OLED顯示器中的多線尋址技術(shù)

多線尋址技術(shù)可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示器中的一條或多條線，它能在不增加線速率的情況下提高幀速率。在OLED顯示器中，多線尋址能夠降低功耗，增長(zhǎng)壽命，通常還能給無源OLED(POLED)顯示器提供有源矩陣功能。

無源OLED顯示器在每個(gè)像素點(diǎn)都有一個(gè)真正有源的器件——有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，這個(gè)二極管可以用作顯示器行和列上的幅度調(diào)制正交頻分復(fù)用(OFDM)載波的解調(diào)器。雖然這種復(fù)雜的方法被用來在顯示器中尋址像素，初看起來沒有必要(畢竟對(duì)大多數(shù)顯示器來說我們只需將行和列調(diào)到高電平或低電平)，圖1表明任何使用二進(jìn)制(數(shù)字)信號(hào)的方法都無法同時(shí)尋址一條線以上的像素而不影響其它線上的像素。如圖1所示，嘗試以數(shù)字方式控制不同線上的兩個(gè)像素(圖中是像素1和像素8)將導(dǎo)致無意點(diǎn)亮兩個(gè)以上非目標(biāo)像素，如像素1和像素7，它們是像素2和像素8的鏡像。

圖1：數(shù)字多線尋址遇到的問題。

圖文：為什么數(shù)字顯示器不能同時(shí)訪問所有像素？

像素被定義為行和列的交叉點(diǎn)。

當(dāng)列為“1”、行為“0”時(shí)，像素被點(diǎn)亮。

為了試圖同時(shí)點(diǎn)亮像素1和像素8，將前兩列置“1”，第1行和第3行置“0”。結(jié)果像素1和像素8是點(diǎn)亮了，但像素2和像素7也被點(diǎn)亮，這是不想要的結(jié)果?？刂凭仃囆惋@示器的所有二進(jìn)制信號(hào)組合都會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果。

由于存在上述數(shù)字控制問題，像素級(jí)的多線尋址方法一直是模擬的。圖像數(shù)據(jù)仍在處理器中以數(shù)字方式處理。在處理器中使用圖像分解方法將圖像分解成行數(shù)據(jù)和列數(shù)據(jù)，然后用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。模擬的行和列信號(hào)通常是OFDM載波，行和列信號(hào)中的每個(gè)頻率分量完成對(duì)顯示器中單個(gè)像素的控制。

目前實(shí)現(xiàn)多線尋址的POLED顯示器(在任何有源矩陣顯示器中尋址而不使用Walsh函數(shù)，例如僅用于無源LCD的有源尋址)最早在1995年申請(qǐng)的5644340號(hào)專利(美國(guó))中就有描述。在這種方法中，顯示器的每列信號(hào)是一個(gè)獨(dú)立的參考頻率(與本振相同)，每行是指定幅度下的所有列參考頻率的線性組合。

每個(gè)行列信號(hào)的交叉點(diǎn)映射每個(gè)像素的頻率控制(每列存在相同的頻率，但每行是不同頻率)。每個(gè)像素包含一個(gè)簡(jiǎn)單的解調(diào)電路，它解調(diào)輸入的行和列信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)幅度用于控制像素的亮度(圖2)。這樣，所有像素就可以被同時(shí)控制，并且有不同的亮度。

圖2：像素單元架構(gòu)

每個(gè)像素都有完全相同的電路：用于行頻和列頻識(shí)別(鑒頻)的解調(diào)器和用于產(chǎn)生像素直流幅度控制信號(hào)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頻和列頻的間距以及特定顯示器分辨率所要求的最高頻率。

從圖3可以看出，在200Hz頻率分辨率條件下，1920×1080HDTV顯示器可以用最大為385kHz的線頻率實(shí)現(xiàn)。鑒頻和顯示器幀速率受圖2中每個(gè)像素點(diǎn)的低通濾波器的截止頻率控制。相同的385kHz最大頻率同時(shí)驅(qū)動(dòng)每條線，從而減少了對(duì)更快的逐行時(shí)鐘的需求。由于圖3中的顯示器只要求低頻率工作，與使用單個(gè)高頻點(diǎn)時(shí)鐘的顯示器相比，在相同的像素亮度條件下功耗有顯著降低。

圖3：HDTV的最大頻率

圖文：在行列交叉點(diǎn)(像素位置)，解調(diào)器和低通濾波器決定了與頻率f有關(guān)的像素幅度A(A1，A2等)，其中行頻和列頻是相等的(200Hz頻率分辨率)。

早在礦石收音機(jī)時(shí)代我們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，無源OLED顯示器中的OLED二極管可以同時(shí)用作行列信號(hào)的解調(diào)器和低通濾波器(備注：如果你不熟悉二極管和基礎(chǔ)的無源礦石收音機(jī)——這可是第一代大眾化“電子”電路，你最好做一些基礎(chǔ)研究，甚至搭建一臺(tái)出來!)。將陽極連接到行線，陰極連接到列線(如果考慮信號(hào)的極性可能要反過來接)，OLED解調(diào)器將產(chǎn)生特征化的和頻與差頻，然后經(jīng)過低通濾波器正確濾波，產(chǎn)生所需的像素直流控制信號(hào)。有源矩陣OLED(AMOLED)顯示器中的薄膜晶體管經(jīng)過正確偏置(比如將源極連接列信號(hào)，柵極連接列信號(hào))后能和解調(diào)器工作得一樣好甚至更好。

隨著AMOLED顯示器價(jià)格的快速下降，OLED顯示器中多線尋址的優(yōu)勢(shì)似乎維持不了多久，但即使是AMOLED也能從多線尋址對(duì)頻率與功耗要求降低中受益。多線尋址的更大優(yōu)勢(shì)可能來自驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到顯示器時(shí)的帶寬節(jié)省，因?yàn)楦偷南袼仡l率允許更寬帶寬，從而有助于提高基于最快OLED響應(yīng)時(shí)間的幀速率。另外，還有助于開發(fā)出更大的顯示器，如UXGA，這種分辨率需要運(yùn)行在很高的幀速率，而且不能影響OLED像素響應(yīng)。隨著高分辨率和高帶寬顯示設(shè)備的推出，使用多線尋址的架構(gòu)是非常值得考慮的。