OLED顯示器中的多線定址驅動設計方案

?多線定址(multi-line addressing)技術是一種能夠同時驅動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。特別是對于OLED顯示器而言，多線定址技術能夠降低功耗、延長生命周期，通常還能夠為被動OLED (POLED)顯示器提供主動矩陣功能。

　　由于被動OLED顯示器的每一畫素都有一個真正的主動元件——有機發光二極體(OLED)，可用來作為顯示器行列訊號上振幅調變正交頻分多工(OFDM)載波的解調器。雖然這種在顯示器中定址畫素的複雜方法一開始看起來似乎沒什麼必要(畢竟我們只需為大多數顯示器調高或調低其行與列訊號)，但從圖1可看出，任何使用二進制(數位)訊號的方法都無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，嘗試以數位化方式控制不同走線的兩個畫素(圖中是畫素1和畫素8)時，導致啟動了兩個以上的非預期畫素，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 數位多線定址所面對的問題?

??? 由于存在上述數位控制的問題，畫素級的多線定址方法一直是類比式的。影像數據在處理器中仍以數位方式處理，但採用影像分解方法將影像分解成行列數據，然后再以數位類比轉換器(DAC)轉換成類比訊號。類比的行與列訊號通常是OFDM載波，而行與列訊號中的每個頻率元件代表顯示器中單一畫素的控制。　

　　目前可實現多線定址的POLED顯示器(無需使用Walsh函數，即可作業于任何主動矩陣顯示器中，例如僅用于被動LCD的主動定址)，最早可見于1995年所申請的5644340號專利(美國)中。在這種方法中，顯示器的每列訊號是一個獨立的參考頻率(與本地振盪器相同)，而每行訊號是指特定振幅內所有列參考頻率的線性組合。

　　每個行列訊號的交叉點映射每個畫素的頻率控制(每列訊號具有相同的頻率，但每行訊號的頻率不同)。每個畫素包含一個簡單的解調電路，能夠解調輸入的行列訊號，而產生一個可控制畫素亮度的訊號振幅(圖2)。如此一來，所有的畫素就能夠同時加以控制，并且表現出不同的亮度。

圖2 畫素單元架構

???? 每一畫素都具有完全相同的電路：一款以頻率識別行列訊號頻率(鑒頻)的解調器，以及一款用于產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最高頻率。

　　從圖3可以看出，在200Hz鑒頻電路的條件下，一款1,920×1,080 HDTV顯示器可採用最大為385kHz的線性頻率來實現。鑒頻和顯示器訊框率是由圖2中每一畫素點低通濾波器的關斷頻率所控制。相同385kHz的最大頻率同時驅動每條走線，從而減少了對于更快逐行時脈的需求。相較于使用單一高頻點時脈的顯示器而言，在圖3中的顯示器由于只需在低頻下作業，因而在相同畫素亮度條件下的功耗明顯降低了。

圖3　HDTV的最大頻率

???? 早在電晶體收音機時代，我們已經發現到POLED顯示器中的OLED二極體可同時作為行列訊號的解調器與低通濾波器(編注：如果你不熟悉二極體和基本的被動石英收音機——這可是第一款大眾化的“電子”電路，你最好先進行一些基本瞭解與研究，甚至建構一臺出來!)。將陽極連接到行走線，陰極連接到列走線(如果考慮到訊號的極性則可能要反過來接)，OLED解調器將產生特徵化的和頻與差頻，然后經過低通濾波器適當的濾波后，產生所需的畫素直流控制訊號。主動式矩陣OLED(AMOLED)顯示器中的薄膜電晶體經過正確偏置(例如將源極連接到列訊號，閘極連接到行訊號)后，就能像一款解調器一樣有效運作，甚至更好。

　　隨著AMOLED顯示器價格的快速下降，OLED顯示器中多線定址的優勢看來似乎維持不了多久，但即使是AMOLED也能從多線定址對于降低頻率與功耗的要求中受益。多線定址的更大優勢可能來自于驅動數據到顯示器時能夠更大幅節省用的頻寬，因為更低的畫素頻率可實現更多頻寬，從而有助于提升具有最快速OLED反應時間的訊框率。另外，它還有助于開發出更高解析度的顯示器，如UXGA，它能夠在更高訊框率下運作，而不至于影響OLED畫素的反應時間。隨著更高解析度和更高頻寬顯示設備的出現，使用多線定址的架構更值得審慎考慮。