專利名稱：具有低功率消耗的源極驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種源極驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法，且特別涉及一種可降低功率消耗的源 極驅(qū)動(dòng)器，其中此源極驅(qū)動(dòng)器包括對一顯示面板進(jìn)行充電的一輸出緩沖器。
背景技術(shù)：
圖1繪示傳統(tǒng)源極驅(qū)動(dòng)器110以及顯示面板140的方塊圖。請參照圖1，源極驅(qū) 動(dòng)器Iio包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)通道120。每一驅(qū)動(dòng)通道120包括一鎖存器122、一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器 124(DAC)、一輸出緩沖器126以及一輸出開關(guān)128。數(shù)據(jù)總線上的視頻數(shù)據(jù)連續(xù)地輸入至驅(qū) 動(dòng)通道120，其中驅(qū)動(dòng)通道120受控于一時(shí)序控制器(未繪示)所提供的一控制信號CON。 源極驅(qū)動(dòng)器110通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器124而將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬驅(qū)動(dòng)信號，并將驅(qū) 動(dòng)信號傳送至輸出緩沖器126。輸出緩沖器126通過導(dǎo)通的輸出開關(guān)128而進(jìn)一步加強(qiáng)驅(qū) 動(dòng)信號的驅(qū)動(dòng)能力并將驅(qū)動(dòng)信號傳送至顯示面板140，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)顯示面板140上的像素。一般來說，在液晶顯示器(Liquid Crystal Dipaly)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，必需周期性地 反轉(zhuǎn)傳送至像素的驅(qū)動(dòng)信號的極性以避免液晶極化所引起的殘影現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)顯示面板所采 用的極性反轉(zhuǎn)類型主要有三種，如幀反轉(zhuǎn)(frame inversion)、行反轉(zhuǎn)(column inversion) 以及點(diǎn)反轉(zhuǎn)(dot inversion)。以點(diǎn)反轉(zhuǎn)為例，相鄰像素的驅(qū)動(dòng)信號在一幀期間內(nèi)具有相反 的極性，且相同位置的像素在兩連續(xù)幀內(nèi)會以相反極性的驅(qū)動(dòng)電壓來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于極性 相反的驅(qū)動(dòng)信號具有不同的電壓電平，因而輸出緩沖器126的電壓擺幅產(chǎn)生大幅的功率消 耗，進(jìn)而輸出緩沖器126對該源極驅(qū)動(dòng)器120提供大比例的功率消耗。因此，如何解決這樣 的問題成為值得探究與討論的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種源極驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法，其可降低低功率消耗。本發(fā)明提供一種源極驅(qū)動(dòng)器，其中源極驅(qū)動(dòng)器適于驅(qū)動(dòng)一顯示面板。源極驅(qū)動(dòng)器 包括一輸出緩沖器以及一第一預(yù)充電路。輸出緩沖器具有一第一輸入端、一第二輸入端以 及一輸出端，其中第一輸入端接收一像素信號，輸出端耦接至第二輸入端以及顯示面板。第 一預(yù)充電路在一預(yù)充期間內(nèi)將輸出緩沖器的輸出端充電至與像素信號相關(guān)的一預(yù)設(shè)電壓， 其中輸出緩沖器在預(yù)充期間為關(guān)閉狀態(tài)，而在預(yù)充期間之后的一預(yù)設(shè)期間為啟動(dòng)狀態(tài)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述源極驅(qū)動(dòng)器還包括一運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器提供 像素信號至輸出緩沖器的第一輸入端，其中輸出緩沖器在預(yù)設(shè)期間之后的一傳送期間內(nèi)為 關(guān)閉狀態(tài)，且運(yùn)算放大器所提供的像素信號在傳送期間內(nèi)被傳送至輸出緩沖器的輸出端。本發(fā)明提出一種驅(qū)動(dòng)方法，其中此驅(qū)動(dòng)方法適于以一源極驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一顯示面 板。源極驅(qū)動(dòng)器包括一具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端的輸出緩沖器，其中 第一輸入端接收一像素信號，第二輸入端以及輸出端耦接至一顯示面板。在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng) 方法中，首先，輸出緩沖器的輸出端在一預(yù)充期間內(nèi)會被預(yù)充電至與像素信號相關(guān)的一預(yù) 設(shè)電壓，其中輸出緩沖器在預(yù)充期間內(nèi)為關(guān)閉狀態(tài)；然后，輸出緩沖器在預(yù)充期間之后的一預(yù)設(shè)期間內(nèi)被啟動(dòng)。在上述驅(qū)動(dòng)方法的一實(shí)施例中，輸出緩沖器在預(yù)設(shè)期間之后的一傳送期間為關(guān)閉 狀態(tài)，同時(shí)，像素信號在此傳送期間被傳送至輸出緩沖器的輸出端。本發(fā)明動(dòng)態(tài)地將輸出緩沖器的輸出端充電至與像素信號相關(guān)的預(yù)設(shè)電壓，如此有 助于輸出緩沖器的輸出端充電至像素信號的一電壓電平。在預(yù)充期間及/或傳送期間內(nèi)， 輸出緩沖器處于關(guān)閉狀態(tài)以減少輸出緩沖器的啟動(dòng)時(shí)間與降低源極驅(qū)動(dòng)器的功率消耗。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說明如下。


圖1繪示傳統(tǒng)源極驅(qū)動(dòng)器以及顯示面板的方塊圖。圖2繪示本發(fā)明的一實(shí)施例的一種源極驅(qū)動(dòng)器的等效電路圖。圖3為根據(jù)圖2的源極驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖。圖4繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的一種源極驅(qū)動(dòng)器的等效電路圖。主要元件符號說明110、210 源極驅(qū)動(dòng)器120 驅(qū)動(dòng)通道122 鎖存器124:數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器126、211 輸出緩沖器128:輸出開關(guān)140、220 顯示面板212、412:預(yù)充電路213,214 切換單元215 運(yùn)算放大器CON、OE、PON、PREOE、SHRT 控制信號F1、F2:幀期間M1、M2:開關(guān)Tl 預(yù)充期間T2 預(yù)設(shè)期間T3:傳送期間VA:預(yù)設(shè)電壓VCI 第一電壓VDDA 正電源電壓Vin 像素信號
具體實(shí)施例方式圖2繪示本發(fā)明的一實(shí)施例的一種源極驅(qū)動(dòng)器的等效電路圖。請參照圖2，本實(shí)施 例的源極驅(qū)動(dòng)器210適于驅(qū)動(dòng)一顯示面板220，其中顯示面板220可以是液晶顯示面板或硅基液晶(liquid crystal on silicon, LCoS)面板。一般來說，顯示面板220上包括多個(gè)像 素電路(未繪示)，而對應(yīng)至每一像素電路的位置的液晶配向可依據(jù)像素電極以及共用電 極之間的電壓差以控制液晶的透光率，其中利用像素信號可改變像素電極的電壓，而共用 電極的電壓可以是一直流(DC)電壓或一交流(AC)電壓。為了方便說明本實(shí)施例，顯示面 板220的一第一端以及一第二端可被分別視為像素電極以及共用電極。源極驅(qū)動(dòng)器210包括一輸出緩沖器211、一預(yù)充電路212、一切換單元213以及一 切換單元214，其中切換單元213、214可由開關(guān)、晶體管或其他半導(dǎo)體元件來實(shí)現(xiàn)，而切換 單元213、214的導(dǎo)通狀態(tài)則分別決定于兩控制信號0E、SHRT。另外，所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通 常知識者應(yīng)理解源極驅(qū)動(dòng)器210還可進(jìn)一步包括其他未繪示于圖2A中的構(gòu)件，例如移位寄 存器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器等，而這些構(gòu)件的相關(guān)細(xì)節(jié)在此不多加描述。輸出緩沖器211例如是 由一運(yùn)算放大器所實(shí)現(xiàn)，其第一輸入端(如反相端)接收一運(yùn)算放大器215所提供的一像 素信號Vin，而其第二輸入端(如正相端)與其輸出端彼此耦接，且輸出緩沖器211的輸出 端通過切換單元213耦接至顯示面板220。輸出緩沖器211的前一級為提供像素信號Vin 的運(yùn)算放大器215。輸出緩沖器211加強(qiáng)像素信號Vin的驅(qū)動(dòng)能力以避免傳送信號時(shí)發(fā)生信號衰減 的情形，而當(dāng)切換單元213導(dǎo)通時(shí)則可將上述已加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的像素信號傳送至顯示面板 220。輸出緩沖器211依據(jù)一控制信號PON(例如一電源信號)來決定其啟動(dòng)狀態(tài)或關(guān)閉狀 態(tài)。切換單元214耦接在輸出緩沖器211的第一輸入端以及輸出端之間，而當(dāng)切換單元214 導(dǎo)通時(shí)，其可直接傳送運(yùn)算放大器215所提供的像素信號Vin至輸出緩沖器211的輸出端。預(yù)充電路212包括一開關(guān)Ml以及一開關(guān)M2，其中開關(guān)Ml與開關(guān)M2例如分別是一 N型晶體管與一 P型晶體管。開關(guān)Ml的一第一端以及一第二端分別耦接至一第一電壓VCI 以及開關(guān)M2，其中第一電壓VCI為小于輸出緩沖器211的正電源電壓VDDA的一直流電壓。 開關(guān)Ml的導(dǎo)通狀態(tài)決定于像素信號Vin，以提供與像素信號Vin相關(guān)的一預(yù)設(shè)電壓VA。開 關(guān)M2的導(dǎo)通狀態(tài)決定于一控制信號PRE0E，以傳送預(yù)設(shè)電壓VA至顯示面板220的第一端。 預(yù)充電路212用以將顯示面板220的第一端預(yù)充至預(yù)設(shè)電壓VA以協(xié)助輸出緩沖器211將 顯示面板220充電至像素信號Vin的電壓電平。接下來，詳細(xì)說明源極驅(qū)動(dòng)器210的作動(dòng)。圖3為根據(jù)圖2的源極驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖。請同時(shí)參照圖2以及圖3，源極驅(qū)動(dòng) 器200在一幀期間Fl內(nèi)以正極性來驅(qū)動(dòng)顯示面板220，而在一幀期間F2內(nèi)以負(fù)極性來驅(qū)動(dòng) 顯示面板220。以源極驅(qū)動(dòng)器200在幀期間Fl內(nèi)的預(yù)充動(dòng)作為例，通過控制信號PREOE在 輸出緩沖器211被控制信號PON啟動(dòng)之前的一預(yù)充期間Tl內(nèi)來導(dǎo)通的開關(guān)M2，預(yù)充電路 212可將顯示面板220的第一端預(yù)充至與像素信號Vin相關(guān)的預(yù)設(shè)電壓VA。同時(shí)，切換單 元213通過控制信號OE的使能動(dòng)作而導(dǎo)通，以傳送預(yù)設(shè)電壓VA至顯示面板220。在預(yù)充期 間Tl內(nèi)，輸出緩沖器211受控于控制信號PON而處于關(guān)閉狀態(tài)，以降低功率消耗。請參考圖2，當(dāng)像素信號Vin小于第一電壓VCI以及開關(guān)Ml的臨界電壓Vth兩者的 總和時(shí)，顯示面板220的第一端可通過預(yù)充電路212而被預(yù)充至預(yù)設(shè)電壓VA= (Vin-Vth)。 另外，當(dāng)像素信號Vin大于第一電壓VCI以及開關(guān)Ml的臨界電壓Vth兩者的總和時(shí)，顯示面 板220的第一端可被預(yù)充至實(shí)質(zhì)上等于第一電壓VCI的預(yù)設(shè)電壓VA。因此，預(yù)充電路212 可動(dòng)態(tài)地將顯示面板220的第一端預(yù)充至與像素信號Vin相關(guān)的預(yù)設(shè)電壓VA。在預(yù)充期間Tl之后，輸出緩沖器211在一預(yù)設(shè)期間T2內(nèi)通過控制信號PON的使能動(dòng)作而被啟動(dòng)，以使輸出緩沖器211可通過導(dǎo)通的切換單元213來提高像素信號Vin并 將此較高的像素信號Vin傳送至顯示面板220，其中受控于控制信號OE的切換單元213在 預(yù)充期間Tl內(nèi)仍然導(dǎo)通。輸出緩沖器211的輸出端的電壓隨著像素信號Vin的電壓而改 變，輸出緩沖器211而后對顯示面板220的第一端進(jìn)行充電，使之電壓從預(yù)設(shè)電壓VA充電 至像素信號Vin。在預(yù)充期間Tl內(nèi)，輸出緩沖器211處于關(guān)閉狀態(tài)，以降低功率消耗。在預(yù)設(shè)期間T2之后，輸出緩沖器211在一傳送期間T3內(nèi)再次關(guān)閉，其中輸出緩沖 器211在預(yù)設(shè)期間T2內(nèi)足以將顯示面板220的第一端充電至像素信號Vin的電壓。同樣 在傳送期間T3，運(yùn)算放大器215所提供的像素信號Vin由導(dǎo)通的切換單元214直接傳送至 輸出緩沖器211的輸出端，并通過導(dǎo)通的切換單元213而傳送至顯示面板220，其中切換單 元213在傳送期間T3仍為導(dǎo)通狀態(tài)。而源極驅(qū)動(dòng)器210在幀期間F2內(nèi)的預(yù)充動(dòng)作類似于 源極驅(qū)動(dòng)器210在幀期間Fl內(nèi)的預(yù)充動(dòng)作。圖4繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的一種源極驅(qū)動(dòng)器的電路圖。請同時(shí)參照圖2以及圖 4，其中圖2以及圖4中兩個(gè)實(shí)施例的主要差異在于預(yù)充電路412包括由一 N型晶體管所實(shí) 現(xiàn)的開關(guān)W以及由一 P型晶體管所實(shí)現(xiàn)的開關(guān)N2。開關(guān)N2的第一端以及第二端分別耦接 至第一電壓VCI以及開關(guān)m，其中開關(guān)N2的導(dǎo)通狀態(tài)決定于控制信號PREOE以傳送第一電 壓VCI至開關(guān)附。開關(guān)m的導(dǎo)通狀態(tài)決定于像素信號Vin以提供與像素信號Vin相關(guān)的 一預(yù)設(shè)電壓VA至顯示面板220。同樣地，請參考圖3中的驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖，預(yù)充電路412用以將 顯示面板220的第一端預(yù)充至預(yù)設(shè)電壓VA以協(xié)助輸出緩沖器211將顯示面板220充電至 像素信號Vin的電壓電平。綜上所述，上述實(shí)施例利用預(yù)充電路來提供與像素信號相關(guān)的預(yù)設(shè)電壓以協(xié)助輸 出緩沖器211將顯示面板的第一端充電至像素信號Vin的電壓。而依據(jù)像素信號Vin，可適 應(yīng)性地調(diào)整預(yù)充電路211所提供的預(yù)設(shè)電壓。由此可知，當(dāng)輸出緩沖器211處于啟動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，輸出緩沖器211的電壓擺幅得以降低以節(jié)省功率消耗。另外，由于輸出緩沖器211在預(yù) 充期間Tl內(nèi)及/或在傳送期間T3內(nèi)處于關(guān)閉狀態(tài)，因而減少輸出緩沖器211的啟動(dòng)時(shí)間， 進(jìn)而降低源極驅(qū)動(dòng)器210的功率消耗。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在 不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附 權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種源極驅(qū)動(dòng)器，適于驅(qū)動(dòng)一顯示面板，其中該源極驅(qū)動(dòng)器包括一輸出緩沖器，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中該第一輸入端接收一像素信號，該輸出端耦接至該第二輸入端以及該顯示面板；以及一第一預(yù)充電路，在一預(yù)充期間內(nèi)將該輸出緩沖器的該輸出端充電至與該像素信號相關(guān)的一預(yù)設(shè)電壓，其中該輸出緩沖器在該預(yù)充期間為關(guān)閉狀態(tài)，且該輸出緩沖器在該預(yù)充期間之后的一預(yù)設(shè)期間為啟動(dòng)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的源極驅(qū)動(dòng)器，還包括一第一切換單元，導(dǎo)通該輸出緩沖器的該輸出端至該顯示面板，以將該輸出緩沖器的 該輸出端所輸出的一信號傳送至該顯示面板。
3.如權(quán)利要求1所述的源極驅(qū)動(dòng)器，還包括一運(yùn)算放大器，提供該像素信號至該輸出緩沖器的該第一輸入端，其中該輸出緩沖器 在該預(yù)設(shè)期間之后的一傳送期間內(nèi)為關(guān)閉狀態(tài)，且該運(yùn)算放大器所提供的該像素信號在該 傳送期間內(nèi)被傳送至該輸出緩沖器的該輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的源極驅(qū)動(dòng)器，還包括一第二切換單元，在該傳送期間內(nèi)導(dǎo)通該輸出緩沖器的該第一輸入端至該輸出緩沖器 的該輸出端。
5.如權(quán)利要求1所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中該第一預(yù)充電路包括一第一晶體管，其柵極接收該像素信號，其第一源/漏極耦接一第一電壓，其第二源/ 漏極輸出該預(yù)設(shè)電壓；以及一開關(guān)，其第一端耦接該第一晶體管的該第二源/漏極，其第二端耦接該輸出緩沖器 的該輸出端，其中該開關(guān)在該預(yù)充期間導(dǎo)通以將該預(yù)設(shè)電壓傳送至該輸出緩沖器的該輸出 端。
6.如權(quán)利要求5所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中該第一電壓為一直流電壓，且該直流電壓小 于該輸出緩沖器的一正電源電壓。
7.如權(quán)利要求5所述的源極驅(qū)動(dòng)器，其中該第一電壓為介于正極性的該像素信號的電 壓以及負(fù)極性的該像素信號的電壓之間.
8.—種驅(qū)動(dòng)方法，適于以一源極驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一顯示面板，其中該源極驅(qū)動(dòng)器包括一具 有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端的輸出緩沖器，該第一輸入端接收一像素信 號，該第二輸入端以及該輸出端耦接至該顯示面板，該驅(qū)動(dòng)方法包括在一預(yù)充期間內(nèi)將該輸出緩沖器的該輸出端預(yù)充電至與該像素信號相關(guān)的一預(yù)設(shè)電 壓，其中該輸出緩沖器在該預(yù)充期間內(nèi)為關(guān)閉狀態(tài)；以及在該預(yù)充期間之后的一預(yù)設(shè)期間內(nèi)啟動(dòng)該輸出緩沖器。
9.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)方法，還包括在該預(yù)設(shè)期間之后的一傳送期間，關(guān)閉該輸出緩沖器；以及在該傳送期間，傳送該像素信號至該輸出緩沖器的該輸出端。全文摘要
一種具有低功率消耗的源極驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法，適于驅(qū)動(dòng)一顯示面板，其中源極驅(qū)動(dòng)器包括一輸出緩沖器以及一第一預(yù)充電路。輸出緩沖器具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，其中第一輸入端接收一像素信號，而第二輸入端以及輸出端耦接至顯示面板。第一預(yù)充電路在一預(yù)充期間內(nèi)將輸出緩沖器的輸出端充電至與像素信號相關(guān)的一預(yù)設(shè)電壓。輸出緩沖器在預(yù)充期間內(nèi)為關(guān)閉狀態(tài)，而在預(yù)充期間之后的一預(yù)設(shè)期間內(nèi)為啟動(dòng)狀態(tài)。如此，可降低源極驅(qū)動(dòng)器的功率消耗。
文檔編號G09G3/36GK101887677SQ200910141250
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者曾威國, 江政隆, 邱明正 申請人:奇景光電股份有限公司