TWI469127B - 電荷分享裝置及電荷分享方法 - Google Patents

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Description

電荷分享裝置及電荷分享方法
本發明係與液晶顯示器有關，特別是關於一種應用於液晶顯示器之驅動電路內的電荷分享裝置及電荷分享方法。
一般而言，薄膜電晶體液晶顯示器(Thin-Film-Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)可採用多相位電荷分享(multi-phase charge sharing)技術來避免畫面閃爍(frame twinkling)之現象。傳統上，使用多相位電荷分享技術的薄膜電晶體液晶顯示器係於一段多相位電荷分享時間內透過切換單元將奇數條的源極線(source line)與偶數條的源極線均耦接至外部的電容單元，藉以分享該些源極線上的電荷。
由上述可知，傳統薄膜電晶體液晶顯示器所採用的電荷分享作法係將奇數條的源極線(source line)與偶數條的源極線耦接在一起。請參照圖1A及圖1B，圖1A係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之輸出波形示意圖；圖1B係相對於圖1A，繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器進行電荷分享時之輸出波形示意圖。由圖1B可知，當薄膜電晶體液晶顯示器進行多相位電荷分享時，於理想狀況下，奇數條的源極線上之第一輸出訊號O1與偶數條的源極線上之第二輸出訊號O2的電壓位準係在該段多相位電荷分享時間△t內於參考電壓位準VCOM 處達到平衡。
亦請參照圖1C及圖1D，圖1C係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖；圖 1D係相對於圖1C，繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。至於圖1E則係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
然而，於實際應用中，由於正電荷與負電荷的重新組合(recombination)不一定能夠剛好在參考電壓位準VCOM 處達到平衡，這意味著當資料訊號之正負極性交換時，源極驅動器勢必需要額外提供更多的電荷，因而造成整體耗電量增加以及其驅動效率變差等問題。此外，傳統採用多相位電荷分享技術之薄膜電晶體液晶顯示器並無法針對圖1E所繪示具有特定資料樣式的資料訊號進行電壓位準變化狀態之調整，亦亟需克服。
因此，本發明提出一種應用於液晶顯示器之驅動電路內的電荷分享裝置及電荷分享方法，以解決上述問題。
根據本發明之一具體實施例為一種電荷分享裝置。於此實施例中，電荷分享裝置係應用於一液晶顯示器之一源極驅動電路。源極驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器。電荷分享裝置包含有產生模組及調整模組。產生模組係耦接至少一資料鎖存器，用以根據輸入至至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)。調整模組係耦接於產生模組與至少一輸出切換器之間，用以根據至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓 位準變化狀態。
於一實施例中，產生模組包含有一資料判斷單元，用以對輸入至至少一資料鎖存器之至少一資料訊號進行資料樣式之判斷，並據以產生至少一電荷分享電壓位準。
於一實施例中，至少一電荷分享電壓位準係介於至少一輸出訊號之最高電壓位準與最低電壓位準之間，但異於驅動電路之參考電壓位準。
於一實施例中，至少一電荷分享電壓位準係介於至少一輸出訊號之最高電壓位準與驅動電路之參考電壓位準之間及/或參考電壓位準與至少一輸出訊號之最低電壓位準之間，並且參考電壓位準係介於最高電壓位準與最低電壓位準之間。
於一實施例中，當輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線上升或下降至電荷分享電壓位準時，輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線將會停止上升或下降而維持於電荷分享電壓位準。
於一實施例中，至少一資料鎖存器包含有第一資料鎖存單元及第二資料鎖存單元，用以分別接收至少一資料訊號中之第一資料訊號及第二資料訊號，至少一輸出切換器包含有第一輸出切換器及第二輸出切換器，用以分別輸出至少一輸出訊號中之第一輸出訊號及第二輸出訊號。
於一實施例中，驅動電路進一步包含有第一電壓位準移位器、第一數位類比轉換器、第一放大器、第二電壓位準移位器、第二數位類比轉換器及第二放大器。第一資料鎖存單元所接收之第一資料訊號依序經過第一電壓位準移位器、第 一數位類比轉換器及第一放大器處理後成為第一輸出訊號並由第一輸出切換器輸出；第二資料鎖存單元所接收之第二資料訊號依序經過第二電壓位準移位器、第二數位類比轉換器及第二放大器處理後成為第二輸出訊號並由第二輸出切換器輸出。
根據本發明之另一具體實施例為一種電荷分享方法。於此實施例中，電荷分享方法係應用於液晶顯示器之驅動電路。驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器。電荷分享方法包含下列步驟：(a)根據輸入至至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；(b)根據至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態。
相較於先前技術，根據本發明的電荷分享裝置及電荷分享方法係透過於資料訊號之最高電壓位準與最低電壓位準之間額外提供不同於參考電壓位準的至少一電荷分享電壓位準之方式進行輸出訊號之電壓位準變化狀態的調整，使得資料訊號之極性交換時，源極驅動器不需額外提供更多的電荷，故能夠有效降低整體耗電量並提升其驅動效率。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之第一具體實施例為一種電荷分享裝置。於此實施例中，電荷分享裝置係應用於液晶顯示器之源極驅 動電路內，但不以此為限。
請參照圖2，圖2係繪示應用於液晶顯示器之源極驅動電路內之電荷分享裝置的功能方塊圖。如圖2所示，源極驅動電路2包含有第一資料鎖存器201、第二資料鎖存器202、第一電壓位準移位器221、第二電壓位準移位器222、第一數位類比轉換器241、第二數位類比轉換器242、第一放大器261、第二放大器262、第一輸出切換器281及第二輸出切換器282。電荷分享裝置3包含有產生模組31及調整模組32。產生模組31包含有資料判斷單元310。其中，第一資料鎖存器201、第一電壓位準移位器221、第一數位類比轉換器241、第一放大器261及第一輸出切換器281可包含於一第一通道(channel)；第二資料鎖存器202、第二電壓位準移位器222、第二數位類比轉換器242、第二放大器262及第二輸出切換器282可包含於一第二通道。
於此實施例中，產生模組31係耦接第一資料鎖存器201及第二資料鎖存器202；調整模組32係耦接產生模組31、第一輸出切換器281及第二輸出切換器282；第一資料鎖存器201係耦接第二資料鎖存器202；第一電壓位準移位器221係耦接於第一資料鎖存器201與第一數位類比轉換器241之間；第一數位類比轉換器241係耦接第一放大器261；第一放大器261係耦接第一輸出切換器281；第一輸出切換器281係耦接第二輸出切換器282；第二電壓位準移位器222係耦接於第二資料鎖存器202與第二數位類比轉換器242之間；第二數位類比轉換器242係耦接第二放大器262；第二放大器262係耦接第二輸出切換器282。
於源極驅動電路2中，第一通道接收並處理奇數條的源 極線上之第一資料訊號D1後輸出第一輸出訊號O1；第二通道接收並處理偶數條的源極線上之第二資料訊號D2後輸出第二輸出訊號O2。也就是說，奇數條的源極線上之第一資料訊號D1係輸入至第一資料鎖存器201且偶數條的源極線上之第二資料訊號D2係輸入至第二資料鎖存器202。實際上，第一資料訊號D1及第二資料訊號D2可以分別為具有正極性之資料訊號及具有負極性之資料訊號，但不以此為限。
接著，第一資料訊號D1依序經過第一電壓位準移位器221、第一數位類比轉換器241及第一放大器261之移位、轉換及放大等處理程序後成為第一輸出訊號O1，再由第一輸出切換器281輸出第一輸出訊號O1。同理，第二資料訊號D2依序經過第二電壓位準移位器222、第二數位類比轉換器242及第二放大器262之移位、轉換及放大等處理程序後成為第二輸出訊號O2，再由第二輸出切換器282輸出第二輸出訊號O2。
於此實施例中，電荷分享裝置3之功能係為利用目標電壓位準高低(第一資料訊號D1及第二資料訊號D2)決定是否需要進行電荷分享動作。若是，電荷分享裝置3選擇進行電荷分享動作，使得：(1)其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM ，或(2)其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2，或(3)其電荷分享電位會先到參考電壓位準VCOM 後，再到參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓 位準CSL2。
於電荷分享裝置3中，產生模組31係用以根據輸入至第一資料鎖存器201及第二資料鎖存器202之第一資料訊號D1及第二資料訊號D2產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)。也就是說，產生模組31可以只產生一個電荷分享電壓位準，亦可以產生兩個或更多電荷分享電壓位準，並無特定之限制，端視實際需求而定。需說明的是，本發明之產生模組31所產生的至少一電荷分享電壓位準係介於第一輸出訊號O1及第二輸出訊號O2之最高電壓位準V+與最低電壓位準V-之間，但異於源極驅動電路2之參考電壓位準VCOM 。
舉例而言，如圖3A所示，源極驅動電路2之參考電壓位準VCOM 係介於最高電壓位準V+與最低電壓位準V-之間。假設產生模組31總共產生了第一電荷分享電壓位準CSL1及第二電荷分享電壓位準CSL2，其中第一電荷分享電壓位準CSL1係介於輸出訊號之最高電壓位準V+與參考電壓位準VCOM 之間，且第二電荷分享電壓位準CSL2係介於輸出訊號之最低電壓位準V-與參考電壓位準VCOM 之間。
於實際應用中，產生模組31可透過其資料判斷單元310分別對輸入至第一資料鎖存器201及第二資料鎖存器202之第一資料訊號D1及第二資料訊號D2進行資料樣式之判斷，並據以產生該至少一電荷分享電壓位準。舉例而言，上述第一資料訊號D1及第二資料訊號D2之資料樣式可能是圖1A至圖1E所繪示之資料訊號的資料樣式之任一種，但不以此為限。
於此實施例中，調整模組32係用以根據產生模組31所產生之至少一電荷分享電壓位準選擇性地分別調整第一輸出切換器281及第二輸出切換器282所輸出的第一輸出訊號O1及第二輸出訊號O2之電壓位準變化狀態。第一輸出訊號O1及第二輸出訊號O2之一週期係由第一時間t1 至第三時間t3 。
接下來，將透過下列數種不同的實施例進行說明。於下列各實施例中，第一電荷分享電壓位準CSL1係介於輸出訊號之最高電壓位準V+與參考電壓位準VCOM 之間，且第二電荷分享電壓位準CSL2係介於輸出訊號之最低電壓位準V-與參考電壓位準VCOM 之間。
請參照圖3A，圖3A係相對於先前技術的圖1B，繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之輸出波形示意圖。
如圖3A所示，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第一時間t1 開始由最高電壓位準V+往下降，當第一輸出訊號O1之電壓位準降至第二電荷分享電壓位準CSL2(可以是參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準)時，第一輸出訊號O1之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t21 內維持於第二電荷分享電壓位準CSL2後，再下降至最低電壓位準V-並維持於最低電壓位準V-至第二時間t2 。接著，第一輸出訊號O1之電壓位準係從時間t2 開始由最低電壓位準V-往上升，當第一輸出訊號O1之電壓位準上升至第一電荷分享電壓位準CSL1時，第一輸出訊號O1之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t22 內維持於第一電荷分享電壓位準CSL1後，再上升至一相對高電壓位準VH 並維持於相對高電壓位準VH 直至整個週期結束的第三時間t3 。
同理，第二輸出訊號O2之電壓位準係從時間t1 開始由最低電壓位準V-往上升，當第二輸出訊號O2之電壓位準上升至第一電荷分享電壓位準CSL1(可以是參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準)時，第二輸出訊號O2之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t11 內維持於第一電荷分享電壓位準CSL1後，再上升至最高電壓位準V+並維持於最高電壓位準V+至第二時間t2 。接著，第二輸出訊號O2之電壓位準從時間t2 開始由最高電壓位準V+往下降，當第二輸出訊號O2之電壓位準降至第二電荷分享電壓位準CSL2時，第二輸出訊號O2之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t12 內維持於第二電荷分享電壓位準CSL2後，再下降至一相對低電壓位準VL 並維持於相對低電壓位準VL 直至整個週期結束的第三時間t3 。
與先前技術的圖1B比較可知：圖3A所繪示的第一輸出訊號O1之電壓位準不需如同圖1B一樣從時間t1 開始由最高電壓位準V+直接降至最低電壓位準V-亦不需從時間t2 開始由最低電壓位準V-直接上升至相對高電壓位準VH 。同理，第二輸出訊號O2之電壓位準亦不需如同圖1B一樣從時間t1 開始由最低電壓位準V-直接上升至最高電壓位準V+亦不需從時間t2 開始由最高電壓位準V+直接下降至相對低電壓位準VL 。
請參照圖3B，圖3B係相對於先前技術的圖1B，繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
如圖3B所示，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第一時間t1 開始由最高電壓位準V+往下降，當第一輸出訊號O1 之電壓位準於時間t11 降至參考電壓位準VCOM 時，第一輸出訊號O1之電壓位準會於時間t11 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續下降。當第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t12 降至第二電荷分享電壓位準CSL2(可以是參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準)時，第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t12 在第二電荷分享電壓位準CSL2停頓後，繼續下降至最低電壓位準V-並維持於最低電壓位準V-至第二時間t2 。接著，第一輸出訊號O1之電壓位準係從時間t2 開始由最低電壓位準V-往上升，當第一輸出訊號O1之電壓位準上升至參考電壓位準VCOM 時，第一輸出訊號O1之電壓位準會於時間t21 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續上升。當第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t22 上升至第一電荷分享電壓位準CSL1時，第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t22 在第一電荷分享電壓位準CSL1停頓後，繼續上升至一相對高電壓位準VH 並維持於相對高電壓位準VH 直至整個週期結束的第三時間t3 。
同理，第二輸出訊號O2之電壓位準係從第一時間t1 開始由最低電壓位準V-往上升，當第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t11 上升至參考電壓位準VCOM 時，第二輸出訊號O2之電壓位準會於時間t11 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續上升。當第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t12 上升至第一電荷分享電壓位準CSL1(可以是參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準)時，第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t12 在第一電荷分享電壓位準CSL1停頓後，繼續上升至最高電壓位準V+並維持於最高電壓位準V+至第二時間t2 。接著，第二輸出訊號O2之電壓位準係從時 間t2 開始由最高電壓位準V+往下降，當第二輸出訊號O2之電壓位準下降至參考電壓位準VCOM 時，第二輸出訊號O2之電壓位準會於時間t21 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續下降。當第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t22 下降至第二電荷分享電壓位準CSL2時，第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t22 在第二電荷分享電壓位準CSL2停頓後，繼續下降至一相對低電壓位準VL 並維持於相對低電壓位準VL 直至整個週期結束的第三時間t3 。
與先前技術的圖1B比較可知：圖3B所繪示的第一輸出訊號O1之電壓位準不需如同圖1B一樣從時間t11 開始由參考電壓位準VCOM 直接降至最低電壓位準V-亦不需從時間t21 開始由參考電壓位準VCOM 直接上升至相對高電壓位準VH 。同理，第二輸出訊號O2之電壓位準亦不需如同圖1B一樣從時間t11 開始由參考電壓位準VCOM 直接上升至最高電壓位準V+亦不需從時間t21 開始由參考電壓位準VCOM 直接下降至相對低電壓位準VL 。
至於圖3A與圖3B之間的差別在於：圖3A之電荷分享電位係為參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2；圖3B之電荷分享電位則會先到參考電壓位準VCOM 後，再到參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
請參照圖4A，圖4A係相對於先前技術的圖1D，繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之輸出波形示意圖。
如圖4A所示，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第一時間t1 開始由最高電壓位準V+往下降，當第一輸出訊號O1之電壓位準降至第二電荷分享電壓位準CSL2(可以是參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準)時，第一輸出訊號O1之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t21 內維持於第二電荷分享電壓位準CSL2後，再下降至最低電壓位準V-並維持於最低電壓位準V-至第二時間t2 。接著，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第二時間t2 開始由最低電壓位準V-往上升。需特別說明的是，第一輸出訊號O1之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間並未上升至第一電荷分享電壓位準CSL1。也就是說，第一輸出訊號O1之電壓位準係上升至一相對高電壓位準VH ，但相對高電壓位準VH 仍低於第一電荷分享電壓位準CSL1。因此，第一輸出訊號O1之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間係與先前技術的圖1C一樣直接上升至相對高電壓位準VH 並維持於相對高電壓位準VH 直至整個週期結束的第三時間t3 。
同理，第二輸出訊號O2之電壓位準係從時間t1 開始由最低電壓位準V-往上升，當第二輸出訊號O2之電壓位準上升至第一電荷分享電壓位準CSL1(可以是參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準)時，第二輸出訊號O2之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t11 內維持於第一電荷分享電壓位準CSL1後，再上升至最高電壓位準V+並維持於最高電壓位準V+至第二時間t2 。需特別說明的是，第二輸出訊號O2之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間並未下降至第二電荷分享電壓位準CSL2。也就是說，第二輸出訊號O2之電壓位準係下降至一相對低電壓位 準VL ，但相對低電壓位準VL 仍高於第二電荷分享電壓位準CSL2。因此，第二輸出訊號O2之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間係與先前技術的圖1C一樣直接下降至相對低電壓位準VL 並維持於相對低電壓位準VL 直至整個週期結束的第三時間t3 。
與先前技術的圖1D比較可知：圖4A所繪示的第一輸出訊號O1之電壓位準不需如同圖1D一樣從時間t1 開始由最高電壓位準V+直接降至最低電壓位準V-。同理，第二輸出訊號O2之電壓位準亦不需如同圖1D一樣從時間t1 開始由最低電壓位準V-直接上升至最高電壓位準V+。
請參照圖4B，圖4B係相對於先前技術的圖1D，繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
如圖4B所示，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第一時間t1 開始由最高電壓位準V+往下降，當第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t11 降至參考電壓位準VCOM 時，第一輸出訊號O1之電壓位準會於時間t11 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續下降。當第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t12 降至第二電荷分享電壓位準CSL2(可以是參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準)時，第一輸出訊號O1之電壓位準於時間t12 在第二電荷分享電壓位準CSL2停頓後，繼續下降至最低電壓位準V-並維持於最低電壓位準V-至第二時間t2 。接著，第一輸出訊號O1之電壓位準係從時間t2 開始由最低電壓位準V-往上升，當第一輸出訊號O1之電壓位準上升至參考電壓位準VCOM 時，第一輸出訊號O1之電壓位準會於時間t21 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續上 升。需特別說明的是，第一輸出訊號O1之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間並未上升至第一電荷分享電壓位準CSL1。也就是說，第一輸出訊號O1之電壓位準係上升至一相對高電壓位準VH ，但相對高電壓位準VH 仍低於第一電荷分享電壓位準CSL1。因此，第一輸出訊號O1之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間係與先前技術的圖1C一樣直接上升至相對高電壓位準VH 並維持於相對高電壓位準VH 直至整個週期結束的第三時間t3 。
同理，第二輸出訊號O2之電壓位準係從第一時間t1 開始由最低電壓位準V-往上升，當第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t11 上升至參考電壓位準VCOM 時，第二輸出訊號O2之電壓位準會於時間t11 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續上升。當第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t12 上升至第一電荷分享電壓位準CSL1(可以是參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準)時，第二輸出訊號O2之電壓位準於時間t12 在第一電荷分享電壓位準CSL1停頓後，繼續上升至最高電壓位準V+並維持於最高電壓位準V+至第二時間t2 。接著，第二輸出訊號O2之電壓位準係從時間t2 開始由最高電壓位準V+往下降，當第二輸出訊號O2之電壓位準下降至參考電壓位準VCOM 時，第二輸出訊號O2之電壓位準會於時間t21 在參考電壓位準VCOM 停頓後繼續下降。需特別說明的是，第二輸出訊號O2之電壓位準在第二時間t2 至第三時間t3 之間並未下降至第二電荷分享電壓位準CSL2。也就是說，第二輸出訊號O2之電壓位準係下降至一相對低電壓位準VL ，但相對低電壓位準VL 仍高於第二電荷分享電壓位準CSL2。因此，第二輸出訊號O2之電壓位準 在第二時間t2 至第三時間t3 之間係與先前技術的圖1C一樣直接下降至相對低電壓位準VL 並維持於相對低電壓位準VL 直至整個週期結束的第三時間t3 。
與先前技術的圖1D比較可知：圖4B所繪示的第一輸出訊號O1之電壓位準不需如同圖1D一樣從時間t11 開始由參考電壓位準VCOM 直接降至最低電壓位準V-。同理，第二輸出訊號O2之電壓位準亦不需如同圖1D一樣從時間t11 開始由參考電壓位準VCOM 直接上升至最高電壓位準V+。
至於圖4A與圖4B之間的差別在於：圖4A之電荷分享電位係為參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2；圖4B之電荷分享電位則會先到參考電壓位準VCOM 後，再到參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
此外，請參照圖4A及圖4B，於時間t2~t3之間，由於相對高電壓位準VH 低於第一電荷分享電壓位準CSL1且相對低電壓位準VL 高於第二電荷分享電壓位準CSL2，因此，第一輸出訊號O1及第二輸出訊號O2可選擇如同圖4A所示不進行電荷分享動作，抑或如同圖4B所示先進行電荷分享至參考電壓位準VCOM 。
請參照圖5，圖5係相對於先前技術的圖1E，繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
需說明的是，當相對高電壓位準VH 高於第一電荷分享 電壓位準CSL1時，以及當相對低電壓位準VL 低於第二電荷分享電壓位準CSL2時，薄膜電晶體液晶顯示器才會進行電荷分享動作。實際上，第一電荷分享電壓位準CSL1可位於參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+的中間電壓位準；第二電荷分享電壓位準CSL2可位於參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-的中間電壓位準，但均不以此為限。
如圖5所示，第一輸出訊號O1之電壓位準係從第一時間t1 開始由第一起始電壓位準V0 +往上升，當第一輸出訊號O1之電壓位準上升至第一電荷分享電壓位準CSL1時，第一輸出訊號O1之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t11 內維持於第一電荷分享電壓位準CSL1後，再上升至一相對高電壓位準VH 並維持於相對高電壓位準VH 至第二時間t2 。接著，第一輸出訊號O1之電壓位準從第二時間t2 開始由相對高電壓位準VH 往下降，當第一輸出訊號O1之電壓位準下降至第一電荷分享電壓位準CSL1時，第一輸出訊號O1之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t12 內維持於第一電荷分享電壓位準CSL1後，再下降至第一起始電壓位準V0 +並維持於第一起始電壓位準V0 +直至整個週期結束的第三時間t3 。
同理，第二輸出訊號O2之電壓位準係從第一時間t1 開始由第二起始電壓位準V0 -往下降，當第二輸出訊號O2之電壓位準下降至第二電荷分享電壓位準CSL2時，第二輸出訊號O2之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t21 內維持於第二電荷分享電壓位準CSL2後，再下降至一相對低電壓位準VL 並維持於相對低電壓位準VL 至第二時間t2 。接著，第二輸出訊號O2之電壓位準從第二時間t2 開始由相對低電 壓位準VL 往上升，當第二輸出訊號O2之電壓位準上升至第二電荷分享電壓位準CSL2時，第二輸出訊號O2之電壓位準於一段多相位電荷分享時間△t22 內維持於第二電荷分享電壓位準CSL2後，再上升至第二起始電壓位準V0 -並維持於第二起始電壓位準V0 -直至整個週期結束的第三時間t3 。
與先前技術的圖1E比較可知：當相對高電壓位準VH 高於第一電荷分享電壓位準CSL1時，以及當相對低電壓位準VL 低於第二電荷分享電壓位準CSL2時，第一輸出訊號O1及第二輸出訊號O2才會進行電荷分享動作。圖5所繪示的第一輸出訊號O1之電壓位準不需如同圖1E一樣從時間t1 開始由第一起始電壓位準V0 +直接上升至相對高電壓位準VH 亦不需從時間t2 開始由相對高電壓位準VH 直接下降至起始電壓位準V0 +。同理，第二輸出訊號O2之電壓位準亦不需如同圖1E一樣從時間t1 開始由第二起始電壓位準V0 -直接下降至相對低電壓位準VL 亦不需從時間t2 開始由相對低電壓位準VL 直接上升至第二起始電壓位準V0 -。
綜上所述，本發明之電荷分享裝置係透過目標電壓位準之高低(第一資料訊號D1及第二資料訊號D2)決定是否進行電荷分享動作，大致可分為下列幾項：
(1)不進行電荷分享動作。
(2)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM 。
(3)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以 及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
(4)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位會先到參考電壓位準VCOM 後，再到參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
根據本發明之另一具體實施例為一種電荷分享方法。於此實施例中，電荷分享方法係應用於液晶顯示器之驅動電路，並且驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，但不以此為限。請參照圖6，圖6係繪示根據本發明之電荷分享方法的流程圖。
如圖6所示，於步驟S10中，該電荷分享方法將會先判斷是否進行電荷分享。若步驟S10的判斷結果為是，該電荷分享方法將會執行步驟S12，判斷採用何種電荷分享方式。
於此實施例中，該電荷分享方法所採用之電荷分享方式包含下列幾種：
(1)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM 。
(2)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位為參考電壓位準VCOM 與最高電壓位準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
(3)進行電荷分享動作，使得其電荷分享電位會先到參考電壓位準VCOM 後，再到參考電壓位準VCOM 與最高電壓位 準V+之間的任意電壓位準CSL1以及參考電壓位準VCOM 與最低電壓位準V-之間的任意電壓位準CSL2。
接著，於步驟S14中，該方法判斷電荷分享電壓位準(charge sharing level)為何。於實際應用中，該至少一電荷分享電壓位準可以是介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與一最低電壓位準之間，抑或該至少一電荷分享電壓位準可以是介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與一參考電壓之間及/或該至少一輸出訊號之該參考電壓與一最低電壓位準之間。
其中，該參考電壓係介於該最高電壓位準與該最低電壓位準之間。當該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線上升或下降至該電荷分享電壓位準時，該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線將會停止上升或下降而維持於該電荷分享電壓位準。
於實際應用中，該電荷分享方法可根據至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態。輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號經過該驅動電路之處理後成為該至少一輸出切換器所輸出之該至少一輸出訊號。步驟S14可以先對輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號進行資料樣式之判斷後，再據以產生該至少一電荷分享電壓位準。
相較於先前技術，根據本發明的電荷分享裝置及電荷分享方法係透過於資料訊號之最高電壓位準與最低電壓位準之間額外提供不同於參考電壓位準的至少一電荷分享電壓位準之方式進行輸出訊號之電壓位準變化狀態的調整，使得 資料訊號之極性交換時，源極驅動器不需額外提供更多的電荷，故能夠有效降低整體耗電量並提升其驅動效率。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
S10~S14‧‧‧流程步驟
V+‧‧‧最高電壓位準
V-‧‧‧最低電壓位準
△t、△t11 、△t12 、△t21 、△t22 ‧‧‧多相位電荷分享時間
VCOM ‧‧‧參考電壓位準
2‧‧‧源極驅動電路
201‧‧‧第一資料鎖存器
202‧‧‧第二資料鎖存器
221‧‧‧第一電壓位準移位器
222‧‧‧第二電壓位準移位器
241‧‧‧第一數位類比轉換器
242‧‧‧第二數位類比轉換器
261‧‧‧第一放大器
262‧‧‧第二放大器
281‧‧‧第一輸出切換器
282‧‧‧第二輸出切換器
3‧‧‧電荷分享裝置
31‧‧‧產生模組
32‧‧‧調整模組
310‧‧‧資料判斷單元
D1‧‧‧第一資料訊號
D2‧‧‧第二資料訊號
O1‧‧‧第一輸出訊號
O2‧‧‧第二輸出訊號
VH ‧‧‧相對高電壓位準
VL ‧‧‧相對低電壓位準
V0 +‧‧‧第一起始電壓位準
V0 -‧‧‧第二起始電壓位準
t1 ~t3 ‧‧‧第一時間~第三時間
t11 、t12 、t21 、t22 ‧‧‧時間
CSL1‧‧‧第一電荷分享電壓位準
CSL2‧‧‧第二電荷分享電壓位準
圖1A係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之輸出波形示意圖；圖1B係相對於圖1A，繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器進行電荷分享時之輸出波形示意圖。
圖1C係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖；圖1D係相對於圖1C，繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
圖1E係繪示傳統薄膜電晶體液晶顯示器不進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖。
圖2係繪示根據本發明之一具體實施例之應用於液晶顯示器之源極驅動電路的電荷分享裝置的功能方塊圖。
圖3A係繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之輸出波形示意圖(相對於圖1B)。
圖3B係繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖(相對於圖1B)。
圖4A係繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之輸出波形示意圖(相對於圖1D)。
圖4B係繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖(相對於圖1D)。
圖5係繪示本發明之電荷分享裝置進行電荷分享時之另一種輸出波形示意圖(相對於圖1E)。
圖6係繪示根據本發明之另一具體實施例之電荷分享方法的流程圖。
2‧‧‧源極驅動電路
3‧‧‧電荷分享裝置
201‧‧‧第一資料鎖存器
202‧‧‧第二資料鎖存器
221‧‧‧第一電壓位準移位器
222‧‧‧第二電壓位準移位器
241‧‧‧第一數位類比轉換器
242‧‧‧第二數位類比轉換器
261‧‧‧第一放大器
262‧‧‧第二放大器
281‧‧‧第一輸出切換器
282‧‧‧第二輸出切換器
31‧‧‧產生模組
32‧‧‧調整模組
D1‧‧‧第一資料訊號
D2‧‧‧第二資料訊號
O1‧‧‧第一輸出訊號
O2‧‧‧第二輸出訊號
310‧‧‧資料判斷單元

Claims (12)

  1. 一種電荷分享裝置，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享裝置包含有：一產生模組，係耦接該至少一資料鎖存器，用以根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及一調整模組，係耦接於該產生模組與該至少一輸出切換器之間，用以根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中該至少一電荷分享電壓位準係介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與一最低電壓位準之間，但異於該驅動電路之一參考電壓位準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電荷分享裝置，其中該產生模組包含有一資料判斷單元，該資料判斷單元係用以對輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號進行資料樣式之判斷，並據以產生該至少一電荷分享電壓位準。
  3. 一種電荷分享裝置，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享裝置包含有：一產生模組，係耦接該至少一資料鎖存器，用以根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及一調整模組，係耦接於該產生模組與該至少一輸出切換 器之間，用以根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中該至少一電荷分享電壓位準係介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與該驅動電路之一參考電壓位準之間及/或該參考電壓位準與該至少一輸出訊號之一最低電壓位準之間，並且該參考電壓位準係介於該最高電壓位準與該最低電壓位準之間。
  4. 一種電荷分享裝置，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享裝置包含有：一產生模組，係耦接該至少一資料鎖存器，用以根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及一調整模組，係耦接於該產生模組與該至少一輸出切換器之間，用以根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中當該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線上升或下降至該電荷分享電壓位準時，該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線將會停止上升或下降而維持於該電荷分享電壓位準。
  5. 一種電荷分享裝置，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享裝置包含有：一產生模組，係耦接該至少一資料鎖存器，用以根據輸 入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及一調整模組，係耦接於該產生模組與該至少一輸出切換器之間，用以根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中該至少一資料鎖存器包含有一第一資料鎖存單元及一第二資料鎖存單元，用以分別接收該至少一資料訊號中之一第一資料訊號及一第二資料訊號，該至少一輸出切換器包含有一第一輸出切換器及一第二輸出切換器，用以分別輸出該至少一輸出訊號中之一第一輸出訊號及一第二輸出訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電荷分享裝置，其中該驅動電路進一步包含有一第一電壓位準移位器、一第一數位類比轉換器、一第一放大器、一第二電壓位準移位器、一第二數位類比轉換器及一第二放大器，該第一資料鎖存單元所接收之該第一資料訊號依序經過該第一電壓位準移位器、該第一數位類比轉換器及該第一放大器處理後成為該第一輸出訊號並由該第一輸出切換器輸出，該第二資料鎖存單元所接收之該第二資料訊號依序經過該第二電壓位準移位器、該第二數位類比轉換器及該第二放大器處理後成為該第二輸出訊號並由該第二輸出切換器輸出。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之電荷分享裝置，其中該產生模組包含有一資料判斷單元，該資料判斷單元係用以對輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號進行資料樣式 之判斷，並據以產生該至少一電荷分享電壓位準。
  8. 一種電荷分享方法，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享方法包含下列步驟：(a)根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及(b)根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中該至少一電荷分享電壓位準係介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與一最低電壓位準之間，但異於該驅動電路之一參考電壓位準。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電荷分享方法，其中步驟(a)係對輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號進行資料樣式之判斷，並據以產生該至少一電荷分享電壓位準。
  10. 一種電荷分享方法，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享方法包含下列步驟：(a)根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及(b)根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態； 其中該至少一電荷分享電壓位準係介於該至少一輸出訊號之一最高電壓位準與該驅動電路之一參考電壓位準之間及/或該參考電壓位準與該至少一輸出訊號之一最低電壓位準之間，並且該參考電壓位準係介於該最高電壓位準與該最低電壓位準之間。
  11. 一種電荷分享方法，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享方法包含下列步驟：(a)根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及(b)根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中當該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線上升或下降至該電荷分享電壓位準時，該輸出訊號之電壓位準隨時間變化曲線將會停止上升或下降而維持於該電荷分享電壓位準。
  12. 一種電荷分享方法，係應用於一液晶顯示器之一驅動電路，該驅動電路包含有至少一資料鎖存器及至少一輸出切換器，該電荷分享方法包含下列步驟：(a)根據輸入至該至少一資料鎖存器之至少一資料訊號產生至少一電荷分享電壓位準(charge sharing level)；以及(b)根據該至少一電荷分享電壓位準選擇性地調整該至 少一輸出切換器所輸出的至少一輸出訊號之電壓位準變化狀態；其中輸入至該至少一資料鎖存器之該至少一資料訊號經過該驅動電路之處理後成為該至少一輸出切換器所輸出之該至少一輸出訊號。
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