專利名稱：顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有用于顯示文本、靜止圖像、移動圖像、以及相似圖像的顯示屏的顯示裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種在各種使用環(huán)境下都能提高顯示屏的清晰度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，一種所謂的自發(fā)光顯示裝置正在受到關(guān)注，它的每一個像素內(nèi)都形成有發(fā)光元件如發(fā)光二極管(LED)。作為一種應(yīng)用在所述自發(fā)光顯示裝置內(nèi)的發(fā)光元件，現(xiàn)在有有機(jī)發(fā)光二極管(也稱為OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)、有機(jī)EL元件、電致發(fā)光(EL)元件、或相似元件)，其正在受到關(guān)注并被用于EL顯示器中(如，有機(jī)EL顯示器)。因為發(fā)光元件如OLED是自發(fā)光型的，與液晶顯示器相比其優(yōu)點在于可以確保像素的高清晰度、不需要背光源、可以得到高響應(yīng)速度等?？梢酝ㄟ^在其中流動的電流值來控制發(fā)光元件的亮度。
控制所述顯示器的灰度級(亮度)的方法有數(shù)字灰度級方法和模擬灰度級方法。在數(shù)字灰度級方法中，通過以數(shù)字方式控制發(fā)光元件的開/關(guān)來表示灰度級。另一方面，作為模擬灰度級方法，存在以模擬方式控制發(fā)光元件的發(fā)光強(qiáng)度的方法或以模擬方式控制發(fā)光元件的發(fā)光時間的方法。
在數(shù)字灰度級方法中，發(fā)光元件只有兩種狀態(tài)可以被選擇，即發(fā)光狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)；因此，僅可以表示兩種灰度級。因而，數(shù)字灰度級方法經(jīng)常與其他方法一起使用來實現(xiàn)多灰度級顯示。作為實現(xiàn)多灰度級的方法，其經(jīng)常與時間灰度級方法結(jié)合使用(見專利文獻(xiàn)1和2)。
通過與時間灰度級方法結(jié)合的數(shù)字控制像素的發(fā)光狀態(tài)來表示灰度級的顯示器的例子有使用數(shù)字灰度級方法的有機(jī)EL顯示器、等離子顯示器等。
時間灰度級方法是一種通過控制發(fā)光周期的長度或發(fā)光操作的數(shù)量表示灰度級的方法。也就是說，將一幀分成多個子幀，并且為每個子幀被加權(quán)一定數(shù)量的發(fā)光操作，發(fā)光周期的長度等，從而為了表示每個灰度級，使在不同灰度級之間的總權(quán)重(發(fā)光操作的總和或發(fā)光周期的總和)不同。
迄今為止，上述顯示面板需要提供高圖像顯示質(zhì)量，并且具有自動或手動調(diào)節(jié)亮度或?qū)Ρ榷裙δ艿娘@示面板也已經(jīng)廣泛使用。例如，有這樣一種液晶顯示裝置其具有通過改變液晶的透射率來調(diào)節(jié)灰度級的清晰度的功能(見專利文獻(xiàn)3)。
日本特開平公開號No.2001-324958[專利文獻(xiàn)2]日本特開平公開號No.2001-343933[專利文獻(xiàn)3]日本特開平公開號No.2003-186455然而，雖然液晶面板在照明度為300-700lx的室內(nèi)環(huán)境中顯示出高清晰度，但其存在的問題是在照明度為1,000lx或更高的室外環(huán)境中僅能顯示出很低的清晰度。有一種稱之為反射型液晶面板的面板，其具有通過像素電極反射外部光的結(jié)構(gòu)；然而，其在室內(nèi)熒光燈環(huán)境內(nèi)圖像質(zhì)量較差；因此，其不能解決根本問題。也就是說，其不可能保證在從例如從黑暗環(huán)境或室內(nèi)(例如，熒光燈下)到室外(如，陽光下)范圍內(nèi)的多種環(huán)境中的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前面所述的，本發(fā)明的一個目的是提供一種顯示裝置，該顯示裝置無論在黑暗環(huán)境還是在強(qiáng)烈外部光環(huán)境中都可以辨認(rèn)其顯示。
本發(fā)明的一個特征是提供一種顯示裝置，該顯示裝置包括排列有多個像素的矩陣結(jié)構(gòu)。該顯示裝置進(jìn)一步包括源極驅(qū)動器，柵極驅(qū)動器，和至少兩種顯示模式。顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)以下述方式切換，即在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器內(nèi)，而在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器內(nèi)。
本發(fā)明的一個特征是提供一種包含排列有多個像素的矩陣結(jié)構(gòu)的顯示裝置。該顯示裝置進(jìn)一步包括源極驅(qū)動器，柵極驅(qū)動器，和至少兩種顯示模式。顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)以下述方式切換，即在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到其像素內(nèi)，而在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到其像素內(nèi)。
本發(fā)明的一個特征是提供一種顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置包括排列有多個像素的矩陣結(jié)構(gòu)，源極驅(qū)動器，和柵極驅(qū)動器，其中該驅(qū)動方法包括以下步驟，根據(jù)外部光強(qiáng)在第一顯示模式和第二顯示模式之間切換。在第一顯示模式中，將模擬信號提供到源極驅(qū)動器，而在第二顯示模式中，將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器。
本發(fā)明的一個特征是提供一種顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置包括排列有多個像素的矩陣結(jié)構(gòu)，源極驅(qū)動器，和柵極驅(qū)動器，其中該驅(qū)動方法包括以下步驟，根據(jù)外部光強(qiáng)在第一顯示模式和第二顯示模式之間切換。在第一顯示模式中，將模擬信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到其像素內(nèi)，而在第二顯示模式中，將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到其像素內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)注意，各種晶體管都可以用作本發(fā)明的晶體管。因此，應(yīng)用在本發(fā)明的晶體管不限于特定類型。因而，本發(fā)明可以采用使用以非晶硅或多晶硅為代表的非單晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)，利用半導(dǎo)體基板或SOI基板形成的MOS晶體管，結(jié)型晶體管，雙極晶體管，利用化合物半導(dǎo)體諸如ZnO或者InGaZnO形成的晶體管，利用有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管形成的晶體管，或其他晶體管。在使用非單晶半導(dǎo)體膜的情況下，其可以包含氫或鹵素。此外，有晶體管形成在其上的基板也不限于特定類型，可以使用各種類型的基板。因此晶體管可以形成在單晶基板，SOI基板，玻璃基板，塑料基板，紙基板，玻璃紙基板，石英基板等上。作為選擇，在基板上形成了晶體管后，可以將晶體管轉(zhuǎn)移到其他基板上。
還應(yīng)當(dāng)注意，晶體管的結(jié)構(gòu)也不限于特定類型并且可以使用各種結(jié)構(gòu)。例如，可以使用具有兩個或多個柵極的多柵極結(jié)構(gòu)。通過使用多柵極結(jié)構(gòu)，可以降低關(guān)斷電流并提高耐電壓以提高晶體管的可靠性，并且即使晶體管工作在飽和區(qū)域時漏-源電壓隨時間波動時，也可以得到平坦的特性而不導(dǎo)致漏-源電流波動。此外，也可以使用下述結(jié)構(gòu)，即柵電極形成為中間夾有溝道。通過使用形成中間夾有溝道的柵電極的這種結(jié)構(gòu)，可以增大溝道區(qū)域的面積以增加在其內(nèi)流動的電流值，并且可以很容易地形成耗盡層以增大S值。此外，也可以使用下述結(jié)構(gòu)中的任何一種柵電極形成在溝道上面；柵電極形成在溝道下面；交錯結(jié)構(gòu)；反相交錯結(jié)構(gòu)；其中溝道區(qū)域分為多個區(qū)域并且并聯(lián)的結(jié)構(gòu)；或其中溝道區(qū)域分為多個區(qū)域并且串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。此外，溝道(或其一部分)可以與源電極或漏電極交迭。通過形成溝道(或其一部分)與源電極或漏電極交迭的結(jié)構(gòu)，可以防止不穩(wěn)定的操作，這另外也會在電荷在溝道的一部分重聚集的情況中發(fā)生。此外，可以提供LDD區(qū)域。通過提供LDD區(qū)域，可以降低關(guān)斷電流并且提高耐電壓以提高晶體管的可靠性，并且即使晶體管工作在飽和區(qū)域時漏-源電壓隨時間波動，也可以得到平坦的特性而不導(dǎo)致漏-源電流波動。
在本發(fā)明中，連接的意思是電連接和直接連接。因此，在本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)中，可以將電連接的其他元件(如開關(guān)，晶體管，電容器，電感器，電阻器，或二極管)插入在兩個具有預(yù)定連接關(guān)系的元件之間。作為選擇，本發(fā)明的元件可以互相直接連接而在其間不插入其他元件。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)元件直接連接而沒有在其間插入能電連接的其他元件時，除了電連接之外，連接的元件將描述為“直接連接”。同樣，當(dāng)元件描述為“直接連接”時，將有兩種情況即元件電連接和直接連接。
在本發(fā)明中，像素的意思是一種其亮度可以被控制的元件。例如，像素是一種彩色元件，并且在這種情況下，利用一種彩色元件表示亮度。因而，在具有R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))彩色元件的彩色顯示裝置中，圖像中最小的單元由三個像素即R像素、G像素和B像素構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)注意彩色元件不限于三種顏色，其也可以由三種以上顏色組成。例如，其中有RGBW(W是白色)，或RGB加黃色，青色，和/或品紅色。作為另外一個例子，其中有使用多個區(qū)域控制一種彩色元件的亮度的情況。在這種情況下，一個區(qū)域?qū)?yīng)一個像素。例如，在執(zhí)行區(qū)域灰度級顯示的情況下，一個彩色元件具有多個用于控制亮度的區(qū)域，從而所有區(qū)域都可以用作表示灰度級。在這種情況下，一個控制亮度的區(qū)域?qū)?yīng)一個像素。因此，在上述情況下，一個彩色元件由多個像素構(gòu)成。此外，也有這樣的情況，即用于顯示灰度級的區(qū)域在像素之間具有不同的大小。此外，通過提供稍微不同的信號到多個區(qū)域用于控制一個彩色元件的亮度，也就是，形成一個彩色元件的多個像素的亮度，可以加寬視角。
應(yīng)當(dāng)注意在本發(fā)明中，像素可以形成為(排列為)矩陣。在此，當(dāng)描述為像素形成為(排列為)矩陣，有這樣一種情況，即像素形成為垂直條形和橫向條形的柵格結(jié)構(gòu)從而使每個彩色元件的點都排列為條形。在利用三種彩色元件(如RGB)實現(xiàn)全彩色顯示的情況下，可以有這樣一種情況即三種彩色元件的點排列為三角形。此外，還有這樣一種情況即彩色元件形成為拜耳(Bayer)結(jié)構(gòu)。每個彩色元件的各個點之間的發(fā)光區(qū)域的面積可以不同。
應(yīng)當(dāng)注意，晶體管是一種具有至少三個端子即柵極，漏極和源極的元件。柵極的意思是柵電極和柵極配線(也稱為柵極線或柵極信號線)的一部分或全部。柵電極的意思是一種導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜與形成溝道區(qū)域或LDD(輕摻雜漏極)區(qū)域的半導(dǎo)體交迭并在其間插入有柵極絕緣膜。柵極配線的意思是連接不同像素的柵電極的線，或連接?xùn)烹姌O與其他配線的線。
應(yīng)當(dāng)注意，柵極配線包括既起到柵電極功能又起到柵極配線功能的部分。該區(qū)域既可以稱之為柵電極也可以稱之為柵極配線。也就是，存在其中不能清楚地區(qū)分柵電極和柵極配線的區(qū)域。例如，在溝道區(qū)域與延伸的柵極配線交迭的情況下，柵極配線的交迭區(qū)域既起到柵極配線的功能又起到柵電極的功能。因此，該區(qū)域既可以稱之為柵電極也可以稱之為柵極配線。
此外，使用與柵電極相同材料并連接到柵電極的區(qū)域也可以稱之為柵電極。相似地，使用與柵極配線相同材料并連接到柵極配線的區(qū)域也可以稱之為柵極配線。嚴(yán)格來講，上述區(qū)域可以不與溝道區(qū)域交迭或可以不具有連接到其他柵電極的功能。然而，有這樣一種情況，即為了提供足夠的制造余量，上述區(qū)域使用與柵電極或柵極配線相同的材料形成，并連接到柵電極或柵極配線。因此，上述區(qū)域既可以稱之為柵電極也可以稱之為柵極配線。
此外，在多柵極晶體管的情況下，例如，通過使用與柵電極相同材料形成的導(dǎo)電膜將晶體管的柵電極連接到另一晶體管的柵電極。因為該區(qū)域是用于將柵電極連接到另一柵電極的區(qū)域，可以將其稱之為柵極配線，同時因為多柵極晶體管可以被看作一個晶體管，也可以將其稱之為柵電極。也就是，只要利用與柵電極或柵極配線相同材料形成并連接到其上的區(qū)域都可以稱之為柵電極或柵極配線。此外，例如也可以將連接?xùn)烹姌O到柵極配線的導(dǎo)電膜的一部分稱之為柵電極或柵極配線。
應(yīng)當(dāng)注意，柵極端的意思是柵電極區(qū)域或電連接到柵電極的部分區(qū)域。
應(yīng)當(dāng)注意，源極的意思是源極區(qū)域，源電極，和源極配線(也稱之為源極線，源極信號線等)的一部分或全部。源極區(qū)域是包含大量p-型雜質(zhì)(如硼或鎵)或n-型雜質(zhì)(如磷或砷)的半導(dǎo)體區(qū)域。因此，其不包括包含少量p-型雜質(zhì)或n-型雜質(zhì)的區(qū)域，其是所謂的LDD(輕摻雜漏極)區(qū)域。源電極是由與源極區(qū)域不同材料形成并電連接到源極區(qū)域的導(dǎo)電層。應(yīng)當(dāng)注意有這樣一種情況即源電極和源極區(qū)域統(tǒng)稱之為源電極。源極配線是連接不同像素的源電極的配線，或連接源電極和其他配線的線。
應(yīng)當(dāng)注意，源極配線包括起到源電極和源極配線功能的部分。該區(qū)域既可以稱之為源電極又可以稱之為源極配線。也就是，其中存在不能清楚地區(qū)分源電極和源極配線的區(qū)域。例如，在其中源極區(qū)域與延伸的源極配線交迭的情況下，源極配線的交迭區(qū)域即起到源極配線的功能又起到源電極的功能。因此，既可以將該區(qū)域稱之為源電極又可以將其稱之為源極配線。
此外，使用與源電極相同的材料形成并連接到源電極的區(qū)域也可以稱之為源電極。與源極區(qū)域交迭的源極配線的一部分也可以稱之為源電極。相似地，使用與源極配線相同的材料形成并連接到源極配線的區(qū)域也可以稱之為源極配線。嚴(yán)格來講，上述區(qū)域可以不具有連接到其他源電極的功能。然而，有這樣一種情況，即為了提供足夠的制造余量，上述區(qū)域使用與源電極或源極配線相同的材料形成，并連接到源電極或源極配線。因此，上述區(qū)域既可以稱之為源電極也可以稱之為源極配線。
此外，例如也可以將連接源電極到源極配線的導(dǎo)電膜的一部分稱之為源電極或源極配線。
應(yīng)當(dāng)注意，源極端的意思是源極區(qū)域的一部分，源電極，或電連接到源電極的部分區(qū)域。
還應(yīng)當(dāng)注意漏極與源極具有相似的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，當(dāng)描述為一個物體形成在另一個物體之上時，并不意味著必需是該物體與另一個物體直接接觸。在上述兩種物體沒有互相直接接觸的情況下，也可以有其他物體插入在它們之間。因此，當(dāng)描述為層B形成在層A上面時，其意思既可以是層B形成為直接與層A接觸，也可以是另外的層(如，層C或?qū)覦)形成為與層A直接接觸，然后層B形成為與層C或D直接接觸。此外，當(dāng)描述為一個物體形成在另一個物體上面或上方時，并不意味著必需是該物體與另一個物體直接接觸，也可以有其他層插入在它們之間。因此當(dāng)描述為層B形成在層A上面或上方時，其意思既可以是層B形成為直接與層A接觸，也可以是另外的層(如，層C或?qū)覦)形成為與層A直接接觸，然后層B形成為與層C或D直接接觸。相似地，當(dāng)描述為一個物體形成在另一個物體下面或下方時，其意思是該物體既可以與其他物體直接接觸也可以不直接接觸。
根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)外部光強(qiáng)控制將要顯示的圖像的灰度級數(shù)量可以得到良好清晰度的顯示裝置。也就是，可以得到在很寬的范圍內(nèi)如從黑暗地方或室內(nèi)(如熒光燈下)到室外(如陽光下)的多種環(huán)境中都可以顯示高清晰度的顯示裝置。


在附圖中，圖1圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖2圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖3圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖4A到4C圖示了本發(fā)明的顯示裝置的驅(qū)動方法；圖5圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖6A和6B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖7圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖8圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖9圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖10圖示了本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖11圖示了本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖12A和12B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖13A和13B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖14A到14D圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖15圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖16A和16B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖17圖示了本發(fā)明的顯示裝置的布局結(jié)構(gòu)；圖18圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖19圖示了使用本發(fā)明的電子設(shè)備；圖20A和20B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖21圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖22圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖23A到23H圖示了使用本發(fā)明的電子設(shè)備；圖24圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖25圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖26圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；
圖27圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖28圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖29圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖30圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖31圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖32圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖33圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖34圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖35A和35B圖示了本發(fā)明的顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖36圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖37圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖38圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造；圖39圖示了本發(fā)明的顯示裝置的構(gòu)造。
具體實施例方式
雖然將參考附圖以實施例方式全面描述本發(fā)明，可以理解對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說各種變化和修改是顯而易見的。因此，除非另有說明，上述變化和修改落入在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并包含在其中。
圖1示出了顯示裝置的示意圖。為了驅(qū)動像素陣列101設(shè)置了源極驅(qū)動器102和柵極驅(qū)動器103。源極驅(qū)動器102接收視頻信號。應(yīng)當(dāng)注意源極驅(qū)動器102和柵極驅(qū)動器103的數(shù)目可以是多于一個。
光學(xué)傳感器113檢測外部光(顯示裝置接收的外部光)，并且將其輸出提供到放大器114。放大器114將從光學(xué)傳感器113輸出的電信號放大，并且將放大的信號提供到控制器107。應(yīng)當(dāng)注意如果從光學(xué)傳感器113輸出的電信號足夠大，則不需要放大器114。
應(yīng)當(dāng)注意可以將源極驅(qū)動器的一部分或全部提供在具有像素陣列101的基板的外面，并且例如，其可以是構(gòu)成外部IC芯片。
還應(yīng)當(dāng)注意可以將放大器114和光學(xué)傳感器113與像素陣列101提供在同一基板上。在這種情況下，它們可以與像素陣列101形成在同一基板上。作為選擇，也可以通過COG(玻璃上芯片)焊接或者凸點焊接將放大器114和光學(xué)傳感器113連接到具有像素陣列101的基板上。
應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明的晶體管可以是任何類型的晶體管并且可以形成在上述的任何類型的基板上。因此，圖1中所示的所有電路都可以形成在玻璃基板，塑料基板，單晶基板，和SOI基板，或其他任何類型的基板上。作為選擇，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即圖1中所示電路的一部分形成在一個基板上，而電路的其它部分形成在另一個基板上。也就是，并不是圖1示出的全部電路都需要形成在公共基板上。例如，可以采用下述結(jié)構(gòu)，即通過使用多個TFT將像素陣列101和柵極驅(qū)動器103形成在玻璃基板上，而將源極驅(qū)動器102(或其一部分)形成在單晶基板上從而通過COG(玻璃上芯片)焊接將IC芯片連接到玻璃基板上。作為選擇，可以通過TAB(帶式自動焊接)或使用印刷電路將IC芯片連接到玻璃基板上。
相似地，本發(fā)明中的光學(xué)傳感器可以是任何類型的光學(xué)傳感器，并且可以形成在任何類型的基板上。作為光學(xué)傳感器的例子，它們可以是PIN結(jié)二極管，PN結(jié)二極管，肖特基二極管等。此外，可以利用任何材料形成光學(xué)傳感器。其可以利用非晶硅，多晶硅，單晶硅，SIO等形成。當(dāng)利用非晶硅或多晶硅形成光學(xué)傳感器時，可以將其形成在與像素陣列相同的基板上并且通過與像素陣列相同的制造過程形成，這樣可以節(jié)省成本。
因此，可以將光學(xué)傳感器和放大器形成在玻璃基板，塑料基板，單晶基板，SOI基板，或其他基板的任何一種上。作為選擇，可以采用如下結(jié)構(gòu)，即光學(xué)傳感器或放大器的一部分形成在一個基板上，而它的其它部分形成另一個基板上。也就是，并不是光學(xué)傳感器和放大器都需要形成在公共基板上。例如，可以采用下述結(jié)構(gòu)，通過使用多個TFT，圖1中所示的光學(xué)傳感器113，像素陣列101，和柵極驅(qū)動器103形成在玻璃基板上，而源極驅(qū)動器102(或其一部分)形成在單晶基板上從而通過COG(玻璃上芯片)焊接將IC芯片連接到玻璃基板上。作為選擇，可以通過TAB(帶式自動焊接)或使用印刷電路將IC芯片連接到玻璃基板上。
根據(jù)每一種顯示模式，在用于每一種顯示模式的視頻信號產(chǎn)生電路106內(nèi)(下文種簡稱為視頻信號產(chǎn)生電路106)產(chǎn)生輸入到源極驅(qū)動器102的視頻信號?？刂破?07控制視頻信號產(chǎn)生電路106。視頻信號產(chǎn)生電路106接收原始視頻信號。然后視頻信號產(chǎn)生電路106基于原始視頻信號產(chǎn)生對應(yīng)每一種顯示模式的視頻信號，輸出信號到源極驅(qū)動器102。
控制器107基于從光學(xué)傳感器113輸入的信號來控制視頻信號產(chǎn)生電路106。因而，通過利用來自于光學(xué)傳感器113的信號，也就是根據(jù)周圍亮度來控制提供到源極驅(qū)動器102的視頻信號的灰度級數(shù)量。為了控制灰度級的數(shù)量，可以根據(jù)周圍亮度逐漸改變灰度級的數(shù)量，或者其可以通過提供多種顯示模式而改變，從而一種顯示模式被切換到另一種顯示模式。
顯示模式可以大體分為模擬模式和數(shù)字模式。在模擬模式中，輸入到像素的視頻信號是模擬值。另一方面，在數(shù)字模式中，輸入到像素的視頻信號是數(shù)字值。
顯示模式也就是將要顯示的灰度級的數(shù)量可以根據(jù)光學(xué)傳感器113的輸出而改變。確切地講，當(dāng)顯示裝置從外部接收強(qiáng)光并且光學(xué)傳感器113的輸出超過特定值時，控制將要在屏幕上顯示的圖像的灰度級的總數(shù)量以使其減少。當(dāng)顯示裝置從外部接收強(qiáng)光時，相鄰灰度級之間的邊界變得模糊，因此將要在屏幕上顯示的圖像變得模糊。然而，如果灰度級的總數(shù)量根據(jù)顯示裝置接收的外部光而減少，則相鄰灰度級之間的邊界可以變得清楚，因此可以提高將要在顯示面板上顯示的圖像的清晰度。
在利用光學(xué)傳感器113的輸出控制將要在屏幕上顯示的圖像以具有總計兩種灰度級的情況下，黑色圖像通常被顯示在白色背景上；然而，可以反轉(zhuǎn)其顏色從而使白色圖像顯示在黑色背景上。因此，可以進(jìn)一步提高顯示屏幕的清晰度。此外，通過提高白色圖像的亮度，可以再一次提高屏幕的清晰度。背景圖像和主圖像的結(jié)合不限于前面所述的，各種顏色的任意組合都可以采用，只要可以保證清楚的對比度(清晰的亮/暗比率)即可。
通過放大器114將光學(xué)傳感器113的輸出傳送到控制107。控制器107檢測光學(xué)傳感器113的輸出是否大于或等于預(yù)定值。如果光學(xué)傳感器113的輸出小于預(yù)定值，則不改變將要輸出到顯示面板的視頻信號的灰度級的總數(shù)量。另一方面，如果光學(xué)傳感器113的輸出大于或等于預(yù)定值，則校正將要輸出到顯示面板的視頻信號的灰度級的總數(shù)量以使其變小。
如表1所示，室內(nèi)和室外的亮度根據(jù)發(fā)光的狀態(tài)，氣候條件如天氣，時間等而廣泛變化。例如，具有照明設(shè)備的室內(nèi)的照明度大約是800到1000lx，多云天氣下白天的照明度大約是32,000lx，而晴朗天氣下白天的照明度是100,000lx或更高。


表2示出了使用電致發(fā)光(EL面板)，透射型液晶面板(透射型LCD面板)，半透射型液晶面板(半透射型LCD面板)，以及反射型液晶面板(反射型LCD)的顯示面板之間的清晰度的比較結(jié)果。
表2

結(jié)果是，在亮度達(dá)到大約1,500lx(主要是，室內(nèi)或具有陽光的會堂)的環(huán)境中，除了反射型LCD面板之外的EL面板和LCD面板的顯示圖案(如，自然圖像或文本如字符和符號)都能得到高清晰度。同時，在照明度為10,000lx的情況下(在多云天氣中的白天)，可以看到低對比度部分如在EL面板和透射型LCD面板顯示的自然圖像中中間灰度級部分具有很低的清晰度。然而，也是在這種表情況下，EL面板具有比透射型LCD面板更高的清晰度。此外，在減少EL面板內(nèi)的灰度級(2到8灰度級)數(shù)量的情況下，可以恢復(fù)清晰度并且可以得到實際上較好的清晰度，尤其是在顯示文本中。另一方面，對于透射型LCD面板，無論在室內(nèi)還是室外環(huán)境中對比度都較低。然而，其在10,000lx的環(huán)境中能顯示高清晰度?？紤]到能量消耗，反射型LCD面板具有較好的特性；然而，它具有在照明度相對較低的環(huán)境中如室內(nèi)環(huán)境中清晰度較低的傾向。透射型LCD面板消耗背光部分中的能量；因此它比反射型LCD面板的能耗高。相反，EL顯示面板在設(shè)置較少數(shù)量的灰度級的顯示模式下可以實現(xiàn)低能耗。
從表2明顯可以看出，使用EL面板可以提供具有低能耗并且同時無論在室內(nèi)還是室外都能保持較高的清晰度的顯示裝置，并且可以根據(jù)外部光強(qiáng)控制灰度級數(shù)量來設(shè)定顯示模式。
例如，在圖1中所示的顯示裝置中，當(dāng)光學(xué)傳感器113檢測到顯示裝置接收具有10到100lx的外部光時，灰度級的總數(shù)量保持不變，如64到1024。同時，當(dāng)光學(xué)傳感器113檢測到顯示裝置接收具有100到1,000lx的外部光時，將灰度級的總數(shù)量調(diào)整為16到64。當(dāng)光學(xué)傳感器113檢測到顯示裝置接收具有1,000到10,000lx的外部光時，將灰度級的總數(shù)量調(diào)整為4到16。當(dāng)光學(xué)傳感器113檢測到顯示裝置接收具有10,000到100,000lx的外部光時，將灰度級的總數(shù)量調(diào)整為2到4。
可以注意到可以為顯示裝置提供選擇開關(guān)從而使用戶可以選擇顯示模式。在這種情況下，用戶可以通過操作選擇開關(guān)來選擇顯示模式。可選的，即使利用選擇開關(guān)選擇了顯示模式，與選擇的顯示模式對應(yīng)的灰度級也可以根據(jù)來自光學(xué)傳感器113的信號(外部光強(qiáng))自動地增加或減小。
接下來，將描述電路。圖2示出了源極驅(qū)動器102的構(gòu)造。移位寄存器231是一種輸出用于順序選擇采樣開關(guān)的信號(稱之為采樣脈沖)的電路。因此，本發(fā)明并不限于移位寄存器，只要能實現(xiàn)相同的功能即可。例如，也可以使用解碼器電路。
移位寄存器輸出的采樣脈沖輸入到采樣開關(guān)201到203。接下來，視頻信號順序輸入到視頻信號線221，并且采樣開關(guān)201到203根據(jù)采樣脈沖順序接通，從而使視頻信號輸入到像素陣列101。像素陣列101具有像素2的矩陣結(jié)構(gòu)。
雖然圖2示出了兩行三列的像素211的情況，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。因而，可以提供任意數(shù)量的像素。
圖15示出了作為一個像素的像素221的例子。用柵極信號線1701控制選擇晶體管1704。當(dāng)選擇晶體管1704接通時，來自于源極信號線1702的視頻信號被輸入到保持電容器1705。接下來，根據(jù)視頻信號接通或關(guān)斷驅(qū)動晶體管1706，這樣來自于電源線1703的電流就通過發(fā)光元件1707流入到反向電極1708。
應(yīng)當(dāng)注意到像素結(jié)構(gòu)并不限于圖15所示的結(jié)構(gòu)。例如，可以使用具有校正偏差的驅(qū)動晶體管的結(jié)構(gòu)。
在具有校正了驅(qū)動晶體管的偏差的像素結(jié)構(gòu)中，主要有兩種類型的結(jié)構(gòu)即(1)校正晶體管的閾值電壓的偏差的結(jié)構(gòu)，和(2)輸入電流作為視頻信號的結(jié)構(gòu)。
圖31示出了類型(1)即校正了晶體管的閾值電壓偏差的像素結(jié)構(gòu)。通過控制開關(guān)3107將驅(qū)動晶體管3101的閾值電壓存儲在保持電容器3104內(nèi)。開關(guān)3103起到初始化驅(qū)動晶體管3101的柵極電壓的功能。然后，通過開關(guān)3102從源極信號線3111輸入視頻信號。
雖然在圖31中需要用于初始化驅(qū)動晶體管3101的柵極電壓的配線3112，然而圖32示出了沒有配線3112的像素結(jié)構(gòu)。將驅(qū)動晶體管3101的柵極通過開關(guān)3203連接到其漏極。
應(yīng)當(dāng)注意到有很多類型的像素結(jié)構(gòu)，其中可以校正晶體管的閾值電壓的偏差；因此，本發(fā)明并不限于圖31和圖32中的結(jié)構(gòu)。這樣，通過使用可以校正晶體管的閾值電壓的偏差的像素結(jié)構(gòu)，可以減小在發(fā)光元件內(nèi)流動的電流的變化。該結(jié)構(gòu)尤其對于在模擬模式中保持亮度均勻是優(yōu)選的。
接下來，圖33示出了其中輸入電流作為視頻信號的像素結(jié)構(gòu)類型(2)。根據(jù)視頻信號將電流提供到源極信號線。然后，電流流入到驅(qū)動晶體管3301，并且因此產(chǎn)生了柵-源電壓。將柵-源電壓一次存儲在保持電容器3305內(nèi)，并且隨后將電流提供到發(fā)光元件。雖然圖33示出了一個晶體管起到接收電流信號的晶體管和提供電流到發(fā)光元件的晶體管的兩個晶體管的功能的例子，也可以分別提供上述晶體管。圖34示出了這樣的例子。接收信號電流的晶體管3401與提供電流到發(fā)光元件的晶體管3421分開提供。
應(yīng)當(dāng)注意到有很多可以通過輸入電流校正晶體管的閾值電壓偏差的像素結(jié)構(gòu)；因此，本發(fā)明不限于圖33和圖34示出的結(jié)構(gòu)。在這種方式下，通過使用通過輸入電流校正晶體管的閾值電壓偏差的像素結(jié)構(gòu)，可以減少發(fā)光元件內(nèi)流動的電流變化。尤其是在模擬模式中保持均勻亮度的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。
應(yīng)當(dāng)注意到設(shè)置在像素內(nèi)的元件并不限于特定類型的顯示元件。作為設(shè)置在像素內(nèi)的顯示元件的例子，有一種通過電磁功能改變其對比度的顯示介質(zhì)，如EL元件(例如，有機(jī)EL元件，無機(jī)EL元件，或包含有機(jī)材料和無機(jī)材料的EL元件)，電子發(fā)射元件，液晶元件，電子墨水，光學(xué)衍射元件，放電元件，數(shù)字微鏡裝置(DMD)，壓電元件，或碳納米管。此外，使用EL元件的顯示裝置包括EL顯示器；使用電子發(fā)射元件的顯示裝置包括場致發(fā)射顯示器(FED)或表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(SED)；使用液晶元件的顯示裝置包括液晶顯示器；使用電子墨水的顯示裝置包括電子紙；使用光學(xué)衍射元件的顯示裝置包括使用光柵光閥(GLV)的顯示器；使用放電元件的顯示器包括等離子體顯示面板(PDP)；使用數(shù)字微鏡裝置(DMD)的顯示裝置包括數(shù)字光處理(DLP)顯示裝置；使用壓電元件的顯示器包括壓電陶瓷顯示器；使用碳納米管的顯示裝置包括NED(納米發(fā)光顯示器)。
應(yīng)當(dāng)注意到保持電容器1705起到保持驅(qū)動晶體管1706的柵極電壓的功能。雖然保持電容器1705連接在驅(qū)動晶體管1706的柵極和電源線1703之間，但本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)。可以將保持電容器1705設(shè)置在任何地方，只要能保持驅(qū)動晶體管1706的柵極電壓即可。此外，在驅(qū)動晶體管1706的柵極電容等可以用于保持驅(qū)動晶體管1706的柵極電壓的情況下，可以省略保持電容器1705。
視頻信號產(chǎn)生電路106可以形成在與像素陣列101、FPC(柔性印刷電路)、或PCB(印刷電路板)相同的基板上。
此外，可以使用與構(gòu)成像素陣列101相同的晶體管來形成視頻信號產(chǎn)生電路106。作為選擇，視頻信號產(chǎn)生電路106也可以利用其他晶體管形成。例如，可以采用下面的結(jié)構(gòu)，即像素陣列101利用薄膜晶體管形成，而視頻信號產(chǎn)生電路106利用MOS晶體管或形成在體基板或SOI基板上的雙極晶體管形成。
接下來，圖3示出了視頻信號產(chǎn)生電路106的詳細(xì)構(gòu)造。顯示模式控制電路301基于從控制器107輸入的信號執(zhí)行控制，從而可以根據(jù)每一種顯示模式實現(xiàn)顯示。例如，當(dāng)選擇數(shù)字模式時接通開關(guān)303和304。然后，利用二進(jìn)制化電路302處理輸入視頻信號，該二進(jìn)制化電路輸出新信號到源極驅(qū)動器102。在這種情況下，開關(guān)305關(guān)斷。另一方面，當(dāng)選擇模擬模式時，開關(guān)305接通以直接將輸入信號輸出到源極驅(qū)動器102。如果輸入到視頻信號產(chǎn)生電路106的視頻信號是模擬值，則其不需要前述的任何處理就可以直接輸出；從而，將具有模擬值的信號輸出到源極驅(qū)動器102。
雖然圖3圖示了使用兩種顯示模式即模擬模式和數(shù)字模式的情況，但本發(fā)明并不限于此。使用離散值，而不是二進(jìn)制值的顯示模式稱之為多值模式。圖4A到4C都示出了視頻信號和亮度的示例關(guān)系。
圖4A示出了模擬模式的情況。在該實施例方式中，當(dāng)視頻信號以模擬方式變化時，亮度也與此對應(yīng)以模擬方式變化。
圖4B示出可數(shù)字模式的情況。視頻信號是二進(jìn)制值。當(dāng)輸入視頻信號是兩個值中的一個值時像素發(fā)光，而當(dāng)輸入視頻信號是兩個值中的另一個值時像素不發(fā)光。
圖4C示出了多值模式的情況。雖然視頻信號是離散值，但在本實施例方式中其不是二進(jìn)制值。
圖5示出了視頻信號產(chǎn)生電路106的詳細(xì)構(gòu)造，該電路對應(yīng)于除了前面的模擬模式和數(shù)字模式之外的多值模式。顯示模式控制電路501基于從控制器107輸入的信號執(zhí)行控制，從而可以根據(jù)每一種顯示模式實現(xiàn)顯示。例如，當(dāng)選擇數(shù)字模式時接通開關(guān)303和304。然后，利用二進(jìn)制化電路302處理輸入視頻信號，該二進(jìn)制化電路輸出新信號到源極驅(qū)動器102。在這種情況下，開關(guān)403、404和305都關(guān)斷。另一方面，當(dāng)選擇模擬模式時，開關(guān)305接通以直接將輸入信號輸出到源極驅(qū)動器102。如果輸入到視頻信號產(chǎn)生電路106的視頻信號是模擬值，則其不需要前述的任何處理就可以直接輸出；從而，將具有模擬值的信號輸出到源極驅(qū)動器102。當(dāng)選擇多值模式時，開關(guān)403和404接通。然后，利用信號值轉(zhuǎn)換電路402處理輸入視頻信號以將其輸出到源極驅(qū)動器102。在這種情況下，開關(guān)303、304、和305都關(guān)斷。應(yīng)當(dāng)注意到信號值轉(zhuǎn)換電路是將模擬信號轉(zhuǎn)換成具有兩個或更多離散值的信號的電路。
圖6A和6B示出了二進(jìn)制化電路302的詳細(xì)構(gòu)造。如圖6A所示的電路圖，通過使用運(yùn)算放大器構(gòu)成比較器電路。根據(jù)輸入電壓是高于還是低于參考電勢Vref，輸出H信號或L信號，從而執(zhí)行二進(jìn)制化。雖然此處運(yùn)算放大器用于構(gòu)成比較器電路，但本發(fā)明并不限于此?？梢岳脭夭ㄆ鞣聪啾容^器電路或其他電路構(gòu)成比較器電路。
圖6B示出了產(chǎn)生參考電勢Vref的電路。參考電勢Vref的電平對應(yīng)于電壓V1和V2之間的電壓差，電壓V1和V2是由電阻器R1和R2分壓得到的。僅僅當(dāng)操作二進(jìn)制化電路時才需要接通開關(guān)602和603。結(jié)果是，可以縮短電流流過電阻器R1和R2的周期，從而降低能耗。
應(yīng)當(dāng)注意為了根據(jù)外界環(huán)境改變參考電勢Vref，可以將多個電阻器連接成如圖7所示，從而可以切換輸出節(jié)點。
接下來，圖8示出了信號值轉(zhuǎn)換電路402的詳細(xì)構(gòu)造。將一個輸入信號輸入到每個判定電路811。此外，將對應(yīng)于參考電勢的兩個電壓輸入到判定電路811。當(dāng)輸入到判定電路811內(nèi)的信號的電勢落入在兩個參考電勢的范圍內(nèi)時，判定電路811輸出H信號。結(jié)果是，開關(guān)821到824中的一個接通以輸出通過采樣視頻數(shù)據(jù)得到的電壓。僅僅當(dāng)操作信號值轉(zhuǎn)換電路402時才需要接通開關(guān)801到804。結(jié)果是，可以縮短電流流過Va到Vb的周期，從而降低了能耗。
圖9示出了判定電路811的詳細(xì)構(gòu)造。利用運(yùn)算放大器901和902構(gòu)成了比較器電路。當(dāng)輸入信號的電勢Vin不低于參考電勢Vx并且不高于參考電勢Vy時，運(yùn)算放大器901和902分別輸出H信號。然后，信號被輸入到AND電路903。當(dāng)輸入到AND電路903的兩個信號都是H信號時，AND電路903輸出H信號。
雖然圖9示出了使用AND電路的例子，但本發(fā)明并不限于上述構(gòu)造。使用OR電路、NAND電路、或NOR電路也可以實現(xiàn)相同的功能。
在這種方式中，當(dāng)利用數(shù)字模式或多值模式執(zhí)行顯示時，執(zhí)行闕值處理以采樣視頻數(shù)據(jù)。結(jié)果是，即使圖像混合了噪聲，當(dāng)實際顯示圖像時也能除去噪聲。此外，因為相鄰灰度級之間具有較大的亮度差，所以可以得到對比度提高了的清晰圖像。
可以根據(jù)外部光強(qiáng)控制上述顯示模式的選擇。在這種方式中，通過根據(jù)周圍亮度控制將要顯示的圖像的灰度級數(shù)量，可以得到具有較好清晰度的顯示裝置。也就是，可以得到在如從黑暗地方或室內(nèi)(例如在熒光燈下)到室外(例如在陽光下)的很寬范圍內(nèi)的多種環(huán)境中都能展示高清晰度的顯示裝置。
應(yīng)當(dāng)注意很多類型的元件如電子開關(guān)或機(jī)械開關(guān)都可以用于圖2、3、和5所示的開關(guān)，如采樣開關(guān)201。也就是，可以使用任何可以控制電流的元件，并且可以使用多種元件而不限于特定的元件。例如，它可以是二極管(例如，PN結(jié)二極管，PIN二極管，肖特基二極管，或二極管連接的晶體管)，或由上述元件構(gòu)成的邏輯電路。因此，在利用晶體管作為開關(guān)元件的情況下，因為僅是作為開關(guān)操作所以并不特別限定其極性(導(dǎo)電性)。然而，當(dāng)關(guān)斷電流優(yōu)選很小時，最好使用具有較小關(guān)斷電流極性的晶體管。作為具有較小關(guān)斷電流的晶體管，可以是提供有LDD區(qū)域的晶體管或具有多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管。此外，當(dāng)作為開關(guān)操作的晶體管的源極端的電勢接近于低電勢側(cè)的電源電勢(如Vss，GND，或0V)時，最好使用n-溝道晶體管，而當(dāng)晶體管的源極端的電勢接近于高電勢側(cè)的電源電勢(例如Vdd)時，最好使用P-溝道晶體管。因為這樣能提高晶體管的柵-源電壓的絕對值，從而有助于開關(guān)的有效操作。還應(yīng)當(dāng)注意可以通過使用n-溝道和p-溝道晶體管構(gòu)造CMOS開關(guān)。當(dāng)使用CMOS作為開關(guān)時，不管通過開關(guān)將要輸出的電壓(也就是，開關(guān)的輸入電壓)是高于還是低于輸出電壓，都可以準(zhǔn)確操作該開關(guān)。
圖14A到14D示出了開關(guān)的例子。圖14A圖示了一個開關(guān)。圖14B示出了使用AND電路的開關(guān)。來自于輸入端1501的信號是否被傳送到輸出端1503都是被控制線1501控制。應(yīng)當(dāng)注意到在圖14B中，這樣控制是可能的，即與輸入信號無關(guān)，L信號從輸出端1503輸出。然而，輸出1503端從來都不處于浮置狀態(tài)。因此，圖14B所示的開關(guān)最好用在輸出端1503連接到數(shù)字信號電路的輸入端等的情況下。在將輸出端1503設(shè)置在浮置狀態(tài)的情況下，不能使用圖14B示出的開關(guān)。這是因為即使數(shù)字電路的輸入端被設(shè)置在浮置狀態(tài)，其也沒有處于浮置狀態(tài)的輸出端，假如將數(shù)字電路的輸入端設(shè)置在浮置狀態(tài)，其輸出將變得很不穩(wěn)定。因此，為了將其連接到數(shù)字電路的輸入端，最好使用圖14B所示的開關(guān)。
雖然圖14B示出了使用AND電路的構(gòu)造，但本發(fā)明并不限于此。可以通過使用OR電路，NAND電路，或OR電路實現(xiàn)相同的功能。
另一方面，為了將輸入端設(shè)置在浮置狀態(tài)，最好使用圖14C或14D示出的開關(guān)。圖14C示出了稱之為傳輸門或模擬開關(guān)的電路。在圖14C中，輸入端1511的電勢基本上直接被傳輸?shù)捷敵龆?513。因此，其適于傳輸模擬信號。圖14D是一種稱之為時鐘反相器的電路。在圖14D中，將來自于輸入端1521的信號反相并傳輸?shù)捷敵龆?523。因此，其適于傳輸數(shù)字信號。
因而，圖14C示出的開關(guān)最好用作采樣開關(guān)201，開關(guān)305，開關(guān)602，開關(guān)801等。同時，因為開關(guān)304等需要具有處于浮置狀態(tài)的輸出端，所以最好使用圖14C或圖14D示出的開關(guān)。應(yīng)當(dāng)注意到因為對開關(guān)304的輸入是數(shù)字信號，所以更優(yōu)選使用圖14D示出的開關(guān)。
在實施方式1中，已經(jīng)描述了其中輸入到視頻信號產(chǎn)生電路106的視頻信號具有模擬值的情況。接下來，將描述具有數(shù)字值的信號被輸入的情況。
圖24示出了顯示裝置的示意圖。輸入到源極驅(qū)動器102的視頻信號根據(jù)每種顯示模式，在根據(jù)每種顯示模式用于產(chǎn)生視頻信號的電路2306內(nèi)產(chǎn)生(下文中簡單稱之為視頻信號產(chǎn)生電路2306)。視頻信號產(chǎn)生電路2306受控制器2307控制。視頻信號產(chǎn)生電路2306接收原始視頻信號。然后，視頻信號產(chǎn)生電路2306基于原始視頻信號產(chǎn)生與每種顯示模式對應(yīng)的視頻信號，并且輸出該信號到源極驅(qū)動器102。
光學(xué)傳感器2313檢測外部光(顯示裝置從外部接收的光)，并且將其輸出提供到放大器2314。放大器2314將光學(xué)傳感器2313輸出的電信號放大，并且將放大了的信號提供給控制器2307。應(yīng)當(dāng)注意如果光學(xué)傳感器2313輸出的電信號足夠大則不需要放大器2314。
控制器2307基于光學(xué)傳感器2313輸入的信號控制視頻信號產(chǎn)生電路2306。因而，通過使用來自于光學(xué)傳感器2313的信號，也就是根據(jù)周圍亮度控制提供到源極驅(qū)動器102的視頻信號的灰度級數(shù)量。為了控制灰度級數(shù)量，灰度級數(shù)量可以根據(jù)周圍亮度逐漸變化，或者可以通過提供多種顯示模式而變化，從而一種顯示模式被切換到另一種顯示模式。
顯示模式，也就是將要顯示的灰度級數(shù)量基于光學(xué)傳感器2313的輸出而變化。確切地講，當(dāng)顯示裝置從外部接收強(qiáng)光并且光學(xué)傳感器2313的輸出超過某個值時，控制將要在顯示屏上顯示的圖像的灰度級數(shù)量總和以使其減少。當(dāng)顯示裝置從外部接收強(qiáng)光時，相鄰灰度級之間的邊界變得不明確，從而使將要在顯示屏上顯示的圖像變得模糊。然而，當(dāng)灰度級數(shù)量根據(jù)顯示裝置接收的外部光減少時，相鄰灰度級之間得邊界可以變得清晰，從而可以提高將要在顯示屏上顯示的圖像的清晰度。
應(yīng)當(dāng)注意，可以將放大器2314和光學(xué)傳感器2313提供在與像素陣列101相同的基板上。在那種情況下，它們可以形成在與像素陣列101相同的基板上。作為選擇，也可以通過COG(玻璃上芯片)焊接或者凸點焊接將放大器2314和光學(xué)傳感器2313連接到具有像素陣列101的基板上。
顯示模式可以大體分為模擬模式和數(shù)字模式。在模擬模式中，輸入到像素的視頻信號具有模擬值。在數(shù)字模式中，輸入到像素的視頻信號具有數(shù)字值。
圖25示出了視頻信號產(chǎn)生電路2306的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。顯示模式控制電路2501基于控制器2307輸入的信號執(zhí)行控制，從而根據(jù)每種顯示模式執(zhí)行顯示。例如，當(dāng)選擇數(shù)字模式時，開關(guān)2513和2514接通并且僅將具有最高有效位的視頻信號輸出到源極驅(qū)動器102。應(yīng)當(dāng)注意，有時也存在這樣的情況，即模擬模式中具有最高有效位的視頻信號的電勢電平與數(shù)字模式中視頻信號的電勢電平不對應(yīng)。在那種情況下，需要將電勢電平升高到所需的值。因而，在那種情況下，需要設(shè)置電平轉(zhuǎn)換器電路2504。另一方面，當(dāng)選擇模擬模式時，視頻信號輸入到D/A轉(zhuǎn)換器2502內(nèi)，其通過開關(guān)2511輸出具有合適模擬值的新信號到源極驅(qū)動器102。
雖然圖25圖示了使用兩種顯示模式的情況，即模擬模式和數(shù)字模式，但本發(fā)明并不限于此。
圖26示出了對應(yīng)于除了上述模擬模式和數(shù)字模式之外的多值模式的視頻信號產(chǎn)生電路2306的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。顯示模式控制電路2501基于控制器2307輸入的信號執(zhí)行控制，從而根據(jù)每種顯示模式執(zhí)行顯示。例如，當(dāng)選擇模擬模式或數(shù)字模式時，執(zhí)行與圖25相似的操作。當(dāng)選擇多值模式時，僅將具有高階位的視頻信號輸入到D/A轉(zhuǎn)換器電路2503內(nèi)，并且不輸入具有低階位的信號。因而實現(xiàn)了粗糙的顯示而非平滑的圖像顯示。
應(yīng)當(dāng)注意，在多值模式中雖然僅需要執(zhí)行采樣而不使用低階位，但本發(fā)明并不限于圖26的結(jié)構(gòu)。例如，如圖27所示，可以將低階位數(shù)據(jù)清除電路2401設(shè)置在D/A轉(zhuǎn)換器電路2502的輸入側(cè)。結(jié)果是，根據(jù)來自于顯示模式控制電路的信號將低階位的值強(qiáng)制變?yōu)?(或L信號)。因而，實現(xiàn)了粗糙的顯示而非平滑的圖像顯示。
圖28示出了低階位數(shù)據(jù)清除電路2401的例子。通過使用AND電路使三個低階位上的數(shù)據(jù)強(qiáng)制變?yōu)?(或L信號)。
雖然圖28示出了使用AND電路的例子，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)。也可以通過使用OR電路，NAND電路，或NOR電路執(zhí)行相似功能。此外，雖然圖28示出了輸入6位視頻信號并且將三個低階位的數(shù)據(jù)被強(qiáng)制變?yōu)?(或L信號)的例子，但本發(fā)明并不限于此。因而該結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)匦薷摹?br> 下述修改是可能的，即在實際操作電路時決定強(qiáng)制變?yōu)?(或L信號)的位數(shù)據(jù)的數(shù)量。圖29示出了這種情況的電路圖。因為將單獨的信號輸入到各自的AND電路，所以每個電路可以彼此單獨被控制。
接下來，圖30示出了圖25到圖27內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器電路的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。解碼器3021對數(shù)字信號輸入的數(shù)量進(jìn)行解碼，從而接通在開關(guān)3011到3016中相應(yīng)數(shù)量的開關(guān)。因而，輸出了模擬電壓。只有當(dāng)操作D/A轉(zhuǎn)換器電路時才需要接通開關(guān)3001和3002。結(jié)果是，可以縮短電流流過電阻器的周期以降低能耗。
以這種方式，當(dāng)以數(shù)字模式或多值模式執(zhí)行顯示時，執(zhí)行闕值處理以采樣視頻數(shù)據(jù)。結(jié)果是，即使圖像混和有噪聲，在實際顯示圖像時也可以除去噪聲。此外，因為相鄰灰度級可以在亮度上具有很大的不同，可以實現(xiàn)具有改善對比度的清晰圖像。
可以根據(jù)外部光強(qiáng)控制上述顯示模式的選擇。這樣，通過根據(jù)周圍亮度控制將要顯示的圖像的灰度級數(shù)量，可以得到具有高清晰度的顯示裝置。也就是，可以得到在從例如黑暗地方或室內(nèi)(例如，熒光燈下)到室外(如，陽光下)的很寬的范圍內(nèi)的各種環(huán)境中都可以展示高清晰度的顯示裝置。
該實施方式也可以與其他任何合適的實施方式組合。
在該實施方式中，將描述模擬模式中像素的驅(qū)動方法。
圖16A和16B示出了施加到驅(qū)動晶體管和發(fā)光元件的電壓之間的關(guān)系，并且在其間流動有電流。圖16A示出了驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632的電路。驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632串聯(lián)在配線633和配線634之間。因為配線633具有高于配線634的電壓，則電流從驅(qū)動晶體管631流到發(fā)光元件632。
圖15中的驅(qū)動晶體管1706對應(yīng)于圖16A中的驅(qū)動晶體管631，并且圖15中的發(fā)光元件1707對應(yīng)于圖16A中的發(fā)光元件632。
圖16B示出了驅(qū)動晶體管631的柵-源電壓(也就是，絕對值)和在驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632內(nèi)流動的電流之間的關(guān)系。當(dāng)柵源電壓(也就是，絕對值)增大時，電流值也相應(yīng)的增大。這是因為驅(qū)動晶體管631工作在飽和區(qū)域。在飽和區(qū)域中，晶體管內(nèi)流動的電流與其柵-源電壓的平方正成比例增加。當(dāng)柵-源電壓(也就是，絕對值)進(jìn)一步增加時，提供到發(fā)光元件632的電壓增加，則其漏-源電壓降低以在線性區(qū)域內(nèi)操作驅(qū)動晶體管631。然后，電流值的增加率隨著漏-源電壓的降低而變小。接下來，高于某一值的電流值將不再流入到晶體管內(nèi)。
在模擬模式中，使用模擬灰度級方法表示灰度級。因而，最好以下述方式操作驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632，即通過改變模擬模式中驅(qū)動晶體管631的柵-源電壓(也就是，絕對值)來改變模擬模式中流入到其中的電流。
例如，根據(jù)620指示的條件可以控制驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)，其具有一個范圍，該范圍從其處較少電流在驅(qū)動晶體管內(nèi)流動的點到該晶體管剛好在飽和區(qū)域內(nèi)開始操作之前的點。較少電流在驅(qū)動晶體管內(nèi)流動的情況對應(yīng)驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(即，絕對值)大約等于驅(qū)動晶體管631的閾值電壓的情況。
可選擇的，依據(jù)621指示的條件可以控制驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)，從而使驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)從低于驅(qū)動晶體管631的閾值電壓的狀態(tài)下逐漸提高，從而最后在飽和區(qū)域內(nèi)操作晶體管。在這種方式中，為了實現(xiàn)黑色顯示，通過控制驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)以確定低于驅(qū)動晶體管631的閾值電壓，當(dāng)然可以實現(xiàn)黑色顯示。例如，當(dāng)驅(qū)動晶體管631的電流特性改變時，其閾值電壓也相應(yīng)改變。因此，即使在某些像素中執(zhí)行黑色顯示時，其他像素輕微發(fā)光也是可能的。結(jié)果是，降低了對比度。因而，為了防止上述情況發(fā)生，最好在621指示的電壓范圍內(nèi)操作驅(qū)動晶體管631。
雖然即使當(dāng)驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)增大時，驅(qū)動晶體管631也在條件620和621下操作在飽和區(qū)域，但本發(fā)明并不限于此。例如，驅(qū)動晶體管631可以工作在線性區(qū)域以及飽和區(qū)域。只有通過改變模擬模式中驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)使模擬模式中在驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632內(nèi)流動的電流發(fā)生改變，就可以使驅(qū)動晶體管631工作在線性區(qū)域。
接下來，為了保持適當(dāng)?shù)牟噬胶鈱⒚枋龈鶕?jù)發(fā)光元件632的發(fā)光顏色優(yōu)化驅(qū)動晶體管631的柵源電壓的情況。發(fā)光元件632的亮度或電流值根據(jù)發(fā)光顏色而變化。因此，需要保持合適的彩色平衡。為了保持合適的彩色平衡，最好改變對于每種顏色的驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)。作為選擇，最好改變對于每種顏色的驅(qū)動晶體管631的電流提供能力(也就是，晶體管的寬度)。作為另一種選擇，最好改變每種顏色的發(fā)光元件632的發(fā)光區(qū)域。此外，前面所述的方法可以彼此結(jié)合。因此，可以保持合適的彩色平衡。
應(yīng)當(dāng)注意，改變對于每種顏色的配線633的電壓也是可以的。然而，那樣會出現(xiàn)一個缺點即關(guān)斷驅(qū)動晶體管631的電壓也會在每種顏色之間變化。因此，配線633的電壓最好在所有顏色中都相同。
雖然前面已經(jīng)描述了驅(qū)動晶體管631是P-溝道晶體管的情況，但本發(fā)明并不限于此。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說對驅(qū)動晶體管631使用n-溝道晶體管可以容易改變電流方向。在這種情況下，發(fā)光元件632的電壓-電流特性影響驅(qū)動晶體管631的柵源電壓值。
雖然上述實施方式描述了模擬模式的情況，其也可以類似地用于多值模式。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實施方式對應(yīng)于實施方式1中像素的詳細(xì)描述。因此，該實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1和實施方式2中任何一個組合。
在該實施例中，將描述數(shù)字模式中像素的驅(qū)動方法。
圖16B示出了驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)和在驅(qū)動晶體管631和發(fā)光元件632內(nèi)流動的電流之間的關(guān)系。在數(shù)字模式中，使用二進(jìn)制值控制操作，如接通/關(guān)斷或H/L。也就是，控制是否向發(fā)光元件632提供電流。首先，考慮不提供電流到發(fā)光元件632的情況。在這種情況下，在沒有電流提供的情況下需要將驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)設(shè)置為至少0V，也就是，不超過在624，625，和626指示的驅(qū)動晶體管631的閾值電壓。
接下來，考慮提供電流到發(fā)光元件632的情況。在這種情況下，需要將驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)保持在下述范圍內(nèi)，即624，625，和626所指示的晶體管工作在飽和區(qū)域或線性區(qū)域、或電流值不再增加的區(qū)域。
例如，在驅(qū)動晶體管631工作在飽和區(qū)域的情況下，其優(yōu)點是即使其電壓-電流特性變差，在發(fā)光元件632內(nèi)流動的電流值也不會改變。因此，不容易發(fā)生圖像拖尾(重影)。然而，當(dāng)驅(qū)動晶體管631的電流特性變化時，在其內(nèi)流動的電流也變化。在這種情況下，可能出現(xiàn)顯示不均勻。
相反，當(dāng)驅(qū)動晶體管631工作在線性區(qū)域時，即使驅(qū)動晶體管631的電流特性變化，也幾乎不影響在其內(nèi)流動的電流值。因此，不太可能發(fā)生顯示不均勻。此外，由于阻止了驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)過快提高，并且不需要提高配線633和配線634之間的電壓，所以可以抑制能耗。
此外，當(dāng)驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)增大時，即使驅(qū)動晶體管631的電流特性變化，也幾乎不影響在其內(nèi)流動的電流值。然而，當(dāng)發(fā)光元件632的電壓-電流特性變差時，在其內(nèi)流動的電流值也改變。因此，可能發(fā)生圖像拖尾。
這樣，當(dāng)驅(qū)動晶體管631工作在飽和區(qū)域時，即使發(fā)光元件632的電流特性變化，在其內(nèi)流動的電流值也不變。因此，在這種情況下，可以將驅(qū)動晶體管631看作作為電流源工作。因而，該驅(qū)動方式稱之為恒電流驅(qū)動。
此外，當(dāng)驅(qū)動晶體管631工作在線性區(qū)域時，即使驅(qū)動晶體管631的電流特性變化，在其內(nèi)流動的電流值也不變。因此，在這種情況下，可以將驅(qū)動晶體管631看作作為一個開關(guān)工作。此外，可以看作是將配線633的電壓直接施加到發(fā)光元件632。因而，該驅(qū)動方式稱之為恒電壓驅(qū)動。
在數(shù)字模式中，可以使用恒電壓驅(qū)動或恒電流驅(qū)動。應(yīng)當(dāng)注意，最好使用恒電壓驅(qū)動，因為其不受晶體管的改變的影響，并且可以抑制能耗。
接下來，為了保持適當(dāng)?shù)牟噬胶?，將描述根?jù)發(fā)光元件632的發(fā)光顏色來優(yōu)化驅(qū)動晶體管631的柵源電壓的情況。恒電流驅(qū)動中的優(yōu)化方式與模擬模式中的相似。
在恒電壓驅(qū)動的情況下，即使驅(qū)動晶體管631的柵源電壓(也就是，絕對值)或其電流提供能力(也就是，晶體管的寬度)對于每種顏色而改變，在驅(qū)動晶體管631內(nèi)流動的電流值也不變。這是因為驅(qū)動晶體管631起一個開關(guān)的作用。
因此，最好改變對于每種顏色的發(fā)光元件632的發(fā)光區(qū)域。作為選擇，可以改變對于每種顏色的配線633的電壓。作為另一種選擇，上述的方法最好互相結(jié)合。因此，可以保持合適的彩色平衡。
應(yīng)當(dāng)注意，在以數(shù)字模式執(zhí)行彩色顯示器的情況下，使用二進(jìn)制值顯示每個RGB；因此，共可以顯示八種顏色。
還應(yīng)該注意，本實施方式對應(yīng)于實施方式1中詳細(xì)描述的像素。因此，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到3中的任何一個結(jié)合。
接下來，將描述本發(fā)明的顯示裝置的像素的布局圖。圖17是出了圖15中示出的電路圖的布局圖。應(yīng)當(dāng)注意，電路圖和布局圖并不限于圖15和圖17中示出的。
設(shè)置有選擇晶體管1704，驅(qū)動晶體管1706，和發(fā)光元件1707的電極1707A。選擇晶體管1704的源極和漏極分別連接到源極信號線1702和驅(qū)動晶體管1706的柵極。選擇晶體管1704的柵極連接到柵極信號線1701。驅(qū)動晶體管1706的源極和漏極分別連接到電源線1703和發(fā)光元件1707的電極1707A。電容器1705連接在驅(qū)動晶體管1706的柵極和電源線1703之間。
源極信號線1702和電源線1703由第二配線形成，而柵極信號線1701由第一配線形成。
在頂柵型結(jié)構(gòu)中，為形成膜，順序形成基板，半導(dǎo)體層，柵絕緣膜，第一配線，層間絕緣膜，和第二配線。在底柵型結(jié)構(gòu)中，為形成膜，順序形成基板，第一配線，柵絕緣膜，半導(dǎo)體層，層間絕緣膜，和第二配線。
接下來，圖10示出了具有薄膜晶體管(TFT)和連接到其上的發(fā)光元件的像素的橫截面圖。
在圖10中，將基層701、用于形成TFT 750的半導(dǎo)體層702、和用于形成電容器751的一個電極的半導(dǎo)體層752形成在基板700上。第一絕緣層703形成在它們上面，其起到TFT 750的柵絕緣層以及用于形成電容器751的電容的介電層的功能。
柵電極704和用于形成電容器751的另一電極的導(dǎo)電層754形成在第一絕緣層703上。連接到TFT 750的配線707連接到發(fā)光元件712的第一電極708上。第一電極708形成在第三絕緣層706上。第二絕緣層705可以形成在第一絕緣層703和第三絕緣層706之間。發(fā)光元件712由第一電極708，EL層709，和第二電極710構(gòu)成。此外，第四絕緣層711形成為覆蓋第一電極的外圍邊緣以及第一電極708和配線707之間的連接部分。
接下來，將詳細(xì)描述前面的結(jié)構(gòu)?；?00可以是例如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃的玻璃基板，石英基板，陶瓷基板等。作為選擇，其可以是包含不銹鋼的金屬基板或具有覆蓋有絕緣膜的表面的半導(dǎo)體基板。作為另一種選擇，也可以使用由柔性合成樹脂例如塑料形成的基板?？梢酝ㄟ^拋光例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)使基板700的表面平面化。
基層701可以是由氧化硅，氮化硅，氧氮化硅等形成的絕緣膜?；鶎?01可以起到防止包含在基板700內(nèi)的堿金屬如鈉或者堿土金屬擴(kuò)散到半導(dǎo)體層702內(nèi)的功能，這種擴(kuò)散會對TFT 750的特性帶來負(fù)面影響。雖然圖10示出了基層701是單層結(jié)構(gòu)的例子，其也可以具有兩層或多層。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)雜質(zhì)的擴(kuò)散對其沒有太大影響例如使用石英基板時，則不需要基層701。
此外，可以在微波激勵，電子溫度為2eV或更低，離子能量為5eV或更低，并且電子密度大約為1011到1013/cm3的條件下，利用高密度的等離子體直接對玻璃基板的表面進(jìn)行處理?？梢酝ㄟ^在使用徑向槽天線、利用微波刺激的情況中使用等離子體處理設(shè)備產(chǎn)生等離子體。同時，通過增加氮氣體如氮氣(N2)，氨氣(NH3)，或氧化氮(N2O)，玻璃基板的表面可以被氮化。形成在玻璃基板的表面上的氮化物層具有氮化硅作為主要成分；因此，其可以用作阻擋從基板側(cè)擴(kuò)散的雜質(zhì)的阻擋層?？梢酝ㄟ^等離子體CVD將氧化硅膜或氮氧化硅膜形成在氮化物層上，從而使其也可以用作基層701。
作為選擇，當(dāng)使用氧化硅，氮氧化硅等對基層701的表面上執(zhí)行相似處理時，基層701的表面或基層701的一部分(從表面到1-10nm的深度)可以被氮化。這種超薄的氮化硅層可以起到阻擋層的功能而沒有對形成在其上的半導(dǎo)體層帶來不利影響。
半導(dǎo)體層702和半導(dǎo)體層752中的每一層都最好由形成圖案的晶體半導(dǎo)體膜形成。應(yīng)當(dāng)注意，形成圖案的意思是通過光刻技術(shù)等利用掩膜圖案蝕刻將薄膜轉(zhuǎn)換成特定圖形的處理(如，在光敏丙烯酸內(nèi)形成接觸孔或?qū)⒐饷舯┧嵝纬蔀橐r墊形狀的處理)。晶體半導(dǎo)體膜可以通過結(jié)晶非晶半導(dǎo)體膜得到。作為結(jié)晶方法，有激光結(jié)晶，使用RTA或退火爐的熱結(jié)晶，使用促進(jìn)結(jié)晶的金屬元素的熱結(jié)晶等等。半導(dǎo)體層702具有溝道形成區(qū)域和一對摻雜有賦予一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)域。應(yīng)當(dāng)注意，也可以在溝道形成區(qū)域和一對雜質(zhì)區(qū)域之間提供摻雜有前面所述的低濃度的雜質(zhì)元素的另一對雜質(zhì)區(qū)域。半導(dǎo)體層752可以是下面的結(jié)構(gòu)，即整個層都摻雜有賦予一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素或賦予相反導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素。
第一絕緣層703可以通過層疊氧化硅，氮化硅，氧氮化硅和/或相似物形成，并且其可以形成為單層或多層。在這種情況下，可以執(zhí)行與上面相似的處理，氧化或氮化絕緣膜的表面從而在微波激勵，、子溫度為2eV或更低、離子能量為5eV或更低并且電子密度大約為1011到1013/cm3的條件下，利用高密度的等離子體處理使其密度增加?？梢栽诘谝唤^緣層703的膜沉積之前執(zhí)行上述處理。也就是，可以對半導(dǎo)體層702的表面執(zhí)行等離子體處理。同時，可以利用將要堆積在其上的柵絕緣層、通過在基板溫度為300-450℃并且在氧氣氣氛(例如O2或N2O)或氮氣氣氛(N2或NH3)的條件下執(zhí)行等離子體處理而形成合適的界面。
柵電極704和導(dǎo)電層754中的每一個都可以用從Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr和Nd中選擇的元素或者包含上述元素的合金或化合物形成為單層結(jié)構(gòu)和疊層結(jié)構(gòu)。
TFT 750由半導(dǎo)體層702，柵電極704，和插入在半導(dǎo)體層702和柵電極704之間的第一絕緣層703形成。圖10示出了構(gòu)成像素的TFT 750連接到發(fā)光元件712的第一電極708的例子。TFT 750具有其中有多個柵電極704形成在半導(dǎo)體層702上的多柵極結(jié)構(gòu)。也就是，多個TFT串聯(lián)連接。對于上述結(jié)構(gòu)，可以防止關(guān)斷電流升高到大于必要的情況。雖然圖10示出了其中TFT 750是頂柵型TFT，同樣也可以使用柵極位于半導(dǎo)體層下面的底柵型TFT，或具有位于半導(dǎo)體層上面和下面的兩個柵電極的雙柵型TFT。
電容器751由起電介質(zhì)功能的第一絕緣層703和一對電極構(gòu)成，即使半導(dǎo)體層752和導(dǎo)電層754互相面對而在其間插入第一絕緣層703。雖然圖10示出了將與TFT 750的半導(dǎo)體層702同時形成的半導(dǎo)體層752用作像素內(nèi)設(shè)置的電容器的一對電極中的一個，將與柵極704同時形成的導(dǎo)電層754用作另一電極的例子，但本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)。
第二絕緣層705最好是具有阻擋離子雜質(zhì)的阻擋性質(zhì)的隔離絕緣膜，如氮化硅膜。第二絕緣層705由氮化硅或氮氧化硅形成。第二絕緣層705具有防止污染半導(dǎo)體層702的保護(hù)膜的功能。在沉積了第二絕緣膜705之后，可以利用氫氣的微波激勵、通過與上述處理相似的高密度等離子體處理使其氫化。作為選擇，可以通過添加氨氣使第二絕緣膜705氮化和氫化。作為另一種選擇，可以通過添加氧氣，N2O，氫氣等使第二絕緣膜705氮氧化或氫化。通過利用上面的方法執(zhí)行氮化，氧化，或氮氧化處理，可以增加第二絕緣層705表面的密度。因此，可以加強(qiáng)其保護(hù)膜的功能?？梢酝ㄟ^在400到450℃下執(zhí)行熱處理來釋放添加到由氮化硅構(gòu)成的第二絕緣層705內(nèi)的氫氣，這樣就使半導(dǎo)體層702氫化。
第三絕緣層706可以利用無機(jī)絕緣膜或有機(jī)絕緣膜形成。無機(jī)絕緣膜包括通過CVD形成的氧化硅膜，SOG(玻璃上旋涂)膜(通過涂覆形成的氧化硅膜)等。有機(jī)絕緣膜包括由聚酰亞胺，聚酰胺，BCB(苯并環(huán)丁烯)，丙烯酸，正性光敏有機(jī)樹脂，負(fù)性光敏有機(jī)樹脂等構(gòu)成的膜。此外，第二絕緣層705可以利用具有硅(Si)和氧(O)的骨架結(jié)構(gòu)的材料形成。作為取代上述材料的物質(zhì)，可以使用至少包含氫的有機(jī)基團(tuán)(如，烷基團(tuán)或芳香族烴)。作為替代物，可以使用氟代基團(tuán)。作為另外的替代物，也可以使用含氫的有機(jī)基團(tuán)和氟代基團(tuán)。
配線707可以形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中具有從Al，Ni，C，W，Mo，Ti，Pt，Cu，Ta，Au，和Mu中選擇的元素或含有上述元素的合金。
第一電極708或第二電極710中的任何一個可以形成為光透射電極。作為光透射電極，其具有含三氧化鎢的氧化銦(IWO)，含氧化鎢的氧化銦(IWZO)，含氧化鈦的氧化銦(ITiO)，含氧化鈦的氧化銦錫(ITTiO)，含鉬的氧化銦錫(ITMO)等。不需要說明，也可以使用氧化銦錫(ITO)，氧化鋅錫(IZO)，摻雜有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。
第一電極708或第二電極710中的至少一個可以利用非光透射電極形成。例如，其可以利用堿金屬如Li或Cs，堿土金屬如Mg、Ca或Sr，包含上述金屬的合金(如，MgAg、AlLi、或MgIn)，包含上述金屬的化合物(如CaF2或Ca3N2)，或稀土金屬如Yb或Er形成。
第四絕緣層711可以利用與第三絕緣層706相似的材料形成。
發(fā)光元件712由第一電極708，第二電極710，和插入在其間的EL層709構(gòu)成。第一電極708或第二電極710中的任一個可以對應(yīng)于陽極，而另一個對應(yīng)于陰極。當(dāng)將高于閾值電壓的電壓主動施加在陽極和陰極之間時，發(fā)光元件712利用從陽極流到陰極的電流發(fā)光。
EL層709可以形成為單層或多層。當(dāng)EL層709形成為多層時，根據(jù)載流子傳輸特性將上述層分為空穴注入層，空穴傳輸層，發(fā)光層，電子傳輸層，電子注入層等。應(yīng)當(dāng)注意，每層之間的邊界不需要很清楚，并且也可以是下面一種情況，即因為形成每層的材料互相混合而使邊界不清楚。每一層都可以利用有機(jī)材料或無機(jī)材料形成。作為有機(jī)材料，可以使用高分子化合物，中分子化合物，和低分子化合物中的任一種。
EL層709最好利用具有不同功能的多層形成，如空穴注入/傳輸層，發(fā)光層，和電子注入/傳輸層?？昭ㄗ⑷?傳輸層最好利用包含具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料和相對于有機(jī)化合物材料顯示有電子接受特性的無機(jī)化合物材料的復(fù)合材料形成。通過使用上述結(jié)構(gòu)，在本質(zhì)上具有少數(shù)載流子的有機(jī)化合物內(nèi)產(chǎn)生了很多空穴載流子，從而可以得到良好的空穴注入/傳輸特性。根據(jù)上述結(jié)果，可以使驅(qū)動電壓低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的驅(qū)動電壓。此外，因為空穴注入/傳輸層可以形成為很厚而沒有引起驅(qū)動電壓升高，可以抑制由于灰塵等造成的發(fā)光元件的短路。
作為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物材料，其中有例如，銅酞菁(縮寫為CuPc)；4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺]三苯胺(縮寫為MTDATA)；1，3，5-三[(N，N-二(m-甲苯基)氨基]苯(縮寫為m-MTDAB)；N，N’-聯(lián)苯-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’聯(lián)苯-4，4’-二胺(縮寫為TPD)；4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基胺]聯(lián)苯(縮寫為NPB)；4，4′-二[N-[4-{N，N-二(3-甲基苯基)氨基}苯基]-N-苯基胺]聯(lián)苯(縮寫為DNTPD)等。然而，本發(fā)明并不限于此。
作為顯示有電子接受特性的無機(jī)化合物材料，其中有氧化鈦，氧化鋯，氧化釩，氧化鉬，氧化鎢，氧化錸，氧化鋅等。尤其是，最好是氧化釩，氧化鉬，氧化鎢和氧化錸，因為它們可以在真空中沉積，并且易于被處理。
電子注入/傳輸層可以利用具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物材料形成。具體而言，有三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫為Almq3)；二(2-甲基-8-羥基喹啉)4-苯基苯酚)鋁(縮寫為BAlq)；浴銅靈(縮寫為BCP)；2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(縮寫為PBD)；3-(4-聯(lián)苯基)-4苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(縮寫為TAZ)等。然而，本發(fā)明并不限于此。
EL層可以利用下述材料形成，如9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫為DNA)；9，10-二(2-二苯基)-2-叔丁蒽(縮寫為t-BuDNA)；4，4’-二(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯)(縮寫為DPVBi)；香豆素30；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；紅熒烯；2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(縮寫為TBP)；9，10-二苯蒽(縮寫為DPA)；4-(氰亞甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(縮寫為DCM1)；4-(氰亞甲基)-2-甲基-6-(9-久洛尼定基)乙炔基-4H-吡喃(縮寫為DCM2)等。作為選擇，也可以使用能產(chǎn)生磷光的下述化合物二{2-[3′，5′-二(三氟甲基)苯基]吡啶-N，C2′}銥(甲代吡啶化物)(縮寫為Ir(F3ppy)2(pic)))；三(2-甲基吡啶-N，C2′)銥(縮寫為Ir(ppy)3)；二(2-苯基吡啶-N，C2′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫為Ir(ppy)2(acac))；二[2-(2′-噻吩基)吡啶-N，C3′]銥(乙酰丙酮化物)(縮寫為Ir(thp)2(acac))；二(2-苯基喹啉-N，C2′)銥(乙酰丙酮化物)(縮寫為Ir(pq)2(acac))等。
此外，EL層可以通過使用單態(tài)激勵發(fā)光材料以及包含金屬絡(luò)合物的三態(tài)激勵發(fā)光材料形成。例如，在發(fā)生紅光、綠光、和藍(lán)光的發(fā)光像素中，使用三態(tài)激勵發(fā)光材料形成具有相對較短的亮度半衰期的發(fā)射紅光的發(fā)光像素，而可以使用單態(tài)激勵發(fā)光材料形成其他發(fā)光像素。三態(tài)激勵發(fā)光材料具有高發(fā)光效率，其優(yōu)點是僅需較低的能耗就能得到相同的亮度。也就是，當(dāng)將三態(tài)激勵發(fā)光材料應(yīng)用到發(fā)射紅光的像素時，可以降低提供到發(fā)光元件的電流量，結(jié)果是提高了可靠性。為了降低能耗，可以利用三態(tài)激勵發(fā)光材料形成發(fā)射紅光和綠光的發(fā)光像素，而可以利用單態(tài)激勵發(fā)光材料形成發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件。當(dāng)利用三態(tài)激勵發(fā)光材料形成對于人眼來說可見度高的發(fā)射綠光的發(fā)光元件時，可以進(jìn)一步降低能耗。
作為EL層的結(jié)構(gòu)，可以在每個像素內(nèi)形成具有不同發(fā)光光譜的發(fā)光層以實現(xiàn)彩色顯示。有代表性地，形成對應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))各種顏色的發(fā)光層。也是在這種情況下，通過采用下述結(jié)構(gòu)可以提高顏色純度并且可以防止像素部分的鏡像表面(閃耀)的產(chǎn)生，在所述結(jié)構(gòu)中傳輸具有上述發(fā)光光譜的濾光器形成在像素的發(fā)光側(cè)。通過提供濾光器，可以省略傳統(tǒng)中需要的圓形的偏振片，這樣可以恢復(fù)發(fā)光層發(fā)出的光損失。此外，可以減少當(dāng)像素部分(顯示屏)傾斜時發(fā)生的色調(diào)的變化。
當(dāng)將具有圖10示出的結(jié)構(gòu)的像素與外部光強(qiáng)檢測器結(jié)合時，可以通過改變發(fā)光元件的發(fā)光時間控制顯示屏的亮度。此外，由于通過利用外部光強(qiáng)檢測器控制發(fā)光元件的發(fā)光可以防止發(fā)光時間高于必要的情況，所以可以降低顯示面板的能耗，其能延長使用壽命。
應(yīng)當(dāng)注意，晶體管不限于使用多晶硅作為其半導(dǎo)體層的一種，并且因此，也可以使用非晶硅的晶體管。
接下來，將描述將非晶硅(a-Si:H)膜用作晶體管的半導(dǎo)體層的情況。圖12A和圖12B示出了頂柵型晶體管的例子，而圖13A和圖13B以及圖35A和圖35B示出了底柵型晶體管的例子。
圖12A示出了使用非晶硅作為其半導(dǎo)體層的頂柵型晶體管的橫截面圖。如圖12A所示，基膜2802形成在基板2801上。另外，像素電極2803形成在基膜2802上。此外，第一電極2804利用與像素電極2803相同的材料形成在相同的層上。
基板可以是玻璃基板，石英基板，陶瓷基板等中的任何一種。此外，基膜2802可以利用氮化鋁(AlN)，氧化硅(SiO2)，和/或氮氧化硅(SiOxNy)形成為單層或疊層結(jié)構(gòu)。
此外，配線2805和配線2806形成在基膜2802上，并且配線2805覆蓋像素電極2803的末端。在配線2805和配線2806上，分別形成具有n-型導(dǎo)電性的n-型半導(dǎo)體層2807和n-型半導(dǎo)體層2808。半導(dǎo)體層2809形成在配線2806和配線2805之間以及基膜2802上。延伸半導(dǎo)體層2809的一部分以覆蓋n-型半導(dǎo)體層2807和n-型半導(dǎo)體層2808。應(yīng)當(dāng)注意，半導(dǎo)體層2809利用非晶體半導(dǎo)體膜如非晶硅(a-Si:H)或微晶半導(dǎo)體(μ-Si:H)形成。柵絕緣膜2810形成在半導(dǎo)體層2809上。此外，絕緣膜2811利用與柵絕緣膜2810相同的材料形成在相同的層上，即形成在第一電極2804上。應(yīng)當(dāng)注意，柵絕緣膜2810由氧化硅膜，氮化硅膜等形成。
柵電極2812形成在柵絕緣膜2810上。此外，第二電極2813利用與柵電極2812相同的材料形成在同一層上，即形成在第一電極2820上，絕緣膜2811插入在其間。因而，電容器2819形成在其中絕緣膜2811插入在第一電極2804和第二電極2813之間的區(qū)域內(nèi)。層間絕緣膜2814形成為覆蓋像素電極2813，驅(qū)動晶體管2818，和電容器2819的端部。
包含有機(jī)化合物的層2815和反向電極2816形成在層間絕緣膜2814和設(shè)置在層間絕緣膜2814的開口內(nèi)的像素電極2803上。因而，發(fā)光元件2817形成在其中含有有機(jī)化合物的層2815插入在像素電極2803和反向電極2816之間的區(qū)域內(nèi)。
圖12A示出的第一電極2804可以用圖12B所示的第一電極2820代替。第一電極2820利用與配線2805和2806相同的材料形成在同一層上。
圖13A和圖13B示出了具有利用非晶硅作為其半導(dǎo)體層的底柵型晶體管的顯示裝置面板的部分橫截面圖。
基膜2902形成在基板2901上。另外，柵電極2903形成在基膜2902上。此外，第一電極2904可以利用與柵電極2903相同的材料形成在相同層上。作為柵電極2903的材料，可以使用摻雜有磷的多晶硅。不僅是多晶硅，也可以使用由金屬和硅化合而成的硅化物。
此外，柵絕緣膜2905形成為覆蓋柵電極2903和第一電極2904。柵絕緣膜2905由氧化硅膜，氮化硅膜等形成。
半導(dǎo)體層2906形成在柵絕緣膜2905上。此外，半導(dǎo)體層2907可以利用與半導(dǎo)體層2906相同的材料形成在相同層上。
基板可以是玻璃基板，石英基板，陶瓷基板等中的任何一種。此外，基膜2802利用氮化鋁(AlN)，氧化硅(SiO2)，和/或氮氧化硅(SiOxNy)形成為單層或疊層結(jié)構(gòu)。
具有n-型導(dǎo)電性的n-型半導(dǎo)體層2908和2909形成在半導(dǎo)體層2906上，而n-型半導(dǎo)體層2910形成在半導(dǎo)體層2907上。
配線2911，2912，和2913分別形成在n-型半導(dǎo)體層2908，2909，和2910上，并且導(dǎo)電層2913利用與配線2911和2912相同的材料形成相同層上，即形成在n-型半導(dǎo)體層2910上。
第二電極由半導(dǎo)體層2907，n-型半導(dǎo)體層2910，和導(dǎo)電層2913形成。應(yīng)當(dāng)注意，電容器2920形成在其中柵絕緣膜2905插入在第二電極和第一電極2904之間的區(qū)域內(nèi)。
此外，延伸部分配線2911，并且像素電極2914形成為與配線2911的延伸部分的頂表面接觸。
絕緣體2915形成為覆蓋像素電極2914，驅(qū)動晶體管2919，和電容器2920的末端。
包含有有機(jī)化合物的層2916和反向電極2917形成在像素電極2914和絕緣體2915上，并且發(fā)光元件2918形成在其中包含有機(jī)化合物的層2916插入在像素電極2914和反向電極2917之間的區(qū)域內(nèi)。
沒有必要提供部分起到電容器的第二電極功能的半導(dǎo)體層2907和n-型半導(dǎo)體層2910。也就是，可以僅將導(dǎo)電層2913用作第二電極從而提供具有下述結(jié)構(gòu)的電容器，即柵絕緣膜插入在第一電極2904和導(dǎo)電層2913之間。
應(yīng)當(dāng)注意，如圖13A所示通過在形成配線2911之前形成像素電極2914，可以形成圖13B所示的電容器2920，其具有下述結(jié)構(gòu)，即柵絕緣膜2905插入在第二電極2921和第一電極2914之間，其中第二電極2921利用與像素電極2914相同的材料形成。
雖然圖13A和圖13B示出了利用溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反向交錯型晶體管，也可以使用具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管。接下來，將參考圖35A和圖35B描述具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管的例子。
圖35A所示的具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖13A所示的具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動晶體管2919的區(qū)別在于，在半導(dǎo)體層2906的溝道形成區(qū)域上提供作為蝕刻掩膜的絕緣體3001。圖35A和圖13A之間相同的部分利用相同的附圖標(biāo)記表示。
相似地，圖35B所示的具有溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)的晶體管與圖13B所示的具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的驅(qū)動晶體管2919的區(qū)別在于，在半導(dǎo)體層2906的溝道形成區(qū)域內(nèi)提供作為蝕刻掩膜的絕緣體3001。圖35B和圖13B之間相同的部分利用相同的附圖標(biāo)記表示。
通過使用非晶硅膜作為構(gòu)成本發(fā)明像素的晶體管的半導(dǎo)體層(如，溝道形成區(qū)域，源極區(qū)域，或漏極區(qū)域)，可以降低制造成本。例如，也可以將非晶半導(dǎo)體膜應(yīng)用在圖10所示的像素結(jié)構(gòu)內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明像素結(jié)構(gòu)中的晶體管或電容器結(jié)構(gòu)并不限于前面描述的結(jié)構(gòu)，并且也可以使用各種結(jié)構(gòu)的晶體管或電容器。
還應(yīng)當(dāng)注意本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到4中的任何一個組合。
檢測外部光強(qiáng)的光學(xué)傳感器可以構(gòu)成為顯示裝置的一部分?？梢詫⒐鈱W(xué)傳感器作為其組成部分安裝在顯示裝置上或集成到顯示面板內(nèi)。當(dāng)將其集成到顯示面板內(nèi)時，可以將顯示表面用作光學(xué)傳感器的接收表面，從而為設(shè)計帶來有利影響。也就是，可以基于外部光強(qiáng)控制灰度級而沒有被用戶認(rèn)出光學(xué)傳感器集成在顯示裝置內(nèi)。
圖11示出了其中光學(xué)傳感器集成在顯示面板內(nèi)的例子。應(yīng)當(dāng)注意圖11示出了其中利用電致發(fā)光的發(fā)光元件和控制其操作的TFT構(gòu)成像素的情況。
在圖11中，驅(qū)動TFT 8801，由光透射材料形成的第一電極(像素電極)8802，EL層8803，和由光透射材料形成的第二電極(反向電極)8804形成在光透射基板8800上。第一電極(像素電極)8802形成在絕緣膜8841上。發(fā)光元件8825向上(箭頭方向)發(fā)射光。在形成在第二電極8804上方的絕緣膜8812上，提供有包括p-溝道層8831，實際固有(i-型)層8832，和n-型層8833的疊層結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換元件8838以及連接到p-型層8831的電極8830和連接到n-型層8833的電極8834。應(yīng)當(dāng)注意，光電轉(zhuǎn)換元件8838也可以形成在絕緣膜8841上。
在該實施例中，光電轉(zhuǎn)換元件8838用作光學(xué)傳感器元件。發(fā)光元件8825和光電轉(zhuǎn)換元件8838形成在相同的基板8800上，并且發(fā)光元件8825發(fā)出的光構(gòu)成將要被用戶看到的圖像。同時，光電轉(zhuǎn)換元件起到檢測外部光并且傳送檢測信號到控制器的功能。以這種方式，發(fā)光元件和光學(xué)傳感器(光電轉(zhuǎn)換元件)可以形成在相同的基板上，這樣就有利于縮小裝置的尺寸。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到5的任何一個結(jié)合。
在本實施方式中，描述了實施方式1到5中描述的用于控制顯示裝置的硬件。
圖18示出了示意圖。像素陣列2704提供在基板2701上。在很多情況下源極驅(qū)動器2706和柵極驅(qū)動器2705都形成在相同的基板上。除此以外，也可以提供電源電路，預(yù)充電電路，定時產(chǎn)生電路等。也存在下面的一種情況即源極驅(qū)動器2706或柵極驅(qū)動器2705不形成在相同的基板上。在這種情況下，不形成在基板2701上的電路經(jīng)常形成在IC內(nèi)。經(jīng)常利用COG(玻璃上芯片)焊接將IC安裝在基板2701上。作為選擇，也可以將IC安裝在用于將外部電路基板2702連接到基板2701上的連接板2707上。
將信號2703輸入到外圍電路基板2702內(nèi)，并且控制器2708控制信號以使其存儲在存儲器2709，存儲器2710等內(nèi)。在信號2703是模擬信號的情況下，經(jīng)常在將其存儲在存儲器2709、存儲器2710等內(nèi)之前對其執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。通過使用存儲在存儲器2709、存儲器2710等內(nèi)的信號，控制器2708輸出信號到基板2701內(nèi)。
為了實現(xiàn)實施方式1到5所示的驅(qū)動方法，控制器2708可以控制各種信號例如脈沖信號，并將其輸出到基板2701。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到6的任何一個結(jié)合。
下面將參考圖19描述具有本發(fā)明的顯示裝置的移動電話的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。
將顯示面板5410可連接地/可拆卸地方式并入到殼體5400內(nèi)。殼體5400的形狀和大小可以根據(jù)顯示面板5410的大小適當(dāng)?shù)馗淖?。將其中固定有顯示面板5410的殼體5400裝在印刷電路板5401上從而組成模塊。
顯示面板5410通過FPC 5411連接到印刷電路板5401上。在印刷電路板5401上，形成有揚(yáng)聲器5402，麥克風(fēng)5403，發(fā)射/接收電路5404，以及包括CPU和控制器等的信號處理電路5405。將上述模塊與輸入裝置5406和電池5407結(jié)合，并且然后將其合并到殼體5409和5412內(nèi)。設(shè)置顯示面板5410的像素部分從而能從形成在殼體5412內(nèi)的開口窗口看到。
可以以下述方式構(gòu)造顯示面板5410，即通過使用TFT將外圍驅(qū)動器電路的一部分(如，多個驅(qū)動器電路中具有低工作頻率的驅(qū)動器電路)形成在與像素部分相同的基板上，而將外圍驅(qū)動器電路的其他部分(如，多個驅(qū)動器電路中具有高工作頻率的驅(qū)動器電路)形成在一個IC芯片內(nèi)。然后，可以通過COG(玻璃上芯片)焊接將IC芯片安裝在顯示面板5410上。作為選擇，可以通過TAB(帶式自動焊接)或通過使用印刷電路將IC芯片連接到玻璃基板上。圖20A示出了下述顯示面板的示例性結(jié)構(gòu)，即其中外圍驅(qū)動器電路的一部分形成在與像素部分相同的基板上，而外圍驅(qū)動器電路的其他部分形成在IC芯片內(nèi)，其中IC芯片通過COG(玻璃上芯片)焊接或相似方法安裝在基板上。通過使用上述結(jié)構(gòu)，可以降低顯示裝置的能耗并且可以延長移動電話的每次充電的工作時間。此外，還可以降低移動電話的成本。
此外，通過利用緩沖器對設(shè)置到掃描線或信號線的信號進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換，可以縮短一行內(nèi)寫入信號到像素中的時間。因而，可以得到高分辨率的顯示裝置。
此外，為了進(jìn)一步降低能耗，可以使用下述結(jié)構(gòu)，即將像素部分形成在具有多個TFT的基板上，并且將所有外圍電路都形成在IC芯片內(nèi)，其中IC芯片通過COG(玻璃上芯片)焊接安裝在顯示面板上。
對于本發(fā)明上述的顯示裝置，可以得到質(zhì)量好并且高對比度的圖像。
應(yīng)該注意，本實施方式示出的結(jié)構(gòu)僅是一種移動電話的示意圖，并且因此，本發(fā)明的顯示裝置也可以用在具有其他結(jié)構(gòu)的移動電話中而不限定在上述結(jié)構(gòu)的移動電話中。
還應(yīng)當(dāng)注意，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到7的任何一個結(jié)合。
圖21示出了將顯示面板5701和電路板5702組合在一起的EL模塊。顯示面板5701包括像素部分5703，掃描線驅(qū)動器電路5704，和信號線驅(qū)動器電路5705。在電路板5702上形成有例如控制電路5706，信號驅(qū)動電路5707等。顯示面板5701和電路板5702利用連接線5708互相連接在一起。連接線可以用FPC等形成。
控制電路5706對應(yīng)于實施方式7中的控制器2708，存儲器2709，存儲器2710等?？刂齐娐?706主要控制子幀等的排列順序。
可以以下述方式構(gòu)造顯示面板5701，即通過使用多個TFT將外圍驅(qū)動器電路的一部分(如，多個驅(qū)動器電路中具有低工作頻率的驅(qū)動器電路)形成在與像素部分相同的基板上，而將外圍驅(qū)動器電路的其他部分(如，多個驅(qū)動器電路中具有高工作頻率的驅(qū)動器電路)形成在一個IC內(nèi)，從而可以通過COG(玻璃上芯片)焊接將IC芯片安裝在顯示面板5701上。作為選擇，可以通過TAB(帶式自動焊接)或通過使用印刷電路將IC芯片連接到顯示面板5701上。圖20A示出了下述顯示面板的示意性結(jié)構(gòu)，即其中外圍驅(qū)動器電路的一部分形成在與像素部分相同的基板上，而外圍驅(qū)動器電路的其他部分形成在IC芯片內(nèi)，其中IC芯片通過COG(玻璃上芯片)焊接安裝在基板上。通過使用上述結(jié)構(gòu)，可以降低顯示裝置的能耗并且可以延長移動電話的每次充電的工作時間。此外，還可以降低移動電話的成本。
此外，通過利用緩沖器對設(shè)置到掃描線或信號線的信號進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換，可以縮短一行內(nèi)寫入信號到像素內(nèi)的時間。因而，可以得到高分辨率的顯示裝置。
此外，為了進(jìn)一步降低能耗，可以使用下述結(jié)構(gòu)，即將像素部分形成在具有多個TFT的基板上，并且將所有信號線驅(qū)動器電路都形成在IC芯片內(nèi)，其中IC芯片通過COG(玻璃上芯片)焊接安裝在顯示面板上。
應(yīng)當(dāng)注意，最好是使用下述結(jié)構(gòu)，像素部分形成在具有多個TFT的基板上，并且所有外圍驅(qū)動器電路都形成在IC芯片內(nèi)，其中IC芯片通過COG(玻璃上芯片)焊接安裝在顯示面板上。圖20B示出了這樣一種示例性結(jié)構(gòu)，即像素部分形成在具有多個TFT的基板上，并且形成在IC芯片內(nèi)的外圍驅(qū)動器電路通過COG焊接等安裝在基板上。
使用上述EL模塊，可以實現(xiàn)EL電視接收機(jī)。圖22是EL電視接收機(jī)的主要結(jié)構(gòu)的方?jīng)Q圖。調(diào)諧器5801接收視頻信號和音頻信號。利用視頻放大器電路5802處理視頻信號；用于將視頻信號放大器電路5802輸出的信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于紅，綠，和藍(lán)色的彩色信號的視頻信號處理電路5803；以及轉(zhuǎn)換輸入到驅(qū)動電路的視頻信號的控制電路5706?？刂齐娐?706輸出信號到每一掃描線側(cè)和信號線側(cè)。在執(zhí)行數(shù)字驅(qū)動的情況下，信號分離電路5007可以提供在信號線側(cè)，從而將在將輸入數(shù)字信號提供到像素部分之前將該輸入數(shù)字信號分成m個信號。
在調(diào)諧器5801接收到的信號中，將音頻信號傳送到音頻信號放大器電路5804，并且將其輸出信號通過音頻信號處理電路5805提供到揚(yáng)聲器5806。控制電路5807接收位于接收站上(接收頻率)的控制數(shù)據(jù)或來自于輸入部分5808的音量控制并將上述信號傳送到調(diào)諧器5801以及音頻信號處理電路5805。
通過將EL模塊合并到殼體內(nèi)，可以實現(xiàn)TV接收機(jī)。TV接收機(jī)的顯示部分利用上述的EL模決形成。此外，也適當(dāng)?shù)靥峁┯袚P(yáng)聲器，視頻輸入端等。
不需說明，本發(fā)明并不限于TV接收機(jī)，并且可以應(yīng)用在如顯示媒介的各種對象內(nèi)，例如個人計算機(jī)的監(jiān)視器，火車站、機(jī)場等的信息顯示板，或大街上的廣告顯示板。
以上述方式，通過使用本發(fā)明的顯示裝置，可以得到質(zhì)量好、對比度高的圖像。
應(yīng)當(dāng)注意，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到8的任何一個結(jié)合。
本實施方式圖示光學(xué)傳感器和放大器的例子。
圖39示出了基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)對光電轉(zhuǎn)換元件3601照射光時，電流依照照明度在其內(nèi)流動。在電流/電壓轉(zhuǎn)換電路3902內(nèi)將該電流轉(zhuǎn)換成電壓信號。以這種方式，光學(xué)傳感器113由光電轉(zhuǎn)換元件3601和電流/電壓轉(zhuǎn)換電路3902構(gòu)成。將光學(xué)傳感器113輸出的信號輸入到放大器114內(nèi)。雖然圖39示出了使用運(yùn)算放大器作為電壓跟隨電路的例子，但本發(fā)明并不限于此。
作為電流/電壓轉(zhuǎn)換電路3902的例子，可以使用圖36所示的電阻器3602。然而，本發(fā)明并不限于此。也可以使用運(yùn)算放大器構(gòu)成上述電路。
雖然圖39和圖36使用在光電轉(zhuǎn)換元件3601內(nèi)流動的電流，但電流也可以被放大。例如，如圖37所示，通過使用電流鏡電路3703增加在作為電流/電壓轉(zhuǎn)換電路的電阻器3702流動的電流。結(jié)果是，提高了光敏度以及抗干擾度。
此外，如圖38所示，可以采用下述結(jié)構(gòu)，即將通過光電轉(zhuǎn)換元件3601和電流鏡電路3803流動的電流全部提供到電路/電壓轉(zhuǎn)換電路3802內(nèi)，從而提高光敏度以及抗干擾度。通過使用上述結(jié)構(gòu)，將連接到光電轉(zhuǎn)換元件3601的配線連接到電流鏡電路的輸出端；因此，可以減少連接端的數(shù)量。
還應(yīng)當(dāng)注意，本實施方式可以適當(dāng)?shù)嘏c實施方式1到9的任何一個結(jié)合。
本發(fā)明可以應(yīng)用到各種電子設(shè)備中。確切地講，本發(fā)明可以應(yīng)用到電子設(shè)備的顯示部分。作為上述電子設(shè)備的例子，其中有攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，護(hù)目鏡顯示器，導(dǎo)航系統(tǒng)，聲音再現(xiàn)設(shè)備(如，汽車用立體聲收音機(jī)或音頻成分組件)，計算機(jī)，游戲機(jī)，便攜式信息終端(如，移動計算機(jī)，移動電話，便攜式游戲機(jī)，或電子書)，提供有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(確切的是，用于再現(xiàn)記錄媒介如數(shù)字化視頻光盤(DVD)和具有用于顯示再現(xiàn)圖像的發(fā)光裝置的裝置)，或相似裝置。
圖23A示出了其中包括殼體35001，支撐基底35002，顯示部分35003，揚(yáng)聲器部分35004，視頻輸入端35005等的發(fā)光裝置。本發(fā)明的顯示裝置可以應(yīng)用在顯示部分35003。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)光裝置包括用于信息顯示的所有發(fā)光裝置，如用于個人計算機(jī)，電視廣播接收，或廣告顯示板的裝置。對于具有將本發(fā)明的顯示裝置作為顯示部分35003的發(fā)光裝置，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23B是示出了其中包括主體部分35101，顯示部分35102，圖像接收部分35103，操作鍵35104，外部連接部分35105，快門35106等的照相機(jī)。
對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為顯示部分35103的數(shù)碼相機(jī)，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23C示出了其中包括主體部分35201，殼體35202，顯示部分35203，鍵盤35204，外部連接部分35205，指示鼠標(biāo)35206等的計算機(jī)。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為顯示部分35203的計算機(jī)，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23D示出了其中包括主體部分35301，顯示部分35302，開關(guān)35303，操作鍵35304，IR端口35305等的移動計算機(jī)。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為顯示部分35302的移動計算機(jī)，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23E示出了一種提供有記錄介質(zhì)的便攜式圖像再現(xiàn)裝置(確切的是，DVD再現(xiàn)裝置)，該裝置包括主體部分35401，殼體35402，顯示部分A35403，顯示部分B35404，記錄媒介(DVD)讀取部分35405，操作鍵35406，揚(yáng)聲器部分35407等。顯示部分A35403可以主要顯示圖像數(shù)據(jù)，而顯示部分B35404可以主要顯示文本數(shù)據(jù)。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為其顯示部分A35403和B35404的圖像再現(xiàn)裝置，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23F示出了其中包括主體部分35501，顯示部分35505，和支臂部分35503的護(hù)目鏡顯示器。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為其顯示部分35502的護(hù)目鏡顯示器，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23G示出了其中包括主體部分35601，顯示部分35602，殼體35603，外部連接端口35604，遠(yuǎn)程控制接收部分35605，圖像接收部分35606，電池35607，音頻輸入部分35608，操作鍵35609等的攝像機(jī)。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為其顯示部分35602的攝像機(jī)，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
圖23H示出了其中包括主體部分35701，殼體35702，顯示部分35703，音頻輸入部分35704，音頻輸出部分35705，操作鍵35706，外部連接端口35707，天線35708等的移動電話。對于具有使用本發(fā)明的顯示裝置作為其顯示部分35703的移動電話，可以得到質(zhì)量好并且對比度高的圖像。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍很寬從而其可以應(yīng)用到各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。
本發(fā)明基于2005年5月20日在日本專利局申請的申請?zhí)枮镹o.2005-148833的日本專利的優(yōu)先權(quán)，在此引用了其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種包括多個像素的矩陣排列的顯示裝置，包括源極驅(qū)動器；柵極驅(qū)動器；和至少第一顯示模式和第二顯示模式，其中顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)以下述方式切換，即在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器，而在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器。
2.一種包括多個像素的矩陣排列的顯示裝置，包括源極驅(qū)動器；柵極驅(qū)動器；和至少第一顯示模式和第二顯示模式；其中顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)以下述方式切換，即在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到像素內(nèi)，而在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到像素內(nèi)。
3.一種包括多個像素的矩陣排列的顯示裝置，包括源極驅(qū)動器；柵極驅(qū)動器；視頻信號產(chǎn)生電路；和至少第一顯示模式和第二顯示模式，其中在第一顯示模式中視頻信號產(chǎn)生電路提供模擬信號到源極驅(qū)動器，其中在第二顯示模式中視頻信號產(chǎn)生電路提供數(shù)字信號到源極驅(qū)動器，并且其中顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)進(jìn)行切換。
4.一種包括多個像素的矩陣排列的顯示裝置，包括源極驅(qū)動器；柵極驅(qū)動器；視頻信號產(chǎn)生電路；和至少第一顯示模式和第二顯示模式，其中在第一顯示模式中視頻信號產(chǎn)生電路提供模擬信號到源極驅(qū)動器以將該信號提提供到像素內(nèi)，其中在第二顯示模式中視頻信號產(chǎn)生電路提供數(shù)字信號到源極驅(qū)動器以將該信號提供到像素內(nèi)，并且其中顯示模式根據(jù)外部光強(qiáng)進(jìn)行切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中顯示裝置是EL顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中顯示裝置是EL顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中顯示裝置是EL顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中顯示裝置是EL顯示器。
9.一種包括權(quán)利要求1中的顯示裝置的電子設(shè)備。
10.一種包括權(quán)利要求2中的顯示裝置的電子設(shè)備。
11.一種包括權(quán)利要求3中的顯示裝置的電子設(shè)備。
12.一種包括權(quán)利要求4中的顯示裝置的電子設(shè)備。
13.一種顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置包括多個像素的矩陣排列，源極驅(qū)動器，和柵極驅(qū)動器，該方法包括以下步驟根據(jù)外部光強(qiáng)在第一顯示模式和第二顯示模式之間切換，其中在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器，其中在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器。
14.一種顯示裝置的驅(qū)動方法，該顯示裝置包括多個像素的矩陣排列，源極驅(qū)動器，和柵極驅(qū)動器，該方法包括以下步驟根據(jù)外部光強(qiáng)在第一顯示模式和第二顯示模式之間切換，其中在第一顯示模式中將模擬信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到像素內(nèi)，其中在第二顯示模式中將數(shù)字信號提供到源極驅(qū)動器以將該信號提供到像素內(nèi)。
全文摘要
提供一種在黑暗環(huán)境或強(qiáng)烈的外部光照都可以實現(xiàn)顯示的顯示裝置。該顯示裝置通過根據(jù)外部光強(qiáng)來控制灰度級數(shù)量而實現(xiàn)顯示，這意味著顯示模式可以根據(jù)將要在顯示屏上顯示的數(shù)據(jù)切換。在每一種顯示模式中以下述方式控制視頻信號產(chǎn)生電路，即直接輸出具有模擬值的輸入視頻信號，輸出具有二進(jìn)制數(shù)字值的信號，或輸出具有多值數(shù)字值的信號。其結(jié)果是，像素內(nèi)顯示的灰度級可以及時地變化。因此，在很寬的范圍內(nèi)如從黑暗地方或室內(nèi)(如熒光燈下)到室外(如陽光下)的多種環(huán)境中都可以顯示清晰的圖像并保持高清晰度。
文檔編號G09G3/36GK1873748SQ20061009987
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者山崎舜平, 小山潤, 棚田好文, 納光明, 木村肇, 福本良太, 柳井宏美 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所