JP2006337992A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログ階調とデジタル階調方式を組み合わせた方式がない。
【解決手段】複数の表示モードで表示できるような手段を有する表示装置を提供する。表示モード別ビデオ信号生成回路において、入力されたビデオ信号をアナログ値のまま出力したり、２値のデジタル値で出力したり、多値のデジタル値で出力したりする。その結果、画素の表示階調が、適時変化する。これにより、綺麗な画像を表示できる。つまり、ソースドライバには、アナログ信号とデジタル信号とが切り替えて入力される。そして、アナログ信号とデジタル信号とを切り替えて出力する手段を有している。このような手段を用いて、アナログ階調方式とデジタル階調方式の両方の長所もつように出来ることにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置の駆動方法に関する。

近年、画素を発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で形成した、いわゆる自発光型の表示装置が注目を浴びている。このような自発光型の表示装置に用いられる発光素子としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子などとも言う）が注目を集めており、ＥＬディスプレイ（例えば、有機ＥＬディスプレイなど）に用いられるようになってきている。ＯＬＥＤなどの発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べて画素の視認性が高く、バックライトが不要で応答速度が速い等の利点がある。また発光素子の輝度は、そこを流れる電流値によって制御される。

このような表示装置の発光階調を制御する駆動方式として、デジタル階調方式とアナログ階調方式とがある。デジタル階調方式はデジタル制御で発光素子をオンオフさせ、階調を表現している。一方、アナログ階調方式には、発光素子の発光強度をアナログ制御する方式と発光素子の発光時間をアナログ制御する方式がある。

デジタル階調方式の場合、発光・非発光の２状態しかないため、このままでは、２階調しか表現できない。そこで、別の手法を組み合わせて、多階調化を図ることが行われている。多階調化のための手法としては、時間階調法を用いられることが多い（特許文献１〜特許文献２参照）。

デジタル制御で画素の表示状態を制御して、時間階調を組み合わせて階調を表現するディスプレイとしては、デジタル階調方式を用いた有機ＥＬディスプレイの他にも、いくつか存在する。例としては、プラズマディスプレイなどがある。

時間階調法とは、発光している期間の長さや、発光した回数を制御して、階調を表現する方法である。つまり、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、各サブフレームに、発光回数や発光時間などの重み付けを行い、重み付けの総量（発光回数の総和や、発光時間の総和）を階調ごとに差を付けることによって、階調を表現している。
特許公開番号２００１−３２４９５８号公報 特許公開番号２００１−３４３９３３号公報

このように、アナログ階調方式とデジタル階調方式とがあるが、双方とも、長所と短所があり、両方の長所を兼ね備えたような方式がなかった。そのため、どちらかの方式に限定せざるを得なかった。

例えば、アナログ階調方式の場合、階調がなめらかに表示される一方、ノイズも一緒に表示されてしまったり、コントラストが低下してしまったりしていた。

本発明はこのような問題点に鑑み、アナログ階調方式とデジタル階調方式の両方の長所を持ち、コントラストが高い、綺麗な表示をできるような表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数の表示モードで表示できるような手段を有する表示装置を提供する。つまり、ソースドライバには、アナログ信号とデジタル信号とが切り替えて入力される。そして、アナログ信号とデジタル信号とを切り替えて出力する手段を有している。このような手段を用いて、アナログ階調方式とデジタル階調方式の両方の長所もつように出来ることにより、上記目的を達成するものである。

本発明の表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示装置であって、前記表示装置は、ソースドライバとゲートドライバと、少なくとも２つの表示モードを有し、第１の表示モードにおいて、前記ソースドライバにアナログ信号が供給され、第２の表示モードにおいて、前記ソースドライバにデジタル信号が供給されることを特徴としている。

また、本発明は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示装置であって、前記表示装置は、ソースドライバとゲートドライバと、少なくとも２つの表示モードを有し、第１の表示モードにおいて、前記ソースドライバにアナログ信号が供給され、前記ソースドライバから前記画素にアナログ信号が供給され、第２の表示モードにおいて、前記ソースドライバにデジタル信号が供給され、前記ソースドライバから前記画素にデジタル信号が供給されることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の表示装置において表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、前記ソースドライバに供給されるアナログ信号及びデジタル信号は前記表示モード別のビデオ信号生成回路から出力されることを特徴している。

また、本発明は、上記構成の表示装置において２値化回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、アナログ信号であり、前記ビデオ信号のうち第２の表示モードに使用される信号が前記２値化回路を用いてデジタル信号に変換されることを特徴としている。また、前記表示装置は、多値化回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、アナログ信号であり、前記ビデオ信号のうち第２の表示モードに使用される信号が前記多値化回路を用いてデジタル信号に変換されることを特徴としても良い。また、前記表示装置はデジタルアナログ変換回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、デジタル信号であり、前記ビデオ信号のうち第１の表示モードに使用される信号がデジタルアナログ変換回路を用いてアナログ信号に変換されることを特徴としても良い。

なお、本発明において、表示モードは階調数によって区別し、例えば第１の表示モードと第２の表示モードとでは階調数が異なる。

本発明においては、一画素とは、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）がある。

なお、本明細書において、画素がマトリクスに配置されているとは、縦縞と横縞を組み合わせたいわゆる格子状に配置されている場合はもちろんのこと、三色の色要素（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行う場合に、１つの画像の最小要素を表す三つの色要素の画素がいわゆるデルタ配置されている場合も含むものとする。また、ベイヤー配置されている場合も含む。また、色要素毎に色の発光領域が異なっていてもよい。

本発明において、適用可能なトランジスタの種類に限定はなく、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素またはハロゲンが含まれていてもよい。また、トランジスタが配置されている基板の種類に限定はなく、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板などに配置することが出来る。また、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。

なお、上述したように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトランジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、回路の全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板や単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。回路の全てが形成されていることにより、部品数を減らしてコストを低減したり、回路部品との接続数を減らすことにより、信頼性を向上させたりすることができる。あるいは、回路の一部をある基板に形成し、回路の別の一部を別の基板に形成してもよい。つまり、回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成し、回路の別の一部は、単結晶基板等の上に形成したＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）により接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品数を減らしてコストを低減したり、回路部品との接続点数を減らすことにより信頼性を向上させたりすることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分は、消費電力が大きくなるため、そのような部分は同じ基板に形成しないようにすれば、消費電力の向上を防ぐことができる。

なお、明細書に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができ、一例として、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特に限定されない。例えば、トランジスタでもよいし、ダイオード（ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）でもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているものやマルチゲート構造にしているものなどがある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース電極の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はＮチャネル型を、反対にソース電極の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する場合はＰチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくすることができるため、スイッチとして動作しやすいからである。なお、Ｎチャネル型とＰチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、様々な入力電圧に対し出力電圧を制御しやすいため、適切な動作を行うことができる。

なお、本発明において接続されているとは、電気的に接続されていることと同義である。したがって、本発明が開示する構成において、所定の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、スイッチやトランジスタや容量素子やインダクタや抵抗素子やダイオードなど）が配置されていてもよい。もちろん、間に他の素子を介さずに配置されていてもよく、電気的に接続されているとは直接的に接続されている場合を含むものとする。

なお、本発明において、ある物の上に形成されている、あるいは〜上に形成されている、というように、〜の上に、あるいは、〜上に、という記載については、ある物の上に直接接していることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり間に別のものが挟まっている場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）層Ｂが形成されているという場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されており、その上に層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。また、〜の上方に、という記載についても同様であり、ある物の上に直接接していることに限定されず、間に別のものが挟まっている場合も含むものとする。従って、例えば層Ａの上方に層Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されおり、その上に層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、〜の下、もしくは〜の下方にの場合についても、同様に直接接している場合と、接していない場合とを含むこととする。

本発明では、アナログ階調方式とデジタル階調方式とを切り替えて表示することがが可能となる。したがって、コントラストなどの表示品位が向上し、消費電力が低減することが出来るようになる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
図１に、全体の構成図を示す。画素配列１０１を駆動するために、ソースドライバ１０２、ゲートドライバ１０３が配置されている。ソースドライバ１０２には、ビデオ信号が入力される。なお、ソースドライバ１０２、ゲートドライバ１０３は、各々複数個配置されていてもよい。

なお、ソースドライバやその一部は、画素配列１０１と同一基板上に存在せず、例えば、外付けのＩＣチップを用いて構成されることもある。

なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトランジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、図１で示したような回路が、全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。あるいは、図１などにおける回路の一部が、ある基板に形成されており、図１などにおける回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、図１などにおける回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、図１などにおいて、画素配列１０１とゲートドライバ１０３とは、ガラス基板上にＴＦＴを用いて形成し、ソースドライバ１０２（もしくはその一部）は、単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。

ソースドライバ１０２に入力されるビデオ信号は、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６において、各表示モードに合わせて生成される。表示モード別のビデオ信号生成回路１０６は、コントローラ（コントロール回路）１０７を用いて制御される。また、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６には、オリジナルのビデオ信号が入力される。そして、オリジナルのビデオ信号を用いて、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６において、各表示モードに応じたビデオ信号が生成され、ソースドライバ１０２の方に出力される。

表示モードとしては、大きく分けて、アナログモードとデジタルモードとがある。アナログモードは、画素に入力するビデオ信号がアナログ値となる。一方、デジタルモードでは、画素に入力するビデオ信号がデジタル値となる。

次に、回路の詳細を述べる。図２に、ソースドライバ１０２等の構成について示す。シフトレジスタ２３１は、順次選択していくような信号（いわゆるサンプリングパルス）を出力する回路である。よって、同様な機能を果たす回路であれば、シフトレジスタに限定されない。例えば、デコーダ回路でもよい。

シフトレジスタが出力するサンプリングパルスは、アナログスイッチ２０１〜２０３に入力される。そして、ビデオ信号線２２１にビデオ信号が順次入力され、サンプリングパルスに応じて、順次アナログスイッチ２０１〜２０３がオンし、画素配列１０１にビデオ信号が入力されていく。画素配列１０１は、画素２１１がマトリクス状に配置されている。

なお、図２では、画素２１１が２行３列分配置されている場合について示したが、これに限定されない。任意の数だけ配置することが可能となる。

１画素分の画素２２０の例を図１５に示す。ゲート信号線４０１を用いて、選択用トランジスタ４０４を制御する。選択用トランジスタ４０４がオンすると、ソース信号線４０２から、保持容量４０５にビデオ信号が入力される。すると、ビデオ信号に応じて、駆動トランジスタ４０６がオンオフし、電源線４０３から発光素子４０７を通って、対向電極４０８へ電流が流れる。

なお、画素構成は、図１５に限定されない。例えば、駆動トランジスタのバラツキを補正するような構成でもよい。

バラツキを補正する画素構成としては、大きく分けて、しきい値電圧のバラツキを補正するタイプと、ビデオ信号として電流を入力するタイプとがある。

図３１に、しきい値電圧のバラツキを補正する画素構成を示す。スイッチ３１０７をゲート信号線３１１５を用いて制御することにより、駆動トランジスタ３１０１のしきい値電圧を容量素子３１０４に保存する。また、ゲート信号線３１１４により制御されるスイッチ３１０３は、駆動トランジスタ３１０１のゲート電位を初期化する機能を果たす。そして、ソース信号線３１１１からスイッチ３１０２を通ってビデオ信号を入力する。なお、図１５における選択用トランジスタ４０４は図３１におけるスイッチ３１０２に、保持容量４０５は容量素子３１０５に、駆動トランジスタ４０６は駆動トランジスタ３１０１に相当する。また、ゲート信号線４０１はゲート信号線３１１３に、ソース信号線４０２はソース信号線３１１１に、電源線４０３は電源線３１１６に相当する。

図３１では、駆動トランジスタ３１０１のゲート電位を初期化するための配線３１１２が必要であったが、それを削除したものを図３２に示す。駆動トランジスタ３１０１のゲートは、スイッチ３２０３を介して、駆動トランジスタ３１０１のドレインに接続されている。

なお、しきい値電圧のバラツキを補正する画素構成には、さまざまなものがあり、図３１，図３２の構成に限定されない。このように、しきい値電圧のバラツキを補正する画素構成を用いると、発光素子に流れる電流のバラツキを低減することができる。特に、アナログモードにおいて、輝度を均一にできる。よって、より好適である。

次に、ビデオ信号として電流を入力するタイプの画素構成を図３３に示す。ソース信号線３３３０にビデオ信号に応じた電流が供給される。すると、選択用スイッチ３３０２を介して駆動トランジスタ３３０１のドレインに、スイッチ３３０４を介して駆動トランジスタ３３０１のゲートにその電流が流れ、それに応じて、ゲート・ソース間電圧が発生する。そのゲート・ソース間電圧は、容量素子３３０５に保存され、その後、スイッチ３３０６を介して発光素子に電流が供給される。なお、選択用スイッチ３３０２、スイッチ３３０４及びスイッチ３３０６のそれぞれは、ゲート信号線３３３３、ゲート信号線３３３４、ゲート信号線３３３５により制御されている。なお、３３３６は電源線を示す。なお、図３３では、信号電流を供給されるトランジスタと、発光素子に電流を供給するトランジスタとは同一であるが、異なっていても良い。その場合を図３４に示す。信号電流を供給されるトランジスタ３４０１と、発光素子に電流を供給するトランジスタ３４２１とは、別である。なお、図３４中の３４１１はソース線、３４１３と３４１４はゲート信号線、３４０２は選択用スイッチ、３４０４はスイッチ、３４０５は容量素子、３４１６は電源線を示す。

なお、電流を入力してバラツキを補正する画素構成には、さまざまなものがあり、図３３，図３４の構成に限定されない。このように、電流を入力してバラツキを補正する画素構成を用いると、発光素子に流れる電流のバラツキを低減することができる。特に、アナログモードにおいて、輝度を均一にできる。よって、より好適である。

なお、画素に配置するのは、特定の発光素子に限定されない。画素に配置する表示素子の例としては、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）；有機発光ダイオード（（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）、有機ＥＬ素子などとも言う）の他、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子）や電子放出素子、液晶素子、電子インクなど電気磁気的作用によりコントラストが変化する表示媒体を適用することができる。また、電子放出素子にカーボンナノチューブを利用することも可能ある。なお、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、ＦＥＤの一種であるＳＥＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。その他、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電子ペーパーディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、圧電セラミックディスプレイなどに用いる、どのような表示素子でもよい。

なお、図１５における保持容量４０５は、駆動トランジスタ４０６のゲート電位を保持する役目をしている。よって、駆動トランジスタ４０６のゲートと電源線４０３の間に接続されているが、これに限定されない。駆動トランジスタ４０６のゲート電位を保持できるように配置されていればよい。また、駆動トランジスタ４０６のゲート容量などを用いて、駆動トランジスタ４０６のゲート電位を保持できる場合は、保持容量４０５を省いても良い。

また、図１における表示モード別のビデオ信号生成回路１０６は、画素配列１０１と同じ基板上にあってもよいし、ソースドライバ１０２と同じ基板上にあってもよいし、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）の上にあってもよいし、ＰＣＢ（プリントサーキットボード）の上にあってもよい。

また、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６は、画素配列１０１を構成しているトランジスタと同様のトランジスタで形成されていても良い。あるいは、別のトランジスタで形成されていてもよい。例えば、画素配列１０１は、薄膜トランジスタで構成され、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６は、バルク基板上、もしくは、ＳＯＩ基板上で形成されたＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタでもよい。

次に、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６の詳細を図３に示す。コントローラ１０７より入力される信号に基づいて、表示モード制御回路３０１が、表示モードに応じた表示ができるように制御する。例えば、デジタルモードの場合は、スイッチ３０３、３０４をオンにする。そして、入力されたビデオ信号を２値化用回路３０２で処理して、ソースドライバ１０２の方へ出力する。その場合、スイッチ３０５はオフしている。一方、アナログモードの場合は、スイッチ３０５をオンにして、入ってきたビデオ信号をそのままソースドライバ１０２の方へ出力する。表示モード別のビデオ信号生成回路１０６に入力されるビデオ信号がアナログ値の場合、そのまま出力されるため、ソースドライバ１０２の方へも、アナログ値で出力される。

なお、図３では、表示モードがアナログモードとデジタルモードの場合について述べたが、これに限定されない。なお、離散値ではあるが、２値ではない、という表示モードを多値モードと呼ぶことにする。ビデオ信号と輝度との関係の例を図４に示す。

図４（Ａ）は、アナログモードの場合を示す。ビデオ信号がアナログ的に変化して、それに応じて輝度もアナログ的に変化する。

図４（Ｂ）は、デジタルモードの場合を示す。ビデオ信号が２値であり、一方のとき発光し、他方のときは発光しない。

図４（Ｃ）は、多値モードの場合を示す。ビデオ信号は、離散値をとるが、２値ではない。なお、多値モードは、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６より出力された多値のデジタル信号を使用して表示される。

そこで、多値モードの場合にも対応した表示モード別のビデオ信号生成回路１０６の詳細を図５に示す。コントローラ１０７より入力される信号に基づいて、表示モード制御回路５０１が、表示モードに応じた表示ができるように制御する。例えば、デジタルモードの場合は、スイッチ３０３、３０４をオンにする。そして、入力されたビデオ信号を２値化用回路３０２で処理して、ソースドライバ１０２の方へ出力する。その場合、スイッチ３１３，４０４，３０５はオフしている。一方、アナログモードの場合は、スイッチ３０５をオンにして、入ってきたビデオ信号をそのままソースドライバ１０２の方へ出力する。表示モード別のビデオ信号生成回路１０６に入力されるビデオ信号がアナログ値の場合、そのまま出力されるため、ソースドライバ１０２の方へも、アナログ値で出力される。多値モードの場合、スイッチ３１３、４０４をオンにする。そして、入力されたビデオ信号を多値化用回路３１２で処理して、ソースドライバ１０２の方へ出力する。その場合、スイッチ３０３，３０４，３０５はオフしている。

次に、２値化用回路３０２の詳細を図６に示す。図６（Ａ）の回路図に示すように、オペアンプ６０１を用いて、コンパレータ（比較）回路を構成している。リファレンス電位Ｖｒｅｆよりも、入力電圧が大きいか小さいかによって、ＨかＬかどちらかの信号を出力し、２値化を行う。なお、オペアンプを用いてコンパレータ（比較）回路を構成したが、これに限定されない。チョッパーインバータコンパレータ回路を用いても良いし、それ以外の回路を用いて、コンパレータ（比較）回路を構成してもよい。

図６（Ｂ）には、リファレンス電位Ｖｒｅｆを生成するための回路を示す。リファレンス電位Ｖｒｅｆの大きさは、電圧Ｖ１とＶ２の間の電圧となり、抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧された値となる。２値化回路を動作させるときのみ、スイッチ６０２、６０３をオンすればよい。その結果、抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流が流れる期間を短くできるため、消費電力を低減できる。

なお、リファレンス電位Ｖｒｅｆを状況に応じて変化させたい場合は、図７に示すように、抵抗をたくさん接続し、どの接点から出力するかを切り替えるようにすればよい。

次に、多値化用回路３１２の詳細を図８に示す。入力信号は、判定回路８１１に入力される。また、判定回路８１１には、リファレンス電位に相当する電圧が２つ入力される。そして、判定回路８１１は、入力信号の電位が、２つのリファレンス電位の間に入っている場合は、Ｈ信号を出力する。その結果、スイッチ８２１〜８２４のいずれか１つがオンし、多値化された電圧を出力する。なお、多値化用回路３１２を動作させるときのみ、スイッチ８０１〜８０４をオンすればよい。その結果、ＶａとＶｂの間に電流が流れる期間を短くできるため、消費電力を低減できる。

図９に、判定回路８１１の詳細を示す。オペアンプ９０１、９０２を用いて、コンパレータ（比較）回路を構成している。オペアンプ９０１と９０２は、入力信号の電位Ｖｉｎが、リファレンス電位Ｖｘ以上でリファレンス電位Ｖｙ以下であるとき、各々Ｈ信号を出力する。すると、ＡＮＤ回路９０３にその信号が入力される。そして、ＡＮＤ回路９０３への入力信号が両方ともＨ信号のとき、Ｈ信号を出力する。

なお、図９は、ＡＮＤ回路を用いて構成したが、これに限定されない。ＯＲ回路やＮＡＮＤ回路やＮＯＲ回路を用いても、同様の機能を果たすことが出来る。

このように、デジタルモードや多値モードで表示を行うと、しきい値処理が行われ、画像情報の標本化（サンプリング）が行われる。その結果、画像データにノイズが入っていたとしても、実際に表示するときには、そのノイズを除去して表示することが出来る。また、１階調分の輝度変化が大きくなるため、くっきりと見えるようになり、コントラストが向上する。

なお、図２、図３、図５などに示すスイッチ、例えば、アナログスイッチ２０１等は、電気的スイッチでも機械的なスイッチでも何でも良い。電流の流れを制御できるものなら、何でも良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているものや、マルチゲート構造にしたもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲート・ソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎチャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。

スイッチの例を図１４に示す。図１４（Ａ）は、模式的に記載したスイッチである。図１４（Ｂ）は、ＡＮＤ回路を用いたスイッチである。制御線１５０２を使って、入力１５０１の信号を出力１５０３に伝えるかどうかを制御する。図１４（Ｂ）の場合は、出力１５０３は、入力信号にかかわらず、Ｌ信号なる、というような制御は可能である。しかし、出力１５０３がフローティング状態になることはない。したがって、出力１５０３が、デジタル回路の入力に接続されている場合などに、図１４（Ｂ）のスイッチを用いることが好適である。デジタル回路の場合、入力をフローティング状態にしても、出力はフローティング状態にならない。入力をフローティング状態にすると、出力が不安定になり、望ましくない。よって、デジタル回路の入力に接続されている場合などは、図１４（Ｂ）のスイッチを用いることが好適である。

なお、図１４（Ｂ）は、ＡＮＤ回路を用いて構成したが、これに限定されない。ＯＲ回路やＮＡＮＤ回路やＮＯＲ回路を用いても、同様の機能を果たすことが出来る。

一方、入力をフローティング状態にしたい場合は、図１４（Ｃ）や図１４（Ｄ）のスイッチを用いればよい。図１４（Ｃ）は、トランスミッションゲートもしくはアナログスイッチなどと呼ばれている回路である。図１４（Ｃ）は、入力１５１１の電位を、ほぼそのまま出力１５１３に伝達する。よって、アナログ信号の伝達に好適である。図１４（Ｄ）は、クロックドインバータなどと呼ばれている回路である。図１４（Ｄ）は、入力１５２１の信号を反転させて出力１５２３に伝達する。よって、デジタル信号の伝達に好適である。なお、制御線１５１２、１５２２により、それぞれ入力１５１１、１５２１の信号を出力１５１３、１５２３に伝えるかどうかを制御する。

以上のことから、アナログスイッチ２０１やスイッチ３０５やスイッチ６０２やスイッチ８０１などは、図１４（Ｃ）のスイッチを用いることが好適である。スイッチ３０４などは、出力をフローティング状態にする必要があるので、図１４（Ｃ）や図１４（Ｄ）が好適である。ただし、スイッチ３０４への入力はデジタル信号なので、図１４（Ｄ）の方がより好適である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６に入力されるビデオ信号がアナログ値の場合について述べた。つぎに、デジタル値が入力される場合について述べる。

図２４に、全体の構成図を示す。ソースドライバ１０２に入力されるビデオ信号は、表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６において、各表示モードに合わせて生成される。表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６は、コントローラ２３０７を用いて制御される。また、表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６には、オリジナルのデジタルのビデオ信号が入力される。そして、オリジナルのビデオ信号を用いて、表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６において、各表示モードに応じたビデオ信号が生成され、ソースドライバ１０２の方に出力される。

表示モードとしては、大きく分けて、アナログモードとデジタルモードとがある。アナログモードは、画素に入力するビデオ信号がアナログ値となる。一方、デジタルモードでは、画素に入力するビデオ信号がデジタル値となる。

次に、表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６の詳細を図２５に示す。コントローラ２３０７より入力される信号に基づいて、表示モード制御回路２４０１が、表示モードに応じた表示ができるように制御する。例えば、デジタルモードの場合は、スイッチ２５１３，２５１４がオンして、最上位ビットのビデオ信号のみがソースドライバ１０２の方へ出力される。ただし、電位のレベルが合致しない場合がある。その場合は、電位のレベルを必要な大きさに変換する必要がある。そこで、そのようなことが必要な場合は、レベル変換回路２５０４を配置する。一方、アナログモードの場合は、ＤＡ変換回路（デジタルアナログ変換回路）２５０２に入り、適切なアナログ値を、スイッチ２５１１を介して、ソースドライバ１０２に出力する。

なお、図２５では、表示モードがアナログモードとデジタルモードの場合について述べたが、これに限定されない。

そこで、多値モードの場合にも対応した表示モード別のビデオ信号生成回路２３０６の詳細を図２６に示す。コントローラ２３０７より入力される信号に基づいて、表示モード制御回路２５０１が、表示モードに応じた表示ができるように制御する。アナログモードとデジタルモードの場合は、図２５と同様である。多値モードの場合、スイッチ２５１２をオンにしてＤＡ変換回路２５０３に、上位ビットのビデオ信号のみ入力される。下位ビットは入力されない。したがって、滑らかな表示ではなく、サンプリングされたような表示となる。

なお、多値モードでは、下位ビットを用いずにサンプリングすればよいので、図２６の構成に限定されない。例えば、図２７に示すように、下位ビットデータ除去回路２７０２をＤＡ変換回路２５０２の入力部に配置してもよい。その結果、表示モード制御回路の信号に応じて、下位ビットの値を強制的に０（もしくはＬ信号）にする。したがって、滑らかな表示ではなく、サンプリングされたような表示となる。

そこで、下位ビットデータ除去回路２７０２の例を図２８に示す。ＡＮＤ回路を用いて、下位３ビット分のデータを強制的に０（もしくはＬ信号）にできる。

なお、図２８では、ＡＮＤ回路を用いたが、これに限定されない。ＯＲ回路やＮＡＮＤ回路やＮＯＲ回路を用いても、同様の機能を果たすことが出来る。また、図２８では、６ビットのビデオ信号を入力し、その内の下位３ビット分のデータを強制的に０（もしくはＬ信号）にできるようにしたが、これに限定されない。適宜、変更してもよい。

そこで、実際に動作させながら、何ビット分のデータを強制的に０（もしくはＬ信号）にするかを変えるようにしてもよい。その場合の回路図２９０２を図２９に示す。ＡＮＤ回路に入力される信号を別々にしたため、個別に制御できる。

次に、図２５〜図２７に記載したＤＡ変換回路の詳細を図３０に示す。デコーダ回路３０２１で、入力されたデジタル信号がいくつなのかを解読し、それに応じて、スイッチ３０１１〜スイッチ３０１６のいずれかをオンし、アナログ電圧を出力する。そして、ＤＡ変換回路を動作させるときのみ、スイッチ３００１、３００２をオンすればよい。その結果、抵抗に電流が流れる期間を短くできるため、消費電力を低減できる。

このように、デジタルモードや多値モードで表示を行うと、しきい値処理が行われ、画像情報の標本化（サンプリング）が行われる。その結果、画像データにノイズが入っていたとしても、実際に表示するときには、そのノイズを除去して表示することが出来る。また、１階調分の輝度変化が大きくなるため、くっきりと見えるようになり、コントラストが向上する。

本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１で述べた内容と自由に組み合わせることが出来る。

（実施の形態３）
本実施の形態では、各表示モードを用いて表示した場合について述べる。

まず、画面全体を全て同じ表示モードで表示する場合があげられる。つまり、画面全体がアナログモードの場合があげられる。この場合は、通常通りの表示を行うことが出来る。滑らかな階調を表示できるため、写真などを表示するのに好適である。

次に、画面全体がデジタルモードの場合があげられる。この場合は、文字を主体として表示させるような場合、例えば、メールを読む場合や、電子ブックを読む場合などは、コントラストが向上し、視認性に優れるようになるので、好適である。

次に、画面全体を多値モードの場合があげられる。この場合は、イラストやアニメーションやマンガなど、階調を表現したいが、写真等ほど細かく表現する必要がない場合、コントラストが向上し、視認性に優れるようになるので、好適である。

次に、画面全体を複数の領域に分割し、各々の領域で、それに対応した表示モードで表示する場合があげられる。これは、図１から分かるように、表示モード別のビデオ信号生成回路１０６において、画素ごとに、表示モードに合わせたビデオ信号を生成できることにより、可能となっている。

例えば、図１０に示すように、画面を３つの領域に分ける。そして、上側領域１００１をデジタルモードで表示し、例えば、時間やバッテリ情報や電波情報などを表示し、視認性をあげる。真ん中の領域１００２は、アナログモードで通常通り表示する。滑らかな階調で写真などの画像を綺麗に表示できる。下側領域１００３は、多値モードで表示し、簡単なアニメなどを表示する。

図１１では、上側領域１１０１は、多値モードで表示し、簡単なアニメなどを表示する。真ん中の領域１１０２は、デジタルモードで表示し、メールや電子ブックなどに適したようにする。そして、下側領域１１０３でも、多値モードで表示し、簡単なアニメなどを表示する。このようにすることにより、全画面がデジタルモードの場合のような無愛想な画面ではなく、メインはデジタルモードで表示し、メールや電子ブックなどに適したようにしながら、簡単でカラフルなアイコンなども同時に表示できるため、かわいらしく、見栄えの良い画像を表示することが出来る。

図１２では、中心領域１２０１では、アナログモードで表示し、滑らかな階調で写真などの画像を綺麗に表示できる。周辺領域１２０２は、デジタルモードで表示し、時間やバッテリ情報や電波情報などをアイコンで表示できる。

図１３では、周辺領域１３０２は、アナログモードで表示し、滑らかな階調で写真などの画像を綺麗に表示できる。中心領域１３０１では、多値モードで表示する。多値モードで表示する部分は、滑らかな階調が階段状の階調に変換される。よって、例えば、人の顔の部分の多値モードで表示すると、その部分は、似顔絵やマンガで表示しているようになる。この機能を利用して、簡易的な写真シールのような表示を行うことが出来る。

なお、画面を分割する数や場所や形は、これに限定されない。また、各々の領域のどれに、どのような表示モードで表示させるかについても、これに限定されない。

なお、本実施の形態は、実施の形態１、２について詳細に述べたものである。よって、本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１〜実施の形態２で述べた内容と自由に組み合わせることが出来る。

（実施の形態４）
本実施の形態では、アナログモードにおける画素の駆動方法について述べる。

図１６に、駆動トランジスタと発光素子とに加わる電圧と電流の関係を示す。図１６（Ａ）は、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２の回路を示す。配線６３３と配線６３４の間に、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２とが直列に接続されている。配線６３３の方が配線６３４よりも電位が高いため、駆動トランジスタ６３１から発光素子６３２の方へ電流が流れる。

図１５における駆動トランジスタ４０６が、図１６（Ａ）における駆動トランジスタ６３１に相当し、図１５における発光素子４０７が、図１６（Ａ）における発光素子６３２に相当する。

図１６（Ｂ）に、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）と、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２とに流れる電流の関係を示す。ゲート・ソース間電圧（の絶対値）を大きくしていくと、それに応じて、電流値も大きくなっていく。これは、駆動トランジスタ６３１が飽和領域で動作しているためである。飽和領域では、トランジスタのゲート・ソース電圧の２乗に比例して電流値が増えていく。さらにゲート・ソース間電圧（の絶対値）を大きくしていくと、発光素子６３２に加わる電圧が大きくなるため、ドレイン・ソース電圧が小さくなり、駆動トランジスタ６３１が線形領域で動作するようになる。すると、ドレイン・ソース電圧が小さくなるにしたがって、電流値の上昇率も小さくなっていく。そして、ある電流値以上の電流は流れなくなる。

アナログモードでは、アナログ階調方式を用いて階調を表現する。したがって、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）をアナログ的に変化させることによって、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２とに流れる電流もアナログ的に変化するような状態で動作させることが望ましい。そのため、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）は、しきい値電圧から、駆動トランジスタ６３１が飽和領域として動作するゲート・ソース間電圧にかけて変化させれば良い。なお、変化させる上限は、飽和領域にとどまらず線形領域にかけて変化させても良い。即ち、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）は、ゲート・ソース間電圧（の絶対値）に対し電流値Ｉ_ＥＬが変化する領域であれば良い。また、変化させる下限値は、駆動トランジスタ６３１がオフとなるゲート・ソース間電圧（の絶対値）であれば良い。

例えば、電圧範囲６２０のように、電流が殆どながれないようなところから、飽和領域内で動作するような状態で、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）を制御してもよい。電流が殆どながれないような状態とは、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧が、駆動トランジスタ６３１のしきい値電圧とほぼ等しい場合に相当する。

あるいは、電圧範囲６２１のように、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧が、駆動トランジスタ６３１のしきい値電圧よりも確実に低い状態から、ゲート・ソース間電圧（の絶対値）を大きくしていって制御し、飽和領域内で動作するような状態で、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）を制御してもよい。このように、黒状態のときの、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧を、駆動トランジスタ６３１のしきい値電圧よりも確実に低い電圧にすることにより、確実に黒状態にすることができる。例えば、駆動トランジスタ６３１の電流特性がばらついたとき、しきい値電圧もばらつく。よって、ある画素では黒状態になっていても、別の画素では、僅かに発光してしまうこともある。その結果、コントラストの低下を招いてしまう。そこで、それを防止するため、６２１のような電圧範囲で動作させることは、好適である。

なお、電圧範囲６２０や電圧範囲６２１では、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）を大きくしても、飽和領域で動作するとしたが、これに限定されない。電圧範囲６２２や電圧範囲６２３のように、飽和領域だけでなく、線形領域も使って動作させてもよい。駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）をアナログ的に変化させることによって、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２とに流れる電流もアナログ的に変化するような範囲であれば、線形領域でも動作させてもよい。

なお、駆動トランジスタ６３１を飽和領域で動作させた場合には、たとえ発光素子６３２が劣化しても発光素子に一定の電流量を供給することが可能である。また、線形領域の場合には、トランジスタの特性ばらつきの影響を受けずに駆動させることができる。

次に、発光素子６３２からの光の色によって、最適化させた場合について述べる。発光素子６３２は、色によって、輝度が異なったり、必要な電流値が異なったりしている。そこで、色バランスを合わせる必要がある。そのためには、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）を色ごとに異なるようにすることが望ましい。あるいは、駆動トランジスタ６３１の電流供給能力（たとえば、トランジスタのチャネル幅など）を色ごとに異なるようにすることが望ましい。あるいは、発光素子６３２の発光面積を色ごとに異なるようにすることが望ましい。あるいは、これらの幾つかを組み合わせることが望ましい。これにより、色バランスを合わせることが可能となる。

なお、配線６３３の電位を色ごとに変えることも可能である。ただし、駆動トランジスタ６３１をオフにするときの電圧も色ごとに変わってしまうという欠点がある。よって、配線６３３の電位は、全ての色で同じにしてもよい。

なお、駆動トランジスタ６３１は、Ｐチャネル型の場合について述べたが、これに限定されない。Ｎチャネル型にして、電流が流れる向きを逆にすることは、同業者であれば、容易に実現できる。また、Ｐチャネル型の場合、Ｎチャネル型の場合、各々について、電流が流れる向きを逆にすることも、、同業者であれば、容易に実現できる。その場合は、ゲート・ソース間電圧の大きさは、発光素子６３２の電圧電流特性の影響を受けることとなる。

なお、本実施の形態では、アナログモードの場合について述べたが、多値モードの場合にも、同様に適用できる。

なお、本実施の形態は、実施の形態１の画素について詳細に述べたものである。よって、本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１〜実施の形態３で述べた内容と自由に組み合わせることが出来る。
（実施の形態５）
本実施の形態では、デジタルモードにおける画素の駆動方法について述べる。

図１６（Ｂ）の、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）と、駆動トランジスタ６３１と発光素子６３２とに流れる電流の関係を参照する。デジタルモードでは、オンとオフや、ＨとＬのように、２値で制御する。つまり、発光素子６３２に電流が流れるか、流れないかを制御する。まず、電流が流れない場合について考える。その場合は、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）は、電圧６２４、電圧６２５、電圧６２６に示すように、０Ｖ以上で、かつ、電流が流れない場合、つまり、駆動トランジスタ６３１のしきい値電圧以下であればよい。

次に、電流が流れる場合について考える。その場合は、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）は、電圧６２７、電圧６２８、電圧６２９に示すように、飽和領域内か、線形領域か、さらに電圧を大きくして、電流値が増えなくなっている領域などで動作させればよい。なお、図中では電圧６２７は、線形領域と飽和領域の境界に位置しているが、前述のように飽和領域内であれば良い。このように、駆動トランジスタ６３１より発光素子６３２に電流が供給できる電圧であれば特に限定されない。

例えば、飽和領域で動作させる場合は、発光素子６３２の電圧電流特性が劣化しても、そこを流れる電流値が変化しない、という利点がある。そのため、焼き付きの影響を受けにくい。ただし、駆動トランジスタ６３１の電流特性がばらつくと、そこを流れる電流もばらついてしまう。そのため、表示ムラを生じてしまう場合がある。

それに対して、線形領域で動作させると、駆動トランジスタ６３１の電流特性がばらついても、そこを流れる電流値は影響を受けにくい。そのため、表示ムラが生じにくい。また、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）が大きくなりすぎないことと、配線６３３と配線６３４との間の電圧を大きくしておく必要がないため、消費電力も小さくできる。

さらに、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）を大きくすると、駆動トランジスタ６３１の電流特性がばらついても、そこを流れる電流値は影響をほとんど受けなくなる。ただし、発光素子６３２の電圧電流特性が劣化すると、そこを流れる電流値が変化してしまう場合がある。そのため、焼き付きの影響を受けやすくなる。

このように、駆動トランジスタ６３１を飽和領域で動作させると、発光素子６３２の特性が変化しても、電流値が変化しない。よって、その場合、駆動トランジスタ６３１は、電流源として動作していると見なせる。したがって、このような駆動を定電流駆動と呼ぶことにする。

また、駆動トランジスタ６３１を線形領域で動作させると、駆動トランジスタ６３１の電流特性がばらついても、電流値が変化しない。よって、その場合、駆動トランジスタ６３１は、スイッチとして動作していると見なせる。よって、発光素子６３２には、配線６３３の電圧がそのまま加わっているように見なせる。したがって、このような駆動を定電圧駆動と呼ぶことにする。

デジタルモードにおいては、定電圧駆動を用いても良いし、定電流駆動を用いても良い。ただし、定電圧駆動を用いると、トランジスタのバラツキの影響を受けず、消費電力も小さくなるため、好適である。

次に、発光素子６３２の発光色によって、最適化させた場合について述べる。定電流駆動の場合は、アナログモードと同様である。

定電圧駆動の場合は、駆動トランジスタ６３１のゲート・ソース間電圧（の絶対値）や、駆動トランジスタ６３１の電流供給能力（たとえば、トランジスタ幅など）を色ごとに異なるようにしても、そこを流れる電流値は、あまり変わらない。なぜなら、スイッチとして動作しているからである。

そのため、発光素子６３２の発光面積を色ごとに異なるようにすることが望ましい。あるいは、配線６３３の電位を色ごとに変えることも可能である。あるいは、これらを組み合わせることが望ましい。これにより、色バランスを合わせることが可能となる。

なお、デジタルモードでカラー表示を行う場合は、ＲＧＢごとに２値で表示するため、合計で８色を表示することが出来る。

なお、本実施の形態は、実施の形態１の画素などについて詳細に述べたものである。よって、本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１〜実施の形態４で述べた内容と自由に組み合わせることが出来る。
（実施の形態６）
次に、本発明の表示装置における画素のレイアウトについて述べる。例としては、図１５に示した回路図について、そのレイアウト図を図１７に示す。なお、回路図やレイアウト図は、図１５や図１７に限定されない。

選択用トランジスタ４０４、駆動トランジスタ４０６、発光素子４０７の電極が配置されている。選択用トランジスタ４０４のソースとドレインは各々、ソース信号線４０２と駆動トランジスタ４０６のゲートに接続されている。選択用トランジスタ４０４のゲートは、ゲート信号線４０１に接続されている。駆動トランジスタ４０６のソースとドレインは各々、電源線４０３と発光素子４０７の電極に接続されている。保持容量４０５は、駆動トランジスタ４０６のゲートと電源線４０３の間に接続されている。

ソース信号線４０２、電源線４０３は、第２配線によって形成され、ゲート信号線４０１は、第１配線によって形成されている。

トップゲート構造の場合は、基板、半導体層、ゲート絶縁膜、第１配線、層間絶縁膜、第２配線、の順で膜が構成される。ボトムゲート構造の場合は、基板、第１配線、ゲート絶縁膜、半導体層、層間絶縁膜、第２配線、の順で膜が構成される。

なお、本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１〜５で述べた内容と自由に組み合わせて実施することができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１から実施の形態６までで述べた表示装置を制御するハードウェアについて述べる。

大まかな構成図を図１８に示す。基板２７０１の上に、画素配列２７０４が配置されている。ソースドライバ２７０６やゲートドライバ２７０５が配置されている場合が多い。それ以外にも、電源回路やプリチャージ回路やタイミング生成回路などが配置されていることもある。また、ソースドライバ２７０６やゲートドライバ２７０５が配置されていない場合もある。その場合は、基板２７０１に配置されていないものは、ＩＣに形成されることが多い。そのＩＣは、基板２７０１の上に、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）によって配置されている場合も多い。あるいは、周辺回路基板２７１２と基板２７０１とを接続する接続基板２７０７の上に、ＩＣが配置される場合もある。

周辺回路基板２７１２には、信号２７０３が入力される。そして、コントローラ２７０８が制御して、メモリ２７０９やメモリ２７１０などに信号が保存される。信号２７０３がアナログ信号の場合は、アナログ・デジタル変換を行った後、そして、メモリ２７０９やメモリ２７１０などに保存されることが多い。そして、コントローラ２７０８がメモリ２７０９やメモリ２７１０などに保存された信号を用いて、基板２７０１に信号を出力する。

実施の形態１から実施の形態５までで述べた駆動方法を実現するために、コントローラ２７０８が、各種のパルス信号などを制御して、基板２７０１に信号を出力する。

なお、本実施の形態で述べた内容は、実施の形態１〜６で述べた内容と自由に組み合わせて実施することができる。

（実施の形態８）
本発明の表示装置、およびその駆動方法を用いた表示装置を表示部に有する携帯電話の構成例について図１９を用いて説明する。

表示パネル５４１０はハウジング５４００に脱着自在に組み込まれる。ハウジング５４００は表示パネル５４１０のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。表示パネル５４１０を固定したハウジング５４００はプリント基板５４０１に嵌入されモジュールとして組み立てられる。

表示パネル５４１０はＦＰＣ５４１１を介してプリント基板５４０１に接続される。プリント基板５４０１には、スピーカ５４０２、マイクロフォン５４０３、送受信回路５４０４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路５４０５が形成されている。このようなモジュールと、入力手段５４０６、バッテリ５４０７を組み合わせ、筐体５４０９及び筐体５４１２を用いて収納する。なお、表示パネル５４１０の画素部は筐体５４１２に形成された開口窓から視認できように配置する。

表示パネル５４１０は、画素部と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で表示パネル５４１０に実装しても良い。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。なお、一部の周辺駆動回路を基板上に画素部と一体形成し、他の周辺駆動回路を形成したＩＣチップをＣＯＧ等で実装した表示パネルの構成は図２０（ａ）及び（ｂ）に一例を示してある。

図２０（ａ）では表示パネルの基板５３００上に画素部５３０２とその周辺駆動回路（第１の走査線駆動回路５３０３、第２の走査線駆動回路５３０４）を一体形成し、信号線駆動回路５３０１をＩＣチップ上に形成しＣＯＧ等で表示パネルに実装した構成としても良い。なお、基板上に一体形成した画素部５３０２及びその周辺駆動回路は封止基板５３０８と基板５３００とをシール材５３０９を用いて貼り合わすことにより封止されている。また、ＦＰＣ５３０５と表示パネルとの接続部上にはＩＣチップ（メモリ回路や、バッファ回路などが形成された半導体チップ）５３０６及び５３０７がＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等で実装されていても良い。なお、ここではＦＰＣしか図示していないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。

このように、駆動回路の高速動作が要求される信号線駆動回路のみを、ＣＭＯＳ等を用いてＩＣチップに形成し、低消費電力化を図る。また、ＩＣチップはシリコンウエハ等の半導体チップとすることで、より高速動作且つ低消費電力化を図ることが可能である。さらに、第１の走査線駆動回路５３０３や第２の走査線駆動回路５３０４を画素部５３０２と一体形成することで、低コスト化が図れる。また、ＦＰＣ５３０５と基板５３００との接続部において機能回路（メモリやバッファ）が形成されたＩＣチップを実装することで基板面積を有効利用することができる。

さらに消費電力の低減を図るため、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ等で表示パネルに実装しても良い。例えば、図２０（ｂ）に示すように基板５３１０上には画素部５３１２を形成し、信号線駆動回路５３１１、第１の走査線駆動回路５３１３及び第２の走査線駆動回路５３１４をＩＣチップ上に形成し、ＣＯＧ等で表示パネルに実装すれば良い。なお、図２０（ｂ）におけるＦＰＣ５３１５、ＩＣチップ５３１６、ＩＣチップ５３１７、封止基板５３１８、シール材５３１９はそれぞれ図２０（ａ）におけるＦＰＣ５３０５、ＩＣチップ５３０６、ＩＣチップ５３０７、封止基板５３０８、シール材５３０９に相当する。

このような構成とすることで、表示装置の低消費電力を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることができる。また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。

また、走査線や信号線に設定する信号をバッファによりインピーダンス変換することで、１行毎の画素の書き込み時間を短くすることができる。よって高精細な表示装置を提供することができる。

そして、本発明の表示装置を用いることにより、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが出来る。

また、本実施例に示した構成は携帯電話の一例であって、本発明の表示装置はこのような構成の携帯電話に限られす様々な構成の携帯電話に適用することができる。

（実施の形態９）
図２１は表示パネル５７０１と、回路基板５７０２を組み合わせたＥＬモジュールを示している。表示パネル５７０１は画素部５７０３、走査線駆動回路５７０４及び信号線駆動回路５７０５を有している。回路基板５７０２には、例えば、コントロール回路５７０６や信号分割回路５７０７などが形成されている。表示パネル５７０１と回路基板５７０２は接続配線５７０８によって接続されている。接続配線にはＦＰＣ等を用いることができる。

コントロール回路５７０６が、実施の形態７における、コントローラ２７０８やメモリ２７０９やメモリ２７１０などに相当する。主に、コントロール回路５７０６において、サブフレームの出現順序などを制御している。

表示パネル５７０１は、画素部と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などで表示パネル５７０１に実装するとよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いて表示パネル５７０１に実装しても良い。なお、一部の周辺駆動回路を基板上に画素部と一体形成し、他の周辺駆動回路を形成したＩＣチップをＣＯＧ等で実装した構成は図２０（ａ）に一例を示してある。このような構成とすることで、表示装置の低消費電力を図り、例えば携帯電話機では一回の充電による使用時間を長くすることができる。また、携帯電話機の低コスト化を図ることができる。

また、走査線や信号線に設定する信号をバッファによりインピーダンス変換することで、１行毎の画素の書き込み時間を短くすることができる。よって高精細な表示装置を提供することができる。

また、さらに消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し、全ての信号線駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）表示パネルに実装してもよい。

なお、基板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で表示パネルに実装するとよい。なお、基板上に画素部を形成し、その基板上に信号線駆動回路を形成したＩＣチップをＣＯＧ等で実装した構成は図２０（ｂ）に一例を示してある。

このＥＬモジュールによりＥＬテレビ受像機を完成させることができる。図２２は、ＥＬテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ５８０１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路５８０２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路５８０３と、その映像信号を駆動回路の入力仕様に変換するためのコントロール回路５７０６により処理される。コントロール回路５７０６は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路５７０７を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。

チューナ５８０１で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路５８０４に送られ、その出力は音声信号処理回路５８０５を経てスピーカー５８０６に供給される。制御回路５８０７は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部５８０８から受け、チューナ５８０１や音声信号処理回路５８０５に信号を送出する。

ＥＬモジュールを筐体に組みこんで、テレビ受像機を完成させることができる。ＥＬモジュールにより、表示部が形成される。また、スピーカー、ビデオ入力端子などが適宜備えられている。

勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。

このように、本発明の表示装置を用いることにより、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが出来る。

（実施の形態１０）
本発明は様々な電子機器に適用することができる。具体的には電子機器の表示部に適用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる発光装置を備えた装置）などが挙げられる。

図２３（Ａ）は発光装置であり、筐体３５００１、支持台３５００２、表示部３５００３、スピーカー部３５００４、ビデオ入力端子３５００５等を含む。本発明の表示装置を表示部３５００３に用いることができる。なお、発光装置は、パーソナルコンピュータ用、テレビジョン放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用発光装置が含まれる。本発明を表示部３５００３に用いた発光装置は、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｂ）はカメラであり、本体３５１０１、表示部３５１０２、受像部３５１０３、操作キー３５１０４、外部接続ポート３５１０５、シャッター３５１０６等を含む。

本発明を表示部３５１０２に用いたカメラは、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｃ）はコンピュータであり、本体３５２０１、筐体３５２０２、表示部３５２０３、キーボード３５２０４、外部接続ポート３５２０５、ポインティングマウス３５２０６等を含む。本発明を表示部３５２０３に用いたコンピュータは、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３５３０１、表示部３５３０２、スイッチ３５３０３、操作キー３５３０４、赤外線ポート３５３０５等を含む。本発明を表示部３５３０２に用いたモバイルコンピュータは、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体３５４０１、筐体３５４０２、表示部Ａ３５４０３、表示部Ｂ３５４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部３５４０５、操作キー３５４０６、スピーカー部３５４０７等を含む。表示部Ａ３５４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ３５４０４は主として文字情報を表示することができる。本発明を表示部Ａ３５４０３や表示部Ｂ３５４０４に用いた画像再生装置は、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３５５０１、表示部３５５０２、アーム部３５５０３を含む。本発明を表示部３５５０２に用いたゴーグル型ディスプレイは、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｇ）はビデオカメラであり、本体３５６０１、表示部３５６０２、筐体３５６０３、外部接続ポート３５６０４、リモコン受信部３５６０５、受像部３５６０６、バッテリー３５６０７、音声入力部３５６０８、操作キー３５６０９、接眼部３５６１０等を含む。本発明を表示部３５６０２に用いたビデオカメラは、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

図２３（Ｈ）は携帯電話機であり、本体３５７０１、筐体３５７０２、表示部３５７０３、音声入力部３５７０４、音声出力部３５７０５、操作キー３５７０６、外部接続ポート３５７０７、アンテナ３５７０８等を含む。本発明を表示部３５７０３に用いた携帯電話機は、コントラストの高い綺麗な画像で見ることが可能となる。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また本実施の形態の電子機器は、実施の形態１〜９に示したいずれの構成の表示装置を用いても良い。

本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の駆動方法を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の表示状態を説明する図。 本発明の表示装置の表示状態を説明する図。 本発明の表示装置の表示状態を説明する図。 本発明の表示装置の表示状態を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明が適用される電子機器を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明が適用される電子機器を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。

符号の説明

１０１ 画素配列
１０２ ソースドライバ
１０３ ゲートドライバ
１０６ 表示モード別のビデオ信号生成回路
１０７ コントローラ
２０１ アナログスイッチ
２１１ 画素
２２０ 画素
２２１ ビデオ信号線
２３１ シフトレジスタ
３０１ 表示モード制御回路
３０２ ２値化用回路
３０３ スイッチ
３０４ スイッチ
３０５ スイッチ
３１２ 多値化用回路
３１３ スイッチ
４０１ ゲート信号線
４０２ ソース信号線
４０３ 電源線
４０４ 選択用トランジスタ
４０５ 保持容量
４０６ 駆動トランジスタ
４０７ 発光素子
４０８ 対向電極
４１７ 電極
５０１ 表示モード制御回路
６０１ オペアンプ
６０２ スイッチ
６２０〜６２３ 電圧範囲
６２４〜６２９ 電圧
６３１ 駆動トランジスタ
６３２ 発光素子
６３３ 配線
６３４ 配線
８０１ スイッチ
８１１ 判定回路
８２１ スイッチ
９０１ オペアンプ
９０３ ＡＮＤ回路
２３０６ 表示モード別のビデオ信号生成回路
２３０７ コントローラ
２４０１ 表示モード制御回路
２５０１ 表示モード制御回路
２５０２ ＤＡ変換回路
２５０３ ＤＡ変換回路
２５０４ レベル変換回路
２５１１ スイッチ
２５１３ スイッチ
２７０１ 基板
２７０２ 下位ビットデータ除去回路
２７０３ 信号
２７０４ 画素配列
２７０５ ゲートドライバ
２７０６ ソースドライバ
２７０７ 接続基板
２７０８ コントローラ
２７０９ メモリ
２７１０ メモリ
２７１２ 周辺回路基板
２９０２ 回路図
３００１ スイッチ
３０１１〜３０１６ スイッチ
３０２１ デコーダ回路
３１０１ 駆動トランジスタ
３１０２ スイッチ
３１０３ スイッチ
３１０４ 容量素子
３１０５ 容量素子
３１０７ スイッチ
３１１１ ソース信号線
３１１２ 配線
３１１３ ゲート信号線
３１１４ ゲート信号線
３１１５ ゲート信号線
３１１６ 電源線
３２０３ スイッチ
３３０１ 駆動トランジスタ
３３０２ 選択用スイッチ
３３０４ スイッチ
３３０５ 容量素子
３３０６ スイッチ
３３３０ ソース信号線
３３３３ ゲート信号線
３３３４ ゲート信号線
３３３５ ゲート信号線
３４０１ トランジスタ
３４２１ トランジスタ

Claims (9)

1. 複数の画素がマトリクス状に配置され、ソースドライバとゲートドライバとを有する表示装置であって、
   第１及び第２の表示モードの少なくとも２つの表示モードを有し、前記第１の表示モードにおいて、前記ソースドライバにアナログ信号が供給され、前記第２の表示モードにおいて、前記ソースドライバにデジタル信号が供給されることを特徴とする表示装置。
2. 複数の画素がマトリクス状に配置され、ソースドライバとゲートドライバとを有する表示装置であって、
   第１及び第２の表示モードの少なくとも２つの表示モードを有し、前記第１の表示モードにおいて、前記ソースドライバにアナログ信号が供給され、前記ソースドライバから前記画素にアナログ信号が供給され、前記第２の表示モードにおいて、前記ソースドライバにデジタル信号が供給され、前記ソースドライバから前記画素にデジタル信号が供給されることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   少なくとも前記第２つの表示モードはコントローラによって制御されていることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記表示装置は表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、
   前記ソースドライバに供給されるアナログ信号及びデジタル信号は前記表示モード別のビデオ信号生成回路から出力されることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記表示装置は、２値化回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、
   前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、アナログ信号であり、
   前記ビデオ信号のうち第２の表示モードに使用される信号が前記２値化回路を用いてデジタル信号に変換されることを特徴とする表示装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記表示装置は、多値化回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、
   前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、アナログ信号であり、
   前記ビデオ信号のうち第２の表示モードに使用される信号が前記多値化回路を用いてデジタル信号に変換されることを特徴とする表示装置。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
   前記表示装置はデジタルアナログ変換回路を含む表示モード別のビデオ信号生成回路を有し、
   前記表示モード別のビデオ信号生成回路に入力されるビデオ信号は、デジタル信号であり、
   前記ビデオ信号のうち第１の表示モードに使用される信号がデジタルアナログ変換回路を用いてアナログ信号に変換されることを特徴とする表示装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、
   前記表示装置は発光素子を有することを特徴とする表示装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項の表示装置を搭載した電子機器。

Images