TWI712030B - 實現局部高亮度的顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種實現局部高亮度的顯示裝置，包含一顯示面板、一顯示驅動裝置及一延伸伽瑪裝置。顯示面板的顯示區包含一背景區及一光學指紋辨識區；顯示驅動裝置驅動該顯示面板，以將一顯示圖框顯示於該顯示面板；延伸伽瑪裝置具有分別對應2
p個伽瑪電壓值的2
p個灰階值、及分別對應q個延伸伽瑪電壓值的q個延伸灰階值，當中q為大於或等於1且小於或等於2
p的整數，其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該指紋辨識區的顯示圖框的畫素值，由該延伸伽瑪裝置對照出一延伸灰階值，據以選用該對照出的延伸灰階值所對應的延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板。
Description
本發明係關於顯示面板之技術領域，尤指一種實現顯示面板局部高亮度的裝置。
隨著對智慧型手機之資料安全性的要求之提升，在顯示面板上提供指紋辨識功能已逐漸普及，對於例如為主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示面板的螢幕下光學指紋辨識(Fingerprint on Display，FoD) ，其所需的光源是由AMOLED顯示面板提供，目前的做法是透過驅動晶片將AMOLED顯示面板由例如一般場景(Normal Mode)切換到高亮度模式(High Brightness Mode，HBM)，以提高顯示面板整體亮度來配合指紋辨識的感測。
一般而言，為了將AMOLED顯示面板切換到HBM，驅動晶片首先必須將驅動AMOLED顯示面板的發光週期(Emission duty)由原始發光週期的狀態(例如一般場景下的狀態)回復至全滿的狀態，若原始發光週期並非全滿，則此切換會導致顯示面板的畫面整體變亮。再者，驅動晶片還需將使用的伽瑪(Gamma)設定切換至HBM伽瑪設定，由於HBM伽瑪設定的亮度較高，故也會導致顯示面板的畫面變亮。由此可知，以上述光學指紋辨識光源提供的方式雖然能在指紋按壓區域提供有足夠的亮度，但是顯示畫面的背景亮度卻也會隨之增亮，而影響了原本的畫面設計感，也容易讓使用者覺得不自然，降低了使用者體驗。
因此，習知顯示面板的光學指紋辨識光源提供的設計上，實仍存在有諸多缺失而有予以改善之必要。
本發明之目的主要係在提供一種實現局部高亮度的顯示裝置，藉由延伸伽瑪裝置以延伸顯示面板上顯示資料的亮度表現，以在光學指紋辨識時提升指紋辨識區的亮度表現達到最高的亮度表現，並有效避免了背景區的亮度變亮的問題。
為達成前述之目的，本發明提出一種實現局部高亮度的顯示裝置，其包含：一顯示面板，具有多數個畫素，每一畫素包含至少一特定顏色次畫素，其中該顯示面板的顯示區包含一背景區及一光學指紋辨識區；一顯示驅動裝置，驅動該顯示面板，以將一顯示圖框顯示於該顯示面板，其中該顯示圖框的畫素值為0至2
p-1，p為大於1之整數；以及一延伸伽瑪裝置，對於每一特定顏色，具有分別對應2p個伽瑪電壓值的2
p個灰階值、及分別對應q個延伸伽瑪電壓值的q個延伸灰階值，當中q為大於或等於1且小於或等於2
p的整數，其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該指紋辨識區的顯示圖框的畫素值，由該延伸伽瑪裝置對照出一延伸灰階值，據以選用該對照出的延伸灰階值所對應的延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板。
以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍，而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖式加以闡述。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明的實施方式，並不用於限定本發明。
圖1所示為本發明之實現局部高亮度的顯示裝置，其包含有一顯示面板10、一顯示驅動裝置20、及一延伸伽瑪裝置30，其中，顯示面板10在顯示面的結構上為具有多數個畫素101，每一畫素101包含至少一特定顏色的次畫素，於一實施例中，該顯示面板10的每一畫素101是包含一紅色次畫素、一綠色次畫素及一藍色次畫素，亦即，顯示面板10的畫素101所顯示的色彩是由紅色、綠色及藍色三種顏色所組合而成。而對於每一特定顏色，該延伸伽瑪裝置30具有多個灰階值與延伸灰階值、及分別對應該多個灰階值與延伸灰階值的多個伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值。而基於該延伸伽瑪裝置30所提供之對應該多個灰階值與延伸灰階值的多個伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，該顯示驅動裝置20驅動該顯示面板10，並以一發光週期(emission duty)的控制顯示面板亮度下，將一顯示圖框40顯示於該顯示面板10 。在一實施例中，上述畫素的次畫素色彩組合也可以是其它的排列組合方式，故此實施例不用以限制本發明。
前述顯示面板10提供有光學指紋辨識功能，例如由一觸控晶片50來啟動該顯示面板10的光學指紋辨識功能，而當啟動光學指紋辨識功能時，該顯示面板10的顯示區是分為一背景區103及一指紋辨識區109，以供使用者以手指碰觸該光學指紋辨識區109來進行指紋辨識，其中，該指紋辨識區109可為一矩形區域、一圓形區域、一橢圓形區域或其他適合形狀之區域，而該背景區103則是顯示面板10的顯示區除了該指紋辨識區109以外的區域。
前述本發明之顯示裝置是支援p位元色深顯示，其中p為大於或等於1之整數，而p位元色深顯示是代表顯示圖框40的畫素值為p位元之值 ，亦即顯示圖框40的畫素值為0至2
p-1之值，例如，對於8位元色深顯示，顯示圖框40的畫素值為0至255，對於10位元色深顯示，顯示圖框40的畫素值為0至1023，對於12位元色深顯示，顯示圖框40的畫素值為0至4095，本發明以下之說明主要是以8位元色深顯示為例，但此僅是為方便理解，並非用於限制本發明。
圖2為本發明之延伸伽瑪裝置30的示意圖，圖中顯示本實施例顯示的色彩是由紅色、綠色及藍色三種顏色所組合，因此，對於紅色、綠色及藍色三種顏色的每一種顏色，延伸伽瑪裝置30各具有多個灰階值與延伸灰階值、及分別對應該多個灰階值與延伸灰階值的多個伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值。如圖所示，對於紅色(R)，延伸伽瑪裝置30具有2
p個灰階值與q個延伸灰階值、及對應該2
p個灰階值的2
p個伽瑪電壓值與對應該q個延伸灰階值的q個延伸伽瑪電壓值，其中q為大於或等於1且小於或等於2
p的整數。舉例而言，對於8位元色深顯示，延伸伽瑪裝置30具有256個灰階值0, 1, 2, …255及對應之256個伽瑪電壓值RV0, RV1, RV2, …RV255，而q為大於1且小於256的整數，例如為64，則延伸伽瑪裝置30具有64個延伸灰階值256, 257, 258, …319及對應之64個延伸伽瑪電壓值RV256, RV257, RV258, …RV319。此外，對於綠色(G)及藍色(B)，延伸伽瑪裝置30所具有之灰階值與延伸灰階值、及對應的伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值亦是如此，故不再贅述。
於前述之延伸伽瑪裝置30中，其所具有的2
p個灰階值與對應的2
p個伽瑪電壓值是標準支援p位元色深顯示的伽瑪裝置所必須提供之灰階值與伽瑪電壓值，由於伽瑪裝置的作用是在修正或補償顯示的亮度，但在一般顯示模式下，其不會使用到顯示面板10的最高亮度及對應之電壓，如圖3所示之範例，AMOLED顯示面板的可耐受的電壓範圍為6V至2.2V，而標準支援8位元色深顯示的伽瑪裝置的伽瑪電壓值V0~V255約為6V至2.8V之間，故該2.8V至2.2V的電壓區間並未被標準的伽瑪裝置所使用，而再如圖3所示，本發明的延伸伽瑪裝置30即是利用此電壓區間來提供q個延伸灰階值及對應的q個延伸伽瑪電壓值，其中每一該q個延伸伽瑪電壓值是位在該2
p個伽瑪電壓值所形成的電壓範圍外，且位在該顯示面板10所可耐受的電壓範圍內，例如，利用此電壓區間來提供64個延伸灰階值256, 257, 258, …319、及位在6V至2.8V的電壓範圍外且位在6V至2.2V的電壓範圍內的64個延伸伽瑪電壓值V256, V257, V258, …V319，以使經由延伸伽瑪裝置30修正或補償的顯示亮度可以提高，進而達到顯示面板10所能表現的最高亮度，以供進行光學指紋辨識使用。
再請參照圖2，於前述延伸伽瑪裝置30中，該2
p個灰階值為遞增，該q個延伸灰階值是由第2
p灰階值延伸且為遞增，且當該顯示面板10為P型金屬氧化物半導體(PMOS)的類型時，該2
p個伽瑪電壓值為遞減，該q個延伸伽瑪電壓值是由第2
p伽瑪電壓值延伸且為遞減。而當該顯示面板10為N型金屬氧化物半導體(NMOS)的類型時，該2
p個伽瑪電壓值為遞增，該q個延伸伽瑪電壓值是由第2
p伽瑪電壓值延伸且為遞增。
進一步，灰階值的大小與顯示面板10的畫素101的亮度成正比，同樣地，延伸灰階值的大小與該顯示面板10的畫素101的亮度成正比，且對於PMOS類型的顯示面板10，其伽瑪電壓值的大小與顯示面板10的畫素101的亮度成反比，同樣地，其延伸伽瑪電壓值的大小與該顯示面板10的畫素101的亮度成反比。而對於NMOS類型的顯示面板10，其伽瑪電壓值的大小與顯示面板10的畫素101的亮度成正比，同樣地，其延伸伽瑪電壓值的大小與該顯示面板10的畫素101的亮度成正比。在實際的應用上，該延伸伽瑪裝置30是儲存有N個灰階值與延伸灰階值、及對應的N個伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，其中N為一整數且2>=N>=2
p＋q，亦即，該延伸伽瑪裝置30是僅儲存一部份之灰階值與延伸灰階值、及對應的伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，例如，僅儲存灰階值0, 8, 16, …255與延伸灰階值256, 264, 272, …319、及對應之伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，而其餘灰階值與延伸灰階值所對應之伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值則是由該儲存的灰階值與延伸灰階值、及對應的伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，以內插法計算所產生。
再請參照圖1，顯示圖框40包含多數個畫素值401以代表欲顯示之圖像，當顯示裝置將由多數畫素值401構成的顯示圖框40顯示於顯示面板10時，顯示驅動裝置20會依據顯示面板10的畫素101的內容，將顯示圖框的每一畫素值401由該延伸伽瑪裝置30對照出一灰階值或一延伸灰階值，據以選用該對照出的灰階值或延伸灰階值所對應的伽瑪電壓值或延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板10。且當啟動光學指紋辨識功能時，為提供光學指紋辨識所需之高亮度環境，顯示面板10是以全滿之發光週期(100% emission duty)來驅動，且該顯示驅動裝置20將顯示圖框40對應於該指紋辨識區109的圖框區域409的畫素值401，由該延伸伽瑪裝置30對照出一延伸灰階值，據以選用該對照出的延伸灰階值所對應的延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板10，據此，本發明之顯示裝置可以利用該延伸伽瑪裝置30來提升該指紋辨識區109的亮度表現，以確保能夠提供光學指紋辨識所需的高亮度環境，進一步，於啟動指紋辨識時，前述對照出的延伸灰階值及其所對應的延伸伽瑪電壓值分別為第q延伸灰階值及第q延伸伽瑪電壓值，例如，在支援8位元的色深顯示中，述對照出的延伸灰階值及其所對應的延伸伽瑪電壓值分別為第64延伸灰階值(319)及第64延伸伽瑪電壓值(V319)，其代表顯示面板10的畫素101所能達到的最高亮度，因此，可充分確保該指紋辨識區109具有光學指紋辨識所需的高亮度環境。而藉由提供足夠的高亮度也可提高指紋辨識的辨識能力及功效。
進一步，當顯示面板10的畫素101所顯示的色彩是由紅色、綠色及藍色三種顏色所組合而成時，基於光學指紋辨識的特性，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置20是將對應顯示於該指紋辨識區109的顯示圖框40的綠色次畫素值及藍色次畫素值，由該延伸伽瑪裝置30對照出對於綠色及藍色的一延伸灰階值，例如為第q延伸灰階值，據以選用該對照出的對於綠色及藍色的延伸灰階值(例如第q延伸灰階值)所對應的對於綠色及藍色的延伸伽瑪電壓值(例如第q延伸伽瑪電壓值)來驅動該顯示面板10。或是，該顯示驅動裝置20是將對應顯示於該指紋辨識區109的顯示圖框40的綠色次畫素值，由該延伸伽瑪裝置30對照出對於綠色的延伸灰階值，例如第q延伸灰階值，據以選用該對照出的對於綠色的延伸灰階值(例如第q延伸灰階值)所對應的對於綠色的延伸伽瑪電壓值(例如第q延伸伽瑪電壓值)來驅動該顯示面板10。
此外，於啟動指紋辨識時，由於該顯示面板10是以全滿之發光週期(100% emission duty)來驅動，其雖可提升指紋辨識區109的亮度以適合進行指紋辨識，但也同時提升了背景區103的亮度，由於此亮度的提升並非使用者所預期，而可能導致了使用者的體驗不佳。為避免此一問題，於啟動指紋辨識時，顯示驅動裝置20可依發光週期的變動比例來調整對應顯示於該背景區103的顯示圖框40的畫素值401以補償亮度的變化，特定而言，顯示驅動裝置20將對應顯示於該背景區103的顯示圖框40的畫素值401調整為：
R’= R * EM_duty，
G’= G * EM_duty，
B’= B * EM_duty，
其中，R、G、B為對應顯示於該背景區103的每一畫素的原始色彩值，R’、G’、B’為對應顯示於該背景區103的每一畫素的調整後的色彩值，EM_duty 為尚未啟動指紋辨識時的發光週期百分比。舉例而言，尚未啟動指紋辨識時的發光週期EM_duty 為50%，由於顯示面板10在啟動指紋辨識時是以全滿之發光週期(100% emission duty)來驅動，故將顯示於背景區103的畫素值予以減半，如此使得背景區103能夠維持原本的背景亮度，有效避免背景區103於啟動指紋辨識時的亮度變亮的而造成使用者使用體驗不佳的問題。
由以上之說明可知，本發明藉由延伸伽瑪裝置以延伸顯示面板上顯示資料的亮度表現，據此，在光學指紋辨識時，可以提升指紋辨識區的亮度表現，達到最高的亮度表現，而充分確保了指紋辨識區具有光學指紋辨識所需的高亮度環境，此外，藉由顯示驅動裝置依發光週期的變動比例來調整對應顯示於背景區的顯示圖框的畫素值以補償亮度的變化，有效避免了背景區於啟動指紋辨識時的亮度變亮的問題。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
10:顯示面板
20:顯示驅動裝置
30:延伸伽瑪裝置
101:畫素
103:背景區
109:指紋辨識區
40:顯示圖框
401:畫素值
409:圖框區域
50:觸控晶片
圖1為本發明之顯示裝置的示意圖。
圖2為本發明之延伸伽瑪裝置的示意圖。
圖3顯示本發明的延伸伽瑪裝置的伽瑪電壓值及延伸伽瑪電壓值與顯示面板的可耐受的電壓範圍之對照。
10:顯示面板
20:顯示驅動裝置
30:延伸伽瑪裝置
101:畫素
103:背景區
109:指紋辨識區
40:顯示圖框
401:畫素值
409:圖框區域
50:觸控晶片
Claims (13)
- 一種實現局部高亮度的顯示裝置，包含： 一顯示面板，具有多數個畫素，每一畫素包含至少一特定顏色次畫素，其中該顯示面板的顯示區包含一背景區及一光學指紋辨識區； 一顯示驅動裝置，驅動該顯示面板，以將一顯示圖框顯示於該顯示面板，其中該顯示圖框的畫素值為0至2 p-1，p為大於或等於1之整數；以及一延伸伽瑪裝置，對於每一特定顏色，具有分別對應2 p個伽瑪電壓值的2 p個灰階值、及分別對應q個延伸伽瑪電壓值的q個延伸灰階值，當中q為大於或等於1且小於或等於2 p的整數， 其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該指紋辨識區的顯示圖框的畫素值，由該延伸伽瑪裝置對照出一延伸灰階值，據以選用該對照出的延伸灰階值所對應的延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板。
- 如申請專利範圍第1項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於啟動指紋辨識時，該對照出的延伸灰階值及其所對應的延伸伽瑪電壓值分別為第q延伸灰階值及第q延伸伽瑪電壓值。
- 如申請專利範圍第2項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，該顯示面板之亮度是以一發光週期來控制，且於啟動指紋辨識時，該顯示面板是以全滿之發光週期來驅動。
- 如申請專利範圍第3項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，該顯示面板的每一畫素包含一紅色次畫素、一綠色次畫素及一藍色次畫素。
- 如申請專利範圍第4項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該指紋辨識區的顯示圖框的綠色次畫素值及藍色次畫素值，由該延伸伽瑪裝置對照出對於綠色及藍色的第q延伸灰階值，據以選用該對照出的對於綠色及藍色的第q延伸灰階值所對應的對於綠色及藍色的第q延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板。
- 如申請專利範圍第4項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該指紋辨識區的顯示圖框的綠色次畫素值，由該延伸伽瑪裝置對照出對於綠色的第q延伸灰階值，據以選用該對照出的對於綠色的第q延伸灰階值所對應的對於綠色的第q延伸伽瑪電壓值來驅動該顯示面板。
- 如申請專利範圍第4項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於啟動指紋辨識時，顯示驅動裝置依發光週期的變動比例來調整對應顯示於該背景區的顯示圖框的畫素值以補償亮度的變化。
- 如申請專利範圍第7項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於啟動指紋辨識時，該顯示驅動裝置將對應顯示於該背景區的顯示圖框的畫素值調整為： R’= R * EM_duty， G’= G * EM_duty， B’= B * EM_duty， 其中，R、G、B為對應顯示於該背景區的每一畫素的原始色彩值，R’、G’、B’為對應顯示於該背景區的每一畫素的調整後的色彩值，EM_duty 為尚未啟動指紋辨識時的發光週期百分比。
- 如申請專利範圍第1項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，於該延伸伽瑪裝置中，每一該q個延伸伽瑪電壓值是位在該2 p個伽瑪電壓值所形成的電壓範圍外，且位在該顯示面板所可耐受的電壓範圍內。
- 如申請專利範圍第9項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，該2 p個灰階值為遞增，該q個延伸灰階值是由第2 p灰階值延伸且為遞增，灰階值的大小與該顯示面板的畫素的亮度成正比，延伸灰階值的大小與該顯示面板的畫素的亮度成正比。
- 如申請專利範圍第10項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，該2 p個伽瑪電壓值為遞減，該q個延伸伽瑪電壓值是由第2 p伽瑪電壓值延伸且為遞減，伽瑪電壓值的大小與顯示面板的畫素的亮度成反比，延伸伽瑪電壓值的大小與顯示面板的畫素的亮度成反比。
- 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中，該2 p個伽瑪電壓值為遞增，該q個延伸伽瑪電壓值是由第2 p伽瑪電壓值延伸且為遞增，伽瑪電壓值的大小與顯示面板的畫素的亮度成正比，延伸伽瑪電壓值的大小與顯示面板的畫素的亮度成正比。
- 如申請專利範圍第9項所述之實現局部高亮度的顯示裝置，其中，該延伸伽瑪裝置儲存有N個灰階值與延伸灰階值、及對應的N個伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，其中N為一整數且2>=N>=2 p＋q，而其餘灰階值與延伸灰階值所對應之伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值是由該儲存的灰階值與延伸灰階值、及對應的伽瑪電壓值與延伸伽瑪電壓值，以內插法計算所產生。
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