[发明专利]输出放大器、数模转换器、数据驱动电路和显示装置

说明书

技术领域

本申请涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种输出放大器、采用该输出放大器的数模转换器、采用该数模转换器的数据驱动电路、以及采用该数据驱动电路的显示装置。

背景技术

长期以来，将显示器周边驱动电路和像素驱动阵列集成在同一块基板上，一直是显示领域追求的一个目标。这种新的驱动电路实现形式被称为屏上系统集成（System on Panel，SOP），所制成的显示面板内部即具备由TFT（Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管）集成的驱动电路系统。相比于常规的外置式IC的方式，SOP的显示面板可能具有如下优点：一、减少行、列驱动芯片数量；二、减少行、列驱动芯片与显示面板连接线的数量；三、容易实现窄边框显示面板，显示模组将变得更加紧凑、美观；四、能够减少显示器的后道封装工序。因为上述优点，显示器的制造成本可以较大幅度地降低；并且，显示器的可靠性也可得到提高。由于引出线数量减少，引线间节距不再严重地限制高分辨率显示器的实现。

迄今为止，SOP的显示面板仍然没有实现产业化。造成这种困境的主要原因是TFT工艺以及器件特性上的缺陷：例如非晶硅（a-Si）TFT的迁移率较低，稳定性较差，长时间工作之后，容易发生器件特性的漂移；多晶硅（poly-Si）TFT的工艺过程复杂，成本高昂，而且期间特性的均匀性较差。这些因素阻碍了基于a-Si TFT或者poly-Si TFT的驱动电路技术的发展。近几年来，以IGZO、IZO、ITO等为代表的氧化物TFT技术迅速发展。由于氧化物TFT具有较高的迁移率、较小的泄漏电流、较小的亚阈值斜率，同时其均匀性、稳定性良好，制造成本低，因此适用于下一代的显示技术，有取代a-Si以及poly-Si TFT技术的潜力。氧化物TFT的这些优势使得SOP的实现成为可能。

目前较实用的氧化物TFT仍然是电子导电类型（N型）。然而，氧化物TFT虽然较之于a-Si TFT迁移率高出1～2个数量级，但是还是显著地小于单晶硅器件。同时，氧化物TFT的稳定性虽然比a-Si TFT明显地改善，但是还是比单晶硅器件差。因此，在氧化物TFT电路的设计中，必须兼顾电路速度和稳定性等指标要求，创造新的电路结构以发挥氧化物TFT的特点。

栅极驱动和数据驱动电路与TFT有源阵列连接最近，而数据驱动电路的集成化设计也是SOP的实现中较重要和困难的部分。数据驱动电路至少包括有三个部分：移位寄存器（Shift Register，SR）、锁存器（Latch）和数模转换器（Digital Analog Converter，DAC）。其中，DAC电路作为关键的一个环节，直接影响到数据驱动电路的分辨率和线性度。而DAC电路中，一般要求一个高放大倍数、稳定、低功耗的输出缓冲放大器。如果输出缓冲放大器的倍数不够高，则DAC电路的速度以及转换精度被降低，于是造成数据驱动电路不能将TFT像素精确地驱动到应该达到的灰度级别。因此，为了实现TFT集成的数据驱动电路，亟需设计一种基于氧化物TFT的高放大倍数、稳定、低功耗的数模转换器。

发明内容

根据本申请的第一方面，本申请提供一种输出缓冲放大器，包括用于将输入的差分电压对转换为差分电流对的输入级部分、用于为电路提供静态工作点的偏置级部分和用于将差分电流对转换为单向电流输出并产生电压放大信号的运算放大级部分；所述运算放大级部分包括第二偏置电流源和第三偏置电流源，所述第二偏置电流源和所述第三偏置电流源分别采用耗尽模式N型氧化物薄膜场效应晶体管实现；所述运算放大级部分的输出端口与所述输入级部分耦合，并与所述第三偏置电流源的电流输出端子并联形成恒定电流源；所述偏置级部分的输入端口与所述输入级部分耦合，所述偏置级部分的输出端口与第二电压源耦合。

进一步地，所述第二偏置电流源包括第七晶体管，所述第七晶体管的控制极与其第一极短接构成所述第二偏置电流源的电流输出端子，所述第七晶体管的第二极与第一电压源耦合；所述第三偏置电流源包括第八晶体管，所述第八晶体管的控制极与其第一极短接构成所述第三偏置电流源的电流输出端子，所述第八晶体管的第二极与所述第一电压源耦合。