📑 液晶パネル用ドライバーIC 仕様書

Specification for LCD Panel Driver IC (Concept Model)

1. 概要 / Overview

本ICは TFT-LCDパネルを駆動するための 液晶ドライバーIC である。
外部入力は最小限（1.8 V ロジック電源、30 V 高電圧電源、クロック、データ入力）で済み、内部で必要な 5 V アナログ電源 や ゲート用高電圧 を生成する。
ガンマ補正は ポリ抵抗ラダー を用い、外付けサーミスタ による温度補償機能を備える。

This IC drives TFT-LCD panels with minimal external supplies (1.8 V logic, 30 V high-voltage, CLK, data input).
It internally generates the required 5 V analog and gate high-voltage rails, provides gamma correction via a poly resistor ladder, and implements temperature compensation with an external thermistor.

2. ⚡ 電源仕様 / Power Supplies

種類 電圧 / Voltage 用途 / Usage
VDDIO 1.8 V ロジックI/F, レジスタ
Logic interface & registers
HVIN 30 V 高電圧源、AVDD/LDO, VGH/VGL用
High-voltage source
AVDD 5.0 V (30 V → LDO) アナログ, γ, VCOM
Analog, gamma, VCOM
VDDC 1.0–1.2 V ロジックコア
Logic core
VGH +22〜+30 V ゲートON電圧
Gate ON
VGL −6〜−10 V ゲートOFF電圧
Gate OFF
VCOM 2.0〜4.0 V 可変 共通電極電圧
Common electrode

3. ⬅️ 入力インタフェース / Inputs

4. ➡️ 出力仕様 / Outputs

出力 仕様 / Spec 機能 / Function
ゲートドライバ (Y方向 / Gate Driver) VGH=+30 V, VGL=−8 V, ±50〜100 mA, tr/tf ≤ 2 µs 行（Yライン）を順次選択
Select rows sequentially
ソースドライバ (X方向 / Source Driver) 0.3〜5.0 V, 8–10 bit 等価, ±5〜10 mA/ch, Rout ≤ 10 Ω 列（Xライン）に画素データを供給
Provide column voltages
VCOM バッファ 2.0〜4.0 V 可変, ±100 mA, ノイズ ≤ 100 µV_rms 共通電極を安定化
Common electrode buffer

5. 🎚 ガンマ階調生成 / Gamma Reference

6. 🌡 温度センサと補償 / Temperature Sensor & Compensation

7. 🛡 保護機能 / Protections

8. 🧩 版図・実装ガイド / Layout Guidelines

9. 📊 入出力構造図 / Block Diagram

flowchart LR
    subgraph Input["入力 / Inputs"]
        A1["VDDIO 1.8V"]
        A2["HVIN 30V"]
        A3["CLK"]
        A4["映像データ / DIN"]
    end

    subgraph DriverIC["液晶ドライバーIC / Driver IC"]
        D1["ロジック & TCON"]
        D2["ソースドライバ (X方向)"]
        D3["ゲートドライバ (Y方向)"]
    end

    subgraph Panel["液晶パネル / LCD Panel"]
        X["X方向: 列 / Columns"]
        Y["Y方向: 行 / Rows"]
    end

    A1 --> DriverIC
    A2 --> DriverIC
    A3 --> D1
    A4 --> D1
    D1 --> D2
    D1 --> D3
    D2 --> X
    D3 --> Y

10. ⏱ 動作タイミング概要 / Frame Operation

sequenceDiagram
    participant CLK as クロック
    participant TCON as ドライバーIC: TCON
    participant Gate as ゲートドライバ (Y方向)
    participant Source as ソースドライバ (X方向)
    participant Panel as 液晶パネル (画素)

    CLK->>TCON: VSYNC (フレーム開始)
    TCON->>Gate: 行1選択 (VGH High)
    TCON->>Source: 行1データ送出
    Source->>Panel: 列データ書込み
    Gate-->>Panel: 行1 OFF (VGL)

    TCON->>Gate: 行2選択
    TCON->>Source: 行2データ
    Source->>Panel: 列データ書込み
    Gate-->>Panel: 行2 OFF

    Note over Gate,Source: 行3〜Nまで繰り返し

    CLK->>TCON: VSYNC (フレーム終了)

10b. ⏱📈 タイミング波形 / Timing Waveforms (Clear)

下の3図は、Gate(Y) → Source(X) → Pixel の順に分けて表示し、
サンプル＆ホールドの関係を明確に示しています。薄い帯は「行選択（Gate ON）」区間です。
The following three figures show Gate (Y) → Source (X) → Pixel in sequence,
highlighting the sample-and-hold relationship. Shaded areas represent line selection (Gate ON) periods.

Gate (Y) select pulses

Gate timing

説明 / Description

Source (X) analog data

Source timing

説明 / Description

Pixel node (sample & hold)

Pixel timing

説明 / Description

読み方 / How to read

11. 🔲 1画素の等価回路 / Equivalent Pixel Circuit

graph LR
    Source["ソースライン (X方向データ電圧)"] --> TFT["薄膜トランジスタ (TFTスイッチ)"]
    Gate["ゲートライン (Y方向選択パルス)"] --> TFT
    TFT --> NodeQ["画素電極"]

    NodeQ --> CLCD["C_LCD (液晶容量)"]
    NodeQ --> CST["C_ST (ストレージ容量)"]
    VCOM["VCOM (共通電極)"] --- CLCD
    VCOM --- CST

12. 🗂 レジスタマップ / Register Map (例)

Addr 名称 / Name 概要 / Description
0x00 PWR_CTRL LDO/HVポンプ有効, UVLO/OTP ステータス
Power control & status
0x10 VCOM_SET VCOM (mV) 設定
VCOM setting
0x20–0x2D GAMMA[14] γタップ微調整
Gamma fine tuning
0x40 TEMP_COEF k_COM, k_γ 補償係数
Temp compensation coefficients
0x41 TEMP_RAW サーミスタ換算温度
Thermistor raw value
0x7F DEV_ID デバイスID / リビジョン
Device ID

✅ まとめ / Summary

本仕様書は Samizo構想モデルの液晶パネル用ドライバーICを定義するものであり、教育・教材用途としても活用可能である。