一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度调制方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法及其装置，该方法根据电润湿器件相对亮度（或开口率）与驱动电压关系曲线的非线性，控制产生不等增量的非线性幅度变化的电压与行扫描器输出的电压共同作用于电润湿显示器像素单元的两个驱动电极上，使电润湿器件像素单元的非极性流体产生均匀亮度（或开口率）变化的收缩，从而实现输入灰度数据输出精准目标灰度等级调制的效果。本发明专利技术方法的实现电路装置主要包括：主控制器单元、数据输入接口单元、灰度数据变换单元、列并行数据移位锁存控制器单元、D/A转换器单元、线性电压放大器单元、行扫描器单元、电源单元等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示器
，特别涉及一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度调制方法及其装置。
技术介绍
近年来，由于对显示器低功耗和户外阅读的需求而使反射式显示器件备受关注，其中有一种新型反射式电润湿（电润湿又名电湿润）（ElectroWettingDevice，EWD）显示器件，因其是基于加电状态下对极性液体的控制下实现显示，故而相对于其他的反射显示器件而言反应速度较快，同时也能实现高亮度、高对比度、低能耗。但如何在电润湿器件上显示图像甚至视频仍有很大的进步空间。为了能够在电润湿显示器上实现图像和视频的显示，必须能使电润湿器件实现灰度的显示。一般实现文字、字符、图像和视频显示的电润湿显示器件结构有段式和矩阵式两种：段式结构一般由一个大面积公共电极和各个电润湿单元引出的段式电极构成，在公共电极和段式电极施加驱动信号就可以实现所需的显示；而矩阵式结构一般将构成矩阵单元的电润湿显示单元的上下电极按所处的行列位置分别进行并联引出，形成行电极和列电极，分别在行列电极上施加驱动信号，就能够实现所需的显示。电润湿器件又分无源和有源驱动，它们的主要区别在于每个电润湿单元上是否有集成薄膜晶体管（ThinFilmTransistor，TFT），这两种显示器在驱动上基本类似，但是具有集成TFT的有源器件性能优于一般的无源器件。目前常用的灰度显示调制方法有脉宽灰度调制和电压幅度调制常用的脉宽灰度调制技术中，采用与输入图像数据相对应的脉冲宽度信号来驱动电润湿器件。常用的电压幅度调制技术中，采用与输入图像数据相对应的电压幅度信号来驱动电润湿器件。但是由于典型的电润湿显示器件的显示亮度（或开口率）与驱动电压之间是非线性关系，而一般的脉宽调制和电压幅度调制采用等间隔增量的时间或者电压激励器件后产生的器件亮度（或者开口率）增量是非等间隔的（非线性的）即相同的脉宽或者电压增量却得不到相同的亮度增量，而得到灰度调制响应量有大有小的结果，因此采用一般的脉冲宽度调制和电压幅度的调制很难实现精准的灰度等级的还原显示，从而导致所还原显示的图像灰度不精准，图像失真严重等诸多问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法及其装置。一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于，包括：依据电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线的非线性，采用将一般线性灰度数据变换为非线性灰度调制的灰度数据变换方法，控制产生不等增量的非线性幅度变化的电压与一行扫描器单元输出的电压共同作用于电润湿显示器像素单元的两个驱动电极上，使电润湿器件像素单元的非极性流体产生收缩，实现输入灰度数据输出精准目标灰度等级调制。进一步的，所述不等增量的非线性幅度变化的电压数值由电润湿器件阈值电压到饱和电压的差值与所实现灰度等级的数量共同决定。进一步的，所述一般线性灰度数据变换为非线性灰度调制的灰度数据变换方法包括以下步骤：步骤S1：通过实验或者已有的实验数据获得要驱动的电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压L-V关系曲线，同时确定所需驱动电润湿灰度显示的灰阶总数GALL，从所获得的L-V关系曲线中计算从阈值电压VTH到最大相对亮度开口率对应所需的最大驱动电压VMAX的电压差值VD=VMAX-VTH，并从L-V关系曲线计算阈值电压对应的相对亮度或开口率LMIN和最大驱动电压对应的相对亮度或开口率LMAX的亮度或开口率差值LD=LMAX-LMIN；步骤S2：采用公式ΔL=LD/GALL计算实现GALL灰阶的相对亮度或开口率的增量ΔL，根据增量ΔL划分亮度对应的灰阶，并根据相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线，得到划分后的灰阶所对应的驱动电压V1~VGALL；步骤S3：根据D/A转换器输入数据的位数B，计算出输出模拟电压量化总阶数为2B，结合步骤S1所得到的电压差值VD，可以计算出电润湿调制驱动电压的最小增量电压值ΔV=VD/（2B-1）；步骤S4：将步骤S2得到的电压V1~VGALL分别与ΔV相除，并取整数部分，这个数值就是每个输入原始灰阶数据经过灰度数据变换单元处理后得到的非线性电压幅度灰度调制的数据；步骤S5：以步骤S4输出的变换后的灰度数据经过D/A转换器单元和线性电压放大器单元的处理得到一般灰阶数据对应的电润湿显示器精准的目标灰阶。进一步的，所述所依据电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线为电压上升非极性流体收缩阶段或电压下降非流体扩张阶段。一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制其装置，其包括主控制器单元、数据输入接口单元、灰度数据变换单元、列并行数据移位锁存控制器单元、D/A转换器单元、线性电压放大器单元、行扫描器单元及电源单元；所述主控制器单元用于完成实现电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制控制电路系统的编程控制；所述数据输入接口单元用于完成灰度数据输入控制；所述灰度数据变换单元用于实现原始灰度数据到目标灰度驱动电压所需D/A转换器单元输入数据的变换控制；所述列并行数据移位锁存控制器单元用于按一定时序将并行列数据移位锁存输出到相应的列上；所述D/A转换器单元用于实现二进制数字信号到对应模拟电压的转换；所述线性电压放大器单元将D/A转换器输出电压放大驱动电润湿器件所需的电压幅度值；所述行扫描器单元用于产生电润湿器件行扫描所需的电压脉冲信号；所述电源单元向其他单元模块供电。进一步的，所述灰度数据变换单元实现灰度等级的数量为2的次方数。进一步的，所述装置中的灰度数据变换单元由具有查找表功能的存储器件、FPGA模块或者具备运算功能的集成电路构成；所述灰度数据变换单元输入两两最相邻灰度等级的数据的差值为等间隔，经所述灰度数据变换单元变换后输出的两两最相邻灰度级的数据存在以下特点：一是不一定是等间隔；二是其值大于等于对应原输入灰度等级间隔的差值；三是所有等级间隔差值呈现非线性变化关系，并与电润湿显示器相对亮度与驱动电压的非线性关系一致。进一步的，所述装置中的列并行数据移位锁存控制器单元由具备8位并行移位锁存器、FPGA模块或者具备相应功能的集成电路构成，用于按一定时序将并行列数据移位锁存输出到相应的列上。进一步的，所述装置中的行扫描器单元由地址译码器和脉冲放大器电路或者由行扫描集成器件构成。进一步的，所述电源单元由多电压输出开关电源或者线性稳压电压电路构成。与现有技术相比，本专利技术加入了包含有采用将一般线性灰度数据变换为非线性灰度调制的数据的灰度数据变换单元电路系统的非线性电压幅度灰度调制系统，使得能够用一般灰度数据驱动电润湿显示器而获得精准灰度等级的电润湿显示效果，能够大大地改善电润湿器件的图像还原能力，实现更优的显示画质。附图说明图1是典型电润湿显示器相对亮度与驱动电压关系曲线图；图2是本专利技术实施例提供的非线性电压灰度调制灰阶划分与列驱动电压关系图；图3是本专利技术实施例提供的电润湿显示器非线性电压幅度灰度调制电路装置系统框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术提供一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法及其装置。该方法包括以下步骤：根据电润湿器件相对亮度（或开口率）与驱动电压关系曲线的非线性，控制产生不等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于，包括：依据电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线的非线性，采用将一般线性灰度数据变换为非线性灰度调制的灰度数据变换方法，控制产生不等增量的非线性幅度变化的电压与一行扫描器单元输出的电压共同作用于电润湿显示器像素单元的两个驱动电极上，使电润湿器件像素单元的非极性流体产生收缩，实现输入灰度数据输出精准目标灰度等级调制。

【技术特征摘要】
1.一种电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于，包括：依据电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线的非线性，采用将一般线性灰度数据变换为非线性灰度调制的灰度数据变换方法，控制产生不等增量的非线性幅度变化的电压与一行扫描器单元输出的电压共同作用于电润湿显示器像素单元的两个驱动电极上，使电润湿器件像素单元的非极性流体产生收缩，实现输入灰度数据输出精准目标灰度等级调制。2.根据权利要求1所述的电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于：所述不等增量的非线性幅度变化的电压数值由电润湿器件阈值电压到饱和电压的差值与所实现灰度等级的数量共同决定。3.根据权利要求1所述的电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于：原始灰阶数据变换得到的非线性电压幅度灰度调制数据包括以下步骤：步骤S1：通过实验或者已有的实验数据获得要驱动的电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压L-V关系曲线，同时确定所需驱动电润湿灰度显示的灰阶总数GALL，从所获得的L-V关系曲线中计算从阈值电压VTH到最大相对亮度开口率对应所需的最大驱动电压VMAX的电压差值VD=VMAX-VTH，并从L-V关系曲线计算阈值电压对应的相对亮度或开口率LMIN和最大驱动电压对应的相对亮度或开口率LMAX的亮度或开口率差值LD=LMAX-LMIN；步骤S2：采用公式ΔL=LD/GALL计算实现GALL灰阶的相对亮度或开口率的增量ΔL，根据增量ΔL划分亮度对应的灰阶，并根据相对亮度或开口率与驱动电压关系曲线，得到划分后的灰阶所对应的驱动电压V1~VGALL；步骤S3：根据D/A转换器输入数据的位数B，计算出输出模拟电压量化总阶数为2B，结合步骤S1所得到的电压差值VD，可以计算出电润湿调制驱动电压的最小增量电压值ΔV=VD/（2B-1）；步骤S4：将步骤S2得到的电压V1~VGALL分别与ΔV相除，并取整数部分，这个数值就是每个输入原始灰阶数据经过灰度数据变换单元处理后得到的非线性电压幅度灰度调制的数据；步骤S5：以步骤S4输出的变换后的灰度数据经过D/A转换器单元和线性电压放大器单元的处理得到一般灰阶数据对应的电润湿显示器精准的目标灰阶。4.根据权利要求1所述的电润湿显示器非线性电压幅度灰度还原调制方法，其特征在于：所述所依据电润湿器件相对亮度或开口率与驱动电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志贤，林珊玲，郭太良，单升起，何虔恩，徐胜，叶芸，陈恩果，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35