OLED顯示采用有源矩陣和無源矩陣配置。對于無源矩陣,顯示連接成二極管網格,每個二極管組成1個單獨的OLED圖素。用外部驅動電路每次點亮網絡一行。有源矩陣顯示包括顯示中的晶體管,使能圖素連續發光。然后,OLED與LCD不同,OLED是電流驅動。這會增加有源矩陣設計的復雜性,這使得當今在多數矩陣顯示都是無源矩陣(PM)類型。無源矩陣OLED(PMOLED)用于消費類產品,包括移動電話、汽車立體音響、MP3播放機。
OLED電源
在便攜應用中,功耗特別重要。電源IC必須是高效率和節省功率,使電池壽命長,特別是當顯示不工作時更應節省功率。

由于顯示是電流驅動,所以峰值電流要求依賴于1次需要點亮的總圖素數和可被驅動的電流。顯示驅動電路也消耗另外的電流。所需的電壓依賴于二極管正向壓降、顯示中跨接互連的壓降和顯示驅動器中所需的壓降(見圖1)。在該應用中,所需的電壓由下式給出:
VIN=Vdiode+Idiode×(Rcol+Rrow)+VCD+ VRD (1)
其中:Vdiode是二極管正向壓降,Idiode是二極管中的電流,Rcol是列連接的電阻,Rrow是行金屬電阻,VCD是列驅動器中所需的額外消耗電壓,VRD是行驅動器中所需的額外消耗電壓。
在典型應中,VIN為20V左右。峰值電流由下式給出:
Idiode×Xpixels+ICD+IRD (2)
其中:Idiode為二極管中的電流,Xpixels是一次點亮的圖素數,ICD是到列驅動器的電源電流,IRD是列行驅動器的電源電流。
在便攜設備中,通常在不工作之后關斷背光。然后,完全關斷顯示供電。由于OLED顯示沒有背光,所以在不工作期間之后顯示減光,然后關斷一定時間。從(1)式可見:如果顯示中的電流降低,則所需的電壓也降低。在典型應用中,電源電壓是恒定的,此額外電壓將跨接在列驅動器上,導致額外的功耗,而且浪費能量。靠降低電源電壓,此能量不再消耗在列驅動器上,而使系統效率得到改善。
現在,幾種器件特別適用于便攜應用中的PMOLED顯示供電。理想上,器件應具有1個有效的升壓轉換器,能工作在便攜應用中的電池電壓或器件中的前置穩壓電源。其他特性,如輸出負載斷開和低待機電流對降低顯示不點亮時的損耗也是重要的。
Intersil公司的ISL97702就是這類器件中的一個典型(見圖2)。升壓工作在2.4V~5.5V電源。這覆蓋整個鋰離子電池輸入范圍和前置穩壓電源3V或5V軌。這類應用中所需的輸出電壓范圍為12V~25V。的電源IC設計也集成有升壓FET和肖特基二極管,以降低所需的外部元件。ISL97702就包含1.2A FET,能支持輸出電壓高達28V,效率達90%。

升壓電路考慮的主要元件是電感器和輸出電容器,它們會影響升壓控制環路的性能。某些升壓轉換器用外部補償,這也需要正確的選擇補償元件。
一種方法是用內部補償網絡,要求電感器和電容器值在一定的范圍內。電感器值也影響其大小。然而,低電感器值導致器件工作在斷續模式,可導致較高的輸出紋波。,所選電感器值能保持連續工作模式。所選電感器也必須能處理應用所需的峰值和平均電流。
輸出電容的選擇應保持升壓環路的穩定工作。較大的輸出電容器值提供較小的輸出電壓紋波。其選擇是基于紋波和元件數/成本的折衷。
輸入端電容器隔離輸入電源和經電阻器的開關電流。對于這種應用,建議電容器值范圍為10μF~15μF。
OLED IC
OLED供電用的電源IC應該具有在OLED工作在暗光模式時能降低輸出電壓的電路,以便大大地節省功率。用兩個分離的反饋通路可以實現,用1個簡單的邏輯輸入可以選擇通路。
用連接在輸出引腳和反饋參考引腳之間的分壓器設置輸出電壓。此反饋電壓與內部設置的參考進行比較來控制輸出電壓。輸出電壓的精度依賴于反饋參考和用在反饋網絡中電阻器值的精度。
以ISL97702為例,它有1.15V±2%的反饋電壓設置。當選擇引腳(SEL)設置為低態,FBO反饋引腳與參考比較、FB1引腳接地,提供反饋地參考。當SEL為高態時,FB1用做參考而FBO設置到GND。輸出電壓計算如下:
Vout=(R1+R2)/R2×Vfb 當SEL=0時
Vout=(R1+R3)/R3×Vfb 當SEL=1時
集成一些保護電路對于保護IC和外部元件也是有用的。欠壓閉鎖保證器件只在輸入電壓大于正確工作所需電壓時才工作。過流保護監控開關電流和限制它們。過壓閉鎖在輸出電壓超過所允許的值時停止器件工作。過溫保護在芯片溫度超過預置限制時產生停機信號。
時鐘同步
在便攜裝置中,時鐘噪聲和串擾是人們主要關心的。同步開關器件到外部時鐘的性能使設計人員能鎖定所有時鐘到單一頻率。電源也應該具有自定時能力。1MHz范圍內的高定時頻率一般能提供的效率、較小的元件尺寸。
當功率IC首先開始工作時,需要電流對系統中的電容充電,這導致對輸入電流的重要需求。電流太高可能使電池電壓下降,導致系統中的器件進入復位或提供錯誤的工作。軟啟動方法可限制啟動時的電流。在此情況下,IC的電流能力緩慢上升直到全部電流能力。
升壓電路輸入端的集成斷開開關進一步改善電池壽命。當器件禁止時,此開關打開,使OLED顯示、驅動器和反饋網絡斷開,這樣沒有漏電流可以流。在此功率下降模式,內部IC功耗也應該降到。

當器件使能和負載連接到輸入時,產生1個從輸入到輸出的DC通路,大的電流尖峰可以伴隨著輸出電容充電。在ISL97702中,斷開開關也具有軟啟動模式(圖3),其中限制電流的同時充電輸出電容。