JP4561647B2 - 電気光学装置用基板、電気光学装置および検査方法 - Google Patents
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Description
このため、近年では、電気光学装置に、予め検査回路を作り込んでおき、検査時においては、当該検査回路の出力信号をモニタすることで、欠陥の有無を判別する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、デマルチプレクサ方式を採用した電気光学装置において、適切な検査を実行可能な電気光学装置用基板、電気光学装置および検査方法を提供することにある。
なお、本発明において、画素の一部または全部が形成されたとした理由は、画素が表示を行うことができない未完成の段階(一部しか形成されていない段階)で、検査を行うことを想定しているためである。
この図に示されるように、電気光学装置10は、完成時(表示時)には、素子基板20にデータ信号供給回路140を接続される構成となる。このうち、素子基板20は、表示領域100の周辺におけるX辺のうち、データ信号供給回路140との接続辺側にデマルチプレクサ150を、X辺のうちデマルチプレクサ150と対向する辺に検査回路160を、Y辺に走査線駆動回路130を、それぞれ配設した構成となっている。
ここで、表示領域100では、320行の走査線112が行(X)方向に延在するように設けられ、また、4列毎にグループ化された480(=120×4)列のデータ線114が列(Y)方向に延在するように、かつ、各走査線112と互いに電気的な絶縁を保つように、設けられている。
詳細には、a系列とは1、5、9、…、477列目のデータ線114であり、b系列とは2、6、10、…、478列目のデータ線114であり、c系列とは3、7、11、…、479列目のデータ線114であり、d系列とは4、8、12、…、480列目のデータ線114である。
また、完成時では、素子基板20と対向基板との一対の基板が一定の間隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶を封入した構成となるが、本発明においては、対向基板と貼り合わせる前の素子基板20が検査対象である。
なお、ここでいうi、(i+1)は、画素110が配列する行を一般的に示すときの記号であって、1以上320以下の整数であり、また、j、(j+1)は、画素110が配列する列を一般的に示すときの記号であって、1以上480以下の整数である。
検査段階の素子基板20において、画素110は、図2(a)に示されるように、nチャネル型の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下単に「TFT」と略称する)116と、画素電極118と、蓄積容量125と、を有する。このうち、TFT116のゲートはi行目の走査線112に接続される一方、そのソースはj列目のデータ線114に接続され、そのドレインは画素電極118と蓄積容量125の一端とに接続されている。ここで、蓄積容量125の他端は、すべての画素110にわたって容量線109に共通接続されている。なお、本実施形態において容量線109は、例えば電圧基準である電位Gndに接地されている。
また、本実施形態において、封入する液晶105を例えばツイスト・ネマティック型とする場合、両基板の各対向面には、液晶分子の長軸方向が両基板間で例えば約90度連続的に捻れるようにラビング処理された配向膜がそれぞれ設けられる。このため、画素電極118と対向電極108との間を通過する光は、液晶容量120に保持される電圧実効値がゼロであれば、液晶分子の捻れに沿って約90度旋光する一方、当該電圧実効値が大きくなるにつれて、液晶分子が電界方向に傾く結果、その旋光性が消失する。このため、例えば透過型において、入射側と背面側とに、偏光子を偏光軸が配向方向に一致するようにそれぞれ配置させると、当該電圧実効値が小さくなるにつれて、光の透過率が増加して明るくなる表示となる(ノーマリーホワイトモード)。
なお、本実施形態において論理信号のLレベルは接地電位Gnd(0ボルト)であり、論理信号のHレベルは電源電圧のVdd(例えば15ボルト)である。
なお、上述したように、本実施形態では、データ線114の列数は「480」であり、これらが4列毎にブロック化されているので、端子22の個数は「120」である。ここで、説明の便宜上、1から120番目までのブロックに対応して素子基板20に供給されるデータ信号を、データ信号供給回路140が接続されるか否かにかかわらず、d1〜d120と表記している。
すなわち、m番目のブロックは、a系列の(4m−3)列目、b系列の(4m−2)列目、c系列の(4m−1)列目およびd系列の(4m)列目のデータ線114から構成されるので、これら4列のデータ線114に対応するTFT154のソースは共通接続されて、データ信号d(m)が供給される。また、(4m−3)列目のデータ線114に対応するTFT154のゲートには、制御信号Sel1が供給され、同様に(4m−2)列目、(4m−1)列目および(4m)列目のデータ線114に対応するTFT154のゲートには、制御信号Sel2、Sel3およびSel4が供給される。
なお、mは、ブロックを一般的に示すときの記号であって、1以上120以下の整数であり、後述する検査時における動作説明では、1から120まで順番に「1」ずつインクリメントされる。
このうち、シフトレジスタ162は、検査時において、検査制御回路(図示省略)から供給される転送開始パルスDXを、クロック信号CLKにしたがって順次シフトして、図3に示されるようなシフト信号X1、X2、X3、X4、…、X120を各ブロックに対応して出力する。
なお、シフトレジスタ162は、例えば、クロック信号CLKのほぼ1周期分のパルス幅を有する転送開始パルスDXを、クロック信号CLKの論理レベルが変化するタイミングで順次遅延させるとともに、この遅延させた信号のうち、隣接するもの同士の論理積信号を、シフト信号X1、X2、X3、X4、…、X120として出力する構成である。
このため、転送開始パルスDXを出力してから、クロック信号CLKを何周期分供給したかによって、いずれのシフト信号がHレベルとなるのかを検査制御回路側で把握することができる。
すなわち、m番目のブロックを構成する(4m−3)列目、(4m−2)列目、(4m−1)列目および(4m)列目のデータ線114に対応するTFT164のゲートには、シフトレジスタ162によるシフト信号X(m)が共通に供給される。
そして、1番目から120番目までのブロックにおいてa系列のデータ線114に対応するTFT164のドレイン(他端)は、ブロックを構成するデータ線数と同じ本数である4本の読出線169のうち、信号Cx1として読み出す読出線に共通接続されている。同様に、各ブロックにおいて、b、c、d系列のデータ線114に対応するTFT164のドレインは、4本の読出線169のうち、信号Cx2、Cx3、Cx4として読み出す読出線に共通接続されている。
図3は、検査時における各部の信号波形を示すタイミングチャートであり、図4は、検査動作を示すフローチャートである。
素子基板20の検査は、上述したように対向基板と貼り合わせる前の状態で実行される。詳細には、図1におけるデータ信号供給回路140は接続されず、代わりに、検査制御回路(図示省略)が、端子22に接触させたプローブを介してデータ信号d1〜d120を供給するとともに、制御信号Sel1〜Sel4、転送開始パルスDX、クロック信号CLK、信号Dspを、それぞれ素子基板20に供給する。
この後、検査制御回路は、ステップS2において、デマルチプレクサ150に供給する制御信号Sel1〜Sel4を一旦すべてLレベルとする。
ここで、検査制御回路は、変数mが奇数であると判別したとき、ステップS4において、データ信号供給回路140に対し、奇数ブロックに相当するデータ信号d1、d3、d5、…、d119を例えば電源電圧の15ボルトよりもやや低い12ボルトとし、他のデータ信号を0ボルトとする一方、変数mが偶数であると判別したとき、ステップS5において、データ信号供給回路140に対し、偶数ブロックに相当するデータ信号d2、d4、d6、…、d120を12ボルトとし、他のデータ信号を0ボルトとする。
シフト信号X(m)がHレベルになると、m番目のブロックに対応するTFT164がオンになって、変数mに相当するブロックに属するa、b、c、d系列のデータ線の電圧が信号Cx1〜Cx4としてそれぞれ読出線169を介して読み出されるが、このときに、信号Cx1〜Cx4がすべて0ボルトでなければ、デマルチプレクサ150の不良、詳細には、変数mに相当するブロックに対応して設けられたTFT154がオフすべきであるのに、オンまたはオンに近い状態となっていると考えられる。このため、信号Cx1〜Cx4がすべて0ボルトでなければ、検査制御回路は、ステップS7において、現時点における変数mと、0ボルトでない信号Cxの番号とを記憶する。
例えば、変数mが「2」であるときに信号Cx3が0ボルトでなければ、デマルチプレクサ150を構成するTFT154のうち、2番目のブロックにおけるc系列のデータ線、すなわち7列目のデータ線114に対応するTFT154が不良であると考えられるので、検査制御回路は、当該変数mの「2」と、信号Cx3の番号「3」とを対にして記憶する。
続いて、ステップS10において、検査制御回路は、入力した信号Cx1〜Cx4のうち、現時点における変数nに対応する信号Cx(n)は12ボルトであるか否かを判別する。
データ信号供給回路140から供給されるデータ信号は、少なくとも現時点の変数mに対応するものが12ボルトであって、変数mに対応する制御信号Sel(n)のみがHレベルであるので、現時点の変数mに相当するブロックに属するデータ線のうち、変数nに対応する系列のデータ線は、正常であれば、12ボルトのデータ信号がサンプリングされるはずである。このため、ステップS10において、現時点における変数nに対応する信号Cx(n)が12ボルトであれば、変数nに対応する系列のデータ線は、正常であると判別する(ステップS11)。
ここで、0ボルト以外のなんらかの電圧がサンプリングされているデータ線は、m番目のブロックに属するデータ線のうち、変数nに対応する系列のデータ線のみであるはずであるから、もし、信号Cx(n+1)の電圧が0ボルトでなければ、当該電圧は、変数nに対応する系列のデータ線から、右方向に隣接するデータ線にリークしたためによるもの、と考えられる。すなわち、m番目のブロックに属するデータ線において変数nに対応する系列のデータ線が12ボルトでない理由は、隣接するデータ線となんらかの形で電気的に接触した状態であるため、と考えられる。
このため、信号Cx(n+1)の電圧が0ボルトでなければ、検査制御回路は、m番目のブロックに属するデータ線のうち、変数nに対応する系列のデータ線が当該データ線と右方向で隣接するデータ線とショート状態にある、と判別する(ステップS13)。
また、信号Cx(n+1)の電圧が0ボルトであれば、検査制御回路は、変数nに対応する系列のデータ線が途中で断線していたり、他の信号線(接地電位Gndである容量線109や走査線112)との短絡していたりするなどような他の欠陥が発生している、と判別する(ステップS14)。
なお、ステップS17において変数mが「120」である場合、最終120番目のブロックについてd系列のデータ線までの欠陥の有無が検査された状態を意味するので、検査制御回路は、この検査動作を終了する。
このため、本実施形態によれば、いわゆるハイブリッド駆動用の素子基板について、デマルチプレクサ150とともに、1列毎にデータ線114の欠陥検査を実行して、不良が発生した箇所を特定することが可能となる。
表示動作を行う場合には、上述したようにデータ信号供給回路140が接続されるとともに、上位制御回路から制御信号Sel1〜Sel4や走査線駆動回路130を制御する信号(図示省略)が供給されるとともに、上述したように信号DspとしてHレベルの論理信号が常に供給される。
この表示動作について図5を参照して説明すると、走査線駆動回路130は、ある1フレーム(nフレーム)の期間にわたって走査信号G1、G2、G3、…、G320を期間H毎に順次排他的にHレベルとする。
ここで、期間Hでは、外部制御回路から供給される制御信号はSel1、Sel2、Sel3、Sel4の順番で排他的にHレベルとなり、この供給に合わせてデータ信号供給回路140は、データ信号d1、d2、d3、…、d120を供給する。
詳細には、データ信号供給回路140は、i行目の走査信号GiがHレベルとなる期間において、制御信号Sel1がHレベルとなったとき、i行目の走査線112とa系列のデータ線114との交差に対応する画素の階調に応じた電圧だけ電圧LCcomに対して高位または低位のデータ信号d1、d2、d3、…、d120を、1、2、3、…、120番目のブロックに対応させて一斉に出力する。制御信号Sel1だけがHレベルであるので、a系列のデータ線114が選択される(a系列のデータ線114に対応するTFT154だけがオンする)結果、データ信号d1、d2、d3、…、d120は、それぞれa系列(1、5、9、…、477列目)のデータ線114に供給される。一方、走査信号GiがHレベルであると、i行目に位置する画素110のすべてにおいて、TFT116がオン(導通)状態となるので、a系列のデータ線114に供給されたデータ信号d1、d2、d3、…、d120は、それぞれi行1列、i行5列、i行9列、…、i行477列の画素電極118に印加されることになる。
同様に、データ信号供給回路140は、i行目の走査信号GiがHレベルとなる期間において、制御信号Sel3がHレベルとなったときには、i行目の走査線112とc系列のデータ線114との交差に対応する画素、制御信号Sel4がHレベルとなったときには、i行目の走査線112とd系列のデータ線114との交差に対応する画素、の階調に応じた電圧のデータ信号d1、d2、d3、…、d120を、それぞれ1、2、3、…、120番目のブロックに対応させて一斉に出力し、これにより、c系列(3、7、11、…、479列目)のデータ線114に供給されて、それぞれi行3列、i行7列、i行11列、…、i行479列の画素電極118に印加され、引き続き、d系列(4、8、12、…、480列目)のデータ線114に供給されて、それぞれi行4列、i行8列、i行12列、…、i行480列の画素電極118に印加される。
これにより、i行目の画素に対して、階調に応じたデータ信号の電圧を書き込む動作が完了する。なお、画素電極118に印加された電圧は、走査信号GiがLレベルになっても、液晶容量120によって次の(n+1)フレームの書き込みまで保持されることになる。
また、次の(n+1)フレームにおいても、同様な書き込みが行われるが、この際、各行の画素に対する書込極性が入れ替えられる。すなわち、直前のnフレームにおいて正極性書込が行われたのであれば、次の(n+1)フレームにおいては、負極性書込が行われる一方、直前のnフレームにおいて負極性書込が行われたのであれば、次の(n+1)フレームにおいては、正極性書込が行われることになる。
このように、フレーム期間毎に画素に対する書込極性が入れ替えられるので、液晶105に直流成分が印加されることがなくなり、その劣化が防止される。
例えば、i行(4k−3)列の画素に対応するデータ信号dkの電圧は、図において↑または↓で示されるように、当該画素の階調に応じた電圧だけ、電圧LCcomよりも高位または低位側の電圧となる。なお、正極性の電圧Vwp、Vbp、負極性の電圧Vwm、Vbmは、それぞれ電圧LCcomを中心に互いに対称の関係にある。
なお、本実施形態における書込極性は、液晶容量120に対する書込極性をいうので、その正負の基準は接地電位Gndではなく、電圧LCcomである。なお、図5におけるデータ線の電圧の縦スケールは、他の電圧波形と比較して拡大してある。
また、検査時においては、検査制御回路が、データ信号d1、d2、d3、…、d120に供給する構成としたが、製品段階と同様なデータ信号供給回路を接続して、当該データ信号供給回路に対して、データ信号を供給させるように制御する構成としても良い。
このプロジェクタ2100において、ライトバルブに入射させるための光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bにそれぞれ導かれる。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導かれる。
ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム2112において、R色およびB色の光は90度に屈折する一方、G色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、レンズユニット2114によって正転拡大投影されるので、スクリーン2120には、カラー画像が表示されることとなる。
Claims (6)
- 複数行の走査線と、
n(nは2以上の整数)列毎にブロック化された複数列のデータ線と、
前記各ブロックに対応したデータ信号を入力するための複数の端子と、
前記各ブロックにおけるn列のデータ線のうち、n種類の制御信号のいずれかの制御信号で指定されたデータ線を選択するとともに、ブロックに対応する端子に入力されたデータ信号を、当該ブロックにおいて選択したデータ線に供給するデマルチプレクサと、
前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差部に対応して設けられ、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じた表示をする画素の一部または全部が形成された複数の画素と、
検査回路とを有し、
前記検査回路は、
n本の読出線と、
前記複数のデータ線の各々に設けられ、一端が対応するデータ線に、他端が前記n本の読出線のいずれかであって、かつ、同一ブロックに属するn列のデータ線に対応するもの同士は互いに異なる読出線に、それぞれ接続された複数の第1スイッチであって、前記n種類の制御信号のそれぞれについて、一の制御信号によって前記デマルチプレクサにより前記各ブロックから選択されるデータ線を、互いに共通する前記読出線に接続させる複数の第1スイッチと、
前記各ブロックのいずれかを選択して、選択したブロックに属するn列のデータ線に他端が接続されたすべての第1スイッチを同時に導通状態とさせるシフトレジスタと、
を含むことを特徴とする電気光学装置用基板。 - 前記検査回路において、
前記シフトレジスタは、前記各ブロックの選択に応じたシフト信号を出力端から出力し、
前記第1スイッチは、前記シフト信号がゲート入力されるトランジスタであり、
前記画素において表示をさせるときは、前記シフトレジスタの各出力端を、前記第1スイッチを構成するトランジスタのオフ電圧とするようにオンとなり、検査時は、前記シフトレジスタが前記シフト信号を出力した出力端を、当該シフト信号により前記第1スイッチを構成するトランジスタのオン電圧とするようにオフとなる第2スイッチを、
さらに含む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。 - 前記検査回路は、前記画素の配列領域を挟んで前記デマルチプレクサとは対向側に形成された
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。 - 複数行の走査線と、
n(nは2以上の整数)列毎にブロック化された複数列のデータ線と、
前記各ブロックに対応したデータ信号を入力するための複数の端子と、
前記各ブロックにおけるn列のデータ線のうち、n種類の制御信号のいずれかの制御信号で指定されたデータ線を選択するとともに、ブロックに対応する端子に入力されたデータ信号を、当該ブロックにおいて選択したデータ線に供給するデマルチプレクサと、
前記複数行の走査線を所定の順番で選択する走査線駆動回路と、
前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差部に対応して設けられ、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じた表示をする複数の画素と、
検査回路とを有し、
前記検査回路は、
n本の読出線と、
前記複数のデータ線の各々に設けられ、一端が対応するデータ線に、他端が前記n本の読出線のいずれかであって、かつ、同一ブロックに属するn列のデータ線に対応するもの同士は互いに異なる読出線に、それぞれ接続された複数の第1スイッチであって、前記n種類の制御信号のそれぞれについて、一の制御信号によって前記デマルチプレクサにより前記各ブロックから選択されるデータ線を、互いに共通する前記読出線に接続させる複数の第1スイッチと、
前記各ブロックのいずれかを選択して、選択したブロックに属するn列のデータ線に他端が接続されたすべての第1スイッチを同時に導通状態とさせるシフトレジスタと、
を含むことを特徴とする電気光学装置。 - 複数行の走査線と、
n(nは2以上の整数)列毎にブロック化された複数列のデータ線と、
前記各ブロックに対応したデータ信号を入力するための複数の端子と、
前記ブロック化されたn列のデータ線のうち、n種類の制御信号のいずれかの制御信号で指定されたデータ線を選択するとともに、前記端子に入力されたデータ信号を当該選択したデータ線に供給するデマルチプレクサと、
前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差部に対応して設けられ、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じた表示をする画素の一部または全部が形成された複数の画素と、
検査回路とを有し、
前記検査回路は、
n本の読出線と、
前記複数のデータ線の各々に設けられ、一端が対応するデータ線に、他端が前記n本の読出線のいずれかであって、かつ、同一ブロックに属するn列のデータ線に対応するもの同士は互いに異なる読出線に、それぞれ接続された複数の第1スイッチであって、前記n種類の制御信号のそれぞれについて、一の制御信号によって前記デマルチプレクサにより前記各ブロックから選択されるデータ線を、互いに共通する前記読出線に接続させる複数の第1スイッチと、
を備えた電気光学装置の検査方法であって、
前記複数の端子のうち、少なくとも1個のブロックに対応する端子に、所定の電圧のデータ信号を供給し、
前記デマルチプレクサに対し、前記ブロック化されたn列のデータ線のすべてを非選択させる制御信号を供給し、
前記所定の電圧のデータ信号が供給された端子に対応するブロックに属するn列のデータ線に他端が接続されたすべての前記第1スイッチをオンさせ、
前記n本の読出線のすべてが前記所定の電圧であるか否かを判別する
ことを特徴とする電気光学装置の検査方法。 - 複数行の走査線と、
n(nは2以上の整数)列毎にブロック化された複数列のデータ線と、
前記各ブロックに対応したデータ信号を入力するための複数の端子と、
前記ブロック化されたn列のデータ線のうち、n種類の制御信号のいずれかの制御信号で指定されたデータ線を選択するとともに、前記端子に入力されたデータ信号を当該選択したデータ線に供給するデマルチプレクサと、
前記複数行の走査線と前記複数列のデータ線との交差部に対応して設けられ、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じた表示をする画素の一部または全部が形成された複数の画素と、
検査回路とを有し、
前記検査回路は、
n本の読出線と、
前記複数のデータ線の各々に設けられ、一端が対応するデータ線に、他端が前記n本の読出線のいずれかであって、かつ、同一ブロックに属するn列のデータ線に対応するもの同士は互いに異なる読出線に、それぞれ接続された複数の第1スイッチであって、前記n種類の制御信号のそれぞれについて、一の制御信号によって前記デマルチプレクサにより前記各ブロックから選択されるデータ線を、互いに共通する前記読出線に接続させる複数の第1スイッチと、
を備えた電気光学装置の検査方法であって、
前記複数の端子のうち、少なくとも1個のブロックに対応する端子に、所定の電圧のデータ信号を供給し、
前記デマルチプレクサに対し、前記ブロック化されたn列のデータ線のうち、いずれか1列を選択させる制御信号を供給し、
前記所定の電圧のデータ信号が供給された端子に対応するブロックに属するn列のデータ線に他端が接続されたすべての前記第1スイッチをオンさせ、
前記n本の読出線のうち、前記デマルチプレクサに選択させた列に対応する第1スイッチの他端に接続された読出線が、前記所定の電圧であるか否かを判別する
ことを特徴とする電気光学装置の検査方法。
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