《柔性显示屏OLED驱动系统设计（论文）》3900字

柔性显示屏OLED驱动系统设计目录TOC\o"1-2"\h\u29904柔性显示屏OLED课程设计 122731关键词：AMOLED显示屏；柔性可折叠；技术开发 2215381引言 266072国内外研究现状和趋势 2203993柔性AMOLED驱动系统整体方案设计 447473.1待解决问题分析 4189873.2驱动系统解决方案 4315774柔性AMOLED驱动系统的程序设计 546724.1软件系统流程图 5215524.2MCU软件设计 6194504.3FPGA程序设计及仿真 7138374.4系统调试 9151155总结 1022108参考文献 10摘要：AMOLED显示器因其重量轻、薄、对比度大、显示灵活而被广泛称为继CRT和TFT-LCD之后的第三代显示器。经过十几年的发展，AMOLED玻璃屏幕已经成熟。柔性AMOLED显示技术仍处于起步阶段，面板制造商正在积极开发柔性、柔性和可折叠的显示器。关键词：AMOLED显示屏；柔性可折叠；技术开发1引言有机发光二极管（OrganicLightEmittingDiode，OLED）是根据一种多层有机薄膜结构因为通电而产生电激发光这一现象发明的，属于自发光的电激发光（Eletroluminescence，EL）的一种，在结构上只需要材料的薄膜与外部包夹的两层电极，外部可以使用玻璃基板、塑料板或者是不锈钢作为辅助结构。经过了三十年的技术发展，目前，OLED技术已逐渐成熟，每年都有成千上万的相关专利申请，这也使得越来越多的企业把目光投向了OLED显示屏这个蓬勃的产业。OLED显示屏由于具有很多优于TFT-LCD显示屏的特性，已经被行业内视为下一代的“明星”平面显示技术。OLED有诸多的优点：①低功耗②面板轻薄（小于2mm）③自发光④视角广（可达170度以上）⑤反应时间快（约10微秒以下）⑥较高的发光效率⑦较低的操作电压⑧可以制作成大尺寸面板⑨可以制作成柔性面板⑩制程简单。OLED与TFT-LCD的具体参数对比如表1所示：表1OLED与TFT-LCD主要参数对比OLEDTFT-LCD亮度穿透率高穿透率低对比度百万：1数千：1反应速度微秒级别毫秒级别视角180度160度，有色偏问题耗电性低高(背光固定开启)色域70-100%56-95%操作温度-40-100℃-30-80℃厚度/重量mm/轻cm/重寿命5000-30000小时>5000小时因此，有机发光二极管显示器有望在不久的将来取代目前的薄膜晶体管液晶显示器，成为最常见的显示产品。根据智研咨询的《2017-2022年中国有机发光二极管行业深度调研及发展趋势研究》报告，2015年中国有机发光二极管市场规模约为400亿年，预计2020年将增长约990亿年。平均年增长率，高达百分之二十。2国内外研究现状和趋势传统的AMOLED显示器以玻璃为基底，以TFT(薄膜晶体管)和有机发光二极管(有机发光二极管)器件为玻璃基板，再用玻璃基板进行封装，生产AMOLED。TFT和有机发光二极管都是固定的。由于薄膜晶体管和有机发光二极管设备通常使用高温工艺制造，例如发光和蒸发，因此衬底必须能承受高温；软膜如聚酰亚胺膜(PI)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。因为这些薄膜具有耐高温性，并且被用作制造柔性AMOLED显示器的基板。资深三星电子在2014年率先推出了搭载柔性AMOLED屏幕的Noteedge智能手机；苹果在美国推出的Applewatch产品采用了LG的柔性显示屏。根据消费者需求分析和AMOLED厂商的技术分析，行业分为四代AMOLED柔性使用:曲面显示器、曲面/扭曲显示器、可折叠显示器和全柔性显示器，如图1所示。滚动式AMOLED显示技术已经成熟，现在已经达到量产，比如三星Noteedge使用的面板:现在所有的显示公司都在利用“柔性/绕屏显示”和“折叠显示”AMOLED的灵活性来开发工作产品。图1AMOLED柔性显示屏的发展趋势AMOLED“可折叠”柔性显示器在工业上有两个不同的研究领域，如图2所示。其中一个研究领域的特征如下：胶片上的COF控制芯片粘在左边(或右边)。屏幕的上下边缘很窄。这两个研究领域的特点是，COF控制线连接在屏幕下方(屏幕上方)，左右边缘非常窄。图2“可折叠显示”柔性面板的两个研究方向平板等智能终端有望拥有“可折叠”的柔性AMOLED显示屏、预折叠平板电脑和后折叠智能手机。由于平板电脑和智能手机的趋势是“窄边框”，平板电脑和智能手机制造商对显示器的“边框宽度”提出了更高的要求。一路面板具有“上下边缘窄”、“左边缘宽度略宽”的特点，符合平板信息机的要求；其他方向的面板有“窄的左右边缘”和“底部边缘”。“稍宽”功能，这些功能更贴近折叠智能手机的要求。由于使用“可折叠”AMOLED的智能终端仍处于概念阶段，对“可折叠”AMOLED面板的需求尚不明确，证据厂商进行了两个方向的研发。3柔性AMOLED驱动系统整体方案设计3.1待解决问题分析根据上述规范和技术领域，在工业批量生产的驱动解决方案中检查和分析了以下三个需要解决的主要问题：1.柔性AMOLED显示器没有柔性COF控制速度；鼓励芯片厂商开发成本超过五百万元的芯片，所以最好的解决方案是“用两根独立的驱动电缆控制显示器，让ExternalTimeController对两个独立的控制芯片进行同步控制。”2.小型AMOLED控制器广泛使用MIPI信号作为通信标准，但自行开发的时钟控制器通常处理TTL信号。在实现同步控制器和控制器之前，应完成TTL信号和MIPI信号之间的转换3.开发信号模块。本项目需要同时检查两个不同的栅极扫描参数，每个栅极扫描电路都有不同的控制信号，因此开发一个易于修改的控制信号模块非常重要。3.2驱动系统解决方案根据以上目标分析，拟定了本项目的驱动系统的架构图，如图3所示。图3驱动系统架构图操作系统打算使用COF封装中的两个控制芯片来进行AMOLED柔性显示数据管理。每个控制芯片提供一个400RGB×480的数据信号，缝合工具为800RGB×480，分割线为曲线，数据信号在分割线左侧。COF方向盘在左边。将分割线右侧的数据信号输入COF控制线。左右两侧相互独立，不相连，由同步控制器控制。主面板包括同步控制器、信号转换模块、主控制模块和电源模块，负责信号处理、双驱动电路同步控制和控制信号模块操作。信号转换模块负责将RGBTTL信号转换为MIPI信号，MCU负责控制电源顺序、控制信号转换模块等。转换模块负责将外部输入功率转换为每个模块、控制器和显示器所需的功率。FPC负责连接COF芯片和主板，并将主板数据信号、控制信号和电源信号传输到COF控制电路和显示器。4柔性AMOLED驱动系统的程序设计4.1软件系统流程图本项目AMOLED操作系统的软件由单片机和FPGA两部分组成，如下图所示。（1）MCU程序流程图MCU芯片在本项目中主要承担电源时序控制、配置信号转换芯片、配置驱动芯片的作用，依据先后顺序，设定了MCU程序的流程图，如图4所示。图4MCU程序流程图（2）FPGA程序流程图FPGA芯片主要是这个项目的时序控制器。它本身可以产生RGBTTL信号，将外部接收或自产生的RGBTTL信号分成两个RGBTTL信号组，并根据分离的RGBTTL信号产生GOA控制信号。根据图5的信号形成顺序设置FPGA流程图。图5FPGA程序流程图4.2MCU软件设计图4描述了MCU程序的工作过程。工作流程图展示了单片机软件的开发。在第一阶段，MCU程序将所有电源控制归零，并确认所有其他电源都已关闭；第二阶段，激活FPGA芯片电源、SSD2828电源和芯片电源。当现场可编程门阵列电源接通时，现场可编程门阵列程序将自动启动；第三步先确定SSD2828芯片，再确定RM67160控制芯片；第四步，SSD2828将数据传输到控制面板，然后打开显示器，显示器显示图像。图6MCU主程序示意图4.3FPGA程序设计及仿真1.程序功能框图FPGA程序的主要功能是RGBTTL信号的自生成、信号共享和GOA控制信号生成，这就是为什么FPGA程序必须开发相应的自生成信号模块、信号共享模块和GOA控制信号生成模块来实现这一点。这三个模块现在分别介绍。图7是现场可编程门阵列的功能框图。图7FPGA程序功能框图2.信号自产生模块信号自生成模块的主要功能是产生RGBTTL信号。在没有外部信号输入的情况下，它可能会产生简单的信号，用于AMOLED显示器的光学测试、故障检测和屏幕老化。RGBTTL信号广泛用于显示控制。图4-14是RGBTTL信号的示意图。它由五个信号组成:时钟信号PCLK、行同步信号HS、场同步信号VS、有效数据闪烁信号DE和数据信号。时钟信号PCLK有两个主要功能，一个是有序传输数据信号，另一个是确保传输正确。当驱动芯片读取数据信号时，它由像素时钟操作和控制。数据信号仅在时钟信号的上升沿或下降沿读取，以确保精度。高速水平同步信号应划分有效线信号，垂直同步信号应划分有效场信号间距。有效数据闪光信号用于选择有效数据信号。因为在整个视频信号采集中，有效信号只占信号序列的一部分，因为当芯片被引导处理信号时，有效层必须有一个有效信号和一个假信号，所以设置DE信号。图8RGBTTL信号示意图本项目FPGA采用的时钟为25MHz，通过变频模块处理为27.5MHz，作为RGBTTL信号的时钟，然后通过时钟计数的方法产生了行同步信号、场同步信号、有效数据选通信号及数据信号。图9为自产生信号模块程序的设计流程；第一步，当电源上电或者接收复位信号时，所有计数器归零；第二步，根据数据时钟信号Pclk的上升沿进行计数，每一个时钟信号Pclk的上升沿，计数器active_hpxl_cnt加1，如果计数满1个Hsyncperiod，active_vpxl_cnt加1，同时active_hpxl_cnt归零；如果active_vpxl_cnt计数满一个Vsyncperiod，active_vpxl_cnt归零；第三步，产生行同步信号Hsync，当active_hpxl_cnt满足一定的条件时，如计数达到Hsyncfrontporch、Hsyncbackporch时，Hsync信号会置高或者置低，从而产生行同步信号Hsync；第四步，生成场同步信号Vsync，当active_vpxl_cnt满足一定的条件时，如计数达到Vsyncfrontporch、Vsyncbackporch时，Vsync信号会置高或者置低，从而产生场同步信号Vsync；第五步，生成有效数据选通信号DE，当active_hpxl_cnt和active_vpxl_cnt同时满足一定的条件时，DE信号会置高或者置低，产生有效数据选通信号。图9自产生信号模块程序的设计流程图10为FPGA程序的仿真结果，确认仿真结果复合设计预期，满足需求。图10程序的仿真示意图4.4系统调试本项目将单片机和FPGA程序翻译并烧录到驱动卡中。经过bug修复、像素定时误差校正和程序优化，实现了一个灵活的AMOLED显示器。图11是一个柔性AMOLED显示屏图11柔性AMOLED显示屏照片5总结本文根据柔性可折叠AMOLED显示器的特点，将基于有机发光二极管站技术的“双驱动芯片接口”转移到柔性可折叠显示器上，广泛应用于大型显示器上。FPGA完成了编程、仿真和纠错，最终成功设计出满足项目需求的柔性可折叠AMOLED显示控制系统。参考文献[1]袁芳.OLED显示中像素界定层专利技术分析[J].电子世界,2019(23).[2]龚子峰.