JP2006201738A - 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】互いに交差する複数の走査線及び複数の信号線と、これら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電極と、前記信号線に接続され第1の電位信号が入力される第1の端子と、参照電位としての第2の電位信号が入力される第2の端子とを具備し、前記第1の電位信号と前記第2の電位信号との電位を比較して、前記第1の電位信号が低い場合には前記第1の端子の電位をより低くし、また、高い場合には前記第1の端子の電位をより高くして出力するとともに、前記第1及び第2の端子の少なくとも一方に設けられた増幅器と、前記複数の信号線のうちの1本の信号線を選択する選択手段と、前記増幅器の前記第1及び第2の端子の少なくとも一方に、当該選択された信号線を電気的に接続する接続手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図22
Description
しかし、完成品について検査を行う方法を採用した場合には、基板の製造工程後に不良品が発見されることとなる。このため、不良品の発見が遅れてしまい、製造工程の管理面からみると好ましくないという欠点がある。
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。
また、前記増幅器は、前記第2の端子も前記信号線に電気的に接続されており、前記第1及び第2の端子に、相互に同数の信号線が対応していることを特徴とする。
本実施の形態は基板に検査回路を搭載すると共に、その占有面積を低減するものである。もしくは、その検査回路を構成する差動増幅器1個あたりの占有面積を拡大し,検査回路の高性能化を図るものである。説明の都合上、先ず、本実施の形態を適用する検査回路が搭載された基板であって、占有面積について考慮されていない電気光学装置用基板について説明する。
図1はこのような検査回路を有する電気光学装置用基板である液晶表示装置の素子基板の回路図を示している。液晶表示装置の素子基板1は、アクティブマトリックス型表示装置用基板であるTFT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2aを有している。ここで、m,nはそれぞれ整数である。素子基板1は、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(X-Driver)5aと、Yドライバ部(Y-Driver)5bと、トランスミッションゲート部6と、画像信号線7とを含む。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、Xドライバ部5aからの出力タイミング信号に応じて、画像信号線7から入力される画素データ信号を供給する。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、各ソース線にプリチャージ電圧を印加するためのものである。なお、プリチャージ電圧としては種々の電圧を選択することができ、例えば、電源電圧Vddでもよく、接地電位でもよく、あるいはこれらの中間電位でもよい。
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、画素電極、共通電極、及び液晶からなる液晶容量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。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、図1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の駆動パルス電源SAp−chと第2の駆動パルス電源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、全行の画素が書込まれる。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、第1の実施の形態を適用する基板の他の例について説明する。
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と参照電圧供給線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。即ち、各ソース線Sと参照電圧供給線REFとは、同電位にイコライズすればよい。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駆動パルス電源がLOWになると、図13に点線で示すように、端子seの電位が下降する。さらに、SAp−ch駆動パルス電源がHIGH になると、図13に点線で示すように、端子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。
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、図1の装置に比べて、検査時間は短くなる。
次に、第1の実施の形態を適用する基板の他の例について説明する。
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の端子soと端子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15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駆動パルス電源がLOWになると、図15に点線で示すように、端子soの電位が下降する。さらに、SAp−ch駆動パルス電源がHIGH になると、図15に点線で示すように、端子se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が画素に書き込まれた電位ではないため、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。
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。
図17は図14の基板の第3の例に適用した第1の実施の形態を示している。本実施の形態は、図14に示す電気光学装置用基板の検査回路の占有面積を低減させるものである。もしくは、検査回路を構成する差動増幅器1個あたりの占有面積を拡大し,検査回路の高性能化を図るものである。図17において図14と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態に係る電気光学装置用基板である素子基板40は、1個の差動増幅器4aに3本以上のソース線を対応させると共に、接続ゲート部17に代えて接続手段としての接続ゲート部45を採用した点が図14の電気光学装置用基板と異なる。
参照電圧供給部18からは、端子18aには、プリチャージ電位として、HIGHとLOWの中間電位のプリチャージ電圧Vpreが印加されている。よって、所定の画素データの書き込み後、端子se及び端子soは、中間電位の状態となっている。
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S1,S5,…の電位は、図19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駆動パルス電源がLOWになると、図19に点線で示すように、端子soの電位が下降する。さらに、SAp−ch駆動パルス電源がHIGH になると、図19に点線で示すように、端子seの電位が上昇する。
この場合、テスト回路接続信号TE1〜TE4をLOWにしてトランジスタ46a〜46dをオフさせているため、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、プリチャージ電圧Vpreは画素への書込み電位によって得られるものではないことから、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。
ところで、上記各実施の形態においては、差動増幅器4aに供給する第1の駆動パルス電源SAp−chと第2の駆動パルス電源SAn−chとして、例えば電源電圧Vdd、接地電位を用いた。しかし、電源電圧レベルの駆動パルス電源をスイッチングして差動増幅器4aを駆動した場合には、十分な駆動力が得られないことが考えられる。そこで、一般的には、図22に示す構成を採用することが考えられる。
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28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 (7)
- 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電極と、
前記信号線に電気的に接続され、前記画素電極に供給された第1の電位信号が入力される第1の端子と、参照電位としての第2の電位信号が入力される第2の端子とを具備し、前記第1の電位信号と前記第2の電位信号との電位を比較して、前記第1の電位信号が低い場合には前記第1の端子の電位をより低くし、前記第1の電位信号が高い場合には前記第1の端子の電位をより高くして出力するとともに、前記第1及び第2の端子の少なくとも一方に、前記複数の信号線のうち、所定の複数の信号線が対応するように設けられた増幅器と、
前記対応させた所定の複数の信号線のうちの1本の信号線を選択する選択手段と、
前記増幅器の前記第1及び第2の端子の少なくとも一方に、当該選択された信号線を電気的に接続する接続手段と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置用基板。 - 前記増幅器は、前記第2の端子も前記信号線に電気的に接続されており、前記第1及び第2の端子に、相互に同数の信号線が対応していることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置用基板。
- 前記増幅手段において、前記第2の端子には、前記第2の電位信号を供給するための供給線が電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置用基板。
- 前記選択手段は、選択情報に基づいて前記増幅器の第1又は第2の端子に接続する信号線を決定するための出力信号を生成するデコード回路を有することを特徴とする請求項1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1から請求項4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5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を有する電気光学装置用基板の検査方法であって、
前記信号線に電気的に接続され、前記画素電極に供給された第1の電位信号が入力される第1の端子と、参照電位としての第2の電位信号が入力される第2の端子とを具備し、前記第1及び第2の端子の少なくとも一方に、前記複数の信号線のうち、所定の複数の信号線が対応するように設けられた増幅器において、
前記対応させた所定の複数の信号線のうちの1本の信号線を選択する選択ステップと、
当該選択された1本の信号線を対応する前記第1又は第2の端子に電気的に接続するステップと、
前記第1又は第2の端子の一方に電気的に接続された信号線を介して画素に供給された第1の電位信号を供給し、他方に前記第2の電位信号を供給するステップと、
前記第1の電位信号と前記第2の電位信号とを比較して、前記第1の電位信号が低い場合には前記第1の端子の電位をより低くし、前記第1の電位信号が高い場合には前記第1の端子の電位をより高くして出力するステップと、
を具備したことを特徴とする電気光学装置用基板の検査方法。
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