CN107204172A - 像素电路及其驱动方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种像素电路及其驱动方法、显示面板。该像素电路包括发光元件、发光控制电路和光电感应电路。发光控制电路被配置为驱动发光元件发光且包括第一端、第二端和第三端，其第一端用于与第一电源端连接，其第二端用于与发光元件连接；发光元件的一端用于与发光控制电路的第二端连接，另一端用于与第二电源端连接；光电感应电路被配置为感测入射到其上的光线且包括感应信号输出端和感应电压接入端，感应电压接入端用于与第二电源端连接，感应信号输出端用于与发光控制电路的第三端连接。像素电路中的光电感应电路可以分时复用发光控制电路产生的恒定电流，实现高精度的感测电信号检测，同时优化像素电路的结构布局。

Description

像素电路及其驱动方法、显示面板
技术领域
本公开的实施例涉及一种像素电路及其驱动方法、显示面板。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示面板由于具有视角宽、对比度高、响应速度快以及发光亮度高、驱动电压低以及可实现柔性显示等优势，而逐渐受到人们的广泛关注。作为新一代的显示方式，OLED显示面板将被广泛应用在手机、电脑、全彩电视、数码摄像机、个人数字助理等电子产品上。
随着显示技术的高速发展，具有生物识别功能的电子设备逐渐进入人们的生活工作中，指纹识别技术凭借着其唯一身份特性，备受人们重视。目前，基于硅基工艺的按压式与滑动式指纹识别技术逐渐整合入各种电子产品中，具备指纹识别功能的OLED显示面板也成为显示面板的一个研究热点。
发明内容
本公开至少一个实施例提供一种像素电路及其驱动方法、显示面板。该像素电路中的光电感应电路采用主动式检测方法，且分时复用发光控制电路产生的恒定的预定电流，从而实现高精度的感测电信号检测、提高感测电信号的信噪比；同时减少了光电感应电路所占用的空间，优化了像素电路的结构布局，节省制造成本，提升产品的附加值。
本公开至少一个实施例提供一种像素电路，该像素电路包括：发光元件、发光控制电路和光电感应电路。所述发光控制电路被配置为驱动所述发光元件发光且包括第一端、第二端和第三端，所述第一端用于与第一电源端连接，所述第二端用于与所述发光元件连接；所述发光元件的一端用于与所述发光控制电路的第二端连接，另一端用于与第二电源端连接；所述光电感应电路被配置为感测入射到其上的光线且包括感应信号输出端和感应电压接入端，所述感应电压接入端用于与所述第二电源端连接，所述感应信号输出端用于与所述发光控制电路的第三端连接。
本公开至少一个实施例还提供一种显示面板，其包括阵列排列的像素单元。至少一个所述像素单元包括上述任一所述的像素电路。
本公开至少一个实施例还提供一种根据上述任一所述的像素电路的驱动方法，其包括：显示阶段，所述发光控制电路驱动所述发光元件发光；光电感应阶段，从所述发光控制电路的第三端输出预定电流至所述光电感应电路，然后读取所述光电感应电路的输出信号。
需要理解的是本公开的上述概括说明和下面的详细说明都是示例性和解释性的，用于进一步说明所要求的发明。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1是一种光学式指纹识别器件的平面电路示意图；
图2a是本公开一实施例提供的一种像素电路的示意性框图；
图2b是本公开一实施例提供的一种像素电路的示意性电路图；
图2c是本公开一实施例提供的又一种像素电路的示意性电路图；
图3a是本公开一实施例提供的一种光电感应电路的示意性电路图；
图3b是本公开一实施例提供的又一种光电感应电路的示意性电路图；
图4a是本公开一实施例提供的一种发光控制电路的示意性电路图；
图4b是本公开一实施例提供的又一种发光控制电路的示意性电路图；
图5a-图5d是图4b所示的发光控制电路的补偿方法的操作流程；
图6a是本公开一实施例提供的一种显示面板的平面示意图；
图6b是本公开一实施例提供的一种显示面板的一个像素单元的示意性框图；
图7是本公开一实施例提供的一种显示面板的一个像素单元的截面结构示意图；
图8为本公开一实施例提供的一种像素电路的驱动方法的流程图；
图9a为本公开一实施例提供的再一种像素电路的示意性电路图；
图9b为图9a所示的像素电路的驱动方法的示例性时序图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“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”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。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
指纹识别技术主要有电容式、超声波式、光学式等技术。光学式指纹识别技术使用光学检测方式，通过探测由光信号转变得到的电信号来实现其检测和识别功能，具有灵敏度高、稳定性好、使用寿命长以及长距离可感应等优势。具备指纹识别功能的有机发光二极管显示面板例如可以采用光学式指纹识别技术。
图1示出了一种光学式指纹识别器件的平面电路示意图。
例如，如图1所示，该光学式指纹识别器件包括多条扫描线、多条读取线和阵列排布的多个光电感应电路9，每个光电感应电路9位于一个子像素内。这里，该光电感应电路9采用被动式检测方法。例如，每个光电感应电路9包括一个光电二极管90和输出晶体管91，光电二极管90用于将光信号转换为感测电信号，输出晶体管91用于控制将光电二极管90产生的感测电信号输出至读取线。光电二极管90的一端与电源电压端Vd连接，另一端与输出晶体管91的第一极连接；输出晶体管91的控制极与一条扫描线连接，以接收扫描控制信号，输出晶体管91的第二极与一条读取线连接。
例如，指纹识别的具体过程可以为：在光感积累阶段内，光源照射到手指上，手指对入射的光线进行反射，反射光线照射到光电二极管90上，光电二极管90将反射光线的光信号转换为与光信号强度相对应的感测电信号，由于指纹的脊线和谷线的几何特征不同，脊线是凸起的而谷线是凹下的，所以它们在被光线照射时，对光的反射强度也就不同，导致不同位置处的光电二极管90输出的感测电信号也不同；在输出阶段内，输出晶体管91的控制端接收扫描线传输的开启信号，输出晶体管91依次被开启，从而读取线可以依次读取出各个光电二极管90产生的感测电信号，通过检测各个感测电信号的大小，即可实现对指纹谷脊的检测，从而实现指纹识别。
由于光电二极管90产生的感测电信号较小，该被动式光电感应电路9的检测能力有限、检测难度大、检测到的感测电信号的精度低、信噪比低。另外，该读取线与一列光电二极管90连接，从而每列所有的光电二极管90输出的感测电信号之间会互相干扰，影响检测精度。
本公开至少一个实施例提供一种像素电路及其驱动方法、显示面板。该像素电路包括：发光元件、发光控制电路和光电感应电路。发光控制电路被配置为驱动发光元件发光且包括第一端、第二端和第三端，其第一端用于与第一电源端连接，其第二端用于与发光元件连接；发光元件的一端用于与发光控制电路的第二端连接，另一端用于与第二电源端连接；光电感应电路被配置为感测入射到其上的光线且包括感应信号输出端和感应电压接入端，感应电压接入端用于与第二电源端连接，感应信号输出端用于与发光控制电路的第三端连接。
本公开的至少一个实施例中，像素电路中的光电感应电路采用主动式检测方法，且分时复用发光控制电路产生的恒定电流，从而实现高精度的感测电信号检测、提高感测电信号的信噪比；另外，本公开的至少一个实施例还可以同时减少光电感应电路所占用的空间，优化像素电路的结构布局，节省制造成本，提升产品的附加值。
例如，按照晶体管的特性，晶体管可以分为N型晶体管和P型晶体管，为了清楚起见，本公开的实施例以晶体管为P型晶体管为例详细阐述了本公开的技术方案，然而本公开的实施例的晶体管不限于P型晶体管，本领域技术人员还可以根据实际需要利用N型晶体管实现本公开中的实施例中的一个或多个晶体管的功能。
需要说明的是，本公开的实施例中采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应晶体管或其他特性相同的开关器件，且晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在物理结构上可以是没有区别的。在本公开的实施例中，为了区分晶体管除作为控制极的栅极，直接描述了其中一极为第一极，另一极为第二极，所以本公开实施例中全部或部分晶体管的第一极和第二极根据需要是可以互换的。例如，对于N型晶体管，晶体管的第一极可以为源极，第二极可以为漏极；或者，对于P型晶体管，晶体管的第一极为漏极，第二极为源极。
下面通过几个实施例对根据本公开的像素电路及其驱动方法、显示面板进行说明。
实施例一
本实施例提供一种像素电路。
例如，如图2a和图2b所示，本实施例提供的像素电路100可以包括发光元件110(例如，可以为图2b所示的发光元件EL)、发光控制电路120和光电感应电路130。本实施例提供的像素电路100例如可应用于显示面板，例如有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示面板等。
例如，发光元件110、发光控制电路120和光电感应电路130的具体结构可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，本实施例提供的一种像素电路100可以实现为如图2b所示的电路结构。
例如，如图2b所示，发光元件110被配置为在施加电压或电流的情况下发光，且发光元件110的第一端c1用于与发光控制电路120的第二端a2连接，第二端c2用于与第二电源端V2连接。发光元件110可以为有机发光元件，有机发光元件例如可以为有机发光二极管，但本公开的实施例不限于此。发光元件110例如可以采用不同的发光材料，以发出不同颜色的光，从而进行彩色发光。
例如，在一个示例中，如图2b所示，像素电路100还可以包括信号线140。信号线140设置为接收并读取光电感应电路130的感应信号输出端b1输出的感测电信号。
例如，在一个示例中，如图2c所示，在图2b的基础上，像素电路100还可以包括信号读取开关电路160。当多个光电感应电路130共用一根信号线140时，信号读取开关电路160可以控制信号线140读取单个光电感应电路130输出的感测电信号，防止各个光电感应电路130输出的感测电信号之间互相干扰，降低噪声，保证感测电信号的信噪比。
例如，如图2c所示，信号线140包括第一部分141和第二部分142，信号读取开关电路160设置在第一部分141和第二部分142之间且被配置为控制将第一部分141和第二部分142导通或断开，第一部分141用于与光电感应电路130的感应信号输出端b1连接。例如，信号读取开关电路160包括信号读取开关晶体管M10，信号读取开关晶体管M10的控制极可以接收第一输出信号EM1，信号读取开关晶体管M10的第一极与第二部分142的一端连接，第二部分142的另一端例如连接到触控芯片(未示出)，信号读取开关晶体管M10的第二极与第一部分141的一端连接，第一部分141的另一端与光电感应电路130的感应信号输出端b1连接。
例如，发光控制电路120的第三端a3和光电感应电路130的感应信号输出端b1连接，信号线140被配置为与该第三端a3和感应信号输出端b1连接。由此，在触控检测和/或指纹识别阶段，发光控制电路120的第三端a3可以向光电感应电路130的感应信号输出端b1输入恒定且可控制的预定电流，以使光电感应电路130的感测电信号输出至其感应信号输出端b1，然后经由信号线140读取该感测电信号，以实现触控检测或指纹识别；或者，在显示阶段，光控制电路120的第二端a2可以向发光元件110输入与发光数据电压相对应的发光电流信号，以用于实现发光显示。由此光电感应电路130可以分时复用发光控制电路120产生的恒定电流，实现高精度的感测电信号检测、提高感测电信号的信噪比；也即，在光电感应阶段，发光控制电路120可以等效为一个电流源。该像素电路还可以同时减少光电感应电路所占用的空间，优化像素电路100的结构布局，节省制造成本，提升产品的附加值。
例如，下面结合图3a和图3b对本公开的实施例提供的光电感应电路130进行详细说明。
例如，光电感应电路130被配置为可以感测入射到其上光线的强弱，所产生的感测电信号可以用于判定是否存在触控动作，还可以用于实现指纹识别。例如，光电感应电路130被配置为通过感测由触控操作的手指或触控笔反射到其上的由光源模块(例如发光元件110)发射的光线的强弱判定是否存在触控动作；或者，还可以配置为通过感测入射到其上的环境光线的强弱判定是否存在触控动作。又例如，光电感应电路130可以布置为m行n列的阵列(m、n为整数)，通过组合多个光电感应电路130输出的感测电信号可以得到由脊线和谷线构成的手指的指纹二维图样，从而实现指纹识别。
例如，如图3a所示，在一个示例中，光电感应电路130可以包括感光元件230和放大电路231。感光元件230配置为将入射到其上的光线转换为感测电信号；放大电路231被配置为放大感光元件230输出的感测电信号，由此可以提升光电感应电路130的感测电信号的信噪比。也即，本实施例提供的像素电路100可以在优化电路布局的情况下保证或提升感测电信号的信噪比。
例如，感光元件230可以包括光电二极管PD，光电二极管PD可以感测入射到其上的光线的强弱，并引起光电二极管PD的反向电流的变化。例如，光电二极管PD可以包括PN结型光电二极管、PIN结型光电二极管、雪崩型光电二极管以及肖特基型光电二极管等。需要说明的是，感光元件230还可以包括其他适当的器件，例如金属-氧化物-金属结构的电接触光电二极管、光电晶体管等光伏探测器件。
例如，光电感应电路130还可以包括第一节点N1，放大电路231可以包括源极跟随晶体管M8。源极跟随晶体管M8包括控制极、第一极和第二极，光电二极管PD包括第一端和第二端。例如，第一节点N1设置在源极跟随晶体管M8的控制极与光电二极管PD的第二端之间。感光元件230的第一端连接到偏置电压端VBIAS，其第二端被配置为控制源极跟随晶体管M8的控制极，其第二端例如可以连接到第一节点N1。源极跟随晶体管M8的控制极也连接到第一节点N1，源极跟随晶体管M8的第一极可以设置为光电感应电路130的感应信号输出端b1，即，源极跟随晶体管M8的第一极可以用于与发光控制电路120的第三端a3连接，以接收从发光控制电路120传输的恒定的预定电流，源极跟随晶体管M8的第一极同时也连接到信号线140，以输出感测电信号；源极跟随晶体管M8的第二极可以设置为光电感应电路130的感应电压接入端b2，感应电压接入端b2用于与第二电源端V2连接，也就是说，源极跟随晶体管M8的第二极可以与第二电源端V2连接，以接收第二电源端V2输出的第二电源电压信号。
例如，如图3a所示，在一个示例中，光电感应电路130还可以包括复位电路232。复位电路232的输出端连接到感光元件230和放大电路231之间，且被配置为将光电二极管PD的输出节点(例如在图3a中可对应于第一节点N1)的电压进行复位。复位电路232可以包括复位晶体管M9，复位晶体管M9的控制极被配置为接收复位信号RST1、复位晶体管M9的第一极连接到第一节点N1，复位晶体管M9的第二极与复位电源端VRST1连接，以接收复位电压，复位晶体管M9的第一极可以设置为复位电路232的输出端。
例如，如图3b所示，在另一个示例中，光电感应电路130还可以包括缓冲开关电路233，缓冲开关电路233设置在感光元件230和与放大电路231之间且被配置为控制将感光元件230和与放大电路231导通或断开，从而可以用于控制是否输出光电二极管PD响应入射光产生的感测电信号。
例如，缓冲开关电路233可以包括缓冲晶体管M11，缓冲晶体管M11的第一极连接到第一节点N1，其第二极连接到光电二极管PD的第二端，其控制极用于接收缓冲控制信号TX。缓冲晶体管M11可以将光电二极管PD产生的感测电信号先进行缓冲，再跟随到源极跟随晶体管M8的控制极，从而可以提高感测电信号的信噪比。
例如，在光电感应电路130包括光电二极管PD、源极跟随晶体管M8、复位晶体管M9和缓冲晶体管M11的情况下，光电感应电路130可以通过以下操作实现触控探测和/或指纹识别功能：
S110：复位阶段，使得复位晶体管M9处于导通状态，并经由复位晶体管M9的将复位电压写入到第一节点N1上；
S120：光电转换阶段，使得复位晶体管M9处于截止状态，且使得缓冲晶体管M11处于截止状态，光电二极管PD产生并积累感测电信号；
S130：信号读取阶段，使得缓冲晶体管M11处于导通状态，以将感测电信号写入到第一节点N1上，并使得发光控制电路120的第三端a3为源极跟随晶体管M8的第一极提供恒定的预定电流，以使第一节点N1上的感测电压跟随至源极跟随晶体管M8的第一极上，然后经由信号线140读取源极跟随晶体管M8的第一极上的感测电压。
例如，在操作S110中，复位信号RST1变为低电平，而缓冲控制信号TX保持为高电平。此时，复位晶体管M9导通，缓冲晶体管M11处于截止状态，从而可以将第一节点N1的电压设置为复位电压。例如，复位电压可以为参考电压，参考电压可以为高电平信号。
例如，在操作S120中，当进行触控操作或进行指纹识别的情况下，复位信号RST1变为高电平，缓冲控制信号TX也为高电平。由此缓冲晶体管M11和复位晶体管M9均处于截止状态，光源(例如，发光元件EL)发射的光线被例如手指反射，并照射到光电二极管PD上时，光量子受激发从而在光电二极管的PN结上产生电子空穴对，由此光电二极管PD响应入射光并进行光电转换产生感测电信号，感测电信号在光电二极管PD上积累以产生电压。
例如，在操作S130中，复位信号RST1保持高电平，缓冲控制信号TX变为低电平，从而缓冲晶体管M11导通。此时，感测电信号可以经由缓冲晶体管M11被写入到第一节点N1上，第一节点N1的电压下降，同时发光控制电路120的第三端a3输出的恒定的预定电流可以被施加到源极跟随晶体管M8的第一极上，从而使第一节点N1上的感测电压从源极跟随晶体管M8的控制极跟随到其第一极上，进而被信号线140读取。例如，在复位阶段，可以使得发光控制电路120的第三端a3给源极跟随晶体管M8的第一极施加恒定的预定电流，使复位电压从源极跟随晶体管M8的控制极跟随至其第一极，然后通过信号线140读取该复位电压，该复位电压可以为参考电压，通过对参考电压和感测电压做差值即可得到感测电信号。又例如，也可以预先在信号读取电路中设置参考电压。
例如，感测电信号的大小取决于源极跟随晶体管M8的控制极的电压(也即，第一节点N1的电压)大小，而源极跟随晶体管M8的控制极的电压大小取决于光电转换阶段中光电二极管PD的电信号累积值(积分值)，也即入射到光电二极管PD上的光线强度。由此，可以通过组合多个光电二极管PD输出的感测电信号而进行指纹识别；或者，也可以根据光电二极管PD输出的感测电信号的大小判定该像素电路100的对应位置处的是否存在触控操作。例如，相比于不存在触控操作，在存在触控操作的情况下，第一节点N1的电压更低，因此在信号读取阶段中信号线140获取的感测电信号的更大，由此可以在信号线140获取的感测电信号大于预定数值的情况下，判定该像素电路100的对应位置处的存在触控操作；而在光电二极管PD输出的感测电信号小于或等于预定数值的情况下，判定该像素电路100的对应位置处的不存在触控操作。例如，预定数值可以根据实验测定获得。由此包含该像素电路100的显示面板可以实现触控检测和/或指纹识别的功能。
例如，下面结合图4a和图4b对本公开实施例提供的发光控制电路120进行详细说明。在本公开的实施例中发光控制电路120可以实现为多种形式，例如通常的2T1C发光控制电路，也可以在此基础发展出来的其他类型的发光控制电路，这些发光控制电路可以进一步具有补偿功能等。
例如，如图4a所示，发光控制电路120可以与发光元件110电连接且配置为驱动发光元件110发光。发光控制电路120可以包括第一端a1、第二端a2和第三端a3。第一端a1用于与第一电源端V1连接，第二端a2用于与发光元件110的第一端c1连接，第三端a3用于与光电感应电路130的感应信号输出端b1连接。
例如，发光控制电路120可以包括发光驱动电路121、发光选择电路122和第一电容C1。发光驱动电路121被配置为控制在第一端a1和第二端a2之间通过的用于驱动发光元件110发光的电流，发光驱动电路121还配置为控制第一端a1和第三端a3之间通过的电流；发光选择电路122被配置为可选择地将发光数据电压写入到发光驱动电路121的控制端；第一电容C1可以配置为存储该发光数据电压并将其保持在发光驱动电路121的控制端。需要说明的是，发光驱动电路121、发光选择电路122和第一电容C1的具体形式可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。
例如，在一个示例中，如图4a所示，发光控制电路120还包括发光开关电路123。发光开关电路123设置在发光驱动电路121和发光元件110之间，且被配置为控制将发光驱动电路121和发光元件110导通或断开。
例如，在一个示例中，如图4a所示，发光控制电路120还包括光感开关电路124。光感开关电路124设置在发光驱动电路121与光电感应电路130之间，且被配置为控制将发光驱动电路121和光电感应电路130导通或断开。
例如，图4a所示的示例中，发光控制电路120可以实现为4T1C电路，在传统的2T1C的基础上增加了发光开关电路和光感开关电路，即利用四个TFT(Thin-film transistor，薄膜晶体管)和一个存储电容，以实现驱动发光元件110(例如，OLED)发光的基本功能，还可以控制光电感应电路130输出感测电信号，以实现触控检测和指纹识别的功能。
例如，如图4a所示，一种4T1C型发光控制电路120可以包括第五晶体管M5(即，发光选择电路122)、第三晶体管M3(即，发光驱动电路121)、第六晶体管M6(即，发光开关电路123)、光感开关晶体管M7(即，光感开关电路124)、第一电容C1、第二节点N2以及第三节点N3。例如，该第五晶体管M5的控制极可以接收扫描信号Gate，第五晶体管M5的第一极可以电连接到数据信号端Vdata以接收发光数据电压Vdata1，第五晶体管M5的第二极可以连接到第二节点N2。例如，第三晶体管M3的控制端可以连接到第二节点N2，第三晶体管M3的第一极可以连接到第三节点N3，第三晶体管M3的第二极可以连接到第一电源端V1。例如，第一电容C1的第一端连接到第二节点N2(即，第五晶体管M5的第二极以及第三晶体管M3的控制极之间)，第一电容C1的第二端连接到第一电源端V1。例如，第六晶体管M6的控制极可以接收第二输出信号EM2，第六晶体管M6的第一极可以连接到发光元件110的第一端c1(例如，OLED的正极端)，第六晶体管M6的第二极也连接到第三节点N3，即，连接到第三晶体管M3的第一极；发光元件110的第二端c2(例如，OLED的负极端)连接到第二电源端V2。例如，光感开关晶体管M7的控制极可以接收第一输出信号EM1，光感开关晶体管M7的第一极与光电感应电路130的感应信号输出端b1连接，光感开关晶体管M7的第二极也连接到第三节点N3，即，连接到第三晶体管M3的第一极。
例如，光感开关晶体管M7的控制极和信号读取开关晶体管M10的控制极可以连接同一根输出信号线以接收相同的第一输出信号EM1，也可以连接至不同的输出信号线而二者施加的第一输出信号EM1同步。
例如，第一电源端V1和第二电源端V2之一为高压端，另一个为低压端。例如，第一电源端V1可以为电压源以输出恒定的正电压；而第二电源端V2可以为接地端。
例如，该4T1C型发光控制电路120的驱动方式是将像素的明暗(灰阶)经由四个TFT和第一电容C1来控制。在显示阶段，通过栅线施加扫描信号Gate，以导通第五晶体管M5，数据驱动电路通过数据线送入的发光数据电压Vdata1经由第五晶体管M5对第一电容C1充电，由此将发光数据电压Vdata1存储在第一电容C1中，且该存储的发光数据电压Vdata1可以控制第三晶体管M3的导通程度，由此控制流过第三晶体管M3的电流大小，将第二输出信号EM2施加到第六晶体管M6的控制极，以使得第六晶体管M6导通，同时使光感开关晶体管M7截止，从而第六晶体管M6可以接收流过第三晶体管M3的发光电流信号，并将该发光电流信号传输至发光元件110以驱动其发光，即此流过第三晶体管M3的电流可以决定像素发光的灰阶。在光电感应阶段，将第一输出信号EM1施加到光感开关晶体管M7的控制极，以使得光感开关晶体管M7导通，同时使第六晶体管M6截止，从而光感开关晶体管M7可以接收从第三晶体管M3传输的预定电流，并将该预定电流传输至光电感应电路130以控制光电感应电路130输出感测电信号，从而实现触控检测和指纹识别的功能。该预定电流例如可以为恒定的预定电流。
例如，本公开实施例仅以发光控制电路120为4T1C电路进行说明，但是本公开实施例的发光控制电路120不限于4T1C电路，例如，根据实际应用需求，发光控制电路120还可以具备电学补偿功能，以提升包含该像素电路100的显示面板的显示均匀度。例如，补偿功能可以通过电压补偿、电流补偿或混合补偿来实现，具有补偿功能的发光控制电路120例如可以为4T2C、6T1C以及其它具有电学补偿功能的发光控制电路120。
例如，发光控制电路120还可以包括发光补偿电路125。发光补偿电路125被配置为对发光驱动电路120进行补偿。发光补偿电路125可以为内部补偿电路，也可以为外部补偿电路。图4b示出了本实施例提供的一种具备补偿功能的发光控制电路的示意性电路图。
例如，如图4b所示，该发光补偿电路125为内部补偿电路，其可以包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第四晶体管M4和第二电容C2，该发光补偿电路125可以补偿第三晶体管M3的阈值电压Vth漂移。
图5a至图5d是图4b所示的发光控制电路的补偿方法的操作流程。需要说明的是，在图5a和5c中，在晶体管的位置处设置方块(□)表示该晶体管处于开启状态，在晶体管的位置处设置圆(○)则表示该晶体管处于截止状态。
例如，如图5a和5b所示，在重置阶段，扫描信号Gate、电源控制信号EM、第一输出信号EM1以及第二输出信号EM2均为高电平，而重置信号Reset为低电平，从而第一晶体管M1导通，其余晶体管全部处于截止状态。此时，第一晶体管M1将第四节点N4的电压重置为初始电压Vint。初始电压Vint例如为低电压信号。
例如，如图5c和5d所示，在补偿阶段，扫描信号Gate变为低电平，重置信号Reset变为高电平，电源控制信号EM、第一输出信号EM1以及第二输出信号EM2均保持高电平。此时，第二晶体管M2和第五晶体管M5导通，其余晶体管处于截止状态。由此，通过第五晶体管M5对第四节点N4进行充电，一直充电至第四节点N4的电压为Vdata1+Vth为止，Vdata1为数据信号端Vdata输出的发光数据电压，Vth为第三晶体管M3的阈值电压，该电压存储在第二电容C2中。此时，第三晶体管M3的控制极的电压为Vdata1+Vth。
在之后的发光阶段，扫描信号Gate变为高电平，重置信号Reset和第一输出信号EM1保持为高电平，电源控制信号EM和第二输出信号EM2变为低电平。此时，第一晶体管M1、第二晶体管M2、第五晶体管M5处于截止状态，而第四晶体管M4和第六晶体管M6处于导通状态，同时第三晶体管(驱动晶体管)M3也处于导通状态。基于第三晶体管M3的饱和电流公式，可以得到流经第三晶体管M3的发光电流信号：
Iout＝K(VGS–Vth)2
＝K[Vdata1+Vth–V1–Vth]2
＝K(Vdata1–V1)2
上述公式中VGS为对于第三晶体管M3的栅极和源极之间的电压差，V1为第一电源端V1输出的第一电源电压信号，Vth是第三晶体管M3的阈值电压。由上式中可以看到此时输出电流Iout已经不受第三晶体管M3的阈值电压Vth的影响，而只与第一电源端输出的第一电源电压信号V1和发光数据电压Vdata1有关。而发光数据电压Vdata1由数据信号端Vdata直接传输，其与第三晶体管M3的阈值电压Vth无关，这样就可以解决第三晶体管M3由于工艺制程及长时间的操作造成阈值电压Vth漂移的问题，可以保证发光电流信号的准确性。
又例如，发光补偿电路125还可以为外部补偿电路，例如，可以包括感测电路部分以感测驱动晶体管的电学特性或发光元件的电学特性，具体构造可以参见常规设计，这里不再赘述。
例如，在本实施例中，通过在像素电路100中设置光电感应电路130，使得包含该像素电路100的显示面板具备触控检测和指纹识别功能；通过将发光控制电路120的第三端a3和光电感应电路130的感应信号输出端b1连接，使得光电感应电路130可以分时复用发光控制电路120输出的预定电流，由此可以优化像素电路100的结构布局。在本实施例中，通过在光电感应电路130中设置放大电路231，可以在优化电路布局的情况下保证或提升光电感应电路130的感测电信号的信噪比。
需要说明的是，光电感应电路可以被替换为其他需要利用恒流源工作的传感器电路，从而实现检测其他多种传感器信号。
实施例二
本实施例提供一种显示面板，该显示面板还具有触控功能或指纹识别功能等，因此可以使得采用该显示面板的电子装置功能更多样化，结构更紧凑等。
例如，如图6a所示，显示面板10包括阵列排列的多个像素单元11。为了清楚起见，图6a仅示例性的示出了两行和三列的像素单元11，但本公开的实施例不限于此，例如，根据实际应用需求，显示面板10可以包括1440行、900列的像素单元11。
例如，至少一个像素单元11包括上述任一所述的像素电路。如图6a所示，在像素单元11包括上述任一所述的像素电路的情况下，像素单元11可以包括发光区211和光感区311。例如，如图6a所示，光感区311可以设置在行方向上相邻的两个发光区211之间，然而本公开的实施例不限于此，光感区311还可以设置在列方向上相邻的两个发光区211之间，或者相邻的四个发光区311之间。需要说明的是，发光区311和光感区211的排布方式、面积比例等可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。
例如，如图6b所示，光感区211可以包括光电感应电路，光电感应电路可以包括感光元件(例如，实施例一中的光电二极管PD)、放大电路(例如，实施例一中的源极跟随晶体管M8)和复位电路(例如，实施例一中的复位晶体管M9)等。发光区311可以包括发光元件(例如，实施例一中的发光元件EL)和发光控制电路，发光控制电路可以包括发光驱动电路(例如，实施例一中的第三晶体管M3)、发光选择电路(例如，实施例一中的第五晶体管M5)和电容(例如，实施例一中的第一电容C1)等。例如，在一个像素单元11内，光感区211可以包括多个感光元件，即多个感光元件可以对应一个发光元件，多个感光元件可以增大感测电信号，从而提高触控检测和/或指纹识别的精度。可以根据实际需求设置感光元件和发光元件的对应关系，本实施例对此不做限制。
例如，根据所需要的触控检测和/指纹识别的精度，可以在多个(例如十个)像素单元中任选一个像素单元，并在该像素单元中设置上述任一所述的像素电路；或者，为了实现像素级的触控检测和/或指纹识别的精度，显示面板10上所有像素单元11均可以包括上述任一所述的像素电路。又例如，显示面板10的至少一列像素单元11包括上述任一所述的像素电路，并且该至少一列像素单元11的每个光电感应电路可以共用同一根信号线，以减少信号线的数量，提高像素单元的开口率，通过该信号线例如可以分时读取一列像素单元11中的各个光电感应电路输出的感测电信号，以实现触控检测和/或指纹识别功能。
例如，显示面板10还可以包括输出选择电路。在触控和/或指纹识别阶段，输出选择电路被配置为输出第一输出信号，以控制显示面板10实现触控检测和/或指纹识别功能；在显示阶段，输出选择电路被配置为输出第二输出信号，以控制显示面板10实现正常显示功能。例如，若第一输出信号为低电平，第二输出信号为高电平，由此，光感开关晶体管导通，第六晶体管截止。发光控制电路将数据线提供的固定的光感电压信号转换成恒定的预定电流，然后经由光感开关晶体管被传输至光电感应电路，此时，信号线可以读取光电感应电路输出的感测电信号，从而显示面板10可以实现触控检测和/或指纹识别功能。例如，若第一输出信号为高电平，第二输出信号为低电平，由此，光感开关晶体管截止，第六晶体管导通。发光控制电路将数据线提供的发光数据电压转换成发光电流信号，然后经由第六晶体管被传输至发光元件，从而显示面板10可以实现正常发光显示功能。
需要说明的是，输出选择电路的具体形式可以根据实际应用需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。
图7是本实施例提供的显示面板的一个像素单元的截面结构示意图。
例如，显示面板10的一个像素单元可以包括设置在衬底基板60上的复位晶体管114(例如，实施例一中的复位晶体管M9)、感光元件112、发光开关晶体管115(例如，实施例一中的第六晶体管M6)和发光元件110。
例如，如图7所示，复位晶体管114为顶栅型晶体管，且可以包括有源层154、第一栅绝缘层GI1、栅极134、第二栅绝缘层GI2、层间绝缘层ILD和源极/漏极144。例如，感光元件112可以包括正极、负极以及设置在二者之间的光电感应层。感光元件112与复位晶体管114之间可以设置钝化层PVX，感光元件112的第二端可以通过贯穿钝化层PVX的过孔与复位晶体管114的源极或漏极144电连接，感光元件112的第一端可以从通过贯穿钝化层PVX和平坦层PLN的过孔并利用引线61引出，最终与偏置电压端电连接。由图7可知，感光元件112的两端可以通过过孔与背板电路连接，以实现电气连接。
例如，如图7所示，发光开关晶体管115也可以为顶栅型晶体管，且可以包括有源层155、第一栅绝缘层GI1、栅极135、第二栅绝缘层GI2、层间绝缘层ILD和源极/漏极145。发光元件110可以包括阴极72、阳极71、位于两者之间的发光层70以及像素界定层PDL。发光元件110和发光开关晶体管115之间可以设置钝化层PVX和平坦层PLN，发光元件110的阳极71可以通过贯穿钝化层PVX和平坦层PLN的过孔与发光开关晶体管115的源极或漏极145电连接。
例如，复位晶体管114和发光开关晶体管115的各层可以同时形成。由此可以简化显示面板10的工艺流程。
例如，该像素单元还包括垫隔物PS，以保持显示面板10的均一性。垫隔物PS的材料可以为紫外(UV)硬化型的丙烯树脂等合适的材料。垫隔物PS的形状可以为柱状、球状等。
需要说明的是，为了清楚起见，图7所示的像素单元仅示出了复位晶体管114、感光元件112、发光开关晶体管115和发光元件110。像素单元还可以包括其他结构，像素单元例如还可以包括实施例一中的其余器件，例如，信号线、光感开关电路等。在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种根据上述任一所述的像素电路的驱动方法。
例如，如图8所示，该像素电路的驱动方法可以包括以下操作：
S210：在显示阶段，发光控制电路驱动发光元件发光；
S220：在光电感应阶段，从发光控制电路的第三端输出预定电流至光电感应电路，然后读取光电感应电路的输出信号。
例如，在显示阶段，断开光电感应电路和发光控制电路之间的电连接，例如，使得第六晶体管导通，而光感开关晶体管截止，从而使发光控制电路产生的发光电流信号输出至发光元件，以驱动发光元件发光。
例如，在光电感应阶段，断开发光元件和发光控制电路之间的电连接，例如，使得第六晶体管截止，而光感开关晶体管导通，从而使发光控制电路产生的预定电流输出至光电感应电路，即可通过例如信号线读取光电感应电路的输出信号，从而实现触控检测和/或指纹识别功能。
例如，可以包括多个光电感应阶段，且使得发光控制电路的第三端输出的预定电流在多个光电感应阶段均相同。
上述操作并没有先后顺序，也并非要求在每个显示阶段都需要伴随一个光电感应阶段，在满足触控时间精度的情况下，可以为每两个或更多个显示阶段设置一个光电感应阶段，由此减少功耗。
例如，驱动该像素电路的时序图可以根据实际需求进行设定，本公开的实施例对此不做具体限定。例如，图9b是图9a所示的像素电路的驱动方法的示例性时序图。例如，如图9b所示光电感应阶段的时间长度小于显示阶段的时间长度，但本公开的实施例不限于此。例如，根据实际应用需求，光电感应阶段的时间长度与显示阶段的时间长度可以相等；光电感应阶段的时间长度也可以等于显示阶段的时间长度的二分之一或者十分之一。
例如，如图9a和图9b所示，在一个示例中，显示阶段可以进一步包括第一重置阶段RT1、补偿阶段CT以及发光阶段LT。
在第一重置阶段RT1，扫描信号Gate、电源控制信号EM、第一输出信号EM1、第二输出信号EM2以及复位信号RST1均为高电平，重置信号Reset为低电平，从而第一晶体管M1导通，其余晶体管全部处于截止状态。此时，第一晶体管M1将第三节点N3的电压重置为初始电压Vint，同时其他晶体管处于截止状态。初始电压Vint为低电压信号。
在补偿阶段CT，扫描信号Gate变为低电平，重置信号Reset变为高电平，电源控制信号EM、第一输出信号EM1、第二输出信号EM2以及复位信号RST1均保持高电平。此时，第二晶体管M2和第五晶体管M5导通，其余晶体管处于截止状态。由此，通过第五晶体管M5对第三节点N3进行充电，一直充电至第三节点N3的电压为Vdata1+Vth为止，Vdata1为数据信号端Vdata输出的发光数据电压，Vth为第三晶体管M3的阈值电压，该电压存储在第二电容C2中。此时，第三晶体管M3的控制极的电压为Vdata1+Vth。
在发光阶段LT，扫描信号Gate变为高电平，第二输出信号EM2和电源控制信号EM变为低电平，第一输出信号EM1、重置信号Reset以及复位信号RST1保持高电平。此时，第三晶体管T3、第四晶体管M4和第六晶体管M6导通，其余晶体管处于截止状态。由此，通过第六晶体管M6将流经第三晶体管T3的发光电流信号传输至发光元件EL，从而驱动发光元件EL发出与发光数据电压相对应的光。
基于晶体管的饱和电流公式，可以得到流经第三晶体管M3的发光电流信号：
Iout＝K(VGS–Vth)2
＝K[Vdata1+Vth–V1–Vth]2
＝K(Vdata1–V1)2
由上式中可以看到此时输出电流Iout已经不受第三晶体管M3的阈值电压Vth的影响。即，驱动发光元件EL发光的电流Iout不受第三晶体管M3的阈值电压Vth的影响，由此，发光控制电路可以补偿第三晶体管M3的阈值电压Vth漂移。
在发光阶段，第一输出信号EM1保持高电平，从而光感开关晶体管M7处于截止状态，即发光控制电路产生的发光电流信号无法传输到光电感应电路，由此，信号线无法读取光电感应电路输出的感测电信号，像素电路实现正常显示功能。
例如，如图9a和图9b所示，在一个示例中，光电感应阶段包括第二重置阶段RT2、补偿复位阶段CRT以及信号读取阶段SRT。
例如，第二重置阶段RT2与显示阶段中的第一重置阶段RT1相同，在此不再赘述。
在补偿复位阶段CRT，扫描信号Gate和复位信号RST1变为低电平，重置信号Reset变为高电平，电源控制信号EM、第一输出信号EM1以及第二输出信号EM2均保持高电平。此时，第二晶体管M2和第五晶体管M5导通，由此，通过第五晶体管M5对第三节点N3进行充电，一直充电至第三节点N3的电压为Vdata2+Vth为止，Vdata2为数据信号端Vdata输出的信号读取电压，Vth为第三晶体管M3的阈值电压，该电压存储在第二电容C2中。此时，第三晶体管M3的控制极的电压为Vdata2+Vth。同时，复位晶体管M9导通，以通过复位晶体管M9的将复位电压写入在第一节点N1上，复位电压可以为参考电压，参考电压可以为高电平信号。在此阶段内，其余晶体管处于截止状态。
例如，该信号读取电压Vdata2在各个光电感应阶段均保持不变，从而在发光控制电路的第三端获得稳定的预定电流；或者该信号读取电压Vdata2在各个光电感应阶段根据需要变化，从而在发光控制电路的第三端获得需要的预定电流。
在信号读取阶段SRT，扫描信号Gate和复位信号RST1变为高电平，电源控制信号EM和第一输出信号EM1变为低电平，重置信号Reset和第二输出信号EM2保持高电平。此时，第三晶体管T3和第四晶体管M4导通，发光控制电路将数据信号端Vdata传输的信号读取电压Vdata2转换为恒定的预定电流并传输至其第三端a3，而光感开关晶体管M7导通，因此发光控制电路的第三端a3输出的预定电流可以经由光感开关晶体管M7传输至光电感应电路的感应信号输出端b1，从而感光元件PD产生的感测电信号可以通过源极跟随晶体管M8跟随至感应信号输出端b1，然后通过信号线140读取该感测电信号。
需要说明的是，图9b中的信号读取阶段SRT仅表示读取一个子像素中的光电感应电路的感测电信号时的时序。例如，每个光电感应阶段可以包括多个信号读取阶段SRT，以分时读取多个不同的子像素中的光电感应电路的感测电信号。
在光电感应阶段，第二输出信号EM2保持高电平，从而第六晶体管M6处于截止状态，即发光控制电路产生的预定电流无法传输到发光元件EL，由此，发光元件EL不发光，像素电路实现触控检测和/或指纹识别功能。
显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (15)

1.一种像素电路，包括：发光元件、发光控制电路和光电感应电路，其中，
所述发光控制电路被配置为驱动所述发光元件发光且包括第一端、第二端和第三端，所述第一端用于与第一电源端连接，所述第二端用于与所述发光元件连接；
所述发光元件的一端用于与所述发光控制电路的第二端连接，另一端用于与第二电源端连接；
所述光电感应电路被配置为感测入射到其上的光线且包括感应信号输出端和感应电压接入端，所述感应电压接入端用于与所述第二电源端连接，所述感应信号输出端用于与所述发光控制电路的第三端连接。
2.根据权利要求1所述的像素电路，还包括信号线，
其中，所述信号线设置为接收所述光电感应电路的感应信号输出端输出的信号。
3.根据权利要求2所述的像素电路，还包括信号读取开关电路，
其中，所述信号线包括第一部分和第二部分，所述信号读取开关电路设置在所述第一部分和所述第二部分之间，且被配置为控制将所述第一部分和所述第二部分导通或断开，所述第一部分用于与所述光电感应电路的感应信号输出端连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的像素电路，其中，所述发光控制电路包括：
发光驱动电路，被配置为控制在所述第一端和所述第二端之间通过的用于驱动所述发光元件发光的电流且用于控制所述第一端和所述第三端之间通过的电流；
发光选择电路，被配置为可选择地将数据信号写入到所述发光驱动电路的控制端；
电容，被配置为存储所述数据信号并将其保持在所述发光驱动电路的控制端。
5.根据权利要求4所述的像素电路，所述发光控制电路还包括光感开关电路，
其中，所述光感开关电路设置在所述发光驱动电路与所述光电感应电路之间，且被配置为控制将所述发光驱动电路与所述光电感应电路导通或断开。
6.根据权利要求4所述的像素电路，其中，所述发光控制电路还包括发光补偿电路，被配置为对所述发光驱动电路进行补偿。
7.根据权利要求4所述的像素电路，其中，所述发光控制电路还包括发光开关电路，
所述发光开关电路设置在所述发光驱动电路和所述发光元件之间，且被配置为控制将所述发光驱动电路和所述发光元件导通或断开。
8.根据权利要求1-3任一所述的像素电路，其中，所述光电感应电路包括感光元件和放大电路，
所述感光元件被配置为将入射到其上的光线转换为感测电信号，所述放大电路被配置为放大所述感光元件输出的所述感测电信号。
9.根据权利要求8所述的像素电路，其中，所述放大电路包括源极跟随晶体管，所述源极跟随晶体管包括控制极、第一极和第二极，
所述感光元件的一端连接到偏置电压端而另一端设置为控制所述源极跟随晶体管的控制极，所述第一极连接到所述光电感应电路的感应信号输出端，所述第二极连接到所述光电感应电路的感应电压接入端。
10.根据权利要求8所述的像素电路，其中，所述光电感应电路还包括复位电路，
所述复位电路的输出端连接到所述感光元件和所述放大电路之间，且被配置为将所述感光元件的输出信号进行复位。
11.根据权利要求8所述的像素电路，其中，所述光电感应电路还包括缓冲开关电路，
所述缓冲开关电路设置在所述感光元件和所述放大电路之间且被配置为控制将所述感光元件与所述放大电路导通或断开。
12.一种显示面板，包括阵列排列的像素单元，其中，至少一个所述像素单元包括根据权利要求1-11任一所述的像素电路。
13.一种根据权利要求1所述的像素电路的驱动方法，包括：
显示阶段，所述发光控制电路驱动所述发光元件发光；
光电感应阶段，从所述发光控制电路的第三端输出预定电流至所述光电感应电路，然后读取所述光电感应电路的输出信号。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其中，在所述显示阶段，断开所述发光控制电路和所述光电感应电路之间的电连接。
15.根据权利要求13所述的驱动方法，包括多个光电感应阶段，使得所述发光控制电路的第三端输出的所述预定电流在所述多个光电感应阶段均相同。
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