oled扫描驱动与灰度控制优化方法的研究与实现

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1、上海人学硕上学位论文1．3论文课题提出和研究意义目前，在OLED显示器研究领域还存在着两个主要的问题：1)OLED有着诸多优点和广泛的应用价值，虽然人们对OLED器件结构和发光特性己研究多年，但是当前OLED技术还不够成熟，特别是OLED驱动芯片开发力度仍不足。日韩等少数几个国家在此方面已有样片出现，但离真正量产还有一定距离。2)从电路结构来说，OLED扫描电路集成度低，与现有视频系统兼容性不够理想，还没有出现针对OLED特性的扫描驱动芯片，且一般的扫描方式都存在扫描时间冗余问题【21。另外在国内，由于集成电路产

2、业相对起步较晚，目前真正介入显示控制、驱动电路设计及制造的单位很少，真正能生产高利润、高技术、有自主知识产权的大规模显示驱动芯片的厂家目前尚未出现。针对这一现状，作者针对OLED扫描驱动与灰度控制优化方法展开了研究。1．4论文研究内容本课题来源于上海市科委基地建设攻关基金项目“TFTOLED显示器核心技术研究"(项目编号：06DZ22013)，主要研究范围包括OLED扫描驱动、视频处理、ASIC设计及有源OLED显示屏驱动电路等几个领域。本文立足于AM．OLED驱动，以OLED灰度扫描电路为研究重点，研究OLED

3、显示驱动电路和优化的扫描算法。本文主要做了以下工作：1)采用有源驱动电路的方法。避免了无源矩阵的交叉效应【3】，使亮度更加均匀；可以对每个像素单元独立进行高速驱动；对于高分辨率的微显示矩阵，避免了驱动电流密度过大的问题，不受扫描电级数的限制。另一方面可以延长OLED的使用寿命；2)针对传统灰度扫描方法中的扫描时间冗余问题，本文突破传统的逐行逐点扫描的方法，采用了一种基于非线性权值按位的子空间划分策略，避免了时间资源浪费、提高了灰度扫描效率；4上海大学硕士学位论文3)根据上述两方面的优化思想，设计一个优化扫描灰度控

4、制器，并在仿真平台上进行仿真，最后使用FPGA将其应用到显示系统中，进行系统验证。1．5论文的章节安排本论文共分七章：第一章主要介绍该课题的背景资料与研究意义，讲述了国内外的相关研究情况，最后提出本文设计的主要内容与安排。第二章介绍了基于优化扫描结构的系统框图与功能特性，分析系统工作原理。第三章首先论述OLED器件发光原理，介绍了OLED驱动技术，并分别讨论了无源矩阵和有源矩阵的驱动方法。第四章首先介绍了几种常用的OLED灰度控制方法，并结合传统灰度扫描成像方法，提出了灰度扫描时间冗余问题。第五章结合第四章节的问

5、题，给出了解决方案，即优化的基于子空间按位扫描的子场重新分割、组合的灰度级控制技术。介绍了优化的灰度扫描结构，并对各个扫描核心模块仿真和验证。第六章主要介绍了基于优化扫描结构的系统设计，将本文提出的改进方法应用到该控制系统中。对所设计的灰度控制系统进行FPGA验证。第七章对全文进行了总结，并对课题今后需要充实和提高的方面作出了展望。5上海大学硕上学位论文第二章基于优化扫描结构的系统设计本章做了系统设计整体规划，给出了OLED扫描驱动电路的系统框图，分别简单介绍了数据源、灰度扫描模块和有源OLED像素矩阵。并阐明了

6、FPGA内部主要数据流向，它将传输过来的视频数据按照用户定义的灰度扫描规则和视频窗口生成扫描信号并驱动像素矩阵。论文的研究重点是优化扫描算法的研究及其验证，同时也对OLED显示驱动技术进行了研究和仿真。2．1显示系统结构概述在高清晰度的大屏幕平板显示技术中，屏幕的像素数与帧、行刷新频率密切相关。一般情况下，刷新频率随像素数增大而提高，而刷新频率的提高将对系统的器件与材料提出更高的要求。人眼作为各种形式光信号系统的接收终端，其视觉特性直接决定着对光信号显示系统的特性要求。本文为消除灰度扫描成像过程中的时间冗余，研究

7、灰度扫描时间冗余的分布特征，提出灰度扫描的相应改进策略，为消除冗余、提高扫描效率、降低刷新频率提供了一种新思路。一般的数字解码系统输出的帧频为60"---"100Hz(刷新频率)。本设计拟采用100Hz的刷新频率(比实际使用频率高，完全满足非常流畅的动态显示)。目标显示屏是256×192像素的单色显示屏，拟显示的灰度等级为64级灰度(6位)，用优化扫描结构算法程序推导出相应灰度级数下子空间和权值划分策略，在此基础上，考虑像素点的个数，采用较切实可行的划分方法，完成整个系统设计。图2．1显示扫描系统图6上海大学硕士

8、学位论文整个系统如图2．1所示，系统划分为数字和模拟两部分，主要由数据源、灰度控制器、行列驱动电路以及像素矩阵等构成。首先需要将输入的源数据按照相应的存储格式存入到存储器中，以待其他模块调用，在读取灰度数据时，由优化扫描核心模块产生扫描子空间码、权值码和消隐码等码值，然后由扫描控制器读地址发生器根据这些码值进行变换，生成这些数据对应在RAM的地址值，扫描控制模块访问内存，