OLED显示器中的多线定址驱动方案

OLED显示器中的多线定址驱动设计方案

多线定址(mulTI-line addressing)技术是一种能够同时驱动显示器中一条或多条走线，以便在不增加线速的情况下提升讯框速率。特别是对于OLED显示器而言，多线定址技术能够降低功耗、延长生命周期，通常还能够为被动OLED (POLED)显示器提供主动矩阵功能。

　　由于被动OLED显示器的每一画素都有一个真正的主动元件——有机发光二极体(OLED)，可用来作为显示器行列讯号上振幅调变正交频分多工(OFDM)载波的解调器。虽然这种在显示器中定址画素的複杂方法一开始看起来似乎没什麽必要(毕竟我们只需为大多数显示器调高或调低其行与列讯号)，但从图1可看出，任何使用二进制(数位)讯号的方法都无法在不影响其它线画素的情况下为多线画素定址。如图1所示，尝试以数位化方式控制不同走线的两个画素(图中是画素1和画素8)时，导致启动了两个以上的非预期画素，如画素1和画素7，它们分别是画素2和画素8的镜像画素。

图1 数位多线定址所面对的问题 

   由于存在上述数位控制的问题，画素级的多线定址方法一直是类比式的。影像数据在处理器中仍以数位方式处理，但採用影像分解方法将影像分解成行列数据，然后再以数位类比转换器(DAC)转换成类比讯号。类比的行与列讯号通常是OFDM载波，而行与列讯号中的每个频率元件代表显示器中单一画素的控制。　

　　目前可实现多线定址的POLED显示器(无需使用Walsh函数，即可作业于任何主动矩阵显示器中，例如仅用于被动LCD的主动定址)，最早可见于1995年所申请的5644340号专利(美国)中。在这种方法中，显示器的每列讯号是一个独立的参考频率(与本地振盪器相同)，而每行讯号是指特定振幅内所有列参考频率的线性组合。

　　每个行列讯号的交叉点映射每个画素的频率控制(每列讯号具有相同的频率，但每行讯号的频率不同)。每个画素包含一个简单的解调电路，能够解调输入的行列讯号，而产生一个可控制画素亮度的讯号振幅(图2)。如此一来，所有的画素就能够同时加以控制，并且表现出不同的亮度。

图2 画素单元架构

    每一画素都具有完全相同的电路：一款以频率识别行列讯号频率(鉴频)的解调器，以及一款用于产生画素直流振幅控制的低通滤波器。图2中的鉴频电路和低通滤波器特性决定了行列频率之间的间距，以及特定显示器解析度所需的最高频率。

　　从图3可以看出，在200Hz鉴频电路的条件下，一款1,920×1,080 HDTV显示器可採用最大为385kHz的线性频率来实现。鉴频和显示器讯框率是由图2中每一画素点低通滤波器的关断频率所控制。相同385kHz的最大频率同时驱动每条走线，从而减少了对于更快逐行时脉的需求。相较于使用单一高频点时脉的显示器而言，在图3中的显示器由于只需在低频下作业，因而在相同画素亮度条件下的功耗明显降低了。

图3　HDTV的最大频率

    早在电晶体收音机时代，我们已经发现到POLED显示器中的OLED二极体可同时作为行列讯号的解调器与低通滤波器(编注：如果你不熟悉二极体和基本的被动石英收音机——这可是第一款大众化的“电子”电路，你最好先进行一些基本瞭解与研究，甚至建构一台出来!)。将阳极连接到行走线，阴极连接到列走线(如果考虑到讯号的极性则可能要反过来接)，OLED解调器将产生特徵化的和频与差频，然后经过低通滤波器适当的滤波后，产生所需的画素直流控制讯号。主动式矩阵OLED(AMOLED)显示器中的薄膜电晶体经过正确偏置(例如将源极连接到列讯号，闸极连接到行讯号)后，就能像一款解调器一样有效运作，甚至更好。

　　随着AMOLED显示器价格的快速下降，OLED显示器中多线定址的优势看来似乎维持不了多久，但即使是AMOLED也能从多线定址对于降低频率与功耗的要求中受益。多线定址的更大优势可能来自于驱动数据到显示器时能够更大幅节省用的频宽，因为更低的画素频率可实现更多频宽，从而有助于提升具有最快速OLED反应时间的讯框率。另外，它还有助于开发出更高解析度的显示器，如UXGA，它能够在更高讯框率下运作，而不至于影响OLED画素的反应时间。随着更高解析度和更高频宽显示设备的出现，使用多线定址的架构更值得审慎考虑。