CN101737644A - 发光装置、发光元件芯片以及发光调节方法 - Google Patents
发光装置、发光元件芯片以及发光调节方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101737644A CN101737644A CN200910147382.XA CN200910147382A CN101737644A CN 101737644 A CN101737644 A CN 101737644A CN 200910147382 A CN200910147382 A CN 200910147382A CN 101737644 A CN101737644 A CN 101737644A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- luminous
- igct
- light
- igcts
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
- G03G15/04036—Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors
- G03G15/04045—Details of illuminating systems, e.g. lamps, reflectors for exposing image information provided otherwise than by directly projecting the original image onto the photoconductive recording material, e.g. digital copiers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/22—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
- G03G15/32—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head
- G03G15/326—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head by application of light, e.g. using a LED array
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Abstract
本发明公开了一种发光装置、发光元件芯片以及发光调节方法,该发光装置包括:设定单元,其在第一电位差与第二电位差之间交替地切换阳极与阴极之间的电位差,从而使得发光晶闸管共同具有第一电位差和第二电位差中之一;指定单元,其依次指定一个发光晶闸管作为控制的对象;供给单元,其在指定单元指定所述对象并且设定单元设定第二电位差的发光控制时间段中,向晶闸管的门极交替地供给用于使得所指定的发光晶闸管从关断状态转换为导通状态的转换电压和用于保持晶闸管处于关断状态的维持电压;以及调节单元,其通过在发光控制时间段中供给维持电压并且在可变定时停止供给维持电压,从而调节所述一个发光晶闸管的发光时间段。
Description
技术领域
本发明涉及分别包括多个发光晶闸管的发光装置和发光元件芯片,并且涉及发光调节方法。
背景技术
在诸如打印机、复印机或传真机等电子照相式图像形成装置中,以如下方式在记录纸张上形成图像。首先,通过使得光学记录单元基于图像信息发射光而在已充电的感光体上形成静电潜像。然后,利用调色剂对静电潜像进行显影以使得静电潜像可见。最后,将调色剂图像转印并定影到记录纸张上。作为这种光学记录单元,除了利用激光束通过沿着第一扫描方向进行激光扫描来进行曝光的光学扫描记录单元之外,近年来已采用使用下述发光元件头的光学记录单元。该发光元件头包括沿着第一扫描方向排列的大量发光元件芯片,并且每个发光元件芯片包括由诸如排成一列的发光二极管(LED)等发光元件形成的发光元件阵列。
在日本专利申请公开No.2004-195796中,提出了一种驱动发光元件头的技术,其中,发光元件头包括排列于其中的多个发光元件芯片,并且所述多个发光元件芯片分别具有使用发光晶闸管和转移晶闸管的自扫描发光元件阵列。在此技术中,在信号生成电路中设置有用于供给与发光元件芯片一样多的发光信号的电流缓冲电路,并且通过向发光元件芯片供给各发光信号来驱动发光元件芯片。
这种包括大量发光元件阵列的发光元件头需要基于发光元件芯片数量的发光信号。这里,发光信号使得发光元件发光或不发光,并且将发光所需的电流供给到发光元件。这样,在发光元件头中,发光信号总线的数量随着发光元件芯片数量的增加而增加。另外,由于发光信号向发光元件供给发光电流,因此分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量也随着发光元件芯片数量的增加而增加。
因此,包括大量发光元件芯片的发光元件头具有下述问题:发光元件头的驱动IC的尺寸随着发光元件头中的发光元件芯片数量的增加而增大;并且发光元件头的印刷电路板需要具有较宽的宽度以便允许在其上布置大量的低电阻发光信号总线。可通过采用多层印刷电路板来减小印刷电路板的宽度,然而这会使得成本增加。
可通过减少分别具有大电流驱动能力的用于供给发光信号的电流缓冲电路的数量来解决上述问题。具体而言,通过对每个发光元件芯片设置用于接收发光使能信号的端子并且通过按照时间顺序多路复用分别与多个发光元件芯片对应的发光信号来实现上述减少,其中该发光使能信号用于控制是否允许发光元件发光。然而,此措施另外需要将使用小电流的信号供给到发光使能信号端子。
本发明的目的在于:在发光元件头中,减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,同时利用小电流供给诸如发光使能信号等信号。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种发光装置,包括:发光晶闸管阵列,其包括多个发光晶闸管,所述多个发光晶闸管分别具有阳极、阴极以及门极,所述多个发光晶闸管中的每一个通过从关断状态转换为导通状态而发光,所述多个发光晶闸管中的每一个当被导通而处于所述导通状态时在所述阳极与所述阴极之间导通,而所述多个发光晶闸管中的每一个当被关断而处于所述关断状态时在所述阳极与所述阴极之间不导通;设定单元,其在第一电位差与第二电位差之间交替地切换所述多个发光晶闸管中的每一个的所述阳极与所述阴极之间的电位差,从而使得所述多个发光晶闸管共同具有所述第一电位差和所述第二电位差中之一,所述第二电位差的绝对值大于所述第一电位差的绝对值;指定单元,其从所述多个发光晶闸管中依次指定一个发光晶闸管作为控制是否发光的对象;供给单元,其在所述指定单元指定所述一个发光晶闸管作为所述对象并且所述设定单元使得所述多个发光晶闸管具有所述第二电位差的发光控制时间段中,向由所述指定单元指定为所述对象的所述一个发光晶闸管的所述门极交替地供给转换电压和维持电压,所述转换电压是使得所述一个发光晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态的电压,所述维持电压是保持所述一个发光晶闸管处于所述关断状态的电压;以及调节单元,其通过在所述发光控制时间段中向所述一个发光晶闸管的所述门极供给所述维持电压而不是所述转换电压以阻止所述一个发光晶闸管开始发光,并且通过在所述发光控制时间段中的可变定时停止供给所述维持电压,从而调节所述一个发光晶闸管的发光时间段。
根据本发明的第二方面,在所述发光装置的第一方面中,所述指定单元包括:多个发光控制晶闸管,其分别与所述多个发光晶闸管连接,并且当所述发光控制晶闸管中之一被导通而处于所述导通状态时,所述多个发光控制晶闸管将与所述发光控制晶闸管中之一连接的所述发光晶闸管中之一指定为所述一个发光晶闸管;以及多个转移晶闸管,其分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管分别被导通而处于所述导通状态。
根据本发明的第三方面,在所述发光装置的第二方面中,所述调节单元包括发光使能晶闸管,所述发光使能晶闸管与所述多个发光控制晶闸管并联,并且当所述发光使能晶闸管被导通而处于所述导通状态时,所述发光使能晶闸管阻止正处于所述关断状态的所述多个发光控制晶闸管中的每一个从所述关断状态转换为所述导通状态。
根据本发明的第四方面,提供一种发光元件芯片,包括:基板;发光晶闸管阵列,其形成在所述基板上,并且具有被控制是否发光的多个发光晶闸管;发光控制晶闸管阵列,其形成在所述基板上,并且具有分别与所述多个发光晶闸管连接的多个发光控制晶闸管,当所述多个发光控制晶闸管依次被导通而处于导通状态时,所述多个发光控制晶闸管分别将与所述多个发光控制晶闸管分别连接的所述多个发光晶闸管指定为控制是否发光的对象;以及发光使能晶闸管,其形成在所述基板上,并且与所述多个发光控制晶闸管并联,当所述发光使能晶闸管被导通而处于所述导通状态时,所述发光使能晶闸管阻止正处于关断状态的任何所述多个发光控制晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态。
根据本发明的第五方面,在所述发光元件芯片的第四方面中,所述发光元件芯片还包括:转移晶闸管阵列,其包括多个转移晶闸管,所述多个转移晶闸管以交替的方式分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管被导通而处于所述导通状态。
根据本发明的第六方面,在所述发光元件芯片的第五方面中,所述发光元件芯片还包括:二极管,其布置在所述多个发光控制晶闸管中之一与所述多个转移晶闸管中的相邻于所述多个发光控制晶闸管中之一的相应一个转移晶闸管之间,所述二极管既与所述多个发光控制晶闸管中之一连接,也与所述多个转移晶闸管中的所述相应一个转移晶闸管连接。
根据本发明的第七方面,在所述发光元件芯片的第四方面中,所述发光元件芯片还包括:转移晶闸管阵列,其包括多个转移晶闸管,所述多个转移晶闸管彼此连接并且分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管分别被导通而处于所述导通状态。
根据本发明的第八方面,在所述发光元件芯片的第七方面中,所述发光元件芯片还包括:二极管,其布置在所述多个转移晶闸管中的两个转移晶闸管之间,并且与所述多个转移晶闸管中的所述两个转移晶闸管连接;以及另一二极管,其布置在所述多个转移晶闸管中之一与所述多个发光控制晶闸管中的和所述多个转移晶闸管中之一连接的相应一个发光控制晶闸管之间,所述另一二极管既与所述多个转移晶闸管中之一连接,也与所述多个发光控制晶闸管中的所述相应一个发光控制晶闸管连接。
根据本发明的第九方面,在所述发光元件芯片的第四方面中,所述发光元件芯片还包括:信号线路,用于导通所述发光控制晶闸管和所述发光使能晶闸管中的任一个以使其处于所述导通状态的信号输入到所述信号线路;以及输入端子,所述信号从所述输入端子输入到所述信号线路。所述多个发光控制晶闸管的阳极与所述发光使能晶闸管的阳极连接,所述多个发光控制晶闸管的阴极与所述发光使能晶闸管的阴极连接,并且所述发光使能晶闸管的所述阳极和所述阴极中的任一个在比所述多个发光控制晶闸管的所述阳极和所述阴极中的任一个都靠近所述输入端子的位置处与所述信号线路连接。
根据本发明的第十方面,在所述发光元件芯片的第五至第九方面的任一方面中,所述发光元件芯片还包括:电源线路,其用于向所述多个转移晶闸管和所述多个发光控制晶闸管各自的门极共同供给电源电压;发光信号线路,其经由电阻器与所述电源线路连接,并且共同与所述多个发光晶闸管的阳极和阴极中的任一个连接;以及切换元件,其与所述发光信号线路连接,并且在允许所述发光晶闸管继续发光的电位与不允许所述发光晶闸管继续发光的电位之间切换所述发光信号线路的电位。
根据本发明的第十一方面,提供一种用于发光晶闸管阵列的发光调节方法,所述发光晶闸管阵列包括分别具有阳极、阴极以及门极的多个发光晶闸管,所述多个发光晶闸管中的每一个通过从关断状态转换为导通状态而发光,所述多个发光晶闸管中的每一个当被导通而处于所述导通状态时在所述阳极与所述阴极之间导通,而所述多个发光晶闸管中的每一个当被关断而处于所述关断状态时在所述阳极与所述阴极之间不导通,所述发光调节方法包括:在第一电位差与第二电位差之间交替地切换所述多个发光晶闸管中的每一个的所述阳极与所述阴极之间的电位差,从而使得所述多个发光晶闸管共同具有所述第一电位差和所述第二电位差中之一,所述第二电位差的绝对值大于所述第一电位差的绝对值;从所述多个发光晶闸管中依次指定一个发光晶闸管作为控制是否发光的对象;在将所述一个发光晶闸管指定为所述对象并且使得所述多个发光晶闸管具有所述第二电位差的发光控制时间段中,向被指定为所述对象的所述一个发光晶闸管的所述门极交替地供给转换电压和维持电压,所述转换电压是使得所述一个发光晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态的电压,所述维持电压是保持所述一个发光晶闸管处于所述关断状态的电压;以及通过在所述发光控制时间段中向所述一个发光晶闸管的所述门极供给所述维持电压而不是所述转换电压以阻止所述一个发光晶闸管开始发光,并且通过在所述发光控制时间段中的可变定时停止供给所述维持电压,从而调节所述一个发光晶闸管的发光时间段。
根据本发明的第一方面,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,在发光元件头中,可以减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,并且可以利用减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第二方面,在使用自扫描发光元件阵列的发光元件头中,可以进一步减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,并且可以利用进一步减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第三方面,可以进一步减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,并且晶闸管的锁定功能允许利用进一步减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第四方面,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,在发光元件头中,可以减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,并且可以利用减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第五方面,可以提供这样一种发光元件芯片:与没有采用根据该方面的构造的情况相比,所述发光元件芯片允许发光元件头包括数量进一步减少的分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路,同时允许利用进一步减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第六方面,在发光元件头中,可以提供使用自扫描发光元件阵列的发光元件芯片,所述发光元件芯片允许发光元件头包括数量进一步减少的分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路,同时允许利用进一步减小的电流供给发光使能信号。
根据本发明的第七方面,可以提供具有发光使能信号端子的发光元件芯片,其中,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,可以以更小的间隔排列发光晶闸管。
根据本发明的第八方面,可以提供使用自扫描发光元件阵列的发光元件芯片,其中,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,可以以更小的间隔排列发光晶闸管。
根据本发明的第九方面,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,可以更加可靠地控制发光晶闸管是否发光。
根据本发明的第十方面,与没有采用根据该方面的构造的情况相比,可以进一步减少发光元件头中的分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量。
根据本发明的第十一方面,与没有采用根据该方面的方法的情况相比,在发光元件头中,可以减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的数量,并且可以利用减小的电流供给发光使能信号。
附图说明
将基于以下附图详细地说明本发明的示例性实施例,其中:
图1示出了第一示例性实施例所应用的图像形成装置的总体构造;
图2示出了曝光装置的结构;
图3为示出第一示例性实施例中的每个发光元件头的构造的示意图;
图4为第一示例性实施例中的每个发光元件芯片的等效电路和平面布置的示意图;
图5为用于说明驱动第一示例性实施例中的每个发光元件头的第一驱动方法的时序图;
图6为用于说明在第一驱动方法中发光元件芯片的操作的时序图;
图7为用于说明第一示例性实施例中的每个发光元件芯片的操作的状态转换表;
图8为用于说明驱动第一示例性实施例中的每个发光元件头的第二驱动方法的时序图;
图9为用于说明第二示例性实施例中的每个发光元件头的构造的示意图;
图10为第二示例性实施例中的每个发光元件芯片的等效电路和平面布置的示意图;
图11为用于说明驱动第二示例性实施例中的每个发光元件头的驱动方法的时序图;
图12为用于说明第二示例性实施例中的发光元件芯片的操作的时序图;
图13为用于说明第三示例性实施例中的每个发光元件头的构造的示意图;
图14为第三示例性实施例中的每个发光元件芯片的等效电路和平面布置的示意图;
图15为用于说明驱动第三示例性实施例中的每个发光元件头的驱动方法的时序图;以及
图16为用于说明第三示例性实施例中的发光元件芯片的操作的时序图。
具体实施方式
(第一示例性实施例)
图1示出了第一示例性实施例所应用的图像形成装置1的总体构造。
图1中所示的图像形成装置1通常称为串联型图像形成装置,并且该图像形成装置1包括图像处理***10、图像输出控制器30以及图像处理器40。图像处理***10根据不同颜色的色调数据集形成图像。图像输出控制器30控制图像处理***10。与诸如个人计算机(PC)2和图像读取装置3等装置连接的图像处理器40对从上述装置接收到的图像数据进行预定的图像处理。
图像处理***10包括图像形成单元11。图像形成单元11由沿着水平方向以一定间隔平行布置的多个引擎形成。具体而言,图像形成单元11由四个单元构成:即,黄色(Y)图像形成单元11Y、品红色(M)图像形成单元11M、蓝绿色(青色)(C)图像形成单元11C以及黑色(K)图像形成单元11K。每个图像形成单元11包括感光鼓12、充电装置13、曝光装置14以及显影装置15。在感光鼓12上形成静电潜像,进而形成调色剂图像。充电装置13对感光鼓12的外表面均匀充电。曝光装置14对由充电装置13充电的感光鼓12进行曝光。显影装置15对由曝光装置14形成的潜像进行显影。另外,图像处理***10还包括纸张传送带21、驱动辊22、转印辊23以及定影装置24。纸张传送带21传送记录纸张,以便分别将形成在图像形成单元11Y、11M、11C以及11K的感光鼓12上的彩色调色剂图像通过多重转印而转印到记录纸张上。驱动辊22驱动纸张传送带21。每个转印辊23将形成在相应的感光鼓12上的调色剂图像转印到记录纸张上。定影装置24将调色剂图像定影在记录纸张上。
图2示出了曝光装置14的结构。曝光装置14包括发光元件芯片51、印刷电路板50以及棒状透镜阵列55。每个发光元件芯片51是发光装置的实例。印刷电路板50支撑发光元件芯片51。另外,在印刷电路板50上安装有对发光元件芯片51进行驱动控制的电路。棒状透镜阵列55将从发光元件发射的输出光聚焦到感光鼓12上。在每个发光元件芯片51上,多个发光元件排成一列。通过壳体56保持印刷电路板50和棒状透镜阵列55。在印刷电路板50上以这样的方式排列有多个发光元件芯片51:即,发光元件芯片51上的发光元件按照与像素数一样多的数量沿着第一扫描方向排列。在下文中,将多个发光元件芯片51和印刷电路板50统称为发光元件头90。
图3为用于说明每个发光元件头90的构造的示意图。
发光元件头90包括印刷电路板50、多个发光元件芯片51以及信号生成电路110。每个发光元件芯片51包括排成一列的发光晶闸管L1,L2,L3,...并且每个发光晶闸管是发光元件的实例。信号生成电路110向发光元件芯片51供给用于控制发光晶闸管L1,L2,L3,...的发光操作的信号(控制信号),由此控制发光晶闸管L1,L2,L3,...是否发光。
在发光元件头90中,多个发光元件芯片51以锯齿状排列在印刷电路板50上,以使得发光元件芯片51上的发光晶闸管L1,L2,L3,...以等间隔排成一列。作为实例,图3示出了发光元件头90包括分别在其上排列有七个发光晶闸管L1,L2,L3,...的五个发光元件芯片51(#1~#5)的情况。发光元件芯片51的数量和发光晶闸管L1,L2,L3,...的数量可以分别设定为任意适当的数量。注意到,各发光元件芯片51具有相同的结构。
根据由图像形成装置1中的图像处理器40供给的图像信号(图中未示出)以及由图像输出控制器30供给的同步信号等(图中未示出),信号生成电路110生成用于控制发光元件芯片51中的发光晶闸管L1,L2,L3,...的发光操作的控制信号。具体而言,信号生成电路110生成第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及发光使能信号En作为控制信号。第一时钟信号φ1为按序号顺序控制发光晶闸管L1,L2,L3,...的发光操作的信号。第二时钟信号φ2为将发光晶闸管L1,L2,L3,...设定为准备发光的信号。发光信号φI提供使得发光晶闸管L1,L2,L3,...发光的电位。每个发光使能信号En为用于控制是否允许相应的发光元件芯片51发光的信号。
信号生成电路110向所有的发光元件芯片51供给共用的第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI。同时,信号生成电路110向各个发光元件芯片51供给互不相同的发光使能信号En,即第一至第五发光使能信号En1~En5。此外,信号生成电路110向所有的发光元件芯片51供应电源电压Vga和参考电压Vsub。
图4为第一示例性实施例中的每个发光元件芯片51的等效电路和平面布置的示意图。
发光元件芯片51包括:基板105;由排成一列的发光晶闸管L1,L2,L3,...形成的发光晶闸管阵列102;由排成一列的转移晶闸管T1,T2,T3,...形成的转移晶闸管阵列103;以及由排成一列的发光控制晶闸管C1,C2,C3,...形成的发光控制晶闸管阵列104。另外,发光元件芯片51还包括发光使能晶闸管Td、起始二极管Ds、连接二极管Dt1,Dt2,Dt3,...、连接二极管Dc1,Dc2,Dc3,...以及多个负载电阻器R。依次导通转移晶闸管T1,T2,T3,...以将发光控制晶闸管C1,C2,C3,...设定为导通。具体而言,每个转移晶闸管导通与其连接并且被赋予与转移晶闸管相同的序号的发光控制晶闸管。同时,当导通转移晶闸管T1,T2,T3,...中被赋予与发光控制晶闸管相同的序号的相应转移晶闸管时,各发光控制晶闸管C1,C2,C3,...分别导通。当各发光控制晶闸管C1,C2,C3,...分别导通时,各发光控制晶闸管分别将发光晶闸管L1,L2,L3,...中被赋予与发光控制晶闸管相同的序号的相应发光晶闸管指定为控制是否发光的对象,并且将该发光晶闸管设定为准备发光。另外,发光使能晶闸管Td与发光控制晶闸管C1,C2,C3,...并联,当发光使能晶闸管Td导通时,发光使能晶闸管Td阻止发光控制晶闸管C1,C2,C3,...从关断状态转换为导通状态。另一方面,当发光使能晶闸管Td关断时,发光使能晶闸管Td允许发光控制晶闸管C1,C2,C3,...从关断状态转换为导通状态。换句话说,发光使能晶闸管Td控制是否允许被设定为准备发光的任一个发光晶闸管L1,L2,L3,...实际发光。
具有由GaAs基半导体形成的pnpn结构的发光晶闸管L1,L2,L3,...、转移晶闸管T1,T2,T3,...、发光控制晶闸管C1,C2,C3,...以及发光使能晶闸管Td分别为具有阳极、阴极以及门极的三端晶闸管。
注意到,各发光晶闸管L1,L2,L3,...一从关断状态转换为导通状态就开始发光。这里,当发光晶闸管导通时在其阳极与阴极之间导通,而当发光晶闸管关断时在其阳极与阴极之间不导通。
在下文中,从图4的左侧(从较靠近后面将说明的端子101a~101e的一侧)起的第i个发光晶闸管表示为发光晶闸管Li(i为等于或大于1的整数)。另外,将以类似的方式表示转移晶闸管、发光控制晶闸管以及连接二极管。
如图4所示,在第一示例性实施例的发光元件芯片51中,转移晶闸管Ti与发光控制晶闸管Ci交替地排成一列。同时,发光晶闸管Li排成一列并且与各个发光控制晶闸管Ci连接。这里,在发光元件芯片51中发光晶闸管Li的数量、转移晶闸管Ti的数量以及发光控制晶闸管Ci的数量彼此相同。
接下来,将参考图4说明各元件之间的连接关系和位置关系。
每个转移晶闸管Ti的门极Gi经由相应的连接二极管Dti而与相邻于转移晶闸管Ti的发光控制晶闸管Ci的门极Gci连接。这里,在将每个连接二极管Dti的定向设定为允许电流从门极Gi流向门极Gci的情况下来连接每个连接二极管Dti。
每个发光控制晶闸管Ci的门极Gci经由相应的连接二极管Dci而与相邻于发光控制晶闸管Ci的转移晶闸管Ti+1的门极Gi+1连接。这里,在将每个连接二极管Dci的定向设定为允许电流从门极Gci流向门极Gi+1的情况下来连接每个连接二极管Dci。这样,在发光元件芯片51中,连接二极管Dti与连接二极管Dci交替排列以允许电流在其中沿着一个方向流动。另外,每个发光控制晶闸管Ci的门极Gci经由电阻器Rp而与相应的发光晶闸管Li的门极Gsi连接。注意到,每个电阻器Rp是可归属为配线等的寄生电阻。
每个转移晶闸管Ti的门极Gi和每个发光控制晶闸管Ci的门极Gci经由与这些晶闸管对应设置的各个负载电阻器R而与电源线路71连接。每个转移晶闸管Ti的阴极与第一时钟信号线路72连接。每个发光控制晶闸管Ci的阴极与第二时钟信号线路73连接。每个发光晶闸管Li的阴极与发光信号线路74连接。
发光使能晶闸管Td的阴极和门极Gt分别与第二时钟信号线路73和发光使能信号线路75连接。
转移晶闸管Ti、发光控制晶闸管Ci、发光晶闸管Li以及发光使能晶闸管Td各自的阳极与基板105的背面共用电极81连接。
注意到,起始二极管Ds的阴极和阳极分别与转移晶闸管T1的门极G1和第二时钟信号线路73连接。
发光信号线路74、第一时钟信号线路72、第二时钟信号线路73以及发光使能信号线路75分别经由电阻器而与发光信号端子101a、第一时钟信号端子101b、第二时钟信号端子101c以及发光使能信号端子101e连接。电源线路71与电源端子101d连接。
这样,根据阳极与阴极的各个连接关系,可以说发光使能晶闸管Td与发光控制晶闸管Ci并联。在这点上,发光使能晶闸管Td的阴极在比任何发光控制晶闸管Ci都靠近第二时钟信号端子101c的位置处与第二时钟信号线路73连接。
分别向发光信号端子101a、第一时钟信号端子101b、第二时钟信号端子101c以及发光使能信号端子101e供给发光信号φI、第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及其中一个发光使能信号En。
同时,分别向电源端子101d和背面共用电极81供给电源电压Vga(这里假定为-3.3V)和参考电压Vsub(这里假定为0V)。
图5为用于说明驱动第一示例性实施例中的每个发光元件头90的第一驱动方法的时序图。
在第一驱动方法中,按序号顺序进行对#1~#5的发光元件芯片51的驱动控制。相应地,在#1~#5的发光元件芯片51的每一个中,按序号顺序控制设置在其中的发光晶闸管L1~L7的发光操作。注意到,在下述说明中,将进行#1~#5的发光元件芯片51的驱动控制的时间段分别称作时间段T(#1)~T(#5)。另外,在各时间段T(#1)~T(#5)中,将控制相应发光元件芯片51中的发光晶闸管L1~L7的发光操作的时间段分别称作时间段T(L1)~T(L7)。
在初始状态下,#1~#5的发光元件芯片51中的所有发光晶闸管Li关断。
信号生成电路110输出第一时钟信号φ1,该第一时钟信号φ1在各时间段T(#1)~T(#5)中重复从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换,其中重复的次数与发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的数量相同(七次)。注意到,上述各时间段T(L1)~T(L7)等同于从使得第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平到然后再使得第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平的时间段。
另外,作为设定单元实例的信号生成电路110还输出发光信号φI,该发光信号φI在各时间段T(#1)~T(#5)中重复从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换,其中重复的次数与发光晶闸管Li的数量相同(七次)。注意到,如后面将说明的,在各时间段T(L1)~T(L7)中,在第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平之后发光信号φI从H电平转换为L电平,并且在第一时钟信号φ1从L电平转换为H电平之前发光信号φI从L电平转换为H电平。
在下文中,将当发光信号φI处于H电平时每个发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差称作第一电位差,而将当发光信号φI处于L电平时发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差称作第二电位差。
作为供给单元实例的信号生成电路110还输出第二时钟信号φ2,该第二时钟信号φ2在各时间段T(#1)~T(#5)中重复H电平与L电平之间的转换。
另外,信号生成电路110还输出第一至第五发光使能信号En1~En5。第一发光使能信号En1在时间段T(#1)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(#2)~T(#5)中第一发光使能信号En1固定在H电平。第二发光使能信号En2在时间段T(#2)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(#1)和T(#3)~T(#5)中第二发光使能信号En2固定在H电平。第三发光使能信号En3在时间段T(#3)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(#1)、T(#2)、T(#4)以及T(#5)中第三发光使能信号En3固定在H电平。第四发光使能信号En4在时间段T(#4)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(#1)~T(#3)和T(#5)中第四发光使能信号En4固定在H电平。第五发光使能信号En5在时间段T(#5)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(#1)~T(#4)中第五发光使能信号En5固定在H电平。
例如,在时间段T(#1)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及第一发光使能信号En1来控制设置在#1的发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的发光操作。这里,向#1~#5的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,而仅向#1的发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1。此时,例如,在时间段T(#1)的时间段T(L1)中控制发光晶闸管L1的发光操作,并且在时间段T(#1)的时间段T(L7)中控制发光晶闸管L7的发光操作。注意到,在时间段T(#2)~T(#5)中分别以类似的方式控制#2~#5的发光元件芯片51。具体而言,在各时间段T(#2)~T(#5)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及第二至第五发光使能信号En2至En5中的相应发光使能信号来控制设置在#2~#5的发光元件芯片51中的相应发光元件芯片中的发光晶闸管Li的发光操作。这里,向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,而向#2~#5的发光元件芯片51分别供给第二至第五发光使能信号En2~En5。
图6为用于说明在图5所示的第一驱动方法中发光元件芯片51的操作的时序图。这里,将以在时间段T(#1)中对其进行驱动控制的#1的发光元件芯片51作为实例来单独说明发光元件芯片51中之一的操作。这样,在本实例中,在发光使能信号En之中,向发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1。具体而言,图6示出了设置在#1的发光元件芯片51中的七个发光晶闸管L1~L7之中的两个发光晶闸管L1和L2的发光控制。注意到,在本实例中,从时间点b到时间点r的时间段和从时间点r到时间点v的时间段分别为时间段T(L1)和T(L2)。
在时间段T(L1)中,第一时钟信号φ1在从时间点b到时间点p的时间段处于L电平,在从时间点p到时间点q的时间段处于H电平,并且在从时间点q到时间点r的时间段处于L电平。在时间段T(L1)中,第二时钟信号φ2在从时间点b到时间点p的时间段中周期性地多次重复H电平与L电平之间的转换。同时,在时间段T(L1)中,发光信号φI在从时间点c到时间点n的时间段处于L电平,并且在其他时间段处于H电平。这里,时间点c在时间点b之后,而时间点n在时间点p之前。从而,在第一时钟信号φ1转换为L电平之后发光信号φI变成L电平,并且在第一时钟信号φ1转换为H电平之前发光信号φI变成H电平。第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI分别以时间段T(Li)为周期进行重复。
在初始状态下(恰好在时间点a之前),转移晶闸管Ti、发光控制晶闸管Ci、发光晶闸管Li以及发光使能晶闸管Td全部关断。在此状态下,将第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI设定为H电平,即,例如设定为参考电压Vsub=0V。另外,也将第一发光使能信号En1设定为H电平。
注意到,当发光信号φI处于H电平时,每个发光晶闸管Li的阳极和阴极均处于H电平,于是发光晶闸管Li的阳极和阴极具有彼此相同的电位,从而使得作为发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差的第一电位差为0V。
在该初始状态下,正向偏置起始二极管Ds,于是转移晶闸管T1的门极G1的电位取值为从H电平(0V)中减去起始二极管Ds的pn结的正向阈值电压(扩散电位)Vd而得到的数值。这样,在初始状态下,由于基于发光元件芯片51的特性可认为pn结的正向阈值电压Vd为1.4V,因此转移晶闸管T1的门极G1的电位为-1.4V。
通常,用于导通晶闸管的晶闸管的阳极与阴极之间的电位差(在下文中将该电位差称作导通电压Von)表示为Von<Vg-Vd,其中,Vg表示晶闸管的门极的电位。由于Vd表示pn结的正向阈值电压,因此转移晶闸管T1的导通电压Von为-2Vd=-2.8V。
同时,在初始状态下,与转移晶闸管T1相邻的发光控制晶闸管C1的门极Gc1的电位取决于起始二极管Ds和连接二极管Dt1中各自的pn结的正向阈值电压Vd,于是为-2Vd=-2.8V。在初始状态下,发光控制晶闸管C1的导通电压Von为-4.2V。转移晶闸管T2,T3,...和发光控制晶闸管C2,C3,...各自的门极G2,G3,...和Gc2,Gc3,...的电位为电源电压Vga=-3.3V,于是在初始状态下这些晶闸管的导通电压Von为-4.7V。
在初始状态下,每个发光晶闸管Li的门极Gsi的电位为电源电压Vga=-3.3V,于是所有的发光晶闸管Li的导通电压Von为-4.7V。
另一方面,在初始状态下,由于将第一发光使能信号En1设定为H电平,因此发光使能晶闸管Td的门极Gt的电位为0V。从而,在初始状态下,发光使能晶闸管Td的导通电压Von为-1.4V。
在图6所示的时间点a,第一时钟信号φ1的电压下降到低于转移晶闸管T1的导通电压Von(-2.8V)而高于其他转移晶闸管T2,T3,...的导通电压Von(-4.7V)的电压,诸如为电源电压Vga=-3.3V(L电平)。相应地,在转移晶闸管之中,仅转移晶闸管T1导通,由此开始转移晶闸管阵列103的转移操作。
注意到,仅在发光元件芯片51开始操作的初始状态下第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2才均处于H电平,于是起始二极管Ds仅在初始状态下操作。
当转移晶闸管T1导通时,门极G1的电位从-1.4V上升到0V的H电平。通过被正向偏置的连接二极管Dt1将该电位上升的效果传递至门极Gc1。相应地,门极Gc1的电位从-2.8V上升到-1.4V,于是发光控制晶闸管C1的导通电压Von从-4.2V上升到-2.8V。
这进一步导致转移晶闸管T2的门极G2的电位从-3.3V上升到-2.8V,于是转移晶闸管T2的导通电压Von从-4.7V上升到-4.2V。同时,发光控制晶闸管C2,C3,...和转移晶闸管T3,T4,...各自的门极Gc2,Gc3,...和G3,G4,...的电位保持在电源电压Vga=-3.3V,于是这些晶闸管的导通电压Von保持在-4.7V。
发光晶闸管L1的门极Gs1的电位变为基于连接二极管Dt1中的pn结的正向阈值电压Vd和由相应的电阻器Rp引起的电压降(δ)两者的电压,即变为-Vd+δ。从而,如果基于发光元件芯片51的特性而将δ设定为-0.8V,则发光晶闸管L1的门极Gs1的电位从-3.2V上升到-2.2V,于是发光晶闸管L1的导通电压Von从-4.7V上升到-3.6V。
同时,发光晶闸管L2,L3,...的门极Gs2,Gs3,...的电位保持在电源电压Vga=-3.3V,于是这些发光晶闸管的导通电压Von保持在-4.7V。
在时间点c,即在转移晶闸管T1在时间点a导通之后,发光信号φI从H电平转换为L电平(-3.3V)。相应地,在形成发光晶闸管阵列102的每个发光晶闸管Li中,阴极的电位变得低于阳极的电位,即变为-3.3V。然而,由于发光晶闸管L1的导通电压Von为-3.6V且发光晶闸管L2,L3,...的导通电压Von为-4.7V,因此没有任何发光晶闸管Li导通而发光。
注意到,当发光信号φI处于L电平时,每个发光晶闸管Li的阳极的电位处于H电平(0V),而其阴极的电位处于L电平(-3.3V),从而使得作为发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差的第二电位差为-3.3V。
然后,在时间点d,使得第二时钟信号φ2的电压转换为低于发光控制晶闸管C1的导通电压Von(-2.8V)而高于其他发光控制晶闸管C2,C3,...的导通电压Von(-4.7V)的电压,诸如为电源电压Vga=-3.3V(L电平)。相应地,由于与发光控制晶闸管Ci并联的发光使能晶闸管Td的导通电压Von为-1.4V,因此发光使能晶闸管Td导通。由此,发光使能晶闸管Td的阴极的电位从0V下降到pn结的正向阈值电压Vd即-1.4V。这使得与发光使能晶闸管Td的阴极连接的第二时钟信号线路73的电位立即从-3.3V上升到-1.4V并且固定在-1.4V(在图6中,此状态由在从时间点d到时间点e的时间段中所绘制的虚线表示)。
可以这样认为,在时间点d,当第二时钟信号φ2转换为L电平(-3.3V)时,如上所述由于发光控制晶闸管C1的导通电压Von为-2.8V,因此发光控制晶闸管C1导通。然而,如图4所示,发光使能晶闸管Td在比包括发光控制晶闸管C1在内的任何发光控制晶闸管Ci都靠近第二时钟信号端子101c的点处与第二时钟信号线路73连接。另外,如上所述,在时间点d,发光使能晶闸管Td的导通电压Von为-1.4V,该导通电压Von(-1.4V)的绝对值小于发光控制晶闸管C1的导通电压Von(-2.8V)的绝对值。从而,结合第二时钟信号φ2在到达发光控制晶闸管C1之前到达发光使能晶闸管Td的条件和发光使能晶闸管Td的导通电压Von的绝对值小于发光控制晶闸管C1的导通电压Von的绝对值的条件而导通发光使能晶闸管Td。这使得发光使能晶闸管Td的阴极的电位从0V下降到pn结的正向阈值电压Vd即-1.4V,于是将第二时钟信号线路73的电位固定在-1.4V。结果,不允许发光控制晶闸管C1导通,于是保持关断。
从而,在时间点d,任何发光晶闸管Li的导通电压Von没有发生任何变化,从而不发光。
然后,在时间点e,第二时钟信号φ2转换为H电平。这使得发光使能晶闸管Td的阴极与阳极具有彼此相同的电位。结果,发光使能晶闸管Td不再保持导通,而是关断。注意到,在时间点e,由于第二时钟信号φ2处于H电平,因此发光控制晶闸管C1保持关断。
随后,在时间点f,将第一发光使能信号En1设定为-3.3V的L电平。相应地,发光使能晶闸管Td的导通电压Von从-1.4V下降到-4.7V。
然后,在时间点g,第二时钟信号φ2转换为L电平。此时,由于发光使能晶闸管Td的导通电压Von为-4.7V,因此不允许发光使能晶闸管Td导通。这样,第二时钟信号线路73的电位随着第二时钟信号φ2而变化,于是变为低于发光控制晶闸管C1的导通电压Von(-2.8V)而高于其他发光控制晶闸管C2,C3,...的导通电压Von(-4.7V)的电压,即,变为-3.3V的L电平。结果,发光控制晶闸管C1在时间点g导通。
当发光控制晶闸管C1导通时,门极Gc1的电位上升到0V的H电平。相应地,发光晶闸管L1的门极Gs1的电位变为-0.8V,于是发光晶闸管L1的导通电压Von从-3.6V上升到-2.2V。同时,门极Gs2,Gs3,...的电位保持在电源电压Vga=-3.3V,于是发光晶闸管L2,L3,...的导通电压Von保持在-4.7V。另外,在时间点g,发光信号φI保持在-3.3V的L电平。这样,在发光晶闸管阵列102的各发光晶闸管Li之中,由于只有发光晶闸管L1的阳极与阴极之间的电位差变得低于发光晶闸管L1的导通电压Von,因此仅发光晶闸管L1导通,于是开始发光。
在下文中,将当发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差变得低于导通电压Von时每个发光晶闸管Li的门极Gsi的电位称作转换电压。换句话说,当对发光晶闸管Li的门极Gsi施加转换电压时,发光晶闸管Li从关断状态转换为导通状态。同时,将当发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差不低于导通电压Von时发光晶闸管Li的门极Gsi的电位称作维持电压。这样,即使对发光晶闸管Li的门极Gsi施加维持电压,发光晶闸管Li也保持关断。
这里,将发光晶闸管L1的导通电压Von设定为-2.2V的门极Gs 1的电位为用作转换电压的-0.8V,。同时,将发光晶闸管L1的导通电压Von设定为低于-3.3V的电压的门极Gs1的电位用作维持电压。例如,维持电压可以是基于连接二极管Dt1中的pn结的正向阈值电压Vd和由相应的电阻器Rp引起的电压降δ两者的-2.2V,或者可以是电源电压Vga=-3.3V。
另外,当门极Gc1的电位上升到0V的H电平时,通过被正向偏置的连接二极管Dc1将该电位上升的效果传递至门极G2。相应地,门极G2的电位从-2.8V上升到-1.4V,于是转移晶闸管T2的导通电压Von从-4.2V上升到-2.8V。
然后,在时间点h,第二时钟信号φ2转换为H电平。这使得发光控制晶闸管C1的阴极与阳极具有彼此相同的电位。结果,发光控制晶闸管C1关断,于是门极Gc1的电位从0V降回到-1.4V。这进一步使得转移晶闸管T2的导通电压Von从-2.8V降回到-4.2V。
然而,被设定为L电平的发光信号φI保持发光晶闸管L1导通。换句话说,即使发光控制晶闸管C1在时间点h关断,发光晶闸管L1也保持为导通,于是继续发光。
随后,在时间点i,第二时钟信号φ2转换为L电平。相应地,发光控制晶闸管C1再次导通。然后,在时间点j,第二时钟信号φ2转换为H电平。相应地,发光控制晶闸管C1再次关断。
在这些时间点,如上所述,由于发光信号φI仍旧保持发光晶闸管L1导通,因此发光晶闸管L1继续发光。
然后,在时间点k,第一发光使能信号En1转换为H电平。相应地,门极Gt的电位从-3.3V上升到0V,于是发光使能晶闸管Td的导通电压Von从-4.7V上升到-1.4V。
随后,在时间点l,第二时钟信号φ2转换为L电平。这不导通发光控制晶闸管C1而导通其导通电压Von为-1.4V的发光使能晶闸管Td,从而发光使能晶闸管Td立即将第二时钟信号线路73的电位升高并固定在-1.4V(在图6中,此状态由在从时间点l到时间点m的时间段中所绘制的虚线表示)。
然后,在时间点m,第二时钟信号φ2转换为H电平,于是发光使能晶闸管Td关断。
然而,在时间点l和m,由于发光信号φI保持发光晶闸管L1导通,因此发光晶闸管L1仍旧继续发光。
然后,在时间点n,发光信号φI从L电平转换为H电平。这使得发光晶闸管L1的阴极与阳极具有彼此相同的电位。结果,发光晶闸管L1不再保持导通,而是关断。这样,发光晶闸管L1停止发光。
这里,为了控制在每个发光元件芯片51中发光晶闸管L1,L2,L3,...是否按序号顺序发光,需要重复下述时间段:转移晶闸管Ti单独导通的时间段;转移晶闸管Ti和与其相邻的发光控制晶闸管Ci均导通的时间段;发光控制晶闸管Ci单独导通的时间段;发光控制晶闸管Ci和与其相邻的转移晶闸管Ti+1均导通的时间段;以及转移晶闸管Ti+1单独导通的时间段。
然而,在时间点n,转移晶闸管T1导通,但发光控制晶闸管C1关断。这样,在紧随时间点n之后的时间点o,将第二时钟信号φ2设定为L电平,于是发光控制晶闸管C1再次导通。结果,转移晶闸管T1和发光控制晶闸管C1均导通。相应地,门极G2的电位从-2.8V上升到-1.4V,于是转移晶闸管T2的导通电压Von从-4.2V上升到-2.8V。
之后,在时间点p,第一时钟信号φ1转换为H电平,于是转移晶闸管T1关断。同时,发光控制晶闸管C1保持导通。
然后,在时间点q,第一时钟信号φ1转换为L电平,于是转移晶闸管T2导通。结果,发光控制晶闸管C1和转移晶闸管T2均导通。
在此之后,在时间点r,第二时钟信号φ2转换为H电平,于是发光控制晶闸管C1关断。同时转移晶闸管T2保持导通。
注意到,在从时间点o到时间点r的时间段中,发光信号φI处在H电平,从而没有任何发光晶闸管Li发光。
如上所述,从时间点o到时间点r的时间段用作从转移晶闸管T1导通的时间段到转移晶闸管T2导通的时间段的转换时间段。
换句话说,在时间点r,用于控制发光晶闸管L1的发光操作的时间段T(L1)结束,而用于控制发光晶闸管L2的发光操作的时间段T(L2)开始。这里将不具体说明随后的过程,该过程可以简单地通过重复在时间点b及其之后进行的操作来实现。
注意到,在时间段T(L2)中,即使转移晶闸管T2导通,从而使门极G2的电位上升到0V的H电平,但由于连接二极管Dc1和Dt1在此时间段中均被反向偏置,因此该电位上升的效果不会传递至门极G1。相应地,在时间段T(L2)中,门极G1的电位为电源电压Vga=-3.3V,于是转移晶闸管T1的导通电压Von为-4.7V。因此,尽管第一时钟信号φ1在时间点q转换为L电平(-3.3V),但转移晶闸管T1也不再导通。
换句话说,在每个时间段T(Li)中,在转移晶闸管阵列103中仅允许相应的一个转移晶闸管Ti导通。
类似地,在时间段T(L2)中,由于连接二极管Dc1保持为反向偏置,因此发光控制晶闸管C1的门极Gc1的电位为电源电压Vga=-3.3V,于是发光控制晶闸管C1的导通电压Von为-4.7V。因此,在时间段T(L2)中,即使第二时钟信号φ2转换为L电平(-3.3V),也不允许发光控制晶闸管C1导通。
换句话说,在时间段T(Li)中,在发光控制晶闸管阵列104中仅允许相应的一个发光控制晶闸管Ci导通。
同时,在时间段T(L2)中,由于连接二极管Dc1保持为反向偏置,因此发光晶闸管L1的门极Gs1的电位也为电源电压Vga=-3.3V,于是发光晶闸管L1的导通电压Von为-4.7V。因此,在时间段T(L2)中,即使发光信号φI转换为L电平,也不允许发光晶闸管L1导通,于是发光晶闸管L1不发光。
换句话说,在时间段T(Li)中,在发光晶闸管阵列102中仅允许相应的一个发光晶闸管Li导通。
如上所述,在第一示例性实施例中的每个发光元件芯片51中,以这样的方式进行控制:即,在被设定为L电平的第一时钟信号φ1保持其中一个转移晶闸管Ti导通的同时,第二时钟信号φ2在H电平与L电平之间反复转换,于是使得相应的发光控制晶闸管Ci在导通状态(L电平)与关断状态(H电平)之间反复转换。
这里,在发光控制晶闸管Ci在导通状态与关断状态之间反复转换的同时,转移晶闸管Ti保持为导通。这确保不会丢失被设定为发光控制对象的发光晶闸管Li的位置。换句话说,转移晶闸管Ti起到保持发光晶闸管Li的位置信息的作用。
同时,当发光控制晶闸管Ci导通时,相应的发光晶闸管Li的导通电压Von升高。此时,如果发光信号φI为L电平,则发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差低于其导通电压Von,从而发光晶闸管Li开始发光。另一方面,如果此时发光信号φI为H电平,则发光晶闸管Li的阳极与阴极之间的电位差不低于其导通电压Von,从而发光晶闸管Li继续不发光。
换句话说,均作为指定单元实例的信号生成电路110、发光控制晶闸管Ci以及转移晶闸管Ti以下述方式从发光晶闸管Li中一个接一个地依次指定用于控制是否发光的对象。具体而言,通过分别根据由信号生成电路110输出的第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2依次导通相应的转移晶闸管Ti和相应的发光控制晶闸管Ci,从而指定发光控制对象。换句话说,通过在转移晶闸管Ti导通之后导通发光控制晶闸管Ci,发光控制晶闸管Ci起到将发光晶闸管Li设定成准备发光的作用。
这里,只要发光使能信号En处于H电平,即使第二时钟信号φ2变为L电平,发光使能晶闸管Td也导通。从而,在这种情况下,第二时钟信号线路73固定在-1.4V,于是阻止第二时钟信号线路73跟随第二时钟信号φ2转换为L电平。这样,发光使能信号En不仅提供对是否允许发光晶闸管Li实际发光的控制,而且还提供对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。通过调节发光使能信号En转换为L电平的定时以控制发光晶闸管Li开始发光的时间点来实现对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。注意到,发光晶闸管Li在下述时间点开始发光:即,在发光使能信号En变为L电平之后第二时钟信号φ2从H电平转换为L电平时的第一时间点(图6中的时间点g)。
换句话说,作为调节单元实例的信号生成电路110和发光使能晶闸管Td以下述方式来调节每个发光晶闸管Li的发光时间段。具体而言,当根据由信号生成电路110输出的发光使能信号En而导通发光使能晶闸管Td时,发光使能晶闸管Td向每个发光晶闸管Li的门极Gsi供给维持电压而不是转换电压以阻止发光晶闸管Li开始发光,并且在可变的定时停止供给维持电压。
这里,第二时钟信号φ2是用于导通发光使能晶闸管Td或任何发光控制晶闸管Ci的信号。
如图6所示,作为实例,第一发光使能信号En1在各时间段T(L1)和T(L2)中分别在不同的定时(图6中的时间点f和t)从H电平转换为L电平,从而在时间段T(L1)中与时间段T(L2)中不同的定时停止供给维持电压。结果,发光晶闸管L1和L2具有彼此不同的发光时间段。
如上所述,通过在时间段T(Li)中进行控制以使得第二时钟信号φ2具有比时间段T(Li)短的周期,并且使得发光使能信号En在各个时间段T(Li)中的不同定时从H电平转换为L电平,各发光晶闸管Li在不同的时间点开始发光,于是各发光晶闸管Li在各时间段T(Li)中分别具有不同的发光时间段。
注意到,每个发光晶闸管Li开始发光的时间点的可控范围取决于对第二时钟信号φ2设置的周期。
作为另一种选择,可通过在各个时间段T(Li)中进行控制以使得在发光使能信号En处于L电平的同时,使第二时钟信号φ2在不同的定时从H电平转换为L电平,从而控制发光晶闸管Li开始发光的时间点。
注意到,在整个时间段T(Li)中可仅通过将发光使能信号En保持在H电平,来使得发光晶闸管Li在相应的时间段T(Li)中不发光。在这种情况下,由于在被供给有第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI的发光元件芯片51中发光使能信号En保持在H电平,如果第二时钟信号φ2变为L电平,则发光使能晶闸管Td将导通而使第二时钟信号线路73的电位固定在-1.4V。从而,可阻止发光控制晶闸管Ci跟随第二时钟信号φ2而导通。这样,在这种情况下,不允许任何发光晶闸管Li导通,于是任何发光晶闸管Li均不发光。
另外,在时间段T(#2)~T(#5)中,阻止#1的发光元件芯片51中的所有发光晶闸管Li发光。如图5所示,这也可以仅通过在时间段T(#2)~T(#5)中使第一发光使能信号En1保持在H电平来实现。同样在这种情况下,如果第二时钟信号φ2变为L电平,则发光使能晶闸管Td导通而将第二时钟信号线路73的电位固定在-1.4V。从而,没有任何发光控制晶闸管Ci导通,于是在#1的发光元件芯片51中的各发光晶闸管Li均不发光。
另一方面,一旦发光晶闸管L1导通,则无论门极Gs1的电位如何,发光晶闸管L1均继续发光,直到发光信号φI转换为H电平为止。换句话说,每个发光晶闸管Li在发光信号φI从L电平转换为H电平的时间点(图6中的时间点n)停止发光。
注意到,尽管可以利用发光信号φI将发光晶闸管L1停止发光的时间点n设定为任意时间点,但可将时间点n设定为在用于控制发光晶闸管L2的时间段T(L2)开始的时间点r之前的时间点。
同时,仅向发光使能晶闸管Td的门极Gt供给发光使能信号En,于是不需要任何具有大电流驱动能力的电流缓冲电路。另外,一旦发光使能晶闸管Td导通,则无论门极Gt的电位如何,发光使能晶闸管Td均保持为导通。这样利用发光使能信号En消除了信号生成电路110保持供给电流的需要。
图7为用于说明每个发光元件芯片51的操作的状态转换表。注意到,图7示出了转移晶闸管Ti响应第一时钟信号φ1转换为L电平而导通之后的状态转换。
在发光信号φI和发光使能信号En均设定为L电平的条件下,发光使能晶闸管Td不导通。这里,假定在此条件下第二时钟信号φ2从H电平转换为L电平的情况。在这种情况下,如果发光晶闸管Li关断,则其导通以开始发光(图6中的时间点g),并且如果发光晶闸管Li导通,则其保持导通(图6中的时间点i)。
反之,如果甚至在发光信号φI和发光使能信号En均被设定为L电平的条件下第二时钟信号φ2也从L电平转换为H电平,则发光晶闸管Li的状态不变(图6中的时间点h和j)。
同时,如果在发光信号φI和发光使能信号En分别被设定为L电平和H电平的条件下第二时钟信号φ2从H电平转换为L电平,则发光使能晶闸管Td导通。然而,在这种情况下,如果发光晶闸管Li正在发光,则其继续发光(图6中的时间点l),并且如果发光晶闸管Li没有在发光,则其继续不发光(图6中的时间点d)。反之,如果在此条件下第二时钟信号φ2然后从L电平转换为H电平,则发光使能晶闸管Td关断。同样在这种情况下,如果发光晶闸管Li正在发光,则其继续发光(图6中的时间点m),并且如果发光晶闸管Li没有在发光,则其继续不发光(图6中的时间点e)。
注意到,只要发光信号φI处于H电平,则无论发光使能信号En和第二时钟信号φ2的状态如何,各发光晶闸管Li均不发光。
图8为用于说明驱动第一示例性实施例中的每个发光元件头90的第二驱动方法的时序图。
在第二驱动方法中,基于赋予各个发光晶闸管的序号而将设置在#1~#5的发光元件芯片51中的发光晶闸管L1~L7划分成组,并且根据赋予其中的发光晶闸管Li的序号按顺序进行各组的驱动控制。注意到,根据赋予各发光元件芯片51的序号即#1,#2,...,#5,而按顺序控制被赋予相同序号的发光晶闸管Li的发光操作。在下述说明中,将进行发光晶闸管组L1~L7的驱动控制的时间段分别称作时间段T(L1A)~T(L7A)。另外,在各时间段T(L1A)~T(L7A)中,将控制#1~#5的发光元件芯片51中被赋予相同序号的发光晶闸管Li的发光操作的时间段分别称作时间段T(Li#1)~T(Li#5)。
在初始状态下,#1~#5的发光元件芯片51中的所有发光晶闸管Li关断。
信号生成电路110输出第一时钟信号φ1,该第一时钟信号φ1在各时间段T(L1A)~T(L7A)中重复从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换,其中重复的次数与发光元件芯片51的数量相同(五次)。
另外,信号生成电路110还输出发光信号φI,该发光信号φI在各时间段T(L1A)~T(L7A)中重复从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换,其中重复的次数与发光元件芯片51的数量相同(五次)。注意到,如上所述,在第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平之后发光信号φI从H电平转换为L电平,并且在第一时钟信号φ1从L电平转换为H电平之前发光信号φI从L电平转换为H电平。
信号生成电路110还输出第二时钟信号φ2,该第二时钟信号φ2在各时间段T(L1A)~T(L7A)中重复H电平与L电平之间的转换。
另外,信号生成电路110还输出第一至第五发光使能信号En1~En5。第一发光使能信号En1在时间段T(L1A)~T(L7A)中各自的时间段T(L1#1),T(L2#1),...,T(L7#1)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(Li#2)~T(Li#5)中第一发光使能信号En1固定在H电平。第二发光使能信号En2在时间段T(L1A)~T(L7A)中各自的时间段T(L1#2),T(L2#2),...,T(L7#2)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(Li#1)和T(Li#3)~T(Li#5)中第二发光使能信号En2固定在H电平。第三发光使能信号En3在时间段T(L1A)~T(L7A)中各自的时间段T(L1#3),T(L2#3),...,T(L7#3)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(Li#1)、T(Li#2)、T(Li#4)以及T(Li#5)中第三发光使能信号En3固定在H电平。第四发光使能信号En4在时间段T(L1A)~T(L7A)中各自的时间段T(L1#4),T(L2#4),...,T(L7#4)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(Li#1)~T(Li#3)和T(Li#5)中第四发光使能信号En4固定在H电平。第五发光使能信号En5在时间段T(L1A)~T(L7A)中各自的时间段T(L1#5),T(L2#5),...,T(L7#5)中根据需要而在H电平与L电平之间转换,但在其他时间段T(Li#1)~T(Li#4)中第五发光使能信号En5固定在H电平。
例如,在时间段T(L1A)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及第一至第五发光使能信号En1~En5来控制设置在#1~#5的发光元件芯片51中的各发光晶闸管L1的发光操作。这里,向#1~#5的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,而向#1~#5的发光元件芯片51分别供给第一至第五发光使能信号En1~En5。此时,例如,在时间段T(L1A)的时间段T(L1#1)中控制#1的发光元件芯片51中的发光晶闸管L1的发光操作,并且在时间段T(L1A)的时间段T(L1#5)中控制#5的发光元件芯片51中的发光晶闸管L1的发光操作。注意到,在时间段T(L1A)的时间段T(L1#2)~T(L1#4)中分别以相似的方式控制#2~#4的发光元件芯片51中的发光晶闸管L1。具体而言,在各时间段T(L1#2)~T(L1#4)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及第二至第四发光使能信号En2~En4中的相应发光使能信号来控制设置在#2~#4的发光元件芯片51中的相应发光元件芯片中的发光晶闸管L1的发光操作。这里,向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,而向#2~#4的发光元件芯片51分别供给第二至第四发光使能信号En2~En4。
另外,如上述一样,在时间段T(L2A)~T(L7A)中控制设置在#1~#5的发光元件芯片51中的发光晶闸管L2~L7。具体而言,在各时间段T(L2A)~T(L7A)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及第一至第五发光使能信号En1~En5来控制设置在#1~#5的发光元件芯片51中的相应组的发光晶闸管L2~L7的发光操作。这里,向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,而向#1~#5的发光元件芯片51分别供给第一至第五发光使能信号En1~En5。
通过将图6所示的第一驱动方法中的发光使能信号En变成如上所述的发光使能信号可以得到第二驱动方法。
注意到,尽管在图3中向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及发光信号φI,但这些信号中的任一个或全部信号不必被共同供给到所有的发光元件芯片51。反而,可将多个发光元件芯片51划分成组,并且可以以任一信号或全部信号对于每组而不同的方式来向各个组供给信号。
如上所述,在第一示例性实施例中,通过利用发光使能信号En来控制发光晶闸管Li是否发光,发光信号φI共同用于多个发光元件芯片51。这将减少分别具有大电流驱动能力的用于供给发光信号φI的电流缓冲电路的数量。
另外,向发光使能晶闸管Td的门极Gt供给的发光使能信号En起到升高发光使能晶闸管Td的导通电压Von以导通发光使能晶闸管Td的作用。从而,不像需要被供给到发光使能晶闸管Td的阳极或阴极以便导通发光使能晶闸管Td的大电流那样,可以利用小电流来供给发光使能信号En。
结果,在发光元件头90中,可减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的所需数量,同时可利用小电流供给多个发光使能信号En。
(第二示例性实施例)
图9为用于说明第二示例性实施例中的每个发光元件头90的构造的示意图。
第二示例性实施例中的信号生成电路110除了供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI、第一至第五发光使能信号En1~En5、电源电压Vga以及参考电压Vsub之外还供给触发信号φf。注意到,信号生成电路110向所有的发光元件芯片51共同供给触发信号φf。
在下文中,第二示例性实施例中与第一示例性实施例中的组件相同的组件由相同的附图标记表示,并且将省略其详细说明。
图10为第二示例性实施例中的每个发光元件芯片51的等效电路和平面布置的示意图。
如图10所示,在第二示例性实施例的发光元件芯片51中,沿着图10中的上下方向并列地布置转移晶闸管阵列103、发光控制晶闸管阵列104以及发光晶闸管阵列102以形成平行的三行(排)。具体而言,在该布置中,彼此被赋予相同序号的转移晶闸管Ti、发光控制晶闸管Ci以及发光晶闸管Li布置成沿着沿图10中上下方向延伸的一列。注意到,每个转移晶闸管Ti与被赋予与转移晶闸管Ti相同的序号的发光控制晶闸管Ci连接,并且每个发光控制晶闸管Ci与被赋予与发光控制晶闸管Ci相同的序号的发光晶闸管Li连接。
这使得与第一示例性实施例相比,在第二示例性实施例的每个发光元件芯片51中允许以更短的间隔(本实例中的间隔为第一示例性实施例中的间隔的一半)来排列发光晶闸管Li。
注意到,原则上,通过将被赋予相同序号的转移晶闸管Ti、发光控制晶闸管Ci以及发光晶闸管Li排成一列,即使是在第一示例性实施例中的发光元件芯片51中也可以以较短的间隔来排列发光晶闸管Li。然而,这将使得发光元件芯片51中的布线复杂化。
反之,在第二示例性实施例的发光元件芯片51中,尽管另外提供有触发信号φf,但仍可以以较短的间隔形成发光晶闸管Li,而不会使发光元件芯片51中的布线复杂化。
接下来,将参考图10说明发光元件芯片51中各元件之间的连接关系和位置关系。以下仅说明与第一示例性实施例的不同之处,而省略重复的说明。
每个转移晶闸管Ti的门极Gi经由相应的连接二极管Dti而与相邻于转移晶闸管Ti的转移晶闸管Ti+1的门极Gi+1连接。这里,在将每个连接二极管Dti的定向设定为允许电流从门极Gi流向门极Gi+1的情况下来连接每个连接二极管Dti。
换句话说,不像第一示例性实施例那样:即,转移晶闸管Ti和发光控制晶闸管Ci经由连接二极管Dti或Dci而交替连接,第二示例性实施例中的发光元件芯片51具有这样的构造:即,每个转移晶闸管Ti经由相应的连接二极管Dti而与转移晶闸管Ti+1连接。
另外,每个转移晶闸管Ti的门极Gi经由相应的连接二极管Dci而与发光控制晶闸管Ci的门极Gci连接。这里,在将每个连接二极管Dci的定向设定为允许电流从门极Gi流向门极Gci的情况下来连接每个连接二极管Dci。
换句话说,不像第一示例性实施例那样:即,每个连接二极管Dti连接在转移晶闸管Ti的门极Gi与发光控制晶闸管Ci的门极Gci之间,第二示例性实施例中的发光元件芯片51具有这样的构造:即,每个连接二极管Dti连接在转移晶闸管Ti的门极Gi与转移晶闸管Ti+1的门极Gi+1之间。另外,不像第一示例性实施例那样:即,每个连接二极管Dci连接在发光控制晶闸管Ci的门极Gci与转移晶闸管Ti+1的门极Gi+1之间,第二示例性实施例中的发光元件芯片51具有这样的构造:即,每个连接二极管Dci连接在转移晶闸管Ti的门极Gi与发光控制晶闸管Ci的门极Gci之间。
此外,每个发光控制晶闸管Ci的门极Gci经由相应的电阻器Rp而与相应的发光晶闸管Li的门极Gsi连接。
每个奇数序号的转移晶闸管T2i-1的阴极与第一时钟信号线路72连接,而每个偶数序号的转移晶闸管T2i的阴极与第二时钟信号线路73连接。
同时,每个发光控制晶闸管Ci的阴极与另外设置的触发信号线路76连接。
发光使能晶闸管Td的阴极与该另外设置的触发信号线路76连接。触发信号线路76经由电阻器而与被供给有触发信号φf的触发信号端子101f连接。
这样,根据阳极与阴极的各个连接关系,可以说如同第一示例性实施例一样,发光使能晶闸管Td与发光控制晶闸管Ci并联。在这点上,发光使能晶闸管Td的阴极在比任何发光控制晶闸管Ci都靠近触发信号端子101f的位置处与触发信号线路76连接。
图11为用于说明驱动第二示例性实施例中的每个发光元件头90的驱动方法的时序图。该驱动方法可与图5所示的第一示例性实施例中的第一驱动方法相对应。
信号生成电路110输出第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2,这两个信号在各时间段T(#1)~T(#5)中分别重复多次从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换。具体而言,第一时钟信号φ1重复四次该对转换,而第二时钟信号φ2重复三次该对转换。这里,第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2基本上以这样的方式彼此相关联地进行转换:即,当其中一个信号处于L电平时,另一个信号处于H电平,并且当其中一个信号处于H电平时,另一个信号处于L电平。注意到,如后面将说明的,在第二时钟信号φ2从H电平转换为L电平之后第一时钟信号φ1从L电平转换为H电平,并且在第二时钟信号φ2从L电平转换为H电平之前第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平。换句话说,在第二示例性实施例中,使得第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2以这样的方式进行转换:即,每次在其中一个信号保持在L电平的同时另一个信号转换为H电平之前,暂时将这两个信号设定为L电平。第一时钟信号φ1处于L电平的时间段和第二时钟信号φ2处于L电平的时间段的总数与发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的数量相同(七个)。
注意到,各时间段T(L1)~T(L7)等同于第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2中的任一个处于L电平的时间段。
另外,信号生成电路110还输出发光信号φI,该发光信号φI在各时间段T(#1)~T(#5)中重复从H电平转换到L电平和从L电平转换到H电平的一对转换,其中重复的次数与发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的数量相同(七次)。更确切地说,发光信号φI在第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2中任一个处于L电平的每个时间段中具有这样的一对转换。注意到,如后面将说明的,在将第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2两者均暂时设定为L电平之后,并且在第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2中任一个转换为H电平之后,发光信号φI从H电平转换为L电平,并且在第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2中的一个信号处于H电平而另一个信号处于L电平之后,并且在将第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2两者均暂时设定为L电平之前,发光信号φI从L电平转换为H电平。
另外,信号生成电路110还输出触发信号φf,该触发信号φf在各时间段T(#1)~T(#5)中重复在H电平与L电平之间的转换。
另外,如同第一示例性实施例中一样,信号生成电路110还输出第一至第五发光使能信号En1~En5。
例如,在时间段T(#1)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI、触发信号φf以及第一发光使能信号En1来控制设置在#1的发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的发光操作。这里,向#1~#5的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及触发信号φf,而仅向#1的发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1。注意到,以类似的方式控制#2~#5的发光元件芯片51。
图12为用于说明在图11所示的驱动方法中发光元件芯片51的操作的时序图。这里,将以在时间段T(#1)中对其进行驱动控制的#1的发光元件芯片51作为实例来单独说明发光元件芯片51中之一的操作。这样,在本实例中,在发光使能信号En之中,向发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1。具体而言,图12示出了设置在#1的发光元件芯片51中的七个发光晶闸管L1~L7之中的两个发光晶闸管L1和L2的发光控制。注意到,在本实例中,从时间点b到时间点q的时间段为用于控制发光晶闸管L1的发光操作的时间段T(L1),而从时间点q到时间点w的时间段为用于控制发光晶闸管L2的发光操作的时间段T(L2)。
以时间段T(L1)与T(L2)的总时间段为周期而重复的第一时钟信号φ1在从时间点b到时间点p的时间段中处于L电平,在从时间点p到时间点u的时间段中处于H电平,并且在从时间点u到时间点w的时间段中处于L电平。同样以时间段T(L1)和T(L2)的总时间段为周期而重复的第二时钟信号φ2在从时间点b到时间点o的时间段中处于H电平,在从时间点o到时间点v的时间段中处于L电平,并且在从时间点v到时间点w的时间段中处于H电平。
在时间段T(L1)中从时间点b到时间点o的时间段中和在时间段T(L2)中从时间点q到时间点u的时间段中,触发信号φf均周期性地重复多次H电平与L电平之间的转换。
同时,在时间段T(L1)中,发光信号φI在从时间点c到时间点n的时间段中处于L电平,而在其他时间段中处于H电平。从而,在时间段T(L1)中,在第一时钟信号φ1转换为L电平之后发光信号φI变为L电平,并且在第二时钟信号φ2转换为L电平之前发光信号φI变为H电平。然后,在时间段T(L2)中,在第一时钟信号φ1转换为H电平之后发光信号φI变为L电平,并且在第一时钟信号φ1转换为L电平之前发光信号φI变为H电平。
触发信号φf和发光信号φI分别以时间段T(Li)为周期进行重复。
如上所述,在第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2的波形方面图12不同于图6。另外,第二示例性实施例中的触发信号φf的波形与第一示例性实施例中的第二时钟信号φ2的波形相同。下面,将主要说明由于这些区别导致的操作差异。
在初始状态下(恰好在时间点a之前),转移晶闸管Ti、发光控制晶闸管Ci、发光晶闸管Li以及发光使能晶闸管Td全部关断。在此状态下,将第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、第一发光使能信号En1以及触发信号φf均设定为H电平。
在时间点a,第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平。相应地,如同第一示例性实施例一样,转移晶闸管T1导通。
当转移晶闸管T1导通时,门极G1的电位上升到0V的H电平。通过被正向偏置的连接二极管Dt1将该电位上升的效果传递至门极G2。相应地,门极G2的电位上升到-1.4V,即pn结的正向阈值电压Vd,于是转移晶闸管T2的导通电压Von上升到-2.8V。
这进一步使得转移晶闸管T3的门极G3的电位上升到-2.8V,于是转移晶闸管T3的导通电压Von上升到-4.2V。同时,转移晶闸管T4,...的门极G4,...的电位保持设定为-3.3V,于是转移晶闸管T4,...的导通电压Von保持在-4.7V。
通过被正向偏置的连接二极管Dc1将门极G1的电位上升到0V的H电平的效果传递至发光控制晶闸管C1的门极Gc1。相应地,门极Gc1的电位上升到-1.4V,即pn结的正向阈值电压Vd,于是发光控制晶闸管C1的导通电压Von上升到-2.8V。
同时,响应于门极G2的电位上升到-1.4V,门极Gc2的电位上升到-2.8V,于是发光控制晶闸管C2的导通电压Von上升到-4.2V。同时,发光控制晶闸管C3,C4,...的门极Gc3,Gc4,...的电位保持设定为电源电压Vga=-3.3V,于是这些发光控制晶闸管的导通电压Von保持在-4.7V。
发光晶闸管L1的门极Gs1的电位变为基于连接二极管Dc1中的pn结的正向阈值电压Vd和由作为寄生电阻的相应电阻器Rp引起的电压降(δ)两者的电压,即变为-Vd+δ=-2.2V。这样,发光晶闸管L1的导通电压Von上升到-3.6V。同时,发光晶闸管L2,L3,...的门极Gs2,Gs3,...的电位保持设定为电源电压Vga=-3.3V,于是这些发光晶闸管的导通电压Von保持在-4.7V。
在时间点c,即在时间点a处转移晶闸管T1导通之后,发光信号φI从H电平转换为L电平(-3.3V)。然而,没有任何发光晶闸管Li导通而发光。
然后,在时间点d,使得触发信号φf的电压转换为低于-2.8V而高于-4.7V的电压,诸如为电源电压Vga=-3.3V(L电平)。相应地,如第一示例性实施例中所述,发光使能晶闸管Td导通,这使得与发光使能晶闸管Td的阳极连接的触发信号线路76的电位立即上升并固定在-1.4V,即pn结的正向阈值电压Vd(在图12中此状态由在从时间点d到时间点e的时间段中所绘制的虚线表示)。
从而,发光控制晶闸管C1保持关断,于是没有任何发光晶闸管Li发光。
然后,在时间点f,第一发光使能信号En1转换为-3.3V的L电平。相应地,发光使能晶闸管Td的导通电压Von下降到-4.7V。从而,在时间点g,尽管触发信号φf转换为L电平,但不允许发光使能晶闸管Td导通。结果,发光控制晶闸管C1响应触发信号φf转换为L电平而导通。
这使门极Gc1的电位上升到0V的H电平。相应地,门极Gs1的电位被设定为-0.8V,于是发光晶闸管L1的导通电压Von上升到-2.2V。此时,发光信号φI保持设定为L电平(-3.3V)。从而,在发光晶闸管阵列102中,仅发光晶闸管L1导通,于是开始发光。
如同第一示例性实施例一样,在时间点n,发光信号φI从L电平转换为H电平,从而不再允许发光晶闸管L1保持导通,而是关断。这样,发光晶闸管L1停止发光。
然后,在时间点o,第二时钟信号φ2转换为L电平,于是转移晶闸管T2导通。结果,转移晶闸管T1和T2均导通。相应地,门极G2的电位上升到0V的H电平,并且通过被正向偏置的连接二极管Dt2将该电位上升的效果传递至门极G3。相应地,门极G3的电位被设定为-1.4V,即pn结的正向阈值电压Vd,于是转移晶闸管T3的导通电压Von上升到-2.8V。
然后,在时间点p,第一时钟信号φ1转换为H电平,于是转移晶闸管T1关断。同时,转移晶闸管T2保持导通。在紧随时间点p之后的时间点q,用于控制发光晶闸管L1的发光操作的时间段T(L1)结束,并且用于控制发光晶闸管L2的发光操作的时间段T(L2)开始。这里将不具体说明时间段T(L2)中的操作,该操作可以简单地通过重复在时间点b及其之后进行的所有操作中除了关于第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2的操作之外的操作来实现。可以简单地通过以时间段T(L1)和T(L2)的总时间段作为周期重复在时间点b及其之后进行的操作来实现用于控制发光晶闸管L3的发光操作的时间段T(L3)和随后的时间段T(Li)中的操作。
注意到,在时间段T(L2)中,即使转移晶闸管T2导通,从而使门极G2的电位上升到0V的H电平,但由于在此时间段中连接二极管Dt1为反向偏置,因此该电位上升的效果也不会传递至门极G1。从而,在时间段T(L2)中,转移晶闸管T1的导通电压Von为-4.7V。因此,尽管第一时钟信号φ1在时间点u转换为L电平,但转移晶闸管T1也不再导通。
在除了第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2均设定为L电平的时间段之外的每个时间段T(Li)中,在转移晶闸管阵列103中仅允许相应的一个转移晶闸管Ti导通。然而,在第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2均设定为L电平的时间段中(例如,在图12中从时间点o到时间点p的时间段中),转移晶闸管Ti和Ti+1均导通。
类似地,在时间段T(Li)中,在发光控制晶闸管阵列104中仅允许相应的一个发光控制晶闸管Ci导通。
此外,在时间段T(Li)中,在发光晶闸管阵列102中仅允许相应的一个发光晶闸管Li导通。
如上所述,通过依次导通各转移晶闸管Ti,转移晶闸管Ti起到按序号顺序从发光晶闸管Li中一个接一个地指定发光控制对象的作用。
同时,如同第一示例性实施例一样,通过在每个转移晶闸管Ti导通之后导通相应的发光控制晶闸管Ci,相应的发光控制晶闸管Ci起到将相应的发光晶闸管Li设定成准备发光的作用。
然而,如果发光使能晶闸管Td导通,从而使触发信号线路76固定在-1.4V,则不允许各发光控制晶闸管Ci导通,于是不能将各发光晶闸管Li设定成准备发光。这样,如同第一示例性实施例一样,发光使能信号En不仅提供对是否允许每个发光元件芯片51发光的控制,而且还提供对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。通过调节发光使能信号En转换为L电平的定时以控制发光晶闸管Li开始发光的时间点来实现对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。
如上所述,在第二示例性实施例中,第一时钟信号φ1和第二时钟信号φ2用作按序号顺序控制发光晶闸管Li的发光操作的转移信号,而触发信号φf用作将发光晶闸管Li设定成准备发光的信号。
通过用触发信号φf替代第一示例性实施例中的第二时钟信号φ2,使得对于第一示例性实施例的说明可适用于第二示例性实施例。此外,该替代允许图7所示的状态转换表用作第二示例性实施例中的每个发光元件芯片51的状态转换表。
注意到,尽管在图9中向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、发光信号φI以及触发信号φf,但这些信号中的任一个或全部信号不必被共同供给到所有的发光元件芯片51。反而,可将多个发光元件芯片51划分成组,并且可以以任一信号或全部信号对于每组而不同的方式来向各个组供给信号。
如上所述,同样在第二示例性实施例中,通过利用发光使能信号En来控制发光晶闸管Li是否发光,发光信号φI共同用于多个发光元件芯片51。这将减少分别具有大电流驱动能力的用于供给发光信号φI的电流缓冲电路的数量。
另外,向发光使能晶闸管Td的门极Gt供给的发光使能信号En起到升高发光使能晶闸管Td的导通电压Von以导通发光使能晶闸管Td的作用。从而,不像需要被供给到发光使能晶闸管Td的阳极或阴极以便导通发光使能晶闸管Td的大电流那样,可以利用小电流来供给发光使能信号En。
结果,在发光元件头90中,可减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的所需数量,同时可利用小电流供给多个发光使能信号En。
(第三示例性实施例)
图13为用于说明第三示例性实施例中的每个发光元件头90的构造的示意图。
第三示例性实施例中的信号生成电路110除了供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、电源电压Vga、参考电压Vsub以及第一至第五发光使能信号En1~En5之外,还供给第一至第五熄灭使能信号Eo1~Eo5。另外,信号生成电路110还供给熄灭信号φe来替代发光信号φI。注意到,信号生成电路110向所有的发光元件芯片51共同供给熄灭信号φe。同时,信号生成电路110向各个发光元件芯片51供给互不相同的熄灭使能信号Eo,即第一至第五熄灭使能信号Eo1~Eo5。
在下文中,第三示例性实施例中与第一示例性实施例中的组件相同的组件由相同的附图标记表示,并且将省略其详细说明。
图14为第三示例性实施例中的每个发光元件芯片51的等效电路和平面布置的示意图。
发光元件芯片51具有与第一示例性实施例中的发光元件芯片51等同的构造,另外还设置有第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2。
在下文中,将参考图14说明发光元件芯片51中的各元件之间的连接关系。以下仅说明与第一示例性实施例的不同之处,而省略重复的说明。
在该发光元件芯片51中,电源线路71经由电阻器与发光信号线路74连接。
另外设置的第一pnp晶体管Tr1的集电极端子与发光信号线路74连接。第一pnp晶体管Tr1的基极端子既与也是另外设置的第二pnp晶体管Tr2的集电极端子连接,又与熄灭信号线路77连接。
同时,第二pnp晶体管Tr2的基极端子与熄灭使能信号线路78连接。
熄灭信号线路77和熄灭使能信号线路78分别经由电阻器与熄灭信号端子101h和熄灭使能端子101g连接。
第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2各自的发射极端子与背面共用电极81连接,于是被供给参考电压Vsub。
向熄灭信号端子101h供给熄灭信号φe,该熄灭信号φe是用于终止发光晶闸管Li的发光状态的信号。向熄灭使能端子101g供给其中一个熄灭使能信号Eo,每个熄灭使能信号Eo是用于控制是否熄灭相应的发光元件芯片51的信号。
图15为用于说明驱动第三示例性实施例中的每个发光元件头90的驱动方法的时序图。该驱动方法可与图5所示的第一示例性实施例中的第一驱动方法相对应。
信号生成电路110输出类似于第一示例性实施例的第一时钟信号φ1。另外,信号生成电路110输出熄灭信号φe,该熄灭信号φe在各时间段T(#1)~T(#5)中重复从L电平转换到H电平和从H电平转换到L电平的一对转换,其中重复的次数与发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的数量相同(七次)。注意到,如后面将说明的,在各时间段T(L1)~T(L5)中,在第一时钟信号φ1从H电平转换为L电平之后熄灭信号φe从L电平转换为H电平,并且在第一时钟信号φ1从L电平转换为H电平之前熄灭信号φe从H电平转换为L电平。换句话说,就H电平和L电平而言,第三示例性实施例中的熄灭信号φe具有与第一示例性实施例中的发光信号φI的波形相反的波形。
另外,信号生成电路110还输出第一至第五发光使能信号En1~En5以及第一至第五熄灭使能信号Eo1~Eo5。第一发光使能信号En1和第一熄灭使能信号Eo1在时间段T(#1)中根据需要而在H电平与L电平之间进行转换,但在其他时间段T(#2)~T(#5)中固定在H电平。第二发光使能信号En2和第二熄灭使能信号Eo2在时间段T(#2)中根据需要而在H电平与L电平之间进行转换,但在其他时间段T(#1)和T(#3)~T(#5)中固定在H电平。第三发光使能信号En3和第三熄灭使能信号Eo3在时间段T(#3)中根据需要而在H电平与L电平之间进行转换,但在其他时间段T(#1)、T(#2)、T(#4)以及T(#5)中固定在H电平。第四发光使能信号En4和第四熄灭使能信号Eo4在时间段T(#4)中根据需要而在H电平与L电平之间进行转换,但在其他时间段T(#1)~T(#3)和T(#5)中固定在H电平。第五发光使能信号En5和第五熄灭使能信号Eo5在时间段T(#5)中根据需要而在H电平与L电平之间进行转换,但在其他时间段T(#1)~T(#4)中固定在H电平。
例如,在时间段T(#1)中,利用第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2、熄灭信号φe、第一发光使能信号En1以及第一熄灭使能信号Eo1来控制设置在#1的发光元件芯片51中的发光晶闸管Li的发光操作。这里,向#1~#5的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及熄灭信号φe,而仅向#1的发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1和第一熄灭使能信号Eo1。注意到,以类似的方式控制#2~#5的发光元件芯片51。
图16为用于说明在图15所示的驱动方法中发光元件芯片51的操作的时序图。注意到,除了图6中所示的时间点之外,图16的时序图还包括另外设置的用来说明第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2的操作的时间点α、β以及γ。
这里,将以在时间段T(#1)中对其进行驱动控制的#1的发光元件芯片51作为实例来单独说明发光元件芯片51中之一的操作。这样,在本实例中,在发光使能信号En之中,向发光元件芯片51供给第一发光使能信号En1,并且在熄灭使能信号Eo之中,向发光元件芯片51供给第一熄灭使能信号Eo1。具体而言,图16示出了两个发光晶闸管L1和L2的发光控制。在本实例中,从时间点b到时间点r的时间段为用于控制发光晶闸管L1的发光操作的时间段T(L1),而从时间点r到时间点v的时间段为用于控制发光晶闸管L2的发光操作的时间段T(L2)。
在时间段T(L1)中,熄灭信号φe在从时间点c到时间点n的时间段中处于H电平,而在其他时间段中处于L电平。从而,在第一时钟信号φ1转换为L电平之后熄灭信号φe变为H电平,并且在第一时钟信号φ1转换为H电平之前熄灭信号φe变为L电平。换句话说,就H电平和L电平而言,第三示例性实施例中的熄灭信号φe具有与第一示例性实施例中的发光信号φI的波形相反的波形。
第一熄灭使能信号Eo1在时间点α从H电平转换为L电平,并且在时间点β从L电平转换为H电平。注意到,时间点α只要处在时间点c或时间点c之后即可,而时间点β只要处在时间点n或时间点n之后但在时间点r之前即可。这里,熄灭信号φe在时间点c变为H电平,熄灭信号φe在时间点n变为L电平,并且在时间点r开始发光晶闸管L2的发光控制。
熄灭信号φe和第一熄灭使能信号Eo1分别以时间段T(Li)为周期进行重复。
下面,仅说明与图6中所示的第一示例性实施例不同的发光元件芯片51的操作,并且省略重复的说明。
在初始状态下(恰好在时间点a之前),将熄灭信号φe设定为负电压(L电平),而将第一熄灭使能信号Eo1设定为H电平(0V)。
由于将第一熄灭使能信号Eo1设定为H电平,因此第二pnp晶体管Tr2的发射极端子的电位和基极端子的电位均被设定为H电平(0V)。从而,在初始状态下,第二pnp晶体管Tr2关断并且在发射极端子与集电极端子之间具有高电阻,从而将熄灭信号线路77设定为可随着熄灭信号φe而变化。
在该初始状态下,由于将熄灭信号φe设定为L电平,因此第一pnp晶体管Tr1在发射极端子与基极端子之间正向偏置,于是导通。结果,第一pnp晶体管Tr1的集电极端子被设定为0V的H电平。
尽管发光信号线路74经由电阻器与电源线路71连接,但第一pnp晶体管Tr1仍将发光信号线路74固定在0V的H电平。
在图16中所示的时间点c,熄灭信号φe转换为H电平。相应地,将第一pnp晶体管Tr1的发射极端子和基极端子均设定为H电平,于是第一pnp晶体管Tr1的发射极端子和基极端子具有彼此相同的电位。从而,第一pnp晶体管Tr1关断,并且在发射极端子与集电极端子之间具有高电阻,从而将发光信号线路74设定为电源电压Vga的L电平(-3.3V)。发光信号线路74从时间点c到时间点n保持在L电平。
这等同于图6中所示的条件,即从时间点c到时间点n发光信号φI保持在L电平。换句话说,像图6中所示的发光信号φI一样,熄灭信号φe起到终止发光晶闸管Li的发光状态的作用。
然后,在时间点g,第二时钟信号φ2转换为L电平。此时,如第一示例性实施例所述,不允许发光使能晶闸管Td导通,从而发光控制晶闸管C1导通。结果,发光晶闸管L1的导通电压Von上升到-2.2V。同时,如上所述,将发光信号线路74设定为L电平(-3.3V)。从而,发光晶闸管L1导通,于是开始发光。
然后,在时间点α,使得第一熄灭使能信号Eo1从H电平转换为L电平。相应地,第二pnp晶体管Tr2在发射极端子与基极端子之间正向偏置,于是导通。由此,第二pnp晶体管Tr2的基极端子和熄灭信号线路77固定在H电平(0V)。然而,在时间点α,将熄灭信号φe设定为H电平,于是熄灭信号线路77的电位保持在H电平不变。
在时间点α之后的时间点n,熄灭信号φe变为L电平。然而,由于熄灭信号线路77由导通的第二pnp晶体管Tr2固定在H电平(0V),因此熄灭信号φe不会发送到第一pnp晶体管Tr1。从而,熄灭信号φe不会传送到第一pnp晶体管Tr1,从而使得第一pnp晶体管Tr1保持关断。从而,发光信号线路74保持在L电平(-3.3V)。结果,发光晶闸管L1保持导通,于是继续发光。
在时间点β,第一熄灭使能信号Eo1转换为H电平。相应地,将第二pnp晶体管Tr2的发射极端子和基极端子均设定为H电平,于是第二pnp晶体管Tr2的发射极端子和基极端子具有彼此相同的电位。从而,第二pnp晶体管Tr2关断,并且在发射极端子与集电极端子之间具有高电阻,从而根据熄灭信号φe将熄灭信号线路77设定为L电平。结果,第一pnp晶体管Tr1在发射极端子与基极端子之间正向偏置而导通,于是使发光信号线路74固定在H电平。相应地,将发光晶闸管L1的阴极和阳极均设定为H电平,于是发光晶闸管L1的阴极和阳极具有彼此相同的电位。结果,不再允许发光晶闸管L1导通,于是停止发光。
换句话说,通过熄灭使能信号Eo,图16中所示的熄灭信号φe保持在H电平的时间段延长了从时间点n到时间点β的时间段(在图16中,该实际延长的部分由在从时间点n到时间点β的时间段中所绘制的虚线表示)。
这里,假定在任何发光晶闸管Li导通而正在发光的同时将熄灭使能信号Eo设定为L电平的情况。在这种情况下,如上所述,只要熄灭使能信号Eo设定为L电平,发光晶闸管Li就不会停止发光。这样,熄灭使能信号Eo不仅提供对是否允许每个发光元件芯片51停止发光的控制,而且还提供对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。通过调节熄灭使能信号Eo从L电平转换为H电平的定时以控制发光晶闸管Li停止发光的时间点来实现对每个发光晶闸管Li的发光时间段的控制。
另一方面,在熄灭使能信号Eo设定为H电平的同时,利用熄灭信号φe来控制发光元件芯片51是否停止发光。
此外,在第一示例性实施例中说明的利用发光使能信号En对使得发光晶闸管Li开始发光的时间点的控制可以与利用熄灭使能信号Eo对使得发光晶闸管Li停止发光的时间点的控制相结合。该结合允许独立于使得发光晶闸管Li停止发光的时间点来控制使得发光晶闸管Li开始发光的时间点。
如图16所示,作为实例,第一发光使能信号En1在各个时间段T(L1)和T(L2)中在不同的定时(图16中的时间点f和t)从H电平转换为L电平,而第一熄灭使能信号Eo1在各个时间段T(L1)和T(L2)中在不同的定时(图16中的时间点β和γ)从L电平转换为H电平。结果,发光晶闸管L1和L2具有彼此不同的发光时间段。
如上所述,第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2均起到在如下两个电位之间切换发光信号线路74的电位的切换元件的作用:即,允许发光晶闸管Li继续发光的电位(L电平);以及不允许发光晶闸管Li继续发光的电位(H电平)。
注意到,可以仅利用熄灭信号φe来设定发光晶闸管Li停止发光的时间点。这将消除设置第二pnp晶体管Tr2的需要,于是可消除对任何熄灭使能信号Eo的需要。在这种情况下,通过在图7所示的状态转换表中互换发光信号φI的H电平和L电平之后用熄灭信号φe替代发光信号φI,使得图7所示的状态转换表可用作第三示例性实施例中的每个发光元件芯片51的状态转换表。
此外,熄灭信号φe和熄灭使能信号Eo的负电压(L电平)不限于电源电压Vga=-3.3V,而是只要足够低至可在第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2各自的基极端子与发射极端子之间分别正向偏置该第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2即可。
注意到,通过在衬底上依次层积p型第一半导体层、n型第二半导体层、p型第三半导体层以及n型第四半导体层来形成包括发光晶闸管Li在内的各晶闸管的pnpn结构。同时,第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2例如可由第一至第三半导体层形成。
注意到,尽管在图13中向所有的发光元件芯片51共同供给第一时钟信号φ1、第二时钟信号φ2以及熄灭信号φe,但这些信号中的任一个或全部信号不必被共同供给到所有的发光元件芯片51。反而,可将多个发光元件芯片51划分成组,并且可以以任一信号或全部信号对于每组而不同的方式来向各个组供给信号。
如上所述,同样在第三示例性实施例中,通过利用发光使能信号En来控制发光晶闸管Li是否发光。此外,在第三示例性实施例中,经由电源端子101d供给用于保持已导通的发光晶闸管Li发光的电流。这将消除信号生成电路110利用任何信号(例如第一示例性实施例中的发光信号φI)供给用于保持发光晶闸管Li发光的电流的需要。从而,信号生成电路110不需要设置有用于供给保持发光晶闸管Li发光的电流的具有大电流驱动能力的任何电流缓冲电路。
另外,如上所述,向发光使能晶闸管Td的门极Gt供给的发光使能信号En起到升高发光使能晶闸管Td的导通电压Von的作用,该发光使能晶闸管Td的导通电压Von用作导通发光使能晶闸管Td的阈值。从而,不像用于导通发光使能晶闸管Td的大电流那样,可以利用小电流来供给发光使能信号En。
此外,在第二pnp晶体管Tr2关断的同时向第一pnp晶体管Tr1的基极端子供给的熄灭信号φe只要能够在第一pnp晶体管Tr1的发射极端子与基极端子之间正向偏置该第一pnp晶体管Tr1即可。同时,向第二pnp晶体管Tr2的基极端子供给的熄灭使能信号Eo只要能够在第二pnp晶体管Tr2的发射极端子与基极端子之间正向偏置该第二pnp晶体管Tr2即可。换句话说,不像向pnp晶体管的发射极端子或集电极端子供给的大电流那样,可以利用小电流分别将熄灭信号φe和熄灭使能信号Eo供给到pnp晶体管的基极端子。
结果,在发光元件头90中,可减少分别具有大电流驱动能力的电流缓冲电路的所需数量,同时可利用小电流供给发光使能信号、熄灭信号以及熄灭使能信号多个信号。
此外,在第三示例性实施例中,第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2设置在如图5所示的第一示例性实施例的发光元件芯片51中。然而,可将第一pnp晶体管Tr1和第二pnp晶体管Tr2设置在如图10所示的第二示例性实施例的发光元件芯片51中。
在上述示例性实施例中,将寄生电阻用作每个电阻器Rp。然而,可将电阻器形成为用作电阻器Rp。
此外,在上述各示例性实施例中,已经说明了发光元件芯片中的转移晶闸管、发光控制晶闸管、发光晶闸管以及发光使能晶闸管均为阳极被供给有参考电压的三端晶闸管的情况。然而,如果改变电路的极性,可以采用替换情况。具体而言,转移晶闸管、发光控制晶闸管、发光晶闸管以及发光使能晶闸管可以均为阴极被供给有参考电压的三端晶闸管。
在上述各示例性实施例中,发光元件芯片由GaAs基半导体形成,但是发光元件芯片的材料不限于此。例如,发光元件芯片可以由诸如GaP等难以通过离子注入法而变成p型半导体或n型半导体的其他化合物半导体形成。
除了在这些示例性实施例中所说明的图像形成装置的曝光装置之外,这些示例性实施例中的发光元件芯片也适用于诸如显示装置等基于从外部输入的数据来控制各个发光晶闸管的发光的装置。
出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说明。其本意并不是穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然,对于本技术领域的技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明该示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用,因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。
Claims (11)
1.一种发光装置,包括:
发光晶闸管阵列,其包括多个发光晶闸管,所述多个发光晶闸管分别具有阳极、阴极以及门极,所述多个发光晶闸管中的每一个通过从关断状态转换为导通状态而发光,所述多个发光晶闸管中的每一个当被导通而处于所述导通状态时在所述阳极与所述阴极之间导通,而所述多个发光晶闸管中的每一个当被关断而处于所述关断状态时在所述阳极与所述阴极之间不导通;
设定单元,其在第一电位差与第二电位差之间交替地切换所述多个发光晶闸管中的每一个的所述阳极与所述阴极之间的电位差,从而使得所述多个发光晶闸管共同具有所述第一电位差和所述第二电位差中之一,所述第二电位差的绝对值大于所述第一电位差的绝对值;
指定单元,其从所述多个发光晶闸管中依次指定一个发光晶闸管作为控制是否发光的对象;
供给单元,其在所述指定单元指定所述一个发光晶闸管作为所述对象并且所述设定单元使得所述多个发光晶闸管具有所述第二电位差的发光控制时间段中,向由所述指定单元指定为所述对象的所述一个发光晶闸管的所述门极交替地供给转换电压和维持电压,所述转换电压是使得所述一个发光晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态的电压,所述维持电压是保持所述一个发光晶闸管处于所述关断状态的电压;以及
调节单元,其通过在所述发光控制时间段中向所述一个发光晶闸管的所述门极供给所述维持电压而不是所述转换电压以阻止所述一个发光晶闸管开始发光,并且通过在所述发光控制时间段中的可变定时停止供给所述维持电压,从而调节所述一个发光晶闸管的发光时间段。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
所述指定单元包括:
多个发光控制晶闸管,其分别与所述多个发光晶闸管连接,并且当所述发光控制晶闸管中之一被导通而处于所述导通状态时,所述多个发光控制晶闸管将与所述发光控制晶闸管中之一连接的所述发光晶闸管中之一指定为所述一个发光晶闸管;以及
多个转移晶闸管,其分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管分别被导通而处于所述导通状态。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其中,
所述调节单元包括发光使能晶闸管,所述发光使能晶闸管与所述多个发光控制晶闸管并联,并且当所述发光使能晶闸管被导通而处于所述导通状态时,所述发光使能晶闸管阻止正处于所述关断状态的所述多个发光控制晶闸管中的每一个从所述关断状态转换为所述导通状态。
4.一种发光元件芯片,包括:
基板;
发光晶闸管阵列,其形成在所述基板上,并且具有被控制是否发光的多个发光晶闸管;
发光控制晶闸管阵列,其形成在所述基板上,并且具有分别与所述多个发光晶闸管连接的多个发光控制晶闸管,当所述多个发光控制晶闸管依次被导通而处于导通状态时,所述多个发光控制晶闸管分别将与所述多个发光控制晶闸管分别连接的所述多个发光晶闸管指定为控制是否发光的对象;以及
发光使能晶闸管,其形成在所述基板上,并且与所述多个发光控制晶闸管并联,当所述发光使能晶闸管被导通而处于所述导通状态时,所述发光使能晶闸管阻止正处于关断状态的任何所述多个发光控制晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态。
5.根据权利要求4所述的发光元件芯片,还包括:
转移晶闸管阵列,其包括多个转移晶闸管,所述多个转移晶闸管以交替的方式分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管被导通而处于所述导通状态。
6.根据权利要求5所述的发光元件芯片,还包括:
二极管,其布置在所述多个发光控制晶闸管中之一与所述多个转移晶闸管中的相邻于所述多个发光控制晶闸管中之一的相应一个转移晶闸管之间,所述二极管既与所述多个发光控制晶闸管中之一连接,也与所述多个转移晶闸管中的所述相应一个转移晶闸管连接。
7.根据权利要求4所述的发光元件芯片,还包括:
转移晶闸管阵列,其包括多个转移晶闸管,所述多个转移晶闸管彼此连接并且分别与所述多个发光控制晶闸管连接,并且当所述多个转移晶闸管依次被导通而处于所述导通状态时,所述多个转移晶闸管使得与所述多个转移晶闸管分别连接的所述多个发光控制晶闸管分别被导通而处于所述导通状态。
8.根据权利要求7所述的发光元件芯片,还包括:
二极管,其布置在所述多个转移晶闸管中的两个转移晶闸管之间,并且与所述多个转移晶闸管中的所述两个转移晶闸管连接;以及
另一二极管,其布置在所述多个转移晶闸管中之一与所述多个发光控制晶闸管中的和所述多个转移晶闸管中之一连接的相应一个发光控制晶闸管之间,所述另一二极管既与所述多个转移晶闸管中之一连接,也与所述多个发光控制晶闸管中的所述相应一个发光控制晶闸管连接。
9.根据权利要求4所述的发光元件芯片,还包括:
信号线路,用于导通所述发光控制晶闸管和所述发光使能晶闸管中的任一个以使其处于所述导通状态的信号输入到所述信号线路;以及
输入端子,所述信号从所述输入端子输入到所述信号线路,其中
所述多个发光控制晶闸管的阳极与所述发光使能晶闸管的阳极连接,
所述多个发光控制晶闸管的阴极与所述发光使能晶闸管的阴极连接,并且
所述发光使能晶闸管的所述阳极和所述阴极中的任一个在比所述多个发光控制晶闸管的所述阳极和所述阴极中的任一个都靠近所述输入端子的位置处与所述信号线路连接。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的发光元件芯片,还包括:
电源线路,其用于向所述多个转移晶闸管和所述多个发光控制晶闸管各自的门极共同供给电源电压;
发光信号线路,其经由电阻器与所述电源线路连接,并且共同与所述多个发光晶闸管的阳极和阴极中的任一个连接;以及
切换元件,其与所述发光信号线路连接,并且在允许所述发光晶闸管继续发光的电位与不允许所述发光晶闸管继续发光的电位之间切换所述发光信号线路的电位。
11.一种用于发光晶闸管阵列的发光调节方法,所述发光晶闸管阵列包括分别具有阳极、阴极以及门极的多个发光晶闸管,所述多个发光晶闸管中的每一个通过从关断状态转换为导通状态而发光,所述多个发光晶闸管中的每一个当被导通而处于所述导通状态时在所述阳极与所述阴极之间导通,而所述多个发光晶闸管中的每一个当被关断而处于所述关断状态时在所述阳极与所述阴极之间不导通,所述发光调节方法包括:
在第一电位差与第二电位差之间交替地切换所述多个发光晶闸管中的每一个的所述阳极与所述阴极之间的电位差,从而使得所述多个发光晶闸管共同具有所述第一电位差和所述第二电位差中之一,所述第二电位差的绝对值大于所述第一电位差的绝对值;
从所述多个发光晶闸管中依次指定一个发光晶闸管作为控制是否发光的对象;
在将所述一个发光晶闸管指定为所述对象并且使得所述多个发光晶闸管具有所述第二电位差的发光控制时间段中,向被指定为所述对象的所述一个发光晶闸管的所述门极交替地供给转换电压和维持电压,所述转换电压是使得所述一个发光晶闸管从所述关断状态转换为所述导通状态的电压,所述维持电压是保持所述一个发光晶闸管处于所述关断状态的电压;以及
通过在所述发光控制时间段中向所述一个发光晶闸管的所述门极供给所述维持电压而不是所述转换电压以阻止所述一个发光晶闸管开始发光,并且通过在所述发光控制时间段中的可变定时停止供给所述维持电压,从而调节所述一个发光晶闸管的发光时间段。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008289208A JP4811450B2 (ja) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | 発光装置、発光素子チップ |
JP2008-289208 | 2008-11-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101737644A true CN101737644A (zh) | 2010-06-16 |
CN101737644B CN101737644B (zh) | 2014-06-25 |
Family
ID=41100579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200910147382.XA Active CN101737644B (zh) | 2008-11-11 | 2009-06-18 | 发光装置、发光元件芯片以及发光调节方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8193714B2 (zh) |
EP (1) | EP2184171B1 (zh) |
JP (1) | JP4811450B2 (zh) |
CN (1) | CN101737644B (zh) |
AT (1) | ATE521479T1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102709305A (zh) * | 2011-03-28 | 2012-10-03 | 富士施乐株式会社 | 发光芯片、打印头和图像形成设备 |
CN102736475A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 富士施乐株式会社 | 发光设备、打印头及图像形成设备 |
CN107864532A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-30 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | Led调光电路和方法及led控制电路 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012040704A (ja) * | 2010-08-13 | 2012-03-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 発光チップ、発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置 |
JP5874190B2 (ja) | 2011-04-07 | 2016-03-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置 |
JP5857831B2 (ja) * | 2012-03-23 | 2016-02-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光チップ、プリントヘッド、画像形成装置およびセット−リセットフリップフロップ回路 |
JP6341345B1 (ja) | 2017-03-07 | 2018-06-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光装置、画像形成装置及び光照射装置 |
JP7021529B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2022-02-17 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 発光部品、プリントヘッド及び画像形成装置 |
JP7351149B2 (ja) * | 2019-09-03 | 2023-09-27 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 発光装置、光走査装置 |
WO2021106344A1 (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | ローム株式会社 | 発光制御システム、発光システム、発光制御装置及び発光装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069644A (en) * | 1996-02-20 | 2000-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording head and image forming apparatus using the same |
JP3308801B2 (ja) * | 1996-03-06 | 2002-07-29 | キヤノン株式会社 | 記録素子アレイ |
JP4411723B2 (ja) * | 2000-02-14 | 2010-02-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 自己走査型発光素子アレイ |
WO2001076883A1 (fr) * | 2000-04-06 | 2001-10-18 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Procede pour actionner un reseau de dispositifs d'autobalayage emettant de la lumiere |
WO2002020272A1 (fr) * | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Nippon Sheet Glass Co.,Ltd. | Reseau de dispositifs luminescents auto-balayes, son procede et son circuit d'entrainement |
JP4370776B2 (ja) | 2002-12-18 | 2009-11-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 発光素子アレイ駆動装置およびプリントヘッド |
JP4767634B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2011-09-07 | 株式会社沖データ | 発光集積回路、光学ヘッド、及びそれを用いた画像形成装置 |
JP5225592B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2013-07-03 | 京セラ株式会社 | 発光素子アレイ、発光装置および画像形成装置 |
EP2006918A4 (en) | 2006-02-20 | 2012-05-30 | Kyocera Corp | LUMINESCENT ELEMENT ARRAY, LIGHT-EMITTING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE |
JP2008166610A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Kyocera Corp | 発光素子アレイ、発光装置および画像形成装置 |
-
2008
- 2008-11-11 JP JP2008289208A patent/JP4811450B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-05-18 US US12/467,362 patent/US8193714B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-06-06 EP EP09162132A patent/EP2184171B1/en not_active Not-in-force
- 2009-06-06 AT AT09162132T patent/ATE521479T1/de not_active IP Right Cessation
- 2009-06-18 CN CN200910147382.XA patent/CN101737644B/zh active Active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102709305A (zh) * | 2011-03-28 | 2012-10-03 | 富士施乐株式会社 | 发光芯片、打印头和图像形成设备 |
CN102709305B (zh) * | 2011-03-28 | 2016-01-13 | 富士施乐株式会社 | 发光芯片、打印头和图像形成设备 |
CN102736475A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 富士施乐株式会社 | 发光设备、打印头及图像形成设备 |
CN102736475B (zh) * | 2011-03-29 | 2016-09-21 | 富士施乐株式会社 | 发光设备、打印头及图像形成设备 |
CN107864532A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-30 | 杰华特微电子(杭州)有限公司 | Led调光电路和方法及led控制电路 |
CN107864532B (zh) * | 2017-11-03 | 2023-09-26 | 杰华特微电子股份有限公司 | Led调光电路和方法及led控制电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE521479T1 (de) | 2011-09-15 |
US20100117557A1 (en) | 2010-05-13 |
US8193714B2 (en) | 2012-06-05 |
JP4811450B2 (ja) | 2011-11-09 |
JP2010115810A (ja) | 2010-05-27 |
CN101737644B (zh) | 2014-06-25 |
EP2184171B1 (en) | 2011-08-24 |
EP2184171A1 (en) | 2010-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101737644B (zh) | 发光装置、发光元件芯片以及发光调节方法 | |
CN101734021B (zh) | 发光元件头、图像形成装置以及信号供给方法 | |
US8305415B2 (en) | Light-emitting device including a light-up controller, driving method of self-scanning light-emitting element array and print head including the same | |
CN102019766B (zh) | 发光装置、打印头以及图像形成装置 | |
US8692859B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting array unit, print head, image forming apparatus and light-emission control method | |
US8754354B2 (en) | Light-emitting device including a memory thyristor array, print head and image forming apparatus including the same | |
CN101740558B (zh) | 发光元件头、发光元件芯片、图像形成设备和信号供给方法 | |
CN101673752A (zh) | 发光装置、曝光装置、图像形成装置以及发光控制方法 | |
US20120249715A1 (en) | Light emitting apparatus, print head and image forming apparatus | |
US8207994B2 (en) | Light-emitting device, exposure device, image forming apparatus and signal supply method | |
CN102207262B (zh) | 发光装置、发光装置的驱动方法、打印头及图像形成设备 | |
JP2011235642A (ja) | 発光装置、プリントヘッドおよび画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Tokyo Patentee after: Fuji film business innovation Co.,Ltd. Address before: Tokyo Patentee before: Fuji Xerox Co.,Ltd. |