CN114675445A - 显示装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置及其应用方法,涉及感测技术领域,为解决监测脉搏的设备携带不便的问题。所述显示装置包括:阵列基板,所述阵列基板包括基底,以及呈阵列分布在所述基底上的多个子像素区,在至少部分所述子像素区中,相邻子像素区之间具有间隔区;设置于所述基底上的多个感光模块,每个所述感光模块在所述基底上的正投影与所述间隔区在所述基底上的正投影至少部分交叠;设置于所述基底的周边区域的处理模块,所述处理模块与所述多个感光模块耦接,用于接收各所述感光模块反馈的电信号,并将所述电信号转换为脉搏信号。本发明提供的显示装置用于显示和脉搏监测。
Description
技术领域
本发明涉及感测技术领域,尤其涉及一种显示装置及其应用方法。
背景技术
随着人们生活质量的不断提高,健康问题越来越受到人们的重视。人体循环系统由心脏、血管、血液组成,负责人体氧气、二氧化碳、养分及废物的运送。血液经由心脏的左心室收缩而挤压流入主动脉,随即传递到全身动脉。动脉为富有弹性的结缔组织与肌肉所形成管路。当大量血液进入动脉将使动脉压力变大而使管径扩张,在体表较浅处动脉即可感受到此扩张,即所谓的脉搏。脉搏作为反映人体将康状态的重要指标,在日常生活中常被人们监测。
但是目前用于监测脉搏的设备均为独立的专门用于监测脉搏的设备,人们若要随时随地的监测脉搏就需要携带该设备,为人们的出行带来不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示装置及其应用方法,用于解决用于监测脉搏的设备携带不便的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明的第一方面提供一种显示装置,包括:
阵列基板,所述阵列基板包括基底,以及呈阵列分布在所述基底上的多个子像素区,在至少部分所述子像素区中,相邻子像素区之间具有间隔区;
设置于所述基底上的多个感光模块,每个所述感光模块在所述基底上的正投影与所述间隔区在所述基底上的正投影至少部分交叠;
设置于所述基底的周边区域的处理模块,所述处理模块与所述多个感光模块耦接,用于接收各所述感光模块反馈的电信号,并将所述电信号转换为脉搏信号。
可选的,所述多个感光模块在所述基底上的正投影的面积S1满足:8%*S2≤S1≤12%*S2,S2为所述多个子像素区在所述基底上的正投影的面积。
可选的,所述多个子像素区划分为呈阵列分布的多个像素单元区,每个像素单元区包括至少两个子像素区,所述至少两个子像素区对应的子像素的发光颜色不同;所述多个像素单元区能够划分为沿第一方向排列的多列像素单元区,每列像素单元区包括沿第二方向依次排列的多个所述像素单元区;相邻两列像素单元区之间具有至少部分所述间隔区。
可选的,所述多个感光模块划分为沿第一方向排列的多列感光模块,每列感光模块包括沿第二方向依次排列的多个所述感光模块;所述多列感光模块与所述多列像素单元区交替分布。
可选的,所述显示装置还包括:
与所述阵列基板相对设置的对向基板;
液晶层,所述液晶层位于所述对向基板与所述阵列基板之间;
背光源,所述背光源位于所述阵列基板背向所述液晶层的一侧。
可选的,所述显示装置还包括:
与所述子像素区一一对应的多个子像素驱动电路,所述子像素驱动电路在所述基底上的正投影,与对应的所述子像素区在所述基底上的正投影至少部分交叠;
多个阳极图形,所述多个阳极图形与所述多个子像素驱动电路一一对应,所述阳极图形位于对应的子像素驱动电路背向所述基底的一侧,所述阳极图形能够接收对应的子像素驱动电路提供的驱动信号;
多个有机发光图形,所述多个有机发光图形与所述多个阳极图形一一对应,所述有机发光图形位于对应的阳极图形背向所述基底的一侧;
阴极层,所述阴极层位于所述多个有机发光图形背向所述基底的一侧。
可选的,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线和多条感测信号线,所述第一控制信号线和所述感测信号线相交;所述多个感光模块呈阵列分布,所述多个感光模块划分为多行感光模块和多列感光模块,所述多行感光模块与所述多条第一控制信号线一一对应,所述多列感光模块与所述多条感测信号线一一对应;每个所述感光模块均包括:
光电二极管,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与对应的所述第一控制信号线,对应的所述感测信号线和所述光电二极管的第二极耦接,用于:在对应的所述第一控制信号线的控制下,控制导通或断开对应的所述感测信号线和所述光电二极管的第二极之间的电连接。
可选的,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线、多条第二控制信号线、多条复位信号线、多条电源线和多条感测信号线;所述多条第一控制信号线、多条第二控制信号线和多条复位信号线均沿第一方向延伸,多条电源线和多条感测信号线均沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相交;所述多个感光模块划分为多行感光模块和多列感光模块,所述多行感光模块与所述多条第一控制信号线一一对应,所述多行感光模块与所述多条第二控制信号线一一对应,所述多行感光模块与多条复位信号线一一对应;所述多列感光模块与所述多条电源线一一对应,所述多列感光模块与所述多条感测信号线一一对应;每个所述感光模块均包括:
光电二极管,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端耦接;
驱动子电路,所述驱动子电路的控制端与所述光电二极管的第二极耦接,所述驱动子电路的第一端与对应的所述电源线耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与所述驱动子电路的第二端,对应的所述第一控制信号线和对应的所述感测信号线耦接;用于在对应的所述第一控制信号线的控制下,控制导通或断开所述驱动子电路的第二端与对应的所述感测信号线之间的电连接;
第二控制子电路,所述第二控制子电路分别与所述光电二极管的第二极,对应的第二控制信号线和对应的复位信号线耦接,用于在对应的所述第二控制信号线的控制下,控制导通或断开所述光电二极管的第二极与对应的复位信号线之间的电连接。
基于上述显示装置的技术方案,本发明的第二方面提供一种显示装置的应用方法,应用于上述显示装置,所述应用方法包括:
显示时段,各子像素区对应的子像素实现显示功能;
复位时段,多个感光模块释放残存电荷;
感测时段,多个感光模块感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
可选的,所述感测时段具体包括:
在室外感测的况下,控制各子像素区中对应的红色子像素关闭,或者控制各子像素区中对应的红色子像素显示黑色画面,或者控制显示装置中的红色背光源关闭;
多个感光模块感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
本发明提供的技术方案中,将感光模块设置于阵列基板中相邻的子像素区之间,实现了在显示器中集成脉搏检测功能,使得显示装置兼具显示功能和感应心脏脉动的功能;这样在将所述显示装置应用于如:手机、平板电脑、笔记本电脑等移动便携设备中时,能够保证方便人们出行的同时,实现随时随地的监测脉搏。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的显示装置的第一结构示意图;
图2为本发明实施例提供的显示装置处于感测时段的示意图;
图3为本发明实施例提供的显示装置的第二结构示意图;
图4为本发明实施例提供的显示装置的模块示意图;
图5为本发明实施例提供的显示装置的感测时序示意图;
图6为本发明实施例提供的感光模块的第一示意图;
图7为本发明实施例提供的感光模块的第二示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的显示装置及其应用方法,下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1,本发明实施例提供了一种显示装置,包括:
阵列基板,所述阵列基板包括基底,以及呈阵列分布在所述基底上的多个子像素区(如红色子像素区R、绿色子像素区G和蓝色子像素区B),在至少部分所述子像素区中,相邻子像素区之间具有间隔区20。
设置于所述基底上的多个感光模块10,每个所述感光模块10在所述基底上的正投影与所述间隔区20在所述基底上的正投影至少部分交叠。
设置于所述基底的周边区域的处理模块,所述处理模块与所述多个感光模块10耦接,用于接收各所述感光模块10反馈的电信号,并将所述电信号转换为脉搏信号。
示例性的,所述多个子像素区与所述显示装置中的多个子像素一一对应,所述子像素中的至少部分结构位于对应的子像素区中。
示例性的,所述显示装置包括液晶显示器,所述显示装置中的每个子像素均包括像素电极和对应的液晶分子,所述像素电极在所述基底上的正投影与对应的所述子像素区在所述基底上的正投影至少部分交叠。
示例性的,所述显示装置包括有机发光二极管显示器(即OLED显示器),所述显示装置中的每个子像素均包括子像素驱动电路,阳极图形,有机发光材料层。示例性的,所述子像素驱动电路在所述基底上的正投影与对应的所述子像素区在所述基底上的正投影至少部分交叠。
示例性的,每个所述感光模块10在所述基底上的正投影均位于所述间隔区20在所述基底上的正投影的内部,即所述间隔区20为所述感光模块10的工作区域。
示例性的,所述处理模块包括设置于所述显示装置边缘区域的处理芯片和模数转换器;示例性的,所述处理芯片包括ROIC(英文:read out IC)。
上述显示装置的工作过程如下:
在显示时段,所述显示装置控制各子像素区对应的子像素实现显示功能。
在复位时段,多个感光模块10释放其内部残存的电荷。
感测时段,待测体与所述显示装置接触,多个感光模块10感测其接收到的光线的变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
需要说明,脉搏跳动时待测体血液中血红素含量变化,光线经待测体反射到感光模块10的光强不同,进而测试得到的脉搏跳动次数不同。而且,脉搏跳动时待测体表面的压强变化,待测体与显示装置接触面积发生变化,光线经待测体反射到感光模块10的光强不同,转变的电压信号不同,进而测试得到的脉搏跳动次数不同。
根据上述显示装置的具体结构和工作过程可知,本发明实施例提供的显示装置中,将感光模块10设置于阵列基板中相邻的子像素区之间,实现了在显示器中集成脉搏检测功能,使得显示装置兼具显示功能和感应心脏脉动的功能;这样在将所述显示装置应用于如:手机、平板电脑、笔记本电脑等移动便携设备中时,能够保证方便人们出行的同时,实现随时随地的监测脉搏。
在一些实施例中,所述多个感光模块10在所述基底上的正投影的面积S1满足:8%*S2≤S1≤12%*S2,S2为所述多个子像素区在所述基底上的正投影的面积。
需要说明,S1为所述多个感光模块10在所述基底上的正投影的面积之和,S2为所述多个子像素区在所述基底上的正投影的面积之和。
示例性的,所述感光模块10包括光电二极管PIN,在1mm2范围内,PIN在所述基底上的正投影的面积占100um2。
示例性的,布局所述多个感光模块10时,按照一定周期调整子像素的尺寸,预留所述间隔区20来设置感光模块10。
上述设置S1满足8%*S2≤S1≤12%*S2,使得所述显示装置能够很好的保证显示功能和感测功能的正常进行。
如图1所示,在一些实施例中,所述多个子像素区划分为呈阵列分布的多个像素单元区30,每个像素单元区30包括至少两个子像素区,所述至少两个子像素区对应的子像素的发光颜色不同;所述多个像素单元区30能够划分为沿第一方向排列的多列像素单元区30,每列像素单元区30包括沿第二方向依次排列的多个所述像素单元区30;相邻两列像素单元区30之间具有至少部分所述间隔区20。
示例性的,所述像素单元区30对应一个像素单元,所述像素单元包括至少两个不同颜色的子像素。示例性的,所述像素单元包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。
如图1所示,在一些实施例中,设置所述多个感光模块10划分为沿第一方向排列的多列感光模块10,每列感光模块10包括沿第二方向依次排列的多个所述感光模块10;所述多列感光模块10与所述多列像素单元区30交替分布。
示例性的,所述多列感光模块10与所述多列像素单元区30中,一列感光模块10与一列像素单元区30交替分布。
上述设置方式使得所述显示装置中的显示区域和感测区域能够均匀分布,从而更好的保证了显示装置的显示质量和感测脉搏的准确性。
在一些实施例中,所述显示装置还包括:
与所述阵列基板相对设置的对向基板。
液晶层,所述液晶层位于所述对向基板与所述阵列基板之间。
背光源,所述背光源位于所述阵列基板背向所述液晶层的一侧。
示例性的,所述显示装置包括液晶显示器,即所述显示装置能够分时实现显示功能和脉搏的感测功能。
示例性的,所述对向基板包括彩膜基板,所述彩膜基板包括多个不同颜色的色阻图形。示例性的,所述色阻图形包括红色色阻图形、绿色素组图形和蓝色色阻图形。
示例性的,所述色阻图形与所述子像素区一一对应,所述子像素区对应的子像素的发光颜色与对应的色阻图形的颜色相同。
示例性的,所述背光源包括多种颜色的发光二极管(LED),如:红色LED、绿色LED和蓝色LED。
示例性的,在所述显示装置包括液晶显示器的情况下,在感测时段,背光源发出的光线通过相应的液晶层后,穿过色阻图形射向待测体(如:手指或人体动脉通过的任何部分),被待测体反射后射向所述感测模块,所述感测模块将感测到的光信号转换为电信号后传输至感测信号线SL,并经感测信号线SL传输至处理模块,所述处理模块根据所述电信号计算得到脉搏信号。
示例性的,在所述显示装置包括液晶显示器的情况下,在感测时段P12,至少部分红色子像素或全部红色子像素显示黑色。示例性的,所述至少部分红色子像素为位于所述感光模块10周边的红色子像素,所述至少部分红色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
示例性的,在所述显示装置包括液晶显示器的情况下,在感测时段P12,所述背光源中的至少部分红色LED或全部红色LED关闭。示例性的,所述至少部分红色LED在所述基底上的正投影,位于所述感光模块10在所述基底上的正投影的周边。示例性的,所述至少部分红色LED发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
值得注意,由于人体的手指具有红色波长的反射和透射量,在室外的阳光下难以进行稳定的测量,因此在所述显示装置在室外进行感测时,可以通过控制关闭红色子像素或者关闭红色LED背光,来提升脉搏感测的准确性。
上述实施例提供的显示装置中,实现了将脉搏感测功能集成在液晶显示装置中,实现了In Cell结构的显示装置。
在一些实施例中,所述显示装置还包括:
与所述子像素区一一对应的多个子像素驱动电路,所述子像素驱动电路在所述基底上的正投影,与对应的所述子像素区在所述基底上的正投影至少部分交叠;
多个阳极图形,所述多个阳极图形与所述多个子像素驱动电路一一对应,所述阳极图形位于对应的子像素驱动电路背向所述基底的一侧,所述阳极图形能够接收对应的子像素驱动电路提供的驱动信号;
多个有机发光图形,所述多个有机发光图形与所述多个阳极图形一一对应,所述有机发光图形位于对应的阳极图形背向所述基底的一侧;
阴极层,所述阴极层位于所述多个有机发光图形背向所述基底的一侧。
示例性的,所述显示装置包括有机发光二极管显示器(即OLED显示器),所述显示装置能够分时实现显示功能和脉搏的感测功能。
示例性的,所述子像素驱动电路包括7T1C结构(即七个晶体管和一个电容)。
示例性的,所述子像素驱动电路包括2T1C结构(即两个晶体管和一个电容)。
示例性的,所述阳极图形位于对应的子像素驱动电路背向所述基底的一侧,所述阳极图形与对应的子像素驱动电路耦接,能够接收对应的子像素驱动电路提供的驱动信号。
示例性的,所述有机发光图形包括红色有机发光图形、绿色有机发光图形和蓝色有机发光图形。
示例性的,所述显示装置还包括阴极层,所述阴极层位于所述有机发光图形背向所述基底的一侧。示例性的,所述阴极层为覆盖全部子像素区的一整层阴极层。
如图2所示,示例性的,在所述显示装置包括OLED显示器的情况下,在感测时段,至少部分红色子像素或全部红色子像素关闭显示。示例性的,所述至少部分红色子像素为位于所述感光模块10周边的红色子像素,所述至少部分红色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
如图2所示,示例性的,在所述显示装置包括OLED显示器的情况下,在感测时段,至少部分蓝色子像素或全部蓝色子像素关闭显示。示例性的,所述至少部分蓝色子像素为位于所述感光模块10周边的蓝色子像素,所述至少部分蓝色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
值得注意,由于人体的手指具有红色波长的反射和透射量,在室外的阳光下难以进行稳定的测量,因此在所述显示装置在室外进行感测时,可以通过控制关闭红色子像素,来提升脉搏感测的准确性。另外,蓝光也会对感测结果有一定的影响,因此也可以在感测过程中将蓝色子像素关闭显示。
上述实施例提供的显示装置中,实现了将脉搏感测功能集成在OLED显示装置中,实现了In Cell结构的显示装置。
如图3和图6所示,在一些实施例中,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线GL和多条感测信号线SL,所述第一控制信号线GL和所述感测信号线SL相交;所述多个感光模块10呈阵列分布,所述多个感光模块10划分为多行感光模块10和多列感光模块10,所述多行感光模块10与所述多条第一控制信号线GL一一对应,所述多列感光模块10与所述多条感测信号线SL一一对应;每个所述感光模块10均包括:
光电二极管PIN,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端Vbias耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与对应的所述第一控制信号线GL,对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极耦接,用于:在对应的所述第一控制信号线GL的控制下,控制导通或断开对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极之间的电连接。
示例性的,所述第一控制信号线GL沿所述第一方向延伸,所述感测信号线SL沿所述第二方向延伸。
示例性的,第一控制信号线GL与对应的一行感光模块10中的第一控制子电路分别耦接。
示例性的,感测信号线SL与对应的一列感光模块10中的第一控制子电路分别耦接。
示例性的,所述光电二极管将感测到的光信号转换为电信号,如:电荷量Q。不同的脉搏跳动,对应感测到的电荷量Q不同。
示例性的,所述第一控制子电路包括第一晶体管T1,所述第一晶体管T1的栅极与对应的第一控制信号线GL耦接,所述第一晶体管T1的第一极与所述光电二极管的第二极耦接,所述第一晶体管T1的第二极与对应的感测信号线SL耦接。
需要说明,图6和图7中示意的电容Cs为光电二极管的两个电极之间产生的寄生电容,能够存储电荷;电容Cp为光电二极管到处理模块之间的布线(如感测信号线SL)产生的寄生电容;放大器和电容Cf为处理模块的内部结构,所述处理模块能够根据光电二极管PIN感测的电信号,生成相应的脉搏信号;Vr为基准信号,Vout为脉搏信号输出端。
在显示时段,在对应的所述第一控制信号线GL的控制下,全部感光模块10中的第一控制子电路均控制断开对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极之间的电连接。
如图5所示,在复位时段P11,在对应的所述第一控制信号线GL的控制下,全部感光模块10中的第一控制子电路均控制导通对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极之间的电连接,以释放感测前所述光电二极管上残存的电荷。
在感测时段P12,所述多条第一控制信号线GL逐行扫描(如GL1至GLn逐行扫描),逐行控制导通对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极之间的电连接,以将感测的电信号传输至处理模块。
需要说明,图5中P110为全部感光模块10中的第一控制子电路均控制导通对应的所述感测信号线SL和所述光电二极管的第二极之间的电连接的时间段。P111为反向充电时间段,Vd反向充电是为了有效降低Cp的电荷残留量;P12为感测时间。
当所述感光模块10采用上述结构时,感光模块10能够将采集的光信号转换为电荷传输至感测信号线SL。当所述感光模块10采用上述结构时,感光模块10结构简单,光电二极管占用面积较大,有利于提升感测精度。
如图5和图7所示,在一些实施例中,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线GL、多条第二控制信号线RL、多条复位信号线Vres、多条电源线Vdd和多条感测信号线SL;所述多条第一控制信号线GL、多条第二控制信号线RL和多条复位信号线Vres均沿第一方向延伸,多条电源线Vdd和多条感测信号线SL均沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相交;所述多个感光模块10划分为多行感光模块10和多列感光模块10,所述多行感光模块10与所述多条第一控制信号线GL一一对应,所述多行感光模块10与所述多条第二控制信号线RL一一对应,所述多行感光模块10与多条复位信号线Vres一一对应;所述多列感光模块10与所述多条电源线Vdd一一对应,所述多列感光模块10与所述多条感测信号线SL一一对应;每个所述感光模块10均包括:
光电二极管,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端Vbias耦接;示例性的,光电二极管PIN包括阳极和阴极,偏置电压输入端Vbias与哪一级耦接都可以,取决于电压的处理。
驱动子电路,所述驱动子电路的控制端与所述光电二极管的第二极耦接,所述驱动子电路的第一端与对应的所述电源线Vdd耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与所述驱动子电路的第二端,对应的所述第一控制信号线GL和对应的所述感测信号线SL耦接;用于在对应的所述第一控制信号线GL的控制下,控制导通或断开所述驱动子电路的第二端与对应的所述感测信号线SL之间的电连接;
第二控制子电路,所述第二控制子电路分别与所述光电二极管的第二极,对应的第二控制信号线RL和对应的复位信号线Vres耦接,用于在对应的所述第二控制信号线RL的控制下,控制导通或断开所述光电二极管的第二极与对应的复位信号线Vres之间的电连接。
示例性的,第一控制信号线GL与对应的一行感光模块10中的第一控制子电路分别耦接。
示例性的,第二控制信号线RL与对应的一行感光模块10中的第二控制子电路分别耦接。
示例性的,感测信号线SL与对应的一列感光模块10中的第一控制子电路分别耦接。
示例性的,电源线Vdd与对应的一列感光模块10中的驱动子电路分别耦接。
示例性的,复位信号线Vres与对应的一行感光模块10中的第二控制子电路分别耦接。
示例性的,所述第一控制子电路包括第二晶体管T2,所述第二控制子电路包括第三晶体管T3,所述驱动子电路包括第四晶体管T4;所述第四晶体管T4的栅极与所述光电二极管的第二极耦接,所述第四晶体管T4的第一极与对应的所述电源线Vdd耦接,所述第四晶体管T4的第二极与第二晶体管T2的第一极耦接;所述第二晶体管T2的栅极与对应的所述第一控制信号线GL耦接,所述第二晶体管T2的第二极与对应的所述感测信号线SL耦接;所述第三晶体管T3的栅极与对应的第二控制信号线RL耦接,所述第三晶体管T3的第一极与对应的复位信号线Vres耦接,所述第三晶体管T3的第二极与所述光电二极管的第二极耦接。
当所述感光模块10采用上述结构时,所述感测模块的具体工作过程为:在复位时段P11,在对应的所述第二控制信号线RL的控制下,第二控制子电路控制导通所述光电二极管的第二极与对应的复位信号线Vres之间的电连接,以清除光电二极管上残存的电荷;在感测时段P12,在对应的所述第二控制信号线RL的控制下,第二控制子电路控制断开所述光电二极管的第二极与对应的复位信号线Vres之间的电连接;然后随着所述光电二极管上存储的电荷不断增多,电压变大,控制驱动子电路开启(即第四晶体管T4导通);当扫描至当前的第一控制信号线GL时,在该控制信号线的控制下,第一控制子电路控制导通所述驱动子电路的第二端与对应的所述感测信号线SL之间的电连接,以实现将光电二极管采集到的信息传递至处理模块。
当所述感光模块10采用上述结构时,感光模块10能够将采集的光信号转换为电流信号I传输至感测信号线SL。当所述感光模块10采用上述结构时,信噪比高,抗干扰能力强,而且光电二极管的面积能够满足感测要求。
在一些实施例中,所述第一控制信号线GL复用为所述显示装置中的栅线。
在一些实施例中,所述第二控制信号线RL复用为所述显示装置中子像素驱动电路连接的复位控制线。
本发明实施例还提供了一种显示装置的应用方法,应用于上述实施例提供的显示装置,所述应用方法包括:
显示时段,各子像素区对应的子像素实现显示功能;
复位时段P11,多个感光模块10释放残存电荷;
感测时段P12,多个感光模块10感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
示例性的,所述显示装置包括液晶显示器或者OLED显示器,在显示时段,所述显示装置控制位于各子像素区的子像素实现显示功能。
示例性的,在复位时段P11,全部感光模块10同时释放残存的电荷。
示例性的,在感测时段P12,感光模块10将感测到的光信号转换为电信号,如:电荷量Q。不同的脉搏跳动,对应感测到的电荷量Q不同;感光模块10将感测到的电信号经感测信号线SL传输至处理模块,所述处理模块中的ROIC(read out IC)芯片将电信号转化为模拟电压信号,所述处理模块中的模数转换器ADC将模拟电压信号转换为离散电压信号;所述处理模块继续对离散电压信号进行处理,将其转换为脉搏信号。值得注意,转换为脉搏信号的过程包括:基于离散电压信号,得到感光模块10的反射面积(即脉搏的强度)和脉搏的周期。需要说明,感测过程中,测量随时间变化的应值数据(如电压数据),所述电压数据反应的是整个时间内脉搏变化,可以将该变化的电压数据转换为固定周期内脉搏的跳动次数。
感测的时间可以根据实际需要设置,示例性的,感测时间在30秒以上;示例性的,感测时间在一分钟以上。
需要说明,如图4所示,处理模块能够控制显示装置处于显示驱动状态或感测驱动状态,当处于显示驱动状态时,即进入显示时段,子像素驱动电路驱动子像素实现显示功能;当处于感测驱动状态时,即进入复位时段和感测时段,感光模块实现感测脉搏功能。
图4中示意了一个子像素中的像素电极分别与对应的数据线DL和对应的栅线耦接,其中栅线复用为第一控制信号线GL;图4中示意了感光元件分别与对应的第一控制信号线、对应的感测信号线和偏置电压输入端Vbias耦接。
图4中还示意了栅极驱动电路GOA,该栅极驱动电路能够为第一控制信号线和第二控制信号线提供相应的控制信号。
本发明实施例提供的技术方案中,将感光模块10设置于阵列基板中相邻的子像素区之间,实现了在显示器中集成脉搏检测功能,使得显示装置兼具显示功能和感应心脏脉动的功能;这样在将所述显示装置应用于如:手机、平板电脑、笔记本电脑等移动便携设备中时,能够保证方便人们出行的同时,实现随时随地的监测脉搏。
在一些实施例中,所述感测时段P12具体包括:
在室外感测的况下,控制各子像素区中对应的红色子像素关闭,或者控制各子像素区中对应的红色子像素显示黑色画面,或者控制显示装置中的红色背光源关闭;
多个感光模块10感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
在进行脉搏感测的时段中,需要根据所述显示装置的实际应用场景,确定不同的应用方式。在所述显示装置应用于室外时,示例性的,在所述显示装置包括OLED显示器的情况下,在感测时段P12,至少部分红色子像素或全部红色子像素关闭显示。示例性的,所述至少部分红色子像素为位于所述感光模块10周边的红色子像素,所述至少部分红色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
在所述显示装置应用于室外时,示例性的,在所述显示装置包括OLED显示器的情况下,在感测时段P12,至少部分蓝色子像素或全部蓝色子像素关闭显示。示例性的,所述至少部分蓝色子像素为位于所述感光模块10周边的蓝色子像素,所述至少部分蓝色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
在所述显示装置应用于室外时,示例性的,在所述显示装置包括液晶显示器的情况下,在感测时段P12,至少部分红色子像素或全部红色子像素显示黑色。示例性的,所述至少部分红色子像素为位于所述感光模块10周边的红色子像素,所述至少部分红色子像素发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
在所述显示装置应用于室外时,示例性的,在所述显示装置包括液晶显示器的情况下,在感测时段P12,所述背光源中的至少部分红色LED或全部红色LED关闭。示例性的,所述至少部分红色LED在所述基底上的正投影,位于所述感光模块10在所述基底上的正投影的周边。示例性的,所述至少部分红色LED发出的光能够经过待测体反射后,射入感光模块10中。
值得注意,由于人体的手指具有红色波长的反射和透射量,在室外的阳光下难以进行稳定的测量,因此在室外感测的况下,控制各子像素区中对应的红色子像素关闭,或者控制各子像素区中对应的红色子像素显示黑色画面,或者控制显示装置中的红色背光源关闭,能够很好的提升脉搏感测的准确性。
需要说明,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于方法实施例而言,由于其基本相似于产品实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”、“耦接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解,当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时,该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”,或者可以存在中间元件。
在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
阵列基板,所述阵列基板包括基底,以及呈阵列分布在所述基底上的多个子像素区,在至少部分所述子像素区中,相邻子像素区之间具有间隔区;
设置于所述基底上的多个感光模块,每个所述感光模块在所述基底上的正投影与所述间隔区在所述基底上的正投影至少部分交叠;
设置于所述基底的周边区域的处理模块,所述处理模块与所述多个感光模块耦接,用于接收各所述感光模块反馈的电信号,并将所述电信号转换为脉搏信号。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述多个感光模块在所述基底上的正投影的面积S1满足:8%*S2≤S1≤12%*S2,S2为所述多个子像素区在所述基底上的正投影的面积。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述多个子像素区划分为呈阵列分布的多个像素单元区,每个像素单元区包括至少两个子像素区,所述至少两个子像素区对应的子像素的发光颜色不同;所述多个像素单元区能够划分为沿第一方向排列的多列像素单元区,每列像素单元区包括沿第二方向依次排列的多个所述像素单元区;相邻两列像素单元区之间具有至少部分所述间隔区。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,所述多个感光模块划分为沿第一方向排列的多列感光模块,每列感光模块包括沿第二方向依次排列的多个所述感光模块;所述多列感光模块与所述多列像素单元区交替分布。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括:
与所述阵列基板相对设置的对向基板;
液晶层,所述液晶层位于所述对向基板与所述阵列基板之间;
背光源,所述背光源位于所述阵列基板背向所述液晶层的一侧。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括:
与所述子像素区一一对应的多个子像素驱动电路,所述子像素驱动电路在所述基底上的正投影,与对应的所述子像素区在所述基底上的正投影至少部分交叠;
多个阳极图形,所述多个阳极图形与所述多个子像素驱动电路一一对应,所述阳极图形位于对应的子像素驱动电路背向所述基底的一侧,所述阳极图形能够接收对应的子像素驱动电路提供的驱动信号;
多个有机发光图形,所述多个有机发光图形与所述多个阳极图形一一对应,所述有机发光图形位于对应的阳极图形背向所述基底的一侧;
阴极层,所述阴极层位于所述多个有机发光图形背向所述基底的一侧。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线和多条感测信号线,所述第一控制信号线和所述感测信号线相交;所述多个感光模块呈阵列分布,所述多个感光模块划分为多行感光模块和多列感光模块,所述多行感光模块与所述多条第一控制信号线一一对应,所述多列感光模块与所述多条感测信号线一一对应;每个所述感光模块均包括:
光电二极管,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与对应的所述第一控制信号线,对应的所述感测信号线和所述光电二极管的第二极耦接,用于:在对应的所述第一控制信号线的控制下,控制导通或断开对应的所述感测信号线和所述光电二极管的第二极之间的电连接。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,所述显示装置还包括:多条第一控制信号线、多条第二控制信号线、多条复位信号线、多条电源线和多条感测信号线;所述多条第一控制信号线、多条第二控制信号线和多条复位信号线均沿第一方向延伸,多条电源线和多条感测信号线均沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相交;所述多个感光模块划分为多行感光模块和多列感光模块,所述多行感光模块与所述多条第一控制信号线一一对应,所述多行感光模块与所述多条第二控制信号线一一对应,所述多行感光模块与多条复位信号线一一对应;所述多列感光模块与所述多条电源线一一对应,所述多列感光模块与所述多条感测信号线一一对应;每个所述感光模块均包括:
光电二极管,所述光电二极管的第一极与偏置电压输入端耦接;
驱动子电路,所述驱动子电路的控制端与所述光电二极管的第二极耦接,所述驱动子电路的第一端与对应的所述电源线耦接;
第一控制子电路,所述第一控制子电路分别与所述驱动子电路的第二端,对应的所述第一控制信号线和对应的所述感测信号线耦接;用于在对应的所述第一控制信号线的控制下,控制导通或断开所述驱动子电路的第二端与对应的所述感测信号线之间的电连接;
第二控制子电路,所述第二控制子电路分别与所述光电二极管的第二极,对应的第二控制信号线和对应的复位信号线耦接,用于在对应的所述第二控制信号线的控制下,控制导通或断开所述光电二极管的第二极与对应的复位信号线之间的电连接。
9.一种显示装置的应用方法,其特征在于,应用于如权利要求1~8中任一项所述的显示装置,所述应用方法包括:
显示时段,各子像素区对应的子像素实现显示功能;
复位时段,多个感光模块释放残存电荷;
感测时段,多个感光模块感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
10.根据权利要求9所述的显示装置的应用方法,其特征在于,所述感测时段具体包括:
在室外感测的况下,控制各子像素区中对应的红色子像素关闭,或者控制各子像素区中对应的红色子像素显示黑色画面,或者控制显示装置中的红色背光源关闭;
多个感光模块感测光线变化,并将感测到的光信号转换为电信号后,传输至显示装置中的处理模块;所述处理模块根据所述电信号,得到脉搏信号。
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