半導体装置およびその駆動方法
電流入力型画素において、信号電流の書き込み動作を素早く行う半導体装置を提供する。信号電流を入力する前に、大きな電流を流して、プリチャージ動作を行う。その後、信号電流を入力して、設定動作を行う。設定動作の前に、プリチャージ動作を行っているため、素早く所定の電位に達することが出来る。その所定の電位は、設定動作が完了したときの電位と概ね等しい。そのため、素早く設定動作を行うことができ、信号電流の書き込み動作を素早く行うことが出来る。なお、トランジスタを２つ用いることによって、プリチャージ動作の時には、ゲート幅Ｗを大きくし、あるいは、ゲート長Ｌを小さくする。設定動作のときには、ゲート幅Ｗを小さくし、あるいは、ゲート長Ｌを大きくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は負荷に供給する電流をトランジスタで制御する機能を設けた半導体装置に係り、特に電流によって輝度が変化する電流駆動型発光素子で形成された画素や、その信号線駆動回路を含む半導体装置に関する。
【背景技術】
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、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。
このような自発光型の発光素子を用いた表示装置では、その駆動方式として単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式とが知られている。前者は構造は簡単であるが、大型かつ高輝度のディスプレイの実現が難しい等の問題があり、近年は発光素子に流れる電流を画素回路内部に設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御するアクティブマトリックス方式の開発が盛んに行われている。
このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、駆動ＴＦＴの電流特性のバラツキにより発光素子に流れる電流が変化し輝度がばらついてしまうという問題があった。
つまり、このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、画素回路には発光素子に流れる電流を駆動する駆動ＴＦＴが用いられており、これらの駆動ＴＦＴの特性がばらつくことにより発光素子に流れる電流が変化し、輝度がばらついてしまうという問題があった。そこで画素回路内の駆動ＴＦＴの特性がばらついても発光素子に流れる電流は変化せず、輝度のバラツキを抑えるための種々の回路が提案されている。
（特許文献１）特許出願公表番号２００２−５１７８０６号公報
（特許文献２）国際公開第０１／０６４８４号パンフレット
（特許文献３）特許出願公表番号２００２−５１４３２０号公報
（特許文献４）国際公開第０２／３９４２０号パンフレット
特許文献１乃至４は、いずれもアクティブマトリックス型表示装置の構成を開示したもので、特許文献１乃至３には、画素回路内に配置された駆動ＴＦＴの特性のバラツキによって発光素子に流れる電流が変化しないような回路構成が開示されている。この構成は、電流書き込み型画素、もしくは電流入力型画素などと呼ばれている。また特許文献４には、ソースドライバ回路内のＴＦＴのバラツキによる信号電流の変化を抑制するための回路構成が開示されている。
図６に、特許文献１に開示されている従来のアクティブマトリックス型表示装置の第１の構成例を示す。図６の画素は、ソース信号線６０１、第１〜第３のゲート信号線６０２〜６０４、電流供給線６０５、ＴＦＴ６０６〜６０９、保持容量６１０、ＥＬ素子６１１、信号電流入力用電流源６１２を有する。
ＴＦＴ６０６のゲート電極は、第１のゲート信号線６０２に接続され、第１の電極はソース信号線６０１に接続され、第２の電極は、ＴＦＴ６０７の第１の電極、ＴＦＴ６０８の第１の電極、およびＴＦＴ６０９の第１の電極に接続されている。ＴＦＴ６０７のゲート電極は、第２のゲート信号線６０３に接続され、第２の電極はＴＦＴ６０８のゲート電極に接続されている。ＴＦＴ６０８の第２の電極は、電流供給線６０５に接続されている。ＴＦＴ６０９のゲート電極は、第３のゲート信号線６０４に接続され、第２の電極はＥＬ素子６１１の陽極に接続されている。保持容量６１０はＴＦＴ６０８のゲート電極と電流供給線６０５との間に接続され、ＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧を保持する。電流供給線６０５およびＥＬ素子６１１の陰極には、それぞれ所定の電位が入力され、互いに電位差を有する。
図７を用いて、信号電流の書き込みから発光までの動作について説明する。図中、各部を示す図番は、図６に準ずる。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、電流の流れを模式的に示している。図７（Ｄ）は、信号電流の書き込み時における各経路を流れる電流の関係を示しており、図７（Ｅ）は、同じく信号電流の書き込み時に、保持容量６１０に蓄積される電圧、つまりＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧について示している。
まず、第１のゲート信号線６０２および第２のゲート信号線６０３にパルスが入力され、ＴＦＴ６０６、６０７がＯＮする。このとき、ソース信号線を流れる電流、すなわち信号電流をＩｄａｔａとする。
ソース信号線には、電流Ｉｄａｔａが流れているので、図７（Ａ）に示すように、画素内では、電流の経路はＩ１とＩ２とに分かれて流れる。これらの関係を図７（Ｄ）に示している。なお、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２であることは言うまでもない。
ＴＦＴ６０６がＯＮした瞬間には、まだ保持容量６１０には電荷が保持されていないため、ＴＦＴ６０８はＯＦＦしている。よって、Ｉ２＝０となり、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１となる。すなわちこの間は、保持容量６１０における電荷の蓄積による電流のみが流れている。
その後、徐々に保持容量６１０に電荷が蓄積され、両電極間に電位差が生じ始める（図７（Ｅ））。両電極の電位差がＶｔｈとなると（図７（Ｅ）Ａ点）、ＴＦＴ６０８がＯＮして、Ｉ２が生ずる。先に述べたように、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２であるので、Ｉ１は次第に減少するが、依然電流は流れており、さらに保持容量には電荷の蓄積が行われる。
保持容量６１０においては、その両電極の電位差、つまりＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧が所望の電圧、つまりＴＦＴ６０８がＩｄａｔａの電流を流すことが出来るだけの電圧（ＶＧＳ）になるまで電荷の蓄積が続く。やがて電荷の蓄積が終了する（図７（Ｅ）Ｂ点）と、電流Ｉ１は流れなくなり、さらにＴＦＴ６０８はそのときのＶＧＳに見合った電流が流れ、Ｉｄａｔａ＝Ｉ２となる（図７（Ｂ））。こうして、定常状態に達する。以上で信号の書き込み動作が完了する。最後に第１のゲート信号線６０２および第２のゲート信号線６０３の選択が終了し、ＴＦＴ６０６、６０７がＯＦＦする。
続いて、発光動作に移る。第３のゲート信号線６０４にパルスが入力され、ＴＦＴ６０９がＯＮする。保持容量６１０には、先ほど書き込んだＶＧＳが保持されているため、ＴＦＴ６０８はＯＮしており、電流供給線６０５から、Ｉｄａｔａの電流が流れる。これによりＥＬ素子６１１が発光する。このとき、ＴＦＴ６０８が飽和領域において動作するようにしておけば、ＴＦＴ６０８のソース・ドレイン間電圧が変化したとしても、Ｉｄａｔａは変わりなく流れることが出来る。
このように、設定した電流を出力する動作を、出力動作と呼ぶことにする。以上に一例を示した、電流書き込み型画素のメリットとして、ＴＦＴ６０８の特性等にばらつきがあった場合であっても、保持容量６１０には、電流Ｉｄａｔａを流すのに必要なゲート・ソース間電圧が保持されるため、所望の電流を正確にＥＬ素子に供給することが出来、よってＴＦＴの特性ばらつきに起因した輝度ばらつきを抑えることが可能になる点がある。
以上の例は、画素回路内での駆動ＴＦＴのバラツキによる電流の変化を補正するための技術に関するものであるが、ソースドライバ回路内においても同一の問題が発生する。特許文献４には、ソースドライバ回路内でのＴＦＴの製造上のバラツキによる信号電流の変化を防止するための回路構成が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の電流駆動回路やこれを用いた表示装置においては、信号電流とＴＦＴを駆動するための電流あるいは信号電流と発光時に発光素子に流れる電流とが等しいか、あるいは比例関係を保つように構成されている。
従って、発光素子を駆動するための駆動ＴＦＴの駆動電流が小さい場合や、発光素子で暗い階調の表示を行おうとする場合、信号電流もそれに比例して小さくなってしまう。よって、信号電流を駆動ＴＦＴや発光素子に供給するために用いられる配線の寄生容量は極めて大きいため、信号電流が小さいと配線の寄生容量を充電する時定数が大きくなり、信号書き込み速度が遅くなってしまうという問題点がある。つまり、トランジスタに電流を供給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させる速度が、遅くなってしまうことが問題となっている。
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、信号電流が小さな場合であっても信号の書き込み速度や素子駆動速度を向上させることのできる電流駆動回路及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の電位が事前に所定の電位になるようにし、その後、設定動作を行う。所定の電位は、設定動作が完了したとき（定常状態になったとき）の電位と概ね等しい。そのため、すばやく設定動作を行うことが出来る。なお、本発明においていう設定動作とは、トランジスタに電流を供給して、前記トランジスタが前記電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させる動作のことである。
また、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の電位が事前に所定の電位になるようにする動作をプリチャージ動作と呼び、そのような機能を有する回路をプリチャージ手段と呼ぶことにする。
本発明は、負荷に第１の電流を供給するトランジスタを有する半導体装置であって、該トランジスタのゲート端子の電位を、該トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にするプリチャージ手段を有することを特徴とする半導体装置である。
つまり、該トランジスタに設定動作を行う場合、電流値が小さいと、なかなか定常状態に達せず、電流の書き込み動作が完了しない。そこで、設定動作を行う前に、プリチャージ動作を行う。プリチャージ動作を行うことにより、設定動作を行ったときに定常状態になったときの電位と、概ね等しい状態になっている。つまり、該トランジスタのゲート端子の電位が、プリチャージ動作を行うことによって、すばやく充電される。そのため、プリチャージ動作の後、設定動作を行うと、より早く完了させることが出来るようになる。
なお、該プリチャージ動作は、設定動作の時よりも大きな電流を流すことにより行う。そのため、該トランジスタのゲート端子の電位はすばやく充電される。
また、本発明は、表示素子と、該表示素子に電流を供給するトランジスタと、該トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有することを特徴とする半導体装置である。
【０００２】
前記信号線駆動回路は、信号線に電流を供給するトランジスタと前記トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段とを有することを特徴とする半導体装置また、本発明は、信号線と、該信号線に電流を供給するトランジスタと、該トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有する信号線駆動回路を備えたことを特徴とする半導体装置であるが提供される。
【０００２】
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給して、該トランジスタが該第１の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、該トランジスタに第２の電流を供給して、該トランジスタが該第２の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置である。
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタのゲート端子の電位に対し、該トランジスタが定常状態となる所定の電位になるようにした後、該トランジスタに電流を供給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置である。
また、本発明は、上記構成によって、該第１の電流が、該第２の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置である。
なお、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い。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）でもよい。ＴＦＴのなかでも、半導体層が非晶質（アモルファス）のものでもよいし、多結晶（ポリクリスタル）でも、単結晶のものでもよい。その他のトランジスタとして、単結晶基板において作られたトランジスタでもよいし、ＳＯＩ基板において作られたトランジスタでもよいし、ガラス基板上に形成されたトランジスタでもよいし、プラスチック基板上に形成されたトランジスタでもよいし、どのような基板の上に形成されたトランジスタでもよい。その他にも、有機物やカーボンナノチューブで形成されたトランジスタでもよい。また、ＭＯＳ型トランジスタでもよいし、バイポーラ型トランジスタでもよい。
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、間に、別の素子やスイッチなどが配置されていてもよい。
【発明の効果】
本発明では、設定動作の前に、プリチャージ動作が行われる。そのため、電流値が小さくても、すばやく、設定動作を行うことが出来る。そのため、出力動作において、正確な電流を出力することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５は、本発明の電流源回路の電流と電圧の時間変化を説明する図である。
図６は、従来の画素の構成を説明する図である。
図７は、従来の画素の動作を説明する図である。
図８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図９は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１２は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１３は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１５は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１６は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１７は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１８は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１９は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２０は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２１は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２４は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２６は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図２７は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図２８は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３７は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図４６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図４７は、本発明の画素の構成を説明する図である。
図４８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５２は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５５は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５７は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図６０は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６２は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６３は、本発明の表示装置の構成を示す図である。
図６４は、本発明の表示装置の構成を示す図。
図６５は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６６は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６７は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６８は、本発明の画素の構成を説明する図。
図６９は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７０は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７１は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７２は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７３は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７４は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７５は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７６は、本発明が適用される電子機器の図。
図７７は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７８は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７９は、本発明の画素構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
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）
本発明は、ＥＬ素子などのような発光素子を有する画素だけでなく、電流源を有する様々なアナログ回路に適用することが出来る。そこでまず、本実施の形態では、本発明の基本原理について述べる。
まず、図１に、本発明の基本原理に基づく電流源回路の構成について示す。常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ１０１と、回路の状態に応じて、動作が異なる切り替えトランジスタ１０２とがあり、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ１０１のゲート端子には、容量素子１０４の一方の端子が接続されている。容量素子１０４の他方の端子は、配線１１１に接続されている。そのため、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ１０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ１０５を介して接続されており、スイッチ１０５のオンオフによって、容量素子１０４の電荷の保持を制御できる。電流源トランジスタ１０１と配線１１２とは、基本電流源１０８とスイッチ１０６を介して接続されている。また、それと並列に、電流源トランジスタ１０１と配線１１６とは、第２基本電流源１１５とスイッチ１１４を介して接続されている。同様に、それらと並列に、電流源トランジスタ１０１と配線１１３とは、負荷１０９とスイッチ１０７を介して接続されている。
また、切り替えトランジスタ１０２には、状態によって、電流源（または、その一部）として動作する場合と、ソース・ドレイン間で電流が流れないように動作する場合（または、スイッチとして動作する場合）とで、切り替えを行うことが出来る手段が接続されている。ここで、切り替えトランジスタ１０２が、電流源（の一部）として動作する場合を、電流源動作と呼ぶことにする。また、切り替えトランジスタ１０２が、そのソース・ドレイン間で電流が流れないような状態で動作する場合（または、スイッチとして動作する場合）、または、ソース・ドレイン間の電圧が小さい状態で動作する場合を、短絡動作と呼ぶことにする。
切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現するために、様々な構成を用いることが出来る。
そこで、本実施の形態では、一例として、図１に構成を示す。図１では、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とを、スイッチ１０３を介して、接続できるようにしている。そして、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。スイッチ１０３を用いて、切り替えトランジスタ１０２の動作を、電流源動作か短絡動作かに切り替えることが出来る。
また、図１のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。そのため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、すばやく、設定動作を完了させることが出来る。
そこで、図１の動作について述べる。まず、図２に示すように、スイッチ１０３、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流れるようになる。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、図３に示すように、スイッチ１０５、１０６をオンにし、スイッチ１０３、１０７、１１４をオフにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているので、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２に流れる。このとき、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、ゲート端子が互いに接続されている。したがって、それらが一体となって、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そのマルチゲートのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に、トランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。
そして、そのマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２）のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のトランジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子１０４に蓄積される電荷、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素子１０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作において、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電されているからである。
次に、図４に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７をオンにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させたい場合の信号書き込み時、つまり、設定動作において電流値が小さい時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで次に、以上の動作のときの電流と電圧の変化を、図５に示す。図５は、図７（Ｄ）（Ｅ）と同様に、横軸が時間であり、縦軸が電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）である。グラフ５０１は、保持容量１０４などを流れる電流Ｉ１の大きさを表しており、グラフ５０２は、電流源トランジスタ１０１を流れる電流Ｉ２の大きさを表している。そして、時刻Ｔ１ｂまでは、図２のように動作しており、プリチャージ動作を行っている。そして、時刻Ｔ１ｂから時刻Ｔ２ｂまでは、図３のように動作しており、設定動作を行っている。
図５では、プリチャージ動作を行っているときには、時刻Ｔ２ａにおいて、定常状態になっている。また、設定動作を行っているときには、時刻Ｔ２ｂにおいて、定常状態になっている。したがって、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときの電位と概ね等しくなるように、各々のトランジスタのサイズ（ゲート幅Ｗ、ゲート長Ｌ）が設計されていれば、すばやく設定動作を行うことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子１０４に蓄積される電圧、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、電流源トランジスタ１０１のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、切り替えトランジスタ１０２のゲート幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。なお、ここでは、簡単のため、Ｗａ＝Ｗｂであるとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図３の場合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流れる電流（図２の場合は、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比率：Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）との関係を考える。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）をＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａになるように、各々の値を設定すればよいことになる。そのようにすれば、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の電流特性が概ね同じであれば、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、時刻Ｔ２ｂのときの電位と、概ね等しくなる。
図５では、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときとは、差があるように記載されているが、これは、説明を分かりやすくするために、記載したにすぎない。よって、図５には、限定されない。
なお、プリチャージ動作の時には、図２では、スイッチ１０３、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、第２基本電流源１１５の電流が流れて、基本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、スイッチ１０３、１０５、１１４、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにして、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８の電流が流れるようにしてもよい。
また、プリチャージ動作の時に流れる電流と、設定動作の時に流れる電流とで、大きさを変えるために、図１では、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８という、２つの電流源や、２つのスイッチを用いて、各々の電流を流すかどうかを制御していたが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、基本電流源１０８のみを用いて、制御してもよい。あるいは、スイッチ１０６を配置せずに、電流の大きさを制御してもよい。図９の構成における動作を、図１０〜図１２に示す。ただしこの場合、プリチャージ動作の時（図１０）と、設定動作の時（図１１）とでは、基本電流源１０８に流れる電流の大きさは、その動作に応じた値となり、通常は異なった値となっている。
なお、負荷１０９は、何でもよい。抵抗などのような素子でも、トランジスタでも、ＥＬ素子でも、そのほかの発光素子でも、トランジスタと容量とスイッチなどで構成された電流源回路でもよい。信号線でも、信号線とそれに接続された画素でもよい。その画素には、ＥＬ素子やＦＥＤで用いる素子など、どのような表示素子を含んでいてもよい。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２などのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子１０４を省略できる。
なお、配線１１０と配線１１１とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。配線１１１は、容量素子１０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線１１０または配線１１１は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、配線１１２、配線１１３、配線１１６は、低電位側電源Ｖｓｓが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。また、配線１１２、配線１１３、配線１１６は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と配線１１１とに接続されているが、これに限定されない。最も望ましいのは、電流源トランジスタ１０１のゲート端子とソース端子に接続されていることが望ましい。なぜなら、トランジスタの動作は、ゲート・ソース間電圧によって決定されるため、ゲート端子とソース端子の間で、電圧を保持していると、他の影響（配線抵抗などによる電圧降下などの影響）を受けにくいからである。もし、容量素子１０４が電流源トランジスタ１０１のゲート端子と別の配線との間に配置されていたら、その別の配線における電圧降下量によって、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２の方を大きくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、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。
なお、本発明の回路として、図１などに示したが、構成はこれに限定されない。スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、切り替えトランジスタ１０２の数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても良い。具体的には、スイッチ１０７は、負荷１０９に流れる電流を制御するため、それと直列に配置されていれば良い。同様に、スイッチ１０６、１１４は、基本電流源１０８や第２基本電流源１１５に流れる電流を制御するため、それらと直列に配置されていれば良い。また、スイッチ１０３は、切り替えトランジスタ１０２に流れる電流を制御するため、それと並列に配置されていれば良い。スイッチ１０５は、容量素子１０４の電荷を制御できるように配置されていればよい。
そこで、スイッチ１０５の配置を変更した場合の例を、図１３に示す。つまり、プリチャージ動作の時には、図１４のように接続され、第２基本電流源１１５から流れる電流Ｉｂ２が電流源トランジスタ１０１に流れ、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作をしていればよい。なお、基本電流源１０８は、接続されていてもよい。そのため、図１４では、配線を点線で示した。次に、設定動作の時には、図１５のように接続され、切り替えトランジスタ１０２は電流源動作をしており、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電流は、基本電流源１０８の方に流れる、というようになっていればよい。そして、出力動作の時には、図１６に示すように接続され、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１のゲート電位は保持容量１０４によって保持され、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電流は、負荷１０９の方に流れる、というようになっていればよい。以上のような接続状況になっていれば、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
次に、スイッチ１０３の接続を変更した場合の例を図１７に示す。スイッチ１０３は、配線１７０２に接続される。配線１７０２の電位はＶｄｄでもよいし、別の値でもよい。また、図１７の場合、スイッチ１７０１を追加してもよいし、追加しなくてもよい。スイッチ１７０１は、切り替えトランジスタ１０２のソース端子側に配置しても良いし、ドレイン端子側に配置しても良い。スイッチ１７０１は、スイッチ１０３と逆の状態でオンオフすればよい。
このように、スイッチの配置を変更することにより、さまざまな回路を構成できる。
次に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場合について、図１８に示す。図１では、配線１１０、切り替えトランジスタ１０２、電流源トランジスタ１０１の順に配置されていたが、図１８では、配線１１０、電流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２の順に配置されている。
ここで、図１の回路と、図１８の回路の違いについて考える。図１では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差が生じる。したがって、切り替えトランジスタ１０２のゲート容量には、電荷が保存される。そして、電流源動作の時にも、ゲート容量に電荷が保存されたままになる。よって、短絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動作（設定動作）の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、ほとんど変化しない。
一方、図１８では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差がほとんど生じない。したがって、切り替えトランジスタ１０２のゲート容量には、電荷が保存されない。そして、電流源動作の時には、スイッチ１０３がオフになるため、ゲート容量に電荷がたまり、切り替えトランジスタ１０２が電流源の一部として動作する。このときの電荷は、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１のゲート容量に蓄積されていたものである。その電荷が、切り替えトランジスタ１０２のゲート部に移動することになる。よって、短絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動作（設定動作）の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、移動した電荷分だけ、変化する。その結果、設定動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は小さくなる。
以上のことを踏まえた上で、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置をどのようにするかは、状況によって設計すればよい。つまり、例えば、プリチャージ動作から設定動作に切り替わる時に、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２）のゲート・ソース間電圧の絶対値が小さい方が望ましい場合などに、図１８の構成を適用すればよい。
その一例としては、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さい場合が挙げられる。なぜなら、図１８の場合は、定常状態になるまでの時間を短くすることが可能な場合があるからである。つまり、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さい場合、容量素子１０４に電荷を充電するのではなく、容量素子１０４の電荷を、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２に流すことによって、放電させなければならない場合があるからである。その場合、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さいため、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は、小さい。そのため、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、電流が流れにくくなっている。その結果、容量素子１０４の電荷を放電させ、定常状態になるまでに、多くの時間が必要となってしまう。そこで、図１８の場合は、プリチャージ動作から設定動作に切り替わる時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とで、マルチゲートのトランジスタとして動作するとき、そのゲート・ソース間電圧の絶対値が小さくなるため、容量素子１０４の電荷を放電させるのではなく、容量素子１０４に電荷を充電して、ゲート・ソース間電圧の絶対値が大きくなって、定常状態に達することが出来る。
なお、図１では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、１つづつ配置されていたが、どちらか、あるいは、両方とも、複数個を配置してもよい。また、その並べ方も、任意に選択してもよい。
なお、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、図１では、どちらもＰチャネル型であるが、これに限定されない。図１の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構造を変更ない場合の例を、図１９に示す。図１と図１９を比較すると分かるように、配線１１２、１１３、１１０、１１１、１１６の電位を、配線１９１２、１９１３、１９１０、１９１１、１９１６のように変更し、基本電流源１０８、第２基本電流源１１５の電流の向きを変更すれば、容易に変更できる。電流源トランジスタ１９０１、切り替えトランジスタ１９０２、スイッチ１９０３、１９０５、１９０６、１９０７、基本電流源１９０８、負荷１９０９などの接続構造は、変更されていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図１の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図２０に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ２００１と、状態によって、動作が異なる切り替えトランジスタ２００２とがあり、電流源トランジスタ２００１と切り替えトランジスタ２００２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ２００１のゲート端子には、容量素子２００４の一方の端子が接続されている。容量素子２００４の他方の端子２００６は、切り替えトランジスタ２００２（電流源トランジスタ２００１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ２００１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ２００１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ２００５を介して接続されており、スイッチ２００５のオンオフによって、容量素子２００４の電荷の保持を制御できる。
そこで、図２０の動作について述べる。ただし、図１の動作と同様であるため、簡単に説明する。まず、スイッチ２００３、２００５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにする。そして、定常状態になると、容量素子２００４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき、電流源トランジスタ２００１のゲート・ソース間電圧が容量素子２００４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ２００１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、スイッチ２００５、１０６をオンにし、スイッチ２００３、１０７、１１４をオフにする。すると、電流源トランジスタ２００１と切り替えトランジスタ２００２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そして、定常状態になると、容量素子２００４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき、マルチゲートのトランジスタのゲート・ソース間電圧が容量素子２００４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、電流源動作を行っていることになる。
次に、スイッチ１０７をオンにし、スイッチ２００３、２００５、１０６、１１４をオフにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、容量素子２００４の端子２００６の電位は、設定動作の時と、出力動作の時とで、異なる場合が多い。しかし、容量素子２００４の両端の電圧（電位差）は変化しないため、トランジスタのゲート・ソース間電圧も変化せず、負荷１０９には、所望の電流が流れる。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時には、図２１のように接続され、設定動作の時には、図２２のように接続され、出力動作の時には、図２３のように接続される、というようになっていれば、スイッチは、どこに配置してもよいことは、もちろんである。
なお、図２０には、図１に対応させた回路を示したが、図１８のような順序でトランジスタを配置してもよい。その場合は、短絡動作のとき、切り替えトランジスタ２００２のゲート容量に、電荷が蓄積されない、という特徴がある。
なお、図１の場合、図２のようにプリチャージ動作を行い、その後、図３のように設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図２のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図２の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図２４に示す。図２４では、電流源として動作するトランジスタ２４０２が追加されている。まず、スイッチ２４０３、２４１４、１０３をオンにして、スイッチ１１４をオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作を行う。その後、スイッチ２４０３、２４１４をオフにし、スイッチ１１４をオンにして、２回目のプリチャージ動作を行う。つまり、図２のプリチャージ動作に相当する。なお、１回目のプリチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいとする。このように、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、定常状態にすることが出来る。
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
例えば、図２５に示すような構成にして、図２のようなプリチャージ動作の前に、別のプリチャージを行っても良い。図２５では、端子１８０２から、スイッチ１８０１を介して、電圧を供給する。その電位は、プリチャージ動作や設定動作において、定常状態になった時の電位と、概ね等しい値にしておく。つまり、図２６に示すように、スイッチ１８０１をオンにして、端子１８０２の電位を供給する。これにより、すばやく、プリチャージできる。その後、図２７のように、スイッチ１８０１をオフにして、プリチャージ動作を行う。これは、図２でのプリチャージ動作に相当する。なお、電圧を供給してプリチャージを行う技術は、同じ出願人による特願２００２−３４８６７３に出願されている。そこには、さまざまなプリチャージ技術が開示されており、その内容を本発明と組み合わせることが出来る。
なお、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いられるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図１の場合、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、電流特性がそろっていることが望ましい。よって、前記トランジスタを作成する過程において、できるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、出来るだけ、近接して配置することが望ましい。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合には、同じショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を概ね等しくすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にすることが出来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
このように、図１の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
（実施の形態２）
実施の形態１では、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現するために、図１で示す構成について説明した。そこで、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成で、電流源動作や短絡動作を実現する構成の一例を示す。
なお、以下の説明において、実施の形態１と重複する部分については説明は省略する。
まず、図２８に、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現した第２の構成について示す。
図２８で示す電流源回路は、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子の電圧を制御して、切り替えトランジスタ１０２に多くの電流を流すことができるようにしている。具体的には、スイッチ２８０１を用いることにより、切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値を大きくする。その結果、ある値の電流が流れる場合、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間電圧が小さくてすむようになる。つまり、切り替えトランジスタ１０２は、スイッチとして動作するようになる。
図２８では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、ゲート端子が互いに接続されていないため、スイッチ２８０２を用いることにより、接続されるようにする。その結果、マルチゲートのトランジスタとして動作できるようにしている。
次に図２８に示す電流源回路の動作について述べる。まず、図２９に示すように、スイッチ２８０１、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０６、１０７、２８０２をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、配線２８０３に接続される。配線２８０３には、低電位側電源（Ｖｓｓ）が供給されているため、切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は、非常に大きくなる。よって、切り替えトランジスタ１０２は、非常に大きな電流駆動能力をもつことになるので、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れ、電流源トランジスタ１０１のソース端子は、配線１１０と概ね同じ電位になる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、スイッチとして動作し、短絡動作を行っていることになる。
次に、図３０に示すように、スイッチ２８０１、１０７、１１４をオフにし、スイッチ１０５、１０６、２８０２をオンにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子と電流源トランジスタ１０１のゲート端子は、互いに接続される。よって、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。そして、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とによるマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０６に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。次に、図３１に示すように、スイッチ２８０１、１０５、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７、２８０２をオンにする。一方、容量素子１０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート端子に、加わることになる。以上のことから、負荷１０９の方に、Ｉｂ１の大きさの電流が流れることになる。以上の動作は、出力動作に相当する。
なお、配線２８０３の電位は、Ｖｓｓに限定されない。切り替えトランジスタ１０２が十分にオン状態になるような値であればよい。
なお、本実施の形態では図２８に示す電流源回路について示したが、本発明の構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、実施の形態１と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図３２のように接続され、設定動作の時には、図３３のように接続され、出力動作の時には、図３４のように接続される、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。
また、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場合について、図３５に示す。図３５では、配線１１０、電流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２の順に配置されている。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図２８の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図３６に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ４１０１と、状態によって、動作が異なる切り替えトランジスタ４１０２とがあり、電流源トランジスタ４１０１と切り替えトランジスタ４１０２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ４１０１のゲート端子には、容量素子４１０４の一方の端子が接続されている。容量素子４１０４の他方の端子４１０６は、切り替えトランジスタ４１０２（電流源トランジスタ４１０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ４１０１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ４１０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ４１０５を介して接続されており、スイッチ４１０５のオンオフによって、容量素子４１０４の電荷の保持を制御できる。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の動作を正常に行えるようになっていれば、スイッチは、どこに配置してもよい。
なお、配線３６０３には、Ｖｄｄよりも高いＶｄｄ２が供給されている。これに限定されないが、切り替えトランジスタ４１０２が短絡動作の時に、より電流駆動能力が大きくなるようにするため、出来るだけ高い電位を供給するほうがよい。
このように、図２８の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、実施の形態１で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、トランジスタを並列に接続させ、各トランジスタに流れる電流の合計値を変化させて、プリチャージ動作や設定動作を行う場合について、その構成例を示す。
なお、以下の説明において、実施の形態１、２と重複する部分については説明は省略する。
まず、図３７を用いて、トランジスタを並列に接続して、プリチャージ動作や設定動作を行う場合の構成例について説明する。
少なくとも設定動作の時には、電流が流れる状態にして動作させる設定トランジスタ３７０２と、プリチャージ動作の時には、電流が流れる状態にして動作させるチャージトランジスタ３７０１とがあり、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、並列に接続されている。設定トランジスタ３７０２のゲート端子には、容量素子３７０４の一方の端子が接続されている。また、チャージトランジスタ３７０１のゲート端子にも、容量素子３７０４の一方の端子が接続されている。容量素子３７０４の他方の端子は、配線３７０８に接続されている。そのため、設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位を保持することが出来る。また、端子３７１０と設定トランジスタ３７０２のドレイン端子とは、スイッチ３７０３を介して接続されている。また、端子３７１０とチャージトランジスタ３７０１のドレイン端子とは、スイッチ３７０６を介して接続されている。また、端子３７１０と設定トランジスタ３７０２のゲート端子とは、スイッチ３７０５を介して接続されており、スイッチ３７０５のオンオフによって、容量素子３７０４の電荷の保持を制御できる。また、端子３７１０と配線１１２とは、基本電流源１０８とスイッチ１０６を介して接続されている。また、それと並列に、端子３７１０と配線１１６とは、第２基本電流源１１５とスイッチ１１４を介して接続されている。同様に、それらと並列に、端子３７１０と配線１１３とは、負荷１０９とスイッチ１０７を介して接続されている。
図３７のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。そのため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にすることが出来る。
そこで、図３７の動作について述べる。まず、図３８に示すように、スイッチ３７０６、３７０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６、３７０３をオフにする。すると、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間では、電流が流れない。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子３７０４やチャージトランジスタ３７０１に流れる。そして、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子３７０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子３７０４に蓄積される。つまり、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。
次に、図３９に示すように、スイッチ３７０５、３７０３、１０６をオンにし、スイッチ３７０６、１０７、１１４をオフにする。すると、スイッチ３７０６はオフになっているので、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間には、電流が流れなくなる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子３７０４や設定トランジスタ３７０２に流れる。
そして、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子３７０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子３７０４に蓄積される。つまり、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１のトランジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子３７０４に蓄積される電荷、つまり、設定トランジスタ３７０２（またはチャージトランジスタ３７０１）のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素子３７０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作において、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電されているからである。
次に、図４０に示すように、スイッチ３７０５、３７０６、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７、３７０３をオンにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ３７０３、３７０６のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させたい場合の信号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子３７０４に蓄積される電圧が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、チャージトランジスタ３７０１のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、設定トランジスタ３７０２のゲート幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図３の場合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流れる電流（図２の場合は、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比率Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗｂ／Ｌｂとの関係を考える。基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗｂ／ＬｂをＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａになるように、各々の値を設定すればよいことになる。そのようにすれば、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の電流特性が概ね同じであれば、図５において、時刻Ｔ２ａのときにおける、容量素子３７０４の電圧（チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位）は、時刻Ｔ２ｂのときの電位と、概ね等しくなる。
なお、容量素子３７０４は、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２などのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子３７０４を省略できる。なお、プリチャージ動作の時には、図３８では、スイッチ３７０６、３７０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６、３７０３をオフにして、設定トランジスタ３７０２に電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、図４１に示すように、スイッチ３７０６、３７０５、３７０３、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、設定トランジスタ３７０２に電流が流れるようにしてもよい。
なお、プリチャージ動作の時には、図３８や図４１では、スイッチ１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、第２基本電流源１１５の電流が流れて、基本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、スイッチ１１４、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにして、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８の電流が流れるようにしてもよい。
なお、配線３７０７と配線３７０８と配線３７０９とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。配線３７０８は、容量素子３７０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線３７０７または配線３７０９または配線３７０８は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、容量素子３７０４は、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子と配線３７０８とに接続されているが、これに限定されない。最も望ましいのは、設定トランジスタ３７０２のゲート端子とソース端子に接続されていることが望ましい。なぜなら、トランジスタの動作は、ゲート・ソース間電圧によって決定されるため、ゲート端子とソース端子の間で、電圧を保持していると、他の影響（配線抵抗などによる電圧降下などの影響）を受けにくいからである。もし、容量素子１０４がチャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子と別の配線との間に配置されていた場合、その別の配線における電圧降下量によって、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
なお、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２とは、プリチャージ動作と設定動作とで、概ね等しいゲート電位にする必要があるため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ゲート長Ｌは、設定トランジスタ３７０２の方を大きくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。また、飽和領域においてソース・ドレイン間電圧が変わっても電流値が変わりにくくなる。つまり、キンク効果の影響を小さくできる。同様に、ゲート幅Ｗは、設定トランジスタ３７０２の方を小さくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、本実施の形態では、図３７などに示したが、本発明の構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、実施の形態１、２と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、チャージトランジスタ３７０１の数や配置、設定トランジスタ３７０２の数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図４２のように接続され、設定動作の時には、図４３のように接続され、出力動作の時には、図４４のように接続される、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。なお、図４２〜４４において、点線の部分などは、接続されていても、されていなくても、どちらでもよい。したがって、図４５に示すように、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２のゲート端子を、スイッチを介して接続するようにしてもよい。あるいは、図４６に示すように接続してもよい。ただし、図４６の場合、容量素子３７０４に電流を流すために、プリチャージ動作の時にも、スイッチ３７０３をオンにして、設定トランジスタ３７０２に電流を流すことが出来るようにして動作させる必要がある。あるいは、図４７のように接続されていてもよい。図４８〜５０に動作を示す。図４８は、プリチャージ動作の場合を示している。なお、スイッチ３７０３、１０６がいずれか一つ、または、両方とも、オンしていてもよい。図４９は、設定動作の場合を示している。そして、図５０は、出力動作の場合を示している。これまで、出力動作では、スイッチ３７０３はオン状態にあったが、図４７の構成の場合は、負荷１０９は、スイッチ３７０３を介さずに、設定トランジスタ３７０２と接続されている。したがって、出力動作では、スイッチ３７０３はオフ状態にする必要がある。
また、図３７の回路に関して、電流の向きを変更して、回路の接続構造を変更せず、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図５１に示す。
また、図３７の回路に関して、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図５２に示す。図５２の回路の動作の説明は、同様であるため、省略する。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の動作を正常に行えるようになっていれば、あるいは、図５３〜５５に示すように接続されていれば、スイッチは、どこに配置してもよい。
このように、図３７の回路だけでなく、様々な回路を用いて、本実施の形態を構成することが出来る。
なお、図３７の場合、図３８のようにプリチャージ動作を行い、その後、図３９のように設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図３８のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図３８の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図６０に示す。図６０では、電流源として動作するトランジスタ６００１が追加されている。まず、スイッチ６００６、２４１４、３７０６をオンにして、スイッチ１１４をオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作を行う。その後、スイッチ６００６、２４１４をオフにし、スイッチ１１４をオンにして、２回目のプリチャージ動作を行う。つまり、図３８のプリチャージ動作に相当する。なお、１回目のプリチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいとする。このように、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、定常状態にすることが出来る。
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
なお、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いられるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図３７の場合、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、電流特性がそろっていることが望ましい。よって、該トランジスタを作成する過程において、できるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、出来るだけ、近接して配置することが望ましい。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合には、同じショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を概ね等しくすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にすることが出来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１、２で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、実施の形態１、２で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。また、実施の形態１、２で説明した内容と、本実施の形態で説明した内容とを、組み合わせることも可能である。
そこで、図１の回路と、図３７の回路とを、組み合わせた場合の構成を図５６に示す。図５６では、図３７の回路に、切り替えトランジスタ１０２やスイッチ１０３を追加した構成になっている。このときの動作を、簡単に、図５７〜図５９に示す。プリチャージ動作の時には、図５７に示すように、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作を行い、チャージトランジスタ３７０１にも電流が流れている。そして、設定動作の時には、図５８に示すように、切り替えトランジスタ１０２は電流源動作を行う。そして、出力動作の時には、図５９に示すように、動作させる。
なお、図５６の構成に対しても、実施の形態１〜３で説明した内容は適用できることは、もちろんである。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１〜３で説明した回路を、一部変更した場合について述べる。
ここでは、簡単のため、図１の回路を一部変更した場合について述べる。よって、実施の形態１と同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、実施の形態１〜３で説明した様々な回路にも、適用することが出来る。
まず、図１の構成を一部変更したものを、図６１に示す。異なるのは、図１のスイッチ１０７が、図６１のマルチトランジスタ６１０１に変更されている点である。マルチトランジスタ６１０１は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ６１０１のゲート端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。マルチトランジスタ６１０１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時には、スイッチとして動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動作する。つまり、マルチトランジスタ６１０１のゲートとドレインとがスイッチ１０５によって短絡されている場合、マルチトランジスタ６１０１はオフ状態となる。
図６１の回路の動作については、図１と同様であるため、説明を省略する。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ６１０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ６１０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２やマルチトランジスタ６１０１の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。また、飽和領域においてソース・ドレイン間電圧が変わっても電流値が変わりにくくなる。つまり、キンク効果の影響を小さくできる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
次に、図３７の回路を一部変更した場合について、図６２に示す。ここでも異なるのは、図３７のスイッチ１０７が、図６２のマルチトランジスタ６２０１に変更されている点である。
図６２の回路の動作については、図３７と同様であるため、説明を省略する。
なお、出力動作の時に、設定トランジスタ３７０２とマルチトランジスタ６２０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
このように、本実施の形態では、図６１、６２に示す電流源回路についてに示したが、構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、マルチトランジスタの数や配置、設定トランジスタの数や配置、チャージトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３にも適用できる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、表示装置、および、信号線駆動回路などの構成とその動作について、説明する。信号線駆動回路の一部や画素に、本発明の回路を適用することができる。
表示装置は、図６３に示すように、画素配列（Ｐｉｘｅｌｓ）６３０１、ゲート線駆動回路（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ）６３０２、信号線駆動回路６３１０を有している。ゲート線駆動回路６３０２は、画素配列６３０１に選択信号を順次出力する。信号線駆動回路６３１０は、画素配列６３０１にビデオ信号を順次出力する。画素配列６３０１では、ビデオ信号に従って、光の状態を制御することにより、画像を表示する。信号線駆動回路６３１０から画素配列６３０１へ入力するビデオ信号は、電流である場合が多い。つまり、各画素に配置された表示素子や表示素子を制御する素子は、信号線駆動回路６３１０から入力されるビデオ信号（電流）によって、状態を変化させる。画素に配置する表示素子の例としては、ＥＬ素子やＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）で用いる素子などがあげられる。
なお、ゲート線駆動回路６３０２や信号線駆動回路６３１０は、複数配置されていてもよい。
信号線駆動回路６３１０は、構成を複数の部分に分けられる。大まかには、一例として、シフトレジスタ６３０３、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５、デジタル・アナログ変換回路６３０６に分けられる。デジタル・アナログ変換回路６３０６には、電圧を電流に変換する機能も有しており、ガンマ補正を行う機能も有していてもよい。つまり、デジタル・アナログ変換回路６３０６には、画素に電流（ビデオ信号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、そこに本発明を適用することが出来る。
また、画素は、ＥＬ素子などの表示素子を有している。その表示素子に電流（ビデオ信号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、そこにも、本発明を適用することが出来る。
そこで、信号線駆動回路６３１０の動作を簡単に説明する。シフトレジスタ６３０３は、フリップフロップ回路（ＦＦ）等を複数列用いて構成され、クロック信号（Ｓ−ＣＬＫ）、スタートパルス（ＳＰ）、クロック反転信号（Ｓ−ＣＬＫｂ）が入力される、これらの信号のタイミングに従って、順次サンプリングパルスが出力される。
シフトレジスタ６３０３より出力されたサンプリングパルスは、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に入力される。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４には、ビデオ信号線６３０８より、ビデオ信号が入力されており、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、各列でビデオ信号を保持していく。なお、デジタル・アナログ変換回路６３０６を配置している場合は、ビデオ信号はデジタル値である。また、この段階でのビデオ信号は、電圧であることが多い。
ただし、第１ラッチ回路６３０４や第２ラッチ回路６３０５が、アナログ値を保存できる回路である場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６は省略できる場合が多い。その場合、ビデオ信号は、電流であることも多い。また、画素配列６３０１に出力するデータが２値、つまり、デジタル値である場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６は省略できる場合が多い。
第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４において、最終列までビデオ信号の保持が完了すると、水平帰線期間中に、ラッチ制御線６３０９よりラッチパルス（Ｌａｔｃｈ Ｐｕｌｓｅ）が入力され、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に保持されていたビデオ信号は、一斉に第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に転送される。その後、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に、デジタル・アナログ変換回路６３０６へと入力される。そして、デジタル・アナログ変換回路６３０６から出力される信号は、画素配列６３０１へ入力される。
第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に保持されたビデオ信号がデジタル・アナログ変換回路６３０６に入力され、そして、画素６３０１に入力されている間、シフトレジスタ６３０３においては再びサンプリングパルスが出力される。つまり、同時に２つの動作が行われる。これにより、線順次駆動が可能となる。以後、この動作を繰り返す。
なお、デジタル・アナログ変換回路６３０６が有している電流源回路が、設定動作と出力動作とを行うような回路である場合、その電流源回路に、電流を流す回路が必要となる。そのような場合、リファレンス用電流源回路６３１４が配置されている。
なお、信号線駆動回路やその一部は、画素配列６３０１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。
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。
なお、信号線駆動回路などの構成は、図６３に限定されない。
例えば、第１ラッチ回路６３０４や第２ラッチ回路６３０５が、アナログ値を保存できる回路である場合、図６４に示すように、リファレンス用電流源回路６３１４から第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に、ビデオ信号（アナログ電流）が入力されることもある。また、図６４において、第２ラッチ回路６３０５が存在しない場合もある。そのような場合は、第１ラッチ回路６３０４に、より多くの電流源回路が配置されている場合が多い。これにより、第２ラッチ回路６３０５がなくても、設定動作や出力動作などを同時に行うことができる。例えば、電流源回路を２つ以上配置して、それらを切り替えて用いればよい。つまり、一方の電流源回路に対して設定動作を行い、同時に他方の電流源回路で出力動作を行う。そして、それを任意の周期ごとに切り替える。これにより、設定動作や出力動作などを同時に行うことができる。その結果、第２ラッチ回路４１０５を省くことが可能となる。このような回路の構成や動作については、国際公開第０３／０３８７９６号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９７号パンフレット、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
（実施の形態６）
次に、実施の形態５において説明した信号線駆動回路６３１０の具体的な構成について、説明する。
まず、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例を図６５に示す。図６５は、図１９（または、図１）のように、トランジスタを直列に接続した場合の例を示している。配線６５０７には、電流源回路が複数個接続されている。図６５では簡単のため、電流源回路６５０１のみが接続されている図を示している。電流源回路６５０１は、配線６５０２、６５０３、６５０４、６５０５によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作を切り替えている。基本電流源１９０８や第２基本電流源１９１５などから構成される基本電流源回路６５０７から、プリチャージ動作や設定動作の時に電流が入力される。そして、出力動作のときに、電流源回路６５０１から負荷１９０９の方に電流を出力する。
なお、リファレンス用電流源回路６３１４における電流源は、図６５における基本電流源回路６５０７に相当する。そして、図６５における負荷１９０９は、スイッチや、信号線や信号線に接続された画素や別の電流源回路に相当する。
また、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例として、図５１（または、図３７）のように、トランジスタを並列に接続した場合の例を図６６に示す。電流源回路６６０１は、配線６５０２、６５０３、６６０３、６６０４、６６０５によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作を切り替えている。
なお、図６５や図６６では、電流源回路が１つしか記載されていないが、電流源回路を並列に複数個配置して、切り替えて動作させることにより、設定動作などを行いながら、同時に出力動作を行うことができる。
なお、電流源回路に対して設定動作を行う場合、そのタイミングを制御する必要がある。その場合、設定動作を制御するために、専用の駆動回路（シフトレジスタなど）を配置してもよい。あるいは、ＬＡＴ１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。つまり、一つのシフトレジスタで、ＬＡＴ１回路と電流源回路とを両方制御するようにしてもよい。その場合は、ＬＡＴ１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信号を直接、電流源回路に入力してもよいし、ＬＡＴ１回路への制御と電流源回路への制御を切り分けるため、その切り分けを制御する回路を介して、電流源回路を制御してもよい。あるいは、ＬＡＴ２回路から出力される信号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。ＬＡＴ２回路から出力される信号は、通常、ビデオ信号であるため、ビデオ信号として使用する場合と電流源回路を制御する場合とを切り分けるため、その切り替えを制御する回路を介して、電流源回路を制御すればよい。このように、設定動作や出力動作を制御するための回路構成や、回路の動作等については、国際公開第０３／０３８７９３号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９４号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９５号パンフレット、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
さらに、負荷１９０９（例えば、スイッチや信号線や信号線に接続された画素など）にアナログ電流を出力する場合は、デジタル・アナログ変換を行う必要があるので、電流源回路を複数配置した図６７に示すような構成となる。なお、図６７では、簡単のため、３ビットの場合について説明する。すなわち、基本電流源回路６５０７Ａ、６５０７Ｂ、６５０７Ｃがあり、設定動作の時の電流の大きさは、Ｉｃ、２×Ｉｃ、４×Ｉｃというようになっている。そして、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃが各々接続されている。なお、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃは、図６５に示す電流源回路６５０１でもよいし、図６６に示す電流源回路６６０１でもよい。したがって、出力動作の時には、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃは、Ｉｃ、２×Ｉｃ、４×Ｉｃの大きさの電流を出力することになる。そして、各電流源回路と直列に、スイッチ６７０１Ａ、６７０１Ｂ、６７０１Ｃが接続されている。このスイッチは、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５から出力されるビデオ信号によって制御される。そして、各電流源回路とスイッチから出力される電流の合計が、負荷１９０９、すなわち、信号線などに出力される。以上のように動作させることにより、画素などにビデオ信号としてアナログ電流を出力している。
なお、図６７では、簡単のため、３ビットの場合について説明したが、これに限定されない。同様に構成すれば、ビット数を容易に変更して構成することが出来る。また、図６５、図６６の場合と同様、電流源をさらに並列に配置することにより、設定動作などと出力動作とを同時に行うことができる。
次に、図６４の場合について、説明する。リファレンス用電流源回路６３１４における電流源は、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当する。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に配置されている電流源回路は、図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当する。そして、図６５、図６６における負荷１９０９は、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に配置されている電流源回路に相当する。この場合は、リファレンス用電流源回路６３１４における電流源からは、ビデオ信号が電流で出力される。なお、その電流は、デジタル値の場合も、アナログ値の場合もある。
なお、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５が配置されていない場合は、図６５、図６６における負荷１９０９は、画素や信号線に相当することになる。
また、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当し、第２ラッチ回路６３０５に配置されている電流源回路が、図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、画素や信号線が図６５、図６６における負荷１９０９に相当すると考えることもできる。
またさらに、図６３、６４に示したリファレンス用電流源回路６３１４に対して、適用してもよい。つまり、リファレンス用電流源回路６３１４が図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路が図６５、図６６における負荷１９０９に相当し、さらに別の電流源（リファレンス用電流源回路６３１４に電流を供給する回路）が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当すると考えることもできる。
また、画素の中に配置されている発光素子が図６５、図６６における負荷１９０９に相当し、画素の中に配置されている電流源回路が図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、信号線駆動回路６３１０における、画素に電流を出力する電流源回路が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当すると考えることもできる。なお、画素の中に配置されている電流源回路から発光素子に電流が供給されて、発光素子が発光する。
このように、様々な部分に、本発明を適用することが出来る。
なお、各ビットに対応したデジタルビデオ信号（電流値）を第１ラッチ回路６３０４に入力してもよい。なお、その後、各ビットに対応したデジタルビデオ信号電流を足し合わせることによって、デジタル値からアナログ値に変換することができる。その場合、桁数の小さなビットの信号を入力する場合に、本発明を適用することは、より好適である。なぜなら、桁数の小さなビットの信号の場合、信号の電流値が小さくなってしまう。そこで、本発明を適用すれば、信号の電流値を大きくすることができる。そのため、信号の書き込み速度が向上する。
なお、図６５において、電流源回路６５０１の構成として、図１９（図１）の構成を用いたが、これに限定されない。同様に、図６６において、電流源回路６６０１の構成として、図５１（図３７）の構成を用いたが、これに限定されない。本発明における様々な構成を用いることが出来る。
このように、信号線駆動回路に本発明を適用することにより、信号線駆動回路に入力される電流値が小さくても、すばやく設定動作を行うことが出来る。もし、設定動作が十分できない場合は、信号線に正しい電流を出力することが出来ない。その場合は、画素は、正確な表示を行うことができない。よって、本発明を適用することにより、画質不良を防止することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜５で説明した内容を利用したものに相当する。したがって、実施の形態１〜５で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態７）
実施の形態６では、信号線駆動回路６３１０の具体的な構成について、説明した。そこで、本実施の形態では、画素配列６３０１に配列状に配置されている画素に適用した場合の具体的な構成について説明する。
まず、図１で示した構成を画素に適用した場合について、図６８に示す。図１における負荷１０９は、図６８におけるＥＬ素子６８０２に相当する。図６８における基本電流源１０８、第２基本電流源１１５は、図６３の場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６に配置されている電流源回路に相当し、図６４の場合は、第２ラッチ回路６３０５に配置されている電流源回路に相当する。図６４の場合で第２ラッチ回路６３０５が無い場合は、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路に相当する。なお、実際には、配線６８０７には画素が複数個接続されている。図６８では、簡単のため、画素が１つだけ接続されている場合の図を示してる。
ゲート線６８０３〜６８０６を用いて、各スイッチ（図６８ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線６８０３を制御して選択トランジスタ６８０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図１と同様であるので、省略する。
また、図３７で示した構成を画素に適用した場合について、図６９に示す。ゲート線６９０３〜６９０７を用いて、各スイッチ（図６９ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線６９０３を制御して選択トランジスタ６９０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図３７と同様であるので、省略する。
また、図４５で示した構成を画素に適用した場合について、図７７に示す。ゲート線７７０３〜７７０７を用いて、各スイッチ（図７７ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線７００７を制御して選択トランジスタ７７０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図４５と同様であるので、省略する。
また、図７７の構成に対して、配線の接続関係を変更した場合を図７８に示す。図７７では、トランジスタ３７０１は、トランジスタ３７０６と選択トランジスタ７７０１とを介して、信号線６８０７に接続されていた。一方、図７８では、トランジスタ３７０１は、トランジスタ３７０６を介して、信号線６８０７に接続されている。
なお、図７８では、信号線６８０７に１つの画素が接続されている図を示している。ここで、トランジスタ３７０１とトランジスタ３７０６とで構成される回路７８１２と、それ以外で構成される回路７８１１とを考える。図７８では、回路７８１２は、各画素に配置されている。しかしながら、回路７８１２は、各画素に配置されている必要はない。つまり、回路７８１２を複数の画素で共有してもよい。そして、回路７８１１で１つ分の画素を構成してもよい。その場合の例を図７９に示す。配線６８０７には、回路７８１１で構成される画素７８１１Ａ、７８１１Ｂ、７８１１Ｃ、７８１１Ｄが接続されている。そして、回路７８１２で構成させる回路７８１２Ａ、７８１２Ｂが接続されている。このように、配線６８０７に、少なくとも１つ分の回路７８１２が接続されていれば、回路７８１１で構成される画素が複数個接続されていてもよい。なお、図７９では簡単のため、回路７８１１で構成される画素が４つ、回路７８１２で構成される回路が２つ接続されているが、これに限定されない。各々、任意の数だけ設ければよい。
このように、回路７８１２で構成される回路を画素間で共有することにより、回路７８１２を各画素に配置する必要がないため、各画素おけるトランジスタの数を減らすことが出来る。その結果、開口率が向上したり、製造上の歩留まりが向上したりすることが可能となる。
なお、回路７８１２は、回路７８１２Ａや回路７８１２Ｂのように、画素配列の外側（周囲）に配置することが望ましい。なぜなら、画素配列では、画素が周期的に配置されているため、画素配列の中に回路７８１２を置くことは適切ではないためである。よって、回路７８１２Ａのように、画素配列と電流源（基本電流源１０８や第２基本電流源１１５など）の間に接続したり、回路７８１２Ｂのように、配線６８０７の先に接続したりすることが望ましい。なお、回路７８１２Ｂのように、配線６８０７の先に接続すると、配線６８０７全体にわたって電流が流れることになるので、より好適である。
なお、図７９のように、回路７８１２を共有化することは、画素部分に限定されない。信号線駆動回路などにも適用することは可能である。
また、図４７で示した構成を画素に適用した場合について、図７０に示す。ゲート線７００３〜７００６を用いて、各スイッチ（図７０ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線７００３〜７００５を制御して各トランジスタをオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図４７と同様であるので、省略する。
なお、図６８、図６９、図７７及び図７８では、１本の信号線６８０７に複数の画素が接続されているため、ある特定の画素を選択するために、専用のスイッチ（選択トランジスタ）６８０１、６９０１、７７０１、７８０１が必要となってくる。一方、図７０の場合は、そのようなスイッチを省略しても、トランジスタ３７０３、３７０５、３７０６を制御することにより、正常に動作させることが出来る。
なお、画素に適用する構成として、図６８〜図７０で示した構成に限定されない。実施の形態１〜６で説明した様々な構成を用いて、画素を構成することが出来る。
例えば、図６８〜図７０、図７７及び図７８におけるトランジスタの極性（導電型）は、これに限定されない。特に、スイッチとして動作させる場合は、接続関係を変更せずに、トランジスタの極性（導電型）を変更することが出来る。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、電源線６８０８から配線１１３の方に向かって電流が流れているが、これに限定されない。電源線６８０８と配線１１３の電位を制御することにより、配線１１３から電源線６８０８の方に向かって電流が流れてもよい。ただし、その場合は、ＥＬ素子６８０２の向きを反対にする必要がある。なぜなら、通常は、ＥＬ素子６８０２は、陽極から陰極の方に電流が流れるためである。
なお、ＥＬ素子は、陽極側から光が出ても、陰極側から光が出ても、どちらでも良い。
なお、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、ゲート線６８０３〜６８０６、ゲート線６９０３〜６９０７、ゲート線７００３〜７００６、ゲート線７７０３〜７７０７、ゲート線７８０３〜７８０７や電源線６８０８を用いて、各トランジスタと接続しているが、これに限定されない。
例えば、スイッチとして動作するトランジスタの極性と動作を調整することにより、各々のゲート線を共有させることが出来る。例えば、図６８の回路に対して、各トランジスタの極性を調整することにより、図７１のように、ゲート線の数を削減することが可能である。同様に、図７０の回路に対して、図７２のように、ゲート線の数を削減することが可能である。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、容量素子１０４、３７０４は、電源線６８０８に接続されているが、別の配線、例えば、別の画素のゲート線などに接続してもよい。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、電源線６８０８が配置されているが、それを削除し、別の画素のゲート線などで代用してもよい。
このように、画素は、様々な構成を用いることが出来る。
なお、これらの画素を用いて画像を表示する場合、様々な手法を用いて、階調を表現することが出来る。
例えば、信号線６８０７から画素へ、アナログのビデオ信号（アナログ電流）を入力し、そのビデオ信号に応じた電流を表示素子に流して、階調を表現できる。
あるいは、信号線６８０７から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電流）を入力し、そのビデオ信号に応じた電流を表示素子に流して、２階調を表現できる。ただしこの場合、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせて、多階調化を図ることが多い。
なお、例えば、時間階調方式を適用するときなどに、強制的に発光しないようにする場合は、表示素子に電流が流れないようにすればよい。よって、例えば、トランジスタ１０７がオフ状態になるようにすればよい。あるいは、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を制御することにより、結果として、表示素子に電流が流れないようにしてもよい。それを実現するため、スイッチなどを追加してもよい。
なお、図７１、７２のように、ゲート線の数を削減したいときには、強制的に発光しないようにするため、トランジスタ１０７を制御する場合は、トランジスタ１０７は、専用のゲート線で制御することが望ましい。また、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を制御する場合は、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を変化させることが可能なトランジスタを、専用のゲート線で制御することが望ましい。
なお、ここでは特に時間階調方式について詳細な説明は省略するが、特願２００１−５４２６号、特願２０００−８６９６８号等に記載されている方法によれば良い。
また、信号線から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電圧）を入力し、そのビデオ信号に応じて、電流を表示素子に流すかどうかを制御して、２階調を表現するような画素構成にしてもよい。よって、この場合も、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせて、多階調化を図ることが多い。図７３に、概略図を示す。ゲート線７３０６を制御して、スイッチ７３０４をオンオフして、信号線７３０５より、電圧を容量素子７３０３に入力する。そして、その値によって、電流源回路７３０１と直列に配置されているスイッチ７３０２を制御して、ＥＬ素子６８０２に電流を流すかどうかを決定する。そして、電流源回路７３０１に対して、本発明を適用できる。つまり、基本電流源１０８、第２基本電流源１１５から電流源回路７３０１の方に電流を流して、プリチャージ動作、設定動作を行い、電流源回路７３０１から負荷であるＥＬ素子６８０２の方に電流を流す。
また、別の電流源から基本電流源１０８や第２基本電流源１１５に電流を流して、プリチャージ動作や設定動作を行い、基本電流源１０８や第２基本電流源１１５から負荷である電流源回路７３０１の方に電流を流してもよい。
そこで、電流源回路７３０１として、図１に示す回路を画素に適用した例を図７４に、図４７に示す回路を画素に適用した例を図７５に示す。
なお、図７４や図７５で示した回路について、詳細な説明は省略するが、国際公開第０３／０２７９９７号パンフレット、特願２００２−１４３８８２号、特願２００２−１４３８８５号、特願２００２−１４３８８６号、特願２００２−１４３８８７号、特願２００２−１４３８８８号、等に記載されている構成や方法を適用すればよい。
なお、構成は、図７４や図７５に示した回路に限定されない。本発明で説明した様々な構成を適用することが出来る。
このように、画素に本発明を適用することにより、画素に入力される電流値が小さくても、すばやく設定動作を行うことが出来る。もし、設定動作が十分できない場合は、正しく画像を表示することが出来ない。よって、本発明を適用することにより、画質不良を防止することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜６で説明した内容を利用したものに相当する。したがって、実施の形態１〜６で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態８）
本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、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）、ノート型パーソナルコンピュータ、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、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図７６に示す。
図７６（Ａ）は発光装置であり、筐体１３００１、支持台１３００２、表示部１３００３、スピーカー部１３００４、ビデオ入力端子１３００５等を含む。本発明は表示部１３００３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ａ）に示す発光装置が完成される。発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、発光装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図７６（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体１３１０１、表示部１３１０２、受像部１３１０３、操作キー１３１０４、外部接続ポート１３１０５、シャッター１３１０６等を含む。本発明は、表示部１３１０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
図７６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体１３２０１、筐体１３２０２、表示部１３２０３、キーボード１３２０４、外部接続ポート１３２０５、ポインティングマウス１３２０６等を含む。本発明は、表示部１３２０３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータが完成される。
図７６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１３３０１、表示部１３３０２、スイッチ１３３０３、操作キー１３３０４、赤外線ポート１３３０５等を含む。本発明は、表示部１３３０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｄ）に示すモバイルコンピュータが完成される。
図７６（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１３４０１、筐体１３４０２、表示部Ａ１３４０３、表示部Ｂ１３４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１３４０５、操作キー１３４０６、スピーカー部１３４０７等を含む。表示部Ａ１３４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ１３４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、表示部Ａ、Ｂ１３４０３４、１３４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また本発明により、図７６（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成される。
図７６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体１３５０１、表示部１３５０２、アーム部１３５０３を含む。本発明は、表示部１３５０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｆ）に示すゴーグル型ディスプレイが完成される。
図７６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０３、外部接続ポート１３６０４、リモコン受信部１３６０５、受像部１３６０６、バッテリー１３６０７、音声入力部１３６０８、操作キー１３６０９等を含む。本発明は、表示部１３６０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｇ）に示すビデオカメラが完成される。
図７６（Ｈ）は携帯電話であり、本体１３７０１、筐体１３７０２、表示部１３７０３、音声入力部１３７０４、音声出力部１３７０５、操作キー１３７０６、外部接続ポート１３７０７、アンテナ１３７０８等を含む。本発明は、表示部１３７０３を構成する電気回路に用いることができる。なお、表示部１３７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。また本発明により、図７６（Ｈ）に示す携帯電話が完成される。
なお、将来的に発光材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。発光材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
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１〜６に示したいずれの構成の半導体装置を用いても良い。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【技術分野】
本発明は負荷に供給する電流をトランジスタで制御する機能を設けた半導体装置に係り、特に電流によって輝度が変化する電流駆動型発光素子で形成された画素や、その信号線駆動回路を含む半導体装置に関する。
【背景技術】
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、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。
このような自発光型の発光素子を用いた表示装置では、その駆動方式として単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式とが知られている。前者は構造は簡単であるが、大型かつ高輝度のディスプレイの実現が難しい等の問題があり、近年は発光素子に流れる電流を画素回路内部に設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御するアクティブマトリックス方式の開発が盛んに行われている。
このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、駆動ＴＦＴの電流特性のバラツキにより発光素子に流れる電流が変化し輝度がばらついてしまうという問題があった。
つまり、このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、画素回路には発光素子に流れる電流を駆動する駆動ＴＦＴが用いられており、これらの駆動ＴＦＴの特性がばらつくことにより発光素子に流れる電流が変化し、輝度がばらついてしまうという問題があった。そこで画素回路内の駆動ＴＦＴの特性がばらついても発光素子に流れる電流は変化せず、輝度のバラツキを抑えるための種々の回路が提案されている。
（特許文献１）特許出願公表番号２００２−５１７８０６号公報
（特許文献２）国際公開第０１／０６４８４号パンフレット
（特許文献３）特許出願公表番号２００２−５１４３２０号公報
（特許文献４）国際公開第０２／３９４２０号パンフレット
特許文献１乃至４は、いずれもアクティブマトリックス型表示装置の構成を開示したもので、特許文献１乃至３には、画素回路内に配置された駆動ＴＦＴの特性のバラツキによって発光素子に流れる電流が変化しないような回路構成が開示されている。この構成は、電流書き込み型画素、もしくは電流入力型画素などと呼ばれている。また特許文献４には、ソースドライバ回路内のＴＦＴのバラツキによる信号電流の変化を抑制するための回路構成が開示されている。
図６に、特許文献１に開示されている従来のアクティブマトリックス型表示装置の第１の構成例を示す。図６の画素は、ソース信号線６０１、第１〜第３のゲート信号線６０２〜６０４、電流供給線６０５、ＴＦＴ６０６〜６０９、保持容量６１０、ＥＬ素子６１１、信号電流入力用電流源６１２を有する。
ＴＦＴ６０６のゲート電極は、第１のゲート信号線６０２に接続され、第１の電極はソース信号線６０１に接続され、第２の電極は、ＴＦＴ６０７の第１の電極、ＴＦＴ６０８の第１の電極、およびＴＦＴ６０９の第１の電極に接続されている。ＴＦＴ６０７のゲート電極は、第２のゲート信号線６０３に接続され、第２の電極はＴＦＴ６０８のゲート電極に接続されている。ＴＦＴ６０８の第２の電極は、電流供給線６０５に接続されている。ＴＦＴ６０９のゲート電極は、第３のゲート信号線６０４に接続され、第２の電極はＥＬ素子６１１の陽極に接続されている。保持容量６１０はＴＦＴ６０８のゲート電極と電流供給線６０５との間に接続され、ＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧を保持する。電流供給線６０５およびＥＬ素子６１１の陰極には、それぞれ所定の電位が入力され、互いに電位差を有する。
図７を用いて、信号電流の書き込みから発光までの動作について説明する。図中、各部を示す図番は、図６に準ずる。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、電流の流れを模式的に示している。図７（Ｄ）は、信号電流の書き込み時における各経路を流れる電流の関係を示しており、図７（Ｅ）は、同じく信号電流の書き込み時に、保持容量６１０に蓄積される電圧、つまりＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧について示している。
まず、第１のゲート信号線６０２および第２のゲート信号線６０３にパルスが入力され、ＴＦＴ６０６、６０７がＯＮする。このとき、ソース信号線を流れる電流、すなわち信号電流をＩｄａｔａとする。
ソース信号線には、電流Ｉｄａｔａが流れているので、図７（Ａ）に示すように、画素内では、電流の経路はＩ１とＩ２とに分かれて流れる。これらの関係を図７（Ｄ）に示している。なお、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２であることは言うまでもない。
ＴＦＴ６０６がＯＮした瞬間には、まだ保持容量６１０には電荷が保持されていないため、ＴＦＴ６０８はＯＦＦしている。よって、Ｉ２＝０となり、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１となる。すなわちこの間は、保持容量６１０における電荷の蓄積による電流のみが流れている。
その後、徐々に保持容量６１０に電荷が蓄積され、両電極間に電位差が生じ始める（図７（Ｅ））。両電極の電位差がＶｔｈとなると（図７（Ｅ）Ａ点）、ＴＦＴ６０８がＯＮして、Ｉ２が生ずる。先に述べたように、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２であるので、Ｉ１は次第に減少するが、依然電流は流れており、さらに保持容量には電荷の蓄積が行われる。
保持容量６１０においては、その両電極の電位差、つまりＴＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧が所望の電圧、つまりＴＦＴ６０８がＩｄａｔａの電流を流すことが出来るだけの電圧（ＶＧＳ）になるまで電荷の蓄積が続く。やがて電荷の蓄積が終了する（図７（Ｅ）Ｂ点）と、電流Ｉ１は流れなくなり、さらにＴＦＴ６０８はそのときのＶＧＳに見合った電流が流れ、Ｉｄａｔａ＝Ｉ２となる（図７（Ｂ））。こうして、定常状態に達する。以上で信号の書き込み動作が完了する。最後に第１のゲート信号線６０２および第２のゲート信号線６０３の選択が終了し、ＴＦＴ６０６、６０７がＯＦＦする。
続いて、発光動作に移る。第３のゲート信号線６０４にパルスが入力され、ＴＦＴ６０９がＯＮする。保持容量６１０には、先ほど書き込んだＶＧＳが保持されているため、ＴＦＴ６０８はＯＮしており、電流供給線６０５から、Ｉｄａｔａの電流が流れる。これによりＥＬ素子６１１が発光する。このとき、ＴＦＴ６０８が飽和領域において動作するようにしておけば、ＴＦＴ６０８のソース・ドレイン間電圧が変化したとしても、Ｉｄａｔａは変わりなく流れることが出来る。
このように、設定した電流を出力する動作を、出力動作と呼ぶことにする。以上に一例を示した、電流書き込み型画素のメリットとして、ＴＦＴ６０８の特性等にばらつきがあった場合であっても、保持容量６１０には、電流Ｉｄａｔａを流すのに必要なゲート・ソース間電圧が保持されるため、所望の電流を正確にＥＬ素子に供給することが出来、よってＴＦＴの特性ばらつきに起因した輝度ばらつきを抑えることが可能になる点がある。
以上の例は、画素回路内での駆動ＴＦＴのバラツキによる電流の変化を補正するための技術に関するものであるが、ソースドライバ回路内においても同一の問題が発生する。特許文献４には、ソースドライバ回路内でのＴＦＴの製造上のバラツキによる信号電流の変化を防止するための回路構成が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の電流駆動回路やこれを用いた表示装置においては、信号電流とＴＦＴを駆動するための電流あるいは信号電流と発光時に発光素子に流れる電流とが等しいか、あるいは比例関係を保つように構成されている。
従って、発光素子を駆動するための駆動ＴＦＴの駆動電流が小さい場合や、発光素子で暗い階調の表示を行おうとする場合、信号電流もそれに比例して小さくなってしまう。よって、信号電流を駆動ＴＦＴや発光素子に供給するために用いられる配線の寄生容量は極めて大きいため、信号電流が小さいと配線の寄生容量を充電する時定数が大きくなり、信号書き込み速度が遅くなってしまうという問題点がある。つまり、トランジスタに電流を供給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させる速度が、遅くなってしまうことが問題となっている。
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、信号電流が小さな場合であっても信号の書き込み速度や素子駆動速度を向上させることのできる電流駆動回路及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の電位が事前に所定の電位になるようにし、その後、設定動作を行う。所定の電位は、設定動作が完了したとき（定常状態になったとき）の電位と概ね等しい。そのため、すばやく設定動作を行うことが出来る。なお、本発明においていう設定動作とは、トランジスタに電流を供給して、前記トランジスタが前記電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させる動作のことである。
また、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の電位が事前に所定の電位になるようにする動作をプリチャージ動作と呼び、そのような機能を有する回路をプリチャージ手段と呼ぶことにする。
本発明は、負荷に第１の電流を供給するトランジスタを有する半導体装置であって、該トランジスタのゲート端子の電位を、該トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にするプリチャージ手段を有することを特徴とする半導体装置である。
つまり、該トランジスタに設定動作を行う場合、電流値が小さいと、なかなか定常状態に達せず、電流の書き込み動作が完了しない。そこで、設定動作を行う前に、プリチャージ動作を行う。プリチャージ動作を行うことにより、設定動作を行ったときに定常状態になったときの電位と、概ね等しい状態になっている。つまり、該トランジスタのゲート端子の電位が、プリチャージ動作を行うことによって、すばやく充電される。そのため、プリチャージ動作の後、設定動作を行うと、より早く完了させることが出来るようになる。
なお、該プリチャージ動作は、設定動作の時よりも大きな電流を流すことにより行う。そのため、該トランジスタのゲート端子の電位はすばやく充電される。
また、本発明は、表示素子と、該表示素子に電流を供給するトランジスタと、該トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有することを特徴とする半導体装置である。
【０００２】
前記信号線駆動回路は、信号線に電流を供給するトランジスタと前記トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段とを有することを特徴とする半導体装置また、本発明は、信号線と、該信号線に電流を供給するトランジスタと、該トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有する信号線駆動回路を備えたことを特徴とする半導体装置であるが提供される。
【０００２】
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給して、該トランジスタが該第１の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、該トランジスタに第２の電流を供給して、該トランジスタが該第２の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置である。
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタのゲート端子の電位に対し、該トランジスタが定常状態となる所定の電位になるようにした後、該トランジスタに電流を供給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置である。
また、本発明は、上記構成によって、該第１の電流が、該第２の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置である。
なお、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い。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）でもよい。ＴＦＴのなかでも、半導体層が非晶質（アモルファス）のものでもよいし、多結晶（ポリクリスタル）でも、単結晶のものでもよい。その他のトランジスタとして、単結晶基板において作られたトランジスタでもよいし、ＳＯＩ基板において作られたトランジスタでもよいし、ガラス基板上に形成されたトランジスタでもよいし、プラスチック基板上に形成されたトランジスタでもよいし、どのような基板の上に形成されたトランジスタでもよい。その他にも、有機物やカーボンナノチューブで形成されたトランジスタでもよい。また、ＭＯＳ型トランジスタでもよいし、バイポーラ型トランジスタでもよい。
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、間に、別の素子やスイッチなどが配置されていてもよい。
【発明の効果】
本発明では、設定動作の前に、プリチャージ動作が行われる。そのため、電流値が小さくても、すばやく、設定動作を行うことが出来る。そのため、出力動作において、正確な電流を出力することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５は、本発明の電流源回路の電流と電圧の時間変化を説明する図である。
図６は、従来の画素の構成を説明する図である。
図７は、従来の画素の動作を説明する図である。
図８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図９は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１２は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図１３は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１５は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１６は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図１７は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１８は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図１９は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２０は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２１は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図２４は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２６は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図２７は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図２８は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図２９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図３５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３７は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図３８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図３９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４１は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４２は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図４５は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図４６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図４７は、本発明の画素の構成を説明する図である。
図４８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図４９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５０は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５２は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５３は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５４は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５５は、本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図である。
図５６は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図５７は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５８は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図５９は、本発明の電流源回路の動作を説明する図である。
図６０は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６１は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６２は、本発明の電流源回路の構成を説明する図である。
図６３は、本発明の表示装置の構成を示す図である。
図６４は、本発明の表示装置の構成を示す図。
図６５は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６６は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６７は、本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。
図６８は、本発明の画素の構成を説明する図。
図６９は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７０は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７１は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７２は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７３は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７４は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７５は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７６は、本発明が適用される電子機器の図。
図７７は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７８は、本発明の画素の構成を説明する図。
図７９は、本発明の画素構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
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）
本発明は、ＥＬ素子などのような発光素子を有する画素だけでなく、電流源を有する様々なアナログ回路に適用することが出来る。そこでまず、本実施の形態では、本発明の基本原理について述べる。
まず、図１に、本発明の基本原理に基づく電流源回路の構成について示す。常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ１０１と、回路の状態に応じて、動作が異なる切り替えトランジスタ１０２とがあり、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ１０１のゲート端子には、容量素子１０４の一方の端子が接続されている。容量素子１０４の他方の端子は、配線１１１に接続されている。そのため、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ１０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ１０５を介して接続されており、スイッチ１０５のオンオフによって、容量素子１０４の電荷の保持を制御できる。電流源トランジスタ１０１と配線１１２とは、基本電流源１０８とスイッチ１０６を介して接続されている。また、それと並列に、電流源トランジスタ１０１と配線１１６とは、第２基本電流源１１５とスイッチ１１４を介して接続されている。同様に、それらと並列に、電流源トランジスタ１０１と配線１１３とは、負荷１０９とスイッチ１０７を介して接続されている。
また、切り替えトランジスタ１０２には、状態によって、電流源（または、その一部）として動作する場合と、ソース・ドレイン間で電流が流れないように動作する場合（または、スイッチとして動作する場合）とで、切り替えを行うことが出来る手段が接続されている。ここで、切り替えトランジスタ１０２が、電流源（の一部）として動作する場合を、電流源動作と呼ぶことにする。また、切り替えトランジスタ１０２が、そのソース・ドレイン間で電流が流れないような状態で動作する場合（または、スイッチとして動作する場合）、または、ソース・ドレイン間の電圧が小さい状態で動作する場合を、短絡動作と呼ぶことにする。
切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現するために、様々な構成を用いることが出来る。
そこで、本実施の形態では、一例として、図１に構成を示す。図１では、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とを、スイッチ１０３を介して、接続できるようにしている。そして、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。スイッチ１０３を用いて、切り替えトランジスタ１０２の動作を、電流源動作か短絡動作かに切り替えることが出来る。
また、図１のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。そのため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、すばやく、設定動作を完了させることが出来る。
そこで、図１の動作について述べる。まず、図２に示すように、スイッチ１０３、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流れるようになる。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、図３に示すように、スイッチ１０５、１０６をオンにし、スイッチ１０３、１０７、１１４をオフにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているので、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２に流れる。このとき、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、ゲート端子が互いに接続されている。したがって、それらが一体となって、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そのマルチゲートのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に、トランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。
そして、そのマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２）のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のトランジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子１０４に蓄積される電荷、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素子１０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作において、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電されているからである。
次に、図４に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７をオンにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させたい場合の信号書き込み時、つまり、設定動作において電流値が小さい時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで次に、以上の動作のときの電流と電圧の変化を、図５に示す。図５は、図７（Ｄ）（Ｅ）と同様に、横軸が時間であり、縦軸が電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）である。グラフ５０１は、保持容量１０４などを流れる電流Ｉ１の大きさを表しており、グラフ５０２は、電流源トランジスタ１０１を流れる電流Ｉ２の大きさを表している。そして、時刻Ｔ１ｂまでは、図２のように動作しており、プリチャージ動作を行っている。そして、時刻Ｔ１ｂから時刻Ｔ２ｂまでは、図３のように動作しており、設定動作を行っている。
図５では、プリチャージ動作を行っているときには、時刻Ｔ２ａにおいて、定常状態になっている。また、設定動作を行っているときには、時刻Ｔ２ｂにおいて、定常状態になっている。したがって、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときの電位と概ね等しくなるように、各々のトランジスタのサイズ（ゲート幅Ｗ、ゲート長Ｌ）が設計されていれば、すばやく設定動作を行うことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子１０４に蓄積される電圧、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、電流源トランジスタ１０１のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、切り替えトランジスタ１０２のゲート幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。なお、ここでは、簡単のため、Ｗａ＝Ｗｂであるとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図３の場合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流れる電流（図２の場合は、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比率：Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）との関係を考える。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌｂ）をＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａになるように、各々の値を設定すればよいことになる。そのようにすれば、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の電流特性が概ね同じであれば、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、時刻Ｔ２ｂのときの電位と、概ね等しくなる。
図５では、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときとは、差があるように記載されているが、これは、説明を分かりやすくするために、記載したにすぎない。よって、図５には、限定されない。
なお、プリチャージ動作の時には、図２では、スイッチ１０３、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、第２基本電流源１１５の電流が流れて、基本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、スイッチ１０３、１０５、１１４、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにして、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８の電流が流れるようにしてもよい。
また、プリチャージ動作の時に流れる電流と、設定動作の時に流れる電流とで、大きさを変えるために、図１では、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８という、２つの電流源や、２つのスイッチを用いて、各々の電流を流すかどうかを制御していたが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、基本電流源１０８のみを用いて、制御してもよい。あるいは、スイッチ１０６を配置せずに、電流の大きさを制御してもよい。図９の構成における動作を、図１０〜図１２に示す。ただしこの場合、プリチャージ動作の時（図１０）と、設定動作の時（図１１）とでは、基本電流源１０８に流れる電流の大きさは、その動作に応じた値となり、通常は異なった値となっている。
なお、負荷１０９は、何でもよい。抵抗などのような素子でも、トランジスタでも、ＥＬ素子でも、そのほかの発光素子でも、トランジスタと容量とスイッチなどで構成された電流源回路でもよい。信号線でも、信号線とそれに接続された画素でもよい。その画素には、ＥＬ素子やＦＥＤで用いる素子など、どのような表示素子を含んでいてもよい。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２などのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子１０４を省略できる。
なお、配線１１０と配線１１１とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。配線１１１は、容量素子１０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線１１０または配線１１１は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、配線１１２、配線１１３、配線１１６は、低電位側電源Ｖｓｓが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。また、配線１１２、配線１１３、配線１１６は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と配線１１１とに接続されているが、これに限定されない。最も望ましいのは、電流源トランジスタ１０１のゲート端子とソース端子に接続されていることが望ましい。なぜなら、トランジスタの動作は、ゲート・ソース間電圧によって決定されるため、ゲート端子とソース端子の間で、電圧を保持していると、他の影響（配線抵抗などによる電圧降下などの影響）を受けにくいからである。もし、容量素子１０４が電流源トランジスタ１０１のゲート端子と別の配線との間に配置されていたら、その別の配線における電圧降下量によって、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２の方を大きくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、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。
なお、本発明の回路として、図１などに示したが、構成はこれに限定されない。スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、切り替えトランジスタ１０２の数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても良い。具体的には、スイッチ１０７は、負荷１０９に流れる電流を制御するため、それと直列に配置されていれば良い。同様に、スイッチ１０６、１１４は、基本電流源１０８や第２基本電流源１１５に流れる電流を制御するため、それらと直列に配置されていれば良い。また、スイッチ１０３は、切り替えトランジスタ１０２に流れる電流を制御するため、それと並列に配置されていれば良い。スイッチ１０５は、容量素子１０４の電荷を制御できるように配置されていればよい。
そこで、スイッチ１０５の配置を変更した場合の例を、図１３に示す。つまり、プリチャージ動作の時には、図１４のように接続され、第２基本電流源１１５から流れる電流Ｉｂ２が電流源トランジスタ１０１に流れ、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作をしていればよい。なお、基本電流源１０８は、接続されていてもよい。そのため、図１４では、配線を点線で示した。次に、設定動作の時には、図１５のように接続され、切り替えトランジスタ１０２は電流源動作をしており、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電流は、基本電流源１０８の方に流れる、というようになっていればよい。そして、出力動作の時には、図１６に示すように接続され、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１のゲート電位は保持容量１０４によって保持され、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電流は、負荷１０９の方に流れる、というようになっていればよい。以上のような接続状況になっていれば、１０３、１０５、１０６、１０７、１１４などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
次に、スイッチ１０３の接続を変更した場合の例を図１７に示す。スイッチ１０３は、配線１７０２に接続される。配線１７０２の電位はＶｄｄでもよいし、別の値でもよい。また、図１７の場合、スイッチ１７０１を追加してもよいし、追加しなくてもよい。スイッチ１７０１は、切り替えトランジスタ１０２のソース端子側に配置しても良いし、ドレイン端子側に配置しても良い。スイッチ１７０１は、スイッチ１０３と逆の状態でオンオフすればよい。
このように、スイッチの配置を変更することにより、さまざまな回路を構成できる。
次に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場合について、図１８に示す。図１では、配線１１０、切り替えトランジスタ１０２、電流源トランジスタ１０１の順に配置されていたが、図１８では、配線１１０、電流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２の順に配置されている。
ここで、図１の回路と、図１８の回路の違いについて考える。図１では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差が生じる。したがって、切り替えトランジスタ１０２のゲート容量には、電荷が保存される。そして、電流源動作の時にも、ゲート容量に電荷が保存されたままになる。よって、短絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動作（設定動作）の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、ほとんど変化しない。
一方、図１８では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差がほとんど生じない。したがって、切り替えトランジスタ１０２のゲート容量には、電荷が保存されない。そして、電流源動作の時には、スイッチ１０３がオフになるため、ゲート容量に電荷がたまり、切り替えトランジスタ１０２が電流源の一部として動作する。このときの電荷は、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１のゲート容量に蓄積されていたものである。その電荷が、切り替えトランジスタ１０２のゲート部に移動することになる。よって、短絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動作（設定動作）の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、移動した電荷分だけ、変化する。その結果、設定動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は小さくなる。
以上のことを踏まえた上で、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置をどのようにするかは、状況によって設計すればよい。つまり、例えば、プリチャージ動作から設定動作に切り替わる時に、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２）のゲート・ソース間電圧の絶対値が小さい方が望ましい場合などに、図１８の構成を適用すればよい。
その一例としては、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さい場合が挙げられる。なぜなら、図１８の場合は、定常状態になるまでの時間を短くすることが可能な場合があるからである。つまり、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さい場合、容量素子１０４に電荷を充電するのではなく、容量素子１０４の電荷を、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２に流すことによって、放電させなければならない場合があるからである。その場合、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さいため、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は、小さい。そのため、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、電流が流れにくくなっている。その結果、容量素子１０４の電荷を放電させ、定常状態になるまでに、多くの時間が必要となってしまう。そこで、図１８の場合は、プリチャージ動作から設定動作に切り替わる時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とで、マルチゲートのトランジスタとして動作するとき、そのゲート・ソース間電圧の絶対値が小さくなるため、容量素子１０４の電荷を放電させるのではなく、容量素子１０４に電荷を充電して、ゲート・ソース間電圧の絶対値が大きくなって、定常状態に達することが出来る。
なお、図１では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、１つづつ配置されていたが、どちらか、あるいは、両方とも、複数個を配置してもよい。また、その並べ方も、任意に選択してもよい。
なお、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、図１では、どちらもＰチャネル型であるが、これに限定されない。図１の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構造を変更ない場合の例を、図１９に示す。図１と図１９を比較すると分かるように、配線１１２、１１３、１１０、１１１、１１６の電位を、配線１９１２、１９１３、１９１０、１９１１、１９１６のように変更し、基本電流源１０８、第２基本電流源１１５の電流の向きを変更すれば、容易に変更できる。電流源トランジスタ１９０１、切り替えトランジスタ１９０２、スイッチ１９０３、１９０５、１９０６、１９０７、基本電流源１９０８、負荷１９０９などの接続構造は、変更されていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図１の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図２０に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ２００１と、状態によって、動作が異なる切り替えトランジスタ２００２とがあり、電流源トランジスタ２００１と切り替えトランジスタ２００２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ２００１のゲート端子には、容量素子２００４の一方の端子が接続されている。容量素子２００４の他方の端子２００６は、切り替えトランジスタ２００２（電流源トランジスタ２００１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ２００１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ２００１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ２００５を介して接続されており、スイッチ２００５のオンオフによって、容量素子２００４の電荷の保持を制御できる。
そこで、図２０の動作について述べる。ただし、図１の動作と同様であるため、簡単に説明する。まず、スイッチ２００３、２００５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにする。そして、定常状態になると、容量素子２００４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき、電流源トランジスタ２００１のゲート・ソース間電圧が容量素子２００４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ２００１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、スイッチ２００５、１０６をオンにし、スイッチ２００３、１０７、１１４をオフにする。すると、電流源トランジスタ２００１と切り替えトランジスタ２００２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そして、定常状態になると、容量素子２００４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき、マルチゲートのトランジスタのゲート・ソース間電圧が容量素子２００４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、電流源動作を行っていることになる。
次に、スイッチ１０７をオンにし、スイッチ２００３、２００５、１０６、１１４をオフにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２００２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、容量素子２００４の端子２００６の電位は、設定動作の時と、出力動作の時とで、異なる場合が多い。しかし、容量素子２００４の両端の電圧（電位差）は変化しないため、トランジスタのゲート・ソース間電圧も変化せず、負荷１０９には、所望の電流が流れる。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時には、図２１のように接続され、設定動作の時には、図２２のように接続され、出力動作の時には、図２３のように接続される、というようになっていれば、スイッチは、どこに配置してもよいことは、もちろんである。
なお、図２０には、図１に対応させた回路を示したが、図１８のような順序でトランジスタを配置してもよい。その場合は、短絡動作のとき、切り替えトランジスタ２００２のゲート容量に、電荷が蓄積されない、という特徴がある。
なお、図１の場合、図２のようにプリチャージ動作を行い、その後、図３のように設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図２のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図２の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図２４に示す。図２４では、電流源として動作するトランジスタ２４０２が追加されている。まず、スイッチ２４０３、２４１４、１０３をオンにして、スイッチ１１４をオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作を行う。その後、スイッチ２４０３、２４１４をオフにし、スイッチ１１４をオンにして、２回目のプリチャージ動作を行う。つまり、図２のプリチャージ動作に相当する。なお、１回目のプリチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいとする。このように、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、定常状態にすることが出来る。
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
例えば、図２５に示すような構成にして、図２のようなプリチャージ動作の前に、別のプリチャージを行っても良い。図２５では、端子１８０２から、スイッチ１８０１を介して、電圧を供給する。その電位は、プリチャージ動作や設定動作において、定常状態になった時の電位と、概ね等しい値にしておく。つまり、図２６に示すように、スイッチ１８０１をオンにして、端子１８０２の電位を供給する。これにより、すばやく、プリチャージできる。その後、図２７のように、スイッチ１８０１をオフにして、プリチャージ動作を行う。これは、図２でのプリチャージ動作に相当する。なお、電圧を供給してプリチャージを行う技術は、同じ出願人による特願２００２−３４８６７３に出願されている。そこには、さまざまなプリチャージ技術が開示されており、その内容を本発明と組み合わせることが出来る。
なお、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いられるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図１の場合、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、電流特性がそろっていることが望ましい。よって、前記トランジスタを作成する過程において、できるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、出来るだけ、近接して配置することが望ましい。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合には、同じショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を概ね等しくすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にすることが出来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
このように、図１の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
（実施の形態２）
実施の形態１では、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現するために、図１で示す構成について説明した。そこで、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成で、電流源動作や短絡動作を実現する構成の一例を示す。
なお、以下の説明において、実施の形態１と重複する部分については説明は省略する。
まず、図２８に、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現した第２の構成について示す。
図２８で示す電流源回路は、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子の電圧を制御して、切り替えトランジスタ１０２に多くの電流を流すことができるようにしている。具体的には、スイッチ２８０１を用いることにより、切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値を大きくする。その結果、ある値の電流が流れる場合、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間電圧が小さくてすむようになる。つまり、切り替えトランジスタ１０２は、スイッチとして動作するようになる。
図２８では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、ゲート端子が互いに接続されていないため、スイッチ２８０２を用いることにより、接続されるようにする。その結果、マルチゲートのトランジスタとして動作できるようにしている。
次に図２８に示す電流源回路の動作について述べる。まず、図２９に示すように、スイッチ２８０１、１０５、１１４をオンにし、スイッチ１０６、１０７、２８０２をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、配線２８０３に接続される。配線２８０３には、低電位側電源（Ｖｓｓ）が供給されているため、切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は、非常に大きくなる。よって、切り替えトランジスタ１０２は、非常に大きな電流駆動能力をもつことになるので、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れ、電流源トランジスタ１０１のソース端子は、配線１１０と概ね同じ電位になる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、スイッチとして動作し、短絡動作を行っていることになる。
次に、図３０に示すように、スイッチ２８０１、１０７、１１４をオフにし、スイッチ１０５、１０６、２８０２をオンにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子と電流源トランジスタ１０１のゲート端子は、互いに接続される。よって、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。そして、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とによるマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０６に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。次に、図３１に示すように、スイッチ２８０１、１０５、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７、２８０２をオンにする。一方、容量素子１０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート端子に、加わることになる。以上のことから、負荷１０９の方に、Ｉｂ１の大きさの電流が流れることになる。以上の動作は、出力動作に相当する。
なお、配線２８０３の電位は、Ｖｓｓに限定されない。切り替えトランジスタ１０２が十分にオン状態になるような値であればよい。
なお、本実施の形態では図２８に示す電流源回路について示したが、本発明の構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、実施の形態１と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図３２のように接続され、設定動作の時には、図３３のように接続され、出力動作の時には、図３４のように接続される、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。
また、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場合について、図３５に示す。図３５では、配線１１０、電流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２の順に配置されている。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図２８の回路に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図３６に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ４１０１と、状態によって、動作が異なる切り替えトランジスタ４１０２とがあり、電流源トランジスタ４１０１と切り替えトランジスタ４１０２と配線１１０とは、直列に接続されている。電流源トランジスタ４１０１のゲート端子には、容量素子４１０４の一方の端子が接続されている。容量素子４１０４の他方の端子４１０６は、切り替えトランジスタ４１０２（電流源トランジスタ４１０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ４１０１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ４１０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ４１０５を介して接続されており、スイッチ４１０５のオンオフによって、容量素子４１０４の電荷の保持を制御できる。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の動作を正常に行えるようになっていれば、スイッチは、どこに配置してもよい。
なお、配線３６０３には、Ｖｄｄよりも高いＶｄｄ２が供給されている。これに限定されないが、切り替えトランジスタ４１０２が短絡動作の時に、より電流駆動能力が大きくなるようにするため、出来るだけ高い電位を供給するほうがよい。
このように、図２８の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、実施の形態１で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、トランジスタを並列に接続させ、各トランジスタに流れる電流の合計値を変化させて、プリチャージ動作や設定動作を行う場合について、その構成例を示す。
なお、以下の説明において、実施の形態１、２と重複する部分については説明は省略する。
まず、図３７を用いて、トランジスタを並列に接続して、プリチャージ動作や設定動作を行う場合の構成例について説明する。
少なくとも設定動作の時には、電流が流れる状態にして動作させる設定トランジスタ３７０２と、プリチャージ動作の時には、電流が流れる状態にして動作させるチャージトランジスタ３７０１とがあり、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、並列に接続されている。設定トランジスタ３７０２のゲート端子には、容量素子３７０４の一方の端子が接続されている。また、チャージトランジスタ３７０１のゲート端子にも、容量素子３７０４の一方の端子が接続されている。容量素子３７０４の他方の端子は、配線３７０８に接続されている。そのため、設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位を保持することが出来る。また、端子３７１０と設定トランジスタ３７０２のドレイン端子とは、スイッチ３７０３を介して接続されている。また、端子３７１０とチャージトランジスタ３７０１のドレイン端子とは、スイッチ３７０６を介して接続されている。また、端子３７１０と設定トランジスタ３７０２のゲート端子とは、スイッチ３７０５を介して接続されており、スイッチ３７０５のオンオフによって、容量素子３７０４の電荷の保持を制御できる。また、端子３７１０と配線１１２とは、基本電流源１０８とスイッチ１０６を介して接続されている。また、それと並列に、端子３７１０と配線１１６とは、第２基本電流源１１５とスイッチ１１４を介して接続されている。同様に、それらと並列に、端子３７１０と配線１１３とは、負荷１０９とスイッチ１０７を介して接続されている。
図３７のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。そのため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にすることが出来る。
そこで、図３７の動作について述べる。まず、図３８に示すように、スイッチ３７０６、３７０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６、３７０３をオフにする。すると、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間では、電流が流れない。そのため、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子３７０４やチャージトランジスタ３７０１に流れる。そして、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子３７０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子３７０４に蓄積される。つまり、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。
次に、図３９に示すように、スイッチ３７０５、３７０３、１０６をオンにし、スイッチ３７０６、１０７、１１４をオフにする。すると、スイッチ３７０６はオフになっているので、チャージトランジスタ３７０１のソース・ドレイン間には、電流が流れなくなる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子３７０４や設定トランジスタ３７０２に流れる。
そして、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子３７０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのとき、のゲート端子の電位が、容量素子３７０４に蓄積される。つまり、設定トランジスタ３７０２のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１のトランジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子３７０４に蓄積される電荷、つまり、設定トランジスタ３７０２（またはチャージトランジスタ３７０１）のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素子３７０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作において、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電されているからである。
次に、図４０に示すように、スイッチ３７０５、３７０６、１０６、１１４をオフにし、スイッチ１０７、３７０３をオンにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ３７０３、３７０６のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させたい場合の信号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子３７０４に蓄積される電圧が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、チャージトランジスタ３７０１のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、設定トランジスタ３７０２のゲート幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図３の場合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流れる電流（図２の場合は、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比率Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗｂ／Ｌｂとの関係を考える。基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第２基本電流源１１５に流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗｂ／ＬｂをＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａになるように、各々の値を設定すればよいことになる。そのようにすれば、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の電流特性が概ね同じであれば、図５において、時刻Ｔ２ａのときにおける、容量素子３７０４の電圧（チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位）は、時刻Ｔ２ｂのときの電位と、概ね等しくなる。
なお、容量素子３７０４は、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２などのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子３７０４を省略できる。なお、プリチャージ動作の時には、図３８では、スイッチ３７０６、３７０５、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６、３７０３をオフにして、設定トランジスタ３７０２に電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、図４１に示すように、スイッチ３７０６、３７０５、３７０３、１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、設定トランジスタ３７０２に電流が流れるようにしてもよい。
なお、プリチャージ動作の時には、図３８や図４１では、スイッチ１１４をオンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、第２基本電流源１１５の電流が流れて、基本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、スイッチ１１４、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにして、第２基本電流源１１５と基本電流源１０８の電流が流れるようにしてもよい。
なお、配線３７０７と配線３７０８と配線３７０９とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されているが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。配線３７０８は、容量素子３７０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線３７０７または配線３７０９または配線３７０８は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、容量素子３７０４は、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子と配線３７０８とに接続されているが、これに限定されない。最も望ましいのは、設定トランジスタ３７０２のゲート端子とソース端子に接続されていることが望ましい。なぜなら、トランジスタの動作は、ゲート・ソース間電圧によって決定されるため、ゲート端子とソース端子の間で、電圧を保持していると、他の影響（配線抵抗などによる電圧降下などの影響）を受けにくいからである。もし、容量素子１０４がチャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子と別の配線との間に配置されていた場合、その別の配線における電圧降下量によって、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
なお、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２とは、プリチャージ動作と設定動作とで、概ね等しいゲート電位にする必要があるため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、チャージトランジスタ３７０１や設定トランジスタ３７０２のゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ゲート長Ｌは、設定トランジスタ３７０２の方を大きくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。また、飽和領域においてソース・ドレイン間電圧が変わっても電流値が変わりにくくなる。つまり、キンク効果の影響を小さくできる。同様に、ゲート幅Ｗは、設定トランジスタ３７０２の方を小さくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、本実施の形態では、図３７などに示したが、本発明の構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、実施の形態１、２と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、チャージトランジスタ３７０１の数や配置、設定トランジスタ３７０２の数や配置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図４２のように接続され、設定動作の時には、図４３のように接続され、出力動作の時には、図４４のように接続される、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。なお、図４２〜４４において、点線の部分などは、接続されていても、されていなくても、どちらでもよい。したがって、図４５に示すように、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２のゲート端子を、スイッチを介して接続するようにしてもよい。あるいは、図４６に示すように接続してもよい。ただし、図４６の場合、容量素子３７０４に電流を流すために、プリチャージ動作の時にも、スイッチ３７０３をオンにして、設定トランジスタ３７０２に電流を流すことが出来るようにして動作させる必要がある。あるいは、図４７のように接続されていてもよい。図４８〜５０に動作を示す。図４８は、プリチャージ動作の場合を示している。なお、スイッチ３７０３、１０６がいずれか一つ、または、両方とも、オンしていてもよい。図４９は、設定動作の場合を示している。そして、図５０は、出力動作の場合を示している。これまで、出力動作では、スイッチ３７０３はオン状態にあったが、図４７の構成の場合は、負荷１０９は、スイッチ３７０３を介さずに、設定トランジスタ３７０２と接続されている。したがって、出力動作では、スイッチ３７０３はオフ状態にする必要がある。
また、図３７の回路に関して、電流の向きを変更して、回路の接続構造を変更せず、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図５１に示す。
また、図３７の回路に関して、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、チャージトランジスタ３７０１と設定トランジスタ３７０２の極性（導電型）を変更した場合の例を図５２に示す。図５２の回路の動作の説明は、同様であるため、省略する。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の動作を正常に行えるようになっていれば、あるいは、図５３〜５５に示すように接続されていれば、スイッチは、どこに配置してもよい。
このように、図３７の回路だけでなく、様々な回路を用いて、本実施の形態を構成することが出来る。
なお、図３７の場合、図３８のようにプリチャージ動作を行い、その後、図３９のように設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図３８のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図３８の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図６０に示す。図６０では、電流源として動作するトランジスタ６００１が追加されている。まず、スイッチ６００６、２４１４、３７０６をオンにして、スイッチ１１４をオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作を行う。その後、スイッチ６００６、２４１４をオフにし、スイッチ１１４をオンにして、２回目のプリチャージ動作を行う。つまり、図３８のプリチャージ動作に相当する。なお、１回目のプリチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいとする。このように、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、定常状態にすることが出来る。
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
なお、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いられるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図３７の場合、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、電流特性がそろっていることが望ましい。よって、該トランジスタを作成する過程において、できるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、設定トランジスタ３７０２とチャージトランジスタ３７０１とは、出来るだけ、近接して配置することが望ましい。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合には、同じショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を概ね等しくすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にすることが出来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１、２で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、実施の形態１、２で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。また、実施の形態１、２で説明した内容と、本実施の形態で説明した内容とを、組み合わせることも可能である。
そこで、図１の回路と、図３７の回路とを、組み合わせた場合の構成を図５６に示す。図５６では、図３７の回路に、切り替えトランジスタ１０２やスイッチ１０３を追加した構成になっている。このときの動作を、簡単に、図５７〜図５９に示す。プリチャージ動作の時には、図５７に示すように、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作を行い、チャージトランジスタ３７０１にも電流が流れている。そして、設定動作の時には、図５８に示すように、切り替えトランジスタ１０２は電流源動作を行う。そして、出力動作の時には、図５９に示すように、動作させる。
なお、図５６の構成に対しても、実施の形態１〜３で説明した内容は適用できることは、もちろんである。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１〜３で説明した回路を、一部変更した場合について述べる。
ここでは、簡単のため、図１の回路を一部変更した場合について述べる。よって、実施の形態１と同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、実施の形態１〜３で説明した様々な回路にも、適用することが出来る。
まず、図１の構成を一部変更したものを、図６１に示す。異なるのは、図１のスイッチ１０７が、図６１のマルチトランジスタ６１０１に変更されている点である。マルチトランジスタ６１０１は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ６１０１のゲート端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。マルチトランジスタ６１０１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時には、スイッチとして動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動作する。つまり、マルチトランジスタ６１０１のゲートとドレインとがスイッチ１０５によって短絡されている場合、マルチトランジスタ６１０１はオフ状態となる。
図６１の回路の動作については、図１と同様であるため、説明を省略する。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ６１０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ６１０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２やマルチトランジスタ６１０１の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。また、飽和領域においてソース・ドレイン間電圧が変わっても電流値が変わりにくくなる。つまり、キンク効果の影響を小さくできる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
次に、図３７の回路を一部変更した場合について、図６２に示す。ここでも異なるのは、図３７のスイッチ１０７が、図６２のマルチトランジスタ６２０１に変更されている点である。
図６２の回路の動作については、図３７と同様であるため、説明を省略する。
なお、出力動作の時に、設定トランジスタ３７０２とマルチトランジスタ６２０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
このように、本実施の形態では、図６１、６２に示す電流源回路についてに示したが、構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、マルチトランジスタの数や配置、設定トランジスタの数や配置、チャージトランジスタの数や配置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３で説明した内容の一部を変更したものに相当する。したがって、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３にも適用できる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、表示装置、および、信号線駆動回路などの構成とその動作について、説明する。信号線駆動回路の一部や画素に、本発明の回路を適用することができる。
表示装置は、図６３に示すように、画素配列（Ｐｉｘｅｌｓ）６３０１、ゲート線駆動回路（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ）６３０２、信号線駆動回路６３１０を有している。ゲート線駆動回路６３０２は、画素配列６３０１に選択信号を順次出力する。信号線駆動回路６３１０は、画素配列６３０１にビデオ信号を順次出力する。画素配列６３０１では、ビデオ信号に従って、光の状態を制御することにより、画像を表示する。信号線駆動回路６３１０から画素配列６３０１へ入力するビデオ信号は、電流である場合が多い。つまり、各画素に配置された表示素子や表示素子を制御する素子は、信号線駆動回路６３１０から入力されるビデオ信号（電流）によって、状態を変化させる。画素に配置する表示素子の例としては、ＥＬ素子やＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）で用いる素子などがあげられる。
なお、ゲート線駆動回路６３０２や信号線駆動回路６３１０は、複数配置されていてもよい。
信号線駆動回路６３１０は、構成を複数の部分に分けられる。大まかには、一例として、シフトレジスタ６３０３、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５、デジタル・アナログ変換回路６３０６に分けられる。デジタル・アナログ変換回路６３０６には、電圧を電流に変換する機能も有しており、ガンマ補正を行う機能も有していてもよい。つまり、デジタル・アナログ変換回路６３０６には、画素に電流（ビデオ信号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、そこに本発明を適用することが出来る。
また、画素は、ＥＬ素子などの表示素子を有している。その表示素子に電流（ビデオ信号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、そこにも、本発明を適用することが出来る。
そこで、信号線駆動回路６３１０の動作を簡単に説明する。シフトレジスタ６３０３は、フリップフロップ回路（ＦＦ）等を複数列用いて構成され、クロック信号（Ｓ−ＣＬＫ）、スタートパルス（ＳＰ）、クロック反転信号（Ｓ−ＣＬＫｂ）が入力される、これらの信号のタイミングに従って、順次サンプリングパルスが出力される。
シフトレジスタ６３０３より出力されたサンプリングパルスは、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に入力される。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４には、ビデオ信号線６３０８より、ビデオ信号が入力されており、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、各列でビデオ信号を保持していく。なお、デジタル・アナログ変換回路６３０６を配置している場合は、ビデオ信号はデジタル値である。また、この段階でのビデオ信号は、電圧であることが多い。
ただし、第１ラッチ回路６３０４や第２ラッチ回路６３０５が、アナログ値を保存できる回路である場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６は省略できる場合が多い。その場合、ビデオ信号は、電流であることも多い。また、画素配列６３０１に出力するデータが２値、つまり、デジタル値である場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６は省略できる場合が多い。
第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４において、最終列までビデオ信号の保持が完了すると、水平帰線期間中に、ラッチ制御線６３０９よりラッチパルス（Ｌａｔｃｈ Ｐｕｌｓｅ）が入力され、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に保持されていたビデオ信号は、一斉に第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に転送される。その後、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に、デジタル・アナログ変換回路６３０６へと入力される。そして、デジタル・アナログ変換回路６３０６から出力される信号は、画素配列６３０１へ入力される。
第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に保持されたビデオ信号がデジタル・アナログ変換回路６３０６に入力され、そして、画素６３０１に入力されている間、シフトレジスタ６３０３においては再びサンプリングパルスが出力される。つまり、同時に２つの動作が行われる。これにより、線順次駆動が可能となる。以後、この動作を繰り返す。
なお、デジタル・アナログ変換回路６３０６が有している電流源回路が、設定動作と出力動作とを行うような回路である場合、その電流源回路に、電流を流す回路が必要となる。そのような場合、リファレンス用電流源回路６３１４が配置されている。
なお、信号線駆動回路やその一部は、画素配列６３０１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。
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。
なお、信号線駆動回路などの構成は、図６３に限定されない。
例えば、第１ラッチ回路６３０４や第２ラッチ回路６３０５が、アナログ値を保存できる回路である場合、図６４に示すように、リファレンス用電流源回路６３１４から第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に、ビデオ信号（アナログ電流）が入力されることもある。また、図６４において、第２ラッチ回路６３０５が存在しない場合もある。そのような場合は、第１ラッチ回路６３０４に、より多くの電流源回路が配置されている場合が多い。これにより、第２ラッチ回路６３０５がなくても、設定動作や出力動作などを同時に行うことができる。例えば、電流源回路を２つ以上配置して、それらを切り替えて用いればよい。つまり、一方の電流源回路に対して設定動作を行い、同時に他方の電流源回路で出力動作を行う。そして、それを任意の周期ごとに切り替える。これにより、設定動作や出力動作などを同時に行うことができる。その結果、第２ラッチ回路４１０５を省くことが可能となる。このような回路の構成や動作については、国際公開第０３／０３８７９６号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９７号パンフレット、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
（実施の形態６）
次に、実施の形態５において説明した信号線駆動回路６３１０の具体的な構成について、説明する。
まず、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例を図６５に示す。図６５は、図１９（または、図１）のように、トランジスタを直列に接続した場合の例を示している。配線６５０７には、電流源回路が複数個接続されている。図６５では簡単のため、電流源回路６５０１のみが接続されている図を示している。電流源回路６５０１は、配線６５０２、６５０３、６５０４、６５０５によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作を切り替えている。基本電流源１９０８や第２基本電流源１９１５などから構成される基本電流源回路６５０７から、プリチャージ動作や設定動作の時に電流が入力される。そして、出力動作のときに、電流源回路６５０１から負荷１９０９の方に電流を出力する。
なお、リファレンス用電流源回路６３１４における電流源は、図６５における基本電流源回路６５０７に相当する。そして、図６５における負荷１９０９は、スイッチや、信号線や信号線に接続された画素や別の電流源回路に相当する。
また、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例として、図５１（または、図３７）のように、トランジスタを並列に接続した場合の例を図６６に示す。電流源回路６６０１は、配線６５０２、６５０３、６６０３、６６０４、６６０５によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作を切り替えている。
なお、図６５や図６６では、電流源回路が１つしか記載されていないが、電流源回路を並列に複数個配置して、切り替えて動作させることにより、設定動作などを行いながら、同時に出力動作を行うことができる。
なお、電流源回路に対して設定動作を行う場合、そのタイミングを制御する必要がある。その場合、設定動作を制御するために、専用の駆動回路（シフトレジスタなど）を配置してもよい。あるいは、ＬＡＴ１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。つまり、一つのシフトレジスタで、ＬＡＴ１回路と電流源回路とを両方制御するようにしてもよい。その場合は、ＬＡＴ１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信号を直接、電流源回路に入力してもよいし、ＬＡＴ１回路への制御と電流源回路への制御を切り分けるため、その切り分けを制御する回路を介して、電流源回路を制御してもよい。あるいは、ＬＡＴ２回路から出力される信号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。ＬＡＴ２回路から出力される信号は、通常、ビデオ信号であるため、ビデオ信号として使用する場合と電流源回路を制御する場合とを切り分けるため、その切り替えを制御する回路を介して、電流源回路を制御すればよい。このように、設定動作や出力動作を制御するための回路構成や、回路の動作等については、国際公開第０３／０３８７９３号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９４号パンフレット、国際公開第０３／０３８７９５号パンフレット、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
さらに、負荷１９０９（例えば、スイッチや信号線や信号線に接続された画素など）にアナログ電流を出力する場合は、デジタル・アナログ変換を行う必要があるので、電流源回路を複数配置した図６７に示すような構成となる。なお、図６７では、簡単のため、３ビットの場合について説明する。すなわち、基本電流源回路６５０７Ａ、６５０７Ｂ、６５０７Ｃがあり、設定動作の時の電流の大きさは、Ｉｃ、２×Ｉｃ、４×Ｉｃというようになっている。そして、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃが各々接続されている。なお、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃは、図６５に示す電流源回路６５０１でもよいし、図６６に示す電流源回路６６０１でもよい。したがって、出力動作の時には、電流源回路６５０１Ａ、６５０１Ｂ、６５０１Ｃは、Ｉｃ、２×Ｉｃ、４×Ｉｃの大きさの電流を出力することになる。そして、各電流源回路と直列に、スイッチ６７０１Ａ、６７０１Ｂ、６７０１Ｃが接続されている。このスイッチは、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５から出力されるビデオ信号によって制御される。そして、各電流源回路とスイッチから出力される電流の合計が、負荷１９０９、すなわち、信号線などに出力される。以上のように動作させることにより、画素などにビデオ信号としてアナログ電流を出力している。
なお、図６７では、簡単のため、３ビットの場合について説明したが、これに限定されない。同様に構成すれば、ビット数を容易に変更して構成することが出来る。また、図６５、図６６の場合と同様、電流源をさらに並列に配置することにより、設定動作などと出力動作とを同時に行うことができる。
次に、図６４の場合について、説明する。リファレンス用電流源回路６３１４における電流源は、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当する。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）６３０４に配置されている電流源回路は、図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当する。そして、図６５、図６６における負荷１９０９は、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５に配置されている電流源回路に相当する。この場合は、リファレンス用電流源回路６３１４における電流源からは、ビデオ信号が電流で出力される。なお、その電流は、デジタル値の場合も、アナログ値の場合もある。
なお、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）６３０５が配置されていない場合は、図６５、図６６における負荷１９０９は、画素や信号線に相当することになる。
また、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当し、第２ラッチ回路６３０５に配置されている電流源回路が、図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、画素や信号線が図６５、図６６における負荷１９０９に相当すると考えることもできる。
またさらに、図６３、６４に示したリファレンス用電流源回路６３１４に対して、適用してもよい。つまり、リファレンス用電流源回路６３１４が図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路が図６５、図６６における負荷１９０９に相当し、さらに別の電流源（リファレンス用電流源回路６３１４に電流を供給する回路）が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当すると考えることもできる。
また、画素の中に配置されている発光素子が図６５、図６６における負荷１９０９に相当し、画素の中に配置されている電流源回路が図６５、図６６における電流源回路６５０１、６６０１に相当し、信号線駆動回路６３１０における、画素に電流を出力する電流源回路が、図６５、図６６における基本電流源回路６５０７に相当すると考えることもできる。なお、画素の中に配置されている電流源回路から発光素子に電流が供給されて、発光素子が発光する。
このように、様々な部分に、本発明を適用することが出来る。
なお、各ビットに対応したデジタルビデオ信号（電流値）を第１ラッチ回路６３０４に入力してもよい。なお、その後、各ビットに対応したデジタルビデオ信号電流を足し合わせることによって、デジタル値からアナログ値に変換することができる。その場合、桁数の小さなビットの信号を入力する場合に、本発明を適用することは、より好適である。なぜなら、桁数の小さなビットの信号の場合、信号の電流値が小さくなってしまう。そこで、本発明を適用すれば、信号の電流値を大きくすることができる。そのため、信号の書き込み速度が向上する。
なお、図６５において、電流源回路６５０１の構成として、図１９（図１）の構成を用いたが、これに限定されない。同様に、図６６において、電流源回路６６０１の構成として、図５１（図３７）の構成を用いたが、これに限定されない。本発明における様々な構成を用いることが出来る。
このように、信号線駆動回路に本発明を適用することにより、信号線駆動回路に入力される電流値が小さくても、すばやく設定動作を行うことが出来る。もし、設定動作が十分できない場合は、信号線に正しい電流を出力することが出来ない。その場合は、画素は、正確な表示を行うことができない。よって、本発明を適用することにより、画質不良を防止することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜５で説明した内容を利用したものに相当する。したがって、実施の形態１〜５で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態７）
実施の形態６では、信号線駆動回路６３１０の具体的な構成について、説明した。そこで、本実施の形態では、画素配列６３０１に配列状に配置されている画素に適用した場合の具体的な構成について説明する。
まず、図１で示した構成を画素に適用した場合について、図６８に示す。図１における負荷１０９は、図６８におけるＥＬ素子６８０２に相当する。図６８における基本電流源１０８、第２基本電流源１１５は、図６３の場合は、デジタル・アナログ変換回路６３０６に配置されている電流源回路に相当し、図６４の場合は、第２ラッチ回路６３０５に配置されている電流源回路に相当する。図６４の場合で第２ラッチ回路６３０５が無い場合は、第１ラッチ回路６３０４に配置されている電流源回路に相当する。なお、実際には、配線６８０７には画素が複数個接続されている。図６８では、簡単のため、画素が１つだけ接続されている場合の図を示してる。
ゲート線６８０３〜６８０６を用いて、各スイッチ（図６８ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線６８０３を制御して選択トランジスタ６８０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図１と同様であるので、省略する。
また、図３７で示した構成を画素に適用した場合について、図６９に示す。ゲート線６９０３〜６９０７を用いて、各スイッチ（図６９ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線６９０３を制御して選択トランジスタ６９０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図３７と同様であるので、省略する。
また、図４５で示した構成を画素に適用した場合について、図７７に示す。ゲート線７７０３〜７７０７を用いて、各スイッチ（図７７ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線７００７を制御して選択トランジスタ７７０１をオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図４５と同様であるので、省略する。
また、図７７の構成に対して、配線の接続関係を変更した場合を図７８に示す。図７７では、トランジスタ３７０１は、トランジスタ３７０６と選択トランジスタ７７０１とを介して、信号線６８０７に接続されていた。一方、図７８では、トランジスタ３７０１は、トランジスタ３７０６を介して、信号線６８０７に接続されている。
なお、図７８では、信号線６８０７に１つの画素が接続されている図を示している。ここで、トランジスタ３７０１とトランジスタ３７０６とで構成される回路７８１２と、それ以外で構成される回路７８１１とを考える。図７８では、回路７８１２は、各画素に配置されている。しかしながら、回路７８１２は、各画素に配置されている必要はない。つまり、回路７８１２を複数の画素で共有してもよい。そして、回路７８１１で１つ分の画素を構成してもよい。その場合の例を図７９に示す。配線６８０７には、回路７８１１で構成される画素７８１１Ａ、７８１１Ｂ、７８１１Ｃ、７８１１Ｄが接続されている。そして、回路７８１２で構成させる回路７８１２Ａ、７８１２Ｂが接続されている。このように、配線６８０７に、少なくとも１つ分の回路７８１２が接続されていれば、回路７８１１で構成される画素が複数個接続されていてもよい。なお、図７９では簡単のため、回路７８１１で構成される画素が４つ、回路７８１２で構成される回路が２つ接続されているが、これに限定されない。各々、任意の数だけ設ければよい。
このように、回路７８１２で構成される回路を画素間で共有することにより、回路７８１２を各画素に配置する必要がないため、各画素おけるトランジスタの数を減らすことが出来る。その結果、開口率が向上したり、製造上の歩留まりが向上したりすることが可能となる。
なお、回路７８１２は、回路７８１２Ａや回路７８１２Ｂのように、画素配列の外側（周囲）に配置することが望ましい。なぜなら、画素配列では、画素が周期的に配置されているため、画素配列の中に回路７８１２を置くことは適切ではないためである。よって、回路７８１２Ａのように、画素配列と電流源（基本電流源１０８や第２基本電流源１１５など）の間に接続したり、回路７８１２Ｂのように、配線６８０７の先に接続したりすることが望ましい。なお、回路７８１２Ｂのように、配線６８０７の先に接続すると、配線６８０７全体にわたって電流が流れることになるので、より好適である。
なお、図７９のように、回路７８１２を共有化することは、画素部分に限定されない。信号線駆動回路などにも適用することは可能である。
また、図４７で示した構成を画素に適用した場合について、図７０に示す。ゲート線７００３〜７００６を用いて、各スイッチ（図７０ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線７００３〜７００５を制御して各トランジスタをオンオフして、信号線６８０７から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図４７と同様であるので、省略する。
なお、図６８、図６９、図７７及び図７８では、１本の信号線６８０７に複数の画素が接続されているため、ある特定の画素を選択するために、専用のスイッチ（選択トランジスタ）６８０１、６９０１、７７０１、７８０１が必要となってくる。一方、図７０の場合は、そのようなスイッチを省略しても、トランジスタ３７０３、３７０５、３７０６を制御することにより、正常に動作させることが出来る。
なお、画素に適用する構成として、図６８〜図７０で示した構成に限定されない。実施の形態１〜６で説明した様々な構成を用いて、画素を構成することが出来る。
例えば、図６８〜図７０、図７７及び図７８におけるトランジスタの極性（導電型）は、これに限定されない。特に、スイッチとして動作させる場合は、接続関係を変更せずに、トランジスタの極性（導電型）を変更することが出来る。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、電源線６８０８から配線１１３の方に向かって電流が流れているが、これに限定されない。電源線６８０８と配線１１３の電位を制御することにより、配線１１３から電源線６８０８の方に向かって電流が流れてもよい。ただし、その場合は、ＥＬ素子６８０２の向きを反対にする必要がある。なぜなら、通常は、ＥＬ素子６８０２は、陽極から陰極の方に電流が流れるためである。
なお、ＥＬ素子は、陽極側から光が出ても、陰極側から光が出ても、どちらでも良い。
なお、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、ゲート線６８０３〜６８０６、ゲート線６９０３〜６９０７、ゲート線７００３〜７００６、ゲート線７７０３〜７７０７、ゲート線７８０３〜７８０７や電源線６８０８を用いて、各トランジスタと接続しているが、これに限定されない。
例えば、スイッチとして動作するトランジスタの極性と動作を調整することにより、各々のゲート線を共有させることが出来る。例えば、図６８の回路に対して、各トランジスタの極性を調整することにより、図７１のように、ゲート線の数を削減することが可能である。同様に、図７０の回路に対して、図７２のように、ゲート線の数を削減することが可能である。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、容量素子１０４、３７０４は、電源線６８０８に接続されているが、別の配線、例えば、別の画素のゲート線などに接続してもよい。
また、図６８〜図７０、図７７及び図７８において、電源線６８０８が配置されているが、それを削除し、別の画素のゲート線などで代用してもよい。
このように、画素は、様々な構成を用いることが出来る。
なお、これらの画素を用いて画像を表示する場合、様々な手法を用いて、階調を表現することが出来る。
例えば、信号線６８０７から画素へ、アナログのビデオ信号（アナログ電流）を入力し、そのビデオ信号に応じた電流を表示素子に流して、階調を表現できる。
あるいは、信号線６８０７から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電流）を入力し、そのビデオ信号に応じた電流を表示素子に流して、２階調を表現できる。ただしこの場合、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせて、多階調化を図ることが多い。
なお、例えば、時間階調方式を適用するときなどに、強制的に発光しないようにする場合は、表示素子に電流が流れないようにすればよい。よって、例えば、トランジスタ１０７がオフ状態になるようにすればよい。あるいは、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を制御することにより、結果として、表示素子に電流が流れないようにしてもよい。それを実現するため、スイッチなどを追加してもよい。
なお、図７１、７２のように、ゲート線の数を削減したいときには、強制的に発光しないようにするため、トランジスタ１０７を制御する場合は、トランジスタ１０７は、専用のゲート線で制御することが望ましい。また、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を制御する場合は、容量素子１０４、３７０４の電荷の状態を変化させることが可能なトランジスタを、専用のゲート線で制御することが望ましい。
なお、ここでは特に時間階調方式について詳細な説明は省略するが、特願２００１−５４２６号、特願２０００−８６９６８号等に記載されている方法によれば良い。
また、信号線から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電圧）を入力し、そのビデオ信号に応じて、電流を表示素子に流すかどうかを制御して、２階調を表現するような画素構成にしてもよい。よって、この場合も、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせて、多階調化を図ることが多い。図７３に、概略図を示す。ゲート線７３０６を制御して、スイッチ７３０４をオンオフして、信号線７３０５より、電圧を容量素子７３０３に入力する。そして、その値によって、電流源回路７３０１と直列に配置されているスイッチ７３０２を制御して、ＥＬ素子６８０２に電流を流すかどうかを決定する。そして、電流源回路７３０１に対して、本発明を適用できる。つまり、基本電流源１０８、第２基本電流源１１５から電流源回路７３０１の方に電流を流して、プリチャージ動作、設定動作を行い、電流源回路７３０１から負荷であるＥＬ素子６８０２の方に電流を流す。
また、別の電流源から基本電流源１０８や第２基本電流源１１５に電流を流して、プリチャージ動作や設定動作を行い、基本電流源１０８や第２基本電流源１１５から負荷である電流源回路７３０１の方に電流を流してもよい。
そこで、電流源回路７３０１として、図１に示す回路を画素に適用した例を図７４に、図４７に示す回路を画素に適用した例を図７５に示す。
なお、図７４や図７５で示した回路について、詳細な説明は省略するが、国際公開第０３／０２７９９７号パンフレット、特願２００２−１４３８８２号、特願２００２−１４３８８５号、特願２００２−１４３８８６号、特願２００２−１４３８８７号、特願２００２−１４３８８８号、等に記載されている構成や方法を適用すればよい。
なお、構成は、図７４や図７５に示した回路に限定されない。本発明で説明した様々な構成を適用することが出来る。
このように、画素に本発明を適用することにより、画素に入力される電流値が小さくても、すばやく設定動作を行うことが出来る。もし、設定動作が十分できない場合は、正しく画像を表示することが出来ない。よって、本発明を適用することにより、画質不良を防止することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜６で説明した内容を利用したものに相当する。したがって、実施の形態１〜６で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態８）
本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、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）、ノート型パーソナルコンピュータ、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、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図７６に示す。
図７６（Ａ）は発光装置であり、筐体１３００１、支持台１３００２、表示部１３００３、スピーカー部１３００４、ビデオ入力端子１３００５等を含む。本発明は表示部１３００３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ａ）に示す発光装置が完成される。発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、発光装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図７６（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体１３１０１、表示部１３１０２、受像部１３１０３、操作キー１３１０４、外部接続ポート１３１０５、シャッター１３１０６等を含む。本発明は、表示部１３１０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
図７６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体１３２０１、筐体１３２０２、表示部１３２０３、キーボード１３２０４、外部接続ポート１３２０５、ポインティングマウス１３２０６等を含む。本発明は、表示部１３２０３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｃ）に示すノート型パーソナルコンピュータが完成される。
図７６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１３３０１、表示部１３３０２、スイッチ１３３０３、操作キー１３３０４、赤外線ポート１３３０５等を含む。本発明は、表示部１３３０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｄ）に示すモバイルコンピュータが完成される。
図７６（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１３４０１、筐体１３４０２、表示部Ａ１３４０３、表示部Ｂ１３４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１３４０５、操作キー１３４０６、スピーカー部１３４０７等を含む。表示部Ａ１３４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ１３４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、表示部Ａ、Ｂ１３４０３４、１３４０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また本発明により、図７６（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成される。
図７６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体１３５０１、表示部１３５０２、アーム部１３５０３を含む。本発明は、表示部１３５０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｆ）に示すゴーグル型ディスプレイが完成される。
図７６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０３、外部接続ポート１３６０４、リモコン受信部１３６０５、受像部１３６０６、バッテリー１３６０７、音声入力部１３６０８、操作キー１３６０９等を含む。本発明は、表示部１３６０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図７６（Ｇ）に示すビデオカメラが完成される。
図７６（Ｈ）は携帯電話であり、本体１３７０１、筐体１３７０２、表示部１３７０３、音声入力部１３７０４、音声出力部１３７０５、操作キー１３７０６、外部接続ポート１３７０７、アンテナ１３７０８等を含む。本発明は、表示部１３７０３を構成する電気回路に用いることができる。なお、表示部１３７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。また本発明により、図７６（Ｈ）に示す携帯電話が完成される。
なお、将来的に発光材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。発光材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
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１〜６に示したいずれの構成の半導体装置を用いても良い。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図７６】
【図７７】
【図７８】
【図７９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷と、
前記負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
表示素子と、
前記表示素子に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項３】
信号線と、
前記信号線に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項４】
負荷と、
前記負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の第１の電位にする手段と、
前記トランジスタの前記ゲート端子の電位を、前記トランジスタに第３の電流を流すことによって所定の第２の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項５】
請求項４において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項６】
請求項４において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続された第一のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二のトランジスタと、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された第三の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第一のトランジスタのゲート電極と、前記第一のトランジスタのソース又はドレイン電極は第三のスイッチを通して電気的に接続されており、
前記第二のトランジスタのソース電極およびドレイン電極は第四のスイッチを通して電気的に接続されている半導体装置。
【請求項８】
請求項７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項９】
請求項７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項１０】
請求項７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項１１】
請求項７において、さらに、前記第一のトランジスタと電気的に接続され、第五のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項１２】
請求項７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項１３】
請求項７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項１４】
請求項７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項１５】
請求項７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項１６】
請求項７において、前記第一乃至四のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項１７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続された第一のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二のトランジスタと、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と第四のスイッチを通して電気的に接続された第三の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第一のトランジスタのゲート電極と、前記第一のトランジスタのソース又はドレイン電極は第三のスイッチを通して電気的に接続されており、
前記第二のトランジスタのゲート電極は、前記第一のトランジスタのゲート電極と第五のスイッチを通して電気的に接続されている半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項１９】
請求項１７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項２０】
請求項１７において、さらに、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項２１】
請求項１７において、さらに、前記第一のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項２２】
請求項１７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項２３】
請求項１７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項２４】
請求項１７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項２５】
請求項１７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項２６】
請求項１７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項２７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第三のスイッチと直列に接続された第一のトランジスタと、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第四のスイッチと直列に接続された第二のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第三の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに第五のスイッチを通して電気的に接続され、前記第一、第二トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第四の電源線と、を有する半導体装置。
【請求項２８】
請求項２７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項２９】
請求項２７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項３０】
請求項２７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項３１】
請求項２７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項３２】
請求項２７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項３３】
請求項２７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項３４】
請求項２７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項３５】
請求項２７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項３６】
請求項２７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項３７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第三のスイッチと直列に接続された第一のトランジスタと、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第四のスイッチと直列に接続された第二のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第三の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに第五のスイッチを通して電気的に接続され、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された第四の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第二のトランジスタのゲート電極とソース又はドレイン電極は電気的に接続されている半導体装置。
【請求項３８】
請求項３７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項３９】
請求項３７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項４０】
請求項３７において、さらに、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項４１】
請求項３７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項４２】
請求項３７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項４３】
請求項３７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項４４】
請求項３７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項４５】
請求項３７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項４６】
請求項３７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項４７】
負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な第１の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第１の電圧を生成した後、前記トランジスタに第２の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な第２の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させる
ステップを有する半導体装置の駆動方法。
【請求項４８】
請求項４７において、前記第１の電流が、前記第２の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
【請求項４９】
負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な第１の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第１の電圧を生成した後、前記トランジスタに第２の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な第２の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第２の電圧を生成した後、前記トランジスタに第３の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第３の電流を流すのに必要な電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させる
ステップを有する半導体装置の駆動方法。
【請求項５０】
請求項４９において、前記第１、第２の電流が、前記第３の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
【請求項１】
負荷と、
前記負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項２】
表示素子と、
前記表示素子に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項３】
信号線と、
前記信号線に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項４】
負荷と、
前記負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の第１の電位にする手段と、
前記トランジスタの前記ゲート端子の電位を、前記トランジスタに第３の電流を流すことによって所定の第２の電位にする手段と、
を有する半導体装置。
【請求項５】
請求項４において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項６】
請求項４において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続された第一のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二のトランジスタと、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された第三の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第一のトランジスタのゲート電極と、前記第一のトランジスタのソース又はドレイン電極は第三のスイッチを通して電気的に接続されており、
前記第二のトランジスタのソース電極およびドレイン電極は第四のスイッチを通して電気的に接続されている半導体装置。
【請求項８】
請求項７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項９】
請求項７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項１０】
請求項７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項１１】
請求項７において、さらに、前記第一のトランジスタと電気的に接続され、第五のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項１２】
請求項７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項１３】
請求項７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項１４】
請求項７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項１５】
請求項７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項１６】
請求項７において、前記第一乃至四のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項１７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続された第一のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二のトランジスタと、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と第四のスイッチを通して電気的に接続された第三の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第一のトランジスタのゲート電極と、前記第一のトランジスタのソース又はドレイン電極は第三のスイッチを通して電気的に接続されており、
前記第二のトランジスタのゲート電極は、前記第一のトランジスタのゲート電極と第五のスイッチを通して電気的に接続されている半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項１９】
請求項１７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項２０】
請求項１７において、さらに、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項２１】
請求項１７において、さらに、前記第一のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項２２】
請求項１７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項２３】
請求項１７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項２４】
請求項１７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項２５】
請求項１７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項２６】
請求項１７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項２７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第三のスイッチと直列に接続された第一のトランジスタと、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第四のスイッチと直列に接続された第二のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第三の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに第五のスイッチを通して電気的に接続され、前記第一、第二トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第四の電源線と、を有する半導体装置。
【請求項２８】
請求項２７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項２９】
請求項２７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項３０】
請求項２７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項３１】
請求項２７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項３２】
請求項２７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項３３】
請求項２７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項３４】
請求項２７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項３５】
請求項２７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項３６】
請求項２７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項３７】
第一のスイッチと直列に接続された負荷と、
第二のスイッチと直列に接続された定電流源と、
前記負荷と電気的に接続された第一の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第三のスイッチと直列に接続された第一のトランジスタと、
前記負荷と前記定電流源とに電気的に接続され、第四のスイッチと直列に接続された第二のトランジスタと、
前記第一のトランジスタと電気的に接続された第二の電源線と、
前記第二のトランジスタと電気的に接続された第三の電源線と、
前記負荷と前記定電流源とに第五のスイッチを通して電気的に接続され、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された第四の電源線と、を有する半導体装置で、
前記第二のトランジスタのゲート電極とソース又はドレイン電極は電気的に接続されている半導体装置。
【請求項３８】
請求項３７において、前記負荷は表示素子である半導体装置。
【請求項３９】
請求項３７において、前記負荷は信号線である半導体装置。
【請求項４０】
請求項３７において、さらに、前記第一のトランジスタのゲート電極と電気的に接続された保持容量を有する半導体装置。
【請求項４１】
請求項３７において、さらに、前記第一、第二のトランジスタと電気的に接続され、第六のスイッチと直列に接続された第二の定電流源を有する半導体装置。
【請求項４２】
請求項３７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも高い半導体装置。
【請求項４３】
請求項３７において、前記第一の電源線の電位が前記第二、第三、第四の電源線の電位よりも低い半導体装置。
【請求項４４】
請求項３７において、前記第一、第二のトランジスタの、チャネル領域の幅は等しい半導体装置。
【請求項４５】
請求項３７において、前記第一のトランジスタの、チャネル領域の長さは前記第二のチャネル領域の長さより短い半導体装置。
【請求項４６】
請求項３７において、前記第一乃至五のスイッチはトランジスタ、ダイオード、ＣＭＯＳ回路および論理回路のうちいずれかを含む半導体装置。
【請求項４７】
負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な第１の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第１の電圧を生成した後、前記トランジスタに第２の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な第２の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させる
ステップを有する半導体装置の駆動方法。
【請求項４８】
請求項４７において、前記第１の電流が、前記第２の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
【請求項４９】
負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な第１の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第１の電圧を生成した後、前記トランジスタに第２の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な第２の電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させ、
前記第２の電圧を生成した後、前記トランジスタに第３の電流を供給し、
前記トランジスタが前記第３の電流を流すのに必要な電圧を前記トランジスタのゲート端子に生成させる
ステップを有する半導体装置の駆動方法。
【請求項５０】
請求項４９において、前記第１、第２の電流が、前記第３の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７７６７１
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【発行日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６４０４９（Ｐ２００４−５６４０４９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００２０８１
【国際出願日】平成１６年２月２３日（２００４．２．２３）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【発行日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００２０８１
【国際出願日】平成１６年２月２３日（２００４．２．２３）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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