(57)【要約】【課題】画素に映像信号を入力する駆動回路の構成が簡単で、しかも中間調の表示品位の高く、消費電力の低い、表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。【解決手段】複数の画素それぞれに、発光素子と、容量素子とを有し、発光素子の一方の電極は容量素子に接続され、発光素子の一方の電極に発光素子のしきい値電圧以上の電圧を印加し、容量素子の一方の電極の電位を変化させることで発光素子の一方の電極の電位を変化させ、発光素子を発光させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ、一対の電極に狭持された発光素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子とを有し、
前記発光素子の一方の電極は前記容量素子の他方の電極に接続され、
前記発光素子の一方の電極に前記発光素子のしきい値電圧以上の電圧を印加し、
前記容量素子の一方の電極の電位を変化させて、前記発光素子の一方の電極の電位を変化させることで前記発光素子を発光させることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記容量素子の前記一方の電極の電位の変化量を制御して、発光素子の輝度を制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記発光素子が発光している時間を制御して、発光素子の輝度を制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項４】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、スイッチング素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記スイッチング素子を介して前記第２の配線と接続され、
前記スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第３の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第３のスイッチング素子、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第１のスイッチング素子とＯＮ状態となった前記第２のスイッチング素子とを順に介して前記第３の配線と接続され、前記第２のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態を制御する電極は前記第２の容量素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第３のスイッチング素子を介して前記第４の配線に接続され、
前記第１のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第２の配線に入力される信号によって制御され、前記第３のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第５の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、トランジスタと、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及び前記トランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記トランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２の配線と接続され、前記トランジスタのゲートは前記第３の配線と接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記発光素子の一方の電極と接続され、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記第１のトランジスタのゲートは前記第２の配線と接続され、前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第３の配線と接続され、前記第２のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記第２の容量素子の一方の電極に接続され、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第４の配線に接続され、前記第３のトランジスタのゲートは前記第５の配線を接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、スイッチング素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記スイッチング素子を介して前記第２の配線と接続され、
前記スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第３の配線に入力される信号によって制御される表示装置を用いたことを特徴とする表示モジュール。
【請求項９】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第３のスイッチング素子、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第１のスイッチング素子とＯＮ状態となった前記第２のスイッチング素子とを順に介して前記第３の配線と接続され、前記第２のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態を制御する電極は前記第２の容量素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第３のスイッチング素子を介して前記第４の配線に接続され、
前記第１のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第２の配線に入力される信号によって制御され、前記第３のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第５の配線に入力される信号によって制御される表示装置を用いたことを特徴とする表示モジュール。
【請求項１０】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、トランジスタと、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及び前記トランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記トランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２の配線と接続され、前記トランジスタのゲートは前記第３の配線と接続される表示装置を用いたことを特徴とする表示モジュール。
【請求項１１】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記発光素子の一方の電極と接続され、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記第１のトランジスタのゲートは前記第２の配線と接続され、前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第３の配線と接続され、前記第２のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記第２の容量素子の一方の電極に接続され、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第４の配線に接続され、前記第３のトランジスタのゲートは前記第５の配線を接続される表示装置を用いたことを特徴とする表示モジュール。
【請求項１２】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを表示部に有し、
前記複数の画素は、それぞれ、スイッチング素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記スイッチング素子を介して前記第２の配線と接続され、
前記スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第３の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項１３】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを表示部に有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第３のスイッチング素子、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第１のスイッチング素子とＯＮ状態となった前記第２のスイッチング素子とを順に介して前記第３の配線と接続され、前記第２のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態を制御する電極は前記第２の容量素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった前記第３のスイッチング素子を介して前記第４の配線に接続され、
前記第１のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第２の配線に入力される信号によって制御され、前記第３のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、前記第５の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項１４】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを表示部に有し、
前記複数の画素は、それぞれ、トランジスタと、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記容量素子の一方の電極は前記第１の配線に接続され、前記容量素子の他方の電極は前記発光素子の一方の電極、及び前記トランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記トランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２の配線と接続され、前記トランジスタのゲートは前記第３の配線と接続されることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項１５】
第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを表示部に有し、
前記複数の画素は、それぞれ、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、一対の電極の間に電圧を保持する第１の容量素子、一対の電極の間に電圧を保持する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、
前記第１の容量素子の一方の電極は前記第１の配線と接続され、前記第１の容量素子の他方の電極は、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記発光素子の一方の電極と接続され、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、前記第１のトランジスタのゲートは前記第２の配線と接続され、前記第２のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第３の配線と接続され、前記第２のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び前記第２の容量素子の一方の電極に接続され、前記第３のトランジスタのソースとドレインのうち他方は前記第４の配線に接続され、前記第３のトランジスタのゲートは前記第５の配線を接続されることを特徴とする携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブマトリクス型の表示装置及びその駆動方法に関する。本発明は特に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと表記する）等のスイッチング素子と発光素子とを画素毎に有する表示装置及びその駆動方法に関する。また、表示装置及びその駆動方法を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴを形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型の表示装置への応用開発が進められている。特に、活性層としてポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高いので、高速動作が可能である。そのため、画素が形成された基板と同一の基板上にＴＦＴを用いて形成した駆動回路によって、画素の制御を行うことが可能となっている。画素が形成された基板と同一基板上にＴＦＴによって形成された様々な回路を有する表示装置では、製造のコストの低減、小型化、歩留まりの上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られる。
【０００３】
表示装置の各画素が有する表示素子として、発光素子であるエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と表記する）を有したアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の研究が活発化している。ＥＬ表示装置は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  ＥＬ  Ｄｉｓｐｌａｙ）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれている。
【０００４】
一般に、ＥＬ素子に流れる電流値とＥＬ素子の発光輝度とは比例関係にあるため、ＥＬ素子を表示素子として用いたＥＬ表示装置では、電流値で輝度を制御する。そのため、ＥＬ表示装置では、電圧値で輝度を制御する液晶表示装置とは異なる画素構成が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０１／０６４８４号パンフレット
【０００５】
また、特許文献１に記載されているＥＬ表示装置の各画素に映像信号を入力する駆動回路が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献２】国際公開第０２／３９４２０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の発明では、映像信号として階調に比例した電流値の電流を各画素に入力し、各画素のＥＬ素子に流れる電流値を決める駆動方法を用いている。しかし、この駆動方法では、上記特許文献２で示されるように、画素に映像信号を入力する駆動回路は、アナログの電流値の電流を出力するために、多数の電流源を有する構成とする必要がある。そのため、駆動回路の構成が複雑となる。また、画素への映像信号の入力は、黒に近い中間階調の映像信号の入力が不完全になりやすく、中間階調の表示品位が低下する。また、ＥＬ素子の電流値を制御するために、ＥＬ素子と直列接続されたＴＦＴを飽和領域で動作させるため、ＥＬ表示装置の消費電力が高くなり、発熱も大きい。
【０００７】
本発明では上記欠点を解決し、画素に映像信号を入力する駆動回路の構成が簡略で、しかも中間階調の表示品位の高く、消費電力の低い、表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の画素と、複数の画素それぞれに、一対の電極に狭持された発光素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子とを有し、発光素子の一対の電極のうち一方は容量素子の他方の電極に接続され、発光素子の一方の電極に発光素子のしきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加する。そして、発光素子の一方の電極と容量素子の他方の電極が接続されたノードの電位はしきい値電圧Ｖｔｈと等しくなった状態となり、容量素子に発光素子のしきい値電圧Ｖｔｈに対応した電圧が保持される。さらに、容量素子の一方の電極の電位を変化させることで、発光素子の一方の電極の電位はしきい値電圧Ｖｔｈと容量素子の電位の変化量Ｖｇを総和した電位となり、発光素子を発光させることを特徴としている。例えば、容量素子の一方の電極の電位を上昇させることによって、容量素子の一方の電極の電位が上昇した分だけ容量素子の他方の電極の電位、及び発光素子の一方の電極の電位を上昇させる。こうして、発光素子を発光させる。
【０００９】
つまり、本発明の構成は、複数の画素を有し、複数の画素は、それぞれ、一対の電極に狭持された発光素子と、一対の電極の間に電圧を保持する容量素子とを有し、発光素子の一方の電極は容量素子の他方の電極に接続され、発光素子の一方の電極に発光素子のしきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加し、容量素子の一方の電極の電位を変化させて、発光素子の一方の電極の電位を変化させることで発光素子を発光させることを特徴としている。
【００１０】
上記構成は、容量素子と発光素子とで容量分割した電圧を考慮しない場合に適応できる。なお、容量分割した電圧を考慮する場合は、上記構成について、発光素子の一方の電極と容量素子の他方の電極が接続されたノードの電位（すなわち発光素子の一方の電極）において、容量素子の一方の電極における電位の変化量Ｖｇは、容量素子と発光素子とで容量分割した電圧分上昇させることになる。つまり、発光素子の一方の電極の電位は（容量素子の容量Ｃ／（容量素子の容量Ｃ＋発光素子の容量Ｃｅｌ））×（容量素子の一方の電極における電位の変化量Ｖｇ）＋しきい値電圧Ｖｔｈとなる。
【００１１】
発光素子のしきい値電圧Ｖｔｈとは、発光素子に電流が流れて、発光し始めるときに発光素子に印加される電圧のことである。つまり、発光素子は、しきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧を印加されると発光する。
【００１２】
容量素子の一方の電極の電位（電位の変化量Ｖｇ）を制御して発光素子の輝度を制御し、表示部の階調を表現しても良い。また、デジタル時間階調のように、各画素の発光素子が発光している時間を制御して発光素子の輝度を制御し、表示部の階調を表現してもよい。
【００１３】
上記駆動方法で表示を行う表示装置の構成について、以下に説明する。
【００１４】
（第１の構成）
本発明は、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、複数の画素それぞれは、スイッチング素子と、一対の電極を有する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、容量素子の一方の電極は第１の配線に接続され、容量素子の他方の電極は発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となったスイッチング素子を介して第２の配線と接続され、スイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、第３の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする表示装置である。
【００１５】
なお、上記構成において、発光素子の他方の電極には、所定の電位が与えられている。
【００１６】
（第２の構成）
本発明は、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、複数の画素それぞれは、第１のスイッチング素子、第２のスイッチング素子、第３のスイッチング素子、一対の電極を有する第１の容量素子、一対の電極を有する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、第１の容量素子の一方の電極は第１の配線と接続され、第１の容量素子の他方の電極は、発光素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった第１のスイッチング素子とＯＮ状態となった第２のスイッチング素子とを順に介して第３の配線と接続され、第２のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態を制御する電極は第２の容量素子の一方の電極、及びＯＮ状態となった第３のスイッチング素子を介して第４の配線に接続され、第１のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、第２の配線に入力される信号によって制御され、第３のスイッチング素子のＯＮ状態またはＯＦＦ状態は、第５の配線に入力される信号によって制御されることを特徴とする表示装置である。
【００１７】
なお、上記構成において、発光素子の他方の電極には、所定の電位が与えられる構成とすることができる。
【００１８】
また、第２の容量素子の他方の電極は、第２のスイッチング素子の動作時に一定の電位に保たれていれば、何処に接続されていてもよい。例えば、発光素子の他方の電極に接続されていてもよいし、その他の配線に接続されていてもよい。
【００１９】
（第３の構成）
上記第１の構成のスイッチング素子として、トランジスタを用いることができる。スイッチング素子として、トランジスタを用いた場合の構成について説明する。
【００２０】
本発明は、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、複数の画素とを有し、複数の画素それぞれは、トランジスタと、一対の電極を有する容量素子と、一対の電極を有する発光素子とを有し、容量素子の一方の電極は第１の配線に接続され、容量素子の他方の電極は発光素子の一方の電極、及びトランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、トランジスタのソースとドレインのうち他方は第２の配線と接続され、トランジスタのゲートは第３の配線と接続されることを特徴とする表示装置である。
【００２１】
なお、上記構成において、発光素子の他方の電極には、所定の電位が与えられる構成とすることができる。
【００２２】
（第４の構成）
上記第２の構成のスイッチング素子として、トランジスタを用いることができる。スイッチング素子として、トランジスタを用いた場合の構成について説明する。
【００２３】
本発明は、第１の配線と、第２の配線と、第３の配線と、第４の配線と、第５の配線と、複数の画素とを有し、複数の画素それぞれは、第１のトランジスタ、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、一対の電極を有する第１の容量素子、一対の電極を有する第２の容量素子、一対の電極を有する発光素子とを有し、第１の容量素子の一方の電極は第１の配線と接続され、第１の容量素子の他方の電極は、前記第１のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び発光素子の一方の電極と接続され、第１のトランジスタのソースとドレインのうち他方は第２のトランジスタのソースとドレインのうち一方と接続され、第１のトランジスタのゲートは第２の配線と接続され、第２のトランジスタのソースとドレインのうち他方は第３の配線と接続され、第２のトランジスタのゲートは、第３のトランジスタのソースとドレインのうち一方、及び第２の容量素子の一方の電極に接続され、第３のトランジスタのソースとドレインのうち他方は第４の配線に接続され、第３のトランジスタのゲートは第５の配線と接続されることを特徴とする表示装置である。
【００２４】
なお、上記構成において、発光素子の他方の電極には、所定の電位が与えられる構成とすることができる。
【００２５】
また、第２の容量素子の他方の電極は、第２のトランジスタの動作時に一定の電位に保たれていれば、何処に接続されていてもよい。例えば、発光素子の他方の電極に接続されていてもよいし、その他の配線に接続されていてもよい。
【００２６】
なお、トランジスタのゲートとソース間にしきい値を超える電圧が印加され、ソースとドレイン間に電流が流れる状態になることをトランジスタがＯＮ状態になると呼ぶ。また、トランジスタのゲートとソース間にしきい値以下の電圧が印加され、ソースとドレイン間に電流が流れない状態になることをトランジスタがＯＦＦ状態になると呼ぶ。
【００２７】
本発明において、接続されているとは、電気的に接続されていることと同義である。したがって、本発明の構成において、所定の接続関係に加え、その間に電気的な接続を可能とする他の素子（例えば、スイッチや、トランジスタ、ダイオード、容量等の素子）が配置されていてもよい。
【００２８】
第３の構成及び第４の構成では、スイッチング素子の一例としてトランジスタを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。スイッチング素子としては、電流の流れを制御できる素子であれば、電気的スイッチでも機械的スイッチでも良い。スイッチング素子として、ダイオードを用いても良いし、ダイオードとトランジスタを組み合わせた論理回路を用いてもよい。
【００２９】
また、本発明において、スイッチング素子として適用可能なトランジスタの種類に限定はなく、非晶質シリコンや多結晶シリコンに代表される非単結晶半導体膜を用いたＴＦＴ、半導体基板やＳＯＩ基板を用いて形成されるＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタ、有機半導体やカーボンナノチューブを用いたトランジスタ、その他のトランジスタを適用することができる。また、トランジスタが形成される基板の種類に限定はなく、単結晶基板、ＳＯＩ基板、石英基板、ガラス基板、樹脂基板などを自由に用いることができる。
【００３０】
トランジスタは単なるスイッチング素子として動作させるため、極性（導電型）は特に限定されず、Ｎ型トランジスタでもＰ型トランジスタでもどちらでもよい。ただし、オフ電流が少ない方が望ましい場合、オフ電流が少ない特性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、チャネル形成領域とソースまたはドレイン領域との間に低濃度で導電型を付与する不純物元素が添加された領域（ＬＤＤ領域という。）が設けられたトランジスタがある。
【００３１】
また、トランジスタのソースの電位がドレインの電位よりも低電位側電源に近い値で動作する場合には、当該トランジスタはＮ型とするのが望ましい。反対に、トランジスタのソースの電位が高電位側電源に近い状態で動作する場合には、当該トランジスタはＰ型とするのが望ましい。このような構成とすることによって、トランジスタのゲートとソース間の電圧の絶対値を大きくできるので、当該トランジスタをスイッチとして動作させやすい。なお、Ｎ型トランジスタとＰ型トランジスタとの両方を用いて、ＣＭＯＳ型のトランジスタをスイッチング素子としてもよい。
【００３２】
本発明は、発光素子として、一対の電極間に流れる電流値と輝度が比例関係にある素子を用いた表示装置に適用することができる。例えば、発光素子としてＥＬ素子や発光ダイオードを用いた表示装置に適用することができる。
【００３３】
また、本発明の構成を用いた電子機器、携帯情報端末、及び表示モジュールも本発明の範疇に含めるものとする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、各画素において、発光素子のしきい値電圧に対応する電圧を容量素子に保持し、所定の電圧にしきい値電圧分だけ加算した電圧を発光素子に印加する。そのため、発光素子のしきい値電圧によらず発光素子を発光させることができる。こうして、画素間で発光素子のしきい値電圧がばらついても、また発光素子が劣化しても、その影響を受けずに、正しい階調が表示でき、高品質表示が可能な表示装置を提供することができる。
【００３５】
また、本発明は、映像信号として電圧を用いるので、画素に映像信号を入力する駆動回路の構成を簡略にすることができる。
【００３６】
更に、本発明の第３の構成及び第４の構成において、画素毎に配置されたトランジスタは単なるスイッチング素子として機能するため、表示装置の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の主旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３８】
（実施の形態１）
［課題を解決するための手段］において説明した第３の構成の表示装置について、画素の構成を図１を用いて説明する。
【００３９】
図１において、画素はそれぞれ、容量素子１０１、発光素子１０２、ＴＦＴ１０３を有し、１０４はソース信号線、１０５はゲート信号線、１０６は発光制御線、１０７はノードＶｍを示し、１０８は発光素子１０２の一対の電極のうちの他方を示す。
【００４０】
容量素子１０１の一方の電極は発光制御線１０６に接続され、容量素子１０１の他方の電極は発光素子１０２の一方の電極、及びＴＦＴ１０３のソースとドレインのうち一方と接続され、ＴＦＴ１０３のソースとドレインのうち他方はソース信号線１０４に接続され、ＴＦＴ１０３のゲートはゲート信号線１０５に接続されている。
【００４１】
容量素子１０１の他方の電極と発光素子１０２の一方の電極との接続点をノードＶｍ１０７とする。
【００４２】
図１の画素の駆動方法について、図２のタイミングチャートを用いて説明する。
【００４３】
容量素子１０１に発光素子１０２のしきい値電圧を保持する方法について説明する。発光素子１０２のしきい値電圧は、図２においてＶｔｈで示す。図２にＴ１で示すＤａｔａ書き込み期間において、ＴＦＴ１０３をＯＮ状態にさせ、ソース信号線１０４に与えられた電位をノードＶｍ１０７に入力する。ここで、ソース信号線１０４に与えられる電位は、発光素子１０２の他方の電極１０８の電位との電位差が、発光素子１０２のしきい値電圧以上となるように定めれば良い。ソース信号線１０４に与えられる電位を図２においてＶｄａｔａで示す。発光素子１０２の他方の電極１０８の電位を図２においてＶｏで示す。さらに、容量素子１０１の容量値を図２においてＣ１０１で示し、発光素子１０２の容量値を図２においてＣｅｌで示す。こうして、容量素子１０１には、ソース信号線１０４の電位と発光制御線１０６の電位との電位差に相当する電圧が保持される。次いで、図２にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間で、ＴＦＴ１０３をＯＦＦ状態にすると、ノードＶｍ１０７の電位は減少する。ノードＶｍ１０７の電位の減少は、ノードＶｍ１０７の電位と発光素子１０２の他方の電極１０８の電位との電位差が発光素子１０２のしきい値電圧に等しくなるまで続く。こうして、ノードＶｍ１０７の電位は、発光素子１０２のしきい値電圧Ｖｔｈに対応した値となる。
【００４４】
次に、図２にＴ３示す表示期間で、容量素子１０１に接続されている発光制御線１０６の電位をＶｇだけ上昇させる。こうして、容量素子１０１の他方の電極の電位、すなわちノードＶｍ１０７の電位を発光制御線１０６の上昇した電圧Ｖｇにおいて、容量素子１０１と発光素子１０２とで容量分割した電圧分上昇させる。つまり、（Ｃ１０１／（Ｃ１０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ分上昇する。ここで図２にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間において、ノードＶｍ１０７の電位と発光素子１０２の他方の電極１０８の電位との電位差は、発光素子１０２のしきい値電圧となっている。そのため、表示期間Ｔ３において発光制御線１０６の電位をＶｇだけ上昇させると、ノードＶｍ１０７の電位と発光素子１０２の他方の電極１０８の電位との電位差は、発光制御線１０６の上昇した電圧Ｖｇにおいて容量素子１０１と発光素子１０２とで容量分割した電圧分と、発光素子１０２のしきい値電圧との和（（Ｃ１０１／（Ｃ１０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ＋Ｖｔｈ）となる。これにより、発光素子１０２には、発光素子１０２のしきい値電圧を補正した電圧を印加することができ、発光素子１０２を発光状態とすることができる。
【００４５】
ここで、階調の表現方法について説明する。本発明の表示装置は、アナログ電圧階調方式やデジタル時間階調方式で階調を表現することができる。アナログ電圧階調方式では、図２のＶｇの値をアナログで変化させることによって階調を表現する。デジタル時間階調方式では、１フレームを複数の発光時間が異なる（発光時間が同じでもよい）サブフレームに分割し、サブフレーム毎に発光素子１０２の発光状態または非発光状態を選択する。そして、１フレームあたりで発光状態が選択された時間を制御することによって階調を表現する。
【００４６】
上記ではアナログ電圧階調方式とデジタル時間階調方式を説明したが、別の方式でも階調を表現できる。１フレームを、複数の図２のＶｇが異なる（Ｖｇが同じでもよい）サブフレームに分割し、サブフレーム毎に発光素子１０２の発光状態または非発光状態を選択する。そして、１フレームあたりの発光素子１０２に供給される電荷の総和を制御することによって階調を表現する。
【００４７】
デジタル時間階調方式では、表示する階調にかかわらず、表示期間Ｔ３では一定の電圧Ｖｇたけ発光制御線１０６の電位を上昇させる。よって、非発光状態を選択する際は、表示期間Ｔ３において、発光制御線１０６の電位を電圧Ｖｇだけ上昇させても発光素子１０２が発光状態とならないように、ノードＶｍ１０７の電位を低く設定する必要がある。以下、ノードＶｍ１０７の電位を低く設定する動作を消去動作という。消去動作について、図１と図２を用いて以下に説明する。
【００４８】
図２にＴ１で示すＤａｔａ書き込み期間において、ＴＦＴ１０３をＯＮ状態にさせ、ソース信号線１０４に与えられた電位をノードＶｍ１０７に入力する。消去動作において、ソース信号線１０４に与えられる電位は、発光素子１０２の他方の電極１０８の電位に対して、発光素子１０２のしきい値電圧から図２に示す電圧（Ｃ１０１／（Ｃ１０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇの絶対値を引いた電圧以下とする。次いで、図２にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間で、ＴＦＴ１０３をＯＦＦ状態にしても、ノードＶｍ１０７の電位は変化しない。図２にＴ３で示す表示期間において発光制御線１０６の電位が電圧（Ｃ１０１／（Ｃ１０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇだけ上昇しても、発光素子１０２の他方の電極１０８の電位に対するノードＶｍ１０７の電位の電位差は発光素子１０２のしきい値電圧以下となるため、発光素子１０２は非発光状態とすることができる。
【００４９】
デジタル時間階調方式において非発光状態を選択する方法としては、上記消去動作を行う方法とは別の方法もある。表示期間Ｔ３においても発光制御線１０６の電位を変化させないようにして、非発光状態を選択してもよい。
【００５０】
また、本発明では、また、本発明ではする駆動回路として公知なものを用いることができる。
【００５１】
なおアナログ電圧階調方式において、発光制御線１０６は駆動回路に接続され、図２に示す電圧Ｖｇは駆動回路によって制御されている。また、デジタル時間階調方式において、発光制御線１０６はＦＰＣを介して外部回路に接続されており、外部回路から供給されるクロック信号が発光制御線１０６に供給されている。
【００５２】
図１及び図２に示す本発明の表示装置及びその駆動方法によって、画素間で発光素子１０２のしきい値電圧がばらついても、また発光素子１０２が劣化しても、その影響を受けずに、正しい階調が表示でき、高品質表示が可能な表示装置を提供することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
［課題を解決するための手段］において説明した第４の構成の表示装置の画素構成について、図３を用いて説明する。
【００５４】
図３において、画素はそれぞれ、容量素子３００と、容量素子３０１と、発光素子３０２と、ＴＦＴ３０３と、ＴＦＴ３０４と、ＴＦＴ３０５とを有する。
【００５５】
また、３０６はソース信号線、３０７はゲート信号線、３０８はプリチャージ選択線、３０９はクロック信号線、３１０は発光素子３０２の他方の電極、３１１はノードＶｍ、３１２は電源線Ｖｐｃである。
【００５６】
容量素子３０１の一方の電極はクロック信号線３０９に接続され、容量素子３０１の他方の電極は発光素子３０２の一方の電極、及びＴＦＴ３０５のソースとドレインのうち一方と接続され、ＴＦＴ３０５のソースとドレインのうち他方はＴＦＴ３０４のソースとドレインのうち一方と接続され、ＴＦＴ３０５のゲートはプリチャージ選択線３０８と接続され、ＴＦＴ３０４のゲートは容量素子３００の一方の電極、及びＴＦＴ３０３のソースとドレインのうち一方と接続され、ＴＦＴ３０４のソースとドレインのうち他方は電源線Ｖｐｃ３１２、及び容量素子３００の他方の電極と接続され、ＴＦＴ３０３のソースとドレインのうち他方はソース信号線３０６と接続され、ＴＦＴ３０３のゲートはゲート信号線３０７と接続されている。
【００５７】
また、容量素子３０１の他方の電極と発光素子３０２の一方の電極との接続点をノードＶｍ３１１とする。
【００５８】
次に、図３の画素の駆動方法について、図４のタイミングチャートを用いて説明する。
【００５９】
画素の駆動方法において、ソース信号線が発光素子の発光状態を選択するまでの一連の動作について説明する。まず、発光素子３０２のしきい値電圧を容量素子３０１に保持する方法について説明する。
【００６０】
まず、ＴＦＴ３０３をＯＮ状態にさせ、ソース信号線３０６に与えられた電位をＴＦＴ３０４のゲートに入力する。このときのソース信号線３０６に与えられる電位は、発光状態を選択する場合にはＴＦＴ３０４をＯＮ状態になるように設定する。その後、ＴＦＴ３０３をＯＦＦ状態にさせる。ＴＦＴ３０３をＯＮ状態にさせるゲートとソース間の電圧は、容量素子３００に保持されている。よって、次にゲート信号線３０７によりＴＦＴ３０３が選択されるまでＴＦＴ３０４はＯＮ状態を維持し続ける。
【００６１】
図４の書き込み期間Ｔ１において、ＴＦＴ３０５をＯＮ状態にする。ＴＦＴ３０４は、ＯＮ状態にしているため、ＴＦＴ３０５がＯＮ状態になるとノードＶｍ３１１には電源線Ｖｐｃ３１２の電位が供給される。電源線Ｖｐｃ３１２の電位を図４中Ｖｐｃで示す。
【００６２】
ＴＦＴ３０５のＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態は、図３に示すプリチャージ選択線３０８に入力される信号によって選択される。図３に示す構成では、ＴＦＴ３０５はＮ型トランジスタなので、プリチャージ選択線３０８の信号がＨｉになるときにＴＦＴ３０５がＯＮ状態になる。ＴＦＴ３０５がＰ型トランジスタの場合は、図４のタイミングチャートにおいて、プリチャージ選択線３０８の信号の極性を逆転させればよい。
【００６３】
期間Ｔ１において、ＴＦＴ３０５をＯＮ状態にすると、ノードＶｍ３１１に電源線Ｖｐｃ３１２の電位が供給される。ここで、電源線Ｖｐｃ３１２に与えられる電位Ｖｐｃは、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位（Ｖｏ）との電位差が、発光素子３０２のしきい値電圧以上となるように定めれば良い。発光素子３０２の他方の電極３１０の電位を図４においてＶｏで示す。容量素子３０１の容量値を図４においてＣ３０１で示し、発光素子３０２の容量値を図４においてＣｅｌで示す。こうして、容量素子３０１には、電源線Ｖｐｃ３１２の電位とクロック信号線３０９の電位との電位差に相当する電圧が保持される。次いで、図４にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間で、ＴＦＴ３０５をＯＦＦ状態にすると、ノードＶｍ３１１の電位は減少する。ノードＶｍ３１１の電位の減少は、ノードＶｍ３１１の電位と発光素子３０２の他方の電極３１０の電位との電位差が発光素子３０２のしきい値電圧Ｖｔｈに等しくなるまで続く。こうして、ノードＶｍ３１１の電位は、発光素子３０２のしきい値電圧Ｖｔｈに対応した値となる。
【００６４】
次に、図４にＴ３示す表示期間で、容量素子３０１に接続されているクロック信号線３０９の電位をＶｇだけ上昇させる。こうして、容量素子３０１の他方の電極の電位、すなわちノードＶｍ３１１の電位をクロック信号線３０９の上昇した電圧Ｖｇが容量素子３０１と発光素子３０２とで容量分割した電圧分上昇させる。つまり、（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ分上昇する。ここで図４にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間において、ノードＶｍ３１１の電位と発光素子３０２の他方の電極３１０の電位との電位差は、発光素子３０２のしきい値電圧となっている。そのため、表示期間Ｔ３においてクロック信号線３０９の電位をＶｇだけ上昇させると、ノードＶｍ３１１の電位と発光素子３０２の他方の電極３１０の電位との電位差は、クロック信号線３０９の上昇した電圧Ｖｇを容量素子３０１と発光素子３０２とで容量分割した電圧、つまり、（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ分上昇し、発光素子３０２のしきい値電圧との和（（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ＋Ｖｔｈ）となる。これにより、発光素子３０２には、発光素子３０２のしきい値電圧を補正した電圧を印加することができる。
【００６５】
次に、非発光状態を選択する場合の動作について説明する。
【００６６】
ＴＦＴ３０３をＯＮ状態にさせ、ソース信号線３０６に与えられた電位をＴＦＴ３０４のゲートに入力する。このときのソース信号線３０６に与えられる電位は、非発光状態を選択する場合にはＴＦＴ３０４をＯＦＦ状態にさせるように設定する。その後、ＴＦＴ３０３をＯＦＦ状態にさせる。ＴＦＴ３０３をＯＦＦ状態にさせるゲートとソース間の電圧は、容量素子３００に保持されている。よって、次にゲート信号線３０７によりＴＦＴ３０３が選択されるまでＴＦＴ３０４はＯＦＦ状態を維持し続ける。
【００６７】
図４の書き込み期間Ｔ１において、ＴＦＴ３０５をＯＮ状態にする。ＴＦＴ３０４は、ＯＦＦ状態としているため、ＴＦＴ３０５がＯＮ状態にしても、ノードＶｍ３１１の電位は変化しない。
【００６８】
次いで、図４にＴ２で示す発光素子しきい値電圧取得期間で、ＴＦＴ３０５をＯＦＦ状態にする。
【００６９】
次に、図４にＴ３示す表示期間で、容量素子３０１に接続されているクロック信号線３０９の電位をＶｇだけ上昇させる。クロック信号線３０９の電位がＶｇだけ上昇しても、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位に対するノードＶｍ３１１の電位の電位差は、発光素子３０２のしきい値電圧以下となる。
【００７０】
非発光状態を選択された場合に、図４のＴ３に示す表示期間において、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位に対するノードＶｍ３１１の電位の電位差が、発光素子３０２のしきい値電圧以下となる理由を以下に説明する。
【００７１】
発光状態を選択された後非発光状態を選択する場合、書き込み期間Ｔ１以前では、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位に対するノードＶｍ３１１の電位の電位差は、発光素子３０２のしきい値電圧となっている。書き込み期間Ｔ１において、クロック信号線３０９の電位がＬｏｗとなり、ノードＶｍ３１１の電位が電圧（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇだけ減少すると、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位に対するノードＶｍ３１１の電位の電位差は、発光素子３０２のしきい値電圧から（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇの絶対値を引いた電圧（Ｖｔｈ−｜（Ｃ３０１／（Ｃ３０１＋Ｃｅｌ））×Ｖｇ｜）となる。これにより、次にクロック信号線３０９の電位がＨｉとなっても、発光素子３０２の他方の電極３１０の電位に対するノードＶｍ３１１の電位の電位差は、前記発光素子３０２のしきい値電圧以上になることはない。
【００７２】
こうして、発光素子３０２を、非発光状態とすることができる。
【００７３】
図３及び図４に示す本発明の表示装置及びその駆動方法によって、画素間で発光素子３０２のしきい値電圧がばらついても、また発光素子３０２が劣化しても、その影響を受けずに、正しい階調が表示でき、高品質表示が可能な表示装置を提供することができる。また、実施の形態１と同様の方式で、階調を表現することができる。
【００７４】
なお、図３では、容量素子３００の他方の電極と電源線Ｖｐｃ３１２とを接続したが、容量素子３００の他方の電極は、ＴＦＴ３０４を動作させるときに一定の電位に保たれれば、どこに接続してもよい。
【００７５】
なお、電源線Ｖｐｃ３１２は、ＴＦＴ３０５がＯＮ状態にしているときに、所定の電位にな保たれていればよく、ゲート信号線３０７に接続しても、プリチャージ選択線３０８に接続しても、クロック信号線３０９に接続してもよい。
【００７６】
また、プリチャージ選択線３０８、及びクロック信号線３０９は、それぞれＦＰＣを介して外部回路に接続されている。これらの信号線は、それぞれレベルシフト回路、インバータ回路などを介して外部回路に接続されていてもよい。
【００７７】
なお、プリチャージ選択線３０８、及びクロック信号線３０９には、それぞれ一定のデューティ比を持つクロック信号が供給されている。そのため、プリチャージ選択線３０８、及びクロック信号線３０９に供給される信号は、タイミングを制御する駆動回路を介さずに、外部回路からＦＰＣを介して直接入力されていればよい。
【００７８】
実施の形態１及び実施の形態２において、図１及び図３を用いてＴＦＴの配置を説明した。しかし、本発明において、ＴＦＴの配置は、図１及び図３の配置に限定されない。図２や図４で示すタイミングチャートで画素を動作させられれば、任意の場所にＴＦＴを配置することが可能である。また、図１及び図３のＴＦＴとして、Ｎ型ＴＦＴを示したが、各ＴＦＴの極性はこれに限定されない。
【００７９】
なお、本発明では、画素に信号を入力する駆動回路として公知なものを用いることができる。
【実施例１】
【００８０】
本実施例において、発明を実施するための最良の形態において、図１や図３で示した構成の画素を有する表示装置について説明する。図５に表示装置の構成例を示す。複数の画素５００がｍ行（ｍは自然数）ｎ列（ｎは自然数）のマトリクス状に配置された表示部５０５を有し、表示部５０５の周辺には、ソース信号線駆動回路５０３、書き込み用ゲート信号線駆動回路５０４、消去用ゲート信号線駆動回路５０７を有している。Ｓ１〜Ｓｎで表記されたソース信号線５０１は画素５００の各列に対応して配置されており、Ｇ１〜Ｇｍで表記されたゲート信号線５０２は画素５００の各行に対応して配置されている。
【００８１】
図１におけるソース信号線１０４は、図５におけるソース信号線５０１に対応する。図１におけるゲート信号線１０５は、図５におけるゲート信号線５０２に対応する。図３におけるソース信号線３０６は、図５におけるソース信号線５０１に対応する。図３におけるゲート信号線３０７は、図５におけるゲート信号線５０２に対応する。なお、図１や図３で示したその他の配線は、図５においては図示していない。
【００８２】
図５に示す表示装置では、１つのゲート選択期間を書き込み期間と消去期間に分けることによって、１つのゲート信号線５０２で書き込みと消去を可能とする駆動を用いる。
【００８３】
なお、ソース信号線駆動回路５０３、書き込み用ゲート信号線駆動回路５０４、及び消去用ゲート信号線駆動回路５０７の構成については、公知なものを用いればよい。
【実施例２】
【００８４】
本発明の表示装置を実際に作製した例について説明する。
【００８５】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、発明を実施するための最良の形態で説明した第３の構成または第４の構成の表示装置の画素の断面図である。第３の構成または第４の構成の画素に配置されるトランジスタとして、ＴＦＴを用いた例を示す。
【００８６】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、１０００は基板、１００１は下地膜、１００２は半導体層、１１０２は半導体層、１００３は第１の絶縁膜、１００４はゲート電極、１１０４は電極、１００５は第２の絶縁膜、１００６は電極、１００７は第１の電極、１００８は第３の絶縁膜、１００９は発光層、１０１０は第２の電極である。また、１１００はＴＦＴ、１０１１は発光素子、１１０１は容量素子である。
【００８７】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では、画素を構成する素子として、ＴＦＴ１１００と、容量素子１１０１とを代表で示した。
【００８８】
図７（Ａ）の構成について説明する。
【００８９】
基板１０００としては、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良く、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いても良い。なお、基板１０００の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い。
【００９０】
下地膜１００１としては、酸化珪素や、窒化珪素または窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いることができる。下地膜１００１によって、基板１０００に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体層１００２に拡散しＴＦＴ１１００の特性に悪影響をおよぼすのを防ぐことができる。図７（Ａ）ででは、下地膜１００１を単層の構造としているが、２層あるいはそれ以上の複数層で形成してもよい。なお、石英基板など、不純物の拡散がさして問題とならない基板を用いた場合は、下地膜１００１を必ずしも設ける必要はない。
【００９１】
半導体層１００２及び半導体層１１０２としては、パターニングされた結晶性半導体膜や非晶質半導体膜を用いることができる。結晶性半導体膜は非晶質半導体膜を結晶化して得ることができる。結晶化方法としては、レーザ結晶化法、ＲＴＡ法又はファーネスアニール法を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等を用いることができる。半導体層１００２は、チャネル形成領域と、導電型を付与する不純物元素が添加された一対の不純物領域とを有する。なお、チャネル形成領域と一対の不純物領域のうち少なくとも１つとの間に、前記不純物元素が低濃度で添加された不純物領域を有していてもよい。半導体層１１０２には、全体に導電型を付与する不純物元素が添加された構成とすることができる。
【００９２】
第１の絶縁膜１００３としては、酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用い、単層または複数の膜を積層させて形成することができる。
【００９３】
ゲート電極１００４及び電極１１０４としては、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金若しくは化合物からなる単層または積層構造を用いることができる。
【００９４】
ＴＦＴ１１００は、半導体層１００２と、ゲート電極１００４と、半導体層１００２とゲート電極１００４との間の第１の絶縁膜１００３とによって構成される。図７（Ａ）では、画素を構成するＴＦＴとして、発光素子１０１１の第１の電極１００７に電気的に接続されたＴＦＴ１１００のみを示したが、画素部が複数のＴＦＴを有する構成としてもよい。また、本実施例では、ＴＦＴ１１００をトップゲート型のトランジスタとして示したが、半導体層の下方にゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタであっても良いし、半導体層の上下にゲート電極を有するデュアルゲート型のトランジスタであっても良い。
【００９５】
容量素子１１０１は、第１の絶縁膜１００３を誘電体とし、第１の絶縁膜１００３を挟んで対向する半導体層１１０２と電極１１０４とを一対の電極として構成される。なお、図７（Ａ）では、画素の有する容量素子１１０１として、一対の電極の一方の電極をＴＦＴ１１００の半導体層１００２と同時に形成される半導体層１１０２とし、他方の電極をＴＦＴ１１００のゲート電極１００４と同時に形成される電極１１０４とした例を示したが、この構成に限定されない。
【００９６】
第２の絶縁膜１００５としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜の単層または積層を用いることができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることができ、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。
【００９７】
また、第２の絶縁膜１００５として、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）を有する化合物を用いることができる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とを用いてもよい。これらの材料の代表例としては、シロキサンを有するポリマーが挙げられる。
【００９８】
電極１００６としては、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔａ、Ａｕ、Ｍｎから選ばれた一種の元素または該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。
【００９９】
第１の電極１００７及び第２の電極１０１０の一方もしくは両方を透明電極とすることができる。透明電極としては、インジウム錫酸化物（以下ＩＴＯと示す、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることができる。ＩＴＯ及び酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＳＯと記す）や、ＩＴＯ及び酸化チタンを含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＴＯと記す）や、ＩＴＯ及び酸化モリブデンを含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＭＯと記す）や、ＩＴＯにチタン、モリブデン又はガリウムを添加したものや、酸化珪素を含んだ酸化インジウムにさらに２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加したものを用いても良い。
【０１００】
第１の電極１００７及び第２の電極１０１０のどちらか一方は、透光性を有さない材料で形成されていてもよい。例えば、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（ＣａＦ２、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。
【０１０１】
第３の絶縁膜１００８としては、第２の絶縁膜１００５と同様の材料を用いて形成することができる。第３の絶縁膜１００８は、第１の電極１００７の端部を覆うように第１の電極１００７の周辺に形成され、隣り合う画素において発光層１００９を分離する機能を有する。
【０１０２】
発光層１００９は、単数または複数の層で構成されている。複数の層で構成されている場合、これらの層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などに分類することができる。なお、各層の境目は必ずしも明確である必要はなく、互いの層を構成している材料が一部混合し、界面が不明瞭になっている場合もある。各層には、有機材料、無機材料を用いることが可能である。また、有機材料として、高分子材料、中分子材料、低分子材料のいずれの材料も用いることが可能である。
【０１０３】
発光素子１０１１は、発光層１００９と、発光層１００９を介して重なる第１の電極１００７及び第２の電極１０１０とによって構成される。第１の電極１００７及び第２の電極１０１０の一方が陽極に相当し、他方が陰極に相当する。発光素子１０１１は、陽極と陰極の間にしきい値電圧より大きい電圧が順バイアスで印加されると、陽極から陰極に電流が流れて発光する。
【０１０４】
図７（Ｂ）の構成について説明する。なお、図７（Ａ）と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
【０１０５】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）において、第２の絶縁膜１００５と第３の絶縁膜１００８の間に絶縁膜１１０８を有する構成である。
【０１０６】
また、電極１００６と第１の電極１００７とは、絶縁膜１１０８に設けられたコンタクトホールにおいて、電極１１０６によって接続されている。
【０１０７】
絶縁膜１１０８は、第２の絶縁膜１００５と同様の構成とすることができる。電極１１０６は、電極１００６と同様の構成とすることができる。
【０１０８】
本実施例は、発明を実施する最良の形態や、実施例１と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例３】
【０１０９】
本実施例では、表示装置の封止を行った構成について、図８（Ａ）及至図８（Ｃ）を用いて説明する。図８（Ａ）は、表示装置を封止することによって形成された表示パネルの上面図であり、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）はそれぞれ図８（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。なお、図８（Ｂ）と図８（Ｃ）とは、異なる方法で封止を行った例である。
【０１１０】
図８（Ａ）乃至図８（Ｃ）において、基板１３０１上には、複数の画素を有する表示部１３０２が配置され、これらを囲むようにしてシール材１３０６が設けられシーリング材１３０７が貼り付けられている。画素の構造については、上述の発明を実施するための最良の形態や、実施例１及び実施例２で示した構成を用いることができる。
【０１１１】
図８（Ｂ）の表示パネルでは、図８（Ａ）のシーリング材１３０７は、対向基板１３２１に相当する。シール材１３０６を接着層として用いて透明な対向基板１３２１が貼り付けられ、基板１３０１、対向基板１３２１及びシール材１３０６によって密閉空間１３２２が形成される。対向基板１３２１には、カラーフィルタ１３２０と該カラーフィルタを保護する保護膜１３２３が設けられる。表示部１３０２に配置された発光素子から発せられる光は、該カラーフィルタ１３２０を介して外部に放出される。密閉空間１３２２は、不活性な樹脂もしくは液体などで充填される。なお、密閉空間１３２２に充填する樹脂として、吸湿材を分散させた透光性を有する樹脂を用いても良い。また、シール材１３０６と密閉空間１３２２に充填される材料とを同一の材料として、対向基板１３２１の接着と表示部１３０２の封止とを同時に行っても良い。
【０１１２】
図８（Ｃ）に示した表示パネルでは、図８（Ａ）のシーリング材１３０７は、シーリング材１３２４に相当する。シール材１３０６を接着層として用いてシーリング材１３２４が貼り付けられ、基板１３０１、シール材１３０６及びシーリング材１３２４によって密閉空間１３０８が形成される。シーリング材１３２４には予め凹部の中に吸湿剤１３０９が設けられ、上記密閉空間１３０８の内部において、水分や酸素等を吸着して清浄な雰囲気に保ち、発光素子の劣化を抑制する役割を果たす。この凹部は目の細かいメッシュ状のカバー材１３１０で覆われている。カバー材１３１０は空気や水分は通すが、吸湿剤１３０９は通さない。なお、密閉空間１３０８は、窒素もしくはアルゴン等の希ガスで充填しておけばよく、不活性であれば樹脂もしくは液体で充填することも可能である。
【０１１３】
基板１３０１上には、表示部１３０２等に信号を伝達するための入力端子部１３１１が設けられ、該入力端子部１３１１へはＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１３１２を介して映像信号等の信号が伝達される。入力端子部１３１１では、基板１３０１上に形成された配線とＦＰＣ１３１２に設けられた配線とを、導電体を分散させた樹脂（異方性導電樹脂：ＡＣＦ）を用いて電気的に接続してある。
【０１１４】
表示部１３０２が形成された基板１３０１上に、表示部１３０２に信号を入力する駆動回路が一体形成されていても良い。表示部１３０２に信号を入力する駆動回路をＩＣチップで形成し、基板１３０１上にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）で接続しても良いし、ＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いて基板１３０１上に配置しても良い。
【０１１５】
本実施例は、発明を実施するための最良の形態、実施例１、実施例２と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例４】
【０１１６】
本発明は、表示パネルに、表示パネルに信号を入力する回路を実装した表示モジュールに適用することができる。
【０１１７】
図９は表示パネル９００と回路基板９０４を組み合わせた表示モジュールを示している。
【０１１８】
図９では、回路基板９０４上にコントロール回路９０５や信号分割回路９０６などが形成されている例を示した。回路基板９０４上に形成される回路はこれに限定されない。表示パネルを制御する信号を生成する回路であればどのような回路が形成されていてもよい。
【０１１９】
回路基板９０４上に形成されたこれらの回路から出力された信号は、接続配線９０７によって表示パネル９００に入力される。
【０１２０】
表示パネル９００は、表示部９０１と、ソース信号線駆動回路９０２と、ゲート信号線駆動回路９０３とを有する。表示パネル９００の構成は、実施例２等で示した構成と同様とすることができる。図９では、表示部９０１が形成された基板と同一基板上に、ソース信号線駆動回路９０２及びゲート信号線駆動回路９０３が形成されている例を示した。しかし、本発明の表示モジュールはこれに限定されない。表示部９０１が形成された基板と同一基板上にゲート信号線駆動回路９０３のみが形成され、ソース信号線駆動回路は回路基板上に形成されていても良い。ソース信号線駆動回路及びゲート信号線駆動回路の両方が回路基板上に形成されていても良い。
【０１２１】
このような表示モジュールを組み込んで、様々な電子機器の表示部を形成することができる。
【０１２２】
本実施例は、発明を実施するための最良の形態、及び実施例１乃至実施例３と自由に組み合わせて実施することができる。
【実施例５】
【０１２３】
本発明の表示モジュールを用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、自発光型の表示装置を用いることが望ましい。本発明は、消費電力低減が重要な課題となる携帯情報機器に特に有効である。
【０１２４】
電子機器の具体例を図６（Ａ）及至図６（Ｈ）に示す。なお、ここで示す電子機器はごく一例であり、これらの用途に限定するものではない。
【０１２５】
図６（Ａ）はディスプレイ（表示装置）であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２００３に用いることが出来る。なお、ディスプレイには、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１２６】
図６（Ｂ）はデジタルカメラ（デジタルスチルカメラ）であり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２１０２に用いることが出来る。
【０１２７】
図６（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングパッド２２０６等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２２０３に用いることが出来る。
【０１２８】
図６（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２３０２に用いることが出来る。
【０１２９】
図６（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明の表示モジュールはこれら表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４に用いることが出来る。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１３０】
図６（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明の表示モジュールは表示部２５０２に用いることが出来る。
【０１３１】
図６（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２６０２に用いることが出来る。
【０１３２】
図６（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明の表示モジュールは表示部２７０３に用いることが出来る。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を更に抑えることが出来る。
【０１３３】
なお、将来的に発光素子の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１３４】
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。発光材料の応答速度（発光材料を有する発光素子に電流を流してから発光するまでの速度）は非常に高いため、本発明の表示モジュールは動画情報の表示に好適である。
【０１３５】
また、本発明の表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に表示モジュールを用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１３６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【０１３７】
本実施例は、発明を実施するための最良の形態、及び実施例１乃至実施例４と自由に組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の画素の構成を示す回路図。
【図２】本発明の画素のタイミングチャートを示す図。
【図３】本発明の画素の構成を示す回路図。
【図４】本発明の画素のタイミングチャートを示す図。
【図５】本発明の実施例１を示す図。
【図６】本発明の電子機器の例を示す図。
【図７】本発明の実施例２を示す図。
【図８】本発明の実施例３を示す図。
【図９】本発明の実施例４を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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