OLED顯示器中的多線尋址技術

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。

無源OLED顯示器在每個像素點都有一個真正有源的器件——有機發(fā)光二極管(OLED)，這個二極管可以用作顯示器行和列上的幅度調制正交頻分復用(OFDM)載波的解調器。雖然這種復雜的方法被用來在顯示器中尋址像素，初看起來沒有必要(畢竟對大多數(shù)顯示器來說我們只需將行和列調到高電平或低電平)，圖1表明任何使用二進制 (數(shù)字)信號的方法都無法同時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像素(圖中是像素1和像素8) 將導致無意點亮兩個以上非目標像素，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)字顯示器不能同時訪問所有像素？

像素被定義為行和列的交叉點。

當列為“1”、行為“0”時，像素被點亮。

為了試圖同時點亮像素1和像素8，將前兩列置“1”，第1行和第3行置“0”。結果像素1和像素8是點亮了，但像素2和像素7也被點亮，這是不想要的結果?？刂凭仃囆惋@示器的所有二進制信號組合都會產(chǎn)生同樣的結果。

由于存在上述數(shù)字控制問題，像素級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)模轉換器(DAC)轉換成模擬信號。模擬的行和列信號通常是OFDM載波，行和列信號中的每個頻率分量完成對顯示器中單個像素的控制。

目前實現(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年申請的 5644340號專利(美國)中就有描述。在這種方法中，顯示器的每列信號是一個獨立的參考頻率(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。

每個行列信號的交叉點映射每個像素的頻率控制(每列存在相同的頻率，但每行是不同頻率)。每個像素包含一個簡單的解調電路，它解調輸入的行和列信號，產(chǎn)生一個信號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控制，并且有不同的亮度。

圖2：像素單元架構

每個像素都有完全相同的電路：用于行頻和列頻識別(鑒頻)的解調器和用于產(chǎn)生像素直流幅度控制信號的低通濾波器。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的線頻率實現(xiàn)。鑒頻和顯示器幀速率受圖2中每個像素點的低通濾波器的截止頻率控制。相同的385kHz最大頻率同時驅動每條線，從而減少了對更快的逐行時鐘的需求。由于圖3中的顯示器只要求低頻率工作，與使用單個高頻點時鐘的顯示器相比，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(像素位置)，解調器和低通濾波器決定了與頻率f有關的像素幅度A(A1，A2等)，其中行頻和列頻是相等的(200Hz頻率分辨率)。

早在礦石收音機時代我們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，無源OLED顯示器中的OLED二極管可以同時用作行列信號的解調器和低通濾波器(備注：如果你不熟悉二極管和基礎的無源礦石收音機——這可是第一代大眾化“電子”電路，你最好做一些基礎研究，甚至搭建一臺出來!)。將陽極連接到行線，陰極連接到列線(如果考慮信號的極性可能要反過來接)，OLED解調器將產(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。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，柵極連接列信號)后能和解調器工作得一樣好甚至更好。

隨著AMOLED顯示器價格的快速下降，OLED顯示器中多線尋址的優(yōu)勢似乎維持不了多久，但即使是AMOLED也能從多線尋址對頻率與功耗要求降低中受益。多線尋址的更大優(yōu)勢可能來自驅動數(shù)據(jù)到顯示器時的帶寬節(jié)省，因為更低的像素頻率允許更寬帶寬，從而有助于提高基于最快OLED響應時間的幀速率。另外，還有助于開發(fā)出更大的顯示器，如UXGA，這種分辨率需要運行在很高的幀速率，而且不能影響OLED像素響應。隨著高分辨率和高帶寬顯示設備的推出，使用多線尋址的架構是非常值得考慮的。