Thin Film Transistor (TFT) schermen zijn een standaard onderdeel in de meeste moderne apparaten. Ze bezitten een hoge kleurnauwkeurigheid, snelle reactietijd en hoge resolutie, en dit heeft ze populair gemaakt in de meeste industrieën. Kennis van de interfaces die worden gebruikt in TFT-schermen is noodzakelijk voor maximale prestaties en compatibiliteit van functies. Enkele van de populaire interfaces zijn RGB, LVDS en MIPI, en elk van deze heeft beperkingen en voordelen.

RGB-interface: principes en toepassingen

Wat is RGB?

De RGB-interface werkt door pixelgegevens over drie belangrijke kleurkanalen te verzenden: rood, groen en blauw. Door de intensiteit van elk kanaal aan te passen, wordt een groot scala aan kleuren gecreëerd. Maximale intensiteit in alle kanalen, bijvoorbeeld, creëert wit en nul intensiteit zwart. De interface is veel voorkomend in kleine schermen, bijvoorbeeld oude mobiele telefoons en fabrieksbedieningen.

Signaaltransmissie

De RGB-informatie wordt parallel verzonden, d.w.z. meerdere bits worden tegelijkertijd verzonden. Naast de kleurgegevens (RGB) zijn synchronisatiepulsen erg belangrijk. HSYNC markeert het begin van een nieuwe lijn pixels en VSYNC start een nieuw frame. De pixelklok (DOTCLK) regelt de refreshrate en een grotere klokfrequentie levert meer bewegingskwaliteit.

Beperkingen en voordelen

RGB is eenvoudig te bedienen en biedt een goede kleurweergave. Het’ s goedkoop en eenvoudig te implementeren, en dus het’ overal gebruikt waar dit de belangrijkste overwegingen zijn. Het enige belangrijke nadeel is de kortere transmissieafstand - signaalintegriteit verloren gaat met afstand als gevolg van elektromagnetische interferentie en demping. RGB vereist ook tal van fysieke verbindingen, waardoor kabel- en PCB-ontwerp ingewikkelder wordt.

LVDS-interface: differentiële signalering met lage spanning

Wat is LVDS?

LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) is een interfacetechnologie die gegevens overdraagt in de vorm van differentiële signalen met verminderde spanningsschommelingen. In vergelijking met RGB, een enkele signaaldraad en een verwijzing naar aarde, betekent LVDS twee draden voor het verzenden van gegevens. De methode biedt hoge snelheid gegevensoverdracht bij lage stroomverbruik en is zeer toepasbaar in super-grote TFT-panelen (8 inch en hoger).

Transmissieproces

LVDS serialiseert de parallelle gegevens via een serialiser en verzendt deze over differentiële paren. De ontvanger deserialiseert de gegevens naar een parallel formaat voor verwerking door de display controller. Deze methode minimaliseert het stroomverbruik en elektromagnetische interferentie (EMI) met een stabieler signaal over een langere afstand.

Voordelen

LVDS is geschikt voor lange afstand en hoge gegevenssnelheid en is daarom geschikter voor grote TFT-schermen. LVDS is differentieel en heeft daarom een hoge immuniteit tegen elektromagnetische interferentie en genereert dus helderdere en stabielere beelden. LVDS gebruikt minder signaallijnen in vergelijking met RGB, waardoor het de verbinding vereenvoudigt en ruimtebesparend ontwerp mogelijk maakt, vooral voor handheld- en mobiele apparaten.

MIPI-interface: Mobile Industry Processor Interface

Inleiding tot MIPI

MIPI Alliance, opgericht in 2003, is gericht op het standaardiseren van mobiele industrie interfaces voor een betere compatibiliteit van componenten zoals camera's, displays en processors. MIPI-interfaces zoals de Display Serial Interface (DSI) zorgen voor een soepele uitwisseling van informatie tussen weergave modules en mobiele apparaten met energiezuinige, hoge resolutie weergave output.

MIPI DSI: Hoge snelheid gegevensoverdracht

MIPI DSI kan videomodus en opdrachtmodus ondersteunen. De opdrachtmodus wordt gebruikt voor het verzenden van configuratieopdrachten naar het scherm (resolutie, kleurdiepte, enz.) en de videomodus voor het verzenden van hogesnelheidsvideogegevens. De interface garandeert de overdracht van hoogsnelle pixelgegevens, dus de soepele en nauwkeurige weergave van het beeld. De hoge bandbreedte van MIPI DSI en het lage stroomverbruik zijn van vitaal belang voor mobiele apparaten die snel veel multimediainhoud moeten verwerken.

Voordelen

MIPI-interfaces, met name DSI, ondersteunen hoge gegevensoverdrachtssnelheden bij hoge snelheden die nodig zijn voor displays met hoge resolutie. MIPI bespaart ook stroom door laagspanningssignalering, wat de levensduur van de batterij van mobiele apparaten verlengt. MIPI gebruikt minder stroom dan parallelle interfaces vanwege minder pinnen, wat geschikt is voor dunne en lichte apparaten met zeer weinig ruimte.

Toepassingen in mobiele apparaten

MIPI-interfaces hebben brede toepassingen in mobiele apparaten zoals smartphones, tablets en smartwatches. In smartphones is MIPI DSI de de facto display- en applicatieprocessorinterface en ondersteunt het displays met hoge resolutie zoals Quad HD (2560×1440) en hoger. MIPI DSI interface biedt soepel scrollen, high-frame-rate gaming en high-definition video afspelen bij lage energie. Op dezelfde manier vinden MIPI-interfaces ook veel toepassing in tablets, waar ze efficiënte gegevensoverdracht mogelijk maken in grote, hoogwaardige schermen om het lezen, het bekijken van films en productiviteitstoepassingen te vergemakkelijken. Voor smartwatches, MIPI’ s laag vermogen en kleine grootte zijn ideaal geschikt om processors aan kleine schermen te verbinden.

HDMI-interface: High-Definition Multimedia-interface

Inleiding tot HDMI

HDMI is een digitale interface die veel wordt gebruikt om high-definition audio- en videosignalen over te dragen. Het werd ontwikkeld in 2002 door een consortium van bedrijven als Panasonic en Sony, en HDMI bracht het gebruik van verschillende kabels (video en audio) in één kabel en maakte het gemakkelijk om aan te sluiten. HDMI evolueerde met de tijd met betrekking tot de resolutie, bandbreedte en het aantal functies dat het ondersteunde.

Signaallevering en kenmerken

HDMI maakt gebruik van Transition Minimized Differential Signaling (TMDS) om gegevens met minimale onderbreking te verzenden. HDMI draagt verschillende videoresoluties van 1080p tot 8K en verbeterde audioformaten zoals ongecomprimeerde PCM en Dolby Digital. HDMI maakt ook gebruik van HDCP (High-Bandwidth Digital Content Protection) die wordt gebruikt om ongeautoriseerde inhoudsoverdracht te blokkeren.

HDMI op TFT-schermen

HDMI is gebruikelijk in TFT-schermen van tv's, monitors en projectoren. In monitorcomputers biedt HDMI high-definition gaming, videostreaming en professionele toepassingen met heldere beelden. In tv's is HDMI de primaire interface voor externe bronnen zoals Blu-ray-spelers en spelconsoles en biedt plaats aan high-definition of zelfs 4K- en 8K-resolutiemateriaal. HDMI wordt gebruikt in projectoren, die multimedia-presentaties optimaliseren, hetzij in zakelijk, academisch of thuisvermaak.

Vergelijking van andere interfaces

HDMI heeft een betere transmissiekwaliteit en bereik dan RGB met audio- en videoondersteuning over grotere bereiken, in tegenstelling tot RGB die alleen ondersteuning kan bieden voor kleine schermen. HDMI is ook flexibeler dan LVDS met audio- en videoondersteuning in consumentenelektronica. Echter, voor handhelds, neemt MIPI de plaats van HDMI als het’ is kleiner in grootte en verbruikt minder stroom.

Andere wijd gebruikte TFT-display-interfaces (overzicht in kort)

VGA (Video Graphics Array)

De analoge videointerface VGA, gemaakt in 1987, is uitgebreid gebruikt voor computer-monitor verbindingen. Het ondersteunt lage resoluties, meestal een maximum van 1920× 1080, en ontbreekt ondersteuning voor het transport van audio. VGA is nog steeds te vinden in oudere systemen, maar wordt steeds meer vervangen door digitale interfaces omdat het geen kwaliteitssignalen en resoluties van moderne toepassingen ondersteunt.

DisplayPort

DisplayPort, gemaakt door VESA, is een digitale interface die hoge refresh rates en schermen met hoge resolutie kan hanteren en geschikt is voor professionele graphics en gaming. Het is in staat om multi-monitor setups en high-definition audio te ondersteunen. DisplayPort is in staat om videoresoluties tot 8K en hoger te leveren, waardoor veeleisende toepassingen in mediaproductie en gaming worden ondersteund.

Kadi Display TFT-schermen

Productassortiment Overzicht

Kadi weergave biedt een reeks TFT-schermen voor gebruik in toepassingen die variëren van mobiele telefoons tot industriële bediening. De schermen variëren van 4,3-inch schermen tot grotere schermen zoals 10,1-inch schermen, allemaal met tot 1200× resoluties van 1920. Ze maken gebruik van interfaces zoals MIPI en HDMI om hoogwaardige visuele uitgangen te bieden die kunnen worden gebruikt in medische apparaten, industriële systemen en digitale signage.

Kwaliteit en aanpassing

Met meer dan 20 jaar geschiedenis handhaaft Kadi Display strikte kwaliteitscontrole, zoals getuigd door certificaten zoals ISO9001 en ISO14001. Aanpassing door het bedrijf is beschikbaar voor interfacevereisten, grootte, resolutie en omgeving in een poging om te voldoen aan de individuele eisen van de klanten. Kadi Display’ zijn flexibiliteit om aan te passen is grondig getest met het succes van meer dan 100 aangepaste projecten in 2023.

Het kiezen van de juiste TFT-display-interface

Overwegingen gebaseerd op aanvraagvereisten

Voor mobiele telefoons is MIPI de beste interface met hoge snelheid gegevensoverdracht en maximale stroomverbruik. Voor computerschermen worden HDMI en DisplayPort algemeen geaccepteerd met HDMI voor algemeen gebruik en DisplayPort waar hogere bandbreedte wordt gebruikt met games en commerciële afbeeldingen. Industriële automatiseringssystemen zullen meestal LVDS aanbevelen als de interface waar hogesnelheidsoverdracht over lange afstanden nodig is.

Het evenwicht tussen kosten, prestaties en functionaliteit

Het kiezen van de juiste interface is een compromis tussen kosten, prestaties en functionaliteit. RGB is lage prestaties maar lage kosten, terwijl LVDS een optimale keuze is voor de industriële markt. MIPI, hoewel duurder, is het beste geschikt voor mobiele toepassingen met een high-definition display en een laag stroomverbruik. HDMI en DisplayPort, hoewel duurder, zijn het beste geschikt voor consumentenelektronica-toepassingen met high-definition en high-bandwidth gebruik.

Conclusie

Over het algemeen is het selecteren van de juiste TFT-display-interface het belangrijkst als het gaat om het leveren van de hoogste prestaties. MIPI is geschikter voor mobiel, LVDS voor industriële en HDMI voor consument. Kadi Display biedt een breed scala aan displays met verschillende interfaces, waardoor klanten de perfecte oplossing voor hun product kunnen kiezen. Neem vandaag contact op met Kadi Display om meer te weten te komen of je project te bespreken.