自我偵測電荷分享模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自我偵測電荷分享模塊，用于一液晶顯示器中，包括有：至少一偵測單元，用來偵測驅動多個數據線的多個運算放大器的多個輸入電壓及該多個數據線的多個輸出電壓，以產生多個偵測結果；以及至少一電荷分享單元，用來在該多個偵測結果指示該多個輸入電壓中至少一第一輸入電壓與至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反且趨近時，導通該多個數據線中至少一相對應第一數據線及至少一相對應第二資料線的連結；其中，該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓在電壓變化后維持各別極性。
【專利說明】自我偵測電荷分享模塊
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種自我偵測電荷分享模塊，尤其涉及一種可自我偵測數據線電壓變化趨勢動態(tài)進行電荷分享，以提升省電效能的自我偵測電荷分享模塊。
【背景技術】
[0002]液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，已被廣泛地應用于計算機系統(tǒng)、移動電話、個人數字助理(PDA)等信息產品上。液晶顯示器的工作原理是利用液晶分子在不同排列狀態(tài)下，對光線具有不同的偏振或折射效果，因此可經由不同排列狀態(tài)的液晶分子來控制光線的穿透量，進一步產生不同強度的輸出光線，及不同灰階強度的紅、綠、藍光。
[0003]請參考圖1，圖1為公知一薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)液晶顯示器10的示意圖。液晶顯示器10包括一液晶顯示面板(IXD Panel)100、一時序控制器(timingcontroller) 102、一源極驅動器 104 (source driver)以及一閘極驅動器(gate driver)106。液晶顯示面板100是由兩基板(Substrate)構成，而在兩基板間填充有液晶材料(IXDlayer)。一基板上設置有多條資料線(Data Line) 110、多條垂直在數據線110的掃描線(Scan Line，或稱閘線，Gate Line) 112以及多個薄膜晶體管114，而在另一基板上設置有一共享電極(Common Electrode)用來提供一共享電壓Vcom。為便于說明，圖1中僅顯示四個薄膜晶體管114，實際上，液晶顯示面板100中每一數據線110與掃描線112的交接處(Intersection)均連接有一薄膜晶體管114,亦即薄膜晶體管114是以矩陣的方式分布在液晶顯示面板100上，每一資料線110對應于薄膜晶體管液晶顯示器10的一行(Column)，而掃描線112對應于薄膜晶體管液晶顯示器10的一列(Row)，且每一薄膜晶體管114是對應于一像素(Pixel)。此外，液晶顯示面板100的兩基板所構成的電路特性可視為一等效電容 116。
[0004]公知薄膜晶體管液晶顯示器10的驅動原理詳述如下。首先，時序控制器102產生相關于顯示影像的數據信號及驅動液晶顯示面板100所需的控制信號和頻率信號。源極驅動器104和閘極驅動器106依據時序控制器102傳來的信號而對不同的數據線110及掃描線112產生輸入信號，因而控制薄膜晶體管114的導通及等效電容116兩端的電位差，并進一步地改變液晶分子的排列以及相對應的光線穿透量。舉例來說，閘極驅動器106對掃描線112輸入一脈波使薄膜晶體管114導通，因此源極驅動器104所輸入數據線110的信號可經由薄膜晶體管114而輸入等效電容116，因此達到控制相對應像素的灰階(Gray Level)狀態(tài)。另外，通過控制源極驅動器104輸入至數據線110的信號大小，可產生不同的灰階大小。
[0005]在薄膜晶體管液晶顯示器10中，若一直使用正電壓不斷地驅動液晶分子會降低液晶分子對光線的偏振或折射效果，因而使畫面顯示的質量惡化，同樣地，若是一直使用負電壓不斷地驅動液晶分子也會降低液晶分子對光線的偏振或折射效果。因此，為了保護液晶分子不受驅動電壓的破壞，須使用正負電壓交互的方式來驅動液晶分子。此外，液晶顯示面板100除了包括一等效電容116外，電路本身還會產生寄生電容(Parasite Capacitor),所以當同樣的影像在液晶顯示面板100上顯示過久時，寄生電容會因為儲存電荷而產生殘影現(xiàn)象(Residual Image Effect),更會影響后續(xù)畫面的顯示，所以也必須利用正負電壓交互的方式來驅動液晶分子以改善寄生電容對影像輸出的影響，如欄反轉(ColumnInversion)、點反轉(Dot Inversion)、列反轉(LineInversion)等驅動方式。
[0006]然而，當驅動液晶顯示面板100的電壓極性開始反轉的際，共享電壓Vcom驅動電路與源極驅動器的電流消耗最大，故此時也是液晶顯示器10負載最大的時間。因此，一般會使用電荷分享(charge sharing)的機制來重復利用電荷并減少等效電容116充電至預期電位所需的時間，進而降低功率消耗。在液晶顯示器10中，源極驅動器104可通過控制兩相鄰數據線間的晶體管開關組件，平均分配電荷來達到電荷分享的效果。
[0007]請參考圖2，圖2為圖1所示的液晶顯示器10在點反轉驅動下，一奇數的數據線CH_0DD與其相鄰的一偶數的數據線CH_EVEN的電位變化示圖。在圖2中，橫軸代表時間，縱軸代表電壓準位，輸出至等效電容116的驅動電壓的最大及最小值分別由VDD和VGND來表示，而在電荷分享后每一資料線的電位由Vavg來表示。若液晶分子以正極性驅動，則輸出至等效電容116的驅動電壓Vp需介于共同電壓Vcom和最大驅動電壓VDD之間；反之，液晶分子以負極性驅動，則輸出至等效電容116的驅動電壓Vn需介于共同電壓Vcom和最小驅動電壓VGND之間。
[0008]假設以點反轉方式來驅動液晶顯示器10的液晶顯示面板100，則在圖2中，當一正極性驅動周期結束時，一奇數的數據線CH_0DD上等效電容的電位Vp相等于最大驅動電壓VDD,而相鄰的一偶數的數據線CH_EVEN上等效電容的電位Vn相等于最小驅動電壓VGND，且Vcom=0.5VDD、VGND=0。在下一個驅動周期以前，公知的液晶顯示器10首先會導通耦接于兩相鄰數據線之間的晶體管開關組件，以進行電荷分享，中和在前一驅動周期結束時存在液晶電容內的電荷。因此，奇數的數據線CH_0DD上等效電容的電位會從電位Vp被拉至Vavg0相同地,偶數的數據線CH_EVEN上等效電容的電位會從電位Vn被拉至Vavg。當Vp及Vn分別相等于最大驅動電壓VDD及最小驅動電壓VGND時，Vavg=Vcom=0.5VDD。在下一個驅動周期時，奇數的數據線CH_0DD由正極性驅動轉至負極性，源極驅動器102通過電荷共享，對奇數的數據線CH_0DD進行預先放電。因此，僅需提供一壓差Λ V=-0.5VDD來驅動液晶分子，以達到控制相對應像素的灰階狀態(tài)。相同地，在下一個驅動周期時，偶數的數據線CH_EVEN由負極性驅動轉至正極性，源極驅動器102通過電荷共享，對偶數的數據線CH_EVEN進行預先充電。因此，僅需提供一壓差AV=0.5VDD來驅動液晶分子以達到控制相對應像素的灰階狀態(tài)。
[0009]然而，在公知技術中，電荷分享技術利用數字信號(即極性反轉信號)控制具有不同電壓極性的數據線在電壓極性翻轉時進行電荷分享已達省電，此電荷分享方式僅局限于極性翻轉時才能省電，因此無法在現(xiàn)今電壓大小改變而極性未改變的應用中進行電荷分享以達到省電的效果。有鑒于此，公知技術實有改進的必要。

【發(fā)明內容】

[0010]因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種自我偵測電荷分享模塊，尤指一種可自我偵測數據線電壓變化趨勢動態(tài)進行電荷分享，以提升省電效能的自我偵測電荷分享模塊。
[0011]本發(fā)明公開一種自我偵測電荷分享模塊，用于一液晶顯示器中，包括有:至少一偵測單元，用來偵測驅動多個數據線的多個運算放大器的多個輸入電壓及該多個數據線的多個輸出電壓，以產生多個偵測結果；以及至少一電荷分享單元，用來在該多個偵測結果指示該多個輸入電壓中至少一第一輸入電壓與至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反且趨近時，導通該多個數據線中至少一相對應第一數據線及至少一相對應第二資料線的連結；其中，該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓在電壓變化后維持各別極性。
[0012]在此配合下列圖示、實施例的詳細說明及權利要求書，將上述及本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點詳述于后。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為公知一薄膜晶體管液晶顯示器的示意圖。
[0014]圖2為圖1所示的液晶顯示器在點反轉驅動下，一奇數的數據線與其相鄰的一偶數的數據線的電位變化示圖。
[0015]圖3為本發(fā)明實施例一液晶顯示器的示意圖。
[0016]圖4為圖3所不的兩輸入電壓為不同極性且兩輸入電壓的電壓變化方向趨近一中間電壓時，液晶顯示器進行電荷分享的示意圖。
[0017]圖5為圖3所不的兩輸入電壓為相同極性且兩輸入電壓的電壓變化方向相反時，液晶顯示器進行電荷分享的示意圖。
[0018]圖6為本發(fā)明實施例另一液晶顯不器的不意圖。
[0019]圖7為圖6所示的兩偵測單元及兩電荷分享單元的詳細示意圖。
[0020]圖8為圖3所示的一偵測單元以及一電荷分享單元的詳細示意圖。
[0021]圖9為圖6所示的四個偵測單元及四個電荷分享單元的另一詳細示意圖。
[0022]圖10為圖3所示的偵測單元以及電荷分享單元的另一詳細示意圖。
[0023]圖11為圖3所示的偵測單元以及電荷分享單元的更一詳細示意圖。
[0024]其中，附圖標記說明如下:
[0025]10,30,60液晶顯示器
[0026]100液晶顯示面板
[0027]102時序控制器
[0028]104源極驅動器
[0029]106閘極驅動器
[0030]110、CH_0DD、CH_EVEN資料線
[0031]112掃描線
[0032]114薄膜晶體管
[0033]116等效電容
[0034]300,600自我偵測電荷分享模塊
[0035]302、DU1-DUx偵測單元
[0036]So^CSU1NCSUx 電荷分享單元
[0037]Vcom共同電壓[0038]VDD、VGND、Vavg電位
[0039]OP1~OPx運算放大器
[0040]Sff1 ~SWx開關
[0041]CH1-CHx資料線
[0042]LD1 ~LDx負載
[0043]S控制信號
[0044]Vin1~Vinx輸入電壓
[0045]Vout1 ~Voutx輸出電壓
[0046]De^Det1NDetx偵測結果
[0047]VM中間電壓
[0048]Cs共享總線
[0049]COM1 ~COM12比較器
[0050]A1 ~A6與門
[0051]CSW1NCSW6電荷分享開關
`[0052]MP1 ~MPltl、MN1 ~MNltl晶體管
【具體實施方式】
[0053]請參考圖3,圖3為本發(fā)明實施例一液晶顯示器(liquid crystaldisplaydevice) 30的示意圖。如圖3所示,液晶顯示器30包括有運算放大器OP1' 0?2、開關SW1、SW2、數據線CH1、CH2、負載LD1、LD2、一自我偵測電荷分享模塊300，自我偵測電荷分享模塊300包括有一偵測單元302以及一電荷分享單元304。簡單來說，運算放大器OP1' OP2的輸出端耦接于負輸入端形成一負回授結構，因此可將輸出端的電壓鎖定于正輸入端所接收的輸入電壓Vin1' Vin2,使得開關SW1' Sff2根據一控制信號S導通時，可驅動數據線CH1'CH2使輸出至負載LA、LD2 (即耦接于資料線CH^ CH2的等效電容)的輸出電壓VouV Vout2達到與輸入電壓Vin1、Vin2相同準位。
[0054]在此結構下，偵測單元302可偵測驅動數據線CH1JH2的運算放大器OP1JP2的輸入電壓Vin1' Vin2及數據線CH1' CH2的輸出電壓VouV Vout2,以產生一偵測結果DET予電荷分享單元304，因此電荷分享單元304可在偵測結果DET指示輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近時，導通數據線CHp CH2的連結，以將負載LA、LD2上的電荷進行分享。在此情況下，自我偵測電荷分享模塊300除了可如公知電荷分享技術在輸入電壓VinpVin2極性反轉的情況下進行電荷分享，也可在輸入電壓Vin1Jin2在電壓變化后仍維持各別極性的情況下進行電荷分享。如此一來，本發(fā)明可自我偵測數據線CH1XH2電壓變化趨勢動態(tài)進行電荷分享，以提升省電效能。
[0055]詳細來說，請參考圖4，圖4為圖3所示的輸入電壓Vin1~Vin2為不同極性且輸入電壓Vin1~Vin2的電壓變化方向趨近一中間電壓VM時，液晶顯示器30進行電荷分享的示意圖。如圖4所示，當輸入電壓Vin1由高準位往中間電壓VM變化(往負方向變化)及輸入電壓Vin2由低準位往中間電壓VM變化(往正方向變化)而趨近時(輸入電壓Vin1可為正極性而輸入電壓Vin2可為負極性，即資料線CHp CH2可為相鄰資料線或一者為奇數資料線而另一者為偶數數據線)，控制信號S會指示開關SWp Sff2分別切斷運算放大器OPp OP2與數據線CHp CH2的連結，然后自我偵測電荷分享模塊300導通數據線鞏、CH2的連結，以將負載LDpLD2上的電荷進行分享，使得輸出電壓V0Ut1J0Ut2先經由電荷分享向中間電壓VM趨近后，再由控制信號S指示開關SWp Sff2分別導通運算放大器OPp OP2與數據線CHp CH2的連結以將輸出電壓VoutpVout2驅動至與輸入電壓VinpVin2相同準位。如此一來，本發(fā)明可在輸入電壓Vin1~Vin2為不同極性且輸入電壓Vin1~Vin2的電壓變化方向趨近一中間電壓VM (輸入電壓Vin1~Vin2仍維持原本各別極性)的情況下，進行電荷分享，以提升省電效能。
[0056]另一方面，請參考圖5,圖5為圖3所不的輸入電壓Vin1~Vin2為相同極性且輸入電壓Vin1~Vin2的電壓變化方向相反時,液晶顯示器30進行電荷分享的示意圖。如圖5所示，當輸入電壓Vin1由高準位往低準位變化(往負方向變化)及輸入電壓Vin2由低準位往高準位變化(往正方向變化)而先趨近再達到目標準位時(輸入電壓Vin1Jin2可同為正極性或負極性，即數據線CHp CH2為相間隔數據線，如兩者都為奇數數據線或偶數數據線)，控制信號S會指示開關SWp Sff2分別切斷運算放大器OP。OP2與數據線CHp CH2的連結，然后自我偵測電荷分享模塊300導通數據線CHpCH2的連結，以將負載LDpLD2上的電荷進行分享，使得輸出電壓Voutp Vout2先經由電荷分享到達穩(wěn)定電壓后，再由控制信號S指示開關Sff1^ Sff2分別導通運算放大器OP1' OP2與數據線CH1' CH2的連結以將輸出電壓Vout^ Vout2驅動至與輸入電壓VinpVin2相同準位。如此一來，本發(fā)明可在輸入電壓Vin1~Vin2為相同極性且輸入電壓Vin1~Vin2的電壓變化方向相反(輸入電壓Vin1~Vin2仍維持原本各別極性)的情況下，進行電荷分享，以提升省電效能。
[0057]值得注意的是，本發(fā)明的主要精神在于可自我偵測數據線電壓變化趨勢動態(tài)進行電荷分享，因此除了可在輸入電壓極性反轉的情況下進行電荷分享，也可在輸入電壓在電壓變化后仍維持各別極性的情況下進行電荷分享，進而更加提升省電效能。本領域普通技術人員當可據以進行修飾或變化，而不限于此。舉例來說，圖3所繪示的自我偵測電荷分享模塊300是偵測對應于兩條數據線CHpCH2的輸入電壓Vin1Jin2及輸出電壓V0UVV0Ut2,再決定是否進行電荷分享，但在其它實施例中，也可偵測對應于多條數據線的多個輸入電壓及輸出電壓，再將可進行電荷分享的數據線通過一共享總線(common bus)進行電荷分孚。
[0058]詳細來說，請參考圖6，圖6為本發(fā)明實施例另一液晶顯示器60的示意圖。如圖6所示，液晶顯示器60包括有運算放大器OP1~OPx、開關SW1~SWx、數據線CH1~CHx、負載LD1~LDX、自我偵測電荷分享模塊600，自我偵測電荷分享模塊600包括有偵測單元DU1~DUx,電荷分享單元CSU1~CSUx以及一共享總線Cs。液晶顯示器60與液晶顯示器30部分相似，因此作用相似的組件及信號以相同符號表示，運算放大器OP3~OPx、開關SW3~SWx、數據線CH3~CHx、負載LD3~LDx與運算放大器OP1~OP2、開關SW1~SW2、數據線CH1~CH2、負載LD1~LD2的運作大致相同，可參考以上敘述。
[0059]液晶顯示器60與液晶顯示器30的主要差別在于偵測單元DU1~DUx可分別偵測相對應數據線CH1~CHx的輸入電壓Vin1~Vinx及輸出電壓Vout1~Voutx,以產生偵測結果DET1~DETx予電荷分享單元CSU1~CSUx,使得電荷分享單元CSU1~CSUx可在偵測結果DET1~DETx指示輸入電壓Vin1~Vinx中至少一第一輸入電壓與至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反且趨近時，導通至少一相對應第一數據線及至少一相對應第二數據線與共享總線Cs的連結，以進行電荷分享。如此一來，本發(fā)明可任意將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的至少一數據線的負載進行電荷分享。
[0060]舉例來說，當輸入電壓Vin1~Vin2如圖4進行變化且另一輸入電壓Vin3與輸入電壓Vin1具有相同變化時，電荷分享單元CSU1~CSU3可導通數據線CH1~CH3與共享總線Cs的連結，以將負載LA、LD3與負載LD2上的電荷進行分享。值得注意的是，當圖4所示輸入電壓為不同極性且電壓變化方向趨近一中間電壓VM的情形與當圖5所示輸入電壓為相同極性且電壓變化方向相反之情形同時存在時，由于在圖4所示輸入電壓變化驅勢的情形下進行較多電荷分享，因此電荷分享單元CSU1~CSUx可優(yōu)先將具有圖4所示輸入電壓變化驅勢的數據線耦接于共享總線Cs進行分享以提升較多省電效能。
[0061]具體而言,請參考圖7,圖7為圖6所示的偵測單元DU1~DU2及電荷分享單元CSU1~CSU2的詳細示意圖。如圖7所示，偵測單元DU1包括有比較器COM1~COM4以及與門(AND gateMi~A2，偵測單元DU2包括有比較器C0M2、C0M4~C0M6以及與門A3~A4,其中，偵測單元DU1與偵測單元DU2共享比較器C0M2、C0M4。電荷分享單元CSU1包括有電荷分享開關CSW1~CSW2，而電荷分享單元CSU2包括有電荷分享開關CSW3~CSW4。如圖7左半部的結構所不，比較器COM1包括一負輸入端用來接收輸入電壓Vin1,以及一正輸入端用來接收輸出電壓Vout1,比較器COM2包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout1,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout2,比較器COM5包括一正輸入端用來接收輸入電壓Vin2,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout2,與門A1的輸入端耦接于比較器COMp比較器COM2與比較器COM5的輸出端以及控制信號S的一反向信號，電荷分享開關CSW1根據與門A1的偵測結果DET1,導通輸出電壓Vout1與共享總線Cs的連結(即導通數據線CH1與共享總線Cs的連結)，而電荷分享開關CSW3根據與門A3的偵測結果DET3,導通輸出電壓Vout2與共享總線Cs的連結(即導通數據線CH2與共享總線Cs的連結)。
[0062]在此結構下，當輸出電壓Vout1大于輸入電壓Vin1C往負方向變化)、輸出電壓Vout2小于輸入電壓Vin2 (往正方`向變化)、輸出電壓Vout1大于輸出電壓Vout2 (輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)且控制信號S為低準位控制開關SWp Sff2切斷運算放大器OP^ OP2與數據線CH^ CH2的連結時，閘Ap A3的偵測結果DEI\、DET3為高準位以控制電荷分享開關CSWpCSW3導通輸出電壓V0Ut1J0Ut2與共享總線Cs的連結以進行電荷分享。
[0063]相似地，如圖7右半部的結構所示，比較器COM3包括一負輸入端用來接收輸出電壓Vout1,以及一正輸入端用來接收輸入電壓Vin1,比較器COM4包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout2,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout1,比較器COM6包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout2,以及一負輸入端用來接收輸入電壓Vin2，與門A2的輸入端耦接于比較器C0M3、比較器COM4與比較器COM6的輸出端以及控制信號S的反向信號，電荷分享開關CSW2根據與門A2的偵測結果DET2,導通輸出電壓Vout1與共享總線Cs的連結，而電荷分享開關CSff4根據與門A4的偵測結果DET4,導通輸出電壓Vout2與共享總線Cs的連結。
[0064]在此結構下，當輸出電壓Vout1小于輸入電壓VinJ往正方向變化)、輸出電壓Vout2大于輸入電壓Vin2 (往負方向變化)且輸出電壓Vout1小于輸出電壓Vout2 (輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)且控制信號S為低準位控制開關SWp Sff2切斷運算放大器OP^ OP2與數據線CH^ CH2的連結時，閘A2、A4的偵測結果DET2、DET4為高準位以控制電荷分享開關CSW2、CSW2導通輸出電壓VoutpVout2與共享總線Cs的連結以進行電荷分享。換言之，圖7左半部及右半部的結構分別用來導通兩種輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近的情形。依此類推,偵測單元DU3?DUx、電荷分享單元CSU3?CSUx也可以與偵測單元DU1?DU2、電荷分享單元CSU1?CSU2相似的結構實現(xiàn)。如此一來，本發(fā)明可利用比較器結構對輸入電壓及輸出電壓進行偵測，以任意將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的至少一數據線的負載耦接至共享總線Cs進行電荷分享。
[0065]另一方面，請參考圖8，圖8為圖3所示的偵測單元302以及電荷分享單元304的詳細示意圖。如圖8所示，偵測單元302包括有比較器COM7?COM12以及與門A5?A6,電荷分享單元304包括有電荷分享開關CSW5?CSW6。如圖8左半部的結構所示，比較器COM7包括一負輸入端用來接收輸入電壓Vin1,以及一正輸入端用來接收輸出電壓Vout1,比較器COM8包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout1,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout2,比較器COM9包括一正輸入端用來接收輸入電壓Vin2,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout2,與門A5的輸入端耦接于比較器C0M7、比較器COM8與比較器COM9的輸出端以及控制信號S的反向信號，電荷分享開關CSW5根據與門A5的偵測結果DET，導通輸出電壓Vout1與輸出電壓Vout2的連結(即導通數據線洱、CH2的連結)。
[0066]在此結構下，當輸出電壓Vout1大于輸入電壓Vin1C往負方向變化)、輸出電壓Vout2小于輸入電壓Vin2 (往正方向變化)、輸出電壓Vout1大于輸出電壓Vout2 (輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)且控制信號S為低準位控制開關SWp Sff2切斷運算放大器OPpOP2與數據線CH1XH2的連結時，閘A5的偵測結果DET為高準位以控制電荷分享開關CSW5導通輸出電壓Voutp Vout2的連結以進行電荷分享。
[0067]相似地，如圖8右半部的結構所示，比較器COMltl包括一負輸入端用來接收輸出電壓Vout1,以及一正輸入端用來接收輸入電壓Vin1,比較器COM11包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout2,以及一負輸入端用來接收輸出電壓Vout1,比較器COM12包括一正輸入端用來接收輸出電壓Vout2,以及一負輸入端用來接收輸入電壓Vin2，與門A6的輸入端耦接于比較器COMltl、比較器COM11與比較器COM12的輸出端以及控制信號S的反向信號，電荷分享開關CSff6根據與門A6的偵測結果DET，導通輸出電壓Vout1與輸出電壓Vout2的連結。
[0068]在此結構下，當輸出電壓Vout1小于輸入電壓VinJ往正方向變化)、輸出電壓Vout2大于輸入電壓Vin2 (往負方向變化)、輸出電壓Vout1小于輸出電壓Vout2 (輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)且控制信號S為低準位控制開關SWp Sff2切斷運算放大器OPpOP2與數據線CH1XH2的連結時，閘A6的偵測結果DET為高準位以控制電荷分享開關CSW6導通輸出電壓Voutp Vout2的連結以進行電荷分享。換言之，圖8左半部及右半部的結構分別用來導通兩種輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近的情形。如此一來，本發(fā)明可利用比較器結構對輸入電壓及輸出電壓進行偵測，以將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的數據線的負載進行電荷分享。
[0069]此外,請參考圖9,圖9為圖6所示的偵測單元DU1?DU4及電荷分享單元CSU1?CSU4的另一詳細示意圖。如圖9所示，偵測單元DUp CSU1共同包括有晶體管MP1?MP2、MN1?MN2，偵測單元DU2、CSU2共同包括有晶體管MP1?MP2、MN1?MN2，其中，晶體管MP1?MP4為P型金氧半場效應晶體管(metal oxide semiconductor field-effect transistor,MOSFET)，而晶體管?MN4為N型金氧半場效應晶體管。如圖9左半部的結構所示，晶體管MP1的一閘極耦接于輸入電壓Vin1，一源極耦接于輸出電壓Vout1,晶體管的一閘極耦接于輸出電壓Vout1，一源極耦接于共享總線Cs，一汲極耦接于晶體管MP1的一源極，晶體管MN3的一閘極稱接于輸入電壓Vin2, —源極稱接于一輸出電壓Vout2,晶體管MP3的一閘極率禹接于輸出電壓Vout2, —源極耦接于共享總線Cs，一汲極耦接于晶體管MN3的一汲極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第一端以及一第二端)。
[0070]在此結構下，當輸出電壓Vout1減去一門坎電壓(threshold voltage) Vt大于輸入電壓Vin1 (即Vout1-VOVin1,往負方向變化)、輸出電壓Vout2小于輸入電壓Vin2減去門坎電壓Vt(即Vin2-Vt>Vout2,往正方向變化)、輸出電壓Vout1減去門坎電壓Vt大于共享總線Cs的一共享電壓VcomVcs且輸出電壓Vout2小于共享電壓VcomVcs減去門坎電壓Vt時(即Vout1-VOVcs且Vcs-Vt>Vout2，輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MPpMNpMNyMP3導通輸出電壓VoutpVout2與共享總線Cs的連結(即導通數據線CH1XH2與共享總線Cs的連結)以進行電荷分享，而在輸出電壓V0Ut1J0Ut2趨近至與共享電壓VcomVcs的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MPyMN1關閉以停止電荷分享。
[0071]相似地，如圖9右半部的結構所示，晶體管MN2的一閘極耦接于輸入電壓Vin1，一源極耦接于輸出電壓Vout1,晶體管MP2的一閘極耦接于輸出電壓Vout1, —源極耦接于共享總線Cs，一汲極耦接于晶體管MN2的一汲極，晶體管MP4的一閘極耦接于輸入電壓Vin2, —源極I禹接于一輸出電壓Vout2,晶體管MN4的一閘極I禹接于輸出電壓Vout2, —源極I禹接于共享總線Cs，一汲極耦接于晶體管MP4的一汲極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第一端以及一第二端)。
[0072]在此結構下，當輸入電壓Vin1減去一門坎電壓Vt大于輸出電壓Vouti (即Vin1-VtXVout1,往正方向變化)、輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于輸入電壓Vin2(即Vout2-Vt>Vin2,往負方向變化)、共享電壓VcomVcs減去門坎電壓Vt大于輸出電壓Vout1且輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于共享電壓VcomVcs時(即Vcs-Vl^Vout1且Vout2-Vt>Vcs,輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MN2、MP2, MP4, MN4導通輸出電壓Vout1Jout2與共享總線Cs的連結(即導通數據線CH^CH2與共享總線Cs的連結)以進行電荷分享，而`在輸出電壓VoutpVout2趨近至與共享電壓VcomVcs的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MP2、MN4*閉以停止電荷分享。換言之，圖9左半部及右半部的結構分別用來導通兩種輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近的情形。
[0073]依此類推，偵測單元DU3~DUX、電荷分享單元CSU3~ CSUx也可以與偵測單元DU1~DU2、電荷分享單元CSU1~CSU2相似的結構實現(xiàn)，因此可獨立自我動態(tài)偵測是否進行電荷共享并自行結束，不需要額外控制信號。如此一來，本發(fā)明可利用晶體管開關結構對輸入電壓及輸出電壓進行偵測，以任意將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的至少一數據線的負載耦接至共享總線Cs進行電荷分享。
[0074]再者,請參考圖10,圖10為圖3所示的偵測單元302以及電荷分享單元304的另一詳細示意圖。偵測單元302以及電荷分享單元304共同包括有晶體管MP5~MP7、MN5~MN7，其中，晶體管MP5~MP7為P型金氧半場效應晶體管，而晶體管MN5~MN7為N型金氧半場效應晶體管。如圖10左半部的結構所示，晶體管MP5的一閘極耦接于輸入電壓Vin1，一源極率禹接于輸出電壓Vout1,晶體管MN6的一閘極I禹接于輸出電壓Vout1, —汲極I禹接于晶體管MP5的一汲極，晶體管MN7的一閘極耦接于輸入電壓Vin2, —源極耦接于一輸出電壓Vout2,一汲極耦接于晶體管1乂的一源極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第一端以
及一第二端)。
[0075]在此結構下，當輸出電壓Vout1減去門坎電壓Vt大于輸入電壓Vin1 (BPVout1-VOVin1,往負方向變化)、輸出電壓Vout2小于輸入電壓Vin2減去門坎電壓Vt (即Vin2-Vt>Vout2，往正方向變化)且輸出電壓Vout1減去門坎電壓Vt大于輸出電壓Vout2時(即Vout1-VtyVout2,輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MP5、MN6、MN7導通輸出電壓VouVVout2的連結(即導通資料線CHpCH2的連結)以進行電荷分享，而在輸出電壓V0Ut1J0Ut2的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MN6關閉以停止電荷分享。
[0076]相似地，如圖10右半部的結構所示，晶體管MN5的一閘極耦接于輸入電壓Vin1, —源極耦接于輸出電壓Vout1,晶體管MP6的一閘極耦接于輸出電壓Vout1,晶體管MP7的一閘極率禹接于輸入電壓Vin2, —源極稱接于一輸出電壓Vout2, —汲極稱接于晶體管MP6的一源極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第一端以及一第二端)。
[0077]在此結構下，當輸入電壓Vin1減去一門坎電壓Vt大于輸出電壓Vouti (即Vin1-VOVout1,往正方向變化)、輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于輸入電壓Vin2 (即Vout2-Vt>Vin2，往負方向變化)且輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于輸出電壓Vout1時(即V0Ut2-VOV0Ut1，輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MN5, MP6, MP7導通輸出電壓VouVVout2的連結(即導通資料線CHpCH2的連結)以進行電荷分享，而在輸出電壓Vout1、Vout2的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MP6關閉以停止電荷分享。換言之，圖10左半部及右半部的結構分別用來導通兩種輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近的情形。如此一來，本發(fā)明可利用晶體管開關結構對輸入電壓及輸出電壓進行偵測，以將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的數據線的負載進行電荷分享。
[0078]除此之外，請參考圖11，圖11為圖3所示的偵測單元302以及電荷分享單元304的更一詳細示意圖。偵測單元302以及電荷分享單元304共同包括有晶體管MP8?MP1(1、MN8?麗1(|，其中，晶體管MP8?MPltl為P型金氧半場效應晶體管，而晶體管MN8?麗1(|為N型金氧半場效應晶體管。如圖10左半部的結構所示，晶體管MP8的一閘極耦接于輸入電壓Vin1, 一源極耦接于輸出電壓Vout1,晶體管MP9的一閘極耦接于輸出電壓Vout2, —源極耦接于晶體管MP8的一汲極，晶體管MNltl的一閘極耦接于輸入電壓Vin2, —源極耦接于一輸出電壓Vout2, —汲極耦接于晶體管MP9的一汲極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第一端以及一第二端)。
[0079]在此結構下，當輸出電壓Vout1減去門坎電壓Vt大于輸入電壓Vin1 (BPVout1-VOVin1,往負方向變化)、輸出電壓Vout2小于輸入電壓Vin2減去門坎電壓Vt (即Vin2-Vt>Vout2，往正方向變化)且輸出電壓Vout1減去門坎電壓Vt大于輸出電壓Vout2時(即Vout1-VtyVout2,輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MP8、MP9, MNiq導通輸出電壓VouV Vout2的連結(即導通資料線CH1、CH2的連結)以進行電荷分享，而在輸出電壓V0Ut1J0Ut2的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MP9關閉以停止電荷分享。[0080]相似地，如圖11右半部的結構所示，晶體管MN8的一閘極耦接于輸入電壓Vin1, —源極I禹接于輸出電壓Vout1,晶體管MN9的一閘極I禹接于輸出電壓Vout2, —源極I禹接于晶體管MN8的一汲極，晶體管MPltl的一閘極耦接于輸入電壓Vin2, —源極耦接于一輸出電壓Vout2，一汲極耦接于晶體管MN9的一汲極(閘極、源極以及汲極可分別視為一控制端、一第
一端以及一第二端)。
[0081]在此結構下，當輸入電壓Vin1減去一門坎電壓Vt大于輸出電壓Vouti (即Vin1-VOVout1,往正方向變化)、輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于輸入電壓Vin2 (即Vout2-Vt>Vin2，往負方向變化)且輸出電壓Vout2減去門坎電壓Vt大于輸出電壓Vout1時(即Vout2-VtyVout1,輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2趨近或先趨近再達到目標準位)，晶體管MN8、MN9, MP10導通輸出電壓Voutp Vout2的連結(即導通資料線CHp CH2的連結)以進行電荷分享，而在輸出電壓V0Ut1J0Ut2的差小于門坎電壓Vt時，晶體管MN9關閉以停止電荷分享。換言之，圖11左半部及右半部的結構分別用來導通兩種輸入電壓Vin1與輸入電壓Vin2的電壓變化方向相反且趨近的情形(圖11與圖10所示結構的主要差異在于圖11中晶體管MP9、MN9與圖10相對應位置的晶體管MN6、MP6為不同型且晶體管MP9、MN9的閘極耦接于輸出電壓Vout2而非輸出電壓Vout1X如此一來,本發(fā)明可利用晶體管開關結構對輸入電壓及輸出電壓進行偵測，以將兩組輸入電壓具有相反轉態(tài)方向且趨近的數據線的負載進行電荷分享。
[0082]值得注意的是，上述圖9至圖11的實施例中是以金氧半場效應晶體管實現(xiàn)偵測單元DU1?DUx及電荷分享單元CSU1?CSUx以偵測電壓并進行開關控制，但在其它實施例中，偵測單元DU1?DUx及電荷分享單元CSU1?CSUx也可以雙極性接面晶體管(bipolarjunction transistor,BJT)、接合場效晶體管(junction field effect transistor,JFET)等半導體晶體管或可當開關的組件實現(xiàn)，而門坎電壓Vt以不同組件實施時可能為0V。
[0083]在公知技術中，電荷分享技術利用數字信號(即極性反轉信號)控制具有不同電壓極性的數據線在電壓極性翻轉時進行電荷分享已達省電，此電荷分享方式僅局限于極性翻轉時才能省電，因此無法在現(xiàn)今電壓大小改變而極性未改變的應用中進行電荷分享以達到省電的效果。相較之下，本發(fā)明可自我偵測數據線電壓變化趨勢動態(tài)進行電荷分享，因此除了可在輸入電壓極性反轉的情況下進行電荷分享，也可在輸入電壓在電壓變化后仍維持各別極性的情況下進行電荷分享，進而更加提升省電效能。
[0084]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種自我偵測電荷分享模塊，用于一液晶顯示器中，其特征在于，包括有: 至少一偵測單元，用來偵測驅動多個數據線的多個運算放大器的多個輸入電壓及該多個數據線的多個輸出電壓，以產生多個偵測結果；以及 至少一電荷分享單元，用來在該多個偵測結果指示該多個輸入電壓中至少一第一輸入電壓與至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反且趨近時，導通該多個數據線中至少一相對應第一數據線及至少一相對應第二資料線的連結； 其中，該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓在電壓變化后維持各別極性。
2.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，至少一第一開關及至少一第二開關根據一控制信號，切斷至少一相對應第一運算放大器與該至少一相對應第一數據線的連結及至少一相對應第二運算放大器與該至少一相對應第二數據線的連結。
3.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓為不同極性且該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓的電壓變化方向趨近一中間電壓。
4.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓為相同極性且該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反。
5.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，還包括一共享總線，耦接于該至少一電荷分享單兀，而該至少一電荷分享單兀在該至少一第一輸入電壓與該至少一第二輸入電壓的電壓變化方向相反且趨近時，導通該至少一相對應第一數據線及該至少一相對應第二數據線與該共享總線的連結。
6.如權利要求5所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一偵測單兀中一偵測單元包括有:` 一第一比較器，包括一負輸入端用來接收該至少一第一輸入電壓當中一者，以及一正輸入端用來接收一相對應第一輸出電壓； 一第二比較器，包括一正輸入端用來接收該第一輸出電壓，以及一負輸入端用來接收相對應該至少一第二輸入電壓當中一者的一第二輸出電壓；以及 一第一與門(and gate),其輸入端f禹接于該第一比較器與該第二比較器的輸出端以及一控制信號的一反向信號。
7.如權利要求6所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，至少一電荷分享單元中一電荷分享單元包括有一第一電荷分享開關，用來根據該第一與門的一第一偵測結果，導通該第一輸出電壓與該共享總線的連結。
8.如權利要求6所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一偵測單元中該偵測單元還包括有: 一第三比較器，包括一負輸入端用來接收該第一輸出電壓，以及一正輸入端用來接收該至少一第一輸入電壓當中該者； 一第四比較器，包括一正輸入端用來接收該第二輸出電壓，以及一負輸入端用來接收該第一輸出電壓；以及 一第二與門，其輸入端耦接于該第三比較器與該第四比較器的輸出端以及該控制信號的該反向信號。
9.如權利要求8所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，至少一電荷分享單元中該電荷分享單元還包括有一第二電荷分享開關，用來根據該第二與門的一第二偵測結果，導通該第一輸出電壓與該共享總線的連結。
10.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一偵測單元中一偵測單元包括有: 一第五比較器，包括一負輸入端用來接收該至少一第一輸入電壓當中一者，以及一正輸入端用來接收一相對應第一輸出電壓； 一第六比較器，包括一正輸入端用來接收該至少一第二輸入電壓當中一者，以及一負輸入端用來接收一相對應第二輸出電壓； 一第七比較器，包括一正輸入端用來接收該第一輸出電壓，以及一負輸入端用來接收該第二輸出電壓；以及 一第三與門，其輸入端耦接于該第五比較器、該第六比較器與該第七比較器的輸出端以及一控制信號的一反向信號。
11.如權利要求10所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，至少一電荷分享單元中一電荷分享單元包括有一第三電荷分享開關，用來根據該第三與門的一第三偵測結果，導通該第一輸出電壓與該第二輸出電壓的連結。
12.如權利要求10所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該至少一偵測單元中該偵測單元還包括有: 一第八比較器，包括一負輸入端用來接收該第一輸出電壓，以及一正輸入端用來接收該至少一第一輸入電壓當中該者； 一第九比較器，包括一正輸入端用來接收該第二輸出電壓，以及一負輸入端用來接收該至少一第二輸入電壓當中該者； 一第十比較器，包括一正輸入端用來接收該第二輸出電壓，以及一負輸入端用來接收該第一輸出電壓； 一第四與門，其輸入端耦接于該第八比較器、該第九比較器、該第十比較器的輸出端以及該控制信號的該反向信號。
13.如權利要求12所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，至少一電荷分享單元中該電荷分享單元包括有一第四電荷分享開關，用來根據該第四與門的一第四偵測結果，導通該第一輸出電壓與該第二輸出電壓的連結。
14.如權利要求5所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，包括有: 一第一第一型晶體管，其一控制端耦接于該至少一第一輸入電壓當中一者，一第一端率禹接于一相對應第一輸出電壓； 一第一第二型晶體管，其一控制端耦接于該第一輸出電壓，一第一端耦接于該共享總線，一第二端耦接于該第一第一型晶體管的一第二端； 一第二第二型晶體管，其一控制端耦接于該至少一第二輸入電壓當中一者，一第一端率禹接于一相對應第二輸出電壓；以及 一第二第一型晶體管，其一控制端耦接于該第二輸出電壓，一第一端耦接于該共享總線，一第二端耦接于該第二第二型晶體管的一第二端。
15.如權利要求14所述的自我偵測電荷分享模塊,其特征在于,該第一型晶體管為一P型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 N型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
16.如權利要求14所述的自我偵測電荷分享模塊,其特征在于,該第一型晶體管為一N型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 P型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
17.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，包括有: 一第一第一型晶體管，其一控制端耦接于該至少一第一輸入電壓當中一者，一第一端率禹接于一相對應第一輸出電壓； 一第一第二型晶體管，其一控制端稱接于該第一輸出電壓，一第二端稱接于該第一第一型晶體管的一第二端；以及 一第二第二型晶體管，其一控制端耦接于該至少一第二輸入電壓當中一者，一第一端率禹接于一相對應第二輸出電壓，一第二端稱接于該第一第二型晶體管的一第一端。
18.如權利要求17所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該第一型晶體管為一P型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 N型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
19.如權利要求17所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該第一型晶體管為一N型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 P型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
20.如權利要求1所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，包括有: 一第一第一型晶體管，其`一控制端耦接于該至少一第一輸入電壓當中一者，一第一端率禹接于一相對應第一輸出電壓； 一第二第一型晶體管，其一控制端稱接于一相對應第二輸出電壓，一第一端稱接于該第一第一型晶體管的一第二端；以及 一第一第二型晶體管，其一控制端稱接于該至少一第二輸入電壓當中一者，一第一端耦接于該第二輸出電壓，一第二端耦接于該第二第一型晶體管的一第二端。
21.如權利要求20所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該第一型晶體管為一P型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 N型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
22.如權利要求20所述的自我偵測電荷分享模塊，其特征在于，該第一型晶體管為一N型金氧半場效應晶體管，而該第二型晶體管為一 P型金氧半場效應晶體管，該控制端、該第一端以及該第二端分別為一閘極、一源極以及一汲極。
【文檔編號】G09G3/36GK103778895SQ201210413178
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權日:2012年10月25日
【發(fā)明者】蘇嘉偉, 曾柏瑜, 楊舜勛, 方柏翔 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司