全彩OLED顯示屏LPSF096064A00-T3的應用

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「有機發(fā)光二極管」。 它主要有兩類(lèi)：低份子(OLED)和高份子(PLED)，因為材料的不同，整個(gè)工藝也有分別。 低份子的技術(shù)專(zhuān)利擁有者是KodakTM，而高份子是CDTTM?，F在的技術(shù)以低份子比較成熟，壽命比較長(cháng)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LPSF096064A00-T3，主要的應用在手機副屏、MP3等。本文以MP3的應用例子來(lái)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、高對比度、廣闊視角、耗電量低 (對比有背光的LCD)_更薄_更輕等_對比于CSTN/TFT_OLED可說(shuō)有_對的優(yōu)勢。 特別用在小型的顯示器上(對角線(xiàn)1")，它的清楚度非常好，點(diǎn)與點(diǎn)之間能明顯的分辨出來(lái)，不像LCD當點(diǎn)距越小會(huì )越模糊，這主要歸功于OLED主動(dòng)發(fā)光的特性。
表1  LPSF096064A00-T3 顯示屏主要參數
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)

應用舉例
目前_越來(lái)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(xiàn)圖
下面從MCU接口、應用電路、色彩調整、省電模式和屏幕保護五方面作出討論。

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(xiě)入和讀回內部存儲器，而SPI串口的接線(xiàn)較少_只需要四根控制線(xiàn)。 當中包括CS#，D/C，SCKL和SDIN，圖2是SPI串口的驅動(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(xiàn)，它的最大工作頻率是4MHz，在實(shí)際應用中可支持動(dòng)畫(huà)的顯示。很多的單片機會(huì )內置SPI硬件接口，如果不需要顯示動(dòng)畫(huà)，也可以用軟件方式實(shí)現(見(jiàn)SPI程序實(shí)例)，不過(guò)會(huì )占用MCU較多資源。
圖2  SPI驅動(dòng)波形
SPI程序實(shí)例
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; } }

應用電路
 LPSF096064A00-T3設有內置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是使用內置DC/DC電壓變換器的應用電路圖。 為提供較彈性的應用，LPSF096064A00-T3亦可接受外置DC/DC電壓變換器。 圖4是使用LT1615電壓變換器的應用電路圖。 一般外置DC/DC電壓變換器的效律較高，可達80%以上。
圖3  LPSF096064A00-T3內置DC/DC電壓變換器的應用電路圖
圖4  LPSF096064A00-T3外置DC/DC電壓變換器的應用電路圖

色彩調試
 色彩的微調對于全彩的顯示效果是很重要的，特別是顯示一些人物照。全彩主要的參數有色溫、伽馬校正等。 LPSF096064A00-T3擁有獨立指令來(lái)調整三源色的電流，借此調整藍、綠、紅的亮度比例，從而改變色溫。
人的眼睛對光的亮度不是線(xiàn)性反應，當亮度太高時(shí)就需要更大的對比才能分別光暗，伽馬校正就是改變發(fā)光亮度，讓眼睛有線(xiàn)性的反應。伽馬校正是透過(guò)查表法來(lái)改變每個(gè)控制值的實(shí)際亮度，驅動(dòng)器內部有64個(gè)控制值可任意設定128灰階其中的一個(gè)，在顯示時(shí)會(huì )先取出對應的灰階，因此64個(gè)控制值可以改變它的相對亮度。 如果沒(méi)足夠的設備測量，可以先把64種不同的灰度顯示出來(lái)，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(cháng)_十小時(shí)，而電源一般會(huì )選7號電池，以便放置在細小的盒子里，但是提供的電能只有800mAh，就是說(shuō)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容和亮度著(zhù)手；當使用者不作出操作動(dòng)作時(shí)，可以用指令減少電流，建議把亮度調低一半，再過(guò)一會(huì )把OLED顯示屏關(guān)掉，此時(shí)電流只有5uA。
 顯示的內容以簡(jiǎn)單的線(xiàn)條為主，最好不要以反白的方式顯示。有時(shí)_為了美觀(guān)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動(dòng)電壓和占空比變成可調，他們跟亮度的關(guān)系如下式：。電流減少而占空比相對增加，那幺亮度就可以保持，或者可以把電流降得更低。當電流減少時(shí)，相對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的應用，因為歌名的滾動(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
 OLED是一種主動(dòng)發(fā)光組件，會(huì )有壽命的限制，隨著(zhù)工作的時(shí)間越長(cháng)，它的亮度會(huì )減少，一般的半衰減期大約一萬(wàn)小時(shí)。如果長(cháng)時(shí)間在某區點(diǎn)亮，而其它地方是暗；只要全屏亮，就會(huì )發(fā)現明顯的殘影，先前長(cháng)時(shí)間發(fā)亮的地方會(huì )暗一些。這個(gè)現像在計算機的CRT上也有，解決的方法是加入屏幕保護動(dòng)畫(huà)。例如當顯示的內容停留了一些時(shí)間，就啟動(dòng)屏幕保護動(dòng)畫(huà)；那些動(dòng)畫(huà)可以是屏幕滾動(dòng)、動(dòng)畫(huà)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應內存任何一行，例如改變對應的行數從0至63，就可達成垂直向上滾動(dòng)；把行數返過(guò)來(lái)，就是垂直向下滾動(dòng)。水平滾動(dòng)可能會(huì )復雜一些，需要在寫(xiě)入數據時(shí)做一些改動(dòng)。如果需要向左移動(dòng)一格，要先把下一格的數據寫(xiě)入。只要不斷移動(dòng)格數，就可以做到水平滾動(dòng)。
 一些簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)可以用內置的圖像指令動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生，提供的指令有：線(xiàn)條繪畫(huà)、方體繪畫(huà)、區域拷貝、區域亮度減少和區域刪除。這些指令主要減少處理器的負荷，從而實(shí)現一些特別效果。例如可以用線(xiàn)條繪畫(huà)指令產(chǎn)生轉動(dòng)的方體。

結語(yǔ)
OLED顯示屏能供突破性的顯示效果，快速反應、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?，F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，更能吸引消費者的目光。