発光装置、電子機器
【課題】スイッチング用トランジスタのオフ電流を低く抑えたり、容量素子の大容量化を図らずとも、駆動用トランジスタの特性のばらつきに起因する、画素間における発光素子の輝度ムラを抑えることができる発光装置及び素子基板の提案を課題とする。
【解決手段】第１のトランジスタのゲートは、第１の走査線に接続されており、第２のトランジスタのゲートは、第２の走査線に接続されており、第１のトランジスタによって、信号線と第３のトランジスタのゲートとの接続が制御され、第２のトランジスタ及び第３のトランジスタは、発光素子が有する画素電極と、電源線との間において、直列に接続されており、信号線、第２の走査線及び電源線は並んでおり、第１の走査線は、信号線、第２の走査線及び電源線と交差していることを特徴とする発光装置。
【解決手段】第１のトランジスタのゲートは、第１の走査線に接続されており、第２のトランジスタのゲートは、第２の走査線に接続されており、第１のトランジスタによって、信号線と第３のトランジスタのゲートとの接続が制御され、第２のトランジスタ及び第３のトランジスタは、発光素子が有する画素電極と、電源線との間において、直列に接続されており、信号線、第２の走査線及び電源線は並んでおり、第１の走査線は、信号線、第２の走査線及び電源線と交差していることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流を発光素子に供給するための手段と発光素子とが、複数の各画素に備え
られた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックラ
イトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため発光素子を用
いた発光装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されており、近年では携帯
電話やデジタルスチルカメラ等の電子機器に搭載されるなど、実用化が行なわれている。
【０００３】
発光装置は、パッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型とに分類できる。アクテ
ィブマトリクス型はビデオ信号の入力後も発光素子への電流の供給をある程度維持するこ
とができるので、パネルの大型化、高精細化に柔軟に対応することができ、今後の主流と
なりつつある。具体的に提案されている、アクティブマトリクス型発光装置における画素
の構成は、発光装置のメーカーによって異なっており、それぞれに特色のある技術的工夫
が凝らされているが、通常少なくとも、発光素子と、画素へのビデオ信号の入力を制御す
るトランジスタと、該発光素子に電流を供給するためのトランジスタとが各画素に設けら
れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流が大きいと、
他の画素に入力されるビデオ信号の電位の変化に伴い、発光素子に供給する電流値を制御
するトランジスタのゲート・ソース間電圧（以下、ゲート電圧とする）Ｖｇｓが変動しや
すい。このゲート電圧Ｖｇｓの変動を防ぐためには、該トランジスタのゲート・ソース間
に設けられた容量素子の容量を大きくしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトラ
ンジスタのオフ電流を低く抑えたりする必要がある。しかし、容量素子の占有面積を大き
くすることは、塵埃などに起因する電極間のリークの発生確率を高め、よって歩留まりの
低下に繋がるので望ましくない。また、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジス
タのオフ電流を低く抑えること、且つ、大きな容量を充電するためにオン電流を高くする
ことの両方を満たすように、トランジスタのプロセスを最適化するには、コストと時間を
要し、困難な課題である。さらに発光素子に供給する電流を制御するトランジスタのゲー
ト電圧Ｖｇｓは、ゲートにつく寄生容量に起因して、他のトランジスタのスイッチングや
信号線、走査線の電位の変動等に伴って、変動し易いという問題もある。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑み、容量素子の面積を抑え、なおかつ既存のプロセスで作製
されたトランジスタを用いつつ、発光素子に供給する電流を制御するトランジスタのゲー
ト電圧Ｖｇｓの変動によって引き起こされる発光素子の輝度のばらつきを抑えることがで
きる発光装置の提案を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、発光素子に供給する電流の値を決めるトランジスタ（駆動用トランジスタ
）に加え、スイッチング素子として機能するトランジスタ（電流制御用トランジスタ）を
駆動用トランジスタに直列に接続する。そして少なくとも画像を表示するための期間にお
いては、ゲートに固定の電位を与えて駆動用トランジスタをオンにし、常に電流を流せる
状態にしておく。また、電流制御用トランジスタは線形領域で動作させ、そのゲートの電
位を、画素に入力されるビデオ信号で制御する。
【０００７】
電流制御用トランジスタを線形領域で動作させることで、そのソース・ドレイン間電圧
（ドレイン電圧）Ｖｄｓは発光素子に加わる電圧Ｖｅｌに対して非常に小さくなり、ゲー
ト電圧Ｖｇｓの僅かな変動が、発光素子に流れる電流に影響しにくくなる。そして駆動用
トランジスタのゲートの電位は、ビデオ信号によって制御されず、固定されている。よっ
て、前記電流制御用トランジスタのゲート・ソース間に設けられた容量素子の容量を大き
くしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流を低く抑えたり
しなくても、発光素子に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子に流れる電流は、
電流制御用トランジスタのゲートにつく寄生容量による影響も受けない。そして、電流制
御用トランジスタは発光素子への電流の供給の有無を選択するのみであって、発光素子に
流れる電流の値は、駆動用トランジスタにより決定される。このため、ばらつき要因が減
り、画質を大いに高めることができる。また、画素へのビデオ信号の入力を制御するトラ
ンジスタのオフ電流を低く抑えるためにプロセスを最適化しなくとも良いので、トランジ
スタの作製プロセスを簡略化することができ、コスト削減、歩留まり向上に大きく貢献す
ることができる。
【０００８】
なお本発明では、駆動用トランジスタを飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領
域で動作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇ
ｓの僅かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動
用トランジスタを飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタのゲートの電位が固定さ
れているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しない。駆動用トランジスタを飽和領域で動作さ
せることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓのみによって
定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わりにＶｄｓが小
さくなっても、ドレイン電流の値は比較的一定に保たれる。よって、電界発光材料の劣化
に伴う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【０００９】
なお、駆動用トランジスタのＬをＷより長く、電流制御用トランジスタのＬをＷと同じ
か、それより短くしてもよい。より望ましくは、駆動用トランジスタのＷに対するＬの比
が５以上にするとよい。上記構成によって、駆動用トランジスタの特性の違いに起因する
、画素間における発光素子の輝度のばらつきをさらに抑えることができる。また、駆動用
トランジスタのチャネル長をＬ１、チャネル幅をＷ１、電流制御用トランジスタのチャネ
ル長をＬ２、チャネル幅をＷ２とすると、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝Ｘ：１のとき、Ｘは
５以上６０００以下とするのが望ましい。例としては、Ｌ１／Ｗ１＝５００μｍ／３μｍ
、Ｌ２／Ｗ２＝３μｍ／１００μｍという場合が挙げられる。
【００１０】
また本明細書において発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をそ
の範疇に含んでおり、具体的にはＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）や、ＦＥＤ
（Field Emission Display）に用いられているＭＩＭ型の電子源素子（電子放出素子）等
が含まれる。
【００１１】
また発光装置は、発光素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明は、該発光装置を
作製する過程における、発光素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素
子基板は、電流を発光素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。
【００１２】
なお素子基板は、具体的には、発光素子の画素電極のみが形成された状態であっても良
いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、パターニングして画素電極を形成す
る前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【００１３】
発光素子の１つであるＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）は、電場を加えるこ
とで発生するルミネッセンス（Electroluminescence）が得られる電界発光材料を含む層
（以下、電界発光層と記す）と、陽極と、陰極とを有している。電界発光層は陽極と陰極
の間に設けられており、単層または複数の層で構成されている。これらの層の中に無機化
合物を含んでいる場合もある。電界発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態
から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リ
ン光）とが含まれる。
【００１４】
なお本発明の発光装置において用いられるトランジスタとして、多結晶シリコンやアモ
ルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタを用いることができるが、本発明の発光装置
に用いられるトランジスタは薄膜トランジスタに限定されない。単結晶シリコンを用いて
形成されたトランジスタであっても良いし、ＳＯＩを用いたトランジスタであっても良い
。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用
いたトランジスタであってもよい。また本発明の発光装置の画素に設けられたトランジス
タは、シングルゲート構造を有していても良いし、ダブルゲート構造やそれ以上のゲート
電極を有するマルチゲート構造であっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、電流制御用トランジスタのゲート・ソース間に設けられた容量素子の容量
を大きくしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流を低く抑
えたりしなくても、発光素子に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子に流れる電
流は、電流制御用トランジスタのゲートにつく寄生容量による影響も受けない。そして、
電流制御用トランジスタは発光素子への電流の供給の有無を選択するのみであって、発光
素子に流れる電流の値は、駆動用トランジスタにより決定される。このため、ばらつき要
因が減り、画質を大いに高めることができる。また、画素へのビデオ信号の入力を制御す
るトランジスタのオフ電流を低く抑えるためにプロセスを最適化しなくとも良いので、ト
ランジスタの作製プロセスを簡略化することができ、コスト削減、歩留まり向上に大きく
貢献することができる。
【００１６】
また本発明では、駆動用トランジスタを飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領
域で動作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇ
ｓの僅かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動
用トランジスタを飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタのゲートの電位が固定さ
れているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しにくい。駆動用トランジスタを飽和領域で動作
させることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓのみによっ
て定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わりにＶｄｓが
小さくなっても、ドレイン電流の値は一定に保たれる。よって、電界発光材料の劣化に伴
う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図２】図１に示した発光装置の駆動方法を示す図。
【図３】図１に示した発光装置の駆動方法を示す図。
【図４】本発明の発光装置において、書き込み期間と保持期間のタイミングを示す図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置の駆動方法を示す図。
【図６】ビデオ信号が電圧を用いているのか、電流を用いているのかで分類した、駆動方法の一覧。
【図７】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図８】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図９】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図１０】図１に示した発光装置の画素の上面図。
【図１１】図１に示した発光装置の画素の上面図
【図１２】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１３】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１４】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１５】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１６】外部回路とパネルの構成を示す図。
【図１７】信号線駆動回路の一実施例を示す図。
【図１８】本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図１９】本発明の発光装置を用いた電子機器の図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１に、本発明の発光装置が有する画素の一形態を示す。図１に示す画素は、発光素子
１０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用いるト
ランジスタ（スイッチング用トランジスタ）１０２と、発光素子１０１に供給される電流
の値を制御する駆動用トランジスタ１０３と、発光素子１０１への電流の供給の有無を選
択する電流制御用トランジスタ１０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビ
デオ信号の電位を保持するための容量素子１０５を画素に設けても良い。
【００２０】
図１では、駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用トランジスタ１０４は同じ極性で
あっても異なる極性であってもどちらでも良い。本実施の形態では、駆動用トランジスタ
１０３を飽和領域で動作させる例について説明するが、線形領域で動作させても良い。ま
た、スイッチング用トランジスタ１０２及び電流制御用トランジスタ１０４は線形領域で
動作させる。駆動用トランジスタ１０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いても
よいし、ディプリーション型トランジスタを用いてもよい。スイッチング用トランジスタ
１０２は、ｎ型であってもｐ型であってもどちらでも良い。
【００２１】
スイッチング用トランジスタ１０２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ１０２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ１０４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ１０３のゲートは第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されている
。そして駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用トランジスタ１０４は、第１の電源線
Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用ト
ランジスタ１０４のドレイン電流として発光素子１０１に供給されるように、第１の電源
線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子１０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御
用トランジスタ１０４のソースが第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用ト
ランジスタ１０３のドレインが発光素子１０１の画素電極に接続される。
【００２２】
なお駆動用トランジスタ１０３のソースを第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続し、
電流制御用トランジスタ１０４のドレインを発光素子１０１の画素電極に接続してもよい
。
【００２３】
発光素子１０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とからなる
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００２４】
容量素子１０５が有する２つの電極は、一方は第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されており、もう一方は電流制御用トランジスタ１０４のゲートに接続されている。容量
素子１０５は、電流制御用トランジスタ１０４のゲート電圧を保持するために設けられて
いる。なお図１では容量素子１０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子１０５を設けない構成にしても良い。
【００２５】
図１のように、駆動用トランジスタ１０３および電流制御用トランジスタ１０４をｐ型
とする場合、駆動用トランジスタ１０３のドレインと発光素子１０１の陽極とを接続する
のが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ましい。
逆に駆動用トランジスタ１０３および電流制御用トランジスタ１０４をｎ型とするならば
、駆動用トランジスタ１０３のソースと発光素子１０１の陰極とを接続するのが望ましい
。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００２６】
次に、図１に示した画素の駆動方法について説明する。図１に示す画素は、その動作を
書き込み期間、保持期間とに分けて説明することができる。図２（Ａ）に、書き込み期間
において電流制御用トランジスタ１０４がオンの場合の動作を、図２（Ｂ）に、書き込み
期間において電流制御用トランジスタ１０４がオフの場合の動作を示す。また図２（Ｃ）
に、保持期間において電流制御用トランジスタ１０４がオンの場合の動作を、図２（Ｄ）
に、保持期間において電流制御用トランジスタ１０４がオフの場合の動作を示す。なお、
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）では動作を分かり易くするために、スイッチング用トランジスタ
１０２と、電流制御用トランジスタ１０４とを単にスイッチとして示す。
【００２７】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタのスイッチングに関わらず、発光
素子１０１への電流の供給を止めておく。具体的には、発光素子１０１の対向電極と第１
の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い。または、発光素子をダイオー
ドに見立てたときに、発光素子が有する一対の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられ
るように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。
或いは、発光素子に流れる電流の経路をスイッチ等で遮断しても良い。そして、走査線Ｇ
ｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されている
スイッチング用トランジスタ１０２がオンになる。そして、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に
入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ１０２を介して電流制御用トラン
ジスタ１０４のゲートに入力される。駆動用トランジスタ１０３のゲートには、電流制御
用トランジスタがオンのときに駆動用トランジスタがオンになるような高さの電位が、第
１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。
【００２８】
なお、ビデオ信号の電位に従って、電流制御用トランジスタ１０４が、図２（Ａ）に示
すようにオンになっていても、図２（Ｂ）に示すようにオフになっていても、書き込み期
間においては発光素子１０１への電流の供給は停止している。よって書き込み期間におい
て、全ての発光素子１０１は非発光の状態である。そして走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）の電
位を制御することでスイッチング用トランジスタ１０２をオフにし、書き込み期間におい
て書き込まれたビデオ信号の電位が保持される。
【００２９】
次に保持期間では、発光素子１０１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の
間には、発光素子１０１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられて
おり、電流制御用トランジスタ１０４がオンであるならば発光素子１０１に流れる電流の
経路が確保されている状態にする。
【００３０】
よって、ビデオ信号によって電流制御用トランジスタ１０４がオンになる場合は、図２
（Ｃ）に示すように、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子１０１に
供給される。発光素子１０１に流れる電流は、駆動用トランジスタ１０３のドレイン電流
と、発光素子１０１の電圧電流特性によって決まる。そして発光素子１０１は、供給され
る電流に見合った高さの輝度で発光する。逆に、書き込み期間において電流制御用トラン
ジスタ１０４をオフにした場合、図２（Ｄ）に示すように、ビデオ信号の電位は容量素子
１０５によって保持されているので、発光素子１０１への電流の供給は停止しており、発
光素子１０１は非発光の状態を維持する。
【００３１】
なお図１に示した画素において、発光素子１０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝
１〜ｘ）の間の電位差を埋めることで、発光素子１０１への電流の供給を止める場合のス
イッチの構成の一例を、図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示すように、スイッチ１１０を
切り替えることで、書き込み期間においては第１の電源線Ｖｉと、発光素子１０１の対向
電極とに電位Ｖｄｄを与え、保持期間においては発光素子１０１に順方向バイアスの電流
が供給されるように、発光素子１０１の対向電極に電位Ｖｓｓを、第１の電源線Ｖｉに電
位Ｖｄｄを与えることができる。
【００３２】
また、図１に示した画素において、発光素子１０１に流れる電流の経路を遮断すること
で、発光素子１０１への電流の供給を止める場合のスイッチの構成を、図３（Ｂ）に示す
。図３（Ｂ）に示すように、書き込み期間においてはスイッチ１１１をオフすることで、
発光素子１０１に流れる電流の経路を遮断して対向電極をフローティングにし、保持期間
においてはスイッチ１１１をオンにすることで、発光素子１０１に流れる電流の経路を確
保し、発光素子１０１に順方向バイアスの電流が供給されるようにすることができる。
【００３３】
書き込み期間と保持期間のタイミングの一例を、図４を用いて説明する。
【００３４】
図４は時間階調方式を用い、４ビット階調を表現する場合の例である。Ｔｓ１〜Ｔｓ４
は各ビットに対応する保持期間である。保持期間Ｔｓ１〜Ｔｓ４は、その長さの比をＴｓ
１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：Ｔｓ４＝２3：２2：２1：２0＝８：４：２：１としている。Ｔｂ１
〜Ｔｂ４は、各ビットに対応する、走査線に沿って並ぶ１行の画素ごとの書き込み期間に
相当する。また、Ｔａ１〜Ｔａ４は、各ビットに対応する書き込みが開始されてから、全
てのラインの画素において終了するまでのトータルの書き込み期間に相当する。
【００３５】
書き込み期間Ｔｂ１において、画素の１行目から順に走査線が選択され、スイッチング
用トランジスタがオンする。次に、信号線よりビデオ信号が各画素に入力される。ビデオ
信号の入力が完了した行においては、書き込み期間Ｔｂ１が終了し、該ビデオ信号の電位
が保持される。上記動作が最終行まで行われ、期間Ｔａ１が終了する。次に、全ての行に
おいて保持期間Ｔｓ１が開始される。保持期間では、書き込み期間Ｔａ１において入力さ
れたビデオ信号の電位によって、各画素の発光、非発光が制御される。そして全ての画素
において一斉に保持期間が終了し、再び１行目の画素から、次のビットに対応する書き込
み期間Ｔｂ２が開始される。
【００３６】
ここでは４ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれ
に限定されない。また、保持期間の順番はＴｓ１〜Ｔｓ４である必要はなく、ランダムで
もよいし、各保持期間を複数に分割して表示を行なってもよい。
【００３７】
本発明では、電流制御用トランジスタ１０４を線形領域で動作させることで、そのドレ
イン電圧Ｖｄｓは発光素子１０１に加わる電圧Ｖｅｌに対して非常に小さくなり、ゲート
電圧Ｖｇｓの僅かな変動が、発光素子１０１に流れる電流に影響しにくくなる。そして駆
動用トランジスタ１０３のゲートの電位は、ビデオ信号によって制御されず、固定されて
いる。よって、前記電流制御用トランジスタ１０４のゲート・ソース間に設けられた容量
素子１０５の容量を大きくしたり、スイッチング用トランジスタ１０２のオフ電流を低く
抑えたりしなくても、発光素子１０１に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子１
０１に流れる電流は、電流制御用トランジスタ１０４のゲートにつく寄生容量による影響
も受けない。そして、電流制御用トランジスタ１０４は発光素子１０１への電流の供給の
有無を選択するのみであって、発光素子１０１に流れる電流の値は、駆動用トランジスタ
１０３により決定される。このため、ばらつき要因が減り、画質を大いに高めることがで
きる。また、スイッチング用トランジスタ１０２のオフ電流を低く抑えるためにプロセス
を最適化しなくとも良いので、トランジスタの作製プロセスを簡略化することができ、コ
スト削減、歩留まり向上に大きく貢献することができる。
【００３８】
なお駆動用トランジスタ１０３は飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領域で動
作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇｓの僅
かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動用トラ
ンジスタ１０３を飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタ１０３のゲートの電位が
固定されているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しない。駆動用トランジスタ１０３を飽和
領域で動作させることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓ
のみによって定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わり
にＶｄｓが小さくなっても、ドレイン電流の値は一定に保たれる。よって、電界発光材料
の劣化に伴う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【００３９】
なおアクティブマトリクス型の発光装置は、ビデオ信号の入力後も発光素子への電流の
供給をある程度維持することができるので、パネルの大型化、高精細化に柔軟に対応する
ことができ、今後の主流となりつつある。具体的に提案されている、アクティブマトリク
ス型発光装置における画素の構成は、発光装置のメーカーによって異なっており、それぞ
れに特色のある技術的工夫が凝らされている。図５に、アクティブマトリクス型の発光装
置における駆動方法の分類を、体系的に示す。
【００４０】
図５に示すように、アクティブマトリクス型の発光装置における駆動方法は、大まかに
、ビデオ信号がデジタルのものと、アナログのものとに分類できる。そしてアナログに分
類される発光装置は、さらに、発光素子に流す電流値をアナログ的に変調させる電流変調
と、インバータのオンとオフの長さを変化させることで、階調を表現する時間変調とに分
類される。電流変調の発光装置は、Ｔｒ特性補正回路ありのものと、なしのものに分類で
きる。Ｔｒ特性補正回路とは、駆動用トランジスタの特性ばらつきを補正する回路であり
、閾値電圧のみ補正する回路や電流値（閾値電圧、移動度等すべて含む）を補正する回路
がある。
【００４１】
電流変調に分類されるＴｒ特性補正回路ありの発光装置は、さらに電圧プログラミング
で閾値電圧補正をするものと、電流プログラミングで電流値補正をするものとに分類され
る。電圧プログラミングは、ビデオ信号を電圧で入力し、駆動用トランジスタの閾値電圧
のばらつきを補正するものである。一方、電流プログラミングは、駆動用トランジスタの
電流値（閾値電圧、移動度もすべて含む）のばらつきを補正するものである。ビデオ信号
は電流で入力する。発光素子は電流駆動素子であり、電流によって発光輝度が決まるので
データとして電流値を用いた方が直接的である。
【００４２】
そして、電流プログラミングで電流値補正をする発光装置は、さらに電流ミラー型と、
電流ミラーを用いないタイプに分類される。電流ミラー型は、カレントミラー回路を利用
したピクセル回路で、電流を設定するトランジスタと発光素子への電流供給を行なうトラ
ンジスタを別々に配置する。ミラーとなる２つのトランジスタの特性が揃っていることが
大前提となる。電流ミラーを用いないタイプの発光装置は、カレントミラー回路を用いず
、１つのトランジスタで電流設定と発光素子への電流供給を行なう。
【００４３】
一方、デジタルに分類される発光装置は、面積階調と時間諧調に分類される。面積階調
は画素内にサブピクセルを設け、その発光面積に１：２：４：８：…のように重みをつけ
て、その選択により階調表示を行なうものである。面積諧調には、発光時ゲート電位固定
法がある。発光時ゲート電位固定法は、発光素子の発光期間、駆動用トランジスタのゲー
トの電位を固定することで、駆動用トランジスタのＶｇｓを一定にし、表示不良を改善す
るものである。ビデオ信号は駆動用トランジスタと直列に配置された電流制御用トランジ
スタのゲートに入力される。
【００４４】
時間諧調は、１フレームを幾つかのサブフレームに分け、それぞれの発光時間に１：２
：４：８：…のように重みをつけ、その選択によって階調表示を行なうものである。時間
諧調は、DPS(Display Period Separated)駆動と、SES(Simultaneous Erasing Scan)駆動
とに分類される。DPS駆動は、サブフレームがそれぞれ、データ書き込み期間(Addressing
Period)と発光期間(Lighting Period)の２つの部分より構成される。DPS駆動については
、” M .Mizukami, et al. ,6-Bit Digital VGA OLED, SID00 Digest,p.912”に記載され
ている。ＤＰＳ駆動には、上述したような発光時ゲート電位固定法がある。そして本発明
の発光装置は、ＤＰＳ駆動の発光時ゲート電位固定法に分類される。
【００４５】
SES駆動は、消去用トランジスタを用いることで、データ書き込み期間と発光期間を重
ねることができ、発光素子の発光期間を長くすることができる。SES駆動については、”K
.Inukai, et al. , 4.0-in. TFT-OLED Displays and a Novel Digital Driving Method
, SID00 Digest,p.924”に記載されている。SES駆動はさらに、定電流駆動と定電圧駆動
とに分類される。定電流駆動は発光素子を一定電流で駆動するものであり、発光素子の抵
抗変化によらず、一定電流が流れる。定電圧駆動は、発光素子を一定電圧で駆動するもの
である。定電圧駆動には、上述したような発光時ゲート電位固定法がある。
【００４６】
定電流駆動の発光装置は、さらにＴｒ特性補正回路ありのものと、なしのものとに分類
される。Ｔｒ特性補正回路ありの発光装置は、国際公開番号ＷＯ０３／０２７９９７に記
載されている発光装置の駆動（ＣＣＴ１）のものと、特開平２００３−２５５８９６号公
報に記載されている発光装置の駆動（ＣＣＳＰ）のものとがある。Ｔｒ特性補正回路なし
の発光装置は、さらに、駆動Ｔｒ ロングチャネル長のものと、発光時ゲート電位固定法
のものとに分類される。発光時ゲート電位固定法の発光装置の発光装置にも、駆動Ｔｒ
ロングチャネル長のものがある。駆動Ｔｒ ロングチャネル長については、特開平２００
３−２９５７９３号公報に記載されている。駆動Ｔｒ ロングチャネル長は、定電流駆動
時の駆動用トランジスタの特性ばらつきを抑制するものである。ゲート長を超ロングにす
ることで、閾値電圧近傍のＶｇｓを使わないため各画素の発光素子に流れる電流値のばら
つきを低減できる。
【００４７】
図６に、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、ビデオ信号が電圧を用いているの
か、電流を用いているのかで分類した、駆動方法の一覧を示す。図６に示すように、発光
素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流
（ＣＣ）のものとがある。
【００４８】
ビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（Ｃ
ＶＣＶ）と、発光素子に流れる電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。またビデオ信号
が定電流（ＣＣ）のものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、
発光素子に流れる電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【００４９】
本発明の発光装置は、駆動用トランジスタを線形領域で動作させた場合はＣＶＣＶに、
飽和領域で動作させた場合はＣＶＣＣに分類される。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる、本発明の発光装置における画素の一形態
について説明する。
【００５１】
図７（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図７（Ａ）に示す画素は、発
光素子２０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２０２と、発光素子２０１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２０３、発光素子２０１への電流の供給を制御する電流制御用トランジ
スタ２０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持する
ための容量素子２０５を画素に設けても良い。
【００５２】
駆動用トランジスタ２０３及び電流制御用トランジスタ２０４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ２０３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ２
０２及び電流制御用トランジスタ２０４は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ２
０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラン
ジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ２０２はｎ型であっても良い
し、ｐ型であっても良い。
【００５３】
スイッチング用トランジスタ２０２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ２０２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２０４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ２０３のゲートは第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続
されている。そして駆動用トランジスタ２０３及び電流制御用トランジスタ２０４は、電
源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ２０３及び電流制御
用トランジスタ２０４のドレイン電流として発光素子２０１に供給されるように、電源線
Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子２０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用
トランジスタ２０４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジス
タ２０３のドレインが発光素子２０１の画素電極に接続される。
【００５４】
なお本実施の形態では、駆動用トランジスタ２０３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）に接続され、電流制御用トランジスタ２０４のドレインが発光素子２０１の画素電極に
接続されていても良い。
【００５５】
発光素子２０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００５６】
容量素子２０５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ２０４のゲートに接続されている。容量素子２
０５は、電流制御用トランジスタ２０４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図７（Ａ）では容量素子２０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子２０５を設けない構成にしても良い。
【００５７】
図７（Ａ）のように、駆動用トランジスタ２０３および電流制御用トランジスタ２０４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２０３のドレインと発光素子２０１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２０３および電流制御用トランジスタ２０４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２０３のソースと発光素子２０１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００５８】
次に、図７（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図７（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００５９】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２０４のスイッチングに関わらず
、発光素子２０１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子２０１をダイオードに見立てたときに、発光素子２０１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２０１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。また図７（Ａ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｊの電位を制御
することで、書き込み期間において駆動用トランジスタ２０３を強制的にオフし、発光素
子に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の駆動用トランジスタ２０３を用
いて発光素子２０１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期間にお
いても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と、保持
期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力を抑え
ることができる。
【００６０】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
２０２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ２０２を介して電流制御用トランジスタ２０４のゲートに入力される。
該ビデオ信号の電位は、容量素子２０５によって保持される。
【００６１】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【００６２】
保持期間では、発光素子２０１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間に
は、発光素子２０１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており
、電流制御用トランジスタ２０４がオンであるならば発光素子２０１に流れる電流の経路
が確保される状態とする。また、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択され、駆動用
トランジスタ２０３のゲートには、電流制御用トランジスタ２０４がオンのときに駆動用
トランジスタ２０３がオンになるような高さの電位が与えられる。このとき容量素子２０
５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２０４がオンに
なっている場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子２０１に供給され
る。電流制御用トランジスタ２０４は線形領域で動作しているため、発光素子２０１に流
れる電流は、駆動用トランジスタ２０３と発光素子２０１の電圧電流特性によって決まる
。そして発光素子２０１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【００６３】
また容量素子２０５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２０４がオフになる場合は、発光素子２０１への電流の供給は停止されており、発光
素子２０１は非発光の状態のままである。
【００６４】
なお、第２の走査線Ｇｂｊのレイアウトは、図７（Ａ）に示した構成に限定されない。
例えば図７（Ｂ）に示すように、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）を第１の走査線Ｇａ
ｊと交差させ、かつ信号線Ｓｉと並列に配置しても良い。また図７（Ｃ）に示すように、
信号線Ｓｉを共有している画素間で、駆動用トランジスタ２０３のゲート電極を、複数の
配線で電気的に接続し、該複数の配線及び駆動用トランジスタ２０３のゲート電極を第２
の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）として機能させても良い。なお図７（Ｃ）の駆動用トラン
ジスタ２０３を示す回路記号は、ゲート電極の異なる２点にコンタクト領域を設けたトラ
ンジスタを表したものであり、接続関係が通常と異なるため、特にこの様に表した。この
場合、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）として機能する複数の配線を、信号線Ｓｉ側に
レイアウトしてもよいが、図７（Ｄ）に示すように、電源線Ｖｉ側にレイアウトさせても
良い。また、図７（Ｅ）に示すように、電源線Ｖｊを信号線Ｓｉと交差させ、かつ第１の
走査線Ｇａｊと並列に配置し、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）を第１の走査線Ｇａｊ
と交差させ、かつ信号線Ｓｉと並列に配置しても良い。
【００６５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態２とは異なる、本発明の発光装置におけ
る、画素の構成について説明する。
【００６６】
図８（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図８（Ａ）に示す画素は、発
光素子２１１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２１２と、発光素子２１１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２１３、発光素子２１１への電流の供給を制御する電流制御用トランジ
スタ２１４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持する
ための容量素子２１５を画素に設けても良い。
【００６７】
駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２１４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ２１３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。駆動用トランジスタ２１３には
エンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トランジスタを
用いてもよい。電流制御用トランジスタ２１４は線形領域で動作させる。また、スイッチ
ング用トランジスタ２１２はｎ型であっても良いし、ｐ型であっても良い。
【００６８】
スイッチング用トランジスタ２１２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ２１２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２１４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ２１３のゲートは電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続されている。そし
て駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２１４は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１
〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２
１４のドレイン電流として発光素子２１１に供給されるように、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）、発光素子２１１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トランジスタ２１
４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ２１３のドレイ
ンが発光素子２１１の画素電極に接続される。
【００６９】
なお本実施の形態では、駆動用トランジスタ２１３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）に接続され、電流制御用トランジスタ２１４のドレインが発光素子２１１の画素電極に
接続されていても良い。
【００７０】
発光素子２１１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００７１】
容量素子２１５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ２１４のゲートに接続されている。容量素子２
１５は、電流制御用トランジスタ２１４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図８（Ａ）では容量素子２１５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子２１５を設けない構成にしても良い。
【００７２】
図８（Ａ）のように、駆動用トランジスタ２１３および電流制御用トランジスタ２１４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２１３のドレインと発光素子２１１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２１３および電流制御用トランジスタ２１４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２１３のソースと発光素子２１１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００７３】
次に、図８（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図８（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００７４】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２１４のスイッチングに関わらず
、発光素子２１１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２１１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子をダイオードに見立てたときに、発光素子２１１が有する一対の電極
間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜
ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２１１に流れる電流の経路をスイ
ッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、用いる
ことができる。
【００７５】
そして、書き込み期間において走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ
（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ２１２がオンにな
る。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ
２１２を介して、電流制御用トランジスタ２１４のゲートに入力される。該ビデオ信号の
電位は、容量素子２１５によって保持される。なお、駆動用トランジスタ２１３のゲート
には、電流制御用トランジスタ２１４がオンのときに駆動用トランジスタ２１３がオンに
なるような高さの電位が、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられているが、
上述したように書き込み期間においては発光素子２１１への電流の供給は停止しているの
で、電流制御用トランジスタ２１４のオン、オフに関わらず、発光素子２１１は非発光の
ままである。
【００７６】
走査線Ｇｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、次に全て
の画素において一斉に保持期間が開始される。
【００７７】
保持期間では、発光素子２１１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間に
は、発光素子２１１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており
、電流制御用トランジスタ２１４がオンであるならば発光素子２１１に流れる電流の経路
が確保される状態とする。また、駆動用トランジスタ２１３のゲートには、電流制御用ト
ランジスタ２１４がオンのときに駆動用トランジスタ２１３がオンになるような高さの電
位が、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。このとき容量素子２１
５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２１４がオンに
なっている場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子２１１に供給され
る。電流制御用トランジスタ２１４は線形領域で動作しているため、発光素子２１１に流
れる電流は、駆動用トランジスタ２１３と発光素子２１１の電圧電流特性によって決まる
。そして発光素子２１１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【００７８】
また容量素子２１５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２１４がオフになる場合は、発光素子２１１への電流の供給は停止されており、発光
素子２１１は非発光のままである。
【００７９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３とは異なる、本発明の
発光装置における、画素の構成について説明する。
【００８０】
図８（Ｂ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図８（Ｂ）に示す画素は、発
光素子２２１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２２２と、発光素子２２１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２２３と、発光素子２２１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ２２４と、書き込み期間中に発光素子へ２２１への電流の供給を停止するための遮
断用トランジスタ２２６とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電
位を保持するための容量素子２２５を画素に設けても良い。
【００８１】
駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２
２６は同じ極性を有していても、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用
トランジスタ２２３は、飽和領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。ス
イッチング用トランジスタ２２２、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジス
タ２２６は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ２２３にはエンハンスメント型ト
ランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トランジスタを用いてもよい。また、
スイッチング用トランジスタ２２２はｎ型であっても良いし、ｐ型であっても良い。
【００８２】
スイッチング用トランジスタ２２２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ２２２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２２４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ２２３のゲートは第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続さ
れている。そして駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用
トランジスタ２２６は、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用
トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２２６のド
レイン電流として発光素子２２１に供給することができるように、第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）、発光素子２２１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トランジ
スタ２２４のソースが第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ
２２３のドレインが発光素子２２１の画素電極に接続され、遮断用トランジスタ２２６が
駆動用トランジスタ２２３と電流制御用トランジスタ２２４との間に、直列に接続されて
いる。
【００８３】
なお、駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４、遮断用トランジス
タ２２６の接続は上記構成に限定されない。これら３つのトランジスタの並び順は設計者
が適宜選択することができる。例えば、駆動用トランジスタ２２３のソースが第１の電源
線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、電流制御用トランジスタ２２４のドレインが発光素子
２２１の画素電極に接続され、遮断用トランジスタ２２６が駆動用トランジスタ２２３と
電流制御用トランジスタ２２４との間に、直列に接続されていても良い。
【００８４】
発光素子２２１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００８５】
容量素子２２５が有する２つの電極は、一方は第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されており、もう一方は電流制御用トランジスタ２２４のゲートに接続されている。容量
素子２２５は、電流制御用トランジスタ２２４のゲート電圧を保持するために設けられて
いる。なお図８（Ｂ）では、容量素子２２５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成
に限定されず、容量素子２２５を設けない構成にしても良い。
【００８６】
図８（Ｂ）のように、駆動用トランジスタ２２３および電流制御用トランジスタ２２４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２２３のドレインと発光素子２２１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２２３および電流制御用トランジスタ２２４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２２３のソースと発光素子２２１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００８７】
次に、図８（Ｂ）に示した画素の駆動方法について説明する。図８（Ｂ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００８８】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２２４のスイッチングに関わらず
、発光素子２２１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２２１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子２２１をダイオードに見立てたときに、発光素子２２１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２２１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。なお図８（Ｂ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｊの電位を制御
することで、書き込み期間において遮断用トランジスタ２２６を強制的にオフし、発光素
子２２１に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の遮断用トランジスタ２２
６を用いて発光素子２２１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期
間においても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と
、保持期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力
を抑えることができる。また遮断用トランジスタ２２６は線形領域で動作しているので、
飽和領域で動作するトランジスタに比べて、スイッチングさせる際に、ゲート電圧の変化
を小さく抑えることができ、より消費電力を低減させることができる。
【００８９】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
２２２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ２２２を介して、電流制御用トランジスタ２２４のゲートに入力される
。該ビデオ信号の電位は、容量素子２２５によって保持される。なお、駆動用トランジス
タ２２３のゲートには、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２２６が
オンのときに駆動用トランジスタ２２３がオンになるような高さの電位が、第２の電源線
Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられているが、上述したように書き込み期間においては
遮断用トランジスタ２２６をオフするなどして発光素子２２１への電流の供給を停止して
いるので、電流制御用トランジスタ２２４のオン、オフに関わらず、発光素子２２１は非
発光のままである。
【００９０】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【００９１】
保持期間では、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）を選択し、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ
＝１〜ｙ）にゲートが接続されている遮断用トランジスタ２２６をオンにする。さらに、
発光素子２２１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間には、発光素子２２
１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており、電流制御用トラ
ンジスタ２２４がオンであるならば発光素子２２１に流れる電流の経路が確保される状態
にする。また、駆動用トランジスタ２２３のゲートには、電流制御用トランジスタ２２４
及び遮断用トランジスタ２２６がオンのときに駆動用トランジスタ２２３がオンになるよ
うな高さの電位が、第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。このとき
容量素子２２５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２
２４がオンになっている場合は、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素
子２２１に供給される。電流制御用トランジスタ２２４は線形領域で動作しているため、
発光素子２２１に流れる電流は、駆動用トランジスタ２２３と発光素子２２１の電圧電流
特性によって決まる。そして発光素子２２１は、供給される電流に見合った高さの輝度で
発光する。
【００９２】
また容量素子２２５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２２４がオフになる場合は、発光素子２２１への電流の供給は停止されており、発光
素子２２１は非発光のままである。
【００９３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態４とは異なる、本発明の発光装置にお
ける、画素の構成について説明する。
【００９４】
図９（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図９（Ａ）に示す画素は、発
光素子３０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ３０２と、発光素子３０１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ３０３と、発光素子３０１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ３０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持す
るための容量素子３０５を画素に設けても良い。
【００９５】
駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ３０３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ３
０２及び電流制御用トランジスタ３０４は、線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ
３０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラ
ンジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ３０２はｎ型であっても良
いし、ｐ型であっても良い。
【００９６】
スイッチング用トランジスタ３０２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ３０２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ３０４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ３０３のゲートは信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続されている。そし
て駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１
〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３
０４のドレイン電流として発光素子３０１に供給することができるように、電源線Ｖｉ（
ｉ＝１〜ｘ）、発光素子３０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トラン
ジスタ３０４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ３０
３のドレインが発光素子３０１の画素電極に接続されている。
【００９７】
なお、駆動用トランジスタ３０３、電流制御用トランジスタ３０４の接続は上記構成に
限定されない。例えば、駆動用トランジスタ３０３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）
に接続され、電流制御用トランジスタ３０４のドレインが発光素子３０１の画素電極に接
続されていても良い。
【００９８】
発光素子３０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００９９】
容量素子３０５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ３０４のゲートに接続されている。容量素子３
０５は、電流制御用トランジスタ３０４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図９（Ａ）では、容量素子３０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定
されず、容量素子３０５を設けない構成にしても良い。
【０１００】
図９（Ａ）のように、駆動用トランジスタ３０３および電流制御用トランジスタ３０４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ３０３のドレインと発光素子３０１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４をｎ型とするな
らば、駆動用トランジスタ３０３のソースと発光素子３０１の陰極とを接続するのが望ま
しい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【０１０１】
次に、図９（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図９（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【０１０２】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ３０４のスイッチングに関わらず
、発光素子３０１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子３０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子３０１をダイオードに見立てたときに、発光素子３０１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子３０１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。
【０１０３】
そして、書き込み期間において走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ
（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ３０２がオンにな
る。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ
３０２を介して、電流制御用トランジスタ３０４のゲートに入力される。該ビデオ信号の
電位は、容量素子３０５によって保持される。なお、駆動用トランジスタ３０３のゲート
には、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジスタ３０３がオンに
なるような高さのビデオ信号の電位が、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）から与えられる場合も
あるが、上述したように書き込み期間においては発光素子３０１への電流の供給を停止し
ているので、電流制御用トランジスタ３０４のオン、オフに関わらず、発光素子３０１は
非発光のままである。
【０１０４】
走査線Ｇｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、次に全て
の画素において一斉に保持期間が開始される。
【０１０５】
保持期間では、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に固定の電位を与える。スイッチング用トラ
ンジスタ３０２は保持期間においてオフになっているので、信号線Ｓｉに与えられた固定
の電位は駆動用トランジスタ３０３のゲートに与えられる。そして信号線Ｓｉに与えられ
た固定の電位は、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジスタ３０
３がオンになるような高さにする。さらに保持期間では、発光素子３０１の対向電極と、
電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間には、発光素子３０１に順方向バイアスの電流が供給され
るような電位差が設けられており、電流制御用トランジスタ３０４がオンであるならば発
光素子３０１に流れる電流の経路が確保される状態にする。よって、容量素子３０５によ
って保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ３０４がオンになって
いる場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子３０１に供給される。電
流制御用トランジスタ３０４は線形領域で動作しているため、発光素子３０１に流れる電
流は、駆動用トランジスタ３０３と発光素子３０１の電圧電流特性によって決まる。そし
て発光素子３０１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【０１０６】
また容量素子３０５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ３０４がオフになる場合は、発光素子３０１への電流の供給は停止されており、発光
素子３０１は非発光のままである。
【０１０７】
なお本実施の形態では、信号線Ｓｉに、書き込み期間においてビデオ信号の電位を与え
、保持期間においては、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジス
タ３０３がオンになるような高さの固定の電位を与える。上記信号線Ｓｉに与える電位の
切り替えは、単数または複数のスイッチング素子等の回路素子を用いることで実現するこ
とができる。例えば図９（Ａ）では、トランスミッションゲート３０６と、トランジスタ
３０８と、インバータ３０７とを用い、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えを行なう例を
示している。
【０１０８】
具体的にトランスミッションゲート３０６は、ソースとドレインが互いに接続されたｎ
型のトランジスタ３０６ａとｐ型のトランジスタ３０６ｂとを有する。ｎ型のトランジス
タ３０６ａのゲートとｐ型のトランジスタ３０６ｂのゲートとは、インバータ３０７を介
して互いに反転した信号が入力されている。そしてｎ型のトランジスタ３０６ａとｐ型の
トランジスタ３０６ｂのいずれか一方は、ゲートがトランジスタ３０８のゲートに接続さ
れており、他方は、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えのタイミングを情報として有する
信号（発光制御信号）の電位がゲートに与えられる。図９（Ａ）では、ｐ型のトランジス
タ３０６ｂのゲートとトランジスタ３０８のゲートとが接続されており、ｎ型のトランジ
スタ３０６ａのゲートに発光制御信号の電位が与えられている例を示す。なお、トランジ
スタ３０８の極性は、トランスミッションゲート３０６が有する２つのトランジスタのう
ち、発光制御信号の電位がゲートに与えられている方のトランジスタと同じにする。よっ
て図９（Ａ）では、トランジスタ３０８の極性はｎ型とする。
【０１０９】
ｎ型のトランジスタ３０６ａのソースとｐ型のトランジスタ３０６ｂのソースにはビデ
オ信号の電位が与えられており、ｎ型のトランジスタ３０６ａのドレインとｐ型のトラン
ジスタ３０６ｂのドレインの電位は、信号線Ｓｉに与えられる。またトランジスタ３０８
のソースとドレインのうち、一方は、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動
用トランジスタ３０３がオンするような高さの固定の電位が与えられており、他方は信号
線Ｓｉに接続されている。
【０１１０】
発光制御信号によってｎ型のトランジスタ３０６ａ及びｐ型のトランジスタ３０６ｂが
オンし、トランジスタ３０８がオフすると、ビデオ信号の電位が信号線Ｓｉに与えられる
。逆に、発光制御信号によってｎ型のトランジスタ３０６ａ及びｐ型のトランジスタ３０
６ｂがオフし、トランジスタ３０８がオンすると、電流制御用トランジスタ３０４がオン
のときに駆動用トランジスタ３０３がオンするような高さの固定の電位が、信号線Ｓｉに
与えられる。
【０１１１】
本実施の形態のように、信号線Ｓｉの電位を書き込み期間と保持期間とで切り替えるこ
とで、画素に信号または電位を供給するための配線の数を抑えることができる。
【０１１２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態５とは異なる、本発明の発光装置にお
ける、画素の構成について説明する。
【０１１３】
図９（Ｂ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図９（Ｂ）に示す画素は、発
光素子３１１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ３１２と、発光素子３１１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ３１３と、発光素子３１１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ３１４とを有している。さらに、ビデオ信号の電位を保持するための容量素子を画
素に設けても良い。
【０１１４】
駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ３１３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ３
１２及び電流制御用トランジスタ３１４は、線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ
３１３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラ
ンジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ３１２はｎ型であっても良
いし、ｐ型であっても良い。
【０１１５】
スイッチング用トランジスタ３１２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ３１２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ３１４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ３１３のゲートは第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されている。そして駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４は、信
号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ３１３及び電流制御
用トランジスタ３１４のドレイン電流として発光素子３１１に供給することができるよう
に、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子３１１と接続されている。本実施の形態では、
電流制御用トランジスタ３１４のソースが信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用
トランジスタ３１３のドレインが発光素子３１１の画素電極に接続されている。
【０１１６】
なお、駆動用トランジスタ３１３、電流制御用トランジスタ３１４の接続は上記構成に
限定されない。例えば、駆動用トランジスタ３１３のソースが信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）
に接続され、電流制御用トランジスタ３１４のドレインが発光素子３１１の画素電極に接
続されていても良い。
【０１１７】
発光素子３１１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【０１１８】
図９（Ｂ）のように、駆動用トランジスタ３１３および電流制御用トランジスタ３１４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ３１３のドレインと発光素子３１１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４をｎ型とするな
らば、駆動用トランジスタ３１３のソースと発光素子３１１の陰極とを接続するのが望ま
しい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【０１１９】
次に、図９（Ｂ）に示した画素の駆動方法について説明する。図９（Ｂ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【０１２０】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ３１４のスイッチングに関わらず
、発光素子３１１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子３１１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子３１１をダイオードに見立てたときに、発光素子３１１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子３１１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。なお図９（Ｂ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｉ電位を制御す
ることで、書き込み期間において駆動用トランジスタ３１３を強制的にオフし、発光素子
３１１に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の駆動用トランジスタ３１３
を用いて発光素子３１１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期間
においても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と、
保持期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力を
抑えることができる。
【０１２１】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
３１２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ３１２を介して、電流制御用トランジスタ３１４のゲートに入力される
。
【０１２２】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【０１２３】
保持期間では、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に固定の電位を与える。該固定の電位は、電
流制御用トランジスタ３１４がオンのときに、発光素子３１１に順方向バイアスの電流が
供給されるような高さとする。さらに保持期間では、電流制御用トランジスタ３１４がオ
ンであるならば発光素子３１１に流れる電流の経路が確保される状態にする。よって、書
き込み期間において入力されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ３１４
がオンになっている場合は、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子３１１に
供給される。電流制御用トランジスタ３１４は線形領域で動作しているため、発光素子３
１１に流れる電流は、駆動用トランジスタ３１３と発光素子３１１の電圧電流特性によっ
て決まる。そして発光素子３１１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【０１２４】
また、ビデオ信号の電位によって電流制御用トランジスタ３１４がオフになる場合は、
発光素子３１１への電流の供給は停止されており、発光素子３１１は非発光のままである
。
【０１２５】
なお本実施の形態では、信号線Ｓｉに、書き込み期間においてビデオ信号の電位を与え
、保持期間において発光素子３１１に順バイアス方向の電流を与えられるような高さの固
定の電位を与える。上記信号線Ｓｉに与える電位の切り替えは、単数または複数のスイッ
チング素子等の回路素子を用いることで実現することができる。例えば図９（Ｂ）では、
図９（Ａ）と同様に、トランスミッションゲート３１６と、トランジスタ３１８と、イン
バータ３１７とを用い、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えを行なう例を示している。
【０１２６】
本実施の形態のように、信号線Ｓｉの電位を書き込み期間と保持期間とで切り替えるこ
とで、画素に信号または電位を供給するための配線の数を抑えることができる。
【０１２７】
特に、駆動用トランジスタ３１３を飽和領域で動作させる場合、発光素子３１１に順バ
イアス方向の電流を与えられるような高さの固定の電位を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）に対応する画素ごとに変えることで、ホワイトバランスの調整を行なうことができる。
【実施例１】
【０１２８】
本実施例では、図１に示した画素の、上面図の一実施例について説明する。図１０に本
実施例の画素の上面図を示す。
【０１２９】
５００１は信号線、５００２は第１の電源線、５００３は第２の電源線に相当し、５０
０４は走査線に相当する。本実施例では、信号線５００１と第１の電源線５００２と第２
の電源線５００３は同じ導電膜で形成する。また５００５はスイッチング用トランジスタ
であり、走査線５００４の一部がそのゲート電極として機能する。５００７は駆動用トラ
ンジスタ、５００８は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ５００７
は、そのＬ／Ｗが電流制御用トランジスタ５００８よりも大きくなるように、活性層が曲
がりくねっている。５００９は画素電極に相当し、電界発光層や陰極（共に図示せず）と
重なる領域（発光エリア）５０１０において発光する。
【０１３０】
なお本発明の上面図はほんの一実施例であり、本発明はこれに限定されないことは言う
までもない。
【実施例２】
【０１３１】
本実施例では、図１に示した画素の、図１０とは異なる上面図の一実施例について説明
する。図１１に本実施例の画素の上面図を示す。
【０１３２】
８００１は信号線、８００２は第１の電源線、８００３は第２の電源線に相当し、８
００４は走査線に相当する。本実施例では、信号線８００１と第１の電源線８００２と第
２の電源線８００３は同じ導電膜で形成する。また８００５はスイッチング用トランジス
タであり、第１の走査線８００４の一部がそのゲート電極として機能する。８００７は駆
動用トランジスタ、８００８は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ
８００７は、そのＬ／Ｗが電流制御用トランジスタ８００８よりも大きくなるように、活
性層が曲がりくねっている。８００９は画素電極に相当し、電界発光層や陰極（共に図示
せず）と重なる領域（発光エリア）８０１０において発光する。また、８０１２は容量素
子に相当する。
【０１３３】
なお本発明の上面図はほんの一実施例であり、本発明はこれに限定されないことは言う
までもない。
【実施例３】
【０１３４】
本発明で用いることができるトランジスタは、アモルファスシリコンで形成されていて
も良い。アモルファスシリコンでトランジスタを形成すると、結晶化のプロセスを設けず
に済むので、作製方法を簡略化することができ、低コスト化が図れる。ただしアモルファ
スシリコンで形成されたトランジスタはｐ型よりもｎ型の方が、移動度は高く、発光装置
の画素に用いるのにより適している。本実施例では、駆動用トランジスタがｎ型の場合に
おける、画素の断面構造について説明する。
【０１３５】
図１２（Ａ）に、駆動用トランジスタ６００１がｎ型で、発光素子６００２から発せら
れる光が陽極６００５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１２（Ａ）では、発光
素子６００２の陰極６００３と駆動用トランジスタ６００１が電気的に接続されており、
陰極６００３上に電界発光層６００４、陽極６００５が順に積層されている。陰極６００
３は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることが
できる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして電界発
光層６００４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されて
いてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陰極６００３上に電子注入層、
電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全
て設ける必要はない。陽極６００５は光を透過する透明導電膜、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯ
、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を
用いることができる。
【０１３６】
陰極６００３と、電界発光層６００４と、陽極６００５とが重なっている部分が発光素
子６００２に相当する。図１２（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６００２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陽極６００５側に抜ける。
【０１３７】
また、駆動用トランジスタ６００１の活性層の一部が抵抗６００９として機能する。
【０１３８】
図１２（Ｂ）に、駆動用トランジスタ６０１１がｎ型で、発光素子６０１２から発せら
れる光が陰極６０１３側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１２（Ｂ）では、駆動
用トランジスタ６０１１と電気的に接続された透明導電膜６０１７上に、発光素子６０１
２の陰極６０１３が成膜されており、陰極６０１３上に電界発光層６０１４、陽極６０１
５が順に積層されている。そして陽極６０１５を覆うように、光を反射または遮蔽するた
めの遮蔽膜６０１６が成膜されている。陰極６０１３は、図１２（Ａ）の場合と同様に、
仕事関数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、
光を透過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極６０１３として用
いることができる。そして電界発光層６０１４は、図１２（Ａ）と同様に、単数の層で構
成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極６
０１５は光を透過する必要はないが、図１２（Ａ）と同様に、透明導電膜を用いて形成す
ることができるし、ＴｉＮまたはＴｉを用いることもできる。そして遮蔽膜６０１６は、
例えば光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定されない。例えば黒の
顔料を添加した樹脂等を用いることもできる。
【０１３９】
陰極６０１３と、電界発光層６０１４と、陽極６０１５とが重なっている部分が発光素
子６０１２に相当する。図１２（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０１２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陰極６０１３側に抜ける。
【０１４０】
また、駆動用トランジスタ６０１１の活性層の一部が抵抗６０１９として機能する。
【０１４１】
なお本実施例では、駆動用トランジスタと発光素子が電気的に接続されている例を示し
たが、駆動用トランジスタと発光素子との間に電流制御用トランジスタまたは遮断用トラ
ンジスタが接続されている構成であってもよい。
【実施例４】
【０１４２】
本実施例では、駆動用トランジスタがｐ型の場合における、画素の断面構造について説
明する。
【０１４３】
図１３（Ａ）に、駆動用トランジスタ６０２１がｐ型で、発光素子６０２２から発せら
れる光が陽極６０２３側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１３（Ａ）では、発光
素子６０２２の陽極６０２３と駆動用トランジスタ６０２１が電気的に接続されており、
陽極６０２３上に電界発光層６０２４、陰極６０２５が順に積層されている。陰極６０２
５は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることが
できる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして電界発
光層６０２４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されて
いてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陽極６０２３上にホール注入層
、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。なおこれらの層を全
て設ける必要はない。陽極６０２３は光を透過する透明導電膜、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯ
、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を
用いても良い。
【０１４４】
陽極６０２３と、電界発光層６０２４と、陰極６０２５とが重なっている部分が発光素
子６０２２に相当する。図１３（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６０２２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陽極６０２３側に抜ける。
【０１４５】
また、駆動用トランジスタ６０２１の活性層の一部が抵抗６０２９として機能する。
【０１４６】
図１３（Ｂ）に、駆動用トランジスタ６０３１がｐ型で、発光素子６０３２から発せら
れる光が陰極６０３５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１３（Ｂ）では、駆動
用トランジスタ６０３１と電気的に接続された配線６０３７上に、発光素子６０３２の陽
極６０３３が成膜されており、陽極６０３３上に電界発光層６０３４、陰極６０３５が順
に積層されている。上記構成によって、陽極６０３３において光が透過しても、該光は配
線６０３７において反射される。陰極６０３５は、図１３（Ａ）の場合と同様に、仕事関
数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光を透
過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極６０３５として用いるこ
とができる。そして電界発光層６０３４は、図１３（Ａ）と同様に、単数の層で構成され
ていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極６０３３
は光を透過する必要はないが、図１３（Ａ）と同様に、透明導電膜を用いて形成すること
ができるし、ＴｉＮまたはＴｉを用いることもできる。そして遮蔽膜６０３６は、例えば
光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定されない。例えば黒の顔料を
添加した樹脂等を用いることもできる。
【０１４７】
陽極６０３３と、電界発光層６０３４と、陰極６０３５とが重なっている部分が発光素
子６０３２に相当する。図１３（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０３２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陰極６０３５側に抜ける。
【０１４８】
また、駆動用トランジスタ６０３１の活性層の一部が抵抗６０３９として機能する。
【０１４９】
なお本実施例では、駆動用トランジスタと発光素子が電気的に接続されている例を示し
たが、駆動用トランジスタと発光素子との間に電流制御用トランジスタまたは遮断用トラ
ンジスタが接続されている構成であってもよい。
【実施例５】
【０１５０】
本実施例では、駆動用トランジスタと電流制御用トランジスタが共にボトムゲート型の
場合の、画素の断面構造について説明する。
【０１５１】
なお本発明で用いることができるトランジスタは、アモルファスシリコンで形成されて
いても良い。アモルファスシリコンでトランジスタを形成すると、結晶化のプロセスを設
けずに済むので、作製方法を簡略化することができ、低コスト化が図れる。ただしアモル
ファスシリコンで形成されたトランジスタはｐ型よりもｎ型の方が移動度は高く、発光装
置の画素に用いるのにより適している。本実施例では、駆動用トランジスタがｎ型の場合
における、画素の断面構造について説明する。
【０１５２】
図１４に、本実施例の画素の断面図を示す。６５０１は駆動用トランジスタ、６５０２
は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ６５０１は、絶縁表面を有す
る基板６５００上に形成されたゲート電極６５０３と、ゲート電極６５０３を覆うように
基板６５００上に形成されたゲート絶縁膜６５０４と、ゲート絶縁膜６５０４を間に挟ん
でゲート電極６５０３と重なる位置に形成された半導体膜６５０５とを有している。半導
体膜６５０５は、ソース又はドレインとして機能する、導電型を付与する不純物が添加さ
れた２つの不純物領域６５０６ａ、６５０６ｂを有している。そして不純物領域６５０６
ａは配線６５０８と接続されている。
【０１５３】
電流制御用トランジスタ６５０２は、駆動用トランジスタ６５０１と同様に、絶縁表面
を有する基板６５００上に形成されたゲート電極６５１０と、ゲート電極６５１０を覆う
ように基板６５００上に形成されたゲート絶縁膜６５０４と、ゲート絶縁膜６５０４を間
に挟んでゲート電極６５１０と重なる位置に形成された半導体膜６５１１とを有している
。半導体膜６５１１は、ソース又はドレインとして機能する、導電型を付与する不純物が
添加された２つの不純物領域６５１２ａ、６５１２ｂを有している。そして不純物領域６
５１２ａは、配線６５１３を介して駆動用トランジスタ６５０１が有する不純物領域６５
０６ｂと接続されている。
【０１５４】
駆動用トランジスタ６５０１及び電流制御用トランジスタ６５０２は、共に絶縁膜で形
成された保護膜６５０７で覆われている。そして、保護膜６５０７に形成されたコンタク
トホールを介して、配線６５０８が陽極６５０９と接続されている。また、駆動用トラン
ジスタ６５０１及び電流制御用トランジスタ６５０２と、保護膜６５０７は層間絶縁膜６
５２０で覆われている。層間絶縁膜６５２０は開口部を有しており、該開口部において陽
極６５０９が露出している。陽極６５０９上には電界発光層６５２１と、陰極６５２２が
形成されている。
【０１５５】
なお、図１４では、駆動用トランジスタと電流制御用トランジスタが共にｎ型である場
合について説明したが、ｐ型であってもよい。この場合、駆動用トランジスタの閾値電圧
を制御するための不純物はｐ型を用いる。なお、遮断用トランジスタが、駆動用トランジ
スタ６５０１と陽極６５０９の間に設けられていても良いし、駆動用トランジスタ６５０
１と電流制御用トランジスタ６５０２の間に設けられていても良いし、電流制御用トラン
ジスタ６５０２のソースの電位を制御できるような位置に設けられていても良い。また駆
動用トランジスタ６５０１のドレインが陽極６５０９に接続されている例を示したが、電
流制御用トランジスタ６５０２のドレインが陽極６５０９に接続されていても良い。
【実施例６】
【０１５６】
図１５を用いて、本発明の発光装置の、画素の断面構造について説明する。図１５に、
基板７０００上に形成されているトランジスタ７００１を示す。なお本実施例ではトラン
ジスタ７００１が駆動用トランジスタであると仮定するが、トランジスタ７００１は電流
制御用トランジスタであっても良いし、遮断用トランジスタであっても良い。駆動用トラ
ンジスタ７００１は第１の層間絶縁膜７００２で覆われており、第１の層間絶縁膜７００
２上には樹脂等で形成されたカラーフィルタ７００３と、コンタクトホールを介して駆動
用トランジスタ７００１のドレインと電気的に接続されている配線７００４が形成されて
いる。なお、駆動用トランジスタ７００１と配線７００４の間に電流制御用トランジスタ
が設けられていても良い。
【０１５７】
そしてカラーフィルタ７００３及び配線７００４を覆うように、第１の層間絶縁膜７０
０２上に、第２の層間絶縁膜７００５が形成されている。なお、第１の層間絶縁膜７００
２または第２の層間絶縁膜７００５は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、酸化
珪素、窒化珪素または酸化窒化珪素膜を単層でまたは積層して用いることができる。また
酸素よりも窒素のモル比率が高い酸化窒化珪素膜上に、窒素よりも酸素のモル比率が高い
酸化窒化珪素膜を積層した膜を第１の層間絶縁膜７００２または第２の層間絶縁膜７００
５として用いても良い。或いは第１の層間絶縁膜７００２または第２の層間絶縁膜７００
５として、有機樹脂膜を用いても良いし、有機ポリシロキサンを用いても良い。
【０１５８】
第２の層間絶縁膜７００５上には、コンタクトホールを介して配線７００４に電気的に
接続されている配線７００６が形成されている。配線７００６の一部は発光素子の陽極と
して機能している。配線７００６は、第２の層間絶縁膜７００５を間に挟んで、カラーフ
ィルタ７００３と重なる位置に形成する。
【０１５９】
また第２の層間絶縁膜７００５上には有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサ
ンを用いて形成された隔壁７００８が形成されている。隔壁７００８は開口部を有してお
り、該開口部において陽極として機能する配線７００６と電界発光層７００９と陰極７０
１０が重なり合うことで発光素子７０１１が形成されている。電界発光層７００９は、発
光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。なお、隔壁７
００８及び陰極７０１０上に、保護膜を成膜しても良い。この場合、保護膜は水分や酸素
などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させに
くい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法で形成され
た窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させに
くい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護
膜として用いることも可能である。
【０１６０】
また隔壁７００８は、電界発光層７００９が成膜される前に、吸着した水分や酸素等を
除去するために真空雰囲気下で加熱しておく。具体的には、１００℃〜２００℃、０．５
〜１時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは３×１０-7Ｔｏｒｒ以下と
し、可能であるならば３×１０-8Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、有機樹
脂膜に真空雰囲気下で加熱処理を施した後に電界発光層７００９を成膜する場合、成膜直
前まで真空雰囲気下に保つことで、信頼性をより高めることができる。
【０１６１】
また隔壁７００８の開口部における端部は、隔壁７００８上に一部重なって形成されて
いる電界発光層７００９に、該端部において穴があかないように、丸みを帯びさせること
が望ましい。具体的には、開口部における有機樹脂膜の断面が描いている曲線の曲率半径
が、０．２〜２μｍ程度であることが望ましい。
【０１６２】
上記構成により、電界発光層７００９や陰極７０１０のカバレッジを良好とすることが
でき、配線７００６と陰極７０１０が電界発光層７００９に形成された穴においてショー
トするのを防ぐことができる。また電界発光層７００９の応力を緩和させることで、発光
領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めること
ができる。
【０１６３】
なお図１５では、隔壁７００８として、ポジ型の感光性のアクリル樹脂を用いた例を示
している。感光性の有機樹脂には、光、電子、イオンなどのエネルギー線が露光された箇
所が除去されるポジ型と、露光された箇所が残るネガ型とがある。本発明ではネガ型の有
機樹脂膜を用いても良い。また感光性のポリイミドを用いて隔壁７００８を形成しても良
い。ネガ型のアクリルを用いて隔壁７００８を形成した場合、開口部における端部が、Ｓ
字状の断面形状となる。このとき開口部の上端部及び下端部における曲率半径は、０．２
〜２μｍとすることが望ましい。
【０１６４】
配線７００６は透明導電膜を用いることができる。ＩＴＯの他、ＩＴＳＯ、酸化インジ
ウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を用いても良い
。図１５では配線７００６としＩＴＯを用いている。配線７００６は、その表面が平坦化
されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄して研磨しても良い
。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、配線７００６の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理
などを行ってもよい。
【０１６５】
また陰極７０１０は、光が透過する程度の膜厚とし、仕事関数の小さい導電膜であれば
公知の他の材料を用いる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望まし
い。なお陰極側から光を得るためには、膜厚を薄くする方法の他に、Ｌｉを添加すること
で仕事関数が小さくなったＩＴＯを用いる方法もある。本発明で用いる発光素子は、陽極
側と陰極側の両方から光が発せられる構成であれば良い。
【０１６６】
なお、実際には図１５まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、
脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）や透光
性のカバー材７０１２でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー材
の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置したり
すると発光素子の信頼性が向上する。そして本発明では、カバー材７０１２にカラーフィ
ルタ７０１３を設けても良い。
【０１６７】
なお、本発明は上述した作製方法に限定されず、公知の方法を用いて作製することが可
能である。
【実施例７】
【０１６８】
本実施例では、本発明の発光装置の構成と、駆動の仕方について説明する。図１６に、
ＩＣに含まれる外部回路のブロック図とパネルの概略図を示す。
【０１６９】
図１６に示すように、本発明の発光装置の一形態に相当するモジュールは、外部回路３
００４及びパネル３０１０を有する。外部回路３００４はＡ／Ｄ変換部３００１、電源部
３００２及び信号生成部３００３を有する。Ａ／Ｄ変換部３００１はアナログ信号で入力
された映像データ信号をデジタル信号（ビデオ信号）に変換し、信号線駆動回路３００６
へ供給する。電源部３００２は、バッテリーやコンセントなどの電源より供給された電位
から、所望の高さの電位を幾つか生成し、それぞれ信号線駆動回路３００６、走査線駆動
回路３００７、発光素子３０１１、信号生成部３００３等に供給する。信号生成部３００
３には、電源からの電位、映像信号及び同期信号等が入力され、各種信号の変換を行なう
他、信号線駆動回路３００６及び走査線駆動回路３００７を駆動するためのクロック信号
等を生成する。
【０１７０】
外部回路３００４からの信号及び電源は、ＦＰＣを通し、パネル３０１０内のＦＰＣ接
続部３００５からパネル３０１０の内部回路等に入力される。
【０１７１】
また、パネル３０１０は、基板３００８上にＦＰＣ接続部３００５、内部回路が形成さ
れている。内部回路には、信号線駆動回路３００６、走査線駆動回路３００７及び画素部
３００９等が含まれる。画素部３００９には発光素子３０１１が設けられている。図１６
には例として実施の形態１に記載の画素を採用しているが、画素部３００９には、本発明
の実施の形態に挙げたいずれかの画素構成を採用することができる。
【０１７２】
図１７に、信号線駆動回路３００６の構成をブロック図で示す。
【０１７３】
信号線駆動回路３００６はＤ−フリップフロップ４１０１を複数段用いたシフトレジス
タ４１０２、データラッチ回路４１０３、ラッチ回路４１０４、レベルシフタ４１０５及
びバッファ４１０６等を有する。入力される信号はクロック信号（Ｓ−ＣＫ）、反転クロ
ック信号（Ｓ−ＣＫＢ）、スタートパルス（Ｓ−ＳＰ）、ビデオ信号（ＤＡＴＡ）及びラ
ッチパルス（ＬａｔｃｈＰｕｌｓｅ）とする。
【０１７４】
まず、クロック信号、反転クロック信号及びスタートパルスのタイミングに従って、シ
フトレジスタ４１０２より、順次サンプリングパルスが出力される。サンプリングパルス
はデータラッチ回路４１０３へ入力され、そのタイミングで、ビデオ信号を取り込み、保
持する。この動作が一列目から順に行われる。最終段のデータラッチ回路４１０３におい
て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パルスが入力され、データラ
ッチ回路４１０３において保持されているビデオ信号は一斉にラッチ回路４１０４へと転
送される。その後、レベルシフタ４１０５においてレベルシフトされ、バッファ４１０６
において整形された後、信号線Ｓ１からＳｎへ一斉に出力される。その際、走査線駆動回
路３００７によって選択された行の画素へ、Ｈレベル、Ｌレベルを含むビデオ信号が入力
され、発光素子３０１１の発光、非発光を制御する。
【０１７５】
本実施例にて示した発光装置は、外部回路３００４がパネル３０１０から独立している
が、これらを同一基板上に一体形成して作製してもよい。また、信号線駆動回路３００６
内にレベルシフタ４１０５及びバッファ４１０６が無くてもよい。
【０１７６】
本実施例は、実施例１〜実施例６と組み合わせて実施することができる。
【実施例８】
【０１７７】
本実施例では、本発明の発光装置の一形態に相当するパネルの外観について、図１８を
用いて説明する。図１８は、第１の基板上に形成されたトランジスタ及び発光素子を、第
２の基板との間にシール材によって封止した、パネルの上面図であり、図１８（Ｂ）は、
図１８（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図に相当する。
【０１７８】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走
査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画
素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板
４００６が設けられている。よって画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走査
線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、充填材４００７と共に密封されている。
【０１７９】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と
、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図１８（Ｂ）では、信号
線駆動回路４００３に含まれるトランジスタ４００８、４００９と、画素部４００２に含
まれるトランジスタ４０１０とを例示している。なお本実施例では、トランジスタ４０１
０が駆動用トランジスタであると仮定するが、トランジスタ４０１０は電流制御用トラン
ジスタであっても良いし、遮断用トランジスタであっても良い。
【０１８０】
また４０１１は発光素子に相当し、発光素子４０１１が有する画素電極は、駆動用トラ
ンジスタ４０１０のドレインと、配線４０１７を介して電気的に接続されている。そして
本実施例では、発光素子４０１１の対向電極と透明導電膜４０１２が電気的に接続されて
いる。なお発光素子４０１１の構成は、本実施例に示した構成に限定されない。発光素子
４０１１から取り出す光の方向や、駆動用トランジスタ４０１０の極性などに合わせて、
発光素子４０１１の構成は適宜変えることができる。
【０１８１】
また信号線駆動回路４００３、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えら
れる各種信号及び電位は、図１８（Ｂ）に示す断面図では図示されていないが、引き回し
配線４０１４及び４０１５を介して、接続端子４０１６から供給されている。
【０１８２】
本実施例では、接続端子４０１６が、発光素子４０１１が有する画素電極と同じ導電膜
から形成されている。また、引き回し配線４０１４は、配線４０１７と同じ導電膜から形
成されている。また引き回し配線４０１５は、駆動用トランジスタ４０１０、トランジス
タ４００８、４００９がそれぞれ有するゲート電極と、同じ導電膜から形成されている。
【０１８３】
接続端子４０１６は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して
電気的に接続されている。
【０１８４】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラス、金属（代表的には
ステンレス）、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとして
は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、Ｐ
ＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムま
たはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフ
ィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１８５】
但し、発光素子４０１１からの光の取り出し方向に位置する基板は、第２の基板は透明
でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルム
またはアクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。
【０１８６】
また、充填材４００７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル
、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶ
Ａ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素
を用いた。
【０１８７】
また発光素子４０１１の劣化を抑制できるように、充填材４００７内に、水分または酸
素を吸着しうる物質（例えば酸化バリウム）を配置しておいても良い。
【０１８８】
本実施例は、実施例１〜実施例７と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例９】
【０１８９】
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ、明るい場
所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることがで
きる。
【０１９０】
本発明の発光装置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ＤＶＤ：Digital Versatile Disc）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。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視さ
れるため、発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１９に示す。
【０１９１】
図１９（Ａ）は携帯情報端末であり、本体２００１、表示部２００２、操作キー２００
３、モデム２００４等を含む。図１９（Ａ）ではモデム２００４が取り外し可能な形態の
携帯情報端末を示しているが、モデムが本体２００１に内蔵されていても良い。本発明の
発光装置は、表示部２００２に用いることができる。
【０１９２】
図１９（Ｂ）は携帯電話であり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３
、音声出力部２１０４、操作キー２１０５、外部接続ポート２１０６、アンテナ２１０７
等を含む。なお、表示部２１０２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。本発明の発光装置は、表示部２１０２に用いることがで
きる。
【０１９３】
図１９（Ｃ）は電子カードであり、本体２２０１、表示部２２０２、接続端子２２０３
等を含む。本発明の発光装置は、表示部２２０２に用いることができる。なお図１９（Ｃ
）では接触型の電子カードを示しているが、非接触型の電子カードや、接触型と非接触型
の機能を持ち合わせた電子カードにも、本発明の発光装置を用いることができる。
【０１９４】
図１９（Ｄ）は電子ブックであり、本体２３０１、表示部２３０２、操作キー２３０３
等を含む。またモデムが本体２３０１に内蔵されていても良い。表示部２３０２には本発
明の発光装置が用いられている。
【０１９５】
図１９（Ｅ）はシート型のパーソナルコンピュータであり、本体２４０１、表示部２４
０２、キーボード２４０３、タッチパッド２４０４、外部接続ポート２４０５、電源プラ
グ２４０６等を含む。表示部２４０２には、本発明の発光装置が用いられている。
【０１９６】
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、本実施例の電子機器は実施例１〜８に示したいずれの構成の発光装置
を用いても良い。
【符号の説明】
【０１９７】
１０１ 発光素子
１０２ スイッチング用トランジスタ
１０３ 駆動用トランジスタ
１０４ 電流制御用トランジスタ
１０５ 容量素子
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ
２０１ 発光素子
２０２ スイッチング用トランジスタ
２０３ 駆動用トランジスタ
２０４ 電流制御用トランジスタ
２０５ 容量素子
２１１ 発光素子
２１２ スイッチング用トランジスタ
２１３ 駆動用トランジスタ
２１４ 電流制御用トランジスタ
２１５ 容量素子
２２１ 発光素子
２２２ スイッチング用トランジスタ
２２３ 駆動用トランジスタ
２２４ 電流制御用トランジスタ
２２５ 容量素子
２２６ 遮断用トランジスタ
３０１ 発光素子
３０２ スイッチング用トランジスタ
３０３ 駆動用トランジスタ
３０４ 電流制御用トランジスタ
３０５ 容量素子
３０６ トランスミッションゲート
３０６ａ トランジスタ
３０６ｂ トランジスタ
３０７ インバータ
３０８ トランジスタ
３１１ 発光素子
３１２ スイッチング用トランジスタ
３１３ 駆動用トランジスタ
３１４ 電流制御用トランジスタ
３１６ トランスミッションゲート
３１７ インバータ
３１８ トランジスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流を発光素子に供給するための手段と発光素子とが、複数の各画素に備え
られた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックラ
イトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため発光素子を用
いた発光装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されており、近年では携帯
電話やデジタルスチルカメラ等の電子機器に搭載されるなど、実用化が行なわれている。
【０００３】
発光装置は、パッシブマトリクス型とアクティブマトリクス型とに分類できる。アクテ
ィブマトリクス型はビデオ信号の入力後も発光素子への電流の供給をある程度維持するこ
とができるので、パネルの大型化、高精細化に柔軟に対応することができ、今後の主流と
なりつつある。具体的に提案されている、アクティブマトリクス型発光装置における画素
の構成は、発光装置のメーカーによって異なっており、それぞれに特色のある技術的工夫
が凝らされているが、通常少なくとも、発光素子と、画素へのビデオ信号の入力を制御す
るトランジスタと、該発光素子に電流を供給するためのトランジスタとが各画素に設けら
れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流が大きいと、
他の画素に入力されるビデオ信号の電位の変化に伴い、発光素子に供給する電流値を制御
するトランジスタのゲート・ソース間電圧（以下、ゲート電圧とする）Ｖｇｓが変動しや
すい。このゲート電圧Ｖｇｓの変動を防ぐためには、該トランジスタのゲート・ソース間
に設けられた容量素子の容量を大きくしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトラ
ンジスタのオフ電流を低く抑えたりする必要がある。しかし、容量素子の占有面積を大き
くすることは、塵埃などに起因する電極間のリークの発生確率を高め、よって歩留まりの
低下に繋がるので望ましくない。また、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジス
タのオフ電流を低く抑えること、且つ、大きな容量を充電するためにオン電流を高くする
ことの両方を満たすように、トランジスタのプロセスを最適化するには、コストと時間を
要し、困難な課題である。さらに発光素子に供給する電流を制御するトランジスタのゲー
ト電圧Ｖｇｓは、ゲートにつく寄生容量に起因して、他のトランジスタのスイッチングや
信号線、走査線の電位の変動等に伴って、変動し易いという問題もある。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑み、容量素子の面積を抑え、なおかつ既存のプロセスで作製
されたトランジスタを用いつつ、発光素子に供給する電流を制御するトランジスタのゲー
ト電圧Ｖｇｓの変動によって引き起こされる発光素子の輝度のばらつきを抑えることがで
きる発光装置の提案を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、発光素子に供給する電流の値を決めるトランジスタ（駆動用トランジスタ
）に加え、スイッチング素子として機能するトランジスタ（電流制御用トランジスタ）を
駆動用トランジスタに直列に接続する。そして少なくとも画像を表示するための期間にお
いては、ゲートに固定の電位を与えて駆動用トランジスタをオンにし、常に電流を流せる
状態にしておく。また、電流制御用トランジスタは線形領域で動作させ、そのゲートの電
位を、画素に入力されるビデオ信号で制御する。
【０００７】
電流制御用トランジスタを線形領域で動作させることで、そのソース・ドレイン間電圧
（ドレイン電圧）Ｖｄｓは発光素子に加わる電圧Ｖｅｌに対して非常に小さくなり、ゲー
ト電圧Ｖｇｓの僅かな変動が、発光素子に流れる電流に影響しにくくなる。そして駆動用
トランジスタのゲートの電位は、ビデオ信号によって制御されず、固定されている。よっ
て、前記電流制御用トランジスタのゲート・ソース間に設けられた容量素子の容量を大き
くしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流を低く抑えたり
しなくても、発光素子に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子に流れる電流は、
電流制御用トランジスタのゲートにつく寄生容量による影響も受けない。そして、電流制
御用トランジスタは発光素子への電流の供給の有無を選択するのみであって、発光素子に
流れる電流の値は、駆動用トランジスタにより決定される。このため、ばらつき要因が減
り、画質を大いに高めることができる。また、画素へのビデオ信号の入力を制御するトラ
ンジスタのオフ電流を低く抑えるためにプロセスを最適化しなくとも良いので、トランジ
スタの作製プロセスを簡略化することができ、コスト削減、歩留まり向上に大きく貢献す
ることができる。
【０００８】
なお本発明では、駆動用トランジスタを飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領
域で動作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇ
ｓの僅かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動
用トランジスタを飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタのゲートの電位が固定さ
れているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しない。駆動用トランジスタを飽和領域で動作さ
せることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓのみによって
定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わりにＶｄｓが小
さくなっても、ドレイン電流の値は比較的一定に保たれる。よって、電界発光材料の劣化
に伴う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【０００９】
なお、駆動用トランジスタのＬをＷより長く、電流制御用トランジスタのＬをＷと同じ
か、それより短くしてもよい。より望ましくは、駆動用トランジスタのＷに対するＬの比
が５以上にするとよい。上記構成によって、駆動用トランジスタの特性の違いに起因する
、画素間における発光素子の輝度のばらつきをさらに抑えることができる。また、駆動用
トランジスタのチャネル長をＬ１、チャネル幅をＷ１、電流制御用トランジスタのチャネ
ル長をＬ２、チャネル幅をＷ２とすると、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝Ｘ：１のとき、Ｘは
５以上６０００以下とするのが望ましい。例としては、Ｌ１／Ｗ１＝５００μｍ／３μｍ
、Ｌ２／Ｗ２＝３μｍ／１００μｍという場合が挙げられる。
【００１０】
また本明細書において発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子をそ
の範疇に含んでおり、具体的にはＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）や、ＦＥＤ
（Field Emission Display）に用いられているＭＩＭ型の電子源素子（電子放出素子）等
が含まれる。
【００１１】
また発光装置は、発光素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに本発明は、該発光装置を
作製する過程における、発光素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素
子基板は、電流を発光素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。
【００１２】
なお素子基板は、具体的には、発光素子の画素電極のみが形成された状態であっても良
いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、パターニングして画素電極を形成す
る前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【００１３】
発光素子の１つであるＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）は、電場を加えるこ
とで発生するルミネッセンス（Electroluminescence）が得られる電界発光材料を含む層
（以下、電界発光層と記す）と、陽極と、陰極とを有している。電界発光層は陽極と陰極
の間に設けられており、単層または複数の層で構成されている。これらの層の中に無機化
合物を含んでいる場合もある。電界発光層におけるルミネッセンスには、一重項励起状態
から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リ
ン光）とが含まれる。
【００１４】
なお本発明の発光装置において用いられるトランジスタとして、多結晶シリコンやアモ
ルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタを用いることができるが、本発明の発光装置
に用いられるトランジスタは薄膜トランジスタに限定されない。単結晶シリコンを用いて
形成されたトランジスタであっても良いし、ＳＯＩを用いたトランジスタであっても良い
。また、有機半導体を用いたトランジスタであっても良いし、カーボンナノチューブを用
いたトランジスタであってもよい。また本発明の発光装置の画素に設けられたトランジス
タは、シングルゲート構造を有していても良いし、ダブルゲート構造やそれ以上のゲート
電極を有するマルチゲート構造であっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、電流制御用トランジスタのゲート・ソース間に設けられた容量素子の容量
を大きくしたり、画素へのビデオ信号の入力を制御するトランジスタのオフ電流を低く抑
えたりしなくても、発光素子に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子に流れる電
流は、電流制御用トランジスタのゲートにつく寄生容量による影響も受けない。そして、
電流制御用トランジスタは発光素子への電流の供給の有無を選択するのみであって、発光
素子に流れる電流の値は、駆動用トランジスタにより決定される。このため、ばらつき要
因が減り、画質を大いに高めることができる。また、画素へのビデオ信号の入力を制御す
るトランジスタのオフ電流を低く抑えるためにプロセスを最適化しなくとも良いので、ト
ランジスタの作製プロセスを簡略化することができ、コスト削減、歩留まり向上に大きく
貢献することができる。
【００１６】
また本発明では、駆動用トランジスタを飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領
域で動作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇ
ｓの僅かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動
用トランジスタを飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタのゲートの電位が固定さ
れているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しにくい。駆動用トランジスタを飽和領域で動作
させることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓのみによっ
て定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わりにＶｄｓが
小さくなっても、ドレイン電流の値は一定に保たれる。よって、電界発光材料の劣化に伴
う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図２】図１に示した発光装置の駆動方法を示す図。
【図３】図１に示した発光装置の駆動方法を示す図。
【図４】本発明の発光装置において、書き込み期間と保持期間のタイミングを示す図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置の駆動方法を示す図。
【図６】ビデオ信号が電圧を用いているのか、電流を用いているのかで分類した、駆動方法の一覧。
【図７】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図８】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図９】本発明の発光装置における画素の回路図。
【図１０】図１に示した発光装置の画素の上面図。
【図１１】図１に示した発光装置の画素の上面図
【図１２】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１３】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１４】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１５】本発明の発光装置における、画素の断面構造の一例を示す図。
【図１６】外部回路とパネルの構成を示す図。
【図１７】信号線駆動回路の一実施例を示す図。
【図１８】本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図１９】本発明の発光装置を用いた電子機器の図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１に、本発明の発光装置が有する画素の一形態を示す。図１に示す画素は、発光素子
１０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用いるト
ランジスタ（スイッチング用トランジスタ）１０２と、発光素子１０１に供給される電流
の値を制御する駆動用トランジスタ１０３と、発光素子１０１への電流の供給の有無を選
択する電流制御用トランジスタ１０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビ
デオ信号の電位を保持するための容量素子１０５を画素に設けても良い。
【００２０】
図１では、駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用トランジスタ１０４は同じ極性で
あっても異なる極性であってもどちらでも良い。本実施の形態では、駆動用トランジスタ
１０３を飽和領域で動作させる例について説明するが、線形領域で動作させても良い。ま
た、スイッチング用トランジスタ１０２及び電流制御用トランジスタ１０４は線形領域で
動作させる。駆動用トランジスタ１０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いても
よいし、ディプリーション型トランジスタを用いてもよい。スイッチング用トランジスタ
１０２は、ｎ型であってもｐ型であってもどちらでも良い。
【００２１】
スイッチング用トランジスタ１０２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ１０２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ１０４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ１０３のゲートは第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されている
。そして駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用トランジスタ１０４は、第１の電源線
Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ１０３及び電流制御用ト
ランジスタ１０４のドレイン電流として発光素子１０１に供給されるように、第１の電源
線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子１０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御
用トランジスタ１０４のソースが第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用ト
ランジスタ１０３のドレインが発光素子１０１の画素電極に接続される。
【００２２】
なお駆動用トランジスタ１０３のソースを第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続し、
電流制御用トランジスタ１０４のドレインを発光素子１０１の画素電極に接続してもよい
。
【００２３】
発光素子１０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とからなる
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００２４】
容量素子１０５が有する２つの電極は、一方は第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されており、もう一方は電流制御用トランジスタ１０４のゲートに接続されている。容量
素子１０５は、電流制御用トランジスタ１０４のゲート電圧を保持するために設けられて
いる。なお図１では容量素子１０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子１０５を設けない構成にしても良い。
【００２５】
図１のように、駆動用トランジスタ１０３および電流制御用トランジスタ１０４をｐ型
とする場合、駆動用トランジスタ１０３のドレインと発光素子１０１の陽極とを接続する
のが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ましい。
逆に駆動用トランジスタ１０３および電流制御用トランジスタ１０４をｎ型とするならば
、駆動用トランジスタ１０３のソースと発光素子１０１の陰極とを接続するのが望ましい
。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００２６】
次に、図１に示した画素の駆動方法について説明する。図１に示す画素は、その動作を
書き込み期間、保持期間とに分けて説明することができる。図２（Ａ）に、書き込み期間
において電流制御用トランジスタ１０４がオンの場合の動作を、図２（Ｂ）に、書き込み
期間において電流制御用トランジスタ１０４がオフの場合の動作を示す。また図２（Ｃ）
に、保持期間において電流制御用トランジスタ１０４がオンの場合の動作を、図２（Ｄ）
に、保持期間において電流制御用トランジスタ１０４がオフの場合の動作を示す。なお、
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）では動作を分かり易くするために、スイッチング用トランジスタ
１０２と、電流制御用トランジスタ１０４とを単にスイッチとして示す。
【００２７】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタのスイッチングに関わらず、発光
素子１０１への電流の供給を止めておく。具体的には、発光素子１０１の対向電極と第１
の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い。または、発光素子をダイオー
ドに見立てたときに、発光素子が有する一対の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられ
るように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。
或いは、発光素子に流れる電流の経路をスイッチ等で遮断しても良い。そして、走査線Ｇ
ｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されている
スイッチング用トランジスタ１０２がオンになる。そして、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に
入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ１０２を介して電流制御用トラン
ジスタ１０４のゲートに入力される。駆動用トランジスタ１０３のゲートには、電流制御
用トランジスタがオンのときに駆動用トランジスタがオンになるような高さの電位が、第
１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。
【００２８】
なお、ビデオ信号の電位に従って、電流制御用トランジスタ１０４が、図２（Ａ）に示
すようにオンになっていても、図２（Ｂ）に示すようにオフになっていても、書き込み期
間においては発光素子１０１への電流の供給は停止している。よって書き込み期間におい
て、全ての発光素子１０１は非発光の状態である。そして走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）の電
位を制御することでスイッチング用トランジスタ１０２をオフにし、書き込み期間におい
て書き込まれたビデオ信号の電位が保持される。
【００２９】
次に保持期間では、発光素子１０１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の
間には、発光素子１０１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられて
おり、電流制御用トランジスタ１０４がオンであるならば発光素子１０１に流れる電流の
経路が確保されている状態にする。
【００３０】
よって、ビデオ信号によって電流制御用トランジスタ１０４がオンになる場合は、図２
（Ｃ）に示すように、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子１０１に
供給される。発光素子１０１に流れる電流は、駆動用トランジスタ１０３のドレイン電流
と、発光素子１０１の電圧電流特性によって決まる。そして発光素子１０１は、供給され
る電流に見合った高さの輝度で発光する。逆に、書き込み期間において電流制御用トラン
ジスタ１０４をオフにした場合、図２（Ｄ）に示すように、ビデオ信号の電位は容量素子
１０５によって保持されているので、発光素子１０１への電流の供給は停止しており、発
光素子１０１は非発光の状態を維持する。
【００３１】
なお図１に示した画素において、発光素子１０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝
１〜ｘ）の間の電位差を埋めることで、発光素子１０１への電流の供給を止める場合のス
イッチの構成の一例を、図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示すように、スイッチ１１０を
切り替えることで、書き込み期間においては第１の電源線Ｖｉと、発光素子１０１の対向
電極とに電位Ｖｄｄを与え、保持期間においては発光素子１０１に順方向バイアスの電流
が供給されるように、発光素子１０１の対向電極に電位Ｖｓｓを、第１の電源線Ｖｉに電
位Ｖｄｄを与えることができる。
【００３２】
また、図１に示した画素において、発光素子１０１に流れる電流の経路を遮断すること
で、発光素子１０１への電流の供給を止める場合のスイッチの構成を、図３（Ｂ）に示す
。図３（Ｂ）に示すように、書き込み期間においてはスイッチ１１１をオフすることで、
発光素子１０１に流れる電流の経路を遮断して対向電極をフローティングにし、保持期間
においてはスイッチ１１１をオンにすることで、発光素子１０１に流れる電流の経路を確
保し、発光素子１０１に順方向バイアスの電流が供給されるようにすることができる。
【００３３】
書き込み期間と保持期間のタイミングの一例を、図４を用いて説明する。
【００３４】
図４は時間階調方式を用い、４ビット階調を表現する場合の例である。Ｔｓ１〜Ｔｓ４
は各ビットに対応する保持期間である。保持期間Ｔｓ１〜Ｔｓ４は、その長さの比をＴｓ
１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：Ｔｓ４＝２3：２2：２1：２0＝８：４：２：１としている。Ｔｂ１
〜Ｔｂ４は、各ビットに対応する、走査線に沿って並ぶ１行の画素ごとの書き込み期間に
相当する。また、Ｔａ１〜Ｔａ４は、各ビットに対応する書き込みが開始されてから、全
てのラインの画素において終了するまでのトータルの書き込み期間に相当する。
【００３５】
書き込み期間Ｔｂ１において、画素の１行目から順に走査線が選択され、スイッチング
用トランジスタがオンする。次に、信号線よりビデオ信号が各画素に入力される。ビデオ
信号の入力が完了した行においては、書き込み期間Ｔｂ１が終了し、該ビデオ信号の電位
が保持される。上記動作が最終行まで行われ、期間Ｔａ１が終了する。次に、全ての行に
おいて保持期間Ｔｓ１が開始される。保持期間では、書き込み期間Ｔａ１において入力さ
れたビデオ信号の電位によって、各画素の発光、非発光が制御される。そして全ての画素
において一斉に保持期間が終了し、再び１行目の画素から、次のビットに対応する書き込
み期間Ｔｂ２が開始される。
【００３６】
ここでは４ビット階調を表現する場合について説明したが、ビット数及び階調数はこれ
に限定されない。また、保持期間の順番はＴｓ１〜Ｔｓ４である必要はなく、ランダムで
もよいし、各保持期間を複数に分割して表示を行なってもよい。
【００３７】
本発明では、電流制御用トランジスタ１０４を線形領域で動作させることで、そのドレ
イン電圧Ｖｄｓは発光素子１０１に加わる電圧Ｖｅｌに対して非常に小さくなり、ゲート
電圧Ｖｇｓの僅かな変動が、発光素子１０１に流れる電流に影響しにくくなる。そして駆
動用トランジスタ１０３のゲートの電位は、ビデオ信号によって制御されず、固定されて
いる。よって、前記電流制御用トランジスタ１０４のゲート・ソース間に設けられた容量
素子１０５の容量を大きくしたり、スイッチング用トランジスタ１０２のオフ電流を低く
抑えたりしなくても、発光素子１０１に流れる電流が変動しにくくなる。また発光素子１
０１に流れる電流は、電流制御用トランジスタ１０４のゲートにつく寄生容量による影響
も受けない。そして、電流制御用トランジスタ１０４は発光素子１０１への電流の供給の
有無を選択するのみであって、発光素子１０１に流れる電流の値は、駆動用トランジスタ
１０３により決定される。このため、ばらつき要因が減り、画質を大いに高めることがで
きる。また、スイッチング用トランジスタ１０２のオフ電流を低く抑えるためにプロセス
を最適化しなくとも良いので、トランジスタの作製プロセスを簡略化することができ、コ
スト削減、歩留まり向上に大きく貢献することができる。
【００３８】
なお駆動用トランジスタ１０３は飽和領域で動作させるのが望ましいが、線形領域で動
作させても良い。飽和領域では線形領域に比べて、ドレイン電流がゲート電圧Ｖｇｓの僅
かな変動に対して、ドレイン電流が大きく影響しやすい。しかし本発明では、駆動用トラ
ンジスタ１０３を飽和領域で動作させても、駆動用トランジスタ１０３のゲートの電位が
固定されているので、ゲート電圧Ｖｇｓが変動しない。駆動用トランジスタ１０３を飽和
領域で動作させることで、ドレイン電流がドレイン電圧Ｖｄｓによって変化せず、Ｖｇｓ
のみによって定まるようになるので、発光素子の劣化に伴ってＶｅｌが大きくなる代わり
にＶｄｓが小さくなっても、ドレイン電流の値は一定に保たれる。よって、電界発光材料
の劣化に伴う発光素子の輝度の低下や輝度むらの発生を抑えることができる。
【００３９】
なおアクティブマトリクス型の発光装置は、ビデオ信号の入力後も発光素子への電流の
供給をある程度維持することができるので、パネルの大型化、高精細化に柔軟に対応する
ことができ、今後の主流となりつつある。具体的に提案されている、アクティブマトリク
ス型発光装置における画素の構成は、発光装置のメーカーによって異なっており、それぞ
れに特色のある技術的工夫が凝らされている。図５に、アクティブマトリクス型の発光装
置における駆動方法の分類を、体系的に示す。
【００４０】
図５に示すように、アクティブマトリクス型の発光装置における駆動方法は、大まかに
、ビデオ信号がデジタルのものと、アナログのものとに分類できる。そしてアナログに分
類される発光装置は、さらに、発光素子に流す電流値をアナログ的に変調させる電流変調
と、インバータのオンとオフの長さを変化させることで、階調を表現する時間変調とに分
類される。電流変調の発光装置は、Ｔｒ特性補正回路ありのものと、なしのものに分類で
きる。Ｔｒ特性補正回路とは、駆動用トランジスタの特性ばらつきを補正する回路であり
、閾値電圧のみ補正する回路や電流値（閾値電圧、移動度等すべて含む）を補正する回路
がある。
【００４１】
電流変調に分類されるＴｒ特性補正回路ありの発光装置は、さらに電圧プログラミング
で閾値電圧補正をするものと、電流プログラミングで電流値補正をするものとに分類され
る。電圧プログラミングは、ビデオ信号を電圧で入力し、駆動用トランジスタの閾値電圧
のばらつきを補正するものである。一方、電流プログラミングは、駆動用トランジスタの
電流値（閾値電圧、移動度もすべて含む）のばらつきを補正するものである。ビデオ信号
は電流で入力する。発光素子は電流駆動素子であり、電流によって発光輝度が決まるので
データとして電流値を用いた方が直接的である。
【００４２】
そして、電流プログラミングで電流値補正をする発光装置は、さらに電流ミラー型と、
電流ミラーを用いないタイプに分類される。電流ミラー型は、カレントミラー回路を利用
したピクセル回路で、電流を設定するトランジスタと発光素子への電流供給を行なうトラ
ンジスタを別々に配置する。ミラーとなる２つのトランジスタの特性が揃っていることが
大前提となる。電流ミラーを用いないタイプの発光装置は、カレントミラー回路を用いず
、１つのトランジスタで電流設定と発光素子への電流供給を行なう。
【００４３】
一方、デジタルに分類される発光装置は、面積階調と時間諧調に分類される。面積階調
は画素内にサブピクセルを設け、その発光面積に１：２：４：８：…のように重みをつけ
て、その選択により階調表示を行なうものである。面積諧調には、発光時ゲート電位固定
法がある。発光時ゲート電位固定法は、発光素子の発光期間、駆動用トランジスタのゲー
トの電位を固定することで、駆動用トランジスタのＶｇｓを一定にし、表示不良を改善す
るものである。ビデオ信号は駆動用トランジスタと直列に配置された電流制御用トランジ
スタのゲートに入力される。
【００４４】
時間諧調は、１フレームを幾つかのサブフレームに分け、それぞれの発光時間に１：２
：４：８：…のように重みをつけ、その選択によって階調表示を行なうものである。時間
諧調は、DPS(Display Period Separated)駆動と、SES(Simultaneous Erasing Scan)駆動
とに分類される。DPS駆動は、サブフレームがそれぞれ、データ書き込み期間(Addressing
Period)と発光期間(Lighting Period)の２つの部分より構成される。DPS駆動については
、” M .Mizukami, et al. ,6-Bit Digital VGA OLED, SID00 Digest,p.912”に記載され
ている。ＤＰＳ駆動には、上述したような発光時ゲート電位固定法がある。そして本発明
の発光装置は、ＤＰＳ駆動の発光時ゲート電位固定法に分類される。
【００４５】
SES駆動は、消去用トランジスタを用いることで、データ書き込み期間と発光期間を重
ねることができ、発光素子の発光期間を長くすることができる。SES駆動については、”K
.Inukai, et al. , 4.0-in. TFT-OLED Displays and a Novel Digital Driving Method
, SID00 Digest,p.924”に記載されている。SES駆動はさらに、定電流駆動と定電圧駆動
とに分類される。定電流駆動は発光素子を一定電流で駆動するものであり、発光素子の抵
抗変化によらず、一定電流が流れる。定電圧駆動は、発光素子を一定電圧で駆動するもの
である。定電圧駆動には、上述したような発光時ゲート電位固定法がある。
【００４６】
定電流駆動の発光装置は、さらにＴｒ特性補正回路ありのものと、なしのものとに分類
される。Ｔｒ特性補正回路ありの発光装置は、国際公開番号ＷＯ０３／０２７９９７に記
載されている発光装置の駆動（ＣＣＴ１）のものと、特開平２００３−２５５８９６号公
報に記載されている発光装置の駆動（ＣＣＳＰ）のものとがある。Ｔｒ特性補正回路なし
の発光装置は、さらに、駆動Ｔｒ ロングチャネル長のものと、発光時ゲート電位固定法
のものとに分類される。発光時ゲート電位固定法の発光装置の発光装置にも、駆動Ｔｒ
ロングチャネル長のものがある。駆動Ｔｒ ロングチャネル長については、特開平２００
３−２９５７９３号公報に記載されている。駆動Ｔｒ ロングチャネル長は、定電流駆動
時の駆動用トランジスタの特性ばらつきを抑制するものである。ゲート長を超ロングにす
ることで、閾値電圧近傍のＶｇｓを使わないため各画素の発光素子に流れる電流値のばら
つきを低減できる。
【００４７】
図６に、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、ビデオ信号が電圧を用いているの
か、電流を用いているのかで分類した、駆動方法の一覧を示す。図６に示すように、発光
素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流
（ＣＣ）のものとがある。
【００４８】
ビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（Ｃ
ＶＣＶ）と、発光素子に流れる電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。またビデオ信号
が定電流（ＣＣ）のものには、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、
発光素子に流れる電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【００４９】
本発明の発光装置は、駆動用トランジスタを線形領域で動作させた場合はＣＶＣＶに、
飽和領域で動作させた場合はＣＶＣＣに分類される。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる、本発明の発光装置における画素の一形態
について説明する。
【００５１】
図７（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図７（Ａ）に示す画素は、発
光素子２０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２０２と、発光素子２０１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２０３、発光素子２０１への電流の供給を制御する電流制御用トランジ
スタ２０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持する
ための容量素子２０５を画素に設けても良い。
【００５２】
駆動用トランジスタ２０３及び電流制御用トランジスタ２０４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ２０３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ２
０２及び電流制御用トランジスタ２０４は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ２
０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラン
ジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ２０２はｎ型であっても良い
し、ｐ型であっても良い。
【００５３】
スイッチング用トランジスタ２０２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ２０２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２０４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ２０３のゲートは第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続
されている。そして駆動用トランジスタ２０３及び電流制御用トランジスタ２０４は、電
源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ２０３及び電流制御
用トランジスタ２０４のドレイン電流として発光素子２０１に供給されるように、電源線
Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子２０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用
トランジスタ２０４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジス
タ２０３のドレインが発光素子２０１の画素電極に接続される。
【００５４】
なお本実施の形態では、駆動用トランジスタ２０３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）に接続され、電流制御用トランジスタ２０４のドレインが発光素子２０１の画素電極に
接続されていても良い。
【００５５】
発光素子２０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００５６】
容量素子２０５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ２０４のゲートに接続されている。容量素子２
０５は、電流制御用トランジスタ２０４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図７（Ａ）では容量素子２０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子２０５を設けない構成にしても良い。
【００５７】
図７（Ａ）のように、駆動用トランジスタ２０３および電流制御用トランジスタ２０４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２０３のドレインと発光素子２０１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２０３および電流制御用トランジスタ２０４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２０３のソースと発光素子２０１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００５８】
次に、図７（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図７（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００５９】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２０４のスイッチングに関わらず
、発光素子２０１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子２０１をダイオードに見立てたときに、発光素子２０１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２０１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。また図７（Ａ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｊの電位を制御
することで、書き込み期間において駆動用トランジスタ２０３を強制的にオフし、発光素
子に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の駆動用トランジスタ２０３を用
いて発光素子２０１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期間にお
いても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と、保持
期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力を抑え
ることができる。
【００６０】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
２０２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ２０２を介して電流制御用トランジスタ２０４のゲートに入力される。
該ビデオ信号の電位は、容量素子２０５によって保持される。
【００６１】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【００６２】
保持期間では、発光素子２０１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間に
は、発光素子２０１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており
、電流制御用トランジスタ２０４がオンであるならば発光素子２０１に流れる電流の経路
が確保される状態とする。また、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択され、駆動用
トランジスタ２０３のゲートには、電流制御用トランジスタ２０４がオンのときに駆動用
トランジスタ２０３がオンになるような高さの電位が与えられる。このとき容量素子２０
５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２０４がオンに
なっている場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子２０１に供給され
る。電流制御用トランジスタ２０４は線形領域で動作しているため、発光素子２０１に流
れる電流は、駆動用トランジスタ２０３と発光素子２０１の電圧電流特性によって決まる
。そして発光素子２０１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【００６３】
また容量素子２０５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２０４がオフになる場合は、発光素子２０１への電流の供給は停止されており、発光
素子２０１は非発光の状態のままである。
【００６４】
なお、第２の走査線Ｇｂｊのレイアウトは、図７（Ａ）に示した構成に限定されない。
例えば図７（Ｂ）に示すように、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）を第１の走査線Ｇａ
ｊと交差させ、かつ信号線Ｓｉと並列に配置しても良い。また図７（Ｃ）に示すように、
信号線Ｓｉを共有している画素間で、駆動用トランジスタ２０３のゲート電極を、複数の
配線で電気的に接続し、該複数の配線及び駆動用トランジスタ２０３のゲート電極を第２
の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）として機能させても良い。なお図７（Ｃ）の駆動用トラン
ジスタ２０３を示す回路記号は、ゲート電極の異なる２点にコンタクト領域を設けたトラ
ンジスタを表したものであり、接続関係が通常と異なるため、特にこの様に表した。この
場合、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）として機能する複数の配線を、信号線Ｓｉ側に
レイアウトしてもよいが、図７（Ｄ）に示すように、電源線Ｖｉ側にレイアウトさせても
良い。また、図７（Ｅ）に示すように、電源線Ｖｊを信号線Ｓｉと交差させ、かつ第１の
走査線Ｇａｊと並列に配置し、第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｙ）を第１の走査線Ｇａｊ
と交差させ、かつ信号線Ｓｉと並列に配置しても良い。
【００６５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態２とは異なる、本発明の発光装置におけ
る、画素の構成について説明する。
【００６６】
図８（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図８（Ａ）に示す画素は、発
光素子２１１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２１２と、発光素子２１１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２１３、発光素子２１１への電流の供給を制御する電流制御用トランジ
スタ２１４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持する
ための容量素子２１５を画素に設けても良い。
【００６７】
駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２１４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ２１３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。駆動用トランジスタ２１３には
エンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トランジスタを
用いてもよい。電流制御用トランジスタ２１４は線形領域で動作させる。また、スイッチ
ング用トランジスタ２１２はｎ型であっても良いし、ｐ型であっても良い。
【００６８】
スイッチング用トランジスタ２１２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ２１２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２１４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ２１３のゲートは電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続されている。そし
て駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２１４は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１
〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ２１３及び電流制御用トランジスタ２
１４のドレイン電流として発光素子２１１に供給されるように、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）、発光素子２１１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トランジスタ２１
４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ２１３のドレイ
ンが発光素子２１１の画素電極に接続される。
【００６９】
なお本実施の形態では、駆動用トランジスタ２１３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ
）に接続され、電流制御用トランジスタ２１４のドレインが発光素子２１１の画素電極に
接続されていても良い。
【００７０】
発光素子２１１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００７１】
容量素子２１５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ２１４のゲートに接続されている。容量素子２
１５は、電流制御用トランジスタ２１４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図８（Ａ）では容量素子２１５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定さ
れず、容量素子２１５を設けない構成にしても良い。
【００７２】
図８（Ａ）のように、駆動用トランジスタ２１３および電流制御用トランジスタ２１４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２１３のドレインと発光素子２１１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２１３および電流制御用トランジスタ２１４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２１３のソースと発光素子２１１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００７３】
次に、図８（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図８（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００７４】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２１４のスイッチングに関わらず
、発光素子２１１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２１１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子をダイオードに見立てたときに、発光素子２１１が有する一対の電極
間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜
ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２１１に流れる電流の経路をスイ
ッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、用いる
ことができる。
【００７５】
そして、書き込み期間において走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ
（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ２１２がオンにな
る。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ
２１２を介して、電流制御用トランジスタ２１４のゲートに入力される。該ビデオ信号の
電位は、容量素子２１５によって保持される。なお、駆動用トランジスタ２１３のゲート
には、電流制御用トランジスタ２１４がオンのときに駆動用トランジスタ２１３がオンに
なるような高さの電位が、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられているが、
上述したように書き込み期間においては発光素子２１１への電流の供給は停止しているの
で、電流制御用トランジスタ２１４のオン、オフに関わらず、発光素子２１１は非発光の
ままである。
【００７６】
走査線Ｇｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、次に全て
の画素において一斉に保持期間が開始される。
【００７７】
保持期間では、発光素子２１１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間に
は、発光素子２１１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており
、電流制御用トランジスタ２１４がオンであるならば発光素子２１１に流れる電流の経路
が確保される状態とする。また、駆動用トランジスタ２１３のゲートには、電流制御用ト
ランジスタ２１４がオンのときに駆動用トランジスタ２１３がオンになるような高さの電
位が、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。このとき容量素子２１
５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２１４がオンに
なっている場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子２１１に供給され
る。電流制御用トランジスタ２１４は線形領域で動作しているため、発光素子２１１に流
れる電流は、駆動用トランジスタ２１３と発光素子２１１の電圧電流特性によって決まる
。そして発光素子２１１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【００７８】
また容量素子２１５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２１４がオフになる場合は、発光素子２１１への電流の供給は停止されており、発光
素子２１１は非発光のままである。
【００７９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３とは異なる、本発明の
発光装置における、画素の構成について説明する。
【００８０】
図８（Ｂ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図８（Ｂ）に示す画素は、発
光素子２２１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ２２２と、発光素子２２１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ２２３と、発光素子２２１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ２２４と、書き込み期間中に発光素子へ２２１への電流の供給を停止するための遮
断用トランジスタ２２６とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電
位を保持するための容量素子２２５を画素に設けても良い。
【００８１】
駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２
２６は同じ極性を有していても、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用
トランジスタ２２３は、飽和領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。ス
イッチング用トランジスタ２２２、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジス
タ２２６は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ２２３にはエンハンスメント型ト
ランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トランジスタを用いてもよい。また、
スイッチング用トランジスタ２２２はｎ型であっても良いし、ｐ型であっても良い。
【００８２】
スイッチング用トランジスタ２２２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ２２２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ２２４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ２２３のゲートは第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続さ
れている。そして駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用
トランジスタ２２６は、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用
トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２２６のド
レイン電流として発光素子２２１に供給することができるように、第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）、発光素子２２１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トランジ
スタ２２４のソースが第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ
２２３のドレインが発光素子２２１の画素電極に接続され、遮断用トランジスタ２２６が
駆動用トランジスタ２２３と電流制御用トランジスタ２２４との間に、直列に接続されて
いる。
【００８３】
なお、駆動用トランジスタ２２３、電流制御用トランジスタ２２４、遮断用トランジス
タ２２６の接続は上記構成に限定されない。これら３つのトランジスタの並び順は設計者
が適宜選択することができる。例えば、駆動用トランジスタ２２３のソースが第１の電源
線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、電流制御用トランジスタ２２４のドレインが発光素子
２２１の画素電極に接続され、遮断用トランジスタ２２６が駆動用トランジスタ２２３と
電流制御用トランジスタ２２４との間に、直列に接続されていても良い。
【００８４】
発光素子２２１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００８５】
容量素子２２５が有する２つの電極は、一方は第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されており、もう一方は電流制御用トランジスタ２２４のゲートに接続されている。容量
素子２２５は、電流制御用トランジスタ２２４のゲート電圧を保持するために設けられて
いる。なお図８（Ｂ）では、容量素子２２５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成
に限定されず、容量素子２２５を設けない構成にしても良い。
【００８６】
図８（Ｂ）のように、駆動用トランジスタ２２３および電流制御用トランジスタ２２４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ２２３のドレインと発光素子２２１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ２２３および電流制御用トランジスタ２２４をｎ型とする
ならば、駆動用トランジスタ２２３のソースと発光素子２２１の陰極とを接続するのが望
ましい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【００８７】
次に、図８（Ｂ）に示した画素の駆動方法について説明する。図８（Ｂ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【００８８】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ２２４のスイッチングに関わらず
、発光素子２２１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子２２１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子２２１をダイオードに見立てたときに、発光素子２２１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子２２１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。なお図８（Ｂ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｊの電位を制御
することで、書き込み期間において遮断用トランジスタ２２６を強制的にオフし、発光素
子２２１に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の遮断用トランジスタ２２
６を用いて発光素子２２１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期
間においても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と
、保持期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力
を抑えることができる。また遮断用トランジスタ２２６は線形領域で動作しているので、
飽和領域で動作するトランジスタに比べて、スイッチングさせる際に、ゲート電圧の変化
を小さく抑えることができ、より消費電力を低減させることができる。
【００８９】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
２２２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ２２２を介して、電流制御用トランジスタ２２４のゲートに入力される
。該ビデオ信号の電位は、容量素子２２５によって保持される。なお、駆動用トランジス
タ２２３のゲートには、電流制御用トランジスタ２２４及び遮断用トランジスタ２２６が
オンのときに駆動用トランジスタ２２３がオンになるような高さの電位が、第２の電源線
Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられているが、上述したように書き込み期間においては
遮断用トランジスタ２２６をオフするなどして発光素子２２１への電流の供給を停止して
いるので、電流制御用トランジスタ２２４のオン、オフに関わらず、発光素子２２１は非
発光のままである。
【００９０】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【００９１】
保持期間では、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ＝１〜ｙ）を選択し、第２の走査線Ｇｂｊ（ｊ
＝１〜ｙ）にゲートが接続されている遮断用トランジスタ２２６をオンにする。さらに、
発光素子２２１の対向電極と、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間には、発光素子２２
１に順方向バイアスの電流が供給されるような電位差が設けられており、電流制御用トラ
ンジスタ２２４がオンであるならば発光素子２２１に流れる電流の経路が確保される状態
にする。また、駆動用トランジスタ２２３のゲートには、電流制御用トランジスタ２２４
及び遮断用トランジスタ２２６がオンのときに駆動用トランジスタ２２３がオンになるよ
うな高さの電位が、第２の電源線Ｗｉ（ｉ＝１〜ｘ）から常に与えられている。このとき
容量素子２２５によって保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ２
２４がオンになっている場合は、第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素
子２２１に供給される。電流制御用トランジスタ２２４は線形領域で動作しているため、
発光素子２２１に流れる電流は、駆動用トランジスタ２２３と発光素子２２１の電圧電流
特性によって決まる。そして発光素子２２１は、供給される電流に見合った高さの輝度で
発光する。
【００９２】
また容量素子２２５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ２２４がオフになる場合は、発光素子２２１への電流の供給は停止されており、発光
素子２２１は非発光のままである。
【００９３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態４とは異なる、本発明の発光装置にお
ける、画素の構成について説明する。
【００９４】
図９（Ａ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図９（Ａ）に示す画素は、発
光素子３０１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ３０２と、発光素子３０１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ３０３と、発光素子３０１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ３０４とを有している。さらに本実施の形態のように、ビデオ信号の電位を保持す
るための容量素子３０５を画素に設けても良い。
【００９５】
駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ３０３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ３
０２及び電流制御用トランジスタ３０４は、線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ
３０３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラ
ンジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ３０２はｎ型であっても良
いし、ｐ型であっても良い。
【００９６】
スイッチング用トランジスタ３０２のゲートは、走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ３０２のソースとドレインは、一方が信号線Ｓｉ（
ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ３０４のゲートに接続されている。
駆動用トランジスタ３０３のゲートは信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｙ）に接続されている。そし
て駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１
〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３
０４のドレイン電流として発光素子３０１に供給することができるように、電源線Ｖｉ（
ｉ＝１〜ｘ）、発光素子３０１と接続されている。本実施の形態では、電流制御用トラン
ジスタ３０４のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用トランジスタ３０
３のドレインが発光素子３０１の画素電極に接続されている。
【００９７】
なお、駆動用トランジスタ３０３、電流制御用トランジスタ３０４の接続は上記構成に
限定されない。例えば、駆動用トランジスタ３０３のソースが電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）
に接続され、電流制御用トランジスタ３０４のドレインが発光素子３０１の画素電極に接
続されていても良い。
【００９８】
発光素子３０１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【００９９】
容量素子３０５が有する２つの電極は、一方は電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続されて
おり、もう一方は電流制御用トランジスタ３０４のゲートに接続されている。容量素子３
０５は、電流制御用トランジスタ３０４のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお図９（Ａ）では、容量素子３０５を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定
されず、容量素子３０５を設けない構成にしても良い。
【０１００】
図９（Ａ）のように、駆動用トランジスタ３０３および電流制御用トランジスタ３０４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ３０３のドレインと発光素子３０１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ３０３及び電流制御用トランジスタ３０４をｎ型とするな
らば、駆動用トランジスタ３０３のソースと発光素子３０１の陰極とを接続するのが望ま
しい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【０１０１】
次に、図９（Ａ）に示した画素の駆動方法について説明する。図９（Ａ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【０１０２】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ３０４のスイッチングに関わらず
、発光素子３０１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子３０１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子３０１をダイオードに見立てたときに、発光素子３０１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子３０１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。
【０１０３】
そして、書き込み期間において走査線Ｇｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、走査線Ｇｊ
（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ３０２がオンにな
る。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチング用トランジスタ
３０２を介して、電流制御用トランジスタ３０４のゲートに入力される。該ビデオ信号の
電位は、容量素子３０５によって保持される。なお、駆動用トランジスタ３０３のゲート
には、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジスタ３０３がオンに
なるような高さのビデオ信号の電位が、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）から与えられる場合も
あるが、上述したように書き込み期間においては発光素子３０１への電流の供給を停止し
ているので、電流制御用トランジスタ３０４のオン、オフに関わらず、発光素子３０１は
非発光のままである。
【０１０４】
走査線Ｇｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、次に全て
の画素において一斉に保持期間が開始される。
【０１０５】
保持期間では、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に固定の電位を与える。スイッチング用トラ
ンジスタ３０２は保持期間においてオフになっているので、信号線Ｓｉに与えられた固定
の電位は駆動用トランジスタ３０３のゲートに与えられる。そして信号線Ｓｉに与えられ
た固定の電位は、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジスタ３０
３がオンになるような高さにする。さらに保持期間では、発光素子３０１の対向電極と、
電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間には、発光素子３０１に順方向バイアスの電流が供給され
るような電位差が設けられており、電流制御用トランジスタ３０４がオンであるならば発
光素子３０１に流れる電流の経路が確保される状態にする。よって、容量素子３０５によ
って保持されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ３０４がオンになって
いる場合は、電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子３０１に供給される。電
流制御用トランジスタ３０４は線形領域で動作しているため、発光素子３０１に流れる電
流は、駆動用トランジスタ３０３と発光素子３０１の電圧電流特性によって決まる。そし
て発光素子３０１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【０１０６】
また容量素子３０５によって保持されたビデオ信号の電位によって電流制御用トランジ
スタ３０４がオフになる場合は、発光素子３０１への電流の供給は停止されており、発光
素子３０１は非発光のままである。
【０１０７】
なお本実施の形態では、信号線Ｓｉに、書き込み期間においてビデオ信号の電位を与え
、保持期間においては、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動用トランジス
タ３０３がオンになるような高さの固定の電位を与える。上記信号線Ｓｉに与える電位の
切り替えは、単数または複数のスイッチング素子等の回路素子を用いることで実現するこ
とができる。例えば図９（Ａ）では、トランスミッションゲート３０６と、トランジスタ
３０８と、インバータ３０７とを用い、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えを行なう例を
示している。
【０１０８】
具体的にトランスミッションゲート３０６は、ソースとドレインが互いに接続されたｎ
型のトランジスタ３０６ａとｐ型のトランジスタ３０６ｂとを有する。ｎ型のトランジス
タ３０６ａのゲートとｐ型のトランジスタ３０６ｂのゲートとは、インバータ３０７を介
して互いに反転した信号が入力されている。そしてｎ型のトランジスタ３０６ａとｐ型の
トランジスタ３０６ｂのいずれか一方は、ゲートがトランジスタ３０８のゲートに接続さ
れており、他方は、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えのタイミングを情報として有する
信号（発光制御信号）の電位がゲートに与えられる。図９（Ａ）では、ｐ型のトランジス
タ３０６ｂのゲートとトランジスタ３０８のゲートとが接続されており、ｎ型のトランジ
スタ３０６ａのゲートに発光制御信号の電位が与えられている例を示す。なお、トランジ
スタ３０８の極性は、トランスミッションゲート３０６が有する２つのトランジスタのう
ち、発光制御信号の電位がゲートに与えられている方のトランジスタと同じにする。よっ
て図９（Ａ）では、トランジスタ３０８の極性はｎ型とする。
【０１０９】
ｎ型のトランジスタ３０６ａのソースとｐ型のトランジスタ３０６ｂのソースにはビデ
オ信号の電位が与えられており、ｎ型のトランジスタ３０６ａのドレインとｐ型のトラン
ジスタ３０６ｂのドレインの電位は、信号線Ｓｉに与えられる。またトランジスタ３０８
のソースとドレインのうち、一方は、電流制御用トランジスタ３０４がオンのときに駆動
用トランジスタ３０３がオンするような高さの固定の電位が与えられており、他方は信号
線Ｓｉに接続されている。
【０１１０】
発光制御信号によってｎ型のトランジスタ３０６ａ及びｐ型のトランジスタ３０６ｂが
オンし、トランジスタ３０８がオフすると、ビデオ信号の電位が信号線Ｓｉに与えられる
。逆に、発光制御信号によってｎ型のトランジスタ３０６ａ及びｐ型のトランジスタ３０
６ｂがオフし、トランジスタ３０８がオンすると、電流制御用トランジスタ３０４がオン
のときに駆動用トランジスタ３０３がオンするような高さの固定の電位が、信号線Ｓｉに
与えられる。
【０１１１】
本実施の形態のように、信号線Ｓｉの電位を書き込み期間と保持期間とで切り替えるこ
とで、画素に信号または電位を供給するための配線の数を抑えることができる。
【０１１２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態５とは異なる、本発明の発光装置にお
ける、画素の構成について説明する。
【０１１３】
図９（Ｂ）に、本実施の形態における画素の構成を示す。図９（Ｂ）に示す画素は、発
光素子３１１と、ビデオ信号の画素への入力を制御するためのスイッチング素子として用
いるスイッチング用トランジスタ３１２と、発光素子３１１に流れる電流値を制御する駆
動用トランジスタ３１３と、発光素子３１１への電流の供給を制御する電流制御用トラン
ジスタ３１４とを有している。さらに、ビデオ信号の電位を保持するための容量素子を画
素に設けても良い。
【０１１４】
駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４は同じ極性を有していて
も、異なる極性を有していてもどちらでも良い。また駆動用トランジスタ３１３は、飽和
領域動作させても良いし、線形領域で動作させても良い。スイッチング用トランジスタ３
１２及び電流制御用トランジスタ３１４は、線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ
３１３にはエンハンスメント型トランジスタを用いてもよいし、ディプリーション型トラ
ンジスタを用いてもよい。また、スイッチング用トランジスタ３１２はｎ型であっても良
いし、ｐ型であっても良い。
【０１１５】
スイッチング用トランジスタ３１２のゲートは、第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）に
接続されている。スイッチング用トランジスタ３１２のソースとドレインは、一方が信号
線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に、もう一方が電流制御用トランジスタ３１４のゲートに接続され
ている。駆動用トランジスタ３１３のゲートは第２の走査線Ｇｂｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続
されている。そして駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４は、信
号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）から供給される電流が、駆動用トランジスタ３１３及び電流制御
用トランジスタ３１４のドレイン電流として発光素子３１１に供給することができるよう
に、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）、発光素子３１１と接続されている。本実施の形態では、
電流制御用トランジスタ３１４のソースが信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に接続され、駆動用
トランジスタ３１３のドレインが発光素子３１１の画素電極に接続されている。
【０１１６】
なお、駆動用トランジスタ３１３、電流制御用トランジスタ３１４の接続は上記構成に
限定されない。例えば、駆動用トランジスタ３１３のソースが信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）
に接続され、電流制御用トランジスタ３１４のドレインが発光素子３１１の画素電極に接
続されていても良い。
【０１１７】
発光素子３１１は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた電界発光層とを有する
。陽極と陰極は、いずれか一方を画素電極、他方を対向電極として用いる。
【０１１８】
図９（Ｂ）のように、駆動用トランジスタ３１３および電流制御用トランジスタ３１４
をｐ型とする場合、駆動用トランジスタ３１３のドレインと発光素子３１１の陽極とを接
続するのが望ましい。つまり陽極を画素電極とし、陰極を対向電極として用いるのが望ま
しい。逆に駆動用トランジスタ３１３及び電流制御用トランジスタ３１４をｎ型とするな
らば、駆動用トランジスタ３１３のソースと発光素子３１１の陰極とを接続するのが望ま
しい。つまり陰極を画素電極とし、陽極を対向電極として用いるのが望ましい。
【０１１９】
次に、図９（Ｂ）に示した画素の駆動方法について説明する。図９（Ｂ）に示す画素は
、実施の形態１の場合と同様に、その動作を書き込み期間と保持期間とに分けて説明する
ことができる。
【０１２０】
まず書き込み期間において、電流制御用トランジスタ３１４のスイッチングに関わらず
、発光素子３１１への電流の供給を止めておく。具体的には、実施の形態１と同様に、発
光素子３１１の対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ＝１〜ｘ）の間の電位差を埋めれば良い
。または、発光素子３１１をダイオードに見立てたときに、発光素子３１１が有する一対
の電極間に逆方向バイアスの電圧がかけられるように、対向電極と第１の電源線Ｖｉ（ｉ
＝１〜ｘ）の間の電位差を設定すれば良い。或いは、発光素子３１１に流れる電流の経路
をスイッチ等で遮断しても良い。例えば、図３に示したような構成を有するスイッチを、
用いることができる。なお図９（Ｂ）に示す画素では、第２の走査線Ｇｂｉ電位を制御す
ることで、書き込み期間において駆動用トランジスタ３１３を強制的にオフし、発光素子
３１１に流れる電流の経路を遮断することができる。画素内の駆動用トランジスタ３１３
を用いて発光素子３１１への電流の供給を止めることで、対向電極の電位を書き込み期間
においても一定にしておける。したがって、書き込み期間から保持期間への移行の際と、
保持期間から書き込み期間への移行の際において、対向電極への充放電に伴う消費電力を
抑えることができる。
【０１２１】
そして、書き込み期間において第１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）が選択されると、第
１の走査線Ｇａｊ（ｊ＝１〜ｙ）にゲートが接続されているスイッチング用トランジスタ
３１２がオンになる。そして、信号線Ｓ１〜Ｓｘに入力されたビデオ信号が、スイッチン
グ用トランジスタ３１２を介して、電流制御用トランジスタ３１４のゲートに入力される
。
【０１２２】
第１の走査線Ｇａｊが順に選択され、全ての画素において書き込み期間が終了すると、
次に全ての画素において一斉に保持期間が開始される。
【０１２３】
保持期間では、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）に固定の電位を与える。該固定の電位は、電
流制御用トランジスタ３１４がオンのときに、発光素子３１１に順方向バイアスの電流が
供給されるような高さとする。さらに保持期間では、電流制御用トランジスタ３１４がオ
ンであるならば発光素子３１１に流れる電流の経路が確保される状態にする。よって、書
き込み期間において入力されたビデオ信号の電位により、電流制御用トランジスタ３１４
がオンになっている場合は、信号線Ｓｉ（ｉ＝１〜ｘ）を介して電流が発光素子３１１に
供給される。電流制御用トランジスタ３１４は線形領域で動作しているため、発光素子３
１１に流れる電流は、駆動用トランジスタ３１３と発光素子３１１の電圧電流特性によっ
て決まる。そして発光素子３１１は、供給される電流に見合った高さの輝度で発光する。
【０１２４】
また、ビデオ信号の電位によって電流制御用トランジスタ３１４がオフになる場合は、
発光素子３１１への電流の供給は停止されており、発光素子３１１は非発光のままである
。
【０１２５】
なお本実施の形態では、信号線Ｓｉに、書き込み期間においてビデオ信号の電位を与え
、保持期間において発光素子３１１に順バイアス方向の電流を与えられるような高さの固
定の電位を与える。上記信号線Ｓｉに与える電位の切り替えは、単数または複数のスイッ
チング素子等の回路素子を用いることで実現することができる。例えば図９（Ｂ）では、
図９（Ａ）と同様に、トランスミッションゲート３１６と、トランジスタ３１８と、イン
バータ３１７とを用い、信号線Ｓｉに与える電位の切り替えを行なう例を示している。
【０１２６】
本実施の形態のように、信号線Ｓｉの電位を書き込み期間と保持期間とで切り替えるこ
とで、画素に信号または電位を供給するための配線の数を抑えることができる。
【０１２７】
特に、駆動用トランジスタ３１３を飽和領域で動作させる場合、発光素子３１１に順バ
イアス方向の電流を与えられるような高さの固定の電位を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）に対応する画素ごとに変えることで、ホワイトバランスの調整を行なうことができる。
【実施例１】
【０１２８】
本実施例では、図１に示した画素の、上面図の一実施例について説明する。図１０に本
実施例の画素の上面図を示す。
【０１２９】
５００１は信号線、５００２は第１の電源線、５００３は第２の電源線に相当し、５０
０４は走査線に相当する。本実施例では、信号線５００１と第１の電源線５００２と第２
の電源線５００３は同じ導電膜で形成する。また５００５はスイッチング用トランジスタ
であり、走査線５００４の一部がそのゲート電極として機能する。５００７は駆動用トラ
ンジスタ、５００８は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ５００７
は、そのＬ／Ｗが電流制御用トランジスタ５００８よりも大きくなるように、活性層が曲
がりくねっている。５００９は画素電極に相当し、電界発光層や陰極（共に図示せず）と
重なる領域（発光エリア）５０１０において発光する。
【０１３０】
なお本発明の上面図はほんの一実施例であり、本発明はこれに限定されないことは言う
までもない。
【実施例２】
【０１３１】
本実施例では、図１に示した画素の、図１０とは異なる上面図の一実施例について説明
する。図１１に本実施例の画素の上面図を示す。
【０１３２】
８００１は信号線、８００２は第１の電源線、８００３は第２の電源線に相当し、８
００４は走査線に相当する。本実施例では、信号線８００１と第１の電源線８００２と第
２の電源線８００３は同じ導電膜で形成する。また８００５はスイッチング用トランジス
タであり、第１の走査線８００４の一部がそのゲート電極として機能する。８００７は駆
動用トランジスタ、８００８は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ
８００７は、そのＬ／Ｗが電流制御用トランジスタ８００８よりも大きくなるように、活
性層が曲がりくねっている。８００９は画素電極に相当し、電界発光層や陰極（共に図示
せず）と重なる領域（発光エリア）８０１０において発光する。また、８０１２は容量素
子に相当する。
【０１３３】
なお本発明の上面図はほんの一実施例であり、本発明はこれに限定されないことは言う
までもない。
【実施例３】
【０１３４】
本発明で用いることができるトランジスタは、アモルファスシリコンで形成されていて
も良い。アモルファスシリコンでトランジスタを形成すると、結晶化のプロセスを設けず
に済むので、作製方法を簡略化することができ、低コスト化が図れる。ただしアモルファ
スシリコンで形成されたトランジスタはｐ型よりもｎ型の方が、移動度は高く、発光装置
の画素に用いるのにより適している。本実施例では、駆動用トランジスタがｎ型の場合に
おける、画素の断面構造について説明する。
【０１３５】
図１２（Ａ）に、駆動用トランジスタ６００１がｎ型で、発光素子６００２から発せら
れる光が陽極６００５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１２（Ａ）では、発光
素子６００２の陰極６００３と駆動用トランジスタ６００１が電気的に接続されており、
陰極６００３上に電界発光層６００４、陽極６００５が順に積層されている。陰極６００
３は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることが
できる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして電界発
光層６００４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されて
いてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陰極６００３上に電子注入層、
電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層の順に積層する。なおこれらの層を全
て設ける必要はない。陽極６００５は光を透過する透明導電膜、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯ
、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を
用いることができる。
【０１３６】
陰極６００３と、電界発光層６００４と、陽極６００５とが重なっている部分が発光素
子６００２に相当する。図１２（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６００２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陽極６００５側に抜ける。
【０１３７】
また、駆動用トランジスタ６００１の活性層の一部が抵抗６００９として機能する。
【０１３８】
図１２（Ｂ）に、駆動用トランジスタ６０１１がｎ型で、発光素子６０１２から発せら
れる光が陰極６０１３側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１２（Ｂ）では、駆動
用トランジスタ６０１１と電気的に接続された透明導電膜６０１７上に、発光素子６０１
２の陰極６０１３が成膜されており、陰極６０１３上に電界発光層６０１４、陽極６０１
５が順に積層されている。そして陽極６０１５を覆うように、光を反射または遮蔽するた
めの遮蔽膜６０１６が成膜されている。陰極６０１３は、図１２（Ａ）の場合と同様に、
仕事関数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、
光を透過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極６０１３として用
いることができる。そして電界発光層６０１４は、図１２（Ａ）と同様に、単数の層で構
成されていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極６
０１５は光を透過する必要はないが、図１２（Ａ）と同様に、透明導電膜を用いて形成す
ることができるし、ＴｉＮまたはＴｉを用いることもできる。そして遮蔽膜６０１６は、
例えば光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定されない。例えば黒の
顔料を添加した樹脂等を用いることもできる。
【０１３９】
陰極６０１３と、電界発光層６０１４と、陽極６０１５とが重なっている部分が発光素
子６０１２に相当する。図１２（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０１２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陰極６０１３側に抜ける。
【０１４０】
また、駆動用トランジスタ６０１１の活性層の一部が抵抗６０１９として機能する。
【０１４１】
なお本実施例では、駆動用トランジスタと発光素子が電気的に接続されている例を示し
たが、駆動用トランジスタと発光素子との間に電流制御用トランジスタまたは遮断用トラ
ンジスタが接続されている構成であってもよい。
【実施例４】
【０１４２】
本実施例では、駆動用トランジスタがｐ型の場合における、画素の断面構造について説
明する。
【０１４３】
図１３（Ａ）に、駆動用トランジスタ６０２１がｐ型で、発光素子６０２２から発せら
れる光が陽極６０２３側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１３（Ａ）では、発光
素子６０２２の陽極６０２３と駆動用トランジスタ６０２１が電気的に接続されており、
陽極６０２３上に電界発光層６０２４、陰極６０２５が順に積層されている。陰極６０２
５は仕事関数が小さく、なおかつ光を反射する導電膜であれば公知の材料を用いることが
できる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。そして電界発
光層６０２４は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されて
いてもどちらでも良い。複数の層で構成されている場合、陽極６０２３上にホール注入層
、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。なおこれらの層を全
て設ける必要はない。陽極６０２３は光を透過する透明導電膜、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯ
、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を
用いても良い。
【０１４４】
陽極６０２３と、電界発光層６０２４と、陰極６０２５とが重なっている部分が発光素
子６０２２に相当する。図１３（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６０２２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陽極６０２３側に抜ける。
【０１４５】
また、駆動用トランジスタ６０２１の活性層の一部が抵抗６０２９として機能する。
【０１４６】
図１３（Ｂ）に、駆動用トランジスタ６０３１がｐ型で、発光素子６０３２から発せら
れる光が陰極６０３５側に抜ける場合の、画素の断面図を示す。図１３（Ｂ）では、駆動
用トランジスタ６０３１と電気的に接続された配線６０３７上に、発光素子６０３２の陽
極６０３３が成膜されており、陽極６０３３上に電界発光層６０３４、陰極６０３５が順
に積層されている。上記構成によって、陽極６０３３において光が透過しても、該光は配
線６０３７において反射される。陰極６０３５は、図１３（Ａ）の場合と同様に、仕事関
数が小さい導電膜であれば公知の材料を用いることができる。ただしその膜厚は、光を透
過する程度とする。例えば２０ｎｍの膜厚を有するＡｌを、陰極６０３５として用いるこ
とができる。そして電界発光層６０３４は、図１３（Ａ）と同様に、単数の層で構成され
ていても、複数の層が積層されるように構成されていてもどちらでも良い。陽極６０３３
は光を透過する必要はないが、図１３（Ａ）と同様に、透明導電膜を用いて形成すること
ができるし、ＴｉＮまたはＴｉを用いることもできる。そして遮蔽膜６０３６は、例えば
光を反射する金属等を用いることができるが、金属膜に限定されない。例えば黒の顔料を
添加した樹脂等を用いることもできる。
【０１４７】
陽極６０３３と、電界発光層６０３４と、陰極６０３５とが重なっている部分が発光素
子６０３２に相当する。図１３（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０３２から発せら
れる光は、白抜きの矢印で示すように陰極６０３５側に抜ける。
【０１４８】
また、駆動用トランジスタ６０３１の活性層の一部が抵抗６０３９として機能する。
【０１４９】
なお本実施例では、駆動用トランジスタと発光素子が電気的に接続されている例を示し
たが、駆動用トランジスタと発光素子との間に電流制御用トランジスタまたは遮断用トラ
ンジスタが接続されている構成であってもよい。
【実施例５】
【０１５０】
本実施例では、駆動用トランジスタと電流制御用トランジスタが共にボトムゲート型の
場合の、画素の断面構造について説明する。
【０１５１】
なお本発明で用いることができるトランジスタは、アモルファスシリコンで形成されて
いても良い。アモルファスシリコンでトランジスタを形成すると、結晶化のプロセスを設
けずに済むので、作製方法を簡略化することができ、低コスト化が図れる。ただしアモル
ファスシリコンで形成されたトランジスタはｐ型よりもｎ型の方が移動度は高く、発光装
置の画素に用いるのにより適している。本実施例では、駆動用トランジスタがｎ型の場合
における、画素の断面構造について説明する。
【０１５２】
図１４に、本実施例の画素の断面図を示す。６５０１は駆動用トランジスタ、６５０２
は電流制御用トランジスタに相当する。駆動用トランジスタ６５０１は、絶縁表面を有す
る基板６５００上に形成されたゲート電極６５０３と、ゲート電極６５０３を覆うように
基板６５００上に形成されたゲート絶縁膜６５０４と、ゲート絶縁膜６５０４を間に挟ん
でゲート電極６５０３と重なる位置に形成された半導体膜６５０５とを有している。半導
体膜６５０５は、ソース又はドレインとして機能する、導電型を付与する不純物が添加さ
れた２つの不純物領域６５０６ａ、６５０６ｂを有している。そして不純物領域６５０６
ａは配線６５０８と接続されている。
【０１５３】
電流制御用トランジスタ６５０２は、駆動用トランジスタ６５０１と同様に、絶縁表面
を有する基板６５００上に形成されたゲート電極６５１０と、ゲート電極６５１０を覆う
ように基板６５００上に形成されたゲート絶縁膜６５０４と、ゲート絶縁膜６５０４を間
に挟んでゲート電極６５１０と重なる位置に形成された半導体膜６５１１とを有している
。半導体膜６５１１は、ソース又はドレインとして機能する、導電型を付与する不純物が
添加された２つの不純物領域６５１２ａ、６５１２ｂを有している。そして不純物領域６
５１２ａは、配線６５１３を介して駆動用トランジスタ６５０１が有する不純物領域６５
０６ｂと接続されている。
【０１５４】
駆動用トランジスタ６５０１及び電流制御用トランジスタ６５０２は、共に絶縁膜で形
成された保護膜６５０７で覆われている。そして、保護膜６５０７に形成されたコンタク
トホールを介して、配線６５０８が陽極６５０９と接続されている。また、駆動用トラン
ジスタ６５０１及び電流制御用トランジスタ６５０２と、保護膜６５０７は層間絶縁膜６
５２０で覆われている。層間絶縁膜６５２０は開口部を有しており、該開口部において陽
極６５０９が露出している。陽極６５０９上には電界発光層６５２１と、陰極６５２２が
形成されている。
【０１５５】
なお、図１４では、駆動用トランジスタと電流制御用トランジスタが共にｎ型である場
合について説明したが、ｐ型であってもよい。この場合、駆動用トランジスタの閾値電圧
を制御するための不純物はｐ型を用いる。なお、遮断用トランジスタが、駆動用トランジ
スタ６５０１と陽極６５０９の間に設けられていても良いし、駆動用トランジスタ６５０
１と電流制御用トランジスタ６５０２の間に設けられていても良いし、電流制御用トラン
ジスタ６５０２のソースの電位を制御できるような位置に設けられていても良い。また駆
動用トランジスタ６５０１のドレインが陽極６５０９に接続されている例を示したが、電
流制御用トランジスタ６５０２のドレインが陽極６５０９に接続されていても良い。
【実施例６】
【０１５６】
図１５を用いて、本発明の発光装置の、画素の断面構造について説明する。図１５に、
基板７０００上に形成されているトランジスタ７００１を示す。なお本実施例ではトラン
ジスタ７００１が駆動用トランジスタであると仮定するが、トランジスタ７００１は電流
制御用トランジスタであっても良いし、遮断用トランジスタであっても良い。駆動用トラ
ンジスタ７００１は第１の層間絶縁膜７００２で覆われており、第１の層間絶縁膜７００
２上には樹脂等で形成されたカラーフィルタ７００３と、コンタクトホールを介して駆動
用トランジスタ７００１のドレインと電気的に接続されている配線７００４が形成されて
いる。なお、駆動用トランジスタ７００１と配線７００４の間に電流制御用トランジスタ
が設けられていても良い。
【０１５７】
そしてカラーフィルタ７００３及び配線７００４を覆うように、第１の層間絶縁膜７０
０２上に、第２の層間絶縁膜７００５が形成されている。なお、第１の層間絶縁膜７００
２または第２の層間絶縁膜７００５は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、酸化
珪素、窒化珪素または酸化窒化珪素膜を単層でまたは積層して用いることができる。また
酸素よりも窒素のモル比率が高い酸化窒化珪素膜上に、窒素よりも酸素のモル比率が高い
酸化窒化珪素膜を積層した膜を第１の層間絶縁膜７００２または第２の層間絶縁膜７００
５として用いても良い。或いは第１の層間絶縁膜７００２または第２の層間絶縁膜７００
５として、有機樹脂膜を用いても良いし、有機ポリシロキサンを用いても良い。
【０１５８】
第２の層間絶縁膜７００５上には、コンタクトホールを介して配線７００４に電気的に
接続されている配線７００６が形成されている。配線７００６の一部は発光素子の陽極と
して機能している。配線７００６は、第２の層間絶縁膜７００５を間に挟んで、カラーフ
ィルタ７００３と重なる位置に形成する。
【０１５９】
また第２の層間絶縁膜７００５上には有機樹脂膜、無機絶縁膜または有機ポリシロキサ
ンを用いて形成された隔壁７００８が形成されている。隔壁７００８は開口部を有してお
り、該開口部において陽極として機能する配線７００６と電界発光層７００９と陰極７０
１０が重なり合うことで発光素子７０１１が形成されている。電界発光層７００９は、発
光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。なお、隔壁７
００８及び陰極７０１０上に、保護膜を成膜しても良い。この場合、保護膜は水分や酸素
などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させに
くい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法で形成され
た窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させに
くい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護
膜として用いることも可能である。
【０１６０】
また隔壁７００８は、電界発光層７００９が成膜される前に、吸着した水分や酸素等を
除去するために真空雰囲気下で加熱しておく。具体的には、１００℃〜２００℃、０．５
〜１時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは３×１０-7Ｔｏｒｒ以下と
し、可能であるならば３×１０-8Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、有機樹
脂膜に真空雰囲気下で加熱処理を施した後に電界発光層７００９を成膜する場合、成膜直
前まで真空雰囲気下に保つことで、信頼性をより高めることができる。
【０１６１】
また隔壁７００８の開口部における端部は、隔壁７００８上に一部重なって形成されて
いる電界発光層７００９に、該端部において穴があかないように、丸みを帯びさせること
が望ましい。具体的には、開口部における有機樹脂膜の断面が描いている曲線の曲率半径
が、０．２〜２μｍ程度であることが望ましい。
【０１６２】
上記構成により、電界発光層７００９や陰極７０１０のカバレッジを良好とすることが
でき、配線７００６と陰極７０１０が電界発光層７００９に形成された穴においてショー
トするのを防ぐことができる。また電界発光層７００９の応力を緩和させることで、発光
領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めること
ができる。
【０１６３】
なお図１５では、隔壁７００８として、ポジ型の感光性のアクリル樹脂を用いた例を示
している。感光性の有機樹脂には、光、電子、イオンなどのエネルギー線が露光された箇
所が除去されるポジ型と、露光された箇所が残るネガ型とがある。本発明ではネガ型の有
機樹脂膜を用いても良い。また感光性のポリイミドを用いて隔壁７００８を形成しても良
い。ネガ型のアクリルを用いて隔壁７００８を形成した場合、開口部における端部が、Ｓ
字状の断面形状となる。このとき開口部の上端部及び下端部における曲率半径は、０．２
〜２μｍとすることが望ましい。
【０１６４】
配線７００６は透明導電膜を用いることができる。ＩＴＯの他、ＩＴＳＯ、酸化インジ
ウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を用いても良い
。図１５では配線７００６としＩＴＯを用いている。配線７００６は、その表面が平坦化
されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄して研磨しても良い
。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、配線７００６の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理
などを行ってもよい。
【０１６５】
また陰極７０１０は、光が透過する程度の膜厚とし、仕事関数の小さい導電膜であれば
公知の他の材料を用いる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望まし
い。なお陰極側から光を得るためには、膜厚を薄くする方法の他に、Ｌｉを添加すること
で仕事関数が小さくなったＩＴＯを用いる方法もある。本発明で用いる発光素子は、陽極
側と陰極側の両方から光が発せられる構成であれば良い。
【０１６６】
なお、実際には図１５まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、
脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）や透光
性のカバー材７０１２でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー材
の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置したり
すると発光素子の信頼性が向上する。そして本発明では、カバー材７０１２にカラーフィ
ルタ７０１３を設けても良い。
【０１６７】
なお、本発明は上述した作製方法に限定されず、公知の方法を用いて作製することが可
能である。
【実施例７】
【０１６８】
本実施例では、本発明の発光装置の構成と、駆動の仕方について説明する。図１６に、
ＩＣに含まれる外部回路のブロック図とパネルの概略図を示す。
【０１６９】
図１６に示すように、本発明の発光装置の一形態に相当するモジュールは、外部回路３
００４及びパネル３０１０を有する。外部回路３００４はＡ／Ｄ変換部３００１、電源部
３００２及び信号生成部３００３を有する。Ａ／Ｄ変換部３００１はアナログ信号で入力
された映像データ信号をデジタル信号（ビデオ信号）に変換し、信号線駆動回路３００６
へ供給する。電源部３００２は、バッテリーやコンセントなどの電源より供給された電位
から、所望の高さの電位を幾つか生成し、それぞれ信号線駆動回路３００６、走査線駆動
回路３００７、発光素子３０１１、信号生成部３００３等に供給する。信号生成部３００
３には、電源からの電位、映像信号及び同期信号等が入力され、各種信号の変換を行なう
他、信号線駆動回路３００６及び走査線駆動回路３００７を駆動するためのクロック信号
等を生成する。
【０１７０】
外部回路３００４からの信号及び電源は、ＦＰＣを通し、パネル３０１０内のＦＰＣ接
続部３００５からパネル３０１０の内部回路等に入力される。
【０１７１】
また、パネル３０１０は、基板３００８上にＦＰＣ接続部３００５、内部回路が形成さ
れている。内部回路には、信号線駆動回路３００６、走査線駆動回路３００７及び画素部
３００９等が含まれる。画素部３００９には発光素子３０１１が設けられている。図１６
には例として実施の形態１に記載の画素を採用しているが、画素部３００９には、本発明
の実施の形態に挙げたいずれかの画素構成を採用することができる。
【０１７２】
図１７に、信号線駆動回路３００６の構成をブロック図で示す。
【０１７３】
信号線駆動回路３００６はＤ−フリップフロップ４１０１を複数段用いたシフトレジス
タ４１０２、データラッチ回路４１０３、ラッチ回路４１０４、レベルシフタ４１０５及
びバッファ４１０６等を有する。入力される信号はクロック信号（Ｓ−ＣＫ）、反転クロ
ック信号（Ｓ−ＣＫＢ）、スタートパルス（Ｓ−ＳＰ）、ビデオ信号（ＤＡＴＡ）及びラ
ッチパルス（ＬａｔｃｈＰｕｌｓｅ）とする。
【０１７４】
まず、クロック信号、反転クロック信号及びスタートパルスのタイミングに従って、シ
フトレジスタ４１０２より、順次サンプリングパルスが出力される。サンプリングパルス
はデータラッチ回路４１０３へ入力され、そのタイミングで、ビデオ信号を取り込み、保
持する。この動作が一列目から順に行われる。最終段のデータラッチ回路４１０３におい
て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パルスが入力され、データラ
ッチ回路４１０３において保持されているビデオ信号は一斉にラッチ回路４１０４へと転
送される。その後、レベルシフタ４１０５においてレベルシフトされ、バッファ４１０６
において整形された後、信号線Ｓ１からＳｎへ一斉に出力される。その際、走査線駆動回
路３００７によって選択された行の画素へ、Ｈレベル、Ｌレベルを含むビデオ信号が入力
され、発光素子３０１１の発光、非発光を制御する。
【０１７５】
本実施例にて示した発光装置は、外部回路３００４がパネル３０１０から独立している
が、これらを同一基板上に一体形成して作製してもよい。また、信号線駆動回路３００６
内にレベルシフタ４１０５及びバッファ４１０６が無くてもよい。
【０１７６】
本実施例は、実施例１〜実施例６と組み合わせて実施することができる。
【実施例８】
【０１７７】
本実施例では、本発明の発光装置の一形態に相当するパネルの外観について、図１８を
用いて説明する。図１８は、第１の基板上に形成されたトランジスタ及び発光素子を、第
２の基板との間にシール材によって封止した、パネルの上面図であり、図１８（Ｂ）は、
図１８（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図に相当する。
【０１７８】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走
査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画
素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板
４００６が設けられている。よって画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、走査
線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６
とによって、充填材４００７と共に密封されている。
【０１７９】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と
、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図１８（Ｂ）では、信号
線駆動回路４００３に含まれるトランジスタ４００８、４００９と、画素部４００２に含
まれるトランジスタ４０１０とを例示している。なお本実施例では、トランジスタ４０１
０が駆動用トランジスタであると仮定するが、トランジスタ４０１０は電流制御用トラン
ジスタであっても良いし、遮断用トランジスタであっても良い。
【０１８０】
また４０１１は発光素子に相当し、発光素子４０１１が有する画素電極は、駆動用トラ
ンジスタ４０１０のドレインと、配線４０１７を介して電気的に接続されている。そして
本実施例では、発光素子４０１１の対向電極と透明導電膜４０１２が電気的に接続されて
いる。なお発光素子４０１１の構成は、本実施例に示した構成に限定されない。発光素子
４０１１から取り出す光の方向や、駆動用トランジスタ４０１０の極性などに合わせて、
発光素子４０１１の構成は適宜変えることができる。
【０１８１】
また信号線駆動回路４００３、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えら
れる各種信号及び電位は、図１８（Ｂ）に示す断面図では図示されていないが、引き回し
配線４０１４及び４０１５を介して、接続端子４０１６から供給されている。
【０１８２】
本実施例では、接続端子４０１６が、発光素子４０１１が有する画素電極と同じ導電膜
から形成されている。また、引き回し配線４０１４は、配線４０１７と同じ導電膜から形
成されている。また引き回し配線４０１５は、駆動用トランジスタ４０１０、トランジス
タ４００８、４００９がそれぞれ有するゲート電極と、同じ導電膜から形成されている。
【０１８３】
接続端子４０１６は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して
電気的に接続されている。
【０１８４】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラス、金属（代表的には
ステンレス）、セラミックス、プラスチックを用いることができる。プラスチックとして
は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、Ｐ
ＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムま
たはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフ
ィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１８５】
但し、発光素子４０１１からの光の取り出し方向に位置する基板は、第２の基板は透明
でなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルム
またはアクリルフィルムのような透光性を有する材料を用いる。
【０１８６】
また、充填材４００７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル
、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶ
Ａ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素
を用いた。
【０１８７】
また発光素子４０１１の劣化を抑制できるように、充填材４００７内に、水分または酸
素を吸着しうる物質（例えば酸化バリウム）を配置しておいても良い。
【０１８８】
本実施例は、実施例１〜実施例７と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例９】
【０１８９】
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ、明るい場
所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることがで
きる。
【０１９０】
本発明の発光装置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ＤＶＤ：Digital Versatile Disc）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。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視さ
れるため、発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１９に示す。
【０１９１】
図１９（Ａ）は携帯情報端末であり、本体２００１、表示部２００２、操作キー２００
３、モデム２００４等を含む。図１９（Ａ）ではモデム２００４が取り外し可能な形態の
携帯情報端末を示しているが、モデムが本体２００１に内蔵されていても良い。本発明の
発光装置は、表示部２００２に用いることができる。
【０１９２】
図１９（Ｂ）は携帯電話であり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３
、音声出力部２１０４、操作キー２１０５、外部接続ポート２１０６、アンテナ２１０７
等を含む。なお、表示部２１０２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。本発明の発光装置は、表示部２１０２に用いることがで
きる。
【０１９３】
図１９（Ｃ）は電子カードであり、本体２２０１、表示部２２０２、接続端子２２０３
等を含む。本発明の発光装置は、表示部２２０２に用いることができる。なお図１９（Ｃ
）では接触型の電子カードを示しているが、非接触型の電子カードや、接触型と非接触型
の機能を持ち合わせた電子カードにも、本発明の発光装置を用いることができる。
【０１９４】
図１９（Ｄ）は電子ブックであり、本体２３０１、表示部２３０２、操作キー２３０３
等を含む。またモデムが本体２３０１に内蔵されていても良い。表示部２３０２には本発
明の発光装置が用いられている。
【０１９５】
図１９（Ｅ）はシート型のパーソナルコンピュータであり、本体２４０１、表示部２４
０２、キーボード２４０３、タッチパッド２４０４、外部接続ポート２４０５、電源プラ
グ２４０６等を含む。表示部２４０２には、本発明の発光装置が用いられている。
【０１９６】
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、本実施例の電子機器は実施例１〜８に示したいずれの構成の発光装置
を用いても良い。
【符号の説明】
【０１９７】
１０１ 発光素子
１０２ スイッチング用トランジスタ
１０３ 駆動用トランジスタ
１０４ 電流制御用トランジスタ
１０５ 容量素子
１１０ スイッチ
１１１ スイッチ
２０１ 発光素子
２０２ スイッチング用トランジスタ
２０３ 駆動用トランジスタ
２０４ 電流制御用トランジスタ
２０５ 容量素子
２１１ 発光素子
２１２ スイッチング用トランジスタ
２１３ 駆動用トランジスタ
２１４ 電流制御用トランジスタ
２１５ 容量素子
２２１ 発光素子
２２２ スイッチング用トランジスタ
２２３ 駆動用トランジスタ
２２４ 電流制御用トランジスタ
２２５ 容量素子
２２６ 遮断用トランジスタ
３０１ 発光素子
３０２ スイッチング用トランジスタ
３０３ 駆動用トランジスタ
３０４ 電流制御用トランジスタ
３０５ 容量素子
３０６ トランスミッションゲート
３０６ａ トランジスタ
３０６ｂ トランジスタ
３０７ インバータ
３０８ トランジスタ
３１１ 発光素子
３１２ スイッチング用トランジスタ
３１３ 駆動用トランジスタ
３１４ 電流制御用トランジスタ
３１６ トランスミッションゲート
３１７ インバータ
３１８ トランジスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を有し、
第１乃至第４の配線を有し、
第１乃至第３のトランジスタを有し、
前記発光素子の一方の電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されており、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されており、
前記第１のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのゲートは、前記第３の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第４の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのゲートと電気的に接続されており、
前記第１の配線と前記第２のトランジスタのゲートとの間に容量を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１又は請求項２に記載の発光装置を有する電子機器。
【請求項１】
発光素子を有し、
第１乃至第４の配線を有し、
第１乃至第３のトランジスタを有し、
前記発光素子の一方の電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されており、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されており、
前記第１のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続されており、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのゲートは、前記第３の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第４の配線と電気的に接続されており、
前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのゲートと電気的に接続されており、
前記第１の配線と前記第２のトランジスタのゲートとの間に容量を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１又は請求項２に記載の発光装置を有する電子機器。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２３８０２８（Ｐ２０１２−２３８０２８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８６４１３（Ｐ２０１２−１８６４１３）
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【分割の表示】特願２０１０−２７６６２１（Ｐ２０１０−２７６６２１）の分割
【原出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【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１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２７日（２０１２．８．２７）
【分割の表示】特願２０１０−２７６６２１（Ｐ２０１０−２７６６２１）の分割
【原出願日】平成１６年６月２２日（２００４．６．２２）
【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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