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(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器越來越普遍，在手機(jī)、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(biāo)準(zhǔn)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(jī)公司現(xiàn)在都推出一款或多款采用OLED顯示器的機(jī)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(jī)種。OLED顯示器具有廣色域、高對比度、寬視角及快速反應(yīng)時(shí)間等特性，這使得這類顯示器相當(dāng)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(yuǎn)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(gè)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(dāng)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(jī)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(jìn)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(jī)薄膜晶體管(OTFT)背板制程，此一制程也可用于OLED顯示器，以實(shí)現(xiàn)全彩軟性顯示器的推出。不論是標(biāo)準(zhǔn)或軟性O(shè)LED,都需要運(yùn)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(xiàng)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(jī)材質(zhì)。
OLED技術(shù)需要電流控制驅(qū)動方法
OLED具有與標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)發(fā)光二極管(LED)相當(dāng)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(dāng)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(diǎn)，因?yàn)橹恍枰獌蓚€(gè)晶體管。這類簡易電路的缺點(diǎn)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(dá)到極嚴(yán)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(fù)電壓，其電壓調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度可降低，因?yàn)榇穗妷狠^不會影響LED電流。
當(dāng)電壓供應(yīng)的Vdd變動時(shí)，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?yàn)榱炼炔煌隆Ｒ曪@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(shí)驗(yàn)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(shí)，這個(gè)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(jī)中的GSM功率放大器、馬達(dá)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(shí)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(fù)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?yàn)橹圃焐绦枰峁┫喈?dāng)準(zhǔn)確的正電壓電源軌Vdd與負(fù)電壓電源軌Vss,以達(dá)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(fù)輸出的電壓電源軌。
進(jìn)階節(jié)能模式可達(dá)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(fù)載電流范圍的最高效率進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，才能達(dá)到較長的電池待機(jī)時(shí)間，這對于OLED顯示器尤其重要。OLED顯示器呈現(xiàn)全白時(shí)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?yàn)橹挥邪咨枰屑t、綠、藍(lán)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(biāo)或圖形。因此，OLED電源供應(yīng)需要針對所有負(fù)載電流達(dá)到高轉(zhuǎn)換器效率。為了達(dá)到如此的效率，需要運(yùn)用進(jìn)階的節(jié)能模式技術(shù)來減少負(fù)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(jī)應(yīng)用中使用這類裝置時(shí)，這特別重要，而且可簡化設(shè)計(jì)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(jì)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。
