在生活中處處可見電子產(chǎn)品，為數(shù)最多的就是LED產(chǎn)品，不僅在車燈上有LED，而且在顯示屏中也有LED，有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器越來越普遍，在手機、媒體播放器及小型入門級電視等產(chǎn)品中最為顯著。
不同于標準的液晶顯示器，OLED像素是由電流源所驅(qū)動。若要了解OLED電源供應(yīng)如何及為何會影響顯示器畫質(zhì)，必須先了解OLED顯示器技術(shù)及電源供應(yīng)需求。本文將說明最新的OLED顯示器技術(shù)，并探討主要的電源供應(yīng)需求及解決方案，另外也介紹專為OLED電源供應(yīng)需求而提出的創(chuàng)新性電源供應(yīng)架構(gòu)。
市場環(huán)境
各大手機公司現(xiàn)在都推出一款或多款采用OLED顯示器的機型，Sony則率先量產(chǎn)OLED電視，其它多家公司也推出首款樣品機種。OLED顯示器具有廣色域、高對比度、寬視角及快速反應(yīng)時間等特性，這使得這類顯示器相當適用于多媒體應(yīng)用。自體發(fā)光的OLED技術(shù)不需要采用背光，而且耗電量視顯示內(nèi)容而定，其耗電量遠低于使用背光的LCD.面板尺寸加大之后，OLED的高畫質(zhì)特性更為明顯，因此愈來愈多OLED面板的顯示器尺寸都大于3,而未來的應(yīng)用層面仍將以電視面板為大宗。另一個OLED顯示器市場是軟性顯示器。目前OLED及電泳顯示器技術(shù)的前景相當看好，應(yīng)用于電子閱讀器的電泳或雙穩(wěn)態(tài)顯示器需要提升色彩質(zhì)量。另一方面，在使用完全軟性材質(zhì)的情況下，OLED顯示器目前仍不適合量產(chǎn)，這主要取決于背板技術(shù)的發(fā)展。
背板技術(shù)造就軟性顯示器
高分辨率彩色主動式矩陣有機發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器需要采用主動式矩陣背板，此背板使用主動式開關(guān)進行各像素的開關(guān)。目前液晶(LC)顯示器非晶硅制程已臻成熟，可供應(yīng)低成本的主動式矩陣背板，并且可用于OLED.許多公司目前正針對軟性顯示器開發(fā)有機薄膜晶體管(OTFT)背板制程，此一制程也可用于OLED顯示器，以實現(xiàn)全彩軟性顯示器的推出。不論是標準或軟性O(shè)LED,都需要運用相同的電源供應(yīng)及驅(qū)動技術(shù)。若要了解OLED技術(shù)、功能及其與電源供應(yīng)之間的互動，必須深入剖析這項技術(shù)本身。OLED顯示器是一種自體發(fā)光顯示器技術(shù)，完全不需要任何背光。OLED采用的材質(zhì)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)適用的有機材質(zhì)。
OLED技術(shù)需要電流控制驅(qū)動方法
OLED具有與標準有機發(fā)光二極管(LED)相當類似的電氣特性，亮度均取決于LED電流。若要開啟和關(guān)閉OLED并控制OLED電流，需要使用薄膜晶體管(TFT)的控制電路。
晶體管T2是開啟和關(guān)閉像素的像素控制晶體管，這類似于其它任何主動式矩陣液晶顯示器技術(shù)。T1被當作電流來源，電流就是由此閘極電壓源所驅(qū)動。儲存電容為Cs,它用來維持穩(wěn)定的T1閘極電壓，并鎖定供應(yīng)電流的大小，一直到像素被重新配置。在圖1中，簡易的單一晶體管電流源具有重大的成本優(yōu)點，因為只需要兩個晶體管。這類簡易電路的缺點是電流會產(chǎn)生變化，變化的因素包括過程變化及Vdd電壓變化。OLED電源供應(yīng)電路通常提供Vdd和Vss兩種電壓電源軌。電壓軌Vdd必須達到極嚴格的調(diào)節(jié)效用，才能發(fā)揮最佳畫質(zhì)并避免影像閃爍。Vss通常是負電壓，其電壓調(diào)節(jié)準確度可降低，因為此電壓較不會影響LED電流。
當電壓供應(yīng)的Vdd變動時，OLED亮度也會隨之變動。Vdd上的迭加電壓鏈波(superimposedvoltageripple)會讓影像出現(xiàn)水平條紋，這是因為亮度不同所致。視顯示器而定，大于20mV的電壓鏈波就可能會造成這種現(xiàn)象。水平條紋的顯現(xiàn)程度與迭加電壓鏈波的振幅及頻率有關(guān)。一旦頻率干擾訊框頻率，就會出現(xiàn)條紋。在一般的實驗環(huán)境下，Vdd上的迭加電壓鏈波通常小于20mV.將顯示器與電源供應(yīng)整合成為系統(tǒng)時，這個問題就會出現(xiàn)。一旦系統(tǒng)中任何的子電路從系統(tǒng)電源供應(yīng)器汲取脈動電流(pulsatingcurrent)，就會出現(xiàn)電壓鏈波，所有連接系統(tǒng)電源供應(yīng)器的電路都是如此。一般汲取脈動電流的子電路包括手機中的GSM功率放大器、馬達驅(qū)動器、音訊功率放大器等等。在這些系統(tǒng)中，系統(tǒng)供應(yīng)電源軌都會出現(xiàn)迭加電壓鏈波。如果AMOLED電源供應(yīng)不抑制這種鏈波，鏈波便會出現(xiàn)在輸出端，并造成前述的影像失真。為避免這類問題的發(fā)生，AMOLED的電源供應(yīng)需要有極高的電源抑制比及線路瞬時響應(yīng)。
對于AMOLED的電源供應(yīng)而言，正電壓電源軌Vdd需要升壓轉(zhuǎn)換器，負電壓電源軌Vss需要升降壓轉(zhuǎn)換器或反相器。這對于提供適用電源供應(yīng)的IC制造商而言是一大挑戰(zhàn)，因為制造商需要提供相當準確的正電壓電源軌Vdd與負電壓電源軌Vss,以達到最低的組件高度與最小的解決方案尺寸。為了符合所有這些要求，需要選擇全新的電源供應(yīng)拓樸架構(gòu)，以便在僅使用單一電感的情況下從鋰離子電池提供正輸出及負輸出的電壓電源軌。
進階節(jié)能模式可達到最高效率
和任何電池供電的設(shè)備一樣，只有在轉(zhuǎn)換器以整體負載電流范圍的最高效率進行運作時，才能達到較長的電池待機時間，這對于OLED顯示器尤其重要。OLED顯示器呈現(xiàn)全白時會耗用最大的電源，對于其它任何顯示色彩則電流相對較小，這是因為只有白色需要所有紅、綠、藍子像素都全亮。舉例來說，2.7顯示器需要80mA電流來呈現(xiàn)全白影像，但只需要5mA電流顯示其它圖標或圖形。因此，OLED電源供應(yīng)需要針對所有負載電流達到高轉(zhuǎn)換器效率。為了達到如此的效率，需要運用進階的節(jié)能模式技術(shù)來減少負載電流，以降低轉(zhuǎn)換器切換頻率。由于這是透過電壓控制震蕩器(VCO)完成，因此能夠?qū)⒖赡艿腅MI問題降至最低，并且能夠?qū)⒆畹颓袚Q頻率控制在一般40kHz的音訊范圍以外，這可避免陶瓷輸入或輸出電容產(chǎn)生噪音。在手機應(yīng)用中使用這類裝置時，這特別重要，而且可簡化設(shè)計流程。
結(jié)論
由于OLED顯示器技術(shù)尚在起步階段，對于節(jié)能、提升OLED效率以及將整體解決方案尺寸降至最低等方面仍有許多改善空間，由于OLED日益成熟，因此可將OLED應(yīng)用于建筑照明或液晶顯示器背光的用途。相較于傳統(tǒng)的照明解決方案，OLED為這兩種用途提供更低的耗電量及較高的設(shè)計彈性。
對于OLED技術(shù)而言，未來必然是一片光明。以上就是LED技術(shù)的相關(guān)知識，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來的LED燈回越來越高效，使用壽命也會由很大的提升，為我們帶來更大便利。
