6．5万彩色显示PM-OLED控制与驱动芯片制鞋机械
2022-09-02 16:49:16 德润机械网
关键词：MOS集成电路；有机发光二极管；脉冲幅度调制；彩色显示；数模混合；高低压结合
随着显示技术的不断推进和发展，平板显示已经成为业界显示的主要方向，而平板显示则主要包括液晶(LCD)显示、等离子体(PDP)显示以及新生力量有机发光二极管(OLED)显示。虽然目前LCD占据着平板显示市场的巨大份额，但其存在诸多缺点且不易解决；相比LCD，OLED则具有许多优点，包括：视角宽，响应速度快，功耗低，重量轻，可折叠，色彩鲜艳等。于是OLED显示技术已经广泛引起业界的重视，有可能代替LCD成为下一代显示技术的主流。
类似于LCD显示器件，OLED也可以分为2种类型，即无源OLED(PM-OLED)和有源OLED(AM-OLED)。两者之间的主要区别是每个像素点是否存在薄膜晶体管(TFT)和用来存储信息的电容，因而无源OLED只能用于小屏幕的显示，例如手机和mp3的显示屏。为了能够充分支持和利用这一新生的显示技术，本文设计了能够实现6．5万彩色显示，具有256级对比度调节，采用PAM调制的适用于96×64 PM-OLED的显示控制与驱动芯片。芯片中既包括数字控靴子制模块，也包括模拟调节电路；既包括低压逻辑，也包括高压驱动：所以整个芯片类似于一个SOC。同种类的OLED显示控制与驱动芯片在国内大陆地区尚未报道过。
1 PM-OLED的器件模型及相关特性
对于PM-OLED显示器件，每个像素点的结构和等效模型如图1所示。显示面板即是由这些像素排列而成，将面板上每列像素的ITO电极连接在一起形成数据线；同时，每行像素的金属电极也连接在一起形成扫描线。当对面板进行逐行扫描时，某列数据线上的信息将决定处在该行该列上的像素点是否发光。
由于OLED属于电流型器件，其发光强度是由流过器件的电流控制的。目前，主要有2种方式进行调制：一是脉冲宽度调制(PWM)，即通过控制流过器件电流的时间长短来调节；二是脉冲幅度调制(PAM)，即通过控制流过器件电流的幅度大小来调节。本文设计的芯片采用的是PAM调制方式。
由图1可看出，当某行显示刚开始，扫描线为低电平时，二极管中并没有电流经过，而是由列驱动电路经由数据线给寄生电容充电，当电容上的电压达到二极管的开启电压(约4v)时，二极管才会发光；因而考虑显示效果，必须注意寄生电容的快速充电问题。
2 芯片各部分模块的工作原理
图2是整个芯片的结构框图，主要包括数字控制部分，容量为96×16×64的静态随机存储器(SRAM)，振荡器，DC-DC，基准电流产生调节模块，64个行驱动和96×3(R／G／B)个列驱动。
2．1 数字控制部分与SRAM
数字控制部分是整个芯片电路的核心，主要负责接收片外单片机(MCU)的指令和数据，来协调芯片内部各模块之间的相互运作，确保电路能够正确实现预期功能。为了增强设计芯片的通用性，数字的MCU接口电路能够兼容8 080、6 800并行MCU以及串行MCU读写方式，而且还兼容8 bit和16bit读写操作。当接收到MCU的指令时，数字控制电路开始锁存指令，进行译码，然后转换成控制信号输送给各相关模块进行工作；当接收到MCU的图像数据时，数字控制电路就会把数据写入SRAM以备后续显示之用。为了能够判断写入SRAM数据的正确与否，数字控制电路还会从SRAM中读出数据进行对比纠正，确保显示图像的正确性。
SRAM负责存储缓冲图像数据，为了满足96×64矩阵、6．5万彩色显示，SRAM的容量至少为98 304 bit。每个像素的颜色显示是由16 bit数据决定的，其中红色5 bit、绿色6 bit、蓝色5 bit。SRAM是数字控制模块与列驱动模块之间的桥梁，当SRAM接收数字控制部分一帧完整的图像数据后，数字控制部分就可以发出控制信号进入显示模式，此时，SRAM中的数据就会在显示时钟的作用下，经过地址译码逐行将显示数据串行输出给列驱动模块。
2．2 基准电流产生调节模块
为了能够统一调节显示对比度和保证显示效果的一致性，芯片就需要有一个对电源电压和温度不敏感的电流基准，其基本电路结构如图3所示。
图中Ubg是来自于片上电压基准源的输出电压，因而具有很好的稳定性，通过运算放大器OPA的负反馈作用，可知节点P处的电压等于Ubg，从而得到的基准电流为
调节外接电阻R的大小，使Ibg为1 μA，则通过指令调节来控制图中的开关，就可以得到0～255 μA连续可调的基准电流Iref输出给列驱动R／G／B模块。
2空调清洗．3 列驱动电路
由于所需要的列驱动单元为96×3个，为了减少SRAM和
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