LCoS微显示驱动芯片表面形貌研究与改进

介绍了LCoS技术的特点与发展现状,LCoS性能的优劣与硅基片平整度有直接关系,着重进行了LCoS微显示驱动技术表面形貌的研究与改进.通过严格控制工艺步骤,降低台阶高度;合理设计版图布局,使台阶叠加在隔离像素区域的沟槽中,这样既能实现像素电极区域的局部平坦化,又因为沟槽不作为显示区域,对整体显示效果影响较小.     

基于FPGA的LCoS显示驱动系统的设计与实现

研究了硅基液晶(LCoS)场序彩色显示驱动系统的设计与实现。该系统以FPGA作为主控芯片,用两片高速DDR2SDRAM作为帧图像存储器。通过对图像数据以帧为单位进行处理,系统将并行输入的红、绿、蓝数据转换成串行输出的红、绿、蓝单色子帧。将该驱动系统与投影光机配合,实现了分辨率为800×600的LCoS场序彩色显示。     

QVGA硅基液晶微显示

设计了QVGA分辨力硅基液晶(Liquid Crystal on Sihcon)微显示芯片,采用比较器与计数器相结合的D/A转换方式,降低了芯片的功耗和电路的设计难度;设计了QVGA微显示芯片视频驱动系统,以CPLD为核心控制单元搭建了视频显示驱动板,接收计算机输出的VGA显示信号,经过控制单元进行行列变换与时序处理,驱动LCoS微显示芯片显示视频图像,测试结果表明显示芯片像素点灰度响应正确,符合液晶材料要求,能够显示分辨力320x240、帧频60 Hz的动态视频,视频显示响应速度快,显示功能符合设计要求.     

SVGA OLEDoS 微显示驱动电路的实现

本文提出了一种分辨率为800?600硅基有机发光二极管(Organic-Light-Emitting-Diode -on-Silicon, OLEDoS)像素驱动电路。采用亚阈值驱动的像素单元电路工作电流范围为170pA到11.4nA。为了保证列总线的电压维持在一个比较高的值,采样保持电路采用“乒乓”操作。驱动电路采用已经商业可用的0.35μm 2P4M的CMOS 混合信号工艺进行制备。像素单元面积大小是15*15μm2,整个芯片的尺寸为15.5?12.3mm2。实验结果表明芯片能在刷新频率为60Hz下正常工作,并且能实现64阶灰度（单色）显示。在3.3V供电电压下整个芯片的功耗大约为85毫瓦。     

16级灰度320×240像素硅基有机发光驱动电路研究

使用华润上华（CSMC）0.5微米标准CMOS工艺实现了320×240像素硅基有机发光（OLED-on-Silicon）驱动电路。驱动电路集成了4位D/A转换器,实现16级灰度。提出了一种能够实现OLED微显示要求的极小电流驱动的3管电压控制型像素驱动电路。D/A转换器与像素驱动电路均以PMOS晶体管组成。OLED像素驱动中的传输门与电容器能够用来对D/A转换器的输出进行取样。在OLED像素驱动电路中加入一个额外的PMOS管,可以控制D/A转换器只驱动开启的一行,以降低芯片功耗。驱动电路可以正确的工作在50Hz帧频状态下,并给出了最终的电路版图。单个像素面积28.4μm×28.4μm,整个显示区域面积为10.7mm×8.0mm（对角线尺寸为0.52英寸）。测量的像素灰度电压波形表明驱动电路功能正确,测量芯片功耗为350mW左右。     

LCoS平板微显示驱动技术研究

研究了硅基液晶(LCoS)微显示驱动电路的制备工艺、电路设计、版图绘制以及显示功能测试.采用化学机械抛光(CMP)工艺实现硅片表面平坦化方案,满足了LCoS微显示对表面平整度的要求;合理布设两层金属布线,巧妙实现遮光作用;利用剥离的方法制备Ag反射电极,解决了Ag工艺与标准CMOS集成电路工艺的兼容问题;在硅基片上制作出U形PAD,通过导电胶与公共电极ITO相接.电路设计中采用了对台阶电平计数的办法实现DA转换的功能,既降低了电路设计难度,又方便测试过程中对灰度电平的调整.制备出LCoS微显示驱动面板,实现了QVGA分辨率、16级灰度LCoS、帧频50 HZ的视频显示.     

基于CPLD的Si基液晶芯片显示驱动

以复杂可编程逻辑器件(CPLD))作为QVGA微显示视频核心控制单元,搭建LCOS微显示芯片驱动系统.通过对CPLD编程产生与微显示芯片相匹配的控制信号与显示数据信号,实现对显示芯片的驱动控制,向微显示芯片输入16帧顺序16级灰度电压测试信号以测试像素的灰度响应.测试结果表明电压灰度响应正确,通过控制行列坐标的方式产生测试图像,驱动微显示芯片显示出测试图像,验证了LCOS微显示芯片显示功能的正确性,显示效果良好,视频刷新频率可达到60 Hz.     

硅基液晶像素电路的研究

分析研究了微显示器件的场缓存技术与现有硅基液晶场缓存像素电路的结构特点,提出了一种新型的像素电路结构,此电路改变了以往电路结构中专门采用一个晶体管对像素电容进行放电的做法,通过同一个晶体管对像素电容进行充放电。电路经过Hspice仿真,对结果进行分析表明,其功能及特性符合设计要求,像素电容电荷保持率达到99%。电路具有结构简单,占用芯片面积小,像素电容电荷保持率高等优点,适合高亮度、高分辨率微显示器件的设计与制造。     

一种新的应用到硅基有机发光二极管微显示像素电路仿真的OLED SPICE模型

本文介绍了一种新的OLED器件等效电路模型。由于单二极管模型能和多二极管模型一样较好的模拟OLED特性,因此新模型是基于单二极管模型建立的。并且为了保证拟合数据和测试数据有很好的一致性,在新模型中将常量电阻替换成指数电阻。通过与测试数据和其他两种OLED SPICE模型的模拟数据对比,新的模型更符合OLED的电流电压特性。新的模型能直接整合到SPICE电路仿真器中去,并且在OLED整个电压工作范围内拥有较好的仿真精度。     

面向彩色有机微显示的有机白光顶发射器件

以比铝、银等金属材料透光性更好的铜作为白光有机顶发射器件的顶电极,将其应用到基于Al底电极的蓝、黄互补色顶发射白光有机电致发光器件(TEWOLED),通过合理设计器件结构,制备出的器件具有较低的驱动电压和较高的效率,4V下亮度超过1 000cd/m2、功率效率达到28.5lm/W,效率滚降较小。我们利用p型电学掺杂结构和电子注入缓冲层结构分别解决了铝和铜电极功函数同空穴传输层的HOMO能级和电子传输层的LUMO能级不匹配问题,并通过TcTa光学覆盖层的调节作用使器件具有较好的光谱稳定性。基于Cu顶电极的TEWOLED与采用Al作为互连金属的CMOS工艺兼容,我们将该器件与硅基CMOS驱动电路结合,获得了SVGA白光有机微显示器件,为彩色有机发光微显示的实现奠定了基础。