双向发射特性FED驱动电路的研究

摘要

随着信息技术的发展,显示技术在人类社会中扮演着越来越重要的角色。同时人们对显示器件的要求也越来越高,各种新型显示器件应运而生。场致发射显示(Field Emission Disolav,FED),被认为是集高性能、低功耗、小体积等优点于一身的新型显示方式之一。 利用丝网印刷工艺研制了新型结构的表面传导发射(Surface-Conduction Electron-Emission Display,SED)显示屏,SED属于FED的一种,具备该新结构的显示屏体现了新的特性--双向发射,即三极结构显示屏中,当阴极电压比栅极电压高,或者栅极电压比阴极电压高时,显示屏都能够发射显示。本文基于这种双向发射特性,采用多行寻址(又称多线寻址multi-line addressing,MLA)原理,设计了多行寻址方式驱动的SED驱动电路。在多行寻址方式的驱动中,输入的阴极驱动信号首先需经过正交变换,再将变换生成的数据所对应的电压送给显示屏阴极,与此同时,将正交变换用的正交矩阵作为阳极的扫描信号,一次选中多行进行扫描,在帧周期不变的情况下,通过增加被选像素在一帧中的驱动次数来实现高质量的显示。 整个驱动电路包括显示的主控电路以及针对该驱动原理所设计的相应的行电极和列电极驱动电路。主控电路采用列序硬件构架在FPGA中编程实现,主要用来进行数据的处理,主控板输出的数据加载到SED屏的行电极和列电极驱动板上,行、列电极驱动板的核心单元是多种电压输出的电路单元,在经过比较验证后最终选择了用高压驱动芯片来实现。 由于同时选择的行数越多,在进行矩阵运算时的运算量越大,硬件实现困难,故在设计中选择一次同时扫描4行,每个像素的电压是经过4次的电压累积而成,因而具有低驱动电压,一次可以送出4个行驱动电极的扫描信号,画面的更新频率提高为原来的四倍,且多行寻址时的正交变换原理有效地减小丝网印刷式SED在逐行寻址时的串扰,以上特性使得多行寻址技术在对比度、扫描频率、功耗及电路串扰等方面具有优势,从而能有效提高SED的显示质量。

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第一章绪论

1.1显示技术的发展现状

1.2场致发射显示

1.2.1场致发射显示研究概况

1.2.2场发射基本理论

1.2.3氧化锌场发射显示

1.3场致发射显示器件驱动技术

1.3.1显示器件驱动方法概述

1.3.2 SED对驱动电路设计的要求

1.4课题目的与主要工作

1.5论文结构安排

第二章多行寻址的原理

2.1多行寻址的基本原理

2.2多行寻址驱动的数学模型

2.2.1字符显示情况下的多行寻址

2.2.2灰度显示时的多行寻址

2.2.3多行寻址原理的硬件转换

2.3多行寻址实现框图

2.3.1列序硬件构架原理图

2.3.2时序硬件构架原理图

第三章多行寻址显示的实现

3.1数字主控电路设计

3.1.1电源管理模块

3.1.2系统配置电路

3.1.3 FPGA接口模块

3.2主控程序设计

3.2.1开发流程简介

3.2.2原理图程序设计

第四章高压驱动电路设计

4.1驱动电路的电压选择

4.2多种电压输出实现方式

4.3阳极驱动板

4.4阴极驱动板

4.5扩展讨论

第五章总结与展望

5.1总结

5.2前景与展望

致 谢

参考文献

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