JP2016028277A - 半導体装置 - Google Patents

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electrode
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Hajime Kimura
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Abstract

【課題】電源線の電位を一行ずつ変化させながら、かつ大きな電流を供給するためには、大きな電流を制御できるスイッチを配置する必要がある。そのため、回路のトランジスタサイズを大きくしなければならないという問題がある。トランジスタサイズを大きくすると、トランジスタでの消費電力が大きくなってしまう。そこで、表示素子へ電流を供給する電源線の電位を一行ずつ変化させずに、信号書き込み動作時に表示素子へ電流が流れてしまうのを防ぐことが可能な表示装置を提供する。【解決手段】トランジスタに所定の電流を流してトランジスタのゲートソース間電圧を設定する際、トランジスタのソース端子に接続された負荷に電流がながれないようにするため、トランジスタのゲート端子の電位を調整する。そのため、トランジスタのゲート端子の接続された配線とトランジスタのドレイン端子の接続された配線とを異なる電位にする。【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
、信号によって輝度が変化する電流駆動型表示素子で形成された画素や、その画素を駆動
させる信号線駆動回路や走査線駆動回路を含む表示装置に関する。また、その駆動方法に
関する。また、その表示装置を表示部に有する電子機器に関する。
液晶などの表示素子で形成した表示装置である液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が広く普及
している。しかし、近年、画素を発光ダイオード（ＬＥＤ）などの表示素子で形成した、
いわゆる自発光型の表示装置、つまり、発光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表示素子としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、エレクトロルミ
ネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子などとも言う）が
注目を集めており、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
などの表示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。なお、表示素子の輝度は、そこを
流れる電流値によって制御されるものが多い。
このような表示装置の階調を表現する駆動方式として、アナログ階調方式とデジタル階調
方式がある。デジタル階調方式はデジタル制御で表示素子をオンオフさせ、階調を表現し
ている。デジタル階調方式の場合、画素毎の輝度の均一性に優れているが、発光・非発光
の２状態しかないため、このままでは、２階調しか表現できない。そこで、別の手法を組
み合わせて、多階調化を図ることが行われている。多階調化のための手法としては、画素
の発光面積に重みをつけてその選択により階調表示を行う面積階調方式と、発光時間に重
みをつけてその選択により階調表示を行う時間階調方式とがある。そして、デジタル階調
方式の場合には、高精細化にも適している時間階調法が用いられることが多い。一方、ア
ナログ方式には、表示素子の発光強度をアナログ制御する方式と表示素子の発光時間をア
ナログ制御する方式がある。アナログ階調方式においては表示素子の発光強度をアナログ
制御する方式がよく用いられている。そして、発光強度をアナログ制御する方式としては
、画素毎の薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴともいう）の特性のバラツキの影響を受けにく
い電流入力電流駆動方式が用いられることが多い。
そして、単極性、つまりＰチャネル型またはＮチャネル型のいずれか一つの極性のトラン
ジスタで構成される電流入力電流駆動型の画素が特許文献１や非特許文献１に開示されて
いる。
特開２００４−０２１２１９号公報
Ｔｏｍｏｙｕｋｉ Ｓｈｉｒａｓａｋｉ、他７名、"Ｆｕｌｌ−ｃｏｌｏｒ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＡＭ−ＯＬＥＤ ｕｓｉｎｇ Ｉｎｋ−ｊｅｔ ａｎｄ ａ−Ｓｉ ＴＦＴ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ"、ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＩＳＰＬＡＹ ２００４ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＰＡＰＥＲＳ、Ｐ１５１６〜Ｐ１５１９
特許文献１や非特許文献１では、表示素子に電流を供給する電源線の電位を一行ずつ変化
させ、画素への信号書き込み時に表示素子へ電流が流れてしまうのを防いでいる。なぜな
ら、信号書き込み動作時に表示素子に電流が流れてしまうと、正しい信号が画素に入力で
きなくなってしまう。そのため、表示不良を起こしてしまう。
ところで、電源線からは発光素子へ大きな電流を供給する必要がある。よって、電源線の
電位を一行ずつ変化させながら、かつ大きな電流を供給するためには、大きな電流を制御
できるスイッチを配置する必要がある。そのため、回路のトランジスタサイズを大きくし
なければならないという問題がある。トランジスタサイズを大きくすると、トランジスタ
での消費電力が大きくなってしまう。
また、非特許文献１や特許文献１のような従来の構成では、信号書き込み動作時には表示
素子を駆動するトランジスタは、Ｖｄｓ＝Ｖｇｓとなり、発光動作時にはＶｄｓ＞Ｖｇｓ
となる。よって、トランジスタの飽和領域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くな
ると、信号書き込み動作時と発光動作時とで電流値が大きく異なってしまう。
そこで本発明は、表示素子へ電流を供給する電源線の電位を一行ずつ変化させずに、信号
書き込み動作時に表示素子へ電流が流れてしまうのを防ぐことが可能な表示装置を提供す
ることを課題とする。
本発明は、トランジスタに所定の電流を流してトランジスタのゲートソース間電圧を設定
する際、トランジスタのソース端子に接続された負荷に電流がながれないようにするため
、トランジスタのゲート端子の電位を調整する。そのため、トランジスタのゲート端子に
接続された配線とトランジスタのドレイン端子に接続された配線とを異なる電位にする。
つまり、トランジスタのゲート端子の電位をトランジスタのドレイン端子の電位より高く
又は低くすることにより、トランジスタのソース端子の電位を調整し、負荷に電流が流れ
ないようにする。
以下に具体的な構成を示す。
本発明の半導体装置は、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、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、負荷と、を有し、トランジスタは、
第１端子が第１のスイッチを介して第１の配線と接続され、第２端子が第２の配線と接続
され、ゲート端子が第２のスイッチを介して第３の配線と接続され、容量素子はトランジ
スタのゲート端子と第１端子との間に接続され、負荷はトランジスタの第１端子に接続さ
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２の配線及び第３の配線には所定の
電位が入力されていることを特徴とする半導体装置。
また、本発明の半導体装置は、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、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、負荷と、を有し、トランジス
タは、第１端子が第１のスイッチを介して第１の配線と接続され、第２端子が第２の配線
と接続され、ゲート端子が第２のスイッチを介して第３の配線と接続され、容量素子はト
ランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、負荷はトランジスタの第１端子に
接続され、第３の配線の電位は第２の配線の電位よりも低い。
また、本発明の半導体装置は、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、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、負荷と、を有し、トランジス
タは、第１端子が第１のスイッチを介して第１の配線と接続され、第２端子が第２の配線
と接続され、ゲート端子が第２のスイッチを介して第３の配線と接続され、容量素子はト
ランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、負荷はトランジスタの第１端子に
接続され、第２の配線及び第３の配線には所定の電位が入力され、第１のスイッチ及び第
２のスイッチがオンし、且つ第１の配線に電流が流れるとき、トランジスタには電流が流
れ、負荷には電流が流れず、第１のスイッチ及び第２のスイッチがオフすると、前記トラ
ンジスタ及び前記負荷に電流が流れる。
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３のト
ランジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と
、負荷と、を有し、第１のトランジスタは、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と
接続され、第２端子が第３の配線と接続され、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端
子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第１端子が
第２の配線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第
２端子が第４の配線に接続され、容量素子は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子
との間に接続され、負荷は第１のトランジスタの第１端子に接続されている。
また、本発明の半導体装置は、上記構成において、第３の配線及び第４の配線には所定の
電位が入力されている。
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３のト
ランジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と
、負荷と、を有し、第１のトランジスタは、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と
接続され、第２端子が第３の配線と接続され、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端
子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第１端子が
第２の配線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第
２端子が第４の配線に接続され、容量素子は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子
との間に接続され、負荷は第１のトランジスタの第１端子に接続され、第４の配線の電位
は第３の配線の電位よりも低い。
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３のト
ランジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と
、負荷と、を有し、第１のトランジスタは、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と
接続され、第２端子が第３の配線と接続され、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端
子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第１端子が
第２の配線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第
２端子が第４の配線に接続され、容量素子は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子
との間に接続され、負荷は第１のトランジスタの第１端子に接続され、第１の配線に入力
される信号により第２のトランジスタ及び第３のトランジスタがオンし、且つ第１の配線
に電流が流れるとき、第１のトランジスタには電流が流れ、負荷には電流が流れず、第２
のトランジスタ及び第３のトランジスタがオフすると、前記第１のトランジスタ及び前記
負荷に電流が流れる。
また、本発明の表示装置は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトラ
ンジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、
画素電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を有し、第１のトランジスタは
、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が第３の配線と接続さ
れ、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲ
ート端子が第１の配線に接続され、第１端子が第２の配線と接続され、第３のトランジス
タは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第２端子が第４の配線に接続され、容量素子
は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が
第１のトランジスタの第１端子に接続されている。
また、本発明の表示装置は、上記構成において、第３の配線及び第４の配線には所定の電
位が入力されている。
また、本発明の表示装置は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトラ
ンジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、
画素電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を有し、第１のトランジスタは
、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が第３の配線と接続さ
れ、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲ
ート端子が第１の配線に接続され、第１端子が第２の配線と接続され、第３のトランジス
タは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第２端子が第４の配線に接続され、容量素子
は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が
第１のトランジスタの第１端子に接続され、第４の配線の電位は第３の配線の電位よりも
低い。
また、本発明の表示装置は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトラ
ンジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、
画素電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を有し、第１のトランジスタは
、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が第３の配線と接続さ
れ、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲ
ート端子が第１の配線に接続され、第１端子が第２の配線と接続され、第３のトランジス
タは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第２端子が第４の配線に接続され、容量素子
は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が
第１のトランジスタの第１端子に接続され、第１の配線に入力される信号により第２のト
ランジスタ及び第３のトランジスタがオンし、且つ第１の配線に電流が流れるとき、第１
のトランジスタには電流が流れ、発光素子には電流が流れず、第２のトランジスタ及び第
３のトランジスタがオフすると、前記第１のトランジスタ及び前記発光素子に電流が流れ
る。
また、本発明の表示装置は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトラ
ンジスタと、容量素子と、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、
画素電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を有し、第１のトランジスタは
、第１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が第３の配線と接続さ
れ、ゲート端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲ
ート端子が第１の配線に接続され、第１端子が第２の配線と接続され、第３のトランジス
タは、ゲート端子が第１の配線に接続され、第２端子が第４の配線に接続され、容量素子
は第１のトランジスタのゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が
第１のトランジスタの第１端子に接続され、第４の配線の電位は対向電極の電位と等しい
。
また、本発明の表示装置は、走査線駆動回路と、信号線駆動回路と、画素部と、を有し、
画素部には、走査線駆動回路から伸張して配置された複数の走査線と、信号線駆動回路か
ら伸張して配置された複数の信号線と、走査線と信号線とに対応してマトリクスに配置さ
れた複数の画素と、を備え、画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第
３のトランジスタと、容量素子と、走査線と、信号線と、電源線と、バイアス線と、画素
電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を備え、第１のトランジスタは、第
１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源線と接続され、ゲー
ト端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第１端子が信号線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第２端子がバイアス線に接続され、容量素子は第１のトランジスタ
のゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が第１のトランジスタの
第１端子に接続されている。
また、本発明の表示装置は、走査線駆動回路と、信号線駆動回路と、画素部と、を有し、
画素部には、走査線駆動回路から伸張して配置された複数の走査線と、信号線駆動回路か
ら伸張して配置された複数の信号線と、走査線と信号線とに対応してマトリクスに配置さ
れた複数の画素と、を備え、画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第
３のトランジスタと、容量素子と、走査線と、信号線と、電源線と、バイアス線と、画素
電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を備え、第１のトランジスタは、第
１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源線と接続され、ゲー
ト端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第１端子が信号線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第２端子がバイアス線に接続され、容量素子は第１のトランジスタ
のゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が第１のトランジスタの
第１端子に接続され、バイアス線の電位は電源線の電位よりも低い。
また、本発明の表示装置は、走査線駆動回路と、信号線駆動回路と、画素部と、を有し、
画素部には、走査線駆動回路から伸張して配置された複数の走査線と、信号線駆動回路か
ら伸張して配置された複数の信号線と、走査線と信号線とに対応してマトリクスに配置さ
れた複数の画素と、を備え、画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第
３のトランジスタと、容量素子と、走査線と、信号線と、電源線と、バイアス線と、画素
電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を備え、第１のトランジスタは、第
１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源線と接続され、ゲー
ト端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第１端子が信号線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第２端子がバイアス線に接続され、容量素子は第１のトランジスタ
のゲート端子と第１端子との間に接続され、走査線に入力される信号により第２のトラン
ジスタ及び第３のトランジスタがオンし、且つ信号線に信号電流が流れるとき、第１のト
ランジスタには電流が流れ、発光素子には電流が流れず、第２のトランジスタ及び第３の
トランジスタがオフすると、前記第１のトランジスタ及び前記発光素子に電流が流れる。
また、本発明の表示装置は、走査線駆動回路と、信号線駆動回路と、画素部と、を有し、
画素部には、走査線駆動回路から伸張して配置された複数の走査線と、信号線駆動回路か
ら伸張して配置された複数の信号線と、走査線と信号線とに対応してマトリクスに配置さ
れた複数の画素と、を備え、画素は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第
３のトランジスタと、容量素子と、走査線と、信号線と、電源線と、バイアス線と、画素
電極と対向電極との間に発光層を有する発光素子と、を備え、第１のトランジスタは、第
１端子が第２のトランジスタの第２端子と接続され、第２端子が電源線と接続され、ゲー
ト端子が第３のトランジスタの第１端子と接続され、第２のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第１端子が信号線と接続され、第３のトランジスタは、ゲート端子
が走査線に接続され、第２端子がバイアス線に接続され、容量素子は第１のトランジスタ
のゲート端子と第１端子との間に接続され、発光素子は画素電極が第１のトランジスタの
第１端子に接続され、バイアス線の電位は対向電極の電位と等しい。
また、本発明の表示装置は、上記構成において、第１のトランジスタ、第２のトランジス
タ及び第３のトランジスタがＮチャネル型トランジスタである。
また、本発明の表示装置は、上記構成において、Ｎチャネル型トランジスタの半導体層に
非晶質半導体膜が用いられている。
なお、本発明に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができ、一例として、
電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるもので
あればよく、特定のものに限定されず、様々なものを用いることができる。例えば、トラ
ンジスタでもよいし、ダイオード（ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダ
イオード、ダイオード接続のトランジスタなど）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、ＧＮＤ、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。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、スイッチを介して出力する電圧（つまり
スイッチへの入力電圧）が、出力電圧に対して、高かったり、低かったりして、状況が変
化する場合においても、適切に動作させることが出来る。
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場合と直接接続さ
れている場合とを含むものとする。したがって、本発明が開示する構成において、所定の
接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、スイッチやトラ
ンジスタや容量素子やインダクタや抵抗素子やダイオードなど）が配置されていてもよい
。あるいは、間に他の素子を挟まずに、直接接続されて、配置されていてもよい。なお、
電気的な接続を可能とする他の素子を間に介さずに接続されていて、直接接続されている
場合のみを含む場合であって、電気的に接続されている場合を含まない場合には、直接接
続されている、と記載するものとする。なお、電気的に接続されている、と記載する場合
は、電気的に接続されている場合と直接接続されている場合とを含むものとする。
なお、表示素子は、様々な形態を用いることが出来る。例えば、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子
、無機ＥＬ素子又は有機物材料び無機材料を含むＥＬ素子）、電子放出素子、液晶素子、
電子インク、光回折素子、放電素子、微少鏡面素子（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒ
ｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、圧電素子、カーボンナノチューブなど、電気磁気的作
用によりコントラストが変化する表示媒体を適用することができる。なお、ＥＬ素子を用
いたＥＬパネル方式の表示装置としてはＥＬディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装
置としてはフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏ
ｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌｙ）など、液晶素子
を用いた液晶パネル方式の表示装置としては液晶ディスプレイ、電子インクを用いたデジ
タルペーパー方式の表示装置としては電子ペーパー、光回折素子を用いた表示装置として
はグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）方式のディスプレイ、放電素子を用いたＰＤＰ
（Ｐｌａｚｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）方式のディスプレイとしてはプラズマデ
ィスプレイ、微少鏡面素子を用いたＤＭＤパネル方式の表示装置としてはデジタル・ライ
ト・プロセッシング（ＤＬＰ）方式の表示装置、圧電素子を用いた表示装置としては圧電
セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示装置としてはナノ放射ディ
スプレイ（ＮＥＤ：Ｎａｎｏ Ｅｍｉｓｓｉｖｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）、などがある。
なお、本発明において、トランジスタは、様々な形態のトランジスタを適用させること
が出来る。よって、適用可能なトランジスタの種類に限定はない。したがって、非晶質シ
リコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるＭＯＳ型トランジスタ、接合型トラン
ジスタ、バイポーラトランジスタ、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯなどの化合物半導体を用
いたトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他の
トランジスタを適用することができる。なお、非単結晶半導体膜には水素またはハロゲン
が含まれていてもよい。また、トランジスタが配置されている基板の種類は、様々なもの
を用いることができ、特定のものに限定されることはない。従って例えば、単結晶基板、
ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などに配置す
ることが出来る。また、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジ
スタを移動させて、別の基板上に配置するようにしてもよい。
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されな
い。例えば、ゲート本数が２本以上になっているマルチゲート構造を用いてもよい。マル
チゲート構造にすることにより、オフ電流を低減したり、トランジスタの耐圧を向上させ
て信頼性を良くしたり、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても
、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、フラットな特性にすることができる。また
、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート
電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域が増えるため、電流値を大き
くしたり、空乏層ができやすくなってサブスレッショルド係数（Ｓ値）をよくしたりする
ことができる。また、チャネルの上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チャ
ネルの下にゲート電極が配置されている構造でもよいし、正スタガ構造であってもよいし
、逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、並列に
接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。また、チャネル（もしくはその
一部）にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル（もしくはその一部
）にソース電極やドレイン電極が重なっている構造にすることにより、チャネルの一部に
電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、ＬＤＤ領域があっ
てもよい。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流を低減したり、トランジスタの耐圧
を向上させて信頼性を良くしたり、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が
変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、フラットな特性にすることがで
きる。
なお、すでに述べたように、本発明におけるトランジスタは、様々なタイプを用いること
ができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、回路の全てが、ガラス基
板上に形成されていてもよいし、プラスチック基板に形成されていてもよいし、単結晶基
板に形成されていてもよいし、ＳＯＩ基板上に形成されていてもよいし、どのような基板
上に形成されていてもよい。回路の全てが形成されていることにより、部品点数を減らし
てコストを低減したり、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすること
ができる。あるいは、回路の一部が、ある基板に形成されており、回路の別の一部が、別
の基板に形成されていてもよい。つまり、回路の全てが同じ基板上に形成されていなくて
もよい。例えば、回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成し、回路の別
の一部は、単結晶基板上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓ
ｓ）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（Ｔ
ａｐｅ 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。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数を減らし
てコストを低減したり、回路部品との接続点数を減らして信頼性を向上させたりすること
ができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分は、消費電力が大きくなっ
てしまうので、そのような部分は同じ基板に形成しないようにすれば、消費電力の向上を
防ぐことができる。
なお、本発明においては、一画素とは、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする
。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで
明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカ
ラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素
から構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例
えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）や、ＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンダを追加したものな
どがある。また、別の例としては、１つの色要素について、複数の領域を用いて明るさを
制御する場合は、その領域一つ分を一画素とする。よって、一例としては、面積階調を行
う場合、一つの色要素につき、明るさを制御する領域が複数あり、その全体で階調を表現
するわけであるが、明るさを制御する領域の一つ分を一画素とする。よって、その場合は
、一つの色要素は、複数の画素で構成されることとなる。また、その場合、画素によって
、表示に寄与する領域の大きさが異なっている場合がある。また、一つの色要素につき複
数ある、明るさを制御する領域において、つまり、一つの色要素を構成する複数の画素に
おいて、各々に供給する信号を僅かに異ならせるようにして、視野角を広げるようにして
もよい。
なお、本発明において、画素は、マトリクス状に配置（配列）されている場合を含んでい
る。ここで、画素がマトリクスに配置（配列）されているとは、縦縞と横縞を組み合わせ
たいわゆる格子状にストライプ配置されている場合を含んでいる。そして、三色の色要素
（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行う場合に、三つの色要素のドットがいわゆるデル
タ配置されている場合も含むものとする。さらに、ベイヤー配置されている場合も含んで
いる。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、色要素のドット毎にその
発光領域の大きさが異なっていてもよい。
なお、トランジスタとは、それぞれ、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも
三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する
。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため
、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本発明
においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ば
ない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第１端子、第２端子と表記する場
合がある。
なお、ゲートとは、ゲート電極とゲート配線（ゲート線またはゲート信号線等とも言う）
とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極とは、チャネル領域
やＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域などを形成する半導体と、ゲ
ート絶縁膜を介してオーバーラップしている部分の導電膜のことを言う。ゲート配線とは
、各画素のゲート電極の間を接続したり、ゲート電極と別の配線とを接続したりするため
の配線のことを言う。
ただし、ゲート電極としても機能し、ゲート配線としても機能するような部分も存在する
。そのような領域は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり
、ゲート電極とゲート配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延
伸して配置されているゲート配線とオーバーラップしてチャネル領域がある場合、その領
域はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることになる。よ
って、そのような領域は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
また、ゲート電極と同じ材料で形成され、ゲート電極とつながっている領域も、ゲート電
極と呼んでも良い。同様に、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線とつながって
いる領域も、ゲート配線と呼んでも良い。このような領域は、厳密な意味では、チャネル
領域とオーバーラップしていなかったり、別のゲート電極と接続させる機能を有してなか
ったりする場合がある。しかし、製造マージンなどの関係で、ゲート電極やゲート配線と
同じ材料で形成され、ゲート電極やゲート配線とつながっている領域がある。よって、そ
のような領域もゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。
また、例えば、マルチゲートのトランジスタにおいて、１つのトランジスタのゲート電極
と、別のトランジスタのゲート電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接
続される場合が多い。そのような領域は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための
領域であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲートのトランジスタを１つのト
ランジスタであると見なすことも出来るため、ゲート電極と呼んでも良い。つまり、ゲー
ト電極やゲート配線と同じ材料で形成され、それらとつながって配置されているものは、
ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。
また、例えば、ゲート電極とゲート配線とを接続してさせている部分の導電膜も、ゲート
電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
なお、ゲート端子とは、ゲート電極の領域や、ゲート電極と電気的に接続されている領域
について、その一部分のことを言う。
なお、ソースとは、ソース領域とソース電極とソース配線（ソース線またはソース信号線
等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ソース領域とは、
Ｐ型不純物（ボロンやガリウムなど）やＮ型不純物（リンやヒ素など）が多く含まれる半
導体領域のことを言う。従って、少しだけＰ型不純物やＮ型不純物が含まれる領域、いわ
ゆる、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域は、ソース領域には含ま
れない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、ソース領域と電気的に接
続されて配置されている部分の導電層のことを言う。ただし、ソース電極は、ソース領域
も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各画素のソース電極の間を接続
したり、ソース電極と別の配線とを接続したりするための配線のことを言う。
しかしながら、ソース電極としても機能し、ソース配線としても機能するような部分も存
在する。そのような領域は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
つまり、ソース電極とソース配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例え
ば、延伸して配置されているソース配線とオーバーラップしてソース領域がある場合、そ
の領域はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能していることになる
。よって、そのような領域は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い
。
また、ソース電極と同じ材料で形成され、ソース電極とつながっている領域や、ソース電
極とソース電極とを接続する部分も、ソース電極と呼んでも良い。また、ソース領域とオ
ーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と同じ材
料で形成され、ソース配線とつながっている領域も、ソース配線と呼んでも良い。このよ
うな領域は、厳密な意味では、別のソース電極と接続させる機能を有していたりすること
がない場合がある。しかし、製造マージンなどの関係で、ソース電極やソース配線と同じ
材料で形成され、ソース電極やソース配線とつながっている領域がある。よって、そのよ
うな領域もソース電極やソース配線と呼んでも良い。
また、例えば、ソース電極とソース配線とを接続してさせている部分の導電膜も、ソース
電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
なお、ソース端子とは、ソース領域や、ソース電極や、ソース電極と電気的に接続されて
いる領域について、その一部分のことを言う。
なお、ドレインについては、ソースと同様である。
なお、本発明において、半導体装置とは半導体素子（トランジスタやダイオードなど）を
含む回路を有する装置をいう。また、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般で
もよい。また、表示装置とは、表示素子（液晶素子や発光素子など）を有する装置のこと
を言う。なお、基板上に液晶素子やＥＬ素子などの表示素子を含む複数の画素やそれらの
画素を駆動させる周辺駆動回路が形成された表示パネル本体のことでもよい。さらに、フ
レキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）やプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられ
たもの（ＩＣや抵抗素子や容量素子やインダクタやトランジスタなど）も含んでもよい。
さらに、偏光板や位相差板などの光学シートを含んでいても良い。さらに、バックライト
（導光板やプリズムシートや拡散シートや反射シートや光源（ＬＥＤや冷陰極管など）を
含んでいても良い）を含んでいても良い。また、発光装置とは、特にＥＬ素子やＦＥＤで
用いる素子などの自発光型の表示素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置とは、
液晶素子を有している表示装置をいう。
なお、本発明において、ある物の上に形成されている、あるいは、〜上に形成されている
、というように、〜の上に、あるいは、〜上に、という記載については、ある物の上に直
接接していることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、間に別のものが挟
まっている場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）、層
Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と
、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直
接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。また、〜の上方に、という記載
についても同様であり、ある物の上に直接接していることに限定されず、間に別のものが
挟まっている場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上方に、層Ｂが形成されてい
る、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接
接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形
成されている場合とを含むものとする。なお、〜の下に、あるいは、〜の下方に、の場合
についても、同様であり、直接接している場合と、接していない場合とを含むこととする
。
本発明は、表示素子へ電流を供給する電源線の電位を一行ずつ変化させずに、信号書き込
み動作時に表示素子へ電流が流れてしまうのを防ぐことが可能な表示装置を提供すること
ができる。
本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素の動作を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素の動作時の接続状況を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の基本原理を説明する図。 本発明の表示パネルを説明する図。 本発明の表示装置に適用可能な発光素子を説明する図。 本発明の表示パネルを説明する図。 本発明の表示パネルを説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の表示パネルを説明する図。 本発明の表示パネルを説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の画素に適用可能なトランジスタや容量素子の構成を説明する図。 本発明の表示装置が適用可能な電子機器を説明する図。 ＥＬモジュールの例を示す図。 ＥＬテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図。 携帯電話機の構成例を示す図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の駆動方法を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 画素の部分断面図。 本発明の駆動方法を説明する図。 本発明の表示装置を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。 本発明の画素構成を説明する図。
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。
本発明は、ＥＬ素子など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２１に、本発明の基本原理に基づく半導体装置の構成について示す。トランジス
タ２１０１、第１のスイッチ２１０２、第２のスイッチ２１０３、容量素子２１０４、負
荷２１０５、第１の配線２１０６、第２の配線２１０７及び第３の配線２１０８を有する
。なお、トランジスタ２１０１はＮチャネル型トランジスタである。
まず、半導体装置の接続構造について説明する。
トランジスタ２１０１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が負荷２１０５に接
続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第２の配線２１０７に接続され、ゲ
ート端子が第２のスイッチ２１０３を介して第３の配線２１０８と接続されている。つま
り、第２のスイッチ２１０３がオンしているとき、トランジスタ２１０１のゲート端子と
第３の配線２１０８とが導通しており、第２のスイッチ２１０３がオフしているとき、ト
ランジスタ２１０１のゲート端子と第３の配線２１０８とが非導通となっている。
また、トランジスタ２１０１の第１端子は、第１のスイッチ２１０２を介して第１の配線
２１０６と接続されている。つまり、第１のスイッチ２１０２がオンしているとき、トラ
ンジスタ２１０１の第１端子と第１の配線２１０６とが導通しており、第１のスイッチ２
１０２がオフしているとき、トランジスタ２１０１の第１端子と第１の配線２１０６とが
非導通となっている。
また、トランジスタ２１０１のゲート端子と第１端子の間に容量素子２１０４が接続され
ている。つまり、容量素子２１０４の第１電極がトランジスタ２１０１のゲート端子に接
続され、第２電極がトランジスタ２１０１の第１端子に接続されている。なお、容量素子
２１０４は、配線や活性層や電極等により絶縁膜を挟んだ構成のものでもいいし、トラン
ジスタ２１０１のゲート容量を用いて省略することもできる。
なお、第２の配線２１０７や、第３の配線２１０８にはそれぞれ所定の電位が入力されて
いる。
続いて半導体装置の動作について説明する。
設定動作時には第１のスイッチ２１０２及び第２のスイッチ２１０３をオンにする。
すると、容量素子２１０４に電荷が蓄積され、トランジスタ２１０１に電流が流れる。こ
のとき流れる電流は第１の配線２１０６に設定された電流である。
そして、容量素子２１０４への電荷の蓄積が完了したら、第１のスイッチ２１０２と第２
のスイッチ２１０３をオフにする。すると、トランジスタ２１０１のゲートソース間電圧
が容量素子２１０４で保持される。また、このとき第３の配線２１０８の電位を調整する
ことにより負荷２１０５には電流を流れなくすることができる。
なお、このときのトランジスタ２１０１のゲートソース間電圧は、第１の配線２１０６に
流れる電流と同じだけの電流をトランジスタ２１０１に流すための電圧となる。
そして、出力動作時には、第１のスイッチ２１０２と第２のスイッチ２１０３をオフにす
る。すると、トランジスタ２１０１のゲート端子はフローティングとなる。そして、トラ
ンジスタ２１０１のゲートソース間電圧は容量素子２１０４で保持されている。よって、
設定動作時に第１の配線２１０６に流れた電流が、第２の配線２１０７からトランジスタ
２１０１を介して負荷２１０５に流れる。
このとき、トランジスタ２１０１の第１端子がソース端子であり、第１端子の電位が高く
なる。そしてトランジスタ２１０１のドレイン・ソース間電圧は設定動作時よりも小さく
なる。しかし、トランジスタ２１０１を飽和領域で動作させるので、設定動作時に第１の
配線２１０６に流れた電流とほぼ等しい電流を負荷２１０５に流すことができる。
なお、トランジスタ２１０１にはＮチャネル型トランジスタを用いているが、Ｐチャネル
型トランジスタであってもよい。その場合には電流の向きは逆方向となる。
（実施の形態１）
本実施の形態において、本発明を画素に適用した場合の基本的な画素構成を説明する。
本実施の形態に示す画素は、トランジスタ１０１、第１のスイッチ１０２、第２のスイッ
チ１０３、容量素子１０４、表示素子１０５、第１の配線１０６、第２の配線１０７、第
３の配線１０８及び第４の配線１０９を有する。なお、トランジスタ１０１はＮチャネル
型のトランジスタである。
まず、画素の接続構造について説明する。
トランジスタ１０１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が表示素子１０５の画
素電極に接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第３の配線１０８に接続
され、ゲート端子が第２のスイッチ１０３を介して第４の配線１０９と接続されている。
つまり、第２のスイッチ１０３がオンしているとき、トランジスタ１０１のゲート端子と
第４の配線１０９とが導通しており、第２のスイッチ１０３がオフしているとき、トラン
ジスタ１０１のゲート端子と第４の配線１０９とが非導通となっている。
また、トランジスタ１０１の第１端子は、第１のスイッチ１０２を介して第２の配線１０
７と接続されている。つまり、第１のスイッチ１０２がオンしているとき、トランジスタ
１０１の第１端子と第２の配線１０７とが導通しており、第１のスイッチ１０２がオフし
ているとき、トランジスタ１０１の第１端子と第２の配線１０７とが非導通となっている
。
また、トランジスタ１０１のゲート端子と第１端子の間に容量素子１０４が接続されてい
る。つまり、容量素子１０４の第１電極がトランジスタ１０１のゲート端子に接続され、
第２電極がトランジスタ１０１の第１端子に接続されている。なお、容量素子１０４は、
配線や活性層や電極等により絶縁膜を挟んだ構成のものでもいいし、トランジスタ１０１
のゲート容量を用いて省略することもできる。
なお、表示素子１０５の対向電極１１０や、第３の配線１０８や第４の配線１０９にはそ
れぞれ所定の電位が入力されている。
また、第１の配線１０６に信号を入力することにより、第１のスイッチ１０２と第２のス
イッチ１０３のオンオフが制御される。
また、第２の配線１０７には、画素の階調にしたがった信号が入力される。この信号は、
ビデオ信号に相当し、信号電流が第２の配線１０７に流れる。
なお、第１のスイッチ１０２と第２のスイッチ１０３にはトランジスタを適用することが
できる。よって、第１のスイッチ１０２と第２のスイッチ１０３にＮチャネル型のトラン
ジスタを適用した場合について図２に示す。なお、図１の構成と共通するところは共通の
符号を用いてその説明を省略する。
第１のスイッチングトランジスタ２０１が第１のスイッチ１０２に相当し、第２のスイッ
チングトランジスタ２０２が第２のスイッチ１０３に相当する。
第１のスイッチングトランジスタ２０１はゲート端子が第１の配線１０６に接続され、第
１端子（ソース端子又はドレイン端子）が第２の配線１０７に接続され、第２端子（ソー
ス端子又はドレイン端子）が表示素子１０５の画素電極及びトランジスタ１０１の第１端
子と接続されている。よって、第１の配線１０６に入力される信号がＨレベルのときに第
１のスイッチングトランジスタ２０１はオンし、第１の配線１０６に入力される信号がＬ
レベルのときに第１のスイッチングトランジスタ２０１はオフする。
また、第２のスイッチングトランジスタ２０２はゲート端子が第１の配線１０６に接続さ
れ、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）がトランジスタ１０１のゲート端子に接続
され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第４の配線１０９と接続されている。
よって、第１の配線１０６に入力される信号がＨレベルのときに第２のスイッチングトラ
ンジスタ２０２はオンし、第１の配線１０６に入力される信号がＬレベルのときに第２の
スイッチングトランジスタ２０２はオフする。
続いて、本実施の形態に示す画素の動作について図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説
明する。なお、図１と図２の画素の動作は同様であるため、図３では図２の画素構成を用
いて説明している。
なお、第２の配線１０７に接続された電流源３０１は、この画素に書き込む信号電流Ｉｄ
ａｔａを設定する。そして、第２の配線１０７は電流源３０１を介して配線３０２と接続
されている。配線３０２には、所定の電位が入力されている。ここで、第３の配線１０８
に入力する電位をＶ３、第４の配線１０９に入力する電位をＶ４、配線３０２に入力する
電位をＶ５、対向電極１１０に入力する電位をＶｃｏｍとする。そして、電位の関係は少
なくとも、Ｖ３＞Ｖｃｏｍ＞Ｖ５とする。また、Ｖ４＝Ｖｃｏｍであれば、図４８に示す
ように第４の配線１０９と表示素子１０５の対向電極１１０とを第５の配線４８０１で接
続してもよい。
なお、画素の動作には、画素へ信号の書き込みを行う信号書き込み動作と、画素に書き込
まれた信号にしたがった階調の発光をする発光動作がある。図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）
は、共に信号書き込み動作を説明する図であり、図３（Ｃ）は発光動作を説明する図であ
る。
まず、信号書き込み動作時の過渡状態について図３（Ａ）を用いて説明する。第１の配線
１０６に入力する信号をＨレベルにして、第１のスイッチングトランジスタ２０１と第２
のスイッチングトランジスタ２０２をオンにする。すると、図３（Ａ）のように電流が流
れる。つまり、電流の経路は、第４の配線１０９から第２のスイッチングトランジスタ２
０２を介して容量素子１０４に電流が流れ込む第１経路と、第３の配線１０８からトラン
ジスタ１０１に電流が流れる第２経路とがある。そして、第１経路に流れる電流Ｉｃと第
２経路に流れる電流Ｉｔｒは、トランジスタ１０１の第１端子と容量素子１０４の第２電
極との接続部で合流する。そして、信号電流Ｉｄａｔａとして第１のスイッチングトラン
ジスタ２０１及び電流源３０１を介して配線３０２に流れる。つまり、Ｉｃ＋Ｉｔｒ＝Ｉ
ｄａｔａとなる。
やがて、容量素子１０４へは電流が流れなくなる。このとき、信号書き込み動作時の定常
状態となり、図３（Ｂ）のように電流が流れる。そして、第３の配線１０８からトランジ
スタ１０１に流れる電流Ｉｔｒが、信号電流Ｉｄａｔａと等しくなっている。つまり、ト
ランジスタ１０１のゲートソース間電圧Ｖｇｓは、トランジスタ１０１に信号電流Ｉｄａ
ｔａを流すのに必要な電圧となっている。そして、このトランジスタ１０１のゲートソー
ス間電圧Ｖｇｓ分の電荷が容量素子１０４に蓄積されている。
なお、このときのトランジスタ１０１のゲート端子の電位をＶａ、第１端子の電位をＶｂ
とすると、Ｖｇｓ＝（Ｖａ−Ｖｂ）である。そして、表示素子１０５の順方向しきい値電
圧ＶＥＬｔｈとしたとき、（Ｖｂ−Ｖｃｏｍ）＜ＶＥＬｔｈとなるようにすると信号書き
込み動作時に表示素子１０５へ電流を流さなくすることができる。そのため、第４の配線
１０９に入力する電位Ｖ４は、Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるようにするとよい。また、Ｖ４＝
Ｖｃｏｍとすることにより、画素へ必要な電源数を減らすことができる。また、信号書き
込み時に表示素子１０５へ逆方向バイアスを印加することができる。
なお、逆方向バイアスを表示素子１０５に印加しても、正常な表示素子１０５には電流は
流れない（若しくは流れたとしても微少な電流である）。一方、表示素子１０５に短絡箇
所が有る場合には、その短絡箇所に電流が流れる。そして、短絡箇所を絶縁化する。よっ
て、表示不良を改善することができる。
続いて、発光動作について図３（Ｃ）を用いて説明する。第１の配線１０６に入力する信
号をＬレベルにして、第１のスイッチングトランジスタ２０１と第２のスイッチングトラ
ンジスタ２０２とをオフにする。すると、図３（Ｃ）のように電流が流れる。このとき、
第２のスイッチングトランジスタ２０２がオフしているため、容量素子１０４は、トラン
ジスタ１０１に信号電流Ｉｄａｔａを流すのに必要なゲートソース間電圧Ｖｇｓを保持す
る。よって、トランジスタ１０１に信号電流Ｉｄａｔａとほぼ等しい電流が流れる。
なお、このときのトランジスタ１０１のゲート端子の電位をＶａ’、第１端子の電位をＶ
ｂ’とすると、Ｖｇｓ＝（Ｖａ’−Ｖｂ’）である。なぜなら、Ｖｂ’＞Ｖｂとなるが、
容量素子１０４はゲートソース間電圧Ｖｇｓを保持しているため、Ｖｂ’が上昇するとと
もにＶａ’も上昇するからである。
なお、第１の配線１０６に入力するＨレベルの信号の電位をＶ１（Ｈ）、Ｌレベルの信号
の電位をＶ１（Ｌ）とすると次のような電位にすることが望ましい。また、第１のスイッ
チングトランジスタ２０１のしきい値電圧をＶｔｈ１、第２のスイッチングトランジスタ
２０２のしきい値電圧をＶｔｈ２とする。
図３（Ｂ）で示したように、表示素子１０５の画素電極の電位はＶｂとなっても、第１の
スイッチングトランジスタ２０１をオンにしておく必要がある。そのためＶ１（Ｈ）＞Ｖ
ｂ＋Ｖｔｈ１とする。また、第２のスイッチングトランジスタ２０２をオンにしておくた
めＶ１（Ｈ）＞Ｖ４＋Ｖｔｈ２とする。具体的には、例えば、Ｖ４＝Ｖｃｏｍのときには
、Ｖ１（Ｈ）はＶｃｏｍより１〜８Ｖ高い電位であるとよい。
また、図３（Ｃ）で示したように、第１のスイッチングトランジスタ２０１がオフするた
めには、Ｖ１（Ｌ）＜（Ｖｂ＋Ｖｔｈ１）とする。つまり、他の画素へ信号電流の書き込
みを行っているときに、第２の配線１０７の電位はＶｂとなるため、この電位になったと
きにも選択しない画素は第１のスイッチングトランジスタ２０１がオフしている必要があ
るからである。また、第２のスイッチングトランジスタ２０２がオフにしておくため、Ｖ
１（Ｌ）＜（Ｖ４＋Ｖｔｈ２）とする。具体的には、例えば、Ｖ４＝Ｖｃｏｍのときには
、Ｖ１（Ｌ）はＶｃｏｍより１〜８Ｖ低い電位であるとよい。
なお、第３の配線１０８と第４の配線１０９とは、それぞれＶ３、Ｖ４の電位が供給さ
れているが、常に同じ電位のまま保たれている必要はない。例えば信号書き込み動作と発
光動作とで、電位が異なっていても、正常に動作する場合は、問題ない。
あるいは、信号書き込み動作毎に第４の配線１０９に供給する電位を変動させる構成であ
ってもよい。特に信号書き込み動作時に電流源３０１によって設定される電流が大きいと
きに第４の配線１０９に供給する電位を上昇させることにより、電流源３０１に接続され
た配線３０２に供給する電位を低くしすぎなくても正常な動作を行うことができるため好
適である。すなわち、信号書き込み動作時に第４の配線１０９に供給する電位を変動させ
ることにより、第４の配線１０９に供給する電位が固定されている場合よりも第３の配線
１０８と配線３０２との電位差を小さくしても、正常に動作させることができる。なお第
４の配線１０９に供給する電位は、信号書き込み動作時に電流源３０１よって設定される
電流の大きさに応じて変化させてもよい。例えば信号書き込み動作時に電流源３０１によ
って設定される電流が大きいときは、第４の配線１０９に供給する電位を高くして、信号
書き込み動作時に電流源３０１によって設定される電流の大きさが小さいときは、第４の
配線１０９に供給する電位を低くすることにより、信号書き込み動作時に表示素子１０５
に電流が漏れてしまうことを防止しつつ、第３の配線１０８と配線３０２との電位差を小
さくすることができる。
なお、配線３０２と対向電極１１０とは、それぞれ所定の電位が供給されているが、常
に同じ電位のまま保たれている必要はない。信号書き込み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。
よって、本実施の形態に示した画素構成によれば信号書き込み動作時のトランジスタのゲ
ート端子の電位を制御することにより、信号書き込み動作時に表示素子へ電流が流れてし
まうのを防ぐことができる。
なお、図２に示した画素構成によれば、Ｎチャネル型のトランジスタのみで画素を構成す
ることができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。また、画素を構成するトラ
ンジスタの半導体層にアモルファス半導体やセミアモルファス半導体（若しくは微結晶半
導体ともいう）などを用いることができる。例えば、アモルファス半導体として、アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が挙げられる。よって、さらなる製造工程の簡略化を図
ることが可能である。したがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができ
る。
また、本発明の構成によれば、信号書き込み動作時にＶｄｓ＞Ｖｇｓにすることができる
。そして、信号書き込み動作時と発光動作時とでＶｄｓの変動を小さくすることができ、
トランジスタ１０１の飽和領域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くても、信号書
き込み動作時と発光動作時との電流値をほぼ等しくすることができる。特に、トランジス
タ１０１の半導体層に非晶質半導体膜（例えばアモルファスシリコン）を用いると飽和領
域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くなってしまう場合がある。よって、トラン
ジスタ１０１の半導体層に非晶質半導体膜を用いている場合に本発明の構成を適用すれば
表示不良を防止することができる。
また、図２に示したトランジスタ１０１にはソースドレイン端子間に大きな電圧が印加さ
れるため、第１のスイッチングトランジスタ２０１や第２のスイッチングトランジスタ２
０２よりもチャネル長を長くするとよい。又は、トランジスタ１０１として図１６に示す
ようにマルチゲートトランジスタを適用してもよい。こうすることにより、トランジスタ
の耐圧が大きくなり、トランジスタが破壊されるのを防止することができる。
また、図２に示したトランジスタ１０１で制御された電流を表示素子１０５へ流すため、
トランジスタ１０１は大きなオン電流を流す能力が必要である。よって、トランジスタ１
０１は、第１のスイッチングトランジスタ２０１や第２のスイッチングトランジスタ２０
２よりもチャネル幅を大きくしてもよい。又は、トランジスタ１０１として図１７のトラ
ンジスタ１７０１に示すように複数のトランジスタを並列に接続した構成であってもよい
。
続いて、本発明の画素を有する表示装置について図４を用いて説明する。
表示装置は、信号線駆動回路４０１、走査線駆動回路４０２及び画素部４０３を有し、画
素部４０３には、信号線駆動回路４０１から列方向に伸張して配置された複数の信号線Ｓ
１〜Ｓｎと、走査線駆動回路４０２から行方向に伸張して配置された複数の走査線Ｇ１〜
Ｇｍと、信号線Ｓ１〜Ｓｎと走査線Ｇ１〜Ｇｍとに対応してマトリクスに配置された複数
の画素４０４と、を有する。また、信号線Ｓ１〜Ｓｎと平行に電源線Ｐ１〜Ｐｎと、バイ
アス線Ｂ１〜Ｂｎとを有している。そして、各画素４０４は、それぞれ、信号線Ｓｊ（信
号線Ｓ１〜Ｓｎのうちいずれか一）、走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１〜Ｇｍのうちいずれか一）
、電源線Ｐｊ（電源線Ｐ１〜Ｐｎ）のうちいずれか一）、及びバイアス線Ｂｊ（バイアス
線Ｂ１〜Ｂｎのうちいずれか一）と接続されている。
なお、走査線Ｇｉは図１の第１の配線１０６に相当し、信号線Ｓｊは図１の第２の配線１
０７に相当し、電源線Ｐｊは図１の第３の配線１０８に相当し、バイアス線Ｂｊは図１の
第４の配線１０９に相当する。
走査線駆動回路４０２から出力される信号により走査線Ｇ１〜Ｇｍを一つずつ選択する。
そして、選択された走査線に接続されている画素４０４に信号を書き込む。このとき、そ
れぞれの画素の階調に対応した信号電流が各信号線Ｓ１〜Ｓｎに流れる。
信号の書き込みを終えると別の走査線を選択し、その走査線に接続されている画素４０４
へ信号の書き込みを行う。信号の書き込みを終えた画素は、発光動作に移り、その画素へ
書き込まれた信号にしたがって発光する。こうして、次々と画素４０４へ信号の書き込み
を行い、全ての画素４０４へ信号の書き込みを行う。
なお、図４に示した表示装置の構成は一例であって本発明はこれに限定されない。つまり
、電源線Ｐ１〜Ｐｎやバイアス線Ｂ１〜Ｂｎは信号線Ｓ１〜Ｓｎと平行に配置されていな
くてもよく、走査線Ｇ１〜Ｇｍに平行に配置されていてもいいし、電源線やバイアス線の
それぞれが格子状に配置されていてもいい。しかし、画素部４０３に複数の色要素を有し
ている場合には、図４のように配置するのが好ましい。
つまり、図４６に示すように、図１の画素における第４の配線１０９を第１の配線１０６
と平行に配置してもよい。また、その場合には、図４７に示すように、図４におけるバイ
アス線Ｂ１〜Ｂｎに相当するバイアス線Ｂ１〜Ｂｍを走査線Ｇ１〜Ｇｍと平行に配置する
。そして、このバイアス線Ｂ１〜Ｂｍは電位を変動することができるようにしてもよい。
つまり、走査させるようにしてもよい。その場合に走査線Ｇ１〜Ｇｍを走査する走査線駆
動回路４０２とは別にバイアス線駆動回路を設けても良い。
また、画素部４０３に複数の色要素を有している場合には、それぞれの色要素となる画素
毎に接続される電源線やバイアス線の電位をかえてもよい。また、それぞれの色要素とな
る画素毎に画素電極の大きさが異なっていてもよい。つまり、色要素となる画素毎に発光
面積がことなっていてもよい。こうすることにより、特にフルカラー表示のときの表示素
子として、異なる色のＥＬ素子を用いた場合、色のバランスや、ＥＬ素子の劣化の進行を
調整することが可能となる。
また、本発明の画素は、図１の構成に限られない。信号書き込み動作時に図１９（Ａ）の
ように接続され、発光動作時に図１９（Ｂ）のように接続されていればよい。つまり、信
号書き込み動作時には、トランジスタ１０１は、ゲート端子が第４の配線１０９に接続さ
れ、第１端子が第２の配線１０７に接続され、第２端子が第３の配線１０８に接続されて
いればよい。また、発光動作時には、トランジスタ１０１は、ゲート端子がどこにも導通
していなく、第１端子が表示素子１０５の画素電極と接続され、第２端子が第３の配線１
０８と接続されていればよい。
よって、図１に示した画素において、第１のスイッチ１０２と第２のスイッチ１０３のオ
ンオフを別々に制御するため、別途配線を設けても良い。つまり、図５に示すように、第
１のスイッチ１０２のオンオフを制御する第１の配線１０６とは別に第２のスイッチ１０
３のオンオフを制御する第５の配線５０１を設けてもよい。なお、この場合には、信号書
き込み動作が完了したら、第１のスイッチ１０２と第２のスイッチ１０３とを同時にオフ
にするか、第２のスイッチ１０３を第１のスイッチ１０２より先にオフにする。第１のス
イッチ１０２がオフした後も第２のスイッチ１０３がオンしているとトランジスタ１０１
を介して容量素子１０４に蓄積した電荷が放電してしまうからである。
また、図５に示す構成の場合において、Ｖ４＝Ｖｃｏｍであれば、図４９に示すように第
４の配線１０９と表示素子１０５の対向電極１１０とを第６の配線４９０１で接続しても
よい。
また、図１や図２の画素において、第４の配線１０９を他の行の画素の第１の配線１０６
で代用することができる。つまり、その場合には、図４に示す表示装置のバイアス線Ｂ１
〜Ｂｎを省略することができる。一例として、図２の画素の第４の配線１０９を省略し、
隣の行の画素の第１の配線１０６で代用した場合の構成を図１３に示す。
また、図１４に示すように、図５の画素の第１のスイッチ１０２、第２のスイッチ１０３
にＮチャネル型トランジスタである第１のスイッチングトランジスタ２０１、第２のスイ
ッチングトランジスタ２０２をそれぞれ適用し、第４の配線１０９を他の行の画素の第５
の配線５０１で代用することもできる。
また、図１５に示すように、図５の画素の第１のスイッチ１０２及び第２のスイッチ１０
３にＮチャネル型トランジスタである第１のスイッチングトランジスタ２０１、第２のス
イッチングトランジスタ２０２をそれぞれ適用し、第４の配線１０９を他の行の画素の第
１の配線１０６で代用することもできる。
また、図２０に示すように、図１の画素の第１のスイッチ１０２及び第２のスイッチ１０
３にＰチャネル型トランジスタである第１のスイッチングトランジスタ２００１、第２の
スイッチングトランジスタ２００２をそれぞれ適用し、第３の配線１０８を他の行の画素
の第１の配線１０６で代用することもできる。
（実施の形態２）
トランジスタを用いて画素を構成する場合の問題の一つとして、画素間のトランジスタ特
性のバラツキがある。このトランジスタ特性のバラツキは表示ムラとして認識されてしま
う。
そこで、本実施の形態では、本発明の画素において、使用するトランジスタ（オンにする
トランジスタ）を期間毎に切り替えることにより、トランジスタ特性を時間的に平均化し
、表示ムラを認識されにくくすることが可能とした場合について説明する。
本実施の形態の画素を図６に示す。
本実施の形態の画素は、第１のトランジスタ６０１、第２のトランジスタ６１１、第１の
スイッチ６０２、第２のスイッチ６０３、第３のスイッチ６１２、第４のスイッチ６１３
、容量素子６０４、表示素子６０５、第１の配線６０６、第２の配線６０７、第３の配線
６０８及び第４の配線６０９を有する。なお、第１のトランジスタ６０１及び第２のトラ
ンジスタ６１１はＮチャネル型のトランジスタである。
まず、画素の接続構造について説明する。
第１のトランジスタ６０１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が表示素子６０
５の画素電極に接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第３のスイッチ６
１２を介して第３の配線６０８に接続され、ゲート端子が第２のスイッチ６０３を介して
第４の配線６０９と接続されている。つまり、第３のスイッチ６１２がオンしているとき
、第１のトランジスタ６０１の第２端子と第３の配線６０８とが導通しており、第３のス
イッチ６１２がオフしているとき、第１のトランジスタ６０１の第２端子と第３の配線６
０８とが非導通となっている。また、第２のスイッチ６０３がオンしているとき、第１の
トランジスタ６０１のゲート端子と第４の配線６０９とが導通しており、第２のスイッチ
６０３がオフしているとき、第１のトランジスタ６０１のゲート端子と第４の配線６０９
とが非導通となっている。
また同様に、第２のトランジスタ６１１が第１のトランジスタ６０１と並列に接続されて
いる。つまり、第２のトランジスタ６１１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）
が表示素子６０５の画素電極に接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第
４のスイッチ６１３を介して第３の配線６０８に接続され、ゲート端子が第２のスイッチ
６０３を介して第４の配線６０９と接続されている。つまり、第４のスイッチ６１３がオ
ンしているとき、第２のトランジスタ６１１の第２端子と第３の配線６０８とが導通して
おり、第４のスイッチ６１３がオフしているとき、第２のトランジスタ６１１の第２端子
と第３の配線６０８とが非導通となっている。また、第２のスイッチ６０３がオンしてい
るとき、第２のトランジスタ６１１のゲート端子と第４の配線６０９とが導通しており、
第２のスイッチ６０３がオフしているとき、第２のトランジスタ６１１のゲート端子と第
４の配線６０９とが非導通となっている。
また、第１のトランジスタ６０１の第１端子及び第２のトランジスタ６１１の第１端子は
、第１のスイッチ６０２を介して第２の配線６０７と接続されている。つまり、第１のス
イッチ６０２がオンしているとき、第１のトランジスタ６０１の第１端子及び第２のトラ
ンジスタ６１１の第１端子と、第２の配線６０７とが導通しており、第１のスイッチ６０
２がオフしているとき、第１のトランジスタ６０１の第１端子及び第２のトランジスタ６
１１の第１端子と、第２の配線６０７とが非導通となっている。
また、第１のトランジスタ６０１のゲート端子と第２のトランジスタ６１１のゲート端子
とは接続され、第１のトランジスタ６０１のゲート端子及び第２のトランジスタ６１１の
ゲート端子と、第１のトランジスタ６０１の第１端子及び第２のトランジスタ６１１の第
１端子との間に容量素子６０４が接続されている。つまり、容量素子６０４の第１電極が
第１のトランジスタ６０１のゲート端子及び第２のトランジスタ６１１のゲート端子に接
続され、第２電極が第１のトランジスタ６０１の第１端子及び第２のトランジスタ６１１
の第１端子に接続されている。なお、容量素子６０４は、配線や活性層や電極等により絶
縁膜を挟んだ構成のものでもいいし、第１のトランジスタ６０１のゲート容量や第２のト
ランジスタ６１１のゲート容量を用いて省略することもできる。
なお、表示素子６０５の対向電極６１０や、第３の配線６０８や第４の配線６０９にはそ
れぞれ所定の電位が入力されている。
また、第１の配線６０６に信号を入力することにより、第１のスイッチ６０２と第２のス
イッチ６０３のオンオフが制御される。
また、第２の配線６０７には、画素の階調にしたがった信号が入力される。この信号は、
ビデオ信号に相当し、信号電流が配線６０７に流れる。
なお、第１のスイッチ６０２、第２のスイッチ６０３、第３のスイッチ６１２及び第４の
スイッチ６１３にはトランジスタを適用することができる。よって、第１のスイッチ６０
２と第２のスイッチ６０３にＮチャネル型のトランジスタを適用することもできる。
続いて、図６の画素の動作について説明する。
なお、画素の動作には、画素へ信号の書き込みを行う信号書き込み動作と、画素に書き込
まれた信号にしたがった階調の発光をする発光動作がある。そして、本実施の形態に示す
画素は、使用するトランジスタ（オンにするトランジスタ）を、ある期間の信号書き込み
動作時及び発光動作時と、別の期間の信号書き込み動作時及び発光動作時とで切り替える
。
図７（Ａ）は、ある期間の信号書き込み動作を説明する図であり、図７（Ｂ）はそのとき
の発光動作を説明する図である。また、図７（Ｃ）は、別の期間の信号書き込み動作を説
明する図であり、図７（Ｄ）はそのときの発光動作を説明する図である。なお、第２の配
線６０７に接続された電流源７０１は、この画素に書き込む信号電流を設定する。そして
、第２配線６０７は電流源７０１を介して配線７０２と接続されている。配線７０２には
、所定の電位が入力されている。ここで、第３の配線６０８に入力する電位をＶ３、第４
の配線６０９に入力する電位をＶ４、配線７０２に入力する電位をＶ５、対向電極６１０
に入力する電位をＶｃｏｍとする。そして、電位の関係は少なくとも、Ｖ３＞Ｖｃｏｍ＞
Ｖ５とする。
また、図７（Ａ）は、ある期間の信号書き込み動作時の定常状態となったときの画素の状
態と、そのときの電流の流れを示している。第１のスイッチ６０２と第２のスイッチ６０
３と第４のスイッチ６１３がオンし、第３のスイッチ６１２がオフしている。このときは
、第２のトランジスタ６１１を使用している。つまり、電流源７０１によって設定された
信号電流Ｉｄａｔａが第３の配線６０８から第４のスイッチ６１３を介して第２のトラン
ジスタ６１１に流れている。つまり、このとき、第２のトランジスタ６１１は信号電流Ｉ
ｄａｔａが流れるだけのゲートソース間電圧となっており、その電圧分の電荷が容量素子
６０４に蓄積されている。
よって、発光動作時は第１のスイッチ６０２と第２のスイッチ６０３と第３のスイッチ６
１２がオフし、第４のスイッチ６１３がオンし、図７（Ｂ）に示すように電流が流れる。
つまり、第３の配線６０８から第４のスイッチ６１３及び第２のトランジスタ６１１を介
して表示素子６０５に電流が流れる。この電流は信号電流Ｉｄａｔａと概略等しいものと
なる。
しかし、第２のトランジスタ６１１のドレイン・ソース間電圧が信号書き込み動作時と発
光動作時とで異なるので、第２のトランジスタ６１１に流れる電流の大きさもわずかな違
いが生じてしまう。そして、画素毎に第２のトランジスタ６１１の特性のバラツキがある
と、表示ムラとして認識されてしまう。
そこで、別の期間においては、信号書き込み動作時に、第１のスイッチ６０２と第２のス
イッチ６０３と第３のスイッチ６１２とをオンにし、第４のスイッチ６１３をオフにする
。図７（Ｃ）はこの期間の定常状態となったときの画素の状態と、そのときの電流の流れ
を示している。このときは、第１のトランジスタ６０１を使用している。つまり、電流源
７０１によって設定された信号電流Ｉｄａｔａが第３の配線６０８から第３のスイッチ６
１２を介して第１のトランジスタ６０１に流れている。つまり、このとき、第１のトラン
ジスタ６０１は信号電流Ｉｄａｔａが流れるだけのゲートソース間電圧となっており、そ
の電圧分の電荷が容量素子６０４に蓄積されている。
よって、発光動作時は第１のスイッチ６０２と第２のスイッチ６０３と第４のスイッチ６
１３がオフし、第３のスイッチ６１２がオンし、図７（Ｄ）に示すように電流が流れる。
つまり、第３の配線６０８から第３のスイッチ６１２及び第１のトランジスタ６０１を介
して表示素子６０５に電流が流れる。この電流は信号電流Ｉｄａｔａと概略等しいものと
なる。
このように、使用するトランジスタを期間毎に切り替えることによって、トランジスタの
特性を時間的に平均化することができる。よって、表示ムラを低減することができる。
また、本実施の形態に示す画素には別の駆動方法を適用することもできる。例えば、信号
書き込み動作時には大きな信号電流で書き込み、発光動作時に表示素子に流す電流を小さ
くする。そのような駆動法について以下に説明する。
図８（Ａ）は、信号書き込み動作を説明する図であり、図８（Ｂ）は発光動作を説明する
図である。
また、図８（Ａ）は、信号書き込み動作時の定常状態となったときの画素の状態と、その
ときの電流の流れを示している。第１のスイッチ６０２、第２のスイッチ６０３、第３の
スイッチ６１２及び第４のスイッチ６１３がオンしている。図８（Ａ）のように電流が流
れる。つまり、電流の経路は、第３の配線６０８から第３のスイッチ６１２を介して第１
のトランジスタ６０１に電流が流れる第１経路と、第３の配線６０８から第４のスイッチ
６１３を介して第２のトランジスタ６１１に電流が流れる第２経路とがある。そして、第
１経路に流れる電流Ｉ１と第２経路に流れる電流Ｉ２は、第１のトランジスタ６０１の第
１端子と第２のトランジスタ６１１の第１端子との接続部で合流する。そして、信号電流
Ｉｄａｔａとして第１のスイッチ６０２及び電流源７０１を介して配線７０２に流れる。
つまり、Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉｄａｔａとなる。
発光動作について図８（Ｂ）を用いて説明する。第１のスイッチ６０２、第２のスイッチ
６０３、及び第４のスイッチ６１３をオフにし、第３のスイッチ６１２をオンにする。す
ると、図８（Ｂ）のように電流が流れる。このとき、第２のスイッチ６０３がオフしてい
るため、容量素子６０４は、第１のトランジスタ６０１と第２のトランジスタ６１１に流
れる電流が信号電流Ｉｄａｔａとなるのに必要なゲートソース間電圧Ｖｇｓを保持してい
る。よって、トランジスタ６０１を介して表示素子６０５に電流が流れる。本構成によれ
ば、この電流を調整することができる。
ここで、トランジスタのチャネル長Ｌ、チャネル幅Ｗとする。すると、トランジスタが飽
和領域で動作するとき、ゲートソース間電圧が一定であれば、一般的にトランジスタに流
れる電流値はＷ／Ｌに比例する。つまり、チャネル幅Ｗに比例し、チャネル長Ｌに反比例
する。
よって、第１のトランジスタ６０１のチャネル幅Ｗ１、第２のトランジスタ６１１のチャ
ネル幅Ｗ２とし、これらのトランジスタのチャネル長を等しいとする。そして、図８（Ａ
）において電流の流れている第１のトランジスタ６０１と第２のトランジスタ６１１とを
一つのトランジスタであると仮定すると、チャネル幅（Ｗ１＋Ｗ２）、チャネル長Ｌとみ
なすことができる。そして、図８（Ｂ）においては、第１のトランジスタ６０１にのみ電
流が流れており、そのトランジスタはチャネル幅Ｗ１、チャネル長Ｌとなっている。した
がって、発光動作のときには、Ｉｄａｔａ×（Ｗ１／（Ｗ１＋Ｗ２））の電流を表示素子
６０５に流すことができる。
このように、第１のトランジスタ６０１や第２のトランジスタ６１１のチャネル幅やチャ
ネル長を調整することにより、信号書き込み動作に流す信号電流より小さい電流を表示素
子６０５に流すことができる。
また、チャネル幅Ｗ１とチャネル幅Ｗ２とを等しくして、ある期間毎において、発光動作
のとき使用するトランジスタを切り替えることにより、トランジスタの特性を時間的に平
均化することもできる。
また、信号書き込み動作時と、発光動作時に使用するトランジスタを切り替えることによ
り、信号書き込み動作時と、発光動作時に使用するトランジスタのチャネル幅Ｗとチャネ
ル長Ｌとの比Ｗ／Ｌを調整して表示素子へ流す電流の大きさを調整してもよい。
つまり、信号書き込み動作時には、図９（Ａ）に示すように、第１のスイッチ６０２、第
２のスイッチ６０３及び第４のスイッチ６１３をオンにし、第３のスイッチ６１２をオフ
にする。そして、第３の配線６０８から第４のスイッチ６１３を介して第２のトランジス
タ６１１に信号電流Ｉｄａｔａを流す。そして、発光動作時には、第１のスイッチ６０２
、第２のスイッチ６０３及び第４のスイッチ６１３をオフにし、第３のスイッチ６１２を
オンにする。すると、第１のトランジスタ６０１には、Ｉｄａｔａ×（Ｗ１／Ｗ２）の電
流が流れる。なお、このときＷ１＜Ｗ２であれば発光動作時に表示素子６０５に流す電流
をＩｄａｔａより小さくすることができる。
このように、信号書き込み動作時に大きな電流で書き込むことにより、信号電流の流れる
経路において、寄生容量が形成されていたとしても素早く信号の書き込みを行うことがで
きるため、表示不良を防止することができる。
なお、発光動作に表示素子に流す電流を、信号書き込み動作に流す信号電流より小さくす
る場合について説明したが、場合によっては、逆に、発光動作に表示素子に流す電流を信
号電流より大きくしてもよい。例えば、信号書き込み動作時に第１のトランジスタ６０１
又は第２のトランジスタ６１１のいずれかに電流を流すようにし、発光動作時には、第１
のトランジスタ６０１及び第２のトランジスタ６１１の両方に電流を流すようにしてもよ
い。また、図９において、Ｗ１＞Ｗ２であれば発光動作時に表示素子６０５に流す電流を
Ｉｄａｔａより大きくすることができる。
また、本実施の形態の画素において、プリチャージ動作を行ってもよい。そのときの動作
を図１０を用いて説明する。この場合には、電流源７０１は第５のスイッチ１００３を介
して第２の配線６０７と接続されている。また、第２の配線６０７はさらに第６のスイッ
チ１００４とプリチャージ用電流源１００１を介して配線１００２と接続されている。な
お、プリチャージ用電流源１００１は電流源７０１より大きな電流を設定することができ
るものを用いる。また、配線１００２には、所定の電位が入力されている。この配線７０
２と配線１００２は共通の配線を用いてもいいし、別の配線であってもよい。
まず、図１０（Ａ）はプリチャージ動作時において定常状態となったときの画素の状態と
、そのときの電流の流れを示している。第１のスイッチ６０２、第２のスイッチ６０３、
第３のスイッチ６１２、第４のスイッチ６１３及び第６のスイッチ１００４をオンにし、
第５のスイッチ１００３をオフにする。すると、プリチャージ用電流源１００１により設
定される電流が、第３の配線６０８から第３のスイッチ６１２を介して第１のトランジス
タ６０１と、第３の配線６０８から第４のスイッチ６１３を介して第２のトランジスタ６
１１とに流れる。こうして、容量素子６０４に電荷を蓄積しておく。
そして、設定動作時には、第１のスイッチ６０２、第２のスイッチ６０３、第３のスイッ
チ６１２及び第５のスイッチ１００３をオンにし、第４のスイッチ６１３及び第６のスイ
ッチ１００４をオフにする。すると、定常状態には、図１０（Ｂ）のように電流が流れる
。つまり、第３の配線６０８から第１のトランジスタ６０１に電流源７０１によって設定
された信号電流Ｉｄａｔａが流れる。そして、第１のトランジスタ６０１に信号電流Ｉｄ
ａｔａを流すのに必要なゲートソース間電圧分の電荷が容量素子６０４に蓄積される。
なお、プリチャージ用電流源１００１に流す電流、第１のトランジスタ６０１のチャネル
長Ｌ１及びチャネル幅Ｗ１、並びに第２のトランジスタ６１１のチャネル長Ｌ２及びチャ
ネル幅Ｗ２などを適宜定めることにより、プリチャージ動作時と、設定動作時に容量素子
６０４に蓄積する電荷をほぼ等しいものにすることができ、素早く信号電流を画素へ書き
込むことができるようになる。
なお、図１０では、プリチャージ動作時に第１のトランジスタ６０１及び第２のトランジ
スタ６１１に電流を流すようにしたが、いずれか一方にのみ流すようにしてもよい。そし
て、設定動作時には、他方のトランジスタに電流を流すようにしてもよい。
なお、上述したように、第１のトランジスタ６０１の第２端子と第３の配線６０８との間
に第３のスイッチ６１２、第２のトランジスタ６１１の第２端子と第３の配線６０８との
間に第４のスイッチ６１３が接続されている構成に限られず、図１８に示すような構成で
あってもよい。つまり、第１のトランジスタ６０１は、第１端子（ソース端子又はドレイ
ン端子）が第３のスイッチ１８０１を介して表示素子６０５の画素電極に接続され、第２
端子（ソース端子又はドレイン端子）が第３の配線６０８に接続されている。つまり、第
３のスイッチ１８０１がオンしているとき、第１のトランジスタ６０１の第１端子と表示
素子６０５の画素電極とが導通しており、第３のスイッチ１８０１がオフしているとき、
第１のトランジスタ６０１の第１端子と表示素子６０５の画素電極とが非導通となってい
る。また同様に、第２のトランジスタ６１１が第１のトランジスタ６０１と並列に接続さ
れている。つまり、第２のトランジスタ６１１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端
子）が第４のスイッチ１８０２を介して表示素子６０５の画素電極に接続され、第２端子
（ソース端子又はドレイン端子）が第３の配線６０８に接続されている。つまり、第４の
スイッチ１８０２がオンしているとき、第２のトランジスタ６１１の第１端子と表示素子
６０５の画素電極とが導通しており、第４のスイッチ１８０２がオフしているとき、第２
のトランジスタ６１１の第１端子と表示素子６０５の画素電極とが非導通となっている。
なお、本実施の形態においても、信号書き込み動作時に、電流を流すトランジスタのゲー
ト端子を所定の電位にすることができることから、表示素子の画素電極の電位と対向電極
との電位差が、表示素子の順方向しきい値電圧以下にすることができるため、信号書き込
み動作時に表示素子へ電流を流さないようにすることができる。
また、本実施の形態においても、第１のスイッチ６０２や、第２のスイッチ６０３や、第
３のスイッチ６１２や、第４のスイッチ６１３をＮチャネル型のトランジスタにすること
により、単極性のトランジスタで画素を構成することができるため、製造工程の簡略化を
図ることができる。よって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図ることができる。ま
た。Ｎチャネル型のトランジスタのみで画素を構成することができることから、画素を構
成するトランジスタの半導体層にアモルファス半導体やセミアモルファス半導体（若しく
は微結晶半導体ともいう）などを用いることができる。例えば、アモルファス半導体とし
て、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）が挙げられる。よって、さらなる製造工程の
簡略化を図ることが可能である。したがって、製造コストの削減や歩留まりの向上を図る
ことができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の画素を構成するトランジスタにＰチャネル型トランジスタを
適用した場合について図１１を用いて説明する。
本実施の形態に示す画素は、トランジスタ１１０１、第１のスイッチングトランジスタ１
１０２、第２のスイッチングトランジスタ１１０３、容量素子１１０４、表示素子１１０
５、第１の配線１１０６、第２の配線１１０７、第３の配線１１０８及び第４の配線１１
０９を有する。なお、トランジスタ１１０１、第１のスイッチングトランジスタ１１０２
及び第２のスイッチングトランジスタ１１０３はＰチャネル型のトランジスタである。
まず、画素の接続構造について説明する。
トランジスタ１１０１は、第１端子（ソース端子又はドレイン端子）が表示素子１１０５
の画素電極に接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）が第３の配線１１０８
に接続され、ゲート端子が第２のスイッチングトランジスタ１１０３を介して第４の配線
１１０９と接続されている。つまり、第２のスイッチングトランジスタ１１０３がオンし
ているとき、トランジスタ１１０１のゲート端子と第４の配線１１０９とが導通しており
、第２のスイッチングトランジスタ１１０３がオフしているとき、トランジスタ１１０１
のゲート端子と第４の配線１１０９とが非導通となっている。第２のスイッチングトラン
ジスタ１１０３はゲート端子が第１の配線１１０６に接続され、第１端子（ソース端子又
はドレイン端子）がトランジスタ１１０１のゲート端子に接続され、第２端子（ソース端
子又はドレイン端子）が第４の配線１１０９と接続されている。よって、第１の配線１１
０６に入力される信号がＨレベルのときに第２のスイッチングトランジスタ１１０３はオ
ンし、第１の配線１１０６に入力される信号がＬレベルのときに第２のスイッチングトラ
ンジスタ１１０３はオフする。
また、トランジスタ１１０１の第１端子は、第１のスイッチングトランジスタ１１０２を
介して第２の配線１１０７と接続されている。つまり、第１のスイッチングトランジスタ
１１０２がオンしているとき、トランジスタ１１０１の第１端子と第２の配線１１０７と
が導通しており、第１のスイッチングトランジスタ１１０２がオフしているとき、トラン
ジスタ１１０１の第１端子と第２の配線１１０７とが非導通となっている。第１のスイッ
チングトランジスタ１１０２はゲート端子が第１の配線１１０６に接続され、第１端子（
ソース端子又はドレイン端子）が第２の配線１１０７に接続され、第２端子（ソース端子
又はドレイン端子）が表示素子１１０５の画素電極及びトランジスタ１１０１の第１端子
と接続されている。よって、第１の配線１１０６に入力される信号がＨレベルのときに第
１のスイッチングトランジスタ１１０２はオンし、第１の配線１１０６に入力される信号
がＬレベルのときに第１のスイッチングトランジスタ１１０２はオフする。
また、トランジスタ１１０１のゲート端子と第１端子の間に容量素子１１０４が接続され
ている。つまり、容量素子１１０４の第１電極がトランジスタ１１０１のゲート端子に接
続され、第２電極がトランジスタ１１０１の第１端子に接続されている。なお、容量素子
１１０４は、配線や活性層や電極等により絶縁膜を挟んだ構成のものでもいいし、トラン
ジスタ１１０１のゲート容量を用いて省略することもできる。
なお、表示素子１１０５の対向電極１１１０や、第３の配線１１０８や第４の配線１１０
９にはそれぞれ所定の電位が入力されている。
また、第１の配線１１０６に信号を入力することにより、第１のスイッチングトランジス
タ１１０２と第２のスイッチングトランジスタ１１０３のオンオフが制御される。
また、第２の配線１１０７には、画素の階調にしたがった信号が入力される。この信号は
、ビデオ信号に相当し、信号電流が第２の配線１１０７に流れる。
続いて、本実施の形態に示す画素の動作について図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて
説明する。
なお、第２の配線１１０７に接続された電流源１２０１は、この画素に書き込む信号電流
Ｉｄａｔａを設定する。そして、第２の配線１１０７は電流源１２０１を介して配線１２
０２と接続されている。配線１２０２には、所定の電位が入力されている。ここで、第３
の配線１１０８に入力する電位をＶ３、第４の配線１１０９に入力する電位をＶ４、配線
１２０２に入力する電位をＶ５、対向電極１１１０に入力する電位をＶｃｏｍとする。そ
して、電位の関係は少なくとも、Ｖ３＜Ｖｃｏｍ＜Ｖ５とする。
なお、画素の動作には、画素へ信号の書き込みを行う信号書き込み動作と、画素に書き込
まれた信号にしたがった階調の発光をする発光動作がある。図１２（Ａ）、及び図１２（
Ｂ）は、共に信号書き込み動作を説明する図であり、図１２（Ｃ）は発光動作を説明する
図である。
まず、信号書き込み動作時の過渡状態について図１２（Ａ）を用いて説明する。第１の配
線１１０６に入力する信号をＬレベルにして、第１のスイッチングトランジスタ１１０２
と第２のスイッチングトランジスタ１１０３をオンにする。すると、図１２（Ａ）のよう
に電流が流れる。つまり、電流源１２０１で設定される電流Ｉｄａｔａが、容量素子１１
０４と、トランジスタ１１０１とに流れる。つまり、容量素子１１０４には電流Ｉｃ、ト
ランジスタ１１０１には電流Ｉｔｒの電流が流れるとすると、Ｉｃ＋Ｉｔｒ＝Ｉｄａｔａ
となる。
やがて、容量素子１１０４へは電流が流れなくなる。このとき、信号書き込み動作時の定
常状態となり、図１２（Ｂ）のように電流が流れる。そして、トランジスタ１１０１に流
れる電流Ｉｔｒが、信号電流Ｉｄａｔａと等しくなっている。つまり、トランジスタ１１
０１のゲートソース間電圧Ｖｇｓは、トランジスタ１１０１に信号電流Ｉｄａｔａを流す
のに必要な電圧となっている。そして、このトランジスタ１１０１のゲートソース間電圧
Ｖｇｓ分の電荷が容量素子１１０４に蓄積されている。
なお、このときのトランジスタ１１０１のゲート端子の電位をＶａ、第１端子の電位をＶ
ｂとすると、Ｖｇｓ＝（Ｖａ−Ｖｂ）である。そして、表示素子１１０５の順方向しきい
値電圧ＶＥＬｔｈとしたとき、（Ｖｃｏｍ−Ｖｂ）＜ＶＥＬｔｈとなるようにすると信号
書き込み動作時に表示素子１１０５へ電流を流さなくすることができる。そのため、第４
の配線１１０９に入力する電位Ｖ４は、Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５となるようにするとよい。また
、Ｖ４＝Ｖｃｏｍとすることにより、画素へ必要な電源数を減らすことができる。また、
信号書き込み時に表示素子１１０５へ逆方向バイアスを印加することができる。
なお、逆方向バイアスを表示素子１１０５に印加しても、正常な表示素子１１０５には電
流は流れない（若しくは流れたとしても微少な電流である）。一方、表示素子１１０５に
短絡箇所が有る場合には、その短絡箇所に電流が流れる。そして、短絡箇所を絶縁化する
。よって、表示不良を改善することができる。
続いて、発光動作について図１２（Ｃ）を用いて説明する。第１の配線１１０６に入力す
る信号をＨレベルにして、第１のスイッチングトランジスタ１１０２と第２のスイッチン
グトランジスタ１１０３とをオフにする。すると、図１２（Ｃ）のように電流が流れる。
このとき、第２のスイッチングトランジスタ１１０２がオフしているため、容量素子１１
０４は、トランジスタ１１０１に信号電流Ｉｄａｔａを流すのに必要なゲートソース間電
圧Ｖｇｓを保持する。よって、トランジスタ１１０１に信号電流Ｉｄａｔａとほぼ等しい
電流が流れる。
なお、このときのトランジスタ１１０１のゲート端子の電位をＶａ’、第１端子の電位を
Ｖｂ’とすると、Ｖｇｓ＝（Ｖａ’−Ｖｂ’）である。なぜなら、Ｖｂ’＞Ｖｂとなるが
、容量素子１１０４はゲートソース間電圧Ｖｇｓを保持しているため、Ｖｂ’が上昇する
とともにＶａ’も上昇するからである。
なお、第１の配線１１０６に入力するＬレベルの信号の電位をＶ１（Ｌ）、Ｈレベルの信
号の電位をＶ１（Ｈ）とすると次のような電位にすることが望ましい。なお、第１のスイ
ッチングトランジスタ１１０２のしきい値電圧をＶｔｈ１、第２のスイッチングトランジ
スタ１１０３のしきい値電圧をＶｔｈ２とする。
図１２（Ｂ）で示したように、表示素子１１０５の画素電極の電位はＶｂとなっても、第
１のスイッチングトランジスタ１１０２をオンにしておく必要がある。そのためＶ１（Ｌ
）＜Ｖｂ＋Ｖｔｈ１とする。また、第２のスイッチングトランジスタ１１０３をオンにし
ておくためＶ１（Ｌ）＜Ｖ４＋Ｖｔｈ２とする。具体的には、例えば、Ｖ４＝Ｖｃｏｍの
ときには、Ｖ１（Ｌ）はＶｃｏｍより１〜８Ｖ低い電位であるとよい。
また、図１２（Ｃ）で示したように、第１のスイッチングトランジスタ１１０２がオフす
るためには、Ｖ１（Ｈ）＞（Ｖｂ＋Ｖｔｈ１）とする。つまり、他の画素へ信号電流の書
き込みを行っているときに、第２の配線１１０７の電位はＶｂとなるため、この電位にな
ったときにも選択しない画素は第１のスイッチングトランジスタ１１０２がオフしている
必要があるからである。また、第２のスイッチングトランジスタ１１０３がオフにしてお
くため、Ｖ１（Ｈ）＞（Ｖ４＋Ｖｔｈ２）とする。具体的には、例えば、Ｖ４＝Ｖｃｏｍ
のときには、Ｖ１（Ｈ）はＶｃｏｍより１〜８Ｖ高い電位であるとよい。
よって、本実施の形態に示した画素構成によれば、信号書き込み動作時のトランジスタの
ゲート端子の電位を制御することにより、信号書き込み動作時に表示素子へ電流が流れて
しまうのを防ぐことができる。
また、図１２に示した画素構成によれば、Ｐチャネル型のトランジスタのみで画素を構成
することができるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、本発明の構成によれば、信号書き込み動作時に｜Ｖｄｓ｜＞｜Ｖｇｓ｜にすること
ができ、信号書き込み動作時と発光動作時とでＶｄｓの変動を小さくすることができ、ト
ランジスタ１１０１の飽和領域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くても、信号書
き込み動作時と発光動作時との電流値をほぼ等しくすることができる。特に、トランジス
タ１１０１の半導体層に非晶質半導体膜（例えばアモルファスシリコン）を用いると飽和
領域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くなってしまう場合がある。よって、トラ
ンジスタ１１０１の半導体層に非晶質半導体膜を用いている場合に本発明の構成を適用す
れば表示不良を防止することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、特に信号書き込み動作時と発光動作時のトランジスタのソースドレイ
ン間電圧を小さくするための駆動方法を説明する。
図１の画素を用いて説明する。画素の接続構造については、実施の形態１で説明したので
ここではその説明を省略する。
本実施の形態においては、信号書き込み動作時において、発光動作時よりも対向電極１１
０の電位を高くする。そのときの対向電極１１０の電位は、信号書き込み動作時に表示素
子１０５に順方向電流が流れないような電位であればよく、第３の配線１０８と同じでも
いいし、第３の配線１０８よりも高い電位であってもよい。
さらに、信号書き込み動作時には、第１の配線１０６に信号を入力して第１のスイッチ１
０２と第２のスイッチ１０３とをオンにする。そして、第２の配線１０７に流れる信号電
流Ｉｄａｔａがトランジスタ１０１に流れるようになるだけのゲートソース間電圧分の電
荷を容量素子１０４に蓄積する。
なお、このとき、トランジスタ１０１のゲート端子の接続された第４の配線１０９の電位
を所定の電位にしておく。
次に、発光動作時には、第１の配線１０６に信号を入力して第１のスイッチ１０２と第２
のスイッチ１０３とをオフにする。また、対向電極１１０の電位を信号書き込み動作時よ
りも低くする。
すると、容量素子１０４はトランジスタ１０１に信号電流Ｉｄａｔａが流れるだけのゲー
トソース間電圧を保持しているので、トランジスタ１０１に信号電流Ｉｄａｔａとほぼ等
しい電流が流れる。そして、その電流が表示素子１０５に流れる。
このときの表示素子１０５の画素電極の電位は、対向電極１１０の電位よりも高くなる。
つまり、トランジスタ１０１のソース端子の電位は対向電極１１０の電位よりも高くなる
。
よって、書き込み動作時にトランジスタ１０１のゲート端子に入力する電位を供給する第
４の配線１０９の電位と、発光動作時に表示素子１０５の対向電極１１０に入力する電位
とを適宜設定することにより、信号書き込み動作時と発光動作時のトランジスタ１０１の
第１端子の電位の変動を小さくすることができる。つまり、トランジスタ１０１の第２端
子の電位には所定の電位が入力されていることから、トランジスタ１０１の第１端子の電
位を制御することにより、信号書き込み動作時と発光動作時において、トランジスタ１０
１のドレイン・ソース間電圧の変動を小さくすることができる。
よって、トランジスタ１０１の飽和領域での定電流特性（電流のフラット性）が悪くなっ
ても、信号書き込み動作時と発光動作時とで電流値の変動を小さくすることができるので
、表示ムラを低減することができる。特に、画素のトランジスタの半導体層に非晶質半導
体（例えばアモルファスシリコン）を用いている場合に定電流特性（電流のフラット性）
が悪くなることが多いので、本実施の形態の駆動方法を適用すれば表示不良を防止するこ
とができる。
また、信号電流の大きさに合わせて画素の列毎に、第４の配線１０９に入力する電位を設
定するのであれば、信号書き込み動作時と発光動作時とでトランジスタ１０１のドレイン
・ソース間電圧の変動をより減らすことができる。よって、トランジスタ１０１を線形領
域で動作させてもよい。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の画素の適用可能な表示装置の駆動方法の一形態について図４
０に示すタイミングチャートを用いて説明する。また、そのときの駆動方法が適用可能な
本発明の画素構成について説明する。
横方向は時間経過を表し、縦方向は走査線の走査行数を表している。
画像表示を行うとき、書き込み動作と発光動作とが繰り返し行われる。一画面（１フレー
ム）分の書き込み動作と発光動作を行う期間を１フレーム期間という。１フレーム分の信
号の処理について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないよ
うに少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。
本実施の形態の表示装置は書き込み動作によって、画素毎の階調に従ったビデオ信号が画
素に書き込まれる。つまりアナログの信号が画素に書き込まれる。このビデオ信号は信号
電流である。
そして、発光期間において、そのビデオ信号を保持することによって階調を表現する。こ
こで、本実施の形態の画素を有する表示装置は、消去動作により、画素に書き込まれた信
号を消去する。すると、次のフレーム期間までは消去期間が設けられる。つまり、黒表示
が挿入されることにより残像が見えにくくなる。こうして、動画特性の向上を図ることが
できる。
本実施の形態の駆動方法が適用可能な画素構成について説明する。そのため、本実施の形
態の画素としては、走査することにより画素を強制的に非点灯にする手段を有していれば
よい。そのような手段としては、例えば図１に示す画素であれば、第３の配線１０８から
トランジスタ１０１を介して表示素子１０５の対向電極１１０までの間の電流の経路を非
導通にすればよい。
そのためには大きく分けて二つの方法がある、一つ目の方法としては、第３の配線１０８
からトランジスタ１０１を介して表示素子１０５の対向電極１１０までの間の電流の経路
に新たにスイッチを設ける。そして、画素の一行ずつ走査してそのスイッチをオフにする
ことにより、第３の配線１０８からトランジスタ１０１を介して表示素子１０５の対向電
極１１０までの間の電流の経路を非導通にする。
そのような構成の一例を図４２に示す。なお、図１の画素と共通するところは共通の符号
を用いてその説明を省略する。
図４２の構成では、図１の構成において、トランジスタ１０１の第２端子と第３の配線１
０８との間に第３のスイッチ４２０１が接続されている。そして、第３のスイッチ４２０
１のオンオフは第５の配線４２０２に入力される信号によって制御される。なお、スイッ
チを設ける箇所は図４２の構成に限られず、トランジスタ１０１の第１端子と表示素子１
０５の画素電極との接続点をノード４２０３とすると、ノード４２０３とトランジスタ１
０１の第１端子との間にスイッチを接続してもいいし、ノード４２０３と表示素子１０５
の画素電極との間にスイッチを接続してもいい。
また、二つ目の方法としては、画素の一行ずつ走査してトランジスタ１０１を強制的にオ
フにする。そのため、容量素子１０４に蓄積した電荷を放電する手段を有しているか、ま
たは、トランジスタ１０１のゲート端子に電位を入力する手段を有している必要がある。
まず、容量素子１０４に蓄積した電荷を放電する手段を有している画素の一例を図３８に
示す。なお、図１の画素と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。図
３８では、容量素子１０４と並列に第３のスイッチ３８０１が接続されている。そして、
第３のスイッチ３８０１のオンオフは第５の配線３８０２に入力される信号によって制御
される。つまり、第３のスイッチ３８０１がオンするとトランジスタ１０１のゲートと第
１端子間が短絡する。すると、容量素子１０４で保持されていたトランジスタ１０１のゲ
ートソース間電圧を０Ｖにすることができる。こうして、トランジスタ１０１をオフにす
ることができる。
なお、図５の構成や図４９の構成によっても画素の一行ずつ走査して容量素子１０４に蓄
積した電荷を放電することができる。その場合には、第５の配線５０１に供給する信号に
より第２のスイッチ１０３をオンにする。第１のスイッチ１０２をオフにした状態で第２
のスイッチ１０３をオンにすると、トランジスタ１０１を介して容量素子１０４に蓄積さ
れた電荷を放電し、トランジスタ１０１をオフにすることができる。
また、トランジスタ１０１のゲート端子に電位を入力する手段を有している画素の一例を
図３９に示す。なお、図１の画素と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略
する。図３９では、トランジスタ１０１のゲート端子と第５の配線３９０２との間に整流
素子３９０１を接続する。なお、整流素子３９０１は、トランジスタ１０１のゲート端子
から第５の配線３９０２に電流が流れる方向を順方向電流とするように接続されている。
第５の配線３９０２はトランジスタ１０１を強制的にオフにするときだけＬレベルの信号
が入力され、それ以外はＨレベルの信号を入力する。すると、第５の配線３９０２がＨレ
ベルのときには、整流素子３９０１には電流が流れず、Ｌレベルになるとトランジスタ１
０１から第５の配線３９０２へ電流が流れる。そして、トランジスタ１０１のゲート端子
の電位は第５の配線３９０２のＬレベルの電位から整流素子３９０１の順方向しきい値電
圧分高い電位となる。このときトランジスタ１０１を介して容量素子１０４の第２電極に
も電荷が蓄積される。そして、トランジスタ１０１の第１端子の電位も高くなる。こうし
てトランジスタ１０１を強制的にオフにすることができる。
また、ゲート端子に電位を入力する手段を有している画素の他の例として、図５の画素構
成でもよい。その場合には、第５の配線５０１に信号を入力して第２のスイッチ１０３を
オンにすれば、トランジスタ１０１を介して容量素子１０４の第２電極に電荷が蓄積され
、トランジスタ１０１はオフする。
また、ゲート端子に電位を入力する手段を有している画素の他の例を図４１に示す。なお
、図１の画素と共通するところは共通の符号を用いてその説明を省略する。図４１では、
トランジスタ１０１のゲート端子と表示素子１０５の対向電極１１０との間に第３のスイ
ッチ４１０１が接続されている。第３のスイッチ４１０１と表示素子１０５の対向電極１
１０とは配線４１０３で接続されている。なお、第３のスイッチ４１０１のオンオフは第
５の配線４１０２に信号を入力することにより制御する。第５の配線４１０２に信号を入
力して第３のスイッチ４１０１をオンにすれば、トランジスタ１０１を介して容量素子１
０４の電荷が放電され、トランジスタ１０１はオフする。
なお、図４１のような画素を有する表示パネルの断面構造について図４３を用いて説明す
る。
基板４３０１上に下地膜４３０２を有している。基板４３０１としてはガラス基板、石英
基板、プラスチック基板、セラミックス基板等の絶縁性基板、金属基板、半導体基板等を
用いることができる。下地膜４３０２はＣＶＤ法やスパッタ法により形成することができ
る。例えばＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３を原料に用いたＣＶＤ法により形成した酸化珪素膜
、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜等を適用することができる。また、これらの積層を用いて
も良い。なお、下地膜４３０２は基板４３０１から不純物が半導体層に拡散することを防
ぐために設けるものであり、基板４３０１にガラス基板や石英基板を用いている場合には
下地膜４３０２は設けなくてもよい。
下地膜４３０２上に島状の半導体層を有する。半導体層にはＮ型のチャネルが形成される
チャネル形成領域４３０３、ソース領域又はドレイン領域となる不純物領域４３０４、低
濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）４３０５が形成されている。そして、チャネル形成領域４
３０３上にゲート絶縁膜４３０６を介してゲート電極４３０７を有している。ゲート絶縁
膜４３０６としてはＣＶＤ法やスパッタ法により形成される酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸
化窒化珪素膜等を用いることができる。また、ゲート電極４３０７としてはアルミニウム
（Ａｌ）膜、銅（Ｃｕ）膜、アルミニウム又は銅を主成分とする薄膜、クロム（Ｃｒ）膜
、タンタル（Ｔａ）膜、窒化タンタル（ＴａＮ）膜、チタン（Ｔｉ）膜、タングステン（
Ｗ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜等を用いることができる。
ゲート電極４３０７の脇にはサイドウォール４３２２が形成されている。ゲート電極４３
０７を覆うようにシリコン化合物、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜若しくは酸
化窒化シリコン膜を形成した後、エッチバックしてサイドウォール４３２２を形成するこ
とができる。
なお、ＬＤＤ領域４３０５はサイドウォール４３２２の下部に位置している。つまり、自
己整合的にＬＤＤ領域４３０５が形成されている。なお、サイドウォール４３２２は、Ｌ
ＤＤ領域４３０５を自己整合的に形成するために設けているのであって、必ずしも設けな
くともよい。
ゲート電極４３０７、サイドウォール４３２２およびゲート絶縁膜４３０６上には第１の
層間絶縁膜を有している。第１の層間絶縁膜は下層に無機絶縁膜４３１８、上層に樹脂膜
４３０８を有している。無機絶縁膜４３１８としては、窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒
化珪素膜又はこれらを積層した膜を用いることができる。樹脂膜４３０８としては、ポリ
イミド、ポリアミド、アクリル、ポリイミドアミド、エポキシなどを用いることができる
。
第１の層間絶縁膜上には、第１の電極４３０９、第２の電極４３２４、第３の電極４３２
０及び第４の電極４３２１を有し、第１の電極４３０９はコンタクトホールを介して不純
物領域４３０４と電気的に接続されている。また、第２の電極４３２４はコンタクトホー
ルを介して不純物領域４３０４と電気的に接続されている。また、第３の電極４３２０は
コンタクトホールを介してゲート電極４３０７と電気的に接続されている。また、第４の
電極４３２１は、コンタクトホールを介して不純物領域４３０４と電気的に接続されてい
る。そして、第３の電極４３２０と第４の電極４３２１とは電気的に接続されている。第
１の電極４３０９及び第２の電極４３２４としては、チタン（Ｔｉ）膜やアルミニウム（
Ａｌ）膜や銅（Ｃｕ）膜やＴｉを含むアルミニウム膜をなどを用いることができる。なお
、第１の電極４３０９、第２の電極４３２４、第３の電極４３２０及び第４の電極４３２
１と同じ層に信号線などの配線を設ける場合には低抵抗な銅を用いるとよい。
第１の電極４３０９、第２の電極４３２４、第３の電極４３２０、第４の電極４３２１お
よび第１の層間絶縁膜上に第２の層間絶縁膜４３１０を有する。第２の層間絶縁膜４３１
０としては、無機絶縁膜や、樹脂膜、又はこれらの積層を用いることができる。無機絶縁
膜としては、窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜又はこれらを積層した膜を用いる
ことができる。樹脂膜としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ポリイミドアミド
、エポキシなどを用いることができる。
第２の層間絶縁膜４３１０上には画素電極４３１１および配線４３１９を有している。画
素電極４３１１および配線４３１９は同じ材料により形成されている。つまり、同じ層に
同時に形成されている。画素電極４３１１や配線４３１９に用いる材料としては、仕事関
数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、クロム（Ｃ
ｒ）膜、タングステン（Ｗ）膜、亜鉛（Ｚｎ）膜、プラチナ（Ｐｔ）膜などの単層膜の他
、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを
主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造と
すると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極とし
て機能させることができる。光を反射する金属膜を用いることで光を透過させない陽極を
形成することができる。
画素電極４３１１および配線４３１９の端部を覆うように絶縁物４３１２を有する。
例えば、絶縁物４３１２としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる
。
画素電極４３１１上に有機化合物を含む層４３１３が形成され、有機化合物を含む層４３
１３の一部は絶縁物４３１２上に重なっている。なお、有機化合物を含む層４３１３は、
配線４３１９上には形成されていない。
有機化合物を含む層４３１３、絶縁物４３１２および配線４３１９上に対向電極４３１４
を有している。対向電極４３１４に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料を用いる
ことが望ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、リチウム（Ｌｉ）、カル
シウム（Ｃａ）、若しくはこれらの合金又は、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２
、若しくはＣａ３Ｎ２などの金属薄膜を用いることができる。こうして薄い金属薄膜を用
いることで光を透過させることが可能な陰極を形成することができる。
対向電極４３１４と画素電極４３１１とにより有機化合物を含む層４３１３が挟まれた領
域では発光素子４３１６が形成されている。
また、絶縁物４３１２により有機化合物を含む層４３１３が隔離されている領域では、接
合部４３１７が形成され、対向電極４３１４と配線４３１９とが接している。よって、配
線４３１９が対向電極４３１４の補助電極として機能し、対向電極４３１４を低抵抗化す
ることができる。よって、対向電極４３１４の膜厚を薄くすることができ、透過率を高く
することができる。したがって、発光素子４３１６から得られる光を上面から取り出す上
面射出構造において、より高い輝度を得ることができる。
なお、対向電極４３１４をより低抵抗化するため、金属薄膜と透明導電膜（例えば、ＩＴ
Ｏ（インジウムスズ酸化物）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等
）との積層を用いてもよい。こうして薄い金属薄膜と、透明性を有する透明導電膜を用い
ることによっても光を透過させることが可能な陰極を形成することができる。
つまり、トランジスタ４３１５が図４１の画素のトランジスタ１０１であり、トランジス
タ４３２３が図４１の画素の第３のスイッチ４１０１の機能を果たすトランジスタである
。また、対向電極４３１４が図４１の画素における表示素子１０５の対向電極１１０であ
る。また、配線４３１９が図４１の画素における配線４１０３である。
また、図４３を用いて説明した構造の表示パネルは他の画素構造を有する場合にも適用す
ることができる。例えば、トランジスタ４３１５が図４８のトランジスタ１０１又は図４
９のトランジスタ１０１、トランジスタ４３２３が図４８の第２のスイッチ１０３の機能
を果たすトランジスタ又は図４９の第２のスイッチ１０３として機能するトランジスタで
ある。なお、電極４３２４が図４８の第４の配線１０９又は図４９の第４の配線１０９と
し、配線４３１９が図４８の第５の配線４８０１又は図４９の第６の配線４９０１として
もよいし、配線４３１９が図４８の第４の配線１０９及び第５の配線４８０１の機能を果
たす配線、又は図４９の第４の配線１０９及び第６の配線４９０１の機能を果たす配線と
してもよい。
なお、図４３で説明した構造の表示パネルは対向電極４３１４の膜を薄くすることができ
、上面から射出する光の透光性がよい。よって、上面からの輝度が高くすることができる
。また、対向電極４３１４と配線４３１９を接続することにより、対向電極４３１４及び
配線４３１９を低抵抗化することができる。よって、消費電力の低減を図ることができる
。
また、図２の画素構成を有する表示装置によっても、トランジスタ１０１を強制的にオフ
にすることが可能である。その場合の駆動方法を以下において説明する。
図４４に示すように、１水平期間を２つに分割する。ここでは、前半が書き込み時間、後
半が消去時間として説明する。そして、分割された水平期間内で、各々の走査線を選択し
、そのときに対応する信号を信号線に入力する。例えば、ある１水平期間において、前半
はｉ行目を選択し、後半はｊ行目を選択する。すると、１水平期間において、あたかも同
時に２行分を選択したかのように動作させることが可能となる。つまり、それぞれの１水
平期間の前半の書き込み時間を用いて、書き込み時間Ｔｂ１〜Ｔｂ４に信号線から画素へ
ビデオ信号を書き込む。そして、このときの１水平期間の後半の消去時間には画素を選択
しない。また、別の１水平期間の後半の消去時間を用いて消去時間Ｔｅに信号線から画素
へ消去信号を入力する。このときの１水平期間の前半の書き込み時間には画素を選択しな
い。このようにすることによって、開口率の高い画素を有する表示装置を提供することが
でき、歩留まりの向上を図ることができる。
このような画素を有する表示装置の一例を図４５に示す。信号線駆動回路４５０１、第１
の走査線駆動回路４５０２、第２の走査線駆動回路４５０５、画素部４５０３を有し、画
素部４５０３には画素４５０４が走査線Ｇ１〜Ｇｍと信号線Ｓ１〜Ｓｎに対応してマトリ
クスに配置されている。第１の走査線駆動回路に４５０２には、パルス出力回路４５０６
を有し、走査線Ｇ１〜Ｇｍのそれぞれとパルス出力回路４５０６との間にスイッチ４５０
８が接続されている。また、第２の走査線駆動回路に４５０５には、パルス出力回路４５
０７を有し、走査線Ｇ１〜Ｇｍのそれぞれとパルス出力回路４５０７との間にスイッチ４
５０９が接続されている。
なお、走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１〜Ｇｍのいずれか一）は図２の第１の配線１０６に相当し
、信号線Ｓｊ（信号線Ｓ１〜Ｓｎのうちいずれか一）は図２の第２の配線１０７に相当す
る。
第１の走査線駆動回路４５０２には、クロック信号（Ｇ＿ＣＬＫ）、クロック反転信号（
Ｇ＿ＣＬＫＢ）、スタートパルス信号（Ｇ＿ＳＰ）、制御信号（ＷＥ）などの信号が入力
される。そして、それらの信号にしたがって、選択する画素行の第１の走査線Ｇｉ（第１
の走査線Ｇ１〜Ｇｍのうちいずれか一）に画素を選択する信号を出力する。なお、このと
きの信号は図３７のタイミングチャートに示すように１水平期間の前半に出力されるパル
スである。そして、制御信号（ＷＥ）によってスイッチ４５０８のオンオフが制御され、
パルス出力回路４５０６と走査線Ｇ１〜Ｇｍとを導通又は非導通にすることができる。
第２の走査線駆動回路４５０５には、クロック信号（Ｒ＿ＣＬＫ）、クロック反転信号（
Ｒ＿ＣＬＫＢ）、スタートパルス信号（Ｒ＿ＳＰ）、制御信号（ＷＥ’）などの信号が入
力される。そして、それらの信号にしたがって、選択する画素行の第２の走査線Ｒｉ（第
２の走査線Ｒ１〜Ｒｍのうちいずれか一）に信号を出力する。なお、このときの信号は図
３７のタイミングチャートに示すように１水平期間の後半に出力されるパルスである。そ
して、制御信号（ＷＥ’）によってスイッチ４５０９のオンオフが制御され、パルス出力
回路４５０７と走査線Ｇ１〜Ｇｍとを導通又は非導通にすることができる。なお、スイッ
チ４５０８とスイッチ４５０９とは一方が導通のとき他方は非導通となる。
また、信号線駆動回路４５０１には、クロック信号（Ｓ＿ＣＬＫ）、クロック反転信号（
Ｓ＿ＣＬＫＢ）、スタートパルス信号（Ｓ＿ＳＰ）、ビデオ信号（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉ
ｄｅｏ Ｄａｔａ）、制御信号（ＷＥ）などの信号が入力される。そして、それらの信号
にしたがって、各信号線Ｓ１〜Ｓｎへそれぞれ各列の画素に応じたビデオ信号を出力する
。
よって、信号線Ｓ１〜Ｓｎに入力されたビデオ信号は、第１の走査線駆動回路４５０２か
ら走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１〜Ｇｍのうちいずれか一）に入力された信号によって選択され
た画素行の各列の画素４５０４に書き込まれる。そして、各走査線Ｇ１〜Ｇｍにより各画
素行が選択され、全ての画素４５０４に各画素４５０４に対応したビデオ信号が書き込ま
れる。そして、各画素４５０４は書き込まれたビデオ信号のデータを一定期間保持する。
各画素４５０４は、ビデオ信号のデータを一定期間保持することによって、点灯又は非点
灯の状態を維持することができる。
また、第２の走査線駆動回路４５０５から走査線Ｇｉ（走査線Ｇ１〜Ｇｍのうちいずれか
一）に入力された信号によって選択された画素行の各列の画素４５０４には、画素を非点
灯とする信号（消去信号ともいう）が信号線Ｓ１〜Ｓｎから書き込まれる。そして、各走
査線Ｇ１〜Ｇｍにより各画素行を選択することで、非点灯期間を設定することができる。
例えば、第２の走査線駆動回路４５０５から走査線Ｇｉに入力された信号によってｉ行目
の画素が選択される時間は、信号線Ｓ１〜Ｓｎを、図２の画素の第４の配線１０９の電位
と同じ電位とする。なお、このとき信号線Ｓ１〜Ｓｎをフローティングにしてもよい。
したがって、本発明の表示装置によれば、ある画素行に着目して、その画素行にすでに入
力されている信号が、これから入力しようとしている信号と同じであれば、その画素行に
は信号を入力しないようにすることができるので、走査線や信号線の充放電の回数を減ら
すことができ、消費電力の低減を図ることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３で示した画素構成を有
する表示パネルの構成について図２２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
なお、図２２（ａ）は、表示パネルを示す上面図、図２２（ｂ）は図２２（ａ）をＡ−Ａ
’で切断した断面図である。点線で示された信号線駆動回路２２０１、画素部２２０２、
第１の走査線駆動回路２２０３、第２の走査線駆動回路２２０６を有する。また、封止基
板２２０４、シール材２２０５を有し、シール材２２０５で囲まれた内側は、空間２２０
７になっている。
なお、配線２２０８は第１の走査線駆動回路２２０３、第２の走査線駆動回路２２０６
及び信号線駆動回路２２０１に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端
子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２２０９からビデオ信号、クロック
信号、スタート信号等を受け取る。ＦＰＣ２２０９と表示パネルとの接続部上にはＩＣチ
ップ（メモリ回路や、バッファ回路などが形成された半導体チップ）２２１９がＣＯＧ（
Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等で実装されている。なお、ここではＦＰＣしか図示され
ていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
本明細書における表示装置とは、表示パネル本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷ
Ｂが取り付けられた状態をも含むものとする。また、ＩＣチップなどが実装されたものを
含むものとする。
次に、断面構造について図２２（ｂ）を用いて説明する。基板２２１０上には画素部２
２０２とその周辺駆動回路（第１の走査線駆動回路２２０３、第２の走査線駆動回路２２
０６及び信号線駆動回路２２０１）が形成されているが、ここでは、信号線駆動回路２２
０１と、画素部２２０２が示されている。
なお、信号線駆動回路２２０１はＮチャネル型ＴＦＴ２２２０やＮチャネル型ＴＦＴ２
２２１のように単極性のトランジスタで構成されている。なお、画素構成には図２や図１
３や図１４や図１５の画素構成を適用することにより単極性のトランジスタで画素を構成
することができる。よって、周辺駆動回路をＮチャネル型トランジスタで構成すれば単極
性表示パネルを作製することができる。もちろん、単極性のトランジスタだけでなくＰチ
ャネル型トランジスタも用いてＣＭＯＳ回路を形成しても良い。また、本実施の形態では
、基板上に周辺駆動回路を一体形成した表示パネルを示すが、必ずしもその必要はなく、
周辺駆動回路の全部若しくは一部をＩＣチップなどに形成し、ＣＯＧなどで実装しても良
い。その場合には駆動回路は単極性にする必要がなくＰチャネル型トランジスタを組み合
わせて用いることができる。
また、画素部２２０２はＴＦＴ２２１１と、ＴＦＴ２２１２とを有している。なお、Ｔ
ＦＴ２２１２のソース電極は第１の電極（画素電極）２２１３と接続されている。また、
第１の電極２２１３の端部を覆って絶縁物２２１４が形成されている。ここでは、ポジ型
の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物２２１４の上端部または下端部に曲
率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物２２１４の材料としてポジ型の
感光性アクリルを用いた場合、絶縁物２２１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３
μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物２２１４として、感光性の
光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解
性となるポジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極２２１３上には、有機化合物を含む層２２１６、および第２の電極（対向電
極）２２１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極２２１
３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴ
Ｏ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、ク
ロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウム
を主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン
膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も
低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、有機化合物を含む層２２１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェ
ット法によって形成される。有機化合物を含む層２２１６には、元素周期律第４族金属錯
体をその一部に用いることとし、その他、組み合わせて用いることのできる材料としては
、低分子系材料であっても高分子系材料であっても良い。また、有機化合物を含む層に用
いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本実施
の形態においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めること
とする。さらに、公知の三重項材料を用いることも可能である。
さらに、有機化合物を含む層２２１６上に形成される、陰極として機能する第２の電極
２２１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、また
はこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、またはＣａ３Ｎ２）を用いれ
ばよい。なお、有機化合物を含む層２２１６で生じた光が第２の電極２２１７を透過させ
る場合には、第２の電極２２１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴ
Ｏ（インジウムスズ酸化物）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
さらにシール材２２０５で封止基板２２０４を基板２２１０と貼り合わせることにより
、基板２２１０、封止基板２２０４、およびシール材２２０５で囲まれた空間２２０７に
発光素子２２１８が備えられた構造になっている。なお、空間２２０７には、不活性気体
（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材２２０５で充填される構成も含む
ものとする。
なお、シール材２２０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材
料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板２２
０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒ
ｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー
、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の画素構成を有する表示パネルを得ることができる。なお、
上述した構成は一例であって本発明の表示パネルの構成はこれに限定されない。
図２２示すように、信号線駆動回路２２０１、画素部２２０２、第１の走査線駆動回路２
２０３及び第２の走査線駆動回路２２０６を一体形成することで、表示装置の低コスト化
が図れる。また、この場合において、信号線駆動回路２２０１、画素部２２０２、第１の
走査線駆動回路２２０３及び第２の走査線駆動回路２２０６に用いられるトランジスタを
単極性とすることで作製工程の簡略化が図れるためさらなる低コスト化が図れる。
なお、表示パネルの構成としては、図２２（ａ）に示したように信号線駆動回路２２０１
、画素部２２０２、第１の走査線駆動回路２２０３及び第２の走査線駆動回路２２０６を
一体形成した構成に限られず、信号線駆動回路２２０１に相当する図２８に示す信号線駆
動回路２８０１をＩＣチップ上に形成して、ＣＯＧ等で表示パネルに実装した構成として
も良い。なお、図２８（ａ）の基板２８００、画素部２８０２、第１の走査線駆動回路２
８０３、第２の走査線駆動回路２８０４、ＦＰＣ２８０５、ＩＣチップ２８０６、ＩＣチ
ップ２８０７、封止基板２８０８、シール材２８０９は図２２（ａ）の基板２２１０、画
素部２２０２、第１の走査線駆動回路２２０３、第２の走査線駆動回路２２０６、ＦＰＣ
２２０９、ＩＣチップ２２１９、ＩＣチップ２２２２、封止基板２２０４、シール材２２
０５に相当する。
つまり、駆動回路の高速動作が要求される信号線駆動回路のみを、ＣＭＯＳ等を用いてＩ
Ｃチップに形成し、低消費電力化を図る。また、ＩＣチップはシリコンウエハ等の半導体
チップとすることで、より高速動作且つ低消費電力化を図れる。
そして、第２の走査線駆動回路２８０３や第１の走査線駆動回路２８０４を画素部２８０
２と一体形成することで、低コスト化が図れる。そして、この第２の走査線駆動回路２８
０３、第１の走査線駆動回路２８０４及び画素部２８０２は単極性のトランジスタで構成
することでさらなる低コスト化が図れる。画素部２８０２の有する画素の構成としては実
施の形態１、２、３及び４で示した画素を適用することができる。
こうして、高精細な表示装置の低コスト化が図れる。また、ＦＰＣ２８０５と基板２８０
０との接続部において機能回路（メモリやバッファ）が形成されたＩＣチップを実装する
ことで基板面積を有効利用することができる。
また、図２２（ａ）の信号線駆動回路２２０１、第１の走査線駆動回路２２０３及び第２
の走査線駆動回路２２０６に相当する図２８（ｂ）の信号線駆動回路２８１１、第１の走
査線駆動回路２８１４及び第２の走査線駆動回路２８１３をＩＣチップ上に形成して、Ｃ
ＯＧ等で表示パネルに実装した構成としても良い。この場合には高精細な表示装置をより
低消費電力にすることが可能である。よって、より消費電力が少ない表示装置とするため
には、画素部に用いられるトランジスタの半導体層にはポリシリコンを用いることが望ま
しい。なお、図２８（ｂ）の基板２８１０、画素部２８１２、第ＦＰＣ２８１５、ＩＣチ
ップ２８１６、ＩＣチップ２８１７、封止基板２８１８、シール材２８２２は図２２（ａ
）の基板２２１０、画素部２２０２、ＦＰＣ２２０９、ＩＣチップ２２１９、ＩＣチップ
２２２２、封止基板２２０４、シール材２２０５に相当する。
また、画素部２８１２のトランジスタの半導体層にアモルファスシリコンを用いることに
より低コスト化を図ることができる。さらに、大型の表示パネルを作製することも可能と
なる。
また、画素の行方向及び列方向に第２の走査線駆動回路、第１の走査線駆動回路及び信号
線駆動回路を設けなくても良い。例えば、図２９（ａ）に示すようにＩＣチップ上に形成
された周辺駆動回路２９０１が図２８（ｂ）に示す、第１の走査線駆動回路２８１４、第
２の走査線駆動回路２８１３及び信号線駆動回路２８１１の機能を有するようにしても良
い。なお、図２９（ａ）の基板２９００、画素部２９０２、第ＦＰＣ２９０４、ＩＣチッ
プ２９０５、ＩＣチップ２９０６、封止基板２９０７、シール材２９０８は図２２（ａ）
の基板２２１０、画素部２２０２、ＦＰＣ２２０９、ＩＣチップ２２１９、ＩＣチップ２
２２２、封止基板２２０４、シール材２２０５に相当する。
なお、図２９（ａ）の表示装置の配線の接続を説明する模式図を図２９（ｂ）に示す。基
板２９１０、周辺駆動回路２９１１、画素部２９１２、ＦＰＣ２９１３、ＦＰＣ２９１４
有する。ＦＰＣ２９１３より周辺駆動回路２９１１に外部からの信号及び電源電位が入力
される。そして、周辺駆動回路２９１１からの出力は、画素部２９１２の有する画素に接
続された行方向及び列方向の配線に入力される。
さらに、発光素子２２１８に適用可能な発光素子の例を図２３（ａ）、（ｂ）に示す。つ
まり、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４及び本実施の形態で示
した画素に適用可能な発光素子の構成について図２３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図２３（ａ）の発光素子は、基板２３０１の上に陽極２３０２、正孔注入材料からなる正
孔注入層２３０３、その上に正孔輸送材料からなる正孔輸送層２３０４、発光層２３０５
、電子輸送材料からなる電子輸送層２３０６、電子注入材料からなる電子注入層２３０７
、そして陰極２３０８を積層させた素子構造である。ここで、発光層２３０５は、一種類
の発光材料のみから形成されることもあるが、２種類以上の材料から形成されてもよい。
また本発明の素子の構造は、この構造に限定されない。
また、図２３（ａ）で示した各機能層を積層した積層構造の他、高分子化合物を用いた
素子、発光層に三重項励起状態から発光する三重項発光材料を利用した高効率素子など、
バリエーションは多岐にわたる。ホールブロック層によってキャリヤの再結合領域を制御
し、発光領域を二つの領域にわけることによって得られる白色発光素子などにも応用可能
である。
図２３（ａ）に示す本発明の素子作製方法は、まず、陽極２３０２（ＩＴＯ）を有する
基板２３０１に正孔注入材料、正孔輸送材料、発光材料を順に蒸着する。次に電子輸送材
料、電子注入材料を蒸着し、最後に陰極２３０８を蒸着で形成する。
次に、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料の材料に
好適な材料を以下に列挙する。
正孔注入材料としては、有機化合物であればポルフィリン系の化合物や、フタロシアニン
（以下「Ｈ２Ｐｃ」と記す）、銅フタロシアニン（以下「ＣｕＰｃ」と記す）などが有効
である。また、使用する正孔輸送材料よりもイオン化ポテンシャルの値が小さく、かつ、
正孔輸送機能をもつ材料であれば、これも正孔注入材料として使用できる。導電性高分子
化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（以下「ＰＳＳ」
と記す）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（以下「ＰＥＤＯＴ」と記す）や
、ポリアニリンなどが挙げられる。また、絶縁体の高分子化合物も陽極の平坦化の点で有
効であり、ポリイミド（以下「ＰＩ」と記す）がよく用いられる。さらに、無機化合物も
用いられ、金や白金などの金属薄膜の他、酸化アルミニウム（以下「アルミナ」と記す）
の超薄膜などがある。
正孔輸送材料として最も広く用いられているのは、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼ
ン環−窒素の結合を有するもの）の化合物である。広く用いられている材料として、４，
４’−ビス（ジフェニルアミノ）−ビフェニル（以下、「ＴＡＤ」と記す）や、その誘導
体である４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフ
ェニル（以下、「ＴＰＤ」と記す）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニル−アミノ］−ビフェニル（以下、「α−ＮＰＤ」と記す）がある。４，４’，４”−
トリス（Ｎ，Ｎ− ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、「ＴＤＡＴＡ」
と記す）、４，４’，４”−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ− フェニル−ア
ミノ］−トリフェニルアミン（以下、「ＭＴＤＡＴＡ」と記す）などのスターバースト型
芳香族アミン化合物が挙げられる。
電子輸送材料としては、金属錯体がよく用いられ、先に述べたＡｌｑ、ＢＡｌｑ、トリ
ス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、「Ａｌｍｑ」と記す）、ビス
（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（以下、「ＢｅＢｑ」と記す
）などのキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体などがある。また、ビ
ス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、「Ｚｎ（ＢＯ
Ｘ）２」と記す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（
以下、「Ｚｎ（ＢＴＺ）２」と記す）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有す
る金属錯体もある。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−
ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、「ＰＢＤ」と記す
）、ＯＸＤ−７などのオキサジアゾール誘導体、ＴＡＺ、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−２３、４−トリア
ゾール（以下、「ｐ−ＥｔＴＡＺ」と記す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナント
ロリン（以下、「ＢＰｈｅｎ」と記す）、ＢＣＰなどのフェナントロリン誘導体が電子輸
送性を有する。
電子注入材料としては、上で述べた電子輸送材料を用いることができる。その他に、フッ
化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどの金属ハロゲン化物や、酸化リチウ
ムなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の、超薄膜がよく用いられる。また、リチウ
ムアセチルアセトネート（以下、「Ｌｉ（ａｃａｃ）」と記す）や８−キノリノラト−リ
チウム（以下、「Ｌｉｑ」と記す）などのアルカリ金属錯体も有効である。
発光材料としては、先に述べたＡｌｑ、Ａｌｍｑ、ＢｅＢｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）
２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。蛍光色素として
は、青色の４，４’−ビス（２，２ − ジフェニル−ビニル）−ビフェニルや、赤橙色
の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ
−ピランなどがある。また、三重項発光材料も可能であり、白金ないしはイリジウムを中
心金属とする錯体が主体である。三重項発光材料として、トリス（２−フェニルピリジン
）イリジウム、ビス（２−（４’−トリル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）アセチルアセトナ
トイリジウム（以下「ａｃａｃＩｒ（ｔｐｙ）２」と記す）、 ２，３，７，８，１２，
１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈポルフィリン−白金などが知られてい
る。
以上で述べたような各機能を有する材料を、各々組み合わせ、高信頼性の発光素子を作製
することができる。
また、実施の形態３で示した図１１の画素の場合には図２３（ｂ）に示すように図２３（
ａ）とは逆の順番に層を形成した発光素子を用いることができる。つまり、基板２３１１
の上に陰極２３１８、電子注入材料からなる電子注入層２３１７、その上に電子輸送材料
からなる電子輸送層２３１６、発光層２３１５、正孔輸送材料からなる正孔輸送層２３１
４、正孔注入材料からなる正孔注入層２３１３、そして陽極２３１２を積層させた素子構
造である。
また、発光素子は発光を取り出すために少なくとも陽極又は陰極の一方が透明であればよ
い。そして、基板上にＴＦＴ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取り出
す上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対側の
面から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、本発明の画素構成はどの射出構造
の発光素子にも適用することができる。
上面射出構造の発光素子について図２４（ａ）を用いて説明する。
基板２４００上に駆動用ＴＦＴ２４０１が形成され、駆動用ＴＦＴ２４０１のソース電極
に接して第１の電極２４０２が形成され、その上に有機化合物を含む層２４０３と第２の
電極２４０４が形成されている。
また、第１の電極２４０２は発光素子の陽極である。そして第２の電極２４０４は発光素
子の陰極である。つまり、第１の電極２４０２と第２の電極２４０４とで有機化合物を含
む層２４０３が挟まれているところが発光素子となる。
また、ここで、陽極として機能する第１の電極２４０２に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン
膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との
積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用
いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミッ
クコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。光を反射する金属膜を
用いることで光を透過させない陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第２の電極２４０４に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、Ｃ
ａＦ２、またはＣａ３Ｎ２）からなる金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（インジウムスズ
酸化物）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる
のが良い。こうして薄い金属薄膜と、透明性を有する透明導電膜を用いることで光を透過
させることが可能な陰極を形成することができる。
こうして、図２４（ａ）の矢印に示すように発光素子からの光を上面に取り出すことが可
能になる。つまり、図２２の表示パネルに適用した場合には、封止基板２２０４側に光が
射出することになる。従って上面射出構造の発光素子を表示装置に用いる場合には封止基
板２２０４は光透過性を有する基板を用いる。
また、光学フィルムを設ける場合には、封止基板２２０４に光学フィルムを設ければよ
い。
なお、実施の形態３の図１１の画素構成の場合には、第１の電極２４０２を陰極として機
能するＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等の仕事関数の小さい材料からなる金属膜を用いる
ことができる。そして、第２の電極２４０４にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、イ
ンジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電膜を用いることができる。よって、この構
成によれば、上面射出の透過率を高くすることができる。
また、下面射出構造の発光素子について図２４（ｂ）を用いて説明する。射出構造以外は
図２４（ａ）と同じ構造の発光素子であるため同じ符号を用いて説明する。
ここで、陽極として機能する第１の電極２４０２に用いる材料としては、仕事関数の大き
い材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウ
ム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜などの透明導電膜を用いることができる。透明性を有する透明
導電膜を用いることで光を透過させることが可能な陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第２の電極２４０４に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、Ｃ
ａＦ２、またはＣａ３Ｎ２）からなる金属膜を用いることができる。こうして、光を反射
する金属膜を用いることで光が透過しない陰極を形成することができる。
こうして、図２４（ｂ）の矢印に示すように発光素子からの光を下面に取り出すことが可
能になる。つまり、図２２の表示パネルに適用した場合には、基板２２１０側に光が射出
することになる。従って下面射出構造の発光素子を表示装置に用いる場合には基板２２１
０は光透過性を有する基板を用いる。
また、光学フィルムを設ける場合には、基板２２１０に光学フィルムを設ければよい。
両面射出構造の発光素子について図２４（ｃ）を用いて説明する。射出構造以外は図２４
（ａ）と同じ構造の発光素子であるため同じ符号を用いて説明する。
ここで、陽極として機能する第１の電極２４０２に用いる材料としては、仕事関数の大き
い材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウ
ム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜などの透明導電膜を用いることができる。透明性を有する透明
導電膜を用いることで光を透過させることが可能な陽極を形成することができる。
また、陰極として機能する第２の電極２４０４に用いる材料としては、仕事関数の小さい
材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、Ｃ
ａＦ２、またはＣａ３Ｎ２）からなる金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（インジウムスズ
酸化物）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等
）との積層を用いるのが良い。こうして薄い金属薄膜と、透明性を有する透明導電膜を用
いることで光を透過させることが可能な陰極を形成することができる。
こうして、図２４（ｃ）の矢印に示すように発光素子からの光を両面に取り出すことが可
能になる。つまり、図２２の表示パネルに適用した場合には、基板２２１０側と封止基板
２２０４側に光が射出することになる。従って両面射出構造の発光素子を表示装置に用い
る場合には基板２２１０および封止基板２２０４は、ともに光透過性を有する基板を用い
る。
また、光学フィルムを設ける場合には、基板２２１０および封止基板２２０４の両方に
光学フィルムを設ければよい。
また、白色の発光素子とカラーフィルターを用いてフルカラー表示を実現する表示装置に
も本発明を適用することが可能である。
図２５に示すように、基板２５００上に下地膜２５０２が形成され、その上に駆動用ＴＦ
Ｔ２５０１が形成され、駆動用ＴＦＴ２５０１のソース電極に接して第１の電極２５０３
が形成され、その上に有機化合物を含む層２５０４と第２の電極２５０５が形成されてい
る。
また、第１の電極２５０３は発光素子の陽極である。そして第２の電極２５０５は発光素
子の陰極である。つまり、第１の電極２５０３と第２の電極２５０５とで有機化合物を含
む層２５０４が挟まれているところが発光素子となる。図２５の構成では白色光を発光す
る。そして、発光素子の上部に赤色のカラーフィルター２５０６Ｒ、緑色のカラーフィル
ター２５０６Ｇ、青色のカラーフィルター２５０６Ｂを設けられており、フルカラー表示
を行うことができる。また、これらのカラーフィルターを隔離するブラックマトリクス（
ＢＭともいう）２５０７が設けられている。
上述した発光素子の構成は組み合わせて用いることができ、本発明の画素構成を有する
表示装置に適宜用いることができる。また、上述した表示パネルの構成や、発光素子は例
示であり、もちろん本発明の画素構成は他の構成の表示装置に適用することもできる。
次に、表示パネルの画素部の部分断面図を示す。
まず、トランジスタの半導体層に結晶性半導体膜（ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ：Ｈ）膜）を
用いた場合について図２６及び図２７を用いて説明する。
ここで、半導体層は、例えば基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を公知の成膜
法で形成する。なお、アモルファスシリコン膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む
半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜
などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。
そして、アモルファスシリコン膜をレーザ結晶化法や、ＲＴＡやファーネスアニール炉を
用いた熱結晶化法や、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法などとにより結晶化
させる。もちろん、これらを組み合わせて行っても良い。
上述した結晶化によって、非晶質半導体膜に部分的に結晶化された領域が形成される。
さらに、部分的に結晶性が高められた結晶性半導体膜を所望の形状にパターニングして
、結晶化された領域から島状の半導体膜（一続きの半導体膜を分離して複数の膜にした各
々の膜をいう）を形成する。この半導体膜をトランジスタの半導体層に用いる。なお、パ
ターニングとは、膜を形状加工することをいい、フォトリソグラフィー技術によって膜の
パターンを形成すること（例えば、感光性アクリルにコンタクトホールを形成することや
、感光性アクリルをスペーサとなるように形状加工することも含む）や、フォトリソグラ
フィー技術によってマスクパターンを形成し、当該マスクパターンを用いてエッチング加
工を行うことなどをいう。
図２６に示すように、基板２６１０１上に下地膜２６１０２が形成され、その上に半導体
層が形成されている。半導体層は駆動トランジスタ２６１１８のチャネル形成領域２６１
０３及びソース又はドレイン領域となる不純物領域２６１０５、並びに容量素子２６１１
９の下部電極となるチャネル形成領域２６１０６、低濃度不純物領域２６１０７及び不純
物領域２６１０８を有する。なお、チャネル形成領域２６１０３及びチャネル形成領域２
６１０６にはチャネルドープが行われていても良い。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜２６１０２としては、窒化アルミ（ＡｌＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）
、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層上にはゲート絶縁膜２６１０９を介してゲート電極２６１１０及び容量素子の上
部電極２６１１１が形成されている。
駆動トランジスタ２６１１８及び容量素子２６１１９を覆って層間絶縁膜２６１１２が形
成され、層間絶縁膜２６１１２上にコンタクトホールを介して配線２６１１３が不純物領
域２６１０５と接している。配線２６１１３に接して画素電極２６１１４が形成され、画
素電極２６１１４の端部及び配線２６１１３を覆って層間絶縁物２６１１５が形成されて
いる。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。そして、
画素電極２６１１４上に有機化合物を含む層２６１１６及び対向電極２６１１７が形成さ
れ、画素電極２６１１４と対向電極２６１１７とで有機化合物を含む層２６１１６が挟ま
れた領域では発光素子２６１２０が形成されている。
また、図２６（ｂ）に示すように、容量素子２６１１９の下部電極の一部を構成する低濃
度不純物領域のうち、上部電極２６１１１と重なるような低濃度不純物領域２６２０２を
設けても良い。つまり、容量素子２６１１９の下部電極はチャネル形成領域２６２０１、
低濃度不純物領域２６２０２、低濃度不純物領域２６１０７、不純物領域２６１０８で構
成される。なお、図２６（ａ）と共通するところは共通の符号を用い、説明は省略する。
また、図２７（ａ）に示すように、駆動トランジスタ２６１１８の不純物領域２６１０５
と接する配線２６１１３と同じ層に形成された第２の上部電極２６３０１を有していても
良い。なお、図２６（ａ）と共通するところは共通の符号を用い、説明は省略する。第２
の上部電極２６３０１と上部電極２６１１１とで層間絶縁膜２６１１２を挟みこみ、第２
の容量素子を構成している。また、第２の上部電極２６３０１は不純物領域２６１０８と
接しているため、上部電極２６１１１とチャネル形成領域２６１０６とでゲート絶縁膜２
６１０９を挟みこんで構成される第１の容量素子と、上部電極２６１１１と第２の上部電
極２６３０１とで層間絶縁膜２６１１２を挟みこんで構成される第２の容量素子と、が並
列に接続され、第１の容量素子と第２の容量素子からなる容量素子２６３０２を構成して
いる。この容量素子２６３０２の容量は第１の容量素子と第２の容量素子の容量を加算し
た合成容量であるため、小さい面積で大きな容量の容量素子を形成することができる。つ
まり、本発明の画素構成の容量素子として用いるとより開口率の向上が図れる。
また、図２７（ｂ）に示すような容量素子の構成としても良い。基板２７１０１上に下地
膜２７１０２が形成され、その上に半導体層が形成されている。半導体層は駆動トランジ
スタ２７１１８のチャネル形成領域２７１０３及びソース又はドレイン領域となる不純物
領域２７１０５を有する。なお、チャネル形成領域２７１０３はチャネルドープが行われ
ていても良い。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜２７１０２としては、窒化アルミ（ＡｌＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）
、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層上にはゲート絶縁膜２７１０６を介してゲート電極２７１０７及び第１の電極２
７１０８が形成されている。
駆動トランジスタ２７１１８及び第１の電極２７１０８を覆って第１の層間絶縁膜２７１
０９が形成され、第１の層間絶縁膜２７１０９上にコンタクトホールを介して配線２７１
１０が不純物領域２７１０５と接している。また、配線２７１１０と同じ材料からなる同
層の第２の電極２７１１１が形成される。
さらに、配線２７１１０及び第２の電極２７１１１を覆うように第２の層間絶縁膜２７１
１２が形成され、第２の層間絶縁膜２７１１２上にコンタクトホールを介して、配線２７
１１０と接して画素電極２７１１３が形成されている。また、画素電極２７１１３のと同
じ材料からなる同層の第３の電極２７１１４が形成されている。ここで、第１の電極２７
１０８、第２の電極２７１１１及び第３の電極２７１１４からなる容量素子２７１１９が
形成される。
画素電極２７１１３の端部と第３の電極２７１１４を覆って絶縁物２７１１５が形成され
、絶縁物２７１１５及び第３の電極２７１１４上に有機化合物を含む層２７１１６及び対
向電極２７１１７が形成され、画素電極２７１１３と対向電極２７１１７とで有機化合物
を含む層２７１１６が挟まれた領域では発光素子２７１２０が形成されている。
上述したように、結晶性半導体膜を半導体層に用いたトランジスタの構成は図２６及び図
２７に示したような構成が挙げられる。なお、図２６及び図２７に示したトランジスタの
構造はトップゲートの構造のトランジスタの一例である。つまり、トランジスタはＰ型で
もＮ型でもよい。Ｎ型の場合には、ＬＤＤ領域はゲート電極と重なっていても良いし、ゲ
ート電極と重なっていなくても良いし、又はＬＤＤ領域の一部の領域が重なっていてもよ
い。さらに、ゲート電極はテーパー形状でもよく、ゲート電極のテーパー部の下部にＬＤ
Ｄ領域が自己整合的に設けられていても良い。また、ゲート電極は二つに限られず三以上
のマルチゲート構造でも良いし、一つのゲート電極でも良い。
本発明の画素を構成するトランジスタの半導体層（チャネル形成領域やソース領域やドレ
イン領域など）に結晶性半導体膜を用いることで、例えば、図４における走査線駆動回路
４０２及び信号線駆動回路４０１を画素部４０３と一体形成することが容易になる。
また、半導体層にポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）を用いたトランジスタの構成として、基板と
半導体層の間にゲート電極が挟まれた構造、つまり、半導体層の下にゲート電極が位置す
るボトムゲートのトランジスタを適用した表示パネルの部分断面を図３０（ａ）に示す。
基板３００１上に下地膜３００２が形成されている。さらに下地膜３００２上にゲート
電極３００３が形成されている。また、ゲート電極と同層に同じ材料からなる第１の電極
３００４が形成されている。ゲート電極３００３の材料にはリンが添加された多結晶シリ
コンを用いることができる。多結晶シリコンの他に、金属とシリコンの化合物であるシリ
サイドでもよい。
また、ゲート電極３００３及び第１の電極３００４を覆うようにゲート絶縁膜３００５が
形成されている。ゲート絶縁膜３００５としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用いられ
る。
また、ゲート絶縁膜３００５上に、半導体層が形成されている。半導体層は駆動トラン
ジスタ３０２２のチャネル形成領域３００６、ＬＤＤ領域３００７及びソース又はドレイ
ン領域となる不純物領域３００８、並びに容量素子３０２３の第２の電極となるチャネル
形成領域３００９、ＬＤＤ領域３０１０及び不純物領域３０１１を有する。なお、チャネ
ル形成領域３００６及びチャネル形成領域３００９はチャネルドープが行われていても良
い。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜３００２としては、窒化アルミ（ＡｌＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）、
酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層を覆って第１の層間絶縁膜３０１２が形成され、第１の層間絶縁膜３０１２上に
コンタクトホールを介して配線３０１３が不純物領域３００８と接している。また、配線
３０１３と同層に同じ材料で第３の電極３０１４が形成されている。第１の電極３００４
、第２の電極、第３の電極３０１４によって容量素子３０２３が構成されている。
また、第１の層間絶縁膜３０１２には開口部３０１５が形成されている。駆動トランジス
タ３０２２、容量素子３０２３及び開口部３０１５を覆うように第２の層間絶縁膜３０１
６が形成され、第２の層間絶縁膜３０１６上にコンタクトホールを介して、画素電極３０
１７が形成されている。また、画素電極３０１７の端部を覆って絶縁物３０１８が形成さ
れている。例えば、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。そして、画素
電極３０１７上に有機化合物を含む層３０１９及び対向電極３０２０が形成され、画素電
極３０１７と対向電極３０２０とで有機化合物を含む層３０１９が挟まれた領域では発光
素子３０２１が形成されている。そして、発光素子３０２１の下部に開口部３０１５が位
置している。つまり、発光素子３０２１からの発光を基板側から取り出すときには開口部
３０１５を有するため透過率を高めることができる。
また、図３０（ａ）において画素電極３０１７と同層に同じ材料を用いて第４の電極３０
２４を形成して、図３０（ｂ）のような構成としてもよい。すると、第１の電極３００４
、第２の電極、第３の電極３０１４及び第４の電極３０２４によって構成される容量素子
３０２５を形成することができる。
次に、トランジスタの半導体層にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜を用いた場合
について説明する。図３１にはトップゲートのトランジスタ、図３２及び図３０にはボト
ムゲートのトランジスタの場合について示す。
アモルファスシリコンを半導体層に用いた順スタガ構造のトランジスタの断面を図３１（
ａ）に示す。に示すように、基板３１０１上に下地膜３１０２が形成されている。さらに
下地膜３１０２上に画素電極３１０３が形成されている。また、画素電極３１０３と同層
に同じ材料からなる第１の電極３１０４が形成されている。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜３１０２としては、窒化アルミ（ＡｌＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）、
酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）などの単層やこれらの積層を用いることができる。
また、下地膜３１０２上に配線３１０５及び配線３１０６が形成され、画素電極３１０３
の端部が配線３１０５で覆われている。配線３１０５及び配線３１０６の上部にＮ型の導
電型を有するＮ型半導体層３１０７及びＮ型半導体層３１０８が形成されている。また、
配線３１０６と配線３１０５の間であって、下地膜３１０２上に半導体層３１０９が形成
されている。そして、半導体層３１０９の一部はＮ型半導体層３１０７及びＮ型半導体層
３１０８上にまで延長されている。なお、この半導体層はアモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）、微結晶半導体（μ−Ｓｉ：Ｈ）等の非結晶性を有する半導体膜で形成されてい
る。また、半導体層３１０９上にゲート絶縁膜３１１０が形成されている。また、ゲート
絶縁膜３１１０と同層の同じ材料からなる絶縁膜３１１１が第１の電極３１０４上にも形
成されている。なお、ゲート絶縁膜３１１０としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用い
られる。
また、ゲート絶縁膜３１１０上に、ゲート電極３１１２が形成されている。また、ゲー
ト電極と同層に同じ材料でなる第２の電極３１１３が第１の電極３１２０上に絶縁膜３１
１１を介して形成されている。第１の電極３１０４及び第２の電極３１１３で絶縁膜３１
１１を挟まれた容量素子３１１９が形成されている。また、画素電極３１０３の端部、駆
動トランジスタ３１１８及び容量素子３１１９を覆い、絶縁物３１１４が形成されている
。
絶縁物３１１４及びその開口部に位置する画素電極３１０３上に有機化合物を含む層３１
１５及び対向電極３１１６が形成され、画素電極３１０３と対向電極３１１６とで有機化
合物を含む層３１１５が挟まれた領域では発光素子３１１７が形成されている。
また、図３１（ａ）に示す第１の電極３１０４を図３１（ｂ）に示すように第１の電極３
１２０で形成してもよい。第１の電極３１２０は配線３１０５及び３１０６と同層の同一
材料で形成されている。
また、アモルファスシリコンを半導体層に用いたボトムゲート構造のトランジスタを用い
た表示パネルの部分断面を図３２に示す。
基板３２０１上に下地膜３２０２が形成されている。さらに下地膜３２０２上にゲート
電極３２０３が形成されている。また、ゲート電極と同層に同じ材料からなる第１の電極
３２０４が形成されている。ゲート電極３２０３の材料にはリンが添加された多結晶シリ
コンを用いることができる。多結晶シリコンの他に、金属とシリコンの化合物であるシリ
サイドでもよい。
また、ゲート電極３２０３及び第１の電極３２０４を覆うようにゲート絶縁膜３２０５が
形成されている。ゲート絶縁膜３２０５としては酸化珪素膜や窒化珪素膜などが用いられ
る。
また、ゲート絶縁膜３２０５上に、半導体層３２０６が形成されている。また、半導体
層３２０６と同層に同じ材料からなる半導体層３２０７が形成されている。
基板はガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることがで
きる。また、下地膜３２０２としては、窒化アルミ（ＡｌＮ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）、
酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）などの単層やこれらの積層を用いることができる。
半導体層３２０６上にはＮ型の導電性を有するＮ型半導体層３２０８、３２０９が形成さ
れ、半導体層３２０７上にはＮ型半導体層３２１０が形成されている。
Ｎ型半導体層３２０８、３２０９上にはそれぞれ配線３２１１、３２１２が形成され、Ｎ
型半導体層３２１０上には配線３２１１及び３２１２と同層の同一材料からなる導電層３
２１３が形成されている。
半導体層３２０７、Ｎ型半導体層３２１０及び導電層３２１３からなる第２の電極が構成
される。なお、この第２の電極と第１の電極３２０４でゲート絶縁膜３２０５を挟み込ん
だ構造の容量素子３２２０が形成されている。
また、配線３２１１の一方の端部は延在し、その延在した配線３２１１上部に接して画素
電極３２１４が形成されている。
また、画素電極３２１４の端部、駆動トランジスタ３２１９及び容量素子３２２０を覆う
ように絶縁物３２１５が形成されている。
画素電極３２１４及び絶縁物３２１５上には有機化合物を含む層３２１６及び対向電極３
２１７が形成され、画素電極３２１４と対向電極３２１７とで有機化合物を含む層３２１
６が挟まれた領域では発光素子３２１８が形成されている。
容量素子の第２の電極の一部となる半導体層３２０７及びＮ型半導体層３２１０は設けな
くても良い。つまり第２の電極は導電層３２１３とし、第１の電極３２０４と導電層３２
１３でゲート絶縁膜が挟まれた構造の容量素子としてもよい。
なお、図３２（ａ）において、配線３２１１を形成する前に画素電極３２１４を形成する
ことで、図３２（ｂ）に示すような、画素電極３２１４からなる第２の電極３２２１と第
１の電極３２０４でゲート絶縁膜３２０５が挟まれた構造の容量素子３２２２を形成する
ことができる。
なお、図３２では、逆スタガ型のチャネルエッチ構造のトランジスタについて示したが、
もちろんチャネル保護構造のトランジスタでも良い。チャネル保護構造のトランジスタの
場合について、図３３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図３３（ａ）に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図３２（ａ）に示したチャネル
エッチ構造の駆動トランジスタ３２１９の半導体層３２０６のチャネルが形成される領域
上にエッチングのマスクとなる絶縁物３３０１が設けられている点が異なり、他の共通し
ているところは共通の符号を用いている。
また、同様に、図３３（ｂ）に示すチャネル保護型構造のトランジスタは図３２（ｂ）に
示したチャネルエッチ構造の駆動トランジスタ３２１９の半導体層３２０６のチャネルが
形成される領域上にエッチングのマスクとなる絶縁物３３０１が設けられている点が異な
り、他の共通しているところは共通の符号を用いている。
本発明の画素を構成するトランジスタの半導体層（チャネル形成領域やソース領域やドレ
イン領域など）に非晶質半導体膜を用いることで、製造コストを削減することができる。
例えば、図２に示す画素構成を用いることで非晶質半導体膜を適用することが可能である
。
なお、本発明の画素構成の適用することができるトランジスタの構造や、容量素子の構造
は上述した構成に限られず、さまざまな構成のトランジスタの構造や、容量素子の構造の
ものを用いることができる。
（実施の形態７）
本発明の表示装置は様々な電子機器に適用することができる。具体的には電子機器の表示
部に適用することができる。そのような電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ
等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、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）、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、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。
図３４（Ａ）はディスプレイであり、筐体３４００１、支持台３４００２、表示部３４０
０３、スピーカー部３４００４、ビデオ入力端子３４００５等を含む。本発明の画素構成
を有する表示装置を表示部３４００３に用いることができる。なお、ディスプレイは、パ
ーソナルコンピュータ用、テレビジョン放送受信用、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。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部３４００３に用いたデ
ィスプレイは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト
化を図ることも可能である。
近年、ディスプレイの大型化のニーズが強くなっている。そして、ディスプレイの大型化
に伴い価格の上昇が問題となっている、よって、いかに製造コストの削減を図り、高品質
な製品を少しでも低価格に抑えるかが課題となる。
例えば、図２や図１１などの画素構成を表示パネルの画素部に用いることで、単極性のト
ランジスタからなる表示パネルを提供することができる。よって、工程数を減らし製造コ
ストを削減することができる。
また、図２２（ａ）に示すように画素部と周辺の駆動回路を一体形成することにより、単
極性のトランジスタからなる回路で構成された表示パネルを形成することができる。
また、画素部を構成する回路のトランジスタの半導体層に非晶質半導体（例えばアモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ））を用いることで、工程を簡略化し、さらなるコストダウ
ンが図れる。この場合には図２８（ｂ）や図２９（ａ）に示したように、画素部の周辺の
駆動回路をＩＣチップ上に形成し、ＣＯＧ等で表示パネルに実装する良い。このように、
非晶質半導体を用いることでディスプレイの大型化が容易になる。
図３４（Ｂ）はカメラであり、本体３４１０１、表示部３４１０２、受像部３４１０３、
操作キー３４１０４、外部接続ポート３４１０５、シャッター３４１０６等を含む。
近年、デジタルカメラなどの高性能化に伴い、生産競争は激化している。そして、いかに
高性能なものを低価格に抑えるかが重要となる。本発明の画素構成を有する表示装置を表
示部３４１０２に用いたデジタルカメラは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止するこ
とができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
例えば、図２や図１１の画素構成を画素部に用いることで、単極性のトランジスタからな
る画素部を形成することができる。また、図２８（ａ）に示すように、動作速度の高い信
号線駆動回路はＩＣチップ上に形成し、比較的動作速度の低い走査線駆動回路を画素部と
共に単極性のトランジスタで構成される回路で一体形成することで、高性能化を実現し、
低コスト化を図ることができる。また、画素部と、画素部と共に一体形成する走査線駆動
回路に用いられるトランジスタの半導体層に非晶質半導体、例えばアモルファスシリコン
を適用することでさらなる低コスト化が図れる。
図３４（Ｃ）はコンピュータであり、本体３４２０１、筐体３４２０２、表示部３４２
０３、キーボード３４２０４、外部接続ポート３４２０５、ポインティングマウス３４２
０６等を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部３４２０３に用いたコンピュ
ータは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を図
ることも可能である。
図３４（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３４３０１、表示部３４３０２、ス
イッチ３４３０３、操作キー３４３０４、赤外線ポート３４３０５等を含む。本発明の画
素構成を有する表示装置を表示部３４３０２に用いたモバイルコンピュータは、消費電力
を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を図ることも可能であ
る。
図３４（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３４４０１、筐体３４４０２、表示部Ａ３４４０３、表示部Ｂ３４４０４、記
録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部３４４０５、操作キー３４４０６、スピーカー部３４４０
７等を含む。表示部Ａ３４４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ３４４０４は主
として文字情報を表示することができる。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部Ａ
３４４０３や表示部Ｂ３４４０４に用いた画像再生装置は、消費電力を抑えつつ、表示不
良を防止することができる。また、低コスト化を図ることも可能である。
図３４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３４５０１、表示部３４５０２、
アーム部３４５０３を含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部３４５０２に用
いたゴーグル型ディスプレイは、消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる
。また、低コスト化を図ることも可能である。
図３４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体３４６０１、表示部３４６０２、筐体３４６
０３、外部接続ポート３４６０４、リモコン受信部３４６０５、受像部３４６０６、バッ
テリー３４６０７、音声入力部３４６０８、操作キー３４６０９、接眼部３４６１０等を
含む。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部３４６０２に用いたビデオカメラは、
消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、低コスト化を図ることも
可能である。
図３４（Ｈ）は携帯電話機であり、本体３４７０１、筐体３４７０２、表示部３４７０
３、音声入力部３４７０４、音声出力部３４７０５、操作キー３４７０６、外部接続ポー
ト３４７０７、アンテナ３４７０８等を含む。
近年、携帯電話機はゲーム機能やカメラ機能、電子マネー機能等を搭載し、高付加価値の
携帯電話機のニーズが強くなっている。さらに、ディスプレイも高精細なものが求められ
ている。本発明の画素構成を有する表示装置を表示部３４７０３に用いた携帯電話機は、
消費電力を抑えつつ、表示不良を防止することができる。また、画素の開口率が高く高詳
細な表示が可能となる。また、低コスト化を図ることも可能である。
例えば、図２の画素構成を画素部に用いることで、画素の開口率を向上させることができ
る。具体的には、発光素子を駆動する駆動トランジスタにＮチャネル型のトランジスタを
用いることで開口率が向上する。よって、高精細な表示部を有する携帯電話機を提供する
ことができる。
また、開口率が向上することから、図２４（ｃ）に示すような両面射出構造の表示装置を
表示部に有し、付加価値が高く、高精細な表示部を有する携帯電話を提供することができ
る。
このように多機能化し、携帯電話機は使用頻度が高まる一方で、一回の充電により長時間
使用できることが要求される。
例えば、図２８（ｂ）や図２９（ａ）に示すように周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し
、ＣＭＯＳ等を用いることにより低消費電力化を図ることが可能である。
このように本発明は、あらゆる電子機器に適用することが可能である。
（実施の形態８）
本実施の形態において、本発明の画素構成を用いた表示装置を表示部に有する携帯電話の
構成例について図３７を用いて説明する。
表示パネル３７１０はハウジング３７００に脱着自在に組み込まれる。ハウジング３７
００は表示パネル３７１０のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる
。表示パネル３７１０を固定したハウジング３７００はプリント基板３７０１に嵌入され
モジュールとして組み立てられる。
表示パネル３７１０はＦＰＣ３７１１を介してプリント基板３７０１に接続される。プ
リント基板３７０１には、スピーカ３７０２、マイクロフォン３７０３、送受信回路３７
０４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路３７０５が形成されている。この
ようなモジュールと、入力手段３７０６、バッテリ３７０７を組み合わせ、筐体３７０９
に収納する。表示パネル３７１０の画素部は筐体３７０９に形成された開口窓から視認で
きように配置する。
表示パネル３７１０は、画素部と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波
数の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の
駆動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップを
ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で表示パネル３７１０に実装しても良い。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、一部の周辺駆動回路を基板上に画素部と一体
形成し、他の周辺駆動回路を形成したＩＣチップをＣＯＧ等で実装した表示パネルの構成
は図２８（ａ）に一例を示してある。このような構成とすることで、表示装置の低消費電
力化を図り、携帯電話機の一回の充電による使用時間を長くすることができる。また、携
帯電話機の低コスト化を図ることができる。
また、画素部には実施の形態１乃至４で示した画素構成を適宜適用することができる。
例えば、実施の形態１で示した図２の画素構成や実施の形態３で示した図１１の画素構成
を適用することで、低コスト化を実現するため画素部及び画素部と一体形成する周辺駆動
回路を単極性のトランジスタで構成して製造工程の削減を図ることができる。
また、さらに消費電力の低減を図るため、図２８（ｂ）や図２９（ａ）に示すように、基
板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そ
のＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などで表示パネルに実装しても良
い。そして、画素部には、図２の画素構成を用い、非晶質半導体膜をトランジスタの半導
体層に用いることで製造コストの削減を図ることができる。
また、本実施例に示した構成は携帯電話の一例であって、本発明の画素構成はこのような
構成の携帯電話に限られず様々な構成の携帯電話に適用することができる。
（実施の形態９）
図３５は表示パネル３５０１と、回路基板３５０２を組み合わせたＥＬモジュールを示
している。表示パネル３５０１は画素部３５０３、走査線駆動回路３５０４及び信号線駆
動回路３５０５を有している。回路基板３５０２には、例えば、コントロール回路３５０
６や信号分割回路３５０７などが形成されている。表示パネル３５０１と回路基板３５０
２は接続配線３５０８によって接続されている。接続配線にはＦＰＣ等を用いることがで
きる。
表示パネル３５０１は、画素部と一部の周辺駆動回路（複数の駆動回路のうち動作周波数
の低い駆動回路）を基板上にＴＦＴを用いて一体形成し、一部の周辺駆動回路（複数の駆
動回路のうち動作周波数の高い駆動回路）をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣ
ＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などで表示パネル３５０１に実装するとよい。ある
いは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板
を用いて表示パネル３５０１に実装しても良い。なお、一部の周辺駆動回路を基板上に画
素部と一体形成し、他の周辺駆動回路を形成したＩＣチップをＣＯＧ等で実装した構成は
図２８（ａ）に一例を示してある。
また、画素部には実施の形態１乃至４で示した画素構成を適宜適用することができる。
例えば、実施の形態１で示した図２の画素構成や実施の形態３で示した図１１の画素構成
を適用することで、低コスト化を実現するため画素部及び画素部と一体形成する周辺駆動
回路を単極性のトランジスタで構成して製造工程の削減を図ることができる。
また、さらに消費電力の低減を図るため、ガラス基板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し
、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏ
ｎ Ｇｌａｓｓ）表示パネルに実装してもよい。
また、実施の形態１の図２で示した画素構成を適用することで、Ｎチャネル型のトランジ
スタのみで画素を構成することができるため、非晶質半導体（例えば、アモルファスシリ
コン）をトランジスタの半導体層に適用することが可能となる。つまり、均一な結晶性半
導体膜を作製することが困難な大型の表示装置の作製が可能となる。また、非晶質半導体
膜を画素を構成するトランジスタの半導体層に用いることにより、製造工程を削減するこ
とができ、製造コストの削減も図ることができる。
なお、非晶質半導体膜を、画素を構成するトランジスタの半導体層に適用する場合には、
基板上にＴＦＴを用いて画素部を形成し、全ての周辺駆動回路をＩＣチップ上に形成し、
そのＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）で表示パネルに実装するとよい
。なお、基板上に画素部を形成し、その基板上に周辺駆動回路を形成したＩＣチップをＣ
ＯＧ等で実装した構成は図２８（ｂ）に一例を示してある。
このＥＬモジュールによりＥＬテレビ受像機を完成させることができる。図３６は、Ｅ
Ｌテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ３６０１は映像信号と音
声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路３６０２と、そこから出力される信号
を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路３６０３と、その映像
信号を駆動回路の入力仕様に変換するためのコントロール回路３５０６により処理される
。コントロール回路３５０６は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタ
ル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路３５０７を設け、入力デジタル信号をｍ個
に分割して供給する構成としても良い。
チューナ３６０１で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路３６０４に送ら
れ、その出力は音声信号処理回路３６０５を経てスピーカー３６０６に供給される。制御
回路３６０７は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部３６０８から受け、チュ
ーナ３６０１や音声信号処理回路３６０５に信号を送出する。
図３４（Ａ）に示すように、図３５のＥＬモジュールを筐体３４００１に組みこんで、
テレビ受像機を完成させることができる。ＥＬモジュールにより、表示部３４００３が形
成される。また、スピーカー部３４００４、ビデオ入力端子３４００５などが適宜備えら
れている。
勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ
、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の
表示媒体として様々な用途に適用することができる。

Claims (3)

  1. 第１乃至第３のトランジスタと、容量素子と、第１乃至第４の配線と、発光素子の一部として用いることができる機能を有する画素電極と、を含む画素を有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第４の配線と電気的に接続され、
    前記容量素子の第１の電極は、前記第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記容量素子の第２の電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記画素電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第３の配線は、一定の電圧を供給することができる機能を有し、
    前記第１乃至前記第３のトランジスタの各々は、トップゲート構造、マルチゲート構造、又は、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 第１乃至第３のトランジスタと、容量素子と、第１乃至第４の配線と、発光素子の一部として用いることができる機能を有する画素電極と、を含む画素を有し、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第３の配線と電気的に接続され、
    前記第１のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記第２の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのゲートは、前記第１の配線と電気的に接続され、
    前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第４の配線と電気的に接続され、
    前記容量素子の第１の電極は、前記第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
    前記容量素子の第２の電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記画素電極は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
    前記第３の配線は、一定の電圧を供給することができる機能を有し、
    前記第１乃至前記第３のトランジスタの各々は、トップゲート構造、マルチゲート構造、又は、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造を有し、
    前記第１乃至前記第３のトランジスタの各々は、ＩｎＧａＺｎＯを含む半導体層を有することを特徴とする半導体装置。
  3. 請求項１又は２において、
    前記画素への信号書込み動作時において、前記第３の配線の電位をＶ１、前記第４の配線の電位をＶ２とすると、Ｖ１＞Ｖ２であることを特徴とする半導体装置。
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