半導体装置
【課題】電流入力型電流源回路において、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。
【解決手段】プリチャージ動作を行った後、信号電流を書き込む。そのため、すばやく書き込むことが出来る。プリチャージ動作としては、複数の回路に電流を供給する。このとき、電流を供給する回路数に応じて、電流の大きさを大きくする。その結果、すばやく定常状態にすることが出来る。なお、プリチャージ動作を行うとき、信号を入力する対象の回路以外の回路に電流を供給してもよい。
【解決手段】プリチャージ動作を行った後、信号電流を書き込む。そのため、すばやく書き込むことが出来る。プリチャージ動作としては、複数の回路に電流を供給する。このとき、電流を供給する回路数に応じて、電流の大きさを大きくする。その結果、すばやく定常状態にすることが出来る。なお、プリチャージ動作を行うとき、信号を入力する対象の回路以外の回路に電流を供給してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、当該画素を
駆動する信号線駆動回路を含む半導体装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このような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あり、応答速度が速い等の利点があり、発光素子の輝度は流
れる電流値によって制御可能となっている。
【０００４】
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
トリクス方式の開発が盛んに行われている。
【０００５】
アクティブマトリ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表示画面を形成する個々の発光素子の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。
【０００６】
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（例えば、特許文献１乃至
４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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５】特許出願公開番号2003-50564号公報
【特許文献６】特許出願公開番号2003-76327号公報
【０００８】
特許文献１乃至４は、いずれもアクティブマトリ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。
【０００９】
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、
映像信号入力用電流源６１２を有する。
【００１０】
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Ｅ
Ｌ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て互い
に電位差を有する。
【００１１】
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に準じている。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Ｔ
ＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧について示している。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、ＴＦＴ６０
９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、Ｔ
ＦＴ６０８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、Ｉｄａｔ
ａは変わりなく流れることが出来る。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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ＴＦ
Ｔ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。
【００２１】
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、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
速度が、遅くなってしまうことが問題となっている。
【００２２】
そこで、信号書き込み速度を早くする技術が検討されている（例えば、特許文献５、６
を参照。）。
【００２３】
特許文献５では、データ線駆動手段から供給されるデータ線電流を、画素回路の各々に
対する輝度情報を書き込むデータ電流と、残りのバイパス電流とに分割して駆動する電流
制御手段とを備えた表示装置について開示されている。例えば、図33に示すように、書き
込みを行っていない画素回路を、データ電流制御回路（バイパス電流）として利用してい
る。
【００２４】
図34、35には、駆動タイミングを示す。連続したｘ個（図33では、ｘ＝２）の画素回路
が同時に選択される。このように、２つの画素回路を同時選択した際に、１つの画素回路
については、データ線を駆動するデータ線電流の一部を輝度データ電流として書き込む。
このとき、他の１つの画素回路の一部分については、輝度データ電流の書き込みを行わな
いが、データ線電流の残りを流すデータ電流制御回路（バイパス電流）として利用する。
【００２５】
特に、図35の例では、列方向において連続したｘ個（図33では、ｘ＝２）の画素回路を
１つのブロックとして、このブロック内の１つの画素回路についてデータ電流を書き込む
とき、同一ブロック内の他の画素回路ついてはデータ電流の書き込みを行わず、バイパス
電流として利用するようにしている。このとき、データ電流の書き込みを行っている画素
回路では、第１の走査線ＷＳと第２の走査線ＥＳが共に選択される。例えば、図33におい
て、画素回路１１−ｋ−１をデータ電流の書き込みを行う画素回路とすると、ＷＳ ｋ−
１、ＥＳ ｋ−１の両方が選択される。
【００２６】
一方、データ電流の書き込みを行わないが、バイパス電流として利用される画素回路で
は、第１の走査線ＷＳのみが選択される。図33の例では、ＷＳｋが選択され、第２の走査
線ＥＳ ｋは選択されない。これにより、ＴＦＴ２４、２５がバイパス電流として利用さ
れるデータ電流制御回路として機能する。すなわち、図33に示す画素回路において、第２
の走査線ＥＳｋが選択されず、ＴＦＴ２６がオフ状態にあるため、キャパシタ２３に保持
された輝度データに応じた電荷はＴＦＴ２６を通して放電されることなく、保持されたま
まとなる。このとき、一部分の回路、即ちＴＦＴ２４，２５のみがデータ電流制御回路（
バイパス電流）として機能することになる。
【００２７】
このように、電流書き込み型画素回路を用いたアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装
置において、列方向において隣り合う２つの画素回路を同時に選択し、データ線電流Ｉｗ
０の一部を輝度データの書き込みを行う画素回路に供給し、残りの電流については他方の
画素回路の一部分をバイパス電流として利用して流すようにしたことにより、画素回路内
のＴＦＴ２４，２５のサイズの大型化を抑制しつつ、これらＴＦＴ２４，２５に流れるデ
ータ電流Ｉｗ１よりもデータ線電流Ｉｗ０を大きく設定することが可能になる。これによ
り、データ書き込み時間を大幅に短縮できるため、有機ＥＬ表示装置の大型化・高精細化
を図ることが可能となる。
【００２８】
一方、特許文献６では、図36に示す回路が開示されている。つまり、駆動トランジスタ
７と並列に、駆動トランジスタ７のｎ倍の電流駆動能力を有する補助トランジスタ１２を
接続し、選択期間の一部（加速期間）において補助トランジスタ１２にもドレイン電流が
流れるようにするとともに信号線３を流れる信号電流自体も（ｎ+1）倍となるようにする
。このことにより、保持容量や寄生容量の充放電が速やかに行われるようになり、駆動ト
ランジスタのゲート電位が選択期間中に確実に所定電位に到達するようになって、信号電
流（入力信号）が微小なときでも適正な駆動電流で電流駆動素子を駆動できるようになる
、という効果がある。したがって、電流駆動素子が有機ＥＬ素子である場合には、意図し
た通りの駆動電流で有機ＥＬ素子が駆動されることになるので、表示画質の劣化が防止さ
れる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
このように、信号書き込み速度を早くする技術が検討されているが、いくつかの課題が
ある。
【００３０】
例えば、特許文献５の場合、データ電流の書き込みを行うとき、列方向において隣り合
う２つ（ｘ＝２）の画素回路を同時に選択するとしたが、２つに限られるものではなく、
さらに多くの画素回路を同時に選択することが可能である。選択する画素回路の個数を増
やして、データ電流パルスとして利用する画素回路数を多くすることにより、画素回路内
のトランジスタサイズをさらに小さくすること、換言すればデータ線電流Ｉｗ０の電流値
をさらに増大することが可能となる。
【００３１】
ただし、トレードオフの関係から、カレントミラー回路を形成するトランジスタ間の距
離が遠くなるため、その分だけトランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果が低下す
る。
【００３２】
そのため、同時に選択する画素回路の数が制限されてしまう。したがって、データ線電
流の電流値の大きさも、制限されてしまう。そのため、信号書き込み速度が遅くなってし
まう。また、同時に多くの画素回路を選択すると、各画素回路に流れる電流で平均化され
るため、データ電流を入力している画素回路に、正確な電流が入力されなくなり、その分
だけトランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果が低下してしまう。
【００３３】
一方、特許文献６の場合、駆動トランジスタ７と並列に、駆動トランジスタ７のｎ倍の
電流駆動能力を有する補助トランジスタ１２を接続し、選択期間の一部（加速期間）にお
いて補助トランジスタ１２にもドレイン電流が流れるようにするとともに信号線３を流れ
る信号電流自体も（ｎ+1）倍となるようにする。
【００３４】
ただし、ｎを大きくしすぎると、補助トランジスタ１２が占める面積が大きくなりすぎ
る。そのため、開口率が低下してしまう。また、ｎの大きさも、レイアウト面積によって
制限されてしまう。そのため、選択期間の一部（加速期間）において、信号線３を流れる
信号電流の倍率が小さくなってしまう。その結果、信号書き込み速度が遅くなってしまう
。
【００３５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、信号電流が小さな場合
であっても信号の書き込み速度を十分に向上させることができるようにすることを目的と
している。その場合、画素のレイアウト面積による制限を受けることなく、開口率も低下
させず、トランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果も低下しない技術を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
そこで、本発明では、設定動作を素早く完了させるために、設定期間の前にプリチャー
ジ期間を設けてプリチャージ動作を行う。そして、プリチャージ動作として、信号を入力
する対象のトランジスタ以外のトランジスタにも電流を流すようにする。そして、電流を
流すトランジスタを増やした分だけ、電流も多く流すようにする。そのため、多くの電流
が流れ、素早く定常状態にすることが出来る。このときには、設定動作が完了したとき(
定常状態になったとき)と概ね等しい状態になっている。その後、設定動作を行う。設定
動作を行う前に、設定動作が完了したときと概ね等しい状態になっているため、すばやく
設定動作を完了させることが出来る。
【００３７】
なお、設定動作とは、信号を入力する対象である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を指
していう。
【００３８】
また、設定動作を素早く完了させるために、信号を入力する対象のトランジスタだけで
なく、それ以外のトランジスタにも電流を流す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。
【００３９】
本発明は、信号線と、スイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、スイッチと電
流源回路とを一つのユニット回路として、ユニット回路を複数個備えており、プリチャー
ジ期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路に
第１の電流を供給し、設定期間において、複数のユニット回路から選択されたＮ個のユニ
ット回路の電流源回路に第２の電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴
とする半導体装置である。
【００４０】
なお、電流源回路は、少なくとも１個のトランジスタで構成され、容量素子を有する場
合も多い。
【００４１】
つまり、ユニット回路（電流源回路を構成するトランジスタ）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と概ね等しい状態になっている。つまり、電流源回路
を構成する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。プリチャージ動作によって、電流源回路を構成するトランジスタの
ゲート端子の電位は、設定動作の時の電位と概ね等しくなっている。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。
【００４２】
また、本発明は、信号線とスイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、スイッチ
と電流源回路とを一つのユニット回路としてユニット回路を複数個備えており、プリチャ
ージ期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路
に第１の電流を供給し、設定期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユ
ニット回路以外のユニット回路から選択されたＮ個のユニット回路の電流源回路に第２の
電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴とする半導体装置である。
【００４３】
つまり、通常は、特性バラツキの観点から、設定動作を行うユニット回路を含む形で、
プリチャージ動作を行うことが望ましい。しかしながら、これに限定されない。プリチャ
ージ動作を行う場合、設定動作を行うユニット回路以外のユニット回路を用いてもよい。
【００４４】
また、本発明は、上記構成において、Ｎ＝１であることを特徴とする半導体装置である
。
【００４５】
通常は、設定動作は、１つのユニット回路に対して行う。ただし、これに限定されない
。設定動作において、複数のユニット回路に電流を供給しても良い。
【００４６】
また、本発明は、上記構成において、第１の電流の大きさと第２の電流の大きさとの比
率が、Ｍ：Ｎであることを特徴とする半導体装置である。
【００４７】
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、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。
【００４８】
なお、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】
【００４９】
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】
【００５０】
【図１】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図２】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図３】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図４】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図５】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図６】従来の画素の構成を説明する図。
【図７】従来の画素の動作を説明する図。
【図８】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図９】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１０】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１１】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図１２】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図１３】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１４】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１５】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１６】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１７】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１８】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１９】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２０】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２１】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２２】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２３】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２４】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２５】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２６】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２７】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２８】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２９】本発明の表示装置の構成を示す図。
【図３０】本発明の表示装置の構成を示す図。
【図３１】本発明のゲート線駆動回路の構成を示す図。
【図３２】本発明が適用される電子機器の図。
【図３３】従来の画素の構成を説明する図。
【図３４】従来の画素のタイミングチャートを説明する図。
【図３５】従来の画素のタイミングチャートを説明する図。
【図３６】従来の画素の構成を説明する図。
【図３７】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図３８】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
（実施の形態１）
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事は当業者であれば容易に理解される。従って
、本発明は、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。
【００５２】
本発明は、発光素子に流れる電流値によって発光輝度を制御することが可能な素子で画
素を形成する。代表的にはＥＬ素子を適用することができる。ＥＬ素子の構成としては種
々知られたものがあるが、電流値により発光輝度を制御可能なものであれば、どのような
素子構造であっても本発明に適用することができる。すなわち、発光層、電荷輸送層また
は電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ素子を形成するものであり、そのための材料とし
て、低分子系有機材料、中分子系有機材料（昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下ま
たは連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料）や高分子系有機材料を用いるこ
とができる。また、これらに無機材料を混合または分散させたものを用いても良い。
【００５３】
また、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、本発明の原理に
ついて述べる。
【００５４】
まず、図1に、本発明の基本原理に基づく構成について示す。信号線108には、スイッチ
102を介して基本電流源101が接続され、それらと並列にスイッチ104を介して追加電流源1
03が接続されて、電流供給手段が構成されている。勿論、電流供給手段は図1に示す構成
に限定されず、動作タイミングに応じて以下で説明するユニット回路に所定の電流を供給
できる構成のものであれば良い。例えば、スイッチを省略して、出力を自在に可変可能な
電流源を用いても良い。あるいは、電流源の数を２つではなく、さらに多くしてもよいし
、１つにまとめてもよい。
【００５５】
信号線108には、複数のユニット回路105a〜105eが接続されている。図1では、５個のユ
ニット回路が接続されている。各々のユニット回路は、少なくとも、スイッチ回路と電流
源回路とで構成され、例えば、ユニット回路105aは、少なくとも、スイッチ回路106aと電
流源回路107aなどから構成されている。他のユニット回路105b〜105eについても、同様で
ある。また、電流源回路は、少なくとも１個のトランジスタで構成され、容量素子を有す
る場合も多い。スイッチ回路は、少なくとも１個のスイッチで構成されている。
【００５６】
ユニット回路としては、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6と同様の回路を用いた場合のユニット回路について、図2に示す。ユニッ
ト回路105のスイッチ回路106が、図6でのＴＦＴ606に相当する。ユニット回路105の電流
源回路107は、電流源トランジスタ208、容量素子210、スイッチ207、209で構成されてい
る。スイッチ209の先には、負荷201が接続されている。電流源回路107のトランジスタ208
が、図6でのＴＦＴ608に相当し、容量素子210が保持容量610に相当し、スイッチ207がＴ
ＦＴ607に相当し、スイッチ209がＴＦＴ609に相当する。負荷201が図6でのＥＬ素子611に
相当する。
【００５７】
次に、図1の回路の動作について、説明する。まず、図3に示すように、プリチャージ動
作を行う。プリチャージ動作では、信号を入力する対象のユニット回路だけでなく、それ
以外のユニット回路にも電流を流すようにする。そして、電流を流すユニット回路を増や
した分だけ、合計の電流も多く流すようにする。
【００５８】
つまり、スイッチ104をオンにし、スイッチ102をオフにして、追加電流源103の電流が
流れるようにする。そして、複数のユニット回路において、スイッチ回路がオン状態とな
り、電流が流れるようになる。図3では、スイッチ回路106a〜106eがオンになっており、
５個のユニット回路に電流を流すようになっている。したがって、追加電流源103の電流
は、基本電流源101の５倍の大きさとなっている。このように、大きな電流を流すため、
すばやく定常状態にすることが出来る。プリチャージ動作において、定常状態になったと
きの信号線108の電位をVpとする。
【００５９】
なお、プリチャージ動作の時には、各々の電流源回路では、電流源トランジスタのゲー
ト端子とドレイン端子が接続された状態となっていることが好ましい。例えば図2の場合
は、スイッチ207がオンになっていることが好ましい。またその時、図2の場合は、負荷20
1の方に電流が流れてしまうことを防ぐために、スイッチ209がオフになっていることが好
ましい。ただし、これに限定されない。
【００６０】
次に、図4に示すように、設定動作を行う。なお、ここでは、信号を入力する対象のユ
ニット回路は、ユニット回路105aであるとする。そのため、ユニット回路105aのみに電流
が流れるようにし、ユニット回路105b〜105eには、電流が流れないようにする。したがっ
て、スイッチ回路106aはオンしており、スイッチ回路106b〜106eはオフしている。また、
スイッチ104はオフし、スイッチ102がオンして、基本電流源101の電流が流れる。ただし
、基本電流源101の電流の大きさは小さい。したがって、従来であれば、なかなか定常状
態にならなかった。しかし、図4の場合は、設定動作の前にプリチャージ動作を行ってい
る。よって、信号線108の電位はVpとなっている。Vpは、設定動作が完了したときの、信
号線108の電位と概ね等しい。したがって、素早く設定動作を完了させ、定常状態とする
ことが可能となる。
【００６１】
このように、プリチャージ動作の時（プリチャージ期間）には、大きな電流を流す。例
えば、Ａ倍の電流を流す。この時、Ａ個のユニット回路に電流を流すようにする。すると
、電流値が大きいので、すばやく定常状態とすることが出来る。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。そして次に、設定期間において、１倍の電流を１個のユニッ
ト回路に流して、設定動作を行う。ただし、プリチャージ動作によって、電流が流れる配
線の電位は、設定動作が完了したときと概ね等しい状態になっている。これは、プリチャ
ージ動作のときの電流の倍率（Ａ倍）が、電流を流すユニット回路の個数（Ａ個）と、対
応がとれていることが理由である。このように、プリチャージ動作を行うため、素早く設
定動作を行うことが出来る。
【００６２】
したがって、例えば、負荷201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、つまり、設定動作の時の電流値が小さくても、すばやく信
号を書き込むことが出来る。
【００６３】
なお、プリチャージ動作が完了したときの信号線の電位は、設定動作が完了したときの
信号線の電位と概ね等しくなっている。もし、完全に等しくなっている場合は、プリチャ
ージ動作が完了した時点で、設定動作も完了したことになる。もし、電位が完全に等しく
ない場合は、その差の電位分だけ、設定動作によって、調節されることになる。したがっ
て、信号線の電位に関して、設定動作を開始してから完了するまでの変動が小さくて済み
、素早く定常状態とすることが可能となる。
【００６４】
また、プリチャージ動作が完了したときの信号線の電位が、設定動作が完了したときの
信号線の電位と等しくなっているかどうかは、各電流源回路107a〜107eにおける電流源ト
ランジスタの電流特性のバラツキの度合いに依存する。もし、電流特性がばらついていな
ければ、電流源トランジスタのゲート・ソース間電圧は、プリチャージ動作の時と設定動
作の時とでは、一致する。しかし、電流特性がばらついていれば、プリチャージ動作の時
と設定動作の時とで、電流源トランジスタのゲート・ソース間電圧が異なってしまう。よ
って、信号線108の電位も、プリチャージ動作が完了したときと、設定動作が完了したと
きとでは電位差がでてしまう。したがって、各電流源回路107a〜107eにおける電流源トラ
ンジスタは、電流特性が揃っていることが望ましい。電流特性が揃っていれば、設定動作
において、すばやく定常状態にすることが可能となる。電流源トランジスタの電流特性を
そろえるためには、トランジスタの半導体層を結晶化させる場合のレーザー照射が同じシ
ョットで行われるようにすることなどで改善することが可能である。
【００６５】
なお、図1では、５個のユニット回路が接続されているが、これに限定されない。
【００６６】
また、プリチャージ動作の時に、図3では、５個のユニット回路に電流が入力されてい
るが、これに限定されない。例えば、図5に示すように、４個のユニット回路に電流を流
しても良い。この場合、追加電流源103の電流は、基本電流源101の４倍の大きさにするの
が望ましい。また、図5では、スイッチ回路106b〜106eがオン、スイッチ回路106aがオフ
になっているが、これに限定されない。ここでは、信号を入力する対象のユニット回路は
、ユニット回路105aであるとしているので、トランジスタの電流特性のバラツキの観点か
ら、プリチャージ動作の時には、ユニット回路105aに電流を入力することが望ましい。し
かし、図5に示すように、スイッチ回路106aをオフにして、ユニット回路105aに電流を入
力しないようにして、プリチャージを行ってもよい。
【００６７】
また、設定動作の時に、図4では、１個のユニット回路に電流が入力されているが、こ
れに限定されない。例えば、複数個のユニット回路に電流を流しても良い。この場合、基
本電流源101の電流も、その個数に合わせて大きくする必要がある。
【００６８】
なお、図1では、信号線108と各電流源回路107a〜107eとは、各スイッチ回路106a〜106e
を介して接続されているが、これに限定されない。信号線108から各ユニット回路105a〜1
05eに電流が入力されるかどうかを制御できる構成になっていればよい。なお、図1では各
ユニット回路に信号線を介して電流が入力されているが、他の信号も入力してもよい。例
えば、別の配線を介してユニット回路に電圧も入力してもよい。
【００６９】
なお、プリチャージ動作の時には、図3では、スイッチ102はオフし、スイッチ104はオ
ンしているが、これに限定されない。電流の大きさを調整しておけば、スイッチ102をオ
ンにして、基本電流源101と追加電流源103の両方から電流が流れるようにしてもよい。
【００７０】
なお、図1では、説明を明快にするため、信号線108は、スイッチ102を介して基本電流
源101と接続され、スイッチ104を介して追加電流源103と接続されているが、これに限定
されない。プリチャージ動作の時と、設定動作の時とで、信号線108へ流れる電流の大き
さを制御できる構成になっていればよい。したがって、スイッチ102、104は、基本電流源
101や追加電流源103から流れる電流の大きさを制御できるようになっていれば、どこに配
置してもよい。また、基本電流源101や追加電流源103が電流を出力するかどうかを切り替
えられる機能を有している場合は、スイッチ102、104を配置しなくてもよい。また、プリ
チャージ動作の時と、設定動作の時とで、電流の大きさを切り替えられる機能を有してい
る場合は、基本電流源101と追加電流源103を１つの電流源にまとめてもよい。
【００７１】
なお、図1〜図4では、ユニット回路から基本電流源101や追加電流源103の方に電流が流
れるように配置されているが、これに限定されない。基本電流源101や追加電流源103から
ユニット回路の方に電流が流れていても良い。ただし、その場合は、各ユニット回路にお
ける電流源回路について注意する必要がある。つまり、電流源回路が図2のような構成の
場合は、電流源トランジスタ208は、トランジスタの極性をＰチャネル型からＮチャネル
型へ変更する必要がある。なぜなら、電流の流れる向きによって、トランジスタのソース
端子とドレイン端子とが入れ替わるからである。もし仮に、基本電流源101や追加電流源1
03からユニット回路の方に電流が流れて、かつ、電流源トランジスタの極性をＰチャネル
型にした場合は、図8に示すような構成にする必要がある。図8では、電流源トランジスタ
808のゲート・ソース間に、容量素子810が接続されている。トランジスタを流れる電流の
大きさは、ゲート・ソース間電圧によって制御されるため、ゲート・ソース間電圧を保持
する必要がある。そのため、容量素子810は、電流源トランジスタ808のゲート・ソース間
に接続することが好ましい。また、スイッチ807は、電流源トランジスタ808のゲート・ド
レイン間に接続されている。このように、電流の流れる向きによって、つまり、電位の高
低によって、ソース端子とドレイン端子とが決定されるため、それに合わせて、接続構造
を決定する必要がある。
【００７２】
なお、図2や図8における負荷201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、何かの回路が接続された配線でもよい。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。また、画素に電流を供給するような信号線
駆動回路の中の電流源回路でもよい。
【００７３】
なお、図2における容量素子210や図8おける容量素子810は、電流源トランジスタ208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210や容量素子8
10を省略できる。
【００７４】
なお、容量素子210は、電流源トランジスタ208のゲート端子とソース端子とに接続され
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208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210が電流源トランジスタ208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208のゲ
ート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
【００７５】
なお、図1では、５つの電流源回路107a〜107eが示されているが、この電流源回路の電
流能力、つまり、各電流源トランジスタのゲート幅Ｗとゲート長Ｌは、全てのユニット回
路において、同じであってもよいし、異なっていてもよい。異なっている場合は、プリチ
ャージ動作の時と、設定動作の時とで、定常状態になったときの信号線108の電位が概ね
等しくなるように、調整しておく必要がある。
【００７６】
なお、図1などに示すスイッチは、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。
【００７７】
なお、本発明の回路として、図1、図2、図8などに示したが、構成はこれに限定されな
い。ユニット回路の数、各電流源の数、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、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。
【００７８】
なお、図1の場合、図3や図5のようにプリチャージ動作を行い、その後、図4のように設
定動作を行っているが、これに限定されない。
【００７９】
例えば、図3や図5のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例えば、１回目
のプリチャージ動作では、図3の場合と同様に、電流の大きさを５倍にして、５個のユニ
ット回路に電流を流す。次に、２回目のプリチャージ動作では、図9に示すように、電流
の大きさを３倍にして、３個のユニット回路に電流を流す。そして最後に、設定動作とし
て、電流の大きさを１倍にして、１個のユニット回路に電流を流すようにしてもよい。
【００８０】
このように、複数回のプリチャージ動作を行うことによって、滑らかに、設定動作へ移
行することが出来る。
【００８１】
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
【００８２】
例えば、図10に示すように、図3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10では、端子1001から、スイッチ1002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10に示すように、スイッチ1002をオンにして、端子1001の
電位を供給する。電圧を加えるため、瞬間的に多くの電流を流すことが出来る。これによ
り、すばやく、プリチャージできる。その後、スイッチ1002をオフにして、図3と同様に
プリチャージ動作を行う。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２００３−０１９２４０号出願に記載されている。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。
【００８３】
また例えば、各ユニット回路（電流源回路）において、そこに流れる電流の大きさを複
数段階に変化させることによってプリチャージを行う動作を、図3のようなプリチャージ
動作と組み合わせても良い。電流源回路107に流れる電流を複数段階に変化させることが
可能な場合の構成例を図11、図12に示す。
【００８４】
図11の場合は、第２電流源トランジスタ1111が電流源トランジスタ1108と直列に接続さ
れている。そして、第２電流源トランジスタ1111のソース・ドレイン間を短絡させるよう
なスイッチ1112が接続されている。スイッチ1112がオフしていると、電流源トランジスタ
1108のゲート端子と第２電流源トランジスタ1111のゲート端子とは、互いに接続されてい
るため、電流源トランジスタ1108と第２電流源トランジスタ1111とは、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。その時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1108のゲート長Ｌよりも大きい。そのため、そこを流れる電流
も小さい。一方、スイッチ1112がオンしていると、第２電流源トランジスタ1111のソース
・ドレイン間は短絡されているので、第２電流源トランジスタ1111のソース・ドレイン間
には電流が流れない。したがって、実質的に、電流源トランジスタ1108のみが動作してい
ることになる。以上のことから、スイッチ1112のオンオフによって、電流源トランジスタ
1108に流れる電流を変化させることが出来る。この動作を図3や図4の前後や最中などで行
うことにより、より素早くプリチャージすることが出来る。
【００８５】
図11では、直列に接続されていたが、図12には、第２電流源トランジスタ1211が電流源
トランジスタ1208と並列に接続されている場合の例を示す。この場合も、電流を多く流し
たい場合は、スイッチ1212をオンにすることによって、第２電流源トランジスタ1211の方
にも電流が流れるようにすることが出来る。
【００８６】
なお、図11や図12に示したように、電流源回路107に流れる電流を複数段階に変化させ
ることが可能な場合の構成に関しては、同じ出願人による特願２００３−０５５０１８号
出願に記載されている。そこには、さまざまな構成が開示されており、その内容を本発明
と組み合わせることが出来る。
【００８７】
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、電流源回路における電流源トランジスタ208、808、1108、1208、第２電流源トラ
ンジスタ1111、1211は、電流源回路107a〜107eにおいて、電流特性がそろっていることが
望ましい。よって、電流源トランジスタや第２電流源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
ジスタや第２電流源トランジスタの半導体層にレーザを照射して製造する場合、電流源ト
ランジスタや第２電流源トランジスタの電流特性が揃うようにレーザを照射することが望
ましい。したがって例えば、線状のレーザを照射する場合は、信号線108と平行にレーザ
を照射し、信号線108と垂直方向にレーザを走査していくのが望ましい。
【００８８】
なお、基本電流源101と追加電流源103を、飽和領域で動作するトランジスタで実現する
場合は、各々のゲート電極を接続しておくことが望ましい。そして、各々のトランジスタ
のゲート幅Ｗとゲート長Ｌの比率を調節することによって、各々の電流源の電流の大きさ
を、制御することが望ましい。
【００８９】
このように、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の数や
配置、基本電流源の種類や数や配置、ユニット回路の構成や数、ユニット回路中の電流源
回路の構成、プリチャージを行う回数、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。
【００９０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、図1〜図4において、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、
設定動作を行う対象のユニット回路が、ユニット回路105aである場合について述べた。本
実施の形態では、設定動作を行う対象のユニット回路が時間によって順次変わっていく場
合の動作について述べる。
【００９１】
なお、図1に示した構成を用いて動作を述べるが、構成や動作は、これに限定されない
。なお、本実施の形態の内容は、実施の形態１で説明した内容を組み合わせることは可能
である。
【００９２】
また、プリチャージ動作の時に、電流が入力されるユニット回路の数は、簡単のため、
３つであるとする。なお、プリチャージ動作の時に、電流が入力されるユニット回路の数
はこれに限定されない。
【００９３】
まず、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、設定動作を行う対象のユニット回
路が、ユニット回路105aであるとする。そこで、ユニット回路105aに対して設定動作を行
う前に、プリチャージ動作を行う。ここでは簡単のため、３つのユニット回路に電流を流
してプリチャージ動作を行うこととしている。よって、図13に示すように、ユニット回路
105b、105c、105dに電流を流して、プリチャージ動作を行う。
【００９４】
ここで、ユニット回路105aへの設定動作の前に行うプリチャージ動作として、電流を流
す回路を、ユニット回路105b、105c、105dにした理由を述べる。それは、設定動作を行う
対象のユニット回路が、ユニット回路105aの次は、ユニット回路105bであり、その次はユ
ニット回路105cであり、その次はユニット回路105dであるからである。つまり、ユニット
回路の構成によっては、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニ
ット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化してしまう場合がある。したがって
、このあとすぐに設定動作を行うのであれば、プリチャージ動作のために電流を流しても
、問題が少ない。
【００９５】
よって、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対
して設定動作を行ったときの状態が変化してしまわないような場合は、ユニット回路105b
、105c、105d以外のユニット回路を用いて、プリチャージ動作を行ってもよい。
【００９６】
また、設定動作の時とプリチャージ動作の時とで、信号線108の状態は概ね等しいこと
が望ましい。そのためには、設定動作を行うユニット回路（電流源回路）と、プリチャー
ジ動作を行うユニット回路（電流源回路）とは、電流特性が揃っていることが望ましい。
よって、ユニット回路105a（つまり設定動作を行うユニット回路）の近くに配置されてい
るユニット回路を用いてプリチャージ動作を行うことが望ましい。もちろん、ユニット回
路105a（つまり設定動作を行うユニット回路）を用いて、プリチャージ動作を行っても良
い。
【００９７】
以上のように、あるユニット回路への設定動作の前に行うプリチャージ動作として、電
流を流すユニット回路は、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユ
ニット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化してしまう場合は、プリチャージ
動作の後に設定動作を行うユニット回路を選択することが望ましい。ユニット回路に対し
て設定動作を行ったときの状態が変化してしまわない場合は、設定動作を行うユニット回
路の近くに配置されているユニット回路を選択することが望ましい。ただし、これに限定
されない。
【００９８】
次に、図13のようなプリチャージ動作の後、図14に示すように、ユニット回路105aに設
定動作を行う。
【００９９】
そして、次に、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、設定動作を行う対象のユ
ニット回路がかわって、ユニット回路105bになったとする。すると、ユニット回路105bに
対して設定動作を行う前に、プリチャージ動作を行う。そこで、図15に示すように、ユニ
ット回路105c、105d、105eに電流を流して、プリチャージ動作を行う。なお、ユニット回
路105aには、プリチャージ動作として電流を流すことは、設定動作を完了させた直後であ
り望ましくない。
【０１００】
次に、図16に示すように、ユニット回路105bに設定動作を行う。
【０１０１】
このようにして、設定動作を行う対象が時間によって順次かわっていき、図17、図18に
示すように、プリチャージ動作と設定動作とを行っていく。
【０１０２】
なお、ユニット回路105cへの設定動作の前のプリチャージ動作を行う場合、ユニット回
路105eの次にはユニット回路がない。そこで、プリチャージ動作としては、電流を流すユ
ニット回路として、最初のユニット回路に戻って、ユニット回路105d、105e、105aに電流
を流せばよい。この時の動作を図17、18に示す。
【０１０３】
同様に、設定動作を行う対象が時間によってかわって、ユニット回路105dへ設定動作を
行う場合、図19に示すように、ユニット回路105e、105a、105bに電流を流してプリチャー
ジ動作を行い、その後、図20に示すように、ユニット回路105dへ設定動作を行う。次も同
様に、図21、図22に示すように、プリチャージ動作と設定動作とを行っていく。
【０１０４】
このように動作させることにより、順次、各ユニット回路に設定動作を行っていくこと
が出来る。そして、設定動作の前にプリチャージ動作を行うことにより、電流が小さくて
も、すばやく設定動作を完了させることが出来る。
【０１０５】
なお、プリチャージ動作を行うとき、プリチャージ動作を行った後に、設定動作を行う
ユニット回路を含めずに、それ以外のユニット回路に電流を流しているが、これに限定さ
れない。例えば、図14に示すように、ユニット回路105aに設定動作を行う場合、その前の
プリチャージ動作では、図13ではなく、図21のように、設定動作を行う対象であるユニッ
ト回路105aも含めて、電流を流しても良い。
【０１０６】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１で説明した構成における、ある動
作を詳細に述べたものに相当するがこれに限定されず、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。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。
【０１０７】
（実施の形態３）
実施の形態１において、図2、図8、図11、図12などに例を示したように、ユニット回路
としては、様々な構成を用いることが出来る。そこで、本実施の形態ではユニット回路の
別の例や、ユニット回路の動作について示す。
【０１０８】
まず、図23に、回路例を示す。図23の回路の場合、スイッチ207をオンにすると、トラ
ンジスタ2309のゲート・ソース間電圧が０になる。そのため、トランジスタ2309はオフし
、負荷201には電流が流れない。したがって、プリチャージ動作を行う場合は、スイッチ1
06、207をオンにすればよい。なお、図23の回路の場合、プリチャージ動作としてユニッ
ト回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化し
てしまう。そのため、プリチャージ動作を行った後は、新たに設定動作を行うまで、負荷
に電流を流すのは望ましくない。そこで、そのような場合は、スイッチ106をオフにした
場合、スイッチ207をオンにすればよい。スイッチ106をオフにすれば、ユニット回路に電
流は入ってこない。一方、スイッチ207はオンなので、負荷201に電流は流れない。負荷20
1に電流を流す場合は、スイッチ106、207をオフにすればよい。また、設定動作を行う場
合は、スイッチ106、207をオンにすればよい。
【０１０９】
別の例を図24に示す。図24の回路の場合、スイッチ2407をオンにすると、トランジスタ
2409のゲート・ソース間電圧が０になる。そのため、トランジスタ2409はオフし、電源線
2413から負荷201には電流が流れない。したがって、プリチャージ動作を行う場合は、ス
イッチ106、2407をオンにすればよい。ただし、そのままでは、負荷201に電流が流れてし
まうため、スイッチ2411をオンにして、配線2412の方に電流が流れるようにすればよい。
配線2412の電位を調節すれば、負荷201に電流が流れない場合が多いが、流れてしまう場
合は、スイッチ209をオフにすればよい。なお、図24の回路の場合、プリチャージ動作と
してユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったときの状
態が変化してしまう。そのため、プリチャージ動作を行った後は、新たに設定動作を行う
まで、負荷に電流を流すのは望ましくない。そこで、そのような場合は、スイッチ106を
オフにして、スイッチ2407をオンにすればよい。あるいは、スイッチ209をオフにしてお
けばよい。スイッチ106をオフにすれば、ユニット回路に電流は入ってこない。一方、ス
イッチ2407はオンなので、電源線2413から負荷201に電流は流れない。負荷201に電流を流
す場合は、スイッチ106、2407、2411をオフにして、スイッチ209をオンにすればよい。ま
た、設定動作を行う場合は、スイッチ106、2407、2411をオンにすればよい。
【０１１０】
なお、図23、24に示した構成については、同じ出願人による特願２００２−２７４６８
０号出願に記載されている。その内容を本発明と組み合わせることが出来る。
【０１１１】
次に、カレントミラー回路を用いた例を図25、図26に示す。図25の場合、プリチャージ
動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったと
きの状態が変化してしまう。そのため、スイッチ2509によって、負荷201に電流を流すか
どうかを制御する必要がある。しかし、図26の場合は、プリチャージ動作としてユニット
回路に電流を流しても、スイッチ2601をオフしておけば、そのユニット回路に対して設定
動作を行ったときの状態が変化しない。つまり、容量素子2510に保存された信号が変わっ
てしまったりすることはない。そのため、プリチャージ動作を行っていても、負荷201に
電流を流すことができる。
【０１１２】
次に、他の例を図27に示す。図27の回路の具体例として、その一例を、図28に示す。な
お、図27、28に示した構成やその動作については、同じ出願人による国際公開第０３／０
２７９９７号パンフレットにて開示されている。その内容を本発明と組み合わせることが
出来る。
【０１１３】
このように本実施の形態では、さまざまな構成のユニット回路を示したが、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。また、本実施の形
態で述べた内容は、実施の形態１〜２と自由に組み合わせることができる。
【０１１４】
（実施の形態４）
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。
【０１１５】
表示装置は、図29に示すように、画素配列2901、ゲート線駆動回路2902、信号線駆動回
路2910を有している。ゲート線駆動回路2902は、画素配列2901に選択信号を順次出力する
。信号線駆動回路2910は、画素配列2901にビデオ信号を順次出力する。画素配列2901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2910から画素配列2901へ出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2910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。
【０１１６】
なお、ゲート線駆動回路2902や信号線駆動回路2910は、複数配置されていてもよい。
【０１１７】
信号線駆動回路2910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2903、第１ラッチ回路（LAT1）2904、第２ラッチ回路（LAT2）2905、デジタ
ル・アナログ変換回路2906に分けられる。デジタル・アナログ変換回路2906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2906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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
そこで、信号線駆動回路2910の動作を簡単に説明する。シフトレジスタ2903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。
【０１２０】
シフトレジスタ2903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）29
04に入力される。第１ラッチ回路（LAT1）2904には、ビデオ信号線2908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2906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
。
【０１２１】
ただし、第１ラッチ回路2904や第２ラッチ回路2905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2906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2901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2906は省略できる場合が多い。
【０１２２】
第１ラッチ回路（LAT1）2904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2909よりラッチパルス（Latch Pulse）が入力され、第１
ラッチ回路（LAT1）2904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）
2905に転送される。その後、第２ラッチ回路（LAT2）2905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2906へと入力される。そして、デジタル・ア
ナログ変換回路2906から出力される信号は、画素配列2901へ入力される。
【０１２３】
第２ラッチ回路（LAT2）2905に保持されたビデオ信号がデジタル・アナログ変換回路29
06に入力され、そして、画素2901に入力されている間、シフトレジスタ2903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。
【０１２４】
なお、デジタル・アナログ変換回路2906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2914が配置されている。
【０１２５】
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトラ
ンジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、図２９や
図３０などで示したような回路が、全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラス
チック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、SOI基板
上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。あるいは、図
２９や図３０などにおける回路の一部が、ある基板に形成されており、図２９や図３０な
どにおける回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、図２９や図３
０などにおける回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、図２９や
図３０などにおいて、画素２９０１とゲート線駆動回路２９０２とは、ガラス基板上にTF
Tを用いて形成し、信号線駆動回路２９１０（もしくはその一部）は、単結晶基板上に形
成し、そのICチップをCOG(Chip On Glass)で接続してガラス基板上に配置してもよい。あ
るいは、そのICチップをTAB(Tape Auto Bonding)やプリント基板を用いてガラス基板と接
続してもよい。
【０１２６】
つまり、信号線駆動回路やその一部は、画素配列2901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。
【０１２７】
なお、信号線駆動回路などの構成は図29に限定されない。
【０１２８】
例えば、第１ラッチ回路2904や第２ラッチ回路2905が、アナログ値を保存できる回路で
ある場合、図30に示すように、リファレンス用電流源回路2914から第１ラッチ回路（LAT1
）2904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30において、
第２ラッチ回路2905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2904に
、より多くの電流源回路が配置されている場合が多い。
【０１２９】
例えば、電流源回路が２つあり、一方の電流源回路が設定動作を行い、他方の電流源回
路が通常動作を行って電流を出力し、それらを切り替えるようにしてもよい。これにより
、設定動作と通常動作とを同時に行うことが出来るようになる。
【０１３０】
なお、具体的な構成などは、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、
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
レットなどに記載されているため、その内容を本発明に適用したり、本発明と組み合わせ
ることが出来る。
【０１３１】
このような場合、図29における、デジタル・アナログ変換回路2906の中の電流源回路に
、本発明を適用することが出来る。デジタル・アナログ変換回路2906の中に、多くのユニ
ット回路があり、リファレンス用電流源回路2914に、基本電流源101や追加電流源103が配
置されている。
【０１３２】
あるいは、図30における、第１ラッチ回路（LAT1）2904の中の電流源回路に、本発明を
適用することが出来る。第１ラッチ回路（LAT1）2904の中に、沢山のユニット回路があり
、リファレンス用電流源回路2914に、基本電流源101や追加電流源103が配置されている。
【０１３３】
あるいは、図29、図30における画素配列2901の中の画素（その中の電流源回路）に、本
発明を適用することが出来る。画素配列2901の中に、沢山のユニット回路があり、信号線
駆動回路2910に、基本電流源101や追加電流源103が配置されている。
【０１３４】
次に、ゲート線駆動回路2902の例を図31に示す。ユニット回路のスイッチ部（例えば、
図1におけるスイッチ部106a〜106e）は、プリチャージ期間では、複数がオン状態になる
。そして、設定期間では、１つのスイッチ部がオンになる。そこで、図31に示すように、
シフトレジスタ3101は、プリチャージ期間中に複数行がオンになるような信号を出力する
。一方、シフトレジスタ3102は、設定期間中に１行がオンになるような信号を出力する。
そして、制御信号線3103を制御することにより、シフトレジスタ3101とシフトレジスタ31
02の出力を切り替えて、ゲート線に出力するようにしている。
【０１３５】
なお、画素（ユニット回路）が有する他のスイッチのオンオフも、同様の技術を用いた
ゲート線駆動回路により、制御できる。
【０１３６】
なお、画素に本発明を適用した場合、画素（ユニット回路）の構成によっては、プリチ
ャージ期間中は、負荷（発光素子など）に電流を供給しない場合がある。そのような場合
は、発光素子が発光しない。そのため、１フレーム期間の間、ずっと発光しつづけるホー
ルド型の発光ではなく、１フレーム期間の間、ある期間だけ発光するインパルス型の発光
になる。ホールド型の発光の場合、動画を表示すると、目の残像効果によって、残像が見
えてしまう場合がある。一方、インパルス型の発光の場合、動画を表示しても、残像が見
えにくい。したがって、画素に本発明を適用した場合、動画を表示したときの残像を抑え
ることも出来る。
【０１３７】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３で説明した内容を利用したも
のに相当する。したがって、実施の形態１〜３で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。
【０１３８】
（実施の形態５）
これまでの実施の形態では、信号線を通して、電流を供給する場合について述べてきた
が、これに限定されない。電流だけでなく、電圧を供給してもよい。例えば、同じ出願人
による特願２００３−１２３０００号出願に記載されている技術を本発明と組み合わせる
ことが出来る。
【０１３９】
特願２００３−１２３０００号出願では、図37に示すように、電流だけでなく、電圧も
供給している。増幅回路3707を用いて帰還回路を形成することにより、電圧も供給してい
る。なお、詳しい動作の説明は、ここでは省略する。
【０１４０】
図38には、図37における電流源回路のトランジスタ3808が複数配置されている場合につ
いて示している。なお、増幅回路として、オペアンプ3707を用いた場合の例を示している
。ここでは簡単のため、電流源回路のトランジスタ（あるいは画素）が２個配置されてい
る場合について示す。ただし、これらに限定されない。
【０１４１】
図38に示すように、ユニット回路105A、105Bが接続されている。電流を供給する信号線
108と電圧を供給する信号線3803とがある。それらの信号線と、各ユニット回路中の電流
源回路とは、スイッチ回路（スイッチ106A、3807A）などを介して接続される。各ユニッ
ト回路のスイッチ回路（スイッチ106A、3807Aや、スイッチ106B、3807B）を制御すること
により、プリチャージ動作や設定動作を行う。これにより、素早く信号を書き込むことが
出来る。
【０１４２】
なお、図38では、簡単のため、電流源として電流源3701のみを示したが、プリチャージ
動作や設定動作において、電流の大きさを制御できるものとする。あるいは、図1に示す
ように、電流源3701は、スイッチ102、104、基本電流源101、追加電流源103などで構成さ
れているものとする。
【０１４３】
なお、ユニット回路の構成は、図38に限定されず、さまざまな構成が可能である。また
、図37、38のような構成で帰還回路を構成し、また、増幅回路を使用しているが、これに
限定されず、さまざまな構成が可能である。
【０１４４】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜４で説明した内容と自由に組み
合わせることが出来、また、実施の形態１〜４で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。
【０１４５】
（実施の形態６）
図１３から図２１では、信号線１０８に、５つのユニット回路105a〜105eが接続されて
おり、３つのユニット回路に電流を流すことによってプリチャージ動作を行っていた。本
実施の形態では、１本の信号線に、より多数の画素、つまり、ユニット回路が接続されて
いる場合について説明する。
【０１４６】
例えば、携帯電話用表示装置の場合、QVGAのものが用いられており、縦長の表示なので
、その場合は、１本の信号線に320個の画素（ユニット回路）が接続されていることにな
る。そのほか、カーナビゲーション用表示装置の場合、VGAのものが用いられており、横
長の表示なので、１本の信号線に480個の画素（ユニット回路）が接続されていることに
なる。コンピュータ用表示装置の場合、XGAのものなどが用いられており、横長の表示な
ので、１本の信号線に768個の画素（ユニット回路）が接続されていることになる。
【０１４７】
このように、１本の信号線に多くの画素（ユニット回路）が接続されている場合、プリ
チャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数について述べる。
【０１４８】
プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数は、多い方が望ましい。
なぜなら、プリチャージ動作の時に流れる電流値が大きいので、すばやく定常状態にする
ことができるからである。しかし、電流値が大きくなりすぎると、消費電力が高くなって
しまう。また、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数が多いと、
発光素子に電流を流すことが出来る画素の数が減ってしまう場合がある。つまり、デュー
ティー比が小さくなってしまう場合がある。なぜなら、プリチャージ動作によって、設定
動作によって保存された情報が破壊されてしまう場合があるため、その状態で発光素子に
電流を流すと誤った表示になってしまうから、発光素子に電流を供給できない期間が生じ
るからである。このようにデューティー比が小さくなることによって、発光素子の寿命が
短くなってしまう場合がある。よって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニッ
ト回路）の数は、これらのトレードオフで決定すればよい。
【０１４９】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を５０個にすれ
ば、プリチャージ動作の時に流す電流値を５０倍に出来る。QVGA表示の携帯電話の場合、
１本の信号線に320個の画素（ユニット回路）が接続されているため、プリチャージ動作
の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は50/320=16%である。そして、デュー
ティー比は(320-50)/320=84%であり、許容範囲である。また、プリチャージ動作の時に流
す電流値を５０倍に出来れば、定常状態にするまでの時間も短く出来る。特に、携帯電話
用表示装置の場合、表示領域（画素配列部分）の大きさが小さいため、信号線の長さも短
い。したがって、信号線についてしまう負荷容量も小さいため、プリチャージ動作の時に
流す電流値を５０倍以上に出来れば、定常状態にするまでの時間も十分短くできる。した
がって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を５０個以上、プ
リチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は16%以上、デューテ
ィー比は84%以下にすることが好適である。
【０１５０】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５１】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を１００個にす
れば、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００倍に出来る。VGA表示のカーナビゲー
ション用表示装置の場合、１本の信号線に480個の画素（ユニット回路）が接続されてい
るため、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は100/480=
20%である。そして、デューティー比は(480-100)/480=79%であり、許容範囲である。また
、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００倍に出来れば、定常状態にするまでの時間
も短く出来る。特に、カーナビゲーション用表示装置の場合、表示領域（画素配列部分）
の大きさがあまり大きくないため、信号線の長さもあまり長くない。したがって、信号線
についてしまう負荷容量も大きくないため、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００
倍以上に出来れば、定常状態にするまでの時間も十分短くできる。したがって、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を１００個以上、プリチャージ動作
の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は20%以上、デューティー比は79%以下
にすることが好適である。
【０１５２】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５３】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を２００個にす
れば、プリチャージ動作の時に流す電流値を２００倍に出来る。XGA表示のパソコン用表
示装置の場合、１本の信号線に768個の画素（ユニット回路）が接続されているため、プ
リチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は200/768=26%である
。そして、デューティー比は(768-200)/768=73%であり、許容範囲である。また、プリチ
ャージ動作の時に流す電流値を２００倍に出来れば、定常状態にするまでの時間も短く出
来る。したがって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を２０
０個以上、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は26%以
上、デューティー比は73%以下にすることが好適である。
【０１５４】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５５】
なお、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数は、これに限定さ
れない。例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を多くし
て、デューティー比が５０%程度になるように、プリチャージ動作の時に電流を流す画素
（ユニット回路）の数を決定してもよい。
【０１５６】
（実施の形態７）
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32に示す。
【０１５７】
図32（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１３０
０３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32（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。
【０１５８】
図32（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32（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
【０１５９】
図32（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１３２０
２、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32（Ｃ）に示す発光装置が完成される。
【０１６０】
図32（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32（Ｄ
）に示すモバイルコンピュータが完成される。
【０１６１】
図32（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１３４０
７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、Ｂ１３４０３、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32（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成され
る。
【０１６２】
図32（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１
３５０１、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32（Ｆ）に示すゴーグ
ル型ディスプレイが完成される。
【０１６３】
図32（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０
３、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32（Ｇ）
に示すビデオカメラが完成される。
【０１６４】
図32（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１
３７０７、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流を抑えることができる。また本発明により、図32（Ｈ）に示す
携帯電話が完成される。
【０１６５】
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
。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【技術分野】
【０００１】
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、当該画素を
駆動する信号線駆動回路を含む半導体装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
このような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あり、応答速度が速い等の利点があり、発光素子の輝度は流
れる電流値によって制御可能となっている。
【０００４】
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
トリクス方式の開発が盛んに行われている。
【０００５】
アクティブマトリ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表示画面を形成する個々の発光素子の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。
【０００６】
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（例えば、特許文献１乃至
４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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５】特許出願公開番号2003-50564号公報
【特許文献６】特許出願公開番号2003-76327号公報
【０００８】
特許文献１乃至４は、いずれもアクティブマトリ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。
【０００９】
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、
映像信号入力用電流源６１２を有する。
【００１０】
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Ｅ
Ｌ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て互い
に電位差を有する。
【００１１】
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に準じている。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Ｔ
ＦＴ６０８のゲート・ソース間電圧について示している。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、ＴＦＴ６０
９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、Ｔ
ＦＴ６０８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、Ｉｄａｔ
ａは変わりなく流れることが出来る。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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ＴＦ
Ｔ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。
【００２１】
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、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
速度が、遅くなってしまうことが問題となっている。
【００２２】
そこで、信号書き込み速度を早くする技術が検討されている（例えば、特許文献５、６
を参照。）。
【００２３】
特許文献５では、データ線駆動手段から供給されるデータ線電流を、画素回路の各々に
対する輝度情報を書き込むデータ電流と、残りのバイパス電流とに分割して駆動する電流
制御手段とを備えた表示装置について開示されている。例えば、図33に示すように、書き
込みを行っていない画素回路を、データ電流制御回路（バイパス電流）として利用してい
る。
【００２４】
図34、35には、駆動タイミングを示す。連続したｘ個（図33では、ｘ＝２）の画素回路
が同時に選択される。このように、２つの画素回路を同時選択した際に、１つの画素回路
については、データ線を駆動するデータ線電流の一部を輝度データ電流として書き込む。
このとき、他の１つの画素回路の一部分については、輝度データ電流の書き込みを行わな
いが、データ線電流の残りを流すデータ電流制御回路（バイパス電流）として利用する。
【００２５】
特に、図35の例では、列方向において連続したｘ個（図33では、ｘ＝２）の画素回路を
１つのブロックとして、このブロック内の１つの画素回路についてデータ電流を書き込む
とき、同一ブロック内の他の画素回路ついてはデータ電流の書き込みを行わず、バイパス
電流として利用するようにしている。このとき、データ電流の書き込みを行っている画素
回路では、第１の走査線ＷＳと第２の走査線ＥＳが共に選択される。例えば、図33におい
て、画素回路１１−ｋ−１をデータ電流の書き込みを行う画素回路とすると、ＷＳ ｋ−
１、ＥＳ ｋ−１の両方が選択される。
【００２６】
一方、データ電流の書き込みを行わないが、バイパス電流として利用される画素回路で
は、第１の走査線ＷＳのみが選択される。図33の例では、ＷＳｋが選択され、第２の走査
線ＥＳ ｋは選択されない。これにより、ＴＦＴ２４、２５がバイパス電流として利用さ
れるデータ電流制御回路として機能する。すなわち、図33に示す画素回路において、第２
の走査線ＥＳｋが選択されず、ＴＦＴ２６がオフ状態にあるため、キャパシタ２３に保持
された輝度データに応じた電荷はＴＦＴ２６を通して放電されることなく、保持されたま
まとなる。このとき、一部分の回路、即ちＴＦＴ２４，２５のみがデータ電流制御回路（
バイパス電流）として機能することになる。
【００２７】
このように、電流書き込み型画素回路を用いたアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装
置において、列方向において隣り合う２つの画素回路を同時に選択し、データ線電流Ｉｗ
０の一部を輝度データの書き込みを行う画素回路に供給し、残りの電流については他方の
画素回路の一部分をバイパス電流として利用して流すようにしたことにより、画素回路内
のＴＦＴ２４，２５のサイズの大型化を抑制しつつ、これらＴＦＴ２４，２５に流れるデ
ータ電流Ｉｗ１よりもデータ線電流Ｉｗ０を大きく設定することが可能になる。これによ
り、データ書き込み時間を大幅に短縮できるため、有機ＥＬ表示装置の大型化・高精細化
を図ることが可能となる。
【００２８】
一方、特許文献６では、図36に示す回路が開示されている。つまり、駆動トランジスタ
７と並列に、駆動トランジスタ７のｎ倍の電流駆動能力を有する補助トランジスタ１２を
接続し、選択期間の一部（加速期間）において補助トランジスタ１２にもドレイン電流が
流れるようにするとともに信号線３を流れる信号電流自体も（ｎ+1）倍となるようにする
。このことにより、保持容量や寄生容量の充放電が速やかに行われるようになり、駆動ト
ランジスタのゲート電位が選択期間中に確実に所定電位に到達するようになって、信号電
流（入力信号）が微小なときでも適正な駆動電流で電流駆動素子を駆動できるようになる
、という効果がある。したがって、電流駆動素子が有機ＥＬ素子である場合には、意図し
た通りの駆動電流で有機ＥＬ素子が駆動されることになるので、表示画質の劣化が防止さ
れる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
このように、信号書き込み速度を早くする技術が検討されているが、いくつかの課題が
ある。
【００３０】
例えば、特許文献５の場合、データ電流の書き込みを行うとき、列方向において隣り合
う２つ（ｘ＝２）の画素回路を同時に選択するとしたが、２つに限られるものではなく、
さらに多くの画素回路を同時に選択することが可能である。選択する画素回路の個数を増
やして、データ電流パルスとして利用する画素回路数を多くすることにより、画素回路内
のトランジスタサイズをさらに小さくすること、換言すればデータ線電流Ｉｗ０の電流値
をさらに増大することが可能となる。
【００３１】
ただし、トレードオフの関係から、カレントミラー回路を形成するトランジスタ間の距
離が遠くなるため、その分だけトランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果が低下す
る。
【００３２】
そのため、同時に選択する画素回路の数が制限されてしまう。したがって、データ線電
流の電流値の大きさも、制限されてしまう。そのため、信号書き込み速度が遅くなってし
まう。また、同時に多くの画素回路を選択すると、各画素回路に流れる電流で平均化され
るため、データ電流を入力している画素回路に、正確な電流が入力されなくなり、その分
だけトランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果が低下してしまう。
【００３３】
一方、特許文献６の場合、駆動トランジスタ７と並列に、駆動トランジスタ７のｎ倍の
電流駆動能力を有する補助トランジスタ１２を接続し、選択期間の一部（加速期間）にお
いて補助トランジスタ１２にもドレイン電流が流れるようにするとともに信号線３を流れ
る信号電流自体も（ｎ+1）倍となるようにする。
【００３４】
ただし、ｎを大きくしすぎると、補助トランジスタ１２が占める面積が大きくなりすぎ
る。そのため、開口率が低下してしまう。また、ｎの大きさも、レイアウト面積によって
制限されてしまう。そのため、選択期間の一部（加速期間）において、信号線３を流れる
信号電流の倍率が小さくなってしまう。その結果、信号書き込み速度が遅くなってしまう
。
【００３５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、信号電流が小さな場合
であっても信号の書き込み速度を十分に向上させることができるようにすることを目的と
している。その場合、画素のレイアウト面積による制限を受けることなく、開口率も低下
させず、トランジスタ特性のばらつきに対する補償の効果も低下しない技術を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
そこで、本発明では、設定動作を素早く完了させるために、設定期間の前にプリチャー
ジ期間を設けてプリチャージ動作を行う。そして、プリチャージ動作として、信号を入力
する対象のトランジスタ以外のトランジスタにも電流を流すようにする。そして、電流を
流すトランジスタを増やした分だけ、電流も多く流すようにする。そのため、多くの電流
が流れ、素早く定常状態にすることが出来る。このときには、設定動作が完了したとき(
定常状態になったとき)と概ね等しい状態になっている。その後、設定動作を行う。設定
動作を行う前に、設定動作が完了したときと概ね等しい状態になっているため、すばやく
設定動作を完了させることが出来る。
【００３７】
なお、設定動作とは、信号を入力する対象である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を指
していう。
【００３８】
また、設定動作を素早く完了させるために、信号を入力する対象のトランジスタだけで
なく、それ以外のトランジスタにも電流を流す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。
【００３９】
本発明は、信号線と、スイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、スイッチと電
流源回路とを一つのユニット回路として、ユニット回路を複数個備えており、プリチャー
ジ期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路に
第１の電流を供給し、設定期間において、複数のユニット回路から選択されたＮ個のユニ
ット回路の電流源回路に第２の電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴
とする半導体装置である。
【００４０】
なお、電流源回路は、少なくとも１個のトランジスタで構成され、容量素子を有する場
合も多い。
【００４１】
つまり、ユニット回路（電流源回路を構成するトランジスタ）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と概ね等しい状態になっている。つまり、電流源回路
を構成する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。プリチャージ動作によって、電流源回路を構成するトランジスタの
ゲート端子の電位は、設定動作の時の電位と概ね等しくなっている。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。
【００４２】
また、本発明は、信号線とスイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、スイッチ
と電流源回路とを一つのユニット回路としてユニット回路を複数個備えており、プリチャ
ージ期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路
に第１の電流を供給し、設定期間において、複数のユニット回路から選択されたＭ個のユ
ニット回路以外のユニット回路から選択されたＮ個のユニット回路の電流源回路に第２の
電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴とする半導体装置である。
【００４３】
つまり、通常は、特性バラツキの観点から、設定動作を行うユニット回路を含む形で、
プリチャージ動作を行うことが望ましい。しかしながら、これに限定されない。プリチャ
ージ動作を行う場合、設定動作を行うユニット回路以外のユニット回路を用いてもよい。
【００４４】
また、本発明は、上記構成において、Ｎ＝１であることを特徴とする半導体装置である
。
【００４５】
通常は、設定動作は、１つのユニット回路に対して行う。ただし、これに限定されない
。設定動作において、複数のユニット回路に電流を供給しても良い。
【００４６】
また、本発明は、上記構成において、第１の電流の大きさと第２の電流の大きさとの比
率が、Ｍ：Ｎであることを特徴とする半導体装置である。
【００４７】
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、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。
【００４８】
なお、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】
【００４９】
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】
【００５０】
【図１】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図２】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図３】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図４】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図５】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図６】従来の画素の構成を説明する図。
【図７】従来の画素の動作を説明する図。
【図８】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図９】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１０】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図１１】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図１２】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図１３】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１４】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１５】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１６】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１７】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１８】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図１９】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２０】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２１】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２２】本発明の半導体装置の動作を説明する図。
【図２３】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２４】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２５】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２６】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２７】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２８】本発明のユニット回路の構成の一例を説明する図。
【図２９】本発明の表示装置の構成を示す図。
【図３０】本発明の表示装置の構成を示す図。
【図３１】本発明のゲート線駆動回路の構成を示す図。
【図３２】本発明が適用される電子機器の図。
【図３３】従来の画素の構成を説明する図。
【図３４】従来の画素のタイミングチャートを説明する図。
【図３５】従来の画素のタイミングチャートを説明する図。
【図３６】従来の画素の構成を説明する図。
【図３７】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【図３８】本発明の半導体装置の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
（実施の形態１）
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事は当業者であれば容易に理解される。従って
、本発明は、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。
【００５２】
本発明は、発光素子に流れる電流値によって発光輝度を制御することが可能な素子で画
素を形成する。代表的にはＥＬ素子を適用することができる。ＥＬ素子の構成としては種
々知られたものがあるが、電流値により発光輝度を制御可能なものであれば、どのような
素子構造であっても本発明に適用することができる。すなわち、発光層、電荷輸送層また
は電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ素子を形成するものであり、そのための材料とし
て、低分子系有機材料、中分子系有機材料（昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下ま
たは連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料）や高分子系有機材料を用いるこ
とができる。また、これらに無機材料を混合または分散させたものを用いても良い。
【００５３】
また、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、本発明の原理に
ついて述べる。
【００５４】
まず、図1に、本発明の基本原理に基づく構成について示す。信号線108には、スイッチ
102を介して基本電流源101が接続され、それらと並列にスイッチ104を介して追加電流源1
03が接続されて、電流供給手段が構成されている。勿論、電流供給手段は図1に示す構成
に限定されず、動作タイミングに応じて以下で説明するユニット回路に所定の電流を供給
できる構成のものであれば良い。例えば、スイッチを省略して、出力を自在に可変可能な
電流源を用いても良い。あるいは、電流源の数を２つではなく、さらに多くしてもよいし
、１つにまとめてもよい。
【００５５】
信号線108には、複数のユニット回路105a〜105eが接続されている。図1では、５個のユ
ニット回路が接続されている。各々のユニット回路は、少なくとも、スイッチ回路と電流
源回路とで構成され、例えば、ユニット回路105aは、少なくとも、スイッチ回路106aと電
流源回路107aなどから構成されている。他のユニット回路105b〜105eについても、同様で
ある。また、電流源回路は、少なくとも１個のトランジスタで構成され、容量素子を有す
る場合も多い。スイッチ回路は、少なくとも１個のスイッチで構成されている。
【００５６】
ユニット回路としては、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6と同様の回路を用いた場合のユニット回路について、図2に示す。ユニッ
ト回路105のスイッチ回路106が、図6でのＴＦＴ606に相当する。ユニット回路105の電流
源回路107は、電流源トランジスタ208、容量素子210、スイッチ207、209で構成されてい
る。スイッチ209の先には、負荷201が接続されている。電流源回路107のトランジスタ208
が、図6でのＴＦＴ608に相当し、容量素子210が保持容量610に相当し、スイッチ207がＴ
ＦＴ607に相当し、スイッチ209がＴＦＴ609に相当する。負荷201が図6でのＥＬ素子611に
相当する。
【００５７】
次に、図1の回路の動作について、説明する。まず、図3に示すように、プリチャージ動
作を行う。プリチャージ動作では、信号を入力する対象のユニット回路だけでなく、それ
以外のユニット回路にも電流を流すようにする。そして、電流を流すユニット回路を増や
した分だけ、合計の電流も多く流すようにする。
【００５８】
つまり、スイッチ104をオンにし、スイッチ102をオフにして、追加電流源103の電流が
流れるようにする。そして、複数のユニット回路において、スイッチ回路がオン状態とな
り、電流が流れるようになる。図3では、スイッチ回路106a〜106eがオンになっており、
５個のユニット回路に電流を流すようになっている。したがって、追加電流源103の電流
は、基本電流源101の５倍の大きさとなっている。このように、大きな電流を流すため、
すばやく定常状態にすることが出来る。プリチャージ動作において、定常状態になったと
きの信号線108の電位をVpとする。
【００５９】
なお、プリチャージ動作の時には、各々の電流源回路では、電流源トランジスタのゲー
ト端子とドレイン端子が接続された状態となっていることが好ましい。例えば図2の場合
は、スイッチ207がオンになっていることが好ましい。またその時、図2の場合は、負荷20
1の方に電流が流れてしまうことを防ぐために、スイッチ209がオフになっていることが好
ましい。ただし、これに限定されない。
【００６０】
次に、図4に示すように、設定動作を行う。なお、ここでは、信号を入力する対象のユ
ニット回路は、ユニット回路105aであるとする。そのため、ユニット回路105aのみに電流
が流れるようにし、ユニット回路105b〜105eには、電流が流れないようにする。したがっ
て、スイッチ回路106aはオンしており、スイッチ回路106b〜106eはオフしている。また、
スイッチ104はオフし、スイッチ102がオンして、基本電流源101の電流が流れる。ただし
、基本電流源101の電流の大きさは小さい。したがって、従来であれば、なかなか定常状
態にならなかった。しかし、図4の場合は、設定動作の前にプリチャージ動作を行ってい
る。よって、信号線108の電位はVpとなっている。Vpは、設定動作が完了したときの、信
号線108の電位と概ね等しい。したがって、素早く設定動作を完了させ、定常状態とする
ことが可能となる。
【００６１】
このように、プリチャージ動作の時（プリチャージ期間）には、大きな電流を流す。例
えば、Ａ倍の電流を流す。この時、Ａ個のユニット回路に電流を流すようにする。すると
、電流値が大きいので、すばやく定常状態とすることが出来る。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。そして次に、設定期間において、１倍の電流を１個のユニッ
ト回路に流して、設定動作を行う。ただし、プリチャージ動作によって、電流が流れる配
線の電位は、設定動作が完了したときと概ね等しい状態になっている。これは、プリチャ
ージ動作のときの電流の倍率（Ａ倍）が、電流を流すユニット回路の個数（Ａ個）と、対
応がとれていることが理由である。このように、プリチャージ動作を行うため、素早く設
定動作を行うことが出来る。
【００６２】
したがって、例えば、負荷201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、つまり、設定動作の時の電流値が小さくても、すばやく信
号を書き込むことが出来る。
【００６３】
なお、プリチャージ動作が完了したときの信号線の電位は、設定動作が完了したときの
信号線の電位と概ね等しくなっている。もし、完全に等しくなっている場合は、プリチャ
ージ動作が完了した時点で、設定動作も完了したことになる。もし、電位が完全に等しく
ない場合は、その差の電位分だけ、設定動作によって、調節されることになる。したがっ
て、信号線の電位に関して、設定動作を開始してから完了するまでの変動が小さくて済み
、素早く定常状態とすることが可能となる。
【００６４】
また、プリチャージ動作が完了したときの信号線の電位が、設定動作が完了したときの
信号線の電位と等しくなっているかどうかは、各電流源回路107a〜107eにおける電流源ト
ランジスタの電流特性のバラツキの度合いに依存する。もし、電流特性がばらついていな
ければ、電流源トランジスタのゲート・ソース間電圧は、プリチャージ動作の時と設定動
作の時とでは、一致する。しかし、電流特性がばらついていれば、プリチャージ動作の時
と設定動作の時とで、電流源トランジスタのゲート・ソース間電圧が異なってしまう。よ
って、信号線108の電位も、プリチャージ動作が完了したときと、設定動作が完了したと
きとでは電位差がでてしまう。したがって、各電流源回路107a〜107eにおける電流源トラ
ンジスタは、電流特性が揃っていることが望ましい。電流特性が揃っていれば、設定動作
において、すばやく定常状態にすることが可能となる。電流源トランジスタの電流特性を
そろえるためには、トランジスタの半導体層を結晶化させる場合のレーザー照射が同じシ
ョットで行われるようにすることなどで改善することが可能である。
【００６５】
なお、図1では、５個のユニット回路が接続されているが、これに限定されない。
【００６６】
また、プリチャージ動作の時に、図3では、５個のユニット回路に電流が入力されてい
るが、これに限定されない。例えば、図5に示すように、４個のユニット回路に電流を流
しても良い。この場合、追加電流源103の電流は、基本電流源101の４倍の大きさにするの
が望ましい。また、図5では、スイッチ回路106b〜106eがオン、スイッチ回路106aがオフ
になっているが、これに限定されない。ここでは、信号を入力する対象のユニット回路は
、ユニット回路105aであるとしているので、トランジスタの電流特性のバラツキの観点か
ら、プリチャージ動作の時には、ユニット回路105aに電流を入力することが望ましい。し
かし、図5に示すように、スイッチ回路106aをオフにして、ユニット回路105aに電流を入
力しないようにして、プリチャージを行ってもよい。
【００６７】
また、設定動作の時に、図4では、１個のユニット回路に電流が入力されているが、こ
れに限定されない。例えば、複数個のユニット回路に電流を流しても良い。この場合、基
本電流源101の電流も、その個数に合わせて大きくする必要がある。
【００６８】
なお、図1では、信号線108と各電流源回路107a〜107eとは、各スイッチ回路106a〜106e
を介して接続されているが、これに限定されない。信号線108から各ユニット回路105a〜1
05eに電流が入力されるかどうかを制御できる構成になっていればよい。なお、図1では各
ユニット回路に信号線を介して電流が入力されているが、他の信号も入力してもよい。例
えば、別の配線を介してユニット回路に電圧も入力してもよい。
【００６９】
なお、プリチャージ動作の時には、図3では、スイッチ102はオフし、スイッチ104はオ
ンしているが、これに限定されない。電流の大きさを調整しておけば、スイッチ102をオ
ンにして、基本電流源101と追加電流源103の両方から電流が流れるようにしてもよい。
【００７０】
なお、図1では、説明を明快にするため、信号線108は、スイッチ102を介して基本電流
源101と接続され、スイッチ104を介して追加電流源103と接続されているが、これに限定
されない。プリチャージ動作の時と、設定動作の時とで、信号線108へ流れる電流の大き
さを制御できる構成になっていればよい。したがって、スイッチ102、104は、基本電流源
101や追加電流源103から流れる電流の大きさを制御できるようになっていれば、どこに配
置してもよい。また、基本電流源101や追加電流源103が電流を出力するかどうかを切り替
えられる機能を有している場合は、スイッチ102、104を配置しなくてもよい。また、プリ
チャージ動作の時と、設定動作の時とで、電流の大きさを切り替えられる機能を有してい
る場合は、基本電流源101と追加電流源103を１つの電流源にまとめてもよい。
【００７１】
なお、図1〜図4では、ユニット回路から基本電流源101や追加電流源103の方に電流が流
れるように配置されているが、これに限定されない。基本電流源101や追加電流源103から
ユニット回路の方に電流が流れていても良い。ただし、その場合は、各ユニット回路にお
ける電流源回路について注意する必要がある。つまり、電流源回路が図2のような構成の
場合は、電流源トランジスタ208は、トランジスタの極性をＰチャネル型からＮチャネル
型へ変更する必要がある。なぜなら、電流の流れる向きによって、トランジスタのソース
端子とドレイン端子とが入れ替わるからである。もし仮に、基本電流源101や追加電流源1
03からユニット回路の方に電流が流れて、かつ、電流源トランジスタの極性をＰチャネル
型にした場合は、図8に示すような構成にする必要がある。図8では、電流源トランジスタ
808のゲート・ソース間に、容量素子810が接続されている。トランジスタを流れる電流の
大きさは、ゲート・ソース間電圧によって制御されるため、ゲート・ソース間電圧を保持
する必要がある。そのため、容量素子810は、電流源トランジスタ808のゲート・ソース間
に接続することが好ましい。また、スイッチ807は、電流源トランジスタ808のゲート・ド
レイン間に接続されている。このように、電流の流れる向きによって、つまり、電位の高
低によって、ソース端子とドレイン端子とが決定されるため、それに合わせて、接続構造
を決定する必要がある。
【００７２】
なお、図2や図8における負荷201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、何かの回路が接続された配線でもよい。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。また、画素に電流を供給するような信号線
駆動回路の中の電流源回路でもよい。
【００７３】
なお、図2における容量素子210や図8おける容量素子810は、電流源トランジスタ208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210や容量素子8
10を省略できる。
【００７４】
なお、容量素子210は、電流源トランジスタ208のゲート端子とソース端子とに接続され
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208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210が電流源トランジスタ208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208のゲ
ート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
【００７５】
なお、図1では、５つの電流源回路107a〜107eが示されているが、この電流源回路の電
流能力、つまり、各電流源トランジスタのゲート幅Ｗとゲート長Ｌは、全てのユニット回
路において、同じであってもよいし、異なっていてもよい。異なっている場合は、プリチ
ャージ動作の時と、設定動作の時とで、定常状態になったときの信号線108の電位が概ね
等しくなるように、調整しておく必要がある。
【００７６】
なお、図1などに示すスイッチは、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。
【００７７】
なお、本発明の回路として、図1、図2、図8などに示したが、構成はこれに限定されな
い。ユニット回路の数、各電流源の数、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、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。
【００７８】
なお、図1の場合、図3や図5のようにプリチャージ動作を行い、その後、図4のように設
定動作を行っているが、これに限定されない。
【００７９】
例えば、図3や図5のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例えば、１回目
のプリチャージ動作では、図3の場合と同様に、電流の大きさを５倍にして、５個のユニ
ット回路に電流を流す。次に、２回目のプリチャージ動作では、図9に示すように、電流
の大きさを３倍にして、３個のユニット回路に電流を流す。そして最後に、設定動作とし
て、電流の大きさを１倍にして、１個のユニット回路に電流を流すようにしてもよい。
【００８０】
このように、複数回のプリチャージ動作を行うことによって、滑らかに、設定動作へ移
行することが出来る。
【００８１】
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
【００８２】
例えば、図10に示すように、図3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10では、端子1001から、スイッチ1002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10に示すように、スイッチ1002をオンにして、端子1001の
電位を供給する。電圧を加えるため、瞬間的に多くの電流を流すことが出来る。これによ
り、すばやく、プリチャージできる。その後、スイッチ1002をオフにして、図3と同様に
プリチャージ動作を行う。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２００３−０１９２４０号出願に記載されている。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。
【００８３】
また例えば、各ユニット回路（電流源回路）において、そこに流れる電流の大きさを複
数段階に変化させることによってプリチャージを行う動作を、図3のようなプリチャージ
動作と組み合わせても良い。電流源回路107に流れる電流を複数段階に変化させることが
可能な場合の構成例を図11、図12に示す。
【００８４】
図11の場合は、第２電流源トランジスタ1111が電流源トランジスタ1108と直列に接続さ
れている。そして、第２電流源トランジスタ1111のソース・ドレイン間を短絡させるよう
なスイッチ1112が接続されている。スイッチ1112がオフしていると、電流源トランジスタ
1108のゲート端子と第２電流源トランジスタ1111のゲート端子とは、互いに接続されてい
るため、電流源トランジスタ1108と第２電流源トランジスタ1111とは、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。その時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1108のゲート長Ｌよりも大きい。そのため、そこを流れる電流
も小さい。一方、スイッチ1112がオンしていると、第２電流源トランジスタ1111のソース
・ドレイン間は短絡されているので、第２電流源トランジスタ1111のソース・ドレイン間
には電流が流れない。したがって、実質的に、電流源トランジスタ1108のみが動作してい
ることになる。以上のことから、スイッチ1112のオンオフによって、電流源トランジスタ
1108に流れる電流を変化させることが出来る。この動作を図3や図4の前後や最中などで行
うことにより、より素早くプリチャージすることが出来る。
【００８５】
図11では、直列に接続されていたが、図12には、第２電流源トランジスタ1211が電流源
トランジスタ1208と並列に接続されている場合の例を示す。この場合も、電流を多く流し
たい場合は、スイッチ1212をオンにすることによって、第２電流源トランジスタ1211の方
にも電流が流れるようにすることが出来る。
【００８６】
なお、図11や図12に示したように、電流源回路107に流れる電流を複数段階に変化させ
ることが可能な場合の構成に関しては、同じ出願人による特願２００３−０５５０１８号
出願に記載されている。そこには、さまざまな構成が開示されており、その内容を本発明
と組み合わせることが出来る。
【００８７】
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、電流源回路における電流源トランジスタ208、808、1108、1208、第２電流源トラ
ンジスタ1111、1211は、電流源回路107a〜107eにおいて、電流特性がそろっていることが
望ましい。よって、電流源トランジスタや第２電流源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
ジスタや第２電流源トランジスタの半導体層にレーザを照射して製造する場合、電流源ト
ランジスタや第２電流源トランジスタの電流特性が揃うようにレーザを照射することが望
ましい。したがって例えば、線状のレーザを照射する場合は、信号線108と平行にレーザ
を照射し、信号線108と垂直方向にレーザを走査していくのが望ましい。
【００８８】
なお、基本電流源101と追加電流源103を、飽和領域で動作するトランジスタで実現する
場合は、各々のゲート電極を接続しておくことが望ましい。そして、各々のトランジスタ
のゲート幅Ｗとゲート長Ｌの比率を調節することによって、各々の電流源の電流の大きさ
を、制御することが望ましい。
【００８９】
このように、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の数や
配置、基本電流源の種類や数や配置、ユニット回路の構成や数、ユニット回路中の電流源
回路の構成、プリチャージを行う回数、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。
【００９０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、図1〜図4において、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、
設定動作を行う対象のユニット回路が、ユニット回路105aである場合について述べた。本
実施の形態では、設定動作を行う対象のユニット回路が時間によって順次変わっていく場
合の動作について述べる。
【００９１】
なお、図1に示した構成を用いて動作を述べるが、構成や動作は、これに限定されない
。なお、本実施の形態の内容は、実施の形態１で説明した内容を組み合わせることは可能
である。
【００９２】
また、プリチャージ動作の時に、電流が入力されるユニット回路の数は、簡単のため、
３つであるとする。なお、プリチャージ動作の時に、電流が入力されるユニット回路の数
はこれに限定されない。
【００９３】
まず、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、設定動作を行う対象のユニット回
路が、ユニット回路105aであるとする。そこで、ユニット回路105aに対して設定動作を行
う前に、プリチャージ動作を行う。ここでは簡単のため、３つのユニット回路に電流を流
してプリチャージ動作を行うこととしている。よって、図13に示すように、ユニット回路
105b、105c、105dに電流を流して、プリチャージ動作を行う。
【００９４】
ここで、ユニット回路105aへの設定動作の前に行うプリチャージ動作として、電流を流
す回路を、ユニット回路105b、105c、105dにした理由を述べる。それは、設定動作を行う
対象のユニット回路が、ユニット回路105aの次は、ユニット回路105bであり、その次はユ
ニット回路105cであり、その次はユニット回路105dであるからである。つまり、ユニット
回路の構成によっては、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニ
ット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化してしまう場合がある。したがって
、このあとすぐに設定動作を行うのであれば、プリチャージ動作のために電流を流しても
、問題が少ない。
【００９５】
よって、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対
して設定動作を行ったときの状態が変化してしまわないような場合は、ユニット回路105b
、105c、105d以外のユニット回路を用いて、プリチャージ動作を行ってもよい。
【００９６】
また、設定動作の時とプリチャージ動作の時とで、信号線108の状態は概ね等しいこと
が望ましい。そのためには、設定動作を行うユニット回路（電流源回路）と、プリチャー
ジ動作を行うユニット回路（電流源回路）とは、電流特性が揃っていることが望ましい。
よって、ユニット回路105a（つまり設定動作を行うユニット回路）の近くに配置されてい
るユニット回路を用いてプリチャージ動作を行うことが望ましい。もちろん、ユニット回
路105a（つまり設定動作を行うユニット回路）を用いて、プリチャージ動作を行っても良
い。
【００９７】
以上のように、あるユニット回路への設定動作の前に行うプリチャージ動作として、電
流を流すユニット回路は、プリチャージ動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユ
ニット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化してしまう場合は、プリチャージ
動作の後に設定動作を行うユニット回路を選択することが望ましい。ユニット回路に対し
て設定動作を行ったときの状態が変化してしまわない場合は、設定動作を行うユニット回
路の近くに配置されているユニット回路を選択することが望ましい。ただし、これに限定
されない。
【００９８】
次に、図13のようなプリチャージ動作の後、図14に示すように、ユニット回路105aに設
定動作を行う。
【００９９】
そして、次に、信号を入力する対象のユニット回路、つまり、設定動作を行う対象のユ
ニット回路がかわって、ユニット回路105bになったとする。すると、ユニット回路105bに
対して設定動作を行う前に、プリチャージ動作を行う。そこで、図15に示すように、ユニ
ット回路105c、105d、105eに電流を流して、プリチャージ動作を行う。なお、ユニット回
路105aには、プリチャージ動作として電流を流すことは、設定動作を完了させた直後であ
り望ましくない。
【０１００】
次に、図16に示すように、ユニット回路105bに設定動作を行う。
【０１０１】
このようにして、設定動作を行う対象が時間によって順次かわっていき、図17、図18に
示すように、プリチャージ動作と設定動作とを行っていく。
【０１０２】
なお、ユニット回路105cへの設定動作の前のプリチャージ動作を行う場合、ユニット回
路105eの次にはユニット回路がない。そこで、プリチャージ動作としては、電流を流すユ
ニット回路として、最初のユニット回路に戻って、ユニット回路105d、105e、105aに電流
を流せばよい。この時の動作を図17、18に示す。
【０１０３】
同様に、設定動作を行う対象が時間によってかわって、ユニット回路105dへ設定動作を
行う場合、図19に示すように、ユニット回路105e、105a、105bに電流を流してプリチャー
ジ動作を行い、その後、図20に示すように、ユニット回路105dへ設定動作を行う。次も同
様に、図21、図22に示すように、プリチャージ動作と設定動作とを行っていく。
【０１０４】
このように動作させることにより、順次、各ユニット回路に設定動作を行っていくこと
が出来る。そして、設定動作の前にプリチャージ動作を行うことにより、電流が小さくて
も、すばやく設定動作を完了させることが出来る。
【０１０５】
なお、プリチャージ動作を行うとき、プリチャージ動作を行った後に、設定動作を行う
ユニット回路を含めずに、それ以外のユニット回路に電流を流しているが、これに限定さ
れない。例えば、図14に示すように、ユニット回路105aに設定動作を行う場合、その前の
プリチャージ動作では、図13ではなく、図21のように、設定動作を行う対象であるユニッ
ト回路105aも含めて、電流を流しても良い。
【０１０６】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１で説明した構成における、ある動
作を詳細に述べたものに相当するがこれに限定されず、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。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。
【０１０７】
（実施の形態３）
実施の形態１において、図2、図8、図11、図12などに例を示したように、ユニット回路
としては、様々な構成を用いることが出来る。そこで、本実施の形態ではユニット回路の
別の例や、ユニット回路の動作について示す。
【０１０８】
まず、図23に、回路例を示す。図23の回路の場合、スイッチ207をオンにすると、トラ
ンジスタ2309のゲート・ソース間電圧が０になる。そのため、トランジスタ2309はオフし
、負荷201には電流が流れない。したがって、プリチャージ動作を行う場合は、スイッチ1
06、207をオンにすればよい。なお、図23の回路の場合、プリチャージ動作としてユニッ
ト回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったときの状態が変化し
てしまう。そのため、プリチャージ動作を行った後は、新たに設定動作を行うまで、負荷
に電流を流すのは望ましくない。そこで、そのような場合は、スイッチ106をオフにした
場合、スイッチ207をオンにすればよい。スイッチ106をオフにすれば、ユニット回路に電
流は入ってこない。一方、スイッチ207はオンなので、負荷201に電流は流れない。負荷20
1に電流を流す場合は、スイッチ106、207をオフにすればよい。また、設定動作を行う場
合は、スイッチ106、207をオンにすればよい。
【０１０９】
別の例を図24に示す。図24の回路の場合、スイッチ2407をオンにすると、トランジスタ
2409のゲート・ソース間電圧が０になる。そのため、トランジスタ2409はオフし、電源線
2413から負荷201には電流が流れない。したがって、プリチャージ動作を行う場合は、ス
イッチ106、2407をオンにすればよい。ただし、そのままでは、負荷201に電流が流れてし
まうため、スイッチ2411をオンにして、配線2412の方に電流が流れるようにすればよい。
配線2412の電位を調節すれば、負荷201に電流が流れない場合が多いが、流れてしまう場
合は、スイッチ209をオフにすればよい。なお、図24の回路の場合、プリチャージ動作と
してユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったときの状
態が変化してしまう。そのため、プリチャージ動作を行った後は、新たに設定動作を行う
まで、負荷に電流を流すのは望ましくない。そこで、そのような場合は、スイッチ106を
オフにして、スイッチ2407をオンにすればよい。あるいは、スイッチ209をオフにしてお
けばよい。スイッチ106をオフにすれば、ユニット回路に電流は入ってこない。一方、ス
イッチ2407はオンなので、電源線2413から負荷201に電流は流れない。負荷201に電流を流
す場合は、スイッチ106、2407、2411をオフにして、スイッチ209をオンにすればよい。ま
た、設定動作を行う場合は、スイッチ106、2407、2411をオンにすればよい。
【０１１０】
なお、図23、24に示した構成については、同じ出願人による特願２００２−２７４６８
０号出願に記載されている。その内容を本発明と組み合わせることが出来る。
【０１１１】
次に、カレントミラー回路を用いた例を図25、図26に示す。図25の場合、プリチャージ
動作としてユニット回路に電流を流すと、そのユニット回路に対して設定動作を行ったと
きの状態が変化してしまう。そのため、スイッチ2509によって、負荷201に電流を流すか
どうかを制御する必要がある。しかし、図26の場合は、プリチャージ動作としてユニット
回路に電流を流しても、スイッチ2601をオフしておけば、そのユニット回路に対して設定
動作を行ったときの状態が変化しない。つまり、容量素子2510に保存された信号が変わっ
てしまったりすることはない。そのため、プリチャージ動作を行っていても、負荷201に
電流を流すことができる。
【０１１２】
次に、他の例を図27に示す。図27の回路の具体例として、その一例を、図28に示す。な
お、図27、28に示した構成やその動作については、同じ出願人による国際公開第０３／０
２７９９７号パンフレットにて開示されている。その内容を本発明と組み合わせることが
出来る。
【０１１３】
このように本実施の形態では、さまざまな構成のユニット回路を示したが、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。また、本実施の形
態で述べた内容は、実施の形態１〜２と自由に組み合わせることができる。
【０１１４】
（実施の形態４）
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。
【０１１５】
表示装置は、図29に示すように、画素配列2901、ゲート線駆動回路2902、信号線駆動回
路2910を有している。ゲート線駆動回路2902は、画素配列2901に選択信号を順次出力する
。信号線駆動回路2910は、画素配列2901にビデオ信号を順次出力する。画素配列2901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2910から画素配列2901へ出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2910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。
【０１１６】
なお、ゲート線駆動回路2902や信号線駆動回路2910は、複数配置されていてもよい。
【０１１７】
信号線駆動回路2910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2903、第１ラッチ回路（LAT1）2904、第２ラッチ回路（LAT2）2905、デジタ
ル・アナログ変換回路2906に分けられる。デジタル・アナログ変換回路2906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2906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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
そこで、信号線駆動回路2910の動作を簡単に説明する。シフトレジスタ2903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。
【０１２０】
シフトレジスタ2903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）29
04に入力される。第１ラッチ回路（LAT1）2904には、ビデオ信号線2908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2906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
。
【０１２１】
ただし、第１ラッチ回路2904や第２ラッチ回路2905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2906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2901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2906は省略できる場合が多い。
【０１２２】
第１ラッチ回路（LAT1）2904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2909よりラッチパルス（Latch Pulse）が入力され、第１
ラッチ回路（LAT1）2904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）
2905に転送される。その後、第２ラッチ回路（LAT2）2905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2906へと入力される。そして、デジタル・ア
ナログ変換回路2906から出力される信号は、画素配列2901へ入力される。
【０１２３】
第２ラッチ回路（LAT2）2905に保持されたビデオ信号がデジタル・アナログ変換回路29
06に入力され、そして、画素2901に入力されている間、シフトレジスタ2903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。
【０１２４】
なお、デジタル・アナログ変換回路2906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2914が配置されている。
【０１２５】
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、どのようなタイプのトラ
ンジスタでもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。したがって、図２９や
図３０などで示したような回路が、全てガラス基板上に形成されていてもよいし、プラス
チック基板に形成されていてもよいし、単結晶基板に形成されていてもよいし、SOI基板
上に形成されていてもよいし、どのような基板上に形成されていてもよい。あるいは、図
２９や図３０などにおける回路の一部が、ある基板に形成されており、図２９や図３０な
どにおける回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、図２９や図３
０などにおける回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、図２９や
図３０などにおいて、画素２９０１とゲート線駆動回路２９０２とは、ガラス基板上にTF
Tを用いて形成し、信号線駆動回路２９１０（もしくはその一部）は、単結晶基板上に形
成し、そのICチップをCOG(Chip On Glass)で接続してガラス基板上に配置してもよい。あ
るいは、そのICチップをTAB(Tape Auto Bonding)やプリント基板を用いてガラス基板と接
続してもよい。
【０１２６】
つまり、信号線駆動回路やその一部は、画素配列2901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。
【０１２７】
なお、信号線駆動回路などの構成は図29に限定されない。
【０１２８】
例えば、第１ラッチ回路2904や第２ラッチ回路2905が、アナログ値を保存できる回路で
ある場合、図30に示すように、リファレンス用電流源回路2914から第１ラッチ回路（LAT1
）2904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30において、
第２ラッチ回路2905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2904に
、より多くの電流源回路が配置されている場合が多い。
【０１２９】
例えば、電流源回路が２つあり、一方の電流源回路が設定動作を行い、他方の電流源回
路が通常動作を行って電流を出力し、それらを切り替えるようにしてもよい。これにより
、設定動作と通常動作とを同時に行うことが出来るようになる。
【０１３０】
なお、具体的な構成などは、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、
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
レットなどに記載されているため、その内容を本発明に適用したり、本発明と組み合わせ
ることが出来る。
【０１３１】
このような場合、図29における、デジタル・アナログ変換回路2906の中の電流源回路に
、本発明を適用することが出来る。デジタル・アナログ変換回路2906の中に、多くのユニ
ット回路があり、リファレンス用電流源回路2914に、基本電流源101や追加電流源103が配
置されている。
【０１３２】
あるいは、図30における、第１ラッチ回路（LAT1）2904の中の電流源回路に、本発明を
適用することが出来る。第１ラッチ回路（LAT1）2904の中に、沢山のユニット回路があり
、リファレンス用電流源回路2914に、基本電流源101や追加電流源103が配置されている。
【０１３３】
あるいは、図29、図30における画素配列2901の中の画素（その中の電流源回路）に、本
発明を適用することが出来る。画素配列2901の中に、沢山のユニット回路があり、信号線
駆動回路2910に、基本電流源101や追加電流源103が配置されている。
【０１３４】
次に、ゲート線駆動回路2902の例を図31に示す。ユニット回路のスイッチ部（例えば、
図1におけるスイッチ部106a〜106e）は、プリチャージ期間では、複数がオン状態になる
。そして、設定期間では、１つのスイッチ部がオンになる。そこで、図31に示すように、
シフトレジスタ3101は、プリチャージ期間中に複数行がオンになるような信号を出力する
。一方、シフトレジスタ3102は、設定期間中に１行がオンになるような信号を出力する。
そして、制御信号線3103を制御することにより、シフトレジスタ3101とシフトレジスタ31
02の出力を切り替えて、ゲート線に出力するようにしている。
【０１３５】
なお、画素（ユニット回路）が有する他のスイッチのオンオフも、同様の技術を用いた
ゲート線駆動回路により、制御できる。
【０１３６】
なお、画素に本発明を適用した場合、画素（ユニット回路）の構成によっては、プリチ
ャージ期間中は、負荷（発光素子など）に電流を供給しない場合がある。そのような場合
は、発光素子が発光しない。そのため、１フレーム期間の間、ずっと発光しつづけるホー
ルド型の発光ではなく、１フレーム期間の間、ある期間だけ発光するインパルス型の発光
になる。ホールド型の発光の場合、動画を表示すると、目の残像効果によって、残像が見
えてしまう場合がある。一方、インパルス型の発光の場合、動画を表示しても、残像が見
えにくい。したがって、画素に本発明を適用した場合、動画を表示したときの残像を抑え
ることも出来る。
【０１３７】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜３で説明した内容を利用したも
のに相当する。したがって、実施の形態１〜３で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。
【０１３８】
（実施の形態５）
これまでの実施の形態では、信号線を通して、電流を供給する場合について述べてきた
が、これに限定されない。電流だけでなく、電圧を供給してもよい。例えば、同じ出願人
による特願２００３−１２３０００号出願に記載されている技術を本発明と組み合わせる
ことが出来る。
【０１３９】
特願２００３−１２３０００号出願では、図37に示すように、電流だけでなく、電圧も
供給している。増幅回路3707を用いて帰還回路を形成することにより、電圧も供給してい
る。なお、詳しい動作の説明は、ここでは省略する。
【０１４０】
図38には、図37における電流源回路のトランジスタ3808が複数配置されている場合につ
いて示している。なお、増幅回路として、オペアンプ3707を用いた場合の例を示している
。ここでは簡単のため、電流源回路のトランジスタ（あるいは画素）が２個配置されてい
る場合について示す。ただし、これらに限定されない。
【０１４１】
図38に示すように、ユニット回路105A、105Bが接続されている。電流を供給する信号線
108と電圧を供給する信号線3803とがある。それらの信号線と、各ユニット回路中の電流
源回路とは、スイッチ回路（スイッチ106A、3807A）などを介して接続される。各ユニッ
ト回路のスイッチ回路（スイッチ106A、3807Aや、スイッチ106B、3807B）を制御すること
により、プリチャージ動作や設定動作を行う。これにより、素早く信号を書き込むことが
出来る。
【０１４２】
なお、図38では、簡単のため、電流源として電流源3701のみを示したが、プリチャージ
動作や設定動作において、電流の大きさを制御できるものとする。あるいは、図1に示す
ように、電流源3701は、スイッチ102、104、基本電流源101、追加電流源103などで構成さ
れているものとする。
【０１４３】
なお、ユニット回路の構成は、図38に限定されず、さまざまな構成が可能である。また
、図37、38のような構成で帰還回路を構成し、また、増幅回路を使用しているが、これに
限定されず、さまざまな構成が可能である。
【０１４４】
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜４で説明した内容と自由に組み
合わせることが出来、また、実施の形態１〜４で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。
【０１４５】
（実施の形態６）
図１３から図２１では、信号線１０８に、５つのユニット回路105a〜105eが接続されて
おり、３つのユニット回路に電流を流すことによってプリチャージ動作を行っていた。本
実施の形態では、１本の信号線に、より多数の画素、つまり、ユニット回路が接続されて
いる場合について説明する。
【０１４６】
例えば、携帯電話用表示装置の場合、QVGAのものが用いられており、縦長の表示なので
、その場合は、１本の信号線に320個の画素（ユニット回路）が接続されていることにな
る。そのほか、カーナビゲーション用表示装置の場合、VGAのものが用いられており、横
長の表示なので、１本の信号線に480個の画素（ユニット回路）が接続されていることに
なる。コンピュータ用表示装置の場合、XGAのものなどが用いられており、横長の表示な
ので、１本の信号線に768個の画素（ユニット回路）が接続されていることになる。
【０１４７】
このように、１本の信号線に多くの画素（ユニット回路）が接続されている場合、プリ
チャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数について述べる。
【０１４８】
プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数は、多い方が望ましい。
なぜなら、プリチャージ動作の時に流れる電流値が大きいので、すばやく定常状態にする
ことができるからである。しかし、電流値が大きくなりすぎると、消費電力が高くなって
しまう。また、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数が多いと、
発光素子に電流を流すことが出来る画素の数が減ってしまう場合がある。つまり、デュー
ティー比が小さくなってしまう場合がある。なぜなら、プリチャージ動作によって、設定
動作によって保存された情報が破壊されてしまう場合があるため、その状態で発光素子に
電流を流すと誤った表示になってしまうから、発光素子に電流を供給できない期間が生じ
るからである。このようにデューティー比が小さくなることによって、発光素子の寿命が
短くなってしまう場合がある。よって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニッ
ト回路）の数は、これらのトレードオフで決定すればよい。
【０１４９】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を５０個にすれ
ば、プリチャージ動作の時に流す電流値を５０倍に出来る。QVGA表示の携帯電話の場合、
１本の信号線に320個の画素（ユニット回路）が接続されているため、プリチャージ動作
の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は50/320=16%である。そして、デュー
ティー比は(320-50)/320=84%であり、許容範囲である。また、プリチャージ動作の時に流
す電流値を５０倍に出来れば、定常状態にするまでの時間も短く出来る。特に、携帯電話
用表示装置の場合、表示領域（画素配列部分）の大きさが小さいため、信号線の長さも短
い。したがって、信号線についてしまう負荷容量も小さいため、プリチャージ動作の時に
流す電流値を５０倍以上に出来れば、定常状態にするまでの時間も十分短くできる。した
がって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を５０個以上、プ
リチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は16%以上、デューテ
ィー比は84%以下にすることが好適である。
【０１５０】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５１】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を１００個にす
れば、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００倍に出来る。VGA表示のカーナビゲー
ション用表示装置の場合、１本の信号線に480個の画素（ユニット回路）が接続されてい
るため、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は100/480=
20%である。そして、デューティー比は(480-100)/480=79%であり、許容範囲である。また
、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００倍に出来れば、定常状態にするまでの時間
も短く出来る。特に、カーナビゲーション用表示装置の場合、表示領域（画素配列部分）
の大きさがあまり大きくないため、信号線の長さもあまり長くない。したがって、信号線
についてしまう負荷容量も大きくないため、プリチャージ動作の時に流す電流値を１００
倍以上に出来れば、定常状態にするまでの時間も十分短くできる。したがって、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を１００個以上、プリチャージ動作
の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は20%以上、デューティー比は79%以下
にすることが好適である。
【０１５２】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５３】
例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を２００個にす
れば、プリチャージ動作の時に流す電流値を２００倍に出来る。XGA表示のパソコン用表
示装置の場合、１本の信号線に768個の画素（ユニット回路）が接続されているため、プ
リチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は200/768=26%である
。そして、デューティー比は(768-200)/768=73%であり、許容範囲である。また、プリチ
ャージ動作の時に流す電流値を２００倍に出来れば、定常状態にするまでの時間も短く出
来る。したがって、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を２０
０個以上、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数の割合は26%以
上、デューティー比は73%以下にすることが好適である。
【０１５４】
ただし、デューティー比が5%以下にすると、発光素子の寿命が短くなってしまう場合が
あるため、デューティー比は5％以上、より好ましくは10％以上になるように、プリチャ
ージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を決定することが望ましい。
【０１５５】
なお、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数は、これに限定さ
れない。例えば、プリチャージ動作の時に電流を流す画素（ユニット回路）の数を多くし
て、デューティー比が５０%程度になるように、プリチャージ動作の時に電流を流す画素
（ユニット回路）の数を決定してもよい。
【０１５６】
（実施の形態７）
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32に示す。
【０１５７】
図32（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１３０
０３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32（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。
【０１５８】
図32（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32（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成される。
【０１５９】
図32（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１３２０
２、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32（Ｃ）に示す発光装置が完成される。
【０１６０】
図32（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32（Ｄ
）に示すモバイルコンピュータが完成される。
【０１６１】
図32（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１３４０
７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、Ｂ１３４０３、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32（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置が完成され
る。
【０１６２】
図32（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１
３５０１、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32（Ｆ）に示すゴーグ
ル型ディスプレイが完成される。
【０１６３】
図32（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１３６０１、表示部１３６０２、筐体１３６０
３、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32（Ｇ）
に示すビデオカメラが完成される。
【０１６４】
図32（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１
３７０７、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流を抑えることができる。また本発明により、図32（Ｈ）に示す
携帯電話が完成される。
【０１６５】
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
。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号線とスイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、
前記スイッチと前記電流源回路とを一つのユニット回路として、前記ユニット回路を複数個備えており、
プリチャージ期間において前記複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路に第１の電流を供給し、
設定期間において前記複数のユニット回路から選択されたＮ個のユニット回路の電流源回路に第２の電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
信号線とスイッチを介して接続可能な電流源回路とを有し、
前記スイッチと前記電流源回路とを一つのユニット回路として、前記ユニット回路を複数個備えており、
プリチャージ期間において前記複数のユニット回路から選択されたＭ個のユニット回路の電流源回路に第１の電流を供給し、
設定期間において前記複数のユニット回路から選択されたＮ個のユニット回路の電流源回路に第２の電流を供給する電流供給手段が備えられていることを特徴とする半導体装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−９８７４１（Ｐ２０１２−９８７４１Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７４０６３（Ｐ２０１１−２７４０６３）
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２００４−１３７７１３（Ｐ２００４−１３７７１３）の分割
【原出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【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）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２００４−１３７７１３（Ｐ２００４−１３７７１３）の分割
【原出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【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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