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TWI529691B - 資料驅動方法及其顯示裝置 - Google Patents

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TWI529691B
TWI529691B TW103112893A TW103112893A TWI529691B TW I529691 B TWI529691 B TW I529691B TW 103112893 A TW103112893 A TW 103112893A TW 103112893 A TW103112893 A TW 103112893A TW I529691 B TWI529691 B TW I529691B
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陳維峻
鍾竣帆
葉斯哲
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友達光電股份有限公司
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Description

資料驅動方法及其顯示裝置
本發明揭露一種顯示裝置的驅動方法，尤指一種資料驅動器之驅動方法。
先前技術中，耦接於顯示裝置之各資料線的各個畫素，於操作時各自具有一共電壓信號，可用以界定其極性，舉例而言，若一畫素之共電壓信號大於預定位準，則該畫素係為正極性；若畫素之共電壓信號小於預定位準，則該畫素係為負極性。為避免電荷累積造成之顯示不良，顯示面板之資料線必須於一圖框週期(frame period)結束時執行極性轉態，即將資料線及其耦接之畫素的極性由正轉負、或由負轉正。
然而，由於現今目前顯示裝置之解析度需求提高，資料線之資料電位由原本的電位轉至目標電位的充放電時間不足，且過於耗電，因此，降低資料電壓充放電時間及降低資料驅動器之耗電量實為本發明所欲解決的問題之一。
請參考第1圖，第1圖係為先前技術中執行電荷分享時之波形示意圖。第1圖中，第一資料線電位VY1與第二資料線電位VY2係為二相鄰資料線各自的電位，其中當共電壓信號POL尚未轉態時，第一資料線電位VY1係為正極性且第二資料線電位VY2係為負極性；當共電壓信號POL轉態(例如由低電壓位準至高電壓位準)即表示資料線之極性轉態發生，此時係從一圖 框週期進入一新的圖框週期，第一資料線電位VY1係由正極性轉為負極性，且第二資料線電位VY2係由負極性轉為正極性；當偵測到共電壓信號POL發生轉態，控制信號STB被致能位於高電壓位準時(即第2圖之時段t1)，則導通開關，將第一資料線電位VY1與第二資料線電位VY2耦接到電荷分享線，使第一資料線電位VY1與VY2之電位迅速被拉至一電荷分享電位，如第2圖所示，該電荷分享電位為電源電壓之半值HAVDD，然後第一資料線電位VY1與第二資料線電位VY2再根據資料驅動器輸入的資料，將其電位拉至各自的目標電位即第一資料線目標電位Vtarget-Y1與第二資料線目標電位Vtarget-Y2。執行此電荷分享可於極性轉態時，縮短第一資料線電位VY1與第二資料線電位VY2從原本的電位分別被拉到第一資料線目標電位Vtarget-Y1與第二資料線目標電位Vtarget-Y2的時間，進而達到省電的功效。然而，在先前技術中，僅於資料線及與其耦接之畫素的極性轉態時執行電荷分享，但如第1圖中時段t2與時段t3中所示的第一資料線電位VY1及第二資料線電位VY2之電位變化時，因該時段並未發生極性轉態，故無法採用電荷分享方法減短電位變化的時間，因此無法以電荷分享方法達到省電之功效，尤其在第一資料線電位VY1及第二資料線電位VY2之電位變化較大時，因從原本電位拉至目標電位耗時將更久，故更加耗電。
本發明一實施例揭露了一電荷分享裝置，電連接一資料驅動器與一資料線，該電荷分享裝置包含一資料偵測單元，一第一電荷分享線，一第二電荷分享線及一資料訊號電荷分享單元。該資料偵測單元，判斷來自該資料驅動器之一第一取樣資料信號及一第二取樣資料信號的最高有效位元值(MSB)是否相同。該資料訊號電荷分享單元，用以從該資料驅動器接收一資料信號，電連接於該資料偵測單元、該第一電荷分享線及該第二電荷分享線。其中，當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該第二取樣資料信號之 最高有效位元不同時，即根據連接於該資料線之一畫素的一共電壓信號的極性選擇性地導通該資料線及該第一電荷分享線或該第二電荷分享線其中之一，以輸出一校正資料信號至該資料線。
本發明另一實施例揭露了一資料驅動電路，電連接於一資料線，該資料驅動器包含一第一閂鎖器，一第二閂鎖器，一數位類比轉換器，一資料偵測單元，一第一電荷分享線，一第二電荷分享線及一資料訊號電荷分享單元。該第一閂鎖器，用以輸出一第一取樣資料信號。該第二閂鎖器，電連接於該第一閂鎖器，用以輸出一第二取樣資料信號。該數位類比轉換器，電連接該第二閂鎖器，用以輸出一資料信號至耦接於該資料線之一畫素。該資料偵測單元，耦接於該第一閂鎖器及該第二閂鎖器，用以判斷該第一取樣資料信號與該第二取樣資料信號的位元值。該資料訊號電荷分享單元，耦接於該資料線、該資料偵測單元、該第一電荷分享線及該第二電荷分享線。其中，當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，根據該畫素之該共電壓信號的極性選擇性地導通該第一電荷分享線或該第二電荷分享線其中之一，且電連接該資料線。
本發明另一實施例揭露了一種顯示裝置的驅動方法，該顯示裝置包含複數個畫素，複數條資料線以及一資料驅動器。該資料驅動器用以輸出複數個資料信號。該資料驅動器包含一第一閂鎖器，一第二閂鎖器與至少一電荷分享線。該第一閂鎖器輸出一第一取樣資料信號至該第二閂鎖器。該第二閂鎖器輸出一第二取樣資料信號。該方法包含：當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該些畫素之一的該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，執行該資料信號與該些電荷分享線其中之一之電荷分享，以輸出一第一校正資料信號至該些資料線其中之一。
使用本發明實施例揭露之資料驅動器與顯示裝置的驅動方法，當欲顯示至畫素之資料電壓之最高有效位元發生變化執行電荷分享，可降低資料線與畫素之電位變化時所耗費的時間與耗電量。
600、800、1000、1200‧‧‧顯示裝置
CH2a、CH4a、CH4b、CH1至CH6‧‧‧資料線
610、810、1010、1210、410、420‧‧‧畫素
POL‧‧‧共電壓信號
POL’‧‧‧先前共電壓信號
VY1‧‧‧第一資料線電位
VY2‧‧‧第二資料線電位
HAVDD‧‧‧電源電壓之半值
AVDD‧‧‧電源電壓
Vtarget-Y1‧‧‧第一資料線目標電位
Vtarget-Y2‧‧‧第二資料線目標電位
STB‧‧‧控制信號
t1、t2、t3、t51至t59‧‧‧時段
200‧‧‧資料驅動器
C1、C2、C3‧‧‧電容
Latch_1‧‧‧第一閂鎖器
Latch_2‧‧‧第二閂鎖器
DAC‧‧‧數位類比轉換器
S1‧‧‧第一取樣資料信號
S2‧‧‧第二取樣資料信號
DS‧‧‧資料信號
DTDU‧‧‧資料偵測單元
DTDU_c、DTDU_c_4a、DTDU_c_4b‧‧‧資料變化幅度信號
CS_P‧‧‧第一電荷分享線
CS_N‧‧‧第二電荷分享線
CS、CS1至CS6‧‧‧電荷分享單元
CS_Switch、CS_Switch_1至CS_Switch_6、CS_Switch_4a、CS_Switch_4b‧‧‧資料訊號電荷分享單元
POLU‧‧‧極性轉態偵測單元
POL_c、POL_c_4a、POL_c_4b‧‧‧極性轉態信號
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW11、SW21‧‧‧第一端
SW12、SW22‧‧‧第二端
SW13、SW23‧‧‧控制端
L1‧‧‧第一邏輯單元
L2‧‧‧第二邏輯單元
COMP‧‧‧極性比較器
COMP1‧‧‧第一輸入端
COMP2‧‧‧第二輸入端
COMP_c、COMP_c_4a、COMP_c_4b‧‧‧極性比較信號
OR1、OR2‧‧‧或閘
AND1、AND2‧‧‧及閘
INV‧‧‧反相器
Vthreshold‧‧‧預定位準
VCS_P‧‧‧第一電荷分享電位
VCS_N‧‧‧第二電荷分享電位
Vn1、Vn2、Vn3、Vp1、Vp2、Vp3‧‧‧電位
1410至1470、1530至1570‧‧‧步驟
GND‧‧‧地端位準
第1圖係為先前技術中執行電荷分享時之波形示意圖。
第2圖係本發明實施例中資料驅動器的功能方塊示意圖。
第3圖係本發明實施例中資料驅動器的功能方塊示意圖。
第4圖係本發明實施例中資料線CH4a及其耦接之畫素與資料線CH4b及其耦接之畫素的示意圖。
第5圖係本發明實施例中資料線CH4a、資料線CH4b及資料驅動器中相關的信號電位之波形示意圖。
第6圖係本發明實施例可適用之逐行轉換方式的畫素極性排列方式示意圖。
第7圖係為相對應於第6圖之逐行轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。
第8圖為本發明實施例可適用之圖框轉換方式的畫素極性排列方式示意圖。
第9圖為對應於第8圖之圖框轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。
第10圖為本發明實施例可適用之點轉換方式的畫素極性排列方式示意圖。
第11圖為對應於第10圖之點轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。
第12圖為本發明實施例可適用之2V+1轉換方式的畫素極性排列方式示意圖。
第13圖為對應於第12圖之2V+1轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。
第14圖係本發明實施例中揭露之顯示裝置的驅動方法的流程圖。
第15圖係本發明另一實施例中揭露之顯示裝置的驅動方法的流程圖。
由上述先前技術及第1圖可知，根據先前技術，資料線及耦接至資料線之畫素的極性轉態時，可執行電荷分享以使資料線及其耦接之畫素的電位改變過程加速並達到省電的效果，然而，於資料線及耦接至資料線之畫素的極性未轉態時，就無法執行電荷分享，然而本發明實施例揭露之資料驅動器與顯示裝置的驅動方法係於當欲顯示至畫素之資料信號之最高有效位元(Most Significant Bit；MSB)發生變化時，即執行電荷分享，換句話說，在畫素的共電壓信號的極性並未改變時亦可執行電荷分享，因此可降低資料線與畫素之電位改變時所耗費的時間與耗電量。
請參考第2圖。第2圖係為本發明實施例之資料驅動器200的功能方塊示意圖。如第2圖所示，資料驅動器200電連接於資料線CH2a，該資料驅動器200包含第一閂鎖器Latch_1，第二閂鎖器Latch_2，數位類比轉換器DAC，資料偵測單元DTDU(Data Transition Detect Unit)，第一電荷分享線CS_P，第二電荷分享線CS_N，電荷分享單元CS，及資料訊號電荷分享單元CS_Switch，其中第一閂鎖器Latch_1，用以輸出第一取樣資料信號S1；第二閂鎖器Latch_2，電連接於第一閂鎖器Latch_1，根據第一取樣資料信號S1輸出第二取樣資料信號S2；數位類比轉換器DAC，電連接第二閂鎖器Latch_2，用以輸出資料信號DS至耦接於資料線CH2a的畫素(未示於第2圖)；資料偵測單元DTDU，耦接於第一閂鎖器Latch_1及第二閂鎖器Latch_2，用以判斷第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的位元值；電荷分享單元CS，耦接於第一電荷分享線CS_P及第二電荷分享線CS_N；及資料訊號電荷分享單元CS_Switch，耦接於該資料線CH2a、資料偵測單元DTDU、該第電荷分享線CS_P及第二電荷分享線CS_N，用以當該畫素之共電壓信號的極性改變，導通該電荷分享單元CS及資料訊號電荷分享單元CS_Switch；及當第一取樣資料信號S1之最高有效位元(Most Significant Bit；MSB)與第二取樣資料信號S2之最高有效位元不同時(由資料偵測單元 DTDU進行比較，當第一取樣資料信號S1之最高有效位元與第二取樣資料信號S2之最高有效位元不同時，資料偵測單元DTDU即輸出例如值為1的資料變化幅度信號DTDU_c)，並於控制信號STB(未示於第2圖)被致能位於高電壓位準時，根據該畫素之該共電壓信號的極性選擇性地導通第一電荷分享線CS_P或第二電荷分享線CS_N其中之一與資料線CH2a的電連接：根據本發明實施例，若此時該畫素之該共電壓信號的極性為正極性，則導通第一電荷分享線CS_P與資料線CH2a的電連接；若此時該畫素之該共電壓信號的極性為負極性，則導通第二電荷分享線CS_N與資料線CH2a的電連接。資料驅動器200也包括極性轉態偵測單元POLU，其可偵測共電壓信號POL是否產生轉態(如低電壓位準轉為高電壓位準，或反之)，也就是可偵測資料線CH2a及其耦接之畫素之共電壓信號的極性是否轉態，若是，極性轉態偵測單元POLU則輸出值例如為1的極性轉態信號POL_c至電荷分享單元CS與資料訊號電荷分享單元CS_Switch，以導通電荷分享單元CS，與資料訊號電荷分享單元CS_Switch內部的開關(下文將敘述)。其中，上述的控制信號STB係為用以控制電荷分享之時段的同步訊號，但根據本發明實施例，亦可另選擇外部控制信號控制電荷分享的時段，本發明不以此為限。此外，如第2圖所示，根據本發明實施例，於第一電荷分享線CS_P與地端之間可耦接一電容C1，於第二電荷分享線CS_N與地端之間可耦接一電容C2，且於第一電荷分享線CS_P與第二電荷分享線CS_N之間可耦接一電容C3，用以使電壓位準更為穩定。
請參考第3圖，第3圖係為本發明實施例中資料驅動器200的局部電路示意圖。由第3圖可見，資料訊號電荷分享單元CS_Switch包含第一開關SW1，第二開關SW2，第一邏輯單元L1，第二邏輯單元L2與極性比較器COMP。
第一開關SW1包含第一端SW11，耦接於第一電荷分享線CS_P；第二端SW12，耦接於資料線CH2a；及控制端SW13。第二開關SW2，包含第一端SW21，耦接於第二電荷分享線CS_N；第二端SW22，耦接於資料線CH2a；及控制端SW23。第一邏輯單元L1，其輸出端耦接於第一開關SW1之控制端SW13，用以根據資料線CH2a的極性是否轉態、第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的差異是否大於一預定值、及資料線CH2a之極性控制該第一開關SW1是否導通。第二邏輯單元L2，耦接於第二開關SW2之控制端SW23，用以根據資料線CH2a的極性是否轉態、第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的差異是否大於該預定值、及資料線CH2a之極性控制第二開關SW2是否導通。
關於如何偵測資料線CH2a的極性(也就是資料線CH2a耦接之畫素的極性)是否發生轉態，可由第3圖所示之本發明實施例中的極性轉態偵測單元POLU執行偵測。極性轉態偵測單元POLU係包含一閂鎖器，可接收最新的共電壓信號POL及輸出經極性轉態偵測單元POLU執行閂鎖後再釋放之先前共電壓信號POL’，並以互斥閘(XOR gate)比較共電壓信號POL與先前共電壓信號POL’並輸出極性轉態信號POL_c，若共電壓信號POL與先前共電壓信號POL’並不相等，表示共電壓信號POL由高電壓位準(正極性)降至低電壓位準(負極性)，或由低電壓位準(負極性)升至高電壓位準(正極性)，則極性轉態信號POL_c之值即由0轉1，由於極性轉態信號POL_c係輸出至電荷分享單元CS與資料訊號電荷分享單元CS_Switch，故當極性轉態信號POL_c之值即由0轉1，電荷分享單元CS與資料訊號電荷分享單元CS_Switch可被通知資料線CH2a的極性(即資料線CH2a耦接之畫素的極性)已發生轉態。共電壓信號POL可例如由顯示裝置內的圖形處理單元輸出，其係於一圖框週期結束進入下一圖框週期時發生轉態，及根據耦接於資料線之畫素需設定的極性而轉態。
根據本發明實施例，當資料線CH2a的極性轉態時，也就是耦接於資料線CH2a的畫素的共電壓信號由正極性轉為負極性時，或由負極性轉為正極性時，則電荷分享單元CS、第一開關SW1與第二開關SW2均導通，使第一電荷分享線CS_P、第二電荷分享線CS_N與資料線CH2a都互相耦接，此稱為第一電荷分享動作。而當資料線CH2a的極性並未轉態，也就是耦接於資料線CH2a的畫素的共電壓信號保持在正極性或負極性時，資料偵測單元DTDU會比較第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2，當第一取樣資料信號S1的最高有效位元(Most Significant Bit；MSB)與第二取樣資料信號S2的最高有效位元相異時，根據本發明一實施例，即表示第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的差異大於預定值，也就是代表資料線CH2a上的電位變化較大，資料偵測單元DTDU即會輸出例如為1之資料變化幅度信號DTDU_c。根據第2圖與第3圖所示之本發明實施例，當資料線CH2a的極性並未發生轉態且資料線CH2a上的電位變化較大時，若資料線CH2a屬於正極性，則導通第一開關SW1導通第一電荷分享線CS_P與資料線CH2a之間的電連接；若資料線CH2a屬於負極性，則導通第二開關SW2導通第二電荷分享線CS_N與資料線CH2a之間的電連接。其中，資料線CH2a的極性為正極性或負極性，係由極性比較器COMP判斷，由第3圖所示的本發明實施例可見，極性比較器COMP具有第一輸入端COMP1，耦接於數位類比轉換器DAC的輸出端，用以接收資料信號DS，第二輸入端COMP2，耦接至一預定位準，若資料信號DS之電位大於該預定位準，則判斷資料線CH2a的極性為正極性，極性比較器COMP會據以輸出例如值為1之極性比較信號COMP_c；若資料信號DS之電位小於該預定位準，則判斷資料線CH2a的極性為負極性，極性比較器COMP會據以輸出例如值為0之極性比較信號COMP_c。根據本發明實施例，上述用以界定資料線CH2a為正極性或負極性之「預定位準」，可例如為半灰階迦瑪電壓(VGMMAN/2)、電源電壓之半值， 或由使用者依照實驗統計結果或產品規格需求訂定。其中，半灰階迦瑪電壓(VGMMAN/2)係表示相對應於半灰階的畫素電壓，舉例而言，當一顯示裝置的灰階可分為256階時，則N係為256，半灰階迦瑪電壓(VGMMAN/2)即為256階灰階中的第128階灰階相對應之畫素電壓。
於第3圖可見，第一邏輯單元L1包含或閘OR1，或閘OR1包含第一輸入端，用以接收極性轉態信號POL_c，以得知資料線CH2a與耦接於資料線CH2a之畫素的極性是否轉態；第二輸入端；及輸出端，耦接於第一開關SW1之控制端SW13；第一邏輯單元L1亦包含及閘AND1，包含第一輸入端，耦接於資料偵測單元DTDU以接收資料變化幅度信號DTDU_c；第二輸入端，耦接於極性比較器COMP；及輸出端，耦接於或閘OR1之第二輸入端。第二邏輯單元L2包含或閘OR2，其中或閘OR2包含第一輸入端，用以接收極性轉態信號POL_c，以得知資料線CH2a與耦接於資料線CH2a之畫素的極性是否轉態；第二輸入端；及輸出端，耦接於第二開關SW2之控制端SW23；第二邏輯單元L2亦包含及閘AND2，其包含第一輸入端，耦接於資料偵測單元DTDU以接收資料變化幅度信號DTDU_c；第二輸入端；及輸出端，耦接於或閘OR2之第二輸入端；第二邏輯單元L2亦包含反相器INV，反相器INV包含輸入端，耦接於極性比較器COMP；及輸出端，耦接於及閘AND2之第二輸入端。由第3圖所示之本發明實施例中的第一邏輯單元L1與第二邏輯單元L2可知：(a)當資料線CH2a及其耦接之畫素的極性轉態時，則極性轉態信號POL_c之值為1，則電荷分享單元CS、第一開關SW1與第二開關SW2均導通；(b)當資料線CH2a及其耦接之畫素的極性未轉換，且資料變化幅度信號DTDU_c之值為0，則表示第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的差異小於預定值，也就是代表資料線CH2a上的電位變化較小，則不 會導通第一開關SW1，亦不會導通第二開關SW2；(c)當資料線CH2a及其耦接之畫素的極性未轉換，且資料變化幅度信號DTDU_c之值為1，則表示第一取樣資料信號S1與第二取樣資料信號S2的差異大於預定值，也就是代表資料線CH2a上的電位變化較大，此時若資料信號DS之電位大於該預定位準，則判斷資料線CH2a的極性為正極性，第一開關SW1即被導通，使資料線CH2a電連接於第一電荷分享線CS_P；但若資料信號DS之電位小於該預定位準，則判斷資料線CH2a的極性為負極性，則第一開關SW1即被導通，使資料線CH2a電連接於第一電荷分享線CS_P。
請參考第4圖與第5圖。第4圖係為本發明實施例中資料線CH4a及其耦接之畫素410與資料線CH4b及其耦接之畫素420的示意圖，其中資料線CH4a可透過資料訊號電荷分享單元CS_Switch_4a耦接於第一電荷分享線CS_P與第二電荷分享線CS_N，且資料線CH4b可透過資料訊號電荷分享單元CS_Switch_4b耦接於第一電荷分享線CS_P與第二電荷分享線CS_N。
第5圖係為第4圖的資料線CH4a、資料線CH4b及資料驅動器中相關的信號電位之波形示意圖。如第4圖所示，資料線CH4a與資料線CH4b係互為相鄰，耦接於資料線CH4a的所有畫素410於此圖框週期內皆為正極性(以+符號示意)，且耦接於資料線CH4b的所有畫素420於此圖框週期內皆為負極性(以-符號示意)。請搭配第4圖參考第5圖，第5圖之波形示意圖係包含以下信號與電位，其說明如下列之第1表所示：
(第1表：本發明一實施例之訊號說明)
請搭配上列第1表，參考第5圖，第5圖中，由於極性轉態信號POL_c_4a與POL_c_4b皆保持為0，故可知自時段t51至時段t59中，資料線CH4a與資料線CH4b皆未發生極性轉態；由於極性比較信號之值COMP_c_4a為1且極性比較信號之值COMP_c_4b為0，故可知資料線CH4a與耦接於資料線CH4a的畫素係為正極性，且資料線CH4b與耦接於資料線CH4b的畫素係為負極性；且可見到時段t52、時段t54、時段t56與時段t58中，因控制信號STB係致能為1，故資料線CH4a與資料線CH4b執行資料線電位之改變，其中：時段t52時，資料線CH4a之電位由電位Vp3改變至電位Vp1，及資料線CH4b之電位由電位Vn3改變至電位Vn2；時段t54時，資料線CH4a之電位由電位Vp1改變至電位Vp2，及資料線CH4b之電位由電位Vn2改變至電位Vn3；時段t56時，資料線CH4a之電位由電位Vp2改變至電位Vp1，及資料線CH4b之電位由電位Vn3改變至電位Vn1；及時段t58時，資料線CH4a之電位由電位Vp3改變至電位Vp1，及資料線CH4b之電位由電位Vn1 改變至電位Vn2。
根據本發明實施例，因為第5圖之時段t52中，資料線CH4a之電位由電位Vp3改變至電位Vp1，其改變幅度超過預定值，例如電位Vp3代表之灰階值與電位Vp1代表之灰階值，其最大有效位元(MSB)相異，故時段t52內，資料變化幅度信號DTDU_c_4a之值係為1，同理，於時段t58內，資料變化幅度信號DTDU_c_4a之值亦為1，以表示資料線CH4a之電位的改變幅度超過預定值。於時段t56，資料線CH4b之電位由電位Vn3改變至電位Vn1，其改變幅度已超過預定值，故時段t56內，資料變化幅度信號DTDU_c_4b之值為1，以表示資料線CH4b之電位的改變幅度超過預定值；同理，於時段t58內，資料變化幅度信號DTDU_c_4b之值亦為1，以表示資料線CH4b之電位的改變幅度超過預定值。根據本發明實施例，於第5圖時段t52與時段t58內，因資料變化幅度信號DTDU_c_4a之值為1且極性比較信號COMP_c_4a為1，故執行第二電荷分享動作，導通第5圖之資料訊號電荷分享單元CS_Switch_4a內的第一開關，使資料線CH4a電連接於第一電荷分享線CS_P；於第5圖時段t56與時段t58內，因資料變化幅度信號DTDU_c_4b之值為1且極性比較信號COMP_c_4b為0，故執行第二電荷分享動作，導通第4圖之資料訊號電荷分享單元CS_Switch_4b內的第二開關，使資料線CH4b電連接於第二電荷分享線CS_N。
上段落所述之「第二電荷分享動作」與先前技術不同之處在於，其並非執行於圖框週期轉換之時點，也並非執行於資料線與耦接之畫素的極性轉態時，而是於極性未轉態，但資料線及耦接於資料線之畫素的電位改變幅度太大時，執行之電荷分享，以加速資料線之電位變化的時間，達到省電的目的。當資料線與其耦接之畫素的極性轉態，需執行先前技術所述之電荷分享時，根據本發明實施例揭露之資料驅動器，只要將電荷分享單元CS導通， 第一電荷分享線CS_P與第一電荷分享線CS_N即形成一電荷分享線，並再將資料訊號電荷分享單元中的第一開關與第二開關均導通，使資料線電連接於第一電荷分享線CS_P與第一電荷分享線CS_N，即可執行如先前技術之電荷分享，根據本發明實施例，其係可稱為第一電荷分享動作。如第4圖與第5圖所示之電荷資料線CH4a、資料線CH4b，其於每一時段內是否需執行第一電荷分享動作或第二電荷分享動作，係由本發明實施例揭露的資料驅動器根據各資料線的極性比較信號、資料變化幅度信號及極性轉態信號等獨立地決定，而與其他資料線並不互相影響。此外，預定位準Vthreshold之值可例如為電源電壓之半值，或半灰階迦瑪電壓(VGMMAN/2)；第一電荷分享電位VCS_P的值可例如為3/4灰階迦瑪電壓(VGMMA3N/4)；及第二電荷分享電位VCS_N的值可例如為1/4灰階迦瑪電壓(VGMMAN/4)；舉例而言，當顯示裝置的灰階可分為256階時，則N係為256，半灰階迦瑪電壓(VGMMAN/2)即為VGMMA128，也就是256階灰階中的第128階灰階相對應之畫素電壓，而3/4灰階迦瑪電壓(VGMMA3N/4)與1/4灰階迦瑪電壓(VGMMAN/4)則分別為第192階灰階與第64階灰階相對應之畫素電壓。
請參考第6圖至第12圖。其中，資料線CH1至資料線CH6係依序為顯示裝置600、800、1000、1200之資料線，且畫素610、810、1010、1210係為顯示裝置600、800、1000、1200之畫素，其耦接於資料線上。第7、9與13圖中之資料變化幅度信號DTDU_c_1係為資料線CH1之資料變化幅度信號，當資料線CH1上的取樣資料信號變化前後之最高有效位元值(MSB)相異時，資料變化幅度信號DTDU_c_1之值即為1，同理，資料變化幅度信號DTDU_c_2至DTDU_c_4分別為相對應於資料線CH2至CH4的資料變化幅度信號。資料訊號電荷分享單元CS_Switch_1至CS_Switch_6係分別為連接至資料線CH1至CH6的資料訊號電荷分享單元。電荷分享單元CS1至CS6係分別為資料線CH1至CH6的電荷分享單元。
第6圖係為本發明實施例可適用之逐行轉換(column inversion)方式的畫素極性排列方式示意圖，由第6圖可見，於一圖框週期內，耦接於同一資料線的畫素係為同極性，但與相鄰之資料線之畫素極性相反。第7圖是第6圖之逐行轉換(column inversion)畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。第7圖中的電源電壓AVDD係為電源之位準，GND為地端位準，HAVDD為電源電壓之半值，也就是相對應於第5圖之預定位準Vthreshold，VCS_P為第一電荷分享電位，VCS_N為第二電荷分享電位。VCH1到VCH4則分別是第6圖中，資料線CH1到CH4的資料線電位。由第7圖可見，資料線CH1與CH3之畫素係為正極性，故當其電位變化、且因電位變化前後之最高有效位元(MSB)相異時，則執行第二電荷分享動作，使資料線CH1與CH3皆耦接到電荷分享線CS_P；資料線CH2與CH4之畫素係為負極性，故當其電位變化、且因電位變化前後之最高有效位元(MSB)相異時，則執行第二電荷分享動作，使資料線CH2與CH4皆耦接到電荷分享線CS_N。
第8圖係為本發明實施例可適用之圖框轉換(Frame inversion)方式的畫素極性排列方式示意圖，由第8圖可見，於一圖框週期內，所有的畫素均為同極性，並於下一圖框週期，所有畫素才一齊轉換為相反之極性。請參考第9圖，其為對應於第8圖之圖框轉換(Frame inversion)畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。第9圖中，執行電荷分享之原理類似於第7圖，故不贅述，但請注意因為資料線CH1到CH6耦接的畫素均為正極性，故電荷分享前後，資料線均耦接於第一電荷分享電位VCS_P。
第10圖係為本發明實施例可適用之點轉換(dot inversion)方式的畫素極性排列方式示意圖，由第10圖可見，每一畫素之極性係相反於其上側、下側、左側及右側之相鄰畫素。請參考第11圖，其為對應於第10圖之 點轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。由於點轉換中，相鄰之畫素必為極性相反，故執行電荷分享時，係執行第一電荷分享動作，連接於第一電荷分享線CS_P與第二電荷分享線CS_N之間的電荷分享單元CS1與CS2係為導通，第一電荷分享線CS_P、第二電荷分享線CS_N、資料線CH1與資料線CH2均彼此耦接，並執行電荷分享於電源電壓之半值HAVDD。
第12圖係為本發明實施例可適用之2V+1轉換(2V+1 inversion)方式的畫素極性排列方式示意圖，由第12圖可見，如分別耦接至資料線CH1至資料線CH4的畫素所示，其畫素之極性例如耦接於資料線CH1至資料線CH4之順序，每四條資料線為一組，其依序為正極性、負極性、負極性、及正極性。由於本發明實施例揭露的資料驅動器與顯示裝置驅動方法係對於每條資料線與其耦接之畫素獨立地判斷是否執行第一電荷分享動作(適用於極性轉態時)或第二電荷分享動作(適用於極性未轉換且資料線上之電位改變幅度大於預定值時)。請參考第13圖，其係為對應於第12圖之2V+1轉換畫素極性排列方式的訊號轉換波形圖。第13圖的原理與第7圖類似故不贅述，唯耦接至資料線CH1與CH4的畫素係為正極性，而資料線CH2與CH3則為負極性。
由第6圖之第13圖可知，本發明實施例揭露的資料驅動器與驅動方法可適用於各種不同的畫素極性排列方式。
請搭配第2圖與第3圖，參考第14圖。第14圖係為本發明實施例中揭露之顯示裝置的驅動方法的流程圖。其步驟係如下：步驟1410：耦接於資料線CH2a之畫素的共電壓信號的極性是否改變？若是，進入步驟1420；若否，進入步驟1430； 步驟1420：執行第一電荷分享動作，導通電荷分享單元CS，第一開關SW1，與第二開關SW2，以導通資料線CH2a、第一電荷分享線CS_P及第二電荷分享線CS_N之間的電連接。
步驟1430：輸出至該畫素之第一取樣資料信號S1之最高有效位元與輸出至該畫素之第二取樣資料信號S2之最高有效位元是否相同？若是，進入步驟1440；若否，進入步驟1450；步驟1440：不需執行電荷分享動作。
步驟1450：該畫素的共電壓信號是否大於預定位準？若是，進入步驟1460；若否，進入步驟1470；步驟1460：該畫素與其耦接的資料線CH2a係為正極性，執行第二電荷分享動作，導通第一開關SW1以導通資料線CH2a與第一電荷分享線CS_P之間的電連接。
步驟1470：該畫素與其耦接的資料線CH2a係為負極性，執行第二電荷分享動作，導通第二開關SW2以導通資料線CH2a與第二電荷分享線CS_N之間的電連接。
又請搭配第2圖與第3圖，參閱第15圖。第15圖係為本發明另一實施例中揭露之顯示裝置的驅動方法的流程圖，此實施例中，僅執行上述之第二電荷分享動作，其步驟係如下列：步驟1530：輸出至該畫素之第一取樣資料信號S1之最高有效位元與輸出至該畫素之第二取樣資料信號S2之最高有效位元是否相同？若是，進入步驟1540；若否，進入步驟1550；步驟1540：不需執行電荷分享動作。
步驟1550：該畫素的共電壓信號是否大於預定位準？若是，進入步驟1560；若否，進入步驟1570； 步驟1560：該畫素與其耦接的資料線CH2a係為正極性，執行第二電荷分享動作，導通第一開關SW1以導通資料線CH2a與第一電荷分享線CS_P之間的電連接。
步驟1570：該畫素與其耦接的資料線CH2a係為負極性，執行第二電荷分享動作，導通第二開關SW2以導通資料線CH2a與第二電荷分享線CS_N之間的電連接。
綜上所述，利用本發明實施例揭露的資料驅動器與顯示裝置之驅動方法，於顯示裝置之資料線及其耦接之畫素的極性未轉換時，亦可執行電荷分享，進而可達到省電的功效。根據軟體模擬，相較於先前技術，本發明實施例揭露的資料驅動器於一較佳情況下，可降低畫素與資料線之電位變化的耗能達到先前技術之50%，故本發明實施例揭露的資料驅動器與顯示裝置之驅動方法相較於先前技術，實有大幅之改善。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1410至1470‧‧‧步驟

Claims (18)

  1. 一種電荷分享裝置，電連接一資料驅動器與一資料線，該電荷分享裝置包含：一資料偵測單元，判斷來自該資料驅動器之一第一取樣資料信號及一第二取樣資料信號的最高有效位元值(MSB)是否相同；一第一電荷分享線；一第二電荷分享線；及一資料訊號電荷分享單元，用以從該資料驅動器接收一資料信號，電連接於該資料偵測單元、該第一電荷分享線及該第二電荷分享線；其中，當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，即根據連接於該資料線之一畫素的一共電壓信號的極性選擇性地導通該資料線及該第一電荷分享線或該第二電荷分享線其中之一。
  2. 如請求項1所述之電荷分享裝置，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第一電荷分享線，一第二端接地。
  3. 如請求項1所述之電荷分享裝置，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第二電荷分享線，一第二端接地。
  4. 如請求項1所述之電荷分享裝置，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第一電荷分享線，一第二端電連接該第二電荷分享線。
  5. 一種資料驅動電路，電連接於一資料線，該資料驅動器包含：一第一閂鎖器，用以輸出一第一取樣資料信號；一第二閂鎖器，電連接於該第一閂鎖器，用以輸出一第二取樣資料信號； 一數位類比轉換器，電連接該第二閂鎖器，用以輸出一資料信號至耦接於該資料線之一畫素；一資料偵測單元，耦接於該第一閂鎖器及該第二閂鎖器，用以接收該第一取樣資料信號與該第二取樣資料信號；一第一電荷分享線；一第二電荷分享線；及一資料訊號電荷分享單元，耦接於該資料線、該資料偵測單元、該第一電荷分享線及該第二電荷分享線；其中，當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，根據該畫素之一共電壓信號的極性選擇性地導通該第一電荷分享線或該第二電荷分享線其中之一，且電連接該資料線。
  6. 如請求項5所述之資料驅動電路，還包含：一極性判斷單元，當該畫素之該共電壓信號的極性改變，輸出一極性轉態信號。
  7. 如請求項5所述之資料驅動電路，還包含：一電荷分享單元，耦接於該第一電荷分享線及該第二電荷分享線，其中當該畫素之該共電壓信號的極性改變，導通該電荷分享單元及該資料訊號電荷分享單元。
  8. 如請求項5所述之資料驅動電路，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第一電荷分享線，一第二端接地。
  9. 如請求項5所述之資料驅動電路，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第二電荷分享線，一第二端接地。
  10. 如請求項5所述之資料驅動電路，還包含：一電容，具有一第一端電連接該第一電荷分享線，一第二端電連接該第二電荷分享線。
  11. 如請求項5所述之資料驅動電路，其中該資料訊號電荷分享單元包含：一第一開關，包含：一第一端，耦接於該第一電荷分享線；一第二端，耦接於該資料線；及一控制端；一第二開關，包含：一第一端，耦接於該第二電荷分享線；一第二端，耦接於該資料線；及一控制端；一第一邏輯單元，耦接於該第一開關之該控制端，根據該資料線的極性是否轉態、該第一取樣資料信號與該第二取樣資料信號的差異是否大於一預定值及該資料線之極性控制該第一開關是否導通；及一第二邏輯單元，耦接於該第二開關之該控制端，根據該資料線的極性是否轉態、該第一取樣資料信號與該第二取樣資料信號的差異是否大於該預定值及該資料線之極性控制該第二開關是否導通；及一比較器，用以比較該資料信號與一預定位準的電壓值以決定該資料線及耦接於該資料線之該畫素的極性，包含：一第一端，耦接於該資料線；一第二端，耦接於該預定位準；及一輸出端，耦接於該第一邏輯單元與該第二邏輯單元。
  12. 如請求項11所述之資料驅動電路，其中：該第一邏輯單元包含：一第一或閘，包含：一第一輸入端，用以接收一極性轉態信號，以得知該資料線的極性是否轉態；一第二輸入端；及一輸出端，耦接於該第一開關之該控制端；及一第一及閘，包含：一第一輸入端，耦接於該資料偵測單元；一第二輸入端，耦接於一極性比較器；及一輸出端，耦接於該第一或閘之該第二輸入端；及該第二邏輯單元包含：一第二或閘，包含：一第一輸入端，用以接收該極性轉態信號，以得知該資料線的極性是否轉態；一第二輸入端；及一輸出端，耦接於該第二開關之該控制端；一第二及閘，包含：一第一輸入端，耦接於該資料偵測單元；一第二輸入端；及一輸出端，耦接於該第二或閘之該第二輸入端；及一反相器，其包含：一輸入端，耦接於該極性比較器；及一輸出端，耦接於該第二及閘之該第二輸入端。
  13. 一種顯示裝置的驅動方法，該顯示裝置包含複數個畫素，複數條資料線 以及一資料驅動器用以輸出複數個資料信號，該資料驅動器包含一第一閂鎖器輸出一第一取樣資料信號至一第二閂鎖器，該第二閂鎖器輸出一第二取樣資料信號，及至少一電荷分享線，該方法包含：當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，執行該資料信號與該些電荷分享線其中之一之電荷分享，以輸出一第一校正資料信號至該些資料線其中之一。
  14. 如請求項13所述之方法，其中當該第一取樣資料信號之最高有效位元與該畫素之該第二取樣資料信號之最高有效位元不同時，執行該資料信號與該些電荷分享線其中之一之電荷分享，以輸出該第一校正資料信號至該些資料線其中之一，包含：當該畫素之一共電壓信號之電壓大於一預定位準時，導通該些資料線其中之一與一第一電荷分享線之間的電連接；及當該共電壓信號之電壓小於該預定位準時，導通該些資料線其中之一與一第二電荷分享線之間的電連接。
  15. 如請求項13所述之方法，還包含：當該些畫素其中之一的一共電壓信號的極性改變時，執行該資料信號與該些電荷分享線之電荷分享，以輸出一第二校正資料信號至該些資料線其中之一。
  16. 如請求項15所述之方法，還包含：偵測該共電壓信號的電壓位準。
  17. 如請求項15所述之方法，其中當該些畫素其中之一的該共電壓信號的極性改變時，執行該資料信號與該些電荷分享線之電荷分享，以輸出該第二 校正資料信號至該些資料線其中之一，包含：導通該些資料線其中之一、一第一電荷分享線及一第二電荷分享線之間的電連接。
  18. 如請求項13所述之方法，還包含：設定一第一電荷分享線之電位於3/4灰階迦瑪電壓；設定一第二電荷分享線之電位於1/4灰階迦瑪電壓；及設定一預定位準之電位於半灰階迦瑪電壓或一電源電壓之半值其中之一。
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