CN111968587A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示装置及一种显示装置的驱动方法,其中显示装置包括控制单元、显示驱动器、感测驱动器、显示元件和感测元件。显示驱动器和感测驱动器分别电连接到控制单元。显示元件电连接到显示驱动器,且感测元件电连接到感测驱动器。当感测元件在感测时段内侦测到生物特征时,显示元件在感测时段内被显示驱动器刷新3次到120次。

Description

显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其驱动方法,特别是涉及一种具有生物识别传感器的显示装置及其驱动方法。
背景技术
由于信息安全性和信息隐私性的需求逐渐增加,驱使了如智能手机、笔记本电脑、平板电脑、银行设备和游戏机等的电子装置使用生物识别认证。指纹辨识为生物识别认证中较流行的一种方式。近年来,多种电子装置已采用指纹传感器,使得装置的拥有者可经由指纹认证解锁电子装置,以此保护电子装置免于未经授权的使用。
举例来说,传统的指纹传感器在显示装置中是与显示面板分开提供的,因此可通过简单触碰指纹传感器以解锁屏幕锁定的显示装置。不过,将指纹传感器结合进显示面板中,以此增加显示装置的屏占比和提供窄边框或无边框的设计,已引起显示装置制造商以及使用者的高度关注。然而,在不损失显示装置的分辨率的情况下,不容易将指纹传感器加入至显示装置的显示区域,且当指纹传感器设置在显示区域时,指纹传感器的面积可能会过小,导致较差的灵敏度。
发明内容
根据一实施例,提供了一种显示装置,其包括一控制单元、电连接到控制单元的一显示驱动器、电连接到控制单元的一感测驱动器、电连接到显示驱动器的一显示元件以及电连接到感测驱动器的一感测元件。当感测元件在一感测时段内侦测到生物特征时,显示元件在感测时段内被显示驱动器刷新3次到120次。
根据另一实施例,提供了一种显示装置的驱动方法,其包括以下步骤。首先,通过一控制单元提供一显示控制信号给一显示驱动器和提供一感测控制信号给一感测驱动器。接着,通过显示驱动器传送一显示驱动信号到一显示元件。然后,通过感测驱动器传送一感测驱动信号到一感测元件,其中当感测元件在一感测时段内侦测到生物特征时,显示元件在感测时段内被显示驱动器刷新3次到120次。
附图说明
图1为本发明一实施例的显示装置的方块图。
图2为本发明中根据本实施例的显示装置的俯视示意图。
图3和图4为本发明一些实施例的显示元件和感测元件的剖视示意图。
图5为本发明一些实施例的子像素与感测单元的排列的俯视示意图。
图6为本发明中根据本实施例的用来辨识生物特征的显示装置的驱动方法的流程图。
图7为显示控制信号、感测控制信号、显示扫描信号、感测扫描信号以及读出信号的时序的示意图。
图8为本发明一些实施例的以不同时帧开启的子像素的示意图。
图9为本发明一些实施例的以不同时帧开启的子像素的示意图。
图10为本发明一些实施例的以不同时帧开启的子像素的示意图。
图11为本发明一些实施例的以不同时帧开启的子像素的示意图。
附图标记说明:1、1A、1B~显示装置;10~控制单元;12~显示驱动器;121、141~闸极驱动器;122~数据驱动器;123、143~时序控制器;14~感测驱动器;142~读出驱动器;16、16A、16B~显示元件;161~子像素;1611~液晶控制器;161a~第一子像素;161b~第二子像素;161c~第三子像素;162、182~晶体管;18~感测元件;181、181a、181b、181c~感测单元;1D~显示区域;1P~周边区域;24~处理单元;25~集成电路;26~显示扫描线;28~显示数据线;30~感测扫描线;32~感测信号线;34A、34B~显示层;36~覆盖基板;38~生物特征;40~相对基板;BLU~背光模块;DC~显示控制信号;DDS~显示驱动信号;DD1-DDN~显示数据信号;DS1-DSN~显示扫描信号;ET1、ET2~结束时间;F1A~第一帧;F1B、F2B、F1C、F2C、F3C、F4C、F1D、F2D~帧;F2A~第二帧;FT~时帧;G1~第一群组;G2~第二群组;G3~第三群组;HD~水平方向;LC~液晶层;LU~发光单元;RD~列方向;RS1-RSN~读出信号;S102、S104、S106、S108~步骤;SC~感测控制信号;SDS~感测驱动信号;SP~感测时段;ST1、ST2~开始时间;SS1-SSN~感测扫描信号;Sub~基板;VD~垂直方向;W1、W2~距离。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本发明,须注意的是,为了使读者能容易了解及附图的简洁,本发明中的多张附图绘出电子装置的一部分,且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外,图中各元件的数量及尺寸仅作为示意,并非用来限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与权利要求中会使用某些用语来指称特定元件。本领域技术人员应理解,电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中,“含有”、“包括”与“具有”等词为开放式词语,因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。
应了解到,当元件或膜层被称为在另一个元件或膜层“上”或“连接到”另一个元件或膜层时,它可以直接在此另一元件或膜层上或直接连接到此另一元件或层,或者两者之间存在有插入的元件或膜层(间接地)。相反地,当元件被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接到”另一个元件或膜层时,两者之间不存在有插入的元件或膜层。
此外,在本说明书中可使用相对的叙述。举例来说,可使用“低于”、“底部”、“高于”或“顶部”等描述一元件与另一元件之间的相对位置。
虽然用语第一、第二、第三…可用以描述多种组成元件,但组成元件并不以此用语为限。此用语仅用于区别说明书内单一组成元件与其他组成元件。权利要求中可不使用相同用语,而依照权利要求中元件宣告的顺序以第一、第二、第三…取代。因此,在下文说明书中,第一组成元件在权利要求中可能为第二组成元件。
如本文中所使用的,用于指定一个元件连接或耦合到另一元件的用语“连接到”或“耦合到”包括了元件“直接连接或耦合”到另一元件的情况,以及包括一个元件通过又另一个元件“电连接到或耦合到”另一个元件的情况。
须知悉的是,在不脱离本发明的精神下,以下所举的不同实施例中的技术特征可进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
图1所示为根据本发明一实施例的显示装置的方块图。显示装置1在其显示区域中可同时显示影像以及辨识生物特征。举例来说,显示装置1可为智能手表、智能手机、平板电脑或具有屏下生物特征传感器的显示装置,但不以此为限。在另一实施例中,显示装置1也可用于与另一显示装置拼接以形成拼接显示装置。如图1所示,本实施例的显示装置1可包括控制单元10、显示驱动器12、感测驱动器14、显示元件16和感测元件18。显示驱动器12和感测驱动器14可分别电连接到控制单元10,因此控制单元10可分别提供显示控制信号DC到显示驱动器12和提供感测控制信号SC到感测驱动器14以分开控制显示驱动器12的开启/关闭状态和感测驱动器14的开启/关闭状态。控制单元10可例如为图像处理器、数字信号处理器、中央处理单元(centralprocessing unit,CPU)、微处理器或其他适合的装置。再者,显示元件16可电连接到显示驱动器12并被显示驱动器12所驱动,且感测元件18可电连接到感测驱动器14并被感测驱动器14所驱动。在接收显示控制信号DC后,显示驱动器12可传送显示驱动信号DDS到显示元件16,以开启显示元件16。同样地,在接收感测控制信号SC后,感测驱动器14可传送感测驱动信号SDS到感测元件18,以开启感测元件18。显示元件16可用于在屏幕上显示影像或产生用于生物特征辨识的光线。举例来说,显示元件16可包括自发光显示面板的多个子像素,自发光显示面板可例如为有机发光二极管(organic lightemittingdiode,OLED)显示面板或无机发光二极管(例如量子点发光二极管(QD-LED)、次毫米发光二极管(mini LED)或微型发光二极管(micro LED))显示面板,或者包括非自发光显示面板的多个子像素,非自发光显示面板可例如为液晶显示面板。感测元件18可用来接收从生物特征反射的光线,以获得生物特征的信息(例如影像)。感测元件18可例如为指纹传感器或其他类型的影像传感器,但不以此为限。
在本实施例中,显示装置1还可选择性地包括处理单元24,且控制单元10可通过处理单元24电连接到显示驱动器12和感测驱动器14。处理单元24的功能可与控制单元10的功能相同或相似,但不以此为限。举例来说,处理单元24可驱动或操作显示驱动器12和感测驱动器14,并读取从感测元件18所传出的信号。在此情形下,控制单元10不仅可用于驱动显示驱动器12、感测驱动器14、显示元件16和感测元件18,也可用于驱动其他装置。因此,当显示元件16的面积与感测元件18的面积较大时,需要处理的数据量较庞大,并可能降低控制单元10的信号处理速度。通过预先被设计以用来处理信号的处理单元24,控制单元10的负载可与处理单元24一起分担。因此,可提高显示装置1的信号处理速度。在此情形下,显示控制信号DC与感测控制信号SC可由处理单元24提供。在一些实施例中,显示驱动器12、感测驱动器14和处理单元24可整合在单一的集成电路25中,其中集成电路25可接合到显示装置1的阵列基板上,且显示元件16和感测元件18可通过导线电连接到单一的集成电路25,但不以此为限。在一些实施例中,显示装置1可不包括处理单元24。
显示驱动器12可包括闸极驱动器121和数据驱动器122,用以驱动显示元件16。闸极驱动器121可提供扫描信号,用以开启显示元件16,且数据驱动器122可提供显示信号到显示元件16,使得显示元件16可显示想要的影像。举例来说,闸极驱动器121可包括移位缓存单元、逻辑单元、电平转换单元和/或数字缓冲单元,且数据驱动器122可包括移位缓存单元、电平转换单元、数字模拟转换器(或多任务器)和/或模拟缓冲单元,但不以此为限。感测驱动器14可包括另一闸极驱动器141和读出驱动器142,用以读出感测元件18的信号。闸极驱动器141可提供扫描信号,用以开启感测元件18,且读出驱动器142可接收来自感测元件18的读出信号,使得感测元件18所侦测到的信号可被读出。在一些实施例中,闸极驱动器121、数据驱动器122、闸极驱动器141和/或读出驱动器142可通过薄膜晶体管制程形成在显示装置1的阵列基板中,但不以此为限。在一些实施例中,闸极驱动器121、数据驱动器122、闸极驱动器141和/或读出驱动器142可形成在一个或更多个集成电路中并接合到阵列基板上或接合到附着至阵列基板的软性印刷电路板上。
在本实施例中,显示驱动器12还可选择性地包括电连接到闸极驱动器121和数据驱动器122的时序控制器123,用以分别提供时序信号到闸极驱动器121和数据驱动器122,且闸极驱动器121和数据驱动器122可通过时序控制器123电连接到控制单元10或处理单元24。在一些实施例中,时序控制器123可设置在显示驱动器12外,但仍可电连接在闸极驱动器121与控制单元10或处理单元24之间和电连接在数据驱动器122与控制单元10或处理单元24之间。
在本实施例中,感测驱动器14还可选择性地包括电连接到闸极驱动器141和读出驱动器142的另一时序控制器143以分别提供时序信号到闸极驱动器141和读出驱动器142,且闸极驱动器141和读出驱动器142可通过另一时序控制器143电连接到控制单元10或处理单元24。在一些实施例中,另一时序控制器143可设置在感测驱动器14外,但仍可电连接在闸极驱动器141与控制单元10或处理单元24之间和电连接在读出驱动器142与控制单元10或处理单元24之间。
在一些实施例中,时序控制器123和另一时序控制器143可整合在位于显示驱动器12和感测驱动器14外的一个时序控制单元中,且整合的时序控制单元可分别将显示驱动器12和感测驱动器14电连接到控制单元10或处理单元24,以此减少时序控制单元的数量。由于显示驱动器12和感测驱动器14由相同的时序控制单元所控制,因此可减少时序混乱或时序错误发生的几率。此外,当处理单元24、整合的时序控制单元、显示驱动器12和感测驱动器14被整合在一个集成电路时,可减少集成电路的大小,且显示装置1用来设置集成电路的边界宽度可变窄。在一些实施例中,当显示驱动器12和感测驱动器14未被整合在单一的集成电路中时,整合的时序控制单元和处理单元24可被整合在单一的集成电路中。
在一些实施例中,显示装置1还可包括触控感测元件(附图中未示出),用以感测生物特征的位置。触控感测元件可电连接到控制单元10或处理单元24,使得当触控感测元件感测到生物特征在显示装置1上的触碰时,控制单元10或处理单元24可将生物特征的触碰位置定义为生物特征辨识区域,以进一步侦测生物特征。
图2所示为根据本发明本实施例的显示装置的俯视示意图。显示装置1具有用来显示影像的显示区域1D和不显示影像的周边区域1P。周边区域1P设置在显示区域1D的至少一侧。举例来说,周边区域1P可围绕显示区域1D。周边区域1P的宽度可称为显示装置1的边界宽度。显示元件16和感测元件18可设置在显示区域1D中,且图1所示的显示驱动器12、感测驱动器14和处理单元24可设置在周边区域1P。图2所示的显示驱动器12的闸极驱动器121和数据驱动器122的区域和数量以及感测驱动器14的闸极驱动器141和读出驱动器142的区域和数量为示例性的,本发明并不以此为限。在一些实施例中,闸极驱动器121的数量和/或数据驱动器122的数量可为一个或更多个。在一些实施例中,闸极驱动器141的数量和/或读出驱动器142的数量可为一个或更多个。
具体来说,显示装置1还可包括形成在基板Sub上的多条显示扫描线26、多条显示数据线28、多条感测扫描线30和多条感测信号线32。显示元件16包括形成在基板Sub上的多个子像素161和多个晶体管162,其中每一个子像素161可电连接到对应的晶体管162,且每一个晶体管162的闸极和源极可分别通过对应的显示扫描线26和对应的显示数据线28电连接到闸极驱动器121和数据驱动器122,使得每一个晶体管162的开启/关闭状态可通过来自闸极驱动器121的显示扫描信号DS1-DSN控制,且每一个子像素161的显示可被来自数据驱动器122的显示数据信号DD1-DDN所控制。在一实施例中,显示元件16可包括至少一个对应子像素161的其中一个的晶体管162。举例来说,若显示元件16包括至少两个对应子像素161的其中一个的晶体管162,其中所述至少两个的晶体管162可为相同类型或不同类型的晶体管,但不以此为限。在电连接到对应子像素161的显示元件16的晶体管的示例中,对应子像素的其中一个的晶体管的数量可为1个、3个、4个或7个。在包括对应一个子像素161的多个晶体管162的显示元件16的另一示例中,所述多个晶体管162可包括开关晶体管和/或驱动晶体管,但不以此为限。在一些实施例中,此处所使用所述的晶体管162“对应”子像素的其中一个是代表晶体管162可电连接到子像素161的所述其中一个。
同样地,感测元件18包括形成在基板Sub上的多个感测单元181和多个晶体管182,其中每一个感测单元181可电连接到对应的晶体管182,且每一个晶体管182的闸极和源极可分别通过对应的感测扫描线30和对应的感测信号线32电连接到闸极驱动器141和读出驱动器142,使得每一个晶体管182的开启/关闭状态可通过来自闸极驱动器141的感测扫描信号SS1-SSN控制,且读出驱动器142可接收来自每一个感测单元181的读出信号RS1-RSN。此外,感测元件18可包括至少一个对应感测单元181的其中一个的晶体管182。在电连接到对应的感测单元181的感测元件18的晶体管的另一示例中,晶体管的数量可为2个或3个。在包括对应一个感测单元181的多个晶体管182的感测元件18的另一示例中,所述多个晶体管182可包括读出晶体管、重置晶体管和/或放大晶体管,但不以此为限。此处所使用的晶体管182“对应”感测单元181的其中一个是代表晶体管182可电连接到感测单元181的所述其中一个。在一些实施例中,晶体管162和/或晶体管182可为薄膜晶体管。在一些实施例中,晶体管162和/或晶体管182的种类可为非晶薄膜晶体管、低温多晶硅薄膜晶体管或金属氧化物薄膜晶体管,但不以此为限。
在本实施例中,每一个感测单元181可用来侦测来自对应子像素161的光线。举例来说,感测单元181可包括多个感测单元181a、多个感测单元181b和多个感测单元181c,子像素161可包括用来产生具有第一颜色的光线的多个第一子像素161a、用来产生具有第二颜色的光线的多个第二子像素161b以及用来产生具有第三颜色的光线的多个第三子像素161c,且每一个感测单元181a、每一个感测单元181b和每一个感测单元181c分别对应到一个第一子像素161a、一个第二子像素161b以及一个第三子像素161c。换句话说,每一个感测单元181a可侦测具有第一颜色的光线,每一个感测单元181b可侦测具有第二颜色的光线,且每一个感测单元181c可侦测具有第三颜色的光线,其中第一颜色、第二颜色和第三颜色为与彼此不相同的颜色,但不以此为限。举例来说,第一颜色、第二颜色和第三颜色可分别为红色、绿色和蓝色,但不以此为限。举例来说,感测单元181可包括设置在其上的一个对应的彩色滤光层,用以允许一种颜色的光线通过并过滤掉其他不同颜色的光线,以此避免光线的干扰。在一些实施例中,每一个感测单元181可例如为光侦测器(例如光电二极管)、电容侦测器、射频侦测器、热侦测器、压阻侦测器、超音波侦测器或压电侦测器,但不以此为限。
图3和图4所示为根据本发明一些实施例的显示元件和感测元件的剖视示意图。在图3所示的一些实施例中,显示装置1A可包括自发光显示面板,且显示元件16A的每一个子像素161可包括发光单元LU。具体来说,显示装置1A可包括形成在基板Sub上的显示层34A以及覆盖和保护显示层34A的覆盖基板36,其中显示层34A可包括显示元件16A的发光单元LU和包括多个感测单元181的感测元件18,且感测元件18可形成在发光单元LU下,但不以此为限。举例来说,感测元件18设置在发光单元LU与基板Sub之间,即发光单元LU和感测元件18形成在相同的显示层34A中。在一垂直方向VD(俯视方向)上,感测单元181可设置在子像素161的间隙中,使得来自子像素161的光线可被生物特征38反射到对应的感测单元181,如图3的箭头所示。垂直方向VD可被定义为实质上垂直于水平方向HD的方向。水平方向HD代表水平平坦的基板Sub的水平方向。在一些实施例中,发光单元LU可包括有机发光二极管、量子点发光二极管、次毫米发光二极管、微型发光二极管或其他类型的发光装置。在一些实施例中,感测单元181可形成在基板Sub下,使得子像素161和感测单元181形成在基板Sub的两侧上(图3未示出)。
在图4所示的一些实施例中,显示装置1B可包括非自发光的显示面板。举例来说,非自发光的显示面板可为液晶显示面板,且显示装置1B的显示层34B可包括位于基板Sub与相对基板40之间的液晶层LC、显示元件16B和感测元件18,其中液晶层LC设置在显示元件16B与感测元件18之间。具体来说,显示元件16B设置在液晶层LC与基板Sub之间,感测元件18设置在液晶层LC与相对基板40之间,且感测单元181设置在显示元件16B的对应的晶体管(如晶体管162)上。此外,显示装置1B还可包括设置在基板Sub下的背光模块BLU,以用来产生适合的光线(例如白光)。在一些实施例中,子像素161可包括液晶控制器1611,用以控制对应于子像素161的区域的液晶分子的旋转。举例来说,液晶控制器1611可为像素电极或其他元件,但不以此为限。因此,来自背光模块BLU的光线可穿过子像素161并被生物特征反射到对应的感测单元181,如图4的箭头所示。举例来说,相对基板40可包括允许不同颜色的光线射出的彩色滤光层(未示出)。在一些实施例中,为了产生均匀亮度的光线,具有不同颜色的彩色滤光层可具有不同的厚度。在一些实施例中,显示装置1B可选择性地包括设置在相对基板40上的覆盖基板36。在一些实施例中,感测元件18可设置在相对基板40与覆盖基板36之间。在一实施例中,覆盖基板36可具有触控功能,但不以此为限。
图5为本发明一些实施例的子像素与感测单元的排列的俯视示意图。在一些实施例中,子像素161可以PenTile矩阵(pentile matrix)的方式排列,且每一个感测单元181设置在相邻的两个子像素161之间。举例来说,在奇数列中,具有第一颜色的第一子像素161a和具有第三颜色的第三子像素161c沿着列方向交替排列,且奇数列中的感测单元181和子像素161(例如第一子像素161a和第三子像素161c)沿着列方向交替排列。在偶数列中,具有第二颜色的第二子像素161b沿着列方向排列,且在偶数列中的子像素161(例如第二子像素161b)和感测单元181沿着列方向交替排列。此外,在奇数行中,第二子像素161b和感测单元181沿着行方向交替排列,在偶数行中,第一子像素161a和第三子像素161c沿着行方向交替排列,且在奇数行中的子像素161(例如第一子像素161a和第三子像素161c)和感测单元181沿着行方向交替排列。
在一些实施例中,第一子像素161a、第二子像素161b和第三子像素161c在显示装置1的俯视方向上可具有不同的面积。举例来说,由于第一颜色、第二颜色和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色,因此第三子像素161c的面积可大于第一子像素161a的面积,且第一子像素161a的面积可大于第二子像素161b的面积。在一些实施例中,基于子像素161之间的面积差异,感测单元181在显示装置1的俯视方向上可具有不同的面积。举例来说,与第一子像素161a和第三子像素161c排在同一列(例如奇数列)的感测单元181相较于与第二子像素161b排在同一列(例如偶数列)的感测单元181可具有较大的面积或较小的面积。在一些实施例中,位于相邻的第一子像素161a与相邻的第三子像素161c之间的感测单元181的其中一个相较于具有第三颜色的相邻第三子像素161c可更靠近于具有第一颜色的相邻第一子像素161a。换句话说,由于第三子像素161c可产生蓝光,其中蓝光较易散射且相较于红光较不佳,为了改善感测元件18的信噪比,感测单元181与相邻的第一子像素161a之间的距离W1可小于感测单元181与相邻的第三子像素161c之间的距离W2。距离W1为在列方向RD上互相邻近的感测单元181与第一子像素161a之间的最短距离,而距离W2为在列方向RD上互相邻近的感测单元181与第三子像素161c之间的最短距离。在一些实施例中,第一子像素161a、第二子像素161b和第三子像素161c的颜色中的任意两个颜色可彼此交换或为其他的颜色。在一些实施例中,第一子像素161a、第二子像素161b和第三子像素161c可具有其他种类的排列方式。
下文将进一步描述本发明显示装置的驱动方法的细节。图6所示为根据本发明的本实施例用来辨识生物特征的显示装置的驱动方法的流程图,且图7所示为显示控制信号、感测控制信号、显示扫描信号、感测扫描信号以及读出信号的时序示意图。显示装置的驱动方法包括以下步骤,并参照图7、图1以及图2作详细说明。在步骤S102中,显示装置1开启感测时段SP。在感测时段SP中,显示装置1开始侦测生物特征。举例来说,当感测元件18侦测到生物特征在显示装置1上的触碰时,控制单元10或处理单元24可开启感测时段SP,用以侦测生物特征。本发明中开启感测时段SP的情况并不以上述为限。
在步骤S104中,可通过控制单元10或处理单元24分别提供显示控制信号DC和感测控制信号SC(致能信号)到显示驱动器12和感测驱动器14,使得感测驱动器14可被由控制单元10或处理单元24所发出的致能信号启动。显示控制信号DC的持续时间与感测控制信号SC的持续时间可重叠,使得显示元件16可产生用来进行生物特征辨识的光线,且感测元件18可侦测反射自生物特征的光线。举例来说,控制单元10或处理单元24可同时提供显示控制信号DC和感测控制信号SC,并于相同时间结束,使得显示驱动器12和感测驱动器14可通过控制单元10或处理单元24同步化。在一些实施例中,显示控制信号DC的开始时间ST1可早于感测控制信号SC的开始时间ST2。只要生物特征可被正确地辨识,显示控制信号DC的开始时间ST1与结束时间ET1以及感测控制信号SC的开始时间ST2与结束时间ET2可被调整。
在步骤S106中,当显示驱动器12接收显示控制信号DC后,显示驱动信号DDS可通过显示驱动器12传送到显示元件16,且当感测元件18在感测时段SP中侦测生物特征时,显示元件16可在感测时段SP中被刷新第一预定数量的次数。在本实施例中,第一预定数量的次数在感测时段SP中的范围可从3次到120次。换句话说,显示驱动信号DDS可重复地被传送到显示元件16,次数为3次到120次,使得子像素161可产生3次到120次的光脉冲。须注意的是,由于显示元件16在感测时段SP中可产生3次到120次的光脉冲,因此感测元件18可接收到3次到120次的光线,以此累积足够的电荷并改善感测单元的信噪比和灵敏度。因此,感测单元181可在不减少每一个子像素161的面积或不减少显示装置1的分辨率的情况下设置在显示区域1D中,即感测元件18可与显示元件16整合进显示装置1的显示区域1D中,以此可在提供生物特征识别功能时增加屏占比。此外,即便感测单元181的面积较小,感测单元181仍可通过增加刷新次数而具有良好的灵敏度。
具体来说,显示驱动信号DDS可包括多个分别传送到显示扫描线26的显示扫描信号DS1-DSN和多个分别传送到显示数据线28的显示数据信号DD1-DDN。在感测时段SP的一个时帧FT中,显示扫描信号DS1-DSN可被依序传送一次,且显示数据信号DD1-DDN可根据显示扫描信号DS1-DSN被传送,使得当子像素161接收到显示数据信号DD1-DDN时可产生一次所需的光脉冲。当显示元件16在感测时段SP中被刷新3次到120次时,显示扫描信号DS1-DSN在3到120个时帧FT中可被依序传送到显示元件16,次数为3次到120次。在一些实施例中,相邻的两个显示扫描信号DS1-DSN在一个时帧FT中可彼此重叠或不重叠。在一些实施例中,第一预定数量的次数可为6次到72次。为了具有较短的解锁时间,第一预定数量的次数可基于时帧FT而减少。举例来说,当显示装置1的刷新速率(频率)为60赫兹(Hz)时(实时帧FT为0.0167秒),第一预定数量的次数可为6次、18次或30次。当显示装置1的刷新速率(频率)为120赫兹时(实时帧FT为小于0.0167秒的0.0083秒),第一预定数量的次数可为12次、36次或60次。
在步骤S108中,在感测驱动器14接收感测控制信号SC后,感测驱动信号SDS可通过感测驱动器14被传送到感测元件18,且感测元件18可在感测时段SP中被刷新第二预定数量的次数。在本实施例中,如图7所示,第二预定数量的次数可为1次。具体来说,感测驱动信号SDS可包括多个感测扫描信号SS1-SSN和多个读出信号RS1-RSN。当感测元件18被驱动一次时,感测扫描信号SS1-SSN的持续时间可与显示元件16的多个时帧FT(例如感测时段SP中的所有时帧FT)重叠。读出信号RS1-RSN可在接近感测扫描信号SS1-SSN的结束时间被读出驱动器142所接收。读出信号RS1-RSN的持续时间可与至少一个时帧FT重叠或不与时帧FT重叠。在一些实施例中,第二预定数量的次数可为多次,因此由感测单元181所转换的电荷在感测时段SP中可被读出驱动器142读出多次,且被读出驱动器142接收多于一次的读出信号RS1-RSN在感测时段SP中可经由感测驱动器14累积以增加信噪比。在一些实施例中,显示装置1的感测元件18可在多于一个感测时段SP中执行侦测生物特征多于一次。
图8所示为根据本发明一些实施例在不同时帧中开启的子像素的示意图。为了简化附图,下述实施例中子像素的排列以PenTile矩阵为例,且未示出感测单元,但并不以此为限。在一些实施例中,所有具有相同颜色的子像素161在感测时段中可被重复地开启,且剩余的具有不同颜色的子像素在感测时段中可被关闭,以此在每一时帧中显示一幅帧。举例来说,当第一子像素161a和第三子像素161c关闭时,所有具有第二颜色的第二子像素161b可被重复地驱动和开启以依序产生多幅帧画面(例如第一帧F1A、第二帧F2A等),以此在每一个时帧中产生具有相同的第二颜色的光线。因此,对应到第二子像素161b的感测单元181可在不被其他颜色的光线干扰的情形下侦测具有第二颜色的光线,以此改善感测单元181的灵敏度。举例来说,图8所示的圆圈可代表来自每一个第二子像素161b的反射光的区域。在一些实施例中,在每一时帧FT中被开启的所有子像素161也可为所有的第一子像素161a或所有的第三子像素161c。在一实施例中,来自一个子像素161的反射光所形成的区域形状可为圆形、多边形或任意形状,但不以此为限。在一些实施例中,区域的面积并不以附图中所绘示的为限,且可被调整成适当的大小,但不以此为限。
图9所示为根据本发明一些实施例在不同时帧中开启的子像素的示意图。在一些实施例中,子像素161的第一群组G1和子像素161的第二群组G2在感测时段SP中可依序且交替地被开启,且剩余的子像素161在感测时段SP中可被关闭,其中第一群组G1中的子像素161与第二群组G2中的子像素161不同。具体来说,子像素161的第一群组G1在一时帧中可被开启以显示一幅帧F1B,接着子像素161的第二群组G2在另一时帧中可被开启以显示另一幅帧F2B,其中子像素161的第一群组G1和子像素161的第二群组G2可具有相同的颜色。举例来说,第二子像素161b可为在感测时段SP中被开启的子像素161。第一群组G1中的第二子像素161b不为相邻的子像素161,因此第一群组G1中相邻的第二子像素161b之间的距离可增加,以此减少来自不同的第二子像素161b的反射光的干扰,如图9的圆圈所示。同样地,第二群组G2中的第二子像素161b也可降低不同的第二子像素161b的干扰。举例来说,第一群组G1中第二子像素161b的其中一个可设置在第二群组G2中相邻的两个第二子像素161b之间。换句话说,第一群组G1中的第二子像素161b和第二群组G2中的第二子像素161b可分别以错开的方式排列,且在每个偶数列中,第一群组G1中的每一个第二子像素161b和第二群组G2中的每一个第二子像素161b可为交替排列的。
图10为本发明一些实施例的以不同时帧开启的子像素的示意图。在一些实施例中,与图9相比,依序开启的子像素161的第一群组G1和子像素161的第二群组G2可具有不同的颜色。具体来说,当剩余的子像素161被关闭时,具有一颜色的子像素161的第一群组G1可被开启,以在一时帧中显示一幅帧F1C,且接着开启具有另一颜色的子像素161的第二群组G2,以在另一接续的时帧中显示另一幅帧F2C。在一些实施例中,在帧F2C之后,具有与第一群组G1相同颜色的子像素161的第三群组G3可被开启,以在另一接续的时帧中显示另一幅帧F3C,接着,子像素161的第二群组G2可被开启,以在另一接续的时帧中显示另一幅帧F4C。因此,子像素161的第一群组G1、子像素161的第二群组G2、子像素161的第三群组G3和子像素161的第二群组G2可为交替开启的。举例来说,第二子像素161b的一部分可为子像素161的第一群组G1,第二子像素161b的其他部分可为子像素161的第三群组G3,且所有的第一子像素161a可为子像素161的第二群组G2。第一群组G1中的第二子像素161b可与图9所示的第一群组G1相同,且第三群组G3中的第二子像素161b可与图9所示的第二群组G2相同,因此不再详述第一群组G1和第三群组G3中第二子像素161b的图案。通过交替地开启第一群组G1、第二群组G2、第三群组G3和第二群组G2,可交替产生帧F1C、帧F2C、帧F3C和帧F4C。须注意的是,通过交替地开启具有不同颜色的子像素的群组,可使用更多感测单元侦测生物特征,且仍可减少来自不同颜色的不同子像素161的反射光的干扰。
在一些实施例中,子像素161的第一群组G1可为具有相同颜色的所有子像素161(例如,第二子像素161b),子像素161的第二群组G2可为具有另一颜色的所有子像素161(例如第一子像素161a),且第一群组G1和第二群组G2可被交替地开启以交替显示帧F1C和帧F2C。
图11所示为根据本发明一些实施例在不同时帧中开启的子像素的示意图。在一些实施例中,具有不同颜色的子像素161的第一群组G1和子像素161的第二群组G2可被同时开启。具体来说,当剩余的子像素161被关闭时,具有一颜色的子像素161的第一群组G1和具有另一颜色的子像素161的第二群组G2可被开启,以在一时帧中显示一幅帧F1D。在一些实施例中,在帧F1D之后,与第一群组G1具有相同颜色的子像素161的第三群组G3和第二群组G2可被开启,以在另一接续的时帧中显示另一幅帧F2D,因此帧F1D和帧F2D可被交替地显示。举例来说,第二子像素161b的一部分可为子像素161的第一群组G1,且第二子像素161b的另一部分可为子像素161的第三群组G3,且所有的第一子像素161a可为子像素161的第二群组G2。第一群组G1中的第二子像素161b可与图9所示的第一群组G1相同,且第三群组G3中的第二子像素161b可与图9所示的第二群组G2相同,故不再赘述第一群组G1和第三群组G3中第二子像素的图案。举例来说,第一子像素161a可具有红色和绿色中的一种颜色,且第二子像素161b可具有红色和绿色中的另一种颜色。
在一些实施例中,在帧F1D之后,具有一颜色的子像素161的第一群组G1和具有另一颜色的子像素161的第二群组G2可被重复地开启,以在下一个时帧中显示另一幅帧F2D。在一些实施例中,所有的第二子像素161b可为子像素161的第一群组G1。
综上所述,显示装置在感测时段中可产生3次到120次的光脉冲,因此感测元件可接收3次到120次的光线以累积足够的信号,并改善感测单元的信噪比和灵敏度。因此,在不减少每一个子像素的面积或不减少显示装置的分辨率的情形下,感测元件可与显示元件整合在显示装置的显示区域中,以此在提供生物特征辨识功能时提高屏占比。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种显示装置,其特征在于,包括:
一控制单元;
一显示驱动器,电连接到所述控制单元;
一感测驱动器,电连接到所述控制单元;
一显示元件,电连接到所述显示驱动器;以及
一感测元件,电连接到所述感测驱动器;
其中,当所述感测元件在一感测时段内侦测到生物特征时,所述显示元件在所述感测时段内被所述显示驱动器刷新3次到120次。
2.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件在所述感测时段内被所述显示驱动器刷新6次到72次。
3.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述感测元件在所述感测时段内被刷新至少一次。
4.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括具有相同颜色的多个子像素,且全部的所述多个子像素在所述感测时段内被重复地开启。
5.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括多个子像素,且所述多个子像素的一第一群组和所述多个子像素的一第二群组为依序开启的。
6.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,所述多个子像素的所述第一群组和所述多个子像素的所述第二群组具有相同的颜色。
7.如权利要求5所述的显示装置,其特征在于,所述多个子像素的所述第一群组具有一第一颜色,所述多个子像素的所述第二群组具有不同于所述第一颜色的一第二颜色。
8.如权利要求7所述的显示装置,其特征在于,所述多个子像素的一第三群组具有所述第一颜色,且所述多个子像素的所述第一群组、所述多个子像素的所述第二群组、所述多个子像素的所述第三群组和所述多个子像素的所述第二群组为交替开启的。
9.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括多个子像素,所述多个子像素的一第一群组具有一第一颜色且所述多个子像素的一第二群组具有不同于所述第一颜色的一第二颜色,且所述多个子像素的所述第一群组和所述多个子像素的所述第二群组为同时开启的。
10.如权利要求9所述的显示装置,其特征在于,所述多个子像素的一第三群组具有所述第一颜色,且所述多个子像素的所述第一群组和所述多个子像素的所述第三群组为依序开启的。
11.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述感测驱动器是被由所述控制单元所发出的一致能信号启动。
12.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示驱动器和所述感测驱动器通过所述控制单元同步化。
13.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括一处理单元,其中所述处理单元分别电连接到所述控制单元、所述显示驱动器和所述感测驱动器,且所述处理单元、所述显示驱动器和所述感测驱动器被整合在一单一集成电路中。
14.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括具有一第一颜色的一第一子像素和具有不同于所述第一颜色的一第二颜色的一第二子像素,所述感测元件包括一感测单元,设置在所述第一子像素与所述第二子像素之间,且所述感测单元与所述第一子像素之间的距离小于所述感测单元与所述第二子像素之间的距离。
15.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括具有一第一颜色的一第一子像素和具有不同于所述第一颜色的一第二颜色的一第二子像素,且所述第一子像素的面积与所述第二子像素的面积不同。
16.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述感测元件包括多个感测单元,且所述多个感测单元在所述显示装置的俯视方向上具有不同的面积。
17.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示元件包括多个发光单元,且所述感测元件设置在所述多个发光单元下方。
18.如权利要求1所述的显示装置,其特征在于,还包括一液晶层,设置在所述显示元件和所述感测元件之间。
19.一种显示装置的驱动方法,其特征在于,包括:
通过一控制单元提供一显示控制信号给一显示驱动器和提供一感测控制信号给一感测驱动器;
通过所述显示驱动器传送一显示驱动信号到一显示元件;以及
通过所述感测驱动器传送一感测驱动信号到一感测元件,其中当所述感测元件在一感测时段内侦测到生物特征时,所述显示元件在所述感测时段内被所述显示驱动器刷新3次到120次。
20.如权利要求19所述的显示装置的驱动方法,其特征在于,所述显示元件在所述感测时段内被所述显示驱动器刷新6次到72次。
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