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微显示是一种极具发展前途的新型平板显示技术。本文研究了硅基液晶(LCoS)微显示驱动电路芯片、硅基有机发光(OLEDoS)微显示驱动电路芯片的设计与测试,开发了应用于微显示器件的特殊工艺技术,研制了QVGA微显示视频驱动系统,取得的主要研究成果如下:
1)在LCoS微显示芯片的设计中应用了新型的场缓存像素电路结构,该像素电路使用Pull信号同时控制像素电容的充电与放电,并且Pull信号只在0-5V之间变化,不用接额外的负电压;并且在此基础上提出了另一种结构简单,电荷保持率高的新型场缓存像素电路,此像素电路取消了以前电路结构中的单独的放电晶体管,简化了电路结构,便于布局布线,节省芯片面积,有利于提高微显示芯片的集成度与分辨率。
2)研究了LCoS微显示D/A转换方式,在LCoS驱动电路芯片设计中采用了基于计数器与比较器的数字斜坡电压选择D/A转换电路实现D/A转换,这种电路结构具有功耗低,电路简单,可靠性高等优点;研究了优先比较最高位与优先比较高两位的D/A转换方法,实现更多灰度级别的扩展。
3)研究了微显示芯片的测试技术,提出了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的微显示芯片测试方法,由驱动控制器CPLD产生模拟的显示数据,通过控制显示矩阵的行、列坐标产生一些简单的测试图像,这种方法可以控制显示面板上每一点的显示数据,采用这种方法对LCoS与OLEDoS微显示芯片进行了测试,验证了芯片功能的正确性。
4)研究了微显示芯片表面平坦化方法,开发了一种有效的OLEDoS微显示芯片表面电极制备与CMP工艺流程,通过生长铬过渡层以提高表面银电极与衬底的附着性,使之在CMP工艺时不易脱落。经过CMP工艺,使OLEDoS表面电极平整度达到生长OLED显示器件的要求。
5)研究了微显示器件的封装技术,采用了PCB封装的形式对微显示器件进行金属引线与封装,满足了LCoS与OLEDoS微显示芯片测试与视频显示的要求;对于生长显示器件后的OLEDoS芯片则采用了制备专门的探针底座的方法进行连接测试。
6)研究了微显示视频驱动系统的设计与搭建,根据系统设计的要求选择了适合的芯片及元器件,对所需的各种芯片的功能进行分析,以CPLD为控制核心搭建了微显示视频驱动系统,设计了QVGA微显示视频驱动控制电路,该控制电路具有I2C、SIGNAL_GE、WRITE、READ和SWITCH五个主要模块,对它们进行了电路综合与仿真验证,仿真结果表明电路功能正确,符合设计要求。研制出微显示视频驱动电路板,驱动LCoS与OLEDoS微显示芯片显示QVGA视频图像,取得满意的效果。