JP2006146137A - 電気光学装置用基板及びその検査方法、並びに電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の基板1は、複数のスイッチング素子のそれぞれを介して、複数の画素に第1の電位信号を信号線を介して書き込むためのビデオ線7とトランスミッションゲート部6を有する。さらに、基板1は、低い方の電位をより低くして、かつ、高い方の電位をより高くして信号線に出力する差動増幅器4aからなる表示データ読み出し回路部4と、第1の電位信号と基準となる第2の電位信号を読み出すトランスミッションゲート部6とビデオ線7とを有する。
【選択図】図1
Description
しかし、完成品について検査を行う方法は、製造工程の管理面からみると、好ましくない。理由は、基板の製造工程後に不良品が発見されるので、不良品の発見が遅れてしまうからである。
そこで、基板の製造工程内において、不良の発見、特に、表示装置の欠陥画素の発見を行うことが望まれている。
このような構成によれば、外部からのプローブを接触される等の必要がなく、十分な測定精度の得られる検査のできる電気光学装置用基板を用いた電気光学装置又は電子機器が実現できる。
ここでは、本発明の電気光学装置用基板の一例として、液晶表示装置に用いるアクティブマトリックス型表示装置用基板を例にとって説明する。
まず、図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる液晶表示装置の素子基板の回路図である。液晶表示装置の素子基板は、アクティブマトリックス型表示装置用基板である。素子基板1は、表示素子アレイ部2と、プリチャージ回路部3と、表示データ読み出し回路部4を含む。表示部となる表示素子アレイ部2は、マトリックス状に2次元に配置されたm行×n列の複数の画素のセルからなる。ここで、m,nはそれぞれ整数である。表示素子アレイ部2のX方向(横方向)及びY方向(縦方向)に並んだ複数の画素2aを駆動するために、Xドライバ部5aと、Yドライバ部5bと、トランスミッションゲート部6と、画像信号線7も含む。Xドライバ部5a、Yドライバ部5b、トランスミッションゲート部6及び画像信号線7が、データ書込手段及びデータ読出手段のそれぞれを構成する。トランスミッションゲート部6は、画像信号線7から入力される画素データ信号をXドライバ部5aからの出力タイミング信号に応じて供給する。画像信号線7は、マトリックス状の表示素子アレイ部2の奇数列に信号を供給する信号線と、偶数列に信号を供給する信号線とを有し、それぞれの端子inoとineとに接続されている。
プリチャージ回路部3は、後述するように、各種特性の検査のために、各ソース線を所定の電位にプリチャージするときに利用する。
各画素2aは、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(以下、TFTという)11と、液晶容量Clcと、液晶容量Clcに並列に接続された付加容量Csとを含む。TFT11のドレイン端子に液晶容量Clcと付加容量Csのそれぞれの一端が接続されている。付加容量Csの他端は、共通固定電位CsCOMに接続されている。なお、素子基板1を単結晶シリコンなどの半導体物質、あるいは半導体化合物などで形成した場合、各画素のスイッチング素子としてトランジスタを用いることが可能となる。TFT11のゲート端子gはYドライバ5bからの走査線Gに接続されている。TFT11のゲート端子gに所定の電圧信号が入力されてTFT11がオンすると、ソース線Sに接続されたTFT11のソース端子sに印加されている電圧が液晶容量Clcと付加容量Csに印加され、供給された所定の電位が維持される。
なお、本実施の形態では、隣り合う2つのソース線に1つの差動増幅器4aを設けている。これは、素子基板1上に差動増幅器4aを形成し易いからであるとともに、外来ノイズがあった場合に両方のソース線に同じように影響を及ぼすからであり、隣り合わない画素のソース線に対して1つの差動増幅器を設けてもよい。
従って、製品あるいは試作品としての液晶表示装置として画像表示が行われるときは、素子基板1の表示データ読み出し回路部4は、動作せず使用されない。
まず検査方法を実現するための検査システムについて説明する。図4は、本実施の形態に係わる検査システムの構成図である。素子基板1と、画素データの書き込みと読み込みができるテスト装置31とを、接続ケーブル32を介して接続する。接続ケーブル32は、素子基板1のデータ線7の端子ino,ine、表示データ読み出し回路部4の信号線の端子4b、4c、プリチャージ回路部3の端子3a、3b等を、テスト装置31に電気的に接続する。
表示データ読み出し回路部4の各差動増幅器4aを非動作状態にする。具体的には、第1の駆動電源SAp-chと第2の駆動電源SAn-chを、それぞれ電源電圧Vddと接地電位の中間電位(Vdd/2)にする。その状態で、画像信号線7の入力端子ino,ineから、セルである各画素に所定の画素データ信号を入力、すなわち書き込む(ステップ(以下、Sと略す)1)。具体的には、奇数側のソース線S(odd)にHIGHを、偶数側のソース線S(even)にLOWを供給することによって、選択された行の奇数番目の画素にはHIGHが書き込まれ、偶数番目の画素にはLOWが書き込まれる。この書込工程が、行毎に行われ、全行について行われる。図6(a)は、4(行)×6(列)の各画素に書き込まれる画素データのLOW(L)と、HIGH(H)の状態を示す図である。図6(a)に示すように、表示素子アレイ部2の各画素データは、LOW(L)の列とHIGH(H)の列が交互に表れるマトリックスとなる。
テスト装置31は、書き込んだ画素データと読み出した画素データが一致していないセル、すなわち画素を特定し、異常セルとして、例えばセル番号等のデータを、図示しないモニタの画面上に表示するように出力する(S4)。
そして、トランスミッションゲート部6の各トランジスタのゲートTG1からTGnを順に開き(HIGHにし)、画像信号線7から順番に第1行目の各画素の画素データを読み出す。
次に、偶数列と奇数列の関係を逆にし、すなわち、奇数側の画素を基準データ書き込み用とし、奇数側の画素にLOWを、被検査用の偶数側の画素にHIGHを書き込み、図5に示す処理と同様の処理を行うことによって、基準となる奇数側の画素に対して、偶数側の画素に、LOW固定不良がないかどうかを検査する。
上述したLOW固定不良の場合と同様に、最初に偶数側の画素を基準データ書き込み用とするが、画素データの書き込みにおいては、偶数側の画素にHIGHを、被検査用の奇数側画素にLOWを書き込む。
以降の差動増幅器の動作は、上述したLOW固定不良の検出時と同様である。以上の動作を、今度は基準側を奇数側として、検査対象を偶数側として行うことによって、全ての画素についてHIGH固定不良の検査をすることができる。
図9を用いて、基準側の画素にHIGHとLOWの中間電位を書き込んで検査を行う方法について説明する。
上述したLOW固定不良の検出の場合と同様に、最初に偶数側の画素を基準データ書き込み用とし、偶数側の画素にHIGHとLOWの中間電位を、被検査用の奇数側画素にはHIGH又はLOWを書き込む。例えば、図10に示すように、奇数側の画素には、初めにHIGHを書き込み、偶数側の画素には、HIGHとLOWの中間電位(M)を書き込む。
さらに、表示データ読み出し回路部によって、アナログ情報であるキャパシタの充電電荷がデジタル情報(電圧論理)に変換できるため、検査における検出感度が高い。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図12は、本発明の第2の実施の形態に係わる液晶表示装置の素子基板の回路図である。図12において、第1の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明は省略する。
なお、トランジスタ13bが所定時間だけオンすることにより、各ソース線Sと参照側信号線REFの両方に、参照電圧Vrefが現れるようにしているので、ゲート線Gをオフにしておけば、必ずしもプリチャージ状態にする必要はない。さらになお、トランジスタ13bをオンしたときに、テスト回路接続用のゲート端子14aのテスト回路接続信号TEは、まだHIGHでなくてもよい。従って、データ保持時間経過t1後に、プリチャージゲート電圧PCGがLOWの場合は、HIGHにしてプリチャージが行われる。
画素に不良があれば、例えば、コンデンサCsのリークがあって、各画素のデータがLOWに変化していると、各ソース線Sの電位は、図13に点線で示したようにわずかに下降する。その場合は、SAn-ch駆動電源がLOWになると、図13に点線で示すように、接続点seの電位が下降する。さらに、SAp-ch駆動電源がHIGH になると、図13に点線で示すように、接続点soの電位が上昇する。
この場合、テスト回路接続信号TEをオフしているため、負荷となるソース線Sの容量の影響を受けなくなり、高速動作が可能になる。また、参照電圧Vrefが画素に書込まれた電位でないため、ある画素の不良はその画素の不良として検出される。すなわち、1画素の不良として特定できるため、詳細不良特性分類が可能となる。
以上、全画素にHIGHのデータを書き込んで行う検査の動作が終了すると、次に、全画素にLOWのデータを書き込み、同一の検査を実施することですべて終了となる。従って、全画素について、2回の検査を行うだけで済むため、第1の実施の形態の場合に比べて、検査時間は短くなる。
次に、第2の実施の形態の変形例について説明する。図14は、第2の実施の形態の変形例である素子基板1B’を示しており、図14において図12と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明は省略する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図15は、本発明の第3の実施の形態に係わる液晶表示装置の素子基板の回路図である。図15において、第1の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明は省略する。
なお、トランジスタ16b、16cが所定時間だけオンすることにより、各差動増幅器4aの接続点soと接続点seの両方に、参照電圧Vrefが現れるようにしているので、ゲート線Gをオフにしておけば、必ずしもプリチャージ状態にする必要はない。さらになお、トランジスタ16b、16cをオンしたときに、テスト回路接続用のゲート端子17a1のテスト回路接続信号TEoは、まだHIGHでなくてもよい。従って、データ保持時間t1
経過後に、プリチャージゲート電圧PCGがLOWの場合は、HIGHとしてプリチャージが行われる。
画素に不良があれば、例えば、コンデンサCsのリークがあって、各画素のデータがLOWに変化していると、各奇数列ソース線S(odd)の電位は、図16に点線で示したようにわずかに下降する。その場合は、SAn-ch駆動電源がLOWになると、図16に点線で示すように、接続点seの電位が下降する。さらに、SAp-ch駆動電源がHIGH になると、図16に点線で示すように、接続点soの電位が上昇する。
この場合、テスト回路接続信号TEoとTEeをオフしているため、負荷となるソース線Sの容量の影響を受けなくなり、高速動作が可能になる。また、参照電圧Vrefが書き込み電位でないため、ある画素の不良はその画素の不良として検出され、詳細不良特性分類が可能となる。
さらに続いて、検査対象画素を偶数列に変更する。すなわち、テスト回路接続信号TEoをLOWに固定し、奇数列の画素について行った検査と同一の検査を、テスト回路接続信号TEeを変化させながら、偶数列の画素にHIGHのデータを書き込んだ場合と、LOWのデータを書き込んだ場合とで行う。
ここで、ノーマリーホワイトモードの場合には、中心電位が白表示に相当し、最高電位及び最低電位が黒表示に相当するので、se及びsoの出力としては常に最低輝度(黒表示)の画像信号に相当する電位が得られることになる。
例えば、一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置であって、一対の基板の一方に本発明の電気光学装置用基板を用いたものである。
図20は、上述した電気光学装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投射型カラー表示装置の説明図である。
Claims (25)
- 互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線と、
前記複数の走査線及び前記複数の信号線の交差に対応してに配置された複数の画素と、
前記信号線に電気的に接続され、前記画素に入力された信号が前記信号線を介して入力されるとともに、当該入力された信号の電位を増幅する増幅手段と、
を備えたことを特徴とする電気光学装置用基板。 - 前記増幅手段は、一対の前記信号線に電気的に接続され、前記一対の信号線からそれぞれ供給された信号の電位差を増幅することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線と、
前記複数の走査線及び前記複数の信号線の交差に対応してマトリックス状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素に対応してそれぞれ設けられた複数のスイッチング素子と、
前記複数の信号線のうちの第1の信号線を介して第1の電位信号が入力されるとともに、基準電位としての第2の電位信号が入力される増幅手段と、
前記増幅手段から前記複数の信号線に出力された出力電位信号を読み出すデータ読出手段と、
を有し、
前記増幅手段は、前記第1の電位信号と前記第2の電位信号とを比較し、前記第1の電位信号が低い場合には、前記信号線の電位をより低くして、そのより低くした前記出力電位信号を前記信号線に出力し、前記第1の電位信号が高い場合には、前記信号線の電位をより高くして、そのより高くした前記出力電位信号を前記信号線に出力することを特徴とする電気光学装置用基板。 - 前記第1の電位信号は、前記複数のスイッチング素子を介して前記複数の画素の全部又は一部に供給された信号の電位であり、
前記第2の電位信号の電位は、基準信号線から供給される電位であることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置用基板。 - 前記第1の電位信号及び前記第2の電位信号は、それぞれ前記複数のスイッチング素子を介して前記複数の画素の全部又は一部に供給された信号の電位であり、
前記第1の電位信号は前記第1の信号線を介して、前記第2の電位信号は前記複数の信号線のうちの第2の信号線を介して、対応する前記増幅手段に供給されることを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置用基板。 - 前記増幅手段は、差動増幅器であることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
- 前記データ読出手段は、読み出した前記電位信号を出力するための差動増幅器を有することを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
- 前記複数の画素のそれぞれには、付加容量が設けられていることを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
- さらに、前記複数の信号線に接続され、前記複数の信号線の電位を所定の電位にプリチャージするプリチャージ回路を有することを特徴とする請求項3から請求項8のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。
- 前記複数の画素に供給された画像信号を供給する画像信号線と、前記画像信号線から供給された画像信号を前記複数の信号線に供給する複数のトランスミッションゲートとを有し、
前記データ読み出し手段は、前記画像信号線を含むことを特徴とする請求項3から請求項9のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板。 - 一対の基板間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置において、前記一対の基板の一方に請求項3から請求項10のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板を用いたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項11に記載の電気光学装置を用いたことを特徴とする電子機器。
- 互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線と、前記複数の走査線及び前記複数の信号線の交差に対応してマトリックス状に配置された複数の画素と、前記複数の画素に対応してそれぞれ設けられた複数のスイッチング素子と、を有する電気光学装置用基板の検査方法であって、
1つの前記信号線に対応する画素に第1の電位信号を供給する供給ステップと、
前記画素に供給された前記第1の電位信号を、前記信号線を介して読み出す読出ステップと、
前記第1の電位信号とは電位が異なり基準信号としての第2の電位信号と、読み出された前記第1の電位信号と、を比較し、前記第1の電位信号が低い場合には、前記信号線の電位をより低くして、そのより低くした前記出力電位信号を前記信号線に出力し、前記第1の電位信号が高い場合には、前記信号線の電位をより高くして、そのより高くした前記出力電位信号を前記信号線に出力する出力ステップと、
前記供給ステップで供給された第1の電位信号と前記出力ステップで出力された前記出力電位信号とを比較する比較ステップと、
を有することを特徴とする電気光学装置用基板の検査方法。 - 前記読出ステップの前に、前記信号線を所定のプリチャージ電位にするプリチャージステップを含むことを特徴とする請求項13に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記所定のプリチャージ電位は、前記第1の電位信号と前記第2の電位信号の間の中間電位であることを特徴とする請求項14に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記複数の画素の各々に付加容量が設けられていることを特徴とする請求項13から請求項15のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記第2の電位信号の電位は、外部から供給される電位であることを特徴とする請求項13から請求項16のいずれか一項に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記供給ステップにおいて、前記第1の前記第2の電位信号は、それぞれ前記複数のスイッチング素子を介して2つの画素に供給された信号の電位であり、
前記読出ステップにおいて、前記第1及び前記第2の電位信号は、それぞれ対応する2つの前記信号線を介して、読み出されることを特徴とする請求項13に記載の電気光学装置用基板。 - 前記供給ステップにおいて、前記2つの画素の一方を検査対象画素とし、該検査対象画素へ前記第1の電位信号としてHIGH信号を供給し、前記2つの画素の他方を基準画素とし、該基準画素へ前記第2の電位信号としてLOW信号を供給し、
前記比較ステップにおいて前記検査対象画素から読み出した電位信号がLOWのときに、前記付加容量の不良であると判断することを特徴とする請求項18に記載の電気光学装置用基板の検査方法。 - 前記付加容量の共通固定電極の電位を、前記LOW信号の供給電位より低い電位とすることを特徴とする請求項19に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記所定のプリチャージ電位は、前記出力ステップにおいてより高くされた電位よりも高い電位であることを特徴とする請求項14に記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記供給ステップにおいて、前記2つの画素の一方を検査対象画素とし、該検査対象画素へ前記第1の電位としてLOW信号を供給し、前記2つの画素の他方を基準画素とし、該基準画素へ前記第2の電位としてHIGH信号を供給し、
前記比較ステップにおいて前記検査対象画素から読み出した電位信号がHIGHのときに、前記スイッチング素子の不良であると判断することを特徴とする請求項21に記載の電気光学装置用基板の検査方法。 - 前記供給ステップにおいて、前記2つの画素の一方を検査対象画素とし、該検査対象画素へ前記第1の電位としてLOW信号あるいはHIGH信号を供給し、前記2つの画素の他方を基準画素とし、該基準画素へ前記第2の電位として前記第1のLOW信号の電位とHIGH信号の電位との間の電位を有する中間電位信号を供給し、
前記比較ステップにおいて前記検査対象画素から読み出したそれぞれの電位が、前記第1の電位と一致しなかったとき、前記スイッチング素子または前記付加容量の不良であると判断することを特徴とする請求項15に記載の電気光学装置用基板の検査方法。 - 前記2つの信号線は互いに隣接していることを特徴とする請求項18,19,20,22,23のいずれかに記載の電気光学装置用基板の検査方法。
- 前記複数の画素について順次、前記供給ステップと、前記読出ステップと、前記出力ステップと、前記比較ステップとを行うことを特徴とする請求項13から請求項24のいずれかに記載の電気光学装置用基板の検査方法。
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