同步且局部地关断AMOLED面板的显示器下传感器区域中的子像素

摘要

描述了一种包括显示面板和传感器的装置。显示面板包括被配置为引导光通过显示面板的前侧的像素阵列。每个像素包括子像素，所述子像素中的每一个包括有机发光二极管(OLED)以及用于控制到OLED的电流的集成电路(IC)。传感器被布置在显示面板的后侧。传感器包括发射器，所述发射器被配置为发射通过显示面板的第一区域透射的电磁辐射。第一区域之外的像素阵列的子像素的IC包括第一IC布置。第一区域之内的像素阵列的子像素的IC除第一IC布置之外还包括晶体管。晶体管被配置为作为控制来自子像素的光的发射的控制开关进行操作。

说明书

技术领域

本公开涉及具有显示器下传感器(under-display sensor)的有机发光二极管(OLED)显示器，并且尤其涉及同步且局部地关断来自有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)面板的显示器下显示器区域中的子像素的光发射，以避免由从AMOLED面板之下的传感器发射器所发射的电磁辐射(例如，IR光)所导致的不期望的图像变化。

背景技术

移动设备的显示面板可以包括嵌入在屏幕的覆盖玻璃之下的传感器，诸如前置摄像头或脸部识别传感器。当这样的传感器执行相关联参数——诸如3D检测、接近度等——的感测时，该传感器的发射器通过显示器发射诸如红外波的电磁辐射。来自该传感器的电磁辐射与用于驱动AMOLED显示像素的像素电路之间的相互作用会在该显示器中导致不期望的效应，诸如由于EM辐射和像素电路之间的相互作用而导致的像素意外亮度增加。例如，布置在这样的显示面板中的像素的子像素的常规电路会由于像素电路中的晶体管开关的关断泄漏电流的增加而导致意外的亮度增加，而所述关断泄漏电流的增加则是由于晶体管结构中对电磁辐射的吸收而导致。这样的亮度增加会不期望地导致由于增加的亮度而导致的图像失真。因为来自子像素的光中的小部分会被显示面板内部结构反射回去，并且成为针对传感器的噪声，所以在传感器通过显示面板捕捉信号(诸如可见光和红外线)时，它们的性能也会被显示器子像素的照明所影响。

发明内容

本公开涉及协同传感器的操作同步且局部地关断有机发光二极管(OLED)面板的显示器下传感器区域中的子像素。子像素的这种同步且局部的关断可以减少(例如，避免)由于OLED面板的传感器发射器所发射的电磁辐射所导致的不期望的明度变化。

在一个方面，描述了一种装置，其包括显示面板和传感器。该显示面板包括像素阵列，其被配置为引导光通过该显示面板的前侧。每个像素包括一个或多个子像素。每个子像素包括有机发光二极管(OLED)以及用于控制到该OLED的电流的集成电路。该传感器被布置在该显示面板的后侧。后侧与前侧相反。该传感器包括发射器，其被配置为发射通过该显示面板的第一区域透射的电磁(EM)辐射。在该显示面板的该第一区域之外的像素阵列的一个或多个子像素的集成电路包括第一集成电路布置。该像素阵列在该显示面板的该第一区域之内的一个或多个子像素的集成电路除该第一集成电路布置之外还包括晶体管。该晶体管被配置为作为控制来自子像素的光的发射的控制开关进行操作。

在一些变型中，可以附加地单独地或者以任何可行的组合来实施以下的一种或多种。该晶体管被连接在向该像素阵列在该第一区域内的一个或多个子像素的子像素电路供应电流的电源与相对应子像素的OLED之间。该控制开关的栅极连接至控制器件，所述控制器件被配置为将来自子像素的光的发射与来自传感器的EM辐射的发射进行同步，以减少由于该子像素的集成电路对EM辐射的吸收所导致的来自该子像素的不期望的光发射。所同步的发射防止了该像素阵列在特定区域内的至少一个子像素的异常变亮。该控制器件被配置为将来自该显示面板的该第一区域中的多个子像素的光的发射与来自该传感器的EM辐射的发射进行同步，以减少由于该多个子像素的集成电路对EM辐射的吸收所导致的来自该子像素的不期望的光发射。

该第一集成电路布置是七个晶体管、一个电容器的布置。

在另一个方面，描述了一种包括上文所提到的装置的移动设备。

在又另一个方面，描述了一种装置，其包括至少一个传感器和显示面板。该至少一个传感器包括发射器，其被配置为发射电磁辐射。该显示面板包括位于远离至少一个传感器的第一区域和该至少一个传感器上方的第二区域中的像素阵列。该像素阵列中的每个像素包括两个或更多个子像素。该像素阵列在该第一区域内的一个或多个子像素包括第一子像素电路，其在操作期间被第一初始化电压所电初始化。该像素阵列在该第二区域中的一个或多个子像素包括第二子像素电路，其耦合至用于在操作期间选择第二初始化电压的控制开关。该第二初始化电压从包括该第一初始化电压和高于该第一初始化电压的另一个电压的选项中选择。该控制开关被控制以在该发射器发射电磁辐射时选择该第二初始化电压作为该另一电压。

在一些变型中，可以附加地单独地或者以任何可行的组合来实施以下的一种或多种。该控制开关由从显示驱动器IC、时序控制器IC或传感器系统之一生成的信号所控制。该第二区域包括多个子像素电路，所述多个子像素电路包括该第二子像素电路。在操作期间，该多个子像素电路中的每个子像素电路的初始化电压与该多个子像素电路中的其它子像素电路同步。对该第二初始化电压的选择被配置为致使该第二子像素电路中的晶体管处于关断状态。该晶体管的关断状态防止该第二子像素发射光。

如下文进一步描述的，该装置可以进一步包括附加晶体管，其被配置为作为控制来自该子像素的光的发射的控制开关进行操作。

在另一个方面，描述了一种包括上文所提到的装置的移动设备。

在一些方面，描述了一种修改有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器的子像素电路的方法。获取子像素电路。该子像素电路包括七个晶体管和一个电容器。该子像素电路包括输入电节点，其被配置为利用第一初始化电压而被初始化。该子像素电路耦合至该AMOLED显示器的多个有机发光二极管(OLED)中的一个OLED。该子像素电路被配置为控制要通过该OLED的驱动电流以控制来自该OLED的光发射。附加晶体管被相连到该子像素电路之中。除了该子像素电路中已经存在的发射控制开关之外，该附加晶体管被配置为作为控制驱动电流的开关进行操作。控制开关被电连接至该输入电节点。该控制开关为该子像素电路提供在该第一初始化电压和第二初始化电压之间的选择以初始化该子像素电路。该第二初始化电压高于该第一初始化电压。该控制开关电连接至控制集成电路，其导致该控制开关在与该AMOLED显示器相关联的传感器发射电磁波时选择该第二初始化电压。

在一些变型中，可以附加地单独地或者以任何可行的组合来实施以下的一种或多种。该控制集成电路是显示驱动器IC、时序控制器块和传感器系统中的至少一个。对该第二初始化电压的选择致使该子像素电路的晶体管处于关断状态，该关断状态防止了来自该OLED的光发射。以上所提到的方法进一步包括组装包括该AMOLED显示器和传感器的移动设备，该传感器被布置在该显示器后面并且被布置为通过该显示器发射电磁辐射。将要理解的是，上文结合装置所描述的特征也可以结合上文所描述的方法来实施。

一些实施方式可以具有以下优势。OLED面板的显示器下传感器区域中的子像素的同步且局部关断可以有利地避免不期望的与该OLED面板下的传感器发射器所发射的电磁辐射相关联的明度增加，由此为用户提供了更加愉悦的视觉体验。

下文给出一种或多种实施方式的细节。该主题的其它特征和优势将由于详细描述、附图和权利要求而清楚明白。

附图说明

图1A和图1B分别是包括显示面板和传感器的装置的平面图和截面图，所述传感器电连接至计算设备的屏幕并且位于所述屏幕的特定位置(也被称作区域)之下。

图2是装置的截面图，示出了从传感器发射器所发射的信号的各个部分以及这样的信号(例如，关断状态信号)的部分被泄漏回到传感器接收器之中。

图3A-3C是图示装置中的子像素响应于电路层中的电磁吸收的不期望的变亮的过程的电路图。

图4是针对传感器的位置上方的区域(即，针对“局部”区域)而对图3A-3C的子像素电路进行的第一修改的子像素电路的电路图。

图5是示出显示面板的每个“局部”区域内的子像素电路由附加像素发射控制信号，EMS，所控制，使得来自局部子像素电路的光发射可以与该显示器下的传感器的操作同步地被一起接通/关断，而其它子像素电路仅由常规发射控制信号所控制的电路图。

图6图示了控制显示面板的两个局部区域内的全部子像素电路的附加像素发射控制信号(EMS)。

图7是包括对图3A-3C的子像素电路进行的第二修改的子像素电路的电路图。

图8是示出针对跨节点A的局部区域内的每个子像素电路中的电压V

图9图示了如使用图7和8中的电路所描述的显示面板边界区处的开关块的配置。

图10是示出修改常规7T1C子像素电路以获得图4、5、7和8的修改从而消除泄漏电流的方法的流程图。

各图中同样的附图标记指示同样的要素。

具体实施方式

图1A和图1B分别是包括显示面板104和位于该显示面板之下的传感器106的示例装置102(例如，智能电话)的平面图和截面图。装置102是显示面板104针对其形成屏幕110的计算设备112(例如，智能电话)的一部分。屏幕110包括传感器106位于其下的分立区域108a和108b。如下文所讨论的，显示器104和传感器106的操作可以在特定区域108a和108b处电同步。位置108a和108b中的每一个也可以被称作“局部”区域。

显示面板104包括像素，每个像素可以包括两个或更多个子像素——例如，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。每个子像素具有相对应的子像素电路114，其控制来自该子像素的相应有机发光二极管(OLED)的发射。红色子像素的子像素电路114的OLED被示为R，绿色子像素的子像素电路114的OLED被示为G，并且蓝色子像素的子像素电路114的OLED被示为B。OLED R被配置为发射红色光，OLED G被配置为发射绿色光，并且OLED B被配置为发射蓝色光。OLED R、G和B是相对应的子像素电路114的一部分(如在图3A-3C、4、5、7和8中所阐明的)，但是在图1B中仅为了简明而被单独示出。子像素电路114是显示面板104的一部分。显示面板104可以进一步包括覆盖玻璃116和/或其它组件(例如，偏振片和/或其它光学或保护层)。

下文关于图2和3A-3C来解释使用经修改的子像素电路而被克服的与传统子像素电路相关联的一些缺陷，并且该经修改的子像素电路的方面在下文通过图4-9更加详细地进行描述。

传感器106包括接收器118和发射器120。在操作期间，发射器发射电磁(EM)辐射126(例如，红外辐射)，所述EM辐射行进通过显示面板104并且进入到周边环境之中。一些所发射的EM辐射被反射回传感器，并且被接收器118作为信号122所接收。通常，传感器106所发射的EM辐射的类型取决于传感器的类型。

显示面板104可以利用有源矩阵寻址方案来驱动，并且可以被称作有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)面板。该有源矩阵显示方案相比无源矩阵有机发光二极管(PMOLED)面板中的无源矩阵显示方案会是有利的，因为AMOLED面板可以提供比PMOLED面板更高的刷新率，并且消耗明显比PMOLED面板更少的功率。子像素也可以使用术语亚像素来表示。

传感器106可以包括以下的一个或多个：至少一个脸部检测传感器，至少一个接近度传感器，诸如前置摄像头的图像传感器，或者至少一个被配置为感测诸如条形码和/或快速响应(QR)码的机器可读的数据表示的传感器，具有发射器的任何其它一个或多个传感器，和/或它们的任何组合。在一些实施方式中，除了传感器106之外或者作为其替代，装置102可以包括一个或多个其它传感器，诸如至少一个全球定位系统(GPS)、至少一个周边光照传感器、至少一个指纹传感器、至少一个心率传感器、至少一个温度计、至少一个空气湿度传感器、至少一个辐射水平传感器以及任何其它适当传感器。

局部区域108a和108b在屏幕110上的某些位置(例如，区域)被示出。在替换实施方式中，传感器106和相对应的局部区域108a和108b可以位于屏幕110上传感器106所在的任何其它的一个或多个地方。在一些实施方式中，局部区域108a和108b可以占据与图1A中所示出的相比任何更少屏幕空间量或者任何更多屏幕空间量。局部区域108a和/或108b可以被称作第一区域。远离传感器106的区域则可以被称作第二区域。

总体上，计算设备112可以是移动设备，诸如电话、平板计算机、板式计算机、膝上计算机、诸如智能手表的可穿戴设备、数码相机，任何其它的一个或多个移动设备，等等。在替换实施方式中，计算设备112可以是任何其它的计算设备，诸如台式计算机、信息亭计算机、电视和/或任何其它的一个或多个计算设备。

图2以缺少传感器106和显示面板104之间的同步的方式图示了它们的操作。特别地，接近于接收器118的子像素发射光202，所述光202对于该显示器所呈现的图像有所贡献。该光204中的一些被像素朝向接收器118向后泄漏。这样的光204可能成为针对传感器106的噪声。同时地，传感器发射器120发射EM辐射126，其由信号122所描绘的通过显示面板返回至传感器接收器118。来自传感器发射器120的EM辐射会在EM辐射126从面板后方穿过显示面板时通过增加像素电路中的晶体管关断泄漏电流而导致意外的像素操作，并且会影响到屏幕上的图像质量。

然而，可以通过针对那些受影响像素修改子像素电路来缓解这样的影响。例如，如图4-9所描述的，装置102中的子像素电路114可以包括针对常规子像素电路206的修改，并且这样的修改最小化和/或消除了如由子像素电路114中的晶体管开关的关断状态泄漏电流所导致的对于图像质量的不期望影响。子像素电路114中的这种修改可以通过以下来最小化或消除对图像质量的不利影响：(1)将来自传感器106位于其下方的区域中的子像素的光发射局部关断尽可能短的时间，同时(2)将来自所述子像素的光发射与传感器106的操作同步。

图3A-3B图示了在常规操作期间响应于像素电路层中的EM辐射吸收的子像素的不期望的变亮的过程。常规装置具有传统的子像素电路206，使得每个传统的子像素电路206可以具有子像素电路结构，所述子像素电路结构特别地具有七个晶体管和一个电容器(即，七个晶体管和一个电容器的子像素电路结构，其也可以被简称为7T1C子像素电路结构)。

在304，传统子像素电路206可以接收来自常规显示器屏幕下的传感器的发射器的EM辐射126。响应于该EM辐射126，子像素电路206可以生成关断状态信号(例如，泄漏信号，其可以是泄漏电流)302。在306，泄漏信号/电流可以导致电荷通过晶体管T3和T4传输，所述晶体管T3和T4两者都被配置作为传统子像素电路206内的开关。由于通过晶体管T3和T4的泄漏电流，栅极电极G处的电压在308减小，这进而还在308导致增加I

图4图示了子像素电路414的第一部分，其示出了针对传感器106的位置上方的区域(即，针对“局部”区域108a和108b)而对图3A-3C的常规子像素电路206所进行的第一修改。该第一修改是添加发射控制开关，其允许与传感器的操作同步地将相对应子像素的发射关断。在这种情况下，该发射控制开关是针对常规电路的附加晶体管T8，以针对传感器106位于其下方的显示面板104中的区域提供发射控制信号，EMS。

虽然晶体管T8被示为在晶体管T6和彩色OLED之间实施，但是在替换实施方式中，晶体管T8可以连接在电压点V

在一些实施方式中，如下文参考图6所描述的，单个发射控制信号EMS可以控制所有的局部区域108a和108b。在替换实施方式中，可以针对相对应的局部区域108a/108b使用单独的发射控制信号EMS，使得每个局部区域108a/108b的子像素可以独立于其它局部区域108a/108b被控制。

图5图示了显示面板104内的每个局部区域108a/108b内的子像素电路414的部分。在局部区域108a/108b之外是传统的子像素电路206。每个电路414可以由单个发射控制信号EMS所控制，使得每个这样的子像素电路414可以被一起接通/关断(其是在与下方的传感器的操作同步的同时关断局部区域108a/108b中的所有子像素)。例如，EMS可以在传感器发射和/或检测到EM辐射的同时在短时段(例如，10毫秒或更少、5毫秒或更少、2毫秒或更少)内停止来自相对应子像素的发射。

在下文描述的图6中也示出了这种布置。使用EMS关断子像素消除了有所增加的I

图6图示了如使用图5中的电路所描述的控制显示面板104的两个局部区域内的所有子像素电路414的单个电磁控制信号(EMS)(标记为局部黑色控制信号)。在这里，如下文通过图6所描述的，单个发射控制信号EMS可以控制所有局部区域中的子像素。在替换实施方式中，可以针对每个相对应的局部区域使用单独的发射控制信号EMS，使得每个局部区域的子像素可以独立于其它局部区域得到控制。单个发射控制信号EMS可以从显示驱动系统中的显示驱动器IC或时序控制器电路所生成并供应，并且用于EMS信号的一个迹线/多个迹线可以被置于达到局部区域108a、108b的面板边缘区域上。

图7图示了子像素电路414的第二部分，其示出了针对图3A-3C的传统子像素电路206的另一个修改。该修改是安排针对局部区域108a和108b(其可以被称作第二区域)中的子像素的初始化电压V

虽然子像素电路414的第二部分在该附图中被示为独立于图4-6中所示的第一部分，但是在替换的电路中，子像素电路414的第一部分和第二部分二者可以共存。

图8图示了针对跨节点A在局部区域108a和/或108b内的每个子像素电路414中的电压V

图9图示了在V

图10图示了修改常规的7T1C子像素电路206以获得图4、5、7和8的修改从而消除泄漏电流的方法。可以在1002获取7T1C子像素电路206的设计。7T1C子像素电路206可以包括七个晶体管T1-T7以及一个电容器C

在1004，向7T1C子像素电路206的设计添加第八晶体管T8。该第八晶体管T8可以被配置为作为控制驱动电流的开关进行操作，例如如上文参考图4和5所描述的。

在1006，构建像素电路并且将控制开关(例如，如图7中所示的V

该控制集成电路可以是显示驱动集成电路、时序控制器块和传感器系统中的至少一个。该第二初始化电压V

本文所描述主题的各种实施方式可以以数字电子电路、集成电路、特殊设计的专用集成电路(ASIC)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合来实施。这些各种实施方式可以以一个或多个计算机程序来实施。这些计算机程序可以是能够在可编程系统上执行和/或被解释。可编程系统可以包括至少一个可编程处理器，其可以具有特殊目的或一般目的。该至少一个可编程处理器可以耦合至存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。该至少一个可编程处理器可以从该存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令以及向它们传送数据和指令。

这些计算机程序(也被称作程序、软件、软件应用或代码)可以包括用于可编程处理器的机器指令，并且能够以高级过程和/或面向对象的编程语言来实施，和/或以汇编/机器语言来实施。如本文所使用的，术语“机器可读介质”可以是指用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑设备(PLD))，包括能够接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”可以是指被用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

为了提供与用户的交互，屏幕110可以向用户显示数据。传感器106可以接收来自一个或多个用户和/或周边环境的数据。计算设备112因此可以基于用户或其它反馈进行操作，所述反馈可以包括感觉反馈，诸如视觉反馈、听觉反馈、触觉反馈以及任何其它反馈。为了提供与用户的交互，还可以提供其它设备，诸如键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆和/或任何其它设备。来自用户的输入可以以任何形式被接收，诸如声音输入、话音输入、触觉输入，或者任何其它输入。

虽然上文已经详细描述的各种实施方式，但是其它修改也是可能的。例如，本文所描述的逻辑流程并不要求所描述的特定连续顺序来实现所期望的结果。其它实施方式处于以下权利要求的范围之内。