多稳态液晶的驱动系统设计和优化

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多稳态液晶是一种特殊的液晶,它在不同的电场作用下,液晶分子的排列情况有所不同,并在撤去电场后,液晶分子的状态能保存下来,因此它具有多种稳态的特性。多稳态液晶技术是众多LCD技术中的一个分支,利用该技术制成的电子纸类显示器具有结构简单,省电,视角宽,记忆时间长,无背光要求等特点,具有广阔的应用前景。   多稳态液晶的驱动要求与普通液晶有所差异,且不同的多稳态液晶材料的驱动要求也有所差异。本文针对英国剑桥大学开发的一种多稳态液晶显示屏配套设计对应的驱动系统。该驱动系统的基本功能如下:单屏的分辨率规格为“96*96”,可支持多个多稳态液晶屏的拼接应用,支持该多稳态液晶屏实现八级灰阶显示等。   该多稳态液晶的驱动要求与SMPDP(东南大学自主研发的荫罩式等离子显示器)相似,因此,驱动系统的部分设计借鉴了SMPDP的驱动方案。驱动系统分为三个部分:上位机、控制板和驱动板。在上位机的人机界面可以选择不同的驱动参数和输入图像,每一片液晶屏都有一块独立的驱动板,所有的驱动板都由一块中央控制板控制,本文重点介绍控制板和驱动板的设计。它们都以FPGA器件为核心,在控制板上还使用了基于FPGA的软核处理器NiosⅡ,FPGA输出的工作时序信号通过光电隔离和电压转换电路输出给行列驱动IC,从而达到控制显示应用所需的高压脉冲的目的。   本文最后通过实验测量多稳态液晶显示屏的显示特性,如对比度、灰阶、功耗等。通过对驱动电压等驱动参数的调整,记录多稳态液晶显示屏的特性变化,从而发现多稳态液晶屏的显示特性与驱动参数的关系,提出了驱动系统的优化方案。  
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