CN112992067B - 实现局部高亮度的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种实现局部高亮度的显示设备，包含一显示面板、一显示驱动装置及一延伸伽马装置。显示面板的显示区包含一背景区及一光学指纹辨识区；显示驱动装置驱动该显示面板，以将一显示图框显示于该显示面板；延伸伽马装置具有分别对应2p个伽马电压值的2p个灰阶值、及分别对应q个延伸伽马电压值的q个延伸灰阶值，当中q为大于或等于1且小于或等于2p的整数，其中，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该指纹辨识区的显示图框的像素值，由该延伸伽马装置对照出一延伸灰阶值，据以选用该对照出的延伸灰阶值所对应的延伸伽马电压值来驱动该显示面板。

Description

实现局部高亮度的显示设备
技术领域
本发明是关于显示面板的技术领域，尤指一种实现显示面板局部高亮度的装置。
背景技术
随着对智能型手机的数据安全性的要求的提升，在显示面板上提供指纹辨识功能已逐渐普及，对于例如为主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示面板的屏幕下光学指纹辨识(Fingerprint on Display，FoD)，其所需的光源是由AMOLED显示面板提供，目前的做法是透过驱动芯片将AMOLED显示面板由例如一般场景(Normal Mode)切换到高亮度模式(High Brightness Mode，HBM)，以提高显示面板整体亮度来配合指纹辨识的感测。
一般而言，为了将AMOLED显示面板切换到HBM，驱动芯片首先必须将驱动AMOLED显示面板的发光周期(Emission duty)由原始发光周期的状态(例如一般场景下的状态)回复至全满的状态，若原始发光周期并非全满，则此切换会导致显示面板的画面整体变亮。再者，驱动芯片还需将使用的伽马(Gamma)设定切换至HBM伽马设定，由于HBM伽马设定的亮度较高，故也会导致显示面板的画面变亮。由此可知，以上述光学指纹辨识光源提供的方式虽然能在指纹按压区域提供有足够的亮度，但是显示画面的背景亮度却也会随之增亮，而影响了原本的画面设计感，也容易让使用者觉得不自然，降低了使用者体验。
因此，现有显示面板的光学指纹辨识光源提供的设计上，实仍存在有诸多缺失而有予以改善的必要。
发明内容
本发明的目的主要是在提供一种实现局部高亮度的显示设备，藉由延伸伽马装置以延伸显示面板上显示数据的亮度表现，以在光学指纹辨识时提升指纹辨识区的亮度表现达到最高的亮度表现，并有效避免了背景区的亮度变亮的问题。
为达成前述的目的，本发明提出一种实现局部高亮度的显示设备，其包含：一显示面板，具有多数个像素，每一像素包含至少一特定颜色次像素，其中该显示面板的显示区包含一背景区及一光学指纹辨识区；一显示驱动装置，驱动该显示面板，以将一显示图框显示于该显示面板，其中该显示图框的像素值为0至2p-1，p为大于1的整数；以及一延伸伽马装置，对于每一特定颜色，具有分别对应2p个伽马电压值的2p个灰阶值、及分别对应q个延伸伽马电压值的q个延伸灰阶值，当中q为大于或等于1且小于或等于2p的整数，其中，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该指纹辨识区的显示图框的像素值，由该延伸伽马装置对照出一延伸灰阶值，据以选用该对照出的延伸灰阶值所对应的延伸伽马电压值来驱动该显示面板。
以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的权利要求，而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图式加以阐述。
附图说明
图1为本发明的显示设备的示意图。
图2为本发明的延伸伽马装置的示意图。
图3显示本发明的延伸伽马装置的伽马电压值及延伸伽马电压值与显示面板的可耐受的电压范围的对照。
符号说明：
显示面板 10
显示驱动装置 20
延伸伽马装置 30
像素 101
背景区 103
指纹辨识区 109
显示图框 40
像素值 401
图框区域 409
触控芯片 50
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明的实施方式，并不用于限定本发明。
图1所示为本发明的实现局部高亮度的显示设备，其包含有一显示面板10、一显示驱动装置20、及一延伸伽马装置30，其中，显示面板10在显示面的结构上为具有多数个像素101，每一像素101包含至少一特定颜色的次像素，于一实施例中，该显示面板10的每一像素101是包含一红色次像素、一绿色次像素及一蓝色次像素，亦即，显示面板10的像素101所显示的色彩是由红色、绿色及蓝色三种颜色所组合而成。而对于每一特定颜色，该延伸伽马装置30具有多个灰阶值与延伸灰阶值、及分别对应该多个灰阶值与延伸灰阶值的多个伽马电压值与延伸伽马电压值。而基于该延伸伽马装置30所提供的对应该多个灰阶值与延伸灰阶值的多个伽马电压值与延伸伽马电压值，该显示驱动装置20驱动该显示面板10，并以一发光周期(emission duty)的控制显示面板亮度下，将一显示图框40显示于该显示面板10。在一实施例中，上述像素的次像素色彩组合也可以是其它的排列组合方式，故此实施例不用以限制本发明。
前述显示面板10提供有光学指纹辨识功能，例如由一触控芯片50来启动该显示面板10的光学指纹辨识功能，而当启动光学指纹辨识功能时，该显示面板10的显示区是分为一背景区103及一指纹辨识区109，以供使用者以手指碰触该光学指纹辨识区109来进行指纹辨识，其中，该指纹辨识区109可为一矩形区域、一圆形区域、一椭圆形区域或其他适合形状的区域，而该背景区103则是显示面板10的显示区除了该指纹辨识区109以外的区域。
前述本发明的显示设备是支持p位色深显示，其中p为大于或等于1的整数，而p位色深显示是代表显示图框40的像素值为p位的值，亦即显示图框40的像素值为0至2p-1的值，例如，对于8位色深显示，显示图框40的像素值为0至255，对于10位色深显示，显示图框40的像素值为0至1023，对于12位色深显示，显示图框40的像素值为0至4095，本发明以下的说明主要是以8位色深显示为例，但此仅是为方便理解，并非用于限制本发明。
图2为本发明的延伸伽马装置30的示意图，图中显示本实施例显示的色彩是由红色、绿色及蓝色三种颜色所组合，因此，对于红色、绿色及蓝色三种颜色的每一种颜色，延伸伽马装置30各具有多个灰阶值与延伸灰阶值、及分别对应该多个灰阶值与延伸灰阶值的多个伽马电压值与延伸伽马电压值。如图所示，对于红色(R)，延伸伽马装置30具有2p个灰阶值与q个延伸灰阶值、及对应该2p个灰阶值的2p个伽马电压值与对应该q个延伸灰阶值的q个延伸伽马电压值，其中q为大于或等于1且小于或等于2p的整数。举例而言，对于8位色深显示，延伸伽马装置30具有256个灰阶值0,1,2,…255及对应的256个伽马电压值RV0,RV1,RV2,…RV255，而q为大于1且小于256的整数，例如为64，则延伸伽马装置30具有64个延伸灰阶值256,257,258,…319及对应的64个延伸伽马电压值RV256,RV257,RV258,…RV319。此外，对于绿色(G)及蓝色(B)，延伸伽马装置30所具有的灰阶值与延伸灰阶值、及对应的伽马电压值与延伸伽马电压值亦是如此，故不再赘述。
于前述的延伸伽马装置30中，其所具有的2p个灰阶值与对应的2p个伽马电压值是标准支持p位色深显示的伽马装置所必须提供的灰阶值与伽马电压值，由于伽马装置的作用是在修正或补偿显示的亮度，但在一般显示模式下，其不会使用到显示面板10的最高亮度及对应的电压，如图3所示的范例，AMOLED显示面板的可耐受的电压范围为6V至2.2V，而标准支持8位色深显示的伽马装置的伽马电压值V0～V255约为6V至2.8V之间，故该2.8V至2.2V的电压区间并未被标准的伽马装置所使用，而再如图3所示，本发明的延伸伽马装置30即是利用此电压区间来提供q个延伸灰阶值及对应的q个延伸伽马电压值，其中每一该q个延伸伽马电压值是位在该2p个伽马电压值所形成的电压范围外，且位在该显示面板10所可耐受的电压范围内，例如，利用此电压区间来提供64个延伸灰阶值256,257,258,…319、及位在6V至2.8V的电压范围外且位在6V至2.2V的电压范围内的64个延伸伽马电压值V256,V257,V258,…V319，以使经由延伸伽马装置30修正或补偿的显示亮度可以提高，进而达到显示面板10所能表现的最高亮度，以供进行光学指纹辨识使用。
再请参照图2，于前述延伸伽马装置30中，该2p个灰阶值为递增，该q个延伸灰阶值是由第2p灰阶值延伸且为递增，且当该显示面板10为P型金属氧化物半导体(PMOS)的类型时，该2p个伽马电压值为递减，该q个延伸伽马电压值是由第2p伽马电压值延伸且为递减。而当该显示面板10为N型金属氧化物半导体(NMOS)的类型时，该2p个伽马电压值为递增，该q个延伸伽马电压值是由第2p伽马电压值延伸且为递增。
进一步，灰阶值的大小与显示面板10的像素101的亮度成正比，同样地，延伸灰阶值的大小与该显示面板10的像素101的亮度成正比，且对于PMOS类型的显示面板10，其伽马电压值的大小与显示面板10的像素101的亮度成反比，同样地，其延伸伽马电压值的大小与该显示面板10的像素101的亮度成反比。而对于NMOS类型的显示面板10，其伽马电压值的大小与显示面板10的像素101的亮度成正比，同样地，其延伸伽马电压值的大小与该显示面板10的像素101的亮度成正比。在实际的应用上，该延伸伽马装置30是储存有N个灰阶值与延伸灰阶值、及对应的N个伽马电压值与延伸伽马电压值，其中N为一整数且2<＝N<＝2p+q，亦即，该延伸伽马装置30是仅储存一部份的灰阶值与延伸灰阶值、及对应的伽马电压值与延伸伽马电压值，例如，仅储存灰阶值0,8,16,…255与延伸灰阶值256,264,272,…319、及对应的伽马电压值与延伸伽马电压值，而其余灰阶值与延伸灰阶值所对应的伽马电压值与延伸伽马电压值则是由该储存的灰阶值与延伸灰阶值、及对应的伽马电压值与延伸伽马电压值，以内插法计算所产生。
再请参照图1，显示图框40包含多数个像素值401以代表欲显示的图像，当显示设备将由多数像素值401构成的显示图框40显示于显示面板10时，显示驱动装置20会依据显示面板10的像素101的内容，将显示图框的每一像素值401由该延伸伽马装置30对照出一灰阶值或一延伸灰阶值，据以选用该对照出的灰阶值或延伸灰阶值所对应的伽马电压值或延伸伽马电压值来驱动该显示面板10。且当启动光学指纹辨识功能时，为提供光学指纹辨识所需的高亮度环境，显示面板10是以全满的发光周期(100％emission duty)来驱动，且该显示驱动装置20将显示图框40对应于该指纹辨识区109的图框区域409的像素值401，由该延伸伽马装置30对照出一延伸灰阶值，据以选用该对照出的延伸灰阶值所对应的延伸伽马电压值来驱动该显示面板10，据此，本发明的显示设备可以利用该延伸伽马装置30来提升该指纹辨识区109的亮度表现，以确保能够提供光学指纹辨识所需的高亮度环境，进一步，于启动指纹辨识时，前述对照出的延伸灰阶值及其所对应的延伸伽马电压值分别为第q延伸灰阶值及第q延伸伽马电压值，例如，在支持8位的色深显示中，述对照出的延伸灰阶值及其所对应的延伸伽马电压值分别为第64延伸灰阶值(319)及第64延伸伽马电压值(V319)，其代表显示面板10的像素101所能达到的最高亮度，因此，可充分确保该指纹辨识区109具有光学指纹辨识所需的高亮度环境。而藉由提供足够的高亮度也可提高指纹辨识的辨识能力及功效。
进一步，当显示面板10的像素101所显示的色彩是由红色、绿色及蓝色三种颜色所组合而成时，基于光学指纹辨识的特性，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置20是将对应显示于该指纹辨识区109的显示图框40的绿色次像素值及蓝色次像素值，由该延伸伽马装置30对照出对于绿色及蓝色的一延伸灰阶值，例如为第q延伸灰阶值，据以选用该对照出的对于绿色及蓝色的延伸灰阶值(例如第q延伸灰阶值)所对应的对于绿色及蓝色的延伸伽马电压值(例如第q延伸伽马电压值)来驱动该显示面板10。或是，该显示驱动装置20是将对应显示于该指纹辨识区109的显示图框40的绿色次像素值，由该延伸伽马装置30对照出对于绿色的延伸灰阶值，例如第q延伸灰阶值，据以选用该对照出的对于绿色的延伸灰阶值(例如第q延伸灰阶值)所对应的对于绿色的延伸伽马电压值(例如第q延伸伽马电压值)来驱动该显示面板10。
此外，于启动指纹辨识时，由于该显示面板10是以全满的发光周期(100％emission duty)来驱动，其虽可提升指纹辨识区109的亮度以适合进行指纹辨识，但也同时提升了背景区103的亮度，由于此亮度的提升并非使用者所预期，而可能导致了使用者的体验不佳。为避免此一问题，于启动指纹辨识时，显示驱动装置20可依发光周期的变动比例来调整对应显示于该背景区103的显示图框40的像素值401以补偿亮度的变化，特定而言，显示驱动装置20将对应显示于该背景区103的显示图框40的像素值401调整为：
R’＝R*EM_duty，
G’＝G*EM_duty，
B’＝B*EM_duty，
其中，R、G、B为对应显示于该背景区103的每一像素的原始色彩值，R’、G’、B’为对应显示于该背景区103的每一像素的调整后的色彩值，EM_duty为尚未启动指纹辨识时的发光周期百分比。举例而言，尚未启动指纹辨识时的发光周期EM_duty为50％，由于显示面板10在启动指纹辨识时是以全满的发光周期(100％emission duty)来驱动，故将显示于背景区103的像素值予以减半，如此使得背景区103能够维持原本的背景亮度，有效避免背景区103于启动指纹辨识时的亮度变亮的而造成使用者使用体验不佳的问题。
由以上的说明可知，本发明藉由延伸伽马装置以延伸显示面板上显示数据的亮度表现，据此，在光学指纹辨识时，可以提升指纹辨识区的亮度表现，达到最高的亮度表现，而充分确保了指纹辨识区具有光学指纹辨识所需的高亮度环境，此外，藉由显示驱动装置依发光周期的变动比例来调整对应显示于背景区的显示图框的像素值以补偿亮度的变化，有效避免了背景区于启动指纹辨识时的亮度变亮的问题。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (13)

1.一种实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，包含：
一显示面板，具有多数个像素，每一像素包含至少一特定颜色次像素，其中该显示面板的显示区包含一背景区及一光学指纹辨识区；
一显示驱动装置，驱动该显示面板，以将一显示图框显示于该显示面板，其中该显示图框的像素值为0至2p-1，p为大于或等于1的整数；以及
一延伸伽马装置，对于每一特定颜色，具有分别对应2p个伽马电压值的2p个灰阶值、及分别对应q个延伸伽马电压值的q个延伸灰阶值，当中q为大于或等于1且小于或等于2p的整数，该2p个灰阶值与2p个伽玛电压值是标准支持p位色深显示的灰阶值与伽玛电压值，
其中，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该指纹辨识区的显示图框的像素值，由该延伸伽马装置对照出一延伸灰阶值，据以选用该对照出的延伸灰阶值所对应的延伸伽马电压值来驱动该显示面板。
2.如权利要求1所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于启动指纹辨识时，该对照出的延伸灰阶值及其所对应的延伸伽马电压值分别为第q延伸灰阶值及第q延伸伽马电压值。
3.如权利要求2所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该显示面板的亮度是以一发光周期来控制，且于启动指纹辨识时，该显示面板是以全满的发光周期来驱动。
4.如权利要求3所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该显示面板的每一像素包含一红色次像素、一绿色次像素及一蓝色次像素。
5.如权利要求4所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该指纹辨识区的显示图框的绿色次像素值及蓝色次像素值，由该延伸伽马装置对照出对于绿色及蓝色的第q延伸灰阶值，据以选用该对照出的对于绿色及蓝色的第q延伸灰阶值所对应的对于绿色及蓝色的第q延伸伽马电压值来驱动该显示面板。
6.如权利要求4所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该指纹辨识区的显示图框的绿色次像素值，由该延伸伽马装置对照出对于绿色的第q延伸灰阶值，据以选用该对照出的对于绿色的第q延伸灰阶值所对应的对于绿色的第q延伸伽马电压值来驱动该显示面板。
7.如权利要求4所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于启动指纹辨识时，显示驱动装置依发光周期的变动比例来调整对应显示于该背景区的显示图框的像素值以补偿亮度的变化。
8.如权利要求7所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于启动指纹辨识时，该显示驱动装置将对应显示于该背景区的显示图框的像素值调整为：
R’＝R*EM_duty，
G’＝G*EM_duty，
B’＝B*EM_duty，
其中，R、G、B为对应显示于该背景区的每一像素的原始色彩值，R’、G’、B’为对应显示于该背景区的每一像素的调整后的色彩值，EM_duty为尚未启动指纹辨识时的发光周期百分比。
9.如权利要求1所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，于该延伸伽马装置中，每一该q个延伸伽马电压值是位在该2p个伽马电压值所形成的电压范围外，且位在该显示面板所可耐受的电压范围内。
10.如权利要求9所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该2p个灰阶值为递增，该q个延伸灰阶值是由第2p灰阶值延伸且为递增，灰阶值的大小与该显示面板的像素的亮度成正比，延伸灰阶值的大小与该显示面板的像素的亮度成正比。
11.如权利要求10所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该2p个伽马电压值为递减，该q个延伸伽马电压值是由第2p伽马电压值延伸且为递减，伽马电压值的大小与显示面板的像素的亮度成反比，延伸伽马电压值的大小与显示面板的像素的亮度成反比。
12.如权利要求10所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该2p个伽马电压值为递增，该q个延伸伽马电压值是由第2p伽马电压值延伸且为递增，伽马电压值的大小与显示面板的像素的亮度成正比，延伸伽马电压值的大小与显示面板的像素的亮度成正比。
13.如权利要求9所述的实现局部高亮度的显示设备，其特征在于，该延伸伽马装置储存有N个灰阶值与延伸灰阶值、及对应的N个伽马电压值与延伸伽马电压值，其中N为一整数且2<＝N<＝2p+q，而其余灰阶值与延伸灰阶值所对应的伽马电压值与延伸伽马电压值是由该储存的灰阶值与延伸灰阶值、及对应的伽马电压值与延伸伽马电压值，以内插法计算所产生。
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