TW202110279A - 用於感測之全差分前端 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種用於在像素中感測驅動電流的系統及方法。在一些實施例中，系統包含：第一像素、第二像素、差分感測電路、參考電流源以及控制電路。差分感測電路可具有第一輸入、第二輸入及輸出，第一輸入連接於節點，在節點上從第一像素電流中減去由參考電流源產生的參考電流，第一像素電流包含由第一像素產生的電流。第二輸入可配置以接收第二像素電流，第二像素電流包含由第二像素產生的電流。輸出可配置以基於在第一輸入接收的電流與在第二輸入接收的電流之間的差來產生輸出訊號。

Description

用於感測之全差分前端
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2019年8月15日提交的美國臨時案第62/643,622號，名稱為「具有相鄰子像素的感測的全差分前端(FULLY DIFFERENTIAL FRONT-END WITH SENSING OF ADJACENT SUB-PIXELS)」的優先權與效益，其全部揭露內容於此併入全文作為參考。
根據本揭露的實施例的一個或多個態樣係關於一種顯示器，且特別是關於測量像素特性。
諸如用於電腦或行動裝置的視訊顯示器可具有複數個像素，且在各像素中具有多個電晶體，其包含驅動電晶體，驅動電晶體係配置以控制透過諸如發光二極體(light emitting diode，LED)(例如，有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED))的顯示元件的驅動電流。若不進行補償，則顯示器的驅動電晶體的特性之間的變化，或者驅動電晶體的任何一個的特性隨時間的變化，會降低顯示器顯示的影像或視訊的品質。為了補償這樣的變化或改變，測量驅動電晶體的特性是有利的。
因此，需要一種測量顯示器中驅動電晶體特性的系統及方法。
根據本揭露的實施例，本發明係提供一種系統，其包含：第一像素；第二像素；差分感測電路；參考電流源；以及控制電路；差分感測電路具有第一輸入、第二輸入及輸出，第一輸入連接於節點，在節點上從第一像素電流中減去由參考電流源產生的參考電流，第一像素電流包含由第一像素產生的電流；第二輸入配置以接收第二像素電流，第二像素電流包含由第二像素產生的電流；輸出係配置以基於在第一輸入接收的電流與在第二輸入接收的電流之間的差來產生輸出訊號；控制電路配置以：使第一像素導通；使第二像素關斷；以及使參考電流源產生參考電流。
在一些實施例中，系統係包含顯示面板，其包含第一像素及第二像素，第一像素係位於顯示面板的第一行中，第二像素係位於顯示面板的第二行中，且第一像素及第二像素係彼此相鄰，且在顯示面板的同一列中。
在一些實施例中，第一像素電流進一步包含來自第一行中除第一像素之外的複數個像素的漏電流；且第二像素電流包含來自第二行中除第二像素之外的複數個像素的漏電流。
在一些實施例中，差分感測電路係包含低通電流濾波器。
在一些實施例中，低通電流濾波器係包含全差分放大器。
在一些實施例中，低通電流濾波器係進一步包含頻寬至少為1MHz的共模反饋電路。
在一些實施例中，差分感測電路係進一步包含積分器，其連接於低通電流濾波器的輸出。
在一些實施例中，系統係進一步包含驅動電路，其中顯示面板的第一導體係連接於第一像素，第一導體係配置以：在系統的第一狀態下乘載第一像素電流；以及在系統的第二狀態下將來自驅動電路的電流乘載到第一像素。
在一些實施例中，控制電路係配置以在第二狀態下：使低通電流濾波器在重置狀態下工作；以及使驅動電路將第一導體驅動到參考電壓。
根據本揭露的實施例，本發明係提供一種用於感測顯示器中的電流的方法，顯示器包含：第一像素；第二像素；差分感測電路；以及參考電流源；差分感測電路具有第一輸入、第二輸入及輸出，該方法包含：向第一輸入饋送第一像素電流與由參考電流源產生的參考電流之間的差，第一像素電流包含由第一像素產生的電流；向第二輸入饋送第二像素電流，第二像素電流包含由第二像素產生的電流；基於在第一輸入接收的電流與在第二輸入接收的電流之間的差產生輸出訊號；導通第一像素；關斷第二像素；以及產生參考電流。
在一些實施例中，顯示器係包含顯示面板，其包含第一像素及第二像素，第一像素係位於顯示面板的第一行中，第二像素係位於顯示面板的第二行中，且第一像素及第二像素係彼此相鄰，且在顯示面板的同一列中。
在一些實施例中，第一像素電流進一步包含來自第一行中除第一像素之外的複數個像素的漏電流；且第二像素電流包含來自第二行中除第二像素之外的複數個像素的漏電流。
在一些實施例中，差分感測電路係包含低通電流濾波器。
在一些實施例中，低通電流濾波器係包含全差分放大器。
在一些實施例中，低通電流濾波器係進一步包含頻寬至少為1MHz的共模反饋電路。
在一些實施例中，差分感測電路係進一步包含積分器，其連接於低通電流濾波器的輸出。
在一些實施例中，顯示器係進一步包含驅動電路，其中顯示面板的第一導體係連接於第一像素，第一導體係配置以：在顯示器的第一狀態下乘載第一像素電流；以及在顯示器的第二狀態下將來自驅動電路的電流乘載到第一像素。
在一些實施例中，在第二狀態下，方法係進一步包含：在重置狀態下操作低通電流濾波器；以及由驅動電路將第一導體驅動到參考電壓。
根據本揭露的實施例，本發明係提供一種系統，其包含：第一像素；第二像素；差分感測電路；參考電流源；以及控制單元；差分感測電路具有第一輸入、第二輸入及輸出，第一輸入連接於節點，在節點上從第一像素電流中減去由參考電流源產生的參考電流，第一像素電流包含由第一像素產生的電流；第二輸入配置以接收第二像素電流，第二像素電流包含由第二像素產生的電流；輸出配置以基於在第一輸入接收的電流與在第二輸入接收的電流之間的差來產生輸出訊號；控制單元配置以：使第一像素導通；使第二像素關斷；以及使參考電流源產生參考電流。
在一些實施例中，系統係包含顯示面板，其包含第一像素及第二像素，第一像素係位於顯示面板的第一行中，第二像素係位於顯示面板的一第二行中；且第一像素及第二像素係彼此相鄰，且在顯示面板的同一列中。
以下結合所附圖式闡述的詳細描述旨在作為根據本揭露提供之用於在像素中感測驅動電流之系統及方法的例示性實施例的描述，並不旨在表示可建構或利用本揭露的唯一形式。此描述將結合所示之實施例來闡述本揭露之特徵。然而應當理解的是，相同或等效的功能及結構可藉由不同的實施例來完成，這些實施例也旨在包含在本揭露的範圍內。如本文其它地方所示，相同的元件符號旨在表示相同的元件或特徵。
參照第1圖，在一些實施例中，顯示器(例如，行動裝置顯示器)105可包含以列及行佈置的複數個像素。每個像素可配置以產生一種顏色(例如，紅色、綠色或藍色)的光，且可為複合像素(composite pixel)的一部分，複合像素包含例如三個此類像素，且配置以產生各種顏色的任何一種(在某些情況下，本文所指的「像素」係意旨為「子像素」，本文所指的「複合像素」係意旨為「像素」)。每個像素可包含驅動電路，例如，第1圖左側所示的7電晶體1電容器(7T1C)驅動電路，或第1圖底部所示的4電晶體1電容器(4T1C)驅動電路。在4T1C驅動電路中，當像素發光時，驅動電晶體110(其閘-源極電壓係由電容器115控制)控制通過發光二極體120的電流。上通閘極電晶體125可用於將驅動電晶體110的閘極(及電容器115的一端)選擇性地連接於電源電壓，且下通閘極電晶體130可用於將驅動感測導體135選擇性地連接於源節點140(其是連接於驅動電晶體110的源極、連接於發光二極體120的陽極，以及連接於電容器115的另一端的節點)。
像素驅動及感測電路145(在下文進一步詳細討論)可連接於驅動感測導體135。像素驅動及感測電路145可包含驅動放大器及感測電路，其被配置以一次選擇性地連接於驅動感測導體135。當電流流過驅動電晶體110且下通閘極電晶體130關斷時，驅動感測導體135與源節點140斷接，則電流可流過發光二極體120，從而使其發光。當下通閘極電晶體130導通且驅動感測導體135被驅動至比發光二極體120的陰極更低的電壓時，則發光二極體120可為逆向偏置的，且在驅動感測導體135中流動的任何電流都可流向像素驅動及感測電路145，在此處可對其進行感測。此感測電流可與所需電流進行比較(例如，理想或標稱電晶體在相同的閘-源極電壓下驅動的電流)，且在感測電流與理想電流不同的範圍內，可採取措施(例如，可調整閘-源極電壓)以補償此差異。
參照第2A圖，在一些實施例中，為了提高精確度，可以差分方式來感測任何像素的電流。例如，若要感測由第2A圖左側的像素(可稱為「奇數(odd)」像素)的驅動電晶體110驅動的電流，則可將其(「奇數」像素)導通(藉由對奇數像素的電容器充電，以導通奇數像素的驅動電晶體110)；且可將第2A圖右側的像素(可稱為「偶數(even)」像素)的驅動電晶體110關斷(藉由對偶數像素的電容器進行放電，以使偶數像素的驅動電晶體110關斷)，並且可測量從兩個相應導體流出的兩個對應電流之間的差，其可被稱為「行導體(column conductors)」 205。每個行導體205可連接於顯示器的行的所有像素；因此，即使除了被表徵的奇數像素以外的所有像素都被關斷，其它像素中的總漏電流會相當顯著。在相鄰行(包含偶數像素)的漏電流相同的情況下，當感測到兩行導體205中的電流的差時，漏電流對連接於奇數像素的行導體中流過的電流的貢獻可被抵消掉。
SCAN1、SCAN2及EMIT控制線可為每列(per row)，且列與列之間的時序可有所不同。如上所述，可使用差分感測，使得於每次操作可感測一列中的一半像素。可將同一組閘極控制訊號施加於奇數及偶數像素，從而在奇數及偶數像素之間沒有區別。每個數位類比轉換器及相關的驅動放大器220既可用來驅動行導體205以為像素的電容器充電，也可在感測由驅動電晶體110驅動的電流時產生參考電流；如圖所示，其可使用多工器來實現。第1圖的實施例不包含此功能，而是包含兩個獨立的數位類比轉換器。
參照第2B圖，在一些實施例中，當電路處於驅動模式時，則每個像素的驅動電晶體110的閘極處於ELVSS，且每個像素的驅動電晶體110的源極被驅動到ELVSS – VDRIVE，因此
VGS = ELVSS – (ELVSS - VDRIVE) = VDRIVE。
每個像素的發光電晶體可保持關斷。
在此過程中，相應的VDRIVE可儲存在每個像素的像素電容器兩端。如上所述，當感測奇數像素時，偶數像素的驅動電晶體110的源極可被驅動至ELVSS，從而其(偶數像素)將被關斷。
參照第2C圖，在一些實施例中，當電路處於感測模式時，上通閘極電晶體125(第1圖)關斷，使得驅動電晶體110的閘極浮動(float)，從而每個像素的電容器上的電荷保持恆定。每個像素的驅動電晶體110的源極被驅動(例如，被驅動到略小於ELVSS的VREF)，使得每個發光二極體120被逆向偏置，從而沒有電流流過發光二極體120。每個像素的發光電晶體導通，且由於發光二極體120被逆向偏置，由像素的驅動電晶體110驅動的任何電流皆經由相應的行導體205流到感測電路。在此模式下，數位類比轉換器及與其連接的驅動放大器220可產生參考電流IREF。在一些實施例中，藉由控制數位類比轉換器及驅動放大器220產生參考電流，以產生電壓斜坡(voltage ramp)，電壓斜坡被施加到電容器上以根據下式提供電流：
IREF = C dV/dt。
在感測像素電流時，各種誤差源是相關的。例如，參照第3A圖，若以單端前端(single-ended front end)來感測電流，根據以下公式，接地雜訊Vg 會耦合於放大器輸出的訊號中：
Figure 02_image001
就顯示系統而言，CP 可遠大於Ci ；因此，低頻率下的接地雜訊(Vg )會相當大。
參照第3B圖，當兩行的行電容(CP )匹配時，擬差分感測(pseudo-differential sensing)(如上所述，使用擬差分前端來感測導通像素與關斷像素之間的差異)可為有效，但若有介於1％與5％之間的失配，其可為無效。另外，由雜訊引起的共模電流會過大，並會增加前端的動態範圍需求。
參照第3C圖，若以單端前端來檢測電流，根據以下公式，熱雜訊Vr 會耦合於放大器輸出的訊號中：
Figure 02_image003
藉由使用配置為或包含低通濾波器的前端，由行導體205的電阻(在第3C圖中，由電阻R模擬)產生的寬帶熱雜訊(wideband thermal noise)的影響可有所減少，低通濾波器可傳遞被感測的(DC)訊號。這樣的低通濾波器(積分器)的實例係在第3C圖中示出。
在操作中，可在感測操作之前將前端積分器重置。每個感測操作之前可具有一驅動操作，在此驅動操作期間，驅動放大器220(第2A圖到第2C圖)驅動行導體205至設定電壓。在感測操作開始之前，行導體205上的電壓可回復到VREF。與第3C圖的電路有關的另一個問題是，由於行導體205的接地電容可能很大，感測放大器(在重置模式下)需要長時間才能使行導體205的電壓達到VREF。
第4圖係示出差分感測電路400，其具有用於感測來自第一像素(例如，第2A圖到第2C圖的奇數像素)與第二像素(例如，第2A圖到第2C圖的偶數像素)的電流之間的差的兩個輸入(每個電流均已從各自的參考電流中減去)。差分感測電路具有兩階段架構(two-stage architecture)，其中低通電流濾波器405(例如，第一積分器，如圖所示)作為第一階段，且積分器410(例如，第二積分器，如圖所示)作為第二階段。積分器410可藉由兩個鏡像電容器425耦合於低通電流濾波器405。低通電流濾波器405及積分器410中的每一個可包含在每個反饋路徑中具有電容器(或「反饋電容器」)的全差分運算放大器。如上所述，電路可用於在兩個相鄰像素之間執行差分感測(例如，複合像素(包含三個像素，紅色像素、綠色像素及藍色像素)的紅色像素及綠色像素，或複合像素的綠色像素及藍色像素)。寬帶共模反饋放大器415(其開環(open loop)頻寬可在10MHz與100MHz之間)在低通電流濾波器405周圍反饋。
為了便於說明，第4圖的電路係示出驅動放大器220及差分感測電路400皆透過用於建模行導體205的各個電阻器-電容器網路同時連接於像素420。在一些實施例中，然而，每個像素只有一個行導體205，且驅動放大器220或差分感測電路400隨時皆可連接於行導體205(如第2A圖到第2C圖所示，其中多工器係用於隨時選擇將驅動放大器220或差分感測電路連接於行導體205)。
在一些實施例中，低通電流濾波器405及積分器410可為完全差分的。如用於本文中，全差分電路是(不同於單端或擬差分放大器)一種不將訊號與接地進行比較的電路。取而代之的是，全差分放大器中的每個差分增益級(differential gain stage)皆例如將直接處理的兩個訊號互相比較。
寬帶共模反饋放大器415可計算低通電流濾波器405的輸出處的共模輸出訊號(例如，其可使用電阻器網路來計算兩個輸出導體上的電壓平均值)，且反饋到低通電流濾波器405中的共模輸入。共模輸入可為例如(i)連接於低通電流濾波器405中的差分對的兩個源的電流源(或「尾電流源」(tail current source))的閘極，或(ii)連接於低通電流濾波器405中的差分對的負載網路中的兩個對應電晶體的節點。
在一些實施例中，第4圖的電路的表現可優於擬差分電路的表現(例如，如第3B圖所繪示)。可如下所示。
Figure 02_image005
以及
Figure 02_image007
。
注意
Figure 02_image009
並參照第5B圖的電路，可發現
Figure 02_image011
以及
Figure 02_image013
第5C圖係示出可用於分析第4圖的低通電流濾波器405的電路。在此電路中：
Figure 02_image015
由此可知
Figure 02_image017
參照第5D圖，應注意差分阻抗為
Figure 02_image019
以及共模阻抗為
Figure 02_image021
。
使用之定義如下：
Figure 02_image023
Figure 02_image025
Figure 02_image027
。
由前述公式可知：
Figure 02_image029
Figure 02_image031
Figure 02_image033
Figure 02_image035
參照第5E圖，以下為近似分量值：
Figure 02_image037
Figure 02_image039
Figure 02_image041
Figure 02_image043
對於
Figure 02_image045
，且使用以下假設：
Figure 02_image047
Figure 02_image049
，例如，
Figure 02_image051
，以及
Figure 02_image053
，
以下可推導出：
Figure 02_image055
以及
Figure 02_image057
。
對於
Figure 02_image059
與
Figure 02_image061
Figure 02_image063
(電阻)
以及
Figure 02_image065
對於更高的頻率，可獲得以下結果：
Figure 02_image067
在第5F圖中係繪製所得的轉移函數。在低頻率處，Vout /Vg » DCp/CP 。
對於比
Figure 02_image069
還低的頻率，看向輸入端的差分阻抗可為一個大電容器Ci * A(運算放大器會使相對較小的電容器Ci 看起來更大，亦即使其看起來像Ci * A)。此視尺寸(apparent size)明顯大於通道本身的電容會是有利的，亦即，使看向低通電流濾波器的阻抗明顯小於通道本身的阻抗。在此情況下，由驅動電晶體110驅動的電流大部分流入低通電流濾波器。對於
Figure 02_image069
與
Figure 02_image071
之間的頻率，看向輸入端的差分阻抗可具有電阻的特性。
第6圖係示出使用本文描述之電路進行感測的方法的流程圖。首先，於605處，以所需的Vgs 驅動奇數像素以進行感測，且偶數像素係由對應於黑色的Vgs 來驅動(發光二極體120不發光)。接著，在610處，每個像素的上通閘極電晶體125關斷，且兩個像素皆以對應於黑色的Vgs 來驅動，以重置行導體205(由於每個像素的上通閘極電晶體125關斷，此驅動步驟並不影響像素的電容器上的電荷)。接著，在615處，電路進入感測模式。於此步驟期間，前端係處於重置狀態，亦即，跨接在低通電流濾波器405與積分器410的反饋電容器之間的開關(例如，電晶體開關)被關閉(例如，電晶體導通)，使得這些電容器在重置期間會放電並保持放電狀態。該電路可保持在重置模式，直到感測前端電壓及行導體205上的電壓相等為止；此狀態的效果可為對前端偏移進行採樣。在重置階段期間，可導通或關斷像素電流(即，控制訊號EMIT_ENB可為高位準或低位準)。接著，在620處，解除重置前端(例如，連接在反饋電容器兩端的電晶體處於關斷狀態)，並且開始進行(感測電流的)積分。最後，在625處，對積分器410的輸出進行採樣。
第7圖係表示用於循環透過第6圖所繪示的狀態的控制訊號的時序圖。重複第6圖的參考符號以示出第6圖的步驟與第7圖中的時間間隔之間的對應關係。在一些實施例中，可存在未在第7圖中示出的其它特徵。例如，等待狀態705(其中解除重置並允許穩定低通電流濾波器405，而積分器410保持在重置模式下)可在積分狀態620之前(其可隨後對應地開始)。作為另一實例，在一些實施例中，積分狀態被分為兩個部分，於其中之一中，來自偶數及奇數像素的電流皆被關斷(藉由使用SCAN2_EN控制訊號來關斷下通閘極電晶體130)；且於其中之另一中，偶數及奇數像素皆被導通(藉由使用SCAN2_EN控制訊號來導通下通閘極電晶體130)。在這兩部分之間的過渡期間，可反轉低通電流濾波器405與積分器410之間的連接極性，從而在第二部分的末端的積分器的輸出可為像素導通時的電流與像素關斷時的電流之差(例如，後者可包含非本發明關注的貢獻(例如，在偶數及奇數像素中，來自其它像素的漏電流的影響是不相同的))。如此，在此模式下工作，可減少由於這些電流不是要感測的電流(由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流)而產生的誤差。也可存在保持狀態710，在此期間，低通電流濾波器405與積分器410斷開，以減少由於像素電流及參考電流導通時的不正確時序而導致的誤差。SENSE_RESETB及SENSE_INTEG_EN訊號可分別用於控制低通濾波器及積分器的重置狀態。若使用等待狀態，則SENSE_INTEG_EN訊號可保持低位準直到等待狀態705結束。
如用於本文中，電路的「輸入」係包含一個或多個導體，且可包含其它輸入。例如，差分輸入可包含被標識為同相輸入的第一導體及被標識為反相輸入的第二導體。類似地，如用於本文中，電路的「輸出」包含一個或多個導體，且可包含進一步的輸出。例如，差分輸出可包含被標識為同相輸出的第一導體及被標識為反相輸出的第二導體。如用於本文中，當第一部件被描述為「選擇性地連接」於第二部件時，第一部件透過開關(例如電晶體開關)連接於第二部件；因此，根據開關的狀態，第一部件可連接於第二部件或與第二部件斷接。
雖然本揭露提供了全差分電路在應用中的實例，且全差分電路在這些應用中係用於感測像素電路，但本揭露並不限於這些應用，且本揭露的系統及方法可用於其它應用，例如生物醫學應用。
在一些實施例中，各種控制訊號及諸如數位類比轉換器的電路的控制可由處理電路執行。用語「處理電路」在本文中係表示用以處理數據或數位訊號的硬體、韌體及軟體的任何組合。處理電路硬體可包含例如特定應用積體電路(application specific integrated circuits，ASICs)、通用或專用中央處理單元(general purpose or special purpose central processing units，CPUs)、數位訊號處理器(digital signal processors，DSPs)、圖形處理單元(graphics processing units，GPUs)以及例如現場可程式閘極陣列(field programmable gate arrays，FPGAs)的可程式邏輯裝置。如用於本文中，每個功能在處理電路中由配置以執行此功能的硬體執行(亦即，硬佈線(hard-wired))，或由更通用的硬體執行，例如中央處理單元，其配置以執行儲存於非暫態儲存媒體(non-transitory storage medium)中的指令。處理電路可製於單個印刷電路板(printed circuit board，PCB)上或分佈於幾個互相連接的印刷電路板上。處理電路可包含其它處理電路；例如，處理電路可包含於印刷電路板上互相連接的兩個處理電路，也就是場域可程式閘陣列及中央處理單元。
應當理解的是，儘管於本文中使用用語「第一(first)」、「第二(second)」、「第三(third)」等來描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，這些元件、部件、區域、層及/或部分不應被這些用語所侷限。這些用語僅用來區分一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分。因此，在未脫離發明概念之精神及範疇下，本文討論的第一元件、第一部件、第一區域、第一層、或第一部份可改稱為第二元件、第二部件、第二區域、第二層、或第二部份。
空間相關的用語，例如「之下(beneath)」、「下方(below)」、「下部(lower)」、「下面(under)」、「上方(above)」、「上部(upper)」以及其它相似用語，可為了說明方便用於本文中以描述圖式中所繪示之元件或特徵與另一元件或特徵的關係。應當理解的是，除了圖式中描繪的方位之外，空間相關用語旨在包含使用或操作中裝置之不同方位。例如，若將圖式中的裝置翻轉，描述在其它元件或特徵「下方(below)」或「之下(beneath)」或「下面(under)」的元件或特徵將被轉向為在其它元件或特徵的「上方(above)」。因此，例示性用語「下方(below)」及「下面(under)」可同時包含上方與下方的方向。裝置可轉向其它方位(例如，旋轉90度或其它方位)，而在本文使用的空間相關描述用語應據此作相對應的解釋。另外，亦將理解的是，當層被稱為在兩層「之間(between)」時，其可為兩層之間的唯一層，或亦可存在一或多個中間層。
在此使用之用語僅為描述特定實施例之目的而非旨在用於限制本發明概念。如用於本文中，用語「基本上(substantially)」、「大約(about)」及相似用語，是被用作為近似用語而不是作為程度用語，且旨在解釋所屬技術領域具有通常知識者所公認在測量或計算數值的固有變化。如用於本文中，當應用於複數個項目時，用語「主要部分(major portion)」係表示至少一半的項目。
如用於本文中，除非文中另行明確地表示，否則「一(a)」及「一(an)」等單數型式亦旨在包含複數型式。應當理解的是，用語「包含(comprises)」及/或「包含(comprising)」，當於本說明書中使用時，係指明所述特性、整體、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但是不排除一個或更多個其它特性、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其群組的存在或增添。如用於本文中，用語「及/或」包含一個或以上相關所列的項目之任意或所有組合。當在元件表(list of elements)之前，諸如「至少一個(at least one of)」的表達，係變更整個元件表而不變更此表的各個元件。此外，當描述本發明概念的實施例時，「可以(may)」的使用係指「本揭露的一個或多個實施例」。而用語「例示性(exemplary)」旨在表示實例或說明。如用於本文中，用語「使用(use)」、「使用(using)」及「使用(used)」可分別被認為與用語「利用(utilize)」、「利用(utilizing)」及「使用(utilized)」同義。
應當理解的是，當元件或層被指「在」另一元件或層「上(on)」、「連接於(connected to)」、「耦合於(coupled to)」或「相鄰於(adjacent to)」另一元件或層時，其可直接在其它元件或層上、直接連接至、耦合於或相鄰於其它元件或層，或可存在中間元件或層。相對的，當元件或層被指「直接在」另一元件或層「上(directly on)」、「直接連接於(directly connected to)」、「直接耦合於(directly coupled to)」或「直接相鄰於(immediately adjacent to)」另一元件或層時，則不存在中間元件或層。
本文引用的任何數值範圍旨在包含所述範圍內包含的相同數值精確度的所有子範圍。例如，「1.0到10.0」的範圍旨在包含所述最小值1.0與所述最大值10.0之間(且包含)的所有子範圍；亦即，具有等於或大於1.0的最小值以及等於或小於10.0的最大值，例如2.4至7.6。本文引用的任何最大數值限制旨在包含其中包含的所有較低的數值限制，且本說明書中引用的任何最小數值限制旨在包含其中包含的所有更高的數值限制。
儘管本文已具體描述及說明用於感測像素中的驅動電流的系統及方法的例示性實施例，然而許多修改及變化對於發明所屬技術領域通常知識者而言將顯而易見。因此，應當理解的是，根據本揭露的原理建構的用於感測像素中的驅動電流的系統及方法可以不同於本文具體描述的方式實施。本發明也界定於下述之申請專利範圍以及其等效描述中。
105:顯示器 110:驅動電晶體 115:電容器 120:發光二極體 125:上通閘極電晶體 130:下通閘極電晶體 135:驅動感測導體 140:源節點 145:像素驅動及感測電路 205:行導體 220:驅動放大器 405:低通電流濾波器 410:積分器 415:寬帶共模反饋放大器 420:像素 425:鏡像電容器 605,610,615,620,625,705,710:步驟
參考說明書、申請專利範圍及所附圖式，本揭露之這些以及其它特徵及優點將變得易於理解，其中： 第1圖係為根據本揭露實施例的總結構圖； 第2A圖係為根據本揭露實施例之顯示面板及驅動與感測積體電路的示意圖； 第2B圖係為根據本揭露實施例之顯示面板及驅動與感測積體電路的示意圖； 第2C圖係為根據本揭露實施例之顯示面板及驅動與感測積體電路的示意圖； 第3A圖係為根據本揭露實施例之前端的示意圖； 第3B圖係為根據本揭露實施例之前端的示意圖； 第3C圖係為根據本揭露實施例之前端的示意圖； 第4圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5A圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5B圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5C圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5D圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5E圖係為根據本揭露實施例的示意圖； 第5F圖係為根據本揭露實施例之轉移函數的曲線圖。 第6圖係為根據本揭露實施例之轉移函數的流程圖；以及 第7圖係為根據本揭露實施例的時序圖。
110:驅動電晶體
205:行導體
220:驅動放大器

Claims (20)

  1. 一種系統，其包含： 一第一像素； 一第二像素； 一差分感測電路； 一參考電流源；以及 一控制電路； 其中該差分感測電路具有： 一第一輸入； 一第二輸入；以及 一輸出； 該第一輸入連接於一節點，在該節點上從一第一像素電流中減去由該參考電流源產生的一參考電流，該第一像素電流包含由該第一像素產生的電流； 該第二輸入配置以接收一第二像素電流，該第二像素電流包含由該第二像素產生的電流； 該輸出係配置以基於在該第一輸入接收的電流與在該第二輸入接收的電流之間的差來產生一輸出訊號； 其中該控制電路配置以： 使該第一像素導通； 使該第二像素關斷；以及 使該參考電流源產生該參考電流。
  2. 如請求項1所述之系統，其中： 該系統係包含一顯示面板，其包含該第一像素及該第二像素； 該第一像素係位於該顯示面板的一第一行中； 該第二像素係位於該顯示面板的一第二行中；且 該第一像素及該第二像素係彼此相鄰，且在該顯示面板的同一列中。
  3. 如請求項2所述之系統，其中： 該第一像素電流進一步包含來自該第一行中除該第一像素之外的複數個像素的漏電流；且 該第二像素電流包含來自該第二行中除該第二像素之外的複數個像素的漏電流。
  4. 如請求項3所述之系統，其中該差分感測電路係包含一低通電流濾波器。
  5. 如請求項4所述之系統，其中該低通電流濾波器係包含一全差分放大器。
  6. 如請求項5所述之系統，其中該低通電流濾波器係進一步包含頻寬至少為1MHz的一共模反饋電路。
  7. 如請求項4所述之系統，其中該差分感測電路係進一步包含一積分器，其連接於該低通電流濾波器的一輸出。
  8. 如請求項7所述之系統，其進一步包含一驅動電路； 其中該顯示面板的一第一導體係連接於該第一像素，該第一導體係配置以： 在該系統的一第一狀態下乘載該第一像素電流；以及 在該系統的一第二狀態下將來自該驅動電路的電流乘載到該第一像素。
  9. 如請求項8所述之系統，其中該控制電路係配置以在該第二狀態下： 使該低通電流濾波器在一重置狀態下工作；以及 使該驅動電路將該第一導體驅動到一參考電壓。
  10. 一種用於感測顯示器中的電流的方法，該顯示器包含： 一第一像素； 一第二像素； 一差分感測電路；以及 一參考電流源； 其中該差分感測電路具有： 一第一輸入； 一第二輸入；以及 一輸出； 該方法包含： 向該第一輸入饋送一第一像素電流與由該參考電流源產生的一參考電流之間的差，該第一像素電流包含由該第一像素產生的電流； 向該第二輸入饋送一第二像素電流，該第二像素電流包含由該第二像素產生的電流； 基於在該第一輸入接收的電流與在該第二輸入接收的電流之間的差產生一輸出訊號； 導通該第一像素； 關斷該第二像素；以及 產生該參考電流。
  11. 如請求項10所述之方法，其中： 該顯示器係包含一顯示面板，其包含該第一像素及該第二像素； 該第一像素係位於該顯示面板的一第一行中； 該第二像素係位於該顯示面板的一第二行中；且 該第一像素及該第二像素係彼此相鄰，且在該顯示面板的同一列中。
  12. 如請求項11所述之方法，其中： 該第一像素電流係進一步包含來自該第一行中除該第一像素之外的複數個像素的漏電流；且 該第二像素電流包含來自該第二行中除該第二像素之外的複數個像素的漏電流。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該差分感測電路係包含一低通電流濾波器。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該低通電流濾波器係包含一全差分放大器。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該低通電流濾波器係進一步包含頻寬至少為1MHz的一共模反饋電路。
  16. 如請求項13所述之方法，其中該差分感測電路係進一步包含一積分器，該積分器連接於該低通電流濾波器的一輸出。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該顯示器進一步包含一驅動電路； 其中該顯示面板的一第一導體係連接於該第一像素，該第一導體係配置以： 在該顯示器的一第一狀態下乘載該第一像素電流；以及 在該顯示器的一第二狀態下將來自該驅動電路的電流乘載到該第一像素。
  18. 如請求項17所述之方法，在該第二狀態下，進一步包含： 在一重置狀態下操作該低通電流濾波器；以及 由該驅動電路將該第一導體驅動到一參考電壓。
  19. 一種系統，其包含： 一第一像素； 一第二像素； 一差分感測電路； 一參考電流源；以及 一控制單元； 其中該差分感測電路具有： 一第一輸入； 一第二輸入；以及 一輸出； 該第一輸入連接於一節點，在該節點上從一第一像素電流中減去由該參考電流源產生的一參考電流，該第一像素電流包含由該第一像素產生的電流； 該第二輸入配置以接收一第二像素電流，該第二像素電流包含由該第二像素產生的電流； 該輸出配置以基於在該第一輸入接收的電流與在該第二輸入接收的電流之間的差來產生一輸出訊號； 該控制單元配置以： 使該第一像素導通； 使該第二像素關斷；以及 使該參考電流源產生該參考電流。
  20. 如請求項19所述之系統，其中： 該系統係包含一顯示面板，其包含該第一像素及該第二像素； 該第一像素係位於該顯示面板的一第一行中； 該第二像素係位於該顯示面板的一第二行中；且 該第一像素及該第二像素係彼此相鄰，且在該顯示面板的同一列中。
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