JP2012068640A - 半導体装置及び半導体装置の駆動方法 - Google Patents

半導体装置及び半導体装置の駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電流入力型画素において、信号書き込み速度を速め、トランジスタの隣接間ばらつきの影響を低減する半導体装置を提供する。
【解決手段】直列に接続された２つのトランジスタにおいて、設定動作（信号書き込み）の時には、そのうちの１つのトランジスタのソース・ドレイン間の電圧が非常に小さくなり、もう１つのトランジスタに対して、設定動作を行うようになる。そして、出力動作の時には、２つのトランジスタがマルチゲートのトランジスタとして動作するため、出力動作の時の電流値を小さくできる。逆にいうと、設定動作の時の電流を大きくすることが出来る。したがって、配線などに寄生する交差容量や配線抵抗の影響を受けにくくして、すばやく、設定動作が行うことが出来る。また、設定動作と出力動作とで、同一のトランジスタを１つ用いるため、隣接間ばらつきの影響も小さくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は負荷に供給する電流をトランジスタで制御する機能を設けた半導体装置に係り
、特に電流によって輝度が変化する電流駆動型発光素子で形成された画素や、その信号線
駆動回路を含む半導体装置に関する。
近年、画素を発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で形成した、いわゆる自発光型
の表示装置が注目を浴びている。このような自発光型の表示装置に用いられる発光素子と
しては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎ
ｇ Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍ
ｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子などとも言う）が注目を集めており、有機ＥＬディスプ
レイなどに用いられるようになってきている。
ＯＬＥＤなどの発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べて画素の視認
性が高く、バックライトが不要で応答速度が速い等の利点がある。また発光素子の輝度は
、そこを流れる電流値によって制御される。
このような自発光型の発光素子を用いた表示装置では、その駆動方式として単純マトリ
ックス方式とアクティブマトリックス方式とが知られている。前者は構造は簡単であるが
、大型かつ高輝度のディスプレイの実現が難しい等の問題があり、近年は発光素子に流れ
る電流を画素回路内部に設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって制御するアクティブ
マトリックス方式の開発が盛んに行われている。
このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、駆動ＴＦＴの電流特性のバ
ラツキにより発光素子に流れる電流が変化し輝度がばらついてしまうという問題があった
。
つまり、このようなアクティブマトリックス方式の表示装置の場合、画素回路には発光
素子に流れる電流を駆動する駆動ＴＦＴが用いられており、これらの駆動ＴＦＴの特性が
ばらつくことにより発光素子に流れる電流が変化し、輝度がばらついてしまうという問題
があった。そこで画素回路内の駆動ＴＦＴの特性がばらついても発光素子に流れる電流は
変化せず、輝度のバラツキを抑えるための種々の回路が提案されている。
特許出願公表番号２００２−５１７８０６号公報 国際公開第 ０１／０６４８４号パンフレット 特許出願公表番号２００２−５１４３２０号公報 国際公開第 ０２／３９４２０号パンフレット
特許文献１乃至４は、いずれもアクティブマトリックス型表示装置の構成を開示したも
ので、特許文献１乃至３には、画素回路内に配置された駆動ＴＦＴの特性のバラツキによ
って発光素子に流れる電流が変化しないような回路構成が開示されている。この構成は、
電流書き込み型画素、もしくは電流入力型画素などと呼ばれている。また特許文献４には
、ソースドライバ回路内のＴＦＴのバラツキによる信号電流の変化を抑制するための回路
構成が開示されている。
図１６９に、特許文献１に開示されている従来のアクティブマトリックス型表示装置の
第１の構成例を示す。図１６９の画素は、ソース信号線１６９０１、第１〜第３のゲート
信号１６９０２〜１６９０４、電流供給線１６９０５、ＴＦＴ１６９０６〜１６９０９、
保持容量１６９１０、ＥＬ素子１６９１１、信号電流入力用電流源１６９１２を有する。
ＴＦＴ１６９０６のゲート電極は、第１のゲート信号線１６９０２に接続され、第１の
電極はソース信号線１６９０１に接続され、第２の電極は、ＴＦＴ１６９０７の第１の電
極、ＴＦＴ１６９０８の第１の電極、およびＴＦＴ１６９０９の第１の電極に接続されて
いる。ＴＦＴ１６９０７のゲート電極は、第２のゲート信号線１６９０３に接続され、第
２の電極はＴＦＴ１６９０８のゲート電極に接続されている。ＴＦＴ１６９０８の第２の
電極は、電流供給線３１６９０５に接続されている。ＴＦＴ１６９０９のゲート電極は、
第３のゲート信号線１６９０４に接続され、第２の電極はＥＬ素子１６９１１の陽極に接
続されている。保持容量１６９１０はＴＦＴ１６９０８のゲート電極と入力電極との間に
接続され、ＴＦＴ１６９０８のゲート・ソース間電圧を保持する。電流供給線１６９０５
およびＥＬ素子１６９１１の陰極には、それぞれ所定の電位が入力され、互いに電位差を
有する。
図１７２を用いて、信号電流の書き込みから発光までの動作について説明する。図中、
各部を示す図番は、図１６９に準ずる。図１７２（Ａ）〜（Ｃ）は、電流の流れを模式的
に示している。図１７２（Ｄ）は、信号電流の書き込み時における各経路を流れる電流の
関係を示しており、図１７２（Ｅ）は、同じく信号電流の書き込み時に、保持容量１６９
１０に蓄積される電圧、つまりＴＦＴ１６９０８のゲート・ソース間電圧について示して
いる。
まず、第１のゲート信号線１６９０２および第２のゲート信号線１６９０３にパルスが
入力され、ＴＦＴ１６９０６、１６９０７がＯＮする。このとき、ソース信号線を流れる
電流、すなわち信号電流をＩｄａｔａとする。
ソース信号線には、電流Ｉｄａｔａが流れているので、図１７２（Ａ）に示すように、
画素内では、電流の経路はＩ１とＩ２とに分かれて流れる。これらの関係を図１７２（Ｄ
）に示している。なお、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２であることは言うまでもない。
ＴＦＴ１６９０６がＯＮした瞬間には、まだ保持容量１６９１０には電荷が保持されて
いないため、ＴＦＴ１６９０８はＯＦＦしている。よって、Ｉ２＝０となり、Ｉｄａｔａ
＝Ｉ１となる。すなわちこの間は、保持容量１６９１０における電荷の蓄積による電流の
みが流れている。
その後、徐々に保持容量１６９１０に電荷が蓄積され、両電極間に電位差が生じ始める
（図１７２（Ｅ））。両電極の電位差がＶｔｈとなると（図１７２（Ｅ） Ａ点）、ＴＦ
Ｔ１６９０８がＯＮして、Ｉ２が生ずる。先に述べたように、Ｉｄａｔａ＝Ｉ１＋Ｉ２で
あるので、Ｉ１は次第に減少するが、依然電流は流れており、さらに保持容量には電荷の
蓄積が行われる。
保持容量１６９１０においては、その両電極の電位差、つまりＴＦＴ１６９０８のゲー
ト・ソース間電圧が所望の電圧、つまりＴＦＴ１６９０８がＩｄａｔａの電流を流すこと
が出来るだけの電圧（ＶＧＳ）になるまで電荷の蓄積が続く。やがて電荷の蓄積が終了す
る（図１７２（Ｅ） Ｂ点）と、電流Ｉ１は流れなくなり、さらにＴＦＴ１６９０８はそ
のときのＶＧＳに見合った電流が流れ、Ｉｄａｔａ＝Ｉ２となる（図１７２（Ｂ））。こ
うして、定常状態に達する。以上で信号の書き込み動作が完了する。最後に第１のゲート
信号線１６９０２および第２のゲート信号線１６９０３の選択が終了し、ＴＦＴ１６９０
６、１６９０７がＯＦＦする。
続いて、発光動作に移る。第３のゲート信号線１６９０４にパルスが入力され、ＴＦＴ
１６９０９がＯＮする。保持容量１６９１０には、先ほど書き込んだＶＧＳが保持されて
いるため、ＴＦＴ１６９０８はＯＮしており、電流供給線１６９０５から、Ｉｄａｔａの
電流が流れる。これによりＥＬ素子１６９１１が発光する。このとき、ＴＦＴ１６９０８
が飽和領域において動作するようにしておけば、ＴＦＴ１６９０８のソース・ドレイン間
電圧が変化したとしても、Ｉｄａｔａは変わりなく流れることが出来る。
このように、設定した電流を出力する動作を、出力動作と呼ぶことにする。以上に一例
を示した、電流書き込み型画素のメリットとして、ＴＦＴ１６９０８の特性等にばらつき
があった場合であっても、保持容量１６９１０には、電流Ｉｄａｔａを流すのに必要なゲ
ート・ソース間電圧が保持されるため、所望の電流を正確にＥＬ素子に供給することが出
来、よってＴＦＴの特性ばらつきに起因した輝度ばらつきを抑えることが可能になる点が
ある。
以上の例は、画素回路内での駆動ＴＦＴのバラツキによる電流の変化を補正するための
技術に関するものであるが、ソースドライバ回路内においても同一の問題が発生する。特
許文献４には、ソースドライバ回路内でのＴＦＴの製造上のバラツキによる信号電流の変
化を防止するための回路構成が開示されている。
このように、従来の電流駆動回路やこれを用いた表示装置においては、信号電流とＴＦ
Ｔを駆動するための電流あるいは信号電流と発光時に発光素子に流れる電流とが等しいか
、あるいは比例関係を保つように構成されている。
従って、発光素子を駆動するための駆動ＴＦＴの駆動電流が小さい場合や、発光素子で
暗い階調の表示を行おうとする場合、信号電流もそれに比例して小さくなってしまう。よ
って、信号電流を駆動ＴＦＴや発光素子に供給するために用いられる配線の寄生容量は極
めて大きいため、配線の寄生容量を充電する時定数が大きくなり、信号電流が小さいと信
号書き込み速度が遅くなってしまうという問題点がある。つまり、トランジスタに電流を
供給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させる速度
が、遅くなってしまうことが問題となっている。
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、信号電流が小さな場合であっ
ても信号の書き込み速度や素子駆動速度を向上させることのできる電流駆動回路及びこれ
を用いた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の半導体装置は、第１のトランジスタと第２のトランジスタとスイッチと容量素
子とを有し、第１のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、第
２のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、第１のトランジス
タのゲート端子と、第１のトランジスタの第１の端子とは、スイッチを介して接続されて
おり、第１のトランジスタの第２の端子は、第２のトランジスタの第１の端子と接続され
ており、第１のトランジスタのゲート端子は、第２のトランジスタのゲート端子と接続さ
れており、第１のトランジスタのゲート端子は、容量素子の一方の端子と接続されており
、第１のトランジスタの第１の端子と第１のトランジスタの第２の端子との間、または、
第２のトランジスタの第１の端子と第２のトランジスタの第２の端子との間を、短絡状態
にする手段を有する。
また、本発明の半導体装置は、第１のトランジスタと第２のトランジスタと第１のスイ
ッチと第２のスイッチと容量素子とを有し、第１のトランジスタは、ゲート端子と第１の
端子と第２の端子とを有し、第２のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端
子とを有し、第１のトランジスタのゲート端子と、第１のトランジスタの第１の端子とは
、第１のスイッチを介して接続されており、第１のトランジスタの第２の端子は、第２の
トランジスタの第１の端子と接続されており、第１のトランジスタのゲート端子は、第２
のトランジスタのゲート端子と接続されており、第１のトランジスタのゲート端子は、容
量素子の一方の端子と接続されており、第１のトランジスタの第１の端子と第１のトラン
ジスタの第２の端子とは、または、第２のトランジスタの第１の端子と第２のトランジス
タの第２の端子とは、第２のスイッチを介して接続されている。
また、本発明の半導体装置は、第１のトランジスタと第２のトランジスタと第１のスイ
ッチと第２のスイッチと第３のスイッチと電源線と容量素子とを有し、第１のトランジス
タは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、第２のトランジスタは、ゲート端
子と第１の端子と第２の端子とを有し、第１のトランジスタのゲート端子と、第１のトラ
ンジスタの第１の端子とは、第１のスイッチを介して接続されており、第１のトランジス
タの第２の端子は、第２のトランジスタの第１の端子と接続されており、第１のトランジ
スタのゲート端子は、第２のトランジスタのゲート端子と第２のスイッチを介して接続さ
れており、第１のトランジスタのゲート端子は、容量素子の一方の端子と接続されており
、第２のトランジスタのゲート端子は、電源線と第３のスイッチを介して接続されている
。
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１のトランジスタと第２のトラン
ジスタとは、同じ導電型である。
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、容量素子の他方の端子が、第２のト
ランジスタの第２の端子と接続されている。
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１のトランジスタの第１の端子、
または、第２のトランジスタの第２の端子は、電流源回路と接続されている
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第１のトランジスタの第１の端子、
または、第２のトランジスタの第２の端子は、表示素子と接続されていることを特徴とす
る。
つまり、本発明では、直列に接続された２つのトランジスタ（第１のトランジスタと第
２のトランジスタ）において、設定動作の時には、そのうちの１つのトランジスタ（例え
ば第２のトランジスタ）のソース・ドレイン間の電圧が非常に小さくなり、もう１つのト
ランジスタ（例えば第１のトランジスタ）に対して、設定動作を行うようになる。そして
、出力動作の時には、２つのトランジスタ（第１のトランジスタと第２のトランジスタ）
がマルチゲートのトランジスタとして動作するため、出力動作の時の電流値を小さくでき
る。逆にいうと、設定動作の時の電流を大きくすることが出来る。
また、本発明では、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の
電位が設定動作の事前に所定の電位になるようにし、その後、設定動作を行う。所定の電
位は、設定動作が完了したとき（定常状態になったとき）の電位と概ね等しい。そのため
、すばやく設定動作を行うことが出来る。なお、本発明においていう設定動作とは、トラ
ンジスタに電流を供給して、前記トランジスタが前記電流を流すのに必要な電圧をゲート
端子に生成させる動作のことである。
また、設定動作を素早く完了させるために、トランジスタのゲート端子の電位が設定動
作の事前に所定の電位になるようにする動作をプリチャージ動作と呼び、そのような機能
を有する回路をプリチャージ手段と呼ぶことにする。
本発明は、負荷に第１の電流を供給するトランジスタを有する半導体装置であって、
該トランジスタのゲート端子の電位を、該トランジスタに第２の電流を流すことによって
所定の電位にするプリチャージ手段を有することを特徴とする半導体装置である。
つまり、該トランジスタに設定動作を行う場合、電流値が小さいと、なかなか定常状態
に達せず、電流の書き込み動作が完了しない。そこで、設定動作を行う前に、プリチャー
ジ動作を行う。プリチャージ動作を行うことにより、設定動作を行ったときに定常状態に
なったときの電位と、概ね等しい状態になっている。つまり、該トランジスタのゲート端
子の電位が、プリチャージ動作を行うことによって、すばやく充電される。そのため、プ
リチャージ動作の後、設定動作を行うと、より早く完了させることが出来るようになる。
なお、該プリチャージ動作は、設定動作の時よりも大きな電流を流すことにより行う。
そのため、該トランジスタのゲート端子の電位はすばやく充電される。
また、本発明は、表示素子と、該表示素子に電流を供給するトランジスタと、該トラン
ジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有することを特徴
とする半導体装置である。
前記信号線駆動回路は、信号線に電流を供給するトランジスタと前記トランジスタのゲー
ト端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段とを有することを特徴とする半導体装
置。
また、本発明は、信号線と、該信号線に電流を供給するトランジスタと、該トランジスタ
のゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有する信号線駆動回路を
備えたことを特徴とする半導体装置であるが提供される。
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給して、該トラ
ンジスタが該第１の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、該トランジ
スタに第２の電流を供給して、該トランジスタが該第２の電流を流すのに必要な電圧をゲ
ート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置の駆動方法である。
また、本発明は、負荷に電流を供給するトランジスタのゲート端子の電位に対し、該ト
ランジスタが定常状態となる所定の電位になるようにした後、該トランジスタに電流を供
給して、該トランジスタが該電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステッ
プを有することを特徴とする半導体装置の駆動方法である。
また、本発明は、上記構成によって、該第１の電流が、該第２の電流よりも大きいこと
を特徴とする半導体装置である。
なお、本発明において適用可能なトランジスタの種類に限定はない。例えば、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）でもよい。ＴＦＴのなかでも、半導体層が非晶質（アモルファス）の
ものでもよいし、多結晶（ポリクリスタル）でも、単結晶のものでもよい。その他のトラ
ンジスタとして、単結晶基板において作られたトランジスタでもよいし、ＳＯＩ基板にお
いて作られたトランジスタでもよいし、ガラス基板上に形成されたトランジスタでもよい
し、プラスチック基板上に形成されたトランジスタでもよいし、どのような基板の上に形
成されたトランジスタでもよい。その他にも、有機物やカーボンナノチューブで形成され
たトランジスタでもよい。また、ＭＯＳ型トランジスタでもよいし、バイポーラ型トラン
ジスタでもよい。
なお、本発明において、接続されているとは、電気的に接続されていることと同義であ
る。したがって、間に、別の素子やスイッチなどが配置されていてもよい。
また、本発明において半導体装置とは、トランジスタや容量素子などを有する回路を含む
装置をいう。
本発明では、配線などに寄生する交差容量や配線抵抗の影響を受けにくくして、素早く設
定動作をすることができる。そのため、出力動作において、正確な電流を出力することが
出来る。
本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。 本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。 本発明の信号線駆動回路の構成の一部を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明の画素の構成を説明する図。 本発明が適用される電子機器の図。 従来の画素の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 本発明の表示装置の構成を説明する図。 従来の画素の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の電流と電圧の時間変化を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の構成を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路のある動作での接続状況を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。 本発明の電流源回路の動作を説明する図。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの
異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することな
くその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本発明は、ＥＬ素子を有する画素だけでなく、電流源を有する様々なアナログ回路に適用
することが出来る。そこでまず、本実施の形態では、本発明の基本原理について述べる。
まず、図１に、本発明の基本原理に基づく構成について示す。常に電流源（または、そ
の一部）として動作する電流源トランジスタ１０１と、状態によって、動作が異なる切り
替えトランジスタ１０２とがあり、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１
０２とは、直列に接続されている。切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン端子
間はスイッチ１０３で接続されている。そして、電流源トランジスタ１０１のゲート端子
と、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子には、容量素子１０４の一方の端子が接続
されている。容量素子１０４の他方の端子は、切り替えトランジスタ１０２のソース端子
に接続されている。そして、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の
ゲート端子はスイッチ１０５を介して電流源トランジスタ１０１のドレイン端子と接続さ
れており、スイッチ１０５のオンオフによって、容量素子１０４の電荷の保持を制御でき
る。そのため、容量素子１０４は電流源トランジスタ１０１のゲート・ソース間電圧を保
持することが出来る。また、電流源トランジスタ１０１のドレイン端子と配線１１２とは
、負荷１０９を介して接続されている。また、切り替えトランジスタ１０２のソース端子
は、スイッチ１０６と基本電流源１０８を介して配線１１０と接続され、それと並列に、
スイッチ１０７を介して配線１１１と接続されている。
また、切り替えトランジスタ１０２には、状態によって、電流源として動作する場合と
、ソース・ドレイン間で電流が流れないように動作する場合（または、スイッチとして動
作する場合）とで、切り替えを行うことが出来る手段が接続されている。ここで、切り替
えトランジスタ１０２が、電流源（の一部）として動作する場合を、電流源動作と呼ぶこ
とにする。また、切り替えトランジスタ１０２が、ソース・ドレイン間で電流が流れない
ような状態で動作する場合（または、スイッチとして動作する場合）、または、ソース・
ドレイン間の電圧が小さい状態で動作する場合を、短絡動作と呼ぶことにする。
このように、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現する
ために、様々な構成を用いることが出来る。
そこで、本実施の形態では、一例として、図１に構成を示している。図１では、切り替
えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とを、スイッチ１０３を介して、接続
できるようにしている。そして、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、電流源ト
ランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。スイッチ１０３を用いて、切り替えト
ランジスタ１０２の動作を、電流源動作か短絡動作かに切り替えることが出来る。
そこで、図１の動作について述べる。図１の動作を図２及び図３を用いて説明する。ま
ず、図２に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６をオンにし、スイッチ１０７を
オフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概
ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間では、ほ
とんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流れるようになる。そのため、基本電
流源１０８に流れる電流Ｉｂが、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れる。
そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１
０８に流れる電流Ｉｂとが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つ
まり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積さ
れる。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂを流すのに必
要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する
。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡動作を行っていることになる。
このように、容量素子１０４に電流が流れなくなり、定常状態になれば、設定動作は完
了したと考えることが出来る。
次に、図３に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６をオフにし、スイッチ１０
７をオンにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているので、切り替えトランジス
タ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。一方、容量素子１０４には、
設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流源トランジスタ１０１と
切り替えトランジスタ１０２のゲート端子に、加わる。そして、電流源トランジスタ１０
１と切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、互いに接続されている。以上のことか
ら、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、マルチゲートのトラン
ジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ１０１と切り替えト
ランジスタ１０２を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長
Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に、トランジスタのゲート
長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。したがって、負荷１０９の方に流
れる電流は、Ｉｂよりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時
、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、出力動作において負荷
１０９などに流れる電流よりも、設定動作において流れる電流Ｉｂの方を、大きくするこ
とが出来る。したがって、設定動作において流れる電流を大きくすることができるため、
すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷
（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、設定動作をすばやく行うことが出来
る。
また、設定動作において流れる電流Ｉｂが大きいため、ノイズなどの影響が小さくなる
。つまり、多少、ノイズなどによる微小電流が流れてしまっても、Ｉｂの値が大きいため
、ほとんどノイズなどの影響を受けない。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子である場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時にも、ＥＬ素子に流す電流よりも大きな電流Ｉｂを用いて書き
込むことが出来る。よって、信号電流がノイズに埋もれる等のトラブルを回避し、かつ迅
速な書き込み動作が可能となる。
なお、負荷１０９は、何でもよい。抵抗などのような素子でも、トランジスタでも、Ｅ
Ｌ素子でも、トランジスタと容量とスイッチとで構成された電流源回路でもよい。信号線
や信号線とそれに接続された画素でもよい。その画素には、ＥＬ素子やＦＥＤで用いる素
子など、どのような表示素子を含んでいてもよい。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２な
どのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子１０４を省略で
きる。
なお、配線１１０と配線１１１とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されているが、これに
限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。配線１１１は
、容量素子１０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線１１０または
配線１１１は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作とで、
電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２と
は、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（
同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは
、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、
同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよ
いし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジスタ
と同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り替
えトランジスタ１０２の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる
。よって、設定動作時と出力動作時のそれぞれの時に流したい電流の比率の状況に合わせ
て、設計すればよい。
なお、１０３、１０５、１０６、１０７などのようなスイッチは、電気的スイッチでも
機械的なスイッチでも何でも良い。電流の流れを制御できるものなら、何でも良い。トラ
ンジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路でもよい。
よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッ
チとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オ
フ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いるこ
とが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けているものや
マルチゲート構造にしているもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジス
タのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、０Ｖなど）に近い状態で動
作する場合はｎチャネル型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど
）に近い状態で動作する場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲート
・ソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである
。なお、ｎチャネル型とｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよ
い。
なお、本発明の回路として、図１に示したが、構成はこれに限定されない。スイッチの
配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、切り替えトラ
ンジスタ１０２の数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより
、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることによ
り、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、１０３、１０５、１０６、１０７などのようなスイッチは、対象とする電流の
オンオフを制御できるなら、どこに配置しても良い。具体的には、スイッチ１０７は、所
望の電位を設定するため、所望の電位を供給する配線１１１と直列に配置されていれば良
い。同様に、スイッチ１０６は、基本電流源１０８に流れる電流を制御するため、それと
直列に配置されていれば良い。また、スイッチ１０３は、切り替えトランジスタ１０２に
流れる電流を制御するため、切り替えトランジスタ１０２と並列に配置されていれば良い
。スイッチ１０５は、容量素子１０４の電荷を制御できるように配置されていればよい。
そこで、スイッチ１０３の接続を変更した場合の例を図４に示す。スイッチ１０３の一
方の端子は、切り替えトランジスタ１０２のドレイン端子と電流源トランジスタ１０１の
ソース端子の間に接続され、他方の端子はスイッチ１０６と基本電流源１０８の間に接続
されている。図４の構成によっても、スイッチ１０６は基本電流源１０８に流れる電流を
制御することができ、スイッチ１０３は切り替えトランジスタ１０２の短絡動作と電流源
動作を切り替えることができる。つまり、図４の動作を図５と図６を用いて説明すると、
設定動作のときには図５に示すようにスイッチ１０３、１０５、１０６をオンにし、スイ
ッチ１０７をオフにする。こうして、基本電流源１０８からの電流を流すことができると
共に、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレインを短絡することができる。そして
、出力動作のときには、図６に示すようにスイッチ１０３、１０５、１０６をオフにし、
スイッチ１０７をオンにする。こうして切り替えトランジスタ１０２に電流を流すことが
できるようになる。
また、スイッチ１０５の接続を変更した場合の例を図１４４に示す。スイッチ１０５の一
方の端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子に接続され、他方の端子は配線１４
４１に接続されている。図１４４の構成によっても、容量素子１０４の電荷を制御できる
。なお、配線１１２と配線１４４１は一つの配線であってもよいし、異なる配線であって
もよい。
つまり、設定動作時には、図１５のように接続され、基本電流源１０８から流れる電流Ｉ
ｂが電流源トランジスタ１０１に流れ、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作をしてお
り、出力動作の時には、図１６のように接続され、切り替えトランジスタ１０２は電流源
動作をしており、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電流
は、負荷１０９の方に流れる、というようになっていれば、１０３、１０５、１０６、１
０７などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。よって、図１５のような接続には
、もちろん図１８１のように接続されている場合も含むし、図１８２のように接続されて
いる場合も含むものとする。
次に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場
合について、図７に示す。図１の電流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０
２、スイッチ１０３が図７の電流源トランジスタ７０１、切り替えトランジスタ７０２、
スイッチ７０３に対応する。図１では、切り替えトランジスタ１０２、電流源トランジス
タ１０１、負荷１０９の順に配置されていたが、図７では、電流源トランジスタ７０１、
切り替えトランジスタ７０２、負荷１０９の順に配置されている。
ここで、図１の回路と、図７の回路の違いについて考える。図１では、切り替えトラン
ジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソース端子
（ドレイン端子）の間に、電位差が生じる。したがって、切り替えトランジスタ１０２の
ゲート容量には、電荷が保存される。そして、電流源動作の時にも、ゲート容量に電荷が
保存されたままになる。よって、短絡動作（設定動作）の時と、電流源動作（出力動作）
の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、ほとんど変化しない。
一方、図７では、切り替えトランジスタ７０２が短絡動作のとき、切り替えトランジス
タ７０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差がほとんど生じない
。したがって、切り替えトランジスタ７０２のゲート容量には、電荷が保存されない。そ
して、電流源動作の時には、スイッチ１０５、７０３がオフになるため、ゲート容量に電
荷がたまり、切り替えトランジスタ７０２が電流源の一部として動作する。このときの電
荷は、容量素子１０４や電流源トランジスタ７０１のゲート容量に蓄積されていたもので
ある。その電荷が、切り替えトランジスタ７０２のゲート部に移動することになる。よっ
て、短絡動作（設定動作）の時と、電流源動作（出力動作）の時とで、電流源トランジス
タ７０１のゲート端子の電位は、移動した電荷分だけ、変化する。その結果、出力動作の
時に、電流源トランジスタ７０１と切り替えトランジスタ７０２のゲート・ソース間電圧
の絶対値は小さくなり、負荷１０９に流れる電流も小さくなる。
よって、電流源トランジスタ７０１と切り替えトランジスタ７０２の配置をどのように
するかは、状況によって設計すればよい。例えば、負荷１０９がＥＬ素子の場合、黒表示
をしたいときに、わずかでも光ってしまうと、コントラストを低下させてしまう。そのよ
うな場合、図７のような構成にすることにより、電流がわずかに小さくなるため、より好
適である。
次に、図１では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、１つづ
つ配置されていたが、どちらか、あるいは、両方とも、複数個を配置してもよい。また、
その並べ方も、任意に選択してもよい。図８には、図１の切り替えトランジスタ１０２と
電流源トランジスタ１０１の間に第２の切り替えトランジスタ８０１を配置した場合の例
を示す。第２の切り替えトランジスタ８０１の短絡動作と電流源動作の切り替えはスイッ
チ８０２のオンオフによって制御する。このように図８では切り替えトランジスタ１０２
及び第２の切り替えトランジスタ８０１を用いて、図１の切り替えトランジスタ１０２の
機能を果たすことができる。また、図１の構成に、図７で示した切り替えトランジスタ７
０２の機能を果たす第２の切り替えトランジスタ９０２を配置した構成は図９に示す。な
お、スイッチ９０２は図７のスイッチ７０３に対応する。
なお、図１では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のそれぞれの
ゲート端子は、共にスイッチ１０５を介して電流源トランジスタ１０１のドレイン端子と
接続されていた。しかし、図１８５に示すように、電流源トランジスタ１０１と切り替え
トランジスタ１０２のそれぞれのゲート端子は、共にスイッチ１０５を介して配線１４４
１と接続されていてもよい。つまり、図１８５の動作を図１８６と図１８７を用いて説明
すると、設定動作のときには、図１８６のように、スイッチ１０６、スイッチ１０３、ス
イッチ１０５をオン、スイッチ１０７をオフにする。こうして基本電流源１０８から電流
を流すことができると共に、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレインを短絡する
ことができる。そして、出力動作のときには、図１８７に示すようにスイッチ１０７をオ
ン、スイッチ１０６、スイッチ１０３、スイッチ１０５をオフにする。こうして、切り替
えトランジスタ１０２に電流を流すことができるようになる。
つまり、設定動作時には、図１８８のように接続され、基本電流源１０８から流れる電流
Ｉｂが電流源トランジスタ１０１に流れ、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作をして
いる。出力動作時には、図１８９のように接続され、切り替えトランジスタ１０２は電流
源動作をしており、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に流れる電
流は、負荷１０９の方に流れる、というようになっていればスイッチ１０３、スイッチ１
０５、スイッチ１０６、スイッチ１０７などのスイッチはどこに配置してもよい。なお、
配線１４４１には、低電源電位Ｖｓｓが入力されているがこれに限らない。また、配線１
１２と配線１４４１に入力される電位が同じときには、これらの配線は共通のものとする
ことができる。
なお、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、図１では、どちら
もＰチャネル型であるが、これに限定されない。図１の回路に関して、電流源トランジス
タ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構造を
変更ない場合の例を、図１１に示す。図１と図１１を比較すると分かるように、配線１１
０、１１１、１１２の電位を、配線１１１０、１１１１、１１１２のように変更し、基本
電流源１０８の電流の向きを基本電流源１１０８のように変更すれば、容易に変更できる
。電流源トランジスタ１１０１、切り替えトランジスタ１１０２、スイッチ１１０３、１
１０５、１１０６、１１０７、容量素子１１０４、負荷１１０９は図１の構成における電
流源トランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２、スイッチ１０３、１０５、１０
６、１０７、容量素子１０４、負荷１０９にそれぞれ対応し、これらの接続は、変更され
ていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図１の回路に
関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変
更した場合の例を図１２に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ１２０１と、状態
によって、動作が異なる切り替えトランジスタ１２０２とがあり、電流源トランジスタ１
２０１と切り替えトランジスタ１２０２とは、直列に接続されている。電流源トランジス
タ１２０１のゲート端子には、容量素子１２０４の一方の端子が接続されている。容量素
子１２０４の他方の端子１２０６は、切り替えトランジスタ１２０２（電流源トランジス
タ１２０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ１２０１の
ゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ１２０１のゲ
ート端子とドレイン端子とは、スイッチ１２０５を介して接続されており、スイッチ１２
０５のオンオフによって、容量素子１２０４の電荷の保持を制御できる。
そこで、図１２の動作について述べる。図１２の動作を図１３及び図１４を用いて説明
する。ただし、図１の動作と同様であるため、簡単に説明する。まず、図１３に示すよう
に、スイッチ１２０３、１２０５、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにする。そ
して、定常状態になると、容量素子１２０４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき
、電流源トランジスタ１２０１のゲート・ソース間電圧が容量素子１２０４に蓄積される
。つまり、電流源トランジスタ１２０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂを流すのに必要
な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。
そしてその時、切り替えトランジスタ１２０２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、図１４に示すように、スイッチ１２０３、１２０５、１０６をオフにし、スイッ
チ１０７をオンにする。すると、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１
２０２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、負荷１
０９の方に電流が流れ、その大きさは、Ｉｂよりも小さくなる。以上の動作は、出力動作
に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１２０２は、電流源動作を行っている
ことになる。
なお、容量素子１２０４の端子１２０６の電位は、設定動作の時と、出力動作の時とで
、異なる場合が多い。しかし、容量素子１２０４の両端の電圧（電位差）は変化しないた
め、負荷１０９には、所望の電流が流れる。
なお、この場合も、設定動作の時には、図１７のように接続され、出力動作の時には、
図１８のように接続される、というようになっていれば、スイッチは、どこに配置しても
よいことは、もちろんである。
そこで、スイッチ１２０５の接続を変更した場合の例を図１８０に示す。スイッチ１２０
５の一方の端子は、電流源トランジスタ１２０１のゲート端子と接続され、他方の端子は
スイッチ１０６と基本電流源１０８の間に接続されている。図１８０の構成によっても、
スイッチ１２０５は基本電流源１０８に流れる電流を制御することができ、スイッチ１２
０３は、切り替えトランジスタ１２０２の短絡動作と電流源動作とを切り替えることがで
きる。つまり、図１８０の動作を図１９０と図１９１を用いて説明すると、設定動作のと
きには、図１９０に示すようにスイッチ１０６、スイッチ１２０５、スイッチ１２０３を
オンにし、スイッチ１０７をオフにする。こうして、基本電流源１０８から電流を流すこ
とができる共に、切り替えトランジスタ１２０２のソース・ドレイン間を短絡することが
できる。そして、出力動作のときには、図１９１に示すように、スイッチ１０７をオンに
し、スイッチ１０６、スイッチ１２０５、スイッチ１２０３をオフにする。こうして切り
替えトランジスタ１２０２に電流を流すことができるようになる。
そして、図１７のような接続には、もちろん図１８３のように接続されている場合も含む
し、図１８４のように接続されている場合も含むものとする。
なお、図１２には、図１に対応させた回路を示したが、図１９には、図７に対応させた
回路を示す。図１９では、短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１９０２のゲート容量
に、電荷が蓄積されない、という特徴がある。
なお、これまでは、切り替えトランジスタは、設定動作のときに短絡動作をして、出力
動作のときには電流源動作をしていた。しかし、これに限定されない。例えば、図２０に
示すように、設定動作のときに電流源動作をして、図２１に示すように、出力動作のとき
には短絡動作をしてもよい。この場合は、出力動作の時の方が、電流が大きい。したがっ
て、信号を増幅していることになり、さまざまなアナログ回路に適用することが出来る。
なお、ここでは、図１の構成について説明したがこれに限定されない。
このように、図１の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電
流源トランジスタの数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、電流の
流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することがで
き、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成する
ことが出来る。
また、図１２の回路を一部変更した場合について述べる。よって、図１２の構成と同様の
内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、図１２の構成に
限られず、本発明は様々な構成に適用することが出来る。
まず、図１２の構成を一部変更したものを、図３２に示す。異なるのは、図１２のスイ
ッチ１０７が、図３２のマルチトランジスタ３２０１に変更されている点である。マルチ
トランジスタ３２０１は、電流源トランジスタ１２０１や切り替えトランジスタ１２０２
と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ３２０１のゲ
ート端子は、電流源トランジスタ１２０１のゲート端子と接続されている。マルチトラン
ジスタ３２０１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時には、スイ
ッチとして動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ１２０１や切り替えトランジ
スタ１２０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動作す
る。
次に、図３２の回路の動作について説明する。図３２の動作を図３３及び図３４を用い
て説明する。まず、図３３に示すように、スイッチ１０６、１２０５、１２０３をオンに
する。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂが、容量素子１２０４や電流源トラン
ジスタ１２０１に流れる。このとき、マルチトランジスタ３２０１のゲート端子とソース
端子は、概ね同じ電位となる。つまり、マルチトランジスタ３２０１のゲート・ソース間
電圧は、概ね０Ｖとなる。したがって、マルチトランジスタ３２０１はオフする。そして
、定常状態になって、電流源トランジスタ１２０１のソース・ドレイン間に流れる電流と
、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂとが等しくなり、容量素子１２０４には、電流が流
れなくなる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、マルチトランジスタ３
２０１は、オフ状態のスイッチとして動作していることになる。
次に、図３４に示すように、スイッチ１０６、１２０５、１２０３をオフにする。そし
て、容量素子１２０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、
電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１２０２とマルチトランジスタ３２
０１のゲート端子に加わる。そして、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジス
タ１２０２とマルチトランジスタ３２０１のゲート端子は、互いに接続されている。以上
のことから、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１２０２とマルチトラ
ンジスタ３２０１は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがっ
て、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１２０２とマルチトランジスタ
３２０１を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電
流源トランジスタ１２０１のＬよりも大きくなる。したがって、負荷１０９の方に流れる
電流は、Ｉｂよりも小さくなる。つまり、負荷１０９の方に流れる電流は、図１２の場合
よりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時、マルチトランジ
スタ３２０１は、マルチゲートのトランジスタの一部として動作していることになる。
このように、図１２のスイッチ１０７を、図３２のマルチトランジスタ３２０１に変更
し、マルチトランジスタ３２０１のゲート端子を電流源トランジスタ１２０１のゲート端
子と接続することにより、電流の制御を自動的に行うことができ、また、負荷１０９の方
に流れる電流を小さくすることが出来る。図１２の場合は、負荷１０９の方に、出力動作
のときに電流を流し、設定動作の時には流さない、という動作を切り替えるため、スイッ
チ１０７を制御するための配線が必要になるが、図３２の場合は、自動的に行えるため、
制御するための配線を省略することができる。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１２０２
とマルチトランジスタ３２０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、
これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１２０１と切り替えトランジスタ１２０２
とマルチトランジスタ３２０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各
々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に
、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、
通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであること
が望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１２０２やマルチトランジスタ３２０
１の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。よって、設定動作
時と出力動作時のそれぞれの時に流したい電流の比率の状況に合わせて、設計すればよい
。
なお、本実施の形態の回路として、図３２に示したが、構成はこれに限定されない。ス
イッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１２０１の数や配置、切
り替えトランジスタ１２０２の数や配置、マルチトランジスタ３２０１の数や配置、各配
線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成するこ
とが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成する
ことが出来る。
例えば、１０６、１２０３、１２０５などのようなスイッチは、対象とする電流のオン
オフを制御できるなら、どこに配置しても良い。つまり、設定動作の時には、図３５のよ
うに接続され、出力動作の時には、図３６のように接続される、というようになっていれ
ば、１０６、１２０３、１２０５などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
（実施の形態２）
実施の形態１では、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実
現するために、図１の構成を用いた。そこで、本実施の形態では、実施の形態１とは異な
る構成で、電流源動作や短絡動作を実現する構成の一例を示す。
なお、実施の形態１と同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略
する。
まず、図２２に、切り替えトランジスタ２２０２に関して、電流源動作や短絡動作を実
現した構成について示す。
図１では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作できるようにするため、スイッチ１
０３を用いていた。このスイッチ１０３を制御することにより、切り替えトランジスタ１
０２のソース・ドレイン間に電流が流れず、切り替えトランジスタ１０２のソース端子と
ドレイン端子とを概ね同じ電位にしていた。
それに対して、図２２では、切り替えトランジスタ２２０２のゲート端子の電圧を制御
して、切り替えトランジスタ２２０２に多くの電流が流すことができるようにする。具体
的には、スイッチ２２０３ａを用いることにより、切り替えトランジスタ２２０２のゲー
ト・ソース間電圧の絶対値を大きくする。その結果、ある値の電流が流れる場合、切り替
えトランジスタ２２０２のソース・ドレイン間電圧が小さくてすむようになる。つまり、
切り替えトランジスタ２２０２は、スイッチとして動作するようになる。
そして、電流源動作の場合は、図１では、スイッチ１０３をオフにして、電流源トラン
ジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、ゲート端子が互いに接続されていること
により、マルチゲートのトランジスタとして動作した。
それに対し、図２２では、電流源トランジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２２０
２は、ゲート端子が互いに接続されていないため、スイッチ２２０３ｂを用いることによ
り、接続されるようにする。その結果、マルチゲートのトランジスタとして動作できるよ
うにする。
そこで、図２２の動作について述べる。図２２の動作を図２３及び図２４を用いて説明
する。まず、図２３に示すように、スイッチ２２０３ａ、２２０５、１０６をオンにし、
スイッチ１０７、２２０３ｂをオフにする。すると、切り替えトランジスタ２２０２のゲ
ート端子は、配線２２０６に接続される。配線２２０６には、低電位側電源（Ｖｓｓ）が
供給されているため、切り替えトランジスタ２２０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は
、非常に大きくなる。よって、切り替えトランジスタ２２０２は、非常に大きな電流駆動
能力をもつことになるので、切り替えトランジスタ２２０２のソース端子とドレイン端子
とは、概ね同じ電位となる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂが、容量素子
２２０４や電流源トランジスタ２２０１に流れる。そして、電流源トランジスタ２２０１
のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂとが等しくな
ると、容量素子２２０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそ
のときのゲート端子の電位が、容量素子２２０４に蓄積される。つまり、電流源トランジ
スタ２２０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂを流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加
わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジ
スタ２２０２は、スイッチとして動作し、短絡動作を行っていることになる。
次に、図２４に示すように、スイッチ１０６、２２０５、２２０３ａをオフにし、スイ
ッチ１０７、２２０３ｂをオンにする。すると、切り替えトランジスタ２２０２のゲート
端子と電流源トランジスタ２２０１のゲート端子は、互いに接続される。一方、容量素子
２２０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流源トラン
ジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２２０２のゲート端子に加わることになる。以上
のことから、電流源トランジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２２０２は、マルチゲ
ートのトランジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ２２０
１と切り替えトランジスタ２２０２を１つのトランジスタであると考えると、そのトラン
ジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ２２０１のＬよりも大きくなる。したがって
、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂよりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に相
当する。そしてその時、切り替えトランジスタ２２０２は、電流源動作を行っていること
になる。
なお、配線２２０６の電位は、Ｖｓｓに限定されない。切り替えトランジスタ２２０２
が十分にオン状態になるような値であればよい。
なお、本実施の形態の回路として、図２２に示したが、構成はこれに限定されない。実
施の形態１と同様、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ２
２０１の数や配置、切り替えトランジスタ２２０２の数や配置、各配線の電位、電流の流
れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、
各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、設定動作の時には、図２５のように接続され、出力動作の時には、図２６のよ
うに接続される、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。
また、電流源トランジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２２０２の配置を入れ替え
た場合について、図２７に示す。図２７では、電流源トランジスタ２７０１、切り替えト
ランジスタ２７０２、負荷１０９の順に配置されている。設定動作のときにはスイッチ２
７０３ａをオンにし、切り替えトランジスタ２７０２のゲート・ソース間電圧の絶対値を
大きくする。そして切り替えトランジスタ２７０２の電流駆動能力を高くすることでスイ
ッチとして機能するようにする。そして、出力動作のときにはスイッチ２７０３ａをオフ
にし、スイッチ２７０３ｂをオンにする。こうして、切り替えトランジスタ２７０２と電
流源トランジスタ２７０１のゲート端子を接続し、マルチゲートのトランジスタとして機
能することができる。
また、図２２の回路に関して、電流源トランジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２
２０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構造を変更ない場合の例を、図２８に示
す。このように、配線の電位を、変更し、基本電流源１０８の電流の向きを変更すれば、
極性（導電型）を容易に変更できる。図２２と図２８を比較すると分かるように、配線１
１０、１１１、２１１２の電位を、配線２８１０、２８１１、２８１２のように変更し、
基本電流源１０８の電流の向きを基本電流源２８０８のように変更すれば、極性（導電型
）を容易に変更できる。電流源トランジスタ２８０１、切り替えトランジスタ２８０２、
スイッチ２８０３ａ、２８０３ｂ、２８０５、２８０６、２８０７、容量素子２８０４、
負荷１１０９は図２２の構成における電流源トランジスタ２２０１、切り替えトランジス
タ２２０２、スイッチ２２０３ａ、２２０３ｂ、２２０５、２２０６、２２０７、容量素
子２２０４、負荷１０９にそれぞれ対応し、これらの接続は、変更されていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図２２の回路
に関して、電流源トランジスタ２２０１と切り替えトランジスタ２２０２の極性（導電型
）を変更した場合の例を図２９に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ２９０１と、状態
によって、動作が異なる切り替えトランジスタ２９０２とがあり、電流源トランジスタ２
９０１と切り替えトランジスタ２９０２と負荷１０９とは、直列に接続されている。電流
源トランジスタ２９０１のゲート端子には、容量素子２９０４の一方の端子が接続されて
いる。容量素子２９０４の他方の端子２９０６は、切り替えトランジスタ２９０２（電流
源トランジスタ２９０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジス
タ２９０１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ
２９０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ２９０５を介して接続されており、
スイッチ２９０５のオンオフによって、容量素子２９０４の電荷の保持を制御できる。
なお、この場合も、設定動作の時には、図３０のように接続され、出力動作の時には、
図３１のように接続されるように動作させる。よって、そのようになっていれば、スイッ
チは、どこに配置してもよい。
なお、配線２９０７には、Ｖｄｄよりも高いＶｄｄ２が供給されている。これに限定さ
れないが、切り替えトランジスタ２９０２が短絡動作の時に、より電流駆動能力が大きく
なるようにするため、出来るだけ高い電位を供給するほうがよい。
このように、図２２の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、
電流源トランジスタの数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位、電流
の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することが
でき、各々の変更を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成す
ることが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１で説明した内容の一部を変更したものに
相当する。したがって、実施の形態１で説明した内容は、本実施の形態にも適用できる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、トランジスタを並列に接続させ、設定動作動作と出力動作で電流を流
すトランジスタを切り替える構成について説明する。なお、以下の説明において、実施の
形態１、２と重複する部分についての説明は省略する。
まず、図５１を用いて、トランジスタを並列に接続して、設定動作動作と出力動作で電
流を流すトランジスタを切り替える場合の構成例について説明する。
少なくとも設定動作の時には、電流が流れる状態にして動作させる設定トランジスタ５
１０２と、出力動作の時には、電流が流れる状態にして動作させる電流源トランジスタ５
１０１とがあり、設定トランジスタ５１０２と電流源トランジスタ５１０１とは、並列に
接続されている。設定トランジスタ５１０２のゲート端子には、容量素子５１０４の一方
の端子が接続されている。また、電流源トランジスタ５１０１のゲート端子にも、容量素
子５１０４の一方の端子が接続されている。容量素子５１０４の他方の端子は、設定トラ
ンジスタ５１０２のソース端子と接続されている。そのため、設定トランジスタ５１０２
のゲート端子の電位を保持することが出来る。また、さらに容量素子５１０４の他方の端
子はスイッチ１０６と基本電流源１０８を介して配線１１０と接続され、それとは並列に
スイッチ１０７を介して配線１１１と接続されている。また、端子５１０５と設定トラン
ジスタ５１０２のドレイン端子とは、スイッチ５１０３ｂを介して接続されている。また
、端子５１０５と電流源トランジスタ５１０１のドレイン端子とは、スイッチ５１０３ａ
を介して接続されている。また、端子５１０５と設定トランジスタ５１０２のゲート端子
とは、スイッチ５１０３ｃを介して接続されており、スイッチ５１０３ｃのオンオフによ
って、容量素子５１０４の電荷の保持を制御できる。また、端子５１０５と配線１１２と
は、負荷１０９を介して接続されている。
そこで、図５１の動作について述べる。図５１の動作を図５２及び図５３を用いて説明す
る。まず、図５２に示すように、スイッチ１０６、５１０３ｂ、５１０３ｃをオンにし、
スイッチ１０７、５１０３ａをオフにする。すると、電流源トランジスタ５１０１のソー
ス・ドレイン間では、電流が流れない。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂが
、容量素子５１０４や設定トランジスタ５１０２に流れる。そして、設定トランジスタ５
１０２のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂとが等
しくなると、容量素子５１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そ
してそのときのゲート端子の電位が、容量素子５１０４に蓄積される。つまり、設定トラ
ンジスタ５１０２のソース・ドレイン間に電流Ｉｂを流すのに必要な電圧が、ゲート端子
に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。
次に、図５３に示すように、スイッチ１０７、５１０３ａをオンにし、スイッチ１０６、
５１０３ｂ、５１０３ｃをオフにする。すると、スイッチ５１０３ｂはオフになっている
ので、設定トランジスタ５１０２のソース・ドレイン間には、電流が流れなくなる。そし
て、設定トランジスタ５１０２のゲート容量及び容量素子５１０４に蓄積された電荷の一
部が電流源トランジスタ５１０１のゲート容量に蓄積される。そして、トランジスタ５１
０１に電流が流れる。このとき設定トランジスタ５１０２と電流源トランジスタ５１０１
のトランジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌ）を適切に設定することで、設定動作の
ときに流す電流Ｉｂより出力動作のときに流す電流を小さくすることができる。つまり、
電流源トランジスタ５１０１より設定トランジスタ５１０２の電流駆動能力を高めること
で出力動作において流す電流より大きい電流Ｉｂで設定動作を行うことができ、素早く定
常状態にすることができる。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や
交差容量など）による影響を少なくし、設定動作を素早く行うことができる。したがって
、例えば、負荷１０９がＥＬ素子である場合、ＥＬ素子を低階調で発光させたい場合の信
号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。なお、容量素子５１０４の静
電容量は、設定トランジスタ５１０２や電流源トランジスタ５１０１のゲート容量の静電
容量よりも十分大きくしておくことが望ましい。なぜなら、設定動作において容量素子５
１０４が保持した電圧が出力動作のときに変動しにくくなるからである。
なお、電流源トランジスタ５１０１や設定トランジスタ５１０２とは、設定動作と出力
動作とで、概ね等しいゲート電位にする必要があるため、これらのトランジスタは同極性
（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、設定動作において図５２では電流源トランジスタ５１０１には電流を流していなか
ったが、図５４に示すように、設定動作においてもスイッチ５１０３ａをオンにし，電流
源トランジスタ５１０１に電流を流すようにしてもよい。
なお、本実施の形態では、図５１などに示したが、本発明の構成はこれに限定されず、
その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。
つまり設定動作のときには図５５のように接続され、出力動作のときには図５６のよう
に接続されるというようになっていれば、図１０や図１７６に示すように、設定トランジ
スタ５１０２と電流源トランジスタ５１０１のゲート端子をスイッチを介して接続するよ
うにしてもよいし、図１７７に示すようにスイッチ５１０３ｂを設定トランジスタ５１０
２のソース端子側に接続してもよい。
図５１の回路に関して、電流の向きを変更して、回路の接続構造を変更せず、電流源ト
ランジスタ５１０１と設定トランジスタ５１０２の極性（導電型）を変更した場合の例を
図５７に示す。図５１と図５７を比較すると分かるように、配線５１１０、５１１１、５
１１２の電位を、配線５７１０、５７１１、５７１２のように変更し、基本電流源１０８
の電流の向きを基本電流源５７０８のように変更すれば、容易に変更できる。電流源トラ
ンジスタ５７０１、設定トランジスタ５７０２、スイッチ５７０３、５７０５、５７０６
、５７０７、容量素子５７０４、負荷５７０９は図５１の構成における電流源トランジス
タ５１０１、設定トランジスタ５１０２、スイッチ５１０３、５１０５、５１０６、５１
０７、容量素子５１０４、負荷５１０９にそれぞれ対応し、これらの接続は、変更されて
いない。
また、図５１の回路に関して、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更すること
により、電流源トランジスタ５１０１と設定トランジスタ５１０２の極性（導電型）を変
更した場合の例を図５８に示す。スイッチ５８０３ｂをオンオフすることによって設定ト
ランジスタ５１０２に流す電流を制御することができる。また、スイッチ５８０３ａをオ
ンオフすることによって電流源トランジスタ５１０１に流す電流を制御することができる
。また、スイッチ５８０３ｃをオンオフすることにより設定トランジスタ５１０２のゲー
ト・ソース間電圧又は電流源トランジスタ５１０１のゲート・ソース間電圧、又は設定ト
ランジスタ５１０２のゲート・ソース間電圧及び電流源トランジスタ５１０１のゲート・
ソース間電圧を保持することができる。
（実施の形態４）
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１乃至３で説明した内容の一部を変
更したものに相当する。したがって、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１、２
及び３の様々な構成において適用できる。
本実施の形態では、実施の形態１、２及び３で説明した回路を、一部変更した場合につ
いて述べる。
簡単のため、図１の回路を一部変更した場合について述べる。よって、実施の形態１と
同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。
まず、図１の構成を一部変更したものを、図３７に示す。異なるのは、負荷１０９に電
流を供給するかしないかを選択するスイッチ３７０２と、電流を放出する配線３７０３と
配線３７０３に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ３７０１を設けている点で
ある。
そこで、図３７の動作について述べる。図３７の動作を図３８及び図３９を用いて説明
する。まず、図３８に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６、３７０１をオンに
し、スイッチ１０７、３７０２をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のソ
ース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１０
２のソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流れ
るようになる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂが、容量素子１０４や電流
源トランジスタ１０１に流れる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン
間に流れる電流と、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂとが等しくなると、容量素子１０
４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の
電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１のソース・ド
レイン間に電流Ｉｂを流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以
上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡
動作を行っていることになる。そして、本構成では、設定動作のときにはスイッチ３７０
２はオフしているため負荷１０９に電流は流れず、スイッチ３７０１がオンしているため
配線３７０３へ電流が流れる。ここで、図１の構成では、基本電流源１０８に飽和領域で
動作させるＰチャネル型トランジスタを用いている場合には、飽和領域で動作させるため
に、負荷１０９での電圧降下を加味した電位を配線１１０に設定する必要がある。つまり
、負荷１０９で電圧降下してもＰチャネル型トランジスタは飽和領域で動作するような高
い電位を配線１１０に設定しなければならない。しかし、図３７の構成では、設定動作時
には負荷１０９に電流を流さずに配線３７０２へ電流を放出するため、配線１１０に設定
する電位は負荷１０９での電圧降下を加味しなくてすむ。つまり図１の構成よりも低い電
位とすることができる。よって、図３７の構成では消費電力を低減することができる。
このように、容量素子１０４に電流が流れなくなり、定常状態になれば、設定動作は完
了したと考えることが出来る。
次に、図３９に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６、３７０１をオフにし、
スイッチ１０７、３７０２をオンにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているの
で、切り替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。一方
、容量素子１０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流
源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート端子に、加わる。そして、
電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、互いに接続さ
れている。以上のことから、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は
、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジ
スタ１０１と切り替えトランジスタ１０２を１つのトランジスタであると考えると、その
トランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に
、トランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。したがっ
て、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂよりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に
相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていること
になる。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、出力動作において負荷
１０９などに流れる電流よりも、設定動作において流れる電流Ｉｂの方を、大きくするこ
とが出来る。したがって、設定動作において流れる電流を大きくすることができるため、
すばやく、定常状態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷
（配線抵抗や交差容量など）による影響を少なくし、設定動作をすばやく行うことが出来
る。
また、設定動作において流れる電流Ｉｂが大きいため、ノイズなどの影響が小さくなる
。つまり、多少、ノイズなどによる微小電流が流れてしまっても、Ｉｂの値が大きいため
、ほとんどノイズなどの影響を受けない。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時にも、ＥＬ素子に流す電流よりも大きな電流Ｉｂを用いて書き
込むことが出来る。よって、信号電流がノイズに埋もれる等のトラブルを回避し、かつ迅
速な書き込み動作が可能となる。
なお、本実施の形態の回路として、図３７に示したが、構成はこれに限定されない。ス
イッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、切り
替えトランジスタ１０２の数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更するこ
とにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせる
ことにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、１０６、１０７、１０３、１０５、３７０１、３７０２などのようなスイッチ
は、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても良いし、図４０に示
すようにトランジスタ４００１を図３７のスイッチ３７０２の代わりに用いてもよい。
ここでは、簡単のため、図３７の回路を一部変更した場合について述べる。よって、図
３７と同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、実
施の形態１、２及び３で説明した様々な回路にも、適用することが出来る。
まず、図３７の構成を一部変更したものを、図４０に示す。異なるのは、図３７のスイ
ッチ３７０２が、図４０のマルチトランジスタ４００１に変更されている点である。マル
チトランジスタ４００１は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２と
同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ４００１のゲー
ト端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。マルチトランジス
タ４００１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時には、スイッチ
として動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１
０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動作する。
次に、図４０の回路の動作について説明する。図４０の動作を図４１及び図４２を用い
て説明する。まず、図４１に示すように、スイッチ１０６、１０５、１０３、３７０１を
オンにする。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂが、容量素子１０４や電流源ト
ランジスタ１０１に流れる。このとき、マルチトランジスタ４００１のゲート端子とソー
ス端子は、概ね同じ電位となる。つまり、マルチトランジスタ４００１のゲート・ソース
間電圧は、概ね０Ｖとなる。したがって、マルチトランジスタ４００１はオフする。そし
て、定常状態になって、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と
、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂとが等しくなり、容量素子１０４には、電流が流れ
なくなる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、マルチトランジスタ４０
０１は、オフ状態のスイッチとして動作していることになる。
次に、図４２に示すように、スイッチ１０６、１０５、１０３、３７０１をオフにする
。そして、容量素子１０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それ
が、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ４０
０１のゲート端子に加わる。そして、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ
１０２とマルチトランジスタ４００１のゲート端子は、互いに接続されている。以上のこ
とから、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ
４００１は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、電流
源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ４００１を１
つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジ
スタ１０１のＬよりも大きくなる。したがって、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂよ
りも小さくなる。つまり、負荷１０９の方に流れる電流は、図３７の場合よりも小さくな
る。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時、マルチトランジスタ４００１は
、マルチゲートのトランジスタの一部として動作していることになる。
このように、図３７のスイッチ１０７を、図４０のマルチトランジスタ４００１に変更
し、マルチトランジスタ４００１のゲート端子を電流源トランジスタ１０１のゲート端子
と接続することにより、電流の制御を自動的に行うことができ、また、負荷１０９の方に
流れる電流を小さくすることが出来る。図３７の場合は、負荷１０９の方に、出力動作の
ときに電流を流し、設定動作の時には流さない、という動作を切り替えるため、スイッチ
１０７を制御するための配線が必要になるが、図４０の場合は、自動的に行えるため、制
御するための配線を省略することができる。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマ
ルチトランジスタ４００１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これ
らのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマ
ルチトランジスタ４００１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々の
トランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲ
ート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常
のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望
ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２やマルチトランジスタ４００１の方
を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に合わ
せて、設計すればよい。
なお、図４３に示すように図３７の構成においてスイッチ３７０２を設けない構成として
もよい。なぜならば、負荷１０９には抵抗があるため、スイッチ３７０１をオンにしてい
るときには、抵抗がほとんどない配線３７０３へ電流が流れるので、負荷１０９へはほと
んど電流が流れないからである。
つまり、設定動作の時には、図４４のように接続され、出力動作の時には、図４５のよう
に接続される、というようになっていれば、１０６、１２０３、１２０５などのようなス
イッチは、どこに配置してもよいし、これらを全て設けなくてもよい。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図３７の回路
に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を
変更した場合の例を図４６に示す。また、図４６は図１２の構成を一部を変更した構成で
もある。よって図１２と共通するところは共通の符号を用いている。異なるのは、負荷１
０９に電流を供給するかしないかを選択するスイッチ４６０２と、電流を放出する配線４
６０３と配線４６０３に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ４６０１を設けて
いる点である。
なお、構成はこれに限定されない。スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流
源トランジスタ１２０１の数や配置、切り替えトランジスタ１２０２の数や配置、各配線
の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成すること
が出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成するこ
とが出来る。
例えば、１０６、１０７、１２０３、１２０５、４６０１、４６０２などのようなスイ
ッチは、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても良いし、図４７
に示すようにスイッチ４７０１及び４７０２を用いて、図４６に示すスイッチ１２０３及
び４６０１の機能を果たしてもよい。つまり設定動作のときにはスイッチ４７０１及び４
７０２をオンにすることで切り替えトランジスタ１２０４を短絡動作させ、かつ基本電流
源１０８からの電流Ｉｂを配線４６０３に放出することがきる。そして出力動作のときに
は、スイッチ４７０１及び４７０２をオフにすることで切り替えトランジスタ１２０２に
電流源動作をさせ、かつ電流源トランジスタ１２０１に流れる電流を配線４６０３へ流れ
ないようにすることができる。
なお、図４８に示すように図４６の構成においてスイッチ４６０２を設けない構成として
もよい。なぜならば、負荷１０９には抵抗があるため、スイッチ４６０１をオンにしてい
るときには、抵抗がほとんどない配線４６０３へ電流が流れるので、負荷１０９へはほと
んど電流が流れないからである。
つまり、設定動作の時には、図４９のように接続され、出力動作の時には、図５０の
ように接続される、というようになっていれば、１０６、１０７、１２０３、１２０５、
４６０１、４６０２などのようなスイッチは、どこに配置してもよいし、これらを全て設
けなくてもよい。
なお、本実施の形態は図５１の構成にも適用することができる。図５１と異なるのは、負
荷１０９に電流を供給するかしないかを選択するスイッチ１７４０２と、電流を放出する
配線１７４０１と配線１７４０１に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ１７４
０３を設けている点である。つまり、設定動作のときには、スイッチ１７４０３をオンに
し、スイッチ１７４０２をオフにする。そして、出力動作の時にはスイッチ１７４０２を
オンにし、スイッチ１７４０３をオフにする。こうすることで、設定動作のときには負荷
１０９に電流を流さずに、配線１７４０１に電流を流すことができ、出力動作のときには
負荷に電流を流すことができる。詳しい動作については実施の形態３で説明したとおりな
ので省略する。、よって、設定動作ぼとき、配線１１０に設定する電位は負荷１０９での
電圧降下を加味しなくてすむ。つまり図５１の構成よりも低い電位とすることができる。
よって、図１７４の構成では消費電力を低減することができる。
なお、図１７４の構成においてスイッチ１７４０２を設けない構成としてもよい。なぜな
らば、負荷１０９には抵抗があるため、スイッチ１７４０３をオンにしているときには、
抵抗がほとんどない配線１７４０１へ電流が流れるので、負荷１０９へはほとんど電流が
流れないからである。
また、図１７４の回路を一部変更してもよい。例えばスイッチ１７４０２を図１７５に示
すようなマルチトランジスタ１７５０１としてもよい。設定動作のときにはスイッチ５１
０３ｃはオンしているため、マルチトランジスタ１７５０１のソース端子とゲート端子は
スイッチ５１０３ｃを介して短絡されていることになるつまり、ゲート・ソース間電圧は
概ね０Ｖとなるためマルチトランジスタ１７５０１には電流が流れないからである。そし
て、出力動作のときにはスイッチ５１０３ｃはオフになるため、容量素子１０４には、設
定動作において蓄積した電荷が保存される。そして、それが、電流源トランジスタ５１０
１とマルチトランジスタ１７５０１のゲート端子に加わる。そして、電流源トランジスタ
５１０１とマルチトランジスタ１７５０１のゲート端子は、互いに接続されている。以上
のことから、電流源トランジスタ５１０１とマルチトランジスタ１７５０１は、マルチゲ
ートのトランジスタとして動作することになる。よって電流の制御を自動的に行うことが
でき、また、負荷１０９の方に流れる電流を小さくすることが出来る。図１７４の場合は
、負荷１０９の方に、出力動作のときに電流を流し、設定動作の時には流さない、という
動作を切り替えるため、スイッチ１７４０２を制御するための配線が必要になるが、図１
７５の場合は、自動的に行えるため、制御するための配線を省略することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、プリチャージ動作を導入した場合の構成について説明する。
まず、図５９に、本発明の基本原理に基づく電流源回路の構成について示す。図５９の
構成は図１の構成に第２の基本電流源５１０１とスイッチ５１０２を導入したものである
。よって、図１の構成と共通するところは共通の符号を用いて示している。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ１０１と、状態によ
って、動作が異なる切り替えトランジスタ１０２とがあり、電流源トランジスタ１０１と
切り替えトランジスタ１０２とは、直列に接続されている。切り替えトランジスタ１０２
のソース・ドレイン端子間はスイッチ１０３で接続されている。そして、電流源トランジ
スタ１０１のゲート端子と、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子には、容量素子１
０４の一方の端子が接続されている。容量素子１０４の他方の端子は、切り替えトランジ
スタ１０２のソース端子に接続されている。そして、電流源トランジスタ１０１と切り替
えトランジスタ１０２のゲート端子はスイッチ１０５を介して電流源トランジスタ１０１
のドレイン端子と接続されており、スイッチ１０５のオンオフによって、容量素子１０４
の電荷の保持を制御できる。そのため、容量素子１０４は切り替えトランジスタ１０２の
ゲート・ソース間電圧又は電流源トランジスタ１０１のゲート・ソース間電圧を保持する
ことが出来る。また、電流源トランジスタ１０１のドレイン端子と配線１１２とは、負荷
１０９を介して接続されている。また、切り替えトランジスタ１０２のソース端子は、ス
イッチ１０６と基本電流源１０８を介して配線１１０と接続され、それと並列に、スイッ
チ１０７を介して配線１１１と接続されている。同様に、それらと並列に、切り替えトラ
ンジスタ１０２のソース端子は、スイッチ５１０２と第２の基本電流源５１０２を介して
配線５１０３と接続されている、
また、切り替えトランジスタ１０２には、状態によって、電流源（または、その一部）と
して動作する場合と、ソース・ドレイン間で電流が流れないように動作する場合（または
、スイッチとして動作する場合）とで、切り替えを行うことが出来る手段が接続されてい
る。
切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実現するために、様々な
構成を用いることが出来る。
そこで、本実施の形態では、一例として、図５９に構成を示す。図５９では、切り替えト
ランジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とを、スイッチ１０３を介して、接続でき
るようにしている。そして、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子は、電流源トラン
ジスタ１０１のゲート端子と接続されている。スイッチ１０３を用いて、切り替えトラン
ジスタ１０２の動作を、電流源動作か短絡動作かに切り替えることが出来る。
また、図５９のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。そ
のため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にするこ
とが出来る。つまり、すばやく、設定動作を完了させることが出来る。
そこで、図５９の動作について述べる。図５９の動作を図６０、図６１及び図６２を用い
て説明する。まず、図６０に示すように、スイッチ１０３、１０５、５９０２をオンにし
、スイッチ１０７、１０６をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２のソース
端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１０２の
ソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流れるよ
うになる。そのため、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や
電流源トランジスタ１０１に流れる。そして、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレ
イン間に流れる電流と、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、
容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときの
ゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ１０１
のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるように
なる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジス
タ１０２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、図６１に示すように、スイッチ１０５、１０６をオンにし、スイッチ１０３、１０
７、５９０２をオフにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているので、切り替え
トランジスタ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。そのため、基本電
流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１や切り替
えトランジスタ１０２に流れる。このとき、電流源トランジスタ１０１と切り替えトラン
ジスタ１０２とは、ゲート端子が互いに接続されている。したがって、それらが一体とな
って、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そのマルチゲートのトラ
ンジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に、ト
ランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。
そして、そのマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電
流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなく
なる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４
に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り
替えトランジスタ１０２）のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、
ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切
り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源５９０１に流れ
る電流Ｉｂ２、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のトランジスタ
サイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子１０４に
蓄積される電荷、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、プリチャー
ジ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源５９０１に流れる
電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素
子１０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作におい
て、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態に
することが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電
されているからである。
次に、図６２に示すように、スイッチ１０３、１０５、１０６、５９０２をオフにし、
スイッチ１０７をオンにする。すると、スイッチ１０５はオフになっているので、切り替
えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１がマルチゲートのトランジスタとして
Ｉｂ１の電流が流れるだけのゲート・ソース間電圧が容量素子１０４に保持されているた
め負荷１０９にＩｂの電流を供給することができる。以上の動作は、出力動作に相当する
。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作にお
いて流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る
。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響
を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの
定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作
において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時、つまり、設定動作において電流値が小さい時にも、すばやく
信号を書き込むことが出来る。
そこで次に、以上の動作のときの電流と電圧の変化を、図１７３（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図１７３（Ａ）、（Ｂ）は、図１７２（Ｄ）、（Ｅ）と同様に、横軸が時間であり、縦軸
が電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）である。グラフ１７３０１は、保持容量１０４などを流れ
る電流Ｉ１の大きさを表しており、グラフ１７３０２は、電流源トランジスタ１０１を流
れる電流Ｉ２の大きさを表している。そして、時刻Ｔ１ｂまでは、図６０のように動作し
ており、プリチャージ動作を行っている。そして、時刻Ｔ１ｂから時刻Ｔ２ｂまでは、図
６１のように動作しており、設定動作を行っている。
図１７３（Ａ）、（Ｂ）では、プリチャージ動作を行っているときには、時刻Ｔ２ａに
おいて、定常状態になっている。また、設定動作を行っているときには、時刻Ｔ２ｂにお
いて、定常状態になっている。したがって、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジ
スタ１０１のゲート端子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときの電位と概ね等しくなるように、各
々のトランジスタのサイズ（ゲート幅Ｗ、ゲート長Ｌ）が設計されていれば、すばやく設
定動作を行うことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子１０４に蓄積される電圧
、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、概ね等しい電圧になるため
の条件について述べる。まず、電流源トランジスタ１０１のゲート幅をＷａ、ゲート長を
Ｌａとし、切り替えトランジスタ１０２のゲート幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。なお
、ここでは、簡単のため、Ｗａ=Ｗｂであるとする。そして、設定動作の時に流れる電流
（図６１の場合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ
動作の時に流れる電流（図６０の場合は、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２）
の大きさと等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長
Ｌの比率：Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の
比率： Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率： Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌ
ｂ）との関係を考える。すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第
２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗａ／（Ｌａ＋Ｌ
ｂ）をＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａになるように、各々の値を設定すればよいことになる。そ
のようにすれば、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の電流特性が
概ね同じであれば、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端子
の電位は、時刻Ｔ２ｂのときの電位と、概ね等しくなる。
図１７３（Ｂ）では、時刻Ｔ２ａのときにおける、電流源トランジスタ１０１のゲート端
子の電位が、時刻Ｔ２ｂのときとは、差があるように記載されているが、これは、説明を
分かりやすくするために、記載したにすぎない。よって、図１７３（Ｂ）には、限定され
ない。
なお、プリチャージ動作の時には、図６０では、スイッチ１０３、１０５、５１０２をオ
ンにし、スイッチ１０７、１０６をオフにして、第２基本電流源５１０１の電流が流れて
、基本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば
、図６３に示すように、スイッチ１０３、１０５、５１０２、１０６をオンにし、スイッ
チ１０７をオフにして、第２基本電流源５１０２と基本電流源１０８の電流が流れるよう
にしてもよい。
また、プリチャージ動作の時に流れる電流と、設定動作の時に流れる電流とで、大きさを
変えるために、図５９では、第２基本電流源５９０２と基本電流源１０８という、２つの
電流源や、２つのスイッチを用いて、各々の電流を流すかどうかを制御していたが、これ
に限定されない。例えば、図１に示すように、基本電流源１０８のみを用いて、スイッチ
１０６を配置せずに、電流の大きさを制御してもよい。ただしこの場合、プリチャージ動
作の時と、設定動作の時とでは、基本電流源１０８に流れる電流の大きさは、その動作に
応じた値となり、通常は異なった値となっている。
なお、負荷１０９は、何でもよい。抵抗などのような素子でも、トランジスタでも、ＥＬ
素子でも、そのほかの発光素子でも、トランジスタと容量とスイッチなどで構成された電
流源回路でもよい。信号線でも、信号線とそれに接続された画素でもよい。その画素には
、ＥＬ素子やＦＥＤで用いる素子など、どのような表示素子を含んでいてもよい。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２など
のゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子１０４を省略でき
る。
なお、配線１１０と配線１１１と配線５９０３とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されてい
るが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。
配線１１１は、容量素子１０４の電荷を保存できるようになっていればよい。また、配線
１１０または配線１１１は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出
力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、配線１１２は、低電位側電源Ｖｓｓが供給されているが、これに限定されない。ま
た、配線１１２は、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。設定動作と出力動作と
で、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
なお、容量素子１０４は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と配線１１１とに接続
されているが、これに限定されない。最も望ましいのは、電流源トランジスタ１０１のゲ
ート端子とソース端子に接続されていることが望ましい。なぜなら、トランジスタの動作
は、ゲート・ソース間電圧によって決定されるため、ゲート端子とソース端子の間で、電
圧を保持していると、他の影響（配線抵抗などによる電圧降下などの影響）を受けにくい
からである。もし、容量素子１０４が電流源トランジスタ１０１のゲート端子と別の配線
との間に配置されていたら、その別の配線における電圧降下量によって、電流源トランジ
スタ１０１のゲート端子の電位が変ってしまう可能性がある。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２と
は、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、これらのトランジスタは同極性（
同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、電流源動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２と
は、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは
、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであっても
よいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通常のマルチゲートのトランジス
タと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが望ましい。ゲート長Ｌは、切り
替えトランジスタ１０２の方を大きくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流
が、より小さくなる。よって、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、１０３、１０５、１０６、１０７、５９０２などのようなスイッチは、電気的ス
イッチでも機械的なスイッチでも何でも良い。電流の流れを制御できるものなら、何でも
良い。トランジスタでもよいし、ダイオードでもよいし、それらを組み合わせた論理回路
でもよい。よって、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単
なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。
ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタ
を用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を設けて
いるもの等がある。また、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が
、低電位側電源（Ｖｓｓ、Ｖｇｎｄ、０Ｖなど）に近い状態で動作する場合はｎチャネル
型を、反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）に近い状態で動作する
場合はｐチャネル型を用いることが望ましい。なぜなら、ゲート・ソース間電圧の絶対値
を大きくできるため、スイッチとして、動作しやすいからである。なお、ｎチャネル型と
ｐチャネル型の両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチにしてもよい。
なお、本発明の回路として、図５９などに示したが、構成はこれに限定されない。スイ
ッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ１０１の数や配置、切り替
えトランジスタ１０２の数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更すること
により、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせるこ
とにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、１０３、１０５、１０７などのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフ
を制御できるなら、どこに配置しても良い。具体的には、スイッチ１０７は、負荷１０９
に流れる電流を制御するため、それと直列に配置されていれば良い。
同様に、スイッチ１０６、５９０２は、基本電流源１０８や第２基本電流源５９０２に流
れる電流を制御するため、それらと直列に配置されていれば良い。また、スイッチ１０３
は、切り替えトランジスタ１０２に流れる電流を制御するため、それと並列に配置されて
いれば良い。スイッチ１０５は、容量素子１０４の電荷を制御できるように配置されてい
ればよい。
そこで、スイッチ１０３及び５９０２の接続を変更した場合の例を図６４に示す。スイ
ッチ５９０２の一方の端子は電流源トランジスタ１０１のソース端子に接続され、他方の
端子は基本電流源１０８を介して配線１１０と、またスイッチ５９０２及び第２の基本電
流源５９０１を介して配線５９０３と接続されている。スイッチ５９０２及びスイッチ１
０３により基本電流源５９０１に流れる電流を制御する。また、スイッチ１０６により基
本電流源１０８に流れる電流を制御する。また、スイッチ１０６及びスイッチ１０３によ
り切り替えトランジスタ１０２の短絡動作をする。
そこで、図６４の動作について述べる。図６４の動作を図１４５図１４６及び図１４７を
用いて説明する。まず、図１４５に示すように、スイッチ５９０２、１０３、１０６、１
０５をオンにし、スイッチ１０７をオフにする。すると、切り替えトランジスタ１０２の
ソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替えトランジスタ１
０２のソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０３の方に電流が流
れるようになる。そのため、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２と基本電流源１
０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れる。そし
て、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源５
９０１に流れる電流Ｉｂ２及び基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１を合わせた電流とが
等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そ
してそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり、電流源トラ
ンジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２＋Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲ
ート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその
時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡動作を行っていることになる。
次に、図１４６に示すように、スイッチ１０６及び１０５をオンにし、スイッチ５９０２
、１０３、１０７をオフにする。すると、スイッチ１０３はオフになっているので、切り
替えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。そのため、基
本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１や切
り替えトランジスタ１０２に流れる。このとき、電流源トランジスタ１０１と切り替えト
ランジスタ１０２とは、ゲート端子が互いに接続されている。したがって、それらが一体
となって、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そのマルチゲートの
トランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる。一般に
、トランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。
そして、そのマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電
流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなく
なる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４
に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ１０１と切り
替えトランジスタ１０２）のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、
ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切
り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源５９０１に流れ
る電流Ｉｂ２、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のトランジスタ
サイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子１０４に
蓄積される電荷、つまり、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位が、プリチャー
ジ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源５９０１に流れる
電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素
子１０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作におい
て、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状態に
することが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１０４は、概ね充電
されているからである。
次に、図１４７に示すように、スイッチ５９０２、１０３、１０６、１０５をオフにし
、スイッチ１０７をオンにする。すると、スイッチ１０５はオフになっているので、切り
替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１がマルチゲートのトランジスタとし
て機能する。Ｉｂ１の電流が流れるだけのゲート・ソース間電圧が容量素子１０４に保持
されているため負荷１０９にＩｂの電流を供給することができる。以上の動作は、出力動
作に相当する。
このように、スイッチ１０３のオンオフを制御することにより、プリチャージ動作にお
いて流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状態にすることが出来る
。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差容量など）による影響
を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既に、設定動作のときの
定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ動作のあと、設定動作
において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時、つまり、設定動作において電流値が小さい時にも、すばやく
信号を書き込むことが出来る。
つまり、プリチャージ動作時には、図６５のように接続され、基本電流源設定動作時には
、図６６のように接続され、第２基本電流源６４０１から流れる電流Ｉｂ２が電流源トラ
ンジスタ１０１に流れ、切り替えトランジスタ１０２は短絡動作をしていればよい。なお
、基本電流源１０８は接続されていてもよい。そのため、図６５では配線を点線で示した
。次に設定動作のときには、図６６のように接続され、切り替えトランジスタ１０２は電
流源動作をしており、基本電流源１０８から流れる電流Ｉｂ１が、切り替えトランジスタ
１０２と電流源トランジスタ１０１に流れるように接続されていればよい。そして、出力
動作の時には、図６７のように接続され、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジ
スタ１０１のゲート電位は保持容量１０４によって保持され、切り替えトランジスタ１０
２は電流源動作をしており、切り替えトランジスタ１０２と電流源トランジスタ１０１に
流れる電流は、負荷１０９の方に流れる、というようになっていれば、５９０２、１０６
、１０７、１０３、１０５などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
次に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の配置を入れ替えた場
合について、図６８に示す。図５９では、配線１１０、切り替えトランジスタ１０２、電
流源トランジスタ１０１の順に配置されていたが、図６８では、切り替えトランジスタ１
０２、電流源トランジスタ１０１、負荷１０９の順に配置されている。
ここで、図５９の回路と、図６８の回路の違いについて考える。図５９では、切り替え
トランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジスタ１０２のゲート端子とソー
ス端子（ドレイン端子）の間に、電位差が生じる。したがって、切り替えトランジスタ１
０２のゲート容量には、電荷が保存される。そして、電流源動作の時にも、ゲート容量に
電荷が保存されたままになる。よって、短絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動
作（設定動作）の時とで、電流源トランジスタ１０１のゲート端子の電位は、ほとんど変
化しない。
一方、図６８では、切り替えトランジスタ１０２が短絡動作のとき、切り替えトランジ
スタ１０２のゲート端子とソース端子（ドレイン端子）の間に、電位差がほとんど生じな
い。したがって、切り替えトランジスタ１０２のゲート容量には、電荷が保存されない。
そして、電流源動作の時には、スイッチ１０３がオフになるため、ゲート容量に電荷がた
まり、切り替えトランジスタ１０２が電流源の一部として動作する。このときの電荷は、
容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１のゲート容量に蓄積されていたものである。
その電荷が、切り替えトランジスタ１０２のゲート部に移動することになる。よって、短
絡動作（プリチャージ動作）の時と、電流源動作（設定動作）の時とで、電流源トランジ
スタ１０１のゲート端子の電位は、移動した電荷分だけ、変化する。その結果、設定動作
の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２のゲート・ソース間電
圧の絶対値は小さくなる。
以上のことを踏まえた上で、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２
の配置をどのようにするかは、状況によって設計すればよい。つまり、例えば、プリチャ
ージ動作から設定動作に切り替わる時に、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジ
スタ１０１と切り替えトランジスタ１０２）のゲート・ソース間電圧の絶対値が小さい方
が望ましい場合などに、図６８の構成を適用すればよい。
その一例としては、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流の大きさが小さい場
合が挙げられる。なぜなら、図６８の場合は、定常状態になるまでの時間を短くすること
が可能な場合があるからである。つまり、設定動作の時に基本電流源１０８に流れる電流
の大きさが小さい場合、容量素子１０４に電荷を充電するのではなく、容量素子１０４の
電荷を、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２に流すことによって、
放電させなければならない場合があるからである。その場合、設定動作の時に基本電流源
１０８に流れる電流の大きさが小さいため、電流源トランジスタ１０１と切り替えトラン
ジスタ１０２のゲート・ソース間電圧の絶対値は、小さい。そのため、電流源トランジス
タ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、電流が流れにくくなっている。その結果、容
量素子１０４の電荷を放電させ、定常状態になるまでに、多くの時間が必要となってしま
う。そこで、図６８の場合は、プリチャージ動作から設定動作に切り替わる時に、電流源
トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とで、マルチゲートのトランジスタと
して動作するとき、そのゲート・ソース間電圧の絶対値が小さくなるため、容量素子１０
４の電荷を放電させるのではなく、容量素子１０４に電荷を充電して、ゲート・ソース間
電圧の絶対値が大きくなって、定常状態に達することが出来る。
なお、図５９では、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、１つ
づつ配置されていたが、どちらか、あるいは、両方とも、複数個を配置してもよい。また
、その並べ方も、任意に選択してもよい。図６９には、図５９の切り替えトランジスタ１
０２と電流源トランジスタ１０１の間に第２の切り替えトランジスタ６９０１を配置した
場合の例を示す。第２の切り替えトランジスタ６９０１の短絡動作と電流源動作の切り替
えはスイッチ６９０２のオンオフによって制御する。このように図６９では切り替えトラ
ンジスタ１０２及び第２の切り替えトランジスタ６９０１を用いて、図５９の切り替えト
ランジスタ１０２の機能を果たすことができる。また、図５９の構成に、図６８の切り替
えトランジスタ１０２の機能を果たす第２の切り替えトランジスタ７００１を配置した構
成は図７０に示す。なお、スイッチ７００２のオンオフによって第２の切り替えトランジ
スタ７００１の短絡動作と電流源動作を切り替える。
なお、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２は、図５９では、どち
らもＰチャネル型であるが、これに限定されない。図５９の回路に関して、電流源トラン
ジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構
造を変更ない場合の例を、図７２に示す。図５９と図７２を比較すると分かるように、配
線５９０３、１１０、１１１、１１２の電位を、配線７２１５、７２１０、７２１１、７
２１２のように変更し、基本電流源１０８、第２基本電流源５９０１の電流の向きを変更
すれば、容易に変更できる。電流源トランジスタ７２０１、切り替えトランジスタ７２０
２、スイッチ７２０３、７２０７、７２０５、７２０６、７２０７、７２１４、基本電流
源１０８、第２基本電流源、負荷７２０９などの接続構造は、変更されていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図５９の回路
に関して、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２の極性（導電型）を
変更した場合の例を図７１に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ７１０１と、状態
によって、動作が異なる切り替えトランジスタ７１０２とがあり、電流源トランジスタ７
１０１と切り替えトランジスタ７１０２と負荷１０９とは、直列に接続されている。電流
源トランジスタ７１０１のゲート端子には、容量素子７１０４の一方の端子が接続されて
いる。容量素子７１０４の他方の端子７１０６は、切り替えトランジスタ７１０２（電流
源トランジスタ７１０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジス
タ７１０１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ
７１０１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ７１０５を介して接続されており、
スイッチ７１０５のオンオフによって、容量素子７１０４の電荷の保持を制御できる。
そこで、図７１の動作について述べる。ただし、図５９の動作と同様であるため、簡単に
説明する。まず、スイッチ５９０２、７１０３、７１０５をオンにし、スイッチ１０６、
１０７をオフにする。そして、定常状態になると、容量素子７１０４には、電流が流れな
くなる。そしてそのとき、電流源トランジスタ７１０１のゲート・ソース間電圧が容量素
子７１０４に蓄積される。つまり、電流源トランジスタ７１０１のソース・ドレイン間に
電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作
は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ７１０２は、短
絡動作を行っていることになる。
次に、スイッチ１０６、７１０５をオンにし、スイッチ５９０２、１０７、７１０３をオ
フにする。すると、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２は、マ
ルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そして、定常状態になると、容量
素子７１０４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき、マルチゲートのトランジスタ
のゲート・ソース間電圧が容量素子７１０４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトラ
ンジスタのソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート・ソース間
に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてその時、切り替えトラ
ンジスタ７１０２は、電流源動作を行っていることになる。
次に、スイッチ１０７をオンにし、スイッチ５９０２、１０６、７１０５、７１０３をオ
フにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する
。そしてその時、切り替えトランジスタ７１０２は、電流源動作を行っていることになる
。
なお、容量素子７１０４の端子７１０６の電位は、設定動作の時と、出力動作の時とで
、異なる場合が多い。しかし、容量素子７１０４の両端の電圧（電位差）は変化しないた
め、トランジスタのゲート・ソース間電圧も変化せず、負荷１０９には、所望の電流が流
れる。
なお、この場合も、例えば、プリチャージ動作のときには、図７３のように接続され、
設定動作の時には、図７４のように接続され、出力動作の時には、図７５のように接続さ
れる、というようになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。
なお、図７１には、図５９に対応させた回路を示したが、図６８のような順序でトラン
ジスタを配置してもよい。その場合は、短絡動作のとき、切り替えトランジスタ７１０２
のゲート容量に、電荷が蓄積されない、という特徴がある。
なお、図５９の場合、図６０のようにプリチャージ動作を行い、その後、図６１のよう
に設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図６０のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図６０
の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図１４８に示す。図１４
８では、電流源として動作するトランジスタ１４８０２が追加されている。まず、スイッ
チ１４８０４、１０３、１４８０２、１０５をオンにして、スイッチ５９０２、１０６、
１０７をオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作を行う。その後、スイッチ１４８
０４、１０６、１０７、１４８０２をオフにし、スイッチ５９０２、１０３をオンにして
、２回目のプリチャージ動作を行う。つまり、図６０のプリチャージ動作に相当する。な
お、１回目のプリチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいと
する。このように、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、
定常状態にすることが出来る。
なお、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いら
れるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図５
９の場合、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、電流特性がそ
ろっていることが望ましい。よって、これらのトランジスタを作製する過程において、で
きるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、電流源トランジスタ
１０１と切り替えトランジスタ１０２とは、出来るだけ、近接して配置することが望まし
い。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合には、同じ
ショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を概ね等し
くすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にすることが出
来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
このように、図５９の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、
電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配
置、各配線の電位、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなど
を変更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更
を組み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
また、図７１の回路を一部変更した場合について述べる。よって、図７１の構成と同様の
内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、図７１の構成に
限られず、本発明は様々な構成に適用することが出来る。
まず、図７１の構成を一部変更したものを、図８９に示す。異なるのは、図７１のスイ
ッチ１０７が、図８９のマルチトランジスタ８９０１に変更されている点である。マルチ
トランジスタ８９０１は、電流源トランジスタ７１０１や切り替えトランジスタ７１０２
と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ８９０１のゲ
ート端子は、電流源トランジスタ７１０１のゲート端子と接続されている。マルチトラン
ジスタ８９０１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時には、スイ
ッチとして動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ７１０１や切り替えトランジ
スタ７１０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動作す
る。
次に、図８９の回路の動作について説明する。図８９の動作を図９０、図９１及び図９
２を用いて説明する。まず、図９０に示すように、スイッチ５９０２、７１０５、７１０
３をオンにする。すると、基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子７１０４
や電流源トランジスタ７１０１に流れる。このとき、マルチトランジスタ８９０１のゲー
ト端子とソース端子は、概ね同じ電位となる。つまり、マルチトランジスタ８９０１のゲ
ート・ソース間電圧は、概ね０Ｖとなる。したがって、マルチトランジスタ８９０１はオ
フする。そして、定常状態になって、電流源トランジスタ７１０１のソース・ドレイン間
に流れる電流と、第２の基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなり、容量素
子７１０４には、電流が流れなくなる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そ
してその時、マルチトランジスタ８９０１は、オフ状態のスイッチとして動作しているこ
とになる。
次に、図９１に示すように、スイッチ１０６、７１０５、をオンにし、スイッチ７１０２
、７１０３をオフにする。すると、スイッチ７１０３はオフになっているので、切り替え
トランジスタ７１０２のソース・ドレイン間に電流が流れることになる。そのため、基本
電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子７１０４や電流源トランジスタ７１０１や
切り替えトランジスタ７１０２に流れる。このとき、電流源トランジスタ７１０１と切り
替えトランジスタ７１０２とは、ゲート端子が互いに接続されている。したがって、それ
らが一体となって、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。そのマルチ
ゲートのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる
。一般に、トランジスタのゲート長Ｌが大きくなると、そこを流れる電流は小さくなる。
そして、そのマルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電
流源１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子７１０４には、電流が流れな
くなる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子７１
０４に蓄積される。つまり、マルチゲートのトランジスタ（電流源トランジスタ７１０１
と切り替えトランジスタ７１０２）のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要な
電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。そしてそ
の時、切り替えトランジスタ７１０２は、電流源動作を行っていることになる。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２の基本電流源５９０１に流
れる電流Ｉｂ２、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２のトラン
ジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子７
１０４に蓄積される電荷、つまり、電流源トランジスタ７１０１のゲート端子の電位が、
プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２の基本電流源５９０１に流れ
る電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量
素子７１０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作に
おいて、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状
態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子７１０４は、概
ね充電されているからである。
次に、図９２に示すように、スイッチ５９０２、１０６、７１０３をオフにする。そし
て、容量素子７１０４には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、
電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２とマルチトランジスタ８９
０１のゲート端子に加わる。そして、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジス
タ７１０２とマルチトランジスタ８９０１のゲート端子は、互いに接続されている。以上
のことから、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２とマルチトラ
ンジスタ８９０１は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがっ
て、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２とマルチトランジスタ
８９０１を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電
流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２のＬよりも大きくなる。した
がって、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂ１よりも小さくなる。つまり、負荷１０９
の方に流れる電流は、図９１の場合よりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に相当す
る。そしてその時、マルチトランジスタ８９０１は、マルチゲートのトランジスタの一部
として動作していることになる。
このように、図７１のスイッチ１０７を、図８９のマルチトランジスタ８９０１に変更
し、マルチトランジスタ８９０１のゲート端子を電流源トランジスタ７１０１のゲート端
子と接続することにより、電流の制御を自動的に行うことができ、また、負荷１０９の方
に流れる電流を小さくすることが出来る。図７１の場合は、出力動作のときに電流源トラ
ンジスタのドレイン端子を配線１１１へ接続するスイッチ１０７を制御するための配線が
必要になるが、図８９の場合は、自動的に行えるため、制御するための配線を省略するこ
とができる。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２
とマルチトランジスタ８９０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、
これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ７１０１と切り替えトランジスタ７１０２
とマルチトランジスタ８９０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各
々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に
、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、
通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであること
が望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ７１０２やマルチトランジスタ８９０
１の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況
に合わせて、設計すればよい。
なお、本実施の形態の回路として、図８９に示したが、構成はこれに限定されない。ス
イッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタ７１０１の数や配置、切
り替えトランジスタ７１０２の数や配置、マルチトランジスタ８９０１の数や配置、各配
線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成するこ
とが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成する
ことが出来る。
例えば、スイッチ５９０１、１０６、７１０３、７１０５などのようなスイッチは、対
象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても良い。つまり、プリチャー
ジ動作の時には、図９３のように接続され、設定動作の時には、図９４のように接続され
、出力動作の時には図９５のように接続されている、というようになっていれば、スイッ
チ５９０１、１０６、７１０３、７１０５などのようなスイッチは、どこに配置してもよ
い。
（実施の形態６）
実施の形態５では、切り替えトランジスタ１０２に関して、電流源動作や短絡動作を実
現するために、図５９で示す構成について説明した。そこで、本実施の形態では、実施の
形態５とは異なる構成で、電流源動作や短絡動作を実現する構成の一例を示す。
なお、以下の説明において、実施の形態４と重複する部分については説明は省略する。
まず、図７６に、切り替えトランジスタ７６０２に関して、電流源動作や短絡動作を実
現した構成について示す。
図７６で示す電流源回路は、切り替えトランジスタ７６０２のゲート端子の電圧を制御
して、切り替えトランジスタ７６０２に多くの電流を流すことができるようにしている。
具体的には、スイッチ７６０３ａを用いることにより、切り替えトランジスタ７６０２の
ゲート・ソース間電圧の絶対値を大きくする。その結果、ある値の電流が流れる場合、切
り替えトランジスタ７６０２のソース・ドレイン間電圧が小さくてすむようになる。つま
り、切り替えトランジスタ７６０２は、スイッチとして動作するようになる。
図７６では、電流源トランジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６０２は、ゲート
端子が互いに接続されていないため、スイッチ７６０３ｂを用いることにより、接続され
るようにする。その結果、マルチゲートのトランジスタとして動作できるようにしている
。
次に図７６に示す電流源回路の動作について述べる。図７６の動作を図７７、図７８及び
図７９を用いて説明する。
まず、図７７に示すように、スイッチ５９０２、７６０５、７６０３ａをオンにし、スイ
ッチ１０６、１０７、７６０３ｂをオフにする。すると、切り替えトランジスタ７６０２
のゲート端子は、配線７６０６に接続される。配線７６０６には、低電位側電源（Ｖｓｓ
）が供給されているため、切り替えトランジスタ７６０２のゲート・ソース間電圧の絶対
値は、非常に大きくなる。よって、切り替えトランジスタ７６０２は、非常に大きな電流
駆動能力をもつことになるので、切り替えトランジスタ７６０２のソース端子とドレイン
端子とは、概ね同じ電位となる。そのため、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２
が、容量素子７６０４や電流源トランジスタ７６０１に流れる。そして、電流源トランジ
スタ７６０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源５９０１に流れる電
流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子７６０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常
状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子７６０４に蓄積される。つ
まり、電流源トランジスタ７６０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な
電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。
そしてその時、切り替えトランジスタ７６０２は、スイッチとして動作し、短絡動作を行
っていることになる。
次に、図７８に示すように、スイッチ５９０２、１０７、７６０３ａをオフにし、スイッ
チ１０６、７６０３ｂ、７６０５をオンにする。すると、切り替えトランジスタ７６０２
のゲート端子と電流源トランジスタ７６０１のゲート端子は、互いに接続される。よって
、電流源トランジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６０２は、マルチゲートのトラ
ンジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ７６０１と切り替
えトランジスタ７６０２を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲ
ート長Ｌは、電流源トランジスタ７６０１のＬよりも大きくなる。そして、電流源トラン
ジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６０２とによるマルチゲートのトランジスタの
ソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ１とが等しく
なると、容量素子７６０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そして
そのときのゲート端子の電位が、容量素子７６０４に蓄積される。以上の動作は、設定動
作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ７６０２は、電流源動作を行ってい
ることになる。
次に、図７９に示すように、スイッチ５９０２、１０６、７６０５、７６０３ａをオフに
し、スイッチ１０７、７６０３ｂをオンにする。一方、容量素子７６０４には、設定動作
において蓄積した電荷が保存されており、それが、電流源トランジスタ７６０１と切り替
えトランジスタ７６０２のゲート端子に、加わることになる。以上のことから、負荷１０
９の方に、Ｉｂ１の大きさの電流が流れることになる。以上の動作は、出力動作に相当す
る。
なお、配線７６０６の電位は、Ｖｓｓに限定されない。切り替えトランジスタ７６０２が
十分にオン状態になるような値であればよい。
なお、本実施の形態では図７６に示す電流源回路について示したが、本発明の構成はこ
れに限定されず、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、
実施の形態４と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジス
タの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、各配線の電位
、別のプリチャージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することに
より、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせること
により、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図８０のように接続され、設定動作の時には、図
８１のように接続され、出力動作の時には、図８２のように接続される、というようにな
っていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。
また、電流源トランジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６０２の配置を入れ替えた
場合について、図８３に示す。図８３では、電流源トランジスタ８３０１、切り替えトラ
ンジスタ８３０２、負荷１０９の順に配置されている。
また、図７６の回路に関して、電流源トランジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６
０２の極性（導電型）を変更して、回路の接続構造を変更しない場合の例を図８４に示す
。図７６と図８４を比較すると分かるように、配線５９０３、１１０、１１１、１１２の
電位を、配線８４１５、８４１０、８４１１、８４１２のように変更し、基本電流源１０
８、第２基本電流源５９０１の電流の向きを基本電流源８４０８、第２の基本電流源８４
１３のように変更すれば、容易に変更できる。電流源トランジスタ８４０１、切り替えト
ランジスタ８４０２、スイッチ８４０３ａ、８４０３ｂ、８４０７、８４０５、８４０６
、８４１４、基本電流源８４０８、第２基本電流源８４１３、負荷８４０９などの接続構
造は、変更されていない。
また、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更することにより、図７６の回路
に関して、電流源トランジスタ７６０１と切り替えトランジスタ７６０２の極性（導電型
）を変更した場合の例を図８５に示す。
常に電流源（または、その一部）として動作する電流源トランジスタ８５０１と、状態
によって、動作が異なる切り替えトランジスタ８５０２とがあり、負荷８５０９と電流源
トランジスタ８５０１と切り替えトランジスタ８５０２とは、直列に接続されている。電
流源トランジスタ８５０１のゲート端子には、容量素子８５０４の一方の端子が接続され
ている。容量素子８５０４の他方の端子は、切り替えトランジスタ８５０２（電流源トラ
ンジスタ８５０１）のソース端子に接続されている。そのため、電流源トランジスタ８５
０１のゲート・ソース間電圧を保持することが出来る。また、電流源トランジスタ８５０
１のゲート端子とドレイン端子とは、スイッチ８５０５を介して接続されており、スイッ
チ８５０５のオンオフによって、容量素子８５０４の電荷の保持を制御できる。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の
動作を正常に行えるようになっていれば、スイッチは、どこに配置してもよい。
例えば、プリチャージ動作のときには、図８６のように接続され、設定動作のときには図
８７のように接続され、出力動作のときには図８８のように接続されていればよい。
なお、配線８５０６には、Ｖｄｄよりも高いＶｄｄ２が供給されている。これに限定さ
れないが、切り替えトランジスタ８５０２が短絡動作の時により電流駆動能力が大きくな
るようにするため、出来るだけ高い電位を供給するほうがよい。
このように、図７６の回路だけでなく、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、
電流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配
置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変
更することにより、様々な回路を用いて、本発明を構成することができ、各々の変更を組
み合わせることにより、さらに様々な回路を用いて本発明を構成することが出来る。
（実施の形態７）
本実施の形態では、トランジスタを並列に接続させ、各トランジスタに流れる電流の合
計値を変化させて、プリチャージ動作や設定動作を行う場合について、その構成例を示す
。
なお、以下の説明において、実施の形態５、６と重複する部分については説明は省略す
る。
まず、図１１４を用いて、トランジスタを並列に接続して、プリチャージ動作や設定動
作を行う場合の構成例について説明する。
少なくとも設定動作の時には、電流が流れる状態にして動作させる設定トランジスタ１
１４０１と、プリチャージ動作の時には、電流が流れる状態にして動作させるチャージト
ランジスタ１１４０２とがあり、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１
１４０２とは、並列に接続されている。設定トランジスタ１１４０１のゲート端子には、
容量素子１１４０４の一方の端子が接続されている。また、チャージトランジスタ１１４
０２のゲート端子にも、容量素子１１４０４の一方の端子が接続されている。容量素子１
１４０４の他方の端子は、設定トランジスタ１１４０１及びチャージトランジスタ１１４
０２のソース端子に接続されている。そのため、設定トランジスタ１１４０１のゲート端
子の電位を保持することが出来る。また、さらに容量素子１１４０４の他方の端子はスイ
ッチ１０６と基本電流源１０８を介して配線１１０と接続され、それとは並列にスイッチ
５９０２と第２の基本電流源５９０１を介して配線５９０３と接続され、また、それとは
並列にスイッチ１０７を介して配線１１１と接続されている。また、端子１１４０５と設
定トランジスタ１１４０１のドレイン端子とは、スイッチ１１４０３ａを介して接続され
ている。また、ノード１１４０５とチャージトランジスタ１１４０２のドレイン端子とは
、スイッチ１１４０３ｂを介して接続されている。また、端子１１４０５と設定トランジ
スタ１１４０１のゲート端子とは、スイッチ１１４０３ｃを介して接続されており、スイ
ッチ１１４０３ｃのオンオフによって、容量素子１１４０４の電荷の保持を制御できる。
また、端子１１４０５と配線１１２とは、負荷１０９を介して接続されている。
図１１４のような構成の回路を用いると、プリチャージ動作を行うことが出来る。その
ため、プリチャージ動作を行った後、設定動作を行うと、すばやく、定常状態にすること
が出来る。
そこで、図１１４の動作について述べる。図１１４の動作を図１１５、図１１６及び図
１１７を用いて説明する。まず、図１１５に示すように、スイッチ５９０２、１１４０３
ｂ、１１４０３ｃをオンにし、スイッチ１０６、１０７、１１４０３ａをオフにする。す
ると、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間では、電流が流れない。そのた
め、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１１４０４やチャージトラ
ンジスタ１１４０２に流れる。そして、チャージトランジスタ１１４０２のソース・ドレ
イン間に流れる電流と、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなると、
容量素子１１４０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状態になる。そしてそのと
きのゲート端子の電位が、容量素子１１４０４に蓄積される。つまり、チャージトランジ
スタ１１４０２のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子
に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。
次に、図１１６に示すように、スイッチ１０６、１１４０３ａ、１１４０３ｃをオンに
し、スイッチ５９０２、１０７、１１４０３ｂをオフにする。すると、スイッチ１１４０
３ｂはオフになっているので、チャージトランジスタ１１４０２のソース・ドレイン間に
は、電流が流れなくなる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子
１１４０４や設定トランジスタ１１４０１に流れる。
そして、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源
１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１１４０４には、電流が流れなく
なる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１１４
０４に蓄積される。つまり、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に電流Ｉ
ｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作
に相当する。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源５９０１に流
れる電流Ｉｂ２、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２のトラ
ンジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子
１１４０４に蓄積される電荷、つまり、設定トランジスタ１１４０１（またはチャージト
ランジスタ１１４０２）のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時と
で、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源５９０１に流れる
電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素
子１１４０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作に
おいて、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状
態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１１４０４は、
概ね充電されているからである。
次に、図１１７に示すように、スイッチ５９０２、１０６、１１４０３ｂ、１１４０３
ｃをオフにし、スイッチ１０７、１１４０３ａをオンにする。すると、負荷１０９の方に
電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ１１４０３ａ、１１４０３ｂのオンオフを制御することにより、
プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状
態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差
容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既
に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ
動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子１１４０４に蓄積される
電圧が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、チャージトランジスタ
１１４０２のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、設定トランジスタ１１４０２のゲー
ト幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図１１６の場
合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流
れる電流（図１１５の場合は、第２基本電流源６９０１に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと
等しいとする。
一般に、トランジスタのソース・ドレイン間に流れる電流は、チャネル幅Ｗとチャネル長
Ｌの比率Ｗ／Ｌに比例する。そのため、プリチャージ動作の時のゲート幅とゲート長の比
率： Ｗａ／Ｌａと、設定動作の時のゲート幅とゲート長の比率：Ｗｂ／Ｌｂとの関係を
考える。基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１をＡ倍すると、第２基本電流源５９０１に
流れる電流Ｉｂ２の大きさと等しくなるので、Ｗｂ／ＬｂをＡ倍すれば、Ｗａ／Ｌａにな
るように、各々の値を設定すればよいことになる。そのようにすれば、チャージトランジ
スタ１１４０２と設定トランジスタ１１４０１の電流特性が概ね同じであれば、図１７３
（Ｂ）において、時刻Ｔ２ａのときにおける、容量素子１１４０４の電圧（チャージトラ
ンジスタ１１４０２や設定トランジスタ１１４０１のゲート端子の電位）は、時刻Ｔ２ｂ
のときの電位と、概ね等しくなる。
なお、容量素子１１４０４は、チャージトランジスタ１１４０２や設定トランジスタ１１
４０１などのゲート容量によって、代用することが出来る。その場合は、容量素子１１４
０４を省略できる。
なお、プリチャージ動作の時には、図１１５では、スイッチ５９０２、１１４０３ｂ、１
１４０３ｃをオンにし、スイッチ１０６、１０７、１１４０３ａをオフにして、設定トラ
ンジスタ１１４０１に電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば
、図１１８に示すように、スイッチ５９０２、１１４０３ａ、１１４０３ｂ、１１４０３
ｃをオンにし、スイッチ１０６、１０７をオフにして、設定トランジスタ１１４０１に電
流が流れるようにしてもよい。
なお、プリチャージ動作の時には、図１１５や図１１８では、スイッチ５９０２をオンに
し、スイッチ１０６、１０７をオフにして、第２基本電流源５９０１の電流が流れて、基
本電流源１０８の電流が流れないようになっているが、これに限定されない。例えば、図
１１９に示すようにスイッチ５９０２、１０６をオンにし、スイッチ１０７をオフにして
、第２基本電流源５９０１と基本電流源１０８の電流が流れるようにしてもよい。
例えば、プリチャージ動作のときには図１２０のように接続され、設定動作のときには、
図１２１のように接続され、出力動作のときには図１２２のように接続されていれば構わ
ない。
なお、配線５９０３と配線１１０と配線１１１とは、高電位側電源Ｖｄｄが供給されてい
るが、これに限定されない。各々の配線の電位が同じでもよいし、異なっていても良い。
また、配線５９０３または配線１１０または配線１１１は、常に同じ電位のまま保たれて
いる必要はない。設定動作と出力動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合
は、問題ない。
なお、チャージトランジスタ１１４０２や設定トランジスタ１１４０１とは、プリチャ
ージ動作と設定動作とで、概ね等しいゲート電位にする必要があるため、これらのトラン
ジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、チャージトランジスタ１１４０２や設定トランジスタ１１４０１のゲート幅Ｗは
、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、ゲート長Ｌも、同じであっても
よいし、異なっていても良い。ゲート長Ｌは、設定トランジスタ１１４０１の方を大きく
すれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。また、飽和領域
においてソース・ドレイン間電圧が変わっても電流値が変わりにくくなる。つまり、キン
ク効果の影響を小さくできる。同様に、ゲート幅Ｗは、設定トランジスタ１１４０１の方
を小さくすれば、設定動作の時や出力動作の時に流れる電流が、より小さくなる。よって
、その状況に合わせて、設計すればよい。
なお、本実施の形態では、図１１４などに示したが、本発明の構成はこれに限定されず
、その要旨を変更しない範囲であれば様々な変形が可能である。例えば、実施の形態５、
６と同様に、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、チャージトランジスタ１１４
０２の数や配置、設定トランジスタ１１４０１の数や配置、各配線の電位、別のプリチャ
ージ方法との組み合わせの有無、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な回
路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々な
回路を用いて構成することが出来る。
例えば、プリチャージ動作の時には、図１２７のように接続され、設定動作の時には、
図１２８のように接続され、出力動作の時には、図１２９のように接続される、というよ
うになっていれば、各スイッチは、どこに配置してもよい。なお、図１２７〜１２９にお
いて、点線の部分などは、接続されていても、されていなくても、どちらでもよい。した
がって、図１２３や図１７８に示すように、チャージトランジスタ１１４０２と設定トラ
ンジスタ１１４０１のゲート端子を、スイッチを介して接続するようにしてもよい。ある
いは、図１２４に示すように接続してもよいし、図１７９のように接続してもよい。ただ
し、図１２４の場合、容量素子１１４０４に電流を流すために、プリチャージ動作の時に
も、スイッチ１１４０３ａをオンにして、設定トランジスタ１１４０１に電流を流すこと
が出来るようにして動作させる必要がある。
また、図１１４の回路に関して、電流の向きを変更して、回路の接続構造を変更せず、チ
ャージトランジスタ１１４０２と設定トランジスタ１１４０１の極性（導電型）を変更し
た場合の例を図１２５に示す。このように、配線の電位を、変更し、基本電流源１０８、
第２の基本電流源５９０１の電流の向きを変更すれば、容易に変更できる。図１１４と図
１２５を比較すると分かるように、配線１１０、１１１、５９０３の電位を、配線１２５
１０、１２５１１、１２５１４のように変更し、基本電流源１０８の電流の向きを基本電
流源１２５０８、第２の基本電流源５９０１の電流の向きを第２の基本電流源１２５１３
のように変更すれば、容易に変更できる。設定トランジスタ１２５０１、チャージトラン
ジスタ１２５０２、スイッチ１２５０３ａ、１２５０３ｂ、１２５０３ｃ、１２５０５、
１２５０６、１２５０７、容量素子１２５０４、負荷１２５０９は図１１４の構成におけ
る設定トランジスタ１１４０１、チャージトランジスタ１１４０２、スイッチ１１４０３
ａ、１１４０３ｂ、１１４０３ｃ、５９０２、１０６、１０７、容量素子１１４０４、負
荷１０９にそれぞれ対応し、これらの接続は、変更されていない。
また、図１１４の回路に関して、電流の向きを変更せずに、回路の接続構造を変更する
ことにより、チャージトランジスタ１１４０２と設定トランジスタ１１４０１の極性（導
電型）を変更した場合の例を図１２６に示す。図１２６の回路の動作の説明は、同様であ
るため、省略する。
なお、この場合も、プリチャージ動作の時、設定動作の時、出力動作の時には、各々の
動作を正常に行えるようになっていれば、あるいは、プリチャージ動作のときは図１２７
、設定動作のときは図１２８、出力動作のときは図１２９に示すように接続されていれば
、スイッチは、どこに配置してもよい。
このように、図１１４の回路だけでなく、様々な回路を用いて、本実施の形態を構成す
ることが出来る。
なお、図１１４の場合、図１１５のようにプリチャージ動作を行い、その後、図１１６
のように設定動作を行っているが、これに限定されない。
例えば、図１１５のようなプリチャージ動作を、複数回行っても良い。例として、図１
１５の場合よりも、もう１回プリチャージ動作が多い場合について、図１３４に示す。図
１３４では、電流源として動作するトランジスタ１３４０１が追加されている。まず、ス
イッチ１３４０４、１３４０２、１１４０３ｃ、１１４０３ｂをオンにして、スイッチ５
９０２、１０６、１０７、１１４０３ａをオフにした状態で、１回目のプリチャージ動作
を行う。その後、スイッチ１３４０４、１０６、１０７、１３４０２、１１４０３ａをオ
フにし、スイッチ５９０２、１１４０３ｃ、１１４０３ｂをオンにして、２回目のプリチ
ャージ動作を行う。つまり、図１１５のプリチャージ動作に相当する。なお、１回目のプ
リチャージ動作の時に流れた電流の方が、２回目のときよりも、大きいとする。このよう
に、当初は、大きな電流値でプリチャージを行うことにより、すばやく、定常状態にする
ことが出来る。
あるいは、別のプリチャージ動作を組み合わせてもよい。
また、プリチャージ動作において用いられるトランジスタと、設定動作において用いら
れるトランジスタとは、出来るだけ、特性がそろっていることが望ましい。例えば、図１
１４の場合、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２とは、電流
特性がそろっていることが望ましい。よって、該トランジスタを作成する過程において、
できるだけ、電流特性が揃うように工夫することが望ましい。例えば、設定トランジスタ
１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２とは、出来るだけ、近接して配置すること
が望ましい。例えば、レーザーを照射してトランジスタの半導体層を結晶化させる場合に
は、同じショットが両トランジスタに照射されることが望ましい。その結果、電流特性を
概ね等しくすることが出来る。その結果、プリチャージ動作によって、適切な状態にする
ことが出来る。そのため、素早く設定動作を行うことが出来る。
本実施の形態で説明した内容は、実施の形態５、６で説明した内容の一部を変更したも
のに相当する。したがって、実施の形態５、６で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。また、実施の形態５、６で説明した内容と、本実施の形態で説明した内容とを、
組み合わせることも可能である。
そこで、図５９の回路と、図１１４の回路とを、組み合わせた場合の構成を図１３０に示
す。図１３０では、図１１４の回路に、切り替えトランジスタ１３００１やスイッチ１３
００２を追加した構成になっている。このときの動作を、簡単に、図１３１〜図１３３に
示す。プリチャージ動作の時には、図１３１に示すように、切り替えトランジスタ１３０
０１は短絡動作を行い、チャージトランジスタ１１４０２にも電流が流れている。そして
、設定動作の時には、図１３２に示すように、切り替えトランジスタ１３００１は電流源
動作を行う。そして、出力動作の時には、図１３３に示すように、動作させる。
なお、図１３１の構成に対しても、実施の形態５〜６で説明した内容は適用できること
は、もちろんである。
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態５〜７で説明した回路を、一部変更した場合について述
べる。
ここでは、簡単のため、図５９の回路を一部変更した場合について述べる。よって、実
施の形態５と同様の内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただ
し、実施の形態５〜７で説明した様々な回路にも、適用することが出来る。
まず、図５９の構成を一部変更したものを、図９６に示す。異なるのは、負荷１０９に
電流を供給するかしないかを選択するスイッチ９６０２と、電流を放出する配線９６０３
と配線９６０３に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ９６０１を設けている点
である。
そこで、図９６の動作について述べる。図９６の動作を図９７、図９８及び図９９を用
いて説明する。まず、図９７に示すように、スイッチ１０３、１０５、５９０２、９６０
１をオンにし、スイッチ１０６，１０７、９６０２をオフにする。すると、切り替えトラ
ンジスタ１０２のソース端子とドレイン端子とは、概ね同じ電位となる。つまり、切り替
えトランジスタ１０２のソース・ドレイン間では、ほとんど電流が流れず、スイッチ１０
３の方に電流が流れるようになる。そのため、第２の基本電流源５９０１に流れる電流Ｉ
ｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１に流れる。そして、電流源トランジ
スタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２の基本電流源５９０１に流れる電
流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。つまり、定常状
態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１０４に蓄積される。つまり
、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すのに必要な電圧が
、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。
そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、短絡動作を行っていることになる。そし
て、本構成では、プリチャージ動作のときにはスイッチ９６０２はオフしているため負荷
１０９に電流は流れず、スイッチ９６０１がオンしているため配線９６０３へ電流が流れ
る。
次に図９８に示すように、スイッチ１０６、１０５、９６０１をオンにし、スイッチ５９
０２、１０７、１０３、９６０２をオフにする。すると、電流源トランジスタ１０１と切
り替えトランジスタ１０２は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。
そして、定常状態になると、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。そしてそのとき
、マルチゲートのトランジスタのゲート・ソース間電圧が容量素子１０４に蓄積される。
つまり、マルチゲートのトランジスタのソース・ドレイン間に電流Ｉｂ１を流すのに必要
な電圧が、ゲート・ソース間に加わるようになる。以上の動作は、設定動作に相当する。
そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、電流源動作を行っていることになる。
次に図９９に示すように、スイッチ１０７、９６０２をオンにし、スイッチ５９０２、１
０６、１０５、１０３、９６０１をオフにする。すると、負荷１０９の方に電流が流れる
。以上の動作は、出力動作に相当する。そしてその時、切り替えトランジスタ１０２は、
電流源動作を行っていることになる。
ここで、図５９の構成では、基本電流源１０８及び第２の基本電流源５９０１に飽和領域
で動作させるＰチャネル型トランジスタを用いている場合には、飽和領域で動作させるた
めに、負荷１０９での電圧降下を加味した電位を配線１１０及び５９０３に設定する必要
がある。つまり、負荷１０９で電圧降下してもＰチャネル型トランジスタは飽和領域で動
作するような高い電位を配線１１０及び５９０３に設定しなければならない。しかし、図
９６の構成では、設定動作時には負荷１０９に電流を流さずに配線９６０３へ電流を放出
するため、配線１１０及び５９０３に設定する電位は負荷１０９での電圧降下を加味しな
くてすむ。つまり図５９の構成よりも低い電位とすることができる。よって、図９６の構
成では消費電力を低減することができる。
次に、図９６の回路を一部変更した場合について述べる。よって、図９６の構成と同様の
内容が多いため、そのような部分については、説明は省略する。ただし、図９６の構成に
限られず、本発明の様々な構成に適用することが出来る。
まず、図９６の構成を一部変更したものを、図１００に示す。異なるのは、図９６のス
イッチ９６０２が、図１００のマルチトランジスタ１０００１に変更されている点である
。マルチトランジスタ１０００１は、電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ
１０２と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジスタ１００
０１のゲート端子は、電流源トランジスタ１０１のゲート端子と接続されている。マルチ
トランジスタ１０００１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、設定動作の時に
は、スイッチとして動作し、出力動作の時には、電流源トランジスタ１０１や切り替えト
ランジスタ１０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部として、電流源として動
作する。
次に、図１００の回路の動作について説明する。図１００の動作を図１０１、図１０２
及び図１０３を用いて説明する。まず、図１０１に示すように、スイッチ５９０２、１０
３、１０５、９６０１をオンにし、スイッチ１０６、１０７をオフにする。すると、第２
の基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０
１に流れる。このとき、マルチトランジスタ１０００１のゲート端子とソース端子は、概
ね同じ電位となる。つまり、マルチトランジスタ１０００１のゲート・ソース間電圧は、
概ね０Ｖとなる。したがって、マルチトランジスタ１０００１はオフする。そして、定常
状態になって、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２の
基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２とが等しくなり、容量素子１０４には、電流が流
れなくなる。以上の動作は、プリチャージ動作に相当する。そしてその時、マルチトラン
ジスタ１０００１は、オフ状態のスイッチとして動作していることになる。
次に、図１０２に示すように、スイッチ１０６、１０５、９６０１をオンにし、スイッ
チ５９０２、１０３、１０７をオフにする。すると、基本電流源１０８流れる電流Ｉｂ１
が、容量素子１０４や電流源トランジスタ１０１や切り替えトランジスタ１０２に流れる
。このとき、マルチトランジスタ１０００１のゲート端子とソース端子は、概ね同じ電位
となる。つまり、マルチトランジスタ１０００１のゲート・ソース間電圧は、概ね０Ｖと
なる。したがって、マルチトランジスタ１０００１はオフする。そして、定常状態になっ
て、電流源トランジスタ１０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源１０８
に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなり、容量素子１０４には、電流が流れなくなる。以上の
動作は、設定動作に相当する。そしてこのときも、マルチトランジスタ１０００１は、オ
フ状態のスイッチとして動作していることになる。
次に、図１０３に示すように、スイッチ１０７をオンにし、スイッチ５９０２、１０６
、１０３、１０５、９６０１をオフにする。すると、容量素子１０４には、設定動作にお
いて蓄積した電荷が保存されているため、それが、電流源トランジスタ１０１と切り替え
トランジスタ１０２とマルチトランジスタ１０００１のゲート端子に加わる。そして、電
流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ１０００１
のゲート端子は、互いに接続されている。以上のことから、電流源トランジスタ１０１と
切り替えトランジスタ１０２とマルチトランジスタ１０００１は、マルチゲートのトラン
ジスタとして動作することになる。したがって、電流源トランジスタ１０１と切り替えト
ランジスタ１０２とマルチトランジスタ１０００１を１つのトランジスタであると考える
と、そのトランジスタのゲート長Ｌは、電流源トランジスタ１０１のＬよりも大きくなる
。したがって、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂ１よりも小さくなる。つまり、負荷
１０９の方に流れる電流は、図１０２の場合よりも小さくなる。以上の動作は、出力動作
に相当する。そしてその時、マルチトランジスタ１０００１は、マルチゲートのトランジ
スタの一部として動作していることになる。
このように、図９６のスイッチ９６０２を、図１００のマルチトランジスタ１０００１
に変更し、マルチトランジスタ１０００１のゲート端子を電流源トランジスタ１０１のゲ
ート端子と接続することにより、電流の制御を自動的に行うことができ、また、負荷１０
９の方に流れる電流を小さくすることが出来る。また、図９６の場合は、負荷１０９の方
に、出力動作のときに電流を流し、設定動作の時には流さない、という動作を切り替える
ため、スイッチ９６０２を制御するための配線が必要になるが、図１００の場合は、自動
的に行えるため、制御するための配線を省略することができる。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマ
ルチトランジスタ１０００１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するため、こ
れらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、電流源トランジスタ１０１と切り替えトランジスタ１０２とマ
ルチトランジスタ１０００１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが、各々
のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同様に、
ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗは、通
常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさであることが
望ましい。ゲート長Ｌは、切り替えトランジスタ１０２やマルチトランジスタ１０００１
の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。よって、その状況に
合わせて、設計すればよい。
なお、本実施の形態の回路として、図１００に示したが、構成はこれに限定されない。
スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、切り替え
トランジスタの数や配置、マルチトランジスタの数や配置、各配線の電位、電流の流れる
向きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々
の変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、スイッチ５９０２、１０６、１０７、１０３、１０５、９６０１、９６０２な
どのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配置しても
良い。つまり、プリチャージ動作のときには、図１０５のように接続され、設定動作のと
きには、図１０６のように接続され、出力動作のときには、図１０７のように接続される
、というようになっていれば、スイッチ５９０２、１０６、１０７、１０３、１０５、９
６０１、９６０２などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
また、図１０４に示すように図９６に示すスイッチ９６０２を設けない構成としてもよい
。つまり、プリチャージ動作や設定動作のときにスイッチ９６０１をオンにすれば、負荷
１０９にはほとんど電流が流れず配線９６０３へ電流が流れるため、電圧降下の影響はほ
とんど受けないからである。
また、図７１の回路を一部変更し、プリチャージ動作や設定動作においては、負荷に電流
を流さないことが可能な回路を図１０８に示す。異なるのは、負荷１０９に電流を供給す
るかしないかを選択するスイッチ１０８０２と、電流を放出する配線１０８０３と配線１
０８０３に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ１０８０１を設けている点であ
る。
なお、動作については図９６と同様のため、ここでは省略する。
また、本実施の形態の回路として、図１０８に示したが、構成はこれに限定されない。ス
イッチの配置や数、各トランジスタの極性、電流源トランジスタの数や配置、切り替えト
ランジスタの数や配置、マルチトランジスタの数や配置、各配線の電位、電流の流れる向
きなどを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の
変更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、スイッチ５９０２、１０６、１０７、７１０３、７１０５、１０８０１、１０
８０２などのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフを制御できるなら、どこに配
置しても良い。つまり、プリチャージ動作のときには、図１１１のように接続され、設定
動作のときには、図１１２のように接続され、出力動作のときには、図１１３のように接
続される、というようになっていれば、スイッチ５９０２、１０６、１０７、７１０３、
７１０５、１０８０１、１０８０２などのようなスイッチは、どこに配置してもよい。
よって、例えばスイッチ７１０３は図１０９に示すように接続されていてもよい。また、
また、図１１０に示すように図１０８に示すスイッチ１０８０２を設けない構成としても
よい。つまり、プリチャージ動作や設定動作のときにスイッチ１０８０１をオンにすれば
、負荷１０９にはほとんど電流が流れず配線１０８０３へ電流が流れるため、電圧降下の
影響はほとんど受けないからである。
また、図１１４の回路を一部変更し、プリチャージ動作や設定動作においては、負荷に電
流を流さないことが可能な回路を図１３５に示す。異なるのは、負荷１０９に電流を供給
するかしないかを選択するスイッチ１３５０２と、電流を放出する配線１３５０３と配線
１３５０３に電流を放出するかしないかを選択するスイッチ１３５０１を設けている点で
ある。
ここで、図１３５の動作について述べる。図１３５の動作を図１３６、図１３７及び図
１３８を用いて説明する。まず、図１３６に示すように、スイッチ５９０２、１１４０３
ｂ、１１４０３ｃ、１３５０１をオンにし、スイッチ１０６、１０７、１１４０３ａ、１
３５０２をオフにする。すると、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間では
、電流が流れない。そのため、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素子
１１４０４やチャージトランジスタ１１４０２に流れる。そして、チャージトランジスタ
１１４０２のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源５９０１に流れる電流
Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１１４０４には、電流が流れなくなる。
つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１１４０４
に蓄積される。つまり、チャージトランジスタ１１４０２のソース・ドレイン間に電流Ｉ
ｂ２を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャ
ージ動作に相当する。
次に、図１３７に示すように、スイッチ１０６、１１４０３ａ、１１４０３ｃをオンに
し、スイッチ５９０２、１０７、１１４０３ｂ、１３５０２をオフにする。すると、スイ
ッチ１１４０３ｂはオフになっているので、チャージトランジスタ１１４０２のソース・
ドレイン間には、電流が流れなくなる。そのため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１
が、容量素子１１４０４や設定トランジスタ１１４０１に流れる。
そして、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源
１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１１４０４には、電流が流れなく
なる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１１４
０４に蓄積される。つまり、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に電流Ｉ
ｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作
に相当する。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源５９０１に流
れる電流Ｉｂ２、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２のトラ
ンジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子
１１４０４に蓄積される電荷、つまり、設定トランジスタ１１４０１（またはチャージト
ランジスタ１１４０２）のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時と
で、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源５９０１に流れる
電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素
子１１４０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作に
おいて、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状
態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１１４０４は、
概ね充電されているからである。
次に、図１３８に示すように、スイッチ５９０２、１０６、１１４０３ｂ、１１４０３
ｃ、１３５０１をオフにし、スイッチ１０７、１１４０３ａ、１３５０２をオンにする。
すると、負荷１０９の方に電流が流れる。以上の動作は、出力動作に相当する。
このように、スイッチ１１４０３ａ、１１４０３ｂのオンオフを制御することにより、
プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状
態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差
容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既
に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ
動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
ここで、図１１４の構成において、基本電流源１０８及び第２の基本電流源５９０１に飽
和領域で動作させるＰチャネル型トランジスタを用いている場合には、飽和領域で動作さ
せるために、負荷１０９での電圧降下を加味した電位を配線１１０及び５９０３に設定す
る必要がある。つまり、負荷１０９で電圧降下してもＰチャネル型トランジスタは飽和領
域で動作するような高い電位を配線１１０及び５９０３に設定しなければならない。しか
し、図１３５の構成では、設定動作時には負荷１０９に電流を流さずに配線１３５０３へ
電流を放出するため、配線１１０及び５９０３に設定する電位は負荷１０９での電圧降下
を加味しなくてすむ。つまり図１１４の構成よりも低い電位とすることができる。よって
、図１３５の構成では消費電力を低減することができる。
また、トランジスタを並列に接続して、プリチャージ動作や設定動作を行う場合として図
１３５に示したが、構成はこれに限定されない。スイッチの配置や数、各トランジスタの
極性、電流源トランジスタの数や配置、切り替えトランジスタの数や配置、マルチトラン
ジスタの数や配置、各配線の電位、電流の流れる向きなどを変更することにより、様々な
回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変更を組み合わせることにより、様々
な回路を用いて構成することが出来る。
例えば、スイッチ５９０２、１０６、１０７、１１４０３ａ、１１４０３ｂ、１１４０
３ｃ、１３５０１、１３５０２などのようなスイッチは、対象とする電流のオンオフを制
御できるなら、どこに配置しても良い。つまり、プリチャージ動作のときには、図１４９
のように接続され、設定動作のときには、図１５０のように接続され、出力動作のときに
は、図１５１のように接続される、というようになっていれば、スイッチ５９０２、１０
６、１０７、１１４０３ａ、１１４０３ｂ、１１４０３ｃ、１３５０１、１３５０２など
のようなスイッチは、どこに配置してもよい。
まず、図１３５の構成を一部変更したものを、図１３９に示す。異なるのは、図１３５の
スイッチ１３５０２が、図１３９のマルチトランジスタ１３９０１に変更されている点で
ある。マルチトランジスタ１３９０１は、設定トランジスタ１１４０１やチャージトラン
ジスタ１１４０２と同じ極性（導電型）のトランジスタである。そして、マルチトランジ
スタ１３９０１のゲート端子は、電流源トランジスタ１１４０１のゲート端子と接続され
ている。マルチトランジスタ１３９０１は、状況によって、動作が切り替わる。つまり、
設定動作の時には、スイッチとして動作し、出力動作の時には、設定トランジスタ１１４
０１やチャージトランジスタ１１４０２とともに、マルチゲートのトランジスタの一部と
して、電流源として動作する。
そこで、図１３９の動作について述べる。図１３９の動作を図１４０、図１４１及び
図１４２を用いて説明する。まず、図１４０に示すように、スイッチ５９０２、１１４０
３ｂ、１１４０３ｃ、１３５０１をオンにし、スイッチ１０６、１０７、１１４０３ａを
オフにする。このとき、マルチトランジスタ１３９０１のゲート端子とソース端子は、概
ね同じ電位となる。つまり、マルチトランジスタ１３９０１のゲート・ソース間電圧は、
概ね０Ｖとなる。したがって、マルチトランジスタ１３９０１はオフする。またスイッチ
１１４０３ａがオフしているため、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間で
は、電流が流れない。そのため、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２が、容量素
子１１４０４やチャージトランジスタ１１４０２に流れる。そして、チャージトランジス
タ１１４０２のソース・ドレイン間に流れる電流と、第２基本電流源５９０１に流れる電
流Ｉｂ２とが等しくなると、容量素子１１４０４には、電流が流れなくなる。つまり、定
常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１１４０４に蓄積される
。つまり、チャージトランジスタ１１４０２のソース・ドレイン間に電流Ｉｂ２を流すの
に必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、プリチャージ動作に相
当する。
次に、図１４１に示すように、スイッチ１０６、１１４０３ａ、１１４０３ｃをオンに
し、スイッチ５９０２、１０７、１１４０３ｂをオフにする。このとき、マルチトランジ
スタ１３９０１のゲート端子とソース端子は、概ね同じ電位となる。つまり、マルチトラ
ンジスタ１３９０１のゲート・ソース間電圧は、概ね０Ｖとなる。したがって、マルチト
ランジスタ１３９０１はオフする。また、スイッチ１１４０３ｂはオフになっているので
、チャージトランジスタ１１４０２のソース・ドレイン間には、電流が流れなくなる。そ
のため、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が、容量素子１１４０４や設定トランジス
タ１１４０１に流れる。
そして、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に流れる電流と、基本電流源
１０８に流れる電流Ｉｂ１とが等しくなると、容量素子１１４０４には、電流が流れなく
なる。つまり、定常状態になる。そしてそのときのゲート端子の電位が、容量素子１１４
０４に蓄積される。つまり、設定トランジスタ１１４０１のソース・ドレイン間に電流Ｉ
ｂ１を流すのに必要な電圧が、ゲート端子に加わるようになる。以上の動作は、設定動作
に相当する。
なお、このとき、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１、第２基本電流源５９０１に流
れる電流Ｉｂ２、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２のトラ
ンジスタサイズ（ゲート幅Ｗやゲート長Ｌなど）を適切に設定することにより、容量素子
１１４０４に蓄積される電荷、つまり、設定トランジスタ１１４０１（またはチャージト
ランジスタ１１４０２）のゲート端子の電位が、プリチャージ動作の時と設定動作の時と
で、概ね等しい電圧になるようにしておく。
すると、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１よりも、第２基本電流源５９０１に流れる
電流Ｉｂ２の方が、電流値が大きい場合、プリチャージ動作において、すばやく、容量素
子１１４０４を充電し、定常状態にすることが可能となる。そして、その後、設定動作に
おいて、たとえ、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１が小さくても、すばやく、定常状
態にすることが出来る。なぜなら、プリチャージ動作によって、容量素子１１４０４は、
概ね充電されているからである。
次に、図１４２に示すように、スイッチ５９０２、１０６、１１４０３ｂ、１１４０３ｃ
をオフにし、スイッチ１０７、１１４０３ａをオンにする。そして、容量素子１１４０４
には、設定動作において蓄積した電荷が保存されており、それが、設定トランジスタ１１
４０１とチャージトランジスタ１１４０２とマルチトランジスタ１３９０１のゲート端子
に加わる。そして、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２とマ
ルチトランジスタ１３９０１のゲート端子は、互いに接続されている。以上のことから、
設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２とマルチトランジスタ１
３９０１は、マルチゲートのトランジスタとして動作することになる。したがって、設定
トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２とマルチトランジスタ１３９
０１を１つのトランジスタであると考えると、そのトランジスタのゲート長Ｌは、設定ト
ランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０２のＬよりも大きくなる。したが
って、負荷１０９の方に流れる電流は、Ｉｂ１よりも小さくなる。つまり、負荷１０９の
方に流れる電流は、図１３５の場合よりも小さくなる。以上の動作は、出力動作に相当す
る。そしてその時、マルチトランジスタ１３９０１は、マルチゲートのトランジスタの一
部として動作していることになる。
このように、図１３５のスイッチ１３５０２を、図１３９のマルチトランジスタ１３９
０１に変更し、マルチトランジスタ１３９０１のゲート端子を電流源トランジスタ１１４
０１のゲート端子と接続することにより、電流の制御を自動的に行うことができ、また、
負荷１０９の方に流れる電流を小さくすることが出来る。図１３５の場合は、出力動作の
ときに設定トランジスタ１１４０１のドレイン端子を負荷１０９へ接続するスイッチ１３
５０２を制御するための配線が必要になるが、図１３９の場合は、自動的に行えるため、
制御するための配線を省略することができる。なお、マルチトランジスタ１３９０１のゲ
ート端子を図１４３のように接続しても構わない。
なお、出力動作の時に、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０
２とマルチトランジスタ１３９０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するた
め、これらのトランジスタは同極性（同じ導電型を有する）とすることが望ましい。
なお、出力動作の時に、設定トランジスタ１１４０１とチャージトランジスタ１１４０
２とマルチトランジスタ１３９０１とは、マルチゲートのトランジスタとして動作するが
、各々のトランジスタのゲート幅Ｗは、同じであってもよいし、異なっていても良い。同
様に、ゲート長Ｌも、同じであってもよいし、異なっていても良い。ただし、ゲート幅Ｗ
は、通常のマルチゲートのトランジスタと同じだと考えてもよいため、同じ大きさである
ことが望ましい。ゲート長Ｌは、チャージトランジスタ１１４０２やマルチトランジスタ
１３９０１の方を大きくすれば、負荷１０９に流れる電流が、より小さくなる。よって、
その状況に合わせて、設計すればよい。
このように、スイッチ１１４０３ａ、１１４０３ｂのオンオフを制御することにより、
プリチャージ動作において流れる電流を大きくすることができるため、すばやく、定常状
態にすることが出来る。つまり、電流が流れる配線に寄生している負荷（配線抵抗や交差
容量など）による影響を少なくし、すばやく、定常状態にすることが出来る。その時、既
に、設定動作のときの定常状態と、概ね近い状態になっている。そのため、プリチャージ
動作のあと、設定動作において、素早く定常状態にすることができる。
したがって、例えば、負荷１０９がＥＬ素子で有る場合、ＥＬ素子を低階調で発光させ
たい場合の信号書き込み時にも、すばやく信号を書き込むことが出来る。
そこで、プリチャージ動作の時と設定動作の時とで、容量素子１１４０４に蓄積される
電圧が、概ね等しい電圧になるための条件について述べる。まず、チャージトランジスタ
１１４０２のゲート幅をＷａ、ゲート長をＬａとし、設定トランジスタ１１４０２のゲー
ト幅をＷｂ、ゲート長をＬｂとする。そして、設定動作の時に流れる電流（図１３７の場
合は、基本電流源１０８に流れる電流Ｉｂ１）をＡ倍すると、プリチャージ動作の時に流
れる電流（図１３６の場合は、第２基本電流源５９０１に流れる電流Ｉｂ２）の大きさと
等しいとする。
また、図１３５のスイッチ１３５０１を図１５２のように接続を変えてもよい。なお、動
作については図１３５と同様であるので省略する。
このように、本実施の形態の構成はこれに限定されず、その要旨を変更しない範囲であ
れば様々な変形が可能である。例えば、スイッチの配置や数、各トランジスタの極性、電
流源トランジスタの数や配置、基本電流源の数や配置、切り替えトランジスタの数や配置
、マルチトランジスタの数や配置、設定トランジスタの数や配置、チャージトランジスタ
の数や配置、各配線の電位、別のプリチャージとの組み合わせの有無、電流の流れる向き
などを変更することにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。また、各々の変
更を組み合わせることにより、様々な回路を用いて構成することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態５〜７で説明した内容の一部を変更
したものに相当する。したがって、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態５〜７に
も適用できる。
（実施の形態９）
本実施の形態では、表示装置、および、信号線駆動回路などの構成とその動作について
、説明する。信号線駆動回路の一部や画素に、本発明の回路を適用することができる。
表示装置は、図１７０に示すように、画素配列（Ｐｉｘｅｌｓ）１７００１、ゲート線
駆動回路（Ｇａｔｅ Ｄｒｉｖｅｒ）１７００２、信号線駆動回路１７０１０を有してい
る。ゲート線駆動回路１７００２は、画素配列１７００１に選択信号を順次出力する。信
号線駆動回路１７０１０は、画素配列１７００１にビデオ信号を順次出力する。画素配列
１７００１では、ビデオ信号に従って、光の状態を制御することにより、画像を表示する
。信号線駆動回路１７０１０から画素配列１７００１へ入力するビデオ信号は、電流であ
る場合が多い。つまり、各画素に配置された表示素子や表示素子を制御する素子は、信号
線駆動回路１７０１０から入力されるビデオ信号（電流）によって、状態を変化させる。
画素に配置する表示素子の例としては、ＥＬ素子やＦＥＤ（フィールドエミッションディ
スプレイ）で用いる素子などがあげられる。
なお、ゲート線駆動回路１７００２や信号線駆動回路１７０１０は、複数配置されてい
てもよい。
信号線駆動回路１７０１０は、構成を複数の部分に分けられる。大まかには、一例とし
て、シフトレジスタ１７００３、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４、第２ラッチ回
路（ＬＡＴ２）１７００５、デジタル・アナログ変換回路１７００６に分けられる。デジ
タル・アナログ変換回路１７００６には、電圧を電流に変換する機能も有しており、ガン
マ補正を行う機能も有していてもよい。つまり、デジタル・アナログ変換回路１７００６
には、画素に電流（ビデオ信号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、
そこに本発明を適用することが出来る。
また、画素は、ＥＬ素子などの表示素子を有している。その表示素子に電流（ビデオ信
号）を出力する回路、すなわち、電流源回路を有しており、そこにも、本発明を適用する
ことが出来る。
そこで、信号線駆動回路１７０１０の動作を簡単に説明する。シフトレジスタ１７００
３は、フリップフロップ回路（ＦＦ）等を複数列用いて構成され、クロック信号（Ｓ−Ｃ
ＬＫ）、スタートパルス（ＳＰ）、クロック反転信号（Ｓ−ＣＬＫｂ）が入力される、こ
れらの信号のタイミングに従って、順次サンプリングパルスが出力される。
シフトレジスタ１７００３より出力されたサンプリングパルスは、第１ラッチ回路（Ｌ
ＡＴ１）１７００４に入力される。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４には、ビデオ
信号線１７００８より、ビデオ信号が入力されており、サンプリングパルスが入力される
タイミングに従って、各列でビデオ信号を保持していく。なお、デジタル・アナログ変換
回路１７００６を配置している場合は、ビデオ信号はデジタル値である。また、この段階
でのビデオ信号は、電圧であることが多い。
ただし、第１ラッチ回路１７００４や第２ラッチ回路１７００５が、アナログ値を保存
できる回路である場合は、デジタル・アナログ変換回路１７００６は省略できる場合が多
い。その場合、ビデオ信号は、電流であることも多い。また、画素配列１７００１に出力
するデータが２値、つまり、デジタル値である場合は、デジタル・アナログ変換回路１７
００６は省略できる場合が多い。
第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４において、最終列までビデオ信号の保持が完了
すると、水平帰線期間中に、ラッチ制御線１７００９よりラッチパルス（Ｌａｔｃｈ Ｐ
ｕｌｓｅ）が入力され、第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４に保持されていたビデオ
信号は、一斉に第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）１７００５に転送される。その後、第２ラッ
チ回路（ＬＡＴ２）１７００５に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に、デジタル・
アナログ変換回路１７００６へと入力される。そして、デジタル・アナログ変換回路１７
００６から出力される信号は、画素配列１７００１へ入力される。
第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）１７００５に保持されたビデオ信号がデジタル・アナログ
変換回路１７００６に入力され、そして、画素１７００１に入力されている間、シフトレ
ジスタ１７００３においては再びサンプリングパルスが出力される。つまり、同時に２つ
の動作が行われる。これにより、線順次駆動が可能となる。以後、この動作を繰り返す。
なお、デジタル・アナログ変換回路１７００６が有している電流源回路が、設定動作と
出力動作とを行うような回路である場合、その電流源回路に、電流を流す回路が必要とな
る。そのような場合、リファレンス用電流源回路１７０１４が配置されている。
なお、信号線駆動回路やその一部は、画素配列１７００１と同一基板上に存在せず、例
えば、外付けのＩＣチップを用いて構成されることもある。そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で接続してガラス基板上に配置してもよい。あるいは、その
ＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガ
ラス基板と接続してもよい。
なお、信号線駆動回路などの構成は、図１７０に限定されない。
例えば、第１ラッチ回路１７００４や第２ラッチ回路１７００５が、アナログ値を保存
できる回路である場合、図１７１に示すように、リファレンス用電流源回路１７０１４か
ら第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４に、ビデオ信号（アナログ電流）が入力される
こともある。また、図１７１において、第２ラッチ回路１７００５が存在しない場合もあ
る。そのような場合は、第１ラッチ回路１７００４に、より多くの電流源回路が配置され
ている場合が多い。これにより、第２ラッチ回路１７００５がなくても、設定動作や出力
動作などを同時に行うことができる。例えば、電流源回路を２つ以上配置して、それらを
切り替えて用いればよい。つまり、一方の電流源回路に対して設定動作を行い、同時に他
方の電流源回路で出力動作を行う。そして、それを任意の周期ごとに切り替える。これに
より、設定動作や出力動作などを同時に行うことができる。その結果、第２ラッチ回路１
７００５を省くことが可能となる。このような回路の構成や動作については、国際公開第
０３／０３８７９６号パンフレット、国際公開第 ０３／０３８７９７号パンフレット
、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
（実施の形態１０）
次に、実施の形態９において説明した信号線駆動回路１７０１０の具体的な構成について
、説明する。
まず、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例を図１５３に示す。図１５３は、図１
０８のように、トランジスタを直列に接続した場合の例を示している。図１５３のトラン
ジスタ１５３０１、トランジスタ１５３０２、容量素子１５３０４、負荷１５３０９、基
本電流源１５３１０、第２の基本電流源１５３１１、スイッチ１５３０６、１５３０７、
１５３０８配線１５３１５はそれぞれ図１０８の電流源トランジスタ７１０１、切り替え
トランジスタ７１０２、容量素子７１０４、負荷７１０９、基本電流源１０８、第２の基
本電流源５９０１、スイッチ１０６、５９０２、１０７、配線１１１に対応している。ま
た、図１０８に示すスイッチ７１０５、７１０３は図１５３ではトランジスタ１５３０５
、１５３０３で代用している。また、図１０８の配線５９０３及び１１０は図１５３では
配線１５３１２のように同じ配線としている。
配線１５３１３には、電流源回路が複数個接続されている。図１５３では簡単のため、電
流源回路１５３１６のみが接続されている図を示している。スイッチ１５３０６のオンオ
フによって基本電流源１５３１０の電流を制御し、スイッチ１５３０７のオンオフによっ
て第２の基本電流源１５３１１の電流を制御し、スイッチ１５３０８のオンオフによって
配線１５３１５と電流源回路の接続を制御する。つまり、プリチャージ動作のときには、
スイッチ１５３０７をオンにし、第２の基本電流源１５３１１の電流を、設定動作のとき
にはスイッチ１５３０６をオンにし、基本電流源１５３１０の電流を電流源回路に流れる
ようにする。そして、出力動作のときには、スイッチ１５３０８をオンにし配線１５３１
５の電位を電流源回路に設定する。また、スイッチング用トランジスタ１５３１４をオン
させることによって、各電流源回路のプリチャージ動作や設定動作のときに、基本電流源
１５３１０や第２基本電流源１５３１１などから構成される基本電流源回路１５３２０の
電流を電流源回路１５３１６に流すことができる。また、電流源回路１５３１６は、配線
１５３１７、１５３１８、１５３１９によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作
を切り替えている。
なお、リファレンス用電流源回路１７０１４における電流源は、図１５３における基本電
流源回路１５３２０に相当する。そして、図１５３における負荷１５３０９は、スイッチ
や、信号線や信号線に接続された画素や別の電流源回路に相当する。
また、信号線駆動回路に本発明を適用した場合の例として、図１２６のように、トランジ
スタを並列に接続した場合の例を図１５４に示す。なお、配線１５４１８には、電流源回
路が複数個接続されているが図１５４では電流源回路１５４１３のみを記載している。図
１５４のトランジスタ１５４０１、トランジスタ１５４０２、容量素子１５４０４、負荷
１５４０９、基本電流源１５４１０、第２の基本電流源１５４１１、スイッチ１５４０６
、１５４０７、１５４０８、配線１５４１４はそれぞれ図１２６の設定トランジスタ１２
６０１、チャージトランジスタ１２６０２、容量素子１２６０４、負荷１２６０９、基本
電流源１０８、第２の基本電流源５９０１、スイッチ１０６、５９０２、スイッチ１０７
、配線１１１に対応している。また、図１２６に示すスイッチ１２６０３ａ、１２６０３
ｂ、１２６０３ｃは図１５４ではトランジスタ１５４０３ａ、１５４０３ｂ、１５４０３
ｃで代用している。また、図１２６の配線５９０３及び１１０は図１５４では配線１５４
１２のように同じ配線としている。なお、電流源回路１５４１８は、配線１５４１４、１
５４１５、１５４１６、１５４１７によって、プリチャージ動作、設定動作、出力動作を
切り替えている。そして、プリチャージ動作のときには、スイッチ１５４０７をオンにし
、第２の基本電流源１５４１１の電流を、設定動作のときにはスイッチ１５４０６をオン
にし、基本電流源１５４１０の電流を電流源回路に流れるようにする。そして、出力動作
のときには、スイッチ１５４０８をオンにし配線１５４１４の電位を電流源回路に設定す
る。また、スイッチング用トランジスタ１５４０５をオンさせることによって、各電流源
回路のプリチャージ動作や設定動作のときに、基本電流源１５４１０や第２基本電流源１
５４１１などから構成される基本電流源回路１５４１９の電流を電流源回路１５４１３に
流すことができる。
なお、図１５３や図１５４では、電流源回路が１つしか記載されていないが、電流源回路
を並列に複数個配置して、切り替えて動作させることにより、設定動作などを行いながら
、同時に出力動作を行うことができる。
また、図１５３や図１５４ではプリチャージ用の第２の基本電流源を設けているが、第２
の基本電流源がない構成としてもよい。つまり実施の形態１〜８で説明した様々な電流源
回路を適用することができる。
なお、電流源回路に対して設定動作を行う場合、そのタイミングを制御する必要がある
。その場合、設定動作を制御するために、専用の駆動回路（シフトレジスタなど）を配置
してもよい。あるいは、ＬＡＴ１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信
号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。つまり、一つのシフトレジスタ
で、ＬＡＴ１回路と電流源回路とを両方制御するようにしてもよい。その場合は、ＬＡＴ
１回路を制御するためのシフトレジスタから出力される信号を直接、電流源回路に入力し
てもよいし、ＬＡＴ１回路への制御と電流源回路への制御を切り分けるため、その切り分
けを制御する回路を介して、電流源回路を制御してもよい。あるいは、ＬＡＴ２回路から
出力される信号を用いて、電流源回路への設定動作を制御してもよい。ＬＡＴ２回路から
出力される信号は、通常、ビデオ信号であるため、ビデオ信号として使用する場合と電流
源回路を制御する場合とを切り分けるため、その切り替えを制御する回路を介して、電流
源回路を制御すればよい。このように、設定動作や出力動作を制御するための回路構成や
、回路の動作等については、国際公開第 ０３／０３８７９３号パンフレット、国際公開
第 ０３／０３８７９４号パンフレット、国際公開第 ０３／０３８７９５号パンフレッ
ト、に記載されており、その内容を本発明に適用することが出来る。
さらに、負荷１５３０９（例えば、スイッチや信号線や信号線に接続された画素など）に
アナログ電流を出力する場合は、デジタル・アナログ変換を行う必要があるので、電流源
回路を複数配置した図１５５に示すような構成となる。なお、図１５５では、説明を簡単
にするため、３ビットの場合について説明する。すなわち、基本電流源回路１５５０３Ａ
、１５５０３Ｂ、１５５０３Ｃがあり、設定動作の時の電流の大きさは、Ｉｃ、２×Ｉｃ
、４×Ｉｃというようになっている。そして、電流源回路１５５０１Ａ、１５５０１Ｂ、
１５５０１Ｃが各々接続されている。なお、電流源回路１５５０１Ａ、１５５０１Ｂ、１
５５０１Ｃは、図１５３に示す電流源回路１５３１６でもよいし、図１５４に示す電流源
回路１５４１８でもよい。したがって、出力動作の時には、電流源回路１５５０１Ａ、１
５５０１Ｂ、１５５０１Ｃは、Ｉｃ、２×Ｉｃ、４×Ｉｃの大きさの電流を出力すること
になる。そして、各電流源回路と直列に、スイッチ１５５０２Ａ、１５５０２Ｂ、１５５
０３Ｃが接続されている。このスイッチは、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）１７００５から
出力されるビデオ信号によって制御される。そして、各電流源回路とスイッチから出力さ
れる電流の合計が、負荷１５５０４、すなわち、信号線などに出力される。以上のように
動作させることにより、画素などにビデオ信号としてアナログ電流を出力している。
なお、図１５５では、簡単のため、３ビットの場合について説明したが、これに限定され
ない。同様に構成すれば、ビット数を容易に変更して構成することが出来る。また、図１
５３、図１５４の場合と同様、電流源をさらに並列に配置することにより、設定動作など
と出力動作とを同時に行うことができる。
次に、図１７１の場合について、説明する。リファレンス用電流源回路１７０１４におけ
る電流源は、図１５３、図１５４における基本電流源回路１５３２０、１５４１９に相当
する。第１ラッチ回路（ＬＡＴ１）１７００４に配置されている電流源回路は、図１５３
、図１５４における電流源回路１５３１６、１５４１８に相当する。そして、図１５３、
図１５４における負荷１５３０９は、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）１７００５に配置され
ている電流源回路に相当する。この場合は、リファレンス用電流源回路１７０１４におけ
る電流源からは、ビデオ信号が電流で出力される。なお、その電流は、デジタル値の場合
も、アナログ値の場合もある。
なお、第２ラッチ回路（ＬＡＴ２）１７００５が配置されていない場合は、図１５３、図
１５４における負荷１５３０９、１５４０９は、画素や信号線に相当することになる。
また、第１ラッチ回路１７００４に配置されている電流源回路が、図１５３、図１５４に
おける基本電流源回路１５３２０、１５４１９に相当し、第２ラッチ回路１７００５に配
置されている電流源回路が、図１５３、図１５４における電流源回路１５３１６、１５４
１８に相当し、画素や信号線が図１５３、図１５４における負荷１５３０９、１５４０９
に相当すると考えることもできる。
また、リファレンス用電流源回路１７０１４が図１５３、図１５４における電流源回路
１５３１６、１５４１８に相当し、第１ラッチ回路１７００４に配置されている電流源回
路が図１５３、図１５４における負荷１５３１６、１５４１８に相当し、さらに別の電流
源（リファレンス用電流源回路１７０１４に電流を供給する回路）が、図１５３、図１５
４における基本電流源回路１５３２０、１５４１９に相当すると考えることもできる。
また、画素の中に配置されている発光素子が図１５３、図１５４における負荷１５３０
９、１５４０９に相当し、画素の中に配置されている電流源回路が図１５３、図１５４に
おける電流源回路１５３１６、１５４１８に相当し、信号線駆動回路１７０１０における
、画素に電流を出力する電流源回路が、図１５３、図１５４における基本電流源回路１５
３２０、１５４１９に相当すると考えることもできる。なお、画素の中に配置されている
電流源回路から発光素子に電流が供給されて、発光素子が発光する。
このように、様々な部分に、本発明を適用することが出来る。
なお、各ビットに対応したデジタルビデオ信号（電流値）を第１ラッチ回路１７００４
に入力してもよい。なお、その後、各ビットに対応したデジタルビデオ信号電流を足し合
わせることによって、デジタル値からアナログ値に変換することができる。その場合、桁
数の小さなビットの信号を入力する場合に、本発明を適用することは、より好適である。
なぜなら、桁数の小さなビットの信号の場合、信号の電流値が小さくなってしまう。そこ
で、本発明を適用すれば、信号の電流値を大きくすることができる。そのため、信号の書
き込み速度が向上する。
なお、図１５３において、電流源回路１５３１６の構成として、図１０８の構成を用い
たが、これに限定されない。同様に、図１５４において、電流源回路１５４１８の構成と
して、図１２６の構成を用いたが、これに限定されない。本発明における様々な構成を用
いることが出来る。
このように、信号線駆動回路に本発明を適用することにより、信号線駆動回路に入力され
る電流値が小さくても、設定動作により素早く信号の書き込みを行うことが出来る。もし
、設定動作による信号の書き込みが十分できない場合は、信号線に正しい電流を出力する
ことが出来ない。その場合は、画素は、正確な表示を行うことができない。よって、本発
明を適用することにより、画質不良を防止することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜９で説明した内容を利用したも
のに相当する。したがって、実施の形態１〜９で説明した内容は、本実施の形態にも適用
できる。
（実施の形態１１）
実施の形態１０では、信号線駆動回路１７０１０の具体的な構成について、説明した。そ
こで、本実施の形態では、画素配列１７００１に配列状に配置されている画素に適用した
場合の具体的な構成について説明する。
まず、図１で示した構成を画素に適用した場合について、図１５６に示す。図１におけ
る負荷１０９は、図１５６におけるＥＬ素子１５６０９に相当する。図１５６における基
本電流源１５６０８は、図１７０の場合は、デジタル・アナログ変換回路１７００６に配
置されている電流源回路に相当し、図１７１の場合は、第２ラッチ回路１７００５に配置
されている電流源回路に相当する。図１７１の場合で第２ラッチ回路１７００５が無い場
合は、第１ラッチ回路１７００４に配置されている電流源回路に相当する。なお、実際に
は、配線１５６１３には画素が複数個接続されている。図１５６では、簡単のため、画素
が１つだけ接続されている場合の図を示してる。
図１５６のトランジスタ１５６０１、トランジスタ１５６０２、容量素子１５６０４、負
荷１５６０９、基本電流源１５６０８、スイッチ１５６０６、１５６０７、配線１５６１
０、１５６１１、１５６１７はそれぞれ図１の電流源トランジスタ１０１、切り替えトラ
ンジスタ１０２、容量素子１０４、負荷１０９、基本電流源１０８、スイッチ１０６、１
０７、配線１１０、１１２、１１１に対応している。また、図１に示すスイッチ１０３、
１０５は図１５６ではトランジスタ１５６０３、１５６０５で代用している。ゲート線１
５６１４、１５６１５、１５６１６を用いて、各スイッチ（図１５６ではトランジスタ）
のオンオフを制御する。ゲート線１５６１４を制御して選択トランジスタ１５６１２をオ
ンオフして、信号線１５６１３から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図
１と同様であるので、省略する。
また、図５１で示した構成を画素に適用した場合について、図１５７に示す。図１５７
のトランジスタ１５７０１、トランジスタ１５７０２、容量素子１５７０４、負荷１５７
０９、基本電流源１５７１３、スイッチ１５７１４、１５７１５、配線１５７１６、１５
７１７、１５７１２はそれぞれ図５１の電流源トランジスタ５１０１、チャージトランジ
スタ５１０２、容量素子５１０４、負荷１０９、基本電流源１０８、スイッチ１０６、１
０７、配線１１０、１１１、１１２に対応している。また、図５１に示すスイッチ５１０
３ａ、５１０３ｂ、５１０３ｃは図１５７ではトランジスタ１５７０３ａ、１５７０３ｂ
、１５７０３ｃで代用している。ゲート線１５７０７、１５７０８、１５７１０、１５７
１１を用いて、各スイッチ（図１５７ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート
線１５７０７を制御して選択トランジスタ１５７０５をオンオフして、信号線１５７０６
から信号が入力される。なお、詳しい動作については、図５１と同様であるので、省略す
る。また、トランジスタ１５７０２のゲート端子の接続を図１６７のように変更すること
もできる。図１６７は図１０の構成を画素に適用したものに相当する。
また、図４０で示した構成を画素に適用した場合について、図１５８に示す。図１５８の
トランジスタ１５８０１、トランジスタ１５８０２、トランジスタ１５８０８、容量素子
１５８０４、負荷１５８０９、基本電流源１５８１７、スイッチ１５８１８、１５８１９
、配線１５８２０、１５８１６、１５８１５はそれぞれ図４０の電流源トランジスタ１０
１、切り替えトランジスタ１０２、マルチトランジスタ４００１、容量素子１０４、負荷
１０９、基本電流源１０８、スイッチ１０６、１０７、配線１１１、３７０３、１１２に
対応している。また、図４０に示すスイッチ１０３、１０５、３７０１は図１５８ではト
ランジスタ１５８０３、１５８０５、１５８０７で代用している。ゲート線１５８１１、
１５８１２、１５８１３、１５８１４を用いて、各スイッチ（図１５８ではトランジスタ
）のオンオフを制御する。ゲート線１５８１１を制御して選択トランジスタ１５８０６を
オンオフして、信号線１５８１０から信号が入力される。なお、詳しい動作については、
図４０と同様であるので、省略する。
また、図１７５で示した構成を画素に適用した場合について、図１５９に示す。図１５
９のトランジスタ１５９０１、トランジスタ１５９０２、トランジスタ１５９０７、容量
素子１５９０４、負荷１５９０９、基本電流源１５９１７、スイッチ１５９１８、１５９
１９、配線１５９２０、１５９２１、１５９１０、１５９１１はそれぞれ図１７５の電流
源トランジスタ５１０１、チャージトランジスタ５１０２、マルチトランジスタ１７５０
１、容量素子５１０４、負荷１０９、基本電流源１０８、スイッチ１０６、１０７、配線
１１０、１１１、１１２、１７４０１に対応している。また、図１７５に示すスイッチ５
１０３ａ、５１０３ｂ、５１０３ｃ、１７４０３は図１５９ではトランジスタ１５９０３
ａ、１５９０３ｂ、１５９０３ｃ、１５９０６で代用している。ゲート線１５９１２、１
５９１３、１５９１４、１５９１５、１５９１６を用いて、各スイッチ（図１５９ではト
ランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線１５９１２を制御して選択トランジスタ１
５９０５をオンオフして、信号線１５９０８から信号が入力される。なお、詳しい動作に
ついては、図１７５と同様であるので、省略する。
また、図５９で示した構成を画素に適用した場合について、図１６２に示す。図１６２の
トランジスタ１６２０１、トランジスタ１６２０２、容量素子１６２０４、負荷１６２０
９、基本電流源１６２１３、第２の基本電流源１６２１４、スイッチ１６２１５、１６２
１６、１６２１７、配線１６２１１、１６２１９はそれぞれ図５９の電流源トランジスタ
１０１、切り替えトランジスタ１０２、容量素子１０４、負荷１０９、基本電流源１０８
、第２の基本電流源５９０１、スイッチ１０６、５９０２、１０７、配線１１２、１１１
に対応している。なお、図５９の配線１１０、５９０３は図１６２では共通の配線１６２
１８としている。また、図５９に示すスイッチ１０３、１０５は図１６２ではトランジス
タ１６２０３、１６２０５で代用している。ゲート線１６２０６、１６２０７、１６２０
８を用いて、各スイッチ（図１６２ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線
１６２０６を制御して選択トランジスタ１６２１２をオンオフして、信号線１６２１０か
ら信号が入力される。なお、詳しい動作については、図５９と同様であるので、省略する
。
また、図１１４で示した構成を画素に適用した場合について、図１６３に示す。図１６
３のトランジスタ１６３０１、トランジスタ１６３０２、容量素子１６３０４、負荷１６
３１０、基本電流源１６３１３、第２の基本電流源１６３１４、スイッチ１６３１５、１
６３１６、１６３１７、配線１６３１９、１６３１２はそれぞれ図１１４の設定トランジ
スタ１１４０１、チャージトランジスタ１１４０２、容量素子１１４０４、負荷１０９、
基本電流源１０８、第２の基本電流源５９０１、スイッチ１０６、５９０２、１０７、配
線１１１、１１２に対応している。また、図１１４に示すスイッチ１１４０３ａ、１１４
０３ｂ、１１４０３ｃは図１６３ではトランジスタ１６３０３ａ、１６３０３ｂ、１６３
０３ｃで代用している。ゲート線１６３０６、１６３０７、１６３０８、１６３０９を用
いて、各スイッチ（図１６３ではトランジスタ）のオンオフを制御する。ゲート線１６３
０６を制御して選択トランジスタ１６３０５をオンオフして、信号線１６３１１から信号
が入力される。なお、詳しい動作については、図１１４と同様であるので、省略する。
なお、画素に適用する構成として、図１５６〜図１６３で示した構成に限定されない。実
施の形態１〜８で説明した様々な構成を用いて、画素を構成することが出来る。
例えば、図１５６〜図１６３におけるトランジスタの極性（導電型）は、これに限定され
ない。特に、スイッチとして動作させる場合は、接続関係を変更せずに、トランジスタの
極性（導電型）を変更することが出来る。
また、図１５６〜１６３において、それぞれ対応する図１，図５１、図４０、図１７５、
図５９、図１１４で表すと、電源線１１１から配線１１２の方に向かって電流が流れてい
るが、これに限定されない。電源線１１１と配線１１２の電位を制御することにより、配
線１１２から電源線１１１の方に向かって電流が流れてもよい。ただし、その場合は、Ｅ
Ｌ素子の向きを反対にする必要がある。なぜなら、通常は、ＥＬ素子は、陽極から陰極の
方に電流が流れるためである。
なお、ＥＬ素子は、陽極側から光が出ても、陰極側から光が出ても、どちらでも良い。
なお、図１５６〜１６３において、ゲート線は各トランジスタと接続しているが、図示し
ている構成に限定されない。
例えば、スイッチとして動作するトランジスタの極性と動作を調整することにより、各々
のゲート線を共有させることが出来る。例えば、図１５６の回路に対して、各トランジス
タの極性を調整することにより、図１６０のように、ゲート線の数を削減することが可能
である。同様に、図１５７の回路に対して、図１６１のように、ゲート線の数を削減する
ことが可能である。
このように、画素は、様々な構成を用いることが出来る。
なお、これらの画素を用いて画像を表示する場合、様々な手法を用いて、階調を表現す
ることが出来る。
例えば、信号線から画素へ、アナログのビデオ信号（アナログ電流）を入力し、そのビデ
オ信号に応じた電流を表示素子に流して、階調を表現できる。
あるいは、信号線から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電流）を入力し、そのビ
デオ信号に応じた電流を表示素子に流して、２階調を表現できる。ただしこの場合、時間
階調方式や面積階調方式などを組み合わせて、多階調化を図ることが多い。
なお、例えば、時間階調方式を適用するときなどに、強制的に発光しないようにする場合
は、表示素子に電流が流れないようにすればよい。よって、例えば、出力動作のときに図
１５６ではスイッチ１５６０７、図１５７ではスイッチ１５７１５、図１５８ではスイッ
チ１５８１９、図１５９ではスイッチ１５９１９、図１６０ではスイッチ１５６０７、図
１６１ではスイッチ１５７１５がオフ状態になるようにすればよい。あるいは、容量素子
の電荷の状態を制御することにより、結果として、表示素子に電流が流れないようにして
もよい。それを実現するため、スイッチなどを追加してもよい。
なお、図１６０、１６１のように、ゲート線の数を削減したいときにおいて、強制的に発
光しないようにするため、容量素子１５６０４、１５７０４の電荷の状態を制御する場合
は、容量素子１５６０４、１５７０４の電荷の状態を変化させることが可能なトランジス
タを、専用のゲート線で制御することが望ましい。
なお、ここでは特に時間階調方式について詳細な説明は省略するが、特願２００１−５
４２６号、特願２０００−８６９６８号等に記載されている方法によれば良い。
また、信号線から画素へ、デジタルのビデオ信号（デジタル電圧）を入力し、そのビデオ
信号に応じて、電流を表示素子に流すかどうかを制御して、２階調を表現するような画素
構成にしてもよい。よって、この場合も、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせ
て、多階調化を図ることが多い。図１６４に、概略図を示す。ゲート線１６４０６を制御
して、スイッチ１６４０１をオンオフして、信号線１６４０５より、電圧を容量素子１６
４０４に入力する。そして、その値によって、電流源回路１６４０３と直列に配置されて
いるスイッチ１６４０２を制御して、ＥＬ素子１６４０７に電流を流すかどうかを決定す
る。そして、電流源回路１６４０３に対して、本発明を適用できる。つまり、基本電流源
１６４１０から電流源回路１６４０３の方に電流を流して、プリチャージ動作、設定動作
を行い、電流源回路１６４０３から負荷であるＥＬ素子１６４０７の方に電流を流す。こ
のとき基本電流源１６４１０の電流はプリチャージ動作のときに大きな電流が流れるよう
にするとよい。また、第２の基本電流源を設けてプリチャージ動作を行ってもよい。
また、別の電流源から基本電流源１６４１０に電流を流して、プリチャージ動作や設定動
作を行い、基本電流源１６４１０から負荷である電流源回路１６４０３の方に電流を流し
てもよい。
そこで、電流源回路１６４０３として、図３７に示す回路を画素に適用した例を図１６
５に、図１７４に示す回路を画素に適用した例を図１６６に示す。図１６５のトランジス
タ１６５０１、トランジスタ１６５０２、容量素子１６５０４、負荷１６４０７、基本電
流源１６４１０、スイッチ１６５０３、１６５０５、１６５０８、１６４０９、１６５０
６、配線１６４１１、１６４１２、１６４０８、１６５０７はそれぞれ図３７の電流源ト
ランジスタ１０１、切り替えトランジスタ１０２、容量素子１０４、負荷１０９、基本電
流源１０８、スイッチ１０３、１０５、１０６、１０７、３７０１、配線１１０、１１１
、１１２、３７０３に対応している。また、図３７のスイッチ３７０２は図１６５ではト
ランジスタ１６４０２で代用している。また、図１６６のトランジスタ１６６０１、トラ
ンジスタ１６６０２、容量素子１６６０６、負荷１６４０７、基本電流源１６４１０、ス
イッチ１６６０３ａ、１６６０３ｂ、１６６０３ｃ、１６６０７、１６４０９、１６６０
４、配線１６４１１、１６４１２、１６４０８、１６６０５はそれぞれ図１７４の電流源
トランジスタ５１０１、設定トランジスタ５１０２、容量素子５１０４、負荷１０９、基
本電流源１０８、スイッチ５１０３ａ、５１０３ｂ、５１０３ｃ、１０６、１０７、１７
４０３、配線１１０、１１１、１１２、１７４０１に対応している。また、図１７４のス
イッチ１７４０２は図１６６ではトランジスタ１６４０２で代用している。
なお、構成は、図１６５や図１６６に示した回路に限定されない。本発明で説明した様々
な構成を適用することが出来る。
このように、画素に本発明を適用することにより、画素に入力される電流値が小さくても
、すばやく設定動作を行うことが出来る。もし、設定動作が十分できない場合は、正しく
画像を表示することが出来ない。よって、本発明を適用することにより、画質不良を防止
することが出来る。
なお、本実施の形態で説明した内容は、実施の形態１〜１０で説明した内容を利用した
ものに相当する。したがって、実施の形態１〜１０で説明した内容は、本実施の形態にも
適用できる。
（実施の形態１２）
本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプ
レイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオ
ーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯
情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録
媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ
（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）な
どが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図１６８に示す。
図１６８（Ａ）は発光装置であり、筐体１６８１０１、支持台１６８１０２、表示部１
６８１０３、スピーカー部１６８１０４、ビデオ入力端子１６８１０５等を含む。本発明
は表示部１６８１０３を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図
１６８（Ａ）に示す発光装置が完成される。発光装置は自発光型であるためバックライト
が必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。なお、発光装置は
、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる
。
図１６８（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体１６８２０１、表示部１６８２０
２、受像部１６８２０３、操作キー１６８２０４、外部接続ポート１６８２０５、シャッ
ター１６８２０６等を含む。本発明は、表示部１６８２０２を構成する電気回路に用いる
ことができる。また本発明により、図１６８（Ｂ）に示すデジタルスチルカメラが完成さ
れる。
図１６８（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体１６８３０１、筐体１
６８３０２、表示部１６８３０３、キーボード１６８３０４、外部接続ポート１６８３０
５、ポインティングマウス１６８３０６等を含む。本発明は、表示部１６８３０３を構成
する電気回路に用いることができる。また本発明により、図１６８（Ｃ）に示すノート型
パーソナルコンピュータが完成される。
図１６８（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１６８４０１、表示部１６８４０
２、スイッチ１６８４０３、操作キー１６８４０４、赤外線ポート１６８４０５等を含む
。本発明は、表示部１６８４０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明
により、図１６８（Ｄ）に示すモバイルコンピュータが完成される。
図１６８（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１６８５０１、筐体１６８５０２、表示部Ａ１６８５０３、表示部Ｂ１６
８５０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１６８５０５、操作キー１６８５０６、スピ
ーカー部１６８５０７等を含む。表示部Ａ１６８５０３は主として画像情報を表示し、表
示部Ｂ１６８５０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、表示部Ａ、Ｂ１６８５
０３、１６８５０４を構成する電気回路に用いることができる。なお、記録媒体を備えた
画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。また本発明により、図１６８（Ｅ）
に示すＤＶＤ再生装置が完成される。
図１６８（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１６８６０１、表示部１６８６０２、アーム部１６８６０３を含む。本発明は、表示部
１６８６０２を構成する電気回路に用いることができる。また本発明により、図１６８（
Ｆ）に示すゴーグル型ディスプレイが完成される。
図１６８（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１６８７０１、表示部１６８７０２、筐体
１６８７０３、外部接続ポート１６８７０４、リモコン受信部１６８７０５、受像部１６
８７０６、バッテリー１６８７０７、音声入力部１６８７０８、操作キー１６８７０９、
接眼部１６８７１０等を含む。本発明は、表示部１６８７０２を構成する電気回路に用い
ることができる。また本発明により、図１６８（Ｇ）に示すビデオカメラが完成される。
図１６８（Ｈ）は携帯電話であり、本体１６８８０１、筐体１６８８０２、表示部１６
８８０３、音声入力部１６８８０４、音声出力部１６８８０５、操作キー１６８８０６、
外部接続ポート１６８８０７、アンテナ１６８８０８等を含む。本発明は、表示部１６８
８０３を構成する電気回路に用いることができる。なお、表示部１６８８０３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。また本発明
により、図１６８（Ｈ）に示す携帯電話が完成される。
なお、将来的に発光材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ
等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる
。
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。発光材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
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。また本実施の形態の電子機器は、実施の形態１〜１１に示したいずれの構成
の半導体装置を用いても良い。

Claims (18)

  1. 第１のトランジスタと第２のトランジスタとスイッチと容量素子とを備え、
    前記第１のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第２のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第１のトランジスタのゲート端子と、前記第１のトランジスタの第１の端子とは、前記スイッチを介して接続されており、
    前記第１のトランジスタの第２の端子は、前記第２のトランジスタの第１の端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記第２のトランジスタのゲート端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記容量素子の一方の端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタの第１の端子と前記第１のトランジスタの第２の端子との間、または、前記第２のトランジスタの第１の端子と前記第２のトランジスタの第２の端子との間を、短絡状態にする手段を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 第１のトランジスタと第２のトランジスタと第１のスイッチと第２のスイッチと容量素子とを備え、
    前記第１のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第２のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第１のトランジスタのゲート端子と、前記第１のトランジスタの第１の端子とは、前記第１のスイッチを介して接続されており、
    前記第１のトランジスタの第２の端子は、前記第２のトランジスタの第１の端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記第２のトランジスタのゲート端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記容量素子の一方の端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタの第１の端子と前記第１のトランジスタの第２の端子とは、または、前記第２のトランジスタの第１の端子と前記第２のトランジスタの第２の端子とは、前記第２のスイッチを介して接続されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 第１のトランジスタと第２のトランジスタと第１のスイッチと第２のスイッチと第３のスイッチと電源線と容量素子とを備え、
    前記第１のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第２のトランジスタは、ゲート端子と第１の端子と第２の端子とを有し、
    前記第１のトランジスタのゲート端子と、前記第１のトランジスタの第１の端子とは、前記第１のスイッチを介して接続されており、
    前記第１のトランジスタの第２の端子は、前記第２のトランジスタの第１の端子と接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記第２のトランジスタのゲート端子と第２のスイッチを介して接続されており、
    前記第１のトランジスタのゲート端子は、前記容量素子の一方の端子と接続されており、
    前記第２のトランジスタのゲート端子は、前記電源線と前記第３のスイッチを介して接続さ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１項において、
    前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタは、同じ導電型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１項において、
    前記容量素子の他方の端子が、前記第２のトランジスタの第２の端子と接続さ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１項において、
    前記第１のトランジスタの第１の端子が表示素子に接続され、
    前記第２のトランジスタの第２の端子が電流源回路と接続されていることを特徴とする半導体装置。
  7. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
    前記第２のトランジスタの第２の端子が表示素子に接続され、
    前記第１のトランジスタの第１の端子が電流源回路と接続されていることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項６又は７において、
    前記表示素子は、ＥＬ素子であることを特徴とする半導体装置。
  9. 負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
    前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にするプリチャージ手段と、を有することを特徴とする半導体装置。
  10. 表示素子と、
    前記表示素子に電流を供給するトランジスタと、
    前記トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有することを特徴とする半導体装置。
  11. 信号線と、
    前記信号線に電流を供給するトランジスタと、
    前記トランジスタのゲート端子の電位を所定の電位にするプリチャージ手段と、を有する信号線駆動回路を備えたことを特徴とする半導体装置。
  12. 負荷に第１の電流を供給するトランジスタと、
    前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第２の電流を流すことによって所定の電位にする手段と、
    前記トランジスタのゲート端子の電位を、前記トランジスタに第３の電流を流すことによって所定の電位する手段とを有することを特徴とする半導体装置。
  13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の半導体装置を具備することを特徴とする表示装置。
  14. 請求項１３に記載の表示装置を具備することを特徴とする電子機器。
  15. 負荷に電流を供給するトランジスタに第１の電流を供給して、前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、
    前記トランジスタに第２の電流を供給して、前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置の駆動方法。
  16. 請求項１５において、
    前記第１の電流が、前記第２の電流よりも大きいことを特徴とする半導体装置の駆動方法。
  17. 負荷に電流を供給するトランジスタのゲート端子の電位に対し、前記トランジスタが定常状態となる所定の電位になるようにした後、
    前記トランジスタに電流を供給して、前記トランジスタが前記電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させるステップを有することを特徴とする半導体装置の駆動方法。
  18. トランジスタに第１の電流を供給して、前記トランジスタが前記第１の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、
    前記トランジスタに第２の電流を供給して、前記トランジスタが前記第２の電流を流すのに必要な電圧をゲート端子に生成させた後、
    前記トランジスタが負荷に第３の電流を流すステップを有することを特徴とする半導体装置の駆動方法。
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