JP2021039294A - 液晶デバイス、波長選択光スイッチ装置、及び、液晶デバイスの画素検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1にかかる液晶表示装置について説明する前に、本発明者が事前検討した内容について説明する。
図1は、構想段階のアクティブマトリクス型の液晶表示装置(液晶デバイス)50の構成例を示す図である。図1に示すように、液晶表示装置50は、画像表示部51と、タイミング発生器13と、極性切り替え制御回路14と、垂直シフトレジスタ&レベルシフタ15と、水平ドライバ16と、アナログスイッチ部(スイッチ回路)17と、AND回路ADA1〜ADAn、ADB1〜ADBnと、を備える。水平ドライバ16は、アナログスイッチ部17とともにデータ線駆動回路を構成しており、シフトレジスタ回路161と、1ラインラッチ回路162と、コンパレータ部163と、階調カウンタ164と、を有する。なお、図1には、通常動作時に液晶表示装置50に接続されるランプ信号発生器40も示されている。
図3は、画素52の具体的な構成例を示す図である。ここでは、n行×m列の画素52のうちj行目かつi列目に設けられた画素52について説明する。
図4は、液晶表示装置50による画素52の交流駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。ここでは、n行×m列の画素52のうちj行目かつi列目に設けられた画素52の交流駆動方法について説明する。
まず、液晶表示装置50の画像表示モードでの動作について、図6を用いて説明する。図6は、液晶表示装置50の画像表示モードでの動作を示すタイミングチャートである。
続いて、液晶表示装置50の画素検査モードでの動作について説明する。なお、画素検査モードでは、ランプ信号発生器40の代わりに検査装置(不図示)が設けられる。
図7は、実施の形態1にかかる液晶表示装置(液晶デバイス)1の構成例を示す図である。液晶表示装置1では、液晶表示装置50と比較して、画素検査時に用いられる制御信号線の本数が削減されている。
図8は、液晶表示装置1に設けられた画素12の具体的な構成例を示す図である。なお、図8の例では、p行(pはnの2分の1)ある奇数行のうちf番目の奇数行、かつ、i列目、の画素12である画素(第1画素)12_uと、p行ある偶数行のうちf番目の偶数行、かつ、i列目、の画素12である画素(第2画素)12_dと、からなる一対の画素対が示されている。
続いて、液晶表示装置1の画素検査モードでの動作について説明する。なお、画素検査モードでは、ランプ信号発生器40の代わりに検査装置が設けられる。
まず、読み出し前の準備動作として、外部から供給されるモード切替信号MDは、HレベルからLレベルに切り替わる。それにより、垂直シフトレジスタ&レベルシフタ15から出力される走査パルスが読み出し用スイッチ選択線TGfに供給される。それにより、画素12_u(より詳細には、画素12_uを含む検査対象の行のm個の画素12)に設けられたトランジスタTr9_uがオンする。同時に、画素12_d(より詳細には、画素12_dを含む行のm個の画素12)に設けられたトランジスタTr9_dもオンする。
図10は、液晶表示装置1の第1の変形例である液晶表示装置1a、に設けられた一部の画素12、水平ドライバ16、及び、アナログスイッチ部17を示す図である。
図11は、液晶表示装置1の第2の変形例である液晶表示装置1b、に設けられた一部の画素12、水平ドライバ16、及び、アナログスイッチ部17を示す図である。
図12は、液晶表示装置1の第3の変形例である液晶表示装置1c、に設けられた一部の画素12を示す図である。なお、図12の例では、p行(pはnの2分の1)ある奇数行のうちf(fは1〜pの任意の整数)番目の奇数行、かつ、i列目、の画素12である画素12_uと、p行ある偶数行のうちf番目の偶数行、かつ、i列目、の画素12である画素12_dと、が示されている。
図13は、液晶表示装置1の第4の変形例である液晶表示装置1dの動作を示すタイミングチャートである。
図1に示した液晶表示装置50では、検査対象の画素52から読み出された画素駆動電圧VPEが、データ線Di+、スイッチ素子SWi+、及び、共通配線Dcom+を介して、外部の検査装置(不図示)に出力される。そのため、検査対象の画素52のソースフォロワバッファは、大きな負荷容量及び大きな抵抗を持った配線を駆動する必要がある。
続いて、液晶表示装置2の画素検査モードでの動作について説明する。図17は、液晶表示装置2の画素検査モードでの動作を示すタイミングチャートである。以下では、図15に示された、読み出し用スイッチ選択線TGfを共用するi列目の画素12_u,12_dの検査方法を中心に説明する。
まず、読み出し前の準備動作として、外部から供給されるモード切替信号MDは、HレベルからLレベルに切り替わる。
1a,1b,1c,1d 液晶表示装置
2 液晶表示装置
11 画像表示部
12 画素
13 タイミング発生器
14 極性切り替え制御回路
15 垂直シフトレジスタ&レベルシフタ
16 水平ドライバ
17 アナログスイッチ部
18 スイッチ部
19 センスアンプ部
20 ラッチ部
21 シフトレジスタ回路
40 ランプ信号発生器
50 液晶表示装置
51 画像表示部
52 画素
161 シフトレジスタ回路
162 1ラインラッチ回路
163 コンパレータ部
163_1〜163_m コンパレータ
164 階調カウンタ
ADA1〜ADAn AND回路
ADB1〜ADBn AND回路
B ゲート制御信号線
CE 共通電極
Cs1,Cs2 保持容量
D1+,D1−〜Dm+,Dm− データ線
Dcom+,Dcom− 共通配線
G1〜Gn 行走査線
LC 液晶表示素子
LCM 液晶
Na,Nb ノード
Nd1_1〜Nd1_m ノード
Nd2_1〜Nd2_m ノード
PE 画素駆動電極(反射電極)
S+,S− ゲート制御信号線
SA_1〜SA_m センスアンプ
SW1+,SW1−〜SWm+,SWm− スイッチ素子
SW2_1〜SW2_m スイッチ素子
SW3_1〜SW3_m スイッチ素子
SW4_1〜SW4_m スイッチ素子
SW7_1〜SW7_m スイッチ素子
SW8_1〜SW8_m スイッチ素子
TG1〜TGp 読み出し用スイッチ選択線
Tr1〜Tr10 トランジスタ
図10は、液晶表示装置1の第1の変形例に設けられた一部の画素12、水平ドライバ16、及び、アナログスイッチ部17を示す図である。
図11は、液晶表示装置1の第2の変形例に設けられた一部の画素12、水平ドライバ16、及び、アナログスイッチ部17を示す図である。
図12は、液晶表示装置1の第3の変形例に設けられた一部の画素12を示す図である。なお、図12の例では、p行(pはnの2分の1)ある奇数行のうちf(fは1〜pの任意の整数)番目の奇数行、かつ、i列目、の画素12である画素12_uと、p行ある偶数行のうちf番目の偶数行、かつ、i列目、の画素12である画素12_dと、が示されている。
図13は、液晶表示装置1の第4の変形例の動作を示すタイミングチャートである。
Claims (11)
- 行列状に設けられた複数の画素と、
前記複数の画素の各列に対応して設けられた複数の第1データ線と、
前記複数の画素の各列に対応して設けられた複数の第2データ線と、
前記複数の第1データ線のそれぞれと第1外部端子との間のオンオフを切り替えるとともに、前記複数の第2データ線のそれぞれと第2外部端子との間のオンオフを切り替える、スイッチ回路と、
を備え、
前記複数の画素は、同じ列の隣接する2つの画素である第1画素及び第2画素を一対の画素対として複数対の画素対を構成し、
各画素対において、
前記第1画素は、
前記第1外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第1データ線に供給された正極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第1サンプルホールド回路と、
前記第2外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第2データ線に供給された負極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第2サンプルホールド回路と、
第1画素駆動電極、共通電極、及び、それらの間に封入された液晶によって構成された第1液晶表示素子と、
前記第1サンプルホールド回路にホールドされた前記正極性の映像信号の電圧、及び、前記第2サンプルホールド回路にホールドされた前記負極性の映像信号の電圧、の何れかを選択して、前記第1画素駆動電極に印可するか否かを制御する、第1極性切り替えスイッチと、
前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、画素駆動電圧として前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第1スイッチトランジスタと、
を有し、
前記第2画素は、
前記第1外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第1データ線に供給された正極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第3サンプルホールド回路と、
前記第2外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第2データ線に供給された負極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第4サンプルホールド回路と、
第2画素駆動電極、共通電極、及び、それらの間に封入された液晶によって構成された第2液晶表示素子と、
前記第3サンプルホールド回路にホールドされた前記正極性の映像信号の電圧、及び、前記第4サンプルホールド回路にホールドされた前記負極性の映像信号の電圧、の何れかを選択して、前記第2画素駆動電極に印可するか否かを制御する、第2極性切り替えスイッチと、
前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、画素駆動電圧として前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第2スイッチトランジスタと、
を有し、
各画素対において、前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタ及び前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、共通の制御信号線を伝搬する制御信号によってオンオフの制御が行われるように構成されている、
液晶デバイス。 - 奇数列に設けられた各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
偶数列に設けられた各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記スイッチ回路は、奇数列に設けられた検査対象の前記画素から前記対応する第1データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第1外部端子に出力するとともに、偶数列に設けられた検査対象の前記画素から前記対応する第2データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第2外部端子に出力するように構成されている、
請求項1に記載の液晶デバイス。 - 各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記スイッチ回路は、検査対象の前記第1画素から前記対応する第1データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第1外部端子に出力するとともに、検査対象の前記第2画素から前記対応する第2データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第2外部端子に出力するように構成されている、
請求項1に記載の液晶デバイス。 - 各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記液晶デバイスは、
検査対象の複数の前記第1画素から前記複数の第1データ線のそれぞれに読み出された複数の画素駆動電圧と、検査対象の複数の前記第2画素から前記複数の第2データ線のそれぞれに読み出された複数の画素駆動電圧と、の間のそれぞれの電位差を増幅して、複数の検出信号として出力する複数のセンスアンプをさらに備えた、
請求項1に記載の液晶デバイス。 - 各画素対において、
前記第1画素は、
前記第1サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、正極性の画素駆動電圧として前記対応する第1データ線に対して出力するか否かを切り替える前記第1スイッチトランジスタと、
前記第2サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、負極性の画素駆動電圧として前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第3スイッチトランジスタと、
を備え、
前記第2画素は、
前記第3サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、正極性の画素駆動電圧として前記対応する第1データ線に対して出力するか否かを切り替える前記第2スイッチトランジスタと、
前記第4サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、負極性の画素駆動電圧として前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第4スイッチトランジスタと、
を備え、
前記液晶デバイスは、
検査対象の行の複数の前記画素から前記複数の第1データ線のそれぞれに読み出された複数の正極性の画素駆動電圧と、検査対象の行の複数の前記画素から前記複数の第2データ線のそれぞれに読み出された複数の負極性の画素駆動電圧と、の間のそれぞれの電位差を増幅して、複数の検出信号として出力する複数のセンスアンプをさらに備えた、
請求項1に記載の液晶デバイス。 - 入力ポートと、
一又は複数の出力ポートと、
前記入力ポートに入射された光信号を偏向して前記一又は複数の出力ポートのうち選択された何れかの出力ポートから出射する、複数の画素を有する請求項1〜5の何れか一項に記載の液晶デバイスによって構成された空間光変調器と、
を備えた、波長選択光スイッチ装置。 - 行列状に設けられた複数の画素と、
前記複数の画素の各列に対応して設けられた複数の第1データ線と、
前記複数の画素の各列に対応して設けられた複数の第2データ線と、
前記複数の第1データ線のそれぞれと第1外部端子との間のオンオフを切り替えるとともに、前記複数の第2データ線のそれぞれと第2外部端子との間のオンオフを切り替える、スイッチ回路と、
を備え、
前記複数の画素は、同じ列の隣接する2つの画素である第1画素及び第2画素を一対の画素対として複数対の画素対を構成し、
各画素対において、
前記第1画素は、
前記第1外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第1データ線に供給された正極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第1サンプルホールド回路と、
前記第2外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第2データ線に供給された負極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第2サンプルホールド回路と、
第1画素駆動電極、共通電極、及び、それらの間に封入された液晶によって構成された第1液晶表示素子と、
前記第1サンプルホールド回路にホールドされた前記正極性の映像信号の電圧、及び、前記第2サンプルホールド回路にホールドされた前記負極性の映像信号の電圧、の何れかを選択して、前記第1画素駆動電極に印可するか否かを制御する、第1極性切り替えスイッチと、
前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、画素駆動電圧として前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第1スイッチトランジスタと、
を有し、
前記第2画素は、
前記第1外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第1データ線に供給された正極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第3サンプルホールド回路と、
前記第2外部端子から前記スイッチ回路を介して対応する前記第2データ線に供給された負極性の映像信号をサンプリングしてホールドする第4サンプルホールド回路と、
第2画素駆動電極、共通電極、及び、それらの間に封入された液晶によって構成された第2液晶表示素子と、
前記第3サンプルホールド回路にホールドされた前記正極性の映像信号の電圧、及び、前記第4サンプルホールド回路にホールドされた前記負極性の映像信号の電圧、の何れかを選択して、前記第2画素駆動電極に印可するか否かを制御する、第2極性切り替えスイッチと、
前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、画素駆動電圧として前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第2スイッチトランジスタと、
を有し、
各画素対において、前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタ及び前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、共通の制御信号線を伝搬する制御信号によってオンオフの制御が行われるように構成されている、
液晶デバイスの画素検査方法であって、
検査対象の前記画素対において、
前記第1画素の第1スイッチトランジスタ及び前記第2画素の第2スイッチトランジスタを何れもオンし、
前記第1サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に読み出して、その読み出された電圧から故障の有無を検出し、
前記第2サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に読み出して、その読み出された電圧から故障の有無を検出し、
前記第3サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に読み出して、その読み出された電圧から故障の有無を検出し、
前記第4サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、前記対応する第1データ線又は前記対応する第2データ線に読み出して、その読み出された電圧から故障の有無を検出する、
液晶デバイスの画素検査方法。 - 奇数列に設けられた各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
偶数列に設けられた各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記スイッチ回路を用いて、奇数列に設けられた検査対象の前記画素から前記対応する第1データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第1外部端子に出力するとともに、偶数列に設けられた検査対象の前記画素から前記対応する第2データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第2外部端子に出力する、
請求項7に記載の液晶デバイスの画素検査方法。 - 各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記スイッチ回路を用いて、検査対象の前記第1画素から前記対応する第1データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第1外部端子に出力するとともに、検査対象の前記第2画素から前記対応する第2データ線に読み出された画素駆動電圧を前記第2外部端子に出力する、
請求項7に記載の液晶デバイスの画素検査方法。 - 各画素対において、
前記第1画素の前記第1スイッチトランジスタは、前記第1画素駆動電極と、前記対応する第1データ線と、の間に設けられ、
前記第2画素の前記第2スイッチトランジスタは、前記第2画素駆動電極と、前記対応する第2データ線と、の間に設けられ、
前記液晶デバイスは、
複数のセンスアンプをさらに備え、
前記複数のセンスアンプを用いて、検査対象の複数の前記第1画素から前記複数の第1データ線のそれぞれに読み出された複数の画素駆動電圧と、検査対象の複数の前記第2画素から前記複数の第2データ線のそれぞれに読み出された複数の画素駆動電圧と、の間のそれぞれの電位差を増幅して、複数の検出信号として出力する、
請求項7に記載の液晶デバイスの画素検査方法。 - 各画素対において、
前記第1画素は、
前記第1サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、正極性の画素駆動電圧として前記対応する第1データ線に対して出力するか否かを切り替える前記第1スイッチトランジスタと、
前記第2サンプルホールド回路から前記第1極性切り替えスイッチを介して前記第1画素駆動電極に印可された電圧を、負極性の画素駆動電圧として前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第3スイッチトランジスタと、
を備え、
前記第2画素は、
前記第3サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、正極性の画素駆動電圧として前記対応する第1データ線に対して出力するか否かを切り替える前記第2スイッチトランジスタと、
前記第4サンプルホールド回路から前記第2極性切り替えスイッチを介して前記第2画素駆動電極に印可された電圧を、負極性の画素駆動電圧として前記対応する第2データ線に対して出力するか否かを切り替える第4スイッチトランジスタと、
を備え、
前記液晶デバイスは、
複数のセンスアンプをさらに備え、
前記複数のセンスアンプを用いて、前記検査対象の行の複数の前記画素から前記複数の第1データ線のそれぞれに読み出された複数の正極性の画素駆動電圧と、検査対象の行の複数の前記画素から前記複数の第2データ線のそれぞれに読み出された複数の負極性の画素駆動電圧と、の間のそれぞれの電位差を増幅して、複数の検出信号として出力する、
請求項7に記載の液晶デバイスの画素検査方法。
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