TW201807690A - 顯示裝置及動態電壓控制器 - Google Patents

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侯春麟
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Abstract

本發明揭露一種應用於顯示裝置之動態電壓控制器。顯示裝置包含顯示面板及電源供應器。電源供應器耦接顯示面板。動態電壓控制器包含資料分析模組及電壓控制模組。資料分析模組用以接收並分析一影像資料以得到影像資料之最大亮度、平均亮度及平均電流，並進而估算出顯示面板顯示影像資料所需之最小驅動跨壓。電壓控制模組耦接於資料分析模組與電源供應器之間，用以根據最小驅動跨壓輸出電壓控制訊號至電源供應器，藉以控制電源供應器輸出最小驅動跨壓至顯示面板，以驅動顯示面板顯示影像資料。

Description

顯示裝置及動態電壓控制器
本發明係與顯示器有關，尤其是關於一種顯示裝置及動態電壓控制器。
近年來，有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)顯示面板已被廣泛應用於各種顯示裝置。一般而言，OLED面板的整體功耗包含驅動IC的耗電以及OLED面板本身的發光元件之耗電，其中又以OLED面板的發光元件之耗電占了主要的部分，因此，如何降低OLED面板本身發光所需的功耗成了相當重要的議題。
目前的習知技術係先針對單一影像幀(Frame)的資料偵測出其峰值(Peak value)，再根據偵測到之峰值估算出OLED面板所需的最大驅動電壓△VDMAX，藉以避免在最大驅動電壓△VDMAX的範圍之外的額外驅動電壓△V1與△V2所導致的多餘功耗(Redundant power consumption)，如圖1所示。
然而，由於習知技術的作法僅根據單一影像幀資料的峰值去估算，也就是說，習知技術僅考慮單一影像幀之整個畫面均為亮區BR(Bright region)的情況(如圖2A所示)下所需的最大驅 動電壓△VDMAX，包含顯示最大亮度所需之最大驅動電流所造成的電壓上升量(IR rise)IRR及電壓下降量(IR drop)IRD。
於實際應用中，如圖2B所示，單一影像幀之整個畫面可能僅會有小部分的區域為亮區，其餘大部分的區域均為暗區(Dark region)，此時流經OLED面板的驅動電流將會遠小於僅考慮整個畫面均為亮區時流經OLED面板的驅動電流，其所造成的電壓上升量(IR rise)及電壓下降量(IR drop)也會遠小於僅考慮單一影像幀資料的峰值之情況。
因此，在僅考慮單一影像幀資料的峰值之情況下，就會將電壓上升量(IR rise)及電壓下降量(IR drop)以及所需的最大驅動電壓估算得太大，因而導致多餘的功耗。
有鑑於此，本發明提出一種顯示裝置及動態電壓控制器，以有效解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。
根據本發明之一具體實施例為一種動態電壓控制器。於此實施例中，動態電壓控制器係應用於顯示裝置。顯示裝置包含顯示面板及電源供應器。電源供應器耦接顯示面板。動態電壓控制器包含資料分析模組及電壓控制模組。資料分析模組用以接收並分析一影像資料以得到影像資料之最大亮度、平均亮度及平均電流，並進而估算出顯示面板顯示影像資料所需之最小驅動跨壓。電壓控制模組耦接於資料分析模組與電源供應器之間，用以根據最小驅動跨壓輸出電壓控制訊號至電源供應器，藉以控 制電源供應器輸出最小驅動跨壓至顯示面板，以驅動顯示面板顯示影像資料。
於一實施例中，顯示面板為有機發光二極體顯示面板。
於一實施例中，動態電壓控制器還包含查找表。當資料分析模組得到影像資料之平均亮度及平均電流時，資料分析模組係根據查找表所記錄之資訊估算出顯示面板顯示影像資料所需之最小驅動跨壓。
於一實施例中，電源供應器係分別輸出第一電壓與第二電壓至顯示面板，並且第一電壓與第二電壓之差即為最小驅動跨壓。
於一實施例中，資料分析模組包含峰值偵測單元及計算單元。峰值偵測單元用以偵測影像資料之最大亮度；計算單元用以計算影像資料之平均亮度及平均電流。
於一實施例中，顯示裝置還包含資料處理器。資料處理器耦接動態電壓控制器，用以處理並提供影像資料至動態電壓控制器。
根據本發明之另一具體實施例為一種顯示裝置。於此實施例中，顯示裝置包含顯示面板、動態電壓控制器及電源供應器。動態電壓控制器包含資料分析模組及電壓控制模組。資料分析模組用以接收並分析影像資料，以得到影像資料之最大亮度、平均亮度及平均電流，並進而估算出顯示面板顯示影像資料 所需之最小驅動跨壓。電壓控制模組耦接於資料分析模組，用以根據最小驅動跨壓輸出電壓控制訊號。電源供應器耦接於電壓控制模組與顯示面板之間，用以根據電壓控制訊號輸出最小驅動跨壓至顯示面板，藉以驅動顯示面板顯示影像資料。
相較於先前技術，根據本發明之顯示裝置及動態電壓控制器係根據目前顯示的影像資料或經亮度調整後的影像資料計算出相對應的平均亮度所需流經顯示面板的平均電流，以設定顯示面板所需的驅動電壓，故可有效避免先前技術中將電壓上升量(IR rise)及電壓下降量(IR drop)以及所需的驅動電壓估算得太大之情事，而能達到節省功耗之具體功效。
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。
IRR、IRR’‧‧‧電壓上升量
IRD、IRD’‧‧‧電壓下降量
△VDMAX‧‧‧最大驅動電壓
△V1、△V2‧‧‧額外驅動電壓
ELVDD、ELVDD1、ELVDD2‧‧‧第一電壓
ELVSS、ELVSS1、ELVSS2‧‧‧第二電壓
VDS、VDS’‧‧‧顯示電壓
VDI、VDI’‧‧‧二極體電壓
BR‧‧‧亮區
DR‧‧‧暗區
3‧‧‧顯示裝置
30‧‧‧顯示面板
31‧‧‧動態電壓控制器
32‧‧‧電源供應器
33‧‧‧資料處理器
34、35‧‧‧資料驅動器
P‧‧‧像素
R‧‧‧電阻
IDI‧‧‧二極體電流
DAT‧‧‧影像資料
VC‧‧‧電壓控制訊號
310‧‧‧資料分析模組
311‧‧‧電壓控制模組
312‧‧‧查找表
310A‧‧‧峰值偵測單元
310B‧‧‧計算單元
VSA1、VSA2‧‧‧省下的電壓
△VDMIN‧‧‧最小驅動電壓
圖1係繪示習知技術根據單一影像幀的峰值估算出OLED面板所需的最大驅動電壓以省下額外的驅動電壓所造成之功耗的示意圖。
圖2A係繪示單一影像幀之整個畫面均為亮區之示意圖。
圖2B係繪示單一影像幀之整個畫面僅有部分區域為亮區且其餘區域均為暗區之示意圖。
圖3係繪示本發明的一較佳具體實施例中之顯示裝置的功能方塊圖。
圖4A係繪示本發明的另一較佳具體實施例中之動態電壓控制器的功能方塊圖。
圖4B係繪示圖4A中之資料分析模組包含峰值偵測單元及計算單元的功能方塊圖。
圖5係繪示本發明採用的最小驅動跨壓△VDMIN可較先前技術所採用的最大驅動跨壓△VDMAX還省下更多功耗之示意圖。
根據本發明之另一具體實施例為一種顯示裝置。於此實施例中，顯示裝置係採用有機發光二極體(OLED)顯示面板。首先，請參照圖3，圖3係繪示此實施例中之顯示裝置的功能方塊圖。
如圖3所示，顯示裝置3包含顯示面板30、動態電壓控制器31、電源供應器32、資料處理器33及資料驅動器34~35。其中，顯示面板30包含複數個像素(Pixel)P；資料處理器33分別耦接動態電壓控制器31及資料驅動器34~35；動態電壓控制器31耦接電源供應器32；電源供應器32透過電阻耦接顯示面板30；資料驅動器34係沿水平方向耦接顯示面板30上的像素P；資料驅動器35係沿垂直方向耦接顯示面板30上的像素P。
當資料處理器33接收並完成影像資料DAT之處理後，資料處理器33會將處理後的影像資料DAT分別輸出至動態電壓控制器31及資料驅動器34~35。當動態電壓控制器31接收到影像 資料DAT時，動態電壓控制器31會根據影像資料DAT輸出電壓控制訊號VC至電源供應器32。當電源供應器32接收到電壓控制訊號VC時，電源供應器32會根據電壓控制訊號VC輸出最小驅動跨壓△VDMIN至顯示面板30，藉以驅動顯示面板30顯示影像資料DAT。
需說明的是，如圖3所示，電源供應器32係具有兩個輸出端，分別透過電阻R耦接至顯示面板30，當電源供應器32輸出最小驅動跨壓△VDMIN至顯示面板30時，電源供應器32的兩個輸出端之電位分別是第一電壓ELVDD2及第二電壓ELVSS2。其中，第一電壓ELVDD2會形成由電源供應器32流向顯示面板30的二極體電流IDI，當二極體電流IDI流經電阻R時，會產生一電壓下降量(IR drop)，例如圖5中之IRD’，並且此電壓下降量係等於二極體電流IDI與電阻R之乘積；第二電壓ELVSS2會形成由顯示面板30流向電源供應器32的二極體電流IDI，當二極體電流IDI流經電阻R時，會產生一電壓上升量(IR rise)，例如圖5中之IRR’，並且電壓上升量係等於二極體電流IDI與電阻R之乘積。
接著，請參照圖4A，圖4A係繪示動態電壓控制器31的功能方塊圖。如圖4A所示，動態電壓控制器31包含資料分析模組310、電壓控制模組311及查找表312。其中，資料分析模組310耦接於資料處理器33與電壓控制模組311之間；電壓控制模組311耦接於資料分析模組310與電源供應器32之間；查找表312耦接於資料分析模組310與電壓控制模組311之間。
於此實施例中，當資料分析模組310接收到資料處理 器33傳送過來的影像資料DAT時，資料分析模組310會對影像資料DAT進行分析，以得到影像資料DAT之最大亮度、平均亮度及平均電流等相關資訊，並進而估算出顯示面板30顯示影像資料DAT所需的最小驅動跨壓△VDMIN後將最小驅動跨壓△VDMIN輸出至電壓控制模組311。接著，電壓控制模組311根據最小驅動跨壓△VDMIN輸出電壓控制訊號VC至電源供應器32，藉以控制電源供應器32輸出最小驅動跨壓△VDMIN至顯示面板30，以驅動顯示面板30顯示影像資料DAT。
於一實施例中，如圖4B所示，資料分析模組310可包含峰值偵測單元310A及計算單元310B。其中，峰值偵測單元310A用以偵測影像資料DAT之最大亮度，而計算單元310B則用以計算影像資料DAT之平均亮度及平均電流。
接下來，請參照圖5，圖5係繪示本發明可較先前技術更進一步節省功耗之示意圖。
如圖5所示，先前技術中之電壓下降量為IRD，而本發明中之電壓下降量為IRD’，雖然兩者均等於二極體電流IDI與電阻R之乘積，然而，先前技術所採用的二極體電流IDI是顯示面板顯示『最大亮度』所需之『最大驅動電流』，而本發明所採用的二極體電流IDI則是顯示面板顯示『平均亮度』所需之『平均驅動電流』，由於『平均驅動電流』通常會較『最大驅動電流』來得小，故會使得本發明中之電壓下降量IRD’小於先前技術中之電壓下降量IRD，且兩者之差即為省下的電壓VSA1，不僅較為貼近實 際顯示時之情況，也可有效減少先前技術中無謂的電力浪費。
同理，先前技術中之電壓上升量為IRR，而本發明中之電壓上升量為IRR’，雖然兩者均等於二極體電流IDI與電阻R之乘積，然而，先前技術所採用的二極體電流IDI是顯示面板顯示『最大亮度』之像素所需之『最大驅動電流』，而本發明所採用的二極體電流IDI則是顯示面板30顯示『平均亮度』之像素所需之『平均驅動電流』，由於『平均驅動電流』通常會較『最大驅動電流』來得小，故會使得本發明中之電壓上升量IRR’小於先前技術中之電壓上升量IRR，且兩者之差即為省下的電壓VSA2。因此，本發明不僅會較為貼近顯示面板30實際顯示畫面時之情況，也可有效減少先前技術中無謂的電力浪費。
需同時說明的是，如圖5所示，雖然本發明中之顯示電壓VDS’及二極體電壓VDI’亦可能小於先前技術中之顯示電壓VDS及二極體電壓VDI，但為了顧及顯示面板30實際顯示畫面時仍可能會顯示到具有『最大亮度』的像素，故本發明仍會維持原本的顯示電壓VDS及二極體電壓VDI之電壓範圍。
因此，本發明之資料分析模組310對影像資料DAT進行分析所估算出顯示面板30顯示影像資料DAT所需的最小驅動跨壓△VDMIN會等於電壓下降量IRD’、顯示電壓VDS、二極體電壓VDI與電壓上升量IRR’之總和，明顯小於先前技術所採用的最大驅動跨壓△VDMAX，並且相較於先前技術所採用的最大驅動跨壓△VDMAX，本發明採用最小驅動跨壓△VDMIN所省下的電壓即為 圖5中之VSA1與VSA2的總和。
相較於先前技術，根據本發明之顯示裝置及動態電壓控制器係根據目前顯示的影像資料或經亮度調整後的影像資料計算出相對應的平均亮度所需流經顯示面板的平均電流，以設定顯示面板所需的驅動電壓，故可有效避免先前技術中將電壓上升量(IR rise)及電壓下降量(IR drop)以及所需的驅動電壓估算得太大之情事，而能達到節省功耗之具體功效。
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。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。
31‧‧‧動態電壓控制器
32‧‧‧電源供應器
33‧‧‧資料處理器
310‧‧‧資料分析模組
311‧‧‧電壓控制模組
312‧‧‧查找表
ELVDD2‧‧‧第一電壓
ELVSS2‧‧‧第二電壓
DAT‧‧‧影像資料
VC‧‧‧電壓控制訊號
△VDMIN‧‧‧最小驅動電壓

Claims (12)

  1. 一種動態電壓控制器，應用於一顯示裝置，該顯示裝置包含一顯示面板及一電源供應器，該電源供應器耦接該顯示面板，該動態電壓控制器包含：一資料分析模組，用以接收並分析一影像資料，以得到該影像資料之一最大亮度、一平均亮度及一平均電流並進而估算出該顯示面板顯示該影像資料所需之一最小驅動跨壓；以及一電壓控制模組，耦接於該資料分析模組與該電源供應器之間，用以根據該最小驅動跨壓輸出一電壓控制訊號至該電源供應器，藉以控制該電源供應器輸出該最小驅動跨壓至該顯示面板，以驅動該顯示面板顯示該影像資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之動態電壓控制器，其中該顯示面板為有機發光二極體顯示面板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之動態電壓控制器，還包含一查找表，當該資料分析模組得到該影像資料之該平均亮度及該平均電流時，該資料分析模組係根據該查找表所記錄之資訊估算出該顯示面板顯示該影像資料所需之該最小驅動跨壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之動態電壓控制器，其中該電源供應器係分別輸出一第一電壓與一第二電壓至該顯示面板，並且該第一電壓與該第二電壓之差即為該最小驅動跨壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之動態電壓控制器，其中該資料分析模組包含： 一峰值偵測單元，用以偵測該影像資料之該最大亮度；以及一計算單元，用以計算該影像資料之該平均亮度及該平均電流。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之動態電壓控制器，其中該顯示裝置還包含：一資料處理器，耦接該動態電壓控制器，用以處理並提供該影像資料至該動態電壓控制器。
  7. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板；一動態電壓控制器，包含：一資料分析模組，用以接收並分析一影像資料，以得到該影像資料之一最大亮度、一平均亮度及一平均電流並進而估算出該顯示面板顯示該影像資料所需之一最小驅動跨壓；以及一電壓控制模組，耦接於該資料分析模組，用以根據該最小驅動跨壓輸出一電壓控制訊號；以及一電源供應器，耦接於該電壓控制模組與該顯示面板之間，用以根據該電壓控制訊號輸出該最小驅動跨壓至該顯示面板，藉以驅動該顯示面板顯示該影像資料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該顯示面板為有機發光二極體顯示面板。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該動態電壓控制器還包含一查找表，當該資料分析模組得到該影像資料之該平均亮度及該平均電流時，該資料分析模組係根據該查找 表所記錄之資訊估算出該顯示面板顯示該影像資料所需之該最小驅動跨壓。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該電源供應器係分別輸出一第一電壓與一第二電壓至該顯示面板，並且該第一電壓與該第二電壓之差即為該最小驅動跨壓。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該資料分析模組包含：一峰值偵測單元，用以偵測該影像資料之該最大亮度；以及一計算單元，用以計算該影像資料之該平均亮度及該平均電流。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，還包含：一資料處理器，耦接該動態電壓控制器，用以提供該影像資料至該動態電壓控制器。
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