CN114360461A - Tcon芯片及oled面板驱动架构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了TCON芯片及OLED面板驱动架构，独立于显示面板驱动IC芯片外置携带SRAM缓存的TCON芯片，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块，通过高速接口模块接收数据并确定合适的显示参数确定屏幕的分辨率、工作模式、显示模式，从而进一步确定适配的参数值，产生相应的控制信号并通过TX差分数据信号线将控制数据传送至显示驱动芯片实现驱动显示，本发明的TCON芯片带有高速接口和缓存，适用于新一代大屏幕、高分辨率和高刷新速度的AMOLED屏幕产品。

Description

TCON芯片及OLED面板驱动架构

技术领域

本申请涉及电数据信号处理技术领域，特别是涉及TCON芯片及OLED面板驱动架构。

背景技术

AMOLED面板是利用有机电自发光二极管制程的显示屏，由于同时具备自发光有机电激发光二极管，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、高饱和度、低能耗、反应速度快等优异特性。在追求更大的屏幕，更高的分辨率，更刺激的视觉效果，有机发光二极管(OLED)屏幕具有高对比度、宽视角、高饱和度、低能耗等优势，在目前中高端手机被广泛使用。

传统的AMOLED屏幕驱动由单颗驱动芯片构成，随着面板解析度的增加，需要SRAM芯片面积会不断，芯片的生产也受限28nmHV制程。目前手机AMOLED屏幕所用的是整合型的DDI 驱动芯片，其主要由10V Gate Control , 10V Source Driver，10V Gamma, 10VSource Driver , 10V Power等高压控制模块，以及TCON和SRAM低压模块组成。这种整合型DDI驱动芯片的制造需要用到HV高压工艺，但晶圆厂高压工艺制程难度高，目前提供这种工艺的晶圆制造厂家不多，而且内存大小受到工艺限制。这种结构有以下几个缺点：1）SRAM内存容量受限，随着面板解析度的增加，需要更大的SRAM，但受限于目前晶圆制造厂高压的工艺制程下目前SRAM内存的容量制造限制只能到32M。2）功耗高：为了解决容量限制问题，整合型DDI驱动芯片使用3倍压缩内存技术先对数据进行压缩，使用时再进行解压缩，但每次解压缩的功耗很高。3）高压工艺复杂，能提供这种工艺的晶圆制造厂很少，制造成本高。

发明内容

基于上述问题，本发明提出了TCON芯片及OLED面板驱动架构，将不需要高压制程的TCON、SRAM模块独立出来，采用独立模块的低压逻辑工艺设计生产。TCON、SRAM模块占显示驱动IC芯片的一半以上的尺寸，本发明采用独立模块的设计缓解了高压制程晶圆厂的产能限制，SRAM独立外置于TCON内，其容量的大小不受限制，大大降低显示驱动IC芯片的生产成本。同时TCON和SRAM模块可以灵活采用更高低压逻辑工艺制程进行制造，可以减少功耗，缩减芯片尺寸，节省手机空间，使手机更加轻薄。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提出了一种TCON芯片，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块；

所述MIPI DSI模块接收主板发送的状态信息、像素信息；

所述压缩电路模块，用于接收主板发送的图像及控制数据，并对接收到的图像数据进行压缩获得压缩图像数据，将所述压缩图像数据保存至SRAM存储模块；

SRAM存储模块，用于顺序将对压缩后的图像数据存入SRAM缓存，同时提供所述Demura模块所需的存储；

指令控制模块，用于对MIPI数据进行解析，识别图像数据和控制信息；

时序控制模块，用于控制图像数据的接收存储，并将接收到的图像数据经过Demura模块处理后，传送至并串转换电路，然后经过LVDS TX PHY模块输出；

Demura模块，用于根据Demura数据对图像数据进行补偿。

进一步地，所述MIPI DSI模块具备高速模式和低速模式。

进一步地，所述压缩电路模块通过低电压差分数据将显示数据发送至显示面板驱动IC芯片。

进一步地，所述指令控制模块将控制信息送往时序控制模块，实现对TCON芯片的配置。

进一步地，根据Demura数据对图像数据进行补偿具体为通过接口控制模块读取SPI-Flash存储的Demura数据，根据Demura数据对图像数据进行补偿获得补偿图像数据。

进一步地，所述补偿图像数据存储至SRAM存储模块，并经过并串转换电路输出。

进一步地，所述TCON芯片还包括晶体振荡器、锁相环电路，所述晶体振荡器产生基准时钟，通过所述锁相环电路生成高频工作时钟。

进一步地，所述TCON芯片还包括低电压差分信号发送模块，所述低电压差分信号发送模块将图像数据信号按照SPWG/JEIDA格式转换成低电压差分信号进行传输。

另一方面，本发明提出了OLED面板驱动架构，所述OLED面板驱动架构包括所述TCON芯片以及显示面板驱动IC芯片；

所述显示面板驱动IC芯片包括高速低电压差分信号接口、数模转换模块以及驱动模块；所述高速低电压差分信号接口接收来自TCON芯片输出的数据信号和时钟信号；

所述数模转换模块接收数据信号和时钟信号并进行数模转换；

所述显示面板驱动IC芯片接收数模转换后的信号。

另一方面，本发明还提出了一种显示驱动方法，所述方法包括：

步骤101，主板通过MIPI DSI串行接口以串行的方式发送像素信息或指令，同时读取TCON芯片状态信息或像素信息；

步骤102，MIPI DSI模块通过MIPI DSI总线接口接收主板的数据并经过串并转换转成并行数据发送至指令控制模块和压缩电路模块；

步骤103，所述指令控制模块对MIPI DSI数据进行解析，获得图像数据和控制数据，并在所述时序控制模块的控制下将所述图像数据送到压缩电路进行压缩获得压缩图像数据，并将所述压缩图像数据缓存至SRAM存储模块。

步骤104，Demura模块读取SPI-Flash的Demura数据，并对图像数据进行补偿获得优化图像数据；

步骤105，在所述时序控制模块控制下将所述优化图像数据通过低电压差分信号发送模块输出至显示面板驱动IC芯片进行驱动显示。

本发明公开了TCON芯片、OLED面板驱动架构以及显示驱动方法，独立于显示面板驱动IC芯片外置携带SRAM缓存的TCON芯片，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块，通过高速接口模块接收数据并确定合适的显示参数确定屏幕的分辨率、工作模式、显示模式，从而进一步确定适配的参数值，产生相应的控制信号并通过TX差分数据信号线将控制数据传送给显示驱动芯片实现驱动显示。

附图说明

附图1为本发明的显示驱动架构示意图；

附图2为本发明的TCON芯片及显示面板驱动IC结构框图；

附图3为本发明的MIPI DSI接口示意图；

附图4为本发明的显示驱动方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本发明公开了一种OLED面板驱动架构及TCON芯片，本发明的驱动架构将原整合型的显示驱动芯片方案，主要由10V Gate Control(10伏栅极控制）、10V Source Driver（10伏源极驱动）、10V Gamma校正电路（10伏伽马校正电路）、10V Power（10伏电源）等高压控制模块，以及TCON和SRAM低压模块组成。

本发明将TCON和SRAM低压模块单独取出，独立设计一颗携带SRAM缓存的TCON芯片，所述TCON芯片包含对接屏幕驱动芯片的超高速接口、系统芯片总线接口，SRAM静态随机存取缓存模块，纠正模块，及扫描/备用/顺序控制模块。

随着OLED屏在手机上应用上的渗透率逐渐增大，消费市场对手机OELD屏幕提出了尺寸更大，分辨率更高的要求，从而导致目前显示面板驱动IC芯片（DDIC）内嵌静态随机存取缓存模块的芯片的面积占比大，功耗高等弱点逐渐凸显出来；本发明提出了带有高速接口和缓存的TCON芯片，适用于新一代大屏幕、高分辨率和高刷新速度的手机AMOLED屏幕产品。

实施例一

本发明提出了一种TCON芯片，如附图1、2所示，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块。

MIPI DSI模块，使用标准高速串行接口MIPI DSI接口，以串行的方式接收主板传送的像素信息或指令并进行应答，同时转换为并行数据。按照协议规定的握手顺序和指令规则接收图像数据和控制数据，并进行解析，分理处图像数据和控制数据。图3所示的是MIPI DSI接口的简单示意图。MIPI DSI具备高速模式和低速模式两种工作模式，全部数据通道都可以用于单向的高速传输，但只有第一个数据通道才可用于低速双向传输，从属端的状态信息、像素等格式通过该数据通道返回。时钟通道专用于在高速传输数据的过程中传输同步时钟信号。所述MIPI DSI模块接收主板发送的状态信息、像素信息。MIPI DSI 模块接收主板发送的图像及控制数据，并进行串并转换后，存入缓存SRAM。

压缩电路模块，MIPI DSI模块将接收到的串行主板数据进行串并转换并将图像数据发送给压缩模块，对图像数据进行压缩获得压缩图像数据，将所述压缩图像数据保存至SRAM存储模块。在时序控制模块的控制下，通过四对TX低电压差分数据组成的LVDS TX PHY(低压差分数据发送物理接口)将显示数据发送至面板驱动DDIC，并通过SOC/SPOC/及主串行外设接口将相应的控制信号送到显示面板驱动IC芯片。

SRAM存储模块，用于在地址寄存器的控制下，顺序将对压缩后的图像数据存入SRAM缓存，同时提供Demura模块所需的存储。

指令控制模块，用于对MIPI数据进行解析，识别图像数据和控制信息，例如行同步和场同步信号、图像数据、视频流模式等，并将控制信息送往时序控制模块，实现对TCON芯片的配置，以支持不同分辨率面板和不同的显示模式。

时序控制模块，用于控制图像数据的接收存储，并将接收到的图像数据经过Demura模块处理后，传送到并串转换电路，然后经过LVDS TX PHY（低压差分数据发送物理接口）模块发送出去。

Demura模块，用于根据Demura数据对图像数据进行补偿。在当前的工艺制作中，OLED工艺存在均匀性或稳定性的问题，而且OLED本身也会随着点亮时间的增加亮度逐渐衰减。这些问题难以在工艺上完全克服，本发明通过Demura模块消除这些因素的影响，最终让所有像素的亮度达到理想值。具体地址，通过接口控制模块读取SPI-Flash存储的Demura数据，根据Demura数据对图像数据进行补偿，补偿后的图像数据写入SRAM存储模块并在时序控制模块的控制下经过并串转换电路通过LVDS TX PHY发送出去。

此外，本发明的TCON芯片还包括OSC晶体振荡器、PLL锁相环电路， OSC晶体振荡器产生基准时钟，通过PLL锁相环电路生成频率稳定的高频时钟给TCON芯片提供稳定的高频工作时钟。

所述TCON芯片还包括LVDS TX PHY模块，即符合LVDS信号（低电压差分对）低电压差分信号高速串行发送模块，所述低电压差分信号发送模块将图像数据信号根据SPWG/JEIDA格式转换成LVDS低电压差分信号进行传输。

OSC 晶体振荡器，是一种时钟振荡器，用于产生各模块需要的工作时钟。

实施例二

进一步地，在TCON芯片的基础上，为了进一步完善OLED的制作工艺，本发明还提出了一种OLED面板驱动架构，采用独立模块的设计缓解了高压制程晶圆厂的产能限制，大大降低显示驱动IC芯片的生产成本。同时TCON和SRAM模块可以灵活采用更高工艺制程进行制造，可以减少功耗，缩减芯片尺寸，节省手机空间，使手机更加轻薄。

具体地，所述OLED面板驱动架构包括本发明的TCON芯片以及显示面板驱动IC芯片。

所述显示面板驱动IC芯片包括高速LVDS接口（即高速低电压差分信号接口）、数模转换模块以及驱动模块。所述高速低电压差分信号接口接收来自TCON芯片输出的数据信号和时钟信号；

所述数模转换模块接收数据信号和时钟信号并进行数模转换；

所述显示面板驱动IC芯片接收数模转换后的信号。

实施例三

进一步地，基于上述OLED面板驱动架构，本发明还提出了一种显示驱动方法，流程图如附图4所示，所述方法包括：

步骤101，主板通过MIPI DSI串行接口以串行的方式发送像素信息或指令，同时读取TCON芯片状态信息或像素信息；

步骤102，MIPI DSI模块通过MIPI DSI总线接口接收主板的数据并经过串并转换转成并行数据发送至指令控制模块和压缩电路模块；

步骤103，所述指令控制模块对MIPI DSI数据进行解析，获得图像数据和控制数据，并在所述时序控制模块的控制下将所述图像数据送到压缩电路进行压缩获得压缩图像数据，并将所述压缩图像数据缓存至SRAM存储模块。

步骤104，Demura模块读取SPI-Flash的Demura数据，并对图像数据进行补偿获得优化图像数据；

步骤105，在所述时序控制模块控制下将所述优化图像数据通过低电压差分信号发送模块输出至显示面板驱动IC芯片进行驱动显示。

本发明公开了一种TCON芯片、OLED面板驱动架构以及显示驱动方法，独立于显示面板驱动IC芯片外置携带SRAM缓存的TCON芯片，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块，通过高速接口模块接收数据并确定合适的显示参数确定屏幕的分辨率、工作模式、显示模式，从而进一步确定适配的参数值，产生相应的控制信号并通过TX差分数据信号线将控制数据传送给Source driver和Gate driver实现驱动显示。

本发明TCON芯片包含了对接屏幕驱动芯片的超高速接口，系统芯片总线接口，SRAM静态随机存取缓存模块，纠正模块，及扫描/备用/顺序控制模块。适用于新一代大屏幕、高分辨率和高刷新速度的手机AMOLED屏幕产品。

在固件或软件配置方式中，本发明的实施方式可以模块、过程、功能等形式实现。软件代码可存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元位于处理器的内部或外部，并可经由各种己知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种TCON芯片，其特征在于，所述TCON芯片包括MIPI DSI模块、压缩电路、SRAM存储模块、指令控制模块、时序控制模块、Demura模块；

所述MIPI DSI模块接收主板发送的状态信息、像素信息；

所述压缩电路模块，用于接收主板发送的图像及控制数据，并对接收到的图像数据进行压缩获得压缩图像数据，将所述压缩图像数据保存至SRAM存储模块；

SRAM存储模块，用于顺序将对压缩后的图像数据存入SRAM缓存，同时提供所述Demura模块所需的存储；

指令控制模块，用于对MIPI数据进行解析，识别图像数据和控制信息；

时序控制模块，用于控制图像数据的接收存储，并将接收到的图像数据经过Demura模块处理后，传送至并串转换电路，然后经过低压差分数据发送物理接口模块输出；

Demura模块，用于根据Demura数据对图像数据进行补偿。

2. 根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述MIPI DSI模块具备高速模式和低速模式。

3.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述压缩电路模块通过低电压差分数据总线将显示数据发送至显示面板驱动IC芯片。

4.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述指令控制模块将控制信息送往时序控制模块，实现对TCON芯片的配置。

5.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，根据Demura数据对图像数据进行补偿具体为通过接口控制模块读取SPI-Flash存储的Demura数据，根据Demura数据对图像数据进行补偿获得补偿图像数据。

6.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述补偿图像数据存储至SRAM存储模块，并经过并串转换电路输出。

7.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述TCON芯片还包括晶体振荡器、锁相环电路，所述晶体振荡器产生低频振荡时钟作为PLL基准时钟，经过PLL内部振荡电路生成频率稳定的高频时钟信号作为芯片内部工作时钟。

8.根据权利要求1所述的TCON芯片，其特征在于，所述TCON芯片还包括低电压差分信号发送模块，所述低电压差分信号发送模块将图像数据信号按照SPWG/JEIDA格式转换成低电压差分信号进行传输。

9.一种OLED面板驱动架构，其特征在于，所述OLED面板驱动架构包括所述权利要求1-8任一项所述的TCON芯片以及显示面板驱动IC芯片；

所述显示面板驱动IC芯片包括高速低电压差分信号接口、数模转换模块以及驱动模块；所述高速低电压差分信号接口接收来自TCON芯片输出的数据信号和时钟信号；

所述数模转换模块接收数据信号和时钟信号并进行数模转换；

所述显示面板驱动IC芯片接收数模转换后的信号。

10.一种基于权利要求1-8任一项所述TCON芯片的显示驱动方法，其特征碍于，所述方法包括：

步骤101，主板通过MIPI DSI串行接口以串行的方式发送像素信息或指令，同时读取TCON芯片状态信息或像素信息；

步骤102，MIPI DSI模块通过MIPI DSI总线接口接收主板的数据并经过串并转换转成并行数据发送至指令控制模块和压缩电路模块；

步骤103，所述指令控制模块对MIPI DSI数据进行解析，获得图像数据和控制数据，并在所述时序控制模块的控制下将所述图像数据送到压缩电路进行压缩获得压缩图像数据，并将所述压缩图像数据缓存至SRAM存储模块；

步骤104，Demura模块读取SPI-Flash的Demura数据，并对图像数据进行补偿获得优化图像数据；

步骤105，在所述时序控制模块控制下将所述优化图像数据通过低电压差分信号发送模块输出至显示面板驱动IC芯片进行驱动显示。

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