以下は、産業用液晶ディスプレイのインターフェース方法の一つである、並列伝送方式のRGBインターフェースについて、そして並列伝送方式のRGBインターフェースから行と列の駆動信号を生成する方法について議論します。
並列伝送方式のRGBインターフェース
まず、基本的な概念から始めましょう。RGBデータを並列方式で伝送することは、各基本色の信号データを別々のデータラインを使用して伝送することを意味します。8ビットの液晶パネルに対応して、R、G、Bの3つのサブピクセルはそれぞれ8ビットのデータ量で表されます。したがって、RGBデータは合計で24ビットになり、RGBデータラインも合計で24本あります。データを横隊に並べて一斉に出力するような形で、並列方式でデータを伝送します。
TFTパネルの動作原理
次に、TFTパネルの基本的な動作原理について説明します。液晶ディスプレイは一連の液晶片から成り立っています。晶体自体は発光しません。電場がない状態では、晶体はランダムなモードで組織されています。電場が適用されると、晶体は電場に沿って整列します。異なる強度の電場は「門」として機能し、異なる強度のバックライトが晶体を通過します。晶体がバックライトに対して垂直に配置されると、バックライトは晶体を通過できません。電子構造の観点から見ると、液晶パネルは電子信号のグリッドで構成されています。ピクセルは、各相互作用が1つのピクセルに属するマトリックスで処理されます。各ピクセルは、行と列に垂直に接続されたトランジスタによって制御されます。集積回路コントローラによって行と列が選択されると、行と列の相互作用の下でピクセルが有効または無効になります。
特定の色を生成するために、1つのピクセルは3つのセグメントで構成され、それぞれが赤、緑、青の色フィルターを通過します。これにより、RGBピクセルが形成されます。たとえば、320240のRGB TFTディスプレイの場合、実際には960(3203)列と240行があります。
ほとんどの液晶ディスプレイには並列伝送方式のRGBインターフェースがあり、これは信号源であるグラフィックコントローラとディスプレイモジュールの入力の間に位置します。RGBインターフェースは、画像データ情報(グレースケールや色)をリアルタイムで送信する責任があります。画像データは、TTL電圧レベルを介して「0」または「1」のデジタル方式で伝送されます。RGBインターフェースには、各信号に対応する線路があります。以下は、ピクセルごとに24ビットのRGBインターフェースの信号接続です。
デジタル並列RGBインターフェースは、以下の基本的なタイミング信号で構成されています:
VSYNC(TFTの垂直同期)は、新しいフレームのリセットに使用されます。
HSYNC(TFTの水平同期)は、LCDの次の行または次の列のリセットに使用されます。
D0...dXX(各ビットには別々の行があります)。
LCD CLK(LCDクロック)は、グレースケールデータの同期に使用されます。
垂直同期VSYNCは、新しいフレームの開始を設定します。VSYNC同期パルス中には画像データはありません。これらのデータはVBPおよびVFPとしてマークされます。HSYNC同期パルスにも同様の原則が適用され、HBPおよびHFPとしてマークされます。HSYNCパルスは新しい行の責任があります。2つのHSYNCパルスの間に、1行(行)のグレースケールRGB色データを伝送する必要があります。TFTディスプレイは、各クロックで3セグメント(1ピクセル)を駆動できるため、LCD CLKの長さは解像度の列数によって決まります。たとえば、TFTディスプレイの解像度が480*272の場合、以下のパラメータを仮定します:
したがって、上記のパラメータ表に基づいて、次のようになります:
1行には(2+2+41+480)のクロック=525クロック/行が必要です
1フルフレームには(10+2+12+272)の行=296行/フレームが必要です
1フレームのフレームレート(Hz)= 9MHz /(525*296)= 58.232Hz
これらの計算は、特定のTFTディスプレイの要件に基づいて行われ、異なるディスプレイで異なる値を持つ可能性があります。重要なのは、各ディスプレイモジュールのデータシートを注意深く読み、適切な設定を行うことです。