变器330～332分别根据电流值切换信号Si0～Si2来切换电流值。可变器330～332改变从电源30～32提供的电流，分别向有机EL发光层18～20提供规定的电流值的电流。
另外，此处把时间长短一览表保持部80设在了时间长短控制部800中，把电流值一览表保持部90设在了电流控制部900中，不过并不受此限制，也可以把时间长短一览表保持部80和电流值一览表保持部90设在同一存储装置内。
再有，此处表示了数据驱动器371′、电源部381′、栅极驱动器391，不过，如图8所示，数据驱动器372′～376′、电源部382′～386′、栅极驱动器392～394也是相同的构成。数据驱动器371′～376′、电源部381′～386′、栅极驱动器391～394驱动显示面板的各行Y、各列X的像素362。
此处，所有实施例中，各有机EL发光层18～20发光的发光亮度可分别按「1」、「2」、「4」来加权，如果不特别记载，加权指的就是这一点。还有，在有机EL发光层18上显示亮度加权「1」时，从电源30流向TFT24的电流设为I1，TFT24导通的时间设为T1。同样，在有机EL发光层19上显示亮度加权「2」时，从电源31流向TFT25的电流设为I2，TFT25导通的时间设为T2，在有机EL发光层20上显示亮度加权「4」时，从电源32流向TFT26的电流设为I3，TFT26导通的时间设为T3。
(加权的第一实施例)首先表示向有机EL发光层18、19、20分别流过不同的电流值而加权的例子。TFT24～26导通的时间为T1＝T2＝T3＝t。
此处，流向有机EL发光层18的电流I1的电流值设为i，流向有机EL发光层19的电流I2的电流值设为2i，流向有机EL发光层20的电流I3的电流值设为4i。这样设定了的电流值由电流控制部900和电源电路38中的电源部381′来提供。
另外，流向有机EL发光层18～20的电流值和时间长短相乘就成为各层的亮度加权。
(加权的第二实施例)其次表示向有机EL发光层18、19、20分别以不同的时间长短流过相同的电流值的电流而加权的例子。流向有机EL发光层18～20的电流值分别相等，为I1＝I2＝I3＝i。
此处，有机EL发光层18点亮的时间T1的时间长短设为t，有机EL发光层19点亮的时间T2的时间长短设为2t，有机EL发光层20点亮的时间T3的时间长短设为4t。这样在时间长短控制部800中设定各时间长短数据。
第一实施例和第二实施例中，作为对有机EL发光层18～20的发光亮度的加权的方法，说明了以相同时间分别流过不同的电流值的方法和分别以不同的时间长短流过相同的电流值的电流的方法，不过，并不受此限制，也可以像后述的第三实施例、第四实施例一样，共用2个方法。
(加权的第三实施例)接着表示电流值和时间长短分别都不同地设定的例子。流向有机EL发光层18的电流I1设为电流值i，点亮的时间T1设为时间长短t，流向有机EL发光层18的电流I2设为电流值(3/2)i，点亮的的时间T2设为时间长短(4/3)t，流向有机EL发光层20的电流I3设为电流值2i，点亮的时间T3设为时间长短2t。
(加权的第四实施例)作为共用2个方法的另一个例子，表示电流值和时间长短分别部分不同地设定的例子。例如，流向有机EL发光层18的电流I1设为电流值i，点亮的时间T1设为时间长短t，流向有机EL发光层19的电流I2设为电流值i，点亮的时间T2设为时间长短2t，流向有机EL发光层20的电流I3设为电流值2i，点亮的时间T3设为时间长短2t。
其次，说明进一步改善上述第一实施例～第四实施例，电流值及发光时间长短按每发光层而不同地设定，并在规定时间内进行平均化的情况下使各发光层间的电流值及发光时间长短均等的方法。
图10(a)、10(b)、10(c)表示用于说明每帧(隔行驱动时为每场)的灰度等级表现方法的一览表。图10(a)～10(c)都是表示在作为第1层～第3层的各有机EL发光层18～20中，按每帧变化而设定了的电流值及时间长短的关系。还有，都是在1帧内所有发光层发光的总亮度相等。
(加权的第五实施例)图10(a)表示设定为各有机EL发光层中流过不同的电流值，按每1帧切换、加权的第五实施例的一览表。另外，时间长短t都相等。参照图10(a)的一览表，第1帧中，第1层的电流值设为「i」，第2层的电流值设为「2i」，第3层的电流值设为「4i」。第2帧中，第1层的电流值设为「2i」，第2层的电流值设为「4i」，第3层的电流值设为「i」。第3帧中，第1层的电流值设为「4i」，第2层的电流值设为「i」，第3层的电流值设为「2i」。这样，按每帧来切换向各有机EL发光层提供的电流的电流值，从而按每帧来切换对各有机EL发光层的加权。第五实施例中，第4帧以后依次重复设定了的从第1帧到第3帧的各层的电流值。
即，按3帧中各层的电流值循环一次来设定。因此，第五实施例设定了3种加权。
再有，在所有帧中所有有机EL发光层都发光的情况下，各有机EL发光层的总亮度，以3帧为单位，都是相同的值。由于这样设定，使流过各有机EL发光层的电流值的总量平均化，具有使各有机EL发光层的寿命均一化的效果。
如上所述，根据电流值一览表保持部90保持的图10(a)的一览表来切换电流值。
图11是第五实施例的定时图。图11(A)～(C)表示从第1层到第3层的各有机EL发光层的电流施加状态。图11(A)～(C)的纵方向表示显示面板的各行，此处按照图7表示Y1～Y4行。横方向表示时间(TIME)。还有，1帧是16.6毫米秒(ms)，随着时间的流逝依次切换帧。
在时刻tm1，图7的栅极驱动器391使Y1行的各像素362导通的话，Y1行的各像素362就以到时刻tm2为止的时间长短t被驱动。接着，栅极驱动器392使Y2行的各像素362导通，Y2行的各像素362以时间长短t被驱动。这样，栅极驱动器391～394依次使Y1～Y4行导通。在时刻tm3，使Y4行导通，以到时刻tm4为止的时间长短t来驱动。
(加权的第六实施例)
图10(b)表示设定为各有机EL发光层(第1层～第3层)中流过不同的时间长短、相同的电流值的电流，按每1帧切换、加权的第六实施例的一览表。第1帧中，第1层的时间长短设为「t」，第2层的时间长短设为「2t」，第3层的时间长短设为「4t」。第2帧中，第1层的时间长短设为「2t」，第2层的时间长短设为「4t」，第3层时间长短设定「t」。第3帧中，第1层的时间长短设为「4t」，第2层的时间长短设为「t」，第3层时间长短设定「2t」。这样按每帧来切换对各有机发光层的加权，第4帧以后依次重复设定了的从第1帧到第3帧的各层的时间长短。
如上所述，根据时间长短一览表保持部80存储的图10(b)的一览表来切换时间长短。
即，按3帧中流过各发光层的电流的时间长短循环一次来设定。第六实施例设定了3种加权。
由于这样设定，使流过各发光层的电流值的总时间量平均化，具有使各有机EL发光层的寿命均一化的效果。第六实施例中，各发光层为时分(PWM)发光，能实现更细致的灰度等级表现。
图12是第六实施例的定时图。图12(A)～(C)表示从第1层到第3层的各有机膜发光层的电流施加状态。在纵方向和横方向表示的与图11相同，因而省略说明。另外，图12中把图11中的时间长短t的1/4作为时间长短t。因此图12的时间长短4t与图11的时间长短t相等。
与第五实施例相同，在与第五实施例相同的时刻tm1使Y1行的各像素362导通的话，Y1行的各像素362的第1层以到时刻tm2为止的时间长短t，第2层以到时刻tm3为止的时间长短2t，第3层以到时刻tm4为止的时间长短4t被驱动。
(加权的第七实施例)图10(c)表示设定为各发光层中分别流过不同电流值且不同时间长短的电流，按每1帧切换、加权的第七实施例的一览表。图10(c)中，在第1帧中，第1层的电流值设为「i」、时间长短设为「t」，第2层的电流值设为「(3/2)i」、时间长短设为「(4/3)t」，第3层的电流值设为「2i」、时间长短设为「2t」。第2帧以后，亮度加权为「1」、「2」、「4」的电流值和时间长短的组合，各层中按每3帧单位循环一次，依此来设定。即，各层中从第1帧到第3帧之间，亮度加权为「1」、「2」、「4」的电流值和时间长短的组合就循环一次，各帧的总亮度常为「7」，依此来设定。第4帧以后也同样设定，循环一次的组合的顺序如图10(c)所示，可以按每3帧改变，也可以设为相同。
第七实施例中设定了3种时间长短和电流值的组合，设定了3种加权。
由于这样设定，使流过各发光层的电流值和时间长短的总量平均化，具有使发光层的寿命均一化的效果。第七实施例也是，各发光层为时分(PWM)发光，能实现更细致的灰度等级表现。
图13是第七实施例的定时图。图13(A)～(C)表示从第1层到第3层的各有机膜发光层的电流施加状态。在纵方向和横方向表示的与图11相同，因而省略说明。
图10(a)～10(c)表示了有机膜发光层为3层的场合的亮度加权的一个例子，不过，并不受此限制，更多层化的场合也可以应用。在这种场合，发光层的层数为n层时，按每帧来切换对各层的加权，m种类(m为n以下的自然数)的电流值和时间长短的组合按n帧循环一次，依此来设定。并且，如上所述，在各帧中所有发光层发光时的总亮度，都是相同的值，依此来设定。还有，在所有帧中所有发光层都发光的场合，各发光层的总亮度按n帧单位都是相同的值，依此来设定。
还有，图10(a)～10(c)中，各有机发光层都设为不同的电流值和时间长短，不过，并不受此限制。例如，第1层～第3层的电流值和时间长短可以设为如「1」、「1」、「1」这样相同的电流值和时间长短，也可以设为如「1」、「2」、「2」这样部分相同的电流值和时间长短。
另外，上述实施例中，用相同的材料构成从第1层到第3层，或是从第1层到第5层的有机膜发光层，不过，并不受此限制。即使有机膜发光层的材料不相同，如上所述，只要构成为，对于各有机膜发光层，使电流值和流过电流的时间长短不同，从而使作为总数的亮度在图3(a)的场合，第1层为「1」，第2层为「2」，第3层为「4」，在图3(b)的场合，第1层为「1」，第2层为「2」，第3层为「4」，第4层为「8」，第5层为「16」即可。
按照第二实施方式的元件，在对n个发光元件分别设定了发光亮度的加权的状态下使n个发光元件发光，从而进行各小点的灰度等级表现，因而与仅向1个发光元件提供电流而表现灰度等级的以前装置相比，发光元件能够促成长寿命的显示装置的实现。还有，每灰度等级没有发光和不发光的期间，因而能消除闪烁，并且，由于是数字驱动，因而能消除在元件驱动部采用了TFT的场合，TFT具有的元件特性的偏差所引起的亮度不匀。
还有，按照第二实施方式的元件，对于发光元件的各发光层，流过电流的时间长短和电流值中的一方设为相同值，另一方设为m种类的值时，或是时间长短和电流值的组合设为m种类的值时，使m种类的值按n帧(隔行驱动时为场)的期间循环一次，依此来设定，从而使各发光层中流过的电流值和时间长短的总量平均化，因而能使各发光层的寿命均一化。
《第三实施方式》其次，详述本发明的第三实施方式的显示装置中的像素。第一和第二实施方式中采用了各有机膜发光层仅由数字驱动的数字驱动层形成的像素，不过，第三实施方式中采用由模拟驱动的模拟驱动层和数字驱动层构成的像素。
图14表示本发明的第三实施方式的显示装置中的像素的层构成。显示装置例如是有机EL显示器。在图14中，玻璃基板301是显示装置的显示面。该玻璃基板301，如果能形成有机膜的层，也可以是塑料一类的基板。在该玻璃基板301之上形成了阳极302。作为该阳极302，可以使用例如作为透明电极的ITO等。
阳极302之上形成了有机膜发光层303。该有机膜发光层303以空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层、以及由有机化合物组成的作为荧光体的发光层的组合来构成。该组合必须根据有机EL的特性来适当选择。
在有机膜发光层303之上形成了阴极304。作为阴极304，如果使用作为透明电极的ITO，就不能直接作为阴极而动作，因而必须在ITO和有机膜发光层303之间薄薄地插入阴极用的锂等。
电源3013为在阳极302和阴极304之间施加直流电压而连接。夹在阳极302和阴极304之间的有机膜发光层303的发光原理与以前例相同。
在阴极304之上依次层叠形成了氧化硅膜3011和阳极305。氧化硅膜3011具有使阳极305和阴极304绝缘的效果。
在阳极305之上与上述相同，依次层叠形成有机膜发光层306、阴极307、氧化硅膜3012、阳极308、有机膜发光层309、阴极3010、氧化硅膜3103、阳极3100、有机膜发光层3101、以及阴极3102。在像第三实施方式这样不从阴极3102一侧取出光的下面光取出构造中，阴极3102为铝等金属。
电源3014、3015、3104分别为在阳极305和阴极307之间、阳极308和阴极3010之间、以及阳极3100和阴极3102之间施加直流电压而连接。这样通过电源3014、3015、3104从阳极和阴极向各有机膜发光层306、309、3101提供从直流电压变换而成的电流。
各有机膜发光层303、306、309、3101以与变换成的电流值成比例的亮度而发光，光从玻璃基板301一侧取出。另外，该构造不限于有机EL，无机EL也当然可以实现，不限于有源驱动，无源驱动的显示装置也可以实现。
此处，有机膜发光层303、306、309是通过电源的导通/截止的2值来切换发光和不发光(点亮和熄灯)的数字驱动层。有机膜发光层303、306、309分别选择按规定的亮度发光的材料而形成。
相比之下，有机膜发光层3101选择亮度变化与电源3104提供的电流量成比例的材料，使其按规定的亮度发光。即，有机膜发光层3101是亮度根据使电流的大小变化的动作而变化的模拟驱动层，能够实现中间灰度水平的发光。因此第三实施方式的元件是数字驱动层为3层，模拟驱动层为1层构造。
图15表示作为本发明的第三实施方式的显示装置的像素构造。在图15中，与图14相同的构成部分付以相同符号，省略该说明。图15表示构成1像素的各色(例如红、绿、蓝等)中的1小点。此处，在玻璃基板301之上形成了作为有源元件的薄膜晶体管(TFT)3016a、3016b、3016c、3016d，分别与阳极302、305、308、3100连接。TFT3016a～3016d只要可以驱动控制有机膜发光层303、306、309、3101，用p-Si(低温多硅)、a-Si(非晶硅)等哪种有源元件制作都可以。
TFT3016a～3016d具有使向有机膜发光层303、306、309、3101提供的电源导通/截止的电路功能。还有，在玻璃基板301和阳极302之间形成的氧化硅膜3017是使金属离子不从玻璃基板301向阳极302移动的膜。阴极304、阴极307、阴极3010、阴极3102是共用电极。
在从图15所示的像素的下侧即玻璃基板301一侧取出光的场合，为使光不从作为像素的上侧的阴极3102泄漏，阴极3102用铝等金属形成。这样，从有机膜发光层303、306、309、3101分别出射的光就向上下辐射，不过，向阴极3102一侧出射的光由阴极3102反射而朝向下侧，因而就只从玻璃基板301一侧被取出。
另外，在第三实施方式中，玻璃基板301上具有TFT3016a～3016d，是从玻璃基板301一侧取出光的下面光取出构造，不过，也可以作成用透明电极形成阴极3102，用铝等金属形成阳极302，从阴极3102一侧取出光的上面光取出构造。
此处，TFT3016a～3016d通常必须为多个。此处，把TFT3016a～3016d称为元件驱动部(第1驱动部)。有机膜发光层和元件驱动部为单位元件。图14所示的有机EL显示器是在对显示装置的显示面垂直方向具有4个发光层层叠而成的4层构造的发光元件。
图14和图15所示的第三实施方式的像素中的有机膜发光层303、306、309的亮度加权方法同图3(a)、3(b)已经表示了的方法。第1层为有机膜发光层303，第2层为有机膜发光层306，第3层为有机膜发光层309。
图3(b)表示有机膜发光层为5层构造的场合的例子，可以看作图14和图15所示的构造再设1个单位元件的5层构造。从5个有机膜发光层中靠近光被取出的一侧的一方按顺序为第1层、第2层、第3层、第4层和第5层。
第三实施方式的显示装置的像素的灰度等级表现的一个例子如图4所示，同已经说明了的。
图16表示本发明的第三实施方式的显示装置的显示面板的驱动器构成图。在图16中，一个像素3036相当于后述图17中的像素电路。第三实施方式的显示面板上具有用于向配置成二维矩阵状的多个像素3036送模拟数据和3比特的数字数据的水平驱动器3037、用于驱动像素的电源电路3038、以及选择垂直方向的线的垂直驱动器3039。
多个像素3036配置成由在垂直方向排列的行Y和在水平方向排列的列X组成的二维矩阵状。图16中作为一个例子，表示Y1～Y4的4行、X1～X6的6列的显示面板。实际的显示面板比图16所示的行列多，不过，此处为了方便而这样表示。第三实施方式中，水平驱动器3037中组装了数据驱动器3371～3376，电源电路3038中组装了电源部3381～3386，垂直驱动器3039中组装了栅极驱动器3391～3394。另外，此处把水平驱动器3037和垂直驱动器3039作为第2驱动部。
例如，在要扫描了作为图16所示的显示面板的最上级的Y1行的显示线的场合，垂直驱动器3039的栅极驱动器3391(选通用TFT)使Y1行的各像素3036导通。其它显示线Y2行～Y4行由栅极驱动器3392～3394截止。此时从水平驱动器3037输出影像数据的1线的数据(由数字数据和模拟数据组成)，提供给各像素3036。
其次，栅极驱动器3391使Y1行的各像素3036截止，从而显示Y1行的1线的影像。接着同样，Y2行的栅极驱动器3392到Y4行的栅极驱动器3394顺序驱动垂直驱动器3039，从水平驱动器3037按每1线输出影像数据，从而就能够扫描所有显示面板内的像素3036。
图17表示用于驱动本发明的第三实施方式的像素的驱动电路的电路图。在图17中，有机EL发光层3018、3019、3020、3105相当于图14和图15所示的有机膜发光层303、306、309、3101。第三实施方式的像素表示数字层为3层，模拟层为1层的计4层构造，构成数字层的各层的亮度加权与图3(a)相同，为「1」、「2」、「4」。
有机EL发光层3018～3020、3105的各一端(图中为阳极)通过驱动用TFT3024～3026、3107的各源极、漏极，与构成电源部3381的电源3030～3032、3109连接。还有，TFT3024～3026、3107的各栅极与作为选通晶体管的TFT3027～3029、3108的各源极连接，另一方面通过电容器3021～3023、3106而与电源3030～3032、3109连接。
电源3030、3031、3032和3109分别相当于图14所示的电源3013、3014、3015和3104。电源3030～3032和3109可以是独立电源，也可以是共用电源，设定有机EL发光层3018～3020，使其以规定的加权、按规定的亮度发光。并且，TFT3027～3029的各漏极与数据驱动器3371内的数据保持部3350～3352连接，各栅极与栅极驱动器3391共连。还有，TFT3107的栅极通过TFT3108的源极、漏极而施加模拟数据3110。
此处，表示了数据驱动器3371、电源部3381、栅极驱动器3391，不过，如图16所示，数据驱动器3372～3376、电源部3382～3386、栅极驱动器3392～3394也是相同的构成。数据驱动器3371～3376、电源部3381～3386、栅极驱动器3391～3394驱动显示面板的各行Y、各列X的像素3036。
图17中为了方便，另外图示与选通晶体管3027～3029和选通晶体管3108连接的栅极驱动器3391(～3394)。
其次，说明该驱动电路的动作。先说明对作为数字层的有机EL发光层3018、3019和3020进行数字驱动，使其根据导通/截止的2值进行发光/不发光的情况。
首先，把像素3036上显示的规定灰度等级的数据3033(3比特)输入数据驱动器3371。数据3033优选的是数字的串行数据或并行数据。被数据驱动器3371输入了的数据3033用于使与有机EL发光层3018～3020中的显示装置上显示的灰度等级对应的有机EL发光层发光。
数据3033的各比特(1或0)被数据保持部3350～3352保持，栅极驱动器3391对选通晶体管3027～3029的栅极施加规定的第1电位，使其成为导通状态。从数据驱动器3371输出的数据通过选通晶体管3027～3029的各漏极、源极，写入、存储于用于数据保持的电容器3021～3023。
接着，栅极驱动器3391对选通晶体管3027～3029的栅极施加规定的第2电位，使其成为截止状态。使选通晶体管3027～3029截止的话，在电容器3021～3023上积蓄了的电荷就被保持。被电容器3021～3023保持的电荷是电源3030～3032和数据驱动器3371的输出电压的电位差。
以下说明例如在显示装置上显示灰度等级「5」的影像的情况。参照图4，灰度等级「5」需要使第1层和第3层的有机EL发光层3018和3020点亮。此处，第1层为有机EL发光层3018，第2层为有机EL发光层3019，第3层为有机EL发光层3020。
输入了的数据3033由数据驱动器3371变换为与对应的有机EL发光层的信号线关联的数据列，在这种场合，数据保持部3350和3352中保持着使有机EL发光层3018和3020发光的数据。
此时电容器3021上施加使TFT3024导通的电压，电容器3023上也施加使TFT3026导通的电压，因而TFT3024和3026分别成为导通状态。另一方面，电容器3022上没有施加驱动TFT3025的电压，因而TFT3025为截止状态。
因此，TFT3024和3026为导通状态，所以从电源3030、3032通过TFT3024、3026的各漏极、源极向有机EL发光层3018、3020提供电流，有机EL发光层3018、3020就会发光。此时有机EL发光层3018和3020的发光亮度的加权为「1」和「4」，因而作为其总和的灰度等级「5」在显示装置上被放映。
其次，说明用有机EL发光层3105进行中间灰度水平的发光而对其进行模拟驱动的情况。首先，输入像素上要显示的灰度等级的模拟数据3110。模拟数据3110用于与比数字数据3033能显示的最小发光亮度小的水平的发光亮度对应的灰度等级的数据。
此处，考虑在显示装置上显示灰度等级「0.3」的例子。输入模拟数据3110的话，栅极驱动器3391就使TFT3108变为导通状态，因而模拟数据3110通过TFT3108的漏极、源极，在用于数据保持的电容器3106中积蓄。接着，栅极驱动器3391把TFT3108控制为截止状态，因而模拟数据3110被保持在电容器3106中。
此时，被电容器3106保持的电荷是电源3109和模拟数据3110的电位差，它是与灰度等级数据「0.3」对应的电流量流过驱动用TFT3107的值。根据电容器3106中保持的电荷，驱动用TFT3107进行动作，电流从电源3109通过TFT3107的漏极、源极，提供给有机EL发光层3105，有机EL发光层3105就会发光。此时，灰度等级「0.3」在显示装置上放映。
在第三实施方式的数字驱动法中，图17所示的驱动用TFT3024～3026仅进行导通/截止动作。因此电路构成为包括积蓄用于使驱动用TFT3024～3026导通/截止的数据的电容器3021～3023和用于在这些电容器3021～3023中保持上述数据的选通用TFT3027～3029的极为简单的电路构成即可。还有，驱动用TFT3024～3026仅进行导通/截止动作，因而能够在以前的有机EL显示装置有问题的作为有源元件的TFT的元件特性所引起的阈值偏差没有影响的饱和区域进行动作。因此，能够无限减少显示面板内的显示亮度不匀和灰度等级偏差等问题。
还有，在第三实施方式的数字驱动法中，驱动用TFT3024～3026仅进行导通/截止的开关动作，因而能够在TFT的电功率损失少的饱和区域动作。因此，与以前的显示装置相比，能够降低消耗电功率。
再有，在第三实施方式中，向有机EL提供的电流被多个发光层分散。一般认为有机EL的寿命与电流值的2次方成反比例。电流被多个层分散，能减少每一层的电流量，因而与以前的电路构成相比，能够延长寿命。
再有，在第三实施方式中，作为数字驱动和模拟驱动的方法，说明了模拟数据3110构成为用于与比数字数据3033能表现的最小发光亮度小的水平的发光亮度对应的灰度等级的数据的方法，不过，并不受此限制。也可以是，模拟数据3110构成为用于与比数字数据3033能表现的最大发光亮度大的水平的发光亮度对应的灰度等级的数据的方法。
(灰度等级表现的第一实施例)其次，说明第三实施方式的显示装置中的像素的灰度等级表现方法。
图18表示用图14所示的第三实施方式的像素来表现具有直线特性的灰度等级的第一实施例。如上所述，数字驱动层根据电源的导通/截止的动作而发光/不发光，模拟驱动层使电流的大小变化来改变亮度。
在图18中，纵轴表示整个像素的发光亮度，横轴表示输入数据(输入灰度等级)。后述的图19～图21也相同。此处整体的发光亮度是构成1像素的层叠了的多个有机膜发光层的整体的发光亮度(多个有机膜发光层的亮度总和)。
在数字驱动层为3层构造的场合，仅数字驱动层的灰度等级表现只能表现包括0的8梯级，如图18中I所示，发光亮度水平的级差变大，难有细致的灰度等级表现。如果增加数字驱动层的层数，灰度等级数也会相应增多，但面板构造也会成比例地变得复杂，工作方法也变得复杂了。
因此，像第三实施方式的像素这样追加1层模拟层，对数字层的灰度等级级差进行插值而使之发光。具体而言，在输入数据为「32」、「64」、「96」、「128」、「160」、「192」、「224」这种32的倍数的场合，通过上述第1层到第3层即有机膜发光层303、306、309的亮度加权来从0～7分步提高数字驱动层的灰度等级水平，提高发光亮度。此处，对第1层到第3层设定了图3(a)所示的3种加权。
在输入数据为「0」～「31」的场合，驱动数字驱动层的数字驱动部把灰度等级水平设为「0」。驱动模拟驱动层的模拟驱动部设定灰度等级水平，使有机膜发光层3101按照输入数据「0」～「31」而发光。
同样，在输入数据为「32」～「63」的场合，把数字驱动层的灰度等级水平设为「1」，把模拟驱动层的灰度等级水平设为按照从输入数据「32」～「63」减去「32」后的「0」～「31」而发光。在输入数据为「64」～「95」的场合，把数字驱动层的灰度等级水平设为「2」，把模拟驱动层的灰度等级水平设为按照从输入数据「64」～「95」减去「64」后的「0」～「31」而发光。在输入数据为「96」～「127」的场合，把数字驱动层的灰度等级水平设为「3」，把模拟驱动层的灰度等级水平设为按照从输入数据「96」～「127」减去「96」后的「0」～「31」而发光。
同样，在输入数据为「128」～「159」的场合、「160」～「191」的场合、「192」～「223」的场合、「224」～「255」的场合，使数字驱动层的灰度等级水平增至「4」、「5」、「6」、「7」，把模拟驱动层的灰度等级水平设为按照「0」～「31」而发光。
由于这样设定，模拟驱动层的亮度水平如图18中II所示，进行具有直线特性的灰度等级表现。这样，模拟驱动层具有与仅有数字驱动层的构造相比，能实现多灰度等级的效果，数字驱动层具有与仅有模拟驱动层的构造相比，降低亮度不匀的效果。
(灰度等级表现的第二实施例)图19表示第三实施方式的像素具有伽马特性而不是图18的直线特性的灰度等级的第二实施例。在像素为仅有数字驱动层的构造的场合，如图19中III所示，输入数据的灰度等级越大，发光亮度水平的级差就越大，难有细致的灰度等级表现。因此，追加1层模拟驱动层，对数字驱动层的灰度等级级差进行插值而使之发光。
可是，与图18所示的第一实施例不同，把模拟驱动层的灰度等级水平设为，不使其与输入数据「0」～「31」成比例，而是使其具有伽马特性而发光。即，模拟驱动层的亮度水平按照输入数据，进行如图19中IV所示的设定，使得输入数据和整体的发光亮度的关系具有如图19的曲线的伽马特性。
由于这样设定，模拟驱动层具有与仅有数字驱动层的构造相比，能实现多灰度等级的效果，数字驱动层具有与仅有模拟驱动层的构造相比，降低亮度不匀的效果。还可以进行与显示器的特性配合的伽马补正。
(灰度等级表现的第三实施例)图20表示用由3层数字驱动层和2层模拟驱动层构成发光元件(多层部)的第三实施方式的像素，表现具有伽马特性的灰度等级的第三实施例。如上所述，数字驱动层是3层构造的话，仅数字驱动层的灰度等级表现只能表现包括0的8梯级。因此，要使输入数据和整体的发光亮度的关系上具有伽马特性的话，如图20中V所示，发光亮度水平的级差就会变大，难有细致的灰度等级表现。
因此，如图20中VI所示，第1层的模拟驱动层的输入数据和发光亮度水平的关系用于对数字驱动层的灰度等级级差进行插值，再如图20中VII所示，第2层的模拟驱动层的输入数据和发光亮度水平的关系用于对伽马特性进行微调整而使之发光。该第2层的模拟驱动层设为能够与每显示器的特性偏差、经时变化配合而改变伽马特性。
由于这样设定，模拟驱动层具有与仅有数字驱动层的构造相比，能实现多灰度等级的效果，数字驱动层具有与仅有模拟驱动层的构造相比，降低亮度不匀的效果。还可以进行与显示器的特性配合的伽马补正。
(灰度等级表现的第四实施例)图21表示用由3层数字驱动层和2层模拟驱动层构成多层部的第三实施方式的像素来提高峰值亮度的灰度等级的场合的表现方法的第四实施例。数字驱动层是3层构造的话，仅数字驱动层的灰度等级表现只能表现包括0的8梯级。因此，在进行设定，以提高输入数据和整体的发光亮度的关系的峰值亮度的场合，如图21中VIII所示，发光亮度水平的级差就会变大，难有细致的灰度等级表现。
因此，如图21中IX所示，第1层的模拟驱动层的输入数据和发光亮度水平的关系用于对数字驱动层的灰度等级级差进行插值，再如图21中X所示，第2层的模拟驱动层的输入数据和发光亮度水平的关系用于仅在峰值亮度以超过了100％的水平表现时使之发光。
由于这样设定，模拟驱动层具有与仅有数字驱动层的构造相比，能实现多灰度等级的效果，数字驱动层具有与仅有模拟驱动层的构造相比，降低亮度不匀的效果。还可以通过提高峰值亮度而获得有冲击力的图像输出。
以上说明了的第三实施方式的元件由数字层和模拟层组合而成，因而与对所有n个发光层进行数字驱动而使其发光的构成相比，由于形成模拟层而能够表现多灰度等级，还能够进行希望的1小点的希望的灰度等级特性的灰度等级表现。还有，与对所有n个发光层进行模拟驱动而使其发光的构成相比，能大幅度降低每像素的亮度的偏差，因而能降低亮度不匀和灰度等级偏差，并能降低功率损耗。
上述图18至图21所示的第一实施例～用第四实施例中表示了像素采用具有3层数字驱动层和1层或2层模拟驱动层的一个例子，不过，并不受此限制，在作成更多层的场合也可以应用。
《第四实施方式》图22表示作为采用了多光子的实施方式的本发明的第四实施方式的显示装置的像素的层构成。显示装置例如是有机EL显示器。在图22中，玻璃基板401是显示装置的显示面。该玻璃基板401，如果能形成有机膜的层，也可以是塑料一类的基板。在该玻璃基板401之上形成了阳极402。作为该阳极402，可以使用例如作为透明电极的ITO等。
阳极402之上形成了有机膜发光层403。有机膜发光层403以空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层、以及由有机化合物组成的作为荧光体的发光层的组合来构成(后述的有机膜发光层405，407，409也相同)。该组合必须根据有机EL的特性来适当选择。
在有机膜发光层403之上形成了如图22所示电荷生成层404。电荷生成层404作为电子和空穴的注入层而动作。电荷生成层404上能适应ITO或V2O5等。电荷生成层404之上形成了有机膜发光层405，再在其上依次层叠电荷生成层406、有机膜发光层407、电荷生成层408、有机膜发光层409。并且，在有机膜发光层409之上形成了阴极410，电源411与阴极410和阳极402连接。
第四实施方式的显示装置是在阳极402和阴极410之间交替地多层层叠了有机膜发光层和电荷生成层的构造，这种构造称为多光子(マルチフオトン)。此处，把夹在阳极402和阴极410之间的多光子构造的发光元件部称为发光单元。
在从玻璃基板401取出光的场合，阴极410用铝等反射光的金属形成。夹在阳极402和阴极410之间的各有机膜发光层403、405、407、409的发光原理与以前例相同。还具有电源411。
图23表示多光子的工作原理。图23中与图22相同的构成部分付以相同符号。在图23中，电荷生成层404、406、408具有向邻接的有机膜发光层403、405、407、409注入电子和空穴的功能。在有机膜发光层403、405、407、409中电子和空穴再结合而发光。从有机EL输出的亮度为从各有机膜发光层403、405、407、409发光的各亮度的总和。
此处，多光子由4层有机膜发光层403、405、407、409构成，不过，各有机膜发光层使用相同特性的发光材料，在对各层施加了与1层的场合相同的电压的场合，与以前的有机膜发光层为1层的构成相比，能得到4倍的亮度。这样，在用多光子得到与以前的构成相同的亮度的场合，能够使流过各有机膜发光层的电流为4分之一，因而能实现有机膜发光层的长寿命化。第四实施方式中，前提是多光子的各层使用相同的发光材料，不过，在能得到相同的发光特性的场合并不受此限制。
图24表示采用了多光子的第四实施方式的显示装置的像素构成。第四实施方式中，首先，在玻璃基板415之上形成了阳极416，再在其上形成了有机膜发光层417。有机膜发光层417与以前例的构成相同。在有机膜发光层417之上形成了阴极418。从电源430对阳极416和阴极418施加电压。
在这些层之上形成了氧化硅膜419。氧化硅膜419具有使在氧化硅膜419之上形成了的阳极420和之下形成了的阴极418电绝缘的效果。在阳极420之上依次层叠了有机膜发光层421a、电荷生成层422、有机膜发光层421b、和阴极423。在阳极420和阴极423之间的构造是2层构成的多光子。
有机膜发光层421a和421b用与有机膜发光层417相同的材料形成，对各层加上相同电压时，就以相同的特性发光。在阳极420和阴极423之间连接有电源431来施加电压。
在阴极423之上形成了氧化硅膜424。氧化硅膜424具有使在氧化硅膜424之上形成了的阳极425和之下形成了的阴极423电绝缘的效果。在该阳极425之上依次层叠了有机膜发光层426a、电荷生成层427a、有机膜发光层426b、电荷生成层427b、有机膜发光层426c、电荷生成层427c、有机膜发光层426d、和阴极428。在阳极425和阴极428之间的构造是4层构成的多光子。
有机膜发光层426a～426d用与有机膜发光层417相同的材料形成，对各层加上相同电压时，就以相同的特性发光。在阳极425和阴极428之间连接有电源432来施加电压。另外，在作为从阴极428一侧取出光的上面光取出构造的场合，阴极428用ITO等透明电极构成。
各有机膜发光层417、421a、421b、426a～426d以与所施加的电流成比例的亮度发光，光从玻璃基板415一侧取出。此处，为使各有机膜发光层417、421a、421b、426a～426d输出的亮度相同，按对各有机膜发光层417、421a、421b、426a～426d施加相同的电压来决定电源430、431、432的电源值。此处，电源430、431、432上施加1∶2∶4的比率的电源电压。另外，该第四实施方式的构造，不限于有机EL，无机EL也当然可以实现，不限于有源驱动，无源驱动的显示装置也可以实现。
各多光子层通过电源的导通/截止的2值来切换发光和不发光(点亮和熄灯)，从而分别按规定的亮度发光。即，通过电源的导通/截止的动作，对有机膜发光层417、421a、421b、426a～426d进行数字驱动。
此处如上所述，把由夹在一个阳极和一个阴极之间的有机膜发光层和电荷生成层构成的多光子的发光部称为发光单元，用图25所示的像素构造来表示图24的显示装置。此处表示构成1像素的各色(例如红绿蓝等)中的1小点。图25中，与图24相同的构成部分付以相同符号。
在图25中，在玻璃基板415之上依次层叠氧化硅膜433、阳极416、发光单元434、阴极418，再在其上依次层叠氧化硅膜419、阳极420、发光单元435、阴极423。再在其上依次层叠氧化硅膜424、阳极425、发光单元436、阴极428。
发光单元434相当于有机膜发光层417，发光单元435相当于由有机膜发光层421a、电荷生成层422和有机膜发光层421b组成的2层的多光子的发光部。发光单元436相当于由有机膜发光层426a、电荷生成层427a、有机膜发光层426b、电荷生成层427b、有机膜发光层426c、电荷生成层427c和有机膜发光层426d组成的4层的多光子的发光部。
此处在第四实施方式中，把一个发光单元、夹着它的阳极和阴极、以及向阳极和阴极提供电源电压的电源合起来称为单位元件，阳极416、发光单元434、阴极418与未图示的电源一起构成一个单位元件。同样，阳极420、发光单元435、阴极423与未图示的电源一起构成一个单位元件，阳极425、发光单元436、阴极428与未图示的电源一起构成一个单位元件。因此，图25所示的有机EL显示器是在对显示装置的显示面垂直方向具有3个单位元件层叠而成的3层构造的发光元件。
还有，在玻璃基板415之上，如图25所示，形成了作为有源元件的薄膜晶体管(TFT)437a、437b、437c，分别与阳极416、420、425连接。TFT437a～437c只要可以驱动控制有机膜发光层，用p-Si(低温多硅)、a-Si(非晶硅)或有机晶体管等的哪种有源元件制作都可以。
TFT437a～437c具有使向发光单元434～436施加的电源导通/截止的电路功能。使电源导通/截止，如上所述，从而使得TFT437a～437c对发光单元434～436(发光部)进行数字驱动，使其发光或不发光。
氧化硅膜433是使金属离子不从玻璃基板415向阳极416移动的膜。虽然未图示，不过，阴极418、阴极423、阴极428是共用电极。
在从作为像素的下侧的玻璃基板415一侧取出光的场合，为使光不从作为像素的上侧的阴极428泄漏，阴极428用铝等金属形成。这样，从发光单元434～436出射的光就向上下辐射，不过，向阴极428一侧出射的光由阴极428反射而朝向下侧，因而就只从玻璃基板415一侧被取出。
此处有玻璃基板415上具有TFT437a～437c，从玻璃基板415一侧取出光的下面光取出构造，以及，用透明电极形成阴极428，用铝等金属形成阳极416，从阴极428一侧取出光的上面光取出构造，不过，本发明中哪种构造都可以使用。此处，TFT437a～437c通常必须为多个。此处，把TFT437a～437c称为元件驱动部(第1驱动部)。
如图25所示，在发光单元为3层构造的场合，各层的亮度加权按图3(a)来进行。亮度加权是指以某个值为基准，把各发光层的发光亮度相对数值化了的值。
此处，图24和图25所示的发光单元434设为第1层，发光单元435设为第2层，发光单元436设为第3层，第1层的亮度设为「1」，第2层的亮度设为「2」，第3层的亮度设为「4」。这在多光子构造的各有机膜发光层上施加的电压相同的场合，从各发光单元输出的亮度就成为各发光单元所具有的有机膜发光层的数的整数倍。此处，各发光单元的亮度表示使电源电压导通时的发光亮度，各发光单元由电源电压的导通/截止来进行数字驱动。
图3(b)表示发光单元为5层构造的场合的亮度加权的一个例子。在5层构造的场合，在图24和图25所示的构造中，再层叠2个单位元件，共5个来形成发光单元。从该5个发光单元靠近光被取出的一侧的一方按顺序设为第1层、第2层、第3层、第4层和第5层，如图3(b)所示，第1层的亮度设为「1」时，第2层为亮度「2」，第3层为亮度「4」，第4层为亮度「8」，第5层为亮度「16」。
图4表示图3(a)的亮度加权的场合的灰度等级表现的方法，如已经说明了的。
图26表示采用了本发明的第四实施方式的显示装置的像素的显示面板的驱动器构成图。在图26中，一个像素456相当于后述的像素电路。显示面板上具有用于向配置成二维矩阵状的多个像素456送3比特的数字数据的水平驱动器457、用于驱动像素的电源电路458、以及选择垂直方向的线的垂直驱动器459。
多个像素456配置成由在垂直方向排列的行Y和在水平方向排列的列X组成的二维矩阵状。图26中作为一个例子，表示Y1～Y4的4行、X1～X6的6列的显示面板。实际的显示面板比图26所示的行列多，不过，此处为了方便而这样表示。
第四实施方式中，水平驱动器457中组装了数据驱动器471～476，电源电路458中组装了电源部481～486，垂直驱动器459中组装了栅极驱动器491～494。另外，此处把水平驱动器457和垂直驱动器459作为第2驱动部。
例如，在要扫描作为图26所示的显示面板的最上级的Y1行的显示线的场合，垂直驱动器459的栅极驱动器491使Y1行的各像素456导通。其它显示线Y2行～Y4行由栅极驱动器492～494截止。此时从水平驱动器457输出影像数据的1线的数据，提供给各像素456。
其次，栅极驱动器491使Y1行的各像素456截止，从而显示Y1行的1线的影像。接着同样，Y2行的栅极驱动器492到Y4行的栅极驱动器494顺序驱动垂直驱动器459，从水平驱动器457按每1线输出影像数据，从而就能够扫描所有显示面板内的像素456。
图27表示用于驱动本发明的第四实施方式的像素的电路图。在图27中，以发光二极管的符号标记的434、435和436相当于图25所示的发光单元434、435和436。第四实施方式中，数字层表示3层构造，构成数字层的各有机膜发光层的亮度加权与图3(a)相同，为「1」、「2」、「4」。
还有，发光单元434～436的各一端(图中为阳极)通过驱动用TFT444～446的各源极、漏极，与构成电源部481的电源450～452连接。还有，TFT444～446的各栅极与TFT447～449的各源极连接，另一方面通过电容器441～443而与电源450～452连接。
电源450～452可以是独立电源，也可以是共用电源，设定发光单元434～436，使其以规定的加权、按规定的亮度发光。并且，TFT447～449的各漏极与数据驱动器471中的数据保持部460～462连接，各栅极与栅极驱动器491共连。
此处，表示了数据驱动器471、电源部481、栅极驱动器491，不过，如图27所示，数据驱动器472～476、电源部482～486、栅极驱动器492～494也是相同的构成。数据驱动器471～476、电源部481～486、栅极驱动器491～494驱动显示面板的各行Y、各列X的像素456。
其次，说明该驱动电路的动作。首先，把像素456上显示的规定灰度等级的数据453(3比特)输入数据驱动器471。数据453优选的是数字的串行数据或并行数据。被数据驱动器471输入了的数据453用于使与发光单元434、435、436中的显示装置上显示的灰度等级对应的发光单元发光。
数据453的各比特(1或0)被数据保持部460～462保持，栅极驱动器491对选通晶体管447～449的栅极施加规定的第1电位，使其成为导通状态。从数据驱动器471输出的数据通过选通晶体管447～449的各漏极、源极，写入、存储于用于数据保持的电容器441～443。
接着，栅极驱动器491对选通晶体管447～449的栅极施加规定的第2电位，使其成为截止状态。使选通晶体管447～449截止的话，在电容器441～443上积蓄了的电荷就被保持。被电容器441～443保持的电荷是电源450～452和数据驱动器471的输出电压的电位差。
现在说明例如在显示装置上显示灰度等级「5」的影像的情况。参照图4，灰度等级「5」需要使第1层和第3层的发光单元434和436点亮。输入了的数据453由数据驱动器471变换为与对应的发光层的信号线关联的数据列。在这种场合，数据保持部460和462中保持着使发光单元434和436发光的数据。
此时电容器441上施加使TFT444导通的电压，电容器443上也施加使TFT446导通的电压，因而TFT444和446分别成为导通状态。另一方面，电容器442上没有施加驱动TFT445的电压，因而TFT445为截止状态。
因此，TFT444和446为导通状态，所以从电源450、452通过TFT4444、446的各漏极、源极向发光单元434、436提供电流，发光单元434、436就会发光。此时发光单元434、436的发光亮度的加权为「1」和「4」，因而作为其总和的灰度等级「5」在显示装置上被放映。
在第四实施方式的显示面板的数字驱动法中，驱动用TFT444～446仅进行导通/截止动作。因此电路构成为包括积蓄用于使驱动用TFT444～446导通/截止的数据的电容器441～443和用于在这些电容器441～443中保持上述数据的选通用TFT447～449的极为简单的电路构成即可。
还有，驱动用TFT444～446仅进行导通/截止动作，因而能够在以前的有机EL显示装置有问题的作为有源元件的TFT的元件特性所引起的阈值偏差没有影响的饱和区域进行动作。因此，能够无限减少显示面板内的显示亮度不匀和灰度等级偏差等问题。
再有，能够在TFT的电功率损失少的饱和区域动作。因此，与以前的显示装置相比，能够降低消耗电功率。
在第四实施方式的元件中，发光单元434～436采用了多光子构造，因而能够在减少了流过各有机膜发光层的电流的情况下，得到以前以上的亮度。有机EL的寿命与电流值的2次方成反比例，因而与以前的电路构成相比，能够延长寿命。
再有，为进行数字显示，各发光单元采用多光子，该各发光层使用相同特性的材料，从而就能够容易地获得数字显示所需的整数倍的亮度的灰度等级。
另外，本发明如以上第一实施方式至第四实施方式所示，例如，用相同的材料或不同的材料都可以构成从第1层到第3层，或是从第1层到第5层的有机膜发光层(发光元件)。例如，即使有机膜发光层的材料不相同，如上所述，只要对于各有机膜发光层，使电流值及流过电流的时间长短不同，从而使作为总数的亮度在图3(a)的场合构成为，第1层为「1」，第2层为「2」，第3层为「4」，在图3(b)的场合构成为，第1层为「1」，第2层为「2」，第3层为「4」，第4层为「8」，第5层为「16」即可。
还有，有机膜发光层和发光单元的亮度加权，优选的是能够少形成发光层的2的n次方的亮度加权，不过，并不受此限制。还有，每层的亮度的加权，不必如图3(a)、3(b)所示的从靠近取出光的一侧的层升序，而是可以改为降序，或任意排列。
再有，例如图4中说明了各发光层为不同的亮度加权，不过，并不受此限制。例如，第1层、第2层和第3层的亮度加权可以设为如「1」、「1」、「1」这样相同的亮度加权，也可以设为如「1」、「2」、「2」这样部分相同的亮度加权。
还有，本发明不限于有机EL，无机EL也当然可以实现，不限于有源驱动，无源驱动的显示装置也可以实现。再有，按照本发明的元件，不需要用于构成一像素的多个副像素，因而能充分地对应今后的面板的高分辨率化。
工业实用性本发明能够适用于采用了场致发光的显示器件。而且可以适用于场致发光以外的显示器件中能够把发光层层叠为多层的构造的显示器件。还有，可以适用于从小型到大型的显示装置，能够提供高品位且长寿命的显示装置。
权利要求
1.一种显示装置，由多个色的小点构成1像素，排列有多个像素，其特征在于，具有层叠n个(n为2及以上的自然数)发光层而形成各小点的发光元件；驱动所述发光元件的所述n个发光层，使其发光或不发光的第1驱动部；通过所述第1驱动部使电流流过所述发光元件的电源；以及在对所述n个发光层设定了发光亮度的加权的状态下，驱动所述n个发光层，使其发光，从而表现所述各小点的灰度等级的第2驱动部。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2驱动部把对所述n个发光层流过所述电流的时间长短和电流值中的一方设定为同样的值，把另一方设定为m种类(m为n及以下的自然数)的值，从而设定m种类的加权。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2驱动部把对所述n个发光层流过所述电流的时间长短和电流值的组合设定为m种类(m为n及以下的自然数)的值，从而设定m种类的加权。
4.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第2驱动部以帧或场单位来切换分别对所述n个发光层的加权，使所述m种类的电流值和所述m种类的时间长短的至少一方在n帧或n场的期间循环一次。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第2驱动部以帧或场单位来切换分别对所述n个发光层的加权，使所述m种类的组合在n帧或n场的期间循环一次。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第2驱动部具有对所述n个发光层上的m个(m为n及以下的自然数)发光层进行数字驱动的数字驱动部；以及对(n-m)个发光层进行模拟驱动，使其以中间灰度水平来发光的模拟驱动部。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述数字驱动部对所述m个发光层设定所述m及以下的种类的加权，所述模拟驱动部对所述(n-m)个发光层设定使其与所述m个发光层一起发光，从而表现所述各小点的灰度等级的加权。
8.一种显示装置，由多个色的小点构成1像素，排列有多个像素，其特征在于，具有层叠n个(n为2及以上的自然数)单位元件而形成各小点的发光元件，其中，所述单位元件是依次层叠阳极、发光部、阴极而形成的，而所述发光部是由m层(m为自然数)的有机膜发光层和(m-1)层的电荷生成层交替层叠而成的多光子构造；驱动所述发光部，使其发光或不发光的第1驱动部；以及在对所述发光元件上的n个发光层设定了发光亮度的加权的状态下，驱动所述n个发光部，使其发光，从而表现所述各小点的灰度等级的第2驱动部。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，夹在2层所述有机膜发光层之间的所述电荷生成层向一方有机膜发光层注入电子，向另一方有机膜发光层注入空穴。
全文摘要
本发明提供一种能够大幅度降低显示装置的显示面内的每像素的亮度的偏差，实现高精度的灰度等级显示，并且降低电功率损耗，长寿命的显示装置。该显示装置具有发光元件、第1驱动部、电源和第2驱动部。发光元件由3个发光层(3、6、9)层叠而形成1像素内的各色的1小点。第1驱动部(16a～16c)驱动发光层，使其发光或不发光，电源使电流通过第1驱动部流向发光元件。第2驱动部在对n个发光层分别设定了发光亮度的加权的状态下，驱动n个发光层，使其发光，从而表现各小点的灰度等级。
文档编号G09G3/30GK1702725SQ2005100738
公开日2005年11月30日 申请日期2005年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者大岛芳则, 增地重博, 广畑直人 申请人:日本胜利株式会社