CN100550115C - 测试驱动电路的方法以及用于显示装置的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
将测试信号提供到测试开关，该测试开关设置在用于选择和输出驱动电路的灰度级电压的D/A转换器和用于放大该D/A转换器的输出电压的放大器之间，从而设定测试模式，以及通过测试开关由测量装置来直接测量D/A转换器的输出电压，从而测量D/A转换器的灰度级电压选择电路的导通电阻。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于能够以高精度测试的显示装置的驱动电路以及测试该显示装置的方法。
背景技术
通常，用于驱动例如液晶显示器的显示装置的显示驱动器包括移位寄存器、数据寄存器、数据锁存器、电平移位器、数模转换器(D/A转换器)以及输出放大器。该移位寄存器顺序移位每个像素的输入数字图像信号的灰度级数据。该数据寄存器保持对应于一条扫描线顺序的该灰度级数据。该数据锁存器锁存对应于一条扫描线的该灰度级数据。该电平移位器改变该灰度级数据的电压电平。该D/A转换器对该灰度级数据执行D/A转换，以对应于该灰度级数据产生模拟信号。该模拟信号由输出放大器适当的放大，然后输出。
顺便提到，该显示驱动器具有许多D/A转换器，这些D/A转换器用于驱动对应于一条扫描线的每个像素，因此测试该驱动器以便测试出转换器是否正常运行是非常复杂的。为此，例如在日本未审查专利申请公开号No.2002-304164(后面称为“现有技术”)中公开了这样一种测试驱动器电路的方法，该方法旨在测试该电路以便测试在宽范围上尽可能短的时间内从模拟电压引线以及输出引线泄漏的漏电流。
图9示出在该现有技术中描述的驱动器电路。如图9所示，驱动器电路101包括电压发生器107、连接到电压发生器107的引线Mi、连接到所有引线Mi的第一切换装置102以及连接到所有引线Mi的N个输出级AN。N个输出级AN中的每一个均包括：连接到所有引线Mi的多路复用装置(后面称为“选择电路”)104、连接到选择电路104的放大器105以及第二切换装置103，其中第二切换装置103连接在选择电路104和放大器105之间并且将选择电路104的输出连接到接地端GND。该选择电路104接收数字信号EN，从而选择性输出任意一个引线Mi的信号。
测试驱动器电路中的相邻引线Mi之间的漏电的方法如下所述。也就是，M个总线被充电到最大电位，并且通过第一切换装置102使得总线Mi从电压发生器107断接，从而使得所有引线Mi处于浮动状态。然后，选择第二切换装置103之一使其将输出级AN之一连接到一个GND接线端。然后，数字信号Ei输入到连接到接地端GND的该输出级从而切换任意一个引线Mi到GND。检查另一个输出级的输出电压从而检测引线Mi和Mi-1之间的漏电或者引线Mi和Mi+1之间的漏电。因此可以利用数字信号来测试该驱动器，因此能够减短测试周期。
顺便提到，除了测试引线之间的漏电之外，通过测试驱动器的其他功能，通过对在放大器105前一级设置的选择电路(ROM单元)进行速度测试(通过速率测试)，可以确定该驱动器是否能够被接受。在速度测试中，在预定周期对输出电压电平进行采样，从而检测通过速率是否是预设周期或者更高。因此，能够检测出选择电路的导通(ON)电阻中以及输出放大器的驱动功率中的异常性。在这种情况下，通常，选择电路104从电压发生器107产生的电压中选择预定电压来检查放大器(AMP)105的输出电压。
然而，在该现有技术中所述的测试方法中，第一切换装置102首先被连接到电压发生器107并被充电到预定电位，然后关断第二切换装置103。接着，基于数字信号Ei选择一个目标引线Mi，然后将其连接到GND。最后，检查每个输出其他引线的电位的输出级AN的电位。这些步骤的顺序能够重复引线Mi的数量那么多次，因此执行该测试会花费很长时间。
而且，在上述选择电路的速度测试中，通过放大器105产生在选择电路104选择输出电压时的延迟时间(ROM速度)。也就是，在速度测试中，选择电路104的导通电阻的特性和放大器105的特性相互影响，因此几乎不能相互区分开来。图10是示出传统驱动器电路中的放大器的输出电压的示意图。如图10所示，需要在测量通过速率的过渡周期期间执行采样。因此，如果原始输出电压VOUT1是VOUT2，则不可能确定出问题到底是出于AMP(放大器)能力不够还是选择电路104的导通电阻值太高。
也就是，由于选择电路104的输出电压不能直接测量，因此，难以在采样点设定确定标准。此外，如果在选择电路104的放大器105的输入侧周围出现漏电流，以及施加到晶体管的电压下降，则不能检测出该漏电流。而且，该问题是由选择电路104的导通电阻被转换成输出的通过速率以及检测其电压电平所引起的。
如上所述，虽然驱动电路需要进行多种功能测试，但是，在例如该现有技术中描述的测试方法中，仅能够测试引线之间的漏电。如果除了特定测试驱动器电路的引线之间的漏电之外，还能够准确而快速的执行其他多种测试例如选择电路的速度测试，则能够容易的获得例如高性能低成本的显示装置。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种测试用于显示装置的驱动电路的方法，包括：将测试信号提供到测试开关，该测试开关设置在用于选择和输出驱动电路的灰度级电压的D/A转换器和用于放大该D/A转换器的输出电压的放大器之间，从而设定测试模式；以及通过该测试开关将D/A转换器连接到该驱动电路的输出端，从而在该D/A转换器上进行测试。
根据本发明，该D/A转换器连接到该输出端，并且不通过放大器而是通过测试开关来测量输出电压，从而使得可以基于不根据放大器而变化的电流或者电压值来执行测试，以及可以高精度测量该D/A转换器中的选择电路的导通电阻。
根据本发明，可以提供一种用于显示装置的通用驱动电路以及一种测试驱动电路的方法，其中在该显示装置上，能够通过直接检测该D/A转换器的输出电压来执行多种测试。
附图说明
结合附图，参照下面的描述，本发明的上述和其他目的、优点和特征都将变得更加明显，其中：
图1是示出一般的驱动器电路的方框图；
图2是输入到图1的驱动器电路的每个信号的定时图；
图3A和3B示出从根据本发明的一个实施例的驱动器电路的D/A转换器到输出端之间的电路；
图4示出根据本发明的一个实施例用于驱动器的测试器的特定示例；
图5示出根据本发明的一个实施例通过测试驱动器如何执行提供直流电源(电压V0到V7)继电器开关的开/关控制的示例；
图6是测试方法的流程图，其中该测试方法根据图5的直流电源继电器开关的开/关控制来检测在灰度级电压选择电路的导通电阻中是否存在异常性；
图7是测试方法的另一个流程图，其中该测试方法检测在灰度级电压选择电路的导通电阻中是否存在异常性；
图8是基于每个输出端上的输出电压对给定灰度级电压进行故障/无故障测试的流程图；
图9示出现有技术的驱动器电路；以及
图10是示出传统的驱动器电路的放大器的输出的示意图。
具体实施方式
现在，将参照示例性实施例来描述本发明。本领域技术人员将意识到，利用本发明的教义能够实现多种可选实施例，以及本发明不限于这些实施例，这些实施例仅用于阐述性目的。
下面，将参照附图来详细描述本发明的一个实施例。通过将本发明应用为用作驱动显示装置的驱动器的驱动器电路而获得本实施例，其中该驱动器电路测量灰度级电压选择电路的导通电阻，而该灰度级电压选择电路解码输入信号并且选择灰度级电压，从而高精度的确定该灰度级电压选择电路的质量(异常性检测)。
更具体而言，为了独立于连接到该灰度级电压选择电路的输出的AMP等来测量该导通电阻，在该灰度级电压选择电路和该AMP之间设置切换电路。利用该切换电路可以将该AMP等断接于该灰度级电压选择电路，从而使得可以准确测量该灰度级电压选择电路的导通电阻。
在描述根据本实施例的驱动器电路和测试该驱动器电路的方法之前，阐述显示装置的驱动器电路。图1是示出一般的驱动器电路的方框图，而图2是输入到图1的驱动器电路的每个信号的定时图。如图1所示，驱动器电路1输出信号S1至Sn，也就是，n个像素的数据，并且包括移位寄存器2、数据寄存器3、数据锁存器4、电平移位器5、D/A转换器6以及输出放大器单元7。驱动器电路1的移位寄存器2的输出电压施加到随后级联的驱动器电路，而多个驱动器电路1级联从而构成数据驱动电路(源驱动器)。移位寄存器2包括n级寄存器，并且施加移位启动脉冲和时钟，从而随后和时钟同步移位该启动脉冲，从而获得移位脉冲信号(S1)到(Sn)，如图2所示。
数据寄存器3包括n级寄存器，数字图像信号(后面称为“数据”)并行提供到这些寄存器。这些寄存器随后保持在例如由移位寄存器2提供的移位脉冲信号(S1)到(Sn)的下降沿的数据。
在完成将数据输入到数据寄存器3的所有寄存器之后，数据锁存器4接受数据锁存信号，从而将锁存存储在数据寄存器3的寄存器中的所有数据。利用数据锁存器4锁存的数据的电压电平通过电平移位器5而适当的进行移位。
D/A转换器6解码已经移位至输出灰度级电压的电压电平的数据。该转换器包括灰度级电压产生单元以及灰度级电压选择电路，如下所述。灰度级参考电压施加到该灰度级电压产生单元，而该灰度级电压选择电路选择性输出例如64个灰度级的电压。该输出放大器单元7放大D/A转换器6的输出电压，然后将放大的电压输出作为输出信号S1至Sn。提供到数据锁存器4的数据锁存信号和极性反向信号也被提供到输出放大器单元7，而选择对应于该极性反向信号的极性信号并与该数据锁存信号同步输出。
该输出放大器单元7包括放大器单元和开关，其中该放大器单元根据该极性来放大信号，而开关(下面称为“关断开关”)控制放大器单元的输出的开/关状态。如图2所示，该关断开关在从数据锁存信号的上升沿到下降沿之间也就是输出高阻抗周期期间根据放大器的极性来关断输出。该周期是D/A转换器6的过渡周期。在该过渡周期中直到确定电位时，该关断开关(TOFFSW)能够被关断从而获得高阻抗(Hi-Z)状态。
在检测这种驱动器电路中的D/A转换器的异常性时，提供测试信号用于使D/A转换器6选择灰度级，并且测量输出放大器单元7的输出电压。然而，在这种情况下，D/A转换器6的输出电压不能被直接测量，因此仅通过输出放大器单元7来获得测试结果。因此，不能如上所述根据放大器的性能来精确测试该电路。在本实施例中，不是通过输出放大器单元7来获得测试结果，这使得可以精确测试D/A转换器的异常性。
图3A和3B示出从根据本发明的一个实施例的驱动器电路的D/A转换器到输出端之间的电路。为了避免输出放大器单元的影响，如图3A所示，连接到D/A转换器的灰度级电压选择电路11的输出放大器单元7的输入以及输出放大器单元7的输出OUT通过例如MOS晶体管的测试开关(TTESTSW)20a而旁路。测试开关20a具有控制端(TEST端)，能够控制连续性(开/关状态)。测试开关20a开启从而将输出放大器单元7的输入直接连接到输出OUT，并且能够直接测量灰度级电压选择电路11的输出电压。
D/A转换器包括灰度级电压产生单元以及灰度级电压选择电路11，其中该灰度级电压产生单元产生例如灰度级电压γ1至γ4，而灰度级电压选择电路11选择性输出灰度级电压γ1至γ4。灰度级电压选择电路11包括多个开关(晶体管)，其用于根据输入信号来选择所需灰度级电压。该D/A转换器的质量能够通过精确测量其导通电阻来进行确定。输出放大器单元7包括AMP7a和关断开关(TOFFSW)7b，该关断开关(TOFFSW)7b执行AMP7a的输出的开/关控制。如上所述，关断开关7b将AMP7a的输出信号导入正常运行模式中的高阻抗状态，直到灰度级电压选择电路11的输出电压得以稳定。
例如，如果当开关TSEL1和TSEL2的晶体管导通时测量导通电阻，并且选择器选择灰度级电压γ1，则测试信号TEST输入到测试开关20a，而灰度级电压选择电路11和AMP7a之间的节点通过测试开关20a连接到输出端OUT。因此，测试开关20a导通，而关断开关7b关断(输出Hi-Z)。图3B示出这种情况下的等效电路图。假设，灰度级电压γ1和施加到输出的电压VOUT之间的关系为Vγ1＞VOUT，并且其他灰度级电压(γ2至γ4)保持为开路。在这种情况下，灰度级电压选择电路11的导通电阻能够从下面的表达式获取。
ISEL_ON＝(VOUT-Vγ1)/(RON_SEL1+RON_SEL2+RON_TESTSW)
ISEL_ON表示测量电流，而RON_SEL1、RON_SEL2和RON_TESTSW分别表示开关晶体管TSEL1和TSEL2以及测试开关20a的导通电阻。在这种情况下，用于灰度级电压选择电路11中的开关晶体管的导通电阻在Pcb晶体管的情况中为数百千欧姆。相反，测试开关20a的导通电阻小至数十欧姆，因此几乎不影响测量精度。而且，从AMP7a的输入到关断开关7b之间的路径被短路，因此输出放大器单元7不会影响测量结果。因此，灰度级电压选择电路11的导通电阻能够被精确测量。顺便提到，可以执行该测试，以使得不利用或提供关断开关7b，从而测试信号提供到AMP7a，而输出信号导致高阻抗状态。
而且，电源电位VDD提供到输出放大器单元7的输出OUT作为第一电压，该第一电压不同于用作第二电压的电压γ1。因此，设定灰度级电压选择电路11的输出电压和电压γ1之间的差值。测试开关20a在测试模式中导通，灰度级电压选择电路11的输出被设定为电源电位VDD。类似于上述情况，当开关TSEL1和TSEL2导通以选择灰度级电压γ1时，由于Vγ＜VDD，所以电流ISEL_ON流向灰度级电压γ1的电源侧。测量该电流从而测量灰度级电压选择电路11的导通电阻，而不会影响输出放大器单元7。而且，测试开关20a的导通电阻比构成灰度级电压选择电路11的开关晶体管的导通电阻要小得多，因此不会影响测量精度。
D/A转换器或者根据上述概念来测试灰度级电压选择电路的方法将更加详细的描述。图4示出用于本实施例的驱动器的测试器。如图4所示，D/A转换器6连接到测量电路(LST测试器)30A。测量电路30A是可编程直流电源。在本实施例中，设置8个直流电源311至318(31k)，从而能够提供8个直流电压。
而且，移位寄存器2、数据寄存器3、数据锁存器4和电平移位器5连接到测量电路30B。测量电路30B是测试图案发生器，其产生并施加提供到移位寄存器2的启动脉冲和时钟、提供到数据寄存器3的数据、提供到数据锁存器的数据锁存信号和极性反向信号。而且，该电路产生测试信号以将该测试信号提供到测试开关20。
而且，输出放大器单元7的输出连接到测量电路30C。当测试开关20响应于测试信号而导通时，连接输出放大器7的输入和输出。然后，灰度级电压选择电路11的输出不是通过输出放大器7而是通过测试开关20从而连接到测量电路30C。测量电路30C是直流测试单元，并且包括直流继电器开关(relay switch)33a和33b、电压源/电流测量电路(VSIM)34以及电流源/电压测量电路(ISVM)35。该直流继电器开关33a用于将对应于预定输出端的输出连接到测量电路30C。而且，直流继电器开关33b切换电压源/电流测量电路34以及电流源/电压测量电路35。因此，可以产生电压来测量电流，或者可以产生电流来测量电压。
D/A转换器6包括灰度级电压选择电路11以及灰度级电压产生单元12。在本实施例中，产生并选择性输出64位灰度级的灰度级电压。在这种情况下，例如，灰度级电压产生单元12包括63个电阻器R0至R62。产生64位灰度级的灰度级电压以通过电阻性划分来划分测量电路30A提供的直流功率。在本实施例中，设置用于提供直流功率(电压V0至V7)的8个直流电源311至318(31k)以及用于将直流电源31k连接到灰度级电压产生单元12的继电器开关321至328(32k)。通过适当导通/关断继电器开关32k，从而能够将预定直流功率(电压V0至V7)提供给灰度级电压产生单元12。灰度级电压选择电路11包括64个接线端GMA0至GMA63。灰度级电压产生单元12的电阻器R0至R62的每端都连接到接线端GMA0至GMA63，从而基于从电平移位器5提供的输入数据来选择和输出64个灰度级的灰度级电压V0至V63(Vn)中的任意一个。该输出如上所述通过测试开关20连接到测量装置30C，从而测量构成D/A转换器6的灰度级电压选择电路11的晶体管的导通电阻。
接着，描述测试如上所述构建而成的测试电路的方法。执行该测试，以使得输入数据由测量电路(测试图案发生器)30B来产生，灰度级电压选择电路11选择预定灰度级电压，而电压由测量电路(直流测试单元)30C来测量。这时，测试电路(可编程直流电源)30A的直流电源继电器开关32k适当的导通/关断，从而将直流电源(电压V0至V7)提供给灰度级电压产生单元12。图5示出如何开/关提供直流电源(电压V0到V7)的继电器开关321至328的示例。而且，图6和7是测试方法的流程图，其中利用上述方法，该测试方法根据图5的直流电源继电器开关32k的开/关控制来检测在灰度级电压选择电路11的导通电阻中的异常性。此外，图8是为每个输出端k(输出端的数量k＝1至A)输出灰度级电压(灰度级的数量M＝0至m)的情况下进行故障/无故障测试的流程图。
顺便提到，在本实施例中，测量灰度级电压选择电路11的导通电阻。然而，该测试可以在驱动器的另一个单元的测试或者其他运行测试之后执行。根据本实施例的该测试，如图6所示，驱动器和测量电路首先被初始化(步骤S1)。通过该初始化步骤，关断提供给驱动器电源的的装置电源，关断可编程直流电源继电器开关32k，并且关断直流继电器开关33a和33b。
接着，设定装置电源和直流电源(步骤S2)。首先，启用装置电源(步骤S3)，以及启用直流电源31k(步骤S4)。接着，导通V0继电器开关(步骤S5)。然后，测量电路30B输入用于选择0灰度级电压V0的灰度级数据，以及利用测试信号TEST设定测试模式(步骤S6)。例如，如果测试开关20由Pch晶体管构成，则测试信号设定为L电平从而导通测试开关20。
接着，从每个输出端输出灰度级电压V0(步骤S7)。顺便提到，下面将进行步骤S7的处理过程。通过完成步骤S7的处理过程，如图7所示，灰度级m的数量被设定为1(步骤S8)。然后，根据图5的图示，V0至V7继电器开关32k被开/关。也就是，在测试灰度级电压V1至V8(m＝1至8)的情况下，例如，关断V0继电器开关321(步骤S9)，以及导通V1继电器开关322(步骤S11)。然后，重复输入用于选择灰度级电压的灰度级数据从而执行步骤S7的处理过程的操作，直到m＝8(步骤S12至步骤S14)。
当m＝9时，根据图5的图示来切换V0至V7继电器开关32k。也就是，关断V1继电器开关322(步骤S15)，以及导通V2继电器开关323(步骤S16)，从而将直流电压V2提供给灰度级电压产生单元12。然后，测量灰度级电压V9至V23(步骤S17至步骤S20)。根据图5的图示，基于灰度级电压Vm来适当的开/关V0至V7继电器开关32k，从而持续执行该测试，一直测试到灰度级电压V63(至步骤S42)。此后，基于所有灰度级电压Vm的测量结果来执行故障/无故障测试(步骤S43)。最后，关断装置电源，关断装置直流电源继电器开关32k，以及关断直流测试单元的直流继电器开关33a和33b，从而完成测试。顺便提到，还可以在步骤S43接受的电路上执行其他测试。
接着，详细描述步骤S7的处理过程。在该示例中，描述本实施例的驱动器的输出端K的数量为A的情况。首先，通过将计数器的计数值k设定为0，从而执行初始化过程(步骤S51)，接着对所有输出端执行下面的测量过程(步骤S52)。也就是，首先，连接到输出OUTk的测量电路30C的直流继电器开关33a和33b导通从而设定VSIM模式(步骤S53)。然后，测量输出OUTk的电流值(步骤S54)。如果该电流值大于预定值(步骤S55：是)，则关断连接到输出OUTk的测量电路30C的直流继电器开关33a和33b(步骤S56)，从而增加k(步骤S57)。确定每个输出OUTk的电流值是否大于预定值k，直到k达到输出端A的数量。另一方面，在步骤S55中，如果测量电流值小于预定值，也就是，灰度级电压选择电路11的导通电阻比较大，则舍弃该电路(步骤S58)。关断电源和开关从而完成测试(步骤S59)。而且，当k达到输出端A的数量时，完成该处理过程(SUB1处理过程)然后该过程进行到下一个步骤(步骤S8、S14、S20、S26、S32、S38或者S43)。
在本实施例中，将测试开关20提供到D/A转换器6的灰度级电压选择电路11的输出，并且直接测量灰度级电压选择电路11的输出电压。因此，能够精确测量灰度级电压选择电路11的导通电阻，而没有输出放大器单元7造成的影响。而且，对于在输出放大器单元7的前一级中执行的多种测试，仅通过导通测试开关20能够类似的直接测量D/A转换器6的输出电压。而且，测试开关20可以在测试模式中导通，以及能够利用简单的结构和简单的控制来获得通用的测试电路。
顺便提到，本发明不限于上述实施例，可以在本发明的范围内进行多种变型。例如，在图4中，测量的是灰度级电压选择电路11的输出电流，但是也可以测量电压。而且，通过测试开关20来将电源电压提供给灰度级电压选择电路11，但是也可以利用连接到灰度级电压产生单元12的测量电路30B来测量电流。此外，本实施例描述了用于检测灰度级电压选择电路的导通电阻的异常性的速度测试。然而，也可以执行其他的功能测试，例如，利用LSI测试器来测试输出引脚直接的漏电。在这种情况下，在测试期间，在驱动器侧可以保持测试信号为有源，因此不同于上述现有技术，开关的开/关控制是不必要的，这使得可以缩短测试周期。
明显的是，本发明不限于上述实施例，上述实施例可以进行变型和改变，而不会脱离本发明的范围和精神。
Claims (6)
1.一种测试用于显示装置的驱动电路的方法，包括：
将测试信号提供到测试开关，用于选择和输出驱动电路的灰度级电压的D/A转换器和用于放大该D/A转换器的输出电压的放大器通过测试开关而旁路，从而设定测试模式；以及
通过该测试开关将D/A转换器连接到该驱动电路的输出端，从而在该D/A转换器上进行测试。
2.根据权利要求1所述的测试驱动电路的方法，其中D/A转换器选择并输出预定灰度级电压来测量输出端上的输出电压。
3.根据权利要求1所述的测试驱动电路的方法，其中第一电压提供给输出端，而第二电压施加到D/A转换器的输入端，从而通过测试开关将电流提供给在D/A转换器中选择性设置的路径，从而测量D/A转换器的电阻值。
4.根据权利要求1所述的测试驱动电路的方法，其中D/A转换器的灰度级电压产生单元通过第一测量装置来产生多个灰度级电压，所述第一测量装置用于提供用于产生灰度级电压的电压，
D/A转换器的灰度级电压选择单元从利用D/A转换器的灰度级电压产生单元产生的多个灰度级电压中选择预定灰度级电压，从而通过第二测量装置来输出选定的灰度级电压，所述第二测量装置用于选择并输出预定灰度级电压，以及
为基于灰度级电压的操作测试该灰度级电压选择单元，其中该灰度级电压通过第三测量装置利用该灰度级电压选择单元来进行选择和输出，所述第三测量装置连接到输出端。
5.一种用于显示装置的驱动电路，其根据提供的图像信号来选择和输出灰度级电压，从而放大并输出该灰度级电压，包括：
用于选择并输出灰度级电压的D/A转换器；
用于放大D/A转换器的输出电压的放大器；以及
测试开关，D/A转换器和放大器的输出端通过所述测试开关而旁路，
其中当在测试模式中接收测试信号时该测试开关将放大器断接于D/A转换器，从而使得能够通过测试开关和放大器的输出端来测量D/A转换器的输出电压。
6.根据权利要求5所述的用于显示装置的驱动电路，其中D/A转换器包括用于基于从电源提供的电压来产生多个灰度级电压的灰度级电压产生单元，以及用于利用D/A转换器的灰度级电压产生单元产生的多个灰度级电压中选择预定灰度级电压从而输出选定的灰度级电压的灰度级电压选择单元，以及
测试开关将灰度级电压选择单元连接到放大器的输出端。
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