JP6597294B2 - 液晶表示装置及びその画素検査方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1に示すように、液晶表示装置10は、画像表示部11と、タイミングジェネレータ13と、垂直シフトレジスタ14と、データラッチ回路15と、水平ドライバ16と、センスアンプ17_1〜17_n/2(nは2以上の自然数)と、画素読み出し用シフトレジスタ18と、中間電圧生成部19と、を備える。水平ドライバ16は、水平シフトレジスタ161と、ラッチ回路162と、レベルシフタ/画素ドライバ163と、により構成される。画素読み出し用シフトレジスタ18は、1行分の画素数の半分の画素数(即ちn/2個)分の段数のシフトレジスタである。
続いて、画素12A,12Bの具体的構成について説明する。
図3は、画素12A,12B及びその周辺回路の具体的構成を示す回路図である。
スイッチSW1aは、例えばNチャネルMOS型トランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)MN1aにより構成されている。スイッチSW1aを構成するNMOSトランジスタMN1aでは、ソースが記憶部SM1aの入力端子(ノードN1a)に接続され、ドレインが列データ線dodに接続され、ゲートが行走査線gに接続されている。
図4を参照すると、インバータINV11aは、直列接続されたPチャネルMOS型トランジスタ(以下、PMOSトランジスタという)MP11a及びNMOSトランジスタMN11aを有し、それぞれのゲートに供給された入力信号を反転してそれぞれのドレインから出力する公知のCMOSインバータである。インバータINV11aは、高電位側電圧端子及び低電位側電圧端子に電圧(動作電圧)が供給されることで動作する。
スイッチSW1bは、例えばNMOSトランジスタMN1bにより構成されている。スイッチSW1bを構成するNMOSトランジスタMN1bでは、ソースが記憶部SM1bの入力端子(ノードN1b)に接続され、ドレインが列データ線devに接続され、ゲートが行走査線gに接続されている。
続いて、スイッチSW2aは、並列接続されたNMOSトランジスタMN2a及びPMOSトランジスタMP2aからなる公知のトランスミッションゲートである。より具体的には、NMOSトランジスタMN2a及びPMOSトランジスタMP2aでは、それぞれのソースが記憶部SM1aの出力端子に共通接続され、それぞれのドレイン(ノードN2a)が記憶部DM2aの入力端子及び液晶表示素子LCaの反射電極PEaに共通接続されている。そして、NMOSトランジスタMN2aのゲートは、正転トリガパルス用トリガ線trigに接続され、PMOSトランジスタMP2aのゲートは、反転トリガパルス用トリガ線trigbに接続されている。
続いて、スイッチSW2bは、並列接続されたNMOSトランジスタMN2b及びPMOSトランジスタMP2bからなる公知のトランスミッションゲートである。より具体的には、NMOSトランジスタMN2b及びPMOSトランジスタMP2bでは、それぞれのソースが記憶部SM1bの出力端子に共通接続され、それぞれのドレイン(ノードN2b)が記憶部DM2bの入力端子及び液晶表示素子LCbの反射電極PEbに共通接続されている。そして、NMOSトランジスタMN2bのゲートは、正転トリガパルス用トリガ線trigに接続され、PMOSトランジスタMP2bのゲートは、反転トリガパルス用トリガ線trigbに接続されている。
図5は、画素12Aの要部を示す概略断面図である。図5では、容量C1aが配線間で容量を形成するMIMにより構成された場合を例に説明する。なお、画素12Bの断面構造については、基本的には画素12Aと同様の構成であるため、その説明を省略する。
次に、図6を用いて、液晶表示装置10の通常動作について説明する。
図6は、液晶表示装置10の通常動作を示すタイミングチャートである。
図7を参照すると、グレースケール値曲線は、黒のグレースケール値が液晶の閾値電圧VttのRMS電圧に対応し、かつ、白のグレースケール値が液晶の飽和電圧Vsat(=3.3V+Vtt)のRMS電圧に対応するようにシフトされる。グレースケール値を液晶応答曲線の有効部分に一致させることが可能である。したがって、液晶表示素子LCa,LCbは上記のように液晶LCMa,LCMbの印加電圧が(3.3V+Vtt)のときは白を表示し、+Vttのときは黒を表示する。
続いて、図8を用いて、液晶表示装置10の画素検査方法について説明する。
図8は、液晶表示装置10の画素検査時の動作を示すタイミングチャートである。
図9は、画素12A,12Bのそれぞれの反射電極PEa,PEbに印加される電圧の範囲を示す図である。
実施の形態2に係る液晶表示装置20について説明する。
図10は、液晶表示装置20に設けられた画素22A,22B及びその周辺回路の具体的構成を示す回路図である。
11 画像表示部
12A,12B 画素
13 タイミングジェネレータ
14 垂直シフトレジスタ
15 データラッチ回路
16 水平ドライバ
17,17_1〜17_n/2 センスアンプ
18 画素読み出し用シフトレジスタ
19 中間電圧生成部
20 液晶表示装置
22A,22B 画素
100 シリコン基板
101 Pウエル
102 Nウエル
103 素子分離酸化膜
105 層間絶縁膜
106 第1メタル
108 第2メタル
110 第3メタル
112 容量電極
114 第4メタル
116 第5メタル
117 パッシベーション膜
118 コンタクト
1191〜1195 スルーホール
161 水平シフトレジスタ
162 ラッチ回路
163 レベルシフタ/画素ドライバ
201a,201b SRAMセル
202a,202b DRAMセル
d1〜dn 列データ線
g1〜gm 行走査線
trig,trigb トリガ線
C1a,C1b 容量
CE 共通電極
DM2a,DM2b 記憶部
INV11a,INV12a,INV11b,INV12b インバータ
LCa,LCb 液晶表示素子
LCMa,LCMb 液晶
MN1a,MN1b NMOSトランジスタ
MN2a,MN2b NMOSトランジスタ
MP2a,MP2b PMOSトランジスタ
MN11a,MN11b,MN12a,MN12b NMOSトランジスタ
MP11a,MP11b,MP12a,MP12b PMOSトランジスタ
MN3 NMOSトランジスタ
MP3 PMOSトランジスタ
PEa,PEb 反射電極
SM1a,SM1b 記憶部
SW1a,SW1b スイッチ
SW2a,SW2b スイッチ
SW3 スイッチ
Claims (14)
- 複数の1ビットのサブフレームデータに応じた階調レベルにて1フレーム当たりの画像の表示を行う画素を、複数備え、
各画素は、
前記サブフレームデータをサンプリングする第1スイッチと、
前記第1スイッチとともにSRAMセルを構成し、前記第1スイッチによってサンプリングされた前記サブフレームデータを保持する第1データ保持部と、
前記第1データ保持部に保持された前記サブフレームデータが印加される反射電極と、共通電極と、前記反射電極と前記共通電極との間に充填封入された液晶と、により構成される液晶表示素子と、を有し、
前記第1データ保持部は、
入力が第2インバータの出力及び前記第1スイッチに接続され、かつ、出力が前記第2インバータの入力に接続された、第1インバータと、
入力が前記第1インバータの出力に接続され、かつ、出力が前記第1インバータの入力に接続された、前記第2インバータと、を有し、
前記複数の画素のうち前記第1スイッチが第1データ線に接続された第1画素、の前記反射電極と、前記複数の画素のうち前記第1スイッチが第2データ線に接続された第2画素、の前記反射電極と、の間に設けられ、画素検査時にオンする導通スイッチをさらに備え、
前記第1画素に設けられた各前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲、及び、前記第2画素に設けられた各前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲は、それぞれ個別に設定可能に構成されている、
液晶表示装置。 - 各前記画素は、
他の前記画素とともに、一斉に、前記第1データ保持部に保持された前記サブフレームデータをサンプリングする第2スイッチと、
前記第2スイッチとともにDRAMセルを構成し、前記第2スイッチによってサンプリングされた前記サブフレームデータを保持する第2データ保持部と、をさらに有し、
各前記画素において、前記液晶表示素子の前記反射電極には、前記第2データ保持部に保持された前記サブフレームデータが印加される、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各PMOSトランジスタのソース電極、及び、前記第2画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各PMOSトランジスタのソース電極には、それぞれのウエル電極に供給される第1高電位側電圧とは異なる第2高電位側電圧が個別に供給可能に構成されている、
請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 前記第1画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各NMOSトランジスタのソース電極、及び、前記第2画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各NMOSトランジスタのソース電極には、それぞれのウエル電極に供給される第1低電位側電圧とは異なる第2低電位側電圧が個別に供給可能に構成されている、
請求項1〜3の何れか一項に記載の液晶表示装置。 - 画素検査時に、テストデータが前記第1データ線に入力されることに応じて前記第2データ線から出力されたテスト結果の電圧と、中間電圧と、の差電圧を増幅するセンスアンプをさらに備えた、
請求項1〜4の何れか一項に記載の液晶表示装置。 - 画素検査時に、前記テストデータが前記第1データ線に入力される前に、前記第2データ線が所定電圧にプリチャージされる、
請求項5に記載の液晶表示装置。 - 前記第1データ線に電圧が印加されることに応じて前記第2データ線から出力された電圧をラッチして順次出力するシフトレジスタをさらに備えた、
請求項1〜6の何れか一項に記載の液晶表示装置。 - 複数の1ビットのサブフレームデータに応じた階調レベルにて1フレーム当たりの画像の表示を行う画素を、複数備え、
各画素は、
前記サブフレームデータをサンプリングする第1スイッチと、
前記第1スイッチとともにSRAMセルを構成し、前記第1スイッチによってサンプリングされた前記サブフレームデータを保持する第1データ保持部と、
前記第1データ保持部に保持された前記サブフレームデータが印加される反射電極と、共通電極と、前記反射電極と前記共通電極との間に充填封入された液晶と、により構成される液晶表示素子と、を有し、
前記第1データ保持部は、
入力が第2インバータの出力及び前記第1スイッチに接続され、かつ、出力が前記第2インバータの入力に接続された、第1インバータと、
入力が前記第1インバータの出力に接続され、かつ、出力が前記第1インバータの入力に接続された、前記第2インバータと、を有し、
前記複数の画素のうち前記第1スイッチが第1データ線に接続された第1画素、の前記反射電極と、前記複数の画素のうち前記第1スイッチが第2データ線に接続された第2画素、の前記反射電極と、の間に設けられた導通スイッチをさらに備え、
前記第1画素に設けられた各前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲、及び、前記第2画素に設けられた各前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲は、それぞれ個別に設定可能に構成されている、
液晶表示装置の画素検査方法であって、
前記導通スイッチをオンするステップと、
前記第1画素に設けられた各前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲を、前記第2画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタのそれぞれのソース電圧の範囲よりも大きくする電圧設定ステップと、
テストデータを前記第1データ線に入力するステップと、
前記テストデータが前記第1データ線に入力されたことに応じて前記第2データ線から出力されたテスト結果に基づいて、前記第1及び前記第2画素の故障の有無を判定するステップと、を含む、
液晶表示装置の画素検査方法。 - 各前記画素は、
他の前記画素とともに、一斉に、前記第1データ保持部に保持された前記サブフレームデータをサンプリングする第2スイッチと、
前記第2スイッチとともにDRAMセルを構成し、前記第2スイッチによってサンプリングされた前記サブフレームデータを保持する第2データ保持部と、をさらに有し、
各前記画素において、前記液晶表示素子の前記反射電極には、前記第2データ保持部に保持された前記サブフレームデータが印加される、
請求項8に記載の液晶表示装置の画素検査方法。 - 前記電圧設定ステップでは、
前記第1画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各PMOSトランジスタのソース電極、及び、前記第2画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各PMOSトランジスタのソース電極に対して、それぞれのウエル電極に供給される第1高電位側電圧とは異なる第2高電位側電圧を個別に供給する、
請求項8又は9に記載の液晶表示装置の画素検査方法。 - 前記電圧設定ステップでは、
前記第1画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各NMOSトランジスタのソース電極、及び、前記第2画素に設けられた前記第1及び前記第2インバータを構成する各NMOSトランジスタのソース電極に対し、それぞれのウエル電極に供給される第1低電位側電圧とは異なる第2低電位側電圧を個別に供給する、
請求項8〜10の何れか一項に記載の液晶表示装置の画素検査方法。 - 前記テストデータが前記第1データ線に入力されることに応じて前記第2データ線から出力された前記テスト結果の電圧と、中間電圧と、の差電圧を増幅するステップをさらに備えた、
請求項8〜11の何れか一項に記載の液晶表示装置の画素検査方法。 - 前記テストデータが前記第1データ線に入力される前に、前記第2データ線を所定電圧にプリチャージするステップをさらに備えた、
請求項12に記載の液晶表示装置の画素検査方法。 - 前記テストデータが前記第1データ線に入力されることに応じて前記第2データ線から出力された前記テスト結果をラッチして順次出力するステップをさらに備えた、
請求項8〜13の何れか一項に記載の液晶表示装置の画素検査方法。
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