(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
Ｎチャネル型の駆動トランジスタと、
キャパシタと、
定電流源と、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続されている第１のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続され、他方の端子が前記発光素子のアノードに電気的に接続されている第２のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソース及び前記キャパシタの他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が前記定電流源に電気的に接続されている第３のスイッチと、
一方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続された第４のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続された第５のスイッチと、を有し、
書き込み期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフ状態とし、且つ前記第３のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチを介して前記キャパシタの一方の電極に画像信号を入力し、
前記第５のスイッチを介して前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させる信号を前記駆動トランジスタのゲートに入力し、
前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させ、
前記キャパシタの一方の電極に前記画像信号を入力し、且つ他方の電極に前記駆動トランジスタのソースの電位と略同一の電位を入力し、
前記書き込み期間後の表示期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオン状態とし、且つ前記第３のスイッチをオフ状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオフ状態とすることで、前記キャパシタの一方の電極及び前記駆動トランジスタのゲートが電気的に接続するノードを浮遊状態とし、
前記画像信号と、前記書き込み期間における前記駆動トランジスタのソースの電位との差と略同一の電圧を前記駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧として保持する表示装置。
【請求項２】
発光素子と、
Ｐチャネル型の駆動トランジスタと、
キャパシタと、
定電流源と、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続されている第１のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続され、他方の端子が前記発光素子のカソードに電気的に接続されている第２のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソース及び前記キャパシタの他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が前記定電流源に電気的に接続されている第３のスイッチと、
一方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続された第４のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続された第５のスイッチと、を有し、
書き込み期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフ状態とし、且つ前記第３のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチを介して前記キャパシタの一方の電極に画像信号を入力し、
前記第５のスイッチを介して前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させる信号を前記駆動トランジスタのゲートに入力し、
前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させ、
前記キャパシタの一方の電極に前記画像信号を入力し、且つ他方の電極に前記駆動トランジスタのソースの電位と略同一の電位を入力し、
前記書き込み期間後の表示期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオン状態とし、且つ前記第３のスイッチをオフ状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオフ状態とすることで、前記キャパシタの一方の電極及び前記駆動トランジスタのゲートが電気的に接続するノードを浮遊状態とし、
前記画像信号と、前記書き込み期間における前記駆動トランジスタのソースの電位との差と略同一の電圧を前記駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧として保持する表示装置。
【請求項３】
発光素子と、
酸化物半導体にチャネルが形成される駆動トランジスタと、
キャパシタと、
定電流源と、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続されている第１のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソースに電気的に接続され、他方の端子が前記発光素子のアノードに電気的に接続されている第２のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのソース及び前記キャパシタの他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が前記定電流源に電気的に接続されている第３のスイッチと、
一方の端子が前記キャパシタの一方の電極に電気的に接続された第４のスイッチと、
一方の端子が前記駆動トランジスタのゲートに電気的に接続された第５のスイッチと、を有し、
書き込み期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオフ状態とし、且つ前記第３のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオン状態とし、
前記第４のスイッチを介して前記キャパシタの一方の電極に画像信号を入力し、
前記第５のスイッチを介して前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させる信号を前記駆動トランジスタのゲートに入力し、
前記駆動トランジスタを飽和領域で動作させ、
前記キャパシタの一方の電極に前記画像信号を入力し、且つ他方の電極に前記駆動トランジスタのソースの電位と略同一の電位を入力し、
前記書き込み期間後の表示期間において、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをオン状態とし、且つ前記第３のスイッチをオフ状態とし、
前記第４のスイッチ及び前記第５のスイッチをオフ状態とすることで、前記キャパシタの一方の電極及び前記駆動トランジスタのゲートが電気的に接続するノードを浮遊状態とし、
前記画像信号と、前記書き込み期間における前記駆動トランジスタのソースの電位との差と略同一の電圧を前記駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧として保持する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。特に、エレクトロルミネッセンスを利用して発光する発光素子を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の表示装置として、エレクトロルミネッセンスを利用して発光する発光素子を有する表示装置の開発が進められている。具体的には、マトリクス状に配設された画素のそれぞれに当該発光素子が配設され、且つ各発光素子に供給される電流を適宜制御することによって所望の表示を行う表示装置の開発が進められている。なお、当該発光素子としてはエレクトロルミネッセンスを使用して発光する有機物を有する素子（有機ＥＬ素子、有機発光ダイオードともいう）などが挙げられる。
【０００３】
当該表示装置においては、各発光素子に供給される電流を制御する手段が必要となる。当該手段としては、発光素子に供給される電流をトランジスタ（駆動トランジスタともいう）によって制御する手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。換言すると、高電源電位ＶＤＤを供給する配線（高電源電位線ともいう）と低電源電位ＶＳＳを供給する配線（低電源電位線ともいう）の間において、ソース及びドレインが発光素子と直列に接続されているトランジスタを各画素に配設する手段が知られている。
【０００４】
発光素子及び駆動トランジスタを有する画素の具体的態様としては、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す構成を想定することができる。具体的には、図３（Ａ）に示す画素は、ドレインが高電源電位線に電気的に接続されているＮチャネル型トランジスタ１００１Ａと、アノードがＮチャネル型トランジスタ１００１Ａのソースに電気的に接続され、カソードが低電源電位線に電気的に接続されている発光素子１００２Ａとを有する。また、図３（Ｂ）に示す画素は、ソースが高電源電位線に電気的に接続されているＰチャネル型トランジスタ１００１Ｂと、アノードがＰチャネル型トランジスタ１００１Ｂのドレインに電気的に接続され、カソードが低電源電位線に電気的に接続されている発光素子１００２Ｂとを有する。図３（Ｃ）に示す画素は、ソースが低電源電位線に電気的に接続されているＮチャネル型トランジスタ１００１Ｃと、カソードがＮチャネル型トランジスタ１００１Ｃのドレインに電気的に接続され、アノードが高電源電位線に電気的に接続されている発光素子１００２Ｃとを有する。また、図３（Ｄ）に示す画素は、ドレインが低電源電位線に電気的に接続されているＰチャネル型トランジスタ１００１Ｄと、カソードがＰチャネル型トランジスタ１００１Ｄのソースに電気的に接続され、アノードが高電源電位線に電気的に接続されている発光素子１００２Ｄとを有する。
【０００５】
なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素の中では、以下に示す２つの技術的観点から、図３（Ｂ）に示す画素が採用されることが多い。
【０００６】
第１の観点は、発光素子が経時劣化する又は環境温度が変化することによって、駆動トランジスタと発光素子が電気的に接続するノードの電位が変動する点である。具体的には、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す画素においては駆動トランジスタのソースの電位が一定に保持される。すなわち、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す画素が有する駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧を、発光素子が経時劣化するか否か及び環境温度が変化するか否かによらずに保持することが可能である。よって、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す画素においては、駆動トランジスタを飽和領域で動作させる際に発光素子に供給される電流（当該駆動トランジスタのソースとドレイン間に生じる電流）を、発光素子が経時劣化するか否か及び環境温度が変化するか否かによらずに略一定に保持することが可能である。他方、図３（Ａ）、（Ｄ）に示す画素が有する駆動トランジスタのソースの電位は、発光素子の経時劣化又は環境温度の変化に応じて変動する。すなわち、図３（Ａ）、（Ｄ）に示す画素が有する駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧が発光素子の経時劣化又は環境温度の変化に応じて変動する。よって、図３（Ａ）、（Ｄ）に示す画素においては、発光素子の経時劣化又は環境温度の変化に応じて発光素子に供給される電流が変化することになる。
【０００７】
第２の観点は、製造工程である。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素が有する発光素子は、一対の電極（アノード及びカソード）間においてエレクトロルミネッセンスによって生じた光を外部へ放出する。そのため、当該一対の電極の少なくとも一方は、透光性を有することが必要となる。例えば、当該一対の電極の少なくとも一方をインジウム錫酸化物（ＩＴＯともいう）などの透光性を有する材料を用いて構成することが必要となる。このような材料は、比較的仕事関数が高いためアノードとして利用するのが好適である。さらに、このような材料は、スパッタリング法を用いて形成されることが一般的である。ただし、当該発光素子が有機ＥＬ素子であるような場合には、有機物を形成後にスパッタリング法を用いることで当該有機物が損傷する可能性がある。よって、駆動回路及び発光素子の製造工程においては、駆動トランジスタ及び発光素子を構成するアノードを形成後に当該発光素子を構成する有機物を形成するという順序が好ましい。ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す画素は、当該順序に従って容易に駆動トランジスタ及び発光素子を形成することが可能である。
【０００８】
端的に述べると、上述した第１の観点においては図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す画素の構成が便宜であり、上述した第２の観点においては図３（Ａ）、（Ｂ）に示す画素の構成が便宜である。よって、上述の２つの観点からは、表示装置の画素として図３（Ｂ）に示す画素の構成を採用することが便宜である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２４１０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一態様は、上述した第１の観点において図３（Ａ）、（Ｄ）に示す画素に生じうる問題を課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様について図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して以下に説明する。なお、図１（Ａ）は、表示装置の画素として図３（Ａ）に示す画素の構成を採用した場合の一例を示す図である。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す画素の期間Ｔ１（書き込み期間ともいう）における画素の駆動方法例について示す図である。また、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す画素の期間Ｔ２（表示期間ともいう）における画素の駆動方法例について示す図である。なお、期間Ｔ２は期間Ｔ１後の期間である。
【００１２】
図１（Ａ）に示す画素は、ゲートが端子Ａに電気的に接続され、ドレインが高電源電位線に電気的に接続されているＮチャネル型トランジスタ１と、カソードが低電源電位線に電気的に接続されている発光素子２と、一方の電極が端子Ｂに電気的に接続され、他方の電極がＮチャネル型トランジスタ１のソースに電気的に接続されているキャパシタ３と、定電流源４と、一方の端子がＮチャネル型トランジスタ１のゲートに電気的に接続され、他方の端子がキャパシタ３の一方の電極に電気的に接続されているスイッチ５と、一方の端子がＮチャネル型トランジスタ１のソースに電気的に接続され、他方の端子が発光素子２のアノードに電気的に接続されているスイッチ６と、一方の端子がＮチャネル型トランジスタ１のソース及びキャパシタ３の他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が定電流源４に電気的に接続されているスイッチ７と、を有する。なお、定電流源４は、電流ｉ０を定常的に生じさせる電流源であることとする。
【００１３】
期間Ｔ１において（図１（Ｂ）参照）、スイッチ５、６はオフ状態となり、スイッチ７はオン状態となる。また、Ｎチャネル型トランジスタ１のゲートには、端子Ａから飽和領域動作電位Ｖ０が入力される。また、キャパシタ３の一方の電極には、端子Ｂから画像信号Ｖｄａｔａが入力される。なお、飽和領域動作電位Ｖ０は、Ｎチャネル型トランジスタ１を飽和領域で動作させる電位である。この場合、Ｎチャネル型トランジスタ１のドレインとソース間には電流ｉ０が生じる。そして、Ｎチャネル型トランジスタ１が飽和領域で動作するため、電流ｉ０は以下のように表される。
【００１４】
【数１】
0006023494.tif 000002
【００１５】
なお、μはＮチャネル型トランジスタ１の移動度、ＶｇｓはＮチャネル型トランジスタ１のゲートとソース間の電圧、ＶｔｈはＮチャネル型トランジスタ１のしきい値を表す。また、ｋは以下のように表される。
【００１６】
【数２】
0006023494.tif 000003
【００１７】
なお、ＷはＮチャネル型トランジスタ１のチャネル幅、ＬはＮチャネル型トランジスタ１のチャネル長、ＣｏｘはＮチャネル型トランジスタ１のゲート容量を表す。
【００１８】
また、キャパシタ３の一方の電極には画像信号Ｖｄａｔａが入力され、他方の電極はＮチャネル型トランジスタ１のソースに電気的に接続されている。よって、キャパシタ３の一方の電極と他方の電極の間の電圧ＶＣは、以下の様に表される。なお、Ｎチャネル型トランジスタ１のソースの電位は、Ｖ０−Ｖｇｓと表すことができる。
【００１９】
【数３】
0006023494.tif 000004
【００２０】
ここで、上記数式（１）から、Ｎチャネル型トランジスタ１のゲートとソース間の電圧は、以下のように表される。
【００２１】
【数４】
0006023494.tif 000005
【００２２】
さらに、上記数式（３）、（４）から電圧ＶＣは、以下の様に表される。
【００２３】
【数５】
0006023494.tif 000006
【００２４】
次いで、期間Ｔ２において（図１（Ｃ）参照）、スイッチ５、６はオン状態となり、スイッチ７はオフ状態となる。また、端子Ａ、Ｂは、ハイインピーダンス状態Ｚとなる。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１のゲート及びキャパシタ３の一方の電極が電気的に接続するノードが浮遊状態となり、当該ノードの電荷が保持される。なお、一般的に、Ｎチャネル型トランジスタ１のゲート容量の値は、キャパシタ３の保持容量の値と比較して著しく低い。そのため、当該ノードの電位は、期間Ｔ１におけるキャパシタ３の一方の電極の電位と略同一の電位となる。さらに、キャパシタ３の一方の電極と他方の電極間の電圧も保持される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１のゲートとソース間の電圧は、Ｎチャネル型トランジスタ１のソースの電位に依存することなく、期間Ｔ１におけるキャパシタ３の一方の電極と他方の電極間の電圧ＶＣと略同一となる。この場合、Ｎチャネル型トランジスタ１のドレインとソース間の電流Ｉ（発光素子２に供給される電流）は、以下のように表される。
【００２５】
【数６】
0006023494.tif 000007
【００２６】
ここで、上記数式（５）から、電流Ｉは、以下のように表される。
【００２７】
【数７】
0006023494.tif 000008
【００２８】
上記数式（７）に示すように、本発明の一態様に係る表示装置においては発光素子２に供給される電流ＩがＮチャネル型トランジスタ１のソースの電位に依存することがない。
【００２９】
また、上記数式（７）に示すように、本発明の一態様に係る表示装置においては電流ＩがＮチャネル型トランジスタ１のしきい値電圧に依存することもない。
【００３０】
さらに、Ｎチャネル型トランジスタ１の移動度がばらつく場合であっても発光素子２に供給される電流の変動を緩和することが可能である。以下では、この点について具体的に述べる。なお、以下では、移動度がμ＋Δμへと増加する場合において発光素子２に供給される電流について述べる。また、Δμの値は、μの値と比較して著しく低いこととする（μ＞＞Δμ）。この場合、上記数式（５）から期間Ｔ１におけるキャパシタ３の一方の電極と他方の電極間の電圧は、以下のように表される。
【００３１】
【数８】
0006023494.tif 000009
【００３２】
ここで、テーラー展開によって、上記数式（８）は、以下のように表される。
【００３３】
【数９】
0006023494.tif 000010
【００３４】
そして、この場合、発光素子２に供給される電流は、上記数式（６）、（９）から以下のように表される。
【００３５】
【数１０】
0006023494.tif 000011
【００３６】
上記数式（１０）に示すように、Ｎチャネル型トランジスタ１の移動度が増加する場合、発光素子２に供給される電流は、値が増加する式と値が減少する式の積となっている。すなわち、本発明の一態様に係る表示装置においてはＮチャネル型トランジスタ１の移動度がばらつく場合であっても発光素子２に供給される電流の変動を緩和することが可能である。
【００３７】
さらに、駆動トランジスタがノーマリーオン型のトランジスタである場合であっても発光素子２に供給される電流ＩがＮチャネル型トランジスタ１のソースの電位及びＮチャネル型トランジスタ１のしきい値電圧に依存することがない。以下では、この点について具体的に述べる。なお、本明細書においてノーマリーオン型のトランジスタとは、しきい値電圧が負のトランジスタを指すこととする。この場合、期間Ｔ１におけるＮチャネル型トランジスタ１のソースの電位は、Ｖ０＋｜Ｖｔｈ｜と表すことができる。なお、Ｖ０＋｜Ｖｔｈ｜≦ＶＤＤであることとする。よって、この場合のキャパシタ３の一方の電極と他方の電極の間の電圧ＶＣは、以下の様に表される。
【００３８】
【数１１】
0006023494.tif 000012
【００３９】
また、この場合、電流Ｉは以下のように表される。
【００４０】
【数１２】
0006023494.tif 000013
【００４１】
そして、上記数式（１１）から電流Ｉは以下のように表される。
【００４２】
【数１３】
0006023494.tif 000014
【００４３】
上記数式（１３）に示すように、本発明の一態様に係る表示装置においては、Ｎチャネル型トランジスタ１がノーマリーオン型のトランジスタであっても発光素子２に供給される電流ＩがＮチャネル型トランジスタ１のソースの電位及びＮチャネル型トランジスタ１のしきい値電圧に依存することがない。
【００４４】
以上が本発明の一態様である。ただし、図１及び図３を参照して説明した内容は本発明の一例を説明するものであり、本発明が当該内容に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００４５】
なお、上述した本発明の一態様は、発光素子と、Ｎチャネル型の駆動トランジスタと、キャパシタと、定電流源と、一方の端子が駆動トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子がキャパシタの一方の電極に電気的に接続されている第１のスイッチと、一方の端子が駆動トランジスタのソースに電気的に接続され、他方の端子が発光素子のアノードに電気的に接続されている第２のスイッチと、一方の端子が駆動トランジスタのソース及びキャパシタの他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が定電流源に電気的に接続されている第３のスイッチと、を有し、書き込み期間において、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオフ状態とし、且つ第３のスイッチをオン状態とし、駆動トランジスタを飽和領域で動作させ、キャパシタの一方の電極に画像信号を入力し、且つ他方の電極に駆動トランジスタのソースの電位と略同一の電位を入力し、書き込み期間後の表示期間において、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオン状態とし、且つ第３のスイッチをオフ状態とし、キャパシタの一方の電極及び駆動トランジスタのゲートが電気的に接続するノードを浮遊状態とし、画像信号と、書き込み期間における駆動トランジスタのソースの電位との差と略同一の電圧を駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧として保持する表示装置であると表現することができる。
【００４６】
なお、本発明の一態様の表示装置の画素として図３（Ｄ）に示す画素の構成を採用することも可能である。具体的には、図２に示す画素の構成を採用した場合であっても上述した動作を行うことが可能である。なお、図２に示す画素は、ゲートが端子Ａに電気的に接続され、ドレインが低電源電位線に電気的に接続されているＰチャネル型トランジスタ８と、アノードが高電源電位線に電気的に接続されている発光素子９と、一方の電極が端子Ｂに電気的に接続され、他方の電極がＰチャネル型トランジスタ８のソースに電気的に接続されているキャパシタ３と、定電流源４と、一方の端子がＰチャネル型トランジスタ８のゲートに電気的に接続され、他方の端子がキャパシタ３の一方の電極に電気的に接続されているスイッチ５と、一方の端子がＰチャネル型トランジスタ８のソースに電気的に接続され、他方の端子が発光素子９のカソードに電気的に接続されているスイッチ６と、一方の端子がＰチャネル型トランジスタ８のソース及びキャパシタ３の他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が定電流源４に電気的に接続されているスイッチ７と、を有する。
【００４７】
この場合には、本発明の一態様は、発光素子と、Ｐチャネル型の駆動トランジスタと、キャパシタと、定電流源と、一方の端子が駆動トランジスタのゲートに電気的に接続され、他方の端子がキャパシタの一方の電極に電気的に接続されている第１のスイッチと、一方の端子が駆動トランジスタのソースに電気的に接続され、他方の端子が発光素子のカソードに電気的に接続されている第２のスイッチと、一方の端子が駆動トランジスタのソース及びキャパシタの他方の電極に電気的に接続され、他方の端子が定電流源に電気的に接続されている第３のスイッチと、を有し、書き込み期間において、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオフ状態とし、且つ第３のスイッチをオン状態とし、駆動トランジスタを飽和領域で動作させ、キャパシタの一方の電極に画像信号を入力し、且つ他方の電極に駆動トランジスタのソースの電位と略同一の電位を入力し、書き込み期間後の表示期間において、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオン状態とし、且つ第３のスイッチをオフ状態とし、キャパシタの一方の電極及び駆動トランジスタのゲートが電気的に接続するノードを浮遊状態とし、画像信号と、書き込み期間における駆動トランジスタのソースの電位との差と略同一の電圧を駆動トランジスタのゲートとソース間の電圧として保持する表示装置であると表現することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の一態様の表示装置においては、上記数式（７）に示すように、発光素子に供給される電流が駆動トランジスタのソースの電位に依存することがない。よって、駆動トランジスタのソースと発光素子が電気的に接続する場合において、当該発光素子が経時劣化する又は環境温度が変化するとしても、発光素子に供給される電流を略一定に保持することが可能である。
【００４９】
また、本発明の一態様の表示装置においては、上記数式（７）に示すように、発光素子に供給される電流が駆動トランジスタのしきい値電圧に依存することがない。よって、マトリクス状に配設された画素のそれぞれに配設されている駆動トランジスタ間において駆動トランジスタのしきい値電圧がばらつく又は劣化によってしきい値電圧が変動する場合であっても発光素子に供給される電流を略一定に保持することが可能である。
【００５０】
また、本発明の一態様の表示装置においては、上記数式（１０）に示すように、駆動トランジスタの移動度が増加した場合における発光素子に供給される電流の変動を緩和することが可能である。よって、マトリクス状に配設された画素のそれぞれに配設されている駆動トランジスタ間において駆動トランジスタの移動度がばらつく場合であっても発光素子に供給される電流の変動を緩和することが可能である。
【００５１】
また、本発明の一態様の表示装置においては、上記数式（１３）に示すように、駆動トランジスタがノーマリーオン型のトランジスタにおける発光素子に供給される電流が駆動トランジスタのソースの電位及びしきい値電圧に依存することがない。よって、駆動トランジスタがノーマリーオン型のトランジスタである場合であっても、上述の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】画素の（Ａ）構成例を示す図、（Ｂ）、（Ｃ）駆動方法例を示す図。
【図２】画素の構成例を示す図。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）画素の構成例を示す図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）表示装置の構成例を示す図。
【図５】（Ａ）画素の構成例を示す図、（Ｂ）画素に入力される信号を示すタイミングチャート。
【図６】（Ａ）〜（Ｆ）電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下では、本発明の一態様について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態を様々に変更し得る。したがって、本発明は以下に示す記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００５４】
本発明の一態様の表示装置の構成例について図４、図５を参照して説明する。
【００５５】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す図である。なお、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の一部のみを示す図である。図４（Ａ）、（Ｂ）に示す表示装置は、マトリクス状に配設された複数の画素１００を有する画素部１０と、行毎に設けられている配線２１及び配線２２を介して複数の画素１００のそれぞれに電気的に接続されているゲートドライバ２０と、列毎に設けられている配線３１を介して複数の画素１００のそれぞれに電気的に接続されているソースドライバ３０と、配線４１を介して複数の画素１００のそれぞれに電気的に接続されている定電流源４０と、配線５１を介して複数の画素１００のそれぞれに電気的に接続されている定電圧源５０と、配線６１を介して複数の画素１００のそれぞれに電気的に接続されている定電圧源６０と、を有する。
【００５６】
なお、定電圧源５０は、高電源電位ＶＤＤを配線５１に供給する機能を有し、定電圧源６０は、高電源電位ＶＤＤ未満の電位である電位Ｖ０を配線６１に供給する機能を有する。
【００５７】
図５（Ａ）は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す画素１００の構成例を示す図である。図５（Ａ）に示す画素１００は、Ｎチャネル型トランジスタ１０１〜１０６と、キャパシタ１０７と、発光素子１０８とを有する。
【００５８】
なお、Ｎチャネル型トランジスタ１０１は、ゲートが配線２２に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が配線３１に電気的に接続されている。
【００５９】
また、Ｎチャネル型トランジスタ１０２は、ゲートが配線２２に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が配線４１に電気的に接続されている。
【００６０】
また、Ｎチャネル型トランジスタ１０３は、ゲートが配線２１に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方がＮチャネル型トランジスタ１０１のソース及びドレインの他方に電気的に接続されている。
【００６１】
また、Ｎチャネル型トランジスタ１０４は、ゲートがＮチャネル型トランジスタ１０３のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、ソースがＮチャネル型トランジスタ１０２のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、ドレインが配線５１に電気的に接続されている。
【００６２】
また、Ｎチャネル型トランジスタ１０５は、ゲートが配線２２に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方がＮチャネル型トランジスタ１０３のソース及びドレインの他方及びＮチャネル型トランジスタ１０４のゲートに電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が配線６１に電気的に接続されている。
【００６３】
また、Ｎチャネル型トランジスタ１０６は、ゲートが配線２１に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方がＮチャネル型トランジスタ１０２のソース及びドレインの他方及びＮチャネル型トランジスタ１０４のソースに電気的に接続されている。
【００６４】
また、キャパシタ１０７は、一方の電極がＮチャネル型トランジスタ１０１のソース及びドレインの他方及びＮチャネル型トランジスタ１０３のソース及びドレインの一方に電気的に接続され、他方の電極がＮチャネル型トランジスタ１０２のソース及びドレインの他方、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のソース、及びＮチャネル型トランジスタ１０６のソース及びドレインの一方に電気的に接続されている。
【００６５】
また、発光素子１０８は、アノードがＮチャネル型トランジスタ１０６のソース及びドレインの他方に電気的に接続され、カソードが低電源電位線に電気的に接続されている。
【００６６】
なお、図５（Ａ）に示す画素１００において、Ｎチャネル型トランジスタ１０４は駆動トランジスタとして機能し、Ｎチャネル型トランジスタ１０１〜１０３、１０５、１０６はスイッチとして機能する。具体的には、Ｎチャネル型トランジスタ１０４は図１（Ａ）に示すＮチャネル型トランジスタ１に、Ｎチャネル型トランジスタ１０３は図１（Ａ）に示すスイッチ５に、Ｎチャネル型トランジスタ１０６は図１（Ａ）に示すスイッチ６に、Ｎチャネル型トランジスタ１０２は図１（Ａ）に示すスイッチ７に相当する。
【００６７】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す画素に入力される信号を示すタイミングチャートである。具体的には、配線２１、２２、３１に供給される信号を示すタイミングチャートである。
【００６８】
期間ｔ１（書き込み期間ともいう）において、配線２１にはロウレベルの電位が供給される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０３、１０６がオフ状態となる。また、配線２２にはハイレベルの電位が供給される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０１、１０２、１０５がオン状態となる。また、配線３１には画像信号Ｖｄａｔａが供給される。
【００６９】
この場合、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲートは、Ｎチャネル型トランジスタ１０５を介して配線６１に電気的に接続される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲートには電位Ｖ０が入力される。なお、電位Ｖ０はＮチャネル型トランジスタ１０４を飽和領域で動作させる電位である。さらに、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のソースは、Ｎチャネル型トランジスタ１０２を介して定電流源４０に電気的に接続される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のドレインとソース間には、所定の電流が生じる。
【００７０】
また、キャパシタ１０７の一方の電極は、Ｎチャネル型トランジスタ１０１を介して配線３１に電気的に接続される。よって、キャパシタ１０７の一方の電極には画像信号Ｖｄａｔａが入力される。さらに、キャパシタ１０７の他方の電極にはＮチャネル型トランジスタ１０４のソースの電位と略同一の電位が入力される。よって、キャパシタ１０７の一対の電極間の電圧（ＶＣ）は、画像信号ＶｄａｔａとＮチャネル型トランジスタ１０４のソースの電位の差と略同一となる。
【００７１】
期間ｔ２（表示期間ともいう）において、配線２１にはハイレベルの電位が供給される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０３、１０６がオン状態となる。また、配線２２にはロウレベルの電位が供給される。よって、Ｎチャネル型トランジスタ１０１、１０２、１０５がオフ状態となる。
【００７２】
この場合、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲートは、Ｎチャネル型トランジスタ１０３を介してキャパシタ１０７の一方の電極に電気的に接続される。また、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲートとキャパシタ１０７の一方の電極が電気的に接続するノードが浮遊状態となる。よって、期間ｔ１において当該ノードに存在する電荷が期間ｔ２においても保持される。さらに、期間ｔ１におけるキャパシタ１０７の一対の電極間の電圧が、期間ｔ２におけるキャパシタ１０７の一対の電極間の電圧として保持される。なお、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲート容量の値は、キャパシタ１０７の静電容量の値よりも著しく低いこととする。ここで、キャパシタ１０７の一対の電極間の電圧は、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のゲートとソース間の電圧となる。よって、期間ｔ２におけるＮチャネル型トランジスタ１０４のゲートとソース間の電圧は、Ｎチャネル型トランジスタ１０４のソースの電位及びＮチャネル型トランジスタ１０４のしきい値電圧に依存しない。その結果、各画素１００に配設されている発光素子１０８が経時劣化する場合若しくは環境温度が変化する場合又は各画素１００に配設されているＮチャネル型トランジスタ１０４のしきい値電圧がばらつく場合であっても、各画素１００に配設されているＮチャネル型トランジスタ１０４から発光素子１０８に対して略同一の電流を供給することが可能となる。
【００７３】
また、図４、５に示す表示装置においては、各画素１００に配設されているＮチャネル型トランジスタ１０４の移動度がばらつく場合であっても発光素子１０８に供給される電流の変動を緩和することが可能である。
【００７４】
また、図４、５に示す表示装置においては、各画素１００に配設されているＮチャネル型トランジスタ１０４がノーマリーオン型のトランジスタである場合であっても発光素子１０８に供給される電流を略一定に保持することが可能である。
【００７５】
また、図４、５に示す表示装置においては、各画素１００に配設されているトランジスタが全てＮチャネル型トランジスタである。よって、製造プロセス数の低減による製造コストの低減及び歩留まりの向上を図ることが可能である。
【００７６】
また、図４、５に示す表示装置においては、各画素１００を酸化物半導体にチャネルが形成されるトランジスタによって構成することが可能である。なお、酸化物半導体にチャネルが形成されるトランジスタは、アモルファスシリコンにチャネルが形成されるトランジスタと同様の低温プロセスで製造することができ、且つそれよりも移動度が高いという利点を有する。
【００７７】
また、図４、５に示す表示装置においては、各画素１００が配設されてＮチャネル型トランジスタ１０４（駆動トランジスタ）がノーマリーオン型のトランジスタであっても発光素子１０８に供給される電流を略一定に保持することが可能である。
【実施例１】
【００７８】
本実施例では、上述した表示装置を搭載した電子機器の例について図６を参照して説明する。
【００７９】
図６（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータを示す図であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４などによって構成されている。
【００８０】
図６（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）を示す図であり、本体２２１１には表示部２２１３と、外部インターフェイス２２１５と、操作ボタン２２１４等が設けられている。また、操作用の付属品としてスタイラス２２１２がある。
【００８１】
図６（Ｃ）は、電子ペーパーの一例として、電子書籍２２２０を示す図である。電子書籍２２２０は、筐体２２２１および筐体２２２３の２つの筐体で構成されている。筐体２２２１および筐体２２２３は、軸部２２３７により一体とされており、該軸部２２３７を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、電子書籍２２２０は、紙の書籍のように用いることが可能である。
【００８２】
筐体２２２１には表示部２２２５が組み込まれ、筐体２２２３には表示部２２２７が組み込まれている。表示部２２２５および表示部２２２７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図６（Ｃ）では表示部２２２５）に文章を表示し、左側の表示部（図６（Ｃ）では表示部２２２７）に画像を表示することができる。
【００８３】
また、図６（Ｃ）では、筐体２２２１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２２２１は、電源２２３１、操作キー２２３３、スピーカー２２３５などを備えている。操作キー２２３３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍２２２０は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【００８４】
また、電子書籍２２２０は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【００８５】
なお、電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野に適用することが可能である。例えば、電子書籍以外にも、ポスター、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示などに適用することができる。
【００８６】
図６（Ｄ）は、携帯電話機を示す図である。当該携帯電話機は、筐体２２４０および筐体２２４１の二つの筐体で構成されている。筐体２２４１は、表示パネル２２４２、スピーカー２２４３、マイクロフォン２２４４、ポインティングデバイス２２４６、カメラ用レンズ２２４７、外部接続端子２２４８などを備えている。また、筐体２２４０は、当該携帯電話機の充電を行う太陽電池セル２２４９、外部メモリスロット２２５０などを備えている。また、アンテナは筐体２２４１内部に内蔵されている。
【００８７】
表示パネル２２４２はタッチパネル機能を備えており、図６（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー２２４５を点線で示している。なお、当該携帯電話は、太陽電池セル２２４９から出力される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路を実装している。また、上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置などを内蔵した構成とすることもできる。
【００８８】
表示パネル２２４２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル２２４２と同一面上にカメラ用レンズ２２４７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピーカー２２４３およびマイクロフォン２２４４は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体２２４０と筐体２２４１はスライドし、図６（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。
【００８９】
外部接続端子２２４８はＡＣアダプタやＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、充電やデータ通信が可能になっている。また、外部メモリスロット２２５０に記録媒体を挿入し、より大量のデータの保存および移動に対応できる。また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであってもよい。
【００９０】
図６（Ｅ）は、デジタルカメラを示す図である。当該デジタルカメラは、本体２２６１、表示部（Ａ）２２６７、接眼部２２６３、操作スイッチ２２６４、表示部（Ｂ）２２６５、バッテリー２２６６などによって構成されている。
【００９１】
図６（Ｆ）は、テレビジョン装置を示す図である。テレビジョン装置２２７０では、筐体２２７１に表示部２２７３が組み込まれている。表示部２２７３により、映像を表示することが可能である。なお、ここでは、スタンド２２７５により筐体２２７１を支持した構成を示している。
【００９２】
テレビジョン装置２２７０の操作は、筐体２２７１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機２２８０により行うことができる。リモコン操作機２２８０が備える操作キー２２７９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部２２７３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機２２８０に、当該リモコン操作機２２８０から出力する情報を表示する表示部２２７７を設ける構成としてもよい。
【００９３】
なお、テレビジョン装置２２７０は、受信機やモデムなどを備えた構成とするのが好適である。受信機により、一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１            Ｎチャネル型トランジスタ
２            発光素子
３            キャパシタ
４            定電流源
５            スイッチ
６            スイッチ
７            スイッチ
８            Ｐチャネル型トランジスタ
９            発光素子
１０          画素部
２０          ゲートドライバ
２１          配線
２２          配線
３０          ソースドライバ
３１          配線
４０          定電流源
４１          配線
５０          定電圧源
５１          配線
６０          定電圧源
６１          配線
１０１        Ｎチャネル型トランジスタ
１０２        Ｎチャネル型トランジスタ
１０３        Ｎチャネル型トランジスタ
１０４        Ｎチャネル型トランジスタ
１０５        Ｎチャネル型トランジスタ
１０６        Ｎチャネル型トランジスタ
１０７        キャパシタ
１０８        発光素子
１００１Ａ    Ｎチャネル型トランジスタ
１００１Ｂ    Ｐチャネル型トランジスタ
１００１Ｃ    Ｎチャネル型トランジスタ
１００１Ｄ    Ｐチャネル型トランジスタ
１００２Ａ    発光素子
１００２Ｂ    発光素子
１００２Ｃ    発光素子
１００２Ｄ    発光素子
２２０１      本体
２２０２      筐体
２２０３      表示部
２２０４      キーボード
２２１１      本体
２２１２      スタイラス
２２１３      表示部
２２１４      操作ボタン
２２１５      外部インターフェイス
２２２０      電子書籍
２２２１      筐体
２２２３      筐体
２２２５      表示部
２２２７      表示部
２２３１      電源
２２３３      操作キー
２２３５      スピーカー
２２３７      軸部
２２４０      筐体
２２４１      筐体
２２４２      表示パネル
２２４３      スピーカー
２２４４      マイクロフォン
２２４５      操作キー
２２４６      ポインティングデバイス
２２４７      カメラ用レンズ
２２４８      外部接続端子
２２４９      太陽電池セル
２２５０      外部メモリスロット
２２６１      本体
２２６３      接眼部
２２６４      操作スイッチ
２２６５      表示部（Ｂ）
２２６６      バッテリー
２２６７      表示部（Ａ）
２２７０      テレビジョン装置
２２７１      筐体
２２７３      表示部
２２７５      スタンド
２２７７      表示部
２２７９      操作キー
２２８０      リモコン操作機
【図１】
0006023494.tif 000015
【図２】
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【図３】
0006023494.tif 000017
【図４】
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【図５】
0006023494.tif 000019
【図６】
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