專利名稱：輸出緩沖器和具有其的用于平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器，具體而言，本公開涉及具有改善的輸出偏差的輸出緩沖器、以及具有該輸出緩沖器的用于平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
典型液晶顯示器(LCD)(其由設(shè)置于兩基板之間的液晶層組成)通過調(diào)整施加在液晶層上的電壓來調(diào)整通過液晶層的光透過率，并因此顯示期望的圖像。這種典型LCD的例子包括使用薄膜晶體管(TFT)作為用于開關(guān)液晶層的開關(guān)器件的TFT-LCD。多晶硅TFT-LCD是TFT-LCD的一種，其一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是由多個(gè)形成在玻璃基板上的MOS晶體管組成的電路可以嵌入到多晶硅TFT-LCD中。當(dāng)前，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器能夠通過使用低溫多晶硅(LTPS)工藝而被集成在玻璃基板上，并且一個(gè)包括控制器的完整系統(tǒng)通過使用玻璃上系統(tǒng)(SOG)方法而能被集成在玻璃基板上。
TFT-LCD包括用于驅(qū)動(dòng)排列在液晶板上的多個(gè)液晶單元的源極驅(qū)動(dòng)器。源極驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)向液晶板提供灰度電壓信號(hào)的輸出緩沖器，并且每一個(gè)輸出緩沖器包括由晶體管組成的運(yùn)算放大器。在源極驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)算放大器由晶體管組成的情況中，來自輸出緩沖器的對應(yīng)于相同輸入數(shù)據(jù)的輸出電壓會(huì)有大的偏差(deviation)。這種偏差稱為偏移電壓。依據(jù)產(chǎn)生偏移電壓的晶體管的特性，偏移電壓變化相當(dāng)大。因此，由于來自源極驅(qū)動(dòng)器的輸出緩沖器的輸出信號(hào)中的偏差，所以即使在源極驅(qū)動(dòng)器上施加相同數(shù)據(jù)電壓，響應(yīng)于所述相同數(shù)據(jù)電壓而施加在液晶板上的灰度電壓也可能不是相同的。當(dāng)對于相同的輸入數(shù)據(jù)電壓，通過源極驅(qū)動(dòng)器向液晶板提供不同的灰度數(shù)據(jù)時(shí)，液晶板可能出現(xiàn)故障或使信號(hào)失真，因此惡化圖像質(zhì)量。
由于晶體管的閾值電壓中的偏差，所以產(chǎn)生源極驅(qū)動(dòng)器的輸出緩沖器的輸出中的偏差。晶體管的閾值電壓是導(dǎo)通或截止晶體管所需的電壓，并且可以由插入在柵極電極和溝道區(qū)域之間的柵極絕緣層的厚度和溝道區(qū)域的摻雜濃度的函數(shù)來定義。柵極絕緣層的厚度和溝道區(qū)域的摻雜濃度可能通過在制造過程中產(chǎn)生的工藝偏差而變化。通常，輸出緩沖器的晶體管被制造成彼此相同。盡管嘗試將晶體管的柵極絕緣層形成為具有相同的厚度，然而這在制造過程中不總是可能的，因此在輸出緩沖器的輸出中產(chǎn)生與晶體管閾值電壓有關(guān)的偏差。
為了解決這個(gè)問題，提出了一種涉及在輸出緩沖器中另外安裝偏移補(bǔ)償電路的方法。然而，這種方法增加了輸出緩沖器的尺寸，并且這是不合需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的典型實(shí)施例提供具有改善的輸出偏差的輸出緩沖器，其包括多個(gè)彼此具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管，并且因此能夠改善輸出偏差。
本發(fā)明的典型實(shí)施例還提供平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器，其包括具有改善的輸出偏差的輸出緩沖器。
依照本發(fā)明的典型實(shí)施例，提供一種輸出緩沖器，其包括被施加第一差動(dòng)輸入信號(hào)的第一輸入端；被施加第二差動(dòng)輸入信號(hào)的第二輸入端；產(chǎn)生基于第二差動(dòng)輸入信號(hào)的輸出信號(hào)并將該輸出信號(hào)反饋到第一輸入端作為第一輸入信號(hào)的輸出端；被施加第一電源電壓的第一電源端；被施加第二電源電壓的第二電源端；以及放大第一差動(dòng)輸入信號(hào)和第二差動(dòng)輸入信號(hào)之間的差、上拉輸出信號(hào)到第一電源電壓或下拉輸出信號(hào)到第二電源電壓、并包括多個(gè)晶體管的放大單元。
該放大單元可以包括多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。
所述多個(gè)晶體管可以包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管包括薄柵極絕緣層；以及多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管包括厚柵極絕緣層。
例如，當(dāng)12V的電源電壓施加在放大單元上時(shí)，低電壓晶體管具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓。
所述多個(gè)晶體管可以包括多個(gè)形成在半導(dǎo)體襯底上的MOS晶體管或多個(gè)形成在平面顯示板基板上的薄膜晶體管(TFT)。
第一電源電壓可以是電源電壓，并且第二電源電壓可以是地電壓。
所述放大單元可以包括接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)和接收作為第二差動(dòng)輸入信號(hào)的輸出信號(hào)的信號(hào)輸入單元、確定放大單元的放大級(jí)別的放大選擇單元、在第一電源端和信號(hào)輸入單元之間連接的第一電流反射鏡單元、在第二電源端和信號(hào)輸入單元之間連接的第二電流反射鏡單元、以及依照信號(hào)輸入單元和放大選擇單元的運(yùn)行產(chǎn)生輸出信號(hào)的輸出單元。
信號(hào)輸入單元、放大選擇單元、第一電流反射鏡單元和第二電流反射鏡單元、以及輸出單元的每一個(gè)可以包括多個(gè)晶體管，其中第一電流反射鏡單元和第二電流反射鏡單元的晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，其中每個(gè)低電壓晶體管包括薄柵極絕緣層，并且信號(hào)輸入單元、放大選擇單元以及輸出單元的晶體管包括多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管包括厚柵極絕緣層。
依據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，提供了一種產(chǎn)生灰度數(shù)據(jù)信號(hào)和將所述灰度信號(hào)輸出到由多個(gè)顯示單元形成的陣列組成的顯示板的平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器。該源極驅(qū)動(dòng)器包括存儲(chǔ)由外部裝置提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的存儲(chǔ)單元、從存儲(chǔ)單元接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換單元、以及將模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)提供給顯示板的輸出緩沖單元，其中輸出緩沖單元包括多個(gè)輸出緩沖器，并且每個(gè)輸出緩沖器包括多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。
依據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，提供了一種平板顯示器，其包括多條柵極線、多條源極線以及多個(gè)分別連接到所述多條柵極線和多條源極線的顯示單元的陣列；產(chǎn)生多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)和分別將柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到顯示板的柵極線的柵極驅(qū)動(dòng)器；產(chǎn)生基于數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的模擬灰度電壓信號(hào)的源極驅(qū)動(dòng)器，該模擬灰度電壓信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)顯示板的顯示單元；以及控制柵極驅(qū)動(dòng)器和源極驅(qū)動(dòng)器并且將數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)施加到源極驅(qū)動(dòng)器的控制器，其中源極驅(qū)動(dòng)器包括將數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬灰度電壓信號(hào)的數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換單元、以及通過源極線將模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)提供給顯示板的輸出緩沖單元，其中輸出緩沖單元包括多個(gè)輸出緩沖器、并且每個(gè)輸出緩沖器包括多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。


從下列結(jié)合附圖的描述中，將更詳細(xì)地理解本發(fā)明的典型實(shí)施例。
圖1是依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的薄膜晶體管(TFT)-液晶顯示器(LCD)的電路圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的TFT-LCD的源極驅(qū)動(dòng)器的方框圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的TFT-LCD的源極驅(qū)動(dòng)器的輸出緩沖單元的電路圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的TFT-LCD的源極驅(qū)動(dòng)器的輸出緩沖器的詳細(xì)電路圖；以及圖5是圖4所示的依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的輸出緩沖器的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照其中示出本發(fā)明的典型實(shí)施例的附圖來對本發(fā)明的典型實(shí)施例進(jìn)行更全面的描述。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)該被解釋為限制在這里所提出的典型實(shí)施例；相反地，提供這些典型實(shí)施例以便本公開是徹底的和充分的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的思想。附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的單元，因此將省略對它們的描述。
圖1是依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的薄膜晶體管(TFT)-液晶顯示器(LCD)的電路圖。參照圖1，該TFT-LCD包括液晶板10，其包括液晶單元陣列、源極驅(qū)動(dòng)器30、以及控制器40。具體而言，該液晶板10包括多條分別被施加多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電壓Vg1-Vgm的柵極線12-1到12-m、多條分別與柵極線12-1到12-m交叉并且分別被施加多個(gè)灰度電壓D1-Dn的源極線13-1到13-n、以及多個(gè)分別與柵極線12-1到12-m和數(shù)據(jù)線13-1到13-n相連的液晶單元11。
每個(gè)液晶單元11包括TFT ST，其具有與柵極線12-1到12-m之一相連的柵極和與源極線13-1到13-n之一相連的漏極、以及具有與TFT ST的源極相連的端子和被施加公共電壓Vc的第二端子的液晶電容CLC。每個(gè)液晶單元11還可以包括與液晶電容CLC并聯(lián)連接的存儲(chǔ)電容Cst(未示出)。
柵極驅(qū)動(dòng)器20產(chǎn)生導(dǎo)通或截止液晶單元11的TFT ST的柵極的多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即柵極驅(qū)動(dòng)電壓Vg1到Vgm)，并且分別將柵極驅(qū)動(dòng)電壓Vg1到Vgm施加到柵極線12-1到12-m。源極驅(qū)動(dòng)器30響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)而將灰度電壓D1到Dn分別施加到源極線13-1到13-n?？刂破?0接收由外部裝置(未示出)提供的控制信號(hào)并且根據(jù)所接收的控制信號(hào)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器20和源極驅(qū)動(dòng)器30的驅(qū)動(dòng)器控制信號(hào)(未示出)。
柵極驅(qū)動(dòng)器20和源極驅(qū)動(dòng)器30可以設(shè)置在液晶板10之外。可選地，如果TFT-LCD是玻璃上芯片(COG)型，則柵極驅(qū)動(dòng)器20和源極驅(qū)動(dòng)器30可以設(shè)置在液晶板10上。柵極驅(qū)動(dòng)器20和源極驅(qū)動(dòng)器30可以在液晶板10的單元陣列形成期間形成在玻璃基板上?？刂破?0可以設(shè)置在液晶板10之外?？蛇x地，如果TFT-LCD是玻璃上系統(tǒng)(SOG)型，則控制器40可以設(shè)置在液晶板10上。
圖2是圖1所示依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的源極驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)圖。參照圖2，源極驅(qū)動(dòng)器30包括移位寄存器單元310、第一鎖存單元320、第二鎖存單元330、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換單元340、以及輸出緩沖單元350。移位寄存器單元310從圖1所示的控制器40接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)HCLK和水平同步開始信號(hào)STH。移位寄存器310串行移位水平同步開始信號(hào)STH多次，并且將移位結(jié)果輸出到第一鎖存單元320。
第一鎖存器320響應(yīng)于移位寄存器單元310的輸出信號(hào)而順序地從控制器40接收和鎖存多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)由預(yù)設(shè)數(shù)量的位組成(例如，R、G、B數(shù)據(jù)信號(hào)，每個(gè)由8位組成)。R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，每個(gè)具有預(yù)設(shè)的灰度值。當(dāng)所有要輸出到圖1所示的源極線13-1到13-n的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在第一鎖存單元320中時(shí)，它們同時(shí)輸出到第二鎖存單元330。
響應(yīng)于輸出使能信號(hào)OE，存儲(chǔ)在第二鎖存單元330中的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到D/A轉(zhuǎn)換單元340。D/A轉(zhuǎn)換單元340依照由第二鎖存單元330提供的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)，選擇由灰度電壓產(chǎn)生單元(未示出)產(chǎn)生的多個(gè)灰度電壓(例如，V+到V-)中的一個(gè)，并輸出選定的灰度電壓。換句話說，D/A轉(zhuǎn)換單元340從第二鎖存單元330接收為數(shù)字信號(hào)的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)，并將它們轉(zhuǎn)換成作為模擬信號(hào)的灰度電壓信號(hào)。D/A轉(zhuǎn)換單元340可以包括多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器(例如n個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器)(未示出)。在這種方式下，這n個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器分別將模擬灰度電壓信號(hào)DAC1到DACn提供給輸出緩沖單元350。
源極驅(qū)動(dòng)器30還可以包括電平轉(zhuǎn)換單元(未示出)，其設(shè)置在第二鎖存單元330和D/A轉(zhuǎn)換單元340之間。所述電平轉(zhuǎn)換單元將存儲(chǔ)在第二鎖存單元330中的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有用來驅(qū)動(dòng)液晶板10的足夠高的電壓的R、G和B數(shù)據(jù)信號(hào)。
輸出緩沖單元350通過源極線13-1到13-n向液晶板10提供來自D/A轉(zhuǎn)換單元340的輸出信號(hào)。參照圖3，輸出緩沖單元350包括多個(gè)輸出緩沖器，例如，n個(gè)輸出緩沖器351到35n，其分別向源極線13-1到13-n提供由D/A轉(zhuǎn)換單元340的多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的灰度電壓信號(hào)DAC1到DACn。
輸出緩沖器351到35n的每一個(gè)輸出緩沖器由差動(dòng)放大器組成，所述差動(dòng)放大器具有被提供灰度電壓信號(hào)DAC0到DACn中的一個(gè)的同相輸入端(+)，以及被反饋多個(gè)輸出信號(hào)CH1到CHn中的一個(gè)的反相輸入端(-)。輸出緩沖器351到35n分別放大灰度電壓信號(hào)DAC1到DACn，并通過源極線13-1到13-n將放大結(jié)果(也就是輸出信號(hào)CH1到CHn)提供給液晶板10。
圖4是圖3所示依據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的輸出緩沖器351到35n中的一個(gè)的詳細(xì)電路圖。輸出緩沖器351到35n都具有相同的結(jié)構(gòu)。參照圖4，輸出緩沖器351到35n的每一個(gè)都包括差動(dòng)放大單元、放大選擇單元34、輸出單元35、以及使能單元36。所述差動(dòng)放大單元包括信號(hào)輸入單元31、第一電流反射鏡單元32以及第二電流反射鏡單元33。信號(hào)輸入單元31通過第一差動(dòng)輸入端接收由D/A轉(zhuǎn)換單元340提供的灰度電壓信號(hào)DAC0到DACn中的一個(gè)作為第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp，并通過第二差動(dòng)輸入端接收來自輸出端out的輸出信號(hào)CH1到CHn中的一個(gè)作為第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn。第一差動(dòng)輸入端相應(yīng)于如圖3所示的同相輸入端(+)，并且第二差動(dòng)輸入端相應(yīng)于如圖3所示的反相輸入端(-)。
信號(hào)輸入單元31包括第一NMOS晶體管MN1和第二NMOS晶體管MN2，其分別接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn；以及第一PMOS晶體管MP1和第二PMOS晶體管MP2，分別接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn。第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn分別被施加在第一NMOS晶體管MN1和第二NMOS晶體管MN2的柵極上，第一NMOS晶體管MN1和第二NMOS晶體管MN2的源極共同連接到第二節(jié)點(diǎn)a2，以及第一NMOS晶體管MN1和第二NMOS晶體管MN2的漏極分別連接到第七節(jié)點(diǎn)a7和第三節(jié)點(diǎn)a3。第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn施加到第一PMOS晶體管MP1和第二PMOS晶體管MP2的柵極，第一PMOS晶體管MP1和第二PMOS晶體管MP2的源極共同連接到第一節(jié)點(diǎn)a1，以及第一PMOS晶體管MP1和第二PMOS晶體管MP2的漏極分別連接到第十節(jié)點(diǎn)a10和第六節(jié)點(diǎn)a6。
第一電流反射鏡單元32包括第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7。第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7的柵極共同連接到第四節(jié)點(diǎn)a4，第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7的源極連接到第一電源端，以及第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7的漏極分別連接到第三節(jié)點(diǎn)a3和第七節(jié)點(diǎn)a7。電源電壓Vdd提供到第一電源端。
第二電流反射鏡單元33包括第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7。第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7的柵極共同連接到第五節(jié)點(diǎn)a5，第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7的源極連接到第二電源端，以及第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7的漏極分別連接到第六節(jié)點(diǎn)a6和第十節(jié)點(diǎn)a10。地電壓提供到第二電源端。
當(dāng)輸出緩沖器放大由D/A轉(zhuǎn)換單元340提供的灰度電壓信號(hào)DCA0到DCAn中的一個(gè)時(shí)，放大選擇單元34確定用于差動(dòng)放大單元的放大級(jí)別。例如，放大選擇單元34依據(jù)外部電路(未示出)提供的第五偏壓vb5和第六偏壓vb6選定放大級(jí)別A、放大級(jí)別B、以及放大級(jí)別AB中的一個(gè)，并允許差動(dòng)放大單元依據(jù)選定的放大級(jí)別放大第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn。放大選擇單元34包括第四PMOS晶體管MP4、第六PMOS晶體管MP6、第九PMOS晶體管MP9和第十PMOS晶體管MP10以及第四NMOS晶體管MN4、第六NMOS晶體管MN6、第九NMOS晶體管MN9和第十NMOS晶體管MN10。
第二偏壓vb2施加在第四PMOS晶體管MP4和第六PMOS晶體管MP6的柵極上，第四PMOS晶體管MP4和第六PMOS晶體管MP6的源極分別連接到第三節(jié)點(diǎn)a3和第七節(jié)點(diǎn)a7，第四PMOS晶體管MP4和第六PMOS晶體管MP6的漏極分別連接到第四節(jié)點(diǎn)a4和第八節(jié)點(diǎn)a8。第三偏壓vb3施加在第四NMOS晶體管MN4和第六NMOS晶體管MN6的柵極上，第四NMOS晶體管MN4和第六NMOS晶體管MN6的源極分別連接到第六節(jié)點(diǎn)a6和第十節(jié)點(diǎn)a10，第四NMOS晶體管MN4和第六NMOS晶體管MN6的漏極分別連接到第五節(jié)點(diǎn)a5和第九節(jié)點(diǎn)a9。第五偏壓vb5施加在第九PMOS晶體管MP9和第十PMOS晶體管MP10的柵極上，第九PMOS晶體管MP9和第十PMOS晶體管MP10的源極分別連接到第四節(jié)點(diǎn)a4和第八節(jié)點(diǎn)a8，第九PMOS晶體管MP9和第十PMOS晶體管MP10的漏極分別連接到第五節(jié)點(diǎn)a5和第九節(jié)點(diǎn)a9。第六偏壓vb6施加在第九NMOS晶體管MN9和第十NMOS晶體管MN10的柵極上，第九NMOS晶體管MN9和第十NMOS晶體管MN10的源極分別連接到第五節(jié)點(diǎn)a5和第九節(jié)點(diǎn)a9，第九NMOS晶體管MN9和第十NMOS晶體管MN10的漏極分別連接到第四節(jié)點(diǎn)a4和第八節(jié)點(diǎn)a8。
輸出單元35包括第八PMOS晶體管MP8、第八NMOS晶體管MN8、以及第一電容C1和第二電容C2。第八PMOS晶體管MP8的柵極和第八NMOS晶體管MN8的柵極分別連接到第八節(jié)點(diǎn)a8和第九節(jié)點(diǎn)a9，第八PMOS晶體管MP8的源極和第八NMOS晶體管MN8的源極分別連接到第一電源端和第二電源端，第八PMOS晶體管MP8的漏極和第八NMOS晶體管MN8的漏極共同連接到輸出端out。上拉信號(hào)pu通過第八節(jié)點(diǎn)a8施加在第八PMOS晶體管MP8的柵極上，下拉信號(hào)pd通過第九節(jié)點(diǎn)a9施加在第八NMOS晶體管MN8的柵極上。第一電容C1的第一端連接到第七節(jié)點(diǎn)a7，以及第二電容C2的第一端連接到第十節(jié)點(diǎn)a10。第一電容C1的第二端和第二電容C2的第二端共同連接到輸出端out。
使能單元36使能差動(dòng)放大單元的信號(hào)輸入單元31并包括第三PMOS晶體管MP3以及第三NMOS晶體管MN3。第一偏壓vb1和第四偏壓vb4分別施加在第三PMOS晶體管MP3的柵極和第三NMOS晶體管MN3的柵極上，第三PMOS晶體管MP3的源極和第三NMOS晶體管MN3的源極分別連接到第一電源端和第二電源端，并且第三PMOS晶體管MP3的漏極和第三NMOS晶體管MN3的漏極分別連接到第一節(jié)點(diǎn)a1和第二節(jié)點(diǎn)a2。第一偏壓vb1到第六偏壓vb6是由外部裝置(未示出)提供的恒定電壓。
輸出緩沖器接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn，并且分別使用第一偏壓vb1和第四偏壓vb4激活第三PMOS晶體管MP3和第三NMOS晶體管MN3。差動(dòng)放大單元放大第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp和第二差動(dòng)輸入信號(hào)inn之間的差，并向第七節(jié)點(diǎn)a7和第十節(jié)點(diǎn)a10提供放大結(jié)果。放大選擇單元34基于分別施加到第十PMOS晶體管MP10和第十NMOS晶體管MN10的第五偏壓vb5和第六偏壓vb6確定差動(dòng)放大單元的放大級(jí)別。而且，放大選擇單元34將上拉信號(hào)pu和下拉信號(hào)pd發(fā)送給輸出單元35。輸出單元35的第八PMOS晶體管MP8和第八NMOS晶體管MN8分別響應(yīng)于上拉信號(hào)pu和下拉信號(hào)pd而受到驅(qū)動(dòng)，并且因此產(chǎn)生通過輸出端out的圖3所示的輸出信號(hào)CH1到CHn。
如果源極驅(qū)動(dòng)器30使用反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方法(例如，點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方法)驅(qū)動(dòng)液晶板10，則D/A轉(zhuǎn)換單元340可以將作為灰度電壓信號(hào)DAC1到DACn的多個(gè)正灰度電壓信號(hào)和多個(gè)負(fù)灰度電壓信號(hào)提供給圖2中的輸出緩沖單元350。在這種情況下，圖1的源極驅(qū)動(dòng)器30還可以包括極性反轉(zhuǎn)控制單元(未示出)，其控制要分別提供給輸出緩沖單元350的輸出緩沖器351到35n的、作為灰度電壓信號(hào)DAC1到DACn的正灰度電壓信號(hào)或負(fù)灰度電壓信號(hào)。
由于組成輸出緩沖器351到35n的每一個(gè)的MOS晶體管MP1到MP10和MN1到MN10的閾值電壓Vth的不規(guī)律，所以輸出緩沖器351到35n的輸出信號(hào)out可能具有偏差(以下稱為輸出偏差)。在閾值電壓Vth中的偏差S(ΔVth)可以由以下方程式(1)表示S(ΔVth)=AvtW×L=q×NtCox×W×L]]>其中Nt表示多個(gè)MOS晶體管的溝道區(qū)域的摻雜濃度，Cox表示MOS晶體管的柵極絕緣層的電容，W和L分別表示MOS晶體管的寬度和長度，以及q表示MOS晶體管中電荷的數(shù)量。
如方程式(1)所示，如果輸出緩沖器的多個(gè)MOS晶體管具有相同寬度和長度并且具有相同的溝道區(qū)域摻雜濃度，則MOS晶體管的閾值電壓Vth中的偏差S(ΔVth)依照MOS晶體管的柵極絕緣層的厚度而變化。具體而言，柵極絕緣層越厚，閾值電壓的偏差S(ΔVth)越大。
在以下給出的表1中示出了分別對應(yīng)于輸出緩沖器351到35n的每一個(gè)的MOS晶體管的第一節(jié)點(diǎn)a1到第十節(jié)點(diǎn)a10的電壓。表1示出了當(dāng)電源電壓Vdd為12V以及輸入電壓Vin(也就是第一差動(dòng)輸入信號(hào)inp的電壓)是0.2V、4V、11.8V或8V時(shí)的第一節(jié)點(diǎn)a1到第十節(jié)點(diǎn)a10的電壓。在MOS晶體管MP1到MP10和MN1到MN10中，具有低驅(qū)動(dòng)電壓的那些晶體管對輸出偏差δ的影響要比具有高驅(qū)動(dòng)電壓的那些晶體管大很多。例如，參考MOS晶體管MP1到MP10和MN1到MN10，當(dāng)電源電壓Vdd為12V時(shí)，具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓的那些，對于12V的電源電壓和0V的地電壓可以相當(dāng)大地影響輸出偏差δ。參考表1，第三節(jié)點(diǎn)a3、第六節(jié)點(diǎn)a6、第七節(jié)點(diǎn)a7、以及第十節(jié)點(diǎn)a10維持2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓，而與輸入電壓Vin無關(guān)。第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7(其包括在第一電流反射鏡單元32中并分別連接到第三節(jié)點(diǎn)a3和第七節(jié)點(diǎn)a7)具有2V或更低的低驅(qū)動(dòng)電壓。反之，節(jié)點(diǎn)a6和a10相對于地電壓而維持2V或更低的低驅(qū)動(dòng)電壓，并且第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7(其包括在第二電流反射鏡單元33中并且分別連接到第六節(jié)點(diǎn)a6和第十節(jié)點(diǎn)a10)相對于12V的電源電壓Vdd和0V的地電壓具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓。然而，節(jié)點(diǎn)a5和a9相對于電源電壓和地電壓維持2V或更低的低驅(qū)動(dòng)電壓。
為了減少輸出偏差δ，第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7以及第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7的柵極絕緣層可以形成得比其它MOS晶體管的柵極絕緣層薄。
因此，如圖5所示，具有低驅(qū)動(dòng)電壓的第五PMOS晶體管MP5和第七PMOS晶體管MP7以及第五NMOS晶體管MN5和第七NMOS晶體管MN7可以形成為具有薄柵極絕緣層的低電壓晶體管50a，而其它MOS晶體管可以形成為具有厚柵極絕緣層的高電壓晶體管50b。將參照圖5進(jìn)一步詳細(xì)說明低電壓晶體管50a和高電壓晶體管50b。
表1

參照圖5，低電壓晶體管50a包括薄薄地形成在襯底51上的柵極絕緣層53a、柵極電極55a、以及源極/漏極區(qū)域57a。高電壓晶體管50b包括更厚地形成在襯底51上的柵極絕緣層53b、柵極電極55b、以及源極/漏極區(qū)域57b。柵極絕緣層53a的厚度小于柵極絕緣層53b的厚度。輸出緩沖器351到35n的每一個(gè)的MOS晶體管MP1到MP10和MN1到MN10不限于圖5所示的結(jié)構(gòu)，而是可以具有多種結(jié)構(gòu)。
在圖1中的源極驅(qū)動(dòng)器30與液晶顯示板10的單元陣列集成在一起的情況下，基板(諸如廣泛使用在平板顯示板的制造上的玻璃基板、塑料基板、或金屬基板)可以用作襯底51，低電壓晶體管50a和高電壓晶體管50b可以通過使用例如低溫多晶硅工藝形成為N型或P型TFT。另一方面，在源極驅(qū)動(dòng)器30與液晶顯示板10的單元陣列不集成在一起的情況下，襯底51可以由半導(dǎo)體襯底(諸如廣泛使用在半導(dǎo)體集成電路制造中的硅襯底)組成，而低電壓晶體管50a和高電壓晶體管50b可以形成為典型的MOS晶體管。
依照本發(fā)明的典型實(shí)施例，當(dāng)電源電壓Vdd為12V時(shí)，那些形成為低電壓MOS晶體管的MOS晶體管MP1到MP10和MN1到MN10具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓，但是本發(fā)明并不限于此。
如上所述，依照本發(fā)明的典型實(shí)施例，在多個(gè)平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器的輸出緩沖器的晶體管中，顯著影響輸出偏差的那些晶體管形成為包括薄柵極絕緣層的低電壓晶體管，而其余的多個(gè)晶體管形成為包括厚柵極絕緣層的高電壓晶體管。因此，可以改善由于多個(gè)晶體管的閾值電壓的變化而產(chǎn)生的輸出緩沖器的輸出偏差，而不增加輸出緩沖器的芯片面積。而且，由多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管組成的輸出緩沖器能夠應(yīng)用于各種平板顯示器。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的典型實(shí)施例詳細(xì)示出和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離下述權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種輸出緩沖器，包括第一輸入端子，被施加第一差動(dòng)輸入信號(hào)；第二輸入端子，被施加第二差動(dòng)輸入信號(hào)；輸出端子，在其上產(chǎn)生基于所述第二差動(dòng)輸入信號(hào)的輸出信號(hào)并且其將所述輸出信號(hào)反饋回所述第一輸入端子作為所述第一輸入信號(hào)；第一電源端子，被施加第一電源電壓；第二電源端子，被施加第二電源電壓；以及放大單元，其放大所述第一差動(dòng)輸入信號(hào)和所述第二差動(dòng)輸入信號(hào)之間的差，將所述輸出信號(hào)上拉到所述第一電源電壓或?qū)⑺鲚敵鲂盘?hào)下拉到所述第二電源電壓，并且其包括多個(gè)晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的輸出緩沖器，其中所述放大單元包括具有不同驅(qū)動(dòng)能力的多個(gè)晶體管。
3.如權(quán)利要求2所述的輸出緩沖器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管包括薄柵極絕緣層；以及多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管包括厚柵極絕緣層。
4.如權(quán)利要求3所述的輸出緩沖器，其中，當(dāng)將12V的電源電壓施加到所述放大單元時(shí)，所述多個(gè)低電壓晶體管具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的輸出緩沖器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)形成在半導(dǎo)體襯底上的MOS晶體管和多個(gè)形成在平面顯示板基板上的薄膜晶體管中的一個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的輸出緩沖器，其中所述第一電源電壓是預(yù)定電源電壓，而所述第二電源電壓是地電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的輸出緩沖器，其中所述放大單元包括信號(hào)輸入單元，其接收所述第一差動(dòng)輸入信號(hào)以及接收作為所述第二差動(dòng)輸入信號(hào)的所述輸出信號(hào)；放大選擇單元，其確定所述放大單元的放大級(jí)別；第一電流反射鏡單元，其連接在所述第一電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；第二電流反射鏡單元，其連接在所述第二電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；以及輸出單元，其依照所述信號(hào)輸入單元和所述放大選擇單元的運(yùn)行而產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的輸出緩沖器，其中所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元、所述第一電流反射鏡單元和第二電流反射鏡單元、以及所述輸出單元的每個(gè)包括多個(gè)晶體管，其中所述第一電流反射鏡單元和第二電流反射鏡單元的晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管具有薄柵極絕緣層，并且所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元以及所述輸出單元的晶體管包括多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管具有厚柵極絕緣層。
9.一種平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器，其產(chǎn)生灰度數(shù)據(jù)信號(hào)并將所述灰度數(shù)據(jù)信號(hào)輸出到由多個(gè)顯示單元的陣列形成的顯示板，所述源極驅(qū)動(dòng)器包括存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)由外部裝置提供的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，其接收來自所述存儲(chǔ)單元的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)并將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)；以及輸出緩沖單元，其將所述模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)提供給所述顯示板，其中所述輸出緩沖單元包括多個(gè)輸出緩沖器，并且每個(gè)輸出緩沖器包括多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。
10.如權(quán)利要求9所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管包括薄柵極絕緣層；以及多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管包括厚柵極絕緣層。
11.如權(quán)利要求10所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中，當(dāng)將12V的電源電壓施加到所述輸出緩沖單元時(shí)，所述低電壓晶體管具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓。
12.如權(quán)利要求9所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中每個(gè)輸出緩沖器包括信號(hào)輸入單元，其接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)和接收作為第二差動(dòng)輸入信號(hào)的所述灰度數(shù)據(jù)信號(hào)；放大選擇單元，其確定相應(yīng)的輸出緩沖器的放大級(jí)別；第一電流反射鏡單元，其連接在所述第一電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；第二電流反射鏡單元，其連接在所述第二電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；以及輸出單元，依照所述信號(hào)輸入單元和所述放大選擇單元的運(yùn)行而產(chǎn)生所述灰度數(shù)據(jù)信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元、所述第一電流反射鏡單元和所述第二電流反射鏡單元、以及所述輸出單元的每個(gè)包括多個(gè)晶體管，其中所述第一電流反射鏡單元和所述第二電流反射鏡單元的晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管具有薄柵極絕緣層，而所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元以及所述輸出單元的晶體管包括多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管具有厚柵極絕緣層。
14.如權(quán)利要求9所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述顯示板為液晶板。
15.如權(quán)利要求9所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)形成在半導(dǎo)體襯底上的MOS晶體管和多個(gè)形成在平板顯示板基板上的薄膜晶體管中的一個(gè)。
16.如權(quán)利要求9所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述平板顯示器是玻璃上系統(tǒng)SOG型。
17.一種平板顯示器，包括顯示板，包括多條柵極線、多條源極線、以及分別連接到所述多條柵極線和多條源極線的多個(gè)顯示單元的陣列；柵極驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且分別將所述多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)施加到所述顯示板的所述多條柵極線；源極驅(qū)動(dòng)器，產(chǎn)生基于數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的模擬灰度電壓信號(hào)，所述模擬灰度電壓信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)所述顯示板的顯示單元的陣列；以及控制器，控制所述柵極驅(qū)動(dòng)器和所述源極驅(qū)動(dòng)器以及將所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)施加到所述源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述源極驅(qū)動(dòng)器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，將所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述模擬灰度電壓信號(hào)；以及輸出緩沖器，經(jīng)由所述多條源極線將所述模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)提供到所述顯示板，其中所述輸出緩沖單元包括多個(gè)輸出緩沖器，并且所述多個(gè)輸出緩沖器的每一個(gè)包括多個(gè)具有不同驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。
18.如權(quán)利要求17所述的平板顯示器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)具有低驅(qū)動(dòng)電壓的低電壓晶體管，以及多個(gè)具有高驅(qū)動(dòng)電壓的高電壓晶體管。
19.如權(quán)利要求18所述的平板顯示器，其中，當(dāng)將12V的電源電壓施加到所述放大單元時(shí)，所述低電壓晶體管具有2V或更低的驅(qū)動(dòng)電壓。
20.如權(quán)利要求17所述的平板顯示器，其中所述顯示板為液晶板。
21.如權(quán)利要求17所述的平板顯示器，其中所述多個(gè)晶體管包括多個(gè)形成在半導(dǎo)體襯底上的MOS晶體管，或多個(gè)形成在平板顯示板基板上的薄膜晶體管。
22.如權(quán)利要求17所述的平板顯示器是玻璃上系統(tǒng)SOG型。
23.如權(quán)利要求17所述的平板顯示器，其中所述多個(gè)輸出緩沖器的每一個(gè)包括信號(hào)輸入單元，接收第一差動(dòng)輸入信號(hào)和接收作為第二差動(dòng)輸入信號(hào)的所述灰度電壓信號(hào)；放大選擇單元，確定相應(yīng)輸出緩沖器的放大級(jí)別；第一電流反射鏡單元，連接在第一電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；第二電流反射鏡單元，連接在第二電源端子和所述信號(hào)輸入單元之間；以及輸出單元，依照所述信號(hào)輸入單元和所述放大選擇單元的運(yùn)行而產(chǎn)生所述模擬灰度數(shù)據(jù)信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的平板顯示器，其中所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元、所述第一電流反射鏡單元和第二電流反射鏡單元、以及所述輸出單元的每個(gè)包括多個(gè)晶體管，其中所述第一電流反射鏡單元和所述第二電流反射鏡單元的多個(gè)晶體管包括多個(gè)低電壓晶體管，每個(gè)低電壓晶體管具有薄柵極絕緣層，并且所述信號(hào)輸入單元、所述放大選擇單元以及所述輸出單元的晶體管包括多個(gè)高電壓晶體管，每個(gè)高電壓晶體管具有厚柵極絕緣層。
全文摘要
一種具有改善的輸出偏差的輸出緩沖器以及采用所述輸出緩沖器的平板顯示器的源極驅(qū)動(dòng)器，其中所述輸出緩沖器包括被施加第一差動(dòng)輸入信號(hào)的第一輸入端；被施加第二差動(dòng)輸入信號(hào)的第二輸入端；基于第二差動(dòng)輸入信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)和將輸出信號(hào)反饋回第一輸入端作為第一輸入信號(hào)的輸出端；被施加第一電源電壓的第一電源端；被施加第二電源電壓的第二電源端；以及放大第一差動(dòng)輸入信號(hào)和第二差動(dòng)輸入信號(hào)之間的差、將輸出信號(hào)上拉到第一電源電壓或?qū)⑤敵鲂盘?hào)下拉到第二電源電壓并包括多個(gè)晶體管的放大單元。
文檔編號(hào)G09G3/20GK101071552SQ20071012663
公開日2007年11月14日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者張東烈, 李受哲 申請人:三星電子株式會(huì)社