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分析AMOLED顯示器中的多線定址驅(qū)動(dòng)方案

出處:flyicdsp 發(fā)布于:2011-08-27 12:32:03

  隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的OLED在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。有機(jī)電激發(fā)光二極管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)由于同時(shí)具備自發(fā)光,不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性,被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于有機(jī)電激發(fā)光器件,我們可按發(fā)光材料將其分為兩種: 小分子OLED和高分子OLED(也可稱為PLED)。它們的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝不同:小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝,高分子器件則采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴墨工藝。

  多線定址(multi-lineaddressing)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)于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。

  由于被動(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似乎沒什麼必要,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)的問題

  由于存在上述數(shù)位控制的問題,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),然后再以數(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(無需使用Walsh函數(shù),即可作業(yè)于任何主動(dòng)矩陣顯示器中,例如僅用于被動(dòng)LCD的主動(dòng)定址),早可見于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,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,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,以及一款用于產(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)于更快逐行時(shí)脈的需求。相較于使用單一高頻點(diǎn)時(shí)脈的顯示器而言,在圖3中的顯示器由于只需在低頻下作業(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)器與低通濾波器將陽極連接到行走線,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來接),OLED解調(diào)器將產(chǎn)生特徵化的和頻與差頻,然后經(jīng)過低通濾波器適當(dāng)?shù)臑V波后,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)過正確偏置后,就能像一款解調(diào)器一樣有效運(yùn)作,甚至更好。

  HDTV與當(dāng)前采用模擬信號(hào)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)電視系統(tǒng)不同,HDTV采用了數(shù)字信號(hào)傳輸。由于HDTV從電視節(jié)目的采集、制作到電視節(jié)目的傳輸,以及到用戶終端的接收全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,因此HDTV給我們帶來了極高的清晰度,分辨率可達(dá)1920×1080,幀率高達(dá)60fps,是足夠讓目前的DVD汗顏的。除此之外,HDTV的屏幕寬高比也由原先的4:3變成了16:9,若使用大屏幕顯示則有親臨影院的感覺。同時(shí)由于運(yùn)用了數(shù)字技術(shù),信號(hào)抗噪能力也大大加強(qiáng),在聲音系統(tǒng)上,HDTV支持杜比5.1聲道傳送,帶給人Hi-Fi級(jí)別的聽覺享受。和模擬電視相比,數(shù)字電視具有高清晰畫面、高保真立體聲伴音、電視信號(hào)可以存儲(chǔ)、可與計(jì)算機(jī)完成多媒體系統(tǒng)、頻率資源利用充分等多種優(yōu)點(diǎn),諸多的優(yōu)點(diǎn)也必然推動(dòng)HDTV成為家庭影院的主力。

  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)看來似乎維持不了多久,但即使是AMOLED也能從多線定址對(duì)于降低頻率與功耗的要求中受益。另外,它還有助于開發(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,而不至于影響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。

  AMOLED顯示器不需用到背光板,同時(shí)視角廣、畫質(zhì)均勻、反應(yīng)速度快、較易彩色化、用簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路即可達(dá)到發(fā)光、制程簡(jiǎn)單、可制作成撓曲式面板,符合輕薄短小的原則,應(yīng)用范圍屬于中小尺寸面板。顯示方面:主動(dòng)發(fā)光、視角范圍大;響應(yīng)速度快,圖像穩(wěn)定;亮度高、色彩豐富、分辨率高。 工作條件:驅(qū)動(dòng)電壓低、能耗低,可與太陽能電池、集成電路等相匹配。適應(yīng)性廣:采用玻璃襯底可實(shí)現(xiàn)大面積平板顯示;如用柔性材料做襯底,能制成可折疊的顯示器。由于OLED是全固態(tài)、非真空器件,具有抗震蕩、耐低溫(-40℃)等特性,在軍事方面也有十分重要的應(yīng)用,如用作坦克、飛機(jī)等現(xiàn)代化武器的顯示終端。


  

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