CN117063282A - 共享像素电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光电系统，其可包括连接到光电装置的像素电路的阵列。可存在不同类型的光电装置(例如，红色、绿色和蓝色)。这些装置可为传感器或发光装置，或其它类型的装置。这些装置可以不同方式优化，并且为了对像素电路进行编程，使用用于列的数据线以及用于行的地址线的配置。

Description

共享像素电路
技术领域
本公开涉及一种光电系统，其可包括连接到光电装置的像素电路的阵列。
发明内容
本发明涉及一种包括列和行的阵列的光电系统，该系统包括像素电路以及连接到像素电路的光电装置，在超过一个光电装置之间共享像素电路，像素电路在帧的周期期间接通每一光电装置，其中在帧的末端处存在黑矩阵。
本发明还涉及一种分离两个连续帧的方法，该方法包括：以行和列的阵列连接像素电路和光电装置；在超过一个光电装置之间共享像素电路；以及在帧的周期期间经由像素电路接通每一光电装置，其中在帧的末端处存在黑矩阵。
附图说明
在阅读以下详细描述之后且在参考图式之后，本公开的前述及其它优点将变得显而易见。
图1展示不同类型的光电装置(例如，红色、绿色及蓝色)，其中每一装置均连接到像素电路。
图2展示像素电路以及连接到像素电路的光电装置的阵列。
图3A展示像素激活的时序图。
图3B展示接合到衬底的新结构。
图4展示像素电路与不同装置的共享。
图5展示用于对每一列使用多条数据线的实施方案。
图6A展示所有区域首先被编程为有相同颜色，接着被编程为有第二颜色并且接着被编程为有第三颜色。
图6B展示每一区域的前板和底板可被编程为有不同颜色。
尽管本公开易受各种修改以及替代形式的影响，但在图式中已借助于示例展示特定实施方案或实施并且将在本文中详细描述。然而，应理解，本公开并不打算限制于所公开的特定形式。相反，本公开将涵盖属于如由随附权利要求书限定的本发明的精神以及范围内的所有修改、等效物及替代物。
具体实施方式
光电系统可包括连接到光电装置的像素电路的阵列。如图1中所显示，可存在不同类型的光电装置(例如，红色、绿色及蓝色)。这些装置可为传感器或发光装置，或其它类型的装置。
像素电路可通过例如薄膜晶体管或CMOS的不同技术来制造。
每一装置(红色(i，j)、绿色(i，j)、蓝色(i，j)，i，j＝1、2、3……)连接到像素电路(红色像素电路(i，j)、绿色像素电路(i，j)、蓝色像素电路(i，j)，i，j＝1、2、3……)，该像素电路可通过偏压(电流或电压)来驱动该装置或可从该装置或像素电路读取信号。
在高分辨率或高透明显示器的情况下，许多像素电路的集成变得具有挑战性，或降低良率、分辨率或透明度。
图2展示光电系统，其包括像素电路(像素电路(i，j，i，j＝1、2、3)及连接到像素电路(像素电路(i，j)，i，j＝1、2、3)的光电子装置(红色(i，j)、绿色(i，j)、蓝色(i，j)，i，j＝1、2、3)的阵列。像素电路(像素电路(i，j)，i，j＝1、2、3)可在超过一个光电装置(红色(i，j)、绿色(i，j)、蓝色(i，j)，i，j＝1、2、3)之间共享。
在一种情况下，像素电路在同一像素(例如，202)中的光电子装置之间共享。此处，像素电路在不同装置之间在时间上共享。在一个示例中，在帧的第一部分期间，像素电路连接到像素中的第一光电装置(例如，红色(i，j)，i，j＝1、2、3……)。在帧时间的第二部分期间，像素电路正控制或驱动第二类型的光电装置(例如，绿色(i，j)，i，j＝1、2、3……)。在帧时间的第三部分期间，像素电路正控制或驱动第三光电子装置(例如，蓝色(i，j)，i，j＝1、2、3……)。该方法的挑战在于像素电路可产生闪烁，并且在显示器中移动图像的情况下，其还可被视为边缘处的颜色变化。在一个相关情况下，像素电路在相同时间帧期间在不同类型的装置之间共享。举例来说，在一种情况下，每种装置类型中的至少一者在帧的相同时间期间接通。在一个相关实施方案中，接通具有相同像素的装置的序列可重复超过一次。此处，还可在每一时间期间修改该序列。举例来说，帧具有三个子帧。第一子帧可具有红色、绿色、蓝色的序列，并且接着下一子帧可为绿色、蓝色、红色，并且第3子帧可为蓝色、红色、绿色。每一子帧的持续时间可经调整以用于优化性能或创建显示信息。举例来说，第一子帧可比第2子帧宽4倍，并且第2子帧可比第3子帧长两倍。因此，不仅在每一子帧期间重复该序列(具有不同次序)，还可根据每一子帧的占空比来调整该值。每一颜色的持续时间还可针对功率消耗、亮度或更多优化。
在一个相关实施方案中，相邻像素电路在帧的相同时间期间控制两种不同类型的装置。图3A中的时序图展示两个相邻像素在相同帧时间期间并不激活同一装置的该情况的一个示例。举例来说，与位于(1，2)中的像素或位于(2，1)中的像素相比，位于位置(1，1)中的像素具有不同颜色。此外，如图3B中所展示，可在激活最后一组装置的最后部分(例如，第3周期)的末端处添加黑色帧。此可分离两个连续帧，从而引起较小颜色偏差。
此处所提及的光电系统涉及一种分离两个连续帧的方法，该方法包括：以行和列的阵列连接像素电路和光电装置；在超过一个光电装置之间共享像素电路；以及在帧的周期期间经由像素电路接通每一光电装置，其中在帧的末端处存在黑矩阵。之后所论述的以下图式还强调系统的不同方面以及一般方法。
与像素中的不同装置共享像素电路的挑战在于每一装置可能需要不同的经优化像素电路。举例来说，红色、绿色和蓝色装置可能需要不同的偏流电平。如果同一像素电路与不同装置共享，那么可能不可能优化电路来高效地为每一红色、绿色和蓝色像素工作。另一相关实施方案为已针对每一光电子装置类型优化像素电路。优化可根据提供所需电流或针对阶、对比率等进行优化来进行。此处，像素电路与相同类型的相邻光电装置共享。
图4展示此配置的一个示例性实施方案。此处，第1经优化像素电路(红色像素电路(i，j)，i，j＝1、2、3……)在第1类型的光电子装置(红色(i，j)＝1、2、3……)之间共享。第2经优化像素电路(绿色像素电路(i，j)；i，j＝1、2、3……)在第2类型的光电子装置(绿色(i，j)＝1、2、3……)之间共享。第3经优化像素电路(蓝色像素电路(i，j)；i，j＝1、2、3……)在第3类型的光电子装置(蓝色(i，j)＝1、2、3……)之间共享。这可在多个光电装置之间重复。
图3A及图3B中所呈现的相同时序和配置可用于图4中的配置。
为了对像素电路进行编程，使用用于列的数据线及用于行的地址线的配置。激活用于行的至少一个控制或地址线，并且将来自数据线的数据编程到像素中或将来自像素的数据传送到数据线。在对一个行编程之后，去激活地址/控制线，并且激活下一行。所有行通常在每一帧或时间段期间被编程。由于像素需要在每一帧时间期间再编程若干次，因此达成高帧率和高分辨率可具有挑战性。为了解决此问题，可对每一列使用多条数据线。此允许对每一列中的多个像素进行编程。此处，在将不同数据线连接到每一行中的像素的同时激活用于超过一个行的地址/控制线。
图5展示用于对每一列使用多条数据线(超过一个列可存在于阵列中)的实施方案。此处，将列中的像素202(a、b、c……)设置成不同群组204a、204b、204c。不同数据线212、214、216连接到每一群组。在编程期间，激活每一群组的地址/控制线222、224(a、b、c……)，因此激活每一群组的一个行，以进行编程(受控)。群组可在列中以不同方式分布。在一种情况下，将列划分为匹配数据线的数目的若干连续区段。在另一情况下，不将两个相邻像素分配到同一群组。在相关状况下，将若干相邻像素分配到第1群组204a(与第1数据线212相关)。将第二组相邻像素分配到第2群组204b(与第2数据线214相关)。并且将第3组相邻像素分配到第3群组204c(与第3数据线216相关)。可在该列中重复此模式。群组类型及数据线的数目可以不同方式配置。图5的结构可与上文所论述的结构中的任一者一起使用。此外，其可与不共享像素电路的结构一起使用。
此外，控制线可用作行线以将像素连接到不同光电装置。在此情况下，控制线可在一个群组类型中的行之间共享，或对一个群组中的行进行类似的控制。
在一个相关情况下，此处可使用前板来增加该光电系统的分辨率。前板可为液晶或MEMS或其它类型。此处，前板与图5的结构中的像素202同步。
在一种情况下，如果光电系统为显示器，那么在光电系统(背光)上显示全色图像，并且前板具有彩色滤光片且展示较高分辨率图像。此处，每一光电装置均与高分辨率前板中的若干像素相关联。可基于挑选与较高分辨率图像相关联的每一颜色的最大亮度来构建全色低分辨率图像，并且通过对应于最大亮度值的值来对与该颜色相关联的光电装置进行编程。
在另一相关情况下，如果具有与前板像素中的区域相关联的最大亮度的像素的数目小于第一阈值数目，那么低于最大亮度的亮度可用于该区域中的背光。较低亮度可为低于最大亮度的亮度，且前板区域中的像素具有该亮度值，且像素的数目超过第二阈值数目。第二阈值可与第一阈值不同。
在另一相关实施方案中，前板不具有彩色滤光片。此处，在每一周期期间，依序接通背光颜色，并且前板被编程为相同颜色。此处，可使用图2、图3和图4中所描述的类似像素电路共享及时序。
图6(包括6A及6B)展示前板及底板(光电系统)的两个不同组合。此处，背光区域可为图5中所使用的相同群组类型。在编程时间(P)期间，设置前板或背光两者，并且激活为相同颜色。接着，针对该颜色接通背光，因此呈现与设置区域中的颜色相关联的图像的部分。通过为前板区域提供最高亮度的值来对与该区域相关联的背光进行编程。可基于与前板区域中的像素相关联的最高亮度来计算背光编程值，即具有该亮度的区域中的像素数目高于阈值数目。
在一种情况下，如图6A中所展示，所有区域首先被编程为有相同颜色，接着被编程为有第二颜色并且接着被编程为有第三颜色。可在帧的末端处添加黑色时间以减少下一帧的渗色。此处，与图5类似，背光及前板中的每一区域均可具有用于每一列的不同数据线。因此，所述区域可同时被编程。
在另一相关区域中，用于每一区域的前板和底板可被编程有不同颜色(图6B)。该方法的优点在于可观测到较少颜色偏差。然而，颜色可在每一区域之间渗出，从而引起每一区域的边界处的退色。
尽管已说明且描述本发明的特定实施方案和应用，但应理解，本发明不限于本文中所公开的精确构建和组合物，并且在不脱离如随附权利要求书中所限定的本发明的精神及范围的情况下，各种修改、变化及变体可从前述描述显而易见。

Claims (32)

1.一种包括列和行的阵列的光电系统，所述系统包括：
像素电路和连接到所述像素电路的光电装置；
所述像素电路在超过一个光电装置之间共享；并且
所述像素电路在帧的周期期间接通每一光电装置，其中在所述帧的末端处存在黑矩阵。
2.根据权利要求1所述的光电系统，其中至少对于两个相邻像素，在所述帧时间的周期期间接通不同光电装置。
3.根据权利要求1所述的光电系统，其中所述像素电路在来自相邻像素的相似类型的光电装置之间共享。
4.根据权利要求1所述的光电系统，其中使用超过一个数据线来对一个列进行编程，并且所述列中的像素电路的不同群组连接到不同数据线。
5.根据权利要求4所述的光电系统，其中所述列中的至少两个像素同时被编程。
6.根据权利要求1所述的光电系统，其中所述像素电路在相同像素中的所述光电装置之间共享，其中所述像素电路在不同装置之间在时间上共享。
7.根据权利要求1所述的光电系统，其中在所述帧的第一部分期间，所述像素电路连接到所述像素中的第一光电装置，在所述帧的第二部分期间，所述像素电路正控制第二类型的光电装置，并且在所述帧时间的第三部分期间，所述像素电路正控制第三光电装置。
8.根据权利要求1所述的光电系统，其中两个相邻像素在所述帧的周期期间不激活同一装置。
9.根据权利要求1所述的光电系统，其中所述像素电路针对每一装置以不同方式优化，其中偏流电平不同。
10.根据权利要求9所述的光电系统，其中针对每一光电装置类型，存在经优化像素电路，其中所述经优化像素电路与相同类型的相邻光电装置共享。
11.根据权利要求9所述的光电系统，其中为了对所述像素电路进行编程，使用用于列的数据线和用于行的地址线的配置，并且激活用于行的至少一个控制或地址线，并且将来自所述数据线的数据编程到所述像素中，或将来自所述像素的所述数据传送到所述数据线中。
12.根据权利要求11所述的光电系统，其中在对一个行进行编程之后，去激活所述地址/控制线，并且激活下一行。
13.根据权利要求9所述的光电系统，其中所有行均在每一帧或一时间段期间被编程。
14.根据权利要求9所述的光电系统，其中由于所述像素需要在每一帧时间期间再编程若干次，因此对每一列使用多条数据线以对每一列中的多个像素进行编程，其中，此外，在将不同数据线连接到每一行中的所述像素的同时激活用于超过一个行的所述地址/控制线。
15.根据权利要求4所述的光电系统，其中将所述列中的所述像素设置成不同群组，使得不同数据线连接到每一群组。
16.根据权利要求15所述的光电系统，其中在编程期间，激活每一群组的地址/控制线，因此激活每一群组的一个行，以进行编程。
17.根据权利要求15所述的光电系统，其中将所述列划分为与数据线的数目相匹配的若干连续区段。
18.根据权利要求15所述的光电系统，其中不将两个相邻像素分配到相同群组。
19.根据权利要求15所述的光电系统，其中将一组相邻像素分配到一个群组，在所述列中重复此模式。
20.根据权利要求15所述的光电系统，其中所述控制线用作行线以将所述像素连接到不同光电装置，其中所述控制线在一个群组类型中的行之间共享。
21.根据权利要求20所述的光电系统，其中使用前板来增加所述光电系统的分辨率。
22.根据权利要求21所述的光电系统，其中所述前板为液晶或MEMS类型，其中所述前板与所述像素同步。
23.根据权利要求21所述的光电系统，其中所述光电系统为显示器，在所述光电系统上启用全色图像，并且所述前板具有展示所述较高分辨率图像的彩色滤光片。
24.根据权利要求23所述的光电系统，其中每一光电装置与所述高分辨率前板中的若干像素相关联，并且其中，此外，基于为与所述较高分辨率图像相关联的每一颜色挑选最大亮度来构建全色低分辨率图像，并且通过对应于所述最大亮度值的值来对与所述颜色相关联的所述光电装置进行编程。
25.根据权利要求23所述的光电系统，其中如果具有与所述前板像素中的区相关联的所述最大亮度的像素的数目小于第一阈值数目，那么使用比所述最大亮度低的亮度。
26.根据权利要求21所述的光电系统，其中在每一周期期间，依序接通背光颜色，并且将所述前板编程为相同颜色。
27.根据权利要求21所述的光电系统，其中背光区域与所使用的群组类型相同，并且在编程时间期间，设置所述前板或背光两者并且激活为相同颜色。
28.根据权利要求27所述的光电系统，其中针对所述颜色接通所述背光，并且因此呈现与设置区域中的所述颜色相关联的图像的部分，其中进一步地，通过值来对与所述区域相关联的所述背光进行编程，所述值展示所述前板区域中的高于阈值数目的一组像素值。
29.根据权利要求21所述的光电系统，其中所有所述区域首先被编程为有相同颜色，接着被编程为有第二颜色，并且接着被编程为有第三颜色。
30.根据权利要求29所述的光电系统，其中在所述帧的所述末端处添加黑色时间以减少下一帧的渗色，其中进一步地，所述背光和前板中的每一区域能具有用于每一列的不同数据线。
31.根据权利要求25所述的光电系统，其中所述较低亮度为低于所述最大亮度的亮度，并且所述前板区域中的像素具有所述亮度值，并且像素的数目超过第二阈值数目。
32.一种分离两个连续帧的方法，所述方法包括：
以行和列的阵列连接像素电路和光电装置；以及
在超过一个光电装置之间共享所述像素电路，以及在帧的周期期间经由像素电路接通每一光电装置，其中在所述帧的末端处存在黑矩阵。
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