專利名稱：內(nèi)建于面板上的直流－直流轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流-直流轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種內(nèi)建于面板的直流-直流轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
由于低溫復(fù)晶硅的載子遷移率(carrier mobility)已有突破性的發(fā)展，使得顯示面板的外圍電路得以整合在玻璃基板上。而且，利用低溫復(fù)晶硅的工藝技術(shù)，可在玻璃基板上，以薄膜晶體管(thin film transistor)所形成的電路，而輕易地將集成電路的功能加以實現(xiàn)。
將直流-直流轉(zhuǎn)換器整合在玻璃基板上雖可簡化集成電路結(jié)構(gòu)并降低成本，但是將直流-直流轉(zhuǎn)換的功能整合在面板的同時，卻因為面板的負載效應(yīng)存在，而使得時鐘脈沖產(chǎn)生時鐘脈沖扭曲(clock skew)的現(xiàn)象，此現(xiàn)象會引發(fā)電荷分享(charge-sharing)的問題，而造成直流-直流轉(zhuǎn)換器的性能不佳。
圖1顯示一內(nèi)建直流-直流轉(zhuǎn)換器于傳統(tǒng)面板結(jié)構(gòu)的示意圖。在此結(jié)構(gòu)下，由于時鐘脈沖信號須經(jīng)過很長的路徑，才能傳遞到直流-直流轉(zhuǎn)換器102，所以面板的負載效應(yīng)會將時鐘脈沖信號扭曲。
圖2示出了一傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器，在傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)之下，負載效應(yīng)會將時鐘脈沖信號扭曲，而使得開關(guān)晶體管202、202’無法立刻進入一個全開、一個全關(guān)的狀態(tài)，因而引發(fā)了電荷分享的問題，同時直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓電平也會受到此現(xiàn)象的影響。
圖3顯示了另一傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器，該直流-直流轉(zhuǎn)換器將開關(guān)控制功能與電荷泵浦功能分開成兩部份，并使用一耦合對(coupling pair)306產(chǎn)生開關(guān)晶體管302的控制信號，以控制開關(guān)晶體管302的操作。然而，通過耦合電容304、304’，已扭曲的時鐘脈沖信號會傳到開關(guān)晶體管302上。此時，由于時鐘脈沖扭曲的現(xiàn)象依然存在，所以當(dāng)直流-直流轉(zhuǎn)換器進行操作時，電荷分享的問題仍會影響到電荷泵浦的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，以克服冗長的時鐘脈沖上升(rising)與下降(falling)的時間與電荷分享所造成的問題。
本發(fā)明披露了一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，該直流-直流轉(zhuǎn)換器包括一負壓產(chǎn)生器、一電位轉(zhuǎn)換器以及一次直流-直流轉(zhuǎn)換器，負壓產(chǎn)生器用以產(chǎn)生一負電壓，電位轉(zhuǎn)換器與該負壓產(chǎn)生器耦接，并接收該負電壓以產(chǎn)生一互補開關(guān)控制信號，次直流-直流轉(zhuǎn)換器與該電位轉(zhuǎn)換器耦接，并依據(jù)該互補開關(guān)控制信號，控制該次直流-直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一組薄膜開關(guān)晶體管。
本發(fā)明的實施例所提供的直流-直流轉(zhuǎn)換器有一內(nèi)建的電位轉(zhuǎn)換器以及一負壓產(chǎn)生器。負壓產(chǎn)生器產(chǎn)生一負電壓給該電位轉(zhuǎn)換器。次直流-直流轉(zhuǎn)換器的泵浦信號(pumpingsihnal)可通過內(nèi)建的電位轉(zhuǎn)換器加以整流，因此可以抑制開關(guān)晶體管的漏電流。同時，較大電壓擺幅的時鐘脈沖控制信號可以完全地將開關(guān)晶體管予以關(guān)閉，因而改善了直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓電平。


圖1顯示一將直流-直流轉(zhuǎn)換器整合在內(nèi)的傳統(tǒng)面板結(jié)構(gòu)。
圖2示出了一傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器。
圖3顯示了另一傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器。
圖4所示為依據(jù)本發(fā)明一實施例的具有負壓產(chǎn)生器的直流-直流轉(zhuǎn)換器。
圖5所示為圖4所示的內(nèi)建于面板上且具有負壓產(chǎn)生器的直流-直流轉(zhuǎn)換器的細部電路圖。
圖6A與圖6B為多級的傳統(tǒng)直流-直流轉(zhuǎn)換器與本發(fā)明的直流-直流轉(zhuǎn)換器的示意7A顯示圖6A與圖6B中A點與B點的仿真信號波形比較。
圖7B顯示圖6A與圖6B中C點與D點的仿真信號波形比較。
圖8繪示傳統(tǒng)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形與本發(fā)明的直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形的比較。
附圖符號說明
102～直流-直流轉(zhuǎn)換器；202、202’～開關(guān)晶體管；302～開關(guān)晶體管；304、304’～耦合電容；400～直流-直流轉(zhuǎn)換器；410～負壓產(chǎn)生器；412～交互耦接的晶體管；414、414’～耦合電容；420～電位轉(zhuǎn)換器；422～交互耦接的晶體管；430～次直流-直流轉(zhuǎn)換器；432～一組開關(guān)晶體管；434、434’～耦合電容；436、436’～反相器。
具體實施例方式
圖4所示為依據(jù)本發(fā)明一實施例的直流-直流轉(zhuǎn)換器400，該直流-直流轉(zhuǎn)換器400系形成在玻璃基板上，包括一負壓產(chǎn)生器410、一電位轉(zhuǎn)換器420以及一次直流-直流轉(zhuǎn)換器430。負壓產(chǎn)生器410用以產(chǎn)生一負電壓，電位轉(zhuǎn)換器420與該負壓產(chǎn)生器410耦接，并產(chǎn)生一互補開關(guān)控制信號SW與XSW，其電壓擺幅(voltage swing)為該負電壓-Vneg至一直流電源電壓VDC1，其中，VDC1為一直流電源電壓，而-Vneg為負壓產(chǎn)生器410所產(chǎn)生的負電壓；由于該電位轉(zhuǎn)換器420的作用，使得開關(guān)控制信號的擺幅由傳統(tǒng)的VDC1增加到VDC1+Vneg。次直流-直流轉(zhuǎn)換器430與該電位轉(zhuǎn)換器420耦接，并受該互補開關(guān)控制信號SW與XSW所控制。
圖5所示為圖4所示的直流-直流轉(zhuǎn)換器的細部電路圖。其中，次直流-直流轉(zhuǎn)換器430為一電荷泵浦式結(jié)構(gòu)，可包括一對開關(guān)晶體管432以及耦合電容434、434’。次直流-直流轉(zhuǎn)換器430可包括一對反相器436、436’，分別受互補開關(guān)控制信號SW與XSW所控制。且較佳而言，反相器436、436’各耦接至一直流電源電壓VDC1，反相器436、436’可發(fā)揮類似緩沖器的效果，將互補開關(guān)控制信號SW與XSW的波形修飾得更為陡直，使其輸出波形的上升與下降時間大為縮短，因此有助于避免發(fā)生電荷分享的問題。此外，負壓產(chǎn)生器410亦可為電荷泵浦式結(jié)構(gòu)，可包括一對交互耦接(cross-coupled)的晶體管412以及耦合電容414、414’。再者，電位轉(zhuǎn)換器可包括一對交互耦接(cross-coupled)的晶體管422。
圖6A與圖6B為多級的傳統(tǒng)直流-直流轉(zhuǎn)換器與具負壓產(chǎn)生器的直流-直流轉(zhuǎn)換器的示意圖，圖中有A、B、C、D四點，藉由比對此四點的模擬波形，可進一步了解本發(fā)明的優(yōu)點。
圖7A顯示圖6A與圖6B中A點與B點的仿真信號波形比較，A點與B點上的信號用以控制次直流-直流轉(zhuǎn)換器的開關(guān)晶體管的開啟或關(guān)閉。從圖7A可知，B點上的信號波形的上升與下降邊緣(rising and falling edge)比A點上的信號波形陡直。此外，B點上的信號波形的電壓擺幅(voltageswing)比A點上的信號波形要大。就開關(guān)晶體管控制的觀點而言，依據(jù)本發(fā)明實施例的直流-直流轉(zhuǎn)換器的性能較傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器更佳。
圖7B顯示圖6A與圖6B中C點與D點的仿真信號波形比較。C點與D點上的信號用以對輸出負載產(chǎn)生一負極性輸出電壓的耦合信號。因此，耦合信號的波形越近似時鐘脈沖信號越佳。從圖7B可知，D點上的信號波形的上升與下降邊緣(rising and falling edge)比C點上的信號波形陡直。此外，D點上的信號波形的電壓擺幅(voltage swing)比C點上的信號波形要大。從電荷泵浦的觀點來看，依據(jù)本發(fā)明實施例的直流-直流轉(zhuǎn)換器的性能較傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器更佳。
圖8示出了傳統(tǒng)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形與本發(fā)明的直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形的比較。曲線E代表傳統(tǒng)直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形，而曲線F代表本發(fā)明的直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波形。由圖中可知，曲線F所代表的輸出電壓比曲線E所代表的輸出電壓更接近理想值。此亦說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的直流-直流轉(zhuǎn)換器的性能較傳統(tǒng)的直流-直流轉(zhuǎn)換器更佳。
本發(fā)明的實施例所提供的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，利用一內(nèi)建的電位轉(zhuǎn)換器以及一負壓產(chǎn)生器，以縮短時鐘脈沖信號的上升與下降時間(rising time and falling time)，并且通過負壓產(chǎn)生器可產(chǎn)生一負電壓給內(nèi)建的電位轉(zhuǎn)換器。藉由內(nèi)建的電位轉(zhuǎn)換器的作用，可將薄膜晶體管開關(guān)的時鐘脈沖控制信號調(diào)整為較大的電壓擺幅，并有效縮短控制信號的上升與下降時間。此外，藉由使用的實施例所提供的直流-直流轉(zhuǎn)換器，對提供時鐘脈沖的集成電路而言，便不須再對時鐘脈沖的驅(qū)動能力設(shè)定嚴苛的要求。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍視本發(fā)明的權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，包括一負壓產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生一負電壓；一電位轉(zhuǎn)換器，與該負壓產(chǎn)生器耦接，并接收該負電壓以產(chǎn)生一互補開關(guān)控制信號；以及一次直流-直流轉(zhuǎn)換器，與該電位轉(zhuǎn)換器耦接，并依據(jù)該互補開關(guān)控制信號，控制該次直流-直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一組薄膜開關(guān)晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該次直流-直流轉(zhuǎn)換器為一電荷泵浦式結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該次直流-直流轉(zhuǎn)換器包括一對反相器，分別接收上述的互補開關(guān)控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該對反相器與該電位轉(zhuǎn)換器耦接至一直流電源電壓。
5.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該次直流-直流轉(zhuǎn)換器還包括一對耦合電容，每一電容的一端耦接至所述反相器之一的一輸出端，另一端耦接至該組開關(guān)晶體管。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該組薄膜開關(guān)晶體管還接收該反相器的輸出信號，以進行開關(guān)操作。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該負壓產(chǎn)生器為電荷泵浦式結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該負壓產(chǎn)生器包括一對交互耦接的晶體管以及一對耦合電容。
9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其中，該電位轉(zhuǎn)換器包括一對交互耦接的晶體管。
10.一種顯示面板包含如權(quán)利要求1所述的內(nèi)建于面板上的直流-直流轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種內(nèi)建于面板上的直流－直流轉(zhuǎn)換器包括一負壓產(chǎn)生器、一電位轉(zhuǎn)換器以及一次直流－直流轉(zhuǎn)換器。負壓產(chǎn)生器用以產(chǎn)生一負電壓，電位轉(zhuǎn)換器與該負壓產(chǎn)生器耦接，并接收該負電壓以產(chǎn)生一互補開關(guān)控制信號，次直流－直流轉(zhuǎn)換器與該電位轉(zhuǎn)換器耦接，并依據(jù)該互補開關(guān)控制信號，控制該次直流－直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一組薄膜開關(guān)晶體管。
文檔編號H02M3/04GK1622436SQ20041010214
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者葉信宏 申請人:友達光電股份有限公司