OLED顯示器中的多線定址驅(qū)動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
出處:小鳥輕飛 發(fā)布于:2011-07-08 20:03:36
多線定址(multi-line addressing)技術(shù)是一種能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器中一條或多條走線,以便在不增加線速的情況下提升訊框速率。特別是對(duì)於OLED顯示器而言,多線定址技術(shù)能夠降低功耗、延長(zhǎng)生命周期,通常還能夠?yàn)楸粍?dòng)OLED(POLED)顯示器提供主動(dòng)矩陣功能。
由於被動(dòng)OLED顯示器的每一畫素都有一個(gè)真正的主動(dòng)元件--有機(jī)發(fā)光二極體(OLED),可用來(lái)作為顯示器行列訊號(hào)上振幅調(diào)變正交頻分多工(OFDM)載波的解調(diào)器。雖然這種在顯示器中定址畫素的復(fù)雜方法一開始看起來(lái)似乎沒(méi)什麼必要(畢竟我們只需為大多數(shù)顯示器調(diào)高或調(diào)低其行與列訊號(hào)),但從圖1可看出,任何使用二進(jìn)制(數(shù)位)訊號(hào)的方法都無(wú)法在不影響其它線畫素的情況下為多線畫素定址。如圖1所示,嘗試以數(shù)位化方式控制不同走線的兩個(gè)畫素(圖中是畫素1和畫素8)時(shí),導(dǎo)致啟動(dòng)了兩個(gè)以上的非預(yù)期畫素,如畫素1和畫素7,它們分別是畫素2和畫素8的鏡像畫素。

圖1:數(shù)位多線定址所面對(duì)的問(wèn)題。
由於存在上述數(shù)位控制的問(wèn)題,畫素級(jí)的多線定址方法一直是類比式的。影像數(shù)據(jù)在處理器中仍以數(shù)位方式處理,但采用影像分解方法將影像分解成行列數(shù)據(jù),然後再以數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換成類比訊號(hào)。類比的行與列訊號(hào)通常是OFDM載波,而行與列訊號(hào)中的每個(gè)頻率元件代表顯示器中單一畫素的控制。
目前可實(shí)現(xiàn)多線定址的POLED顯示器(無(wú)需使用Walsh函數(shù),即可作業(yè)於任何主動(dòng)矩陣顯示器中,例如僅用於被動(dòng)LCD的主動(dòng)定址),早可見於1995年所申請(qǐng)的5644340號(hào)(美國(guó))中。在這種方法中,顯示器的每列訊號(hào)是一個(gè)獨(dú)立的參考頻率(與本地振蕩器相同),而每行訊號(hào)是指特定振幅內(nèi)所有列參考頻率的線性組合。
每個(gè)行列訊號(hào)的交叉點(diǎn)映射每個(gè)畫素的頻率控制(每列訊號(hào)具有相同的頻率,但每行訊號(hào)的頻率不同)。每個(gè)畫素包含一個(gè)簡(jiǎn)單的解調(diào)電路,能夠解調(diào)輸入的行列訊號(hào),而產(chǎn)生一個(gè)可控制畫素亮度的訊號(hào)振幅(圖2)。如此一來(lái),所有的畫素就能夠同時(shí)加以控制,并且表現(xiàn)出不同的亮度。

圖2:畫素單元架構(gòu)
每一畫素都具有完全相同的電路:一款以頻率識(shí)別行列訊號(hào)頻率(鑒頻)的解調(diào)器,以及一款用於產(chǎn)生畫素直流振幅控制的低通濾波器。圖2中的鑒頻電路和低通濾波器特性決定了行列頻率之間的間距,以及特定顯示器解析度所需的頻率。
從圖3可以看出,在200Hz鑒頻電路的條件下,一款1,920×1,080HDTV顯示器可采用為385kHz的線性頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。鑒頻和顯示器訊框率是由圖2中每一畫素點(diǎn)低通濾波器的關(guān)斷頻率所控制。相同385kHz的頻率同時(shí)驅(qū)動(dòng)每條走線,從而減少了對(duì)於更快逐行時(shí)脈的需求。相較於使用單一高頻點(diǎn)時(shí)脈的顯示器而言,在圖3中的顯示器由於只需在低頻下作業(yè),因而在相同畫素亮度條件下的功耗明顯降低了。

圖3:HDTV的頻率
早在電晶體收音機(jī)時(shí)代,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到POLED顯示器中的OLED二極體可同時(shí)作為行列訊號(hào)的解調(diào)器與低通濾波器(編注:如果你不熟悉二極體和基本的被動(dòng)石英收音機(jī)--這可是款大眾化的“電子”電路,你先進(jìn)行一些基本了解與研究,甚至建構(gòu)一臺(tái)出來(lái)?。㈥?yáng)極連接到行走線,陰極連接到列走線(如果考慮到訊號(hào)的極性則可能要反過(guò)來(lái)接),OLED解調(diào)器將產(chǎn)生特徵化的和頻與差頻,然後經(jīng)過(guò)低通濾波器適當(dāng)?shù)臑V波後,產(chǎn)生所需的畫素直流控制訊號(hào)。主動(dòng)式矩陣OLED(AMOLED)顯示器中的薄膜電晶體經(jīng)過(guò)正確偏置(例如將源極連接到列訊號(hào),閘極連接到行訊號(hào))後,就能像一款解調(diào)器一樣有效運(yùn)作,甚至更好。
隨著AMOLED顯示器價(jià)格的快速下降,OLED顯示器中多線定址的優(yōu)勢(shì)看來(lái)似乎維持不了多久,但即使是AMOLED也能從多線定址對(duì)於降低頻率與功耗的要求中受益。多線定址的更大優(yōu)勢(shì)可能來(lái)自於驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到顯示器時(shí)能夠更大幅節(jié)省用的頻寬,因?yàn)楦偷漠嬎仡l率可實(shí)現(xiàn)更多頻寬,從而有助於提升具有快速OLED反應(yīng)時(shí)間的訊框率。另外,它還有助於開發(fā)出更高解析度的顯示器,如UXGA,它能夠在更高訊框率下運(yùn)作,而不至於影響OLED畫素的反應(yīng)時(shí)間。隨著更高解析度和更高頻寬顯示設(shè)備的出現(xiàn),使用多線定址的架構(gòu)更值得審慎考慮。
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