專(zhuān)利名稱(chēng)：具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路以及使用該驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路以及使用該驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示裝置，特別是能夠輸出與輸入電位對(duì)應(yīng)的電位的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路以及使用該驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
以前已經(jīng)提出了用來(lái)消除驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的偏移補(bǔ)償電路。在該偏移補(bǔ)償電路中，將電容器充電達(dá)到偏移電壓，通過(guò)將該電容器連接到驅(qū)動(dòng)電路的輸入節(jié)點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償偏移電壓(例如參照特開(kāi)2000-114889號(hào)公報(bào))。
但是，在現(xiàn)有的偏移補(bǔ)償電路中，由于驅(qū)動(dòng)電路的輸入節(jié)點(diǎn)寄生電容的影響，電容器的電壓有所損失，存在著難以正確地消除偏移電壓的問(wèn)題。
如果使電容器的電容充分大于寄生電容，就能夠減小電壓損失，但是，為此需要增大電容器的面積，導(dǎo)致偏移補(bǔ)償電路所占面積增大。將偏移補(bǔ)償電路用于液晶顯示裝置的數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，就需要有多個(gè)偏移補(bǔ)償電路，因此，問(wèn)題會(huì)變得更大。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種所占面積小、能夠正確地消除偏移電壓的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路以及使用該驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路具備驅(qū)動(dòng)電路，包含其柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)的第1晶體管，將與輸入節(jié)點(diǎn)的電位對(duì)應(yīng)的電位輸出給輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏移補(bǔ)償電路，包含被充電為驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的第1電容器，用來(lái)補(bǔ)償偏移電壓。這里，第1電容器包含作為第1晶體管的柵電極的第1電極、以及與第1電極相對(duì)設(shè)置的第2電極。
因此，由于將驅(qū)動(dòng)電路的輸入晶體管的柵電極用作進(jìn)行偏移補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞯囊粋€(gè)電極，所以能夠減小輸入晶體管的柵極的寄生電容，可以不會(huì)增大所占面積而正確地補(bǔ)償偏移電壓。
另外，本發(fā)明的其他的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路具備驅(qū)動(dòng)電路，包含其柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)的晶體管，將與輸入節(jié)點(diǎn)的電位對(duì)應(yīng)的電位輸出給輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏移補(bǔ)償電路，包含被充電為驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的電容器，用來(lái)補(bǔ)償偏移電壓。這里，電容器包含第1電極，連接到晶體管的柵電極；第2電極，在第1電極下側(cè)隔著絕緣層形成；第3電極，在第1電極上側(cè)隔著絕緣層形成并連接到第2電極。
因此，由于連接到驅(qū)動(dòng)電路的輸入晶體管的柵電極的用于偏移補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞯囊粋€(gè)電極設(shè)置于另2個(gè)電極之間，所以能夠減小輸入晶體管的柵電極的寄生電容，可以不會(huì)增大所占面積而正確地補(bǔ)償偏移電壓。
參照附圖對(duì)關(guān)于本發(fā)明的下述詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)行理解，即可明確本發(fā)明的上述以及其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的彩色液晶顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示對(duì)應(yīng)于圖1所示的各液晶盒設(shè)置的液晶驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是表示圖1所示的水平掃描電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。
圖4是表示圖3所示的模擬放大器所含的模擬放大器單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖5是表示圖4所示的N型晶體管21及電容器23的布局的圖。
圖6是沿圖5的VI-VI線的剖視圖。
圖7是表示第1實(shí)施方式的比較例的電路圖。
圖8是表示圖7所示的N型晶體管21的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的模擬放大器單位電路的主要部分的電路圖。
圖10是表示第2實(shí)施方式的變形例的電路圖。
圖11是表示第2實(shí)施方式的另一變形例的電路圖。
圖12是表示第2實(shí)施方式的又一變形例的電路圖。
圖13是表示第2實(shí)施方式的又一變形例的電路圖。
圖14是表示第2實(shí)施方式的又一變形例的電路圖。
圖15是表示第2實(shí)施方式的又一變形例的電路圖。
圖16是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的模擬放大器單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖17是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的模擬放大器單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖18是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的模擬放大器單位電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖19是表示圖18所示的N型晶體管21及電容器23、24、86的布局的圖。
圖20是沿圖19的XX-XX線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的彩色液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，該彩色液晶顯示裝置具備液晶面板1、垂直掃描電路7和水平掃描電路8，設(shè)置在例如便攜式電話機(jī)中。
液晶面板1包含排列為多行多列的多個(gè)液晶盒2、對(duì)應(yīng)各行而設(shè)的柵線4及公共電位線5、對(duì)應(yīng)各列而設(shè)的數(shù)據(jù)線6。在各行中預(yù)先將液晶盒2以3個(gè)為單位分組。各組的3個(gè)液晶盒2之中，分別設(shè)置了R、G、B濾色器。各組的3個(gè)液晶盒2構(gòu)成了1個(gè)像素3。
各液晶盒2中，如圖2所示，設(shè)置了液晶驅(qū)動(dòng)電路10。液晶驅(qū)動(dòng)電路10包含N型晶體管11和電容器12。N型晶體管11連接到數(shù)據(jù)線6和液晶盒2的一個(gè)電極2a之間，其柵電極連接到柵線4。電容器12連接到液晶盒2的一個(gè)電極2a和公共電位線5之間。液晶盒2的另一電極上施加公共電位VCOM，公共電位線5上施加公共電位VCOM。
返回圖1，垂直掃描電路7按照?qǐng)D像信號(hào)，以各個(gè)指定時(shí)間依次選擇多個(gè)柵線4，將所選擇的柵線4置為選擇電平“H”。柵線4被置為選擇電平“H”時(shí)，圖2的N型晶體管11導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)于該柵線4的各液晶盒2的一個(gè)電極2a與對(duì)應(yīng)于該液晶盒2的數(shù)據(jù)線6被耦合。
水平掃描電路8依照?qǐng)D像信號(hào)，在垂直掃描電路7選擇出1條柵線4期間內(nèi)，向各數(shù)據(jù)線6施加灰度電位VG。液晶盒2的透光率依照灰度電位VG的電平而變化。利用垂直掃描電路7和水平掃描電路8，液晶面板1的全部液晶盒2受到掃描時(shí)，在液晶面板1上顯示出1幅圖像。
圖3是表示水平掃描電路8的結(jié)構(gòu)的電路框圖。在圖3中，水平掃描電路8包含移位寄存器13、數(shù)據(jù)鎖存電路14、15、灰度電位發(fā)生電路16、解碼電路18及模擬放大器19。移位寄存器13與開(kāi)始信號(hào)ST和時(shí)鐘信號(hào)CLK同步，對(duì)數(shù)據(jù)鎖存電路14進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)鎖存電路14受到移位寄存器13控制，將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D5以每1數(shù)據(jù)線6為單位依次鎖存，鎖存1行的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D5。數(shù)據(jù)鎖存電路15由鎖存信號(hào)LT控制，將數(shù)據(jù)鎖存電路14所鎖存的1行的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D5進(jìn)行一次鎖存。
灰度電位發(fā)生電路16包含串聯(lián)連接的多個(gè)阻抗元件17，將高電位VH和低電位VL之間的電壓進(jìn)行分壓，生成64個(gè)灰度電位VG1～VG64。解碼電路18為各數(shù)據(jù)線6中的每一個(gè)，依照數(shù)據(jù)鎖存電路15所提供的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D5從64個(gè)灰度電位VG1～VG64之中選擇某一個(gè)灰度電位，將所選擇的灰度電位提供給模擬放大器19。模擬放大器19將解碼電路18所提供的各灰度電位進(jìn)行電流放大后，提供給對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線6。
模擬放大器19包含有與數(shù)據(jù)線6同樣數(shù)量的模擬放大器單位電路。各模擬放大器單位電路具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，將輸入電位進(jìn)行電流放大后，輸出與輸入電位相等的電位。
圖4是表示模擬放大器單位電路20的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖4中，模擬放大器單位電路20包含N型晶體管21、恒流電路22、電容器23、24和開(kāi)關(guān)S1～S4。
N型晶體管21連接到高電位VH1的線路與節(jié)點(diǎn)N22之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N21。恒流電路22連接到節(jié)點(diǎn)N22與低電位VL1的線路之間，預(yù)定值的電流從節(jié)點(diǎn)N22流向低電位VL1的線路。N型晶體管21和恒流電路22構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)電路25。
由于N型晶體管21的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定得充分小于恒流電路22的電流值，所以N型晶體管21執(zhí)行源極跟隨器(source follower)動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)N22的電位V22低于節(jié)點(diǎn)N21的電位V21，差值為N型晶體管21的閾值電壓VTN，即V22＝V21-VTN。因此，驅(qū)動(dòng)電路25的偏移電壓VOF為VOF＝-VTN。
開(kāi)關(guān)S1連接到輸入節(jié)點(diǎn)N20與節(jié)點(diǎn)N21之間，開(kāi)關(guān)S3、S2串聯(lián)連接到輸入節(jié)點(diǎn)N20與節(jié)點(diǎn)N22之間，開(kāi)關(guān)S4連接到節(jié)點(diǎn)N22與輸出節(jié)點(diǎn)N23之間。電容器23、24并聯(lián)連接到節(jié)點(diǎn)N21與開(kāi)關(guān)S2、S3之間的節(jié)點(diǎn)N24之間。開(kāi)關(guān)S1～S4和電容器23、24構(gòu)成了用來(lái)消除驅(qū)動(dòng)電路25的偏移電壓VOF的偏移補(bǔ)償電路。
下面說(shuō)明該模擬放大器單位電路20的動(dòng)作。首先，在第1期間內(nèi)，在開(kāi)關(guān)S1、S2被打開(kāi)的同時(shí)，開(kāi)關(guān)S3、S4被關(guān)閉，輸入電位VI經(jīng)由開(kāi)關(guān)S1提供到N型晶體管21的柵電極，同時(shí)，電容器23、24通過(guò)開(kāi)關(guān)S2并聯(lián)連接到節(jié)點(diǎn)N21、N22之間。由此，節(jié)點(diǎn)N22的電位V22成為V22＝VI-VTN，電容器23、24被充電為偏移電壓VOF＝-VTN。
在第1期間之后的第2期間內(nèi)，在開(kāi)關(guān)S1、S2、S4被關(guān)閉的同時(shí)，開(kāi)關(guān)S3被打開(kāi)，節(jié)點(diǎn)N21的電位V21成為從輸入電位VI減去電容器23、24的端子間電壓VOF＝-VTN后的電位V21＝VI+VTN，節(jié)點(diǎn)N22的電位V22成為V22＝V21-VTN＝VI+VTN-VTN＝VI。依照此種方式，驅(qū)動(dòng)電路25的偏移電壓VOF被消除。
此外，實(shí)際上，由于節(jié)點(diǎn)N21中存在寄生電容，因此開(kāi)關(guān)S3被打開(kāi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)N21的電位V21成為V21＝VI+VTN-ΔV，驅(qū)動(dòng)電路25的輸出電位V22成為V22＝VI-ΔV。假設(shè)節(jié)點(diǎn)N21的寄生電容的電容值為C21，電容器23、24的電容值為C23、C24，則該損失電壓ΔV可以以下算式表示V＝VOF·C21/(C21+C23+C24) ......(1)但是，在該模擬放大器單位電路20中，由于節(jié)點(diǎn)N21的寄生電容的一部分被用作電容器23，所以ΔV足夠小。關(guān)于這一點(diǎn)，在后面詳細(xì)敘述。在第2期間之后的第3期間內(nèi)，在開(kāi)關(guān)S1、S2被關(guān)閉的同時(shí)，開(kāi)關(guān)S3、S4被打開(kāi)，如果ΔV＝0，則輸出電位VO成為VO＝VI。
圖5是表示圖4所示的N型晶體管21及電容器23的布局的圖，圖6是沿圖5的VI-VI線的剖視圖。在圖5和圖6中，玻璃基板30的表面上形成有沿著圖中Y方向的帶狀多晶硅薄膜31，多晶硅薄膜31的中央部位的上方，隔著絕緣層(未圖示)形成有沿著圖中X方向的柵電極21g。用柵電極21g作為掩模，向多晶硅薄膜31中注入雜質(zhì)。柵電極21g的一側(cè)的多晶硅薄膜成為漏極21d，柵電極21g的另一側(cè)的多晶硅薄膜成為源極21s。
柵電極21g的端部延伸到多晶硅薄膜31的區(qū)域之外，經(jīng)由連接孔CH和鋁布線35連接到節(jié)點(diǎn)N21。漏極21d經(jīng)由連接孔CH和鋁布線33連接到高電位VH1的線路，源極21s經(jīng)由連接孔CH和鋁布線34連接到節(jié)點(diǎn)N22。柵電極21g的上方隔著絕緣層(未圖示)形成有鋁布線32，鋁布線32連接到節(jié)點(diǎn)N24。鋁布線32覆蓋著柵電極21g形成。
柵電極21g與其周?chē)糠种g存在著圖6中虛線所示的電場(chǎng)，該電場(chǎng)成為寄生電容的起因。柵電極21g的下面的電場(chǎng)所產(chǎn)生的寄生電容最大，這對(duì)于晶體管21的動(dòng)作是必須的。柵電極21g的側(cè)面和上面的電場(chǎng)對(duì)于晶體管21的工作并不必要。
因此，在該第1實(shí)施方式中，覆蓋著柵電極21g形成鋁布線32，在減小柵電極21g的側(cè)面和上面的電場(chǎng)所產(chǎn)生的寄生電容的同時(shí)，將柵電極21g和鋁布線32之間的電容用作電容器23來(lái)消除偏移。即，將本來(lái)起不良影響的柵電極21g的側(cè)面和上面的電場(chǎng)，反過(guò)來(lái)使其發(fā)揮正面作用，因此其效果很明顯。
鋁布線32的寬在圖6中的橫向越寬，越能夠減小柵電極21g和鋁布線33、34之間的電場(chǎng)，可以減小寄生電容值。另外，柵電極21g和鋁布線33、34之間的距離越大，越能夠減小柵電極21g和鋁布線33、34之間的電場(chǎng)，可以減小寄生電容值。
在該第1實(shí)施方式中，覆蓋著驅(qū)動(dòng)電路25的輸入晶體管21的柵電極21g形成鋁布線32，將柵電極21g和鋁布線32之間的電容作為補(bǔ)償偏移用電容器23來(lái)使用。因此，能夠減小輸入晶體管21的柵電極21g的寄生電容，可以不增大電容器24所占面積而正確地消除偏移電壓。
圖7是表示與該第1實(shí)施方式的形成比較的模擬放大器單位電路36的結(jié)構(gòu)的電路圖，與圖4形成對(duì)比。參照?qǐng)D7，該模擬放大器單位電路36與圖4的模擬放大器單位電路20的不同點(diǎn)在于，電容器23被去除了。因此，在該模擬放大器單位電路36中，N型晶體管21的柵電極的寄生電容很大，不能正確地消除偏移電壓VOF。圖7中，寄生電容表示為連接到節(jié)點(diǎn)N21和地電位GND的線路之間的電容器37。
假設(shè)電容器37的電容值為C37，算式(1)中說(shuō)明的損失電壓ΔV可以表示為以下算式ΔV＝VOF·C37/(C37+C24) ......(2)其中C21＜C37＜C21+C23，算式(1)與算式(2)相比，分母大而分子小，因此，算式(1)的損失電壓ΔV小于算式(2)的損失電壓ΔV。
圖8是表示圖7所示的N型晶體管21的結(jié)構(gòu)的剖視圖，與圖6形成對(duì)比。在圖8中，柵電極21g的上方?jīng)]有鋁布線32，因此，柵電極21g的側(cè)面和上面與鋁布線33、32之間的電場(chǎng)變強(qiáng)，柵電極21g的寄生電容變大。
圖9是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的模擬放大器單位電路的主要部分的電路圖。參照?qǐng)D9，該模擬放大器單位電路與圖4的模擬放大器單位電路的不同點(diǎn)在于，驅(qū)動(dòng)電路25被置換為驅(qū)動(dòng)電路40。
驅(qū)動(dòng)電路40包含恒流電路41和P型晶體管42。恒流電路41連接到高電位VH2的線路與節(jié)點(diǎn)N22之間，預(yù)定值的電流從高電位VH2的線路流向節(jié)點(diǎn)N22。P型晶體管42連接到節(jié)點(diǎn)N22與低電位VL2的線路之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N22。
由于P型晶體管42的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定得充分大于恒流電路41的電流值，所以P型晶體管42執(zhí)行源極跟隨器動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)N22的電位V22高于節(jié)點(diǎn)N21的電位V21，差值為P型晶體管42的閾值電壓VTP的絕對(duì)值|VTP|，即V22＝V21+|VTP|。因此，該驅(qū)動(dòng)電路40的偏移電壓VOF成為VOF＝|VTP|。
圖4所示的電容器23如圖5和圖6所示，通過(guò)P型晶體管42的柵電極和覆蓋其上形成的鋁布線32而形成。其他的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作與圖4～圖6所示的模擬放大器單位電路20相同，因此不進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
在該第2實(shí)施方式中，也可以獲得與第1實(shí)施方式同樣的效果。
下面說(shuō)明該第2實(shí)施方式的各種變形例。圖10的驅(qū)動(dòng)電路45是圖4的驅(qū)動(dòng)電路25與圖9的驅(qū)動(dòng)電路40的組合。P型晶體管42的柵電極接受N型晶體管21與恒流電路22之間的節(jié)點(diǎn)N40的電位V40。V40成為V40＝V21-VTN，V22成為V22＝V40+|VTP|＝V21-VTN+|VTP|。該驅(qū)動(dòng)電路45的偏移電壓VOF成為VOF＝-VTN+|VTP|。
圖11的驅(qū)動(dòng)電路46是圖9的驅(qū)動(dòng)電路40與圖4的驅(qū)動(dòng)電路25的組合。N型晶體管21的柵電極接受恒流電路41與P型晶體管42之間的節(jié)點(diǎn)N41的電位V41。V41成為V41＝V21+|VTP|，V22成為V22＝V41-VTN＝V21+|VTP|-VTN。該驅(qū)動(dòng)電路46的偏移電壓VOF成為VOF＝|VTP|-VTN。
圖12的驅(qū)動(dòng)電路50在圖10的驅(qū)動(dòng)電路45上增加了P型晶體管51和N型晶體管52。P型晶體管51插在N型晶體管21的漏極和節(jié)點(diǎn)N40之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N40。N型晶體管52插在節(jié)點(diǎn)N22和P型晶體管42的源極之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N22。各個(gè)晶體管51、52構(gòu)成了二極管元件。V40成為V40＝V21-VTN-|VTP|，V22成為V22＝V40+|VTP|+VTN＝V21-VTN-|VTP|+|VTP|+VTN＝V21。
在該驅(qū)動(dòng)電路50中，當(dāng)N型晶體管21和52的閾值電壓相等、并且P型晶體管51和42的閾值電壓相等時(shí)，偏移電壓VOF成為0V。但是，由于晶體管的閾值電壓的偏差，N型晶體管21和52的閾值電壓不等、或者P型晶體管51和42的閾值電壓不等時(shí)，偏移電壓VOF不為0V。該偏移電壓VOF被圖4的電容器23、24和開(kāi)關(guān)S1～S4所構(gòu)成的偏移補(bǔ)償電路消除。
圖13的驅(qū)動(dòng)電路55在圖11的驅(qū)動(dòng)電路46上增加了N型晶體管56和P型晶體管57。N型晶體管56插在節(jié)點(diǎn)N41和P型晶體管42的源板之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N41。P型晶體管57插在N型晶體管21的源極和節(jié)點(diǎn)N22之間，其柵電極連接到節(jié)點(diǎn)N22。各個(gè)晶體管56、57構(gòu)成了二極管元件。V41成為V41＝V21+|VTP|+VTN，V22成為V22＝V41-VTN-|VTP|＝V21+|VTP|+VTN-VTN-|VTP|＝V21。
在該驅(qū)動(dòng)電路55中，當(dāng)P型晶體管42和57的閾值電壓相等、并且N型晶體管56和21的閾值電壓相等時(shí)，偏移電壓VOF成為0V。其中，由于晶體管的閾值電壓的偏差，P型晶體管42和57的閾值電壓不等、或者N型晶體管56和21的閾值電壓不等時(shí)，偏移電壓VOF不為OV。該偏移電壓VOF被圖4的電容器23、24和開(kāi)關(guān)S1～S4所構(gòu)成的偏移補(bǔ)償電路消除。
圖14的驅(qū)動(dòng)電路58包含差動(dòng)放大電路60、P型晶體管66和恒流電路67。差動(dòng)放大電路60包含P型晶體管61、62、N型晶體管63、64和恒流電路65。P型晶體管61、62分別連接到高電位VH1的線路與節(jié)點(diǎn)N61、N62之間，它們的柵電極一起連接到節(jié)點(diǎn)N62。P型晶體管61、62構(gòu)成了電流反射鏡電路。N型晶體管63、64分別連接到節(jié)點(diǎn)N61、N62和節(jié)點(diǎn)N63之間，它們的柵電極分別接受節(jié)點(diǎn)N21的電位V21和節(jié)點(diǎn)N22的電位V22。恒流電路65使預(yù)定值的恒定電流I1從節(jié)點(diǎn)N63流向低電位VL1的線路。P型晶體管66連接到高電位VH2的線路和節(jié)點(diǎn)N22之間，其柵電極接受節(jié)點(diǎn)N61的電位V61。恒流電路67使預(yù)定值的恒定電流I2從節(jié)點(diǎn)N22流向低電位VL2的線路。
N型晶體管63、64中流過(guò)電流值分別對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)N21、N22的電位V21、V22的電流。N型晶體管64和P型晶體管62串聯(lián)連接，P型晶體管61和62構(gòu)成了電流反射鏡電路，所以P型晶體管61中流過(guò)電流值對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)N22的電位V22的電流。當(dāng)V22高于V21時(shí)，P型晶體管61中的電流比N型晶體管63中的電流大，節(jié)點(diǎn)N61的電位V61上升，P型晶體管66中的電流減小，V22降低。當(dāng)V22低于V21時(shí)，P型晶體管61中的電流比N型晶體管63中的電流小，節(jié)點(diǎn)N61的電位V61下降，P型晶體管66中的電流增加，V22上升。
因此，導(dǎo)致V22＝V21，偏移電壓VOF變?yōu)镺V。其中，當(dāng)存在晶體管特性偏差，例如晶體管63和64的閾值電壓存在偏差時(shí)，V22與V21不相等。這種情況下，這2個(gè)晶體管63、64的閾值電壓差成為偏移電壓VOF。該偏移電壓VOF被圖4的電容器23、24和開(kāi)關(guān)S1～S4所構(gòu)成的偏移補(bǔ)償電路消除。
圖15的驅(qū)動(dòng)電路68包含差動(dòng)放大電路70、恒流電路76和N型晶體管77。差動(dòng)放大電路70包含恒流電路71、P型晶體管72、73、以及N型晶體管74、75。恒流電路71使得預(yù)定值的恒定電流I1從高電位VH1的線路流入節(jié)點(diǎn)N71。P型晶體管72、73分別連接到節(jié)點(diǎn)N71和節(jié)點(diǎn)N72、N73之間，它們的柵電極分別接受節(jié)點(diǎn)N21的電位V21和節(jié)點(diǎn)N22的電位V22。N型晶體管74、75分別連接到節(jié)點(diǎn)N72、N73與低電位VL1的線路之間，它們的柵電極一起連接到節(jié)點(diǎn)N73。N型晶體管74和75構(gòu)成了電流反射鏡電路。恒流電路76使得預(yù)定值的恒定電流I2從高電位VH2的線路流入節(jié)點(diǎn)N22。N型晶體管77連接到節(jié)點(diǎn)N22和低電位VL2的線路之間，其柵電極接受節(jié)點(diǎn)N72的電位V72。
P型晶體管72、73中流過(guò)電流值分別對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)N21、N22的電位V21、V22的電流。P型晶體管73和N型晶體管75串聯(lián)連接，N型晶體管74和75構(gòu)成了電流反射鏡電路，所以N型晶體管74中流過(guò)電流值對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)N22的電位V22的電流。當(dāng)V22高于V21時(shí)，N型晶體管74中的電流比P型晶體管72中的電流小，節(jié)點(diǎn)N72的電位V72上升，N型晶體管77中的電流增加，V22降低。當(dāng)V22低于V21時(shí)，N型晶體管74中的電流比P型晶體管72中的電流大，節(jié)點(diǎn)N72的電位V72下降，N型晶體管77中的電流減小，V22上升。
因此，導(dǎo)致VO＝VI，偏移電壓VOF變?yōu)?V。但是，當(dāng)存在晶體管特性偏差，例如晶體管72和73的閾值電壓存在偏差時(shí)，V22與V21不相等。這種情況下，這2個(gè)晶體管72、73的閾值電壓差成為偏移電壓VOF。該偏移電壓VOF被圖4的電容器23、24和開(kāi)關(guān)S1～S4所構(gòu)成的偏移補(bǔ)償電路消除。
將圖4的驅(qū)動(dòng)電路25置換為圖9～圖15所示的驅(qū)動(dòng)電路40、45、46、50、55、58、68之中的某一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，利用輸入了V21的晶體管21、42、63或72的柵電極以及覆蓋其上形成的圖6的鋁布線32，構(gòu)成用來(lái)消除偏移的電容器23，由此，能夠獲得與第1實(shí)施方式相同的效果。
圖16是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的模擬放大器單位電路80的結(jié)構(gòu)的電路框圖。參照?qǐng)D16，該模擬放大器單位電路80以圖4的模擬放大器單位電路20的開(kāi)關(guān)S1的一個(gè)端子代替輸入節(jié)點(diǎn)N20連接到基準(zhǔn)電位VR的節(jié)點(diǎn)N80?；鶞?zhǔn)電位VR既可以由液晶顯示裝置外部直接供給，也可以由內(nèi)置于液晶顯示裝置的低輸出阻抗電源電路供給。輸入節(jié)點(diǎn)N20連接到開(kāi)關(guān)S3的一個(gè)端子。開(kāi)關(guān)S1～S4的控制方法如第1實(shí)施方式中所說(shuō)明。
下面說(shuō)明該模擬放大器單位電路80的效果。首先，開(kāi)關(guān)S1、S2被打開(kāi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路25的輸入電位V21變?yōu)榛鶞?zhǔn)電位VR，驅(qū)動(dòng)電路25的輸出電位V22變?yōu)閂22＝V21-VTN＝VR-VTN，電容器23、24被充電為偏移電壓VOF＝-VTN。
接著，開(kāi)關(guān)S1、S2被關(guān)閉時(shí)，電容器23、24保持偏移電壓VOF。接著，開(kāi)關(guān)S3被打開(kāi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)N24的電位由VR-VOF變?yōu)閂I。該變化量經(jīng)由電容器23、24傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路25的輸入節(jié)點(diǎn)N21。如果VI＞VR-VOF，則驅(qū)動(dòng)電路25的輸入節(jié)點(diǎn)N21的電壓變化ΔV1可以表示為以下算式ΔV1＝[VI-(VR-VOF)]·C1/(C0+C1) ......(3)這里，C0是節(jié)點(diǎn)N21的寄生電容的電容值，C1是電容器23、24的電容值之和。如果C1/(C0+C1)＝1/(1+C0/C1)、C0《C1，則1/(1+C0/C1)1-C0/C1。如果C0/C1＝r，則1-C0/C1＝1-r，將該式代入上式(3)，可得以下算式ΔV1＝[VI-(VR-VOF)]·(1-r) ......(4)驅(qū)動(dòng)電路25的輸入電位V21等于基準(zhǔn)電位VR上加上ΔV1的電位VR+ΔV1，表示為以下算式V21＝VR+ΔV1＝VR+[VI-(VR-VOF)]·(1-r)＝VR+VI-VR+VOF-[VI-(VR-VOF)]·r＝VI+VOF-r·VOF-r·(VI-VR) ......(5)對(duì)圖4的模擬放大器單位電路20進(jìn)行同樣的計(jì)算，結(jié)果如下V21＝VI+VOF-VOF·C0·(C0+C1)＝VI+VOF-VOF·(C0/C1)/(C0/C1+1)＝VI+VOF-VOF·r/(1+r)VI+VOF-VOF·r·(1-r)＝VI+VOF-VOF·(r-r2)這里，假設(shè)r20，可得以下算式V21VI+VOF-r·VOF ......(6)比較算式(5)和(6)可知，圖16的模擬放大器單位電路80的V21小于圖4的模擬放大器單位電路20的V21，其差為算式(5)的第4項(xiàng)部分[-r·(VI-VR)]，而通過(guò)減小r的值，該值可以忽略不計(jì)。
當(dāng)從圖3所示的灰度電位發(fā)生電路16向多個(gè)模擬放大器單位電路20提供同一灰度電位VG時(shí)，灰度電位發(fā)生電路16的負(fù)載電容值為多個(gè)模擬放大器單位電路20的輸入電容值C0的總和，灰度電位VG達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間變長(zhǎng)。但是，如果將模擬放大器單位電路20置換為圖16的模擬放大器單位電路80，則模擬放大器單位電路80的輸入電容被基準(zhǔn)電位VR充電，因此，灰度電位發(fā)生電路16的負(fù)載電容值大幅度減小，灰度電位VG在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。
圖17是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的模擬放大器單位電路81的結(jié)構(gòu)的電路圖，與圖4形成對(duì)比。參照?qǐng)D17，該模擬放大器單位電路81與圖4的模擬放大器單位電路20的不同點(diǎn)在于，輸入節(jié)點(diǎn)N20與開(kāi)關(guān)S1的一個(gè)端子之間增加了圖9的驅(qū)動(dòng)電路40。P型晶體管42的柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)N20，恒流電路41和P型晶體管42之間的節(jié)點(diǎn)N41連接到開(kāi)關(guān)S1的一個(gè)端子。N型晶體管21需要用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線6，但也可以由P型晶體管42驅(qū)動(dòng)N型晶體管21，所以P型晶體管42的尺寸設(shè)定為充分小于N型晶體管21的尺寸，P型晶體管42的輸入電容值也充分小于N型晶體管21的輸入電容值。開(kāi)關(guān)S1～S4的控制方法如第1實(shí)施方式中所說(shuō)明。
如果將算式(4)的VR置換為V41＝VI+|VTP|，則V21可表示為以下算式V21＝VI+VOF-r·VOF-r·(VI-VI-|VTP|)＝VI+VOF-r·VOF+r·|VTP|......(7)比較算式(7)和(6)可知，圖17的模擬放大器單位電路81的V21大于圖4的模擬放大器單位電路20的V21，其差為算式(7)的第4項(xiàng)部分r·|VTP|。通常，VOF(＝VTN)與|VTP|設(shè)定為大致相等的值，因此第3項(xiàng)被第4項(xiàng)抵消，偏移電壓VOF得到補(bǔ)償。
在該第4實(shí)施方式中，灰度電位發(fā)生電路16的負(fù)載電容值大幅度減小，灰度電位VG在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。
圖18是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的模擬放大器單位電路85的結(jié)構(gòu)的電路圖，與圖4形成對(duì)比。參照?qǐng)D18，該模擬放大器單位電路85與圖4的模擬放大器單位電路20的不同點(diǎn)在于，增加了電容器86。電容器86與電容器24并聯(lián)連接。
這里，設(shè)節(jié)點(diǎn)N21的寄生電容的電容值為C21，電容器23、24、86的電容值為C23、C24、C86，則第1實(shí)施方式中所說(shuō)明的損失電壓ΔV表示為以下算式ΔV＝VOF·C21/(C21+C23+C24+C86) ......8)其中，在該模擬放大器單位電路85中，N型晶體管21的柵電極的寄生電容被用作電容器23，進(jìn)而，電容器24的一個(gè)電極(連接到節(jié)點(diǎn)N21的電極)的寄生電容被用作電容器86，因此，C21變得足夠小，ΔV變得足夠小。
圖19是表示圖18所示的N型晶體管21及電容器23、24、86的布局的圖，圖20是沿圖19的XX-XX線的剖視圖。在圖19和圖20中，玻璃基板30的表面上形成有沿著圖中Y方向延伸的帶狀多晶硅薄膜31，多晶硅薄膜31的中央部位的上方，隔著絕緣層(未圖示)形成有沿著圖中X方向延伸的柵電極21g。用柵電極21g作為掩模，向多晶硅薄膜31中注入雜質(zhì)。柵電極21g的一側(cè)的多晶硅薄膜成為漏極21d，柵電極21g的另一側(cè)的多晶硅薄膜成為源極21s。
柵電極21g的端部延伸到多晶硅薄膜31的區(qū)域之外。漏極21d經(jīng)由連接孔CH和鋁布線33連接到高電位VH1的線路，源極21s經(jīng)由連接孔CH和鋁布線34連接到節(jié)點(diǎn)N22。在柵電極21g的上方，隔著絕緣層(未圖示)形成有鋁布線32。鋁布線32覆蓋著柵電極21g形成。柵電極21g構(gòu)成了電容器23的一個(gè)電極，鋁布線32構(gòu)成電容器23的另一個(gè)電極。
另外，與帶狀多晶硅薄膜31鄰接，玻璃基板30的表面上形成有矩形多晶硅膜90。多晶硅膜90被注入例如N型雜質(zhì)成為導(dǎo)體。在多晶硅膜90的上方，隔著絕緣層(未圖示)形成有近似矩形的電極91。電極91由與柵電極21g同樣的導(dǎo)電體層形成，比多晶硅膜90還小。在電極91的上方，隔著絕緣層(未圖示)形成有矩形的鋁電極92。鋁電極92覆蓋著多晶硅膜90和電極91形成。
電極91連接到柵電極21g，并通過(guò)布線93連接到節(jié)點(diǎn)N21。鋁電極92通過(guò)連接孔CH連接到多晶硅膜90，并通過(guò)鋁布線94連接到節(jié)點(diǎn)N24。電極91構(gòu)成了電容器24、86的一個(gè)電極，多晶硅膜90和鋁電極92分別構(gòu)成電容器24、86的另一個(gè)電極。
如圖6所說(shuō)明，柵電極21g和電極91與其周?chē)糠种g存在著電場(chǎng)，該電場(chǎng)成為寄生電容的起因。因此，在該第5實(shí)施方式中，覆蓋著電極91形成鋁電極92，在減小電極91的側(cè)面和上面的電場(chǎng)所產(chǎn)生的寄生電容的同時(shí)，將電極91和鋁電極92之間的電容用作電容器86來(lái)消除偏移。即，將本來(lái)起不良影響的電極91的側(cè)面和上面的電場(chǎng)，反過(guò)來(lái)使其發(fā)揮正面作用，因此其效果很明顯。
在該第5實(shí)施方式中，覆蓋著偏移補(bǔ)償用電容器24的一個(gè)電極91形成鋁電極92，將電極91和鋁電極92之間的電容作為偏移補(bǔ)償用電容器86來(lái)使用。因此，能夠減小輸入晶體管21的柵電極21g的寄生電容，可以不增大電容器24所占面積而正確地消除偏移電壓。
本次公開(kāi)的實(shí)施方式的各個(gè)方面均為示例，不應(yīng)被當(dāng)作限制性要求。本發(fā)明的范圍不限于上述說(shuō)明，而是由權(quán)利要求書(shū)示出，并包含權(quán)利要求書(shū)的等價(jià)意義以及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，具備驅(qū)動(dòng)電路，包含其柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)的第1晶體管，將與上述輸入節(jié)點(diǎn)的電位對(duì)應(yīng)的電位輸出給輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏移補(bǔ)償電路，包含被充電為上述驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的第1電容器，用來(lái)補(bǔ)償上述偏移電壓，上述第1電容器包含作為上述第1晶體管的柵電極的第1電極；以及與第1電極相對(duì)設(shè)置的第2電極。
2.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述第1晶體管包含在絕緣體基板的表面上形成的半導(dǎo)體薄膜，上述柵電極在上述半導(dǎo)體薄膜的表面上隔著絕緣層形成，上述第1電容器的第2電極在上述柵電極的表面上隔著絕緣層形成。
3.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述偏移補(bǔ)償電路包含第1切換電路，向上述輸入節(jié)點(diǎn)提供輸入電位，并且將上述第1電容器的第2電極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)，使上述第1電容器充電為上述偏移電壓；以及第2切換電路，向上述第1電容器的第2電極提供上述輸入電位。
4.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述偏移補(bǔ)償電路包含第1切換電路，向上述輸入節(jié)點(diǎn)提供基準(zhǔn)電位，并且將上述第1電容器的第2電極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)，使上述第1電容器充電為上述偏移電壓；以及第2切換電路，向上述第1電容器的第2電極提供輸入電位。
5.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述偏移補(bǔ)償電路包含副驅(qū)動(dòng)電路，輸出與輸入電位相對(duì)應(yīng)的電位；第1切換電路，向上述輸入節(jié)點(diǎn)提供上述副驅(qū)動(dòng)電路的輸出電位，并且將上述第1電容器的第2電極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)，使上述第1電容器充電為上述偏移電壓；以及第2切換電路，向上述第1電容器的第2電極提供上述輸入電位。
6.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述偏移補(bǔ)償電路還包含與上述第1電容器并聯(lián)連接的第2電容器。
7.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述驅(qū)動(dòng)電路還包含連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)與第1電源電位的線路之間的第1恒流電路，上述第1晶體管的漏極連接到第2電源電位的線路，其源極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述第1晶體管為第1導(dǎo)電形式，上述驅(qū)動(dòng)電路還包含第2晶體管，其漏極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)，其源極連接到第1電源電位的線路，并采用第2導(dǎo)電形式；第1恒流電路，連接到第2電源電位的線路與上述輸出節(jié)點(diǎn)之間；以及第2恒流電路，連接到上述第2晶體管的柵電極與第3電源電位的線路之間，上述第1晶體管的漏極連接到第4電源電位的線路，其源極連接到上述第2晶體管的柵電極。
9.如權(quán)利要求8所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述驅(qū)動(dòng)電路還包含第3晶體管，采用插在上述第1晶體管的源極與上述第2晶體管的柵電極之間，其柵電極連接到上述第2晶體管的柵電極的第2導(dǎo)電形式；以及第4晶體管，采用插在上述輸出節(jié)點(diǎn)與上述第2晶體管的源極之間，其柵電極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)的第1導(dǎo)電形式。
10.如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述驅(qū)動(dòng)電路具有第2晶體管，連接到第1電源電位的線路與上述輸出節(jié)點(diǎn)之間；恒流電路，連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)與第2電源電位的線路之間；以及差動(dòng)放大電路，具有上述第1晶體管、以及其柵電極連接到上述輸出節(jié)點(diǎn)的第3晶體管，用來(lái)控制上述第2晶體管的柵電極的電位，使上述輸出節(jié)點(diǎn)的電位與上述輸入節(jié)點(diǎn)的電位一致。
11.一種液晶顯示裝置，具備如權(quán)利要求1所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路；以及依照上述具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路的輸出電位改變其透光率的液晶盒。
12.一種具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，具備驅(qū)動(dòng)電路，包含其柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)的晶體管，將與上述輸入節(jié)點(diǎn)的電位對(duì)應(yīng)的電位輸出給輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏移補(bǔ)償電路，包含被充電為上述驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的電容器，用來(lái)補(bǔ)償上述偏移電壓，上述電容器包含第1電極，連接到上述晶體管的柵電極；第2電極，在上述第1電極的一側(cè)隔著絕緣層形成；以及第3電極，在上述第1電極的另一側(cè)隔著絕緣層形成，并連接到上述第2電極。
13.如權(quán)利要求12所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述晶體管包含在絕緣體基板的表面上形成的半導(dǎo)體薄膜的一部分，上述柵電極包含在上述半導(dǎo)體薄膜的表面上隔著絕緣層形成的第1導(dǎo)電體層的一部分，上述第1電極包含上述第1導(dǎo)電體層的其他部分，上述第2電極包含上述半導(dǎo)體薄膜的其他部分，上述第3電極包含在上述第1導(dǎo)電體層的表面上隔著絕緣層形成的第2導(dǎo)電體層的一部分。
14.一種具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，具備驅(qū)動(dòng)電路，包含其柵電極連接到輸入節(jié)點(diǎn)的晶體管，將與上述輸入節(jié)點(diǎn)的電位對(duì)應(yīng)的電位輸出給輸出節(jié)點(diǎn)；以及偏移補(bǔ)償電路，包含被充電為上述驅(qū)動(dòng)電路的偏移電壓的電容器，用來(lái)補(bǔ)償上述偏移電壓，上述電容器包含作為上述晶體管的柵電極的第1電極；與上述第1電極相對(duì)設(shè)置的第2電極；第3電極；第4電極，在上述第3電極的表面上隔著絕緣層形成，并連接到上述第1電極；第5電極，在上述第4電極的表面上隔著絕緣層形成，并連接到上述第2和第3電極。
15.如權(quán)利要求14所述的具有偏移補(bǔ)償功能的驅(qū)動(dòng)電路，上述晶體管包含在絕緣體基板的表面上形成的半導(dǎo)體薄膜的一部分，上述柵電極包含在上述半導(dǎo)體薄膜的表面上隔著絕緣層形成的第1導(dǎo)電體層的一部分，上述第2電極包含在上述第1導(dǎo)電體層的表面上隔著絕緣層形成的第2導(dǎo)電體層的一部分。上述第3電極包含上述半導(dǎo)體薄膜的其他部分，上述第4電極包含上述第1導(dǎo)電體層的其他部分，上述第5電極包含上述第2導(dǎo)電體層的其他部分。
全文摘要
在該彩色液晶顯示裝置所含的模擬放大器單位電路(20)中，覆蓋著驅(qū)動(dòng)電路(25)的輸入晶體管(21)的柵電極(21g)形成鋁布線(32)，將柵電極(21g)和鋁布線(32)之間的電容作為偏移補(bǔ)償用電容器(23)來(lái)使用。因此，能夠減小輸入晶體管(21)的柵電極(21g)的寄生電容，可以不增大電容器(24)所占面積而正確地消除偏移電壓。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1684362SQ200510051698
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者飛田洋一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社