JP2019082530A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示でき、より高速で動作しより明るい表示が得られる電気光学装置を実現すること。【解決手段】電気光学装置１０は、走査線４２と、信号線４３と、走査線４２と信号線４３との交差に対応して設けられた画素回路４１と、第１高電位線４７と、第１高電位線４７よりも低い電位が供給される第１低電位線４６と、第２高電位線４９と、第２高電位線４９よりも低い電位が供給される第２低電位線４８とを備え、画素回路４１は、発光素子２０と、第１高電位線４７と第１低電位線４６との間に配置された記憶回路６０と、ゲートが記憶回路６０に電気的に接続されたＮ型の第１トランジスター３１と、記憶回路６０と信号線４３との間に配置された第２トランジスター３２とを含み、発光素子２０と第１トランジスター３１とが第２高電位線４９と第２低電位線４８との間に直列に配置されていることを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。

近年、虚像の形成及び観察を可能にする電子機器として、電気光学装置からの映像光を観察者の瞳に導くタイプのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が提案されている。こうした電子機器では、電気光学装置として、例えば、発光素子である有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を有する有機ＥＬ装置が使用されている。ヘッドマウントディスプレイに使用される有機ＥＬ装置では、高解像度化（画素の微細化）、表示の多階調化、低消費電力化が求められている。

従来の有機ＥＬ装置では、走査線に供給される走査信号により選択トランジスターがオン状態になると、信号線から供給される画像信号に基づく電位が駆動トランジスターのゲートに接続された容量素子に保持される。容量素子に保持された電位、即ち駆動トランジスターのゲート電位に応じて駆動トランジスターがオン状態になると、駆動トランジスターのゲート電位に応じた量の電流が有機ＥＬ素子に流れ、その電流量に応じた輝度で有機ＥＬ素子が発光する。

このように、従来の有機ＥＬ装置では、駆動トランジスターのゲート電位に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流を制御するアナログ駆動により階調表示が行われるため、駆動トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきに起因して、画素間で明るさのばらつきや階調のずれが生じて表示品位が低下するという課題がある。これに対して、駆動トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきを補償する補償回路を備えた有機ＥＬ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−０６２１９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように補償回路を設けると補償回路にも電流が流れるため、消費電力の増大を招いてしまう。また、従来のアナログ駆動では、表示を多階調化するためには、画像信号を記憶する容量素子の電気容量を大きくする必要があるので、高解像度化（画素の微細化）との両立が困難であるとともに、容量素子の充放電に伴い消費電力も増大する。換言すると、従来の技術では、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できる電気光学装置を実現することが困難であるという課題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

（適用例１）本適用例に係る電気光学装置は、走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、第１電位が供給される第１電位線と、前記第１電位よりも低い第２電位が供給される第２電位線と、第３電位が供給される第３電位線と、前記第３電位よりも低い第４電位が供給される第４電位線と、を備え、前記画素回路は、発光素子と、前記第１電位線と前記第２電位線との間に配置された記憶回路と、ゲートが前記記憶回路に電気的に接続されたＮ型の第１トランジスターと、前記記憶回路と前記信号線との間に配置された第２トランジスターと、を含み、前記発光素子と前記第１トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置され、前記第２電位は前記第４電位よりも高いことを特徴とする。

本適用例の構成によれば、画素回路が第１電位線と第２電位線との間に配置された記憶回路を含み、ゲートが記憶回路に電気的に接続されたＮ型の第１トランジスターと発光素子とが第３電位線と第４電位線との間に直列に配置され、第２トランジスターが記憶回路と信号線との間に配置されている。そのため、第２トランジスターを介して、オン／オフの２値で表現されるデジタル信号を記憶回路に書き込み、第１トランジスターを介して発光素子の発光と非発光との割合を制御して階調表示を行うことが可能となる。これにより、各トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなるので、補償回路がなくても、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを低減できる。また、デジタル駆動では、一枚の画像を表示するフィールドにおいて発光素子の発光と非発光とを制御する単位となるサブフィールドの数を増やすことにより、容量素子がなくても、容易に階調数を上げることができる。又、大きな容量素子を保有する必要がないので、画素の微細化が可能となる。これにより、画素を微細化して高解像度化することができるとともに、容量素子の充放電に伴う電力消費を低減できる。

さらに、第２電位が第４電位よりも高いので、その分第４電位に対する第１電位の電位差を、第２電位に対する第１電位の電位差よりも大きくすることができる。そのため、記憶回路に記憶された画像信号が発光に相当する高電位側の第１電位となって第１トランジスターがオン状態となったとき、第１トランジスターのソース電位である第４電位に対してゲート電位である第１電位が高いので、第１トランジスターのゲートソース電圧を記憶回路の動作電圧よりも大きくできる。これにより、記憶回路の動作電圧を小さくしても、第１トランジスターをほぼ線形に動作させる（以下では、単に線形動作させるという）ことができるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなり、発光輝度の均一性を向上することができる。これらの結果、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できる電気光学装置を実現することができる。

（適用例２）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第２電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第４電位に対する前記第３電位の電位差よりも小さいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１電位と第２電位とが供給される低電圧系電源で記憶回路を動作させるため、記憶回路を微細化できるので、記憶回路を高速動作させることが可能となる。一方、第３電位と第４電位とが供給される高電圧系電源で発光素子を発光させるので、発光素子の発光輝度を高めることができる。この結果、より高速で動作し、より明るい表示が得られる電気光学装置を実現することができる。

（適用例３）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第４電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも小さいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路に記憶された画像信号が非発光に相当する低電位側の第２電位となって第１トランジスターをオフ状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧となる第４電位と第２電位との電位差が第１トランジスターの閾値電圧よりも小さいので、第１トランジスターを確実にオフ状態とすることができる。これにより、低電圧系電源と高電圧系電源との２種類の電気系統を用いても、発光素子を非発光とすべきときに確実に非発光とすることができる。

（適用例４）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第４電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも大きいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路に記憶された画像信号が発光に相当する高電位側の第１電位となって第１トランジスターをオン状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧となる第４電位と第１電位との電位差が第１トランジスターの閾値電圧よりも大きくなるので、第１トランジスターを確実にオン状態とすることができる。これにより、低電圧系電源と高電圧系電源との２種類の電気系統を用いても、発光素子を発光とすべきときに確実に発光とすることができる。

（適用例５）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第３電位線と第４電位線との間に発光素子と直列に配置されたＮ型の第１トランジスターのドレインが発光素子に電気的に接続されているので、第１トランジスターのソースは第４電位線に電気的に接続される。そのため、第１トランジスターをオン状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧を十分大きくできるので、第１トランジスターを線形動作させることができる。換言すると、第１トランジスターのソースドレイン電圧が小さくとも、第１トランジスターの電気伝導度を大きくすることができる。これにより、第３電位と第４電位との電位差の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれをより小さくすることができる。

（適用例６）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１トランジスターをオン状態とし発光素子をオン状態として発光素子を発光させる際に、第１トランジスターを線形動作させることができる。この結果、発光素子と第１トランジスターとで生じる電位降下の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。これにより、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを小さくすることができる。

（適用例７）本適用例に係る電気光学装置であって、制御線を備え、前記画素回路は、ゲートが前記制御線に電気的に接続された第３トランジスターを含み、前記発光素子と前記第１トランジスターと前記第３トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、制御線により第３トランジスターを独立に制御できる。即ち、記憶回路への画像信号を書き込む期間と当該画素回路の発光素子が発光させ得る表示期間とを独立に制御することができる。記憶回路に画像信号を書き込んでいる期間には発光素子を非発光状態とし、記憶回路に画像信号が書き込まれた後に、所定の時間を表示期間とすることが可能になるので、時分割駆動にて正確な階調表現を実現することができる。

（適用例８）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第３電位線と第４電位線との間に発光素子及び第１トランジスターと直列に配置された第３トランジスターのドレインが発光素子に電気的に接続されているので、第３トランジスターのソースは第３電位線又は第４電位線に電気的に接続されることになる。具体的には、第３トランジスターがＰ型の場合は第３トランジスターは発光素子よりも第３電位線側に配置され、第３トランジスターがＮ型の場合は第３トランジスターは発光素子よりも第４電位線側に配置されることになる。そのため、第３トランジスターをオン状態とする際に、第３トランジスターのゲートソース電圧を十分大きくできるので、第３トランジスターを線形動作させることができる。換言すると、第３トランジスターのソースドレイン電圧が小さくとも、第３トランジスターの電気伝導度を大きくすることができる。これにより、第３電位と第４電位との電位差の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第３トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれをより小さくすることができる。

（適用例９）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１トランジスターと第３トランジスターとをオン状態とし発光素子をオン状態として発光素子を発光させる際に、第１トランジスターだけでなく第３トランジスターも線形動作させることができる。これにより、発光素子と第１トランジスターと第３トランジスターとで生じる電位降下の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第３トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを小さくすることができる。

（適用例１０）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第２トランジスターがオン状態であるときには、前記第３トランジスターはオフ状態であることが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路と信号線との間に配置された第２トランジスターがオン状態であるときに第３トランジスターがオフ状態であるので、記憶回路に画像信号を書き込む際に、発光素子の発光を停止することができる。これにより、記憶回路に信号を低消費電力で確実かつ高速に書き込む（又は書き換える）ことができるので、信号が正しく書き込まれないことに起因する誤表示や画像表示の品位の低下を抑止できる。更に、記憶回路の画像信号を書き換える際には、発光素子は発光しないので、画像信号の書き換えに伴う発光と非発光との間の遷移状態を排除することができる。この結果、発光と非発光とを時分割で制御するデジタル階調表示で正確な階調を表示することができる。

（適用例１１）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第２トランジスターのゲートは前記走査線に電気的に接続され、前記走査線のいずれかに選択信号が供給される第１期間に、前記制御線には非活性信号が供給されることが好ましい。

本適用例の構成によれば、走査線と制御線とにより、第２トランジスターと第３トランジスターとを独立に制御できる。そして、選択信号により第２トランジスターがオン状態となる第１期間に第３トランジスターはオフ状態となるので、第１期間を、発光素子を発光させない状態で記憶回路に画像信号を書き込む期間とすることができる。

（適用例１２）本適用例に係る電気光学装置であって、前記制御線に活性信号が供給される第２期間に、前記走査線には非選択信号が供給されることが好ましい。

本適用例の構成によれば、活性信号により第３トランジスターがオン状態となる第２期間に第２トランジスターはオフ状態となるので、発光素子が発光し得る第２期間に記憶回路への画像信号の書き込みを停止することができる。また、第１期間と第２期間とを独立に制御できるので、第１期間の長さに関わらず、発光素子が発光し得る第２期間の長さを様々に異ならせることができる。これにより、デジタル時分割駆動でより高階調な表示を実現することができる。さらに、制御線に供給される信号（活性信号、非活性信号）を複数の画素で共有することが可能になるので、複数の走査線をすべて選択し終える一垂直期間よりも第２期間が短くなるサブフィールドが有っても、容易に電気光学装置を駆動することができる。

（適用例１３）本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。

本適用例の構成によれば、例えばヘッドマウントディスプレイ等の電子機器に表示される画像の高品位化を実現することができる。

（適用例１４）本適用例に係る電気光学装置は、走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、第１電位が供給される第１電位線と、前記第１電位よりも高い第２電位が供給される第２電位線と、第３電位が供給される第３電位線と、前記第３電位よりも高い第４電位が供給される第４電位線と、を備え、前記画素回路は、発光素子と、前記第１電位線と前記第２電位線との間に配置された記憶回路と、ゲートが前記記憶回路に電気的に接続されたＰ型の第１トランジスターと、前記記憶回路と前記信号線との間に配置された第２トランジスターと、を含み、前記発光素子と前記第１トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置され、前記第２電位は前記第４電位よりも低いことを特徴とする。

本適用例の構成によれば、画素回路が第１電位線と第２電位線との間に配置された記憶回路を含み、ゲートが記憶回路に電気的に接続されたＰ型の第１トランジスターと発光素子とが第３電位線と第４電位線との間に直列に配置され、第２トランジスターが記憶回路と信号線との間に配置されている。そのため、第２トランジスターを介して、オン／オフの２値で表現されるデジタル信号を記憶回路に書き込み、第１トランジスターを介して発光素子の発光と非発光との割合を制御して階調表示を行うことが可能となる。これにより、各トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなるので、補償回路がなくても、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを低減できる。また、デジタル駆動では、一枚の画像を表示するフィールドにおいて発光素子の発光と非発光とを制御する単位となるサブフィールドの数を増やすことにより、容量素子がなくても、容易に階調数を上げることができる。又、大きな容量素子を保有する必要がないので、画素の微細化が可能となる。これにより、画素を微細化して高解像度化することができるとともに、容量素子の充放電に伴う電力消費を低減できる。

さらに、第２電位が第４電位よりも低いので、その分第４電位に対する第１電位の電位差を、第２電位に対する第１電位との電位差よりも小さくすることができる。そのため、記憶回路に記憶された画像信号が発光に相当する低電位側の第１電位となって第１トランジスターがオン状態となったとき、第１トランジスターのソース電位である第４電位に対してゲート電位である第１電位が低いので、第１トランジスターのゲートソース電圧を記憶回路の動作電圧よりも大きくできる。これにより、記憶回路の動作電圧を小さくしても、第１トランジスターを線形動作させることができるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなり、発光輝度の均一性を向上することができる。これらの結果、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できる電気光学装置を実現することができる。

（適用例１５）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第３電位に対する前記第４電位の電位差よりも小さいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１電位と第２電位とが供給される低電圧系電源で記憶回路を動作させるため、記憶回路を微細化できるので、記憶回路を高速動作させることが可能となる。一方、第３電位と第４電位とが供給される高電圧系電源で発光素子を発光させるので、発光素子の発光輝度を高めることができる。この結果、より高速で動作し、より明るい表示が得られる電気光学装置を実現することができる。

（適用例１６）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第４電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも大きいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路に記憶された画像信号が非発光に相当する高電位側の第２電位となって第１トランジスターをオフ状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧となる第２電位と第４電位との電位差が第１トランジスターの閾値電圧よりも大きいので、第１トランジスターを確実にオフ状態とすることができる。これにより、低電圧系電源と高電圧系電源との２種類の電気系統を用いても、発光素子を非発光とすべきときに確実に非発光とすることができる。

（適用例１７）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第４電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも小さいことが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路に記憶された画像信号が発光に相当する低電位側の第１電位となって第１トランジスターをオン状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧となる第１電位と第４電位との電位差が第１トランジスターの閾値電圧よりも小さくなるので、第１トランジスターを確実にオン状態とすることができる。これにより、低電圧系電源と高電圧系電源との２種類の電気系統を用いても、発光素子を発光とすべきときに確実に発光とすることができる。

（適用例１８）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第３電位線と第４電位線との間に発光素子と直列に配置されたＰ型の第１トランジスターのドレインが発光素子に電気的に接続されているので、第１トランジスターのソースは第４電位線に電気的に接続される。そのため、第１トランジスターをオン状態とする際に、第１トランジスターのゲートソース電圧を十分大きくできるので、第１トランジスターを線形動作させることができる。換言すると、第１トランジスターのソースドレイン電圧が小さくとも、第１トランジスターの電気伝導度を大きくすることができる。これにより、第３電位と第４電位との電位差の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれをより小さくすることができる。

（適用例１９）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１トランジスターをオン状態とし発光素子をオン状態として発光素子を発光させる際に、第１トランジスターを線形動作させることができる。この結果、発光素子と第１トランジスターとで生じる電位降下の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第１トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。これにより、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを小さくすることができる。

（適用例２０）本適用例に係る電気光学装置であって、制御線を備え、前記画素回路は、ゲートが前記制御線に電気的に接続された第３トランジスターを含み、前記発光素子と前記第１トランジスターと前記第３トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、制御線により第３トランジスターを独立に制御できる。即ち、記憶回路への画像信号を書き込む期間と当該画素回路の発光素子が発光させ得る表示期間とを独立に制御することができる。記憶回路に画像信号を書き込んでいる期間には発光素子を非発光状態とし、記憶回路に画像信号が書き込まれた後に、所定の時間を表示期間とすることが可能になるので、時分割駆動にて正確な階調表現を実現することができる。

（適用例２１）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることが好ましい。

本適用例の構成によれば、第３電位線と第４電位線との間に発光素子及び第１トランジスターと直列に配置された第３トランジスターのドレインが発光素子に電気的に接続されているので、第３トランジスターのソースは第３電位線又は第４電位線に電気的に接続されることになる。具体的には、第３トランジスターがＰ型の場合は第３トランジスターは発光素子よりも第４電位線側に配置され、第３トランジスターがＮ型の場合は第３トランジスターは発光素子よりも第３電位線側に配置されることになる。そのため、第３トランジスターをオン状態とする際に、第３トランジスターのゲートソース電圧を十分大きくできるので、第３トランジスターを線形動作させることができる。換言すると、第３トランジスターのソースドレイン電圧が小さくとも、第３トランジスターの電気伝導度を大きくすることができる。これにより、第３電位と第４電位との電位差の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第３トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれをより小さくすることができる。

（適用例２２）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。

本適用例の構成によれば、第１トランジスターと第３トランジスターとをオン状態とし発光素子をオン状態として発光素子を発光させる際に、第１トランジスターだけでなく第３トランジスターも線形動作させることができる。これにより、発光素子と第１トランジスターと第３トランジスターとで生じる電位降下の大半が発光素子にかかることになるので、発光素子を発光させる際に第３トランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受けにくくなる。この結果、画素間での明るさのばらつきや階調のずれを小さくすることができる。

（適用例２３）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第２トランジスターがオン状態であるときには、前記第３トランジスターはオフ状態であることが好ましい。

本適用例の構成によれば、記憶回路と信号線との間に配置された第２トランジスターがオン状態であるときに第３トランジスターがオフ状態であるので、記憶回路に画像信号を書き込む際に、発光素子の発光を停止することができる。これにより、記憶回路に信号を低消費電力で確実かつ高速に書き込む（又は書き換える）ことができるので、信号が正しく書き込まれないことに起因する誤表示や画像表示の品位の低下を抑止できる。更に、記憶回路の画像信号を書き換える際には、発光素子は発光しないので、画像信号の書き換えに伴う発光と非発光との間の遷移状態を排除することができる。この結果、発光と非発光とを時分割で制御するデジタル階調表示で正確な階調を表示することができる。

（適用例２４）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第２トランジスターのゲートは前記走査線に電気的に接続され、前記走査線のいずれかに選択信号が供給される第１期間に、前記制御線には非活性信号が供給されることが好ましい。

本適用例の構成によれば、走査線と制御線とにより、第２トランジスターと第３トランジスターとを独立に制御できる。そして、選択信号により第２トランジスターがオン状態となる第１期間に第３トランジスターはオフ状態となるので、第１期間を、発光素子を発光させない状態で記憶回路に画像信号を書き込む期間とすることができる。

（適用例２５）本適用例に係る電気光学装置であって、前記制御線に活性信号が供給される第２期間に、前記走査線には非選択信号が供給されることが好ましい。

本適用例の構成によれば、活性信号により第３トランジスターがオン状態となる第２期間に第２トランジスターはオフ状態となるので、発光素子が発光し得る第２期間に記憶回路への画像信号の書き込みを停止することができる。また、第１期間と第２期間とを独立に制御できるので、第１期間の長さに関わらず、発光素子が発光し得る第２期間の長さを様々に異ならせることができる。これにより、デジタル時分割駆動でより高階調な表示を実現することができる。さらに、制御線に供給される信号（活性信号、非活性信号）を複数の画素で共有することが可能になるので、複数の走査線をすべて選択し終える一垂直期間よりも第２期間が短くなるサブフィールドが有っても、容易に電気光学装置を駆動することができる。

（適用例２６）本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする。

本適用例の構成によれば、例えばヘッドマウントディスプレイ等の電子機器に表示される画像の高品位化を実現することができる。

本実施形態に係る電子機器の概要を説明する図。 本実施形態に係る電子機器の内部構造を説明する図。 本実施形態に係る電子機器の光学系を説明する図。 本実施形態に係る電気光学装置の構成を示す概略平面図。 本実施形態に係る電気光学装置の回路ブロック図。 本実施形態に係る画素の構成を説明する図。 本実施形態に係る電気光学装置のデジタル駆動を説明する図。 実施例１に係る画素回路の構成を説明する図。 本実施形態に係る画素回路の駆動方法を説明する図。 変形例１に係る画素回路の構成を説明する図。 変形例２に係る画素回路の構成を説明する図。 変形例３に係る画素回路の構成を説明する図。 実施例２に係る画素回路の構成を説明する図。 変形例４に係る画素回路の構成を説明する図。 変形例５に係る画素回路の構成を説明する図。 変形例６に係る画素回路の構成を説明する図。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする為、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

「電子機器の概要」
まず、図１を参照して電子機器の概要を説明する。図１は、本実施形態に係る電子機器の概要を説明する図である。

ヘッドマウントディスプレイ１００は、本実施形態に係る電子機器の一例であり、電気光学装置１０（図３参照）を備えている。図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ１００は、眼鏡のような外観を有している。このヘッドマウントディスプレイ１００を装着した使用者に対して、画像となる映像光ＧＬ（図３参照）を視認させると共に、使用者に外界光をシースルーで視認させている。要するに、ヘッドマウントディスプレイ１００は、外界光と映像光ＧＬとを重ねて表示させるシースルー機能を持ち、広画角かつ高性能でありながら、小型軽量となっている。

ヘッドマウントディスプレイ１００は、使用者の眼前を覆う透視部材１０１と、透視部材１０１を支持するフレーム１０２と、フレーム１０２の左右両端のカバー部から後方のつる部分（テンプル）にかけての部分に付加された第１内蔵装置部１０５ａと第２内蔵装置部１０５ｂとを備えている。

透視部材１０１は、使用者の眼前を覆う肉厚で湾曲した光学部材（透過アイカバー）であり、第１光学部分１０３ａと第２光学部分１０３ｂとに分かれている。図１で左側の第１光学部分１０３ａと第１内蔵装置部１０５ａとを組み合わせた第１表示機器１５１は、シースルーにて右眼用の虚像を表示する部分であり、単独でも表示機能の付いた電子機器として機能する。又、図１で右側の第２光学部分１０３ｂと第２内蔵装置部１０５ｂとを組み合わせた第２表示機器１５２は、シースルーにて左眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも表示機能の付いた電子機器として機能する。第１表示機器１５１と第２表示機器１５２とには電気光学装置１０（図３参照）が組み込まれている。

「電子機器の内部構造」
図２は、本実施形態に係る電子機器の内部構造を説明する図である。図３は、本実施形態に係る電子機器の光学系を説明する図である。次に、図２と図３とを参照して電子機器の内部構造と光学系とを説明する。なお、図２と図３とでは第１表示機器１５１を電子機器の例として説明しているが、第２表示機器１５２に対しても左右対称で殆ど同じ構造をなしている。したがって、第１表示機器１５１について説明し、第２表示機器１５２の詳細な説明は省略する。

図２に示すように、第１表示機器１５１は、投射透視装置１７０と、電気光学装置１０（図３参照）とを備えている。投射透視装置１７０は、導光部材であるプリズム１１０と、光透過部材１５０と、結像用の投射レンズ１３０（図３参照）とを備える。プリズム１１０と光透過部材１５０とは接合によって一体化され、例えばプリズム１１０の上面１１０ｅとフレーム１６１の下面１６１ｅとが接するようにフレーム１６１の下側にしっかりと固定されている。

投射レンズ１３０は、これを収納する鏡筒１６２を介してプリズム１１０の端部に固定されている。投射透視装置１７０のうちプリズム１１０と光透過部材１５０とは、図１における第１光学部分１０３ａに相当し、投射透視装置１７０の投射レンズ１３０と、電気光学装置１０とは、図１における第１内蔵装置部１０５ａに相当する。

投射透視装置１７０のうち、プリズム１１０は、平面視において顔面に沿うように湾曲した円弧状の部材であり、鼻に近い中央側の第１プリズム部分１１１と、鼻から離れた周辺側の第２プリズム部分１１２とに分けて考えることができる。第１プリズム部分１１１は、光出射側に配置され、光学的な機能を有する側面として、第１面Ｓ１１（図３参照）と、第２面Ｓ１２と、第３面Ｓ１３とを有する。

第２プリズム部分１１２は、光入射側に配置され、光学的な機能を有する側面として、第４面Ｓ１４（図３参照）と、第５面Ｓ１５と、を有する。このうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが隣接し、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置されている。又、プリズム１１０は、第１面Ｓ１１から第４面Ｓ１４に隣接する上面１１０ｅを有する。

プリズム１１０は、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば型内に熱可塑性樹脂を注入し固化させることにより、成形する。プリズム１１０の本体部分１１０ｓ（図３参照）は、一体形成品とされているが、第１プリズム部分１１１と第２プリズム部分１１２とに分けて考えることができる。第１プリズム部分１１１は、映像光ＧＬの導波及び出射を可能にすると共に、外界光の透視を可能にする。第２プリズム部分１１２は、映像光ＧＬの入射及び導波を可能にする。

光透過部材１５０は、プリズム１１０と一体的に固定されている。光透過部材１５０は、プリズム１１０の透視機能を補助する部材（補助プリズム）である。光透過部材１５０は、可視域で高い光透過性を示し、プリズム１１０の本体部分１１０ｓと略同一の屈折率を有する樹脂材料で形成されている。光透過部材１５０は、例えば熱可塑性樹脂の成形によって形成される。

図３に示すように、投射レンズ１３０は、入射側光軸に沿って例えば３つのレンズ１３１，１３２，１３３を有している。各レンズ１３１，１３２，１３３は、レンズの光入射面の中心軸に回転対称なレンズであり、少なくとも１つ以上が非球面レンズとなっている。

投射レンズ１３０は、電気光学装置１０から出射された映像光ＧＬをプリズム１１０内に入射させて眼ＥＹに再結像させる。要するに、投射レンズ１３０は、電気光学装置１０の各画素から出射された映像光ＧＬを、プリズム１１０を介して眼ＥＹに再結像させるためのリレー光学系である。投射レンズ１３０は、鏡筒１６２内に保持され、電気光学装置１０は、鏡筒１６２の一端に固定されている。プリズム１１０の第２プリズム部分１１２は、投射レンズ１３０を保持する鏡筒１６２に連結され、投射レンズ１３０及び電気光学装置１０を間接的に支持している。

ヘッドマウントディスプレイ１００のように使用者の頭部に装着し眼前を覆うタイプの電子機器では、小型で軽量であることが求められる。また、ヘッドマウントディスプレイ１００のような電子機器に使用される電気光学装置１０では、高解像度化（画素の微細化）、表示の多階調化、低消費電力化が求められている。

［電気光学装置の構成］
次に、図４を参照して電気光学装置の構成を説明する。図４は、本実施形態に係る電気光学装置の構成を示す概略平面図である。本実施形態では、電気光学装置１０が、発光素子として有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬ装置である場合を例に取り説明する。図４に示すように、本実施形態に係る電気光学装置１０は、素子基板１１と、保護基板１２とを有している。素子基板１１には、不図示のカラーフィルターが設けられている。素子基板１１と保護基板１２とは、不図示の充填剤を介して対向配置され接着されている。

素子基板１１は、例えば、単結晶半導体基板（例えば単結晶シリコン基板）で構成されている。素子基板１１は、表示領域Ｅと、表示領域Ｅを囲む非表示領域Ｄとを有している。表示領域Ｅには、例えば、青色（Ｂ）光が発せられるサブ画素５８Ｂと、緑色（Ｇ）光が発せられるサブ画素５８Ｇと、赤色（Ｒ）光が発せられるサブ画素５８Ｒとが、例えばマトリックス状に配列されている。サブ画素５８Ｂ、サブ画素５８Ｇ、サブ画素５８Ｒのそれぞれには、発光素子２０（図６参照）が設けられている。電気光学装置１０では、サブ画素５８Ｂ、サブ画素５８Ｇ、サブ画素５８Ｒを含む画素５９が表示単位となって、フルカラーの表示が提供される。

なお、本明細書では、サブ画素５８Ｂ、サブ画素５８Ｇ、及びサブ画素５８Ｒを区別せず、総称してサブ画素５８と称する場合がある。表示領域Ｅは、サブ画素５８から発せられる光が透過し、表示に寄与する領域である。非表示領域Ｄは、サブ画素５８から発せられる光が透過せず、表示に寄与しない領域である。

素子基板１１は、保護基板１２よりも大きく、保護基板１２からはみ出した素子基板１１の第１辺に沿って、複数の外部接続用端子１３が配列されている。複数の外部接続用端子１３と表示領域Ｅとの間には、信号線駆動回路５３が設けられている。該第１辺と直交する他の第２辺と表示領域Ｅとの間には、走査線駆動回路５２が設けられている。また、該第１辺と直交し第２辺と対向する第３辺と表示領域Ｅとの間には、制御線駆動回路５４が設けられている。

保護基板１２は、素子基板１１よりも小さく、外部接続用端子１３が露出されるように配置されている。保護基板１２は、光透過性の基板であり、例えば石英基板やガラス基板等を使用することができる。保護基板１２は、表示領域Ｅにおいて、サブ画素５８に配置された発光素子２０が損傷しないように保護する役割を有し、少なくとも表示領域Ｅに対向するように配置される。

なお、カラーフィルターは、素子基板１１における発光素子２０上に設けられていてもよいし、保護基板１２に設けられていてもよい。発光素子２０から各色に対応した光が発せられる構成の場合は、カラーフィルターは必須ではない。また、保護基板１２は必須ではなく、保護基板１２の代わりに、素子基板１１に発光素子２０を保護する保護層が設けられた構成であってもよい。

本明細書では、外部接続用端子１３が配列された上記第１辺に沿った方向をＸ方向（行方向）とし、該第１辺と直交し互いに対向する他の２辺（第２辺、第３辺）に沿った方向（列方向）をＹ方向とする。本実施形態では、例えば、同色の発光が得られるサブ画素５８が列方向（Ｙ方向）に配列され、異なる色の発光が得られるサブ画素５８が行方向（Ｘ方向）に配列される、所謂ストライプ方式の配置が採用されている。

なお、行方向（Ｘ方向）におけるサブ画素５８の配置は、図４に示すようなＢ、Ｇ、Ｒの順であることに限定されず、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの順であってもよい。また、サブ画素５８の配置は、ストライプ方式であることに限定されず、デルタ方式や、ベイヤー方式、Ｓストライプ方式等であってもよく、加えて、サブ画素５８Ｂ，５８Ｇ，５８Ｒの形状や大きさは同じであることに限定されない。

（第１実施形態）
「電気光学装置の回路構成」
次に、図５を参照して、電気光学装置の回路構成を説明する。図５は、本実施形態に係る電気光学装置の回路ブロック図である。図５に示すように、電気光学装置１０の表示領域Ｅには、互いに交差する複数の走査線４２と複数の信号線４３とが形成され、走査線４２と信号線４３との各交差に対応してサブ画素５８が行列状に配列されている。各サブ画素５８には、発光素子２０や第１トランジスター３１（図８参照）等を含む画素回路４１が設けられている。

電気光学装置１０の表示領域Ｅには、各走査線４２に対応して、制御線４４が形成されている。走査線４２と制御線４４とは行方向（Ｘ方向）に延在している。又、表示領域Ｅには、各信号線４３に対応して、相補信号線４５が形成されている。信号線４３と相補信号線４５とは列方向（Ｙ方向）に延在している。

電気光学装置１０では、表示領域Ｅに、Ｍ行×Ｎ列のサブ画素５８が行列状に配置されている。具体的には、表示領域Ｅに、Ｍ本の走査線４２とＭ本の制御線４４とＮ本の信号線４３とＮ本の相補信号線４５とが形成されている。なお、ＭとＮとは２以上の整数であり、本実施形態では一例として、Ｍ＝７２０、Ｎ＝１２８０×ｐとされている。ｐは、１以上の整数であり、表示の基本色の数を表す。本実施形態では、ｐ＝３、即ち、表示の基本色がＲ、Ｇ、Ｂの３色である場合を例に説明する。

電気光学装置１０は、表示領域Ｅ外に駆動部５０を有している。駆動部５０から、表示領域Ｅに配列された各画素回路４１に各種信号が供給され、画素５９（３色のサブ画素５８）を表示単位として画像が表示領域Ｅに表示される。駆動部５０は、駆動回路５１と制御装置５５とを含む。制御装置５５は、表示用信号を駆動回路５１に供給する。駆動回路５１は、表示用信号に基づき複数の走査線４２と複数の信号線４３と複数の制御線４４とを介して各画素回路４１に駆動信号を供給する。

さらに、非表示領域Ｄ及び表示領域Ｅには、第１電位が供給される第１電位線としての第１高電位線４７と、第２電位が供給される第２電位線としての第１低電位線４６と、第３電位が供給される第３電位線としての第２高電位線４９と、第４電位が供給される第４電位線としての第２低電位線４８と、が配置されている。第１実施形態では、各画素回路４１に対して、第１高電位線４７は第１電位を供給し、第１低電位線４６は第２電位を供給し、第２高電位線４９は第３電位を供給し、第２低電位線４８は第４電位を供給する。

第１実施形態では、第２電位は第１電位よりも低く、第１電位（Ｖ１）がＶＤＤ１（例えばＶ１＝ＶＤＤ１＝３．２５Ｖ）であり、第２電位（Ｖ２）がＶＳＳ１（例えばＶ２＝ＶＳＳ１＝０．２５Ｖ）である。又、第４電位は第３電位よりも低く、第３電位（Ｖ３）がＶＤＤ２（例えばＶ３＝ＶＤＤ２＝７Ｖ）であり、第４電位（Ｖ４）がＶＳＳ２（例えばＶ４＝ＶＳＳ２＝０Ｖ）である。本実施形態では、第１電位（ＶＤＤ１）と第２電位（ＶＳＳ１）とで低電圧系電源が構成され、第３電位（ＶＤＤ２）と第４電位（ＶＳＳ２）とで高電圧系電源が構成される。

なお、本実施形態では一例として、第１高電位線４７と第１低電位線４６と第２高電位線４９と第２低電位線４８とが表示領域Ｅ内で行方向に延在しているが、これらは列方向に延在してもよいし、これらの一部が行方向に延在し他が列方向に延在してもよいし、これらが行列方向に格子状に配置されていてもよい。

駆動回路５１は、走査線駆動回路５２と信号線駆動回路５３と制御線駆動回路５４とを含む。駆動回路５１は、非表示領域Ｄ（図４参照）に設けられている。本実施形態では、駆動回路５１と画素回路４１とは、図４に示す素子基板１１（本実施形態では、単結晶シリコン基板）上に形成されている。具体的には、駆動回路５１や画素回路４１は、単結晶シリコン基板に形成されたトランジスター等の素子で構成されている。

走査線駆動回路５２には、走査線４２が電気的に接続されている。走査線駆動回路５２は、画素回路４１を行方向に選択又は非選択とする走査信号（Ｓｃａｎ）を各走査線４２に出力し、走査線４２はこの走査信号を画素回路４１に伝える。換言すると、走査信号は選択状態と非選択状態とを有しており、走査線４２は、走査線駆動回路５２からの走査信号を受けて、適宜、選択され得る。

後述するように、本実施形態では、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とがともにＮ型である（図８参照）ので、選択状態における走査信号（選択信号）は高電位で、一例として第３電位（Ｖ３＝ＶＤＤ２）である。こうすると、低電圧系電源で構成される画像信号がどんな値であっても、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とは、選択状態では画像信号を高速に記憶回路へと転送することができる。

又、非選択状態における走査信号（非選択信号）は低電位で、一例として第４電位（Ｖ４＝ＶＳＳ２）である。こうすると、低電圧系電源で構成される画像信号がどんな値であっても、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とは、非選択状態では、記憶回路と信号線４３との間、及び記憶回路と相補信号線４５との間を遮断することができる。

なお、Ｍ本の走査線４２のうちｉ行目の走査線４２に供給される走査信号を特定する際には、ｉ行目の走査信号Ｓｃａｎ ｉと表記する。走査線駆動回路５２は不図示のシフトレジスター回路を備えており、シフトレジスター回路をシフトする信号が、一段毎にシフト出力信号として出力される。このシフト出力信号を用いて、１行目の走査信号Ｓｃａｎ １〜Ｍ行目の走査信号Ｓｃａｎ Ｍが形成される。

信号線駆動回路５３には、信号線４３と相補信号線４５とが電気的に接続されている。信号線駆動回路５３は、不図示のシフトレジスター回路、或いはデコーダー回路、或いはデマルチプレクサー回路等、を備えている。信号線駆動回路５３は、走査線４２の選択に同期して、Ｎ本の信号線４３の各々に画像信号（Ｄａｔａ）を供給し、Ｎ本の相補信号線４５の各々に相補画像信号（ＸＤａｔａ）を供給する。画像信号と相補画像信号とは、第１電位（本実施形態ではＶＤＤ１）と第２電位（本実施形態ではＶＳＳ１）とのいずれかの電位を取るデジタル信号である。

なお、Ｎ本の信号線４３のうちｊ列目の信号線４３に供給される画像信号を特定する際には、ｊ列目の画像信号Ｄａｔａ ｊと表記する。同様に、Ｎ本の相補信号線４５のうちｊ列目の相補信号線４５に供給される相補画像信号を特定する際には、ｊ列目の相補画像信号ＸＤａｔａ ｊと表記する。

制御線駆動回路５４には、制御線４４が電気的に接続されている。制御線駆動回路５４は、行毎に分けられた各制御線４４に、行固有の制御信号を出力する。制御線４４は、この制御信号を対応する行の画素回路４１に供給する。制御信号は、活性状態と非活性状態とを有しており、制御線４４は、制御線駆動回路５４からの制御信号を受けて、適宜活性状態とされ得る。

後述するように、本実施形態では、第３トランジスター３３がＰ型である（図８参照）ので、活性状態における制御信号（活性信号）は低電位で、一例として第４電位（Ｖ４＝ＶＳＳ２）である。活性信号を第４電位とすると、第３トランジスター３３のオン抵抗を低くすることができる。又、非活性状態における制御信号（非活性信号）は高電位で、一例として第３電位（Ｖ３＝ＶＤＤ２）である。非活性信号を第３電位とすると、第３トランジスター３３を確実にオフ状態とすることができる。

なお、Ｍ本の制御線４４のうちｉ行目の制御線４４に供給される制御信号を特定する際には、ｉ行目の制御信号Ｅｎｂ ｉと表記する。制御線駆動回路５４は、制御信号として、行毎に活性信号（又は非活性信号）を供給してもよいし、複数行同時に活性信号（又は非活性信号）を供給してもよい。本実施形態では、制御線駆動回路５４は、制御線４４を介して、表示領域Ｅに位置する全ての画素回路４１に同時に活性信号（又は非活性信号）を供給する。

制御装置５５は、表示用信号供給回路５６と、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）回路５７とを含む。ＶＲＡＭ回路５７は、フレーム画像等を一時的に記憶する。表示用信号供給回路５６は、ＶＲＡＭ回路５７に一時的に記憶されたフレーム画像から表示用信号（画像信号やクロック信号等）を作成し、これを駆動回路５１に供給する。

本実施形態では、駆動回路５１や画素回路４１は素子基板１１（本実施形態では、単結晶シリコン基板）に形成されている。具体的には、駆動回路５１や画素回路４１は、単結晶シリコン基板に形成されたトランジスター素子で構成されている。

制御装置５５は、素子基板１１とは別の単結晶半導体基板等からなる基板（図示しない）に形成される半導体集積回路で構成されている。制御装置５５が形成された基板は、フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）により、素子基板１１に設けられた外部接続用端子１３に接続されている。このフレキシブルプリント基板を介して、制御装置５５から駆動回路５１に表示用信号が供給される。

「画素の構成」
次に、図６を参照して、本実施形態に係る画素の構成を説明する。図６は、本実施形態に係る画素の構成を説明する図である。

上述したように、電気光学装置１０では、サブ画素５８（サブ画素５８Ｂ，５８Ｇ，５８Ｒ）を含む画素５９を表示単位として画像が表示される。本実施形態では、サブ画素５８の行方向（Ｘ方向）の長さａは４マイクロメーター（μｍ）であり、サブ画素５８の列方向（Ｙ方向）の長さｂは１２マイクロメーター（μｍ）である。換言すると、サブ画素５８の行方向（Ｘ方向）における配置ピッチは４μｍであり、サブ画素５８の列方向（Ｙ方向）における配置ピッチは１２μｍである。

各サブ画素５８には、発光素子（Light Emitting Device：ＬＥＤ）２０を含む画素回路４１が設けられている。発光素子２０は、白色光を射出する。電気光学装置１０は、発光素子２０から射出された光が透過する不図示のカラーフィルターを備えている。カラーフィルターは、表示の基本色ｐに対応する色のカラーフィルターを含む。本実施形態では、基本色ｐ＝３であり、サブ画素５８Ｂ、サブ画素５８Ｇ、サブ画素５８Ｒのそれぞれに対応してＢ、Ｇ、Ｒの各色のカラーフィルターが配置される。

本実施形態では、発光素子２０の一例として、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子が用いられている。有機ＥＬ素子は、特定波長の光の強度を増幅する光共振構造を有していてもよい。即ち、サブ画素５８Ｂでは発光素子２０が発する白色光から青色の光成分を取り出し、サブ画素５８Ｇでは発光素子２０が発する白色光から緑色の光成分を取り出し、サブ画素５８Ｒでは発光素子２０が発する白色光から赤色の光成分を取り出す構成であってもよい。

また、上述の例の他にも、基本色ｐ＝４として、カラーフィルターにＢ、Ｇ、Ｒ以外の色、例えば、白色光用のカラーフィルター（実質的にカラーフィルターがないサブ画素５８）を準備してもよいし、黄色やシアン等他の色光用のカラーフィルターを準備してもよい。さらに、発光素子２０として、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の発光ダイオード素子や、半導体レーザー素子などを用いることとしてもよい。

「電気光学装置のデジタル駆動」
次に、図７を参照して、本実施形態に係る電気光学装置１０におけるデジタル駆動による画像表示方法を説明する。図７は、本実施形態に係る電気光学装置のデジタル駆動を説明する図である。

電気光学装置１０は、デジタル駆動により、表示領域Ｅ（図４参照）に所定の画像を表示する。即ち、各サブ画素５８に配置された発光素子２０（図６参照）は、発光（明表示）又は非発光（暗表示）の２値のいずれかの状態をとり、表示される画像の階調は各発光素子２０の発光期間の割合により決まる。これを時分割駆動と称する。

図７に示すように、時分割駆動では、一枚の画像を表示する１フィールド（Ｆ）を、複数のサブフィールド（ＳＦ）に分割し、サブフィールド（ＳＦ）毎に発光素子２０の発光と非発光とを制御することで階調表示を表現する。ここでは一例として、６ビットの時分割階調方式により、２⁶＝６４階調の表示を行う場合を例として説明する。６ビットの時分割階調方式では、１個のフィールドＦを６個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６に分割する。

図７には、１個のフィールドＦにおいて、ｉ番目のサブフィールドをＳＦｉで表し、１番目のサブフィールドＳＦ１から６番目のサブフィールドＳＦ６までの６個のサブフィールドが示されている。各サブフィールドＳＦには、第２期間としての表示期間Ｐ２（Ｐ２−１〜Ｐ２−６）と、必要に応じて第１期間としての非表示期間（信号書き込み期間）Ｐ１（Ｐ１−１〜Ｐ１−６）とが含まれる。

なお、本明細書では、サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６を区別せず総称してサブフィールドＳＦと称し、非表示期間Ｐ１−１〜Ｐ１−６を区別せず総称して非表示期間Ｐ１と称し、表示期間Ｐ２−１〜Ｐ２−６を区別せず総称して表示期間Ｐ２と称する場合がある。

発光素子２０は、表示期間Ｐ２において発光又は非発光となり、非表示期間（信号書き込み期間）Ｐ１において非発光となる。非表示期間Ｐ１は、記憶回路６０（図８参照）への画像信号の書き込みや表示時間の調整等に使用され、最も短いサブフィールド（例えばＳＦ１）が比較的長い場合などは、非表示期間Ｐ１（Ｐ１−１）を省くこともできる。

６ビットの時分割階調方式では、各サブフィールドＳＦの表示期間Ｐ２（Ｐ２−１〜Ｐ２−６）を、（ＳＦ１のＰ２−１）：（ＳＦ２のＰ２−２）：（ＳＦ３のＰ２−３）：（ＳＦ４のＰ２−４）：（ＳＦ５のＰ２−５）：（ＳＦ６のＰ２−６）＝１：２：４：８：１６：３２と設定する。例えば、フレーム周波数が３０Ｈｚのプログレッシブ方式で画像を表示する場合、１フレーム＝１フィールド（Ｆ）＝３３．３ミリ秒（ｍｓｅｃ）である。

上述の例の場合、各サブフィールドＳＦでの非表示期間Ｐ１（Ｐ１−１〜Ｐ１−６）を１ミリ秒とすると、（ＳＦ１のＰ２−１）＝０．４３４ミリ秒、（ＳＦ２のＰ２−２）＝０．８６８ミリ秒、（ＳＦ３のＰ２−３）＝１．７３５ミリ秒、（ＳＦ４のＰ２−４）＝３．４７１ミリ秒、（ＳＦ５のＰ２−５）＝６．９４２ミリ秒、（ＳＦ６のＰ２−６）＝１３．８８４ミリ秒、と設定される。

ここで、非表示期間Ｐ１の時間をｘ（ｓｅｃ）で表し、最も短い表示期間Ｐ２（上述の例の場合、１番目のサブフィールドＳＦ１における表示期間Ｐ２−１）の時間をｙ（ｓｅｃ）で表し、階調のビット数（＝サブフィールドＳＦの数）をｇで表し、フィールド周波数をｆ（Ｈｚ）で表すと、これらの関係は以下の数式１で示される。

電気光学装置１０のデジタル駆動では、１個のフィールドＦ内の総表示期間Ｐ２に対する発光期間の比に基づいて階調表示を実現する。例えば、階調「０」の黒表示では、６個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６の全ての表示期間Ｐ２−１〜Ｐ２−６で発光素子２０を非発光とする。一方、階調「６３」の白表示では、６個のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ６の全ての表示期間Ｐ２−１〜Ｐ２−６で発光素子２０を発光とする。

又、６４階調のうち、例えば階調「７」の中間輝度の表示を得る場合には、１番目のサブフィールドＳＦ１の表示期間Ｐ２−１と、２番目のサブフィールドＳＦ２の表示期間Ｐ２−２と、３番目のサブフィールドＳＦ３の表示期間Ｐ２−３とで発光素子２０を発光させ、その他のサブフィールドＳＦ４〜ＳＦ６の表示期間Ｐ２−４〜Ｐ２−６では発光素子２０を非発光とする。このように１個のフィールドＦを構成するサブフィールドＳＦ毎に、その表示期間Ｐ２に発光素子２０を発光させるか非発光とするかを適宜選択することで中間の階調の表示を行うことができる。

ところで、従来のアナログ駆動の電気光学装置（有機ＥＬ装置）では、駆動トランジスターのゲート電位に応じて有機ＥＬ素子に流れる電流をアナログ制御することにより階調表示が行われていたため、駆動トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきに起因して、画素間で明るさのばらつきや階調のずれが生じて表示品位が低下していた。これに対して、特許文献１に記載のように駆動トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきを補償する補償回路を設けると、補償回路にも電流が流れるため消費電力の増大を招いていた。

また、従来の有機ＥＬ装置では、表示を多階調化するためには、アナログ信号である画像信号を記憶する容量素子の電気容量を大きくする必要があるので、高解像度化（画素の微細化）との両立が困難であるとともに、大きな容量素子の充放電に伴い消費電力も増大していた。換言すると、従来の有機ＥＬ装置では、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できる電気光学装置を実現することが困難であるという課題があった。

本実施形態に係る電気光学装置１０では、オン／オフの２値で動作するデジタル駆動であるため、発光素子２０は発光又は非発光の２値のいずれかの状態を取る。そのため、アナログ駆動の場合と比べて、トランジスターの電圧電流特性や閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなるので、画素５９（サブ画素５８）で明るさのばらつきや階調のずれが少なく高品位な表示画像が得られる。さらに、デジタル駆動では、アナログ駆動の場合に求められる大きな容量の容量素子を保有する必要がないので、画素５９（サブ画素５８）の微細化が可能となり、高解像度化を容易に進めることができるとともに、大きな容量素子の充放電に伴う電力消費を低減できる。

又、電気光学装置１０のデジタル駆動では、１個のフィールドＦを構成するサブフィールドＳＦの数ｇを増やすことにより、容易に階調数を上げることができる。この場合、上述のように非表示期間Ｐ１を有すると、単純に最も短い表示期間Ｐ２を短くすることで階調数を上げることができる。例えば、フレーム周波数ｆ＝３０Ｈｚのプログレッシブ方式でｇ＝８として２５６階調の表示を行う場合、非表示期間Ｐ１の時間ｘ＝１ミリ秒とすると、数式１により、最も短い表示期間（ＳＦ１のＰ２−１）の時間ｙ＝０．１００ミリ秒とするだけでよい。

後で詳述するが、電気光学装置１０のデジタル駆動では、第１期間としての非表示期間Ｐ１を記憶回路６０に画像信号を書き込む信号書き込み期間（又は画像信号を書き換える信号書き換え期間）とすることができる。そのため、信号書き込み期間を変えることなく（即ち、駆動回路５１のクロック周波数を変えることなく）、６ビットの階調表示から８ビットの階調表示に簡単に変えることができる。

さらに、電気光学装置１０のデジタル駆動では、サブフィールドＳＦ間、又は、フィールドＦ間、で、表示を変えるサブ画素５８の記憶回路６０（図８参照）の画像信号が書き換えられる。一方、表示を変えないサブ画素５８の記憶回路６０の画像信号は書き換えられない（保持される）ので、低消費電力が実現する。即ち、本構成とすると、エネルギー消費を低減しつつ、画素５９（サブ画素５８）間での明るさのばらつきや階調のずれが少なく多階調で高解像度な画像を表示する電気光学装置１０を実現することができる。

（実施例１）
「画素回路の構成」
次に、第１実施形態に係る画素回路の構成を、実施例と変形例とをあげて説明する。まず、図８を参照して、第１実施形態の実施例１に係る画素回路の構成を説明する。図８は、実施例１に係る画素回路の構成を説明する図である。

図８に示すように、走査線４２と信号線４３との交差に対応して配置されたサブ画素５８毎に、画素回路４１が設けられている。走査線４２に沿って制御線４４が配置され、信号線４３に沿って相補信号線４５が配置されている。各画素回路４１に対して、走査線４２と信号線４３と制御線４４と相補信号線４５とが対応する。

また、第１実施形態（実施例１及び以下の変形例）では、各画素回路４１に対して、第１高電位線４７から第１電位（ＶＤＤ１）が供給され、第１低電位線４６から第２電位（ＶＳＳ１）が供給され、第２高電位線４９から第３電位（ＶＤＤ２）が供給され、第２低電位線４８から第４電位（ＶＳＳ２）が供給される。

実施例１に係る画素回路４１は、Ｎ型の第１トランジスター３１と、発光素子２０と、Ｐ型の第３トランジスター３３と、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。画素回路４１が記憶回路６０を含むので、電気光学装置１０はデジタル駆動が可能となり、アナログ駆動の場合と比べて、サブ画素５８間での発光素子２０の発光輝度のばらつきが抑えられるので、画素５９間での表示のばらつきを低減できる。

第１トランジスター３１と発光素子２０と第３トランジスター３３とは、第３電位線（第２高電位線４９）と第４電位線（第２低電位線４８）との間に直列に配置されている。記憶回路６０は、第１電位線（第１高電位線４７）と第２電位線（第１低電位線４６）との間に配置されている。第２トランジスター３２は、記憶回路６０と信号線４３との間に配置されている。相補第２トランジスター３８は、記憶回路６０と相補信号線４５との間に配置されている。

記憶回路６０は、第１インバーター６１と第２インバーター６２とを含む。記憶回路６０は、これら２つのインバーター６１，６２を環状に接続して構成され、所謂、スタティックメモリーを成して画像信号であるデジタル信号を記憶する。第１インバーター６１の出力端子２５が第２インバーター６２の入力端子２８に電気的に接続され、第２インバーター６２の出力端子２７が第１インバーター６１の入力端子２６に電気的に接続されている。

なお、本明細書で端子（出力又は入力）Ａと端子（出力又は入力）Ｂとが電気的に接続されている状態とは、端子Ａの論理と端子Ｂの論理とが同じになり得る状態を言い、例えば、端子Ａと端子Ｂとの間にトランジスターや抵抗素子、ダイオードなどが配置されていても、電気的に接続されている状態と言える。また、「トランジスターや素子がＡとＢとの間に配置されている」と表記する場合の「配置」は、レイアウト上の配置ではなく、回路図上の配置である。

記憶回路６０が記憶するデジタル信号は、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの２値である。本実施形態では、第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＬｏｗの場合（第２インバーター６２の出力端子２７の電位がＨｉｇｈの場合）に発光素子２０は発光し得る状態となり、第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＨｉｇｈの場合（第２インバーター６２の出力端子２７の電位がＬｏｗの場合）に発光素子２０は非発光となる。

本実施形態では、記憶回路６０を構成する２つのインバーター６１，６２が第１高電位線４７と第１低電位線４６との間に配置され、２つのインバーター６１，６２に第１電位としてのＶＤＤ１と第２電位としてのＶＳＳ１とが供給される。したがって、Ｈｉｇｈは第１電位（ＶＤＤ１）に相当し、Ｌｏｗは第２電位（ＶＳＳ１）に相当する。

例えば、記憶回路６０にデジタル信号が記憶されて、第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＬｏｗになると、第２インバーター６２の入力端子２８にＬｏｗが入力されて第２インバーター６２の出力端子２７の電位がＨｉｇｈとなる。そして、第１インバーター６１の入力端子２６にＨｉｇｈが入力されて第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＬｏｗとなる。このようにして、記憶回路６０に記憶されたデジタル信号は、次に書き換えが行われるまで安定した状態で保持される。

第１インバーター６１は、Ｐ型の第４トランジスター３４と、Ｎ型の第５トランジスター３５とを含み、ＣＭＯＳ構成である。第４トランジスター３４と第５トランジスター３５とは、第１高電位線４７と第１低電位線４６との間に直列に配置されている。第４トランジスター３４のソースは、第１高電位線４７に電気的に接続されている。第５トランジスター３５のソースは、第１低電位線４６に電気的に接続されている。

第２インバーター６２は、Ｐ型の第６トランジスター３６と、Ｎ型の第７トランジスター３７とを含み、ＣＭＯＳ構成である。第６トランジスター３６と第７トランジスター３７とは、第１高電位線４７と第１低電位線４６との間に直列に配置されている。第６トランジスター３６のソースは、第１高電位線４７に電気的に接続されている。第７トランジスター３７のソースは、第１低電位線４６に電気的に接続されている。

第１インバーター６１の出力端子２５は、第４トランジスター３４及び第５トランジスター３５のドレインである。第２インバーター６２の出力端子２７は、第６トランジスター３６及び第７トランジスター３７のドレインである。第１インバーター６１の入力端子２６は、第４トランジスター３４及び第５トランジスター３５のゲートであり、第２インバーター６２の出力端子２７に電気的に接続されている。同様に、第２インバーター６２の入力端子２８は第６トランジスター３６及び第７トランジスター３７のゲートであり、第１インバーター６１の出力端子２５に電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、第１インバーター６１と第２インバーター６２とが共にＣＭＯＳ構成であることとしたが、これらのインバーター６１，６２がトランジスターと抵抗素子とから構成されていてもよい。例えば、第１インバーター６１において第４トランジスター３４及び第５トランジスター３５の一方を抵抗素子で置き換えてもよいし、第２インバーター６２において第６トランジスター３６及び第７トランジスター３７の一方を抵抗素子で置き換えてもよい。

発光素子２０は、本実施形態では有機ＥＬ素子であり、陽極（画素電極）２１と発光部（発光機能層）２２と陰極（対向電極）２３とを含む。発光部２２は、陽極２１側から注入された正孔と陰極２３側から注入された電子とにより励起子が形成され、励起子が消滅する際（正孔と電子とが再結合する際）にエネルギーの一部が蛍光や燐光となって放出されることにより発光が得られるように構成されている。

実施例１に係る画素回路４１では、発光素子２０は、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３との間に配置されている。発光素子２０の陽極２１は第３トランジスター３３のドレインに電気的に接続され、発光素子２０の陰極２３は第１トランジスター３１のドレインに電気的に接続されている。

第１トランジスター３１は、発光素子２０に対する駆動トランジスターである。即ち、第１トランジスター３１がオン状態となった際に、発光素子２０は発光し得る。第１トランジスター３１のゲートは、記憶回路６０の第２インバーター６２の出力端子２７に電気的に接続されている。第１トランジスター３１のソースは、第４電位線（第２低電位線４８）に電気的に接続されている。第１トランジスター３１のドレインは、発光素子２０（陰極２３）に電気的に接続されている。即ち、Ｎ型の第１トランジスター３１は、発光素子２０に対して低電位側に配置されている。

第３トランジスター３３は、発光素子２０の発光を制御する制御トランジスターである。第３トランジスター３３がオン状態となった際に、発光素子２０は発光し得る。後述するが、本実施形態では、制御線４４に制御信号として活性信号が供給されて第３トランジスター３３がオン状態となり、第２インバーター６２の出力端子２７が発光に相当する電位となって第１トランジスター３１がオン状態になると、発光素子２０は発光する。

第３トランジスター３３のゲートは、制御線４４に電気的に接続されている。第３トランジスター３３のソースは、第３電位線（第２高電位線４９）に電気的に接続されている。第３トランジスター３３のドレインは、発光素子２０（陽極２１）に電気的に接続されている。即ち、Ｐ型の第３トランジスター３３は、発光素子２０に対して高電位側に配置されている。

ここで、Ｎ型トランジスターでは、ソース電位とドレイン電位とを比較して電位の低い方がソースである。又、Ｐ型トランジスターでは、ソース電位とドレイン電位とを比較して電位の高い方がソースである。Ｎ型トランジスターは、発光素子２０よりも低電位側に配置される。一方、Ｐ型トランジスターは、発光素子２０よりも高電位側に配置される。発光素子２０に対してＮ型トランジスターとＰ型トランジスターとをこのように配置することで、各トランジスターをほぼ線形に動作させる（以下では、単に線形動作させるという）ことが可能となる。

実施例１では、Ｎ型の第１トランジスター３１が発光素子２０よりも低電位側に配置され、Ｐ型の第３トランジスター３３が発光素子２０よりも高電位側に配置されている。したがって、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３とを線形動作させることが可能となり、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３の閾値電圧のばらつきが表示特性（発光素子２０の発光輝度）に影響しないようにすることができる。

即ち、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３のソースドレイン電圧が小さくとも、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３の電気伝導度を大きくすることができる。この結果、第３電位（ＶＤＤ２）と第４電位（ＶＳＳ２）との電位差の大半が発光素子２０にかかることになるので、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３の閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなり、画素５９（サブ画素５８）間での発光素子２０の発光輝度の均一性を向上することができる。

第２トランジスター３２は、記憶回路６０（第２インバーター６２の入力端子２８＝第１インバーター６１の出力端子２５）と信号線４３との間に配置されている。Ｎ型の第２トランジスター３２のソースドレインの一方は信号線４３に電気的に接続され、他方は記憶回路６０（第２インバーター６２の入力端子２８、即ち第６トランジスター３６及び第７トランジスター３７のゲート（第４トランジスター３４及び第５トランジスター３５のドレイン）に電気的に接続されている。第２トランジスター３２のゲートは、走査線４２に電気的に接続されている。

相補第２トランジスター３８は、記憶回路６０（第１インバーター６１の入力端子２６＝第２インバーター６２の出力端子２７）と相補信号線４５との間に配置されている。Ｎ型の相補第２トランジスター３８のソースドレインの一方は相補信号線４５に電気的に接続され、他方は、記憶回路６０（第１インバーター６１の入力端子２６）、即ち第４トランジスター３４及び第５トランジスター３５のゲート（第６トランジスター３６及び第７トランジスター３７のドレイン）に電気的に接続されている。相補第２トランジスター３８のゲートは、走査線４２に電気的に接続されている。

本実施形態に係る電気光学装置１０は、表示領域Ｅ（図５参照）に複数の相補信号線４５を備えている。１つの画素回路４１に１本の信号線４３と１本の相補信号線４５とが対応する。１つの画素回路４１に対する信号線４３とその対となる相補信号線４５とには、互いに相補的な信号が供給される。即ち、信号線４３に供給される信号の極性が反転した信号（以下では反転信号という）が相補信号線４５に供給される。例えば、信号線４３にＨｉｇｈが供給される際には、その対となる相補信号線４５にＬｏｗが供給される。又、信号線４３にＬｏｗが供給される際には、その対となる相補信号線４５にＨｉｇｈが供給される。

第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とは、画素回路４１に対する選択トランジスターである。第２トランジスター３２のゲートと相補第２トランジスター３８のゲートとは、走査線４２に電気的に接続されている。第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とは、走査線４２に供給される走査信号（選択信号又は非選択信号）に応じて、同時にオン状態とオフ状態とを切り換える。

走査線４２に、走査信号として選択信号が供給されると、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とが選択されて共にオン状態となる。そうすると、信号線４３と記憶回路６０の第２インバーター６２の入力端子２８とが導通状態となり、同時に、相補信号線４５と記憶回路６０の第１インバーター６１の入力端子２６とが導通状態となる。

これにより、第２インバーター６２の入力端子２８に、信号線４３から第２トランジスター３２を介してデジタル画像信号が書き込まれる。また、第１インバーター６１の入力端子２６に、相補信号線４５から相補第２トランジスター３８を介してデジタル画像信号の反転信号（デジタル相補画像信号）が書き込まれる。この結果、記憶回路６０にデジタル画像信号とデジタル相補画像信号とが記憶される。

記憶回路６０に記憶されたデジタル画像信号とデジタル相補画像信号とは、次に第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とが選択されて共にオン状態となり、信号線４３と相補信号線４５とからデジタル画像信号とデジタル相補画像信号とが新たに書き込まれるまでは、安定した状態で保持される。

なお、第２トランジスター３２のオン抵抗が第４トランジスター３４のオン抵抗や第５トランジスター３５のオン抵抗よりも低くなるように、各トランジスターの極性やサイズ（ゲート長やゲート幅）、駆動条件（走査信号が選択信号である際の電位）等を定めることが好ましい。同様に、相補第２トランジスター３８のオン抵抗が第６トランジスター３６のオン抵抗や第７トランジスター３７のオン抵抗よりも低くなるように、各トランジスターの極性やサイズ、駆動条件等を定めることが好ましい。このようにすることで、記憶回路６０に記憶された信号を、迅速、且つ確実に、書き換えることができるようになる。

また、本実施形態に係る電気光学装置１０は、表示領域Ｅに複数の制御線４４を備えている。制御線４４には、第３トランジスター３３のゲートが電気的に接続されている。発光素子２０に対する制御トランジスターである第３トランジスター３３は、制御線４４に供給される制御信号（活性信号又は非活性信号）に応じて、オン状態とオフ状態とを切り換える。

制御線４４に、制御信号として活性信号が供給されると、第３トランジスター３３がオン状態となる。第３トランジスター３３がオン状態となった際に、発光素子２０は発光し得る。一方、制御線４４に、制御信号として非活性信号が供給されると、第３トランジスター３３がオフ状態となる。第３トランジスター３３がオフ状態となった際に、記憶回路６０は誤動作することなく、記憶された画像信号の書き換えを行うことができる。以下にこの点を説明する。

本実施形態では、各画素回路４１に対して、制御線４４と走査線４２とが互いに独立しているので、第２トランジスター３２と第３トランジスター３３とは互いに独立した状態で動作する。その結果、第２トランジスター３２をオン状態とする際に、必ず第３トランジスター３３をオフ状態としていることができる。

即ち、記憶回路６０に画像信号を書き込む際は、第３トランジスター３３をオフ状態にした後に、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とをオン状態にして、記憶回路６０に画像信号と画像信号の反転信号とを供給する。第２トランジスター３２がオン状態であるときには第３トランジスター３３はオフ状態であるため、記憶回路６０に画像信号を書き込んでいる間は、発光素子２０は発光しない。これにより、時分割による階調を正確に表現することができる。

然る後に、発光素子２０を発光させる際は、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とをオフ状態にした後に、第３トランジスター３３をオン状態にする。この際に、第１トランジスター３１がオン状態であると、第２高電位線４９から、第３トランジスター３３と発光素子２０と第１トランジスター３１とを介して、第２低電位線４８に至る経路が導通状態になり、発光素子２０に電流が流れる。

第３トランジスター３３がオン状態であるときには、第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とはオフ状態であるため、発光素子２０を発光させている間は、記憶回路６０に画像信号と画像信号の反転信号とが供給されない。これにより、記憶回路６０に記憶された画像信号が誤って書き換えられてしまうことがないので、誤表示の無い高品位な画像表示を実現することができる。

「各電位とトランジスターの閾値電圧との関係」
上述したように、本実施形態では、第１電位（ＶＤＤ１）と第２電位（ＶＳＳ１）とで低電圧系電源が構成され、第３電位（ＶＤＤ２）と第４電位（ＶＳＳ２）とで高電圧系電源が構成される。このような構成とすることで、高速で動作し明るい表示が得られる電気光学装置１０を実現している。以下にこの点を説明する。

以下の説明では、第１電位をＶ１と表記し、第２電位をＶ２と表記し、第３電位をＶ３と表記し、第４電位をＶ４と表記する。本実施形態では、低電圧系電源の電圧である第２電位（Ｖ２＝０．２５Ｖ）に対する第１電位（Ｖ１＝３．２５Ｖ）の電位差（Ｖ１−Ｖ２＝３．０Ｖ）は、高電圧系電源の電圧である第４電位（Ｖ４＝０Ｖ）に対する第３電位（Ｖ３＝７．０Ｖ）の電位差（Ｖ３−Ｖ４＝７．０Ｖ）よりも小さい（Ｖ１−Ｖ２＜Ｖ３−Ｖ４）。

各電位を上記のように設定すると、第１電位と第２電位とが供給される低電圧系電源で駆動回路５１や記憶回路６０を動作させることとなるので、駆動回路５１や記憶回路６０を構成するトランジスターを微細化して高速動作させることができる。一方、第３電位と第４電位とが供給される高電圧系電源で発光素子２０を発光させるので、発光素子２０の発光輝度を高めることができる。即ち、本実施形態の構成とすることで、各回路が高速で動作するとともに、発光素子２０が高い輝度で発光して明るい表示が得られる電気光学装置１０を実現することができる。

一般に、有機ＥＬ素子のような発光素子では、発光素子を発光させるために比較的高い電圧（例えば、５Ｖ以上）が必要となる。しかしながら、半導体装置では、電源電圧を上げると、誤動作防止の為にトランジスターのサイズ（ゲート長Ｌやゲート幅Ｗ）を大きくせざるを得ないので、回路の動作は遅くなる。一方、回路を高速で動作させるために電源電圧を下げると、発光素子の発光輝度の低下を招く。要するに、従来のように発光素子を発光させる電源電圧と回路を動作させる電源電圧とが同じ構成では、発光素子の高い輝度での発光と回路の高速動作とを両立することが困難であった。

これに対して、本実施形態では、電気光学装置１０の電源として低電圧系電源と高電圧系電源とを有しており、駆動回路５１や記憶回路６０を動作させる電源を低電圧系電源とする。これにより、駆動回路５１や記憶回路６０を構成する各トランジスターのサイズをＬ＝０．５マイクロメーター（μｍ）程度とし、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３のＬ＝０．７５マイクロメーター（μｍ）程度よりも小さくして、これらの回路をＶ１−Ｖ２＝３．０Ｖの低電圧で駆動するので、駆動回路５１や記憶回路６０を高速で動作させることができる。

そして、高電圧系電源により発光素子２０をＶ３−Ｖ４＝７．０Ｖの高電圧で発光させるので、発光素子２０を高い輝度で発光させることができる。更に、後述するように、発光素子２０と直列に配置される第１トランジスター３１や第３トランジスター３３を線形動作させることで、発光素子２０に対してＶ３−Ｖ４＝７．０Ｖの高電圧の殆どを印加することができるので、発光素子２０が発光する際の輝度をより高めることができる。

本実施形態では、第２電位（Ｖ２）は第４電位（Ｖ４）よりも高い（Ｖ４＜Ｖ２）こととしている。第２電位が第４電位よりも高いので、第２電位よりも高い第１電位（Ｖ１）をその分高くすることができる。Ｎ型の第１トランジスター３１がオン状態となるのは、第１トランジスター３１のゲートに電気的に接続された記憶回路６０の出力端子２７の電位がＨｉｇｈとなった際である。

Ｈｉｇｈは第１電位であるので、第１電位を高くすることで、第１トランジスター３１のソース電位である第４電位に対するゲート電位はその分上昇する。即ち、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1は、オン状態では第１電位の第４電位を基準とした電位差（Ｖ_gs1＝Ｖ１−Ｖ４＝３．２５Ｖ−０Ｖ＝３．２５Ｖ）であるので、低電圧系電源の電圧（Ｖ１−Ｖ２＝３．０Ｖ）よりも大きくすることができる。

ここで、もしも、低電圧系電源の電圧が本実施形態と同様に３Ｖであって、第２電位（Ｖ２）が駆動トランジスターのソース電位である第４電位（Ｖ４）と同じであるならば、駆動トランジスターのゲートソース電圧Ｖ_gsは、オン状態では低電圧系電源の電圧と等しくなる（Ｖ_gs＝Ｖ１−Ｖ４＝３．０Ｖ−０Ｖ＝３．０Ｖ）ので、本実施形態の第１トランジスター３１のオン状態でのゲートソース電圧Ｖ_gs1（Ｖ_gs1＝３．２５Ｖ）よりも小さくなる。

或いは、もしも、低電圧系電源の電圧が本実施形態と同様に３Ｖであって、第２電位（Ｖ２）がトランジスターのソース電位である第４電位（Ｖ４）よりも低ければ（例えば、Ｖ２＝−１．０Ｖ）、Ｖ１−Ｖ２＝３．０Ｖから、第１電位は、Ｖ１＝３．０Ｖ＋Ｖ２＝３．０Ｖ−１．０Ｖ＝２．０Ｖとなり、駆動トランジスターのゲートソース電圧Ｖ_gsは、オン状態では第１電位の第４電位を基準とした電位差と等しくなる（Ｖ_gs＝Ｖ１−Ｖ４＝２．０Ｖ−０Ｖ＝２．０Ｖ）ので、本実施形態のオン状態での第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1（Ｖ_gs1＝３．２５Ｖ）よりも更に小さくなってしまう。

要するに、本実施形態の構成では、第２電位（Ｖ２）を第４電位（Ｖ４）よりも高くすることで、記憶回路６０の動作電圧（低電圧系電源の電圧）が小さくとも、第１トランジスター３１のオン状態におけるゲートソース電圧Ｖ_gs1を低電圧系電源の電圧よりも大きくし、第１トランジスター３１を線形動作させることが可能になる。これにより、第１トランジスター３１の閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなる。即ち、本実施形態の構成とすると、エネルギー消費を低減しつつ、均一性に優れた高階調で高解像度画像を表示する電気光学装置１０を実現することができる。

また、本実施形態では、第４電位（Ｖ４）に対する第２電位（Ｖ２）の電位差は、第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_th1よりも小さい（Ｖ２−Ｖ４＜Ｖ_th1）ことが好ましい。記憶回路６０に記憶された画像信号が非発光に相当する際には、記憶回路６０の出力端子２７の電位はＬｏｗである。Ｌｏｗは第２電位であるので、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1は第２電位と第４電位との電位差と等しく（Ｖ_gs1＝Ｖ２−Ｖ４＝０．２５Ｖ−０Ｖ＝０．２５Ｖ）なる。

第２電位（Ｖ２）と第４電位（Ｖ４）との電位差（Ｖ２−Ｖ４＝０．２５Ｖ）が第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_th1（一例としてＶ_th1＝０．３６Ｖ）よりも小さい（Ｖ２−Ｖ４＜Ｖ_th1）と、記憶回路６０の出力端子２７の電位がＬｏｗであるときに、Ｎ型の第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1が閾値電圧Ｖ_th1よりも小さくなるので、第１トランジスター３１はオフ状態となる。したがって、画像信号が非発光の際に、第１トランジスター３１を確実にオフ状態とすることができる。

そして、本実施形態では、第４電位（Ｖ４）を基準とした第１電位（Ｖ１）の電位差は、第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_th1よりも大きい（Ｖ_th1＜Ｖ１−Ｖ４）ことが好ましい。記憶回路６０に記憶された画像信号が発光に相当する際には、記憶回路６０の出力端子２７の電位はＨｉｇｈである。Ｈｉｇｈは第１電位であるので、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1は第１電位と第４電位との電位差と等しく（Ｖ_gs1＝Ｖ１−Ｖ４＝３．２５Ｖ−０Ｖ＝３．２５Ｖ）なる。

第１電位（Ｖ１）と第４電位（Ｖ４）との電位差（Ｖ１−Ｖ４＝３．２５Ｖ）が第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_th1（Ｖ_th1＝０．３６Ｖ）よりも大きい（Ｖ_th1＜Ｖ１−Ｖ４）と、記憶回路６０の出力端子２７の電位がＨｉｇｈであるときに、Ｎ型の第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1が閾値電圧Ｖ_th1よりも大きくなるので、第１トランジスター３１はオン状態となる。したがって、画像信号が発光の際に、第１トランジスター３１を確実にオン状態とすることができる。

また、第３トランジスター３３は、ゲートに電気的に接続された制御線４４から制御信号として、非活性信号が供給されるとオフ状態となり、活性信号が供給されるとオン状態となる。本実施形態（実施例１）では、第３トランジスター３３がＰ型であるため、非活性信号の電位を高電位側の第３電位（ＶＤＤ２）とし、活性信号の電位を低電位側の第４電位（ＶＳＳ２）とする。

第３トランジスター３３に制御線４４から非活性信号が供給されると、第３トランジスター３３のソース電位とゲート電位とがともに第３電位（Ｖ３）となるので、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3は０Ｖとなる。Ｐ型の第３トランジスター３３の閾値電圧Ｖ_th3（一例としてＶ_th3＝−０．３６Ｖ）とすると、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3が閾値電圧Ｖ_th3よりも大きくなるので、第３トランジスター３３はオフ状態となる。したがって、制御信号が非活性信号の際に、第３トランジスター３３を確実にオフ状態とすることができる。

制御線４４から活性信号が供給されると、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3は第４電位（Ｖ４）の第３電位（Ｖ３）基準とした電位差（Ｖ４−Ｖ３＝−７．０Ｖ）となる。即ち、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3の絶対値は、高電圧系電源の電圧と同じとなる。第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3は閾値電圧Ｖ_th3よりも小さくなるので、第３トランジスター３３はオン状態となる。したがって、制御信号が活性信号の際に、第３トランジスター３３を確実にオン状態とすることができる。

即ち、本実施形態の構成とすることで、低電圧系電源と高電圧系電源との２種類の電気系統を用いても、発光素子２０を非発光とすべきときに第１トランジスター３１と第３トランジスター３３とをオフ状態にして確実に非発光とし、発光素子２０を発光とすべきときに第１トランジスター３１と第３トランジスター３３とをオン状態にして確実に発光とすることができる。

以上の結果から、本実施形態での好ましい各電位（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）と第１トランジスター３１の閾値電圧（Ｖ_th1）との関係をまとめると、これらの関係は数式２及び数式３で表される。

「トランジスターの特性」
続いて、本実施形態に係る電気光学装置１０が備えるトランジスターの特性について説明する。本実施形態に係る電気光学装置１０では、第１トランジスター３１のオン抵抗は発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。又、第３トランジスター３３のオン抵抗も発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低いことが好ましい。

十分に低いとは、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３が線形動作する駆動条件であり、具体的には、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３のオン抵抗が発光素子２０のオン抵抗の１／１００以下、好ましくは、１／１０００以下であることをいう。このようにすることで、発光素子２０が発光する際に第１トランジスター３１や第３トランジスター３３を線形動作させることができる。

この結果、直列に配置された第１トランジスター３１と第３トランジスター３３と発光素子２０とで生ずる電位降下（要するに、高電圧系電源の電圧である第３電位と第４電位との電位差）の大半が発光素子２０にかかることになるので、発光素子２０が発光する際に両トランジスター３１，３３の閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなる。即ち、このような構成とすると、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３の閾値電圧のばらつきの影響を小さくすることができるので、画素５９（サブ画素５８）間での明るさのばらつきや階調のずれが抑えられ均一性に優れた画像表示を実現することができる。

これは、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３のオン抵抗を発光素子２０のオン抵抗の１／１００以下とすることで、電源電圧の９９％以上を発光素子２０が受け、両トランジスター３１，３３での電位降下が１％以下となる為である。両トランジスター３１，３３での電位降下が１％以下と小さいので、両トランジスター３１，３３の閾値電圧のばらつきが発光素子２０の発光特性に及ぼす影響は小さくなる。

本実施形態（実施例１）では、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３との直列抵抗は、発光素子２０のオン抵抗の１／１０００程度となる。この場合、電源電圧の９９．９％程度を発光素子２０が受け、両トランジスター３１，３３での電位降下は０．１％程度となるので、両トランジスター３１，３３の閾値電圧のばらつきが発光素子２０の発光特性に及ぼす影響をほとんど無視できることになる。

トランジスターのオン抵抗は、トランジスターの極性やゲート長、ゲート幅、閾値電圧、ゲート絶縁膜厚等に依存する。本実施形態では、第１トランジスター３１及び第３トランジスター３３のオン抵抗が発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低くなるように、両トランジスター３１，３３の極性やゲート長、ゲート幅、閾値電圧、ゲート絶縁膜厚等を定めることが好ましい。以下、この点を説明する。

本実施形態では、発光素子２０に有機ＥＬ素子を用いており、第１トランジスター３１、第３トランジスター３３等のトランジスターは、単結晶シリコン基板からなる素子基板１１に形成されている。発光素子２０の電圧電流特性は、概ね以下の数式４で表される。

数式４において、Ｉ_ELは発光素子２０を通る電流であり、Ｖ_ELは発光素子２０にかかる電圧であり、Ｌ_ELは発光素子２０の平面視における長さであり、Ｗ_ELは発光素子２０の平面視における幅であり、Ｊ₀は発光素子２０の電流密度係数であり、Ｖ_tmは発光素子２０が有する温度依存のある係数電圧（一定温度では一定の電圧）であり、Ｖ₀は発光素子２０の発光に対する閾値電圧である。

なお、高電圧系電源の電圧をＶ_Pにて表し、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３とで生じる電位降下をＶ_dsで表したときに、Ｖ_EL＋Ｖ_ds＝Ｖ_Pである。又、本実施形態では、Ｌ_EL＝１１マイクロメーター（μｍ）、Ｗ_EL＝３マイクロメーター（μｍ）、Ｊ₀＝１．４４９ミリアンペア・パー・スクエアセンチメーター（ｍＡ／ｃｍ²）、Ｖ₀＝３．０ボルト（Ｖ）、Ｖ_tm＝０．５４１ボルト（Ｖ）であった。

一方、第１トランジスター３１や第３トランジスター３３などを第ｉトランジスター（ｉは１又は３）と表したとき、そのドレイン電流Ｉ_dsiは、以下の数式５で表される。

数式５において、Ｗ_iは第ｉトランジスターのゲート幅であり、Ｌ_iは第ｉトランジスターのゲート長であり、ε₀は真空の誘電率であり、ε_oxはゲート絶縁膜の誘電率であり、ｔ_oxiはゲート絶縁膜の厚みであり、μ_iは第ｉトランジスターの移動度であり、Ｖ_gsiはゲート電圧であり、Ｖ_dsiは第ｉトランジスターによる電位降下でドレイン電圧であり、Ｖ_thiは第ｉトランジスターの閾値電圧である。

実施例１では、Ｗ₁＝０．７５マイクロメーター（μｍ）、Ｗ₃＝１．２５マイクロメーター（μｍ）、Ｌ₁＝Ｌ₃＝０．７５マイクロメーター（μｍ）、ｔ_ox＝２０ナノメーター（ｎｍ）、μ₁＝２４０スクエアセンチメーター・パー・ボルト・パー・秒（ｃｍ²／Ｖ・ｓ）、μ₃＝１５０スクエアセンチメーター・パー・ボルト・パー・秒（ｃｍ²／Ｖ・ｓ）、Ｖ_th1＝０．３６Ｖ、Ｖ_th3＝−０．３６Ｖ、Ｖ_gs1＝Ｖ１−Ｖ４＝３．２５Ｖ、Ｖ_gs3＝Ｖ４−Ｖ３＝−７Ｖである。

なお、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３とを線形動作させた場合、両トランジスター３１，３３での電位降下Ｖ_dsを用いて、発光素子２０の電圧電流特性は、Ｖ_ds＝０Ｖ近傍で、以下の数式６に近似される。

実施例１では、数式６によって定義される係数ｋは、ｋ＝１．３９×１０^-6（Ω^-1）である。Ｉ₀は高電圧系電源の電圧Ｖ_Pの全てが発光素子２０にかかる場合の電流量であり、Ｉ₀＝７．８２×１０^-7（Ａ）である。

このような条件下において、発光素子２０が発光する電圧は、数式４と数式６とから、Ｉ_EL＝Ｉ_dsとなる電圧である。本実施形態では、Ｖ_P＝Ｖ３−Ｖ４＝７Ｖ、Ｖ_ds1＝０．００６５Ｖ、Ｖ_ds3＝０．００２７Ｖ、Ｖ_EL＝６．９９０８Ｖ、Ｉ_EL＝Ｉ_ds1＝Ｉ_ds3＝７．６５６×１０^-7Ａであった。又、この際の第１トランジスター３１のオン抵抗は８．３５４×１０³Ωであり、第３トランジスター３３のオン抵抗は３．４９１×１０³Ωであり、発光素子２０のオン抵抗は９．１３１×１０⁶Ωであった。

したがって、第１トランジスター３１のオン抵抗は発光素子２０のオン抵抗の１／１０００よりも低い１／１１００程度であり、第３トランジスター３３のオン抵抗は発光素子２０のオン抵抗の１／１０００よりも低い１／２６００程度であるので、高電圧系電源の電圧の大半が発光素子２０にかかるようにすることができた。

この条件下では、トランジスターの閾値電圧がたとえ３０％以上変動しても（実施例１では、Ｖ_th1やＶ_th3が０．３１Ｖから０．５５Ｖまでの間で変動しても）、Ｖ_EL＝６．９９Ｖ、Ｉ_EL＝Ｉ_ds1＝Ｉ_ds3＝７．６６×１０^-7Ａは不変である。通常は、トランジスターの閾値電圧がこのように大きくばらつくことはない。したがって、第３トランジスター３３のオン抵抗を発光素子２０のオン抵抗の１／１０００程度以下とすることで、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３との閾値電圧のばらつきは、実質的に発光素子２０の発光輝度に影響を及ぼさないことになる。

近似的には、数式５と数式６とを連立させて、Ｉ_EL＝Ｉ_dsiとすることにより、電流Ｉ_EL＝Ｉ_dsiに対する第ｉトランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を、以下の数式７で表現できる。

Ｉ₀は高電圧系電源の電圧Ｖ_Pの全てが発光素子２０にかかる場合の電流量であるから、数式７から判るように、発光素子２０を電源電圧Ｖ_Pの近傍で発光させるためには、ゲート電圧Ｖ_gsiやＺ_iを大きくすればよい。換言すると、Ｚ_iを大きくする程、発光素子２０の発光輝度はトランジスターの閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなる。

実施例１では、ｋ／Ｚ₁＝３．３６×１０^-2Ｖ、ｋ／Ｚ₃＝３．２２×１０^-2Ｖと小さい値となるので、数式７の左辺第２項が、第１トランジスター３１に対しては、ｋ／（Ｚ₁（Ｖ_gs1−Ｖ_th1））＝０．０１、第３トランジスター３３に対しては、ｋ／（Ｚ₃（Ｖ_gs3−Ｖ_th3））＝０．００５となり、０．０１（１％）程度未満となる。この結果、発光素子２０の発光時の電流（発光輝度）は両トランジスター３１，３３の閾値電圧に殆ど影響を受けなくなった。即ち、ｋ／（Ｚ_i（Ｖ_gsi−Ｖ_thi））の値を０．０１（１％）程度未満とすることで、発光素子２０の発光輝度に対する両トランジスター３１，３３の閾値電圧（Ｖ_th1、Ｖ_th3）のばらつきを実質的に排除することができる。

数式７において、ｋとＺ_iとは、数式５と数式６とにより定義される。なお、Ｐ型トランジスターでは移動度μ_iがＮ型トランジスターよりも小さいため、Ｐ型トランジスターのＷ（本実施形態ではＷ₃）をＮ型トランジスターのＷ（本実施形態ではＷ₁）よりも大きくし、Ｐ型の第３トランジスター３３のＺ₃と、Ｎ型の第１トランジスター３１のＺ₁とをほぼ同程度としている。

発光素子２０を電源電圧Ｖ_Pの近傍で発光させるためには、ゲート電圧Ｖ_gsiはできるだけ大きい方が好ましい。本実施形態（実施例１）では、第２電位を第４電位よりも高く（Ｖ４＜Ｖ２）することで、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1を大きくしている。そして、活性状態における制御信号（活性信号）の電位を第１電位から第４電位の中で最低電位の第４電位（ＶＳＳ２）とすることで、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3を大きくしている。

「画素回路の駆動方法」
次に、図９を参照して、本実施形態に係る電気光学装置１０における画素回路の駆動方法を説明する。図９は、本実施形態に係る画素回路の駆動方法を説明する図である。図９において、横軸は時間軸であり、第１期間（非表示期間）と第２期間（表示期間）とを有する。第１期間は、図７に示すＰ１（Ｐ１−１〜Ｐ１−６）に相当する。第２期間は、図７に示すＰ２（Ｐ２−１〜Ｐ２−６）に相当する。

図９の縦軸において、Ｓｃａｎ １〜Ｓｃａｎ Ｍは、Ｍ本の走査線４２（図５参照）のうち１行目からＭ行目までの各走査線４２に供給される走査信号を示している。走査信号は、選択状態における走査信号（選択信号）と、非選択状態における走査信号（非選択信号）とを有する。また、Ｅｎｂは、制御線４４（図５参照）に供給される制御信号を示している。制御信号は、活性状態における制御信号（活性信号）と、非活性状態における制御信号（非活性信号）とを含む。

図７を参照して説明したように、一枚の画像を表示する１フィールド（Ｆ）が複数のサブフィールド（ＳＦ）に分割され、各サブフィールド（ＳＦ）には、第１期間（非表示期間）と、第１期間が終了した後に始まる第２期間（表示期間）とが含まれる。第１期間（非表示期間）は信号書き込み期間であり、この期間に表示領域Ｅに位置する各画素回路４１（図５参照）において記憶回路６０（図８参照）に画像信号が書き込まれる。第２期間（表示期間）は、表示領域Ｅに位置する各画素回路４１において発光素子２０（図８参照）が発光し得る期間である。

図９に示すように、本実施形態に係る電気光学装置１０では、第１期間（非表示期間）において、全ての制御線４４に制御信号として非活性信号が供給される。制御線４４に非活性信号が供給されると、第３トランジスター３３（図８参照）がオフ状態となるので、表示領域Ｅに位置する全ての画素回路４１において発光素子２０が発光しない状態となる。

そして、第１期間には、各サブフィールド（ＳＦ）で走査線４２のいずれかに走査信号として選択信号が供給される。走査線４２に選択信号が供給されると、選択された画素回路４１において第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８と（図８参照）がオン状態となる。これにより、選択された画素回路４１において、信号線４３及び相補信号線４５（図８参照）から記憶回路６０に画像信号が書き込まれる。このようにして、第１期間に各画素回路４１の記憶回路６０に画像信号が書き込まれて記憶される。

第２期間（表示期間）においては、全ての制御線４４に制御信号として活性信号が供給される。制御線４４に活性信号が供給されると、第３トランジスター３３がオン状態となるので、表示領域Ｅに位置する全ての画素回路４１において発光素子２０が発光し得る状態となる。第２期間には、全ての走査線４２に第２トランジスター３２をオフ状態とする非選択信号が走査信号として供給される。これにより各画素回路４１の記憶回路６０では、そのサブフィールド（ＳＦ）で書き込まれた画像信号が保持される。

このように、本実施形態では、第１期間（非表示期間）と第２期間（表示期間）とを独立に制御できるので、デジタル時分割駆動による階調表示を行うことができる。また、この結果、第２期間を第１期間よりも短くすることが可能となるので、より高階調の表示を実現することができる。

さらに、制御線４４に供給される制御信号を複数の画素回路４１で共有することができるので、電気光学装置１０の駆動が容易になる。具体的には、第１期間を有せぬデジタル駆動の場合、全ての走査線４２を選択し終える一垂直期間よりも発光期間を短くするには非常に複雑な駆動が求められる。これに対して、本実施形態では、制御線４４に供給される制御信号を複数の画素回路４１で共有することにより、全ての走査線４２を選択し終える一垂直期間よりも発光期間が短くなるサブフィールド（ＳＦ）があっても、単純に第２期間を短くするだけで、容易に電気光学装置１０を駆動することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る画素回路４１の構成によれば、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できるとともに、より高速で動作しより明るい表示が得られる電気光学装置１０を実現することができる。

以下に、第１実施形態に係る画素回路の構成について、変形例を説明する。以下の変形例の説明では、実施例１又は前出の変形例との相違点を説明し、実施例１又は前出の変形例と同じ構成要素については、図面に同一の符号を付してその説明を省略する。なお、上述した画素回路の駆動方法は実施例１と同じであり、以下の変形例の構成においても、実施例１と同様の効果が得られる。

（変形例１）
「画素回路の構成」
まず、第１実施形態の変形例１に係る画素回路を説明する。図１０は、変形例１に係る画素回路の構成を説明する図である。図１０に示すように、変形例１に係る画素回路４１Ａは、実施例１に係る画素回路４１に対して、第３トランジスター３３Ａが、Ｎ型のトランジスターであり、発光素子２０と第１トランジスター３１との間に配置される点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例１に係る画素回路４１Ａは、発光素子２０と、Ｎ型の第３トランジスター３３Ａと、Ｎ型の第１トランジスター３１と、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。発光素子２０の陽極２１は第２高電位線４９に電気的に接続され、発光素子２０の陰極２３は第３トランジスター３３Ａのドレインに電気的に接続されている。

第３トランジスター３３Ａのソースは、第１トランジスター３１のドレインに電気的に接続されている。第１トランジスター３１のソースは、第２低電位線４８に電気的に接続されている。したがって、変形例１に係る画素回路４１Ａでは、発光素子２０よりも低電位側にＮ型の第３トランジスター３３Ａが配置され、第３トランジスター３３Ａよりも低電位側にＮ型の第１トランジスター３１が、配置されている。

変形例１では、第３トランジスター３３ＡがＮ型であるため、非活性信号の電位を低電位側の第４電位（ＶＳＳ２）とし、活性信号の電位を高電位側の第３電位（ＶＤＤ２）とする。制御線４４に活性信号が供給されて第３トランジスター３３Ａのゲート電位が第３電位と同電位となり、第３トランジスター３３Ａがオン状態となる。第１トランジスター３１と第３トランジスター３３Ａとがオン状態になると、第２高電位線４９から、発光素子２０と第３トランジスター３３Ａと第１トランジスター３１とを介して、第２低電位線４８に至る経路が導通状態になり、発光素子２０に電流が流れる。

変形例１では、第３トランジスター３３Ａと第２低電位線４８との間に第１トランジスター３１が配置されている。そのため、第１トランジスター３１がオン状態になって第３トランジスター３３Ａもオン状態となる際、第３トランジスター３３Ａのソース電位は第４電位（ＶＳＳ２）よりも僅かに高くなる。しかしながら、第１トランジスター３１を線形動作させることで、第３トランジスター３３Ａのソース電位を第４電位と略等しくできる。

したがって、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3は第３電位（Ｖ３）と第４電位（Ｖ４）との電位差（Ｖ３−Ｖ４＝７．０Ｖ）と略等しくなり、Ｎ型の第３トランジスター３３Ａの閾値電圧Ｖ_th3（一例としてＶ_th3＝０．３６Ｖ）よりも大きくなるので、第３トランジスター３３Ａは確実にオン状態となる。そして、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3が閾値電圧Ｖ_th3よりも十分大きくなるので、第３トランジスター３３Ａを線形動作させることができる。

これにより、変形例１に係る画素回路４１Ａにおいても、発光素子２０に対してＶ３−Ｖ４＝７．０Ｖの高電圧の殆どを印加することができるので、発光素子２０が発光する際の輝度を高めることができる。

「トランジスターの特性」
変形例１に係る画素回路４１Ａでは、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３ＡとがともにＮ型である。変形例１に係る画素回路４１Ａにおいても、第１トランジスター３１及び第３トランジスター３３Ａのオン抵抗が発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低くなるように、両トランジスター３１，３３Ａの極性やゲート長、ゲート幅、閾値電圧、ゲート絶縁膜厚等が定められることが好ましい。

上述した数式５において、変形例１では、Ｗ₁＝Ｗ₃＝０．７５マイクロメーター（μｍ）、Ｌ₁＝Ｌ₃＝０．７５マイクロメーター（μｍ）、ｔ_ox＝２０ナノメーター（ｎｍ）、μ₁＝μ₃＝２４０スクエアセンチメーター・パー・ボルト・パー・秒（ｃｍ²／Ｖ・ｓ）、Ｖ_th1＝Ｖ_th3＝０．３６Ｖ、Ｖ_gs1＝Ｖ１−（Ｖ_ds3＋Ｖ４）＝３．２５Ｖ−Ｖ_ds3、Ｖ_gs3＝７Ｖ−Ｖ４＝７Ｖである。

なお、変形例１においても、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３Ａとを線形動作させるので、両トランジスター３１，３３Ａでの電位降下Ｖ_dsを用いて、発光素子２０の電圧電流特性は、Ｖ_ds＝０Ｖ近傍で、上述の数式６に近似される。また、変形例１においても、上述の数式３によって定義される係数ｋは、ｋ＝１．３９×１０^-6（Ω^-1）であり、高電圧系電源の電圧Ｖ_Pの全てが発光素子２０にかかる場合の電流量Ｉ₀は、Ｉ₀＝７．８２×１０^-7（Ａ）である。

このような条件下において、発光素子２０が発光する電圧は、上述の数式４と数式６とからＩ_EL＝Ｉ_dsとなる電圧であり、変形例１では、Ｖ_P＝Ｖ３−Ｖ４＝７Ｖ、Ｖ_ds1＝０．００６４Ｖ、Ｖ_ds3＝０．００２８Ｖ、Ｖ_EL＝６．９９０８Ｖ、Ｉ_EL＝Ｉ_ds1＝Ｉ_ds3＝７．６５５×１０^-7Ａであった。又、この際の第１トランジスター３１のオン抵抗は８．３５４×１０³Ωであり、第３トランジスター３３Ａのオン抵抗は３．６３６×１０³Ωであり、発光素子２０のオン抵抗は９．１３２×１０⁶Ωであった。

したがって、第１トランジスター３１のオン抵抗は発光素子２０のオン抵抗の１／１０００よりも低い１／１１００程度であり、第３トランジスター３３Ａのオン抵抗は発光素子２０のオン抵抗の１／１０００よりも低い１／２５００程度であるので、変形例１においても、高電圧系電源の電圧の大半が発光素子２０にかかるようにすることができた。

この条件下では、トランジスターの閾値電圧がたとえ３０％以上変動しても（変形例１では、Ｖ_th1やＶ_th3が０．２８Ｖから０．５１Ｖまでの間で変動しても）、Ｖ_EL＝６．９９１Ｖ、Ｉ_EL＝Ｉ_ds1＝Ｉ_ds3＝７．６６×１０^-7Ａは不変である。したがって、変形例１においても、第１トランジスター３１と第３トランジスター３３Ａとの閾値電圧のばらつきは、実質的に発光素子２０の発光輝度に影響を及ぼさないことになる。

また、変形例１においても、上述の数式７において、ｋ／Ｚ₁＝ｋ／Ｚ₃＝３．３６×１０^-2Ｖと小さい値となるので、数式５の左辺第２項が、第１トランジスター３１に対しては、ｋ／（Ｚ₁（Ｖ_gs1−Ｖ_th1））＝０．０１、第３トランジスター３３Ａに対しては、ｋ／（Ｚ₃（Ｖ_gs3−Ｖ_th3））＝０．００５と、０．０１（１％）程度未満となる。この結果、発光素子２０の発光時の電流（発光輝度）は両トランジスター３１，３３Ａの閾値電圧に殆ど影響を受けなくなった。要するにｋ／（Ｚ_i（Ｖ_gsi−Ｖ_thi））の値を０．０１（１％）未満とすることで、発光素子２０の発光輝度に対する両トランジスター３１，３３Ａの閾値電圧（Ｖ_th1、Ｖ_th3）のばらつきを実質的に排除することができる。

変形例１においても、第２電位を第４電位よりも高く（Ｖ４＜Ｖ２）することで、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1を大きくするとともに、活性状態における制御信号（活性信号）の電位を第１電位から第４電位の中で最高電位の第３電位（ＶＤＤ２）とすることで、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3を大きくしている。

（変形例２）
続いて、第１実施形態の変形例２に係る画素回路を説明する。図１１は、変形例２に係る画素回路の構成を説明する図である。図１１に示すように、変形例２に係る画素回路４１Ｂは、変形例１に係る画素回路４１Ａに対して、第１トランジスター３１が発光素子２０と第３トランジスター３３Ａとの間に配置される点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例２に係る画素回路４１Ｂは、発光素子２０と、Ｎ型の第１トランジスター３１と、Ｎ型の第３トランジスター３３Ａと、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。発光素子２０の陽極２１は第２高電位線４９に電気的に接続され、発光素子２０の陰極２３は第１トランジスター３１のドレインに電気的に接続されている。

第１トランジスター３１のソースは、第３トランジスター３３Ａのドレインに電気的に接続されている。第３トランジスター３３Ａのソースは、第２低電位線４８に電気的に接続されている。したがって、変形例２に係る画素回路４１Ｂでは、発光素子２０よりも低電位側にＮ型の第１トランジスター３１が配置され、第１トランジスター３１よりも低電位側にＮ型の第３トランジスター３３Ａが配置されている。

変形例２では、第３トランジスター３３Ａのソースが第２低電位線４８に電気的に接続されているので、発光素子２０が発光する際、即ち、制御線４４に活性信号が供給されると、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3が第３電位（Ｖ３）と第４電位（Ｖ４）との電位差（Ｖ３−Ｖ４＝７．０Ｖ）となる。したがって、第３トランジスター３３Ａを確実にオン状態とし線形動作させることができる。

変形例２では、第１トランジスター３１と第２低電位線４８との間に第３トランジスター３３Ａが配置されているので、第３トランジスター３３Ａがオン状態になって第１トランジスター３１もオン状態となる際、第１トランジスター３１のソース電位は第４電位（ＶＳＳ２）よりも僅かに高くなる。しかしながら、第３トランジスター３３Ａを線形動作させることで、第１トランジスター３１のソース電位を第４電位と略等しくできる。

したがって、記憶回路６０の出力端子２７の電位がＨｉｇｈ（第１電位）になると、第１トランジスター３１のゲートソース電圧Ｖ_gs1が第１電位と第４電位との電位差（Ｖ１−Ｖ４＝３．２５Ｖ）と略等しくなり、第１トランジスター３１の閾値電圧（Ｖ_th1＝０．３６Ｖ）よりも大きくなる（Ｖ_th1＜Ｖ１−Ｖ４）ので、第１トランジスター３１を確実にオン状態とし線形動作させることができる。

これにより、変形例２に係る画素回路４１Ｂにおいても、発光素子２０に対してＶ３−Ｖ４＝７．０Ｖの高電圧の殆どを印加することができるので、発光素子２０が発光する際の輝度を高めることができる。

また、変形例２に係る画素回路４１Ｂにおいても、第１トランジスター３１及び第３トランジスター３３Ａのオン抵抗が発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低くなるように、各トランジスターの極性やゲート長、ゲート幅、閾値電圧、ゲート絶縁膜厚等を定めることで、発光素子２０の発光輝度に対する両トランジスター３１，３３Ａの閾値電圧（Ｖ_th1、Ｖ_th3）のばらつきを実質的に排除することができる。

（変形例３）
続いて、第１実施形態の変形例３に係る画素回路を説明する。図１２は、変形例３に係る画素回路の構成を説明する図である。図１２に示すように、変形例３に係る画素回路４１Ｃは、上記実施例１及び変形例に対して、第３トランジスター３３（又は第３トランジスター３３Ａ）を備えていない点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例３に係る画素回路４１Ｃは、発光素子２０と、Ｎ型の第１トランジスター３１と、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。発光素子２０の陽極２１は第２高電位線４９に電気的に接続され、発光素子２０の陰極２３は第１トランジスター３１のドレインに電気的に接続されている。第１トランジスター３１のソースは、第２低電位線４８に電気的に接続されている。

変形例３に係る画素回路４１Ｃでは、第２高電位線４９と第２低電位線４８との間に、発光素子２０と第１トランジスター３１とが直列に配置されている。そのため、記憶回路６０の出力端子２７の電位がＨｉｇｈ（第１電位）となって、第１トランジスター３１がオン状態となったときに、発光素子２０が発光する。変形例３においても、上記実施例及び変形例と同様に、発光素子２０が発光する際の輝度を高めることができるとともに、発光素子２０の発光輝度に対する第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_th1のばらつきを実質的に排除することができる。

また、変形例３に係る画素回路４１Ｃでは、制御線４４が不要となるため、配線の数を削減できるので配線層の数も削減することができる。一般に、配線層の数が多いと、層間絶縁層を介して各配線層を形成するため、電気光学装置（素子基板）の製造工数の増大や製造歩留まりの低下を招くおそれがある。変形例３の構成によれば、配線層の数が少なくてもデジタル駆動による画像表示が可能となる。そのため、上記実施例１及び変形例と比べて、製造工数の低下や製造歩留まりの向上を図ることができる。又、遮光性を有する配線の数が減ることで遮光領域を小さくすることができるので、高解像度化（画素の微細化）が可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る電気光学装置の構成を説明する。第２実施形態に係る電気光学装置は、第１実施形態に係る電気光学装置１０に対して、第１トランジスターがＰ型である点と、第２電位（Ｖ２）が第１電位（Ｖ１）よりも高く、第４電位（Ｖ４）が第３電位（Ｖ３）よりも高い点とが異なる。これに伴って、第２実施形態に係る画素回路の構成も、第１実施形態に係る画素回路の構成と異なる。

以下に、第２実施形態に係る画素回路の構成を、実施例と複数の変形例とをあげて説明する。なお、以下の実施例及び変形例の説明では、第１実施形態の実施例１又は変形例との相違点を説明し、第１実施形態の実施例１又は変形例と同じ構成要素については、図面に同一の符号を付してその説明を省略する。

（実施例２）
「画素回路の構成」
まず、図１３を参照して、第２実施形態の実施例２に係る画素回路の構成を説明する。図１３は、実施例２に係る画素回路の構成を説明する図である。図１３に示すように、実施例２に係る画素回路７１は、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａと、発光素子２０と、Ｎ型の第３トランジスター３３Ａと、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。

なお、第２実施形態（実施例２及び以下の変形例）では、第１実施形態に対して、高電位と低電位とが入れ替わっている。具体的には、第２電位は第１電位よりも高く、第１電位（Ｖ１）がＶＳＳ１（例えばＶＳＳ１＝３．７５Ｖ）であり、第２電位（Ｖ２）がＶＤＤ１（例えばＶＤＤ１＝６．７５Ｖ）である。第４電位は第３電位よりも高く、第３電位（Ｖ３）がＶＳＳ２（例えばＶＳＳ２＝０Ｖ）であり、第４電位（Ｖ４）がＶＤＤ２（例えばＶＤＤ２＝７Ｖ）である。

したがって、第２実施形態（実施例２及び以下の変形例）では、各画素回路７１に対して、第１電位線としての第１低電位線４６から第１電位（ＶＳＳ１）が供給され、第２電位線としての第１高電位線４７から第２電位（ＶＤＤ１）が供給され、第３電位線としての第２低電位線４８から第３電位（ＶＳＳ２）が供給され、第４電位線としての第２高電位線４９から第４電位（ＶＤＤ２）が供給される。

実施例２では、第１トランジスター３１Ａと発光素子２０と第３トランジスター３３Ａとが、第２低電位線４８と第２高電位線４９との間に直列に配置されている。第１実施形態と同様に、記憶回路６０は、第１低電位線４６と第１高電位線４７との間に配置されている。第２トランジスター３２は、記憶回路６０と信号線４３との間に配置されている。相補第２トランジスター３８は、記憶回路６０と相補信号線４５との間に配置されている。

第１トランジスター３１Ａのゲートは、記憶回路６０の第２インバーター６２の出力端子２７に電気的に接続されている。第１トランジスター３１Ａのソースは、第２高電位線４９に電気的に接続されている。第１トランジスター３１Ａのドレインは、発光素子２０の陽極２１に電気的に接続されている。第３トランジスター３３Ａのゲートは、制御線４４に電気的に接続されている。第３トランジスター３３Ａのソースは、第２低電位線４８に電気的に接続されている。第３トランジスター３３Ａのドレインは、発光素子２０の陰極２３に電気的に接続されている。

即ち、実施例２に係る画素回路７１では、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａが発光素子２０に対して高電位側に配置され、Ｎ型の第３トランジスター３３Ａが発光素子２０に対して低電位側に配置されている。発光素子２０は、第３トランジスター３３Ａと第１トランジスター３１Ａとがオン状態となった際に発光し得る。第１トランジスター３１Ａと第３トランジスター３３Ａとがオン状態になると、第２高電位線４９から、第１トランジスター３１Ａと発光素子２０と第３トランジスター３３Ａとを介して、第２低電位線４８に至る経路が導通状態になり、発光素子２０に電流が流れる。

第２実施形態（実施例２及び以下の変形例）では、記憶回路６０の第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＨｉｇｈの場合（第２インバーター６２の出力端子２７の電位がＬｏｗの場合）に発光素子２０は発光し得る状態となり、第１インバーター６１の出力端子２５の電位がＬｏｗの場合（第２インバーター６２の出力端子２７の電位がＨｉｇｈの場合）に発光素子２０は非発光となる。

「各電位とトランジスターの閾値電圧との関係」
第２実施形態（実施例２及び以下の変形例）においても、第１電位（Ｖ１）と第２電位（Ｖ２）とで低電圧系電源が構成され、第３電位（Ｖ３）と第４電位（Ｖ４）とで高電圧系電源が構成される。低電圧系電源の電圧である第１電位（Ｖ１）に対する第２電位（Ｖ２）の電位差（Ｖ２−Ｖ１＝６．７５Ｖ−３．７５Ｖ＝３．０Ｖ）は、高電圧系電源の電圧である第３電位（Ｖ３）に対する第４電位（Ｖ４）の電位差（Ｖ４−Ｖ３＝７．０Ｖ−０Ｖ＝７．０Ｖ）よりも小さい（Ｖ２−Ｖ１＜Ｖ４−Ｖ３）。

第２実施形態においても、駆動回路５１や記憶回路６０を低電圧系電源によりＶ２−Ｖ１＝３．０Ｖの低電圧で駆動するので、駆動回路５１や記憶回路６０を高速で動作させることができる。そして、発光素子２０を高電圧系電源によりＶ４−Ｖ３＝７．０Ｖの高電圧で発光させるので、発光素子２０を高い輝度で発光させることができる。更に、発光素子２０と直列に配置される第１トランジスター３１Ａや第３トランジスター３３Ａを線形動作させることで、発光素子２０に対してＶ４−Ｖ３＝７．０Ｖの高電圧の殆どを印加することができるので、発光素子２０が発光する際の輝度をより高めることができる。

第２実施形態では、記憶回路６０を構成する２つのインバーター６１，６２が第１低電位線４６と第１高電位線４７との間に配置され、２つのインバーター６１，６２に第１電位としてのＶＳＳ１と第２電位としてのＶＤＤ１とが供給される。したがって、Ｌｏｗは第１電位（ＶＳＳ１）に相当し、Ｈｉｇｈは第２電位（ＶＤＤ１）に相当する。

第２実施形態では、第２電位（Ｖ２）は第４電位（Ｖ４）よりも低い（Ｖ２＜Ｖ４）こととしている。第２電位が第４電位よりも低いので、第２電位よりも低い第１電位（Ｖ１）をその分低くすることができる。Ｐ型の第１トランジスター３１Ａは、第１トランジスター３１Ａのゲートに電気的に接続された記憶回路６０の出力端子２７の電位がＬｏｗ（第１電位）となった際にオン状態となる。

そのため、第１電位を低くすることで、第１トランジスター３１Ａのソース電位である第４電位に対するゲート電位はその分下降する。即ち、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1は、第１電位の第４電位に対する電位差（Ｖ_gs1＝Ｖ１−Ｖ４＝３．７５Ｖ−７．０Ｖ＝−３．２５Ｖ）であるので、その絶対値は、低電圧系電源の電圧（Ｖ２−Ｖ１＝３．０Ｖ）に対して大きくなる。

したがって、第２実施形態の構成では、第２電位（Ｖ２）を第４電位（Ｖ４）よりも低くすることで、記憶回路６０の動作電圧（低電圧系電源の電圧）が小さくとも、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1の絶対値を低電圧系電源の電圧よりも大きくし、第１トランジスター３１Ａを線形動作させることが可能になる。これにより、第１トランジスター３１Ａの閾値電圧のばらつきの影響を受け難くなるので、エネルギー消費を低減しつつ、均一性に優れた高階調で高解像度画像を表示する電気光学装置１０を実現することができる。

また、第２実施形態では、第４電位（Ｖ４）に対する第２電位（Ｖ２）の電位差は、第１トランジスター３１Ａの閾値電圧Ｖ_th1よりも大きい（Ｖ_th1＜Ｖ２−Ｖ４）ことが好ましい。記憶回路６０の出力端子２７の電位がＨｉｇｈ（第２電位）になり、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａのゲート電位が第２電位になると、ゲートソース電圧Ｖ_gs1は第２電位の第４電位を基準とした電位差（Ｖ_gs1＝Ｖ２−Ｖ４＝６．７５Ｖ−７．０Ｖ＝−０．２５Ｖ）となる。

そうすると、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1（Ｖ_gs1＝−０．２５Ｖ）が第１トランジスター３１Ａの閾値電圧Ｖ_th1（一例としてＶ_th1＝−０．３６Ｖ）よりも大きくなる（Ｖ_th1＜Ｖ２−Ｖ４）ので、第１トランジスター３１Ａはオフ状態となる。したがって、画像信号が非発光の際に、第１トランジスター３１Ａを確実にオフ状態とすることができる。

そして、第２実施形態では、第４電位（Ｖ４）に対する第１電位（Ｖ１）の電位差は、第１トランジスター３１の閾値電圧Ｖ_thよりも小さい（Ｖ１−Ｖ４＜Ｖ_th1）ことが好ましい。記憶回路６０の出力端子２７の電位がＬｏｗ（第１電位）になり、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａのゲート電位が第１電位になると、ゲートソース電圧Ｖ_gs1は第１電位の第４電位を基準とした電位差と等しく（Ｖ_gs1＝Ｖ１−Ｖ４＝３．７５Ｖ−７．０Ｖ＝−３．２５Ｖ）なる。

そうすると、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1（Ｖ_gs1＝−３．２５Ｖ）が第１トランジスター３１Ａの閾値電圧Ｖ_th1（Ｖ_th1＝−０．３６Ｖ）よりも小さくなるので、第１トランジスター３１Ａはオン状態となる。したがって、画像信号が発光の際に、第１トランジスター３１Ａを確実にオン状態とすることができる。そして、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1が閾値電圧Ｖ_th1よりも十分小さくなるので、第１トランジスター３１Ａを線形動作させることができる。

第２実施形態においても、第１期間（非表示期間）には、全ての制御線４４に制御信号として非活性信号が供給されて、第３トランジスター３３Ａがオフ状態となるので、発光素子２０が発光しない状態となる。そして、第１期間には、走査線４２のいずれかに走査信号として選択信号が供給されると、選択された第２トランジスター３２と相補第２トランジスター３８とがオン状態となり、信号線４３及び相補信号線４５から記憶回路６０に画像信号が書き込まれる。

第２期間（表示期間）には、全ての制御線４４に制御信号として活性信号が供給されて、第３トランジスター３３Ａがオン状態となるので、発光素子２０が発光し得る状態となる。第２期間には、全ての走査線４２に第２トランジスター３２をオフ状態とする非選択信号が走査信号として供給される。このように、第２実施形態においても、第１期間（非表示期間）と第２期間（表示期間）とを独立に制御できるので、デジタル時分割駆動による階調表示を行うことができる。

第２実施形態（実施例２）では、第３トランジスター３３ＡがＮ型であるため、制御線から供給される制御信号として、非活性信号の電位を低電位側の第３電位（ＶＳＳ２）とし、活性信号の電位を高電位側の第４電位（ＶＤＤ２）とする。制御線４４から非活性信号が供給されると、第３トランジスター３３Ａのソース電位とゲート電位とがともに第３電位（Ｖ３）となるので、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3は０Ｖとなる。Ｎ型の第３トランジスター３３Ａの閾値電圧Ｖ_th3（一例としてＶ_th3＝０．３６Ｖ）とすると、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3が閾値電圧Ｖ_th3よりも小さくなるので、第３トランジスター３３Ａは確実にオフ状態となる。

制御線４４から活性信号が供給されると、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3は第３電位（Ｖ３）を基準とした第４電位（Ｖ４）の電位差（Ｖ４−Ｖ３＝７．０Ｖ）と同じとなり、第３トランジスター３３Ａの閾値電圧Ｖ_th3（Ｖ_th3＝０．３６Ｖ）よりも大きくなるので、第３トランジスター３３Ａは確実にオン状態となる。そして、第３トランジスター３３Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs3が閾値電圧Ｖ_th3よりも十分大きくなるので、第３トランジスター３３Ａを線形動作させることができる。

さらに、第２実施形態（実施例２及び以下の変形例）においても、第１トランジスター３１Ａ及び第３トランジスター３３Ａ（又は第３トランジスター３３）のオン抵抗が発光素子２０のオン抵抗と比べて十分に低くなるように、両トランジスター３１Ａ，３３Ａ（又は３３）の極性やゲート長、ゲート幅、閾値電圧、ゲート絶縁膜厚等が定められることが好ましい。詳細な数値は省略するが、上述の数式７において、ｋ／（Ｚ_i（Ｖ_gsi−Ｖ_thi））の値を０．０１（１％）程度未満とすることで、発光素子２０の発光輝度に対する両トランジスター３１Ａ，３３Ａ（又は３３）の閾値電圧（Ｖ_th1、Ｖ_th3）のばらつきを実質的に排除することができる。

したがって、第２実施形態の実施例２に係る画素回路７１の構成によれば、高解像度で多階調の高品位な画像を低消費電力で表示できるとともに、より高速で動作しより明るい表示が得られる電気光学装置１０を実現することができる。

以下に、第２実施形態に係る画素回路の構成について、変形例を説明する。以下の変形例の説明では、実施例２又は前出の変形例との相違点を説明し、実施例２又は前出の変形例と同じ構成要素については、図面に同一の符号を付してその説明を省略する。

（変形例４）
まず、第２実施形態の変形例４に係る画素回路を説明する。図１４は、変形例４に係る画素回路の構成を説明する図である。図１４に示すように、変形例４に係る画素回路７１Ａは、実施例２に係る画素回路７１に対して、第３トランジスター３３がＰ型であり、第１トランジスター３１Ａと発光素子２０との間に配置される点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例４に係る画素回路７１Ａは、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａと、Ｐ型の第３トランジスター３３と、発光素子２０と、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。第１トランジスター３１Ａのドレインは、第３トランジスター３３のソースに電気的に接続されている。第３トランジスター３３のドレインは、発光素子２０の陽極２１に電気的に接続されている。即ち、変形例４に係る画素回路７１Ａでは、Ｐ型の第３トランジスター３３が発光素子２０に対して高電位側に配置され、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａが第３トランジスター３３に対して高電位側に配置されている。

変形例４では、第３トランジスター３３がＰ型であるため、非活性信号の電位を高電位側の第４電位（ＶＤＤ２）とし、活性信号の電位を低電位側の第３電位（ＶＳＳ２）とする。制御線４４に活性信号が供給されて第３トランジスター３３のゲート電位が第３電位と同電位となり、第３トランジスター３３がオン状態となる。第１トランジスター３１Ａと第３トランジスター３３とがオン状態になると、第２高電位線４９から、第１トランジスター３１Ａと第３トランジスター３３と発光素子２０とを介して、第２低電位線４８に至る経路が導通状態になり、発光素子２０に電流が流れる。

変形例４では、第３トランジスター３３と第２高電位線４９との間に第１トランジスター３１Ａが配置されている。そのため、第３トランジスター３３がオン状態となる際、第３トランジスター３３のソース電位は第４電位（ＶＤＤ２）よりも僅かに低くなる。しかしながら、第１トランジスター３１Ａを線形動作させることで、第３トランジスター３３のソース電位を第４電位と略等しくできる。

したがって、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3は第４電位（Ｖ４）と第３電位（Ｖ３）との電位差（Ｖ３−Ｖ４＝−７．０Ｖ）と略等しくなり、Ｐ型の第３トランジスター３３の閾値電圧Ｖ_th3（Ｖ_th3＝−０．３６Ｖ）よりも小さくなるので、第３トランジスター３３は確実にオン状態となる。そして、第３トランジスター３３のゲートソース電圧Ｖ_gs3が閾値電圧Ｖ_th3よりも十分小さくなるので、第３トランジスター３３を線形動作させることができる。

（変形例５）
続いて、第２実施形態の変形例５に係る画素回路を説明する。図１５は、変形例５に係る画素回路の構成を説明する図である。図１５に示すように、変形例５に係る画素回路７１Ｂは、変形例４に係る画素回路７１Ａに対して、第１トランジスター３１Ａが第３トランジスター３３と発光素子２０との間に配置される点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例５に係る画素回路７１Ｂは、Ｐ型の第３トランジスター３３と、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａと、発光素子２０と、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。第３トランジスター３３のソースは、第２高電位線４９に電気的に接続されている。第１トランジスター３１Ａのソースは第３トランジスター３３のドレインに電気的に接続されており、第１トランジスター３１Ａのドレインは発光素子２０の陽極２１に電気的に接続されている。即ち、変形例５に係る画素回路７１Ｂでは、発光素子２０よりも高電位側にＰ型の第１トランジスター３１Ａが配置され、第１トランジスター３１Ａよりも高電位側にＰ型の第３トランジスター３３が配置されている。

変形例５では、第１トランジスター３１Ａと第２高電位線４９との間に第３トランジスター３３が配置されている。そのため、第１トランジスター３１Ａがオン状態になる際、第１トランジスター３１Ａのソース電位は第４電位（ＶＤＤ２）よりも僅かに低くなる。しかしながら、第３トランジスター３３を線形動作させることで、第１トランジスター３１Ａのソース電位を第４電位と略等しくできる。したがって、第１トランジスター３１Ａのゲートソース電圧Ｖ_gs1は、第１電位（Ｖ１）の第４電位（Ｖ４）を基準とした電位差（Ｖ１−Ｖ４＝−３．２５Ｖ）と略等しくなるので、第１トランジスター３１Ａを確実にオン状態とし線形動作させることができる。

（変形例６）
続いて、第２実施形態の変形例６に係る画素回路を説明する。図１６は、変形例６に係る画素回路の構成を説明する図である。図１６に示すように、変形例６に係る画素回路７１Ｃは、上記実施例２及び変形例に対して、第３トランジスター３３（又は第３トランジスター３３Ａ）を備えていない点が異なるが、他の構成は同じである。

変形例６に係る画素回路７１Ｃは、発光素子２０と、Ｐ型の第１トランジスター３１Ａと、記憶回路６０と、Ｎ型の第２トランジスター３２と、Ｎ型の相補第２トランジスター３８とを含む。第１トランジスター３１Ａのソースは第２高電位線４９に電気的に接続され、第１トランジスター３１Ａのドレインは発光素子２０の陽極２１に電気的に接続されている。発光素子２０の陰極２３は第２低電位線４８に電気的に接続されている。

変形例６に係る画素回路７１Ｃでは、第２高電位線４９と第２低電位線４８との間に、第１トランジスター３１Ａと発光素子２０とが直列に配置されている。そのため、記憶回路６０の出力端子２７の電位がＬｏｗ（第１電位）となって、第１トランジスター３１Ａがオン状態となったときに、発光素子２０が発光する。変形例６においても、上記実施例２及び変形例と同様に、発光素子２０が発光する際の輝度を高めることができるとともに、発光素子２０の発光輝度に対する第１トランジスター３１Ａの閾値電圧Ｖ_th1のばらつきを実質的に排除することができる。

また、変形例６に係る画素回路７１Ｃでは、制御線４４が不要となるため、配線の数を削減できるので配線層の数も削減することができる。そのため、上記実施例及び変形例と比べて、製造工数の低下や製造歩留まりの向上を図ることができる。又、遮光性を有する配線の数が減ることで遮光領域を小さくすることができるので、高解像度化（画素の微細化）が可能となる。

上述した実施形態（実施例及び変形例）は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。上記以外の変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。

（変形例７）
上述した実施形態（実施例及び変形例）の画素回路では、第１トランジスター３１（又は第１トランジスター３１Ａ）のゲートが記憶回路６０の第２インバーター６２の出力端子２７に電気的に接続された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第１トランジスター３１（又は第１トランジスター３１Ａ）のゲートが記憶回路６０の第１インバーター６１の出力端子２５に電気的に接続される構成であってもよい。

（変形例８）
上述した実施形態（実施例及び変形例）の画素回路では、第２トランジスター３２が記憶回路６０の第２インバーター６２の入力端子２８（＝第１インバーター６１の出力端子２５）と信号線４３との間に配置され、相補第２トランジスター３８が記憶回路６０の第１インバーター６１の入力端子２６＝第２インバーター６２の出力端子２７）と相補信号線４５との間に配置された構成であったが、本発明はこのような形態に限定されない。第２トランジスター３２が第１インバーター６１の入力端子２６＝第２インバーター６２の出力端子２７）と信号線４３との間に配置され、相補第２トランジスター３８が第２インバーター６２の入力端子２８（＝第１インバーター６１の出力端子２５）と相補信号線４５との間に配置される構成であってもよい。

（変形例９）
上述した実施形態（実施例及び変形例）の画素回路では、記憶回路６０が２つのインバーター６１，６２を含んでいたが、本発明はこのような形態に限定されない。記憶回路６０が２つ以上の偶数個のインバーターを含む構成であってもよい。

（変形例１０）
上述した実施形態（実施例及び変形例）では、電気光学装置として、単結晶半導体基板（単結晶シリコン基板）からなる素子基板１１に有機ＥＬ素子からなる発光素子２０が７２０行×３８４０（１２８０×３）列配列された有機ＥＬ装置を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置はこのような形態に限定されない。例えば、電気光学装置はガラス基板からなる素子基板１１に各トランジスターとして薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）が形成された構成を有していてもよいし、ポリイミド等からなるフレキシブル基板に薄膜トランジスターが形成された構成を有していてもよい。また、電気光学装置は、発光素子として微細なＬＥＤ素子を高密度に配列したマイクロＬＥＤディスプレイや、発光素子にナノサイズの半導体結晶物質を用いる量子ドット（Quantum Dots）ディスプレイであってもよい。さらに、カラーフィルターとして入射してきた光を別の波長の光に変換する量子ドットを用いてもよい。

（変形例１１）
上述した実施形態では、電子機器として、電気光学装置１０を組み込んだシースルー型のヘッドマウントディスプレイ１００を例に取り説明したが、本発明の電気光学装置１０はクローズ型のヘッドマントディスプレイを始めとした他の電子機器にも適用できる。他の電子機器としては、例えば、プロジェクター、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、ページャー、電子手帳、電卓、腕時計等のウェアラブル機器、ハンドヘルドディスプレイ、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラ、サイネージディスプレイなどをあげることができる。

１０…電気光学装置、２０…発光素子、３１，３１Ａ…第１トランジスター、３２…第２トランジスター、３３，３３Ａ…第３トランジスター、４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，７１，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ…画素回路、４２…走査線、４３…信号線、４４…制御線、４６…第１低電位線、４７…第１高電位線、４８…第２低電位線、４９…第２高電位線、６０…記憶回路、１００…ヘッドマウントディスプレイ（電子機器）。

（適用例６）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて低いことが好ましい。

（適用例９）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて低いことが好ましい。

（適用例１９）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて低いことが好ましい。

（適用例２２）本適用例に係る電気光学装置であって、前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて低いことが好ましい。

Claims (26)

1. 走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、第１電位が供給される第１電位線と、前記第１電位よりも低い第２電位が供給される第２電位線と、第３電位が供給される第３電位線と、前記第３電位よりも低い第４電位が供給される第４電位線と、を備え、
   前記画素回路は、発光素子と、前記第１電位線と前記第２電位線との間に配置された記憶回路と、ゲートが前記記憶回路に電気的に接続されたＮ型の第１トランジスターと、前記記憶回路と前記信号線との間に配置された第２トランジスターと、を含み、
   前記発光素子と前記第１トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置され、
   前記第２電位は前記第４電位よりも高いことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第２電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第４電位に対する前記第３電位の電位差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第４電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
4. 前記第４電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
7. 制御線を備え、
   前記画素回路は、ゲートが前記制御線に電気的に接続された第３トランジスターを含み、
   前記発光素子と前記第１トランジスターと前記第３トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記第３トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置。
9. 前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことを特徴とする請求項７又は８に記載の電気光学装置。
10. 前記第２トランジスターがオン状態であるときには、前記第３トランジスターはオフ状態であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電気光学装置。
11. 前記第２トランジスターのゲートは前記走査線に電気的に接続され、
    前記走査線のいずれかに選択信号が供給される第１期間に、前記制御線には非活性信号が供給されることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電気光学装置。
12. 前記制御線に活性信号が供給される第２期間に、前記走査線には非選択信号が供給されることを特徴とする請求項１１に記載の電気光学装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
14. 走査線と、信号線と、前記走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素回路と、第１電位が供給される第１電位線と、前記第１電位よりも高い第２電位が供給される第２電位線と、第３電位が供給される第３電位線と、前記第３電位よりも高い第４電位が供給される第４電位線と、を備え、
    前記画素回路は、発光素子と、前記第１電位線と前記第２電位線との間に配置された記憶回路と、ゲートが前記記憶回路に電気的に接続されたＰ型の第１トランジスターと、前記記憶回路と前記信号線との間に配置された第２トランジスターと、を含み、
    前記発光素子と前記第１トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置され、
    前記第２電位は前記第４電位よりも低いことを特徴とする電気光学装置。
15. 前記第１電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第３電位に対する前記第４電位の電位差よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載の電気光学装置。
16. 前記第４電位に対する前記第２電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも大きいことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電気光学装置。
17. 前記第４電位に対する前記第１電位の電位差は、前記第１トランジスターの閾値電圧よりも小さいことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
18. 前記第１トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
19. 前記第１トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の電気光学装置。
20. 制御線を備え、
    前記画素回路は、ゲートが前記制御線に電気的に接続された第３トランジスターを含み、
    前記発光素子と前記第１トランジスターと前記第３トランジスターとが前記第３電位線と前記第４電位線との間に直列に配置されていることを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の電気光学装置。
21. 前記第３トランジスターのドレインと前記発光素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の電気光学装置。
22. 前記第３トランジスターのオン抵抗は、前記発光素子のオン抵抗と比べて十分に低いことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の電気光学装置。
23. 前記第２トランジスターがオン状態であるときには、前記第３トランジスターはオフ状態であることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか一項に記載の電気光学装置。
24. 前記第２トランジスターのゲートは前記走査線に電気的に接続され、
    前記走査線のいずれかに選択信号が供給される第１期間に、前記制御線には非活性信号が供給されることを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
25. 前記制御線に活性信号が供給される第２期間に、前記走査線には非選択信号が供給されることを特徴とする請求項２４に記載の電気光学装置。
26. 請求項１４乃至２５のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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