TWI421823B - 用於平面顯示器的顯示控制裝置及平面顯示裝置 - Google Patents

用於平面顯示器的顯示控制裝置及平面顯示裝置 Download PDF

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Description

用於平面顯示器的顯示控制裝置及平面顯示裝置
本發明係有關於平面(flat panel)顯示器，尤其是有關於應用在平面顯示器中的積體顯示控制裝置。
傳統的平面顯示裝置提供時序控制器(timing controller)用於決定平面顯示裝置中影像資料的顯示順序及顯示元件(cell)的時序。更具體地，從系統電路板(board)的顯示控制器中接收影像資料及時序信號後，時序控制器通過影像資料變換指定顯示順序，並且為不同平面模組的顯示控制產生相應的時序。
一般來說，一個特定規格(specification)的平面模組需與獨特製造的時序控制器一起運作。在這點上，傳統的時序控制器利用一個專用積體電路晶片得以實現，其中該專用積體電路晶片可安裝於平面顯示裝置中的平面模組上，或者置於系統電路板上以用於處理影像資料。就此而言，當平面模組的規格改變時(如改變解析度或更新速率)，則必須更換積體電路晶片，因而增加了製造成本。當時序控制器安裝於平面模組上時，將無法與平面顯示裝置的系統電路板共用時序控制器所需的一些共通元件，例如記憶體或電源。此外，經由低電壓差動信號(Low Voltage Differential Signaling，LVDS)發送影像資料和時序信號需要額外的成本。雖然可將時序控制器安放在系統電路板(而非平面模組)上，以共用共通(common)元件及降低發送成本，但是製造成本的降低並不多。同時，一些現有設計將時序控制器整合到顯示控制器中，由於可減少晶片面積及共用記憶體，因此降低了製造成本。然而，由於不同平面顯示裝置的時序控制器具有其特定的規格，而高複雜度的整合晶片會導致更高的製造成本，以致增加修改變動(adjustment)的成本，導致總製造成本的降低也很小。另外，一些現有設計將時序控制器和驅動電路整合在相同的積體電路晶片上。然而僅限於中型(medium-sized)或小型(small-sized)平面模組具可行性，而不能用在大型(large-sized)平面模組。
因此，需提供一種平面顯示裝置的製造技術，可提供易適用於多種類型平面模組的時序控制器，由此提高了平面顯示裝置的製造彈性(flexibility)及效率。
有鑒於此，本發明提供用於平面顯示器的顯示控制裝置及平面顯示裝置。
本發明提供一種用於平面顯示器的顯示控制裝置，所述顯示控制裝置包括：顯示控制器，用於接收輸入信號且產生顯示信號及與所述顯示信號對應的多個時序信號；以及時序控制器，具有時序控制單元及資料處理單元，其中所述時序控制單元耦接於所述顯示控制器，以提供所述平面顯示器所需的多個控制信號，所述資料處理單元併入到第一積體電路晶片中的所述顯示控制器中，以接收所述顯示信號且產生與所述時序信號同步的多個輸出信號，並且通過預設介面將所述輸出信號輸出至所述平面顯示器。
本發明還提供一種平面顯示裝置，包括：平面模組，具有顯示單元及至少一個驅動電路，其中所述顯示單元用於顯示影像，所述至少一個驅動電路耦接於所述顯示單元，且用於控制所述顯示單元；顯示控制器，用於接收輸入信號且產生顯示信號及與所述顯示信號對應的多個時序信號；以及時序控制器，具有時序控制單元及資料處理單元，其中所述時序控制單元耦接於所述顯示控制器，以提供所述平面模組所需的多個控制信號，所述資料處理單元併入到第一積體電路晶片中的所述顯示控制器中，以接收所述顯示信號且產生與所述時序信號同步的多個輸出信號，並且通過預設介面將所述輸出信號輸出至所述平面模組，其中所述驅動電路通過所述預設介面接收所述時序控制單元供應的所述控制信號及來自所述資料驅動單元的所述輸出信號，產生對應於所述輸出信號的輸出影像以顯示。
本發明所提供的用於平面顯示器的顯示控制裝置及平面顯示裝置中提出易適用於多種類型平面模組的時序控制器，由此提高了平面顯示裝置的製造彈性及效率。
下列實施例具體的說明如何以較佳的方式實現本發明。實施例僅供說明一般應用的方式，而非用以限縮本發明的範圍。實際範圍以申請專利範圍所列為準。
第1圖為根據本發明的平面顯示裝置10的典型實施例示意圖。如第1圖所示，平面顯示裝置10包括平面模組102、顯示控制器104及時序控制器(包括時序控制單元106及資料處理單元108)。平面模組102包括顯示單元110及至少一個驅動電路112，其中顯示單元110用於顯示影像，驅動單元112耦接於顯示單元110以驅動顯示單元110，且平面模組102可以是平面顯示器。顯示控制器104接收影像資料的輸入信號114且產生顯示信號(圖中未示)及多個與顯示信號相應的時序信號118。
根據本實施例，將資料處理單元108併入到位於一個積體電路晶片(可稱為第一積體電路晶片)內的顯示控制器104中，以便接收顯示信號。於是，資料處理單元108將顯示信號轉換為多個輸出信號116。平面模組102連接至資料處理單元108以經由共同的柔性匯流排介面(interface)接收輸出信號116，該介面可為預設介面，比如經由小幅度擺動差動信號(Reduced Swing Differential Signaling，RSDS)介面或微型低電壓差動信號(mini-LVDS)介面，而非低電壓差動信號(LVDS)介面，由此實質上減少發射成本。請注意時序控制單元106和顯示控制器104為可位於相同封裝(package)上的獨立積體電路晶片。也就是說，時序控制單元106置於顯示控制器104所在的相同電路板上，例如系統電路板120(也稱第一電路板)，由此消除先前技術中替換整個時序控制器所產生的製造成本。在此種置放中，可在系統電路板120之內或之外配置一些元件(如顯示記憶體或電源供給裝置)給顯示控制器104和資料處理單元108或時序控制單元106所共用，系統電路板120可視為用於平面顯示器的顯示控制裝置。
此外，時序控制單元106耦接於顯示控制器104，以根據時序信號118提供平面模組102所需的多個控制信號122。提供的控制信號122以決定顯示單元(unit)110中顯示元件(cell)的時序。一般來說，時序信號118為水平同步(Horizontal synchronization，Hsync)信號、垂直同步(Vertical synchronization，Vsync)信號、點時鐘(Dot Clock，DCLK)信號、顯示使能(Enable Signal，DE)信號或其組合。因此，控制信號122相應地可為水平輸出使能(Horizontal Output Enable，HOE)信號、垂直輸出使能(Vertical Output Enable，VOE)信號、水平起始(Horizontal Start，HST)信號、垂直起始(Vertical Start，VST)信號、垂直時鐘(Vertical Clock，VCK)信號、極性(polarity，POL)信號或其組合。舉例來說，時序控制單元106提供垂直起始信號VST和垂直時鐘信號VCK至驅動電路112的掃瞄驅動器(圖中未示)。接著，掃瞄驅動器將垂直起始信號VST與垂直時鐘信號VCK同步，以便提供垂直掃瞄信號用來選擇掃瞄線(line)及在顯示單元(unit)110中開啟相應的顯示元件(cell)。由於其他用於驅動顯示單元110的時序信號的運作已為習知技藝著熟知，故此處為簡潔不再贅述。基於控制信號122，驅動電路112接著驅動顯示單元110以顯示與輸出信號116對應的輸出影像。
更具體地，由於輸出信號116與時序信號118同步，因此對於時序控制單元106有必要具有時序同步電路，例如鎖相迴路(phase-locked loop)電路，用於對輸出信號116或時序信號118鎖相，使控制信號122的相位與輸出信號116的相位一致。可注意到在本發明的一個實施例中，時序同步電路可為控制信號122的產生提供多個時序同步信號。
第2圖是第1圖中所示平面顯示裝置的一個實施例的示意圖。如第2圖所示，平面顯示裝置20包括顯示控制器204、平面模組202及時序控制器，其中時序控制器包括時序控制單元206及資料處理單元(圖中未示)。根據此實施例，資料處理單元包括過驅動(over-driving)單元242。此外，平面模組202包括液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)面板210以及與LCD面板210耦接的相應驅動電路212，其中LCD面板可以是薄膜電晶體(thin-film transistor，TFT)LCD面板。
顯示控制器204(如電視控制器)可包含定標器(scaler)240，在運作期間，定標器240接收且處理輸入信號214，例如電視廣播信號。舉例來說，根據平面模組202的規格，定標器240可在輸入信號214上實施解析度調整。接著，過驅動單元242接收已定標輸入信號並產生輸出信號216與相應的時序信號218，其中輸出信號216用於補償LCD面板210中液晶元件(cell)的轉速。注意發射機(Tx)244可進一步併入到顯示控制器204中以順序地將輸出信號216轉換且通過小幅度擺動差動信號(RSDS)鏈路或微型低電壓差動信號(mini-LVDS)鏈路發射至驅動電路212。之後，時序控制單元206利用時序同步電路(如鎖相迴路電路)對輸出信號216及時序信號218鎖相，使控制信號222的相位與輸出信號216的相位一致。可注意到在本發明的一個實施例中，時序同步電路可為平面模組202所需的控制信號222的產生提供多個時序同步信號。因此，驅動電路212根據輸出信號216和控制信號222驅動LCD面板210以顯示輸出影像。
如第2圖所示，顯示控制器204和時序控制單元206置於系統電路板220之上。驅動電路212置於驅動電路板上(圖中未示)，且驅動電路板連接LCD面板210。此外，定標器240、過驅動單元242及發射機244製造於單積體電路晶片上。此處，時序控制單元206為獨立積體電路晶片，其可根據平面模組202的規格更靈活的替換。請注意顯示控制器204僅用於說明之目的，並無意圖限制本發明。例如，顯示控制器204可進一步包括數位電視控制器及運動估計/運動補償(Motion Estimation/Motion Compensation，ME/MC)單元，以下簡稱ME/MC單元。
第3圖是第1圖中所示平面顯示裝置的另一個實施例的示意圖。如第3圖所示，平面顯示裝置30包括定標器340及顯示控制器304，定標器340及顯示控制器304分別由位於系統電路板320上單獨的積體電路晶片所體現。根據一個實施例，定標器340接收且調整輸入信號314，例如解析度調整，以提供已定標輸入信號350至顯示控制器304。例如，定標器340可轉移(transfer)由低電壓差動信號(LVDS)協議所編碼的已定標輸入信號350。而且，平面顯示裝置30更包括平面模組302，平面模組302包括LCD面板310(如薄膜電晶體LCD面板)及與LCD面板310耦接的相應驅動電路312。顯示控制器304包括接收機(Rx)352、ME/MC單元354、過驅動單元342及發射機(Tx)344。
根據本實施例，接收機352是一低電壓差動信號(LVDS)接收機，用於將低電壓差動信號轉換為單端(single-ended)信號以便進一步處理且提供相應的時序信號318。有賴於所應用的編碼標準，ME/MC單元354根據顯示訊框間時間和空間的關聯引入訊框間(inter-fram)或訊框內(intra-frame)操作，由此產生已運動補償(motion-compensated)預估影像信號以顯示。接著，過驅動單元342接收已運動補償預估影像信號以產生輸出信號316，用於補償LCD面板310中的液晶單元(cell)的轉速。提供發射機(Tx)344以順序地將輸出信號316轉換且通過小幅度擺動差動信號(RSDS)鏈路或微型低電壓差動信號(mini-LVDS)鏈路發射至驅動電路312。如前所述，時序控制單元306利用時序同步電路(如鎖相迴路電路)對輸出信號316及時序信號318鎖相，使控制信號322的相位與輸出信號316的相位一致。可注意到在本發明的一個實施例中，時序同步電路可為與時序信號318相關聯的控制信號322的產生提供多個時序同步信號。根據控制信號322和要顯示的輸出信號316，驅動單元312適當地控制LCD面板310顯示輸出影像。可注意到顯示控制器304可進一步包括嵌入式時序控制單元356，可選擇由嵌入式時序控制單元356代替時序控制單元306，且另外可提供嵌入式時序控制單元356控制不同規格的平面模組302。
在第3圖的實施例中，接收機352、ME/MC單元354、過驅動單元342及發射機344併入到單積體電路晶片的顯示控制器304中。定標器340和時序控制單元306置於兩個獨立積體電路晶片上。此外，定標器340、顯示控制器304和時序控制單元306分別位於系統電路板320上。也就是說，獨立積體電路晶片的時序控制單元306可以使嵌入式時序控制單元356的交換變得容易或使其他時序控制單元的替換變得有效。根據一個實施例，驅動電路312置於驅動電路板上(圖中未示)，其中驅動電路板連接LCD面板310。根據另一個實施例，驅動電路312製造於積體電路晶片之上，其中積體電路晶片連接LCD面板310。
第4圖是根據本發明的平面顯示裝置40的另一典型實施例的示意圖。如第4圖所示，平面顯示裝置40包括平面模組402及顯示控制器404。
在此實施例中，時序控制器具有資料處理單元408與時序控制單元406分別併入顯示控制器404和平面模組402。此外，平面模組402包括用於顯示影像的顯示單元410及與顯示單元410耦接的至少一個驅動電路412。如前所述，顯示控制器404接收影像資料的輸入信號414。接著，顯示控制器404提供顯示信號(圖中未示)給資料處理單元408，以產生關於影像資料顯示順序的多個輸出信號416。顯示控制器404還提供多個時序信號418給時序控制單元406。可注意到顯示控制器404和時序控制單元406的架構和運作與第1圖、第2圖和第3圖實質上相似，因此，此處為簡潔不再贅述。
在此實施例中，時序控制單元406和驅動電路412是兩個耦接於顯示單元410的獨立積體電路晶片，即時序控制單元406和驅動電路412置於一電路板(第二電路板)上，且該第二電路板連接顯示單元410，也即連接平面模組402(可以是平面顯示器)。而且，顯示控制器404可安裝於系統電路板420上。在此種置放中，當顯示單元410的規格改變時，在成本合理且有效的方式下相應地改變驅動電路412和時序控制單元406。
第5圖是根據本發明的平面顯示裝置的另一典型實施例的示意圖。如第5圖所示，平面顯示裝置50包括平面模組502及顯示控制器504。
在此實施例中，時序控制器具有資料處理單元508與時序控制單元506分別併入顯示控制器504和平面模組502。且顯示控制器504置於系統電路板520之上。此外，平面模組502包括用於顯示影像的顯示單元510及與顯示單元510耦接的至少一個驅動電路512。如前所述，顯示控制器504接收影像資料的輸入信號514。接著，顯示控制器504提供顯示信號(圖中未示)給資料處理單元508，以產生關於影像資料顯示順序的多個輸出信號516。顯示控制器504還提供多個時序信號518給時序控制單元506。參照第4圖和第5圖，第5圖中所示的置放相似於第4圖中所示的置放設計。然而，不同於第4圖中所示置放之處在於，時序控制電路506併入到單積體電路晶片530(也稱第二積體電路晶片)的驅動電路512中，其中單積體電路晶片530還安裝於顯示單元510上。由此製造和發射成本相應地降低。而且，在一些實施例中，由於時序控制單元506同時接收輸出信號516及時序信號518，因此時序控制單元506可無需時序同步電路以同步輸出信號516與時序信號518，由此簡化了顯示控制處理。
相較於先前技術，本發明通過將傳統時序控制器處理為時序控制單元及資料處理單元而獲得了重要進步。將資料處理單元整合到顯示控制器，而不管平面模組的規格。由此，可共用一些資源(如電源供應裝置)且獲得顯著的製造和發射成本優勢。此外，易於替換單積體電路的時序控制單元以支持不同的平面模組。結果，進一步提升製造彈性度和效率。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30、40、50‧‧‧平面顯示裝置
102、202、302、402、502‧‧‧平面模組
104、204、304、404、504‧‧‧顯示控制器
106、206、306、406、506‧‧‧時序控制單元
108、408、508‧‧‧資料處理單元
110、410、510‧‧‧顯示單元
112‧‧‧驅動單元
114、214、314、414、514‧‧‧輸入信號
116、216、316、416、516‧‧‧輸出信號
118、218、318、418、518‧‧‧時序信號
120、220、320、420、520‧‧‧系統電路板
122、222、322‧‧‧控制信號
210、310‧‧‧LCD面板
212、312、412、512‧‧‧驅動電路
240、340‧‧‧定標器
242、342‧‧‧過驅動單元
244、344‧‧‧發射機
350‧‧‧已定標輸入信號
352‧‧‧接收機
354‧‧‧ME/MC單元
356‧‧‧嵌入式時序控制單元
530‧‧‧單積體電路晶片
第1圖為根據本發明的平面顯示裝置的典型實施例示意圖。
第2圖是第1圖中所示平面顯示裝置的一個實施例的示意圖。
第3圖是第1圖中所示平面顯示裝置的另一個實施例的示意圖。
第4圖是根據本發明的平面顯示裝置的另一典型實施例的示意圖。
第5圖是根據本發明的平面顯示裝置的另一典型實施例的示意圖。
10．．．平面顯示裝置
102．．．平面模組
104．．．顯示控制器
106．．．時序控制單元
108．．．資料處理單元
110．．．顯示單元
112．．．驅動單元
114．．．輸入信號
116．．．輸出信號
118．．．時序信號
120．．．系統電路板
122．．．控制信號

Claims (20)

  1. 一種用於一平面顯示器的顯示控制裝置，所述顯示控制裝置包括：一顯示控制器，用於接收輸入信號，並產生顯示信號及與所述顯示信號對應的多個時序信號，其中該多個時序信號用於驅動所述平面顯示器；以及一時序控制器，包括一時序控制單元及一資料處理單元，其中所述時序控制單元耦接於所述顯示控制器，以提供所述平面顯示器所需的多個控制信號；所述資料處理單元併入到一第一積體電路晶片中的所述顯示控制器中，以接收所述顯示信號且產生與所述時序信號同步的多個輸出信號，並且通過一預設介面將所述輸出信號輸出至所述平面顯示器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述時序控制單元包括：一時序同步電路，可配置用於根據所述時序信號提供多個時序同步信號，其中所述控制信號基於所述時序同步信號而產生。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述時序控制單元和所述顯示控制器置於一第一電路板上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述時序控制單元置於一第二電路板上，所述第二電路板連接所述平面顯示器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的 顯示控制裝置，其中所述時序控制單元併入到一第二積體電路晶片中，所述第二積體電路晶片安裝於所述平面顯示器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述預設介面為一小幅度擺動差動信號介面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述預設介面為一微型低電壓差動信號介面。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述時序同步電路為一鎖相迴路。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述時序信號為水平同步信號、垂直同步信號、點時鐘信號、顯示使能信號或其組合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之用於一平面顯示器的顯示控制裝置，其中所述控制信號為水平輸出使能信號、垂直輸出使能信號、水平起始信號、垂直起始信號、垂直時鐘信號、極性信號或其組合。
  11. 一種平面顯示裝置，包括：一平面模組，具有一顯示單元及至少一個驅動電路，其中所述顯示單元用於顯示影像，所述至少一個驅動電路耦接於所述顯示單元且用於控制所述顯示單元；一顯示控制器，用於接收輸入信號，並產生顯示信號及與所述顯示信號對應的多個時序信號；以及一時序控制器，具有一時序控制單元及一資料處理單 元，其中所述時序控制單元耦接於所述顯示控制器，以提供所述平面模組所需的多個控制信號；所述資料處理單元併入到一第一積體電路晶片中的所述顯示控制器中，以接收所述顯示信號且產生與所述時序信號同步的多個輸出信號，並且通過一預設介面將所述輸出信號輸出至所述平面模組，其中所述驅動電路通過所述預設介面接收所述時序控制單元提供的所述控制信號及來自所述資料處理單元的所述輸出信號，產生對應於所述輸出信號的一輸出影像以用於顯示。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述時序控制單元包括：一時序同步電路，可配置用於根據所述時序信號提供多個時序同步信號，其中所述控制信號基於所述時序同步信號而產生。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述時序控制單元和所述顯示控制器置於一第一電路板上。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述時序控制單元和所述驅動電路置於一第二電路板上，所述第二電路板連接所述顯示單元。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述時序控制單元併入到一第二積體電路晶片的所述驅動電路中，所述第二積體電路晶片安裝於所述顯示單元。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其 中所述預設介面為一小幅度擺動差動信號介面。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述預設介面為一微型低電壓差動信號介面。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之平面顯示裝置，其中所述時序同步電路為一鎖相迴路。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述時序信號為水平同步信號、垂直同步信號、點時鐘信號、顯示使能信號或其組合。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之平面顯示裝置，其中所述控制信號為水平輸出使能信號、垂直輸出使能信號、水平起始信號、垂直起始信號、垂直時鐘信號、極性信號或其組合。
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