直流－直流轉換器和使用該轉換器的有機發光顯示器的製作方法
2023-07-06 20:04:11
專利名稱：直流－直流轉換器和使用該轉換器的有機發光顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種DC-DC轉換器和使用該轉換器的有機發光顯示器，特別涉及一種配置為通過比較輸入電壓與參考電壓而獲得的比較結果來輸出電壓的DC-DC轉換器；以及使用該轉換器的有機發光顯示器。
背景技術：
圖1是示出先前比較器的電路圖。參考圖1，該比較器包括輸入單元以及第一、第二和第三逆變器(inverter)。
輸出單元具有用於切換輸入電壓Vin的傳輸的第一開關SW1；以及用於切換參考電壓Vref的傳輸的第二開關SW2。
第一逆變器具有作為P MOS電晶體的第一電晶體M1和作為N MOS電晶體的第二電晶體M2。並且第一電源Vdd連接到第一電晶體M1的源極以提供高電平電壓，而第二電晶體M2具有連接到地GND的源極以提供低電平電壓。而且，第一電容器C1和第三開關SW3連接到第一節點N1。
第二逆變器具有作為P MOS電晶體的第三電晶體M3和作為N MOS電晶體的第四電晶體M4。並且第一電源Vdd連接到第三電晶體M1的源極以提供高電平電壓，而地連接到第四電晶體M4的源極以提供低電平電壓。而且，第二逆變器通過第二電容器C2與第一逆變器相連接，而第二電容器C2的端子、第四開關SW4以及第三和第四電晶體M3、M4連接到第二節點N2。
第三逆變器具有作為P MOS電晶體的第五電晶體M5和作為N MOS電晶體的第六電晶體M6。並且第一電源Vdd連接到第五電晶體M5的源極以提供高電平電壓，而地連接到第六電晶體M6的源極以提供低電平電壓。
圖2是示出圖1所示電路的輸入/輸出波形的時序圖。參考圖2，在比較器單元的輸入端子輸入的輸入電壓Vin改變電壓電平，並與參考電壓Vref相比較。第一到第五開關SW1到SW5根據第一控制信號P1和第二控制信號P2進行(conduct)開關操作，其中根據第一控制信號P1操作第一、第三和第四開關SW1、SW3、SW4，而根據第二控制信號P2操作第二和第五開關SW2、SW5。
首先，如果第一、第三和第四開關SW1、SW3、SW4被第一控制信號P1接通(turn on)，而第二和第五開關SW2、SW5被第二控制信號P2斷開(turn off)，則輸入電壓Vin被傳送到第一電容器C1，並且對應於第一逆變器和第二逆變器之間的閾值電壓差的電壓被存儲在第二電容器C2中。
並且，如果第一、第三和第四開關SW1、SW3、SW4隨後被第一控制信號P1斷開，而第二和第五開關SW2、SW5被第二控制信號P2接通，則參考電壓Vref被傳送到第一電容器C1，以用參考電壓Vref與輸入電壓Vin比較。
此時，如果輸入電壓Vin高於參考電壓Vref，則第三逆變器的輸出埠輸出低電平電壓，而如果輸入電壓Vin低於參考電壓Vref，則第三逆變器的輸出埠輸出高電平電壓。
在上述的比較器中，輸出電壓根據第一電容器C1中的參考電壓Vref和輸入電壓Vin之差而確定，因此比較器存在的問題是，如果在參考電壓Vref和輸入電壓Vin之間沒有很大差異，與在參考電壓Vref和輸入電壓Vin之間具有很大差異相比，則會花去更多的時間將輸出電壓變成高電平或低電平。
為了解決這一問題，如上所述的比較器可以具有大的電容，並因為由於電流的大量消耗而使其功耗增加，從而產生問題。
發明內容
因此，某個即時實施例解決了上述討論的裝置的缺點，因此可以提供能夠改善信號的響應時間特性並同時減小功耗的DC-DC轉換器(converter)。
從某實施例的下列描述，結合其中的附圖，這些和/或其它方面和優勢將變得更加清楚和更容易理解圖1是示出以前比較器的電路圖；圖2是示出圖1所示電路的輸入/輸出波形的時序圖；圖3是示出有機發光顯示器結構的示意圖；圖4是示出圖3所示的有機發光顯示器中使用的DC-DC轉換器的示意圖；圖5是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的實施例的電路圖；圖6是示出圖5所示的比較器的輸出特性的特性曲線；圖7是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的另一實施例的電路圖；圖8是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的又一實施例的電路圖；圖9是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的再一實施例的電路圖；圖10是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的另一實施例的電路圖；圖11是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的又一實施例的電路圖；以及圖12是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的再一實施例的電路圖。
具體實施例方式
圖3是示出根據某些實施例的有機發光顯示器結構的示意圖。參照圖3，有機發光顯示器具有像素單元100、數據驅動器200、掃描驅動器300和DC-DC轉換器400。
在像素單元100中，多個數據線D1到Dm和多個掃描線S1到Sn彼此交叉，並且像素110形成在數據線D1到Dm和掃描線S1到Sn交叉的區域中。像素110表示響應於通過數據線D1到Dm傳送的數據信號和通過掃描線S1到Sn傳送的掃描信號顯示灰度級的圖像。
數據驅動器200與多個數據線D1到Dm連接以將數據信號傳送到多個平行的數據線，並同時將數據信號傳送到設置在像素單元100的緯度方向的像素行。
掃描驅動器300與多個掃描線S1到Sn連接以通過將掃描信號傳送到掃描信號將被傳送到的像素110而將掃描信號傳送到特定像素110。
DC-DC轉換器400將從外部傳送的D.C.電源電平轉換成對於每個電負載合適的D.C.電源電平，並將該D.C.電源電平傳送到每個電負載，並且將在DC-DC轉換器400中產生的D.C.電源電平傳送到像素單元100、數據驅動器200和掃描驅動器300等。
圖4是示出圖3所示的有機發光顯示器中使用的DC-DC轉換器的實施例的示意圖。參照圖4，DC-DC轉換器包括時鐘開關430、電荷泵410、時鐘分配器440和比較器420。
時鐘開關430從時鐘發生單元CLK接收時鐘，並用利用通過逆變器450傳送的第一時鐘CLK1和第二時鐘CLK2來調節在時鐘發生單元CLK中產生的時鐘。
電荷泵410與第一時鐘CLK1和第二時鐘CLK2同步，並將電容器充電以產生比輸入電壓更高的電壓或更低的電壓，並將產生的電壓輸出到每個驅動單元。
時鐘分配器440將時鐘CLK、CLKB從時鐘發生單元CLK傳送到比較器單元420以操作比較器單元420。
該比較器420被時鐘CLK、CLKB同步，並通過從電荷泵410的輸出埠接收輸入電壓Vin和通過電壓源接收參考電壓Vref而將參考電壓Vref與輸入電壓Vin相比較，並通過逆變器450將比較信號傳送到時鐘開關430，以允許時鐘開關430由第一時鐘CLK1和第二時鐘CLK2操作。這允許電荷泵根據第一時鐘(CLK1)和第二時鐘(CLK2)控制輸出電壓。
圖5是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的實施例的電路圖。參見圖5，比較器420具有輸入單元以及第一、第二和第三逆變器。
參見圖5，輸入單元具有通過第一開關SW11與電容器C10相連接的輸入電壓，和通過第二開關SW12與電容器C10相連接的參考電壓Vref。電容器C10與第一逆變器的第一和第二電晶體的柵極相連接。
電容器C11具有與第一逆變器的第一和第二電晶體M11和M12的柵極相連接的第一電極，以及與第四開關SW14和第五開關SW15相連接的第二電極。同時，第一、第二和第三逆變器以與圖1相同的方式相連接，從而通過第二逆變器的輸出埠輸出的信號藉助於第四開關SW14和第五開關SW15的開關操作被傳送。
比較器可以根據圖2所示的信號來操作，其中在比較器中，第一開關SW11、第三開關SW13、第四開關SW14根據第一控制信號P1進行開關操作，第二開關SW12和第五開關SW15根據第二控制信號P2進行開關操作。
參考圖2和5來描述比較器的操作。首先，第一開關SW11、第三開關SW13和第四開關SW14由第一控制信號P1接通，而第二開關SW12和第五開關SW15由第二控制信號P2斷開。因此，輸入電壓Vin被傳送到電容器C10，而對應於第一逆變器和第二逆變器之間的閾值電壓差的電壓被存儲在第二電容器C12中。由於第五開關SW15保持斷開，因此第三逆變器處於浮置狀態。此時，第二逆變器的輸出電壓通過第二逆變器的輸出埠被存儲在第一電容器C11中，而存儲在第一電容器C11中的電壓被傳送到第一逆變器的第一和第二電晶體M11和M12的柵極，並且因此第一逆變器的輸出電壓由存儲在第一電容器C11中的電壓控制。
如果第二開關SW12和第五開關SW15由第二控制信號P2接通，則傳送到電容器C10的電壓從輸入電壓Vin變為參考電壓Vref，並且第三開關SW13斷開(open)，並由此傳送到第一逆變器的電壓得以改變。因此，傳送到第二逆變器的電壓得以改變。
並且，如果第二逆變器的輸出信號通過第二控制信號P2被傳送到第一電容器C11，則第五開關SW15在第二開關SW12接通的期間被接通，並由此反饋操作在傳送參考信號Vref的期間進行。第三逆變器的輸出電壓的波動範圍由於這種反饋操作而進一步增加，從而改善信號的響應特性。
圖6是示出圖5所示的比較器的輸出特性的特性曲線。參見圖6，Vout表示逆變器的特性曲線，而Inverse表示逆變器的特性曲線處於反向狀態(reversed state)的曲線。
該特性曲線示出輸出在2.5V的輸入周圍發生顯著改變，並在輸入電壓和參考電壓之間具有很大差異的兩點基本穩定，允許比較器的輸出為輸出高或低信號。由於上述討論的反饋過程，信號的響應特性得以改善。
圖7是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的另一實施例的電路圖。不像圖5中示出的比較器，由於電容器C20和第一電容器C21串聯連接，電容器C20和第一電容器C21將電壓傳送到第一逆變器，並且反饋電壓也在其被傳送到第一逆變器之前被分配到電容器C20和第一電容器C21上。
圖8是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的又一實施例的電路圖。還包括電容器C30以便穩定比較器的操作。電容器C31連接到第一逆變器的輸入，而第三電容器C33連接到電容器C31並連接到地。當比較器由第一控制信號P1操作時，第三電容器C33存儲並維持第二逆變器的電壓輸出。因此，當比較器由第二控制信號P2操作時，比較器的輸出基本上防止了在穩定點之間移動，並由此改善了比較器中的信號輸出的波形。
圖9是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的再一實施例的電路圖。當信號從比較器輸出時，包括了電容器C43以穩定時間點。第二電容器C42連接在第一逆變器和第二逆變器之間，而第三電容器C43連接在第一逆變器和地之間，並由此穩定比較器的輸出信號的波形。
圖10是示出圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的另一實施例的電路圖。圖10所示的比較器在第一逆變器的輸入埠具有第三電容器C53，並且還在第一逆變器和第二逆變器之間具有第四電容器C54，並由此根據上述討論的原理，比較器的輸出信號更加穩定。
圖11是示出可以在圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的又一實施例的電路圖。圖11所示的比較器具有連接到第一電容器C61並連接到地的電容器C63，並由此以與圖8所示的電容器C33類似的方式操作該電容器C63。
圖12是示出可以在圖4所示的DC-DC轉換器中使用的比較器的再一實施例的電路圖。圖12所示的比較器具有連接在第一逆變器輸出和地之間的第四電容器C74。因此，以與圖9所示的電容器C43類似的方式操作第四電容器C74。
DC-DC轉換器和使用該轉換器的有機發光顯示器可以用於通過對逆變器的電壓輸入的改變而增加響應率，以增加輸出電壓的變更級(changinglevel)。同時，如果不操作輸入/輸出單元，則本發明的DC-DC轉換器可以通過斷開(shutting off)逆變器電路而防止電流流過以減小功耗。
儘管已經示出並詳細描述了本發明的某些實施例，但是在此提及的實施例僅僅是為了例示目的的例子，本發明的範圍不限於這些實施例。同時，本領域技術人員可以理解，可以對這些實施例加以改變而不脫離本發明的原理和精神。
權利要求
1.一種配置為接收輸入電壓和參考電壓並確定與輸入電壓和參考電壓之差相對應的輸出的比較器，該比較器包括配置為將輸入電壓傳送到第一級而將參考電壓傳送到第二級的輸入單元；放大單元，包括配置為存儲輸入電壓和參考電壓的第一電容器；配置為接收反饋電壓並將反饋電壓傳送到第一電容器的第二電容器；以及配置成輸出與存儲在第一電容器和第二電容器中的電壓相對應的信號的至少一個逆變器；配置為當傳送輸入電壓時接收放大單元中的電壓輸出的反饋單元；在放大單元中的電壓輸出單元，該電壓輸出單元配置為在傳送參考電壓時產生反饋電壓，其中反饋單元配置為根據反饋電壓修改與輸入電壓和參考電壓之差相對應的差電壓；以及配置為接收放大單元的輸出電壓並基於放大單元的輸出電壓而輸出電壓的輸出單元。
2.根據權利要求1的比較器，其中所述第一級包括配置為接收輸入電壓和在第一電容器之間連接的第一開關、並配置為選擇性地將輸入電壓連接到第一電容器的第一輸入埠，而所述第二級包括連接在參考電壓和第一電容器之間、並配置為選擇性地將參考電壓連接到第一電容器的第二開關。
3.根據權利要求1的比較器，其中放大器單元包括至少兩個逆變器，並且第三電容器連接在所述逆變器之間，其中該電容器配置為存儲所述逆變器之間的閾值電壓差。
4.根據權利要求1的比較器，其中所述第二電容器連接到至少一個逆變器的輸入埠並連接到地。
5.根據權利要求1的比較器，其中所述第二電容器與第一電容器串聯連接，並連接在第一電容器和逆變器的輸入埠之間。
6.根據權利要求1的比較器，其中所述反饋單元配置為在輸出單元基於放大器單元的輸出電壓而輸出電壓的時間期間、以及在將輸入電壓傳送到第一級的時間與將參考電壓傳送到第一級的時間之間將反饋電壓從逆變器傳送到第一電容器。
7.根據權利要求1的比較器，還包括連接到第二電容器並配置為存儲反饋電壓的第四電容器。
8.根據權利要求3的比較器，包括連接到第三電容器的第四電容器。
9.根據權利要求3的比較器，包括連接到第二電容器的第四電容器和連接到第三電容器和第四電容器的第五電容器，該第五電容器配置為存儲所述逆變器的反饋電壓。
10.根據權利要求7的比較器，其中所述第四電容器連接到第二電容器，並連接到逆變器的輸入埠。
11.根據權利要求9的比較器，其中所述第三電容器連接到第二電容器，並連接到逆變器的輸入埠。
12.根據權利要求1的比較器，其中，如果參考電壓和輸入電壓之差為正，則該輸出單元輸出具有高電平電壓的信號，並且如果參考電壓和輸入電壓之差為負，則該輸出單元輸出具有低電平電壓的信號。
13.根據權利要求1的比較器，其中所述反饋單元配置為使用存儲在第二電容器中的信號以修改存儲在第一電容器中的信號。
14.根據權利要求1的比較器，其中所述放大單元包括至少兩個逆變器，並且第二電容器連接在所述逆變器之間，並配置為存儲所述逆變器之間的閾值電壓差。
15.根據權利要求1的比較器，其中所述放大單元連接到輸入單元並連接到第二電容器，而輸入單元和第二電容器配置為順次輸入所述輸入電壓、反饋電壓和差電壓到放大單元。
16.一種DC-DC轉換器，包括電荷泵，包括配置為根據電壓輸入端子的電壓改變並輸出電壓的電壓輸出端子；以及信號輸入端子；以及配置為接收比較器輸入電壓和參考電壓並確定與比較器輸入電壓和參考電壓之差相對應的輸出電壓的比較器，其中所述比較器包括配置為將輸入電壓傳送到第一級而將參考電壓傳送到第二級的輸入單元；放大單元，包括配置為存儲輸入電壓和參考電壓的第一電容器；配置為接收反饋電壓並將反饋電壓傳送到第一電容器的第二電容器；以及配置為輸出與存儲在第一電容器和第二電容器中的電壓相對應的信號的至少一個逆變器；配置為當傳送輸入電壓時接收放大單元中的電壓輸出的反饋單元；在放大單元中的電壓輸出單元，該電壓輸出單元配置為當傳送參考電壓時產生反饋電壓，其中所述反饋單元配置為根據反饋電壓修改與輸入電壓和參考電壓之差相對應的差電壓；以及配置為接收放大單元的輸出電壓並基於放大單元的輸出電壓而輸出電壓的輸出單元。
17.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述第一級包括配置為接收輸入電壓和在第一電容器之間連接的第一開關、並配置為選擇性地將輸入電壓連接到第一電容器的第一輸入埠，而所述第二級包括連接在參考電壓和第一電容器之間並配置為選擇性地將參考電壓連接到第一電容器的第二開關。
18.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述放大器單元包括至少兩個逆變器，並且第三電容器連接在所述逆變器之間，其中該電容器配置為存儲所述逆變器之間的閾值電壓差。
19.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述第二電容器連接到至少一個逆變器的輸入埠並連接到地。
20.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述第二電容器與第一電容器串聯連接，並連接在第一電容器和逆變器的輸入埠之間。
21.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述反饋單元配置為在輸出單元基於放大器單元的輸出電壓而輸出電壓的時間期間，以及在將輸入電壓傳送到第一級的時間和將參考電壓傳送到第一級的時間之間，將反饋電壓從逆變器傳送到第一電容器。
22.根據權利要求16的DC-DC轉換器，還包括連接到第二電容器並配置為存儲反饋電壓的第四電容器。
23.根據權利要求18的DC-DC轉換器，包括連接到第三電容器的第四電容器。
24.根據權利要求18的DC-DC轉換器，包括連接到第二電容器的第四電容器和連接到第三電容器和第四電容器的第五電容器，該第五電容器配置為存儲逆變器的反饋電壓。
25.根據權利要求22的DC-DC轉換器，其中所述第四電容器連接到第二電容器，並連接到逆變器的輸入埠。
26.根據權利要求24的DC-DC轉換器，其中所述第三電容器連接到第二電容器，並連接到逆變器的輸入埠。
27.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中，如果參考電壓和輸入電壓之差為正，則該輸出單元輸出具有高電平電壓的信號，並且如果參考電壓和輸入電壓之差為負，則該輸出單元輸出具有低電平電壓的信號。
28.根據權利要求16的DC-DC轉換器，其中所述反饋單元配置為使用存儲在第二電容器中的信號以修改存儲在第一電容器中的信號。
29.一種有機發光顯示器，包括配置為顯示與數據信號和掃描信號相對應的圖像的像素單元；配置為向像素單元傳送數據信號的數據驅動器；配置為向像素單元傳送掃描信號的掃描驅動器；以及將電源傳送到像素單元、數據驅動器和掃描驅動器的DC-DC轉換器，其中該DC-DC轉換器包括比較器，該比較器包括配置為將輸入電壓傳送到第一級而將參考電壓傳送到第二級的輸入單元；放大單元，包括配置為存儲輸入電壓和參考電壓的第一電容器；配置為接收反饋電壓並將反饋電壓傳送到第一電容器的第二電容器；以及配置為輸出與存儲在第一電容器和第二電容器中的電壓相對應的信號的至少一個逆變器；配置為當傳送輸入電壓時接收放大單元中的電壓輸出的反饋單元；在放大單元中的電壓輸出單元，該電壓輸出單元配置為當傳送參考電壓時產生反饋電壓，其中所述反饋單元配置為根據反饋電壓輸出與輸入電壓和參考電壓之差相對應的差電壓；以及配置為接收放大單元的輸出電壓並基於放大單元的輸出電壓而輸出電壓的輸出單元。
全文摘要
公開了一種能夠改善信號的響應特性並減少功耗的DC－DC轉換器；以及使用該DC－DC轉換器的有機發光顯示器。該轉換器具有用於接收輸入電壓和參考電壓並確定與輸入電壓和參考電壓之差相對應的輸出的比較器。該比較器具有改善了轉換器的響應時間和功耗特性的反饋路徑。
文檔編號H02M3/155GK1980022SQ20061006475
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月7日 優先權日2005年11月7日
發明者申東蓉 申請人:三星Sdi株式會社