TWI802138B

TWI802138B - 顯示驅動電路及其顯示驅動方法

Info

Publication number: TWI802138B
Application number: TW110145987A
Authority: TW
Inventors: 梁嘉碩
Original assignee: 奕力科技股份有限公司
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-05-11
Also published as: TW202324371A

Abstract

本發明提供一種顯示驅動電路及其顯示驅動方法。顯示驅動電路包括時序控制電路與顯示控制電路。時序控制電路接收同步訊號，依據同步訊號以最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電，且在多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號。顯示控制電路依據顯示致能訊號進行顯示控制。時序控制電路依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路。

Description

顯示驅動電路及其顯示驅動方法

本發明是有關於一種顯示驅動電路，且特別是有關於觸控面板感應晶片的一種顯示驅動電路及其顯示驅動方法。

觸控面板感應晶片(Touch with Display Driver，TDDI)廣泛使用於驅動與觸控面板的整合應用中。在TDDI中，顯示驅動電路在高幀率與低幀率(HFR/LFR)之間的切換，傳統作法透過直接改變每條閘極線的充電時間來切換顯示頻率。舉例來說，在幀率(frame rate)為在120Hz、60Hz之間切換時，設定每條閘極線的充電時間在幀率120Hz與60Hz相差兩倍，從而改變顯示頻率。然而，由於閘極線充電時間改變，在傳統作法中行動產業處理器接口傳輸速度(MIPI rate)需要被變更，容易有天線適配以及EMI干擾問題。並且，由於每條閘極線的充電時間不同，在設計上需要額外一組參考電壓，將增加生產時間與成本。另一方面，隨著3C產品以及電池厚度的輕薄化，觸控面板感應晶片的省電性能將是關鍵挑戰。

本發明提供一種顯示驅動電路及其顯示驅動方法，藉由在閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號，並依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路，以降低功率消耗。

本發明的實施例提供一種顯示驅動電路。顯示驅動電路包括但不限於時序控制電路與顯示控制電路。時序控制電路接收同步訊號並依據同步訊號以最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電，且在多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號。顯示控制電路耦接至時序控制電路，顯示控制電路依據顯示致能訊號進行顯示控制。時序控制電路依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路。

本發明的實施例提供一種顯示驅動方法，適用於顯示驅動電路，顯示驅動電路包括時序控制電路與顯示控制電路，顯示驅動方法包括：接收同步訊號。依據同步訊號以最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電。在多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號。依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路。

基於上述，在本發明一些實施例中，藉由在閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號，並依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路，從而降低非顯示時間中的類比電路功耗，提高電池續航力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路的方塊圖。圖2是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動方法的流程圖。請參照圖1與圖2，顯示驅動電路10可以是觸控面板感應晶片(Touch with Display Driver，TDDI)，包括但不限於時序控制電路110與顯示控制電路120，顯示控制電路120耦接至時序控制電路110。在一實施例中，顯示驅動電路10藉由行動產業處理器接口(Mobile Industry Processor Interface，MIPI)(未繪示)接收同步訊號SYNC與顯示資料，顯示驅動電路10並依據同步訊號SYNC與顯示資料進行顯示控制以提供顯示驅動訊號，顯示驅動訊號用以驅動觸控面板(未繪示)顯示影像。

在一實施例中，時序控制電路110例如包括計數器、比較器、暫存器與邏輯閘等數位電路，時序控制電路110用以接收同步訊號SYNC與顯示資料，時序控制電路依據同步訊號SYNC來切換幀，例如從幀N切換至幀N+1，並依據同步訊號SYNC產生顯示致能訊號DE以控制顯示控制電路120的啟閉。顯示控制電路120包括顯示相關的類比控制電路，例如伽瑪電壓產生器(Gamma Voltage Generator)、源極驅動器(Source Driver)、電荷幫浦(Charge Pump)與線性穩壓器(Low Dropout Regulator, LDO)等。時序控制電路110可提供顯示資料至顯示控制電路120的源極驅動器。顯示控制電路120進行顯示控制以提供用以驅動觸控面板的顯示驅動訊號。

請參照圖2，於步驟S210，時序控制電路110從行動產業處理器接口MIPI接收同步訊號VSYNC。接著，於步驟S220，時序控制電路110依據同步訊號VSYNC以顯示驅動電路10的最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電。舉例而言，在一實施例中，顯示驅動電路10具有三種幀率：120Hz、90Hz或60Hz，不管目前幀率為何，時序控制電路110都是以最高幀率120hz所對應的充電時間例如是3μs依序對多個閘極線充電，因此每個閘極線的充電時間都是固定的。於步驟S230中，時序控制電路110在多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號DE。於步驟S240，時序控制電路110依據顯示致能訊號DE判斷是否禁能顯示控制電路120，以節省顯示控制電路120的功率消耗。必須說明的是，當時序控制電路110依據顯示致能訊號DE判斷要禁能(disable)或致能(enable)顯示控制電路120時，時序控制電路110提供控制訊號(未繪示)至顯示控制電路120，以禁能或致能顯示控制電路120。關於閘極線充電結束時間的取得方式、顯示致能訊號DE的產生方式，以及是否禁能顯示控制電路120的判斷方式，將於圖3A與圖3B詳述。

圖3A是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路在高幀率的時序圖。圖3B是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路在低幀率的時序圖。請參照圖3A與圖3B，具體而言，圖3A與圖3B中的每個幀(例如幀N)包括顯示時間TD與非顯示時間TN，在顯示時間TD中時序控制電路110使顯示驅動電路10中的多個閘極線被充電，而在非顯示時間TN中則使多個閘極線不被充電。更進一步說，顯示時間TD為顯示驅動電路10對觸控面板進行充電的時間，而非顯示時間TN為顯示驅動電路10準備過渡到下一個幀的休息時間。在一些實施例中，顯示時間TD可包括垂直同步脈衝幀時序(Vertical active line，VACTL)，而非顯示時間TN可包括垂直同步脈衝結束時序(Vertical front porch，VFP)以及垂直同步脈衝開始時序(Vertical back porch，VBP)，不限於此。

舉例來說，在幀N-1中，當同步訊號VSYNC從禁能(低邏輯準位)轉換為致能(高邏輯準位)時，從幀N-1切換為幀N。在切換為幀N後的一段非顯示時間TN之後，同步訊號VSYNC從致能變為禁能，而顯示致能訊號DE從禁能轉變為致能，非顯示時間TN切換為顯示時間TD，且時序控制電路110在顯示時間TD中以顯示驅動電路10的最高幀率所對應的充電時間對顯示驅動電路10中多個閘極線中的第一閘極線充電，接著對第二閘極線充電，以此類推，直至對最終閘極線充電。

同時，時序控制電路110可依據同步訊號SYNC以及儲存於時序控制電路110的初始資料計數多個閘極線的總充電時間以取得多個閘極線的充電結束時間，初始資料包括每個閘極線在最高幀率所對應的充電時間與顯示資料的解析度。必須說明的是，在此實施例中，由於多個閘極線是以最高幀率所對應的充電時間而被充電，因此多個閘極線的總充電時間是固定數值。具體而言，初始資料可預先被儲存於時序控制電路110中。在一實施例中，每個閘極線在最高幀率如120Hz下的充電時間例如是3μs，而顯示資料的解析度包括顯示驅動電路10中閘極線的數目，例如是2400條閘極線。因此多個閘極線的總充電時間即每個閘極線在最高幀率所對應的充電時間與閘極線的數目的乘積，即7.2ms。當2400個閘極線充電結束時，亦即該固定的總充電時間7.2ms被計數完畢時，時序控制電路110取得2400個閘極線的充電結束時間，並在此時禁能顯示致能訊號DE，從而使顯示致能訊號DE從高邏輯準位轉變為低邏輯準位，同時幀N從顯示時間TD切換為非顯示時間TN。

在一實施例中，時序控制電路110可提供控制訊號至顯示控制電路120，以在顯示時間TD致能顯示控制電路120，而在非顯示時間TN禁能顯示控制電路120。換句話說，從圖3A與3B的時序來看，當顯示致能訊號DE為低邏輯準位時，時序控制電路110可判斷此時顯示驅動電路10處於為非顯示時間TN，因此可禁能顯示控制電路120。接著，當同步訊號VSYNC被致能時，從幀N切換為幀N+1。其他幀的時序可如上述類推，不再贅述。

圖3A與圖3B的差別在於，圖3A是高幀率時序圖，例如是120Hz，而圖3B是低幀率時序圖，例如是60Hz。因此圖3A的同步訊號VSYNC的週期是圖3B的同步訊號VSYNC的兩倍長。也因此圖3B相較於圖3A具有較長的非顯示時間TN，顯示控制電路120被禁能的時間也相應較長。

在另一實施例中，時序控制電路110依據顯示致能訊號DE的低邏輯準位維持時間，即顯示致能訊號DE保持在低邏輯準位的非顯示時間TN，來判斷是否禁能顯示控制電路120。具體而言，時序控制電路110可比較顯示致能訊號DE的低邏輯準位維持時間與第一閾值，第一閾值依設計需求而定，不限於此。當顯示致能訊號DE的低邏輯準位維持時間大於等於第一閾值時，時序控制電路110禁能顯示控制電路120。當低邏輯準位維持時間小於第一閾值時，時序控制電路110不禁能顯示控制電路120。舉例來說，可設計為於高幀率下於非顯示時間TN不禁能顯示控制電路120，於低幀率下於非顯示時間TN將禁能顯示控制電路120。由於再啟動顯示控制電路120中的類比電路需要一穩定時間，適當的閾值設計可避免顯示時間的禁能時間少於穩定時間。

在又一實施例中，時序控制電路110可運用邏輯閘對同步訊號VSYNC與顯示致能訊號DE進行邏輯判斷，當同步訊號VSYNC與顯示致能訊號DE皆為低邏輯準位時，時序控制電路110才禁能顯示控制電路120。換句話說，在圖3A中不存在同步訊號VSYNC與顯示致能訊號DE皆為低邏輯準位的情況，時序控制電路110將不禁能顯示控制電路120。另一方面，在圖3B中，在幀N的非顯示時間TN中，由於同步訊號VSYNC與顯示致能訊號DE皆為低邏輯準位，時序控制電路110將禁能顯示控制電路120。

綜上所述，本發明藉由在閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號，並依據顯示致能訊號判斷是否禁能顯示控制電路，從而降低非顯示時間中的類比電路功耗，提高電池續航力。此外，由於本發明在高幀率與低幀率中皆使用固定充電時間，因此MIPI Rate固定，可克服天線適配與EMI干擾問題，並且無需新增參考電壓，可節省生產時間與成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:顯示驅動電路

110:時序控制電路

120:顯示控制電路

SYNC:同步訊號

DE:顯示致能訊號

TD:顯示時間

TN:非顯示時間

S210、S220、S230、S240:步驟

圖1是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路的方塊圖。圖2是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動方法的流程圖。圖3A是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路在高幀率的時序圖。圖3B是依據本發明一實施例所繪示的顯示驅動電路在低幀率的時序圖。

S210、S220、S230、S240:步驟

Claims

一種顯示驅動電路，包括：時序控制電路，配置為接收同步訊號並依據所述同步訊號以最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電，且在所述多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號；以及顯示控制電路，耦接至所述時序控制電路，配置為進行顯示控制以提供顯示驅動訊號，其中所述時序控制電路依據所述顯示致能訊號判斷是否禁能所述顯示控制電路。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中所述顯示驅動電路更藉由行動產業處理器接口接收所述同步訊號與顯示資料。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中所述時序控制電路更依據所述同步訊號來切換幀。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中所述時序控制電路依據所述同步訊號與儲存於所述時序控制電路的初始資料計數所述多個閘極線的總充電時間以取得所述多個閘極線的充電結束時間，所述初始資料包括每個閘極線在所述最高幀率所對應的充電時間與顯示資料的解析度。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中所述顯示控制電路包括伽瑪電壓產生器、源極驅動器、電荷幫浦與線性穩壓器。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中所述時序控制電路更依據所述顯示致能訊號的低邏輯準位維持時間判斷是否禁能所述顯示控制電路。
如請求項6所述的顯示驅動電路，其中所述時序控制電路比較所述低邏輯準位維持時間與第一閾值，當所述低邏輯準位維持時間大於等於所述第一閾值時，所述時序控制電路禁能所述顯示控制電路，當所述低邏輯準位維持時間小於所述第一閾值時，所述時序控制電路不禁能所述顯示控制電路。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中當所述同步訊號與所述顯示致能訊號皆為低邏輯準位時，所述時序控制電路禁能所述顯示控制電路。
如請求項1所述的顯示驅動電路，其中當所述時序控制電路判斷要禁能所述顯示控制電路時，所述時序控制電路輸出控制訊號至所述顯示控制電路以禁能所述顯示控制電路。
一種顯示驅動方法，適用於顯示驅動電路，所述顯示驅動電路包括時序控制電路與顯示控制電路，所述顯示驅動方法包括：接收同步訊號；依據所述同步訊號以最高幀率所對應的充電時間依序對多個閘極線充電；在所述多個閘極線充電結束時禁能顯示致能訊號；以及依據所述顯示致能訊號判斷是否禁能所述顯示控制電路。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：藉由行動產業處理器接口接收所述同步訊號與顯示資料。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：依據所述同步訊號來切換幀。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：依據所述同步訊號與儲存於所述時序控制電路的初始資料計數所述多個閘極線的總充電時間以取得所述多個閘極線的充電結束時間，其中所述初始資料包括每個閘極線在最高幀率所對應的充電時間與顯示資料的解析度。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：依據所述顯示致能訊號的低邏輯準位維持時間判斷是否禁能所述顯示控制電路。
如請求項14所述的顯示驅動方法，更包括：比較所述低邏輯準位維持時間與第一閾值；以及依據比較結果判斷是否禁能所述顯示控制電路，其中當所述低邏輯準位維持時間大於等於所述第一閾值時，所述時序控制電路禁能所述顯示控制電路，當所述低邏輯準位維持時間小於所述第一閾值時，所述時序控制電路不禁能所述顯示控制電路。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：當所述同步訊號與所述顯示致能訊號皆為低邏輯準位時，禁能所述顯示控制電路。
如請求項10所述的顯示驅動方法，更包括：當判斷要禁能所述顯示控制電路時，輸出控制訊號至所述顯示控制電路以禁能所述顯示控制電路。