TW533139B - Driving circuit for self-scanned light emitting device array - Google Patents

Description

533139 ------ 五、發明說明（1) -- [技術領域] 本發明有關於自掃描型發光一 有關於未使用電流源之驅動電：件陣歹:之驅 此種驅動電路之自掃描型發朵-本發明更 疋7Μ牛陳列。 [背景技術] 在同一個基板上積體多個菸 其驅動用I C組合被使用作為来 ^ 恭日日人笠、、卞音k P W機；等之寫 t月人m]作為舍光元件 構造之發光閘流體，可以用以者構成70 已提出之專利申請案（日本國/f安發光點之 報，特開平2-1 4584號公報1 =寺開平1巫9 咕 \ a、 _ 開平2-92650千2-9265 1唬公報），作為光印刷機用 便，可以使發光元件間距變細， 作 發光元件陣列。 了以製作小 動電路，尤其 有關於使用有 元件陣列，與 入用光源。本 件之具有ρηρη 自掃描，見于 -238962 號公 號公報，特開 組裝上變為簡 型之自掃描型 當將 由於轉 只具有 用不同 流體用 在曰本 型發光 另外 例所示 以用來 凡裡目谭描型 之發光 能之移 閘流體 遮光， 案特開 列。 ，經由 流區域 抑制轉 送動作 轉送功 之發光 來進行 國專利 元件陣 一方面 之低電 充分的 t光7L件陣列應用在光印刷機等時， 是，希望有的。因此，依照任務分成 位部’和具有發光功能之發光部，使 ，移位部之發光以金屬等覆蓋發光閘 可以避免受到該轉送之發光之影響， 平2-2 6 3 6 6 8號公報提案有此種自掃描 使用具有圖1之發光閘流體之I - L特性 光輸出變小之特性之發光閘流體，可 送動作時之光輪出。另外，在圖1

533139 五、發明說明（2) ___ :時二縱軸表示光輸出(…。箭頭A表示轉 光) 先(轉…)，箭頭B表示寫入時之發光(寫入發 =此種h況，不需要在構造上分成移位部和發 ，、移位部和發光部之發 =u ，兼 J印，用之光源。在此種自掃描為 :某-之電離下稱為 電流)之2ίίϊ;寫入所需要之電流U以下稱為寫人 圖2表示用以供給轉送電流^和寫入電流丨 描型發光元件陣列之 白知之自掃 是2相(…⑵驅動方式者。圖;自之V: A光元件陣列 示發光間流體_，Dl，D2，D3，....表示耗合：極Τ體’，；.： 3 ....表示閘極負載電阻。發光閘、+ 1 2 基板電極，奇數號之發光閉流體ϋ問Γ體之陰極連接到 11 ； ； ： t 1 ： * ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^τ； ^ ^ # ^ ¢1 t ^ ^ ^ ^ ^ ώ f,1 鄰之閘極電極間經由二極體D1，化：：·0:'、:1; ’另外，相 1夕m14經由端子21 ’22，24連接到驅動電妾路6f個： 外另：光，τ】之閉極連接到開始脈波0 jr子22。3另 件之被積體化之部份。驅動電路外‘、、7描型發光元 晶片10之各個端子21、22、23經由電流^用電阻41、 第5頁 \\312\2d-code\90-0]\89122088.ptd 功139 友、發明說明（3) 4 2、4 3連接到脈波電壓源5 1、5 2、5 3，端子2 4連接到電壓 源、6 0。另外，在電阻4 1和脈波電壓源5 1之串聯電路並聯連 接有脈波電流源3 1，在電阻4 2和脈波電壓源5 2之串聯電路 並聯連接有脈波電流源3 2。 在此種構造之自掃描型發光元件陣列中，轉送電流込由 電阻4 1、4 2和脈波電壓源5 1、5 2製成。在使所希望之發光 閘流體被寫入發光之情況時，利用轉送動作使該發光閘流 體進行ON ’利用脈波電流源3丨、32使所需要之寫入 流動。

&圖3表示脈波電壓源所產生之電壓和電流源所產生之電 ^之V口個波形’及發光閘流體之轉送發光和寫入發光之方 ’ —V f予）表示數字所示之脈波電壓源之電壓，i (數字） 二 了所示之電流源之電流，L ( Tn)表示第η號之發光閘 流體之光輪出。 y ==脈波用電壓源53之脈波電壓ν(53)為㈣）位 H 7時鐘脈波必1用電壓源51之脈波電壓v(51)為 1§，位準時，發光閘流體進行ON。在光輸出（Ί\)之波 二山&表不轉送發光之光輸出位準，b表示寫入發光之光

日召卜、I、 : 迷之方式在發光閘流體Ί\ iON後，利用2相時鐘 &歸 必2之重複用來轉送ON狀態。以ON狀態使發光閘 q 1、二轉送發光’但是光輸出極小。經由從脈波電流源 # > ^ 了給寫入電流1 ( 3 1)，1 ( 3 2 )用來使發光閘流體進行

533139 五'發明說明（4) 在上述之習知之自掃描型發光元件陣列中，其脈波電流 源之電路複雜，而且特性之變化很大為其問題。 另外，在圖3中，例如第2狀態之發光閘流體T5是「不寫 入」，但是需要保持ON狀態之電流，所以稍微的發光。 「不寫入」之狀態之發光因為成為雜訊，所以最好儘可能 ， 的小，為減小光輸出，用以決定轉送電流It之大小之電阻 | 4 1、4 2之電阻值需要變大。但是該電阻變大時會有轉送速 ‘ 度降低之問題。 [發明之揭示] 本發明之目的是提供驅動電路，可以以簡單之電路構造 實現與脈波電流源相同之功能。 本發明之另一目的是提供驅動電路，具有「不寫入」時 轉送速度不會降低，光輸出可以減小之功能。 本發明之更另一目的是提供具有此種驅動電路之自掃描 型發光元件陣列。 本發明之驅動電路用在自掃描型發光元件陣列。自掃描 型發光元件陣列之構造是將具有用以控制臨界電壓或臨界 電流之控制電極之多個3端子發光元件排成一次元之排 列，利用對電壓或電流具有單向性之電裝置用來使鄰接之 發光元件之控制電極互相連接，在上述各個發光元件之其 餘2個端子中之一方，分別每隔1個元件的供給2相之時鐘 脈波，當利用一方之相之時鐘脈波使某一個發光元件進行 ι ON時，就經由上述之電裝置使該發光元件近傍之發光元件 ^ 之臨界電壓或臨界電流進行變化，利用另外一方之相之時

89122088.ptd 第7頁 533139 五、發明說明（5) H皮：ί:i ϊ之某一個發光元件之鄰接之發光元件進 =將寫入《流供給到進行⑽之發光元件使其寫入發 m掃描型發光元件陣列之時鐘脈波《】 ， 02i山：二J 0N狀悲具有定電壓特性，所以在01， 0 2‘子次置電壓源和電阻/ 源相同之動作。雷m甲如罨路了以進行與電流 衝器。將緩衝w ^ Λ、 具有輸入端子連接到電源之緩 ^ ,、、衝态和電阻之串聯電路設在晶片之時# 子和脈波電壓湄夕十A / <曰守4里脈波立而 緩衝器之閘極=纟自脈波電壓源之脈波電壓輸入到 和^ 番，^給時鐘脈m亦使用緩衝器 谓。步ώ ^電 構成將該串聯電路連接到脈波電壓 “、"脈波電壓源之脈波電壓供給到緩衝器之輸入端 子。=此種情況，緩衝器之閘極端子一般被接地。 依：、具有緩衝器和電阻之此種構造之驅動電路，當與使 、電肌源之白知之驅動電路比較時，構造變成报簡單， :以CMOS邏輯I。構成為其優點。另外’此種緩衝器可 電阻一起製作在與發光元件相同之晶片上。 、„ f :卜’為著解決由於減少「不寫入」時之光輪出而使轉 达速度降低之問題’所以在轉送時使電阻減小，在完成轉 =後，換成為大電阻值。設置2組之用以供給時鐘脈波之寻 、-友衝為和電阻之串聯電路，使電阻之輸出側互相連接。 該2個之電阻值成為大小不同之值，利用供给自脈波電髮史 源之脈波用來控制2個之串聯電路，藉以變化轉送時和轉

、發明說明（6) 送後之流動之電流之大小。 依此方式構成

邏輯1C構成，亦可·以制 *與上述者同樣的可以以CMOS

[實施本發明之最佳形^^態]人發光元件相同之晶片上。 圖4是本發明之一 值電路圖。該自掃描型發光^掃j苗型發光元件陣列之等 10附加有驅動電路64。在：件陣列在發光元件陣列晶片 元件附加相同之彔考號碼。，之電路之構成元件相同之 在本實施例之驅動電路中， 用來構成供給轉送電流^和寫：用f波電壓:'和严衝電路 連接到時鐘脈波0 i端子21之'午電机1w之電路。貫質上， 緩衝電路90構成，丨^电路由脈波電壓源54、55和 由脈波電壓源56、57 ==脈波02端子22之驅動電路 緩衝電路90和91因;=電路91構成。 代表性的顯示镑徐垂有相同之電路構造，所以在圖5 和寫入用緩衝哭827 \⑽。緩衝電路90由轉送用緩衝器81 “、4⑽成。；：哭8=連ΐ在該等之輸出端子之電阻 54，閘極端子接地：另；輸；；：7;連接到脈=廢源 + 5V電源，閘極端子72、鱼姑| τ^82之輸入端子連接到 均連接到輸出端子η Λ、 波電壓源55。電阻44、45 子2 1。 ’輸出端子7 3連接到時鐘脈波0 1端 图6 Α表示該等緩衝哭 q 9今古 示閘極輸入，Ζ # -私的、82之真值表。X表示輸入，Υ表 X、Υ、ζ。i :不雨出。圖6Β表示緩衝器之輸入/輸出 。 真值表可以明白，轉送用之缓衝器81，依

533139 五、發明說明（7) 照脈波電壓源54所輸出之脈波電壓之H位 輸出變成為Η位準或L位準。緩衝器81之輪出^ f使其 ^ ^ ^ ^·Ι 1 〇 2! 〇 , ^ 在脈波電壓源55所輸出之脈波電壓為^位 戍f2， ΐ 位所V:來將寫入電流1“共給到端子2ι'當、：波ί ::出:：：”f電塵為11位準時，該寫入用緩衝器82 之輸出雙成為咼阻抗，不將寫入電流L供給到端子Η。 同樣的，緩衝電路91將轉送電流It (時鐘脈波必2)和 入電流Iw供給到晶片1 〇之端子2 2。 …、 電阻44之值之決定是使轉送所需要之電流l流動。在 處该緩衝器81之輸出電壓在11位準時為+ 5V，在L位準時 ον，發光，流體⑽時之η，〇端子21、22之定電壓為句 1. 5 V為著使1 m A之轉送電流流動，所以該電阻4 4為3. 5 κ Ω。另外一方面，電阻45要使寫入電流、有2〇^流動 需要成為175 Ω。 圖 7表示電壓 ν(53)，ν(54)，ν(55)，ν(56)，ν(57)之波 形。當開始脈波電壓ν ( 5 3 )為L位準時，電壓ν ( 5 4 )為η位 準，緩衝态81之輸出由圖6Α之真值表可以明白成位 準，發光閘流體Tl進行⑽。依照上述之方式，在發光閘流 體T, 20N後，利用2相時鐘脈波0 ]、0 2之重複轉送閘流 體之ON狀態。 當有某一個發光閘流體進行〇N，在脈波電壓源55之輸出 電壓v(55)變成L位準時，緩衝器82之輸出就變成為11位 準，具有寫入電流Iw流動。利用此種方式，發光閘流體變

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五、發明說明（9) 體保持ON狀態，所以具有 這日卑扃保姓+ 刀之保持電流流動。 k t在保持電流為1 0 0 // A之袢、σ ^ 極電壓為1.5V ^位準電舞=，况，當0Ν時之閘流體之陽 為1.03ΚΩ時，R 之並^為^^時，Ra變成為35ΚΩ。當Rb 另外-方：\ 電阻值變成為1ΚΩ。 乃夕卜 方面，在圖5之緩衝雷？々η Λ丄 值成為35ΚΩ時，轉送時間（伯絲90中，使電阻44之電阻 之日卑門）女祕a (使轉移閘流體之ON狀態所需要 ί L Λ 由01端子21(或〇端子22)之電容量和 :阻4二電：值(35ΚΩ)之積所表示之時間常數。例如當 而子）之電谷$為3 OpF時，轉送時間變 ^ 。例如，光以5 00kd〇t/s之速度對間流體進 订寫入％，寫入發光時間變成為最大可 50%程度。 ^ 與此相對的，在使用圖Π所示之緩衝電路9 4之方法中 只有在轉送時使用ra和rb之並聯電阻值（丨κ Ω )，在完成轉 送後只使用電阻RA ( 3 5 0 Κ Ω )，所以轉送時間變成為3 〇 n s， /Mdot/s之寫入之寫入發光時間可以確保成為最大可寫入 發光時間之98. 5%。 圖Π之緩衝電路94利用CMOS可以以圖12所示之電路構 成，可以實現與圖8〜圖1〇之電路同樣之積體電路。 在以上之實施例中是使用將緩衝電路外加在晶片丨〇，但 是亦可以除了電阻45外將該電路一起積體化在晶片1 〇。將 電阻4 5除外之理由如先前之說明，因為利用電阻& 5用來決 定寫入電流Iw之大小，所以需要使用高精確度之電阻。 [產業上之利用可能性]

89122088.ptd 第12頁 533139 五、發明說明（ίο) 依照以上所說明之本發明之驅動電路時，可以利用脈波 電流源和緩衝電阻簡單的構成。另外，依照本發明時可以 提供具有「不寫入」時轉送速度不會降低，光輸出可以減 少之功能之驅動電路。 元件編號之說明] 10 44 54 64 71 72 73 81 82 90 45 55 56 ^ 57 84 91 發光元件陣列晶片 電阻 脈波電壓源 驅動電路 輸入端子 閘極端子 輸出端子 轉送用緩衝器 寫入用緩衝器 緩衝電路 Φ

89122088.ptd 第13頁 533139 圖式簡單說明 圖1表示在低電流區域之光輸出變小之發光閘流體之特 性。 圖2表示習知之自掃描型發光元件陣列之等值電路。 圖3表示用以說明圖2之自掃描型發光元件陣列之動作之 波形。 圖4表示本發明之自掃描型發光元件陣列之等值電路。 圖5表示圖4之緩衝電路之構造。 圖6A表示圖5之緩衝器之真值表。 圖6 B表示圖5之緩衝器之輸入/輸出。 圖7表示圖4之自掃描型發光元件陣列之電壓之波形。 圖8表示圖5之緩衝電路之具體例。 圖9表示圖8之緩衝電路之變化例。 圖1 0表示圖8之緩衝電路之變化例。 圖1 1表示緩衝電路之另一構造。 圖1 2表示圖11之緩衝電路之具體例。

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Claims (1)

1. 533139 六、申請專利範圍 1 · 一種驅動電路，用在自掃描型發光元件陣列其中將具 有用以控制臨界電壓或臨界電流之控制電極之多個3端子 發光元件排成一次元之排列，利用對電壓或電流具有單向 性之電裝置用來使鄰接之發光元件之控制電極互相連接， 在上述各個發光元件之其餘2個端子中之一方，分別每隔1 個元件的供給2相之時鐘脈波，當利用一方之相之時鐘脈 波使某一個發光元件進行ON時，就經由上述之電裝置使該 發光元件近傍之發光元件之臨界電壓或臨界電流進行變 化，利用另外一方之相之時鐘脈波用來使上述之某一個發 光元件之鄰接之發光元件進行ON，將寫入電流供給到進行 ON之發光元件使其寫入發光；其特徵是具備有： 用以產生上述之時鐘脈波之電路，其構成包含有··第1脈 波電壓源；第1緩衝器，將來自該第1脈波電壓源之脈波電 壓供給到輸入端子；和第1電阻，連接到該第1缓衝、器之輸 出端子；和 用以產生上述之寫入電流之電路，其構成包含有：第2脈 波電壓源；第2緩衝器，將來自該第2脈波電壓源之脈波電 壓供給到閘極端子，其輸入端子連接到電源；和第2電 阻，連接到該第2缓衝器之輸出端子。 _ 2 ·如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中上述之第2電 阻之值是使所選擇之電阻值用來使上述進行ON之發光元件 寫入發光所需要之寫入電流流動。 3 · —種自掃描型發光元件陣列，其特徵是具備有： 發光元件陣列，將具有用以控制臨界電壓或臨界電流之

   89122088.ptd 第15頁 533139 六、申請專利範圍 控制電極之多個3端子發光元件排成一次元之排列； 電裝置，對電流具有單向性，用來使鄰接之發光元件之 控制電極互相連接； 在上述之各個發光元件之其餘2個端子中之一方，具備 有2根之時鐘脈波線，分別每隔1個元件的供給2相之時鐘 脈f ’當利用一方之相之時鐘脈波使某一個發光元件進行 0N =，就經由上述之電裝置使該發光元件近傍之發光元件 ”電壓或臨界電流進行變化，利用另外一方之相 波用來使上述之某一個發光元件之鄰接之發光元件^ ^ . ’將寫入電流供給到進行ON之發光元件使其寫入發 用產 . 波電壓源、；ΐϋΛ鐘脈波之電& ’其構成包含有：第1脈 壓供給到輪ΓΛ Λ，將來自該第1脈波電壓源之脈波電 出端子；；:而子，和第1電阻，連接到該第！、緩衝器之輪 用以產生上淡夕官X & ^ ^ 义之寫入電流之電路，其構成包含有·第？脱 =壓源；第2緩衝器，將來自該第2脈波電壓源之脈】： 壓供給到閘極端子，其輪入端子連接到電源^第/電皮電 阻，連接到該第2緩衝器之輸出端子。 4.如申請專利範圍第3項之自掃描型發光 中上述之第2電阻之值是使所選擇之電阻值用來使上述J 行0Ν之發光元件寫入發光所要之電流流動。 4進 乂 範圍第4項之自掃描型發光元件陣列，其 ^ 〃阻和上述之第1和第2緩衝器被積體在與^

   533139 六、申請專利範圍 述之發光元件和電裝置相同之晶片上。 6 ·如申請專利耗=第4項之自掃描型發光元件陣列，其 中上述之第1和第2電阻，和上述之第丨和第2緩衝器被積體 在與上述之發光=件和電裝置相同之晶片上。 7·如申請專利耗圍第3至6項中任一項之自掃描型發光元 件陣列，其中上述之發光元件是發光閘流體，具有在低電 流區域其光輸出變小之特性。

   8 · —種驅動電路L用在自掃描型發光元件陣列其中將具 有用以控制臨界:壓或臨界電流之控制電極之多個3端子 發光元件排成一/人元之排列，利用對電壓或電流具有單向 性之電裝置用來使鄰接之發光元件之控制電極互相連接， 在上述各個發光元件之其餘2個端子中之一方，分別每隔j 個兀件的供給2相之時鐘脈波，當利用一方之相之時鐘脈 波使某一個發光元件進行〇 N時，就經由上述之電裝置使該 發光元件近傍之發光元件之臨界電壓或臨界電流進行變 化’利用另外一方之相之時鐘脈波用來使上述之某一個發 光元件之鄰接之發光元件進行ON，將寫入電流供給到進行 ON之發光元件使其寫入發光；其特徵是具備有：

   用以產生上述之時鐘脈波之電路，在發光元件之〇 N狀態 之轉送時和發光元件之0 N狀態之轉送後，可以使電流進行 2階段之變化，其構成包含有：第1脈波電壓源；第1緩衝 器，將來自該第1脈波電壓源之脈波電壓供給到輸入端 子；第1電阻，連接到該第1缓衝器之輸出端子；第2脈波 電壓源；第2緩衝器，其輸入端子連接到電源，來自該第2

   89122088.ptd 第17頁 533139 六、申請專利範圍 脈波電壓源之脈波電题 連 接到該第2緩衝器之/ /、給到閘極端子；和第2電阻 \匈出端早· 用以產生上述之寫入平而义子，和 波電壓源；第3緩衔哭电流之電路，其構成包含有：第3脈 第3脈波電壓源之脈二命，輸入端子連接到電源，來自該 連接到該第3緩衝器二L供給到閘極端子；和第3電阻， 9 ·如申請專利範圍 上述之筮弟8項之驅動電路，其中 上疋之第1電阻之值 上述之第3雷阻之it 於上述之第2電阻之值者；和 订⑽之S光元件寫擇之m直用來使上述進 1 0 _ ^ x九所而要之寫入電流流動。 發光-丄型發光元件陣列，其特徵是具備有： 控制雷=夕夕將具有用以控制臨界電壓或臨界電流之 Π極之多個3端子發光元件排成-次元之排列； 抄#丨2置對電极具有單向性，用來使鄰接之發光元件之 ^制電極互相連接； 在上述之各個發光元件之其餘2個端子中之一方，具備 r +艮之日守鉍脈波線，分別每隔1個元件的供給2相之時鐘 =波，當利用一方之相之時鐘脈波使某一個發光元件進行 n時，就經由上述之電裝置使該發光元件近傍之發光元件 t臨界電壓或臨界電流進行變化，利用另外一方之相之時 鐘脈波用來使上述之某一個發光元件之鄰接之發光元件進 行⑽，將寫入電流供給到進行〇N之發光元件使其寫入發 光； 用以產生上述之時鐘脈波之電路，在發光元件之ON狀態

   533139 六、申請專利範圍 之比轉^蚪和發光元件之ON狀態之轉送後，可以使電流進行 ^白段之變化，其構成包含有：第1脈波電壓源；第1緩衝 •，來自該第1脈波電壓源之脈波電壓供給到輸入端 I二Ϊ1·電阻，連接到該第1緩衝器之輸出端子；第2脈波 二、t I、ρ第2緩衝器，其輸人端子連接到電源，來自該第2 iHi二ΐ源之脈波電壓供給到間極端子；和第2電阻，連 接到该弟2緩衝器之輸出端子；和 波=生i述之寫入電流之電路，其構成包含有：第3脈 ^電反源，弟3緩衝器，其輪入端子連 第3脈波電壓泝之邮、、由雷厭也认文』电你木目d 連接到At 到閘極端子；和第3電阻， 連接到w亥第3緩衝器之輸出端子。 ^ t If # ii ^ i Q ^ ^ # ^ ^ ^ ^ # P# ^ ΐίΪ 且之值選擇大於上述之第2電阻之值者；和 進行⑽之發光元件寫入發光所需擇要之之電寫 12·如申請專利範圍第丨J項之自'肌動。 其中上述之第1和第2電阻，和上述田'件陣列， 器被積體在與上述之發光元件和Z1、第2和第3緩衝 13·如申請專利範圍第u項之自掃描置相冋之晶片上。 其中上述之第1、第2和第3電阻，和兀件陣列， 緩衝器被積體在與上述之發光 逑之弟1、第2和第3 片上。 平歹J和電裝置相同之晶 14·如申請專利範圍第10至13項中任 項之 掃描型發

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