隨著可攜式裝置如手機和個人數位助理(PDA)的螢幕解析度愈來愈高，能有效維持電池續航力的困難度亦隨之增加。舉例而言，Palm T|X和Apple iPhone手機的螢幕解析度均為320×480畫素，而東芝(Toshiba)W52T手機螢幕為400×800畫素。這些大尺寸的顯示螢幕占據手機正面大部分的面積，然而用戶希望手機更輕薄，但能留給電池的空間將愈來愈小。
顯示模組與背光部分，是這些可攜式裝置的主要耗能，尤其當螢幕須長期處於開啟狀態甚至是備用模式時，日期時間、話中插接、鬧鐘等資訊仍須要顯示。由於螢幕經常處於開啟情形，因此成為節能策略的主要目標。
採用彈性化的背光設計
最可行的策略就是在可攜式裝置備用狀態時關閉背光，這要求顯示螢幕為半穿透半反射顯示螢幕(Transflective Display)，這可以保證在背光關閉的情況下，螢幕資訊依然顯示。
對於彩色液晶顯示(LCD)螢幕，背光的耗能一般在200～300毫瓦之間，關閉背光將可節約大量的電能。另一策略是感應環境亮度，在環境亮度較低時調暗背光，同理可證，在環境亮度較高時，也就是當亮度遠超過背光亮度，此時背光將可完全關閉。
當背光打開時，背光如選用RGB LED模式而不是選用白光LED模式，其運行功率將會降低，如選用RGB LED模式，則須要三個驅動器，分別用於LCD紅色、綠色和藍色光源電路。目前已出現解決方案能將三個溫度補償LCD驅動器集成到同一個封裝內，同時使用一個通用電感器進行直流對直流(DC-DC)轉換。
RGB背光具備的優點在於RGB LED的峰值波長可以與色彩篩檢程式的透射比峰值相協調，最佳化顯示效率和增加色域；此外，由於彩色通道的色度亮度干擾降低，還可同時改進色彩飽和度。若使用白光LED，則必須對其進行充分的驅動，這樣冷色通道才能得到足夠的照明度，如此一來將導致過多的功率使用在較強的彩色通道造成浪費；反之，若採用RGB LED，每一種色彩都可由剛好足夠的功率來驅動，不會造成功率浪費。
最小化供應電壓
鋰離子電池是可攜式裝置最常採用的電源，此類型電池可提供約3伏特的電壓，且此電壓會被轉化成不同的規定電壓供子系統使用，一般而言，低溫多晶矽(LTPS)彩色LCD的工作電壓一般在-5～10伏特之間，而圖形處理器的工作電壓範圍則是1～2伏特。電感式DC-DC轉換器與開關電容式DC-DC轉換器的不同之處在於，電感式DC-DC轉換器輸入輸出電壓範圍很大，甚至在電池電壓下降到電池充電週期底端時，依然能產生工作所需的電壓，基於此種特性，使電池可存放更多的電量。而電感式DC-DC轉換器還可用來產生接近最後所需的電壓，並由低壓差穩壓器(LDO)以少許插入損耗(Insertion Loss)細調所需的電壓。
在正常情況下，手機的射頻(RF)功率輸出由主系統進行動態調節，以產生最小需求的RF功率。如美國國家半導體的LM3207可根據所需的功率動態調節RF功率放大器的功率，在正常工作條件下，該方案的效率為90～95%。
系統處理器或圖形處理器所占用的動態功率與數位化電源電壓的平方成比例，尤其是在執行解碼及處理串流視訊等複雜計算時，這些處理器占用大部分的功率，對於符合PowerWise規格的處理器，可為處理器提供自動閉迴路最小電壓。
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| 圖1 顯示驅動器之晶片底盤，元件尺寸約為25×1毫米。 |
為了在待機模式下獲得最小功率損耗及最小尺寸的顯示驅動器晶片，應減少儲存圖像資料時的每一畫素位元數目。圖1為顯示驅動器晶片在待機模式下，支援每畫素1與3位元的儲存空間，可容許系統在功率、顯示圖像尺寸和圖像品質間進行取捨。採用每畫素1或3位元，可在畫面倒轉模式下驅動螢幕並不會出現可視抖動。因此所消耗的電能將會低於線倒轉模式(Line Inversion)，這是因為列驅動器電壓為每個畫面觸發一次，而非每條線觸發一次。
顯示驅動器晶片須在待機模式下以獨立作業方式更新螢幕，並提供顯示模組所有要求的DC電壓、時脈和訊號。目前已有顯示驅動器晶片內含全部所需的DC-DC轉換器、一個內部振盪器和一個內部記憶體，用以儲存須要顯示的資料。主系統可藉由序列介面更新這些資料，一旦資料載入顯示驅動器晶片，主系統只須提供顯示資料所需的電池電壓即可，在待機模式下，顯示螢幕的總消耗功率一般為5～10毫瓦。
減少畫素位元資料 節省數位連結功率
在顯示螢幕進行完整運行模式時，功率主要是由傳遞數據給顯示螢幕的數位鏈結所消耗。以美國國家半導體的LM2512A與FPD95120顯示驅動器晶片為例，其使用高速低功耗串列鏈結，如行動畫素鏈結(MPL)或MPL-1，將視訊資料從主系統傳送到顯示模組。對於HVGA應用，MPL-1鏈結須要一個時脈線和兩個串列資料鏈結。由於須避免產生過大的地面尖峰訊號，MPL-1採用典型電壓擺幅大於100毫瓦的電流模式訊號，可降低EMI。MPL-1鏈結所消耗的電能為發送器運行功率加上接收器運行功率，與LVCMOS連接所消耗的功率差不多。MPL-1的重要優勢在於將二十六條線路，包含時脈、資料和24位元RGB，減少到僅剩三條。
若顯示驅動器晶片內含遞色(Edithering)模組，還能將24位元RGB視訊轉換為18位元RGB視訊，並且圖像品質不會出現明顯失真。此外，美國國家半導體專利的虛擬隨機空間演算法(Psuedo-random Spatio-temporal Algorithm)，可以在18位元顯示螢幕上獲得與24位元顯示螢幕相近的品質。由於每畫素只須傳送18位元，資料傳送上比每畫素24位元減少了25%，有效降低鏈結功率。針對18位元顯示螢幕所設計的驅動器晶片，所消耗的功率比24位元顯示螢幕的驅動晶片更小，因為驅動器晶片內的數位類比轉換器尺寸也更小。
LCD面板電壓的DC-DC轉換器須包含在顯示驅動器晶片之中，如此一來在待機模式下，當主系統的DC-DC轉換器在關閉的情況時，該轉換器仍可使用。LCD面板電壓的DC-DC轉換器必須直接連接電池，以減少預調節所引起的損耗。對於高轉換效率的應用可從兩方面討論，分別是降低從電感到玻璃上顯示驅動器晶片的路徑阻抗，及降低從玻璃上顯示驅動器晶片的接地墊到電池電源負極的路徑阻抗。此外，藉由使用多重時域，也可降低顯示驅動器的動態功耗，並保證在低時脈脈衝速度時，有大部分的驅動器邏輯可以運作，或者在其閒置時關閉。
電力循環回收
在完整運行狀態下，LCD玻璃上的列驅動器和畫素儲電電容，均須耗用不少功率來進行充電和放電。對於普通的白色液晶材料，黑色畫素所需的功率最大，白色畫素所需的功率則最小，如圖2顯示螢幕更新(Refresh)功率所示，該功率的一部分藉由電力循環回收技術儲存在驅動器晶片內。
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資料來自在60fps以18位元色彩模式下運行的顯示模組
圖2 3.62吋320×480畫素顯示螢幕的功率損耗 |
顯示螢幕系統功率由圖2中幾個部分組成，其中最大的一部分是用於LCD閘極線、列線、畫素和電極的充放電，充放電即顯示螢幕功率加上列驅動器功率。另一個較大的部分是運行視訊源和顯示驅動器的視訊介面所需功率。這一功率中包括實際訊號功率如LVCMOS的MPL-1或fCV
2/2的電流源，以及視訊鏈結端部介面電路所需的功率。還有一部分功率在DC-DC轉換器中損耗，主要是因為電感充放電路徑中的阻抗損耗。
由於可攜式裝置中的螢幕經常處於啟動狀態，因此要盡量延長電池使用時間的關鍵，就是盡量降低LCD模組及背光的平均耗電。使用RGB LCD背光可以降低背光功率，使用直接與電池相連的高效顯示驅動器，則可減少LCD模組的功率。即使顯示螢幕仍在使用狀態，使用半穿透半反射LCD模組和可自我更新顯示驅動器(Self-refreshing Display Drivers)，可使背光和系統處理器在待機模式下關閉。
在待機模式下使用1或3位元色彩模式可降低顯示螢幕功率，因為這兩種模式可在畫面倒轉方式下驅動顯示螢幕，且不會出現可視抖動。此外，如果對系統處理器使用PowerWise，以及對RF功率放大器使用開迴路最小供電電壓，或使用聲頻子系統等的高效周邊，則可大幅增加電池的續航力。
(本文作者任職於美國國家半導體)