CN113228147B - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施方式，液晶显示装置(1)，包括：移位寄存器部(161)，依次取入多个像素(12)列数的s位宽的影像信号；单行锁存部(162)，将由移位寄存器部(161)取入的多个影像信号同时输出；比较器部(163)，将从单行锁存部(162)输出的多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及模拟开关部(17)，对是否将多个模拟电压分别提供给多个数据线进行切换，单行锁存部(162)以传输在构成影像信号的多个位信号之中作为最低位的位信号的第1位信号的第1信号线的长度至少比传输作为最高位的位信号的信号线短的方式配置在比较器部(163)的附近。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法，例如涉及适于提高可靠性的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
超高速的第五代通信技术“5G”的实现及普及正在推进。为了实现5G，在光通信领域，提出了能够应对激增的信息量的、形成为环状的光网络***、以及光波长复用通信***等光通信***。
在这些光通信***中，使用了ROADM(Reconfigurable Optical And DropMultiplexer，可重构光分插复用器)装置，该ROADM装置能够在不将光信号转换为或中继为电信号的情况下进行分支或***。作为ROADM装置中的光开关装置，使用WSS(WavelengthSelective Switch，波长选择开关)装置。作为WSS装置中的光开关元件，利用了液晶的相位调制功能的LCOS(Liquid Crystalon Silicon；以下称为液晶显示装置)被使用。
例如，在专利文献1中公开了与液晶显示装置相关的技术。专利文献1所公开的液晶显示装置包括：配置为矩阵形状的多个像素；多个数据线，与多个像素的各列对应设置；移位寄存器电路，逐次获取多个像素的列数个影像信号；锁存电路，将由移位寄存器电路获取的多个影像信号同时输出；多个比较器，将从锁存电路输出的多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及，模拟开关部，对是否将多个模拟电压分别提供给多个数据线进行切换。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-223289公报。
发明内容
在专利文献1所公开的液晶显示装置中，没有公开与构成多位宽的影像信号的多个位信号中的每一个被传输的多个信号线的布线相关的具体内容。因此，在传输信号频繁变化的最低位的位信号的信号线中，发生从信号线向布线层间膜的电流泄漏，或者由于制造时的不良情况等布线电阻局部变高，由此容易发生因长期连续使用而引起的渐发性故障。其结果是，在专利文献1所公开的液晶显示装置中，存在可靠性低的问题。
本发明是鉴于以上问题而提出的，其目的在于，提供一种能够提高可靠性的液晶显示装置及其制造方法。
本实施方式的一个方面所涉及的液晶显示装置包括：多个像素多个数据线，与所述多个像素的各列对应地设置；移位寄存器部，依次取入所述多个像素列数的s位宽的影像信号，其中，s是2以上的整数；锁存部，将由所述移位寄存器部取入的所述多个影像信号同时输出；多个比较器，将从所述锁存部输出的所述多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及模拟开关部，对是否将所述多个模拟电压分别提供给所述多个数据线进行切换，所述移位寄存器部具有第1～第s移位寄存器电路，所述第1～第s移位寄存器电路分别依次取入所述多个像素的列数的第1～第s位信号，所述第1～第s位信号构成s位宽的所述影像信号，所述锁存部具有第1～第s锁存电路，所述第1～第s锁存电路分别同时输出由所述第1～所述第s移位寄存器电路分别取入的所述多个像素的列数的第1～第s位信号，在所述第1～所述第s锁存电路中，所述第1锁存电路至少比所述第s锁存电路配置得更靠近所述多个比较器，所述第1锁存电路被构成为同时输出作为最低位的位信号的多个所述第1位信号，所述第s锁存电路被构成为同时输出作为最高位的位信号的多个所述第s位信号。
本实施方式的一个方面所涉及的液晶显示装置的制造方法，所述液晶显示装置包括：多个像素；多个数据线，与所述多个像素的各列对应地设置；移位寄存器部，依次取入所述多个像素列数的s位宽的影像信号，其中，s是2以上的整数；锁存部，将由所述移位寄存器部取入的所述多个影像信号同时输出；多个比较器，将从所述锁存部输出的所述多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及模拟开关部，对是否将所述多个模拟电压分别提供给所述多个数据线进行切换，其中，所述移位寄存器部具有第1～第s移位寄存器电路，所述第1～第s移位寄存器电路分别依次取入所述多个像素的列数的第1～第s位信号，所述第1～第s位信号构成s位宽的所述影像信号，所述锁存部具有第1～第s锁存电路，该第1～第s锁存电路分别同时输出由所述第1～所述第s移位寄存器电路分别取入的所述多个像素的列数的第1～第s位信号，在液晶显示装置的制造方法中，在所述第1～所述第s锁存电路中，所述第1锁存电路至少比所述第s锁存电路配置得更靠近所述多个比较器，所述第1锁存电路被构成为同时输出作为最低位的位信号的多个所述第1位信号，所述第s锁存电路被构成为同时输出作为最高位的位信号的多个所述第s位信号。
发明效果
根据本实施方式，能够提供一种能够提高可靠性的液晶显示装置及其制造方法。
附图说明
图1是示出实现本实施方式前的构思涉及的液晶显示装置的构成示例的图；
图2是更详细地示出设置在图1所示的液晶显示装置中的水平驱动器56及模拟开关部17的图；
图3是示出设置在图1所示的液晶显示装置中的像素的具体构成示例的图；
图4是用于说明图1所示的液晶显示装置的像素的驱动方法的时序图；
图5是用于说明要写入到像素的正极性影像信号及负极性影像信号各自的从黑到白的电压电平的图；
图6是示出图1所示的液晶显示装置的图像显示模式下的动作的时序图；
图7是用于说明构成影像信号的多个位信号各自的信号变化的时序图；
图8是用于说明在信号线中产生的电流泄漏及高电阻化的概略剖面图；
图9是示出实施方式1所涉及的液晶显示装置的构成示例的图；
图10是更详细地示出图9所示的液晶显示装置中设置的水平驱动器16以及模拟开关部17的图；
图11是示出最低位的位信号的波形和比较器输出波形的图。
具体实施方式
<发明人的事先研究>
在对实施方式1的液晶显示装置进行说明之前，对本发明人的事先研究内容进行说明。
(构想阶段的液晶显示装置50的结构)
图1是示出构思阶段的有源矩阵型液晶显示装置50的构成示例的图。如图1所示，液晶显示装置50包括图像显示部11、定时发生器13、极性切换控制电路14、垂直移位寄存器与电平移位器15、水平驱动器56、模拟开关部17、AND(与)电路ADA1～ADAn、ADB1～ADBn。水平驱动器56与模拟开关部17一起构成数据线驱动电路，具有移位寄存器电路561、单行锁存电路562、比较器部563和灰度计数器564。另外，在图1中还示出了在通常动作时与液晶显示装置50连接的斜坡信号发生器2。
图2是更详细地示出设置在液晶显示装置50上的水平驱动器56及模拟开关部17的图。比较器部563具有与m(m为2以上整数)列的像素12对应的m个比较器563_1～563_m。模拟开关部17具有与m列像素12对应的m组开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-。
在图像显示部11的像素配置区域中，布线有沿水平方向(X轴方向)延伸的n行(n为2以上的整数)的行扫描线G1～Gn以及n行的读出用开关选择线TG1～TGn、沿垂直方向(Y轴方向)延伸的m列的数据线D1+、D1-～Dm+、Dm-的组。另外，在图像显示部11的像素配置区域中，布线有栅极控制信号线S+、S-以及栅极控制信号线B。
图像显示部11具有规则地配置的多个像素12。在此，多个像素12配置为二维矩阵状，沿水平方向(X方向)延伸的n行扫描线G1～Gn与沿垂直方向(Y方向)延伸的m组数据线D1+、D1-～Dm+、Dm-交叉的合计n×m个交叉部。
行扫描线Gj(j是1～n的任意整数)以及读出用开关选择线TGj与配置在第j行的m个像素12的每一个共用连接。另外，数据线Di+、Di-(i是1～m的任意整数)与配置在第i列的n个像素12的每一个共用连接。此外，栅极控制信号线S+、S-和栅极控制信号线B均与所有像素12共用连接。但是，栅极控制信号线S+、S-以及栅极控制信号线B都可以按每行单独设置。
极性切换控制电路14根据由定时发生器13生成的定时信号，对栅极控制信号线S+输出正极性用的栅极控制信号(以下称为栅极控制信号S+)，对栅极控制信号线S-输出负极性用栅极控制信号(以下称为栅极控制信号S-)，并且对栅极控制信号线B输出栅极控制信号(以下称为栅极控制信号B)。
垂直移位寄存器和电平移位器15将n行的扫描脉冲以一个水平扫描期间HST的周期从第1行到第n行逐行依次输出。AND电路ADA1～ADAn分别基于从外部提供的模式切换信号MD，控制是否将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行扫描脉冲输出到行扫描线G1～Gn。AND电路ADB1～ADBn分别基于从外部提供的模式切换信号MD，控制是否将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行扫描脉冲输出到读出用开关选择线TG1～TGn。
例如，在对像素12写入影像信号的动作(图像写入动作)的情况下，从外部提供H电平的模式切换信号MD。在这种情况下，AND电路ADA1～ADAn将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行扫描脉冲分别输出到行扫描线G1～Gn。另一方面，AND电路ADB1～ADBn不将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行顺序输出的n行扫描脉冲分别输出到读出用开关选择线TG1～TGn。因此，读出用开关选择线TG1～TGn均被固定为L电平。
与此相对，在读出写入到像素12的影像信号的动作(图像读出动作)的情况下，从外部提供L电平的模式切换信号MD。在这种情况下，AND电路ADB1～ADBn将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行扫描脉冲分别输出至读出用开关选择线TG1～TGn。另一方面，AND电路ADA1至ADAn不将从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行扫描脉冲分别输出到行扫描线G1～Gn。因此，行扫描线G1～Gn均被固定为L电平。
(像素12的具体构成示例)
图3是示出像素12的具体构成示例的图。在此，对设置在n行×m列的像素12中的第j行且第i列的像素12进行说明。
如图3所示，像素12具有N沟道MOS晶体管(以下简称为晶体管)Tr1、Tr2、Tr5、Tr6、Tr9和P沟道MOS晶体管(以下简称为晶体管)Tr3、Tr4、Tr7、Tr8。
晶体管Tr1和保持电容Cs1构成采样保持电路，该采样保持电路采样并保持经由数据线Di+提供的正极性影像信号。具体地，在晶体管Tr1中，源极连接到数据线对中的一条数据线Di+，漏极连接到晶体管Tr3的栅极，并且栅极连接到行扫描线Gj。保持电容Cs1设置在晶体管Tr3的栅极与接地电压端子Vss之间。
晶体管Tr2和保持电容Cs2构成采样保持电路，该采样保持电路采样并保持经由数据线Di-提供的负极性影像信号。具体地，在晶体管Tr2中，源极连接到数据线对的另一数据线Di-，漏极连接到晶体管Tr4的栅极，并且栅极连接到行扫描线Gj。保持电容Cs2设置在晶体管Tr3的栅极与接地电压端子Vss之间。另外，保持电容Cs1、Cs2相互独立地设置，分别并列地保持正极性和负极性的影像信号。
晶体管Tr3、Tr7构成输出保持电容Cs1所保持的电压的源极跟随缓冲器(阻抗变换用缓冲器)。具体而言，在源极跟随器的晶体管Tr3中，漏极与接地电压线Vss连接，源极与节点Na连接。在作为可偏置控制的恒流负载使用的晶体管Tr7中，源极与电源电压线Vdd连接，漏极与节点Na连接，栅极与栅极控制信号线B连接。
晶体管Tr4、Tr8构成输出保持电容Cs2所保持的电压的源极跟随缓冲器。具体而言，在源极跟随器的晶体管Tr4中，漏极与接地电压线Vss连接，源极与节点Nb连接。在作为可偏置控制的恒流负载使用的晶体管Tr8中，源极与电源电压线Vdd连接，漏极与节点Nb连接，栅极与栅极控制信号线B连接。
晶体管Tr5、Tr6构成极性切换开关。具体而言，在晶体管Tr5中，源极与节点Na连接，漏极与像素驱动电极PE连接，栅极与栅极控制信号线对的一个栅极控制信号线S+连接。在晶体管Tr6中，源极与节点Nb连接，漏极与像素驱动电极PE连接，栅极与栅极控制信号线对的另一个栅极控制信号线S-连接。
液晶显示元件LC包含具有光反射特性的像素驱动电极(反射电极)PE、与像素驱动电极分离并相对配置且具有透光性的公共电极CE、以及填充封入到它们间的空间区域的液晶LCM。公共电压Vcom被施加到公共电极CE。晶体管Tr9设置在像素驱动电极PE和数据线Di+之间，并且通过读出用开关选择线TGj来切换导通/截止。
向数据线对Di+、Di-提供由模拟开关部17采样的极性相互不同的影像信号。当从垂直移位寄存器和电平移位器15输出的扫描脉冲被提供给行扫描线Gj时，晶体管Tr1和Tr2同时为导通状态。由此，在保持电容Cs1、Cs2中分别蓄积并保持正极性及负极性的影像信号的电压。
另外，正极侧及负极侧各自的源极跟随缓冲器的输入电阻大致为无限大。因此，分别存储在保持电容Cs1、Cs2中的电荷不会漏泄，一直保持到经过一个垂直扫描期间而写入新的影像信号为止。
构成极性切换开关(选择部)的晶体管Tr5、Tr6根据栅极控制信号S+、S-互补地切换导通截止，由此交替地选择正极侧的源极跟随缓冲器的输出电压(正极性的影像信号的电压)和负极侧的源极跟随缓冲器的输出电压(负极性的影像信号的电压)，并输出到像素驱动电极PE。由此，向像素驱动电极PE施加周期性地极性反转的影像信号的电压。这样，该液晶显示装置由于像素自身具有极性反转功能，所以在各像素中，通过高速地切换向像素驱动电极PE提供的影像信号的电压的极性，能够不依赖于垂直扫描频率而进行高频率下的交流驱动。
(像素12的交流驱动方法的说明)
图4是用于说明液晶显示装置50的像素12的交流驱动方法的时序图。在此，对设置于n行×m列的像素12中的第j行且第i列的像素12的交流驱动方法进行说明。
另外，在图4中，VST表示成为影像信号的垂直扫描的基准的垂直同步信号。B表示提供给作为两种源极跟随缓冲器的恒流负载使用的晶体管Tr7、Tr8各自的栅极的栅极控制信号。S+表示提供给设置在极性切换开关的正极侧的晶体管Tr5的栅极的栅极控制信号。S-表示提供给设置在极性切换开关的负极侧的晶体管Tr6的栅极的栅极控制信号。VPE表示施加到像素驱动电极PE的电压。Vcom表示施加到公共电极CE的电压。VLC表示施加到液晶LCM的交流电压。
另外，图5是用于说明要写入到像素12的正极性影像信号及负极性影像信号各自的从黑到白的电压电平的图。在图5的例子中，正极性影像信号在电压电平最小时表示黑电平，在电压电平最大时表示白电平。与此相对，负极性影像信号在电压电平最小时表示白电平，在电压电平最大时表示黑电平。但是，也可以设为正极性影像信号在电压电平最小时表示白电平，在电压电平最大时表示黑电平。另外，也可以设为负极性影像信号在电压电平最小时表示黑电平，在电压电平最大时表示白电平。另外，图中的单点划线表示正极性影像信号及负极性影像信号的反转中心。
在像素12中，晶体管Tr9由于读出用开关选择线TGj被固定为L(低)电平，所以维持截止状态。另一方面，当向行扫描线Gj提供扫描脉冲时，晶体管Tr1和Tr2暂时导通。由此，在保持电容Cs1、Cs2中分别蓄积并保持正极性及负极性影像信号的电压。
如图4所示，在栅极控制信号S+表示H(高)电平的期间，正极侧的晶体管Tr5导通。此时，通过将栅极控制信号B设为L电平，晶体管Tr7导通，因此正极性侧的源极跟随缓冲器成为有效。由此，像素驱动电极PE被充电到正极性的影像信号的电压电平。另外，通过将栅极控制信号B设为L电平，晶体管Tr8导通，因此负极性侧的源极跟随缓冲器也成为有效。但是，由于负极性侧的晶体管Tr6截止，所以像素驱动电极PE不会被充电到负极性的影像信号的电压电平。在对像素驱动电极PE完全充电的时间点，将栅极控制信号B从L电平切换为H电平，并且将栅极控制信号S+从H电平切换为L电平。由此，像素驱动电极PE成为浮置状态，因此在液晶电容中保持正极性的驱动电压。
另一方面，在栅极控制信号S-表示H电平期间，负极侧的晶体管Tr6导通。此时，通过将栅极控制信号B设为L电平，负极侧的晶体管Tr8导通，因此负极侧的源极跟随缓冲器成为有效。由此，像素驱动电极PE被充电到负极性的影像信号的电压电平。另外，通过将栅极控制信号B设为L电平，晶体管Tr7导通，因此正极性侧的源极跟随缓冲器也成为有效。但是，由于正极性侧的晶体管Tr5截止，所以像素驱动电极PE不会被充电到正极性的影像信号的电压电平。在对像素驱动电极PE完全充电的时间点，将栅极控制信号B从L电平切换到H电平，并且将栅极控制信号S-从H电平切换到L电平。由此，像素驱动电极PE成为浮置状态，因此在液晶电容中保持负极性的驱动电压。
通过交替地重复上述正极侧和负极侧的各自的动作，对像素驱动电极PE施加使用正极性和负极性的各自的影像信号的电压而被交流化的驱动电压VPE。
另外，由于不是将保持在保持电容Cs1、Cs2中的电荷直接传送到像素驱动电极PE，而是经由源极跟随缓冲器传送，所以即使在像素驱动电极PE中反复进行正极性以及负极性的影像信号的电压的充放电的情况下，也能够不中和电荷，从而实现电压电平不衰减的像素驱动。
另外，如图4所示，与对像素驱动电极PE的施加电压VPE的电压电平的切换同步地，将对公共电极CE的施加电压Vcom的电压电平切换为与施加电压VPE相反的电平。另外，对公共电极CE的施加电压Vcom以与对像素驱动电极PE的施加电压VPE的反转基准电压大致相等的电压为反转基准。
这里，由于施加到液晶LCM的实质的交流电压VLC是对像素驱动电极PE的施加电压VPE与对公共电极CE的施加电压Vcom之间的电压差，所以不包括直流分量的交流电压VLC被施加到液晶LCM。这样，通过将对公共电极CE的施加电压Vcom以与对像素驱动电极PE的施加电压VPE反相进行切换，能够减小应向像素驱动电极PE施加的电压的振幅，因此能够降低构成像素的电路部分的晶体管的耐压及消耗电力。
另外，即使在稳定地流过每个像素的源极跟随缓冲器的电流是1μA的微小电流的情况下，稳定流过液晶显示装置的全部像素的电流也有可能成为无法忽视的程度的大电流。例如，在全高清200万像素的液晶显示装置中，消耗电流有可能达到2A。因此，在像素12中，不使作为恒流负载使用的晶体管Tr7、Tr8始终导通，而是仅在正极侧和负极侧的晶体管Tr5、Tr6分别导通的期间中的有限的期间导通。由此，在使一个源极跟随缓冲器动作的情况下，能够使另一个源极跟随缓冲器的动作停止，因此能够抑制消耗电流的增大。
液晶显示元件LC的交流驱动频率不依赖于垂直扫描频率，通过调整像素自身的反转控制周期，能够自由地进行调整。例如，假设垂直扫描频率是在一般的电视影像信号中使用的60Hz，全高清的垂直周期扫描线数u是1125行。另外，假设以15行期间左右的周期进行各像素中的极性切换。换言之，将各像素中的每一极性切换周期的行数r设为30行。在这种情况下，液晶的交流驱动频率为60Hz×1125/(15×2)＝2.25Hz。即，液晶显示装置50能够飞跃性地提高液晶的交流驱动频率。由此，能够大幅度提高在液晶的交流驱动频率低的情况下成为问题的液晶画面所显示的影像的可靠性、稳定性、显示品质。
接着，对液晶显示装置50的各动作模式下的动作进行说明。
(图像显示模式下的液晶显示装置50的动作)
首先，使用图6，对液晶显示装置50的图像显示模式下的动作进行说明。图6是示出液晶显示装置50的图像显示模式下的动作的时序图。
如图6所示，当提供水平同步信号HST的脉冲信号时，移位寄存器电路561与时钟信号HCK同步地，依次获取m列数的s(s是2以上的整数)位宽的影像信号。单行锁存电路562在触发信号REG_S暂时成为有效的定时，同时输出被移位寄存器电路561取入的m列数的影像信号。
灰度计数器564对时钟信号CNT_CK的上升沿次数进行计数，输出与该计数值对应的灰度电平的灰度信号Cout。在这里，灰度计数器564在1个水平扫描期间开始时(水平同步信号HST的上升沿时)输出最小电平的灰度信号Cout，随着计数值的上升使灰度信号Cout的灰度电平增加，在1个水平扫描期间结束时(紧接水平同步信号HST的下一个上升沿之前)输出最大电平的灰度信号Cout。另外，灰度计数器564的计数值，例如根据水平同步信号HST的上升沿，通过使复位信号CNT_R变为有效而被初始化为“0”。
设置在比较器部563中的m列比较器563_1～563_m与时钟信号CMP_CK同步地动作，在从灰度计数器564输出的灰度信号Cout与从单行锁存电路562同时输出的m列影像信号(行数据)中的每个一致的定时，使一致信号P1～Pm成为有效(例如L电平)。
在设置在模拟开关部17中的m组开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-中的、正极性侧的开关元件SW1+～SWm+分别设置在数据线D1+～Dm+与共用布线Dcom+之间。另外，负极性侧的开关元件SW1-～SWm-分别设置在数据线D1-～Dm-与共用布线Dcom-之间。m组开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-分别根据来自比较器563_1～563_m的一致信号P1～Pm来切换接通和断开。
另外，从斜坡信号发生器2输出的正极性用的斜坡信号、即基准斜坡电压Ref_R+被提供给共用布线Dcom+。另外，从斜坡信号发生器2输出的用于负极性的斜坡信号、即基准斜坡电压Ref_R-被提供给公用布线Dcom-。
基准斜坡电压Ref_R+是从各水平扫描期间的开始到结束、影像的电平从黑电平变化为白电平的扫描信号。基准斜坡电压Ref_R-是从各水平扫描期间的开始到结束、影像的电平从白电平变化为黑电平的扫描信号。因此，针对共用电压Vcom+的基准斜坡电压Ref_R+与针对共用电压Vcom-的基准斜坡电压Ref_R-成为相互反转关系。
开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-通过在水平扫描期间开始时起始信号SW_Start变为有效(例如H电平)而同时接通。之后，开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-分别通过从比较器563_1～563_m输出的一致信号P1～Pm成为有效(例如L电平)而从接通切换为断开。另外，在水平扫描期间结束时，起始信号SW_Start变为无效(例如L电平)。
在图6的例子中，将表示对与写入灰度电平k的影像信号的像素列对应设置的开关元件SWq+、SWq-(q是1～m的任意整数)的接通断开进行切换的定时的波形表示为波形SPk。参照图6，上述开关元件SWq+、SWq-在起始信号SW_Start的上升沿处接通后，通过一致信号Pq成为有效而从接通被切换为断开。在这里，开关元件SWq+、SWq-在从接通被切换到断开的定时对基准斜坡电压Ref_R+、Ref_R-(图6中的电压P、Q)进行采样。这些被采样的电压P、Q被提供给数据线Dq+、Dq-。换言之，作为灰度电平k的影像信号的DA转换结果的模拟电压P和Q被分别提供给数据线Dq+和Dq-。
另外，在图像显示模式下，从外部提供H电平的模式切换信号MD。因此，从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行的扫描脉冲被分别提供给行扫描线G1～Gn。由此，例如设置在第j行的各像素12中的晶体管Tr1、Tr2由于向行扫描线Gj提供扫描脉冲而被暂时导通。由此，在设置于第j行的各像素12的保持电容Cs1、Cs2中，蓄积并保持各自对应的正极性及负极性的影像信号的电压。另一方面，设置在各像素12中的晶体管Tr9维持截止状态。关于之后的各像素12的交流驱动方法，如已经说明的那样。
如上所述，开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-在各水平扫描期间的开始时同时接通，但分别在与对应的像素12所显示的图像的灰度电平对应的任意定时断开。即，开关元件SW1+、SW1-～SWm+、SWm-有时全部同时断开，有时在不同定时断开。另外，断开的顺序也不固定。
如上所述，液晶显示装置50通过使用斜坡信号对影像信号进行DA转换后写入到像素12，能够提高图像的直线性。
(像素检查模式下的液晶显示装置50的动作)
接着，对液晶显示装置50的像素检查模式下的动作进行说明。另外，在像素检查模式中，设置检查装置来代替斜坡信号发生器2。
在像素检查模式中，首先，从第1行的m个像素12到第n行的m个像素12，逐行依次进行检查用的影像信号的写入。此时的动作基本上与像素显示模式下的动作相同。然后，读出被写入到作为检查对象的像素12中的影像信号(像素驱动电压VPE)。
在像素读出动作中，从外部提供的模式切换信号MD从H电平切换为L电平。因此，从垂直移位寄存器和电平移位器15逐行依次输出的n行的扫描脉冲中的、作为检查对象的第j行的扫描脉冲被提供给读出用开关选择线TGj。由此，设置在作为检查对象的第j行的各像素12中的晶体管Tr9，由于向读出用开关选择线TGj供给扫描脉冲而被暂时导通。另一方面，设置在各像素12中的晶体管Tr1、Tr2维持截止状态。
例如，在设置在第j行且第i列的像素12中，通过使晶体管Tr9导通，像素驱动电极PE与数据线Di+成为导通状态，因此像素驱动电极PE的电压被读出到数据线Di+。此时，通过使得晶体管Tr7、Tr8成为有效，并且导通晶体管Tr5、Tr6中的任意一个，像素驱动电极PE成为被由晶体管Tr3、Tr7或晶体管Tr4、Tr8构成的源极跟随缓冲器驱动的状态。因此，由源极跟随缓冲器施加到像素驱动电极PE的驱动电压VPE被读出到数据线Di+。
从作为检查对象的第j行的m个像素12读出到数据线D1+～Dm+的每个的m个像素驱动电压VPE，通过依次导通设置在模拟开关部17中的m组SW1+、SW1-～SWm+、SWm-，被依次提供给共用布线Dcom+。代替斜坡信号发生器2而设置的检查装置(未图示)，基于经由共用布线Dcom+而依次提供的m个像素驱动电压VPE，检测第j行的m个像素12有无故障(像素的缺陷及特性劣化)。这样的检查从第1行的m个像素12到第n行的m个像素12依次逐行进行。
在此，在作为检查对象的像素12中，直接读出由低输出阻抗的源极跟随缓冲器驱动的像素驱动电极PE的电压VPE，因此能够准确且容易地检测作为检查对象的像素12的缺陷或特性劣化。
然而，在液晶显示装置50中，为了提高图像显示性能，实施了几种对策。
首先，在构成s位宽的影像信号的第1～第s位信号中，作为最低位的位信号的第1位信号的信号变化的周期最短，从第1位信号到第10位信号，信号变化的周期逐渐变长，作为最高位的位信号的第10位信号的信号变化的周期最长(参照图7)。
因此，传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线与其他的位信号线相比，被配置为更靠近有利于高频动作的接地布线。另外，传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线，也可以与其他的位信号线相比，配置在远离模拟开关部17的区域，以便不受来自模拟开关部17的噪声的影响。由此，即使提高帧速率也能够进行稳定的动作，消除所显示的图像的残像感。
但是，在液晶显示装置50中，传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线的长度(具体而言，从单行锁存电路562到比较器部563的第1位信号线的长度)比其他的位信号线长。在此，通常，信号线的长度越长，越容易发生从信号线向布线层间膜的电流泄漏，并且容易受到因制造时的不良情况等的灰尘的影响、图案曝光时的尺寸变动，从而布线电阻容易局部变高(参照图8)。另外，信号变化越频繁，越容易受到电流泄漏的发生和高电阻化的影响，容易发生因长期连续使用而引起的渐发性故障。因此，在传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线中，容易发生因长期连续使用而引起的渐发性故障。其结果是，在液晶显示装置50中，存在动作的可靠性降低的问题。另外，上述制造时的不良情况等引起的灰尘的影响、图案曝光时的尺寸变动，也会引起初始状态的动作不良，因此存在制造成品率降低的问题。
因此，发现了能够提高可靠性和制造成品率的实施方式1涉及的液晶显示装置及其制造方法。
<实施方式1>
图9是示出实施方式1所涉及的液晶显示装置1的框图。液晶显示装置1与液晶显示装置50相比，具有水平驱动器16来代替水平驱动器56。液晶显示装置1的其他结构与液晶显示装置50的情况相同，因此省略其说明。
水平驱动器16包括移位寄存器部161、单行锁存部162、比较器部163和灰度计数器164。移位寄存器部161、单行锁存部162、比较器部163和灰度计数器164分别对应于移位寄存器电路561、单行锁存电路562、比较器部563和灰度计数器564。
移位寄存器部161与移位寄存器电路561同样地，与时钟信号HCK同步地，依次取入m列数的s(s为2以上的整数)位宽的影像信号。单行锁存部162与单行锁存电路562同样地，在触发信号REG_S暂时变为有效的定时，同时取入(锁存)并输出被移位寄存器部161取入的m列数的s位宽的影像信号。
灰度计数器164对时钟信号CNT_CK的上升沿次数进行计数，输出与该计数值对应的灰度电平的灰度信号Cout。在这里，灰度计数器164在1个水平扫描期间开始时(水平同步信号HST的上升沿时)输出最小电平的灰度信号Cout，随着计数值的上升使灰度信号Cout的灰度电平增加，在1个水平扫描期间结束时(紧接水平同步信号HST的下一个上升沿之前)输出最大电平的灰度信号Cout。例如，当复位信号CNT_R响应于水平同步信号HST的上升沿而变为有效时，灰度计数器164的计数值被初始化为“0”。
设置在比较器部163中的m列的比较器163_1～163_m与时钟信号CMP_CK同步地动作，从灰度计数器164输出的灰度信号Cout在与从单行锁存部162同时输出的m列影像信号(行数据)中的每一个分别一致的定时，使一致信号P1～Pm成为有效(例如L电平)。
水平驱动器16的其他结构及动作与水平驱动器56的情况相同，因此省略其说明。
(移位寄存器部161及其周边电路的具体构成示例)
图10是示出移位寄存器部161及其周边电路的具体构成示例的框图。在图10例子中，说明影像信号的位宽为10位宽(s＝10)的情况。另外，在图10中，还示出了单行锁存部162、比较器部163、灰度计数器164以及模拟开关部17。
如图10所示，移位寄存器部161由与影像信号的位宽对应的10个移位寄存器电路161_1～161_10构成。另外，单行锁存部162由与影像信号的位宽对应的10个单行锁存电路162_1～162_10构成。
移位寄存器电路161_1依次取入m列的在构成10位宽的影像信号的第1～第10位信号中的、作为最低位的位信号的第1位信号。类似地，移位寄存器电路161_2～161_10分别依次取入m列的第2～第10位信号。
单行锁存电路162_1在触发信号REG_S暂时变为有效的定时，同时输出被移位寄存器电路161_1取入的m列数的第1位信号。同样地，单行锁存电路162_2～162_10分别在触发信号REG_S暂时变为有效的定时，同时输出被移位寄存器电路161_2～161_10取入的m列数的第2～第10位信号。
这里，在第1～第10位信号中，作为最低位的位信号的第1位信号的信号变化的周期最短，从第1位信号到第10位信号，信号变化的周期逐渐变长，作为最高位的位信号的第10位信号的信号变化的周期最长。因此，如果信号线的长度相同，则在传输第1～第10位信号的各个的第1～第10位信号线中，在传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线中，容易发生因长期连续使用而引起的渐发性的故障或制造时的不良。
因此，在本实施方式中，单行锁存电路162_1～162_10中的单行锁存电路162_1至少与单行锁存电路162_10比配置得更靠近比较器部163。更优选的是，单行锁存电路162_1与单行锁存电路162_2～162_10相比配置得更靠近比较器部163。
由此，从单行锁存电路162_1布线到比较器部163的第1位信号线的长度比从单行锁存电路162_2～162_10分别布线到比较器部163的第2～第10位信号线的长度短。由此，在传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线中，即使在发生从信号线向绝缘层间膜的电流泄漏、或因制造时的不良情况等而布线电阻局部变高的情况下，也由于RC的时间常数的降低，信号线的负荷减轻，因此，不易发生因长期连续使用而引起的渐发性故障。其结果是，在液晶显示装置1中，可靠性提高。另外，制造成品率也提高。
图11示出从单行锁存部同时输出的m列的最低位的影像信号(行数据)中第i列的影像信号的波形、以及在该影像信号与灰度信号Cout一致的定时从比较器部输出的一致信号Pi的波形。
图11的第一段示出了作为最低位的位信号的第1位信号的理想波形。如图11所示，第1位信号的理想波形是矩形波。
图11的第二段示出液晶显示装置1中的第1位信号的波形。具体而言，示出了移位寄存器电路161_1和单行锁存电路162_1比其他移位寄存器电路和单行锁存电路更靠近模拟开关部17(即比较器部163)配置时的第1位信号的波形。
图11的第三段示出液晶显示装置50中的第1位信号的波形。具体而言，表示相当于移位寄存器电路161_1及单行锁存电路162_1每个的电路与其他移位寄存器电路及单行锁存电路相比远离模拟开关部17(即比较器部563)配置时的第1位信号的波形。
图11的第二段的波形与图11的第三段的波形相比，传输第1位信号的信号线(以下称为第1位信号线)的布线长度短，因此RC时间常数变小，第1位信号的钝化变小。与此相对，图11的第三段的波形由于第1位信号线的布线长度长，因此，RC时间常数变大，第1位信号的钝化变大。
图11第四段的波形表示与图11的第三段所示的第1位信号对应的一致信号Pi的波形。即，图11的第四段的波形表示第1位信号线的布线长度长的情况下的一致信号Pi的波形。在这种情况下，由于第1位信号的钝化大，所以比较器输出的上升沿和下降沿都落后于理想的第1位信号的上升沿和下降沿。
图11的第五段的波形表示如下波形：相当于移位寄存器电路161_1及单行锁存电路162_1的每一个的电路与其他移位寄存器电路及单行锁存电路相比，在远离模拟开关部17(即比较器部563)配置的情况下，由于电流泄漏或制造上的不良而第1位信号线成为高电阻时的、第1位信号的波形。在这种情况下，由于第1位信号线的布线长度长，所以RC时间常数变大，第1位信号的钝化变大，而且由于电流泄漏和布线的高电阻化的影响，第1位信号的电压电平不能上升到被判断为H电平的阈值电压以上。因此，如图11第六段所示，一致信号Pi不能上升到H电平，维持L电平的状态。即，液晶显示装置50不能正常地工作。
与此相对，在本实施方式所涉及的液晶显示装置1中，移位寄存器电路161_1和单行锁存电路162_1被配置在比其它移位寄存器电路和单行锁存电路更靠近模拟开关单元17(即，比较器部163)的位置，并且由于第1位信号线的布线长度短，所以RC时间常数减小，并且第1位信号的钝化较小。因此，液晶显示装置1即使在发生少量的电流泄漏或布线的高电阻化等的情况下，也能够正常地动作。
即，本实施方式所涉及的液晶显示装置1即使在由于电流泄漏或制造上的不良情况而布线成为高电阻的情况下，也能够正常地动作。其结果是，可靠性和制造成品率提高。
如上所述，在本实施方式所涉及的液晶显示装置1中，布线成：在构成影像信号的多个位信号中，传输信号频繁变化的最低位的位信号的第1位信号线的长度短于传输其他位信号的第2至第10位信号线的长度。由此，在传输信号频繁变化的第1位信号的第1位信号线中，即使在发生从信号线向绝缘层间膜的电流泄漏、或因制造时的不良情况等布线电阻局部变高的情况下，由于布线的长度短而导致RC的时间常数降低，信号线的负荷减轻，因此不容易发生因长期连续使用而引起的渐发性故障。其结果是，在液晶显示装置1中，可靠性提高。另外，制造成品率也提高。
本实施方式所涉及的液晶显示装置1例如用于搭载于光通信***的WSS装置的光开关元件。在这里，在液晶显示装置1用于WSS装置的光开关元件的情况下，与用于图像显示的情况相比，由于不要求高速的动作频率，因此，为了缩短第1位信号线，将单行锁存电路162_1远离地线(即，比较器部163的附近)配置也没有问题。此外，在这种情况下，与用于图像显示的情况相比，允许一些残像感，因此，为了缩短第1位信号线，将单行锁存电路162_1配置在模拟开关部17(即，比较器部163)的附近也没有问题。
本申请主上2019年3月22日申请的日本专利申请2019-054891为基础的优先权，并将其公开内容引用于此。
产业上的可用性
本发明能够较好地适用于搭载于投影仪等的液晶显示装置、搭载于波长选择开关装置的光开关元件。
符号说明
1 液晶显示装置
2 斜坡信号发生器
11 图像显示部
12 像素
13 定时发生器
14 极性切换控制电路
15 垂直移位寄存器和电平移位器
16 水平驱动器
17 模拟开关部
50 液晶显示装置
56 水平驱动器
161 移位寄存器部
161_1～161_10 移位寄存器电路
162 单行锁存部
163 比较器部
163_1～163_m 比较器
164 灰度计数器
561 移位寄存器电路
562 单行锁存电路
563 比较器部
563_1～563_m 比较器
564 灰度计数器
ADA1～ADAn AND 电路
ADB1～ADBn AND 电路
B 栅极控制信号线
CE 公共电极
Cs1、Cs2 保持电容
D1+、D1-～Dm+、Dm- 数据线
Dcom+、Dcom- 共用布线
G1～Gn 行扫描线
LC 液晶显示元件
LCM 液晶
Na、Nb 节点
PE像素驱动电极(反射电极)
S+、S- 栅极控制信号线
SW1+、SW1-～SWm+、SWm- 开关元件
TG1+～TGn+ 读出用开关选择线
TG1-～TGn- 读出用开关选择线
Tr1～Tr9 晶体管

Claims (6)

1.一种液晶显示装置，包括：
多个像素；
多个数据线，与所述多个像素的各列对应地设置；
移位寄存器部，依次取入所述多个像素列数的s位宽的影像信号，其中，s是2以上的整数；
锁存部，将由所述移位寄存器部取入的所述多个影像信号同时输出；
多个比较器，将从所述锁存部输出的所述多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及
模拟开关部，对是否将所述多个模拟电压分别提供给所述多个数据线进行切换，
其中，所述移位寄存器部具有第1～第s移位寄存器电路，所述第1～第s移位寄存器电路分别依次取入所述多个像素的列数的第1～第s位信号，所述第1～第s位信号构成s位宽的所述影像信号，
所述锁存部具有第1～第s锁存电路，所述第1～第s锁存电路分别同时输出由所述第1～所述第s移位寄存器电路分别取入的所述多个像素的列数的第1～第s位信号，
在所述第1～所述第s锁存电路中，所述第1锁存电路至少比所述第s锁存电路配置得更靠近所述多个比较器，所述第1锁存电路被构成为同时输出作为最低位的位信号的多个所述第1位信号，所述第s锁存电路被构成为同时输出作为最高位的位信号的多个所述第s位信号，
所述第1锁存电路被配置为：使得从所述第1锁存电路布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线至少比从所述第s锁存电路布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线短。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，
所述第1锁存电路比所述第2～所述第s锁存电路配置得更靠近所述多个比较器。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中，
所述第1锁存电路被配置为：使得从该第1锁存电路布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线比从所述第2～所述第s锁存电路中的每一个布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线短。
4.如权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置，其中，
所述液晶显示装置是用于光通信***的光开关元件。
5.一种液晶显示装置的制造方法，所述液晶显示装置包括：
多个像素；
多个数据线，与所述多个像素的各列对应地设置；
移位寄存器部，依次取入所述多个像素列数的s位宽的影像信号，其中，s是2以上的整数；
锁存部，将由所述移位寄存器部取入的所述多个影像信号同时输出；
多个比较器，将从所述锁存部输出的所述多个影像信号分别转换为多个模拟电压；以及
模拟开关部，对是否将所述多个模拟电压分别提供给所述多个数据线进行切换，
其中，所述移位寄存器部具有第1～第s移位寄存器电路，所述第1～第s移位寄存器电路分别依次取入所述多个像素的列数的第1～第s位信号，所述第1～第s位信号构成s位宽的所述影像信号，
所述锁存部具有第1～第s锁存电路，该第1～第s锁存电路分别同时输出由所述第1～所述第s移位寄存器电路分别取入的所述多个像素的列数的第1～第s位信号，
在液晶显示装置的制造方法中，
在所述第1～所述第s锁存电路中，所述第1锁存电路至少比所述第s锁存电路配置得更靠近所述多个比较器，所述第1锁存电路被构成为同时输出作为最低位的位信号的多个所述第1位信号，所述第s锁存电路被构成为同时输出作为最高位的位信号的多个所述第s位信号，
在配置所述第1锁存电路的步骤中，
配置所述第1锁存电路，使得从该第1锁存电路布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线至少比从所述第s锁存电路布线到所述多个比较器中的每一个的多条信号线短。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置的制造方法，其中，
所述液晶显示装置是用于光通信***的光开关元件。
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