CN103778895B - 自我侦测电荷分享模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自我侦测电荷分享模块，用于一液晶显示器中，包括有：至少一侦测单元，用来侦测驱动多个数据线的多个运算放大器的多个输入电压及该多个数据线的多个输出电压，以产生多个侦测结果；以及至少一电荷分享单元，用来在该多个侦测结果指示该多个输入电压中至少一第一输入电压与至少一第二输入电压的电压变化方向相反且趋近时，导通该多个数据线中至少一相对应第一数据线及至少一相对应第二数据线的连结；其中，该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压在电压变化后仍维持原本各自极性。

Description

自我侦测电荷分享模块

技术领域

本发明涉及一种自我侦测电荷分享模块，尤其涉及一种可自我侦测数据线电压变化趋势动态进行电荷分享，以提升省电效能的自我侦测电荷分享模块。

背景技术

液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已被广泛地应用于计算机系统、移动电话、个人数字助理(PDA)等信息产品上。液晶显示器的工作原理是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同的偏振或折射效果，因此可经由不同排列状态的液晶分子来控制光线的穿透量，进一步产生不同强度的输出光线，及不同灰阶强度的红、绿、蓝光。

请参考图1，图1为公知一薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)液晶显示器10的示意图。液晶显示器10包括一液晶显示面板(LCDPanel)100、一时序控制器(timingcontroller)102、一源极驱动器104(sourcedriver)以及一闸极驱动器(gatedriver)106。液晶显示面板100是由两基板(Substrate)构成，而在两基板间填充有液晶材料(LCDlayer)。一基板上设置有多条资料线(DataLine)110、多条垂直在数据线110的扫描线(ScanLine，或称闸线，GateLine)112以及多个薄膜晶体管114，而在另一基板上设置有一共享电极(CommonElectrode)用来提供一共享电压Vcom。为便于说明，图1中仅显示四个薄膜晶体管114，实际上，液晶显示面板100中每一数据线110与扫描线112的交接处(Intersection)均连接有一薄膜晶体管114，亦即薄膜晶体管114是以矩阵的方式分布在液晶显示面板100上，每一资料线110对应于薄膜晶体管液晶显示器10的一行(Column)，而扫描线112对应于薄膜晶体管液晶显示器10的一列(Row)，且每一薄膜晶体管114是对应于一像素(Pixel)。此外，液晶显示面板100的两基板所构成的电路特性可视为一等效电容116。

公知薄膜晶体管液晶显示器10的驱动原理详述如下。首先，时序控制器102产生相关于显示影像的数据信号及驱动液晶显示面板100所需的控制信号和频率信号。源极驱动器104和闸极驱动器106依据时序控制器102传来的信号而对不同的数据线110及扫描线112产生输入信号，因而控制薄膜晶体管114的导通及等效电容116两端的电位差，并进一步地改变液晶分子的排列以及相对应的光线穿透量。举例来说，闸极驱动器106对扫描线112输入一脉波使薄膜晶体管114导通，因此源极驱动器104所输入数据线110的信号可经由薄膜晶体管114而输入等效电容116，因此达到控制相对应像素的灰阶(GrayLevel)状态。另外，通过控制源极驱动器104输入至数据线110的信号大小，可产生不同的灰阶大小。

在薄膜晶体管液晶显示器10中，若一直使用正电压不断地驱动液晶分子会降低液晶分子对光线的偏振或折射效果，因而使画面显示的质量恶化，同样地，若是一直使用负电压不断地驱动液晶分子也会降低液晶分子对光线的偏振或折射效果。因此，为了保护液晶分子不受驱动电压的破坏，须使用正负电压交互的方式来驱动液晶分子。此外，液晶显示面板100除了包括一等效电容116外，电路本身还会产生寄生电容(ParasiteCapacitor)，所以当同样的影像在液晶显示面板100上显示过久时，寄生电容会因为储存电荷而产生残影现象(ResidualImageEffect)，更会影响后续画面的显示，所以也必须利用正负电压交互的方式来驱动液晶分子以改善寄生电容对影像输出的影响，如栏反转(ColumnInversion)、点反转(DotInversion)、列反转(LineInversion)等驱动方式。

然而，当驱动液晶显示面板100的电压极性开始反转的际，共享电压Vcom驱动电路与源极驱动器的电流消耗最大，故此时也是液晶显示器10负载最大的时间。因此，一般会使用电荷分享(chargesharing)的机制来重复利用电荷并减少等效电容116充电至预期电位所需的时间，进而降低功率消耗。在液晶显示器10中，源极驱动器104可通过控制两相邻数据线间的晶体管开关组件，平均分配电荷来达到电荷分享的效果。

请参考图2，图2为图1所示的液晶显示器10在点反转驱动下，一奇数的数据线CH_ODD与其相邻的一偶数的数据线CH_EVEN的电位变化示图。在图2中，横轴代表时间，纵轴代表电压准位，输出至等效电容116的驱动电压的最大及最小值分别由VDD和VGND来表示，而在电荷分享后每一资料线的电位由Vavg来表示。若液晶分子以正极性驱动，则输出至等效电容116的驱动电压Vp需介于共同电压Vcom和最大驱动电压VDD之间；反之，液晶分子以负极性驱动，则输出至等效电容116的驱动电压Vn需介于共同电压Vcom和最小驱动电压VGND之间。

假设以点反转方式来驱动液晶显示器10的液晶显示面板100，则在图2中，当一正极性驱动周期结束时，一奇数的数据线CH_ODD上等效电容的电位Vp相等于最大驱动电压VDD，而相邻的一偶数的数据线CH_EVEN上等效电容的电位Vn相等于最小驱动电压VGND，且Vcom＝0.5VDD、VGND＝0。在下一个驱动周期以前，公知的液晶显示器10首先会导通耦接于两相邻数据线之间的晶体管开关组件，以进行电荷分享，中和在前一驱动周期结束时存在液晶电容内的电荷。因此，奇数的数据线CH_ODD上等效电容的电位会从电位Vp被拉至Vavg。相同地，偶数的数据线CH_EVEN上等效电容的电位会从电位Vn被拉至Vavg。当Vp及Vn分别相等于最大驱动电压VDD及最小驱动电压VGND时，Vavg＝Vcom＝0.5VDD。在下一个驱动周期时，奇数的数据线CH_ODD由正极性驱动转至负极性，源极驱动器104通过电荷共享，对奇数的数据线CH_ODD进行预先放电。因此，仅需提供一压差ΔV＝-0.5VDD来驱动液晶分子，以达到控制相对应像素的灰阶状态。相同地，在下一个驱动周期时，偶数的数据线CH_EVEN由负极性驱动转至正极性，源极驱动器104通过电荷共享，对偶数的数据线CH_EVEN进行预先充电。因此，仅需提供一压差ΔV＝0.5VDD来驱动液晶分子以达到控制相对应像素的灰阶状态。

然而，在公知技术中，电荷分享技术利用数字信号(即极性反转信号)控制具有不同电压极性的数据线在电压极性翻转时进行电荷分享已达省电，此电荷分享方式仅局限于极性翻转时才能省电，因此无法在现今电压大小改变而极性未改变的应用中进行电荷分享以达到省电的效果。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种自我侦测电荷分享模块，尤指一种可自我侦测数据线电压变化趋势动态进行电荷分享，以提升省电效能的自我侦测电荷分享模块。

本发明公开一种自我侦测电荷分享模块，用于一液晶显示器中，包括有：至少一侦测单元，用来侦测驱动多个数据线的多个运算放大器的多个输入电压及该多个数据线的多个输出电压，以产生多个侦测结果；以及至少一电荷分享单元，用来在该多个侦测结果指示该多个输入电压中至少一第一输入电压与至少一第二输入电压的电压变化方向相反且趋近时，导通该多个数据线中至少一相对应第一数据线及至少一相对应第二数据线的连结；其中，该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压在电压变化后维持各别极性。

在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。

附图说明

图1为公知一薄膜晶体管液晶显示器的示意图。

图2为图1所示的液晶显示器在点反转驱动下，一奇数的数据线与其相邻的一偶数的数据线的电位变化示图。

图3为本发明实施例一液晶显示器的示意图。

图4为图3所示的两输入电压为不同极性且两输入电压的电压变化方向趋近一中间电压时，液晶显示器进行电荷分享的示意图。

图5为图3所示的两输入电压为相同极性且两输入电压的电压变化方向相反时，液晶显示器进行电荷分享的示意图。

图6为本发明实施例另一液晶显示器的示意图。

图7为图6所示的两侦测单元及两电荷分享单元的详细示意图。

图8为图3所示的一侦测单元以及一电荷分享单元的详细示意图。

图9为图6所示的四个侦测单元及四个电荷分享单元的另一详细示意图。

图10为图3所示的侦测单元以及电荷分享单元的另一详细示意图。

图11为图3所示的侦测单元以及电荷分享单元的更一详细示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、30、60液晶显示器

100液晶显示面板

102时序控制器

104源极驱动器

106闸极驱动器

110、CH_ODD、CH_EVEN资料线

112扫描线

114薄膜晶体管

116等效电容

300、600自我侦测电荷分享模块

302、DU₁～DU_x侦测单元

304、CSU₁～CSU_x电荷分享单元

Vcom共同电压

VDD、VGND、Vavg电位

OP₁～OP_x运算放大器

SW₁～SW_x开关

CH₁～CH_x资料线

LD₁～LD_x负载

S控制信号

Vin₁～Vin_x输入电压

Vout₁～Vout_x输出电压

DET、DET₁～DET_x侦测结果

VM中间电压

Cs共享总线

COM₁～COM₁₂比较器

A₁～A₆与门

CSW₁～CSW₆电荷分享开关

MP₁～MP₁₀、MN₁～MN₁₀晶体管

具体实施方式

请参考图3，图3为本发明实施例一液晶显示器(liquidcrystaldisplaydevice)30的示意图。如图3所示，液晶显示器30包括有运算放大器OP₁、OP₂、开关SW₁、SW₂、数据线CH₁、CH₂、负载LD₁、LD₂、一自我侦测电荷分享模块300，自我侦测电荷分享模块300包括有一侦测单元302以及一电荷分享单元304。简单来说，运算放大器OP₁、OP₂的输出端耦接于负输入端形成一负回授结构，因此可将输出端的电压锁定于正输入端所接收的输入电压Vin₁、Vin₂，使得开关SW₁、SW₂根据一控制信号S导通时，可驱动数据线CH₁、CH₂使输出至负载LD₁、LD₂(即耦接于资料线CH₁、CH₂的等效电容)的输出电压Vout₁、Vout₂达到与输入电压Vin₁、Vin₂相同准位。

在此结构下，侦测单元302可侦测驱动数据线CH₁、CH₂的运算放大器OP₁、OP₂的输入电压Vin₁、Vin₂及数据线CH₁、CH₂的输出电压Vout₁、Vout₂，以产生一侦测结果DET予电荷分享单元304，因此电荷分享单元304可在侦测结果DET指示输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近时，导通数据线CH₁、CH₂的连结，以将负载LD₁、LD₂上的电荷进行分享。在此情况下，自我侦测电荷分享模块300除了可如公知电荷分享技术在输入电压Vin₁、Vin₂极性反转的情况下进行电荷分享，也可在输入电压Vin₁、Vin₂在电压变化后仍维持各别极性的情况下进行电荷分享。如此一来，本发明可自我侦测数据线CH₁、CH₂电压变化趋势动态进行电荷分享，以提升省电效能。

详细来说，请参考图4，图4为图3所示的输入电压Vin₁～Vin₂为不同极性且输入电压Vin₁～Vin₂的电压变化方向趋近一中间电压VM时，液晶显示器30进行电荷分享的示意图。如图4所示，当输入电压Vin₁由高准位往中间电压VM变化(往负方向变化)及输入电压Vin₂由低准位往中间电压VM变化(往正方向变化)而趋近时(输入电压Vin₁可为正极性而输入电压Vin₂可为负极性，即资料线CH₁、CH₂可为相邻资料线或一者为奇数资料线而另一者为偶数数据线)，控制信号S会指示开关SW₁、SW₂分别切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结，然后自我侦测电荷分享模块300导通数据线CH₁、CH₂的连结，以将负载LD₁、LD₂上的电荷进行分享，使得输出电压Vout₁、Vout₂先经由电荷分享向中间电压VM趋近后，再由控制信号S指示开关SW₁、SW₂分别导通运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结以将输出电压Vout₁、Vout₂驱动至与输入电压Vin₁、Vin₂相同准位。如此一来，本发明可在输入电压Vin₁～Vin₂为不同极性且输入电压Vin₁～Vin₂的电压变化方向趋近一中间电压VM(输入电压Vin₁～Vin₂仍维持原本各别极性)的情况下，进行电荷分享，以提升省电效能。

另一方面，请参考图5，图5为图3所示的输入电压Vin₁～Vin₂为相同极性且输入电压Vin₁～Vin₂的电压变化方向相反时，液晶显示器30进行电荷分享的示意图。如图5所示，当输入电压Vin₁由高准位往低准位变化(往负方向变化)及输入电压Vin₂由低准位往高准位变化(往正方向变化)而先趋近再达到目标准位时(输入电压Vin₁、Vin₂可同为正极性或负极性，即数据线CH₁、CH₂为相间隔数据线，如两者都为奇数数据线或偶数数据线)，控制信号S会指示开关SW₁、SW₂分别切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结，然后自我侦测电荷分享模块300导通数据线CH₁、CH₂的连结，以将负载LD₁、LD₂上的电荷进行分享，使得输出电压Vout₁、Vout₂先经由电荷分享到达稳定电压后，再由控制信号S指示开关SW₁、SW₂分别导通运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结以将输出电压Vout₁、Vout₂驱动至与输入电压Vin₁、Vin₂相同准位。如此一来，本发明可在输入电压Vin₁～Vin₂为相同极性且输入电压Vin₁～Vin₂的电压变化方向相反(输入电压Vin₁～Vin₂仍维持原本各别极性)的情况下，进行电荷分享，以提升省电效能。

值得注意的是，本发明的主要精神在于可自我侦测数据线电压变化趋势动态进行电荷分享，因此除了可在输入电压极性反转的情况下进行电荷分享，也可在输入电压在电压变化后仍维持各别极性的情况下进行电荷分享，进而更加提升省电效能。本领域普通技术人员当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，图3所绘示的自我侦测电荷分享模块300是侦测对应于两条数据线CH₁、CH₂的输入电压Vin₁、Vin₂及输出电压Vout₁、Vout₂，再决定是否进行电荷分享，但在其它实施例中，也可侦测对应于多条数据线的多个输入电压及输出电压，再将可进行电荷分享的数据线通过一共享总线(commonbus)进行电荷分享。

详细来说，请参考图6，图6为本发明实施例另一液晶显示器60的示意图。如图6所示，液晶显示器60包括有运算放大器OP₁～OP_x、开关SW₁～SW_x、数据线CH₁～CH_x、负载LD₁～LD_x、自我侦测电荷分享模块600，自我侦测电荷分享模块600包括有侦测单元DU₁～DU_x、电荷分享单元CSU₁～CSU_x以及一共享总线Cs。液晶显示器60与液晶显示器30部分相似，因此作用相似的组件及信号以相同符号表示，运算放大器OP₃～OP_x、开关SW₃～SW_x、数据线CH₃～CH_x、负载LD₃～LD_x与运算放大器OP₁～OP₂、开关SW₁～SW₂、数据线CH₁～CH₂、负载LD₁～LD₂的运作大致相同，可参考以上叙述。

液晶显示器60与液晶显示器30的主要差别在于侦测单元DU₁～DU_x可分别侦测相对应数据线CH₁～CH_x的输入电压Vin₁～Vin_x及输出电压Vout₁～Vout_x，以产生侦测结果DET₁～DET_x予电荷分享单元CSU₁～CSU_x，使得电荷分享单元CSU₁～CSU_x可在侦测结果DET₁～DET_x指示输入电压Vin₁～Vin_x中至少一第一输入电压与至少一第二输入电压的电压变化方向相反且趋近时，导通至少一相对应第一数据线及至少一相对应第二数据线与共享总线Cs的连结，以进行电荷分享。如此一来，本发明可任意将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的至少一数据线的负载进行电荷分享。

举例来说，当输入电压Vin₁～Vin₂如图4进行变化且另一输入电压Vin₃与输入电压Vin₁具有相同变化时，电荷分享单元CSU₁～CSU₃可导通数据线CH₁～CH₃与共享总线Cs的连结，以将负载LD₁、LD₃与负载LD₂上的电荷进行分享。值得注意的是，当图4所示输入电压为不同极性且电压变化方向趋近一中间电压VM的情形与当图5所示输入电压为相同极性且电压变化方向相反之情形同时存在时，由于在图4所示输入电压变化驱势的情形下进行较多电荷分享，因此电荷分享单元CSU₁～CSU_x可优先将具有图4所示输入电压变化驱势的数据线耦接于共享总线Cs进行分享以提升较多省电效能。

具体而言，请参考图7，图7为图6所示的侦测单元DU₁～DU₂及电荷分享单元CSU₁～CSU₂的详细示意图。如图7所示，侦测单元DU₁包括有比较器COM₁～COM₄以及与门(ANDgate)A₁～A₂，侦测单元DU₂包括有比较器COM₂、COM₄～COM₆以及与门A₃～A₄，其中，侦测单元DU₁与侦测单元DU₂共享比较器COM₂、COM₄。电荷分享单元CSU₁包括有电荷分享开关CSW₁～CSW₂，而电荷分享单元CSU₂包括有电荷分享开关CSW₃～CSW₄。如图7左半部的结构所示，比较器COM₁包括一负输入端用来接收输入电压Vin₁，以及一正输入端用来接收输出电压Vout₁，比较器COM₂包括一正输入端用来接收输出电压Vout₁，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₂，比较器COM₅包括一正输入端用来接收输入电压Vin₂，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₂，与门A₁的输入端耦接于比较器COM₁、比较器COM₂的输出端以及控制信号S的一反相信号，电荷分享开关CSW₁根据与门A₁的侦测结果DET₁，导通输出电压Vout₁与共享总线Cs的连结(即导通数据线CH₁与共享总线Cs的连结)，而电荷分享开关CSW₃根据与门A₃的侦测结果DET₃，导通输出电压Vout₂与共享总线Cs的连结(即导通数据线CH₂与共享总线Cs的连结)。

在此结构下，当输出电压Vout₁大于输入电压Vin₁(往负方向变化)、输出电压Vout₂小于输入电压Vin₂(往正方向变化)、输出电压Vout₁大于输出电压Vout₂(输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)且控制信号S为低准位控制开关SW₁、SW₂切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结时，闸A₁、A₃的侦测结果DET₁、DET₃为高准位以控制电荷分享开关CSW₁、CSW₃导通输出电压Vout₁、Vout₂与共享总线Cs的连结以进行电荷分享。

相似地，如图7右半部的结构所示，比较器COM₃包括一负输入端用来接收输出电压Vout₁，以及一正输入端用来接收输入电压Vin₁，比较器COM₄包括一正输入端用来接收输出电压Vout₂，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₁，比较器COM₆包括一正输入端用来接收输出电压Vout₂，以及一负输入端用来接收输入电压Vin₂，与门A₂的输入端耦接于比较器COM₃、比较器COM₄的输出端以及控制信号S的反相信号，电荷分享开关CSW₂根据与门A₂的侦测结果DET₂，导通输出电压Vout₁与共享总线Cs的连结，而电荷分享开关CSW₄根据与门A₄的侦测结果DET₄，导通输出电压Vout₂与共享总线Cs的连结。

在此结构下，当输出电压Vout₁小于输入电压Vin₁(往正方向变化)、输出电压Vout₂大于输入电压Vin₂(往负方向变化)且输出电压Vout₁小于输出电压Vout₂(输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)且控制信号S为低准位控制开关SW₁、SW₂切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结时，闸A₂、A₄的侦测结果DET₂、DET₄为高准位以控制电荷分享开关CSW₂、CSW₂导通输出电压Vout₁、Vout₂与共享总线Cs的连结以进行电荷分享。换言之，图7左半部及右半部的结构分别用来导通两种输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近的情形。依此类推，侦测单元DU₃～DU_x、电荷分享单元CSU₃～CSU_x也可以与侦测单元DU₁～DU₂、电荷分享单元CSU₁～CSU₂相似的结构实现。如此一来，本发明可利用比较器结构对输入电压及输出电压进行侦测，以任意将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的至少一数据线的负载耦接至共享总线Cs进行电荷分享。

另一方面，请参考图8，图8为图3所示的侦测单元302以及电荷分享单元304的详细示意图。如图8所示，侦测单元302包括有比较器COM₇～COM₁₂以及与门A₅～A₆，电荷分享单元304包括有电荷分享开关CSW₅～CSW₆。如图8左半部的结构所示，比较器COM₇包括一负输入端用来接收输入电压Vin₁，以及一正输入端用来接收输出电压Vout₁，比较器COM₈包括一正输入端用来接收输出电压Vout₁，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₂，比较器COM₉包括一正输入端用来接收输入电压Vin₂，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₂，与门A₅的输入端耦接于比较器COM₇、比较器COM₈与比较器COM₉的输出端以及控制信号S的反相信号，电荷分享开关CSW₅根据与门A₅的侦测结果DET，导通输出电压Vout₁与输出电压Vout₂的连结(即导通数据线CH₁、CH₂的连结)。

在此结构下，当输出电压Vout₁大于输入电压Vin₁(往负方向变化)、输出电压Vout₂小于输入电压Vin₂(往正方向变化)、输出电压Vout₁大于输出电压Vout₂(输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)且控制信号S为低准位控制开关SW₁、SW₂切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结时，闸A₅的侦测结果DET为高准位以控制电荷分享开关CSW₅导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结以进行电荷分享。

相似地，如图8右半部的结构所示，比较器COM₁₀包括一负输入端用来接收输出电压Vout₁，以及一正输入端用来接收输入电压Vin₁，比较器COM₁₁包括一正输入端用来接收输出电压Vout₂，以及一负输入端用来接收输出电压Vout₁，比较器COM₁₂包括一正输入端用来接收输出电压Vout₂，以及一负输入端用来接收输入电压Vin₂，与门A₆的输入端耦接于比较器COM₁₀、比较器COM₁₁与比较器COM₁₂的输出端以及控制信号S的反相信号，电荷分享开关CSW₆根据与门A₆的侦测结果DET，导通输出电压Vout₁与输出电压Vout₂的连结。

在此结构下，当输出电压Vout₁小于输入电压Vin₁(往正方向变化)、输出电压Vout₂大于输入电压Vin₂(往负方向变化)、输出电压Vout₁小于输出电压Vout₂(输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)且控制信号S为低准位控制开关SW₁、SW₂切断运算放大器OP₁、OP₂与数据线CH₁、CH₂的连结时，闸A₆的侦测结果DET为高准位以控制电荷分享开关CSW₆导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结以进行电荷分享。换言之，图8左半部及右半部的结构分别用来导通两种输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近的情形。如此一来，本发明可利用比较器结构对输入电压及输出电压进行侦测，以将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的数据线的负载进行电荷分享。

此外，请参考图9，图9为图6所示的侦测单元DU₁～DU₄及电荷分享单元CSU₁～CSU₄的另一详细示意图。如图9所示，侦测单元DU₁、CSU₁共同包括有晶体管MP₁～MP₂、MN₁～MN₂，侦测单元DU₂、CSU₂共同包括有晶体管MP₃～MP₄、MN₃～MN₄，其中，晶体管MP₁～MP₄为P型金氧半场效应晶体管(metaloxidesemiconductorfield-effecttransistor，MOSFET)，而晶体管MN₁～MN₄为N型金氧半场效应晶体管。如图9左上半部的结构所示，晶体管MP₁的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MN₁的一闸极耦接于输出电压Vout₁，一源极耦接于共享总线Cs，一汲极耦接于晶体管MP₁的一汲极，晶体管MN₃的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，晶体管MP₃的一闸极耦接于输出电压Vout₂，一源极耦接于共享总线Cs，一汲极耦接于晶体管MN₃的一汲极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输出电压Vout₁减去一门坎电压(thresholdvoltage)Vt大于输入电压Vin₁(即Vout₁-Vt>Vin₁，往负方向变化)、输出电压Vout₂小于输入电压Vin₂减去门坎电压Vt(即Vin₂-Vt>Vout₂，往正方向变化)、输出电压Vout₁减去门坎电压Vt大于共享总线Cs的一共享电压VcomVcs且输出电压Vout₂小于共享电压VcomVcs减去门坎电压Vt时(即Vout₁-Vt>Vcs且Vcs-Vt>Vout₂，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MP₁、MN₁、MN₃、MP₃导通输出电压Vout₁、Vout₂与共享总线Cs的连结(即导通数据线CH₁、CH₂与共享总线Cs的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂趋近至与共享电压VcomVcs的差小于门坎电压Vt时，晶体管MP₃、MN₁关闭以停止电荷分享。

相似地，如图9右上半部的结构所示，晶体管MN₂的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MP₂的一闸极耦接于输出电压Vout₁，一源极耦接于共享总线Cs，一汲极耦接于晶体管MN₂的一汲极，晶体管MP₄的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，晶体管MN₄的一闸极耦接于输出电压Vout₂，一源极耦接于共享总线Cs，一汲极耦接于晶体管MP₄的一汲极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输入电压Vin₁减去一门坎电压Vt大于输出电压Vout₁(即Vin₁-Vt>Vout₁，往正方向变化)、输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于输入电压Vin₂(即Vout₂-Vt>Vin₂，往负方向变化)、共享电压VcomVcs减去门坎电压Vt大于输出电压Vout₁且输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于共享电压VcomVcs时(即Vcs-Vt>Vout₁且Vout₂-Vt>Vcs，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MN₂、MP₂、MP₄、MN₄导通输出电压Vout₁、Vout₂与共享总线Cs的连结(即导通数据线CH₁、CH₂与共享总线Cs的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂趋近至与共享电压VcomVcs的差小于门坎电压Vt时，晶体管MP₂、MN₄关闭以停止电荷分享。换言之，图9左上半部及右上半部的结构分别用来导通两种输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近的情形。

依此类推，侦测单元DU₃～DU_x、电荷分享单元CSU₃～CSU_x也可以与侦测单元DU₁～DU₂、电荷分享单元CSU₁～CSU₂相似的结构实现，因此可独立自我动态侦测是否进行电荷共享并自行结束，不需要额外控制信号。如此一来，本发明可利用晶体管开关结构对输入电压及输出电压进行侦测，以任意将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的至少一数据线的负载耦接至共享总线Cs进行电荷分享。

再者，请参考图10，图10为图3所示的侦测单元302以及电荷分享单元304的另一详细示意图。侦测单元302以及电荷分享单元304共同包括有晶体管MP₅～MP₇、MN₅～MN₇，其中，晶体管MP₅～MP₇为P型金氧半场效应晶体管，而晶体管MN₅～MN₇为N型金氧半场效应晶体管。如图10左半部的结构所示，晶体管MP₅的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MN₆的一闸极耦接于输出电压Vout₁，一汲极耦接于晶体管MP₅的一汲极，晶体管MN₇的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，一汲极耦接于晶体管MN₆的一源极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输出电压Vout₁减去门坎电压Vt大于输入电压Vin₁(即Vout₁-Vt>Vin₁，往负方向变化)、输出电压Vout₂小于输入电压Vin₂减去门坎电压Vt(即Vin₂-Vt>Vout₂，往正方向变化)且输出电压Vout₁减去门坎电压Vt大于输出电压Vout₂时(即Vout₁-Vt>Vout₂，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MP₅、MN₆、MN₇导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结(即导通资料线CH₁、CH₂的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂的差小于门坎电压Vt时，晶体管MN₆关闭以停止电荷分享。

相似地，如图10右半部的结构所示，晶体管MN₅的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MP₆的一闸极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MP₇的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，一汲极耦接于晶体管MP₆的一源极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输入电压Vin₁减去一门坎电压Vt大于输出电压Vout₁(即Vin₁-Vt>Vout₁，往正方向变化)、输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于输入电压Vin₂(即Vout₂-Vt>Vin₂，往负方向变化)且输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于输出电压Vout₁时(即Vout₂-Vt>Vout₁，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MN₅、MP₆、MP₇导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结(即导通资料线CH₁、CH₂的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂的差小于门坎电压Vt时，晶体管MP₆关闭以停止电荷分享。换言之，图10左半部及右半部的结构分别用来导通两种输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近的情形。如此一来，本发明可利用晶体管开关结构对输入电压及输出电压进行侦测，以将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的数据线的负载进行电荷分享。

除此之外，请参考图11，图11为图3所示的侦测单元302以及电荷分享单元304的更一详细示意图。侦测单元302以及电荷分享单元304共同包括有晶体管MP₈～MP₁₀、MN₈～MN₁₀，其中，晶体管MP₈～MP₁₀为P型金氧半场效应晶体管，而晶体管MN₈～MN₁₀为N型金氧半场效应晶体管。如图10左半部的结构所示，晶体管MP₈的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MP₉的一闸极耦接于输出电压Vout₂，一源极耦接于晶体管MP₈的一汲极，晶体管MN₁₀的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，一汲极耦接于晶体管MP₉的一汲极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输出电压Vout₁减去门坎电压Vt大于输入电压Vin₁(即Vout₁-Vt>Vin₁，往负方向变化)、输出电压Vout₂小于输入电压Vin₂减去门坎电压Vt(即Vin₂-Vt>Vout₂，往正方向变化)且输出电压Vout₁减去门坎电压Vt大于输出电压Vout₂时(即Vout₁-Vt>Vout₂，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MP₈、MP₉、MN₁₀导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结(即导通资料线CH₁、CH₂的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂的差小于门坎电压Vt时，晶体管MP₉关闭以停止电荷分享。

相似地，如图11右半部的结构所示，晶体管MN₈的一闸极耦接于输入电压Vin₁，一源极耦接于输出电压Vout₁，晶体管MN₉的一闸极耦接于输出电压Vout₂，一源极耦接于晶体管MN₈的一汲极，晶体管MP₁₀的一闸极耦接于输入电压Vin₂，一源极耦接于一输出电压Vout₂，一汲极耦接于晶体管MN₉的一汲极(闸极、源极以及汲极可分别视为一控制端、一第一端以及一第二端)。

在此结构下，当输入电压Vin₁减去一门坎电压Vt大于输出电压Vout₁(即Vin₁-Vt>Vout₁，往正方向变化)、输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于输入电压Vin₂(即Vout₂-Vt>Vin₂，往负方向变化)且输出电压Vout₂减去门坎电压Vt大于输出电压Vout₁时(即Vout₂-Vt>Vout₁，输入电压Vin₁与输入电压Vin₂趋近或先趋近再达到目标准位)，晶体管MN₈、MN₉、MP₁₀导通输出电压Vout₁、Vout₂的连结(即导通资料线CH₁、CH₂的连结)以进行电荷分享，而在输出电压Vout₁、Vout₂的差小于门坎电压Vt时，晶体管MN₉关闭以停止电荷分享。换言之，图11左半部及右半部的结构分别用来导通两种输入电压Vin₁与输入电压Vin₂的电压变化方向相反且趋近的情形(图11与图10所示结构的主要差异在于图11中晶体管MP₉、MN₉与图10相对应位置的晶体管MN₆、MP₆为不同型且晶体管MP₉、MN₉的闸极耦接于输出电压Vout₂而非输出电压Vout₁)。如此一来，本发明可利用晶体管开关结构对输入电压及输出电压进行侦测，以将两组输入电压具有相反转态方向且趋近的数据线的负载进行电荷分享。

值得注意的是，上述图9至图11的实施例中是以金氧半场效应晶体管实现侦测单元DU₁～DU_x及电荷分享单元CSU₁～CSU_x以侦测电压并进行开关控制，但在其它实施例中，侦测单元DU₁～DU_x及电荷分享单元CSU₁～CSU_x也可以双极性接面晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)、接合场效晶体管(junctionfieldeffecttransistor，JFET)等半导体晶体管或可当开关的组件实现，而门坎电压Vt以不同组件实施时可能为0V。

在公知技术中，电荷分享技术利用数字信号(即极性反转信号)控制具有不同电压极性的数据线在电压极性翻转时进行电荷分享已达省电，此电荷分享方式仅局限于极性翻转时才能省电，因此无法在现今电压大小改变而极性未改变的应用中进行电荷分享以达到省电的效果。相较之下，本发明可自我侦测数据线电压变化趋势动态进行电荷分享，因此除了可在输入电压极性反转的情况下进行电荷分享，也可在输入电压在电压变化后仍维持各别极性的情况下进行电荷分享，进而更加提升省电效能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种自我侦测电荷分享模块，用于一液晶显示器中，其特征在于，包括有：

至少一侦测单元，用来侦测驱动多个数据线的多个运算放大器的多个输入电压及该多个数据线的多个输出电压，以产生多个侦测结果；以及

至少一电荷分享单元，用来在该多个侦测结果指示该多个输入电压中至少一第一输入电压与至少一第二输入电压的电压变化方向相反且趋近时，导通该多个数据线中至少一相对应第一数据线及至少一相对应第二数据线的连结；

其中，该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压在电压变化后仍维持原本各自极性。

2.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，至少一第一开关及至少一第二开关根据一控制信号，切断至少一相对应第一运算放大器与该至少一相对应第一数据线的连结及至少一相对应第二运算放大器与该至少一相对应第二数据线的连结。

3.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压为不同极性且该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压的电压变化方向趋近一中间电压。

4.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压为相同极性且该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压的电压变化方向相反。

5.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，还包括一共享总线，耦接于该至少一电荷分享单元，而该至少一电荷分享单元在该至少一第一输入电压与该至少一第二输入电压的电压变化方向相反且趋近时，导通该至少一相对应第一数据线及该至少一相对应第二数据线与该共享总线的连结。

6.如权利要求5所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一侦测单元中一侦测单元包括有：

一第一比较器，包括一负输入端用来接收该至少一第一输入电压当中一者，以及一正输入端用来接收一相对应第一输出电压；

一第二比较器，包括一正输入端用来接收该第一输出电压，以及一负输入端用来接收相对应该至少一第二输入电压当中一者的一第二输出电压；以及

一第一与门，其输入端耦接于该第一比较器与该第二比较器的输出端以及一控制信号的一反相信号。

7.如权利要求6所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，至少一电荷分享单元中一电荷分享单元包括有一第一电荷分享开关，用来根据该第一与门的一第一侦测结果，导通该第一数据线与该共享总线的连结。

8.如权利要求6所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一侦测单元中该侦测单元还包括有：

一第三比较器，包括一负输入端用来接收该第一输出电压，以及一正输入端用来接收该至少一第一输入电压当中该者；

一第四比较器，包括一正输入端用来接收该第二输出电压，以及一负输入端用来接收该第一输出电压；以及

一第二与门，其输入端耦接于该第三比较器与该第四比较器的输出端以及该控制信号的该反相信号。

9.如权利要求7所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，至少一电荷分享单元中该电荷分享单元还包括有一第二电荷分享开关，用来根据一第二与门的一第二侦测结果，导通该第二数据线与该共享总线的连结。

10.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一侦测单元中一侦测单元包括有：

一第五比较器，包括一负输入端用来接收该至少一第一输入电压当中一者，以及一正输入端用来接收一相对应第一输出电压；

一第六比较器，包括一正输入端用来接收该至少一第二输入电压当中一者，以及一负输入端用来接收一相对应第二输出电压；

一第七比较器，包括一正输入端用来接收该第一输出电压，以及一负输入端用来接收该第二输出电压；以及

一第三与门，其输入端耦接于该第五比较器、该第六比较器与该第七比较器的输出端以及一控制信号的一反相信号。

11.如权利要求10所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，至少一电荷分享单元中一电荷分享单元包括有一第三电荷分享开关，用来根据该第三与门的一第三侦测结果，导通该第一数据线与该第二数据线的连结。

12.如权利要求11所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该至少一侦测单元中该侦测单元还包括有：

一第八比较器，包括一负输入端用来接收该第一输出电压，以及一正输入端用来接收该至少一第一输入电压当中该者；

一第九比较器，包括一正输入端用来接收该第二输出电压，以及一负输入端用来接收该至少一第二输入电压当中该者；

一第十比较器，包括一正输入端用来接收该第二输出电压，以及一负输入端用来接收该第一输出电压；

一第四与门，其输入端耦接于该第八比较器、该第九比较器、该第十比较器的输出端以及该控制信号的该反相信号。

13.如权利要求12所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，至少一电荷分享单元中该电荷分享单元包括有一第四电荷分享开关，用来根据该第四与门的一第四侦测结果，导通该第一数据线与该第二数据线的连结。

14.如权利要求5所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，包括有：

一第一第一型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第一输入电压当中一者，一第一端耦接于一相对应第一输出电压；

一第一第二型晶体管，其一控制端耦接于该第一输出电压，一第一端耦接于该共享总线，一第二端耦接于该第一第一型晶体管的一第二端；

一第二第二型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第二输入电压当中一者，一第一端耦接于一相对应第二输出电压；以及

一第二第一型晶体管，其一控制端耦接于该第二输出电压，一第一端耦接于该共享总线，一第二端耦接于该第二第二型晶体管的一第二端。

15.如权利要求14所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。

16.如权利要求14所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。

17.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，包括有：

一第一第一型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第一输入电压当中一者，一第一端耦接于一相对应第一输出电压；

一第一第二型晶体管，其一控制端耦接于该第一输出电压，一第二端耦接于该第一第一型晶体管的一第二端；以及

一第二第二型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第二输入电压当中一者，一第一端耦接于一相对应第二输出电压，一第二端耦接于该第一第二型晶体管的一第一端。

18.如权利要求17所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。

19.如权利要求17所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。

20.如权利要求1所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，包括有：

一第一第一型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第一输入电压当中一者，一第一端耦接于一相对应第一输出电压；

一第二第一型晶体管，其一控制端耦接于一相对应第二输出电压，一第一端耦接于该第一第一型晶体管的一第二端；以及

一第一第二型晶体管，其一控制端耦接于该至少一第二输入电压当中一者，一第一端耦接于该第二输出电压，一第二端耦接于该第二第一型晶体管的一第二端。

21.如权利要求20所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。

22.如权利要求20所述的自我侦测电荷分享模块，其特征在于，该第一型晶体管为一N型金氧半场效应晶体管，而该第二型晶体管为一P型金氧半场效应晶体管，该控制端、该第一端以及该第二端分别为一闸极、一源极以及一汲极。