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OLED驱动电路设计

随着科学技术与电子业技术的不断发展更迭,有机发光二极管如何简易并且有效的实现显示均匀、大面积发光、高亮度高分辨率发光、以及延长有机发光二极管

跟着科学技能与电子业技能的不断发展更迭,有机发光二极管怎么简易而且有用的完成显现均匀、大面积发光、高亮度高分辨率发光、以及延伸有机发光二极管寿数等当时亟需处理的问题,是咱们未来要面临的技能应战。今日小编给我们带来几个素日里做有源、无源oled显现驱动规划的比如,以供我们作为电子规划参阅。

一、驱动操控SSD1303完成96×64点阵PM-OLED

本比如运用Solomon公司的OLED显现驱动电路SSD1303,结合AT89C51单片机完成驱动OLED显现屏的办法。SSD1303是一款集操控器、行驱动器和列驱动器于一体的专用于OLED显现操控驱动电路。

试验中OLED结构阳极资料,选用ITO(铟锡氧化物),阴极则运用Mg与其他安稳金属合金的办法Mg:Ag做阴极,以进步器材量子功率和安稳性,并能够在有机膜上构成安稳巩固的金属薄膜。

PM-OLED运用一般的矩阵穿插屏, OLED坐落穿插摆放的阳极和阴极中心,经过对阳极和阴极组合的选通,能够操控每一个OLED的点亮。

SSD1303芯片内部电路框图如下图1所示:

SSD1303芯片主要由MCU接口、指令译码器、振荡器、显现时序发生器、电压操控与电流操控、区色彩译码器、和图形显现数据存储器(GDDRAM)、行驱动和列驱动组成。这种IC的专用OLED驱动计划使OLED显现功用最佳,下降了功耗。该器材选用TCP/TAB封装。具有驱动最大132TImes;64点阵的图形显现、供应的逻辑电源为2.4~3.5V、供应OLED屏的电源为7.0~16V、列输出的最大电流为 320μA、行输入的最大电流为45mA、低电流睡觉形式小于5μA、256级对比度操控,可编程帧频、具有几个MCU接口,如68/80并行总线和串行的周边接口、132TImes;65bit显现缓冲器、能够笔直翻滚、支撑部分显现、作业温度:-40 oC~ 85 oC。

整个体系由单片机、操控驱动电路SSD1303和OLED显现屏三部分组成.SSD1303与单片机接口的引脚有:DO~D7为与单片机接口的数据总线,R/W(RW#)为读写挑选信号,D/C为数据/指令挑选信号,CS#为片选信号,低电平有用,E(RD#)为使能信号,RES#为复位信号。单片机选用ATMEL 公司出产的低功耗、高功用的AT89C51, AT89C51与SSD1303和显现屏的硬件接线如图2所示,P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4别离与SSD1303的 R/W(RW#)、D/C、CS#、E(RD#)、RES#相连,P0口与SSD1303的数据总线相连。其它引脚的连线VCC接12V,VDD接 2.7V,VSS接地等。下面经过程序来操控这些引脚,从而使OLED显现需求的汉字或图形。主程序软件流程图如图3所示。

图2 单片机AT89C51与SSD1303和显现屏的硬件接线

图3 主程序软件流程图

二、台湾普诚PT6807/PT6808无源矩阵驱动办法

本事例选用ISL97702便携式产品的DC/DC直流升压电源电路,输入电压2.3~5.5V,输出电压依据负载轻重在2~30V范围内可调;OLED显现驱动选用PT6807和PT6808构建的无源矩阵驱动办法,适用于单色小尺度OLED的显现驱动。

只所以挑选ISL97702作为电源IC,需求考虑器材运行在最高功率的一起,尽可能的下降功耗并延伸电池作业时刻。ISL97702具有一种突发形式以及双输出电压挑选功用,用以在轻载电流下坚持转换器的功率和电源的节省。而且ISL97702还具有浪涌电流约束、短路维护和关机期间负载阻隔等功用。ISL97702的DC/DC直流升压电源电路图,如下图所示:

依据ISL97702的DC/DC直流升压电源电路图

OLED显现屏像素点,按行、列排成矩阵,显现图画时,按行扫描或按列扫描,无源矩阵的根本结构框图,如下所示:

无源矩阵根本结构框图

其间“行”是由公共驱动器PT6807顺次选通,“列”则是由列挑选器PT6808依据图形要求来注册。例如,图中假设榜首行只要榜首个OLED导通就只要大约0.3mA,而假设第二行是一切OLLED都选通,而每一行一共有100个OLED,则其总电流大约为33mA。也便是说,其总电流是由每一行中的OLED数,便是其象素数决议。因为OLED的亮度是由其电流决议的,所以坚持电流的安稳是很重要的。列驱动一般选用P沟道器材作为电流源。为确保其作业于饱满区,至少需求有2伏电压,这样其输出电流随VDS的改动将会小于1%每伏。当某一行有许多OLED导通时,它的总电流就比较大。这时在衔接电极上就会有较大压降,从而使VDS下降。而这种压降又取决于显现的图形,而且是不可避免的。所以有必要将电流受VDS的改动而改动的灵敏度降至最低。一起输出电流的不均匀性也遭到驱动器材的不一致性的影响,这种不均匀功用够靠进步VGS作业电压和地图匹配技能来减小。

128TImes;128点阵模块驱动接口,如下图所示:

128TImes;128点阵模块驱动接口图

1. 行驱动电路规划

PT6807是点阵OLED图形显现体系64路行驱动器,它运用CMOS技能,供应64个移位寄存器和64路输出驱动,PT6807自己发生时钟信号用来操控PT6808列驱动器。

PT6807能够规划为主,从两种形式,为OLED驱动显现供应方便;主/从形式挑选由操控脚MS来操控,在主形式下,挑选MS脚为高电平,输入/输出脚DIO1,DIO2,CL2只作为输出脚来用;在从形式下,MS脚被置为低电平,输入/输出脚CL2作为输入来用,而DIO1,DIO2的状况由SHL脚来决议。

晶振电路:主形式下,可由R、C、CR端来决议时钟频率;在从形式下,晶振电路的R,C端为悬空状况,CR端接高电平。

显现占空比挑选:显现占空比靠输入脚DS1,DS2的状况来决议;在主形式下依据DS1,DS2脚的设置来挑选占空比,有四种占空比1/48,1/64,1/96,1/128可供挑选;在从形式下,DS1,DS2脚与电源VDD相连。

移位时钟和相位挑选:PCLK2用来挑选移位数据是在CL2时钟信号的上升沿,仍是下降沿移出;数据移位方向的挑选由MS,SHL脚来操控。

2. 列驱动电路规划

PT6808是点阵OLED图形显现体系64路列驱动器,它也运用CMOS技能,并供应显现RAM、64位数据锁存、64位驱动和解码逻辑,内部显现RAM用来存储由八位微处理器传来的显现数据,它依据存储数据发生点阵OLED驱动信号,与PT6807(行驱动器)合作运用。

输入缓存用来答应和制止PT6808,当输入输出数据和指令被执行时,CS1B和CS3有必要处于作业状况,不管CS1B和CS3处于任何状况,RSTB和ADC都能够正常操作,而且内部状况不会改动。

输入寄存器用来与MPU接口,并暂时存储要写入显现RAM的数据,当CS1B和CS3处于作业状况时,输入寄存器经过R/W和RS来选定,数据经过MPU被写入输入寄存器,然后写入显现RAM中,数据在E信号的下降沿被锁入,经过内部操作主动写入显现RAM中。

输出寄存器:当CS1B和CS3处于作业状况,而且R/W和RS为高电平时,输出寄存器用来暂时存储显现数据RAM,也即显现数据RAM中的存储数据被锁存到输出寄存器。当CS1B和CS3处于作业状况,R/W为高,RS为低时,状况数据(忙检测)能够被读出。

为了读出显现数据RAM中的内容,需求拜访读指令两次,在榜首次拜访中,显现数据RAM中的数据被锁存到输出寄存器中,在第2次拜访中,MPU读锁存数据。这便是说,在读显现数据RAM时需求一次假读,可是,在读状况数据时不需求假读。

为了战胜在作业过程中当OLED亮度较高时的主动关屏问题,在写入数据之前应该检查该项,若关屏,则将其翻开,以确保OLED屏的正常作业。其间判别是否关屏,若封闭则将其主动翻开子程序如下:

Rs=0; // rs为数据/指令挑选脚

r_w=1; // r_w为读/写输入脚

e =1; // e为答应信号输入脚

busy = P3; // P3接数据线端口

e = 0;

if(busy0x20==0x00) // 若为真,表明已关屏

{com=0x3f; // com为形参

wr_command(com);} // wr_command()是写指令子程序

三、TFT-OLED模仿像素单元驱动/操控电路

AM-OLED驱动完成计划包含模仿和数字两种。在数字驱动计划中,每一像素与一开关相连,TFT仅作模仿开关运用,灰度级发生办法包含时刻比率灰度和面积比率灰度,或许两者的结合。现在,模仿像素电路仍占干流,但在灰度级完成上,模仿技能与时刻比率灰度和面积比率灰度理论相结合将会是将来的一个发展趋势。在模仿计划中,依据输入数据信号的类型不同,单元像素电路可分为电压操控型和电流操控型。

电压操控型像素电路

1.两管TFT结构

电压操控型单元像素电路以数据电压作为视频信号。最简略的电压操控型两管TFT单元像素电路如图1所示。

图1 两管TFT驱动电路

其作业原理如下:当扫描线被选中时,开关管T1敞开,数据电压经过T1管对存储电容CS充电,CS的电压操控驱动管T2的漏极电流;当扫描线未被选中时,T1截止,储存在CS上的电荷持续坚持T2的栅极电压,T2坚持导通状况,故在整个帧周期中,OLED处于恒流操控。

其间(a),(b)被别离称为恒流源结构与源极跟从结构,前者OLED处于驱动管T2的漏端,战胜了OLED敞开电压的改动对T2管电流的影响;后者在工艺上更简单完成。两管电路结构的不足之处在于驱动管T2阈值电压的不一致将导致逐一显现屏的亮度的不均匀,OLED的电流和数据电压呈非线性联系,不利于灰度的调理。

2.三管TFT结构

依据第二代电流传输器原理的电压操控型像素单元电路如图2所示,虚线左面可视为外部驱动电路,右边为单元像素电路。

图2 依据第二代电流传输器原理的像素电路

在操控形式下,T2和T3敞开,T1和运算扩大器构成第二代电流传输器,因为运算扩大器的扩大倍数能够获得很大,T1管的阈值电压对电流的影响变得不灵敏,此刻,流经T1的电流:

IT1=Vin/Rin

而且T1管源极电压应低于OLED的敞开电压,避免OLED敞开。在坚持形式下,T2和T3关断,存储电容Cs坚持T1管的栅极电压,电流经T1进入OLED。其间扩大器由COMS电路完成,一切同行像素可共用一个运算扩大器。

仿真结果表明,尽管T3管存在电荷注入与时钟馈漏效应,使得OLED电流略小于操控电流;在OLED标称电流为1μA,阈值电压漂移超越5V时,操控电流、OLED电流相对误差别离为-0.18%、5.2%,成功补偿了TFT的空间不均性和不安稳性。

尽管电压操控型电路具有呼应速度快的特色,但因为不能精确地调理显现的灰度,难以满意显现的需求,所以人们提出电流驱动计划。电流操控型单元像素电路是以数据电流作为视频信号的。

3管电流操控型TFT像素电路

4-TFT电流操控电流镜像素电路

现在,全球已经有多家公司在从事OLED驱动IC的研讨,到现在为止,还没有彻底商业化的AM-OLED的驱动IC。但NextSierra公司已推出了别离集成的TFT-OLED队伍驱动NXS1008、NXS1009和操控芯片NXS1010,张志伟等人选用该系列芯片,经过MCS-51单片机的操控来驱动240×320×3点阵的TFT-OLED屏,完成了大信息量的动态图形显现。

因为液晶显现器材的配套驱动芯片功用比较完善,且价格低廉,所以将此类芯片移用于有源矩阵显现屏(AM-OLED)成为了国内外当时的研讨焦点。显现驱动IC是现在TFT-OLED的薄弱环节,开发通用或许专用的驱动IC,并集成操控电路,是进步OLED在平板及显现范畴竞争力的重要动力。

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