CN1151483C - 电致发光显示装置及其激励方法 - Google Patents

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Abstract

一控制器存储被表示为每单位帧的二进制值的图象信号Sp。该控制器根据存储的一帧的图象信号Sp的各位数，通过两等级水平的图象数据而将表示一图象的一帧划分成多个子帧。各子帧的两等级水平的图象数据被从一漏极激励器写入每行的电容Cp。当图象数据为“1”时，一激励晶体管被启通。一公共激励器施加每子帧的一预定电平的电压以控制施加在一有机EL元件的电极之间的电压。结果，该有机EL元件发射具有这些子帧之间不同的亮度的光。这些子帧的图象被在视觉上进行合成，以使在一帧中表达出分级。

Description

电致发光显示装置及其激励方法
技术领域
本发明涉及一种电致发光装置及其激励方法，且更具体地，涉及一种适用于有机电致发光装置或有机EL元件分级显示的显示装置及其激励方法。
背景技术
随着移动式计算变得愈加普及，对平面型显示装置的需要日益增加。作为平面型显示装置，通常是使用液晶显示装置。但是，液晶显示装置存在有这样的问题：视角狭窄且响应特性低。
相反，近来已将注意力放在作为具有宽视角和优良的响应特性的另一种平面型显示装置的，通过使用有机电致发光元件的光发射而实现显示的显示装置上。在这样一显示装置中使用的有机电致发光面板的象素分别由有机EL元件31、由若干TFT(薄膜晶体管)组成的激励晶体管32和也由若干TFT组成的选择晶体管33构成，如图32所示。而且，选择晶体管33的栅极被连接至一与栅极激励器相连(未示出)的栅极线GL，且选择晶体管33的漏极被连接至一与漏级激励器(未示出)相连的漏极线DL。选择晶体管33的源极被相应地连接至激励晶体管32的栅极。激励晶体管32的源极被连接至相应有机EL元件31的阴极，且其漏极被接地。所有有机EL元件31的阳极被连接以一直被提供一基准电位Vdd的恒定电压。
在该有机EL显示装置上显示一全色图象的情况下，通过控制自漏极激励器经漏极线DL和选择晶体管33提供给激励晶体管32的各电压，从而控制激励晶体管32的源—漏电流而取得各有机EL元件31的光发射亮度分级显示。
具体地，如图33中所示的特性曲线，基准电位Vdd被设定为恒定不变，即激励晶体管32的源—漏电压Vsd被设定为恒定不变，激励晶体管32的源极和漏极之间的漏电流Isd通过改变激励晶体管32的栅电压Vg而被改变。以此方式，流过有机EL元件31的电流量被改变，从而改变了当该有机EL元件31的有机EL层中的空穴和电子相应地相互成对时激发的能量。结果，由有机EL元件31发出的光量被改变。激励晶体管32的栅电压Vg通过改变施加给选择晶体管33的漏极的漏极信号而被改变。
使连接至一面板中的所有有机EL元件31的激励晶体管32的栅电压和源—漏电流根据象素数的增加而具有均匀的特性是很困难的。因此，即使激励晶体管32的栅极被施加以一相等值的电压，源—漏电流也会发生变化。结果，流过有机EL元件31的电流值大大地改变，或换言之，空穴和电子的数量大大地改变，以使即使一相同的信号被输出给漏极线DL，由有机EL元件31发射的光量对于每个象素也会改变，导致该有机EL面板上显示的图象的质量被劣化。
上述的问题导致了有机EL面板的产量降低的另一缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高图像质量的电致发光显示装置，其中可获得用于各象素和各面板的均匀的光发射量；和该电致发光装置的激励方法，通过其可获得优良的光发射亮度等级。
为了实现上述目的，根据本发明的一种电致发光显示装置，其特征在于包括：多个电致发光元件，用于响应于被施加的电压或电流而发射光，各电致发光元件包括第一电极、与第一电极相接触的由至少一层构成的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极；多个第一开关电路，分别被连接至这些电致发光元件的第一电极，用于在各光发射建立周期中，将第一激励电压施加给在各寻址周期中选择的电致发光元件，在各光发射建立周期期间，各第一开关电路具有比各该多个电致发光元件的电阻比要小的电阻比，各多个第一开关电路包括被连接至施加以一扫描电压的栅极线的一栅极，和被连接至施加以一信号电压的漏极线的一漏极，并包括一激励晶体管，具有被连接至该选择晶体管的源极的一栅极、被连接至该电致发光元件的一源极，和用于将第一激励电压提供给该电致发光元件的一漏极；及一第二开关电路，被连接至这些电致发光元件的各第二电极，用于在多个子帧周期的各光发射建立周期中，将一在电位上不同于第一激励电压的第二激励电压施加给所有的电致发光元件。
而且，根据本发明的电致发光显示装置可以是一种电致发光显示装置，其包括：各由若干电致发光元件组成的第一和第二组，用于响应于被施加的电压或电流而发射光，各电致发光元件包括第一电极、与第一电极相接触的由至少一层构成的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极，第一组的第二电极相互连接，第二组的第二电极相互连接，及这些第二电极由这些电致发光元件的第一和第二组划分；多个第一开关电路，分别被连接至这些电致发光元件的第一电极，用于在各光发射建立周期中，将第一激励电压施加给在各寻址周期中选择的电致发光元件，在各光发射建立周期期间，各第一开关具有比各该多个电致发光元件的电阻比要小的电阻比，各第一开关电路包括一选择晶体管，具有被连接至被施加以一扫描电压的一栅极线的一栅极、和被连接至被施加以一信号电压的一漏极线的一漏极，和一激励晶体管，具有被连接至该选择晶体管的源极的一栅极、被连接至该电致发光元件的一源极、和用于将第一激励电压提供给该电致发光元件的一漏极；及一第二开关电路，被连接至第一组的第二电极和第二组的第二电极，用于在多个子帧周期中的各光发射建立周期中，将一不同于第一激励电压的第二激励电压施加给第一组电致发光元件，且接着施加给第二组电致发光元件。
根据如上所述的显示装置，各光发射建立周期中第一开关电路的电阻比小于该多个电致发光元件的电阻比。因此，即使第一开关电路的特性发生变化对电致发光元件的影响也很小，因此，可通过第二开关电路执行均匀的亮度分级控制。
而且，为了实现上述目的，根据本发明的一种电致发光显示装置的激励方法，其特征在于包括：一包含多个电致发光元件步骤，该多个电致发光元件用于响应于被施加的电压或电流而发射光，各电致发光元件包括连接至包括至少一薄膜晶体管的一开关电路的第一电极、与第一电极相接触的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极；一第一激励电压提供步骤用于在通过合成多个子帧而形成一图象的一帧周期中，将第一激励电压提供给在各光发射建立周期中被寻址的这些电致发光元件的第一电极，各子帧由寻址该多个电致发光元件的一寻址周期和使这些被寻址的电致发光元件发射光的若干光发射建立周期之一组成；和一第二激励电压提供步骤，用于在多个子帧周期的各光发射建立周期中，将一在电位上不同于第一激励电压的第二激励电压提供给所有电致发光元件的第二电极。
根据本发明，另一种电致发光显示装置的激励方法，包括：(A)一包含各由若干电致发光元件组成的第一和第二组的步骤，该第一和第二组的电致发光元件用于响应于被施加的电压或电流而发射光，各电致发光元件包括连接至包括至少一薄膜晶体管的一开关电路的第一电极、与第一电极相接触的一电致发光层，和与该电致发光层相接触的第二电极，第一组的第二电极相互连接，第二组的第二电极相互连接，及这些第二电极由这些电致发光元件的第一和第二组划分；(B-1)第一电致发光元件组寻址步骤，用于寻址第一组电致发光元件；(B-2)第一电致发光元件组光发射步骤，用于将一公共电压提供给由第一电致发光元件组组寻址步骤所寻址的电致发光元件的第二电极；(B-3)第二电致发光元件组寻址步骤，用于在第一电致发光元件组寻址步骤后，寻址第二组电致发光元件；和(B-4)第二电致发光元件组光发射步骤，用于将一公共电压提供给由第二电致发光元件组寻址步骤所寻址的电致发光元件的第二电极，其中在通过合成若干子帧而形成一图象的一帧周期的该若干子帧之一中执行该第一电致发光元件组寻址步骤、第一电致发光组光发射步骤、第二电致发光元件组寻址步骤、和第二电致发光元件组光发射步骤，各子帧由一序列地寻址该第一和第二组的寻址周期，和一使在寻址周期中被寻址的第一和第二组的那些电致发光元件发射光的光发射建立周期组成。
根据如上所述的该电致发光显示装置的激励方法，形成一图象的一帧周期被划分成多个子帧周期，通过合成这些子帧周期可获得优良的亮度等级。
附图说明
图1为根据本发明的第一和第五实施例的一有机EL显示装置的结构的电路构成示意图；
图2为与图1中所示的有机EL显示装置的有机EL面板中所用的多个有机EL元件相关的特性曲线图；
图3为表示图1中所示的有机EL元件的结构的平面视图；
图4为沿图3的A-A线所截取的一截面视图；
图5为表示图1中所示的有机EL显示装置的一控制器的结构的方框图；
图6为表示图1中所示的有机EL显示装置的一控制器的一部分的结构的方框图；
图7为表示图1中所示的有机EL显示装置有一漏极激励器的结构的方框图；
图8为表示根据本发明的一有机EL显示装置中的激励波形的定时图；
图9为表示根据本发明的一有机EL显示装置中的另外激励波形的定时图；
图10为根据本发明的第三实施例的一有机EL显示装置中所用的一有机EL面板的等效电路的电路构成；
图11为表示根据本发明的第三实施例的一有机EL显示装置中的激励波形的定时图；
图12为表示根据本发明的第四实施例的一有机EL显示装置的结构的电路图；
图13为表示图12中所示的有机EL面板的一部分的结构的截面视图；
图14为表示根据本发明的第五实施例的有一机EL显示装置中的激励波形的定时图；
图15为表示根据本发明的第五实施例的一有机EL显示装置中的其它激励波形的定时图；
图16为表示本发明的另一有机EL显示装置的结构的电路图；
图17为表示根据本发明的第二和第六实施例的一有机EL显示装置的结构的电路图；
图18为表示图17中所示的有机EL面板的结构的一部分的截面视图；
图19为表示根据本发明的第七实施例的一有机EL显示装置的结构的电路构成示意图；
图20为表示图19中所示的有机EL元件的结构的平面视图；
图21为沿图20中B-B线截取的截面视图；
图22为根据第七实施例的等效电路的电路构成示意图；
图23为表示根据本发明的第七实施例的一有机EL显示装置中的激励波形的定时图；
图24为根据本发明的第七实施例的一有机EL元件的特性曲线图；
图25为说明在一帧周期被划分成三个子帧的情况下的分级显示原理的视图；
图26为表示根据本发明的第七实施例的另一有机EL显示装置的结构的电路构成示意图；
图27为表示图26中所示的有机EL显示装置中的激励波形的定时图；
图28为表示根据本发明的第七实施例的再一有机EL显示装置的结构的电路构成示意图；
图29为表示有机EL显示装置中其它激励波形的定时图；
图30为表示根据本发明的第八实施例的一有机EL显示装置的激励波形的定时图；
图31为表示根据本发明的第八实施例的一有机EL显示装置的其它激励波形的定时图；
图32为表示一常规的有机EL面板的结构的视图；及
图33为图32中所示的有机EL面板中所用的一激励晶体管的特性曲线图。
具体实施方式
以下将参照附图对本发明的实施例进行说明。
在第一实施例中，将对有机EL显示装置的一例子进行说明，其中作为序列地显示一帧的一图象的一帧周期被划分成四个子帧周期且这些子帧的光发射量被设定为1∶2∶4∶8的比例以显示16个等级水平。
图1为表示该实施例的一有机EL显示装置的结构的方框图。
如图中所示，该有机EL显示装置包括一有机EL面板1、一控制器2、一栅极激励器3、一漏极激励器4和一公共激励器5。
在该实施例中，上述第一组电致发光元件是与输出公共信号Z1的公共线CL相连接的电致发光元件的组，第二组电致发光元件是与输出公共信号Z2的公共线CL相连接的电致发光元件的组。
在有机EL面板1中，如该图中一等效电路的电路构成中所示，该有机EL面板1的各象素包括一有机EL元件11、一激励晶体管12、一选择晶体管13和一电容Cp。
发射红、绿和蓝光的若干有机EL元件11以一预定次序被配置在一矩阵中，该矩阵由沿行方向(或该图中的横向)的N行和沿该列方向(或该图中的纵向)的M列组成。当将一等于或高于阀值Vth的电压施加在有机EL元件11的阳极和阴极之间时，如图2中的特性曲线所示，在该元件有机EL层(在后将予描述)中流动的电流快速增大且该元件发射具有对应于该电路值的亮度的光。由于这样施加的电压和该亮度可由Vth至(Vth+Vx)范围中的一线性函数序列地表示，可通过控制在该范围内的施加在该有机EL层的两端之间的电压而控制高度等级。当施加在该有机EL层的阳极和阴极之间的电压大于(Vth+Vx)时，流过该有机EL层的电流量，且因此该有机EL元件11的光发射量被使饱和。
各激励晶体管12由TFT制成。激励晶体管12的栅极被连接至选择晶体管13的源极，且激励晶体管12的源极被连接至有机EL元件11的阴极。激励晶体管12的漏极被接地。激励晶体管12被用作为一开关，用于接通和关断对有机EL元件11的供电。
当有机EL元件11被施加以来自在后将予描述的公共激励器5的一预定电压值或一预定电流值的一公共信号时，激励晶体管12的接通电阻变得足够地小于(例如1/10)有机EL元件11的电阻，而关断电阻变得足够地大于(例如10倍于)有机EL元件11的电阻。因此，当激励晶体管12被接通时，自公共激励器5输出的电压的大部分被分配给有机EL元件11。因此，当激励晶体管12被接通时，与有机EL元件11的电阻相比，激励晶体管12的接通电阻小得可以忽略不计。同时，当激励晶体管12被关断时，从公共激励器5输出的大部分电压被分配到激励晶体管12的源极和漏极之间。换言之，由于与分配到有机EL元件11的部分电压相比较，分配给激励晶体管12的部分电压非常小，根据基尔霍夫定律，激励晶体管12与有机EL元件11的电阻比较小，以使即使激励晶体管12的接通电阻和关断电阻中的每一个发生变化，对有机EL元件11的亮度的影响会大大地减小。如果激励晶体管12使用由非晶硅制成的一半导体层，关断电阻与接通电阻之间的差值大至六位数或更大。如果激励晶体管12使用由多晶硅制成的一半导体层，关断电阻与接通电阻之间的差值大至七位数或更大。这些激励晶体管中的任一个可足以起开关的作用。即使关断电阻和接通电阻之间的差值差了一位数，平面内(in-plane)的亮度平衡可被保持。由于激励晶体管12的漏极被连接至一基准电压线SL，有机EL元件11的光发射主要依靠于从一公共线CL输出的一公共信号Z。
各选择晶体管13由TFT制成。选择晶体管13的栅极被连接至分别为有机EL面板1的若干行所提供的若干栅极线GL之一，且选择晶体管13的漏极被连接至分别为有机EL面板1的若干列所提供的若干漏极线DL之一。选择晶体管13的源极被连接至激励晶体管12的栅极。选择晶体管13被用作为一开关，用于与来自漏极激励器4的激励信号相关，提供二进制接通和关断信号给激励晶体管12的栅极。所有选择晶体管13可将一高于10(v)的电压施加给一对应的激励晶体管12的栅极12a(图3)，尽管这些电压或多或少地变化。因此，流过激励晶体管12的漏电流Isd仅依靠于源—漏电压Vsd。
各电容Cp将自漏极激励器4提供的激励信号保持一预定周期。
下面将详细描述有机EL面板1的结构。
图3为表示有机EL面板1的一个象素的结构的平面视图。图4为沿图3中的A-A线截取的截面视图。
如该两图中所示，通过在一玻璃基底14上形成有机EL元件11、激励晶体管12和选择晶体管13而构成有机EL面板1。
具体地，通过在玻璃基底14上进行构型而形成一由铝制成的栅极金属膜所组成的一栅极线GL、与该栅极线GL一体的一选择晶体管13的栅极13a、和一激励晶体管12的栅极12a。分别在栅极线GL和栅极12a及13a上形成阳极氧化膜14a。而且，在基底14包括该阳极氧化膜14a上形成一由氮化硅制成的栅极绝缘膜14b。
在栅极13a的上侧的栅极绝缘膜14b上形成由非晶硅或多晶硅制成的一半导体层13d。在该半导体层13d的中心处形成一阻挡层13e，并在该阻挡层13e的两侧处形成由n型非晶硅制成的欧姆性层13f。被形成为与一数据线DL一体的、该选择晶体管13的漏极13b被形成以部分地成层在欧姆性层13f之一上。同时，在相对侧处，选择晶体管13的源极13c被形成以部分地成层在另一欧姆性层13f上。注意到通过在栅极绝缘膜14b中所设的一接触孔15b，选择晶体管13的源极13c被连接至激励晶体管12的栅极12a。
在栅极12a上方的栅极绝缘膜14b上形成由非晶硅或多晶硅制成的一半导体层12d。在该半导体层12d的中心处上形成一阻挡层12e，并在该阻挡层12e的两侧处形成由掺杂有n型杂质的非晶硅制成的欧姆性层12f。而且，被形成为与一基准电压线SL一体的、激励晶体管12的漏极12b被形成以部分地成层在欧姆性层12f之一上。同时，在相对侧处，激励晶体管12的源极12c被形成以部分地成层在另一欧姆性层12f上。激励晶体管12被这样形成。栅极绝缘膜14b上形成的基准电压线SL被接地。
在激励晶体管12和如上所述形成的选择晶体管13上(除了对应于形成在激励晶体管12的源极12c的一端部处的接触孔15a的部分外)形成由氮化硅制成的一层间绝缘膜14c。通过在该层间绝缘膜14c上进行构型而形成反射可见光且由MgIn(铟化镁)、MgAg(银化镁)等制成的一阴极11a。该阴极11a通过接触孔15a被连接至激励晶体管12的源极12c。在该阴极11a上设置各具有发射红色光、绿色光和蓝色光三种类型之一的一光发射层的有机EL层11b，以使三种类型的有机EL层116在阴极11a上被配置成一预定设计的矩阵。在这些有机EL层11b上设置多个由具有对于可见光的高透明度的ITO(铟-锡氧化物)制成的阳极11c，且这些阳极11c被形成以使阳极11c沿与栅极线GL相对应的该矩阵的行方向分别在这些象素区域上延伸且各具有一相等宽度的阳极11c沿列方向相互间隔开地被配置在这些象素区域上。为各象素设置一由基准电压线SL、栅极绝缘膜14b、和栅极12a组成的电容Cp。
用于红色的有机EL元件11的各有机EL层116由形成在阴极11a侧的一电子透射光发射层和形成在阳极11c侧的一空穴透射层组成。
电子透射光发射层由作为基质的铝-三(8-羟基醌盐)Aluminum-tris(8-hydroxyquino linate)(下文称为Alq3)和作为该基质中漫布的客体的4-(二氰亚甲基)-2-甲基-6-(对-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(下文称为DCM-1)组成。
Alq3被表示如下
Figure C9880006700171
DCM-1被表示如下
Figure C9880006700172
空穴透射层由N，N’-二(α-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(下文称为α-NPD)
α-NPD被表示如下
该电子透射光发射层包括一重耦合区，用于重耦合一电子和一空穴。如果除了所有的Alq3外未包含有其它的光发射材料，通过重耦合一电子和一空穴所引发的能量被吸收，且通过Alq3生成绿光。然后，由于DCM-1被漫布在该层中，DCM-1吸收通过重耦合一电子和一空穴所引发的能量，发射红光。
用于绿色的有机EL元件11的各有机EL层11b由形成在阴极11a侧的一电子透射光发射层和形成在阳极11c侧的空穴透射层组成。
该电子透射光发射层由以下组分表示的铍-双(10-羟基苯醌盐)(bery llium-bis(10-hydroxy benzo[h] quinolinate))(下文称为Begq2)制成。
该空穴透射层由与用于红色的有机EL层的空穴透射层中的α-NPD相同的α-NPD制成。
在用于绿色的有机EL元件中，由重耦合电子和空穴所引发的能量由该电子透射光发射层的Bebq2吸收，从而发射绿光。
用于蓝色的有机EL元件的各有机EL层11b包括形成在阴极11a侧的一电子透射层、形成在阳极11c侧的一空穴透射层、和形成在该电子透射层和该空穴透射层之间的一光发射层。
该电子透射层由为用于红色的有机EL元件11b的电子透射光发射层所使用的Alq3制成。
该空穴透射层由与用于红色和绿色的有机EL元件的空穴透射层中的α-NPD同样的α-NPD制成。
该光发射层由96％(重量)的4，4’-双(2，2’-二苯基亚乙烯基)二苯基(下文称为DPVBi)和4％(重量)的4，4’-双(2-咔唑)亚乙烯基二苯基(下文称为BCzVBi)。
DpVBi表示如下
Figure C9880006700191
BCzVBi表示如下
Figure C9880006700192
在用于蓝色的有机EL元件11的有机EL层11b中，一电子和空穴的重耦合层是一由DpVBi和BCzBi组成的光发射层。由该光发射层中电子和空穴的重耦合所引发的能量由DpVBi和BCzBi吸收，从而发射蓝光。
图5为表示图1中所示的控制器2的结构的方框图。
如图中所示，控制器2包括一RGB抽取电路2a、A/D转换器2b、修正电路2c、表存储部分2d、图象信号存储部分2e、光发射信号输出部分2f、同步信号抽取电路2g、晶体脉冲振荡器2i、基准时钟发生器电路2j、栅极控制信号发生器电路2k、漏极控制信号发生器电路2l、和公共控制信号发生器电路2m。
自外部提供的视频信号Sv被输入给RGB抽取电路2a和同步信号抽取电路2g。同步信号抽取电路2g从该视频信号Sv抽取水平和垂直同步信号。RGB抽取电路2a根据由该同步信号抽取电路2g抽取的水平和垂直同步信号，以一预定的次序从视频信号Sv中的亮度信号和色差信号抽取红(R)、绿(G)和蓝(B)的图象信号Sp。基准时钟发生器电路2j根据由晶体脉冲发生器2i生成的一系统时钟而生成一用于测量一子帧的一水平周期的基准时钟信号CLK。
图象信号存储部分2e临时地存储已通过A/D转换器2b被进行A/D转换且通过修正电路2c被进行修正的一图象信号Sp。该存储在图象信号存储部分2e中的图象信号是一被表示为四位数的二进制值的信号。在等同于一图象的一帧的图象信号Sp中，根据由基准时钟发生器电路2j生成的定时，以从第一行至第N行的次序，等同于第一至第N行的第一位数的每一行的第一子帧的那些组分被读入光发射信号输出部分2f。接着，以从第一行至第N行的次序，等同于图象信号Sp的第一至第N行的每一行的第二位数的第二子帧的那些组分被读入光发射信号输出部分2f。最后，等同于第一至第N行的图象信号Sp的第四位数的第四子帧的那些组分相对于第一至第N行的每一行而被读取，因此，一帧的图象信号被读取。图象信号Sp的值越大，相对应象素的图象越亮。具体地，在该有机EL显示装置中，等级被划分成0至15的十六个等级水平。随着等级水平从0增大至15，显示从黑暗变至明亮。
根据图象信号存储部分2e中存储的图象信号Sp，光发射信号输出部分2f确定这些象素的有机EL元件11是否应对每一子帧而被照亮，并根据自基准时钟发生器电路2j提供的一基准时钟，在一预定定时输出用于每一行的一光发射信号IMG。具体地，如果对应于图象信号Sp的象素的一子帧的一位数为“0”，该光发射信号IMG是一关断信号。如果该位数为“1”，该光发射信号IMG作为一接通信号被输出给漏极激励器4。
表1示出了由该光发射信号输出部分2f确定的等级和子帧之间的关系。
                                       表1
    等级   二进制值     选择光发射的接通/关断
    第四子帧     第三子帧    第二子帧     第一子帧
    0     0000     通     断     断     断
    1     0001     断     断     断     通
    2     0010     断     断     通     断
    3     0011     断     断     通     通
    4     0100     断     通     断     断
    5     0101     断     通     断     通
    6     0110     断     通     通     断
    7     0111     断     通     通     通
    8     1000     通     断     断     断
    9     1001     通     断     断     通
    10     1010     通     断     通     断
    11     1011     通     断     通     通
    12     1100     通     通     断     断
    13     1101     通     通     断     通
    14     1110     通     通     通     断
    15     1111     通     通     通     通
从光发射信号输出部分2f输出的一光发射信号IMG被提供漏极激励器4
栅极控制信号发生器电路2k根据由同步信号抽取电路2g抽取的水平和垂直同步信号，和由基准时钟发生器电路2j生成的基准时钟而生成一栅极控制信号GCONT。由栅极控制信号发生器电路2k生成的该栅极控制信号GCONT被提供给栅极激励器3。
漏极控制信号发生器电路2l根据由同步抽取电路2g抽取的水平和垂直同步信号，和由基准时钟发生器电路2j生成的基准时钟而生成一漏极控制信号DCONT。栅极控制信号GCONT包括一启始信号、一开关信号和一输出启动信号。由漏极控制信号器电路2k生成的漏极控制信号DCONT被提供给漏极激励器4。
公共控制信号发生器电路2m根据由同步信号抽取电路2g抽取的水平和垂直同步信号而生成一公共控制信号CCONT。由公共控制信号发生器电路2m生成的公共控制信号CCONT被提供给公共激励器5。
图1中所示的栅极激励器3根据自栅极控制信号发生器电路2k提供的栅极控制信号GCONT而输出选择信号X1至XN。这些选择信号X1至XN中的任一个在一相同的定时是有效的，以便有机EL面板1的栅极线GL中的任一个被选择。以此方式，信号X1至XN被施加给连接至所选择的栅极线GL的选择晶体管13的栅极，且选择晶体管13被接通。
漏极激励器4包括一移位寄存器41、锁存电路42和43、和一电平改变电路44，如图7所示。
在移位寄存器41中，通过自漏极控制信号发生器电路2l提供的漏极控制信号DCONT中包括的一启始信号而将“1”(一高电平)设置在第一位，且每当该漏极控制信号DCONT中包括的一移位信号被提供时，该“1”被移过一位。
锁存电路42包括有数目上对应于移位寄存器41的位数的锁存子电路，且将自光发射信号输出部分2f提供的光发射信号IMG锁存入对应于位“1”的移位寄存器4的锁存电路中。
当通过锁存电路42锁存用于一子帧中一栅极线GL1的光发射信号时，根据漏极控制信号DCONT中的一开关信号，该光发射信号由下一级中的锁存电路43锁存。而且，锁存电路42锁存用于下一线的光发射信号IMG。
根据漏极控制信号DCONT中的输出启动信号，对应于由锁存电路43锁存的光发射信号IMG，电平改变电路44将具有一预定电压电平的激励信号Y1至YM输出给有机EL面板1的漏极线DL。从电平改变电路44输出的激励信号Y1至YM被存储在激励晶体管12的栅极12a中，以使激励晶体管12被启通。
图1中所示的公共激励器5根据自公共控制信号发生器电路2m提供的公共控制信号CCONT，生成待被提供给有机EL元件11的阳极11c的公共信号Z1至ZN。这些公共信号通过公共线CL被提供给每一行的有机EL元件11的阳极11c。由分别提供给第一至第四子帧的电压Vdd1、Vdd2、Vdd4和Vdd8选择的有机EL元件11的子帧之间的亮度比为1∶2∶4∶8。具有最低电压电平的Vdd1被调整到一电压，使当激励晶体管12的栅极电压Vg被设至15(v)时，激励晶体管12的源—漏电压Vsd超过3(V)，且Vdd1最好接近于图2中所示的Vth。施加至被提供以最高电平电压的第四子帧中的阳极11c的电压Vdd8最好接近于(Vth+Vx)。假设一帧周期(保持显示一图象的时间)为16.7ms，该一帧周期被划分成四个子帧周期(用于第一至第四子帧)。各子帧写周期Tw1至Tw4为4.2ms。各子帧周期TE1至TE4基本上为4.2ms。各子帧光发射周期TE1至TE4基本上为8.2ms。各行中有机EL元件11的一子帧周期中的一基本光发射周期是一施加一子帧电压Vdd的周期，且基本上等于该子帧写时间Tw。如果该第N行是第480行，该光发射周期基本上为4.2ms。
以下将说明根据本实施例的一帧周期中的有机EL显示装置的操作。
在预定定时由RGB抽取电路2a抽取的R、G和B图象信号Sp通过A/D转换器2D被进行数字转换并通过修正电路2c被进行例如γ-修正的修正。然后，这些信号被存储在图象信号存储部分2e中。这些存储在图象信号存储部分2e中的图象信号Sp被表示为各由四位数组成的二进制值，如前所述的。
通过替代使用视频信号Sv，而将自一个人计算机PC等输出的数字图象信号Sd的数据直接输出给修正电路2c，可实现分级光发射。
同时，栅极控制信号发生器电路2k、漏极控制信号发生器电路2l、和公共控制信号发生器电路2m分别根据由同步信号抽取电路2g抽取的水平及垂直信号和由基准时钟发生器电路2j生成的基准时钟CLK而生成一栅极控制信号GCONT、一漏极控制信号DCONT和一公共控制信号CCONT。
在第一子帧中，光发射信号输出部分2f根据由基准时钟发生电路2j生成的基准时钟CLK，序列地读取在图象信号存储部分2e中存储的用于一帧的图象信号的第一位(或最低位)，并将这些第一位作为光发射信号IMG输出给漏极激励器4。在与光发射信号IMG被从光发射信号输出部分2f输出的定时相同的定时，漏极控制信号发生器电路2l输出一启始信号给漏极激励器4。
在漏极激励器4中，当启始信号被提供给移位寄存器41时，“1”被设定在移位寄存器41的第一位中，而且，每当输入漏极控制信号DCONT中的移位信号时，移位寄存器41执行位移动。当移位寄存器41位移动时，锁存电路42以从第一行的顺序，序列地锁存来自光发射信号输出部分2f的第一子帧的光发射信号IMG。由锁存电路42锁存的用于第一子帧的第一行的光发射信号IMG通过漏极控制信号DCONT中的开关信号，在第二级中由锁存电路43锁存。接着，漏极激励器4通过如上所述的相同操作接收用于第二和更大行的光发射信号IMG。当漏极激励器4完成接收用于第N行的第一子帧的光发射信号IMG时，漏极激励器4序列地接收第二子帧的光发射信号。
栅极激励器3根据来自栅极控制信号发生器电路2k的栅极控制信号GCONT，首先在基准时钟CLK的一周期将一选择信号X1输出给第一行的栅极线GL。以此方式，连接至第一行的栅极线GL的选择晶体管13被启通。在此状态下，漏极激励器4的电平改变电路44被提供以漏极控制信号中的一输出启动信号，且根据由锁存电路43锁存的光发射信号IMG，具有一预定电压的激励信号Y1至YM被从电平改变电路44输出给对应行的漏极线DL。然后，在输出选择信号X1的一周期内，激励信号Y1至YM被写入第一行的激励晶体管12的栅极12a中。
当激励信号Y1至YM为高电平时，第一行中的激励晶体管12被启通，而当激励信号Y1至YM为低电平时，第一行中的激励晶体管12被关断。一旦完成第一行的栅极线GL的选择，公共激励器5通过第一行的公共线CL保持提供Vdd(＝Vth+1/8Vx)电压电平的公共信号Z1，直至栅极激励器3选择第二子帧中第一行的栅极线。
当激励晶体管12被启通时，激励晶体管的接通电阻大大地小于有机EL元件11的电阻，因此，基本上等于Vdd1电平的一电压被施加在有机EL元件11的电极之间以使在第一子帧光发射周期TE1中获得具有光发射亮度1的光发射，结果，对应于该电压电平的电流流过有机EL元件11的有机EL层116，以使被选择的有机EL元件11发射光。同时，当激励晶体管12被关断时，激励晶体管的关断电阻大大地大于有机EL元件11的电阻，因此，未有大于阈值的电压施加在有机EL元件11的电极之间，结果，有机EL元件11不发射光。
当在第一行的栅极线GL被选择后，通过第一行的公共线CL输出一公共信号Z1时，栅极激励器2序列地选择第二行的栅极线GL。然后，用于第二行的激励信号Y1至YM也被写入激励晶体管12的栅极12a中。后面，有机EL元件11以与前述相同的方式发射光。而且，当完成将一公共信号Zn输出给最后一行(或第N行)的公共线CL时。如上所述，在第一子帧中，这些具有图象信号Sp(这些图象信号Sp各具有“1”作为第一位数)的有机EL元件发射具有亮度1的光，而那些具有图象信号Sp(这些图象信号Sp各具有“0”作为第一位数)的有机EL元件不发射光。在第一子帧光发射周期TE1中，各行的有机EL元件11发射光的周期基本上为施加Vdd1的周期。
而且，在第一子帧光发射周期TE1中结束第N行的光发射之前，启始第二子帧写周期TW2。具体地，在子帧写周期TW1中完成写入第N行后，在子帧写周期TE2中从第一行序列地选择若干行。因此，第一子帧光发射周期TE1中的第N行的光发射和第二子帧光发射周期TE2中第一行的光发射在时间轴上相互重叠。第二子帧中的操作与第一子帧情况相类似。但是，光发射信号输出部分2f替代图象信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的第二位数(或第二最低位数)输出作为光发射信号IMG。还有，从公共激励器5输出的公共信号的Z1至ZN的电压电平被调整至Vdd2(＝Vth+1/3Vx)，以使在第二子帧光发射周期TE2中获得具有亮度2的光发射。因此，在第二子帧写周期TW2中为每行序列地作出选择后，紧接在第二子帧光发射周期TE2中这些行的有机EL元件11被施加以一电压Vdd2并发射光。因此，第二子帧中的有机EL元件11的光发射亮度为亮度2，是第一子帧中的有机EL元件11的光发射亮度的两倍。在第二子帧光发射周期TE2中。各行的有机EL元件11发射光的周期基本上为施加Vdd2的周期。
因此，在第二子帧中，具有图象信号(这些图象信号各具有“1”作为第二位数)的有机EL元件11发射具有亮度2的光，而具有图象信号(这些图象信号各具有“0”作为第二位数)的有机EL元件11不发射光。
第三子帧中的操作基本上与第一子帧的情况中相同。但是，光发射信号输出部分2f取代图象信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的图象信号Sp的第三位数(或第三最低位数)输出作为光发射信号IMG。而且，从公共激励器5输出的公共信号Z1至ZN的电压电平被调整至Vdd4(＝Vth+1/2Vx)，以使在第三子帧光发射周期TE3中获得具有亮度4的光发射。因此，在第三子帧写周期TW3中为每一行序列地作出一选择后，紧接在第三子帧光发射周期TE3中这些行的有机EL元件11被施加以电压Vdd4并发射光。因此，第三子帧中有机EL元件11的光发射亮度为亮度4，是第一子帧中有机EL元件的光发射亮度的四倍。在第三子帧光发射周期TE3中，各行的有机EL元件11发射光的周期基本上为施加Vdd4的周期。
因此，在第三子帧中，具有各具有第三位数“1”的图象信号的那些有机EL元件发射具有亮度4的光，而具有各具有第三位数“0”的图象信号的那些有机EL元件不发射光。
第四子帧中的操作基本上与第一子帧的情况中相同。但是，光发射信号输出部分2f取代取代图像信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的图象信号Sp的第四位数(或最高位数)输出作为光发射信号IMG。而且，从公共激励器5输出的公共信号Z1至ZN的电压电平被调整至Vdd8(＝Vth+Vx)，以使在第四子帧光发射周期TE4中获得具有亮度8的光发射。因此，在第四子帧写周期TW4中为每一行序列地作出一选择后，紧接在第四子帧光发射周期TE4中这些行的有机EL元件11被施加以电压Vdd8并发射光。因此，第四子帧中有机EL元件11的光发射亮度为亮度8，是第一子帧中有机EL元件的光发射亮度的八倍。在第四子帧光发射周期TE4中，各行的有机EL元件11发射光的周期基本上为施加Vdd8的周期。
因此，在第四子帧中，具有各具有第四位数“1”的图象信号的那些有机EL元件发射具有亮度8的光，而具有各具有第四位数“0”的图象信号的那些有机EL元件不发射光。尽管公共信号Z1至ZN的所有电压电平Vdd1至Vdd8已被设定在Vth至(Vth+Vx)的范围中，只要施加的电压值被配置成使第一至第四子帧的亮度比为1∶2∶4∶8，施加的电压的比例不需要总是等于亮度比。因此，可在使用具有光发射亮度和电压值不能以线性函数表示的特性的一有机EL元件的情况下，可施加对应于亮度比的电压。
在如上所述的激励方法中，如图8所示，在各子帧写周期中输出的选择信号X1至XN和公共信号Z1至ZN的定时对于每一行而被移位。因此，第一行的所选择的象素发射光的子帧发射周期和第N行的所选择的象素发射光的子帧光发射周期被互相移位，以分别处于第一子帧光发射周期TE1的前半部和后半部。因此，第N行中的一选择的象素发射光的光发射周期跨接至第一至第(N-1)行中的下一子帧写周期。被划分成第一至第四子帧的一图象通过残留影象现象而被可视地合成为一帧的图象。通过重复第一至第四子帧，可序列地显示多个帧图象。
在此情况下，一帧中具有等级值15的有机EL元件11的总亮度为15。一帧中具有等级值0的有机EL元件11的总亮度值为0。一帧中具有一中间等级值有机EL元件11的总亮度值是一对应于该中间等级值的值。结果，各有机EL元件11可视地显示现出好象它在一帧中发出具有对应于一等级值的亮度的光。而且，从R、G和B三种类型的有机EL元件发射的光被可视地合成以使显示出好象在有机EL面板1上显示一全色图象。在图8中，紧接在一选择信号Xa后输出一公共信号Za(a是一满足关系1≤a≤N的整数)。公共信号Za可与选择信号Xa同步地或在部分地或完全地重叠选择信号Xa的定时被输出，如图9中所示。
如上所述，在根据本实施例的有机EL显示装置中，激励器晶体管12被用作为二进制通/断开关以使漏极电流Isd饱和，且施加到与公共激励器5相连的阳极电极11c的电压被控制，从而实现分级显示。因此，即使激励晶体管12和/或选择晶体管13的特性变化，从各象素的有机EL元件11发射到阳极11c侧的光量可被保持恒定在一相同的等级。因此，该有机EL显示装置实现一被显示的具有高质量的图象。而且，在通过若干制做步骤而被制做出的多个有机EL面板之间的显示性能中无差别。由于如图3和4所示，在晶体管12和13上方设置光反射阴极11a、光反射层11b和透明阳极电极11c，晶体管不限定象素区，但它能实现一具有若干各以一很高比例实现一光发射区域的象素的显示装置。而且，来自光发射层11b的光发射由阴极电极11a屏蔽，以使防止晶体管12和13的半导体层被光学地受激而引起操作误差。
在以上实施例中，在栅极激励器3选择一子帧中的一栅极线GL且激励信号Y1至YM被自漏极激励器4写入直至栅极激励器3选择下一子帧中的同一栅极线GL后，公共激励器5输出公共信号Z1至ZN。也就是说，各子帧中有机EL元件的光发射周期基本上接近于一子帧周期。结果，能充分地显示图象。
而且，在根据本实施例的有机EL显示装置中，各行中的有机EL元件的阳极电极被公共地形成在各行中，且有机EL元件的光发射对于每一行来说是通过来自公共激励器5的公共信号Z1至ZN而被启始和停止的。因此，与用于等离子显示面板等的方法(其中所有象素在一子帧中发光一次)相比较，传输延迟的变化被减少以使整个有机EL面板1可均匀地发射光。从光透明度的观点来看，必须选择具有高电阻值的例如ITO或类似物的材料用于有机EL元件的阳极电极。因此，即使常规的阳极电极可由整体地制成，由于常规的阳极电极的薄层电阻部分地变化，常规的阳极电极致使亮度中产生部分的改变。相反，在根据本实施例的显示装置中，阳极电极11c对于每行被公共地形成，以使公共电压变化小于常规的阳极电极。因此，有机EL元件11可发射一基本相等亮度的光。
而且，本实施例列出使用具有优良响应特性的有机EL元件11作为光发射元件的有机EL显示装置的一个例子。由于有机EL元件11具有优良的响应特性，即使一帧被划分为若干子帧且向有机EL元件11施加电压的周期被缩短，也能获得充足的光量。具体地，本发明最好被应用于一有机EL显示装置。
在上述实施例中，有机EL面板1的各象素包括有机EL元件11、由TFT制成的激励晶体管12、选择晶体管13和电容Cp。然而，有机EL面板的各象素的结构并不限于此，例如MIM或类似元件的一转换元件可被用作为选择晶体管和/或激励晶体管。
而且，在本实施例中，激励晶体管12和有机EL元件11被串联，且阳极和阴极之一被连接至公共线CL而另一被接地至一地线。然而，可使用一被设至一正或负电位的固定线路以取代地线，且被施加至公共线CL的除0之外的等级电压的最小值可被设至在该固定线路的电位的正侧为较高且被移过图2中的Vth的绝对值或更多的一电位。
在本实施例中，存储在图象信号存储部分2e中的用于一帧的图象信号Sp中，用于对应于第一行至第N行的第一位数的第一子帧的那些信号根据基准时钟发生器电路2j的定时，以从第一行至第N行的次序被每一行地读入光发射信号输出部分2f。接着，图象信号Sp中用于对应于第一行至第N行的第二位数的第二子帧的那些信号被每一行地进行读取。最后，图象信号Sp中用于对应于第一行至第N行的第四位数的第四子帧的那些信号被每一行地进行读取。用于一帧的数据被这样地设定以使图象信号Sp被读取。光发射信号输出部分2f根据基准时钟发生器电路，与由光发射信号输出部分2f接着读取的图象信号Sp相对应地，输出用于每一行的第一子帧的通/断信号。在这方面，能进行以下的配置，如图6中所示。具体地，图象信号存储部分2e将各由四位数组成的，用于一帧的图象信号Sp为每一行或每一帧地输出给光发射信号输出部分2f的一计算电路2fc，且对应于第一至第四帧的位数被分别地划分且分配给子帧存储器M1、M2、M3和M4。这样划分的数据被输出给一读取电路2fr，且对应于每行的子帧的光发射信号根据基准时钟发生器电路2j的基准时钟而被序列地输出给漏极激励器。
而且，在本实施例中，激励晶体管12被连接至有机EL元件11的阴极电极11a。但是，激励晶体管12可被连接至有机EL元件11的阳极电极11c。
以下将对根据本发明的第二实施例的有机EL显示装置进行说明。在图17中示出了具有一有机EL面板的有机EL显示装置的结构。图18为表示对应于图1中所示的有机EL面板的一象素的结构的截面视图。
如图所示，根据本实施例的有机EL面板的一个象素包括一有机EL元件51、一激励晶体管52、一选择晶体管53、和一数据保持电容Cp。
选择晶体管53包括被连接至一栅极线GL的一栅极53g、设置在该栅极53g上的一栅极绝缘膜56、设置在栅极绝缘膜56上的一半导体层57、被连接至一漏极线DL的一漏极53d、和一源极53s。
激励晶体管52包括被连接至选择晶体管53的源极53s的一栅极52g、设置在该栅极52g上的一栅极绝缘膜56、设置在栅极绝缘膜56上的一半导体层57、一漏极52d、和一源极52s。激励晶体管52的漏极52d通过一公共线CL被为每行地连接至一公共激励器5，且源极52s被连接至有机EL元件51的阳极51a。
而且，来自漏极激励器4的激励信号Y1至YM被保持在数据保持电容Cp中。
而且，在有机EL面板中的基底55上的各象素中，在未形成激励晶体管52、选择晶体管53、或数据保持电容Cp的部分处形成一有机EL元件51。
有机EL元件51包括由ITO制成的一阳极51a、一有机EL层51b、和由具有低逸出功的光反射金属制成的阴极51c。阳极51a不是象上述实施例中有机EL面板中那样被形成为对各行是公共的那些阳极之一，而是被独立地形成用于每个有机EL元件51。所有的阴极51c被接地。
图10示出了根据第三实施例的有机EL显示装置中所用的一有机EL面板中一象素的一等效电路的电路构成。图11为表示根据第三实施例的有机EL显示装置中的操作的定时图。
在各有机EL元件11中，一阳极被接地，一阴极被连接至一激励晶体管12的源极。在一预定的行中的激励晶体管12的漏极被共同地连接至一公共线CL。如图11所示，公共激励器5与若干子帧周期相对应地选择地施加-Vdd1、-Vdd2、-Vdd4和-Vdd8中任意一个。
在本实施例中，激励晶体管12和有机EL元件11被相互串联，一阳极和一阴极中的一个被接地而另一个被连接至公共线CL。但是，可使用一被设至正或负电位的固定的线路来取代一地线，且被施加至公共线CL的除0之外的等级电压的最小值可被设至一电位，该电位在该固定线路的电位的正侧是较高的且被移过图2中的Vth的绝对值或更多。
图12示出了根据第四实施例的一有机EL显示装置中所用的一有机EL面板中一象素的一等效电路的电路构成。图13为表示图12中所示的有机EL面板的一象素的结构的截面视图。
如图所示，根据第四实施例的有机EL面板的一象素包括一有机EL元件51、一激励晶体管52、一数据保持电容Cp、和一选择晶体管53。在这些图中，参考数字53g、53d和53s分别表示选择晶体管53的栅极、漏极和源极。参考数字52g、52d和52s分别表示晶体管52的栅极、漏极和源极。
在有机EL面板中，来自漏极激励器4的激励信号Y1至YM被保持在数据保持电容Cp。而且，激励晶体管52和数据保持电Cp具有与上述实施例中激励晶体管12和电容Cp相同的功能。
而且，在有机EL面板中，各有机EL元件包括一阴极51c、一有机EL层51b和一阳极51a，且在各象素中，在未形成激励晶体管52、数据保持电容Cp或选择晶体管53的部分处形成有机EL元件51。阴极51a不是象上述实施例中有机EL面板中那样被形成为对各行是公共的那些阴极中的一个，而是被独立地形成用于每个有机EL元件51。所有的阴极51c被接地。有机EL元件51的阳极51a被连接至形成在一数据线(未示出)上的一公共线(未示出)，该两线相互间插有一绝缘膜。激励晶体管52的源极52s总被施加以一固定电压Vds＝(Vth)。
在以与上述情况中相同的方式激励有机EL面板的情况下，假设有机EL元件51具有上述图2中所示的特性，施加给公共线CL的电压在第一至第四帧中分别为-1/8Vx、-1/4Vx、-1/2Vx和-Vx。
在该有机EL面板中，如图13中所示，阴极51c被形成在玻璃55侧，其间插入有一透明绝缘膜56。该阴极51c可由一透明ITO层制成，或可具有一透明两层结构，是由通过在与光发射层51b面接的侧面处设置的有机EL层51b的材料中漫布具有低逸出功的例如Mg或类似物的材料而形成的一层，和在玻璃基底55侧处设置的一ITO层组成。因此，由有机EL层51b发射的光穿过透明玻璃基底55，以使在玻璃基底55侧处显示一图象。而且，本实施例的有机EL元件可以如图3和4中所示的结构而构成。
在根据上述实施例的有机EL面板1中，阴极51c和阳极51a被分别连接至激励晶体管52和公共线CL。然而，电极51a和51c可被相反地连接。在此情况下，从一公共激励器施加至阴极的电压可被设至在负侧低于固定电压Vds。
而且，该公共线CL和施加该固定电压Vds的线路可被相反地连接。
在上述的实施例中，激励晶体管52的源极可是正电位、0V电位和负电位中的任一种，只要公共线CL在该电位的正侧中被移位。
还有，在上述的实施例中，当阳极和阴极之间施加的电压超出阈值时，有机EL元件11的光发射亮度线性地增大。因此，通过负反转该阈值电压的极性而得到的一电压-Vdd可被施加给有机EL元件11的阴极11a，且施加给阳极11c的电压可与每子帧中的光发射亮度成比例地被控制，从而控制有机EL元件11的光发射亮度。而且，可将本发明应用于其光发射亮度响应于一等于或高于该阈值电压而非线性地增大的一有机EL元件。在此情况下，施加在有机EL元件的阳极和阴极之间的电压可被控制以使该有EL元件的光发射亮度满足预定子帧之间的预定比。
在上述的实施例中，一帧被划分成四个子帧，在这些子帧之间，光发射亮度满足1∶2∶4∶8的比例，且这些子帧被选择以获得16个等级水平的显示。然而，根据本发明的有机EL显示装置能显示任意32个或更多个等级水平的图象。例如，为了显示2n个等级水平，一帧可被划分成n个子帧，且这些子帧的光发射量之间的比例可被设至1∶2∶4∶…∶2n-1(n为1或更大的整数)。而且，根据象上述实施例中那样的被表示为一二进制值的一象素的等级值来确定是否应选择该象素以发射光。
在上述实施例中，在一帧中，有机EL元件的光发射量以从第一子帧开始的次序而逐渐地增大。但是，可较早地显示具有较大光发射量的一子帧，且可接着具有最小光发射量的一子帧来显示具有最大光发量的一子帧。
在上述实施例中，公共信号Z1至ZN被从公共激励器5施加至有机EL元件11的阳极11c直至在将光发射信号IMG写入激励晶体管12的栅极后下一子帧的光发射信号IMG被启始。具体地，一子帧中有机EL元件11的光发射周期基本上与一子帧周期相同。但是，有机EL元件11的光发射周期可被随意地设定。而且，有机EL面板1上显示的图象的亮度可以其中使用者能设定有机EL元件11的光发射周期的方式而被调节。
在上述实施例中，不执行隔行扫描。但是，可通过将这些行划分成一偶数行和一奇数行场而交替地执行扫描。
在上述实施例中，其帧被划分成若干子帧的图象信号Sp被直接地显示而无抑制。然而，如果本发明中的这些等级水平被增大，会有这样的情况：不能获得用于将数据从一漏极激励器写入激励晶体管的栅极的一足够的周期及不能获得用于通过一公共激励器的有选择的有机EL元件的光发射的足够的周期。在这些情况下，图象信号Sp可根据预定规则而被进行抑制且然后被显示在一有机EL面板上。
在上述实施例中，对应于各象素的光发射信号IMG的一电压被保持在电容Cp或数据保持电容Cp中。在此方面，该结构可被配置以使既不设置该电容也不设置该数据保持电容，而具有一掺杂有杂质的栅极绝缘膜的存储晶体管被用作为激励晶体管。
而且，在上述实施例中，通过在有机EL面板1上以一预定次序设置具有用于R、G和B颜色的光发射层的有机EL元件11来构成用于全色图象的有机EL显示装置。取代使用三种类型的有机EL元件，可使用具有用于发射包括R、G和B颜色的光的白光的光发射层的有机EL元件，和用于R、G和B三种颜色的滤色器。
而且，本发明可应用于一种有机EL显示装置，其中具有用于一种相同颜色的光发射层的有机EL元件与配置成一矩阵和通过一颜色的密度来显示一单色图象。在此情况下，图象信号Sp仅根据视频信号Sv中的亮度信号而被进行抽取。
在上述实施例中，对本发明被应用于一使用有机EL元件作为象素中的光发射元件的有机EL显示装置的情况进行了说明。然而，本发明可应用于各种显示装置，例如无机EL显示装置等，其各象素由一选择晶体管、一激励晶体管(和一数据保持电容)、和一光发射元件组成。如果该光发射元件由一交流激励型无机EL元件构成，每一帧的极性可被反转。
而且，在上述的实施例中，施加的信号被配置成具有在子帧之间相互不同的电压。然而，如果所有的有机EL元件11被形成为具有一相等光发射区的点，各子帧中施加的信号可具有相等的电流值。
以下，将对本发明的第五实施例进行说明。
在该实施例中，将对一有机EL显示装置的一例子进行说明，在该有机EL显示装置中，作为基本上显示一帧的一图象的周期的一帧周期被划分成四个子帧周期且这些子帧的光发射量被设定为1∶2∶4∶8的比例，以显示16个等级水平。
根据本发明的第五实施例的有机EL显示装置包括一有机EL面板1、一控制器2、一栅极激励器3、一漏极激励器4和一公共激励器5。
如图1中一等效电路的电路构成所示，该有机EL面板1的各象素包括一有机EL元件11、一激励晶体管12、一选择晶体管13和Cp。
该有机EL元件11是一光发射元件，其通过在一阳极和一阴极之间施加一等于或高于一阈值的电压而发射光。当等于或高于一阈值的一电压被施加在该有机EL元件11的阳极和阴极之间时，一电流流过一有机EL层，且该有机EL元件11发射光。整个地，这些发射红光、绿光和蓝光的有机EL元件被按一预定次序配置在一矩阵中。
激励晶体管12由TFT制成。激励晶体管12的栅极被连接至选择晶体管13的源极，且激励晶体管12的源极被连接至有机EL元件11的阴极。激励晶体管12的漏极被接地。激励晶体管12被用作为启通和关断对有机EL元件11的供电的一开关。激励晶体管12的栅极保持自漏极激励器4提供的激励信号。
当有机EL元件11被施加以来自公共激励器5的一预定电压值或一预定电流值的一公共信号时，激励晶体管12的接通电阻变得足够地小于有机EL元件11的电阻，且关断电阻变得足够地大于(例如，10倍于)有机EL元件11的电阻。因此，当激励晶体管12被启通时，自公共激励器5输出的大部分电压被分配给有机EL元件11。因此，当激励晶体管12被启通时，与有机EL元件11的电阻相比较，激励晶体管12的接通电阻小得忽略不计。同时，当激励晶体管12被关断时，自公共激励器5输出的大部分电压被分配给激励晶体管12的源极和漏极之间。换言之，由于分配给激励晶体管12的部分电压与分配给有机EL元件11的部分电压相比是非常的小。根据基尔霍夫定律，激励晶体管与有机EL元件11的电阻比较小，以使即使激励晶体管12的各接通电阻和关断电阻变化，对有机EL元件11的亮度的影响可被大大地减小。如果激励晶体管12使用由非晶硅制成的一半导体层，关断电阻和接通电阻之间的差值有六位数那么大或更大。如果激励晶体管12使用由多晶硅制成的一半导体层，关断电阻和接通电阻之间的差值有七位数那么大或更大。这些激励晶体管中的任一个可充分地用作为开关。即使关断电阻和接通电阻之间的差值差出一位数。平面内的亮度平衡可被保持。由于激励晶体管12的漏极被连接至一参考电压线SL，有机EL元件11的光发射主要依据于一从一公共线CL输出的公共信号Z。
选择晶体管13由TFT制成。选择晶体管13的栅极被连接至分别为有机EL面板1的行而设置的若干栅极线GL之一，且选择晶体管13的漏极被连接至分别为有机EL面板1的列而设置的若干漏极线DL之一。选择晶体管13的源极被连接至激励晶体管12的栅极。选择晶体管13被用作为一开关，用于与来自漏极激励器4的激励信号相关地，将二进制接通和关断信号提供给激励晶体管12的栅极。所有的选择晶体管13可将一高于10(V)的电压施加给相应激励晶体管12的栅极12a，尽管电压有点儿变化。
各电容Cp保持自漏极激励器4提供的一激励信号至少一个子帧周期。由电容Cp保持的激励信号被用于启通和关断激励晶体管12，且该电容Cp连同激励晶体管12一起构成一使有机EL元件11发射光的开关。
如图3和4所示，通过在一玻璃基底14上形成有机EL元件11、激励晶体管12和选择晶体管13而构成有机EL面板1。控制器2如图5所示地被构成。
图1中所示的公共激励器5根据自公共控制信号发生器电路2m提供的一公共控制信号CCONT，生成待被施加给有机EL元件11的阳极11C的公共信号Z1至ZN。该信号是一接通和关断的二进制值且被通过公共线CL提供给每行的有机EL元件11的阳极11C。这样被施加的接通电压足够地高于有机EL元件11的阈电压且是恒定不变的。
同时，当激励晶体管12被关断，自公共激励器5输出的大部分电压被分配到激励晶体管12的源极和漏极之间，以使没有等于或高于阈值的电压被施加到有机EL元件11且有机EL元件11不发射光。而且，当激励晶体管12a被启通时，有机EL元件11的阳极11c和阴极11a之间的，该有机EL元件11中的每单位时间的光发射亮度是恒定不变的。
以下将对显示一帧的一周期中的该有机EL显示装置的操作进行说明，在根据本实施例的有机EL显示装置中，由RGB抽取电路2a在预定定时抽取的R、G和B图象信号Sp通过A/D转换器2b被进行数字转换并通过修正电路2c被进行例如γ-修正等的修正。然后，这些信号被存储在图象信号存储部分2e。存储在该图象信号存储部分2e中的这些图象信号Sp被表示为各由四位数组成的二进制值，如前所述。可通过取代使用视频信号Sv，直接将自个人计算机PC等输出的数字图象信号Sd的数据输出给修正电路2c而实现分级光发射。
同时，根据由同步信号抽取电路2g抽取的水平和垂直信号及由基准时钟发生电路2j生成的基准时钟CLK，栅极控制信号发生器电路2K、漏极控制信号发生器电路2l和公共控制信号发生器电路2m分别生成一栅极控制信号GCONT、一漏极控制信号DCONT和一公共控制信号CCONT。
以下将参照图14对第一子帧中的操作进行说明。
光发射信号输出部分2f根据由基准时钟发生电路2j生成的基准时钟CLK，序列地读取图象信号存储部分2e中存储的一帧的图象信号Sp的第一位数(或最低位数)，并将该第一位数作为光发射信号IMG输出给漏极激励器4。在与该发射信号IMG被自光发射信号输出部分2f输出时的相同定时，漏极控制信号发生器电路2l输出一启始信号给漏极激励器4。
在漏极激励器4中，当一启始信号被提供给移位寄存器41时，“1”被设定在该移位寄存器41的第一位中。而且，每当输入一漏极控制信号DCONT中的一移位信号时，移位寄存器41执行位移动。当移位寄存器41执行位移动时，锁存电路42以从第一行开始的次序，序列地锁存来自光发射信号输出部分2f的第一子帧的光发射信号。由锁存电路42锁存的第一子帧的一行的光发射信号IMG通过一漏极控制信号DCONT中的一开关信号在第二级中被锁存电路43锁存。接着，漏极激励器4通过如上所述相同的操作，接收第二及更大行的光发射信号。当漏极激励器4完成第N行的第一子帧的光发射信号IMG的接收时，漏极激励器4序列地接收第二子帧的光发射信号IMG。
根据来自栅极控制信号发生器电路2l的栅极控制信号GCONT，栅极激励器5首先将一选择信号X1输出给第一行的栅极线GL并持续一基准时钟CLK的一个周期。以此方式，漏极激励器4的电平改变电路44被提供以一漏极控制信号中的一输出启动信号，且根据由锁存电路43锁存的光发射信号IMG具有一预定电压的激励信号Y1至YM被自电平改变电路44输出给相应行的漏极线DL。然后，在输出选择X1的一周期内，激励信号Y1至YM被写入第一行的激励晶体管12的栅极12a中。
当激励信号Y1至YM为高电平时，第一行中的激励晶体管12被启通，而当激励信号Y1至YM为低电平时，第一行中的激励晶体管12被关断。一旦完成第一行的栅极线GL的选择，公共激励器5保持施加公共信号Z1给第一珩的公共线CL达一第一周期(或基准时钟信号CLK的第一公共信号周期TC1)。
当激励晶体管12被启通时，激励晶体管的接通电阻足够地小于有机EL元件11的电阻，因此，一等于或高于阈值的电压被施加在有机EL元件11的电极之间。结果，对应于该电压电平的一电流流过有机EL层11b，以使有机EL元件11发射光。而且，当完成光发射信号Z1的输出时，施加在有机EL元件11的电极之间的电压变成0V，以使有机EL元件停止发光。具体地，第一子帧周期中的象素的光发射周期基本上是由第一公共信号周期TC1的长度确定的。同时，当激励晶体管12被关断时，激励晶体管12的关断电阻足够地大于有机EL元件的电阻，因此，没有高于阈值的电压被施加在有机EL元件11的电极之间。结果，有机EL元件11不发射光。
当一公共信号Z1被输出给第一行的公共线CL时，栅极激励器2接着选择第二行的栅级线GL。然后，第二行的激励信号Y1至YM同样被写入激励晶体管12的栅级12a中。以下，一公共信号Z1被输出给第二行的公共线CL且有机EL元件11以与上述相同的方式发射光。而且，当一栅极信号XN被输出给最后一行(或第N行)的栅级线GL且完成将一公共信号ZN输出给最后一行(或第N行)的公共线时，第一子帧的第一子帧写周期TW1被完成。如上所述，在第一子帧中，具有各具有“1”作为第一位数的图象信号的那些有机EL元件11在与一基准时钟周期CK相对应的第一子帧光发射周期TE1(或第一公共信号周期TC1)内发射光，而具有各具有“0”作为第一位数的图象信号的那些有机EL元件11不发射光。
在第一子帧光发射周期TE1中，各行的有机EL元件11发射光的周期基本上是第一公共信号周期TC1。
接下来，将说明第二子帧中的操作。
在第一子帧写周期TW1中将一选择信号XN输出给第N行后，一选择信号X1被输出给第二子帧中第一行的栅极线GL。第二子帧写周期TW2是第二子帧中从第一行到第N行的栅极线GL的写周期。在此情况下，第N行的第一公共信号周期TC1可被跨接至第二子帧写周期TW2。具体地，第一子帧光发射周期TE1可部分地重叠第二子帧写周期TW2。
第二子帧中的操作与第一子帧的情况中基本相同。然而，光发射信号输出部分2f取代图象信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的第二位数(或第二最低位数)输出作为光发射信号IMG。而且，在栅极激励器3输出选择信号X1至XN后，公共激励器5输出与第一子帧中相同的电位的电压并持续是一基准时钟周期CK的两倍的一周期(或第二公共信号周期TC2)。尽管各公共信号周期中的视在亮度依据每单位时间光发射亮度与光发射时间的乘积，第二公共信号周期TC2不需要基于基准时钟周期直到第二公共信号周期TC2被设至发射具有第一公共信号周期TC1中由光光射所获得的视在亮度的两倍的视在亮度的光所需的一周期。
在第二子帧光发射周期TE2中，各行的有机EL元件11发射光的周期基本上是第二公共信号周期TC2。
因此，在第二子帧中，具有各具有“1”的第二位数的图象信号的那些有机EL元件11在第二子帧光发射周期TE2中发射光并持续是一基准时钟周期CK的两倍的一周期，而具有各具有“0”的第二位数的图象信号的那些有机EL元件11不发射光。
接着，将说明第三子帧中的操作。
在第二子帧写周期TW2中将一选择信号XN输出给第N行后，一选择X1被输出给第三子帧中第一行的栅极线GL。第三子帧写周期TW3是第三子帧中从第一行到第N行的栅极线GL的一写周期。在此情况下，第N行的第二公共信号周期的TC2可被跨接至第三子帧写周期TW3。具体地，第二子帧光发射周期TE2可部分地重叠第三子帧写周期TW3。
第三子帧中的操作与第一子帧的情况中基本相同。然而，光发射信号输出部分2f取代图象信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的第三位数(或第三最低位数)输出作为光发射信号IMG。而且，在栅极激励器3输出选择信号X1至XN后，公共激励器5输出与第一子帧中相同电位的电压，并持续是一基准时钟周期CK的四倍的一周期(或第三公共信号周期TC3)。第三公共信号周期TC3不需要基于基准时钟周期CK，直到第三公共信号周期TC3被设至发射具有第一公共信号周期TC1中由光发射获得的视在亮度的四倍的视在亮度的光所需的一周期。
因此，在第三子帧中，具有各具有“1”的第三位数的图象信号的那些有机EL元件11在第三子帧光发射周期TE2中发射光并持续是一基准时钟周期CK的四倍的一周期，而具有各具有“0”的第三位数的图象信号的那些有机元件11不发射光。
在第三子帧光发射周期TE3中，各行的有机EL元件发射光的周期基本上是第三公共信号周期TC3。
接着，将说明第四子帧中的操作。
在第三子帧写周期TW3中将一选择信号XN输出给第N行后，将一选择信号X1输出给第四子帧中第一行的栅极线GL。第四子帧写周期TW4是一从第四子帧中第一行至第N行的栅极线GL的写周期。在此情况下，第N行的第三公共信号周期TC3可被跨接至第四子帧写周期TW4。具体地，第三子帧光发射周期TE3可部分地重叠第四子帧写周期TW4。
第四子帧中的操作与第一子帧中的情况基本相同。然而，光发射信号输出部分2f取代图象信号Sp的第一位数而将图象信号存储部分2e中存储的第四位数(或最高位数)输出作为光发射信号IMG。而且，在栅极激励器3输出选择信号X1至XN后，公共激励器5输出一与第一子帧中相同电位的电压给公共线CL，并持续是一基准时钟周期CK的八倍长的一周期(或第四公共信号周期TC4)。第四公共信号周期TC4不需要基于基准时钟周期CK，直到第四公共信号TC4被设至发射具有是第一公共信号周期TC2中由光发射得到的视在亮度的八倍的视在亮度的光所需的一周期。
因此，在第四子帧中，具有各具有“1”的第四位数的图象信号的那些有机EL元件11在第四子帧光发射周期TE2中发射光并持续是一基准时钟周期CK的八倍长的一周期，而具有各具有“0”的第四位数的图象信号的那些有机EL元件11不发射光。
在第四子帧光发射周期TE4中，各行的有机EL元件发射光的周期基本上是第四公共信号周期TC3。
在第一至第四公共信号周期中施加至第一至第N行的公共线CL的信号Z1至ZN的电压值总是恒定不变的，而被划分成第一至第四子帧的一图象通过残留影象现象而在视觉上被合成为一帧的一图象。
在此情况下，一帧中具有等级值15的一象素的有机EL元件11发射光持续是一基准时周期CK的十五倍长的一周期。具有等级值0的有机EL元件11根本不发射光。具有中间等级值的有机EL元件11发射光持续对应于该中间等级值的若干基准时钟周期CK。结果，在一帧中，各有机EL元件11在视觉上显现为好象在发射具有对应于一等级值的亮度的光。而且，从R、G和B三种类型的有机EL元件11发射的光在视觉上被合成以使显现为好象有有机EL面板1上显示一16个等级的图象。通过重复第一至第四子帧，可连续地显示多个帧图象。
如上所述，在根据本实施例的有机EL显示装置中，激励晶体管12被用作为通/断开关以使施加到与公共激励器5相连的阳极11C的电压被控制，从而实现分级显示。因此，即使激励晶体管12的特性发生变化，自各象素的有机EL元件11发射的光量可被保持以使在一相同的等级中为基本上恒定不变。因此，有机EL显示装置取得了具有高质量的一显示图象。此外，在通过若干制造步骤制造出的多个有机EL面板之间的显示性能中没有差别。
而且，在根据本实施例的有机EL显示装置中，在各行中公共地形成有机EL元件11的阳极，并通过来自公共激励器5的公共信号Z1至ZN而启始和停止每行的该有机EL元件11的光发射。因此，与等离子显示面板等所用的方法(其中在一子帧中所有的象素被使发光一次)相比，传输延迟的变化被减少以使整个有机EL面板1可均匀地发射光。而且，由于在各行中公共地形成阳极11C，其电阻值可被减小到比每行的阳极11C通过线相连的情况中的要低。因此，通过来自公共激励器5的公共信号Z1至ZN而被施加到阳极11C的电压电平可被保持为基本恒定不变，不管距公共激励器5的距离如何，以使有机EL元件11可发射一基本相等亮度的光。
还有，本发明引用了使用具有一优良响应特性的有机EL元件11作为光发射元件的一有机EL显示装置的例子。由此这些有机EL元件11具有优良的响应特性，即使将一电压施加至这些有机EL元件的周期如第一子帧一样短，也可获得足够的光量。因此，本发明最好被应用于一有机EL显示装置。
在本实施例中，下一子帧的操作在一子帧的选择和光发射的一周期期间与选择和光发射相并行地进行。因此，依据于选择周期的设定，有机EL元件在一帧的所有周期中至少以最大的亮度发射光。
在上述的本实施例中，在选择信号X1至XN被启通输出后，公共信号Z1至ZN的启通电位被输出。然而，如图15所示，公共信号Z1至ZN的启通输出可与选择信号X1至XN的启通输出同步地被输出，且公共信号Z1至ZN的启通周期可部分地重叠选择信号X1至XN的启通周期。
而且，各有机EL元件11的阳极和阴极可被逆向地相连，如图16所示。在此情况下，公共信号Z1至ZN被施加至有机EL元件11的阴极，而它们的极性被倒置。
还有，有机EL面板1的结构并不限于图2和图3中所示的那样。
在上述的实施例中，激励晶体管12的漏极被接地且被施以0V电平的电压。然而，施加给激励晶体管12的漏极的电压不必为0V。例如，可在一光发射周期期间，激励晶体管12的漏极可被施加以一负电压作为一基准电压，且从公共激励器5输出一正电压给一公共线CL，而在一非光发射周期期间，可从公共激励器5将一低于该基准电压的负电压输出给一公共线CL。
图17为根据第六实施例的有机EL显示装置中所用的一有机EL显示面板的一象素的等效电路的电路构成。图18为表示图17中所示的有机EL面板的一象素的结构的截面视图。
如图所示，根据本实施例的有机EL面板的一象素包括一有机EL元件51、一激励晶体管52、一选择晶体管53和一数据保持电容Cp。
选择晶体管53包括被连接至一栅极线GL的一栅极53g、设置在栅极53g上的一栅极绝缘膜56、设置在栅极绝缘膜56上的一半导体层57、被连接至一漏极线DL的一漏极53d和一源极53s。
激励晶体管52包括被连接至选择晶体管53的源极53s的一栅极52g、设置在栅极52g上的一栅极绝缘膜56、设置在栅极绝缘膜56上的一半导体层57、被连接至一公共线CL的一漏极52d和一源极52s。每一行的激励晶体管52的漏极52d通过公共线CL而被连接至一公共激励器5，且源极52s被连接至有机EL元件51的阳极51a。
而且，来自一漏极激励器4的激励信号Y1至YM被保持在数据保持电容Cp中。
而且，在有机EL面板中一基底55上的各象素中，在未形成有激励晶体管52、选择晶体管53或数据保持电容Cp的一部分处形成一有机EL元件51。
该有机EL元件51包括一由ITO制成的阳极51a、一有机EL层51b和由具有低逸出功的光反射金属制成的阴极51c。阳极51a没有象上述实施例中的有机EL面板中的对各行是公共的那些阳极那样地被形成，而是对于每个有机EL元件51为独立地被形成。所有阴极被接地。
在此情况下的有机EL面板中，以与图14和15中所示的相同方式，一帧的一图象被划分成多个子帧，且执行脉宽分级控制。因此，可实现优良的分级显示(或多色显示)。
在该有机EL面板中，如图18所示，在玻璃基底55的侧面上形成阳极51a，相互之间插入有透明绝缘膜56。由于阳极51a由透明ITO制成，  由有机EL层51b发射的光透过透明玻璃基底55，从而显示一图象。
尽管图17中所示的阳极51a被连接至激励晶体管52且阴极51c被接地，这种连接也可被倒转，如图12中所示。在此情况下，自一公共激励器施加给激励晶体管52的电压的极性被设为负的。
在上述实施例中，有机EL面板1的各象素包括有机EL元件11、由TFT制成的激励晶体管12、选择晶体管13和电容Cp。然而，有机EL面板的各象素的结构并不限于此，而例如MIM等的开关元件也可被用作为选择晶体管和/或一激励晶体管。
而且，在上述实施例中，各有机EL元件51的阴极被接地且被施加以0V电平的电压。然而，该电压不必为0V。例如，在一光发射周期中可将一负电位的基准电压连续地施加给有机EL元件51的阴极。且一正电压可被加至公共线CL以使获得有机EL元件的阈电压的相同电平，而在非光发射周期期间可从公共激励器5输出低于基准电压的一电压。
在第五和第六实施例中，一帧被划分成四个子帧，这些子帧间的光发射亮度满足1∶2∶4∶8的比例，且这些子帧被选择以获得16个等级水平的显示。然而根据本发明的有机EL显示装置可显示32或更多的任意等级水平的图象。例如，为了显示2T个等级水平，一帧可被划分成T个子帧，且这些子帧的光发射量之间的比例可被设成1∶2∶4∶…∶2T-1(n是1或更大的整数)。而且，根据在上述实施例中被表示为一二进制值的一象素的等级值，确定该象素是否应被选择发射光。
在上述的第五和第六实施例中，后来显示的一子帧具有更长的选择和光发射周期。然而，具有更长的选择和光发射周期的一子帧可被早些显示，且具有最长的选择和光发射周期的一子帧可接着具有最短的选择和光发射周期的一子帧而被显示。
在上述的第五和第六实施例中，其帧被划分成若干子帧的图象信号Sp被直接显示而无抑制。然而，如果本发明中的等级水平被增大，可能会有这样的情况：不能获得将数据从一漏极激励器写入激励晶体管的栅极所需的一足够的周期且不能获得有机EL元件的选择的光发射所需的一足够的周期。在这些情况下，可根据预定的规则将图象信号Sp进行抑制且然后在一有机EL面板上进行显示。
在上述的第五和第六实施例中，对应于各象素的光发射信号IMG的电压被保持在电容Cp或数据保持电容Cp中。在这方面，该结构可被配成除了一具有掺杂有杂质的栅极绝缘膜的存储晶体管被用作为激励晶体管外，既不设置该电容也不设置该数据保持电容Cp。
而且，在上述的第五和第六实施例中，通过在有机EL面板1上以一预定次序设置具有R、G和B颜色的光发射层的若干有机EL元件11而构成用于显示全色图象的有机EL显示装置。取代这样使用三种类型的有机EL元件，可使用具有发射包括R、G和B三种颜色的光的白光的光发射层的有机EL元件，和用于R、G和B三种颜色的滤色器。
而且，本发明可应用于这样一种有机EL显示装置：其中具有用于一相同颜色的光发射层的有机EL元件被配置在一矩阵中并通过颜色的密度来显示一单色图象。在此情况下，仅根据视频信号Sv中的亮度信号对图象信号Sp进行抽取。
在上述的第五和第六实施例中，对本发明被应用于分别使用有机EL元件作为这些象素中的光发射元件的有机EL显示装置的情况进行了说明。但是，本发明可应用于各种显示装置，例如无机EL显示装置等，该无机EL显示装置的各象素包括一选择晶体管、一激励晶体管(和一数据保持电容)和一光发射元件。如果该光发射元件由一交流激励型无机EL元件构成，对于每帧的极性可被反转。
在本实施例中，根据基准时钟发生器电路2j的定时，以从第一行至第N行的次序，对于每行将与图象信号存储部分2e中存储的一帧的图象信号Sp中第一行至第N行的第一位数相对应的第一子帧的这些信号读入光发射信号输出部分2f。接着，对于每行读取与该图象信号Sp中的第一行至第N行的第二位数相对应的第二子帧的那些信号。最后，对于每行读取与该图象信号Sp中的第一行至第N行的第四位数相对应的第四子帧的那些信号。一帧的数据被这样设定以使若干图象信号Sp被读取。根据基准时钟发生器电路，与接着由光发射信号输出部分2f读取的这些图象信号Sp相一致地，光发射信号输出部分2f输出每一行的每一子帧的通/断信号。
在此方面，可作以下配置，如图5所示。具体地，图象信号存储部分2e将各由四位数组成的，一帧的图象信号Sp对于每行或一每一帧地输出给光发射信号输出部分2f的计算电路2fc，且对应于第一至第四子帧的位数被分别划分和分配给子帧存储器1、2、3和4。根据基准时钟发生器电路2j的基准时钟，这样划分的数据被输出给读取电路2fr，且对应于每行的子帧的光发射信号被序列地输出给漏极激励器。
而且，在上述实施例，在公共信号周期中施加的电压总是恒定不变的。然而，可在公共信号周期之间施加不同的电压。
在上述实施例中，施加的电压被配置成在子帧之间具有相互不同的电压。但是，如果所有的有机EL元件11被形成为各具有一相等光发射区的点，在各子帧中施加的信号可具有相等的电流值。
如上所述，根据本发明，通过光发射元件显示的周期之间的长度差而能实现分级显示。因此，在一相同等级水平中，来自若干象素的各光发射元件的光发射量可被配置成是恒定不变的，以使可显示一高质量的图象。而且，在通过若干制造步骤制造的多个有机EL面板之间的显示性能中没有差异。
而且，根据本发明，至少在完成数据写之前，一预定电压被自电压激励装置施加到光发射元件。因此，传输延迟的变化被减少以使整个有机EL面板1可均匀地发射光。
来自电压激励装置的一电压所施加到的一侧中的光发射元件的电极在各行中被公共地形成为单元，以使在行方向上具有相等的宽度，将电阻值减小至低于通过线连接各电极的情况。因此，不管距电压激励装置的距离是长还是短，光发射元件的电极可被施加以基本相等电平的电压，以使光发射元件可发射基本相同亮度的光。
以下将根据图19中所示的实施例，详细说明根据本发明第七实施例的一电致发光显示装置和一激励方向。在说明激励方法之前，现将说明该电致发光装置的结构。图19是根据本实施例的电致发光显示装置的激励电路的电路图。如图所示，分别在被配置成一矩阵的象素区域中形成有若干有机EL元件101。这些象素区域被分别形成在多条栅极线GL和多条漏极线DL相互交叉的部分。在一象素区域中，设置有被连接至栅极线GL和漏极线DL的一选择晶体管13、被连接至该选择晶体管13的一电容Cp和一其栅极被连接至选择晶体管13的激励晶体管12。该激励晶体管12被连接至有机EL元件101的一电极(例如，该图中的阴极)。当选择晶体管13通过来自栅极线GL的选择信号而被选择且一激励信号通过漏极线DL而被输出时，激励晶体管12被启通。该选择信号和激励信号是通/断的二进制信号。注意激励晶体管12的特性被设定成使关断的激励晶体管12的电阻与有机EL元件101相比是足够的高，而启通的激励晶体管12的电阻与有机EL元件101相比是可忽略不计的低。
图22是该电致发光显示装置的一象素的等效电路的电路图。该图中所示一开关S1被连接至各有机EL元件101的一电极，且当开关S1被闭合时，这些有EL元件101的光发射被启动。而且，一开关S2被连接至有机EL元件101的其它电极并被公共地用于所有的象素。该开关S2可根据一子帧周期中一光发射时间和一光发射电压或一光发射激励电流(例如，这些子帧所分别固有的电压或电流值)而启通/关断所有的象素。在图22中，Ps表示一可变激励电流，其被控制以可变地输出这些子帧周期所分别固有的电压值或电流值。开关S1包括一控制器2、一栅极激励器3、一漏极激励器4、一激励晶体管12、一选择晶体管13和一电容Cp。
下面将参照图20和21更加具体地说明根据本实施例的电致发光显示装置的结构。图20是一表示根据本实施例的电致发光显示装置的一象素部分的平面视图。图21是图20中沿线B-B所截取的截面视图。
在根据本实施例的有机EL面板100中，在一由玻璃或树脂膜制成的基底102上形成多条栅极线GL、被形成与这些栅级线GL成整体的若干选择晶体管13的若干栅极103A、和若干激励晶体管12的若干栅极103B。通过对由例如铝(Al)制成的栅极金属膜进行构型以使沿行方向以相等的间隔相平行而形成该多条栅极线。注意在栅极103A和103B及栅极线GL的表面上形成一阳极膜104。而且，在栅极线GL、栅极103A和103B、及基底102上形成一栅极绝缘膜105。而且，通过在栅极103A和103B上方的栅级绝缘膜105的部分105A和105B上进行构型而形成由非晶硅或多晶硅制成的半导体层106A和106B。分别在半导体层106A和106B的中心处形成由氮化硅制成且沿信道宽度方向形成的阻挡层107A和107B。在半导体层106A上，形成由掺杂n型杂质的非晶硅制成的两欧姆性层108A且其在阻挡层107A上被分离成源极侧和漏极侧。而且，对于选择晶体管13，部分在漏级侧中的欧姆性层108A上的被分层的且连接至该欧姆性层108A的一漏极线DL被形成，并且部分在源极侧中的欧姆性层108A上的被分层的且连接至欧姆性层108A的一源极109B被形成。该源极109B通过在栅极绝缘膜105中开的一接触孔110而被连接至激励晶体管12的栅极103B，如图20所示。对于激励晶体管12，在漏极侧中的欧姆性层108B上被分层且连接至该欧姆性层108B的一基准电压线SL被形成，且一源极112被形成以使其一端在欧姆性层108B上被分层且连接至该欧姆性层108B而另一端被连接至有机EL元件101的阴极114。而且，通过栅极103B、栅极绝缘膜105和基准电压线SL而形成有一电容Cp。
接着，下面将说明有机EL元件101的结构。首先，在整个光发射显示区上的选择晶体管13、激励晶体管12和栅极绝缘膜105上淀积一层间绝缘膜113。在激励晶体管12的源极112的端部上的层间绝缘膜113中形成一接触孔113A。在本实施例中，激励晶体管12的源极112的端部被配置成基本上位于一象素区的中心。而且，在层间绝缘膜113上，反射可见光并由MgIn、MgAg并制成的一阴极114被整个地以矩形的形状形成在该象素区的上方。具体地，各有机EL元件101的阴极114被形成以使基本覆盖由两相邻漏极线DL和两相邻栅极线GL围绕的区域(或象素区)。因此，选择晶体管13和激励晶体管12被阴极14整体地覆盖。
当有机EL元件101被施加以来自一可变激励电源Ps的一预定电压值或一预定电流值的公共信号时，激励晶体管12的启通电阻变得足够地小于有机E1元件101的电阻，而关断电阻变得足够地大于(例如10倍于)有机EL元件101的电阻。因此，当激励晶体管12被启通时，自可变激励电源Ps输出的大部分电压被分配给有机EL元件101。因此，当激励晶体管12被启通时的激励晶体管12的启通电阻与有机EL元件101的电阻相比是小得可忽略不计。同时，当激励晶体管12被关断时，自可变激励电源Ps输出的大部分电压被分配给激励晶体管12的源极和漏级之间。换句话说，由于分配给激励晶体管12的部分电压与分配给有机EL元件101的部分电压相比是非常地小，根据基本霍尔定律，激励晶体管12与有机EL元件101的电阻比是较小的，以使即使激励晶体管12的启通电阻和关断电阻变化，对有机EL元件101的亮度的影响也可被大大地减小。如果激励晶体管12使用由非晶硅制成的一半导体层，关断电阻和启通电阻之间的差异大到六位数或更大，如果激励晶体管12使用由多晶硅制成的一半导体层，关断电阻和启通电阻之间的差异大到七位数或更大。这些激励晶体管中的任一个可足够地用作为一开关。即使关断电阻和启通电阻之间的差异只差一位数，平面内的亮度平衡也可被保持。由于激励晶体管12的漏极被连接至一基准电压线SL，有机EL元件101的光发射主要依据于自一公共线CL输出的一公共信号Z。
而且，如图21所示，在整个光发射显示区上方的为各象素形成的层间绝缘膜113和阴极114上形成一有机EL层115。该有机EL层115与图14中所示的有机EL层11b是相同的。
在所有有机EL元件101的整个光发射显示区上，即整个有机EL面板100上的有机EL层115上形成由透明ITO制成的一片阳极116。而且，各有机EL元件101的阳极116通过一开关S2被连接至一可变激励电源Ps，用于提供被设至相互不同值的激励电压V1至V4或激励电流I1至I4。
下面将说明上述结构中所构成的有机EL面板100的操作。在本实施例中，阴极114被形成以基本覆盖由相邻两漏极线DL和相邻两栅极线GL围绕的一区域(或象素区)，以使有机EL元件101可从一象素区的基本整个区域发射光。而且，由于阴极114由反光材料制成，当在阴极114和阳极116之间施加一激励电压或一激励电流时，由有机EL层115生成的显示光被发射到阳极116一侧而不会向下漏到玻璃基底112一侧。因此，可防止光不需要地进入选择晶体管13和激励晶体管12的半导体层106A和106B，以使可防止由电各晶体管的光电动势引起的操作误差。而且，显示光从透明阳极16侧发射，以使显示光不被玻璃基底102吸收而以高亮度射出。
接着，下面将说明根据本实施例的有机EL面板100的激励电路系统。如图22中所示的等效电路的电路图所示，通过有机EL元件101、开关S1和S2、和可变激励电源Ps构成一象素部分的EL显示电路。而且，如上所示，作为第一开关电路的开关S1可通过基准电压线SL有选择地将一接地电压提供给有机EL元件101的阴极114。有机EL元件101的阳极侧通过作为第二开关电路的开关S2被连接到可变激励电源Ps，用于提供具有正极性及相互不同电压值的激励电压V1至V4或激励电流I1至I4。
以下将说明根据本实施例的有机EL面板100的激励方法。首先，在本实施例中，有机EL面板100中栅级线GL的数目被设至N(N最好为480)而漏极线DL的数目被设至M(M最好为600)。
而且，本实施例使用如图23中所示的一分级显示系统。显示一图象(或保持显示一图象)的一帧周期被设至16.7ms，且该一帧周期被划分成四个子帧周期(即第一至第四子帧)。各子帧周期被设至4.2ms并由用于执行地址写的一寻址周期Tadd(2.1ms)和其中施加各子帧周期固有的一激励电压或一激励电流的一光发射设定周期TE(2.1ms)组成。具有施加的电压V1至V4或施加的电流I1至I4的值的信号Z通过激励电源Ps被输出，以使在光发射设定周期TE中第一至第四子帧中一被选择的有机EL元件101的亮度为1∶2∶4∶8。
图24示出了有机EL元件101的特性。有机EL元件101的阳极116由具有约8至10Ω的薄膜电阻和约2000埃的薄膜厚度的ITO膜制成，且有机EL层115包括具有约340埃的膜厚度的α-NPD的一空穴迁移层、具有约340埃的膜厚度的作为光发射层的DPVBi和BCzVBi的一混合层、和具有约220埃的膜厚度的Alq3的电子迁移层。阴极114由包含约Mg∶In＝30∶1的比例的Mg和In且具有约4000埃的膜厚度的共沉积膜制成。有机EL元件101的光发射亮度(cd/m2)具有相对于施加在阳极和阴极之间的一正向偏压的一线性特性，且光发射亮度的比例与光发射激励电压值的比例或与光发射激励电流值成正比。
依据于在子帧中施加的光发射激励电压值或激励电流值的亮度的比例在第一子帧中是1，在第二子帧中是2，在第三子帧中是4，在第四子帧中是8。在该光发射设定周期中，如果“1”的亮度将在光发射设定周期“1”中被显示。仅在第一子帧中通过发射光而获得“1”的亮度。如果亮度“2”将被显示，仅在第二子帧中发射光。如果亮度“3”将被显示，在第一和第二子帧中发射光。如果亮度“4”将被显示，仅在第三子帧中发射光。因此，通过这些子帧的能显示总共16个等级水平。
在第Q子帧中，在寻址周期Tadd中完成地址写后，由所行中的寻址所选择的电致发光元件101在光发射设定周期TEQ期间被施加以一预定电压值或一预定电流。接着，在(Q+1)帧中，在一寻址周期Tadd中执行地址写，且由所有行中的寻址所选择的电致发光元件101在光发射设定周期(TE(Q+1)期间被施加以一不同于第Q子帧中的值的电压或电流。
在一帧周期中的第一至第四子帧中执行上述操作。寻址选择的定时是由图22中所示的开关S1控制的，且提供激励电压或激励电流的定时是由开关S2控制的。具体地，通过序列地扫描栅极线和信号线，待在一子帧周期中以相等光发射量被照亮的这些象素的选择晶体管13被启通。当选择晶体管13被启通时，通过选择晶体管13执行从信号线写入激励晶体管12的栅级，且在一寻址周期Tadd期间保持在激励晶体管12中形成通道，在寻址周期中选择了待被照亮的所有象素后，即在完成寻址周期Tadd后，该选择状态被保持直至一光发射设定周期TE。在光发射设定周期TE中，被连接至阳极116，用于提供与这些子帧相对应而被分别设定的激励电压或激励电流的一可变激励电源Ps通过开关S2而被启通。在光发射设定周期中，这些激励电压或激励电流的值被分别地设定以具有与这些子帧相一致的大小，如前所述的。
接着，将参照图25说明有关通过本实施例的激励方法而实现的分级显示的原理。为简化说明，该图中示出了一帧被划分成三个子帧的例子。第一子帧中光发射设定周期的光发射量为1。第二子帧中的光发射量为2。第三子帧中的光发射量为4。图25还示出了其中由斜线阴影表示的部分的象素P13、P22、P24、P31、P42、P44和P53具有高亮度的例子。例如，假定通过序列的线扫描在第一子帧中所有的象素被选择且执行亮度1的光发射，第二和第三子帧中仅有象素P13、P22、P24、P31、P35、P42、P44和P53被选择，从而加上亮度2和亮度4。因此一旦完成该三个子帧(即一帧周期)，象素P13、P22、P24、P31、P35、P42、P44和P53具有光发射量7且因此具有与具有光发射量1的其它象素相比更高的亮度。因此，通过将一帧划分成多个子帧，可实现有机EL面板100的分级显示。这些原理也适用于一帧周期被划分成8个子帧的情况，以使可进行256个等级的显示。
如前所述，根据本实施例，由通和断的二进制信号控制的一开关S2被用于开关激励电压V1至V4或激励电流I1至I4，通和断的二进制信号中的任一被选择地输出给选择晶体管和激励晶体管12。因此，通过激励晶体管12的启通电阻和关断电阻的变化不足以影响在启通期间具有远大于激励晶体管12的电阻比的一电阻比的有机EL元件101，而能实现以根据一可变激励电源Ps的亮度的光发射。
而且，可设定具有适于有机元件101的光发射效率的一电压值的一激励电压或具有适于有机元件101的光发射效率的一电流值的一激励电流，以使可实现低功耗。而且，通过控制对应于子帧的电压或电流，子帧数远小于待通过有机EL面板100获得的等级水平的数目(例如，如果等级水平的数目为256，则对应于八子帧)而实现可通过一可变激励电源Ps的电压或电流的控制。因此，控制力可被提高。
上述说明的本实施例并不限于此，与该结构的内容相关的各种修改是可能的。例如，在上述实施例中，该结构包括选择晶体管13和激励晶体管12以在各子帧中的一寻址周期期间保持一寻址选择状态。然而，具有如图26中一象素的分级电路的电路图所示被配置的一结构，寻址选择状态也可被保持。在此图中，参考标号13、12和Cp分别表示一选择晶体管、一激励晶体管和一电容。由于激励晶体管12与一电容Cp相连，不具有EEPROM功能的TFT可被使用。激励晶体管12的源极和漏极之一被连接至有机EL元件101的阴极，而另一通过开关S2被连接至一用于提供一负电位(-V1至V4)或一负电流(-I1至-I4)的直流电源Ps，以使有机E1元件101被施加以一正向偏压。在图27中示出了图26中所示的有机EL显示装置的激励波形。
有机EL元件被以这样一结构构成：其中形成在整个光发射显示区上方的一层阳极被接地。当通过来自控制器2的信号启通S2及选择激励晶体管12时，所选择的有机EL件101发射光。
而且，在上述实施例中，这些有机EL元件101作为可在直流电场中发射光的电致发光元件特别有效。然而，自然也可应用无机EL元件或其它电致发光元件。在本实施例中，有机EL元件的光发射层可由两个或更多个具有相互不同的电荷迁移特性的有机层制成，且可在阳极116上设置一用于屏蔽氧气和水进入的屏蔽层。而且，能采用这样一结构：自一基底102侧按次序分层设置一阳极116、一有机EL层115、和一阴极114。
在本实施例中，一帧周期中所有寻址周期Tadd的总时间长度等于总光发射设定周期TE的时间长度。然而，根据选择晶体管13和激励晶体管12的特性，寻址周期Tadd或光发射设定周期TE可被延长而另一可被缩短。而且，尽管按以一较小开始的次序(例如，V1，V2，…，V4)，施加激励电压或激励电流，该次序并不限于此而可以从一较大开始的次序(例如，V4、V3…、V1)或以不根据电压值或电流值的量的一次序，例如以V4、V1、V3至V2的次序施加电压或电流。而且，自可变激励电源Ps提供的激励电压V1至V4可以是一交变电流。而且，等级水平数并不限于16而就采用多个等级水平来说可以是大于16或小于16。
在本实施例中，形成选择晶体管13和激励晶体管12的开关S1被连接至一基准电压线，而在光发射设定周期期间被启通的开关S2被连接至一可变激励电源Ps。然而，如图28所示，有机EL元件101的阳极侧的开关S2可不通过可变激励电源Ps而被直接接地，且有机EL元件的阴极侧的开关S1的激励晶体管12可被连接至取代一基准电压线的一可变激励电源Ps’，该可变激励电源PS’是用于提供一负电位的激励电压或一负激励电流。在此情况下，二进制信号中任一个被输出给栅极线GL和漏极线DL，且连接至有机EL元件101的阳极的开关S2可通过二进制信号被控制以被启通和关断。具体地，在一寻址周期Tadd期间，一负电位的激励电压或激励电流被提供给有机EL元件101的阴极侧。所有的开关S2在光发射设定周期TE’期间被启通，且有机EL元件101的阳极被接地，以使获得光发射。
而且，在本实施例中，在激励晶体管12和选择晶体管13的上方形成有机EL元件。然而，有机EL元件101可被形成在与晶体管12和13的同一平面内。在此情况下，如果从基底102侧按次序分层设置一阳极116、一有机EL层115和一阴极114，由具有低逸出功且被易于氧化的材料制成的阴极114通过形成阳极116和有机EL层115的步骤而未被退化。
而且，在上述实施例中，如图23和27所示，寻址周期Tadd和光发射设定周期TE被配置成使两周期相互不重叠。然而，如图29所示，最后一行的一选择周期可由该子帧的一光发射设定周期TE所重叠。
以下将根据图中所示的实施例对根据本发明的第八实施例的一电致发光显示装置和一激励方法进行详细地说明。根据本实施例的电致发光显示装置具有与图19至21中所示的第七实施例基本相同的结构，因此，将参照图19进行说明。在一象素区域中，设置有由通过一栅极线GL输出的一信号X和通过一漏极线DL输出的一信号Y激励的一选择晶体管13、一其栅极被连接至该选择晶体管管13的激励晶体管12。该激励晶体管12被连接至有机E件101的电极之一。当选择晶体管13被选择且通过一漏极线DL输出一激励信号Y时，激励晶体管12被启通。该激励信号Y是一通或断的二进制信号。注意到激励晶体管12的特性被设定成使被关断的激励晶体管21的电阻与有机EL元件101相比是足够地高而被启通的激励晶体管12的电阻与有机EL元件101相比是可忽略不计地低。本实施例与第七实施例的不同之处在于激励电源Ps被设定为使提供一恒定值的电压或一恒定值的电流，且开关S2改变这些子帧的激励电压提供周期TE以使相互不同。该激励电压提供周期TE基本上等于光发射周期。
以下，将说明根据本实施例的有机EL面板100的激励方法。本实施例使用如图30所示的一分级显示系统。如图所示，假定显示一图象(或保持显示一图象)的一帧周期被固定至16.6ms。该一帧周期被划分成四个子帧周期(即第一至第四子帧)。各子帧周期由用于执行地址写的一寻址周期Tadd和对应于该寻址周期的激励电压提供周期TE1至TE4组成。有机EL元件101的视在亮度依据于每单位时间的光发射亮度与光发射时间的乘积。如果激励电压提供周期TE1被表示为1，激励电压提供周期TE的长度比在TE1中为1，在TE2中为2，在TE3中为4，在TE4中为8。在这些激励电压提供周期中，如果在“1”的激励电压提供周期中显示亮度1，仅在第一子帧中通过发射光而获得亮度1。为显示亮度“2”，仅在第二子帧中发射光。为显示亮度“3”，在第一和第二子帧中发射光。为显示亮度“4”，仅在第三子帧中发射光。这样，通过组合这些子帧而能获得总共16个等级水平。
在第Q个子帧中，在一寻址周期Tadd中完成地址写后，由所有行中的被寻址选择的电致发光元件101在一光发射设定周期TEQ期间被施加以一预定电压值或一预定电流。接着，在(Q+1)子帧中，在一寻址周期Tadd中执行地址写，且由所有行中的寻址选择的电致发光元件在光发射设定周期TE(Q+1)期间被同时施加以等于第Q子帧中施加的值的电压或电流。以类似的方式在由第一至第四子帧组成的一帧周期中执行上述子帧的激励，且在下一帧中，从第一至第四子帧重复地执行这些子帧的激励。寻址选择的定时可由图22中所示的开关S1控制，且激励电压提供周期可由开关S2的启通周期控制。具体地，通过在一子帧周期中序列地扫描栅极线和信号线，待在该子帧固有的显示放电周期期间被照亮的象素的选择晶体管13被启通。当选择晶体管13被启通时，通过选择晶体管13执行从信号线写入激励晶体管12的栅极，且在一寻址周期Tadd期间保持在激励晶体管12中形成通道。在该寻址周期中选择所有待被照亮的象素后，即在完成该寻址周期Tadd后，选择状态被保持直至一光发射设定周期TE。在激励电压提供周期TE中，连接至阴极116的一可变激励电源PS通过开关S2而被启通。这些激励电压提供周期被配置成分别具有用于这些子帧的长度。
接着，将参照图6说明有关通过本实施例的激励方法而实现的分级显示的原理。为简化说明，该图中示出了一帧周期被划分成三个子帧的例子。第一子帧的激励电压提供周期(即光发射周期)是1。第二子帧的激励电压提供周期是2。第三子帧的激励电压提供周期是4。图25也示出了由斜线阴影表示的部分的象素P13、P22、P24、P31、P42、P44和P53具有高亮度的例子。例如，假定第一子帧中所有的象素被选择且执行亮度1的光发射，且通过序列的线扫描而在第二和第三子帧中仅有象素P13、P22、P24、P31、P42、P44和P53被选择，从而加上亮度2和亮度4。因此，一旦完成这三个子帧(即一帧周期)，象素P13、P22、P24、P31、P35、P42、P44和P53具有光发射量7且因此与具有光发射量1的其它象素相比，具有更高的亮度。这样，通过将一帧划分成多个子帧，总寻址周期对总激励电压提供周期的比例可被改变，以使可实现有EL面板100的分级显示。如果在图24中所示的有机EL元件的电压—亮度—效率特性中提供最高效率的一电压值被用于光发射激励，可以低功耗实现光发射激励。这些原理也可应用于一帧周期被划分成八个子帧的情况，以使可进行256个等级的显示。
如上所述，根据本实施例，由通和断的二进制信号控制的开关S2被用于开关激励电压V1至V4或激励电流I1至I4，且通和断的二进制信号之一被选择地输出给选择晶体管13和激励晶体管12。因此，激励晶体管12的启通电阻和关断电阻的变化基本上不会影响在一启通周期期间的具有远大于激励晶体管12的电阻比的一电阻比的有机EL元件101，且可实现具有根据可变激励电源Ps的亮度的光发射。
具体地，如果对于一有机EL元件构成选择晶体管13、激励晶体管12、和开关S2的三个开关元件，该三个元件所固有的电特性中的轻微差异被相互放大，导致一象素的亮度等级水平大大地改变。然而，在本实施例中，选择晶体管13、激励晶体管12和开关S2利用一饱和电流区中的电压值仅执行通/断控制。因此，获得这样一优点：即使这些特性或多或少地变化，也难以影响亮度等级水平。而且，由于为有机EL元件101提供一优良的光发射效率的一电压值可被设为一激励电压，从而可实现较低的功耗。
尽管以上对已对本实施例进行了说明，但本发明并不限于此，而可与结构的内容相关地作出各种改型。例如，在上述第八实施例中，该结构可被配置成如图26和28中所示的，且可对于这些子帧中不同的周期而相应地输出一负电压或一负电流，以使当被选择时，有机元件101被施加以一正向偏压。
而且，在上述实施例中，这些有机EL元件101作为可在直流电场中发射光的电致发光元件是特别有效的。然而，自然也可应用无机EL元件或其它的电致发生元件。在本实施例中，有机EL元件的光发射层可由具有相互不同的电荷迁移特性的两或更多个有机层制成，且可在阳极116上设置用于屏蔽氧气和水进入的一屏蔽层。而且，可采用这样一结构：从基底102侧开始按次序分层设置阳极116、有机EL层115、和阴极114。
在本实施例中，一帧周期中所有寻址周期Tddd的总时间长度等于电压提供周期TE1至TE8的总时间长度。然而，根据选择晶体管13和激励晶体管12的特性，寻址周期Tadd或激励电压提供周期TE可被延长而另一可被缩短。而且，尽管以从较短的激励电压提供周期开始的次序(例如，TE1、TE2、…、TE4)施加激励电压或激励电流，但该次序并不限于此而可以从较长的激励电压提供周期开始的次序(例如，TE4，TE3、…、TE1)或以不根据激励电压提供周期的长度的次序，例如以TE4、TE1、TE3至TE2的次序施加电压或电流，而且，自可变激励电源Ps提供的激励电压Vdd可以是交变电流或交流电压。而且，等级水平数不限于16而可以是比16多或少，只要采用多个等级水平。
而且，在本实施例中，在激励晶体管12和选择晶体管13上方形成有机EL元件101。但是，有机EL元件101可形成在与晶体管12和13相同的平面内。在此情况下，如果从基底102侧按次序分层设置一阳级116、一有机EL层115和一阴极114，由具有低逸出功且易于被氧化的材料制成的阴极114通过形成阳极116和有机EL层115的步骤而未被退化。
而且，在上述实施例中，如图30所示，寻址周期Tadd和光发射设定周期TE被配置成使两周期相互不重叠。然而，如图31中所示的第八实施例中所建议的，最后一行的一选择周期可被该子帧的一光发射设定周期TE所重叠。
在根据上述第一至第八实施例的有机EL显示装置中，采用了16个等级水平。但是，通过对各R、G和B颜色采用256个等级水平，能获得16，770，000个等级水平的分级显示。

Claims (22)

1、一种电致发光显示装置，包括：
多个电致发光元件，用于响应于被施加的一电压或电流而发射光，各电致发光元件包括第一电极、与该第一电极相接触的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极；
多个第一开关电路，各被连接至这些电致发光元件的第一电极，用于在各光发射设定周期中，将第一激励电压施加给在各寻址周期中被选择的电致发光元件，各第一开关电路在各光发射设定周期期间具有一比各多个电致发光元件的电阻比要小的电阻比，各多个第一开关电路包括被连接至施加以一扫描电压的栅极线的一栅极，和被连接至施加以一信号电压的漏极线的一漏极，并包括一激励晶体管，具有被连接至该选择晶体管的源极的一栅极、被连接至该电致发光元件的一源极，和用于将第一激励电压提供给该电致发光元件的一漏极；及
一第二开关电路，被连接至这些电致发光元件的各第二电极，用于在多个子帧周期的各光发射设定周期中，将在电位上不同于第一激励电压的第二激励电压施加给所有的电致发光元件。
2、根据权利要求1的电致发光显示装置，其中形成一图象的一帧周期由多个子帧周期组成，且各子帧周期由寻址周期和光发射设定周期组成。
3、根据权利要求2的电致发光显示装置，其中，该电致发光元件在这些子帧周期之间提供不同的每单位时间的亮度。
4、根据权利要求3的电致发光显示装置，其中，第一和第二激励电压之间电位差在这些子帧周期之间不同。
5、根据权利要求3的电致发光显示装置，其中，该第二开关电路施加第二激励电压的时间在这些子帧周期之间是不同的。
6、根据权利要求1的电致发光显示装置，其中该扫描电压和信号电压是对应于各激励晶体管的启通和关断特性的通/断的二进制信号。
7、根据权利要求1的电致发光显示装置，其中该第二开关电路被施加以通/断的二进制信号。
8、根据权利要求1的电致发光显示装置，其中第一和第二电极之一是形成在该多个电致发光元件上方的一片导电层。
9、根据权利要求1的电致发光显示装置，其中这些电致发光元件是有机电致发光元件。
10、一种电致发光显示装置包括：
各由若干电致发光元件组成的第一和第二组，用于响应于被施加的一电压或电流而发射光，各电致发光元件包括第一电极、与该第一电极相接触的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极，第一组的第二电极相互连接，第二组的第二电极相互连接，及这些第二电极由这些电致发光元件的第一和第二组划分；
多个第一开关电路，分别被连接至这些电致发光元件的第一电极，用于在各光发射设定周期中，将第一激励电压施加给各寻址周期中被选择的电致发光元件，各第一开关电路在各光发射设定周期期间具有比各多个电致发光元件的电阻比要小的电阻比，各第一开关电路包括一选择晶体管，具有被连接至被施加以一扫描电压的一栅极线的一栅极、和被连接至被施加以一信号电压的一漏极线的一漏极，和一激励晶体管，具有被连接至该选择晶体管的源极的一栅极、被连接至该电致发光元件的一源极、和用于将第一激励电压提供给该电致发光元件的一漏极；及
一第二开关电路，被连接至第一组的第二电极和第二组的第二电极，用于在多个子帧周期中的各光发射设定周期中，将在电位上不同于第一激励电压的第二激励电压施加给第一组的电致发光元件，且接着施加给第二组的电致发光元件。
11、根据权利要求10的电致发光显示装置，其中形成一图象的一帧周期由多个子帧周期组成，且各子帧周期由该寻址周期和光发射设定周期组成。
12、根据权利要求11的电致发光显示装置，其中该电致发光元件在这些子帧周期之间提供不同的每单位时间的亮度。
13、根据权利要求12的电致发光显示装置，其中该第一和第二激励电压之间的电位差在这些子帧周期之间是不同的。
14、根据权利要求12的电致发光显示装置，其中通过第二开关电路将第二激励电压施加给第一和第二组的电致发光元件的时间在这些子帧周期之间是不同的。
15、根据权利要求10的电致发光显示装置，其中该扫描电压和信号电压是对应于各激励晶体管的启通和关断特性的通/断的二进制信号。
16、根据权利要求10的电致发光显示装置，其中这些电致发光元件是有机电致发光元件。
17、一种电致发光显示装置的激励方法，包括：
制备多个电致发光元件的步骤，该多个电致发光元件是用于响应于被施加的一电压或电流而发射光，各电致发光元件包括连接至包括至少一薄膜晶体管的一开关电路的第一电极、与该第一电极相接触的一电致发光层、和该电致发光层相接触的第二电极；
第一激励电压提供步骤，在各光发射设定周期中将第一激励电压提供给被寻址的电致发光元件的第一电极，用于形成一图象的一帧周期由多个子帧周期合成，各子帧周期由用于寻址该多个电致发光元件的一寻址周期和用于使被寻址的电致发光元件发射光的若干光发射设定周期之一组成；及
第二激励电压提供步骤，在多个子帧周期的各光发射设定周期中，将在电位上不同于第一激励电压的第二激励电压提供给所有电致发光元件的第二电极。
18、根据权利要求17的一种电致发光显示装置的激励方法，其中在该帧周期中形成的图象是一2T个等级水平的图象，其中T是一大于1的整数，且该多个帧周期是T个子帧周期。
19、根据权利要求18的电致发光显示装置，其中在T个子帧周期的光发射设定周期之间的，由每单位时间的恒定亮度和一光发射周期的乘积所定义的光发射亮度的比例是20∶21∶…2T-1。
20、一种电致发光显示装置的激励方法，包括：
(A)制备各由若干电致发光元件组成的第一和第二组的步骤，该第一和第二组的电致发光元件用于响应于被施加的一电压或电流而发射光，各电致发光元件包括连接至包括至少一薄膜晶体管的一开关电路的第一电极、与该第一电极相接触的一电致发光层、和与该电致发光层相接触的第二电极，第一组的第二电极相互连接，第二组的第二电极相互连接，及这些第二电极由这些电致发光元件的第一和第二组划分；
(B-1)第一电致发光元件组寻址步骤，寻址该第一组的电致发光元件；
(B-2)第一电致发光元件组光发射步骤，将一公共电压施加给由第一电致发光元件组寻址步骤寻址的电致发光元件的第二电极；
(B-3)第二电致发光元件组寻址步骤，在第一电致发光元件组寻址步骤之后，寻址该第二组电致发光元件；
(B-4)第二电致发光元件组光发射步骤，将一公共电压施加给由第二电致发光元件组寻址步骤寻址的电致发光元件的第二电极，其中
在形成一图象的一帧周期的若干子帧周期之一中，进行该第一电致发光组寻址步骤、第一电致发光元件组光发射步骤、第二电致发光元件组寻址步骤和第二电致发光元件组光发射步骤，该一帧周期是由该若干子帧周期合成的，各子帧周期由用于序列寻址该第一和第二组的一寻址周期和用于使在该寻址周期中被寻址的第一和第二组中的那些电致发光元件发射光的一光发射设定周期组成。
21、根据权利要求20的一种电致发光显示装置的激励方法，其中在该帧周期中形成的图象是一2T个等级水平的图象，其中T是一大于1的整数，且该多个子帧周期是T个子帧周期。
23、根据权利要求21的电致发光显示装置的激励方法，其中在T个子帧周期的光发射设定周期之间，由每单位时间的恒定亮度和一光发射周期的乘积确定的光发射亮度的比例是20∶21∶…∶2T-1。
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