比较电路和具备该比较电路的显示装置的制作方法

专利名称：比较电路和具备该比较电路的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对两个输入电压进行比较的比较电路和具备比较电路的显示装置。
背景技术：
作为使液晶显示装置小型·低消耗电力化的一个方法，已知有将像素电路和像素 电路的驱动电路在同一个基板上形成为一体的方法。在使用这种方法的情况下，驱动电路 使用薄膜晶体管(Thin Film Transistor 以下简称为TFT)构成，其中薄膜晶体管由低温 多晶硅、CG硅(Continuous Grain Silicon 连续晶界硅)等构成。另一方面，为了提高液晶显示装置的可靠性，优选减少与液晶面板连接的信号线 的条数。因此，还已知有在对液晶面板的信号输入中使用串行接口的方法(参照图15)。图 15所示的液晶显示装置在玻璃基板上设置有将像素电路72、驱动电路73和串行接口电路 74形成为一体的液晶面板71。串行接口电路74将从两个输入端子DAT (+)、DAT(_)输入的 差动信号转换为非差动信号，并进行串行/并行转换对驱动电路73输出。驱动电路73根 据从串行接口电路74输出的信号驱动像素电路72。另外，使用串行接口输入的信号并不仅 限于差动信号，也可以是非差动信号。例如，如果在对液晶面板输入RGB各6比特(位)的影像信号时使用并行接口，则 影像信号的输入需要18条信号线。与此相对，如果使用串行接口，则影像信号的输入需要 的信号线为2条(差动信号的情况下)或1条(非差动信号的情况下)即可。使用串行接口时需要比使用并行接口时使输入信号更高速地变化。但是，因为在 与液晶面板连接的信号线中发生配线延迟(RC延迟)，所以使输向液晶面板的输入信号高 速地进行变化实际上是不可能的。因此，使用串行接口时需要将输向液晶面板的输入信号 的电压振幅变小。例如在LVDS(Low-Voltage Differential Signaling 低压差分信号) 中，如图16所示，一般使用以共用模式电压Vcm为中心的振幅200mVp-p的差动信号，但是， 在对液晶面板的信号输入中使用串行接口时也需要将输入信号的电压振幅像这样变小。以下考虑在对液晶面板的信号输入中使用差动信号的情况。在这种情况下，为了 将被输入的差动信号转换为非差动信号，在液晶面板的输入级设置对两个电压进行比较的 比较电路。比较电路的动作速度受到构成比较电路的晶体管的特性(特别是阈值电压)和 输入信号的共用模式电压的很大影响。作为将差动信号转换为非差动信号的比较电路，历来已知有图17所示的比较电 路。图17所示的比较电路80是基于差动放大电路的电路，对从两个输入端子DAT(+)、 DAT(-)输入的两个电压进行比较，并将比较结果以电源电压振幅从输出端子OUT输出。比 较电路80因为增幅率(增益)高所以具有高速地动作的优点，但是也存在在不易受到输入 信号的共用模式电压的变动的影响方面较弱(当共用模式电压变化时动作速度容易变化) 的问题。此外，在非专利文献1中，记载有图18所示的自偏压型的比较电路。图18所示的 比较电路90以如下方式构成在两条电源配线间配置两个逆变器，在两者之间配置对两个逆变器施加共用的偏置电压的晶体管95、96。在比较电路90中，如果对输入端子DAT (+)施加的电压变得比对输入端子DAT (_) 施加的电压更大，则流经晶体管91的电流增加，流经晶体管92的电流减少，因此，偏压节点 Nb的电压下降。由此，流经晶体管96的电流增加，输出端子OUT的电压的上升被促进。并 且，流经晶体管95的电流减少，输出端子OUT的电压的下降被抑制。其结果是，输出端子 OUT的电压上升。另一方面，如果对输入端子DAT(+)施加的电压变得比对输入端子DAT(_)施加的 电压更小，则流经晶体管91的电流减少，流经晶体管92的电流增加，因此，偏压节点Nb的 电压上升。由此，流经晶体管95的电流增加，输出端子OUT的电压的下降被促进。并且，交 流经晶体管96的电流减少，输出端子OUT的电压的上升被抑制。其结果是，输出端子OUT 的电压下降。这样，比较电路90对两个输入电压进行比较。另外，与本申请的发明相关联的技术在以下的文献中也有所记载。在专利文献1 中，记载有配置在液晶面板的输入级的信号电平转换电路的例子。在专利文献2中，记载有 具有两个栅极端子的TFT (双栅极TFT)的例子。专利文献1 日本特开2001-85988号公报专利文献2 日本特开2007-157986号公报非专利文献 1 :M. Bazes，“Two Novel Fully Complementary Self-Biased CMOS Differential Amplifiers", IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 26, no. 2, pp. 165-168, February 1991。

发明内容
上述的比较电路90具有比较不易受到晶体管的阈值电压的偏差的影响的、也不 易受到输入信号的共用模式电压的变动的影响的优点。但是，比较电路90具有非对称的结 构，偏置电压仅根据一个晶体管(由晶体管91、92构成的逆变器)的输出特性进行变化。因 此，比较电路90不能追踪构成另一个逆变器的晶体管93、94的阈值电压的偏差。此外，由 于施加偏置电压的晶体管95、96的阈值电压，也存在动作范围受限制的问题。进一步，因为 在电源配线与逆变器之间配置有晶体管95、96，所以还存在由于晶体管95、96的寄生电阻 和寄生电容的影响而动作速度变慢的问题。在使用动作速度较慢的比较电路的情况下，难 以使用串行接口进行对液晶面板的信号输入。因此，本发明的目的在于，提供一种能够不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输 入信号的共用模式电压的变动的影响的、高速地动作的比较电路，以及具备该比较电路的
显示装置。本发明的第一方面是比较电路，其特征在于该比较电路对两个输入电压进行比较，包括第一逆变器，其具有在两条电源配线间串联连接地配置有P型晶体管和N型晶体 管的结构，以第一输入电压作为输入；和第二逆变器，其具有与上述第一逆变器相同的结构，以第二输入电压作为输入，上述第一逆变器和第二逆变器中的至少一个逆变器由具有两个栅极端子的双栅 极晶体管构成，该双栅极晶体管的一个栅极端子被施加输入电压，另一个栅极端子与另一个逆变器的输出连接。本发明的第二方面的比较电路，在本发明的第一方面中，其特征在于上述第一逆变器和第二逆变器均由双栅极晶体管构成，构成上述第一逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加上述第一输入电压， 另一个栅极端子与上述第二逆变器的输出连接，构成上述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加上述第二输入电压， 另一个栅极端子与上述第一逆变器的输出连接。本发明的第三方面的比较电路，在本发明的第一方面中，其特征在于上述第一逆变器和第二逆变器均由双栅极晶体管构成，构成上述第一逆变器的双栅极晶体管的两个栅极端子均被施加上述第一输入电 压，构成上述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加上述第二输入电压， 另一个栅极端子与上述第一逆变器的输出连接。本发明的第四方面的比较电路，在本发明的第一方面中，其特征在于上述第一逆变器和第二逆变器中仅上述第二逆变器由双栅极晶体管构成，构成上述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加上述第二输入电压， 另一个栅极端子与上述第一逆变器的输出连接。本发明的第五方面的比较电路，在本发明的第一方面中，其特征在于上述第一逆变器和第二逆变器均由薄膜晶体管构成。本发明的第六方面的比较电路，在本发明的第五方面中，其特征在于上述第一逆变器和第二逆变器均在形成有像素电路的基板上使用薄膜晶体管形 成。本发明的第七方面是显示装置，其特征在于该显示装置形成在基板上，包括多个像素电路；上述像素电路的驱动电路；和将从外部输入的差动信号转换为非差动信号并输出至上述驱动电路的接口电路， 其中，上述接口电路包括本发明的第一 第六方面的任一方面的比较电路，使用该比较 电路进行上述差动信号的转换。发明的效果根据本发明的第一方面，能够使用相互连接的两个逆变器构成比较电路，该比较 电路不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响。此外， 将两个逆变器中的至少一个逆变器由双栅极晶体管构成，将双栅极晶体管的一个栅极端子 与另一个逆变器的输出连接，由此，能够根据另一个逆变器的输出控制由双栅极晶体管构 成的逆变器的阈值电压，使得该逆变器的开关动作得以促进，能够使比较电路高速地动作。根据本发明的第二方面，用双栅极晶体管构成第一和第二逆变器，将构成第一逆 变器的双栅极晶体管的一个栅极端子与第二逆变器的输出连接，将构成第二逆变器的双栅 极晶体管的一个栅极端子与第一逆变器的输出连接，由此，能够根据另一个逆变器的输出对第一和第二逆变器的阈值电压以促进各逆变器的开关动作的方式进行控制，能够使比较 电路高速地动作。根据本发明的第三方面，用双栅极晶体管构成第一和第二逆变器，对构成第一逆 变器的双栅极晶体管的两个栅极端子施加第一输入电压，将构成第二逆变器的双栅极晶体 管的一个栅极端子与第一逆变器的输出连接，由此，根据第一输入电压对第一逆变器的阈 值电压以促进第一逆变器的开关动作的方式进行控制，并且根据第一逆变器的输出对第二 逆变器的阈值电压以促进第二逆变器的开关动作的方式进行控制，能够使比较电路高速地 动作。根据本发明的第四方面，用双栅极晶体管构成第二逆变器，将双栅极晶体管的一 个栅极端子与第一逆变器的输出连接，由此，根据第一逆变器的输出对第二逆变器的阈值 电压以促进第二逆变器的开关动作的方式进行控制，能够使比较电路高速地动作。此外，能 够简化比较电路的结构。根据本发明的第五方面，即使在使用阈值电压的偏差比较大的薄膜晶体管的情况 下，也能够将不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响 的、高速地动作的比较电路形成为平面状。根据本发明的第六方面，将不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用 模式电压的变动的影响的、高速地动作的比较电路在基板上通过使用薄膜晶体管而与像素 电路形成为一体，能够在显示装置等中加以利用。根据本发明的第七方面，通过在形成在基板上的接口电路设置不易受到晶体管的 阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响的、高速地动作的比较电路，能 够构成使用差动信号高速地进行对基板的信号输入的显示装置。此外，如果使用串行接口 进行对基板的信号输入，也能够减少与基板连接的信号线的条数，能够提高显示装置的可靠性。


图1是本发明的第一实施方式的比较电路的电路图。图2是表示双栅极TFT的结构的示意图。图3A是N型双栅极TFT的用电路符号表示的图。图;3B是用电路符号表示P型双栅极TFT的图。图4是表示N型双栅极TFT的I-V特性的例子的图。图5A是由双栅极TFT构成的逆变器的电路图。图5B是用电路符号表示图5A所示的逆变器的图。图6是图5A所示的逆变器的输入输出特性图。图7A是表示输入到图1所示的比较电路中的数字信号的信号波形图。图7B是表示输入到图1所示的比较电路中的差动信号的信号波形图。图8是表示图1所示的比较电路的数字信号输入时的动作的图。图9A是表示图1所示的比较电路的差动信号输入时(输出电压上升时)的动作 的图。图9B是表示图1所示的比较电路的差动信号输入时(输出电压下降时)的动作的图。图10是表示具备图1所示的比较电路的液晶显示装置的结构的框图。图11是表示图10所示的串行接口电路的详细情况的图。图12是本发明的第二实施方式的比较电路的电路图。图13是本发明的第三实施方式的比较电路的电路图。图14A是表示纵型双栅极FET的结构的示意图。图14B是表示鳍型双栅极FET的结构的示意图。图15是表示现有的液晶显示装置的结构的框图。图16是表示在LVDS中使用的信号的信号波形图。图17是现有的比较电路(第一例)的电路图。图18是现有的比较电路(第二例)的电路图。附图标记的说明1、2、11 14、21 24、31 34 TFT3、15、16、25、26、35、36 逆变器10、20、30 比较电路40液晶显示装置
41液晶面板
42像素电路
43TFT
44栅极驱动器电路
45源极驱动器电路
50串行接口电路
具体实施例方式(第一实施方式)图1是本发明的第一实施方式的比较电路的电路图。图1所示的比较电路10包 括由双栅极TFT构成的两个逆变器，使用它们对两个输入电压进行比较。比较电路10例如 设置在将像素电路和像素电路的驱动电路形成为一体的液晶面板的输入级。在详细说明比 较电路10之前，参照图2 图6对双栅极TFT和由双栅极TFT构成的逆变器进行说明。双栅极TFT是多栅极晶体管的一种，其特征在于具有两个栅极端子。图2是表示 双栅极TFT的结构的示意图。在双栅极TFT中，源极端子S、漏极端子D和被两个端子夹着 的沟道形成部CH配置在同一平面上。在沟道形成部CH的上侧配置顶栅(top gate)端子 TG，在沟道形成部CH的下侧配置底栅(bottom gate)端子BG。与施加在顶栅端子TG和底 栅端子BG的电压相应的漏极电流Id在漏极端子D与源极端子S之间流动。如果使用电路 符号，则N型双栅极TFT如图3A那样表示，P型双栅极TFT如图所示那样表示。双栅极 TFT —般在上下形成反转层(inversion layer)区域，用于使电流驱动能力增大。图4是表示N型双栅极TFT的I-V特性的例子的图。在图4中，记载有将漏极-源 极间电压Vds固定为规定值(此处为0. IV)、使底栅电压Vbg变化时的顶栅电压Vtg与漏极 电流Id的关系。漏极电流Id在顶栅电压Vtg低于某个值(以下称为阈值电压Vth)时大致为0，如果顶栅电压Vtg超过阈值电压Vth，则急剧地增加。就阈值电压Vth而言，底栅电 压Vbg越高就变得越低，底栅电压Vbg越低就变得越高。像这样在N型双栅极TFT中，能够 通过控制底栅电压Vbg，使使用顶栅端子控制的晶体管的阈值电压Vth进行变化。P型双栅 极TFT也与此相同。一 般能够通过将 P 型 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor :金属氧化物半导体场效应晶体管)和N型MOSFET串联连接地配置在两条电源 配线间，构成CMOS逆变器。与此同样地，能够使用P型双栅极TFT和N型双栅极TFT构成 逆变器。图5A是由双栅极TFT构成的逆变器的电路图。图5A所示的逆变器3包括两个 TFTU2 ；输入端子IN ；输出端子OUT ；和调整端子ADJ。TFTl是N型双栅极TFT，TFT2是P 型双栅极TFT。TFTl的源极端子与施加有低电压VSS的电源配线连接，TFT2的源极端子与 施加有高电压VDD的电源配线连接。TFTU2的顶栅端子均与输入端子IN连接，漏极端子均 与输出端子OUT连接，背栅端子均与调整端子ADJ连接。逆变器3使用电路符号如图5B那 样表示。图6是逆变器3的输入输出特性图。在图6中，记载有使调整电压Vadj进行变化 时的输入电压Vin与输出电压Vout的关系。如图6所示，输出电压Vout在输入电压Vin 低于阈值电压Vth时为高于O的规定的电平，如果输入电压Vin超过阈值电压Vth则大致 为O。就阈值电压Vth而言，调整电压Vadj越高就变得越低，调整电压Vadj越低就变得越 高。在逆变器3，能够通过控制TFT1、2的底栅电压使开关点(导通状态和截止状态的边界 电压)进行变化。以下参照图1对比较电路10进行详细说明。图1所示的比较电路10包括四个 TFTll 14、两个输入端子DAT(+)、DAT(_)和输出端子OUT。TFTl 1、13是N型双栅极TFT， TFT12、14是P型双栅极TFT。TFTl 1、13的源极端子与施加有低电压VSS的电源配线连接， TFT12U4的源极端子与施加有高电压VDD的电源配线连接。TFT11、12的漏极端子相互 连接，TFT13、14的漏极端子均与输出端子OUT连接。TFT11、12的顶栅端子均与输入端子 DAT(+)连接，底栅端子均与TFT13、14的漏极端子和输出端子OUT连接。TFT13、14的顶栅端 子均与输入端子DAT(-)连接，底栅端子均与TFT11、12的漏极端子连接。以下将连接TFTll 的底栅端子等的节点称为Ni，将连接TFT13的底栅端子等的节点称为N2。在比较电路10中，TFT11、12构成逆变器15，TFT13、14构成逆变器16。逆变器15 的输入端子与输入端子DAT (+)连接，输出端子与逆变器16的调整端子连接。逆变器16的 输入端子与输入端子DAT (-)连接，输出端子与逆变器15的调整端子和输出端子OUT连接。 输入端子DAT(+)被施加第一输入电压VI，输入端子DAT(-)被施加第二输入电压V2。这样， 逆变器15、16相互连接，由此，能够形成相互补充地促进开关动作的负反馈环。对比较电路10使用两个输入端子DAT(+)、DAT(_)输入差动信号。对比较电路10 例如输入反方向变化的一对数字信号(图7A)、小振幅的差动信号(图7B)等。在输入数字 信号的情况下，如图7A所示，第一输入电压Vl为高电压VDD或低电压VSS，第二输入电压V2 为与其相反的电压。在输入小振幅的差动信号的情况下，如图7B所示，第一输入电压Vl和 第二输入电压V2以共用(common)模式电压Vcm为中心反方向地变化。或者，也可以向比 较电路10输入非差动信号。在输入非差动信号的情况下，向两个输入端子DAT(+)、DAT(_)的一个施加非差动信号，向另一个施加作为比较对象的基准电压。比较电路10如以下的说明所示，在第一输入电压Vl大于第二输入电压V2时(VI > V2时)，作为输出电压VO输出高电压VDD，在第一输入电压Vl小于第二输入电压V2时 (VI < V2时)输出低电压VSS。首先，考虑由于第一输入电压Vl的上升和第二输入电压V2的下降而成为Vl > V2 的情况。当第一输入电压Vl上升时，TFTll成为导通状态，TFT12成为截止状态，节点N2的 电压(逆变器15的输出电压)下降。因为节点N2与逆变器16的调整端子连接，所以如果 节点N2的电压下降则逆变器16的阈值电压上升。因此，逆变器16的输出电压也上升。并 且当第二输入电压V2下降时，TFT13成为截止状态，TFT14成为导通状态，节点附的电压 (逆变器16的输出电压)上升。因为节点m与逆变器15的调整端子连接，所以如果节点 W的电压上升则逆变器15的阈值电压下降。因此，逆变器15的输出电压也下降。由于逆 变器15的输出电压的下降而逆变器16的输出电压的上升被促进，由于逆变器16的输出电 压的上升而逆变器15的输出电压的下降被促进。因此，输出电压VO在短时间内变化为高 电压VDD。接着，考虑由于第一输入电压Vl的下降和第二输入电压V2的上升而成为Vl < V2 的情况。当第一输入电压Vl下降时，TFTll成为截止状态，TFT12成为导通状态，节点N2的 电压上升。因此，逆变器16的阈值电压下降，逆变器16的输出电压也下降。并且当第二输 入电压V2上升时，TFT13成为导通状态，TFT14成为截止状态，节点附的电压下降。因此， 逆变器15的阈值电压上升，逆变器15的输出电压也上升。由于逆变器15的输出电压的上 升而逆变器16的输出电压的下降被促进，由于逆变器16的输出电压的下降而逆变器15的 输出电压的上升被促进。因此，输出电压VO在短时间内变化为低电压VSS。这样，无论是在 Vl > V2的情况下，还是在Vl < V2的情况下，输出电压VO均在短时间内达到最终值。例如考虑如下情况在向比较电路10输入数字信号(图7A)时，第一输入电压Vl 变化为高电压VDD，第二输入电压V2变化为低电压VSS。在这种情况下，如图8所示，节点 Nl的电压变化为高电压VDD，节点N2的电压变化为低电压VSS。由于节点m的电压上升， 逆变器16的阈值电压Vth下降，逆变器16的输出电压的下降被促进。此外，由于节点N2的 电压的下降，逆变器15的阈值电压Vth上升，逆变器15的输出电压的上升被促进。因此， 输出电压VO在短时间内达到高电压VDD。在第一输入电压Vl变化为低电压VSS、第二输入 电压V2变化为高电压VDD的情况下也一样，输出电压VO在短时间内达到低电压VSS。此外，在输入小振幅的差动信号(图7B)时，比较电路10如图9A和图9B所示那 样动作。比较电路10在输出电压VO上升时如图9A所示那样动作。当第一输入电压Vl上 升时，由于逆变器15的放大作用，节点N2的电压大幅下降(图9A的左下)。随之，逆变器 16的阈值电压Vth上升(图9A的右下)，逆变器16的输出电压变得容易上升。此外，当第 二输入电压V2下降时，由于逆变器16的放大作用，节点m的电压大幅上升(图9A的右 上)。随之，逆变器15的阈值电压Vth下降(图9A的左上)，逆变器15的输出电压变得容 易下降。比较电路10在输出电压VO下降时如图9B所示那样动作。当第一输入电压Vl下 降时，由于逆变器15的放大作用，节点N2的电压大幅上升(图9B的左下)。随之，逆变器 16的阈值电压Vth下降(图9B的右下)，逆变器16的输出电压变得容易下降。此外，当第二输入电压V2上升时，由于逆变器16的放大作用，节点m的电压大幅下降(图9B的右 上)。随之，逆变器15的阈值电压Vth上升(图9B的左上)，逆变器16的输出电压变得容
易上升。这样，第一输入电压Vl被逆变器15放大，被逆变器15放大的信号以促进逆变器 16的开关动作的方式使逆变器16的阈值电压Vth进行变化。并且，第二输入电压V2被逆 变器16放大，被逆变器16放大的信号以促进逆变器15的开关动作的方式使逆变器15的 阈值电压Vth进行变化。第一输入电压Vl的放大、逆变器16的阈值电压的变化、第二输入 电压V2的放大、逆变器15的阈值电压Vth的变化在瞬时间内反复进行，因此，逆变器15、16 的开关动作被加速地促进。因此，输出端子OUT的电压在短时间内达到最终值。如上所述，比较电路10能够有效地利用负反馈环的反馈，使两个逆变器15、16的 阈值电压向容易开关的方向依次变化。例如，考虑逆变器16的阈值电压由于工艺偏差而比 设计值小的情况。在这种情况下，即使第二输入电压V2下降，逆变器16也不会容易地进行 开关动作。但是，如果第一输入电压Vl上升，逆变器15的输出电压下降，则逆变器16的阈 值电压变动地变高，逆变器16变得容易地进行开关动作。逆变器16的阈值电压比设计值 大的情况下也一样，通过使用逆变器15对逆变器16的特性变动地进行控制，促进逆变器16 的开关动作。在逆变器15的阈值电压与设计值不同的情况下，也与此一样。因为像这样使 用两个逆变器15、16相互补充地促进开关动作，所以比较电路10不易受到晶体管的阈值电 压的偏差的影响。此外，比较电路10也不易受到共用模式电压的变动的影响。例如考虑共用模式电 压比通常低的情况。在初始状态下，即使第一输入电压Vl上升，节点N2的电压(逆变器15 的输出电压)也不怎么下降，但是如果第二输入电压V2下降，则节点m的电压(逆变器16 的输出电压)充分地上升。随之，逆变器15的阈值电压下降，逆变器15的开关动作被促进。 共用模式电压高于通常的情况也一样，如果节点W的电压下降，则逆变器15的阈值电压上 升，逆变器15的开关动作被推进。如上所述，这些变化在瞬时间内反复进行，逆变器15、16 的开关动作相互补充地被促进。基于这样的理由，能够说比较电路10也不易受到共用模式 的变动的影响。以下，作为比较电路10的利用方式的一例，对在液晶面板的输入级设置有比较电 路10的液晶显示装置进行说明。图10是表示具备比较电路10的液晶显示装置的结构的框 图。图10所示的液晶显示装置40包括在玻璃基板上将像素电路42、栅极驱动器电路44、 源极驱动器电路45和串行接口电路50形成为一体的液晶面板41。玻璃基板上的电路使用 TFT构成，其中该TFT由低温多晶硅、CG硅等构成。在液晶面板41形成有多个包括TFT43、液晶电容Cc和辅助电容Cs的像素电路 42(图10中仅记载有一个)。此外，在液晶面板41，作为像素电路42的驱动电路形成有栅 极驱动器电路44和源极驱动器电路45。源极驱动器电路45包括移位寄存器、D/A转换电 路、缓冲电路和采样门(sampling gate)。在液晶显示装置40中，为了减少与液晶面板41连接的信号线的条数，在对液晶面 板41的信号输入中使用串行接口。此外，在对液晶面板41的信号输入中使用差动信号。因 此，在液晶面板41中设置有串行接口电路50，在液晶面板41的输入级设置有比较电路10。图11是表示串行接口电路50的详细情况的图。图11所示的串行接口电路50包括比较电路10、串行/并行转换电路51和多个缓存器52。比较电路10对被施加于输入端 子DAT(+)的电压与被施加于输入端子DAT(-)的电压进行比较，并输出比较结果。串行/ 并行转换电路51对从比较电路10依次输出的信号进行串行/并行转换，并列地输出多个 信号。串行/并行转换电路51的输出信号经由缓存器52向栅极驱动器电路44、源极驱动 器电路45等输出。图11所示的串行接口电路50并列地输出红色亮度信号R、绿色亮度信号G、蓝色 亮度信号B (以上，各为6比特)、水平同步信号HSYNC和垂直同步信号VSYNC (以上，各为1 比特)。另外，串行接口电路50也可以输出上述以外的信号。通过像这样在被形成在液晶面板41上的串行接口电路50设置不易受到晶体管的 阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响的、高速地动作的比较电路10， 能够构成使用差动信号高速地进行对液晶面板41的信号输入的液晶显示装置40。此外，通 过使用串行接口进行对液晶面板41的信号输入，能够减少与液晶面板41连接的信号线的 条数，能够提高液晶显示装置40的可靠性。如上所述，在本实施方式的比较电路10中，逆变器15、16均由双栅极TFT构成，构 成逆变器15的双栅极TFT的底栅端子与逆变器16的输出连接，构成逆变器16的双栅极 TFT的底栅端子与逆变器15的输出连接。由此，能够根据逆变器16的输出，对逆变器15的 阈值电压以促进逆变器15的开关动作的方式进行控制，并且能够根据逆变器15的输出，对 逆变器16的阈值电压以促进逆变器16的开关动作的方式进行控制。因此，能够不依赖于 晶体管的阈值电压、共用模式电压，使比较电路10稳定高速地动作。此外，即使在由TFT构成比较电路10所包括的逆变器15、16的情况下，也能够将 不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响的、高速地动 作的比较电路形成为平面状。一般TFT的特性偏差比使用单结晶硅的晶体管的特性偏差更 大。因此，所谓的稳定且高速地动作的比较电路10的效果与由TFT构成比较电路10的情 况相比更加显著。能够将具有这样的效果的比较电路10在液晶面板41上使用TFT与像素 电路42形成为一体，在液晶显示装置40等中加以利用。(第二实施方式)图12是本发明的第二实施方式的比较电路的电路图。图12所示的比较电路20 包括四个TFT21 M、两个输入端子DAT(+)、DAT(_)和输出端子OUT。TFT21、23是N型双 栅极1 1\1 122、对是？型双栅极TFT。TFT2U22的底栅端子均与TFT21、22的顶栅端子和 输入端子DAT(+)连接。除这一点以外，比较电路20的构成要素间的连接与比较电路10相同。在比较电路20中，TFT21、22构成逆变器25，TFT23、24构成逆变器沈。逆变器25 的输入端子和调整端子与输入端子DAT(+)连接，输出端子与逆变器沈的调整端子连接。逆 变器26的输入端子与输入端子DAT (-)连接，输出端子与输出端子OUT连接。在比较电路20中，TFT21、22的底栅端子不是与逆变器沈的输出而是与被施加第 一输入电压Vl的输入端子DAT(+)连接。逆变器沈的输出在第一输入电压Vl上升时上 升，在第一输入电压Vl下降时下降。因此将TFT21、22的底栅端子的连接目的地从逆变器 26的输出变更为输入端子DAT(+)的比较电路20与第一实施方式的比较电路10同样地动 作。比较电路20能够以与比较电路10相同的方式被利用。比较电路20仅向一个方向促进开关动作，因此，与相互补充地促进开关动作的比较电路10相比，在不易受到晶体管的 阈值电压的偏差和共用模式电压的变动的影响方面稍弱。但是，在比较电路20中，逆变器 26的输出端子不与逆变器25的调整端子连接，因此，附随逆变器沈的输出的负载与比较电 路10的情况相比变小。因此，比较电路20与比较电路10相比具有输出的电流驱动力大的 优点。如上所述，在本实施方式的比较电路20中，逆变器25、26由双栅极TFT构成，对构 成逆变器25的双栅极TFT的底栅端子施加有第一输入电压Vl，构成逆变器沈的双栅极TFT 的底栅端子与逆变器25的输出连接。由此，能够根据逆变器25的输入，对逆变器25的阈 值电压以促进逆变器25的开关动作的方式进行控制，并且能够根据逆变器25的输出，对逆 变器26的阈值电压以促进逆变器沈的开关动作的方式进行控制。因此，能够使比较电路 20高速地动作。(第三实施方式)图13是本发明的第三实施方式的比较电路的电路图。图13所示的比较电路30 包括四个TFT31 34、两个输入端子DAT (+)、DAT (-)和输出端子OUT。TFT31是N型单栅极 TFT，TFT32是P型单栅极TFT，TFT33是N型双栅极TFT，TFT34是P型双栅极TFT。TFT31、 32的栅极端子均与输入端子DAT(+)连接。此外，与TFT31、32的底栅端子连接的配线在比 较电路30中不存在。除这一点以外，比较电路30的构成要素间的连接与比较电路10相同。在比较电路30中，TFT31、32构成逆变器35，TFT33、34构成逆变器36。逆变器35 的输入端子与输入端子DAT (+)连接，输出端子与逆变器36的调整端子连接。逆变器36的 输入端子与输入端子DAT (-)连接，输出端子与输出端子OUT连接。在比较电路30中，与第一实施方式的比较电路10 —样，能够根据逆变器35的输 出，对逆变器36的阈值电压以促进逆变器36的开关动作的方式进行控制。但是，因为逆变 器35由单栅极TFT构成，所以不会根据逆变器36的输出控制逆变器35的阈值电压。除这 一点以外，比较电路30与第一实施方式的比较电路10同样地动作。比较电路30以与比较 电路10相同的方式被利用。比较电路30与第二实施方式的比较电路20 —样，与比较电路 10相比在不易受到晶体管的阈值电压的偏差、共用模式电压的变动的影响方面稍弱，但是 与比较电路10相比具有输出的电流驱动力大的特征。如上所述，在本实施方式的比较电路30中，逆变器35、36中仅逆变器36由双栅极 TFT构成，双栅极TFT的底栅端子与逆变器35的输出连接。由此，能够根据逆变器35的输 出，对逆变器36的阈值电压以促进逆变器36的开关动作的方式进行控制。因此，能够使比 较电路30高速地动作。此外，根据比较电路30，与比较电路10、20相比能够更简化电路的结构。从以上的说明可知，本发明的比较电路的特征在于，包括具有在两条电源配线间 串联连接地配置P型晶体管和N型晶体管的结构、以第一输入电压为输入的第一逆变器；和 具有与第一逆变器相同的结构、以第二输入电压为输入的第二逆变器，第一和第二逆变器 中的至少一个逆变器由具有两个栅极端子的双栅极TFT构成，对该双栅极TFT的顶栅端子 施加输入电压，底栅端子与另一个逆变器的输出连接。这样，使两个逆变器中的至少一个逆 变器由双栅极TFT构成，将双栅极TFT的底栅端子与另一个逆变器的输出连接，由此，能够 根据另一个逆变器的输出，对由双栅极TFT构成的逆变器的阈值电压以促进该逆变器的开关动作的方式进行控制，能够使比较电路高速地动作。此外，在以上的说明中，在双栅极TFT中，通过控制底栅电压Vbg，使使用顶栅端子 进行控制的晶体管的阈值电压Vth变化，与此相反，也可以通过控制顶栅电压Vtg，使使用 底栅端子进行控制的晶体管的阈值电压Vth变化。在这种情况下，交换顶栅端子与底栅端 子应用以上的说明即可。此外，在以上的说明中，使用TFT构成本发明的比较电路，但是也可以使用MOSFET 等构成本发明的比较电路。在使用MOSFET构成本发明的比较电路的情况下，既可以使用具 有与图2相同的结构的平面型双栅极FET，也可以使用纵型双栅极FET(图14A)，也可以使 用鳍型双栅极FET(图14B)。如图14A所示，在纵型双栅极FET中，漏极电流Id在垂直方向 上流动。如图14B所示，在鳍型双栅极FET中，漏极电流Id在水平方向上流动。在这两种 双栅极FET中，沿与沟道形成部CH的相对的两个侧面配置第一栅极端子Gl和第二栅极端 子G2。在使用这两个种类的双栅极FET的情况下，将顶栅端子读为第一栅极端子，将底栅端 子读为第二栅极端子等，应用以上的说明即可。产业上的可利用性本发明的比较电路具有不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用模 式电压的变动的影响的、高速地动作的特征，因此，能够在显示装置的接口电路等对两个输 入电压进行比较的各种用途中加以利用。本发明的显示装置能够在液晶显示装置等各种显 示装置中加以利用。
权利要求
1.一种比较电路，其特征在于该比较电路对两个输入电压进行比较，包括第一逆变器，其具有在两条电源配线间串联连接地配置有P型晶体管和N型晶体管的 结构，以第一输入电压作为输入；和第二逆变器，其具有与所述第一逆变器相同的结构，以第二输入电压作为输入， 所述第一逆变器和第二逆变器中的至少一个逆变器由具有两个栅极端子的双栅极晶 体管构成，该双栅极晶体管的一个栅极端子被施加输入电压，另一个栅极端子与另一个逆 变器的输出连接。
2.如权利要求1所述的比较电路，其特征在于 所述第一逆变器和第二逆变器均由双栅极晶体管构成，构成所述第一逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加所述第一输入电压，另一 个栅极端子与所述第二逆变器的输出连接，构成所述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加所述第二输入电压，另一 个栅极端子与所述第一逆变器的输出连接。
3.如权利要求1所述的比较电路，其特征在于 所述第一逆变器和第二逆变器均由双栅极晶体管构成，构成所述第一逆变器的双栅极晶体管的两个栅极端子均被施加所述第一输入电压， 构成所述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加所述第二输入电压，另一 个栅极端子与所述第一逆变器的输出连接。
4.如权利要求1所述的比较电路，其特征在于所述第一逆变器和第二逆变器中仅所述第二逆变器由双栅极晶体管构成， 构成所述第二逆变器的双栅极晶体管的一个栅极端子被施加所述第二输入电压，另一 个栅极端子与所述第一逆变器的输出连接。
5.如权利要求1所述的比较电路，其特征在于 所述第一逆变器和第二逆变器均由薄膜晶体管构成。
6.如权利要求5所述的比较电路，其特征在于所述第一逆变器和第二逆变器均在形成有像素电路的基板上使用薄膜晶体管形成。
7.—种显示装置，其特征在于 该显示装置形成在基板上，包括 多个像素电路；所述像素电路的驱动电路；和将从外部输入的差动信号转换为非差动信号并输出至所述驱动电路的接口电路，其中，所述接口电路包括权利要求1 6中任一项所述的比较电路，使用该比较电路进行所 述差动信号的转换。
全文摘要
本发明提供一种比较电路和具备该比较电路的显示装置。使用双栅极TFT(11、12)构成逆变器(15)，使用双栅极TFT(13、14)构成逆变器(16)。将构成逆变器(15)的TFT的顶栅端子与输入端子(DAT(+))连接，底栅端子与逆变器(16)的输出与输出端子(OUT)连接。将构成逆变器(16)的TFT的底栅端子与输入端子(DAT(-))连接，底栅端子与逆变器(15)的输出连接。由此，能够对逆变器(15、16)的阈值电压以促进各逆变器的开关动作的方式进行控制，使比较电路(10)高速地动作。能够获得不易受到晶体管的阈值电压的偏差和输入信号的共用模式电压的变动的影响的、高速地动作的比较电路。
文档编号G09G3/20GK102077466SQ20098012511
公开日2011年5月25日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年7月30日
发明者C·布朗, 小川康行 申请人:夏普株式会社