输出电路以及显示驱动器的制作方法

本发明涉及对显示设备进行驱动的显示驱动器中的输出电路。

背景技术：

在显示装置中设置有对液晶显示器等显示设备进行驱动的显示驱动器。作为这样的显示驱动器，采用了按照视频信号的每个帧期间或按照每个字段（field）显示期间使灰度电压的极性反转来驱动数据线的反转驱动方式的显示驱动器（例如，专利文献1）。

在反转驱动方式的显示驱动器中，在例如高位电源电压vddh与中位电源电压vdm之间具有正极侧输出电路，在中位电源电压vdm与低位电源电压vssh之间具有负极侧输出电路，根据极性来切换输出电路并从相同的输出端子进行正极性的灰度电压（以下为正极电压）和负极性的灰度电压（以下为负极电压）的输出。

正极侧输出电路具有例如漏极彼此连接的p沟道型的mos晶体管（正极侧pmos晶体管）和n沟道型的mos晶体管（正极侧nmos晶体管）。同样地，负极侧输出电路具有例如漏极彼此连接的p沟道型的mos晶体管（负极侧pmos晶体管）和n沟道型的mos晶体管（负极侧nmos晶体管）。

向正极侧pmos晶体管的源极施加高位电源电压vddh，向正极侧nmos晶体管的源极施加中位电源电压vdm。向负极侧pmos晶体管的源极施加中位电源电压vdm，向负极侧nmos晶体管的源极施加低位电源电压vssh。

作为正极侧输出电路的输出端的正极侧pmos晶体管和nmos晶体管的漏极的连接节点以及作为负极侧输出电路的输出端的负极侧pmos晶体管和nmos晶体管的漏极的连接节点连接于共同的输出线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5777300号公报。

发明要解决的课题

在正极电压的输出时，将运算放大器的输出对与正极侧pmos晶体管和正极侧nmos晶体管的各自的栅极连接，将运算放大器的输出对与负极侧pmos晶体管和负极侧nmos晶体管的栅极之间切断。另一方面，在负极电压的输出时，将运算放大器的输出对与负极侧pmos晶体管和负极侧nmos晶体管的各自的栅极连接，将运算放大器的输出对与正极侧pmos晶体管和正极侧nmos晶体管的栅极之间切断。

可是，在正极电压的输出时，存在从经由输出线连接的负极侧pmos晶体管的漏极向块体（背栅）流动寄生二极管的正方向的电流的可能性。因此，需要使负极侧pmos晶体管的块体的电位为高位电源电压vddh。同样地，在负极电压的输出时，存在从正极侧nmos晶体管的漏极向块体流动寄生二极管的正方向电流的可能性，因此，需要使正极侧nmos晶体管的块体的电位为低位电源电压vssh。

由此，向负极侧pmos晶体管和正极侧nmos晶体管施加1/2vddh~vddh的量的反馈偏压。由于该反馈偏压的效果，负极侧pmos晶体管和正极侧nmos晶体管的阈值电压vth与未施加反馈偏压的负极侧nmos晶体管和正极侧pmos晶体管的阈值vth相比较，特性较大地移动。因此，存在在正极侧输出电路和负极侧输出电路的输出特性产生差异这样的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于在反转驱动方式的显示驱动器中提供一种在正极输出和负极输出中具有均等的输出特性的输出电路。

用于解决课题的方案

本发明的输出电路是，一种输出电路，将与视频信号对应的像素驱动电压信号向显示设备输出，其特征在于，具有：高位电源端，接收高位电源电压的供给；低位电源端，接收比所述高位电源电压低电压的低位电源电压的供给；中位电源端，接收所述高位电源电压与所述低位电源电压之间的电压的中位电源电压的供给；信号输出端，输出所述像素驱动电压信号；运算放大器，具有第一输出端和第二输出端，接收与所述视频信号对应的灰度电压信号的输入，从所述第一输出端和所述第二输出端输出将所述灰度电压信号放大后的放大信号；第一电源线，向所述运算放大器供给第一电源电压；第二电源线，向所述运算放大器供给第二电源电压；切换部，进行所述第一电源线与所述高位电源端及所述中位电源端之间的连接切换、和所述第二电源线与所述中位电源端及所述低位电源端的连接切换；第一导电型的第一晶体管，第一端连接于所述第一电源线，第二端经由输出节点连接于所述信号输出端，控制端连接于所述运算放大器的所述第一输出端；以及与所述第一导电型相反导电型的第二导电型的第二晶体管，第一端连接于所述第二电源线，第二端经由所述输出节点连接于所述信号输出端，控制端连接于所述运算放大器的所述第二输出端。

本发明的显示驱动器是，一种显示驱动器，基于包含n个像素数据的序列的视频信号，将第一~第n像素驱动电压信号向显示设备供给，其中，n为2以上的整数，所述显示驱动器的特征在于，包含：灰度电压变换部，将所述n个像素数据变换为第一~第n灰度电压信号；以及输出部，输出与所述第一~第n灰度电压信号对应的所述第一~第n像素驱动电压信号，所述输出部包含：高位电源供给线，接收高位电源电压的供给；低位电源供给线，接收比所述高位电源电压低电压的低位电源电压的供给；中位电源供给线，接收所述高位电源电压与所述低位电源电位之间的电压的中位电源电压的供给；第一~第n信号输出端，输出所述第一~第n像素驱动电压信号；以及第一~第n输出电路，连接于所述第一~第n信号输出端，所述第一~第n输出电路的各个具有：运算放大器，具有第一输出端和第二输出端，从所述第一输出端和所述第二输出端输出所述第一~第n灰度电压信号之中的对应的灰度电压信号；第一电源线，向所述运算放大器供给第一电源电压；第二电源线，向所述运算放大器供给第二电源电压；切换部，进行所述第一电源线与所述高位电源供给线及所述中位电源供给线之间的连接切换、和所述第二电源线与所述中位电源供给线及所述低位电源供给线的连接切换；第一导电型的第一晶体管，第一端连接于所述第一电源线，第二端经由输出节点连接于所述第一~第n信号输出端之中的对应的信号输出端，控制端连接于所述运算放大器的所述第一输出端；以及与所述第一导电型相反导电型的第二导电型的第二晶体管，第一端连接于所述第二电源线，第二端经由所述输出节点连接于所述第一~第n信号输出端之中的对应的信号输出端，控制端连接于所述运算放大器的所述第二输出端。

发明效果

根据本发明的输出电路，在反转驱动方式的显示驱动器中，能够在正极输出和负极输出中得到均等的输出特性。

附图说明

图1是示出包含本发明的输出电路的显示装置的结构的框图。

图2是示出包含本发明的输出电路的显示驱动器的结构例的框图。

图3是示出本发明的输出电路的结构的电路图。

图4是示出输出电路中的开关控制的工作的时间图。

图5是示出比较例的输出电路的结构的电路图。

图6是示出多个通道的量的输出电路的结构的电路图。

图7是示出多个通道的量的输出电路的结构的变形例的电路图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的实施例进行说明。再有，在以下的实施例中的说明和附图中，对实质上相同或等效的部分标注同一参照附图标记。

图1是示出包含本实施例的输出电路的显示装置100的结构的框图。显示装置100为利用反转驱动方式对由例如液晶显示器等构成的显示设备10进行驱动的液晶显示装置。显示装置100包含显示设备10、显示控制部11、栅极驱动器12、以及源极驱动器13。

在显示设备10中形成有在二维画面的水平方向上伸长的m个（m：2以上的整数）水平扫描线s1~sm、以及在二维画面的垂直方向上伸长的n个（n：2以上的整数）数据线d1~dn。在水平扫描线和数据线的各交叉部的区域中呈矩阵状地配置有担负像素的显示单元（在图1中由虚线示出）。

显示控制部11基于输入视频信号vs将包含表示各像素的亮度电平的像素数据pd的序列的视频数据信号vd向源极驱动器13供给。此外，显示控制部11根据输入视频信号vs检测出水平同步信号，将其向栅极驱动器12供给。此外，显示控制部11将对反转驱动中的极性反转进行控制的切换控制信号cs向源极驱动器13供给。

栅极驱动器12与从显示控制部11供给的水平同步信号同步地生成扫描信号，将其向显示设备10的水平扫描线s1~sm的各个依次供给。

源极驱动器13基于视频数据信号vd按照每1条水平扫描线生成n个像素驱动电压g1~gn，将它们向显示设备10的数据线d1~dn施加。此时，源极驱动器13根据从显示控制部11供给的切换控制信号cs来使像素驱动电压g1~gn的极性反转并进行向数据线d1~dn的施加。

图2是示出作为显示驱动器的源极驱动器13的内部结构的框图。源极驱动器13包含锁存部131、灰度电压变换部132以及输出部133。

锁存部131依次导入从显示控制部11供给的视频数据信号vd所包含的像素数据pd的序列。锁存部131每当进行1条水平扫描线的量（n个）的像素数据pd的导入时，将n个像素数据pd作为像素数据q1~qn向灰度电压变换部132输出。

灰度电压变换部132将从锁存部131供给的像素数据q1~qn的各个变换为具有由该像素数据表示的亮度灰度所对应的电压值的正极性或负极性的灰度电压a1~an，并向输出部133供给。

输出部133生成对灰度电压a1~an进行放大后的电压来作为像素驱动电压g1~gn，根据切换控制信号cs使极性反转并向显示设备10的数据线d1~dn分别供给。输出部133具有与数据线d1~dn的数量对应的n个通道的量的输出电路。

图3是示出n个通道的量的输出电路之中的1个即输出电路20的结构的电路图。输出电路20具有：输出放大器ap、开关sw11、sw12、sw13和sw14、接收高位电源电压vddh的高位电源端子ndd、接收低位电源电压vssh的低位电源端子nss、接收高位电源电压vddh与低位电源电压vssh之间的电压（例如，中间电压）即中位电源电压vdm的中位电源端子ndm、以及像素驱动电压gk（k=1、2、…n）的输出端即输出端子nout。

输出放大器ap包含运算放大器op、以及晶体管m11和m12。晶体管m11为作为第一沟道型的p沟道型的mos晶体管。晶体管m12为作为与第一沟道型相反沟道型的n沟道型的mos晶体管。

运算放大器op连接于第一电源线l1和第二电源线l2，为基于从各个电源线供给的电源电压（第一电源电压、第二电源电压）来进行放大工作的运算放大器。运算放大器op的第一输出端t1连接于晶体管m11的栅极（控制端），运算放大器op的第二输出端t2连接于晶体管m12的栅极（控制端）。运算放大器op将对灰度电压ak进行放大后的电压向晶体管m11和m12的各自的栅极供给。

晶体管m11的源极（第一端）连接于第一电源线l1，漏极（第二端）经由节点n1连接于晶体管m12的漏极和输出线l0。此外，晶体管m11将源极和块体（bulk）（背栅）互相连接。

晶体管m12的源极（第一端）连接于第二电源线l2，漏极（第二端）经由节点n1连接于晶体管m11的漏极和输出线l0。此外，晶体管m12将源极和块体（背栅）互相连接。

电源线l1经由开关sw1连接于高位电源端子ndd，经由开关sw2连接于中位电源端子ndm。电源线l2经由开关sw3连接于中位电源端子ndm，经由开关sw4连接于低位电源端子nss。

开关sw1和sw2被控制为互补地成为接通（连接状态）或关断（非连接状态）。同样地，开关sw3和sw4被控制为互补地成为接通或关断。向开关sw1~sw4（在图3中将它们概括示出为开关部sp）供给切换控制信号cs。开关sw1~sw4的各个根据切换控制信号cs将状态切换为接通或关断。

图4是示出开关sw1~sw4的切换控制的定时的例子的时间图。切换控制信号cs为信号电平根据例如灰度电压a1~an的极性在逻辑电平1（h电平）和逻辑电平0（l电平）之间进行变化的信号。

在切换控制信号cs为l电平的期间，开关sw1为接通，开关sw2为关断，开关sw3为接通，开关sw4为关断。由此，第一电源线l1连接于高位电源端子ndd，第二电源线l2连接于中位电源端子ndm。向运算放大器op供给高位电源电压vddh和中位电源电压vdm来作为工作电源，向晶体管m11的源极施加高位电源电压vddh，向晶体管m12的源极施加中位电源电压vdm。因此，输出放大器ap基于高位电源电压vddh和中位电源电压vdm进行工作，从输出端子nout输出正极性的像素驱动电压gk（以下为正极电压）。

在切换控制信号cs为h电平的期间，开关sw1为关断，开关sw2为接通，开关sw3为关断，开关sw4为接通。由此，第一电源线l1连接于中位电源端子ndm，第二电源线l2连接于低位电源端子nss。向运算放大器op供给中位电源电压vdm和低位电源电压vssh来作为工作电源，向晶体管m11的源极施加中位电源电压vdm，向晶体管m12的源极施加低位电源电压vssh。因此，输出放大器ap基于中位电源电压vdm和低位电源电压vssh进行工作，从输出端子nout输出负极性的像素驱动电压gk（以下为负极电压）。

接着，与比较例的输出电路相比较并对由本实施例的输出电路20得到的效果进行说明。

图5是示出比较例的输出电路30的电路图。输出电路30包含运算放大器op、正极侧输出电路31、以及负极侧输出电路32。

正极侧输出电路31由作为p沟道型的mos晶体管的晶体管m31和作为n沟道型的mos晶体管的晶体管m32构成。晶体管m31的源极连接于高位电源端子ndd，晶体管m32的源极连接于中位电源端子ndm。晶体管m31和晶体管m32的漏极彼此互相连接，其连接部连接于输出端子nout。

负极侧输出电路32由作为p沟道型的mos晶体管的晶体管m33和作为n沟道型的mos晶体管的晶体管m34构成。晶体管m33的源极连接于中位电源端子ndm，晶体管m34的源极连接于低位电源端子nss。晶体管m33和晶体管m34的漏极彼此互相连接，其连接部连接于输出端子nout。

运算放大器op的第一输出端分别经由开关sw31和sw33连接于晶体管m31的栅极或晶体管m33的栅极。开关sw31和sw33互补地成为接通或关断。运算放大器op的第二输出端分别经由开关sw32和sw34连接于晶体管m32的栅极或晶体管m34的栅极。

在正极电压的输出时，开关sw31和sw32为接通，正极侧输出电路31进行输出工作。在负极电压的输出时，开关sw33和sw34为接通，负极侧输出电路32进行输出工作。

在具有这样的结构的比较电路30中，为了防止在正极电压的输出时从晶体管m33（负极侧pmos晶体管）的漏极向块体流动寄生二极管的正方向的电流，晶体管m33的块体连接于高位电源端子ndd。此外，为了防止在负极电压的输出时从晶体管m32（正极侧nmos晶体管）的漏极向块体流动寄生二极管的正方向电流，晶体管m32的块体连接于低电源端子nss。

因此，向晶体管m32和m33施加1/2vddh~vddh的量的反馈偏压（backbias），与不施加反馈偏压的负极侧nmos晶体管和正极侧pmos晶体管相比，阈值电压的特性较大地移动。

相对于此，如图3所示那样，在本实施例的输出电路20中，晶体管m11的源极和块体互相连接并且连接于第一电源线l1。此外，晶体管m12的源极和块体互相连接并且连接于第二电源线l2。

由此，晶体管m11的源极和块体连接于相同的电源（高位电源电压vddh或中位电源电压vdm），因此，不产生反馈偏压。同样地，晶体管m12的源极和块体连接于相同的电源（中位电源电压vdm或低位电源电压vssh），因此，不产生反馈偏压。因此，本实施例的输出电路20为在正极和负极具有相同的特性的输出电路。

此外，在本实施例的输出电路20中，与比较例的输出电路不同，不需要另外设置正极侧输出电路和负极侧输出电路来切换进行工作的晶体管对。因此，能够以简单且以较小的布局面积构成输出电路。

图6（a）和（b）是示出多个ch（通道）的量的输出电路的结构的电路图。相邻的通道的输出电路输出不同的极性的像素驱动电压。

例如，在奇数通道（1ch、3ch、…）的输出电路（第一输出电路组）输出正极电压时，偶数通道（2ch、4ch、…）的输出电路（第二输出电路组）输出负极电压。此时，如图6（a）所示那样，在奇数通道的输出电路（输出放大器ap1、ap3、…）中，第一电源线连接于接收高位电源电压vddh的供给的高位电源供给线ldh，第二电源线连接于接收中位电源电压vdm的供给的中位电源供给线ldm。在偶数通道的输出电路（输出放大器ap2、ap4、…）中，第一电源线连接于中位电源供给线ldm，第二电源线连接于接收低位电源电压vssh的供给的低位电源供给线lss。

当进行极性反转时，奇数通道的输出电路输出负极电压，偶数通道的输出电路输出正极电压。此时，如图6（b）所示那样，在奇数通道的输出电路（输出放大器ap1、ap3、…）中，第一电源线连接于中位电源供给线ldm，第二电源线连接于低位电源供给线lss。在偶数通道的输出电路（输出放大器ap2、ap4、…）中，第一电源线连接于高位电源供给线ldh，第二电源线连接于中位电源供给线ldm。

像这样，根据本实施例的输出电路，按照输出相同的极性的像素驱动电压的每个输出电路对输出电路与电源之间的连接进行切换，由此，能够输出正极电压和负极电压。因此，能够利用相同的特性的电路输出正极电压和负极电压。

图7是示出多个通道的量的输出电路的结构的变形例的电路图。在此，将为相同的工作的输出电路每1/2nch的量（n：偶数）地概括地经由共同的电源线和开关连接于电源。例如，由奇数通道的输出电路构成的1/2nch的量的输出电路（图7的上排）的各个的第一电源线经由共同线l11和开关sw11连接于高位电源供给线ldh，第二电源线经由共同线l12和开关sw12连接于中位电源供给线ldm。由偶数通道的输出电路构成的1/2nch的量的输出电路（图7的下排）的各个的第一电源线经由共同线l21和开关sw21连接于中位电源供给线ldm，第二电源线经由共同线l22和开关sw22连接于低位电源供给线lss。

根据这样的结构，能够削减开关的数量来将电路面积抑制得小。

再有，本发明并不限定于上述实施方式。例如，各开关的结构并不限于由上述实施例示出的结构。开关部sp（切换部）只要被构成为能够将电源线l1的连接目的地切换为高位电源端子ndd或中位电源端子ndm并且将电源线l2的连接目的地切换为中位电源端子ndm或低位电源端子nss即可。

此外，由上述实施例示出的各开关的切换控制为一个例子，只要进行切换控制，以使交替地切换：晶体管m11的源极和运算放大器op的第一电源供给端经由电源线l1连接于高位电源端子ndd并且晶体管m12的源极和运算放大器op的第二电源供给端经由电源线l2连接于中位电源端子ndm的状态（第一状态）、与晶体管m11的源极和运算放大器op的第一电源供给端经由电源线l1连接于中位电源端子ndm并且晶体管m12的源极和运算放大器op的第二电源供给端经由电源线l2连接于低位电源端子nss的状态（第二状态）即可。

此外，在上述实施例中，对交替地配置的奇数通道的输出电路和偶数通道的输出电路分别输出不同的极性的像素驱动电压的例子进行了说明，但是，各输出电路的配置和连接的方式并不限于此。多个输出电路只要被构成为互补地切换连接于电源端子（电源供给线）以使分类为第一输出电路组的输出电路和分类为第二输出电路组的输出电路输出不同的极性的像素驱动电压即可。

附图标记的说明

100显示装置

10显示设备

11显示控制部

12栅极驱动器

13源极驱动器

131锁存部

132灰度电压变换部

133输出部

20输出电路

ap输出放大器

op运算放大器

m11、m12晶体管

sw1~sw4开关

sp开关部

ndd高位电源端子

ndm中位电源端子

nss低位电源端子

nout输出端子。