TWI695248B - 應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種顯示驅動電路之省電控制裝置。省電控制裝置包含資料分析單元、偏壓控制單元及電荷分享單元。資料分析單元分別耦接偏壓控制單元及電荷分享單元。資料分析單元用以即時分析顯示資料，並根據即時分析結果選擇性地動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定。不同通道可選擇相同的設定或各自選擇不同的設定。資料分析單元還可根據即時分析結果選擇性地動態調整電荷分享單元需進行電荷分享的範圍及組數之設定，藉以達到最佳化的省電效果。

Description

應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法
本發明係與顯示器有關，尤其是關於一種應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法。
一般而言，傳統的偏壓控制方式係採用固定轉換速率與偏壓大小的偏壓控制電路，而不考慮實際輸出電壓的變化情形，導致不必要的電力浪費。
舉例而言，如圖1的輸出電壓特性圖所示，若以所需的時間TD要滿足較高電壓位準V1的輸出電壓，其斜率為G1；一旦輸出電壓變為較低電壓位準V2，由於偏壓大小固定不變，所以斜率G2會等於G1，且其實際所需的時間應可小於時間TD。然而，在轉換速率亦固定不變的情況下，導致時間TD亦是固定的，因而造成不必要的電力浪費。
為了改善上述缺點，目前採用的方法需先透過時序控制器(Timing controller)TCON中的比較器COM比較先前資料鎖存器(Previous data latch)PLA與當前資料鎖存器(Display data latch)DLA所儲存的資料，再根據比較結果動態調整各個源極驅動器(Source driver)SD1~SDN中之偏壓控制單元(Bias control unit)BCU1~BCUN的偏壓大小及轉換速率，亦即源極驅動器仍然無法獨立改善此不必要的電力浪費。
有鑑於此，本發明提出一種應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法，以有效解決先前技術所遭遇到之上述問題。
根據本發明之一具體實施例為一種省電控制裝置。於此實施例中，省電控制裝置係應用於顯示驅動電路。省電控制裝置包含偏壓控制單元、電荷分享單元及資料分析單元。偏壓控制單元用以進行偏壓控制。電荷分享單元用以進行電荷分享。資料分析單元分別耦接偏壓控制單元及電荷分享單元，用以即時分析顯示資料並產生即時分析結果。資料分析單元還根據即時分析結果選擇性地動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，以及根據即時分析結果選擇性地動態調整電荷分享單元需進行電荷分享的範圍及組數。
於一實施例中，顯示驅動電路為源極驅動器且耦接時序控制器。
於一實施例中，顯示驅動電路為內嵌有時序控制器的源極驅動器。
於一實施例中，顯示驅動電路的複數個通道均選擇相同的偏壓大小及轉換速率之設定。
於一實施例中，顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定。
於一實施例中，顯示驅動電路的複數個通道均選擇同一組等化器進行電荷分享。
於一實施例中，顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同組等化器進行電荷分享。
於一實施例中，資料分析單元包含線資料分析器，用以對一條線上之顯示資料進行分析，以得到一特徵值。
於一實施例中，資料分析單元還包含第一計算器，耦接線資料分析器，用以根據特徵值計算出該偏壓控制單元所需的偏壓大小及轉換速率之設定。
於一實施例中，資料分析單元還包含第二計算器，耦接線資料分析器及第一計算器，用以進行線與線之間的特徵值運算，以得到即時分析結果。
根據本發明之另一具體實施例為一種省電控制方法。於此實施例中，省電控制方法係應用於顯示驅動電路之省電控制裝置。省電控制方法包含下列步驟：
(a)即時分析顯示資料並產生即時分析結果；
(b)根據即時分析結果選擇性地動態調整偏壓大小及轉換速率之設定；以及
(c)根據即時分析結果選擇性地動態調整需進行電荷分享的範圍及組數。
相較於先前技術，根據本發明之應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法可達到下列優點及功效：
(1)利用資料分析單元即時分析顯示資料，故能夠大幅減少資料儲存量，節省線鎖存器(Line latch)之使用，以達到自我偵測及即時反應之功效；
(2)根據資料分析單元的即時分析結果，除了可動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，使得不同通道能夠獨立選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定，還可進一步動態調整電荷分享單元需進行電荷分享的範圍及組數，以達到最佳化的省電效果；以及
(3)由於本發明之顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法不需利用時序控制器進行顯示資料比對，故可應用於源極驅動器(Source driver)及內嵌有時序控制器的源極驅動器(TCON Embedded Driver, TED)。
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。
根據本發明之一具體實施例為一種省電控制裝置。於此實施例中，省電控制裝置應用於顯示驅動電路，並且顯示驅動電路可以是源極驅動器且源極驅動器耦接時序控制器，或顯示驅動電路為內嵌有時序控制器的源極驅動器，但不以此為限。
請參照圖3A，圖3A係繪示此實施例中之省電控制裝置應用於源極驅動器的示意圖。
如圖3A所示，時序控制器3分別耦接N個源極驅動器SD1~SDN，其中N為正整數。時序控制器3包含接收單元RX、時序控制單元TCON及傳送單元TX。接收單元RX耦接至時序控制單元TCON。時序控制單元TCON耦接至傳送單元TX。傳送單元TX分別耦接至源極驅動器SD1~SDN並分別提供時序控制訊號TM1~TMN至源極驅動器SD1~SDN。
若以源極驅動器SD1為例，應用於源極驅動器SD1的省電控制裝置PS1可包含資料分析單元DAU1、偏壓控制單元BCU1及電荷分享單元CSU1。資料分析單元DAU1分別耦接偏壓控制單元BCU1及電荷分享單元CSU1。
於此實施例中，偏壓控制單元BCU1係用以進行偏壓控制；電荷分享單元CSU1係用以進行電荷分享；資料分析單元DAU1係用以即時分析一顯示資料並產生一即時分析結果。
需說明的是，省電控制裝置PS1利用資料分析單元DAU1即時分析顯示資料可大幅減少資料儲存量，節省線鎖存器(Line latch)之使用，而能達到自我偵測及即時反應之功效。
當資料分析單元DAU1產生即時分析結果後，資料分析單元DAU1還會根據即時分析結果判斷偏壓大小及轉換速率是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU1即會動態調整偏壓控制單元BCU1的偏壓大小及轉換速率之設定，藉此即可透過動態調整偏壓大小及轉換速率之方式有效改善先前技術採用固定轉換速率與偏壓大小的偏壓控制電路所導致的電力浪費現象。
於實際應用中，源極驅動器SD1的複數個通道可均選擇相同的偏壓大小及轉換速率之設定，或是源極驅動器SD1的複數個通道可獨立選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定，並無特定之限制。
此外，當資料分析單元DAU1產生即時分析結果後，資料分析單元DAU1還會根據即時分析結果判斷進行電荷分享的範圍及組數是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU1即會動態調整電荷分享單元CSU1進行電荷分享的範圍及組數，以達到最佳化的省電效果。
於實際應用中，源極驅動器SD1的複數個通道可均選擇同一組等化器進行電荷分享，或是源極驅動器SD1的複數個通道可各自選擇不同組等化器進行電荷分享，以達到最佳化的省電效果。
同理，若以源極驅動器SD2為例，應用於源極驅動器SD2的省電控制裝置PS2可包含資料分析單元DAU2、偏壓控制單元BCU2及電荷分享單元CSU2。資料分析單元DAU2分別耦接偏壓控制單元BCU2及電荷分享單元CSU2。
當資料分析單元DAU2即時分析顯示資料並產生即時分析結果後，資料分析單元DAU2還會根據即時分析結果判斷偏壓大小及轉換速率是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU2即會動態調整偏壓控制單元BCU2的偏壓大小及轉換速率之設定，藉此即可有效改善先前技術採用固定轉換速率與偏壓大小的偏壓控制電路所導致的電力浪費現象。
此外，當資料分析單元DAU2產生即時分析結果後，資料分析單元DAU2還會根據即時分析結果判斷進行電荷分享的範圍及組數是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU2即會動態調整電荷分享單元CSU2進行電荷分享的範圍及組數，以達到最佳化的省電效果。
至於應用於源極驅動器SD3~SDN的省電控制裝置PS3~PSN之運作情形亦可依此類推，於此不另行贅述。
接著，請參照圖3B，圖3B係繪示省電控制裝置應用於內嵌有時序控制器的源極驅動器(TCON Embedded Driver, TED)的示意圖。
如圖3B所示，內嵌有時序控制器的源極驅動器3’包含接收單元RX、時序控制單元TCON及源極驅動單元SDU。接收單元RX耦接時序控制單元TCON。時序控制單元TCON耦接源極驅動單元SDU並提供時序控制訊號TM至源極驅動單元SDU。
省電控制裝置PS應用於源極驅動單元SDU且省電控制裝置PS可包含資料分析單元DAU、偏壓控制單元BCU及電荷分享單元CSU。資料分析單元DAU分別耦接偏壓控制單元BCU及電荷分享單元CSU。
於此實施例中，偏壓控制單元BCU係用以進行偏壓控制；電荷分享單元CSU係用以進行電荷分享；資料分析單元DAU係用以即時分析一顯示資料並產生一即時分析結果。
需說明的是，利用資料分析單元DAU即時分析顯示資料可大幅減少資料儲存量，節省線鎖存器之使用，而能達到自我偵測及即時反應之功效。
當資料分析單元DAU產生即時分析結果後，資料分析單元DAU還會根據即時分析結果判斷偏壓大小及轉換速率是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU即會動態調整偏壓控制單元BCU的偏壓大小及轉換速率之設定，藉此即可有效改善先前技術採用固定轉換速率與偏壓大小的偏壓控制電路所導致的電力浪費現象。
於實際應用中，內嵌有時序控制器的源極驅動器3’的複數個通道可均選擇相同的偏壓大小及轉換速率之設定，或是內嵌有時序控制器的源極驅動器3’的複數個通道可獨立選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定，以達到最佳化的省電效果。
此外，當資料分析單元DAU產生即時分析結果後，資料分析單元DAU還會根據即時分析結果判斷進行電荷分享的範圍及組數是否需要改變。若判斷結果為是，資料分析單元DAU即會動態調整電荷分享單元CSU進行電荷分享的範圍及組數，以達到最佳化的省電效果。
於實際應用中，內嵌有時序控制器的源極驅動器3’的複數個通道可均選擇同一組等化器進行電荷分享，或是內嵌有時序控制器的源極驅動器3’的複數個通道可各自選擇不同組等化器進行電荷分享，以達到最佳化的省電效果。
請參照圖4。如圖4所示，資料分析單元DAU可根據其即時分析結果動態調整偏壓控制單元BCU的偏壓大小及轉換速率之設定，使得每一個通道CH1~CH4均選擇相同設定，藉以節省硬體。
請參照圖5。如圖5所示，資料分析單元DAU可根據其即時分析結果動態調整偏壓控制單元BCU的偏壓大小及轉換速率之設定，使得每一個通道CH1~CH4可任意選擇不同設定，藉以達到最佳化的省電效果，但傳輸資料及硬體也相對增加。
資料分析單元DAU可根據其即時分析結果動態調整電荷分享單元CSU進行電荷分享的範圍及組數，例如透過選擇單元SEL選擇需要進行電荷分享的範圍以及透過電荷分享控制單元選擇進行電荷分享的組數，以達到最佳化的省電效果。
如圖6所示，資料分析單元DAU可根據其即時分析結果動態調整電荷分享單元CSU進行電荷分享的範圍及組數，使得每一個通道CH1~CH4均選擇同一組等化器(例如等化器EQ1、等化器EQ2、等化器EQ3、等化器EQ4、等化器EQ5、等化器EQ6、等化器EQ7或等化器EQ8)進行電荷分享，藉以節省硬體。
如圖7所示，資料分析單元DAU可根據其即時分析結果動態調整電荷分享單元CSU進行電荷分享的範圍及組數，使得每一個通道CH1~CH4可任意選擇不同組等化器(例如等化器EQ1~EQ8)進行電荷分享，藉以增加電荷分享選擇上之彈性，以達到最佳化的省電效果，但傳輸資料及硬體也相對增加。
於實際應用中，如圖8所示，本發明的資料分析單元DAU可包含線資料分析器80，用以對一條線上之顯示資料進行分析，以得到一特徵值。此外，資料分析單元DAU還可包含第一計算器81及第二計算器82。第一計算器81耦接線資料分析器80，用以根據特徵值計算出偏壓控制單元BCU所需的偏壓大小及轉換速率之設定與電荷分享單元CSU所需的電荷分享範圍及組數之設定。第二計算器82耦接線資料分析器80及第一計算器81，用以進行線與線之間的特徵值運算，以得到即時分析結果。
根據本發明之另一具體實施例為一種省電控制方法。於此實施例中，省電控制方法係應用於顯示驅動電路之省電控制裝置。
請參照圖9，圖9係繪示此實施例中之省電控制方法的流程圖。如圖9所示，省電控制方法可包含下列步驟：
步驟S10：即時分析顯示資料並產生即時分析結果；
步驟S12：根據即時分析結果選擇性地動態調整偏壓大小及轉換速率之設定；以及
步驟S14：根據即時分析結果選擇性地動態調整需進行電荷分享的範圍及組數。
需說明的是，圖9所繪示的流程圖僅為本發明之省電控制方法之一實施例。於其他實施例中，本發明之省電控制方法亦可同時執行步驟S12及步驟S14，或是先執行步驟S14後再執行步驟S12，並無特定之限制且可視實際需求而調整。
於實際應用中，步驟S10所採用的資料即時分析方法可包含下列步驟：
對一條線上之顯示資料進行分析，以得到一特徵值；
根據特徵值計算出所需的偏壓大小及轉換速率之設定與電荷分享範圍及組數之設定；以及
進行線與線之間的特徵值運算，以得到即時分析結果。
相較於先前技術，根據本發明之應用於顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法可達到下列優點及功效：
(1)利用資料分析單元即時分析顯示資料，故能夠大幅減少資料儲存量，節省線鎖存器之使用，以達到自我偵測及即時反應之功效；
(2)根據資料分析單元的即時分析結果，除了可動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，使得不同通道能夠獨立選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定，還可進一步動態調整電荷分享單元需進行電荷分享的範圍及組數，以達到最佳化的省電效果；以及
(3)由於本發明之顯示驅動電路之省電控制裝置及省電控制方法不需利用時序控制器進行顯示資料比對，故可應用於源極驅動器(Source driver)及內嵌有時序控制器的源極驅動器(TCON Embedded Driver, TED)。
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。
S10~S14‧‧‧步驟VOUT‧‧‧輸出電壓G1~G3‧‧‧斜率TD‧‧‧時間V1~V2‧‧‧電壓位準2‧‧‧時序控制器RX‧‧‧接收單元TX‧‧‧傳送單元TCON‧‧‧時序控制單元DLA‧‧‧當前資料鎖存器PLA‧‧‧先前資料鎖存器COM‧‧‧比較器SD1~SDN‧‧‧源極驅動器BCU1~BCUN‧‧‧偏壓控制單元3‧‧‧時序控制器PS1~PSN‧‧‧省電控制裝置DAU1~DAUN‧‧‧資料分析單元CSU1~CSUN‧‧‧電荷分享單元TM1~TMN‧‧‧時序控制訊號3’‧‧‧內嵌有時序控制器的源極驅動器TM‧‧‧時序控制訊號PS‧‧‧省電控制裝置SDU‧‧‧源極驅動單元DAU‧‧‧資料分析單元BCU‧‧‧偏壓控制單元CSU‧‧‧電荷分享單元PDC‧‧‧像素資料控制單元MUX‧‧‧多工器CH1~CH4‧‧‧通道BF1~BF4‧‧‧緩衝放大器PAD1~PAD4‧‧‧輸出墊SEL‧‧‧選擇單元CSC‧‧‧電荷分享控制單元CS1~CS4‧‧‧電荷分享訊號SW11~SW84‧‧‧開關EQ1~EQ8‧‧‧等化器80‧‧‧線資料分析器81‧‧‧第一計算器82‧‧‧第二計算器
本發明所附圖式說明如下： 圖1係繪示傳統的輸出電壓特性的示意圖。 圖2係繪示傳統上需先利用時序控制器進行資料比對，再根據比對結果動態調整各個源極驅動器中之偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率的示意圖。 圖3A係繪示根據本發明之一較佳具體實施例中之省電控制裝置應用於源極驅動器的示意圖。 圖3B係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之省電控制裝置應用於內嵌有時序控制器的源極驅動器的示意圖。 圖4係繪示資料分析單元動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，使得每一個通道均選擇相同設定的示意圖。 圖5係繪示資料分析單元動態調整偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，使得每一個通道可任意選擇不同設定的示意圖。 圖6係繪示資料分析單元動態調整每一個通道均選擇同一組等化器進行電荷分享的示意圖。 圖7係繪示資料分析單元動態調整每一個通道可任意選擇不同組等化器進行電荷分享的示意圖。 圖8係繪示資料分析單元包含線資料分析器、第一計算器及第二計算器的示意圖。 圖9係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之省電控制方法的流程圖。
S10~S14‧‧‧步驟

Claims (14)

  1. 一種省電控制裝置，應用於一顯示驅動電路，該省電控制裝置包含：一偏壓控制單元，用以進行偏壓控制；一電荷分享單元，用以進行電荷分享；以及一資料分析單元，分別耦接該偏壓控制單元及該電荷分享單元，用以即時分析一顯示資料並產生一即時分析結果，該資料分析單元包含：一線資料分析器，用以對一條線上之該顯示資料進行分析，以得到一特徵值；一第一計算器，耦接該線資料分析器，用以根據該特徵值計算出該偏壓控制單元所需的偏壓大小及轉換速率之設定；以及一第二計算器，耦接該線資料分析器及該第一計算器，用以進行線與線之間的特徵值運算，以得到該即時分析結果；其中，該資料分析單元還根據該即時分析結果選擇性地動態調整該偏壓控制單元的偏壓大小及轉換速率之設定，以及根據該即時分析結果選擇性地動態調整該電荷分享單元需進行電荷分享的範圍及組數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路為一源極驅動器且耦接一時序控制器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路為內嵌有一時序控制單元的一源極驅動器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路的複數個通道均選擇相同的偏壓大小及轉換速率之設定。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路的複數個通道均選擇同一組等化器進行電荷分享。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之省電控制裝置，其中該顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同組等化器進行電荷分享。
  8. 一種省電控制方法，應用於一顯示驅動電路之一省電控制裝置，該省電控制方法包含下列步驟：(a)即時分析一顯示資料並產生一即時分析結果；(b)根據該即時分析結果選擇性地動態調整偏壓大小及轉換速率之設定；以及(c)根據即時分析結果選擇性地動態調整需進行電荷分享的範圍及組數；其中，步驟(a)還包含：對一條線上之該顯示資料進行分析，以得到一特徵值；根據該特徵值計算出進行偏壓控制所需的偏壓大小及轉換速率之設定；以及進行線與線之間的特徵值運算，以得到該即時分析結果。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路為一源極驅動器且耦接一時序控制器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路為內嵌有一時序控制單元的一源極驅動器。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路的複數個通道均選擇相同的偏壓大小及轉換速率之設定。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同的偏壓大小及轉換速率之設定。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路的複數個通道均選擇同一組等化器進行電荷分享。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之省電控制方法，其中該顯示驅動電路的複數個通道各自選擇不同組等化器進行電荷分享。
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