【摘要】：硅基OLED微顯示器是指把OLED制作在硅片上的一種平板顯示器,其尺寸一般小于1英寸。它利用了成熟的CMOS工藝,在單晶硅片上制作驅(qū)動電路,并結(jié)合OLED視角大、響應(yīng)速度快、功耗低、全固態(tài)等優(yōu)點,既可應(yīng)用于個人娛樂設(shè)備,又可應(yīng)用于飛行員的頭盔顯示器等。是目前平板顯示技術(shù)的研究熱點之一。本論文從硅基OLED微顯示器像素電路設(shè)計入手,對硅基OLED微顯示器的驅(qū)動技術(shù)進行了研究,主要內(nèi)容包括:1、像素電路設(shè)計由于微顯示中像素面積較小,所以O(shè)LED的驅(qū)動電流很小,為了解決這個問題,本論文提出了一種像素電路。此像素電路由1個PMOS、3個NMOS、1個存儲電容、1個OLED和4根信號線組成。且利用Pspice基于CSMC 0.6?m CMOS5V工藝的參數(shù)進行了仿真驗證。在此像素電路中,OLED僅處于兩種狀態(tài):發(fā)光和不發(fā)光。當OLED發(fā)光時流過OLED的電流是恒定的,流過的恒定電流是35.38nA。并且此像素電路完全由數(shù)字信號控制。2、時間比率灰度調(diào)節(jié)利用時間比率灰度方法實現(xiàn)灰度等級調(diào)節(jié),即通過控制OLED的發(fā)光時間來實現(xiàn)不同的灰度。具體實現(xiàn)方法是:利用分子場逐行掃描的方法,在一幀周期內(nèi)分為6個子場,每個子場的時間是不同的。子場有兩種:“開態(tài)子場”和“關(guān)態(tài)子場”,前者指的是該子場中OLED可以發(fā)光、后者指的是該子場中OLED始終不發(fā)光。所以可以通過控制6個子場中“開態(tài)子場”和“關(guān)態(tài)子場”的數(shù)目,實現(xiàn)從0到63級灰度。3、數(shù)據(jù)處理模塊系統(tǒng)設(shè)計按照數(shù)字集成電路的設(shè)計方法,利用Verilog語言對數(shù)據(jù)處理模塊進行了系統(tǒng)設(shè)計。此模塊可以把輸入的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為像素電路所需的信號時序,以實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)的灰度等級與信號時序?qū)?yīng)的灰度等級是相同的。并且經(jīng)過Modelsim的仿真驗證,此模塊滿足要求。4、版圖設(shè)計遵照MOSIS/ORBIT 2.0U SCNA Design Rules設(shè)計規(guī)則,利用L-edit軟件設(shè)計了子像素電路的版圖。在像素電路陣列中,掃描線和數(shù)據(jù)線上的寄生電阻和寄生電容會帶來RC延遲,對像素電路的工作產(chǎn)生影響。利用最壞情況分析方法,對四個角的子像素的進行了仿真驗證,結(jié)果表明:像素電路可以正常工作,像素電路版圖設(shè)計滿足要求。
[Abstract]:Silicon-based OLED microdisplay is a kind of flat panel display which makes OLED on silicon wafer. Its size is generally less than 1 inch. It makes use of mature CMOS technology to fabricate driving circuit on single crystal silicon wafer, and combines the advantages of OLED, such as large angle of view, fast response speed, low power consumption, all-solid state and so on. It can be used not only in personal entertainment equipment, but also in pilot helmet display and so on. It is one of the research hotspots of flat panel display technology at present. This paper starts with the pixel circuit design of silicon-based OLED microdisplay, and studies the driving technology of silicon-based OLED microdisplay. The main contents are as follows: 1, the pixel circuit design is due to the small pixel area in micro-display. Therefore, the driving current of OLED is very small. In order to solve this problem, a pixel circuit is proposed in this paper. The pixel circuit consists of 1 PMOS,3 NMOS,1 memory capacitance, 1 OLED and 4 signal lines. The parameters of Pspice based on CSMC 0.6 CMOS5V process are simulated and verified. In this pixel circuit, OLED is in only two states: luminous and non-luminous. When OLED emits light, the current flowing through OLED is constant, and the constant current flowing through is 35.38nA. And the pixel circuit is completely controlled by the digital signal. 2, the time ratio gray level adjustment is realized by using the time ratio gray level method, that is, different gray levels are realized by controlling the luminous time of OLED. The implementation method is as follows: by using the method of molecular field line-by-line scanning, it is divided into six subfields in a frame period, and the time of each subfield is different. There are two kinds of subfields: "open state subfield" and "off state subfield". The former means that OLED can emit light in the subfield, while the latter means that the OLED in the subfield is never luminous. Therefore, by controlling the number of "open state subfield" and "off state subfield" in six subfields, the grayscale from 0 to 63 can be realized. 3. The data processing module system is designed according to the design method of digital integrated circuit. The data processing module is designed by Verilog language. This module can convert the input RGB data into the signal timing needed by the pixel circuit, so that the gray level of the input data is the same as the gray level corresponding to the signal timing. The simulation results of Modelsim show that the module meets the requirements. 4, the layout design follows the MOSIS/ORBIT 2.0U SCNA Design Rules design rules, and the layout of the sub-pixel circuit is designed by using L-edit software. In pixel circuit array, parasitic resistance and parasitic capacitance on scan line and data line will cause RC delay, which will affect the operation of pixel circuit. The worst-case analysis method is used to simulate and verify the sub-pixels of four angles. The results show that the pixel circuit can work normally and the layout design of pixel circuit meets the requirements.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN873

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本文編號：2487935