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。