CN1784708A - 电流输出型半导体电路、显示驱动用源极驱动器、显示装置、电流输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供电流输出型半导体电路、显示用驱动装置、显示装置、电流输出方法，即使电流驱动器的输出位数增加，也能将电路规模的增大抑制得更低。电流输出型半导体电路具备：具有输出规定电流的第一单元晶体管，并输出低位N(N为自然数)位的第一电流源组241a、241b，和具有输出比第一单元晶体管更大的电流的第二单元晶体管，并输出高位M(M为自然数，N+M≥3)位的第二电流源组242a、242b、242c、242d、242e、242f。

Description

电流输出型半导体电路、显示驱动用源极驱动器、 显示装置、电流输出方法

技术领域

本发明涉及用于有机电场发光元件等利用电流量进行灰度显示的显示装置中的电流输出的驱动用半导体电路。

背景技术

有机发光元件是自发光元件，因此不需要液晶显示装置中所必要的背光，而且由于视场角宽的优点，故期待作为下一代显示装置。

图4示出一般的有机发光元件的元件构造剖视图。阴极41和阳极43夹着有机层42。当其接上直流电源44时，空穴从阳极43注入有机层42，电子从阴极41注入有机层42。注入的空穴和电子利用由电源44形成的电场在有机层42内移动到对方电极。移动途中电子和空穴在有机层内复合，生成激发子。在激发子能量去激过程中观察到光。发光色随激发子所具有的能量而异，一般为具有与有机层42具有的能量带隙的值对应的能量的波长的光。

为将有机层内发生的光取出到外部，电极中的至少一方采用在可见光区域透明的材料。阴极中用功率函数低的材料，以使对有机层的电子注入容易些。例如，为铝、镁、钙等。为了耐久性及低的功率函数化，往往用它们的合金以及称为铝锂合金的材料。

另一方面，从空穴注入的容易性考虑，阳极采用离子化电势大的材料。而且由于阴极不具透明性，阳极往往用透明性材料。因此一般用ITO(铟锡氧化物)、金、氧化铟锌(IZO)等。

近年来，用低分子材料的有机发光元件中，由于发光效率高，有时用多层构成有机层42。这样一来，各层中，可能分担载流子注入、向发光区域的载流子移动、具有所要波长的光的发光功能，通过分别使用效率高的材料，有可能做成更高效率的有机发光元件。

这般形成的有机发光元件，如图5(a)所示，辉度与电流成正比，如图5(b)所示，与电压成非线性关系。因此，灰度控制中以电流值进行控制为好。

在有源矩阵型时，有电压驱动方式和电流驱动方式两种。

电压驱动方式是用电压输出型的源极驱动器，在像素内部将电压变换为电流，变换后的电流供给有机发光元件的方法。

该方法中利用设于每个像素中的晶体管进行电流电压变换，因此随着该晶体管的特性偏差，输出电流发生偏差，存在产生辉度不匀的问题。

电流驱动方式是用电流输出型的源极驱动器，使具有在像素内部只保持1水平扫描期间输出的电流值的功能，把与源极驱动器相同的电流值供给有机发光元件的方法。图6显示电流驱动方式的例，图6的方式是对像素电路用电流复印机方式。

图7示出图6的像素67动作时的电路。

选择像素时，从栅极驱动器35输出信号，如图7(a)所示，该行的栅极信号线61a使开关为导通状态，61b为非导通状态。这时的像素电路的样子如图7(a)所示。这时源极驱动器36引进的电流即流入源极信号线60的电流，流过虚线71所示的路径。因此，流过晶体管62的电流是与流过源极信号线60的电流是同一电流。于是节点72的电位为根据晶体管62的电流电压特性的电位。

接着，在非选择状态时，利用栅极信号线61成为图7(b)所示的电路。从EL电源线64到有机发光元件63，电流流过虚线73所示的路径。该电流由节点72的电位和晶体管62的电流电压特性所决定。

图7(a)与(b)中，节点72的电位不变。因此，流过同一晶体管62的漏电流在图7(a)与图7(b)中相同。这样，与流经源极信号线60的电流值相同值的电流流过有机发光元件63。晶体管62的电流电压特性即使有偏差，原理上对电流71与73的值也没有影响，可实现没有晶体管特性偏差影响的均匀的显示。

因此，为得到均匀显示，有必要用电流驱动方式，为此，源极驱动器36必须是电流输出型的驱动器IC。

图10示出输出随灰度而变的电流值的电流驱动器IC的输出级的例子。对显示灰度数据54，利用数模变换部106从104进行模拟的电流输出。模数变换部由多个(至少灰度数据54的位数)灰度显示用电流源103与开关108，以及规定每个灰度显示用电流源103流出电流值的公共栅极线107所构成。

图10中，对3位的输入105，输出模拟电流。通过利用开关108选择将根据位的权重数的电流源103连接到电流输出104上，例如数据1时，电流源103输出1份电流，数据7时输出7份电流那样地可输出随灰度而变的电流。通过根据驱动器的输出数排列该构成106，实现电流输出型驱动器是可能的。为补偿晶体管103的温度特性，由分配用镜式晶体管102决定公共栅极线107的电压。晶体管102与电流源组103为电流镜电路构成，根据基准电流89的值决定每个灰度的电流。利用该构成，通过灰度改变输出电流，由基准电流决定每个灰度的电流。

图21至图23示出用有机发光元件的显示装置的例子。图21示出电视机(的斜视图(图21(a)及其构成框图(图21(b))，图22示出数字照相机或数字摄像机，图23示出携带信息终端。有机发光元件由于响应速度快，是适合于显示运动图像的机会多的那种显示装置的显示板(例如参照特开2001-147659号公报)。

图10所示的电流驱动器中，只要排列(灰度数-1)相同尺寸的晶体管103，相对于输入数据，通过改变与输出有关的晶体管103的个数来实现电流输出。因此，输出电流与灰度成比例关系。当原样地将它输出时，根据人们的视觉特性，就看到整体为白(低灰度侧为白)。

一般的显示器的驱动装置中，对根据各灰度的输出加以γ校正再输出。在液晶显示装置情况下，因是电压驱动，必须是与各灰度对应的电压值。(在电压情况下，用电流那样的灰度成分的加法来表现是不可能的，每个灰度必须是电压)因此，在各灰度电压的等级上，调整到成为与γ校正对应的电压输出那样的电压值，并输出，因此即使是6位驱动器，γ校正也足够，可充分地作灰度显示。

另一方面，电流驱动器中，即使是同样的6位也不足以γ校正，因此为使低灰度部分的刻度更细，要求比6位更细的灰度输出。如果用帧抽取(FRC)来实现，即使最低也必须为4帧间的帧抽取，有机发光元件的响应速度快，有时也发生闪烁。因此，有必要以FRC实现细致的灰度显示，例如有必要做成8位。

这个问题是使输出电流与灰度成比例的电流驱动器和辉度与输入电流成比例的电流输出型显示元件组合情况下特有的问题。

为去除由FRC产生的γ校正，考虑使电流驱动器的输出从6位增至8位，在源极驱动器输入前进行γ处理，经γ处理的8位信号输入到源极驱动器的构成。

作为将电流驱动器的输出从6位扩展到8位的方法，有将晶体管103的个数准备255个的方法，但，该方法与以往(63个晶体管103)的方法相比，需要4倍的晶体管103，源极驱动器的面积也相应增加。因占到输出级晶体管的全部芯片面积的比例为7成左右，简单地与6位时相比，为约3倍的大小。成本方面也有很大影响。

另外，近年来携带信息终端也向多色化推进，6万5千色或22万色显示成为主流。驱动器IC的输入信号在RGB数字界面时需要16位或18位。因此仅数据传送就需要16至18条输入信号线数。此外，需要移位寄存器的动作用信号、各种寄存器的设定等的信号线。

因此如图3所示，配线数增多，从控制器IC31对显示板33的源极驱动器IC36间的配线增多。因此，存在的问题是或增大柔性基板32，或用多层基板等，增大了成本。

发明内容

因此，考虑上述课题，本发明的目的在于提供即使增加电流驱动器的输出位数也能将电路规模的增大抑制得更低的电流输出型半导体电路，利用该电路的显示驱动用的源极驱动器，显示装置，及电流输出方法。

本发明的另一目的在于提供配线数减少的电流输出型半导体装置，利用该装置的显示驱动用源极驱动器，显示装置，及信号输入输出方法。

为解决上述课题，本申请的第一发明是电流输出型半导体电路，具备：具有输出规定电流的第一单元晶体管，并输出低位N(N为自然数)位的第一电流源组，以及

具有输出比所述规定电流更大电流的第二单元晶体管，并输出高位M(M为自然数，(N+M)≥3)位的第二电流源组。

本申请的第二发明是第一发明的电流输出型半导体电路中，所述第一单元晶体管输出的电流是所述第二单元晶体管输出的电流的实质上的1/2^N。

本申请的第三发明是第一发明的电流输出型半导体电路中，设所述第一单元晶体管的沟道长度为L1，其沟道宽度为W1，所述第二单元晶体管的沟通道长度为L2，其沟道宽度为W2，则L1×W1＜L2×W2。

本申请的第四发明是第三发明的电流输出型半导体电路中，所述L2×W2为所述第二单元晶体管的输出电流的偏差是所述第一单元晶体管的输出电流的偏差的许容值以下的值之中的最大值。

本申请的第五发明是第一发明的电流输出型半导体电路中，所述M是6，所述N是2。

本申请的第六发明是显示驱动用源极驱动器，具备第一发明的电流输出型半导体电路。

本申请的第七发明是显示装置，具备第6发明的显示驱动用源极驱动器，以及

连接到所述源极驱动器的电流驱动型像素。

本申请的第八发明是电流输出方法，具备：

从具有输出规定电流的第一单元晶体管的第一电流源组输出低位N(N为自然数)位的步骤，以及

从具有输出比所述规定电流更大的电流的第二单元晶体管的第二电流源组输出高位M(M为自然数，N+M≥3)位的步骤。

本申请的第九发明是电流输出型半导体装置，具备：具有至少输出驱动用电流信号的驱动信号信号输出级的驱动器，以及

与所述驱动器分开构成的，至少发生视频信号和各种控制用指令数据信号的控制电路，

所述视频信号和所述指令数据信号从所述控制电路经由同一信号线，且在电源的从通到断之间互相错开时间输出各自的信号，输入到所述驱动器。

本申请的第十发明是电流输出型半导体装置，具备：具有至少输出驱动用电流信号的驱动信号信号输出级的驱动用的驱动器，以及

与所述驱动器分开构成的，至少发生视频信号和各种控制用指令数据信号的控制电路，

所述视频信号经由同一信号线，对三原色的各色对应的每一视频信号，在其电源的从通到断之间互相错开时间输出各自的信号，输入到所述驱动器。

本申请的第十一发明是第九或第十发明的电流输出型半导体装置中，具备将输入到所述驱动器的信号分配为所述视频信号与指令数据信号的分配电路。

本申请的第十二发明是显示装置驱动用源极驱动器，具备第九或第十发明的电流输出型半导体装置。

本申请的第十三发明是显示装置，具备第十二发明的显示装置驱动用源极驱动器。

本申请的第十四发明是信号输入输出方法，具备：

从具有驱动信号信号输出级的驱动器至少输出驱动用电流信号的步骤，

由与所述驱动器分开构成的控制电路，至少发生视频信号和各种控制用指令数据信号的步骤，以及

所述视频信号和所述指令数据信号从所述控制电路经由同一信号线，且在电源的从通到断之间互相错开时间将各自的信号输入到所述驱动器的步骤。

根据本发明的电流输出型半导体电路，显示用驱动装置，显示装置，电流输出方法，即使增加电流驱动器的输出位数也能将电路规模的增大抑制得更低。

附图说明

图1示出本发明的电流输出型半导体电路的输入信号波形图。

图2为使从外部选择对每个点部分视频信号是否进行预充电时的驱动器IC的框图。

图3为示出用多个源极驱动器IC的显示板的图。

图4为示出有机发光元件的构造图。

图5(a)示出有机发光元件的电流-电压-辉度特性图，(b)示出有机发光元件的电流-电压-辉度特性图。

图6示出用电流复印机构成的像素电路的有源矩阵型显示装置的电路图。

图7(a)示出电流复印机电路的动作图，(b)示出电流复印机电路的动作图。

图8示出恒流源电路的例图。

图9示出预充电脉冲、预充电判定信号与施加判定部输出的关系图。

图10示出对以往的电流输出型驱动器的各输出、输出电流用的电路图。

图11示出图10的灰度显示用电流源103的晶体管尺寸与输出电流偏差的关系图。

图12(a)示出电流复印机构成的像素电路中，源极信号线电流流到像素时的等效电路图，(b)示出电流复印机构成的像素电路中，源极信号线电流流到像素时的等效电路图。

图13示出一个输出端的电流输出与预充电电压施加部及转换开关的关系图。

图14(a)示出构成各晶体管组的晶体管的沟道尺寸与偏差的关系图，(b)示出构成各晶体管组的晶体管的沟道尺寸与偏差的关系图。

图15示出进行1水平扫描期间内的预充电电压的期间与输出基于灰度数据的电流的期间的关系图。

图16示出可能差动输入的源极驱动器的输入部的电路构成图。

图17(a)示出灰度数据与预充电判定信号的关系图，(b)示出灰度数据与预充电判定信号的关系图，(c)示出灰度数据与预充电判定信号的关系图。

图18示出将输入串行电流分配到各信号的电路图。

图19示出用图25及图14(a)所示输出级的源极驱动器中的输出电流的相邻端间的偏差与灰度的关系图。

图20示出使用n型晶体管时的电流复印机的像素电路图。

图21(a)示出作为用本发明的实施形态的显示装置，适用于电视机情况的图，(b)示出作为用本发明的实施形态的显示装置，适用于电视机情况的图。

图22示出作为用本发明的实施形态的显示装置，适用于数字照明机的情况的图。

图23示出作为用本发明的实施形态的显示装置，适用于携带信息终端的情况的图。

图24示出用本发明的实施形态的半导体电路的电流输出部的概念图。

图25示出图24中用晶体管构成电流源的情况。

图26示出图24或图25所示的电流输出部产生的输入信号的灰度对输出电流的关系图。

图27示出用某种尺寸的晶体管构成输出8位数据中低位1位，并将其余的高位7位部分与低位1位的晶体管相比，准备漏极电流量大的晶体管，利用晶体管的个数进行灰度显示的电流输出级的图。

图28示出通过对每一色串行高速地输入数据，来减少源极驱动器的输入信号线数时的数据转送时的定时图。

图29示出通过对每一色串行高速地输入数据，来减少源极驱动器的输入信号线数时的指令转送时的定时图。

图30示出1水平扫描期间中的图28及图29的转送顺序图。

图31示出图6或图44的EL电源线的配线图。

图32示出在对8位视频输入利用晶体管沟道宽度调整低位2位与高位6位间的电流大小关系，并在各位内用晶体管的个数改变电流的输出级构成中，在最高位对应的电流源上可进一步追加电流源的构成图。

图33为示出灰度127与灰度128的电流差的图。

图34示出从图25的256灰度显示的驱动器的晶体管241输出电流值的理论值的偏差许容限度与显示灰度的关系。

图35示出在具有图39的输出级的源极驱动器中，检测灰度反转进行校正时的电路构成图。

图36示出灰度3与灰度4的灰度差。

图37示出灰度131与灰度132的灰度差。

图38示出在1个水平期间内任选一个输出根据灰度的电流、根据灰度的电压，使能按时间顺序输出时的输出级的构成图。

图39示出用提升信号线时的带有最高位位电流源电流提升功能的电流输出级。

图40示出预充电电源24的电压有多个，选择输出多个电压哪一个进行电流输出，可能只进行电流输出的源极驱动器中的预充电脉冲，预充电判定信号与源极信号线的关系图。

图41示出判定是否输出本发明的预充电电压的流程图。

图42示出实现本发明的预充电施加方式用的预充电判定信号生成部的图。

图43示出具有在灰度反转发生时通过变更提升信号的电平丢掉灰度反转的功能的源极驱动器的构成的一例。

图44示出用电流镜形式的像素构成的显示装置。

标号说明

11视频数据    12数据线    13地址    14分配后数据

15时钟    16起动脉冲    20电子电位器控制信号

31控制IC    32柔性基板    33显示板    34显示区域

35栅极驱动器    36电流输出型源极驱动器IC

36源极驱动器    41阴极    42有机层    43阳极    44电源    51输出使能    54灰度数据    65累积容量

81电阻    82运算放大器    83晶体管    84电阻

85电压调节部    86电源线    87转换手段(开关)

88控制数据    89基准电流线    89基准电流线

102分配用镜型晶体管    103灰度显用电流源

104电流输出106数模变换部    107公共栅极线    108开关

181时钟B    203EL电源线    204a栅极信号线1

204b栅极信号线2    214视频信号    215壳体    221本体

222摄影部    223快门    224取景框    225显示板

231天线    232键    233壳体    234显示板

241晶体管    311基板    313EL电源线

388预充电电压信号

具体实施方式

[实施形态1]

以下，用附图说明本发明的实施形态1的电流输出型半导体电路的构成和动作。

本发明的电流输出型半导体电路中，关于增加的2位部分，增加在以往的6位部分的低位侧。因此，通过准备输出此前的6位输出中所用的灰度显示用电流源103的电流值的四分之一的电流源，并增加3个这样的电流源，实现256灰度输出。图24示出进行8位输出的电流输出级的概念图。

由于利用8位化增加的晶体管数是3个，因此，与增加在高位侧相比，电路规模的增加可实现为较少的构成。

白显示(最高灰度显示)的电流值调整，只要调整“I”的值就可，如果控制图8构成的基准电流89，就能改变该“I”的值，故根据应用通过输入控制数据88来实现。

图25示出用晶体管实现图24的构成时的例。高位6位部分晶体管252，作为一例对应于本发明的第一单元晶体管，低位2位部分的晶体管251，作为一例对应于本发明的第二单元晶体管。晶体管组241a、241b作为一例对应于本发明的第一电流源组，晶体管组242a、242b、242c、242d、242e、242f，作为一例对应于本发明的第二电流源组。对于输入视频信号数据D[7:0]，D[0]与D[1]间，D[2]至D[7]间，通过将每位的加权连接到输出的晶体管的个数来表现，低位2位与高位4位间的加权由晶体管的沟道宽度决定。晶体管251与晶体管252中，设计252的沟道宽度约为4倍。但是，沟道宽度之比与输出电流之比并不准确一致，因此以模拟或TEG晶体管实侧数据为基础，在3.3至4倍之间决定晶体管的沟道宽度的比例，能构成灰度性更高的输出级。

输出电流由连接到各位的电流源晶体管的数目所决定，以将流过一个晶体管的电流量按个数叠加的形式改变输出电流。图24及图25的8位输出的情况，灰度与输出电流特性如图26所示。(由于纸面关系，只示出低位64灰度)高位6位的晶体管252输出以262区域所示的电流，低位2位的晶体管251输出以261区域所示的电流。262的电流根据晶体管的个数不同改变电流值，因此刻度宽度的偏差为1％以下。由于输出电流的大部分是262部分，故261部分的电流即使产生或多或少的偏差，也不对灰度的线性造成影响。而且，261的刻度宽度即使比规定值有所增减，也只对4灰度仅产生1次刻度宽度不同的部分，考虑到262与261的输出电流的比例时，实用上不成问题。262的电流比例减小的低灰度区域中，因人的眼睛特性而难于识别辉度差异，刻度宽度的偏差更不显目，故不成问题。

由高位6位部分的晶体管252产生的相邻端子间的输出偏差，用与6位驱动器的偏差相同的偏差，因此偏差在2.5％以内，确认不会发生由输出电流偏差引起的竖条。

另一方面，新加的2位部分的晶体管，如果只单纯地使沟道宽度为1/4，由于晶体管的沟道面积减少，故偏差增加，超过2.5％.(相邻端子间的输出电流偏差与晶体管面积的平方根成反比)。

图19示出图25的输出级构成的灰度与相邻间电流偏差的关系。在单纯减少低位2位部分的晶体管251的尺寸时，为实线191和虚线192所示的灰度与偏差的关系，灰度3以下存在偏差超2.5％的问题。图14(b)示出单纯使沟道宽度为1/4时的偏差与灰度的关系。灰度1至3时偏差超2.5％，故不能允许。

因此，本发明中，仅对灰度1至3的输出有用的3个晶体管251维持(晶体管沟道宽度)/(晶体管沟道长度)之值，不使输出电流改变，通过增大沟道宽度与沟道长度，增大沟道面积，来减少偏差。例子示于图14(a)。这时，使沟道长度、沟道宽度都为2倍，使沟道面积为4倍，全部灰度中的偏差为2.5％以内。

本例中阐明了理论上的数值，实际中，晶体管组241a及晶体管组241b的沟道宽度比该值大。由于在朝加大的方向上取值，故对输出电流的偏差在朝保持余量的方向上前进，先用理论值计算设计，最后只要根据实测数据作变更就行。

由该方法引起面积的增加，相对于全体的7成，是1.05倍，作为整体而言，因增加1.04倍程度，增加率不大，可成为不能看出偏差的显示。另外，灰度与偏差的关系也成为图19的实线191与193所示的关系，全部灰度中实现偏差2.5％。

另外，晶体管组241与晶体管组242的晶体管组由各自不同尺寸形成，因此，由于模拟值与实测值之间的偏差，故晶体管组241的电流输出相对于晶体管组242的电流输出而言，或加大，或减少。

晶体管组241的电流输出相对于晶体管组242的输出电流即使来得小，输出也为0，由于不应流过负的电流，故不会引起灰度反转，因而没有问题。

另一方面，当晶体管组241的电流输出相对于晶体管组242的输出电流加大时，晶体管组241的晶体管在对输出有作用的灰度与对输出不起作用的相邻灰度间存在引起灰度反转的可能性。例如是灰度3与4之间、灰度127与灰度128之间。

在灰度3与4之间，如图36所示，有33％的辉度差。因输出偏差如图14所示，为2.5％程度，故假如在灰度差减少的方向上即使发生偏差，也有30％的差。因此，与模拟值相比实际的晶体管组241的电流输出即使增大30％也无问题。

在灰度127与128之间如图33所示，为0.79％的灰度差。灰度128用与灰度127之中124灰度部分相同尺寸的晶体管242输出，故偏差与相邻间偏差同样为0.5％程度。因此灰度差存在为最小0.29％的可能性。晶体管组241的晶体管产生的电流即使增大，作为整体来说，只要抑制到0.29％以下就行。晶体管组241的晶体管的电流即便最大，如果是12.3％以下，则不会灰度反转。

超过灰度128时，例如在灰度131与132之间，如图37所示，灰度差为0.75％，但都具有晶体管组242f的电流输出，不同的是晶体管组242a、晶体管组241a、晶体管组241b三个。与晶体管组242f相比，晶体管组242a的电流是1/32，晶体管的偏差引起的电流值变化与128灰度以下时相比要来得小。这时存在减少0.08％的可能性，结果，晶体管中即使有偏差，也为0.67％的辉度差。与127和128间相比辉度差加大，因晶体管组241的电流输出所占的比例减少，至少与127和128间相比，晶体管组241的晶体管的电流即使增大也无问题。

图34示出晶体管组241的晶体管的电流量即使比模拟值(理论值)还要大也不引起灰度反转的范围与显示灰度之间的关系。

根据图34，最不允许偏离理论值是在127与128间，这时为12.3％。至少如果理论值与实际值不偏离12％的话，则能无灰度反转地实现电流输出。

图24及图25构成中的8位驱动器，即使改变低位2位(晶体管组241的输出)与高位6位(晶体管组242的输出)的晶体管尺寸，也能无灰度反转地进行显示。

因为灰度反转最容易产生的是灰度127与灰度128之间，故在图32示出即使在该2灰度中发生灰度反转时也可装入通过修复去掉灰度反转的电路的电流输出级23的1个输出电路构成。

与图25的构成相比，其特征为增加128灰度以上的电流增加用晶体管322与转换部321。

转换部321的端子323有3个，各自连接到电流增加用晶体管322、地电位、电流源242f上。

转换部321中，通常323a与323b相连，323c为非连接状态。因此，电流增加用晶体管322不影响电流输出。无灰度反转时以这种状态出现。

另一方面，在晶体管组241的电流增大引起灰度反转时，使128灰度以上的电流增加，为防止灰度反转，用激光等变更转换部321的连接，使端子323a与端子323c相连。

这样一来，能增加128灰度以上的电流，防止灰度反转。

设定电流增加用晶体管322的电流为输出晶体管组241a的电流的10％程度的电流。当晶体管组241的电流超过12.3％时，在127与128灰度间就引起反转，为补救这一点，设定10％程度。当晶体管组241的电流偏差22％时，不能防止127与128灰度间的灰度反转，这时，63与64灰度间也发生灰度反转。63与64灰度间的校正是不能用这个电路的，因此没有必要考虑22％的偏差。

因此，本发明中采取只能补救最容易引起灰度反转的灰度间的灰度反转的构成，电流增加用晶体管322的电流为晶体管组241a的电流的10％就可。

该电流增加用晶体管322产生的对相邻间偏差的影响，由于322的输出电流相对于128灰度的电流是1/1280，为全部的0.08％，故可忽略不计。取晶体管组241a或晶体管组241a的1/4程度的大小也无问题。

通过在各输出设置转换部321，实现了灰度反转可能性小的驱动器IC。这样，能用激光加工等使不合格品为合格品，可期待成品率的提高。

但是，当对每个输出进行激光加工时，因加工费时招致作业工时增加、成本增加，故存在成品率的提高不足以降低价格的可能性。

因此，考虑如图39所示，通过转换手段391实现电流增加用晶体管322与电流源242f的连接，利用提升信号392控制转换手段391，从而利用外部指令输入，用提升信号392可容易地提升第128灰度的电流的构成。

只要对每个输出设定提升信号612就可，但是这时需要保持每条信号线的提升信号612的值的锁存器。对各锁存的信号分配如共同使用分配视频信号用的移位寄存器，则利用1位信号输入392是可能的。因信号线分别设置锁存器，存在电路规模加大的问题。锁存器部22应保持的数据的位数用各源极线增加1位。在电路规模可以增大时或用微细工艺减小锁存部占全部的面积时，对每个输出控制提升信号决定不进行提升也可以，但在灰度反转引起时，因是发生在模拟值与实测值发生分离的情况中，基本上所有的端子是共同的，一定要作电流增加用晶体管322的要不要的判定。

因此，设定提升信号线392在1个源极驱动器内为所有共同的一条信号线，利用该信号线的控制，决定是否在所有输出中增加128灰度以上的电流。

该信号线例如通常设成低电平，置转换部391为非导通状态，通过用激光加工将提升信号线392转换为高电平，如果使所有输出一起进行控制，则用短期间可实施修复。如形成如图43示出的电路431，就可实现。

另外，在源极驱动器IC36的内部可构成ROM351时，利用外部控制信号写入ROM351的值，只要在发生灰度反转的IC中写入ROM351使提升信号线392为高电平，并在不发生灰度反转的IC中写入ROM351使提升信号线392为低电平就可。

例如图35所示，使检查时把来自PC等352的信号输入到ROM351，利用输出电流测定手段353的电流值由PC等352检测灰度反转发生与否，发生灰度反转时，将高电平的信号写入ROM351。不发生灰度反转时将低电平信号写入ROM351。这样，能自动判定校正灰度反转与否，不经手动操作便可补救不合格品，高速且廉价地提供IC。

以上的说明中，源极驱动器作为8位作了说明，即使不是8位也能实现本发明。另外，即使是低位2位与高位6位的组合以外，如图27所示，低位1位与高位7位的组合也可能实现。通过以某种晶体管尺寸形成低位N位，以另一种晶体管尺寸形成高位M位，可实现(N+M)(≥3)位输出的电流驱动器。这时，低位N位的晶体管如输出高位M位的晶体管的电流输出的1/2^N的电流，则最为理想。然而，如能表现灰度，则也可考虑只要高位晶体管的电流输出比低位晶体管的更大就可。

N与M的关系，N≤M为好。随着N的增大，N位对应的晶体管的电流输出比例增大，故增大了N位对应的晶体管的电流值偏离理论值的影响。例如8位驱动器中，N＝2、M＝6时可许容偏差达12.3％，但N＝3、M＝5时可许容偏差达5.26％，N＝4、M＝4时可许容偏差只达2.46％。当为2.46％时，与相邻间偏差为同一水平，这种程度是能控制理论值与实测值的偏差的最小值。

因此，8位驱动器中N＝4是最大值。

一般在(N+M)位驱动器中，为使低位晶体管(N位部分)的从理论值的偏离小，有必要N≤M。另外，即使是N≤M，为使相邻灰度间的灰度性好，也是N≤4为好。

本发明中，作为显示元件说明了有机发光元件，但如果是无机电致发光元件、发光二极管等电流与辉度成比例关系的显示元件，则用哪一种也可实施。

当输入经γ校正的8位的信号，利用源极驱动器进行显示时，即使不用FRC，也能实现加上γ校正的显示。因此，更低灰度侧的显示变得容易(没有由FRC引起的闪烁的影响)，可实现显示品位高的显示。

图21至图23所示的显示装置中，驱动器IC36是必不可少的。

此前，像素67所用的晶体管示出了p型晶体管时的例子，用n型晶体管也同样可以实现。

图20是用n型晶体管形成电流镜型的像素构成时的一个像素部分的电路。电流流过的方向反转，相应地变更电源电压。因此流过源极信号线205的电流必须从源极驱动器IC36流向像素67。输出级的构成为p型晶体管的电流镜构成，使电流流出到驱动器IC外部。基准电流的方向也必须同样反转。

这样，用于像素的晶体管，p、n两方都可适用。

[实施形态2]

图2示出本发明的实施形态2的电流输出型半导体装置中的电流输出型源极驱动器IC36的构成。通过根据输出数的增减，使简单地增减每个输出所必要的移位寄存器21、锁存部22、电流输出级23、预充电电压施加判定部56、及电流输出/预充电电压选择部25的数目，输出数可对应任意的输出数。(但是当输出数增加时，芯片尺寸变得过大，且无通用性，故实用上最大约为600。)

本发明的驱动器IC36的视频信号从控制IC28经信号线12和13输入。由分配部27将其分为视频信号和各种设定信号，只有视频信号输入到移位寄存器部21。由移位寄存器部21及2个锁存部22分配到各输出端。被分配的视频信号输入到电流输出级23。电流输出级23根据视频信号与基准电流生成部26生成的基准电流，输出与灰度对应的电流值。锁存部中预充电判定信号数据输入到预充电电压施加判定部56。另一方面，预充电电压施加判定部56生成由锁存部22锁存的预充电判定信号及控制是否利用预充电脉冲将预充电电源24供给的电压输出到输出53的开关的信号。这样，经由电流输出/预充电电压选择部25，或选择根据预充电电压施加部56的输出信号将对应于灰度的电流输出到驱动器IC36的外部、或选择供给由预充电电源24供给的电压，将电流或电压输出到驱动器IC36的外部。

预充电电源24输出的电压，为在显示板上显示黑所必须的电压值。施加该预充电电压的方法是在有源矩阵型显示装置中按照电流输出进行灰度显示用的驱动器IC36特有的构成。

例如考虑图6所示的像素构成的有源矩型显示装置中，将规定电流值从源极信号线写入到某个像素的情况。不进行预充电时，即无预充电电路时，抽出有关从源极驱动器IC36的输出级至像素的电流路径的电路，如图12(a)所示。

对应于灰度的电流I从驱动器IC36内以电流源122那样的形式作为引入电流流过。该电流通过源极信号线60被取入像素67内部。取入的电流流过驱动晶体管62。也就是，在被选的像素67中，电流I从EL电源线64经驱动晶体管62、源极信号线60，流到源极驱动器IC36。

当视频信号变化，电流源122的电流值变化时，流过驱动晶体管62及源极信号线60的电流也变化。这时，源极信号线的电压根据驱动晶体管62的电流-电压特性变化。驱动晶体管62的电流-电压特性为图12(b)时，例如假设电流源122流过的电流值从I2变化到I1时，源极信号线的电压便从V2变到V1。该电压的变化由电流源122的电流所引起。

源极信号线60中存在杂散电容121。源极信号线电压从V2变化到V1，必然拉拔该杂散电容的电荷。该拉拔所需的时间ΔT，为ΔQ(杂散电容的电荷)＝I(流过源极信号线的电流)×ΔT＝C(杂散电容值)×ΔV。这里假设ΔV(从白显示到黑显示时的信号线振幅)为5[V]，C＝10pF，I＝10nA时，则ΔT＝50毫秒是必要的。这意味着，由于用60Hz的帧频驱动QCIF+尺寸(像素数176×220)时、比1个水平扫描期间(75μ秒)更长，假如，对白显示像素的下一像素实施黑显示时，由于在源极信号线电流变化途中对像素写入电流用的开关晶体管66a、66b关断，中间灰度存入像素，从而像素以白与黑的中间辉度发光。

由于灰度越低I值越小，故拉拔杂散电容121的电荷越困难，因此将变化到规定辉度之前的信号被写入到像素内部那样的问题，越是低灰度显示越是显著。极端地说，黑显示时电流源122的电流为0，无电流流动，拉拔杂散电容121的电荷是不可能的。

因此，采取准备阻抗比电流源122的更低的电压源，根据需要施加到源极信号线60的构成。该电压源相当于图2的预充电电源24，实施施加用的机构是25。

图13示出对1条源极信号线60的概略电路。通过将预充电电源24供给的电压加到源极信号线60，使能充放电杂散电容121的电荷。预充电电源24供给的电压，也可以根据图12(b)的特性供给与各灰度电流对应的电压，但由于电压发生电路也需要按照数据54的数模变换部，故电路规模增大。小型显示板(9英寸以下)中，因杂散电容121的容量为10～15pF，以及由于像素数少而取垂直扫描期间较长，故实用上用预充电电源24发生的电压只发生与电流值写入最难的黑灰度对应的电压，性能价格(芯片面积)比可以说相当好。(大型高精细显示板中，如后面说明的图38所示，也考虑使用数模变换部的驱动器IC。)

小型显示板中，预充电电源24发生的电压1个就行，由数据进行是否输出电压的判定，只要开关131的控制就可。也就是说，在进行对应于某个视频信号的电流输出之前，准备判别是否加上电压源24的1位信号线(预充电判定信号)。

图9示出图13的电路构成的电压施加判定动作。利用预充电判定信号55，判定是否施加电压。该例中，以“H”电平为要加电压，“L”电平为不加电压。

像素电路67内部的驱动晶体管62的栅极电压到达与预充电电源24的输出电压相同的时间，由源极信号线60的配线电容及配线电阻的积表示的时常数所决定。预充电电源24输出的缓冲器大小与显示板大小也起作用，可在1～5μ秒程度变化。

当利用电压进行灰度显示时，由于驱动晶体管62的电流-电压特性的偏差，即使对各像素供给同一电压，流过EL元件63的电流也不相同，发生辉度斑块，因此，为校正驱动晶体管62的偏差，以加规定电压1～5μ秒后进行电流输出。

用预充电脉冲进行为此的电压输出与电流输出的转换。只在预充电脉冲及预充电判定信号55同时为“H”时输出预充电电源24的电压，其余时间进行电流输出，从而便能在不要电压施加时进行电流输出，在需要电压施加时也在电压施加后由电流进行偏差校正。

控制预充电电源24的开关131进行上述的动作，电流输出控制部133的开关132的动作如图15那样，在电流输出期间152必须为开通，在电压输出期间既可为开通，又可为关断。

如为关断，则预充电电源24的输出照样地从源极驱动器输出，没有问题。另一方面，即使为开通，数模变换部106产生的电流输出方104的电压也由负荷决定，故若输出预充电电源24，则源极信号线60的电压为与预充电电源24相同的电压。因此开关132不管哪种状态都行。

因此，开关132及电流输出控制部133即使没有也无关系。但在实际中如果运算放大器用于预充电电源24的输出时，电流就从运算放大器引入灰度显示用电流源103，有必要提高运算放大器的电流输出能力。因此，在没能提高运算放大器能力的情况下，往往要设置开关132，使进行与开关131相反的动作，作为补偿运算放大器的电流输出能力不足的构成。

开关132的有无，由驱动器设计时运算放大器的设计情况所决定。运算放大器做得小时，设置开关132，运算放大器或预充电电源24从源极驱动器36外部供给的、用充分电流输出能力的某个电源时，为将源极驱动器的电路规模做得小，有时为去掉开关132与电流输出控制部133的构成。

预充电电源24输出的电压值，仅为与黑灰度时的电流对应的电压(以下称作黑电压)，因此，例如在灰度数据54连续的多个水平扫描期间显示白灰度时，源极信号线便重复黑、白、黑、白的灰度。若是不进行预充电，就连续发生白状态。也就是说，通过进行预充电，反而使信号变化激烈，而且用白显示时的电流，存在白不起来，发生写入电流不足的担心。

因此，只要用预充电判定信号，在电流比较充分流动的灰度中不进行预充电，只在对黑灰度附近变化成规定电流困难的灰度中接受预充电电源24的援助就行。例如只在灰度0(黑)时，存在输入预充电电压的期间，其他的灰度显示时使不输入预充电电压，效果最好。通过降低最低灰度时的辉度，也提高了对比度，可能显示更美的画面。

例如图17(a)所示，通过只在灰度数据54为0时发生预充电判定信号55，能只在灰度0时进行预充电。

另外，如在灰度数据54为0、1时发生预充电判定信号55，则能在灰度0、1时进行预充电(图17(b))。

在全画面为黑显示的源极信号线没有变化的图形中，如仅在1帧的开头施加预充电，那末后面即使只是黑电流也流过充分的规定灰度。

也就是说，即使在相同的黑显示时，根据前一水平扫描期间流过源极信号线的电流值，仅以电流变化到规定电流值的时间也是不同的，变化量越大，越费时间。例如为进行白显示后的黑显示时，花费时间多，但在黑显示后进行黑显示时，由于信号线只变化驱动晶体管62的差异部分，故变化所需的时间短。

因此，通过与灰度数据54同步地，将判定是否施加预充电电压的信号(预充电判定信号)导入每一色中，在任意灰度中或在同一灰度中导入能选择预充电有或没有的构成也是可能的。

对灰度数据54附加预充电判定信号55。同时锁存部22也有必要锁存预充电判定信号，故要具有视频信号位数+1位的锁存部。

图17(c)表示在灰度为0时且前一期间的灰度不为0时导入预充电的情况(灰度0时进行预充电，但连续的情况下即使灰度为0也不进行预充电)。

该方法与前一方法不同，具有即使在同一灰度中也能根据1个水平扫描期间前的源极信号线的状态，选择进行或不进行预充电的优点。

另外，由控制IC28供给该预充电判定信号。利用控制IC28的指令操作，如图17(a)至(c)所示，可使预充电判定信号55的图形变更，进行输出。

根据源极信号线的容量和1水平扫描期间的长度，可从源极驱动器IC36的外部灵活地变更预充电的设定，具有增强通用性的优点。

说明控制IC22发生预充电判定信号55的方法。对输入视频信号进行是否预充电的判定，将其结果作为预充电判定信号55从控制IC22输出到源极驱动器。

对于是否进行预充电的判定，根据源极信号线的电流变化量与流过源极信号线的电流量对是否变化到规定电流值的影响的观点，进行根据1行前的状态的判别、根据当前行的显示灰度的判别。

例如源极信号线的状态为白、黑、黑时，从白到黑时变化量大，时间花费多，但从黑到黑多行连续显示同一灰度时，在显示同一灰度的行对应的期间源极信号线电流的变化，因仅是补偿差异部分，故变化量小。

利用这一点，参照1行前的数据，并只在1行前的数据与当前数据的灰度差大时，要从预充电电压进行电压输出。前述例中，从白到黑变化时进行预充电，从黑到黑变化时不进行预充电。从黑到黑的差异校正所必要的变化时间加长不进行预充电的部分是可能的，可能更提高校正精度。由此，显然当1行前的灰度与当前行的灰度为相同时，不进行预充电为好。

另外，预充电用的电压只是黑状态对应的电压，故与1行前的状态相比，当前行的辉度高时，不为黑状态，只用规定的电流进行灰度显示就可。因此，与1行前的灰度相比，当前行灰度高时，显然不进行预充电为好。

另外，当前像素为中间色调以上的情况，因电流量多，变化到规定电流较容易，故不用1行前的像素，不要预充电。但是在析像度高时、即便是中间色调电流量也少时、或显示板尺寸大等变化困难时，对1行前的像素为中间锴调以下时进行预充电也可。

一般，电流值的变化，与从黑到白状态的变化相比，从白变到黑状态较难。这在前面也已说过，必须利用此后显示的显示灰度对应的电流从1行前的源极信号线的状态变化到所要的源极信号线的状态，越是电流值小的低灰度部越难变化。变化量多时，在变化前水平扫描期间结束。因此，在变化时间花费多的、变化量大的、且当前灰度为低灰度时，即1行前的像素的灰度为中间色调以上时，对当前像素的辉度为中间色调以下的情况，进行预充电是有效的。

如1行前为中间色调以下，那末即使当前像素的辉度为中间色调以下也能显示变化量少的部分、规定灰度。

这样一来，在当前像素的辉度大于某一灰度时，不进行预充电，小于某灰度时，利用1行前的灰度，根据1行前的数据，在大于1行前的数据时不进行预充电，小于1行前的数据时进行预充电。在与1行前的数据相同时，不根据当前行的灰度，不进行预充电。

关于不存在1行前数据的第1行的数据，将第1行的数据写入像素之前的状态即垂直消隐期间的源极信号线的状态是重要的。

1帧间之中一般存在哪一行也不选的垂直消隐期间。这时源极信号线被开关晶体管与哪个像素都分离，没有电流的流动通路。源极驱动器IC的电流输出级如图13那样构成时，垂直消隐期间电流输出104的前端只连接源极信号线，灰度显示用电流源103即使从源极信号线引入电流，也因没有电流通路而不能引入。

灰度显示用电流源103即使为此强行引入电流，也使构成电流源103的晶体管漏极电压降低。源极信号线的电位也同时降低。

垂直消隐期间结束，使电流供给第1行像素时，源极信号线电位降低得多，即使与通常的白显示时相比，源极信号线电位也降低。(这里源极信号线的电位白显示时为最低，黑显示时为最高。为图6的像素构成时)因此，使源极信号线的电位变化达到灰度对应的电流值比其他行来得难。(需要的变化幅度大)

源极信号线电位降低大时，与白显示时相比电位更降低，即使对第1行进行白显示时变化也费时间，这时以比规定辉度更高的辉度进行显示。对于垂直消隐期间结束后立即进行扫描的行，希望不根据显示灰度输出预充电电压。

因此本发明中利用垂直同步信号，用相当于垂直消隐期间的下一行的数据对应的预充电判定信号作为强制进行预充电的信号，解决了第1行的辉度与其他行的辉度不同的问题。

另外，作为稍许缓和源极信号线电位降低的方法，也可以通过在垂直消隐期间中将黑显示数据输入灰度数据54中，使开关108为非导通状态，来抑制源极信号线电位的降低。另外，也可在电流输出104与源极信号线之间设置开关，垂直消隐期间中使该开关为非导通状态。该开关也可与电流电压选择部385兼用，如果使开关的状态为3值，为电流输出、电压输出、与源极信号线切离，则可减少开关的构成数。

规定的灰度写入难的现象，特别是黑为中间色调显示的现象，影响到显示图像的平均辉度、点亮率。点亮率高时，整体的辉度变高，少数的黑显示像素即使为中间色调显示也看不出来。另一方面，点亮率低时大部分像素的辉度设定得低，该辉度不能正常显示时，几乎全面的辉度起变化，因此成为离开本来图像的显示，对显示品位有大的影响。

因此，在对显示品位影响少的点亮率高的显示中，为使优先由电流驱动产生的均匀显示，不进行预充电，而在黑显示辉度上升显目的点亮率低的显示中，使实现进行预充电的设定。

显示板的点亮率可通过相加1帧间全部辉度来算出。根据这种方法得到的点亮率的值，在点亮率高时不进行预充电，点亮率低时根据此前的判定结果使进行预充电，从而能忠实地显示低灰度显示的像素的辉度。

图41示出进行上述预充电方法用的流程图。

在根据视频信号与强制预充电信号，强制预充电信号有效时，不用视频信号，输出预充电电压。输出的电压值在电压数有多个时，也可根据视频信号来变化。这里，只在输入与第1行对应的视频信号时使强制预充电信号有效时，可能使第1行数据不根据视频信号进行预充电，回避垂直消隐期间因源极信号线电压降低引起的电流难以变化到规定值的现象。

在强制预充电信号无效时，接着判定输入视频信号的灰度(412)。小型显示板或析像度低的显示板中，电流量比低灰度部多的高灰度区域中，在规定期间(1水平扫描期间)内，仅用电流使变化到规定电流值是可能的。因此在412中，在写入规定电流可能的灰度中不进行预充电，而作仅用电流不能达到规定电流的灰度中进行预充电的判定。

接着，在预充电必要的特定灰度以下时，进入413(这里特定灰度因随显示板而异，可用外部指令设定特定灰度为好)根据1行前的视频信号的状态判定不进行预充电。如果在当前的视频信号数据比1行前的数据更高灰度情况下利用预充电变黑时，那末反而信号线的变化加大，故不进行预充电。同样，即使在与1行前相同灰度时也同样不进行预充电。

对于用此前的判定、判定为全部预充电时，接着参照点亮率，点亮率高时不用判定结果，不进行预充电。点亮率低时按照判定进行预充电。

本说明中依次从411到414通过全部过程，判定是否进行预充电，但也可以不一定通过全部过程。

预充电电源24的输出有多个时，存在多个开关131，施加判定部的输出也照预充电电源24的(电压输出数+1)来考虑。因输出按照(电压输出数+1)，预充电判定信号55也不是1位，有必要为N位(2^N≥(电压输出数+1)，N为自然数)。锁存部22的位数也相应变更，可以对应。图40示出2位的预充电判定信号55的例。预充电电源24的电压值有3个时，使预充电判定信号两方都为0时只输出电流，全部为1时具有输出第1电压的期间，仅55a为1时具有输出第2电压的期间，仅55b为1时具有输出第3电压的期间，通过根据灰度控制预充电判定信号55，可施加适当的预充电电压。

图42示出实现本发明的预充电的方法的电路框图。作为对视频信号410由各方框产生的判定结果，是否进行预充电的判定信号被输出到417。利用与视频信号410大致同一时刻输出的判定信号417，决定在源极侧是否进行预充电。串并变换部427并不一定需要，在与图2的36构成的源极驱动器IC组合实现之际，为配合源极驱动器36的输入接口，这是必要的。

视频信号410输入到预充电判定部(421)及存储手段(422)。

强制预充电如图41的411所示，不用视频信号410，为在输入强制预充电信号时进行预充电，只要将判定结果以标志的形式插入全部的预充电判定方框的最后级就可。为此图42中预充电标志生成部408被构成最后级。预充电判定信号417如果用“H”电平作为进行预充电，则该方框只用逻辑和构成时就实现所要的动作。

因1行前的数据小于当前行时不进行预充电，故首先比较1行前与当前行的数据。作为相应的电路，有存储手段422与1行前数据比较部400。存储手段422，具有能保持源极驱动器36的输出数部分的数据的容量，通过将视频信号保持在1水平扫描期间之间，保持1行前的数据。通过比较该存储手段422的输出与视频信号410，比较1行前与当前行的数据，比较结果输入到下一预充电判定部。以表示进行或不进行预充电的1位输出比较结果。

另外，在作为仅用电流可能写入的高灰度数据时，因不进行预充电，参照视频信号410，判别是大于或小于预充电施加灰度判定部429设定的灰度，输出是否进行预充电的信号。

进而利用点亮率进行判定。通过用点亮率的判定部409，根据计算的点亮率数据420及点亮率设定信号418，在超过点亮率设定信号418决定的点亮率时，输出进行预充电的信号。

输入1行前数据比较部、预充电判定部、及用点亮率的判定部的输出和强制预充电信号416的预充电标志生成部408中，在用强制预充电信号416进行预充电时，就不用其他信号，进行预充电的信号输出到417。此外的情况，只有在1行前数据比较部、预充电判定部、及用点亮率的判定部的输出全部为进行预充电时，才输出使进行预充电。

这样，对应于视频信号410的预充电标志417，便进行与根据图41的流程判定结果对应的输出。

串并变换部427为配合图3的源极驱动器36的输入接口，是必要的，在各色的视频信号及预充电输出417(每色都有)为并行转送时，是不需要的。(原样地输向源极驱动器)

图2的构成中控制IC28与源极驱动器36是以各别的芯片构成的例示出的，用同一芯片构成的一体型芯片当然也可。这时图41和图42的构成内藏于源极驱动器36中。

预充电电源24的输出电压值用电子电位器实施控制较好。以EL电源线条的电压为基准，决定流过规定电流用的预充电的电压。图12中，如果电流I2流过源极信号线60，则根据晶体管62的漏极电流-漏栅间电压的关系(图12b)，源极信号线60的电位(EL电源线64的电位)为-V2。

另一方面，EL电源线64在图31所示的显示板中由配线313、314供给各像素。全体像素白显示时最大电流流过313，黑显示时最小电流流过313。这时由于313的配线电阻，白显示时在315、316的点上电位不同。另一方面，黑显示时在315、316的点上大致为等电位。即是说在白显示时与黑显示时EL电源线64的电位因EL电源线313的电压降而不同。即是说即使流过同一电流I2也因EL电流线313的电压下降量的不同，使源极信号线60的电压不同。因此，因313的电压下降量，如不改变预充电电源24的电压值，则源极信号线的电流改变，结果发生辉度变化那样的问题。

如果EL电源线64的电压不同，则有必要使加到源极信号线60的电压也不同。只要用1帧内的点亮率数据使电压变更就行。因为点亮率高时流过EL电流线313的电流增多，电压降大，故控制电子电位器使降低预充电电源24的电压值。另一方面，因点亮率低时，EL电源线313的电压降小，用电子电位器使增大预充电电源24的电压值，从而可能去除因EL电源线313的配线电阻引起辉度不均匀的问题。

另一方面，大型显示板中，因写入电流达到规定值变得困难，特别在低灰度中，差不多有必要对每个灰度准备电压值，改善写入。为增加更多电压值，也有增多预充电用电源24的方法，但不仅(？)电压数，开关131也必要。特别是开关对各源极线是必要的，因此缩减了大的面积。

对于(2N-1)个电源数，必须要N位的预充电判定信号55，各源极信号线的施加判定部39需要由N位信号控制(2N-1)个开关用的译码部，因此该译码部的电路规模随着N上升而增大，芯片面积变大也是问题。

这是由于各源极线中将数字数据(灰度数据)变换为模拟值(预充电电压)，每条源极线都需要数模变换部，因此输出电压数增加越多，电路规模越大。

因此，图38所示的数模变换部381仅用半导体电路准备1个，将串行转送来的数据变换为模拟电压，之后，分配到各源极信号线。因此将数模变换部的输出382输入到分配部及保持部383，将基于灰度的模拟电压分配供给各源极信号线。

另一方面，输出与灰度对应的电流的方法与图2相同，由移位寄存器及锁存部384分配灰度数据386到各源极线，位于各源极线的电流输出级23输出对应于灰度的电流。

作为决定输出电流或电压中的一种的部分，电流电压选择部385配置于对源极信号线的输出的前面。利用预充电判定信号380、预充电电压施加判定部56与预充电脉冲52转换电流电压转换部385，决定输出电流或电压输出后输出电流中的一种。预充电电压施加判定部56决定是否设置进行电压输出的期间，预充电脉冲52决定在电压输出时进行电压输出的期间。

这样，数模变换部381如具有对应于灰度数的模拟输出等级数，可能输出对应于灰度的电压，并可能在某行被选期间(相当于水平扫描期间)，首先由电压改变源极信号线电流大致达到规定的值，其后，由电流输出校正由各像素的晶体管的偏差引起的电流值的偏差。

为利用电流改变达到规定电流值，特别在低灰度中往往花费大于水平扫描期间的时间，但用电压来改变的方法，大致1μ秒就完成变化，而且，用电流产生的校正是微小的，因此，用电压施加后流过电流的方法具有在水平扫描期间内容易使电流变化达到规定电流的优点。

例如在可能256灰度显示的驱动用半导体电路中，如果高位128灰度中仅用电流可充分变化到规定的电流值，输出电压在低位128灰度是可以的。因此数模变换部381只要是7位的分辨力就行，只要能输出128种电压就可。灰度数据386是高位128灰度中之一时，为使不进行电压输出，输入预充电判定信号380。这样，电流电压选择部385必定只输出电流。数模变换部381的输出信号由于不输出到驱动用半导体电路的外部，因此无论什么值都可以。作为最简单的方法忽视输入灰度数据386的高位1位，输出对应于低位7位的值的电压就可。

灰度数据386是0到127灰度之间时，利用预充电判定信号380设置控制电流电压选择部385，把来自数模变换部381的模拟电压输出到驱动用半导体电路外部的期间。

这样一来，能形成减小数模变换部的分辨力的电路。另外，源极信号线的电压在一般如图6的用p型晶体管的电流复印机或图44的电流镜的像素构成时，黑显示时电压最高，随着到了白显示，电压低下来。与从黑到白的范围的电压变化幅度相比，从黑到中间色调的范围中的电压变化幅度来得小，因此，作为仅在输出0到127灰度之时的电压的构成时，可能缩小输出电压的动态范围。

另外，本发明的源极驱动器IC36中，电压施加后，输出电流，进行校正驱动晶体管的偏差的动作，故输出的电压值只要施加成为目标电流值的值就行，不要求精度。这样，数模变换部381的电压输出的输出偏差的值与液晶板相比来得大就可，故也可能缩小该部分的电路规模。

一般，由于使用源极驱动器IC的显示板的尺寸不同(源极线的杂散电容不同)，或扫描方向的像素数不同(水平扫描期间不同)，电流变化扩展容易度各异。

用本构成的驱动器IC时，如使从源极驱动器IC外部输入预充电脉冲52，则预充电判定信号380及灰度数据386如图2所示那样，因成为外部信号输入，具有能配合显示板、只利用电流或利用电压与电流两者、任意设定进行灰度显示的灰度范围的优点。灰度范围的设定能如图2那样用形成于外部的控制IC进行控制。另外利用指令输入改变控制IC的动作时可利用指令输入进行调整。另外，控制IC除如图2那样构成于源极驱动器IC的外部之外，如液晶用源极驱动器的一部分所见那样，也不妨将源极驱动器IC与控制IC一体化地形成于同一芯片上。这时，只要使用经一体化形成的IC的指令输入，可调整灰度范围就可。

根据以上的发明，利用预充电电压输入，解决了在低灰度部分中，由于流经源极信号线的电流小，规定时间(水平扫描期间)内电流不能变化到规定值，因此进行白显示的次行的像素的辉度比规定值更高那样的问题。

图8示出基准电流发生电路图。基准电流在图10所示的输出级的构成中，规定每1灰度的电流值(基准电流89)。

图8中基准电流89由节点80的电位和电阻元件81的电阻值决定。

节点80的电位可能利用电位调节部85、利用控制数据88来改变。

根据进行电流输出用的灰度显示用电流源103的晶体管尺寸，每个端子的输出电流发生偏差。图11示出晶体管尺寸(沟道面积)与输出电流偏差的关系。考虑包括基准电流的偏差，因必须使芯片内、芯片间的相邻端子间的偏差为2.5％以内，故希望使图11中的输出电流的偏差(输出级的电流偏差)为2.5％以下，103的晶体管尺寸有160微米平方以上为好。

用有机发光元件的显示板中，电流仅流过点亮像素，非点亮像素中不流过电流。因此，全画面白显示时流过最大电流，全画面黑显示时流过最小电流。

将电流供给显示板的电源电路，必须保持流过最大电流的容量。但是，成为流过最大电流那样的画面显示极少。为了发生该极少机会的最大电流，设置大容量的电源电路，浪费大。而且，为降低电力消费也有必要尽可能减小最大电流。

因此，作为降低最大电流的方法，白显示像素有全部的6成以上时，使全部像素的辉度降低2～3％。这样一来，最大电流降低2～3％，峰值时电力下降。

为实现该方法，如果使决定每1灰度的电流的基准电流生成部26发生的基准电流89的值变化2～3％，则可实现。

为此，根据显示图形，通过改变控制数据88的值，改变节点80的电压，来改变基准电流89，

这样，为根据显示图形改变控制数据的值，有必要进行控制，来判别显示图形，根据判别结果改变控制数据。为此，通常由控制IC28进行该判别。

因此，从控制IC28输向源极驱动器IC36的信号线数除视频信号线之外，只有电子电位器的控制数据线数。因此，两IC的输入输出端子增加。电子电位器的控制6位，视频信号线18位(各色6位)时，需要24条端子。

由于装入预充电电源24，故存在设定预充电电源24的输出电压的寄存器。预充电电源由显示板的TFT特性及有机发光元件的阈值电压来决定，对每种不同显示板需要设定不同的电压，至少需要从外部设定一次。为一次设定而设置外部输入端子，效率不高。

减少输入信号线数对缩小芯片面积、简化外部布线是有效的。

因此本发明中，数据线与地址线连接到控制IC与源极驱动器IC之间，使视频信号与各种设定用信号(以下称该信号为指令数据信号，称施加指令数据信号的期间为指令期间)高速地串行转送，减少了信号线数。视频信号也串行转送红绿蓝三原色。图1示出数据线与地址线的定时图。起动脉冲输入后，1行部分的像素数据由数据线12转送。其后转送各种控制用的数据。例如电子电位器的设定值等。为判别数据线12上流动的数据是什么，地址13与数据线12的数据同步地转送。本例中，地址线13的数据0时为红色数据，1时为绿色数据，2时为蓝色数据。4以上的值是各种设定用信号即指令数据。

图18示出为分配串行转送来的数据的分配部27的框图。分配部由2级视频信号的、1级其他指令数据信号的寄存器或锁存电路构成。

用第1级寄存器或锁存电路182只取入必要的数据，对视频信号11a、11b、11c，调整下一移位寄存器部21的进位脉冲可能长的3色信号的定时。这样，取出图1所示的视频数据11。该数据由移位寄存器部21分配至各输出。

另外，图28至图30示出减少信号线数的第二例。

本例中，是为各色准备信号线，串行转送各色数据的方法。顺序转送各点对应的视频信号，利用消隐期间送指令数据信号。图30示出1水平扫描期间的转送关系。视频信号转送期间301与指令数据信号转送期间302的识别由数据指令标志282进行。1像素部分数据281的前头的1个数据分给该数据指令标志282(本例中使用红数据中的1个)，如为高电平则判定该数据为视频信号，如为低电平则判定为指令。该数据指令标志282位于1像素部分数据281的哪个部分都可，但位于前头，能首先判别输入的数据是不是指令数据，因此便于处理。

本例中，1像素部分数据281由6次数据转送组成，用2条信号线以6倍速转送3位预充电判定信号55和8位视频信号共11位的信号。图28示出细目。首先发送预充电判定信号55组283，接着发送视频信号组284。并不限于这种顺序。为将红数据、绿数据、蓝数据都在同一电路构成中，最好空出前头的1位数据，转送预充电判定信号55、视频信号组284。因串行转送视频信号，故经由串并变换部并行变换后，输入到移位寄存器。红数据的并行变换后的输出定时示于286。

以285表示的期间也可作为空白数据。本例中，以串行传送发送的栅极信号线输入到源极驱动器，在源极驱动器内部进行并行变换，进行向栅极驱动器的信号供给，由于是这种构成，故使285的期间输入栅极信号线的信号。(用有机发光元件的显示装置中，栅极驱动器需要2个，即对规定像素流过规定电流用的像素选择用栅极驱动器，和继续流过像素存储的电流用的EL点亮用栅极驱动器，如果分别需要时钟、起动脉冲、扫描方向控制、输出使能端子时，则全部需要8条信号线，以1条栅极信号线发送6个，以285的2个区间发送信号线时，可能用1个像素定时进行栅极驱动器的波形控制。更细的控制是可能的。为实现这一点，除栅极信号线串行转送用之外，285的区间是必要的)

图29示出指令数据信号发送时的数据转送例子。每1指令的位数有6位往往足够，因此本例认为红绿蓝数据全部为6位的信号，数据指令识别信号282之后的5次部分的数据作为指令数据取入。即使是消隐期间，栅极驱动器的动作也是必要的，故在栅极线及285的区间中，不用标志282的值，输入栅极驱动器用的信号。

作为与数据指令标志282同一时刻的信号中，在输入栅极驱动器用的信号的区间以外，有3位部分的空数据。该部分也可以分给位长较短的指令，但在有必要设定5个以上指令时，作为指令地址使用。图29以接收10个以下指令的栅极驱动器为例，准备292所示的1位的指令地址。根据282、292的值，变更更新的指令地址。因数据以1次转送，故不要串并变换部，只要直接更新内部寄存器输入(决定预充电电源24的电子电位器输入等)就行。

利用图28至图30所示的输入界面，通过多重传送视频与预充电判定信号，且在视频信号非传送期间进行指令数据信号输入，在指令数为10，指令长度为6位时，可从以往的93条输入线数削减达6条信号线。

信号线数与转送率可任意设定，信号线数可设定从最小各色1位至最大各色的每个像素所需的信号位数/2。因信号线数减少时，时钟频率增加，外部配线困难，故在实用上，数据转送率取100Mz以下的信号线数为好。本发明中为减低EMI，故时钟仅取一半的频率，在两边缘取入数据。

另外，作为输入信号，即使不是CMOS级的信号，也可用差动传送来发送。如果是差动传送，一般信号线振幅下降，故具有EMI降低的效果。

关于进行高速转送的时钟及数据线，作为如图16那样的输入形式，以从2条输入信号线(161及162)的差分中取出逻辑信号164的RSDS形式进行发送也可以。165和166是电流发送的信号变换为电压值用的电阻元件。该电阻元件的值以配合发送侧的规格来决定。通过将该输入端子装入图1及图28的信号线全体中，取传送形式为差动形式，实现EMI少的驱动器。

这样一来，可实现输入信号线数少的源极驱动器IC36。

以上说明中，说明了单色输出的驱动器，但也适用于多色输出的驱动器。只要准备显示色倍数数目的相同电路就可。例如，红、绿、蓝3色输出时，只要将3个相同电路装入同一个IC内，各自作红、绿、蓝使用就可。

以上说明中，说明了晶体管为MOS晶体管，但也可同样适用于MIS晶体管或双极型晶体管。

另外，晶体管即使为结晶硅、低温聚硅、高温聚硅、非晶硅、砷化镓等材料，也能应用本发明。

工业上的实用性

根据本发明的电流输出型半导体电路、电流输出方法，即使增加电流驱动器的输出位数，也能将电路规模的增大抑制得更低，例如作为显示用驱动装置、显示装置是有用的。

Claims (8)

1.一种电流输出型半导体电路，其特征在于，包括：

具有输出规定电流的第一单元晶体管，并输出低位N(N为自然数)位的第一电流源组，以及

具有输出比所述规定电流更大电流的第二单元晶体管，并输出高位M(M为自然数，(N+M)≥3)位的第二电流源组。

2.如权利要求1所述的电流输出型半导体电路，其特征在于，

所述第一单元晶体管输出的电流是所述第二单元晶体管输出的电流的实质上的1/2^N。

3.如权利要求1所述的电流输出型半导体电路，其特征在于，

设所述第一单元晶体管的沟道长度为L1，其沟道宽度为W1，所述第二单元晶体管的沟通道长度为L2，其沟道宽度为W2，则L1×W1＜L2×W2。

4.如权利要求3所述的电流输出型半导体电路，其特征在于，

所述L2×W2为所述第二单元晶体管的输出电流的偏差是所述第一单元晶体管的输出电流的偏差的许容值以下的值之中的最大值。

5.如权利要求1所述的电流输出型半导体电路，其特征在于，

所述M是6，所述N是2。

6.一种显示驱动用源极驱动器，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的电流输出型半导体电路。

7.一种显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求6所述的显示驱动用源极驱动器，以及

连接到所述源极驱动器的电流驱动型像素。

8.一种电流输出方法，其特征在于，包括：

从具有输出规定电流的第一单元晶体管的第一电流源组、输出低位N(N为自然数)位的步骤，以及

从具有输出比所述规定电流更大的电流的第二单元晶体管的第二电流源组、输出高位M(M为自然数，N+M≥3)位的步骤。

Images