TW202113368A - 顯示器中感測像素電流的系統及方法 - Google Patents

顯示器中感測像素電流的系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202113368A
TW202113368A TW109127617A TW109127617A TW202113368A TW 202113368 A TW202113368 A TW 202113368A TW 109127617 A TW109127617 A TW 109127617A TW 109127617 A TW109127617 A TW 109127617A TW 202113368 A TW202113368 A TW 202113368A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
differential
pixel
low
integrator
pass filter
Prior art date
Application number
TW109127617A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI844719B (zh
Inventor
Ａ 阿米爾克漢尼
安普Ｐ 若澤
高雷夫 瑪爾侯特拉
宋泳勳
穆罕默德 埃爾澤夫塔維
Original Assignee
南韓商三星顯示器有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商三星顯示器有限公司 filed Critical 南韓商三星顯示器有限公司
Publication of TW202113368A publication Critical patent/TW202113368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI844719B publication Critical patent/TWI844719B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3233—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the current through the light-emitting element
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3275—Details of drivers for data electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/005—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements using switched capacitors, e.g. dynamic amplifiers; using switched capacitors as resistors in differential amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel
    • G09G2320/0295—Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel by monitoring each display pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043—Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0693—Calibration of display systems
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45479—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection
    • H03F3/45928—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit
    • H03F3/45968—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction
    • H03F3/45973—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction by using a feedback circuit
    • H03F3/45977—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection using IC blocks as the active amplifying circuit by offset reduction by using a feedback circuit using switching means, e.g. sample and hold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Control Of El Displays (AREA)

Abstract

本發明係提供一種利用相關雙採樣來操作用於感測顯示面板的像素的像素電流的感測電路的系統及方法。在一些實施例中，此方法係包含：在第一時間間隔期間，重置像素感測電路；在第一時間間隔之後的第二時間間隔期間，以積分模式操作像素感測電路；在第二時間間隔之後的第三時間間隔期間，以保持模式操作像素感測電路；以及在第三時間間隔之後的第四時間間隔期間，以積分模式操作像素感測電路。

Description

顯示器中感測像素電流的系統及方法
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62/887,434號，名稱為「相關雙採樣像素感測前端(CORRELATED DOUBLE SAMPLING PIXEL SENSING FRONT-END)」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差異，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。為了補償這樣的差異或變化，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。
根據本發明實施例，本發明係提供一種用於感測顯示器中的像素電流的系統，此系統係包含：包含差分輸入端及差分輸出端的差分低通濾波器，差分輸入端的第一導體係配置以接收像素電流與參考電流的差值；具有差分輸入端及差分輸出端的差分積分器；將差分低通濾波器的差分輸出端耦合至差分積分器的差分輸入端的兩個鏡像電容器；耦合於兩個鏡像電容器與差分積分器的差分輸入端之間的極性反向開關，極性反向開關係配置以選擇性地切換兩個鏡像電容器與差分積分器的差分輸入端之間的連接極性；以及耦合於兩個鏡像電容器與極性反向開關之間的一對耦合開關，耦合開關中的每一個係配置以選擇性地：將兩個鏡像電容器中的各個鏡像電容器的端點與極性反向開關的對應端點斷接；以及將各個鏡像電容器的端點連接至電源節點。
在一些實施例中，差分低通濾波器係包含：差分放大器；兩個反饋電容器，兩個反饋電容器中的每一個係連接於差分低通濾波器的差分輸出端的各個導體與差分低通濾波器的差分輸入端的對應導體之間；以及兩個重置開關，兩個重置開關中的每一個係跨接於兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使各個反饋電容器放電。
在一些實施例中，差分放大器係為全差分放大器。
在一些實施例中，差分放大器係為擬差分放大器。
在一些實施例中，差分積分器係包含：全差分放大器；兩個反饋電容器，兩個反饋電容器中的每一個係連接於差分積分器的差分輸出端的各個導體與差分積分器的差分輸入端的對應導體之間；以及兩個重置開關，兩個重置開關中的每一個係跨接於兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使各個反饋電容器放電。
在一些實施例中，此系統係包含：包含第一像素及第二像素的顯示面板；以及控制電路，控制電路係配置以將第一像素的儲存電壓設置為第一數值，第一數值對應於第一像素的開啟狀態；將第二像素的儲存電壓設置為第二數值，第一數值對應於第二像素的關閉狀態；關閉差分低通濾波器的兩個重置開關；關閉差分積分器的兩個重置開關；將第一像素的電流輸出端失能；開啟差分低通濾波器的兩個重置開關；開啟差分積分器的兩個重置開關；在第一積分間隔期間等待；使極性反向開關將兩個鏡像電容器與差分積分器的差分輸入端之間的連接極性反向；以及在第二積分間隔期間等待。
在一些實施例中，控制電路係進一步配置以在開啟差分低通濾波器的兩個重置開關之後以及在開啟差分積分器的兩個重置開關之前，在長度至少兩倍於差分低通濾波器的閉環時間常數的間隔期間等待。
在一些實施例中，控制電路係進一步配置以：設定耦合開關，以在第一積分間隔結束時將兩個鏡像電容器與極性反向開關斷接；在最大穩定時間內等待；以及設定耦合開關，以在第二積分間隔開始時將兩個鏡像電容器連接至極性反向開關；最大穩定時間為以下較大者：在差分低通濾波器的差分輸入端的參考電流穩定的時間；以及在差分低通濾波器的差分輸入端的像素電流穩定的時間。
根據本發明實施例，本發明係提供一種利用相關雙採樣來操作用於感測顯示面板的像素的像素電流的感測電路的方法，此方法係包含：在第一時間間隔期間，重置像素感測電路；在第一時間間隔之後的第二時間間隔期間，以積分模式操作像素感測電路；在第二時間間隔之後的第三時間間隔期間，以保持模式操作像素感測電路；以及在第三時間間隔之後的第四時間間隔期間，以積分模式操作像素感測電路；像素感測電路係配置以感測像素電流，像素感測電路係包含低通濾波器及連接至低通濾波器的輸出端的積分器；此方法係進一步包含，在第三時間間隔期間及第四時間間隔期間，保持積分器與低通濾波器的輸出之間的連接極性反向；像素感測電路的重置係包含以重置模式操作低通濾波器及積分器中的每一個；在積分模式下的操作係包含：在正常模式下操作低通濾波器；以及在正常模式下操作積分器；以及在保持模式下的操作係包含：在正常模式下操作低通濾波器；在正常模式下操作積分器；以及從低通濾波器上斷接積分器。
在一些實施例中，此方法進一步包含，在第一時間間隔之後及第二時間間隔之前的第五時間間隔期間，在等待模式下操作像素感測電路；在等待模式下的操作係包含：在正常模式下操作低通濾波器；以及在重置模式下操作積分器，直到像素的雜訊電流達到穩定狀態為止。
在一些實施例中，低通濾波器係為差分低通濾波器，且積分器係為差分積分器。
在一些實施例中，差分低通濾波器係包含：差分放大器；兩個反饋電容器，兩個反饋電容器中的每一個係連接於差分低通濾波器的差分輸出端的各個導體與差分低通濾波器的差分輸入端的對應導體之間；以及兩個重置開關，兩個重置開關中的每一個係跨接於兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使各個反饋電容器放電。
在一些實施例中，差分放大器係為全差分放大器。
在一些實施例中，差分放大器係為擬差分放大器。
在一些實施例中，差分積分器係包含：差分放大器；兩個反饋電容器，兩個反饋電容器中的每一個係連接於差分積分器的差分輸出端的各個導體與差分積分器的差分輸入端的對應導體之間；以及兩個重置開關，兩個重置開關中的每一個係跨接於兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使各個反饋電容器放電。
在一些實施例中，差分放大器係為全差分放大器。
在一些實施例中，差分放大器係為擬差分放大器。
根據本發明實施例，本發明係提供一種用於感測顯示器中的像素電流的系統，此系統係包含：具有差分輸入端及差分輸出端的低通濾波元件，差分輸入端的第一導體係配置以接收像素電流與參考電流之間的差值；具有差分輸入端及差分輸出端的差分積分器；將低通濾波元件的差分輸出端耦合至差分積分器的差分輸入端的兩個鏡像電容器；耦合於兩個鏡像電容器與差分積分器的差分輸入端之間的極性反向開關，極性反向開關係配置以選擇性地切換兩個鏡像電容器與差分積分器的差分輸入端之間的連接極性；以及耦合於兩個鏡像電容器與極性反向開關之間的一對耦合開關，耦合開關中的每一個係配置以選擇性地：將兩個鏡像電容器中的各個鏡像電容器的端點與極性反向開關的對應端點斷接；以及將各個鏡像電容器的端點連接至電源節點。
在一些實施例中，低通濾波元件係包含：差分放大器；兩個反饋電容器，兩個反饋電容器中的每一個係連接於低通濾波元件的差分輸出端的各個導體與低通濾波元件的差分輸入端的對應導體之間；以及兩個重置開關，兩個重置開關中的每一個係跨接於兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使各個反饋電容器放電。
在一些實施例中，差分放大器係為全差分放大器。
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相關雙採樣像素感測前端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。
參照圖1，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，圖1左側所示的7電晶體1電容器(7T1C)驅動電路，或圖1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的一端點)選擇性地連接至電源電壓，且下通閘極電晶體130可用於將驅動感測導體135選擇性地連接至源節點140(其是連接至驅動電晶體110的源極、連接至發光二極體120的陽極，以及連接至電容器115的另一端點的節點)。
像素驅動及感測電路145(在下文進一步詳細討論)可連接至驅動感測導體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。
參照圖2A，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，若要感測由圖2A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，則可將奇數像素的驅動電晶體110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)；且可將圖2A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值，其可被稱為「行導體(column conductors)」 205。每個行導體205可連接至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中的電流的差值時，漏電流對連接至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DAC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。圖1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。
參照圖2B，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，其中VGS係為閘源極電壓。
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，用於偶數像素的驅動電晶體110的VDRIVE可為ELVSS，從而偶數像素的驅動電晶體110將被關斷。
參照圖2C，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(圖1)關斷，從而驅動電晶體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，其中C係為電容器的電容量。
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(圖2A至圖2C)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。與圖2C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，驅動放大器220(在重置模式下)需要長時間才能使行導體205的電壓達到VREF。
圖3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，圖2A至圖2C的奇數像素)的電流與第二像素(例如，圖2A到圖2C的偶數像素)的電流之間的差值的兩個輸入(每個電流皆相對於各個參考電流，即已從各個參考電流中減去)。差分感測電路400具有兩階段架構(two-stage architecture)，其中低通電流濾波器405(或「差分低通濾波器」)(例如，第一積分器，如圖所示)作為第一階段，且積分器410(或「差分積分器」)(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耦合至低通電流濾波器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，紅色像素及綠色像素，或綠色像素及藍色像素(包含三個像素，紅色像素、綠色像素及藍色像素的複合像素))。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，圖3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至像素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隨時皆可連接至行導體205(如圖2A至圖2C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400連接至行導體205)。
在一些實施例中，低通電流濾波器405及差分積分器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)一種不將訊號與固定參考電壓進行比較的電路。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)連接至低通電流濾波器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)連接至低通電流濾波器405中的差分對的負載網路中的兩個對應電晶體的節點。
除了來自要感測的電流的貢獻((i)由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流與(ii)參考電流之間的差值)，圖3電路的輸出可包含來自多個雜訊源的貢獻。例如，來自連接至奇數像素的行導體205的所有其它像素(已關斷)的洩漏電流可明顯大於由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流。此貢獻可至少部分地被抵消，以使類似的洩漏電流在連接至偶數像素的行導體205中流動。然而，電容(CP )與行導體205的接地之間較小的不匹配會導致較大的差分電流(Idiff )，其約為
Idiff ~ ILeakage * ΔCP /CP ，其中ILeakage 係表示漏電流。
此差分電流與要檢測的電流沒有區別；其皆為直流訊號。此外，在與行導體205接地的電容(CP )不匹配的情況下，接地雜訊會轉換為差分電流。寬帶共模反饋放大器415的存在可幫助減少這種影響，但即使在寬帶共模反饋放大器415的增益很高的頻率下，差動電流誤差也可由以下內容大致給出：
Idiff ~ Vg * ΔCP /CP ，其中Vg 係為接電電壓。
此接地雜訊的低頻率分量也與要檢測的電流沒有區別。
參照圖4，在一些實施例中，相關雙採樣係用於抑制這些雜訊的貢獻以及可能存在的其它低頻雜訊的貢獻。在一些實施例中，此方法係包含關斷訊號(亦即，要感測的電流)且累積(例如，積分)雜訊的第一階段，以及導通訊號且累積(例如，積分)訊號及雜訊之組合的第二階段；接著可減去兩個積分的結果。在像素電流感測的情況下，第一階段可涉及在像素關斷時對輸入電流進行積分(即對雜訊進行積分)，第二階段可涉及在像素導通時對輸入電流進行積分。
為此，圖4的實施例係包含在圖3的電路中未示出的數個開關。差分低通電流濾波器405的反饋電容器中的每一個係具有跨接於其上的重置開關T1 (例如，電晶體開關)，且差分積分器410的反饋電容器的中每一個係具有一個跨接於其上的重置開關T2 (其中的每一個也可為電晶體開關)，從而可透過關閉對應的開關(例如，導通對應的電晶體)來重置差分低通電流濾波器405及差分積分器410中的每一個。極性反向開關T4 係將鏡像電容器425耦合至差分積分器410的輸入端。極性反向開關T4 可例如包含第一對開關，在導通時，(i)將上方的鏡像電容器425連接至差分積分器410的上輸入端，以及(ii)將下方的鏡像電容器425連接至差分積分器410的下輸入端。極性反向開關T4 可進一步包含第二對開關，在導通時，(i)將上方的鏡像電容器425連接至差分積分器410的下輸入端，以及(ii)將下方的鏡像電容器425連接至差分積分器410的上輸入端。於此，當第一對開關導通而第二對開關關斷時的差分低通電流濾波器405與差分積分器410之間的連接極性，係與當第一對開關關斷而第二對開關導通時的差分低通電流濾波器405與差分積分器410之間的連接極性相反。
在操作中，可重置差分低通電流濾波器405及差分積分器410，接著解除重置狀態，且在奇數像素關斷的第一時間間隔(或「第一積分間隔」)期間(例如，由於奇數像素中的下通閘極電晶體130關斷)，可允許差分積分器410對差分電流進行積分。然後，可導通奇數像素(亦即，可導通下通閘極電晶體130，從而由驅動電晶體110驅動的電流流過行導體205)，可反向極性反向開關T4 的極性，且可允許差分積分器410在第二時間間隔(或「第二積分間隔」）期間對差分電流進行積分，其具有與第一時間間隔相同的持續時間。在第二時間間隔結束時，當奇數像素導通時，可期望差分積分器410的輸出端包含與由驅動電晶體110驅動的電流成比例的貢獻；另外，在第二時間間隔結束時，可期望在第一時間間隔期間及第二時間間隔期間恆定的雜訊電流在差分積分器410的輸出端中被大大抑制，雜訊電流在第一時間間隔期間已與第一符號積分，在第二時間間隔期間已與相反的符號積分。極性反向開關T4 可於差分低通電流濾波器405與差分積分器410之間實現，而非於差分低通電流濾波器405的輸入端實現，以避免將極性反向開關T4 直接連接至具有很大的電容的行導體205。
然而，在此操作模式下，有幾個問題可能會降低系統的性能。首先，差分低通電流濾波器405可決定系統的頻寬及建立時間。如上所述，差分低通電流濾波器405可在操作開始時重置。此外，當重置時濾波器響應會改變。這會影響在第二時間間隔期間積分的雜訊抵消在第一時間間隔期間積分的雜訊的程度。第二個問題可能是，當發送訊號以導通像素電流(Ipixel)及參考電流(IREF)時，電流導通的影響會在不同的時間在差分低通電流濾波器405處發生。例如，導通下通閘極電晶體130的訊號會導致到達像素的延遲(其取決於顯示器中像素的位置)，且來自像素的電流會導致到達差分低通電流濾波器405的延遲(其也取決於顯示器中像素的位置)。感測電路積分到一定程度，當在差分低通電流濾波器405處存在像素電流及參考電流中的一個而不是另一個時，會發生感測誤差。
在一些實施例中，這些問題可透過(i)在開始第一積分間隔之前實施等待模式(或等待狀態)，以及(ii)在開始第二積分間隔之前實施保持模式(或保持狀態)來緩解。在等待狀態下，將差分低通電流濾波器405從重置狀態解除，且差分積分器410保持在重置狀態，而差分低通電流濾波器405的輸出達到穩定狀態。可將等待狀態的長度選擇為實質上大於低通電流濾波器405的基本時間常數(由濾波器的主要極點(dominant pole)的倒數來定義)。保持狀態的長度可選擇為實質上大於(i)導通像素電流的訊號與導通參考電流的訊號之間的時序不匹配，以及(ii)行的RC時間常數。
耦合於兩個鏡像電容器425與極性反向開關T4 之間的一對耦合開關T3 可用於實現保持模式。耦合開關T3 中的每一個係配置以(i)在第一狀態下，將兩個鏡像電容器425中的各個鏡像電容器分別連接至極性反向開關T4 的對應端點，或(ii)在第二狀態下，將各個鏡像電容器的端點與極性反向開關T4 的對應端點斷接，且將各個鏡像電容器的端點連接至電源節點。如用於本文中，「電源節點」係為電壓被控制為實質上恆定的任何參考電壓，例如電源端點，接地點或其它節點。在第一積分間隔結束時及保持週期開始時，耦合開關T3 係被設定以將鏡像電容器425與差分積分器410斷接，且極性反向開關T4 被切換。在一些實施例中，耦合開關T3 及極性反向開關T4 係為物理上的組合。在這樣的實施例中，結合圖4中的耦合開關T3 及極性反向開關T4 的功能的單個組合開關可具有三種操作模式，(i)正常連接、(iii)反向連接以及(iii)兩者皆斷接。
在保持週期期間，耦合開關T3 保持斷接狀態，保持週期應選擇為足夠長，從而消退差分低通電流濾波器405的輸出端中的任何瞬態波動(例如，在差分低通電流濾波器405處，由於像素電流及參考電流導通的時間不同而引起的波動)。如上所述，保持狀態的長度可選擇為實質上大於(i)導通像素電流的訊號與導通參考電流的訊號之間的時序不匹配，以及(ii)行導體205的RC時間常數。例如，保持週期可選擇為足夠長，以使得在保持週期結束時，像素導通與參考產生器導通之間的任何不匹配的瞬態效應在再次開始積分之前就已經消退。這些瞬態效應可包含由於致能訊號(enable signals)的到達的不匹配以及一旦將電流致能而導致的電流至感測前端的到達時間不匹配的影響。前者可與致能訊號在分佈式顯示器上的傳播延遲有關。後者可與行導體205的電阻及電容有關，因為像素電流係注入在行導體205的遠端，且參考電流係注入在行導體205的近端。 在保持週期結束時，設置耦合開關T3 ，使得鏡像電容器425重新連接至差分積分器410，且第二積分間隔開始運作。在第二積分間隔結束時，可對差分積分器410的輸出進行採樣。此採樣輸出值可為像素電流(亦即，由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流)的量測；例如，其可用於調整補償係數，補償係數係用於補償顯示器中電晶體之間的差異或隨著時間的推移其特性的變化。等待週期及保持週期中的每一個可大於1微秒，且例如可具有5微秒至30微秒之間的持續時間。
圖5A係為對於一些實施例的方法的流程圖，圖5B及圖5C係為對應於圖5A的時序圖，且圖5D係為用於圖5A、圖5B及圖5C中的一些模式的開關設置表。圖5C係包含圖5B的時序圖，且還表示系統中的控制訊號(例如，SCAN1_EN及SCAN2_EN)的時序。首先，於505處，以所需的電壓驅動奇數像素以進行感測，且偶數像素係由對應於黑色的電壓來驅動(亦即，發光二極體120不會發光)。這兩個驅動操作皆可在上通閘極電晶體125及下通閘極電晶體130導通的情況下執行，從而每個像素的電容器被充電至對應的電壓。在510處，以對應於黑色的電壓來驅動偶數像素及奇數像素，以重置行導體205。在510處，第二驅動步驟可於上通閘極電晶體125關斷的情況下執行，從而每個像素的電容器上的電荷不受影響。
在515處，驅動放大器220係與行導體205斷接，且感測電路連接至行導體205。差分低通電流濾波器405及差分積分器410處於重置狀態，直到感測前端電壓及行導體205上的電壓相等為止。在520處，在等待週期期間，將差分低通電流濾波器405從重置狀態解除，且差分積分器410保持重置狀態，從而穩定差分低通電流濾波器405的輸出端的雜訊。在525處，在第一積分間隔期間，將差分積分器410從重置狀態解除，且對雜訊進行積分。在530處，將像素電流(藉由導通下通閘極電晶體130)致能，導通參考電流，將極性反向開關T4 切換為相反極性，且開啟耦合開關T3 ，以使差分積分器410與鏡像電容器425斷接。可選擇較低的參考電流IBlack，從而當感測由驅動電晶體110驅動的電流時，發光二極體120充分地被逆向偏置。此狀態在保持週期期間保持不變，直到像素電流及參考電流穩定在差分低通電流濾波器405的輸入端為止。
在535處，關閉耦合開關T3 以將差分積分器410重新連接至鏡像電容器425，且在第二積分間隔期間，對要感測的電流(由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流與參考電流的差值)與仍然存在的雜訊電流一起進行積分。在第二積分間隔期間，切換雜訊電流的極性，使得當在第二積分間隔期間進行積分時，其趨向於從差分積分器410的電容器中去除在第一積分間隔期間由於雜訊而累積在那裡的電荷。在540處，對差分積分器410的輸出進行採樣，以作為由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流的量測。
在執行對由奇數像素的驅動電晶體110驅動的電流的量測之前以及此量測完成之後，像素可用於顯示例如圖5B中的500及550所示的影像或視訊。在圖5B中的545處係表示，在量測完成之後，以合適的電壓對這種顯示的像素進行編程的驅動步驟。如上所述，圖5D的表係表示圖5A及圖5B的某些模式的開關設置。對於以參考註腳1(亦即，上標1)標註的單元，應可注意到，由於在這些模式下差分積分器410處於重置狀態(T2 關閉)，這樣標註的開關狀態會有所不同，但仍允許電路正常工作。對於以參考註腳2(即上標2)標註的單元，可應注意到，由於差分積分器410與差分低通電流濾波器405斷接(T3 開啟)，這樣標註的開關狀態會有所不同，但仍允許電路正常工作。
在一些實施例中，第一積分間隔及第二積分間隔的作用是相反的，亦即，在第一積分間隔期間對要感測的電流進行積分(與雜訊一起)，且在第二積分間隔期間對雜訊進行積分(具有相反的極性)。在此情況下，在重置模式之後，在等待模式期間，像素電流及參考電流皆導通，且在保持週期開始時都被關斷。揭露於本文中，使用偶數像素為參考來感測奇數像素的驅動電流的方法，可使用另一個像素為參考，對顯示器的任何像素執行。例如，本文提及之奇數像素可用作為測量偶數像素的驅動電流的參考。在一些實施例中，差分低通電流濾波器405或差分積分器410係為擬差分電路(如圖所示，例如，在圖6中)，而非全差分電路。
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，差分輸入端可包含被標識為同相輸入端的第一導體及被標識為反相輸入端的第二導體。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，差分輸出端可包含被標識為同相輸出端的第一導體及被標識為反相輸出端的第二導體。如用於本文中，「開關」可包含複數個開關；例如，一個單極雙投(single-pole, double-throw，SPDT)開關可實現為兩個單極單投(single-pole, single-throw，SPST)開關(例如，每個SPST開關皆為電晶體)控制，使得在任何時候操作的SPST開關之一開啟，而SPST開關之一關閉。類似地，可使用四個SPST開關(例如，四個電晶體)來建構極性反向開關，如上所進一步詳細討論的。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)連接至第二部件；因此，根據開關的狀態，第一部件可連接至第二部件或與第二部件斷接。
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「實質上(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。
當理解的是，當元件或層被指「在」另一元件或層「上(on)」、「連接至(connected to)」、「耦合至(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、耦合至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)」、「直接連接至(directly connected to)」、「直接耦合至(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相關雙採樣像素感測前端的例示性實施例，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相關雙採樣像素感測前端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 505,510,515,520,525,530,535,540,545,550:步驟 T­1,T2 :重置開關 T3:耦合開關 T4 : 極性反向開關
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： 圖1係為根據本揭露實施例的總結構圖； 圖2A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； 圖2B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； 圖2C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； 圖3係為根據本揭露實施例的示意圖； 圖4係為根據本揭露實施例的示意圖； 圖5A係為根據本揭露實施例的流程圖； 圖5B係為根據本揭露實施例的時序圖； 圖5C係為根據本揭露實施例的時序圖；以及 圖5D係為根據本揭露實施例的開關狀態表；以及 圖6係為根據本揭露實施例的示意圖。
110:驅動電晶體
205:行導體
220:驅動放大器

Claims (20)

  1. 一種用於感測顯示器中的像素電流的系統，該系統係包含： 一差分低通濾波器，其包含一差分輸入端及一差分輸出端，該差分輸入端的一第一導體係配置以接收一像素電流與一參考電流的差值； 一差分積分器，其具有一差分輸入端及一差分輸出端； 兩個鏡像電容器，其將該差分低通濾波器的該差分輸出端耦合至該差分積分器的該差分輸入端； 一極性反向開關，其耦合於該兩個鏡像電容器與該差分積分器的該差分輸入端之間，該極性反向開關係配置以選擇性地切換該兩個鏡像電容器與該差分積分器的該差分輸入端之間的連接極性；以及 一對耦合開關，其耦合於該兩個鏡像電容器與該極性反向開關之間，該耦合開關中的每一個係配置以選擇性地： 將該兩個鏡像電容器的各個鏡像電容器的端點與該極性反向開關的對應端點斷接；以及 將該各個鏡像電容器的端點連接至一電源節點。
  2. 如請求項1所述之系統，其中該差分低通濾波器係包含： 一差分放大器； 兩個反饋電容器，該兩個反饋電容器中的每一個係連接於該差分低通濾波器的該差分輸出端的各個導體與該差分低通濾波器的該差分輸入端的對應導體之間；以及 兩個重置開關，該兩個重置開關中的每一個係跨接於該兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使該各個反饋電容器充電。
  3. 如請求項2所述之系統，其中該差分放大器係為一全差分放大器。
  4. 如請求項2所述之系統，其中該差分放大器係為一擬差分放大器。
  5. 如請求項2所述之系統，其中該差分積分器係包含： 一全差分放大器； 兩個反饋電容器，該兩個反饋電容器中的每一個係連接於該差分積分器的該差分輸出端的各個導體與該差分積分器的該差分輸入端的對應導體之間；以及 兩個重置開關，該兩個重置開關中的每一個係跨接於該兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使該各個反饋電容器放電。
  6. 如請求項5所述之系統，其進一步包含： 一顯示面板，其包含一第一像素及一第二像素；以及 一控制電路； 該控制電路係配置以： 將該第一像素的儲存電壓設置為一第一數值，該第一數值對應於該第一像素的開啟狀態； 將該第二像素的儲存電壓設置為一第二數值，該第一數值對應於該第二像素的關閉狀態； 關閉該差分低通濾波器的該兩個重置開關； 關閉該差分積分器的該兩個重置開關； 將該第一像素的一電流輸出端失能； 開啟該差分低通濾波器的該兩個重置開關； 開啟該差分積分器的該兩個重置開關； 在一第一積分間隔期間等待； 使該極性反向開關將該兩個鏡像電容器與該差分積分器的該差分輸入端之間的連接極性反向；以及 在一第二積分間隔期間等待。
  7. 如請求項6所述之系統，其中該控制電路係進一步配置以在開啟該差分低通濾波器的該兩個重置開關之後以及在開啟該差分積分器的該兩個重置開關之前，在長度超過該差分低通濾波器的基本時間常數的間隔期間等待。
  8. 如請求項7所述之系統，其中該控制電路係進一步配置以： 設定該耦合開關，以在該第一積分間隔結束時將該兩個鏡像電容器與該極性反向開關斷接； 在一最大穩定時間內等待；以及 設定該耦合開關，以在該第二積分間隔開始時將該兩個鏡像電容器連接至該極性反向開關； 該最大穩定時間係為以下較大者： 在該差分低通濾波器的該差分輸入端的該參考電流穩定的時間；以及 在該差分低通濾波器的該差分輸入端的該像素電流穩定的時間。
  9. 一種利用相關雙採樣來操作用於感測顯示面板的像素的像素電流的感測電路的方法，該方法係包含： 在一第一時間間隔期間，重置一像素感測電路； 在該第一時間間隔之後的一第二時間間隔期間，以一積分模式操作該像素感測電路； 在該第二時間間隔之後的一第三時間間隔期間，以一保持模式操作該像素感測電路；以及 在該第三時間間隔之後的一第四時間間隔期間，以該積分模式操作該像素感測電路； 該像素感測電路係配置以感測該像素電流； 該像素感測電路係包含一低通濾波器及連接至該低通濾波器的輸出端的一積分器； 該方法係進一步包含，在該第三時間間隔期間及該第四時間間隔期間，保持該積分器與該低通濾波器的輸出之間的連接極性反向； 該像素感測電路的重置係包含以一重置模式操作該低通濾波器及該積分器中的每一個； 在該積分模式下的操作係包含： 在一正常模式下操作該低通濾波器；以及 在該正常模式下操作該積分器；以及 在該保持模式下的操作係包含： 在該正常模式下操作該低通濾波器； 在該正常模式下操作該積分器；以及 從該低通濾波器上斷接該積分器。
  10. 如請求項9所述之方法，其進一步包含，在該第一時間間隔之後及該第二時間間隔之前的一第五時間間隔期間，在一等待模式下操作該像素感測電路； 在該等待模式下的操作係包含： 在一正常模式下操作該低通濾波器；以及 在該重置模式下操作該積分器，直到像素的一雜訊電流達到穩定狀態為止。
  11. 如請求項9所述之方法，其中該低通濾波器係為一差分低通濾波器，且該積分器係為一差分積分器。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該差分低通濾波器係包含： 一差分放大器； 兩個反饋電容器，該兩個反饋電容器中的每一個係連接於該差分低通濾波器的一差分輸出端的各個導體與該差分低通濾波器的一差分輸入端的對應導體之間；以及 兩個重置開關，該兩個重置開關中的每一個係跨接於該兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使該各個反饋電容器放電。
  13. 如請求項12所述之方法，其中該差分放大器係為一全差分放大器。
  14. 如請求項12所述之方法，其中該差分放大器係為一擬差分放大器。
  15. 如請求項11所述之方法，其中該差分積分器係包含： 一差分放大器； 兩個反饋電容器，該兩個反饋電容器中的每一個係連接於該差分積分器的一差分輸出端的各個導體與該差分積分器的一差分輸入端的對應導體之間；以及 兩個重置開關，該兩個重置開關中的每一個係跨接於該兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使該各個反饋電容器放電。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該差分放大器係為一全差分放大器。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該差分放大器係為一擬差分放大器。
  18. 一種用於感測顯示器中的像素電流的系統，該系統係包含： 一低通濾波元件，其具有一差分輸入端及一差分輸出端，該差分輸入端的一第一導體係配置以接收一像素電流與一參考電流之間的差值； 一差分積分器，其具有一差分輸入端及一差分輸出端； 兩個鏡像電容器，其將該低通濾波元件的該差分輸出端耦合至該差分積分器的該差分輸入端； 一極性反向開關，其耦合於該兩個鏡像電容器與該差分積分器的該差分輸入端之間，該極性反向開關係配置以選擇性地切換該兩個鏡像電容器與該差分積分器的該差分輸入端之間的連接極性；以及 一對耦合開關，其耦合於該兩個鏡像電容器與該極性反向開關之間，該耦合開關中的每一個係配置以選擇性地： 將該兩個鏡像電容器中的各個鏡像電容器的端點與該極性反向開關的對應端點斷接；以及 將該各個鏡像電容器的端點連接至一電源節點。
  19. 如請求項18所述之系統，其中該低通濾波元件係包含： 一差分放大器； 兩個反饋電容器，該兩個反饋電容器中的每一個係連接於該低通濾波元件的該差分輸出端的各個導體與該低通濾波元件的該差分輸入端的對應導體之間；以及 兩個重置開關，該兩個重置開關中的每一個係跨接於該兩個反饋電容器的各個反饋電容器上，且配置以選擇性地使該各個反饋電容器放電。
  20. 如請求項19所述之系統，其中該差分放大器係為一全差分放大器。
TW109127617A 2019-08-15 2020-08-13 顯示器中感測像素電流的系統及其感測電路之操作方法 TWI844719B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962887434P 2019-08-15 2019-08-15
US62/887,434 2019-08-15
US16/656,423 2019-10-17
US16/656,423 US11069282B2 (en) 2019-08-15 2019-10-17 Correlated double sampling pixel sensing front end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202113368A true TW202113368A (zh) 2021-04-01
TWI844719B TWI844719B (zh) 2024-06-11

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210021256A (ko) 2021-02-25
US20210049951A1 (en) 2021-02-18
JP2021033265A (ja) 2021-03-01
US11069282B2 (en) 2021-07-20
KR102611221B1 (ko) 2023-12-07
CN112397000A (zh) 2021-02-23
EP3779950A1 (en) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11069282B2 (en) Correlated double sampling pixel sensing front end
US10529278B2 (en) Calibration apparatus for OLED sub-pixel circuit, source electrode driving circuit, and data voltage compensation method
US20150035813A1 (en) Drive circuit of organic light emitting display and offset voltage adjustment unit thereof
US11200834B2 (en) Display apparatus
US20190036542A1 (en) Digital-to-analog conversion circuit and method, source driver and display apparatus
CN107633815B (zh) 驱动电路的补偿结构、驱动电路模块和显示面板
US10713995B2 (en) Output circuit, data line driver, and display device
KR20180103271A (ko) 화소센싱장치 및 패널구동장치
US11250780B2 (en) Estimation of pixel compensation coefficients by adaptation
US7995047B2 (en) Current driving device
US20230152363A1 (en) Two-domain two-stage sensing front-end circuits and systems
CN108230989B (zh) 栅极驱动电路及其输出模块、显示面板
EP3779949A1 (en) Fully differential front end for sensing
US20160253939A1 (en) Digital-to-analog converter, programmable gamma correction buffer circuit and display apparatus
TWI844719B (zh) 顯示器中感測像素電流的系統及其感測電路之操作方法
TWI839485B (zh) 用於感測顯示器中的電流的系統及方法
US11081064B1 (en) Reference signal generation by reusing the driver circuit
US11257416B2 (en) Voltage mode pre-emphasis with floating phase
TWI485977B (zh) 運算放大器模組及提高運算放大器電路之迴轉率的方法
KR20220096558A (ko) 제어회로 및 그를 포함하는 표시장치