先進(jìn)的顯示器漸成為現(xiàn)今消費(fèi)電子產(chǎn)品的重要特色，這些新型顯示器所發(fā)揮的作用，通常會(huì)強(qiáng)化使用者對(duì)于整體產(chǎn)品的印象，而這樣的印象終會(huì)決定該產(chǎn)品在市場(chǎng)上會(huì)多成功。使用者在面對(duì)行動(dòng)電話和口袋型計(jì)算機(jī)時(shí)，對(duì)新型顯示器的印象尤為重要，因?yàn)楦叻直媛什噬聊灰殉蔀檫@些產(chǎn)品的必備功能。多種新型顯示技術(shù)正擴(kuò)大其市場(chǎng)占有率，包括新出現(xiàn)的OLED顯示器在內(nèi)，它們擁有超高的對(duì)比值、快速的響應(yīng)時(shí)間和寬廣的視角。就像其它新技術(shù)一樣，廠商正利用不同的LED材料(聚合物或小分子)、主動(dòng)或被動(dòng)矩陣控制、電流和電壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以及不同的偏壓供應(yīng)電路來評(píng)估和制造不同的解決方案。本文將討論各種OLED技術(shù)和適當(dāng)?shù)钠珘弘娫垂?yīng)電路，而關(guān)于OLED技術(shù)和驅(qū)動(dòng)方法的選擇，也會(huì)影響電源供應(yīng)電路的需求。工程師所面臨的挑戰(zhàn)為如何選擇適當(dāng)?shù)碾娫垂?yīng)電路，以便支持電池供電型可攜式裝置，以及特定OLED顯示器的需求

　　市場(chǎng)環(huán)境分析

　　各大手機(jī)公司現(xiàn)在都推出一款或多款采用 OLED 顯示器的機(jī)型，Sony 則率先量產(chǎn) OLED 電視，其他多家公司也推出首款樣品機(jī)種。OLED 顯示器具有廣色域、高對(duì)比度、寬視角及快速反應(yīng)時(shí)間等特性，相當(dāng)適用于多媒體應(yīng)用。自體發(fā)光的 OLED 技術(shù)不需要采用背光，而且耗電量視顯示內(nèi)容而定，其耗電量遠(yuǎn)低于使用背光的 LCD。面板尺寸加大之后，OLED 的高畫質(zhì)特性更為明顯，而未來的應(yīng)用層面仍將以電視面板為大宗。另一個(gè) OLED 顯示器市場(chǎng)是軟性顯示器。目前 OLED 及電泳顯示器技術(shù)的前景相當(dāng)看好，應(yīng)用于電子閱讀器的電泳或雙穩(wěn)態(tài)顯示器需要提升色彩質(zhì)量。另一方面，在使用完全軟性材質(zhì)的情況下，OLED 顯示器目前仍不適合量產(chǎn)，這主要取決于背板技術(shù)的發(fā)展。

　　先進(jìn)的背板技術(shù)

　　1至2寸的被動(dòng)矩陣OLED屏幕是目前的市場(chǎng)主流，主要用于行動(dòng)電話，大多數(shù)做為貝殼型手機(jī)的外屏幕。對(duì)于仍在初期階段的OLED技術(shù)來說，這些單色或雙色被動(dòng)矩陣顯示器是理想的應(yīng)用對(duì)象。圖1是這類顯示器的簡(jiǎn)單示意圖，它的尋址方式非常類似標(biāo)準(zhǔn)的被動(dòng)矩陣液晶顯示器。主要區(qū)別在于OLED是一種電流驅(qū)動(dòng)型裝置，因此OLED顯示器的驅(qū)動(dòng)電路就和液晶顯示器有所不同。

　　被動(dòng)矩陣OLED顯示器需要一組正電壓來做為它的電源或偏壓，這組正電壓和液晶顯示器所使用的電壓非常類似，它必須提供低功耗和高效率，解決方案的體積也要很小。隨著顯示器尺寸和分辨率不同，OLED驅(qū)動(dòng)組件需要15V到20V之間的電壓，因此電感式升壓轉(zhuǎn)換器是理想的解決方案。

　　輸入端與輸出端的電氣隔離是OLED偏壓電源供應(yīng)的另一項(xiàng)重要要求，這在選擇電源供應(yīng)時(shí)非常重要。標(biāo)準(zhǔn)升壓轉(zhuǎn)換器所用的蕭特基二極管，會(huì)提供一條從輸入到輸出的直接路徑，使輸出電壓大約等于輸入電壓；但若應(yīng)用系統(tǒng)需要開機(jī)或關(guān)機(jī)的電源順序功能，或是將關(guān)機(jī)模式的泄漏電流減至，這個(gè)路徑就會(huì)成為問題來源。圖2所示組件利用內(nèi)建MOSFET 開關(guān)切斷輸入和輸出之間的聯(lián)機(jī)。

　　OLED 技術(shù)需要電流控制驅(qū)動(dòng)方法

　　圖1是僅顯示一個(gè)像素的簡(jiǎn)易電路示意圖。OLED 具有與標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)發(fā)光二極管 (LED) 相當(dāng)類似的電氣特性，亮度均取決于 LED 電流。若要開啟和關(guān)閉 OLED 并控制 OLED 電流，需要使用薄膜晶體管 (TFT)的控制電路。

　　在圖1中，晶體管T2是開啟和關(guān)閉像素的像素控制晶體管，這類似于其他任何主動(dòng)式矩陣液晶顯示器技術(shù)。T1 被當(dāng)作電流來源，電流就是由此閘極電壓源所驅(qū)動(dòng)。儲(chǔ)存電容為 Cs，它用來維持穩(wěn)定的 T1 閘極電壓，并鎖定供應(yīng)電流的大小，一直到像素被重新配置。在圖 1 中，簡(jiǎn)易的單一晶體管電流源具有重大的成本優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橹恍枰獌蓚€(gè)晶體管。這類簡(jiǎn)易電路的缺點(diǎn)是電流會(huì)產(chǎn)生變化，變化的因素包括過程變化及 Vdd 電壓變化。OLED 電源供應(yīng)電路通常提供 Vdd 和 Vss 兩種電壓電源軌。電壓軌 Vdd 必須達(dá)到極嚴(yán)格的調(diào)節(jié)效用，才能發(fā)揮畫質(zhì)并避免影像閃爍。Vss 通常是負(fù)電壓，其電壓調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度可降低，因?yàn)榇穗妷狠^不會(huì)影響 LED 電流。圖 2 顯示 Vdd 對(duì)于 OLED 顯示器所產(chǎn)生的電壓波動(dòng)效應(yīng)。

　　當(dāng)電壓供應(yīng)的Vdd變動(dòng)時(shí)，OLED 亮度也會(huì)隨之變動(dòng)。Vdd上的迭加電壓鏈波(superimposed voltage ripple)會(huì)讓影像出現(xiàn)水平條紋，這是因?yàn)榱炼炔煌隆Ｒ曪@示器而定，大于20mV的電壓鏈波就可能會(huì)造成這種現(xiàn)象。水平條紋的顯現(xiàn)程度與迭加電壓鏈波的振幅及頻率有關(guān)。一旦頻率干擾訊框頻率，就會(huì)出現(xiàn)條紋。在一般的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，Vdd 上的迭加電壓鏈波通常小于 20mV。將顯示器與電源供應(yīng)整合成為系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)問題就會(huì)出現(xiàn)。一旦系統(tǒng)中任何的子電路從系統(tǒng)電源供應(yīng)器汲取脈動(dòng)電流(pulsating current)，就會(huì)出現(xiàn)電壓鏈波，所有連接系統(tǒng)電源供應(yīng)器的電路都是如此。一般汲取脈動(dòng)電流的子電路包括手機(jī)中的GSM 功率放大器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、音訊功率放大器等等。在這些系統(tǒng)中，系統(tǒng)供應(yīng)電源軌都會(huì)出現(xiàn)迭加電壓鏈波。如果 AMOLED 電源供應(yīng)不抑制這種鏈波，鏈波便會(huì)出現(xiàn)在輸出端，并造成前述的影像失真。為避免這類問題的發(fā)生，AMOLED 的電源供應(yīng)需要有極高的電源抑制比及線路瞬時(shí)響應(yīng)。

　　對(duì)于AMOLED 的電源供應(yīng)而言，正電壓電源軌Vdd 需要升壓轉(zhuǎn)換器，負(fù)電壓電源軌Vss需要升降壓轉(zhuǎn)換器或反相器。這對(duì)于提供適用電源供應(yīng)的 IC 制造商而言是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)橹圃焐绦枰峁┫喈?dāng)準(zhǔn)確的正電壓電源軌 Vdd 與負(fù)電壓電源軌 Vss，以達(dá)到的組件高度與的解決方案尺寸。

　　為了符合所有這些要求，需要選擇全新的電源供應(yīng)拓樸架構(gòu)，以便在僅使用單一電感的情況下從鋰離子電池提供正輸出及負(fù)輸出的電壓電源軌。

　　SIMO 穩(wěn)壓器技術(shù)可達(dá)到同級(jí)產(chǎn)品中的畫質(zhì)

　　圖3顯示使用 TPS65136 的一般應(yīng)用電路，此裝置采用單一電感多重輸出 (SIMO) 穩(wěn)壓器技術(shù)，并且以四開關(guān)的降壓升壓轉(zhuǎn)換器拓樸進(jìn)行運(yùn)作。SIMO 技術(shù)可達(dá)到同級(jí)產(chǎn)品中的線路瞬時(shí)調(diào)節(jié)、兩個(gè)輸出的降壓升壓模式，以及整體負(fù)載電流范圍的效率。

　　進(jìn)階節(jié)能模式可達(dá)到效率

　　和任何電池供電的設(shè)備一樣，只有在轉(zhuǎn)換器以整體負(fù)載電流范圍的效率進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，才能達(dá)到較長(zhǎng)的電池待機(jī)時(shí)間，這對(duì)于 OLED 顯示器尤其重要。OLED 顯示器呈現(xiàn)全白時(shí)會(huì)耗用的電源，對(duì)于其它任何顯示色彩則電流相對(duì)較小，這是因?yàn)橹挥邪咨枰屑t、綠、藍(lán)子像素都全亮。舉例來說，2.7 英寸顯示器需要 80mA 電流來呈現(xiàn)全白影像，但只需要 5mA 電流顯示其他圖標(biāo)或圖形。因此，OLED 電源供應(yīng)需要針對(duì)所有負(fù)載電流達(dá)到高轉(zhuǎn)換器效率。為了達(dá)到如此的效率，需要運(yùn)用進(jìn)階的節(jié)能模式技術(shù)來減少負(fù)載電流，以降低轉(zhuǎn)換器切換頻率。由于這是透過電壓控制震蕩器 (VCO) 完成，因此能夠?qū)⒖赡艿?EMI 問題降至，并且能夠?qū)⑶袚Q頻率控制在一般 40kHz 的音訊范圍以外，這可避免陶瓷輸入或輸出電容產(chǎn)生噪音。在手機(jī)應(yīng)用中使用這類裝置時(shí)，這特別重要，而且可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。

　　結(jié)論

　　由于 OLED 顯示器技術(shù)尚在起步階段，對(duì)于節(jié)能、提升 OLED 效率以及將整體解決方案尺寸降至等方面仍有許多改善空間，由于 OLED 日益成熟，因此可將 OLED 應(yīng)用于建筑照明或 液晶 顯示器背光的用途。相較于傳統(tǒng)的照明解決方案，OLED為這兩種用途提供更低的耗電量及較高的設(shè)計(jì)彈性，因此很有商機(jī)。對(duì)于 OLED 技術(shù)而言，未來必然是一片光明。