JP2019138976A - 表示装置及び表示システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る第1態様の表示装置は、画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力する表示装置であって、前記画像表示用信号と、外部から入力するテスト用信号を選択し前記複数の画素部に入力するテスト用ターミナルを備えることを特徴とする。
本発明に係る第2態様の表示装置は、画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力するドライバ回路部を設けた表示装置であって、前記画像表示用信号と、外部から入力するテスト用信号を選択し前記複数の画素部に入力するテスト用ターミナルを備えることを特徴とする。
本発明に係る第3態様の表示装置は、画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力するドライバ回路部を設けた表示装置であって、前記ドライバ回路部は、外部から入力するテスト用信号により、テスト信号を発生させ、前記複数の画素部に入力することを特徴とする。
本発明に係る表示システムは、前記本発明に係る表示装置を含む。
図3は、第1実施形態に係る表示装置10A(10)の画素部110〜110及びテスト用ターミナル部400A〜400A(400)部分α1を拡大した回路図である。また、図4は、図3に示す回路図の画素部110部分α2を拡大した回路図である。
図5に示すように、第1のドライバ回路部310は、シフトレジスタ回路部311、サンプリングホールドメモリ回路部312、レベルシフタ回路部313(電圧変換回路部)、DAコンバータ回路部314(デジタル/アナログ変換回路部)及び出力回路部315を備えている。第1のドライバ回路部310は、制御部200(図1参照)から出力される各種信号を受け取り、各ソース配線SL1〜SLmに第1の画像表示用信号S1〜S1(データ信号)を供給する。第1の画像表示用信号S1〜S1は、シフトレジスタ回路部311、サンプリングホールドメモリ回路部312、レベルシフタ回路部313、DAコンバータ回路部314及び出力回路部315を介して複数の画素部110〜110に入力される。本ブロック構成は、本形態を説明するうえで便宜上必要な機能を模式的に示したものであり、ブロック構成や順序はこれに限るものではない。一方、第1のテスト用信号T1は、レベルシフタ回路部313、DAコンバータ回路部314及び出力回路部315を介して複数の画素部110〜110に入力される。或いは、第1のテスト用信号T1は、レベルシフタ回路部313、DAコンバータ回路部314及び出力回路部315を介さずに複数の画素部110〜110に入力される。
図7Bは、第1実施形態に係る表示装置10Aの回路構成の他の例を示す回路図である。
図7Cは、第1実施形態に係る表示装置10Aの回路構成のさらに他の例を示す回路図である。
図8Aは、第2実施形態に係る表示装置10B(10)の回路構成の一例を示す回路図である。図8Bは、図8Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のサンプリングホールドメモリ回路部312の一部β1を拡大した回路図である。図8Cは、図8Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のシフトレジスタ回路部322の一部β2を拡大した回路図である。
ソース側のシフトレジスタ回路部311は、クロック信号CLに基づいて、シフト動作(クロック動作)を行うことにより、接続されたソース配線SL1〜SLmに対して、出力すべき第1の画像表示用信号S1のデータを選択する。サンプリングホールドメモリ回路部312は、シフトレジスタ回路部311により選択されたデータをサンプリングして記憶する。また、サンプリングホールドメモリ回路部312には、セット機能が追加されており、サンプリングホールドメモリ回路部312にセット信号SET(第1のテスト用信号T1または選択用信号MS)が入力されると、サンプリングホールドメモリ回路部312に接続された画素素子111が駆動される。ゲート側のシフトレジスタ回路部322は、クロック信号CLに基づいて、シフト動作(クロック動作)を行うことにより、接続されたゲート配線GL1〜GLnに対して、出力すべき第2の画像表示用信号S2のデータを選択する。また、ゲート側のシフトレジスタ回路部322には、セット機能が追加されており、ゲート側のシフトレジスタ回路部322にセット信号SET(第2のテスト用信号T2または選択用信号MS)が入力されると、ゲート側のシフトレジスタ回路部322に接続された画素素子111が駆動される。
図9Aは、第2実施形態に係る表示装置10Bの回路構成の他の例を示す回路図である。図9Bは、図9Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のサンプリングホールドメモリ回路部312の一部β1を拡大した回路図である。図9Cは、図9Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のシフトレジスタ回路部322の一部β2を拡大した回路図である。
図10Aは、第2実施形態に係る表示装置10Bの回路構成のさらに他の例を示す回路図である。図10Bは、図10Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のサンプリングホールドメモリ回路部312の一部β1を拡大した回路図である。図10Cは、図10Aに示す表示装置10Bにおけるゲート側のシフトレジスタ回路部322の一部β2を拡大した回路図である。
図11Aは、第3実施形態に係る表示装置10C(10)の一例におけるゲート側のシフトレジスタ回路部322部分の概略構成を示す回路図である。また、図11Bは、第3実施形態に係る表示装置10C(10)の他の例におけるゲート側のシフトレジスタ回路部322部分の概略構成を示す回路図である。
図11Aに示すように、ゲート側のシフトレジスタ回路部322には、テスト用ターミナル部400Cが接続されている。テスト用ターミナル部400Cは、第3のテスト用ターミナル413(410)を備えている。第3のテスト用ターミナル413は、セレクター回路(この例ではマルチプレクサ回路)である。
図11Bに示す例の表示装置10Cは、図11Aに示す例の表示装置10Cにおいて第4のテスト用ターミナル414(410)を備えたものである。
第4実施形態に係る表示装置10は、第1実施形態及び第3実施形態に係る表示装置10において、選択用信号MSを複数の画素部110〜110に対して通常動作時に入力する通常信号Gと共有する構成とされている。
通常信号Gについては、テスト用信号Tの選択用信号MSと、画像表示用信号Sとの共有のみではなく、それ以外の信号、例えば、選択用信号MSと、表示部100(画像表示部)の輝度補正信号等の補正信号とを共有するようにしてもよい。
本実施の形態では、画素素子111として、発光素子を用いたが、液晶素子を用いてもよい。
ここで、ドライバ回路部300(310,320)を未接続状態で表示確認テストを行うことが考えられる。例えば、第2実施形態では、テスト用ターミナル部400Bは、サンプリングホールドメモリ回路部312及びシフトレジスタ回路部322を一部共有しているが、液晶表示装置ではドライバ回路部300を外した表示装置とすることができる。
複数の画素素子111〜111の表示確認テストは、ドライバ回路部300(310,320の両方又は、どちらか一方)と駆動回路112とが1チップに形成された表示装置、もしくは後工程で一体的に形成される表示装置10E(10)に関して特に有効となる。
次に、ドライバ回路部300(310,320の両方又は、どちらか一方)と駆動回路112とが1チップ形成もしくは後工程で搭載され、画素素子111〜111が後工程で貼り合わされる表示装置及び表示確認テスト方法に関し、対象となる表示装置10Eの製造方法の一例について図15を参照しながら以下に説明する。なお、複数の画素素子111〜111の表示確認テストは、ドライバ回路部300(310,320の両方又は、どちらか一方)と駆動回路112と複数の画素素子111〜111とを同一基板に一体的に形成された表示装置、もしくは後工程でそれぞれ基板に搭載されて一体的に形成される表示装置に適用してもよい。
まず、図15の(a)に示すように、成長基板18に青色発光素子30を設ける。成長基板18は、青色発光素子30の半導体層をエピタキシャル成長させる基板である。III−V族化合物半導体及びIII族窒化物半導体における基板としては、公知のものを利用できる。また、III−V族化合物半導体及びIII族窒化物半導体としては、公知のものを利用できる。
青色発光素子30の形成後、図15の(b)に示すように、青色発光素子30の上に複数の発光素子側電極202を形成する。この形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。発光素子側電極202の代表的な材料は、例えば金(Au)である。
発光素子側電極202の形成後、図15の(c)に示すように、青色発光素子30に複数の分離溝19を形成する。この形成には、標準的な半導体選択エッチングプロセスが使用される。図15では、隣り合う発光素子側電極202の間に、分離溝19を形成する。形成される分離溝19は、成長基板18の表面にまで達する。分離溝19が形成されることによって、一枚の青色発光素子30が、成長基板18の表面において複数の個別の青色発光素子30に分割される。
分離溝19の形成後、図15の(d)に示すように、金属配線12、絶縁層13、及び基板側電極201が予め形成され、駆動回路を有する基板11を用意する。絶縁層13は、酸化膜、樹脂膜、及び樹脂層によって構成される絶縁性の層である。絶縁層13は、基板11と電極20とが直接接触することを防ぐ。基板11に対する基板側電極201の形成には、周知の一般的な電極形成技術が使用される。基板側電極201の代表的な材料は、例えば金(Au)である。基板11の用意と並行して、図15の(d)に示すように、成長基板18を反転させる。反転後、各基板側電極201と各発光素子側電極202とが対向するように、基板11と成長基板18とを位置合わせする。
位置合わせの完了後、図15の(e)に示すように、基板11と成長基板18とを貼り合わせる。その際、既存の貼り合わせ技術を使用して、対応する基板側電極201及び発光素子側電極202が接合するように、基板11及び成長基板18を加圧によって上下から抑える。加えて、基板11の貼り合わせ工程中に基板11を加熱する処理により基板側電極201及び発光素子側電極202の反応性を向上させたり、基板11の貼り合わせ前のプラズマ処理などにより、電極20の清浄表面を露出させたりすることができる。基板11を加熱する処理及びプラズマ処理により、対応する基板側電極201及び発光素子側電極202をより強固に接合することができる。このように、対応する基板側電極201及び発光素子側電極202が一体化され、電極20を構成する。
基板11の貼り合わせ工程後で次の樹脂50の形成工程前に、その状態での良否判定のため画素素子111〜111の表示確認テスト(全画素点灯の確認テスト)を行う。この判定で、良の判定の場合には、次の工程へ移行し、否の判定の場合には、テスト品は不良品となり、リワーク(修正)もしくは排除される。
貼り合わせ工程の完了後、基板11と成長基板18との間にできた空隙内に、液状樹脂50aを充填する。充填後の状態を図15の(f)に示す。この際、例えば、液状樹脂50aで満たされた容器内に、貼り合わせ後の状態で浸せばよい。液状樹脂50aの主材料は特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂である。なお、液状樹脂50aの注入方法は上記以外に注射針、特に基板11と青色発光素子30との間にできた空隙のサイズに合ったマイクロニードルで液状樹脂50aを注入する方法でもよい。この場合の注射針の材料としては金属製、またはプラスチック製などが用いられる。
樹脂50の形成工程後で次の成長基板18の剥離工程前に、その状態での良否判定のため画素素子111〜111の表示確認テスト(全画素点灯の確認テスト)を行う。この判定で、良の判定の場合には、次の工程へ移行し、否の判定の場合には、テスト品は不良品となり、リワーク(修正)もしくは排除される。
充填工程の完了後、図15の(g)に示すように、成長基板18を剥離させる。この工程には、既存の剥離技術が使用される。既存の剥離手段の一例として、レーザー光の照射を利用した剥離技術を利用することができる。例えば、青色発光素子30の成長基板にサファイアなどの透明基板を用い、発光素子層としてIII族窒化物半導体を結晶成長した場合、透明基板側からレーザー光を一定条件で照射することにより結晶成長層に与えるダメージを軽減することが可能である。なお、その他の手段としては湿式エッチング法、研削、または研磨法などを用いた成長基板18の剥離も可能である。
成長基板18の剥離工程後で次の色変換層40の形成工程前に、その状態での良否判定のため画素素子111〜111の表示確認テスト(全画素点灯の確認テスト)を行う。この判定で、良の判定の場合には、次の工程へ移行し、否の判定の場合には、テスト品は不良品となり、リワーク(修正)もしくは排除される。
剥離工程の完了後、以下の(1)〜(3)のうちの1つの工程により、色変換層40を形成することができる。以下の(1)〜(3)の工程は、色変換層40を形成する工程の一例である。
色変換層40の形成工程後で次の固定樹脂60の形成工程前に、その状態での良否判定のため画素素子111〜111の表示確認テスト(各色の発光確認テスト)を行う。この判定で、良の判定の場合には、次の工程へ移行し、否の判定の場合には、テスト品は不良品となり、リワーク(修正)もしくは排除される。また、それぞれの発光色の強度を確認することで、画像データから生成される信号の強度を補正するデータ作成に使用可能となる。
青色発光素子30の光出射面と同じ面積である面を有する色変換層40(板状の色変換層)を作成し、その色変換層40を青色発光素子30の上に配置する。色変換層40の側面及び上面、並びに樹脂50の上面を樹脂(固定樹脂60が固体になる前の液体状態の樹脂)で覆うことにより、色変換層40を青色発光素子30及び樹脂50に固定させる。固定樹脂60の形成工程が完了後、表示装置10Eの製造が完了する。ここで説明した固定樹脂60の形成工程は、一例である。
なお、画素素子は、発光素子、液晶素子等を例示できる。発光素子としては、発光ダイオード素子、半導体レーザー素子、有機発光ダイオード(OLED:Organic Light−Emitting Diode)素子、スピン発光ダイオード素子を例示できる。上記実施の形態における複数の画素素子111〜111は、上記実施の形態で示した青色発光素子30ばかりでなく、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成されていてもよく、さらに複数種の発色発光ダイオード素子の組み合わせが可能である。また蛍光体を用いて色変換をおこなうことも可能である。特に白色表示する場合は、赤(R)・緑(G)・青(B)それぞれの発光色を持つ発光素子を用いることで、色再現性を高くすることが可能となる。この場合、それぞれの発光素子は後工程で接続されるため、本技術が有効となる。また液晶素子としては、液晶パネル素子を例示できる。
100 表示部
110 画素部
111 画素素子
112 駆動回路
200 制御部
300 ドライバ回路部
310 第1のドライバ回路部
311 シフトレジスタ回路部
312 サンプリングホールドメモリ回路部
312a 第1のセット端子
313 レベルシフタ回路部
320 第2のドライバ回路部
322 シフトレジスタ回路部
322a 第2のセット端子
322b イネーブル端子
322c クロック端子
323 レベルシフタ回路部
400 テスト用ターミナル部
410 テスト用ターミナル
411 第1のテスト用ターミナル
412 第2のテスト用ターミナル
413 第3のテスト用ターミナル
414 第4のテスト用ターミナル
420 識別部
421 検知回路
422 出力端子
423 基準端子
CL クロック信号
COM 共通の端子
G 通常信号
Q 入力信号
R 出力信号
S 画像表示用信号
S1 第1の画像表示用信号
S2 第2の画像表示用信号
SET セット信号
T テスト用信号
T1 第1のテスト用信号
T2 第2のテスト用信号
Vth 基準電圧
Claims (9)
- 画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力する表示装置であって、
前記画像表示用信号と、外部から入力するテスト用信号を選択し前記複数の画素部に入力するテスト用ターミナルを備えることを特徴とする表示装置。 - 画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力するドライバ回路部を設けた表示装置であって、
前記画像表示用信号と、外部から入力するテスト用信号を選択し前記複数の画素部に入力するテスト用ターミナルを備えることを特徴とする表示装置。 - 画素素子を有する画素部を複数備え、前記複数の画素部に画像表示用信号を入力するドライバ回路部を設けた表示装置であって、
前記ドライバ回路部は、外部から入力するテスト用信号により、テスト信号を発生させ、前記複数の画素部に入力することを特徴とする表示装置。 - 請求項1または請求項2に記載の表示装置であって、
前記画素素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、前記テスト用ターミナルとが基板に形成されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項2または請求項3に記載の表示装置であって、
前記画素素子をそれぞれ駆動する駆動回路と、前記ドライバ回路部とが基板に形成されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか1つに記載の表示装置であって、
前記画素部を構成する画素素子と、前記画素素子を駆動する駆動回路とがスタック構造で形成されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか1つに記載の表示装置であって、
外部から入力するテスト用信号により25%以上の画素素子を表示させることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか1つに記載の表示装置であって、
外部から入力するテスト用信号により等間隔に画素素子のアレイを動作させることを特徴とする表示装置。 - 請求項1から請求項8までの何れか1つに記載の表示装置を含む表示システム。
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