CN108877653A - 像素电路、显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种像素电路、显示装置及其制造方法，属于显示领域。所述像素单元连接有感测信号线，所述像素单元包括：发光元件；感光元件，被配置为接收所述发光元件发出的光，并通过感测输出端输出光强感测信号；开关模块，所述开关模块分别连接所述感测输出端和所述感测信号线，所述开关模块被配置为：根据接收到的开关控制信号，控制所述感测输出端与所述感测信号线之间的通断状态。基于上述像素单元所具有的结构，可以在感测输出端与感测信号线导通时采集与发光元件自身发光效率变化有关的传感信号，基于此可以结合外部计算和数据信号的调节实现针对发光元件自身发光效率变化的补偿，有助于提升自发光显示装置的亮度均匀性和使用寿命。

Description

像素电路、显示装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及显示领域，特别涉及一种像素电路、显示装置及其制造方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器是主要利用有机电致发光二极管制成的显示产品，凭借其亮度高、色彩丰富、驱动电压低、响应速度快、功耗低的优点，已成为目前的主流显示产品之一。
相关技术中，可以通过内部、外部或者内外混合的电学补偿的方式，来对驱动晶体管的阈值电压漂移进行补偿。然而，电学补偿的方式无法补偿由于OLED器件自身发光效率变化造成的显示不均的问题。
发明内容
本公开提供一种像素电路、显示装置及其制造方法，有助于实现对发光元件自身发光效率变化的补偿。
第一方面，本公开提供了一种像素单元，所述像素单元连接有感测信号线，所述像素单元包括：
发光元件；
感光元件，被配置为接收所述发光元件发出的光，并通过感测输出端输出光强感测信号；
开关模块，所述开关模块分别连接所述感测输出端和所述感测信号线，所述开关模块被配置为：根据接收到的开关控制信号，控制所述感测输出端与所述感测信号线之间的通断状态。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还包括滤色层，所述感光元件位于所述滤色层远离所述发光元件的一侧。
在一种可能的实现方式中，所述感光元件包括依次远离所述发光元件的第一电极、感光材料层和第二电极。
在一种可能的实现方式中，所述第二电极被配置为遮挡射向所述感光材料层的光线。
在一种可能的实现方式中，所述开关模块包括至少一个晶体管，所述第二电极和所述感测信号线均位于所述至少一个晶体管的源极和漏极所在的源漏导电层中。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还连接有偏置电压线，所述偏置电压线与所述感测信号线具有相同的延伸方向，所述第一电极与所述偏置电压线相连。
在一种可能的实现方式中，所述第一电极的形成材料为透明导电材料，所述第一电极被配置为连接和传导所述感光元件的偏置电压。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还包括像素定义层，所述像素定义层的形成材料为遮光材料。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元包括被所述像素定义层遮盖的第一区域和被所述第一区域包围的第二区域，所述开关模块位于所述第一区域内，所述感光元件位于所述第二区域中靠近所述开关模块的边缘处。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还包括滤色层，所述滤色层位于所述像素定义层的远离所述发光元件的一侧，所述第二区域内的所述滤色层与所述第二区域内的所述发光元件彼此交叠。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还包括发光驱动模块，所述发光驱动模块的发光电流输出端连接所述发光元件的一个电极；
所述发光驱动模块位于所述第一区域内，所述发光驱动模块位于所述开关模块远离所述第二区域的一侧。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还包括发光驱动模块，所述发光驱动模块的发光电流输出端连接所述发光元件的一个电极；
所述开关模块还与所述发光电流输出端相连，所述开关模块还被配置为：根据接收到的所述开关控制信号，控制所述发光电流输出端与所述感测信号线之间的通断状态。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还连接有第一开关信号线和第二开关信号线，所述开关模块被配置为：通过所述第一开关信号线接收所述开关控制信号中的第一开关信号，并通过所述第二开关信号线接收所述开关控制信号中的第二开关信号；
所述开关模块包括第一晶体管和第二晶体管，
所述第一晶体管的栅极连接所述第一开关信号线，所述第一晶体管的源极和漏极中的一个连接所述感测信号线，另一个连接所述发光电流输出端，
所述第二晶体管的栅极连接所述第二开关信号线，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个连接所述感测信号线，另一个连接所述感测输出端。
在一种可能的实现方式中，所述第一开关信号线和所述第二开关信号线均位于所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极所在的栅极导电层中。
在一种可能的实现方式中，所述像素单元还连接有栅线和数据线，所述发光驱动模块包括第三晶体管、存储电容和驱动晶体管，
所述第三晶体管的栅极连接所述栅线，所述第三晶体管的源极和漏极中的一个连接所述数据线，另一个连接所述驱动晶体管的栅极，
所述驱动晶体管源极和漏极中的一个连接所述发光电流输出端，另一个连接发光电源端，
所述存储电容的第一端连接所述驱动晶体管的栅极，所述存储电容的第二端连接所述发光电流输出端。
第二方面，本公开还提供了一种显示装置，所述显示装置包括至少一个上述任意一种的像素单元。
第三方面，本公开还提供了一种显示装置的制造方法，所述显示装置为上述任意一种的显示装置，所述方法包括：
形成晶体管器件层，每个所述像素单元的所述开关模块和所述发光驱动模块均位于所述晶体管器件层中；
形成每个所述像素单元的所述感光元件，每个所述像素单元内位于所述感光元件底部的感测输出端与所述晶体管器件层中的所述开关模块相连；
形成每个所述像素单元的所述发光元件，每个所述像素单元内位于所述发光元件底部的电极与所述发光驱动模块的发光电流输出端相连。
由上述技术方案可知，基于本公开的像素单元所具有的结构，可以在感测输出端与感测信号线导通时采集与发光元件自身发光效率变化有关的传感信号，基于此可以结合外部计算和数据信号的调节实现针对发光元件自身发光效率变化的补偿，有助于提升自发光显示装置的亮度均匀性和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，这些附图的合理变型也都涵盖在本公开的保护范围中。
图1是本公开一个实施例提供的像素单元的结构框图；
图2是本公开又一实施例提供的像素单元的结构框图；
图3是本公开一个实施例提供的像素电路的电路结构示意图；
图4是本公开一个实施例提供的像素单元的结构示意图；
图5是本公开一个实施例提供的像素单元的剖面结构示意图；
图6是本公开又一实施例提供的像素单元的剖面结构示意图；
图7是本公开一个实施例提供的显示装置的结构示意图；
图8是本公开一个实施例提供的显示装置的制造方法的流程示意图；
图9至图15是本公开一个实施例提供的显示装置的每个像素单元在制作过程中的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，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，都属于本公开保护的范围。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公开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，且该连接可以是直接的或间接的。
图1是本公开一个实施例提供的像素单元的结构框图。参见图1，该像素单元Px连接有感测信号线SL，该像素单元Px包括发光元件D1、感光元件D2以及开关模块11。其中，感光元件D2被配置为接收所述发光元件D1发出的光，并通过感测输出端(图1中感光元件D2右侧引出的一端)输出光强感测信号(电信号)。所述开关模块11分别连接感光元件D2的感测输出端以及所述感测信号线SL。所述开关模块11被配置为：根据接收到的开关控制信号，控制所述感测输出端与所述感测信号线SL之间的通断状态。
应当理解的是，所述像素单元可以例如是任意一种显示装置在显示区域内的单元结构，所述显示装置可以例如属于有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示产品、量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diode，QLED)显示产品或是微发光二极管(Micro-Light Emitting Diode，Micro-LED)显示产品，并可以例如是显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
还应当理解的是，所述发光元件D1可以例如是有机发光二极管、量子点发光二极管、微发光二极管等任意一种可以具有发光功能的器件；所述感光元件D2可以例如是光电二极管、感光晶体管、光敏电阻等任意一种能够检测光强并转换为电信号的器件；所述开关模块11的功能可以借助薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、二极管、霍尔元件、忆阻器、继电器中的至少一种来实现。当然，本公开实施例的实现方式可以不仅限于上述示例。
在一个示例中，可以采用下述方式实现针对发光元件D1自身发光效率变化的补偿(以下简称为光学补偿)：在每一个补偿周期开始之前(可以每隔一定周期，比如一个或多个显示帧)进行一次光强感测信号的采集，采集时通过开关控制信号和开关模块11控制感光元件D2的感测输出端与感测信号线SL导通，并通过感测信号线SL采集得到相应时段内的电压采样值序列作为上述光强感测信号的采集结果。此后，可以对采集结果进行降噪处理和积分运算，以得到发光元件D1在相应时段内发出的光强的时间累积。应理解的是，光强的时间累积与发光元件D1在相应时段的发光控制数据(比如发光元件D1端电压、端电流，或是写入到像素单元Px的数据电压)的组合可以反映出发光元件D1的发光效率。由此，可以基于光强的时间累积调节发光元件D1的发光亮度，从而实现针对发光元件D1自身发光效率变化的补偿。在一种示例性的实现方式中，可以通过查表的方式，在预先由实验标定得到的补偿量表格中以光强的时间累积和发光元件D1在相应时段的发光控制数据，获取到下一补偿周期内发光控制数据的补偿量，并在下一补偿周期开始时应用叠加有该补偿量的发光控制数据控制发光元件D1的发光亮度，使得发光元件D1自身发光效率的变化得到补偿，并随着补偿周期的更替不断重复上述过程。如此，不同像素单元Px的发光元件D1在发光效率上的差异能够得到补偿，使得各个像素单元Px之间的亮度均匀性得到提升；而且，发光元件D1的发光效率随使用时间逐渐下降所导致的画面变暗等问题也能得到改善，因而有助于提升产品的使用寿命。
可以看出，基于本公开的像素单元所具有的结构，可以在感测输出端与感测信号线导通时采集与发光元件自身发光效率变化有关的传感信号，基于此可以结合外部计算和数据信号的调节实现针对发光元件自身发光效率变化的补偿，有助于提升自发光显示装置的亮度均匀性和使用寿命。
应当理解的是，如上所述的像素单元还可以结合其他形式的采集、计算和补偿过程实现针对发光元件自身发光效率变化的补偿，而不需要限于以上示例。此外，对于具有内部、外部或者内外混合的电学补偿功能的显示装置来说，上述采集、计算和补偿过程可以与电学补偿过程结合在一起。
图2是本公开又一实施例提供的像素单元的结构框图。参见图2，相较于图1所示的像素单元Px，图2所示的像素单元Px还包括发光驱动模块12，该发光驱动模块12的发光电流输出端(图2中发光驱动模块12左侧引出的一端)连接发光元件D1的一个电极(图2中发光元件D1右侧引出的一端)。而且，上述开关模块11还与发光驱动模块12的发光电流输出端相连，开关模块11还被配置为：根据接收到的开关控制信号，控制发光电流输出端与感测信号线SL之间的通断状态。
应当理解的是，所述发光驱动模块12可以例如是任意一种具备输出指定大小电流的电路结构，并可以参照相关技术中各类发光元件11的像素驱动电路来实现。此外，在发光电流输出端与感测信号线SL之间导通时，可以通过感测信号线SL采集控制发光元件D1的发光亮度的电信号，并可以基于此实现电学补偿。
在一个示例中，电学补偿过程可以通过如下方式与上述光学补偿过程相结合：每个显示帧从开始到结束依次包括第一时段、第二时段和第三时段。第一时段内，发光驱动模块12进行数据电压的写入而暂停电流的输出，此时开关模块控制感测信号线SL与发光电流输出端断开，并控制感测信号线SL与感测输出端断开。第二时段内，发光驱动模块12按照所写入的数据电压向发光元件D1提供发光电流，使得发光元件D1发光，此时开关模块控制感测信号线SL与发光电流输出端断开，并控制感测信号线SL与感测输出端导通，使得与感测信号线SL相连的电路结构能够完成光强感测信号的采集。第三时段内，发光驱动模块12保持工作状态，此时开关模块控制感测信号线SL与发光电流输出端导通，并控制感测信号线SL与感测输出端断开，使得与感测信号线SL相连的电路结构能够完成用于电学补偿的数据的采集。而对于每个显示帧的第一时段内写入到发光驱动模块12中的数据电压，其可以是经过基于上一显示帧采集的光强感测信号和用于电学补偿的数据所进行的光学补偿和电学补偿后的数据电压。在补偿方式上，光学补偿和电学补偿可以先后进行也可以同时进行，其均可以是基于理论计算和/或实验测定得到的补偿计算关系，可以根据应用需求和补偿精度在可能范围内选取。如此，可以实现电学补偿过程与上述光学补偿过程的结合。
可以看出的是，基于本公开实施例的像素单元，可以在发光电流输出端与感测信号线导通时采集与阈值电压漂移有关的传感信号，并可以在感测输出端与感测信号线导通时采集与发光元件本身发光效率变化有关的传感信号，从而可以结合外部计算和数据电压的调节同时实现上述两个方面的补偿。
应当理解的是，除了可以使用同一条感测信号线SL来进行电学补偿和光学补偿的采集过程之外，还可以分别使用不同的信号线来进行电学补偿和光学补偿的采集过程。然而，相比于分别使用不同的信号线的实现方式而言，本公开实施例基于电学补偿的采集与光学补偿的采集可以通过开关模块11的控制分时进行的特点，可以省去额外添加的感测信号线，有助于提升像素开口率和显示均匀度，提升显示性能。
图3是本公开一个实施例提供的像素电路的电路结构示意图。参见图3，本实施例的像素单元Px还连接有第一开关信号线G1、第二开关信号线G2、栅线G3、数据线DL、发光电源正极端VDD和发光电源负极端VSS，使得：开关模块11能够通过第一开关信号线G1接收上述开关控制信号中的第一开关信号，开关模块11能够通过第二开关信号线G2接收上述开关控制信号中的第二开关信号，发光驱动模块12能够在栅线G3上的栅信号的控制下接收来自数据线DL上的数据电压，感光元件D2能够基于与偏置电压线VL之间的连接得到稳定的工作电压从而输出光强感测信号，发光驱动模块12能够在发光电源正极端VDD的电源供应下向发光元件D1提供电流输出，发光元件D1能够通过发光电源负极端VSS之间的连接接收发光驱动模块12提供的电流。
示例性地，参见图3，开关模块11可以包括开关模块11包括第一晶体管T1和第二晶体管T2，发光驱动模块12包括第三晶体管T3、存储电容Cs和驱动晶体管TD，在连接关系上：
第一晶体管T1的栅极连接第一开关信号线G1，第一晶体管T1的源极和漏极中的一个连接感测信号线SL，另一个连接发光电流输出端(即图3所示的作为发光元件D1的二极管的正极)。第二晶体管T2的栅极连接第二开关信号线G2，第二晶体管T2的源极和漏极中的一个连接感测信号线SL，另一个连接感测输出端(即图3所示的感光元件D2的上端)。第三晶体管T3的栅极连接栅线G3，第三晶体管T3的源极和漏极中的一个连接数据线DL，另一个连接驱动晶体管TD的栅极。驱动晶体管TD源极和漏极中的一个连接上述发光电流输出端，另一个连接发光电源端中的发光电源正极端VDD。存储电容Cs的第一端(即图3所示的存储电容Cs的上端)连接驱动晶体管TD的栅极，存储电容Cs的第二端(即图3所示的存储电容Cs的下端)连接上述发光电流输出端。
需要说明的是，根据晶体管具体类型的不同，可以设置其源极和漏极分别所具有的连接关系，以与流过晶体管的电流的方向相匹配；在晶体管具有源极与漏极对称的结构时，源极和漏极可以视为不作特别区分的两个电极。
在一个示例中，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3以及驱动晶体管TD均为N型晶体管，感光元件D2为p-i-n光电二极管(p-i-n Photo-Diode，pin-PD)，从而如图3所示的像素单元可以具有如下所述的工作过程：
在每个显示帧开始时，第三晶体管T3在栅线G3上的高电平作用下开启，使得数据线DL上的数据电压为存储电容Cs充电，直至存储电容Cs的第一端处为该数据电压，即完成了数据电压的写入。此后，存储电容Cs可以将驱动晶体管的栅源电压锁定为数据电压，使得驱动晶体管TD的源漏电流被锁定为与栅源电压的电压值相对应的电流值，实现发光驱动模块12向发光元件D1输出发光电流的功能。从而，发光元件D1可以通过发光驱动模块12接收发光电流，并按照与发光电流的电流值相对应的亮度发光。
在发光元件D1稳定发光时，可以使第二开关信号线G2转为高电平、第一开关信号线G1保持低电平，从而第二晶体管T2开启、第一晶体管T1关闭。此时在偏置电压线VL提供的偏置电压下工作在反偏状态的感光元件D2可以接收发光元件D1发出的光，并产生沿图3中标记“②”所示方向产生光电流。基于此，可以在感测信号线SL上采集作为光强感测信号的电信号，并计算得到用于进行光学补偿的数据。而在显示帧将要结束时，可以使第二开关信号线G2转为低电平而第一开关信号线G1转为高电平，从而第一晶体管T1开启、第二晶体管T2关闭。此时驱动晶体管TD所输出的电流中的一部分可以沿图3中标记“①”所示方向流向感测信号线SL。基于此，可以在感测信号线SL上采集电信号，并计算得到用于进行电学补偿的数据。
外部控制器可以结合上述用于进行光学补偿的数据和用于进行电学补偿的数据来调节此后通过数据线DL写入到发光驱动模块12中的数据电压，从而在显示过程中实现上述光学补偿和上述电学补偿。
应理解的是，图3所示出的电路结构和上述工作过程仅是一种示例，具体应用场景中可以根据应用需求调整本公开实施例的实现方式。在一个示例中，可以将第一晶体管T1和第二晶体管T2分别设置为N型晶体管和P型晶体管中的一个，并将第一开关信号线G1和第二开关信号线G2合并为同一条信号线，如此可以通过信号线上的高电平或低电平实现第一晶体管T1和第二晶体管T2的开关状态的互换，在实现上述工作过程的同时省去一条信号线和一个开关信号的设置，有助于提升像素开口率，提升显示性能。在又一示例中，可以将发光电源正极端VDD与发光电源负极端VSS相互交换，同时将发光元件D1的两极相互翻转，同样可以实现上述工作过程。
图4是本公开一个实施例提供的像素单元的结构示意图。图5是图4所示的像素单元的剖面结构示意图。参见图4和图5，该像素单元包括在厚度方向上依次设置的有源层ACT、栅绝缘层GI、栅极导电层GT、层间介质层ILD、源漏导电层SD、第一钝化层PV1、感光材料层PIN、第二钝化层PV2、透明导电层ITO、滤色层CF、平坦化层OC、阳极导电层E1、像素定义层PDL、有机发光层EL和阴极导电层E2。本实施例的像素单元具有如图3所示的电路结构，其中第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和驱动晶体管TD均为薄膜晶体管TFT，其层级结构均如图5中的薄膜晶体管TFT部分所示。参见图5，本实施例的发光元件D1包括位于阳极导电层E1中的阳极、有机发光层EL中的有机发光结构，以及位于阴极导电层E2中的阴极(为图示清晰，发光元件D1未在图4中示出)。参见图5，本实施例的感光元件D2包括依次远离发光元件D1的第一电极(位于透明导电层ITO中)、感光材料层PIN和第二电极(位于源漏导电层SD中)。在一个示例中，感光材料层PIN在远离发光元件D1方向上依次包括P型半导体材料层、I型半导体材料层和N型半导体材料层，如此可以形成如上文中所述的p-i-n光电二极管。在本文中应当理解的是，位于同一层中的不同结构可以例如在同一次构图工艺中形成，也可以例如通过对同一膜层的图案化工艺得到，并可以不仅限于此。
在一个示例中，图4和图5中的有源层ACT在与栅极导电层GT中各个晶体管的栅极相交叠的区域内均为制作有导电沟道半导体材料(形成各晶体管的有源区)，而在除此之外的区域内均为经过导体化处理的半导体材料。从而，位于源漏导电层SD中的各个晶体管的源极和漏极能够通过层间介质层ILD中的过孔与有源层ACT连接，从而形成顶栅式的薄膜晶体管TFT的结构。
参见图4，第三晶体管T3的源极和漏极(位于源漏导电层SD中)分别位于第三晶体管T3的栅极(位于栅极导电层GT中)的上下两侧，并分别连接驱动晶体管TD的栅极和源漏导电层SD中的数据线DL。驱动晶体管TD的源极和漏极(位于源漏导电层SD中)分别位于其栅极(位于栅极导电层GT中)的上下两侧，并分别连接源漏导电层SD中用于提供发光电源正电压端VDD的电压线以及存储电容Cs的第二端。应当理解的是，图4中位于存储电容Cs在源漏导电层SD中的第二端的极板同时还作为驱动晶体管TD的源极和第一晶体管T1的漏极，而存储电容Cs在透明导电层ITO中的第一端的极板与驱动晶体管TD的栅极之间的连接方式未在图4和图5中示出(在一个连接方式示例中，存储电容Cs在透明导电层ITO中的第一端的极板可以与驱动晶体管TD的栅极之间部分重叠，重叠区域内的层间介质层ILD、第一钝化层PV1和第二钝化层PV2中可以形成有两者的连接过孔)。第一晶体管T1的漏极和源极(位于源漏导电层SD中)分别位于其栅极(位于栅极导电层GT中)的上下两侧，其源极同时还作为第二晶体管T1的漏极并与源漏导电层SD中的感测信号线SL相连。第二晶体管T2的源极和漏极(位于源漏导电层SD中)分别位于其栅极(位于栅极导电层GT中)的上下两侧，其源极同时还作为感光元件D2的第二电极。
参见图4和图5，感光元件D2在透明导电层ITO中的第二电极与源漏导电层SD中的偏置电压线VL部分重叠，重叠区域内的第一钝化层PV1和第二钝化层PV2中设置有两者的连接过孔。图5中为图示清晰而没有绘出感光元件D2与偏置电压线VL之间的感测信号线SL。
参见图5，感光元件D2位于滤色层CF远离发光元件D1的一侧。此外，像素定义层PDL的形成材料为遮光材料(例如黑矩阵的形成材料)，滤色层CF位于所述像素定义层PDL的远离发光元件D1的一侧。参见图4，像素单元Px包括被像素定义层PDL遮盖的第一区域(图4中除滤色层CF以外的区域)和被第一区域包围的第二区域(图4中设置有滤色层CF的区域)。包括第一晶体管T1和第二晶体管T2的开关模块11位于上述第一区域内，包括第三晶体管T3、存储电容Cs以及驱动晶体管TD的发光驱动模块12也位于上述第一区域内，而发光元件D1和感光元件D2均位于上述第二区域内，第二区域内的滤色层CF与第二区域内的发光元件D1彼此交叠。在平面布局的位置关系上，开关模块11位于第二区域的一侧(图4中的下侧，图5中的左侧)，发光驱动模块12位于开关模块11远离第二区域的一侧，感光元件D2位于第二区域中靠近开关模块11的边缘处。
可以理解的是，基于感光元件D2位于滤色层CF远离发光元件D1的一侧的设计，发光元件D1发出的光是经过滤色层CF才被感光元件D2接收的，此时基于感光元件D2所采集到的光强感测信号不仅可以得到有关于发光元件D1的发光强度、发光亮度或者发光效率的信息，还可以得到有关滤色层CF对光线的亮度衰减情况以及像素出光的色偏情况的信息，可以帮助进行光学检测和故障排查，还使得针对于色偏情况的自动校正成为可能。
还可以理解的是，基于上述像素定义层PDL的相关设置，第一区域内出现的杂光能够被像素定义层PDL遮挡，从而第二区域内发光元件D1的出光和感光单元D2的感测所受到的干扰可以更小，即可以降低像素开口周边的光噪声干扰，有助于提升显示效果和光学补偿的补偿效果。
还可以理解的是，感光元件D2的第二电极被设置在源漏导电层中，从而可以利用源漏导电层的金属材料的遮光特性阻挡从下方射向感光材料层PIN的光线，如此可以降低环境光对采集所述光强感测信号造成的干扰，并可以在显示时遮挡住感光元件D2，有助于提升显示效果和光学补偿的补偿效果。当然，也可以通过其他方式实现第二电极对射向感光材料层的光线的遮挡，比如通过将其设置在栅极导电层GT中实现，并可以不仅限于此。
还可以理解的是，基于第一开关信号线G1和第二开关信号线G2均位于第一晶体管T1和第二晶体管T2的栅极所在的栅极导电层GT中的设计，可以使得第一开关信号线G1和第二开关信号线G2均依照栅线G3的布局和连接方式来实现，有助于节省布局空间并简化工艺流程。
还可以理解的是，基于偏置电压线VL与感测信号线SL具有相同的形成材料和延伸方向，第一电极与偏置电压线VL相连的设置，可以使得偏置电压线VL均依照数据线DL的布局和连接方式来实现，有助于节省布局空间并简化工艺流程。然而，感光元件D2的第一电极与偏置电压之间的连接方式可以不仅限于通过偏置电压线VL来实现。
作为一种示例，图6是本公开又一实施例提供的像素单元的剖面结构示意图。比照图5和图6可以看出，图6所示的像素单元将图5中的第一钝化层PV1替换为第一平坦化层OC1、将图5中的第二钝化层PV2替换为第二平坦化层OC2、图5中的平坦化层OC作为图6中的第三平坦化层OC2，并使得第一电极所在的透明导电层ITO的横向延伸到像素单元之外(或者像素单元所在的显示装置的显示区之外)与偏置电压连接。本实施例中，第二平坦化层OC2除了提供透明导电层ITO与感光材料层PIN之间的连接过孔之外，还为透明导电层ITO提供了一个平坦的形成表面，使得透明导电层ITO可以呈线状、网格状或整面布置，从而透明导电层ITO整体上作为所有像素单元中感光元件D2的第一电极，在像素单元外部连接偏置电压，并将偏置电压传导至每一个像素单元中。
相比较而言，图5所示的偏置电压连接方式可以具有更小的电阻压降(IR Drop)，并可以避免在透光区域内设置透明导电层ITO因而可以实现更高的亮度。图6所示的偏置电压连接方式则可以省去像素单元之间偏置电压线VL的设置，因而可以降低工艺难度并避免偏置电压线VL与其他导体结构之间短路的风险，有助于开口率的提升。
关于图4中存储电容Cs的实现方式，在又一示例中，图4中位于第一开关信号线G1和驱动晶体管TD的栅极之间的有源层ACT与源漏导电层SD是彼此断开的(层间介质层ILD中没有两者的连接过孔)，此时这部分有源层ACT充当存储电容Cs的下极板、驱动晶体管TD的源极以及第一晶体管T1的漏极，而这部分源漏导电层SD则通过层间介质层ILD中的过孔连接驱动晶体管TD的栅极，充当存储电容Cs的中间极板。此外，存储电容Cs的上极板由透明导电层ITO中移至阳极导电层E1中，并与发光元件D1的阳极一起连接驱动晶体管TD的源极(连接过孔位于第一钝化层PV1、第二钝化层PV2和平坦化层OC中，并可以例如设置在图4中存储电容Cst的方框区域的右上角处)。如此，存储电容Cs的上极板与下极板均连接驱动晶体管TD的源极，而存储电容Cs的中间极板连接驱动晶体管TD的栅极，如此形成两个相互并联的电容器，相比于存储电容Cs的其他实现方式而言更有利于增大存储电容Cs的电容量，缩小存储电容Cs在像素单元中所占据的面积，并有利于开口率的提升。
应当理解的是，上述像素单元的示例中各个晶体管均是采用顶栅(Top Gate，TG)类型的器件结构实现的，在其他的实现方式中，还可以采用刻蚀阻挡(ESL)类型、背沟道刻蚀(BCE)类型、底栅(BG)类型等等。而且，图4和图5所示的像素单元还可以包括未示出的衬底基板，所述衬底基板位于有源层ACT远离栅绝缘层GI的一侧。如此，可以实现底发射式的白光OLED显示装置的像素单元。参照图4、图5和图6所示的结构和相关技术，还可以实现顶发射式的白光OLED显示装置、底发射式的彩光OLED显示装置，或是顶发射式的彩光OLED显示装置，并可以不仅限于此。
基于同样的发明构思，本公开实施例提供一种显示装置，该显示装置包括至少一个上述任意一种的像素单元。本公开实施例中的显示装置可以为：显示面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。作为一种示例，图7是本公开一个实施例提供的显示装置的结构示意图。参见图7，该显示装置的显示区域包括行列设置的若干个像素单元Px，每个像素单元Px都可以具有如图4和图5所示的结构，每个像素单元Px内的滤色层CF可以属于红色、蓝色和绿色中的一种。如此，可以基于顶栅(Top Gate，TG)的器件结构实现底发射式的白光OLED显示装置。应当理解的是，所述显示装置还可以基于刻蚀阻挡(ESL)类型、背沟道刻蚀(BCE)类型、底栅(BG)类型的器件结构，而且还可以是顶发射式的白光OLED显示装置、底发射式的彩光OLED显示装置，或是顶发射式的彩光OLED显示装置，并可以不仅限于此。在又一种示例中，显示装置中只有部分像素具有上述任意一种像素单元的结构，此时感光元件D2所输出的光强感测信号可以代表周围若干个像素中发光元件D1的发光亮度，同样可以实现上述光学补偿或是电学补偿与光学补偿的结合。
图8是本公开一个实施例中一种显示装置的制造方法的过程示意图。所述显示装置可以是上述任意一种的显示装置。参见图8，该方法包括：
步骤101、形成晶体管器件层。
其中，每个像素单元的开关模块和发光驱动模块均位于晶体管器件层中。
步骤102、形成每个像素单元的感光元件。
其中，每个像素单元内位于感光元件底部的感测输出端与晶体管器件层中的开关模块相连。
步骤103、形成每个像素单元的发光元件。
其中，每个像素单元内位于发光元件底部的电极与发光驱动模块的发光电流输出端相连。
以包括若干个如图4和图5所示的像素单元的结构的显示装置为例，其制造方法可以具体包括如下过程：
遮光层和缓冲层的制作：在对玻璃基板进行清洗和干燥之后，在玻璃基板上通过金属材料的构图工艺形成包括遮光层的图形，所述遮光层设置在每个晶体管的有源区的对应区域内，用来避免环境光照射到晶体管的有源区内影响器件特性。其中所述金属材料可以是Ag，Cu，Al，Mo，并可以例如是Mo/Cu/Mo的多层金属，还可以是例如AlNd、MoNb的合金材料。此后，采用绝缘材料形成覆盖在遮光层和玻璃基板上的缓冲层(Buffer)。需要说明的是，图4和图5中均未示出上述玻璃基板、遮光层和缓冲层。
有源层ACT的制作：通过半导体材料的构图工艺形成包括有源层ACT的图形。所述半导体材料可以例如包括a-IGZO、ZnO:N、IZTO、a-Si、p-Si、六噻吩和聚噻吩中的至少一种，制作有源层ACT时所使用的技术也可以包括氧化物半导体技术或是低温多晶硅技术等半导体制造技术，并可以不仅限于此。形成后的有源层ACT可以例如图9所示，应理解的是，上述过程可以包括在各个晶体管的有源区内制作导电沟道的过程，和/或，对位于源极或漏极与有源区的连接部分的半导体材料进行导体化的过程。
栅绝缘层GI和栅极导电层GT的制作：可以依次沉积栅绝缘层GI和栅极导电层GT的材料膜层，然后对其进行图案化以形成如图10所示的包括各晶体管的栅极、第一开关信号线G1、第二开关信号线G2和栅线G3的图形。所述金属材料可以是Ag，Cu，Al，Mo，并可以例如是Mo/Cu/Mo的多层金属，还可以是例如AlNd、MoNb的合金材料。在一个示例中，可以通过自对准工艺(Self-Aligned)形成栅绝缘层GI和栅极导电层GT。在一个示例中，上述导体化的过程可以在栅极导电层GT形成之后，比如可以将完成构图的栅绝缘层GI和栅极导电层GT作为掩膜，利用等离子体工艺(可以例如是干刻过程中使用的等离子体工艺)对暴露出来的有源层ACT进行导体化。
层间介质层ILD及其中过孔的制作：可以沉积一层覆盖缓冲层、有源层ACT和栅极导电层GT的绝缘层材料作为所述层间介质层ILD，然后采用图案化工艺在层间介质层ILD中刻蚀出如图11所示的源极连接过孔和漏极连接过孔，以及图4中第三晶体管T3的源极与驱动晶体管TD的栅极之间的连接过孔。
源漏导电层SD的制作：可以采用金属材料的构图工艺形成如图12所示的包括各个晶体管的源极、漏极以及存储电容Cs的下极板、感光元件D2的第二电极、数据线DL、感测信号线SL、偏置电压线VL和用于提供发光电源正极端VDD的电压线的图形。所述金属材料可以是Ag，Cu，Al，Mo，并可以例如是Mo/Cu/Mo的多层金属，还可以是例如AlNd、MoNb的合金材料。
感光材料层PIN的制作：可以采用绝缘材料的构图工艺形成包括第一钝化层PV1的图形，第一钝化层PV1中包括感光材料层PIN与第二电极之间的连接过孔。从而，可以依次沉积N型半导体材料薄膜、I型半导体材料薄膜和P型半导体材料薄膜(在一个示例中，I型半导体材料为本征半导体材料，N型半导体材料为磷或砷掺杂半导体材料，P型半导体材料为硼掺杂半导体材料)，并经过图案化形成所述感光材料层PIN，形成后的像素单元如图13所示。此后，可以采用绝缘材料的构图工艺形成包括第二钝化层PV2的图形，第二钝化层PV2中包括感光材料层PIN与第一电极之间的连接过孔，以及第一电极与偏置电压线VL之间的连接过孔，形成后的像素单元如图14所示。按照上述第一电极与驱动晶体管TD的栅极之间的连接方式示例，此时还可以同时在第二钝化层PV2、第一钝化层PV1和层间介质层ILD中形成存储电容Cs的上极板与驱动晶体管TD的栅极之间的连接过孔。在另一种实现方式中，还可以先依次沉积第一钝化层PV1和第二钝化层PV2的绝缘材料薄膜，然后采用图案化工艺一并刻蚀出上述第一钝化层PV1和第二钝化层PV2中的所有过孔，再依次沉积N型半导体材料薄膜、I型半导体材料薄膜和P型半导体材料薄膜，并经过图案化形成所述感光材料层PIN。如此，可以在制作过程中省去一次掩膜工艺。
透明导电层ITO的制作：采用透明导电材料的构图工艺形成包括感光元件D2的第一电极以及存储电容Cs的上极板的图形，形成后的像素单元如图15所示。形成后的第一电极与感光材料层PIN的上表面搭接，并通过过孔连接源漏导电层SD中的偏置电压线VL。所述透明导电材料可以例如包括透明导电氧化物(如氧化铟锡或掺铝氧化锌)，或者其他能够导电的透明材料。
滤色层CF的制作：可以在不同颜色类型的像素单元中依次制作红色、绿色和蓝色的滤色层CF，并使每个像素单元内的滤色层完全覆盖感光元件D2。可以参考相关技术中彩色滤光片的制作工艺形成滤色层CF，在此不再赘述。
平坦化层OC、阳极导电层E1和像素定义层PDL的制作：可以采用有机绝缘材料的构图工艺形成包括平坦化层OC的图形，平坦化层OC中包括发光元件D1的阳极与驱动晶体管TD的源极之间的连接过孔(未在任一附图中示出)。然后，通过透明导电材料的构图工艺形成包括各个发光元件D1的阳极的图形，每个像素单元内阳极导电层E1中的发光元件D1的阳极可以通过上述平坦化层OC中的连接过孔与驱动晶体管TD的源极相连。在此基础之上，可以通过遮光材料(例如光吸收率很高的黑色材料)的构图工艺形成包括像素定义层PDL的图形，以定义出每个像素单元内的发光区(上述第二区域)。
发光元件D1的制作：可以参照相关技术中任一种白光OLED的制作方式依次形成上述有机发光层EL和上述阴极导电层E2，其中阴极导电层E2的形成材料可以例如是金属材料(可以是Ag，Cu，Al，Mo，并可以例如是Mo/Cu/Mo的多层金属，还可以是例如AlNd、MoNb的合金材料)，也可以是金属和透明导电氧化物(如氧化铟锡、掺铝氧化锌等)形成的堆栈结构(例如Mo/AlNd/氧化铟锡)。此后还可以包括封装结构的制作等步骤，在此不再赘述。
以此为例，对于除此以外的上述任意一种像素单元的结构，可以参照上述示例实现相应显示装置的制造方法，在此不再赘述。
可以看出，基于本公开的像素单元所具有的结构，可以在感测输出端与感测信号线导通时采集与发光元件自身发光效率变化有关的传感信号，基于此可以结合外部计算和数据信号的调节实现针对发光元件自身发光效率变化的补偿，有助于提升自发光显示装置的亮度均匀性和使用寿命。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种像素单元，其特征在于，所述像素单元连接有感测信号线，所述像素单元包括：
发光元件；
感光元件，被配置为接收所述发光元件发出的光，并通过感测输出端输出光强感测信号；
开关模块，所述开关模块分别连接所述感测输出端和所述感测信号线，所述开关模块被配置为：根据接收到的开关控制信号，控制所述感测输出端与所述感测信号线之间的通断状态。
2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括滤色层，所述感光元件位于所述滤色层远离所述发光元件的一侧。
3.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述感光元件包括依次远离所述发光元件的第一电极、感光材料层和第二电极。
4.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第二电极被配置为遮挡射向所述感光材料层的光线。
5.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述开关模块包括至少一个晶体管，所述第二电极和所述感测信号线均位于所述至少一个晶体管的源极和漏极所在的源漏导电层中。
6.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还连接有偏置电压线，所述偏置电压线与所述感测信号线具有相同的延伸方向，所述第一电极与所述偏置电压线相连。
7.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述第一电极的形成材料为透明导电材料，所述第一电极被配置为连接和传导所述感光元件的偏置电压。
8.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括像素定义层，所述像素定义层的形成材料为遮光材料。
9.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元包括被所述像素定义层遮盖的第一区域和被所述第一区域包围的第二区域，所述开关模块位于所述第一区域内，所述感光元件位于所述第二区域中靠近所述开关模块的边缘处。
10.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括滤色层，所述滤色层位于所述像素定义层的远离所述发光元件的一侧，所述第二区域内的所述滤色层与所述第二区域内的所述发光元件彼此交叠。
11.据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括发光驱动模块，所述发光驱动模块的发光电流输出端连接所述发光元件的一个电极；
所述发光驱动模块位于所述第一区域内，所述发光驱动模块位于所述开关模块远离所述第二区域的一侧。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还包括发光驱动模块，所述发光驱动模块的发光电流输出端连接所述发光元件的一个电极；
所述开关模块还与所述发光电流输出端相连，所述开关模块还被配置为：根据接收到的所述开关控制信号，控制所述发光电流输出端与所述感测信号线之间的通断状态。
13.根据权利要求12所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还连接有第一开关信号线和第二开关信号线，所述开关模块被配置为：通过所述第一开关信号线接收所述开关控制信号中的第一开关信号，并通过所述第二开关信号线接收所述开关控制信号中的第二开关信号；
所述开关模块包括第一晶体管和第二晶体管，
所述第一晶体管的栅极连接所述第一开关信号线，所述第一晶体管的源极和漏极中的一个连接所述感测信号线，另一个连接所述发光电流输出端，
所述第二晶体管的栅极连接所述第二开关信号线，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个连接所述感测信号线，另一个连接所述感测输出端。
14.根据权利要求13所述的像素单元，其特征在于，所述第一开关信号线和所述第二开关信号线均位于所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极所在的栅极导电层中。
15.根据权利要求12所述的像素单元，其特征在于，所述像素单元还连接有栅线和数据线，所述发光驱动模块包括第三晶体管、存储电容和驱动晶体管，
所述第三晶体管的栅极连接所述栅线，所述第三晶体管的源极和漏极中的一个连接所述数据线，另一个连接所述驱动晶体管的栅极，
所述驱动晶体管源极和漏极中的一个连接所述发光电流输出端，另一个连接发光电源端，
所述存储电容的第一端连接所述驱动晶体管的栅极，所述存储电容的第二端连接所述发光电流输出端。
16.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括至少一个如权利要求1至15中任一项所述的像素单元。
17.一种显示装置的制造方法，其特征在于，所述显示装置为权利要求15所述的显示装置，所述方法包括：
形成晶体管器件层，每个所述像素单元的所述开关模块和所述发光驱动模块均位于所述晶体管器件层中；
形成每个所述像素单元的所述感光元件，每个所述像素单元内位于所述感光元件底部的感测输出端与所述晶体管器件层中的所述开关模块相连；
形成每个所述像素单元的所述发光元件，每个所述像素单元内位于所述发光元件底部的电极与所述发光驱动模块的发光电流输出端相连。
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