在發(fā)現(xiàn)電子發(fā)光機理的十年后,有機發(fā)光二極管(OLED)技術最終商用在手機,MP3和數(shù)碼相機中,。按DisplaySearch的數(shù)據(jù)報告,從2001年第一顆單芯片OLED驅動器起,2003年有超過一千七百萬顆IC用在手機顯示上.今年,OLED也開始應用在手機的主顯示屏上。OLED在手機顯示上的應用正取得騰飛性的增長,預計今年OLED模塊的使用數(shù)量將超過3三千萬片,。
與OLED技術和發(fā)展相呼應,OLED的驅動器也日益扮演著重要的角色,。不只是從低占空比上升到支持高占空比,而且應用了RGB電流的控制、更寬的IC工作溫度(-45到80℃),、內部DC-DC升壓,、以及圖形加速指令等一些特性。SolomonSystech的OLED驅動器都具備所有這些特性,提升了OLED的使用壽命和可靠性,增強了OLED的顯示效果,。
手機常見的顯示分辨率
副屏
在手機副屏上一般有三種顯示分辨率:80x48,96x64,和96x96,。2003年應用在手機副屏上的主要是區(qū)域色類型的OLED，這是一種帶兩至三種顏色的單顯示類型,。被證明是一個用在手機副屏上的不錯的選擇,。將來區(qū)域色的OLED將用在低成本的手機上，而全彩色的OLED副屏將會在帶拍照的手機,、3G手機和智能PDA電話等高端產品上使用,。
主屏
用于手機主屏的顯示分辨率有很多,，從96x64到640x320,。在一些直板機上，有96x65,101x80顯示分辨率;而在折疊機上,，多是128x128顯示,；而132x176,176x220應用在許多折疊機和帶拍照手機上；320x240則用于3G手機,。
今年,第一個用OLED主屏的手機出現(xiàn)在中國,，這一技術包括驅動IC,都已可完全投入商用。越來越多的手機廠家考慮采用OLED主顯示屏,其中的一些已將這技術加入到新產品中,。不遠的將來,，OLED將是手機主顯示中的重要一員,。
OLED驅動器和模塊設計
與LCD模塊相比,自發(fā)光的OLED顯示不需要背光和LED驅動電路。典型的OLED模塊厚度只有1至1.5毫米,而LCD模塊的厚度一般是3毫米,。所以,OLED模塊適合應用在折疊機上的超薄的翻蓋,。
一個高度集成的OLED驅動/控制器IC包含行、列驅動,、DC-DC轉換,、時序控制、顯示內存和MCU接口電路,對OLED模塊廠商來說,提供了一個用在移動設備上的簡明方案,。不僅如此,軟件工程師也可以通過使用內建的圖形控制器功能來節(jié)省手機開發(fā)的時間(如圖1所示),。
隨著顯示分辨率的占空比增加,用被動矩陣OLED的困難和對技術的要求也越高。因而一些OLED模塊廠商有意采用主動矩陣的OLED在占空比大于132的顯示上,。這有些象LCD技術中碰到的STN和TFT的情形,。
一種推測認為將來大尺寸的顯示考慮顯示的質量和屏的尺寸,將被主動矩陣的OLED(AMOLED)統(tǒng)治,而低占空比的顯示因為成本和靈活性的原因將被被動矩陣的OLED(PMOLED)所占據(jù)。不過,目前大部分的AMOLED產品依然處于實驗室階段,尚未完全商業(yè)化,。而PMOLED的制造商也努力生產更大尺寸和更高占空比的產品,，盡量與STNLCD和TFTLCD分享手機的龐大市場。
雖然PMOLED在高占空比的應用上面對一些技術問題,但這是可以通過合適的驅動IC來達到高占空比顯示來解決,。舉例來說,，將兩個分列的屏用一個支持級聯(lián)的驅動IC驅動，可以將一個88x176的顯示加倍到132RGBx176(如圖2所示),。為實現(xiàn)這方案,，驅動IC需要有以下一些功能：
(a)與LCD驅動不同，需采用電流驅動技術,；
(b)因為全彩色應用的高數(shù)據(jù)傳輸率和高耗電,數(shù)據(jù)內存和控制功能,、灰度表、省電模式需集成在IC中,，這也對OLED的壽命和可靠性有幫助,；
(c)為減少外部組件和節(jié)省成本，需內置內部的電源控制系統(tǒng),。擁有以上這些技術和特性,，PMOLED將更容易進入手機全彩主屏的競技場。
下面以用SolomonSystech的SSD1338為例,，詳細介紹一些關鍵的特性和技術,。
驅動技術
PMOLED彩色顯示要求的驅動機理和信號互換系統(tǒng)非常復雜。SSD1338的驅動器采用復用的尋址算法,每個驅動周期由放電(復位),，電壓預充電和電流驅動三個階段組成(如圖3所示),。
圖形控制功能
SSD1338內建132x132x18bit的SRAM(GDDRAM)顯示存儲空間,可以支持最大132x132,262K色的顯示,并且也可以編程設置在256色,65K色,262K色等不同模式下。SSD1338具有8-bit和16-bit的6800系列和8080系列的并行接口及串行接口,可以和MCU進行高速的數(shù)據(jù)通信,顯示流暢的彩色圖畫和如3G手機中用到的視頻數(shù)據(jù),。
SSD1338的GDDRAM是一個132x132x18bits比特映射的靜態(tài)RAM,和顯示的位圖形數(shù)據(jù)一一對應,。為使機械結構靈活可變,可以通過軟件設置行列輸出的重映射,。在顯示的垂直滾動效果上,內部的寄存器存有顯示起始行的位置,從而將不同位置的RAM數(shù)據(jù)對應到顯示屏上顯示。
每個象素對應18-bit的數(shù)據(jù),其中每個三色子象素為6-bit,。GDDRAM對圖形顯示的象素數(shù)據(jù)具體對應安排見表1,。
灰階和灰階表
全彩顯示對每一個RGB原色分量提供6-bit，即64級灰度,，通過電流驅動階段列驅動的脈寬調制(PWM)設置不同的灰度級,。灰度表即為存儲了對應64級灰度(GS0~GS63)的PWM(PW0~PW63)的值,。脈寬越寬,，象素顯示越亮。因此,，每個象素的顯示亮度由灰度表中的脈寬值決定,。
這一單一的灰度表適用于三子色，脈寬的數(shù)值由軟件指令輸入,。在262k模式,，每一顏色包含6-bit，因在262k模式,，每一顏色包含6-bit,，因此每一顏色都有64階灰度(如表2所示)。
在65K色模式,情形有些不同,。如表3所示,從GS0到GS63的64階灰度,有一顏色(顏色B)由6bit組成,；而從GS0,GS2,.....到GS62,另外兩個顏色(顏色A和C)只有5-bit,只能呈現(xiàn)32階灰度。
下面的舉例示范在65K色模式下,，對應灰度級的GDDRAM數(shù)據(jù)(DCLK:顯示時鐘),。
電源管理系統(tǒng)
這是一個開關電壓產生電路,專為手持設備設計。在SSD1338中,內置的DC-DC電壓轉換器,配合外部應用電路(如圖5),可以經(jīng)由低壓供電VDD產生高壓驅動Vcc,能供給OLED驅動電路,。以下的示例是一個3V的VDD輸入產生一個12V,20到30毫安Vcc輸出的應用,。
Vcc輸出的電壓可由R1和R2調節(jié):
VCC=1.2x(R1+R2)/R2
除了COG方案，COF封裝也是針對手機應用的很好的OLED模塊方案,，一個合適的COF設計可以提升OLED模塊的良品類,，節(jié)省模塊空間及增加手機設計的靈活性。