TWI428880B - 動態偏壓驅動裝置及其方法 - Google Patents

Description

動態偏壓驅動裝置及其方法

本發明是有關於一種平面顯示器的偏壓驅動技術，且特別是有關於一種於省電期間將緩衝器操作於低偏壓狀態的動態偏壓驅動技術，以維持顯示品質並降低能源消耗。

緩衝器經常運用於諸多電子裝置中，尤其在平面顯示器(例如液晶顯示器(LCD)等)中必須運用大量的緩衝器作為驅動像素負載(以液晶顯示器為例，此處之像素負載即為像素電容)之用。詳言之，平面顯示器的源極驅動器需要大量的緩衝器，其可將每個像素的資料電壓傳送至對應的像素負載上，並藉此更新畫面上每個像素資料。

以往緩衝器的偏壓控制技術中，平面顯示器對每個緩衝器皆提供足夠的偏壓，以使每個緩衝器隨時具備足夠的驅動能力以迅速更新像素負載的資料電壓，如圖1與圖2所示。圖1是習知之平面顯示器10的方塊圖，圖2是習知之驅動像素負載180的緩衝器140的偏壓波形圖。請參照圖1，平面顯示器10內主要包括時序控制器110、源極驅動器120、閘極驅動器150以及顯示面板(Panel)160，而源極驅動器120則包括驅動電路130與多個緩衝器140，緩衝器140的數量則依據顯示面板160中每條掃描線所擁有的像素數量而定。本例的顯示面板160利用其中一個像素 電路165作為舉例，此處之像素電路165具有開關170以及像素負載180。

於本例中，時序控制器110接收欲顯示於顯示面板160的資料訊號D與資料致能訊號DE，且將接收的訊號轉換為線閂鎖訊號TP、輸出致能訊號OE等，並分別提供給源極驅動器120以及閘極驅動器150使用。資料訊號D於本實施例中具有對應每一個像素的多個資料電壓DV。閘極驅動器150接收輸出致能訊號OE，並依據輸出致能訊號OE產生開關控制訊號GL，以使資料電壓可藉由開關170傳送至像素負載180中。驅動電路130接收資料訊號D，藉以將對應像素電路165的資料電壓DV依據線閂鎖訊號TP傳送至緩衝器140。藉此，緩衝器140隨時接收足夠的偏壓以將資料電壓DV傳送至像素電路165之開關170的一端，並依據開關170的控制端所接收之開關控制訊號GL，將資料電壓DV傳送至像素負載180，其詳細的波形流程如圖2所示。

請參考圖2，線閂鎖訊號TP觸發驅動電路130更新資料電壓DV。於線閂鎖訊號TP產生脈衝後，緩衝器140首先經由轉態期間T1將接收到的資料電壓DV來調整緩衝器140輸出端之資料電壓OPD，藉以提供資料電壓DV至開關170的一端，接著於開關170的導通期間(亦即開關控制訊號GL位於高準位的期間)，資料電壓OPD經由開關170導引並供應給像素負載180，使顯示面板160得以顯示資料訊號D中所提供的影像。

由於以往的平面顯示器10均給予每個緩衝器140相同且足夠的偏壓，但緩衝器140在輸出轉態期間(例如圖2所示轉態期間T1)以外的時間不需要如此強力的資料電壓OPD驅動能力，將會導致多餘的電功率虛耗於緩衝器140中，因而造成能源浪費。但如果降低緩衝器140的偏壓，又會導致資料電壓DV的驅動能力不足，使得資料電壓DV無法及時傳送至像素負載180中而導致顯示面板160上的影像具有偏白、影像不連續等現象。

本發明提供一種動態偏壓驅動裝置，其於省電期間將緩衝器操作於低偏壓狀態，而於開關從導通至截止的轉態期間與資料電壓的轉態期間將緩衝器操作於正常偏壓狀態，藉以維持平面顯示器的顯示品質並且降低電能的消耗。

以另一觀點而言，本發明提供一種動態偏壓驅動方法，其於省電期間將緩衝器操作於低偏壓狀態，並且於開關從導通至截止的轉態期間時將緩衝器操作於正常偏壓狀態，以維持平面顯示器的顯示品質並降低能源消耗。

本發明提出一種動態偏壓驅動裝置，此動態偏壓驅動裝置具有緩衝器以及偏壓控制單元。此緩衝器的輸入端接收資料電壓，並且其輸出端經由一開關連接至一負載。連接至緩衝器的偏壓控制單元則可動態控制緩衝器的偏壓，於資料電壓的轉態期間時，偏壓控制單元控制緩衝器操作於正常偏壓狀態。而於省電期間時，偏壓控制單元控制緩 衝器操作於低偏壓狀態，以及於開關從導通至截止的轉態期間時，偏壓控制單元控制緩衝器操作於正常偏壓狀態。

在本發明之一實施例中，上述之省電期間為資料電壓的穩態期間，並且省電期間與開關從導通至截止的轉態期間並不重疊。

在本發明之一實施例中，上述之偏壓控制單元包括偏壓訊號產生單元以及第一偏壓產生單元。偏壓訊號產生單元用以產生偏壓控制訊號，其中於資料電壓的轉態期間時，偏壓訊號產生單元將偏壓控制訊號設定為第一電位。於省電期間時，偏壓訊號產生單元將偏壓控制訊號設定為第二電位。再者，於開關從導通至截止的轉態期間時，偏壓訊號產生單元將偏壓控制訊號設定為第一電位。第一偏壓產生單元連接至偏壓訊號產生單元，並且第一偏壓產生單元依據偏壓控制訊號來產生緩衝器的第一偏壓，以使緩衝器操作於正常偏壓狀態或低偏壓狀態。

在本發明之一實施例中，上述之第一偏壓產生單元包括第一電晶體、第二電晶體、第一電流源、第一開關與第二開關。第一電晶體的第一端耦接系統電壓，第一電晶體的控制端則耦接至緩衝器以產生第一偏壓。第二電晶體的第一端耦接至系統電壓。第一電流源的供應端耦接至第一電晶體之第二端與第二電晶體之第二端。第一開關的控制端接收偏壓控制訊號，第一開關的第一端耦接系統電壓，並且第一開關的第二端耦接第二電晶體的控制端。第二開關的控制端接收偏壓控制訊號，而第二開關的第一端則耦 接第一電流源的供應端，並且第二開關的第二端耦接第二電晶體的控制端。當偏壓控制訊號為第一電位時，第一開關將會導通並且第二開關將會截止，藉以設定第一偏壓為第一正常偏壓值。當偏壓控制訊號為第二電位時，第一開關將會截止並且第二開關將會導通，藉以設定第一偏壓為第一低偏壓值。

在本發明之一實施例中，上述之緩衝器包括運算放大器以及第一緩衝電流源。運算放大器的非反相端作為緩衝器的輸入端，運算放大器的反相端則耦接運算放大器的輸出端，並且作為緩衝器的輸出端。第一緩衝電流源的控制端接收第一偏壓，而其第一端則接收系統電壓，第一緩衝電流源的第二端耦接運算放大器的第一電源端，且第一緩衝電流源依據第一偏壓決定運算放大器的操作狀態。

在本發明之一實施例中，上述之偏壓控制單元更包括第二偏壓產生單元，其連接至偏壓訊號產生單元。第二偏壓產生單元依據偏壓控制訊號產生緩衝器的第二偏壓，以使緩衝器操作於正常偏壓狀態或者低偏壓狀態。

在本發明之一實施例中，上述之第二偏壓產生單元包括第三電晶體、第四電晶體、第二電流源、第三開關以及第四開關。第三電晶體的第一端耦接接地電壓，而其控制端耦接緩衝器，並可產生第二偏壓。第四電晶體的第一端耦接接地電壓。第二電流源的供應端耦接至第三電晶體之第二端與第四電晶體之第二端。第三開關的控制端接收偏壓控制訊號，並且其第一端耦接該接地電壓，第三開關的 第二端耦接第四電晶體的控制端。第四開關的控制端接收偏壓控制訊號，並且第四開關的第一端耦接第二電流源的供應端，而第四開關的第二端則耦接第四電晶體的控制端。當偏壓控制訊號為第一電位時，第三開關將會導通並且第四開關將會截止，以設定第二偏壓控制端為第二正常偏壓值。當偏壓控制訊號為第二電位時，第三開關將會截止，並且第四開關將會導通，以設定第二偏壓為第二低偏壓值。

在本發明之一實施例中，上述之緩衝器更包括第二緩衝電流源，其控制端接收第二偏壓，而第二緩衝電流源的第一端接收該接地電壓。第二緩衝電流源的第二端耦接至運算放大器的第二電源端。並且，第一緩衝電流源與第二緩衝電流源依據第一偏壓與第二偏壓來決定運算放大器的操作狀態。

於另一角度而言，本發明提出一種動態偏壓驅動方法，本動態偏壓驅動方法方法用於一緩衝器，此緩衝器的輸入端接收資料電壓，並且緩衝器的輸出端經由一開關連接至一負載。動態偏壓驅動方法包括下列步驟。於資料電壓的轉態期間時，控制緩衝器操作於正常偏壓狀態。而於省電期間時，控制緩衝器操作於低偏壓狀態。以及於開關從導通至截止的轉態期間時，控制緩衝器操作於正常偏壓狀態。

在本發明之一實施例中，上述之省電期間為資料電壓的穩態期間，並且省電期間與開關從導通至截止的轉態期間並不相互重疊。

基於上述，本發明的實施例於資料電壓的轉態期間時，偏壓控制單元將緩衝器操作於正常偏壓狀態，並且其於省電期間時將緩衝器操作於低偏壓狀態。然後，在開關從導通至截止的轉態期間時，偏壓控制單元便控制緩衝器操作回正常偏壓狀態，藉以讓緩衝器在開關從導通狀態轉換至截止狀態(亦稱開關的轉態期間)時能夠迅速維持寄生電容所造成的資料訊號變動，因而避免讓負載所接收的訊號與原資料訊號具有誤差，藉此維持平面顯示器的顯示品質亦降低電能消耗。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。

於本發明有關之實施例如圖3所示，圖3為動態控制驅動裝置300(例如：源極驅動器或資料驅動器)的方塊圖。在此先行說明，本實施例雖以平面顯示器30作為舉例，但這些實施例亦適用於其他具備緩衝器的眾多電子裝置中， 因此本發明不應以此為限。請參照圖3，平面顯示器30的實施方式請參照圖1的相關說明，相同內容在此不再贅述。本實施例與圖1的不同之處在於圖3利用動態控制驅動裝置300取代圖1之平面顯示器10的源極驅動器120，並且圖3的驅動電路130的描述功用皆與上述實施例相同。動態控制驅動裝置300於本實施例中包括緩衝器140以及偏壓控制單元310。緩衝器140的輸入端接收資料電壓DV，而其根據資料電壓DV來調整緩衝器140輸出端之資料電壓OPD，並且緩衝器140的輸出端經由像素電路165的開關170連接至負載180。

於本實施例中，時序控制器110與動態控制驅動裝置300整合成為資料控制單元330，偏壓控制單元310便可藉由時序控制器110產生的諸多訊號以動態控制緩衝器140的偏壓，但本發明不應以此為限。於其他實施例中，動態控制驅動裝置300並未與時序控制器110整合於同一晶片中，而係以電性耦接的方始耦接至時序控制器110及閘極驅動器150，並藉以取得所需之訊號來動態控制緩衝器140的偏壓，在此並不贅述。

本實施例的偏壓控制單元310讓緩衝器140在非轉態期間T2皆操作於低偏壓狀態，藉以降低電能消耗，請參照圖4，圖4是一種動態控制驅動裝置300的波形圖。線閂鎖訊號TP之兩個脈衝的時間為更新像素負載180之資料電壓DV所需的時間。閘極驅動器150接收並依據輸出致能訊號OE來控制開關170為導通狀態(亦即開關控制訊 號GL為高準位時)或截止狀態(亦即開關控制訊號GL為低準位時)。緩衝器140根據資料電壓DV與其偏壓狀態來調整資料電壓OPD。

請繼續參照圖4，緩衝器140的轉態期間T1亦即緩衝器140根據資料電壓DV來調整資料電壓OPD的期間，而期間T2則為緩衝器140的穩態期間。理論上，在轉態期間T1時，偏壓控制單元310控制緩衝器140操作於正常偏壓模式，且於穩態期間T2時，偏壓控制單元310便控制緩衝器140操作於低偏壓模式，以此法便可減少緩衝器140中虛耗的功率，而理論上的資料電壓OPD應如圖4的虛線410所示並未被拉低。

但於藉由平面顯示器30以實際操作時，當開關170於導通狀態轉換至截止狀態的轉態期間(例如圖4所示轉態期間T3)時，由於開關170、緩衝器140及像素負載180之間的寄生電容耦合效應，資料電壓OPD會因為開關控制訊號GL的變化而跟著被拉低，並且此時的開關170因尚未完全截止，使得像素負載180所儲存的資料電壓將會同步降低。此外，由於緩衝器140位於低偏壓狀態，導致其驅動能力較弱，使得緩衝器140將被下拉的資料電壓OPD恢復至原值O所需的時間較長。若緩衝器140無法於開關170完全關閉前(亦即於開關170的轉態期間T3結束前)及時將資料電壓OPD即時拉升至原值，那麼期望顯示的資料電壓(亦即原值O)與像素負載180所擁有的實際資料電壓將會具有誤差，將會導致顯示的影像畫面偏白、畫面不連 續等狀況發生，造成顯示影像的品質降低。

因此，符合本發明之第一實施例的偏壓控制單元310將會在轉態期間T3時將緩衝器140控制在正常偏壓狀態，以使緩衝器140能夠於開關170的轉態期間T3中具備足夠的驅動能力，讓資料電壓OPD能在期間T3內能夠迅速地維持住資料電壓OPD，以使本發明實施例既可維持顯示面板160的顯示品質，並減少電能消耗。

如圖5所示，圖5是依照本發明第一實施例所述之一種動態控制驅動裝置300的波形圖。此處所指的「動態控制」，意即動態控制驅動裝置300可迅速按照資料訊號的狀況來即時性控制與變更緩衝器的偏壓，既可維持資料電壓的輸出品質，亦可達到省電效果。請同時參照圖3與圖5，本發明第一實施例利用圖3之平面顯示器30的架構藉以實現圖5所示之技術內容，但本實施例亦可適用於其他具備緩衝器的眾多電子裝置中，因此本發明不應以此為限。本實施例中，為了簡化說明以使熟習此技術者能夠更加了解本實施例之技術特徵，在此假設緩衝器140的偏壓操作模式於轉換上並不需轉換時間，亦即圖5之緩衝器140能立即轉換其偏壓操作模式。

本實施例與上述實施例的不同之處在於，於開關170在從導通至截止的轉態期間時，偏壓控制單元310將緩衝器140操作於正常偏壓模式。本實施例中，偏壓控制單元310可以依據輸出致能訊號OE來切換緩衝器140的偏壓模式。詳言之，本實施例於轉態期間T1時，偏壓控制單 元310便控制緩衝器140操作於正常偏壓模式。接著便進入省電期間T4，此時的資料電壓OPD處於穩態，並且開關170依據輸出致能訊號OE而處於導通狀態，此時緩衝器140僅需維持其資料電壓OPD即可，因此偏壓控制單元310便控制緩衝器140操作於低偏壓模式，藉以減少能源消耗。之後，便進入期間T5，於本實施例中期間T5包括開關170從導通至截止的轉態期間T3，並且省電期間T4並未與轉態期間T3重疊。此時資料電壓OPD會由於開關控制訊號GL的轉態而隨之降低，因此偏壓控制單元310便控制緩衝器140操作於正常偏壓模式，以使緩衝器140能迅速將資料電壓OPD拉回，並於開關170完全截止前維持在原點O上，藉以讓本發明實施例於維持顯示品質的同時，亦可降低能源消耗。此外，於其他實施例中，省電期間T4除了圖5所示的時間外，亦可包括時期T5減去開關170的轉態期間T3的期間T6，以更進一步降低緩衝器140所虛耗的電能，在此不再贅述。

由於上述實施例假設緩衝器140可立即轉換其偏壓操作模式，但實際上之緩衝器140於轉換偏壓操作模式時必須延遲一段時間，因此在此提出本發明之第二實施例以符合上述之實現方式，如圖6所示。圖6是依照本發明第二實施例所述之一種動態控制驅動裝置300的波形圖。本實施例與第一實施例不同處在於，由於緩衝器140在轉換偏壓操作模式需要一段時間，因此偏壓控制單元310利用輸出致能訊號OE與偏壓控制單元310內部的計數器或計時 器(未繪示)來計算資料電壓OPD的轉態期間T1(或是資料電壓DV的轉態時間)、省電期間T8及轉態期間T3。當輸出致能信號OE拉降至低準位時，偏壓控制單元310控制緩衝器140切換至低偏壓模式。於本實施例中，偏壓控制單元310亦依據輸出致能訊號OE來計算並預留在省電期間T8之後並在轉態期間T3之前的一段時間T11。於時間T11及轉態期間T3時，偏壓控制單元310控制緩衝器140以轉換至正常偏壓模式，藉以迅速地拉回並維持資料電壓OPD，以達成本發明實施例之精神與目的。而於時間T9及轉態期間T3之後的轉態期間T1時，偏壓控制單元310控制緩衝器140以維持在正常偏壓模式。本實施例的其他細部流程已包含在上述各實施例中，故在此不予贅述。

此外，於其他實施例中，除了如圖6所示之時間間隔外，期間T9及期間T11亦可如省電期間T8一般將緩衝器140操作於低偏壓模式，亦即在省電期間T8、期間T11及期間T9時，偏壓控制單元310控制緩衝器140以轉換至低偏壓模式，藉以更加地降低緩衝器140的電能消耗，在此並不贅述其詳細內容。

在此詳細說明偏壓控制單元310中詳細的作動原理，請參照圖7。偏壓控制單元310於本實施例中包括偏壓訊號產生單元710及第一偏壓產生單元720。請同時參照圖5與圖7，於資料電壓的轉態期間T1時，偏壓訊號產生單元710將偏壓控制訊號Vbc設定為第一電位(例如圖5繪示之高電位)。於省電期間T4時，偏壓訊號產生單元710將偏 壓控制訊號Vbc設定為第二電位(例如圖5繪示之低電位)。再者，於期間T5(期間T5包括開關的轉態期間T3)時，偏壓訊號產生單元710將偏壓控制訊號Vbc設定為第一電位。

請繼續參照圖7，第一偏壓產生單元720連接至偏壓訊號產生單元710，其依據偏壓控制訊號Vbc來產生緩衝器的第一偏壓Vbias1，讓第一偏壓產生單元720將緩衝器140操作於正常偏壓狀態或低偏壓狀態。詳言之，當偏壓控制訊號Vbc為第一電位時，第一偏壓產生單元720設定緩衝器140操作於正常偏壓狀態。此外，當偏壓控制訊號Vbc為第二電位時，第一偏壓產生單元720設定緩衝器140操作於低偏壓狀態。於其他實施例中，偏壓控制單元310更可包括第二偏壓產生單元730，其連接至偏壓訊號產生單元710。第二偏壓產生單元730依據偏壓控制訊號Vbc產生緩衝器140的第二偏壓Vbias2，讓第二偏壓產生單元730控制緩衝器140操作於正常偏壓狀態或者低偏壓狀態。此外，熟悉此技術領域者應可輕易推知，偏壓訊號產生單元710可藉由多種方法來依據輸出致能訊號OE或線閂鎖訊號TP等由時序控制器110產生之訊號，來計算且產生偏壓控制訊號Vbc以控制緩衝器140的偏壓操作模式，如FPGA、CPLD、PPL、microchip、ASC等實現方式，因此本發明不應以上述的實現方式為限。

在此詳細說明本發明實施例所述之第一偏壓產生單元720、第二偏壓產生單元730以及緩衝器140，如圖8所示， 圖8是依照本發明第一實施例所述之動態控制驅動裝置300的電路圖。請參照圖8，第一偏壓產生單元720於本實施例中包括第一電晶體M1、第二電晶體M2、第一電流源801、第一開關SW1與第二開關SW2。第一電晶體M1的第一端(例如源極端)與第二電晶體M2的第一端(例如源極端)皆耦接至系統電壓Vdd，且第一電晶體M1之第二端(例如汲極端)與第二電晶體M2之第二端(例如汲極端)皆耦接至第一電流源801的供應端，而第一電晶體M1的控制端(例如閘極端)則耦接至緩衝器140以產生第一偏壓Vbias1。第一開關SW1與第二開關SW2的控制端均接收偏壓控制訊號Vbc，第一開關SW1的第一端耦接至系統電壓Vdd，第二開關SW2的第一端則耦接第一電流源801的供應端，並且第一開關SW1與第二開關SW2的第二端均耦接至第二電晶體M2的控制端(例如閘極端)。並且，於本實施例中，第一電晶體M1與第二電晶體M2可利用P通道金氧半導體場效電晶體(P-channel metal oxide semiconductor field-effect transistor，P-MOSFET，簡稱P通道電晶體)來實現。

第二偏壓產生單元730於本發明實施例中包括第三電晶體M3、第四電晶體M4、第二電流源802、第三開關SW3以及第四開關SW4。第三電晶體M3的第一端(例如源極端)與第四電晶體M4的第一端(例如源極端)皆耦接至接地電壓Vss，而第三電晶體M3的控制端(例如閘極端)產生第二偏壓Vbias2並耦接至緩衝器140。第二電流源802的供應 端則耦接至第三電晶體M3之第二端(例如汲極端)與第四電晶體M4之第二端(例如汲極端)。第三開關SW3與第四開關SW4的控制端均接收偏壓控制訊號Vbc，並且第三開關SW3的第一端耦接至接地電壓Vss，第四開關SW4的第一端耦接第二電流源802的供應端，而第三開關SW3與第四開關SW4的第二端均耦接第四電晶體M4的控制端(例如閘極端)。並且，於本實施例中，第三電晶體M3與第四電晶體M4可利用N通道金氧半導體場效電晶體(N-channel metal oxide semiconductor field-effect transistor，N-MOSFET，簡稱N通道電晶體)來實現。

緩衝器140則包括運算放大器850、第一緩衝電流源810以及第二緩衝電流源820。運算放大器850的非反相端作為緩衝器140的輸入端，運算放大器850的反相端則耦接運算放大器850的輸出端，並且作為緩衝器140的輸出端。第一緩衝電流源810的控制端接收第一偏壓Vbias1，而其第一端則接收系統電壓Vdd，第一緩衝電流源810的第二端耦接運算放大器850的第一電源端。第二緩衝電流源820的控制端則接收第二偏壓Vbias2，而其第一端則接收接地電壓Vss，第二緩衝電流源820的第二端耦接運算放大器850的第二電源端。於本實施例中，第一緩衝電流源810與第二緩衝電流源820可分別藉由P通道電晶體(PMOS)M5與N通道電晶體(NMOS)M6來實現，電晶體M5、M6的控制端即分別為第一緩衝電流源810與第二緩衝電流源820的控制端，電晶體M5、M6的源極端分別接 收系統電壓Vdd及接地電壓Vss，且電晶體M5、M6的汲極端則分別連接至運算放大器的第一電源端及第二電源端。

藉此，第一緩衝電流源810及第二緩衝電流源820依據第一偏壓Vbias1與第二偏壓Vbias2來決定運算放大器850的操作狀態。詳言之，當偏壓控制訊號Vbc為第一電位時，第一開關SW1及第三開關SW3將會導通，而第二開關SW2及第四開關SW4將會截止，讓第二電晶體M2與第四電晶體M4處於截止狀態，而第一電晶體M1與第三電晶體M3依然維持導通狀態，使得第一偏壓產生單元720與第二偏壓產生單元730分別設定第一偏壓Vbias1及第二偏壓Vbias2為第一正常偏壓值與第二正常偏壓值，藉以讓緩衝器140中的第一緩衝電流源810及第二緩衝電流源820產生足夠的電流，並且使運算放大器850操作於正常偏壓狀態，以使運算放大器850藉由資料電壓DV來調整資料電壓OPD。

相對地，當偏壓控制訊號Vbc為第二電位時，第一開關SW1及第三開關SW3將會截止，而第二開關SW2及第四開關SW4將會導通，使得電晶體M1~M4皆處於導通狀態。藉此，第一偏壓產生單元720與第二偏壓產生單元730便可分別設定第一偏壓Vbias1及第二偏壓Vbias2為第一低偏壓值與第二低偏壓值，而緩衝器140中的第一緩衝電流源810及第二緩衝電流源820藉以分別產生略低的電 流，讓運算放大器850操作於低偏壓狀態，使得運算放大器850得以維持資料電壓OPD即可，藉以降低電源的消耗。

在此詳細說明符合本發明實施例之緩衝器140的詳細電路，請參照圖9，圖9是依照本發明第一實施例所述之緩衝器140的電路圖。緩衝器140中之運算放大器850於本實施例中以軌對軌(rail-to-rail)放大器作為舉例，但亦可利用其他種類的放大器取代，因此本發明不應以此為限。如圖9所示，緩衝器140包括第一緩衝電流源810、第二緩衝電流源820、輸出級放大器910、第一輸入級放大器920以及第二輸入級放大器930。於本實施例中，第一輸入級放大器920及第二輸入級放大器930以差動放大器作為舉例，但亦可利用其他種類的輸入級放大器作為取代，不應以此為限。此外，第一緩衝電流源810及第二緩衝電流源820已於上述詳細說明之，在此不再贅述。

第一輸入級放大器920包括電晶體M7~M10。電晶體M7、M8的源極端作為運算放大器850的第一電源端，且利用電晶體M7~M10組成差動放大器。電晶體M7、M8的控制端作為差動放大器的輸入端，並且分別接收運算放大器850之非反相端與反相端的資料電壓DV與OPD，以於電晶體M8的汲極端產生電壓V1。第二輸入級放大器930包括電晶體M11~M14。電晶體M11、M12的源極端作為運算放大器850的第二電源端，且利用電晶體M11~M14組成差動放大器。電晶體M11、M12的控制端作為差動放大器的輸入端，且分別接收運算放大器850之非反相端與 反相端的資料電壓DV與OPD，並於電晶體M14的汲極端產生電壓V2。此外，輸出級放大器910接收電壓V1與V1並據以產生緩衝器140的資料電壓OPD。由於本領域具有通常知識者可依據運算放大器850的電路耦接狀態而得知其制動方式，因此緩衝器140得以依據第一偏壓Vbias1與第二偏壓Vbias2來決定運算放大器850的驅動能力。

此外，於其他實施例中，偏壓控制單元310亦可利用偏壓訊號產生單元710與第一偏壓產生單元720藉以控制緩衝器140的偏壓操作狀態，而不需第二偏壓產生單元730與第二緩衝電流源820，因此本發明不應以此為限。

綜上所述，本發明的實施例於資料電壓的轉態期間時，偏壓控制單元將緩衝器操作於正常偏壓狀態，並且其於省電期間將緩衝器操作於低偏壓狀態。而之後在開關從導通至截止的轉態期間時，偏壓控制單元便控制緩衝器操作回正常偏壓狀態，藉以讓緩衝器在開關從導通狀態轉換至截止狀態時能夠迅速調整由於寄生電容等造成的資料訊號變動，因而避免讓負載所接收的訊號與原資料訊號具有誤差，藉此維持平面顯示器的顯示品質亦降低電能消耗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、30‧‧‧平面顯示器

110‧‧‧時序控制器

120‧‧‧源極驅動器

130‧‧‧驅動電路

140‧‧‧緩衝器

150‧‧‧閘極驅動器

160‧‧‧顯示面板

850‧‧‧運算放大器

D‧‧‧資料訊號

DE‧‧‧資料致能訊號

DV‧‧‧資料電壓

OE‧‧‧輸出致能訊號

TP‧‧‧線閂鎖訊號

OPD‧‧‧緩衝器輸出之資料電壓

165‧‧‧像素電路

170‧‧‧開關

180‧‧‧像素負載

310‧‧‧偏壓控制單元

330‧‧‧資料控制單元

410‧‧‧虛線

710‧‧‧偏壓訊號產生單元

720‧‧‧第一偏壓產生單元

730‧‧‧第二偏壓產生單元

801‧‧‧第一電流源

802‧‧‧第二電流源

810‧‧‧第一緩衝電流源

820‧‧‧第二緩衝電流源

GL‧‧‧開關控制訊號

Vbc‧‧‧偏壓控制訊號

Vbias1‧‧‧第一偏壓

Vbias2‧‧‧第二偏壓

Vdd‧‧‧系統電壓

Vss‧‧‧接地電壓

T1‧‧‧緩衝器的轉態期間

T2‧‧‧緩衝器的非轉態期間

T3‧‧‧開關從導通至截止的轉態期間

T4、T8‧‧‧省電期間

T5、T6、T9、T11‧‧‧期間

M1~M12‧‧‧電晶體

SW1~SW4‧‧‧第一開關至第四開關

圖1是習知之平面顯示器的方塊圖。

圖2是習知之驅動像素負載的緩衝器的波形圖。

圖3為動態控制驅動裝置的方塊圖。

圖4是一種動態控制驅動裝置的波形圖。

圖5是依照本發明第一實施例所述之一種動態控制驅動裝置的波形圖。

圖6是依照本發明第二實施例所述之一種動態控制驅動裝置的波形圖。

圖7是依照本發明第一實施例所述之動態控制驅動裝置的方塊圖。

圖8是依照本發明第一實施例所述之動態控制驅動裝置的電路圖。

圖9是依照本發明第一實施例所述之緩衝器的電路圖。

OE‧‧‧輸出致能訊號

TP‧‧‧線閂鎖訊號

OPD‧‧‧緩衝器輸出之資料電壓

GL‧‧‧開關控制訊號

Vbc‧‧‧偏壓控制訊號

T1‧‧‧緩衝器的轉態期間

T3‧‧‧開關從導通至截止的轉態期間

T4‧‧‧省電期間

T5、T6‧‧‧期間

Claims (12)

1. 一種動態偏壓驅動裝置，包括：一緩衝器，該緩衝器的輸入端接收一資料電壓，該緩衝器的輸出端經由一開關連接至一負載；以及一偏壓控制單元，連接至該緩衝器以動態控制該緩衝器的偏壓，其中於該資料電壓的轉態期間時，該偏壓控制單元控制該緩衝器操作於一正常偏壓狀態，於一省電期間時，該偏壓控制單元控制該緩衝器操作於一低偏壓狀態，以及於該開關從導通至截止的轉態期間時，該偏壓控制單元控制該緩衝器操作於該正常偏壓狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該省電期間為該資料電壓的穩態期間，且該省電期間與該開關從導通至截止的轉態期間不重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該偏壓控制單元包括：一偏壓訊號產生單元，用以產生一偏壓控制訊號，其中於該資料電壓的轉態期間時，該偏壓訊號產生單元將該偏壓控制訊號設定為一第一電位，於該省電期間時，該偏壓訊號產生單元將該偏壓控制訊號設定為一第二電位，以及於該開關從導通至截止的轉態期間時，該偏壓訊號產生單元將該偏壓控制訊號設定為該第一電位；以及一第一偏壓產生單元，連接至該偏壓訊號產生單元，該第一偏壓產生單元依據該偏壓控制訊號產生該緩衝器的 一第一偏壓，以使該緩衝器操作於該正常偏壓狀態或該低偏壓狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該第一偏壓產生單元包括：一第一電晶體，其第一端耦接一系統電壓，該第一電晶體的控制端耦接該第一電晶體的第二端與該緩衝器以產生該第一偏壓；一第二電晶體，其第一端耦接該系統電壓；一第一電流源，其供應端耦接至該第一電晶體之第二端與該第二電晶體之第二端；一第一開關，其控制端接收該偏壓控制訊號，該第一開關的第一端耦接該系統電壓，該第一開關的第二端耦接該第二電晶體的控制端；以及一第二開關，其控制端接收該偏壓控制訊號，該第二開關的第一端耦接該第二電晶體之第二端，該第二開關的第二端耦接該第二電晶體的控制端，其中，當該偏壓控制訊號為該第一電位時，該第一開關導通且該第二開關截止以設定該第一偏壓為一第一正常偏壓值，而當該偏壓控制訊號為該第二電位時，該第一開關截止且該第二開關導通以設定該第一偏壓為一第一低偏壓值。
5. 如申請專利範圍第3項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該緩衝器包括： 一運算放大器，其非反相端作為該緩衝器的輸入端，該運算放大器的反相端耦接該運算放大器的輸出端以作為該緩衝器的輸出端；以及一第一緩衝電流源，其控制端接收該第一偏壓，該第一緩衝電流源的第一端接收一系統電壓，該第一緩衝電流源的第二端耦接該運算放大器的第一電源端，該第一緩衝電流源依據該第一偏壓決定該運算放大器的操作狀態。
6. 如申請專利範圍第3項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該偏壓控制單元更包括：一第二偏壓產生單元，連接至該偏壓訊號產生單元，該第二偏壓產生單元依據該偏壓控制訊號產生該緩衝器的一第二偏壓，以使該緩衝器操作於該正常偏壓狀態或該低偏壓狀態。
7. 如申請專利範圍第6項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該第二偏壓產生單元包括：一第三電晶體，其第一端耦接一接地電壓，該第三電晶體的控制端耦接該第三電晶體之第二端與該緩衝器以產生一第二偏壓；一第四電晶體，其第一端耦接該接地電壓；一第二電流源，其供應端耦接至該第三電晶體之第二端與該第四電晶體之第二端；一第三開關，其控制端接收該偏壓控制訊號，該第三開關的第一端耦接該接地電壓，該第三開關的第二端耦接該第四電晶體的控制端；以及 一第四開關，其控制端接收該偏壓控制訊號，該第四開關的第一端耦接該第四電晶體之第二端，該第四開關的第二端耦接該第四電晶體的控制端，其中，當該偏壓控制訊號為該第一電位時，該第三開關導通且該第四開關截止以設定該第二偏壓為一第二正常偏壓值，而當該偏壓控制訊號為該第二電位時，該第三開關截止且該第四開關導通以設定該第二偏壓為一第二低偏壓值。
8. 如申請專利範圍第6項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該緩衝器包括：一運算放大器，其非反相端作為該緩衝器的輸入端，該運算放大器的反相端耦接該運算放大器的輸出端以作為該緩衝器的輸出端；一第一緩衝電流源，其控制端接收該第一偏壓，該第一緩衝電流源的第一端接收一系統電壓，該第一緩衝電流源的第二端耦接該運算放大器的第一電源端；以及一第二緩衝電流源，其控制端接收該第二偏壓，該第二緩衝電流源的第一端接收一接地電壓，該第二緩衝電流源的第二端耦接該運算放大器的第二電源端，其中該第一緩衝電流源與該第二緩衝電流源依據該第一偏壓與該第二偏壓決定該運算放大器的操作狀態。
9. 如申請專利範圍第1項所述之動態偏壓驅動裝置，其中該偏壓控制單元利用一閘極驅動器之一輸出致能 信號來計算該資料電壓的轉態期間、該省電期間及該開關從導通至截止的轉態期間。
10. 一種動態偏壓驅動方法，用於一緩衝器，該緩衝器的輸入端接收一資料電壓，且該緩衝器的輸出端經由一開關連接至一負載，該動態偏壓驅動方法包括：於該資料電壓的轉態期間時，控制該緩衝器操作於一正常偏壓狀態；於一省電期間時，控制該緩衝器操作於一低偏壓狀態；以及於該開關從導通至截止的轉態期間時，控制該緩衝器操作於該正常偏壓狀態。
11. 如申請專利範圍第10項所述之動態偏壓驅動方法，其中該省電期間為該資料電壓的穩態期間，且該省電期間與該開關從導通至截止的轉態期間不重疊。
12. 如申請專利範圍第10項所述之動態偏壓驅動方法，更包括：利用一閘極驅動器之一輸出致能信號來計算該資料電壓的轉態期間、該省電期間及該開關從導通至截止的轉態期間。