具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
1.实施方式1
1-1:液晶面板的电气构成
首先,作为本发明的电光装置,以作为电光材料使用液晶的液晶装置为一例进行说明。液晶装置,作为主要部分具备液晶面板AA。液晶面板AA,使作为开关元件形成有薄膜晶体管(Thin Film Transistor:以下,称为“TFT”)的元件基板和相对基板相互电极形成面相对,并且,保持一定的间隙进行贴付,在该间隙中夹着液晶。
图1是展示液晶面板AA的构成的方框图。液晶面板AA,具备图像显示区域A、COG区域B、扫描线驱动电路100,以及图像信号提供电路250A。在COG区域B上用COG技术固定有后述的数据线驱动电路200(数据线驱动用IC)。
在图像显示区域A上,沿着X方向平行排列地形成有m(m是2以上的自然数)条的扫描线2,另一方面,沿着Y方向平行排列地形成有n(n是2以上的自然数)条的数据线3。进而,在以下的说明中,当区别各扫描线进行说明的情况下,添加记载“-1”~“-m”,在不区别的情况下,只记载为扫描线2。另外,对于数据线,同样在区别说明各数据线的情况下添加“-1”~“-n”,在不区别的情况下,只记载为数据线3。
在扫描线2和数据线3的交叉的附近,在TFT50的栅极(ゲ一ト)与扫描线2连接,另一方面,TFT50的源极(ソ一ス)和数据线3连接的同时,TFT50的漏极(ドレイン)与像素电极6连接。而后,各像素,由像素电极6、被形成在相对基板上的相对电极(后述)、被夹在这两电极之间的液晶构成。其结果,与扫描线2和数据线3的各个交叉对应,像素被排列成矩阵形状。
另外,在连接TFT50的栅极的各扫描线2上,脉冲性地以线顺序施加扫描信号Y1、Y2、......、Ym。因此,如果向某一扫描线2提供扫描信号,因为与该扫描线连接的TFT50导通,所以从数据线3在规定的定时提供的数据线信号X1、X2、......、Xn,在顺序写入对应的像素后,被保持规定的期间。
因为与施加在各像素上的电压电平对应液晶分子的排列方向、次序等变化,所以可以通过光调制进行灰度显示。例如,通过液晶的光量,如果是常白模式,则随着电压提高受到限制,另一方面,如果是常黑模式,则随着施加电压增高缓和,所以在液晶装置全体中,在各个像素的每一个上射出具有对应图像信号的对比度的光。因此,可以进行规定的显示。
另外,为了防止被保持的图像信号泄漏,保持电容51,和被形成在像素电极6和相对电极之间的液晶电容并联地附加。例如,像素电极6的电压,因为由保持电容51保持比施加源极电压的时间还长3位数的时间,所以改善保持特性,其结果,可以实现高反差比。
扫描线驱动电路100,具有移位寄存器,从外部提供时钟信号YCK、反转Y时钟信号YCKB,以及Y转移开始脉冲DY。而后,扫描线驱动电路100,用Y时钟信号YCK以及反转Y时钟信号YCKB顺序转移Y转移开始脉冲DY,生成扫描信号Y1、Y2、......、Ym。
另外,图像信号提供电路250A,在COG区域B上未固定数据线驱动电路200的状态下,用于检查液晶面板AA的显示缺陷。图像信号提供电路250A,在和各数据线3-1、3-2、......、3-n连接的同时,和用于连接数据线驱动电路200的连接端子P1、P2、......、Pn连接。
另外,数据线驱动电路200,具有移位寄存器、采样电路,以及图像信号提供线。移位寄存器,与从外部提供的X时钟信号XCK同步,顺序生成成为顺序有效的n个采样信号。另外,采样电路,具备由TFT构成的n个开关,采样从外部经由图像信号提供线提供的图像信号,生成数据线信号X1~Xn。
1-2:液晶面板的机械性构成
以下,参照图2以及图3说明上述的液晶面板的机械性构成。在此,图2是展示液晶面板AA的构成的透视图,图3是图2中的Z-Z’线剖面图。
如这些图所示,液晶面板AA,其构造是在由混入有撑挡(スペ一サ)153的密封材料154保持一定间隔,贴合形成有像素电极6等的玻璃、半导体等的元件基板151和形成有共电极158等的玻璃等的透明相对基板152,使得电极形成面相互相对的同时,在该间隙中封入作为电光材料的液晶155。进而,密封材料154,沿着相对基板152的基板周边形成,但为了封入液晶155而一部分开口。因此,在液晶155封入后,用密封材料156封闭该开口部分。
在此,构成为在元件基板151的相对面,密封材料154的外侧一边,形成有上述的图像信号提供电路250A,接近图像信号提供电路250A固定数据线驱动电路200,驱动在Y方向上延伸的数据线3。进而,构成在该一边形成有多个连接电极157,输入来自后述的定时发生电路300的各种信号、图像信号40R、40G、40B等。另外,构成为在与该一边邻接的一边上,形成扫描线驱动电路100,驱动沿着X方向的扫描线2。
另一方面,相对基板152的共同电极158,在和元件基板151的贴合部分的4角中,用至少在1处设置的导通材料,实现和元件基板151的电气导通。此外,在相对基板152上,根据液晶面板AA的用途,例如,第1,设置排列成条带状、拼图状、三角状等的彩色滤光器,第2,例如,设置把铬和镍等的金属材料、碳和钛等分散到光致抗蚀剂中的树脂黑等的黑矩阵(ブラツクマトリクス),第3,设置向液晶面板AA照射光的背光。特别是在色光调制用途的情况下,不形成彩色滤光器而把黑矩阵设置在相对基板152上。
加之,在元件基板151以及相对基板152的相对面上,分别设置在规定的方向上进行了摩擦处理的定向膜等,另一方面,在各背面一侧上分别设置与定向方向对应的偏振光板(图示省略),但是,作为液晶155,如果使用在高分子中作为微小粒子分散的高分子分散型液晶,则不需要上述定向膜、偏振光板等,因为可以提高光利用效率,所以在高亮度化、低消耗电力化等方面有利。
1-3:图像信号提供电路
以下,图4展示图像信号提供电路250A的构成例子。该图像信号提供电路250A,具备n个传输门TG1~TGn、2条控制线LC1、LC2、j条图像信号线LT1~LTj、下拉电阻251,以及上拉电阻252。但是,j是n以下的偶数。
控制线LC1、LC2的端部与外部连接端子Ta1、Ta2连接,从未图示的检查装置向外部连接端子Ta1、Ta2提供检查控制信号KC和反转检查控制信号KCB。检查控制信号KC在高电平下成为有效使图像信号提供电路250A工作。另外,反转检查控制信号KCB是将检查控制信号KC反转的信号。
图像信号LT1~LTj的端部与外部连接端子Tb1~TbJ连接。向外部连接端子Tb1~TbJ从检查装置提供检查信号CKS1~CKSj。各传输门TG1~TGn的输入端子,和数据线3-1~3-n以及连接端子P1~Pn连接。
在检查液晶面板AA的情况下,从检查装置,提供检查控制信号KC、反转检查控制信号KCB、检查信号CKS1~CKSj。如果检查控制信号KC以及反转检查控制信号KCB是有效的,则传输门TG1~TGn成为ON状态,向各数据线3-1~3-n提供检查信号CKS1~CKSj。因而,如果用扫描线驱动电路100顺序扫描扫描线2,则与检查信号CKS1~CKSj的信号电平对应的电压经由数据线3-1~3-n被写入各个像素的液晶电容以及保持电容51。由此,可以检查液晶面板AA的显示缺陷。
另一方面,在被判定为正品的液晶面板AA上把数据线驱动电路200固定在COG区域B上。这种情况下,外部连接端子Ta1、Ta2、Tb1~Tbj,因为从检查装置切离,所以经由下拉电阻251以及上拉电阻252把低电平以及高电平的电压提供给各个传输门TG1~TGn。其结果。各传输门TG1~TGn变为OFF状态。因而,数据线3-1~3-n经由各个配线只和连接端子P1~Pn连接,与图像信号线LT1~LTj切离。因而,数据线驱动电路200,不受图像信号提供电路250A的影响,可以向各数据线3-1~3-n提供数据线信号X1~Xn。
因而,如果采用该图像信号提供电路250A,则在把数据线驱动电路200固定在液晶面板AA上之前的状态下,可以检查液晶面板AA的显示缺陷,并且,在把数据线驱动电路200固定在液晶面板AA上的状态下,对数据线3-1~3-n不给予任何影响可以进行灰度显示。进而,因为图像信号线LT1~LTj的数目与数据线3比较可以设置得少,所以可以加大外部连接端子Tb1~Tbj的大小,使得即使数据线3的间隙窄,也可以用探针(プロ一ブ)等卡具稳定接触。由此,在把数据线驱动电路200固定在液晶面板AA上之前的状态下,可以判定液晶面板AA的正品·次品,可以大幅度降低液晶面板AA的成本。
显示缺陷检查,虽然也可以通过用CCD照相机把图像数据取入计算机,执行检查程序进行正品·次品的判别,但也可以通过目视进行。
作为显示缺陷,由于构成像素的TFT50的不良,有不能进行某一像素的灰度显示的像素缺陷、由于数据线3的不良不能进行某些纵线的灰度显示的情况,进而,由于扫描线2的不良有不能进行横线的灰度显示的情况等。为了通过目视发现这些显示缺陷,优选地,显示各种显示图案,唤起检查者的注意。作为这样的显示图案,有β(ベタ)显示、纵条带、横条带,以及格子显示。
在此,为了显示纵条带,需要把图像信号线的条数j设置为偶数。这是因为通过设定成偶数,向相邻的数据线3提供不同的信号,可以使相邻的像素的显示灰度不同的缘故。
例如,如果j=2,则通过把检查信号CKS1的信号电平设置成白电平,把检查信号CKS2的信号电平设置成黑电平,显示白黑的纵条带。而后可以通过目视等检查液晶面板AA的显示缺陷。
另外,例如,液晶面板AA与彩色显示对应,彩色滤光器由纵条带构成,设置成1像素由显示R、G、B各颜色的子像素构成。这种情况下,如果j=6,则通过把检测信号CKS1~CKS3的信号电平设置成白电平,把检查信号CKS4~CKS6的信号电平设置成黑电平,可以把某一像素设置成白显示,把与之相邻的像素设置成黑显示。而后,如果把检查信号CKS1以及CKS4的信号电平设置为白电平把其他的检测信号设置为黑电平,则可以进行单色的条带显示。而后,通过把将信号电平设为白电平的检查信号的组,按照CKS1、CKS4→CKS2、CKS5→CKS3、CKS6的顺序切换,则可以显示各个颜色的条带。
1-4:液晶装置
以下,说明使用了上述的液晶面板AA的液晶装置。图5是展示本实施方式的液晶装置的整体构成的方框图。该液晶装置,除了上述的液晶面板AA外,具备定时发生电路300以及图像处理电路400。
向该液晶装置提供的输入图像数据D,例如,是3位并行方式。定时发生电路300,与输入图像数据D同步地生成Y时钟信号YCK、反转Y时钟信号YCKB、X时钟信号XCK、反转X时钟信号XCKB、Y转移开始脉冲DY以及X转移开始脉冲DX,提供给扫描线驱动电路100以及数据线驱动电路200。另外,定时发生电路300,生成控制图像处理电路400的各种定时信号,并将其输出。
在此,Y时钟信号YCK,将定选择扫描线2的期间,反转Y时钟信号YCKB是反转Y时钟信号YCK的逻辑电平的信号。X时钟信号XCK,指定选择数据线3的期间,反转X时钟信号XCKB是反转X时钟信号XCK的逻辑电平的信号。另外,Y转移开始脉冲DY是指示扫描线2的选择开始的脉冲,另一方面,X转移开始脉冲DX是指示数据线3的选择开始的脉冲。
图像处理电路400,在对输入图像数据D实施了考虑液晶面板的光透过特性的伽马(ガンマ)补正后,把RGB各颜色的图像数据进行D/A转换,生成图像信号40R、40G、40B提供给液晶面板AA。
2.实施方式2
实施方式2的液晶面板AA以及液晶装置,除了代替图像信号提供电路250A使用图像信号提供电路250B这一点、数据线3的条数是k条(k=3n)这一点、从图像处理电路400提供把RGB各颜色时分复用的图像信号40这一点以外,和实施方式1的液晶面板AA以及液晶装置相同。另外,本实施方式的液晶面板AA是与彩色显示对应的板,彩色滤光器由纵条带构成,1像素由显示R、G、B各颜色的子像素构成。而后,从左开始第1、第4、...、第3n-2号的纵线显示R颜色,从左开始第2、第5、...、第3n-1号的纵线显示G颜色,从左开始第3、第6、...、第3n号纵线显示B颜色。
图6是图像信号提供电路250B的电路图。在该图像信号提供电路250B中,用虚线包围的部分和实施方式1的图像信号提供电路250A的构成一样。因而,即使在本例子中j也是不足n的偶数。另外,图像信号提供电路250B,具备n组的多路复用器MP1~MPn以及控制信号线L1~L6。
向控制信号线L1~L6提供选择信号RSEL、GSEL、BSEL和将它们反转的反转选择信号RSELB、GSELB、BSELB。
各多路复用器MP1~MPn具备3个传输门TGr、TGg、TGb。各个传输门TGr、TGg、TGb,在各个选择信号RSEL、GSEL、BSEL是高电平(有效)并且各反转选择信号PSELB、GSELB、BSELB是低电平(有效)时变为ON状态,各选择信号RSEL、GSEL、BSEL是低电平并且各反转选择信号RSELB、GSELB、BSELB是高电平时变为OFF状态。
在以上的构成中,当检查液晶面板AA时,从检查装置提供检查控制信号KC、反转检查控制信号KCB、检查信号CKS1~CKSj、选择信号RSEL、GSEL、BSEL以及反转选择信号RSELB、GSELB、BSELB。如果检查控制信号KC以及反转检查控制信号KCB是有效的,则传输门TG1~TGn变为ON状态。而后,通过适宜设定选择信号以及反转选择信号的逻辑电平,向各数据线3-1~3-n提供检查信号CKS1~CKSj。因而,如果用扫描驱动电路100顺序扫描扫描线2,则对应检查信号CKS1~CKSj的信号电平的电压经由数据线3-1~3-n被写入各个像素的液晶电容以及保持电容51中。由此,可以检查液晶面板AA的显示缺陷。
例如,如果j=2,则在把检查信号CKS1的信号电平设定为白电平,把检查信号CKS2的信号电平设定为黑电平,把选择信号RSEL、GSEL、BSEL设置为高电平并且把反转选择信号RSELB、GSELB、BSELB设置为低电平时,显示白黑的纵条带。而后,可以通过目视等检查液晶面板AA的显示缺陷。
另外,例如,如果把选择信号RSEL设置为高电平并且把反转选择信号RSELB设置为低电平,只把传输门TGr设置为ON状态,则从左开始在第1、第4、...、第3n-2的纵线上显示R颜色可以进行单色检查。
3.应用例子
3-1:元件基板的构成等
在上述的各实施方式中,虽然说明了由玻璃等的透明的绝缘性基板构成液晶面板的元件基板151,在该基板上形成硅薄膜的同时,由在该薄膜上形成有源极、漏极、通道的TFT,构成像素的开关元件(TFT50)、数据线驱动电路200,以及扫描线驱动电路100的元件,但本发明并不限于此。
例如,也可以由半导体基板构成元件基板151,由在该半导体基板的表面上形成有源极、漏极、通道的绝缘栅极型场效应晶体管,构成像素的开关元件、各种的电路元件等。在这样由半导体基板构成元件基板151的情况下,因为不能作为透过型的显示面板使用,所以由铝等形成像素电极6,作为反射型使用。另外,也可以只把元件基板151作为透明基板,把像素电极6设置成反射型。
进而,在上述的实施方式中,虽然把像素的开关元件,作为以TFT代表的3端子元件说明,但也可以由二极管等的2端子元件构成。但是,当作为像素的开关元件使用2端子元件时,在把扫描线2形成在一方的基板上,把数据线3形成在另一方基板上的同时,需要把2端子元件形成在扫描线2或者数据线3的任意一方和像素电极之间。这种情况下,像素,由被串联连接在扫描线2和数据线3之间的二端子元件和液晶构成。
另外,本发明,虽然说明了有源矩阵型液晶显示装置,但并不限于此,也可以适用于使用了STN(Super Twisted Nematic)液晶等的无源型。进而,作为电光材料,除了液晶外,还可以适用于使用场致发光器件等,通过该电光效果进行显示的显示装置。即,本发明可以适用于具有和上述液晶装置类似的构成的所有的电光装置。
3-2:电子设备
以下,说明把上述的液晶装置适用于各种电子设备的情况。
3-2-1:投影机
首先,说明把该液晶装置作为光阀使用的投影机。图7是展示投影机的构成例子的平面图。
如该图所示,在投影机1100内部,设置有由卤素灯等的白色光源组成的灯单元1102。从该灯单元1102射出的投影光,由被设置在光导向体1104内的4枚反射镜1106以及2枚分色反射镜1108分离成RGB的3原色,入射到与各原色对应的作为光阀的液晶面板1110R、1110B以及1110G。
液晶面板1110R、1110B以及1110G的构成,和上述的液晶面板AA相同,由从图像信号处理电路(图示省略)提供的R、G、B原色信号分别驱动。而且,由这些液晶面板调制的光,从3个方向入射到分色棱镜1112。在该分色棱镜1112中,R以及B的光弯折90度,另一方面G光一直前进。因而,各颜色的图像被合成的结果,经由投影透镜1114,向屏幕等投影彩色图像。
在此,如果着眼于由各液晶面板1110R、1110B以及1110G产生的显示像,则由液晶面板1110G产生的显示像,需要相对由液晶面板1110R、1110B产生的显示像左右反转。
进而,在液晶面板1110R、1110B以及1110G上,因为通过分分色反射镜1108,与R、G、B的各原色对应的光进行入射,所以不需要设置彩色滤光器。
3-2-2:移动型计算机
以下,说明把该液晶面板适用在移动型个人计算机上的例子。图8是展示该个人计算机的构成的透视图。在图中,计算机1200由具备键盘1202的主体部1204、和液晶显示单元1206构成。该液晶显示单元1206,通过在上述的液晶面板1005的背面附加背光灯构成。
3-2-3:便携电话
进而,说明把该液晶面板适用于便携电话的例子。图9是展示该便携电话的构成的透视图。在图中,便携电话1300具备多个操作键1302,同时具备反射型的液晶面板1005。在该反射型液晶面板1005中,根据需要在其前面设置前光灯。
进而,除了参照图8~图10说明的电子设备外,还可以列举液晶电视,取景器型、监视器直视型的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子笔记本、台式计算机、字处理机、工作站、电视电话、POS终端、具备触膜板的装置等。当然也可以适用于这些各种电子设备。
如果采用本发明,则即使像素间距窄的情况,不安装数据线驱动用IC,也可以检查显示缺陷,进而,当安装数据线驱动用IC驱动各数据线时,图像信号提供电路对数据线的驱动没有任何影响。