CN101887677B - 具有低功率消耗的源极驱动器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种具有低功率消耗的源极驱动器及其驱动方法，适于驱动一显示面板，其中源极驱动器包括一输出缓冲器以及一第一预充电路。输出缓冲器具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中第一输入端接收一像素信号，而第二输入端以及输出端耦接至显示面板。第一预充电路在一预充期间内将输出缓冲器的输出端充电至与像素信号相关的一预设电压。输出缓冲器在预充期间内为关闭状态，而在预充期间之后的一预设期间内为启动状态。如此，可降低源极驱动器的功率消耗。

Description

具有低功率消耗的源极驱动器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种源极驱动器及其驱动方法，且特别涉及一种可降低功率消耗的源极驱动器，其中此源极驱动器包括对一显示面板进行充电的一输出缓冲器。

背景技术

图1绘示传统源极驱动器110以及显示面板140的方块图。请参照图1，源极驱动器110包括多个驱动通道120。每一驱动通道120包括一锁存器122、一数字模拟转换器124(DAC)、一输出缓冲器126以及一输出开关128。数据总线上的视频数据连续地输入至驱动通道120，其中驱动通道120受控于一时序控制器(未绘示)所提供的一控制信号CON。源极驱动器110通过数字模拟转换器124而将数字视频数据转换为模拟驱动信号，并将驱动信号传送至输出缓冲器126。输出缓冲器126通过导通的输出开关128而进一步加强驱动信号的驱动能力并将驱动信号传送至显示面板140，进而驱动显示面板140上的像素。

一般来说，在液晶显示器(Liquid Crystal Dipaly)的驱动***中，必需周期性地反转传送至像素的驱动信号的极性以避免液晶极化所引起的残影现象。驱动显示面板所采用的极性反转类型主要有三种，如帧反转(frameinversion)、行反转(column inversion)以及点反转(dot inversion)。以点反转为例，相邻像素的驱动信号在一帧期间内具有相反的极性，且相同位置的像素在两连续帧内会以相反极性的驱动电压来进行驱动。由于极性相反的驱动信号具有不同的电压电平，因而输出缓冲器126的电压摆幅产生大幅的功率消耗，进而输出缓冲器126对该源极驱动器120提供大比例的功率消耗。因此，如何解决这样的问题成为值得探究与讨论的重要课题。

发明内容

本发明提供一种源极驱动器及其驱动方法，其可降低低功率消耗。

本发明提供一种源极驱动器，其中源极驱动器适于驱动一显示面板。源极驱动器包括一输出缓冲器以及一第一预充电路。输出缓冲器具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中第一输入端接收一像素信号，输出端耦接至第二输入端以及显示面板。第一预充电路在一预充期间内将输出缓冲器的输出端充电至与像素信号相关的一预设电压，其中输出缓冲器在预充期间为关闭状态，而在预充期间之后的一预设期间为启动状态。

在本发明的一实施例中，上述源极驱动器还包括一运算放大器。运算放大器提供像素信号至输出缓冲器的第一输入端，其中输出缓冲器在预设期间之后的一传送期间内为关闭状态，且运算放大器所提供的像素信号在传送期间内被传送至输出缓冲器的输出端。

本发明提出一种驱动方法，其中此驱动方法适于以一源极驱动器驱动一显示面板。源极驱动器包括一具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端的输出缓冲器，其中第一输入端接收一像素信号，第二输入端以及输出端耦接至一显示面板。在本发明的驱动方法中，首先，输出缓冲器的输出端在一预充期间内会被预充电至与像素信号相关的一预设电压，其中输出缓冲器在预充期间内为关闭状态；然后，输出缓冲器在预充期间之后的一预设期间内被启动。

在上述驱动方法的一实施例中，输出缓冲器在预设期间之后的一传送期间为关闭状态，同时，像素信号在此传送期间被传送至输出缓冲器的输出端。

本发明动态地将输出缓冲器的输出端充电至与像素信号相关的预设电压，如此有助于输出缓冲器的输出端充电至像素信号的一电压电平。在预充期间及/或传送期间内，输出缓冲器处于关闭状态以减少输出缓冲器的启动时间与降低源极驱动器的功率消耗。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示传统源极驱动器以及显示面板的方块图。

图2绘示本发明的一实施例的一种源极驱动器的等效电路图。

图3为根据图2的源极驱动器的驱动时序图。

图4绘示本发明另一实施例的一种源极驱动器的等效电路图。

【主要元件符号说明】

110、210：源极驱动器

120：驱动通道

122：锁存器

124：数字模拟转换器

126、211：输出缓冲器

128：输出开关

140、220：显示面板

212、412：预充电路

213、214：切换单元

215：运算放大器

CON、OE、PON、PREOE、SHRT：控制信号

F1、F2：帧期间

M1、M2：开关

T1：预充期间

T2：预设期间

T3：传送期间

VA：预设电压

VCI：第一电压

VDDA：正电源电压

Vin：像素信号

具体实施方式

图2绘示本发明的一实施例的一种源极驱动器的等效电路图。请参照图2，本实施例的源极驱动器210适于驱动一显示面板220，其中显示面板220可以是液晶显示面板或硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)面板。一般来说，显示面板220上包括多个像素电路(未绘示)，而对应至每一像素电路的位置的液晶配向可依据像素电极以及共用电极之间的电压差以控制液晶的透光率，其中利用像素信号可改变像素电极的电压，而共用电极的电压可以是一直流(DC)电压或一交流(AC)电压。为了方便说明本实施例，显示面板220的一第一端以及一第二端可被分别视为像素电极以及共用电极。

源极驱动器210包括一输出缓冲器211、一预充电路212、一切换单元213以及一切换单元214，其中切换单元213、214可由开关、晶体管或其他半导体元件来实现，而切换单元213、214的导通状态则分别决定于两控制信号OE、SHRT。另外，所属技术领域具有通常知识者应理解源极驱动器210还可进一步包括其他未绘示于图2A中的构件，例如移位寄存器、数字模拟转换器等，而这些构件的相关细节在此不多加描述。输出缓冲器211例如是由一运算放大器所实现，其第一输入端(如反相端)接收一运算放大器215所提供的一像素信号Vin，而其第二输入端(如正相端)与其输出端彼此耦接，且输出缓冲器211的输出端通过切换单元213耦接至显示面板220。输出缓冲器211的前一级为提供像素信号Vin的运算放大器215。

输出缓冲器211加强像素信号Vin的驱动能力以避免传送信号时发生信号衰减的情形，而当切换单元213导通时则可将上述已加强驱动能力的像素信号传送至显示面板220。输出缓冲器211依据一控制信号PON(例如一电源信号)来决定其启动状态或关闭状态。切换单元214耦接在输出缓冲器211的第一输入端以及输出端之间，而当切换单元214导通时，其可直接传送运算放大器215所提供的像素信号Vin至输出缓冲器211的输出端。

预充电路212包括一开关M1以及一开关M2，其中开关M1与开关M2例如分别是一N型晶体管与一P型晶体管。开关M1的一第一端以及一第二端分别耦接至一第一电压VCI以及开关M2，其中第一电压VCI为小于输出缓冲器211的正电源电压VDDA的一直流电压。开关M1的导通状态决定于像素信号Vin，以提供与像素信号Vin相关的一预设电压VA。开关M2的导通状态决定于一控制信号PREOE，以传送预设电压VA至显示面板220的第一端。预充电路212用以将显示面板220的第一端预充至预设电压VA以协助输出缓冲器211将显示面板220充电至像素信号Vin的电压电平。接下来，详细说明源极驱动器210的作动。

图3为根据图2的源极驱动器的驱动时序图。请同时参照图2以及图3，源极驱动器200在一帧期间F1内以正极性来驱动显示面板220，而在一帧期间F2内以负极性来驱动显示面板220。以源极驱动器200在帧期间F1内的预充动作为例，通过控制信号PREOE在输出缓冲器211被控制信号PON启动之前的一预充期间T1内来导通的开关M2，预充电路212可将显示面板220的第一端预充至与像素信号Vin相关的预设电压VA。同时，切换单元213通过控制信号OE的使能动作而导通，以传送预设电压VA至显示面板220。在预充期间T1内，输出缓冲器211受控于控制信号PON而处于关闭状态，以降低功率消耗。

请参考图2，当像素信号Vin小于第一电压VCI以及开关M1的临界电压Vth两者的总和时，显示面板220的第一端可通过预充电路212而被预充至预设电压VA＝(Vin-Vth)。另外，当像素信号Vin大于第一电压VCI以及开关M1的临界电压Vth两者的总和时，显示面板220的第一端可被预充至实质上等于第一电压VCI的预设电压VA。因此，预充电路212可动态地将显示面板220的第一端预充至与像素信号Vin相关的预设电压VA。

在预充期间T1之后，输出缓冲器211在一预设期间T2内通过控制信号PON的使能动作而被启动，以使输出缓冲器211可通过导通的切换单元213来提高像素信号Vin并将此较高的像素信号Vin传送至显示面板220，其中受控于控制信号OE的切换单元213在预充期间T1内仍然导通。输出缓冲器211的输出端的电压随着像素信号Vin的电压而改变，输出缓冲器211而后对显示面板220的第一端进行充电，使之电压从预设电压VA充电至像素信号Vin。在预充期间T1内，输出缓冲器211处于关闭状态，以降低功率消耗。

在预设期间T2之后，输出缓冲器211在一传送期间T3内再次关闭，其中输出缓冲器211在预设期间T2内足以将显示面板220的第一端充电至像素信号Vin的电压。同样在传送期间T3，运算放大器215所提供的像素信号Vin由导通的切换单元214直接传送至输出缓冲器211的输出端，并通过导通的切换单元213而传送至显示面板220，其中切换单元213在传送期间T3仍为导通状态。而源极驱动器210在帧期间F2内的预充动作类似于源极驱动器210在帧期间F1内的预充动作。

图4绘示本发明另一实施例的一种源极驱动器的电路图。请同时参照图2以及图4，其中图2以及图4中两个实施例的主要差异在于预充电路412包括由一N型晶体管所实现的开关N1以及由一P型晶体管所实现的开关N2。开关N2的第一端以及第二端分别耦接至第一电压VCI以及开关N1，其中开关N2的导通状态决定于控制信号PREOE以传送第一电压VCI至开关N1。开关N1的导通状态决定于像素信号Vin以提供与像素信号Vin相关的一预设电压VA至显示面板220。同样地，请参考图3中的驱动时序图，预充电路412用以将显示面板220的第一端预充至预设电压VA以协助输出缓冲器211将显示面板220充电至像素信号Vin的电压电平。

综上所述，上述实施例利用预充电路来提供与像素信号相关的预设电压以协助输出缓冲器211将显示面板的第一端充电至像素信号Vin的电压。而依据像素信号Vin，可适应性地调整预充电路211所提供的预设电压。由此可知，当输出缓冲器211处于启动状态时，输出缓冲器211的电压摆幅得以降低以节省功率消耗。另外，由于输出缓冲器211在预充期间T1内及/或在传送期间T3内处于关闭状态，因而减少输出缓冲器211的启动时间，进而降低源极驱动器210的功率消耗。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种源极驱动器，适于驱动一显示面板，其中该源极驱动器包括：

一输出缓冲器，具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，其中该第一输入端接收一像素信号，该输出端耦接至该第二输入端以及该显示面板；

一第一预充电路，在一预充期间内将该输出缓冲器的该输出端充电至与该像素信号相关的一预设电压，其中该输出缓冲器在该预充期间为关闭状态，且该输出缓冲器在该预充期间之后的一预设期间为启动状态；以及

一运算放大器，提供该像素信号至该输出缓冲器的该第一输入端，其中该输出缓冲器在该预设期间之后的一传送期间内为关闭状态，且该运算放大器所提供的该像素信号在该传送期间内被传送至该输出缓冲器的该输出端。

2.如权利要求1所述的源极驱动器，还包括：

一第一切换单元，导通该输出缓冲器的该输出端至该显示面板，以将该输出缓冲器的该输出端所输出的一信号传送至该显示面板。

3.如权利要求1所述的源极驱动器，还包括：

一第二切换单元，在该传送期间内导通该输出缓冲器的该第一输入端至该输出缓冲器的该输出端。

4.如权利要求1所述的源极驱动器，其中该第一预充电路包括：

一第一晶体管，其栅极接收该像素信号，其第一源/漏极耦接一第一电压，其第二源/漏极输出该预设电压；以及

一开关，其第一端耦接该第一晶体管的该第二源/漏极，其第二端耦接该输出缓冲器的该输出端，其中该开关在该预充期间导通以将该预设电压传送至该输出缓冲器的该输出端。

5.如权利要求4所述的源极驱动器，其中该第一电压为一直流电压，且该直流电压小于该输出缓冲器的一正电源电压。

6.如权利要求4所述的源极驱动器，其中该第一电压为介于正极性的该像素信号的电压以及负极性的该像素信号的电压之间.

7.一种驱动方法，适于以一源极驱动器驱动一显示面板，其中该源极驱动器包括一具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端的输出缓冲器，该第一输入端接收一像素信号，该第二输入端以及该输出端耦接至该显示面板，该驱动方法包括：

在一预充期间内将该输出缓冲器的该输出端预充电至与该像素信号相关的一预设电压，其中该输出缓冲器在该预充期间内为关闭状态；

在该预充期间之后的一预设期间内启动该输出缓冲器；

在该预设期间之后的一传送期间，关闭该输出缓冲器；以及

在该传送期间，传送该像素信号至该输出缓冲器的该输出端。

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