CN110767161A - 一种像素电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

一种像素电路，包括：显示控制子电路和检测子电路；其中，显示控制子电路，与发光元件连接，用于驱动发光元件发光；检测子电路，分别与显示控制子电路和检测元件连接，用于将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路；显示控制子电路，还用于根据检测信号生成检测输出信号。本申请还提供一种像素电路的驱动方法、显示装置。

Description

一种像素电路及其驱动方法、显示装置

技术领域

本文涉及显示技术领域，尤指一种像素电路及其驱动方法、显示装置。

背景技术

目前，为了适应移动终端的智能化和无边框发展，在移动终端的屏幕中集成多种传感功能的需求越来越多。比如，目前应用最广的屏下指纹识别，分为光学指纹识别和超声波指纹识别。然而，目前通常采用独立的像素驱动电路(比如，包括七个薄膜晶体管和一个电容的像素驱动电路)和有源像素电路(APS，Active Pixel Sensor)(比如，包括四个薄膜晶体管的APS)来分别实现显示功能和传感检测功能，导致使用的薄膜晶体管(TFT，ThinFilm Transistor)的数目较多，从而会影响显示效果，且成本较高。因此，如何有效结合像素驱动电路和APS来集成显示和传感功能并减少TFT的数目是需要解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种像素电路及其驱动方法、显示装置，可以提供集成显示和传感功能且减少了TFT数目的电路设计。

一方面，本申请提供了一种像素电路，包括：显示控制子电路和检测子电路，其中，显示控制子电路，与发光元件连接，用于驱动所述发光元件发光；检测子电路，分别与显示控制子电路和检测元件连接，用于将所述检测元件生成的检测信号提供给所述显示控制子电路；显示控制子电路，还用于根据所述检测信号生成检测输出信号。

另一方面，本申请提供一种像素电路的驱动方法，用于驱动如上所述的像素电路，包括：在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光；在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号。

另一方面，本申请提供一种显示装置，包括：阵列设置的像素单元，所述像素单元包括：像素电路、发光元件和检测元件；所述像素电路为如上所述的像素电路，分别与所述发光元件和检测元件连接。

本申请提供的像素电路集成了显示和传感检测功能，其中，通过显示控制子电路实现驱动发光元件发光，通过检测子电路向显示控制子电路提供检测元件生成的检测信号，由显示控制子电路根据检测信号生成检测输出信号。相较于独立的像素驱动电路和APS，本申请提供的像素电路将显示和传感检测功能进行了集成，并在电路设计上减少了TFT的数目，从而达到高显示质量和高灵敏度检测的目的。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例提供的像素电路的结构示意图；

图2为本申请第一实施例提供的像素电路的结构示意图；

图3为本申请第一实施例提供的驱动子电路的等效电路图；

图4为本申请第一实施例提供的节点控制子电路的结构示意图一；

图5为本申请第一实施例提供的节点控制子电路的结构示意图二；

图6为图4对应的节点控制子电路的等效电路图；

图7为图5对应的节点控制子电路的等效电路图；

图8为本申请第一实施例提供的检测子电路的等效电路图；

图9为本申请第一实施例提供的像素电路的等效电路图一；

图10为图9提供的像素电路的工作时序图；

图11A为图9提供的像素电路在显示阶段的工作状态图；

图11B为图9提供的像素电路在检测阶段中的检测复位阶段的工作状态图；

图11C为图9提供的像素电路在检测阶段中的检测读取阶段的工作状态图；

图11D为图9提供的像素电路在检测阶段中的检测输出阶段的工作状态图；

图12为本申请第一实施例提供的像素电路的等效电路图二；

图13为图12提供的像素电路的工作时序图；

图14为本申请第二实施例提供的像素电路的结构示意图；

图15为本申请第二实施例提供的驱动子电路的等效电路图；

图16为本申请第二实施例提供的节点控制子电路的结构示意图一；

图17为本申请第二实施例提供的节点控制子电路的结构示意图二；

图18为图16对应的节点控制子电路的等效电路图；

图19为图17对应的节点控制子电路的等效电路图；

图20为本申请第二实施例提供的检测子电路的等效结构图；

图21为本申请第二实施例提供的像素电路的等效电路图一；

图22为图21提供的像素电路的工作时序图；

图23A为图21提供的像素电路在显示阶段的工作状态图；

图23B为图21提供的像素电路在检测阶段中的检测复位阶段的工作状态图；

图23C为图21提供的像素电路在检测阶段中的检测读取阶段的工作状态图；

图23D为图21提供的像素电路在检测阶段中的检测输出阶段的工作状态图；

图24为本申请第二实施例提供的像素电路的等效电路图二；

图25为图24提供的像素电路的工作时序图；

图26为本申请第四实施例提供的显示装置内检测元件的排布方式示意图。

附图标记说明：

Gate-扫描信号端；Data-数据信号端；G1-第一控制端；G2-第二控制端；EL-发光元件；PD-检测元件；ELVDD-第一电源端；ELVSS-第二电源端；V1-第三电源端；RST1-第一复位端；RST2-第二复位端；INT-初始信号端；Read-信号输出端；ROW-输出控制端；Cst-电容；M1-第一开关晶体管；M2-第二开关晶体管；M3-第三开关晶体管；M4-第四开关晶体管；M5-第五开关晶体管；M6-第六开关晶体管；M7-第七开关晶体管；M8-第八开关晶体管；DTFT-驱动晶体管；TX-第一电极；RX-第二电极；PE-压电材料层。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

本领域技术人员可以理解，本申请所有实施例中采用的开关晶体管和驱动晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。示例性地，本申请实施例中使用的薄膜晶体管可以是氧化物半导体晶体管。由于这里采用的开关晶体管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极可以互换。在本申请实施例中，控制极为栅极，为区分开关晶体管除栅极之外的两极，将其中一个电极称为第一极，另一电极称为第二极，第一极可以为源极或者漏极，第二极可以为漏极或源极。

示例性地，本实施例中的开关晶体管和驱动晶体管可以采用P型晶体管。其中，P型开关晶体管在栅极为低电平时导通，在栅极为高电平时截止。然而，本申请对此并不限定。本实施例中的开关晶体管和驱动晶体管亦可以为N型晶体管。其中，N型开关晶体管在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止。

针对如何实现集成显示与传感功能且减少TFT数目的电路设计问题，本申请实施例提供一种像素电路及其驱动方法、显示装置。如图1所示，本申请实施例提供的像素电路，包括：显示控制子电路和检测子电路；其中，显示控制子电路，与发光元件连接，用于驱动发光元件发光；检测子电路，分别与显示控制子电路和检测元件连接，用于将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路；显示控制子电路，还用于根据检测信号生成检测输出信号。

本申请实施例提供的像素电路将独立的像素驱动电路(比如，包括七个TFT和一个电容)和APS(比如，包括四个TFT)进行集成，实现集成有显示和传感检测功能的像素电路，而且相较于独立的像素驱动电路和APS，减少了TFT的数目。

第一实施例

图2为本申请第一实施例提供的像素电路的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的像素电路，包括：驱动子电路、节点控制子电路和检测子电路。

其中，驱动子电路，分别与第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3连接，用于在第一节点N1和第二节点N2的控制下，向第三节点N3提供驱动电流。

节点控制子电路，分别与扫描信号端Gate、数据信号端Data、第一电源端ELVDD、第一控制端G1、第一复位端RST1、初始信号端INT、信号输出端Read、第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3、第四节点N4和第六节点N6连接，用于在扫描信号端Gate、数据信号端Data、第一电源端ELVDD、第一控制端G1、第一复位端RST1、初始信号端INT和第六节点N6的控制下，控制第一节点N1和第二节点N2的电位，在第一控制端G1的控制下，将第三节点N3与第四节点N4连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件；在第六节点N6和第一电源端ELVDD的控制下，向第一节点N1提供根据检测元件生成的检测信号生成的检测输出信号，在扫描信号端Gate的控制下，将第一节点N1与信号输出端Read连通，向信号输出端Read提供检测输出信号。

发光元件分别与第四节点N4和第二电源端ELVSS连接。

检测子电路，分别与第一控制端G1、第二复位端RST2、第二控制端G2、第五节点N5和第六节点N6连接，用于在第二复位端RST2的控制下，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号，在第二控制端G2的控制下，将第五节点N5和第六节点N6连通，向第六节点N6提供检测元件生成的检测信号。检测元件分别与第五节点N5和第三电源端V1连接。

示例性地，第一电源端ELVDD可以持续提供高电平信号，第二电源端ELVSS可以持续提供低电平信号，第三电源端V1可以根据实际需求提供固定电平信号或可变电平信号。

示例性地，发光元件可以为有机发光二极管(OLED)，OLED的阳极可以与第四节点N4连接，OLED的阴极可以与第二电源端ELVSS连接。

示例性地，检测元件可以为光敏器件，比如，PIN(p-intrinsic-n)型光电二极管，或者，可以为压电器件。

本实施例提供的像素电路通过节点控制子电路和驱动子电路实现驱动发光元件发光，通过检测子电路向节点控制子电路提供检测元件生成的检测信号，由节点控制子电路根据检测信号生成检测输出信号，并输出生成的检测输出信号。相较于独立的像素驱动电路和APS，本实施例提供的像素电路将显示和传感检测功能进行集成，并在整体电路设计中减少了TFT的数目，从而提高开口率和填充因子，并可实现高显示质量和高灵敏度检测。

图3为本申请第一实施例提供的驱动子电路的等效电路图。如图3所示，本实施例提供的像素电路中的驱动子电路，包括：驱动晶体管DTFT，驱动晶体管DTFT的控制极与第二节点N2连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与第三节点N3连接。

需要说明的是，图3中具体示出了驱动子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，驱动子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图4为本申请第一实施例提供的节点控制子电路的结构示意图一。如图4所示，本实施例提供的像素电路中的节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路和第五控制子电路。

其中，第一控制子电路，分别与扫描信号端Gate、数据信号端Data、信号输出端Read和第一节点N1连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，向第一节点N1提供数据信号端Data的数据信号，或者，在扫描信号端Gate的控制下，将第一节点N1与信号输出端Read连通，向信号输出端Read提供检测输出信号。

第二控制子电路，分别与第一电源端ELVDD、扫描信号端Gate、第二节点N2和第三节点N3连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，将第二节点N2和第三节点N3连通，将数据信号端Data提供的数据信号和驱动子电路提供的补偿信号写入第二节点N2，并存储数据信号和补偿信号。

第三控制子电路，分别与第一复位端RST1、初始信号端INT和第二节点N2连接，用于在第一复位端RST1的控制下，向第二节点N2提供初始信号端INT的信号。

第四控制子电路，分别与第一电源端ELVDD、第一节点N1和第六节点N6连接，用于在第六节点N6的控制下，向第一节点N1提供第一电源端ELVDD的信号，或者，在第六节点N6和第一电源端ELVDD的控制下，向第一节点N1提供根据检测元件生成的检测信号生成的检测输出信号。

第五控制子电路，分别与第一控制端G1、第三节点N3和第四节点N4连接，用于在第一控制端G1的控制下，将第三节点N3和第四节点N4连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件。

图5为本申请第一实施例提供的节点控制子电路的结构示意图二。如图5所示，本实施例提供的像素电路中的节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路、第五控制子电路和第六控制子电路。图5所示的节点控制子电路与图4所示的节点控制子电路的区别在于：节点控制子电路还包括第六控制子电路，分别与扫描信号端Gate、初始信号端INT和第四节点N4连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，向第四节点N4提供初始信号端INT的信号。

图6为图4对应的节点控制子电路的等效电路图。如图6所示，本实施例提供的节点控制子电路中，第一控制子电路包括：第一开关晶体管M1；第二控制子电路包括：第二开关晶体管M2和电容Cst；第三控制子电路包括：第三开关晶体管M3；第四控制子电路包括：第四开关晶体管M4；第五控制子电路包括：第五开关晶体管M5。

其中，第一开关晶体管M1的控制极与扫描信号端Gate的连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与数据信号端Data和信号输出端Read连接；第二开关晶体管M2的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与第三节点N3连接；电容Cst的第一端与第一电源端ELVDD连接，第二端与第二节点N2连接；第三开关晶体管M3的控制极与第一复位端RST1连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与初始信号端INT连接；第四开关晶体管M4的控制极与第六节点N6连接，第一极与第一电源端ELVDD连接，第二极与第一节点N1连接；第五开关晶体管M5的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与第四节点N4连接。

需要说明的是，图6中具体示出了节点控制子电路的一个示例性结构。本领域技术人员容易理解是，节点控制子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图7为图5对应的节点控制子电路的等效电路图。如图7所示，图7提供的节点控制子电路的等效电路图与图6提供的节点控制子电路的等效电路图相比，节点控制子电路还包括：第六控制子电路，第六控制子电路包括：第六开关晶体管M6，第六开关晶体管M6的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第四节点N4连接，第二极与初始信号端INT连接。

需要说明的是，图7中具体示出了节点控制子电路的另一示例性结构。本领域技术人员容易理解是，节点控制子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图8为本申请第一实施例提供的检测子电路的等效电路图。如图8所示，本实施例提供的像素电路中的检测子电路包括：第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8；其中，第七开关晶体管M7的控制极与第二控制端G2连接，第一极与第六节点N6连接，第二极与第五节点N5连接；第八开关晶体管M8的控制极与第二复位端RST2连接，第一极与第一控制端G1连接，第二极与第六节点N6连接。

需要说明的是，图8中具体示出了检测子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，检测子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图9为本申请第一实施例提供的像素电路的等效电路图一。如图9所示，本实施例提供的像素电路中，驱动子电路包括：驱动晶体管DTFT；节点控制子电路包括：第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5、第六开关晶体管M6及电容Cst；检测子电路包括：第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8。

其中，驱动晶体管DTFT的控制极与第二节点N2连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与第三节点N3连接。第一开关晶体管M1的控制极与扫描信号端Gate的连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与数据信号端Data和信号输出端Read连接；第二开关晶体管M2的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与第三节点N3连接；电容Cst的第一端与第一电源端ELVDD连接，第二端与第二节点N2连接；第三开关晶体管M3的控制极与第一复位端RST1连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与初始信号端INT连接；第四开关晶体管M4的控制极与第六节点N6连接，第一极与第一电源端ELVDD连接，第二极与第一节点N1连接；第五开关晶体管M5的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与第四节点N4连接。第六开关晶体管M6的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第四节点N4连接，第二极与初始信号端INT连接。第七开关晶体管M7的控制极与第二控制端G2连接，第一极与第六节点N6连接，第二极与第五节点N5连接；第八开关晶体管M8的控制极与第二复位端RST2连接，第一极与第一控制端G1连接，第二极与第六节点N6连接。发光元件EL的第一端与第四节点N4连接，第二端与第二电源端ELVSS连接。检测元件PD的第一端与第五节点N5连接，第二端与第三电源端V1连接。

下面通过图9提供的像素电路的工作过程进一步说明本申请实施例的技术方案。

以图9提供的像素电路中的开关晶体管M1至M8和驱动晶体管DTFT均为P型薄膜晶体管为例，图10为图9提供的像素电路的工作时序图；图11A为图9提供的像素电路在显示阶段的工作状态图，图11B为图9提供的像素电路在检测复位阶段的工作状态图，图11C为图9提供的像素电路在检测读取阶段的工作状态图，图11D为图9提供的像素电路在检测输出阶段的工作状态图。如图9所示，本申请实施例中涉及的像素电路包括：8个开关晶体管(M1至M8)，1个驱动晶体管(DTFT)、1个电容单元(Cst)，7个信号输入端(Data、Gate、G1、G2、RST1、RST2和INT)、1个信号输出端(Read)、3个电源端(ELVDD、ELVSS和V1)。

在本实施例中，以检测元件PD为PIN型光电二极管为例，第三电源端V1可以提供固定电压信号，比如持续提供低电平信号。

示例性地，第一电平信号可以为低电平信号，第二电平信号可以为高电平信号。具体的，第一电源端ELVDD可以持续提供高电平信号，第二电源端ELVSS可以持续提供低电平信号。

在本实施例中，一帧时间可以分为两个阶段，其中一个阶段为显示阶段T1，另一个阶段为检测阶段T2，如此一来，可以在显示阶段T1控制像素电路进行显示，在检测阶段T2控制像素电路进行传感检测。

其中，显示阶段T1可以分为以下三个阶段：显示复位阶段T11、显示补偿阶段T12和发光阶段T13；检测阶段T2可以分为以下三个阶段：检测复位阶段T21、检测读取阶段T22和检测输出阶段T23。

在显示阶段T1，如图11A所示，第二复位端RST2输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止，将第五节点N5和第六节点N6断开。如此一来，检测元件PD不会对显示阶段T1产生影响。

具体而言，在显示复位阶段T11，扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止。第一复位端RST1输入低电平信号，第三开关晶体管M3导通，向第二节点N2提供初始信号端INT的信号，以对第二节点N2进行复位，从而消除上一帧信号的影响。第二复位端RST2输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号。由于第一控制端G1输入高电平信号，第六节点N6输入高电平信号，第四开关晶体管M4截止。

在显示补偿阶段T12，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止。第二复位端RST2输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号，由于第一控制端G1输入高电平信号，第六节点N6输入高电平信号，第四开关晶体管M4截止。扫描信号端Gate输入低电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6导通；其中，第一开关晶体管M1导通，向第一节点N1提供数据信号端Data的数据信号，此时，第一节点N1的电位Vn1＝Vdata；第二开关晶体管M2导通，将第二节点N2和第三节点N3连通，即将驱动晶体管DTFT的控制极与第二极连通，以将传输至第一节点N1的数据信号和驱动晶体管DTFT的阈值电压Vth(即补偿信号)写入第二节点N2，同时对电容Cst进行充电，此时，第二节点N2的电位Vn2＝Vdata-Vth。通过显示补偿阶段T12可以将数据信号写入驱动晶体管DTFT的控制极并对驱动晶体管DTFT的阈值电压进行补偿，以在发光阶段消除驱动晶体管DTFT的阈值电压对驱动电流的影响。第六开关晶体管M6导通，向第四节点N4提供初始信号端INT的信号，对发光元件EL的第一端进行复位，以消除上一帧信号的影响。

在发光阶段T13，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止。第一控制端G1输入低电平信号，第五开关晶体管M5导通；第二复位端RST2输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号，由于第一控制端G1输入低电平信号，第六节点输入低电平信号，第四开关晶体管M4导通，向第一节点N1提供第一电源端ELVDD的信号，此时，Vn1＝Velvdd。

在发光阶段T13，驱动晶体管DTFT在第二节点N2的信号(即数据信号和补偿信号)的作用下导通，并在第一电源端ELVDD提供的信号的作用下输出驱动电流，以驱动发光元件EL发光。具体而言，第二节点N2的电位在电容Cst的作用下保持在Vdata-Vth不变，驱动晶体管DTFT的Vsg＝Vn1-Vn2＝Velvdd-Vdata+Vth；根据以下晶体管I-V曲线方程：

I＝K(Vsg-Vth)²＝K(Velvdd-Vdata)²；

可见驱动电流与驱动晶体管DTFT的阈值电压无关，消除了阈值电压对发光元件EL的影响，从而可以提高显示均匀性和发光效率。

在检测复位阶段T21，如图11B所示，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2以及第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止。第二复位端RST2输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通，向第六节点N6提供第一控制端G1的信号。由于第一控制端G1提供高电平信号，第六节点N6输入高电平信号，第四开关晶体管M4截止。在本阶段，第五开关晶体管M5截止，发光元件EL不发光。

在检测读取阶段T22，如图11C所示，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二复位端RST2输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第二控制端G2输入低电平信号，第七开关晶体管M7导通，将第五节点N5和第六节点N6连通，向第六节点N6写入检测元件PD得到的检测信号。

在本实施例中，检测元件PD为PIN型光电二极管，在光照条件下，PIN型光电二极管可以根据所感应的光信号，生成相应的电信号(电荷)，由于第七开关晶体管M7导通，可以将PIN型光电二极管生成的电信号写入第六节点N6。

在检测输出阶段T23，如图11D所示，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；第二复位端RST2输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。扫描信号端Gate输入低电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6导通。由于第六开关晶体管M6导通，向第四节点N4提供初始信号端INT的信号，对发光元件EL的第一端进行复位，发光元件EL不发光。通过检测读取阶段T22在第六节点N6写入的电信号可以控制第四开关晶体管M4的导通程度，将第四开关晶体管M4在第一电源端ELVDD作用下的输出电流(对应上述的检测输出信号)提供至第一节点N1；由于第一开关晶体管M1导通，输出电流可以输出至信号输出端Read，以便后续根据从信号输出端Read输出的电流大小来确认检测元件的检测结果，比如，当前光照强度等。

图12为本申请第一实施例提供的像素电路的等效电路图二。图12与图9的区别在于，在本实施例中，检测元件为压电器件，其中，压电器件包括第一电极TX、第二电极RX和压电材料层PE，其中，第一电极TX分别与压电材料层PE和第三电源端V1连接，第二电极RX分别与压电材料层PE和第五节点N5连接。压电材料层PE可以采用聚二氟亚乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)或者锆钛酸铅系的钙钛矿结构的复合氧化物等。

图13为图12提供的像素电路的工作时序图。在本实施例中，一帧时间可以分为两个阶段，其中一个阶段为显示阶段T1，另一个阶段为检测阶段T2，如此一来，可以在显示阶段T1控制像素电路进行显示，在检测阶段T2控制像素电路进行传感检测。其中，显示阶段T1可以分为以下三个阶段：显示复位阶段T11、显示补偿阶段T12和发光阶段T13；检测阶段T2可以分为以下三个阶段：检测复位阶段T21、信号发射阶段T24、检测读取阶段T22和检测输出阶段T23。

图13所示的工作时序与图10所示的工作时序的区别在于，本实施例的检测阶段T2中，在检测复位阶段T21和检测读取阶段T22之间还包括信号发射阶段T24。在信号发射阶段T24，扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2以及第六开关晶体管M6截止；第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；第二复位端RST2输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第三电源端V1向第一电极TX施加交流信号，第五节点N5向第二电极RX提供固定电压(比如低电平信号)，压电材料层PE由于受到电压激发产生逆压电效应，向外发射超声波，发射出去的超声波接触到物体后反射。

在检测读取阶段T22，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第五开关晶体管M5截止；第二复位端RST2输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第二控制端G2输入低电平信号，第七开关晶体管M7导通，将第五节点N5和第六节点N6连通。第三电源端V1向第一电极TX施加固定电压(比如，低电平信号)，压电材料层PE受到反射的超声波的影响，产生正压电效应，在第二电极RX产生交流电压信号(对应上述的检测信号)。由于第五节点N5和第六节点N6连通，压电器件在第二电极RX生成的检测信号可以提供至第六节点N6。

关于本实施例的其他工作阶段的说明可以参照图9和图10的说明，故于此不再赘述。

通过本实施例提供的像素电路的工作过程可以看出，本实施例提供的像素电路通过节点控制子电路根据检测元件的检测信号生成检测输出信号并输出得到的检测输出信号，集成了显示和传感检测功能，后续可以根据检测输出信号来确认检测元件的检测结果，比如，当前光照强度，或者，超声检测得到的距离等。而且相较于独立的像素驱动电路和APS，本实施例提供的像素电路在电路设计上减少了TFT的数目。

第二实施例

图14为本申请第二实施例提供的像素电路的结构示意图。如图14所示，本实施例提供的像素电路，包括：驱动子电路、节点控制子电路和检测子电路。

其中，驱动子电路，分别与第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3连接，用于在第一节点N1和第二节点N2的控制下，向第三节点N3提供驱动电流或者检测输出信号。

节点控制子电路，分别与扫描信号端Gate、数据信号端Data、第一电源端ELVDD、第一控制端G1、第一复位端RST、初始信号端INT、第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4连接，用于在扫描信号端Gate、数据信号端Data、第一电源端ELVDD、第一控制端G1、第一复位端RST和初始信号端INT的控制下，控制第一节点N1和第二节点N2的电位，在第一控制端G1的控制下，将第三节点N3与第四节点N4连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件。

发光元件分别与第四节点N4和第二电源端ELVSS连接。

检测子电路分别与第二控制端G2、输出控制端ROW、信号输出端Read、第二节点N2、第三节点N3和第五节点N5连接，用于在第二控制端G2的控制下，将第五节点N5和第二节点N2连通，向第二节点N2提供检测元件生成的检测信号，在输出控制端ROW的控制下，将第三节点N3和信号输出端Read连通，向信号输出端Read提供根据检测信号生成的检测输出信号；检测元件分别与第五节点N5和第三电源端V1连接。

示例性地，第一电源端ELVDD可以持续提供高电平信号，第二电源端ELVSS可以持续提供低电平信号，第三电源端V1可以根据实际需求提供固定电平信号或可变电平信号。

示例性地，发光元件可以为有机发光二极管(OLED)，OLED的阳极可以与第四节点N4连接，OLED的阴极可以与第二电源端ELVSS连接。

示例性地，检测元件可以为光敏器件，比如，PIN(p-intrinsic-n)型光电二极管，或者，可以为压电器件。

本实施例提供的像素电路通过节点控制子电路和驱动子电路实现驱动发光元件发光，通过检测子电路向节点控制子电路提供检测元件生成的检测信号，由节点控制子电路和驱动子电路根据检测信号生成检测输出信号，由检测子电路输出得到的检测输出信号。相较于独立的像素驱动电路和APS，本实施例提供的像素电路将显示和传感检测功能进行集成，并在整体电路设计中减少了TFT的数目，从而提高开口率和填充因子，并可实现高显示质量和高灵敏度检测。

图15为本申请第二实施例提供的驱动子电路的等效电路图。如图15所示，本实施例提供的像素电路中的驱动子电路，包括：驱动晶体管DTFT，驱动晶体管DTFT的控制极与第二节点N2连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与第三节点N3连接。

需要说明的是，图15中具体示出了驱动子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，驱动子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图16为本申请第二实施例提供的节点控制子电路的结构示意图一。如图16所示，本实施例提供的像素电路中的节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路和第五控制子电路。

其中，第一控制子电路，分别与扫描信号端Gate、数据信号端Data和第一节点N1连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，向第一节点N1提供数据信号端Data的信号。

第二控制子电路，分别与第一电源端ELVDD、扫描信号端Gate、第二节点N2和第三节点N3连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，将第二节点N2和第三节点N3连通，将数据信号端提供的数据信号和驱动子电路提供的补偿信号写入第二节点N2，并存储数据信号和补偿信号。

第三控制子电路，分别与第一复位端RST1、初始信号端INT和第二节点N2连接，用于在第一复位端RST1的控制下，向第二节点N2提供初始信号端INT的信号。

第四控制子电路，分别与第一控制端G1、第一电源端ELVDD和第一节点N1连接，用于在第一控制端G1的控制下，向第一节点N1提供第一电源端ELVDD的信号。

第五控制子电路，分别与第一控制端G1、第三节点N3和第四节点N4连接，用于在第一控制端G1的控制下，将第三节点N3和第四节点N4连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件。

图17为本申请第二实施例提供的节点控制子电路的结构示意图二。如图17所示，本实施例提供的像素电路中的节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路、第五控制子电路和第六控制子电路。图17所示的节点控制子电路与图16所示的节点控制子电路的区别在于：节点控制子电路还包括第六控制子电路，分别与扫描信号端Gate、初始信号端INT和第四节点N4连接，用于在扫描信号端Gate的控制下，向第四节点N4提供初始信号端INT的信号。

图18为图16对应的节点控制子电路的等效图。如图18所示，本实施例提供的节点控制子电路中，第一控制子电路包括：第一开关晶体管M1；第二控制子电路包括：第二开关晶体管M2和电容Cst；第三控制子电路包括：第三开关晶体管M3；第四控制子电路包括：第四开关晶体管M4；第五控制子电路包括：第五开关晶体管M5。

其中，第一开关晶体管M1的控制极与扫描信号端Gate的连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与数据信号端Data连接；第二开关晶体管M2的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与第三节点N3连接；电容Cst的第一端与第一电源端ELVDD连接，第二端与第二节点N2连接；第三开关晶体管M3的控制极与第一复位端RST1连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与初始信号端INT连接；第四开关晶体管M4的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第一电源端ELVDD连接，第二极与第一节点N1连接；第五开关晶体管M5的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与第四节点N4连接。

需要说明的是，图18中具体示出了节点控制子电路的一个示例性结构。本领域技术人员容易理解是，节点控制子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图19为图17对应的节点控制子电路的等效图。如图19所示，图19提供的节点控制子电路的等效电路图与图18提供的节点控制子电路的等效电路图相比，节点控制子电路还包括：第六控制子电路，第六控制子电路包括：第六开关晶体管M6，第六开关晶体管M6的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第四节点N4连接，第二极与初始信号端INT连接。

需要说明的是，图19中具体示出了节点控制子电路的另一示例性结构。本领域技术人员容易理解是，节点控制子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图20为本申请第二实施例提供的检测子电路的等效结构图。如图20所示，本实施例提供的像素电路中的检测子电路，包括：第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8。

其中，第七开关晶体管M7的控制极与第二控制端G2连接，第一极与第五节点N5连接，第二极与第二节点N2连接；第八开关晶体管M8的控制极与输出控制端ROW连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与信号输出端Read连接。

需要说明的是，图20中具体示出了检测子电路的示例性结构。本领域技术人员容易理解是，检测子电路的实现方式不限于此，只要能够实现其功能即可。

图21为本申请第二实施例提供的像素电路的等效电路图一。如图21所示，本实施例提供的像素电路中，驱动子电路包括：驱动晶体管DTFT；节点控制子电路包括：第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5、第六开关晶体管M6及电容Cst；检测子电路包括：第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8。

其中，驱动晶体管DTFT的控制极与第二节点N2连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与第三节点N3连接。第一开关晶体管M1的控制极与扫描信号端Gate的连接，第一极与第一节点N1连接，第二极与数据信号端Data连接；第二开关晶体管M2的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与第三节点N3连接；电容Cst的第一端与第一电源端ELVDD连接，第二端与第二节点N2连接；第三开关晶体管M3的控制极与第一复位端RST1连接，第一极与第二节点N2连接，第二极与初始信号端INT连接；第四开关晶体管M4的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第一电源端ELVDD连接，第二极与第一节点N1连接；第五开关晶体管M5的控制极与第一控制端G1连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与第四节点N4连接。第六开关晶体管M6的控制极与扫描信号端Gate连接，第一极与第四节点N4连接，第二极与初始信号端INT连接。第七开关晶体管M7的控制极与第二控制端G2连接，第一极与第五节点N5连接，第二极与第二节点N2连接；第八开关晶体管M8的控制极与输出控制端ROW连接，第一极与第三节点N3连接，第二极与信号输出端Read连接。发光元件EL的第一端与第四节点N4连接，第二端与第二电源端ELVSS连接。检测元件PD的第一端与第五节点N5连接，第二端与第三电源端V1连接。

下面通过图21提供的像素电路的工作过程进一步说明本申请实施例的技术方案。

以图21提供的像素电路中的开关晶体管M1至M8和驱动晶体管DTFT均为P型薄膜晶体管为例，图22为图21提供的像素电路的工作时序图；图23A为图21提供的像素电路在显示阶段的工作状态图，图23B为图21提供的像素电路在检测复位阶段的工作状态图，图23C为图21提供的像素电路在检测读取阶段的工作状态图，图23D为图21提供的像素电路在检测输出阶段的工作状态图。如图21所示，本申请实施例中涉及的像素电路包括：8个开关晶体管(M1至M8)，1个驱动晶体管(DTFT)、1个电容单元(Cst)，7个信号输入端(Data、Gate、G1、G2、RST1、ROW和INT)、1个信号输出端(Read)、3个电源端(ELVDD、ELVSS和V1)。

在本实施例中，以检测元件PD为PIN型光电二极管为例，第三电源端V1可以提供固定电压信号，比如持续提供低电平信号。

示例性地，第一电平信号可以为低电平信号，第二电平信号可以为高电平信号。具体的，第一电源端ELVDD可以持续提供高电平信号，第二电源端ELVSS可以持续提供低电平信号。

在本实施例中，一帧时间可以分为两个阶段，其中一个阶段为显示阶段T1，另一个阶段为检测阶段T2，如此一来，可以在显示阶段T1控制像素电路进行显示，在检测阶段T2控制像素电路进行传感检测。

其中，显示阶段T1可以分为以下三个阶段：显示复位阶段T11、显示补偿阶段T12和发光阶段T13；检测阶段T2可以分为以下三个阶段：检测复位阶段T21、检测读取阶段T22和检测输出阶段T23。

在显示阶段T1，如图23A所示，第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止，将第五节点N5和第二节点N2断开；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止，将第三节点N3与信号输出端Read断开。如此一来，检测元件PD不会对显示阶段T1产生影响。

具体而言，在显示复位阶段T11，扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第一复位端RST1输入低电平信号，第三开关晶体管M3导通，向第二节点N2提供初始信号端INT的信号，以对第二节点N2进行复位，从而消除上一帧信号的影响。

在显示补偿阶段T12，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第一控制端G1输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。扫描信号端Gate输入低电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6导通；其中，第一开关晶体管M1导通，向第一节点N1提供数据信号端Data的数据信号，此时，第一节点N1的电位Vn1＝Vdata；第二开关晶体管M2导通，将第二节点N2和第三节点N3连通，即将驱动晶体管DTFT的控制极与第二极连通，以将传输至第一节点N1的数据信号和驱动晶体管DTFT的阈值电压Vth(即补偿信号)写入第二节点N2，同时对电容Cst进行充电，此时，第二节点N2的电位Vn2＝Vdata-Vth。通过显示补偿阶段T12可以将数据信号写入驱动晶体管DTFT的控制极并对驱动晶体管DTFT的阈值电压进行补偿，以在发光阶段消除驱动晶体管DTFT的阈值电压对驱动电流的影响。第六开关晶体管M6导通，向第四节点N4提供初始信号端INT的信号，对发光元件EL的第一端进行复位，以消除上一帧信号的影响。

在发光阶段T13，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第一控制端G1输入低电平信号，第四开关晶体管M4，向第一节点N1提供第一电源端ELVDD的信号，此时，Vn1＝Velvdd；第五开关晶体管M5导通，将第三节点N3和第四节点N4连通，向第四节点N4提供驱动晶体管DTFT产生的驱动电流，以驱动发光元件EL发光。

在发光阶段T13，驱动晶体管DTFT在第二节点N2的信号(即数据信号和补偿信号)的作用下导通，并在第一电源端ELVDD提供的信号的作用下输出驱动电流，以驱动发光元件EL发光。具体而言，第二节点N2的电位在电容Cst的作用下保持在Vdata-Vth不变，驱动晶体管DTFT的Vsg＝Vn1-Vn2＝Velvdd-Vdata+Vth；根据以下晶体管I-V曲线方程：

I＝K(Vsg-Vth)²＝K(Velvdd-Vdata)²；

可见驱动电流与驱动晶体管DTFT的阈值电压无关，消除了阈值电压对发光元件EL的影响，从而可以提高显示均匀性和发光效率。

在检测复位阶段T21，如图23B所示，扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2以及第六开关晶体管M6截止；第一控制端G1输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第一复位端RST1输入低电平信号，第三开关晶体管M3导通，向第二节点N2提供初始信号端INT的信号，以对第二节点N2进行复位。在本阶段，第五开关晶体管M5截止，发光元件EL不发光。

在检测读取阶段T22，如图23C所示，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第一控制端G1输入低电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5导通；第二控制端G2输入低电平信号，第七开关晶体管M7导通，将第五节点N5和第二节点N2连通，向第二节点N2写入检测元件PD得到的检测信号。需要说明的是，在本阶段，第一控制端G1也可以输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止。

在本实施例中，检测元件PD为PIN型光电二极管，在光照条件下，PIN型光电二极管可以根据所感应的光信号，生成相应的电信号(电荷)，由于第七开关晶体管M7导通，可以将PIN型光电二极管生成的电信号写入第二节点N2。

在检测输出阶段T23，如图23D所示，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止。第一控制端G1输入低电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5导通；输出控制端ROW输入低电平信号，第八开关晶体管M8导通。通过检测读取阶段T22在第二节点N2写入的电信号可以控制驱动晶体管DTFT的导通程度，将驱动晶体管DTFT在第一电源端ELVDD作用下的输出电流(对应上述的检测输出信号)提供至第三节点N3；由于第八开关晶体管M8导通，输出电流可以输出至信号输出端Read，以便后续根据从信号输出端Read输出的电流大小来确认检测元件的检测结果，比如，当前光照强度等。需要说明的是，在本阶段中，从第三节点N3输出的输出电流无法驱动发光元件EL发光，因此，发光元件EL不发光。

图24为本申请第二实施例提供的像素电路的等效电路图二。图24与图21的区别在于，在本实施例中，检测元件为压电器件，其中，压电器件包括第一电极TX、第二电极RX和压电材料层PE，其中，第一电极TX分别与压电材料层PE和第三电源端V1连接，第二电极RX分别与压电材料层PE和第五节点N5连接。压电材料层PE可以采用聚二氟亚乙烯(PVDF)、氮化铝(AlN)或者锆钛酸铅系的钙钛矿结构的复合氧化物等。

图25为图24提供的像素电路的工作时序图。图25所示的工作时序与图22所示的工作时序的区别在于，本实施例的检测阶段T2中，在检测复位阶段T21和检测读取阶段T22之间还包括信号发射阶段T24。在信号发射阶段T24，扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2以及第六开关晶体管M6截止；第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；第二控制端G2输入高电平信号，第七开关晶体管M7截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。其中，第一控制端G1可以输入低电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5导通，或者，可以输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止。第三电源端V1向第一电极TX施加交流信号，第五节点N5向第二电极RX提供固定电压(比如低电平信号)，压电材料层PE由于受到电压激发产生逆压电效应，向外发射超声波，发射出去的超声波接触到物体后反射。

在检测读取阶段T22，第一复位端RST1输入高电平信号，第三开关晶体管M3截止；扫描信号端Gate输入高电平信号，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第六开关晶体管M6截止；输出控制端ROW输入高电平信号，第八开关晶体管M8截止。第一控制端G1可以输入低电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5导通，或者，可以输入高电平信号，第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5截止。第二控制端G2输入低电平信号，第七开关晶体管M7导通，将第五节点N5和第二节点N2连通。第三电源端V1向第一电极TX施加固定电压(比如，低电平信号)，压电材料层PE受到反射的超声波的影响，产生正压电效应，在第二电极RX产生交流电压信号(对应上述的检测信号)。由于第五节点N5和第二节点N2连通，压电器件在第二电极RX生成的检测信号可以提供至第二节点N2。

关于本实施例的其他工作阶段的说明可以参照图21和图22的说明，故于此不再赘述。

通过本实施例提供的像素电路的工作过程可以看出，本实施例提供的像素电路通过节点控制子电路和驱动子电路根据检测元件的检测信号生成检测输出信号，并由检测子电路输出得到的检测输出信号，集成了显示和传感检测功能，后续可以根据检测输出信号来确认检测元件的检测结果，比如，当前光照强度，或者，超声检测得到的距离等。而且相较于独立的像素驱动电路和APS，本实施例提供的像素电路在电路设计上减少了TFT的数目。

第三实施例

基于前述实施例的发明构思，本申请实施例还提供一种像素电路的驱动方法，应用于本申请实施例提供的像素电路中，包括：

在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光；

在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，显示控制子电路根据检测信号生成检测输出信号。

在一示例性实施方式中，本实施例的驱动方法还可以包括：在检测阶段，显示控制子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，或者，检测子电路向信号输出端提供所述检测输出信号。

在一示例性实施方式中，当用于驱动第一实施例提供的像素电路时，在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光，包括：

在显示复位阶段，对第一复位端和第二复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在显示补偿阶段，对第二复位端和扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在发光阶段，对第二复位端和第一控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二控制端和扫描信号端加载第二电平信号；

其中，在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号，所述显示控制子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，包括：

在检测复位阶段，对第二复位端加载第一电平信号，对第一复位端、扫描信号端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在检测读取阶段，对第二控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二复位端、第一控制端和扫描信号端加载第二电平信号；

在检测输出阶段，对扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第二复位端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号。

在一示例性实施方式中，当用于驱动第二实施例提供的像素电路时，在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光，包括：

在显示复位阶段，对第一复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在显示补偿阶段，对扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在发光阶段，对第一控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二控制端、扫描信号端和输出控制端加载第二电平信号；

其中，在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号，所述检测子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，包括：

在检测复位阶段，对第一复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在检测读取阶段，对第二控制端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一复位端和输出控制端加载第二电平信号，对第一控制端加载第一电平信号或第二电平信号；

在检测输出阶段，对输出控制端和第一控制端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一复位端和第二控制端加载第二电平信号。

其中，本申请实施例提供的像素电路的驱动方法用于前述实施例提供的像素电路中，其实现原理和效果类似，在此不再赘述。

第四实施例

基于前述实施例的发明构思，本实施例还提供一种显示装置，包括：阵列设置的像素单元；像素单元包括：像素电路、发光元件和检测元件；其中，像素电路可以为第一实施例或第二实施例所述的像素电路，分别与发光元件和检测元件连接。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以为PIN型光电二极管。其中，检测元件用于屏下光学指纹识别。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以为压电器件，其中，压电器件中包括的压电材料层可以采用PVDF。其中，检测元件可以用于屏下超声波指纹识别。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以为PIN型光电二极管。其中，检测元件可以用于实时检测亮度变化以对显示亮度进行补偿，适用于对亮度颜色准确度要求较高的显示装置。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以为PIN型光电二极管。其中，发光元件可以发出白光、红光、绿光和蓝光，检测元件用于检测皮肤反射的光强度变化图像，支持定量检测黑色斑、棕色斑点、毛孔、皱纹、凹凸洞、血管性病变、油脂分泌、痤疮和日光性损伤等。示例性地，显示装置可以为柔性或可拉伸的显示装置，从而较好地贴合皮肤，增加检测面积，支持直接显示检测结果。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以为压电器件，其中，压电器件中包括的压电材料层可以采用PVDF。检测元件可以通过超声波，对皮肤深层进行检测，可测量皮肤表皮层、真皮层的厚度，或皮下任意距离的长度，并能检测胶原蛋白等弹性物质的强度。本实施例提供的显示装置可用于皮肤抗衰老研究、医疗美容术后效果评估等领域。示例性地，显示装置可以为柔性或可拉伸的显示装置，从而较好地贴合皮肤，增加检测面积，支持直接显示检测结果。

在一示例性实施方式中，像素单元中的检测元件可以包括光敏器件(比如，PIN型光电二极管)和压电器件(比如，以PVDF作为压电材料层的压电器件)。其中，每个像素单元内可以选择集成光敏器件或压电器件，且光敏器件和压电器件以一定比例集成到显示装置中。如图26所示，在任一列或任一行的像素单元中，相邻两个像素单元中的检测元件分别为光敏器件和压电器件。换言之，光敏器件和压电器件在显示装置中交错排布。然而，本申请对此并不限定。在其他实现方式中，可以根据实际需求确定光敏器件和压电器件的排布方式。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：显示控制子电路和检测子电路；

其中，所述显示控制子电路，与发光元件连接，用于驱动所述发光元件发光；

所述检测子电路，分别与显示控制子电路和检测元件连接，用于将所述检测元件生成的检测信号提供给所述显示控制子电路；

所述显示控制子电路，还用于根据所述检测信号生成检测输出信号。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述显示控制子电路，包括：驱动子电路和节点控制子电路；

所述驱动子电路，分别与第一节点、第二节点和第三节点连接，用于在第一节点和第二节点的控制下，向第三节点提供驱动电流；

所述节点控制子电路，分别与扫描信号端、数据信号端、第一电源端、第一控制端、第一复位端、初始信号端、第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第六节点连接，用于在扫描信号端、数据信号端、第一电源端、第一控制端、第一复位端、初始信号端和第六节点的控制下，控制第一节点和第二节点的电位，在第一控制端的控制下，将第三节点与第四节点连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件；

所述发光元件分别与第四节点和第二电源端连接。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述节点控制子电路，还与信号输出端连接，用于在第六节点和第一电源端的控制下，向第一节点提供根据检测信号生成的检测输出信号，在扫描信号端的控制下，将第一节点与信号输出端连通，向信号输出端提供所述检测输出信号；

所述检测子电路，分别与第一控制端、第二复位端、第二控制端、第五节点和第六节点连接，用于在第二复位端的控制下，向第六节点提供第一控制端的信号，在第二控制端的控制下，将第五节点和第六节点连通，向第六节点提供检测元件生成的检测信号；

所述检测元件分别与第五节点和第三电源端连接。

4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路和第五控制子电路；

所述第一控制子电路，分别与扫描信号端、数据信号端、信号输出端和第一节点连接，用于在扫描信号端的控制下，向第一节点提供数据信号端的数据信号，或者，在扫描信号端的控制下，将第一节点与信号输出端连通，向信号输出端提供所述检测输出信号；

所述第二控制子电路，分别与第一电源端、扫描信号端、第二节点和第三节点连接，用于在扫描信号端的控制下，将第二节点和第三节点连通，将数据信号端提供的数据信号和驱动子电路提供的补偿信号写入第二节点，并存储所述数据信号和补偿信号；

所述第三控制子电路，分别与第一复位端、初始信号端和第二节点连接，用于在第一复位端的控制下，向第二节点提供初始信号端的信号；

所述第四控制子电路，分别与第一电源端、第一节点和第六节点连接，用于在第六节点的控制下，向第一节点提供第一电源端的信号，或者，在第六节点和第一电源端的控制下，向第一节点提供根据检测信号生成的检测输出信号；

所述第五控制子电路，分别与第一控制端、第三节点和第四节点连接，用于在第一控制端的控制下，将第三节点和第四节点连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件。

5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述第一控制子电路，包括：第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第一节点连接，第二极与数据信号端和信号输出端连接；

所述第二控制子电路，包括：第二开关晶体管和电容，所述第二开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第二节点连接，第二极与第三节点连接，所述电容的第一端与第一电源端连接，第二端与第二节点连接；

所述第三控制子电路，包括：第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的控制极与第一复位端连接，第一极与第二节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述第四控制子电路，包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的控制极与第六节点连接，第一极与第一电源端连接，第二极与第一节点连接；

所述第五控制子电路，包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与第四节点连接。

6.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述检测子电路，包括：第七开关晶体管和第八开关晶体管；

所述第七开关晶体管的控制极与第二控制端连接，第一极与第六节点连接，第二极与第五节点连接；

所述第八开关晶体管的控制极与第二复位端连接，第一极与第一控制端连接，第二极与第六节点连接。

7.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第六节点与第一控制端连接；所述驱动子电路，还用于在第一节点和第二节点的控制下，向第三节点提供检测输出信号；

所述检测子电路分别与第二控制端、输出控制端、信号输出端、第二节点、第三节点和第五节点连接，用于在第二控制端的控制下，将第五节点和第二节点连通，向第二节点提供检测元件生成的检测信号，在输出控制端的控制下，将第三节点和信号输出端连通，向信号输出端提供根据所述检测信号生成的检测输出信号；

所述检测元件分别与第五节点和第三电源端连接。

8.根据权利要求7所述的像素电路，其特征在于，所述节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路和第五控制子电路；

所述第一控制子电路，分别与扫描信号端、数据信号端和第一节点连接，用于在扫描信号端的控制下，向第一节点提供数据信号端的信号；

所述第二控制子电路，分别与第一电源端、扫描信号端、第二节点和第三节点连接，用于在扫描信号端的控制下，将第二节点和第三节点连通，将数据信号端提供的数据信号和驱动子电路提供的补偿信号写入第二节点，并存储所述数据信号和补偿信号；

所述第三控制子电路，分别与第一复位端、初始信号端和第二节点连接，用于在第一复位端的控制下，向第二节点提供初始信号端的信号；

所述第四控制子电路，分别与第一控制端、第一电源端和第一节点连接，用于在第一控制端的控制下，向第一节点提供第一电源端的信号；

所述第五控制子电路，分别与第一控制端、第三节点和第四节点连接，用于在第一控制端的控制下，将第三节点和第四节点连通，将驱动子电路输出的驱动电流提供给发光元件。

9.根据权利要求8所述的像素电路，其特征在于，所述第一控制子电路，包括：第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第一节点连接，第二极与数据信号端连接；

所述第二控制子电路，包括：第二开关晶体管和电容，所述第二开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第二节点连接，第二极与第三节点连接，所述电容的第一端与第一电源端连接，第二端与第二节点连接；

所述第三控制子电路，包括：第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的控制极与第一复位端连接，第一极与第二节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述第四控制子电路，包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第一电源端连接，第二极与第一节点连接；

所述第五控制子电路，包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与第四节点连接。

10.根据权利要求7所述的像素电路，其特征在于，所述检测子电路，包括：第七开关晶体管和第八开关晶体管，所述第七开关晶体管的控制极与第二控制端连接，第一极与第五节点连接，第二极与第二节点连接；所述第八开关晶体管的控制极与输出控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与信号输出端连接。

11.根据权利要求4或8所述的像素电路，其特征在于，所述节点控制子电路，还包括：第六控制子电路，分别与扫描信号端、初始信号端和第四节点连接，用于在扫描信号端的控制下，向第四节点提供初始信号端的信号。

12.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述显示控制子电路，包括驱动子电路和节点控制子电路；所述驱动子电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的控制极与第二节点连接，第一极与第一节点连接，第二极与第三节点连接；

所述节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路、第五控制子电路和第六控制子电路；

所述第一控制子电路，包括：第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第一节点连接，第二极与数据信号端和信号输出端连接；

所述第二控制子电路，包括：第二开关晶体管和电容，所述第二开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第二节点连接，第二极与第三节点连接，所述电容的第一端与第一电源端连接，第二端与第二节点连接；

所述第三控制子电路，包括：第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的控制极与第一复位端连接，第一极与第二节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述第四控制子电路，包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的控制极与第六节点连接，第一极与第一电源端连接，第二极与第一节点连接；

所述第五控制子电路，包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与第四节点连接；

所述第六控制子电路，包括：第六开关晶体管，所述第六开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第四节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述检测子电路，包括：第七开关晶体管和第八开关晶体管；所述第七开关晶体管的控制极与第二控制端连接，第一极与第六节点连接，第二极与第五节点连接；所述第八开关晶体管的控制极与第二复位端连接，第一极与第一控制端连接，第二极与第六节点连接。

13.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述显示控制子电路，包括驱动子电路和节点控制子电路；所述驱动子电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的控制极与第二节点连接，第一极与第一节点连接，第二极与第三节点连接；

所述节点控制子电路，包括：第一控制子电路、第二控制子电路、第三控制子电路、第四控制子电路、第五控制子电路和第六控制子电路；

所述第一控制子电路，包括：第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第一节点连接，第二极与数据信号端连接；

所述第二控制子电路，包括：第二开关晶体管和电容，所述第二开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第二节点连接，第二极与第三节点连接，所述电容的第一端与第一电源端连接，第二端与第二节点连接；

所述第三控制子电路，包括：第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的控制极与第一复位端连接，第一极与第二节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述第四控制子电路，包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第一电源端连接，第二极与第一节点连接；

所述第五控制子电路，包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的控制极与第一控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与第四节点连接；

所述第六控制子电路，包括：第六开关晶体管，所述第六开关晶体管的控制极与扫描信号端连接，第一极与第四节点连接，第二极与初始信号端连接；

所述检测子电路，包括：第七开关晶体管和第八开关晶体管，所述第七开关晶体管的控制极与第二控制端连接，第一极与第五节点连接，第二极与第二节点连接；所述第八开关晶体管的控制极与输出控制端连接，第一极与第三节点连接，第二极与信号输出端连接。

14.一种像素电路的驱动方法，其特征在于，用于驱动如权利要求1至13中任一项所述的像素电路，所述驱动方法，包括：

在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光；

在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号。

15.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法，还包括：在检测阶段，所述显示控制子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，或者，所述检测子电路向信号输出端提供所述检测输出信号。

16.根据权利要求15所述的驱动方法，其特征在于，当用于驱动如权利要求3至6、11及12中任一项所述的像素电路，所述在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光，包括：

在显示复位阶段，对第一复位端和第二复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在显示补偿阶段，对第二复位端和扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在发光阶段，对第二复位端和第一控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二控制端和扫描信号端加载第二电平信号；

所述在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号，所述显示控制子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，包括：

在检测复位阶段，对第二复位端加载第一电平信号，对第一复位端、扫描信号端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号；

在检测读取阶段，对第二控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二复位端、第一控制端和扫描信号端加载第二电平信号；

在检测输出阶段，对扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第二复位端、第一控制端和第二控制端加载第二电平信号。

17.根据权利要求15所述的驱动方法，其特征在于，当用于驱动如权利要求7至11及13中任一项所述的像素电路，所述在显示阶段，显示控制子电路驱动发光元件发光，包括：

在显示复位阶段，对第一复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在显示补偿阶段，对扫描信号端加载第一电平信号，对第一复位端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在发光阶段，对第一控制端加载第一电平信号，对第一复位端、第二控制端、扫描信号端和输出控制端加载第二电平信号；

所述在检测阶段，检测子电路将检测元件生成的检测信号提供给显示控制子电路，所述显示控制子电路根据所述检测信号生成检测输出信号，所述检测子电路向信号输出端提供所述检测输出信号，包括：

在检测复位阶段，对第一复位端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一控制端、第二控制端和输出控制端加载第二电平信号；

在检测读取阶段，对第二控制端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一复位端和输出控制端加载第二电平信号，对第一控制端加载第一电平信号或第二电平信号；

在检测输出阶段，对输出控制端和第一控制端加载第一电平信号，对扫描信号端、第一复位端和第二控制端加载第二电平信号。

18.一种显示装置，其特征在于，包括：阵列设置的像素单元，所述像素单元包括：像素电路、发光元件和检测元件；所述像素电路为如权利要求1至13中任一项所述的像素电路，分别与所述发光元件和检测元件连接。

19.根据权利要求18所述的显示装置，其特征在于，在任一列或任一行的像素单元中，相邻两个像素单元中的检测元件分别为光敏器件和压电器件。

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