[發(fā)明專利]輸出放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)驅(qū)動電路和顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364285.2
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103474015A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張盛東;廖聰維;胡治晉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號: G09G3/20
• 分類號: G09G3/20
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及顯示裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輸出放大器、采用該輸出放大器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、采用該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、以及采用該數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的顯示裝置。

背景技術(shù)

長期以來，將顯示器周邊驅(qū)動電路和像素驅(qū)動陣列集成在同一塊基板上，一直是顯示領(lǐng)域追求的一個目標(biāo)。這種新的驅(qū)動電路實現(xiàn)形式被稱為屏上系統(tǒng)集成（System?on?Panel，SOP），所制成的顯示面板內(nèi)部即具備由TFT（Thin?Film?Transistor，薄膜場效應(yīng)晶體管）集成的驅(qū)動電路系統(tǒng)。相比于常規(guī)的外置式IC的方式，SOP的顯示面板可能具有如下優(yōu)點：一、減少行、列驅(qū)動芯片數(shù)量；二、減少行、列驅(qū)動芯片與顯示面板連接線的數(shù)量；三、容易實現(xiàn)窄邊框顯示面板，顯示模組將變得更加緊湊、美觀；四、能夠減少顯示器的后道封裝工序。因為上述優(yōu)點，顯示器的制造成本可以較大幅度地降低；并且，顯示器的可靠性也可得到提高。由于引出線數(shù)量減少，引線間節(jié)距不再嚴(yán)重地限制高分辨率顯示器的實現(xiàn)。

迄今為止，SOP的顯示面板仍然沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。造成這種困境的主要原因是TFT工藝以及器件特性上的缺陷：例如非晶硅（a-Si）TFT的遷移率較低，穩(wěn)定性較差，長時間工作之后，容易發(fā)生器件特性的漂移；多晶硅（poly-Si）TFT的工藝過程復(fù)雜，成本高昂，而且期間特性的均勻性較差。這些因素阻礙了基于a-Si?TFT或者poly-Si?TFT的驅(qū)動電路技術(shù)的發(fā)展。近幾年來，以IGZO、IZO、ITO等為代表的氧化物TFT技術(shù)迅速發(fā)展。由于氧化物TFT具有較高的遷移率、較小的泄漏電流、較小的亞閾值斜率，同時其均勻性、穩(wěn)定性良好，制造成本低，因此適用于下一代的顯示技術(shù)，有取代a-Si以及poly-Si?TFT技術(shù)的潛力。氧化物TFT的這些優(yōu)勢使得SOP的實現(xiàn)成為可能。

目前較實用的氧化物TFT仍然是電子導(dǎo)電類型（N型）。然而，氧化物TFT雖然較之于a-Si?TFT遷移率高出1～2個數(shù)量級，但是還是顯著地小于單晶硅器件。同時，氧化物TFT的穩(wěn)定性雖然比a-Si?TFT明顯地改善，但是還是比單晶硅器件差。因此，在氧化物TFT電路的設(shè)計中，必須兼顧電路速度和穩(wěn)定性等指標(biāo)要求，創(chuàng)造新的電路結(jié)構(gòu)以發(fā)揮氧化物TFT的特點。

柵極驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動電路與TFT有源陣列連接最近，而數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的集成化設(shè)計也是SOP的實現(xiàn)中較重要和困難的部分。數(shù)據(jù)驅(qū)動電路至少包括有三個部分：移位寄存器（Shift?Register，SR）、鎖存器（Latch）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（Digital?Analog?Converter，DAC）。其中，DAC電路作為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，直接影響到數(shù)據(jù)驅(qū)動電路的分辨率和線性度。而DAC電路中，一般要求一個高放大倍數(shù)、穩(wěn)定、低功耗的輸出緩沖放大器。如果輸出緩沖放大器的倍數(shù)不夠高，則DAC電路的速度以及轉(zhuǎn)換精度被降低，于是造成數(shù)據(jù)驅(qū)動電路不能將TFT像素精確地驅(qū)動到應(yīng)該達(dá)到的灰度級別。因此，為了實現(xiàn)TFT集成的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路，亟需設(shè)計一種基于氧化物TFT的高放大倍數(shù)、穩(wěn)定、低功耗的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N輸出緩沖放大器，包括用于將輸入的差分電壓對轉(zhuǎn)換為差分電流對的輸入級部分、用于為電路提供靜態(tài)工作點的偏置級部分和用于將差分電流對轉(zhuǎn)換為單向電流輸出并產(chǎn)生電壓放大信號的運算放大級部分；所述運算放大級部分包括第二偏置電流源和第三偏置電流源，所述第二偏置電流源和所述第三偏置電流源分別采用耗盡模式N型氧化物薄膜場效應(yīng)晶體管實現(xiàn)；所述運算放大級部分的輸出端口與所述輸入級部分耦合，并與所述第三偏置電流源的電流輸出端子并聯(lián)形成恒定電流源；所述偏置級部分的輸入端口與所述輸入級部分耦合，所述偏置級部分的輸出端口與第二電壓源耦合。

進(jìn)一步地，所述第二偏置電流源包括第七晶體管，所述第七晶體管的控制極與其第一極短接構(gòu)成所述第二偏置電流源的電流輸出端子，所述第七晶體管的第二極與第一電壓源耦合；所述第三偏置電流源包括第八晶體管，所述第八晶體管的控制極與其第一極短接構(gòu)成所述第三偏置電流源的電流輸出端子，所述第八晶體管的第二極與所述第一電壓源耦合。