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随着显示技术在工作和生活中的地位日益重要,作为新一代显示技术代表的液晶显示(LCD Display)技术也受到了更多的关注,其应用目前已经在以个人计算机、移动通讯设备以及数码便携设备为主流的消费类电子市场上占据了绝对优势。虽然以TFT-LCD为代表的高端显示设备今年来发展迅速,但STN-LCD以其低成本、低功耗的优势在移动通讯设备等消费电子领域仍然占有相当大的份额。但是,如果使用STN-LCD液晶显示器来显示动态影像,其反应速度仍嫌太慢,以致无法满足与日俱增的多媒体需求。过去几年当中,从液晶材质着手,改善液晶分子的反应速度以求提升其动态响应,仍然无法得到满意的结果。因为随着液晶分子反应速度的加快,使用传统的方式来驱动液晶显示器将使得画面亮度变低、对比变差甚至发生闪烁的现象。主动寻址技术是一种新的液晶显示器驱动方法,可以用来克服上述之现象与问题,达到在快速反应的液晶面板上显示动态影像的目地。但是传统的主动寻址的驱动方法存在着实现复杂度大、实现的成本高的问题,特别是随着屏幕的尺寸变大,列数变多,硬件的大小亦随列数成正比增加,最后使整个硬件线路变得十分庞大。因此,对于这类LCD panel的驱动需要提供复杂度和代价(成本)适中的驱动方法。
本论文从LCD驱动芯片的实际需求出发,系统地研究了STN液晶显示原理和常用的驱动方法,对各种驱动方法的优缺点进行了比较,并创造性的提出了一种基于改进主动寻址方式的驱动方法——3行同时选中的驱动方法用于解决传统的主动寻址驱动方法存在的驱动电压高、实现难度大、成本高等问题。整篇论文里有几个关键的研究主题,包括:(1)通过矩阵运算来推导分析LCD的驱动技术,以此为基础,很容易了解使用主动寻址技术来显示灰度图像的原理及存在的问题; (2)提出改进式主动寻址技术——3行同时选中的驱动方法。 (3)对于这种3行同时选中的主动寻址技术,化简其数学模型,提出了一个通用的硬件架构。
最后,为了展示所提及的技术及其可行性,根据项目的需要我们设计了一款255*162灰度为32级(5bit)基于3行同时选中(3-wire-MLA)的改进主动寻址技术的驱动控制IC。仿真以及FPGA原型验证的结果表明该设计电路的设计完全满足实际芯片的使用要求。目前使用该构架设计的芯片已经进入了量产阶段。