CN103208255B - 像素电路、像素电路驱动方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机发光显示技术领域，具体涉及一种像素电路、驱动该像素电路的驱动方法以及包括该像素电路的显示装置。本发明所提供的像素电路在向存储电容写入数据时通过隔断晶体管阻断驱动晶体管的漏极与有机发光二极管的电连接，并通过存储电容预存驱动晶体管的阈值电压和数据电压信号，对阈值电压漂移进行了有效的补偿，保证了驱动电流的均匀性和稳定性。进一步的，本发明中触控电路复用像素电路的控制信号，并在为存储电容充电的同时通过充电晶体管为触控电路中的耦合电容充电，因此，在不增加电路结构和操作复杂性的同时，完美的实现了触控电路在像素电路中的集成。

Description

像素电路、像素电路驱动方法及显示装置
技术领域
本发明涉及有机发光显示技术领域，具体涉及一种像素电路、驱动该像素电路的驱动方法以及包括该像素电路的显示装置。
背景技术
相比传统的液晶面板，AMOLED（Active Matrix/Organic LightEmitting Diode，有源矩阵有机发光二极管）面板具有反应速度更快、对比度更高、视角更广等特点，因此，AMOLED得到了显示技术开发商日益广泛的关注。
有源矩阵有机发光二极管由像素电路驱动发光。传统的2T1C像素电路由两个晶体管(TFT)和一个电容(C)组成，具体如图1中所示：包括驱动晶体管DTFT、开关晶体管T5’以及存储电容Cst。其中，开关晶体管T5’由扫描线信号Vscan控制，以用于控制数据电压Vdata的输入，驱动晶体管DTFT用于控制有机发光二极管(OLED)的发光，存储电容C用于为驱动晶体管DTFT的栅极提供维持电压。
如图2中所示，其为图1所示2T1C像素电路的驱动时序图。该2T1C像素电路的工作过程为：当扫描信号为低电平时，开关晶体管T5’导通，数据（data）线上的灰阶电压对存储电容Cst充电，同时数据电压Vdata作用在驱动晶体管DTFT的栅极上，使驱动晶体管DTFT工作在饱和状态下，驱动有机发光二极管OLED发光。当扫描信号为高电平时，开关晶体管T5’截止，存储电容Cst为驱动晶体管DTFT的栅极提供维持电压，使驱动晶体管DTFT仍处于饱和状态，从而使OLED持续发光。
由上述可知，AMOLED中的OLED能够发光是由驱动晶体管DTFT工作在饱和状态时所产生的驱动电流驱动的，具体而言驱动电流(即流过OLED的电路)IOLED＝K(Vsg-|Vthd|)2，其中Vgs为驱动晶体管DTFT的栅极和源极之间的电压差，|Vthd|为驱动晶体管DTFT的阈值电压，K为与驱动晶体管DTFT自身结构和工艺有关的常数。因为在现有的低温多晶硅工艺制程中晶体管的阈值电压Vth均匀性较差，而且在使用过程中还会发生阈值电压漂移，这样当向驱动晶体管DTFT输入相同数据电压Vdata时，由于驱动晶体管DTFT的阈值电压不同产，生不同的驱动电流，从而导致AMOLED面板亮度的均匀性较差。
近年来，触控功能在各种显示面板尤其是移动显示中的应用越来越广，几乎成了智能手机的标准配置，现有技术中是将显示面板和触摸面板（Touch Screen Panel，TSP）分开制作，然后再进行贴合。这样的工艺流程使得显示触摸屏的功能面板工艺复杂，成本高，也不利于显示的轻薄化。TSP in cell技术则是将显示和触控功能进行整合，使用一道工艺流程即可完成，而不用分成两道流程，因此不仅拥有低成本的优势，还能使得工艺简单，显示触摸面板更加轻薄。但是对于如何完美将触控电路与像素电路集成，目前还没有很好的解决方案。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种能够补偿驱动晶体管阈值电压漂移的像素电路，以提高OLED显示面板亮度的均匀性；进一步的，本发明还在不增加电路结构和操作复杂性的同时，在上述像素电路中完美的集成了触控电路。
本发明还提供了一种驱动上述像素电路的驱动方法以及包括上述像素电路的显示装置，以提高显示装置的显示质量。
（二）技术方案
本发明技术方案如下：
一种像素电路，包括电致发光元件、驱动晶体管、第一开关单元、补偿单元、隔断单元以及存储电容；
所述第一开关单元用于控制数据线的数据电压的写入，所述第一开关单元的第一端与所述存储电容的第一端连接、第二端与所述数据线连接；
所述存储电容的第二端分别与所述驱动晶体管栅极以及补偿单元第一端连接；
所述补偿单元用于向所述存储电容预先存储所述驱动晶体管的阈值电压，所述补偿单元单元的第二端与所述驱动晶体管漏极连接；
所述驱动晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述隔断单元第一端连接；
所述隔断单元用于隔断所述驱动晶体管与电致发光元件的电连接，所述隔断单元单元的第二端与所述电致发光元件第一端连接；
所述电致发光元件的第二端与接地端连接。
优选的，所述电致发光元件为有机发光二极管，所述第一开关单元为第一开关晶体管，所述补偿单元为补偿晶体管，所述隔断单元为隔断晶体管；
所述第一开关晶体管的栅极与第一扫描信号端连接、源极与所述存储电容的第一端连接、漏极与所述数据线连接；
所述存储电容的第二端分别与所述驱动晶体管栅极以及补偿晶体管漏极连接；
所述补偿晶体管的栅极与第一扫描信号端连接、源极与所述驱动晶体管漏极连接；
所述驱动晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述隔断晶体管源极连接；
所述隔断晶体管的栅极与第二控制信号端连接、漏极与所述有机发光二极管阳极连接；
所述有机发光二极管的阴极与接地端连接。
优选的，还包括第二开关晶体管；所述第二开关晶体管栅极与第一信号控制端、源极与所述储存电容的第一端连接、漏极与参考电压端连接。
优选的，所述像素电路还与触控电路连接，所述触控电路包括充电晶体管、耦合电容、感应电极、放大晶体管、第三开关晶体管、第二扫描信号端以及感应线；
所述充电晶体管的栅极与第三控制信号端连接、源极与所述存储电容第二端连接、漏极分别与所述耦合电容第一端、感应电极以及放大晶体管的栅极连接；
所述耦合电容的第二端与第一控制信号端连接；
所述放大晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述第三开关晶体管源极连接；
所述第三开关晶体管栅极与第二扫描信号端连接、漏极与感应线连接。
优选的，所述第三控制信号端为所述第一扫描信号端。
优选的，所有所述晶体管均具有相同的沟道类型。
本发明还提供了一种驱动上述像素电路的驱动方法：
一种像素电路驱动方法，包括步骤：
S1.在所述第一扫描信号端施加扫描信号导通所述第一开关晶体管以及补偿晶体管，在所述第一信号控制端以及第二信号控制端施加控制信号截止所述第二开关晶体管以及隔断晶体管，所述驱动晶体管的阈值电压以及数据线上的数据电压写入所述存储电容；
S2.在所述第一扫描信号端施加扫描信号截止所述第一开关晶体管以及补偿晶体管，在所述第一信号控制端以及第二信号控制端施加控制信号导通所述第二开关晶体管以及隔断晶体管，利用存储在所述存储电容中的电压驱动所述有机发光二极管发光。
优选的，所述步骤S1之前还包括：
在所述第一扫描信号端以及第二信号控制端施加控制信号导通所述第一开关晶体管、补偿晶体管、隔断晶体管以及充电晶体管，在所述第一信号控制端施加控制信号以及在所述第二扫描信号端施加扫描信号截至所述第二开关晶体管以及第三开关晶体管，重置所述存储电容以及耦合电容。
优选的，所述步骤S1中还包括：
施加在所述第一扫描信号端的扫描信号导通所述充电晶体管，在所述第二扫描信号端施加扫描信号截止所述第三开关晶体管，所述电源端通过所述驱动晶体管以及充电晶体管为所述耦合电容充电；
所述步骤S2中还包括：
施加在所述第一扫描信号端的扫描信号截止所述充电晶体管，在所述第二扫描信号端施加扫描信号导通所述第三开关晶体管；监测所述感应线上的电流变化。
本发明还提供了一种包括上述任意一种像素电路的显示装置。
（三）有益效果
本发明所提供的像素电路在向存储电容写入数据时通过隔断晶体管阻断驱动晶体管的漏极与有机发光二极管的电连接，并通过存储电容预存驱动晶体管的阈值电压和数据电压信号，对阈值电压漂移进行了有效的补偿，保证了驱动电流的均匀性和稳定性。进一步的，本发明中触控电路复用像素电路的控制信号，并在为存储电容充电的同时通过充电晶体管为触控电路中的耦合电容充电，因此，在不增加电路结构和操作复杂性的同时，完美的实现了触控电路在像素电路中的集成。
附图说明
图1是现有技术中像素电路的结构示意图；
图2是图1中所示像素电路的驱动时序图；
图3是本发明实施例一中的一种像素电路的结构示意图；
图4是本发明实施例一中的另一种像素电路的结构示意图；
图5是图4中所示像素电路的驱动时序图；
图6是图4中所示像素电路在t1阶段的等效电路结构示意图；
图7是图4中所示像素电路在t2阶段的等效电路结构示意图；
图8是图4中所示像素电路在t3阶段的等效电路结构示意图；
图9是图4中所示像素电路在t4阶段的等效电路结构示意图；
图10是本发明实施例二中像素电路的结构示意图；
图11是图10中所示像素电路的驱动时序图；
图12是图10中所示像素电路在t1阶段的等效电路结构示意图；
图13是图10中所示像素电路在t2阶段的等效电路结构示意图；
图14是图10中所示像素电路在t3阶段的等效电路结构示意图；
图15是图10中所示像素电路在t4阶段的等效电路结构示意图；
图16是图10中所示像素电路在t5阶段的等效电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本实施例中以共阴极的有机发光二极管显示器的像素电路结构为例进行说明。本发明中的像素电路如图3中所示，包括电致发光元件、驱动晶体管、第一开关单元、补偿单元、隔断单元以及存储电容；第一开关单元用于控制数据线的数据电压的写入，第一开关单元的第一端与存储电容的第一端连接、第二端与数据线连接；存储电容的第二端分别与驱动晶体管栅极以及补偿单元第一端连接；补偿单元用于向存储电容预先存储驱动晶体管的阈值电压，补偿单元单元的第二端与驱动晶体管漏极连接；驱动晶体管的源极与电源端连接、漏极与隔断单元第一端连接；隔断单元用于隔断驱动晶体管与电致发光元件的电连接，隔断单元单元的第二端与电致发光元件第一端连接；电致发光元件的第二端与接地端连接。本实施例中的像素电路如图4中所示，包括驱动晶体管DTFT以及存储电容Cst，电致发光元件为有机发光二极管OLED，第一开关单元为第一开关晶体管T5、补偿单元为补偿晶体管T2、隔断单元为隔断晶体管T3，还包括电源端VDD以及接地端VSS，第一扫描信号端提供扫描信号来导通或者截止第一开关晶体管T5以及补偿晶体管T2，数据线Data Line通过第一开关晶体管T5向像素中写入数据电压信号。其中，第一开关晶体管T5的栅极与第一扫描信号端连接、源极与存储电容Cst的第一端连接、漏极与数据线Data Line连接，在第一扫描信号端提供的扫描信号的控制下，第一开关晶体管T5向存储电容Cst提供数据线Data Line的数据电压信号并由存储电容Cst保持该电压；存储电容Cst的第二端分别与驱动晶体管DTFT栅极以及补偿晶体管T2漏极连接；补偿晶体管T2的栅极与第一扫描信号端连接、源极与驱动晶体管DTFT漏极连接；驱动晶体管DTFT的源极与电源端VDD连接、漏极与隔断晶体管T3源极连接；在第一扫描信号端提供的扫描信号的控制下，补偿晶体管T2导通，驱动晶体管DTFT的栅极和漏极导通，形成一个二极管连接，保证驱动晶体管DTFT处于饱和电流区，在电源端VDD的驱动下，通过驱动晶体管DTFT给存储电容Cst充电的方法，将驱动晶体管DTFT的阈值电压存储到存储电容Cst里，达到补偿阈值电压的目的；驱动晶体管DTFT受存储电容Cst存储电压的控制而导通或截止，流过驱动晶体管DTFT的电流受到存储电容Cst上存储的电压的控制。隔断晶体管T3的栅极与第二控制信号端连接、漏极与有机发光二极管OLED阳极连接，有机发光二极管OLED阴极连接接地端，在第二控制信号端提供的控制信号的控制下，导通或截止隔断晶体管T3，在向该像素电路写入数据线Data Line的数据电压信号时，截止隔断晶体管T3，以防止隔断晶体管T3导通后电流流过有机发光二极管OLED，导致存储电容Cst无法存储的驱动晶体管DTFT阈值电压和数据电压，同时也会造成有机发光二极管OLED显示闪烁。
本实施例中的像素电路还可以包括第二开关晶体管T6，第二开关晶体管T6栅极与第一控制信号端连接、源极与存储电容Cst的第一端连接、漏极与参考电压端连接，在第一控制信号端提供的控制信号控制下，第二开关晶体管导通，将参考电压端的电位信号提供给存储电容Cst，以便钳制驱动管栅极端的电位，防止该电位受到噪声的干扰而产生波动。
本实施例中的像素电路可以和电压振幅调制的数据驱动芯片兼容，也可以和脉冲宽度调制的数据驱动芯片兼容，用于向第一扫描信号端、数据线Data Line、第一控制信号端以及第二控制信号端等提供所需的电压信号。
本实施例中像素电路的另一个优势就是采用单一沟道类型的晶体管即全为P沟道型晶体管，从而降低了制备工艺的复杂程度和生产成本。当然，本领域所属技术人员很容易得出本发明所提供的像素电路可以轻易改成全为N沟道型晶体管或全为CMOS（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）的电路；以及，本发明也适用于共阳极的有机发光二极管OLED显示器，并不局限于本实施例中的共阴极的有机发光二极管OLED显示器，在此不再赘述。
本实施例中还提供了一种驱动上述像素电路的驱动方法，其驱动时序示意图如图5中所示，在该时序图中，示意了在一帧工作时序中的第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)、数据线Data Line的数据电压Vdata、第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)以及第二控制信号端的控制信号电压EM(n)的变化。其中，数据电压信号写入像素电路之前需要对存储电容Cst进行放电，以消除上一帧数据的影响，即为时序段t1。该驱动方法主要包括补偿驱动晶体管DTFT阈值电压阶段（即t2时序段）和驱动显示阶段（即为时序段t3以及时序段t4）两个阶段，而写入数据是在补偿阶段内完成。补偿晶体管T2和驱动晶体管DTFT在多级电压信号的控制下，在存储电容Cst里预先存储驱动晶体管DTFT的阈值电压以及数据线Data Line的数据电压Vdata，在驱动显示时序段存储电容Cst保持该阈值电压和数据电压Vdata不变。下面将结合图6-图9分别对上述各个时序段进行具体说明：
复位时序段t1：
该时序段等效电路图如图6中所示；在该时序段，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)以及第二控制信号端的控制电压信号EM(n)为低电平，第一开关晶体管T5、隔断晶体管T3、以及补偿晶体管T2导通，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)高电平，第二开关晶体管T6截止，驱动晶体管DTFT的栅极和漏极导通，形成一个二极管连接，存储电容Cst通过补偿晶体管T2放电。该时序段为重置阶段，用于消除上一阶段的残留电压信号。
补偿时序段t2：
该时序段等效电路图如图7中所示；在该时序段，有机发光二极管OLED处于截止状态，向存储电容Cst中预先存储近似等于驱动晶体管DTFT阈值电压的初始电压和数据线Data Line的数据电压Vdata。具体为，当向像素中写入数据电压Vdata时，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)维持低电平不变，使得开关晶体管和补偿晶体管T2处于导通状态，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)维持高电平不变，第二控制信号端的控制信号电压EM(n)跳变为高电平，隔断晶体管T3截止。由于驱动晶体管DTFT为二极管连接，保证驱动晶体管DTFT工作在电流饱和区，电源端VDD通过驱动晶体管DTFT提供稳定的驱动电流对存储电容Cst充电，直到g点的电位上升到VDD-|Vthd|，Vthd为驱动管的阈值电压，此时驱动晶体管DTFT截止，由于此阶段数据线上的电压信号为Vdata，因此存储电容Cst两端的电压为VDD-|Vthd|-Vdata；由于第二开关晶体管T6处于截止状态，从而使参考电位不能到达存储电容的第一端。
隔离时序段t3：
该时序段等效电路图如图8中所示；在该时序段，第一控制信号端的控制电压信号CTR(n)以及第二控制信号端的控制信号电压EM(n)维持不变，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)跳变为高电平，第一开关晶体管T5以及补偿晶体管T2截止；驱动晶体管DTFT虽然不再是二极管连接，但各个点的电位维持不变。该时序段为隔离阶段，避免信号的同时跳变引起杂讯的输入。需要理解的是，隔离时序段t3仅仅为本实施例中的优选方式，其也可以在下述时序段t4中完成。
驱动显示时序段t4：
该时序段等效电路图如图9中所示；在该时序段，有机发光二极管OLED处于导通状态，存储电容Cst中存储的电压驱动有机发光二极管OLED显示。具体为，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)维持高电平VGH不变，使得第一开关晶体管T5以及补偿晶体管T2处于截止状态，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)跳变为低电平VGL，第二控制信号端的控制信号电压EM(n)跳变为低电平，隔断晶体管T3以及第二开关晶体管T6处于导通状态，使得m点电位跳变为电位Vref，有机发光二极管OLED处于导通状态；由于驱动晶体管DTFT栅极处于悬空状态，因此驱动晶体管DTFT的栅极电位也跟着跳变为：Vg=VDD-|Vthd|+Vref-Vdata；驱动晶体管DTFT的栅源电压为：Vsg=Vs-Vg=VDD-(VDD-|Vthd|+Vref-Vdata)=|Vthd|+Vdata-Vref；此时驱动晶体管DTFT处于饱和状态，为有机发光二极管OLED提供稳定的驱动电流，有机发光二极管OLED的驱动电流：Ioled=K(Vsg-|Vthd|)2=K(|Vthd|+Vdata-Vref-|Vthd|)2=K(Vdata-Vref)2，K为与工艺和驱动设计有关的常数。可以看到，驱动电流Ioled与驱动晶体管DTFT的阈值电压没有关系，则驱动晶体管DTFT阈值电压的漂移，不会对漏极电流，即像素电路的驱动电流Ioled，产生影响。
实施例二
本发明还在像素电路中完美的集成了触控电路；本实施例中在实施例一中所述的像素电路基础上为例进行说明，图10中所示为本实施例中的像素电路，除了包括有机发光二极管OLED、驱动晶体管DTFT、第一开关晶体管T5、补偿晶体管T2、隔断晶体管T3、第二开关晶体管T6以及存储电容Cst之外，还包括在上述像素电路中集成的触控电路，该触控电路包括充电晶体管T4、耦合电容CP、感应电极SenseElectrode、放大晶体管ATFT以及第三开关晶体管T1；充电晶体管T4的栅极与第三控制信号端连接、源极与存储电容Cst第二端连接、漏极与耦合电容CP第一端、感应电极Sense Electrode以及放大晶体管ATFT栅极连接，在第三控制信号端提供的控制信号的控制下，充电晶体管T4导通，在电源端VDD为存储电容Cst充电的同时，也为耦合电容CP提供了驱动电压并由耦合电容CP保持该电压；耦合电容CP的第二端与第一控制信号端连接；放大晶体管ATFT的源极与电源端VDD连接、漏极与第三开关晶体管T1源极连接，主要用于对手指的触摸信号进行放大；第三开关晶体管T1栅极与第二扫描信号端连接、漏极与感应线Sense Line连接，在第二扫描信号端提供的控制信号的控制下，第三开关晶体管T1导通，将放大后的触控信号传递至感应线Sense Line，通过检测感应线Sense Line中的信号变化，即可得到触控信息。为了简化工艺以及减少成本，上述第三控制信号端为第一扫描信号端；通过复用了像素电路中的控制信号，对触控电路中的耦合电容CP进行充电，在不增加电路结构和操作复杂性的同时，完美的实现了触控电路在像素电路中的集成。同时，本实施例中的像素电路的数据驱动芯片，无需为触控电路设置专门的控制信号驱动，简化了电路结构，简化了工艺流程。
本实施例中还提供了一种驱动上述像素电路的驱动方法，其驱动时序示意图如图中10所示，在该时序图中，示意了在一帧工作时序中的第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)、第二扫描信号端的扫描信号电压G(n+2)、数据线Data Line的数据电压Vdata、第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)以及第二控制信号端的控制信号电压EM(n)的变化。下面将结合图12-图16分别各个时序段进行具体说明：
复位时序段t1：
该时序段等效电路图如图12中所示；在该时序段，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)以及第二控制信号端的控制电压信号EM(n)为低电平，第一开关晶体管T5、隔断关晶体管T3、补偿晶体管T2以及充电晶体管T4导通，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)以及第二扫描信号端的扫描信号电压G(n+2)高电平，第二开关晶体管T6以及第三开关晶体管T1截止，驱动晶体管DTFT的栅极和漏极导通，形成一个二极管连接，存储电容Cst通过补偿晶体管T2放电，耦合电容CP通过充电晶体管T4以及补偿晶体管T2放电，p点的电位为VGH。该时序段为重置阶段，用于消除上一阶段的残留电压信号。
补偿时序段t2：
该时序段等效电路图如图13中所示；在该时序段，有机发光二极管OLED处于截止状态，向存储电容Cst中预先存储近似等于驱动晶体管DTFT阈值电压的初始电压和数据线Data Line的数据电压Vdata，同时，对耦合电容CP进行充电。具体为，当向像素中写入数据电压Vdata时，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)维持低电平不变，使得开关晶体管和补偿晶体管T2处于导通状态，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)以及第二扫描信号端的扫描信号电压G(n+2)维持高电平不变，第二控制信号端的控制信号电压EM(n)跳变为高电平，隔断晶体管T3截止。由于驱动晶体管DTFT为二极管连接，保证驱动晶体管DTFT工作在电流饱和区，电源端VDD通过驱动晶体管DTFT对存储电容Cst充电，直到g点的电位上升到VDD-|Vthd|，p点的电位也被充到VDD-|Vthd|，Vthd为驱动管的阈值电压，此时驱动晶体管DTFT截止，由于此阶段数据线上的电压信号为Vdata，因此存储电容Cst两端的电压为VDD-|Vthd|-Vdata；耦合电容CP两端的电压为VDD-|Vthd|-VGH。由于隔断关晶体管T3处于截止状态，从而使有机发光二极管OLED处于截止状态，防止电流流过有机发光二极管OLED导致不正确的显示。
隔离时序段t3：
该时序段等效电路图如图14中所示；在该时序段，第一控制信号端的控制电压信号CTR(n)以及第二控制信号端的控制信号电压EM(n)维持不变，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)跳变为高电平，第一开关晶体管T5以及补偿晶体管T2截止；驱动晶体管DTFT虽然不再是二极管连接，但各个点的电位维持不变。该时序段为隔离阶段，避免信号的同时跳变引起杂讯的输入。需要理解的是，隔离时序段t3仅仅为本实施例中的优选方式，其也可以在下述时序段t4中完成。
驱动显示时序段t4：
该时序段等效电路图如图15中所示；在该时序段，有机发光二极管OLED处于导通状态，存储电容Cst中存储的电压驱动有机发光二极管OLED显示，触控信号在放大后传递至感应线Sense Line，通过监测感应线Sense Line中信号变化得到触控信息。具体为，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)维持高电平不变，使得第一开关晶体管T5、补偿晶体管T2以及充电晶体管T4处于截止状态，第二扫描信号端的扫描信号电压G(n+2)也维持高电平不变，使得第三开关晶体管T1处于截止状态，第一控制信号端的控制信号电压CTR(n)跳变为低电平，使得第二开关晶体管T6处于导通状态，m点电位跳变为低电平Vref，第二控制信号端的控制信号电压EM(n)跳变为低电平，隔断晶体管T3处于导通状态，有机发光二极管OLED处于导通状态；由于驱动晶体管DTFT栅极悬空，因此驱动晶体管DTFT的栅极电位也跟着跳变为：Vg=VDD-|Vthd|+Vref-Vdata；驱动晶体管DTFT的栅源电压为：Vsg=Vs-Vg=VDD-(VDD-|Vthd|+Vref-Vdata)=|Vthd|+Vdata-Vref；此时驱动晶体管DTFT处于饱和状态，为有机发光二极管OLED提供稳定的驱动电流，有机发光二极管OLED的驱动电流：Ioled=K(Vsg-|Vthd|)2=K(|Vthd|+Vdata-Vref-|Vthd|)2=k(Vdata-Vref)2，K为与工艺和驱动设计有关的常数。可以看到，驱动电流Ioled与驱动晶体管DTFT的阈值电压没有关系，则驱动晶体管DTFT阈值电压的漂移，不会对漏极电流，即像素电路的驱动电流Ioled，产生影响，同时该电路电流公式中没有电源电压（VDD或VSS）的影响，克服了内阻对发光电流的影响，使得有机发光二极管OLED显示稳定，极大的提升了显示品质。由于第一控制信号端的控制电压信号CTR(n)跳变为低电平，通过耦合电容CP，放大晶体管ATFT的栅极电位也从VDD-|Vthd|被下拉。具体的下拉电位如下：如果有手指触摸，则感应电极Sense Electrode和手指之间形成感应电容CF，因此放大晶体管ATFT的栅极电位为：VDD-|Vthd|-(VGH-VGL)×CP/(CP+CF)；如果没有手指触摸，则放大管ATFT的栅极电位为：VDD-|Vthd|-(VGH-VGL)；由于该阶段第三开关晶体管T1处于截止状态，因此放大晶体管ATFT的漏极断路，没有电流流过。
触控判断时序段t5：
该时序段等效电路图如图16中所示；在该时序段，第二扫描信号端的扫描信号电压G(n+2)的向下跳变，第三开关晶体管T1处于导通状态，第一扫描信号端的扫描信号电压G(n)、第一控制信号端的控制电压信号CTR(n)以及第二控制信号端的控制电压信号EM(n)维持不变。如果有手指触摸，放大晶体管ATFT的栅源电压Vsg为：
Vsg=Vs-Vg=VDD-[VDD-|Vthd|+（VGL-VGH）×Cp/(Cp+CF)]
=|Vthd|+（VGH-VGL）×Cp/(Cp+CF)；
因此通过感应线Sense Line的感应电流大小为：
Ise=Ka(Vsg-|Vtha|)2=Ka(Vsg-|Vtha|)2
=Ka[|Vthd|+(VGH-VGL)×Cp/(Cp+CF)-|Vtha|]2；
其中，Vthd为驱动晶体管阈值电压、Vtha为放大晶体管ATFT的阈值电压；Ka为放大晶体管ATFT与工艺和设计有关的常数。
如果没有手指触摸，则放大晶体管ATFT的栅源电压Vsg为：
Vsg=Vs-Vg=VDD-[VDD-|Vthd|-（VGH-VGL）]
=|Vthd|+VGH-VGL；
通过感应线Sense Line的感应电流大小为：
Ise=Ka(Vsg-|Vtha|)2=Ka(Vsg-|Vtha|)2
=Ka[|Vthd|+(VGH-VGL)-|Vtha|]2；
因此，通过监测感应线Sense Line中电流即可判断该处是否有手指触摸，触摸导致的电流差见图11中的Isense-line。
通过以上阶段即完成了一行像素发光的驱动和触控的判断，而且没有不增加电路结构和操作复杂性，因此完美的实现了触控电路在像素电路中的集成。
实施例三
本实施例中提供了一种显示装置，包括上述的像素电路。具体地，该显示装置包括多个像素单元阵列，每个像素单元对应上述实施例中的任一像素电路。由于该像素电路补偿了驱动晶体管的阈值电压漂移，使得有机发光二极管的显示稳定，不会闪烁，从而保证了有机发光显示装置的显示质量；同时，本发明中触控电路复用像素电路的控制信号，在为存储电容充电的同时通过充电晶体管为触控电路中的耦合电容充电，完美的实现了触控电路在像素电路中的集成，将显示和触控功能进行整合，使用一道工艺流程即可完成，而不用分成两道工艺流程，因此不仅拥有低成本的优势，还能使得工艺简单，且显示装置更加轻薄。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种像素电路，其特征在于：包括电致发光元件、驱动晶体管、第一开关单元、补偿单元、隔断单元以及存储电容；
所述第一开关单元用于控制数据线的数据电压的写入，所述第一开关单元的第一端与所述存储电容的第一端连接、第二端与所述数据线连接；
所述存储电容的第二端分别与所述驱动晶体管栅极以及补偿单元第一端连接；
所述补偿单元用于向所述存储电容预先存储所述驱动晶体管的阈值电压，所述补偿单元单元的第二端与所述驱动晶体管漏极连接；
所述驱动晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述隔断单元第一端连接；
所述隔断单元用于隔断所述驱动晶体管与电致发光元件的电连接，所述隔断单元单元的第二端与所述电致发光元件第一端连接；
所述电致发光元件的第二端与接地端连接，
所述电致发光元件为有机发光二极管，所述第一开关单元为第一开关晶体管，所述补偿单元为补偿晶体管，所述隔断单元为隔断晶体管；
所述第一开关晶体管的栅极与第一扫描信号端连接、源极与所述存储电容的第一端连接、漏极与所述数据线连接；
所述存储电容的第二端分别与所述驱动晶体管栅极以及补偿晶体管漏极连接；
所述补偿晶体管的栅极与第一扫描信号端连接、源极与所述驱动晶体管漏极连接；
所述驱动晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述隔断晶体管源极连接；
所述隔断晶体管的栅极与第二控制信号端连接、漏极与所述有机发光二极管阳极连接；
所述有机发光二极管的阴极与接地端连接，所述像素电路还与触控电路连接，所述触控电路包括充电晶体管、耦合电容、感应电极、放大晶体管、第三开关晶体管第二扫描信号端以及感应线；
所述充电晶体管的栅极与第三控制信号端连接、源极与所述存储电容第二端连接、漏极分别与所述耦合电容第一端、感应电极以及放大晶体管的栅极连接；
所述耦合电容的第二端与第一控制信号端连接；
所述放大晶体管的源极与电源端连接、漏极与所述第三开关晶体管源极连接；
所述第三开关晶体管栅极与第二扫描信号端连接、漏极与感应线连接。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于：还包括第二开关晶体管；所述第二开关晶体管栅极与第一信号控制端、源极与所述储存电容的第一端连接、漏极与参考电压端连接。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于：所述第三控制信号端为所述第一扫描信号端。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的像素电路，其特征在于：所有所述晶体管均具有相同的沟道类型。
5.一种像素电路驱动方法，其特征在于，用于驱动权利要求1至4中任一项所述的像素电路，包括步骤：
S1.在第一扫描信号端施加扫描信号导通第一开关晶体管以及补偿晶体管，在第一信号控制端以及第二信号控制端施加控制信号截止第二开关晶体管以及隔断晶体管，驱动晶体管的阈值电压以及数据线上的数据电压写入存储电容；
S2.在所述第一扫描信号端施加扫描信号截止所述第一开关晶体管以及补偿晶体管，在所述第一信号控制端以及第二信号控制端施加控制信号导通所述第二开关晶体管以及隔断晶体管，利用存储在所述存储电容中的电压驱动所述有机发光二极管发光。
6.根据权利要求5所述的像素电路驱动方法，其特征在于，像素电路包括：充电晶体管、耦合电容、第三开关晶体管，第三开关晶体管栅极与第二扫描信号端连接，则在所述步骤S1之前还包括：
在所述第一扫描信号端以及第二信号控制端施加控制信号导通所述第一开关晶体管、补偿晶体管、隔断晶体管以及充电晶体管，在所述第一信号控制端施加控制信号以及在所述第二扫描信号端施加扫描信号截至所述第二开关晶体管以及第三开关晶体管，重置所述存储电容以及耦合电容。
7.根据权利要求6所述的像素电路驱动方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括：
施加在所述第一扫描信号端的扫描信号导通所述充电晶体管，在所述第二扫描信号端施加扫描信号截止所述第三开关晶体管，所述电源端通过所述驱动晶体管以及充电晶体管为所述耦合电容充电；
所述步骤S2中还包括：
施加在所述第一扫描信号端的扫描信号截止所述充电晶体管，在所述第二扫描信号端施加扫描信号导通所述第三开关晶体管；监测所述感应线上的电流变化。
8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的像素电路。
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