TFT LCD ディスプレイ インターフェースの種類: 包括的な概要

TFT (薄膜トランジスタ) LCD ディスプレイは、さまざまなインターフェイスを使用して、コントローラからディスプレイ モジュールに信号を送信します。これらのインターフェイスは、シンプルな低解像度の画面から高度な機能を備えた高解像度のディスプレイまで、さまざまなパフォーマンスと互換性の要件を満たすように設計されています。ここでは、最も一般的な TFT LCD ディスプレイ インターフェイスである MIPI、TTL/RGB、MCU、LVDS、EDP、および SPI について説明します。

1. MIPI（モバイル業界プロセッサインターフェース）

- 概要: MIPI (Mobile Industry Processor Interface) は、MIPI Alliance がモバイル アプリケーション向けに定義した標準インターフェイスです。ビデオ データと制御コマンドの両方をサポートしているため、ポータブル デバイスの高解像度ディスプレイに適しています。

- 信号の種類:

- データ レーン: レーンの数 (1、2、3、4、8) は、ディスプレイの解像度と帯域幅の要件によって異なります。

- クロック信号: 同期には別のクロック信号が使用されます。

- 制御信号: タイミングと同期のための DE (データ有効)、HS (水平同期)、および VS (垂直同期) 信号が含まれます。

- 用途: コンパクトなサイズと高いデータ転送速度のため、主にスマートフォン、タブレット、その他の高解像度ディスプレイなどのポータブル デバイスで使用されます。

2. TTL/RGB

- 概要: TTL (Transistor Transistor Logic) は、コントローラからディスプレイに RGB データを直接出力するパラレル インターフェイスです。高い信号電圧を使用し、解像度の低い小型から中型のディスプレイの駆動に適しています。

- 信号の種類:

- RGB データ信号: これらには、赤 (R)、緑 (G)、青 (B) のデータ ラインが含まれます。カラー チャネルあたりのビット数によって、RGB データ ラインの合計数が決まります。たとえば、18 ビット インターフェイスには 18 のデータ ライン (R、G、B それぞれに 6 ビット) があります。

- 制御信号: データ イネーブル (DE)、水平同期 (HS)、および垂直同期 (VS) 信号は、表示データのタイミングと同期を制御します。

- ピクセル クロック: この信号はデータ転送速度を同期します。

- 用途: シンプルで低コストなため、解像度が低い小型から中型のディスプレイによく使用されます。

3. MCU（マイクロコントロールユニット）

- 概要: MCU (マイクロ コントロール ユニット) インターフェイスは小型ディスプレイに使用され、内部フレーム バッファーまたはガジェット メモリに保存されているデータの書き込みと読み取りが可能です。

- 信号の種類:

- 制御信号: RD (読み取りイネーブル)、WR (書き込みイネーブル)、RS (レジスタ選択)、および CS (チップ選択) は、インターフェースを制御するために使用されます。

- データ信号: インターフェイスに応じて、データ信号は 18 ビット、16 ビット、9 ビット、または 8 ビットになります。

- 用途: 解像度 480 RGB 800 以下の 5 インチまでの小型ディスプレイに適しています。

4. LVDS（低電圧差動信号）

- 概要: LVDS は、高消費電力や電磁干渉 (EMI) などの TTL の制限を克服するために設計された差動信号インターフェイスです。非常に低い電圧と電流レベルで動作するため、高解像度のディスプレイに適しています。

- 信号の種類:

- データ差動ペア: LVDS は、相補信号のペア (Y0M/Y0P など) を使用してデータを送信します。データ ペアの数は、ディスプレイの解像度と色深度によって異なります。

- クロック差動ペア: 専用ペア (CLKOUT_M/CLKOUT_P) は、同期用のピクセル クロック信号を伝送します。

- 制御信号: TTL と同様に、LVDS にはタイミングと同期のための DE、HS、および VS 信号が含まれます。

- 用途: EMI が低く、データ転送速度が速いため、高解像度ディスプレイ、産業機器、自動車アプリケーションで広く使用されています。

5. EDP（埋め込みディスプレイポート）

- 概要: EDP (Embedded DisplayPort) は、DisplayPort アーキテクチャとプロトコルに基づくデジタル インターフェイスです。LVDS に比べてコネクタがシンプルでピン数が少ないため、ポータブル デバイスの高解像度ディスプレイに適しています。

- 信号の種類:

- メインリンク: 1 ～ 4 組の差動信号を使用してビデオおよびオーディオ データを伝送します。

- 補助チャネル (AUX CH): データ、リンク管理、デバイス制御に使用されます。

- ホットプラグ検出 (HPD): ディスプレイの有無を示します。

- 用途: ノートパソコン、タブレット、スマートフォンなどのポータブル デバイスに組み込まれた高解像度ディスプレイでよく使用されます。

6. SPI（シリアルペリフェラルインターフェース）

- 概要: SPI は、低解像度のディスプレイや少数のピンを必要とするデバイスでよく使用される同期シリアル インターフェイスです。

- 信号の種類:

- 3 線式 SPI: SDA (データ入力/出力)、SCL (シリアル クロック)、CS (チップ選択)。

- 4 線式 SPI: SDA、SCL、CS、および RS (データ/コマンド選択)。

- 用途: スマートウェアラブルや小型家電などの小型アプリケーションに適しています。

結論

各インターフェイス タイプにはそれぞれ長所と短所があり、さまざまなアプリケーションに適しています。適切なインターフェイスの選択は、解像度、色深度、消費電力など、ディスプレイの特定の要件によって異なります。低解像度のディスプレイにシンプルなインターフェイスが必要な場合でも、高解像度のディスプレイに高速インターフェイスが必要な場合でも、各インターフェイスの機能と制限を理解することは、最適なパフォーマンスとコスト効率を実現するために不可欠です。

この概要では、TFT LCD ディスプレイで使用される 6 つの一般的なインターフェース タイプについて、包括的かつ専門的な理解を提供します。