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基于FPGA的AMOLED驱动方案

上传人:尹 盛/陈 杰/夏淑淳

上传时间: 2014-07-18

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  1 引  言

  有机发光显示器由于具有自主发光、快速响应、轻薄、低功耗并可实现柔性显示等诸多优点而备受关注,被认为是下一代的平板显示技术。目前,OLED 技术已逐步应用于各种电子产品中,三星、诺基亚等手机已经采用了有源矩阵有机发光显示屏(AMOLED),索尼的OLED电视也已经开始销售。

  AMOLED 凭借高质量的显示性能而成为发展主要趋势,其中高效率的发光材料及器件制备、高性能TFT 及驱动技术是AMOLED 研究的关键。目前应用于OLED 有源驱动的TFT 技术有低温多晶硅(LTPS)TFT、非晶硅(aSi)TFT和微晶硅(μcSi)TFT3 种。LTPSTFT 具有迁移率高(50~200cm2/V·s)和易集成周边驱动(可做n型和p 型TFT)的优点,但其工艺复杂、成本高,阈值电压和迁移率的不均匀性不利于大面积显示;aSiTFT 均匀性好,与目前的AMLCD工业技术兼容,工艺简单、成本低,但存在迁移率低(通常小于1cm2/V·s)、不能用作p 型管、阈值电压漂移严重的缺点;μcSiTFT 性能介于pSiTFT 与aSiTFT 之间[5],较好地平衡了二者的优缺点,迁移率较高(1~50cm2/V·s),稳定性好于aSiTFT,可用于大尺寸显示,是TFT 驱动技术发展的一个重点方向[6]。对于使用不同TFT 基板驱动的AMOLED,应选用适合的灰度实现方式。在pSiTFT 驱动方式中常用数字驱动方案[7],TFT 仅仅作为模拟开关使用,用以解决阈值电压不一致性。数字驱动电路的缺点是工作频率要比模拟驱动电路高得多,不适用于低迁移率TFT 驱动的显示电路。aSiTFT 和μcSiTFT 驱动方式中采用的是模拟驱动,优点是原理简单,通过控制电压或者电流的变化就能得到需要的灰度。模拟驱动方法被广泛应用于aSiTFTLCD 中。

  我们正在研制中的μcSiTFT 驱动的17.8cm(7in)全彩OLED显示屏,分辨率为480×640×3,64级灰度显示。本文以该显示屏为基础,介绍了一种采用模拟灰度技术的易于实现的驱动方案。结果表明,该设计方案可实现64 级灰度的AMOLED 动态视频显示。

  2 驱动电路总体方案

  图1所示为驱动电路的整体结构框图。计算机输出的显示数据通过数字视频接口(DVI)传送给DVI解码芯片,将信号解码成RGB 信号和时间同步信号,输送给FPGA 进行数据处理。FPGA 为整个驱动系统的控制、处理核心。处理完的数据经缓存后,再根据时间同步信号写入驱动IC 中。最终通过对行、列驱动IC 的控制来实现OLED 屏幕显示。驱动电路系统中,DVI解码芯片采用SiliconImageSill41B;FPGA 使用AlteraCyclone Ⅱ 系列的EP2C5T144C6。它有4608 个LES,119808bitsmemory,26 个乘法器,用户可用IO 口为89个。

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