TFT-LCD时序控制器(T-CON)的研究

摘要

TFT-LCD产业是我国“十一五”规划中重点扶持的导向产业，高清晰度大尺寸的TFT-LCD是科学研究的优先主题。灰度是平板显示器显示效果的重要评定参数，目前TFT-LCD显示系统中图像的灰度控制大多采用电压幅值调制或脉宽调制的方法。但是，在实现高灰度等级显示时，电压幅值调制和脉冲宽度调制都会遇到一些技术难题。电压幅值调制需要更多的灰度级电压数目和更高的电压精度，脉冲宽度调制则需要更快的数据传输速率和更短的面板响应时间。 针对TFT-LCD实现高灰度等级显示时遇到的技术瓶颈，本文深入地研究了各种传统TFT-LCD灰度调制方法，从灰度产生的基本原理入手，论述了构建TFT-LCD混合灰度调制架构的必要性和可能性。最后，详细叙述了采用混合灰度调制架构的时序控制器IP(IntellectiveProperty)核的设计与实现。本论文的主要研究内容和成果包括以下几个方面： 1.详细地阐述了目前常用的几种TFT-LCD灰度调制方法的原理，分析了它们各自的优缺点，重点对脉冲宽度调制和抖动算法进行了优化。 2.提出了混合灰度调制架构。从灰度产生的基本原理入手，构建出由幅值调制、时间调制和空间调制相结合的混合灰度扫描架构。该架构可以扬长避短，为在现有技术水平下实现TFT-LCD高灰度等级显示提供了一种新思路。 3.设计和实现采用混合灰度调制架构的TFT-LCD时序控制器IP核。根据混合灰度调制理论，建立相应的硬件逻辑实现模型，完成幅值帧频混合调制、旋转抖动处理、控制信号产生等时序控制器核心模块的工程实现。 4.对时序控制器各核心功能模块进行仿真，并搭建FPGA验证平台对时序控制器IP核进行验证。验证结果表明，采用混合灰度扫描法可在具有64级灰度的TFT-LCD上实现256级灰度显示。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1 TFT-LCD的发展、现状和特点

1.1.2平板显示成像方法概述

1.1.3 TFT-LCD时序控制器(T-CON)的研究现状

1.2 研究内容及意义

1.3 主要研究成果及创新点

1.4 论文安排

第二章传统TFT-LCD灰度图像显示

2.1 图像系统与数字图像信号

2.2 传统TFT-LCD灰度产生方法

2.2.1 电压幅值调制灰度产生法

2.2.2 PWM和FRC灰度产生法

2.2.3抖动算法(Dithering)

2.3 各种灰度产生方法的比较

2.4 小结

第三章混合灰度调制法

3.1 传统灰度产生方法的优化

3.1.1 脉冲宽度灰度调制法

3.1.2抖动算法

3.2 混合灰度调制架构

3.3 混合灰度调制法的机理

3.3.1 电压幅值和FRC相结合的灰度调制方法

3.3.2用幅值帧频调制法实现TFT-LCD高灰度级显示

3.3.3 幅值-时间-空间混合灰度调制法

3.4 小结

第四章 混合灰度调制法时序控制器的实现

4.1 混合灰度调制法T-CON的实现框图

4.2.1 对比度增强模块

4.2.2 Gamma校正

4.2.3 旋转抖动处理

4.2.4 幅值帧频混合控制模块

4.3 T-CON辅助模块设计

4.3.1 RAM读写控制模块

4.3.2 时序发生器

4.3.3 I2C接口模块

4.4 小结

第五章 T-CON主要功能模块仿真及FPGA验证

5.1 T-CON各主要功能模块的仿真

5.2 混合灰度调制T-CON的FPGA验证

5.2.1 验证平台的构建

5.2.2 验证结果

5.3 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致 谢