JP4400401B2 - 電気光学装置とその駆動方法及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、データ線駆動回路、電気光学装置、そのデータ線駆動方法及び電子機器に関する。

液晶表示装置に替わる電気光学装置として、有機発光ダイオード素子（以下、ＯＬＥＤ素子と称する。）を備えた装置が注目されている。ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）素子は、電気的にはダイオードのように動作し、光学的には、順バイアス時に発光して順バイアス電流の増加にともなって発光輝度が増加する。ＯＬＥＤ素子を備えた電気光学装置は、ＯＬＥＤ素子をマトリクス状に配列して画素領域を形成し、この画素領域に各種の画像を表示している（例えば、特許文献１参照）。

ところで、液晶表示装置においては、外光輝度に応じてバックライト輝度を制御するものがある。このような液晶表示装置では、外光輝度が明るい場合は、バックライト輝度を基準輝度まで上げ、外光輝度が暗い場合は、バックライト輝度を下げることにより、使用する場所の外光輝度に応じてバックライト輝度を最適にし、暗い部屋等で最大輝度の状態で使用することを防止している（例えば、特許文献２参照）。
特開平２００４−１９１７５２号公報 特開平６−２７４４０号公報

しかしながら、ＯＬＥＤ素子を備える電気光学装置においては、ＯＬＥＤ素子自体が発光するため、バックライトを備えておらず、輝度を簡単に変化させることが困難である、といった問題がある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、輝度を簡単に変化させることのできるデータ線駆動回路を提供するとともに、これを用いた電気光学装置、その駆動方法及び電子機器を提供することを解決課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るデータ線駆動回路は、データ線と接続されるデータ線駆動回路であって、制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えるビットシフト手段と、前記ビットシフト手段の出力デジタルデータをＤＡ変換手段に供給する供給手段とを備え、前記ＤＡ変換手段は、前記供給手段の出力デジタルデータをＤＡ変換して得た階調信号を前記データ線に供給する、ことを特徴とする。
この発明によれば、制御信号にしたがって、入力デジタルデータがそのまま出力されるか、下位側にビットシフトされて出力されるかが切り替えられる。入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合、この入力デジタルデータによって規定される画素の輝度が低くなるため、輝度を簡単に変化させることができる。
なお、上述した供給手段は、前記ビットシフト手段と前記ＤＡ変換手段との間に設けられ、前記ビットシフト手段から前記ＤＡ変換手段に前記出力デジタルデータを伝送するための電気配線を含む概念である。

また、上述したデータ線駆動回路において、前記ビットシフト手段と前記供給手段との間に設けられ、前記ビットシフト手段の出力デジタルデータに対して、階調数を擬似的に増加させる擬似中間調処理を施す擬似中間調処理手段を更に備える態様が望ましい。
この望ましい態様によれば、入力デジタルデータのビットシフトにより、階調数が減っても、その階調数の減少が擬似中間調処理により補われるため、表示画質の劣化を抑えることができる。

前記擬似中間調処理手段としては、前記入力デジタルデータに対してディザ法にしたがって擬似中間調処理を施すものや、前記入力デジタルデータに対して誤差拡散法にしたがって擬似中間調処理を施すものを用いることができる。これらの擬似中間調処理を用いることで、階調数を擬似的に簡単に増加させることができ、高品位な表示画像を得ることができる。

また、上述したデータ線駆動回路において、前記データ線は、複数の配線から構成され、前記ＤＡ変換手段は、前記複数の配線の各々に対応した複数のＤＡ変換回路を備え、前記供給手段は、供給されるデジタルデータを前記複数のＤＡ変換回路の各々に対応する複数の変換データに変換して前記ＤＡ変換手段に出力する、態様が望ましい。
この望ましい態様によれば、ビットシフト手段によって、入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合、データ線を構成する複数の配線の各々に、画素の輝度を低下させる階調信号が供給されることとなるため、複数の画素の輝度を低下させることができる。また、ビットシフト手段が出力する出力デジタルデータ、或いは、擬似中間調処理が施された出力デジタルデータを供給手段に供給し、供給手段が、供給されたデジタルデータを変換し前記複数のＤＡ変換回路の各々に供給するため、各ＤＡ変換回路ごとに対応してビットシフト手段を設ける必要がなく、１つのビットシフト手段を設けるだけで良いため、回路構成が簡単なものとなり、更に、消費電流を削減することができる。

次に、本発明に係る電気光学装置は、上述したデータ線駆動回路と、前記ビットシフト手段に対して、前記制御信号を供給する制御手段と、を備える。
この発明によれば、制御手段がビットシフト手段に対して制御信号を供給して、入力デジタルデータを下位側にビットシフトして出力するように切り替えさせることで、この入力デジタルデータによって規定される画素の輝度を低くし、輝度を簡単に変化させることができる。
ここで、上述の電気光学装置が、外光輝度を検知して前記制御手段に出力する外光輝度検知手段を更に備え、前記制御手段が、外光輝度の検知結果に基づいて制御信号をビットシフト手段に供給する態様としても良い。この態様によれば、外来輝度に応じた輝度調整が可能となる。特に、外来輝度が暗い場合に、制御手段が、入力デジタルデータをビットシフトさせることで、周囲が暗い場合に、輝度を低下させることができる。

また、上述した電気光学装置において、前記画素は、ＲＧＢの色を各々表示する３つの画素回路を有し、前記入力デジタルデータは、Ｒ色の階調を指示するデータ、Ｇ色の階調を指示するデータ、およびＢ色の階調を指示するデータからなる、態様が望ましい。
この望ましい態様によれば、ビットシフト手段により、入力デジタルデータがビットシフトされた場合には、Ｒ色の階調を指示するデータ、Ｇ色の階調を指示するデータ、およびＢ色の階調を指示するデータの各々がビットシフトされるから、カラーバランスを維持しつつ、すなわち、ホワイトバランスを崩すことなく、輝度を低下させることができる。

次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えるものである。この電子機器としては、例えば、上述した電気光学装置を表示部に備えるパーソナルコンピュータ、携帯電話機、個人情報端末、電子スチルカメラ等があり、また、上述した電気光学装置を書き込みヘッドに備える光書き込み型のプリンタや電子複写機等もある。

次に、本発明に係る電気光学装置のデータ線駆動方法は、データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線の交差に対応して設けられ、前記データ線から供給される電流によって輝度が制御される電気光学素子を含む画素回路とを備えた電気光学装置のデータ線駆動方法であって、制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えて出力デジタルデータを生成し、前記出力デジタルデータをＤＡ変換して得た階調信号を前記データ線に供給する。
この発明によれば、制御信号にしたがって、入力デジタルデータがそのまま出力されるか、下位側にビットシフトされて出力されるかが切り替えられ、入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合、この入力デジタルデータによって規定される画素の輝度が低くなるため、輝度を簡単に変化させることができる。

また、上述した電気光学装置のデータ線駆動方法において、前記出力デジタルデータに対して、階調数を擬似的に増加させる擬似中間調処理を施した後にＤＡ変換する、態様が望ましい。この望ましい態様によれば、入力デジタルデータのビットシフトにより、階調数が減っても、その階調数の減少が擬似中間調処理により補われるため、表示画質の劣化を抑えることができる。

また、上述した電気光学装置のデータ線駆動方法において、前記データ線を複数の配線から構成し、前記出力デジタルデータをＤＡ変換する前に、前記複数の配線の各々に対応する複数の変換データに変換し、各々の変換データをＤＡ変換して得た複数の階調信号の各々を前記複数のデータ線の各々に供給する、態様が望ましい。
この望ましい態様によれば、入力デジタルデータを下位側にビットシフトした場合、データ線を構成する複数の配線の各々に、画素の輝度を低下させる階調信号が供給されることとなるため、複数の画素の輝度を低下させることができる。

なお、上述した電気光学装置は、電気光学素子の作用によって画像を表示する装置を意味する。電気光学素子とは、電気的な作用によって光学的な特性が変化する素子であり、例えば、液晶や有機発光ダイオード素子などを含む概念である。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気光学装置１の概略構成を示すブロック図である。電気光学装置１は、画素領域Ａ、走査線駆動回路１００、データ線駆動回路２００、制御回路３００及び電源回路５００を備える。このうち、画素領域Ａには、Ｘ方向と平行にｍ本の走査線１０１及びｍ本の発光制御線１０２が形成される。また、Ｘ方向と直交するＹ方向と平行にｎ本のデータ線１０３が形成される。そして、走査線１０１とデータ線１０３との各交差に対応して画素回路４００が各々設けられている。画素回路４００の各々はＲＧＢの３原色のいずれかの原色で発光するＯＬＥＤ素子を含む。そして、Ｒで発光する画素回路４００、Ｇで発光する画素回路４００、及び、Ｂで発光する画素回路４００の３つの画素回路４００により、画像に画素に対応する１つの画素単位Ｐ（以下、単に画素Ｐと称する）が形成され、この画素Ｐがデータ線１０３の延びる方向に配列される。これら画素回路４００の各々には、電源電圧Ｖｄｄが電源線Ｌを介して供給される。

走査線駆動回路１００は、複数の走査線１０１を順次選択するための走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍを生成すると共に発光制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍを生成する。走査信号Ｙ１〜Ｙｍ及び発光制御信号Ｖｇ１〜ＶｇｍはＹ転送開始パルスＤＹをＹクロック信号ＹＣＬＫに同期して順次転送することにより生成される。発光制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍは、各発光制御線１０２を介して各画素回路４００に各々供給される。図２に走査信号Ｙ１〜Ｙｍと発光制御信号Ｖｇ１〜Ｖｇｍのタイミングチャートの一例を示す。走査信号Ｙ１は、１垂直走査期間（１Ｆ）の最初のタイミングから、１水平走査期間（１Ｈ）に相当する幅のパルスであって、１行目の走査線１０１に供給される。以降、このパルスが順次シフトされて、２、３、…、ｍ行目の走査線１０１の各々に走査信号Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍとして供給される。一般的にｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍを満たす整数）行目の走査線１０１に供給される走査信号ＹｉがＨレベルになると、当該走査線１０１が選択されたことを示す。また、発光制御信号Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、…、Ｖｇｍとしては、例えば、走査信号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、…、Ｙｍの論理レベルを反転した信号が用いられる。

データ線駆動回路２００は、出力階調データＤｏｕｔに基づいて、選択された走査線１０１に位置する画素回路４００の各々に対し階調信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…、Ｘｎを供給する。この例において、階調信号Ｘ１〜Ｘｎは階調輝度を指示する電流信号として与えられる。

制御回路３００は、Ｙクロック信号ＹＣＬＫ、Ｘクロック信号ＸＣＬＫ、水平走査周期信号ＬＡＴ、Ｙ転送開始パルスＤＹ等の各種の制御信号を生成してこれらを走査線駆動回路１００及びデータ線駆動回路２００へ出力する。これらの信号のうち、水平走査周期信号ＬＡＴは、１水平走査期間（１Ｈ）を示すものであり、データ線駆動回路２００に出力される。また、制御回路３００は、外部から供給される入力階調データＤｉｎに対してガンマ補正等の画像処理を施して出力階調データＤｏｕｔを生成する。

次に、画素回路４００について説明する。図３に、画素回路４００の回路図を示す。同図に示す画素回路４００は、ｉ行目に対応するものであり、電源電圧Ｖｄｄが供給される。画素回路４００は、４個のＴＦＴ４０１〜４０４と、容量素子４１０と、ＯＬＥＤ素子４２０とを備える。ＴＦＴ４０１〜４０４の製造プロセスでは、レーザーアニールショットを利用してガラス基板の上にポリシリコン層が形成される。また、ＯＬＥＤ素子４２０は、陽極と陰極との間に発光層が挟持されている。そして、ＯＬＥＤ素子４２０は、順方向電流に応じた輝度で発光する。発光層には、発光色に応じた有機ＥＬ（Electronic Luminescence）材料が用いられる。発光層の製造プロセスでは、インクジェット方式のヘッドから有機ＥＬ材料を液滴として吐出し、これを乾燥させている。

駆動トランジスタであるＴＦＴ４０１はｐチャネル型、スイッチングトランジスタであるＴＦＴ４０２〜４０４はｎチャネル型である。ＴＦＴ４０１のソース電極は電源線Ｌに接続される一方、そのドレイン電極はＴＦＴ４０３のドレイン電極、ＴＦＴ４０４のドレイン電極及びＴＦＴ４０２のソース電極にそれぞれ接続される。

容量素子４１０の一端はＴＦＴ４０１のソース電極に接続される一方、その他端は、ＴＦＴ４０１のゲート電極及びＴＦＴ４０２のドレイン電極にそれぞれ接続される。ＴＦＴ４０３のゲート電極は走査線１０１に接続され、そのソース電極は、データ線１０３に接続される。また、ＴＦＴ４０２のゲート電極は走査線１０１に接続される。一方、ＴＦＴ４０４のゲート電極は発光制御線１０２に接続され、そのソース電極はＯＬＥＤ素子４２０の陽極に接続される。ＴＦＴ４０４のゲート電極には、発光制御線１０２を介して発光制御信号Ｖｇｉが供給される。なお、ＯＬＥＤ素子４２０の陰極は、画素回路４００のすべてにわたって共通の電極であり、電源における低位（基準）電位となっている。

このような構成において、走査信号ＹｉがＨレベルになると、ｎチャネル型ＴＦＴ４０２がオン状態となるので、ＴＦＴ４０１は、ゲート電極とドレイン電極とが互いに接続されたダイオードとして機能する。走査信号ＹｉがＨレベルになると、ｎチャネル型ＴＦＴ４０３も、ＴＦＴ４０２と同様にオン状態となる。この結果、データ線駆動回路２００の電流Ｉdataが、電源線Ｌ→ＴＦＴ４０１→ＴＦＴ４０３→データ線１０３という経路で流れるとともに、そのときに、ＴＦＴ４０１のゲート電極の電位に応じた電荷が容量素子４１０に蓄積される。

走査信号ＹｉがＬレベルになると、ＴＦＴ４０３、４０２はともにオフ状態となる。このとき、ＴＦＴ４０１のゲート電極における入力インピーダンスは極めて高いので、容量素子４１０における電荷の蓄積状態は変化しない。ＴＦＴ４０１のゲート・ソース間電圧は、電流Ｉdataが流れたときの電圧に保持される。また、走査信号ＹｉがＬレベルになると、発光制御信号ＶｇｉがＨレベルとなる。このため、ＴＦＴ４０４がオンし、ＴＦＴ４０１のソース・ドレイン間には、そのゲート電圧に応じた注入電流Ｉoledが流れる。詳細には、この電流は、電源線Ｌ→ＴＦＴ４０１→ＴＦＴ４０４→ＯＬＥＤ素子４２０という経路で流れる。

ここで、ＯＬＥＤ素子４２０に流れる注入電流Ｉoledは、ＴＦＴ４０１のゲート・ソース間電圧で定まるが、その電圧は、Ｈレベルの走査信号Ｙｉによって電流Ｉdataがデータ線１０３に流れたときに、容量素子４１０によって保持された電圧である。このため、発光制御信号ＶｇｉがＨレベルになったときに、ＯＬＥＤ素子４２０に流れる注入電流Ｉoledは、直前に流れた電流Ｉdataに略一致する。このように画素回路４００は、電流Ｉdataによって発光輝度を規定することから、電流プログラム方式の回路である。なお、画素回路４００を電圧プログラム型やＰＷＭ（Pulse Width Modulation）型などの構成とすることも可能である。

図４は、データ線駆動回路２００の詳細な構成を示すブロック図である。データ線駆動回路２００は、ビットシフト回路２１０と、シフトレジスタ２２０と、ラッチ回路２３０と、ＤＡ変換ユニット２４０を備える。ビットシフト回路２１０は、デジタル信号形式の出力階調データＤｏｕｔをシフトレジスタ２２０に出力する。また、ビットシフト回路２１０は、制御回路３００からシフト指示信号ＳＣＴＬが入力された場合、出力階調データＤｏｕｔを下位ビット側にビットシフトし、シフトレジスタ２２０に出力する。

詳述すると、出力階調データＤｏｕｔは、図５に示されるように、階調データｄが、１本の走査線１０１に接続された画素回路４００の数（すなわちデータ線１０３の数と同じｎ個）だけ、シリアル形式に連続したデジタルデータである。各階調データｄは、パラレル形式の６個のビットｂ０〜ｂ５を有するデジタルデータであり、これらのビットｂ０〜ｂ５により画素回路４００の発光輝度を規定する。ビットシフト回路２１０は、出力階調データＤｏｕｔをビットシフトする場合、図６に示されるように、６ビットの階調データｄを下位ビット側に向けて１ビットだけシフトし最下位ビットＬを破棄すると共に、空きとなった最上位ビットＭのビット値を「０」（Ｌレベル）に固定する。この結果、階調データｄのデジタル値が当初の１／２の値となる。ビットシフト回路２１０は、この動作を出力階調データＤｏｕｔに含まれる全ての階調データｄに対して繰り返し実行し、出力階調データＤｏｕｔをビットシフトする。したがって、ビットシフト回路２１０が出力階調データＤｏｕｔをビットシフトした場合、出力階調データＤｏｕｔに含まれる全ての階調データｄのデジタル値が当初の１／２の値となる。

シフトレジスタ２２０は、ｎ本のデータ線１０３に各々対応して設けられたｎ個の単位シフト回路Ｕａ１〜Ｕａｎを備える。シフトレジスタ２２０は、出力階調データＤｏｕｔをＸクロック信号ＸＣＬＫに同期してｎ個の単位シフト回路Ｕａ１〜Ｕａｎの間で順次転送し、点順次のデータ信号を各々生成する。ラッチ回路２３０は、ｎ個の単位シフト回路Ｕａ１〜Ｕａｎに各々対応して設けられたｎ個の単位回路Ｕｂ１〜Ｕｂｎを備える。ラッチ回路２３０は、点順次のデータ信号を水平走査同期信号と同期したラッチ信号ＬＡＴでラッチして、線順次の階調データｄ１〜ｄｎに変換する。これらの階調データｄ１〜ｄｎはＤＡ変換ユニット２４０に供給される。

ＤＡ変換ユニット２４０は、ｎ個のＤＡ変換回路Ｕｃ１〜Ｕｃｎを備える。ｎ個のＤＡ変換回路Ｕｃ１〜Ｕｃｎは、ｎ本のデータ線１０３に各々対応して設けられ、階調データｄ１、ｄ２、…、ｄｎをデジタル信号からアナログ信号に変換し、階調信号Ｘ１〜Ｘｎとして各データ線１０３に出力する。詳細には、図７（Ａ）に示されるように、ＤＡ変換回路Ｕｃは、階調データｄのビットｂ０〜ｂ５に各々対応して設けられた６個の入力端子Ｔ０〜Ｔ５を有する。すなわち、入力端子Ｔ０には階調データｄのうち最下位のビットｂ０が入力され、入力端子Ｔ５には最上位のビットｂ５が入力される。

図８にＤＡ変換回路Ｕｃｊの回路図を示す。但し、ｊは１≦ｊ≦ｎを満たす自然数である。同図に示されるように、ＤＡ変換回路Ｕｃｊは、階調データｄｊの各ビットに対応する合計６個のトランジスタ４１と、各トランジスタ４１のドレイン電極に接続されたスイッチ４３とを有する。各トランジスタ４１のソース電極は接地される。また、総てのトランジスタ４１のゲート電極には予め定められた一定の基準電圧Ｖrefが印加される。各トランジスタ４１の特性（特に閾値電圧）は、各々のゲート電極に共通の基準電圧Ｖrefが印加されたときに各トランジスタ４１に流れる電流Ａ0ないしＡ5の各々が、２のべき乗を重み値として重み付けされた大きさとなるように選定される。より具体的には、図８に示されるように、第１段目から第８段目までの各トランジスタ４１に流れる電流Ａ0ないしＡ7の比は、「Ａ0：Ａ1：Ａ2：Ａ3：Ａ4：Ａ5＝１：２：４：８：１６：３２」となる。すなわち、これらのトランジスタ４１は、各々が別個の重み値にて重み付けされた複数の電流（Ａ0ないしＡ7）を生成する電流源として機能する。

一方、各スイッチ４３のうちトランジスタ４１とは反対側の端部は、階調信号Ｘｊが出力される端子Ｔoに対して共通に接続される。各スイッチ４３は、階調データｄｊのうちそのスイッチ４３に対応するビットに応じて選択的に開閉される。例えば、第１段目のスイッチ４３は、階調データｄｊのうち最下位ビットが“１”であればオン状態となり、そのビットが“０”であればオフ状態となる。この構成のもと、合計６個のスイッチ４３のうち１以上のスイッチ４３が階調データｄｊに応じてオン状態になると、そのスイッチ４３に対応する１以上のトランジスタ４１に電流が流れ、これらの電流を加算した電流信号が階調信号Ｘｊとして出力端子Ｔoutに供給される。この階調信号Ｘｊがデータ線１０３の電流Ｉｄａｔａとして流れ、電流Ｉｄａｔａの電流値に応じた輝度で画素回路４００が発光する。すなわち、階調データｄｊのデジタル値に応じた輝度で画素回路４００が発光することになる。

ここで、ビットシフト回路２１０によって出力階調データＤｏｕｔがビットシフトされた場合、図７（Ｂ）に示されるように、制御回路３００から出力された当初の階調データｄのビットｂ０〜ｂ５のうち、ビットｂ１〜ｂ５の各々がＤＡ変換回路Ｕｃの端子Ｔ０〜Ｔ４に入力され、端子Ｔ５に入力されるビット値は「０」（Ｌレベル）となる。すなわち、ＤＡ変換回路Ｕｃに入力される出力階調データＤｏｕｔのデジタル値が、制御回路３００が出力した当初の値の１／２の値となるから、ＤＡ変換回路Ｕｃは、電流値が半減された階調信号Ｘを生成する。この階調信号Ｘがデータ線１０３を介して画素回路４００に供給されることで、制御回路３００からの階調データｄに規定された輝度の１／２の輝度で画素回路４００が発光することとなる。

このとき、ビットシフト回路２１０は、出力階調データＤｏｕｔに含まれる全ての階調データｄ１、ｄ２、…、ｄｎのデジタル値を１／２の値にするため、ｎ個のＤＡ変換回路Ｕｃ１〜Ｕｃｎの全てが、階調信号Ｘ１〜Ｘｎの電流値を半減する。したがって、１本の走査線１０１に接続されたｎ個の画素回路４００の全てが、制御回路３００から出力された当初の出力階調データＤｏｕｔによって規定された輝度の１／２の輝度で発光する。この結果、画素領域Ａ全体の輝度が一様に低下することになる。

このように、本実施形態のデータ線駆動回路２００は、デジタル信号である出力階調データＤｏｕｔをビットシフト回路２１０によりビットシフトして、階調データの各々のデジタル値を小さくした後に、ＤＡ変換ユニット２４０に入力する。これにより、ＤＡ変換ユニット２４０が生成する階調信号Ｘ１〜Ｘｎの電流値が一様に小さくなるため、出力階調データＤｏｕｔにて指示された発光輝度に対して、各画素回路４００の発光輝度を一様に低下させることができる。

また、出力階調データＤｏｕｔにて指示された発光輝度よりも各画素回路４００の発光輝度が一様に低下するため、本電気光学装置１のように、ＲＧＢごとに異なる特性の画素回路４００を有する場合であっても、画素領域Ａ全体のカラーバランスを保ちつつ発光輝度が低下するため、ホワイトバランスが崩れることがない。したがって、例えば、周囲が暗く外光輝度が暗い場合（詳細には所定閾値よりも小さい場合）に、制御回路３００がシフト指示信号ＳＣＴＬをデータ線駆動回路２００に出力すれば、ビットシフト回路２１０の出力階調データＤｏｕｔのビットシフトにより画素領域Ａ全体の輝度が一様に低下するため、画素領域Ａの外光輝度に応じた輝度調整を、ホワイトバランスを崩すことなく簡単に行うことができる。また、これにより、昼間などの周囲照度が明るいときには通常の輝度で画素回路４００を発光させ、夜間などの周囲照度が暗いときには低輝度で画素回路４００を発光させるといった使い分けも可能となる。

また、データ線駆動回路２００に出力階調データＤｏｕｔをビットシフトさせるビットシフト回路２１０を設けるだけで良いため、データ線駆動回路２００に大きな回路変更を加えずに、かつ、回路規模を大きく増加させずに、画素回路４００の輝度を低下させることができる。また、ビットシフト回路２１０により出力階調データＤｏｕｔの有効なビット数を減らしてＤＡ変換ユニット２４０に入力するため、画素領域Ａの動作テスト時には、出力階調データＤｏｕｔの所定ビット数（本実施の形態では６ビット）よりも少ないビット数のテスト信号をデータ線駆動回路２００に入力して動作テストを実行するようにすればテスト回路の接続ピン数を減らすことができる。

なお、本実施形態では、ビットシフト回路２１０が出力階調データＤｏｕｔを１ビットだけ下位ビット側にビットシフトする構成について説明したが、２ビット以上を下位ビット側にビットシフトしても良い。ビットシフトするビット数を多くすることで、そのビット数の２乗に比例して画素回路４００の発光輝度、すなわち、画素領域Ａ全体の輝度を低下させることができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る電気光学装置は、ビットシフト回路２１０により出力階調データＤｏｕｔがビットシフトされて、階調数を規定する有効なビット数が減った場合に、階調数の減少を補うべく、この出力階調データＤｏｕｔに対して、階調数を擬似的に増加させるためのディザ処理を施して、シフトレジスタ２２０に供給する点で第１実施形態に係る電気光学装置と相違する。具体的には、第２実施形態の電気光学装置は、データ線駆動回路２００の詳細な構成が第１実施形態の電気光学装置と相違し、その他は第１実施形態の電気光学装置と同様に構成されている。

図９に第２実施形態のデータ線駆動回路２００のブロック図を示す。この図に示すように第２実施形態のデータ線駆動回路２００は、ビットシフト回路２１０とシフトレジスタ２２０との間に介挿されるディザ処理回路２１５を備える。ディザ処理回路２１５は、制御回路３００からディザ指示信号ＤＣＴＬが入力された場合に、ビットシフト回路２１０から入力された出力階調データＤｏｕｔに対してディザ法にしたがったディザ処理を施し、シフトレジスタ２２０に出力する。
ここで、ディザ処理とは、擬似階調によって階調数を増加させる擬似中間階調処理の一種であって、入力画素のレベルを画素ごとに異なる閾値と比較することで疑似的に中間調を表現するものをいい、入力画素と閾値が１対１に対応する。より具体的には、ディザマトリクスで規定される閾値と出力階調データＤｏｕｔを比較している。

制御回路３００は、シフト指示信号ＳＣＴＬをビットシフト回路２１０に出力する場合、ディザ処理回路２１５にもディザ指示信号ＤＣＴＬを出力する。すなわち、出力階調データＤｏｕｔがビットシフトされた場合、このビットシフトされた出力階調データＤｏｕｔに対して、常に、ディザ処理が施されることになる。
ディザ処理回路２１５は、ディザ処理において、出力階調データＤｏｕｔのビットシフトによる有効ビット数の減少に起因した階調数の減少を補うべく、ＲＧＢの三原色を発光表示する３つの画素回路４００からなる画素Ｐの発光表示色を、表現すべき中間階調色に応じて画素Ｐごとに変更する。

このように、本実施形態においては、ビットシフト回路２１０により出力階調データＤｏｕｔがビットシフトされて有効ビット数が減った場合、有効ビット数の減少による階調数の減少を補うべく、ディザ処理回路２１５により、出力階調データＤｏｕｔに対してディザ処理が施されて、シフトレジスタ２２０に供給される。これにより、出力階調データＤｏｕｔのビットシフトによって階調数が減少しても、ディザ処理によって擬似的に階調数が補われるため、階調数の減少を視認されにくくなり、表示品質を保つことができる。また、ディザ処理回路２１５は、ビットシフトされた出力階調データＤｏｕｔの有効ビット数だけを用いてディザ処理を行うため、画素領域Ａ全体の発光輝度が一様に低下した状態が保持され、ホワイトバランスを保ちつつ階調数の減少を補うことができる。

なお、本実施形態では、出力階調データＤｏｕｔのビットシフトによる階調数の減少をディザ処理により補う構成としたが、このような処理としてはディザ処理に限らない。すなわち、この処理としては、階調数を擬似的に増加させる任意の擬似中間調処理を用いることができ、例えば誤差拡散処理を用いることもできる。誤差拡散処理とは、２直化時に生じた誤差（原稿濃度と２直化画像濃度との差）を周囲の画素に配分し、濃度を保存するものである。

＜３．変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。
（１）上述した第１及び第２実施形態において、電源回路５００に、画素回路４００の輝度が低下したときに、電源線Ｌを介して供給する電源電圧Ｖｄｄの電圧値を低下させる機能を持たせても良い。詳述すると、画素回路４００の輝度を低下した場合、画素回路４００に含まれるＯＬＥＤ素子４２０に流れる電流が小さくなるため、電源回路５００が供給する電源電圧Ｖｄｄの電圧値を通常の輝度で画素回路４００を発光させているときの電圧値（例えば２０ボルト）よりも下げることができる。そこで、例えば、制御回路３００がビットシフト回路２１０に対してシフト指示信号ＳＣＴＬを出力して画素回路４００の輝度を低下させるときに、電源回路５００にも電圧値を低下させる指示信号を出力する構成とする。そして、この指示信号を電源回路５００が受け取った場合に、電源回路５００は、電源電圧Ｖｄｄの電圧値を下げ、より低い電圧値（例えば１０Ｖ）にする。これにより、画素回路４００の輝度と共に、電源電圧Ｖｄｄの電圧値が低下するため、画素回路４００が低輝度で発光しているときの無駄な電力消費を抑え、消費電力を小さくすることができる。

（２）上述した第１及び第２実施形態において、制御回路３００に、画素回路４００における発光制御信号Ｖｇが“Ｈ”となる時間（以下、発光デューティと言う）を調節し、画素領域Ａ全体の輝度の微調整を行う機能を持たせても良い。詳述すると、出力階調データＤｏｕｔがＺビットだけビットシフトされた場合、画素回路４００の輝度は１／２^Ｚとなり、２のＺ乗分の１ずつ輝度が低下する。そこで、例えば、制御回路３００がＸクロック信号ＸＣＬＫのパルス幅を変えるなどして、画素回路４００の発光デューティを調整することで、画素回路４００の輝度が微調整され、１／３や１／６といったように、２のＺ乗分の１以外の輝度に変更可能となる。

（３）上述した第１及び第２実施形態に例示した画素回路４００に含まれるＯＬＥＤ素子としては、例えば、低分子、高分子或いはデンドリマー等の発光有機材料を用いたＯＬＥＤ素子を用いることができる。また、画素回路４００がＯＬＥＤ素子を含む構成に代えて、フィールドエミッション素子（ＦＥＤ）、表面伝導型エミッション素子（ＳＥＤ）、弾道電子放出素子（ＢＳＤ）、或いは、発光ダイオードなどの自発光素子を含む構成としても良い。

（４）上述した第１及び第２実施形態においては、ＯＬＥＤ素子を含む画素Ｐが配列された画素領域Ａを備える電気光学装置１を例示したが、各画素Ｐや画素領域Ａの構成は任意に変更される。例えば、液晶表示パネル、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）パネル、プラズマディスプレイパネルといった各種の表示パネルを画素領域Ａとして備えた表示装置にも本発明は適用される。したがって、本発明における画素Ｐは、画像データによって指定された階調を表示する単位となる要素であれば足り、その具体的な構成の如何は不問である。典型的には、電気的なエネルギーの付与によって透過率や輝度といった光学的な特性が変化する性質を備えた電気光学素子を備えた要素が画素Ｐとして採用される。

＜４．応用例＞
次に、上述した実施形態及び変形例に係る電気光学装置１を適用した電子機器について説明する。図１０に、電気光学装置１を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。この電気光学装置はＯＬＥＤ素子４２０を用いるので、視野角が広く見易い画面を表示できる。

図１１に、電気光学装置１を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１に表示される画面がスクロールされる。

図１２に、電気光学装置１を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１に表示される。

なお、電気光学装置１が適用される電子機器としては、図９〜１１に示すものの他、液晶テレビ等のフラットディスプレイ型の大画面テレビ、表示兼用照明装置、ゲーム機、電子ペーパー、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、カーステレオ、運転操作パネル、プリンタ、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、或いは、タッチパネルを備えた機器などの各種の機器が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置が適用可能である。
また、電気光学装置１は、各種の電子機器の表示部以外にも、例えば、光書き込み型のプリンタや電子複写機などの書き込みヘッドに適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 同装置における走査線駆動回路のタイミングチャートである。 同装置における画素回路の構成を示す回路図である。 同装置におけるデータ線駆動回路の構成を示すブロック図である。 同装置における出力階調データを模式に示す図である。 同出力階調データのビットシフトを示す図である。 同装置におけるＤＡ変換回路への階調データの入力を示す図であり、（Ａ）は通常の輝度で画素回路を発光させる場合を示し、（Ｂ）は低輝度で画素回路を発光させる場合を示す。 同装置におけるＤＡ変換回路の回路図である。 第２実施形態に係る電気光学装置に用いられるデータ線駆動回路のブロック図である。 同装置を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 同電気光学装置を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。 同電気光学装置を適用した携帯情報端末の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１…電気光学装置、２００…データ線駆動回路、２１０…ビットシフト回路、２１５…ディザ処理回路、２２０…シフトレジスタ、２３０…ラッチ回路、２４０…ＤＡ変換ユニット、３００…制御回路、４００…画素回路、Ｄｏｕｔ…出力階調データ、ｄ（ｄ１〜ｄｎ）…階調データ、Ａ…画素領域、Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）…階調信号。

Claims (12)

1. データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられ、前記データ線から供給される階調信号によって輝度が制御される電気光学素子を含む画素回路と、前記データ線に接続されたデータ線駆動回路とを備えた電気光学装置であって、
   前記画素回路は、前記電気光学素子を駆動する駆動トランジスタと、発光制御信号の供給により、前記電気光学素子の発光期間を制御する発光制御トランジスタと、を有し、
   前記データ線駆動回路は、
   制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えるビットシフト手段と、
   前記ビットシフト手段の出力デジタルデータをＤＡ変換手段に供給する供給手段と、を備え、
   前記ＤＡ変換手段は、前記供給手段の出力デジタルデータをＤＡ変換して得た前記階調信号を前記データ線に供給し、
   前記ビットシフト手段により、前記入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合は、前記発光制御信号を制御して前記電気光学素子の発光期間を調整する
   ことを特徴とする電気光学装置。
2. データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられ、前記データ線から供給される階調信号によって輝度が制御される電気光学素子を含む画素回路と、前記データ線に接続されたデータ線駆動回路と、前記画素回路へ電源電圧を供給する電源回路とを備えた電気光学装置であって、
   前記データ線駆動回路は、
   制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えるビットシフト手段と、
   前記ビットシフト手段の出力デジタルデータをＤＡ変換手段に供給する供給手段と、を備え、
   前記ＤＡ変換手段は、前記供給手段の出力デジタルデータをＤＡ変換して得た前記階調信号を前記データ線に供給し、
   前記ビットシフト手段により前記入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合は、前記入力デジタルデータをそのまま出力する場合よりも、前記電源電圧の電圧値を下げる
   ことを特徴とする電気光学装置。
3. 前記ビットシフト手段と前記供給手段との間に設けられ、前記ビットシフト手段の出力デジタルデータに対して、階調数を擬似的に増加させる擬似中間調処理を施す擬似中間調処理手段を更に備える
   請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記擬似中間調処理手段は、前記ビットシフト手段の出力デジタルデータに対してディザ法にしたがって擬似中間調処理を施す請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記擬似中間調処理手段は、前記ビットシフト手段の出力デジタルデータに対して誤差拡散法にしたがって擬似中間調処理を施す請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記データ線は、複数の配線から構成され、
   前記ＤＡ変換手段は、前記複数の配線の各々に対応した複数のＤＡ変換回路を備え、
   前記供給手段は、供給されるデジタルデータを前記複数のＤＡ変換回路の各々に対応する複数の変換データに変換して前記ＤＡ変換手段に出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の電気光学装置。
7. 前記画素は、ＲＧＢの色を各々表示する３つの画素回路を有し、
   前記入力デジタルデータは、Ｒ色の階調を指示するデータ、Ｇ色の階調を指示するデータ、およびＢ色の階調を指示するデータからなる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
9. データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられ、前記データ線から供給される階調信号によって輝度が制御される電気光学素子を含む画素回路とを備えた電気光学装置の駆動方法であって、
   制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えて出力デジタルデータを生成し、前記出力デジタルデータをＤＡ変換して得た前記階調信号を前記データ線に供給し、
   前記入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合は、前記電気光学素子の発光期間を調整する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
10. データ線と、走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられ、前記データ線から供給される階調信号によって輝度が制御される電気光学素子を含む画素回路と、前記画素回路へ電源電圧を供給する電源回路とを備えた電気光学装置の駆動方法であって、
    制御信号にしたがって、画素の輝度を規定する複数のビットからなる入力デジタルデータをそのまま出力するか、前記複数のビットを下位側にビットシフトして出力するかを切り替えて出力デジタルデータを生成し、前記出力デジタルデータをＤＡ変換して得た前記階調信号を前記データ線に供給し、
    前記入力デジタルデータが下位側にビットシフトされた場合は、前記入力デジタルデータをそのまま出力する場合よりも、前記電源電圧の電圧値を下げる
    ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
11. 前記出力デジタルデータに対して、階調数を擬似的に増加させる擬似中間調処理を施した後にＤＡ変換する、
    請求項９または１０に記載の電気光学装置の駆動方法。
12. 前記データ線を複数の配線から構成し、
    前記出力デジタルデータをＤＡ変換する前に、前記複数の配線の各々に対応する複数の変換データに変換し、各々の変換データをＤＡ変換して得た複数の階調信号の各々を前記複数のデータ線の各々に供給する、
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のうちいずれか１項に記載の電気光学装置の駆動方法。

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