Home > 4. 显示驱动IC设计方向

4.1 显示驱动IC上的电源管理系统的设计

传统意义上的电源管理系统包括低压差调制器(low-dropout regulator ,LDO),带电感的DC-DC变换器和电荷泵。作为显示驱动IC的电源,可能高达30 V以上(global电源为2.4 V~3.6 V),这就意味着需要极高的电压转换倍率。由于显示驱动IC的供给电流中等(<10 mA),我们选用Dickson,Fibonacci,series-parallel和voltage doubler等电荷泵类型。在本项目中,我们提出了六种新型的电荷泵拓扑结构,其中有三套结构已经成功完成流片,测试结果良好,由于其张合有度,兼容性良好,拟定应用于大量相关产品,这三个结构分别如下:1.极强驱动能力和高的功率效率的Fibonacci CPS电荷泵IP;2.极高集成度且高效率的dic-fib电荷泵IP;3.集成度与驱动电流折中的fib-dic-fib电荷泵IP。当然,一些模拟接口电路,如带隙电压,基准电流,振荡器,误差放大器,迟滞比较器,往往被用及,用于提高电路性能(环路稳定,功率效率等),相对简单,不赘述。同时,我们提出高精度且简单的算法模型用于电荷泵拓扑分析,这些算法有望用于推进未来电源芯片的计算机辅助设计进程。

4.2 AMOLED外围补偿驱动电路

AMOLED被认为是下一代的显示技术之一,具有色度广,分辨率高,更轻薄等优点,但是还存在寿命与良率的问题。一般而言,用于AMOELD像素电路的TFT管有LTPS和a-Si(现在一般是IGZO)两种。LTPS TFT的迁移率较好,能提供N型晶体管和P型晶体管,但是它的均匀性不佳,在面板上不同的位置的LTPS TFT的迁移率和阈值电压都不一致;a-Si TFT的均匀性更好,但是它的迁移率很低且只能提供N型晶体管,此外,随着器件的老化,a-Si TFT的迁移率和阈值电压会不断漂移,导致显示效果的变差。
已经有许多不同的像素电路被提出来用以解决这些问题,但因为像素电路内部管子数量少,对面积等要求高,针对OLED和驱动TFT管的迁移率与阈值电压的内部补偿很难完美的实现,因此项目组提出了一种外围补偿电路,用于补偿老化和漂移。

4.3 AMOLED显示驱动芯片高精度分布式低压差线性稳压器设计

本项目提出了一种AMOLED显示驱动芯片电源管理系统架构,并对系统子模块电路进行了具体的分析设计。基于Global foundry 0.18um工艺,运用Cadence软件对设计电路进行调试和仿真,最终得到满足要求的电源管理系统。本项目设计的驱动芯片可以驱动1920RGBx1080dot像素点的AMOLED显示面板,芯片尺寸为20mmx3mm。根据该芯片的特点及其对电源的需求,采用分布式电压调节方案,采用四个LDO分别给驱动芯片上两个SRAM,模拟模块,数字模块进行供电,降低了LDO的负载调整率,保证了各个模块供给电压的精度。同时,采用1uF的外部电容进行频率补偿,保证了LDO工作的稳定性。