JP2003263130A

JP2003263130A - 表示装置、発光装置及び電子機器

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Publication number: JP2003263130A
Application number: JP2002064532A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Inukai; 和隆犬飼; Yasuko Watanabe; 康子渡辺; Tetsushi Seo; 哲史瀬尾; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP4112248B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＯＬＥＤ素子駆動電流のバラつきが十分に抑
制されたＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置を提供することを課題
とする。【解決手段】本発明は、画素にデータ電流を読込むと
きには該複数のトランジスタを並列接続状態にし、自発
光素子を発光させるときには該複数のトランジスタを直
列接続状態にする。その結果、同一画素内の駆動用素子
を構成する複数のトランジスタ間にバラつきが存在して
も、その影響は小さく抑制されるため、実用上問題とな
るほど画素間で発光輝度がバラついてしまうことは防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光装置及び表示
装置の技術に関する。さらには、前記発光装置又は前記
表示装置を搭載した電子機器に関する。本明細書におけ
る発光装置とは、自発光素子から放出される光を利用し
た装置を指す。自発光素子としては、有機発光ダイオー
ド（ＯＬＥＤ）素子、無機材料系の発光ダイオード素
子、電界放出発光素子（ＦＥＤ素子）などを示す。また
本明細書における表示装置とは、複数の画素をマトリク
ス状に配置し画像情報を視覚的に伝達する装置、いわゆ
るディスプレイを示す。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像の表示を行う表示装置の重要
性が増している。表示装置としては、液晶素子を用いて
画像の表示を行う液晶表示装置が、高画質、薄型、軽量
などの利点を活かして、携帯電話やパソコンをはじめと
する種々の用途の表示装置として幅広く用いられてい
る。

【０００３】他方で、自発光素子を用いた表示装置、発
光装置の開発も進められている。この自発光素子には、
有機材料、無機材料、薄膜材料、バルク材料、又は分散
材料など広汎に渡って様々な種類の素子が存在する。

【０００４】上記自発光素子のうち、有機発光ダイオー
ド（ＯＬＥＤ）素子は、表示装置向けに将来有望視され
ている。ＯＬＥＤ素子を自発光素子として用いたＯＬＥ
Ｄ表示装置は、既存の液晶表示装置以上に薄型、軽量で
ある特長に加え、動画表示に適した高応答速度、高視野
角、低電圧駆動などの特長を有しているため、携帯電話
や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめテレビ、モニターな
ど、幅広い用途が見込まれている。その結果、ＯＬＥＤ
表示装置は、次世代ディスプレイとして注目されてい
る。

【０００５】特にアクティブマトリクス（以下、ＡＭと
表記）型のＯＬＥＤ表示装置は、パッシブマトリクス
（以下、ＰＭと表記）型では困難である、高精細で且つ
大画面での表示も可能であるうえ、ＰＭ型を上回る低消
費電力で高信頼性を有しているため、実用化への期待は
大変強い。

【０００６】ＯＬＥＤ素子は、陽極と、陰極と、該陽極
と該陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有する構造
をしている。そして、ＯＬＥＤ素子に流れる電流量と、
ＯＬＥＤ素子の発光輝度は概ね比例する関係にある。Ａ
Ｍ型ＯＬＥＤ表示装置が有する画素では、該画素のＯＬ
ＥＤ素子の発光輝度を制御する駆動用トランジスタを該
ＯＬＥＤ素子に直列に接続している場合が多い。

【０００７】ところで、ＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置におい
て画像を表示する駆動方式には、大別して電圧入力方式
と電流入力方式がある。前者の電圧入力方式は、画素に
入力するビデオ信号として、電圧値形式データのビデオ
信号を入力する。また後者の電流入力方式は、画素に入
力するビデオ信号として、電流値形式データのビデオ信
号を入力する。

【０００８】電圧入力方式では、通常画素の駆動用トラ
ンジスタのゲート電極にビデオ信号の電圧が直接印加さ
れる。従って、ＯＬＥＤ素子を定電流発光させる場合、
駆動用トランジスタの電気的特性が各々の画素間で均一
でなくバラつきを有していると、各画素のＯＬＥＤ素子
駆動電流にバラつきが生じる。ＯＬＥＤ素子駆動電流の
バラつきは、ＯＬＥＤ素子の発光輝度のバラつきとな
る。つまり、ＯＬＥＤ素子の発光輝度のバラつきは、画
面全体でみると砂嵐状あるいは絨毯模様のムラとして、
表示画像の品位を低下させる。

【０００９】そこで、電圧入力方式におけるＯＬＥＤ素
子駆動電流のバラつきを抑制するための有効な手段の一
つとして電流入力方式がある。電流入力方式では、通常
ビデオ信号のデータ電流値を記憶し、前記記憶した電流
値と同一、又は数倍（１未満を含む正の実数倍）の電流
をＯＬＥＤ素子駆動電流として供給する。

【００１０】電流入力方式のＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置の
画素回路の代表的な例を図１０（Ａ）に示す（A. Yumot
o et al., Proc. Asia Display / IDW '01 p.p.1395-13
98 (2001) 等を参照）。図１０（Ａ）において、５１６
がＯＬＥＤ素子である。また図１０（Ａ）に示す画素回
路は、カレントミラー回路を有する。そこで、カレント
ミラー回路を構成する２つのトランジスタが同一の電気
的特性さえ備えていれば、ビデオ信号のデータ電流値を
正確に記憶することができる。仮に相異なる画素の駆動
用トランジスタの電気的特性にバラつきが生じていて
も、同一画素内の前記２つのトランジスタが、各々同一
の電気的特性を備えていれば、ＯＬＥＤ素子の発光輝度
のバラつきが抑制されることになる。

【００１１】次いで、図１０（Ａ）とは異なる電流入力
方式のＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置の画素回路の例を図１０
（Ｂ）に示す（I. M. Hunter et al., Proc. AM-LCD 20
00 p.p.249-252 (2000) 等を参照）。図１０（Ｂ）にお
いて、６１１がＯＬＥＤ素子である。また図１０（Ｂ）
に示す画素回路は、駆動用トランジスタのゲート電極に
ビデオ信号に対応する電圧を書込むときに、駆動用トラ
ンジスタのドレイン電極とゲート電極とが短絡する。そ
の状態でビデオ信号のデータ電流を流して、その後ゲー
ト電極を電気的に絶縁させる。このとき、ＯＬＥＤ素子
を発光させるときに、駆動用トランジスタを飽和領域に
て動作させるようにすれば、駆動用トランジスタは、書
込み時のデータ電流と同一の値の電流をＯＬＥＤ素子に
供給する。従って、各画素の駆動用トランジスタに電気
的特性のバラつきが存在しても、ＯＬＥＤ素子の発光輝
度のバラつきは抑制されることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図１０（Ａ）（Ｂ）に
示す画素は、上述したように正確にデータ電流値を記憶
できるはずであるが、以下のような深刻な問題がある。

【００１３】まず、図１０（Ａ）の画素回路における問
題点は、カレントミラーを構成する二つのトランジスタ
が同一の電気的特性もつことが、前提条件とされている
ことである。画素回路の設計時に工夫すれば、両トラン
ジスタを基板上に隣り合わせに作製することも可能であ
るため、ある程度はバラつきを減少させることが出来
る。しかしながら、ポリシリコンで作成されたトランジ
スタは、結晶粒界における欠陥等に起因して、ＴＦＴの
しきい値電圧や電界効果移動度等の電気的特性に、なお
許容限度を超えるバラつきが残存してしまう。

【００１４】ここで、より具体的に６４階調の画像を表
示する場合を例に挙げて説明する。６４階調の画像を表
示する場合には、自発光素子の輝度のバラつきは１％以
内程度に抑える必要が生じる。しかし図１０（Ａ）の画
素回路では、データ電流値を１％の精度で記憶すること
は、現在普通に使用されるポリシリコンでは困難であ
る。すなわち、図１０（Ａ）の画素回路を使うのみで
は、画面全体でムラがなく、十分に均一な高品位の表示
画像を得ることはできない。

【００１５】次いで、図１０（Ｂ）の画素回路における
問題点は、画素に書込むビデオ信号データ電流と、ＯＬ
ＥＤ素子を発光させるときのＯＬＥＤ素子駆動電流と
が、同一の値になってしまう点である。ＡＭ型ＯＬＥＤ
表示装置を作製する場合、両電流を同一の値としなくて
はならないという点は、事実上はかなり厳しい制約とな
る。

【００１６】これは、ＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置におい
て、信号線等に多量の寄生容量、寄生抵抗がついてしま
うことによるものである。多量の寄生容量、寄生抵抗が
ついてしまうと、ビデオ信号データ電流はＯＬＥＤ素子
駆動電流よりも大きくする措置をとることが必要な場合
が少なからず生じる。特に、ビデオ信号データ電流をア
ナログ値にして階調表現する場合には、暗部のビデオ信
号データ電流の書込みが非常に困難となる。

【００１７】本発明は上記問題点の存在に鑑みてなされ
たものである。まず本発明は、図１０（Ｂ）の画素回路
とは異なり、画素に書込むビデオ信号データ電流と、Ｏ
ＬＥＤ素子を発光させるときのＯＬＥＤ素子駆動電流と
の比が「１」に固定されないＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置を
提供することを課題とする。次に本発明は、図１０
（Ａ）の画素回路とは異なり、同一画素内の隣接設置さ
れたトランジスタ間においても、なお電気的特性のバラ
つきがある程度残存することを前提とする。その上で本
発明は、図１０（Ａ）のようなカレントミラーを用いた
画素回路の場合と比較して、ＯＬＥＤ素子駆動電流のバ
ラつきが十分に抑制されたＡＭ型ＯＬＥＤ表示装置を提
供することを課題とする。

【００１８】また、自発光素子は有機化合物層の劣化に
よって生じる信頼性等の低さが問題となっている。そこ
で本発明は、自発光素子の信頼性の問題を改善した表示
装置、発光装置を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はＡＭ型表示装置または発光装置において、
各画素に設置される駆動用素子を複数のトランジスタに
より構成し、画素にデータ電流を読込むときには該複数
のトランジスタを並列接続状態にし、自発光素子を発光
させるときには該複数のトランジスタを直列接続状態に
することを特徴としている。

【００２０】なおＯＬＥＤ素子以外の素子を用いた表示
装置、発光装置であっても、電流駆動型の素子を用いる
場合には、本発明の構成が利用できる。

【００２１】また本発明は、上記課題を解決するため
に、一定の期間ごとに発光時とは逆の極性の駆動電圧
（逆方向バイアス電圧）を発光素子に印加することを特
徴としている。これは、逆の極性の駆動電圧を発光素子
に印加すると、発光素子の電流−電圧特性のバラつきが
改善されることを利用したものである。

【００２２】本発明は、第１及び第２の電極を有する自
発光素子と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎ
は２以上の自然数）のトランジスタとを有する駆動手段
とが備えられた画素が設けられた発光装置であって、前
記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対応
して前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を
直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て、前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を
並列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記ビデオ信号の同期タイミングに対応する単位フ
レーム期間の所定の期間に対し、前記第１又は前記第２
の電極の電位を変化させて、前記自発光素子に逆方向バ
イアスの電圧を供給する供給手段とを有することを特徴
とする。

【００２３】本発明は、第１及び第２の電極を有する自
発光素子と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎ
は２以上の自然数）のトランジスタとを有する駆動手段
とが備えられた画素が設けられた発光装置であって、前
記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対応
して、前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間
を直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て、前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を
並列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記ビデオ信号の同期タイミングに対応する単位フ
レーム期間の所定の期間に対し、前記自発光素子の各々
の発光期間が所定の発光期間に達したときに前記自発光
素子の各々の発光を停止せしめる消去手段と、前記フレ
ーム期間の所定の期間に対し、前記第１又は前記第２の
電極の電位を変化させて、前記自発光素子に逆方向バイ
アスの電圧を供給する供給手段とを有することを特徴と
する。

【００２４】なお前記設定手段とは、画素へのビデオ信
号の入力を制御するトランジスタに相当し、より具体的
には図１における第１スイッチ１２と、第２スイッチ１
３に相当する。また前記設定手段とは、前記画素を駆動
する信号線駆動回路、走査線駆動回路又はコントロール
回路に相当する。さらに、前記駆動手段とは、画素にお
ける駆動用トランジスタに相当する。前記駆動用トラン
ジスタは、前記自発光素子を駆動する役目を担ってお
り、多くの場合において、自発光素子に直接接続されて
いるトランジスタを指す。最後に前記消去手段とは、自
発光素子の発光を停止せしめる機能を有し、具体的には
図１における第４スイッチ１８に相当する。

【００２５】ここで、本発明の表示装置または発光装置
の画素構成の概略について、図１（Ａ）（Ｂ）を用いて
説明する。図１（Ａ）には、複数の画素を有する画素部
において、j行i列目に配置された画素１１を示す。画素
１１は、信号線(Si)、電源線(Vi)、第１走査線(Gaj)、
スイッチング機能を有する第１スイッチ１２〜第３スイ
ッチ１４、駆動用素子１５、容量素子１６、自発光素子
１７を有する。なお、図１（Ａ）（Ｂ）で容量素子１６
が設置されているノードの寄生容量が大きい場合などに
は、容量素子１６は必ずしも設けなくてよい。

【００２６】また、自発光素子１７の第１又は第２の電
極は、共通の電源である対向電源１９ａに接続されてい
る。そして、本発明は、対向電源１９ａの電位を変化さ
せることで、自発光素子１７に逆方向バイアス電圧を印
加する。

【００２７】自発光素子としては、典型的にはＯＬＥＤ
素子が該当するため、本明細書では、自発光素子を表す
記号としてダイオードの記号を用いる。しかし自発光素
子にダイオード特性は必須ではなく、本発明はダイオー
ド特性をもつ自発光素子の場合に限定されない。さらに
本明細書における自発光素子は、電流駆動型の表示用素
子であればよく、自発光により表示機能を担う必要もな
い。例えば、液晶のような光シャッターの役目を担って
いる素子であり、且つ電圧値でなく電流値により制御さ
れる素子も、本明細書における自発光素子に含まれる。

【００２８】第１スイッチ１２〜第３スイッチ１４に
は、トランジスタなどのスイッチング機能を有する半導
体素子を１個又は複数個用いることができる。同様に駆
動用素子１５にも、トランジスタなどの半導体素子を複
数個用いることができる。第１スイッチ１２及び第２ス
イッチ１３は、第１走査線(Gaj)から与えられる信号に
より、オン又はオフが決定される。第１スイッチ１２及
び第２スイッチ１３はスイッチとして機能すればよいの
で、用いられる半導体素子の導電型に特に限定はない。

【００２９】なお第１スイッチ１２は、信号線(Si)と駆
動用素子１５の間に設置されており、画素１１に対する
信号の書込みを制御する役割を果たす。また第２スイッ
チ１３は、電源線(Vi)と駆動用素子１５の間に設置され
ており、電源線から画素１１への電流の供給を制御す
る。

【００３０】図１（Ｂ）には、図１（Ａ）に示した画素
１１に、第４スイッチ１８と第２走査線(Gbj)を追加し
て配置した場合を示す。第４スイッチ１８には、トラン
ジスタなどのスイッチング機能を有する半導体素子を１
個又は複数個用いることができる。第４スイッチ１８
は、第２走査線(Gbj)から与えられる信号により、オン
又はオフが決定される。第１スイッチ１２及び第２スイ
ッチ１３はスイッチとして機能すればよいので、用いら
れる半導体素子の導電型に特に限定はない。

【００３１】第４スイッチ１８は画素１１の初期化用素
子としての役割を担う。そして、第４スイッチ１８がオ
ンになると、容量素子１６に保持されている電荷が放出
されて、駆動用素子１５はオフになり、さらに自発光素
子１７の発光は終了する。

【００３２】本発明では、駆動用素子１５を複数のトラ
ンジスタで構成し、画素１１にビデオ信号のデータ電流
を書込む場合と、自発光素子１７に電流を流して発光さ
せる場合とにおいて、該複数のトランジスタの接続を並
列と直列とに切替えて用いる点に特徴がある。図１
（Ａ）（Ｂ）では、第１スイッチ１２及び第２スイッチ
１３を、第1走査線(Gaj)からの信号によりオン・オフの
制御を行っていることが、駆動用素子１５の複数のトラ
ンジスタを、並列接続状態と直列接続状態とを切替える
手段となっている。

【００３３】一例として駆動用素子１５が４つのトラン
ジスタ２０ａ〜２０ｄで構成された場合の画素１１を図
１（Ｃ）（Ｄ）に示し、画素１１における動作について
以下に説明する。

【００３４】図１（Ｃ）は画素１１にデータ電流を書込
む場合を示し、図１（Ｄ）は自発光素子を発光させる場
合を示している。なお図１（Ｃ）（Ｄ）において、第１
スイッチ１２、第２スイッチ１３、駆動用素子１５、自
発光素子１７、信号線(Si)及び電源線(Vi)以外の素子、
配線は図示を省略する。

【００３５】最初に、画素１１にデータ電流を書込む場
合について説明する。図１（Ｃ）において、第１スイッ
チ１２及び第２スイッチ１３は、第１走査線(Gaj)から
与えられる信号によりオンになる。すると駆動用素子１
５は、各トランジスタがダイオード接続状態となり、か
つ相互に並列接続状態になる。電流経路は、電源線(Vi)
から第２スイッチ１３、駆動用素子１５、第１スイッチ
１２を通って、信号線(Si)に達する経路である。このと
きの電流値Ｉ_Wは、ビデオ信号のデータ電流値であり、
信号線駆動回路（図示せず）が信号線(Si)に出力する所
定の電流値である。

【００３６】次いで、自発光素子１７を発光させる場合
について説明する。図１（Ｄ）において、第１スイッチ
１２及び第２スイッチ１３は、第１走査線(Gaj)から与
えられる信号によりオフになる。すると駆動用素子１５
は、各トランジスタが相互に直列接続状態になる。電流
経路は、電源線(Vi)からトランジスタ２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ、２０ｄを通って自発光素子１７に達する経路で
ある。このときの電流値Ｉ_Eにより、自発光素子１７の
発光輝度が決まる。

【００３７】最後に、自発光素子１７に逆方向バイアス
を印加する場合について説明する。

【００３８】図１（Ｅ）において、対向電源（陰極）１
９ａの電位を陽極の電位よりも高くすることで、自発光
素子１７に逆方向バイアスを印加することが出来る。な
お図１（Ｅ）は、対向電源１９ａからスイッチ１４の方
向に矢印が図示してある。実際には自発光素子１７に逆
方向バイアスを印加すると電流は流れないが、図１
（Ｅ）では説明を分かりやすくするために図示してい
る。

【００３９】上述したように、本発明は、画素にデータ
電流を書込むときには、駆動用素子１５を構成するトラ
ンジスタ２０ａ〜２０ｄを並列に使用する（図１
（Ｃ））。他方、画素１１が有する自発光素子１７に電
流を流すとき、すなわち自発光素子を駆動しているとき
には、駆動用素子１５を構成するトランジスタ２０ａ〜
２０ｄを直列に使用する（図１（Ｄ））。従って、トラ
ンジスタ２０ａ〜２０ｄの電気的特性が同一であると仮
定すれば、書込み時の電流値Ｉ_Wは、自発光素子駆動時
の電流値Ｉ_Eの１６倍（＝４²倍）となる。より一般的に
は、駆動用素子１５を構成するトランジスタの数がｎ個
の場合を考えると、該トランジスタの全てが同一の電気
的特性をもつの条件の下では、ビデオ信号書込み時の電
流値Ｉ_Wと自発光素子駆動時の電流値Ｉ_Eとの間に次式
（１）の関係が成立する。

【００４０】

【数１】Ｉ_W＝ｎ²×Ｉ_E・・・（１）

【００４１】なお式（１）が厳密に成立するためには、
駆動用素子１５を構成するトランジスタの全てが同一の
電気的特性をもつことが条件となる。しかし該トランジ
スタの電気的特性が、相互に若干のバラつきを伴ってい
る場合であっても、近似的に式（１）が成立するとして
扱うことが現実的には可能である。

【００４２】従って本発明では、駆動用素子１５を複数
のトランジスタで構成し、画素１１にビデオ信号電流を
書込む場合と、自発光素子を発光させる場合とにおい
て、該複数のトランジスタの接続を並列と直列とに切替
えて用いることで、書込み時の電流値Ｉ_Wと自発光素子
駆動時の電流値Ｉ_Eとを任意に設定することができる特
長を有する。

【００４３】また本発明の別の特長として、駆動用素子
１５を構成する各トランジスタの電気的特性が、相互に
若干のバラつきを伴っていたとしても、その影響が自発
光素子駆動電流Ｉ_Eに反映されてしまうのを大きく軽減
できる点がある。これに関しては、具体的な例を挙げ
て、実施の形態５において説明する。

【００４４】さらに、図１０（Ａ）のようなカレントミ
ラーを用いる画素回路においては、画素内の２つのトラ
ンジスタに関する限り、同一の電気的特性もつことが要
求されてしまう問題があった。しかしながら本発明で
は、同一の画素内におけるトランジスタでさえも、相互
に電気的特性が若干異なることを既に前提としている。
すなわち本発明は、トランジスタの特性バラつきに対す
る耐性の点において、電流入力方式のカレントミラーを
用いる画素回路と比較して優れている。その結果、本発
明は、結晶粒界における欠陥等に起因するポリシリコン
ＴＦＴの電気的特性バラつきが存在しても、自発光素子
駆動電流Ｉ_Eを実用レベルにまで均一化することが可能
となる。

【００４５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以上、本発明の
表示装置、発光装置の画素の概略を図１を用いて述べ
た。実施の形態１では、本発明の表示装置、発光装置の
画素の具体的例について、図２〜４を用いて説明する。
簡単にするため、駆動用素子１５を構成するトランジス
タ数ｎが、２〜４の場合の例を挙げる。

【００４６】最初の例を、図２（Ａ）を用いて説明す
る。

【００４７】図２（Ａ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、走査線(Gaj)、トランジスタ２１〜２６、容量素
子２７、自発光素子２８を有する。図２（Ａ）に示す画
素１１は、図１（Ａ）に示す画素１１を具体的にトラン
ジスタで図示したものであり、ｐチャネル型のトランジ
スタ２１、２２は第１スイッチ１２に相当する。ｐチャ
ネル型のトランジスタ２３は第２スイッチ１３に相当
し、ｎチャネル型のトランジスタ２４は第３スイッチ１
４に相当する。ｐチャネル型のトランジスタ２５、２６
は駆動用素子１５に相当する。

【００４８】トランジスタ２１〜２４の各ゲート電極
は、走査線(Gaj)に接続されている。容量素子２７は、
トランジスタ２５のゲート・ソース間電圧を保持する役
割を担う。なお、トランジスタ２５、２６のゲート容量
が大きい場合や、該ノードの寄生容量が大きい場合など
では、容量素子２７は必ずしも設けなくてもよい。

【００４９】図２（Ａ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、走査線(Gaj)に低電位信
号を送り、トランジスタ２１〜２３をオン、トランジス
タ２４をオフにする。このとき、トランジスタ２５、２
６は電流経路上、互いに並列接続の関係になる。一方、
自発光素子２８に電流を流すときには、走査線(Gaj)に
高電位信号を送り、トランジスタ２１〜２３をオフ、ト
ランジスタ２４をオンにする。このとき、トランジスタ
２５、２６は電流経路上、互いに直列接続の関係にな
る。

【００５０】図２（Ａ）の例では、駆動用素子１５のト
ランジスタ２５、２６の接続関係の切替えを、第１走査
線(Gaj)のみで制御する。また、第１スイッチを２個、
第２スイッチを１個のトランジスタのみという、最少個
数のトランジスタで構成する。このように図２（Ａ）の
例は、走査線数及びトランジスタ数を少なく抑えている
ため、開口率の確保や歩留まりの向上を重視する場合に
は好ましい構成である。

【００５１】次いで図２（Ａ）とは別の例を、図２
（Ｂ）を用いて説明する。

【００５２】図２（Ｂ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、第１走査線(Gaj)、第２走査線(Gbj)、トランジス
タ３１〜３９、４２、容量素子４０、自発光素子４１を
有する。図２（Ｂ）に示す画素１１は、図１（Ｂ）に示
す画素１１を具体的にトランジスタで図示したものであ
り、ｐチャネル型のトランジスタ３１〜３４は第１スイ
ッチ１２に相当する。ｐチャネル型のトランジスタ３
５、３６は第２スイッチ１３に相当し、ｎチャネル型の
トランジスタ３７は第３スイッチ１４に相当する。ｐチ
ャネル型のトランジスタ３８、３９は駆動用素子１５に
相当する。ｎチャネル型のトランジスタ４２は第４スイ
ッチ１８に相当する。

【００５３】トランジスタ３１〜３４の各ゲート電極
は、第１走査線(Gaj)に接続されている。トランジスタ
３５〜３７、４２の各ゲート電極は、第２走査線(Gbj)
に接続されている。容量素子４０は、トランジスタ３８
のゲート・ソース間電圧を保持する役割を担う。なお、
トランジスタ３８、３９のゲート容量が大きい場合や、
該ノードの寄生容量が大きい場合などでは、容量素子４
０は必ずしも設けなくてもよい。

【００５４】図２（Ｂ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、第１走査線(Gaj)及び第
２走査線(Gbj)に低電位信号を送り、トランジスタ３１
〜３６をオン、トランジスタ３７、４２をオフにする。
このとき、トランジスタ３８、３９は電流経路上、互い
に並列接続の関係になる。一方、自発光素子４１に電流
を流すときには、走査線(Gaj)に高電位信号を送り、ト
ランジスタ３１〜３６をオフ、トランジスタ３７、４２
をオンにする。このとき、トランジスタ３８、３９は電
流経路上、互いに直列接続の関係になる。

【００５５】図２（Ｂ）の例では、駆動用素子１５のト
ランジスタ３８、３９の接続関係の切替えを、第１走査
線(Gaj)及び第２走査線(Gbj)を用いて制御する。しかし
第２走査線(Gbj)により制御されるトランジスタは、い
ずれも信号線(Si)とは接続していない。また自発光素子
４１に電流を流し発光させるか否かは、第１走査線(Ga
j)の電位に関わりなく、第２走査線(Gbj)の電位のみに
より制御できる特徴がある。従って、データ電流を書込
むとき以外で、第２走査線(Gbj)に第１走査線(Gaj)とは
独立の信号を送ることで、自発光素子４１の発光時間を
任意に制御できる。

【００５６】これは、中間階調表現を時間階調方式によ
り表現する場合に、非常に重要な特長である。ポリシリ
コンＴＦＴにより形成された駆動回路を有するＡＭ型Ｏ
ＬＥＤ表示装置に、時間階調方式を適用する場合には、
列走査期間中に自発光素子の発光を停止させる手段なし
には、十分な多階調表示が困難なためである。また、中
間階調表現をアナログ的なビデオ信号データ電流を用い
ることで表現する場合であっても、ホールド型ディスプ
レイ特有の動画ボケを防止するために、インパルス型の
発光を行う等の用途に有用である（ホールド型ディスプ
レイ特有の動画ボケについては、例えばT. Kurita, Pro
c. AM-LCD 2000 p.p.1-4 (2000) 等を参照）。

【００５７】また図２（Ｂ）の例の別の特長としては、
ビデオ信号データ電流の記憶がより正確に行える点があ
る。図２（Ａ）の例では、データ電流の書込み時に、ト
ランジスタ２５は電源線(Vi)に直接接続するのに対し、
トランジスタ２６はトランジスタ２３を介して接続す
る。よって、トランジスタ２３による電圧降下分だけ、
データ電流の書込み時が不正確となる。しかしながら、
図２（Ｂ）の例では、トランジスタ３８はトランジスタ
３５を介して、トランジスタ３９はトランジスタ３６を
介して、電源線(Vi)に接続する。トランジスタ３５とト
ランジスタ３６による電圧降下を、同程度となるように
すれは、ビデオ信号データ電流の記憶をより正確に行う
ことができる。

【００５８】続いて３つ目の例を、図３（Ａ）を用いて
説明する。

【００５９】図３（Ａ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、第１走査線(Gaj)、第２走査線(Gbj)、トランジス
タ５１〜５７、６０、容量素子５８、自発光素子５９を
有する。図３（Ａ）に示す画素１１は、図１（Ｂ）に示
す画素１１を具体的にトランジスタで図示したものであ
り、ｎチャネル型のトランジスタ５１〜５３は第１スイ
ッチ１２に相当する。ｎチャネル型のトランジスタ５４
は第２スイッチ１３に相当し、ｐチャネル型のトランジ
スタ５５は第３スイッチ１４に相当する。ｐチャネル型
のトランジスタ５６、５７は駆動用素子１５に相当す
る。ｎチャネル型のトランジスタ６０は第４スイッチ１
８に相当する。

【００６０】トランジスタ５１〜５５の各ゲート電極
は、第１走査線(Gaj)に接続されている。トランジスタ
６０のゲート電極は、第２走査線(Gbj)に接続されてい
る。容量素子５８は、トランジスタ５６のゲート・ソー
ス間電圧を保持する役割を担う。なお、トランジスタ５
６、５７のゲート容量が大きい場合や、該ノードの寄生
容量が大きい場合などでは、容量素子５８は必ずしも設
けなくてもよい。

【００６１】図３（Ａ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、第１走査線(Gaj)に高電
位信号を送り、トランジスタ５１〜５４をオン、トラン
ジスタ５５をオフにする。このとき、トランジスタ５
６、５７は電流経路上、互いに並列接続の関係になる。
一方、自発光素子５９に電流を流すときには、走査線(G
aj)に低電位信号を送り、トランジスタ５１〜５４をオ
フ、トランジスタ５５をオンにする。このとき、トラン
ジスタ５６、５７は電流経路上、互いに直列接続の関係
になる。

【００６２】なお上記の間、第２走査線(Gbj)には低電
位信号を送り、トランジスタ６０をオフしておく。

【００６３】図３（Ａ）に示す画素１１においても、図
２（Ｂ）の例の場合と同様に、第２走査線(Gbj)に送る
信号により、自発光素子５９の発光時間を任意に制御で
きる。すなわち自発光素子５９が発光している間、第２
走査線(Gbj)に高電位信号をおくり、トランジスタ６０
をオンにすると、トランジスタ５６がオフとなって、自
発光素子５９は消光する。但し、自発光素子５９を一度
消光させると、再度ビデオ信号データ電流を書込まなく
ては、自発光素子５９を発光させられない。この点は、
図２（Ｂ）の例と異なる。

【００６４】図３（Ａ）に示す画素１１において、自発
光素子５９の発光時間を任意に制御できることの特長
は、図２（Ｂ）の例の場合と同様である。すなわち、ま
ず中間階調表現を時間階調方式により表現することが可
能となる。また中間階調表現をアナログ的なビデオ信号
データ電流を用いることで表現する場合であっても、ホ
ールド型ディスプレイ特有の動画ボケを防止するため
に、インパルス型の発光を行う等の用途に有用である。

【００６５】図３（Ａ）に示す画素１１においては、第
１、第２スイッチ１２のトランジスタ５１〜５４、第４
スイッチ１８のトランジスタ６０はｎチャネル型であ
り、第３スイッチ１４のトランジスタ５５はｐチャネル
型である。これは、図２（Ａ）（Ｂ）の例の場合と異な
っている。しかしこれは、スイッチのトランジスタのチ
ャネル型に関して、特に制限がないことを例示したもの
にすぎない。

【００６６】続いて４つ目の例を、図３（Ｂ）を用いて
説明する。

【００６７】図３（Ｂ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、第１走査線(Gaj)、第２走査線(Gbj)、トランジス
タ７１〜８２、８５、容量素子８３、自発光素子８４を
有する。図３（Ｂ）に示す画素１１は、図１（Ｂ）に示
す画素１１を具体的にトランジスタで図示したものであ
り、ｐチャネル型のトランジスタ７１〜７５は第１スイ
ッチ１２に相当する。ｐチャネル型のトランジスタ７６
〜７８は第２スイッチ１３に相当し、ｎチャネル型のト
ランジスタ７９は第３スイッチ１４に相当する。ｐチャ
ネル型のトランジスタ８０〜８２は駆動用素子１５に相
当する。ｎチャネル型のトランジスタ８５は第４スイッ
チ１８に相当する。

【００６８】トランジスタ７１〜７５、８５の各ゲート
電極は、第１走査線(Gaj)に接続されている。トランジ
スタ７６〜７９のゲート電極は、第２走査線(Gbj)に接
続されている。容量素子８３は、トランジスタ８０のゲ
ート・ソース間電圧を保持する役割を担う。なお、トラ
ンジスタ８０〜８２のゲート容量が大きい場合や、該ノ
ードの寄生容量が大きい場合などでは、容量素子８３は
必ずしも設けなくてもよい。

【００６９】図３（Ｂ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、第１走査線(Gaj)及び第
２走査線(Gbj)に低電位信号を送り、トランジスタ７１
〜７８をオン、トランジスタ７９、８５をオフにする。
このとき、トランジスタ８０〜８２は電流経路上、互い
に並列接続の関係になる。一方、自発光素子８４に電流
を流すときには、走査線(Gaj)に高電位信号を送り、ト
ランジスタ７１〜７８をオフ、トランジスタ７９、８５
をオンにする。このとき、トランジスタ８０〜８２は電
流経路上、互いに直列接続の関係になる。

【００７０】図３（Ｂ）の例では、駆動用素子１５のト
ランジスタ８０〜８２の接続関係の切替えを第１走査線
(Gaj)及び第２走査線(Gbj)を用いて制御する。しかし第
２走査線(Gbj)により制御されるトランジスタは、いず
れも信号線(Si)とは接続していない。また自発光素子８
４に電流を流し発光させるか否かは、第１走査線(Gaj)
の電位に関わりなく、第２走査線(Gbj)の電位のみによ
り制御できる特徴がある。従って、データ電流を書込む
とき以外で、第２走査線(Gbj)に第１走査線(Gaj)とは独
立の信号を送ることで、自発光素子８４の発光時間を任
意に制御できる。これは図２（Ｂ）の例と同様である。

【００７１】従って、図３（Ｂ）に示す画素１１におい
ても、自発光素子８４の発光時間を任意に制御できるこ
とに起因した、以下の特長がある。すなわち、中間階調
表現を時間階調方式により表現することが可能となるこ
とである。また中間階調表現をアナログ的なビデオ信号
データ電流を用いることで表現する場合であっても、ホ
ールド型ディスプレイ特有の動画ボケを防止するため
に、インパルス型の発光を行う等の用途に有用であるこ
とである。

【００７２】５つ目の例を、図４（Ａ）を用いて説明す
る。

【００７３】図４（Ａ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、第１走査線(Gaj)、第２走査線(Gbj)、トランジス
タ９１〜１０３、１０６、容量素子１０４、自発光素子
１０５を有する。図４（Ａ）に示す画素１１は、図１
（Ｂ）に示す画素１１を具体的にトランジスタで図示し
たものであり、ｐチャネル型のトランジスタ９１〜９４
は第１スイッチ１２に相当する。ｐチャネル型のトラン
ジスタ９５〜９８は第２スイッチ１３に相当し、ｎチャ
ネル型のトランジスタ９９は第３スイッチ１４に相当す
る。ｐチャネル型のトランジスタ１００〜１０３は駆動
用素子１５に相当する。ｎチャネル型のトランジスタ１
０４は第４スイッチ１８に相当する。

【００７４】トランジスタ９１〜９４の各ゲート電極
は、第１走査線(Gaj)に接続されている。トランジスタ
９５〜９９、１０６のゲート電極は、第２走査線(Gbj)
に接続されている。容量素子１０４は、トランジスタ１
００のゲート・ソース間電圧を保持する役割を担う。な
お、トランジスタ１００〜１０３のゲート容量が大きい
場合や、該ノードの寄生容量が大きい場合などでは、容
量素子１０４は必ずしも設けなくてもよい。

【００７５】図４（Ａ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、第１走査線(Gaj)及び第
２走査線(Gbj)に低電位信号を送り、トランジスタ９１
〜９８をオン、トランジスタ９９、１０６をオフにす
る。このとき、トランジスタ１００〜１０３は電流経路
上、互いに並列接続の関係になる。一方、自発光素子１
０５に電流を流すときには、走査線(Gaj)に高電位信号
を送り、トランジスタ９１〜９８をオフ、トランジスタ
９９、１０６をオンにする。このとき、トランジスタ１
００〜１０３は電流経路上、互いに直列接続の関係にな
る。

【００７６】図４（Ａ）の例では、駆動用素子１５のト
ランジスタ１００〜１０３の接続関係の切替えを、第１
走査線(Gaj)及び第２走査線(Gbj)を用いて制御する。し
かし第２走査線(Gbj)により制御されるトランジスタ
は、いずれも信号線(Si)とは接続していない。また自発
光素子１０５に電流を流し発光させるか否かは、第１走
査線(Gaj)の電位に関わりなく、第２走査線(Gbj)の電位
のみにより制御できる特徴がある。従って、データ電流
を書込むとき以外で、第２走査線(Gbj)に第１走査線(Ga
j)とは独立の信号を送ることで、自発光素子８４の発光
時間を任意に制御できる。これは図２（Ｂ）の例と同様
である。

【００７７】従って、図４（Ａ）に示す画素１１におい
ても、自発光素子８４の発光時間を任意に制御できるこ
とに起因する以下の特長がある。すなわち、まず中間階
調表現を時間階調方式により表現することが可能となる
ことである。また中間階調表現をアナログ的なビデオ信
号データ電流を用いることで表現する場合であっても、
ホールド型ディスプレイ特有の動画ボケを防止するため
に、インパルス型の発光を行う等の用途に有用であるこ
とである。

【００７８】６つ目の例を、図４（Ｂ）を用いて説明す
る。

【００７９】図４（Ｂ）には、j行i列目に配置された画
素１１を示す。そして画素１１は、信号線(Si)、電源線
(Vi)、第１走査線(Gaj)、第２走査線(Gbj)、トランジス
タ１１１〜１２０、１２２、容量素子１２３、自発光素
子１２１を有する。図４（Ｂ）に示す画素１１は、図１
（Ｂ）に示す画素１１を具体的にトランジスタで図示し
たものであり、ｐチャネル型のトランジスタ１１１〜１
１３は第１スイッチ１２に相当する。ｐチャネル型のト
ランジスタ１１４、１１５は第２スイッチ１３に相当
し、ｎチャネル型のトランジスタ１１６は第３スイッチ
１４に相当する。ｐチャネル型のトランジスタ１１７〜
１２０は駆動用素子１５に相当する。ｐチャネル型のト
ランジスタ１２２は第４スイッチ１８に相当する。

【００８０】トランジスタ１１１〜１１６の各ゲート電
極は、第１走査線(Gaj)に接続されている。トランジス
タ１２２のゲート電極は、第２走査線(Gbj)に接続され
ている。容量素子１２３は、トランジスタ１１７のゲー
ト・ソース間電圧を保持する役割を担う。なお、トラン
ジスタ１１７〜１２０のゲート容量が大きい場合や、該
ノードの寄生容量が大きい場合などでは、容量素子１２
３は必ずしも設けなくてもよい。

【００８１】図４（Ｂ）に示す画素１１に、ビデオ信号
データ電流を書込むときには、第１走査線(Gaj)に高電
位信号を送り、トランジスタ１１１〜１１５をオン、ト
ランジスタ１１６をオフにする。このとき、トランジス
タ１１７〜１２０は電流経路上、互いに並列接続の関係
になる。一方、自発光素子１２１に電流を流すときに
は、第１走査線(Gaj)に低電位信号を送り、トランジス
タ１１１〜１１５をオフ、トランジスタ１１６をオンに
する。このとき、トランジスタ１１７〜１２０は電流経
路上、互いに直列接続の関係になる。

【００８２】なお上記の間、第２走査線(Gbj)には低電
位信号を送り、トランジスタ１２２をオフしておく。

【００８３】図４（Ｂ）に示す画素１１においても、図
２（Ｂ）の例の場合と同様に、第２走査線(Gbj)に送る
信号により、自発光素子１２１の発光時間を任意に制御
できる。すなわち自発光素子１２１が発光している期間
において、第２走査線(Gbj)に高電位信号をおくり、ト
ランジスタ１２２をオンにすると、トランジスタ１１７
がオフとなり自発光素子１２１は消光する。ただし自発
光素子１２１を一度消光させると、再度ビデオ信号デー
タ電流を書込まなくては、自発光素子１２１を発光させ
られない。この点は、図２（Ｂ）の例と異なる。

【００８４】図４（Ｂ）に示す画素１１において、自発
光素子１２１の発光時間を任意に制御できることの特長
は、図２（Ｂ）の例の場合と同様である。すなわち、ま
ず中間階調表現を時間階調方式により表現することが可
能となる。また中間階調表現をアナログ的なビデオ信号
データ電流を用いることで表現する場合であっても、ホ
ールド型ディスプレイ特有の動画ボケを防止するため
に、インパルス型の発光を行う等の用途に有用である。

【００８５】以上、本発明の表示装置、発光装置の画素
１１の例として、それぞれ異なる構成の６種類の画素１
１を図２〜４を用いて説明した。しかし本発明の表示装
置、発光装置の画素構成は、これら６種に限定されるわ
けではない。

【００８６】（実施の形態２）本実施の形態では、画素
１１の駆動方法を説明する。図４（Ｂ）に示した画素１
１の場合を一例に挙げて、図５を用いて説明する。

【００８７】最初に、ビデオ信号書込み動作と発光動作
について説明する。

【００８８】まず画素１１の周囲に設けられた走査線駆
動回路（図示せず）から出力される信号によって、j行
目の第1走査線(Gaj)が選択される。すなわち、第1走査
線(Gaj)に低電位（Ｌレベル）信号が出力され、トラン
ジスタ１１１〜１１６のゲート電極が低電位（Ｌレベ
ル）となる。このとき、ｐチャネル型のトランジスタ１
１１〜１１５がオンとなり、ｎチャネル型のトランジス
タ１１６がオフとなる。そして画素１１の周囲に設けら
れた信号線駆動回路（図示せず）から、i列目の信号線
(Si)を介して画素１１にビデオ信号データ電流Ｉ_Wが入
力される。

【００８９】トランジスタ１１１〜１１３がオンする
と、トランジスタ１１７〜１２０は、ドレインとゲート
が短絡されたダイオード接続状態となる。すなわち画素
１１は、並列な４つのダイオードと回路的に等価とな
る。この状態で画素１１の電源線(Vi)と信号線(Si)の間
に、電流Ｉ_Wを流す（図５（Ａ）を参照）。

【００９０】並列な４つのダイオードを流れる電流Ｉ_W
が定常状態になった後、第1走査線(Gaj)を高電位（Ｈレ
ベル）にする。するとトランジスタ１１１〜１１３はオ
フとなり、ビデオ信号データ電流Ｉ_Wが画素に記憶され
る。

【００９１】続いて第1走査線(Gaj)が高電位（Ｈレベ
ル）となると、ｐチャネル型のトランジスタ１１１〜１
１５がオフとなり、ｎチャネル型のトランジスタ１１６
がオンとなる。トランジスタ１１７〜１２０は直列状態
に接続が組みかえられる。このときトランジスタ１２０
が飽和領域で動作するようにあらかじめ電圧条件を設定
しておくと、駆動用素子は自発光素子に定電流Ｉ_Eを供
給する。

【００９２】本実施の形態では、駆動用素子は４つのト
ランジスタにより構成されているため、定電流Ｉ_Eの値
は、ビデオ信号データ電流Ｉ_Wの約１６分の１の大きさ
になる。より一般的に記載するとは、駆動用素子がｎ個
のトランジスタにより構成されている場合には、電流Ｉ
_Eは、ビデオ信号データ電流Ｉ_Wの約ｎ²分の１の大きさ
となる。

【００９３】本実施の形態では、書込みデータ電流Ｉ_W
を、自発光素子の駆動電流Ｉ_Eの約１６倍の大きな値に
することができる。そのため、寄生容量等のために自発
光素子駆動電流Ｉ_E程度の微小電流を、直接速やかに画
素に書込むことが難しい場合であっても、ビデオ信号デ
ータ電流Ｉ_Wを画素に書込むことが可能となる。

【００９４】なお本実施の形態は、中間階調表現の方法
として、アナログビデオ方式を採用してもよいし、ディ
ジタルビデオ方式を採用してもよい。アナログビデオ方
式の場合、ビデオ信号データ電流として、アナログ的に
変化するデータ電流Ｉ_Wを用いる。ディジタルビデオ方
式の場合は、一つのデータ電流Ｉ_Wのみを基準のオン電
流として単位輝度を用意する。そして、単位輝度を時間
的に足し合わせて階調表現する、時間階調法を用いるの
が便利である（ディジタル時間階調法とも称される）。
あるいは、単位輝度を面積的に足し合わせて階調表現す
る面積階調法や、時間階調法と面積階調法を組み合わせ
る方法で、ディジタルビデオ方式を行うこともできる。

【００９５】また本実施の形態において、アナログビデ
オ方式、ディジタルビデオ方式のいずれを採用したとし
ても、ビデオ信号データ電流Ｉ_Wを０とする場合が必要
となることがある。しかし、ビデオ信号データ電流Ｉ_W
を０とする場合は、自発光素子の発光輝度を０とすると
いうことであるため、Ｉ_Wを画素に正確に書込み記憶さ
せる必要はない。従って、このような場合には駆動用素
子のトランジスタ１１７〜１２０がオフとなるようなゲ
ート電圧を信号線(Si)に直接出力してもよい。すなわ
ち、例外的にビデオ信号を電流値でなく、電圧値で出力
してもよい。

【００９６】次に、発光停止動作について説明する。

【００９７】まず画素１１の周囲に設けられた別の走査
線駆動回路（図示せず）から出力される信号によって、
j行目の第２走査線(Gbj)が選択される。すなわち、第２
走査線(Gbj)に低電位（Ｌレベル）信号が出力される。
ｐチャネル型のトランジスタ１２２は、ゲート電極が低
電位（Ｌレベル）となるためにオン状態となる。

【００９８】するとトランジスタ１１７のソースとゲー
トが短絡され、オフとなる。その結果、自発光素子１２
１への電流供給は遮断され、発光は停止する。

【００９９】このような発光停止動作を利用することに
よって、自発光素子１２１の発光時間を、１列走査時間
の制約を受けずに、任意に制御することが可能となる。
これは、まず中間階調表現を時間階調方式により表現す
ることが容易となることに利点がある。また中間階調表
現をアナログ的なビデオ信号データ電流を用いることで
表現する場合であっても、ホールド型ディスプレイ特有
の動画ボケを防止するために、インパルス型の発光を行
うこと等に利点がある。

【０１００】最後に、自発光素子１２１に逆方向バイア
スを印加する動作について説明する。

【０１０１】自発光素子１２１に逆方向バイアスを印加
するときは、対向電源（陰極）１２４の電位を陽極の電
位よりも高くして行う。なお逆方向バイアスを印加する
動作は、自発光素子１２１が発光していない期間に行え
ばよく、例えば逆方向バイアスを印加する動作と発光停
止動作とを同時に行うことも出来る。また、逆方向バイ
アスを印加するタイミングは、特に限定されず、例え
ば、ビデオ信号が入力される毎や１フレーム期間毎など
任意に設定することが出来る。

【０１０２】本実施の形態は、実施の形態１と任意に組
み合わせることが可能である。

【０１０３】（実施の形態３）本実施の形態では、自発
光素子１７に逆方向バイアス電圧を印加するために、新
たに半導体素子を配置した場合について、図１１を用い
て説明する。

【０１０４】図１１（Ａ）に示す画素１１は、図１
（Ａ）に示す画素１１にスイッチ１９ｂ及び電源線（Va
i）、並びに第２走査線（Gbj）を配置した構成である。
また図１１（Ｂ）に示す画素１１は、図１（Ｂ）に示す
画素１１にスイッチ１９ｂ及び電源線（Vai）、並びに
第３走査線（Gcj）を配置した構成である。図１１
（Ａ）（Ｂ）に示す画素１１の構成の説明は、図１
（Ａ）（Ｂ）の画素１１の構成の説明に準ずるので、本
実施の形態では省略する。

【０１０５】そして、図１１（Ａ）（Ｂ）に示す画素１
１に逆方向バイアスを印加するときの動作を図１１
（Ｃ）を用いて説明する。第３走査線（Ｇｃｊ）を介し
てスイッチ１９ａに信号が入力されて、スイッチ１９ａ
が導通状態になると、自発光素子１７に逆方向バイアス
が印加される。つまり、スイッチ１９ａが導通状態にな
ると、電源線(Vai)と自発光素子１７とが電気的に接続
された状態になるようにする。このとき、上記電源線(V
ai)の電位を発光素子１７の対向電源１９ａの電位より
も低くしておくことで、上記スイッチ１９ａが導通状態
になると同時に、自発光素子１７に逆方向バイアスが印
加されるようにする。

【０１０６】なおスイッチ１９ａには、図１１（Ｄ）に
示すトランジスタ、図１１（Ｅ）に示すダイオード、図
１１（Ｆ）に示すゲート電極とドレイン電極とが接続さ
れたｎチャネル型のトランジスタ、図１１（Ｇ）に示す
ゲート電極とドレイン電極とが接続されたｐチャネル型
のトランジスタなどが用いられる。なお、スイッチ１９
ａとしてトランジスタのような三端子素子を用いるとき
には、図１１（Ａ）に示す画素１１では第２走査線（Gb
j）、図１１（Ｂ）に示す画素１１では第３走査線（Gc
j）を配置することが必要だが、図１１（Ｅ）に示すダ
イオードや、ゲート電極とドレイン電極とが接続された
トランジスタなどの２端子素子を用いるときは、上記の
ような配線を配置する必要はない。

【０１０７】続いて、本実施の形態の構成を、図４、５
に示した画素１１に適用した場合について、図１２を用
いて説明する。

【０１０８】図１２に示す画素１１は、図４、５に示し
た画素１１に、トランジスタ１２５及び電源線（Va
i）、並びに第３走査線（Gcj）が新たに設けられてい
る。図１２に示す画素１１の詳しい構成の説明は、図
４、５に示した画素１１の構成の説明に準ずるので本実
施の形態では省略する。

【０１０９】そして、図１２に示す画素１１の動作につ
いて説明する。ビデオ信号書込み動作及び発光動作、並
びに発光停止動作は、上述した実施の形態２に準ずるの
で、本実施の形態では説明を省略する。そして本実施の
形態では、逆方向バイアスを印加する動作のみを説明す
る。

【０１１０】逆方向バイアスを印加する動作は、まず第
３走査線（Ｇｃｊ）を介して入力される信号により、ト
ランジスタ１２５が導通状態になると、自発光素子１２
１と電源線（Vai）が電気的に接続された状態になる。
このとき、電源線（Vai）の電位を、自発光素子１２１
の電位よりも低くしておくことで、トランジスタ１２５
が導通状態になると同時に、自発光素子１２５に逆方向
バイアスを印加することが出来る。

【０１１１】なお逆方向バイアスを印加する動作は、自
発光素子１２１が発光していない期間に行えばよく、例
えば逆方向バイアスを印加する動作と発光停止動作とを
同時に行うことも出来る。また逆方向バイアスを印加す
るタイミングは、特に限定されず任意に設定すればよ
い。例えば、ビデオ信号が入力される毎や１フレーム期
間毎など任意に設定することが出来る。

【０１１２】本実施の形態は、実施の形態１、２と任意
に組み合わせることが可能である。

【０１１３】（実施の形態４）本実施の形態では、本発
明の表示装置、発光装置における画素の平面レイアウト
（上面図）例を提示する。本実施の形態の画素回路とし
ては、図３（Ｂ）に示した画素回路を例に挙げて説明す
る。

【０１１４】図６には、j行i列目の画素１１を示す。図
６において、二点破線で囲んだ領域が画素１１に相当す
る。点模様の領域は、ポリシリコン膜である。右上り斜
線と右下り二重斜線は、それぞれ別の層の導電体膜（金
属膜等）である。バツ印は層間の接触点を示す。そし
て、チェック模様の領域８６は自発光素子５４の陽極に
相当する。

【０１１５】第1走査線(Gaj)下には、トランジスタ７１
〜７５、８５が形成されている。第２走査線(Gbj)下に
は、トランジスタ７６〜７９が形成されている。電源線
(Vi)の下に容量素子８３が形成されている。

【０１１６】駆動用素子を構成する３つのトランジスタ
８０〜８２は同サイズに揃えて互いに隣接させて形成さ
れている。このように形成することで、トランジスタを
作製する段階から、同一画素内におけるトランジスタ８
０〜８２間のバラつきが、大きくなりにくくすることは
できる。本発明の構成である「並列書込み直列駆動」
は、駆動用素子を構成する複数のトランジスタ間に元々
存在するバラつきの影響を、さらに小さくする手法であ
る。したがって、当初からバラつきが抑えられた複数の
トランジスタを駆動用素子に用いるのであれば、本発明
の効果を非常に大きく生かすことができるため好まし
い。そして、自発光素子の発光輝度のバラつきは、さら
に僅少となる。

【０１１７】なお本発明の表示装置、発光装置を作製す
る工程については、例えば、特開２００１−３４３９３
３等を参照できる。駆動用素子を構成する複数のトラン
ジスタは、ソースとドレインについては対称的である方
が好ましい。しかしながら、複数のトランジスタのソー
スとドレインが対称的であることが必須ではない。

【０１１８】本実施の形態は、実施の形態１〜３と任意
に組み合わせることが可能である。

【０１１９】（実施の形態５）本実施の形態では、本発
明の表示装置、発光装置の構成の例について図７を用い
て説明する。画素内ではなく、装置の全体的な構成の例
を説明する。

【０１２０】本発明の表示装置、発光装置は、基板１８
０１上に、複数の画素がマトリクス状に配置された画素
部１８０２を有する。画素部１８０２の周辺部には、信
号線駆動回路１８０３、第１の走査線駆動回路１８０４
及び第２の走査線駆動回路１８０５が配置されている。
信号線駆動回路１８０３と、第１の走査線駆動回路１８
０４及び第２の走査線駆動回路１８０５には、ＦＰＣ１
８０６を介して、外部より電源や信号が供給される。

【０１２１】図７（Ａ）の例においては、信号線駆動回
路１８０３と、走査線駆動回路１８０４及び１８０５が
集積されているが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。例えば、第２の走査線駆動回路１８０５を欠いて
いてもよい。あるいは、信号線駆動回路１８０３、走査
線駆動回路１８０４及び１８０５を欠いていてもよい。

【０１２２】第１の走査線駆動回路１８０４及び第２の
走査線駆動回路１８０５の例を、図７（Ｂ）を用いて説
明する。図７（Ｂ）に示す走査線駆動回路１８０４及び
１８０５は、シフトレジスタ１８２１、バッファ回路１
８２２をそれぞれ有している。

【０１２３】図７（Ｂ）の回路の動作を簡単に説明す
る。シフトレジスタ１８２１は、クロック信号（Ｇ−Ｃ
ＬＫ）、クロック反転信号（Ｇ−ＣＬＫｂ）、スタート
パルス信号（Ｇ−ＳＰ）に基づき、順次パルスを出力す
る。該パルスは、バッファ回路１８２２で電流増幅され
た後、走査線に入力される。こうして走査線は、１行ず
つ順次選択状態となる。

【０１２４】なお本明細書において、同期タイミングと
は、クロック信号（Ｇ−ＣＬＫ）、クロック反転信号
（Ｇ−ＣＬＫｂ）、スタートパルス信号（Ｇ−ＳＰ）に
基づいて出力されたパルスを指す。

【０１２５】なお必要に応じ、バッファ回路１８２２内
にレベルシフタを設置してもよい。レベルシフタによ
り、電圧振幅を変更することができる。

【０１２６】次いで、信号線駆動回路１８０３の例を、
図７（Ｃ）を用いて説明する。図７（Ｃ）に示す信号線
駆動回路１８０３は、シフトレジスタ１８３１、第１の
ラッチ回路１８３２、第２のラッチ回路１８３３、電流
電圧変換回路１８３４を有している。

【０１２７】図７（Ｃ）の回路の動作を簡単に説明す
る。図７（Ｃ）の回路は、中間階調表示方式として、デ
ィジタル時間階調法を採用した場合の回路である。

【０１２８】シフトレジスタ１８３１は、クロック信号
（Ｓ−ＣＬＫ）、クロック反転信号（Ｓ−ＣＬＫｂ）、
スタートパルス信号（Ｓ−ＳＰ）に基づき、順次サンプ
リングパルスを第１のラッチ回路１８３２に出力する。
各列の第１のラッチ回路１８３２は、該パルスのタイミ
ングに従って、ディジタルビデオ信号を順次読込む。第
１のラッチ回路１８３２において、最終列までビデオ信
号の読込みが完了すると、第２のラッチ回路１８３３に
ラッチパルスが入力される。ラッチパルスにより、各列
の第１のラッチ回路１８３２に読込まれていたビデオ信
号は、一斉に各列の第２のラッチ回路１８３３に転送さ
れる。第２のラッチ回路１８３３に転送されたビデオ信
号は、電圧電流変換回路１８３４において、適宜形式変
換処理され、画素へ転送される。ビデオ信号のうち、オ
ンデータは電流形式に変換され、オフデータは電圧形式
のまま電流増幅される。ラッチパルス後、シフトレジス
タ１８３１、第１のラッチ回路１８３２は、次行のビデ
オ信号読込み動作として、上記動作を繰り返す。

【０１２９】図７（Ｃ）の信号線駆動回路１８０３の構
成はあくまで一例であり、アナログ階調法を採用した場
合には、別の構成にする。またディジタル時間階調法を
採用した場合であっても、他の構成にすることはでき
る。

【０１３０】本実施の形態は、実施の形態１〜４と任意
に組み合わせることが可能である。

【０１３１】（実施の形態６）本実施の形態では、トラ
ンジスタの特性曲線（図８）を用いて、本発明の効果に
ついて説明する。説明を簡単にするため、駆動用素子を
構成するトランジスタの個数が２個の場合を例に挙げて
説明する。画素回路の構成としては、図２（Ｂ）に示し
た通りであるとする。またここで用いるトランジスタの
特性曲線は理想的なものであるとしており、実際のトラ
ンジスタの特性曲線とは若干の差異がある。例えば図８
では、トランジスタのチャネル長変調はゼロとしてあ
る。

【０１３２】トランジスタのソースの電位を基準とし
て、ゲートの電位をＶ_g、ドレインの電位をＶ_d、ソース
ドレイン間に流れる電流をＩ_dとする。但し、トランジ
スタがｐチャネル型のときは、正負を入れ替えるなど正
負の向きは適宜設定してある。例えば、図８（Ａ）
（Ｂ）において、曲線８０１〜８０４は、ある一定のゲ
ート電位Ｖ_g下におけるＩ_d-Ｖ_d特性曲線である。一点鎖
太曲線８０５は、駆動用素子を構成する２個のトランジ
スタの一方について、ゲートとドレインを短絡すること
により、Ｖ_gとＶ_dとを等しくした条件下でのＩ_d-Ｖ_d変
化を示したものである。すなわち、一点鎖太曲線８０５
には、該トランジスタ固有の電気的特性（電界効果移動
度、しきい電圧値）が反映されている。同様に、二点鎖
太曲線８０６は、駆動用素子を構成する他の一方のトラ
ンジスタについて、ゲートとドレインを短絡することに
より、Ｖ_gとＶ_dとを等しくした条件下でのＩ_d-Ｖ_d変化
を示したものである。

【０１３３】図８（Ａ）（Ｂ）は、駆動用素子を構成す
る２個のトランジスタが各々異なった電気的特性をもっ
ている場合に、本発明の構成である「並列書込み直列駆
動」により、自発光素子駆動電流がどうなるかを調べた
ものである。図８（Ａ）は、２個のトランジスタ間にお
いて特に、電界効果移動度の違いが大きい場合の例であ
る。図８（Ｂ）は、２個のトランジスタ間において特
に、しきい電圧値の違いが大きい場合の例である。図８
（Ａ）（Ｂ）から、結論としては、各場合での自発光素
子駆動電流は、８０７の三角矢印の長さで示されるとお
りとなる。この理由について、以下に簡単に説明する。

【０１３４】まず、トランジスタ３８、３９の特性曲線
として、両トランジスタの特性が等しく、且つ一点鎖太
曲線８０５が対応する場合を考える。

【０１３５】データ電流書込み時には、図２（Ｂ）のト
ランジスタ３１〜３６がオンとなる。トランジスタ３１
〜３４がオンとなることから、駆動用素子を構成する２
個のトランジスタ３８、３９では、ゲートとドレインが
短絡される。よってトランジスタ３８、３９の動作点
は、一点鎖太曲線８０５上の点であり、データ電流値Ｉ
_Wにより決まるある一点である。仮に該動作点が８０５
と８０１の交点としておく。つまり、８０５と８０１の
交点の縦軸値Ｉ_dの２倍が、データ電流値Ｉ_Wであるとし
ておく。

【０１３６】自発光素子の発光時には、図２（Ｂ）のト
ランジスタ３１〜３６がオフとなり、トランジスタ３
７、４２がオンとなる。トランジスタ３１〜３４がオフ
となることから、トランジスタ３８、３９のゲート電位
は、データ電流書込み時のままで保持される。そして自
発光素子の発光時には、トランジスタ３９が飽和領域で
動作し、トランジスタ３８が非飽和領域で動作する。自
発光素子の発光時における、トランジスタ３８のＩ_d-Ｖ
_d曲線は８０１で表され、トランジスタ３９のＩ_d-Ｖ_d曲
線は８０３で表される。

【０１３７】図８（Ａ）に示すグラフにおいて、各一点
鎖線矢印は、長さと縦軸座標は等しい。自発光素子の発
光時におけるトランジスタ３８の動作点は、左側の一点
鎖線矢印の右端と８０１との接点である。そして求める
べき自発光素子の駆動電流Ｉ _Eは、一点鎖線矢印の縦軸
座標、すなわち、８０７の実線三角矢印の長さである。
なお図８（Ｂ）に示すグラフでも同様であり、求めるべ
き自発光素子駆動電流Ｉ_Eは８０７の実線三角矢印の長
さである。トランジスタ３８の特性曲線とトランジスタ
３９の特性曲線が、いずれも等しい場合には、結果的に
は求めるべき自発光素子駆動電流Ｉ_Eは、データ電流値
Ｉ_Wの４分の１の大きさとなる。

【０１３８】次に、トランジスタ３８の特性曲線として
二点鎖太曲線８０６が対応し、トランジスタ３９の特性
曲線として一点鎖太曲線８０５が対応する場合を考え
る。データ電流値Ｉ_Wは、上で述べたトランジスタ３
８、３９の特性曲線としていずれも８０５が対応する場
合と、同一とする。

【０１３９】データ電流書込み時には、図２（Ｂ）の駆
動用素子を構成する２個のトランジスタ３８、３９で
は、ゲートとドレインが短絡される。よってトランジス
タ３８の動作点は二点鎖太曲線８０６上の点であり、ト
ランジスタ３９の動作点は一点鎖太曲線８０５上の点で
ある。そして、トランジスタ３８の動作点の縦軸座標
と、トランジスタ３９の動作点の縦軸座標との和は、デ
ータ電流値Ｉ_Wである。よってトランジスタ３８の動作
点は、８０６と８０２の交点となる。トランジスタ３９
の動作点は、トランジスタ３８の動作点と横軸座標が等
しい、曲線８０５上の点となる。

【０１４０】自発光素子の発光時には、図２（Ｂ）のト
ランジスタ３１〜３４がオフとなることから、トランジ
スタ３８、３９のゲート電位は、データ電流書込み時の
ままで保持される。そして自発光素子発光時には、トラ
ンジスタ３９が飽和領域で動作し、トランジスタ３８が
非飽和領域で動作する。自発光素子発光時における、ト
ランジスタ３８のＩ_d-Ｖ_d曲線は８０２で表される。

【０１４１】図８（Ａ）に示すグラフにおいて、同縦軸
座標値にある各二点鎖線矢印は、長さが等しい。図８
（Ａ）において上部に位置する二点鎖線矢印の組が、ト
ランジスタ３８の特性曲線として二点鎖太曲線８０６が
対応しており、トランジスタ３９の特性曲線として一点
鎖太曲線８０５が対応している場合である。自発光素子
の発光時における、トランジスタ３８の動作点は、図８
（Ａ）に示すグラフにおいて、左側に位置する該二点鎖
線矢印の右端と８０２との接点である。そして求めるべ
き自発光素子駆動電流Ｉ_Eは、該二点鎖線矢印の縦軸座
標、すなわち、８０７の長点線三角矢印（左側）の長さ
である。なお図８（Ｂ）上でも同様の事情が成立し、求
めるべき自発光素子駆動電流Ｉ_Eは、８０７の長点線三
角矢印（左側）の長さである。

【０１４２】また別の場合として、トランジスタ３８の
特性曲線として一点鎖太曲線８０５が対応し、トランジ
スタ３９の特性曲線として二点鎖太曲線８０６が対応す
る場合も、同様にして行うことができる。本実施の形態
では詳しい説明は省略するが、図８（Ａ）（Ｂ）とも、
求めるべき自発光素子駆動電流Ｉ_Eは、８０７の長点線
三角矢印（右側）の長さとなる。

【０１４３】さらに別の場合として、トランジスタ３
８、３９の特性曲線として、いずれも二点鎖太曲線８０
５が対応する場合の検討も、同様に行うことができる。
本実施の形態では詳しい説明は省略するが、図８（Ａ）
（Ｂ）とも、求めるべき自発光素子駆動電流Ｉ_Eは、８
０７の短点線三角矢印の長さとなる。

【０１４４】そして、図８（Ａ）（Ｂ）における、８０
７の三角矢印の長さから、駆動用素子を構成するトラン
ジスタ３８、３９の特性バラつきが、自発光素子の駆動
電流Ｉ_Eにどのように反映されるかの概略をみることが
できる。

【０１４５】比較のために、図８（Ａ）（Ｂ）には８０
８の狭角矢印、８０９の広角矢印も記載してある。８０
８の狭角矢印は、電流入力方式でカレントミラー型を用
いる画素回路の場合において、上記と同様の検討を行っ
た結果である。すなわち、カレントミラーの２つのトラ
ンジスタ間に、上記と同様の特性バラつきが存在したと
き、自発光素子の駆動電流Ｉ_Eがどのようになるのかを
示している。８０９の広角矢印は、電圧入力方式の画素
回路の場合において、同様の検討を行った結果である。
つまり、異なる画素の自発光素子駆動トランジスタ間
に、上記と同様の特性バラつきが存在したとき、自発光
素子駆動電流Ｉ_Eがどうなるかを示している。

【０１４６】そして、図８（Ａ）（Ｂ）の８０７の三角
矢印、８０８の狭角矢印、８０９の広角矢印を比較する
と、以下に示す点が理解できる。

【０１４７】まず、８０７の三角矢印、８０８の狭角矢
印では、同一画素内の２つのトランジスタ間にさえ特性
バラつきがない限りは、トランジスタの特性曲線が８０
５、又は８０６であったとしても自発光素子の駆動電流
Ｉ_Eは一定となる。すなわち、電流入力方式でカレント
ミラー型を用いる画素回路でも、本発明の「並列書込み
直列駆動」の画素回路でも、基板全体でトランジスタの
特性を一定に揃える必要はなく、同一画素内の２つのト
ランジスタ間の特性バラつきさえ、抑制すれば十分であ
る。この点は、電圧入力方式の画素回路に対して非常に
優位である。

【０１４８】しかし、同一画素内の二つのトランジスタ
間の特性バラつきが存在すると、８０８の狭角矢印で
は、自発光素子駆動電流Ｉ_Eのバラつきが大きくなる。
すなわち、電流入力方式でカレントミラー型を用いる画
素回路では、同一画素内の二つのトランジスタ間の特性
バラつきの影響が大きく現れてしまう。極端な場合で
は、電圧入力方式の画素回路よりも、自発光素子駆動電
流Ｉ_Eのバラつきが大きくなることがある。この観点か
ら考えると、本発明の「並列書込み直列駆動」の画素回
路では、同一画素内の二つのトランジスタ間の特性バラ
つきの影響が大きく抑制されている。実際の表示装置、
発光装置では、トランジスタの特性バラつきは、同一画
素内よりも基板全体にわたるものの方が深刻である。し
たがって同一画素内の二つのトランジスタ間の特性バラ
つきは、本発明の「並列書込み直列駆動」の画素回路の
ように抑制されれば、実用上はほとんど問題がなくな
る。

【０１４９】本実施の形態では、駆動用素子を構成する
トランジスタに個数が、２個の場合を例に、本発明の効
果について説明した。しかし、駆動用素子を構成するト
ランジスタに個数が、３個以上の場合においても同様の
事情が成立する。

【０１５０】本実施の形態は、実施の形態１〜５と任意
に組み合わせることが可能である。

【０１５１】（実施の形態７）本実施の形態において
は、有機化合物層として高分子化合物を適用し、さらに
陽極と発光層との間に導電性高分子化合物からなるバッ
ファ層を設けた自発光素子において、直流駆動(常に順
方向バイアスを印加)と、交流駆動(順方向バイアスと逆
方向バイアスを一定周期で交互に印加)を行った際の輝
度劣化について測定を行った結果について述べる。

【０１５２】図１３(Ａ)(Ｂ)は、順方向バイアス：３．
７Ｖ、逆方向バイアス：１．７Ｖ、デューティ５０％、
交流周波数６０Ｈｚにおいて交流駆動を行った際の信頼
性試験の結果を示している。初期輝度は約４００cd/cm²
であった。比較用に、直流駆動(順方向バイアス：３．
６５Ｖ)を行った際の信頼性試験の結果も同時に示し
た。その結果、直流駆動においては、４００時間程度で
輝度が半減したのに対し、交流駆動においては、約７０
０時間経過後も、半減には至らなかった。

【０１５３】図１３(Ｃ)(Ｄ)は、順方向バイアス：３．
８Ｖ、逆方向バイアス：１．７Ｖ、デューティ５０％、
交流周波数６００Ｈｚにおいて交流駆動を行った際の信
頼性試験の結果を示している。初期輝度は約３００cd/c
m²であった。比較用に、直流駆動(順方向バイアス：
３．６５Ｖ)を行ったさいの信頼性試験の結果も同時に
示した。結果、直流駆動においては、５００時間程度で
輝度が半減したのに対し、交流駆動においては、約７０
０時間経過後も、初期輝度の６０％程度を保持してい
た。

【０１５４】以上の結果より、交流駆動を行った自発光
素子は、直流駆動を行った自発光素子よりも信頼性が高
いことが分かる。

【０１５５】（実施の形態８）本実施の形態では、本発
明の発光装置の断面構造について、図１４を用いて簡単
に説明する。なお説明を簡単にするために、図１４には
駆動用ＴＦＴ５０７と発光素子の断面構造のみを図示す
る。

【０１５６】図１４において、５００は絶縁表面を有す
る基板である。基板５００上には、駆動用ＴＦＴ５０７
が設けられている。そして、駆動用ＴＦＴ５０７が有す
る活性層に設けられた不純物領域に接続するように配線
が設けられ、前記配線と接続するように画素電極５０９
が設けられている。画素電極５０９上には有機導電体膜
５２２が設けられ、該有機導電体膜５２２上には有機薄
膜（発光層）５２３が設けられている。有機薄膜（発光
層）５２３上には、対向電極５２４が設けられている。

【０１５７】そして、画素電極５０９、有機導電体膜５
２２、有機薄膜（発光層）５２３及び対向電極５２４と
の積層体が発光素子に相当する。発光素子から発せられ
る光は、基板５００に向かって発せられる場合と、基板
５００と反対方向に発せられる場合がある。前者は下面
出射と称され、後者は上面出射と称されており、下面出
射の場合は、画素電極５０９が陽極に相当し対向電極５
２４が陰極に相当する。また上面出射の場合は、画素電
極５０９が陰極に相当し対向電極５２４が陽極に相当す
る。

【０１５８】なお有機薄膜（発光層）５２３には、赤、
青、緑、白等の光を発する材料を適宜用いることが出来
る。そして、白色の光を発する材料を用いて有機薄膜
（発光層）５２３を構成するときには、画素電極５０９
又は対向電極５２４を透明導電膜で形成し、それに対向
する面にカラーフィルターの着色層を配置するとよい。
そうすると、白色の材料を用いてもカラー表示を実現す
ることが出来る。

【０１５９】（実施の形態９）本実施の形態では、本発
明の表示装置、発光装置を搭載した電子機器等を、いく
つか例示する。

【０１６０】本発明の表示装置、発光装置を搭載した電
子機器として、モニター、ビデオカメラ、ディジタルカ
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（オ
ーディオコンポ、カーオーディオ等）、ノート型パーソ
ナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイ
ルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子
書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には
Digital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、
その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）など
が挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多
い電子機器については、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９に示す。

【０１６１】図９（Ａ）はモニターである。図９（Ａ）
に示すモニターは筐体２００１、支持台２００２、表示
部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２
００５等を有する。本発明の表示装置、発光装置は表示
部２００３に用いることができる。なおモニターには、
パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などのすべて
の情報表示装置が含まれる。

【０１６２】図９（Ｂ）はディジタルスチルカメラであ
る。図９（Ｂ）に示すディジタルスチルカメラは、本体
２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー
２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０
６等を含んでいる。本発明の表示装置、発光装置は表示
部２１０２に用いることができる。

【０１６３】図９（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュ
ータである。図９（Ｃ）に示すノート型パーソナルコン
ピュータは、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２
０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、
ポインティングマウス２２０６等を含んでいる。本発明
の表示装置、発光装置は表示部２２０３に用いることが
できる。

【０１６４】図９（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
る。図９（Ｄ）に示すモバイルコンピュータは、本体２
３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー
２３０４、赤外線ポート２３０５等を含んでいる。本発
明の表示装置、発光装置は表示部２３０２に用いること
ができる。

【０１６５】図９（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画
像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）である。図９
（Ｅ）に示すＤＶＤ再生装置は、本体２４０１、筐体２
４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒
体（ＤＶＤ等）読込み部２４０５、操作キー２４０６、
スピーカー部２４０７等を含んでいる。本発明の表示装
置、発光装置は、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４
に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再
生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。

【０１６６】図９（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘ
ッドマウントディスプレイ）である。図９（Ｆ）に示す
ディスプレイは、本体２５０１、表示部２５０２、アー
ム部２５０３等を含んでいる。本発明の表示装置、発光
装置は表示部２５０２に用いることができる。

【０１６７】図９（Ｇ）はビデオカメラである。図９
（Ｇ）に示すビデオカメラは、本体２６０１、表示部２
６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモ
コン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６
０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含ん
でいる。本発明の表示装置、発光装置は表示部２６０２
に用いることができる。

【０１６８】図９（Ｈ）は携帯電話である。図９（Ｈ）
に示す携帯電話は、本体２７０１、筐体２７０２、表示
部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０
５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アン
テナ２７０８等を含んでいる。本発明の表示装置、発光
装置は表示部２７０３に用いることができる。なお、表
示部２７０３は黒色背景に白色文字を表示することで、
携帯電話の消費電力を抑制することができる。

【０１６９】将来に自発光素子の発光輝度を安定的に高
くすることが可能となれば、本発明の表示装置、発光装
置から出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影
して、フロント型又はリア型のプロジェクターに用いる
こともできる。

【０１７０】このように、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等に使用することが可能で
ある。

【０１７１】

【発明の効果】本発明はＡＭ型表示装置、発光装置にお
いて、各画素に設置される駆動用素子を複数のトランジ
スタにより構成する。その上で、画素にデータ電流を読
込むときには該複数のトランジスタを並列接続状態に
し、自発光素子を発光させるときには該複数のトランジ
スタを直列接続状態にする。このように、駆動用素子を
構成する複数のトランジスタの接続状態を、並列または
直列と適宜切替えることを特徴とする。その結果、次の
ような効果が生じる。

【０１７２】まず、同一画素内の駆動用素子を構成する
複数のトランジスタさえ、バラつきがなければ、表示画
面全体で発光輝度のムラが現れてしまうという、表示品
位上の重大な欠陥を回避することができる。すなわち、
各画素に設置されるトランジスタの電気的特性は、基板
全体にわたって観察すると、かなりのバラつきをもつ。
このバラつきが自発光素子の駆動電流Ｉ_Eに反映され
て、表示画面全体で発光輝度のムラとなってしまうのを
防止することができる。ただし、図１０（Ａ）のような
カレントミラーを用いた画素回路の場合においても、同
一画素内のカレントミラーの二つのトランジスタさえバ
ラつきがなければ、表示画面全体で発光輝度のムラとな
るのを防止することができる。この点で本発明は、図１
０（Ａ）のようなカレントミラーを用いた画素回路の場
合と同様の効果を有する。

【０１７３】しかし、図１０（Ａ）のようなカレントミ
ラーを用いた画素回路の場合、同一画素内のカレントミ
ラーの２つのトランジスタ間にバラつきが存在してしま
うと、結局発光輝度が画素間で異なってしまうのを防止
することができなくなる。その点、本発明の場合では、
同一画素内の駆動用素子を構成する複数のトランジスタ
間にバラつきが存在しても、その影響は小さく抑制され
るため、実用上問題となるほど画素間で発光輝度がバラ
ついてしまうことは防止することができる。

【０１７４】また、図１０（Ｂ）のような画素回路の場
合、画素間で発光輝度がバラついてしまうのを防止する
ことができる。しかしながら、図１０（Ｂ）の画素回路
の場合には、画素に書込むデータ電流Ｉ_Wと、自発光素
子を発光させるときの自発光素子の駆動電流Ｉ_Eとの比
が、同一値でなくてはならない。これは実用上、非常に
厳しい制限である。本発明の場合では、駆動用素子を構
成するトランジスタを複数に分割するため、画素に書込
むデータ電流Ｉ_Wを自発光素子駆動電流Ｉ_Eよりも大きく
することが可能である。

【０１７５】本発明は以上のような利点を有することか
ら、実用的なＡＭ型表示装置、発光装置を製造する上
で、重要な技術である。

【０１７６】また図１３の測定結果より、交流駆動を行
った自発光素子は、直流駆動を行った自発光素子よりも
信頼性が高いことが分かる。そこで本発明は、フレーム
期間の所定の期間において交流駆動を行うことによっ
て、自発光素子の信頼性が改善された表示装置、発光装
置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置、発光装置の画素を示す
図。

【図２】本発明の表示装置、発光装置の画素を示す
図。

【図３】本発明の表示装置、発光装置の画素を示す
図。

【図４】本発明の表示装置、発光装置の画素を示す
図。

【図５】本発明の表示装置、発光装置の画素におけ
る電流の経路を示す図。

【図６】本発明の表示装置、発光装置の画素の平面
レイアウトを示す図。

【図７】本発明の表示装置、発光装置を示す図。

【図８】駆動用素子を構成するトランジスタの特性
を示す図。

【図９】本発明の表示装置、発光装置を適用した電
子機器を示す図。

【図１０】公知の表示装置、発光装置の画素を示す
図。

【図１１】本発明の表示装置、発光装置の画素を示
す図。

【図１２】本発明の表示装置、発光装置の画素を示
す図。

【図１３】自発光素子の輝度と時間の関係を示す
図。

【図１４】本発明の表示装置、発光装置の断面構造
を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ (72)発明者山崎舜平神奈川県厚木市長谷398番地株式会社半導体エネルギー研究所内Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB17 DB03 GA04 5C080 AA06 AA18 BB05 DD05 EE28 FF11 JJ02 JJ03 JJ05 JJ06 KK02 KK07 KK43 KK47

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自発光素子と、複数のトランジスタと、前記複数のトランジスタのそれぞれを直列又は並列に接
続状態を切り替える手段と、前記自発光素子に逆方向バイアスの電圧を供給する供給
手段とを有する画素が備えられていることを特徴とする
表示装置。
【請求項２】第１及び第２の電極を有する自発光素子
と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）のトランジスタとを有する駆動手段とが備えられ
た画素が設けられた発光装置であって、前記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対
応して前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間
を直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を並
列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記同期タイミングに対応する単位フレーム期間の所定
の期間に対し、前記第１又は前記第２の電極の電位を変
化させて、前記自発光素子に逆方向バイアスの電圧を供
給する供給手段とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３】第１及び第２の電極を有する自発光素子
と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）のトランジスタとを有する駆動手段とが備えられ
た画素が設けられた発光装置であって、前記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対
応して前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間
を直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を並
列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記同期タイミングに対応する単位フレーム期間の所定
の期間に対し、前記自発光素子の各々の発光期間が所定
の発光期間に達したときに前記自発光素子の各々の発光
を停止せしめる消去手段と、前記フレーム期間の所定の期間に対し、前記第１又は前
記第２の電極の電位を変化させて、前記自発光素子に逆
方向バイアスの電圧を供給する供給手段とを有すること
を特徴とする発光装置。
【請求項４】第１及び第２の電極を有する自発光素子
と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）のトランジスタとを有する駆動手段とが備えられ
た画素が設けられた発光装置であって、前記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対
応して前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間
を直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を並
列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記同期タイミングに対応する単位フレーム期間の所定
の期間に対し、前記第１又は前記第２の電極の電位はそ
のままで、前記自発光素子に逆方向バイアスの電圧を供
給する供給手段とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項５】第１及び第２の電極を有する自発光素子
と、各ゲート電極が共通に接続されたｎ個（ｎは２以上の自
然数）のトランジスタとを有する駆動手段とが備えられ
た画素が設けられた発光装置であって、前記画素に入力されるビデオ信号の同期タイミングに対
応して前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間
を直列に接続して電流I_Wを流し、前記ビデオ信号に応じ
て前記ｎ個のトランジスタの各ソース・ドレイン間を並
列に接続して前記自発光素子に電流I_Eを流す設定手段
と、前記同期タイミングに対応する単位フレーム期間の所定
の期間に対し、前記自発光素子の各々の発光期間が所定
の発光期間に達したときに前記自発光素子の各々の発光
を停止せしめる消去手段と、前記フレーム期間の所定の期間に対し、前記第１又は前
記第２の電極の電位はそのままで、前記自発光素子に逆
方向バイアスの電圧を供給する供給手段とを有すること
を特徴とする発光装置。
【請求項６】請求項２乃至請求項５のいずれか一項にお
いて、前記電流I_Wと前記電流I_Eは、I_W＝n²×I_Eを満たすことを
特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項１又は請求項２に記載の前記表示装
置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記
載の前記発光装置を備えていることを特徴とする電子機
器。