显示面板及其像素电路、像素电路的驱动方法与流程

本发明的实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及其像素电路、像素电路的驱动方法。

背景技术：

随着显示技术的不断发展，微LED显示技术凭借其优势已得到越来越多的关注。微LED来源于LED，却与OLED相同，也具有自发光优势，但性能比OLED更加优化。微LED具有许多优点，如省电、高亮度、长寿命、低功耗、发光效率高、响应速度快、体积轻薄等。目前，已有许多企业对微LED技术进行研究。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种显示面板及其像素电路、像素电路的驱动方法和显示装置，能够实现图像显示和图像采集两种功能。

在本发明的第一方面中，提供一种显示面板，包括：用于显示图像的显示像素单元；以及位于所述显示像素单元之间的用于采集图像的成像像素单元。

在一个实施例中，所述成像像素单元包括感光元件和位于所述感光元件上的滤光元件。

在一个实施例中，所述感光元件包括PIN单元。

在一个实施例中，所述滤光元件包括电致变色滤光元件或液晶滤光元件。

在一个实施例中，所述电致变色滤光元件包括：第一基板；与所述第一基板相对设置的第二基板；位于所述第一基板与所述第二基板之间的公共电极；位于所述公共电极与所述第二基板之间的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一、第二和第三电极位于同一层；以及位于所述公共电极与所述第一电极之间的作为透过第一颜色光的第一滤色单元的第一电致变色材料，位于所述公共电极与所述第二电极之间的作为透过第二颜色光的第二滤色单元的第二电致变色材料，位于所述公共电极与所述第三电极之间的作为透过第三颜色光的第三滤色单元的第三电致变色材料。

在一个实施例中，所述电致变色滤光元件包括：第一基板；位于所述第一基板上的第一下电极；位于所述第一下电极上的作为透过第一颜色光的第一滤色单元的第一电致变色材料；位于所述第一电致变色材料上的第一上电极；位于所述第一上电极上的第一保护层；位于所述第一保护层上的第二下电极；位于所述第二下电极上的作为透过第二颜色光的第二滤色单元的第二电致变色材料；位于所述第二电致变色材料上的第二上电极；位于所述第二上电极上的第二保护层；位于所述第二保护层上的第三下电极；位于所述第三下电极上的作为透过第三颜色光的第三滤色单元的第三电致变色材料；位于所述第三电致变色材料上的第三上电极；以及位于所述第三上电极上的第二基板。

在一个实施例中，所述液晶滤光元件包括：第一基板；与所述第一基板相对设置的第二基板；位于所述第一基板与所述第二基板之间的第一滤色单元、第二滤色单元和第三滤色单元，所述第一、第二和第三滤色单元位于同一层；位于所述第二基板与所述第一、第二和第三滤色单元之间的保护层；位于所述第二基板与所述保护层之间的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一、第二和第三电极位于同一层；位于所述第二基板与所述第一、第二和第三电极之间的公共电极；以及位于所述公共电极与所述第一、第二和第三电极之间的液晶。

在一个实施例中，所述显示像素单元包括：基于LED的显示像素单元或基于液晶的显示像素单元。

在本发明的第二方面中，提供一种控制根据在本发明的第一方面中描述的显示面板的像素电路，包括：存储电容；数据写入模块，用于控制数据电压写入所述存储电容的第一端；显示控制模块，用于控制所述显示面板中的所述显示像素单元以显示图像；以及成像控制模块，用于控制所述显示面板中的所述成像像素单元以采集图像。

在一个实施例中，所述数据写入模块包括第一晶体管，所述第一晶体管的控制极与扫描线耦接，所述第一晶体管的第一极与数据线耦接，所述第一晶体管的第二极与所述存储电容的第一端耦接。

在一个实施例中，所述显示控制模块包括第二晶体管，所述第二晶体管的控制极与所述存储电容的第二端耦接，所述第二晶体管的第一极与所述显示像素单元耦接，所述第二晶体管的第二极用于接收电源电压。

在一个实施例中，所述成像控制模块包括第三晶体管，所述第三晶体管的控制极与所述扫描线耦接，所述第三晶体管的第一极与所述成像像素单元耦接，所述第三晶体管的第二极与成像信号输出端耦接。

在一个实施例中，所述第二晶体管的沟道类型与所述第一晶体管相同，所述第三晶体管的沟道类型与所述第一晶体管不同。

在本发明的第三方面中，提供一种用于驱动根据在本发明的第二方面中描述的像素电路的方法，包括：在第一时间段，驱动所述显示控制模块以显示图像；以及在第二时间段，驱动所述成像控制模块以采集图像。

在一个实施例中，所述数据写入模块包括第一晶体管，所述第一晶体管的控制极与扫描线耦接，所述第一晶体管的第一极与数据线耦接，所述第一晶体管的第二极与所述存储电容的第一端耦接，所述显示控制模块包括第二晶体管，所述第二晶体管的控制极与所述存储电容的第二端耦接，所述第二晶体管的第一极与所述显示像素单元耦接，所述第二晶体管的第二极用于接收电源电压，所述成像控制模块包括第三晶体管，所述第三晶体管的控制极与所述扫描线耦接，所述第三晶体管的第一极与所述成像像素单元耦接，所述第三晶体管的第二极与成像信号输出端耦接，所述方法包括：在所述第一时间段内，向所述扫描线输入第一电压信号以开启所述第一晶体管并关闭所述第三晶体管，向所述数据线输入数据信号以对所述存储电容充电从而开启所述第二晶体管，以便驱动所述显示像素单元发光；以及在所述第二时间段内，向所述扫描线输入第一电压信号以开启所述第三晶体管并关闭所述第一和第二晶体管，从而从所述成像信号输出端输出所述成像像素单元采集的图像信号。

在一个实施例中，在所述第二时间段内，所述成像像素单元异步采集第一颜色的第一图像信号、第二颜色的第二图像信号和第三颜色的第三图像信号。

在本发明的第四方面中，提供一种包括根据在本发明的第一方面中描述的显示面板的显示装置。

在一个实施例中，所述显示装置还包括：滤波放大器，用于放大来自所述显示面板的所述成像像素单元的图像信号；用于驱动所述显示面板的扫描驱动器和数据驱动器；以及控制器，用于接收来自所述滤波放大器的所述图像信号并将扫描信号和数据信号分别发送给所述扫描驱动器和所述数据驱动器，以及将用于控制所述成像像素单元的成像控制信号发送给所述显示面板。在本文描述的实施例中，提供了一种显示面板及其像素电路、像素电路的驱动方法和显示装置，能够实现图像显示和图像采集两种功能。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其他方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

附图说明

本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：

图1是示意性示出根据本发明实施例的显示面板10的截面的示意图；

图2是示意性示出根据本发明实施例的电致变色滤光元件2221的截面的示意图；

图3是示意性示出根据本发明实施例的电致变色滤光元件2222的截面的示意图；

图4是示意性示出根据本发明实施例的液晶滤光元件2223的截面的示意图；

图5是示意性示出根据本发明实施例的像素电路50的示意图；

图6是根据本发明实施例的像素电路的信号时序图；以及

图7是示意性示出根据本发明实施例的显示装置70的框图。

贯穿这些附图的各个视图，相应的参考编号指示相应的部件或特征。

具体实施方式

首先，需要说明的是，除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“实例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“实例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

此外，在附图中，为了清楚起见夸大了各层的厚度及区域。应当理解的是，当提到层、区域、或组件在别的部分“上”时，指其直接位于别的部分上，或者也可能有别的组件介于其间。相反，当某个组件被提到“直接”位于别的组件上时，指并无别的组件介于其间。

另外，还需要说明的是，当介绍本申请的元素及其实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或者多个要素；除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；用语“包含”、“包括”、“含有”和“具有”旨在包括性的并且表示可以存在除所列要素之外的另外的要素；术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性及形成顺序。

现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。

在本文描述的实施例中，提供一种显示面板，该显示面板能够实现图像显示和图像采集两种功能。现将参照图1至图4详细地描述本发明实施例提供的示例性显示面板。

图1是示意性示出根据本发明实施例的显示面板10的截面的示意图。如图1所示，显示面板10包括基板1、位于基板1上的显示像素单元21和成像像素单元22、以及位于显示像素单元21和成像像素单元22上的保护层3，其中，显示像素单元21用于显示图像，成像像素单元22用于采集图像。在一个示例性实施例中，成像像素单元22位于显示像素单元21之间。

在一个示例性实施例中，显示像素单元21包括基于LED的显示像素单元或基于液晶的显示像素单元。在一个示例性实施例中，LED包括微LED、OLED、液晶LED或无机LED等。

在一个示例性实施例中，成像像素单元22包括感光元件221和位于感光元件221上的滤光元件222。

在一个示例性实施例中，感光元件221包括PIN单元，其中，PIN单元在采集图像时用于感受外部图像的亮度并将亮度转换为电信号。

在一个示例性实施例中，滤光元件222包括电致变色滤光元件2221和2222以及液晶滤光元件2223。

图2是示意性示出根据本发明实施例的电致变色滤光元件2221的截面的示意图。如图2所示，电致变色滤光元件2221包括：第一基板1；与第一基板1相对设置的第二基板5；位于第一基板1与第二基板5之间的公共电极2；位于公共电极2与第二基板5之间的第一电极41、第二电极42和第三电极43，第一电极41、第二电极42和第三电极43位于同一层；以及位于公共电极2与第一电极41之间的作为透过第一颜色光的第一滤色单元的第一电致变色材料31，位于公共电极2与第二电极42之间的作为透过第二颜色光的第二滤色单元的第二电致变色材料32，位于公共电极2与第三电极43之间的作为透过第三颜色光的第三滤色单元的第三电致变色材料33。在一个示例性实施例中，第一电致变色材料31、第二电致变色材料32和第三电致变色材料33之间存在黑矩阵以防止光的串扰。

在一个示例性实施例中，第一、第二和第三颜色光可以分别为红光、绿光和蓝光。对第一电致变色材料31、第二电致变色材料32和第三电致变色材料33异步施加电压，从而异步采集红色图像、绿色图像和蓝色图像。

图3是示意性示出根据本发明实施例的电致变色滤光元件2222的截面的示意图。如图3所示，电致变色滤光元件2222包括：第一基板1；位于第一基板1上的第一下电极21；位于第一下电极21上的作为透过第一颜色光的第一滤色单元的第一电致变色材料22；位于第一电致变色材料22上的第一上电极23；位于第一上电极23上的第一保护层3；位于第一保护层3上的第二下电极41；位于第二下电极41上的作为透过第二颜色光的第二滤色单元的第二电致变色材料42；位于第二电致变色材料42上的第二上电极43；位于第二上电极43上的第二保护层5；位于第二保护层5上的第三下电极61；位于第三下电极61上的作为透过第三颜色光的第三滤色单元的第三电致变色材料62；位于第三电致变色材料62上的第三上电极63；以及位于第三上电极上的第二基板7。

在一个示例性实施例中，第一、第二和第三颜色光可以分别为红光、绿光和蓝光。对第一电致变色材料22、第二电致变色材料42和第三电致变色材料62异步施加电压，从而异步采集红色图像、绿色图像和蓝色图像。

图4是示意性示出根据本发明实施例的液晶滤光元件2223的截面的示意图。如图4所示，液晶滤光元件2223包括：第一基板1；与第一基板1相对设置的第二基板7；位于第一基板1与第二基板7之间的第一滤色单元21、第二滤色单元22和第三滤色单元23，第一滤色单元21、第二滤色单元22和第三滤色单元23位于同一层；位于第二基板7与第一滤色单元21、第二滤色单元22和第三滤色单元23之间的保护层3；位于第二基板7与保护层3之间的第一电极41、第二电极42和第三电极43，第一电极41、第二电极42和第三电极43位于同一层；位于第二基板7与第一电极41、第二电极42和第三电极43之间的公共电极6；以及位于公共电极6与第一电极41、第二电极42和第三电极43之间的液晶5。

在一个示例性实施例中，液晶5包括铁电液晶。可以理解，本发明也可以采用其他类型的液晶。

在一个示例性实施例中，第一滤色单元21、第二滤色单元22和第三滤色单元23分别为红色颜料、绿色颜料和蓝色颜料。对第一滤色单元21、第二滤色单元22和第三滤色单元23上的液晶5进行异步驱动而异步滤过不同颜色的光，从而异步采集红色图像、绿色图像和蓝色图像。

在该实施例中，显示面板10包括显示像素单元21和成像像素单元22，能够实现图像显示和图像采集两种功能。

在本文描述的实施例中，还提供一种像素电路，用于控制显示面板，从而实现图像显示和图像采集。现将参照图5详细地描述本发明实施例提供的示例性像素电路。

图5是示意性示出根据本发明实施例的像素电路50的示意图。如图5所示，像素电路50包括：存储电容2；数据写入模块1，用于控制数据电压写入存储电容2的第一端；显示控制模块3，用于控制显示面板10中的显示像素单元21以显示图像；显示像素单元4，用于显示图像；成像控制模块5，用于控制显示面板10中的成像像素单元22以采集图像；以及成像像素单元6，用于采集图像。

在一个示例性实施例中，数据写入模块1包括第一晶体管T1，第一晶体管T1的控制极与扫描线Gm耦接，第一晶体管T1的第一极与数据线Dn耦接，第一晶体管T1的第二极与存储电容2的第一端耦接。

在一个示例性实施例中，显示控制模块3包括第二晶体管T2，所述第二晶体管T2的控制极与存储电容2的第二端耦接，第二晶体管T2的第一极与显示像素单元4耦接，第二晶体管T2的第二极用于接收电源电压。

在一个示例性实施例中，成像控制模块5包括第三晶体管T3，第三晶体管T3的控制极与扫描线Gm耦接，第三晶体管T3的第一极与成像像素单元6耦接，第三晶体管T3的第二极与成像信号输出端DOn耦接。

在一个示例性实施例中，第二晶体管T2的沟道类型与第一晶体管T1相同，T3第三晶体管的沟道类型与第一晶体管T1不同。在一个示例性实施例中，第一晶体管T1和第二晶体管T2为N型晶体管，第三晶体管为P型晶体管。在另一个示例性实施例中，第一晶体管T1和第二晶体管T2为P型晶体管，第三晶体管为N型晶体管。应注意，下面的描述针对于第一晶体管T1和第二晶体管T2为N型晶体管且第三晶体管为P型晶体管的情况。本领域技术人员可以理解，对于第一晶体管T1和第二晶体管T2为P型晶体管且第三晶体管为N型晶体管的情况，只需将晶体管控制极的电压改变为相反的极性便能实现相同的功能，在此不再赘述。

在该实施例中，像素电路50控制显示面板10以实现图像显示和图像采集。

在本文描述的实施例中，还提供一种用于驱动像素电路的驱动方法，以实现图像显示和图像采集。现将参照图6详细地描述本发明实施例提供的驱动像素电路的驱动方法。

图6是根据本发明实施例的像素电路50的信号时序图。如图6所示，在第一时间段t1内，驱动显示控制模块1以显示图像；以及在第二时间段t2内，驱动成像控制模块5以采集图像。

在一个示例性实施例中，在第一时间段t1内，第一电压信号为高电平信号，向扫描线Gm输入第一电压信号以开启第一晶体管T1并关闭第三晶体管T3，向数据线Dn输入数据信号以对存储电容2充电从而开启第二晶体管T2，以便驱动显示像素单元4发光，由此使显示面板10显示图像。

在一个示例性实施例中，在第二时间段t2内，第一电压信号为低电平信号，向扫描线Gm输入第一电压信号以开启第三晶体管T3并关闭第一晶体管T1和第二晶体管T2，以便从成像信号输出端DOn输出成像像素单元6采集的图像信号，由此使显示面板10采集图像。

在一个示例性实施例中，第二时间段t2依次包括第一子时段1、第二子时段2和第三子时段3。本领域技术人员可以理解，第一至第三子时段可以相同或不同。在第一子时段1内，通过成像像素单元6采集第一颜色的第一图像信号。在第二子时段2内，通过成像像素单元6采集第二颜色的第二图像信号。在第三子时段3内，通过成像像素单元6采集第三颜色的第三图像信号。本发明对不同颜色图像采集的顺序没有限定，本领域技术人员可以根据需要选择不同颜色图像的采集顺序。在一个示例性实施例中，第一、第二和第三颜色分别为红色、绿色和蓝色，第一、第二和第三图像信号分别为红色、绿色和蓝色图像信号。在第二时间段t2内，成像信号输出端DOn异步输出红色、绿色和蓝色图像信号。

在本文描述的实施例中，还提供一种包括显示面板的显示装置，用于实现图像显示和图像采集两种功能。现将参照图7详细地描述本发明实施例提供的示例性显示装置。

图7是示意性示出根据本发明实施例的显示装置70的框图。如图7所示，显示装置70包括：显示面板10；滤波放大器1，用于放大来自显示面板10的成像像素单元22的图像信号；用于驱动显示面板10的扫描驱动器2和数据驱动器3；以及控制器4，用于接收来自滤波放大器1的图像信号并将扫描信号(G1、G2…Gm)和数据信号(D1、D2…Dn)分别发送给扫描驱动器2和数据驱动器3，以及将用于控制成像像素单元22的成像控制信号发送给显示面板10。该成像控制信号用于控制显示面板的成像像素单元采集图像。在一个示例性实施例中，成像像素单元可以采集不同颜色的图像，例如，红色、绿色和蓝色图像。

作为一个示例性实施例，显示装置70中包括的控制器4、滤波放大器1、扫描驱动器2和数据驱动器3是独立于显示面板10而存在。可以理解的是，控制器、滤波放大器、扫描驱动器和数据驱动器也可以与显示面板一体形成。

在该实施例中，显示装置70包括显示面板10，显示面板10包括显示像素单元和成像像素单元，从而能够实现图像显示和图像采集。

以上为了说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并不旨在是穷举的或者限制本申请。特定实施例的各个元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，在合适的情况下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都包含在本申请的范围内。