專利名稱：濃度等級控制用輸出電路及其檢測裝置、檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置及輸出裝置所使用的濃度等級控制輸出電路，特別涉及利用電流或電壓進行濃度等級控制的驅(qū)動器IC及其檢測裝置，驅(qū)動器IC的檢測方法。
背景技術(shù)：
一般地，在有源矩陣型的圖像顯示裝置中，將眾多的像素排列成矩陣狀態(tài)，按照被提供的亮度信息，控制每個像素的發(fā)光強度，從而顯示圖像。因此，例如長方形狀的顯示屏，具有被排列成矩陣形狀、控制液晶或光學物質(zhì)的狀態(tài)的TFT(Thin-Film-Transistor)；沿著顯示屏的上下邊設(shè)置的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路以及設(shè)置在顯示屏側(cè)端部的柵線驅(qū)動電路。
現(xiàn)有技術(shù)，在顯示屏等圖像顯示裝置中，作為光學物質(zhì)，主要使用液晶。在這些圖像顯示裝置中，液晶驅(qū)動電路(液晶驅(qū)動器)以電壓的形式將顯示信息供給各像素，根據(jù)這些顯示信息，使像素的透過率產(chǎn)生變化。
然而，近年來，將有機EL(Electro Luminescence)作為發(fā)光元件使用的圖像顯示裝置的設(shè)想越來越多。有機EL與液晶不同，其自身發(fā)光，所以使用它的圖像顯示器具有視認性高，而且不要背光燈的優(yōu)點。用于顯示屏上的有機EL具有二級管的功能，通電時發(fā)光。這種有機EL顯示屏，具有兩種驅(qū)動方式。
圖24就是分析有機EL顯示屏的驅(qū)動方式的圖。
如該圖所示，有機EL顯示屏的第一個驅(qū)動方式是電壓寫入方式。這是以電壓Vo的形式將顯示數(shù)據(jù)由電壓驅(qū)動用驅(qū)動器供給TFT(低溫多晶硅像素Tr)的方式。積蓄在電容器等負載中的電荷隨著電壓Vo的變化而充電或發(fā)電，使由此產(chǎn)生的電流Io流過有機EL二極管。這種驅(qū)動方式的優(yōu)點是能夠使用現(xiàn)有的液晶驅(qū)動器IC技術(shù)，但卻存在著由于電壓供給不穩(wěn)定，所以不容易補償由低溫多晶硅構(gòu)成的TFT的特性不一致這一難題。
有機EL顯示屏的第二個驅(qū)動方式是電流寫入式。這種方法是使來自顯示屏的電流寫入量發(fā)生變化，從而控制濃度等級顯示。顯示屏上由低溫多晶硅制造而成的TFT構(gòu)成電流反射鏡，與從顯示屏進入信號線的電流Io相等的電流流入TFT。采用這種方法，既能補償TFT特性漂移，還能提高有機EL顯示屏的圖像質(zhì)量。
在可進行彩色顯示的有機EL顯示屏中，配置著R(紅)、G(綠)、B(藍)三種顏色的像素。采用電流寫入方式時，像素的亮度隨著來自電流驅(qū)動用驅(qū)動器的電流的變化而變，從而可以實現(xiàn)像素明亮的濃度等級顯示。
圖25(a)、(b)分別是用于實現(xiàn)所述濃度等級顯示的、電壓驅(qū)動顯示裝置的現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器的電路圖、和電源電壓供給線中的電源電位與離開電源電壓供給部的距離之間的關(guān)系圖。
由該圖(a)可知，現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器 (濃度等級控制用輸出電路)包括電源電壓供給部1112；與電源電壓供給部連接，并具有輸出部1116的濃度等級控制部1101a、1101b、……、1101N(N為自然數(shù))；被接地的電流供給部1110；在電源電壓供給部1112和電流供給部1110之間設(shè)置，漏極與柵電極互相連接的P溝道型MIISFET即第一MISFET1111；在第一MISFET1111與電源電壓供給部1112之間設(shè)置的第一節(jié)點1118；與第一MISFET1111的柵電極連接的柵偏壓供給線1115；與第一節(jié)點1118連接，將電源電壓供給各濃度等級控制部的電源電壓供給布線1121；設(shè)置在電源電壓供給布線1121上，并分別與濃度等級控制部1101a、1101b、……、1101N連接的電源電壓供給節(jié)點1117；在各電源電壓供給節(jié)點1117之間以及電源電壓供給節(jié)點1117與第一節(jié)點1118之間設(shè)置的電阻1113。圖中示出有N個濃度等級控制部的例子。但一般說來，一個濃度等級控制用輸出電路大多具有400～500個濃度等級控制部。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)的濃度等級控制用輸出電路中，濃度等級控制部1101a、1101b、……、1101N還利用電流反射鏡電路。
即如圖25(a)所示，濃度等級控制部1101a具有如下元件源極互相連接，并且與電源電壓供給節(jié)點1117連接的均為P溝道型的第二MISFET1102a及第三MISFET1103a；電壓選擇開關(guān)1120a；輸入端的(+)側(cè)與電源選擇開關(guān)1120a連接，(-)側(cè)與輸出部1116連接的運算放大器1106a；源極接地，漏極與第三MISFET1103a連接，柵極與運算放大器1106a的輸出端連接的N溝道型MISFET的輸出側(cè)晶體管1105a；設(shè)置在輸出側(cè)晶體管1105和第三MISFET1103之間、與輸出端1116連接的第一節(jié)點1114a；設(shè)置在連接運算放大器1106a的輸出端-輸出側(cè)晶體管的柵電極間與輸出側(cè)晶體管1105a-第二節(jié)點間的布線之間的防止振蕩的電容器1119a。而且，第二MISFET1102a及運算放大器1106a構(gòu)成差動電路1107a，第三MISFET1103a、第一節(jié)點1114、防止振蕩的電容器1119a以及輸出側(cè)晶體管1105a構(gòu)成輸出緩沖部1108a。這里，在現(xiàn)有技術(shù)的濃度等級控制部1101a中，第二MISFET1102a與第三MISFET1103a的電特性相互一致，而且雙方的柵電極都與柵偏壓供給線1115連接，構(gòu)成電流反射鏡電路。為了驅(qū)動負載，流過第三MISFET1103a的電流I2被設(shè)計成大于流過第二MISFET1102a的電流I1。
在現(xiàn)有技術(shù)的濃度等級控制用輸出電路中，N個濃度等級控制部1101a、1101b、……、1101N分別與所述濃度等級控制部1101a具有相同的電路構(gòu)成。而且，第二MISFET1102a、1102b、……、1102N及第三MISFET1103a、1103b、……、1103N的柵電極分別與柵偏壓供給線1105連接。如圖25(b)所示，由柵偏壓供給線1115給這些MISFET的柵電極施加了使該MISFET導通的彼此相等的電壓。
在現(xiàn)有技術(shù)的濃度等級控制用輸出電路中，作為電壓選擇開關(guān)，使用了可以按照數(shù)字數(shù)據(jù)選擇多個基準電壓的多路調(diào)制器(multiplexer)。從這里所選擇的電壓經(jīng)過運算放大器使電流增幅后，輸出到使用液晶及有機EL的顯示屏。
電流寫入方式的有機EL顯示屏所使用的現(xiàn)有技術(shù)的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路，采取將圖25所示的濃度等級控制用輸出電路的濃度等級控制部1101a、1101b、……、1101N用電流累計型的D/A轉(zhuǎn)換器替代的構(gòu)造。通過使大小隨著濃度等級數(shù)據(jù)變化的電流由該D/A轉(zhuǎn)換器供給TFT及像素，從而可用有機EL顯示屏進行濃度等級顯示。
這種電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路，不僅可以作為有機EL顯示屏的驅(qū)動器使用，而且還可以作為打印機等輸出裝置的打印頭使用。此外，還可以作為采用了無機EL及LED(light Emitting Diode)的顯示裝置的驅(qū)動器、打印機用打印頭使用。
下面，對現(xiàn)有技術(shù)的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的檢查方法作一介紹。
圖26(a)、(b)分別為現(xiàn)有技術(shù)為了檢查電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路而使用的探頭插件(probe-card)的剖視圖，以及表示這種剖面的方框電路圖。
如該圖(a)所示，現(xiàn)有技術(shù)，在檢查電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路時，是將上面?zhèn)扰c半導體檢驗器1152的探頭(head)1153連接，而底面具有由導體組成的探頭(probe)1155的探頭插件1156放置在設(shè)置有多個電流驅(qū)動用驅(qū)動器的被檢查晶圓1151的上面來進行的。
具體地說，如圖26(b)所示，在將設(shè)置在晶圓上的檢測用焊盤1154(或凸點)與探頭1156接觸的狀態(tài)下，使檢測電流從半導體檢驗器1152的探頭1153流出來，然后測出從檢測用焊盤輸出的電流，以此進行檢測。
大多數(shù)有機EL二極管在被供給的電流在1μA以下時，顯示出最高亮度。所以，在有機EL顯示屏上具有6比特的濃度等級(64濃度等級)時，平均每個濃度等級的電流即為10～20nA左右。因此，半導體檢驗器1152能測量到10～20nA左右的電流。這里使用的半導體檢驗器和探頭插件及半導體檢驗器與探頭插件之間的連接工裝件等與通常進行晶圓檢測時使用的東西一樣。
首先，由圖25(b)可知，由于在現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器中，同一個濃度等級控制部與一根電源電壓供給布線1121連接，所以處在距電源電壓供給部1112較遠位置的電源電壓供給節(jié)點1117的電壓，由于受到電阻1113等的影響而要下降。而因柵偏壓供給線1115的電位不受位置的影響保持恒定，所以施加給第二MISFET1102及第三MISFET1103的柵-源之間的電壓VGS就隨著到電源電壓供給部1112的距離的不同而不同。
另一方面，輸出緩沖部的防止振蕩用電容器受差動電路的輸出電流(從運算放大器輸出的)的作用而被充電。一般說來，因流過差動電路的電流較輸出緩沖側(cè)的小，所以防止振蕩用電容器的充電時間的長短就取決于流向差動電路的電流。而且，供給各差動電路的電源電壓如果有差異，電流I1的大小也會不一致。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路中，由于供給各差動電路的電源電壓不一致，所以分配給差動電路的電流的大小也不一致，防止振蕩的電容器的充電時間便長短不一。其結(jié)果就使現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用濃度等級控制用輸出電路中的運算放大器的傳輸率隨著離開電源電壓供給部1112的距離而變，由輸出端輸出的電流也就大小不一。
因此，將現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制輸出電路用于液晶或有機EL顯示屏時，就會出現(xiàn)畫面顯示的亮度不勻等問題。如果將現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路用作打印頭時，打印出來的文字就會濃淡不一。
由電源電壓供給布線的電壓降所造成的這種問題，在具有與現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路相類似的結(jié)構(gòu)的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路中也能看到。
在現(xiàn)有技術(shù)的電流驅(qū)動用濃度等級控制用輸出電路中，從一個電流源通過電流鏡電路將電流直接分配到176個輸出部。該輸出電流中的一個被輸入所述濃度等級控制部，該輸出電流也會產(chǎn)生各輸出部不一致的問題。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)采用的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的檢測方法中，由于要檢測的電流值相當微小(10～20nA左右)，所以在被檢測晶圓1151與半導體檢驗器1152之間存在著檢測信號變差的問題。這是由于檢測信號經(jīng)過探頭插件1151或連接布線1158以及連接工裝件等傳輸?shù)木壒?。因此，難以以足夠的精度進行濃度等級控制用輸出電路的檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于顯示裝置和輸出裝置的、能夠?qū)崿F(xiàn)良好的濃度等級顯示的濃度等級控制用輸出電路，并且提供一種檢測電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的手段。
本發(fā)明的第一濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部；第一電流供給部；與所述電源電壓供給部連接的第一電源電壓供給布線；與所述電源電壓供給部連接的第二電源電壓供給布線；在所述第一電流供給部與所述電源電壓供給部之間設(shè)置、并具有與所述電源電壓供給部連接的柵電極的第一MISFET；具有輸出緩沖部和差動電路的多個濃度等級控制部，其中所述輸出緩沖部中包含與所述第一電源電壓供給布線相連的第一晶體管，而所述差動電路中包含與所述第二電源電壓供給布線相連、且與所述第一晶體管共同構(gòu)成電流反射鏡的第二晶體管；以及與所述第一MISFET的柵電極相連、旨在控制所述第一晶體管和所述第二晶體管中的電流的偏置供給線。
采用這種結(jié)構(gòu)，可以分別設(shè)置布線，以便分別給差動電路和輸出緩沖部供送電源電壓，從而使第一電源電壓供給布線內(nèi)以及第二電源電壓供給布線內(nèi)產(chǎn)生的電壓降，比不分別使用電源電壓供給布線時的電壓降小得多。因此就能使第一晶體管及第二晶體管的柵-源之間的電壓或柵-漏極之間的電壓由于到電源電壓供給部的距離不同而產(chǎn)生的不一致得到抑制。其結(jié)果就能使流過各輸出緩沖部的電流的不一致受到抑制，同時也能使流過各差動電路的電流的不一致受到抑制，進而使?jié)舛鹊燃壙刂撇康母鬏敵龆溯敵龅碾娏鞯牟灰恢率艿揭种啤Ｋ?，將本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路用于顯示裝置后，就能降低顯示屏上顯示不勻的程度，將它用于打印機的打字頭時，就能抑制打印文字濃淡不勻的現(xiàn)象。
也可以使所述第一晶體管與所述第二晶體管是都具有與所述偏置供給線連接的柵電極，且導電型彼此一樣的MISFET。
驅(qū)動時，流過所述第一晶體管的電流，大于流過所述第二晶體管的電流，所以可以有效地驅(qū)動顯示裝置的顯示屏等大負載。
所述多個濃度等級控制部的各控制部，還具有電壓選擇開關(guān)，能夠?qū)舛鹊燃壙刂朴秒妷汗┙o所述輸出緩沖部，所以本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路將被以液晶顯示屏為首的采用電壓驅(qū)動方式的顯示裝置或輸出裝置廣泛使用。
所述差動電路具有輸入端與所述電壓選擇開關(guān)連接且輸出端與所述輸出緩沖部連接的運算放大器。可以使電壓選擇開關(guān)選擇的電壓信號的電流增幅。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路還包括第二電流供給部；和與所述第二電流供給部及所述第一電源電壓供給布線連接、與所述第一MISFET的導電型相同的傾斜偏置用MISFET，所述傾斜偏置用MISFET的柵電極，與所述第一電源電壓供給布線及所述偏置供給線連接。從而可以使偏置供給線中的電位傾斜與第一電源電壓供給布線及第二電源電壓供給布線中的電壓降一致。進而能有效地抑制第一晶體管及第二晶體管中柵極-源極之間或柵極-漏極之間的電壓不一致。其結(jié)果就能大幅度地降低濃度等級控制部輸出的電流的不一致。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路還包括與所述電源電壓供給部連接、并與所述第一MISFET共同構(gòu)成供給側(cè)電流反射鏡的第二MISFET，所述第二電流供給部，是由與所述供給側(cè)電流反射鏡連接，導電型彼此相同的MISFET組成接收側(cè)電流反射鏡。這樣，即使接受側(cè)電流反射鏡處于離電源電壓供給部較遠的位置，也能使和流過供給側(cè)電流反射鏡的電流相等的電流流過接受側(cè)電流反射鏡。
本發(fā)明的第二濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部；第一電流供給部；與所述電源電壓供給部連接的電源電壓供給布線；在所述第一電流供給部與電源電壓供給部之間設(shè)置、并具有與所述電源電壓供給部連接的柵電極的第一MISFET；具有與所述電源電壓供給布線連接的晶體管的多個濃度等級控制部；第二電流供給部；與所述第二電流供給部及所述電源電壓供給布線連接、且導電型與所述第一MISFET相同的傾斜偏置用MISFET；以及連接所述第一MISFET的柵電極和所述傾斜偏置用MISFET的柵電極，并與所述電源電壓供給布線連接，旨在控制所述晶體管中的電流的偏置供給線。
這樣，由于可以使偏置供給線中的電位傾斜與電源電壓供給布線中的電壓降一致，所以不分割電源電壓供給布線就能抑制流過濃度等級控制部的晶體管的電流的不一致。還能使電源電壓供給布線匯總成一根，所以與分割電源電壓供線布線的作法相比，布線面積也可以減少。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述晶體管是柵電極與所述偏置供給線連接的MISFET。所以能更加有效地抑制濃度等級控制部輸出電流的不一致。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路還包括與所述電源電壓供給部連接，并與所述第一MISFET共同構(gòu)成供給側(cè)電流反射鏡的第二MISFET。所述第二電流供給部，是由與所述供給側(cè)電流反射鏡連接，導電型彼此相同MISFET組成接受側(cè)電流反射鏡。所以即使接受側(cè)電流反射鏡處于距電源電壓供給部較遠的位置，也能使和流過供給側(cè)電流反射鏡的電流相等的電流流向接受側(cè)電流反射鏡。就是說，可以使距電源電壓供給部較遠的濃度等級控制部不受電壓降的影響，供給穩(wěn)定的電流。這樣，就能進一步減少濃度等級控制部的輸出端造成的不一致。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部，是電流相加型的D/A轉(zhuǎn)換器，所以本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路可以用作有機EL顯示屏等使用發(fā)光元件的顯示裝置的電流驅(qū)動用驅(qū)動器，以及使用發(fā)光元件的打印機等輸出裝置的打印頭。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部，具有在將M作為2的乘方數(shù)時，與旨在顯示M濃度等級的所述電源電壓供給節(jié)點相互并聯(lián)連接的多個電流反射鏡部；與所述電流反射鏡部連接的相同數(shù)量的選擇開關(guān)；以及與所述所有的選擇開關(guān)連接的電流輸出部，所述電流反射鏡部由所述晶體管組成的電流反射鏡構(gòu)成。從而能夠以比較簡單的結(jié)構(gòu)為電流驅(qū)動方式的顯示裝置及輸出裝置作出濃度等級控制用輸出電路。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，為了控制M濃度等級，所述電流反射鏡部分別由1、2，……M/2個彼此相同的元件制造而成的電流反射鏡構(gòu)成，因而能成為高精度的電流相加型D/A轉(zhuǎn)換器。就是說，能成為實現(xiàn)良好的濃度等級顯示的濃度等級控制用輸出電路。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述晶體管，是具有彼此相同的元件的MISFET，為了控制M濃度等級，由所述各電流反射鏡部的輸出電流，是通過所述MISFET的門信號寬度與門信號長度的比值來進行調(diào)整的。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部分別具有包括電流反射鏡部、和與所述電流反射鏡部連接且具有相同數(shù)量的傳輸門及倒相器的選擇開關(guān)，的多個濃度等級生成部，所述電流反射鏡部以及所述選擇開關(guān)以所述各濃度等級生成部為單位匯總配置。實現(xiàn)了良好的濃度等級顯示的本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路，還具有節(jié)省面積的效果。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述晶體管是都具有相同的導電型，并構(gòu)成電流反射鏡的第一晶體管和第二晶體管，所述多個濃度等級控制部分別具有具有所述第一晶體管的輸出緩沖部、和具有所述第二晶體管的差動電路。這種結(jié)構(gòu)，尤其是作為電壓驅(qū)動用驅(qū)動器使用時，將被廣泛采用。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，驅(qū)動時，流過所述第一晶體管的電流，大于流過所述第二晶體管的電流。因而宜于驅(qū)動顯示屏等負載。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部還分別具有電壓選擇開關(guān)，該電壓選擇開關(guān)旨在將濃度等級控制用電壓供送給所述輸出緩沖部。就可以廣泛用于降低輸出電流的不一致的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器，或電壓驅(qū)動方式的打印機用的打印頭。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述差動電路具有輸入端與所述電壓選擇開關(guān)連接，輸出端與所述輸出緩沖部連接的運算放大器。從而可以成為二級放大型的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器。
本發(fā)明的第三濃度等級控制用輸出電路包括由多個電流反射鏡構(gòu)成，與流過第一級電流反射鏡的電流大小相同的電流流過三級以上的各電流反射鏡的多個多級式電流反射鏡；和從所述多個多級式電流反射鏡部的各電流反射鏡部接受基準電壓及濃度等級信號后，輸出各不相同的濃度等級控制用電流的多個濃度等級控制部。
采用這種結(jié)構(gòu)，使用多級式電流反射鏡，使輸入到濃度等級控制部的電流值的不一致得到降低。再加上配置著旨在輸出互不相同的濃度等級控制用電流的多個濃度等級控制部，能使?jié)舛鹊燃壙刂朴幂敵鲭娐返妮敵鲭娏鞯奶匦越朴谟袡CEL，無機EL，LED等發(fā)光元件的γ特性。其結(jié)果就能在將本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路用于顯示裝置時，改善其顯示特性，用于輸出裝置時則能改善打印特性。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，還包括輸出控制部，該輸出控制部在接受來自所述多個濃度等級控制部的濃度等級控制用電流的同時，還根據(jù)所述濃度等級信號改變要輸出的所述濃度等級控制用電流的組合。就能將來自濃度等級控制用輸出電路的輸出電流的特性，控制得近似于發(fā)光元件的γ特性。其結(jié)果能使使用本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路的顯示屏及打印機實現(xiàn)良好的濃度等級顯示。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部被分為能夠控制所述多個濃度等級控制部中的最低范圍的濃度等級的低側(cè)濃度等級控制部；和能夠控制濃度等級比所述低側(cè)濃度等級控制部高的高側(cè)濃度等級控制部，所述多個多級式電流反射鏡部被分為與所述低側(cè)濃度等級控制部連接的低側(cè)多級式電流反射鏡部；和與所述高側(cè)濃度等級控制部連接的高側(cè)多級式電流反射鏡部。這樣，就能使?jié)舛鹊燃壙刂朴幂敵鲭娐返妮敵鲭娏鞯奶匦?，良好地近似于發(fā)光元件的γ特性。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述輸出控制部進行如下控制當濃度等級數(shù)低于規(guī)定值時，只輸出來自所述低側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流；當濃度等級值高于規(guī)定值時，在輸出來自所述低側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流的同時，還輸出來自所述高側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流。這樣進行控制，能按照發(fā)光元件的γ特性(電流-亮度特性)曲線的趨勢改變濃度等級控制用輸出電路的輸出電流特性。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，至少將紅，綠，蘭三色的所述低側(cè)多級式電流反射鏡部、所述高側(cè)多級式電流反射鏡部、所述低側(cè)濃度等級控制部及所述高側(cè)濃度等級控制部集成于同一個芯片上。這樣，本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路就可作為彩色顯示用的驅(qū)動器IC使用。還可以作為彩色打印機的打印頭使用。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述低側(cè)多級式電流反射鏡部和所述高側(cè)多級式電流反射鏡部被一組一組地相鄰配置，并按照規(guī)定的顏色順序沿著行方向配置，所述低側(cè)濃度等級控制部、所述高側(cè)濃度等級控制部以及所述輸出控制部大致被配置在行列上，與一組所述低側(cè)多級式電流反射鏡部及所述高側(cè)多級式電流反射鏡部相聯(lián)的所述低側(cè)濃度等級控制部、所述高側(cè)濃度等級控制部以及所述輸出控制部被匯總配置。從而既能減少布線面積，又能使顯示屏小型化。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述多個濃度等級控制部分別具有包括電流反射鏡部、和與所述電流反射鏡部連接且具有相同數(shù)量的傳輸門及倒相器的選擇開關(guān)，的多個濃度等級生成部，所述電流反射鏡部以及所述選擇開關(guān)以所述各濃度等級生成部為單位匯總配置。與固定配置在各個元件上的布局相比，這種方法既能減少電流反射鏡部和倒相器之間的冗長的布線，又能有效地縮小布線的面積，還能增加濃度等級控制電路輸出布線的寬度，降低濃度等級控制電路的輸出阻抗。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，還設(shè)置有電流增大(上舉)控制電路，所述電流增大控制電路可在接受增大控制信號和由所述高側(cè)多級式電流反射鏡供給的基準電壓后，將增大來自所述低側(cè)濃度等級控制部的輸出電流及來自所述高側(cè)濃度等級控制部的輸出電流的電流，輸出到所述輸出控制部。這樣，能進一步提高使用發(fā)光元件的顯示屏所顯示的畫面的對比度。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，在所述低側(cè)多級式電流反射鏡部與所述低側(cè)濃度等級控制部之間，還設(shè)置有旨在輸出增大所述低側(cè)濃度等級控制部的輸出電流的電流的電流增大控制電路。就能進一步抑制面積的增大，增大來自濃度等級控制部的輸出電流。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述電流增大控制電路，還能具有根據(jù)所控制的濃度等級增減輸出控制電流的功能。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述輸出控制電路還具有通過開關(guān)控制供給對外部信號線充電的電壓的選擇預(yù)充電電路；和通過相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)的時序控制，在一定期間內(nèi)，使所述選擇預(yù)充電電路導通的選擇預(yù)充電控制電路。這樣，由于能通過選擇預(yù)充電電路預(yù)先給顯示屏的信號線充電，所以能使顯示屏迅速進行黑顯示。尤其是將用低溫多晶硅制造而成的TET配置在顯示裝置的顯示屏上時，這種選擇預(yù)充電電路更為顯著。
本發(fā)明的第四濃度等級控制用輸出電路包括集成在半導體芯片上，具有旨在輸出電流信號的輸出部的內(nèi)部電路；設(shè)置在所述半導體芯片上，與所述輸出部連接的外部端子；以及設(shè)置在半導體芯片上，與所述輸出部連接、旨在將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的電阻。
采用這種構(gòu)造，可以通過芯片上的電阻將內(nèi)部電路輸出的微弱電流轉(zhuǎn)換成電壓信號，所以該電壓信號不易因探頭，連接件等的作用而衰減。其結(jié)果就能進行精度良好的檢查。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，還包括與所述電阻連接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路可以切換連接成在通常動作時以及電源切斷時，使所述電阻相對于外部端子而言，與所述內(nèi)部電路互相串聯(lián)連接；在檢查時，使所述電阻接地，并且相對于所述輸出部而言，所述電阻與所述外部端子并聯(lián)連接。這樣，在高電壓電流(浪涌電流)從外部端子輸入時，電阻就能限制從外部輸入的電流量，從而保護內(nèi)部電路。在進行檢測時，還能使電阻起到電流電壓轉(zhuǎn)換電阻的作用。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述內(nèi)部電路具有多級式電流反射鏡部；和旨在接受來自所述多級式電流反射鏡部的基準電壓并輸出濃度等級控制用電流的濃度等級控制部。
本發(fā)明的第五濃度等級控制用輸出電路包括具有多個比特單元的多個濃度等級控制部；以所述比特單元為單位設(shè)置的通常動作用的閂鎖電路；旨在向所有的所述比特單元供給信號的共用閂鎖電路；以及設(shè)置在所述共用閂鎖電路及所述通常動作用閂鎖電路與所述比特單元之間，在通常動作時，切換到使來自所述通常動作用閂鎖電路的信號傳遞給所述比特單元；而在進行檢查時，切換到使所述共用閂鎖電路輸出的信號傳遞給所述比特單元，的選擇電路。
這樣，進行檢測時，所施加的信號就不必經(jīng)過多個閂鎖電路，因此可以縮短檢測時間。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，還設(shè)置有旨在將基準電壓供給所述多個濃度等級控制部的多級式電流反射鏡部。
本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置包括上面可置放在晶圓檢測用測試器上的基板；設(shè)置在所述基板的下面、用于至少接受來自被檢測晶圓的電流信號的由導體做成的探頭；靠近所述探頭地設(shè)置在所述基板上，與所述探頭連接、用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的電阻；以及與所述電阻連接，并且貫穿所述基板的布線。
采用這一結(jié)構(gòu)，可在被檢測晶圓輸出微弱電流信號時，通過電阻將該電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，因而可以使電流信號不被衰減地到達檢驗器，這樣就能對具有輸出微弱的電流信號的濃度等級控制用輸出電路的晶圓進行檢測。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，所述探頭和所述電阻之間的距離，最好在10cm以下。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，還包括對所述探頭而言與所述電阻并聯(lián)連接、輸出部經(jīng)過所述電阻與負側(cè)輸入部連接的運算放大器。這樣就能很容易地用檢驗器測量來自被檢測晶圓的信號。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，由所述測試器輸出的基準電壓被輸入到所述運算放大器的正側(cè)輸入部。即使來自被檢測晶圓的輸出電流值的范圍很廣，也能很容易地測量出來自晶圓的信號。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，將所述電阻集成化，就能制造出本發(fā)明的檢測裝置。
另外，所述濃度等級控制用輸出電路中，將所述電阻被集成化，就能制造出本發(fā)明的檢測裝置。
本發(fā)明的濃度等級控制用輸出回路的檢測方法包括與相互并聯(lián)的第一電阻連接的基準電流源；與所述基準電流源連接，旨在輸出濃度等級控制用電流的濃度等級控制部，其特征在于在檢測時，將與所述第一電阻并列設(shè)置、且電阻值較所述第一電阻小的第二電阻與所述基準電流源連接；在通常動作時，將所述第二電阻與所述基準電流源的連接斷開。
采用這種方法，可以在進行檢測時，將輸入基準電流源的電流增大到比通常動作時電流還大的程度，所以能夠加大檢測電流，便于進行檢測。


圖1是表示本發(fā)明的第一種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2(a)、(b)分別表示本發(fā)明的第二種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的結(jié)構(gòu)的電路圖，以及電源電壓供給線中的電源電位與離開電源電壓供給部的距離的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示本發(fā)明的第三種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的構(gòu)成的電路圖。
圖4是表示本發(fā)明的第四種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的構(gòu)成的電路圖。
圖5是表示本發(fā)明的第五種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的構(gòu)成的電路圖。
圖6是表示圖5所示的濃度等級控制電路的詳細結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示將電流源分作三級時的多級式電流反射鏡部的示意圖。
圖8是表示電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路所輸出的電流的濃度等級電平-輸出電流特性的圖。
圖9是表示本發(fā)明的第六種實施方式的使用濃度等級控制用輸出電路的電流驅(qū)動方式的顯示裝置的構(gòu)成的方框電路圖。
圖10是表示第六種實施方式的濃度等級控制用輸出電路中選擇預(yù)充電電路及選擇預(yù)充電控制電路的一個例子的電路圖。
圖11是表示第六種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的布局的參考例的圖。
圖12是表示本發(fā)明的第七種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的布局的圖。
圖13是表示第七種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的輸出布線區(qū)域的布線圖。
圖14(a)、(b)分別為表示濃度等級控制用輸出電路和結(jié)構(gòu)的電路圖，以及簡要表示該濃度等級控制電路的布局的參考例的圖形。
圖15(a)是表示濃度等級控制電路的構(gòu)成的電路圖，(b)是簡要表示該濃度等級控制電路的布局的參考例的圖，(c)是簡要表示本發(fā)明的第八種實施方式的濃度等級控制電路的布局的圖。
圖16(a)、(b)分別為表示該圖(b)所示的濃度等級控制用輸出電路的電流值-濃度等級電平特性的圖形，以及設(shè)置了增大電路用電流反射鏡部時的濃度等級控制用輸出電路和例子的方框電路圖。
圖17是表示本發(fā)明的第九種實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，電流增大控制電路的圖。
圖18(a)、(b)分別為表示發(fā)明的第十種實施方式所涉及的探頭插件的剖視圖，以及表示該探頭插件的剖面的方框電路圖。
圖19是表示本發(fā)明的第十一種實施方式涉及的探頭插件的剖面的方框電路圖。
圖20(a)、(b)分別為表示平時本發(fā)明的第十二種實施方式涉及的半導體芯片的電路圖，以及進行檢查時第十二種實施方式的半導體芯片的電路圖。
圖21是為了介紹本發(fā)明的第十三種實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路的檢測方法而繪制的電路圖。
圖22是為了表示濃度等級控制用輸出電路中來自外部的輸入信號的傳輸路徑而繪制的方框電路圖。
圖23是表示本發(fā)明者的第十四種實施方式所涉及的半導體芯片中選擇電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖24是為了介紹有機EL顯示屏的驅(qū)動方式而繪制的圖形。
圖25(a)、(b)分別為表示現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器的構(gòu)成的電路圖，以及表示電源電壓供給線中電源電位和離開電源電壓供給部的距離的關(guān)系的圖形。
圖26(a)、(b)分別表示現(xiàn)有技術(shù)為了檢測電流驅(qū)動用濃度等級控制用輸出電路而使用的探頭插件的剖視圖，及表示現(xiàn)有技術(shù)的探頭插件的剖面的方框電路圖。
圖中1-濃度等級控制部；2-第二MISFET；3-第三MISFET；4-電源電壓供給布線；5-輸出側(cè)晶體管；6-運算放大器；7-差動電路；8-輸出緩沖部；10、10a-電流供給部；11-第一MISFET；12-電源電壓供給部；13-電阻；14-第三節(jié)點；15-柵偏壓供給線；16-輸出部；19-防止振蕩用電容器；20-電壓選擇開關(guān)；21-第一電阻；22-第二電阻；23-第一節(jié)點；23a-輸出部用電壓供給線；24-第二節(jié)點；24a-差動電路用電壓供給線；25-第一電源電壓供給節(jié)點；26-第二電源電壓供給節(jié)點；30-傾斜偏置用MISFET；31-第二電流供給部；41-第四MISFET；43-接受側(cè)電流反射鏡；49、70-傳輸門；50、71-倒相器；52-電流反射鏡部；53-選擇開關(guān)；55-低側(cè)電流反射鏡部；56-高側(cè)電流反射鏡部；59-低側(cè)濃度等級控制電路；60-高側(cè)濃度等級控制電路；61、66-電流增大控制電路；62、106-選擇預(yù)充電電路；63a、63b、68、69、80、88、100-電阻；64、107-輸出部；65-增大電路用電流反射鏡部；74-NOR電路；75-OR電路；76-NAND電路；77-輸出節(jié)點；78-基板；79-半導體檢驗器；81-比較電路；82-被檢測晶圓；83-探頭；85-連接布線；86-布線；87-焊盤(pad)；90-共用閂鎖電路；102、103-二極管；104、105-開關(guān)電路；111a、111b-通常動作用閂鎖電路。
具體實施例方式
(第一實施方式)作為本發(fā)明的第一實施方式，下面結(jié)合附圖對將用于向差動電路供給電源電壓的布線與用于向輸出緩沖部提供電源電壓的布線分離的濃度等級控制用輸出電路(電壓驅(qū)動用驅(qū)動器)做一介紹。
-電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的基本結(jié)構(gòu)-圖1是表示與本發(fā)明的第一實施方式的濃度等級控制用輸出電路構(gòu)成的電路圖。
如該圖所示，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部12；與電源電壓供給部12連接，旨在供給一定電流的電流供給部10；設(shè)置在電流供給部10與電源電壓供給部12之間，漏極與柵電極互相連接的P溝道型MISFET的第一MISFET11；設(shè)置在第一MISFET11與電源電壓供給部12之間的第一節(jié)點23及第二點24；具有差動電路7a、電壓選擇開關(guān)20a、輸出緩沖部8a以及輸出端16的濃度等級控制部1a、1b、……、1N(N為整數(shù))；與第一MISFET的柵電極連接的柵偏壓供給線15a；在第一節(jié)點23和濃度等級控制部1N的輸出緩沖部8a之間起連接作用，可將電源電壓供給各濃度等級控制部輸出緩沖部的輸出端用電源電壓供給線23a；設(shè)置在輸出端用電壓供給線23a上，與濃度等級控制部1a、1b、……、1N-1的輸出緩沖部連接的第一電源電壓供給節(jié)點25a；設(shè)置在輸出端用電壓供給線23a中的第一電源供給節(jié)點25-第一節(jié)點23之間以及各第一電源供給節(jié)點25之間的第一電阻21；在第二節(jié)點24和濃度等級控制部1N的差動電路7N之間起連接作用，可將電源電壓供給各濃度等級控制部的差動電路的差動電路用用電壓供給線24a；設(shè)置在差動電路用電壓供給線24a上，與濃度等級控制部1a、1b、……、1N-1的差動電路連接的第二電源電壓供給節(jié)點26；以及在差動電路電源供給線24a中的第二電源電壓供給節(jié)點26-第二節(jié)點24之間及各第2電源電壓供給節(jié)點26之間設(shè)置的第二電阻22。一個濃度等級控制用輸出電路通常具有400～500個濃度等級控制部。而且，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，通常集成在同一個芯片內(nèi)。
另外，作為電阻的第一電阻21及第二電阻22，是由于布局等原因而產(chǎn)生的，理想狀態(tài)是不存在。
-濃度等級控制部的構(gòu)成-本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的濃度等級控制部跟現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器一樣，具有采用MISFET的電流反射鏡電路。
如圖1所示，濃度等級控制部1a包括源極與第一電源電壓供給節(jié)點25連接的P溝道型的第三MISFET3a；源極與第二電源電壓供給節(jié)點26連接的P溝道型的第二MISFET2a；電壓選擇開關(guān)20a；輸入端的(+)側(cè)與電壓選擇開關(guān)連接，(-)側(cè)與輸出部16連接的運算放大器6a；源極接地，漏極與第三MISFET3a連接，柵電極與運算放大器6a的輸出端連接的N溝道型MISFET的輸出側(cè)晶體管5a；設(shè)置在輸出側(cè)晶體管5a和第三MISFET3a之間，與輸出部16連接的第三節(jié)點14；以及設(shè)置在連接運算放大器6a的輸出端-輸出側(cè)晶體管5a的柵電極之間與輸出側(cè)晶體管5a-第三節(jié)點14之間的布線之間的防止振蕩用電容器19a。
另外，第二MISFET2a及運算放大器6a構(gòu)成差動電路7a，第三MISFET3a、第三節(jié)點14，防止振蕩用電容器19a以及輸出側(cè)晶體管5a構(gòu)成輸出緩沖部8a。在本實施方式的濃度等級控制部1a中，第二MISFET2a和第三MISFET3a的電特性一致，而且彼此的柵電極相互與柵偏壓供給線15連接，構(gòu)成電流反射鏡電路。而且在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，N個濃度等級控制部1a、1b、……、1N分別與所述的濃度等級控制部1a構(gòu)成相同的電路。第二MISFET2a、2b……、2N及第三MISFET3a、3b……、3N的柵電極分別與柵偏壓供給線15連接。由柵偏壓供給線15向第二MISFET2a、2b……、2N以及第三MISFET3a、3b……、3N的柵電極供給的電壓不因位置而異，基本相同，這些MISFET常時保持導通狀態(tài)。
另外，在下文中，不區(qū)別表示濃度等級控制部1a、1b……、1N中的某一個時，就表述為“濃度等級控制部1”。不區(qū)別表示作為濃度等級控制部1的構(gòu)成元件的N個的第二MISFET、第三MISFET、輸出側(cè)晶體管、運算放大器、電壓選擇開關(guān)中的某一個時，就表述為“第二MISFET2”、“第三MISFET3”、“輸出側(cè)晶體管5”、“運算放大器6”、“電壓選擇開關(guān)20”。
-濃度等級控制部的功能-濃度等級控制部1是由輸出緩沖部8和差動電路7組成二級放大裝置。輸出緩沖部8將驅(qū)動電流供給液晶顯示屏的TFT及像素(圖中未示出)差動電路則控制輸出的驅(qū)動電流。
首先，濃度等級控制用輸出電路在驅(qū)動時，由第一電源電壓供給節(jié)點25及第二電源電壓供給節(jié)點26分別將彼此基本上等值的電源電壓供給第二MISFET2及第三MISFET3。于是，電流反射鏡電路發(fā)揮作用，使第二MISFET2及第三MISFET3分別流過電流I1及I2。為了驅(qū)動與輸出部16連接的負載，電流I2被設(shè)定得大于電流I1，在本實施方式中，電流I1∶電流I2的比值約為1∶5。
電壓選擇開關(guān)20，例如多路調(diào)制器，具有根據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)選擇多個基準電壓的功能。差動電路7的運算放大器6，以負反饋的方式對電壓選擇開關(guān)20選擇的電壓進行電流增幅。接著將經(jīng)過電流增幅的電壓通過防止振蕩用電容器19由輸出端16向液晶或有機EL顯示屏輸出。這時，防止振蕩用電容器19，改變運算放大器6的輸出信號的相位。使被負反饋的運算放大器6的輸出穩(wěn)定。
在濃度等級控制部1中，防止振蕩用電客器19在運算放大器6的輸出電流(＝電流I1)和流過輸出緩沖部8的電流作用下被充電?？墒?，由于流過差動電路7的電流小于流過輸出緩沖部8的電流，所以防止振蕩用電容器19的充電時間隨著運算放大器6的輸出電流的大小而變。當防止振蕩用電容器19的充電時間產(chǎn)生變化時運算放大器6的傳輸率產(chǎn)生變化，使與輸出端16連接的負載的充電時間也發(fā)生變化。由于流過差動電路7的電流，隨著第二MISFET2的柵-源間的電壓VGS1的變化而變化，所以當柵偏壓供給線15的電位不受位置影響保持一定時，通過使第二電源電壓供給節(jié)點26所供給的電源電壓保持一定，就可以使輸出電流保持一定。
-與現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器的差異-本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，與現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器的差異是向差動電路和輸出緩沖部供給各自的電源電壓的布線被分離開來。
這樣，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路與現(xiàn)有技術(shù)的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器相比，可以將電阻造成的電壓降減少到很小的程度。因此就能抑制處于遠離電源電壓供給部12的位置上的第一電源供給節(jié)點25及第二電源供給節(jié)點26的電壓降，就能使第一電源電壓供給節(jié)點25及第二電源電壓供給節(jié)點26因位置不同而產(chǎn)生的電壓差減少。
而且，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，由于柵偏壓供給線15的電位不受位置影響保持恒定，所以第二MISFET2的柵-源之間的電壓VGS1的不一致也能受到抑制，這樣，流過差動電路7的電流就與離開電源電壓供給部12的距離無關(guān)，基本保持一定，運算放大器6的傳輸率也能基本保持一定。
所以，使用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路后，由于可以使向負載的充電時間保持一定，所以可以實現(xiàn)沒有亮度不勻的液晶顯示屏及電壓寫入方式的有機EL顯示屏。
此外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，還可以通過電壓選擇開關(guān)20切換向顯示裝置等供給的電壓，從而進行濃度等級控制。
本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，除了可以用作液晶驅(qū)動器之外，還可以在根據(jù)電壓進行濃度等級顯示的打印機的打印頭等中得到采用。
在本實施方式中，電流I1與電流I2的比值被設(shè)定為約等于1∶5。但只要I1＜I2就行，對電流值的比并無特別的限制。
在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，作為構(gòu)成電流反射鏡電路的MISFET，雖然使用的是P溝道型MISFET，但也可以使用N溝道型MISFET。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，通過采用npn型雙極性晶體管來取代濃度等級控制部1中的MISFET，就可以作為電流驅(qū)動用驅(qū)動器使用。
(第二實施方式)圖2(a)、(b)分別為表示涉及本發(fā)明的第二實施方式的濃度等級控制用輸出電路(電壓驅(qū)動用驅(qū)動器)的結(jié)構(gòu)的電路圖，以及表示電源電壓供給線中的電源電位和離開電源電壓供給部的距離這兩者之間的關(guān)系的示意圖。
本實施方式的電壓驅(qū)動用濃度等級控制用輸出電路，通過使柵偏壓供給線15的電位保持傾斜的方式，從而使各第二MISFET2以及各第三MISFET3的柵一源之間的電壓VGS1以及VGS2基本保持一定。
如2(a)所示，涉及本發(fā)明的第二實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部12；與電源電壓供給部12連接，具有輸出端16的濃度等級控制部1a、1b……、1N(N為整數(shù))；與接地線連接，旨在供給一定的電流的第一電流供給部10a；設(shè)置在第一電流供給部10a和電源電壓供給部12之間，漏極和柵電極互相連接的P溝道型MISFET的第一MISFET11；設(shè)置在第一MISFET11和電源電壓供給部12之間的第一節(jié)點18；旨在供給一定的電流的第二電流供給部31；漏極與第二電流部31連接，且漏極與柵電極互相連接的P溝道型MIS晶體管的傾斜偏置用MISFET30；將第一MISFET11的柵電極和傾斜偏置用MISFET30的柵電極互相連接的柵偏壓供給線15；將第一節(jié)點18和傾斜偏置用MISFET30的源極互相連接，旨在向各濃度等級控制部1供給電源電壓的電源供給布線4；設(shè)置在電源電壓供給布線4上，分別與濃度等級控制部1a、1b……、1N連接的電源電壓供給節(jié)點17；以及設(shè)置在各電源電壓供給節(jié)點17之間以及電源電壓供給節(jié)點17和第一節(jié)點18之間的電阻13。另外，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，和第一實施方式的濃度等級控制用輸出電路，和第一實施方式一樣，通常被集成在同一個芯片內(nèi)。而且，與以后的實施方式相關(guān)的濃度等級控制用輸出電路也同樣被集成在同一個芯片內(nèi)。
而且，傾斜偏置用MISFET30和第一MISFET11一樣，只要是相同的導電型，既可采用P溝道型，也可采用N溝道型。
另外，在本實施方式中，濃度等級控制部1和第一實施方式具有相同的構(gòu)造。
即，如圖2(a)所示，濃度等級控制部1包括源極互相連接，并且與電源電壓供給節(jié)點17連接的P溝道型第二MISFET2及第三MISFET3；電壓選擇開關(guān)20a；輸入端的(+)側(cè)與電壓選擇開關(guān)連接，(-)側(cè)與輸出端16連接的運算放大器6a；源極接地，漏極與第三MISFET3a連接，柵電極與運算放大器6a的輸出端連接的N溝道型MISFET的輸出側(cè)晶體管5a；設(shè)置在輸出側(cè)晶體管5a和第三MISFET3a之間，與輸出端16連接的第二節(jié)點14；以及設(shè)置在連接運算放大器6a的輸出端一輸出側(cè)晶體管的柵電極之間和輸出側(cè)晶體管5a一第二節(jié)點之間的布線之間的防止振蕩用電容器19a。而且，第二MISFET2a及運算放大器6a構(gòu)成差動電路，第三MISFET3a、第二節(jié)點14、防止振蕩用電容器19a以及輸出側(cè)晶體管5a，構(gòu)成輸出緩沖部8a。
本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的特征在于設(shè)置了第二電流供給部31及傾斜偏置用MISFET30。這樣，正如下文將要講解的那樣，可以防止第二MISFET2及第三MISFET3的柵一源間的電壓(VGS1及VGS2)受電源電壓供給節(jié)點17的電壓降的影響而出現(xiàn)降低的現(xiàn)象。
另外，傾斜偏置用MISFET30，在本裝置動作期間，始終為導通狀態(tài)。因此，傾斜偏置用MISFET30的漏極側(cè)的電位，是從電源電壓供給部12的電位經(jīng)至少因電阻13的電壓降后的電位。并且，因為傾斜偏置用MISFET30的漏極和柵電極互相連接著，所以傾斜偏置用MISFET30柵電極就低于第一MISFET的柵電極的電位。這樣，如圖2(b)所示，在柵偏壓供給線15中，電位伴隨著離開電源電壓供給部12的距離的增大而減小，形成了電位坡度。在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，通過將柵偏壓供給線15中的電位坡度，被設(shè)定得與電源電壓供給布線4中的電壓降的比率大致成正比，從而可以使各第二MISFET2及第三MISFET3的柵一源之間的電壓(VGS1及VGS2)基本上保持一定。
這樣，流過第二MISFET2的電流I1的值，可以與離開電源電壓供給部12的距離無關(guān)，基本保持一定，運算放大器6a的傳輸率也能基本保持一定。其結(jié)果是；使用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，可以由所有的濃度等級控制部1的輸出端16，向TFT及像素提供具有均勻的電流值的電壓信號。
而且，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，將電源電壓供給差動電路7的布線和將電源電壓供給輸出緩沖部8的布線不分離。傾斜偏置用MISFET30的面積，與電壓供給線面積相比，非常小，所以本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，與第一實施方式的濃度等級控制用輸出電路相比，面積要小得多。驅(qū)動驅(qū)動器被用于液晶顯示屏時，具有多輸出(400～500輸出)，配置在顯示屏的邊緣部位。因此，驅(qū)動驅(qū)動器的面積小，在使顯示屏小型化上發(fā)揮著重要作用。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，差動電路7和輸出緩沖部8的電源電壓都由電源電壓供給布線4提供，所以不會受電阻13的電阻值大小差異的影響，1個濃度等級控制部1內(nèi)的差動電路7以及輸出緩沖部8可以分別得到基本上等值的電源電壓。這也有利用使運算放大器的傳輸率保持一定。
綜上所述，采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，就能夠使運算放大器6的傳輸率基本保持一定，使給負載的充電時間保持一定，進而可以抑制液晶顯示屏及電壓寫入方式的有機EL顯示屏產(chǎn)生顯示不均勻的現(xiàn)象。
而且，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路與第一實施方式的濃度等級控制用輸出電路相比，還能夠減小面積，所以有利于集成化，可望在尺寸較小的液晶顯示屏中得到廣泛采用。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，使用P溝道型MISFET構(gòu)成濃度等級控制部1內(nèi)的電流反射鏡電路。但也可以用N溝道型MISFET取而代之。這時，最好將第一MISFET11和傾斜偏置用MISFET30都選用N溝道型MISFET。這在以下的實施方式中相關(guān)的濃度等級控制用輸出電路中也都一樣。
還有，盡管在本實施方式的濃度等級控制部1中，電流I1和電流I2的比值也設(shè)定為1∶5。但對電流值的比并沒有特別限制，只要I1＜I2就行。
再有，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，為了在柵偏壓供給線15上形成電位坡度，設(shè)置了第二電流供給部31及傾斜偏置用MISFET30。但也可以設(shè)置與電源電壓供給部獨立的電流供給部。和具有的電位低于第一MISFET11的柵電極的電位的低電位供給部。以上，對濃度等級控制用輸出電路進行了介紹。但也可以采用具有多個電流反射鏡的電流相加型D/A變?yōu)l器取代濃度等級控制部1。這時，構(gòu)成各D/A變?yōu)l器的MISFET的柵一源之間的電壓也彼此相等，所以也能使輸出電流保持一定。這種濃度等級控制用輸出電路，可以作為有機EL顯示屏以及無極EL顯示屏用的驅(qū)動器或LED打印機的打印頭使用。關(guān)于電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路，后文將予以詳述。
(第三實施方式)本發(fā)明的第三實施方式相關(guān)的濃度等級控制用輸出電路，是將第一實施方式和第十實施方式相關(guān)的濃度等級控制用輸出電路組合而成的。
圖3是表示本發(fā)明的第三實施方式相關(guān)的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的構(gòu)成的電路圖。在該圖中，與第一及第二實施方式相同的元件及電路，均附予和圖1、圖2相同的符號。
如圖3所示，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部12；與電源電壓供給部12連接，具有差動電路7、電壓選擇開關(guān)20、輸出緩沖部及輸出部16的N個濃度等級控制部1；與接地線連接，旨在供給一定的電流的第一電流供給部10a；設(shè)置在第一電流供給部10a和電源電壓供給部12之間，漏極與柵電極互相連接的P溝道型MISFET的第一MISFET11；設(shè)置在第一MISFET11和電源電壓供給部12之間的第一節(jié)點及第二節(jié)點24；旨在供給一定的電流的第二供給部31；源極與第二電流供給部31連接，漏極與柵電極互相連接的P溝道型MISFET的傾斜偏置用MISFET30；連接第一MISFET11的柵電極和傾斜偏置用MISFET30的柵電極的柵偏壓供給線15；將第二節(jié)點24和傾斜偏置用MISFET30的源極互相連接的差動電路用電壓供給線24a；設(shè)置在差動電路用電壓供給線24a上，與各差動電路7連接的第十二電源電壓供給節(jié)點26；設(shè)置在第二節(jié)點24和第二電源電壓供給節(jié)點26之間以及各第二電源電壓供給節(jié)點之間的電阻22；將第一節(jié)點23和第N個第三MISFET3N，連接起來的輸出部用電壓供給線23a；設(shè)置在輸出部用電壓供給線23a上，與各輸出緩沖部8連接的第一電源電壓供給節(jié)點25；設(shè)置在第一節(jié)點23和第一電源電壓供給節(jié)點25之間以及各第一電源電壓供給節(jié)點25之間的電阻21。另外，濃度等級控制部1的構(gòu)成，和第一實施方式的完全一樣。
在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，向差動電路7供給電源電壓的布線和向輸出緩沖部8供給電源電壓的布線互相分離，從而能將設(shè)置在遠離電源電壓供給部12的位置上的第一電源電壓供給節(jié)點25及第二電源電壓供給節(jié)點26上的電源電壓降控制到很小的程度。
再加上，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，在柵偏壓供給線15上存在著電位坡度。所以，第二MISFET2及第三MISFET3的柵-源之間的電壓VGS1和VGS2因位置的不同而產(chǎn)生的不一致，受到了抑制。
總而言之，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，由于上述兩種構(gòu)造的相互作用，可以不受濃度等級控制部1的位置的影響，使運算放大器6的傳輸率較高精度地保持一定。因此，采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，就能使所有濃度等級控制部1的輸出部16輸出的電流保持一定，使對負載的充電時間保持一定，其結(jié)果，采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路后，能夠抑制液晶顯示屏以及電壓寫入方式的有機EL顯示屏產(chǎn)生的顯示不勻。
(第四實施方式)在第一實施方式～第三實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，通過共用的電壓供給線，將來自電源電壓供給部12的電源電壓分配給第2NISFET2(以下將這種方式稱作“電壓分配方式”)使各自的柵-源間的電壓VGS1基本上保持一定。與此不同，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，在設(shè)置在遠離電源電部12的位置上的傾斜偏置用MISFET30側(cè)，設(shè)置了接收側(cè)電流反射鏡電路43，通過電流反射鏡彼此之間的電流分配，將與第一電流供給部10a所供給的電流大小相等的電流分配給傾斜偏置用MISFET30。以下將這種方式稱作“電流交換方式”。圖4所示的電路圖，就表示本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的構(gòu)成，在該圖中，與第三實施方式相同的元件及電路，附加著和圖3相同的符號。如該圖所示，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部12；與電源電壓供給部12連接，具有差動電路7，電壓選擇開關(guān)20，輸出緩沖部8及輸出部16的N個濃度等級控制部1；與接地線連接的第一電流供給部10a；在第一電流供給部10a和電源電壓供給部12a之間依次設(shè)置的漏極和柵電極互相連接的P溝道型MISFET的第一MISFET11；在第一MISFET11和電源電壓供給部之間設(shè)置的第一節(jié)點23及第二節(jié)點24；都是N溝道型MISFET，由柵電極彼此之間互相連接的第一反射鏡MISFET43a及第二反射鏡MISFET43b構(gòu)成的接受側(cè)電流反射鏡電路43；漏極與第一反射鏡MISFET43a連接，柵電極與第一MISFET11的柵電極連接，源電極與電源電壓供給部12連接，和第一MISFET11共同構(gòu)成供給側(cè)電流反射鏡的P溝道型的第4MISFET41；源極與第二N溝道型MISFET43b連接，漏極與柵電極互相連接的P溝道型MIS晶體管的傾斜偏置用MISFET30；連接第一MISFET11的柵電極和傾斜偏置用MISFET30的柵電極的柵偏壓供給線15；連接第二節(jié)點24和傾斜偏置用MISFET30的源極的差動電路用電壓供給線24a；在差動電路用電壓供給線24a上設(shè)置，與各差動電路7連接的第二電源電壓供給節(jié)點26；在第二節(jié)點24和第二電源電壓供給節(jié)點26之間以及各第二電源電壓供給節(jié)點之間設(shè)置的電阻22；連接第一節(jié)點23和第N級的第三MISFET3N的輸出部用電壓供給線23a；在輸出部用電壓供給線23a上設(shè)置的，與各輸出緩沖部8連接的第一電源電壓供給節(jié)點25；在第一節(jié)點23和第一電源電壓供給節(jié)點25之間以及各第一電源電壓供給節(jié)點25之間設(shè)置的電阻21。另外，濃度等級控制部1的構(gòu)造與第三實施方式一樣。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，作為第三濃度等級控制用輸出電路的第二電流供給部31，設(shè)置著接受側(cè)電流反射鏡電路43和旨在分配由第一電流供給部10供給的電流的第四NISFET41。
在這里，電流反射鏡的第一MISFET11和第四MISFET41是由彼此相同的元件構(gòu)成，并且具有相同的電特性。第一反射鏡MISFET43a和第二反射鏡MISFET43b也是由彼此相同的元件構(gòu)成，具有相同的電特性。再加上在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，第一MISFET11、第四MISFET41、第一反射鏡MISFET43a及第二反射鏡MISFET43b分別在飽和區(qū)域中動作，所以由第一電流供給部10a供給的電流，與流過第二反射鏡MISFET43b的電流，高精度地相等。
而且，由于可以用一個偏置電路，將一定的電流供給相距較遠的電路，所以可以避免電路面積的增大。
再加上由于采用了電流交換方式，所以分配電流可以不受電阻導致的電壓降的影響，因而能使供給設(shè)置在距電源電壓供給部12較遠處(相離數(shù)毫米處)的第二MISFET2(或差動電路7)的電源電壓與供給設(shè)置在距電源電壓供給部12較近的第二MISFET的電源電壓令人滿意地一致。
其結(jié)果是，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，第二MISFET2的柵-源之間的電壓VGS1不受到電源電壓供給部的距離的影響，基本上能夠保持一定，運算放大器的傳輸率也能基本上保持一定。就是說，如果采用本實施方式的濃度等級用輸出電路，就能夠抑制液晶顯示屏及電壓寫入方式的有機EL顯示屏所產(chǎn)生的顯示不勻的現(xiàn)象。
在本實施方式中，介紹了將電壓分配方式和電流交換方式組成在一起的例子。如果在各濃度等級控制部1之間設(shè)置電流反射鏡電路，也可以采用電流交換方式給所有的第二MISFET2分配電流。這時，由于面積增大，實際上最好采用電壓分配方式給距電源電壓供給部12較近的第二MISFET2分配電源電壓采用電流交換方式給距電源電壓供給部12較遠的第二MISFET2分配電流。
(第五種實施方式)作為本發(fā)明的第五種實施方式，介紹在電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路中采用在第一至第四種實施方式中介紹過的電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路結(jié)構(gòu)的使用例。
圖5示出了與本發(fā)明的第五種實施方式相關(guān)的濃度等級控制用輸出電路(電流驅(qū)動用驅(qū)動器)的結(jié)構(gòu)。圖6則示出圖5所示的濃度等級控制電路51的詳細結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括電源電壓供給部12；與電源電壓供給部12連接，作為電流加型的D/A變?yōu)l器而發(fā)揮作用的N個濃度等級控制電路51；與接地線連接的第一電流供給部10a；在第一電流供給部10a和電源電壓供給部12之間設(shè)置的，漏極和柵電極互相連接的P溝道型MISFET的第一MISFET11；在第一MISFET11和電源電壓供給部12之間設(shè)置的第一節(jié)點18；都是N溝道型，由柵電極彼此互相連接的第一反射鏡MISFET43a及第二反射鏡MISFET43b構(gòu)成的接受側(cè)電流反射鏡電路43；漏極與第一反射鏡MISFET43a連接，柵電極與第一MISFET11的柵電極連接，源極與電源電壓供給部連接，與第一MISFET11共同構(gòu)成供給側(cè)電流反射鏡的P溝道型的第四MISFET41；漏極與第二N溝道型MISFET43b連接，漏極和柵電極互相連接的P溝道型MIS晶體管的傾斜偏置用MISFET30；連接第一MISFET11的柵電極和傾斜偏壓供給線15；旨在向各濃度等級控制電路51供給電源電壓的電源電壓供給布線4；在電源電壓供給布線4上設(shè)置的分別與各濃度等級控制電路51連接的電源電壓供給節(jié)點17；在各電源電壓供給節(jié)點18之間設(shè)置的電阻13。
另外，如圖6所示，濃度等級控制電路51包括源極與電源電壓供給節(jié)點17連接，并且相互并聯(lián)的多個電流相加用電流反射鏡部52；分別設(shè)置在各電流相加用的電流反射鏡部52的漏極側(cè)，輸出側(cè)互相連接的選擇開關(guān)53；以及與選擇開關(guān)53的輸出側(cè)連接，旨在供給輸出電流的輸出部54。
電流相加用的電流反射鏡部52則由互相并聯(lián)的P溝道型MISFET構(gòu)成，6比特的濃度等級(64濃度等級)時，分別由1、2、4、8、16、32個P溝道型MISFET構(gòu)成。選擇開關(guān)53則包括傳輸門49和倒相器50。前者由N溝道型MISFET及P溝道型MISFET構(gòu)成，后者的輸出端與N溝道型MISFET連接。各選擇開關(guān)53依次由數(shù)字數(shù)據(jù)L0、L1…L5控制著“ON、OFF”的動作。而且，構(gòu)成電流相加用的電流反射鏡部52的MISFET由于電特性互相一致，所以在選擇開關(guān)53處于“ON”的狀態(tài)時，電流相加用的電流反射鏡部52的各P溝道型MISFET就流過互相相等的電流。
這樣，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，由于采用這種構(gòu)造，所以可以由輸出部供給64種大小不同的電流。再加上如在第四種實施方式中已講述的那樣，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路51之間，由于能抑制輸出部54輸出的電流量的不一致，所以如果采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，就能對使用有機EL、無機EL以及LED等電流驅(qū)動的發(fā)光元件的顯示屏進行濃度等級控制，還可抑制顯示不勻。將本實施方式的濃度等級控制用輸出電路用于采用上述那些發(fā)光元素的打印機打頭后，就能使打印文字不勻的現(xiàn)象甚微。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，由于不需要設(shè)置所占面積比較大的運算放大器，所以與使用運算放大器類型的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路或電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用濃度等級控制電路相比，可以縮小芯片的尺寸。
在以上的介紹中，舉出了實現(xiàn)64濃度等級的濃度等級的控制用輸出電路的例子。為了實現(xiàn)n比特(M濃度等級；M＝2n)的濃度等級顯示，只要在一個濃度等級控制電路51設(shè)置分別具有1、2、…、M/2個MISFET的電流相加用的電流反射鏡部就行。在這里，M為正偶數(shù)，例如，在本實施方式的濃度等級控制電路51中再設(shè)置具有64個P溝道型MISFET的電流相加用的電流反射鏡部52，就能進行128濃度等級的濃度等級控制。
還有，在本實施方式中，雖然依靠電流相加用的電流反射鏡部52的MISFET的個數(shù)進行濃度等級顯示，但也可以給每個比特數(shù)設(shè)置一個MISFET，使它們的門信號寬度(W)/門信號長度(L)的值為1、2、4、…、32。但依靠MISFET的個數(shù)進行濃度等級控制的作法，可以提高輸出電流的精度。
這樣，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，取代在第一種至第四種實施方式中所介紹的濃度等級控制用輸出電路的濃度等級控制部1，設(shè)置了電流相加型D/A轉(zhuǎn)換器，從而能制造出亮度不勻的現(xiàn)象甚微的有機EL顯示屏。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，作為構(gòu)成電流相加的電流反射鏡部52的MISFET，也可以使用N溝道型MISFET。
最后，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，取代濃度等級控制電路51而設(shè)置在第二種實施方式中使用的濃度等級控制部1時就可以成為渡晶顯示屏等到使用的電壓驅(qū)動用驅(qū)動器。
(第六種實施方式)本發(fā)明者的第六種實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路，是具有下述四個特點的電流驅(qū)動用驅(qū)動器。
首先，第一個特點是通過設(shè)置多級化的電流反射鏡部，減少輸出電流之間的不一致。
其次，第二個特點是對提供給顯示裝置的亮度控制和實際上表現(xiàn)出來的亮度特性之間的差值，采取了校正措施。
再其次，第三個特點是設(shè)置了選擇預(yù)充電電路(圖中未示出)和選擇預(yù)充電控制電路62，以輔助顯示裝置上的信號線導致的寄生電容的充電。
最后，第四個特點是設(shè)置了電流增大控制電路61，以增大輸出電流。
圖9所繪的方框電路圖表示出使用本發(fā)明的第六種實施方式所涉及的濃度等級控制用輸出電路和電流驅(qū)動方式的顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
如該圖所示，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括具有低(LOW)側(cè)電流輸出部，旨在控制1～4·8·16濃度等級的低側(cè)濃度等級控制電路59，旨在將基準電壓Vst1供給到低側(cè)濃度等級控制電路59的低側(cè)電流反射鏡部55；具有高(HIGH)側(cè)電流輸出部，旨在控制4·8·16～64濃度等級的高側(cè)濃度等級控制電路60；與輸出部64連接的電流增大控制電路61；旨在將基準電壓Vst2分別供給到高側(cè)濃度等級控制電路60及電流增大控制電路61的高側(cè)電流反射鏡部56；以及與顯示側(cè)的源極信號線58連接的選擇預(yù)充電控制電路62。
另外，在圖9中雖然做了簡化表示，但低側(cè)電流反射鏡部55及高側(cè)電流反射鏡部56都采用3級結(jié)構(gòu)，各自具有176種輸出。低側(cè)電流反射鏡部55的第一級和高側(cè)電流反射鏡部56的第一級(主電流源)分別與外部的電阻63a、63b連接。
下面對本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的特點作一介紹。有關(guān)增大電路的介紹，則留待后文將要敘及的實施方式中再予進行。
-電流反射鏡部的多級化-為了維持電流反射鏡電路的恒定電流特性，需要限制與共用的電源電壓供給線連接的反射鏡晶體管的數(shù)量(電壓分配方式)。這是因為如果反射鏡晶體管的數(shù)量太多，如前文所述，電壓供給線中產(chǎn)生的電壓降的影響就要變大的緣故。
另一方面，電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路，與電壓驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路一樣，具有很多的輸出。本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的輸出數(shù)目為R(紅)、G(綠)、B(藍)的每種顏色有176種輸出，合計528種輸出。如果由共用的電壓供給線向與176種輸出一一對應(yīng)的電流反射鏡供給電源電壓，就有可能造成輸出電流間的不一致。因此，雖然采用了將電流反射鏡彼此連接的電流交換方式，但因使電流分配的數(shù)量增加時消耗電流也相應(yīng)增大，所以存在與產(chǎn)品性能之間的權(quán)衡問題。針對這個問題，本申請的發(fā)明人采取了電流反射部的多級化結(jié)構(gòu)，將電流交換方式與電壓分配方式同時并用。
圖7示出了將電流源作為3級式時電流反射鏡部。
如該圖所示，第一級電流反射鏡(主電流源55a)的電流值，通過電流反射鏡電路，被復(fù)制到16個第二級電流反射鏡(子電流源55b)。子電流源55b的電流值，又通過電流反射鏡電路被11個第三級電流反射鏡(孫電流源55c)復(fù)制。這樣，構(gòu)成各級電流反射鏡的MISFET，就被分配到大小彼此相等的電流。采用上述結(jié)構(gòu)，主電流源55a的電流值，就能傳遞給16×11＝176個孫電流源55c。采用這種電流反射鏡部的結(jié)構(gòu)，可以使孫電流源55c的輸出電流值的不一致，比將主電流源55a的電流值直接傳遞給176個孫電流源55c小。因此，在有機EL顯示裝置等設(shè)備上采用多級式電流反射鏡部后，就能夠減少顯示不勻的現(xiàn)象。
本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，就配置著所述的三級結(jié)構(gòu)的多級式電流反射鏡部。所以輸入給各低側(cè)濃度等級控制電路59的基準電壓Vst1、Vst2的不一致就相當小。由各低側(cè)電流輸出部及高側(cè)電輸出部輸出的輸出電流的不一致也相當小。另外，電流反射鏡部的級數(shù)可以是三級以上，電流反射鏡部的輸出數(shù)量也可以適當變更。
-對γ校正的處理-用于顯示器的發(fā)光元件的亮度，并不是與外加電流成正比地增大。與外加電流較小時相比，外加電流較大時，對于亮度而言的電流的增加率也要變陡。將這種現(xiàn)象稱作γ特性。這種特性在液晶裝置中也能看到。
圖8示出電流驅(qū)動用在濃度等級控制用輸出電路輸出的電流的濃度等級電平-輸出電流特性。
在電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路中，由于采取使用電流反射鏡的單位電流源的組合的方式控制濃度等級，所以進行濃度等級控制的電流反射鏡部為一個時，濃度等級電平-輸出電流的圖象成為一條直線。因此，顯示屏上的發(fā)光元件的亮度往往偏離設(shè)定。
為了解決這個問題，本申請的發(fā)明人將顯示裝置使用的濃度等級控制用輸出電路的電流反射鏡部及濃度等級控制電路，分為低側(cè)和高側(cè)兩段。輸出電流較小時，只輸出來自低側(cè)電流輸出部的電流；輸出電流較大時，在來自低側(cè)電流輸出部的電流之上，再加上來自高側(cè)電流輸出部的電流。
在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，從能夠單獨控制1～16濃度等級的低側(cè)濃度等級控制電路59輸出的電流，始終從輸出部64輸出；從能夠控制4、8、16、32、64濃度等級的高側(cè)濃度等級控制電路60輸出的電流，只有在超過16濃度等級的濃度等級控制時才從輸出部64輸出。
其結(jié)果，輸出電流的特性就如圖8中箭頭所示的那樣，近似于發(fā)光元件的γ特性。在本實施方式的例子中，濃度等級電平-輸出電流特性圖象的斜率，在16濃度等級以下時為10nA/濃度等級，超過16，直到64濃度等級時為40nA/濃度等級。
于是，低側(cè)濃度等級控制電路59及高側(cè)濃度等級控制電路60中的開關(guān)電路的“ON、OFF”就由通過數(shù)據(jù)變換電路，2級閂鎖后被外加的γ校正控制信號G0～G1以及圖象數(shù)據(jù)D0～D5進行控制。
這樣，將本實施方式的濃度等級控制用輸出電路用于有機EL顯示屏等裝置后，就能按照設(shè)定進行濃度等級控制。采取這種γ校正措施的本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，不僅可以用于有機EL，而且能用于使用無機EL及LED等發(fā)光元件的顯示裝置。它還可以用于使用這些發(fā)光元件的打印頭。
在圖9中，舉出的例子是只有一種顏色的電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路。而有機EL、無機EL、LED等發(fā)光元件，R、G、B的每一種顏色的γ特性都有不相同，所以對于R、G、B的各種顏色的輸出，設(shè)置具有不同輸出特性的多級式電流反射部，就可獲得令人滿意的效果。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，通過具有互不相同的直線特性的電流反射鏡部的組合，使?jié)舛鹊燃?輸出電流特性近似于γ特性。而通過三組以上的多級式電流反射鏡部及濃度等級控制電路的組合，可以得到精度更高的近似。
-選擇預(yù)充電控制電路-如圖24所示，在有機EL顯示屏上，配置著多個用低溫多晶硅制造而成的P溝道型的TFT。在這個顯示屏上，如果增大從顯示屏引入濃度等級控制用輸出電路的電流I0，則由于大電流也要流入TFT及有機EL元件，所以有機EL的亮度變高。這時顯示屏顯示出白色。
反之，如果提高TFT的漏極電壓，則由于電流減少，所以顯示屏顯示黑色。這時為了提高漏極電壓，需要將源極信號線58的電位上升到接近顯示屏的電位。
可是，在顯示屏的信號線上，存在著較大的寄生電容，顯示黑色時，需要對寄生電容進行充電，然而，低溫多晶硅的遷移率比硅結(jié)晶低一個數(shù)量級，電流能力較小，所以難以迅速顯示黑色。
為了改善電流能力，雖然加大TFT的W/L的比值就行，但由于像素中的TET被配置在顯示像素上，所以如果加大W/L比值，就會造成顯示器開口率下降的不良后果。
為了解決這個問題，本申請的發(fā)明人經(jīng)過認真的研究，決定從驅(qū)動電路側(cè)進行預(yù)充電。就是說，在濃度等級控制用輸出電路中，設(shè)置選擇預(yù)充電電路及選擇預(yù)充電控制電路，以便對源極信號線58的寄生電容進行一定時間的充電，以彌補低溫多晶硅的電流能力。
圖10所示的電路圖。就是本實施方式的濃度等級控制用輸出電流中的選擇預(yù)充電控制電路的一個例子。
如該圖所示，本實施方式中的選擇預(yù)充電電路62a，由傳輸門70和倒相器71構(gòu)成。傳輸門70由N溝道型MISFET70a和P溝道型MISFET70b構(gòu)成。倒相器71的輸出端與N溝道型MISFET70a的柵電極連接，輸入端則與P溝道型MISFET70b的柵電極連接。傳輸門70的源極與旨在供給電源電壓PV的電源電壓供給部連接，漏極則通過電流輸出節(jié)點77與濃度等級控制電路的輸出部連接。
而選擇預(yù)充電控制電路62則具有NOR電路74、OR電路75和NAND電路76。NAND電路76輸出旨在控制選擇充電電路62a的信號。這些選擇預(yù)充電控制電路作為濃度等級控制用輸出電路和一部分，被集成在芯片上。
本實施方式的選擇預(yù)充電電路62a，被定時控制，圖象數(shù)據(jù)靠近黑極別例如0～7時，就受到選擇預(yù)充電控制電路62的控制，只在一水平期間之初的一定時間輸出相當于黑級別的電壓。這樣，圖象數(shù)據(jù)接近黑級別時，源極信號線58的寄生電容就被預(yù)先充電，可以提高黑顯示的質(zhì)量。除此之外的期間，傳輸門70被“OFF”控制，所以不能進行寄生電容的充電。
采用選擇預(yù)充電控制電路62a及選擇預(yù)充電電路62后，在靠近黑級別的圖象數(shù)據(jù)被輸入之際，可以選擇性地控制預(yù)充電時間，所以能抑制無謂的電力消耗，在寄生電容比較小的顯示屏上尤其突出。
配置了選擇預(yù)充電控制電路62及選擇預(yù)充電電路62a的濃度等級控制用輸出電路，還將被廣泛用于具有使用了非晶硅的TET的顯示屏的控制。
選擇預(yù)充電控制電路62及選擇預(yù)充電電路62a的上述功能，不論有沒有低側(cè)電流反射擊鏡部55、高側(cè)電流反射鏡部56，也不論是否采取了γ校正措施，都能發(fā)揮作有。而且，選擇預(yù)充電控制電路62及選擇預(yù)充電電路62a，在使用有機EL以外的發(fā)光元件的顯示裝置上也很有效。
另外，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，即使不配置電流增大控制電路61，選擇預(yù)充電控制電路62以及選擇預(yù)充電電路62a，與現(xiàn)有技術(shù)濃度等級控制用輸出電路相比，也能夠抑制顯示裝置的顯示不勻的現(xiàn)象。而如果配置這些電路，就可以得到精度更高的圖象顯示。
(第七種實施方式)作為本發(fā)明的第七種實施方式，具有和第六種實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路一樣的電路結(jié)構(gòu)。下面對布局得改善的濃度等級控制用輸出電路(電流驅(qū)動用驅(qū)動器)加以介紹。
本發(fā)明的第六種實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路的布局的參考例如圖11所示。本發(fā)明的第六種實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路的布局則如圖12所示。圖11、圖12的例子都表示具有兩層布線的布局。
顯示裝置用的驅(qū)動器。寬度通常是數(shù)mm。為了減小顯示屏邊緣部位的尺寸，進而減小顯示屏的尺寸，電路的小面積化十分重要。因此，本申請的發(fā)明人對本發(fā)明的第六種實施方式的濃度等級控制用輸出電路的布局做了進一步的改善。
在圖11及圖12所示的濃度等級控制用輸出電路中，低側(cè)電流反射鏡部的子(第二級)電流源LCCS和高側(cè)電流發(fā)射鏡部的子電流源HCCS成為一組，按照R(紅)用、G(綠)用、B(藍)用的順序，16個排列成一橫行。然后，從各低側(cè)電流反射擊鏡部的子電流源LCCS分別引出11根布線，與低側(cè)電流輸出電路LDRV相聯(lián)；從各高側(cè)電流反射鏡部的子電流源HCCD也分別引出11根布線，與高側(cè)電流輸出電路NDRV相連。再從低側(cè)電流輸出電路LDRV及高側(cè)電流輸出電路HDRV都向輸出控制電路OCTL引出連接布線。
這樣，在低側(cè)電流輸出電路LDRV中。包含著圖9所示的低側(cè)電流反射鏡部55的孫電流源和低側(cè)濃度等級控制電路59；在高側(cè)電流輸出電路HDRV中，包含著高側(cè)電流反射鏡部56的孫電流源和高側(cè)濃度等級控制電路60。而且，在輸出控制電路OCTL中，還包含著輸出部64及選擇預(yù)充電控制電路62等。
如圖11所示，在布局的參考例中，低側(cè)電流輸出電路LDRV、高側(cè)電流輸出電路HDRV及輸出控制電路OCTL，從圖的左側(cè)，按照R、G、B、R、G、B…的順序依次配置。按照這種布局布線，就要像圖11中右側(cè)的粗實線所示的布線那樣，雖然有比較短的布線，但卻造成了極其長的布線的存在。而且，布線之間互相交叉增多、布線變得復(fù)雜了。
針對這個問題，如圖12所示，本實施方式的布局是將與一組R用的低側(cè)電流反射鏡部的子電流源LCCS和高側(cè)電流反射鏡部的子電流源HCCS連接的電流輸出電路和輸出控制電路匯總配置。低側(cè)電流輸出電路LDRV，高側(cè)電流輸出電路HDRV以及輸出控制電路OCTL還被配置成矩陣形狀，第一行是低側(cè)電流輸出電路LDRV、第二行是高側(cè)電流輸出電路LDRV，第三行是輸出控制電路OCTL。
采用這種布局，即能消除圖11所示的參考例中所出現(xiàn)的極其長的布線，又能減少布線之間的交叉。因此，可以縮小從電流反射鏡部到輸出控制部之間的布線區(qū)域。
順便說一下，圖12只示出了R用的電路，G用的電路和B用的電路，在該圖所示區(qū)域的旁邊依次固定配置。
圖13是表示出本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的輸出布線區(qū)域的布線圖。
如該圖所示，采用本實施方式的布局后，從電流反射鏡部到輸出控制部的布線的迂回，的確減少了，但從輸出控制電路OCTL的輸出端(IOUT1～11)到通往顯示屏的輸出端子的布線的迂回，卻比所述的參考例還要多。
不過，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中，電流反射鏡部和輸出控制部為2∶1的對應(yīng)關(guān)系，而輸出控制部與通往顯示屏的輸出端子卻為1∶1的對應(yīng)關(guān)系。所以，將從電流反射鏡部到輸出控制部的布線簡化后，就能有效地減少布線區(qū)域的面積。
因此，為了進行γ校正而設(shè)置三個以上的電流輸出電路時，采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的布局，與參考例的布局相比，可以使布線區(qū)域的面積進一步減少。
另外，在本實施方式中，每個主電流源具有176個輸出，每個芯片上具有R、G、B、合計176×3＝528個輸出。這在前文的例子中已作了介紹。但本實施方式的布局，也適用于輸出數(shù)量不同的濃度等級控制用輸出電路。
還有，濃度等級控制用輸出電路作為打印機的打印頭使用時，驅(qū)動像素有時為四色以上。這時采用本實施方式的布局，可以防止布線區(qū)域的顯著增大。
(第八種實施方式)作為本發(fā)明者的第八種實施方式，下面以在第五種實施方式中作過介紹的濃度等級控制電路51的布局經(jīng)過改進的例子加以介紹。這一布局還適用于第六種方式的低側(cè)濃度等級控制電路59及高側(cè)控制電路。
圖14的(a)、(b)分別為表示濃度等級控制電路結(jié)構(gòu)的電路圖。以及該濃度等級控制電路的布局的參考例的簡要示意圖。
如圖14(a)所示，圖6中的濃度等級控制電路51由多個電流反射鏡部52和相同數(shù)量的選擇開關(guān)53構(gòu)成。電流反射鏡部52，是具有彼此相同的元件制造而成的P溝道型MISFET構(gòu)成。選擇開關(guān)53則與各電流反射鏡部連接，它由P溝道型MISFET上N溝道型MISFET構(gòu)成的傳輸門49和倒相器50構(gòu)成。所有的選擇開關(guān)53的輸出都通過輸出布線向共用的輸出部IOUT供送。
在這個輸出布線上，來自所有的選擇開關(guān)53的輸出電流均匯集于此，所以使這個輸出布線的阻抗下降，在提高輸出電流的精度上十分重要。
而且，如圖14(b)所示，濃度等級控制電路51的布局的參考例中，是將電流反射鏡部52(CM)、傳輸門49(TG)、倒相器50(IN)的各部均集中配置而成的，這種布局的優(yōu)點是對將濃度等級控制電路51集成于其中的半導體芯片進行雜質(zhì)擴散工序以及腐蝕工序等時，易于制作掩模。
但是，如果采用這個參考例的布局，由圖14(b)可知，為了將電路圖中彼此分離的元件集中在一起，布線就勢必變得冗長。顯示屏所使用的電流驅(qū)動用驅(qū)動器的寬度為數(shù)mm左右。由于存在著與輸出布線走向相反的冗長布線，所以輸出布線的寬度勢必變細，濃度等級控制電路的輸出阻抗也就要增大。
于是，本申請的發(fā)明人們試圖改進電路配置。
圖15(a)是表示濃度等級控制電路構(gòu)成的電路圖(與圖14(a)一樣)，該圖(b)是簡略地表示該濃度等級控制電路的布局的參考例的示意圖(與圖14(b)一樣)，該圖(c)則是簡略地表示出本實施方式涉及的濃度等級控制電路的布局的示意圖。
如圖15(c)所示，本實施方式的濃度等級控制電路的布局是將電流反射鏡部52和與之連接的傳輸門49及倒相器50匯總在一起配置，它們隨著電路結(jié)構(gòu)被配置成一列。就是說，如果將電流反射鏡部52和與之相連接的傳輸門49及倒相器50的匯總稱作“濃度等級生成部”，那么與比特數(shù)相適應(yīng)的濃度等級生成部就成為一列配置的狀態(tài)。
采用本實施方式的濃度等級控制電路的布局后，各元件隨著電路結(jié)構(gòu)加以配置，所以不會產(chǎn)生圖15(b)所示的那種冗長的布線。這樣，就能擴大濃度等級控制電路的輸出布線的寬度，降低濃度等級控制電路的輸出阻抗。
而且，由于能夠杜絕冗長的布線，能夠減少布線面積，所以就能大大減少將濃度等級控制電路集成化的半導體芯片的面積。
另外，本實施方式的濃度等級控制電路的布局，也適用于通過改變MISFET的門信號寬度/門信號長度的比值來進行濃度等級控制的濃度等級控制電路。
(第九種實施方式)-電流增大電路-
在使用發(fā)光元件的電流驅(qū)動方式的顯示屏中，作為改善顯示特性的方法，有使整個亮度發(fā)生變化的對比度調(diào)整。
為了實現(xiàn)這種對比度調(diào)整而形成的電路，就是電流增大控制電路。這種電路在接受到增大信號K0～K1后，可以輸出使來自高側(cè)濃度等級控制電路60及低側(cè)濃度等級控制電路59的輸出電流增大的電流。
例如，在第六種實施方式所涉及的濃度等級控制用輸出電路中。來自這種電流增大控制電路的增大電流，被輸入到濃度等級控制電路的輸出部64。這時，在控制所有的濃度等級之際，由輸出部64輸出的電流都被增大。
然而，輸出電流的增大，需要對濃度等級控制電路的所有輸出進行。所以圖9所示的電流增大控制電路61，不是與和高側(cè)控制電路60共用的高側(cè)電流反射鏡部56連接，就是與另行設(shè)置的增大電路用電流反射鏡部65連接，二者必居其一。
圖16(a)、(b)分別為表示該圖(b)所示的濃度等級控制用輸出電路的電流值-濃度等級電平特性的曲線圖，以及表示設(shè)置增大電路用電流反射鏡部65時的濃度等級控制用輸出電路的一個例子的方框電路圖。
圖9及圖16所示的濃度等級控制用輸出電路，雖然具有電流增大控制電路61的效果，但卻增加了布線及電流反射鏡部的面積。
-本實施方式的濃度等級控制用輸出電路-圖17是表示本實施方式的濃度等級控制用輸出電路中的電流增大控制電路的圖。
本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，可以用于顯示裝置的電流驅(qū)動用驅(qū)動器、打印機的打印頭等。
本實施方式的濃度等級控制用輸出電路包括與輸出部連接的低側(cè)濃度等級控制電路59；旨在將基準電壓Vst1供給低側(cè)濃度等級控制電路59的低側(cè)電流反射鏡部55；設(shè)置在低側(cè)電流反射鏡部55和低側(cè)濃度等級控制電路之間的電流增大控制電路66；與低側(cè)輸出部64連接的高側(cè)濃度等級控制電路60；將基準電壓Vst2供給高側(cè)控制電路60的高側(cè)電流反射鏡部56；與顯示裝置側(cè)的源極信號線58連接的選擇預(yù)充電控制電路62。
如圖17所示，電路增大控制電路66由分別具有1個、2個電流反射鏡的電流反射鏡部和根據(jù)增大信號K0、K1決定“ON、OFF”的開關(guān)電路構(gòu)成。
該電流增大控制電路66具有與低側(cè)濃度等級控制電路59類似的結(jié)構(gòu)，所以制造容易，而且不需要重新設(shè)置電流反射鏡部。因此，本實施方式的濃度等級控制用輸出電路，與圖9及圖16(b)所示的濃度等級控制用輸出電路相比，可以大幅度縮小面積。
而且，本實施方式中的電流增大控制電路66進行增大的，只有低側(cè)濃度等級控制電路59的輸出電流。但是，由于低側(cè)控制電路59的輸出電流經(jīng)常由輸出部64輸出，所以不會因此產(chǎn)生不良的后果。再加上，比起高濃度等級來，將控制低濃度等級的電流增大，更為重要。
這樣，采用本實施方式的濃度等級控制用輸出電流后，即能抑制面積的增加，又能很容易地通過電流增大控制電路進行對比度的調(diào)整。
(第十種實施方式)作為本發(fā)明的第十種實施方式，介紹在迄今為止的實施方式中介紹過的濃度等級控制用輸出電路(電流驅(qū)動器)的檢查裝置。
在電流驅(qū)動方式中使用的濃度等級控制用輸出電路的一個濃度等級的電流為10nA～20nA檢測時，應(yīng)該測出的電流值也與此相同。因此，需要將濃度等級控制用輸出電路輸出的微弱的檢測電流，毫無衰減地傳遞給半導體檢驗器79。為了解決這個難題，本申請的發(fā)明人們想出了將本身是微弱電流的檢測電流變換成電壓后進行傳遞的方法。
圖18(a)、(b)分別為表示旨在檢測電流驅(qū)動用的濃度等級控制用輸出電路的本發(fā)明的第十種實施方式所涉及的探頭插件的剖面路，和表示該探頭插件的剖面的方框電路圖。
如圖18(a)、(b)所示，本實施方式的探頭插件包括上面可在半導體檢驗器79上設(shè)置的基板78；設(shè)置在基板78的下面，由導體制造而成的探頭83；在基板78上設(shè)置的，距探頭83的根部約在10cm以內(nèi)，與探頭83連接的高精度電阻88；與電阻88連接，貫通基板78而設(shè)置的布線。
另外，在被檢測晶圓82上，還設(shè)置著檢測用的焊盤87，以及與焊盤87連接的圖中未示出的內(nèi)部電路，半導體檢測器79具有比較電路，可以將被檢測晶圓82輸出的檢測信號與基準電壓進行比較。
下面，簡要介紹使用本實施方式的探頭插件的檢查步驟。
首先，在檢查時，將探頭插件78安裝到半導體檢驗器79上，再將探頭83緊貼住被檢測晶圓82上的焊盤87。在這種狀態(tài)下，將一定值的電流由探頭83輸入給被檢測晶圓82上的焊盤87。
接著，將與輸入電流相對應(yīng)的電流信號，由焊盤87傳遞給探頭83。這時，如圖18(b)所示，通過配置在探頭83近傍的電阻80，將被檢測晶圓82輸出的電流信號變換成電壓信號。該電壓信號，通過探頭插件78的布線86，連接布線85以及圖中未示出的連接件等，傳遞給半導體檢驗器79。
最后，將輸入進半導體檢測器79的電壓信號，輸入到倒相器的負側(cè)輸入端，與規(guī)定的基準電壓進行比較。此刻，如果電壓信號與基準電壓的差值在一定范圍內(nèi)，該產(chǎn)品就被判定為“合格”。
一般地說，與電流信號相比，電壓信號在傳輸?shù)倪^程中不容易衰弱。所以，在本實施方式的探頭插件中，通過電阻80的作用，將來自被檢測晶圓82的電流信號變換成電壓信號，因而可以將來自被檢查晶圓的信號，準確無誤地傳遞給半導體檢驗器79。但是，在本實施方式的探頭插件中，由于通過電阻的信號的傳輸線路的阻抗較大，所以希望采取屏蔽措施，以免受到干擾信號的影響。
另外，在本實施方式的探頭插件中，探頭83與電阻80的距離，最好在10cm以下。這是因為如果探頭83和電阻80的距離太大，到達電阻80的電流信號就存在衰弱的可能。
還有，在這里介紹的探頭插件，是對一個芯片進行晶圓檢測式的，但即便是晶圓聯(lián)線用的探頭插件，由于在探頭的近傍設(shè)置著高精度的電阻，所以也能檢測具有濃度等級控制用輸出電路的晶圓。
作為被檢測晶圓不限于具有濃度等級控制用輸出電路的產(chǎn)品。只要是設(shè)置了具有輸出微弱電流功能的電路的晶圓，都可以使用本實施方式的探頭插件進行檢測。
最后，作為本實施方式的探頭插件所配置的電阻，也可以使用被集成化的產(chǎn)品。
(第十一種實施方式)在使用第十種實施方式涉及的探頭插件進行檢測時，如果應(yīng)當檢測的電壓的范圍變化很大，電壓信號的電壓值，就往往會超出半導體檢驗器79的比較電路的檢測范圍，為了避免出現(xiàn)這種情況，本申請的發(fā)明人們對探頭插件的結(jié)構(gòu)作了進一步的改進。
圖19是表示本發(fā)明的第十一種實施方式所涉及的探頭插件的剖面的方框電路圖。
本實施方式的探頭插件的剖面的方框電路圖。
本實施方式的探頭插件包括基板78；在基板78的底面上設(shè)置的探頭83；在基板78的底面上緊靠探頭83配置的電阻值已被精確設(shè)定的電阻80；設(shè)置在基板78的底面上，輸出端與電阻80的一端連接，負側(cè)輸入端與電阻80的另一端連接的比較電路81。貫通基板78而設(shè)置的布線(圖中未示出)。而且，在進行檢測時，由半導體檢驗器79將基準電壓信號供給比較電路81的正側(cè)輸入端。在這里，作為運算放大器，最好使用輸入阻抗高的產(chǎn)品。
在本實施方式的探頭插件中，配置的運算放大器81，其正側(cè)輸入端被輸入經(jīng)過電阻80負反饋的基準電壓信號。由于被輸入到經(jīng)過負反饋的運算放大器81的正側(cè)輸入端的電壓的增益(輸出電壓)/(輸入電壓)，取決于電阻80的反饋比，所以根據(jù)被輸入的信號電壓的大小。改變基準電壓信號，就能將信號電壓的范圍控制在半導體檢驗器79的比較電路的可測量范圍內(nèi)。具體地說，當來自被檢測晶圓80的信號電流比較小時，就將低電壓的基準電壓信號輸入到運算放大器81的正側(cè)輸入端；當來自被檢測晶圓80的信號電流比較大時，就將高電壓的基準電壓信號輸入到運算放大器和正側(cè)輸入端。另外，作為運算放大器81，使用的是輸入阻抗非常大的產(chǎn)品。
這樣，在實施方式的探頭插件中能夠根據(jù)來自被檢測晶圓82的信號電流的大小，改變基準電壓信號，從而控制檢測信號電壓的范圍。因此，檢測就能簡單易行，而且精度也比較高。
最后需要指出的是，設(shè)置在本實施方式的探頭插件上的運算放大器81，大小會成為問題。因此，希望使用被集成在芯片上的產(chǎn)品。
(第十二種實施方式)作為本發(fā)明的第十二種實施方式，下面介紹在搭載著濃度等級控制用輸出電路的芯片上，設(shè)置旨在將電流信號變換成電壓信號的電阻這么一種裝置。
圖20(a)、(b)分別表示通常時本實施方式的半導體芯片的電路圖，和進行檢測時本實施方式的半導體芯片的電路圖。此處所謂的通常時，是指包括通常動作和電源切斷時在內(nèi)的時候。
如圖20(a)、(b)所示，本實施方式的半導體芯片包括被集成化的濃度等級控制用輸出電路；與該濃度等級控制用輸出電路的輸出部107和選擇預(yù)充電電路106連接的，電阻值已被高精度設(shè)定的電阻100；旨在保護內(nèi)部電路。使其免遭靜電放電(ESD)之害的二極管102、103；開關(guān)電路104、105；外部端子(圖中未示出)。
下面按照各個動作狀態(tài)，對本實施方式的半導體芯片作一介紹。
首先，如圖20(a)所示，在通常時(電源切斷時以及通常動作時)，開關(guān)電路104成為“OFF”狀態(tài)。與此同時，開關(guān)電路105使電阻100與外部端子相聯(lián)。這時，外部端子、電阻100、濃度等級控制用輸出電路互相串聯(lián)。
這樣，當靜電等高電壓通過外部端子被外加進來的時候，可以利用電阻100的電壓降作用，保護濃度等級控制用輸出電路。
另一方面，如圖20(b)所示，在進行檢測時，開關(guān)電路104成為“ON”的狀態(tài)，與此同時，開關(guān)電路105使電阻100與接地線連接。
這樣，測量用的電流信號在被外部端子輸出之前，已被電阻100變換成電壓信號。
綜上所述，采用本實施方式的半導體芯片后，在通常時，可以將電阻100作為ESD保護用電阻使用；在進行檢測時，又可以將它作為電流/電壓變換用電阻使用。從而即能達到ESD保護的目的，又能進行高精度的檢測，而且，將電阻100設(shè)置在半導體芯片上后，正象第十一種實施方式那樣，就不需要在探頭插件上設(shè)置電阻。因此，為了檢測濃度等級控制用輸出電路，即使使用低質(zhì)量的探頭插件也能進行檢測。
而且，在本實施方式的半導體芯片上被集成的內(nèi)部電路，除了濃度等級控制用輸出電路外，還可以是其它輸出微弱電流的電路。
另外，開關(guān)電路104、105，還可以設(shè)置在與本實施方式介紹的位置不同的地方，只要能在進行檢測時和通常時能夠切換電阻的連接就行。
(第十三種實施方式)本發(fā)明的第十三種實施方式，是有關(guān)濃度等級控制用輸出電路(電流驅(qū)動用驅(qū)動器)的檢測方法的內(nèi)容。
圖21所示的電路圖。旨在介紹本實施方式涉及的濃度等級控制用輸出電路的檢測方法。作為濃度等級控制用輸出電路的例子，在這里顯示出的是圖17所示的第九種實施方式的濃度等級控制用輸出電路。
在本發(fā)明的濃度等級控制電路中，來自濃度等級控制電路的輸出電流的大小，隨著多級式電流反射鏡所供給的電流的大小而變。在本實施方式中使用的多級式電流反射鏡，是將與流過一個主電源的電流等值的電流，供給176個濃度等級控制電路。所以，如果增加輸入電流反射鏡的電流，與該多級式電流反射鏡部連接的所有的濃度等級控制電路所輸出的電流也會隨著增加。
于是，在本實施方式的濃度等級控制用輸出電路的檢測方法中，使用電阻值比外部電阻68小的電阻69。而且，在進行檢測時，對低側(cè)電流反射鏡部55來說，將電阻69與外部電阻68并聯(lián)連接。
在通常時，利用開關(guān)電路等，將電阻69切換成不與低側(cè)電流反射鏡部55連接。
采用這種方式，進行檢查時，可以暫時流過比通常動作時大的電流，可以將濃度等級控制用輸出電路所輸出的電流信號增大，例如增大成10倍。其結(jié)果，就可以在進行檢查時，減小寄生元件以及布線材料造成的絕緣電阻漏極泄的影響。
另外，采用本實施方式的檢測方法，介紹了將外部電阻69與低側(cè)電流反射鏡部55連接的例子。但也可以將電阻69與高側(cè)電流反射鏡部56連接。
(第十四種實施方式)作為本發(fā)明的第十四種實施方式，下面對為了檢測濃度等級控制用輸出電路而設(shè)置共用的閂鎖電路的例子作一介紹。
圖22是為了表示在濃度等級控制用輸出電路中，來自外部的輸入信號的傳輸途徑而繪出的方框電路圖。
本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路被作為顯示裝置用的電流驅(qū)動用驅(qū)動器使用時，顯示數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)輸入端子輸入，以比特單元(一個輸出量的單元電路)為單位被多個閂鎖電路閂鎖后，再被供給各濃度等級控制電路，就是說，在通常動作時，從外部輸入的顯示數(shù)據(jù)，經(jīng)過通常動作用閂鎖電路111a、111b等，循著圖22中黑線所示的路徑被輸入給濃度等級控制電路。
但是，為了檢測微小的電流而輸入時，如果循著上述路徑傳遞，就會增加檢測時間。尤其是在輸入模擬電流檢測濃度等級的變化等埸合，檢測時間就會相當長。
因此，本申請的發(fā)明人們在已將濃度等級控制電路集成化的芯片上，設(shè)計了僅在進行檢測時才使用的對芯片上的所有輸出部均為共用的一個閂鎖電路90，以便縮短檢測時間，提高檢測效率。
圖23就是表示本實施方式的半導體芯片上選擇電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
如該圖所示，本實施方式的半導體芯片包括在半導體芯片上集成的濃度等級控制用輸出電路；在濃度等級控制用輸出電路的每個比特單元上設(shè)置的通常動作閂鎖電路111；在半導體芯片上設(shè)置的一個共用閂鎖電路90；旨在將通常動作用閂鎖電路111和共用閂鎖電路90中的某一個與濃度等級控制用輸出電路的比特單元連接的選擇電路。
從共用閂鎖電路90引出的布線，將它與所有的比特單元連接在一起。
通常動作時，開關(guān)電路處于“OFF”狀態(tài)，使該共用閂鎖電路90與比特單元的連接斷開。
進行檢測時，選擇電路可以使共用閂鎖電路與所有的比特單元連接起來。在本實施方式中，來自共用閂鎖電路90的輸出，與濃度等級控制用輸出電路的528條輸出全部連接在一起。
采用這種結(jié)構(gòu)后，在進行檢測時，不需要對每個存儲童單元的每個數(shù)據(jù)進行閂鎖。所以可以大幅度地縮短檢測時間。
采用本發(fā)明的濃度等級控制用輸出電路后，由于將濃度等級控制電路及多級式電流反射鏡部分為低側(cè)和高側(cè)而分別設(shè)置，所以可以進行與有機EL等發(fā)光元件的γ特性相吻合的濃度等級控制。還由于對濃度等級控制電路及多級式電流反射鏡部采取了最合理的配置，所以可以將布線區(qū)域抑制在很小的程度。
權(quán)利要求
1.一種濃度等級控制用輸出電路，包括由多個電流反射鏡構(gòu)成，與流過第一級電流反射鏡的電流大小相同的電流流過三級以上的各電流反射鏡的多個多級式電流反射鏡；和從所述多個多級式電流反射鏡部的各電流反射鏡部接受基準電壓及濃度等級信號后，輸出各不相同的濃度等級控制用電流的多個濃度等級控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于還包括輸出控制部，該輸出控制部在接受來自所述多個濃度等級控制部的濃度等級控制用電流的同時，還根據(jù)所述濃度等級信號改變要輸出的所述濃度等級控制用電流的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述多個濃度等級控制部被分為能夠控制所述多個濃度等級控制部中的最低范圍的濃度等級的低側(cè)濃度等級控制部；和能夠控制濃度等級比所述低側(cè)濃度等級控制部高的高側(cè)濃度等級控制部，所述多個多級式電流反射鏡部被分為與所述低側(cè)濃度等級控制部連接的低側(cè)多級式電流反射鏡部；和與所述高側(cè)濃度等級控制部連接的高側(cè)多級式電流反射鏡部。
4.如權(quán)利要求3所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述輸出控制部進行如下控制當濃度等級數(shù)低于規(guī)定值時，只輸出來自所述低側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流；當濃度等級值高于規(guī)定值時，在輸出來自所述低側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流的同時，還輸出來自所述高側(cè)濃度等級控制部的所述濃度等級控制用電流。
5.如權(quán)利要求3所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于至少將紅，綠，蘭三色的所述低側(cè)多級式電流反射鏡部、所述高側(cè)多級式電流反射鏡部、所述低側(cè)濃度等級控制部及所述高側(cè)濃度等級控制部集成于同一個芯片上。
6.如權(quán)利要求5所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述低側(cè)多級式電流反射鏡部和所述高側(cè)多級式電流反射鏡部被一組一組地相鄰配置，并按照規(guī)定的顏色順序沿著行方向配置，所述低側(cè)濃度等級控制部、所述高側(cè)濃度等級控制部以及所述輸出控制部大致被配置在行列上，與一組所述低側(cè)多級式電流反射鏡部及所述高側(cè)多級式電流反射鏡部相聯(lián)的所述低側(cè)濃度等級控制部、所述高側(cè)濃度等級控制部以及所述輸出控制部被匯總配置。
7.如權(quán)利要求1所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述多個濃度等級控制部分別具有包括電流反射鏡部、和與所述電流反射鏡部連接且具有相同數(shù)量的傳輸門及倒相器的選擇開關(guān)，的多個濃度等級生成部，所述電流反射鏡部以及所述選擇開關(guān)以所述各濃度等級生成部為單位匯總配置。
8.如權(quán)利要求3所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于還設(shè)置有電流增大控制電路，所述電流增大控制電路可在接受增大控制信號和由所述高側(cè)多級式電流反射鏡供給的基準電壓后，將增大來自所述低側(cè)濃度等級控制部的輸出電流及來自所述高側(cè)濃度等級控制部的輸出電流的電流，輸出到所述輸出控制部。
9.如權(quán)利要求3所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于在所述低側(cè)多級式電流反射鏡部與所述低側(cè)濃度等級控制部之間，還設(shè)置有旨在輸出增大所述低側(cè)濃度等級控制部的輸出電流的電流的電流增大控制電路。
10.如權(quán)利要求9所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述電流增大控制電路，具有根據(jù)控制的濃度等級增減輸出電流的功能。
11.如權(quán)利要求2～10中的任一項所述的濃度等級控制輸出電路，其特征在于所述輸出控制電路還具有通過開關(guān)控制供給對外部信號線充電的電壓的選擇預(yù)充電電路；和通過相應(yīng)顯示數(shù)據(jù)的時序控制，在一定期間內(nèi)，使所述選擇預(yù)充電電路導通的選擇預(yù)充電控制電路。
12.一種濃度等級控制用輸出電路，包括集成在半導體芯片上，具有旨在輸出電流信號的輸出部的內(nèi)部電路；設(shè)置在所述半導體芯片上，與所述輸出部連接的外部端子；以及設(shè)置在半導體芯片上，與所述輸出部連接、旨在將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的電阻。
13.如權(quán)利要求12所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于還包括與所述電阻連接的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路可以切換連接成在通常動作時以及電源切斷時，使所述電阻相對于外部端子而言，與所述內(nèi)部電路互相串聯(lián)連接；在檢查時，使所述電阻接地，并且相對于所述輸出部而言，所述電阻與所述外部端子并聯(lián)連接。
14.如權(quán)利要求12或13所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于所述內(nèi)部電路具有多級式電流反射鏡部；和旨在接受來自所述多級式電流反射鏡部的基準電壓并輸出濃度等級控制用電流的濃度等級控制部。
15.一種濃度等級控制用輸出電路，包括具有多個比特單元的多個濃度等級控制部；以所述比特單元為單位設(shè)置的通常動作用的閂鎖電路；旨在向所有的所述比特單元供給信號的共用閂鎖電路；以及設(shè)置在所述共用閂鎖電路及所述通常動作用閂鎖電路與所述比特單元之間，在通常動作時，切換到使來自所述通常動作用閂鎖電路的信號傳遞給所述比特單元；而在進行檢查時，切換到使所述共用閂鎖電路輸出的信號傳遞給所述比特單元，的選擇電路。
16.如權(quán)利要求15所述的濃度等級控制用輸出電路，其特征在于還設(shè)置有旨在將基準電壓供給所述多個濃度等級控制部的多級式電流反射鏡部。
17.一種濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，包括上面可置放在晶圓檢測用測試器上的基板；設(shè)置在所述基板的下面、用于至少接受來自被檢測晶圓的電流信號的由導體做成的探頭；靠近所述探頭地設(shè)置在所述基板上，與所述探頭連接、用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號的電阻；以及與所述電阻連接，并且貫穿所述基板的布線。
18.如權(quán)利要求17所述的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，其特征在于所述探頭與所述電阻之間距離在10cm以下。
19.如權(quán)利要求17或18所述的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，其特征在于還包括對所述探頭而言與所述電阻并聯(lián)連接、輸出部經(jīng)過所述電阻與負側(cè)輸入部連接的運算放大器。
20.如權(quán)利要求19所述的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，其特征在于由所述測試器輸出的基準電壓被輸入到所述運算放大器的正側(cè)輸入部。
21.如權(quán)利要求17所述的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，其特征在于所述電阻被集成化。
22.如權(quán)利要求19所述的濃度等級控制用輸出電路的檢測裝置，其特征在于所述運算放大器被集成化。
23.一種濃度等級控制用輸出回路的檢測方法，包括與相互并聯(lián)的第一電阻連接的基準電流源；與所述基準電流源連接，旨在輸出濃度等級控制用電流的濃度等級控制部，其特征在于在檢測時，將與所述第一電阻并列設(shè)置、且電阻值較所述第一電阻小的第二電阻與所述基準電流源連接；在通常動作時，將所述第二電阻與所述基準電流源的連接斷開。
全文摘要
一種濃度等級控制用輸出電路，包括由多個電流反射鏡構(gòu)成，與流過第一級電流反射鏡的電流大小相同的電流流過三級以上的各電流反射鏡的多個多級式電流反射鏡；和從所述多個多級式電流反射鏡部的各電流反射鏡部接受基準電壓及濃度等級信號后，輸出各不相同的濃度等級控制用電流的多個濃度等級控制部。
文檔編號H01L51/50GK1684016SQ20051007008
公開日2005年10月19日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者伊達義人, 山野敦浩, 柘植仁志 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社