CN100476909C - 电光装置基板及其检测方法以及电光装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种电光装置基板及其检测方法，其能够在无需使探测器从外部与其相接触的情况下以令人满意的测量精度实现检测。本发明的基板1包括穿过多个开关元件的视频线7和传输门部分6，从而将第一电势信号通过信号线写入多个像素中。该基板1还包括具有差分放大器4a的显示数据读取电路部分4，从而降低较低电势并且提高较高电势，并且将其输出到信号线和传输门部分6和视频线7，从而读取第一电势信号和基准第二电势信号。

Description

电光装置基板及其检测方法以及电光装置和电子设备

技术领域

本发明涉及电光装置基板及其检测方法以及电光装置和电子装置。尤其是，本发明涉及其中在多个像素中提供多个开关设备的电光装置基板及其检测方法以及电光装置和电子装置。

背景技术

诸如液晶设备的显示设备传统上并且广泛用于诸如便携电话和投影仪之类的设备中。具有TFT(薄膜晶体管)的液晶显示设备包括TFT基板和覆盖基板，使这两种基板相互粘贴，并且该设备具有密封在这两个基板之间的液晶。一般而言，对成品进行检测，以检查所制得的液晶设备。例如，可以将预定的图像信号作为显示数据输入、投影和显示到液晶设备上，从而能够准确地显示数据并且检查是否存在任何有缺陷的像素。

然而，从管理制造步骤的观点出发，检测成品的方法不是优选的。这是因为对质量差的产品的检测存在延迟，原因在于在制造基板的步骤之后才检测到该质量差的产品。

这样增加了将质量差产品的检测反馈到步骤管理所需的时间。因此，低产量的周期变长，还增加了制造成本。而且在样品中，由于从评价该样品到反馈到设计程序的时间变长，可能会增长研发周期和研发成本。此外，在完成了该产品之后对质量差的点的维修困难。

相应的是，希望在制造该基板的步骤之内检测显示设备中质量差的点，特别是有缺陷的像素。

所提出的这种检测方法之一是通过使检测器与液晶显示设备的电极焊点相接触并且向该电极提供预定量的电流来检测液晶显示设备的技术(例如参见专利文献1)。此外，提出了另一种技术，其中考虑到像素的电容特性，将预定量的电压施加到TFT基板上的每个像素，并且根据放电电流和放电电压的波形检测该TFT的功能(例如参见专利文献2)。

此外，提出了另一种技术，其中通过利用对应于像素电极的用于检测的相对电极检测TFT基板上像素电极的电势变化量，由此检测每个像素电机的工作(例如参见专利文献3)。

[专利文献1]：日本未审专利申请公报No.5-341302；

[专利文献2]：日本未审专利申请公报No.7-333278；和

[专利文献3]：日本未审专利申请公报No.10-104563。

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，利用专利文献1和3中公开的技术，该检测装置需要机械地获得位置精度，以便使预定的探测器从基板的外部与电极焊点相接触或接近。因此，出现了为了获得机械对准精度而需要的长的检测时间的问题。此外，这些方法可能不适于高分辨率液晶显示设备，这是因为在机械控制下必须使薄探测器与许多电极焊点相接触。

专利文献2中公开的方法受到液晶显示设备与测量设备之间电容成分的影响，该电容成分是例如源极线、图像信号线、电极焊点端子等中的电容。因此，出现了当像素具有较小电容时不能获得令人满意的测量精度的问题。

考虑到上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供电光装置及其检测方法，由此能够在不必与外部探测器相接触的情况下实现具有令人满意的测量精度的检测。

解决问题的手段

本发明的电光装置基板包括相互交叉的多个扫描线和多个信号线，根据该多个扫描线和多个信号线的交点设置的多个像素，以及与信号线电连接的放大单元，将输入到像素的信号通过信号线输入到该放大单元，从而放大输入信号的电势。

该放大单元可以与一对所述信号线电连接，并且放大从该对信号线中的每个信号线提供的信号之间的电势差。

本发明的电光装置基板包括相互交叉的多个扫描线和多个信号线，根据该多个扫描线和多个信号线的交点设置为矩阵的多个像素，分别为多个像素中的每一个提供的多个开关元件，还包括放大单元，第一电信号通过所述多个信号线中的第一信号线输入到该放大单元，并且输入作为基准电势的第二电势信号，以及用于将从放大单元输出的输出电势信号读取到所述多个信号线的数据读取单元。在这种情况下，该放大单元可以将第一电势信号与第二电势信号进行比较，并且，如果第一电势信号小，则降低所述信号线的电势，并且将降低后的输出电势信号输出到所述信号线，如果第一电势信号大，则提高所述信号线的电势，并且将提高后的输出电势信号输出到所述信号线。

在这种结构下，能够提供一种电光装置基板及其检测方法，其无需使探测器从外部与该基板相接触就能够以令人满意的测量精度实现检测。

在本发明的电光装置基板中，第一电势信号可以具有通过所述多个开关元件提供给该多个像素的全部或部分像素的信号的电势，并且第二电势信号的电势可以是从基准信号线提供的电势。

在这种结构下，能够检测每个像素中的像素故障作为故障。

在本发明的电光装置基板中，第一电势信号和第二电势信号可以具有通过所述多个开关元件提供给该多个像素的全部或部分像素的信号的电势，并且可以将第一电势信号和第二电势信号分别通过所述多个信号线的第一信号线和第二信号线提供给相应的放大单元。

在这种结构下，如果两个像素中的任意一个发生故障，由于比较两个像素的电势，则能够检测到该故障。

在本发明的电光装置基板中，该放大单元可以是差分放大器。

在本发明的电光装置基板中，该数据读取单元可以具有用于输出读取的电势信号的差分放大器。

在这种结构下，能够澄清并输出两个信号线的电势差。

在本发明的电光装置基板中，所述多个像素中的每一个可以具有附加的电容。

在这种结构下，能够检测附加电容中的故障。

本发明的电光装置基板可以进一步包括与所述多个信号线相连的预充电电路，以使所述多个信号线的电势预充电到预定电势。

在这种结构下，本发明可以用于检测特性。

本发明的电光装置基板可以进一步包括用于为所述多个像素提供图像信号的图像信号线，以及用于将图像信号线提供的图像信号提供给所述多个信号线的多个传输门，其中该数据读取单元包括所述图像信号线。

在这种结构下，控制多个传输门使得能够将图像信号提供给视频信号线并且能够从视频信号线读取图像信号。

本发明的电光装置中在一对基板之间提供了电光物质，该电光装置可以包括在该对基板之一上的所述电光装置基板。

本发明的电子设备包括本发明的电光装置。

在这种结构下，能够提供具有电光装置基板的电光装置或者电子设备，其能够在无需使探测器从外部与其相接触的情况下以令人满意的测量精度实现检测。

一种用于本发明的电光装置基板的检测方法，该电光装置基板具有相互交叉的多个扫描线和多个信号线，在所述多个扫描线与多个信号线的交点设置的矩阵形式的多个像素，并且分别为多个像素中的每一个提供的多个开关元件，该方法包括：提供步骤，将第一电势信号提供给对应于信号线之一的像素，读取步骤，通过信号线读取提供给该像素的第一电势信号，输出步骤，将具有不同于第一电势信号的电势并且用作基准信号的第二电势信号与读取的第一电势信号进行比较，并且，如果第一电势信号小，则降低该信号线的电势并且将降低后的输出电势信号输出到所述信号线，如果第一电势信号大，则提高所述信号线的电势并且将提高后的输出电势信号输出到所述信号线，以及比较步骤，将提供步骤提供的第一电势信号与输出步骤输出的输出电势信号进行比较。

在这种结构下，能够在无需使探测器从外部与电光装置相接触的情况下以令人满意的测量精度实现该电光装置的检测方法。

本发明的电光装置基板的检测方法可以进一步包括预充电步骤，使得所述信号线在读取步骤之前具有预定的预充电电势。

在这种结构下，能够检测电光装置基板的特性。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，预定的预充电电势可以为第一电势信号与第二电势信号之间的中间电势。

在这种结构下，能够将写入的第一和第二电势信号相对于该中间电势进行比较。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，所述多个像素中的每一个优选具有附加的电容。

在这种结构下，能够检测附加电容的故障。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，第二电势信号的电势可以为外部提供的电势。

在这种结构下，能够为每个像素检测像素故障作为故障。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，在所述提供步骤中，第一和第二电势信号优选具有通过多个开关元件提供给两个像素的信号的电势，并且在读取步骤中，优选通过各自的两个信号线读取第一和第二电势信号。

在这种结构下，如果所述两个像素中的任意一个存在故障，因为将两个像素的电势进行比较，则能够检测该故障。

优选的是，在本发明的电光装置基板的检测方法中，在提供步骤，将所述两个像素中的一个作为受检像素进行处理，并且将高信号作为第一电势信号提供给该受检像素，并且将所述两个像素中的另一个作为基准像素进行处理，并且将低信号作为第二电势信号提供给所述基准像素，在比较步骤中，如果从受检像素读取的电势信号为低，则确定附加电容故障。

在这种结构下，能够确定像素电容的故障。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，附加电容的公共固定电极的电势可以低于提供所述低信号时的电势。

在这种结构下，使读取电势变为低于基准电势，从而出现由于漏电故障而产生的电压变化。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，预定的预充电电势可以大于输出步骤提高的所述电势。

在这种结构下，能够将写入的第一和第二电势信号相对于所述较高的电势进行比较。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，在提供步骤中，可以将所述两个像素中的一个作为受检像素进行处理，并且可以将低信号作为第一电势提供给该受检像素，可以将所述两个像素中的另一个作为基准像素进行处理，可以将高信号作为第二电势提供给基准像素，在比较步骤中，如果从受检像素读取的电势信号为高，则确定该开关元件中存在故障。

在这种结构下，能够确定像素的开关元件中存在故障。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，在提供步骤中，可以将所述两个像素中的一个作为受检像素进行处理，并且可以将低或高信号作为第一电势提供给该受检像素，并且可以将所述两个像素中的另一个作为基准像素进行处理，并且可以将具有第一低信号与高信号的电势之间的电势的中间电势信号作为第二电势提供给基准像素，在比较步骤中，如果从受检像素读取的电势与第一电势不一致，则可以确定所述开关元件或者附加电容的故障。

在这种结构下，能够检测像素的电容或者开关元件的故障。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，优选的是所述两个信号线彼此相邻。

在这种结构下，因为相邻像素等同地受到外部噪声的影响，所以在输出步骤中不容易出现误操作。

在本发明的电光装置基板的检测方法中，优选依次对所述多个像素进行提供步骤、读取步骤、输出步骤和比较步骤。

在这种结构下，能够检测矩阵中所有需要的像素。

工业实用性

本发明不仅可以用于上述包括TFT的液晶显示设备，还可以用于有源矩阵驱动的显示设备。

附图说明

图1是根据第一实施例的液晶显示设备的元件基板的电路图；

图2是根据第一实施例的像素的等效电路图；

图3是根据第一实施例的差分放大器的电路图；

图4是根据第一实施例的检测***的结构图；

图5是表示根据第一实施例的检测流程的实例的流程图；

图6包括的各图的每一个表示根据第一实施例的写入像素中的像素数据状态；

图7是说明根据第一实施例的读取操作的时序图；

图8是根据第一实施例的另一读取操作的时序图；

图9是根据第一实施例的另一读取操作的时序图；

图10表示写入像素中的像素数据状态实例；

图11是表示根据第一实施例的元件基板的电路的变化例的电路图；

图12是根据本发明第二实施例的液晶显示设备的元件基板的电路图；

图13是说明根据第二实施例的读取操作的时序图；

图14是第二实施例的变化例的元件基板的电路图；

图15是根据本发明第三实施例的液晶显示设备的元件基板的电路图；

图16是说明根据第三实施例的读取操作的时序图；

图17是表示图15中连接门的改进形式的电路图；

图18是个人计算机的外观图，其为应用本发明的电子装置的实例；

图19是便携电话的外观图，其为应用本发明的另一电子装置实例；

图20是个人计算机的外观图，其为应用本发明的另一电子装置实例。

附图标记

1和1A  元件基板

2显示元件阵列部分

3预充电电路部分

4显示数据读取电路部分

4a  差分放大器

6传输门部分

7图像信号线

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的实施例。

本文中，将用于液晶显示设备的有源矩阵型显示设备衬底作为本发明的电光设备衬底的实例进行描述。

第一实施例

首先，图1是根据本发明第一实施例的液晶显示设备的元件衬底的电路图。该液晶显示设备的元件衬底为有源矩阵型显示设备衬底。元件衬底1包括显示元件阵列部分2、预充电电路部分3和显示数据读取电路部分4。该显示元件阵列部分2用作显示部分，其包括形成二维m×n矩阵的多个像素单元。本文中，m和n均为整数。该元件衬底中还包括X驱动器部分5a、Y驱动器部分5b、传输门部分6和图像信号线7，以便驱动沿该显示元素阵列部分2的X方向(水平方向)和Y方向(垂直方向)排列的多个像素2a。X驱动器部分5a、Y驱动器部分5b、传输门部分6和图像信号线7用作数据写入单元和数据读取单元。

该传输门部分6响应于来自X驱动器部分5a的输出定时信号提供从图像信号线7输入的像素数据信号。该图像信号线7具有用于将信号提供给矩阵形式的显示元件阵列部分2的奇数列的信号线和用于将信号提供给该显示元件阵列部分的偶数列的信号线，该图像信号线7连接到相应的端子ino和ine。

该显示元件阵列部分2具有矩阵，其包括从右开始的第一列、第二列、......和第n列乘以从顶部开始的第一行、第二行、......和第m行。然而，为了简化说明，图1表示了包括4(列)×6(行)矩阵形式的像素的电路实例。

将预充电电路部分3用于使每个源极线预充电为预定电势以进行特性检测，如后面所述。

该显示数据读取电路部分4具有多个差分放大器4a，每个差分放大器连接到一对源极线，其包括二维矩阵中的奇数列源极线S(奇数)和偶数列源极线S(偶数)。在有源矩阵驱动的液晶显示板的元件基板上提供该显示数据读取电路部分4，其起到用于检测的测试电路的作用。

接着，将描述像素2a，其为显示元件阵列部分2的单元显示元件。图2是根据本实施例的用作一个存储单元的一个像素的等效电路图。

每个像素2a包括起到开关元件作用的薄膜晶体管(下文中称作TFT)11、液晶电容C1c和与该液晶电容C1c并联的附加电容Cs。液晶电容C1c和附加电容Cs的每一个上的一端连接到TFT 11的漏极端。附加电容Cs的另一端连接到公共固定电势CsCOM。在元件衬底1包含半导体物质，例如单晶硅或者半导体化合物的情况下，晶体管可以起到每个像素的开关元件的作用。TFT11的栅极端g连接到来自Y驱动器5b的扫描线G。当响应于输入到TFT11的栅极端g的预定电压信号而接通该TFT11时，将施加到与源极线S相连的TFT11的源极端s的电压施加到液晶电容C1c和附加电容Cs，从而能够保持所提供的预定电势。

图3是显示数据读取电路部分4的差分放大器4a的电路图。在图3中，为所述二维矩阵的一个方向上的n个像素提供(n/2)差分放大器4a(其中n为偶数)，在这种情况下该方向为X方向。因此，该(n/2)差分放大器4a与n列的像素的相应多个源极线相连。

每个差分放大器4a包括两个P沟道晶体管21和22以及两个N沟道晶体管23和24。包括晶体管21和23的第一串联电路与包括晶体管22和24的第二串联电路并联。

晶体管21的栅极端与晶体管22和24的连接点so相连。晶体管22的栅极端与晶体管21和23的连接点se相连。晶体管23的栅极端与晶体管22和24的连接点so相连。晶体管24的栅极端和晶体管21和23的连接点se相连。所述连接点so与奇数列的像素的源极线S1、S3、S5、......相连。所述连接点se与偶数列的像素的源极线S2、S4、S6、......相连。每个差分放大器4a的晶体管21和22的连接点sp与端子4b相连，用于提供显示数据读取电路部分4的第一驱动功率SAp-ch。每个差分放大器4a的晶体管23和24的连接点sn与端子4c相连，用于提供显示数据读取电路部分4的第二驱动功率SAn-ch。

当将高电压提供给与差分放大器4a中的连接点so和se相连的两个源极线S(即奇数列中的源极线S(奇数)和偶数列中的源极线S(偶数)，如后所述)之一，以及将低电压提供给另一个源极线时，该差分放大器4a根据奇数列和偶数列中两个源极线S(奇数)和S(偶数)中出现的电势差降低具有较低电压的源极线的电压以及提高具有较高电压的源极线的电压，该差分放大器4a用作交联(cross-link)放大器，起到放大单元的作用。换句话说，该差分放大器4a具有放大输入到连接点so和se的信号的电势差的功能。

在图3中的差分放大器4a中，与端子4b相连的连接点sp为输入用于将输出电平变为高信号(下文中简称作高)的定时信号的端子。与端子4c相连的连接点sn为输入用于将输出电平变为低信号(下文中简称作低)的定时信号的端子。

在工作过程中，在连接点se的电势比连接点so的电势略高的情况下首先接通晶体管24。因此，由于该晶体管24接通，连接点so降低为端子4c的低的地电势。由于连接点so降低为端子4c的低的地电势，具有与连接点so相连的栅极端的晶体管21被接通。因此，连接点se提高到端子4b的高功率电压Vdd。

这样，差分放大器4a用于提高两个相邻源极线中具有较高电势的源极线的电势，以及降低具有较低电势的源极线的电势。

根据本实施例，为两个相邻源极提供一个差分放大器4a。这是因为容易在元件衬底1上提供该差分放大器4a，并且外来噪声(即使存在)对两个源极线具有相同程度的影响。可选择的是，可以为彼此不相邻的像素的源极线提供一个差分放大器。

根据本实施例，在制造步骤中在制造该液晶显示设备的元件衬底过程中，在将该元件衬底粘结到相对衬底以及在两个衬底之间填充液晶之前，能够评价或检测该元件衬底自身的电特性，该液晶显示设备为具有上述结构的有源矩阵显示设备。针对所述电特性所要检测的故障可以包括由于该元件衬底每个像素的数据保存电容(附加电容Cs)的漏电造成的低固定故障(LOW fixing failure)，以及由于用作开关元件的TFT的源极-漏极漏电造成的高固定故障(HIGH fixing failure)。

首先，在描述制造过程中对元件衬底1的检测之前，将描述通过结合图1所示的TFT衬底和相对衬底以及在两个衬底之间填充液晶制成的液晶显示设备正常地显示图像的操作。首先将包括偶数和奇数列像素信号的像素数据信号输入到图像信号线7的两个输入端子ine和ino。响应于来自X驱动器5a的列选择信号，将像素数据信号通过传输门部分6的晶体管提供给源极线S。

提供给源极线S的像素信号使来自Y驱动器5b的扫描线G变为高并且写入由此选择的像素2a中。因此，将在选定的扫描线G中提供给源极线S的像素数据信号作为显示用的像素数据信号提供给相应像素2a，并且保存在该像素中。按行实施该操作，从而在液晶显示设备的显示元件阵列部分2上能够显示希望的图像。

预充电电路部分3为用于在扫描线G变为高之前向每个源极线S施加预充电电压Vpc的电路。将预充电电压Vpc提供给预充电电路部分3的端子3a。提供预充电电压Vpc的定时取决于提供给预充电栅极端3b的电压。

因此，当作为产品或样机的该液晶显示设备实现了图像显示时，该元件衬底1的显示数据读取电路部分4不工作并且不被使用。

接着，将描述检测步骤，在通过半导体处理步骤制造了图1所示的电路部分之后，对该设备衬底1的状况进行该检测步骤。在对设备衬底1的检测过程中，该显示数据读取电路部分4工作并且被使用。

首先，将描述用于实现该检测方法的检测***。图4为根据本实施例的检测***的配置图。该元件衬底1与测试设备31通过连接缆线32连接。该测试设备31能够写入和读取像素数据。该连接缆线32可以将元件衬底1的数据线7的端子ino和ine、显示数据读取电路部分4的信号线的端子4b和4c、预充电电路部分3的端子3a和3b等电连接到该测试设备31。

按照预定的顺序从测试设备31向所述端子提供预定量的电压，使得能够检测元件衬底1的电特性，该预定的顺序将在后面进行描述。为了说明检测的具体情况，以下描述检测是否存在上述的低固定故障和高固定故障的步骤。

接着，将描述整个检测的流程。图5为表示检测流程实例的流程图。

不激励显示数据读取电路部分4的差分放大器4a。更具体的讲，改变第一驱动功率SAp-ch和第二驱动功率SAn-ch，使它们具有电源电压Vdd与地电势的中间电势(Vdd/2)。在这种情况下，从图像信号线7的输入端子ino和ine将预定的像素数据信号输入、即写入作为单元的所述像素中(步骤(下文中缩写为S)1)。

更具体地讲，将高电压和低电压分别提供给奇数源极线S(奇数)和偶数源极线S(偶数)，从而能够将高电压和低电压分别写入选定行的奇数和偶数像素。对所有行中的每一行实施该写入步骤。图6(a)是表示写入4(行)×6(列)矩阵的像素中的像素数据的低(L)和高(H)状态的图表。如图6(a)所示，该显示元件阵列部分2的像素数据的矩阵具有交替列的低(L)和高(H)。

接着，利用处于工作状态的显示数据读取电路部分4读取每一行的写入像素数据(S2)。后面将描述显示数据读取电路部分4的工作。如后所述，当该显示数据读取电路部分4工作时，开始时的预充电周期略长，使得电压能够由于数据保存电容(Cs)中的电流泄漏现象而确定地变化。换句话说，该显示数据读取电路部分4实施对信号线上输出的信号进行放大和输出的输出步骤，以便读取像素数据。

然后，该测试设备31将读取步骤中读取的像素数据与写入步骤中写入的像素数据进行比较(S3)。在比较步骤中，确定在每个像素中写入和从每个像素中读取的像素数据是否一致。

该测试设备31识别写入像素数据与读取像素数据不一致的单元(即像素)，并且输出以在监视器的屏幕(未示出)上显示诸如异常单元的单元号的数据(S4)。

接着，将参照图7的时序图描述图5的S2中读取像素数据的操作。图7是解释图1中的电路中读取操作的时序图。通过确定受检的列相对于基准列是否正常来实施像素检测。在这种情况下，该基准列为偶数列，并且受检的列为奇数列。测试设备31生成图7所示的定时信号，并且将该信号提供给所述端子。

首先，如图6(a)所示，处理偶数列中的像素以进行基准数据写入，并且将低和高电压分别写入偶数像素和受检的奇数像素，从而检测受检的奇数列中的像素。

如图7所示，在将上述预定像素数据写入所有像素之后，将要提供给预充电电路部分3的端子3b的预充电电压PCG被变为高电压，从而使源极线S预充电。在预充电状态下经过预定时间之后，开始读取操作。改变源极线S的预充电电势(即将要施加到预充电电压施加端子3a的电压)Vpc，使其具有高和低电压之间的中间电势，并且将图2所示的CsCOM电势变为(低电势-ΔV)。将CsCOM电势变为(低电势-ΔV)，以便使所述读取电势变得低于基准电势。这是因为当数据保存电容Cs具有漏电故障时，受到漏电影响的电容的CsCOM电势为(低电势-ΔV)。因此，在开始时限定略长的预充电周期使得电压由于漏电故障而变化。

在读取第一行的操作中，首先将预充电门电压PCG变为低，从而停止预充电。接着，将扫描线G1的电势变为高，并且接通第一行处用作像素晶体管的TFT11。同时接通与扫描线G1相连的所有像素的TFT11。因此，写入电容Cs的电势移到源极线S。其中写入高电势的奇数源极线(S(奇数))具有略微提高到接近中间电势的更高电势，而基准偶数源极线(S(偶数))具有略微降低到接近中间电势的更低电势。将SAn-ch驱动功率变为低，并且继而将SAp-ch驱动功率变为高，从而能够启动该显示数据读取电路部分4。

然而，当奇数像素的数据保存电容Cs具有漏电时，奇数源极线(S(奇数))的电势变为低于偶数源极线(S(偶数))的电势，如图7中虚线L1所示。因此，偶数源极线的电势如虚线L2所示提高。

SAn-ch驱动功率的低使得略低于中间电势的所述电势变为低电势，继而SAp-ch驱动功率的高使略高于中间电势的电势变为高电势。这是因为，如上所述，显示数据读取电路部分4的差分放大器4a的操作能够分清楚两个源极线S中出现的两个高和低电势电平。对与扫描线G1相连的所有像素同时实施这种操作。

然后，顺序地打开传输门部分6的晶体管的门TG1到TGn(即变为高电势)，并且按顺序从图像信号线7读取第一行的像素的像素数据。

在打开最后的传输门TGn之后，再次启动预充电操作。也就是说，在该预充电操作中，第二次以及随后的预充电时间不必与第一次预充电时间一样长。

因此，如上所述，比较写入的像素数据和读取的像素数据(S3)。如果本应具有高电势的被写入的受检的奇数像素具有低电势，则能够确定该奇数像素具有低固定故障。将具有低固定故障的像素，即异常单元从测试设备31输出到例如显示设备(未示出)(S4)。

在预充电操作停止之后，将第二扫描线G2的电势变为具有高电势，并且接通第二行的像素的TFT 11。对直到与最后的扫描线Gm相连的像素的各个像素进行相同操作，也就是说读取直到第m行的像素的各个像素的像素数据。

比较读取的像素数据和写入的像素数据，从而能够检查受检的奇数列中的每个像素是否具有低固定故障。

接着，使偶数列与奇数列之间的关系反转，即分别在奇数像素和受检的偶数像素中写入低电势和高电势信号。实施与图5所示相同的处理，从而能够相对于基准的奇数像素检查偶数像素是否具有低固定故障。

如上所述，对奇数和偶数列均进行检测，以检查奇数和偶数列之一中的像素相对于另一列中的像素是否具有低固定故障，从而能够检测每个像素是否具有低固定故障。

接着，将参照图8描述对是否存在高固定故障的检测。图8是解释检测是否存在高固定故障过程中的读取操作的时序图。

类似于对低固定故障的检测，首先在偶数像素中写入基准数据。然而，在写入像素数据过程中，分别在偶数像素和受检的奇数像素中写入高和低电势信号。

在将如图6(b)所示的像素数据(即，具有图6(a)中H与L之间的反转关系的像素数据)写入所有像素后，在预充电状态下经过预定时间之后开始读取操作。此时将源极线S的预充电电势(将要施加到预充电电压施加端子3a的电压)Vpc变为(高电势+ΔV)。将(高电势+ΔV)的电势用作预充电电势Vpc是为了具有比基准电势高的读取电势，这是因为当TFT11的源极与漏极之间出现漏电时，经受漏电的像素的源极线S的电势为(高电势+ΔV)。

在读取操作中，首先停止预充电，接着将扫描线G1的电势变为高以断开该TFT11。将与扫描线G1相连的所有像素的TFT11同时接通。改变写入高电势的基准偶数源极线S(偶数)的电势，使其具有比预充电电势Vpc略低的电势(即变为高电势)，同时改变写入低电势的奇数源极线S(奇数)的电势，使其比预充电电势Vpc具有低得多的电势。因此，差分放大器4a降低了写入低电势的奇数源极线S(奇数)的电势，并且保持写入高电势的偶数源极线S(偶数)的高电势。

然而，当受检的奇数像素的TFT11的源极与漏极之间出现漏电时，经受漏电的像素的电容Cs的电势为(高电势+ΔV)，其高于基准偶数像素的电势。因此，在读取像素数据过程中，奇数源极线S(奇数)的电势保持在预充电电势(高电势+ΔV)，并且不会如图8虚线L3所示那样非常大地变化。换句话说，奇数源极线S(奇数)的电势高于偶数源极线S(偶数)的电势。使SAn-ch驱动功率变为低使得较低的电势变为低，而随后使SAp-ch驱动功率变为高使较高的电势变为高。因此，如虚线L4所示，使偶数源极线S(偶数)的电势变为低，而使奇数源极线S(奇数)的电势变为高。

因为在受检像素单元中的写入像素数据与读取像素数据不同，所以能够检测到异常的单元。

差分放大器随后的操作与用于检测低固定故障的操作相同。通过对作为基准的奇数像素和此时受检的偶数像素进行上述操作，能够检测所有像素的高固定故障。

如上所述，通过对偶数和奇数列进行低固定故障检测(在每次检测时，在偶数和奇数列之间切换基准)，以及对偶数和奇数列进行高固定故障检测(在每次检测时，在偶数和奇数列之间切换基准)，能够检测所有像素是否存在低固定故障和高固定故障。

尽管在本实例中为了检测在基准像素中写入高或低电势，但是可以将中间电势信号写入基准像素中。

参照图9，将描述将高电势和低电势的中间电势写入基准像素中以进行检测的方法。

类似于对低固定故障的检测，首先将基准数据写入偶数像素中，并且将高电势或低电势写入受检的奇数像素中的同时，将高电势和低电势的中间电势写入偶数像素中。例如，如图10所示，首先将高电势写入奇数像素中，并且将高电势和低电势的中间电势(M)写入偶数像素中。

在写入所有像素之后在预充电状态下经过预定时间之后，开始读取操作。此处，将源极线S的预充电电势(施加到预充电电压施加端子3a的电压)变为高电势与低电势的中间电势。

在读取操作中，首先停止预充电，接着将扫描线G1的电势变为高，该电势接通TFT 11。与扫描线G1相连的所有像素中的TFT11被同时接通。基准偶数源极线的电势保持在预充电电势的中间电势，并且不会改变。由于在奇数源极线S中写入高电势，所以其电势变得比中间电势略高。因此，差分放大器4a分别使偶数侧和奇数侧变为低和高，这意味着写入奇数侧的像素数据保持高。

然而，当受检像素的电容Cs中出现漏电时，奇数源极线S(奇数)的电势变得略小于中间电势。因此，如图9中的虚线L5所示，差分放大器4a将奇数侧变为低，并且如虚线L6所示，将偶数侧变为高，这表示写入奇数侧的像素数据变为低而不是高。

随后的操作与检测低固定故障时的操作相同。随后，按照相同方式从所有行读取像素数据。

接着，将低电势写入奇数侧(参见图10中由于从H到L的变化产生的状态)，并且将中间电势写入基准偶数侧。随后对所有像素实施与将高电势写入奇数侧和读取像素数据的操作相同的操作。

因此，测试设备31能够获得在这两种情况下由于将高电势和低电势写入受检像素中和读取像素数据而产生的数据。比较这两种情况下写入的具有高电势和低电势的像素数据和读取的像素数据。在这种情况下，每次从像素中读取低电势，则可以首先认为在将低电势和高电势写入像素中这两种情况下该像素的电容Cs具有漏电故障。

所述电容或TFT的高阻抗或者TFT的源极-漏极漏电使受检的源极线电势变为预充电电势，也就是说，引发了对预充电电势的比较，而不是读取和放大操作。为此，能够确定受检的一侧总是倾向于低电势，这是由于该电路固有的特性决定的。

在这两种情况下读取的高电势仅消除了电容Cs出现漏电故障的可能性，并且可以仍然表现出与低电势相同的故障可能性。换句话说，通过将中间电势写入基准侧以及将低电势和高电势写入受检的另一侧(其中可以首先写入低或高)，在这两种情况下读取像素数据并且对它们进行比较，能够检测单元的电容Cs或者TFT的故障。

然后，通过接着对作为基准侧处理的奇数列和作为受检的另一侧处理的偶数列进行相同的检测，能够检测所有像素的电容Cs或TFT中存在的故障。

如上所述，利用图9中所示的操作，当读取时将具有高电势和低电势的数据固定为低电势或高电势，能够确定电容Cs或TFT具有一些故障。

图11是表示图1所示的元件基板的电路的变化实例的电路图。在图1中，在从预充电电路部分3输出的源极线S与传输门部分7之间提供元件基板1A的显示数据读取电路部分4。在图11中，通过连接门部分9将显示数据读取电路部分4与从预充电电路部分3输出的源极线S相连。

在图11所示的结构中，通过信号线9c将传输门部分9的晶体管9a的栅极端与连接栅极端9b相连。一般而言，关于连接栅极端9b的电势，由于晶体管9d的栅极端为高，所以信号线9c为低，并且显示数据读取电路部分4与源极线隔离。因此，有利的是在图11的结构中，当其处于未使用状态下，显示数据读取电路部分44被完全隔离，从而使得差分放大器4a的不稳定操作状态不能够对其产生影响。

在读取操作中，通过控制连接栅极端9b的电势从而将信号线9c变为高，能够操纵该显示读取电路部分4。

该图像信号线7包括差分放大器10，其包括电流反射镜放大器。这是为了防止高与低信号的差别由于例如图像信号线7本身具有的电容成分而降低。因此，能够更大程度地分清高和低信号，并且能够以高精度快速输出该输出信号outo和oute。

尽管在本实施例中为显示元件阵列部分的所有像素提供了显示数据读取电路部分，但是可以为用作显示部分的一部分像素提供所述显示数据读取电路部分，而不是为所有像素提供。

如上所述，根据本发明的实施例和变化实例，能够在完成了产品或者样品的元件基板步骤之后检测元件基板的故障。因此，能够缩短低产量时间，这样能够减少质量差的产品的装配，从而能够减少成本。尤其是，能够减少样品的研发时间和研发成本。

此外，因为在元件基板阶段能够检测故障，所以对元件基板的所谓的维修更容易。

此外，因为利用显示数据读取电路部分能够将电容中充的电荷(其为模拟信息)转变为数字信息(电压逻辑)，所以检测过程中的检测敏感度高。

此外，尽管在本实例中差分放大器与相邻的源极线相连，从而难以受到外部噪声影响，但是可以提供与不相邻的源极线相连的差分放大器。因此，能够消除相邻源极线之间的漏电可能性造成的影响。

第二实施例

接着，描述本发明的第二实施例。图12是根据本发明第二实施例的液晶显示设备的元件基板的电路图。在图12中，相同的附图标记表示与第一实施例相同的部件，并且省略了对它们的说明。

根据本实施例的液晶显示设备的元件基板1B还包括显示元件阵列部分2、显示数据读取电路部分4、X驱动器部分5a、Y驱动器部分5b(图12中未示出)、传输门部分6、图像信号线7和差分放大器10。根据本实施例，元件基板1B还包括预充电电路部分13、连接门部分14和基准电压提供部分15。

第二实施例的预充电电路部分13具有位于各列中，即位于各源极线中的晶体管13b。每个晶体管13b的源极和漏极通过源极线S与每个差分放大器4a的连接点se相连，通过基准电压提供线REF与差分放大器4a的连接点so相连。每个晶体管13b的栅极与栅极端13a相连以用于预充电。

在连接门部分14中，如图12所示，每个差分放大器4a的一个连接点so通过连接门部分14的一个晶体管14b和基准电压提供线REF与基准电压提供部分15的端子15a相连。将基准电压Vref提供给端子15a。每个差分放大器4a的另一连接点se通过连接门部分14的另一晶体管14c与源极线S相连。晶体管14b和14c的栅极与用于测试电路连接的栅极端14a相连。将测试电路连接信号TE提供给栅极端14a，该电路连接信号TE将在后面进行描述。

将用于预充电的晶体管13b与基准电压提供线REF相连，该基准电压提供线REF与基准电压提供部分15的端子15a相连。因此，控制晶体管13b的栅电压，从而能够接通该晶体管13b，并且能够将基准电压Vref通过该晶体管13b施加到源极线S。

接着，参照图13的时序图描述图5中S2中的读取像素数据的操作。图13是说明在图12中的电路的读取操作的时序图。通过确定每列是否正常来实现对像素的检测。利用测试设备31生成图13所示的定时信号，并且将该信号提供给所述端子。

首先，接通元件阵列部分2的所有扫描线G，并且将高电势写入所有像素中。尽管为了进行说明，在这种情况下将高电势写入每个像素，但是也可以写入低电势。尽管下文中将描述将高电势写入所有像素以检测基板1B的实例，但是可以对部分像素进行检测。在写入之后断开扫描线G的栅极。

如图13所示，在将预定的像素数据(本文中为高电势)写入所有像素中之后，将提供给预充电电路部分13的端子13a的预充电栅极电压PCG变为高，以便确保数据保存时间t1，并且在预定的时间段内保持晶体管13b接通。此外，将用于测试电路连接的栅极端14a的测试电路连接信号TE变为高。在经过数据保存时间t1之后，开始读取像素数据。

栅极线G保持断开，并且不必一直处于预充电状态，这是因为在预定时间段内晶体管13b保持接通，使得在源极线S和基准侧信号线REF中都能够出现基准电压Vref。当接通晶体管13b时，用于测试电路连接的栅极端14a的测试电路连接信号TE不必为高。因此，在经过数据保存时间t1之后，如果预充电栅极电压PCG为低则将其变为高，从而进行预充电。

将处于高与低的中间电势的基准电压Vref作为预充电电势从基准电压提供部分15施加到端子15a。因此，在写入预定像素数据之后，源极线S以及连接点se和连接点so具有所述中间电势。

然后，在经过数据保存时间t1之后，将预充电栅极电压PCG变为低，以取消预充电状态。在这种情况下，将测试电路连接信号TE保持为高，并且将第一驱动功率SAp-ch和第二驱动功率SAn-ch的电势保持为所述中间电势，从而能够阻止该差分放大器4a工作。

注意，在将预充电栅极电压PCG变为低之后，差分放大器4a开始工作之前，停止向端子15a提供预充电栅极电压。

当将预充电栅极电压PCG变为低之后立刻接通栅极线G1，同时从与栅极线G1相连的像素输出数据。更具体地讲，同时将写入并且保存在各电容Cs中的电荷移动到各个源极线S。如图13所示，源极线S的电势略微提高。如果电容Cs的漏电将每个像素的数据变为低，源极线S的电势如虚线所示略微降低。

为了在断开栅极线G1后经过预定时间之后操纵该差分放大器4a，首先将第二驱动功率SAn-ch的电势从中间电势变为低。同时或者在所述第二驱动功率SAn-ch的电势变为低的时刻附近，将测试电路连接信号TE变为低，并且在预定的时间段t2内将连接门部分14的晶体管14b和14c保持断开，从而在差分放大器4a中限定了关于略微提高的源极线电势的信息。

将SAn-ch驱动功率变为低就会将略低于中间电势的电势变为低。因此，每个差分放大器4a将基准电压Vref与相应的源极线S的电压进行比较，该基准电压Vref是从外部提供的中间电势。如果像素正常，则源极线S的电势略高于中间电势。因此，每个差分放大器4a的连接点so具有比连接点se低的电势。因此，如图13所示，连接点so的电势降低。此处，连接点se的电势保持原样。

接着，将SAp-ch驱动功率变为高就操纵了每个差分放大器4a的P沟道晶体管21和22。换句话说，将SAp-ch驱动功率变为高就将略高于中间电势的所述电势变为高。如果所述像素正常，则源极线S的电势略高于中间电势。因此，差分放大器4a的连接点se具有比连接点so高的电势。因此，如图13所示，连接点se的电势增大。

如果所述像素存在故障，例如如果电容Cs的漏电使每个像素中的数据变为低，如图13中虚线所示，源极线S的电势略微降低。在这种情况下，当SAn-ch驱动功率变为低时，连接点se的电势如图13中虚线所示降低。此外，当SAp-ch驱动功率变为高时，连接点so的电势如图13中虚线所示提高。

在这种情况下，由于测试电路连接信号TE断开，因此可以在没有任何源极线S的电容影响下快速工作，该电容为负载。此外，因为基准电压Vref不具有写入像素中的电势，所以检测一个像素的故障作为该像素中的故障。换句话说，因为能够确认是在一个像素中的故障，所以能够详细地对故障特征进行分类。

当将差分放大器4a的连接点se和连接点so的逻辑固定为高和低之一时，将测试电路连接信号TE变为高，并且将所述固定逻辑数据再次写入源极线S。

因为将与栅极线G1相连的每个像素的电势读取到每个相应的源极线S，所以打开传输门部分6的晶体管的门TG1到TGn(即变为高)。然后，按顺序从图像信号线7读取第一行的各个像素的像素数据，并且将其输出到输出端子outo和oute。

在读取了与栅极线G1相连的所有像素的数据之后，使栅极线G1变为低，并且改变SAn-ch驱动功率和SAp-ch驱动功率，使其具有所述中间电势以停止差分放大器4a的操作。然后，将预充电栅极电压PCG变为高，并且使所有源极线S预充电。

随后，对所有栅极线G2到Gm重复该操作，从而能够顺序地检测基板上的像素。

在如上所述的通过将高电势数据写入所有像素来实施的检测操作结束之后，将低电势数据写入所有像素中，并且对其进行相同的检测，由此完成了所有检测。因此，检测时间比第一实施例的检测时间短，这是因为对所有像素仅需要进行两次检测。

如上所述，根据本实施例，与第一实施例不同，能够针对其中出现故障的情况检测需要检测的像素。

变化实例

接着，描述第二实施例的变化实例。图14表示了根据第二实施例的变化实例的元件基板1B’。在图14中，相同的附图标记表示与图12中相同的部件，并且省略了对其的说明。

第二实施例的预充电电路部分13具有处于每列中、即每个源极线中的晶体管13b和13c。每个晶体管13b的漏极和源极与差分放大器4a的连接点se和基准电压提供部分15的端子15a相连。此外，每个晶体管的源极和漏极与基准电压提供部分15的端子15a和差分放大器4a的连接点so相连。将基准电压Vref提供给端子15a。每个晶体管13b和13c的栅极与用于预充电的栅极端子13a相连。

在连接门部分14中，每个差分放大器4a的连接点se通过连接门部分14的晶体管14c与每个相应的源极线S相连。每个晶体管14c的栅极与栅极端子14a相连以用于测试电路连接。将测试电路连接信号TE提供给栅极端子14a，该测试电路连接信号TE将在后面进行描述。

将用于预充电的晶体管13b和13c与基准电压提供线REF相连，该基准电压提供线与基准电压提供部分15的端子15a相连。因此，控制晶体管13b和13c的栅极电压，从而能够接通该晶体管13b和13c。此外，控制与测试电路连接栅极端子14a相连的晶体管14c的栅极电压，从而能够接通晶体管14c。因此，能够将基准电压Vref通过晶体管13b、13c和14c施加到源极线S和差分放大器4a的连接点se和so。

在这种结构下，与图12中的元件基扳1B不同，在将预充电栅极电压PCG变为低之后不需要用于控制向端子15a提供预充电栅极电压或者停止该预充电栅极电压的开关。

而且在本变化实例中，实施根据图13所示的时序图的操作。本变化实例与图12中实施例的不同之处仅在于晶体管13b、13c和14c的工作。

换句话说，在将预定像素数据(此处为高)写入所有像素之后，将所要提供给预充电电路部分13的端子13a的预充电栅极电压PCG变为高，以确保数据保存时间t1，并且接通晶体管13b和13c并在预定的时间内保持接通。此外，将用于测试电路连接的栅极端子14a的测试电路连接信号TE变为高。在经过数据保存时间t1之后，开始读取像素数据。

注意，尽管将晶体管13b和13c和用于测试电路连接的栅极端子的测试电路连接信号TE变为高，但可以将栅极线G保持为断开，并且不必总为预充电状态，使得源极线S和差分放大器4a的连接点se和so中出现基准Vref。因此，在经过数据保存时间t1之后，如果预充电栅极电压PCG为低，则将其变为高，并且如果测试电路连接信号TE为低，则将其变为高，从而进行预充电。

为了在打开栅极线G1后经过预定时间之后操纵该差分放大器4a，首先将第二驱动功率SAn-ch的电势从中间电势变为低。同时或者在接近于第二驱动功率SAn-ch的电势的改变的时刻，将测试电路连接信号TE变为低，并且断开连接门部分14的晶体管14c，并在预定的时间t2内保持断开状态，从而在差分放大器4a中限定了关于略微提高的源极线电势的信息。

其他操作与图12中实施例的操作相同。

第三实施例

接着，描述本发明的第三实施例。图15是根据本发明第三实施例的液晶显示设备的元件基板的电路图。在图15中，相同的附图标记表示与第一实施例相同的部件，并且省略了对其的说明。

根据本实施例的液晶显示设备的元件基板1C也包括显示元件阵列部分2、显示数据读取电路部分4、X驱动器部分5a、Y驱动器部分5b(图15中未示出)、传输门部分6、图像信号线7和差分放大器10。根据本实施例，元件基板1C还包括预充电电路部分16、连接门部分17和基准电压提供部分18。

第三实施例的预充电电路部分16具有位于一对源极线中的一对晶体管16b和16c，所述一对源极线是奇数列中源极线S(奇数)和偶数列中的源极线S(偶数)。每个晶体管16b和16c的源极和漏极通过奇数源极线S(奇数)和偶数源极线S(偶数)与每个差分放大器4a的连接点so和se相连，其中该晶体管的源极和漏极串联。每个晶体管16b和16c的栅极与用于预充电的栅极端子16a相连。晶体管16b和16c的连接点与基准电压提供部分18的端子18a相连。将基准电压Vref提供给该端子18a。因此，控制晶体管16b和16c的栅极电压，从而能够接通该晶体管16b和16c。因此，从元件基板1C外部提供的基准电压Vref能够通过晶体管16b和16c施加到源极线。注意，可以在元件基板1C内生成基准电压Vref。该基准电压Vref为处于高电势与低电势之间的中间电势的电压。

在连接门部分17中，如图15所示，每个差分放大器4a的一个连接点so通过连接门部分17的一个晶体管17b与奇数源极线S(奇数)相连。每个差分放大器4a的另一连接点se通过连接门部分17的另一个晶体管17c与偶数源极线S(偶数)相连。晶体管17b和17c的栅极与用于奇数测试电路连接的栅极端子17a1和用于偶数测试电路连接的栅极端子17a2相连。将测试电路连接信号TEo和Tee提供给栅极端子17a1和17a2，该测试电路连接信号TEo和Tee将在后面进行描述。

因此，如果测试电路连接信号TEo和TEe中的任何一个变为高，则利用一个差分放大器4a仅能够读取奇数源极线S(奇数)和偶数源极线S(偶数)中的一个像素的数据。然后，将源极线S中出现并且从该源极线读取的电势(略微的电势变化)通过晶体管17b和17c中的任何一个晶体管发送到差分放大器4a。在接通并打开的晶体管一旦关闭之后，在差分放大器4a内放大所述电势。然后，再次打开曾经关闭的所述晶体管，并且在源极线中该晶体管被写入，通过图像信号线7输出该电势。

接着，参照图16中的时序图描述图15所示的电路的操作。描述图5中在步骤S2中读取像素数据的操作。图16是说明图15中电路的读取操作的时序图。通过确定每列，即分别确定奇数列和偶数列是否正常，对像素进行检测。测试设备31生成图16所示的定时信号，并且该定时信号被提供给所述端子。

首先，接通元件阵列部分2的所有扫描线G，并且将高电势写入奇数列中的所有像素中。注意，可以将高电势写入所有像素中。在本实施例中，分别对奇数源极线S(奇数)中的像素和偶数源极线S(偶数)中的像素进行检测。尽管为了说明在这种情况下将高电势写入每个像素中，但也可以将低电势写入每个像素中。尽管下文中描述将高电势写入奇数列中的所有像素中以检测基板1C的实例，但是可以对部分像素进行检测。在写入之后断开扫描线G的栅极。将测试电路连接信号TEe变为低电势的影响就防止了电势通过差分放大器4a从显示元件阵列部分2传输到偶数源极线S(偶数)。

如图16所示，在将预定像素数据(此处为高电势)写入奇数列中的像素中之后，将所要提供给预充电电路部分16的端子16a的预充电栅极电压PCG变为高，以确保数据保存时间t1，并且接通晶体管16b和16c，并在预定的时间内保持接通。此外，还将用于测试电路连接的栅极端子17a1的测试电路连接信号TEo变为高。在经过数据保存时间t1之后，开始读取像素数据。

使栅极线G保持断开并且不必总具有预充电状态，这是由于使晶体管16b和16c在预定的时间内保持为接通，从而在差分放大器4a的两个连接点so和se中能够出现基准电压Vref。当接通晶体管16b和16c时，用于测试电路连接的栅极端子17a1的测试电路连接信号TEo不必为高。因此，在经过数据保存时间t1之后，如果预充电栅极电压PCG为低，则将其变为高，以进行预充电。

将处于高与低的中间电势的基准电压Vref作为预充电电势从基准电压提供部分18施加到端子18a。因此，在写入预定像素数据之后，源极线S(奇数)和连接点se和连接点so具有中间电势。

然后，在经过数据保存时间t1之后，将预充电栅极电压PCG变为低，以消除预充电状态。在这种情况下，将测试电路连接信号TEo保持高，并且将第一驱动功率SAp-ch和第二驱动功率SAn-ch的电势保持为中间电势，从而能够阻止该差分放大器4a工作。

当在将预充电栅极电压PCG变为低之后立刻接通栅极线G1时，同时从与栅极线G1相连的像素输出数据。更具体地讲，使写入并且保存在电容Cs中的电荷同时移动到各自的源极线S(奇数)。如图16所示，源极线S(奇数)的电势略微增大。如果电容Cs中的漏电将每个像素的数据变为低，则源极线S(奇数)的电势如虚线所示略微降低。在这种情况下，由于测试电路连接信号TEe为低，所以偶数源极线S(偶数)的电势是可忽略的。

为了在打开栅极线G1后经过预定的时间之后操纵该差分放大器4a，首先将第二驱动功率SAn-ch的电势从中间电势变为低。同时或者在接近于第二驱动功率SAn-ch的电势变为低的时刻，将测试电路连接信号TEo变为低，并且断开连接门部分17的晶体管17b，从而在差分放大器4a中限定了关于略微提高的奇数源极线S(奇数)电势的信息。

将SAn-ch驱动功率变为低就使得连接点so与se中略低的电势变为低。因此，每个差分放大器4a将作为从外部施加的中间电势的基准电压Vref与相应奇数源极线S的电压进行比较。如果该像素正常，则奇数源极线S(奇数)的电势略大于中间电势。因此，每个差分放大器4a的连接点se具有比连接点so低的电势。因此，如图16所示，连接点se的电势降低。此时，连接点so的电势保持原样。

接着，将SAp-ch驱动功率变为高从而操纵每个差分放大器4a的P沟道晶体管21和22。换句话说，将SAp-ch驱动功率变为高就将连接点so与se之间略高的电势变为高。如果该像素正常，则奇数源极线S(奇数)的电势略高于中间电势。因此，差分放大器4a的连接点so具有比连接点se高的电势。因此，如图16所示，连接点so的电势提高。

如果像素质量差，例如如果电容Cs中的漏电使每个像素中的数据变为低，则如图16中虚线所示奇数源极线S(奇数)的电势略微降低。在这种情况下，当将SAn-ch驱动功率变为低时，如图16中虚线所示，连接点se的电势降低。此外，当将SAp-ch驱动功率变为高时，如图16中虚线所示，连接点so的电势增大。

在这种情况下，由于测试电路连接信号TEo和TEe断开，所以能够在没有源极线S的电容(其为负载)的任何影响的情况下进行快速操作。此外，因为基准电压Vref不具有在所述像素中写入的电势，所以能够检测一个像素中的故障作为该像素中的故障。换句话说，因为能够确认一个像素中的缺陷，所以能够详细地对故障特性进行分类。

当使差分放大器4a的连接点se和连接点so的逻辑固定为高电势和低电势之一时，将测试电路连接信号TEo变为高，并且将所述固定逻辑数据再次写入奇数源极线S(奇数)中。因为将与栅极线G1相连的每个像素的电势读取到每个相应的奇数源极线S(奇数)，所以打开传输门部分6的晶体管的奇数栅极TG1、TG3、TG5到最后的TGn(或者TGn-1)(即将这些栅极变为高)。然后，按顺序从图像信号线7读取处于第一行的像素的像素数据，并且将其输出到输出端子outo和oute。

在读取了与栅极线G1相连的所有像素的数据之后，将栅极线G1变为低，并且改变SAn-ch驱动功率和SAp-ch驱动功率，使其具有中间电势以停止差分放大器4a的操作。然后，将预充电栅极电压PCG变为高，并且使所有源极线S预充电。

随后，对所有栅极线G2到Gm重复该操作，从而能够顺序地检测各栅极线。

在结束了如上所述的通过将高电势数据写入所有像素来实施的检测操作之后，将低电势数据写入奇数列中的所有像素中，并且对其进行相同的检测，由此完成了所有检测。

然后，对偶数列中的像素进行检测。换句话说，利用固定到低电势的测试电路连接信号TEo，以及利用变化的测试电路连接信号TEe，在将高电势数据写入偶数列中的像素和将低电势数据写入偶数列中的像素的情况下，进行与对奇数列中的像素所进行的相同的检测。

尽管根据第二实施例需要一个差分放大器4a用于一个源极线，但是根据第三实施例对于两个源极线仅需要一个差分放大器4a，这能够降低基板上差分放大器4a的数量，因此能够提高差分放大器4a内每个晶体管的尺寸。因为差分放大器4a内晶体管的不对称度降低，所以能够提高驱动功率、减少性能变化等，该差分放大器4a能够具有稳定性和高敏感度。图17是表示图15中的连接门部分17的改进形式的电路图。在该连接门部分17中，如图15所示，每个差分放大器4a的一个连接点so通过连接门部分17的一个晶体管17b与奇数源极线S(奇数)相连。每个差分放大器4a的另一个连接点se通过连接门部分17的另一个晶体管17c与偶数源极线S(偶数)相连。在图17中，晶体管17b的栅极与用于测试电路连接的门选择(gate select)端子17a11相连，同时通过晶体管17d与晶体管17c的栅极相连，该晶体管17d具有与反相器和门使能(gate-enable)端子17a21相连的栅极。将测试电路连接门选择信号TGS(测试门选择)提供给门选择端子17a11，并且将测试电路连接信号TE(测试使能)提供给门使能端子17a21。

因此，将门使能端子17a21变为高就接通了晶体管17b和17c中的一个，使得一个差分放大器4a仅能够读取奇数源极线S(奇数)和偶数源极线S(偶数)中的一个像素的数据。

当测试电路连接门选择信号TGS为高时，分别接通和断开晶体管17b和17c，使得能够读取奇数源极线S(奇数)中的像素的数据。另一方面，当测试电路连接门选择信号TGS为低时，分别接通和断开晶体管17c和17b，使得能够读取偶数源极线S(偶数)中的像素的数据。当没有向门选择端子17a11和门使能端子17a21施加电压信号，即处于浮置状态时，晶体管17b和17c均为断开，由此隔离该测试电路。

在晶体管17b和17c的栅极之间提供反相器能够防止奇数源极线S(奇数)和偶数源极线S(偶数)同时与差分放大器4a相连，这能够进一步提前防止误操作。

如上所述，尽管根据第一实施例检测到一个像素中的故障来作为两个像素中的故障，但是根据第二和第三实施例，能够将检测到的一个像素中的故障作为一个像素中的故障。因此，在根据第二和第三实施例的电路结构下，能够比根据第一实施例的电路结构更详细地对故障特性进行分类。

根据第二和第三实施例，可以在没有源极线S的电容(作为负载)的影响下进行快速操作，这样利用测试电路连接信号TEo和TEe降低了差分放大器工作过程中的负载。

此外，根据第二和第三实施例，因为从外部施加该基准电压，所以能够从外部控制该基准电压。因此，可以进行用于详细评价的检测，例如搜索保存电势。

在三个实施例中，已经描述了作为本发明的电光设备基板实例的有源矩阵型显示设备基板，但是本发明不限于这些实施例，而是可以在不背离本发明结构的范围或者精神的情况下进行各种变化、修改等。

例如，本发明还可以用于具有输入功能的、其像素中具有光学传感器的显示设备基板。在这种情况下，可以将该差分放大器4a用作输出信号的放大器。

本发明还可以用于在像素中具有存储元件(例如SRAM和FERAM)的显示设备基板。在这种情况下，能够利用读取电路部分4检测该存储元件。

本发明的目的在于改进对提供给像素的电势(检测信号)的读取精度。出于改进读取信号的精度的观点，本发明还用于除像素检测之外的用途。

例如，在用于图像显示器的驱动的用途中，本发明能够用于黑显示的预充电和/或***。

例如，根据本发明的第二实施例的电路可以用于此目的。

在用于使图像信号的电势极性相对于中央电势的极性反转的驱动方法中，根据第二实施例将所要提供给每个像素的图像信号作为对应于所述检测信号(即高信号和低信号)的信号输入到差分放大器4a的se，并且将具有与该图像信号的电势极性相反极性的中央电势作为对应于基准电压Vref的信号输入到so。

然后，在差分放大器4a中，将提供给该像素的所述图像信号的电势(输入到se)和具有反转极性的所述中央电势(输入到so)进行比较，并且放大它们之间的电势差。换句话说，当所述图像信号的电势大于(正极性)中央电势时，输出se的电势作为最高的电势(高信号)。当所述图像信号的电势小于(负极性)中央电势时，输出se的电势作为最低的电势(低信号)(并且so的输出具有相反的关系)。

此处，在一般的白模式(white mode)下，中央电势对应于白显示，最高的电势和最低的电势对应于黑显示。因此，总能够获得对应于具有最低强度(黑显示)的图像信号的电势作为se和so的输出。

在这种情况下，se的输出电势和so的输出电势相对于中央电势具有反转的极性。

此处，通过在有效显示周期中将se或so的输出电势提供给每个像素能够实现黑信号的***(脉冲驱动)。

当在每一个水平扫描周期中使图像信号的电势极性反转时，即当实施所谓的1H反转驱动时，在水平回扫周期中将so的输出电势提供给每个源极线，从而能够在1H反转过程中以对应于黑显示的电势使源极线预充电。

本发明还包括具有本发明的电光设备基板的电光设备。

例如，本发明可以包括具有一对基板的电光设备，在该对基板之间具有电光物质，一个所述基板为本发明的电光设备基板。

本发明还包括具有所述电光设备的电子装置。图18到20表示了该电子装置的实例。图18是根据一个实例的个人计算机的外观图。图19是根据一个实施例的便携电话的外观图。

如图18所示，将诸如液晶显示设备的电光设备用作个人计算机100的显示部分101，该个人计算机就是所述电子装置。如图19所示，将诸如液晶显示设备的电光设备用作便携电话200的显示部分201，该便携电话就是所述电子装置。

图20为投影型彩色显示设备的解释性简图，其为具有作为灯泡的电光设备的电子装置的实例。

在图20中，根据本实施例的作为投影型彩色显示设备实例的液晶投影仪1100具有三个液晶模块，该模块包括液晶显示设备，其包括安装在TFT阵列基板上的驱动电路，并且该液晶投影仪是具有作为用于红绿蓝色的灯泡100R、100G和100B的液晶模块的投影仪。在液晶投影仪1100中，将从白光源的灯单元1102(诸如金属卤化物灯)中发射的投影光分成对应于三原色RGB的光成分R、G和B，并且利用三个反射镜1106和两个二向色镜(dichromic mirror)1108将其引导到对应于这三个颜色的灯泡100R、100G和100B。在这种情况下，为了防止由于光路长造成的光损失，尤其使B光引导通过中继透镜***1121，其包括输入透镜1122、中继透镜1123和输出透镜1124。然后，利用二向色棱镜1112使经过灯泡100R、100G和100B调制的对应于三原色的光成分重新合成，然后作为彩色图像通过投影透镜1114投影到屏幕1120上。

该电子装置可以进一步包括电视、取景器类型/监视器直接观看型录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、单词处理器、工作站、电视电话、POS终端、数字静态照相机和包括触摸板的装置。很明显，根据本发明的显示板可以用于这些类型的电子装置中。

Claims (24)

1.一种电光装置基板，包括：

相互交叉的多个扫描线和多个信号线；

根据该多个扫描线和多个信号线的交点设置的多个像素；以及

与所述信号线电连接的放大电路，其中将输入到像素的信号通过所述信号线输入到该放大电路，从而放大该输入信号的电势；

其中该放大电路与一对信号线电连接，并且放大从该对信号线中的每个信号线提供的信号之间的电势差。

2.一种电光装置基板，包括：

相互交叉的多个扫描线和多个信号线；

根据该多个扫描线和多个信号线的交点设置为矩阵的多个像素；

分别为所述多个像素中的每一个提供的多个开关元件；

放大电路，将第一电信号通过所述多个信号线中的第一信号线输入到该放大电路，并且将作为基准电势的第二电势信号输入到该放大电路；以及

数据读取器，其读取从所述放大电路输出到所述多个信号线的输出电势信号，

其中该放大电路将第一电势信号与第二电势信号进行比较，并且，如果第一电势信号更低，则降低该信号线的电势并且将降低后的输出电势信号输出到所述信号线，如果第一电势信号高，则提高所述信号线的电势并且将提高后的输出电势信号输出到所述信号线。

3.根据权利要求2所述的电光装置基板，其中：

第一电势信号具有通过所述多个开关元件提供给该多个像素中的全部或一部分的信号的电势；

第二电势信号的电势为从基准信号线提供的电势。

4.根据权利要求2所述的电光装置基板，其中：

第一电势信号和第二电势信号具有通过所述多个开关元件提供给该多个像素的全部或部分的信号的电势；以及

将第一电势信号和第二电势信号分别通过所述多个信号线的第一信号线和第二信号线提供给各自的放大电路。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的电光装置基板，其中该放大电路是差分放大器。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的电光装置基板，其中该数据读取器具有用于输出所述读取电势信号的差分放大器。

7.根据权利要求2到6中任一项所述的电光装置基板，其中该多个像素中的每一个具有附加的电容。

8.根据权利要求2到7中任一项所述的电光装置基板，还包括与所述多个信号线相连的预充电电路，用于将所述多个信号线的电势预充电到预定电势。

9.根据权利要求2到8中任一项所述的电光装置基板，还包括：

用于提供图像信号的图像信号线，该图像信号被提供给所述多个像素，以及用于将从所述图像信号线提供的图像信号提供给所述多个信号线的多个传输门，

其中该数据读取器包括所述图像信号线。

10.一种电光装置，其中在一对基板之间提供了电光物质，该装置包括位于该对基板之一上的根据权利要求2到9中任一项所述的电光装置基板。

11.一种电子设备，其包括根据权利要求10所述的电光装置。

12.一种用于电光装置基板的检测方法，该电光装置基板具有相互交叉的多个扫描线和多个信号线，根据所述多个扫描线与多个信号线的交点将而设置为矩阵的多个像素，以及分别为所述多个像素中的每一个提供的多个开关元件，该方法包括：

提供步骤，将第一电势信号提供给对应于所述信号线之一的像素；

读取步骤，通过所述信号线读取提供给该像素的第一电势信号；

输出步骤，将具有与第一电势信号不同电势并且用作基准信号的第二电势信号与所述读取第一电势信号进行比较，如果所述第一电势信号低，则降低所述信号线的电势，并且将降低后的输出电势信号输出到所述信号线，并且，如果所述第一电势信号高，则提高所述信号线的电势，并且将所述提高后的输出电势信号输出到所述信号线；以及

比较步骤，将提供步骤提供的所述第一电势信号与输出步骤输出的所述输出电势信号进行比较。

13.根据权利要求12所述的电光装置基板的检测方法，还包括预充电步骤，该步骤使得所述信号线在读取步骤之前具有预定的预充电电势。

14.根据权利要求13所述的电光装置基板的检测方法，其中所述预定的预充电电势为所述第一电势信号与所述第二电势信号之间的中间电势。

15.根据权利要求12到14中任一项所述的电光装置基板的检测方法，其中所述多个像素中的每一个具有附加的电容。

16.根据权利要求12到15中任一项所述的电光装置基板的检测方法，其中第二电势信号的电势为外部提供的电势。

17.根据权利要求12所述的电光装置基板的检测方法，其中：

在提供步骤中，第一和第二电势信号具有通过所述多个开关元件提供给两个像素的所述信号的电势；以及

在读取步骤中，通过各自的两个信号线读取第一和第二电势信号。

18.根据权利要求17所述的电光装置基板的检测方法，其中：

在提供步骤，将所述两个像素中的一个作为受检像素处理，并且将高信号作为第一电势信号提供给该受检像素，并且将所述两个像素中的另一个作为基准像素处理，并且将低信号作为第二电势信号提供给该基准像素；以及

在比较步骤中，如果从所述受检像素读取的电势信号为低，则确定所述附加电容故障。

19.根据权利要求18所述的电光装置基板的检测方法，其中所述附加电容的公共固定电极的电势低于提供所述低信号时的所述电势。

20.根据权利要求13所述的电光装置基板的检测方法，其中所述预定的预充电电势为高于输出步骤提高的所述电势的电势。

21.根据权利要求20所述的电光装置基板的检测方法，其中：

在提供步骤中，将所述两个像素中的一个作为受检像素处理，并且将低信号作为第一电势提供给该受检像素，将所述两个像素中的另一个作为基准像素处理，并且将高信号作为第二电势提供给所述基准像素；以及

在比较步骤中，如果从所述受检像素读取的电势信号为高，则确定所述开关元件中存在故障。

22.根据权利要求14所述的电光装置基板的检测方法，其中：

在提供步骤中，将所述两个像素中的一个作为受检像素处理，并且将低或高信号作为第一电势提供给该受检像素，将所述两个像素中的另一个作为基准像素处理，并且将具有所述第一低信号与所述高信号的电势之间的电势的中间电势信号作为第二电势提供给所述基准像素；以及

在比较步骤中，如果从所述受检像素读取的电势与第一电势不一致，则确定所述开关元件或者所述附加电容的故障。

23.根据权利要求17、18、19、21和22所述的电光装置基板的检测方法，其中所述两个信号线彼此相邻。

24.根据权利要求12到23中任一项所述的电光装置基板的检测方法，其中依次对所述多个像素执行提供步骤、读取步骤、输出步骤和比较步骤。

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