全彩OLED顯示屏LPSF096064A00-T3的應(yīng)用

引言
 Lite Array是首間在中國擁有Kodak Passive OLED Display Technology許可證的公司。其研發(fā)的OLED是一種嶄新的平面顯示器技術(shù)，全名是「有機(jī)發(fā)光二極管」。 它主要有兩類：低份子(OLED)和高份子(PLED)，因?yàn)椴牧系牟煌麄€(gè)工藝也有分別。 低份子的技術(shù)專利擁有者是KodakTM，而高份子是CDTTM?，F(xiàn)在的技術(shù)以低份子比較成熟，壽命比較長(zhǎng)和顏色飽和度高，而且已經(jīng)大批量生產(chǎn)。 Lite Array最近更推出了全彩的OLED顯示屏，型號(hào)LPSF096064A00-T3，主要的應(yīng)用在手機(jī)副屏、MP3等。本文以MP3的應(yīng)用例子來介紹它。

LPSF09606400-T3
LPSF096064A00-T3是一個(gè)65K色的全彩OLED顯示屏，主要性能可參考表1。它最大的好處是自行發(fā)光，不需背光、高速反應(yīng)、高對(duì)比度、廣闊視角、耗電量低 (對(duì)比有背光的LCD)_更薄_更輕等_對(duì)比于CSTN/TFT_OLED可說有_對(duì)的優(yōu)勢(shì)。 特別用在小型的顯示器上(對(duì)角線1")，它的清楚度非常好，點(diǎn)與點(diǎn)之間能明顯的分辨出來，不像LCD當(dāng)點(diǎn)距越小會(huì)越模糊，這主要?dú)w功于OLED主動(dòng)發(fā)光的特性。
表1  LPSF096064A00-T3 顯示屏主要參數(shù)
Resolution
96(RGB)x64

Display mode
Passive

Display color
65K

Duty
1/64

Dot pitch
0.222mm(W)*0.222mm(H)

Panel size
28.70mm(W)*20.40mm(H)*1.7mm(T)

Viewing Area
23.312mm(W)*14.848mm(H)

應(yīng)用舉例
目前_越來越多MP3使用色彩鮮艷、視角大的OLED顯示屏。 圖1是一般MP3 Player的框圖。
圖1  MP3 Player 模塊路線圖
下面從MCU接口、應(yīng)用電路、色彩調(diào)整、省電模式和屏幕保護(hù)五方面作出討論。

MCU接口
 LPSF096064A00-T3可支持3種MCU接口，包括8位6800/8080系列并口和SPI串口。8位6800/8080并口提供高速的寫入和讀回內(nèi)部存儲(chǔ)器，而SPI串口的接線較少_只需要四根控制線。 當(dāng)中包括CS#，D/C，SCKL和SDIN，圖2是SPI串口的驅(qū)動(dòng)波形，用在MP3便攜式的小型產(chǎn)品上，SPI串口會(huì)方便電路板的走線，它的最大工作頻率是4MHz，在實(shí)際應(yīng)用中可支持動(dòng)畫的顯示。很多的單片機(jī)會(huì)內(nèi)置SPI硬件接口，如果不需要顯示動(dòng)畫，也可以用軟件方式實(shí)現(xiàn)(見SPI程序?qū)嵗?，不過會(huì)占用MCU較多資源。
圖2  SPI驅(qū)動(dòng)波形
SPI程序?qū)嵗?br/>sbit sck=P0^0;
sbit mosi=P0^1;
void wrSPI(BYTE d)
{ BYTE mask=0x80, i;
 for(i=0; i<8; i++)
 { if (d & mask)
   mosi = 1;
  else
   mosi =0 ;
  mask=mask >> 1;
  sck=1;
  sck=0; } }

應(yīng)用電路
 LPSF096064A00-T3設(shè)有內(nèi)置DC/DC電壓變換器，可以省掉外置DC/DC電壓變換器，因而減低產(chǎn)品成本，圖3是使用內(nèi)置DC/DC電壓變換器的應(yīng)用電路圖。 為提供較彈性的應(yīng)用，LPSF096064A00-T3亦可接受外置DC/DC電壓變換器。 圖4是使用LT1615電壓變換器的應(yīng)用電路圖。 一般外置DC/DC電壓變換器的效律較高，可達(dá)80%以上。
圖3  LPSF096064A00-T3內(nèi)置DC/DC電壓變換器的應(yīng)用電路圖
圖4  LPSF096064A00-T3外置DC/DC電壓變換器的應(yīng)用電路圖

色彩調(diào)試
 色彩的微調(diào)對(duì)于全彩的顯示效果是很重要的，特別是顯示一些人物照。全彩主要的參數(shù)有色溫、伽馬校正等。 LPSF096064A00-T3擁有獨(dú)立指令來調(diào)整三源色的電流，借此調(diào)整藍(lán)、綠、紅的亮度比例，從而改變色溫。
人的眼睛對(duì)光的亮度不是線性反應(yīng)，當(dāng)亮度太高時(shí)就需要更大的對(duì)比才能分別光暗，伽馬校正就是改變發(fā)光亮度，讓眼睛有線性的反應(yīng)。伽馬校正是透過查表法來改變每個(gè)控制值的實(shí)際亮度，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部有64個(gè)控制值可任意設(shè)定128灰階其中的一個(gè)，在顯示時(shí)會(huì)先取出對(duì)應(yīng)的灰階，因此64個(gè)控制值可以改變它的相對(duì)亮度。 如果沒足夠的設(shè)備測(cè)量，可以先把64種不同的灰度顯示出來，然后改動(dòng)校正表直到獲得平滑的漸變。

省電模式
 MP3一般可以播放長(zhǎng)_十小時(shí)，而電源一般會(huì)選7號(hào)電池，以便放置在細(xì)小的盒子里，但是提供的電能只有800mAh，就是說工作電流不能大于80mA，或者功耗小于120mW，在省電模式下OLED的功耗能小于30mW，只占了25%。
 OLED最特別的一點(diǎn)是只有發(fā)光的地方才會(huì)用到電能，而且亮度與電流是正比的。所以省電模式可從顯示內(nèi)容和亮度著手；當(dāng)使用者不作出操作動(dòng)作時(shí)，可以用指令減少電流，建議把亮度調(diào)低一半，再過一會(huì)把OLED顯示屏關(guān)掉，此時(shí)電流只有5uA。
 顯示的內(nèi)容以簡(jiǎn)單的線條為主，最好不要以反白的方式顯示。有時(shí)_為了美觀可能需要一些取舍。在使用者停下操作時(shí)，可把不必要的圖像清除。如需要進(jìn)一步減少功耗可以把驅(qū)動(dòng)電壓和占空比變成可調(diào)，他們跟亮度的關(guān)系如下式：。電流減少而占空比相對(duì)增加，那幺亮度就可以保持，或者可以把電流降得更低。當(dāng)電流減少時(shí)，相對(duì)工作電壓也可一起降低，那幺功耗會(huì)再少一些。這個(gè)省電模式很適合MP3的應(yīng)用，因?yàn)楦杳臐L動(dòng)顯示占了大部份時(shí)間，而且顯示歌名不需要用到整個(gè)屏幕。

屏幕的保護(hù)
 OLED是一種主動(dòng)發(fā)光組件，會(huì)有壽命的限制，隨著工作的時(shí)間越長(zhǎng)，它的亮度會(huì)減少，一般的半衰減期大約一萬小時(shí)。如果長(zhǎng)時(shí)間在某區(qū)點(diǎn)亮，而其它地方是暗；只要全屏亮，就會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的殘影，先前長(zhǎng)時(shí)間發(fā)亮的地方會(huì)暗一些。這個(gè)現(xiàn)像在計(jì)算機(jī)的CRT上也有，解決的方法是加入屏幕保護(hù)動(dòng)畫。例如當(dāng)顯示的內(nèi)容停留了一些時(shí)間，就啟動(dòng)屏幕保護(hù)動(dòng)畫；那些動(dòng)畫可以是屏幕滾動(dòng)、動(dòng)畫等。
 LPSF096064A00-T3擁有垂直滾動(dòng)指令，這指令會(huì)改變屏幕上的第一行對(duì)應(yīng)內(nèi)存任何一行，例如改變對(duì)應(yīng)的行數(shù)從0至63，就可達(dá)成垂直向上滾動(dòng)；把行數(shù)返過來，就是垂直向下滾動(dòng)。水平滾動(dòng)可能會(huì)復(fù)雜一些，需要在寫入數(shù)據(jù)時(shí)做一些改動(dòng)。如果需要向左移動(dòng)一格，要先把下一格的數(shù)據(jù)寫入。只要不斷移動(dòng)格數(shù)，就可以做到水平滾動(dòng)。
 一些簡(jiǎn)單的動(dòng)畫可以用內(nèi)置的圖像指令動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生，提供的指令有：線條繪畫、方體繪畫、區(qū)域拷貝、區(qū)域亮度減少和區(qū)域刪除。這些指令主要減少處理器的負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)一些特別效果。例如可以用線條繪畫指令產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的方體。

結(jié)語
OLED顯示屏能供突破性的顯示效果，快速反應(yīng)、主動(dòng)發(fā)光、省電、高清析度和極闊視角，這些特點(diǎn)是CSTN不能提供的，而且接口電路也是一樣，要從LCD改用OLED所要更改的地方不多。現(xiàn)今MP3已經(jīng)非常成熟，如何能突出自己的產(chǎn)品；改用一個(gè)顯示效果更好的屏，更能吸引消費(fèi)者的目光。