(57)【要約】【課題】発光素子の発光、消灯状態に応じて駆動トランジスタのゲート電極に印加される電位は、ノイズや選択トランジスタからのリーク等の影響から変動し、駆動トランジスタは正規のオンオフを維持できず誤動作するといった問題を課題とする。【解決手段】第１乃至第３のトランジスタとメモリ回路、及び切替回路を備え、第１のトランジスタは、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続されている。第２のトランジスタは、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のトランジスタの第２端子に接続されている。第３のトランジスタは、発光素子と接続し、その発光・消灯状態を制御する。第３の走査線により制御された切替回路は、メモリ回路及び第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を第３のトランジスタに印加する。【選択図】図１
2007206681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
ゲート端子が前記切替回路に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、及び前記第２の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、前記メモリ回路、及び前記第３の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第３のトランジスタと、前記メモリ回路及び前記第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、前記第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであり、前記第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
第１端子が前記第２の電源線に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、第１の入力端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が前記第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、
ゲート端子が前記ＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、
ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記切替回路は、ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び前記第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続され、
第２端子が前記第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、
前記第２の電源線には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、
前記切替回路は、前記第１の電位または前記第２の電位と、前記第３の電位のいずれか１つを、前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の電源線の電位は、前記第２の電源線の第３の電位よりも低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
複数の画素を有する表示部と、駆動回路を具備する表示装置であって、
前記画素は、
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
ゲート端子が前記切替回路に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、及び前記第２の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、前記メモリ回路、及び前記第３の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第３のトランジスタと、前記メモリ回路及び前記第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、前記第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであり、前記第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
複数の画素を有する表示部と、駆動回路を具備する表示装置であって、
前記画素は、
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
第１端子が前記第２の電源線に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、第１の入力端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が前記第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、
ゲート端子が前記ＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、
ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記切替回路は、ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び前記第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続され、
第２端子が前記第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、
前記第２の電源線には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、
前記切替回路は、前記第１の電位または前記第２の電位と、前記第３の電位のいずれか１つを、前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、
前記第１の電源線の電位は、前記第２の電源線の電位よりも低いことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
表示パネルを備えた電子機器であって、
前記表示パネルは、複数の画素を有する表示部と、駆動回路と、を有し、
前記画素は、
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
ゲート端子が前記切替回路に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、及び前記第２の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第２のトランジスタの第２端子、前記メモリ回路、及び前記第３の走査線に接続され、
前記切替回路は、前記第３のトランジスタと、前記メモリ回路及び前記第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、前記第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示パネルを備えた電子機器。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであり、前記第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
表示パネルを備えた電子機器であって、
前記表示パネルは、複数の画素を有する表示部と、駆動回路と、を有し、
前記画素は、
データ線と、
第１乃至第３の走査線と、
第１及び第２の電源線と、
発光素子と、
ゲート端子が前記データ線に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、
メモリ回路と、
切替回路と、
第１端子が前記第２の電源線に接続され、第２端子が前記発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路は、第１の入力端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が前記第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、
ゲート端子が前記ＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第１の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、
ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が前記第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記切替回路は、ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、前記第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び前記第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、
ゲート端子が前記第３の走査線に接続され、第１端子が前記第２の電源線に接続され、
第２端子が前記第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、
前記メモリ回路には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、
前記第２の電源線には、前記第１のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、
前記切替回路は、前記第１の電位または前記第２の電位と、前記第３の電位のいずれか１つを、前記第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示パネルを備えた電子機器。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれか一において、
前記第１の電源線の電位は、前記第２の電源線の電位よりも低いことを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか一において、
前記発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。特に、トランジスタを用いて構成される半導体装置に関する。また、半導体装置を具備する表示装置、及び当該表示装置を具備する電子機器に関する。
【０００２】
なお、ここでいう半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指すものとする。
【背景技術】
【０００３】
近年、画素を発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子で形成した、いわゆる自発光型の表示装置が注目を浴びている。このような自発光型の表示装置に用いられる発光素子としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ素子、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子などとも言う）が注目を集めており、ＥＬディスプレイなどに用いられるようになってきている。ＯＬＥＤなどの発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べて画素の視認性が高く、バックライトが不要で応答速度が速い等の利点がある。
【０００４】
自発光型の表示装置は、ディスプレイと、ディスプレイに信号を入力する周辺回路によって構成されている。ディスプレイは発光素子を画素毎に配置し、それらの発光素子の発光を制御することによって、画像の表示を行う。
【０００５】
ディスプレイの各画素には、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと表記する）が配置されている。ここでは、画素毎に２つのＴＦＴを配置し、各画素の発光素子の発光を制御する画素構成について説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１５に、ディスプレイの画素構成を示す。画素部２１００には、データ線（ソース信号線ともいう）Ｓ１〜Ｓｘ、走査線（ゲート信号線ともいう）Ｇ１〜Ｇｙ、電源線（給電線ともいう）Ｖ１〜Ｖｘが配置され、ｘ（ｘは自然数）列ｙ（ｙは自然数）行の画素が配置されている。各画素は、選択トランジスタ（スイッチングＴＦＴ、スイッチトランジスタ、ＳＷＴＦＴともいう）２１０１と、駆動トランジスタ（駆動ＴＦＴともいう）２１０２と、保持容量２１０３と、発光素子２１０４をそれぞれ有している。
【０００７】
画素部２１００の駆動方法について簡単に述べる。選択期間において、走査線が選択されると選択トランジスタ２１０１がオンし、その時のデータ線の電位が選択トランジスタ２１０１を介して駆動トランジスタ２１０２のゲート端子に書き込まれる。選択期間が終了してから次の選択期間までは、保持容量２１０３により、駆動トランジスタ２１０２のゲート端子の電位が保持される。
【０００８】
ここで、図１５の構成において、駆動トランジスタのゲートとソースの間の電圧の絶対値（｜Ｖｇｓ｜）と駆動トランジスタ２１０２のしきい値電圧（｜Ｖｔｈ｜）の関係が、｜Ｖｇｓ｜＞｜Ｖｔｈ｜であると駆動トランジスタ２１０２がオンとなる。そして電源線と発光素子２１０４に接続された対向電極との間の電圧によって電流が流れ、発光素子２１０４が発光状態となる。また、｜Ｖｇｓ｜＜｜Ｖｔｈ｜であると駆動トランジスタ２１０２がオフし、発光素子２１０４の両端に電圧が印加されない状態となる。そして発光素子２１０４が非発光状態（消灯状態）となる。
【０００９】
図１５の構成の画素において、階調を表現するには、大きくわけて、アナログ階調方式とデジタル階調方式とがある。
【００１０】
ここでアナログ階調方式とは、画素に入力する信号について、アナログ値で発光素子の輝度を変化させることで階調を表現する方式のことをいう。また、デジタル階調方式とは、画素に入力される信号によるスイッチング素子のオンまたはオフのみの制御で発光素子の発光または消灯を制御し、階調を表現する方式のことをいう。
【００１１】
アナログ階調方式と比べて、デジタル階調方式は、ＴＦＴ間のばらつきに強く、階調表現をより正確にし易いなどの利点がある。
【００１２】
デジタル階調方式の階調表現方法の一例として、時間階調方式が知られている。この方式の駆動方法は、表示装置の各画素が発光する期間を制御することによって、階調を表現する手法である。また、特許文献１で開示されているように、デジタル時間階調方式で各画素に、駆動トランジスタと選択トランジスタの他に消去トランジスタ（消去ＴＦＴともいう）を用いることで高精度の多階調表示を実現することが出来る。以後本明細書ではこの駆動方式をＳＥＳ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｒａｓｅ  Ｓｃａｎ）駆動と表記する。
【００１３】
また、近年、表示装置の低消費電力化をはかるため、表示部における各画素にメモリを内蔵した画素構成を有する表示装置が知られている（特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４３９３３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４００３４号公報
【特許文献３】特開２００５−０４９４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
例えば特許文献１で開示されているように、従来の画素構成では、データ線駆動回路の消費電力は最終バッファの充放電に大きく依存する。周波数をＦ、容量をＣ、電圧をＶとすると、一般的に消費電力Ｐは式（１）で求められる。
【００１５】
Ｐ＝ＦＣＶ２  （Ｆ：周波数  Ｃ：容量  Ｖ：電圧）                （１）
【００１６】
従って式（１）より、データ線駆動回路において、データ線の電圧の振幅はなるべく小さく設定することが望ましい。そのため、データ線の電圧の振幅は、駆動トランジスタがオンまたはオフの動作をすることができる最も小さい電圧の振幅に設定する。言い換えると、駆動トランジスタのゲートとソースの間にかかる電圧（以下、Ｖｇｓという）の絶対値を、駆動トランジスタのオンまたはオフの動作が確実に動作できる程度に設定することが望ましい。
【００１７】
画素に入力されるデータ線の電位は、選択トランジスタがオンする選択期間が終了して、次の選択トランジスタがオンする選択期間まで、保持容量により保持されることになる。
【００１８】
しかしながら、保持容量に蓄積された駆動トランジスタのゲート端子に印加される電位は、ノイズや選択トランジスタからのリーク等の影響から変動し、駆動トランジスタは正規のオンまたはオフを維持できず、誤動作する可能性があるといった問題がある。
【００１９】
また、駆動トランジスタのゲート電位の変動による誤動作を防ぐために、データ線の電圧の振幅を大きくすることは消費電力の増加を招いてしまうといった問題もある。式（１）よりデータ線駆動回路の消費電力は、電圧の２乗で増加するため、データ線の電圧の振幅の増加は大きく影響する。
【００２０】
より具体的に、従来の技術の問題点について図１６を用いて詳述する。図１６（Ａ）に示した画素構成において、画素２２００は、選択トランジスタ２２０１と、駆動トランジスタ２２０２と、保持容量２２０３と、発光素子２２０４を有する。このとき発光素子はデジタル駆動するものとする。また選択トランジスタはＮチャネル型、駆動トランジスタはＰチャネル型であるとする。
【００２１】
図１６（Ａ）において、具体的な各配線の電位について述べる。発光素子２２０４の対向電極２２０８の電位をＧＮＤ（以下、０Ｖとする）、電源線２２０７の電位を７Ｖ、データ線２２０６の高電位レベル（以下、Ｈｉｇｈレベル、Ｈｉｇｈ電位、またはＨｉｇｈという）を７Ｖ、低電位レベル（以下、Ｌｏｗレベル、Ｌｏｗ電位、またはＬｏｗという）を０Ｖ、走査線２２０５のＨｉｇｈ電位を１０Ｖ、Ｌｏｗ電位を０Ｖとする。
【００２２】
勿論、各配線の電位、各トランジスタの極性等については例であってこれに限定されるものではないことを付記する。
【００２３】
また、図１６（Ｂ）に発光素子の発光、消灯の状態における走査線、データ線、及びノードＧの電位についてのタイミングチャートについて示す。走査線２２０５が１０Ｖの期間において、選択トランジスタ２２０１がオンし、データ線２２０６の電位がノードＧへ取り込まれる。そしてデータ線２２０６の電位が保持容量２２０３に保持される。保持された電位がＨｉｇｈ電位つまり７Ｖ以上であれば、駆動トランジスタ２２０２のゲートとソースの間の電圧は駆動トランジスタ２２０２のしきい値電圧の絶対値を下回り、駆動トランジスタ２２０２はオフし、発光素子２２０４は消灯状態となる。保持された電位がＬｏｗ電位つまり０Ｖ以下であれば、駆動トランジスタ２２０２のゲートとソースの間の電圧は駆動トランジスタ２２０２のしきい値電圧の絶対値を上回り、駆動トランジスタ２２０２はオンし、発光素子２２０４は発光状態となる。
【００２４】
ここで説明した画素構成では、データ線２２０６の電位がそのままノードＧへ書き込まれる。取り込まれるデータ線２２０６の電位であるノードＧの電位により駆動トランジスタ２２０２のオンまたはオフが制御されるため、少なくともデータ線２２０６のＨｉｇｈ電位は電源線２２０７と同電位かそれ以上、Ｌｏｗ電位は駆動トランジスタ２２０２が充分オンする電位が必要となる。言い換えると、発光素子２２０４にかかる電圧（Ｖｅｌ）と駆動トランジスタ２２０２のソースとドレインの間にかかる電圧（Ｖｄｓ）の関係が、Ｖｅｌ≫Ｖｄｓとなる条件、つまり駆動トランジスタ２２０２を線形領域で動作させる条件を満たすことが必要となる。
【００２５】
しかし、駆動トランジスタ２２０２のしきい値電圧のばらつきやしきい値電圧の変動、保持期間における外部からのノイズや、図１６（Ｂ）に示したように選択トランジスタ２２０１からの電位のリーク等により、ノードＧの電位が変動することにより、駆動トランジスタ２２０２のゲートとソースの間の電圧が変動する。その場合、駆動トランジスタ２２０２は正規のオンまたはオフを維持できず、誤動作する可能性がある。
【００２６】
このように、従来の画素構成を有する半導体装置においては、駆動トランジスタのゲート端子に印加される電位がノイズや選択トランジスタからのリークによって変動し、駆動トランジスタが誤作動を起こすといった問題がある。また、駆動トランジスタの安定した動作を保証する程度の大きな電位の振幅を伴ったデータ線の信号を供給することは、データ線駆動回路の消費電力増加に大きく影響するといった問題を生じる。
【００２７】
本発明は上述の諸問題を鑑みて案出されたものであり、上記問題を解決する半導体装置、並びに該半導体装置を有する表示装置及び該表示装置を具備する電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の一は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、ゲート端子が切替回路に接続され、第２端子が発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、メモリ回路は、第２のトランジスタの第２端子、及び第２の走査線に接続され、切替回路は、第２のトランジスタの第２端子、メモリ回路、及び第３の走査線に接続され、切替回路は、当該前記第３のトランジスタ、切替回路と、メモリ回路及び第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置である。
【００２９】
また、本発明において、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであってよく、第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであってもよい。
【００３０】
本発明の一は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路は、第１の入力端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、切替回路は、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路には、第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、第２の電源線には、第３のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、切替回路は、第１の電位または第２の電位と、第３の電位のいずれか１つを、第３のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置である。
【００３１】
また、本発明において、第１の電源線の電位は、第２の電源線の電位よりも低い構成であってもよい。
【００３２】
また、本発明において、発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であってもよい。
【００３３】
本発明の一は、複数の画素を有する表示部と、駆動回路を具備する表示装置であって、画素は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、ゲート端子が切替回路に接続され、第２端子が発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、メモリ回路は、第２のトランジスタの第２端子、及び第２の走査線に接続され切替回路は、第２のトランジスタの第２端子、メモリ回路、及び第３の走査線に接続され、切替回路は、前記第３のトランジスタ、メモリ回路及び第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示装置である。
【００３４】
また本発明において、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであり、第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであってもよい。
【００３５】
本発明の一は、複数の画素を有する表示部と、駆動回路を具備する表示装置であって、画素は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路は、第１の入力端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、切替回路は、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路には、第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、第２の電源線には、第３のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、切替回路は、第１の電位または第２の電位と、第３の電位のいずれか１つを、第３のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示装置である。
【００３６】
また、本発明において、第１の電源線の電位は、第２の電源線の電位よりも低い構成であってもよい。
【００３７】
また、本発明において、発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であってもよい。
【００３８】
本発明の一は、表示パネルを備えた電子機器であって、表示パネルは、複数の画素を有する表示部と、駆動回路と、を有し、画素は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のトランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のトランジスタの第２端子に接続された第２のトランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、ゲート端子が切替回路に接続され、第２端子が発光素子に接続された第３のトランジスタと、を有し、メモリ回路は、第２のトランジスタの第２端子、及び第２の走査線に接続され、切替回路は、第２のトランジスタの第２端子、メモリ回路、及び第３の走査線に接続され、切替回路は、前記第３のトランジスタと、メモリ回路及び第２の電源線との接続の切替を行い、入力された電位を、第３のトランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示パネルを備えた電子機器である。
【００３９】
また、本発明において、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは、Ｎチャネル型トランジスタであってよく、第３のトランジスタはＰチャネル型トランジスタであってもよい。
【００４０】
本発明の一は、表示パネルを備えた電子機器であって、表示パネルは、複数の画素を有する表示部と、駆動回路と、を有し、画素は、ゲート端子がデータ線に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第１のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第１のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第２のＮチャネル型トランジスタと、メモリ回路と、切替回路と、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が発光素子に接続された第１のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路は、第１の入力端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２の入力端子が第２の走査線に接続されたＮＯＲ回路と、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第１の電源線に接続された第３のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第１の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続された第２のＰチャネル型トランジスタと、ゲート端子がＮＯＲ回路の出力端子に接続され、第１端子が第２のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子に接続された第３のＰチャネル型トランジスタと、を有し、切替回路は、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２のＮチャネル型トランジスタの第２端子、第３のＮチャネル型トランジスタの第２端子、及び第３のＰチャネル型トランジスタの第２端子に接続され、第２端子が第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＮチャネル型トランジスタと、ゲート端子が第３の走査線に接続され、第１端子が第２の電源線に接続され、第２端子が第４のＮチャネル型トランジスタの第２端子及び第１のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続された第４のＰチャネル型トランジスタと、を有し、メモリ回路には、第１のＰチャネル型トランジスタがオンとなる第１の電位またはオフとなる第２の電位が入力され、第２の電源線には、第３のＰチャネル型トランジスタがオフとなる第３の電位が入力され、切替回路は、第１の電位または第２の電位と、第３の電位のいずれか１つを、第３のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に印加することを特徴とする半導体装置を有する表示パネルを備えた電子機器である。
【００４１】
また、本発明において、第１の電源線の電位は、第２の電源線の電位よりも低い構成であってもよい。
【００４２】
また、本発明において、発光素子は、エレクトロルミネセンス素子であってもよい。
【００４３】
また、本発明において、第２の走査線は、第２の走査線の前の走査順の第１の走査線を用いてもよい。
【００４４】
また、本発明において、一方の電極が第３のＰチャネル型トランジスタのゲート端子に接続され、他方の電極が第１の電源線に接続された容量素子を有する構成であってもよい。
【００４５】
また、本発明において、電子機器は、テレビ受像器、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置、コンピュータ、ゲーム機器、モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機、電子書籍、画像再生装置である。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によって、発光素子を有する半導体装置において、発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続ける。そのため、保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作を行うことができる。
【００４７】
さらに本発明の半導体装置は、駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定することができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定することが可能となり、消費電力を大幅に抑えた半導体装置を提供することが可能となる。
【００４８】
さらに本発明の半導体装置は、画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路への信号の供給を停止しても、信号の供給を停止した直前の信号のデータを保持し、発光素子の発光もしくは消灯の状態を保持することができる。
【００４９】
さらに本発明の半導体装置は、ＲＧＢ各１ビット（８色）の静止画であれば消去を行ってもデータを再び画素に供給することなく表示することが可能である。
【００５０】
さらに本発明の半導体装置は、ＲＧＢ各１ビット（８色）の静止画であれば発光期間の長さで明るさを決めることが容易に可能となる。
【００５１】
また、本発明を表示装置に適用することによって、駆動トランジスタのゲート端子には、発光状態とするための電位または消灯状態とするための電位が安定して供給され続ける。そのため、保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作で表示を行うことができる。
【００５２】
さらに本発明の表示装置は、駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定することができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定することが可能となり、消費電力を大幅に抑えた表示装置を提供することが可能となる。
【００５３】
さらに本発明の表示装置は、画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路への信号の供給を停止しても、信号の供給を停止した直前の信号のデータを保持することで発光素子の発光または消灯の状態を保持し、画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の半導体装置を用いた電子機器においては、発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続ける。そのため、保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作で表示を行うことができる。また、安定した動作で表示を行う製品を製造することができ、より不良の少ない商品を顧客に提供することができる。
【００５５】
さらに本発明の電子機器は、駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定することができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定することが可能となり、消費電力を大幅に抑えた電子機器を提供することが可能となる。
【００５６】
さらに本発明の表示装置を有する電子機器は、表示部に設けられた画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路への信号の供給を停止しても、信号の供給を停止した直前の信号のデータを保持することで発光素子の発光もしくは消灯の状態を保持し、画像を表示することができる電子機器を提供することができる。
【００５７】
また本発明の電子機器は、ＲＧＢ各１ビット（８色）の静止画であれば、表示部に設けられた画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路への信号の供給を停止しても、信号の供給を停止した直前の信号のデータを用い、消灯状態から発光状態に復帰することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に示す図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００５９】
まず、本発明の半導体装置の画素構成とその動作原理について説明する。
【００６０】
図１に本発明の画素構成について示す。ここでは、一画素のみを図示しているが、半導体装置の画素部は実際には行方向と列方向にマトリクス状に複数の画素が配置されている。
【００６１】
画素は、データトランジスタ１０１（第１のトランジスタともいう）と、スイッチトランジスタ１０２（第２のトランジスタともいう）と、メモリ回路１０３と、駆動トランジスタ１０５（第３のトランジスタともいう）と、データ線１０８と、第１の電源線１１２と、第２の電源線１１３と、第１の走査線１０９と、第２の走査線１１０と、第３の走査線１１１と、発光素子１０６と、対向電極１０７と切替回路１０４を有している。
【００６２】
データトランジスタ１０１の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第１の電源線１１２と接続され、ゲート端子はデータ線１０８と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）はスイッチトランジスタ１０２の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）と接続されている。スイッチトランジスタ１０２のゲート端子は第１の走査線１０９と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）はメモリ回路１０３の入力端子及び出力端子並びに切替回路１０４の第１の入力端子と接続されている。また、メモリ回路１０３は、切替回路１０４の第１の入力端子と、スイッチトランジスタ１０２の第２端子及び第２の走査線１１０と接続されている。切替回路１０４の第２の入力端子は、第２の電源線１１３と接続され、第３の入力端子は、第３の走査線１１１と接続され、出力端子は、駆動トランジスタ１０５のゲート端子と接続されている。また駆動トランジスタ１０５の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第２の電源線１１３と接続され、ゲート端子はメモリ回路１０３の入力端子及び出力端子、スイッチトランジスタ１０２の第２端子と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）は発光素子１０６の一方の電極と接続されている。また、発光素子１０６の他方の電極は、対向電極１０７に接続されている。
【００６３】
なお、第１の電源線１１２の電位は第２の電源線１１３の電位より低い電位Ｖｃが設定されている。つまり、Ｖｃとは、画素の発光期間に第２の電源線１１３に設定される電位Ｖｄｄを基準として、Ｖｃ＜Ｖｄｄを満たす電位である。つまり駆動トランジスタ１０５のゲートとソースの間にかかる電圧の絶対値（｜Ｖｇｓ｜という）が駆動トランジスタ１０５のしきい値電圧の絶対値（｜Ｖｔｈ｜という）に対して、｜Ｖｔｈ｜＜｜Ｖｇｓ｜を満たす電位である。例えば、Ｖｃ＝ＧＮＤ（グラウンド電位）としても良い。
【００６４】
なお、データトランジスタ１０１の第１端子は、データトランジスタ１０１がオンする期間において、第２の電源線１１３より低い電位Ｖｃが設定された配線に接続されていればどこに接続されていてもよい。例えば、データトランジスタ１０１がオンする期間において、隣接する画素に設けられた第２の走査線１１０にＶｃの電位を設定し、そこから画素にＶｃの電位が供給されるような構成にしてもよい。
【００６５】
なお、発光素子１０６の対向電極（陰極）１０７は第２の電源線１１３より低い電位Ｖｓｓが設定されている。つまりＶｓｓとは、画素の発光期間に第２の電源線１１３に設定される電位Ｖｄｄを基準として、Ｖｓｓ＜Ｖｄｄを満たす電位である。例えば、Ｖｓｓ＝ＧＮＤ（グラウンド電位）としても良い。また、第１の電源線１１２と対向電極１０７の電位を同じＧＮＤに設定してもよい。
【００６６】
なお、本明細書においては、発光素子を発光状態にするために駆動トランジスタに入力される信号を第１の信号、また発光素子を消灯状態にするために駆動トランジスタに入力される信号を第２の信号という。
【００６７】
次に図１の画素構成について、動作方法を図２に示す。
【００６８】
なお説明のため、図２においては、データトランジスタ１０１にはＮチャネル型トランジスタ、スイッチトランジスタ１０２にはＮチャネル型トランジスタ、駆動トランジスタ１０５にはＰチャネル型トランジスタを用いる。但し、各トランジスタの端子に接続された配線の電位を適宜変更し、本発明の各トランジスタの動作と同じ動作をするものであれば、特にトランジスタの極性は限定されない。また発光素子を流れる電流の向きを変更するときは、前出の各トランジスタの極性の変更と同様に、第２の電源線１１３、対向電極１０７の電位を適宜設定すればよい。
【００６９】
まず図２において、本発明の画素構成についての第１の走査線１０９及び第２の走査線１１０及び第３の走査線１１１の電位のタイミングチャートについて示す。本発明の画素構成においては、リセット期間、選択期間、サステイン期間１、サステイン期間２、サステイン期間３によって各画素の発光状態、消灯状態を選択する。
【００７０】
本発明の画素構成においては、従来、データ線１０８より入力される駆動トランジスタ１０５のオンまたはオフを制御する信号を入力しない。そのため、予め画素内のメモリ回路１０３にリセット信号（消灯信号）を入力しておく必要がある。この予め画素内のメモリ回路１０３にリセット信号に入力する期間を本明細書においてはリセット期間という。
【００７１】
また、図２においては、リセット期間と選択期間が連続して動作する様子について示したが、リセット期間と選択期間の間に時間的なマージンを設けた方が好適である。リセット期間と選択期間との間に時間的なマージンを設けることによって、データ線から入力される電位を誤動作なく画素に入力することができる。
【００７２】
リセット期間では、メモリ回路１０３には、リセット期間の前にどの様なデータが格納されていたかに依らず、消灯のデータ、すなわち、駆動トランジスタ１０５がオフとなる電位が入力される。
【００７３】
リセット期間では、第３の走査線１１１の電位によって制御された切替回路１０４によって、駆動トランジスタ１０５のゲート端子には、駆動トランジスタ１０５がオフとなる電位が印加される。
【００７４】
選択期間では、第１の走査線１０９によりスイッチトランジスタ１０２がオンとなり、またデータトランジスタ１０１は、データ線１０８の電位によってデータトランジスタ１０１がオンするかどうかが決まる。データ線１０８がＨｉｇｈ電位の場合には、データトランジスタ１０１がオンとなり、メモリ回路１０３には発光のデータ、すなわち駆動トランジスタ１０５がオンとなる電位が入力される。他方、データ線１０８がＬｏｗ電位の場合には、データトランジスタ１０１がオフとなり、メモリ回路１０３には消灯のデータ、すなわち駆動トランジスタ１０５がオフとなる電位が入力される。
【００７５】
選択期間では、第３の走査線１１１の電位によって制御された切替回路１０４によって、駆動トランジスタ１０５のゲート端子には、メモリ回路１０３に格納されたデータ、すなわち駆動トランジスタ１０５がオンまたはオフとなる電位が印加される。
【００７６】
サステイン期間１及びサステイン期間３では、第３の走査線１１１の電位によって制御された切替回路１０４によって、メモリ回路１０３に格納されているデータに依らず、駆動トランジスタ１０５のゲート端子には、駆動トランジスタ１０５がオフとなる電位が印加され、発光素子１０６が消灯状態となる。
【００７７】
サステイン期間２では、切替回路１０４によって、メモリ回路１０３に格納されるデータに従い、駆動トランジスタ１０５のゲート端子には、駆動トランジスタ１０５がオンまたはオフとなる電位が印加され、発光素子１０６が発光または消灯状態となる。
【００７８】
なお、保持期間における駆動トランジスタ１０５のゲート端子の電位は、メモリ回路１０３によって保持される。従って、保持容量を用いた画素構成と比較して、駆動トランジスタ１０５のゲート端子に印加される電位は、ノイズやスイッチトランジスタ１０２からのリーク等の影響から変動し、誤動作するといった問題が少ない。
【００７９】
なお、上述の発光状態及び消灯状態の保持について、保持期間においては、画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路１０３への信号の供給を停止しても、メモリ回路１０３には信号の供給を停止した直前の信号のデータが保持され、発光素子の発光状態を保持することができる。そのため、本発明の半導体装置を用いて静止画等を表示する際に、走査線駆動回路やデータ線駆動回路を動作させる必要がないため、大幅な低消費電力化が見込める。
【００８０】
さらに切替回路１０４によってメモリ回路にデータを保持させたまま、画素を消灯することが可能なので、ＲＧＢ各１ビット（８色）の静止画であれば、消灯してもデータ線駆動回路から画素部へ信号を供給することなく再び表示することが可能であり、データ線駆動回路を動作させる必要がないため、大幅な低消費電力化が見込める。
【実施例１】
【００８１】
本実施例では本発明の半導体装置の具体的な画素構成とその動作原理について説明する。
【００８２】
まず、図３を用いて本発明の半導体装置の画素構成について詳細に説明する。ここでは、一画素のみを図示しているが、半導体装置の画素部は実際には行方向と列方向にマトリクスに複数の画素が配置されている。
【００８３】
画素はデータトランジスタ５０１と、スイッチトランジスタ５０２と、トランジスタ５０３及びトランジスタ５０４及びトランジスタ５０５及びトランジスタ５０６からなるＮＯＲ回路と、トランジスタ５０７と、トランジスタ５０８と、トランジスタ５０９と、トランジスタ５１０と、トランジスタ５１１と、駆動トランジスタ５１２と、データ線５２０と、第１の電源線５１８と、第２の電源線５１９と、第１の走査線５１５と、第２の走査線５１６と、第３の走査線５１７と、発光素子５１３と、対向電極５１４を有している。また、本実施例においては、ＮＯＲ回路と、トランジスタ５０７と、トランジスタ５０８と、トランジスタ５０９を合わせて、メモリ回路５２１と呼ぶ。また、トランジスタ５１０とトランジスタ５１１を合わせて、切替回路５２２と呼ぶ。なお、データトランジスタ５０１にはＮチャネル型トランジスタ、スイッチトランジスタ５０２にはＮチャネル型トランジスタ、トランジスタ５０３及びトランジスタ５０４にはＰチャネル型トランジスタ、トランジスタ５０５及びトランジスタ５０６にはＮチャネル型トランジスタ、トランジスタ５１０にはＮチャネル型トランジスタ、トランジスタ５１１にはＰチャネル型トランジスタ、駆動トランジスタ５１２にはＰチャネル型トランジスタを用いている。但し、各トランジスタの端子に接続された配線の電位を適宜変更し、本発明の各トランジスタの動作と同じ動作をするものであれば、特にトランジスタの極性は限定されない。
【００８４】
データトランジスタ５０１の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第１の電源線５１８と接続され、ゲート端子はデータ線５２０と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）はスイッチトランジスタ５０２の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）と接続されている。ＮＯＲ回路は、トランジスタ５０３とトランジスタ５０４とトランジスタ５０５とトランジスタ５０６からなり、トランジスタ５０４及びトランジスタ５０５のゲート端子が接続されたものを第１の入力端子とし、トランジスタ５０３及びトランジスタ５０６のゲート端子が接続されたものを第２の入力端子としており、トランジスタ５０４の第２端子（ソース端子又はドレイン端子）とトランジスタ５０５の第２端子（ソース端子又はドレイン端子）を接続したものを出力端子としている。また、スイッチトランジスタ５０２のゲート端子は第１の走査線５１５と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）はＮＯＲ回路の第１の入力端子であるトランジスタ５０４及びトランジスタ５０５のゲート端子とトランジスタ５０８の第２端子（ソース端子又はドレイン端子）とトランジスタ５０９の第２端子（ソース端子又はドレイン端子）とトランジスタ５１０の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）と接続されている。また、トランジスタ５０３の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第２の電源線５１９と接続されている。また、トランジスタ５０５の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第１の電源線５１８と接続されている。また、トランジスタ５０６の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第１の電源線５１８と接続されている。ＮＯＲ回路の他方の入力端子は第２の走査線５１６と接続され、出力端子はトランジスタ５０８のゲート端子及びトランジスタ５０９のゲート端子に接続されている。またトランジスタ５０７の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第２の電源線５１９と接続され、ゲート端子は第１の走査線５１５と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）はトランジスタ５０８の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）と接続されている。また、トランジスタ５０９の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第１の電源線５１８と接続されている。また、トランジスタ５１０のゲート端子は第３の走査線５１７と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）は駆動トランジスタ５１２のゲート端子とトランジスタ５１１の第２端子（ソース端子又はドレイン端子）と接続されている。また、トランジスタ５１１の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第２の電源線５１９と接続され、ゲート端子は第３の走査線５１７と接続されている。また、駆動トランジスタ５１２の第１端子（ソース端子又はドレイン端子）は第２の電源線５１９と接続され、第２端子（ソース端子又はドレイン端子）は発光素子５１３の一方の電極と接続されている。また、発光素子５１３の他方の電極は、対向電極５１４に接続されている。
【００８５】
なお、第１の電源線５１８は第２の電源線５１９より低い電位Ｖｃが設定されている。なお、Ｖｃとは、画素の発光期間に第２の電源線５１９に設定される電位Ｖｄｄを基準として、Ｖｃ＜Ｖｄｄを満たす電位である。つまり駆動トランジスタ５１２のゲートとソースの間にかかる電圧の絶対値（｜Ｖｇｓ｜という）が駆動トランジスタ５１２のしきい値電圧の絶対値（｜Ｖｔｈ｜という）に対して、｜Ｖｔｈ｜＜｜Ｖｇｓ｜を満たす電位である。例えば、Ｖｃ＝ＧＮＤ（グラウンド電位）としても良い。
【００８６】
なお、発光素子５１３の対向電極（陰極）５１４は第２の電源線５１９より低い電位Ｖｓｓが設定されている。なお、Ｖｓｓとは、画素の発光期間に第２の電源線５１９に設定される電位Ｖｄｄを基準として、Ｖｓｓ＜Ｖｄｄを満たす電位である。例えば、Ｖｓｓ＝ＧＮＤ（グラウンド電位）としても良い。また、第１の電源線５１８と対向電極の電位を同じＧＮＤに設定してもよい。
【００８７】
なお、本発明の画素構成についての第１の走査線５１５及び第２の走査線５１６及び第３の走査線５１７の電位のタイミングチャートについては、前述の実施の形態１の図にと同様であるため、説明を省略する。
【００８８】
本発明の画素構成においては、従来、データ線５２０より入力される駆動トランジスタ５１２のオンまたはオフを制御する信号を入力しない。そのため、予め画素内のメモリ回路５２１にリセット信号（消灯信号）を入力しておく必要がある。この予め画素内のメモリ回路５２１にリセット信号に入力する期間を本明細書においてはリセット期間という。
【００８９】
また、図２においては、リセット期間と選択期間が連続して動作する様子について示したが、リセット期間と選択期間の間に時間的なマージンを設けた方が好適である。リセット期間と選択期間との間に時間的なマージンを設けることによって、データ線から入力される電位を誤動作なく画素に入力することができる。
【００９０】
リセット期間では、メモリ回路５２１には、リセット期間の前にどの様なデータが格納されていたかに依らず、消灯のデータ、すなわち、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が印加される。
【００９１】
リセット期間では、第２の走査線５１６の電位によって制御された切替回路５２２によって、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が駆動トランジスタ５１２のゲート端子に印加される。
【００９２】
選択期間では、第１の走査線５１５によりスイッチトランジスタ５０２がオンとなる。またデータトランジスタ５０１は、ゲート端子に入力されるデータ線５２０の電位によって、データトランジスタ５０１がオンするかどうかが決まる。データ線５２０がＨｉｇｈ電位の場合には、データトランジスタ５０１がオンになり、メモリ回路５２１には発光のデータ、すなわち、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が入力される。また、データ線５２０がＬｏｗ電位の場合には、データトランジスタ５０１がオフになり、メモリ回路５２１には消灯のデータ、すなわち、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が入力される。
【００９３】
選択期間では、第３の走査線５１７の電位により制御された切替回路５２２のトランジスタ５１１がオンすることによって、駆動トランジスタ５１２のゲート端子には、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が印加される。
【００９４】
サステイン期間１及びサステイン期間３では、第３の走査線５１７の電位により制御された切替回路５２２のトランジスタ５１１がオンすることによって、メモリ回路５２１に格納されているデータに依らず、駆動トランジスタ５１２のゲート端子には、駆動トランジスタ５１２がオフとなる電位が印加され、発光素子５１３に電流が流れないため、発光素子５１３は消灯状態となる。
【００９５】
サステイン期間２では、第３の走査線５１７の電位により制御された切替回路５２２のトランジスタ５１０がオンすることによって、メモリ回路５２１に格納されたデータに従って、駆動トランジスタ５１２がオンまたはオフとなる電位が駆動トランジスタ５１２のゲート端子に印加され、発光素子５１３は発光または消灯状態となる。
【００９６】
なお、保持期間における駆動トランジスタ５１２のゲート端子の電位は、メモリ回路５２１によって保持される。従って、保持容量を用いた画素構成と比較して、駆動トランジスタ５１２のゲート端子に印加される電位は、ノイズやスイッチトランジスタ５０２からのリーク等の影響から変動し誤動作するといった問題が少ない。
【００９７】
なお、上述の発光状態及び消灯状態の保持について、保持期間においては、画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路５２１への信号の供給を停止しても、メモリ回路５２１には信号の供給を停止した直前の信号のデータが保持され、発光素子５１３の発光状態を保持することができる。そのため、本発明の半導体装置を用いて静止画等を表示する際に、走査線駆動回路やデータ線駆動回路を動作させる必要がないため、大幅な低消費電力化が見込める。
【００９８】
さらに切替回路５２２によってメモリ回路５２１にデータを保持させたまま、画素を消灯することが可能なので、ＲＧＢ各１ビット（８色）の静止画であれば、消灯してもデータ線駆動回路から画素部へ信号を供給することなく再び表示することが可能であり、データ線駆動回路を動作させる必要がないため、大幅な低消費電力化が見込める。
【００９９】
本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【０１００】
本実施例は、実施例１における本発明の半導体装置が時間階調方式によって階調表現することについて説明する。
【０１０１】
本発明の半導体装置は、ＳＥＳ駆動にて動作する。時間階調方式によって多階調化を実現するには、従来、消去用ＴＦＴを用いる必要があった。本発明においては各選択期間前にリセット期間を設けるため、新たに消去用トランジスタを設ける必要はない。
【０１０２】
図４に、時間階調方式による階調表現を行う一例を示す。図４は、３ビットの階調を得るためのタイミングチャートであり、各ビットのリセット期間Ｔｒ１〜Ｔｒ３、選択アドレス（書き込み）期間Ｔａ１〜Ｔａ３と、サステイン（発光）期間Ｔｓ１〜Ｔｓ３と、消去期間Ｔｅ１とを有する。
【０１０３】
なお、本実施例における消去期間は、実施例１におけるリセット期間における動作をする。即ち、メモリ回路に保持された発光状態を保持するための信号を、消灯状態を保持するための信号に書き換える動作である。
【０１０４】
リセット期間、選択アドレス（書き込み）期間は、１画面分の画素に映像信号を入力する動作に要する期間であるから、各ビットで等しい長さである。これに対し、サステイン（発光）期間は、その長さを、例えば１：２：４：…２（ｎ−１）と、２のべき乗の比とし、発光する期間の合計によって、階調を表現する。図４の例では、３ビットであるので、サステイン（発光）期間の長さは、１：２：４となっている。
【０１０５】
消去期間については、本来は、サステイン（発光）期間が短い場合に、当該サブフレームにおける選択アドレス（書き込み）期間と、次のサブフレームにおけるアドレス期間が重複し、異なるゲート信号線が同時に選択されることのないように設けるものとしている。
【０１０６】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【０１０７】
本発明の発光装置の上面図と断面構造について、図面を参照して説明する。より詳しくは、上面図とデータトランジスタ、駆動トランジスタ、発光素子を含む発光装置の断面構造について、図５、図６を用いて説明する。
【０１０８】
図５（Ａ）は、本発明の半導体装置の上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の上面図を回路図にした図である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように必要に応じて、駆動トランジスタのゲート端子に保持容量を設ける構成としてもよい。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）において、付した１〜１２の数字は図５（Ａ）と図５（Ｂ）におけるトランジスタの対応について示したものである。またこの例では第２の走査線は直前の行の第１の走査線と接続している。
【０１０９】
図６は図５（ａ）における上面図のＧＮＤからデータトランジスタの断面図、駆動トランジスタから発光素子における断面図である。次に積層構造について順に説明する。
【０１１０】
図６において、絶縁表面を有する基板１２０１には、ガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックやアクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることができる。
【０１１１】
まず、基板１２０１上に下地膜を形成する。下地膜には、酸化珪素や、窒化珪素、窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いることができる。次に、下地膜上に非晶質半導体膜を形成する。非晶質半導体膜の膜厚は２５〜１００ｎｍとする。また非晶質半導体膜には珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。続いて、必要に応じて非晶質半導体膜を結晶化し、結晶性半導体膜１２０２を形成する。結晶化する方法は、加熱炉、レーザ照射、若しくはランプから発する光の照射、又はそれらを組み合わせて用いることができる。例えば、非晶質半導体膜に金属元素を添加し、加熱炉を用いた加熱処理を行うことによって結晶性半導体膜を形成する。このように、金属元素を添加することにより、低温で結晶化できるため好適である。
【０１１２】
なお、結晶性半導体膜で形成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、非晶質半導体膜で形成されたＴＦＴよりも電界効果移動度が高く、オン電流が大きいため、半導体装置に用いるトランジスタとして、より適している。
【０１１３】
次に、結晶性半導体膜１２０２を所定の形状にパターニングする。次に、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜を形成する。絶縁膜は、半導体膜を覆うように、厚さを１０〜１５０ｎｍとして形成される。例えば、酸化窒化珪素膜、酸化珪素膜等を用いることができ、単層構造または積層構造としてもよい。
【０１１４】
次に、ゲート絶縁膜上に、ゲート電極として機能する導電膜を形成する。ゲート電極は、単層であっても積層であってもよいが、ここでは導電膜を積層して形成する。導電膜１２０３Ａ、１２０３Ｂは、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、またはこれらの元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成する。本実施の形態では、導電膜１２０３Ａとして膜厚１０〜５０ｎｍの窒化タンタル膜を形成し、導電膜１２０３Ｂとして膜厚２００〜４００ｎｍのタングステン膜を形成する。
【０１１５】
次に、ゲート電極をマスクとして不純物元素を添加して、不純物領域を形成する。このとき、高濃度不純物領域に加えて、低濃度不純物領域を形成してもよい。低濃度不純物領域は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域と呼ばれる。
【０１１６】
次に、層間絶縁膜１２０６として機能する絶縁膜１２０４、１２０５を形成する。絶縁膜１２０４は、窒素を有する絶縁膜であることが好適であり、ここでは、プラズマＣＶＤ法により１００ｎｍの窒化珪素膜を用いて形成する。絶縁膜１２０５は、有機材料又は無機材料を用いて形成することが好適である。有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、シロキサンを用いることができる。シロキサンとは、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。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）が用いられる。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。無機材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）（ｘ、ｙは自然数）等の酸素、又は窒素を有する絶縁膜を用いることができる。なお、有機材料を用いて形成した膜は、平坦性が良好な一方で、有機材料により、水分や酸素が吸収されてしまう。これを防止するため、有機材料を用いて形成した絶縁膜上に、無機材料を有する絶縁膜を形成するとよい。
【０１１７】
次に、層間絶縁膜１２０６にコンタクトホールを形成した後、トランジスタのソース配線及びドレイン配線として機能する導電膜１２０７を形成する。導電膜１２０７は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いることができる。本実施の形態では、チタン膜、窒化チタン膜、チタンとアルミニウムの合金膜、チタン膜の積層膜を形成する。
【０１１８】
次に、導電膜を１２０７覆うように絶縁膜１２０８を形成する。絶縁膜１２０８は、層間絶縁膜１２０６で示した材料を用いることができる。次に、絶縁膜１２０８に設けられた開口部に画素電極（第１の電極ともいう）１２０９を形成する。開口部において、画素電極１２０９の段差被覆性を高めるため、開口部端面に、複数の曲率半径を有するように丸みを帯びさせるとよい。
【０１１９】
画素電極１２０９の材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などの導電性材料を用いることが好ましい。導電性材料の具体例としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物（ＩＷＯ）、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＷＺＯ）、酸化チタンを含むインジウム酸化物（ＩＴｉＯ）、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＴｉＯ）などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）なども用いることができる。
【０１２０】
導電性材料の組成比例は次の通りである。酸化タングステンを含むインジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１ｗｔ％、インジウム酸化物９９ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タングステン１ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１ｗｔ％〜５ｗｔ％、インジウム酸化物９９ｗｔ％〜９５ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０ｗｔ％、インジウム酸化物９０ｗｔ％とすればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０ｗｔ％、インジウム酸化物８９ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成比は、酸化チタン５ｗｔ％、酸化錫１０ｗｔ％、インジウム酸化物８５ｗｔ％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【０１２１】
次に、蒸着法、またはインクジェット法により、電界発光層１２１０を形成する。電界発光層１２１０は、有機材料、又は無機材料を有し、電子注入層（ＥＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）等を適宜組み合わせて構成される。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。
【０１２２】
なお、電界発光層は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層など、機能の異なる複数の層を用いて構成することが好ましい。
【０１２３】
なお、正孔注入輸送層は、ホール輸送性の有機化合物材料と、その有機化合物材料に対して電子受容性を示す無機化合物材料とを含む複合材料で形成することが好ましい。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性及び輸送性が得られる。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく正孔注入輸送層を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する発光素子の短絡も抑制することができる。
【０１２４】
なお、ホール輸送性の有機化合物材料としては、例えば、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−ジ（ｍ−トリル）アミノ］フェニル−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。
【０１２５】
なお、電子受容性を示す無機化合物材料としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。
【０１２６】
なお、電子注入輸送層には、電子輸送性の有機化合物材料を用いて形成する。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。
【０１２７】
なお、発光層には、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒ（ｐｉｃ））、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光を放出できる化合物を用いることもできる。
【０１２８】
また、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１２９】
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【０１３０】
その他に、発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【０１３１】
また、発光層として無機材料を用いても良い。無機材料としては、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの化合物半導体にマンガン（Ｍｎ）や希土類（Ｅｕ、Ｃｅなど）を不純物として添加したものを適用できる。これらの不純物は発光中心イオンと呼ばれ、このイオン内の電子遷移により発光が得られる。また、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などの化合物半導体に、アクセプタ元素としてＣｕ、Ａｇ、Ａｕなどを、ドナー元素としてＦ、Ｃｌ、Ｂｒなどを添加して、アクセプタとドナー間の遷移により発光を得るものを適用することができる。また、より発光効率を向上させるために、ＧａＡｓを添加しても良い。発光層は、１００〜１０００ｎｍ（好ましくは、３００〜６００ｎｍ）の厚さで設ければ良い。このような発光層と電極（陽極及び陰極）との間には、発光効率を高めるために誘電体層を設ける。誘電体層としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などを適用することができる。誘電体層は５０〜５００ｎｍ（好ましくは、１００〜２００ｎｍ）の厚さで設ける。
【０１３２】
いずれにしても、電界発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の正孔又は電子注入輸送層や発光層を備えていない代わりに、この目的用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えるといった変形は、発光素子としての目的を達成し得る範囲において許容されうるものである。
【０１３３】
また、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ（着色層）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。
【０１３４】
また、単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。
【０１３５】
そして、スパッタリング法、又は蒸着法により、対向電極（第２の電極ともいう）１２１１を形成する。画素電極１２０９と対向電極１２１１は、一方が陽極となり、他方が陰極となる。
【０１３６】
陰極材料としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわち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、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ２）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができる。但し、陰極は透光性を有する必要があるため、これら金属、又はこれら金属を含む合金を非常に薄く形成し、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成する。
【０１３７】
その後、対向電極１２１１を覆うように、窒化珪素膜やＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）膜からなる保護膜を設けてもよい。上記工程を経て、本発明の発光装置が完成する。
【０１３８】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０１３９】
本実施例では、表示装置の構成について図７を用いて説明する。
【０１４０】
図７（Ａ）において、基板１３０７上に、複数の画素１３０１がマトリクス状に配置された画素部１３０２を有し、画素部１３０２の周辺には、信号線駆動回路１３０３、第１の走査線駆動回路１３０４及び第２の走査線駆動回路１３０５を有する。これらの駆動回路は、ＦＰＣ１３０６を介して外部より信号が供給される。
【０１４１】
図７（Ｂ）には、第１の走査線駆動回路１３０４及び第２の走査線駆動回路１３０５の構成を示す。第１の走査線駆動回路１３０４、第２の走査線駆動回路１３０５は、シフトレジスタ１３１４、バッファ１３１５を有する。また、図７（Ｃ）には、信号線駆動回路１３０３の構成を示す。信号線駆動回路１３０３はシフトレジスタ１３１１、第１のラッチ回路１３１２、第２のラッチ回路１３１３、バッファ１３１７を有する。
【０１４２】
なお、走査線駆動回路と信号線駆動回路の構成は、上記記載に限定されず、例えばサンプリング回路やレベルシフタなどを具備していてもよい。また、上記駆動回路以外に、ＣＰＵやコントローラなどの回路を基板１３０７に一体形成してもよい。そうすると、接続する外部回路（ＩＣ）の個数が減少し、軽量、薄型がさらに図れるため、携帯端末などには特に有効である。
【０１４３】
なお、本明細書中では図７（Ａ）に示した表示装置について、図７（Ａ）に示すようにＦＰＣまで取り付けられ、発光素子にＥＬ素子を用いたパネルのことを本明細書ではＥＬモジュールという。
【０１４４】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
【０１４５】
本実施例では、第２の電源線の電位を補正し、環境温度の変化と経時変化に起因した発光素子の電流値の変動による影響を抑制について述べる。
【０１４６】
発光素子は、周囲の温度により、その抵抗値（内部抵抗値）が変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、温度が通常よりも高くなると抵抗値が低下し、温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。そのため、温度が高くなると電流値が増加して所望の輝度よりも高い輝度となり、温度が低くなると同じ電圧が加えられた場合、電流値が低下して所望の輝度よりも低い輝度となる。また、発光素子は、劣化によって経時的にその電流値が減少する性質を有する。具体的には、発光時間及び消灯時間が累積すると発光素子の劣化に伴い抵抗値が上昇する。そのため、発光時間及び消灯時間が累積すると、最初の発光期間または消灯期間と同じ電圧を印加した場合、電流値が低下して所望の輝度より低い輝度となる。
【０１４７】
上述した発光素子が有する性質により、環境温度が変化、または経時変化が生じると、輝度にバラツキが生じてしまう。本実施例は、本発明の第２の電源線の電位を用いて補正することで、環境温度の変化と経時変化に起因した発光素子の電流値の変動による影響を抑制することができる。
【０１４８】
図８に、回路の構成を示す。画素には、図３で示した同画素が配置されており、図３と同様の説明については省略する。図８において、図３において示した第２の電源線１４０１と対向電極１４０２との間には、駆動トランジスタ１４０３と発光素子１４０４とが接続されている。そして、第２の電源線１４０１から対向電極１４０２の方に電流が流れる。発光素子１４０４は、そこを流れる電流の大きさに応じて発光する。
【０１４９】
このような画素構成の場合、第２の電源線１４０１と対向電極１４０２の電位が固定されていると、発光素子１４０４に電流が流れ続けていると、特性が劣化する。また、発光素子１４０４は、その温度によって、特性が変わってくる。
【０１５０】
具体的には、発光素子１４０４に電流が流れ続けていると、電圧電流特性がシフトする。つまり、発光素子１４０４の抵抗値が高くなって、同じ電圧を加えていても、流れる電流値が小さくなってしまう。また、同じ大きさの電流が流れていても、発光効率が低下し、輝度が低くなってしまう。温度特性としては、温度が下がると、発光素子１４０４の電圧電流特性がシフトし、発光素子１４０４の抵抗値が高くなってしまう。
【０１５１】
そこで、モニタ用回路を用いて、上述のような劣化や変動の影響を補正する。本実施例では、第２の電源線１４０１の電位を調整することにより、発光素子１４０４の劣化や温度による変動を補正する。
【０１５２】
そこで、モニタ用回路の構成について述べる。第１のモニタ電源線１４０６と第２のモニタ電源線１４０７の間には、モニタ用電流源１４０８と、モニタ用発光素子１４０９が接続されている。そして、モニタ用電流源１４０８と、モニタ用発光素子１４０９との間には、モニタ用発光素子の電圧を出力するためのサンプリング回路１４１０の入力端子が接続されている。サンプリング回路１４１０の出力端子には、電源回路１４１１が接続され、電源回路１４１１には、第２の電源線１４０１が接続されている。したがって、第２の電源線１４０１の電位は、サンプリング回路１４１０の出力によって制御される。
【０１５３】
次に、モニタ用回路の動作について述べる。まず、モニタ用電流源１４０８は、最も明るい階調数で発光素子１４０４を発光させる場合に、発光素子１４０４に流したい大きさの電流を流す。この時の電流値をＩｍａｘとする。
【０１５４】
すると、モニタ用発光素子１４０９の両端の電圧には、Ｉｍａｘの大きさの電流を流すのに必要な大きさの電圧が加わる。もし、モニタ用発光素子１４０９の電圧電流特性が劣化や温度などによって変わったとしても、それに応じて、モニタ用発光素子１４０９の両端の電圧も変化し、最適な大きさになる。よって、モニタ用発光素子１４０９の変動（劣化や温度変化など）の影響を補正することが出来る。
【０１５５】
サンプリング回路１４１０の入力端子には、モニタ用発光素子１４０９にかかる電圧が入力されている。サンプリング回路１４１０の出力電位は電源回路用電源線１４１２に接続された電源回路１４１１に入力される。
【０１５６】
電源回路１４１１は、サンプリング回路１４１０の出力端子からの電位に応じた電位を第２の電源線１４０１に供給する。つまり、第２の電源線１４０１の電位は、モニタ用回路によって補正されることになり、発光素子１４０４は劣化や温度による変動が補正される。
【０１５７】
なお、サンプリング回路１４１０は、モニタ用発光素子の入力される電流に応じた電圧をサンプリングし、且つ、保持する回路であればなんでもよい。例えばＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子、及び容量素子を用いて、入力される電圧をサンプリングすればよい。
【０１５８】
また、電源回路１４１１は入力された電圧を出力する回路であればよい。例えばオペアンプ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタのいずれかもしくは複数を組み合わせて回路を構成すればよい。
【０１５９】
なお、モニタ用発光素子１４０９は、画素の発光素子１４０４と同時に、同じ製造方法で、同じ基板上に作成されることが望ましい。なぜなら、モニタ用のものと、画素に配置されているものとで、特性が異なれば、補正がずれてしまうからである。
【０１６０】
なお、画素に配置されている発光素子１４０４は、頻繁に電流を流さないような期間が生じるため、モニタ用発光素子１４０９に、ずっと電流を流し続けていると、モニタ用発光素子１４０９の方が、劣化が大きく進む。そのため、サンプリング回路１４１０から出力される電位は、補正が強くされたような電位となる。そこで、実際の画素での発光素子の劣化度合いに合わせるようにしてもよい。例えば、平均的に、画面全体の点灯率が３０％であれば、３０％の輝度に相当するような期間だけ、モニタ用発光素子１４０９に電流を流すようにしてもよい。そのとき、モニタ用発光素子１４０９に電流が流れない期間が生じてしまうが、サンプリング回路１４１０の出力端子からは、変わりなく電圧が供給されているようにする必要がある。それを実現するためには、サンプリング回路１４１０の入力端子に容量素子をもうけて、そこに、モニタ用発光素子１４０９に電流を流していた時の電位を保持するようにすればよい。
【０１６１】
なお、最も明るい階調数のものに合わせてモニタ用回路を動作させると、強く補正がされた電位を出力することになるが、それによって、画素での焼き付き（画素ごとの劣化度合いの変動による輝度むら）が目立たなくなるため、最も明るい階調数のものに合わせてモニタ用回路を動作させることが望ましい。
【０１６２】
本実施例においては、駆動トランジスタ１４０３は線形領域で動作させることがさらに好適である。線形領域で動作させることで駆動トランジスタ１４０３は、スイッチとして動作する。そのため、駆動トランジスタ１４０３の劣化や温度などによる特性の変動の影響が出にくくすることができる。線形領域のみで動作させる場合は、発光素子１４０４に電流が流れるかどうかをデジタル的に制御することが多い。その場合、多階調化をはかるため、時間階調方式や面積階調方式などを組み合わせることが好適である。
【０１６３】
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例６】
【０１６４】
本発明の半導体装置を具備する電子機器として、テレビ受像器、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、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。それらの電子機器の具体例を図９、図１０、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）、図１３、図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）に示す。
【０１６５】
図９は表示パネル５００１と、回路基板５０１１を組み合わせたＥＬモジュールを示している。回路基板５０１１には、コントロール回路５０１２や信号分割回路５０１３などが形成されており、接続配線５０１４によって表示パネル５００１と電気的に接続されている。
【０１６６】
この表示パネル５００１には、複数の画素が設けられた画素部５００２と、走査線駆動回路５００３、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路５００４を備えている。なおＥＬモジュールを作製する場合は上記実施例を用いて画素部５００２の画素を構成する半導体装置を作製すればよい。また、走査線駆動回路５００３や信号線駆動回路５００４等制御用駆動回路部を、上記実施例により形成されたＴＦＴを用いて作製することが可能である。以上のように、図９に示すＥＬモジュールテレビを完成させることができる。
【０１６７】
図１０は、ＥＬテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ５１０１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路５１０２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路５１０３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路５０１２により処理される。コントロール回路５０１２は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号を出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路５０１３を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０１６８】
チューナ５１０１で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路５１０５に送られ、その出力は音声信号処理回路５１０６を経てスピーカー５１０７に供給される。制御回路５１０８は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部５１０９から受け、チューナ５１０１や音声信号処理回路５１０６に信号を送出する。
【０１６９】
図１１（Ａ）に示すように、ＥＬモジュールを筐体５２０１に組みこんで、テレビ受像機を完成させることができる。ＥＬモジュールにより、表示画面５２０２が形成される。また、スピーカー５２０３、操作スイッチ５２０４などが適宜備えられている。
【０１７０】
また図１１（Ｂ）に、ワイヤレスでディスプレイのみを持ち運び可能なテレビ受像器を示す。筐体５２１２にはバッテリー及び信号受信器が内蔵されており、そのバッテリーで表示部５２１３やスピーカー部５２１７を駆動させる。バッテリーは充電器５２１０で繰り返し充電が可能となっている。また、充電器５２１０は映像信号を送受信することが可能で、その映像信号をディスプレイの信号受信器に送信することができる。筐体５２１２は操作キー５２１６によって制御する。また、図１１（Ｂ）に示す装置は、操作キー５２１６を操作することによって、筐体５２１２から充電器５２１０に信号を送ることも可能であるため映像音声双方向通信装置とも言える。また、操作キー５２１６を操作することによって、筐体５２１２から充電器５２１０に信号を送り、さらに充電器５２１０が送信できる信号を他の電子機器に受信させることによって、他の電子機器の通信制御も可能であり、汎用遠隔制御装置とも言える。本発明は表示部５２１３に適用することができる。
【０１７１】
本発明の半導体装置を図９、図１０、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）に示すテレビ受像器使用することにより、表示部の画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続ける。そのため、保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作で表示する製品を製造することができ、より不良の少ない商品を顧客に提供することができる。
【０１７２】
さらに本発明の半導体装置は、図９、図１０、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）に示すテレビ受像器に使用することにより、表示部の画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定することができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定することが可能となり、消費電力を大幅に抑えた半導体装置を提供することが可能となり、消費電力を大幅に抑えた商品を顧客に提供することができる。
【０１７３】
勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
【０１７４】
図１２（Ａ）は表示パネル５３０１とプリント配線基板５３０２を組み合わせたモジュールを示している。表示パネル５３０１は、複数の画素が設けられた画素部５３０３と、第１の走査線駆動回路５３０４、第２の走査線駆動回路５３０５と、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路５３０６を備えている。
【０１７５】
プリント配線基板５３０２には、コントローラ５３０７、中央処理装置（ＣＰＵ）５３０８、メモリ５３０９、電源回路５３１０、音声処理回路５３１１及び送受信回路５３１２などが備えられている。プリント配線基板５３０２と表示パネル５３０１は、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５３１３により接続されている。ＦＰＣ５３１３には、容量素子、バッファ回路などを設け、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上がりが鈍ったりすることを防ぐ構成としても良い。また、コントローラ５３０７、音声処理回路５３１１、メモリ５３０９、ＣＰＵ５３０８、電源回路５３１０などは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式を用いて表示パネル５３０１に実装することもできる。ＣＯＧ方式により、プリント配線基板５３０２の規模を縮小することができる。
【０１７６】
プリント配線基板５３０２に備えられたインターフェース部５３１４を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行うためのアンテナ用ポート５３１５が、プリント配線基板５３０２に設けられている。
【０１７７】
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュールは、メモリ５３０９としてＶＲＡＭ５３１６、ＤＲＡＭ５３１７、フラッシュメモリ５３１８などが含まれている。ＶＲＡＭ５３１６にはパネルに表示する画像のデータが、ＤＲＡＭ５３１７には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリ５３１８には各種プログラムが記憶されている。
【０１７８】
電源回路５３１０は、表示パネル５３０１、コントローラ５３０７、ＣＰＵ５３０８、音声処理回路５３１１、メモリ５３０９、送受信回路５３１２を動作させる電力を供給する。またパネルの仕様によっては、電源回路５３１０に電流源が備えられている場合もある。
【０１７９】
ＣＰＵ５３０８は、制御信号生成回路５３２０、デコーダ５３２１、レジスタ５３２２、演算回路５３２３、ＲＡＭ５３２４、ＣＰＵ５３０８用のＩ／Ｆ５３１９などを有している。Ｉ／Ｆ５３１９を介してＣＰＵ５３０８に入力された各種信号は、一旦レジスタ５３２２に保持された後、演算回路５３２３、デコーダ５３２１などに入力される。演算回路５３２３では、入力された信号に基づき演算を行い、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ５３２１に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路５３２０に入力される。制御信号生成回路５３２０は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路５３２３において指定された場所、具体的にはメモリ５３０９、送受信回路５３１２、音声処理回路５３１１、コントローラ５３０７などに送る。
【０１８０】
メモリ５３０９、送受信回路５３１２、音声処理回路５３１１、コントローラ５３０７は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。
【０１８１】
入力手段５３２５から入力された信号は、インターフェース部５３１４を介してプリント配線基板５３０２に実装されたＣＰＵ５３０８に送られる。制御信号生成回路５３２０は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段５３２５から送られてきた信号に従い、ＶＲＡＭ５３１６に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ５３０７に送付する。
【０１８２】
コントローラ５３０７は、パネルの仕様に合わせてＣＰＵ５３０８から送られてきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル５３０１に供給する。またコントローラ５３０７は、電源回路５３１０から入力された電源電圧やＣＰＵ５３０８から入力された各種信号をもとに、Ｈｓｙｎｃ信号、Ｖｓｙｎｃ信号、クロック信号ＣＬＫ、交流電圧（ＡＣ  Ｃｏｎｔ）、切り替え信号Ｌ／Ｒを生成し、表示パネル５３０１に供給する。
【０１８３】
送受信回路５３１２では、アンテナ５３２８において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいる。送受信回路５３１２において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、ＣＰＵ５３０８からの命令に従って、音声処理回路５３１１に送られる。
【０１８４】
ＣＰＵ５３０８の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路５３１１において音声信号に復調され、スピーカー５３２７に送られる。またマイク５３２６から送られてきた音声信号は、音声処理回路５３１１において変調され、ＣＰＵ５３０８からの命令に従って、送受信回路５３１２に送られる。
【０１８５】
コントローラ５３０７、ＣＰＵ５３０８、電源回路５３１０、音声処理回路５３１１、メモリ５３０９を、本実施例のパッケージとして実装することができる。本実施例は、アイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路以外であれば、どのような回路にも応用することができる。
【０１８６】
図１３は、図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）に示すモジュールを含む携帯電話機の一態様を示している。表示パネル５３０１はハウジング５３３０に脱着自在に組み込まれる。ハウジング５３３０は表示パネル５３０１のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。表示パネル５３０１を固定したハウジング５３３０はプリント基板５３３１に嵌着されモジュールとして組み立てられる。
【０１８７】
表示パネル５３０１はＦＰＣ５３１３を介してプリント基板５３３１に接続される。プリント基板５３３１には、スピーカー５３３２、マイクロフォン５３３３、送受信回路５３３４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路５３３５が形成されている。このようなモジュールと、入力手段５３３６、バッテリー５３３７、アンテナ５３４０を組み合わせ、筐体５３３９に収納する。表示パネル５３０１の画素部は筐体５３３９に形成された開口窓から視認できるように配置する。
【０１８８】
本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、表示パネルを複数備えたり、筐体を適宜複数に分割して蝶番により開閉式とした構成としてもよい。
【０１８９】
図１３の携帯電話機において、表示パネル５３０１は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること、及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けること、ができる。従って、データ線の振幅は低振幅に設定し低消費電力化すること、及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすること、が可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示パネル５３０１も同様の特徴を有するため、この携帯電話機は低消費電力化、及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、携帯電話機において、電源回路を大幅に縮小または削減すること、また、表示不良の削減ができるので、筐体５３３９の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話機は、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９０】
図１４（Ａ）はテレビ装置であり、筐体６００１、支持台６００２、表示部６００３などによって構成されている。このテレビ装置において、表示部６００３は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること、及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けること、ができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定し低消費電力化すること、及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすること、が可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示部６００３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は低消費電力化、及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小すること、表示不良の削減ができるので、筐体６００１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９１】
図１４（Ｂ）はコンピュータであり、本体６１０１、筐体６１０２、表示部６１０３、キーボード６１０４、外部接続ポート６１０５、ポインティングマウス６１０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部６１０３は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること、及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けること、ができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定し低消費電力化すること、及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすること、が可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示部６１０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費電力化、及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、電源回路を大幅に削減又は縮小すること、若しくは表示不良の削減ができるので、本体６１０１や筐体６１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９２】
図１４（Ｃ）は携帯可能なコンピュータであり、本体６２０１、表示部６２０２、スイッチ６２０３、操作キー６２０４、赤外線ポート６２０５等を含む。この携帯可能なコンピュータにおいて、表示部６２０２は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けることができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定し低消費電力化すること及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすることが可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示部６２０２も同様の特徴を有するため、この携帯可能なコンピュータは低消費電力化、及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、携帯可能なコンピュータにおいて、電源回路を大幅に削減又は縮小すること、若しくは表示不良の削減ができるので、本体６２０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯可能なコンピュータは、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９３】
図１４（Ｄ）は携帯型のゲーム機であり、筐体６３０１、表示部６３０２、スピーカー部６３０３、操作キー６３０４、記録媒体挿入部６３０５等を含む。この携帯型のゲーム機において、表示部６３０２は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けることができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定し低消費電力化すること及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすることが可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示部６３０２も同様の特徴を有するため、この携帯型のゲーム機は低消費電力化、及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、携帯型のゲーム機において、電源回路を大幅に削減又は縮小すること、若しくは表示不良の削減ができるので、筐体６３０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯型のゲーム機は、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９４】
図１４（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６４０１、筐体６４０２、表示部Ａ６４０３、表示部Ｂ６４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読込部６４０５、操作キー６４０６、スピーカー部６４０７等を含む。表示部Ａ６４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ６４０４は主として文字情報を表示する。この画像再生装置において、表示部Ａ６４０３及び表示部Ｂ６４０４は実施の形態で説明したものと同様の半導体装置をマトリクス状に配列して構成されている。当該半導体装置は、画素内において駆動トランジスタのゲート端子に印加されるオンまたはオフとなる電位と、データ線の電位とを別に設定すること及び画素内において発光素子が発光状態でも消灯状態でも、駆動トランジスタのゲート端子には一定電位が供給され続けることができる。従って、データ線の電位の振幅を低振幅に設定し低消費電力化すること及び保持容量により電位を保持していた従来の画素構成に比べ、安定した動作をすることが可能となるという特徴を有している。その半導体装置で構成される表示部Ａ６４０３及び表示部Ｂ６４０４も同様の特徴を有するため、この画像再生装置は低消費電力化及び安定した動作の表示が図られている。このような特徴により、画像再生装置において、電源回路を大幅に削減又は縮小すること、若しくは表示不良の削減ができるので、表示部Ａ６４０３及び表示部Ｂ６４０４の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る画像再生装置は、低消費電力、小型軽量化が図られているので、それにより携帯性の向上した製品を顧客に提供することができる。
【０１９５】
これらの電子機器に使われる表示装置は、大きさや強度、または使用目的に応じて、ガラス基板だけでなく耐熱性のプラスチック基板を用いることも可能である。それによってよりいっそうの軽量化を図ることができる。
【０１９６】
なおこれらの電子機器に使われる表示部においては実施の形態で示した半導体装置を具備しており、画素部周辺に配置された走査線駆動回路やデータ線駆動回路から画素部の各画素内に配置されたメモリ回路への信号の供給を停止しても、メモリ回路には信号の供給を停止した直前の信号のデータが保持され、発光素子の発光状態及び消灯状態を保持することができる。そのため、本発明の半導体装置を用いて静止画等を表示する際に、走査線駆動回路やデータ線駆動回路を動作させる必要がないため、大幅な低消費電力化が見込める本発明の電子機器は、静止画を表示する際においても低消費電力化が図られた製品を顧客に提供することができる。
【０１９７】
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、これらの用途に限定するものではないことを付記する。
【０１９８】
また本実施例は、上記実施の形態及び上記実施例のいかなる記載とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の実施の形態の回路図。
【図２】本発明の実施の形態の一形態図。
【図３】本発明の実施例１の回路図。
【図４】本発明の実施例２のタイミングチャート図。
【図５】本発明の実施例３の回路図及び上面図。
【図６】本発明の実施例３の断面図。
【図７】本発明の実施例４の構成を示す上面図及びブロック図。
【図８】本発明の実施例５の回路図。
【図９】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１０】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１１】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１２】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１３】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１４】本発明の実施例６の電子機器の図。
【図１５】従来の画素構成を示す図。
【図１６】従来の画素構成の問題点を示す図。
【符号の説明】
【０２００】
１０１    データトランジスタ
１０２    スイッチトランジスタ
１０３    メモリ回路
１０４    切替回路
１０５    駆動トランジスタ
１０６    発光素子
１０７    対向電極
１０８    データ線
１０９    第１の走査線
１１０    第２の走査線
１１１    第３の走査線
１１２    第１の電源線
１１３    第２の電源線
５０１    データトランジスタ
５０２    スイッチトランジスタ
５０３    トランジスタ
５０４    トランジスタ
５０５    トランジスタ
５０６    トランジスタ
５０７    トランジスタ
５０８    トランジスタ
５０９    トランジスタ
５１０    トランジスタ
５１１    トランジスタ
５１２    駆動トランジスタ
５１３    発光素子
５１４    対向電極
５１５    第１の走査線
５１６    第２の走査線
５１７    第３の走査線
５１８    第１の電源線
５１９    第２の電源線
５２０    データ線
５２１    メモリ回路
５２２    切替回路
１２０１    基板
１２０２    結晶性半導体膜
１２０３Ａ    導電膜
１２０３Ｂ    導電膜
１２０４    絶縁膜
１２０５    絶縁膜
１２０６    層間絶縁膜
１２０７    導電膜
１２０８    絶縁膜
１２０９    画素電極
１２１０    電界発光層
１２１１    対向電極
１３０１    画素
１３０２    画素部
１３０３    信号線駆動回路
１３０４    第１の走査線駆動回路
１３０５    第２の走査線駆動回路
１３０６    ＦＰＣ
１３０７    基板
１３１１    シフトレジスタ
１３１２    ラッチ回路
１３１３    ラッチ回路
１３１４    シフトレジスタ
１３１５    バッファ
１３１７    バッファ
１４０１    第２の電源線
１４０２    対向電極
１４０３    駆動トランジスタ
１４０４    発光素子
１４０６    モニタ電源線
１４０７    モニタ電源線
１４０８    モニタ用電流源
１４０９    モニタ用発光素子
１４１０    サンプリング回路
１４１１    電源回路
１４１２    電源回路用電源線
２１００    画素部
２１０１    選択トランジスタ
２１０２    駆動トランジスタ
２１０３    保持容量
２１０４    発光素子
２２００    画素
２２０１    選択トランジスタ
２２０２    駆動トランジスタ
２２０３    保持容量
２２０４    発光素子
２２０５    走査線
２２０６    データ線
２２０７    電源線
２２０８    対向電極
５００１    表示パネル
５００２    画素部
５００３    走査線駆動回路
５００４    信号線駆動回路
５０１１    回路基板
５０１２    コントロール回路
５０１３    信号分割回路
５０１４    接続配線
５１０１    チューナ
５１０２    映像信号増幅回路
５１０３    映像信号処理回路
５１０５    音声信号増幅回路
５１０６    音声信号処理回路
５１０７    スピーカー
５１０８    制御回路
５１０９    入力部
５２０１    筐体
５２０２    表示画面
５２０３    スピーカー
５２０４    操作スイッチ
５２１０    充電器
５２１２    筐体
５２１３    表示部
５２１６    操作キー
５２１７    スピーカー部
５３０１    表示パネル
５３０２    プリント配線基板
５３０３    画素部
５３０４    第１の走査線駆動回路
５３０５    第２の走査線駆動回路
５３０６    信号線駆動回路
５３０７    コントローラ
５３０８    ＣＰＵ
５３０９    メモリ
５３１０    電源回路
５３１１    音声処理回路
５３１２    送受信回路
５３１３    ＦＰＣ
５３１４    インターフェース部
５３１５    アンテナ用ポート
５３１６    ＶＲＡＭ
５３１７    ＤＲＡＭ
５３１８    フラッシュメモリ
５３２０    制御信号生成回路
５３２１    デコーダ
５３２２    レジスタ
５３２３    演算回路
５３２４    ＲＡＭ
５３２５    入力手段
５３２６    マイク
５３２７    スピーカー
５３２８    アンテナ
５３３０    ハウジング
５３３１    プリント基板
５３３２    スピーカー
５３３３    マイクロフォン
５３３４    送受信回路
５３３５    信号処理回路
５３３６    入力手段
５３３７    バッテリー
５３３９    筐体
５３４０    アンテナ
６００１    筐体
６００２    支持台
６００３    表示部
６１０１    本体
６１０２    筐体
６１０３    表示部
６１０４    キーボード
６１０５    外部接続ポート
６１０６    ポインティングマウス
６２０１    本体
６２０２    表示部
６２０３    スイッチ
６２０４    操作キー
６２０５    赤外線ポート
６３０１    筐体
６３０２    表示部
６３０３    スピーカー部
６３０４    操作キー
６３０５    記録媒体挿入部
６４０１    本体
６４０２    筐体
６４０３    表示部Ａ
６４０４    表示部Ｂ
６４０５    記録媒体（ＤＶＤ等）読込部
６４０６    操作キー
６４０７    スピーカー部
【図１】
2007206681.tif 000003
【図２】
2007206681.tif 000004
【図３】
2007206681.tif 000005
【図４】
2007206681.tif 000006
【図５】
2007206681.tif 000007
【図６】
2007206681.tif 000008
【図７】
2007206681.tif 000009
【図８】
2007206681.tif 000010
【図９】
2007206681.tif 000011
【図１０】
2007206681.tif 000012
【図１１】
2007206681.tif 000013
【図１２】
2007206681.tif 000014
【図１３】
2007206681.tif 000015
【図１４】
2007206681.tif 000016
【図１５】
2007206681.tif 000017
【図１６】
2007206681.tif 000018