专利名称：内建于面板上的直流－直流转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及直流-直流转换器，特别是涉及一种内建于面板的直流-直流转换器。
背景技术：
由于低温复晶硅的载子迁移率(carrier mobility)已有突破性的发展，使得显示面板的外围电路得以整合在玻璃基板上。而且，利用低温复晶硅的工艺技术，可在玻璃基板上，以薄膜晶体管(thin film transistor)所形成的电路，而轻易地将集成电路的功能加以实现。
将直流-直流转换器整合在玻璃基板上虽可简化集成电路结构并降低成本，但是将直流-直流转换的功能整合在面板的同时，却因为面板的负载效应存在，而使得时钟脉冲产生时钟脉冲扭曲(clock skew)的现象，此现象会引发电荷分享(charge-sharing)的问题，而造成直流-直流转换器的性能不佳。
图1显示一内建直流-直流转换器于传统面板结构的示意图。在此结构下，由于时钟脉冲信号须经过很长的路径，才能传递到直流-直流转换器102，所以面板的负载效应会将时钟脉冲信号扭曲。
图2示出了一传统的直流-直流转换器，在传统的直流-直流转换器结构之下，负载效应会将时钟脉冲信号扭曲，而使得开关晶体管202、202’无法立刻进入一个全开、一个全关的状态，因而引发了电荷分享的问题，同时直流-直流转换器的输出电压电平也会受到此现象的影响。
图3显示了另一传统的直流-直流转换器，该直流-直流转换器将开关控制功能与电荷泵浦功能分开成两部份，并使用一耦合对(coupling pair)306产生开关晶体管302的控制信号，以控制开关晶体管302的操作。然而，通过耦合电容304、304’，已扭曲的时钟脉冲信号会传到开关晶体管302上。此时，由于时钟脉冲扭曲的现象依然存在，所以当直流-直流转换器进行操作时，电荷分享的问题仍会影响到电荷泵浦的效率。
发明内容
本发明的实施例提供一种直流-直流转换器，以克服冗长的时钟脉冲上升(rising)与下降(falling)的时间与电荷分享所造成的问题。
本发明披露了一种直流-直流转换器，该直流-直流转换器包括一负压产生器、一电位转换器以及一次直流-直流转换器，负压产生器用以产生一负电压，电位转换器与该负压产生器耦接，并接收该负电压以产生一互补开关控制信号，次直流-直流转换器与该电位转换器耦接，并依据该互补开关控制信号，控制该次直流-直流转换器内的一组薄膜开关晶体管。
本发明的实施例所提供的直流-直流转换器有一内建的电位转换器以及一负压产生器。负压产生器产生一负电压给该电位转换器。次直流-直流转换器的泵浦信号(pumpingsihnal)可通过内建的电位转换器加以整流，因此可以抑制开关晶体管的漏电流。同时，较大电压摆幅的时钟脉冲控制信号可以完全地将开关晶体管予以关闭，因而改善了直流-直流转换器的输出电压电平。
图1显示一将直流-直流转换器整合在内的传统面板结构。
图2示出了一传统的直流-直流转换器。
图3显示了另一传统的直流-直流转换器。
图4所示为依据本发明一实施例的具有负压产生器的直流-直流转换器。
图5所示为图4所示的内建于面板上且具有负压产生器的直流-直流转换器的细部电路图。
图6A与图6B为多级的传统直流-直流转换器与本发明的直流-直流转换器的示意7A显示图6A与图6B中A点与B点的仿真信号波形比较。
图7B显示图6A与图6B中C点与D点的仿真信号波形比较。
图8绘示传统直流-直流转换器的输出电压波形与本发明的直流-直流转换器的输出电压波形的比较。
附图符号说明
102～直流-直流转换器；202、202’～开关晶体管；302～开关晶体管；304、304’～耦合电容；400～直流-直流转换器；410～负压产生器；412～交互耦接的晶体管；414、414’～耦合电容；420～电位转换器；422～交互耦接的晶体管；430～次直流-直流转换器；432～一组开关晶体管；434、434’～耦合电容；436、436’～反相器。
具体实施例方式
图4所示为依据本发明一实施例的直流-直流转换器400，该直流-直流转换器400系形成在玻璃基板上，包括一负压产生器410、一电位转换器420以及一次直流-直流转换器430。负压产生器410用以产生一负电压，电位转换器420与该负压产生器410耦接，并产生一互补开关控制信号SW与XSW，其电压摆幅(voltage swing)为该负电压-Vneg至一直流电源电压VDC1，其中，VDC1为一直流电源电压，而-Vneg为负压产生器410所产生的负电压；由于该电位转换器420的作用，使得开关控制信号的摆幅由传统的VDC1增加到VDC1+Vneg。次直流-直流转换器430与该电位转换器420耦接，并受该互补开关控制信号SW与XSW所控制。
图5所示为图4所示的直流-直流转换器的细部电路图。其中，次直流-直流转换器430为一电荷泵浦式结构，可包括一对开关晶体管432以及耦合电容434、434’。次直流-直流转换器430可包括一对反相器436、436’，分别受互补开关控制信号SW与XSW所控制。且较佳而言，反相器436、436’各耦接至一直流电源电压VDC1，反相器436、436’可发挥类似缓冲器的效果，将互补开关控制信号SW与XSW的波形修饰得更为陡直，使其输出波形的上升与下降时间大为缩短，因此有助于避免发生电荷分享的问题。此外，负压产生器410亦可为电荷泵浦式结构，可包括一对交互耦接(cross-coupled)的晶体管412以及耦合电容414、414’。再者，电位转换器可包括一对交互耦接(cross-coupled)的晶体管422。
图6A与图6B为多级的传统直流-直流转换器与具负压产生器的直流-直流转换器的示意图，图中有A、B、C、D四点，藉由比对此四点的模拟波形，可进一步了解本发明的优点。
图7A显示图6A与图6B中A点与B点的仿真信号波形比较，A点与B点上的信号用以控制次直流-直流转换器的开关晶体管的开启或关闭。从图7A可知，B点上的信号波形的上升与下降边缘(rising and falling edge)比A点上的信号波形陡直。此外，B点上的信号波形的电压摆幅(voltageswing)比A点上的信号波形要大。就开关晶体管控制的观点而言，依据本发明实施例的直流-直流转换器的性能较传统的直流-直流转换器更佳。
图7B显示图6A与图6B中C点与D点的仿真信号波形比较。C点与D点上的信号用以对输出负载产生一负极性输出电压的耦合信号。因此，耦合信号的波形越近似时钟脉冲信号越佳。从图7B可知，D点上的信号波形的上升与下降边缘(rising and falling edge)比C点上的信号波形陡直。此外，D点上的信号波形的电压摆幅(voltage swing)比C点上的信号波形要大。从电荷泵浦的观点来看，依据本发明实施例的直流-直流转换器的性能较传统的直流-直流转换器更佳。
图8示出了传统直流-直流转换器的输出电压波形与本发明的直流-直流转换器的输出电压波形的比较。曲线E代表传统直流-直流转换器的输出电压波形，而曲线F代表本发明的直流-直流转换器的输出电压波形。由图中可知，曲线F所代表的输出电压比曲线E所代表的输出电压更接近理想值。此亦说明了依据本发明实施例的直流-直流转换器的性能较传统的直流-直流转换器更佳。
本发明的实施例所提供的内建于面板上的直流-直流转换器，利用一内建的电位转换器以及一负压产生器，以缩短时钟脉冲信号的上升与下降时间(rising time and falling time)，并且通过负压产生器可产生一负电压给内建的电位转换器。藉由内建的电位转换器的作用，可将薄膜晶体管开关的时钟脉冲控制信号调整为较大的电压摆幅，并有效缩短控制信号的上升与下降时间。此外，藉由使用的实施例所提供的直流-直流转换器，对提供时钟脉冲的集成电路而言，便不须再对时钟脉冲的驱动能力设定严苛的要求。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围视本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种内建于面板上的直流-直流转换器，包括一负压产生器，用以产生一负电压；一电位转换器，与该负压产生器耦接，并接收该负电压以产生一互补开关控制信号；以及一次直流-直流转换器，与该电位转换器耦接，并依据该互补开关控制信号，控制该次直流-直流转换器内的一组薄膜开关晶体管。
2.如权利要求1所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该次直流-直流转换器为一电荷泵浦式结构。
3.如权利要求2所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该次直流-直流转换器包括一对反相器，分别接收上述的互补开关控制信号。
4.如权利要求3所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该对反相器与该电位转换器耦接至一直流电源电压。
5.如权利要求3所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该次直流-直流转换器还包括一对耦合电容，每一电容的一端耦接至所述反相器之一的一输出端，另一端耦接至该组开关晶体管。
6.如权利要求5所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该组薄膜开关晶体管还接收该反相器的输出信号，以进行开关操作。
7.如权利要求1所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该负压产生器为电荷泵浦式结构。
8.如权利要求6所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该负压产生器包括一对交互耦接的晶体管以及一对耦合电容。
9.如权利要求1所述的内建于面板上的直流-直流转换器，其中，该电位转换器包括一对交互耦接的晶体管。
10.一种显示面板包含如权利要求1所述的内建于面板上的直流-直流转换器。
全文摘要
一种内建于面板上的直流－直流转换器包括一负压产生器、一电位转换器以及一次直流－直流转换器。负压产生器用以产生一负电压，电位转换器与该负压产生器耦接，并接收该负电压以产生一互补开关控制信号，次直流－直流转换器与该电位转换器耦接，并依据该互补开关控制信号，控制该次直流－直流转换器内的一组薄膜开关晶体管。
文档编号H02M3/04GK1622436SQ20041010214
公开日2005年6月1日 申请日期2004年12月20日 优先权日2004年12月20日
发明者叶信宏 申请人:友达光电股份有限公司