JP5853614B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば画素回路が微細化したときに有効な電気光学装置および電子機器に関する。

近年、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、以下「ＯＬＥＤ」という）素子などの発光素子を用いた電気光学装置が各種提案されている。この電気光学装置では、走査線とデータ線との交差に対応して、上記発光素子やトランジスターなどを含む画素回路が、表示すべき画像の画素に対応して設けられる構成が一般的である。このような構成において、画素の階調レベルに応じた電位のデータ信号が当該トランジスターのゲートに印加されると、当該トランジスターは、ゲート・ソース間の電圧に応じた電流を発光素子に供給する。これにより、当該発光素子は、階調レベルに応じた輝度で発光する。このとき、トランジスターの閾値電圧などの特性が画素回路毎にばらついていると、表示画面の一様性を損なうような表示ムラが発生する。このため、トランジスターの特性を補償する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
また、電気光学装置に対して、表示サイズの小型化や表示の高精細化が要求されることが多い。表示サイズの小型化と表示の高精細化とを両立するためには、画素回路を微細化する必要があるので、電気光学装置を例えばシリコン集積回路に設ける技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００７−３１６４６２号公報 特開２００９−２８８４３５号公報

ところで、画素回路を微細化したとき、発光素子への供給電流を微小領域で制御する必要がある。発光素子に供給される電流は、トランジスターのゲート・ソース間の電圧によって制御されるが、微小領域では、ゲート・ソース間の電圧のわずかな変化に対して、発光素子に供給される電流が大きく変化してしまう。
一方、データ信号を出力する回路は、データ線を短時間で充電するために、その駆動能力が高められている。このように高い駆動能力を有する回路において、非常に細かい精度でデータ信号を出力させることは困難である。
そこで、データ信号の振幅を何らかの構成によって圧縮してトランジスターのゲートに供給しようとした場合、その構成を組み込むことによってデータ線の狭ピッチ化が困難になるといった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、データ線の狭ピッチ化を可能とする電気光学装置および電子機器を提供することを解決課題の一つとする。また、データ信号の振幅を圧縮しつつ、データ線の狭ピッチ化を可能とする電気光学装置および電子機器を提供することを解決課題の一つとする。

上記目的を達成するために本発明に係る電気光学装置にあっては、基板と、前記基板の第１の主面の上方に設けられた走査線と、前記第１の主面の上方に設けられたデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路と、データ信号に応じた第１電圧を保持する第１保持容量と、前記第１保持容量は、並列に接続された第１容量部と第２容量部とを含み、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに前記第１容量部と前記第２容量部とが重なっていること、ことを特徴とする。

この発明によれば、第１保持容量は、並列に接続された第１容量部と第２容量部とを含み、これらが第１の主面に対して垂直の方向から見て重なるように配置したので、小さな面積で大きな容量値を得ることが可能となる。この結果、基板に占める画素回路の面積の割合を大きくすることが可能となる。
なお、「前記第１容量部と前記第２容量部とが重なる」とは、第１容量部の全部が第２容量部に重なってもよいし、第２容量部の全部が第１容量部に重なってもよいし、あるいは第１容量部の一部と第２容量部の一部が重なってもよい。

上述した電気光学装置において、前記画素回路は、前記データ信号に応じた第２電圧を保持する画素容量を含み、前記第２電圧は前記第１電圧に基づいて生成されること、が好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記第１電圧の最低電圧値と最高電圧値との差を第１電圧差とし、かつ、前記第２電圧の最低電圧値と最高電圧値との差を第２電圧差としたときに、前記第２電圧差は前記第１電圧差に比して小となることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記データ線に一端が接続された第２保持容量をさらに含み、前記第２電圧は、前記第２保持容量によるレベルシフトによって生成されることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記第２保持容量は、第１容量電極と第２容量電極とを含み、前記第１容量電極と前記１保持容量の一端とは少なくとも第１の期間において、電気的に接続され、前記第２容量電極は前記データ線に接続されていることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、さらに前記データ線に一端が接続された第３保持容量を含み、前記第２保持容量は、第１スイッチを介して前記第１保持容量と直列に接続され、前記第２電圧は、少なくとも前記第２保持容量と前記第３保持容量との容量比に基づきレベルシフトされて生成されることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記第１保持容量、前記第２保持容量、及び前記第１スイッチと含み、前記データ線を駆動するレベルシフト回路を含み、前記画素回路は、ゲート・ソース間の電圧に応じた電流を供給する第１トランジスターと、前記第１トランジスターから供給される電流に応じた輝度で発光する発光素子と、を含み、前記第１トランジスターと前記発光素子とは、高位側の電源と低位側の電源との間で直列に接続され、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記高位側の電源または前記低位側の電源と電気的に接続される共通配線が、前記レベルシフト回路を覆うように形成されており、前記第２容量部の一方の電極と前記共通配線とが電気的に接続されていることが好ましい。

この発明によれば、共通配線によって駆動回路が覆われるので、レベルシフト回路に外光が入射することに起因する誤動作を防止することができる。さらに、第２容量部の一方の電極と共通配線とが電気的に接続されているので、第１保持容量の下層に形成される回路を遮光するために特別な遮光層を設ける必要が無くなる。しかも、共通配線はレベルシフト回路を覆うように大きな面積で形成されるので、そのインピーダンスを低減できるから、共通配線に接続される高位側の電源または低位側の電源のインピーダンスを低減できる。くわえて、第１保持容量にはデータ信号が保持されるが、共通配線はシールドとしても機能するので、制御回路などからの飛び込みノイズの影響を抑圧できるといった利点もある。
また、上述した電気光学装置において、入力端に前記データ信号が供給され、出力端に前記第１保持容量の一端が接続された第２スイッチを備え、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記共通配線が、前記第２スイッチを覆うように形成されてなることが好ましい。

上述した電気光学装置において、前記第２容量部の一方の電極と、第２の誘電体と、前記第２容量部の一方の電極と前記第２の誘電体を介して向かい合う前記第２容量部の他方の電極と、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第２容量部の他方の電極と重なるように配置され、前記第２容量部の他方の電極と電気的に接続された前記第１容量部の一方の電極と、第１の誘電体と、前記第１容量部の一方の電極と前記第１の誘電体を介して向かい合い、前記第２容量部の一方の電極と電気的に接続される前記第１容量部の他方の電極とを備えることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記第２容量部の他方の電極と前記第１容量部の一方の電極とは共通の電極であることが好ましい。
また、上述した電気光学装置において、前記第２容量部の一方の電極は、前記共通配線の一部であることが好ましい。

また、上述した電気光学装置において、前記第２保持容量は、第３容量部と第４容量部とを備え、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第３容量部と前記第４容量部とが重なるように形成することが好ましい。この発明によれば、第２保持容量は、並列に接続された第３容量部と第４容量部とを含み、これらが第１の主面に対して垂直の方向から見て重なるように配置したので、小さな面積で大きな容量値を得ることが可能となる。この結果、基板に占める画素回路の面積の割合を大きくすることが可能となる。

また、上述した電気光学装置において、前記第４容量部の一方の電極と、第４の誘電体と、前記第４容量部の一方の電極と前記第４の誘電体を介して向かい合う前記第４容量部の他方の電極と、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第４容量部の他方の電極と重なるように配置され、前記第４容量部の他方の電極と電気的に接続された前記第３容量部の一方の電極と、第３の誘電体と、前記第３容量部の一方の電極と前記第３の誘電体を介して向かい合い、前記第４容量部の一方の電極と電気的に接続される前記第３容量部の他方の電極とを、備えたことが好ましい。
さらに、上述した電気光学装置において、前記第４容量部の他方の電極と前記第３容量部の一方の電極とは共通の電極であること、が好ましい。

また、上述した電気光学装置において、前記画素回路は、前記データ線と前記第１トランジスターのゲートとの間でオンまたはオフする第２トランジスターと、前記第１トランジスターにおけるゲートとドレインとの間でオンまたはオフする第３トランジスターと、を含み、前記レベルシフト回路を含む駆動回路は、第１期間に、前記データ線と初期電位を給電する第１給電線とを電気的に接続し、前記第２保持容量の他端と所定電位を給電する第２給電線とを電気的に接続し、前記第１期間に続く第２期間に、前記データ線と前記第１給電線とを電気的に非接続とし、前記第２保持容量の他端と第２給電線との接続を維持した状態で前記第２トランジスターおよび前記第３トランジスターをオンさせ、前記第２期間に続く第３期間に、前記第２保持容量の他端と第２給電線とを電気的に非接続として、前記第３期間よりも前に供給され且つ前記第２保持容量に保持されたデータ信号を前記第２保持容量の他端に供給し、前記第３期間の終了時に、前記第２トランジスターをオフさせることが好ましい。

本発明によれば、第１期間に、データ線、第１保持容量および第２保持容量が初期化される。第２期間に、第２トランジスターおよび第３トランジスターがそれぞれオンしたとき、データ線および第１トランジスターのゲートは、当該第１トランジスターの閾値電圧に対応した電位となる。第３期間において、第２トランジスターをオンさせた状態で、第３期間よりも前に供給され且つ第１保持容量に保持されたデータ信号を第２保持容量の他端に供給し、輝度に応じた電位の信号が第１保持容量の他端に供給されたとき、データ線および第１トランジスターのゲートは、閾値電圧に応じた電位から、当該第２保持容量の他端における電位変動を容量比で分圧した分だけシフトする。このため、第１トランジスターのゲートにおける電位範囲は、第２保持容量の他端における電位範囲に対し狭められる。したがって、本発明によれば、細かい精度のデータ信号を必要としない一方で、トランジスターの特性を補償しつつ、発光素子に供給する電流を精度良く供給することができる。

上述した電気光学装置において、入力端に前記第３期間よりも前に前記データ信号が供給され、出力端に前記第１保持容量の一端が接続された第２スイッチを備え、前記第２保持容量は、第１スイッチを介して前記第１保持容量と直列に接続され、前記第２スイッチは、前記第３期間よりも前に、前記第１スイッチをオフとした状態で、オンされ、前記第１スイッチは、前記第３期間において前記第２スイッチをオフとした状態で、オンされることが好ましい。
さらに、上述した電気光学装置において、前記基板は、半導体基板であることが好ましい。

上述した電気光学装置において、基板と、前記基板の第１の主面の上方に設けられた走査線と、前記第１の主面の上方に設けられたデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路と、データ信号に応じた第１電圧を保持する第１保持容量と、前記第１保持容量は、並列に接続された第１容量部と第２容量部とを含み、前記第１容量部は、第１容量電極と第２容量電極とを含み、前記第２容量部は、第３容量電極と第４容量電極とを含み、前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに前記第１容量電極と前記第３容量電極とが重なっていることが好ましい。
上述した電気光学装置において、さらに前記データ線に一端が接続された第２保持容量と、前記データ線に接続された第３保持容量と、を含み、前記第２保持容量は、第５容量電極と第６容量電極とを含み、前記画素回路は、前記データ信号に応じた第２電圧を保持する画素容量を含み、前記第２電圧は前記第１電圧に基づいて生成され、前記第５容量電極と前記１保持容量の一端とは少なくとも第１の期間において電気的に接続され、前記第６容量電極は前記データ線に接続されており、前記第２電圧は、前記第１電圧の少なくとも前記第２保持容量と前記第３保持容量との容量分割により生成することが好ましい。

なお、本発明は、電気光学装置のほか、電気光学装置の駆動方法や、当該電気光学装置を有する電子機器として概念することも可能である。電子機器としては、典型的にはヘッドマウント・ディスプレイ（ＨＭＤ）や電子ビューファイダーのなどの表示装置が挙げられる。

本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示す斜視図である。 同電気光学装置の構成を示す図である。 同電気光学装置における画素回路を示す図である。 同電気光学装置の動作を示すタイミングチャートである。 同電気光学装置の動作説明図である。 同電気光学装置の動作説明図である。 同電気光学装置の動作説明図である。 同電気光学装置の動作説明図である。 同電気光学装置におけるデータ信号の振幅圧縮を示す図である。 同電気光学装置におけるトランジスターの特性を示す図である。 同電気光学装置の第1態様の構造を示す断面図である。 同電気光学装置の第２態様の構造を示す断面図である。 同電気光学装置の第３態様の構造を示す断面図である。 同電気光学装置の第４態様の構造を示す断面図である。 実施形態等に係る電気光学装置を用いたＨＭＤを示す斜視図である。 ＨＭＤの光学構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

＜電気光学装置の電気的構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置１０の構成を示す斜視図である。
電気光学装置１０は、例えばヘッドマウント・ディスプレイにおいて画像を表示するマイクロ・ディスプレイである。電気光学装置１０の詳細については後述するが、複数の画素回路や当該画素回路を駆動する駆動回路などが例えばシリコン基板に形成された有機ＥＬ装置であり、画素回路には、発光素子の一例であるＯＬＥＤが用いられている。
電気光学装置１０は、表示部で開口する枠状のケース７２に収納されるとともに、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板７４の一端が接続されている。ＦＰＣ基板７４には、半導体チップの制御回路５が、ＣＯＦ（Chip On Film）技術によって実装されるとともに、複数の端子７６が設けられて、図示省略された上位回路に接続される。当該上位回路から複数の端子７６を介して画像データが同期信号に同期して供給される。同期信号には、垂直同期信号や、水平同期信号、ドットクロック信号が含まれる。また、画像データは、表示すべき画像の画素の階調レベルを例えば８ビットで規定する。
制御回路５は、電気光学装置１０の電源回路とデータ信号出力回路との機能を兼用するものである。すなわち、制御回路５は、同期信号にしたがって生成した各種の制御信号や各種電位を電気光学装置１０に供給するほか、デジタルの画像データをアナログのデータ信号に変換して、電気光学装置１０に供給する。

図２は、実施形態に係る電気光学装置１０の構成を示す図である。この図に示されるように、電気光学装置１０は、走査線駆動回路２０と、デマルチプレクサ３０と、レベルシフト回路４０と、表示部１００とに大別される。
このうち、表示部１００には、表示すべき画像の画素に対応した画素回路１１０がマトリクス状に配列されている。詳細には、表示部１００において、ｍ行の走査線１２が図において横方向に延在して設けられ、また、３列毎にグループ化された（３ｎ）列のデータ線１４が図において縦方向に延在し、かつ、各走査線１２と互いに電気的な絶縁を保って設けられている。そして、ｍ行の走査線１２と（３ｎ）列のデータ線１４との交差部に対応して画素回路１１０が設けられている。このため、本実施形態において画素回路１１０は、縦ｍ行×横（３ｎ）列でマトリクス状に配列されている。

ここで、ｍ、ｎは、いずれも自然数である。走査線１２および画素回路１１０のマトリクスのうち、行（ロウ）を区別するために、図において上から順に１、２、３、…、（ｍ−１）、ｍ行と呼ぶ場合がある。同様にデータ線１４および画素回路１１０のマトリクスの列（カラム）を区別するために、図において左から順に１、２、３、…、（３ｎ−１）、（３ｎ）列と呼ぶ場合がある。また、データ線１４のグループを一般化して説明するために、１以上ｎ以下の整数ｊを用いると、左から数えてｊ番目のグループには、（３ｊ−２）列目、（３ｊ−１）列目および（３ｊ）列目のデータ線１４が属している、ということになる。
なお、同一行の走査線１２と同一グループに属する３列のデータ線１４との交差に対応した３つの画素回路１１０は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素に対応して、これらの３画素が表示すべきカラー画像の１ドットを表現する。すなわち、本実施形態では、ＲＧＢに対応したＯＬＥＤの発光によって１ドットのカラーを加法混色で表現する構成となっている。

本実施形態では、列毎に給電線１６（第３給電線）がデータ線１４に沿ってそれぞれ設けられている。各給電線１６にはリセット電位としての電位Ｖorstが共通に給電されている。また、列毎に保持容量５０が設けられている。詳細には、保持容量の一端はデータ線１４に接続され、他端が給電線１６に接続されている。このため、保持容量５０は、データ線１４の電位を保持する第３保持容量として機能する。
なお、保持容量５０については、データ線１４を構成する配線と、給電線１６を構成する配線とで、絶縁体（誘電体）を挟持することによって形成される構成が好ましい。
また、保持容量５０については、図２では表示部１００の外側に設けられているが、これはあくまでも等価回路であり、表示部１００の内側に、または、内側から外側にわたって設けられも良いのはもちろんである。また、図２では省略しているが、保持容量５０の容量をＣdtとする。

さて、電気光学装置１０には、次のような制御信号が制御回路５によって供給される。詳細には、電気光学装置１０には、走査線駆動回路２０を制御するための制御信号Ｃtrと、デマルチプレクサ３０での選択を制御するための制御信号Ｓel(1)、Ｓel(2)、Ｓel(3)と、これらの信号に対して論理反転の関係にある制御信号／Ｓel(1)、／Ｓel(2)、／Ｓel(3)と、レベルシフト回路４０を制御するための負論理の制御信号／Ｇiniと、正論理の制御信号Ｇrefとが供給される。なお、制御信号Ｃtrには、実際にはパルス信号や、クロック信号、イネーブル信号など、複数の信号が含まれる。
また、電気光学装置１０には、デマルチプレクサ３０での選択タイミングに合わせてデータ信号Ｖd(1)、Ｖd(2)、…、Ｖd(n)が、１、２、…、ｎ番目のグループに対応して制御回路５によって供給される。なお、データ信号Ｖd(1)〜Ｖd(n)が取り得る電位の最高値をＶmaxとし、最低値をＶminとする。

走査線駆動回路２０は、フレームの期間にわたって走査線１２を１行毎に順番に走査するための走査信号を、制御信号Ｃtrにしたがって生成するものである。ここで、１、２、３、…、（ｍ−１）、ｍ行目の走査線１２に供給される走査信号を、それぞれＧwr(1)、Ｇwr(2)、Ｇwr(3)、…、Ｇwr(m-1)、Ｇwr(m)と表記している。
なお、走査線駆動回路２０は、走査信号Ｇwr(1)〜Ｇwr(m)のほかにも、当該走査信号に同期した各種の制御信号を行毎に生成して表示部１００に供給するが、図２においては図示を省略している。また、フレームの期間とは、電気光学装置１０が１カット（コマ）分の画像を表示するのに要する期間をいい、例えば同期信号に含まれる垂直同期信号の周波数が１２０Ｈｚであれば、その１周期分の８．３ミリ秒の期間である。

デマルチプレクサ３０は、列毎に設けられたトランスミッションゲート３４の集合体であり、各グループを構成する３列に、データ信号を順番に供給するものである。
ここで、ｊ番目のグループに属する（３ｊ−２）、（３ｊ−１）、（３ｊ）列に対応したトランスミッションゲート３４の入力端は互いに共通接続されて、その共通端子にそれぞれデータ信号Ｖd(j)が供給される。
ｊ番目のグループにおいて左端列である（３ｊ−２）列に設けられたトランスミッションゲート３４は、制御信号Ｓel(1)がＨレベルであるとき（制御信号／Ｓel(1)がＬレベルであるとき）にオン（導通）する。同様に、ｊ番目のグループにおいて中央列である（３ｊ−１）列に設けられたトランスミッションゲート３４は、制御信号Ｓel(2)がＨレベルであるとき（制御信号／Ｓel(2)がＬレベルであるとき）にオンし、ｊ番目のグループにおいて右端列である（３ｊ）列に設けられたトランスミッションゲート３４は、制御信号Ｓel(3)がＨレベルであるとき（制御信号／Ｓel(3)がＬレベルであるとき）にオンする。

レベルシフト回路４０は、保持容量４４とＰチャネルＭＯＳ型のトランジスター４５とＮチャネルＭＯＳ型のトランジスター４３との組を列毎に有し、各列のトランスミッションゲート３４の出力端から出力されるデータ信号の電位をシフトするものである。ここで、保持容量４４の一端は、対応する列のデータ線１４とトランジスター４５のドレインノードとに接続される一方、保持容量４４の他端は、トランスミッションゲート３４の出力端とトランジスター４３のドレインノードとに接続される。このため、保持容量４４は、一端がデータ線１４に接続された第２保持容量として機能する。図２では省略しているが、保持容量４４の容量をＣrf1とする。

各列のトランジスター４５のソースノードは、初期電位として電位Ｖiniを給電する給電線６１に各列にわたって共通に接続され、ゲートノードには、制御信号／Ｇiniが各列にわたって共通に供給される。このため、トランジスター４５は、データ線１４と給電線６１とを、制御信号／ＧiniがＬレベルのときに電気的に接続し、制御信号／ＧiniがＨレベルのときに電気的に非接続とする構成となっている。
また、各列のトランジスター４３のソースノードは、所定電位として電位Ｖrefを給電する給電線６２に各列にわたって共通に接続され、ゲートノードには、制御信号Ｇrefが各列にわたって共通に供給される。このため、トランジスター４３は、保持容量４４の他端であるノードｈと給電線６２とを、制御信号ＧrefがＨレベルのときに電気的に接続し、制御信号ＧrefがＬレベルのときに電気的に非接続とする構成となっている。

また、各列においてトランスミッションゲート４２は、トランスミッションゲート３４の出力端と保持容量４４の他端との間に、電気的に介挿されている。すなわち、トランスミッションゲート４２の入力端がトランスミッションゲート３４の出力端に接続され、トランスミッションゲート４２の出力端が保持容量４４の他端に接続されている。このため、トランスミッションゲート４２が第１スイッチとして機能する。
なお、各列のトランスミッションゲート４２は、制御回路５から供給される制御信号ＧcplがＨレベルであるとき（制御信号／ＧcplがＬレベルであるとき）に一斉にオンする。
一方、デマルチプレクサ３０におけるトランスミッションゲート３４が第２スイッチとして機能する。

また、各列において保持容量４１の一端は、トランスミッションゲート３４の出力端（トランスミッションゲート４２の入力端）に接続され、保持容量４１の他端は、固定電位、例えば電位Ｖssに共通に接地されている。図２では省略しているが、保持容量４１の容量をＣrf2とする。なお、電位Ｖssは、論理信号である走査信号や制御信号のＬレベルに相当する。また、保持容量４１はデータ信号を一旦保持し、保持したデータ信号が所定のタイミングで保持容量４４の他端に供給される第１保持容量として機能する。なお、保持容量４１は一本のデータ線１４に対して一つ接続されており、表示部１００の外側に設けられている。

本実施形態では、便宜的に走査線駆動回路２０、デマルチプレクサ３０およびレベルシフト回路４０に分けているが、これらについては、画素回路１１０を駆動する駆動回路としてまとめて概念することが可能である。

図３を参照して画素回路１１０について説明する。各画素回路１１０については電気的にみれば互いに同一構成なので、ここでは、ｉ行目であって、ｊ番目のグループのうち左端列の（３ｊ−２）列目に位置するｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０を例にとって説明する。
なお、ｉは、画素回路１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であって、１以上ｍ以下の整数である。

図３に示されるように、画素回路１１０は、ＰチャネルＭＯＳ型のトランジスター１２１〜１２５と、ＯＬＥＤ１３０と、保持容量１３２とを含む。この画素回路１１０には、走査信号Ｇwr(i)、制御信号Ｇel(i)、Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)が供給される。ここで、走査信号Ｇwr(i)、制御信号Ｇel(i)、Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)は、それぞれｉ行目に対応して走査線駆動回路２０によって供給されるものである。このため、走査信号Ｇwr(i)、制御信号Ｇel(i)、Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)は、ｉ行目であれば、着目している（３ｊ−２）列以外の他の列の画素回路にも共通に供給される。

ｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０におけるトランジスター１２２にあっては、ゲートノードがｉ行目の走査線１２に接続され、ドレインまたはソースノードの一方が（３ｊ−２）列目のデータ線１４に接続され、他方がトランジスター１２１におけるゲートノードｇと、保持容量１３２の一端と、トランジスター１２３のドレインノードとにそれぞれ接続されている。ここで、トランジスター１２１のゲートノードについては、他のノードと区別するためにｇと表記する。
トランジスター１２１にあっては、ソースノードが給電線１１６に接続され、ドレインノードがトランジスター１２３のソースノードと、トランジスター１２４のソースノードとにそれぞれ接続されている。ここで、給電線１１６には、画素回路１１０において電源の高位側となる電位Ｖelが給電される。
トランジスター１２３にあって、ゲートノードには制御信号Ｇcmp(i)が供給される。
トランジスター１２４にあって、ゲートノードには制御信号Ｇel(i)が供給され、ドレインノードがトランジスター１２５のソースノードとＯＬＥＤ１３０のアノードとにそれぞれ接続されている。
トランジスター１２５にあって、ゲートノードにはｉ行目に対応した制御信号Ｇorst(i)が供給され、ドレインノードは（３ｊ−２）列目に対応した給電線１６に接続されて電位Ｖorstに保たれている。

ここで、トランジスター１２１が第１トランジスターに相当し、トランジスター１２２が第２トランジスターに相当し、トランジスター１２３が第３トランジスターに相当する。また、トランジスター１２５が第４トランジスターに相当し、トランジスター１２４が第５トランジスターに相当する。

保持容量１３２の他端は、給電線１１６に接続される。このため、保持容量１３２は、トランジスター１２１のソース・ゲート間の電圧を保持することになる。ここで、保持容量１３２の容量をＣpixと表記したとき、保持容量５０の容量Ｃdtと、保持容量４４の容量Ｃrf1と、保持容量１３２の容量Ｃpixとは、
Ｃdt＞Ｃrf1＞＞Ｃpix
となるように設定される。
すなわち、ＣdtはＣrf1よりも大きく、ＣpixはＣdtおよびＣrf1よりも十分に小さくなるように設定される。
なお、保持容量１３２としては、トランジスター１２１のゲートノードｇに寄生する容量を用いても良いし、シリコン基板において互いに異なる導電層で絶縁層を挟持することによって形成される容量を用いても良い。

本実施形態において電気光学装置１０はシリコン基板に形成されるので、トランジスター１２１〜１２５の基板電位については電位Ｖelとしている。

ＯＬＥＤ１３０のアノードは、画素回路１１０毎に個別に設けられる画素電極である。これに対して、ＯＬＥＤ１３０のカソードは、画素回路１１０のすべてにわたって共通の共通電極１１８であり、画素回路１１０において電源の低位側となる電位Ｖctに保たれている。
ＯＬＥＤ１３０は、上記シリコン基板において、アノードと光透過性を有するカソードとで白色有機ＥＬ層を挟持した素子である。そして、ＯＬＥＤ１３０の出射側（カソード側）にはＲＧＢのいずれかに対応したカラーフィルターが重ねられる。
このようなＯＬＥＤ１３０において、アノードからカソードに電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが有機ＥＬ層で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。このときに発生した白色光は、シリコン基板（アノード）とは反対側のカソードを透過し、カラーフィルターによる着色を経て、観察者側に視認される構成となっている。

＜電気光学装置の動作＞
図４を参照して電気光学装置１０の動作について説明する。図４は、電気光学装置１０における各部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
この図に示されるように、走査信号Ｇwr(1)〜Ｇwr(m)が順次Ｌレベルに切り替えられて、１フレームの期間において１〜ｍ行目の走査線１２が１水平走査期間（Ｈ）毎に順番に走査される。
１水平走査期間（Ｈ）での動作は、各行の画素回路１１０にわたって共通である。そこで以下については、ｉ行目が水平走査される走査期間において、特にｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０について着目して動作を説明する。

本実施形態ではｉ行目の走査期間は、大別すると、図４において（ｂ）で示される初期化期間と（ｃ）で示される補償期間と（ｄ）で示される書込期間とに分けられる。そして、（ｄ）の書込期間の後、間をおいて（ａ）で示されるの発光期間となり、１フレームの期間経過後に再びｉ行目の走査期間に至る。このため、時間の順でいえば、（発光期間）→初期化期間→補償期間→書込期間→（発光期間）というサイクルの繰り返しとなる。
なお、図４において、ｉ行目に対し１行前の（ｉ−１）行目に対応する走査信号Ｇwr(i-1)、制御信号Ｇel(i-1)、Ｇcmp(i-1)、Ｇorst(i-1)の各々については、ｉ行目に対応する走査信号Ｇwr(i)、制御信号Ｇel(i)、Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)よりも、それぞれ時間的に１水平走査期間（Ｈ）だけ時間的に先行した波形となる。
なお、（ｄ）の書込期間は、制御信号ＧcplがＬからＨレベルになるとき（制御信号／ＧcplがＬレベルになったとき）から走査信号がＬからＨレベルになるときまでの期間である。また、本実施形態において、データ信号の供給期間イコール書込期間ではなく、データ信号の供給が書込期間よりも先行している。詳細には、（ａ）の初期化期間と（ｂ）の補償期間とにわたって、データ信号が供給され得る。

＜発光期間＞
説明の便宜上、初期化期間の前提となる発光期間から説明する。図４に示されるように、ｉ行目の発光期間では、走査信号Ｇwr(i)がＨレベルであり、制御信号Ｇel(i)はＬレベルである。また、論理信号である制御信号Ｇel(i)、Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)のうち、制御信号Ｇel(i)がＬレベルであり、制御信号Ｇcmp(i)、Ｇorst(i)がＨレベルである。
このため、図５に示されるようにｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０においては、トランジスター１２４がオンする一方、トランジスター１２２、１２３、１２５がオフする。したがって、トランジスター１２１は、ゲート・ソース間の電圧Ｖgsに応じた電流ＩdsをＯＬＥＤ１３０に供給する。後述するように、本実施形態において発光期間での電圧Ｖgsは、トランジスター１２１の閾値電圧から、データ信号の電位に応じてレベルシフトした値である。このため、ＯＬＥＤ１３０には、階調レベルに応じた電流がトランジスター１２１の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。

なお、ｉ行目の発光期間は、ｉ行目以外が水平走査される期間であるから、データ線１４の電位は適宜変動する。ただし、ｉ行目の画素回路１１０においては、トランジスター１２２がオフしているので、ここでは、データ線１４の電位変動を考慮していない。
また、図５においては、動作説明で重要となる経路を太線で示している（以下の図６〜図８においても同様である）。

＜初期化期間＞
次にｉ行目の走査期間に至ると、まず、第１期間として（ｂ）の初期化期間が開始する。初期化期間では、発光期間と比較して、制御信号Ｇel(i)がＨレベルに、制御信号Ｇorst(i)がＬレベルに、それぞれ変化する。
このため、図６に示されるように、ｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０においてはトランジスター１２４がオフし、トランジスター１２５がオンする。これによってＯＬＥＤ１３０に供給される電流の経路が遮断されるとともに、ＯＬＥＤ１３０のアノードが電位Ｖorstにリセットされる。
ＯＬＥＤ１３０は、上述したようにアノードとカソードとで有機ＥＬ層を挟持した構成であるので、アノード・カソードの間には、図において破線で示されるように容量Ｃoledが並列に寄生する。発光期間においてＯＬＥＤ１３０に電流が流れていたときに、当該ＯＬＥＤ１３０のアノード・カソード間の両端電圧が当該容量Ｃoledによって保持されるが、この保持電圧は、トランジスター１２５のオンによってリセットされる。このため、本実施形態では、後の発光期間においてＯＬＥＤ１３０に再び電流が流れるときに、当該容量Ｃoledで保持されている電圧の影響を受けにくくなる。

詳細には、例えば高輝度の表示状態から低輝度の表示状態に転じるときに、リセットしない構成であると、輝度が高い（大電流が流れた）ときの高電圧が保持されてしまうので、次に、小電流を流そうとしても、過剰な電流が流れてしまって、低輝度の表示状態にさせることができなくなる。これに対して、本実施形態では、トランジスター１２５のオンによってＯＬＥＤ１３０のアノードの電位がリセットされるので、低輝度側の再現性が高められることになる。
なお、本実施形態において、電位Ｖorstについては、当該電位Ｖorstと共通電極１１８の電位Ｖctとの差がＯＬＥＤ１３０の発光閾値電圧を下回るように設定される。このため、初期化期間（次に説明する補償期間および書込期間）において、ＯＬＥＤ１３０はオフ（非発光）状態である。

一方、初期化期間では、制御信号／ＧiniがＬレベルになり、制御信号ＧrefがＨレベルになるので、レベルシフト回路４０においては、図６に示されるようにトランジスター４５、４３がそれぞれオンする。このため、保持容量４４の一端であるデータ線１４は電位Ｖiniに、保持容量４４の他端であるノードｈは電位Ｖrefに、それぞれ初期化される。

本実施形態において電位Ｖiniについては、（Ｖel−Ｖini）がトランジスター１２１の閾値電圧｜Ｖth｜よりも大きくなるように設定される。なお、トランジスター１２１はＰチャネル型であるので、ソースノードの電位を基準とした閾値電圧Ｖthは負である。そこで、高低関係の説明で混乱が生じるのを防ぐために、閾値電圧については、絶対値の｜Ｖth｜で表し、大小関係で規定することにする。
また、本実施形態において電位Ｖrefについては、データ信号Ｖd(1)〜Ｖd(n)が取り得る電位に対して、後の書込期間においてノードｈの電位が上昇変化するような値に、例えば最低値Ｖminよりも低くなるように設定される。

制御回路５は、初期化期間および補償期間にわたってデータ信号を供給する。すなわち、制御回路５は、ｊ番目のグループでいえば、データ信号Ｖd(j)を順番に、ｉ行（３ｊ−２）列、ｉ行（３ｊ−１）列、ｉ行（３ｊ）列の画素の階調レベルに応じた電位に切り替える一方、データ信号の電位の切り替えに合わせて制御信号Ｓel(1)、Ｓel(2)、Ｓel(3)を順番に排他的にＨレベルとする。これによって、デマルチプレクサ３０では、各グループにおいてトランスミッションゲート３４がそれぞれ左端列、中央列、右端列の順番でオンする。
ここで、初期化期間において、ｊ番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート３４が制御信号Ｓel(1)によってオンする場合、図１４に示されるように、データ信号Ｖd(j)が保持容量４１の一端に供給されるので、当該データ信号は、保持容量４１によって保持される。

＜補償期間＞
ｉ行目の走査期間では、次に第２期間として（ｃ）の補償期間となる。補償期間では初期化期間と比較して、走査信号Ｇwr(i)および制御信号Ｇcmp(i)がＬレベルとなる。一方、補償期間では、制御信号ＧrefがＨレベルに維持された状態で制御信号／ＧiniがＨレベルになる。
このため、図７に示されるように、レベルシフト回路４０においては、トランジスター４３がオンした状態でトランジスター４５がオフすることによって、ノードｈが電位Ｖrefに固定される。一方、ｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０ではトランジスター１２２がオンすることによって、ゲートノードｇがデータ線１４に電気的に接続されるので、補償期間の開始当初においてゲートノードｇは電位Ｖiniとなる。

補償期間においてトランジスター１２３がオンするので、トランジスター１２１はダイオード接続となる。このため、トランジスター１２１にはドレイン電流が流れて、ゲートノードｇおよびデータ線１４を充電する。詳細には、電流が、給電線１１６→トランジスター１２１→トランジスター１２３→トランジスター１２２→（３ｊ−２）列目のデータ線１４という経路で流れる。このため、トランジスター１２１のオンによって互いに接続状態にあるデータ線１４およびゲートノードｇは、電位Ｖiniから上昇する。
ただし、上記経路に流れる電流は、ゲートノードｇが電位（Ｖel−｜Ｖth｜）に近づくにつれて流れにくくなるので、補償期間の終了に至るまでに、データ線１４およびゲートノードｇは電位（Ｖel−｜Ｖth｜）で飽和する。したがって、保持容量１３２は、補償期間の終了に至るまでにトランジスター１２１の閾値電圧｜Ｖth｜を保持することになる。

補償期間では、制御信号ＧrefがＨレベルを維持した状態で制御信号／ＧiniがＨレベルになるので、レベルシフト回路４０においてノードｈは電位Ｖrefに固定される。
また、補償期間において、ｊ番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート３４が制御信号Ｓel(1)によってオンする場合、データ信号Ｖd(j)が保持容量４１によって保持される。

なお、すでに初期化期間において、ｊ番目のグループに属する左端列のトランスミッションゲート３４が制御信号Ｓel(1)によってオンした場合には、補償期間において、当該トランスミッションゲート３４はオンすることはないが、保持容量４１にデータ信号Ｖd(j)が保持されている点において変わりはない。
また、補償期間が終了すると、制御信号Ｇcmp(i)がＨレベルになるので、トランジスター１２１のダイオード接続が解除される。

補償期間が終了してから次の書込期間が開始するまでの間において制御信号ＧrefがＬレベルになるので、トランジスター４３がオフになる。このため、（３ｊ−２）列目のデータ線１４からｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０におけるゲートノードｇに至るまでの経路は、フローティング状態になるものの、当該経路の電位は、保持容量５０、１３２によって（Ｖel−｜Ｖth｜）に維持される。

＜書込期間＞
初期化期間の後、第３期間として（ｄ）の書込期間に至る。書込期間では、制御信号Ｇcmp(i)がＨレベルになるので、トランジスター１２１のダイオード接続が解除される一方、制御信号ＧrefがＬレベルになるので、トランジスター４３がオフになる。このため、（３ｊ−２）列目のデータ線１４からｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０におけるゲートノードｇに至るまでの経路はフローティング状態になるものの、当該経路における電位は、保持容量５０、１３２によって（Ｖel−｜Ｖth｜）に維持される。

ｉ行目の書込期間において制御回路５は、ｊ番目のグループでいえば、データ信号Ｖd(j)を順番に、ｉ行（３ｊ−２）列、ｉ行（３ｊ−１）列、ｉ行（３ｊ）列の画素の階調レベルに応じた電位に切り替える。一方、制御回路５は、データ信号の電位の切り替えに合わせて制御信号Ｓel(1)、Ｓel(2)、Ｓel(3)を順番に排他的にＨレベルとする。制御回路５は、図４では省略しているが、制御信号Ｓel(1)、Ｓel(2)、Ｓel(3)とは論理反転の関係にある制御信号／Ｓel(1)、／Ｓel(2)、／Ｓel(3)についても出力している。これによって、デマルチプレクサ３０では、各グループにおいてトランスミッションゲート３４がそれぞれ左端列、中央列、右端列の順番でオンする。

ここで、左端列のトランスミッションゲート３４が制御信号Ｓel(1)、／Ｓel(1)によってオンしたとき、図８に示されるように、保持容量４４の他端であるノードｈは、初期化期間および補償期間において固定された電位Ｖrefから、データ信号Ｖd(j)の電位に、すなわちｉ行（３ｊ−２）列の画素の階調レベルに応じた電位に変化する。
また、書込期間においては、制御信号ＧcplがＨレベルとなる（制御信号／ＧcplがＬレベルとなる）。このため、レベルシフト回路４０においてトランスミッションゲート４２がオンするので、保持容量４１に保持されたデータ信号が保持容量４４の他端であるノードｈに供給される。このため、ノードｈは、補償期間における電位Ｖrefからシフトする。このときのノードｈの電位変化分をΔＶとして、変化後の電位を（Ｖref＋ΔＶ）として表すことにする。
一方、ゲートノードｇは、保持容量４４の一端にデータ線１４を介して接続されているので、補償期間における電位（Ｖel−｜Ｖth｜）から、ノードｈの電位変化分ΔＶに容量比ｋ1を乗じた値だけ、上昇方向にシフトした値（Ｖel−｜Ｖth｜＋ｋ1・ΔＶ）となる。このとき、トランジスター１２１の電圧Ｖgsで絶対値で表現すると、閾値電圧｜Ｖth｜からゲートノードｇの電位上昇したシフト分だけ減じた値（｜Ｖth｜−ｋ1・ΔＶ）となる。
なお、容量比ｋ1は、Ｃrf1/（Ｃdt＋Ｃrf1）である。厳密にいえば、保持容量１３２の容量Ｃpixも考慮しなければならないが、容量Ｃpixは、容量Ｃrf1、Ｃdtに比較して十分に小さくなるように設定しているので、無視している。

図９は、書込期間におけるデータ信号の電位とゲートノードｇの電位との関係を示す図である。制御回路５から供給されるデータ信号は、上述したように画素の階調レベルに応じて最小値Ｖminから最大値Ｖmaxまでの電位範囲を取り得る。本実施形態では、当該データ信号が直接ゲートノードｇに書き込まれるのではなく、図に示されるようにレベルシフトされて、ゲートノート゛ｇに書き込まれる。
このとき、ゲートノードｇの電位範囲ΔＶgateは、データ信号の電位範囲ΔＶdata（＝Ｖmax−Ｖmin）に容量比ｋ1を乗じた値に圧縮される。例えば、Ｃrf1：Ｃdt＝１：９となるように保持容量４４、５０の容量を設定したとき、ゲートノードｇの電位範囲ΔＶgateをデータ信号の電位範囲ΔＶdataの１／１０に圧縮することができる。
また、ゲートノードｇの電位範囲ΔＶgateを、データ信号の電位範囲ΔＶdataに対してどの方向にどれだけシフトさせるかについては、電位Ｖp（＝Ｖel−｜Ｖth｜）、Ｖrefで定めることができる。これは、データ信号の電位範囲ΔＶdataが、電位Ｖrefを基準にして容量比ｋ1で圧縮されるとともに、その圧縮範囲が電位Ｖpを基準にシフトされたものが、ゲートノードｇの電位範囲ΔＶgateとなるためである。

このようにｉ行目の書込期間において、ｉ行目の画素回路１１０のゲートノードｇには、補償期間における電位（Ｖel−｜Ｖth｜）から、ノードｈの電位変化分ΔＶに容量比ｋ1を応じた分だけシフトした電位（Ｖel−｜Ｖth｜＋ｋ1・ΔＶ）が書き込まれる。
やがて走査信号Ｇwr(i)がＨレベルになり、トランジスター１２２がオフする。これによって書込期間が終了して、ゲートノードｇの電位は、シフトされた値に確定する。

＜発光期間＞
ｉ行目の書込期間の終了した後、１水平走査期間の間をおいて発光期間に至る。この発光期間では、上述したように制御信号Ｇel(i)がＬレベルになるので、ｉ行（３ｊ−２）列の画素回路１１０においては、トランジスター１２４がオンする。ゲート・ソース間の電圧Ｖgsは、（｜Ｖth｜−ｋ1・ΔＶ）であるから、ＯＬＥＤ１３０には、先の図５に示したように、階調レベルに応じた電流がトランジスター１２１の閾値電圧を補償した状態で供給されることになる。
このような動作は、ｉ行目の走査期間において、（３ｊ−２）列目の画素回路１１０以外のｉ行目の他の画素回路１１０においても時間的に並列して実行される。さらに、このようなｉ行目の動作は、実際には、１フレームの期間において１、２、３、…、（ｍ−１）、ｍ行目の順番で実行されるとともに、フレーム毎に繰り返される。

本実施形態によれば、ゲートノードｇにおける電位範囲ΔＶgateは、データ信号の電位範囲ΔＶdataに対し狭められるので、データ信号を細かい精度で刻まなくても、階調レベルを反映した電圧を、トランジスター１２１のゲート・ソース間に印加することができる。このため、微細な画素回路１１０においてトランジスター１２１のゲート・ソース間の電圧Ｖgsの変化に対しＯＬＥＤ１３０に流れる微小電流が相対的に大きく変化する場合であっても、ＯＬＥＤ１３０に供給する電流を精度良く制御することが可能になる。

また、図３において破線で示されるようにデータ線１４と画素回路１１０におけるゲートノードｇとの間には容量Ｃprsが実際には寄生する。このため、データ線１４の電位変化幅が大きいと、当該容量Ｃprsを介してゲートノードｇに伝播し、いわゆるクロストークやムラなどが発生して表示品位を低下させてしまう。当該容量Ｃprsの影響は、画素回路１１０が微細化されたときに顕著に現れる。
これに対して、本実施形態においては、データ線１４の電位変化範囲についても、データ信号の電位範囲ΔＶdataに対し狭められるので、容量Ｃprsを介した影響を抑えることができる。

本実施形態によれば、トランジスター１２５をオンさせる期間、すなわちＯＬＥＤ１３０のリセット期間として、走査期間よりも長い期間、例えば２水平走査期間を確保することができるので、発光期間においてＯＬＥＤ１３０の寄生容量に保持された電圧を十分に初期化することができる。

また、本実施形態によれば、トランジスター１２１によってＯＬＥＤ１３０に供給される電流Ｉdsは、閾値電圧の影響が相殺される。このため、本実施形態によれば、トランジスター１２１の閾値電圧が画素回路１１０毎にばらついても、そのばらつきが補償されて、階調レベルに応じた電流がＯＬＥＤ１３０に供給されるので、表示画面の一様性を損なうような表示ムラの発生を抑えられる結果、高品位の表示が可能になる。

この相殺について図１０を参照して説明する。この図に示されるように、トランジスター１２１は、ＯＬＥＤ１３０に供給する微小電流を制御するために、弱反転領域（サブスレッショルド領域）で動作する。
図において、Ａは閾値電圧｜Ｖth｜が大きいトランジスターを、Ｂは閾値電圧｜Ｖth｜が小さいトランジスターを、それぞれ示している。なお、図１０において、ゲート・ソース間の電圧Ｖgsは、実線で示される特性と電位Ｖelとの差である。また、図１０において、縦スケールの電流は、ソースからドレインに向かう方向を正（上）とした対数で示されている。
補償期間においてゲートノードｇは、電位Ｖiniから電位（Ｖel−｜Ｖth｜）となる。このため、閾値電圧｜Ｖth｜が大きいトランジスターＡは、動作点がＳからＡａに移動する一方、閾値電圧｜Ｖth｜が小さいトランジスターＢは、動作点がＳからＢａに移動する。
次に、２つのトランジスターが属する画素回路１１０へのデータ信号の電位が同じ場合、つまり同じ階調レベルが指定された場合に、書込期間においては、動作点Ａａ、Ｂａからの電位シフト量は、ともに同じｋ1・ΔＶである。このため、トランジスターＡについては動作点がＡａからＡｂに移動し、トランジスターＢについては動作点がＢａからＢｂに移動するが、電位シフト後の動作点における電流は、トランジスターＡ、Ｂともに、ほぼ同じＩdsで揃うことになる。

さらに、制御回路５からデマルチプレクサ３０を介して供給されるデータ信号を、保持容量４１に保持させる動作が、初期化期間から補償期間までにわたって実行される。このため、１水平走査期間に実行すべき動作について時間的な制約を緩和することができる。
例えば、補償期間においてゲート・ソース間電圧Ｖgsが閾値電圧に近づくにつれ、トランジスター１２１に流れる電流が低下するので、ゲートノードｇを電位（Ｖel−｜Ｖth｜）に収束するまで時間を要するが、補償期間を長く確保することができる。トランジスター１２１の閾値電圧のばらつきを、精度良く補償することができる。また、データ信号の供給動作についても低速化することができる。

＜電気光学装置の構造＞
次に、電気光学装置１０の構造について４つの態様を例示する。
＜第１態様＞
図１１に、図３に示すデマルチプレクサ３０およびレベルシフト回路４０の点線で囲まれた構成Ｑの断面構造の一例を示す。この図に示すように半導体基板１５０にＮウエル１６０が形成される。半導体基板１５０およびＮウエル１６０は、電気光学装置１０に共通であって、走査線駆動回路２０や表示部１００もこれらの上に形成されている。Ｎウエル１６０にはイオンがドープされた拡散層Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４が形成されている。さらにゲート絶縁膜１７０を介してゲート電極Ｇ１およびＧ２が形成される。ゲート電極Ｇ１およびＧ２は、ポリシリコンで構成される。トランジスター３４Ｐは図３に示すトランスミッションゲート３４を構成し、トランジスター４２Ｐはトランスミッションゲート４２を構成する。

拡散層Ｐ１およびＰ２の一方は、トランジスター３４Ｐのドレイン電極であり、他方はソース電極である。ゲート電極Ｇ１およびＧ２の上には第１絶縁層１７５が形成される。拡散層Ｐ１はコンタクトホールＨ１を介して配線１８１に接続されている。配線１８１は、図３に示すノードＮ１に相当し、そこにはデータ信号Ｖｄ（ｊ）が供給される。また、ゲート電極Ｇ１はコンタクトホールＨ２を介してゲート配線１８２に接続されている。拡散層Ｐ２はコンタクトホールＨ３を介して配線１８３に接続されている。

また、拡散層Ｐ３およびＰ４の一方は、トランジスター４２Ｐのドレイン電極であり、他方はソース電極である。拡散層Ｐ３はコンタクトホールＨ４を介して配線１８５に接続されている。また、ゲート電極Ｇ２はコンタクトホールＨ５を介してゲート配線１８６に接続されている。拡散層Ｐ４はコンタクトホールＨ６を介して配線１８３に接続されている。なお、配線１８１〜１８８は、アルミなどの導電性の金属で構成される。

次に、トランジスター３４Ｐと４２Ｐの間に設けられる保持容量４１（第１保持容量）について説明する。保持容量４１は、第１容量４１１と第２容量４１２とを備える。第１容量４１１は、電極４１１ａ（他方の電極）と、電極４１１ｂ（一方の電極）と、第３絶縁層１９０（第１の誘電体）とを備える。一方、第２容量４１２は、電極４１２ａ（他方の電極）と、電極４１２ｂ（一方の電極）と、第５絶縁層２１０（第２の誘電体）とを備える。

第１容量４１１の電極４１１ａは、第２絶縁層１８０に形成されたコンタクトホールＨ１２を介して配線１８４に接続されている。配線１８４は電位Ｖｃｔが供給される共通電極１１８（共通配線）と電気的に接続されている。一方、第１容量４１の電極４１１ｂは、接続配線１９１を介して第２容量の電極４１２ａと接続されている。第４絶縁層２００は、ＳｉＮやＳｉＯ_２などを用いて構成することができる。接続配線１９１を設けたのは、電極４１１ａと電極４１１ｂとの距離を短くして第１容量４１の容量値を大きくするためである。なお、共通電極１１８の上には、ＯＬＥＤ１３０の陰極２４０が形成される。

第２容量４１２の電極４１２ｂは、接続配線２０１を介して共通電極１１８と接続されている。第６絶縁層２２０は、ＳｉＮやＳｉＯ_２などを用いて構成することができる。第２容量４１２の電極４１２ａはコンタクトホールＨ２１を介して配線１９２と接続され、配線１９２はコンタクトホールＨ１１を介してトランジスター３４Ｐと接続されている。さらに、電極４１２ａはコンタクトホールＨ２２を介して配線１９３と接続され、配線１９３はコンタクトホールＨ１３を介してトランジスター４２Ｐと接続されている。

すなわち、保持容量４１は、第１容量４１１と第２容量４１２とを並列に接続して構成され、電極４１２ａおよび電極４１１ｂは、図３に示すノードＮ２に相当する。このように、半導体基板１５０に対して垂直方向から見たとき第１容量４１１と第２容量４１２とを重なるように配置したので、保持容量４１の面積を縮小することが可能となる。

次に、保持容量４４について説明する。保持容量４４は、電極１９４と、電極１９５と、第３絶縁層１９０とを備える。電極１９４はコンタクトホールＨ１４を介してトランジスター４２Ｐと接続されている。電極１９４は、図３に示すノードｈに相当する。電極１９５は、接続配線１９６を介して配線２１１と接続されている。配線２１１はコンタクトホールＨ２３を介して配線１９７と接続され、さらに、配線１９７はコンタクトホールを介してデータ線１４と接続される。

保持容量４１は、図７を参照して説明したように補償期間において、トランスミッションゲート３４を介して供給されるデータ信号を保持し、図８に示す書込期間においてトランスミッションゲート４２を介して保持容量４４のノードｈにデータ信号を供給する機能がある。したがって、保持している期間に電荷のリークが発生すると、ノードｈに正確なデータ信号を供給できなくなる。このため、保持容量４１の容量値Ｃrf2は大きいことが望ましい。一方、電気光学装置１０を小型化するためには、保持容量４１の占有面積を小さくする必要がある。上述した第１態様によれば、保持容量４１を第1容量４１１および第２容量４１２から構成し、半導体基板１５０と垂直な方向から見たとき、第1容量４１１と第２容量４１２とが重なるように配置したので、保持容量４１の面積を縮小しつつ、大きな容量値を得ることができる。また、保持容量４１は表示部１００に配置される複数の画素回路１１０の列毎に設ける必要があるところ、その面積を縮小することができるので、列間の距離を短くでき、高精細な画像を表示することが可能となる。さらに、駆動回路の面積を縮小できるので、電気光学装置１０に占める表示部１００以外の面積を縮小し、いわゆる狭額縁化を実現できる。

くわえて、駆動回路においては、外光が入射すると誤動作する可能性がある。一方、表示部１００において、共通電極１１８の電位が場所によってばらつくと輝度ムラが発生するため、共通電極１１８のインピーダンスは低いことが望ましい。そこで、本実施形態では、共通電極１１８が、表示部１００を覆い、さらにレベルシフト回路４０やデマルチプレクサ３０などの駆動回路を覆うように形成した。これにより、共通電極１１８のインピーダンスを低下させるとともに、駆動回路を外光から遮光して誤動作を防止することができる。しかも、共通電極１１８と第２容量４１２の電極４１２ｂとを接続し、共通電極１１８の下に保持容量４１を形成したので、保持容量４１を形成するための個別の層や、第1容量４１１および第２容量４１２の下に形成するトランジスターを遮光するための個別の層を形成する必要がない。この結果、電気光学装置１０の構成を簡素化し、コストを削減することが可能となる。

＜第２態様＞
図１２に、図３に示すデマルチプレクサ３０およびレベルシフト回路４０の点線で囲まれた構成Ａの断面構造の一例を示す。第２態様は、保持容量４４を第３容量４４１と第４容量４４２とで構成した点を除いて、図１１を参照して説明した第１態様と同じである。なお、図１２に示す第４容量４４２は、電極１９４（他方の電極）と、電極１９５（一方の電極）と、第３絶縁層１９０（第４の誘電体）とで構成されており、図１１に示す保持容量４４と同一の構造である。第２態様では、これを第４容量４４２とし、その下層に第３容量４４１を設けている。
第３容量４４１は、データ線１４（他方の電極）と、配線１８８（一方の電極）と、第２絶縁層１８０（第３の誘電体）とにより形成される。配線１８８は、接続配線１８９を介して第４容量４４２の電極として機能する配線１９４と接続されている。第７絶縁層２３０は、ＳｉＮやＳｉＯ_２などを用いて構成することができる。接続配線１８９を設けたのは、配線１８８とデータ線１４との距離を短くして第３容量４４１の容量値を大きくするためである。

このように、第３容量４４１の電極として機能するデータ線１４は、コンタクトホールＨ１５→配線１９７→コンタクトホールＨ２３→配線２１１→接続配線１９６を介して、第４容量４４２の電極として機能する配線１９５と接続されている。また、第３容量４４１の電極として機能する配線１８８は、接続配線１８９を介して第４容量４４２の電極として機能する配線１９４と接続されている。したがって、第３容量４４１と第４容量４４２とは並列に接続され保持容量４４を形成する。

上述したように保持容量４４の容量値Ｃrf1は、データ信号の圧縮比を決定する係数ｋ１に関係しており、圧縮比を大きくするには容量値Ｃrf1が大きいことが望ましい。一方、電気光学装置１０を小型化するためには、保持容量４４の占有面積を小さくする必要がある。上述した第２態様によれば、保持容量４４を第３容量４４１および第４容量４４２から構成し、半導体基板１５０と垂直な方向から見たとき、第３容量４４１と第４容量４４２とが重なるように配置したので、保持容量４４の面積を縮小しつつ、大きな容量値を得ることができる。また、保持容量４４は表示部１００に配置される複数の画素回路１１０の列毎に設ける必要があるところ、その面積を縮小することができるので、列間の距離を短くでき、高精細な画像を表示することが可能となる。さらに、駆動回路の面積を縮小できるので、電気光学装置１０に占める表示部１００以外の面積を縮小し、いわゆる狭額縁化を実現できる。

＜第３態様＞
上述した第１態様では、共通電極１１８をレベルシフト回路４０やデマルチプレクサ３０などの駆動回路を覆うように形成したが、図１３に示すように共通電極１１８の替わりに、電位Ｖelが供給される面状の配線２５０（共通配線）を用いてもよい。この配線２５０は、遮光性と導電性を併せ持つ材料で形成すればよく、例えばアルミなどの金属が該当する。配線２５０は表示部１００において電位Ｖelを供給する給電線１１６と電気的に接続されている。配線２５０は、給電線１１６と一体して形成することも可能であるので、隙間が無く遮光性を向上できるといった利点がある。くわえて、給電線１１６のインピーダンスを低減し、安定した電源を画素回路１１０に供給できるといった利点がある。

＜第４態様＞
上述した第２態様では、共通電極１１８をレベルシフト回路４０やデマルチプレクサ３０などの駆動回路を覆うように形成したが、図１４に示すように共通電極１１８の替わりに、電位Ｖelが供給される面状の配線２５０（共通配線）を用いてもよい。この配線２５０は、遮光性と導電性を併せ持つ材料で形成すればよく、例えばアルミなどの金属が該当する。配線２５０は表示部１００において電位Ｖelを供給する給電線１１６と電気的に接続されている。配線２５０は、給電線１１６と一体して形成することも可能であるので、隙間が無く遮光性を向上できるといった利点がある。くわえて、給電線１１６のインピーダンスを低減し、安定した電源を画素回路１１０に供給できるといった利点がある。

＜応用・変形例＞
本発明は、上述した実施形態や応用例などの実施形態等に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を適宜に組み合わせることもできる。

＜電気光学装置の構造＞
上述した第１乃至第４態様では、接続配線１８９、１９１、１９６、および２０１を用いたがこれらの一部または全部を省略して、接続の対象となる部材を直接接続してもよい。この場合に、共通電極１１８または配線２５０と電極４１２ｂを共通にして、電極４１２ｂを省略してもよい。また、電極４１２ｂと電極４１１ｂとを共通にして電極４１１ｂを省略してもよい。また、配線２１１と配線１９５とを共通化して、配線１９５を省略してもよい。さらに、配線１９４と配線１８８とを共通化して配線１８８を省略してもよい。
また、上述した第２態様および第４態様では、保持容量４１の第１容量４１１と、保持容量４４の第４容量４４２とを同一の層で形成した。すなわち、電極４１１ａと配線１９４、電極４１１ｂと配線１９５、第１の誘電体として機能する第３絶縁層１９０と第４の誘電体として機能する第３絶縁層１９０は、各々同一の層である。本発明はこれに限定されず、第１容量４１１と第３容量４４１とを同一の層で形成し、第２容量４１２と第４容量４４２とを同一の層で形成してもよい。このように半導体基板１５０と垂直方向に並列接続する容量によって保持容量を形成する場合、ある保持容量と他の保持容量とで、それらを構成する個別の容量の層を同じにすることによって、層数を削減することができる。

＜制御回路＞
実施形態において、データ信号を供給する制御回路５については電気光学装置１０とは別体としたが、制御回路５についても、走査線駆動回路２０やデマルチプレクサ３０、レベルシフト回路４０とともに、シリコン基板に集積化しても良い。

＜基板＞
実施形態においては、電気光学装置１０をシリコン基板に集積した構成としたが、他の半導体基板に集積した構成しても良い。また、ポリシリコンプロセスを適用してガラス基板等に形成しても良い。いずれにしても、画素回路１１０が微細化して、トランジスター１２１において、ゲート電圧Ｖgsの変化に対しドレイン電流が指数関数的に大きく変化する構成に有効である。

＜制御信号Ｇcmp(i)＞
実施形態等において、ｉ行目でいえば、書込期間において制御信号Ｇcmp(i)をＨレベルとしたが、Ｌレベルとしても良い。すなわち、トランジスター１２３をオンさせることによる閾値補償とノードゲートｇへの書き込みとを並行して実行する構成としても良い。

＜デマルチプレクサ＞
実施形態等では、データ線１４を３列毎にグループ化するとともに、各グループにおいてデータ線１４を順番に選択して、データ信号を供給する構成としたが、グループを構成するデータ線数については「２」であっても良いし、「４」以上であっても良い。
また、グループ化せずに、すなわちデマルチプレクサ３０を用いないで各列のデータ線１４にデータ信号を一斉に線順次で供給する構成でも良い。

＜トランジスターのチャネル型＞
上述した実施形態等では、画素回路１１０におけるトランジスター１２１〜１２５をＰチャネル型で統一したが、Ｎチャネル型で統一しても良い。また、Ｐチャネル型およびＮチャネル型を適宜組み合わせても良い。

＜その他＞
実施形態等では、電気光学素子として発光素子であるＯＬＥＤを例示したが、例えば無機発光ダイオードやＬＥＤ（Light Emitting Diode）など、電流に応じた輝度で発光するものであれば良い。

＜電子機器＞
次に、実施形態等や応用例に係る電気光学装置１０を適用した電子機器について説明する。電気光学装置１０は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウント・ディスプレイを例に挙げて説明する。

図１５は、ヘッドマウント・ディスプレイの外観を示す図であり、図１６は、その光学的な構成を示す図である。
まず、図１５に示されるように、ヘッドマウント・ディスプレイ３００は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル３１０や、ブリッジ３２０、レンズ３０１Ｌ、３０１Ｒを有する。また、ヘッドマウント・ディスプレイ３００は、図１８に示されるように、ブリッジ３２０近傍であってレンズ３０１Ｌ、３０１Ｒの奥側（図において下側）には、左眼用の電気光学装置１０Ｌと右眼用の電気光学装置１０Ｒとが設けられる。
電気光学装置１０Ｌの画像表示面は、図１８において左側となるように配置している。これによって電気光学装置１０Ｌによる表示画像は、光学レンズ３０２Ｌを介して図において９時の方向に出射する。ハーフミラー３０３Ｌは、電気光学装置１０Ｌによる表示画像を６時の方向に反射させる一方で、１２時の方向から入射した光を透過させる。
電気光学装置１０Ｒの画像表示面は、電気光学装置１０Ｌとは反対の右側となるように配置している。これによって電気光学装置１０Ｒによる表示画像は、光学レンズ３０２Ｒを介して図において３時の方向に出射する。ハーフミラー３０３Ｒは、電気光学装置１０Ｒによる表示画像を６時方向に反射させる一方で、１２時の方向から入射した光を透過させる。

この構成において、ヘッドマウント・ディスプレイ３００の装着者は、電気光学装置１０Ｌ、１０Ｒによる表示画像を、外の様子と重ね合わせたシースルー状態で観察することができる。
また、このヘッドマウント・ディスプレイ３００において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置１０Ｌに表示させ、右眼用画像を電気光学装置１０Ｒに表示させると、装着者に対し、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる（３Ｄ表示）。

なお、電気光学装置１０については、ヘッドマウント・ディスプレイ３００のほかにも、ビデオカメラやレンズ交換式のデジタルカメラなどにおける電子式ビューファインダーにも適用可能である。

１０…電気光学装置、１２…走査線、１４…データ線、２０…走査線駆動回路、３０…デマルチプレクサ３０…レベルシフト回路、４１、４４、５０、１３２…保持容量、１００…表示部、１１０…画素回路、１１６…給電線、１１８…共通電極、１２１〜１２５…トランジスター、１３０…ＯＬＥＤ、１７５…第1絶縁層、１８０…第２絶縁層、１９０…第３絶縁層、２００…第４絶縁層、２１０…第５絶縁層、２２０…第６絶縁層、２３０…第７絶縁層、４１１…第１容量、４１２…第２容量、４４１…第３容量、４４２…第４容量、３００…ヘッドマウント・ディスプレイ。

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板の第１の主面の上方に設けられた走査線と、
   前記第１の主面の上方に設けられたデータ線と、
   前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた画素回路と、
   前記画素回路の外部に設けられ、データ信号に応じた第１電圧を保持する第１保持容量と、
   第１容量電極と第２容量電極とを含み、前記第１容量電極と前記第１保持容量の一端とは少なくとも第１期間において電気的に接続され、前記第２容量電極は前記データ線に接続される第２保持容量と、
   一端が前記データ線に接続され、他端に所定電位が供給される第３保持容量とを備え、
   前記第１保持容量は、並列に接続された第１容量部と第２容量部とを含み、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに前記第１容量部と前記第２容量部とが重なっており、
   前記画素回路は、前記データ信号に応じた第２電圧を保持する画素容量を含み、
   前記第１電圧の最低電圧値と最高電圧値との差を第１電圧差とし、かつ、前記第２電圧の最低電圧値と最高電圧値との差を第２電圧差としたときに、前記第２電圧差は前記第１電圧差に比して小となること、
   を特徴とする電気光学装置。
2. 請求項１に記載の電気光学装置において、
   前記第２保持容量は、第１スイッチを介して前記第１保持容量と直列に接続され、
   前記第２電圧は、少なくとも前記第２保持容量と前記第３保持容量との容量比に基づき前記第１電圧がレベルシフトされて生成されること、
   を特徴とする電気光学装置。
3. 請求項２に記載の電気光学装置において、
   前記第１保持容量、前記第２保持容量、及び前記第１スイッチを含み、前記データ線を駆動するレベルシフト回路を備え、
   前記画素回路は、
   ゲート・ソース間の電圧に応じた電流を供給する第１トランジスターと、
   前記第１トランジスターから供給される電流に応じた輝度で発光する発光素子と、
   を含み、
   前記第１トランジスターと前記発光素子とは、高位側の電源と低位側の電源との間で直列に接続され、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記高位側の電源または前記低位側の電源と電気的に接続される共通配線が、前記レベルシフト回路を覆うように形成されており、
   前記第２容量部の一方の電極と前記共通配線とが電気的に接続されていること、
   を特徴とする電気光学装置。
4. 請求項３に記載の電気光学装置において、
   入力端に前記データ信号が供給され、出力端に前記第１保持容量の一端が接続された第２スイッチを備え、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記共通配線が、前記第２スイッチを覆うように形成されてなること、
   を特徴とする電気光学装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気光学装置において、
   前記第２容量部の一方の電極と、
   第２の誘電体と、
   前記第２容量部の一方の電極と前記第２の誘電体を介して向かい合う前記第２容量部の他方の電極と、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第２容量部の他方の電極と重なるように配置され、前記第２容量部の他方の電極と電気的に接続された前記第１容量部の一方の電極と、
   第１の誘電体と、
   前記第１容量部の一方の電極と前記第１の誘電体を介して向かい合い、前記第２容量部の一方の電極と電気的に接続される前記第１容量部の他方の電極とを、
   備えたこと、
   を特徴とする電気光学装置。
6. 請求項５に記載の電気光学装置において、
   前記第２容量部の他方の電極と前記第１容量部の一方の電極とは共通の電極であること、
   を特徴とする電気光学装置。
7. 請求項３に記載の電気光学装置において、
   前記第２容量部の一方の電極と、
   第２の誘電体と、
   前記第２容量部の一方の電極と前記第２の誘電体を介して向かい合う前記第２容量部の他方の電極と、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第２容量部の他方の電極と重なるように配置され、前記第２容量部の他方の電極と電気的に接続された前記第１容量部の一方の電極と、
   第１の誘電体と、
   前記第１容量部の一方の電極と前記第１の誘電体を介して向かい合い、前記第２容量部の一方の電極と電気的に接続される前記第１容量部の他方の電極とを備え、
   前記第２容量部の一方の電極は、前記共通配線の一部であること、
   を特徴とする電気光学装置。
8. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気光学装置において、
   前記第２保持容量は、第３容量部と第４容量部とを備え、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第３容量部と前記第４容量部とが重なるように形成したこと、
   を特徴とする電気光学装置。
9. 請求項８に記載の電気光学装置において、
   前記第４容量部の一方の電極と、
   第４の誘電体と、
   前記第４容量部の一方の電極と前記第４の誘電体を介して向かい合う前記第４容量部の他方の電極と、
   前記第１の主面に対して垂直の方向から見たときに、前記第４容量部の他方の電極と重なるように配置され、前記第４容量部の他方の電極と電気的に接続された前記第３容量部の一方の電極と、
   第３の誘電体と、
   前記第３容量部の一方の電極と前記第３の誘電体を介して向かい合い、前記第４容量部の一方の電極と電気的に接続される前記第３容量部の他方の電極とを、
   備えたこと、
   を特徴とする電気光学装置。
10. 請求項９に記載の電気光学装置において、
    前記第４容量部の他方の電極と前記第３容量部の一方の電極とは共通の電極であること、
    を特徴とする電気光学装置。
11. 請求項３に記載の電気光学装置において、
    前記画素回路は、
    前記データ線と前記第１トランジスターのゲートとの間でオンまたはオフする第２トランジスターと、
    前記第１トランジスターにおけるゲートとドレインとの間でオンまたはオフする第３トランジスターと、を含み、
    前記レベルシフト回路を含む駆動回路は、
    前記第１期間に、
    前記データ線と初期電位を給電する第１給電線とを電気的に接続し、前記第２保持容量の他端と所定電位を給電する第２給電線とを電気的に接続し、
    前記第１期間に続く第２期間に、
    前記データ線と前記第１給電線とを電気的に非接続とし、前記第２保持容量の他端と第２給電線との接続を維持した状態で前記第２トランジスターおよび前記第３トランジスターをオンさせ、
    前記第２期間に続く第３期間に、
    前記第２保持容量の他端と前記第２給電線とを電気的に非接続として、前記第３期間よりも前に供給され且つ前記第１保持容量に保持されたデータ信号を前記第２保持容量の他端に供給し、
    前記第３期間の終了時に、前記第２トランジスターをオフさせること、
    を特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１１に記載の電気光学装置において、
    入力端に前記第３期間よりも前に前記データ信号が供給され、出力端に前記第１保持容量の一端が接続された第２スイッチを備え、
    前記第２保持容量は、前記第１スイッチを介して前記第１保持容量と直列に接続され、
    前記第２スイッチは、前記第３期間よりも前に、前記第１スイッチをオフとした状態で、オンされ、
    前記第１スイッチは、前記第３期間において前記第２スイッチをオフとした状態で、オンされること、
    を特徴とする電気光学装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の電気光学装置において、
    前記基板は、半導体基板であること
    を特徴とする電気光学装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
    

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