WO2016046692A1

WO2016046692A1 - マトリクス装置とその特性の測定方法、駆動方法

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Publication number: WO2016046692A1
Application number: PCT/IB2015/057062
Authority: WO
Inventors: 竹村保彦
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-03-31
Also published as: KR102342627B1; JP6557242B2; US20180203046A1; US10324115B2; KR20170063571A; JPWO2016046692A1; DE112015004384T5

Abstract

マトリクス装置のコンポーネントが供給できる電流の測定方法を提供する。マトリクス型に配置されたコンポーネント（画素）と、第１の配線と、第１の配線と交差する第２の配線と第３の配線と、を有し、各コンポーネントは、電位供給回路とトランジスタと容量素子とを有し、ある時点において、容量素子の一の電極は、トランジスタのゲートの電位と等しくなるように、容量素子の他の電極は、第２の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第１の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの他方は、第３の配線の電位と等しくなるように設計されており、コンポーネントのそれぞれが、ある向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と第３の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、逆の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と第３の配線の電位と異なるように設計されている装置を用いる。

Description

マトリクス装置とその特性の測定方法、駆動方法

この開示物は、マトリクス装置で、そこに含まれる電気素子を流れる電流によって表示や検出等の処理をおこなう装置に関する。

発光素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置は、画像信号にしたがって発光素子に供給する電流値を制御するトランジスタ（駆動トランジスタ）が、各画素に設けられているが、そのしきい値のばらつきが、発光素子の輝度に反映される。しきい値のばらつきが発光素子の輝度に与える影響を防ぐために、特許文献１では、事前に各画素の駆動用トランジスタの特性を測定し、測定された特性に基づいて補正した画像信号を各画素に供給する表示装置について記載されている。

具体的には、ある行の画素の駆動トランジスタの電位を、そのトランジスタが飽和領域で動作するような特定の値としたときに個々の駆動トランジスタを流れる電流を測定する。このような操作をすべての行の画素の駆動トランジスタに対して順次おこなう。

なお、同様な問題は、表示装置に限られず、マトリクス状に配置されたコンポーネント（画素等）を有し、各コンポーネント内に存在する１以上の電気素子（トランジスタ等）を流れる電流によって、表示や測定、検出、演算等の処理をおこなう装置全般に共通する。

米国特許第７０８８０５２号特許明細書

マトリクス装置の電気素子の電流特性を測定する新規な方法、あるいは、そのような測定方法が適用できる新規な装置、あるいは、そのような測定方法を用いた装置の設定方法や作製方法等が提供される。

一例では、マトリクス型に配置されたコンポーネントと、配線を有し、各コンポーネントは、それぞれに含まれる電気素子によって、電流を配線に供給することができる装置において、配線に電流を供給することのできる、Ｎ個のコンポーネントにおいて、Ｎ個のコンポーネントのそれぞれの電流の向きを個別に設定して、配線を流れる電流をＮ回測定する。ここで、電気素子を流れる電流の向きは変更することの可能である。また、Ｎ回の測定それぞれにＮ個のコンポーネントの電流の向きの組み合わせが異なる。また、Ｎ回の測定で得られた電流と、Ｎ回の測定のその電流の向きの組み合わせをもとに、各電気素子を流れる電流の大きさを算出する。

あるいは、Ｎ個のコンポーネントと、第１の配線と、第１の配線と交差する第２の配線と、を有し、コンポーネントのそれぞれが、電流を第１の配線に供給し、その向きを変更することができ、コンポーネントのそれぞれは、電位供給回路と、トランジスタと、容量素子と、を有し、ある時点において、トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第１の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの他方は、第３の配線の電位と等しくなるように設計されており、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きと逆の第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と異なるように設計されている装置において、Ｎ個のコンポーネントのそれぞれの電流の向きを個別に設定して、第１の配線を流れる電流をＮ回測定する過程と、Ｎ回の測定で得られた電流Ｉ［１］乃至電流Ｉ［Ｎ］と、Ｎ回の測定における各コンポーネントの電流の向きの組み合わせをもとに、各電気素子を流れる電流の大きさを算出することで、コンポーネントが配線に供給する電流の大きさを求める過程と、を有する方法において、Ｎ回の測定それぞれにおいてＮ個のコンポーネントの電流の向きの組み合わせが異なり、各電気素子を流れる電流の大きさを、電流Ｉ［１］乃至電流Ｉ［Ｎ］の多項式を用いて算出することを特徴とする測定方法である。

あるいは、Ｎ行Ｍ列（Ｎ、Ｍは２以上の整数）のマトリクス状に配置されたコンポーネントと、Ｍ本の第１の配線と、第１の配線と交差するＮ本の第２の配線と、を有し、コンポーネントのそれぞれが、Ｍ本の第１の配線の一に電流を供給し、その向きを変更することができ、コンポーネントのそれぞれは、電位供給回路と、トランジスタと、容量素子と、を有し、ある時点において、コンポーネントのそれぞれにおいて、トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第１の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの他方は、第２の配線の電位と等しくなるように設計されており、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きと逆の第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と異なるように設計されている装置において、Ｎ本の第２の配線のそれぞれの電位を個別に設定して、Ｍ本の第１の配線を流れる電流をそれぞれＮ回測定する過程と、Ｎ回の測定で得られた第ｍ列（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の第１の配線の電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］と、Ｎ回の測定におけるＮ本の第２の配線のそれぞれの電位の組み合わせをもとに、第ｍ列の各電気素子を流れる電流の大きさを算出することで、それぞれのコンポーネントが対応する第１の配線に供給する電流の大きさを求める過程と、を有する方法において、Ｎ回の測定それぞれにおいてＮ本の第２の配線のそれぞれの電位の組み合わせが異なり、第ｍ列の各電気素子を流れる電流の大きさを、電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］の多項式を用いて算出することを特徴とする測定方法である。ここで、電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］の多項式は、Ｎ行正方行列Ａの逆行列と、電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］を要素とするＮ行Ｍ列の行列の積で表現でき、Ｎ行正方行列Ａの逆行列の要素はいずれも０でないことがある。また、Ｎ行正方行列Ａの逆行列の要素の大きさはすべて等しいことがある。さらに、Ｎ行正方行列Ａがアダマール行列でもよい。また、Ｎ行正方行列Ａが循環行列でもよい。このとき、Ｎが４の倍数であり、Ｎ行正方行列Ａが任意の行の要素の和が２または−２である循環行列でもよい。

上記において、さらに、Ｎ本の第３の配線を有し、第３の配線のそれぞれは、コンポーネントのそれぞれの容量素子の他の電極の電位と等しくなるように設計されており、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第３の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第３の配線の電位と異なるように設計されている装置を用いておこなわれることを特徴とする測定方法でもよい。あるいは、上記いずれか一つの測定方法が実行できるように設定されたマトリクス装置である、あるいは、そのマトリクス装置は、表示装置もしくは光検出装置である。あるいは、上記いずれか一つの測定方法で測定されたコンポーネントの電流値をもとに入力あるいは出力するデータを補正することを特徴とするマトリクス装置の駆動方法である。

一例では、電流値の測定の信頼性を高めることができるが、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

マトリクス装置の構成例を示す図。マトリクス装置の構成例を示す図。画素の回路例と動作例を示す図。表示画素の回路例を示す図。表示画素の回路例を示す図。表示画素の回路例を示す図。画素の回路例と動作例を示す図。表示画素の回路例を示す図。光検出画素の回路例を示す図。

以下では、実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下の説明に限定されず、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ること、開示されている技術同士やその他の技術との組み合わせ等は当業者であれば容易に理解される。したがって、以下に示す実施の形態および実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、以下に説明する実施の形態および実施例において、同一部分又は同様の機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は、理想的な例を模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。

また本明細書等において、トランジスタとは、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電気素子である。そして、ドレイン（ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極）とソース（ソース端子、ソース領域又はソース電極）の間にチャネル領域を有しており、ドレインとチャネル領域とソースとを介して電流を流すことができるものである。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるため、いずれがソース又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、ソースとして機能する部分、およびドレインとして機能する部分を、ソース又はドレインと呼ばず、ソースとドレインとの一方を第１電極と表記し、ソースとドレインとの他方を第２電極と表記する場合がある。

また本明細書において、ノードとは、電気素子間を電気的に接続するために設けられる配線上のいずれかの箇所のことである。

なお本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、コンポーネントの混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

なお図面における各回路ブロックの配置は、説明のため位置関係を特定するものであり、異なる回路ブロックで別々の機能を実現するよう図面で示していても、実際の回路や領域では、同じ回路や同じ領域内で別々の機能を実現しうるように設けられている場合もある。また図面における各回路ブロックの機能は、説明のため機能を特定するものであり、一つの回路ブロックとして示していても、実際の回路や領域では、一つの回路ブロックでおこなう処理を複数の回路ブロックでおこなうよう設けられている場合もある。

（実施の形態１）
図１（Ａ）には、７行８列のマトリクス装置を示す。ここで、複数の画素１１がマトリクス状に設けられ、例えば、第７行第８列の画素は、画素１１［７，８］と表記する。また、複数の信号線Ｓｉｇと信号線ＣＬが互いに交差するように設けられる。例えば、第１行の信号線は、信号線Ｓｉｇ［１］と表記し、第１列の信号線は、信号線ＣＬ［１］と表記する。

画素１１のそれぞれは、対応する信号線Ｓｉｇの信号にしたがって、対応する信号線ＣＬに電流を供給する。信号線Ｓｉｇは画素１１が信号線ＣＬに供給する電流の向きを決定する。例えば、図１（Ｂ）に示されるように、画素１１［１，１］は、矢印の向きに、α［１］ｉ［１，１］の電流を流すものとする。ここで、図示するように電流が流れるのであれば、α［１］は１であり、図示と逆に電流が流れるのであれば、α［１］は−１である。ｉ［１，１］は画素１１［１，１］固有の電流値であり、他の画素の電流値ｉと同じとは限らない。また、電流値ｉの、時間による変化、電流の向きによる変化、配線抵抗と配線を流れる電流による電位変動（いわゆる電圧降下）は無視できるものとする。なお、これらのことは、より長時間の使用による電流値ｉの変化が無いことを意味するものではない。また、電流の向きによる変化が無視できない場合については後述する。

ここで、第１列に着目すると、図１（Ｃ）に示されるように、信号線ＣＬ［１］を流れる電流Ｉ［１］は、画素１１［１，１］乃至画素１１［７，１］を流れる電流の総和である。ただし、信号線Ｓｉｇの信号がすべて同じとは限らない。なお、ここでは、図示されている画素以外からは、信号線ＣＬに電流が供給されることはないとする。

すなわち、時間ｔ＝１における電流Ｉ［１］_ｔ＝１に関して、

が成り立つ。

同様に、時間ｔ＝２における電流Ｉ［１］_ｔ＝２に関して、

が成り立つ。以下同様に、時間ｔ＝３乃至７における電流Ｉ［１］_ｔ＝３乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７に関して、等式が得られる。

ここで、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７は測定可能な物理量であり、また、電流値ｉ［１，１］乃至電流値ｉ［７，１］は未知数であるとすると、これらの等式は、７元連立方程式である。したがって、電流値ｉ［１，１］乃至電流値ｉ［７，１］はこの方程式を解くことで求めることができる。

すなわち、方程式は、

で表される。ここで、

である。

Ａの逆行列をＡ^−１とするとき、

である。

以上は、第１列にのみ注目したが、他の信号線でも同時に流れる電流を測定することは可能であるので、

および

であるとき、

が成り立つ。したがって、

となる。つまり、電流値ｉ［ｎ，ｍ］は、電流Ｉ［ｍ］_ｔ＝ｎの多項式として表現できる。ここで、ｎは、７以下の整数、ｍは、８以下の整数である。

以上は、７行８列のマトリクス装置に関するものであるが、任意の規模のマトリクス装置においても適用できる。すなわち、Ｎ行Ｍ列のマトリクス装置においては、行列ＡはＮ行正方行列であり、行列／および行列ιはＮ行Ｍ列の行列である。

なお、Ａは、Ａ^−１がＡの倍数であるような特殊な行列でもよい。例えば、アダマール（Ｈａｄａｍａｒｄ）行列は、この条件を満たし、Ｎ行のアダマール行列Ｈの逆行列Ｈ^−１は、ＨのＮ分の１である。行列Ａとしてアダマール行列を用いる場合には、第１行および第１列の要素は全て同じであるということと、その他の行および列の要素の和は０となる、ということに注意が必要である。

なお、行列にかかる係数（アダマール行列Ｈの逆行列Ｈ^−１の場合は１／Ｎ）は重要ではなく、実用上は、計算に都合がよいように変更してもよい。例えば、アダマール行列Ｈの逆行列Ｈ^−１の係数１／Ｎを１とみなしてもよい。このような操作により、上記の多項式（電流値ｉ［ｎ，ｍ］を導出する式）は、電流Ｉ［ｍ］_ｔ＝ｎの加減算となり、計算量が大きく減少する。

一般に、アダマール行列は、４の倍数の行を有する正方行列であるため、例えば、図１（Ａ）のような７行のマトリクス装置から導出される行列Ａのような７行正方行列にそのまま適用することは難しい。

その場合には、例えば、図１（Ａ）のマトリクス装置を、例えば、第１行乃至第４行と第４行乃至第７行というように分割し、それぞれで、上記と同様な測定をおこなうとよい。この場合、第４行に関しては、２回測定され、２つの結果が得られることとなる。いずれか一方の結果のみを採用してもよいし、その平均値を結果として用いてもよい。また、第１行乃至第４行の特性を測定している期間においては、第５行乃至第７行の画素１１から電流が信号線ＣＬに供給されないことが必要である。

また、例えば、第１の測定として、第１行乃至第４行を測定し、第２の測定として、第２行乃至第５行を測定し、第３の測定として、第３行乃至第６行を測定し、第４の測定として、第４行乃至第７行を測定し、第５の測定として、第１行と第５行乃至第７行を測定し、第６の測定として、第１行、第２行、第６行、第７行を測定し、第７の測定として、第１行乃至第３行と第７行を測定してもよい。この場合、各行それぞれ４回測定される。それぞれの結果の平均値を用いてもよい。

あるいは、含まれる画素１１の電流値ｉが０である仮想的な行を追加して、計算をおこなってもよい。もちろん、仮想的な行（仮想的な画素）であるので、信号線Ｓｉｇは設けられず、現実に信号を送ることもない。電流値が０であるので、信号線Ｓｉｇの信号が何であれ、信号線ＣＬに電流を供給することはない。例えば、マトリクス装置が７行で、行列Ａが８行正方行列であるときには、仮想的な行を１行追加し、測定をおこない、得られた電流ＩとＡ^−１を用いて、計算する。同様に、マトリクス装置が６行であるときは、仮想的な行を２行追加する。この場合、理想的には、仮想的な行の画素１１の電流値ｉは０となるはずであるが、測定誤差により、０でない数値が算出されることもある。

ここで、以下の観点から、Ａ^−１の各行の要素のうち少なくとも２つは０でないことが求められる。例えば、アダマール行列は、その逆行列の要素は全て０ではないので、この点で好ましい。逆に各行の要素が、一つを除いて０である行列の例として、単位行列（対角成分以外はすべて０）が挙げられる。例えば、Ａが単位行列であれば、Ａ^−１も単位行列である。したがって、

である。なお、Ａが単位行列である場合は、１行ずつ電流を測定するという従来の方法と同じである。ここで、電流Ｉ［１］_ｔ＝１は測定可能であるが、測定上の誤差やノイズ等を含んでいる。従来の方法では、特に、ノイズの影響が大きく、一度だけの測定では、偶発的なノイズによる異常値であるかどうかを判別できないため、複数回の測定が求められる。例えば、７行のマトリクス装置では、各行１回ずつ測定するために７回の測定が求められ、さらに、それを複数回繰り返す。

一方、電流値ｉ［１，１］が、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７の多項式で表される場合には、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７のいずれかに異常値が含まれていたとしても、他の値により相殺され、求められる電流値ｉ［１，１］が異常値である可能性は低い。これは、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７それぞれの測定が異なる時間におこなわれている（時間的に分散している）ため、これらの複数に異常値が含まれている可能性が極めて低いためである。

以下、具体的な例を取り上げて説明する。最初に、行列Ａの各行の要素の１つだけが−１で他が１である循環行列（Ｃｉｒｃｕｌａｎｔ　ｍａｔｒｉｘ）を考える。この行列を第１の行列Ａ_１という。すなわち、

であるとすると、その逆行列は、

である。

次に、各行の要素の連続する２つだけが−１で他が１である循環行列を考える。この行列を第２の行列Ａ_２という。すなわち、

であるとすると、その逆行列は、

である。

ここで、第１の行列Ａ_１でも第２の行列Ａ_２でも、各行の要素の和が等しい（第１の行列Ａ_１では５、第２の行列Ａ_２では３）ので、電流値ｉ［１，１］乃至電流値ｉ［７，１］が同程度（例えば、最大と最小の比が１．１以下）であれば、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７それぞれの大きさも同程度であると考えられる。具体的には、第１の行列Ａ_１では、電流値ｉ［１，１］乃至電流値ｉ［７，１］の平均の５倍程度、第２の行列Ａ_２では、同じく３倍程度であると考えられる。

例えば、電流値ｉ［１，１］に着目すると、第１の行列Ａ_１では、

となり、第２の行列Ａ_２では、

となる。

ここで、これらの多項式の項の大きさを考慮すると、第１の行列Ａ_１では、項の大きさの最大と最小の比率はおおよそ４倍である。これに対し、第２の行列Ａ_２では、おおよそ２倍である。この場合、第２の行列Ａ_２のほうが、大きさが最大である項の寄与度が小さいので、電流値ｉ［１，１］の信頼性が高いと結論できる。なお、上記第１の行列Ａ_１（あるいは第２の行列Ａ_２）の行を入れ替えても同じ結論になることは容易に理解できよう（行を入れ替える、とは多元連立方程式の並び方を変えるだけなので、解が変わることはない）。

各行の要素の和が等しいという特徴は循環行列固有のものである。したがって、循環行列で、その逆行列の要素の大きさが全て等しい行列を用いれば、各項の寄与を等しくすることができる。そのような行列としては、以下のような、８行正方行列で、１行のうち３つの要素が−１で、他がすべて１である循環行列（第３の行列Ａ_３）が挙げられる。

すなわち、

である。

この行列の逆行列は、

であり、要素の大きさは全て同じとなる。

なお、上記のアダマール行列の場合と同様、逆行列の係数１／４は１とみなしてもよい。その結果、この逆行列から得られる多項式は、アダマール行列の場合と同様に電流値ｉ［ｎ，ｍ］は、電流Ｉ［ｍ］_ｔ＝ｎの加減算となり、計算量が大きく減少する。

なお、同様な行列はこれに限られない。一般に、要素が１か−１の４Ｎ行正方行列（Ｎは整数）で、各行の要素の和が２あるいは−２である循環行列の逆行列は、要素の大きさが同じとなる。また、逆行列の係数は、１／４となる。上記の第３の行列Ａ_３は、Ｎ＝２の場合に相当する。

上記のように、行列Ａが循環行列であれば、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７それぞれの大きさは同程度であると考えられる。このことは、同程度の誤差で、信号線ＣＬを流れる電流を測定できることを意味する。

電流に限らず、物理量の測定に関しては、誤差（分解能）は測定する物理量の絶対値に依存する。例えば、１ｍＡの電流の測定誤差が１μＡであるとき、１０ｍＡの電流の測定誤差が１μＡであることはほとんどない。通常は、測定誤差は、測定対象の物理量に比例するので、１０ｍＡの電流の測定誤差が１０μＡ程度となる。つまり、大きく異なるレンジにわたって同じ精度で測定をおこなうことは難しい。

そして、上記のように、電流値ｉ［１，１］が電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７の多項式で表現される場合、電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝６の測定誤差が１μＡであったとしても、電流Ｉ［１］_ｔ＝７の測定誤差が１０μＡであったならば、この多項式の誤差は１０μＡ程度となる。

したがって、測定精度を維持するには、測定対象の値が同程度であることが好ましい。信号線ＣＬを流れる電流をほぼ同程度とできるという意味では、行列Ａが循環行列となるように測定条件を設定することは好ましい。

測定する電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［１］_ｔ＝７の大きさが、小さいほど測定精度が高いと言うことであり、その意味で、上記の行列Ａの各行の要素の和が０であることが好ましく、ついで、１であることが好ましい。

このようにして、電流値ｉ［１，１］乃至電流値ｉ［７，８］は多項式として表現できる。一般には、これらの多項式に、数値（電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［８］_ｔ＝７やＡ^−１の要素）を代入することで、それぞれの値が得られるのであるが、行列Ａが第３の行列Ａ_３の場合には、以下に示すような特殊な演算をおこなうことで、計算量を低減することができる。

例えば、マトリクス装置が８行９列で、電流値ｉ［１，ｍ］乃至ｉ［８，ｍ］（ｍは１以上９以下の整数）を求める場合を考える。上記の第３の行列Ａ_３の逆行列Ａ_２ ^−１より、

が得られる。例えば、電流値ｉ［２，ｍ］は、電流値ｉ［１，ｍ］がわかれば、算出でき、得られた電流値ｉ［２，ｍ］はｉ［３，ｍ］を算出するのに用いることができる。したがって、電流値ｉ［１，ｍ］のみ多項式に数値（電流Ｉ［１］_ｔ＝１乃至電流Ｉ［８］_ｔ＝７やＡ^−１の要素）を代入することで求め、他は、得られた結果を順次用いることで算出することができる。

多項式に数値を代入する方法では、マトリクス装置の行数が大きくなると計算が膨大となる（行数が２倍となると、項数が４倍となるので、４倍以上の計算が必要となる）。これに対し、得られた結果を用いて順次算出する方法では、計算量は行数にほぼ比例するので、行が多いほどより有利である。

マトリクス装置では、図２（Ａ）に示すように、符号信号ドライバ１２から信号線Ｓｉｇに直接、信号が入力される構成としてもよいし、図２（Ｂ）に示すように、符号信号ドライバ１２の信号をデマルチプレクサ１３で選択した信号線Ｓｉｇに信号を入力する構成でもよい。図２（Ｂ）では１２８の信号線Ｓｉｇの１つを選択する。

上記のように、マトリクス装置の行数が増大すると、必要な演算が膨大となるので、マトリクス装置を、複数の部分に分割して、測定をおこなうとよい。例えば、図２（Ａ）では、マトリクス装置の行数は１０２４であるので、第１行乃至第８行、第９行乃至第１６行、第１７行乃至第２４行というように、８行ずつ測定をおこなう。例えば、第１行乃至第８行の画素１１の測定の際には、第９行から第１０２４行の画素１１からは信号線ＣＬに電流が供給されないようにする。したがって、信号線Ｓｉｇの信号によって、画素１１から信号線ＣＬ［１］に供給される電流の向きが制御できるだけでなく、電流の供給の有無も制御できることが求められる。

また、図２（Ｂ）に示す装置では、デマルチプレクサ１３で非選択状態にあるときの信号線Ｓｉｇの信号によって、画素１１から信号線ＣＬ［１］には電流が供給されないことが求められる。

図２（Ｂ）に示される符号信号ドライバ１２は、複数の端子それぞれに、行列Ａに対応した信号を出力する機能があればよい。例えば、行列Ａが８行であれば、クロック等の基準となる信号にあわせて８種類の信号を８つの端子［１］乃至［８］に出力する。例えば、マトリクス装置が１０２４行であれば、これら８つの信号は、７ビットのデマルチプレクサ１３により、それぞれ１２８本の信号線Ｓｉｇのいずれかに出力される。

なお、アダマール行列の第１行は、要素が全て同じである。したがって、行列Ａとして、アダマール行列を用いる場合には、電流値の測定中は、符号信号ドライバ１２の１つの端子は恒常的に同じ信号を出力するように構成されていてもよい。

また、行列Ａとして、循環行列を用いる場合には、符号信号ドライバ１２は、１行（第１の行列Ａ_１の場合）、２行（第２の行列Ａ_２の場合）、３行（第３の行列Ａ_３の場合）あるいはそれ以上の行を同時に選択できるシフトレジスタを有していてもよい。

信号線Ｓｉｇは、１つの配線だけでなく、複数の配線が組み合わされたものであってもよい。例えば、１つの信号線Ｓｉｇが２つの配線によって構成されていてもよい。

図３（Ａ）には、画素１１［１，１］の回路の例を示す。画素１１［１，１］は、トランジスタ１４と電位供給回路１５、容量素子１６、スイッチ１７を有する。容量素子１６は、トランジスタ１４のゲートと第１信号線ＳｉｇＡ［１］の間に設けられる。スイッチ１７は、１つのトランジスタでもよいし。複数のトランジスタを組み合わせた回路等でもよい。また、ここではトランジスタ１４は、ｎチャネル型とするが、ｐチャネル型でもよい。

図３（Ａ）では、トランジスタ１４およびスイッチ１７を介して第２信号線ＳｉｇＢ［１］は信号線ＣＬ［１］と接続可能である。なお、図３（Ａ）では、スイッチ１７は、第２信号線ＳｉｇＢ［１］とトランジスタ１４の間に設けられているが、信号線ＣＬ［１］とトランジスタ１４の間に設けられてもよい。第２信号線ＳｉｇＢ［１］と信号線ＣＬ［１］の間に電流を流す場合には、スイッチ１７をオンとし、それ以外のときにはオフとする。なお、スイッチ１７は設けなくてもよい。例えば、第２信号線ＳｉｇＢ［１］と信号線ＣＬ［１］の間に電流を流さないようにするには、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位を信号線ＣＬ［１］の電位と同じとすればよい。あるいは、電位供給回路１５からトランジスタ１４がオンとならないような電位を供給することでも同様な機能が得られる。

ここで、トランジスタ１４のゲートには電位供給回路１５から電位を供給される。電位供給回路１５は、ゲートに電位を供給した後、ゲートを電気的に浮遊状態（電気的に絶縁された状態）とする機能を有する。また、トランジスタ１４のゲートと第１信号線ＳｉｇＡ［１］の間には十分に大きな容量素子１６があるため、トランジスタ１４のゲートの電位は、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位に応じて変動する。また、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位と信号線ＣＬ［１］の電位の大小によって、電流の向きを変えることができる。また、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位を適切に設定することにより、そのときのトランジスタ１４のソース（第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位と信号線ＣＬ［１］のいずれか電位の低い方）とゲートの間の電位差を、電流の向きに関わらず一定とすることができる。

このようなことから、信号線Ｓｉｇ［１］は、第１信号線ＳｉｇＡ［１］と第２信号線ＳｉｇＢ［１］によって構成されるとみなすことができる。以下、具体的に動作を説明する。以下では、電流を信号線ＣＬ［１］に供給するので、スイッチ１７はオンにする。また、信号線ＣＬ［１］の電位はＶ０とする。

例えば、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位がＶＭ、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位がＶＬ（＜Ｖ０）、トランジスタ１４のゲートの電位がＶ１であるとき、図３（Ｂ）に示すように、電流値ｉ［１，１］の電流が、信号線ＣＬ［１］から画素１１［１，１］に流れることが可能である。つまり、α［１］＝１である。

このとき、トランジスタ１４のゲートの電位はＶ１で、ソース（この場合は、電位の低い第２信号線ＳｉｇＢ［１］）の電位はＶＬなので、ゲートソース間の電位差はＶ１−ＶＬである。例えば、トランジスタ１４が飽和領域で動作するようにするには、ゲートソース間の電位差が、ドレインソース間の電位差Ｖ０−ＶＬよりも小さくなるようにする。

また、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位が、ＶＨ（＞Ｖ０）であるとき、図３（Ｃ）に示すように、電流値ｉ［１，１］の電流が、画素１１［１，１］から信号線ＣＬ［１］に流れることが可能である。つまり、α［１］＝−１である。

このとき、トランジスタ１４のソース（この場合は、電位の低い信号線ＣＬ［１］）の電位はＶ０となる。トランジスタ１４のゲートソース間の電位差を、図３（Ｂ）と同じとするには、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位を、ＶＭ＋Ｖ０−ＶＬ、とすればよい。第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位がＶＭからＶ０−ＶＬだけ上昇するため、トランジスタ１４のゲートの電位も、同じ幅だけ上昇し、Ｖ１＋Ｖ０−ＶＬとなる。したがって、ゲートソース間の電位差は、図３（Ｂ）の場合と同じくＶ１−ＶＬである。

このときも、トランジスタ１４は飽和領域で動作するように、設定されてもよい。すなわち、トランジスタ１４のゲートソース間の電位差、Ｖ１−ＶＬが、ドレインソース間の電位差ＶＨ−Ｖ０よりも小さくなるようにするとよい。

なお、図３（Ｂ）の場合も、図３（Ｃ）の場合も、トランジスタ１４が飽和領域で動作する場合には、理想的には、ドレインソース間の電流値は、ゲートソース間の電位差にのみ依存し、ドレインソース間の電位差には依存しない。

なお、トランジスタ１４は飽和領域以外で動作してもよいが、その場合には、電流の向きによって、電流の大きさが変動しないように（ドレインソース間の電位差によって電流が変動しないように）する。具体的には、Ｖ０−ＶＬ＝ＶＨ−Ｖ０、すなわち、ＶＨ＋ＶＬ＝２Ｖ０とするとよい。

このように、画素１１［１，１］を第１信号線ＳｉｇＡ［１］、第２信号線ＳｉｇＢ［１］で制御することにより、画素１１［１，１］が信号線ＣＬ［１］に電流を供給でき、また、その向きを変更できる。

なお、上記のようにトランジスタ１４のドレインソース間の電流値はゲートソース間の電位差に依存するので、ゲートソース間の電位差を変更して、同様な測定をおこなってもよい。

ここで、図３（Ａ）では、容量素子１６以外の容量を無視しているが、現実には、寄生容量（トランジスタ１４のゲート容量を除く）が存在するので、考慮する必要が生じる場合もある。例えば、容量素子１６の容量の１％の寄生容量がトランジスタ１４のゲートに存在すると、第２信号線ＳｉｇＢの電位がＶＨのときの、トランジスタ１４のゲートの電位は、理想的な状態よりも約１％低くなる。すなわち、ゲートソース間の電位差も約１％低くなる。

トランジスタ１４のソースドレイン間の電流は、ゲートの電位に応じて決定されるので、結果として、、電流Ｉの向きによって、電流値ｉが異なる。トランジスタ１４が理想的な飽和状態にある場合には、電流値は、ゲートソース間の電位差の自乗に比例するので、約２％減少することとなる。したがって、図３（Ａ）に示す回路を用いる場合には、必要とされる測定精度と容量素子１６以外の寄生容量も考慮される必要がある。なお、トランジスタ１４のゲート容量は、第２信号線ＳｉｇＢの電位によらずほぼ一定と考えられるため、考慮しなくてもよい。

このような寄生容量による影響を防止する方法としては、例えばトランジスタ１４のゲートの電位を所定の電位とする際、信号線ＳｉｇＡ［１］の電位を、

としてもよい。そして、トランジスタ１４のゲートを電気的に浮遊状態とした後、図３（Ｂ）あるいは図３（Ｃ）に示されるように、信号線ＳｉｇＡ［１］の電位をＶＭ、あるいは、ＶＭ＋Ｖ０−ＶＬ、とする。いずれにしても、信号線ＳｉｇＡ［１］の振れ幅が同じであるので、寄生容量が存在していたとしても、その影響は同じとなる。ただ、この方法では、例えば、、信号線ＳｉｇＡ［１］の電位をＶＭとしたときのトランジスタ１４のゲートの電位を正確には知ることができない。

なお、電流値ｉは長時間の使用により変化することもあるが、寄生容量は形状で決定されるものであり、長時間の使用において変動するものではないと考えることもできる。したがって、もし、寄生容量やその影響を何らかの方法で知ることができれば、αに寄生容量の寄与を盛り込むことができる。例えば、電流の向きが信号線ＣＬから画素１１へ電流が流れている場合は、α＝１、逆の場合は、α＝−０．９９としてもよい。この場合のαは画素ごとに異なる。αを要素とする行列の逆行列を用いて、電流値ｉを計算することは上記と同じである。

例えば、画素１１［１，１］、画素１１［２，１］、画素１１［３，１］、画素１１［４，１］、画素１１［５，１］、画素１１［６，１］、画素１１［７，１］、画素１１［８，１］のそれぞれにおいて、電流の向きが信号線ＣＬから画素１１へ電流が流れている場合は、すべてαは１、逆の場合は、それぞれ、−０．９８、−０．９９、−０．９７、−０．９９、、−０．９９、−０．９８、−０．９９、−０．９７であるとすると、上記の第３の行列Ａ_３は、

のように補正される。

以下、具体的な回路例を示す。図４（Ａ）には、画素ごとに発光素子（発光ダイオード）がマトリクス状に設けられた表示装置に用いられる表示画素の例を示す。表示装置の第１行第１列の表示画素２１［１，１］は、選択トランジスタ２２、容量素子２３、駆動トランジスタ２４、トランジスタ２５、トランジスタ２６、発光素子２７を有する。ここで、容量素子２３、駆動トランジスタ２４、トランジスタ２５は、図３（Ａ）の容量素子１６、トランジスタ１４、スイッチ１７に、それぞれ、相当する。

ここで、トランジスタ２５は、信号線ＳｉｇＣ［１］によって、トランジスタ２６は、信号線ＳｉｇＤ［１］によって、それぞれ、制御される。

また、選択トランジスタ２２は、行選択線ＳＬ［１］によって制御され、オンであるときに、データ線ＤＬ［１］の電位を駆動トランジスタ２４のゲートに与え、オフ状態には、その電位を保持する機能を有するので、図３（Ａ）の電位供給回路１５に相当する。

第１信号線ＳｉｇＡおよび第２信号線ＳｉｇＢを用いて、駆動トランジスタ２４を流れる電流の向きを変える方法については、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）で説明したとおりである。ただし、表示画素２１［１，１］は、発光素子２７を有しているので、駆動トランジスタ２４を流れる電流の測定の際に発光素子２７に電流が流れることを防ぐため、電流の測定の際にトランジスタ２６をオフとするとよい。なお、発光素子２７に電流が流れたとしても、駆動トランジスタ２４を流れる電流の大きさが変わらないという条件では、トランジスタ２６を設けなくてもよい（図４（Ｂ））。

なお、信号線ＣＬ［１］や第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位を適切な値とすることや、発光素子２７のカソードの電位を適切な値とすることでも、発光素子２７に電流が流れないようにすることができる。前者に関しては、例えば、発光素子２７のアノードとカソード極間の電位差が、発光素子２７のしきい値より小さくなるように、信号線ＣＬ［１］や第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位を設定する。また、後者に関しても、発光素子２７のアノードとカソード間の電位差が、発光素子２７のしきい値より小さくなる、あるいは、逆バイアスとなるように、発光素子２７のカソードの電位を設定する。

図４（Ａ）あるいは図４（Ｂ）の表示画素２１［１，１］で、駆動トランジスタ２４の電流値ｉを算出する場合の動作例について説明する。最初に、選択トランジスタ２２をオンとする。このとき、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位はＶＭ、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位はＶＬとする。なお、信号線ＣＬ［１］の電位はＶ０であるが、この電位は、表示画素２１［１，１］で表示をおこなうときでもＶ０としてもよい。

選択トランジスタ２２がオフとなる前に、データ線ＤＬ［１］の電位を第１の電位とする。そして、選択トランジスタ２２をオフとする。同様な操作が他の行でも繰り返され、電流測定の対象となる表示画素２１すべての駆動トランジスタ２４のゲートの電位が、第１の電位とされる。ここでは、選択トランジスタ２２がオフとなった後も、駆動トランジスタ２４のゲートの電位は変動しないものとする。

その後、駆動トランジスタ２４を流れる電流の向きに応じて、第１信号線ＳｉｇＡ［１］、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位を図３（Ｂ）および図３（Ｃ）で説明したように設定する。他の行の第１信号線ＳｉｇＡ、第２信号線ＳｉｇＢでも同時に設定される。例えば、アダマール行列の第２行のパターンを実現する。また、この前あるいは後にトランジスタ２５がオンとされる。そして、信号線ＣＬを流れる電流Ｉが列ごとに測定される。

次に、別の駆動トランジスタ２４を流れる電流の向きのパターン（例えば、アダマール行列の第３行のパターン）に応じて、第１信号線ＳｉｇＡ、第２信号線ＳｉｇＢの電位を設定し、そのときに信号線ＣＬを流れる電流Ｉが列ごとに測定される。このような操作を繰り返して測定された電流Ｉを用いて、ここの表示画素２１［１，１］で、駆動トランジスタ２４の電流値ｉが算出される。算出方法は上述のとおりである。

駆動トランジスタ２４のゲートの電位が、第２の電位の場合の電流値を算出する場合も同様におこなう。

図５（Ａ）には、画素ごとに発光素子がマトリクス状に設けられた表示装置に用いられる表示画素の別の例を示す。図４（Ｂ）の表示画素２１［１，１］では、信号線ＳｉｇＡ［１］と信号線ＳｉｇＢ［１］は、行選択線ＳＬ［１］と平行になるように設計されていたが、図５（Ａ）のように、信号線Ｓｉｇ［１］が、行選択線ＳＬ［１］と交差するように設計してもよい。この場合、信号線ＳｉｇＡ［１］と信号線ＳｉｇＢ［１］は、信号線ＣＬ［１］と交差するように設計される必要があるので、信号線ＣＬ［１］は、行選択線ＳＬ［１］と平行に設計される。信号線ＣＬ［１］は電流を供給するための配線として用いられるので、データ入力の際の行の選択とは無関係であり、このような変形が可能である。

図５（Ａ）のように配置すると、図２（Ａ）や図２（Ｂ）で説明した符号信号ドライバをデータ線に信号を入力するドライバ（データドライバ）と同じ辺に配置できる。その結果、例えば、表示装置の対向する１対の辺（符号信号ドライバ１２の設けられていない辺）の周辺（額縁）の幅を狭くできる。

なお、第２信号線ＳｉｇＢ［１］は電流の測定のときのみ用いられる。一方、データ線ＤＬ［１］は電流の測定のときには用いられない。したがって、第２信号線ＳｉｇＢ［１］とデータ線ＤＬ［１］を兼用することができる。その例を図５（Ｂ）に示す。この例では、データ線ＤＬ［１］が第２信号線ＳｉｇＢ［１］としても使用できるが、他のデータ線（例えば、データ線ＤＬ［２］）が第２信号線ＳｉｇＢ［１］としても使用できるように設計されてもよい。

図６（Ａ）には、光検出素子（フォトダイオード等）がマトリクス状に設けられたイメージセンサーに用いられる光検出画素の例を示す。イメージセンサーの第１行第１列の光検出画素３１［１，１］は、リセットトランジスタ３２、容量素子３３、増幅トランジスタ３４、トランジスタ３５、トランジスタ３６、光検出素子３７を有する。

ここで、容量素子３３、増幅トランジスタ３４、トランジスタ３５は、図３（Ａ）の容量素子１６、トランジスタ１４、スイッチ１７に、それぞれ、相当する。なお、トランジスタ３５は、信号線ＳｉｇＣ［１］によって制御される。この図では、トランジスタ３５は、信号線ＳｉｇＢ［１］と増幅トランジスタ３４の間にソースとドレインを有するように設けられているが、信号線ＣＬ［１］と増幅トランジスタ３４の間にソースとドレインを有するように設けられてもよい。

リセットトランジスタ３２と光検出素子３７は、増幅トランジスタ３４のゲートに必要とする電位を供給し、保持する機能を有するので、図３（Ａ）の電位供給回路１５に相当する。トランジスタ３６は、増幅トランジスタ３４のゲートと光検出素子３７のカソードの間に設けられ、信号線ＳｉｇＥ［１］によって制御される。したがって、光検出素子３７のカソードと増幅トランジスタ３４のゲートが、必要に応じて、接続可能な状態となる。

例えば、第１信号線ＳｉｇＡ［１］の電位が変動することにより、増幅トランジスタ３４のゲートの電位が変動するため、光検出素子３７のカソードの電位がアノードの電位よりも低くなることがある。その場合には、動作に障害をきたす恐れがあるので、そのような場合には、トランジスタ３６をオフとする。なお、トランジスタ３６がなくても、光検出素子３７のカソードの電位がアノードの電位よりも低くなることは防止できる。

第１信号線ＳｉｇＡおよび第２信号線ＳｉｇＢを用いて、増幅トランジスタ３４を流れる電流の向きを変える方法については、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）で説明したとおりである。なお、増幅トランジスタ３４のドレインソース間の電流値を測定して、増幅トランジスタ３４の特性を測定する場合には、光検出素子３７に光が当たらない環境で、かつ、リセットトランジスタ３２を用いて、増幅トランジスタ３４のゲートに必要とする電位を保持させておこなってもよい。

なお、光検出画素３１［１，１］を用いて、光強度の計測とデータの転送をおこなう場合の光検出画素３１の選択は、トランジスタ３５をオンとすることでおこなう。したがって、信号線ＳｉｇＣには、行選択をおこなうドライバ（行選択ドライバ）からの信号も入力できるような構成であってもよい。

なお、特にトランジスタ３５を用いずとも光検出画素３１を選択あるいは非選択することができる。このような例を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）に示される光検出画素３１［１，１］は、さらに、トランジスタ３６も省略している。

光検出画素３１を選択しない場合には、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位を信号線ＣＬ［１］の電位と等しくするとよい。なお、電流の測定の際には、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）で示したように符号信号にあわせて、ＶＨあるいはＶＬとなるように設定される。

光検出画素３１においては、信号線ＣＬ［１］から複数の行の光検出画素３１に流れる電流を測定することで、増幅トランジスタ３４の特性ばらつきを補正するためのデータを得ることもできるが、光検出素子３７の出力を得ることもできる。この場合、個々の増幅トランジスタ３４の電流値（光検出素子３７の出力に依存する）は、上記のように高い精度で得られる。つまり、ノイズの少ない画像データ（撮像データ）を得ることができる。

以上の例では、信号線Ｓｉｇとして、第１信号線ＳｉｇＡおよび第２信号線ＳｉｇＢを用い、それぞれの電位を個別に設定することが示されたが、例えば、図７（Ａ）に示すように、容量素子１８を追加することで、第２信号線ＳｉｇＢだけで図３（Ａ）と同様な動作をおこなうことができる。ただし、容量素子１６と容量素子１８は容量が厳密に制御される必要がある。以下にその理由を説明する。

ここで、容量素子１６の容量をＣ１、容量素子１８の容量をＣ２とする。ここで、容量遅し１８の一方の電極はトランジスタ１４のゲートの電位に他方の電極は一定の電位に保持されるものとする。例えば、図７（Ｂ）に示すように、信号線ＣＬ［１］に接続されていてもよい。

上記のように第２信号線ＳｉｇＢの電位は、ＶＨかＶＬであるとし、第２信号線ＳｉｇＢの電位がＶＬのときのトランジスタ１４のゲートの電位はＶ１であったとする。電荷保存則から、第２信号線ＳｉｇＢの電位がＶＨのときの、トランジスタ１４のゲートの電位は、

である。そこで、第２項が、Ｖ０−ＶＬとなるように容量Ｃ２を設定する。すなわち、

である。例えば、ＶＨ＋ＶＬ＝２Ｖ０であるときには、容量Ｃ２を容量Ｃ１と等しくする。

ここで、容量Ｃ１と容量Ｃ２にわずかでも差があると、精度に影響する。例えば、Ｃ１がＣ２より１％大きいと、第２信号線ＳｉｇＢの電位がＶＨのときの、トランジスタ１４のゲートの電位は、理想的な状態よりも約１％高くなる。すなわち、ゲートソース間の電位差も約１％大きくなる。トランジスタ１４のソースドレイン間の電流は、ゲートの電位に応じて決定されるので、結果として、電流Ｉの向きによって、電流値ｉが異なる。トランジスタ１４が理想的な飽和状態にある場合には、電流値は、ゲートソース間の電位差の自乗に比例するので、約２％増加することとなる。したがって、図７（Ａ）に示す回路を用いる場合には、必要とされる測定精度と容量素子１６、容量素子１８の加工精度が考慮される必要がある。

例えば、電流の測定精度が２％であれば、容量Ｃ１と容量Ｃ２に１％未満のばらつきがあってもよいが、０．２％の電流の測定精度が要求されるのであれば、容量Ｃ１と容量Ｃ２のばらつきは０．１％未満とすることが求められる。なお、このような容量のばらつきは、上述の方法で補正することもできる。

図８（Ａ）に示す表示画素２１［１，１］は、図４（Ａ）に示す表示画素２１［１，１］の変形であり、容量素子２３の電極のうち、図４（Ａ）では、第１信号線ＳｉｇＡ［１］に接続されている方が、固定電位に維持されている構造のものである。なお、容量素子２３を有しない構造でもよい。

この回路において電流の向きを変更する際には、選択トランジスタ２２をオンとして、駆動トランジスタ２４のゲートを適切な電位とし、その後、選択トランジスタ２２をオフとする。すなわち、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位をＶＬとするのであれば、駆動トランジスタ２４のゲートの電位をＶ１とし、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位をＶＨとするのであれば、駆動トランジスタ２４のゲートの電位をＶ１＋Ｖ０−ＶＬとする。こうすることで、上述した寄生容量による影響を低減することができる。なお、駆動トランジスタ２４のゲートの電位は、これ以外の値としてもよい。例えば、画素１１の特性に合わせて、駆動トランジスタ２４のゲートの電位を上記のものから変更してもよい。

この方法においては、十分な精度で、駆動トランジスタ２４のゲートの電位が上述のものになることが必要であり、まずは、データ線ＤＬ［１］の電位を微細に制御することが求められる。さらに、特に選択トランジスタ２２をオフとする際の電圧の変動も十分に小さくすることが求められる。駆動トランジスタ２４のゲートの電位が電流値に及ぼす影響については上述のとおりである。

図８（Ｂ）に示す表示画素２１［１，１］は、図５（Ａ）に示す表示画素２１［１，１］の変形であり、容量素子２３の電極のうち、図５（Ａ）では、第１信号線ＳｉｇＡ［１］に接続されている方が、固定電位に維持されている構造のものである。なお、容量素子２３を有しない構造でもよい。この例では、電流測定の対象となる複数の行の表示画素２１の選択トランジスタ２２が同時にオンとなるように回路が設計されている。

この回路において電流の向きを変更する際には、選択トランジスタ２２をオンとして、データ線ＤＬ［１］を適切な電位とする。すなわち、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電付をＶＬとするのであれば、データ線ＤＬ［１］の電位をＶ１とし、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位をＶＨとするのであれば、データ線ＤＬ［１］の電位をＶ１＋Ｖ０−ＶＬとする。他のデータ線ＤＬでも、対応する第２信号線ＳｉｇＢの電位に応じて、電位が設定される。選択トランジスタ２２がオンであるので、駆動トランジスタ２４のゲートの電位は、データ線ＤＬ［１］の電位とほとんど等しい。

こうすることで、上述した寄生容量による影響を低減することができる。加えて、図８（Ａ）に示される場合と比較しても、選択トランジスタ２２をオフとしている期間での、選択トランジスタ２２のリーク電流による駆動トランジスタ２４のゲートの電位の変動を防止することができる。この方法では、選択トランジスタ２２をオフとすることによる駆動トランジスタ２４のゲートの電位の変動もなくなる。

なお、電流測定の対象となる複数の行の表示画素２１の選択トランジスタ２２が同時にオンとなるように回路が設計されていない場合であっても、データ線ＤＬ［１］の電位を第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位に応じたものとしておくことで、駆動トランジスタ２４のゲートの電位の変動を抑止することができる。

上記の技術は、図６（Ａ）あるいは図６（Ｂ）に示す光検出画素３１［１，１］にも同様に適用できる。図９（Ａ）は、図６（Ａ）に示す光検出画素３１［１，１］の変形例であり、容量素子３３の電極のうち、図６（Ａ）では、第１信号線ＳｉｇＡ［１］に接続されている方が、固定電位に維持されている構造のものである。なお、容量素子３３を有しない構造でもよい。

この例では、リセットトランジスタ３２は、行ごとに制御可能である。また、リセットトランジスタ３２がオンであるとき、増幅トランジスタ３４のゲートの電位は、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位と同じとなる。なお、信号線ＳｉｇＦの配置から、同じ行の光検出画素３１の増幅トランジスタ３４のゲートの電位は、同じ電位とすることができる。

例えば、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位に応じて、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位を設定することで、図６（Ａ）に示す光検出画素３１［１，１］と同様に、電流の向きを変更できる。具体的には、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位がＶＬのときには、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位はＶ１、とし、第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位がＶＨのときには、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位はＶ１＋Ｖ０−ＶＬ、とする。その後、リセットトランジスタ３２をオフとする。こうすることで、上述した寄生容量による影響を低減することができる。

また、例えば、図９（Ｂ）のように電流測定の対象となる複数の行の光検出画素３１のリセットトランジスタ３２が同時にオンとなるように回路が設計されている場合には、電流測定の間、リセットトランジスタ３２をオンとしておくとよい。リセットトランジスタ３２がオンであるので、増幅トランジスタ３４のゲートの電位は、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位とほとんど等しく、リセットトランジスタ３２をオフとしている期間での、リセットトランジスタ３２のリーク電流による増幅トランジスタ３４のゲートの電位の変動を防止することができる。

なお、電流測定の対象となる複数の行の光検出画素３１のリセットトランジスタ３２が同時にオンとなるように回路が設計されていない場合であっても、信号線ＳｉｇＦ［１］の電位を第２信号線ＳｉｇＢ［１］の電位に応じたものとしておくことで、増幅トランジスタ３４のゲートの電位の変動を抑止することができる。

上記においては、配線抵抗と電流による電位変動については無視できるとした。一般に配線が長いほど、また、流れる電流が大きいほど、電位変動が大きくなり、同じ配線であっても、場所によって電位が、無視できないほど異なることがありえる。例えば、図３（Ｃ）に示される状態では、トランジスタ１４のソースの電位は、信号線ＣＬ［１］の抵抗と電流により、Ｖ０として考えることができない可能性もある。

このような場合、図３（Ｂ）のソースドレイン間の電位差（Ｖ１−ＶＬ）が、図３（Ｃ）のソースドレイン間の電位差が異なってしまう可能性がある。これが、単に配線の場所によって決定されるのであれば、上述した補正方法により対処できる。

しかしながら、上記に示した方法では、複数の画素から供給された電流が、信号線ＣＬの一部を経由して他の複数の画素に流れるため、局所的な電位の変動も考慮しなければならない。そのため、実際に電位変動が無視できるかどうかは、配線抵抗や（局所的な）電流も考慮して決定される必要がある。例えば、信号線ＣＬに電流を供給することのできる連続するＮ個の画素を用いて、上記に示した方法で、各画素の電流値ｉを測定する場合、そのような電位変動を無視するには、

で示される条件を満たす必要がある。

ここで、ΔＶ１は、許容される（無視しても差し支えないとされる）トランジスタ１４のゲートの電位の誤差であり、Ｒは信号線ＣＬの単位長さあたりの抵抗、νは、単位長さあたりの画素の密度、ｉ_ｍａｘはＮ個の画素の電流値の最大値である。

例えば、ΔＶ１が２ｍＶ、Ｒが１００Ω／ｃｍ、νが１００／ｃｍ、ｉ_ｍａｘが１０μＡであれば、Ｎ＝１６とすると、上記の式の右辺は、２．６ｍＶとなるため、条件を満たさないが、Ｎ＝８であれば、０．６４ｍＶとなり、条件を満たす。このことは、信号線ＣＬのうち画素８個分の部分の電位差が最大で０．６４ｍＶであることを示す。

なお、信号線ＣＬには、それらとは別の電流が流れることにより電位が変動するが、これは、場所によりほぼ決定される。例えば、信号線ＣＬの長さが１０ｃｍで、電流の測定時に最大で、１０μＡの電流が流れる場合の電位変動（すなわち、信号線ＣＬの場所による電位の差の最大値）は１０ｍＶであるが、この値は、場所に応じて決定されるため、上述した補正方法により対処できる。

なお、上述の行列Ａの各行の和が０である場合には、実際に測定される電流の大きさは、最大でも、測定対象の画素の電流値の標準偏差のＮ／２倍である。したがって、電流値のばらつきが小さいほど、測定される電流の大きさは小さく、そのため、信号線ＣＬの抵抗と電流による電位変動が小さくなる。例えば、実際に測定される電流の大きさが１μＡであれば、上記の例では、信号線ＣＬの場所による電位の差の最大値）は１ｍＶとなり、補正は必要とされない。

同様な議論は、信号線ＳｉｇＢにおいても考慮される必要がある。

上記において電流の測定は、定められた容量の容量素子に電荷を出入りさせることによる電位の変動を測定することも含み、その他、直接あるいは間接的に電流によってもたらされる恒常的あるいは一時的な物理量（電位、磁場、時間、温度等を含む）の変動を測定あるいは大小関係を決定することも含む。

図３乃至図９に示した回路は、上記のようにトランジスタ１４、駆動トランジスタ２４、増幅トランジスタ３４の（ゲートの電位他によって決まる）電流値の測定に用いることができるが、そのほかの用途に用いることもできる。

１１　　　画素
１２　　　符号信号ドライバ
１３　　　デマルチプレクサ
１４　　　トランジスタ
１５　　　電位供給回路
１６　　　容量素子
１７　　　スイッチ
１８　　　容量素子
２１　　　表示画素
２２　　　選択トランジスタ
２３　　　容量素子
２４　　　駆動トランジスタ
２５　　　トランジスタ
２６　　　トランジスタ
２７　　　発光素子
３１　　　光検出画素
３２　　　リセットトランジスタ
３３　　　容量素子
３４　　　増幅トランジスタ
３５　　　トランジスタ
３６　　　トランジスタ
３７　　　光検出素子
ＣＬ　　　信号線
ＳＬ　　　行選択線
ＤＬ　　　データ線
Ｓｉｇ　　　信号線
ＳｉｇＡ　　　信号線
ＳｉｇＢ　　　信号線
ＳｉｇＣ　　　信号線
ＳｉｇＤ　　　信号線
ＳｉｇＥ　　　信号線
ＳｉｇＦ　　　信号線
ｉ　　　電流値
Ｉ　　　電流

Claims

Ｎ個のコンポーネントと、第１の配線と、第１の配線と交差する第２の配線と、を有し、
コンポーネントのそれぞれが、電流を第１の配線に供給し、その向きを変更することができ、
コンポーネントのそれぞれは、電位供給回路と、トランジスタと、容量素子と、を有し、
ある時点において、トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第１の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの他方は、第３の配線の電位と等しくなるように設計されており、
コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きと逆の第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と異なるように設計されている装置において、
Ｎ個のコンポーネントのそれぞれの電流の向きを個別に設定して、第１の配線を流れる電流をＮ回測定する過程と、
Ｎ回の測定で得られた電流Ｉ［１］乃至電流Ｉ［Ｎ］と、Ｎ回の測定における各コンポーネントの電流の向きの組み合わせをもとに、各電気素子を流れる電流の大きさを算出することで、コンポーネントが配線に供給する電流の大きさを求める過程と、を有する方法において、
Ｎ回の測定それぞれにおいてＮ個のコンポーネントの電流の向きの組み合わせが異なり、各電気素子を流れる電流の大きさを、電流Ｉ［１］乃至電流Ｉ［Ｎ］の多項式を用いて算出することを特徴とする測定方法。
Ｎ行Ｍ列（Ｎ、Ｍは２以上の整数）のマトリクス状に配置されたコンポーネントと、Ｍ本の第１の配線と、第１の配線と交差するＮ本の第２の配線と、を有し、
コンポーネントのそれぞれが、Ｍ本の第１の配線の一に電流を供給し、その向きを変更することができ、
コンポーネントのそれぞれは、電位供給回路と、トランジスタと、容量素子と、を有し、
ある時点において、コンポーネントのそれぞれにおいて、トランジスタのソースおよびドレインの一方は、第１の配線の電位と等しくなるように、トランジスタのソースおよびドレインの他方は、第２の配線の電位と等しくなるように設計されており、
コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第１の向きと逆の第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第２の配線の電位と異なるように設計されている装置において、
Ｎ本の第２の配線のそれぞれの電位を個別に設定して、Ｍ本の第１の配線を流れる電流をそれぞれＮ回測定する過程と、
Ｎ回の測定で得られた第ｍ列（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の第１の配線の電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］と、Ｎ回の測定におけるＮ本の第２の配線のそれぞれの電位の組み合わせをもとに、第ｍ列の各電気素子を流れる電流の大きさを算出することで、それぞれのコンポーネントが対応する第１の配線に供給する電流の大きさを求める過程と、を有する方法において、
Ｎ回の測定それぞれにおいてＮ本の第２の配線のそれぞれの電位の組み合わせが異なり、第ｍ列の各電気素子を流れる電流の大きさを、電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］の多項式を用いて算出することを特徴とする測定方法。
請求項２において、
電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］の多項式は、Ｎ行正方行列Ａの逆行列と、電流Ｉ［１，ｍ］乃至電流Ｉ［Ｎ，ｍ］を要素とするＮ行Ｍ列の行列の積で表現でき、
Ｎ行正方行列Ａの逆行列の要素はいずれも０でないことを特徴とする測定方法。
請求項３において、Ｎ行正方行列Ａの逆行列の要素の大きさはすべて等しいことを特徴とする測定方法。
請求項３において、Ｎ行正方行列Ａがアダマール行列であることを特徴とする測定方法。
請求項３において、Ｎ行正方行列Ａが循環行列であることを特徴とする測定方法。
請求項３において、Ｎが４の倍数であり、Ｎ行正方行列Ａが任意の行の要素の和が２または−２であることを特徴とする測定方法。
さらに、Ｎ本の第３の配線を有し、
第３の配線のそれぞれは、コンポーネントのそれぞれの容量素子の他の電極の電位と等しくなるように設計されており、
コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第３の配線の電位は、コンポーネントのそれぞれが、第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合の第３の配線の電位と異なるように設計されている装置を用いておこなわれることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の測定方法。
コンポーネントのそれぞれが、第１の向きの電流を第１の配線に供給する場合のコンポーネントのそれぞれのトランジスタのゲートの電位は、コンポーネントのそれぞれが、第２の向きの電流を第１の配線に供給する場合のものと異なるように設計されている装置を用いておこなわれることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の測定方法。
請求項１の測定方法が実行できるように設定されたマトリクス装置。
表示装置もしくは光検出装置である請求項１０に記載のマトリクス装置。
請求項１の測定方法で測定されたコンポーネントの電流値をもとに入力あるいは出力するデータを補正することを特徴とするマトリクス装置の駆動方法。