TWI602170B - Liquid crystal capacitor drive circuit and method - Google Patents

Description

液晶電容驅動電路及方法

本發明是有關於一種驅動電路，特別是指一種用於液晶螢幕之液晶電容驅動電路。

液晶螢幕的畫面是由多個呈矩陣排列的像素(pixel)構成，該等像素的數量定義了該液晶螢幕的「解析度」，舉例來說，解析度為1920x1080，也就是Full HD(Full High Definition，亦稱「全高清」)規格的液晶螢幕，其所具有之像素的數量約為兩百萬個，又譬如解析度為3840x2160，也就是Ultra HD(Ultra High Definition，亦稱「超高清」)規格的液晶螢幕，其所具有之像素的數量約為八百二十萬個，而其中每一個像素都需要藉驅動電路驅動，且每一次驅動皆需消耗電能，也就是說，液晶螢幕的解析度愈高，代表驅動所有像素所需的電能也越大。

參閱圖1，一習知的液晶電容驅動電路9適用於電連接一控制像素顯示的液晶電容Cs，該液晶電容驅動電路9包含一栓鎖器組91、一數位類比轉換器92，及一運算放大器93。該栓鎖器組91接收一數位的像素資料(pixel data)並將其傳送至該數位類比轉 換器92，該數位類比轉換器92將該像素資料轉換為一對應的類比驅動電壓並將其傳送至該運算放大器93，該運算放大器93再以該類比驅動電壓驅動該液晶電容Cs，以提供一電流對該液晶電容Cs充電或放電，使該像素能根據液晶電容Cs提供的電壓顯示正確的亮度。

為了對該液晶電容Cs充/放電，配合參閱圖2及圖3，現有運算放大器93的內部具有一AB類(Class AB)放大器，該AB類放大器具有多個(以M=8表示，M表多個彼此並聯之電晶體的數量，且M為大於等於1的自然數)P型電晶體，及多個(以M=4表示)N型電晶體。舉例而言，在圖3所示的一第一時間t1時，根據某一筆像素資料，若該液晶電容Cs兩端的一輸出電壓Vout需要被從一最小電壓Vmin充電至最大電壓Vmax，則運算放大器93會將該等P型電晶體及N型電晶體同時導通，以形成一充電電流I+流過該等P型電晶體並對該液晶電容Cs充電，而在圖3所示的一第二時間t2時，根據另一筆像素資料，若該輸出電壓Vout需要被從最大電壓Vmax放電至最小電壓Vmin，類似地，該運算放大器93會將該等P型電晶體及N型電晶體同時導通，以形成一放電電流I-由該液晶電容Cs流向該等N型電晶體而放電。補充說明的是：當該等P型電晶體及N型電晶體同時導通時，會有一固定電流Istd由該等P型電晶體流經該等N型電晶體，因此，根據克希荷夫電流定律(Kirchhoff's Current Law，KCL)，當該液晶電容Cs正在充電時，流過該等P型電晶體的總電流Iin為該充電電流I+及該固定電流Istd的和，而當該液晶電容Cs正在放電時，流過該等N型電晶體的總電流Iout為該放電電流I-及該固定電流Istd的和。具體而言，當該液晶電容Cs的電壓Vout變化的範圍很大時(譬如圖3所示的由最小電壓Vmin充電至最大電壓Vmax，或者由最大電壓Vmax放電至最小電壓Vmin)，即需要較大的充電電流I+或放電電流I-對該液晶電容Cs充電或放電，才能使電壓Vout的響應速度足夠快速，然而，若該電壓Vout變化的範圍較小，則不需要太大的充電電流I+/放電電流I-，即可使該液晶電容Cs在時限內充/放電完成，而該充電電流I+/放電電流I-愈大，代表對該液晶電容Cs充/放電時的功耗愈大，再加上液晶螢幕不斷往高解析度發展，因此，為了節省能源，確實需要一套可達成節能卻不影響驅動效能的機制。

因此，本發明之目的在於提供一種更節能的液晶電容驅動電路。

於是，本發明液晶電容驅動電路適用於電連接一液晶螢幕的一液晶電容，該液晶電容驅動電路包含一傳送單元、一轉換單元、一輸出單元，及一判斷單元；該傳送單元接收多筆數位的像素資料並依序地傳送；該轉換單元電連接該傳送單元以接收來自該 傳送單元的每一筆像素資料，並根每一筆像素資料產生一對應該像素資料的驅動電壓；該輸出單元電連接該轉換單元及該液晶電容，並包括一運算放大器，該運算放大器具有一前級控制組、一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第一開關組，及一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第二開關組；該判斷單元電連接於該傳送單元及該輸出單元之間，並根據該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料產生一比較結果信號；當該傳送單元傳送每一筆像素資料給該轉換單元，該運算放大器的前級控制組接收來自該轉換單元且對應該像素資料的該驅動電壓，且控制該第一開關組輸出一第一電流至該液晶電容，以使該液晶電容被充電或放電至該驅動電壓，該前級控制組並根據該比較結果信號控制該第二開關組是否輸出一第二電流至該液晶電容。

在一些實施態樣中，每一像素資料為一二進制資料，該判斷單元包括一電連接該傳送單元的儲存器，及一電連接該傳送單元及該儲存器的比較器，該儲存器接收並儲存該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料其中先傳送的該筆像素資料中的一判斷位元的位元值，該比較器接收該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料其中後傳送的該筆像素資料，並判斷該筆後傳送的像素資料中的該判斷位元的位元值與該儲存器儲存的該位元值是否相同，而產生該比較結果信號。

在一些實施態樣中，該儲存器為一栓鎖器。

在一些實施態樣中，該比較器為一互斥或閘。

在一些實施態樣中，該液晶電容驅動電路還電連接一控制單元；其中，該判斷單元還包括一電連接該比較器、該控制單元，及該輸出單元的緩衝器，該緩衝器接收來自該比較器的該比較結果信號，並依據一來自該控制單元的驅動信號將該比較結果信號輸出至該輸出單元的前級控制組。

在一些實施態樣中，該緩衝器為一及閘。

在一些實施態樣中，每一像素資料的該判斷位元為該像素資料的一最高有效位元。

本發明液晶電容驅動方法由一液晶電容驅動電路執行，該液晶電容驅動電路電連接一液晶螢幕的一液晶電容，且包含一傳送單元、一轉換單元、一判斷單元，及一輸出單元，該輸出單元包括一運算放大器，該運算放大器具有一前級控制組、一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第一開關組，及一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第二開關組，該液晶電容驅動方法包含：(A)該傳送單元接收並傳送一第一像素資料至該轉換單元；(B)該傳送單元接收並傳送一第二像素資料至該轉換單元，且該第二像素資料是排序在該第一像素資料之後； (C)該判斷單元根據該第一像素資料及該第二像素資料產生一比較結果信號；及(D)該運算放大器的該前級控制組接收一來自該轉換單元且相關於該第二像素資料的驅動電壓，且控制該第一開關組輸出一第一電流至該液晶電容，以使該液晶電容被充電或放電至該驅動電壓，該前級控制組並根據該比較結果信號控制該第二開關組是否輸出一第二電流至該液晶電容。

在一些實施態樣中，該判斷單元具有一儲存器，且該第一像素資料及該第二像素資料是具有多位元的數位資料，該液晶電容驅動方法還包含一在步驟(A)及步驟(B)之間的步驟(E)：該儲存器接收並儲存該第一像素資料之第M個位元的一位元值。

在一些實施態樣中，該判斷單元還具有一比較器，在步驟(C)，該比較器接收來自該儲存器的該位元值，以及來自該傳送單元的該第二像素資料，並判斷該來自該儲存器的該位元值與該第二像素資料之第M個位元的一位元值是否相同而產生該比較結果信號。

在一些實施態樣中，該第一像素資料及該第二像素資料各為一八位元的二進制資料，且該第一像素資料的第M個位元及該第二像素資料的第M個位元各為該第一像素資料及該第二像素資料的最高有效位元。

在一些實施態樣中，該液晶電容驅動電路還電連接一控制單元，該判斷單元還具有一緩衝器，在步驟(C)，該緩衝器接收來自該比較器的該比較結果信號，並依據一來自該控制單元的驅動信號將該比較結果信號輸出至該輸出單元的前級控制組。

在一些實施態樣中，在步驟(D)，該轉換單元將該第二像素資料轉換為對應該第二像素資料的驅動電壓並提供給該運算放大器的前級控制組。

本發明之功效在於：藉由該判斷單元根據該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料產生一比較結果信號，運算放大器的前級控制組再根據該比較結果信號控制該第二開關組是否輸出一第二電流至該液晶電容，令該液晶電容驅動電路可依照該液晶電容的電壓變化程度調整該第二開關組導通與否，進而調整對該液晶電容充/放電之電流的大小，而達到節能的功效。

1‧‧‧傳送單元

2‧‧‧轉換單元

3‧‧‧輸出單元

31‧‧‧運算放大器

311‧‧‧前級控制組

312‧‧‧第一開關組

313‧‧‧第二開關組

4‧‧‧判斷單元

41‧‧‧儲存器

42‧‧‧比較器

43‧‧‧緩衝器

9‧‧‧液晶電容驅動電路

91‧‧‧栓鎖器組

92‧‧‧數位類比轉換器

93‧‧‧運算放大器

100‧‧‧控制單元

D0~Dn‧‧‧像素資料

V0~V255‧‧‧驅動電壓

Vout‧‧‧電壓

Vmin‧‧‧最小電壓

Vmax‧‧‧最大電壓

Vsync‧‧‧同步信號

Rn‧‧‧比較結果信號

EN1‧‧‧第一驅動信號

EN2‧‧‧第二驅動信號

EN3‧‧‧第三驅動信號

I+‧‧‧充電電流

I-‧‧‧放電電流

Iin‧‧‧電流

Iout‧‧‧電流

Ip1‧‧‧電流

Ip2‧‧‧電流

In1‧‧‧電流

In2‧‧‧電流

Istd‧‧‧固定電流

Vcc‧‧‧電源端

GND‧‧‧接地端

t1‧‧‧第一時間

t2‧‧‧第二時間

t3‧‧‧第三時間

t4‧‧‧第四時間

t5‧‧‧第五時間

t6‧‧‧第六時間

t7‧‧‧第七時間

t8‧‧‧第八時間

T__charge‧‧‧充電週期

T_discharge‧‧‧放電週期

Cs‧‧‧液晶電容

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路方塊圖，說明一習知液晶電容驅動電路電連接一液晶電容；圖2是一電路圖，說明該習知液晶電容驅動電路之一運算放大器 的內部電路；圖3是一波形圖，說明該習知液晶電容驅動電路對該液晶電容充/放電時的電壓及電流關係；圖4是一電路方塊圖，說明本發明液晶電容驅動電路之一實施例電連接一液晶電容；圖5是該實施例的一運算放大器內部的一電路圖；圖6是該實施例的一動作時序圖；圖7是一波形圖，說明該實施例的一第二開關組導通時，該運算放大器對該液晶電容充/放電的電壓及電流關係；圖8是一波形圖，說明該實施例的第二開關組不導通時，該運算放大器對該液晶電容充/放電的電壓及電流關係；圖9是一示意圖，說明該實施例的兩筆前後關係的像素資料之最高有效位元之間的關係；及圖10是一示意圖，說明該實施例的另外兩筆前後關係的像素資料之最高有效位元之間的關係。

參閱圖4，本發明液晶電容驅動電路之一實施例適用於電連接譬如一液晶螢幕的一液晶電容Cs，以及一譬如為一中央處理器的控制單元100，該液晶電容Cs實際上可為液晶的等效電容，或 者也可為外加的實際電容，但並不以此為限，該液晶電容驅動電路包含一傳送單元1、一轉換單元2、一輸出單元3，及一判斷單元4。

該傳送單元1接收多筆數位的像素資料並依序地傳送，在本實施例中，每一筆像素資料為一八位元的二進制資料，且每一筆像素資料的第一位元為該筆像素資料的最高有效位元(Most Significant Bit,MSB)。

該轉換單元2電連接該傳送單元1以接收來自該傳送單元1的每一筆像素資料，並根據每一筆像素資料產生一對應該像素資料的驅動電壓，更具體地說，在本實施例中，該轉換單元2為一數位類比轉換器(Digital to Analog Converter，DAC)，且能將每一筆像素資料由數位的形式轉換為一類比形式的驅動電壓。

搭配參閱圖5，該輸出單元3電連接該轉換單元2及該液晶電容Cs，並包括一運算放大器31。該運算放大器31具有一前級控制組311、一電連接於該前級控制組311及該液晶電容Cs之間的第一開關組312，及一電連接於該前級控制組311及該液晶電容Cs之間的第二開關組313。具體而言，在本實施例中，如圖5所示，該第一開關組312具有二個(在圖5中以M=2表示)彼此並聯且電連接於一電源端Vcc及該液晶電容Cs之間的P型MOSFET(在圖5中以P-MOS表示)，及一個(在圖5中以M=1表示)電連接於該液晶電容Cs及一接地端GND之間的N型MOSFET(在圖5中以N-MOS表 示)，該第二開關組313具有六個(以M=6表示)彼此並聯且電連接於該電源端Vcc及該液晶電容Cs之間的P型MOSFET，及三個(以M=3表示)電連接於該液晶電容Cs及該接地端GND之間的N型MOSFET。

該判斷單元4電連接於該傳送單元1及該輸出單元3之間，並根據該傳送單元1先後傳送的兩筆像素資料產生一比較結果信號Rn。該判斷單元4包括一電連接該傳送單元1及該控制單元100的儲存器41、一電連接該傳送單元1及該儲存器41的比較器42，及一電連接該比較器42、該控制單元100及該輸出單元3的緩衝器43。在本實施例中，該儲存器41為一栓鎖器，該比較器42為一互斥或閘(XOR Gate)，該緩衝器43則為一及閘(AND Gate)。補充說明的是：該傳送單元1包括多個栓鎖器(圖未示出)，因此也具有儲存數位資料的能力。

具體而言，該判斷單元4所產生的比較結果信號Rn是代表該傳送單元1傳送至該轉換單元2之兩筆前後相鄰的像素資料分別對應的兩個驅動電壓之間的差異大小，以本實施例而言，每一筆像素資料為一八位元的二進制資料，亦即將一類比的電壓範圍分割為256(2的8次方)個階層，而每一筆像素資料則代表256種驅動電壓的其中一種，為方便說明，在此定義一最小驅動電壓V0，及一最大驅動電壓V255。

在每一週期中，該轉換單元2會將一筆像素資料轉成相對應的驅動電壓後傳送至該輸出單元3，該輸出單元3再以該驅動電壓驅動該液晶電容Cs，並不斷重複此過程，因此，在每一週期中，該液晶電容Cs上的電壓Vout會在V0至V255之間的範圍內變化。

舉例而言，參閱圖9，對應該最小驅動電壓V0的像素資料為[00000000]，且其最高有效位元為0，而對應該最大驅動電壓V255的像素資料為[11111111]，且其最高有效位元為1，搭配參閱圖4，若在某一個週期中，該液晶電容Cs之電壓原本為最小驅動電壓V0，而在下一個週期中，該液晶電容Cs需被充電至最大驅動電壓V255，則該轉換單元2在所述的兩個週期內分別接收的兩筆像素資料的最高有效位元將彼此不同。

再舉另一例而言，同時參閱圖4及圖10，若在某一個週期中，該液晶電容Cs之電壓原本為一較接近該最大驅動電壓V255的驅動電壓V192，而在下一個週期中，該液晶電容Cs需充電至最大驅動電壓V255，對應該驅動電壓V192的像素資料為[11000000]，其最高有效位元為1，而對應該最大驅動電壓V255的像素資料為[11111111]，其最高有效位元也為1，因此該轉換單元2在所述的兩個週期內分別接收的兩筆像素資料的最高有效位元將彼此相同。

綜合以上兩例可知：在兩個前後相鄰的週期中，若該 轉換單元2所依序接收的兩筆像素資料的最高有效位元不同，則代表該液晶電容Cs的電壓Vout變化幅度較大，反之，若該轉換單元2所依序接收的兩筆像素資料的最高有效位元相同，則代表該液晶電容Cs的電壓Vout變化幅度較小，更具體地說，以八位元的二進制資料而言，其最高有效位元所代表的權重為2的7次方，也就是128，因此，若兩筆像素資料所代表的驅動電壓之間的壓差超過128個階層，亦即超過最大變動範圍的一半，則該兩筆像素資料的最高有效位元必定不同，因此，本實施例能藉由比對前後兩筆像素資料的最高有效位元是否相同而產生該比較結果信號Rn，來判斷該液晶電容Cs的電壓Vout變化程度是較小或較大。

屬於本技術領域之通常知識者當知：若以一固定電流對一電容器充/放電，則該電容器上之電壓變化量的大小是正相關於對其充/放電的時間，也就是說，若欲使該電容器在更短的時間內充/放電完成，便需以較大的電流來提高驅動能力，然而，以較大的電流對電容器充/放電會消耗較大的電能，因此驅動能力及節能實難兩者兼顧，而本實施例之核心功效便在於：在該液晶電容Cs開始被充/放電之前，能先行判斷其目前的電壓Vout與目標的電壓Vout之間的差異大小，而控制輸出單元3的該第二開關組313導通與否，藉以調節該輸出單元3對該液晶電容Cs的充電電流I+或放電電流I-，而在驅動能力及節能考量之間取得平衡。

以下針對本實施例的動作流程詳細說明。

同時參閱圖4、圖5及圖6，首先，在圖6所示的一第一時間t1時，一來自該控制單元100的同步信號Vsync由1轉態至0，代表一個週期的起始，同時，該傳送單元1依據一來自該控制單元100的第一驅動信號EN1，將一預先接收並儲存的第一像素資料D1傳輸至該轉換單元2，且該轉換單元2將該第一像素資料D1轉換為對應的一第一驅動電壓並將其傳輸至該輸出單元3。補充說明的是，圖4中所示的n為大於等於1的自然數。

接著，在一第二時間t2，該運算放大器31的該前級控制組311接收該第一驅動電壓，並依據一來自該控制單元100的第二驅動信號EN2控制該第一開關組312輸出一第一電流至該液晶電容Cs，以使該液晶電容Cs在一第三時間t3前被充電或放電至該第一驅動電壓。補充說明的是：根據該液晶電容Cs是被充電或是被放電，該第一電流可為該充電電流I+或該放電電流I-。

接著，在一第四時間t4，該判斷單元4的儲存器41依據一來自該控制單元100的第三驅動信號EN3儲存該第一像素資料D1的最高有效位元的位元值。

接著，在一第五時間t5，如圖6所示的，該同步信號Vsync再次由1變0，代表另一個週期的起始，同時，該傳送單元1依據該第一驅動信號EN1將一預先接收並儲存的第二像素資料D2 傳輸至該轉換單元2，且該轉換單元2將該第二像素資料D2轉換為對應的一第二驅動電壓並將其傳輸至該輸出單元3。

接著，值得注意的是：在該第五時間t5與一第六時間t6之間，該判斷單元4的比較器42接收該第二像素資料D2之最高有效位元的位元值，以及該儲存器41於上一個週期所儲存之該第一像素資料D1的最高有效位元的位元值，並比較兩者是否相同且產生一比較結果信號Rn。具體而言，由於該比較器42為一互斥或閘，因此，若該第一像素資料D1與該第二像素資料D2之最高有效位元的位元值相同，則該比較結果信號Rn為0，若不同，則該比較結果信號Rn為1。

接著，在該第六時間t6，該運算放大器31的該前級控制組311接收該第二驅動電壓，並依據該第二驅動信號EN2控制該第一開關組312輸出該第一電流至該液晶電容Cs，同時，該判斷單元4的緩衝器43也依據該第二驅動信號EN2將該比較結果信號Rn傳輸至該輸出單元3的前級控制組311，若該比較結果信號Rn為0，則該前級控制組311控制該第二開關組313不導通，反之，若該比較結果信號Rn為1，則該前級控制組311控制該第二開關組313導通，以輸出一第二電流至該液晶電容Cs，以使該輸出單元3能提供更大的充電電流I+或放電電流I-給液晶電容Cs，使該液晶電容Cs在一第七時間t7前能被充電或放電至該第二驅動電壓。

最後，在一第八時間t8，該判斷單元4的儲存器41依據該第三驅動信號EN3儲存該第二像素資料D2的最高有效位元的位元值，以供該比較器42於下一個週期作為比對資料的來源。

在該第八時間t8後，即為又一週期的起始，且該判斷單元4將會不斷地重複前述步驟的比對、控制及儲存等動作，因此便不再贅述。另外，補充說明的是：該第一像素資料D1是假設為本實施例中該傳送單元1所接收的首筆像素資料，因此並無更前一筆的像素資料作為比較對象，因此該判斷單元4在第一時間t1及第二時間t2之間的動作在前述說明時忽略不計。

以下針對該輸出單元3驅動該液晶電容Cs充電或放電的動作詳細說明，並分別以「液晶電容Cs被充電，且第二開關組313導通」、「液晶電容Cs被放電，且第二開關組313導通」、「液晶電容Cs被充電，且第二開關組313不導通」，以及「液晶電容Cs被放電，且第二開關組313不導通」四種情形為例。

同時參閱圖5及圖7，舉例而言，在一充電週期T_charge中，若該第一驅動電壓為該最小驅動電壓V0，而該第二驅動電壓為該最大驅動電壓V255時，該第二開關組313導通，因此該第一開關組312及該第二開關組313共同輸出一充電電流I+至該液晶電容Cs，更具體地說：一電流Iin由該運算放大器31的電源端Vcc流入後分為一電流Ip1及一電流Ip2，並分別流過該第一開關組 312的P型MOSFET及該第二開關組313的P型MOSFET，接著，電流Ip1及電流Ip2各有部份流至該液晶電容Cs而形成該充電電流I+，而電流Ip1及電流Ip2未流至該液晶電容Cs的部分則分別被定義為電流In1及電流In2，且分別流過該第一開關組312的N型MOSFET及該第二開關組313的N型MOSFET，最後，電流In1、電流In2及充電電流I+匯流為電流Iout並流至該運算放大器31的接地端GND。需注意的是：在本實施例中，該第二開關組313之P型MOSFET的數量為該第一開關組312的三倍，而該第二開關組313之N型MOSFET的數量亦為該第一開關組312的三倍，換句話說，當該第二開關組313導通時，流過該第二開關組313的電流也為該第一開關組312的三倍，更明確地說：當該第二開關組313導通時，該第二開關組313提供了驅動該液晶電容Cs之總電能的75%，而該第一開關組312提供了驅動該液晶電容Cs之總電能的25%，因此，電流Ip1實質上為電流Iin的25%、電流Ip2實質上為電流Iin的75%，而電流In2為電流In1的三倍，但在其他實施例中並不以上述為限。

繼續參閱圖5及圖7，在一放電週期T_discharge中，若該第一驅動電壓為該最大驅動電壓V255，而該第二驅動電壓為該最小驅動電壓V0時，該第二開關組313導通，因此一來自該液晶電容Cs的放電電流I-經由該第一開關組312及該第二開關組313流 至該接地端GND，更具體地說：電流Iin由該電源端Vcc流入後分為電流Ip1及電流Ip2，並分別流過該第一開關組312的P型MOSFET及該第二開關組313的P型MOSFET，且電流Ip1為電流Iin的25%，電流Ip2為電流Iin的75%，接著，該放電電流I-的25%與電流Ip1匯流為電流In1並流經該第一開關組312的N型MOSFET、該放電電流I-的75%與電流Ip2匯流為電流In2並流經該第二開關組313的N型MOSFET，最後，電流In1及電流In2匯流為電流Iout並流至該接地端GND。

同時參閱圖5及圖8，在另一充電週期T_charge中，若該第一驅動電壓為驅動電壓V192，而該第二驅動電壓為該最大驅動電壓V255時，該第二開關組313不導通，因此僅該第一開關組312輸出該充電電流I+至該液晶電容Cs，更具體地說：一電流Iin由該電源端Vcc流入後僅流過該第一開關組312的P型MOSFET，換句話說，電流Ip2為零，而電流Ip1等於電流Iin，接著，電流Ip1有部份流入該液晶電容Cs而形成充電電流I+，而電流Ip1未流入該液晶電容Cs的部分則被定義為電流In1且流過該第一開關組312的N型MOSFET，最後，電流In1及充電電流I+匯流為電流Iout並流至該接地端GND。

繼續參閱圖5及圖8，在另一放電週期T_discharge中，若該第一驅動電壓為該最大驅動電壓V255，而該第二驅動電 壓為驅動電壓V192時，該第二開關組313不導通，而來自該液晶電容Cs的該放電電流I-僅經由該第一開關組312流至該接地端GND，更具體地說：電流Iin由該電源端Vcc流入後僅流過該第一開關組312的P型MOSFET，換句話說，電流Ip2為零，而電流Ip1等於電流Iin，接著，該放電電流I-與電流Ip1匯流為電流In1(即電流Iout)後經由該第一開關組312的N型MOSFET流至該接地端GND。

比較圖7及圖8並搭配參閱圖5可知：在圖7中，液晶電容Cs上的電壓Vout變化範圍較大，故該第二開關組313導通，因此該輸出單元3能提供的充電電流I+或放電電流I-較大，而能有較強的驅動能力，而在圖8中，液晶電容Cs上的電壓Vout變化範圍較小而不需以全力驅動，故該第二開關組313不導通，因此除了降低充電電流I+及放電電流I-的大小外，電流Ip2及電流In2亦為零，而減少了電能消耗，達到節能的功效。

綜上所述，本發明液晶電容驅動電路的判斷單元4在該液晶電容Cs開始充/放電之前，能先行判斷其目前的電壓Vout與目標的電壓Vout之間的差異大小而產生比較結果信號Rn，該前級控制組311再根據該比較結果信號Rn控制該第二開關組313導通與否，來調節對該液晶電容Cs的充電電流I+或放電電流I-的大小，以使液晶電容Cs上的電壓Vout變化範圍較大時，該輸出單元3能提供 足夠的驅動能力，而在液晶電容Cs上的電壓Vout變化範圍較小時，能減少輸出單元3的功率消耗而達成節能，藉此，能在驅動能力及節能考量之間取得平衡，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧傳送單元

2‧‧‧轉換單元

3‧‧‧輸出單元

31‧‧‧運算放大器

4‧‧‧判斷單元

41‧‧‧儲存器

42‧‧‧比較器

43‧‧‧緩衝器

100‧‧‧控制單元

D0~Dn‧‧‧像素資料

Vout‧‧‧電壓

Rn‧‧‧比較結果信號

EN1‧‧‧第一驅動信號

EN2‧‧‧第二驅動信號

EN3‧‧‧第三驅動信號

I+‧‧‧充電電流

I-‧‧‧放電電流

GND‧‧‧接地端

Cs‧‧‧液晶電容

Claims (13)

1. 一種液晶電容驅動電路，適用於電連接一液晶螢幕的一液晶電容，該液晶電容驅動電路包含：一傳送單元，接收多筆數位的像素資料並依序地傳送；一轉換單元，電連接該傳送單元以接收來自該傳送單元的每一筆像素資料，並根每一筆像素資料產生一對應該像素資料的驅動電壓；一輸出單元，電連接該轉換單元及該液晶電容，並包括一運算放大器，該運算放大器具有一前級控制組、一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第一開關組，及一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第二開關組；及一判斷單元，電連接於該傳送單元及該輸出單元之間，並根據該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料產生一比較結果信號；當該傳送單元傳送每一筆像素資料給該轉換單元，該運算放大器的前級控制組接收來自該轉換單元且對應該像素資料的該驅動電壓，且控制該第一開關組輸出一第一電流至該液晶電容，以使該液晶電容被充電或放電至該驅動電壓，該前級控制組並根據該比較結果信號控制該第二開關組是否輸出一第二電流至該液晶電容。
2. 如請求項1所述的液晶電容驅動電路，其中，每一像素資料為一二進制資料，該判斷單元包括一電連接該傳送單元 的儲存器，及一電連接該傳送單元及該儲存器的比較器，該儲存器接收並儲存該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料其中先傳送的該筆像素資料中的一判斷位元的位元值，該比較器接收該傳送單元先後傳送的兩筆像素資料其中後傳送的該筆像素資料，並判斷該筆後傳送的像素資料中的該判斷位元的位元值與該儲存器儲存的該位元值是否相同，而產生該比較結果信號。
3. 如請求項2所述的液晶電容驅動電路，其中，該儲存器為一栓鎖器。
4. 如請求項2所述的液晶電容驅動電路，其中，該比較器為一互斥或閘。
5. 如請求項2所述的液晶電容驅動電路，還電連接一控制單元；其中，該判斷單元還包括一電連接該比較器、該控制單元，及該輸出單元的緩衝器，該緩衝器接收來自該比較器的該比較結果信號，並依據一來自該控制單元的驅動信號將該比較結果信號輸出至該輸出單元的前級控制組。
6. 如請求項5所述的液晶電容驅動電路，其中，該緩衝器為一及閘。
7. 如請求項2至6其中任一項所述的液晶電容驅動電路，其中，每一像素資料的該判斷位元為該像素資料的一最高有效位元。
8. 一種液晶電容驅動方法，由一液晶電容驅動電路執行，該液晶電容驅動電路電連接一液晶螢幕的一液晶電容，且包含一傳送單元、一轉換單元、一判斷單元，及一輸出單元， 該輸出單元包括一運算放大器，該運算放大器具有一前級控制組、一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第一開關組，及一電連接於該前級控制組及該液晶電容之間的第二開關組，該液晶電容驅動方法包含：(A)該傳送單元接收並傳送一第一像素資料至該轉換單元；(B)該傳送單元接收並傳送一第二像素資料至該轉換單元，且該第二像素資料是排序在該第一像素資料之後；(C)該判斷單元根據該第一像素資料及該第二像素資料產生一比較結果信號；及(D)該運算放大器的該前級控制組接收一來自該轉換單元且相關於該第二像素資料的驅動電壓，且控制該第一開關組輸出一第一電流至該液晶電容，以使該液晶電容被充電或放電至該驅動電壓，該前級控制組並根據該比較結果信號控制該第二開關組是否輸出一第二電流至該液晶電容。
9. 如請求項8所述的液晶電容驅動方法，其中，該判斷單元具有一儲存器，且該第一像素資料及該第二像素資料是具有多位元的數位資料，該液晶電容驅動方法還包含一在步驟(A)及步驟(B)之間的步驟(E)：該儲存器接收並儲存該第一像素資料之第M個位元的一位元值，M為一。
10. 如請求項9所述的液晶電容驅動方法，其中，該判斷單元還具有一比較器，在步驟(C)，該比較器接收來自該儲存器的該位元值，以及來自該傳送單元的該第二像素資料， 並判斷該來自該儲存器的該位元值與該第二像素資料之第M個位元的一位元值是否相同而產生該比較結果信號。
11. 如請求項10所述的液晶電容驅動方法，其中，該第一像素資料及該第二像素資料各為一八位元的二進制資料，且該第一像素資料的第M個位元及該第二像素資料的第M個位元各為該第一像素資料及該第二像素資料的最高有效位元。
12. 如請求項10所述的液晶電容驅動方法，其中，該液晶電容驅動電路還電連接一控制單元，該判斷單元還具有一緩衝器，在步驟(C)，該緩衝器接收來自該比較器的該比較結果信號，並依據一來自該控制單元的驅動信號將該比較結果信號輸出至該輸出單元的前級控制組。
13. 如請求項8至12其中任一項所述的液晶電容驅動方法，在步驟(D)，該轉換單元將該第二像素資料轉換為對應該第二像素資料的驅動電壓並提供給該運算放大器的前級控制組。