专利名称：显示装置和显示方法
技术领域：
本发明涉及采用使用TFT(薄膜晶体管)硅基板的电致发光元件的显示装置以及使用该显示装置的显示方法，特别涉及使用作为电致发光元件的有机EL(电致发光)以及液晶的显示装置以及显示方法。
背景技术：
近年，液晶显示装置、EL显示装置、FED(场致发射显示)显示装置等显示装置的开发比较盛行。特别是，液晶显示装置以及EL显示装置由于有效利用其质量轻、低消耗功率特性，从而作为便携式电话以及便携式个人计算机的显示装置而引起重视。另一方面，这些便携式设备中，追求加载的功能不断增加，对于显示装置而言，强烈要求它能变为更加小型轻质量、低消耗功率。
作为用于使该显示装置降低消耗功率的方法，在作为现有已经使用技术的特开平8-194205号公报(
公开日1996年7月30日)中公开了具有对每个象素的存储功能，通过对与其存储内容相应的基准电压切换，停止显示同一象素情况的周期性再写入操作，从而可以降低驱动电路消耗功率。
即，如图14所示，在第1玻璃基板上，将象素电极202设置为矩阵形，在象素电极202之间设置有扫描线203，在与扫描线203正交方向上设置信号线204。此外，与扫描线203平行设置参考线205。在扫描线203与信号线204的交叉部位中设置后述的存储器元件206，在该存储器元件206和象素电极202之间设置开关元件207以便使其介于其中。
在每个垂直周期内根据扫描线驱动器208，选择性地来控制所述扫描线203，在每个水平周期内，根据信号线驱动器209汇总控制所述信号线204，根据参考线驱动器210汇总控制所述参考线205。在所述第1玻璃基板上，与其离开预定距离，与其相对来设置第2玻璃基板，该第2玻璃基板的相对面上，形成相对电极。然后，在2个基板的表面上形成定向膜，在这2个玻璃基板之间，加入作为显示材料的为电致发光元件的液晶。
图15为详细显示图14中各个象素部分结构的电路图。在彼此相互正交形成的扫描线203和信号线204的交叉部中，形成保持2值数据的所述存储器元件206，该存储器元件206中设置了将所保持的信息输出的输出单元。该输出单元上，连接了3端子开关元件207。通过所述开关元件207输出保存在存储器元件206中的信息。将来自所述存储器元件206的输出提供给开关元件207的控制输入端，将所述参考线205的基准电压Vref提供给一端，通过液晶层215将来自所述象素电极1的所述相对电极216的共同电压Vcom提供给另一端。但是，响应存储器元件206的输出，控制从开关元件207的一端到其另一端的电阻值，从而调整液晶层215的偏置状态。
在如图15所示的结构中，在存储器元件中使用由Poly-Si(多晶硅)TFT组成的2级反相器212、213，使用正反馈形式的存储器电路即静态存储器元件。这里，所述扫描线203的扫描电压Vg变为高电平，选择该扫描线203时，TFT211变为导通状态，通过该TFT211，将从信号线204提供来的信号电压Vsig输入到反相器212的栅极端子。该反相器212的输出通过反相器213反相，被再次输入到该反相器212的栅极端子，这样，TFT211变为导通时写入到反相器212的数据以相同极性被反馈到该反相器212中，将该TFT211保持到再次导通状态。如前所述，在该公开文件中，公开了在液晶显示装置的象素中设置一个静态存储器元件的结构。
作为使用这样的多晶硅TFT，将静态存储器元件设置在每个象素内的另一种结构，在USPN4996523(特开平2-148687号公报(
公开日1990年6月7日))中公开了在有机EL象素中设置多个静态存储器元件的结构。图16为显示现有技术中的各象素部分结构的电路图。在该现有技术中，将各象素构造成具有多个存储器单元m1、m2、...mn(图16中，n为4)，稳流电路225，由所述各存储器单元m1～mn的数据控制、形成所述稳流电路225的基准电流的晶体管q1～qn，用来自所述稳流电路225的电流驱动的有机EL元件226。在对应于相同象素的存储器单元m1～mn中，提供共同的低电极控制信号v1，并分别提供n比特的列电极控制信号b1-bn。
由于稳流电路225为使用TFT223、224的电流镜像电路，因此根据作为流过彼此并联的晶体管q1-qn的电流总和的所述基准电流来决定流过有机EL元件226的电流，另外，通过由保存在存储器单元m1-mn中的数据决定的晶体管q1-qn的栅极电压来设定流过晶体管q1-qn的电流。
将各存储器单元m1-mn构造为例如图17所示的结构。即，将其构造为包括将所述低电极控制信号v1的输入反相的CMOS反相器228、存储用的CMOS反相器230、反馈用的CMOS反相器231、响应所述低电极控制信号v1以及反相用CMOS反相器228的输出、在所述存储用的反相器230的栅极中，控制是输入所述列电极控制信号b1-bn还是将反馈用的反相器231的输出反馈的MOS传送门227、229。但是，由于所述低电极控制信号v1为选择状态时，MOS传送门227变为导通状态，MOS传送门229变为非导通状态，因此，列输入信号Bn通过MOS传送门227，输入到CMOS反相器230的栅极。另外，由于所述低电极控制信号v1为非选择状态时，MOS传送门227变为非导通状态，MOS传送门229变为导通状态，因此，CMOS反相器231的输出通过MOS传送门229反馈到CMOS反相器230。但是，该存储器单元m1-mn变为将CMOS反相器230的输出通过CMOS反相器23 1以及MOS传送门229反馈到CMOS反相器230栅极的静态存储器元件结构。
在该USPN4996523中，公开了在有机EL显示装置的象素中设置多个静态存储器元件的结构。在使用多晶硅基板的显示装置中，用于驱动电致发光元件的驱动器电路也可以使用多晶硅TFT来形成。
但是，在特开平8-194205号公报中记载的现有技术中，如图15所示，1个象素由液晶层215、液晶驱动用开关元件207、1比特的存储器元件206构成。但是，即使能使用该存储器元件206将每个液晶元件显示为白黑2值，还是存在不能显示3灰度等级以上的多灰度等级显示的问题。另外，这些存储器元件206虽然可以执行静止图像显示，但是存在不能用于动态图像显示的问题。因此，在特开平8-194205号公报的现有技术中，用于进行多灰度等级显示以及动态图像显示而在显示画面周边设置的驱动电路规模，与在象素中不设置存储器元件的显示装置没有什么区别，因此存在驱动电路规模不能变小的问题。
这点上，如USPN4996523中的现有技术那样，使用在象素中设置多个静态存储器元件m1-mn进行多灰度等级显示的情况中，由于多灰度等级显示以及动画显示时，使用多个存储器元件进行D/A变换，因此，在驱动电路一侧不需要D/A转换电路，因此在显示画面周围设置的驱动电路规模可以变小。
但是，如图17所示，在各个存储器元件m1-mn中分别使用10个TFT，存在为了进行多灰度显示所需的TFT的数量变为很多的问题。这里，假设利用2个反相器的以及2个选择用TFT的总计6个TFT，来构成存储器元件m1-mn中的每一个，为了执行4比特灰度显示计算每个象素所必需的TFT个数。这样一来，将每个存储器单元所需的TFT个数乘以比特数的个数也就是变为，每个存储器单元所需的TFT个数(6个)×比特数(4比特)＝24个。如图16所示，其中所附加、用于执行多灰度显示的TFT也有必要。
这里，考虑例如100DPI(点/英尺)程度的显示装置时，其象素大小变为250μm方形。由于在该象素大小中必须设置RGB三色的点，因此对于每个点中设置的所述个数的TFT，当前设计尺度(4-2(μm)尺度)的多晶硅处理极其困难。
另一方面，作为存储器元件，在使用电容的静态型存储器元件的结构中，由于每个存储器元件1比特中所需的TFT个数为1-2个程度，因此，可以使用较少的TFT来构成存储器元件。但是，对于静态存储器元件而言，由于在电容中积累的电荷通过漏电流而消失，因此存在不能存储静止画面来显示的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能减小存储器元件每1比特中所需的TFT个数从而减小在显示画面周围设置的驱动器电路规模的显示装置以及显示方法。
本发明涉及显示装置以及使用该显示装置的显示方法，该显示装置对应于数据配线和选通配线的交叉部，而将电致发光元件设置为矩阵形，与该电致发光元件对应，设置多个存储元件(存储器元件)。本发明的显示装置也可以为这样，使用作为对多个存储元件进行电位保持装置的电容而构成时，输入所述电容电位，设置通过其输出电压再补充所述电容电位的缓冲器电路。
为了实现上述目的，本发明的显示装置具有在第1配线和第2配线交叉部设置为矩阵形的电致发光元件，保持对所述电致发光元件进行显示驱动的电位保持装置，输出通过所述电位保持装置输入的电位的缓冲器电路，与所述电位保持装置串连设置的第1开关元件，被设置在所述第1开关元件或电位保持装置和所述第1配线之间、通过所述第2配线来控制导通状态的第2开关元件，其特征在于，对各电致发光元件配置多个所述电位保持装置，将所述多个电位保持装置与所述缓冲器电路的输出端子相连。
为了实现上述目的，本发明的显示装置具有在第1配线和第2配线交叉部设置为矩阵形的电致发光元件，保持对所述电致发光元件进行显示驱动的电位保持装置，输出通过所述电位保持装置输入的电位的缓冲器电路，与所述电位保持装置串连设置的第1开关元件，被设置在所述第1开关元件或电位保持装置和所述第1配线之间、通过所述第2配线来控制导通状态的第2开关元件，其特征在于，对各电致发光元件配置多个所述电位保持装置，将所述多个电位保持装置的输出端子与所述缓冲器电路的输出端子相连。
根据上述结构，由于可以近似地将动态存储器元件作为静态存储器元件使用，与使用静态存储器元件的情况相比，构造象素所需的TFT数可能减少。因此，与将象素中设置的存储器元件用作静态存储器元件的情况相比，可以减少所需的TFT数。另外，由于在这样的象素中放入多个存储器元件，可以使用于动画显示或多灰度显示需要在显示画面周围设置的驱动器电路规模减小。因而，与象素中没有放入多个存储器元件的结构相比，可以提供驱动器电路规模小的显示装置。
即，将通过TFT实现的第2开关元件，设置在所述电位保持装置和作为数据配线的第1配线之间。为此，通过控制第2开关元件，将来自第1配线的电位提供给电位保持装置。由此，对应于作为数据配线的第1配线和作为数据配线的第2配线的交叉部，可以将象素电路设置为矩阵形。
缓冲器电路输出端子和电位保持装置的输出端子直接或间接地，即直接地或通过开关元件的源极—漏极端子间接地连接。由此，通过缓冲器电路的输出电位，可以再次给电位保持装置充电。借此，使近似地将动态存储器元件作为静态存储器元件使用成为可能。
这里，对于1个电致发光元件配置多个通过电容等实现的电位保持装置，在两者之间可以配置第1开关元件。因此，通过控制第1开关元件，能够交替切换电位保持装置。另外，将在电位保持装置中保持的电位输入到缓冲器电路的情况中，可以将电位保持装置的电位和缓冲器电路的输出电位合成并输出到缓冲器电路中。
将所述第一开关元件设置在电位保持装置和电致发光元件或缓冲器电路之间的情况比较多，但是，由于电容电荷在一方端子变为截止状态时，不能移动，因此，也可以在第1开关元件和电致发光元件或缓冲器电路之间设置电位保持装置。
这里，为了防止缓冲器电路输入电位受到缓冲器电路输出电位的影响，最好使电位保持装置的电容容量大。或者使缓冲器电路的输出电阻取得大。或者，在所述电位保持装置切换操作构成中，使缓冲器电路的输出端子和输入端子分离，配置通过TFT等来实现的第3开关元件。
所述缓冲器电路以及静态存储器元件其中任何一个也可以由通常2个反相器电路组成。本发明的方法可以用于对于1个电子光元件配置1个电位保持装置的结构，在该结构中，用于构造驱动器电路所需的TFT的个数与使用静态存储器元件的情况相比，没有什么不同。但是，本发明的显示装置在对于1个电子光元件配置多个电位保持装置的结构中可以发挥效果。与由多个静态存储器元件构成显示装置的情况相比，可以由此减少构成1比特左右的驱动器电路的TFT的个数。
因此，通过上述本发明的方法，可以减少每个电位保持装置即存储器元件1比特左右的TFT的个数，并且使提供能够减小在显示装置周围设置的驱动器电路规模的显示装置成为可能。
根据本发明的显示方法，其特征在于，在使用所述显示装置的显示方法中包括这些步骤所述第2开关元件为导通状态时，对应于所述第1配线的电位设定所述电位保持装置电位的设定步骤；在所述第2开关元件为非导通状态时，将所述电位保持装置的电位施加到所述缓冲器电路的输入端子，通过对应于该施加电压的所述缓冲器电路的输出而将所述电位保持装置再充电的再充电步骤；通过所述电位保持装置或所述缓冲器电路的输出，来控制所述电致发光元件的显示状态的第1显示状态控制步骤。
根据上述方法，在电位设定步骤中，将第2开关元件的源极端子连接到第1配线即数据配线上，将栅极端子连接到第2配线即栅极配线上，所述第2开关元件处于导通状态时，从漏极获得所述数据配线的电位，将与该电位对应的电位保持在所述电位保持装置中。然后，在再充电步骤中，所述第2开关元件处于非导通状态时，将所述电位保持装置的电位输入到所述缓冲器电路中，通过该缓冲器电路的输出将所述电位保持装置再充电，并维持该电位。在第1显示状态控制步骤中，是响应所述电位保持装置或所述驱动器电路的输出，来控制所述电致发光元件的显示状态的。另外，上述再充电步骤和显示状态控制步骤同时执行的情况比较多。
因此，通过近似地将动态存储器元件作为静态存储器元件使用可以执行灰度显示。由此，使用由较少数量的TFT构成的显示装置来执行灰度显示成为可能。
对于具有在每个象素中配置缓冲器电路所组成的显示装置，可以这样来看，根据所述缓冲器电路、所述电位保持装置、或所述第1配线的输出电压来设定所述电致发光元件的显示状态。另外，通过在多个象素中的每个中设置缓冲器电路而组成的显示装置中，可以这样来看，根据所述电位保持装置或所述第1配线的输出电压，来设定所述电致发光元件的显示状态。
根据下面记载，可以充分理解本发明的其它目的、特征以及优点。通过参照附图的说明可以使本发明的有益效果变得显著。
图1是显示在涉及本发明第1实施例的显示装置中各象素单元的象素电路结构的电路图。
图2是显示涉及第1实施例的显示装置的大致结构的说明图。
图3是在使用涉及第1实施例显示装置的显示方法中，用来说明电子电路操作的显示装置中的数据配线、数据配线以及控制配线的波形图。
图4(a)(b)是用来说明动画伪轮廓的产生原理的示意图，图4(a)显示了不分割显示高位比特的情况，图4(b)显示了分割显示高位比特的情况。
图5是显示与涉及第1实施例的显示装置的各象素单元的图1不同的象素电路的结构的电路图。
图6是在使用涉及第2实施例显示装置的显示方法中，用来说明电子电路操作的显示装置中的数据配线、数据配线以及控制配线的波形图。
图7是显示在涉及本发明第3实施例的显示装置中各象素单元的象素电路结构的电路图。
图8是在使用涉及第3实施例显示装置的显示方法中，用来说明电子电路操作的显示装置中的数据配线、数据配线以及控制配线的波形图。
图9是显示在涉及本发明第4实施例的显示装置中各象素单元的象素电路结构的电路图。
图10是显示与涉及第4实施例的显示装置的各象素单元的图9不同的象素电路的结构的电路图。
图11是显示在涉及本发明第5实施例的显示装置中各象素单元的象素电路结构的电路图。
图12是显示在涉及本发明第6实施例的显示装置中各象素单元的象素电路结构的电路图。
图13是在使用涉及第6实施例显示装置的显示方法中，用来说明电子电路操作的显示装置中的数据配线、数据配线以及控制配线的波形图。
图14是显示现有的显示装置的大致结构的框图。
图15是详细显示图14显示装置中的各象素单元结构的电路图。
图16是显示其它现有显示装置中的各象素单元结构的图。
图17是详细显示图16显示装置中的各象素单元结构的电路图。
图18(a)-(e)为说明构造涉及第1实施例的显示装置的有机多层膜的化合物结构的说明图。图18(a)是显示用作电子传输层的Alq结构的说明图，图18(b)是显示用作作为发光层的Alq掺杂物的Zn(oxz)2结构的说明图，图18(c)是显示用作作为发光层的Alq掺杂物的DCM结构的说明图，图18(d)是显示用作空穴电子传输层的TPD结构的说明图，图18(e)是显示用作空穴输入层的CuPC结构的说明图。
图19是显示了取代用作图1象素电路的电致发光元件的有机EL而使用液晶情况的各象素的象素电路结构的电路图。
图20是显示了使用作为涉及第1实施例显示装置的电致发光元件的有机EL的情况中各象素的象素电路结构、除图1之外的电路图。
图21是显示将图20的象素电路结构构造成TFT电路的布局结构的布局图。
具体实施例方式
本发明涉及在象素中设置存储器元件的显示装置，特别是涉及通过在象素中设置存储器元件可以简化驱动器电路结构的显示装置，以及使用该显示装置的显示方法(驱动方法)。因此，本发明的显示装置最好带有使用能够用TFT(薄膜晶体管)将其做入到驱动器电路中的多晶硅处理所形成的TFT。
因此，对于用来制造在本实施例中使用的TFT的TFT制作工序而言，可以使用多晶硅处理，特别是作为其代表的例如CGS(Continuous Grain Silicon)TFT制作工序、也可以使用通常所用的多晶硅处理(Poly-Si)TFT制作工序等。另外，由于在，例如，特开平8-204208(
公开日1999年8月9日)、特开平8-250749(
公开日1996年9月27日)中记载了CGSTFT制作工序，因此，在本实施例中省略了对其的详细说明。
(实施例1)在本发明的一个实施例中，下面是基于图1至图5来说明的。
图2示出了本实施例的显示装置61的大致全部结构。如图所示，虽然本实施例的显示装置61具有将电致发光元件用作有机EL元件(电致发光元件)3的显示画面41的EL显示器，但是，不言而喻，还可以使用液晶元件以及FED元件来代替有机EL元件(电致发光元件)3。
本实施例的显示装置61通过配线39将来自CPU(中央处理单元)62的输入信号(数据信号和同步信号)输入到源极驱动器电路37和栅极驱动器电路38。所述CPU62与作为静态存储器SRAM(静态随机存取存储器)的存储器元件63之间交换数据，将要显示数据的数据信号输入到源极驱动器电路37中。
然后，在源极驱动器电路37中，将输入数据信号放入没有示出的移位寄存器中，以输入同步信号的定时，将其传送到图中没有示出的锁存器电路中，通过数据配线Sj将在该锁存器中保存的比特数据传送到显示画面。在栅极驱动器电路38中，根据通过输入信号线39而从CPU62输入的同步信号，在栅极配线Gi(i＝1，2，...n)中输出同步信号，控制n型TFT1，将在所述数据配线Sj(j＝1，2，...n)中输出的电压放入合适的象素Aij中。
栅极驱动器电路38中，还带有图中没有示出的多个开关元件以及电容和缓冲器电路、控制电路64的控制配线Gi(i＝1，2，...n)比特x(x＝1，2，...n)，从电源配线40向该电路64提供电源电压VDD。
在图1中，示出了对应于数据配线Sj(第1配线)和栅极配线Gi(第2配线)之间的交叉部设置的象素Aij的象素电路(等效电路)的结构。该象素电路接收来自源极驱动器电路37以及栅极驱动器电路38的输出从而执行显示，象素的电致发光元件是由有机EL元件3和该有机EL元件3的阴极和其源极端子相连的n型TFT2组成。在该n型TFT2的漏极端子上连接了电源配线Vole，在有机EL元件3的阳极上施加了对抗电极电压Vref。在该n型TFT2的栅极连接了n型TFT1(第2开关元件)的漏极端子。下文中将该n型TFT1的漏极端子和n型TFT2的栅极端子之间的配线表示为GiIO。
在该n型TFT1的源极端子上连接了作为第1配线的数据配线Sj，在栅极上连接了作为第2配线的数据配线Gi。该n型TFT1的漏极端子连接了作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14，通过这些TFT，间接连接了作为电位保持装置的电容17-20，另外还连接了缓冲器电路21。即，在配线GiIO上连接了电容17-20以及缓冲器电路21。
本实施例的缓冲器电路21由通过p型TFT8和n型TFT15组成的第1反相器电路，以及通过p型TFT9和n型TFT16组成的第2反相器电路构成。所述n型TFT1的漏极端子(配线GiIO)连接到所述第1反相器电路的输入端，该第1反相器电路的输出端子连接到所述第2反相器电路的输入端。
在构成所述缓冲器电路21的所述第2反相器电路的输出端子、所述第1反相器电路输入端子上，分别连接了作为第3开关元件的n型TFT10的源极端子、漏极端子。
为了对本发明令人满意的结构进行说明，在本实施例中，在图1的象素电路中设置多个电容17-20，并且将设置作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14作为一个实施例来举例说明。但是，本发明也可以有在象素Aij的象素电路中不设置一个电容的情况，即，没有第1开关元件的情况下也可以进行电路操作。但是，使用4-5个作为缓冲器电路21的TFT时，考虑通过与在该缓冲器电路21中使用的TFT相同个数的TFT来构成静态存储器时，本发明的显示装置可以说在带有多个电容的情况下发挥效果。
在本实施例中，为了对本发明令人满意的结构进行说明，在图1的缓冲器电路21中设置作为第3开关元件的n型TFT10。但是，在本发明中，如果所述电容17-20的容量非常大，可以不设置n型TFT10。如此，如果电容17-20的电位随着第2反相器电路的输出而变化，也可以不设置该n型TFT10。由于这个是用第2反相器电路的输出电阻和电容17-20电容相对值来确定的，因此替代使电容17-20的电容变大的作法，最好使第2反相器电路的输出电阻也比较大。即，在该条件下，对于缓冲器电路21，最好使第2反相器电路的输出端子直接连接在第1反相器电路的输入端子。
在本实施例中，为了对本发明令人满意的结构进行说明，如图1所示，说明有关象素Aij的电路64，在电路64中设置多个电容17-20，设置作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14，设置了作为第3开关元件的n型TFT10。
在图1的电容17-20和作为第2开关元件的n型TFT1的漏极端子之间，设置了作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14。
此外，这些电容17-20的电荷，由于在这些电容17-20的各个端子中一端处于截止状态时不能移动，因此，最好在这些作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14和n型TFT1的配线GiIO一侧设置电容17-20。在这样设置的情况中，可以进行与图1所示的设置相同的操作。
但是，对于本实施例，容易判断出，使用如图1所示的在电容17-20和n型TFT1的漏极端子之间设置第1开关元件的电路结构来说明。
在电容17的一个端子上，使用漏极端子、源极端子来串联连接p型TFT4、5。即，p型TFT4的漏极端子和p型TFT5的源极端子相连。然后，在p型TFT4的栅极端子上连接控制配线Gibit1，在p型TFT5的栅极端子上连接控制配线Gibit2。
同样地，在电容18的一个端子上，使用漏极端子、源极端子来串联连接n型TFT11和p型TFT6。然后，在n型TFT11的栅极端子上连接控制配线Gibit1，在p型TFT6的栅极端子上连接控制配线Gibit2。
同样地，在电容19的一个端子上，使用漏极端子、源极端子来串联连接p型TFT7和n型TFT12。在p型TFT7的栅极端子上连接控制配线Gibit1，在n型TFT12的栅极端子上连接控制配线Gibit2。
同样地，在电容20的一个端子上，使用漏极端子、源极端子来串联连接n型TFT13、14。在n型TFT13的栅极端子上连接控制配线Gibit1，在n型TFT14的栅极端子上连接控制配线Gibit2。
即，控制配线Gibit2、1的电位顺次为(负选择电位、负选择电位)时的电容17、(负选择电位、正选择电位)时的电容18、(正选择电位、正选择电位)时的电容20与所述配线GiIO相连。总之，通过控制控制配线Gibit2、1的电位，可以选择电容17、20中的任何一个。此外，在作为第3开关元件的n型TFT10的栅极端子上连接控制配线GiRW。
使用图3来说明构成如图1所示象素的象素电路的显示方法的操作。如图所示，在选择期间(图3的②Gi为电位Vgh期间)，将用象素Aij表示的4比特的灰度数据传送到数据配线(图3的①Sj)。在该选择期间，以(④Gibit2的电位、③Gibit1的电位)的顺序来表示可装配线Gibit2、1的电位时，其组合可以变化为(负选择电位Vgl、负选择电位Vgl(以下表示为0))、(负选择电位Vgl、正选择电位Vgh(以下表示为1))、(正选择电位Vgh、负选择电位Vgl(以下表示为2))、(正选择电位Vgh、正选择电位Vgh(以下表示为3))。由此，在对应于所述0、1、2、3期间上，将由向数据配线(图3的①Sj)传送的象素Aij表示的4比特灰度数据储备到电容17-20(参照图1)上。
此外，在所述选择期间，使图3所示的控制配线⑤GiRW为非选择电位(图3的Vgl)，即n型TFT10(参照图1)为变为非导通状态的电位。
随后，在图3的②Gi作为电位Vgl的非选择期间上，如同图的③④所示，控制配线Gibit2、1为3、2、1、0、1、2、3时，依次期间比率以4∶2∶1∶1∶2∶4变化。这里，各个最初期间内，控制配线GiRW为非选择电位，其后，由于使其向对应于选择构成缓冲器电路21的第2反相器电路输出的电容电位的电位稳定，因此，控制配线GiRW为选择电位(图3的Vgh)，即，n型TFT10变为导通状态时的电位。
这样，在控制配线Gibit2、1的电压变化的各个周期内，控制配线GiRW为非选择电位，向缓冲器电路21的输入端子提供电容17-20的电位。此时，电容17-20的电位高于缓冲器电路21的2值输出电压阈值，则被视为高电位，小于该值，则视为低电位，因此，将作为其对应的2值电位的高电位或低电位中的任何一个作为来自缓冲器电路21的正极性电位输出。
由此，作为来自缓冲器电路21的正极性电位输出的输出电位确定之后，使控制配线GiRW为选择电位，可以将导通的电容17-20的电位再次充电到高电位或低电位。
为此，即使作为第2开关元件的n型TFT1变为永久的非导通状态的静止图像显示时，如图3所示，在1幀周期单位内重复进行将控制配线Gibit2、1交替切换为3、2、1、0、1、2、3的显示操作，从而可以保持存储在各个电容17-20中的电位。
如图1所示，由于该配线GiIO连接到作为电致发光元件的n型TFT2的栅极端子上，因此，使所述控制配线Gibit2、1变为如图3所示的那样，交替切换为3、2、1、0、1、2、3的操作控制构成电致发光元件的有机EL元件3的发光状态，并变为在电致发光元件中执行时分多灰度显示的操作。
即，构成实施例的象素Aij的电路64为了在显示装置中执行静止图像显示，通过由有机EL元件3来显示对应于图3的电容17-20的显示，可以自动地对电容17-20的各个电容电位进行再充电。
另外，在本实施例中，为了对本发明的最佳实施例进行说明，虽然说明了带有电容17-20即4个电容的显示装置，但是电容的数量不局限于此。
显示装置的各像素变为带有1个电容的情况中，由n型TFT2和有机EL元件3组成的电致发光元件，为了例如仅由2值表示的2灰度显示，而仅能有2值的存储即1比特的存储。但是，通过作为第1开关元件以及第3开关元件的n型TFT10为非导通状态，作为第2开关元件的n型TFT1为导通状态，而获得来自作为第1配线的数据配线(或源极配线)Sj的电位，从而可以执行有机EL元件3的显示。另外，通过使第2开关元件为非导通状态，使作为第1开关元件的n型TFT1以及第3开关元件的n型TFT10为导通状态，而可以自动执行电容电位的再充电。
在所述时间分割多灰度显示中，如图3所示，除去低位1比特，在1幀周期内有2个高位3比特，变为以低位1比特为中心对称的显示。这样，用相邻象素间显示的灰度数据不同，在该灰度数据不同的图像移动图像中心的情况中，可以抑制所出现的动画伪轮廓的产生。
例如，从背景6灰度电平移动到8灰度电平图像的情况，采用用图4中的箭头来表示的视线。这种情况，如图4(a)所示，不将高位比特分割显示的情况，如同图(a)的箭头前端那样，在该图像的边缘中可以观察到最大13灰度的电平。这就是所述的动画伪轮廓。另一方面，如该图(b)所示，分割高位的情况，如同图(b)的箭头前端那样，在该图像的边缘中能观察到最大10灰度的电平程度就行了。
如此，在执行时间分割多灰度显示时，为了抑制动画伪轮廓，最好分割高位比特的显示周期。
本实施例为这样的结构有机EL元件3在玻璃基板上形成Al等阴极，在其上形成有机多层膜特别是在其上形成ITO等透明的阳极。在该有机多层膜上虽然存在几个结构，但是，本实施例中，具有顺次层叠作为电子传送层的Alq等、作为发光层的DPVBi、Zn(oxz)2、使DCM为掺杂物的Alq等、作为空穴传送层的TPD等、作为空穴输入层的(或阳极缓冲器层)的CuPc的结构。在图18(a)-(e)中示出了上述Alq、Zn(oxz)2、DCM、TPD以及CuPc的结构。
如上所述，构成本实施例的显示装置的象素电路，通过图像显示时伴随的缓冲器电路使带有电容的动态存储器元件再次充电，由于象静态存储器元件那样执行操作，因此，通过少数TFT，就可以在各像素中设置比较多的存储器功能。为此，可以在像素中设置比较多的存储器元件。即，可以在显示装置的各象素中设置与被显示的灰度数相应的存储器元件。
其结果，如图2所示的源极驱动器电路37变为从图中没有示出的锁存器那里以如图3的①Sj所示的顺序仅传送在该锁存器中保持的比特数据。即，将从CPU62送出的多灰度显示用比特数据送入在象素中设置的幀存储器中，变为该各个比特的重叠组合期间使有机EL元件3发光的结构。由此，没有必要在面板周围设置在时间分割灰度显示中所需的定时变换用的幀存储器，由于现有的源极驱动器电路37中所需的D/A转换电路等也不需要，因此，可以使显示面板的边框部(位于显示面板上的显示画面的周围部分)变为非常小。
另外，图1中，说明有关具有作为第2开关元件的n型TFT1的漏极端子以及缓冲器电路21的输出端子，与由n型TFT2和有机EL元件3组成的电致发光元件相连的结构的显示装置。但是，本实施例的显示装置还可以是这样的如图5所示，通过从缓冲器电路51的输入端子侧的第1反相器电路(p型TFT8和n型TFT15)输出，来直接驱动有机EL元件42。
这样，不仅在利用缓冲器电路51的输出来驱动作为电致发光元件的有机EL元件42的情况中，而且在响应来自由构成缓冲器电路的p型TFT8和n型TFT15组成的第1反相器电路，以及由p型TFT9和n型TFT16组成的第2反相器电路的输出，来驱动有机EL元件42的情况中，以及通过从电位保持装置输出的电位来驱动有机EL元件42的情况中，都可以使用本实施例的显示装置。
此外，使用作为电致发光元件的液晶元件的情况，可以将作为图1的电致发光元件的有机EL元件3以及n型TFT2置换为如图19所示的液晶元件73和n型TFT71、p型TFT72。
图19是示出了替代作为图1的象素电路的电致发光元件使用的有机EL元件3而使用液晶元件73情况时的结构的电路图。即，在图19的象素电路中，在液晶元件73的一端上连接了n型TFT71以及p型TFT72的漏极端子，该n型TFT71以及p型TFT72的源极分别紧随缓冲器电路21的由p型TFT8和n型TFT15组成的第1反相器电路，以及由p型TFT9和n型TFT16组成的第2反相器电路的输出端子上。因此，使n型TFT71为导通状态并且使电位Vref为正极性时，以及使p型TFT72为导通状态并且电位Vref为负极性时，由于对液晶元件73施加了反极性的AC电位，通过与该极性交替切换而同步地交替切换施加到液晶元件73的Vref端子上的电压的极性，从而可以用该液晶元件73来执行显示。
图20为示出了使用有机EL元件作为显示装置的电致发光元件，与图1不同的另外的各象素的象素电路的结构的电路图。在如图1所示的象素电路中，虽然在1个电位保持电路中，2个第1开关元件相对，但是如图20所示的象素电路，可以使1个电位保持装置与1个第1开关元件相对。
即，图20中，6个n型TFT(第1开关元件)74-79与6个电容(电位保持装置)80-85的每个相对应。另外，控制配线GiB1-GiB6分别与这6个n型TFT74-79的每个相对应。
这种情况，由于各个n型TFT74-79可以独立控制，即使这些TFT的阈值特性有偏差，也可以同时控制2个TFT使其不变为导通状态。
由此，与采用图1所示的象素电路结构的情况相比，可以使作为电位保持装置的电容80-85的电容比图1的电容17-20的电容小。
例如，在图1的结构中，控制配线Gibit2为低电平状态，在控制配线Gibit1从低电平状态变为高电平状态时，利用TFT的阈值电位的偏差，可以使p型TFT4和n型TFT11同时变为导通状态。
为此，即使瞬时在作为2个电位保持装置的电容17和电容18之间产生泄漏，各个电容的电位不减小的条件，即由(TFT的导通电阻)×(电容容量)决定的时间常数变大时认为条件成立，有必要使作为电位保持装置的电容17和电容18的容量变大。
但是，图20的结构中，由于可以控制以便各n型TFT74-79中的2个TFT不会同时变为导通状态，因此，电容80-85中的2个电容之间不会产生泄漏。因而，作为电位保持装置的电容80-85的电容量没有必要变大，即可以使容量仍旧小。
在图20中，位于放大器电路(缓冲器电路)93和配线GiIO之间的开关元件86，也可以是用于将放大器电路93用作存储器电路的元件。
即，开关元件86为非导通状态时，放大器电路93作为静态存储器电路操作。另外，开关元件86为导通状态时，放大器电路93可以近似为本发明的静态存储器电路的放大器电路，而执行操作。放大器电路93由通过p型TFT87以及n型TFT89构成的第1反相器电路、通过p型TFT88以及n型TFT90构成的第2反相器电路、作为第3开关元件的n型TFT91组成。
图21为示出了使图20的象素电路结构为作为TFT电路的布局结构的布局图。图21中用虚线表示的象素(点区域)Aij的区域变为将大概254μm四方形的象素进行3分割的大小。如图所示，通过使用本发明的象素电路的结构，即使是现有设计规则(4-2(μm))，在上述区域中，也可以构成如图20所示的6比特程度的近似静态存储器电路。另外，图21的布局中，以与源极配线Sj相同模样示出的为源极电极层，以与栅极配线Gi相同模样示出的为栅极电极层，以与TFT1相同模样(虚线)示出的为Si层。
特别是，在图21所示的布局中，在电源配线VDD和GND配线之间设置电容(电容耦合装置)92。图21的布局中，电源配线VDD通过栅极电极层变为构成放大器电路93的TFT87、88的电源。用于栅极配线Gi下的Si层与GND配线短路，从而在电源配线VDD之间形成电容92。
这样，构成放大器电路等开关电路时，在该2个电源配线VDD和GND配线之间，形成作为电容耦合装置的电容。由此，由于有可能由将开关电路的电源配线VDD和GND配线之间进行电容耦合的上述电容中将必要的电荷提供给开关，因此，用其对付噪声以及误操作是有效的。
(实施例2)对于本发明的其他实施例，是基于图1、2以及图6来进行以下说明的。在使用图1的象素电路的显示方法中，在图6中示出了作为使用图1的图象电路的显示方法的与使用图3说明的所述实施例1不同的另一个例子。图1所示结构的象素电路中，由于仅仅设置了4个电容，因此，不能执行超过4比特＝16灰度的显示。
但是，这里，假设使用图1所示结构的象素电路来执行64灰度显示，可以考虑该方法。下面说明在象素中设置的存储元件数m(图1中m＝4)比与所显示的灰度数对应的比特数n(64灰度的情况中n＝6)小的情况下的显示方法。
即，本实施例的显示方法为这样的显示方法通过对用于显示比重小的灰度数据的电容，将不能在除了该电容之外的电容中保持的低位数据作为多值模拟电位而保持，可以执行对被显示的灰度数的显示。
即，在本实施例的显示方法中，构成图1所示象素的象素电路，如图6所示，在选择期间(图6的②Gi为Vgh电位期间)，按照(④Gibit2的电位、③Gibit1的电位)顺序来控制配线Gibit2、1的电位时，其组合变化为(正选择电位Vgh、正选择电位Vgh)、(正选择电位Vgh、负选择电位Vgl)、(负选择电位Vgl、正选择电位Vgh)。
总之，使控制配线Gibit2、1的电位象所述3、所述2、所述1那样变化，将高位3比特数据作为2值电位数据记录在图1所示的电容18-20上。然后，在该选择期间内，使控制配线Gibit2、1的电位变为如图6的④③那样(④Gibit2的电位、③Gibit1的电位)变为(负选择电位Vgl、负选择电位Vgl)，即，变为所述0，并且将多值电位数据保持在在图1的电容17中。
该多值电位数据为对应于在64灰度显示中所需的6比特中剩余的低位3比特的8电平的电位。然后，将该8电平的电位提供给构成图1的电致发光元件的n型TFT2的栅极端子，通过控制该n型TFT2导通状态电阻，可以控制流过有机EL元件3的电流并显示多值数据。
在n型TFT1的非选择期间(图6的②Gi为Vgl电位期间)，使控制配线Gibit2、1的电位如图6所示从所述0变化为3、2、1、2、3，使显示以前多值电位数据的所述电子光元件成为与在电容18-20中存储的2值电位数据对应的显示状态。
此外，所述控制配线Gibit2、1为0时，来自缓冲器电路21的输出不能返回电容17，使如图6的⑤所示的控制配线GiRW作为非选择电位(负选择电位Vgl)，作为第3开关元件的n型TFT10变为非导通状态。
通过所述方法进行灰度显示，为了能够在用时间分割来显示的3比特的灰度电平中加入在电容17中存储的用模拟电位显示的8灰度电平，可以在所述电致发光元件中显示总共6比特灰度(＝64灰度)。
如图6所示，将控制配线Gibit2、1为0的期间设定为作为1期间的7/8倍。这样，通过将0期间设定得比1期间短，可以保证使用电容17显示的模拟灰度的最大灰度电平变为小于使用电容18-20来显示的数字灰度的最小灰度电平。
这样，共同使用模拟灰度和数字灰度时，可以保证数字灰度的最小灰度电平变得比模拟灰度的最大灰度电平大。通过这样的保证，即使是同时使用模拟灰度和数字灰度时，能够阻止在灰度电平之间产生反转。由此，可以抑制在组合使用模拟灰度和数字灰度时容易产生的灰度反转现象。
另外，在本发明的显示方法的情况中，图2所示的源极驱动器电路37的最终输出部分变为图中没有示出的从8个电压电平中选择一个电压电平的多路调制器结构。通过这样的结构，与象D/A转换电路那样在内部产生电压的结构相比，可以期待获得抑制驱动器电路中的消耗功率的效果。
如上所述，通过本实施例的显示方法，通过在源极驱动器电路37中追加所述8电位选择多路调制器，可以显著获得这样的效果不增加电容数以及TFT的数量，可以增加从16灰度显示到64灰度显示的显示装置的显示灰度数，从而执行灰度显示。
使用作为电致发光元件的液晶元件的情况中，最好将作为图5的电致发光元件的有机EL元件42置换为液晶元件。
(实施例3)下面，基于图7以及图8来说明本发明的其他实施例。图7中，示出了在本实施例的显示方法中所用的象素电路的结构。
如图所示，在本实施例中使用的象素电路将作为第1开关元件的n型TFT1的漏极端子、以及在本实施例中新增加的p型TFT45的漏极端子连接到作为电致发光元件的有机EL元件42的阳极上。
将该n型TFT1以及p型TFT45的栅极端子连接到任何一个栅机配线Gi上。此外，n型TFT1是源极端子连接到数据配线Sj上。p型TFT45的源极端子连接到作为缓冲器电路的第1反相器电路的p型TFT44和n型TFT47的输出端子(漏极端子)上。
通过这样的结构，栅极配线Gi为正选择电位(图8的②Gi为Vgh电位)时，n型TFT1变为导通状态，通过由数据配线Sj提供的电荷来显示有机EL元件42。
图7所示象素电路的结构，将作为第2开关元件的n型TFT1的漏极端子，连接到通过p型TFT43和n型TFT46构成的第2反相器电路的输入端子上，在该漏极端子上，连接有作为电致发光元件的有机EL元件42的阳极端子上，并将p型TFT45连接到所述第1反相器电路的输入端子上。
另外，由于所述第1反相器电路的输入端子、所述第2反相器电路的输出端子、作为第3开关元件的n型TFT10、电容17-20、p型TFT4-7、n型TFT11-14之间的连接关系，与实施例1中的使用图1说明的关系相同，因此在本实施例中省略对其的说明。
本实施例的显示方法，对于6比特灰度(＝64灰度)显示而言，如图8所示，栅极配线Gi为正选择电位(图8的②Gi为Vgh电位)期间，执行向电容17-20记录高4位的2值数据的记录以及不能在这些电容中记录的低2位的数据的显示。
即，n型TFT1的选择期间(图8的②Gi为Vgh电位)，使控制配线Gibit2、1的电位变为3、2、1、0，在该3-1期间，在电容18-20中存储高3位的2值数据，然后，控制配线Gibit2、1变为0，在其最初的0期间内，向电容17中存储高位的第4位，即从最高位起的第4位的2值数据。然后，在n型TFT1的非选择期间(图8的②Gi为Vgl电位)，使控制配线Gibit2、1的电位变为3、2、1、0、1、2、3，将高4位的数据用时分灰度显示。
如上所述，通过使用本实施例的显示方法，可以从前面对在源极驱动器电路37(参照图2)的最终输出部分中所需的多路调制器的结构进行了说明的实施例2的8电位电平中引出来4电位电平。为此，可以减少元件驱动器电路37中所需的电路面积。
所述栅极配线Gi为正选择电位(图8的②Gi为Vgh电位)期间，为了显示64灰度中的低位4灰度电平，有必要给数据配线Sj提供比用时分灰度显示情况下高的电压。
这意味着，在构成源极驱动器电路37的最终输出部分的多路调制器的TFT、以及构成象素的象素电路的n型TFT1等之中，要求比描述所述实施例2的显示方法还要高的耐压和电流容量，即要求大尺寸的TFT。由此，还是使用实施例2的显示方法能够使源极驱动器电路37、象素Aij的电路规模变小的情况。
在使用作为电致发光元件的情况下，最好将作为图5的电致发光元件的有机EL元件42置换为液晶元件。
(实施例4)
下面依据图9以及图10描述本发明的其他实施例。图9中显示了在本实施例的显示方法中所用的象素电路结构。
本实施例的象素电路带有电压放大电路(放大器电路、缓冲电路)29，以替代所述实施例1的象素电路的缓冲器电路21，将利用n型TFT2和有机EL元件3构成的电致发光元件连接到该电压放大电路29的输出端子上。
即，如图9所示，通过作为第1开关元件的p型TFT4-7以及n型TFT11-14，将电容17-20连接到作为第2开关元件的n型TFT1的漏极端子上。将该漏极端子连接到构成电压放大电路29的n型TFT25、26和p型TFT23的栅极端子上。
该电压放大电路29由第1-3反相器电路构成，即带有3个反相器电路。第1反相器电路由p型TFT23和n型TFT26组成，其输出端子连接到构成第2反相器电路的n型TFT27的栅极端子上。该n型TFT27与n型TFT24一起构成第2反相器电路。第3反相器电路由所述n型TFT25和p型TFT22构成。
然后，该第2反相器的输出端子连接到构成第3反相器电路的p型TFT22的栅极端子，第3开关元件的输出端子连接到构成第2反相器电路的p型TFT24的栅极端子。
通过这样构成象素电路，向电容17-20上存储的电位，以及连接到p型TFT23的漏极端子的电源电压VCC为5V振幅时，在连接到p型TFT22、24的漏极端子的电源电位VDD为5V以上范围内，可以获得作为第2反相器电路和第3反相器电路的输出电压的电源电压VDD的电压振幅。
下面说明该电压放大电路29的操作。向构成电压放大电路29的第2反相器电路的n型TFT27的栅极端子施加电位VCC时，该n型TFT27变为导通状态，向构成第3反相器电路的p型TFT22的栅极端子施加朝向GND电位的电压。在该第3反相器电路的n型TFT25的栅极端子上，与n型TFT27的栅极端子相反地来施加GND电位。其结果，第3反相器电路的输出端子的电位变为VDD，第2反相器电路的输出电位变为GND电位。
在向第3反相器电路的n型TFT25的栅极端子施加电位VCC的情况下，该n型TFT25变为导通状态，第3反相器电路的输出端子倾向于GND电位。其结果，向构成第2反相器电路的p型TFT24的栅极端子施加朝向GND电位的电压。在n型TFT27的栅极端子上，与n型TFT25的栅极端子相反地来施加GND电位。其结果，第2反相器电路的输出端子的电位变为VDD。
然后，通过n型TFT28(第3开关元件)的源极漏极端子间将电压放大电路29的输出返回到电压放大电路29的输入端。此时，通过将使n型TFT28处于导通状态的栅极端子电压设定为(VCC+2)V程度，可以将返回到电压放大电路29的输入端子的电压振幅抑制到大致VCC的程度。
这样，即使在n型TFT28的源极端子上施加电压VDD，也不会将超过栅极端子电压的电位传送到漏极端子一侧。由于在n型TFT28的阈值电压中存在1V-3V的偏移，通过将n型TFT28的栅极端子电压设定为(VCC+2)V程度，将(VCC-1)-(VCC+1)V程度的电压返回到漏极端子一侧。
由此，可以将所述的实施例1的缓冲电路21置换为电压放大电路29。但是，电压放大电路29由于带有第1反相器电路和第2反相器电路的2个反相器电路，因此，可以将其看作缓冲器电路的一种。
由于利用返回到该电压放大电路29输入端的电压，可以对电压放大电路29的输入端和变为导通状态的电容电位再次充电，因此，在本实施例中，可以使用电容来构成静态存储器。
如以上这样，利用象素电路带有具有电源放大能力的电压放大电路29，与用于驱动电致发光元件的电压振幅相比，可以将缓冲器电路输入端一侧电路的电压振幅抑制得小。为此，可以将构成电路的TFT的耐压设计得低，从而使减小所需电路面积成为可能。并且，由于通过数据配线Sj，可以将从源极驱动器电路向象素Aij传送的数据电压振幅抑制得低，因此可以降低该部分消耗功率。
本实施例的象素电路构造为，如图9所示，将构成电致发光元件的n型TFT2，和作为第3开关元件的n型TFT28一起连接到构成电压放大电路29的第2反相器电路的输出端上。但是，本实施例的象素电路也可以如图10所示将作为电致发光元件的有机EL元件42连接到上述第3反相器电路的输出端而构成。通过仅用有机EL元件42来构成电致发光元件，可以通过第3反相器电路直接驱动有机EL元件42。
(第5实施例)下面依据图11来说明本发明的另一个实施例。图11示出了在本实施例的显示方法中所用的象素电路的大概结构。
构成所述实施例4的象素电路的电压放大电路29(参照图9、图10)将作为电位保持装置的电容17-20施加给该第3反相器电路的n型TFT25。这种情况下，来自电容17-20的施加到n型TFT25的栅极端子的电压振幅比电源电压VDD小时，电压放大电路29不能进行正常操作。然后，由于电容17-20的电位衰减，在电压放大电路29的n型TFT25的栅极端子上施加的电位可能比电源电压VDD小。
为此，最好在构成所述实施例4的象素电路的电压放大电路29的n型TFT25的栅极端子附近设计另一种反相器电路。但是，这种情况下，由于增加了构成包含该另一个反相器电路的象素的TFT的数量，因此如图11所示，最好用较少的TFT来构造电压放大电路36。
图11示出了本实施例显示装置的各象素的象素电路结构。如图所示，象素电路设置有作为电压放大电路(放大器电路、缓冲器电路)36的输入端子；构成由p型TFT30和n型TFT34组成的第3反相器电路的p型TFT30的栅极端子；p型TFT70的栅极端子；构成由n型TFT33和p型TFT70以及p型TFT31组成的第1反相器电路的n型TFT33的栅极端子。将构成第3反相器电路的p型TFT30的源极端子连接到电源配线VCC上，将漏极端子连接到n型TFT34的源极端子。将n型TFT34的漏极端子连接到GND配线上。由此，该第3反相器电路的输出可以带有电源电压VCC和GND之间的振幅。
在该第1反相器电路的n型TFT33中，p型TFT70和p型TFT31(使用源极漏极)端子串联连接。在该p型TFT70的栅极端子连接了低电压侧的电源配线VCC，在p型TFT31的源极端子上连接了高电压侧的电源配线VDD。另外，在该p型TFT31的栅极端子上，连接了第2反相器电路的输出端子，将漏极端子连接到GND配线上。
通过采用这样的结构，在构成第2反相器电路的p型TFT32的栅极端子上，施加由p型TFT70的栅极端子电压限制的电位。
第2反相器电路使p型TFT32和n型TFT35(使用源极漏极端子)串联连接。在p型TFT32的源极端子上，连接了高电压侧的电源配线VDD，在该栅极端子上，连接了第1反相器电路的输出端子。在n型TFT35的栅极端子上，连接第3反相器电路的输出端子，将漏极端子连接到GND配线上。
通过采用这样的结构，在构成第2反相器电路的n型TFT35的栅极端子上，施加第3反相器电路的输出(VCC/GND)。
其结果，增强了图11的电压放大电路36的电压放大能力，其值比图9的电压放大电路的值大。
下面说明电压放大电路36的操作。电压放大电路36的输入端子接近GND电位时，第3反相器电路的输出变为电位VCC。构成第1反相器电路的n型TFT33变为非导通状态。
其结果，在构成第2反相器电路的n型TFT35的栅极端子上，施加了电位VCC，在p型TFT32的栅极端子上，施加了比GND电位高的电位，相对地，由于n型TFT35的导通电阻比p型TFT32低，因此，第2反相器电路的输出倾向于GND电位。
然后，由于将该电位施加到构成第2反相器电路的p型TFT31的栅极端子上，因此，p型TFT31变为导通状态，第2反相器电路的输出倾向于电位VDD。其结果，电压放大电路36的输出用GND电位来稳定。
电压放大电路36的输入端子接近VCC电位时，第3反相器电路的输出变为电位GND。构成第1反相器电路的n型TFT33变为导通状态。即使n型TFT33为导通状态，其间，由于输入了使栅极电压受到电位VCC限制的p型TFT70，因此，第1反相器电路的输出电位倾向于GND电位。
其结果，在构成第2反相器电路的n型TFT35的栅极端子上施加了GND电位的n型TFT35变为非导通状态。在p型TFT32的栅极端子上施加接近于GND电位的电位，p型TFT32变为导通状态。其结果，第2反相器电路的输出倾向于电位VDD。
由于向构成第1反相器电路的p型TFT31的栅极端子施加该电位，因此，p型TFT31变为非导通状态，第2反相器电路的输出稳定于GND电位。其结果，电压放大电路36的输出稳定于电位VDD。
图11所示的象素电路，电压放大电路36的输出通过n型TFT28，返回到由p型TFT30和n型TFT34构成的第3反相器电路的输入端子上。
由此，本实施例的象素电路这样构成完成作为缓冲器电路功能的电压放大电路36的输出，作为正极性电压向作为电位保持装置的电容17-20的输出端子返回。
(实施例6)作为本发明的另一个实施例，下面将依据图12以及图13来说明对于多个象素对应一个缓冲器电路的情况。图12示出了在本实施例的显示方法中所用的显示装置的象素电路结构。
本实施例的显示装置的象素电路为这样的结构以使用有关所述实施例1的图1来说明的象素电路的结构为基本，对2个象素电路Aij、Ai+1j，对应1个缓冲器电路。如图12所示，间接连接2个象素电路Aij、Ai+j的电位保持装置，通过p型TFT48以及n型TFT49来连接配线GiIO以及Gi+1IO和缓冲器电路50的输入端子。将共同的控制配线GiA连接到该p型TFT48以及n型TFT49的栅极端子上。为此，控制配线GiA为正选择电位Vgh时，n型TFT49变为导通状态，控制配线GiA为负选择电位Vgl时，p型TFT48变为导通状态。
即，如图13所示，在象素Aij的选择期间(图13的②Gi为电位Vgh期间)，将控制配线GiA作为正选择电位作为Vgh(图13的⑧GiA)，将缓冲器电路50连接到象素Ai+1j侧的Gi+1jIO，向数据配线(图13的①Sj)传送能对象素Aij显示的4比特灰度数据。
在该选择期间，按照(④Gibit2的电位、③Gibit1的电位)顺序来显示控制配线Gibit2、1的电位时，其组合变化为(负选择电位Vgl、负选择电位Vgl(以下，表示为0))、(负选择电位Vgl、正选择电位Vgh(以下，表示为1))、(正选择电位Vgh、负选择电位Vgl(以下表示为2))、(正选择电位Vgh、正选择电位Vgh(以下表示为3))。由此，可以将在对应于所述0、1、2、3期间内，向数据配线(图13的①Sj)传送的用象素Aij显示的4比特灰度数据存储在电容17-20上。
其次，在象素Ai+1j的选择期间(图13的⑤Gi+1为电位Vgh的期间)，将控制配线GiA作为负选择电位作为Vgl(图13的⑧GiA)，将缓冲器电路50连接到象素Aij侧的GiIO，向数据配线(图13的①Sj)传送能对象素Aij显示的4比特灰度数据。该选择期间，使控制配线Gi+1bit 2、控制配线Gi+1bit1的电位(图13的⑦、⑥)变化为0、1、2、3，将在相应期间内向数据配线(图13的①Sj)传送的用象素Ai+1j显示的4比特灰度数据电位存储在电容17-20上。
并且，该期间即象素Ai+1j的选择期间，象素Aij中，控制配线GiRW为非选择电位使Vgl(图13的⑨GiA)、控制配线Gibit2、1(该图的④、③)的电位为所述“3”，将在电容20(参照图12)中存储的电位连续输入到缓冲器电路50中，控制配线GiRW为选择电位作为Vgh，用缓冲器电路50的输出电位，对电容20再次充电，同时，基于在电容20上存储的2值电位来显示电致发光元件。
其次，在象素Aij、Ai+1j都为非选择期间(图13的②Gi、⑤Gi+1都为电位Vgh期间)，控制配线GiA为正选择电位作为Vgh(图13的⑧GiA)，将缓冲器电路50连接到象素Ai+1j侧的配线Gi+1jIO上。在该期间内，Gi+lbit2、1的电位(图13的⑦、⑥)的电位为“3”，用缓冲器电路50的输出电位在电容20上对电容20上存储的电位进行再充电，同时，基于在电容20上存储的2值电位来显示电致发光元件。
下面，使控制配线Gibit2、1、Gi+1bit2、1的电位变化为“2”、“1”、“0”等，执行与对所述“3”的情况说明的操作相同的操作。
如以上那样，在缓冲器电路和各象素的配线GiIO之间设置TFT，通过使多个象素电路的每个对应缓冲器电路，可以通过各象素来设置较多的存储器元件。
为此，与说明有关实施例1的图1的象素电路的结构相比，比较起来，还是图12所示的本实施例的象素电路的结构通过比较小的象素可以实现相同灰度等级的显示，由于能够通过同一大小的象素来实现多数灰度显示，因此可以获得非常高的效果。
最好将本发明的显示装置作为这样的显示装置来构成设置对应于第1配线和第2配线的交叉部分呈矩阵状设置的电致发光元件；以及根据所述电致发光元件来设置电位保持装置；相对所述电位保持装置设置将该电位作为输入以正极性输出的缓冲器电路；在相对于所述电致发光元件有多个电位保持装置的情况下，对应所述电位保持装置在所述电致发光元件和所述电位保持装置之间设置第1开关元件；设置通过所述电位保持装置和所述第1配线之间的所述第2配线，来控制其导通状态的第2开关元件；将所述缓冲器电路的输出端子和所述电位保持装置的输出端子直接或通过第3开关元件间接连接。
所述显示装置在所述第2开关元件为导通状态时，对应于所述第1配线的电位来设定所述电位保持装置的电位，在所述第2开关元件为非导通状态时，向所述缓冲器电路的输入端子施加所述电位保持装置的电位，通过由该输入电压设定的所述缓冲器电路的输出端电压，对所述电位保持装置进行再次充电，对应于所述电位保持装置或所述缓冲器电路的输出来控制所述电致发光元件的显示状态。
所述显示装置在所述电位保持装置为多个的情况下，所述第2开关元件为非导通状态时，从使用所述第1开关元件的多个电位保持装置中选择1个电位保持装置，向所述缓冲器电路的输入端子施加该被选择的电位保持装置的电位，通过由该输入电压设定的所述缓冲器电路的输出端电压，对所述被选择的电位进行再次充电，对向使用所述第1开关元件的所述缓冲器电路输入的电位保持装置进行时间上的切换，从而可以控制所述电致发光元件的显示状态。
所述显示装置在所述缓冲器电路的输出端子和输入端子之间设置第3开关元件的情况中，所述第3开关元件为非导通状态时，使用所述第1开关元件，切换向所述缓冲器电路输入的电位保持装置，所述缓冲器电路的输出端子的电位通过所述输入端子的电位被设定之后，使所述第3开关元件为导通状态。
所述显示装置在所述第2开关元件为导通状态期间，与将所述电位保持装置设定为2值的同时，以3值以上的值来设定所述电致发光元件的显示状态，在所述第2开关元件为非导通状态期间，将所述电致发光元件的显示状态设定为与在所述电位保持装置中设定的2值电位对应的状态。
所述显示装置对应于所述缓冲器电路的输入电压，应该使被施加到所述电致发光元件上的电压比所述缓冲器电路的输入电压振幅大。
通过以上所述，本发明的显示装置可以在所述缓冲器电路的输入端和输出端之间设置第3开关元件。
根据上述结构，通过在缓冲器电路的输入端和输出端之间设置的第3开关元件，可以防止由于缓冲器电路的输出电位而对缓冲器输入电位的影响。
这里，由于电位保持装置的电容量大，虽然需要分配对应于电容的大面积，但是不需要为了设置第3开关元件而在电位保持装置中分配大面积，通过使电位保持装置变小，可以使显示装置小型化。
本发明的显示装置其特征在于，所述第1开关元件在所述第3开关元件为非导通状态时，可以转换所述多个电位保持装置，所述缓冲器电路在所述第3开关元件为非导通状态时，通过该缓冲器电路的输入端子的电位，可以设定该缓冲器电路的输出端子的电位，所述第3开关元件根据所设定所述缓冲器电路的输出端子的电位，从而可以变为导通状态。
根据上述结构，所述第3开关元件为非导通状态时，通过切换变为导通状态的所述第1开关元件，可以切换在缓冲器电路中输入的电位保持装置。从所述缓冲器电路中获得对应于该电位保持装置电位的正极性输出之后，所述第3开关元件变为导通状态，可以对电位保持装置的电位进行再次充电。
所述电位保持装置和第1开关元件可以为1对多个的情况，也可以是1对1的情况。前者1对多数的情况，各像素中所需的第1开关元件的控制配线数能够减少。
另一方面，对于一一对应的后一种情况，由于对应于各电位保持装置的第1开关元件能够被独立控制，因此，不能同时选择2个电位保持装置来控制。
因而，一边可以防止由于缓冲器电路的输出电位而对缓冲器输入电位的影响，一边可以将动态存储器元件近似用作静态存储器元件。为此，可以减少存储器元件1比特左右的TFT个数。
本发明的显示装置，在所述结构中，所述缓冲器电路可以放大输入电压的振幅并输出，从而所述第3开关元件的栅极电压振幅比所述缓冲器电路的输出电压小。
根据上述结构，从所述电位保持装置向缓冲器电路输入的输入电压振幅被放大，并向所述电致发光元件输出。即，通过缓冲器电路，将由电位保持装置输入的电压振幅放大，可以将其作为所述电致发光元件所需的电压振幅而输出。
这里，使通过缓冲器电路放大的电压原样返回到缓冲器电路的输入端时，比在输入端子估计的电压振幅更大，因而，担心在第1第2开关元件等中引起不良操作。但是，由于通过所述第3开关元件的电压振幅被其栅极电压所限制，因此，通过所述第3开关元件的栅极电压振幅比所述缓冲器电路的输出电压的振幅更小的结构，可以防止所述不良操作的发生。
一般地，为了使TFT等开关元件的尺寸变小，需要将其耐压设定得低。并且，通过将用来驱动开关元件的栅极电压抑制得低，可以降低伴随栅极电极的充放电的消耗功率。因此，为了降低显示装置的功耗，可以将所述缓冲器电路(包含第1开关元件)的输入端子侧构造为低电压电路，从而可以限制返回到所述缓冲器电路输入端子的电压振幅。
因此，使在缓冲器电路输出端和所述电位保持装置的输出端之间设置的第3开关元件的栅极电压振幅比所述缓冲器电路的输出电压振幅更小。
由此，限制提供给在缓冲器电路输入端和输出端之间存在的第3开关元件的栅极端子的电压振幅，在这个被限制的电压振幅范围内，可以将从缓冲器输出端到其输入端的电压返回。例如，在作为所述第3开关元件使用n型TFT的情况下，即使向该源极端子施加12V的电压，在向栅极端子施加6V电压的情况中，从漏极端子输出的电压可以变为大概5V的程度。
如上所述，设置第3开关元件，由于通过限制该栅极电压振幅，可以降低所述缓冲器电路的输入端子侧的TFT的耐压，因此可以减小TFT的尺寸。并且，由于可以将控制该TFT的配线电压抑制得低，因此可以降低显示装置的消耗功率。
本发明的显示装置在所述第1配线和所述第2配线的交叉部设置将所述缓冲器电路的电源配线间进行电容耦合的电容耦合装置。
通过上述结构，可以从电容耦合装置中，对缓冲器电路的电源配线提供开关所需的电荷。为此，可以防止由于开关不好所造成的显示装置的噪声以及误操作的产生。
例如，在本发明显示装置的缓冲器电路的电源配线间，施加具有比所需配线宽度更宽的配线，从而形成电容等电容耦合装置。通过在这样的象素中形成电容，可以从在象素中设置的电容中提供缓冲器电路以及反相器电路的输出状态变化时所需的电荷，从而可以减少能够从电源配线中提供的电荷。
借此，抑制给电源配线提供的电荷变化时所产生噪声的发生，从而防止缓冲器电路和反相器电路的误操作。并且，抑制向电致发光元件施加的电位的变化，可以减少显示品质的恶化。因而，能够提高图像显示装置的可靠性以及显示品质。
本发明的显示方法包含这些步骤在使用所述显示装置的显示方法中，所述第2开关元件为非导通状态时，使用所述第1开关元件，从多个电位保持装置中选择出1个电位保持装置的电位保持装置选择步骤，向所述缓冲器电路的输入端施加被选择的电位保持装置电位的电位施加步骤，通过使用所述第1开关元件来切换输入到所述缓冲器电路的电位的电位保持装置，从而控制所述电致发光元件的显示状态的第2显示状态控制步骤。
根据上述方法，将所述电致发光元件的显示状态切换为时间分割从而执行灰度显示。
即，在电位保持装置选择步骤中，在每个象素中配置多个电容等电位保持装置，在所述电位保持装置和所述缓冲器电路的输入端子之间，使对应于该电位保持装置所设置的第1开关元件中的1个变为导通状态。借此，从多个电位保持装置中选择1个电位保持装置，能够向所述缓冲器电路的输入端子施加这个被选择的电位保持装置。
然后，在显示状态控制步骤中，按时间切换变为导通状态的第1开关元件，通过缓冲器电路，将电位保持装置再次充电。借此，给所述电致发光元件提供电位，在所述显示装置中执行时分灰度显示。
以下说明将对应于变为导通状态的第1开关元件的切换的期间顺次作为第1期间、第2期间...的时间分割方法。在第1期间中，使所述多个第1开关元件中的特定开关元件(下面将其记作开关元件A)为导通状态，给所述缓冲器电路提供对应于所述多个电位保持装置中的开关元件A的电位，通过该缓冲器电路的输出或电位保持装置的输出来设定电致发光元件的显示状态。
在第2期间，与所述多个第1开关元件中的特定开关元件A不同的特定开关元件(下面将其记作开关元件B)为导通状态，给所述缓冲器电路提供对应于所述多个电位保持装置中的开关元件B的电位，通过该缓冲器电路的输出或电位保持装置的输出来设定电致发光元件的显示状态。这样，使用所述显示装置可以执行时分灰度显示。
这种情况，最好是，在所述第2期间之后设计第3期间，在该第3期间，再次使开关元件A为导通状态，再次给所述缓冲器电路提供对应于所述多个电位保持装置中的开关元件A的电位，通过该缓冲器电路的输出来设定电致发光元件的显示状态。
通过所述方法来进行时分灰度显示时，即使在视线移动的情况中，由于能够捕捉到至少第1期间到第3期间中任何一个期间，因此可以缓和由于相邻像素中灰度显示电平不同而引起的发光定时的差别的影响(所谓的动画伪轮廓)。
如前所述，在电位保持装置的电容比从所述缓冲器电路输出的电流小的情况，有必要使缓冲器电路的输入电位不会受到其输出电位的影响。为此，使用在所述显示装置的所述缓冲器电路的输出端和输入端之间设置的第3开关元件的显示装置。
本发明的显示方法包含这些步骤在使用所述显示装置的显示方法中，所述第2开关元件为导通状态时，与在将所述多个电位保持装置的电位设定为2值电位中的任何一个同时，将所述电致发光元件的显示状态设定为2值电位中的任何一个的显示状态设定步骤，所述第2开关元件为非导通状态时，将所述电致发光元件的显示状态设定为与在所述电位保持装置中设定的电位相应状态的显示状态再设定步骤。
根据上述方法，即使在各象素中设置与灰度显示中所需的比特数相应个数的电位保持装置困难的情况下，也可以执行所希望的灰度显示。例如，使用在各象素中设置了比6比特部分即6个还少数量的电位保持装置的显示装置，可以执行6比特灰度显示。
即，虽然在象素中仅设置了m个电位保持装置，但是在进行n比特灰度显示(n＞m，m、n都为正整数)的情况中，在第2开关元件为导通状态期间，将所述不足部分灰度显示作为2值以上(最好为3值以上)的多值电位在电致发光元件中显示。
例如，在第2开关元件导通状态期间，使用所述m个电位保持装置中的1个来保持(n+1-m)比特灰度显示部分的多值电位数据，使用剩余的电位保持装置(在各电容中保持2值电位数据)来保持(m-1)比特部分的数据。在第2开关元件为非导通状态期间，通过保持所述多值电位数据的电位保持装置来设定所述电致发光元件的显示状态并执行多灰度显示，其后，通过由在所述(m-1)个电位保持装置中保持的2值电位数据来设定所述电致发光元件的显示状态并进行时间分割灰度显示，可以将所述不足的灰度部分的显示作为3值以上的多值电位在电致发光元件中显示。
例如，在第2开关元件导通状态期间，在所述电致发光元件中执行(n-m)比特灰度部分的多值数据显示，特别是，使用m个电位保持装置来保持(在各电容中保持2值电位数据)m比特部分的数据，在第2开关元件为非导通状态期间，通过在m个电位保持装置中保持的2值数据来设定所述电致发光元件的显示状态并执行时间分割多灰度显示，可以将所述不足的灰度部分的显示作为2值以上的多值电位在电致发光元件中显示。
在象素中构造如本发明那样的放大器电路以及缓冲器电路的情况中，最好在这些放大器电路以及缓冲器电路的电源之间构造电容元件。
这种情况，最好将电容元件设置在象素中。尤其是，最好在放大器电路以及缓冲器电路的电源端子附近形成电容元件。
放大器电路以及缓冲器电路的输出变化时，与从面板周围获得的所需的电荷相比，从在象素中设置的电容中获得的电荷相比，提供给相邻象素的噪声更少。由于产生了通过这样噪声所引起的误操作以及显示品质混乱，作为减少这种混乱的方法，在这种象素中设置的电容是有效的。
有关发明详细的说明的各部分所进行的具体实施形式或实施例始终使本发明的技术内容变得清楚，不应该仅限于所限定的具体例子而进行狭义的解释，在本发明的实质和随后记载的权利要求的范围内，可以进行各种变型并实施。
权利要求
1.一种显示装置，其中具有在第1配线和第2配线交叉部设置为矩阵形的电致发光元件，保持对所述电致发光元件进行显示驱动的电位保持装置，输出通过所述电位保持装置输入的电位的缓冲器电路，与所述电位保持装置串连设置的第1开关元件，被设置在所述第1开关元件或电位保持装置和所述第1配线之间、通过所述第2配线来控制导通状态的第2开关元件，其特征在于，对各电致发光元件配置多个所述电位保持装置，将所述多个电位保持装置与所述缓冲器电路的输出端子相连。
2.一种显示装置，包括；在第1配线和第2配线交叉部设置为矩阵形的电致发光元件，保持对所述电致发光元件进行显示驱动的电位保持装置，输出通过所述电位保持装置输入的电位的缓冲器电路，在所述电致发光元件或缓冲器电路和所述电位保持装置之间设置的第1开关元件，被设置在所述第1开关元件和所述第1配线之间、通过所述第2配线来控制导通状态的第2开关元件，其特征在于，对各电致发光元件配置多个所述电位保持装置，将所述多个电位保持装置的输出端子与所述缓冲器电路的输出端子相连。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，在所述缓冲器电路的输入端子和输出端子之间设置第3开关元件。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，在所述第3开关元件为非导通状态时，所述第1开关元件切换所述多个电位保持装置，所述第3开关元件为非导通状态时，所述缓冲器电路利用该缓冲器电路的输入端子的电位，来设定该缓冲器电路的输出端子的电位，与设定所述缓冲器电路的输出端子的电位相应，使所述第3开关元件变为导通状态。
5.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述缓冲器电路放大输入电压的振幅，从而使所述第3开关元件的栅极电压的振幅比所述缓冲器电路的输出电压的振幅小。
6.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，在第1配线和第2配线的交叉部设置使所述缓冲器电路的电源配线间进行电容耦合的电容耦合装置。
7.如权利要求1或2所述的显示装置，上述电致发光元件为有机EL(电致发光)。
8.如权利要求1或2所述的显示装置，上述电致发光元件为液晶。
9.如权利要求1或2所述的显示装置，上述电位保持装置为电容。
10.如权利要求1或2所述的显示装置，其中，上述缓冲器电路包含第1反相器电路、第2反相器电路，上述第2开关元件的输出端子与上述第1反相器电路的输入端子相连，上述第1反相器电路输出端子连接到上述第2反相器电路的输入端子上。
11.如权利要求10所述的显示装置，上述第1反相器电路以及上述第2反相器电路是由p型TFT和n型TFT构成。
12.如权利要求1或2所述的显示装置，上述缓冲器电路为电压放大电路。
13.如权利要求12所述的显示装置，上述电压放大电路包含分别由p型TFT和n型TFT构成的第1-第3反相器电路。
14.一种使用如权利要求1或2中所述的显示装置的显示方法，其特征在于，该显示方法包括所述第2开关元件为导通状态时，根据所述第1配线的电位，设定所述电位保持装置电位的设定步骤，在所述第2开关元件为非导通状态时，将所述电位保持装置的电位施加到所述驱动器电路的输入端子，利用对应于该施加电压的所述驱动器电路的输出，而将所述电位保持装置再充电的再充电步骤，利用所述电位保持装置或所述驱动器电路或所述第1配线的输出，来控制所述电致发光元件的显示状态的第1显示状态控制步骤。
15.如权利要求14所述的显示方法，其特征在于，该显示方法包括在所述第2开关元件为非导通状态时，使用所述第1开关元件，从多个电位保持装置中选择1个电位保持装置的电位保持装置选择步骤，通过使用所述第1开关元件，切换向所述缓冲器电路输入电位的电位保持装置，来控制所述电致发光元件的显示状态的第2显示状态控制步骤。
16.一种使用如权利要求1或2中所述的显示装置的显示方法，其特征在于，该显示方法包括所述第2开关元件为导通状态时，将所述多个电位保持装置的电位设定为2值电位中的任一个，同时，将所述电致发光元件的显示状态设定为2个以上状态的任一个的显示状态设定步骤，在所述第2开关元件为非导通状态时，将所述多个电致发光元件的显示状态，设定为与所述电位保持装置中设定的电位相对应的状态的显示状态的再设定步骤。
全文摘要
本发明的显示装置带有，在第1配线和第2配线交叉部设置为矩阵形的由n型TFT和有机EL元件组成的电致发光元件，保持对所述电致发光元件进行显示驱动的电位的电容，输出通过所述电位保持装置输入的电位的缓冲器电路，与所述电位保持装置串连设置的p型TFT和n型TFT，被设置在第1配线和p型TFT以及n型TFT之间的n型TFT，相对于各电致发光元件来设置多个所述电容，将所述多个电容和所述缓冲器电路的输出端子相连。由此，可以减少存储器元件每1比特中所需的TFT的个数，从而能够减小设置在显示画面周围的缓冲器电路规模。
文档编号G09F9/30GK1403854SQ02143
公开日2003年3月19日 申请日期2002年8月30日 优先权日2001年8月30日
发明者沼尾孝次 申请人:夏普公司