JP2009169442A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＴＦＴの特性に左右されずに発光素子に流れる電流を制御する。
【解決手段】書き込み期間において、発光素子に電流がながれないため、第１のトランジスタのドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化し始めてから、その値が安定するまでの時間が発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうことを防ぐことができる。
【選択図】図３８

Description

本発明は、基板上に形成された発光素子を、該基板とカバー材の間に封入した発光パネルに関する。また、該発光パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した、発光モジュールに関する。なお本明細書において、発光パネル及び発光モジュールを共に発光装置と総称する。また本発明は、該発光装置の駆動方法及び該発光装置を用いた電子機器に関する。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。
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、近年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いる。
なお、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意味しており、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）等を含んでいる。
ＯＬＥＤは、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electroluminescence）が得られる有機化合物（有機発光材料）を含む層（以下、有機発光層と記す）と、陽極層と、陰極層とを有している。有機化合物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、本発明の発光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光を用いていても良いし、または両方の発光を用いていても良い。
なお、本明細書では、ＯＬＥＤの陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的にＯＬＥＤは、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。これらの層の中に無機化合物を含んでいる場合もある。
図２５に、一般的な発光装置の画素の構成を示す。図２５に示した画素は、ＴＦＴ５０、５１と、保持容量５２と、発光素子５３とを有している。
ＴＦＴ５０は、ゲートが走査線５５に接続されており、ソースとドレインが一方は信号線５４に、もう一方はＴＦＴ５１のゲートに接続されている。ＴＦＴ５１は、ソースが電源５６に接続されており、ドレインが発光素子５３の陽極に接続されている。発光素子５３の陰極は電源５７に接続されている。保持容量５２はＴＦＴ５１のゲートとソース間の電圧を保持するように設けられている。
走査線５５の電圧によりＴＦＴ５０がオンになると、信号線５４に入力されたビデオ信号がＴＦＴ５１のゲートに入力される。ビデオ信号が入力されると、入力されたビデオ信号の電圧に従って、ＴＦＴ５１のゲート電圧（ゲートとソース間の電圧差）が定まる。そして、該ゲート電圧によって流れるＴＦＴ５１のドレイン電流は、発光素子５３に供給され、発光素子５３は供給された電流によって発光する。
ところで、ポリシリコンで形成されたＴＦＴは、アモルファスシリコンで形成されたＴＦＴよりも電界効果移動度が高く、オン電流が大きいので、発光素子パネルのトランジスタとしてより適している。
しかし、ポリシリコンを用いてＴＦＴを形成しても、その電気的特性は所詮単結晶シリコン基板に形成されるＭＯＳトランジスタの特性に匹敵するものではない。例えば、電界効果移動度は単結晶シリコンの１／１０以下である。また、ポリシリコンを用いたＴＦＴは、結晶粒界に形成される欠陥に起因して、その特性にばらつきが生じやすいといった問題点を有している。
図２５に示した画素において、ＴＦＴ５１の閾値やオン電流等の特性が画素毎にばらつくと、ビデオ信号の電圧が同じであってもＴＦＴ５１のドレイン電流の大きさが画素間で異なり、発光素子５３の輝度にばらつきが生じる。
そこで、上述した問題を回避するために、ＴＦＴの特性に左右されずに発光素子に流れる電流の大きさを制御できる、様々な種類の電流入力型の画素の構成が考案されている。以下に、代表的な電流入力型の画素を２つ例示し、その構成について説明する。
まず、特開２００１−１４７６５９号に記載の電流入力型の画素の構成について、図２６（Ａ）を用いて説明する。
図２６（Ａ）に記載の画素は、ＴＦＴ１１、１２、１３、１４と、保持容量１５と、発光素子１６とを有している。
ＴＦＴ１１は、ゲートが端子１８に接続され、ソースとドレインが一方は電流源１７に、他方はＴＦＴ１３のドレインに接続されている。ＴＦＴ１２は、ゲートが端子１９に、ソースとドレインが一方はＴＦＴ１３のドレインに、他方はＴＦＴ１３のゲートに接続されている。ＴＦＴ１３とＴＦＴ１４は、ゲートが互いに接続されており、ソースが共に端子２０に接続されている。ＴＦＴ１４のドレインは発光素子１６の陽極に接続されており、発光素子１６の陰極は端子２１に接続されている。保持容量１５はＴＦＴ１３及び１４のゲートとソース間の電圧を保持するように設けられている。端子２０、２１には、電源からそれぞれ所定の電圧が印加されており、互いに電圧差を有している。
端子１８、１９に与えられる電圧によりＴＦＴ１１、１２がオンになった後、電流源１７によってＴＦＴ１３のドレイン電流が制御される。ここで、ＴＦＴ１３はゲートとドレインが接続されているため飽和領域で動作しており、そのドレイン電流は以下の式１で表される。なお、ＶGSはゲート電圧、μを移動度、Ｃ0を単位面積あたりのゲート容量、Ｗ／Ｌをチャネル形成領域のチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比、ＶTHを閾値、ドレイン電流をＩとする。
（式１）
Ｉ＝μＣ0Ｗ／Ｌ（ＶGS−ＶTH）2／２
式１においてμ、Ｃ0、Ｗ／Ｌ、ＶTHは全て個々のトランジスタによって決まる固定の値である。式１から、ＴＦＴ１３のドレイン電流はゲート電圧ＶGSによって変化することがわかる。よって、式１に従うと、ドレイン電流に見合った値のゲート電圧ＶGSが、ＴＦＴ１３において発生する。
このとき、ＴＦＴ１３とＴＦＴ１４はそのゲートとソースが互いに接続されているため、ＴＦＴ１４のゲート電圧がＴＦＴ１３のゲート電圧と同じ大きさに保たれる。
よって、ＴＦＴ１３とＴＦＴ１４はドレイン電流が比例関係にある。特に、μ、Ｃ0、Ｗ／Ｌ、ＶTHの値が同じであれば、ＴＦＴ１３とＴＦＴ１４はドレイン電流が同じになる。ＴＦＴ１４に流れるドレイン電流は発光素子１６に供給され、該ドレイン電流の大きさに見合った輝度で発光素子１６は発光する。
そして、端子１８、１９に与えられる電圧によりＴＦＴ１１、１２がオフになった後も、ＴＦＴ１４のゲート電圧が保持容量１５によって保持されている限り、発光素子１６は発光し続ける。
このように、図２６（Ａ）に示した画素は、画素に供給された電流を電圧に変換して保持する手段と、該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段とを有している。図２７（Ａ）に、図２６（Ａ）に示した画素が有する手段と、その発光素子との関係をブロック図で示す。画素８０は、画素に供給された電流を電圧に変換して保持する手段である変換部８１と、該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段である駆動部８２と、発光素子８３とを有する。画素８０に供給された電流は変換部８１において電圧に変換され、該電圧は駆動部８２に与えられる。駆動部８２では与えられた電圧に見合った大きさの電流を発光素子８３に供給する。
具体的に図２６（Ａ）では、ＴＦＴ１２、ＴＦＴ１３及び保持容量１５が、供給された電流を電圧に変換して保持する手段に相当する。また、ＴＦＴ１４が保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段に相当する。
次に、Tech. Digest IEDM 98, 875. R. M. A. Dawson etc.に記載の電流入力型の画素の構成について、図２６（Ｂ）を用いて説明する。図２６（Ｂ）に記載の画素は、ＴＦＴ３１、３２、３３、３４と、保持容量３５と、発光素子３６とを有している。
ＴＦＴ３１はゲートが端子３８に接続され、ソースとドレインが一方は電流源３７に、他方はＴＦＴ３３のソースに接続されている。また、ＴＦＴ３４はゲートが端子３８に接続され、ソースとドレインが一方はＴＦＴ３３のゲートに、他方はＴＦＴ３３のドレインに接続されている。ＴＦＴ３２は、ゲートが端子３９に、ソースとドレインが、一方は端子４０に、他方はＴＦＴ３３のソースに接続されている。ＴＦＴ３４のドレインは発光素子３６の陽極に接続されており、発光素子３６の陰極は端子４１に接続されている。保持容量３５はＴＦＴ３３のゲートとソース間の電圧を保持するように設けられている。端子４０、４１には、電源からそれぞれ所定の電圧が印加されており、互いに電圧差を有している。
端子３８に与えられる電圧によりＴＦＴ３１及び３４がオンになり、かつ端子３９に与えられる電圧によりＴＦＴ３２がオフなった後、電流源３７によってＴＦＴ３３のドレイン電流が制御される。ここで、ＴＦＴ３３はゲートとドレインが接続されているため飽和領域で動作しており、そのドレイン電流は上述の式１で表される。式１から、ＴＦＴ３３のドレイン電流はゲート電圧ＶGSによって変化することがわかる。よって、式１に従うと、ドレイン電流に見合った値のゲート電圧ＶGSが、ＴＦＴ３３において発生する。
ＴＦＴ３３に流れるドレイン電流は発光素子３６に供給され、該ドレイン電流の大きさに見合った輝度で発光素子３６は発光する。
そして、端子３８に与えられる電圧によりＴＦＴ３１、３４がオフになった後、端子３９に与えられる電圧によりＴＦＴ３２がオンになる。このとき、ＴＦＴ３３のゲート電圧が保持容量３５によって保持されている限り、ＴＦＴ３１、３４がオンであったときと同じ輝度で発光素子３６は発光し続ける。
このように、図２６（Ｂ）に示した画素は、画素に供給された電流を電圧に変換して保持し、該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段を有している。つまり、図２６（Ｂ）に示した画素の場合は、図２６（Ａ）に備えられた２つの手段が有する機能を１つの手段で賄っていることになる。図２７（Ｂ）に、図２６（Ｂ）に示した画素が有する手段と、その発光素子との関係をブロック図で示す。図２７（Ｂ）では、変換部の有する機能と、駆動部の有する機能とを１つの手段で賄っている。つまり、画素８５に供給された電流は、変換部でありなおかつ駆動部である手段８６によって電圧に変換された後、該電圧に見合った大きさの電流を発光素子８７に供給している。
具体的に図２６（Ｂ）では、ＴＦＴ３３、ＴＦＴ３４及び保持容量３５が、供給された電流を電圧に変換して保持し、該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段に相当する。
上述した図２６（Ａ）、（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴの閾値やオン電流等の特性が画素毎にばらついていても、電流源により発光素子に流れる電流の大きさを制御するので、画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。
また一般的に発光素子は、電極間の電圧を一定に保って発光させた場合と、電極間の電流を一定に保って発光させた場合とでは、後者の方が、有機発光材料の劣化による輝度の低下を抑えることができる。したがって、図２６（Ａ）、（Ｂ）に例示した電流入力型の２つの画素の場合、有機発光材料の劣化の影響を受けずに、発光素子に流れる電流を常に所望の値に保つことができるので、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。
また、発光素子の輝度と、有機発光層に流れる電流の大きさは比例関係にある。有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、電流入力型の発光装置では発光素子に流れる電流を一定に保つことができるので、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
しかし、上述した２つの画素もそれぞれ課題を有している。
図２６（Ａ）に代表されるような、画素に供給された電流を電圧に変換して保持する手段と、該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段の２つの手段を有する画素の場合、いずれか一方の手段の特性がずれることにより、２つの手段における特性のバランスが崩れてしまうことがある。すると、駆動部から発光素子に供給される電流の大きさが所望の値に保たれなくなり、画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じてしまう。
具体的に図２６（Ａ）では、ＴＦＴ１３またはＴＦＴ１４において、ＴＦＴに固有の特性であるμ、Ｃ0、ＶTHや、Ｗ／Ｌがずれてしまった場合、ＴＦＴ１３のドレイン電流に対するＴＦＴ１４のドレイン電流の比が画素間で異なってしまい、画素間において発光素子の輝度のばらつきが生じてしまう。
一方、図２６（Ｂ）に代表されるような、画素に供給された電流を電圧に変換して保持し、かつ該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す手段を有する画素の場合、画素に供給された電流を電圧に変換する際に発光素子に電流が流れる。発光素子は比較的大きな容量を有している。そのため、例えば低い階調から高い階調へ表示が変化する場合、発光素子の有する容量に電荷がたまるまで、電流から変換される電圧の値が安定しない。よって、低い階調から高い階調へ表示が変化するのに時間がかかってしまう。また逆に、高い階調から低い階調へ表示が変化する場合、発光素子の有する容量が有する余分な電荷が放出されるまで、電流から変換される電圧の値が安定しない。よって、高い階調から低い階調へ表示が変化するのに時間がかかってしまう。
具体的に図２６（Ｂ）では、電流源３７から供給される電流の値が変わったときに、ＴＦＴ３３のゲート電圧が安定するのに時間がかかり、電流を書き込む時間が長くなる。その結果、例えば、動画表示において残像が視認されてしまうことがある。よって、高速応答で動画表示に向いているという発光素子の特徴を生かしきれない。
本発明は上述したことに鑑み、ＴＦＴ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より抑えることができ、なおかつ残像が視認されにくい、電流駆動型の発光装置の提供を課題とする。
本発明の第１の構成の発光装置は、画素に供給された電流を電圧に変換して保持し、なおかつ該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す第１の手段と、第１の手段において保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す第２の手段とを、画素に備えている。
図１に本発明の第１の構成の画素が有する手段と、その発光素子との関係をブロック図で示す。本発明の画素９０は、画素９０に供給された電流を電圧に変換して保持し、なおかつ該保持された電圧に応じた大きさの電流を、画素９０が有する発光素子９３に流す第１の手段９１を有している。つまり第１の手段９１は、変換部でありかつ駆動部でもある。なお以下、第１の手段９１が有する駆動部を、駆動部Ａと呼ぶ。また、画素９０は、第１の手段において変換され保持されている電圧の大きさに応じて、電流を発光素子９３に流す第２の手段を備えている。以下、第２の手段９２である駆動部を駆動部Ｂと呼ぶ。
つまり、本発明の第１の構成の画素では、変換部でもあり駆動部Ａでもある第１の手段９１からの電流Ｉ1と、駆動部Ｂである第２の手段９２からの電流Ｉ2とが、共に発光素子９３に供給される。発光素子９３は、電流Ｉ1と電流Ｉ2を合わせた大きさの電流により、その輝度が定められる。
本発明の第１の構成の画素においても、図２７（Ａ）に示した画素のように、第１の手段と第２の手段のいずれか一方の手段の特性がずれることにより、２つの手段における特性のバランスが崩れ、駆動部Ｂから発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさが所望の値に保たれなくなることがある。しかし、変換部でも有り駆動部Ａでもある第２の手段９１から、発光素子９３に供給される電流Ｉ1は、特性のずれに左右されずに所望の値に保たれる。そして、発光素子には電流Ｉ1と電流Ｉ2を合わせた大きさの電流が供給されるため、特性のずれに起因する発光素子に供給される電流量のばらつきを、図２７（Ａ）に示した画素に比べ約半分程度に抑えることができる。よって、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。
本発明の第２の構成の発光装置は、画素に供給された電流を電圧に変換して保持する第１の手段と、前記画素に供給された電流を電圧に変換して保持し、なおかつ該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子に流す第２の手段とを、画素に備えている。
図３６に本発明の第２の構成の画素が有する手段と、その発光素子との関係をブロック図で示す。本発明の画素６０は、画素６０に供給された電流を電圧に変換して保持する第１の手段６１を有している。以下、第１の手段６１である変換部を変換部Ａと呼ぶ。また、画素６０は、前記画素に供給された電流を電圧に変換して保持し、なおかつ該保持された電圧に応じた大きさの電流を発光素子６３に流す第２の手段６２を有している。つまり第２の手段６２は、変換部でありかつ駆動部でもある。なお以下、第２の手段６２が有する変換部を、変換部Ｂと呼ぶ。
つまり、本発明の第２の構成の画素では、画素に供給された電流を第１の手段と第２の手段の両方において電圧に変換し、該電圧に応じた電流Ｉ2が、第２の手段の駆動部から発光素子６３に供給される。発光素子６３は、電流Ｉ2によりその輝度が定められる。
本発明の第２の構成の画素では、図２７（Ａ）に示した画素のように、第１の手段と第２の手段のいずれか一方の手段の特性がずれることにより、２つの手段における特性のバランスが崩れ、駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさが所望の値に保たれなくなることがある。しかし、２つの変換部Ａ、Ｂを共に用いることで変換された電圧を平均化することができ、そして駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2は該平均化された電圧に応じた大きさであるので、特性のずれに起因する発光素子に供給される電流量のばらつきを、図２７（Ａ）に示した画素に比べ約半分程度に抑えることができる。よって、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。また、画素に供給された電流は、電流Ｉ2よりも大きい。そのため、電流を書き込む時間を短くすることができる。
なお、発光素子が完成する前の形態に相当する素子基板は、上述した第１の手段及び第２の手段を各画素に有していれば良く、発光素子を有していなくとも良い。具体的に素子基板は、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。
また、上記第１及び第２の構成の本発明の画素では、第１の手段において画素に供給された電流を電圧に変換する際に、画素に供給された電流は発光素子に流れない。よって、供給された電流から変換された電圧が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、図２７（Ｂ）に示した画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
本発明の第１の構成の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に対するトランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
本発明の第２の構成の画素では、図２７（Ａ）に示した画素のように、第１の手段と第２の手段のいずれか一方の手段の特性がずれることにより、２つの手段における特性のバランスが崩れ、駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさが所望の値に保たれなくなることがある。しかし、２つの変換部Ａ、Ｂを共に用いることで変換された電圧を平均化することができ、そして駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2は該平均化された電圧に応じた大きさであるので、特性のずれに起因する発光素子に供給される電流量のばらつきを、図２７（Ａ）に示した画素に比べ約半分程度に抑えることができる。よって、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。また、画素に供給された電流は、電流Ｉ2よりも大きい。そのため、電流を書き込む時間を短くすることができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
本願の電流入力型の画素のブロック図。 本発明の発光装置の上面ブロック図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 走査線に入力される信号のタイミングチャート。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の発光装置の画素の上面図。 アナログ駆動法における信号線駆動回路の詳細図。 走査線駆動回路のブロック図。 デジタル駆動法における信号線駆動回路のブロック図。 デジタル駆動法における信号線駆動回路の詳細図。 デジタル駆動法における電流設定回路の回路図。 本発明の発光装置の外観図及び断面図。 本発明の発光装置を用いた電子機器の図。 電圧入力型の画素の回路図。 従来の電流入力型の画素の回路図。 従来の電流入力型の画素のブロック図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本発明の発光装置の画素の回路図。 駆動における画素の概略図。 本願の電流入力型の画素のブロック図。 駆動における画素の概略図。 駆動における画素の概略図。
（実施の形態１）
図２に本発明の発光パネルの構成を、ブロック図で示す。１００は画素部であり、複数の画素１０１がマトリクス状に形成されている。また１０２は信号線駆動回路、１０３は走査線駆動回路である。
なお図２では信号線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３が、画素部１００と同じ基板上に形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。信号線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３とが画素部１００と異なる基板上に形成され、ＦＰＣ等のコネクターを介して、画素部１００と接続されていても良い。また、図２では信号線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３は１つづつ設けられているが、本発明はこの構成に限定されない。信号線駆動回路１０２と走査線駆動回路１０３の数は設計者が任意に設定することができる。
なお本明細書において接続とは、特に記載のない限り電気的な接続を意味する。逆に、切り離すとは、接続していない状態を意味する。
また図２では、画素部１００には、図示していないが、信号線Ｓ１〜Ｓｘ、電源線Ｖ１〜Ｖｘ、第１走査線Ｇ１〜Ｇｙ、第２走査線Ｐ１〜Ｐｙ、第３走査線Ｒ１〜Ｒｙが設けられている。なお信号線と電源線の数は必ずしも同じであるとは限らない。また、第１走査線と、第２走査線と、第３走査線の数は必ずしも同じであるとは限らない。またこれらの配線を必ず全て有していなくとも良く、これらの配線の他に、別の異なる配線が設けられていても良い。
電源線Ｖ１〜Ｖｘは所定の電圧に保たれている。なお図２ではモノクロの画像を表示する発光装置の構成を示しているが、本発明はカラーの画像を表示する発光装置であっても良い。その場合、電源線Ｖ１〜Ｖｘの電圧の高さを全て同じに保たなくても良く、対応する色毎に変えるようにしても良い。
なお、本明細書において電圧とは、特に記載のない限りグラウンドとの電位差を意味する。
図３に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図３に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子１０４及び保持容量１０５を有している。保持容量１０５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
なお本明細書では、ｎチャネル型トランジスタのソースに与えられる電圧は、ドレインに与えられる電圧よりも低いものとする。また、ｐチャネル型トランジスタのソースに与えられる電圧は、ドレインに与えられる電圧よりも高いものとする。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に電源線Ｖｉに接続されている。そして、トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子１０４の画素電極に接続されている。
保持容量１０５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は電源線Ｖｉに接続されている。
発光素子１０４は陽極と陰極を有しており、本明細書では、陽極を画素電極として用いる場合は陰極を対向電極と呼び、陰極を画素電極として用いる場合は陽極を対向電極と呼ぶ。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５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のどちらでも良い。
次に、本実施の形態の発光装置の動作について、図４、図５を用いて説明する。本発明の第１の構成の発光装置の動作は、各ラインの画素毎に書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することができる。図４に、第１〜３走査線のタイミングチャートを示す。走査線が選択されている期間、言いかえると該走査線にゲートが接続されているトランジスタが全てオンの状態にある期間は、ＯＮで示す。逆に、走査線が選択されていない期間、言いかえると該走査線にゲートが接続されているトランジスタが全てオフの状態にある期間は、ＯＦＦで示す。
また図５は、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
まず、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始される。書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１が選択される。よって、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた電流（以下、信号電流Ｉｃ）が流れる。なお本明細書において信号電流Ｉｃを信号電流と呼ぶ。
図５（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。１０６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、１０７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そしてトランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。よって、トランジスタＴｒ２のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉｃとなる。
そして、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は発光素子１０４に流れる。
発光素子に流れる電流は、定電流源１０７において定められた信号電流Ｉｃに応じた大きさであり、流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子１０４は発光する。発光素子に流れる電流が０に限りなく近かったり、発光素子に流れる電流が逆バイアスの方向に流れたりする場合は、発光素子１０４は発光しない。
１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１の選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐ１の選択が、第１走査線Ｇ１よりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量１０５の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。そして、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始され、第１走査線Ｇ２、第２走査線Ｐ２が選択される。よって、２ライン目の画素においてトランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。そして、第３走査線Ｒ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになる。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に信号電流Ｉｃが流れる。そして、信号電流Ｉｃに応じた大きさの電流が発光素子１０４に流れ、該電流の大きさに従って発光素子１０４が発光する。
次に、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了し、その後、２ライン目からｙライン目の画素まで順に書き込み期間Ｔａが開始され、上述した動作が繰り返される。
一方、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒ１が選択され、１ライン目の画素においてトランジスタＴｒ５がオンになる。なお、第１走査線Ｇ１及び第２走査線Ｐ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図５（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のソースは電源線Ｖｉに接続されており、一定の電圧（電源電圧）が与えられている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。そのため、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の値は、共に信号電流Ｉｃに応じた大きさに維持されたままである。また、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子１０４に流れる。よって、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子１０４は発光する。
そして２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。そして、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流が発光素子１０４に流れ、該発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で、発光素子１０４は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、その後、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子１０４が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。なお、書き込み期間Ｔａにおいても、ドレイン電流Ｉ1の大きさに見合った輝度で発光しているが、その階調に与える影響は、実際のパネルでは無視できる程度に小さいと考えられる。なぜなら、例えばＶＧＡだと４８０ラインの画素が画素部に設けられており、１ラインの画素の書き込み期間Ｔａは１フレーム期間の１／４８０程度と非常に小さいからである。もちろん、書き込み期間Ｔａにおける発光素子に流れる電流の階調への影響を考慮に入れて、信号電流Ｉｃの大きさを補正するようにしても良い。
本発明の第１の構成の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に対するトランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、本実施の形態において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実施の形態はこの構成に限定されない。本発明の第１の構成の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、Ｔａでは図５（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図５（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
（実施の形態２）
本実施の形態では、図２に示した発光装置が有する画素１０１の、図３とは異なる構成について説明する。
図６に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図６に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ６、発光素子２１４及び保持容量２１５を有している。保持容量２１５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲート電圧をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は電源線Ｖｉに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに、もう一方は発光素子２１４の画素電極に接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方は電源線に、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。そして、トランジスタＴｒ１のドレインは、電源線Ｖｉに接続されている。
保持容量２１５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ５とＴｒ６は共にゲートが第３走査線Ｒｊに接続されているため、その極性を同じにする。トランジスタＴｒ５のゲートとＴｒ６のゲートが同じ配線に接続されていない場合、その極性は同じでなくとも良い。
次に、本実施の形態の発光装置の動作について説明する。図６に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図７は、図６に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
まず、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始される。書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１が選択される。よって、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図７（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉに信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。２１６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、２１７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉに信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。
このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。
なお、書き込みＴａでは、トランジスタＴｒ２のドレインは、他の配線及び電源等から電圧が与えられていない、所謂フローティングの状態にある。従って、トランジスタＴｒ２にドレイン電流は流れない。
１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１の選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐ１の選択が、第１走査線Ｇ１よりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量２１５の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。そして、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始され、第１走査線Ｇ２、第２走査線Ｐ２が選択される。よって、２ライン目の画素においてトランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。そして、第３走査線Ｒ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６はオフになる。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に信号電流Ｉｃが流れる。そして、信号電流ＩｃによってトランジスタＴｒ１のゲート電圧が定められる。
そして、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了し、その後、３ライン目からｙライン目の画素まで順に書き込み期間Ｔａが開始され、上述した動作が繰り返される。
一方、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒ１が選択される。よって、１ライン目の画素においてトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ１及び第２走査線Ｐ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図７（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されており、一定の電圧（電源電圧）が与えられている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。よって、トランジスタＴｒ１と同じゲート電圧がトランジスタＴｒ２に与えられる。さらに、トランジスタＴｒ６がオンになり、トランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されるので、トランジスタＴｒ２のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する大きさになる。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉ1＝Ｉｃとなる。
また、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子に流れる電流として発光素子２１４に流れる。よって、表示期間Ｔｄでは、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた大きさの電流が発光素子２１４に流れ、該発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で、発光素子２１４が発光する。
そして１ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。よって、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子２１４は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始された後、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子２１４が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
本発明の第１の構成の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に対するトランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、本実施の形態において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実施の形態はこの構成に限定されない。本発明の第１の構成の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間ＴｄにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６は、Ｔａでは図７（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図７（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
また、トランジスタＴｒ５は、書き込み期間Ｔａにおいて信号電流ＩｃとトランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1を等しい値に近づけるために設けられている。トランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに、もう一方は発光素子２１４の画素電極に必ずしも接続している必要はない。トランジスタＴｒ５は、書き込み期間Ｔａにおいて、トランジスタＴｒ２のソースが発光素子２１４の画素電極と信号線Ｓｉとのいずれか一方に接続されるように、他の配線または素子と接続していれば良い。
つまり、ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
（実施の形態３）
本実施の形態では、図２に示した発光装置が有する画素１０１の、図３、図６とは異なる構成について説明する。本実施の形態は図６におけるＴｒ５とＴｒ６の位置を変えたものである。どちらか一方だけ変えても良い。
図８に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図８に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ６、発光素子２２４及び保持容量２２５を有している。保持容量２２５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲート電圧をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は電源線Ｖｉに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のソースに、もう一方は発光素子２２４の画素電極に接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のソースに、もう一方は発光素子２２４の画素電極に接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のドレインは、電源線Ｖｉに接続されている。
保持容量２２５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに、もう一方はトランジスタＴｒ１のソースに接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ５とＴｒ６は共にゲートが第３走査線Ｒｊに接続されているため、その極性を同じにする。トランジスタＴｒ５のゲートとＴｒ６のゲートが同じ配線に接続されていない場合、その極性は同じでなくとも良い。
次に、本実施の形態の発光装置の動作について説明する。図８に示した画素を有する発光装置の動作は、図３、図６に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図９は、図８に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
まず、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始される。書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１が選択される。よって、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図９（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉに信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。２２６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、２２７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉに信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。
このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
なお、書き込み期間Ｔａでは、トランジスタＴｒ６がオフであるので、トランジスタＴｒ２のソースは、他の配線及び電源等から電圧が与えられていない、所謂フローティングの状態にある。従って、トランジスタＴｒ２にドレイン電流は流れない。
１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ１、第２走査線Ｐ１の選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐ１の選択が、第１走査線Ｇ１よりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量２２５の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。そして、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが開始され、第１走査線Ｇ２、第２走査線Ｐ２が選択される。よって、２ライン目の画素においてトランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。そして、第３走査線Ｒ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６はオフになる。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に信号電流Ｉｃが流れる。そして、信号電流ＩｃによってトランジスタＴｒ１のゲート電圧が定められる。
そして、２ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了し、その後、３ライン目からｙライン目の画素まで順に書き込み期間Ｔａが開始され、上述した動作が繰り返される。
一方、１ライン目の画素において書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒ１が選択される。よって、１ライン目の画素においてトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ１及び第２走査線Ｐ１は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図９（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されており、一定の電圧（電源電圧）が与えられている。
一方トランジスタＴｒ１においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。さらに、トランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されているので、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する大きさになる。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉ1＝Ｉｃとなる。
また、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子に流れる電流として発光素子２２４に流れる。よって、表示期間Ｔｄでは、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた大きさの電流が発光素子２２４に流れ、該発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で、発光素子２２４が発光する。
そして１ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。よって、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子２１４は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子２２４が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
本発明の第１の構成の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に対するトランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、本実施の形態において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実施の形態はこの構成に限定されない。本発明の第１の構成の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６は、Ｔａでは図９（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図９（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の第２の構成の発光装置が有する画素の構成について説明する。
図３７（Ａ）に、本実施の形態の画素の回路図を示す。図３７に示す画素は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６、発光素子６００８及び保持容量６０００を有している。保持容量６０００はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲート電圧をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは端子６００２に接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は端子６００１に接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、端子６００３に接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は端子６００１に、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、端子６００４に接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、端子６００７に接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のドレインに、もう一方は発光素子６００８の画素電極に接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースは、共に端子６００５に接続されている。
保持容量６０００が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに接続されている。
発光素子６００８の対向電極は端子６００６に接続されている。端子６００５と端子６００６にはそれぞれ電源により電圧が与えられており、常に所定の電圧差が生じている。
なお、図３７（Ａ）では、Ｔｒ１及びＴｒ２が共にｐチャネル型ＴＦＴである場合を示しており、トランジスタＴｒ１とＴｒ２の極性は必ず同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６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のどちらでも良い。各端子に与えられる電圧との兼ね合いで決めることができる。
次に、本実施の形態の発光装置の動作について説明する。図３７（Ａ）に示した画素を有する発光装置の動作は、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
図３７（Ａ）に示した画素の、書き込み期間Ｔａ開始時におけるトランジスタＴｒ１とＴｒ２の接続を、図３７（Ｂ）に簡単に示す。書き込み期間Ｔａ開始時において、Ｔｒ３〜Ｔｒ５はオン、Ｔｒ６はオフになる。そして、端子６００１に入力されるビデオ信号に基づき、端子６００１と端子６００５の間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
信号電流Ｉｃにより、Ｔｒ１のソースとドレインの間にドレイン電流Ｉ1が、またＴｒ２のソースとドレインの間にドレイン電流Ｉ2が流れる。つまり信号電流Ｉｃは、ドレイン電流Ｉ1とドレイン電流Ｉ2の和に相当する。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流Ｉ1によって定まる。
そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。
なお、Ｔｒ１とＴｒ２のゲート電圧は同じになるが、μ、Ｃ0、Ｗ／Ｌの値がＴｒ１とＴｒ２で異なる場合、Ｉ1とＩ2は必ずしも等しくない。
書き込み期間Ｔａが終了する前に、Ｔｒ４をオフにするのが望ましい。Ｔｒ４をオフにしたときのトランジスタＴｒ１とＴｒ２の接続を、図３７（Ｃ）に簡単に示す。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量６０００の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
次に、書き込み期間Ｔａが終了すると表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、Ｔｒ３〜Ｔｒ５がオフになり、Ｔｒ６がオンになる。
図３７（Ｄ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ２において、書き込み期間Ｔａで定められたＶGSがそのまま保持容量６０００により保持されている。さらに、Ｔｒ６がオンになるので、Ｔｒ２のドレイン電流Ｉ2が発光素子６００８に供給される。発光素子６００８は、該発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさに見合った輝度で発光する。つまり発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子６００８が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおいて発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
本発明の第２の構成の画素では、トランジスタＴｒ１とＴｒ２の特性がずれることにより、駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさが所望の値に保たれなくなることがある。しかし、２つのＴｒ１とＴｒ２を共に用いて電流を電圧に変換しているので、変換された電圧を平均化することができ、そして駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2は該平均化された電圧に応じた大きさであるので、特性のずれに起因する発光素子に供給される電流量のばらつきを、図２７（Ａ）に示した画素に比べ約半分程度に抑えることができる。よって、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。また、画素に供給された電流は、電流Ｉ2よりも大きい。そのため、電流を書き込む時間を短くすることができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間Ｔａにおいて信号電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の接続は図３７（Ａ）に示した構成に限定されない。各期間においてＴｒ１とＴｒ２が図３７（Ｂ）〜（Ｄ）に示したような接続がなされるように、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の接続を決めれば良い。
すなわち、書き込み期間の開始時において、図３７（Ｂ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のソースを共に端子６００５に接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のゲート及びドレインを、共に端子６００１に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方を端子６００５に、もう一方をＴｒ１とＴｒ２のゲートに接続する。そして書き込み期間の終了前において、図３７（Ｃ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のゲートを接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のソースを共に端子６００５に接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のドレインを共に端子６００１に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方を端子６００５に、もう一方をＴｒ２のゲートに接続する。これにより、保持容量６０００の電荷を保持することができる。なお、保持容量の電荷が保持されていれば良いので、必ずしもＴｒ１とＴｒ２のゲートが接続されていなくとも良い。Ｔｒ１とＴｒ２のゲートが接続されていない場合、Ｔｒ１のゲートとドレインが接続されていても良い。
表示期間において、図３７（Ｄ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のゲートを接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のソースを共に端子６００５に接続し、Ｔｒ１のドレインもしくはソースをフローティングにし、Ｔｒ２のドレインを発光素子の画素電極に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方を端子６００５に、もう一方をＴｒ２のゲートに接続する。このとき、Ｔｒ１とＴｒ２のゲートは接続されていなくても良く、この場合、Ｔｒ１のゲートとドレインが接続されていても良い。
例えば、Ｔｒ３のソースとドレインは、一方は必ず端子６００１に接続されているが、他方は必ずしもＴｒ１のドレインに接続されている必要はなく、Ｔｒ２のドレインに接続されていても良い。また、Ｔｒ４のソースとドレインは、一方は必ずＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されているが、他方は必ずしも端子６００１に接続されている必要はなく、Ｔｒ１のドレインまたはＴｒ２のドレインに接続されていても良い。また、Ｔｒ５のソースとドレインは、一方は必ずＴｒ２のドレインに接続されているが、他方は必ずしもＴｒ１のドレインに接続されている必要はなく、端子６００１に接続されていても良い。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の第２の構成の発光装置が有する画素の構成について説明する。
図３８（Ａ）に、本実施の形態の画素の回路図を示す。図３８に示す画素は、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６、発光素子６１０８及び保持容量６１００を有している。保持容量６１００はＴｒ１及びＴｒ２のゲート電圧をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは端子６１０２に接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は端子６１０１に接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、端子６１０３に接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方は端子６１０５に、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、端子６１０４に接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のソースに、もう一方はトランジスタＴｒ２のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、端子６１０７に接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のソースに、もう一方は発光素子６１０８の画素電極に接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のドレインは、共に端子６１０５に接続されている。
保持容量６１００が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のソースに接続されている。
発光素子６１０８の対向電極は端子６１０６に接続されている。端子６１０５と端子６１０６にはそれぞれ電源により電圧が与えられており、常に所定の電圧差が生じている。
なお、図３８（Ａ）では、Ｔｒ１及びＴｒ２が共にｎチャネル型ＴＦＴである場合を示しており、トランジスタＴｒ１とＴｒ２の極性は必ず同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６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のどちらでも良い。各端子に与えられる電圧との兼ね合いで決めることができる。
次に、本実施の形態の発光装置の動作について説明する。図３８（Ａ）に示した画素を有する発光装置の動作は、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
図３８（Ａ）に示した画素の、書き込み期間Ｔａ開始時におけるトランジスタＴｒ１とＴｒ２の接続を、図３８（Ｂ）に簡単に示す。書き込み期間Ｔａ開始時において、Ｔｒ３〜Ｔｒ５はオン、Ｔｒ６はオフになる。そして、端子６１０１に入力されるビデオ信号に基づき、端子６１０１と端子６１０５の間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
信号電流Ｉｃにより、Ｔｒ１のソースとドレインの間にドレイン電流Ｉ1が、またＴｒ２のソースとドレインの間にドレイン電流Ｉ2が流れる。つまり信号電流Ｉｃは、ドレイン電流Ｉ1とドレイン電流Ｉ2の和に相当する。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流Ｉ1によって定まる。
そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。
なお、Ｔｒ１とＴｒ２のゲート電圧は同じになるが、μ、Ｃ0、Ｗ／Ｌの値がＴｒ１とＴｒ２で異なる場合、Ｉ1とＩ2は必ずしも等しくない。
書き込み期間Ｔａが終了する前に、Ｔｒ４をオフにするのが望ましい。Ｔｒ４をオフにしたときのトランジスタＴｒ１とＴｒ２の接続を、図３８（Ｃ）に簡単に示す。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量６１００の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
次に、書き込み期間Ｔａが終了すると表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、Ｔｒ３〜Ｔｒ５がオフになり、Ｔｒ６がオンになる。
図３８（Ｄ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ２において、書き込み期間Ｔａで定められたＶGSがそのまま保持容量６１００により保持されている。さらに、Ｔｒ６がオンになるので、Ｔｒ２のドレイン電流Ｉ2が発光素子６１０８に供給される。発光素子６１０８は、該発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさに見合った輝度で発光する。つまり発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子６１０８が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおいて発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
本発明の第２の構成の画素では、トランジスタＴｒ１とＴｒ２の特性がずれることにより、駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2の大きさが所望の値に保たれなくなることがある。しかし、２つのＴｒ１とＴｒ２を共に用いて電流を電圧に変換しているので、変換された電圧を平均化することができ、そして駆動部から発光素子に供給される電流Ｉ2は該平均化された電圧に応じた大きさであるので、特性のずれに起因する発光素子に供給される電流量のばらつきを、図２７（Ａ）に示した画素に比べ約半分程度に抑えることができる。よって、画素間の輝度のばらつきを抑えることができる。また、画素に供給された電流は、電流Ｉ2よりも大きい。そのため、電流を書き込む時間を短くすることができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間Ｔａにおいて信号電流Ｉｃは発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の接続は図３８（Ａ）に示した構成に限定されない。各期間においてＴｒ１とＴｒ２が図３８（Ｂ）〜（Ｄ）に示したような接続がなされるように、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６の接続を決めれば良い。
すなわち、書き込み期間の開始時において、図３８（Ｂ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のソースを共に端子６１０１に接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のゲート及びドレインを、共に端子６１０５に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方を端子６１０１に、もう一方をＴｒ１とＴｒ２のゲートに接続する。そして書き込み期間の終了前において、図３８（Ｃ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のゲートを接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のドレインを共に端子６１０５に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方をＴｒ２のソースに、もう一方をＴｒ２のゲートに接続する。これにより、保持容量６１００の電荷を保持することができる。なお、保持容量の電荷が保持されていれば良いので、必ずしもＴｒ１とＴｒ２のゲートが接続されていなくとも良い。Ｔｒ１とＴｒ２のゲートが接続されていない場合、Ｔｒ１のゲートとドレインが接続されていても良い。
表示期間において、図３８（Ｄ）に示すようにＴｒ１とＴｒ２のゲートを接続し、Ｔｒ１とＴｒ２のドレインを共に端子６１０５に接続し、Ｔｒ１のソースもしくはドレインをフローティングにし、Ｔｒ２のソースを発光素子の画素電極に接続する。また保持容量の２つの電極は、一方をＴｒ２のソースに、もう一方をＴｒ２のゲートに接続する。このとき、Ｔｒ１とＴｒ２のゲートは接続されていなくても良く、この場合、Ｔｒ１のゲートとドレインが接続されていても良い。
例えば、Ｔｒ３のソースとドレインは、一方は必ず端子６１０１に接続されているが、他方は必ずしもＴｒ１のソースに接続されている必要はなく、Ｔｒ２のソースに接続されていても良い。また、Ｔｒ５のソースとドレインは、一方は必ずＴｒ２のドレインに接続されているが、他方は必ずしもＴｒ１のドレインに接続されている必要はなく、端子６１０１に接続されていても良い。
（実施の形態６）
実施の形態１〜５では、ビデオ信号がアナログの場合について説明したが、デジタルのビデオ信号を用いて駆動させることも可能である。
デジタルのビデオ信号を用いた時間階調の駆動方法（デジタル駆動法）の場合、１フレーム期間中に書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄが繰り返し出現することで、１つの画像を表示することが可能である。
例えばｎビットのビデオ信号によって画像を表示する場合、少なくともｎ個の書き込み期間と、ｎ個の表示期間とが１フレーム期間内に設けられる。ｎ個の書き込み期間（Ｔａ１〜Ｔａｎ）と、ｎ個の表示期間（Ｔｄ１〜Ｔｄｎ）は、ビデオ信号の各ビットに対応している。
書き込み期間Ｔａｍ（ｍは１〜ｎの任意の数）の次には、同じビット数に対応する表示期間、この場合Ｔｄｍが出現する。書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとを合わせてサブフレーム期間ＳＦと呼ぶ。ｍビット目に対応している書き込み期間Ｔａｍと表示期間Ｔｄｍとを有するサブフレーム期間はＳＦｍとなる。
サブフレーム期間ＳＦ１〜ＳＦｎの長さは、ＳＦ１：ＳＦ２：…：ＳＦｎ＝２0：２1：…：２n-1を満たす。
各サブフレーム期間において、発光素子を発光させるかさせないかが、デジタルのビデオ信号の各ビットによって選択される。そして、１フレーム期間中における発光する表示期間の長さの和を制御することで、階調数を制御することができる。
なお、表示上での画質向上のため、表示期間の長いサブフレーム期間を、幾つかに分割しても良い。具体的な分割の仕方については、特願２０００−２６７１６４号において開示されているので、参照することが可能である。
また、面積階調と組み合わせて階調を表示するようにしても良い。
なお、本発明の発光装置において、画素に用いるトランジスタは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、ポリ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であっても良い。
以下に、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、図２に示した発光装置が有する画素１０１の、図３、図６、図８とは異なる構成について説明する。
図１０に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図１０に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子２３４及び保持容量２３５を有している。保持容量２３５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に電源線Ｖｉに接続されている。そして、トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子２３４の画素電極に接続されている。
保持容量２３５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は電源線Ｖｉに接続されている。
発光素子２３４は陽極と陰極を有しており、本明細書では、陽極を画素電極として用いる場合は陰極を対向電極と呼び、陰極を画素電極として用いる場合は陽極を対向電極と呼ぶ。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５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のどちらでも良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
図１０に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
そして書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄにおける画素の動作は、図３に示した画素の場合と同じであり、実施の形態１の図４及び図５を参照することができるので、ここでは説明を省略する。
本実施例では、実施の形態１に示した発光装置において、トランジスタＴｒ５のゲートを第１の走査線に接続した場合の、画素の構成について説明する。
図１１に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図１１に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子２４４及び保持容量２４５を有している。保持容量２４５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に電源線Ｖｉに接続されている。そして、トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子２４４の画素電極に接続されている。
保持容量２４５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は電源線Ｖｉに接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、本実施例では、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタを用いている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２は、ｎチャネル型トランジスタでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。
なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
また、本実施例では、トランジスタＴｒ３のゲートとトランジスタＴｒ５のゲートが接続されているため、トランジスタＴｒ３とＴｒ５の極性は異なっている。
また、本実施例では、トランジスタＴｒ３とＴｒ４は、共にｎチャネル型トランジスタを用いている。トランジスタＴｒ３とＴｒ４はｐチャネル型トランジスタでも良い。ただし、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４の極性は同じである。本実施例においてトランジスタＴｒ３とＴｒ４のゲートを異なる配線に接続したのは、書き込み期間が終了するときに、トランジスタＴｒ４をＴｒ３よりも先にオフにすることができるようにするためである。トランジスタＴｒ４をＴｒ３よりも先にオフにすることで、保持容量２４５の電荷がトランジスタＴｒ４を通って漏れるのを防ぐことができる。
図１１に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
そして書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄにおける画素の動作は、図３に示した画素の場合と同じであり、実施の形態１の図５を参照することができるので、ここでは説明を省略する。
本実施例の発光装置の場合、実施の形態１に示した発光装置に比べて、各画素が有する配線を１つ省くことができる。そのため、作製工程における歩留まりを高くすることができる。また、開口率を高めることができるので、発光素子からの光が配線等の形成されている基板側に発せられる場合、同じ消費電流でも画面を明るくすることができる。
本実施例では、実施の形態１に示した発光装置において、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５のゲートを同じ走査線に接続した場合の、画素の構成について説明する。
図１２に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図１２に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子２５４及び保持容量２５５を有している。保持容量２５５はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ２のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に電源線Ｖｉに接続されている。そして、トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子２５４の画素電極に接続されている。
保持容量２５５が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに、もう一方は電源線Ｖｉに接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、本実施例では、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタを用いている。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２は、ｎチャネル型トランジスタでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。
なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
また、本実施例では、トランジスタＴｒ３とＴｒ４は、共にｎチャネル型トランジスタを用い、トランジスタＴｒ５はｐチャネル型トランジスタを用いている。トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、ｎチャネル型トランジスタでもｐチャネル型トランジスタでも良い。ただし、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４の極性は同じであり、トランジスタＴｒ５の極性は、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４の逆である。
図１２に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
そして書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄにおける画素の動作は、図３に示した画素の場合と同じであり、実施の形態１の図５を参照することができるので、ここでは説明を省略する。
なお、本実施例において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実施例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。 つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、Ｔａでは図５（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図５（Ｂ）のように接続されていれば良い。
本実施例の発光装置の場合、実施の形態１に示した発光装置に比べて、各画素が有する配線を２つ省くことができる。また、実施例２に示した発光装置に比べて、各画素が有する配線を１つ省くことができる。そのため、作製工程における歩留まりを高くすることができる。また、開口率を高めることができるので、発光素子からの光が配線等の形成されている基板側に発せられる場合、同じ消費電流でも画面を明るくすることができる。
本発明の発光装置の作成方法の一例について、図１３〜図１７を用いて説明する。本実施例では、図３に示した画素を有する発光装置の作製方法について示す。なお、ここでは代表的に、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ５と、画素部の周辺に設けられる駆動部のトランジスタを示す。なおトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及びＴｒ４については特に図示しないが、本実施例の作製方法に従って作製することが可能である。また、図３に示した発光装置以外でも、本発明の発光装置は、本実施例で示した作製方法を用いて作製することが可能である。また、駆動部に関しては基本単位であるＣＭＯＳ回路のＴＦＴを図示することとする。
まず、図１３（Ａ）に示すように、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板５００１上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜５００２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜５００２ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成し、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜５００２ｂを５０〜２００nm（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜５００２を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。
島状半導体層５００３〜５００６は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層５００３〜５００６の厚さは２５〜８０nm（好ましくは３０〜６０nm）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合は、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し、半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Hzとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００kHzとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μm、例えば４００μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行う。
なおレーザーは、連続発振またはパルス発振の気体レーザもしくは固体レーザを用いることができる。気体レーザーとして、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどがあり、固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。固体レーザーとしては、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍがドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ4、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ3などの結晶を使ったレーザー等も使用可能である。当該レーザーの基本波はドーピングする材料によって異なり、１μｍ前後の基本波を有するレーザー光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用するのが望ましい。具体的には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射する。
次いで、島状半導体層５００３〜５００６を覆うゲート絶縁膜５００７を形成する。ゲート絶縁膜５００７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、１２０nmの厚さで酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）
、電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することが出来る。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることが出来る。
そして、ゲート絶縁膜５００７上にゲート電極（ゲート）を形成するための第１の導電膜５００８と第２の導電膜５００９とを形成する。本実施例では、第１の導電膜５００８をＴａで５０〜１００nmの厚さに形成し、第２の導電膜５００９をＷで１００〜３００nmの厚さに形成する。
Ｔａ膜はスパッタ法で、ＴａのターゲットをＡｒでスパッタすることにより形成する。この場合、Ａｒに適量のＸｅやＫｒを加えると、Ｔａ膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することが出来る。また、α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩcm程度でありゲート電極に使用することが出来るが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩcm程度でありゲート電極とするには不向きである。α相のＴａ膜を形成するために、Ｔａのα相に近い結晶構造をもつ窒化タンタルを１０〜５０nm程度の厚さでＴａの下地に形成しておくとα相のＴａ膜を容易に得ることが出来る。
Ｗ膜を形成する場合には、Ｗをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することも出来る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩcm以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることが出来るが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９または９９．９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩcmを実現することが出来る。
なお、本実施例では、第１の導電膜５００８をＴａ、第２の導電膜５００９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングしたポリシリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の他の組み合わせの一例で望ましいものとしては、第１の導電膜５００８を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第２の導電膜５００９をＷとする組み合わせ、第１の導電膜５００８を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第２の導電膜５００９をＡｌとする組み合わせ、第１の導電膜５００８を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第２の導電膜５００９をＣｕとする組み合わせが挙げられる。
次に、レジストによるマスク５０１０を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2を混合し、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（１３．５６MHz）電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側（試料ステージ）にも１００WのＲＦ（１３．５６MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した場合にはＷ膜及びＴａ膜とも同程度にエッチングされる。
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の角度は１５〜４５°となる。
ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされることになる。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層５０１１〜５０１６（第１の導電層５０１１ａ〜５０１６ａと第２の導電層５０１１ｂ〜５０１６ｂ）を形成する。このとき、ゲート絶縁膜５００７においては、第１の形状の導電層５０１１〜５０１６で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。（図１３（Ｂ））
そして、第１のドーピング処理を行いＮ型を付与する不純物元素を添加する。
ドーピングの方法はイオンドープ法もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００keVとして行う。Ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層５０１１〜５０１４がＮ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第１の不純物領域５０１７〜５０２５が形成される。第１の不純物領域５０１７〜５０２４には１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でＮ型を付与する不純物元素を添加する。（図１３（Ｂ）
）
次に、図１３（Ｃ）に示すように、レジストマスクは除去しないまま、第２のエッチング処理を行う。エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の形状の導電層５０２６〜５０３１（第１の導電層５０２６ａ〜５０３１ａと第２の導電層５０２６ｂ〜５０３１ｂ）を形成する。このとき、ゲート絶縁膜５００７においては、第２の形状の導電層５０２６〜５０３１で覆われない領域はさらに２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Ｗ膜やＴａ膜のＣＦ4とＣｌ2の混合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することが出来る。ＷとＴａのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Ｗのフッ化物であるＷＦ6が極端に高く、その他のＷＣｌ5、ＴａＦ5、ＴａＣｌ5は同程度である。従って、ＣＦ4とＣｌ2の混合ガスではＷ膜及びＴａ膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のＯ2を添加するとＣＦ4とＯ2が反応してＣＯとＦになり、ＦラジカルまたはＦイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物の蒸気圧が高いＷ膜のエッチング速度が増大する。一方、ＴａはＦが増大しても相対的にエッチング速度の増加は少ない。また、ＴａはＷに比較して酸化されやすいので、Ｏ2を添加することでＴａの表面が酸化される。Ｔａの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにＴａ膜のエッチング速度は低下する。従って、Ｗ膜とＴａ膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりＷ膜のエッチング速度をＴａ膜よりも大きくすることが可能となる。
そして、図１４（Ａ）に示すように第２のドーピング処理を行う。この場合、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてＮ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０keVとし、１×１０13atoms/cm2のドーズ量で行い、図１３（Ｂ）で島状半導体層に形成された第１の不純物領域の内側に新たな不純物領域を形成する。ドーピングは、第２の形状の導電層５０２６〜５０２９を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層５０２６ａ〜５０２９ａの下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第３の不純物領域５０３２〜５０３５が形成される。この第３の不純物領域５０３２〜５０３５に添加されたリン（Ｐ）
の濃度は、第１の導電層５０２６ａ〜５０２９ａのテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、第１の導電層５０２６ａ〜５０２９ａのテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層５０２６ａ〜５０２９ａのテーパー部の端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である。
図１４（Ｂ）に示すように第３のエッチング処理を行う。エッチングガスにＣＨＦ6を用い、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いて行う。第３のエッチング処理により、第１の導電層５０２６ａ〜５０３１ａのテーパー部を部分的にエッチングして、第１の導電層が半導体層と重なる領域が縮小される。第３のエッチング処理によって、第３の形状の導電層５０３７〜５０４２（第１の導電層５０３７ａ〜５０４２ａと第２の導電層５０３７ｂ〜５０４２ｂ）を形成する。このとき、ゲート絶縁膜５００７においては、第３の形状の導電層５０３７〜５０４２で覆われない領域はさらに２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
第３のエッチング処理によって、第３の不純物領域５０３２〜５０３５においては、第１の導電層５０３７ａ〜５０４０ａと重なる第３の不純物領域５０３２ａ〜５０３５ａと、第１の不純物領域と第３の不純物領域との間の第２の不純物領域５０３２ｂ〜５０３５ｂとが形成される。
そして、図１４（Ｃ）に示すように、Ｐチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層５００４、５００６に第1の導電型とは逆の導電型の第４の不純物領域５０４３〜５０５４を形成する。第３の形状の導電層５０３８ｂ、５０４０ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、Ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層５００３、５００５および配線部５０４１、５０４２はレジストマスク５２００で全面を被覆しておく。不純物領域５０４３〜５０５４に添加されているリンの濃度は均一ではないが、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成し、そのいずれの領域においても不純物濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにする。
以上までの工程でそれぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第３の形状の導電層５０３７〜５０４０がゲート電極として機能する。また、５０４２は島状の第１走査線として機能する。５０４１は島状の第３走査線と第３の形状の導電層５０４０を接続する配線として機能する。
レジストマスク５２００を除去した後、導電型の制御を目的として、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することが出来る。
熱アニール法では酸素濃度が１ppm以下、好ましくは０．１ppm以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５００℃で４時間の熱処理を行う。ただし、第３の形状の導電層５０３７〜５０４２に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする）を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
レーザーアニール法を用いる場合、結晶化の際に用いたレーザーを使用することが可能である。活性化の場合は、移動速度は結晶化と同じにし、０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．０１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）のエネルギー密度が必要となる。
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
次いで、図１５（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜５０５５を酸化窒化シリコン膜から１００〜２００nmの厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜５０５６を形成した後、第１の層間絶縁膜５０５５、第２の層間絶縁膜５０５６、およびゲート絶縁膜５００７に対してコンタクトホールを形成し、各配線５０５７〜５０６２をパターニング形成した後、接続配線５０６２に接する画素電極５０６４をパターニング形成する。
第２の層間絶縁膜５０５６としては、有機樹脂を材料とする膜を用い、その有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することが出来る。特に、第２の層間絶縁膜５０５６は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
コンタクトホールの形成は、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用い、Ｎ型の不純物領域５０１７、５０１８、５０２１、５０２２またはＰ型の不純物領域５０４３、５０４８、５０４９、５０５４に達するコンタクトホール、配線５０４２に達するコンタクトホール（図示せず）、電源供給線に達するコンタクトホール（図示せず）、およびゲート電極に達するコンタクトホール（図示せず）をそれぞれ形成する。
また、配線（接続配線、信号線を含む）５０５７〜５０６２として、Ｔｉ膜を１００nm、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００nm、Ｔｉ膜１５０nmをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜を所望の形状にパターニングしたものを用いる。勿論、他の導電膜を用いても良い。
また、本実施例では、画素電極５０６４としてＩＴＯ膜を１１０nmの厚さに形成し、パターニングを行った。画素電極５０６４を接続配線５０６２と接して重なるように配置することでコンタクトを取っている。また、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極５０６４が発光素子の陽極となる。（図１５（Ａ））
図１７に、図１５（Ａ）の工程まで終了した時点での、画素の上面図を示す。
なお、配線の位置や半導体層の位置を明確にするために、絶縁膜や層間絶縁膜は省略した。図１７のＡ−Ａ’における断面図が、図１５（Ａ）のＡ−Ａ’に示した部分に相当する。また、図１７のＢ−Ｂ’における断面図が、図１５（Ａ）のＢ−Ｂ’に示した部分に相当する。また、図１７のＣ−Ｃ’における断面図を、図１６に示す。
トランジスタＴｒ３は、半導体層５００５と、第１走査線Ｇｊ（５０４２）と接続されているゲート電極５０３９とを有している。半導体層５００５が有する不純物領域５０２１（図１７では特に図示せず）は信号線Ｓｉ（５０６０）に接続されており、不純物領域５０２２（図１７では特に図示せず）は配線５０６１に接続されている。
トランジスタＴｒ４は、半導体層５１００と、ゲート電極５１０１とを有している。半導体層５１００が有する２つの不純物領域（図１７では特に図示せず）
は、一方は配線５１０２に接続されており、もう一方は信号線Ｓｉ５０６０に接続されている。また、ゲート電極５１０１は配線５１０７に接続されており、配線５１０７は第２走査線Ｐｊに接続されている。
トランジスタＴｒ１は、半導体層５１０３と、ゲート電極５１０４とを有している。半導体層５１０３が有する２つの不純物領域（図１７では特に図示せず）
は、一方は電源線Ｖｉ（５１１０）に接続されており、もう一方は配線５０６１に接続されている。また、ゲート電極５１０４は容量用電極５１０９に接続されている。
トランジスタＴｒ２は、半導体層５１０５と、ゲート電極５１０６とを有している。半導体層５１０５が有する２つの不純物領域（図１７では特に図示せず）
は、一方は電源線Ｖｉ（５１１０）に接続されており、もう一方は配線５０６２に接続されている。また、ゲート電極５１０６は容量用電極５１０９に接続されている。
トランジスタＴｒ５は、半導体層５００６と、ゲート電極５０４０とを有している。半導体層５００６が有する２つの不純物領域（図１７では特に図示せず）
は、一方は配線５０６１に接続されており、もう一方は配線５０６２に接続されている。また、ゲート電極５０４０は、配線５０４１を介して第３走査線Ｒｊに接続されている。
配線５０６２は画素電極５０６４に接続されている。
５１０８は半導体層に不純物を添加することで形成された容量用の半導体層であり、ゲート絶縁膜５００７（図１７では特に図示せず）を間に介して容量用電極５１０９と重なっている。また容量用電極５１０９は、第１の層間絶縁膜５０５５及び第２の層間絶縁膜５０５６を間に介して電源線Ｖｉ（５１１０）と重なっている。また、電源線Ｖｉ（５１１０）は、容量用半導体層５１０８が有する不純物領域５１１１と、ゲート絶縁膜５００７、第１の層間絶縁膜５０５５及び第２の層間絶縁膜５０５６に形成されたコンタクトホールを介して接続されている。
次に、図１５（Ｂ）に示すように、珪素を含む絶縁膜（本実施例では酸化珪素膜）を５００nmの厚さに形成し、画素電極５０６４に対応する位置に開口部を形成して、バンクとして機能する第３の層間絶縁膜５０６５を形成する。開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因する有機発光層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
次に、有機発光層５０６６および陰極（ＭｇＡｇ電極）５０６７を、真空蒸着法を用いて大気解放しないで連続形成する。なお、有機発光層５０６６の膜厚は８０〜２００nm（典型的には１００〜１２０nm）、陰極５０６７の厚さは１８０〜３００nm（典型的には２００〜２５０nm）とすれば良い。
この工程では、赤色に対応する画素、緑色に対応する画素および青色に対応する画素に対して順次、有機発光層を形成する。但し、有機発光層は溶液に対する耐性に乏しいためフォトリソグラフィ技術を用いずに各色個別に形成しなくてはならない。そこでメタルマスクを用いて所望の画素以外を隠し、必要箇所だけ選択的に有機発光層を形成するのが好ましい。
即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の有機発光層を選択的に形成する。次いで、緑色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて緑色発光の有機発光層を選択的に形成する。次いで、同様に青色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて青色発光の有機発光層を選択的に形成する。なお、ここでは全て異なるマスクを用いるように記載しているが、同じマスクを使いまわしても構わない。
ここではＲＧＢに対応した３種類の発光素子を形成する方式を用いたが、白色発光の発光素子とカラーフィルタを組み合わせた方式、青色または青緑発光の発光素子と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせた方式、陰極（対向電極）に透明電極を利用してＲＧＢに対応した発光素子を重ねる方式などを用いても良い。
なお、有機発光層５０６６としては公知の材料を用いることが出来る。公知の材料としては、駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子注入層でなる４層構造を有機発光層とすれば良い。
次に、メタルマスクを用いて陰極５０６７を形成する。なお本実施例では陰極５０６７としてＭｇＡｇを用いたが、本発明はこれに限定されない。陰極５０６７として他の公知の材料を用いても良い。
最後に、窒化珪素膜でなるパッシベーション膜５０６８を３００nmの厚さに形成する。パッシベーション膜５０６８を形成しておくことで、有機発光層５０６６を水分等から保護することができ、発光素子の信頼性をさらに高めることが出来る。
こうして図１５（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。
ところで、本実施例の発光装置は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。また結晶化工程においてＮｉ等の金属触媒を添加し、結晶性を高めることも可能である。それによって、信号線駆動回路の駆動周波数を１０MHz以上にすることが可能である。
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のＮチャネル型ＴＦＴとして用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、線順次駆動におけるラッチ、点順次駆動におけるトランスミッションゲートなどが含まれる。
本実施例の場合、Ｎチャネル型ＴＦＴの活性層は、ソース領域（ソース）、ドレイン領域（ドレイン）、ゲート絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重なるオーバーラップＬＤＤ領域（ＬOV領域）、ゲート絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重ならないオフセットＬＤＤ領域（ＬOFF領域）およびチャネル形成領域を含む。
また、ＣＭＯＳ回路のＰチャネル型ＴＦＴは、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。勿論、Ｎチャネル型ＴＦＴと同様にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
その他、駆動回路において、チャネル形成領域を双方向に電流が流れるようなＣＭＯＳ回路、即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるようなＣＭＯＳ回路が用いられる場合、ＣＭＯＳ回路を形成するＮチャネル型ＴＦＴは、チャネル形成領域の両サイドにチャネル形成領域を挟む形でＬＤＤ領域を形成することが好ましい。このような例としては、点順次駆動に用いられるトランスミッションゲートなどが挙げられる。また駆動回路において、オフ電流を極力低く抑える必要のあるＣＭＯＳ回路が用いられる場合、ＣＭＯＳ回路を形成するＮチャネル型ＴＦＴは、ＬOV領域を有していることが好ましい。このような例としては、やはり、点順次駆動に用いられるトランスミッションゲートなどが挙げられる。
なお、実際には図１５（Ｂ）の状態まで完成したら、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）や透光性のシーリング材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、シーリング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。
また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、基板上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクタ（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。このような出荷出来る状態にまでした状態を本明細書中では発光装置という。
また、本実施例で示す工程に従えば、発光装置の作製に必要なフォトマスクの数を抑えることが出来る。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することが出来る。
本発明の発光装置の作製方法は、本実施例において説明した作製方法に限定されない。本発明の発光装置は公知の方法を用いて作成することが可能である。
本実施例は、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。
本実施例では、アナログ駆動法で駆動する本発明の発光装置が有する駆動回路（信号線駆動回路及び走査線駆動回路）の構成について説明する。
図１８（Ａ）に本実施例の信号線駆動回路４０１のブロック図を示す。４０２はシフトレジスタ、４０３はバッファ、４０４はサンプリング回路、４０５は電流変換回路を示している。
シフトレジスタ４０２には、クロック信号（ＣＬＫ）、スタートパルス信号（ＳＰ）が入力されている。シフトレジスタ４０２にクロック信号（ＣＬＫ）とスタートパルス信号（ＳＰ）が入力されると、タイミング信号が生成される。
生成されたタイミング信号は、バッファ４０３において増幅または緩衝増幅されて、サンプリング回路４０４に入力される。なお、バッファの代わりにレベルシフタを設けて、タイミング信号を増幅しても良い。また、バッファとレベルシフタを両方設けていても良い。
図１８（Ｂ）にサンプリング回路４０４、電流変換回路４０５の具体的な構成を示す。なおサンプリング回路４０４は、端子４１０においてバッファ４０３と接続されている。
サンプリング回路４０４には、複数のスイッチ４１１が設けられている。そしてサンプリング回路４０４には、ビデオ信号線４０６からアナログビデオ信号が入力されており、スイッチ４１１はタイミング信号に同期して、該アナログビデオ信号をサンプリングし、後段の電流変換回路４０５に入力する。なお図１８（Ｂ）では、電流変換回路４０５はサンプリング回路４０４が有するスイッチ４１１の１つに接続されている電流変換回路だけを示しているが、各スイッチ４１１の後段に、図１８（Ｂ）に示したような電流変換回路４０５が接続されているものとする。
なお本実施例では、スイッチ４１１にトランジスタを１つだけ用いているが、スイッチ４１１はタイミング信号に同期してアナログビデオ信号をサンプリングできるスイッチであれば良く、本実施例の構成に限定されない。
サンプリングされたアナログビデオ信号は、電流変換回路４０５が有する電流出力回路４１２に入力される。電流出力回路４１２は、入力されたビデオ信号の電圧に見合った値の電流（信号電流）を出力する。なお図１８ではアンプ及びトランジスタを用いて電流出力回路を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、入力された信号の電圧に見合った値の電流を出力することができる回路であれば良い。
該信号電流は、同じく電流変換回路４０５が有するリセット回路４１７に入力される。リセット回路４１７は、２つのアナログスイッチ４１３、４１４と、インバーター４１６と、電源４１５を有している。
アナログスイッチ４１４にはリセット信号（Ｒｅｓ）が入力されており、アナログスイッチ４１３には、インバーター４１６によって反転されたリセット信号（Ｒｅｓ）が入力されている。そしてアナログスイッチ４１３とアナログスイッチ４１４は、反転したリセット信号とリセット信号にそれぞれ同期して動作しており、一方がオンのとき片一方がオフになっている。
そして、アナログスイッチ４１３がオンのときに信号電流は対応する信号線に入力される。逆に、アナログスイッチ４１４がオンのときに電源４１５の電圧が信号線に与えられ、信号線がリセットされる。なお、電源４１５の電圧は、画素に設けられた電源線の電圧とほぼ同じ高さであることが望ましく、信号線がリセットされているときに信号線にながれる電流が０に近ければ近いほど良い。
なお信号線は、帰線期間中にリセットするのが望ましい。しかし、画像を表示している期間以外であるならば、必要に応じて帰線期間以外の期間にリセットすることも可能である。
なお、シフトレジスタの代わりに、例えばデコーダ回路のような信号線の選択ができる別の回路を用いても良い。
次に、走査線駆動回路の構成について説明する。
図１９は走査線駆動回路６４１の構成を示すブロック図である。走査線駆動回路６４１は、それぞれシフトレジスタ６４２、バッファ６４３を有している。また場合によってはレベルシフタを有していても良い。
走査線駆動回路６４１において、シフトレジスタ６４２にクロックＣＬＫ及びスタートパルス信号ＳＰが入力されることによって、タイミング信号が生成される。生成されたタイミング信号はバッファ６４３において緩衝増幅され、対応する走査線に供給される。
走査線には、１ライン分の画素のトランジスタのゲートが接続されている。そして、１ライン分の画素のトランジスタを一斉にＯＮにしなくてはならないので、バッファ６４３は大きな電流を流すことが可能なものが用いられる。
なお、シフトレジスタの代わりに、例えばデコーダ回路のような走査線の選択ができる別の回路を用いても良い。
なお、第１〜第３の各走査線の電圧を、各走査線にそれぞれ対応する複数の走査線駆動回路で制御しても良いし、いくつかの走査線または全ての走査線の電圧を１つの走査線駆動回路で制御しても良い。
本発明の発光装置を駆動する信号線駆動回路及び走査線駆動回路は、本実施例で示す構成に限定されない。本実施例の構成は、実施例１〜実施例４に示した構成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、本発明のデジタル駆動法で駆動する発光装置が有する信号線駆動回路の構成について説明する。なお走査線駆動回路の構成は、実施例５において示した構成を用いることができるので、ここでは説明を省略する。
図２０に信号線駆動回路６０１の構成をブロック図で示す。６０２はシフトレジスタ、６０３は記憶回路Ａ、６０４は記憶回路Ｂ、６０５は定電流回路である。
シフトレジスタ６０２にはクロック信号ＣＬＫと、スタートパルス信号ＳＰが入力されている。また記憶回路Ａ６０３にはデジタルビデオ信号（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｓｉｇｎａｌｓ）が入力されており、記憶回路Ｂ６０４にはラッチ信号（Ｌａｔｃｈ Ｓｉｇｎａｌｓ）が入力されている。定電流回路６０５から出力されるビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃは信号線へ入力される。
図２１に信号線駆動回路６０１のより詳しい構成を示す。
シフトレジスタ６０２に所定の配線からクロック信号ＣＬＫとスタートパルス信号ＳＰとが入力されることによって、タイミング信号が生成される。タイミング信号は記憶回路Ａ６０３が有する複数のラッチＡ（ＬＡＴＡ＿１〜ＬＡＴＡ＿ｘ）にそれぞれ入力される。なおこのときシフトレジスタ６０２において生成されたタイミング信号を、バッファ等で緩衝増幅してから、記憶回路Ａ６０３が有する複数のラッチＡ（ＬＡＴＡ＿１〜ＬＡＴＡ＿ｘ）にそれぞれ入力するような構成にしても良い。
記憶回路Ａ６０３にタイミング信号が入力されると、該タイミング信号に同期して、ビデオ信号線６１０に入力される１ビット分のデジタルビデオ信号が、順に複数のラッチＡ（ＬＡＴＡ＿１〜ＬＡＴＡ＿ｘ）のそれぞれに書き込まれ、保持される。
なお、本実施例では記憶回路Ａ６０３にデジタルビデオ信号を取り込む際に、記憶回路Ａ６０３が有する複数のラッチＡ（ＬＡＴＡ＿１〜ＬＡＴＡ＿ｘ）に、順にデジタルビデオ信号を入力しているが、本発明はこの構成に限定されない。
記憶回路Ａ６０３が有する複数のステージのラッチをいくつかのグループに分け、各グループごとに並行して同時にデジタルビデオ信号を入力する、いわゆる分割駆動を行っても良い。なおこのときのグループの数を分割数と呼ぶ。例えば４つのステージごとにラッチをグループに分けた場合、４分割で分割駆動すると言う。
記憶回路Ａ６０３の全てのステージのラッチへの、デジタルビデオ信号の書き込みが一通り終了するまでの時間を、ライン期間と呼ぶ。実際には、上記ライン期間に水平帰線期間が加えられた期間をライン期間に含むことがある。
１ライン期間が終了すると、記憶回路Ｂ６０４が有する複数のラッチＢ（ＬＡＴＢ＿１〜ＬＡＴＢ＿ｘ）に、ラッチ信号線６０９を介してラッチシグナル（Latch Signal）が供給される。この瞬間、記憶回路Ａ６０３が有する複数のラッチＡ（ＬＡＴＡ＿１〜ＬＡＴＡ＿ｘ）に保持されているデジタルビデオ信号は、記憶回路Ｂ６０４が有する複数のラッチＢ（ＬＡＴＢ＿１〜ＬＡＴＢ＿ｘ）に一斉に書き込まれ、保持される。
デジタルビデオ信号を記憶回路Ｂ６０４に送出し終えた記憶回路Ａ６０３には、シフトレジスタ６０２からのタイミング信号に基づき、次の１ビット分のデジタルビデオ信号の書き込みが順次行われる。
この２順目の１ライン期間中には、記憶回路Ｂ６０４に書き込まれ、保持されているデジタルビデオ信号が定電流回路６０５に入力される。
定電流回路６０５は複数の電流設定回路（Ｃ１〜Ｃｘ）を有している。電流設定回路（Ｃ１〜Ｃｘ）のそれぞれにデジタルビデオ信号が入力されると、該デジタルビデオ信号が有する１または０の情報によって、信号線に信号電流Ｉｃが流れるか、または信号線に電源線Ｖ１〜Ｖｘの電圧が与えられるか、いずれか一方が選択される。
図２２に電流設定回路Ｃ１の具体的な構成の一例を示す。なお電流設定回路Ｃ２〜Ｃｘも同じ構成を有する。
電流設定回路Ｃ１は定電流源６３１と、４つのトランスミッションゲートＳＷ１〜ＳＷ４と、２つのインバーターＩｎｂ１、Ｉｎｂ２とを有している。なお、定電流源６３１が有するトランジスタ６５０の極性は、画素が有するトランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性と同じである。
記憶回路Ｂ６０４が有するＬＡＴＢ＿１から出力されたデジタルビデオ信号によって、ＳＷ１〜ＳＷ４のスイッチングが制御される。なおＳＷ１及びＳＷ３に入力されるデジタルビデオ信号と、ＳＷ２及びＳＷ４に入力されるデジタルビデオ信号は、Ｉｎｂ１、Ｉｎｂ２によって反転している。そのためＳＷ１及びＳＷ３がオンのときはＳＷ２及びＳＷ４はオフ、ＳＷ１及びＳＷ３がオフのときはＳＷ２及びＳＷ４はオンとなっている。
ＳＷ１及びＳＷ３がオンのとき、定電流源６３１から０ではない所定の値の電流ＩｄがＳＷ１及びＳＷ３を介して、信号電流Ｉｃとして信号線Ｓ１に入力される。
逆にＳＷ２及びＳＷ４がオンのときは、定電流源６３１からの電流ＩｄはＳＷ２を介してグラウンドにおとされる。またＳＷ４を介して電源線Ｖ１〜Ｖｘの電源電圧が信号線Ｓ１に与えられ、Ｉｃ≒０となる。
再び図２１を参照して、前記の動作が、１ライン期間内に、定電流回路６０５が有する全ての電流設定回路（Ｃ１〜Ｃｘ）において同時に行われる。よって、デジタルビデオ信号により、全ての信号線に入力される信号電流Ｉｃの値が選択される。
本発明において用いられる駆動回路は、本実施例で示した構成に限定されない。さらに、本実施例で示した定電流回路は、図２２に示した構成に限定されない。本発明で用いられる定電流回路は、信号電流Ｉｃが取りうる２値のいずれか一方をデジタルビデオ信号によって選択し、選択された値を有する信号電流を信号線に流すことができれば、どのような構成を有していても良い。
なお、シフトレジスタの代わりに、例えばデコーダ回路のような信号線の選択ができる別の回路を用いても良い。
本実施例の構成は、実施例１〜４と自由に組み合わせて実施することが可能である。
本発明において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる有機発光材料を用いることで、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。これにより、発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可能になる。
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
上記の論文により報告された有機発光材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
Figure 2009169442
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
上記の論文により報告された有機発光材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
Figure 2009169442
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
上記の論文により報告された有機発光材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
Figure 2009169442
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６のいずれの構成とも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、本発明を用いて発光装置を作製した例について、図２３を用いて説明する。
図２３は、トランジスタが形成された素子基板をシーリング材によって封止することによって形成された発光装置の上面図であり、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図、図２３（Ｃ）は図２３（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、信号線駆動回路４００３と、第１及び第２の走査線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４００９が設けられている。また画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、第１及び第２の走査線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設けられている。よって画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、第１及び第２の走査線駆動回路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で密封されている。
また基板４００１上に設けられた画素部４００２と、信号線駆動回路４００３と、第１及び第２の走査線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のＴＦＴを有している。図２３（Ｂ）では代表的に、下地膜４０１０上に形成された、信号線駆動回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示する）４２０１及び画素部４００２に含まれるトランジスタＴｒ５ ４２０２を図示した。
本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、トランジスタＴｒ５ ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。
駆動ＴＦＴ４２０１及びトランジスタＴｒ５ ４２０２上には層間絶縁膜（平坦化膜）４３０１が形成され、その上にトランジスタＴｒ５ 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の上には有機発光層４２０４が形成される。有機発光層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。
有機発光層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、有機発光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。
有機発光層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と有機発光層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、有機発光層４２０４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、有機発光層４２０４及び陰極４２０５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、トランジスタＴｒ５ ４２０２のソース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 Ｐｌａｓｔｉｃｓ）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４２１０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ＥＶＡ（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４２１０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４００７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２３（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４００５ａ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４００１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。
本実施例の構成は、実施例１〜実施例７に示した構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
発光素子に用いられる有機発光材料は低分子系と高分子系に大別される。本発明の発光装置は、低分子系の有機発光材料でも高分子系の有機発光材料でも、どちらでも用いることができる。
低分子系の有機発光材料は、蒸着法により成膜される。したがって積層構造をとりやすく、ホール輸送層、電子輸送層などの機能が異なる膜を積層することで高効率化しやすい。
低分子系の有機発光材料としては、キノリノールを配位子としたアルミニウム錯体Ａｌｑ3、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）等が代表的に挙げられる。
一方、高分子系の有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。
高分子系の有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系の有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、陰極／有機発光層／陽極となる。しかし、高分子系の有機発光材料を用いた有機発光層を形成する際には、低分子系の有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、知られている中では２層の積層構造が有名である。具体的には、陰極／発光層／正孔輸送層／陽極という構造である。なお、高分子系の有機発光材料を用いた発光素子の場合には、陰極材料としてＣａを用いることも可能である。
なお、素子の発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の有機発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が代表的に挙げられる。
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン） [ＰＰＶ] の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン） [ＲＯ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（２'−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）[ＭＥＨ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１,４−フェニレンビニレン）[ＲＯＰｈ−ＰＰＶ]等が挙げられる。
ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）[ＲＯ−ＰＰＰ]、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。
ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］
［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。
ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
なお、正孔輸送性の高分子系の有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。
正孔輸送性の高分子系の有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例８のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
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。
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２４に示す。
図２４（Ａ）は発光素子表示装置であり、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２００５等を含む。本発明の発光装置は表示部２００３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、発光素子表示装置は、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２４（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、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２１０６等を含む。本発明の発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
図２４（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、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等を含む。本発明の発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
図２４（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明の発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
図２４（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２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４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、Ｂ２４０３、２４０４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２４（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２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明の発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
図２４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、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２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明の発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
ここで図２４（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明の発光装置は表示部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。
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。また、本実施例の電子機器は実施例１〜９に示したいずれの構成の発光装置を用いても良い。
本実施例では、図２に示した発光装置が有する画素１０１の構成について説明する。
図２８に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図２８に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ６、発光素子７０１及び保持容量７０２を有している。保持容量７０２はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ５のソースまたはドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ６のソースまたはドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２とＴｒ６のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に電源線Ｖｉに接続されている。そして、トランジスタＴｒ２のドレインは、発光素子７０１の画素電極に接続されている。
保持容量７０２が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は電源線Ｖｉに接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及びＴｒ６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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及びＴｒ６の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５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のどちらでも良い。
次に、本実施例の発光装置の動作について説明する。図２８に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図２９は、図２８に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐが選択される。よって、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒは選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図２９（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。７０６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、７０７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そしてトランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。よって、トランジスタＴｒ２のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉｃとなる。
そして、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は発光素子７０４に流れる。
発光素子に流れる電流は、定電流源７０７において定められた信号電流Ｉｃに応じた大きさであり、流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７０４は発光する。発光素子に流れる電流が０に限りなく近かったり、発光素子に流れる電流が逆バイアスの方向に流れたりする場合は、発光素子７０４は発光しない。
書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐの選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐの選択が、第１走査線Ｇよりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量７０５の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒが選択されトランジスタＴｒ５がオンになる。
なお、第１走査線Ｇ及び第２走査線Ｐは選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図２９（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のソースは電源線Ｖｉに接続されており、一定の電圧（電源電圧）が与えられている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。さらに、トランジスタＴｒ６のゲートはトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートと接続されている。そのため、トランジスタＴｒ１のドレイン電流とトランジスタＴｒ６のドレイン電流は同じ大きさに保たれる。そして、式１より、トランジスタＴｒ１のドレイン電流は、トランジスタＴｒ６のチャネル長及びチャネル幅に左右される。
トランジスタＴｒ１とＴｒ６のゲート電圧、移動度、単位面積あたりのゲート容量、閾値、チャネル幅が等しいと仮定すると、式１より以下の式２が導き出される。なお、式２においてトランジスタＴｒ１のチャネル長をＬ１、Ｔｒ６のチャネル長をＬ６、Ｔｒ１及びＴｒ６のドレイン電流をＩ3とする。
（式２）
Ｉ3＝Ｉ1×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ６）
一方、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の値は、信号電流Ｉｃに応じた大きさに維持されたままである。
そして、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１及びＴｒ６のドレイン電流Ｉ3と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子７０４に流れる。よって、ドレイン電流Ｉ3と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７０４は発光する。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７０４が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。なお、書き込み期間Ｔａにおいても、ドレイン電流Ｉ1の大きさに見合った輝度で発光しているが、その階調に与える影響は、実際のパネルでは無視できる程度に小さいと考えられる。なぜなら、例えばＶＧＡだと４８０ラインの画素が画素部に設けられており、１ラインの画素の書き込み期間Ｔａは１フレーム期間の１／４８０程度と非常に小さいからである。もちろん、書き込み期間Ｔａにおける発光素子に流れる電流の階調への影響を考慮に入れて、信号電流Ｉｃの大きさを補正するようにしても良い。
本発明の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ2と、ドレイン電流Ｉ3の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2と信号電流Ｉｃの比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
さらに、本実施例の画素では、図３、図５、図７、図９、図１０及び図１１に示した画素に比べて、書き込み期間におけるトランジスタＴｒ１のドレイン電流よりも、表示期間におけるＴｒ１のドレイン電流が小さいため、信号電流Ｉｃに対する発光素子に流れる電流の比が小さくなる。よって、信号電流Ｉｃをより大きくすることができるので、雑音の影響を受けにくい。
なお、本実施例において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
また本実施例において、トランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はＴｒ１のドレインに、もう一方はＴｒ６のソースまたはドレインに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレインと画素電極とを切り離し、表示期間においてトランジスタＴｒ２のドレインと画素電極とを接続することができるように、トランジスタＴｒ５が他の素子または配線と接続されていれば良い。例えば、トランジスタＴｒ５のソースとドレインが、一方はＴｒ１のドレインに、もう一方はＴｒ６のソースまたはドレインに接続されていても良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、Ｔａでは図２９（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図２９（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
つまり、ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
なお、本実施例の構成は、実施例４〜実施例１０のいずれの構成とも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、図２に示した発光装置が有する画素１０１の構成について説明する。
図３０に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図３０に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子７３０及び保持容量７３１を有している。保持容量７３１はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のドレイン及び電源線Ｖｉに、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に発光素子７３０の画素電極に接続されている。
保持容量７３１が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は発光素子７３０の画素電極に接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５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のどちらでも良い。
図３０に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図３１は、図３０に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐが選択される。よって、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒは選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図３１（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。７３６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、７３７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そしてトランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。よって、トランジスタＴｒ２のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉｃとなる。
そして、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は発光素子７３０に流れる。
発光素子に流れる電流は、定電流源７３７において定められた信号電流Ｉｃに応じた大きさであり、流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７３０は発光する。発光素子に流れる電流が０に限りなく近かったり、発光素子に流れる電流が逆バイアスの方向に流れたりする場合は、発光素子７３０は発光しない。
書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐの選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐの選択が、第１走査線Ｇよりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量７３１の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒが選択されトランジスタＴｒ５がオンになる。
なお、第１走査線Ｇ及び第２走査線Ｐは選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図３１（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のソースは発光素子７３０の画素電極に接続されている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。さらに、トランジスタＴｒ１のドレイン及びトランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されているので、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に比例する大きさになる。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉ1＝Ｉｃとなる。
また、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子に流れる電流として発光素子７３０に流れる。よって、表示期間Ｔｄでは、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた大きさの電流が発光素子７３０に流れ、該発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７３０が発光する。
そして１ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。よって、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７３０は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７３０が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７３０が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
本発明の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2と信号電流Ｉｃの比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、本実施例において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
また本実施例において、トランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はＴｒ２のドレインに、もう一方はＴｒ３のソースまたはドレインに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、Ｔａでは図３１（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図３１（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
つまり、ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
なお、本実施例の構成は、実施例４〜実施例１１のいずれの構成とも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、図２に示した発光装置が有する画素１０１の構成について説明する。
図３２に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図３２に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、トランジスタＴｒ６、発光素子７６０及び保持容量７６１を有している。保持容量７６１はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のドレイン及び電源線Ｖｉに、もう一方はトランジスタＴｒ６のソースまたはドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ６のゲートは、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。そしてトランジスタＴｒ６のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ５のソースまたはドレインに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のソースは、共に発光素子７６０の画素電極に接続されている。
保持容量７６１が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方は発光素子７６０の画素電極に接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６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のどちらでも良い。
図３２に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図３３は、図３２に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐが選択される。よって、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒは選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図３３（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。７６６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、７６５は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そしてトランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。したがって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。よって、トランジスタＴｒ２のドレイン電流は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流に比例する。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉｃとなる。
そして、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は発光素子７６０に流れる。
発光素子に流れる電流は、定電流源７６５において定められた信号電流Ｉｃに応じた大きさであり、流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７６０は発光する。発光素子に流れる電流が０に限りなく近かったり、発光素子に流れる電流が逆バイアスの方向に流れたりする場合は、発光素子７６０は発光しない。
書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐの選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐの選択が、第１走査線Ｇよりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量７６１の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒが選択されトランジスタＴｒ５がオンになる。
なお、第１走査線Ｇ及び第２走査線Ｐは選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図３３（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のソースは発光素子７６０の画素電極に接続されている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。さらに、トランジスタＴｒ６のゲートはトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートと接続されている。そのため、トランジスタＴｒ１のドレイン電流とトランジスタＴｒ６のドレイン電流は同じ大きさに保たれる。そして、式１より、トランジスタＴｒ１のドレイン電流は、トランジスタＴｒ６のチャネル長及びチャネル幅に左右される。
上述したように、トランジスタＴｒ１とＴｒ６のゲート電圧、移動度、単位面積あたりのゲート容量、閾値、チャネル幅が等しいと仮定すると、式１より式２が導き出される。
一方、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2の値は、信号電流Ｉｃに応じた大きさに維持されたままである。
そして、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１及びＴｒ６のドレイン電流Ｉ3と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子７６０に流れる。よって、ドレイン電流Ｉ3と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７６０は発光する。
そして１ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。よって、ドレイン電流Ｉ2と、ドレイン電流Ｉ3を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７６０は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７６０が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。
本発明の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2と信号電流Ｉｃの比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
さらに、本実施例の画素では、図２、図５、図７、図９、図１０及び図１１に示した画素に比べて、書き込み期間におけるトランジスタＴｒ１のドレイン電流よりも、表示期間におけるＴｒ１のドレイン電流が小さいため、信号電流Ｉｃに対する発光素子に流れる電流の比が小さくなる。よって、信号電流Ｉｃをより大きくすることができるので、雑音の影響を受けにくい。
なお、本実施例において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
また本実施例において、トランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はＴｒ２のドレインに、もう一方はＴｒ６のソースまたはドレインに接続されている。しかし本実施例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ２のドレインと画素電極とを切り離し、表示期間においてトランジスタＴｒ２のドレインと電源線Ｖｉとを接続することができるように、トランジスタＴｒ５が他の素子または配線と接続されていれば良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒ６は、Ｔａでは図３１（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図３１（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
つまり、ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
なお、本実施例の構成は、実施例４〜実施例１２のいずれの構成とも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、図２に示した発光装置が有する画素１０１の構成について説明する。
図３４に、図２で示した画素１０１の詳しい構成を示す。図３４に示す画素１０１は、信号線Ｓｉ（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのうちの１つ）、第３走査線Ｒｊ（Ｒ１〜Ｒｙのうちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）を有している。
また画素１０１は、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ４、トランジスタＴｒ５、発光素子７８０及び保持容量７８１を有している。保持容量７８１はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートとソースの間の電圧（ゲート電圧）をより確実に保持するために設けられているが、必ずしも設ける必要はない。
トランジスタＴｒ３のゲートは第１走査線Ｇｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ３のソースとドレインは、一方は信号線Ｓｉに接続されており、もう一方はトランジスタＴｒ１のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ４のゲートは、第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１及びＴｒ２のゲートに接続されている。
トランジスタＴｒ５のゲートは、第３走査線Ｒｊに接続されている。そしてトランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ２のソース及び発光素子７８０の画素電極に、もう一方はトランジスタＴｒ１のソースに接続されている。
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートは、互いに接続されている。トランジスタＴｒ２のソースは、発光素子７８０の画素電極に接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレインは、共に電源線Ｖｉに接続されている。
保持容量７８１が有する２つの電極は、一方はトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートに、もう一方はＴｒ１のソースの画素電極に接続されている。
電源線Ｖｉの電圧（電源電圧）は一定の高さに保たれている。また対向電極の電圧も、一定の高さに保たれている。
なお、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２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のどちらでも良い。ただし、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２の極性は同じである。なお、陽極を画素電極として用い、陰極を対向電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｎチャネル型トランジスタであるのが望ましい。逆に、陽極を対向電極として用い、陰極を画素電極として用いる場合、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２はｐチャネル型トランジスタであるのが望ましい。
トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５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のどちらでも良い。
図３４に示した画素を有する発光装置の動作は、図３に示した画素の場合と同様に、書き込み期間Ｔａと表示期間Ｔｄとに分けて説明することが可能である。
また、第１〜３走査線に印加される電圧については、図４に示したタイミングチャートを参照することができる。また図３５は、図３４に示した画素の、書き込み期間Ｔａと表示期間ＴｄにおけるトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の接続を、簡単に示した図である。
書き込み期間Ｔａが開始されると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐが選択される。よって、トランジスタＴｒ３とトランジスタＴｒ４がオンになる。なお、第３走査線Ｒは選択されていないので、トランジスタＴｒ５はオフになっている。
そして、信号線駆動回路１０２に入力されるビデオ信号に基づき、信号線Ｓ１〜Ｓｘと電源線Ｖ１〜Ｖｘの間に、それぞれビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れる。
図３５（Ａ）に、書き込み期間Ｔａにおいて、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れた場合の、画素１０１の概略図を示す。７８６は対向電極に電圧を与える電源との接続用の端子を意味している。また、７８７は信号線駆動回路１０２が有する定電流源を意味する。
トランジスタＴｒ３はオンの状態にあるので、信号線Ｓｉにビデオ信号に応じた信号電流Ｉｃが流れると、信号電流ＩｃはトランジスタＴｒ１のドレインとソースの間に流れる。このときトランジスタＴｒ１は、ゲートとドレインが接続されているので飽和領域で動作しており、式１が成り立つ。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧ＶGSは電流値Ｉｃによって定まる。
そしてトランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。
書き込み期間Ｔａが終了すると、第１走査線Ｇ、第２走査線Ｐの選択が終了する。このとき、第２走査線Ｐの選択が、第１走査線Ｇよりも先に終了するのが望ましい。なぜならトランジスタＴｒ３が先にオフになってしまうと、保持容量７８１の電荷がＴｒ４を通って漏れてしまうからである。
書き込み期間Ｔａが終了すると、次に表示期間Ｔｄが開始される。表示期間Ｔｄが開始されると、第３走査線Ｒが選択されトランジスタＴｒ５がオンになる。
なお、第１走査線Ｇ及び第２走査線Ｐは選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。
図３５（Ｂ）に、表示期間Ｔｄにおける画素の概略図を示す。トランジスタＴｒ３及びトランジスタＴｒ４はオフの状態にある。また、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２のソースは発光素子７８０の画素電極に接続されている。
一方トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２においては、書き込み期間Ｔａにおいて定められたＶGSがそのまま保持されている。そして、トランジスタＴｒ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のソースは、トランジスタＴｒ１のソースに接続されている。よって、トランジスタＴｒ１のゲート電圧は、そのままトランジスタＴｒ２のゲート電圧となる。さらに、トランジスタＴｒ１のドレイン及びトランジスタＴｒ２のドレインは電源線Ｖｉに接続されているので、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1に比例する大きさになる。特に、μＣ0Ｗ／Ｌ及びＶTHが互いに等しいとき、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のドレイン電流は互いに等しくなり、Ｉ2＝Ｉ1＝Ｉｃとなる。
また、トランジスタＴｒ５がオンなので、トランジスタＴｒ１のドレイン電流Ｉ1と、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2は、共に発光素子に流れる電流として発光素子７８０に流れる。よって、表示期間Ｔｄでは、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた大きさの電流が発光素子７８０に流れ、該発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７８０が発光する。
そして１ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、次に２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始される。そして１ライン目の画素と同様に、第３走査線Ｒ２が選択され、トランジスタＴｒ５がオンになる。なお、第１走査線Ｇ２及び第２走査線Ｐ２は選択されていないので、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４はオフになっている。よって、ドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2を合わせた電流の大きさに見合った輝度で、発光素子７８０は発光する。
そして、２ライン目の画素において表示期間Ｔｄが開始されると、３ライン目からｙライン目の画素まで順に表示期間Ｔｄが開始され、上述した動作が繰り返される。
書き込み期間Ｔａと、表示期間Ｔｄが終了すると１フレーム期間が終了する。
１つのフレーム期間において１つの画像が表示される。そして、次のフレーム期間が開始され、再び書き込み期間Ｔａが開始されて、上述した動作が繰り返される。
なお、発光素子に流れる電流の大きさに見合った輝度で発光素子７８０が発光するので、各画素の階調は、表示期間Ｔｄにおける発光素子に流れる電流の大きさで決まる。なお、書き込み期間Ｔａにおいても、Ｔｒ２のドレイン電流の大きさに見合った輝度で発光しているが、その階調に与える影響は、実際のパネルでは無視できる程度に小さいと考えられる。なぜなら、例えばＶＧＡだと４８０ラインの画素が画素部に設けられており、１ラインの画素の書き込み期間Ｔａは１フレーム期間の１／４８０程度と非常に小さいからである。
本発明の画素では、表示期間において発光素子に流れる電流はドレイン電流Ｉ1と、ドレイン電流Ｉ2の和である。よって、発光素子に流れる電流がドレイン電流Ｉ2のみに依存していない。そのため、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２の特性がずれて、トランジスタＴｒ２のドレイン電流Ｉ2と信号電流Ｉｃの比が画素間で異なっても、発光素子に流れる電流の値が画素間でずれるのを抑え、輝度のばらつきが視認されるのを防ぐことができる。
また、本発明の画素では、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のドレイン電流は発光素子に流れていない。よって信号線駆動回路によって画素に電流が供給され、トランジスタＴｒ１のドレイン電流が流れることでゲート電圧が変化しはじめてから、その値が安定するまでの時間は、発光素子の容量に左右されない。したがって、従来の画素と比べて、供給された電流から変換される電圧が早く安定するので、電流を書き込む時間を短くすることができ、動画表示において残像が視認されてしまうのを防ぐことができる。
また、従来と同様に、電流入力型の発光装置の利点も兼ね備えている。すなわち、ＴＦＴの特性が画素毎にばらついていても、電圧入力型の発光装置に比べて画素間で発光素子の輝度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。また、図２５に示した電圧入力型の画素のＴＦＴ５１を線形領域で動作させたときに比べて、発光素子の劣化による輝度の低下を抑えることができる。また、有機発光層の温度が外気温や発光パネル自身が発する熱等に左右されても、発光素子の輝度が変化するのを抑えることができ、また温度の上昇に伴って消費電流が大きくなるのを防ぐことができる。
なお、本実施例において、トランジスタＴｒ４のソースとドレインは、一方はトランジスタＴｒ１のドレインに、もう一方はトランジスタＴｒ１のゲート及びトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを接続し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のゲートとドレインを切り離すことができるように、トランジスタＴｒ４が他の素子または配線と接続されていれば良い。
また本実施例において、トランジスタＴｒ５のソースとドレインは、一方はＴｒ２のソースに、もう一方はＴｒ１のソースに接続されている。しかし本実例はこの構成に限定されない。本発明の画素は、書き込み期間ＴａにおいてトランジスタＴｒ１のソースと画素電極とを切り離し、表示期間においてトランジスタＴｒ１のソースと画素電極とを接続することができるように、トランジスタＴｒ５が他の素子または配線と接続されていれば良い。
つまり、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ５は、Ｔａでは図３５（Ａ）のように接続され、Ｔｄでは図３５（Ｂ）のように接続されていれば良い。また、Ｇｊ、Ｐｊ、Ｒｊは３本が別の配線となっているが、まとめて１本や２本にしても良い。
つまり、ＴａにおいてＴｒ１を流れる電流は全て電流源で制御されていれば良い。ＴｄにおいてはＴｒ１とＴｒ２を流れる電流は発光素子に流れれば良い。
また、発光素子の画素電極をＴｒ２のソースに接続するのではなく、Ｔｒ１のソースに接続するようにしても良い。ただしこの場合、Ｔｒ１のソースと画素電極とが書き込み期間において切り離され、表示期間において接続されるように、接続を制御する別途トランジスタを用意する必要がある。なおこのＴｒ１のソースと画素電極の接続を制御するトランジスタを、Ｔｒ５と異なる極性とし、互いのゲートを接続するようにしても良い。
なお、本実施例の構成は、実施例４〜実施例１３のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。

Claims (4)

  1. ｎチャネル型の第１のトランジスタと、ｎチャネル型の第２のトランジスタと、保持容量と、発光素子と信号線を有する発光装置であって、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのドレインと前記第２のトランジスタのドレインとは電気的に接続され、
    前記保持容量の一方の電極と前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    第１の期間において、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインとは導通し、
    前記第１のトランジスタのソースと前記第２のトランジスタのソースと前記保持容量の他方の電極と前記信号線とは導通し、
    第２の期間において、
    前記第２のトランジスタのソースと発光素子の画素電極と前記保持容量の他方の電極とは導通し、
    前記第１のトランジスタのソースはフローティングになることを特徴とする発光装置。
  2. ｎチャネル型の第１のトランジスタと、ｎチャネル型の第２のトランジスタと、保持容量と、発光素子と信号線を有する発光装置であって、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのドレインと前記第２のトランジスタのドレインとは電気的に接続され、
    前記保持容量の一方の電極と前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    第１の期間において、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインとは導通し、
    前記第１のトランジスタのソースと前記第２のトランジスタのソースと前記保持容量の他方の電極と前記信号線とは導通し、
    第２の期間において、
    前記第１のトランジスタのソースと前記保持容量の他方の電極とは非導通にされ、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインとは非導通にされ、
    第３の期間において、
    前記第２のトランジスタのソースと発光素子の画素電極と前記保持容量の他方の電極とは導通し、
    前記第１のトランジスタのソースをフローティングにすることを特徴とする発光装置。
  3. ｐチャネル型の第１のトランジスタと、ｐチャネル型の第２のトランジスタと、保持容量と、発光素子と信号線を有する発光装置であって、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのソースと前記第２のトランジスタのソースと前記保持容量の一方の電極は電気的に接続され、
    前記保持容量の他方の電極と前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    第１の期間において、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインと前記第２のトランジスタのドレインとは導通し、
    第２の期間において、
    前記第２のトランジスタのドレインと発光素子とは導通し、
    前記第１のトランジスタのドレインはフローティングになることを特徴とする発光装置。
  4. ｐチャネル型の第１のトランジスタと、ｐチャネル型の第２のトランジスタと、保持容量と、発光素子と信号線を有する発光装置であって、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのソースと前記第２のトランジスタのソースと前記保持容量の一方の電極は電気的に接続され、
    前記保持容量の他方の電極と前記第２のトランジスタのゲートとは電気的に接続され、
    第１の期間において、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインと前記第２のトランジスタのドレインとは導通し、
    第２の期間において、
    前記第１のトランジスタのゲートと前記第１のトランジスタのドレインとは非導通にされ、
    第３の期間において、
    前記第２のトランジスタのドレインと発光素子とは導通し、
    前記第１のトランジスタのドレインはフローティングになることを特徴とする発光装置。
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