JP2009086673A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動用トランジスタの特性バラツキに起因して、発光素子の輝度にバラツキが生じてしまう。
【解決手段】画素に設けられた駆動用トランジスタの各々における特性を特定し、その結果に基づいて補間関数を生成、保存しておき、画素に入力するビデオ信号に、保存された補間関数に基づいて、各々の画素に合わせて補正を行う。その結果、トランジスタの特性バラツキが各画素にあったとしても、所望の電流値を供給することができるため、均一かつ鮮明な多階調の表示が可能な半導体装置を提供することができる。さらに、経時変化により発光素子の両電極間に流れる電流値の変化を抑制し、長期にわたって鮮明な多階調表示が可能な半導体装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板上又は絶縁表面上に発光素子と、該発光素子を制御するトランジ
スタとが設けられた発光装置及びその駆動方法に関する。より詳細には、発光素子を制御
するトランジスタの特性バラツキの影響を防止した発光装置及びその駆動方法に関する。
また本発明は、トランジスタ等の半導体素子を用いた発光装置に係る技術分野に属する。
近年、発光素子が用いられた発光装置（画像表示装置）の開発が進められている。発光
装置は、大別してパッシブ型とアクティブ型に分類される。アクティブ型の発光装置は、
絶縁表面上に発光素子と、該発光素子を制御するトランジスタとが設けられる。
ポリシリコン膜を用いたトランジスタは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたトラ
ンジスタよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高く、高速動作が可能である。
そのため、従来基板外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の絶縁表面上に
形成した駆動回路で行うことが可能である。このようなアクティブ型の発光装置は、同一
の絶縁表面上に様々な回路や素子を作り込むことで製造コストの低減、小型化、歩留まり
の上昇及びスループットの低減などの様々な利点が得られる。
アクティブ型の発光装置の主な駆動方法としては、アナログ方式とデジタル方式が挙げ
られる。前者のアナログ方式は、発光素子に流れる電流を制御することにより、輝度を制
御して階調を得る方式である。一方、後者のデジタル方式は、発光素子がオン状態（その
輝度がほぼ１００％である状態）と、オフ状態（その輝度がほぼ０％である状態）の２つ
の状態のみによって駆動される。しかしながら、デジタル方式の場合は、このままでは２
階調しか表示できないため、時間階調方式や面積階調方式などと組み合わせて多階調化を
実現する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１-１５９８７８号公報(第６、７頁)
ここで、発光装置の駆動方法について、図１４及び図１５を用いて詳しく説明する。ま
ず発光装置の構成について、図１４を用いて説明する。図１４には、発光装置が有する画
素部１８００の回路図の一例を示す。ゲート信号線駆動回路から供給されるゲート信号を
画素に伝えるゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙのいずれか一つ）は、各画素が有するスイッチン
グ用トランジスタ１８０１のゲート電極に接続されている。また各画素が有するスイッチ
ング用トランジスタ１８０１のソース領域とドレイン領域は、一方はビデオ信号を入力す
るソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘのいずれか一つ）に、もう一方は各画素が有する駆動用トラ
ンジスタ１８０４のゲート電極及び各画素が有するコンデンサ１８０８にそれぞれ接続さ
れている。
各画素が有する駆動用トランジスタ１８０４のソース領域は電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘの
いずれか一つ）に接続されており、ドレイン領域は発光素子１８０６に接続されている。
なお、電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘのいずれか一つ）の電位は電源電位と呼ぶ。また電源供給
線（Ｖ１〜Ｖｘのいずれか一つ）は、各画素が有するコンデンサ１８０８に接続されてい
る。
発光素子１８０６は、陽極及び陰極、並びに前記陽極と前記陰極の間に設けられた有機
化合物層を有する。発光素子１８０６の陽極が駆動用トランジスタ１８０４のドレイン領
域と接続している場合、発光素子１８０６の陽極が画素電極、陰極が対向電極となる。逆
に発光素子１８０６の陰極が駆動用トランジスタ１８０４のドレイン領域と接続している
場合、発光素子１８０６の陽極が対向電極、陰極が画素電極となる。
なお対向電極の電位を対向電位と呼び、対向電極に対向電位を与える電源を対向電源と
呼ぶ。画素電極の電位と対向電極の電位の電位差が駆動電圧であり、この駆動電圧が有機
化合物層にかかる。
図１４で示した発光装置を、アナログ方式で駆動させた場合のタイミングチャートを図
１５に示す。図１５において、１つのゲート信号線が選択されてから、その次のゲート信
号線が選択されるまでの期間を１ライン期間（Ｌ）と呼ぶ。また、１つの画像が表示され
てから次の画像が表示されるまでの期間を１フレーム期間（Ｆ）と呼ぶ。図１４の発光装
置の場合、ゲート信号線はｙ本あるので、１フレーム期間中にｙ個のライン期間（Ｌ１〜
Ｌｙ）が設けられている。
電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）は、一定の電源電位に保たれている。また対向電極の電位で
ある対向電位も一定の電位に保たれている。対向電位は、発光素子が発光する程度に電源
電位との間に電位差を有している。
第１のライン期間（Ｌ１）において、ゲート信号線駆動回路から供給されるゲート信号
によって、ゲート信号線（Ｇ１）が選択される。なおゲート信号線が選択されるとは、該
ゲート信号線にゲート電極が接続されたトランジスタがオンの状態になることを意味する
。
そして、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に順にアナログのビデオ信号が入力される。ゲー
ト信号線（Ｇ１）に接続された全てのスイッチング用トランジスタ１８０１はオン状態に
なっているので、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力されたビデオ信号は、スイッチング
用トランジスタ１８０１を介して駆動用トランジスタ１８０４のゲート電極に入力される
。
駆動用トランジスタ１８０４のチャネル形成領域を流れる電流の量は、駆動用トランジ
スタ１８０４のゲート電極に入力される信号の電位の高さ（電圧）によって制御される。
よって、発光素子１８０６の画素電極にかかる電位は、駆動用トランジスタ１８０４のゲ
ート電極に入力されたビデオ信号の電位の高さによって決まる。つまり発光素子１８０６
はビデオ信号の電位の高さに応じて、発光素子１８０６に電流が流れ、その電流量に応じ
て発光を行う。
上述した動作を繰り返し、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にビデオ信号の入力が終了する
と、第１のライン期間（Ｌ１）が終了する。次いで第２のライン期間（Ｌ２）となり、ゲ
ート信号によってゲート信号線（Ｇ２）が選択される。そして第１のライン期間（Ｌ１）
と同様にソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に順にビデオ信号が入力される。
上述した動作を繰り返し、全てのゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）にゲート信号が入力され
ると、１フレーム期間が終了する。１フレーム期間において全ての画素が表示を行い、１
つの画像が形成される。
このように、ビデオ信号によって発光素子に流れる電流量が制御され、その電流量に応
じて階調表示がなされる方式が、アナログ方式と呼ばれる駆動方式である。つまり、アナ
ログ方式では、画素に入力されるビデオ信号の電位に応じて階調表示が行われる。
一方、デジタル方式は、上述したように時間階調方式などと組み合わせて多階調化を実
現する。詳しいタイミングチャートの図示は省略するが、時間階調方式と組み合わせたデ
ジタル方式では、発光素子の両電極間に電流が流れている時間の長さに応じて階調表示が
行われる。
続いて、駆動用トランジスタ１８０４と発光素子１８０６の電圧電流特性について、図
１１〜図１３を用いて説明する。図１１（Ａ）は、図１４に示した画素において、駆動用
トランジスタ１８０４および発光素子１８０６の構成部分のみを示す。図１１（Ｂ）は、
図１１（Ａ）で示した駆動用トランジスタ１８０４および発光素子１８０６の電圧電流特
性を示す。なお図１１（Ｂ）に示す駆動用トランジスタ１８０４の電圧電流特性のグラフ
は、ソース領域とドレイン領域の間の電圧であるＶDSに対する、駆動用トランジスタ１８
０４のドレイン領域に流れる電流の大きさを示す。図１２は、駆動用トランジスタ１８０
４のソース領域とゲート電極の間の電圧であるＶGSの値が異なる複数のグラフを示す。
図１１（Ａ）に示したように、発光素子１８０６の画素電極と対向電極の間にかかる電
圧をＶEL、電源供給線に接続される端子３６０１と発光素子１８０６の対向電極の間にか
かる電圧をＶTとする。なおＶTは電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）の電位によってその値が固定
される。また駆動用トランジスタ１８０４のソース領域・ドレイン領域間の電圧をＶDS、
駆動用トランジスタ１８０４のゲート電極に接続される配線３６０２とソース領域との間
の電圧、つまり駆動用トランジスタ１８０４のゲート電極とソース領域の間の電圧をＶGS
とする。
駆動用トランジスタ１８０４と発光素子１８０６とは直列に接続されている。
よって、両素子（駆動用トランジスタ１８０４と発光素子１８０６）を流れる電流量は同
じである。従って、図１１（Ａ）に示した駆動用トランジスタ１８０４と発光素子１８０
６とは、両素子の電圧電流特性を示すグラフの交点（動作点）
において駆動する。図１１（Ｂ）において、ＶELは、対向電極１８０９の電位と動作点で
の電位との間の電圧に相当する。ＶDSは、駆動用トランジスタ１８０４の端子３６０１で
の電位と動作点での電位との間の電圧に相当する。つまり、ＶTは、ＶELとＶDSの和に等
しい。
ここで、ＶGSを変化させた場合について考える。図１１（Ｂ）から分かるように、駆動
用トランジスタ１８０４の｜ＶGS−ＶTH｜が大きくなるにつれて、言い換えると｜ＶGS｜
が大きくなるにつれて、駆動用トランジスタ１８０４に流れる電流量が大きくなる。なお
、ＶTHは駆動用トランジスタ１８０４のしきい値電圧である。よって図１１（Ｂ）から分
かるように、｜ＶGS｜が大きくなると、動作点において発光素子１８０６を流れる電流量
も当然大きくなる。発光素子１８０６の輝度は、発光素子１８０６を流れる電流量に比例
して高くなる。
｜ＶGS｜が大きくなることによって発光素子１８０６を流れる電流量が大きくなると、
電流量に応じてＶELの値も大きくなる。そしてＶTの大きさは電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）
の電位によって定まっているので、ＶELが大きくなると、その分ＶDSが小さくなる。
また図１１（Ｂ）に示したように、駆動用トランジスタ１８０４の電圧電流特性は、Ｖ
GSとＶDSの値によって２つの領域に分けられる。｜ＶGS−ＶTH｜＜｜ＶDS｜である領域が
飽和領域、｜ＶGS−ＶTH｜＞｜ＶDS｜である領域が線形領域である。
飽和領域においては以下の式（１）が成り立つ。なおＩDSは駆動用トランジスタ１８０
４のチャネル形成領域を流れる電流量である。またβ＝μＣ0Ｗ／Ｌであり、μは駆動用
トランジスタ１８０４の移動度、Ｃ0は単位面積あたりのゲート容量、Ｗ／Ｌはチャネル
形成領域のチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比である。
Figure 2009086673
また線形領域においては以下の式（２）が成り立つ。
Figure 2009086673
式（１）からわかるように、飽和領域において電流量はＶDSによってほとんど変化せず
、ＶGSのみによって電流量が定まる。
また、式（２）からわかるように、線形領域においては、ＶDSとＶGSとにより電流量が
定まる。｜ＶGS｜を大きくしていくと、駆動用トランジスタ１８０４は線形領域で動作す
るようになる。そして、ＶELも徐々に大きくなっていく。よって、ＶELが大きくなった分
だけ、ＶDSが小さくなっていく。線形領域においては、ＶDSが小さくなると電流量も小さ
くなる。そのため、｜ＶGS｜を大きくしていっても、電流量は増加しにくくなってくる。
｜ＶGS｜＝∞になった時、電流量＝ＩMAXとなる。つまり、｜ＶGS｜をいくら大きくして
も、ＩMAX以上の電流は流れない。ここで、ＩMAXは、ＶEL＝ＶTの時に、発光素子１８０
６を流れる電流量である。
このように｜ＶGS｜の大きさを制御することによって、動作点を飽和領域にしたり、線
形領域にしたりすることができる。
ところで、全ての駆動用トランジスタ１８０４の特性は理想的には全て同じであること
が望ましいが、実際には個々の駆動用トランジスタ１８０４でしきい値ＶTHと移動度μと
が異なっていることが多い。そして個々の駆動用トランジスタ１８０４のしきい値ＶTHと
移動度μとが互いに異なると、式（１）及び式（２）
からわかるように、ＶGSの値が同じでも駆動用トランジスタ１８０４のチャネル形成領域
を流れる電流量が異なってしまう。
図１２にしきい値ＶTHと移動度μがずれた駆動用トランジスタ１８０４の電流電圧特性
を示す。実線３７０１が理想の電流電圧特性のグラフであり、３７０２、３７０３がそれ
ぞれしきい値ＶTHと移動度μとが理想とする値と異なってしまった場合の駆動用トランジ
スタ１８０４の電流電圧特性である。
電流電圧特性のグラフ３７０２、３７０３は飽和領域においては同じ電流量ΔＩ1だけ
、理想の特性を有する電流電圧特性のグラフ３７０１からずれていて、電流電圧特性のグ
ラフ３７０２の動作点３７０５は飽和領域にあり、電流電圧特性のグラフ３７０３の動作
点３７０６は線形領域にあったとする。その場合、理想の特性を有する電流電圧特性のグ
ラフ３７０１の動作点３７０４における電流量と、動作点３７０５及び動作点３７０６に
おける電流量のずれをそれぞれΔＩ2、ΔＩ3とすると、飽和領域における動作点３７０５
におけるずれΔＩ2よりも線形領域における動作点３７０６におけるずれΔＩ3の方が小さ
くなっている。
以上の動作分析のまとめとして、駆動用トランジスタ１８０４のゲート電圧｜ＶGS｜に
対する電流量のグラフを図１３に示す。｜ＶGS｜を大きくしていき、駆動用トランジスタ
１８０４のしきい値電圧の絶対値｜ＶTH｜よりも大きくなると、駆動用トランジスタ１８
０４が導通状態となり、電流が流れ始める。そして、さらに｜ＶGS｜を大きくしていくと
、｜ＶGS｜が｜ＶGS−ＶTH｜＝｜ＶDS｜を満たすような値（ここでは仮にＡとする）とな
り、飽和領域から線形領域になる。
さらに｜ＶGS｜を大きくしていくと、電流量が大きくなり、遂には、電流量が飽和してく
る。その時｜ＶGS｜＝∞となる。
図１３から分かる通り、｜ＶGS｜≦｜ＶTH｜の領域では、電流がほとんど流れない。｜
ＶTH｜≦｜ＶGS｜≦Ａの領域は飽和領域とよばれる領域であり、｜ＶGS｜によって電流量
が変化する。これは、飽和領域において、発光素子１８０６に印加される電圧が少しでも
変化すると、それに対して発光素子１８０６を流れる電流が指数関数的に大きく変化する
ということである。そして、発光素子１８０６の輝度は、発光素子１８０６に流れる電流
にほぼ正比例して大きくなる。つまり、｜ＶGS｜の値に応じて発光素子に流れる電流を制
御することにより、輝度を制御して階調を得る方式であるアナログ方式は、主に飽和領域
で動作される。
一方、図１３において、Ａ≦｜ＶGS｜の領域は線形領域であり、発光素子に流れる電流
量は｜ＶGS｜及び｜ＶDS｜よって電流量が変化する。線形領域においては、発光素子１８
０６に印加される電圧の大きさを変化させても、発光素子１８０６を流れる電流量は大き
く変化しない。デジタル方式は、発光素子がオン状態（その輝度がほぼ１００％である状
態）、又はオフ状態（その輝度がほぼ０％である状態）の２つの状態のみによって駆動さ
れるが、発光素子をオン状態にするには、Ａ≦｜ＶGS｜で動作させると、いつでも電流値
はＩMAXに近くなるため、その輝度はほぼ１００％の状態となる。また発光素子をオフ状
態にするには、｜ＶTH｜≧｜ＶGS｜で動作させると、電流値はほぼゼロとなり、発光素子
の輝度はほぼ０％となる。つまり、デジタル方式で駆動させる発光装置は、主に｜ＶTH｜
≧｜ＶGS｜、Ａ≦｜ＶGS｜の領域で動作される。
アナログ方式で駆動させた発光装置において、スイッチング用トランジスタがオンにな
ると、画素に入力されたアナログのビデオ信号は、駆動用トランジスタのゲート電圧とな
る。このとき、駆動用トランジスタのゲート電極に入力されるアナログのビデオ信号の電
圧に対応して、ドレイン領域の電位が定まり、所定のドレイン電流が発光素子に流れ、そ
の電流量に対応した発光量（輝度）で前記発光素子が発光する。以上のように、ビデオ信
号によって発光素子の発光量が制御され、その発光量の制御によって階調表示がなされる
。
しかし、上記アナログ方式は駆動用トランジスタの特性バラツキに非常に弱いという欠
点がある。仮に各画素の駆動用トランジスタに等しいゲート電圧がかかったとしても、駆
動用トランジスタに特性バラツキが生じていれば、同じドレイン電流を供給することはで
きない。つまり、僅かな駆動用トランジスタの特性バラツキによって、同じ電圧のビデオ
信号を入力しても発光素子の発光量が大きく異なってしまう。
このように、アナログ方式は駆動用トランジスタの特性バラツキに対して敏感であり、
その点が従来のアクティブ型の発光装置の階調表示における障害となっていた。
また駆動用トランジスタの特性バラツキに対処するために、デジタル方式で発光装置を
駆動させると、発光素子の有機化合物層が劣化したときに、有機化合物層に流れる電流量
が変化してしまう。
これは、発光素子が経時変化により劣化する性質を有することに起因する。図１８（Ａ
）には、発光素子の劣化前と劣化後の電圧電流特性のグラフを示す。上述したように、デ
ジタル方式では線形領域で動作する。従って、図１８（Ａ）に示すように、発光素子が劣
化すると、その電圧電流特性のグラフが変化するため、その動作点がずれてしまう。そう
すると、発光素子の両電極間に流れる電流量は変化してしまう。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、アナログ方式で駆動させた発光装置
において、トランジスタの特性バラツキによる影響を防止し、鮮明な多階調の表示が可能
な発光装置及びその駆動方法を提供することを課題とする。また本発明は、前記発光装置
を表示用の装置として具備した電子機器を提供することを課題とする。
さらに本発明は、経時変化により発光素子の両電極間に流れる電流量の変化を抑制し、
鮮明な多階調表示が可能な発光装置及びその駆動方法を提供することを課題とする。また
本発明は、前記発光装置を表示用の装置として具備した電子機器を提供することを課題と
する。
本発明は、上述の実情を鑑み、画素に設けられた駆動用トランジスタの特性を特定し、
その結果に基づいて画素に入力するビデオ信号を補正することにより、駆動用トランジス
タの特性バラツキによる影響を防止した発光装置およびその駆動方法を提供する。
また本発明は、発光素子の発光量（輝度）が、発光素子に流れる電流量に制御されるこ
とを利用する。つまり発光素子に所望の電流量が流れるようにすれば、発光素子により所
望の発光量を得ることが出来る。そのため、各画素の駆動用トランジスタの特性に応じた
ビデオ信号を各画素に入力し、発光素子に所望の電流量が流れるようにする。そうすれば
駆動用トランジスタの特性バラツキに影響されることなく、発光素子により所望の発光を
得ることが出来る。
本発明の基幹である駆動用トランジスタの特性を特定する方法について以下に説明する
。まず、発光素子に電流を供給している配線上に電流計を接続して、該発光素子に流れる
電流値を測定する。例えば、電源供給線や対向電源線などの発光素子に電流を供給してい
る配線上に電流計を接続し、該発光素子に流れる電流値を測定する。このとき、ソース信
号線駆動回路からある特定の画素（好ましくは一画素、複数の画素でもよい）のみにビデ
オ信号が入力されるようにして、それ以外の画素の発光素子には電流が流れないようにす
る。そうすると電流計によって、ある特定の画素のみに流れる電流値を測定することが出
来る。また大きさ（電圧値）の異なるビデオ信号を入力すれば、画素ごとに大きさ（電圧
値）の異なるビデオ信号に対応した複数の電流値を測定することが出来る。
本発明は、ビデオ信号をＰ（Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ、ｎは少なくとも２以上の自然
数）とする。前記ビデオ信号Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ）に対応した電流値Ｑ（Ｑ１
、Ｑ２、・・・、Ｑｎ）は、表示パネルの全ての画素が非点灯時の電流値Ｉ０と表示パネ
ルの画素が１つだけ点灯しているときの電流値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎの差を計算する
ことにより得られる。ＰとＱを画素ごとに測定したら、補間法を用いて画素の特性を求め
る。補間法とは、関数の二つ以上の点における関数値を用いて、関数値の間の点の近似値
を求める計算法、或いはその間の点における関数値を与えて（補間して）関数を拡張する
方法である。その近似値を与える式は、補間式とよばれ、式（３）に示す。
Figure 2009086673
画素ごとに測定されたビデオ信号Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ）と、該ビデオ信号に
対応した電流値Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、・・・、Ｑｎ）の値を式（３）に代入すれば補間関数Ｆ
が求められる。そして求められた補間関数Ｆは、発光装置に設けられた半導体メモリや磁
気メモリなどの記憶媒体に記憶される。
そして発光装置に画像を表示するときには、記憶媒体に記憶された補間関数Ｆを用いて
、各画素の駆動用トランジスタの特性に応じたビデオ信号（Ｐ）を計算して求める。そし
て求められたビデオ信号（Ｐ）を各画素に入力すれば、発光素子に所望の電流量を流すこ
とが出来るので、所望の輝度を得ることができる。
なお本発明における発光装置とは、発光素子を有する画素部及び駆動回路を基板とカバ
ー材との間に封入した表示パネル（発光パネル）、前記表示パネルにＩＣ等を実装した発
光モジュール、表示装置として用いられる発光ディスプレイなどを範疇に含む。つまり発
光装置は、発光パネル、発光モジュール及び発光ディスプレイなどの総称に相当する。な
お本発明の必須の構成要素に発光素子は含まれないが、該発光素子を含まない場合におい
てもここでは発光装置と称する。
本発明は、発光素子を含む画素が設けられた表示パネルを有する発光装置であって、
前記画素の電流値を測定する電流測定手段、 前記電流測定手段の出力を用いて前記画素
に対応した補間関数を計算する計算手段、 前記補間関数を記憶する記憶手段、 及び前
記記憶手段に記憶された前記補間関数を用いてビデオ信号を補正する信号補正手段を有す
ることを特徴とする。
前記電流測定手段は、発光素子の両電極間に流れる電流値を測定する手段を有するもの
であり、例えば電流計や、抵抗素子及び容量素子で構成され抵抗分割を利用して測定を行
う回路などに相当する。前記計算手段及び前記信号補正手段は、計算を行う手段を有する
ものであり、例えばマイクロコンピュータやＣＰＵなどに相当する。前記記憶手段は、半
導体メモリや磁気メモリなどの公知の記憶媒体に相当する。また、画素が非点灯の状態と
は、該画素が有する発光素子が非発光の状態、“黒”の画像信号が入力された画素の状態
に相当する。画素が点灯の状態とは、該画素が有する発光素子が発光の状態、“白”の画
像信号が入力された画素の状態に相当する。
本発明は、表示パネルを有する発光装置の駆動方法であって、 前記表示パネルの全て
の画素が非点灯の状態における電流値Ｉ０を測定し、 前記表示パネルの各画素にビデオ
信号Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ（ｎは自然数）を入力したときの電流値Ｉ１、Ｉ２、・・
・、Ｉｎを測定し、 前記電流値Ｉ０と前記電流値Ｉｎの差Ｑ１、Ｑ２、・・・、Ｑｎ及
び前記ビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎ及び補間式Ｑ＝Ｆ（Ｐ）を用いて補間関数Ｆ
を計算し、 前記補間関数Ｆを用いて前記表示パネルの各画素に入力するビデオ信号を補
正することを特徴とする。
本発明における前記画素の代表的な構成としては、前記発光素子の両電極間に流れる電
流を制御する第１半導体素子及び前記画素に対するビデオ信号の入力を制御する第２半導
体素子、並びに前記ビデオ信号を保持する容量素子とを有する構成が挙げられる。なお、
前記半導体素子とは、トランジスタなどのスイッチング機能を有する素子に相当する。容
量素子とは、電荷を保持する機能を有し、構成する材料は特に限定されない。
上記の構成を有する本発明はアナログ方式で駆動させた発光装置において、トランジス
タの特性バラツキによる影響を防止し、鮮明な多階調の表示が可能な発光装置及びその駆
動方法を提供することができる。さらに本発明は、経時変化により発光素子の両電極間に
流れる電流量の変化を抑制し、鮮明な多階調表示が可能な発光装置及びその駆動方法を提
供することが出来る。
本発明は、画素の構成を変更することなく、各画素の駆動用トランジスタの特性に応じ
たビデオ信号を計算して求める。そして求められたビデオ信号を各画素に入力すれば、発
光素子に所望の電流量を流すことが出来るので、所望の発光を得ることができる。その結
果、発光素子を制御するトランジスタの特性バラツキの影響を防止した発光装置及びその
駆動方法を提供することが出来る。
また上記の構成を有する本発明は、アナログ方式で駆動させた発光装置において、トラ
ンジスタの特性バラツキによる影響を防止し、鮮明な多階調の表示が可能な発光装置及び
その駆動方法を提供することができる。さらに本発明は、経時変化により発光素子の両電
極間に流れる電流量の変化を抑制し、鮮明な多階調表示が可能な発光装置及びその駆動方
法を提供することが出来る。
（実施の形態）
本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
図１に発光装置の回路図の一例を示す。図１において、発光装置は、画素部１０３、画
素部１０３の周辺に配置されたソース信号線駆動回路１０１及びゲート信号線駆動回路１
０２を有している。なお、図１において発光装置はソース信号線駆動回路１０１と、ゲー
ト信号線駆動回路１０２とをそれぞれ１つずつ有しているが、本発明はこれに限定されな
い。画素１００の構成に応じて、ソース信号線駆動回路１０１とゲート信号線駆動回路１
０２の数は任意に定めることができる。
またソース信号線駆動回路１０１は、シフトレジスタ１０１ａ、バッファ１０１ｂ、サ
ンプリング回路１０１ｃを有している。しかしながら本発明はこれに限定されず、保持回
路などを有していてもよい。
シフトレジスタ１０１ａにはクロック信号（CLK）及びスタートパルス（SP）
が入力される。シフトレジスタ１０１ａは、クロック信号（CLK）及びスタートパルス（S
P）に基づき、タイミング信号を順に発生させ、バッファ１０１ｂを介してサンプリング
回路１０１ｃに順次入力される。
シフトレジスタ１０１ａから供給されるタイミング信号は、バッファ１０１ｂによって
緩衝増幅される。タイミング信号が入力される配線には、多くの回路あるいは素子が接続
されているために負荷容量が大きくなってしまう。そのためバッファ１０１ｂは、該負荷
容量が大きいために生ずるタイミング信号の立ち上がりまたは立ち下がりの鈍りを防ぐた
めに設けられている。
サンプリング回路１０１ｃは、バッファ１０１ｂから入力されたタイミング信号に基づ
いて、ビデオ信号を順に画素１００に出力していく。サンプリング回路１０１ｃは、ビデ
オ信号線１２５とサンプリング線（ＳＡ１〜ＳＡｘ）とを有している。なお本発明はこの
構成に限定されず、アナログスイッチなどの半導体素子を有していてもよい。
画素部１０３は、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）と、ゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）と、電
源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）と、対向電源線（Ｅ１〜Ｅｙ）が設けられている。また画素部１
０３には、複数の画素１００がマトリクス状に設けられている。
電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）は、電流計１３０を介して電源１３１に接続されている。な
お電流計１３０と電源１３１は、画素部１０３が形成されている基板とは異なる基板上に
形成され、コネクター等を介して画素部１０３と接続されていてもよいし、作製が可能で
あれば画素部１０３と同じ基板上に形成してもよい。
なお電流計１３０と電源１３１の数は特に限定されず、任意に定めることができる。また
電流計１３０は、発光素子１１１に電流を供給する配線上に設ければよく、例えば対向電
源線（Ｅ１〜Ｅｙ）に電流計１３０を接続してもよい。つまり、電流計１３０を設ける場
所は特に限定されない。電流計１３０は、測定手段に相当する。
そして電流計１３０により測定された電流値は、データとして補正回路２１０に送られ
る。補正回路２１０は、記憶媒体（記憶手段）２１１、計算回路（計算手段）２０２及び
信号補正回路（信号補正手段）２０４を有している。なお補正回路２１０の構成は、図１
に示す構成に限定されず、増幅回路、変換回路などを設けてもよい。また必要に応じて、
記憶媒体２１１のみを設けてもよく、前記補正回路２１０の構成は、任意に定めることが
できる。
記憶媒体２１１は、第１メモリ２００、第２メモリ２０１及び第３メモリ２０３を有し
ている。しかし本発明はこれに限定されず、メモリの数は設計者が自由に設計することが
出来る。また記憶媒体２１１としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、磁気テープ
などの公知の記憶媒体を用いることが出来る。しかし画素部が設けられている基板上など
に一体化して記憶媒体２１１を設ける場合には、半導体メモリを用いることが好ましく、
特にＲＯＭを用いることが好ましい。またコンピュータの表示装置として、本発明の発光
装置を用いる場合には、該コンピュータ内に記憶媒体２１１を設けてもよい。
計算回路２０２は、計算を行う手段を有する。より詳しくは、画素１００にビデオ信号
Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎが入力されたときの電流値Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎから、画
素部１０３が非発光の状態における電流値Ｉ０を減算し、電流値Ｑ１、Ｑ２、・・・、Ｑ
ｎを算出する手段を有する。また上述した式（３）の補間関数の計算を行う手段を有する
。なお計算回路２０２としては、公知の計算回路、マイクロコンピュータなどを用いるこ
とが出来る。コンピュータの表示装置として、本発明の発光装置を用いる場合には、該コ
ンピュータ内に計算回路２０２を設けてもよい。
信号補正回路２０４は、ビデオ信号を補正する手段を有する。より詳しくは記憶媒体２
１１に記憶されている画素１００の補間関数Ｆと、上述した式（３）から、画素１００に
入力されるビデオ信号を補正する手段を有する。なお信号補正回路２０４としては、公知
の信号補正回路、マイクロコンピュータなどを用いることが出来る。コンピュータの表示
装置として、本発明の発光装置を用いる場合には、該コンピュータ内に信号補正回路２０
４を設けてもよい。
ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）は、サンプリング用トランジスタ１２６を介してビデオ信
号線１２５に接続されている。サンプリング用トランジスタ１２６のソース領域とドレイ
ン領域は、一方はソース信号線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｘのいずれか一つ）に接続され、もう一方は
ビデオ信号線１２５に接続されている。そしてサンプリング用トランジスタ１２６のゲー
ト電極は、サンプリング線ＳＡ（ＳＡ１〜ＳＡｘのいずれか一つ）に接続されている。
次いで、ｉ列目ｊ行目に設けられた画素１００の拡大図を図２に示す。画素（ｉ，ｊ）
において、１１１は発光素子、１１２はスイッチング用トランジスタ、１１３は駆動用ト
ランジスタ、１１４はコンデンサである。
スイッチング用トランジスタ１１２のゲート電極は、ゲート信号線（Ｇｉ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ１１２のソース領域とドレイン領域は、一方はソー
ス信号線（Ｓｉ）、もう一方は駆動用トランジスタ１１３のゲート電極に接続されている
。スイッチング用トランジスタ１１２は、画素１００に信号を入力するときのスイッチン
グ素子として機能するトランジスタである。
なおスイッチング用トランジスタ１１２が接続しているソース信号線（Ｓｉ）は、図１に
示すようにサンプリング用トランジスタ１２６を介してビデオ信号線１２５に接続されて
いるが、図２では図示を省略している。
コンデンサ１１４は、スイッチング用トランジスタ１１２が非選択状態（オフ状態）に
あるときに、駆動用トランジスタ１１３のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお本実施の形態では、コンデンサ１１４を設ける構成にしたが、本発明はこれに限定さ
れず、コンデンサ１１４を設けない構成にしてもよい。
駆動用トランジスタ１１３のソース領域は、電源供給線（Ｖｉ）に接続され、ドレイン
領域は発光素子１１１に接続される。電源供給線（Ｖｉ）は、電流計１３０を介して電源
１３１に接続されており、常に一定の電源電位が与えられている。また電源供給線Ｖｉは
コンデンサ１１４に接続されている。駆動用トランジスタ１１３は、発光素子１１１に供
給する電流を制御するための素子（電流制御素子）として機能するトランジスタである。
発光素子１１１は、陽極及び陰極、並びに前記陽極と前記陰極の間に設けられた有機化
合物層とからなる。陽極が駆動用トランジスタ１１３のドレイン領域と接続している場合
、陽極が画素電極、陰極が対向電極となる。逆に陰極が駆動用トランジスタ１１３のドレ
イン領域と接続している場合、陰極が画素電極、陽極が対向電極となる。
なお、発光素子とは、一対の電極（陽極と陰極）間に有機化合物層が挟まれた構造とす
る。有機化合物層は、公知の発光材料を用いて作製することが出来る。
また有機化合物層には、単層構造と積層構造の二つの構造があるが、どちらの構造を用い
てもよい。有機化合物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）とがある
が、どちらの発光を用いてもよい。
発光素子の対向電極は、対向電源１２１に接続されている。なお、対向電源１２１の電
位を対向電位と呼ぶ。画素電極の電位と対向電極の電位の差が駆動電圧であり、当該駆動
電圧が有機化合物層にかかる。
次いで、図１、図２で示した本発明の発光装置において、画素１００に設けられた駆動
用トランジスタ１１３の特性を特定し、その結果に基づいて画素１００に入力するビデオ
信号を補正する方法について、図３（Ａ）を用いて説明する。
なお説明を分かりやすくするために各段階をステップ１〜ステップ５とする。また図３（
Ｂ）には、補正回路２１０を示しているので、図３（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ参照すると
よい。
図４は発光装置に設けられた駆動回路（ソース信号線駆動回路１０１、ゲート信号線駆
動回路１０２）から出力される信号のタイミングチャートを示している。画素部１０３に
は、ゲート信号線がｙ本設けられているので、１フレーム期間中にｙ個のライン期間（Ｌ
１〜Ｌｙ）が設けられている。
図４（Ａ）は、１ライン期間（Ｌ）において、１本のゲート信号線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｙのい
ずれか一つ）が選択され、ｙ本のゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）が選択されると１フレーム
期間が経過する様子を示している。図４（Ｂ）は、ｘ本のサンプリング線ＳＡ（ＳＡ１〜
ＳＡｘのいずれか一つ）が順に選択され、全てのサンプリング線（ＳＡ１〜ＳＡｘ）が選
択されると１ライン期間が経過する様子を示している。図４（Ｃ）は、ステップ１におい
てソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にビデオ信号Ｐ０が入力される様子を示している。図４（
Ｄ）は、ステップ２においてソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
、Ｐ０が入力される様子を示している。
まずステップ１において、画素部１０３を全黒の状態にする。全黒の状態とは、全ての
発光素子１１１を非発光の状態、全ての画素を非点灯の状態にするということである。図
４（Ｃ）には、ステップ１においてソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）にビデオ信号Ｐ０が入力
される様子が示されている。なお図４（Ｃ）には、１ライン期間において、ソース信号線
（Ｓ１〜Ｓｘ）にビデオ信号Ｐ０が入力される様子のみが図示されているが、実際は１フ
レーム期間（Ｆ）に設けられた全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）において行われる。そし
て１フレーム期間において、全ての画素１００に同じビデオ信号Ｐ０が入力されると、画
素部１０３に設けられた全ての発光素子１１１は非発光の状態（全黒の状態）になる。
このような状態になったら、電流計１３０を用いて電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）
に流れる電流値Ｉ０を測定する。このとき測定される電流値Ｉ０は、発光素子１１１が有
する陽極と陰極間の一部がショートしていたり、画素１００の一部がショートしていたり
、画素部１０３に接続されたＦＰＣが正確に接続されていなかったりする場合に流れてし
まった電流値に相当する。そして測定された電流値Ｉ０は、補正回路２１０に設けられた
第１メモリ２００に保存され、ステップ１が終了する。
次いでステップ２において、画素部１０３に設けられた画素１００にそれぞれ異なるビ
デオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０を入力する。
本実施の形態では、図４（Ｄ）に示すように、階段状に変化させた４つのビデオ信号Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０をソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）に入力している。
つまり１ライン期間（Ｌ）で、１つの画素１００に４つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、
Ｐ０を入力し、１フレーム期間（Ｆ）で画素部１０３に設けられた全ての画素１００に４
つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０を入力する。
そして、３つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応した、駆動用トランジスタ１１３に
流れた電流、つまり電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）に流れた電流値を電流計１３０により測定
する。
なおここでは、１ライン期間（Ｌ）において、１つの画素に階段状に変化させた４つの
ビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０を入力したが、本発明はこれに限定されない。例えば
、１ライン期間（Ｌ）にビデオ信号Ｐ１のみを入力し、次の１ライン期間（Ｌ）にビデオ
信号Ｐ２を入力し、また次の１ライン期間（Ｌ）にビデオ信号Ｐ３を入力してもよい。ま
た本実施の形態では、階段状に変化させた４つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０を入
力したが、本発明は大きさ（電圧値）の異なるビデオ信号を入力して、該大きさ（電圧値
）の異なるビデオ信号に対応した電流値を測定すればよい。例えばランプ状（のこぎり刃
状）に変化させたビデオ信号を入力して、ある一定の期間ごとに電流計１３０を用いて複
数の電流値を測定するようにしてもよい。
ここで、１例として、ｊ行目のゲート信号線（Ｇｊ）がゲート信号線駆動回路１０２か
ら供給されるゲート信号によって選択される場合について説明する。１ライン期間（Ｌｊ
）には、一つの画素１００に４つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０が入力されるので
、ビデオ信号が入力された画素１００（ここでは（１、ｊ）に設けられた画素１００とす
る）以外は、全てオフ状態にある。そのため、電流計１３０で測定される電流値は、ある
特定の画素（着目している画素）１００の駆動用トランジスタ１１３を流れる電流値とス
テップ１で測定された電流値Ｉ０を足した値となる。そして、（１、ｊ）に設けられた画
素１００において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々のビデオ信号に対応した電流値Ｉ１、Ｉ２、
Ｉ３を測定して、該電流値ＩＡ、ＩＢ、ＩＣを第２メモリ２０１に保存する。
次いで、画素（１、ｊ）にビデオ信号Ｐ０を入力し、画素１００の発光素子１１１を非
発光の状態、画素（１、ｊ）を非点灯の状態にする。これは、次の画素（２、ｊ）を測定
するときに、電流が流れてしまうことを防ぐためである。
そして次に、（２、ｊ）に設けられた画素１００に、４つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ０を入力する。ビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対応した電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を
取得して、第２メモリ２０１に保存する。
このようにして上述した動作を繰り返し、ｊ行目に設けられた１列目からｘ列目までの
画素１００にビデオ信号の入力が終了する。つまり、全てのソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）
へのビデオ信号の入力が終了すると、１つのライン期間Ｌｊが終了する。
そして、次のライン期間Ｌj+1となり、ゲート信号線駆動回路１０２から供給されるゲ
ート信号によってゲート信号線Ｇj+1が選択される。そして、全てのソース信号線（Ｓ１
〜Ｓｘ）に４つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ０が入力される。
このようにして上述した動作を繰り返し、全てのゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）
にゲート信号が入力されると、全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）が終了する。そして全て
のライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）が終了すると、１フレーム期間が終了する。
こうして画素部１０３に設けられた画素１００に入力された３つのビデオ信号Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３に対応する電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を測定することが出来る。
そして得られたデータは、第２メモリ２０１に保存される。
そして、計算回路２０２において、画素部１０３に設けられた画素１００ごとに電流値
Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３から、ステップ１において第１メモリ２００に保存された電流値Ｉ０と
の差を求めて、電流値Ｑ１（＝Ｉ１-Ｉ０）、Ｑ２（＝Ｉ２-Ｉ０）、Ｑ３（＝Ｉ３-Ｉ０
）を求める。そして電流値Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は第２メモリ２０１に保存され、ステップ２
は終了する。
なお画素部１０３にショートしている画素がなく、また画素部１０３に接続されたＦＰ
Ｃなどが正確に接続されている場合には、電流値Ｉ０はゼロ、又はほぼゼロである値が測
定される場合がある。このような場合には、画素部１０３に設けられた画素１００ごとに
電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３から、電流値Ｉ０を引く動作や電流値Ｉ０を測定する動作を削除
してもよく、これは任意に設定することが出来る。
次いでステップ３においては、上述した式（１）を用いて、計算回路２０２において、
各画素の駆動用トランジスタの電流電圧特性（ＩDS−ＶGS特性）を取得する。なお式（１
）において、ＩDS→Ｉ、ＶGS→Ｐ、ＶTH→Ｂとし、Ｑ＝Ｉ-Ｉ０とすると、以下の式（４
）が求められる。
Figure 2009086673
式（４）において、ＡとＢは定数である。定数Ａと定数Ｂは少なくとも２組の（Ｐｎ、
Ｑｎ）のデータがあれば求めることができる。つまり、ステップ２において求めた少なく
とも２つの大きさ（電圧値）の異なるビデオ信号（Ｐｎ）と、そのビデオ信号（Ｐｎ）に
対応した少なくとも２つの電流値（Ｑｎ）を式（３）
に代入すれば、定数Ａと定数Ｂを求めることが出来る。そして、定数Ａと定数Ｂは第３メ
モリ２０３に保存される。
第３メモリ２０３に保存された定数Ａと定数Ｂを用いることで、ある電流値（Ｑｎ）を
流すために必要なビデオ信号（Ｐｎ）の値を求めることができる。その際には、以下の式
（５）を用いる。
Figure 2009086673
ここで、一例として式（４）、式（５）を用いて、画素Ｄ、画素Ｅ、画素Ｆの定数Ａと
定数Ｂの値を求め、それをグラフに示したものを図５に示す。図５に示すように、画素Ｄ
、画素Ｅ、画素Ｆに同じビデオ信号（ここでは一例としてビデオ信号Ｐ２とする）を入力
した場合、画素ＤではＩｑで示す電流が流れ、画素ＥではＩｒで示す電流が流れ、画素Ｆ
ではＩｐで示す電流が流れている。つまり同じビデオ信号（Ｐ２）を入力しても、画素Ｄ
、Ｅ、Ｆに設けられたトランジスタの特性が異なるために、電流値が異なってしまってい
る。そこで本発明はこのような特性バラツキの影響を抑制するために、上述した式（４）
を用いて、画素１００の特性に応じたビデオ信号を画素１００に入力する。
なお図５では、画素Ｄ、画素Ｅ、画素Ｆの特性を式（４）、式（５）を用いて２次曲線
で示したが、本発明はこれに限定されない。図１６には、以下の式（６）を用いて画素Ｄ
、画素Ｅ、画素Ｆに入力したビデオ信号（Ｐ）と、該ビデオ信号（Ｐ）に対応した電流値
（Ｑ）との関係を直線としたグラフを示す。
Figure 2009086673
式（６）にステップ２で求めた画素ごとの電圧値（Ｐ）と電流値（Ｑ）を代入すること
で、定数ａと定数ｂを求める。そして、求められた定数ａと定数ｂは、画素１００ごとに
第３メモリ２０３に保存されてステップ３は終了する。
図１６に示すグラフは、図５に示すグラフと同じように、画素Ｄ、画素Ｅ、画素Ｆに同
じビデオ信号（ここでは一例としてビデオ信号Ｐ２とする）を入力した場合、画素Ｄでは
Ｉｑで示す電流が流れ、画素ＥではＩｒで示す電流が流れ、画素ＦではＩｐで示す電流が
流れている。つまり同じビデオ信号（Ｐ２）を入力しても、画素１００に設けられたトラ
ンジスタの特性が異なるために、電流値が異なってしまっている。そこで本発明はこのよ
うな特性バラツキの影響を抑制するために、上述した式（６）を用いて、画素１００の特
性に応じたビデオ信号を画素１００に入力する。
なお、ビデオ信号の電圧値（Ｐ）と電流値（Ｑ）との関係を特定する方法としては、図
５に示すように２次曲線で示すことにより特定してもよいし、図１６に示すように直線で
示すことにより特定してもよい。またスプライン曲線（スプライン関数）やベジェ曲線（
ベジェ関数）で特定してもよいし、また曲線上にうまく電流値がのらない場合には、最小
自乗法を用いて曲線（１次関数）を最適化してもよく、その方法は特に限定されない。
続いて、ステップ４において、信号補正回路２０４において、上述した式（５）（又は
式（６））などを用いて各画素１００の特性に応じたビデオ信号の値を計算する。そうす
るとステップ４は終了し、ステップ５において、計算されたビデオ信号を画素１００に入
力すれば、駆動用トランジスタの特性バラツキの影響を抑制して、発光素子に所望の電流
を流すことが可能となり、その結果所望の発光量（輝度）を得ることが出来る。なお画素
１００ごとに求められた定数Ａと定数Ｂ（又は定数ａと定数ｂ）の値が一旦第３メモリ２
０３に保存されたら、後はステップ４とステップ５を交互に繰り返せばよい。
ここで再び図５を参照する。仮に、画素Ｄ、画素Ｅ、画素Ｆを同じ輝度で発光させたい
ときは、同じ電流値Ｉｒを流すことが必要となる。そのためには、駆動用トランジスタの
特性に応じたビデオ信号を入力することが必要であり、図５に示すように、画素Ｄにはビ
デオ信号Ｐ１を入力し、画素Ｅにはビデオ信号Ｐ２を入力し、画素Ｆにはビデオ信号Ｐ３
を入力することが必要となる。そのためには、ステップ４において、各画素の特性に応じ
たビデオ信号を求め、その求められた信号を各画素に入力することが必須となる。
なお電流計１３０を用いて複数の異なるビデオ信号に対応した複数の電流値を測定する
動作（ステップ１〜ステップ３の動作）は、実際に画像を表示させる直前、又は直後に行
ってもよいし、ある一定の期間ごとに行ってもよい。また記憶手段に所定の情報を記憶さ
せる前に行ってもよい。さらに出荷前のみに行ってもよいが、その場合には計算回路２０
２において計算された補間関数Ｆを一旦記憶媒体２１１に記憶させて、該記憶媒体２１１
を画素部１０３と一体化形成すればよい。そうすれば、後は記憶媒体２１１に記憶された
補間関数Ｆを参照して、画素の特性に応じたビデオ信号を計算することができるので、電
流計１３０を発光装置に設ける必要がない。
なお本実施の形態においては、補間関数Ｆが記憶媒体２１１に記憶されたら、それをも
とに画素１００に入力するビデオ信号を計算回路２０２において随時計算して、その計算
したビデオ信号を画素１００に入力しているが、本発明はこれに限定されない。
例えば記憶媒体２１１に記憶された補間関数Ｆを基に、表示される画像の階調数に対応
したビデオ信号を、あらかじめ画素１００ごとに計算回路２０２において計算しておき、
その計算されたビデオ信号を記憶媒体２１１に記憶させておいてもよい。例えば１６階調
で画像を表示するとしたら、該１６階調分の１６個のビデオ信号を画素１００ごとにあら
かじめ計算しておく。そして計算したビデオ信号は、記憶媒体２１１に記憶させておく。
そうすれば、画素１００ごとにある階調を表示するときに入力するビデオ信号の情報が記
憶媒体２１１に記憶されているので、その情報をもとに、画像を表示することが出来る。
つまり、計算回路２０２を発光装置に設けなくても、記憶媒体２１１に記憶させた情報を
もとに画像を表示することが出来る。
また表示される画像の階調数に対応したビデオ信号を、あらかじめ画素１００ごとに計
算回路２０２において計算しておくときには、該ビデオ信号に、ガンマ値でガンマ補正を
したビデオ信号を記憶媒体２１１に記憶させておいてもよい。
なお用いるガンマ値は、画素部で共通であってもよいし、各画素で異なっていてもよい。
そうすると、より鮮明な画像を表示することが出来る。
本発明は、図２とは異なる構成の画素の発光装置にも適用できる。本実施例ではその一
例について図６、図１８（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。
図６に示す画素（ｉ、ｊ）は、発光素子３１１、スイッチング用トランジスタ３１２、
駆動用トランジスタ３１３、消去用トランジスタ３１５及び保持容量３１４とを有する。
また画素１００は、ソース信号線（Ｓｉ）、電源供給線（Ｖｉ）、ゲート信号線（Ｇｊ）
、消去用ゲート信号線（Ｒｊ）に囲まれた領域に配置されている。
スイッチング用トランジスタ３１２のゲート電極は、ゲート信号線（Ｇｊ）に接続され
ている。スイッチング用トランジスタ３１２のソース領域とドレイン領域は、一方がソー
ス信号線（Ｓｉ）、もう一方が駆動用トランジスタ３１３のゲート電極に接続されている
。スイッチング用トランジスタ３１２は、画素１００に信号を入力するときのスイッチン
グ素子として機能するトランジスタである。
コンデンサ３１４は、スイッチング用トランジスタ３１２が非選択状態（オフ状態）に
あるときに、駆動用トランジスタ３１３のゲート電圧を保持するために設けられている。
なお本実施の形態では、コンデンサ３１４を設ける構成にしたが、本発明はこれに限定さ
れず、コンデンサ３１４を設けない構成にしてもよい。
駆動用トランジスタ３１３のソース領域は電源供給線（Ｖｉ）に接続され、ドレイン領
域は発光素子３１１に接続される。電源供給線（Ｖｉ）は、電流計１３０を介して電源１
３１に接続されており、常に一定の電源電位が与えられている。また電源供給線（Ｖｉ）
はコンデンサ３１４に接続されている。駆動用トランジスタ３１３は、発光素子３１１に
供給する電流を制御するための素子（電流制御素子）として機能するトランジスタである
。
発光素子３１１は、陽極及び陰極、並びに前記陽極と前記陰極の間に設けられた有機化
合物層とからなる。陽極が駆動用トランジスタ３１３のドレイン領域と接続している場合
、陽極が画素電極、陰極が対向電極となる。逆に陰極が駆動用トランジスタ３１３のドレ
イン領域と接続している場合、陰極が画素電極、陽極が対向電極となる。
消去用トランジスタ３１５のゲート電極は、消去用ゲート信号線（Ｒｊ）に接続されて
いる。消去用トランジスタ３１５のソース領域とドレイン領域は、一方が電源供給線（Ｖ
ｉ）、もう一方が駆動用トランジスタ３１３のゲート電極に接続されている。消去用トラ
ンジスタ３１５は、画素１００に書き込まれた信号を消去（リセット）するための素子と
して機能するトランジスタである。
消去用トランジスタ３１５をオン状態にすると、コンデンサ３１４に保持された容量は
放電される。そうすると、画素１００に書き込まれた信号は消去（リセット）されて、発
光素子は非発光となる。つまり消去用トランジスタ３１５をオン状態にすることで、画素
１００は強制的に非発光となる。このように消去用トランジスタ３１５を設けることで、
画素１００を強制的に非発光とできることには様々な効果がある。例えば、デジタル方式
の場合には、発光素子の点灯時間を任意に設定することができるため、高階調の画像を表
示することができる。またアナログ方式の場合には、フレーム期間が切り替わるたびに画
素を非発光状態にすることができるため、残像を残すことなく動画をきれいに表示するこ
とが出来る。
そして電源供給線（Ｖｉ）は電流計１３０を介して電源１３１に接続されている。なお
、電流計１３０と電源１３１は、画素部１０３が形成されている基板とは異なる基板上に
形成され、コネクター等を介して画素部１０３と接続されていてもよいし、作製が可能で
あれば画素部１０３と同じ基板上に形成してもよい。
なお電流計１３０と電源１３１の数は特に限定されず、任意に設定することができる。
そして電流計１３０により測定された電流値は、データとして補正回路２１０に送られ
る。補正回路２１０は、記憶媒体２１１、計算回路２０２及び信号補正回路２０４を有し
ている。なお補正回路２１０の構成は、図６に示す構成に限定されず、増幅回路などを設
けてもよい。補正回路２１０の構成は、設計者が自由に設計することが出来る。
そして画素部（図示せず）には、図６に示す画素（ｉ、ｊ）がマトリクス状に設けられ
ている。また画素部には、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）と、ゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）
と、電源供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）と、消去用ゲート信号線（Ｒ１〜Ｒｙ）とが設けられてい
る。
また図１８（Ｂ）には、図２に示した画素にリセット線Ｒjを追加して配置した構成の
画素を示し、コンデンサ１１４が電源供給線Ｖｉではなく、リセット線Ｒｊに接続されて
いる。この場合、このコンデンサ１１４は画素（ｉ、ｊ）をリセットする役目を担う。さ
らに図１８（Ｃ）には、図２に示した画素にリセット線Ｒｊ及びダイオード１５０を追加
した構成の画素を示し、該ダイオードが画素（ｉ、ｊ）をリセットする役目を担う。
なお本発明が適用される発光装置の画素の構成とは、発光素子とトランジスタを有する
構成である。前記画素において発光素子とトランジスタとの接続関係は特に限定されず、
どのような接続関係でもよく、本実施例で示した画素の構成はその一例である。
ここで、図６に示した画素を例に挙げて、その動作について簡単に説明する。
前記画素には、デジタル方式、アナログ方式のいずれの方式も適用することができるが、
ここでは時間階調方式と組み合わせたデジタル方式を適用したときの動作について説明す
る。なお時間階調方式とは、特開２００１-３４３９３３号公報にて詳しく報告されてい
るように、発光素子の点灯期間を制御することにより、階調表現を行う方式である。具体
的には、１フレーム期間を長さの異なる複数のサブフレーム期間に分割し、各期間での発
光素子の発光又は非発光を選択することで、１フレーム期間内における点灯期間の長さの
差をもって階調を表現する。つまりビデオ信号により点灯期間の長さを制御することで、
階調を表現する。
なお、デジタル方式では、すでに述べたように、主に線形領域で動作させるが、飽和領
域で動作させてもよい。線形領域で動作させる場合は、有機化合物層が劣化したときに、
電流量が変化してしまう。一方、飽和領域で動作させる場合は、駆動用トランジスタの特
性バラツキの影響を受けやすい。
なお本発明では、各画素に入力するビデオ信号を補正することで、各画素の特性バラツ
キの影響を抑制する。つまり、アナログ方式が適用された発光装置では、ビデオ信号の補
正とは、該ビデオ信号の振幅値の補正に相当する。また、時間階調方式と組み合わせたデ
ジタル方式が適用された発光装置では、ビデオ信号の補正とは、該ビデオ信号が入力され
た画素の点灯期間の長さの補正に相当する。
時間階調方式と組み合わせたデジタル方式が適用された発光装置では、直線で示される
式（６）を用いることが好ましい。但し、デジタル方式では、非発光の状態をわざわざ測
定する必要がないため、式（６）における定数ｂの値をゼロとするとよい。そして各画素
の特性の測定は一度だけ行って定数ａの値を求めるとよい。
上記の構成を有する本発明はアナログ方式で駆動させた発光装置において、トランジス
タの特性バラツキによる影響を防止し、鮮明な多階調の表示が可能な発光装置及びその駆
動方法を提供することができる。さらに本発明は、経時変化により発光素子の両電極間に
流れる電流量の変化を抑制し、鮮明な多階調表示が可能な発光装置及びその駆動方法を提
供することが出来る。
なお本実施例は、実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
本実施例では、画素の断面構造の一例について図７を用いて説明する。
図７において、基板４５０１上に設けられたスイッチング用トランジスタ４５０２は公
知の方法で形成されたｎチャネル型トランジスタを用いる。なお、本実施例ではダブルゲ
ート構造としているが、シングルゲート構造でも構わないし、トリプルゲート構造やそれ
以上のゲート本数を持つマルチゲート構造でも構わない。また、公知の方法で形成された
ｐチャネル型トランジスタを用いて形成しても構わない。
駆動用トランジスタ４５０３は、公知の方法で形成されたｎチャネル型トランジスタを
用いる。スイッチング用トランジスタ４５０２のドレイン配線４５０４は配線（図示せず
）によって駆動用トランジスタ４５０３のゲート電極４５０６に電気的に接続されている
。
駆動用トランジスタ４５０３は発光素子４５１０を流れる電流量を制御するための素子
であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化やホットキャリアによる劣化の危険性が高
い素子でもある。そのため、駆動用トランジスタ４５０３のドレイン領域、あるいはソー
ス領域とドレイン領域の両方に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにＬＤＤ
領域を設ける構造は極めて有効である。図７においては、一例として駆動用トランジスタ
４５０３のソース領域とドレイン領域の両方にＬＤＤ領域を形成した例を示している。
また、本実施例では駆動用トランジスタ４５０３をシングルゲート構造で図示している
が、複数のトランジスタを直列に接続したマルチゲート構造としても良い。さらに、複数
のトランジスタを並列につなげて実質的にチャネル形成領域を複数に分割し、熱の放射を
高い効率で行えるようにした構造としても良い。このような構造は熱による劣化対策とし
て有効である。
また、駆動用トランジスタ４５０３のゲート電極４５０６を含む配線（図示せず）は、
駆動用トランジスタ４５０３のドレイン配線４５１２と絶縁膜を介して一部で重なり、そ
の領域では保持容量が形成される。この保持容量は駆動用トランジスタ４５０３のゲート
電極４５０６にかかる電圧を保持する機能を有する。
スイッチング用トランジスタ４５０２および駆動用トランジスタ４５０３の上には第１
の層間絶縁膜４５１４が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる第２の層間絶縁膜４５１５
が形成される。
４５１７は透光性の高い導電膜でなる画素電極（発光素子の陽極）であり、駆動用トラ
ンジスタ４５０３のドレイン領域に一部が覆い被さるように形成され、電気的に接続され
る。画素電極４５１７としては酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる
）、或いは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物を用いることが好ましい。もちろん、他の
透光性の導電膜を用いてもよい。
次に有機樹脂膜４５１６を画素電極４５１７上に形成し、画素電極４５１７に面する部
分をパターニングした後、有機化合物層４５１９が形成される。なおここでは図示してい
ないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した有機化合物層４５１９を作り分
けても良い。有機化合物層４５１９とする発光材料としてはπ共役ポリマー系材料を用い
る。代表的なポリマー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリ
ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などが挙げられる。また、有機化合
物層４５１９は、単層構造、積層構造の二つの構造があるが、本発明はどちらの構造を作
製してもよい。公知の材料、及び構造を自由に組み合わせて有機化合物層４５１９（発光
およびそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。
例えば、本実施例ではポリマー系材料を有機化合物層４５１９として用いる例を示した
が、低分子系有機発光材料を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪
素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材
料を用いることができる。
陰極４５２３まで形成されると、発光素子４５１０が完成する。なお、ここでいう発光
素子４５１０とは、画素電極４５１７と、有機化合物層４５１９と、正孔注入層４５２２
および陰極４５２３で形成された積層体を示す。
ところで、本実施例では、陰極４５２３の上にパッシベーション膜４５２４を設けてい
る。パッシベーション膜４５２４としては窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜が好ましい。
この目的は、外部と発光素子４５１０とを遮断することであり、発光材料の酸化による劣
化を防ぐ意味と、有機発光材料からの脱ガスを抑える意味との両方を併せ持つ。これによ
り発光装置の信頼性が高められる。
以上のように本実施例において説明してきた発光装置は図７に示す構造の画素からなる
画素部を有し、オフ電流値の十分に低い選択用トランジスタと、ホットキャリア注入に強
い駆動用トランジスタとを有する。従って、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が
可能な発光装置が得られる。
本実施例において説明した構造を有する発光素子の場合、有機化合物層４５１９で発生
した光は、矢印で示されるようにトランジスタが形成された基板４５０１の方向に向かっ
て出射される。なお、発光素子４５１０から発せられる光が基板４５０１の方向に向かっ
て出射することを下面出射とよぶ。
次いで、発光素子から発せられる光が、基板４５１０と反対の方向に向かって出射する
（上面出射）発光装置の断面構造について図１７を用いて説明する。
図１７（Ａ）において、基板１６００上には、駆動用トランジスタ１６０１が形成され
ている。駆動用トランジスタ１６０１は、ソース領域１６０４ａとドレイン領域１６０４
ｃと、チャネル形成領域１６０４ｂとを有する。またゲート絶縁膜１６０５を介して、チ
ャネル形成領域１６０４ｂ上に設けられたゲート電極１６０３ａを有する。なお駆動用ト
ランジスタ１６０１は、図１７（Ａ）に示した構成だけでなく、公知の構成のトランジス
タを自由に用いることができる。
駆動用トランジスタ１６０１上には層間膜１６０６が形成されている。次いで、ＩＴＯ
等の透明導電膜を成膜して、所望の形状にパターニングして、画素電極１６０８を形成す
る。ここで画素電極１６０８は、発光素子１６１４の陽極として機能する。
そして層間膜１６０６は、駆動用トランジスタ１６０１のソース領域１６０４ａ及びド
レイン領域１６０４ｃに達するコンタクトホールを形成し、Ｔｉ、Ｔｉを含むＡｌおよび
Ｔｉでなる積層膜を成膜して、所望の形状にパターニングする。そうすると、配線１６０
７及び配線１６０９が形成される。
続いて、アクリル等の有機樹脂材料等でなる絶縁膜を形成し、発光素子１６１４の画素
電極１６０８に対応する位置に開口部を形成して絶縁膜１６１０を形成する。ここで、開
口部の側壁の段差に起因する有機化合物層の劣化、段切れ等の問題を回避するため、開口
部は十分になだらかなテーパー形状の側壁を有するように形成する。
そして有機化合物層１６１１を形成した後、発光素子１６１４の対向電極（陰極）１６
１２を、２ｎm以下の厚さのセシウム(Ｃｓ)膜及び１０nm以下の厚さの銀(Ａｇ)膜を順に
成膜した積層膜によって形成する。発光素子１６１４の対向電極１６１２の膜厚を極めて
薄くすることにより、有機化合物層１６１１から発せられた光は対向電極１６１２を透過
して、基板１６００と反対の方向に出射される。そして、発光素子１６１４の保護を目的
として、保護膜１６１３を成膜する。
図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）と異なる構成の断面図である。なお図１７（Ｂ）におい
て、図１７（Ａ）と同じ部分は同じ符号を用いて説明する。また図１７（Ｂ）において、
駆動用トランジスタ１６０１と層間膜１６０６を形成するまでは、図１７（Ａ）で示した
構成と同様であるので説明は省略する。
層間膜１６０６に、駆動用トランジスタ１６０１のソース領域１６０４ａ及びドレイン
領域１６０４ｃに達するコンタクトホールを形成する。その後、Ｔｉ、Ｔｉを含むＡｌお
よびＴｉでなる積層膜を成膜して、続いて、ＩＴＯ等を代表とする透明導電膜を成膜する
。Ｔｉ、Ｔｉを含むＡｌおよびＴｉでなる積層膜と、ＩＴＯ等を代表とする透明導電膜と
を、所望の形状にパターニングして、配線１６０７、配線１６０８、配線１６０９、画素
電極１６２０を形成する。なお画素電極１６２０は、発光素子１６２４の陽極として機能
する。
続いて、アクリル等の有機樹脂材料等でなる絶縁膜を形成し、発光素子１６２４の画素
電極１６２０に対応する位置に開口部を形成して絶縁膜１６１０を形成する。ここで、開
口部の側壁の段差に起因する有機化合物層の劣化、段切れ等の問題を回避するため、開口
部は、十分になだらかなテーパー形状の側壁を有するように形成する。
次に、有機化合物層１６１１を形成した後、発光素子１６２４の対向電極（陰極）１６
１２を、２nm以下の厚さのセシウム(Ｃｓ)膜及び１０nm以下の厚さの銀(Ａｇ)膜を順に成
膜した積層膜によって形成する。発光素子１６２４の対向電極１６１２の膜厚を極めて薄
くすることにより、有機化合物層１６１１から発せられた光は対向電極１６１２を透過し
て、基板１６００とは反対の方向に出射される。次いで、発光素子１６２４の保護を目的
として、保護膜１６１３を成膜する。
このように、基板１６００とは反対の方向に光を出射する発光装置は、基板１６００上
に形成された、駆動用トランジスタ１６０１等の素子を介して、発光素子１６１４の発光
を視認する必要が無いために、開口率を大きくすることが出来る。
図１７（Ｂ）で示した構成の画素は、図１７（Ａ）で示した構成の画素と比較すると、
駆動用トランジスタのソース領域またはドレイン領域と接続される配線１６１９と、画素
電極１６２０を、共通のフォトマスクを用いてパターニングして形成することができるた
め、作成工程において必要となるフォトマスクの削減及び工程の簡略化が可能となる。
なお、本実施例は、実施の形態及び実施例１と自由に組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明の発光装置の外観について、図８を用いて説明する。
図８（Ａ）は、発光装置の上面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ’におけ
る断面図、図８（Ｃ）は図８（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。
基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第
１及び第２のゲート信号線線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４０
０９が設けられている。また画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１
及び第２のゲート信号線線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設け
られている。画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲー
ト信号線線駆動回路４００４ａ、ｂとは、基板４００１とシール材４００９とシーリング
材４００８とによって、充填材４２１０と共に密封されている。
なお本実施例において、１組（２つ）のゲート信号線駆動回路が設けられているが、本
発明はこれに限定されず、ゲート信号線駆動回路とソース信号線駆動回路の数は設計者が
任意に定めることが出来る。
また基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と
、第１及び第２のゲート信号線線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のトランジスタを有
している。図８（Ｂ）では、下地膜４０１０上に形成されたソース信号線駆動回路４００
３に含まれる駆動回路用トランジスタ（但し、ここではｎチャネル型トランジスタとｐチ
ャネル型トランジスタを図示する）４２０１及び画素部４００２に含まれる駆動用トラン
ジスタ（発光素子への電流を制御するトランジスタ）４２０２を図示した。
本実施例では、駆動回路用トランジスタ４２０１には公知の方法で作製されたｐチャネ
ル型トランジスタまたはｎチャネル型トランジスタが用いられ、駆動用トランジスタ４２
０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型トランジスタが用いられる。また、画素部
４００２には駆動用トランジスタ４２０２のゲート電極に接続された保持容量（図示せず
）が設けられる。
駆動回路用トランジスタ４２０１及び駆動用トランジスタ４２０２上には層間絶縁膜（
平坦化膜）４３０１が形成され、その上に駆動用トランジスタ４２０２のドレインと電気
的に接続する画素電極（陽極）４２０３が形成される。画素電極４２０３としては仕事関
数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズと
の化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジ
ウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても
良い。
そして、画素電極４２０３の上には絶縁膜４３０２が形成され、絶縁膜４３０２は画素
電極４２０３の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４２０３の
上には有機化合物層４２０４が形成される。有機化合物層４２０４は公知の有機発光材料
または無機発光材料を用いることができる。また、有機発光材料には低分子系（モノマー
系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。
有機化合物層４２０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い
。また、有機化合物層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子
注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
有機化合物層４２０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅も
しくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）
からなる陰極４２０５が形成される。また、陰極４２０５と有機化合物層４２０４の界面
に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、有機化合物層４２０
４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４２０５を形
成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツー
ル方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極４２０５
は所定の電圧が与えられている。
以上のようにして、画素電極（陽極）４２０３、有機化合物層４２０４及び陰極４２０
５からなる発光素子４３０３が形成される。そして発光素子４３０３を覆うように、絶縁
膜４３０２上に保護膜４２０９が形成されている。保護膜４２０９は、発光素子４３０３
に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
４００５ａは電源線に接続された引き回し配線であり、駆動用トランジスタ４２０２の
ソース領域に電気的に接続されている。引き回し配線４００５ａはシール材４００９と基
板４００１との間を通り、異方導電性フィルム４３００を介してＦＰＣ４００６が有する
ＦＰＣ用配線４３０１に電気的に接続される。
シーリング材４００８としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラ
ミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プ
ラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａ
ｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（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。
但し、発光素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でな
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明物質を用いる。
また、充填材４１０３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、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥ
ＶＡ（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。
また充填材４１０３を吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しう
る物質にさらしておくために、シーリング材４００８の基板４００１側の面に凹部４００
７を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を配置する。そして、吸湿性
物質または酸素を吸着しうる物質４２０７が飛び散らないように、凹部カバー材４２０８
によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は凹部４００７に保持されてい
る。なお凹部カバー材４２０８は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し
、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は通さない構成になっている。吸湿性
物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を設けることで、発光素子４３０３の劣化を抑
制できる。
図８（Ｃ）に示すように、画素電極４２０３が形成されると同時に、引き回し配線４０
０５ａ上に接するように導電性膜４２０３ａが形成される。
また、異方導電性フィルム４３００は導電性フィラー４３００ａを有している。基板４
００１とＦＰＣ４００６とを熱圧着することで、基板４００１上の導電性膜４２０３ａと
ＦＰＣ４００６上のＦＰＣ用配線４３０１とが、導電性フィラー４３００ａによって電気
的に接続される。
本発明の発光装置が有する電流計及び補正回路は、基板４００１とは異なる基板（図示
せず）上に形成され、ＦＰＣ４００６を介して、基板４００１上に形成された電源線及び
陰極４２０５に電気的に接続されている。
なお本実施例は、実施の形態及び実施例１、２と自由に組み合わせて実施することが可
能である。
本実施例では、実施例３とは異なる本発明の発光装置の外観について、図９を用いて説
明する。より詳しくは、電流計及び補正回路を、画素部が形成されている基板とは異なる
基板上に形成し、ワイヤボンディング法、ＣＯＧ（チップ・オン・グラス）法等の手段に
よって画素部が形成されている基板上の配線と接続した場合の発光装置の外観について、
図９を用いて説明する。
図９に本実施例の発光装置の外観図を示す。基板５００１上に設けられた画素部５００
２と、ソース信号線駆動回路５００３と、第１及び第２のゲート信号線線駆動回路５００
４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材５００９が設けられている。また画素部５００２
と、ソース信号線駆動回路５００３と、第１及び第２のゲート信号線線駆動回路５００４
ａ、ｂとの上にシーリング材５００８が設けられている。よって画素部５００２と、ソー
ス信号線駆動回路５００３と、第１及び第２のゲート信号線線駆動回路５００４ａ、ｂと
は、基板５００１とシール材５００９とシーリング材５００８とによって、充填材（図示
せず）と共に密封されている。
なお本実施例において、２つのゲート信号線駆動回路が設けられているが、これに限定
されず、ゲート信号線駆動回路とソース信号線駆動回路の数は設計者が任意に定めること
が出来る。
シーリング材５００８の基板５００１側の面に凹部５００７を設けて吸湿性物質または
酸素を吸着しうる物質を配置する。
基板５００１上に引き回されている配線（引き回し配線）は、シール材５００９と基板
５００１との間を通り、ＦＰＣ５００６を介して発光装置の外部の回路または素子に接続
されている。
電流計及び補正回路は、基板５００１とは異なる基板（以下、チップと呼ぶ）
５０２０に形成され、ＣＯＧ（チップ・オン・グラス）法等の手段によって基板５００１
上に取り付けられ、基板５００１上に形成された電源線及び陰極（図示せず）に電気的に
接続されている。
本実施例では、チップ５０２０は、ワイヤボンディング法、ＣＯＧ法等により基板５０
０１上に取り付けることで、発光装置を１枚の基板で構成することができ、装置自体がコ
ンパクトになり、機械的強度も上がる。
なお、基板上にチップを接続する方法に関しては、公知の方法を用いて行うことが可能
である。また、電流計と、補正回路以外の回路及び素子を、基板５００１上に取り付けて
も良い。
本実施例は、実施の形態及び実施例１〜３と自由に組み合わせて実施することが可能で
ある。
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。
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（具体的にはデジタルビデオディスク（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１０に示す。
図１０（Ａ）は発光装置であり、筐体３００１、支持台３００２、表示部３００３、ス
ピーカー部３００４、ビデオ入力端子３００５等を含む。本発明の発光装置は表示部３０
０３に用いることができる。発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液
晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、発光装置は、パソコン用、
ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
図１０（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、受像部
３１０３、操作キー３１０４、外部接続ポート３１０５、シャッター３１０６等を含む。
本発明の発光装置は表示部３１０２に用いることができる。
図１０（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体３２０１、筐体３２０２
、表示部３２０３、キーボード３２０４、外部接続ポート３２０５、ポインティングマウ
ス３２０６等を含む。本発明の発光装置は表示部３２０３に用いることができる。
図１０（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３３０１、表示部３３０２、スイッ
チ３３０３、操作キー３３０４、赤外線ポート３３０５等を含む。本発明の発光装置は表
示部３３０２に用いることができる。
図１０（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体３４０１、筐体３４０２、表示部Ａ３４０３、表示部Ｂ３４０４、記録媒体
（ＤＶＤ等）読み込み部３４０５、操作キー３４０６、スピーカー部３４０７等を含む。
表示部Ａ３４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ３４０４は主として文字情報を
表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ３４０３、３４０４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。
図１０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体
３５０１、表示部３５０２、アーム部３５０３を含む。本発明の発光装置は表示部３５０
２に用いることができる。
図１０（Ｇ）はビデオカメラであり、本体３６０１、表示部３６０２、筐体３６０３、
外部接続ポート３６０４、リモコン受信部３６０５、受像部３６０６、バッテリー３６０
７、音声入力部３６０８、操作キー３６０９等を含む。本発明の発光装置は表示部３６０
２に用いることができる。
ここで図１０（Ｈ）は携帯電話であり、本体３７０１、筐体３７０２、表示部３７０３
、音声入力部３７０４、音声出力部３７０５、操作キー３７０６、外部接続ポート３７０
７、アンテナ３７０８等を含む。本発明の発光装置は表示部３７０３に用いることができ
る。なお、表示部３７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電
力を抑えることができる。
なお、将来的に有機発光材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレ
ンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能と
なる。
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。有機発光材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好まし
い。
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなる
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生
装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。
本発明の発光装置の回路図。 本発明の発光装置の回路図。 本発明の発光装置の駆動方法を説明する図。 本発明の発光装置に入力される信号のタイミングチャートを示す図。 ビデオ信号と電流値との関係を示す図。 本発明の発光装置の画素の回路図を示す図。 本発明の発光装置の断面構造（下面出射）を示す図。 本発明の発光装置の外観を示す図。 本発明の発光装置の外観を示す図。 本発明の発光装置が具備された電子機器の一例を示す図。 発光素子と駆動用トランジスタの接続の構成を示す図と、発光素子と駆動用トランジスタの電圧電流特性を示す図。 発光素子と駆動用トランジスタの電圧電流特性を示す図。 駆動用トランジスタのゲート電圧とドレイン電流の関係を示す図。 発光装置の画素部の回路図を示す図。 発光装置に入力される信号のタイミングチャートを示す図。 ビデオ信号と電流値との関係を示す図。 本発明の発光装置の断面構造（上面出射）を示す図。 発光素子と駆動用トランジスタの電圧電流特性を示す図と画素の回路図。

Claims (6)

  1. 発光素子と、前記発光素子に電気的に接続されたトランジスタとを含む画素を複数有する画素部と、
    前記発光素子の全てが非点灯状態である際の電流値及び前記発光素子の各々が点灯状態である際の電流値を測定する電流測定手段と、
    前記点灯状態である際の電流値と前記非点灯状態である際の電流値の差を用いて補間関数を導出し、前記補間関数を用いて各画素に入力するビデオ信号を補正する補正回路とを有し、
    前記電流測定手段は、ｊ行目（ｊは自然数）のゲート信号線が選択されているとき、前記ｊ行目のゲート信号線によって選択されるｊ行目の画素の少なくとも一にビデオ信号を入力して点灯状態としたときの電流値を測定し、続いて前記ｊ行目の画素の他の少なくとも一にビデオ信号を入力して点灯状態としたときの電流値を測定し、前記ｊ行目の画素の全てにおいて電流値の測定が完了した後、ｊ＋１行目のゲート信号線について同様の操作を繰り返すことで、全画素について点灯状態における電流値の測定を行うことを特徴とする半導体装置。
  2. 発光素子と、前記発光素子に電気的に接続されたトランジスタとを含む画素を複数有する画素部と、
    前記発光素子の全てが非点灯状態である際の電流値及び前記発光素子の各々が点灯状態である際の電流値を測定する電流測定手段と、
    前記点灯状態である際の電流値と前記非点灯状態である際の電流値の差を用いて補間関数を導出し、前記補間関数を用いて各画素に入力するビデオ信号を補正する補正回路とを有し、
    前記電流測定手段は、ｊ行目（ｊは自然数）のゲート信号線が選択されているとき、前記ｊ行目のゲート信号線によって選択されるｊ行目の画素の少なくとも一にビデオ信号を入力して点灯状態としたときの電流値を測定し、続いて前記ｊ行目の画素の他の少なくとも一にビデオ信号を入力して点灯状態としたときの電流値を測定し、前記ｊ行目の画素の全てにおいて電流値の測定が完了した後、ｊ＋１行目のゲート信号線について同様の操作を繰り返すことで、全画素について点灯状態における電流値の測定を行い、
    前記電流測定手段は、前記画素の一について、それぞれ値の異なるビデオ信号に対応した複数の電流値の測定を行うことを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項１又は請求項２において、
    前記電流測定手段及び前記補正回路は、前記画素部が設けられた基板とは異なる基板に設けられ、前記電流測定手段及び前記補正回路が設けられた前記基板は、前記画素部がシール材とガラス材、金属材、セラミックス材、プラスチック材のいずれかとを用いて密封された外部で、前記画素部が設けられた前記基板に取り付けられていることを特徴とする半導体装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記電流測定手段及び前記補正回路が設けられた前記基板は、チップであることを特徴とする半導体装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記電流測定手段及び前記補正回路が設けられた前記基板は、前記画素部が設けられた前記基板に、ワイヤボンディング法もしくはＣＯＧ（チップ・オン・グラス）法を用いて取り付けられていることを特徴とする半導体装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の半導体装置を、表示部に有することを特徴とする電子機器。
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