專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件及提供的電流負(fù)載器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件及提供的電流負(fù)載器件，該半導(dǎo)體器件設(shè)置有包括電流負(fù)載元件的多個(gè)單元，并且具體涉及一種用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，用于通過提供給電流負(fù)載元件的電流值和所述電流負(fù)載器件來實(shí)現(xiàn)分級(jí)顯示。
背景技術(shù)：
曾開發(fā)出一種以矩陣的形式設(shè)置有多個(gè)單元的電流負(fù)載器件，包括操作是由供給的電流決定的電流負(fù)載元件。這種器件可用于光發(fā)射顯示器件，其中電流負(fù)載元件是一種發(fā)光元件，該器件還可用于有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器件，其中有機(jī)EL元件被用作發(fā)光元件。
在下文中，作為一種電流負(fù)載器件，一種光發(fā)射顯示器件將作為實(shí)例被描述。

圖1為矩陣型光發(fā)射顯示器件的構(gòu)造圖。
該顯示器件包括水平驅(qū)動(dòng)電路200；垂直掃描電路300以及顯示部分400。通過調(diào)節(jié)流入顯示部分400的1像素顯示部分100內(nèi)的發(fā)光元件的電流來實(shí)現(xiàn)分級(jí)顯示。在亮度由不同的電流決定的發(fā)光元件內(nèi)，電流和亮度成比例關(guān)系。通過將1像素顯示部分100的的結(jié)構(gòu)與由水平驅(qū)動(dòng)電路200和垂直掃描電路300施加的電流或電壓結(jié)合起來，光發(fā)射顯示器件的這種驅(qū)動(dòng)方法被分類為簡單矩陣驅(qū)動(dòng)和有源矩陣驅(qū)動(dòng)。
圖2為簡單矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)1像素顯示部分的構(gòu)造圖。在簡單矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，在1像素顯示部分101內(nèi)，在控制線110和信號(hào)線120之間的每個(gè)交點(diǎn)處，在控制線110和信號(hào)線120之間連有發(fā)光元件130。如圖1所示，控制線110由垂直驅(qū)動(dòng)電路300驅(qū)動(dòng)；而信號(hào)線120則由水平驅(qū)動(dòng)電路200驅(qū)動(dòng)。并且，垂直掃描電路300接地依次選擇控制線110，在掃描第K條控制線110的過程中，當(dāng)電流或電壓從水平驅(qū)動(dòng)電路200被輸出給第L條信號(hào)線120時(shí)，確定流入第K行第L列的發(fā)光元件的電流，并且發(fā)光元件發(fā)出的光的強(qiáng)度與該電流相對(duì)應(yīng)。此后，當(dāng)開始掃描第(K+1)條控制線時(shí)，第K個(gè)發(fā)光元件即停止發(fā)光。
圖3為有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)1像素顯示部分的構(gòu)造圖。在有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，在1像素顯示部分102內(nèi)，在控制線110和信號(hào)線120之間的每個(gè)交點(diǎn)處，由控制線110的電位控制的開關(guān)SW100與信號(hào)線120相連，并且TFT(薄膜晶體管)T100的柵極和電容元件C100的一端與開關(guān)SW100的另一端相連。TFT T100的源極和電容元件C100的另一端接地，并且在TFT T100的漏極和電位為VEL的信號(hào)線之間連有發(fā)光元件130。
并且，當(dāng)垂直掃描電路SW300接地依次選擇控制線110并選定第K條控制線110時(shí)，1像素顯示部分102內(nèi)的開關(guān)100被接通。此時(shí)，水平驅(qū)動(dòng)電路200的第L個(gè)輸出電壓即為TFT T100的柵極電壓，并且當(dāng)所施加的柵極電壓使TFT T100在飽和區(qū)內(nèi)工作時(shí)，即可確定TFT T100的阻抗。因此，流入發(fā)光元件130的電流得以確定，并且發(fā)光元件130發(fā)出的光的強(qiáng)度與該電流對(duì)應(yīng)。
在有源矩陣驅(qū)動(dòng)中，1像素顯示部分可能有時(shí)會(huì)有不同的構(gòu)造。圖4A和4B分別為有源矩陣驅(qū)動(dòng)中1像素顯示部分的其它結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖4A所示，在另一種結(jié)構(gòu)中，在1像素顯示部分103內(nèi)，由控制線110的電位控制的開關(guān)SW102與信號(hào)線120相連，并且P溝道TFT T102的柵極和漏極與開關(guān)SW102的另一端相連。由控制線110的電位控制的開關(guān)SW101與TFT T102的柵極和漏極相連，而P溝道TFT T101的柵極和電容元件C100的一端與開關(guān)SW101的另一端相連。將恒定的電位VEL施加給TFT T101和T102的源極以及電容元件C100的另一端。在TFT T101的漏極和接地電位GND之間連有發(fā)光元件130。并且，當(dāng)垂直掃描電路300選擇了第K條控制線110時(shí)，開關(guān)SW101和SW102被接通，即可確定TFT T102的柵極電壓，從而引起水平驅(qū)動(dòng)電路200的第L個(gè)輸出電流從信號(hào)線120流出。由于TFT T101和TFT T102采用了電流鏡象結(jié)構(gòu)，其中TFT T101和TFTT102的電流性能彼此相等，與通過TFT T101流入發(fā)光元件130的水平驅(qū)動(dòng)電路200的輸出電流值相等，并且發(fā)光元件130發(fā)出的光的強(qiáng)度與該電流值對(duì)應(yīng)。
如圖4B所示，在采用N溝道TFT T103和T104代替P溝道TFTT101和T102時(shí)，將執(zhí)行相似的操作。
將簡單矩陣驅(qū)動(dòng)與有源矩陣驅(qū)動(dòng)相比較，在有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，即使在選擇了下一條線后，電容元件中仍儲(chǔ)存著電壓，因此，有可能繼續(xù)流動(dòng)電流。相應(yīng)地，與只是間歇發(fā)光的簡單矩陣驅(qū)動(dòng)相比，有源矩陣驅(qū)動(dòng)允許流入發(fā)光元件的電流比較小。
如上所述，即使電流或電壓的絕對(duì)值不同，當(dāng)進(jìn)行分級(jí)顯示時(shí)，不考慮簡單矩陣驅(qū)動(dòng)和有源矩陣驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方法的種類，水平驅(qū)動(dòng)電路200的功能之一就是把數(shù)字式的分級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流或電壓。在電壓輸出時(shí)，由于像素電路(1像素顯示部分)出現(xiàn)了晶體管門限的不均勻性和電壓-電流特性以及發(fā)光元件的電流-亮度特性的不均勻性，即使施加了相同的電壓，仍很可能出現(xiàn)亮度不均勻。另一方面，在電流輸出時(shí)，由于只受發(fā)光元件的電流-亮度特性的不均勻性的影響，亮度的不均勻性較小，并能夠顯示高亮度。
圖5為將電流輸出給顯示部分400的水平掃描電路200的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的框圖。在該結(jié)構(gòu)中，數(shù)字式分級(jí)數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)邏輯部分201演變成輸出數(shù)字，接著，數(shù)字式分級(jí)數(shù)據(jù)被輸入給“數(shù)字電壓信號(hào)-模擬電流信號(hào)(數(shù)字-電流)”轉(zhuǎn)換部分210，從而獲得輸出數(shù)字所對(duì)應(yīng)的電流輸出。
圖6為用于1輸出的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分的第一傳統(tǒng)實(shí)例的電路圖。當(dāng)分級(jí)數(shù)據(jù)為3位(D0到D2)時(shí)，受控制的開關(guān)SW110，SW111以及SW112共同與輸出端相連，用來輸出電流I數(shù)據(jù)。在開關(guān)SW110，SW111以及接地電位為VG的接地線之間連有N溝道TFT T110、T111和T112，其中輸入電壓VA被施加給柵極。假設(shè)發(fā)光元件的電流-亮度特性成比例關(guān)系。更進(jìn)一步，假設(shè)水平驅(qū)動(dòng)電路200和垂直驅(qū)動(dòng)電路300都在一種玻璃基板上形成，并且所有的晶體管都是TFT。即使當(dāng)分級(jí)數(shù)據(jù)不小于三位時(shí)，也采用相似的結(jié)構(gòu)。
更進(jìn)一步，在第一傳統(tǒng)實(shí)例中，設(shè)計(jì)使得關(guān)于TFT T110、T111和T112，溝道長度(L)是恒定的，并且通道寬度(W)的比為1∶2∶4。由于TFT T110、T111和T112是相同的，使得柵極電壓為電壓VA而源極電壓為電壓VG，當(dāng)TFT T110至T112在飽和區(qū)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，電流比為1∶2∶4。因此，如果選擇了合適的輸入電壓VA，依據(jù)與輸出電流I數(shù)據(jù)相關(guān)的分級(jí)數(shù)據(jù)D0到D2，開關(guān)SW110至SW112被接通/斷開，電流比為0到7的8級(jí)電流輸出得以實(shí)現(xiàn)。而且，通過改變輸入電壓VA可以調(diào)節(jié)電流的絕對(duì)值。
圖7為用于1輸出的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分的第二傳統(tǒng)實(shí)例的電路圖。在傳統(tǒng)第二實(shí)例中，數(shù)字式分級(jí)數(shù)據(jù)D0到D2被輸入給N溝道TFT T110至T112的柵極。TFT T110至T112的漏極共同與輸出端相連，并且電源電壓VD施加給它們的源極。TFT T110至T112的通道寬度的比被設(shè)為1∶2∶4，與第一傳統(tǒng)實(shí)例相似。
在如上所述的第二傳統(tǒng)實(shí)例中，在合適的電壓之前，數(shù)字式分級(jí)數(shù)據(jù)輸入被設(shè)定為高電平，并且設(shè)定了被薄膜晶體管關(guān)斷的低電平，從而，與第一傳統(tǒng)實(shí)例相似地，電流比為0至7的8級(jí)電流輸出得以實(shí)現(xiàn)。而且，通過改變數(shù)字式分級(jí)數(shù)據(jù)輸入的高電平，可以調(diào)節(jié)電流的絕對(duì)值。
但是，在晶體管中，尤其在TFT內(nèi)，由于當(dāng)在不同TFT之間施加相同的柵極電壓時(shí)，電流性能的不均勻性較大，就產(chǎn)生了問題，即很難有高精度的電流輸出。在傳統(tǒng)的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分中，當(dāng)在顯示器件的幾乎整個(gè)寬度范圍內(nèi)存在TFT的不均勻性特性時(shí)，即使TFT的的規(guī)格是統(tǒng)一的，并且柵極和源極之間的電壓也是統(tǒng)一的，由于電流值不同于不均勻部分的其它區(qū)域內(nèi)的電流值，將出現(xiàn)不均勻顯示。而且，電流性能甚至在彼此靠近的TFT之間也變得不均勻，并且，當(dāng)這種不均勻性變大時(shí)，在鄰近的像素之間也出現(xiàn)了顯示的不均勻性，并且當(dāng)用于相同輸出的TFT的特性變得不均勻時(shí)，將不能滿足分級(jí)的單一性。
而且，在傳統(tǒng)的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分，尤其在有源矩陣驅(qū)動(dòng)中存在問題，即當(dāng)輸出電流值較低時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)時(shí)間。這是由于這樣的事實(shí)當(dāng)采用電流驅(qū)動(dòng)進(jìn)行有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)與數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分的輸出電流相同的電流作為驅(qū)動(dòng)電流流至像素內(nèi)的TFT時(shí)，即完成驅(qū)動(dòng)，但接線負(fù)載，尤其是寄生電容總是會(huì)出現(xiàn)在顯示部分400內(nèi)的信號(hào)線110內(nèi)，發(fā)光元件也有電容值，并因此有必要通過恒定的輸出電流對(duì)電容負(fù)載進(jìn)行充電或放電。即，由于首先通過將電容充電或放電至一定的電壓，與作為驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流相同的電流流向像素內(nèi)的TFT需要較長的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是要提供用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件和提供的光發(fā)射顯示器件，該器件能夠?qū)⒏呔鹊妮敵鲭娏?，以提供給數(shù)字式圖象數(shù)據(jù)輸入，并且優(yōu)選地，即使輸出電流值較低時(shí)，也能夠以高速驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件。
本發(fā)明的另目的就是要提供一種更通用的用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件以及其電流負(fù)載器件。
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的、設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的半導(dǎo)體器件包括用于將電流供給所述單元的電流供給端；以及n位的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，其中至少有一個(gè)被提供給每個(gè)或多個(gè)所述電流供給端，并且該電路儲(chǔ)存有n(n是自然數(shù))種由待輸入的一種或多種參考電流決定的電流值，并且，該電路根據(jù)待輸入的n位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從由所述的儲(chǔ)存電流值獲得的2n個(gè)電平電流中輸出電流。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，用于驅(qū)動(dòng)一種電流負(fù)載器件的、設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的半導(dǎo)體器件包括多個(gè)n位的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，用于儲(chǔ)存一個(gè)或多個(gè)參考電流值并根據(jù)n位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出電流；電流儲(chǔ)存移位寄存器，用于依次輸出掃描信號(hào)，該信號(hào)與所述的n位的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路內(nèi)順序執(zhí)行的所述參考電流的儲(chǔ)存操作同步；n位的數(shù)據(jù)鎖存器，用于將n位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給n位的數(shù)據(jù)選擇器；以及n位的數(shù)據(jù)選擇器，用于根據(jù)所述n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路來決定是否對(duì)來自所述n位數(shù)據(jù)鎖存器的n位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)執(zhí)行儲(chǔ)存所述參考電流或輸出電流的操作。
該電流負(fù)載器件的實(shí)例為一種光發(fā)射顯示器件，它包括亮度由所供給的電流決定、并且在每個(gè)像素上都有的發(fā)光元件?，F(xiàn)在，本發(fā)明將把用于一種光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件作為實(shí)例進(jìn)行說明。
依據(jù)本發(fā)明，用于驅(qū)動(dòng)一種光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件包括n位的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，其設(shè)置有n個(gè)用于儲(chǔ)存1位參考電流的1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，其中的每個(gè)電路輸入與儲(chǔ)存在一個(gè)1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路內(nèi)的發(fā)光元件的電流-亮度特性對(duì)應(yīng)的n種參考電流，并且將參考電流輸出給依據(jù)n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)選擇的或不少于兩個(gè)的1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，從而輸出2n種電流，向每個(gè)輸出端提供n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，用來將電流輸出給光發(fā)射顯示器件，并且所述n種參考電流的電流值被設(shè)定為最小電流值的依次加倍。
1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路可以包括流過參考電流的信號(hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線；控制線；第一和第二電壓供給線；源極與第一電壓電源線相連的晶體管；連接在晶體管的柵極和第二電壓電源線之間的電容元件；連接在晶體管的漏極和輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的信號(hào)控制的第一開關(guān)；連接在第一晶體管的柵極和信號(hào)線或第一晶體管的漏極之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的第二開關(guān)；以及連接在晶體管漏極和信號(hào)線之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的第三開關(guān)；以及還可以包括流過參考電流的信號(hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線；第一和第二控制線；第一和第二電壓電源線；源極與第一電壓電源線相連的第一晶體管；連接在第一晶體管的柵極和第二電壓電源線之間的電容元件；連接在第一晶體管的漏極和輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的信號(hào)控制的第一開關(guān)；連接在第一晶體管的柵極和信號(hào)線或第一晶體管的漏極之間的、由用于穿過第二控制線的信號(hào)控制的第二開關(guān)；以及連接在第一晶體管的漏極和信號(hào)線之間的、由用于穿過第一控制線的信號(hào)控制的第三開關(guān)。
可替換的是，在第一晶體管和第一電壓電源線之間還可以包括柵極被偏置的第二晶體管。
此外，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)處于斷開狀態(tài)、而第二和第三開關(guān)都處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管工作在飽和區(qū)內(nèi)，其中在柵極和漏極之間有一部分被短路，當(dāng)運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，晶體管的柵極和源極之間的電壓是在漏極和源極之間流動(dòng)參考電流所必需的電壓，根據(jù)晶體管的電流/電壓特性來決定該電壓值，隨后，當(dāng)?shù)诙偷谌_關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，晶體管的柵極和源極之間的電壓被保持在電容元件內(nèi)，由第一開關(guān)的操作來決定是否輸出基于所保持的柵極和源極之間的電壓的參考電流。然后，由于在每個(gè)輸出中出現(xiàn)了n個(gè)1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)，即可輸出與發(fā)光元件的電流-亮度特性對(duì)應(yīng)的2n個(gè)電平的電流。因此，1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路能夠不受用于儲(chǔ)存和輸出電流的晶體管的電流/電壓特性的不均勻性的影響，輸出高精度的電流。
而且，如果在第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)后，第三開關(guān)處于斷開狀態(tài)，由作為第三開關(guān)的晶體管的斷開操作所引起的噪聲影響被減少，因此，1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路能夠以更高的精度儲(chǔ)存和輸出電流。
第一至第三開關(guān)可以由晶體管構(gòu)成。
而且，1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路配有偽晶體管(dummy transistor)，其中用來穿過第二控制線的信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)被輸入給柵極，該柵極的長度和寬度的乘積為構(gòu)成第二開關(guān)的晶體管的柵極的長度和寬度的乘積的1/2，漏極與該晶體管的柵極相連，并且源極與漏極短路。從而，由于作為第二開關(guān)的晶體管被斷開時(shí)可以補(bǔ)償電荷的運(yùn)動(dòng)，因此1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路能夠以更高精度儲(chǔ)存和輸出電流。
在本發(fā)明中，在儲(chǔ)存電流期間，用來儲(chǔ)存n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路中的n種電流的晶體管是在飽和區(qū)內(nèi)運(yùn)行，在飽和區(qū)內(nèi)，在柵極和漏極之間的部分被短路，并且在柵極和漏極之間的電壓是使電流以穩(wěn)定方式流動(dòng)的電壓。在電流儲(chǔ)存期間完結(jié)時(shí)，使柵極和漏極之間短路的開關(guān)被斷開，柵極和源極之間的電壓被儲(chǔ)存在電容中。此時(shí)，由于n個(gè)晶體管在柵極和源極之間儲(chǔ)存了電壓，使參考電流根據(jù)各自的電流/電壓特性流動(dòng)，不受n個(gè)儲(chǔ)存電流的晶體管的電流/電壓特性的不均勻性的影響，使參考電流流動(dòng)的柵極和源極之間的電壓被保持，從而儲(chǔ)存了電流。在驅(qū)動(dòng)階段，儲(chǔ)存了n種電流的第一晶體管導(dǎo)通/斷開在n個(gè)儲(chǔ)存了電流的晶體管的漏極和數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路的輸出之間的n個(gè)開關(guān)，來確定所儲(chǔ)存的電流是否被輸出。由于這樣輸出的電流是從本身儲(chǔ)存了電流的n個(gè)晶體管輸出的，就產(chǎn)生了不受電流性能的不均勻性影響的高精度電流。通過上述的操作，本發(fā)明中每個(gè)輸出的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路就能夠輸出高精度的、電流比為0，1，2，...2n-1的電流。在這種情況下，為了構(gòu)成數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，必須有n個(gè)參考電流源。
此外，如果第二晶體管的柵極是偏置的，第一和第二晶體管被共基-共射連接(cascode connected)，并且當(dāng)兩個(gè)晶體管在鄰近區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，漏極電流的漏極電壓可靠性被抑制，因?yàn)椋词拱l(fā)光元件的特性變得不均勻，仍有可能抑制所供給的電流的不均勻性。
而且，依據(jù)本發(fā)明還提供了第二種用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件，其中在每個(gè)像素上都設(shè)置有亮度由所供給的電流決定的發(fā)光元件，所述每個(gè)像素具有n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，用來儲(chǔ)存1種參考電流、并根據(jù)n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生并從所儲(chǔ)存的參考電流輸出與發(fā)光元件的電流-亮度特性對(duì)應(yīng)的2n種電流的特征，每個(gè)輸出端用于輸出電流給光發(fā)射顯示器件。
n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路包括流入?yún)⒖茧娏鞯男盘?hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的n條數(shù)據(jù)線；控制線；第一和第二電壓電源線；源極與第一電壓電源線相連的電流儲(chǔ)存晶體管；n個(gè)電流輸出晶體管，它們的柵極彼此短路，而源極共同與第一電壓電源線相連；連接在電流輸出晶體管的柵極和第二電壓電源線之間的電容元件；連接在n個(gè)電流輸出晶體管的漏極和其輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的任何信號(hào)控制的n個(gè)輸出控制開關(guān)；連接在電流儲(chǔ)存晶體管的漏極和信號(hào)線之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的第一儲(chǔ)存控制開關(guān)；以及連接在電流儲(chǔ)存晶體管的柵極和電流輸出晶體管的柵極之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的第二儲(chǔ)存控制開關(guān)；并且n個(gè)電流輸出晶體管的電流性能被設(shè)定為最低電流性能可以依次加倍的水平。這種n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路包括流過參考電流的信號(hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的n條數(shù)據(jù)線；第一和第二控制線；第一和第二電壓電源線；源極與第一電壓電源線相連的電流儲(chǔ)存晶體管；n個(gè)電流輸出晶體管，它們的柵極彼此短路，而源極共同與第一電壓電源線相連；連接在電流輸出晶體管的柵極和第二電壓電源線之間的電容元件；連接在n個(gè)電流輸出晶體管的漏極和輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的任何信號(hào)控制的n個(gè)輸出控制開關(guān)；連接在電流儲(chǔ)存晶體管的漏極和信號(hào)線之間的、由用于穿過第二控制線的信號(hào)控制的第一儲(chǔ)存控制開關(guān)；以及連接在電流儲(chǔ)存晶體管的柵極和電流輸出晶體管的柵極之間的、由用于穿過所述控制線的信號(hào)控制的第二儲(chǔ)存控制開關(guān)；并且n個(gè)電流輸出晶體管的電流性能被設(shè)定為最低電流性能可以依次加倍的水平。
可替換的是，可以在電流儲(chǔ)存晶體管或電流輸出晶體管與第一電壓電源線之間配備柵極被偏置的偏置晶體管。
當(dāng)輸出控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)、而第一和第二儲(chǔ)存控制開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電流儲(chǔ)存晶體管在飽和區(qū)內(nèi)運(yùn)行，在該飽和區(qū)內(nèi)，柵極和漏極之間的部分被短路，當(dāng)運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電流儲(chǔ)存晶體管的柵極和源極之間的電壓是使參考電流在漏極和源極之間流動(dòng)所必需的電壓，根據(jù)電流儲(chǔ)存晶體管的電流/電壓特性來確定該電壓值，隨后第一和第二儲(chǔ)存控制開關(guān)呈斷開狀態(tài)，電流儲(chǔ)存晶體管的柵極和源極之間的電壓在電容元件內(nèi)被保持，呈現(xiàn)一種狀態(tài)，即根據(jù)柵極和源極之間保持的電壓，n個(gè)電流輸出晶體管能夠根據(jù)電流/電壓特性從參考電流流出共n種電流，并由n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)來決定能夠由電流輸出晶體管流出的電流是否被輸出。
優(yōu)選的是，在所述第一儲(chǔ)存控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)之后，第二儲(chǔ)存控制開關(guān)呈斷開狀態(tài)。
輸出控制開關(guān)、第一和第二儲(chǔ)存控制開關(guān)可以由晶體管構(gòu)成。
優(yōu)選的是，n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路具有偽晶體管，其中用于穿過第二控制線的信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)在柵極內(nèi)被輸入，柵極的長度和寬度的乘積是構(gòu)成第一儲(chǔ)存控制開關(guān)的晶體管的柵極的長度和寬度的乘積的1/2，漏極與電流儲(chǔ)存晶體管的柵極相連，以及源極與漏極短路。
當(dāng)鄰近區(qū)域內(nèi)的晶體管的電流/電壓特性不均勻性較小時(shí)可采用本發(fā)明。每個(gè)輸出的n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路中的用于儲(chǔ)存電流的晶體管用與上述方法相似的方式儲(chǔ)存電流。在此，設(shè)置有用于儲(chǔ)存電流的晶體管和上述的晶體管是電流鏡像。當(dāng)用于儲(chǔ)存電流的晶體管被相等或較大，以使得n個(gè)電流性能比為1∶2∶4∶...∶2n-1的輸出晶體管中的電流性能比相對(duì)最大電流性能的晶體管的電流性能比為1∶1或2∶1時(shí)，參考電流值較大，給參考電流流過的接線負(fù)載充電或放電的時(shí)間被縮短，從而可以縮短電流存儲(chǔ)時(shí)間。此時(shí)，由于用于儲(chǔ)存電流的晶體管在參考電流流過的狀態(tài)下儲(chǔ)存了刪-源極電壓，不受電流/電壓特性的不均勻性的影響，仍可以高精度儲(chǔ)存電流。從而，當(dāng)鄰近區(qū)域內(nèi)的晶體管的電流/電壓特性的不均勻性較小時(shí)，在輸出晶體管的漏極和數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路之間提供了n個(gè)根據(jù)數(shù)字輸入圖象數(shù)據(jù)導(dǎo)通/斷開的開關(guān)，作為能夠輸出高精度電流的器件，其中的電流比為0，1，2，...，2n-1。而且，在這種情況下，單個(gè)的參考電流源即可構(gòu)成數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，從而有可能減少來自外界的輸入。
此外，當(dāng)具有柵極被偏置的偏置晶體管時(shí)，電流儲(chǔ)存晶體管或電流輸出晶體管和偏置晶體管被共基-共射連接，并且，當(dāng)兩個(gè)晶體管在飽和區(qū)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，漏極電流的漏極電壓可靠性可能被抑制，因此即使發(fā)光元件的特性變得不均勻，仍有可能抑制所供給的電流的不均勻性。
還提供了第三種用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件，其中依據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)像素上設(shè)置有亮度由所供給的電流決定的發(fā)光元件，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)具有用于根據(jù)發(fā)光元件的電流-亮度特性儲(chǔ)存k種參考電流的n位輸出數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，從所述的儲(chǔ)存的k種參考電流中產(chǎn)生(n-k)種電流，并根據(jù)n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)從這些電流的結(jié)合中輸出2n種電流，每個(gè)輸出端都被用來輸出電流給光發(fā)射顯示器件。
n位輸出數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路包括參考電流流過的k條信號(hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的n條數(shù)據(jù)線；控制線；第一和第二電壓電源線；k個(gè)電流儲(chǔ)存和輸出晶體管，它們的源極與第一電壓電源線相連；(n-k)個(gè)電流輸出晶體管，它們的柵極與k個(gè)電流儲(chǔ)存和輸出晶體管中的一個(gè)的柵極短路；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極與第二電壓電源線之間的一個(gè)或多個(gè)電容元件；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管及電流輸出晶體管的漏極與輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的任何信號(hào)控制的n個(gè)輸出控制開關(guān)；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管與信號(hào)線之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的k個(gè)第一儲(chǔ)存控制開關(guān)；以及連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極與漏極之間的、由用于穿過控制線的信號(hào)控制的k個(gè)第二儲(chǔ)存控制開關(guān)，并且，電流輸出晶體管的電流性能比所有電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的電流性能更低，電流輸出晶體管及電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的電流性能被設(shè)定在其最低的電流性能可以依次加倍的水平。N位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路包括參考電流流過的k條信號(hào)線；傳輸1位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的n條數(shù)據(jù)線；第一和第二電壓電源線；k個(gè)電流儲(chǔ)存和輸出晶體管，它們的源極與第一電壓電源線相連；(n-k)個(gè)電流輸出晶體管，它們的柵極與所述的k個(gè)電流儲(chǔ)存和輸出晶體管中的任何一個(gè)的柵極短路；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極與第二電壓電源線之間的一個(gè)或多個(gè)電容元件；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管及電流輸出晶體管的漏極與輸出端之間的、由用于穿過數(shù)據(jù)線的任何信號(hào)控制的n個(gè)輸出控制開關(guān)；連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管與信號(hào)線之間的、由用于穿過第二控制線的信號(hào)控制的k個(gè)第一儲(chǔ)存控制開關(guān)；以及連接在電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極與漏極之間的、由用于穿過第一控制線的信號(hào)控制的k個(gè)第二儲(chǔ)存開關(guān)，并且，電流輸出晶體管的電流性能比所有電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的電流性能更低，電流輸出晶體管及電流儲(chǔ)存和輸出晶體管被設(shè)定為最低的電流性能可以依次加倍的水平。
可替換的是，可以在電流儲(chǔ)存晶體管或電流輸出晶體管與第一電壓電源線之間配備柵極被偏置的偏置晶體管。
當(dāng)輸出控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)、而第一和第二儲(chǔ)存控制開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電流儲(chǔ)存和輸出晶體管在飽和區(qū)內(nèi)運(yùn)行，在該飽和區(qū)內(nèi)，柵極和漏極之間的部分被短路，當(dāng)運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極和源極之間的電壓是使參考電流在漏極和源極間流動(dòng)所必需的電壓，根據(jù)電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的電流/電壓特性來確定該電壓值，隨后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?chǔ)存控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，電流儲(chǔ)存和輸出晶體管的柵極和源極之間的電壓在電容元件內(nèi)被保持，以便呈現(xiàn)出這樣一種狀態(tài)即電流輸出晶體管及電流儲(chǔ)存和輸出晶體管能夠根據(jù)電流/電壓特性從基于柵極和源極之間所保持的電壓的參考電流流過共n種電流，并由n位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)來決定能夠由電流輸出晶體管及電流儲(chǔ)存和輸出晶體管流出的電流是否被輸出。
優(yōu)選的是，在第一儲(chǔ)存控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)后，第二儲(chǔ)存控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
輸出控制開關(guān)、第一和第二儲(chǔ)存控制開關(guān)可以由晶體管構(gòu)成。
此外，n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路具有偽晶體管，其中用于穿過第二控制線的信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)被輸入柵極，柵極的長度與寬度的乘積是構(gòu)成第一儲(chǔ)存控制開關(guān)的晶體管的柵極的長度和寬度的乘積的1/2，漏極與電流儲(chǔ)存晶體管的柵極相連，并且源極與漏極短路。
當(dāng)鄰近區(qū)域內(nèi)的晶體管的電流性能較小時(shí)，可以采用本發(fā)明。在電流儲(chǔ)存時(shí)期內(nèi)，每個(gè)輸出的n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路器件內(nèi)的一個(gè)或幾個(gè)晶體管儲(chǔ)存的參考電流的數(shù)量，和以與上述方法相似的方式儲(chǔ)存參考電流的晶體管的參考電流的數(shù)量相同。因此，用于儲(chǔ)存電流的一個(gè)或幾個(gè)晶體管能夠輸出高精度的電流。另一方面，包括任何一個(gè)用于儲(chǔ)存電流的晶體管的一個(gè)或幾個(gè)輸出晶體管和電流鏡像輸出比參考電流低的電流，從而即使電流/電壓特性不均勻，整體上的影響仍可以被最小化。通過上述結(jié)構(gòu)，能以高精度提供電流比為1∶2∶4∶...∶2n-1的電流。作為在用于儲(chǔ)存和輸出電流的晶體管的漏極和數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路的輸出之間的器件，提供了n個(gè)根據(jù)數(shù)字圖象數(shù)據(jù)導(dǎo)通/斷開的開關(guān)器件從而能夠輸出電流比為1∶2∶4∶...∶2n-1的高精度電流。此外，在這種情況下，數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路可以由一個(gè)或幾個(gè)參考電流源構(gòu)成，從而減少來自外界的輸入。
在此，當(dāng)具有柵極被偏置的偏置晶體管時(shí)，電流儲(chǔ)存晶體管或電流輸出晶體管以及偏置晶體管被共基-共射相連，并且當(dāng)兩個(gè)晶體管都在鄰近區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，漏極電流的漏極電壓可靠性被抑制，因此即使發(fā)光元件的特性變得不均勻，仍有可能抑制所供給電流的不均勻性。
在本發(fā)明中，上述任何一種數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路器件可以結(jié)合在一起以構(gòu)成一種n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電流器件。例如，第一實(shí)施例的1位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路被用作最高電流值的位，而第二實(shí)施例中的(n-1)位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路被用于比前者更低的位，從而構(gòu)成n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)有兩種參考電流時(shí)，受不均勻性影響很大的最高電流值的位的精度較高。
此外，在本發(fā)明中，第一和第二電壓電源線可以是普通電源線。
此外，當(dāng)輸出端的數(shù)目為a，并且光發(fā)射顯示器件的像素發(fā)出的顏色為b顏色時(shí)，必須有n×b種參考電流值，但在這種情況下，電流的儲(chǔ)存操作可能被分解成a/b次進(jìn)行。與1-輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路具有上述的兩個(gè)n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，其中，一個(gè)用作電流輸出電路，而另一個(gè)則被用作電流儲(chǔ)存電路，并且電流的儲(chǔ)存被分解成a/b次利用每幀內(nèi)相同的參考電流進(jìn)行，優(yōu)選的是，每幀內(nèi)電流的輸出和儲(chǔ)存是變化的。通過改變每幀的任務(wù)，除了驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的周期之外，儲(chǔ)存電流的周期不是必需的。因此，可以認(rèn)為驅(qū)動(dòng)周期是整個(gè)幀周期，驅(qū)動(dòng)1線的1水平周期可以花更長的時(shí)間，并且在像素電路中可以驅(qū)動(dòng)高精度的電流。例如，即使當(dāng)與1-輸出相對(duì)應(yīng)的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有不少于3個(gè)n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，上述的操作仍被相似地執(zhí)行。而且，可以在每個(gè)復(fù)數(shù)幀時(shí)進(jìn)行電流輸出和電流儲(chǔ)存之間任務(wù)的變化。
在本發(fā)明中，提供了一種預(yù)充電的電路，其中從電流輸出電路(如上述的n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路)輸出的電流被輸入以便輸出合適的電壓。優(yōu)選的是，預(yù)充電電路包括偽負(fù)載電路，其中如果光發(fā)射顯示器件是簡單矩陣型的，就會(huì)產(chǎn)生與發(fā)光元件相等的負(fù)載；如果光發(fā)射顯示器件是有源矩陣型的，就會(huì)產(chǎn)生與像素電路相等的負(fù)載；電壓跟隨器，它的輸入為輸出電流從電流輸出電路流出到達(dá)偽負(fù)載電路處的電壓；連接在電流輸出電路的輸出和偽負(fù)載電路之間的第一預(yù)充電開關(guān)；用于穿過控制第一預(yù)充電開關(guān)的信號(hào)的第一預(yù)充電控制線；用于連接電流輸出電路的輸出和光發(fā)射顯示器件的第二預(yù)充電開關(guān)；第二預(yù)充電控制線，用于穿過第一預(yù)充電開關(guān)以控制用于控制第一預(yù)充電開關(guān)的信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)；以及連接在電壓跟隨器的輸出和光發(fā)射顯示器件之間的、由用于穿過第一預(yù)充電控制線的信號(hào)控制的第三開關(guān)。
此外，當(dāng)進(jìn)行1水平周期的第一階段的預(yù)充電操作時(shí)，電流輸出電路的輸出電流被輸送給偽負(fù)載電路，電壓則被施加給光發(fā)射顯示器件內(nèi)的像素內(nèi)的發(fā)光元件或像素電路，隨后，當(dāng)進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)操作時(shí)，電流輸出電路的輸出電流被直接輸送給光發(fā)射顯示器件內(nèi)的像素內(nèi)的發(fā)光元件或像素電路，從而即使電流輸出電路的輸出電流較小，仍可以縮短光發(fā)射顯示器件內(nèi)的接線負(fù)載或相似元件的充電和放電時(shí)間，因?yàn)榭梢愿€(wěn)定、更快速、高精度地驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件內(nèi)的像素的發(fā)光元件或像素電路。
此外，預(yù)充電電路的結(jié)構(gòu)中取消了電壓跟隨器的偏移電壓，電壓跟隨器取消偏移電壓的操作是在電流驅(qū)動(dòng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的，從而無需額外的時(shí)間，并且用于儲(chǔ)存和輸出電流的電路的輸出電流被輸送給偽負(fù)載電路的情況和電流被輸送給實(shí)際光發(fā)射顯示器件內(nèi)的像素(電路)的情況之間的差別變得較小，因?yàn)?，可以更穩(wěn)定、快速、高精度地驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件內(nèi)的像素內(nèi)的發(fā)光元件。
通過提供預(yù)充電電路，由于出現(xiàn)了靠近數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路的偽像素(電路)，即使兩者之間的接線負(fù)載較小，并且待輸出的電流也較小，因此，偽像素(電路)使電流輸出在較短的時(shí)間周期內(nèi)穩(wěn)定地流動(dòng)。在電流穩(wěn)定地流向偽像素(電路)的階段內(nèi)，柵極電壓被輸入給電壓跟隨器，并且電壓跟隨器的輸出與光發(fā)射顯示器件的數(shù)據(jù)線相連，從而與電流輸出電路的輸出電流穩(wěn)定地流向顯示部分中的像素(電路)的狀態(tài)時(shí)的電壓相近的電壓被施加給信號(hào)線或顯示部分內(nèi)的像素(電路)。與數(shù)據(jù)線的負(fù)載被恒定的電流充電和放電的情況相比，上述的預(yù)充電操作可以高速進(jìn)行。在通過預(yù)充電操作使數(shù)據(jù)線和顯示部分內(nèi)的像素(電路)的電壓穩(wěn)定之后，電流輸出電路與偽像素(電路)分離，并且電流被直接從電流輸出電路輸出給數(shù)據(jù)線。在這種情況下，由于從電流輸出電路輸出的恒定電流引起數(shù)據(jù)線的負(fù)載，并且因?yàn)橐呀?jīng)進(jìn)行了預(yù)充電，顯示部分內(nèi)的像素(電路)被少量地充、放電，并且不受預(yù)充電之前信號(hào)線的負(fù)載和顯示部分內(nèi)的像素(電路)的電壓的影響。此外，可以縮短驅(qū)動(dòng)時(shí)間。因此，通過執(zhí)行上述的驅(qū)動(dòng)操作的兩個(gè)階段，可以穩(wěn)定、高速、高精度地電流驅(qū)動(dòng)像素(電路)，而不受驅(qū)動(dòng)前光發(fā)射顯示部分內(nèi)的接線負(fù)載和像素(電路)的負(fù)載電壓的影響。
依據(jù)本發(fā)明用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件包括一個(gè)或多個(gè)n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，用來在每次輸出時(shí)儲(chǔ)存參考電流、并根據(jù)n位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出2n種電流；數(shù)據(jù)選擇器，其中n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電流的輸出和儲(chǔ)存操作，以便無論是否將n位數(shù)據(jù)鎖存器和來自n位數(shù)據(jù)鎖存器的數(shù)據(jù)傳輸給n位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路都進(jìn)行操作；以及電流儲(chǔ)存移位寄存器，用于與儲(chǔ)存參考電流操作同步地輸出掃描信號(hào)。此外，用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件在每個(gè)輸出都具有該預(yù)充電電路。另外，用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件在每個(gè)輸出都設(shè)置有n位數(shù)據(jù)寄存器，用于與占據(jù)移位寄存器的數(shù)據(jù)掃描信號(hào)同步地保持由外界輸入的n位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。此外，還包括輸出選擇器電路，它能夠根據(jù)選擇器信號(hào)，依次將n位數(shù)字-電流電路的輸出或1水平周期內(nèi)的預(yù)充電電路與光發(fā)射顯示器件的多條數(shù)據(jù)線連接起來，從而用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件能夠在更小的電路規(guī)模內(nèi)驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件。
應(yīng)該注意可以將用于產(chǎn)生參考電流的電路集成在一個(gè)芯片上。此外，晶體管可以由薄膜晶體管構(gòu)成。
依據(jù)本發(fā)明的光發(fā)射顯示器件具有以下特點(diǎn)提供了上述的任何一種用于驅(qū)動(dòng)在相同的基板上形成的光發(fā)射顯示器件作為發(fā)光元件的半導(dǎo)體器件，并與用于產(chǎn)生參考電流的電路共同集成在一塊芯片上。
具體地，當(dāng)發(fā)光元件和用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件形成在相同的基板上作為發(fā)光元件時(shí)，預(yù)充電電路內(nèi)的偽負(fù)載(電路)可以與顯示器件內(nèi)的像素內(nèi)的負(fù)載(電路)具有相同的尺寸和形狀，因?yàn)?，可以使所獲得的預(yù)充電電壓的精度較高。此時(shí)，將預(yù)充電操作和電流輸出操作結(jié)合起來的驅(qū)動(dòng)方法可以更穩(wěn)定，更高速，更精確。
上述的依據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件以及光發(fā)射顯示器件還能被用于更普通的電流負(fù)載元件及半導(dǎo)體器件，用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件、或由電流負(fù)載元件取代上述的發(fā)光元件構(gòu)成的電流負(fù)載器件。
附圖的簡要說明圖1為一種光發(fā)射顯示器件的結(jié)構(gòu)圖，其中發(fā)光元件的亮度是由每個(gè)像素內(nèi)所供給的電流決定的。
圖2為簡單矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，1像素顯示部分的結(jié)構(gòu)電路圖。
圖3為有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，1像素顯示部分的結(jié)構(gòu)電路圖。
圖4A和4B分別為有源矩陣驅(qū)動(dòng)時(shí)，1像素顯示部分的另一種結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5為用于將電流輸出給顯示部分400的水平掃描電路200的實(shí)例的框圖。
圖6為1輸出的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分的第一傳統(tǒng)實(shí)例的電路圖。
圖7為1輸出的數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換部分的第二傳統(tǒng)實(shí)例的電路圖。
圖8為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)電路圖。
圖9為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230的結(jié)構(gòu)框圖。
圖10為1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的結(jié)構(gòu)框圖。
圖11為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。
圖12為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖13為依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖14為依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖15為依據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖16為依據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖17為依據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例用于一種光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖18為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230a的結(jié)構(gòu)框圖。
圖19為1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f的結(jié)構(gòu)框圖。
圖20為依據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。
圖21為依據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖22為依據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖23為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b的結(jié)構(gòu)框圖。
圖24為1位D/I轉(zhuǎn)換部分231h的結(jié)構(gòu)框圖。
圖25為依據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖26為依據(jù)本發(fā)明的第十三實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖27為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c的結(jié)構(gòu)框圖。
圖28為依據(jù)本發(fā)明的第十四實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖29為依據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖30為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的結(jié)構(gòu)框圖。
圖31為一數(shù)據(jù)準(zhǔn)備電路232的實(shí)例的結(jié)構(gòu)電路圖。
圖32為依據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。
圖33為依據(jù)本發(fā)明的第十六實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖34為預(yù)充電電路250的結(jié)構(gòu)框圖。
圖35為預(yù)充電電路250的操作時(shí)序圖。
圖36為依據(jù)本發(fā)明的第十七實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖37為依據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖38為依據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
圖39為依據(jù)本發(fā)明的第十八實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖40為依據(jù)本發(fā)明的第十九實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖41為依據(jù)本發(fā)明的第二十實(shí)施例用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載元件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
優(yōu)選實(shí)施例將結(jié)合附圖，以用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件作為與上述各實(shí)例相似的例子，對(duì)依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)的說明。在下文的說明中，相同的結(jié)構(gòu)元件的排序由下劃線和數(shù)字表示，當(dāng)需要單獨(dú)注意某元件時(shí)，則不用下劃線和數(shù)字表示。
圖8為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。在第一實(shí)施例中，設(shè)置有數(shù)字-電流(D/I)轉(zhuǎn)換部分210，并且該數(shù)字-電流(D/I)轉(zhuǎn)換部分210設(shè)置有移位寄存器，包括用于輸出數(shù)字(3×n)給光發(fā)射顯示器件的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230；以及每3-輸出所配備的n個(gè)觸發(fā)器(F/F)290_1至290_n。用于控制儲(chǔ)存電流時(shí)間的啟動(dòng)信號(hào)IST、時(shí)鐘信號(hào)ICL、以及時(shí)鐘信號(hào)ICL的反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB被輸入移位寄存器。此外，輸出的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230，并且根據(jù)所分配的發(fā)光顏色，作為參考的參考電流IR0至IR2，IG0至IG2，以及IB0至IB2中的任何一個(gè)被輸入。此外，參考電流被調(diào)整為發(fā)射紅、藍(lán)、綠光的發(fā)光元件的電流-亮度特性的電流值，并且參考電流IR0的電流值ir0與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第一分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IR1的電流值ir1與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第二分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IR2的電流值ir2與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。相似地，參考電流IG0至IG2的電流值分別與發(fā)射綠光的第一分級(jí)、第二分級(jí)和第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，而參考電流IB0至IB2的電流值則分別與發(fā)射藍(lán)光的第一分級(jí)、第二分級(jí)和第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。F/F290和輸入由F/F290輸出的信號(hào)MSW的三個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230構(gòu)成了一個(gè)RGB(三原色)D/I轉(zhuǎn)換部分220。
圖9為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230的結(jié)構(gòu)框圖。1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分包括3個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231。圖象數(shù)據(jù)D0和參考電流I0的結(jié)合、圖象數(shù)據(jù)D1和參考電流I1的結(jié)合、以及圖象數(shù)據(jù)D2和參考電流I2的結(jié)合，這三種結(jié)合中的任何一個(gè)被輸入這些1位D/I轉(zhuǎn)換部分231，并輸入F/F的輸出信號(hào)——信號(hào)MSW。參考電流I0至I2與參考電流IR0至IR2的結(jié)合、參考電流IG0至IG2的結(jié)合、以及參考電流IB0至IB2的結(jié)合中的任何一個(gè)相對(duì)應(yīng)。即，在用于顯示紅色(R)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230內(nèi)，輸送給輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的參考電流為與顯示紅色的發(fā)光元件的第一分級(jí)的亮度相對(duì)應(yīng)的參考電流IR0。而且，輸送給輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D1的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的參考電流為與顯示紅色的發(fā)光元件的第二分級(jí)的亮度相對(duì)應(yīng)的參考電流IR1。輸送給輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D2的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的參考電流為與顯示紅色的發(fā)光元件的第四分級(jí)的亮度相對(duì)應(yīng)的參考電流IR2。但是，由于發(fā)光元件的電流-亮度特性成比例關(guān)系，建立起這樣一種關(guān)系ir1＝2×ir0且ir2＝4×ir0。相似地，在用于顯示綠色(G)或藍(lán)色(B)輸入分級(jí)數(shù)據(jù)D0、D1、D2的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230內(nèi)配備的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)，參考電流IG0或IB0，參考電流IG1或IB1，以及參考電流IG2或IB2被輸入。
圖10為1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的結(jié)構(gòu)框圖。在1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)，設(shè)置有電流儲(chǔ)存和輸出晶體管N溝道型薄膜晶體管(TFT)T1；開關(guān)SW1至SW3，以及電容元件C1。開關(guān)SW1與TFT T1的漏極相連，并由分級(jí)數(shù)據(jù)D*控制。輸出電流Iout從開關(guān)SW1的另一端輸出。開關(guān)SW2連接在開關(guān)SW1與TFT T1之間的觸點(diǎn)和電容元件C1的一端與TFT T1的柵極的觸點(diǎn)之間，并且由信號(hào)MSW控制。開關(guān)SW3的一端與輸入?yún)⒖茧娏鱅*的信號(hào)線相連，另一端連接在開關(guān)SW1與TFT T1之間的觸點(diǎn)和電容元件C1的一端之間，并由信號(hào)MSW控制。此外，TFT T1的源極和電容元件的一端，例如被接地，但當(dāng)操作不出問題時(shí)，可以施加比接地電壓GND更高的電壓。分級(jí)數(shù)據(jù)D*和參考電流I*與分級(jí)數(shù)據(jù)D0和參考電流I0、分級(jí)數(shù)據(jù)D1和參考電流I1、以及分級(jí)數(shù)據(jù)D2和參考電流I2中的任何一個(gè)對(duì)應(yīng)。
在下文中，將對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的、依據(jù)第一實(shí)施例用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作進(jìn)行說明。圖11為依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。在圖11中，Y_1和Y_2分別表示垂直掃描電路300(參看圖1)的輸出信號(hào)的第一條線和第二條線；D0、D1和D2分別表示3位數(shù)字圖象數(shù)據(jù)(分級(jí)數(shù)據(jù))；Iout表示1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230的輸出信號(hào)；IST表示由n個(gè)觸發(fā)器290構(gòu)成的移位寄存器的啟動(dòng)信號(hào)；ICL表示移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)；而MSW_1和MSW_2分別表示移位寄存器的輸出信號(hào)的第一階段和第二階段。
從顯示部分400(參看圖1)的垂直掃描開始到下一次垂直掃描開始的這段時(shí)間被稱為一幀。1幀包括電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)以及電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)。
首先將說明電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)。在電流儲(chǔ)存周期內(nèi)，每個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231儲(chǔ)存由參考電流源輸送的參考電流。在該周期內(nèi)，所有的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)為低電平，并且1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的開關(guān)SW1處于斷開狀態(tài)。
伴隨著電流儲(chǔ)存周期的開始，脈沖信號(hào)IST作為啟動(dòng)信號(hào)被輸入第一階段的F/F290 1，并且，與脈沖信號(hào)的輸入同步，時(shí)鐘信號(hào)ICL和時(shí)鐘反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB被輸入F/F290_1，從而，由n個(gè)觸發(fā)器F/F290構(gòu)成的移位寄存器開始工作。當(dāng)?shù)谝浑A段的F/F290_1的輸出信號(hào)MSW_1處于高電平時(shí)，輸入輸出信號(hào)MSW_1的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230內(nèi)的每個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的開關(guān)SW2和SW3被導(dǎo)通。當(dāng)導(dǎo)通開關(guān)SW2和SW3時(shí)，由于TFT T1的柵極和漏極之間的部分被短路，1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)的電流儲(chǔ)存和輸出晶體管TFT T1工作在飽和區(qū)內(nèi)。并且，在當(dāng)前工作穩(wěn)定的狀態(tài)下，柵極電壓被調(diào)整為TFTT1的電流/電壓特性，使得來自參考電流源的參考電流在TFT T1的漏極和源極之間流動(dòng)。
在呈穩(wěn)定狀態(tài)之后，當(dāng)信號(hào)MSW_1處于低電平、且第二階段F/F的輸出信號(hào)MSW_2為高電平時(shí)，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220內(nèi)的每個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的開關(guān)SW2和SW3被斷開。此時(shí)，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220內(nèi)的TFT T1的柵極電壓被電容元件C1保持在使參考電流流動(dòng)的電壓，結(jié)果，不受各自電流/電壓特性的影響，參考電流被儲(chǔ)存在TFT T1內(nèi)。信號(hào)MSW被如上所述保持在高電平的期間稱為RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220內(nèi)的3-輸出電流儲(chǔ)存周期。另一方面，設(shè)置有第二階段的F/F的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220內(nèi)的開關(guān)SW2和SW3被導(dǎo)通，并且當(dāng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工作在飽和區(qū)內(nèi)，使得參考電流在TFT T1的漏極和源極之間流動(dòng)，并且柵極電壓被調(diào)整為使參考電流流動(dòng)的TFT T1的電流/電壓特性。
在電流儲(chǔ)存周期內(nèi)，如上所述的3-輸出電流儲(chǔ)存周期被所有的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220重復(fù)，并且參考電流被儲(chǔ)存在所有的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230中。
接下來，將說明電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)。在電流驅(qū)動(dòng)周期中，垂直掃描電路300一條接一條地選擇控制線(掃描線)。圖11展示了掃描脈沖Y_1和Y_2，它們分別是第一條線和第二條線的輸出。
當(dāng)掃描脈沖Y_1為高電平時(shí)，選擇第一條線的控制線，并同步地、在每次輸出時(shí)，用于輸出的數(shù)字的第一條線的3位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230。當(dāng)輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2時(shí)，根據(jù)電平(高電平(H)/低電平(L))來控制1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)的開關(guān)SW1的導(dǎo)通/斷開，并且先前在該幀的電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)已經(jīng)直接儲(chǔ)存在TFT T1內(nèi)的電流被輸出。下表顯示了輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2和分級(jí)(輸出電流值)之間的關(guān)系。


如表1所示輸出電流值可以通過輸入的從0到7×i0的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)。而且，柵極電壓的設(shè)定使與參考電流源相等的電流流過，調(diào)節(jié)至TFT T1在電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)內(nèi)的的電流/電壓特性并且同樣的TFT T1被用于輸出電流，因?yàn)?，不受電?電壓特性的不均勻性的影響，輸出電流的不均勻性較小且精度較高。
另一方面，在電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)內(nèi)，移位寄存器沒有工作，并且所有的開關(guān)SW2和SW3都保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)。
并且，如上所述的操作相對(duì)于每一幀被重復(fù)，從而顯示部分400依據(jù)分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2來進(jìn)行顯示，同時(shí)，高精度的電流被輸送給像素電路。
根據(jù)上述的第一實(shí)施例，有可能高速、高精度地將電流輸送給具有如圖4A所示的P溝道TFT的光發(fā)射顯示器件。
接下來，將對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。在第二實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)改變了，例如，第二實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4B所示的像素電路。圖12為依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
依據(jù)第二實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231a，用P溝道的TFT T2取代在第一實(shí)施例中的N溝道TFT T1，在這個(gè)TFT的源極和電容元件C1的一端上施加了電源電位VD。電壓VD等于或低于不會(huì)導(dǎo)致操作問題的電壓VEL。
當(dāng)用于引起如圖4A所示的像素電路的電流流動(dòng)的晶體管為P溝道TFT時(shí)，可以采用第一實(shí)施例，但對(duì)于如圖4B所示的N型TFT，可以采用第二實(shí)施例。即，當(dāng)像素電路內(nèi)的TFT為P溝道TFT時(shí)，源極電壓為電壓VEL，但當(dāng)像素電路內(nèi)的TFT為N溝道TFT時(shí)，源極電壓必須是接地電平GND，并且與本實(shí)施例對(duì)應(yīng)。
除了輸出電流的極性改變之外，第二實(shí)施例的操作與第一實(shí)施例的相似，并獲得相似的效果。
接下來，將對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。在第三實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，第三實(shí)施例被用于如圖4A所示的像素電路。圖13為依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第三實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231b中施加在電容元件C1一端上的電壓為適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定電壓VB，而不是接地電位GND。
第三實(shí)施例的操作與第一實(shí)施例相似，并且獲得的效果也相似。這表明施加在電容元件C1上的電壓可以是任何一個(gè)電壓，只要它穩(wěn)定。下面將說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。在第四實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，第四實(shí)施例被用于如圖4B所示的像素電路。圖14為依據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第四實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231c中，施加在電容元件C1一端上的電壓是適當(dāng)而穩(wěn)定的電壓VB，而不是接地電位GND，與第三實(shí)施例相似。而且，與第二實(shí)施例相似地，用P溝道TFT T2取代在第一實(shí)施例中的N溝道TFT T1，并且電源電位VD被施加給源極和電容元件C1的一端。
如上所述，第四實(shí)施例的形式就是將第三實(shí)施例應(yīng)用于第二實(shí)施例，表明施加給電容元件C1的電壓可以是任何一個(gè)電壓，只要它穩(wěn)定，這與第三實(shí)施例相似。下面，將對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。在第五實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，第五實(shí)施例應(yīng)用于如圖4A所示的像素電路。圖15為依據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第五實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231d內(nèi)，用N溝道晶體管T11至T13取代在第一實(shí)施例中的開關(guān)SW1至SW3N溝道。
在第五實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相似的操作按照圖11所示的時(shí)序圖進(jìn)行，并獲得相似的效果。應(yīng)該注意P溝道晶體管可以代替N溝道晶體管T11至T13。在這種情況下，在時(shí)序圖中，F(xiàn)/F的輸出信號(hào)為圖11所示的一個(gè)信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)。
下面，將對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。在第六實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，第六實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4B所示的像素電路。圖16為依據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第六實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231e內(nèi)，用N溝道晶體管T11至T13取代在第二實(shí)施例中的開關(guān)SW1至SW3N溝道。
在第六實(shí)施例中，與第二實(shí)施例相似的操作按照圖11所示的時(shí)序圖進(jìn)行，并獲得了相似的效果。應(yīng)該注意P溝道晶體管可以代替N溝道晶體管T11至T13。在這種情況下，在時(shí)序圖中，F(xiàn)/F的輸出信號(hào)為圖11所示的一個(gè)信號(hào)的反轉(zhuǎn)信號(hào)。
接下來，將對(duì)本發(fā)明的第七實(shí)施例進(jìn)行說明。第七實(shí)施例可用于如圖4A所示的像素電路中。圖17為依據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
在第七實(shí)施例中，設(shè)置有D/I轉(zhuǎn)換部分210a，并且D/I轉(zhuǎn)換部分210a帶有移位寄存器，包括用于將(3×n)輸出給光發(fā)射顯示器件的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230a，每3-輸出都設(shè)置有的n個(gè)觸發(fā)器(F/F)290a_1至290a_n。用于控制儲(chǔ)存電流時(shí)間的啟動(dòng)信號(hào)IST、時(shí)鐘信號(hào)ICL、時(shí)鐘信號(hào)ICL的反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB、以及電流儲(chǔ)存計(jì)時(shí)信號(hào)IT被輸入移位寄存器。每個(gè)輸出的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230a，并且根據(jù)所分配的發(fā)光顏色，參考電流IR0至IR2，IG0至IG2，以及IB0至IB2中的任何一個(gè)被輸入。一個(gè)F/F290a和輸入從F/F290a輸出的信號(hào)MSW1和MSW2的三個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230構(gòu)成了一個(gè)RGB(三原色)D/I轉(zhuǎn)換部分220a。
圖18為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230a的結(jié)構(gòu)框圖。該1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230a包括3個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f。圖象數(shù)據(jù)D0和參考電流I0的結(jié)合、圖象數(shù)據(jù)D1和參考電流I1的結(jié)合、以及圖象數(shù)據(jù)D2和參考電流I2的結(jié)合中的任何一種被輸入這些1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f，并且輸入F/F的輸出信號(hào)MSW1和MSW2。
圖19為1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f的結(jié)構(gòu)框圖。與第五實(shí)施例相似，1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f設(shè)置有電流儲(chǔ)存和輸出晶體管N溝道TFT T1，N溝道晶體管T11至T13、以及電容元件C1。分級(jí)數(shù)據(jù)D0，信號(hào)MSW1、信號(hào)MSW2分別被輸入晶體管T11、T12、T13的柵極，并且這些晶體管由這些信號(hào)控制。
下面，將對(duì)依據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的第七實(shí)施例的用于發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作進(jìn)行說明。圖20為依據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。
根據(jù)本實(shí)施例，在電流儲(chǔ)存期間，信號(hào)MSW1與第一實(shí)施例中的信號(hào)MSW1相似地變化，如圖20所示。而且，電流儲(chǔ)存計(jì)時(shí)信號(hào)IT與信號(hào)MSW1同步上升，但下降的時(shí)間比信號(hào)MSW早。信號(hào)MSW2與信號(hào)MSW1同時(shí)上升，并且與電流儲(chǔ)存計(jì)時(shí)信號(hào)IT同步下降。信號(hào)MSW2上升的時(shí)間稱為RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220a的3-輸出電流儲(chǔ)存周期。
在如上所述的第七實(shí)施例中，在1位D/I轉(zhuǎn)換部分231f中，在3-輸出電流儲(chǔ)存周期的終點(diǎn)只有晶體管T12被斷開，隨后，晶體管T13被斷開。因此，當(dāng)晶體管T13被斷開時(shí)，在參考電流穩(wěn)定地在漏極和源極之間流動(dòng)的狀態(tài)下，TFT T1的柵極電壓不受噪音的影響更確實(shí)地被保持。因此，在本實(shí)施例中，可以提供比第五實(shí)施例更高精度的電流。
下面，將說明本發(fā)明的第八實(shí)施例。在第八實(shí)施例中，第七實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，例如，第八實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4B所示的像素電路。圖21為本發(fā)明的第八實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
第八實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231g用P溝道TFT T2取代在第七實(shí)施例中的N溝道晶體管TFT T1，并且電源電位VD被施加在TFT T2的源極和電容元件C1的一端上。
應(yīng)注意除了輸出電流的極性發(fā)生了變化之外，第八實(shí)施例的操作與第七實(shí)施例的操作相似，并獲得了相似的效果。例如，可以提供比第六實(shí)施例更高精度的電流。
下面，將說明本發(fā)明的第九實(shí)施例。例如，第九實(shí)施例被用于如圖4A所示的像素電路。圖22為依據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
在第九實(shí)施例中，設(shè)置有D/I轉(zhuǎn)換部分210b。該D/I轉(zhuǎn)換部分210b設(shè)置有移位寄存器，它包括用于輸出(3×n)給光發(fā)射顯示器件的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b，以及每個(gè)3-輸出都設(shè)置有n個(gè)觸發(fā)器(F/F)290b_1至290b_n。用于控制儲(chǔ)存電流時(shí)間的啟動(dòng)信號(hào)IST、時(shí)鐘信號(hào)ICL、時(shí)鐘信號(hào)ICL的反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB、以及電流儲(chǔ)存計(jì)時(shí)信號(hào)IT被輸入移位寄存器。而且，每個(gè)輸出的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b，并且根據(jù)所分配的發(fā)光顏色，輸入?yún)⒖茧娏鱅R0至IR2，IG0至IG2，以及IB0至IB2中的任何一個(gè)。一個(gè)F/F 290b和輸入由F/F290b輸出的信號(hào)MSW1、MSW2、MSW2B的三個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b構(gòu)成了RGB(三原色)D/I轉(zhuǎn)換部分220b。注意信號(hào)MSW2B為信號(hào)MSW2的反轉(zhuǎn)信號(hào)。
圖23為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b的結(jié)構(gòu)框圖。該1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230b包括3個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分121h。圖象數(shù)據(jù)D0和參考電流I0的結(jié)合、圖象數(shù)據(jù)D1和參考電流I1的結(jié)合、以及圖象數(shù)據(jù)D2和參考電流I2的結(jié)合中的任何一種被輸入這些1位D/I轉(zhuǎn)換部分121h，并且輸入F/F的輸出信號(hào)MSW1、MSW2和MSW2B。
圖24為1位輸出D/I轉(zhuǎn)換部分231h的結(jié)構(gòu)框圖。與第七實(shí)施例相似，1位D/I轉(zhuǎn)換部分231h設(shè)置有電流儲(chǔ)存和輸出晶體管N溝道晶體管TFT T1，N溝道晶體管T11至T13、以及電容元件C1。分級(jí)數(shù)據(jù)D0，信號(hào)MSW2、信號(hào)MSW1分別被輸入晶體管T11、T12、T13的柵極，并且這些晶體管由這些信號(hào)控制。在本該實(shí)施例中，N溝道晶體管T14連接在N溝道晶體管T12和電容元件C1的一端之間。N溝道晶體管T14的源極和漏極被彼此短路，并且信號(hào)MSW2B被輸入它的柵極。而TFT T1的柵極與N溝道晶體管T14的漏極和電容元件C1的一端之間的觸點(diǎn)相連。晶體管T14的柵極的長度L和寬度W的乘積是晶體管T12的柵極的長度L和寬度W的乘積的一半。
與第七實(shí)施例相似，依據(jù)第九實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件根據(jù)如圖20所示的時(shí)序圖操作。但是，信號(hào)MSW2B的波形與信號(hào)MSW2的波形反向。
因此，在1位D/I轉(zhuǎn)換部分231h中，在3-輸出電流儲(chǔ)存周期的終點(diǎn)，晶體管T12被斷開，同時(shí)，晶體管T14被導(dǎo)通，隨后晶體管T13被斷開。因此，當(dāng)使參考電流在漏極和源極之間穩(wěn)定的流動(dòng)時(shí)，當(dāng)晶體管T13被導(dǎo)通斷開時(shí)，柵極電壓TFT T1不受噪音的影響，并且，當(dāng)晶體管T12被導(dǎo)通時(shí)所引起的負(fù)載的運(yùn)動(dòng)也被晶體管T14的導(dǎo)通所吸收，柵極電壓被更精確地保持。如上所述，可以提供比第七實(shí)施例更高精度的電流。
下面，將說明本發(fā)明的第十實(shí)施例。在第十實(shí)施例中，第九實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。例如，第十實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4B所示的像素電路。圖25為依據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第十實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分中，用P溝道TFT T2取代在第九實(shí)施例中的N溝道TFT T1，并且電源電位VD被施加給源極和電容元件C1的一端。
應(yīng)注意除了輸出電流的極性發(fā)生變化之外，第十實(shí)施例的操作與第九實(shí)施例的操作相似，獲得的效果也相似。例如，電流精度比第八實(shí)施例的更高。
接下來，將說明本發(fā)明的第十一實(shí)施例。在第十一實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。例如，第十一實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4A所示的像素電路。圖37為本發(fā)明的第十一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在第十一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分中，SW2的兩端分別沒有和開關(guān)SW1和TFTI之間的觸點(diǎn)以及TFT T1的柵極相連，但與供給參考電流I*的信號(hào)線和TFT T1的柵極相連。
第十一實(shí)施例的操作與第一實(shí)施例的操作相似，并且獲得了相似的效果。更進(jìn)一步，可以象第二至第十實(shí)施例一樣對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行改變。
接下來，將說明本發(fā)明的第十二實(shí)施例。在第十二實(shí)施例中，第十一實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。例如，第十二實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4所示的像素電路。圖38為依據(jù)第十二實(shí)施例中的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第十二實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分中，在TFT T1和GND線之間增加了TFT T15，并且適當(dāng)?shù)碾妷篤S1被施加給TFT T15的柵極。
第十二實(shí)施例的操作與第一實(shí)施例的操作相似，并且獲得了相似的效果。更進(jìn)一步，由于在該實(shí)施例中，增加的TFT T15和TFT T1被共基-共射連接，TFT1的飽和區(qū)內(nèi)的漏極電流的漏極電壓的可靠性被平整化，以便能夠提高輸出電流Iout的精度。另外，本實(shí)施例能夠象第二至第十實(shí)施例一樣相對(duì)第一實(shí)施例進(jìn)行改變。
下面將說明本發(fā)明的第十三實(shí)施例。第十三實(shí)施例，例如被應(yīng)用于如圖4A所示的像素電路，并且能被用于鄰近區(qū)域內(nèi)電流/電壓特性不均勻性較小的情況。圖26為依據(jù)本發(fā)明的第十三實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
在第十三實(shí)施例中，設(shè)置有D/I轉(zhuǎn)換部分210c。D/I轉(zhuǎn)換部分210c設(shè)置有移位寄存器，它包括用于輸出(3×n)給光發(fā)射顯示器件的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c，以及n個(gè)觸發(fā)器(F/F)290_1至290_n。用于控制儲(chǔ)存電流時(shí)間的啟動(dòng)信號(hào)IST、時(shí)鐘信號(hào)ICL、時(shí)鐘信號(hào)ICL的反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB被輸入移位寄存器。而且，每個(gè)輸出的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c，并且根據(jù)所分配的發(fā)光顏色，輸入?yún)⒖茧娏鱅R2、IG2、以及IB2中的任何一個(gè)。一個(gè)F/F290和輸入由F/F290輸出的信號(hào)MSW的三個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c構(gòu)成了一個(gè)RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c。
參考電流的電流值被調(diào)整為發(fā)光顏色為紅色、藍(lán)色和綠色時(shí)的電流-亮度特性。參考電流IR2的電流值ir2與發(fā)光顏色為紅色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IG2的電流值ig2與發(fā)光顏色為綠色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IB2的電流值ib2與發(fā)光顏色為藍(lán)色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。即，施加給1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c的用于顯示紅色的參考電流和用于顯示紅色的發(fā)光元件的第四分級(jí)的亮度相對(duì)應(yīng)。但是，由于發(fā)光元件的電流-亮度特性具有比例關(guān)系，假設(shè)與第一分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流值為ir0，則ir2＝4×ir0。相似地，參考電流IG2或IB2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c，以便顯示綠色(G)或藍(lán)色(B)。因此，在本實(shí)施例中，輸入的參考電流的最小值是第一實(shí)施例的四倍。造成參考電流與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的原因是設(shè)計(jì)使然，如下文中將要介紹的，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分中用于儲(chǔ)存電流的N溝道TFT T23的電流性能變成等于用于輸出與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流的N溝道TFT T23的電流性能。
圖27為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c的結(jié)構(gòu)框圖。該1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c設(shè)置有由信號(hào)MSW控制的開關(guān)SW23，參考電流I*從該開關(guān)的一端輸入。N溝道TFT T23的漏極和柵極共同與開關(guān)SW23a的另一端相連。TFT T23的源極接地。由信號(hào)MSW控制的開關(guān)SW23b的一端與N溝道TFT T23的漏極和柵極相連，N溝道TFT T20至TFTT22的柵極和電容元件C2的一端共同與開關(guān)SW23b的另一端相連。TFT T20至TFT T22的源極和電容元件C2的另一端接地。分別由分級(jí)數(shù)據(jù)D0、D1、D2控制的開關(guān)SW20、SW21和SW22與TFT T20、T21和T22的漏極相連，并且這些開關(guān)SW20至SW22的另一端共同相連。輸出電流Iout從該公共接點(diǎn)輸出。TFT T20、T21和T22的電流性能比為1∶2∶4。而且，TFT T22的電流性能和TFT T23的電流性能被設(shè)計(jì)成彼此相同。當(dāng)操作沒問題時(shí)，施加給TFT T20至T23的源極和電容元件C2的一端的電壓是比接地電位GND更高的電壓，而不是接地電位GND。例如，只有電容元件C2可以與不同的信號(hào)線相連。
與第一實(shí)施例相似，依據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第十三實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件按照如圖11所示的時(shí)序圖操作。
在第十三實(shí)施例的電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)中，每個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c儲(chǔ)存由參考電流源供給的參考電流(IR2、IG2或IB2中的一個(gè))。在此，在該周期內(nèi)，所有的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)為低電平，并且1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c的開關(guān)SW20至SW22被斷開。
當(dāng)電流儲(chǔ)存周期開始時(shí)，作為啟動(dòng)信號(hào)IST的脈沖信號(hào)被輸入第一階段的F/F290_1，并且與脈沖信號(hào)的輸入同步地，時(shí)鐘信號(hào)ICL和時(shí)鐘反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB被輸入F/F290_1，從而，包括n個(gè)F/F290的移位寄存器開始工作。當(dāng)?shù)谝浑A段的F/F290_1的輸出信號(hào)MSW_1為高電平時(shí)，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c內(nèi)的開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通，由于在柵極和漏極之間的部分被短路，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c的電流儲(chǔ)存TFT T23工作在飽和區(qū)。隨后，(TFT T23的)柵極電壓被調(diào)整設(shè)定為TFT T23的電流/電壓特性，使得來自參考電流源的參考電流以穩(wěn)定的狀態(tài)在TFT T23的漏極和源極之間流動(dòng)。
當(dāng)處于穩(wěn)定狀態(tài)之后，信號(hào)MSW_1處于低電平，而第二階段的F/F的輸出信號(hào)MSW_2處于高電平，設(shè)置有F/F290_1的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的開關(guān)SW23a和SW23b被斷開。此時(shí)，使得TFT T23引起參考電流流動(dòng)的電壓被設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的1輸出RGB D/I轉(zhuǎn)換部分230的電容元件C2所保持。由于電容元件C2的一端與輸出TFT T20至T22的柵極相連，依據(jù)相對(duì)于TFT T23的電流性能比，輸出TFT T20至T22能夠流過與第一分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流，與第二分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流、以及與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流。如上所述的信號(hào)MSW處于高電平的時(shí)間被稱為RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c的3-輸出電流儲(chǔ)存周期。另一方面，設(shè)置有第二階段的F/F的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通，并且在穩(wěn)定狀態(tài)下，工作在飽和區(qū)內(nèi)，使得參考電流在TFT T23的漏極和源極之間流動(dòng)，并且柵極電壓被設(shè)定調(diào)整為使得參考電流流動(dòng)的TFT T23的電流/電壓特性。
在電流儲(chǔ)存周期內(nèi)，上述的3-輸出電流儲(chǔ)存周期被相對(duì)于所有的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c重復(fù)，而參考電流被儲(chǔ)存在所有的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c中。
在電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)內(nèi)，垂直掃描電路300一條接一條地選擇控制線。
當(dāng)掃描脈沖Y_1處于高電平時(shí)，選擇第一條線的控制線，與此同時(shí)，相應(yīng)于各輸出的第一條線的3-位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2被輸入每個(gè)輸出的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c。當(dāng)輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2時(shí)，如果開關(guān)SW20至SW22是根據(jù)這些電平(高電平(H)/低電平(L))來控制的，則進(jìn)行導(dǎo)通或斷開，并且，根據(jù)TFT T20至T22的電流性能，之前剛剛儲(chǔ)存在該幀的電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)的電流被輸出。結(jié)果，能夠進(jìn)行如表1所示的分級(jí)表達(dá)。因此，輸出電流值可以通過輸入的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)從0到7×i0進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，參考電流被儲(chǔ)存，調(diào)節(jié)為電流儲(chǔ)存周期內(nèi)(第二操作周期)的電流/電壓特性的不均勻性，并且，在鄰近區(qū)域內(nèi)電流/電壓特性的不均勻性較小。因此，電流的不均勻性不受大面積內(nèi)的電流/電壓特性的不均勻性的影響，仍然較小，并且獲得了高精度。
另一方面，在電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)內(nèi)，移位寄存器沒有工作，并且所有的開關(guān)SW23a和SW23b總是處于斷開狀態(tài)。
如上所述的操作相對(duì)于每一幀被重復(fù)，從而在顯示部分400內(nèi)，依據(jù)分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2進(jìn)行顯示，這時(shí)，高精度電流被輸送給像素電路。
根據(jù)如上所述的第十三實(shí)施例，由于參考電流是第一實(shí)施例的最小值的4倍，對(duì)用于流過參考電流的接線負(fù)載的充、放電可以高速進(jìn)行，從而有可能快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，由于電流儲(chǔ)存周期被縮短，以便延長電流驅(qū)動(dòng)周期，可以把更高精度的電流輸送給顯示部分內(nèi)的像素電路。
在第十三實(shí)施例中應(yīng)該注意正如第二至第十實(shí)施例一樣，當(dāng)像素電路具有如圖4B所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，晶體管的極性可以發(fā)生變化；晶體管可用作開關(guān)；開關(guān)SW23a和SW23b的斷開定時(shí)可以彼此不同，或者增加晶體管以提高輸出電流的精度。此外，例如，TFT T23的電流性能比TFT T22的電流性能更大，從而參考電流值的最小值可以更大。在這種情況下，由于電流儲(chǔ)存周期可以被縮短，而電流驅(qū)動(dòng)周期可以被延長，可以確保顯示部分內(nèi)的像素的接線負(fù)載的充放電時(shí)間更長，從而可以將更高精度的電流輸送給像素。
接下來，將說明本發(fā)明的第十四實(shí)施例。在第十四實(shí)施例中，第十三實(shí)施例中的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。例如，第十四實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4A所示的像素電路，并且當(dāng)鄰近區(qū)域內(nèi)的電流/電壓特性的不均勻性較小時(shí)，也可采用第十四實(shí)施例。圖28為依據(jù)第十四實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)框圖。
在依據(jù)第十四實(shí)施例的1位D/I轉(zhuǎn)換部分230d中，沒有設(shè)置TFTT23，并且開關(guān)SW 23a的一端與TFT T22的漏極相連。此外，開關(guān)SW23b連接在TFT T22的漏極和源極之間。
注意與第十三實(shí)施例相似，參考電流的電流值被調(diào)節(jié)為發(fā)光顏色為紅色，藍(lán)色、綠色的電流亮度特性；并且參考電流IR2的電流值ir2與發(fā)光顏色為紅色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IG2的電流值ig2與發(fā)光顏色為綠色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IB2的電流值ib2與發(fā)光顏色為藍(lán)色的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。即，輸送給1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d的用于顯示紅色(R)的參考電流為與用于顯示紅色的發(fā)光元件的第四分級(jí)的亮度對(duì)應(yīng)的參考電流IR2。但是，由于發(fā)光元件的電流-亮度特性成比例關(guān)系，假設(shè)與第一分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流值為ir0，則ir2＝4×ir0。相似地，參考電流IG2或IB2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230c，以顯示綠色(G)或藍(lán)色(B)。因此，在本實(shí)施例中，輸入的參考電流的最小值將是第一實(shí)施例的4倍。造成參考電流與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的原因?qū)⒃谙挛闹刑峒埃O(shè)計(jì)使得1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d的輸出TFT T20、T21的電流性能和用于儲(chǔ)存和輸出電流的TFT T22的電流性能比為1∶2∶4。
與第一實(shí)施例相似，依據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的第十四實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件也按照如圖11所示的時(shí)序圖操作。
在第十四實(shí)施例的電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)內(nèi)，每個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d儲(chǔ)存來自參考電流源的參考電流(IR2、IG2或IB2中的一個(gè))。在此，在本周期內(nèi)，所有的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)都為低電平，并且1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分的開關(guān)SW20至SW22被斷開。
伴隨著電流儲(chǔ)存周期的開始，作為啟動(dòng)信號(hào)IST的脈沖信號(hào)被輸入第一階段的F/F290，并且，與輸入脈沖信號(hào)同時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)ICL和時(shí)鐘反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB被輸入F/F290_1，從而，包括n個(gè)觸發(fā)器F/F290的移位寄存器開始工作。當(dāng)?shù)谝浑A段的F/F290_1的輸出信號(hào)MSW_1處于高電平，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分內(nèi)的開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通時(shí)，由于TFT T22的柵極和漏極之間的部分被短路，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d內(nèi)的電流儲(chǔ)存和輸出TFT T22工作在飽和區(qū)內(nèi)。隨后，在穩(wěn)定狀態(tài)下，柵極電壓被調(diào)整設(shè)定為TFT T22的電流/電壓特性，使得來自參考電流源的參考電流在TFT T22的漏極和源極之間流動(dòng)。
在處于穩(wěn)定狀態(tài)后，當(dāng)信號(hào)MSW_1為低電平且第二階段F/F的輸出信號(hào)MSW_2為高電平時(shí)，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d的開關(guān)SW2和SW3被斷開。此時(shí)，使得TFT T22引起參考電流流動(dòng)的電壓由設(shè)置有F/F290_1的RGBD/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d的電容元件C2保持。由于電容元件C2的一端與輸出TFT T20和T21的柵極相連，依據(jù)電流性能比，輸出TFT T20和T21能流過與第一分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流、與第二分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流、以及與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流。信號(hào)MSW如上所述處于高電平的時(shí)間被稱為RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的3-輸出電流儲(chǔ)存周期。另一方面，設(shè)置有第二階段的F/F的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c內(nèi)的開關(guān)SW23a和SW23b被導(dǎo)通，并且當(dāng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工作在飽和區(qū)內(nèi)，使得參考電流在TFT T22的漏極和源極之間流動(dòng)，并且柵極電壓被調(diào)整設(shè)定為使參考電流流動(dòng)的TFT T22的電流/電壓特性。
在電流儲(chǔ)存周期內(nèi)，如上所述的3-輸出電流儲(chǔ)存周期由相對(duì)于所有的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220c重復(fù)，而參考電流被儲(chǔ)存在所有的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d中。
在電流驅(qū)動(dòng)周期(第一操作周期)內(nèi)，垂直掃描電路300一條接一條地選擇控制線。
當(dāng)掃描脈沖Y_1為高電平時(shí)，選擇第一條線的控制線，并同步地，將與各輸出相對(duì)應(yīng)的第一條線的3位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2輸入每個(gè)輸出的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230d。當(dāng)輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2時(shí)，根據(jù)電平(高電平(H)/低電平(L))來控制開關(guān)SW20至SW22的導(dǎo)通/斷開，并且根據(jù)TFT T20至T22的電流性能，先前剛剛在該幀的電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)已經(jīng)儲(chǔ)存的電流被輸出。結(jié)果，如表1所示的的分級(jí)顯示得以實(shí)現(xiàn)。因此，通過輸入的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)，可以從0到7×i0調(diào)節(jié)輸出電流值。而且，與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的參考電流被儲(chǔ)存，調(diào)節(jié)為電流儲(chǔ)存周期(第二操作周期)內(nèi)的電流/電壓特性的不均勻性，并且TFT T22內(nèi)的與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流被輸出，因?yàn)?，高精度電流可以被輸出作為與第四分級(jí)對(duì)應(yīng)的電流。而且，TFT T20和T21輸出的電流分別與第一和第二分級(jí)對(duì)應(yīng)，但它們的電流值不大于第四分級(jí)的電流的一半，并且，即使由于電流/電壓特性的不均勻性引起電流值變化，與第四分級(jí)不均勻時(shí)的情況相比，它的影響還是較小的。
因此，甚至當(dāng)在鄰近區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了電流的不均勻性時(shí)，仍能提供高精度的電流。
另一方面，在電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)(第一操作周期)，移位寄存器不工作，并且所有的開關(guān)SW23a和SW23b總是保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。
如上所述的操作相對(duì)于每一幀而重復(fù)，從而在顯示部分400內(nèi)，依據(jù)分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2進(jìn)行顯示，此時(shí)，高精度的電流被輸送給像素電路。
根據(jù)上述的第十四實(shí)施例，由于參考電流是第一實(shí)施例的參考電流最小值的4倍，用于流動(dòng)參考電流的接線負(fù)載的充放電可以高速進(jìn)行，并有可能快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，由于電流儲(chǔ)存周期被縮短，從而延長了電流驅(qū)動(dòng)周期，確保對(duì)顯示部分內(nèi)的像素的接線負(fù)載的充放電時(shí)間更長。因此，可以將更高精度的電流輸送給像素。
在第十四實(shí)施例中應(yīng)注意正如第二至第十實(shí)施例一樣，當(dāng)像素電路具有如圖4B所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，晶體管的極性可以變化；晶體管可以用作開關(guān)；并且關(guān)閉開關(guān)SW23a和SW23b的時(shí)間可以彼此不同，或者增加晶體管來提高輸出電流的精度。而且，可以作出安排，使得只有TFT T22是用于儲(chǔ)存和輸出電流的晶體管，但TFT T21也儲(chǔ)存和輸出電流以增大參考電流，從而即使當(dāng)鄰近區(qū)域不均勻時(shí)，也能提供更高精度的電流。
此外，例如，在第十三或第十四實(shí)施例中的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件中，在第十三或第十四實(shí)施例中的1輸出D/I轉(zhuǎn)換電路上增加了一個(gè)或多個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換電路，從而提高了一位或多位的精度。下面，將說明本發(fā)明的第十五實(shí)施例。例如，第十五實(shí)施例被應(yīng)用于如圖4A所示的像素電路。圖29為根據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
在第十五實(shí)施例中，設(shè)置有D/I轉(zhuǎn)換部分210d。D/I轉(zhuǎn)換部分210d設(shè)置有移位寄存器，它包括用于輸出(3×n)給光發(fā)射顯示器件的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分210e、以及為每個(gè)3-輸出設(shè)置的n個(gè)觸發(fā)器(F/F)290c_1至290c_n。用于控制儲(chǔ)存電流時(shí)間的啟動(dòng)信號(hào)IST、時(shí)鐘信號(hào)ICL、時(shí)鐘信號(hào)ICL的反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB、以及電流選擇器信號(hào)ISEL1被輸入移位寄存器。而且，數(shù)字圖象數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e，并且根據(jù)所分配的發(fā)光顏色，輸入?yún)⒖茧娏鱅R0至IR2、IG0至IG2、以及IB0至IB2中的任何一個(gè)。參考電流的電流值被調(diào)整為發(fā)射紅、藍(lán)、綠光的發(fā)光元件的電流-亮度特性，并且參考電流IR0的電流值ir0與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第一分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IR1的電流值ir1與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第二分級(jí)對(duì)應(yīng)，參考電流IR2的電流值ir2與發(fā)射紅光的發(fā)光元件的第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。相似地，參考電流IG0至IG2的電流值分別與發(fā)射綠光的第一分級(jí)、第二分級(jí)和第四分級(jí)對(duì)應(yīng)，而參考電流IB0至IB2的電流值則分別與發(fā)射藍(lán)光的第一分級(jí)、第二分級(jí)和第四分級(jí)對(duì)應(yīng)。而且，電流選擇器信號(hào)ISEL1和ISEL2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e。一個(gè)F/F290c和輸入由F/F290c輸出的信號(hào)MSWA及MSWB的三個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e構(gòu)成了一個(gè)RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d。
圖30為1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的結(jié)構(gòu)框圖。1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e設(shè)置有輸出塊240a和240b，分別包括3個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備電路232。此外，還設(shè)置有分別由電流選擇器信號(hào)ISEL1和ISEL2控制的開關(guān)SW31和SW32，用于選擇電流是從輸出塊240a和240b中的哪一個(gè)輸出的。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備電路232根據(jù)用于1輸出的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)E0和D2和電流選擇器信號(hào)ISEL1和ISEL2產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)D0A至D2A和D0B至D2B。數(shù)據(jù)信號(hào)D0A至D2A被輸入輸出塊240a，而數(shù)據(jù)信號(hào)D0B至D2B被輸入輸出塊240_2。F/F290c的輸出信號(hào)MSWA被輸入輸出塊240a，而F/F290c的輸出信號(hào)MSWB被輸入輸出塊240b。用于參考的參考電流I0至I2被輸入到輸出塊240a和240b。1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似，并且由于發(fā)光元件的電流-亮度特性成比例關(guān)系，可以建立這樣的關(guān)系ir1＝2×ir0且ir2＝4×ir0。相似地，分級(jí)數(shù)據(jù)D0、D1和D2將參考電流IG0或IB0、參考電流IG1或IB1、參考電流IG2或IB2分別輸入設(shè)置在1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230內(nèi)的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231，用于顯示綠色(G)或藍(lán)色(B)。
圖31為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備電路232的實(shí)例的結(jié)構(gòu)電路圖。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備電路232設(shè)置有用電流選擇器信號(hào)ISEL1作為1輸入的NAND的門NAND0A至NAND2A；例如，用于反轉(zhuǎn)這些輸出的反相器IV0A至IV2A；用電流選擇器信號(hào)ISEL2作為1輸入的NAND的門NAND0B至NAND2B；以及反轉(zhuǎn)這些輸出的反相器IV0B至IV2B。分級(jí)數(shù)據(jù)D0被進(jìn)一步輸入NAND的門NAND0A和NAND0B，分級(jí)數(shù)據(jù)D1被進(jìn)一步輸入NAND的門NAND1A和NAND1B，分級(jí)數(shù)據(jù)D2被進(jìn)一步輸入NAND的門NAND2A和NAND2B。數(shù)據(jù)信號(hào)D0A至D2A和D0B至D2B分別從反相器IV0A至IV2A和IV0B至IV2B輸出。但是，這種結(jié)構(gòu)只是一個(gè)示例，如果能輸出相似的信號(hào)，還可以采用其它的結(jié)構(gòu)。
接下來，將說明依據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的第十五實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作。圖32為依據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例的用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的操作時(shí)序圖。
從顯示部分400(參看圖1)的垂直掃描開始到下一次垂直掃描開始的這段時(shí)間作為1幀。在本實(shí)施例中，交替出現(xiàn)兩種幀，其中互斥的電流選擇器信號(hào)ISEL1和ISEL2中的一個(gè)處于高電平。
首先，說明第一幀。在第一幀中，電流選擇器信號(hào)ISEL1處于高電平，而電流選擇器信號(hào)ISEL2處于低電平。在這種情況下，在輸出塊240a和240b中，在輸入數(shù)字圖象數(shù)據(jù)DA0至DA2的第一輸出塊240a中，開關(guān)SW1被導(dǎo)通以輸出電流。另一方面，在輸入數(shù)字圖象數(shù)據(jù)DB0至DB2的第二輸出塊240b中，開關(guān)SW2被斷開以儲(chǔ)存電流。更具體地，輸出塊240b內(nèi)的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231儲(chǔ)存參考電流IR0至IR2、IG0至IG2以及IB0至IB2中的任何一個(gè)。但是，在該幀中，數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)DB0至DB2處于低電平，輸出塊240b內(nèi)的1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的開關(guān)SW1被斷開。
下面，將說明輸出塊240b儲(chǔ)存電流的操作。
伴隨著第一幀的開始，脈沖信號(hào)IST作為啟動(dòng)信號(hào)被輸入第一階段的F/F290c_1，并且，時(shí)鐘信號(hào)ICL和時(shí)鐘反轉(zhuǎn)信號(hào)ICLB與輸入脈沖信號(hào)同步地被輸入F/F290_1，從而，包括n個(gè)觸發(fā)器F/F290的移位寄存器開始工作。當(dāng)?shù)谝浑A段的F/F290c_1的輸出信號(hào)MSWB_1處于高電平，設(shè)置在輸入輸出信號(hào)MSWB_1的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e內(nèi)的輸出塊240b的每個(gè)1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)的開關(guān)SW2和SW3被導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)SW2和SW3被導(dǎo)通時(shí)，由于柵極和漏極之間的一部分被短路，1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)的電流儲(chǔ)存和輸出TFT TTFT T1工作在飽和區(qū)內(nèi)。并且，在本操作穩(wěn)定的狀態(tài)下，柵極電壓被設(shè)定調(diào)節(jié)為TFT T1的電流/電壓特性，使得參考電流在TFT T1的漏極和源極之間流動(dòng)。
在呈穩(wěn)定狀態(tài)之后，當(dāng)信號(hào)MSWB_1處于低電平且第二階段的F/F的輸出信號(hào)MSWB_2處于高電平時(shí)，設(shè)置在RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d內(nèi)的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e內(nèi)的輸出塊240b中的開關(guān)SW2和SW3被斷開。此時(shí)，設(shè)置有F/F290_1的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d內(nèi)的輸出塊240b的TFT T1的柵極電壓被電容元件C1保持在使得參考電流流動(dòng)的電壓。結(jié)果，不受電流/電壓特性的影響，參考電流被儲(chǔ)存在TFT T1內(nèi)。信號(hào)MSW處于高電平的時(shí)間被稱為RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d的3-輸出電流儲(chǔ)存周期。另一方面，設(shè)置有第二階段的F/F的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d內(nèi)的輸出塊240b的開關(guān)SW2和SW3被導(dǎo)通，并且處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，工作在飽和區(qū)內(nèi)，使得參考電流在1位D/I轉(zhuǎn)換部分231的TFT T1的源極和漏極之間流動(dòng)，并且柵極電壓被設(shè)定調(diào)節(jié)為使得參考電流流動(dòng)的TFT T1的電流/電壓特性。
在第一幀周期內(nèi)，如上所述的3-輸出電流儲(chǔ)存周期相對(duì)于所有的RGB D/I轉(zhuǎn)換部分220d內(nèi)的第二輸出塊240b被重復(fù)，而參考電流被儲(chǔ)存在所有1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的第二輸出塊240b內(nèi)。
下面，將對(duì)第一幀中的第一輸出塊240a的操作進(jìn)行說明。垂直掃描電路300一條接一條地選擇控制線。圖32分別說明了第一條線和第二條線的輸出——掃描脈沖Y_1和Y_2。
當(dāng)掃描線Y_1處于高電平，選擇第一條線的控制線，與此同時(shí)，在每次輸出時(shí)，相應(yīng)于各輸出的第一條線的3-位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e內(nèi)的第一輸出塊240a。當(dāng)輸入數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2時(shí)，根據(jù)這些電平(高電平(H)/低電平(L))來控制1位D/I轉(zhuǎn)換部分231內(nèi)的開關(guān)SW1的導(dǎo)通/斷開，并且不久之前在該幀的電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)電流已經(jīng)儲(chǔ)存在TFT T1內(nèi)，從而可以進(jìn)行分級(jí)表達(dá)。
如表1所示，通過輸入的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)，可以從0到7×i0調(diào)節(jié)輸出電流值。而且，在緊接著的前一幀中，柵極電壓被設(shè)定為使與參考電流源相等的電流流動(dòng)的電壓，調(diào)節(jié)為TFT T1的電流/電壓特性，并用相同的TFT T1輸出，因?yàn)?，不受電?電壓特性不均勻性的影響，輸出電流的不均勻性較小，并且可獲得高精度。
另一方面，在第一幀中，移位寄存器的輸出MSWA總是處于低電平，而所有的輸出塊240a內(nèi)的開關(guān)SW2和SW3總是處于斷開的狀態(tài)。
接著，在第二幀中，電流選擇器信號(hào)ISEL1被設(shè)為低電平，而電流選擇器信號(hào)ISEL2被設(shè)為高電平，從而第一輸出塊240a的操作被第二輸出塊240b所代替。結(jié)果，第一輸出塊240a儲(chǔ)存電流，而第二輸出塊240b輸出電流。
在本實(shí)施例中，每2幀重復(fù)一次上述操作，從而能把高精度的電流輸送給像素電路。而且，在本實(shí)施例中，由于兩個(gè)輸出塊位于1輸出內(nèi)，在每幀中，一個(gè)輸出塊可以用于輸出電流，而另一個(gè)輸出塊可以用于儲(chǔ)存電流，并且，不需要單獨(dú)提供電流儲(chǔ)存周期。因此，一幀周期可作為電流驅(qū)動(dòng)周期，可以確保到顯示部分內(nèi)的像素的接線負(fù)載的充放電時(shí)間更長。相應(yīng)地，可以將更高精度的電流輸送給像素。
注意第二至第十四實(shí)施例可以應(yīng)用于第十五實(shí)施例，并能獲得相似的效果。
而且，電流儲(chǔ)存周期并不限于每一幀，但可以是每幾幀。電流儲(chǔ)存周期被設(shè)為每幾幀，從而電流儲(chǔ)存周期被延長，因此，可以更高精度地儲(chǔ)存電流。但是，在與儲(chǔ)存時(shí)的電流對(duì)應(yīng)的柵極電壓中由于晶體管的泄露或類似情況所導(dǎo)致的變化必須大于精度。
接下來，將說明本發(fā)明的第十六實(shí)施例。在第十六實(shí)施例中，在1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分的后部設(shè)置有預(yù)充電電路。圖33為依據(jù)本發(fā)明的第十六實(shí)施例，用于光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)框圖。
在第十六實(shí)施例中，設(shè)置有D/I轉(zhuǎn)換部分210e。D/I轉(zhuǎn)換部分210e具有與第十五實(shí)施例的D/I轉(zhuǎn)換部分210d相似的D/I轉(zhuǎn)換部分210e，除了在每個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的后部有預(yù)充電電路250外。預(yù)充電信號(hào)PC被輸入預(yù)充電電路250。
在預(yù)充電電路250中，在由預(yù)充電信號(hào)設(shè)定的周期內(nèi)，由1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流取代1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流決定的電壓在D/I轉(zhuǎn)換部分210d的每個(gè)輸出端被輸出。圖34為預(yù)充電電路250的結(jié)構(gòu)框圖。預(yù)充電電路250設(shè)置有由預(yù)充電信號(hào)PC和P溝道晶體管T34控制的N溝道晶體管T31至T33。輸出電流I OUT從1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分被輸入晶體管T31和T32的一端，并且偽負(fù)載電路252和ope-amp251的非反相輸入端與晶體管T31的另一端相連。在偽負(fù)載電路252中，晶體管T33的一端與晶體管T31相連。并且P溝道晶體管T35的柵極與晶體管T33的另一端相連。電壓VEL施加給晶體管T35的源極，而它的另一端與晶體管T31相連。ope-amp251本身的輸出信號(hào)被輸入ope-amp251的反相輸入端，晶體管T32的一端與ope-amp251的輸出端相連，而它的另一端與晶體管T34的另一端相連。發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流從晶體管T32和T34之間的公共連接輸出。
在所述的這樣的預(yù)充電電路250中，由晶體管T34決定是將1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流IOUT作為輸出電流Iout直接輸出，還是輸出給偽負(fù)載電路252。此外，由晶體管T32決定ope-amp251的輸出是否是D/I轉(zhuǎn)換部分210e的輸出。此外，由于ope-amp251負(fù)向反饋?zhàn)约旱妮敵?，輸入非反相的電壓輸入為電壓跟隨器的輸出。此外，晶體管T35是和顯示部分400內(nèi)的像素電路(圖4A)的晶體管TFT T102或具有相同電流性能的晶體管相同的晶體管。但是，偽負(fù)載電路252的結(jié)構(gòu)可以是晶體管T35的柵極和漏極被短路，并且沒有設(shè)置晶體管T33。更進(jìn)一步，由于晶體管T31、T32和T34起開關(guān)的作用，依據(jù)預(yù)充電信號(hào)PC的極性，可以采用相反極性的晶體管，例如，如果采用的結(jié)構(gòu)中，輸入預(yù)充電信號(hào)PC本身和它的反轉(zhuǎn)信號(hào)，可以采用任何極性的晶體管。
下面，將說明預(yù)充電電路250的操作。圖35為預(yù)充電電路250的操作時(shí)序圖。
在本實(shí)施例中，根據(jù)預(yù)充電信號(hào)PC的電平，1線選擇周期被分為第一周期和第二周期。
在第一周期內(nèi)，預(yù)充電信號(hào)PC處于高電平，該周期為預(yù)充電周期。當(dāng)掃描脈沖Y_1處于高電平時(shí)，選擇第一線的控制線，與此同步，每次輸出時(shí)相應(yīng)于各輸出的第一條線的3-位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)D0至D2被輸入1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e。1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e根據(jù)表1所示的關(guān)系，從輸入的數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)DA0至DA2輸出電流。此時(shí)，如果預(yù)充電信號(hào)PC處于高電平，預(yù)充電電路250內(nèi)的晶體管T34被斷開，而晶體管T31和T32被導(dǎo)通。因此，在預(yù)充電電路250中，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流流入偽負(fù)載電路252。由于偽負(fù)載電路252設(shè)置有晶體管T35，當(dāng)輸出電流Iout以穩(wěn)定的狀態(tài)流動(dòng)時(shí)，晶體管T35的柵極電壓基本上與輸出電流Iout以穩(wěn)定的狀態(tài)流入顯示部分內(nèi)的像素電路時(shí)的柵極電壓相同。并且，該電壓將是由ope-amp251構(gòu)成的電壓跟隨器的輸入，并且，在預(yù)充電周期中，晶體管T32被導(dǎo)通，因此，電壓跟隨器的輸出將是D/I轉(zhuǎn)換部分210e的輸出。因此，在本周期內(nèi)，晶體管T35的柵極電壓能被施加給顯示部分的像素電路。
偽負(fù)載電路252位于靠近1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e、遠(yuǎn)離像素電路的地方，并且需要充放電的接線負(fù)載或類似元件都極小。因此，即使當(dāng)輸出電流值較低時(shí)，與顯示部分內(nèi)的像素由1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的恒定輸出電流驅(qū)動(dòng)時(shí)的情況相比，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的恒定輸出電流穩(wěn)定地流向晶體管T35的操作仍可以非?？焖俚剡M(jìn)行。而且，還可以實(shí)現(xiàn)將晶體管35的柵極電壓施加給顯示部分內(nèi)的像素電路，因?yàn)樵摬僮魇怯傻妥杩沟妮敵觥妷焊S器實(shí)現(xiàn)的。
在第二周期內(nèi)，預(yù)充電信號(hào)處于低電平，并且該周期為電流輸出周期。當(dāng)預(yù)充電信號(hào)PC為低電平時(shí)，預(yù)充電電路250內(nèi)的晶體管T34導(dǎo)通，而晶體管T31和T32被斷開。因此，在預(yù)充電電路250中，1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流是未經(jīng)調(diào)整的輸出，并且顯示部分內(nèi)的像素電路被驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，預(yù)充電操作在第一周期內(nèi)進(jìn)行，因此，與1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分230e的輸出電流穩(wěn)定地流動(dòng)時(shí)的電壓接近的電壓被施加給顯示部分內(nèi)的像素電路。因此，在第二周期內(nèi)，校正顯示部分內(nèi)的像素電路內(nèi)的晶體管T35和晶體管TFT T102(圖4)之間的電流性能的不均勻性的操作，以及輸出電流Iout穩(wěn)定地流向顯示部分內(nèi)的像素電路以驅(qū)動(dòng)它的操作被執(zhí)行。結(jié)果，在第二周期內(nèi)用于為接線負(fù)載或相似元件充放電的數(shù)量被減少到足夠小。因此，在第二周期內(nèi)，與不進(jìn)行預(yù)充電操作時(shí)的情況相比，該周期可以被縮短。而且，由于是在由預(yù)充電操作輸出穩(wěn)定電壓之后進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)，因此不受在1線選擇周期之前的條件的影響，即可進(jìn)行操作。
隨后，掃描脈沖Y_1處于低電平，掃描脈沖Y_2處于高電平，選擇第二線的控制線，并重復(fù)同樣的操作。通過上述操作，顯示部分內(nèi)的像素電路可以被更高精度的電流更快速地驅(qū)動(dòng)。
注意第一至第十五實(shí)施例可以用作第十六實(shí)施例的1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分，如果應(yīng)用本發(fā)明中未包括的供應(yīng)電流的電流/半導(dǎo)體器件，則可以獲得相似的效果。
下面將說明第十七實(shí)施例。在第十七實(shí)施例中，第十六實(shí)施例中的預(yù)充電電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。圖36為依據(jù)第十七實(shí)施例的預(yù)充電電路的結(jié)構(gòu)框圖。
在第十七實(shí)施例中，除了預(yù)充電電路250的結(jié)構(gòu)元件之外，預(yù)充電電路250a中設(shè)置有輸入預(yù)充電信號(hào)PC的N溝道晶體管T36和P溝道晶體管T37和T38。晶體管T38連接在ope-amp251的輸出端和反相輸入端之間。而且，電容元件C3被輸入ope-amp251的輸出端，晶體管T36連接在它的另一端和反相輸入端之間，并且晶體管T37連接在它和非反向輸入端之間。
這種結(jié)構(gòu)的預(yù)充電電路250a設(shè)置有一個(gè)用于取消公知的ope-amp251的偏置的電壓，并且在電流驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行取消偏置的操作，因此預(yù)充電的操作可以不受ope-amp251的偏置電壓的影響而進(jìn)行。其它操作與第十六實(shí)施例中的預(yù)充電電路250的操作相似。
接下來，圖39展示了本發(fā)明的第十八實(shí)施例。第十八實(shí)施例提供了水平驅(qū)動(dòng)電路200，它包括用于保存待輸入的數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)寄存器203；用于與保持定時(shí)同步輸出掃描信號(hào)的數(shù)據(jù)移位寄存器202；用于與鎖存器信號(hào)同步地保持所有數(shù)據(jù)寄存器的信號(hào)、以將它們輸出給D/I轉(zhuǎn)換部分210的數(shù)據(jù)鎖存器204；以及用于根據(jù)數(shù)字信號(hào)輸出電流的D/I轉(zhuǎn)換部分210。該D/I轉(zhuǎn)換部分210可以包括預(yù)充電電路。而且，本發(fā)明的第一至第十七實(shí)施例中的任何一個(gè)的D/I轉(zhuǎn)換部分可以構(gòu)成D/I轉(zhuǎn)換部分210。
接下來，圖40展示了本發(fā)明的第十九實(shí)施例。在第十九實(shí)施例中，第十八實(shí)施例的D/I轉(zhuǎn)換部分的輸出通過選擇器電路211依次與多個(gè)顯示部分400相連，從而增加了無需增加電路規(guī)模即能驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)線和像素電路。
接下來，圖41展示了本發(fā)明的第二十實(shí)施例。在第二十實(shí)施例中，用于準(zhǔn)備參考電流的參考電流源212被裝入第十八實(shí)施例的水平驅(qū)動(dòng)電路200內(nèi)。
在本發(fā)明的第一至第二十實(shí)施例中，參照TFT對(duì)晶體管進(jìn)行了說明，但可采用更普通的晶體管，而且相對(duì)于單個(gè)的顯示部分可以采用多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電路200。此外，所有晶體管由TFT準(zhǔn)備，從而顯示部分400、水平驅(qū)動(dòng)電路200和垂直驅(qū)動(dòng)電路300可以在相同的基板上形成。在這種情況下，本發(fā)明的本實(shí)施例中的預(yù)充電電路的負(fù)載(電路)由結(jié)構(gòu)與顯示部分400的負(fù)載相同的負(fù)載(電路)制成，以實(shí)現(xiàn)更高精度的預(yù)充電。
在本發(fā)明的第一至第二十實(shí)施例中，已經(jīng)參照實(shí)施例對(duì)具有發(fā)光元件的光發(fā)射顯示器件進(jìn)行了說明，該發(fā)光元件的電流-亮度特性在彩色(R，G，B)中成比例關(guān)系，該器件在用0級(jí)到7級(jí)分級(jí)顯示的3-位數(shù)字分級(jí)數(shù)據(jù)顯示的4096彩色顯示器內(nèi)被驅(qū)動(dòng)。但是，當(dāng)單色或多位時(shí)，可以不作調(diào)整延伸相似的結(jié)構(gòu)。而且，所有的晶體管為TFT，甚至是更普通的晶體管，用相似的結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此外，和有源矩陣型像素電路一樣，應(yīng)該是圖4A，但至于其它電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的像素電路和甚至于簡單矩陣系統(tǒng)，也可以用相似的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
盡管已經(jīng)對(duì)上述具有光發(fā)射顯示元件的光發(fā)射顯示器件器件的各實(shí)施例進(jìn)行了說明，它們還能應(yīng)用于更普通的電流負(fù)載元件。
正如上文中所詳細(xì)描述的一樣，依據(jù)本發(fā)明，高精度的電流可以被輸送給電流負(fù)載器件器件的單元(電路)。這是因?yàn)楫?dāng)參考電流在數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換器件內(nèi)的晶體管的漏極和源極之間穩(wěn)定地流動(dòng)時(shí)，柵極和源極之間的電壓被儲(chǔ)存，從而可以儲(chǔ)存高精度的電流，而不受晶體管電流/電壓特性的不均勻性的影響，而電流由其中儲(chǔ)存了電流的晶體管輸出。此外，可以根據(jù)鄰近區(qū)域內(nèi)的電流/電壓特性的不均勻性，增加或減少用于儲(chǔ)存和輸出電流的晶體管的數(shù)目。當(dāng)待儲(chǔ)存的電流更少且它的電流值很大時(shí)，儲(chǔ)存的時(shí)間可以被縮短，而用于輸出(驅(qū)動(dòng))的時(shí)間被延長，從而確保電流負(fù)載器件和像素負(fù)載內(nèi)的數(shù)據(jù)線的充放電時(shí)間更長。因此，更高精度的電流可以被輸送給電流負(fù)載器件的單元(電路)。而且，在每個(gè)輸出端設(shè)置有用于每個(gè)輸出端儲(chǔ)存電流的晶體管和用于輸出電流的晶體管，并且每幀被替換，從而不需要單獨(dú)的儲(chǔ)存周期，并且用于輸出(驅(qū)動(dòng))的時(shí)間能被延長。因此，更高精度的電流可以被輸送給電流負(fù)載器件的單元(電路)。
此外，設(shè)置有偽負(fù)載電路的預(yù)充電電路位于數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換器件的輸出和電流負(fù)載器件之間，甚至當(dāng)輸出電流值較低時(shí)，該器件的電流或像素(電路)可以被高速驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)樵谳敵龅某跏茧A段，偽負(fù)載電路由從數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換器件的電流輸出高速驅(qū)動(dòng)，從偽負(fù)載電路獲得的電壓通過電壓跟隨器施加給電流負(fù)載器件內(nèi)的單元(電路)，并且當(dāng)數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換器件的電流輸出時(shí)的電壓施加給電流負(fù)載器件內(nèi)的單元(電路)的電壓能夠被高速地施加，隨后，電流負(fù)載器件內(nèi)的單元(電路)由數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換器件的電流輸出直接驅(qū)動(dòng)以校正它，該操作被執(zhí)行，從而電流負(fù)載器件內(nèi)的像素或信號(hào)線內(nèi)的負(fù)載的恒定電流充放電的量被減少。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件包括多個(gè)n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路，用于儲(chǔ)存一個(gè)或多個(gè)參考電流值并根據(jù)n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出電流；電流儲(chǔ)存移位寄存器，用于與在所述n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路內(nèi)順序執(zhí)行的所述參考電流的儲(chǔ)存操作同步地輸出掃描信號(hào)；n-位數(shù)據(jù)鎖存器，用于將n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給n-位數(shù)據(jù)選擇器；以及n-位數(shù)據(jù)選擇器，用于在執(zhí)行電流輸出的操作時(shí)，將所述n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從所述n-位數(shù)據(jù)鎖存器傳輸給所述n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路；以及，在執(zhí)行儲(chǔ)存電流的操作時(shí)，不將所述n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給所述n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件包括，用于產(chǎn)生所述參考電流的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中所述n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路是依據(jù)權(quán)利要求1至2中的任何一項(xiàng)中的n-位數(shù)字-電流轉(zhuǎn)換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的電池的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件包括用于在輸出電流之前為輸出電壓而執(zhí)行預(yù)充電操作的預(yù)充電電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中所述預(yù)充電電路是依據(jù)權(quán)利要求32至35中的任何一項(xiàng)的預(yù)充電電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件包括多個(gè)n-位數(shù)據(jù)寄存器，用于連續(xù)地保持一個(gè)待輸入的n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、并將待輸入的n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出給所述數(shù)據(jù)鎖存器；以及數(shù)據(jù)保持移位寄存器，用于與順序地執(zhí)行的所述每個(gè)n-位數(shù)據(jù)寄存器的n-位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的保持操作同步地輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件包括輸出選擇器，用于將所述電流輸出電路或所述預(yù)充電電路與電流負(fù)載器件內(nèi)的多條數(shù)據(jù)線中的任何一條相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中多條數(shù)據(jù)線被選擇，并在1水平周期內(nèi)被所述輸出選擇器順序地驅(qū)動(dòng)，從而由數(shù)目小于數(shù)據(jù)線數(shù)目的所述電流輸出電路或所述預(yù)充電電路來驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中在所述半導(dǎo)體器件內(nèi)的所有電路中的晶體管都作為薄膜晶體管被集成在一塊芯片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中所述電流負(fù)載元件為發(fā)光元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)包括電流負(fù)載元件的單元的電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件，其中所述電流負(fù)載元件為有機(jī)EL元件。
12.一種電流負(fù)載器件，其中根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任何一項(xiàng)所述的用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件與電流負(fù)載元件位于相同的基板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的帶有用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的電流負(fù)載器件，其中具有與在所述電流負(fù)載器件內(nèi)的每個(gè)所述單元中的所述電流負(fù)載元件、或在用于保持和向所述電流負(fù)載器件內(nèi)的每個(gè)所述單元中的所述電流負(fù)載元件提供電流的所述電路相同的結(jié)構(gòu)和規(guī)格的負(fù)載作為在所述預(yù)充電電路內(nèi)的偽負(fù)載。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的電流負(fù)載器件，其中所述電流負(fù)載元件為發(fā)光元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件的電流負(fù)載器件，其中所述電流負(fù)載元件為有機(jī)EL元件。
全文摘要
一種用于驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件的半導(dǎo)體器件及提供的電流負(fù)載器件，在用于驅(qū)動(dòng)光發(fā)射顯示器件的半導(dǎo)體器件的D/I轉(zhuǎn)換部分中，在每個(gè)1輸出D/I轉(zhuǎn)換部分的后部設(shè)置有預(yù)充電電路。預(yù)充電信號(hào)PC被輸入預(yù)充電電路。D/I轉(zhuǎn)換部分內(nèi)部有兩個(gè)輸出塊，并且每幀儲(chǔ)存和輸出電流的任務(wù)都在變，以確保驅(qū)動(dòng)像素的周期更長。而且，在驅(qū)動(dòng)時(shí)，在預(yù)充電電路中，在與輸出電流相對(duì)應(yīng)的電壓被施加給像素之后，才進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)，因此，可以高速驅(qū)動(dòng)像素。從而，高精度的輸出電流可以提供給待輸入的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)，甚至當(dāng)輸出電流值較低時(shí)，仍然能高速驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載器件。
文檔編號(hào)G09G3/32GK1551087SQ20041004730
公開日2004年12月1日 申請日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月29日
發(fā)明者安部勝美 申請人:日本電氣株式會(huì)社