CN105321479B - 源极驱动器、显示驱动电路及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种源极驱动器、显示驱动电路及显示装置。所述源极驱动器适于驱动显示面板，且包括多个驱动通道、感测单元以及功率模式选择单元。所述多个驱动通道用以接收画面数据。各个驱动通道依据画面数据产生像素驱动信号以提供给显示面板。感测单元用以感测显示面板的驱动状态，并且依据驱动状态产生模式选择信号。功率模式选择单元耦接所述多个驱动通道与感测单元，并且依据关联于显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各个驱动通道的功率模式，从而令各个驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生所述多个像素驱动信号。

Description

源极驱动器、显示驱动电路及显示装置

技术领域

本发明是有关于一种显示驱动技术，且特别是有关于一种可根据显示面板的驱动状态调整功率模式的源极驱动器、显示驱动电路及显示装置。

背景技术

随着电子技术的进步，电子产品成为人们生活中重要的工具。而如何能在提供电子产品高质量的显示画面之余，同时能维持电子产品的使用时间，则是现在电子产品主要需要解决的问题。

现有用以驱动液晶显示面板的显示驱动电路通常是由定时控制器、栅极驱动器以及源极驱动器所组成。由于现有的显示面板的规格各不相同，应用条件也有所差异。例如不同的系统电压、画面更新率或面板负载等。因此，源极驱动器内一般会内建有一功率模式选择器，其可根据从外部接收的控制信号来调整源极驱动器的功率模式，藉以尽量的平衡显示质量与省电的需求。

然而，在现有的技术下，由于显示装置中的显示驱动电路与显示面板是分别进行设计的，因此在装配显示装置时，仅能仰赖工程人员根据显示面板的规格来对应的手动调整源极驱动器的功率模式，才能够使得显示驱动电路与显示面板之间的搭配达到最佳化的省电及显示效能。如此一来便会造成许多人力及时间成本的提升。

发明内容

本发明提供一种源极驱动器、显示驱动电路及显示装置，其可感测显示面板的驱动状态，并且据以自动地调整源极驱动器的功率模式。

本发明的源极驱动器适于驱动显示面板。所述源极驱动器包括多个驱动通道、感测单元以及功率模式选择单元。所述多个驱动通道用以接收画面数据。各个驱动通道依据画面数据产生像素驱动信号以提供给显示面板。感测单元用以感测显示面板的驱动状态，并且依据驱动状态产生模式选择信号。功率模式选择单元耦接所述多个驱动通道与感测单元，并且依据关联于显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各个驱动通道的功率模式，从而令所述多个驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率(slew rate)来产生所述多个像素驱动信号。

在本发明一实施例中，各个驱动通道包括数据转换电路以及运算放大器。数据转换电路接收定时控制信号与画面数据，用以依据定时控制信号锁存画面数据，并且将被锁存的画面数据转换为输出电压。运算放大器耦接数据转换电路。运算放大器用以基于参考电源将输出电压转换为对应的像素驱动信号，其中参考电源大小关联于所述多个像素驱动信号的电压转换速率。

在本发明一实施例中，功率模式选择单元包括可调整(adjustable)电源产生电路以及电源控制电路。可调整电源产生电路用以依据模式选择信号产生电源信号。电源控制电路用以基于电源信号产生参考电源来控制运算放大器的运作。

在本发明一实施例中，驱动状态为显示面板的系统电压。

在本发明一实施例中，感测单元包括电压取样电路以及信号产生电路。电压取样电路用以取样系统电压，并且据以产生电压指示信号。信号产生电路耦接电压取样电路，用以依据指示系统电压大小的电压指示信号产生对应于不同功率模式的模式。

在本发明一实施例中，当感测单元检测到系统电压为第一电压时，感测单元产生第一模式选择信号，使得功率模式选择单元依据第一模式选择信号设定功率模式为第一功率位阶。当感测单元检测到系统电压为大于第一电压的第二电压时，感测单元产生第二模式选择信号，使得功率模式选择单元依据第二模式选择信号设定功率模式为第二功率位阶。第二功率位阶所对应的电压转换速率大于第一功率位阶所对应的电压转换速率。

在本发明一实施例中，驱动状态为显示面板的充放电期间。

在本发明一实施例中，感测单元包括充放电期间取样电路以及信号产生电路。充放电期间取样电路依据关联于充放电期间的定时控制信号而致能，并据以产生期间指示信号。信号产生电路耦接充放电期间取样电路，用以依据指示充放电期间长度的期间指示信号产生对应于不同功率模式的模式选择信号。

在本发明一实施例中，当感测单元检测到充放电期间为第一期间时，感测单元产生第一模式选择信号，使得功率模式选择单元依据第一模式选择信号设定功率模式为第一功率位阶。当感测单元检测到充放电期间为大于第一期间的第二期间时，感测单元产生第二模式选择信号，使得功率模式选择单元依据第二模式选择信号设定功率模式为第二功率位阶。第二功率位阶所对应的电压转换速率小于第一功率位阶所对应的电压转换速率。

在本发明一实施例中，驱动状态为所述多个像素驱动信号至少其中之一的电流大小。

在本发明一实施例中，感测单元包括电流取样电路以及信号产生电路。电流取样电路用以取样至少其中之一像素驱动信号的电流以作为参考输出电流，并且依据参考输出电流产生电流指示信号。信号产生电路耦接电流取样电路。信号产生电路基于电流指示信号取得参考输出电流与临界电流值之间的相对关系，并据以产生指示是否调整功率模式的模式选择信号。

在本发明一实施例中，电流取样电路取样单一个像素驱动信号的电流作为参考输出电流。

在本发明一实施例中，电流取样电路取样多数个像素驱动信号的电流，并且判断各个取样的像素驱动信号的电流是否符合驱动条件，再以符合驱动条件的像素驱动信号的电流作为参考输出电流。

在本发明一实施例中，电流取样电路比较各个像素驱动信号间的电流大小，并且判定所述多个像素驱动信号的电流中最小者符合驱动条件。

在本发明一实施例中，信号产生电路基于电流指示信号判断参考输出电流是否小于等于临界电流值。当信号产生电路判断参考输出电流大于临界电流值时，信号产生电路产生致能模式选择信号，藉以指示功率模式选择单元将功率模式提升单位功率位阶，以及当信号产生电路判断参考输出电流小于等于临界电流值时，信号产生电路产生禁能模式选择信号，藉以指示功率模式选择单元将功率模式维持在现有功率位阶。

在本发明一实施例中，功率模式选择单元将功率模式预设为起始功率位阶，并且功率模式选择单元基于接收到的致能模式选择信号从起始功率位阶步进地调整功率模式，直至功率模式选择单元接收到指示参考输出电流小于等于临界电流值的禁能模式选择信号。

在本发明一实施例中，各个驱动通道于空白期间内接收对应于测试图样的画面数据，功率模式选择单元依据关联于测试图样的驱动信号的电流大小设定终止功率位阶。

本发明的显示驱动电路适于驱动显示面板。所述显示驱动电路包括栅极驱动器、源极驱动器、定时控制器、感测单元以及功率模式选择单元。栅极驱动器用以序列地开启显示面板上的每一列像素。源极驱动器具有多个驱动通道，其中所述多个驱动通道接收画面数据，并且各个驱动通道依据画面数据产生像素驱动信号以提供给显示面板。定时控制器耦接栅极驱动器与源极驱动器，用以控制栅极驱动器与源极驱动器的运作定时。感测单元用以感测显示面板的驱动状态，并且依据驱动状态产生模式选择信号。功率模式选择单元耦接所述多个驱动通道与感测单元，并且依据关联于显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各个驱动通道的功率模式，从而令所述多个驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生所述多个像素驱动信号。

在本发明一实施例中，感测单元与功率模式选择单元设置于源极驱动器中。

本发明的显示装置包括显示面板以及显示驱动电路。显示面板具有多个以阵列排列的像素。显示驱动电路用以驱动显示面板，其中显示驱动电路包括栅极驱动器、源极驱动器、定时控制器、感测单元以及功率模式选择单元。栅极驱动器用以序列地开启显示面板上的每一列像素。源极驱动器具有多个驱动通道，其中所述多个驱动通道接收画面数据，并且各个驱动通道依据画面数据产生像素驱动信号以提供给显示面板。定时控制器耦接栅极驱动器与源极驱动器，用以控制栅极驱动器与源极驱动器的运作定时。感测单元用以感测显示面板的驱动状态，并且依据驱动状态产生模式选择信号。功率模式选择单元耦接所述多个驱动通道与感测单元，并且依据关联于显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各个驱动通道的功率模式，从而令所述多个驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生所述多个像素驱动信号。

基于上述，本发明实施例提出一种源极驱动器、显示驱动电路及显示装置，其可检测显示面板的驱动状态并据以动态地调整各驱动通道的输出能力/电压转换速率。藉此，无论本发明实施例的源极驱动器与显示驱动电路应用在何种规格的显示面板中，其皆可根据显示面板的应用环境而自动地以最为合适的电压转换速率来进行源极驱动。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的显示装置的架构示意图；

图2为本发明一实施例的源极驱动器的架构示意图；

图3为本发明一实施例的藉感测系统电压调整功率模式的源极驱动器的电路示意图；

图4为本发明另一实施例的藉感测系统电压调整功率模式的源极驱动器的电路示意图；

图5为本发明一实施例的源极驱动器的信号波形示意图；

图6为本发明一实施例的藉感测显示面板的充放电期间调整功率模式的源极驱动器的电路示意图；

图7为本发明另一实施例的源极驱动器的信号波形示意图；

图8为本发明一实施例的藉感测像素驱动信号的电流大小调整功率模式的源极驱动器的架构示意图；

图9A与图9B为依照图8的一实施例的源极驱动器的电路示意图。

附图标记说明：

10：显示装置；

20：定时控制器；

60：栅极驱动器；

100、200、800：源极驱动器；

110、210、310、410、610、810、910：感测单元；

120、220、320、420、620、820：功率模式选择单元；

130_1～130_n、230_1～230_n、830_1～830_n、830_y、830_z：驱动通道；

312、412：电压取样电路；

314、414、614、814、914：信号产生电路；

322、422、622：可调整电源产生电路；

324、424、624：电源控制电路；

612：充放电期间取样电路；

812、912：电流取样电路；

C：电容；

COMP、COMP1～COMPa、CUy～CUz、CDy～CDz：比较器；

CT：计数器；

DAC1～DACn：数字类比转换器；

DCC1～DCCn、DCCy、DCCz：数据转换电路；

DDC：显示驱动电路；

DP：显示面板；

DS、DS’、DS1～DSn、DSy、DSz：像素驱动信号；

DST：驱动状态；

FSM：状态机；

GND：接地端；

GS1～GSm：扫描信号；

Iop_REF：参考电源；

IREF：参考电流；

LA1～LAn：数据锁存器；

LGD、LGU：逻辑门；

LV1～LVa、VC、Vy_source～Vz_source、Vy_sink～Vz_sink：电压信号；

Mp1～Mpb、Mn1、Mn2：晶体管；

MUX：多路复用器；

OP1～OPn、OPy、OPz：运算放大器；

R、R1、R2：电阻；

REG1～REGa：寄存器；

SR1～SRn：移位寄存器；

slew1、slew2、slew3、slew4：电压转换速率；

S_slew：模式选择信号；

SW1、SW2；开关；

SWM：开关模块；

VCC：偏压电压；

VDATA：画面数据；

VDD、VDD1、VDD2：系统电压；

VREF、VREF1～VREFa、VREF_source、VREF_sink：参考电压；

T、T1、T2：充放电期间；

TSg、TSs：定时控制信号。

具体实施方式

为了使本揭露的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本揭露确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，是代表相同或类似部件。

图1为本发明一实施例的显示装置的架构示意图。请参照图1，显示装置10包括显示面板DP以及用以驱动显示面板DP的显示驱动电路DDC。于此，显示面板DP例如包括以m×n阵列排列的像素(故以“m×n显示面板”表示)，其中所述m、n为正整数，且可由显示面板DP的尺寸及显示解析度所决定。此外，显示面板DP中还配置有多条扫描线(未示出)与多条数据线(未示出)，其中每一列(row)像素分别耦接一条对应的扫描线，藉以经由扫描线从显示驱动电路DDC接收对应的扫描信号GS1～GSm。另外，每一行(column)像素分别耦接一条对应的数据线，藉以经由数据线从显示驱动电路DDC接收对应的像素驱动信号DS1～DSn。

显示驱动电路DDC耦接显示面板DP，并且用以根据从前端的图像处理电路(未示出)所接收的图像信号来驱动显示面板DP，以使得显示面板DP显示相应的画面。在本实施例中，显示驱动电路DDC包括定时控制器(timing controller，T-con)20、栅极驱动器(gatedriver)60、源极驱动器(source driver)100、感测单元110及功率模式选择单元120。

定时控制器20可用以提供多个预设的定时控制信号TSg、TSs(例如起始信号(STVsignal)、水平同步信号(HSYNC signal)及垂直同步信号(VSYNC signal)、多个操作所需的时脉信号(clock signals)，但并不限制于此)以控制栅极驱动器60以及源极驱动器100的运作定时。此外，定时控制器20还可依据所接收到的图像信号产生画面数据VDATA，并且将画面数据VDATA提供给源极驱动器100。

栅极驱动器60会受控于定时控制器20所提供的定时控制信号而提供扫描信号GS1～GSm来依序开启/扫描显示面板DP上的每一列像素。

源极驱动器100具有多个驱动通道130_1～130_n，其中驱动通道130_1～130_n会接收定时控制器20所提供的画面数据VDATA以及定时控制信号TSs，藉以协同于每一列像素的开启定时而将画面数据VDATA转换为像素驱动信号DS1～DSn以提供给显示面板DP。

感测单元110用以感测显示面板DP的驱动状态DST(例如显示面板DP的系统电压、显示面板DP的充放电期间长度以及显示面板DP所接收的电流大小(即，各驱动通道所输出的电流)，后续实施例会进一步说明)，并且依据所感测到的驱动状态DP而产生对应的模式选择信号S_slew。

功率模式选择单元120耦接感测单元110以及驱动通道130_1～130_n。其中，功率模式选择单元120会依据关联于显示面板的驱动状态DST的模式选择信号S_slew来设定各驱动通道130_1～130_n的功率模式，从而令各驱动通道130_1～130_n基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率(slew rate)来产生像素驱动信号DS1～DSn。

于此值得一提的是，本实施例的感测单元110与功率模式选择单元120虽是设置于源极驱动器100中为例，但本发明不仅限于此。所述感测单元110与功率模式选择单元120也可独立地设置于源极驱动器100之外，并且通过特定的接口与源极驱动器相互连接，藉以调控源极驱动器100的运作。

底下搭配图2来说明本案的源极驱动器的架构。其中，图2为本发明一实施例的源极驱动器的架构示意图。请参照图2，在本实施例中，源极驱动器200包括感测单元210、功率模式选择单元220以及驱动通道230_1～230_n。

驱动通道230_1～230_n分别包括数据转换电路DCC1～DCCn以及运算放大器OP1～OPn。数据转换电路DCC1用以接收定时控制信号TSs与画面数据VDATA，用以依据定时控制信号TSs锁存画面数据VDATA，并且将被锁存的画面数据VDATA转换为输出电压。运算放大器OP1～OPn耦接对应的数据转换电路DCC1～DCCn。运算放大器OP1～OPn会基于功率模式选择单元220所提供的参考电源Iop_REF将输出电压转换为对应的像素驱动信号DS1～DSn。其中，本实施例的数据转换电路DCC1～DCCn可分别利用由移位寄存器(shift register)SR1～SRn、数据锁存器(data latch)LA1～LAn以及数字类比转换器DAC1～DACn所组成的电路架构来实现，但本发明不仅限于此。另外，所述的定时控制信号TSs可例如为水平同步信号，但本发明同样不仅限于此。

更具体地说，在本实施例中，感测单元210会根据所感测到的显示面板的驱动状态DST产生对应的模式选择信号S_slew。而功率模式选择单元220则会反应于所接收到的模式选择信号S_slew而调整所产生的参考电源Iop_REF的大小。其中，由于参考电源Iop_REF的大小会关联于各运算放大器OP1～OPn的输出能力，因此通过调控参考电源Iop_REF的方式即可实现调整像素驱动信号DS1～DSn的电压转换速率的功能。

举例来说，当功率模式选择单元220反应于模式选择信号S_slew所提供的参考电源Iop_REF越大时，运算放大器OP1～OPn会因较大的参考电源Iop_REF而具有较强的输出能力。反之，当功率模式选择单元220所提供的参考电源Iop_REF越小时，各运算放大器OP1～OPn的输出能力则相对较低，但却较为省电。

源极驱动器200的各驱动通道230_1～230_n的输出能力基本上须符合ISIC>CPanel×VDD/T的关系，才能够满足显示面板所需的驱动需求，从而令显示面板正常地显示画面。其中，ISIC为像素驱动信号的电流大小，CPanel为显示面板的等效电容，VDD为显示面板的系统电压，并且T为显示面板的充放电期间。

由上述公式可知，不同规格的显示面板会有不一样的输出能力需求。举例来说，若系统电压越大或显示面板的等效电容CPanel越高(即，显示面板尺寸越大)，则运算放大器会需要较高的输出能力才能使得对应的像素能够在预定的充放电期间内充至目标的电压值，也即，必须有较高的电压转换速率。另一方面，若充放电期间越短，则运算放大器同样也需要较高的电压转换速率/输出能力。

通过本发明实施例的源极驱动方式，源极驱动器200及应用其的显示驱动电路(如DDC)在搭配不同规格的显示面板时，可以根据显示面板的规格/应用环境等条件，动态的调整各驱动通道230_1～230_n的功率模式，藉以令各驱动通道230_1～230_n利用较适合的电压转换速率来产生像素驱动信号DS1～DSn，从而兼顾省电与显示画面质量的需求。更进一步地说，由于本实施例的源极驱动器200可以自动的检测显示面板的驱动状态DST，并且自动的产生最适合的模式选择信号S_slew去调整各驱动通道230_1～230_n的功率模式，因此可以不需要再由工程人员于组装时，视显示面板的规格再对源极驱动器200的功率模式进行手动的调整，更有利于装配流程的进行及模块化的设计。

为了更清楚的解释如何通过检测显示面板的驱动状态来动态调整各驱动通道的功率模式，底下分别列举如图3至图9B的实施范例来进行说明。

请先参照图3，图3为本发明一实施例的藉感测系统电压调整功率模式的源极驱动器的电路示意图。在本实施例中，所述感测单元310是通过检测显示面板的系统电压VDD来产生对应的模式选择信号S_slew，藉以指示不同功率位阶的功率模式。也即，所述驱动状态为显示面板的系统电压VDD。

具体而言，感测单元310包括电压取样电路312以及信号产生电路314。在本实施例中，电压取样电路312会对显示面板的系统电压VDD进行取样，并且据以产生电压指示信号(如LV1～LVa)。信号产生电路314耦接电压取样电路312，其可用以依据指示系统电压VDD大小的电压指示信号而产生对应于不同功率模式的模式选择信号S_slew。

在本实施例中，电压取样电路312可例如以多个电阻R所组成的电阻串来实现(但本发明不仅限于此)。于此架构下，电压取样电路312所产生的电压指示信号例如为电阻串的每一分压点上的电压信号LV1～LVa，其中a为正整数且与电阻R的数量有关。另一方面，信号产生电路314可利用比较器COMP1～COMPa与寄存器REG1～REGa所组成的电路架构来实现。各比较器COMP1～COMPa的一输入端耦接至电阻串的各分压点以接收电压信号LV1～LVa，并且各比较器COMP1～COMPa的另一输入端则接收一参考电压VREF。而寄存器REG1～REGa则分别耦接对应的比较器COMP1～COMPa的输出端，藉以根据参考电压VREF与各电压信号LV1～LVa的比较结果来产生模式选择信号S_slew。

功率模式选择单元320包括可调整(adjustable)电源产生电路322以及电源控制电路324。可调整电源产生电路322用以依据模式选择信号S_slew产生电源信号。电源控制电路324用以基于所述电源信号而产生用以控制运算放大器(如OP1～OPn)的输出能力的参考电源Iop_REF。

在本实施例中，可调整电源产生电路322可例如用晶体管Mp1～Mpb(b为正整数)所组成的电流镜(current mirror)电路以及开关模块SWM的电路架构来实现，其中晶体管Mp1～Mpb例如为p型晶体管，本发明不以此为限。开关模块SWM可例如包括多个开关，所述多个开关分别串接在晶体管Mp2～Mpb的电流路径上。其中，开关模块SWM中的各开关的导通状态是基于模式选择信号S_slew来决定。晶体管Mp2～Mpb所对应的开关导通时，晶体管Mp2～Mpb的电流路径会对应的导通。因此，晶体管Mp1所接收的参考电流IREF会被映射至导通的电流路径上，并且汇整为电源信号提供给电源控制电路324。换言之，不同的模式选择信号S_slew会将开关模块SWM设定至不同的开关组态，从而实现依据模式选择信号S_slew提供不同的电源信号给电源控制电路324的功能。

电源控制电路324的电路架构可例如用晶体管Mn1与Mn2所组成的电流镜电路来实现。其中，晶体管Mn1会从可调整电源产生电路322接收电源信号，并且以所述电源信号作为参考电流，将其映射至晶体管Mn2的电流路径上。被映射至晶体管Mn2的电流路径上的电流即为用以控制运算放大器的参考电源Iop_REF。

请接着参照图4，图4为本发明另一实施例的藉感测系统电压调整功率模式的源极驱动器的电路示意图。图4的架构与图3大致相同。两者间的差异在于图4实施例的信号产生电路414是以计数器CT、多路复用器MUX、比较器COMP以及状态机(state machine)FSM的电路组合来实现依据电压信号LV1～LVa产生模式选择信号S_slew的功能。而其余部分的电路，如感测单元410中的电压取样电路412以及功率模式选择单元420中的可调整电源产生电路422与电源控制电路424皆可参酌上述图3实施例的描述，于此不再赘述。

基于上述图3或图4所示的感测单元310/410与功率模式选择单元320/420的电路架构，本发明实施例的源极驱动器的信号波形可如图5所示。在本实施例中，当感测单元310/410检测到系统电压VDD为第一电压VDD1时(例如为10V，但不仅限于此)，感测单元410会产生第一模式选择信号，使得功率模式选择单元320/420依据第一模式选择信号设定功率模式为第一功率位阶(对应电压转换速率slew1)。此时，各驱动通道会以电压转换速率slew1的像素驱动信号DS来驱动对应的像素。

当感测单元310/410检测到系统电压为大于第一电压VDD的第二电压VDD2时(例如为20V，但不仅限于此)，感测单元310/410会产生第二模式选择信号，使得功率模式选择单元320/420依据第二模式选择信号设定功率模式为第二功率位阶(对应电压转换速率slew2)。此时，各驱动通道会以电压转换速率slew2的像素驱动信号DS’来驱动对应的像素，其中第二功率位阶所对应的电压转换速率slew2会大于第一功率位阶所对应的电压转换速率slew1。

换言之，当感测单元310/410检测到系统电压VDD的设定值较低时，感测单元会对应的产生指示较低的功率位阶的模式选择信号，从而令功率模式选择单元320/420反应于模式选择信号S_slew而将各驱动通道的功率模式设定至较低的功率位阶，藉以降低源极驱动的功率消耗。反之，当感测单元310/410检测到系统电压VDD的设定值较高时，感测单元310/410会对应的产生指示较高的功率位阶的模式选择信号，从而令功率模式选择单元320/420反应于模式选择信号S_slew而将各驱动通道的功率模式设定至较高的功率位阶，藉以符合源极驱动的输出能力需求。

图6为本发明一实施例的藉感测显示面板的充放电期间调整功率模式的源极驱动器的电路示意图。在本实施例中，感测单元610是通过检测显示面板的充放电期间来产生对应的模式选择信号S_slew，藉以指示不同功率位阶的功率模式。也即，所述驱动状态为显示面板的充放电期间。

感测单元610包括充放电期间取样电路612以及信号产生电路614。充放电期间取样电路612依据关联于充放电期间的定时控制信号TSs而致能，并据以产生期间指示信号(如VC)。信号产生电路614耦接充放电期间取样电路612。信号产生电路614用以依据指示充放电期间长度的期间指示信号产生对应于不同功率模式的模式选择信号S_slew。

具体而言，本实施例的充放电期间取样电路612可例如用晶体管Mp1与Mp2、开关SW1与SW2以及电容C所组成的电路架构来实现，其中晶体管Mp1与Mp2例如为p型晶体管，但本发明不仅限于此。开关SW1耦接在晶体管Mp1与Mp2的栅极之间，并且受控于定时控制信号TSs而导通或截止。当开关SW1在充放电期间T内导通时，晶体管Mp2会反应于流经晶体管Mp1的参考电流IREF而对耦接于晶体管Mp2与接地端GND之间的电容C充电，使得电容C上的电压信号VC随着充放电期间T逐渐增加，其可以VC＝I×T/C表示。换言之，电压信号VC的准位高低即可指示充放电期间T的长度。另外，开关SW2可经控制而使电容C放电至接地端GND，藉以重置充放电期间取样电路612。

电压信号VC于此会作为充放电期间指示信号提供给信号产生电路614。本实施例的信号产生电路614可例如用比较器COMP1～COMPa以及寄存器REG1～REGa所组成的电路架构来实现。其中比较器COMP1～COMPa的一输入端接收电压信号VC，而各比较器COMP1～COMPa的另一输入端则分别接收一对应的参考电压VREF1～VREFa。寄存器REG1～REGa分别耦接比较器COMP1～COMPa的输出端，藉以根据电压信号和参考电压VREF1～VREFa的比较结果来产生模式选择信号S_slew。

另一方面，本实施例的功率模式选择单元620同样包括可调整电源产生电路622以及电源控制电路624，其运作及电路架构与前述图3或图4实施例大致相同，故于此不再赘述。

基于上述图6所示的感测单元610与功率模式选择单元620的电路架构，本发明实施例的源极驱动器的信号波形可如图7所示。当感测单元610检测到充放电期间T为较期间长度较短的第一期间T1时，感测单元610会产生第一模式选择信号，使得功率模式选择单元620依据第一模式选择信号设定各驱动通道的功率模式为第一功率位阶(对应电压转换速率slew3)。此时，各驱动通道会以电压转换速率slew3的像素驱动信号DS来驱动对应的像素。

当感测单元610检测到充放电期间T为期间长度长于第一期间T1的第二期间T2时，感测单元610会产生第二模式选择信号，使得功率模式选择单元620依据第二模式选择信号设定各驱动通道的功率模式为第二功率位阶(对应电压转换速率slew4)此时，各驱动通道会以电压转换速率slew4的像素驱动信号DS’来驱动对应的像素，其中第二功率位阶所对应的电压转换速率slew4小于第一功率位阶所对应的电压转换速率slew3。

换言之，当感测单元610检测到充放电期间较短时(表示画面更新率较高，例如120fps)，感测单元610会对应的产生指示较高的功率位阶的模式选择信号S_slew，从而令功率模式选择单元620反应于模式选择信号S_slew而将各驱动通道的功率模式设定至较高的功率位阶，藉以符合源极驱动的输出能力需求。反之，当感测单元610检测到充放电期间较长时(表示画面更新率较低，例如30fps)，感测单元610会对应的产生指示较低的功率位阶的模式选择信号S_slew，从而令功率模式选择单元620反应于模式选择信号S_slew而将各驱动通道的功率模式设定至较低的功率位阶，藉以降低源极驱动的功率消耗。

图8为本发明一实施例的藉感测像素驱动信号的电流大小调整功率模式的源极驱动器的架构示意图。在本实施例中，感测单元810是通过检测部分或全部的驱动通道830_1～830_n所输出的像素驱动信号DS1～DSn的电流大小来产生对应的模式选择信号，藉以指示不同功率位阶的功率模式。也即，所述驱动状态为像素驱动信号DS1～DSn至少其中之一的电流大小。

请参照图8，本实施例的感测单元是以设置为取样第y个至第z个驱动通道830_y～830_z所输出的像素驱动信号DSy～DSz为例，其中y、z为介于1到n的任意正整数。

在本实施例中，感测单元810包括电流取样电路812以及信号产生电路814。电流取样电路812可用以取样像素驱动信号DSy～DSz的电流以作为参考输出电流，并且依据参考输出电流产生电流指示信号。信号产生电路814耦接电流取样电路812。信号产生电路814会基于所接收的电流指示信号取得参考输出电流与临界电流值之间的相对关系，并据以产生指示是否调整功率模式的模式选择信号S_slew。

其中，电流取样电路812可仅针对单一个驱动通道830_y～830_z(y＝z)所输出的像素驱动信号DSy～DSz进行取样，也可针对多数个驱动通道830_y～830_z(y<z)所输出的像素驱动信号DSy～DSz进行取样，本发明并不对此加以限制。举例来说，在一范例实施例中，电流取样电路812可取样单一个像素驱动信号DSy～DSz的电流作为参考输出电流，并据以产生电流指示信号。此时，信号产生电路814会仅依据关联于所述单一个像素驱动信号DSy～DSz的电流大小来产生对应的模式选择信号S_slew。在另一范例实施例中，电流取样电路812可取样多数个像素驱动信号DSy～DSz的电流，并且判断各取样的像素驱动信号DSy～DSz的电流是否符合驱动条件，再以符合驱动条件的像素驱动信号DSy～DSz的电流作为参考输出电流。此时，信号产生电路814则会依据所述多数个像素驱动信号DSy～DSz中的电流大小符合所设定的驱动条件者来产生对应的模式选择信号S_slew。

具体而言，在取样多数个像素驱动信号DSy～DSz的电流的实施范例中，所述驱动条件可例如为选取所取样的各像素驱动信号DSy～DSz中的最小电流作为参考输出电流。换言之，在本范例实施例中，电流取样电路812可比较各个像素驱动信号DSy～DSz间的电流大小，并且判定像素驱动信号DSy～DSz的电流中最小者符合驱动条件。应注意的是，上述驱动条件的设置仅为一范例，实际上的驱动条件可基于设计者的设计考量而有所调整，本发明不以此为限。

如此一来，信号产生电路814即会依据关联于最小电流的电流指示信号产生对应的模式选择信号S_slew来控制各驱动通道830_1～830_n的功率模式。更进一步地说，由于调整功率模式的依据是以具最小电流的像素驱动信号DSy～DSz为基准(即，输出能力最低的驱动通道)，因此可确保调整后的功率模式可适用于各驱动通道830_1～830_n，而不会造成某些驱动通道830_1～830_n的输出能力不足。

更具体地说，由于在源极驱动器800每个充放电期间内，各驱动通道830_1～830_n提供给显示面板的充电电流大小会随着时间而递减。当显示面板已充电至接近目标电压时，源极驱动器800对显示面板的充电电流会趋近于0。基于此特性下，只要像素驱动信号DS1～DSn在每个充放电期间结束前的电流大小小于一特定的临界值(可通过实验得知)，即表示此时各驱动通道830_1～830_n的功率模式设定对此显示面板而言是足够的。

通过上述判断方式，本实施例的信号产生电路814会基于电流指示信号判断参考输出电流是否小于等于临界电流值。当信号产生电路814判断参考输出电流大于临界电流值时，信号产生电路814会产生致能模式选择信号，藉以指示功率模式选择单元820将功率模式提升一个单位功率位阶。另一方面，当信号产生电路814判断参考输出电流小于等于临界电流值时，信号产生电路814则会产生禁能模式选择信号，藉以指示功率模式选择单元820将功率模式维持在现有功率位阶。

举例来说，功率模式选择单元820会将各驱动通道的功率模式预设为起始功率位阶，并且功率模式选择单元820会基于接收到的致能模式选择信号从起始功率位阶步进地调整功率模式，直至功率模式选择单元820接收到指示参考输出电流小于等于临界电流值的禁能模式选择信号。

换言之，在利用源极驱动器800驱动显示面板的过程中，源极驱动器800会动态地随着画面数据的内容(造成像素驱动信号的电流大小改变)，调整各驱动通道的输出能力/电压转换速率。其中，只要每一次感测单元810判断出像素驱动信号DSy～DSz的电流大于临界电流值时，功率模式选择单元820就会反应于所接收的模式选择信号S_slew而将功率模式提高一个功率位阶，藉以提高源极驱动器800对显示面板的充放电电流。而此检测动作会在画面显示的期间内持续地进行，因此源极驱动器800最终就可动态地达到不影响画面质量且最省电的功率模式，藉以同时兼顾省电与显示质量的需求。

另一方面，在一范例实施例中，所述源极驱动器800还可通过在不显示画面的空白期间(blanking period)内传送对应于测试图样的画面数据给各驱动通道830_1～830_n，藉以令功率模式选择单元820可依据关联于测试图样的像素驱动信号DSy～DSz的电流大小来设定功率模式的终止功率位阶，也就是可调整的上限功率位阶。

举例来说，所述测试图样可例如为一常白(normally white)画面，其中常白画面所对应的电压范围为0V至20V的区间。此时，感测单元810会根据对应常白画面的像素驱动信号DSy～DSz产生相应的模式选择信号S_slew，使得功率模式选择单元820逐步地将功率模式调整至可符合从0V充电至20V的需求的功率位阶。其后，功率模式选择单元即会将该功率位阶设定为功率模式的终止功率位阶。

经过上述终止功率位阶的设定后，即便是同一源极驱动器800拿去应用在设定为常黑画面模式的显示面板上，由于常黑画面所对应的电压范围为9V至11V的区间，因此原先所设定的终止功率位阶也可符合常黑画面模式的显示面板的应用，而不需要重新设定。

底下以图9A与图9B来说明上述感测单元的具体实施范例。其中，图9A为依照图8的一实施例的运算放大器的输出级部分的电路示意图，图9B为依照图8的一实施例的感测单元的电路示意图。

请同时参照图9A与图9B，于此是以运算放大器OPy来作为范例进行说明。在本实施例中，运算放大器OPy的输出级部分可利用晶体管Mp1、Mp2、Mn1及Mn2以及电阻R所组成的电路架构来实现，其中晶体管Mp1与Mp2例如为p型晶体管，而晶体管Mn1与Mn2例如为n型晶体管，但本发明不仅限于此。晶体管Mp1与Mn1相互叠接(cascode)，并且晶体管Mp2与Mn2相互叠接。晶体管Mp1与Mp2的栅极作为运算放大器OPy的一输入端，而晶体管Mn1与Mn2的栅极则作为运算放大器OPy的另一输入端。晶体管Mp1、Mp2、Mn1及Mn2的漏极耦接在一起并且作为运算放大器OPy的输出端。在运算放大器OPy中，电阻R1与晶体管Mp2的共节点上的电压信号Vy_source以及电阻R2与晶体管Mn2的共节点上的电压信号Vy_sink可用以指示像素驱动信号DSy的电流大小。

在感测单元910中，其包括电流取样电路912以及信号产生电路914。电流取样电路912于此可利用比较器CUy～CUz、CDy～CDz以及逻辑门LGU、LGD所组成的电路架构来实现。比较器CUy～CUz的一输入端接收一参考电压VREF_source，并且各比较器CUy～CUz的另一输入端分别接收电压信号Vy_source～Vz_source。比较器CDy～CDz的一输入端接收一参考电压VREF_sink，并且各比较器CDy～CDz的另一输入端分别接收电压信号Vy_sink～Vz_sink。逻辑门LGU耦接比较器CUy～CUz的输出端，并且逻辑门LGD耦接比较器CDy～CDz的输出端。逻辑门LGU与LGD分别根据参考电压VREF_source与电压信号Vy_source～Vz_source的比较结果以及参考电压VREF_sink与电压信号Vy_sink～Vz_sink进行逻辑运算，以筛选出特定的电流作为参考输出电流，再以之产生电流指示信号提供给信号产生电路914。

信号产生电路914可例如以计数器CT与状态机FSM所组成的电路架构来实现，其可依据逻辑门LGU与LGD的逻辑运算结果而产生对应的模式选择信号S_slew，并提供给后级的功率模式选择单元。藉此，根据像素驱动信号DSy～DSz的电流大小来调控各驱动通道的功率模式的控制机制即可被实现。

于此应注意的是，图3、图4、图6及图9B的电路架构仅为示意本发明实施例的感测显示面板的驱动状态及控制各驱动通道的功率模式可据以实施的范例，本发明实施例所教示的感测单元与功率模式选择单元并非限定以上述实施例的电路架构来实现。任何可通过感测显示面板的驱动状态而产生指示功率模式的模式选择信号的电路架构皆不脱离本发明实施例所述的感测单元的范畴，而任何可基于模式选择信号控制各驱动通道的功率模式，以动态地调整各驱动通道所输出的像素驱动信号的电压转换速率的电路架构也皆不脱离本发明实施例所述的功率模式选择单元的范畴，于此合先叙明。

综上所述，本发明实施例提出一种源极驱动器、显示驱动电路及显示装置，其可检测显示面板的驱动状态并据以动态地调整各驱动通道的输出能力/电压转换速率。藉此，无论本发明实施例的源极驱动器与显示驱动电路应用在何种规格的显示面板中，其皆可根据显示面板的应用环境而自动地以最为合适的电压转换速率来进行源极驱动，从而令显示质量与省电需求之间可藉此取得较佳的平衡。而且，由于不需要由工程人员于组装时视显示面板的规格再对源极驱动器的功率模式进行手动的调整，人力与时间的成本也得以被有效地节省。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种源极驱动器，适于驱动显示面板，其特征在于，该源极驱动器包括：

多个驱动通道，接收画面数据，其中各该驱动通道依据该画面数据产生像素驱动信号以提供给该显示面板；

感测单元，用以感测该显示面板的驱动状态，并且依据该驱动状态产生模式选择信号；以及

功率模式选择单元，耦接该些驱动通道与该感测单元，并且依据关联于该显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各该驱动通道的功率模式，从而令该些驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生该些像素驱动信号。

2.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，各该驱动通道包括：

数据转换电路，接收定时控制信号与该画面数据，用以依据该定时控制信号锁存该画面数据，并且将被锁存的画面数据转换为输出电压；以及

运算放大器，耦接该数据转换电路，用以基于参考电源将该输出电压转换为对应的像素驱动信号，其中该参考电源大小关联于该些像素驱动信号的电压转换速率。

3.根据权利要求2所述的源极驱动器，其特征在于，该功率模式选择单元包括：

可调整电源产生电路，用以依据该模式选择信号产生电源信号；以及

电源控制电路，用以基于该电源信号产生该参考电源来控制该运算放大器的运作。

4.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，该驱动状态为该显示面板的系统电压。

5.根据权利要求4所述的源极驱动器，其特征在于，该感测单元包括：

电压取样电路，用以取样该系统电压，并且据以产生电压指示信号；以及

信号产生电路，耦接该电压取样电路，用以依据指示该系统电压大小的电压指示信号产生对应于不同功率模式的模式选择信号。

6.根据权利要求4所述的源极驱动器，其特征在于，

当该感测单元检测到该系统电压为第一电压时，该感测单元产生第一模式选择信号，使得该功率模式选择单元依据该第一模式选择信号设定该功率模式为第一功率位阶，以及

当该感测单元检测到该系统电压为大于该第一电压的第二电压时，该感测单元产生第二模式选择信号，使得该功率模式选择单元依据该第二模式选择信号设定该功率模式为第二功率位阶，

其中该第二功率位阶所对应的电压转换速率大于该第一功率位阶所对应的电压转换速率。

7.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，该驱动状态为该显示面板的充放电期间。

8.根据权利要求7所述的源极驱动器，其特征在于，该感测单元包括：

充放电期间取样电路，依据关联于该充放电期间的定时控制信号而致能，并据以产生期间指示信号；以及

信号产生电路，耦接该充放电期间取样电路，用以依据指示该充放电期间长度的期间指示信号产生对应于不同功率模式的模式选择信号。

9.根据权利要求8所述的源极驱动器，其特征在于，

当该感测单元检测到该充放电期间为第一期间时，该感测单元产生第一模式选择信号，使得该功率模式选择单元依据该第一模式选择信号设定该功率模式为第一功率位阶，以及

当该感测单元检测到该充放电期间为大于该第一期间的第二期间时，该感测单元产生第二模式选择信号，使得该功率模式选择单元依据该第二模式选择信号设定该功率模式为第二功率位阶，

其中该第二功率位阶所对应的电压转换速率小于该第一功率位阶所对应的电压转换速率。

10.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，该驱动状态为该些像素驱动信号至少其中之一的电流大小。

11.根据权利要求10所述的源极驱动器，其特征在于，该感测单元包括：

电流取样电路，用以取样该至少其中之一像素驱动信号的电流以作为参考输出电流，并且依据该参考输出电流产生电流指示信号；以及

信号产生电路，耦接该电流取样电路，基于该电流指示信号取得该参考输出电流与临界电流值之间的相对关系，并据以产生指示是否调整该功率模式的模式选择信号。

12.根据权利要求11所述的源极驱动器，其特征在于，该电流取样电路取样单一个像素驱动信号的电流作为该参考输出电流。

13.根据权利要求11所述的源极驱动器，其特征在于，该电流取样电路取样多数个像素驱动信号的电流，并且判断各该取样的像素驱动信号的电流是否符合驱动条件，再以符合该驱动条件的像素驱动信号的电流作为该参考输出电流。

14.根据权利要求13所述的源极驱动器，其特征在于，该电流取样电路比较各该像素驱动信号间的电流大小，并且判定该些像素驱动信号的电流中最小者符合该驱动条件。

15.根据权利要求11所述的源极驱动器，其特征在于，该信号产生电路基于该电流指示信号判断该参考输出电流是否小于等于该临界电流值，

当该信号产生电路判断该参考输出电流大于该临界电流值时，该信号产生电路产生致能模式选择信号，藉以指示该功率模式选择单元将该功率模式提升单位功率位阶，以及

当该信号产生电路判断该参考输出电流小于等于该临界电流值时，该信号产生电路产生禁能模式选择信号，藉以指示该功率模式选择单元将该功率模式维持在现有功率位阶。

16.根据权利要求15所述的源极驱动器，其特征在于，该功率模式选择单元将该功率模式预设为起始功率位阶，并且该功率模式选择单元基于接收到的致能模式选择信号从该起始功率位阶步进地调整该功率模式，直至该功率模式选择单元接收到指示该参考输出电流小于等于该临界电流值的禁能模式选择信号。

17.根据权利要求10所述的源极驱动器，其特征在于，各该驱动通道于空白期间内接收对应于测试图样的画面数据，该功率模式选择单元依据关联于该测试图样的驱动信号的电流大小设定终止功率位阶。

18.一种显示驱动电路，适于驱动显示面板，其特征在于，该显示驱动电路包括：

栅极驱动器，用以序列地开启该显示面板上的每一列像素；

源极驱动器，具有多个驱动通道，其中该些驱动通道接收画面数据，并且各该驱动通道依据该画面数据产生像素驱动信号以提供给该显示面板；

定时控制器，耦接该栅极驱动器与该源极驱动器，用以控制该栅极驱动器与该源极驱动器的运作定时；

感测单元，用以感测该显示面板的驱动状态，并且依据该驱动状态产生模式选择信号；以及

功率模式选择单元，耦接该些驱动通道与该感测单元，并且依据关联于该显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各该驱动通道的功率模式，从而令该些驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生该些像素驱动信号。

19.根据权利要求18所述的显示驱动电路，其特征在于，该感测单元与该功率模式选择单元设置于该源极驱动器中。

20.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示面板，具有多个以阵列排列的像素；以及

显示驱动电路，用以驱动该显示面板，其中该显示驱动电路包括：

栅极驱动器，用以序列地开启该显示面板上的每一列像素；

源极驱动器，具有多个驱动通道，其中该些驱动通道接收画面数据，并且各该驱动通道依据该画面数据产生像素驱动信号以提供给该显示面板；

定时控制器，耦接该栅极驱动器与该源极驱动器，用以控制该栅极驱动器与该源极驱动器的运作定时；

感测单元，用以感测该显示面板的驱动状态，并且依据该驱动状态产生模式选择信号；以及

功率模式选择单元，耦接该些驱动通道与该感测单元，并且依据关联于该显示面板的驱动状态的模式选择信号来设定各该驱动通道的功率模式，从而令该些驱动通道基于被设定的功率模式以对应的电压转换速率来产生该些像素驱动信号。