CN110383098B - Ic、驱动ic、显示系统及电子设备 - Google Patents
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Abstract
在不增加芯片面积的情况下将测试电路组装到IC中。IC包括多个引脚、多个电流检测电路及电流生成电路。多个电流检测电路并行处理流过多个引脚的电流,例如,生成数字数据。电流生成电路包括电容器并生成对应于电容器的电荷量的参考电流。由于电荷量由输入到电容器的电压控制,所以可以扩大电流生成的电流输出范围。参考电流用于测试多个电流检测电路。本IC例如可以用于显示面板的源极驱动IC。在该情况下,可以利用多个电流检测电路检测流过显示面板的像素的电流。
Description
技术领域
在本发明的说明书、附图及专利要求书(以下称为“本说明书等”)中,例如对半导体装置、电子部品及电子设备以及它们的工作方法、制造方法进行说明。
在本说明书等中,半导体装置是指利用半导体特性的装置并是指包括半导体元件(晶体管、二极管、光电二极管等)的电路及包括该电路的装置等。另外,半导体装置是指能够利用半导体特性而发挥作用的所有装置。例如,集成电路、具备集成电路的芯片或在其封装中容纳有芯片的电子构件是半导体装置的一个例子。另外,存储装置、显示装置、发光装置、照明装置以及电子设备等本身是半导体装置,或者有时包括半导体装置。
背景技术
为了满足对显示装置等的多灰度化及高分辨率等的需求,在显示装置的驱动电路中,特别是在用于从视频信号生成数据信号的源极驱动电路中使用专用IC(驱动IC)(例如,非专利文献1)。
关于使用发光元件的有源矩阵型显示装置的像素,有各种各样的电路结构的提议。通常,像素至少设置有发光元件、控制对像素输入灰度信号的选择晶体管以及驱动发光元件的驱动晶体管。将流过驱动晶体管的漏极电流提供给发光元件,以使发光元件能够以与漏极电流的值对应的亮度发光。
因此,如果在构成显示装置的屏幕的多个像素之间存在驱动晶体管的电特性(阈值电压、场效应迁移率等)的偏差,即使供应相同电压的灰度信号,发光元件的亮度也会产生偏差。多个像素之间的驱动晶体管的电特性的偏差是显示装置的显示质量降低的原因之一。
对于有源矩阵型显示装置为实现高分辨率已增加了像素个数,显示装置中设置有数十万乃至数千万的像素。在一般的彩色显示装置中,像素由对应于红色、绿色、蓝色(RGB)的显示颜色的三个子像素组成。例如,当显示分辨率为Full-HD时,子像素数为1366×768×3(RGB)=1,049,088,当分辨率为8K4K(Super Hi-Vision)时,子像素数为7680×4320×3(RGB)=33,177,600。在多个子像素间使驱动晶体管的电特性完全一致是非常困难的。于是,有取得驱动晶体管的电特性来校正发光元件的亮度的提议(例如,非专利文献1)。
在非专利文献1中,显示装置所包括的子像素及扫描驱动器中的晶体管是具有沟道由金属氧化物形成的沟道的晶体管。在本说明书等中,将沟道由金属氧化物形成的晶体管称为金属氧化物晶体管、氧化物半导体晶体管或OS晶体管。
[参考文献]
[非专利文献]
[非专利文献1]R.Yamamotoetal.,“13.3-inch8K4K664-ppi120-Hz12-BitOLEDDisplayUsingTop-GateSelf-AlignedCAAC-OSFETsand12-BitSourceDriver ICs,”SIDSymposiumDigestofTechnicalPapers,Vol.47,2016,pp.53-56.
发明内容
本发明的一个实施方式的目的是提供一种新颖的测试电路,来能够进行高可靠性测试,提供电流输出范围宽的半导体装置,能够对输出电流的值进行高精度调节,并缩小电路面积。
多个目的的记载不妨碍彼此的目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所例示的所有目的。上述列举的目的以外的目的是从本说明书等的记载自然得知的,而有可能成为本发明的一个方式的目的。
(1)本发明的一个实施方式是包括多个引脚、多个电流检测电路及电流生成电路的IC。多个电流检测电路并行处理流过多个引脚的电流。电流生成电路包括电容器并生成对应于电容器的电荷量的参考电流。参考电流用于对多个电流检测电路进行测试。
(2)本发明的一个实施方式的IC包括第一至第K(K为2以上的整数)引脚、第一至第K电流检测电路、具有第一电容器的电流生成电路。第j(j是1以上且N以下的整数)电流检测电路检测流过第j引脚的电流。电流生成电路生成对应于第一电容器保持的电荷量的参考电流。为了测试第一至第K电流检测电路,将参考电流连续地输入到第一至第K电流检测电路。
(3)上述实施方式(2)的IC还包括第一电路、第二电路、第三电路以及布线。第一电路控制第j引脚与第j电流检测电路间的电连续性。第二电路控制对布线输入参考电流。第三电路从第一至第K引脚中选择一个与布线电连接的引脚。
(4)在上述实施方式(2)的IC中,电流生成电路包括第一开关、第二开关、第一节点及第二节点。第一电容器的第一端子被输入第一电压,第一节点被输入第二电压。第一开关控制第一节点与第一电容器的第二端子间的电连续性。第二开关控制第二节点与第一电容器的第二端子间的电连续性。电流生成电路将流过第二节点的电流作为参考电流输出。
(5)在上述实施方式(2)的IC中,电流生成电路包括第一开关、第二开关、第一节点、第二节点、第三节点、第一选择电路及第二选择电路。第一电容器的第一端子被输入第一电压。第一开关控制第一节点与第一电容器的第二端子间的电连续性。第二开关控制第二节点与第一电容器的第二端子间的电连续性。第一选择电路从多个电压中选择一个电压并将选定的电压输入第一节点。第二选择电路选择第一节点和第二节点中的一个节点。将流过选定的节点的电流作为参考电流输出。
(6)在上述实施方式(2)至(5)的任一个的IC中,第一至第K电流检测电路各自包括电流电压转换电路。电流电压转换电路包括放大电路、第二电容器及第三开关。放大电路包括反相输入端子、第一非反相输入端子、第二非反相输入端子及输出端子。第二电容器的第一端子及第二端子分别与反相输入端子及输出端子电连接。第三开关控制反相输入端子与输出端子间的电连续性。
(7)在上述实施方式(2)至(5)中的任一个的IC中,第一至第K电流检测电路各自包括电流电压转换电路。电流电压转换电路包括放大电路、第二电容器及第三开关。放大电路包括反相输入端子、第一非反相输入端子、第二非反相输入端子及输出端子。放大电路放大反相输入端子的电压与第一非反相输入端子的电压和第二非反相输入端子的电压的平均电压之差。第二电容器的第一端子及第二端子与反相输入端子及输出端子电连接。第三开关控制反相输入端子与输出端子间的电连续性。
(8)在上述实施方式(6)或(7)的IC中,电流电压转换电路的第三开关由第一信号对控制。电流生成电路包括延迟电路。延迟电路延迟第一信号对生成第二信号对并延迟第二信号对生成第三信号对。第一开关由第二信号对控制。第二开关由第三信号对控制。
(9)本发明的另一个实施方式是上述实施方式(1)至(8)中的任一个的IC设置有驱动部的驱动IC。驱动部对从外部输入的图像信号进行处理生成灰度信号。
在本说明书等中,有时为了表示顺序而附记“第一”、“第二”、“第三”等序数词。或者,有时为了避免构成要素的混淆而附记序数词。在此情况下,序数词不限定构成要素的个数。此外,例如,可以将“第一”调换为“第二”或“第三”来说明本发明的一个方式。
晶体管包括栅极、源极以及漏极这三个端子。栅极被用作控制晶体管的导通状态的控制端子。被用作源极或漏极的两个端子是晶体管的输入输出端子。根据晶体管的导电型(n沟道型、p沟道型)及对晶体管的三个端子施加的电位的高低,两个输入输出端子中的一方被用作源极而另一方被用作漏极。因此,在本说明书等中,源极和漏极可以相互调换。另外,在本说明书等中,为了方便起见,可将栅极以外的两个端子称为第一端子及第二端子。
节点可以根据电路结构或装置结构等换称为端子、布线、电极、导电层、导电体或杂质区域等。另外,端子、布线等也可以换称为节点。
电压大多指某个电位与基准电位(例如,接地电位(GND)或源电位)的电位差。由此,也可以将电压称为电位。电位是相对性的。因此,即使记载为“接地电位”,也并不一定是指0V。
在本说明书等中,“膜”和“层”可以根据情形或状况相互调换。例如,在某些情况下,可以将“导电层”一词换作“导电膜”,也可以将“绝缘膜”一词换作“绝缘层”。
在本说明书等中,当记载为“X与Y连接”时,如下情况也包括在本说明书等的公开范围内:X与Y电连接的情况;X与Y在功能上连接的情况;以及X与Y直接连接的情况。因此,不局限于附图或文中所示的连接关系等规定的连接关系,附图或文中所示的连接关系以外的连接关系也包括在附图或文中的记载范围中。这里,X和Y都表示对象物(例如,装置、元件、电路、布线、电极、端子、导电层、半导体区域等)。
本发明的一个方式可以提供一种新颖半导体装置或者一种新颖半导体装置的工作方法。
多个效果的记载不妨碍彼此的效果的存在。此外,本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。在本发明的一个方式中,上述之外的目的、效果及新颖的特征可从本说明书中的描述及附图自然得知。
附图说明
图1是示出IC的结构实例的功能框图。
图2是示出电流检测电路的单元电路的结构实例的电路图。
图3是示出电流生成电路的结构实例的电路图。
图4A是示出电流检测模式的工作例的时序图,图4B是示出IV序列、AD序列的例子的时序图,图4C是示出RD序列的例子的时序图。
图5A至图5E是用来说明电流检测模式的工作例的电路图。
图6A是示出测试模式的工作例的时序图,图6B是示出IV序列、AD序列的例子的时序图。
图7是示出源极驱动IC(SD-IC)的结构实例的功能框图。
图8是示出源极驱动(SDR)部的结构实例的功能框图。
图9是示出电流检测(CSN)部的结构实例的功能框图。
图10是示出电流生成部的结构实例的电路图。
图11是示出电流检测电路及测试电路的结构实例的电路图。
图12是译码器的真值表及开关矩阵的控制信号与电流检测模式的对应表。
图13A至图13C是分别说明电流检测模式与开关矩阵的电路结构的图。
图14是示出电流检测电路及测试电路的结构实例的电路图。
图15A是示出电流检测模式的工作例的时序图,图15B是示出RD序列的例子的时序图。
图16是示出IV序列、AD序列的例子的时序图。
图17是示出测试模式下的工作例的时序图。
图18是示出测试模式下的IV序列、AD序列的例子的时序图。
图19A是示出显示系统的结构实例的框图,图19B是SD-IC与像素阵列的连接结构的示意图。
图20A和图20B是示出像素阵列的结构实例的图。
图21A和图21B是示出开关电路的结构实例的图。
图22是示出像素阵列、栅极驱动电路、SD-IC的连接结构例的图。
图23是示出显示系统的电流检测工作例的流程图。
图24是用来说明电流检测工作例的简化电路图。
图25是用来说明电流检测工作例的简化电路图。
图26A至图26C是示出像素阵列的结构实例的电路图。
图27是示出像素阵列的结构实例的电路图。
图28A和图28B是示出子像素的结构实例的电路图。
图29是示出显示面板的结构实例的截面图。
图30A和图30B是示出显示面板的结构实例的截面图。
图31A至图31D是各自示出电子设备的结构实例的图。
图32A至图32C是示出电子设备的结构实例的图。
图33A和图33B是示出电子设备的结构实例的图。
图34示出制造的SD-IC的CSN部在测试模式下工作时获得的电流值结果。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。但是,本发明的一个实施方式不局限于以下说明,所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实,就是本发明在不脱离其宗旨及其范围的条件下,其方式及详细内容可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明的一个方式不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式及实施例所记载的内容中。
下面所示的多个实施方式可以适当地组合。另外,当在一个实施方式中示出多个结构实例(也包括制造方法的例子、工作方法的例子、使用方法的例子等)时,既可以适当地组合彼此的结构实例,又可以适当地组合其他实施方式及实施例中所记载的一个或多个结构实例。
在附图中,有时使用同一符号表示同一要素或具有相同功能的要素、同一材质的要素或同时形成的要素,并有时省略重复说明。
当相同的附图标记用于多个构成要素且需要将它们区别开来时,可以对该符号附上“_1”、“_2”、“[n]”、“[m,n]”等。例如,为了区分多个布线ML,有时将第二列(或第二行)的布线ML记载为布线ML[2]。
在本说明书中,有时将电源电位VDD简称为电位VDD、VDD等。其它构成要素(例如,信号、电压、电路、元件、电极及布线等)也是同样的。
在附图中,为便于理解,有时夸大表示大小、层的厚度或区域。因此,本发明并不局限于附图中的尺寸。此外,在附图中,示意性地示出理想的例子,而不局限于附图所示的形状或数值等。例如,可以包括因噪声或定时偏差等所引起的信号、电压或电流的不均匀等。
(实施方式1)
在本实施方式中,说明具有电流检测功能的IC。图1示出IC的功能框图。
图1所示的IC100包括电流电压转换部110、采样保持部112、模拟数字转换部113、输出驱动器114、开关部117、电平转换(LS)部121、逻辑部122、逻辑部123、逻辑/电平转换(LOG/LS)部124、电流生成电路125、开关矩阵128、开关部129、布线TM81、布线TM82、电容器Cn81以及电容器Cn82。
IC100包括引脚PMV1、引脚PMV2、2N(N为1以上的整数)个引脚PI等多个引脚。IC100的电流输入通道数为2N,2N个引脚PI是电流输入用引脚。
以下在特定2N个中的1个引脚PI时将其记作“引脚PI[1]”等。当记作“引脚PI”时是指任意的引脚PI。这一点同样适用于其他要素。作为用于特定要素的识别标志,使用“_1”、[1,2]等。
IC100并行地对流过N个奇数通道(或N个偶数通道)的引脚PI的电流进行检测。从N个引脚PI输入的电流由各个部110、112、113进行并行处理,将其转换为N个并行数字数据。输出驱动器114将N个数字数据转换为串行数字数据并将该串行数字数据作为信号CMDO输出到外部。电流电压转换部110包括N个单元电路,以将电流检测处理并行化。采样保持部112、模拟数字转换部113等也同样。所以,也就是说,电流电压转换部110的单元电路的数量小于引脚PI的数量。
电流电压转换部110包括N个电流电压转换电路(I/V电路)130。I/V电路130由电流输入型积分电路构成,包括放大电路131、电容器Civ、开关SWiv。电容器Civ是积分电容器。采样保持部112包括N个采样保持电路(S/H电路)132。S/H电路132包括电容器Csh、开关SWsh。模拟数字转换部113包括N个模拟数字转换电路(A/D电路)133。
开关部117包括N个开关矩阵137。开关矩阵137包括开关SW71、开关SW72、开关SW73、开关SW74、开关SW75及SW76。开关SWiv、SWsh、SW71至SW76为模拟开关。
IC100组装有用于测试电流电压转换部110的测试电路。测试电路包括LOG/LS部124、电流生成电路125、开关矩阵128、开关部129、电容器Cn81及电容器Cn82。
电流生成电路125生成电流IRFINT。电流IRFINT是用于测试电流电压转换部110的参考电流。电流生成电路125包括节点Nt、开关SWt、SWtb、电容器Ct及延迟电路125a。
开关部129包括布线TM81、布线TM82及N个开关电路139。开关部129被用作解复用器(DEMUX)并从2N个引脚PI中选择与布线TM81、布线TM82具有电连续性的两个引脚。每个布线TM81和布线TM82被用作电流IRFINT的路径。
开关矩阵128具有与开关矩阵137同样的电路结构,包括开关SW81、开关SW82、开关SW83、开关SW84、开关SW85、开关SW86。开关矩阵128具有DeMUX及预充电电路的功能。开关矩阵128选择布线TM81和布线TM82中的一个来输出电流IRFINT,并对布线TM81、布线TM82进行预充电。
IC100被输入电压VDDD、电压VDDA、电压VSSD、电压VSSA、电压CMVRI及电压CMVRC。电压VDDD、VDDA都为高电平侧电源电压。电压VSSD、VSSA都为低电平侧电源电压,例如,地电位。电压VDDD、VSSD是用于数字电路的电源电压。电压VDDA、VSSA是用于模拟电路的电源电压。引脚PMV1是用于输入电压CMVRI的引脚,引脚PMV2是用于输入CMVRC的引脚。
IC100被输入信号CMPRE、信号CMREV、信号CMSET、信号CMSH、信号RTCM、信号TDCLK、信号TDSP等各种信号。
信号CMPRE、CMREV、CMSET及CMSH被输入到电平转换部121。电平转换部121使用来将数字信号转换为模拟电路用信号的电路,将数字信号转换为差分信号并进行差分信号的电平转换。在本说明书等中,作为该差分信号的符号,使用对数字信号的符号附加“H”、“BH”的符号。例如,将对应于信号CMPRE的差分信号对记作“CMPREH”、“CMPREBH”。信号CMPREH是具有与信号CMPRE相同逻辑的信号,信号CMPREBH是信号CMPRH的反相信号。
信号CMPRE是控制引脚PI的预充电的信号。信号CMREV是指定检测电流的通道为奇数通道还是偶数通道的信号。信号CMSET是用于I/V电路130的偏移消除的控制信号。信号CMSH是用于S/H电路132的采样工作的控制信号。
信号CMPREH、信号CMPREBH、信号CMREVH和信号CMREVBH被输入到开关部117及开关矩阵128。信号CMSETH和信号CMSETBH被输入到电流电压转换部110和电流生成电路125。信号CMSHH和信号CMSHBH被输入到S/H部112。
逻辑部122处理外部信号并生成模拟数字转换部113的控制信号。模拟数字转换部113从逻辑部122及外部被输入控制信号。
信号RTCM、TDCLK和TDSP被输入到逻辑部123。信号RTCM是用来决定IC100的工作模式的信号。IC100的工作模式大致分为检测流过引脚PI的电流的电流检测模式以及验证内部电路的工作的测试模式。例如,在IC100出货前检查时执行测试模式。
逻辑部123根据信号RTCM对输出驱动器114和LOG/LS部124中的任一方输出信号TDSP、信号TDCLK。信号TDSP是起始脉冲信号,信号TDCLK是时钟信号。输出驱动器114根据信号TDCLK和TDSP将从模拟数字转换部113输出的N个数字信号转换为串行数字信号并输出信号CMDO。信号RTCM、TDCLK和TDSP被输入到LOG/LS部124。LOG/LS部124处理输入信号并生成用于模拟数字转换部113及开关部129的控制信号。
《电流检测电路》
在IC100中,两个输入通道设置有一个电流检测电路。图2示出电流检测电路的单元电路以及单元电路测试所使用的电路的结构实例。
注意,虽然信号CMSETH、CMSETBH从电平转换部121输入到开关SWiv,但是图2仅示出在信号CMSET为高电平(“H”)时使开关Swiv导通的信号CMSETH。对图2及其他附图中输入开关的信号进行同样的表示。
电流检测电路的单元电路包括I/V电路130、S/H电路132及A/D电路133。为方便起见,将单元电路称为CM电路140。CM电路140[h](h为1以上且N以下的整数)检测流过引脚PI[2h-1]和引脚PI[2h]的电流。开关矩阵137[h]选择CM电路140[h]要监视的引脚PI。下面说明开关矩阵137[h]的电路结构实例。
开关SW71控制引脚PI[2h-1]与引脚PMV1间的电连续性。开关SW72控制引脚PI[2h]与引脚PMV1间的电连续性。开关SW71和开关SW72的导通/截止由信号CMPREH和CMPREBH控制。
开关SW73控制引脚PI[2h-1]与放大电路131[h]的反相输入端子(以下称为端子INM)间的电连续性。开关SW74控制引脚PI[2h]与放大电路131[h]的非反相输入端子(以下称为端子INP)间的电连续性。开关SW75控制引脚PI[2h-1]与放大电路131[h]的端子INP间的电连续性。开关SW76控制引脚PI[2h]与放大电路131[h]的端子INM间的电连续性。开关SW73至SW76的导通/截止由信号CMREVH和CMREVBH控制。
输出驱动器114设置有N个缓冲电路134和N个寄存器135。N级的移位寄存器118由N个寄存器135构成。N个寄存器135被输入信号TDCLK。第一级的寄存器135[1]被输入信号TDSP,第二级以下的寄存器135[h]被输入前一级的寄存器135[h-1]的输出信号。
寄存器135[h]的输出信号作为信号ENO[h]输入到缓冲电路134[h]。信号ENO[h]是缓冲电路134[h]的输出使能信号。缓冲电路134[h]被输入A/D电路133[h]生成的数字信号。缓冲电路134[h]根据信号ENO[h]输出数字信号。移位寄存器118控制N个缓冲电路134输出数字信号的时序,从而将串行信号CMDO输出到IC100的外部。
开关电路139[h]包括开关SW87[h]和开关SW88[h]。开关SW87[h]控制引脚PI[2h-1]与布线TM81间的电连续性。开关SW88[h]控制引脚PI[2h]与布线TM82间的电连续性。
LOG/LS部124包括N个电路160。电路160生成信号ENC、信号TSELH、信号TSELBH。信号ENC是A/D电路133的使能信号。信号TSELH、和TSELBH是用于开关SW87和SW88的控制信号。
电路160包括电平转换器161、OR电路162和寄存器163。N级的移位寄存器168由N个寄存器163构成。N个寄存器163被输入信号TDCLK。第一级的寄存器163[1]被输入信号TDSP。第二级以下的寄存器163[h]被输入寄存器163[h-1]的输出信号。
寄存器163[h]的输出信号输入到寄存器163[h+1]并且作为信号TSEL[h]输入到OR电路162[h]和电平转换器161[h]。OR电路162[h]得到信号RTCMB(RTCM的反相信号)和信号TSEL[h]的逻辑和并生成信号ENC[h]。电平转换器161[h]将信号TSEL[h]转换为差分信号并进行电平转换来生成信号TSELH[h]和TSELBH[h]。
开关矩阵128包括节点N81和节点N82。节点N81和节点N82分别与电容器Cn81及电容器Cn82电连接。电流IRFINT从电流生成电路125输入到节点N81。
开关SW81控制布线TM81与引脚PMV1间的电连续性。开关SW82控制布线TM82与引脚PMV1间的电连续性。开关SW81和SW82的导通/截止由信号CMPREH和CMPREBH控制。开关SW83控制布线TM81与节点N81间的电连续性。开关SW84控制布线TM82与节点N82间的电连续性。开关SW85控制布线TM81与节点N82间的电连续性。开关SW86控制布线TM82与节点N81间的电连续性。开关SW83至SW86的导通/截止由信号CMREVH和CMREVBH控制。
《电流生成电路》
图3示出电流生成电路125的电路结构实例。
如图3所示,延迟电路125a由12个CMOS反相器电路构成。延迟电路125a延迟信号CMSETH和CMSETBH生成信号CMSETH_D1和信号CMSETBH_D1,并且延迟信号CMSETH_D1和CMSETBH_D1生成信号CMSETH_D2和信号CMSETBH_D2。信号CMSETH_D1和CMSETBH_D1控制开关SWt的导通/截止,信号CMSETH_D2和CMSETBH_D2控制开关SWtb的导通/截止。
电容器Ct与节点Nt和引脚PMV1电连接。开关SWt控制引脚PMV2与节点Nt间的电连续性。开关SWtb控制节点Nt与节点N81间的电连续性。开关SWt与开关SWtb互相排斥。开关SWt与开关SWtb中的一方为导通状态时另一方为关闭状态。开关SWt和SWtb的状态由信号CMSET决定。利用延迟电路125a使开关SWt和SWtb的开关时序不同。首先,开关SWt从导通状态变为关闭状态。接着,开关SWtb从关闭状态变为导通状态。
当开关SWt为导通状态且开关SWtb为关闭状态时,电容器Ct被充电。电容器Ct的电荷量Qt为Ct|CMVRC-CMVRI|。当开关SWt为关闭状态且开关SWtb为导通状态时,电容器Ct放电,对应于电荷量Qt的电流IRFINT流过节点N81。电流IRFINT对于节点N81是源极电流还是灌电流取决于电压CMVRC和电压CMVRI的大小关系。
电流生成电路125利用控制电容器Ct和电容器Ct的充放电的两个开关SWt和SWtb生成电流IRFINT。电流IRFINT的值可以由电压CMVRI和CMVRC控制。因此,作为电流IRFINT,可以高精度地生成微小电流(例如,几十纳安以下),并且可以高精度地调节电流IRFINT的值。
在某些情况下,为了实现微小电流的生成及电流值的微调,电流生成电路使用许多电阻器。该电流生成电路具有大面积,因此不适合用于组装于IC的测试电路。测试电路是在IC出货后就不需要的电路,所以需要小面积的测试电路。电流生成电路125不使用电阻器而是使用CMOS电路和电容器构成,因此可以防止因组装电流生成电路125导致IC100的面积增大。
《电流检测模式》
图4A示出电流检测模式下IC100的工作序列的例子。为了使IC100的工作模式进入电流检测模式,将低电平(“L”)的信号RTCM输入到IC100。在信号RTCM为“L”的期间,LOG/LS部124向电路160输出信号TDSP和TDCLK。因此,在电流检测模式中,信号ENC被保持为“H”,由此A/D电路133总是处于激活状态。
工作序列大致分为检测(SN)序列和读取(RD)序列。SN序列包括电流电压转换(IV)序列和数字模拟转换(AD)序列。在进行N个奇数通道的电流检测时,“L”的信号CMREV被输入到IC100。在进行N个偶数通道的电流检测时,“H”的信号CMREV被输入到IC100。
在IV序列中,CM电路140[1]至140[N]将流过目标引脚PI的电流转换为电压。在AD序列中,CM电路140[1]至140[N]将在IV序列得到的电压(模拟数据)转换为数字数据。在RD序列中,利用输出驱动器114依次读取通过CM电路140[1]至140[N]得到的数字数据。
参照图4B、图5A至图5E等说明IV序列及AD序列中CM电路140[h]的工作例。图4B是CM电路140[h]的时序图,图中的t0、t1等表示时刻。图5A至图5E是用来说明CM电路140[h]的工作例的电路图。
<IV序列>
在时间t0,信号CMREV为“L”,所以在开关矩阵137[h]中开关SW73[h]和SW74[h]为导通状态而开关SW75[h]和SW76[h]为关闭状态(参照图5A)。因此,引脚PI[2h-1]与放大电路131[h]的端子INM[h]彼此电连接,引脚PI[2h]与放大电路131[h]的端子INP[h]彼此电连接。
(预充电)
在期间t1至t2,2N个引脚PI被预充电。当信号CMPRE变为“H”时,开关SW71[h]和SW72[h]导通(参照图5B)。因此,引脚PI[2h-1]和PI[2h]与引脚PMV1电连接并被预充电至电压CMVRI。并且,端子INM[h]和INP[h]也被预充电至电压CMVRI。
在t1,信号CMSH变为“H”,因此开关SWsh[h]导通。放大电路131[h]的输出端子(以下称为端子OT131[h])与S/H电路132[h]的节点N132[h]彼此电连接。
(偏移消除)
在期间t3至T4,进行用于校正I/V电路130的偏移电压的偏移消除。在t3,信号CMSET变为“H”,因此开关SWiv[h]导通。端子INM[h]与输出端子OT131[h]彼此电连接,从而校正放大电路131[h]的偏移电压。
(电流电压转换)
在期间t4至t5,I/V电路130将流过端子INM的电流转换为电压,S/H电路132进行采样工作。
在t4,信号CMSET变为“L”。开关SWiv[h]关闭,I/V电路130[h]开始积分工作。通过I/V电路130[h]进行积分工作,输出端子OT131[h]的电压下降。
端子INP[h]与引脚PI[2h]电连接,所以放大电路131[h]作为差分放大电路工作。因此,放大电路131[h]消除引脚PI[2h-1]的共模噪声与引脚PI[2h]的共模噪声,由此可以改善I/V电路130[h]的输出信号的信噪比(SNR)。
<AD序列>
在t5,信号CMSH变为“L”,IV序列结束,AD序列开始。在S/H电路132[h]中,开关SWsh[h]关闭,由此保持t5时的输出端子OT131[h]的电压V132(参照图5E)。电压V132相当于期间t4至t5中流过端子INM[h]的电流量。在t6,A/D电路133[h]将电压V132转换为数字数据,并将数字数据输出到输出驱动器114的缓冲电路134[h]。
<RD序列>
图4C是示出RD序列的例子的时序图。当信号TDSP输入到输出驱动器114时,RD序列开始。在输出驱动器114的移位寄存器118中,对应于信号TDCLK的上升进行信号TDSP的移位工作,并从缓冲电路134[1]至134[N]依次输出数字数据。
在执行RD序列期间,将信号CMREV设定为“H”,将为监视目标的通道从奇数通道换为偶数通道。通过开关矩阵137[h],放大电路131[h]的端子INM[h]和端子INP[h]与引脚PI[2h]和引脚PI[2h-1]电连接。
《测试模式》
在测试模式中,将电流生成电路125生成的电流IRFINT连续地输入CM电路140[1]至140[N],由此一个一个单元地进行CM电路140的测试。图6A示出测试模式下IC100的工作序列的例子。
为了使IC100的工作模式进入测试模式,将“H”的信号RTCM输入IC100。逻辑部123在信号RTCM为“H”时将信号TDSP和TDCLK输出到LOG/LS部124。为了对放大电路131的端子INM输入电流IRFINT,信号CMREV为“L”。
LOG/LS部124的移位寄存器168根据信号TDCLK进行信号TDSP的移位工作以生成信号TSEL[1]至TSEL[N]。利用信号TSEL[1]至TSEL[N]依次选择CM电路140[1]至140[N]。选定的CM电路140执行上面所述的IV序列和AD序列。
在利用CM电路140[N]的SN序列后,为了执行RD序列将信号RTCM设定为“L”。如上面所述那样,输出驱动器114根据信号TDSP、TDCLK工作,由此信号CMDO从IC100输出。
测试模式下CM电路140的工作与电流检测模式下的工作相同。CM电路140如图4B的时序图所示地工作。检测模式与电流检测模式的不同之处在于:在进行IV序列期间,选定的CM电路140被输入电流IRFINT。参照图2、图5A至图5D、图6B等说明测试模式下CM电路140[h]的IV序列及AD序列。
<IV序列>
在t10,信号CMREV为“L”。开关SW73[h]及SW74[h]为导通状态,开关SW75[h]和SW76[h]为关闭状态(参照图5A)。在开关矩阵128中,开关SW83和SE84为导通状态,开关SW85和SW86为关闭状态。
在t11,寄存器163[h]输出“H”的信号TSEL[h]。A/D电路133[h]被激活。通过开关矩阵128、开关电路139[h]及开关矩阵137[h],引脚PI[2h-1]与布线TM81和端子INM[h]电连接,引脚PI[2h]与布线TM82和端子INP[h]电连接。
(预充电)
在期间t11至t12,进行引脚PI[2h-1]、引脚PI[2h]、布线TM81及布线TM82的预充电。当信号CMPRE变为“H”,开关SW71[h]、SW72[h]、SW81及SW82导通。由于引脚PI[2h-1]、引脚PI[2h]、布线TM81、布线TM82与引脚PMV1电连接,所以引脚PI[2h-1]、引脚PI[2h]、布线TM81、布线TM82、端子INM[h]、端子INP[h]、节点Nt被预充电至电压CMVRI。电流生成电路125的电容器Ct的电荷量Qt为0库仑。
在t11,信号CMSH变为“H”,所以开关SWsh[h]导通。放大电路131[h]的输出端子OT131[h]与节点N132[h]彼此电连接。
(偏移消除)
在期间t13至T14,进行校正I/V电路130[h]的偏移电压的偏移消除。信号CMSET为“H”,所以开关SWiv[h]导通,端子INM[h]与输出端子OT131[h]彼此电连接。
在期间t13至T14,进行电流生成电路125的电容器Ct的充电。在信号CMSET变为“H”后延迟一定时间后开关SWt导通。之后,延迟一定时间后开关SWtb关闭。电容器Ct被充电,电荷量Qt变为(CMVRC-CMVRI)Ct。在此,满足CMVRC>CMVRI。
(电流电压转换及采样)
在期间t14至t15,电流生成电路125生成电流IRFINT并将其输出。I/V电路130将流过端子INM的电流转换为电压,并且S/H电路132进行采样工作。
在t14,信号CMSET变为“L”,所以开关SWiv[h]关闭。I/V电路130[h]将端子INP[h]的电压用作参考电压开始积分工作。
信号CMSET变为“L”后延迟一定时间后开关SWt关闭。之后,延迟一定时间开关SWtb导通。电流IRFINT由累积在电容器Ct中的电荷生成并被输出。电流IRFINT通过布线TM81v被输入到端子INM[h]。I/V电路130[h]对电流IRFINT进行积分并将电流IRFINT转换为电压。节点N132[h]的电压VT132为CMVRI-Qt/Civ。
<AD序列>
在t15,信号CMSH变为“L”,IV序列结束,AD序列开始。在S/H电路132[h]中,由于开关SWsh[h]关闭,所以保持输出端子OT131[h]的电压VT132。在t16,A/D电路133[h]将电压VT132转换为数字数据,并将该数字数据输出到缓冲电路134[h]。在t17,信号TSEL[h]变为“L”,所以AD序列结束。
在IC100中,由于测试所使用的参考电流在内部生成,所以能够对多个电流检测电路进行高可靠性的出货前检查。作为出货前检查的另一种方法,可以举出由设置在IC外部的电流生成装置生成参考电流并对多个电流检测电路依次输入参考电流的方法。由于以下原因,难以通过该方法准确地评估多个电流检测电路。
参考电流的值越小,电流电压转换电路越容易受噪声的影响。例如,当参考电流为几十纳安以下时,评估电流电压转换电路变得非常困难。虽然电流生成装置用作理想电流源,但是难以从外部稳定地对I/V电路130那样的输入阻抗变化的电路输入参考电流。
因此的,当参考电流的值小时,为了进行高可靠性的检查,优选在IC内部生成参考电流。在该情况下,要求电流生成电路具有电路面积小、能够生成微小电流(例如几十纳安以下的电流)、能以高精度进行调节的性能(例如,进行几纳安的调节)等。本实施方式的电流生成电路125满足上述要求。
为了生成微小电流有时使用多个电阻器,但是电流生成电路125利用两个开关和一个电容器生成电流IRFINT。由于电流IRFINT的值可以利用电压CMVRI和CMVRC控制,所以可以高精度地调节电流IRFINT的值。
当IC100组装有电流生成电路125时,可以高精度地测试多个CM电路140。当电流生成电路125的面积较小时,可以抑制因组装测试电路引起的IC100的面积开销。
(实施方式2)
在本实施方式中,说明使用实施方式1的测试电路的源极驱动IC。
图7是示出源极驱动IC的结构实例的功能框图。图7所示的源极驱动IC200(以下称为“SD-IC200”)包括源极驱动部201(以下称为“SDR部201”)、电流检测部(以下称为“CSN部202”)、多个引脚PS、PM、P11及P12。
SD-IC200安装在具有像素阵列的显示面板上。SDR部201对图像信号进行处理并生成要提供给像素阵列的灰度信号。引脚PS是用于输出灰度信号的引脚。引脚P11和P12是用于SDR部201的输入引脚。引脚P11是差分信号的输入引脚,引脚P12是单端信号的输入引脚。引脚P11的输入信号包括图像信号、时钟信号等。引脚P12的输入信号包括指令信号等。
CSN部202是用来检测流过像素阵列的电流的电路。CSN部202的输入通道数为2N(N为1以上的整数)并连接有2N个引脚PM[1]至PM[2N]。CSN部202对流过N个奇数(或偶数)通道的引脚PM的电流(模拟信号)进行并行处理,生成串行数字信号(信号CMDO)并输出该信号。利用信号CMDO校正灰度信号,由此可以降低显示面板的亮度不均。
<SDR部201〉
图8是示出SDR部201的结构实例的功能框图。SDR部201包括接收器210、逻辑部211、移位寄存器212、锁存部214和215、电平转换部216、数字模拟转换部(D/A部)217及放大部218。在图8的例子中,引脚PS的个数为MS(MS为1以上的整数)。
为了进行并行处理,部214至218各由MS个单元电路构成。锁存部214包括MS个锁存电路(LAT)224。锁存部215包括MS个锁存电路225。电平转换部216包括MS个电平转换电路(LS)226。D/A部217包括MS个数字模拟转换电路(D/A电路)227。放大部218包括MS个放大电路(AMP)228。
接收器210将被输入引脚P11的差分信号转换为单端信号。例如,接收器210可以使用低电压差分信号(LVDS)接收器。
接收器210被输入图像信号DA和DB以及时钟信号CKLA和CLKB。由NS位(NS为1以上的整数)的图像信号DA和NS位的图像信号DB构成的信号对是差分图像信号。由信号CLKA和信号CLKB构成的信号对是差分时钟信号。在接收器210中,图像信号DA和DB被转换为单端Ns位的图像信号DC,时钟信号CLKA和CLKB被转换为单端时钟信号SDCLK。图像信号DC和信号SDCLK都被输入到逻辑部211。
例如,引脚P12被输入复位信号SDRST及待机信号SDSTBY等。逻辑部211根据信号SDCLK及从引脚P12输入的指令信号等控制SDR部201的内部电路。当指令信号为差分信号时,指令信号通过接收器210被输入到逻辑部211。
逻辑部211生成如信号SRSP、SRCLK、SLT等控制信号。信号SRSP和SRCLK分别为起始脉冲信号和时钟信号,并被输入到移位寄存器212。信号SLT是锁存信号并被输入到锁存部215。
逻辑部211将串行图像信号DC转换为并行图像信号DD(串并行转换功能)。这里,逻辑部211将图像信号DC分成XS个部分(XS为1以上的整数)以生成XS个图像信号DD(NS位)。图像信号DD被输出到锁存部214。图像信号DD的值表示灰度值。
移位寄存器212包括多个级的寄存器。第一级的寄存器被输入信号SRSP。各级中的寄存器根据信号SRCLK输出采样信号。锁存部214将图像信号DD储存在采样信号指定的列的锁存电路224中。锁存部215根据信号SLT将各锁存电路225的数据改写成对应的锁存电路224的数据。
电平转换器226将从锁存电路225输出的图像信号转换为差分信号并进行电平转换。D/A电路227将由电平转换器226输出的差分图像信号转换为模拟信号。放大电路228将D/A电路227的输出信号(模拟信号)放大并输出至引脚PS。引脚PS的输出信号是灰度信号。
<CSN部202〉
图9是示出CSN部202的结构实例的功能框图。
CSN部202与引脚PM[1]至PM[2N]、PVP、PDI、PVR1至PVR4、PDO1、PDO2和PAIO电连接。
引脚PVP是电源电压VDDD、VDDA、VSSD和VSSA的输入引脚。引脚PVR1至PVR4是参考电压的输入引脚。引脚PVR1至PVR4被输入电压CMVRD1、CMVRD2及CMVRC。
引脚PM[1]至PM[2N]是电流输入引脚。引脚PDI是数字输入引脚,并且信号CMSTBY和CMRST等各种数字信号被输入到引脚。信号CMSTBY是待机信号,通过该信号控制CSN部202是进入待机模式还是进入激活模式。信号CMRST是用于CSN部202的逻辑电路的复位的复位信号。
引脚PDO1和PDO2是数字输出引脚,引脚PAIO是模拟输入/输出引脚。可以根据CSN部202的工作切换引脚PDO2和PAIO的功能。
CSN部202包括模拟开关(ASW)部230、I/V部231、S/H部232、模拟数字转换部(A/D部)233、输出驱动器235、ASW电路260、电平转换部270、设定寄存器(REG)271、译码器(DEC)272、选择器(SEL)274和275、计数器277及D/A电路278。
I/V部231包括N个I/V电路241。S/H部232包括N个S/H电路242。A/D部包括N个A/D电路243。输出驱动器235包括缓冲器(BUFF)部236和移位寄存器(SR)237。电流检测电路的单元电路由I/V电路241、S/H电路242及A/D电路243构成。为了方便起见,将由I/V电路241[h]、S/H电路242[h]及A/D电路243[h]构成的单元电路称为CM电路245[h]。
为了验证CM电路245的工作,CSN部202中设置有各种电路。开关矩阵250、ASW部251、252、缓冲部253、LOG/LS部254、电流生成部258、ASW电路259及复用器(MUX)269设置在CSN部202中。
ASW部251包括N个ASW电路261,缓冲部253包括N个三态(TRI)缓冲电路53,LOG/LS部254包括移位寄存器255。
通过ASW部230流过N个奇数(或偶数)通道的引脚PM的电流被输入到I/V部231。N个CM电路245对被输入的N个电流进行并行处理并被转换为N个数字信号。输出驱动器235将N个数字信号转换为串行数字信号而生成信号CMDO。信号CMDO从引脚PDO1输出。
设定寄存器271储存用来设定CSN部202的工作的数据。信号RGCLK是用于设定寄存器271的时钟信号。信号RGSRD是串行数字信号。当信号RGCLK为激活时,设定寄存器271捕获信号RGSRD并更新数据。设定寄存器271保持的数据决定信号RTCM、RCON、RIRF、RCPOL、RANA[3:0]、RDIG[1:0]、RITG[2:0]的逻辑。在能够增加用于数字输入的引脚PDI的数量的情况下,设定寄存器271所生成的信号的一部分或全部可以是外部输入信号。
译码器272对信号RITG[2:0]进行解码并生成信号DRITG[4:0]。
电平转换部270将数字信号转换为差分信号并进行电平转换。电平转换部270被输入信号CMPRE、CMREV、CMSET、CMSH、DRITG[4:0]、RCON、RIRF及RANA[3:0]。另外,也可以对模拟电路设置电平转换电路在模拟电路内部进行数字信号的电平转换。
信号CMCLK是时钟信号。计数器277对信号CMCLK的上升(或下降)进行计数并生成表示计数值的信号CNT。信号CNT的最低有效位为信号CMCLKB。信号CNT被输入到D/A电路278和A/D部233,信号CNT被输入到A/D部233。D/A电路278将信号CNT转换为模拟信号而生成信号DACO。信号DACO是斜波形信号。对于ASW电路260,从电平转换部270输入信号RCONH和RCONBH,从D/A电路278输入信号DACO,并且从引脚PVR3输入电压CMVRC。ASW电路260在信号RCON为“1”时将信号DACO输出到A/D部233并在信号RCON为“0”时将电压CMVRC输出到A/D部233。
例如,A/D部233的分辨率为12位。计数器277的输出信号CNT的位数为12。D/A电路278为12位D/A电路。
通过引脚PDI信号TDSP和TDCLK被输入到CSN部202。信号TDSP和TDCLK分别为起始脉冲信号和时钟信号。选择器274在信号RTCM为“0”时将信号TDSP和TDCLK输出到移位寄存器237并在信号RTCM为“1”时停止对移位寄存器237输出信号TDSP和TDCLK。选择器275在信号RTCM为“1”时将信号TDSP和TDCLK输出到移位寄存器255并在信号RTCM为“0”时停止对移位寄存器255输出信号TDSP和TDCLK。
电平转换部270将信号RIRF、CMSET、RCON生成的差分信号输出到电流生成部258。电流生成部258输出电流TIREF。电流TIREF通过开关矩阵250、ASW部251及230被输入到I/V部231。电流TIREF是用于I/V部231的测试的参考电流。
ASW部252具有从I/V部231读取信号TAMPO的输出电路的功能以及发送用于测试A/D部233的信号TCMPIN的输入电路的功能。缓冲部253保持A/D部233的内部信号并将所保持的信号作为信号TCMPO输出到MUX269。LOG/LS部254控制A/D部233、ASW部251和252以及缓冲部253。信号RANA[2:0]是用来设定引脚PAIO的功能的信号。电平转换部270将信号RANA[2:0]生成的差分信号输出到ASW部252。信号RDIG[1:0]是用来设定引脚PDO2的功能的信号,并输入到MUX269。ASW电路259设定引脚PAIO的功能,MUX269设定引脚PDO2的功能。
《电流生成部258》
图10示出电流生成部258的电路结构实例。电流生成部258包括端子B20和B21、电流生成电路258G以及ASW电路258A和258B。端子B20是电流TIREF的输出端子。端子B21是电流IRFEXT的输入端子。电流IRFEXT是外部参考电流,通过引脚AOI和ASW电路259输入到端子B21。
电流生成电路258G具有与图3的电流生成电路125同样的电路结构并包括延迟电路258a、开关SWt、SWtb、电容器Ct、节点Nt以及节点Nta和Ntb。电流生成电路258G生成与电容器Ct的电荷量Qt对应的电流IRFINT。延迟电路258a的功能与图3的延迟电路125a相同,延迟电路258a延迟信号CMSETH和CMSETBH分别生成信号CMSETH_D1和CMSETBH_D1,再延迟信号CMSETH_D1和CMSETBH分别生成CMSETH_D2和CMSETBH_D2。信号CMSETH_D1和CMSETBH_D1被输入到开关SWt,信号CMSETH_D2和CMSETBH_D2被输入到开关SWtb。节点Nta通过ASW电路258A被输入电压CMVRC或CMVRD2。节点Ntb是电流IRFINT的输出节点。
ASW电路258A具有选择电路的功能。ASW电路258A被输入信号RCONH和RCONBH。当信号RCON为“0”时,节点Nta和引脚PVR2间的电连续性由ASW电路258A建立,节点Nta被输入电压CMVRC。当信号RCON为“1”时,节点Nta与引脚PVR3间的电连续性由ASW电路258A建立,节点Nta被输入电压CMVRC。也就是说,根据信号RCON将电容器Ct的电压Vt设定为|CMVRD2-CMVRI|或|CMVRDC-CMVRI|。
ASW电路258B具有选择电路的功能。ASW电路258B从电平转换部270被输入信号RIRFBH和RIRFH。当信号RIRF为“0”时,端子B20与端子B21间的电连续性由ASW电路258B建立,端子B20流过电流IRFEXT。当信号RIRF为“1”时,端子B20与节点Ntb间的电连续性由ASW电路258B建立,端子B20流过电流IRFINT。由此,根据信号RIRF测试用参考电流TIREF被设定为外部参考电流(IRFEXT)或内部参考电流(IRFINT)。
《ASW部230、251、252、I/V部231和S/H部232》
参照图11说明ASW部230、I/V部231、S/H部232等的电路结构实例。图11示出与CM电路245[h]对应的各个部的单元电路。
电平转换部270将由信号CMPRE、CMREV和DRITG[4:0]生成的差分信号分别输出至ASW部230和开关矩阵250,将由信号CMSET生成的差分信号输出到I/V部231,并将由信号CMSH生成的差分信号输出到S/H部232。
I/V电路241[h]检测流过引脚PM[2h-1]和PM[2h]的电流。I/V电路241[h]由电流输入型积分电路构成,包括放大电路41、电容器C41、开关S41。开关S41的导通/截止由信号CMSETH和CMSETBH控制。
放大电路41包括一个反相输入端子(-)、两个反相输入端子(+)以及输出端子。在此,将反相输入端子(-)称为端子INM,将两个反相输入端子(+)称为端子INP1和INP2,并将输出端子称为端子OTA。
S/H电路242包括节点Nsh、电容器C42和开关S42。开关S42的导通/截止由信号CMSHH和CMSHBH控制。
ASW部252包括N个开关S34和N个开关S35。开关S34和S35的导通/截止由LOG/LS部254的输出信号控制。开关S34[h]控制I/V电路241[h]与S/H电路242[h]间的电连续性。开关S35[h]控制S/H电路242[h]与ASW电路259间的电连续性。
缓冲部253的TRI缓冲电路53[h]保持A/D电路243[h]的内部信号。ASW电路259控制引脚PAIO与TRI缓冲电路53[h]的输出端子间的电连续性。
ASW部251包括布线TM0至TM3。ASW部251用作DeMUX,2N个引脚PM中的4个引脚与布线TM0至TM3具有电连续性。
ASW电路261[h]包括开关S30[h]至S33[h]。开关S30[h]至S33[h]的导通/截止由LOG/LS部254的输出信号控制。开关S30[h]控制布线TM0和引脚PM[2h+1]间的电连续性。开关S31[h]控制布线TM1和引脚PM[2h]间的电连续性。开关S32[h]控制布线TM2和引脚PM[2h-1]间的电连续性。开关S33[h1]控制布线TM3和引脚PM[2h-2]间的电连续性。
ASW部230包括(2N+2)个开关S11、(2N+2)个开关S12、(2N+2)个开关S13、N个开关S14、N个开关S15、N个开关S16、N个开关S18以及2N个开关S17。开关S11[2h-2]至S11[2h+1]、S12[2h-2]至S12[2h+1]、S13[2h-2]至S13[2h+1]、S14[h]、S15[h]、S16[h]、S17[2h-1]、S17[2h]和S18[h]形成开关矩阵240[h]。开关矩阵240[h]从引脚PM[2h-1]至PM[2h+1]中选择与I/V电路241[h]具有电连续性的引脚。
注意,虽然SD-IC200没有设置引脚PM[0](h=1)和引脚PM[2N+1](h=N),但是ASW部230设置有开关S11[0]、S11[2N+1]、S12[0]和S12[2N+1]等。
开关矩阵250具有与开关矩阵240相同的电路结构。开关矩阵250包括端子B0至B3、B10至B12、开关S21[0]至S21[3]、S22[0]至S22[3]、S23[0]至S23[3]、S24、S25、S26、S27[1]、S27[2]和S28。ASW电路259使端子B1与引脚PAIO具有电连续性。
ASW部230和开关矩阵250由共同信号控制。开关S11和S21的导通/截止由信号CMPREH和CMPREBH控制。信号CMPRE是控制引脚PM及布线TM0至TM3的预充电的预充电信号。开关S12、S13、S21和S23的导通/截止由信号CMREVH和CMREVBH控制。信号CMREV是用于设定被监视目标的通道的信号。
开关S14、S24的导通/截止由信号DRITGH[0]、DRITGBH[0]控制。开关S15、S25的导通/截止由信号DRITGH[1]、DRITGBH[1]控制。开关S16、S26的导通/截止由信号DRITGH[2]、DRIGBH[2]控制。开关S17、S27的导通/截止由信号DRITGH[3]、DRITGBH[3]控制。开关S18、S28的导通/截止由信号DRITGH[4]、DRITGBH[4]控制。
端子B0至B3分别与布线TM3至TM0电连接。端子B10与电流生成部258的端子B20电连接。作为为了防止噪声的措施,电容器Cn10至Cn12分别与端子B10至B12电连接。
《开关矩阵240和I/V电路241》
I/V电路241的放大电路41具有放大端子INP1与端子INP2的电压的平均电压与端子INM的电压间的差分的功能。例如,端子INP1、INP2、INM的电压分别为Vinp1、Vinp2、Vinm时,放大电路41具有放大差分电压((Vinp1+Vinp2)/2-Vinm)的功能。例如,当放大电路41的放大率(差分增益)为AD且相同增益为0dB时,放大电路41的端子OTA的电压Vampo与输入电压Vinp1、Vinp2、Vinm的关系如下式(a1)所示。
Vampo=AD((Vinp1+Vinp2)/2-Vinm)···(a1)
通过开关矩阵240[h]的电路结构建立I/V电路241[h]与引脚PVR4与PM[2h-1]至PM[2h+1]的电连续性。由于开关矩阵240[h]是可编程电路,因此I/V电路241[h]可以具有多个电流检测模式。电流检测模式包括3输入差分检测模式、差分检测模式、单端检测模式和高阻抗模式。参照图12和图13A至图13C说明电流检测模式及其对应的开关矩阵240[h]的电路结构。
图12示出开关矩阵240[h]的控制信号、其所对应的I/V电路241[h]的功能以及译码器272的真值表。列“INM”表示与端子INM[h]连接的引脚PM,例如,“2h”是指端子INM[h]与引脚PM[2h]间建立有电连续性。这同样适用于列“INP1”及“INP2”。图13A至图13C示出电流检测模式及其所对应的开关矩阵240[h]的电路结构。
监视目标通道由信号CMREV设定。当信号CMREV为“H”时,监视目标为奇数通道,当信号CMREV为“L”时,监视目标为偶数通道。I/V电路241的信号输入模式由信号RITG[0]至RITG[2]设定。也就是说,I/V电路241的电流检测模式由信号RITG[2:0]决定。
(高阻抗(HIz)模式)
当信号RITG[2:0]为3’b111时,开关矩阵240[h]使端子INM[h]变为高阻抗状态。
(单端检测(SE)模式)
图13A示出信号CMREV为1’b0且信号RITG[2:0]为3’b100时的开关矩阵240[h]的电路结构。端子INM[h]与引脚PM[2h-1]具有电连续性,端子INP1[h]和INP2[h]与引脚PVR4具有电连续性。因此,图13A的I/V电路241[h]的电路结构与积分电路241SE等效。积分电路241SE是单端输入积分电路,使用恒定电压(CMVRI)作为参考电压对流过引脚PM[2h-1]的电流进行积分。
(差分检测(DEFF)模式)
图13B示出信号CMREV为1’b0且信号RITG[2:0]为3’b010时的开关矩阵240[h]的电路结构。端子INM[h]与引脚PM[2h-1]具有电连续性,端子INP1[h]和INP2[h]与引脚PM[2h]具有电连续性。因此,图13B的I/V电路241[h]的电路结构与差分积分电路241D等效。差分积分电路241D使用引脚PM[2h]的电压作为参考电压对流过引脚PM[2h-1]的电流进行积分。
(3输入差分检测(3-DEFF)模式)
I/V电路241具有能够将不同的信号输入3个引脚INM、INP1、INP2的电路结构时的电流检测模式为“3输入差分检测模式”。
图13C示出信号CMREV为1’b0且信号RITG[2:0]为3’b000时的开关矩阵240[h]的电路结构。端子INM[h]与引脚PM[2h-1]具有电连续性。端子INP1[h]和INP2[h]分别与引脚PM[2h-2]和引脚PM[2h+1]具有电连续性。I/V电路241使用引脚PM[2h-1]的电压与引脚PM[2h]的电压的平均电压用作参考电压对流过引脚PM[2h-1]的电流进行积分。
在3输入差分检测模式中,由于将2个引脚PM的电压用作I/V电路241的参考电压,所以可以使参考电压的噪声成分平均化。因此,在3输入差分检测模式中,与差分检测模式相比,可以更有效地从放大电路41的输出中去除共模噪声。
通过信号CMREV和RITG[2:0],开关矩阵250被设定为具有与开关矩阵240[h]相同的电路结构。根据开关矩阵250的电路结构设定端子B10、B11和B12与布线TM0至TM3间的电连续性。
例如,当信号CMREV为1’b0且信号RITG[2:0]为3’b000时(参照图13C),通过开关矩阵250使端子B10、B11和B12分别与布线TM1、TM0和TM2具有电连续性。
参照图14说明A/D部233、输出驱动器235、缓冲部253及LOG/LS部254的结构实例。图14示出各个部的单元电路。
《A/D部233》
A/D电路243[h]包括比较器43[h]、触发器(FF)44[h]和45[h]、反相器电路46[h]及选择器47[h]。
比较器43[h]的非反相输入端子(以下称为端子(+))与S/H电路242[h]的节点Nsh[h]电连接。反相输入端子(以下称为端子(-))通过ASW电路260被输入信号DACO或电压CMVRC。当信号RCON为“0”时,端子(-)被输入电压CMVRC。当信号RCON为“1”时,端子(-)被输入信号DACO。另外,根据比较器43[h]的电路结构等,端子(-)也可以与节点Nsh[h]电连接,ASW电路260的输出也可以与端子(+)电连接。
选择器47[h]被输入信号RCPOL。信号PCPOL设定被输入到触发器44[h]的信号CMPO_h的极性。当信号PCPOL为“0”时,选择器47[h]将比较器43[h]的输出信号输出到触发器44[h]。当信号PCPOL为“1”时,选择器47[h]将反相器电路46[h]的输出信号输出到触发器44[h]。此时的信号CMPO_h是比较器43[h]的输出信号的反相信号。
触发器44[h]例如由D(延迟)触发器构成。触发器44[h]被输入信号EN_h和信号CMCLKB。信号EN_h是触发器44[h]的使能信号,由LOG/LS部254生成。信号CMCLKB是触发器44[h]的时钟信号。在信号CMCLKB上升时触发器44[h]的数据被更新。触发器44[h]的数据作为信号LATO_h被输出到触发器45[h]。
触发器45[h]用作临时存储信号CNT[11:0]的寄存器。触发器45[h]例如由12位D触发器构成。触发器45[h]被输入信号LATO_h、信号CNT[11:0]和信号CMSRT。信号LATO_h被用作时钟信号,信号CMSRT被用作复位信号。在触发器44[h]的输出信号从低电平转变为高电平时,触发器45[h]存储信号CNT[11:0]。由触发器45[h]输出的信号ADO[11:0]_h表示计数器277的计数值。
《输出驱动器235》
缓冲部236包括3N个TRI缓冲电路48。例如,各TRI缓冲电路48保持4位数据。为了保持信号ADO[11:0]_h,设置有3个TRI缓冲电路48[3h-2]、48[3h-1]和48[3h]。TRI缓冲电路48[3h-2]、48[3h-1]和48[3h]分别保持信号ADO[11:8]_h、ADOUT[7:4]_h和ADO[3:0]_h。
移位寄存器237由3N级的触发器49构成。各级的触发器49被输入信号TDCLK,第一级的触发器49[1]被输入信号TDSP。触发器49的输出信号被用作TRI缓冲电路48的使能信号。
通过移位寄存器237的输出信号选择3N个TRI缓冲电路48中的任意一个。非选择的TRI缓冲电路48的输出端子变为高阻抗状态。选定的TRI缓冲电路48的输出端子与引脚PDO1电连接。选定的TRI缓冲电路48的输出信号作为信号CMDO[3:0]从引脚PDO1输出。
《缓冲部253》
信号CMPO_h被输出到TRI缓冲电路53[h]并被保持。TRI缓冲电路53[h]被输入来自移位寄存器255的信号TSEL_h。当信号TSEL_h为“H”时,TRI缓冲电路53[h]输出信号。也就是说,由移位寄存器255选定的TRI缓冲电路53的输出信号作为信号TCMPO输出到MUX269。
《LOG/LS部254》
LOG/LS部254包括N个OR电路62、N个反相器电路63、N个AND电路64、N个电平转换电路67、N个电平转换电路68和N个电平转换电路69。信号RTCM被输入到OR电路62,信号RANA[1]被输入到AND电路64,信号RANA[3]被输入到反相器电路63。
移位寄存器255由N级的触发器60构成。各级的触发器60被输入信号TDCLK,第一级的触发器60[1]被输入信号TDSP。信号TSEL_h是触发器60[h]的输出信号。信号TSEL_h被输入到TRI缓冲电路53[h]、OR电路62[h]、反相器电路63[h]和64[h]以及电平转换电路67[h]。
OR电路62[h]得到信号TSEL_h与信号RTCM的反相信号的逻辑和并生成信号EN_h。信号EN_h被输出到触发器44[h]。
电平转换电路67[h]将信号TSEL_h转换为差分信号并进行电平转换,由此生成信号TSELH_h和TSELBH_h。信号TSELH_h和TSELBH_h控制开关S30[h]至S33[h]的导通/截止。
反相器电路63[h]得到信号RANA[3]的否定并生成信号TSEL3。电平转换电路68[h]将信号TSEL3转换为差分信号并进行电平转换,由此生成信号TSEL3H_h和TSEL3BH_h。信号TSEL3H_h和TSEL3BH_h控制开关S34[h]的导通/截止。
AND电路64[h]得到信号TSEL_h与信号RANA[1]的逻辑积并生成信号TSEL1。电平转换电路69[h]将信号TSEL1_h转换为差分信号并进行电平转换,由此生成信号TSEL1H_h和TSEL1BH_h。信号TSEL1H_h和TSEL1BH_h控制开关S35[h]的导通/截止。
《ASW部252》
如上所述,ASW部252具有在测试模式下读取信号TAMPO的输出电路的功能以及将信号TCMPIN发送到A/D部233的输入电路的功能。例如,当开关S34[h]和S35[h]为导通状态时,放大电路41[h]的输出作为信号TAMPO被发送到ASW电路259。当开关S34[h]为关闭状态且S35[h]处于导通状态时,信号TCMPIN从ASW电路259输入到S/H电路242[h]。
《引脚PAIO》
表1是引脚PAIO的真值表。引脚PAIO的功能由信号RANA[3:0]设定。具体而言,ASW电路259的电路结构由信号RANA[2:0]设定,ASW部252的电路结构由信号RANA[1]和RANA[3]设定。
[表1]
虽然利用引脚PAIO的输出监视流过引脚PM[1]至PM[2N]的电流,但是对监视目标的引脚PM的个数及引脚编号没有限制。
《引脚PDO2》
表2是引脚PDO2的真值表。引脚PDO2的输出信号由信号RDIG[1:0]设定。具体而言,MUX269对信号RDIG[1:0]进行解码,并选择从引脚PDO2输出的信号。
[表2]
引脚PDO2的输出信号 | RDIG[0] | RDIG[1] |
CSRO | L | L |
TSRO | H | L |
TCMPO | L | H |
信号CSRO是移位寄存器237的最后一级的触发器49[3N]的输出信号。信号TSRO是移位寄存器255的最后一级的触发器60[N]的输出信号。通过监视信号CSRO可以知道RD序列的结束时序。通过监视信号TSRO可以知道在测试模式下的N个CM电路245的SN序列的结束时序。
可以独立地设定CSN部202的工作模式与SDR部201的工作模式。CSN部202的工作模式大致分为电流检测模式和测试模式。
《电流检测模式》
图15A示出在电流检测模式下的CSN部202的工作序列的例子。工作序列大致分为寄存器设定(RS)序列、检测(SN)序列和读取(RD)序列。SN序列包括电流电压转换(IV)序列和数字模拟转换(AD)序列。
(RS序列)
在RS序列中,更新设定寄存器271的配置数据。当信号CMRST变为“H”时,CSN部202的逻辑电路(设定寄存器271、A/D部233的触发器45等)被复位。接着,对设定寄存器271输入信号RGCLK和RGSRD。设定寄存器271在信号RGCLK的上升(或下降)的时序捕获信号RGSRD并存储数据。这里,向下述那样对设定寄存器271写入配置数据。
为了将CSN部202设定为电流检测模式,信号RTCM为“0”。为了将I/V部231设定为2输入差分检测模式,信号RITG[2:0]为3’b000。为了对A/D部233输入信号DACO,信号RCON为“1”。为了将信号CMPO设定为比较器43的输出信号,信号RPOL为“0”。在电流检测模式中,信号RIRF为“0”。为了使引脚PAIO变为高阻抗状态,信号RANA[3:0]为4’b0111。为了从引脚PDO2输出信号CSRO,信号RDIG[1:0]为2’b00。
在执行RS序列之后,对N个奇数通道和N个偶数通道交替执行SN序列。在SN序列中,流过奇数(或偶数)引脚PM的电流由N个CM电路245并行处理而转换为数字信号。每次执行SN序列时,输出驱动器235就进行读取工作。CSN部202执行SN序列、RD序列的预定循环数之后结束电流检测模式。
参照图16说明IV序列、AD序列的工作例。图16是CM电路245的时序图。在此,参考电压的大小关系为CMVRI>CMVRD2>CMVRD1。要检测的电流是从引脚PM流出SD-IC200外部的源极电流。
<IV序列>
在期间t1至t5中执行IV序列。注意,在t1以前,ASW部230和CM电路245[h]的电路结构由设定寄存器271的配置数据设定。A/D电路243为激活状态。I/V电路241的端子OTA与S/H电路242的输入端子间建立有电连续性。具体而言,I/V电路241[h]的端子INM[h]、INP1[h]和INP2[h]分别与引脚PM[2h-1]、PM[2h-2]和PM[2h]电连接。
(预充电)
在期间t1至t2进行预充电工作。输入“H”的信号CMPRE,ASW部230的开关S11导通。由此,N个引脚PM以及N个I/V电路241的端子INM、INP1和INP2分别与引脚PVR4电连接并被预充电至电压CMVRI。
在t1,信号CMSH变为“H”,开关S42导通。S/H电路242的节点Nsh与I/V电路241的端子OTA具有电连续性。
(偏移消除)
在期间t3至T4,进行对放大电路41的偏移电压进行校正的偏移消除。输入“H”的信号CMSET,开关S41导通。端子OTA与端子INM具有电连续性,电容器C41被放电。
(I/V转换)
在期间t4至t5,I/V电路241将流过端子INM的电流转换为电压,S/H电路242对端子OTA的电压进行采样。
在t4,信号CMSET变为“L”,I/V电路241使用端子INP1的电压和端子INP2的电压的平均电压作为参考电压开始积分工作。由于流过引脚PM[2h-1]的电流,端子INM[h]的电压下降,而使端子OTA[h]的电压下降。
在t5,信号CMSH变为“L”,I/V序列结束。S/H电路242保持t5的端子OTA的电压CMVSMP。电压CMVSMP对应于在期间t4至t5流过端子INM的电荷量。
<A/D序列>
在期间t5至t11执行AD序列。在期间t6至t11,信号CMCLK被输入到计数器277,计数器277生成信号CNT[11:0]和CMCLKB。信号CMCLKB是信号CMCLK的反相信号。D/A电路278对信号CNT[11:0]进行模拟转换,生成信号DACO。信号DACO被输入到比较器43的端子(+)。
比较器43对节点Nsh的电压CMVSMP与信号DACO的电压进行比较。在t7,当信号DACO的电压超过电压CMVSMP时,比较器43的输出信号从“H”变为“L”。在此,由于反相器电路46的输出信号为信号CMPO,因此在t7,信号CMPO从“L”变为“H”。
随着信号CMCLKB的上升(信号CMCLK的下降),触发器44的数据由信号CMPO更新。在t8,当信号CMCLKB上升时,信号LATO变为“1”(“H”)。触发器45随着信号LATO(时钟信号)的上升存储信号CNT[11:0],即,计数值Xsmp。计数值Xsmp表示在期间t4至t5流过端子INM的电流量。
在t9,计数器277的计数值变为0,信号CMPO从“H”变为“L”。随着在t10的CMCLKB的上升,触发器44的数据被信号CMPO更新,而使信号LATO变为“L”。触发器45的数据ADO[11:0]直到信号LATO从“L”变为“H”为止不更新。
<RD序列>
图15B是示出RD序列的例子的时序图。在信号TDSP被输入到输出驱动器235时,开始RD序列。在输出驱动器235的移位寄存器237中,对应信号TDCLK的上升执行信号TDSP的移位工作,触发器49[1]至49[3N]分别对TRI缓冲电路48[1]至48[3N]输出使能信号。“H”的使能信号被连续地输入到TRI缓冲电路48[1]至48[3N],并将保持的4位数据作为信号CMDO[3:0]输出到引脚PDO1。作为移位寄存器237的最后一级的输出,信号CSRO从引脚PDO2输出。
在执行RD序列期间,将信号CMREV从“H”设定为“L”(或从“L”变为“H”)来切换为监视目标的通道。
《测试模式》
在测试模式中,将电流TIREF连续地输入到CM电路245[1]至245[N],因此一次一个单元地测试CM电路245。图18示出测试模式下的CSN部202的工作序列的例子。工作序列大致分为RS序列(1)、N循环的SN序列、RS序列(2)和RD序列。
<RS序列(1)>
在RS序列(1),设定寄存器271的配置数据被更新。在信号CMRST变为“H”时,CSN部202的设定寄存器271、A/D部233的触发器45等被复位。接着,对设定寄存器271输入信号RGCLK和RGSRD,配置数据被写入设定寄存器271。在RS序列(1),为了使CSN部202进入测试模式,将信号RTCM设定为“1”。
<SN序列>
通过选择器275,移位寄存器255被输入信号TDCLK和TDSP。移位寄存器255对信号TDSP进行移位工作来生成信号TSEL[1]至TSEL[N]。CM电路245[1]至245[N]由信号TSEL[1]至TSEL[N]连续选择。选定的CM电路245执行SN序列。
测试模式下的CM电路245的SN序列与电流检测模式下的SN序列相同。主要区别在于电流TIREF从电流生成部258输入到端子INM。为了将电流TIREF输入I/V部231,信号CMREV固定为“L”。
例如,在RS序列(1)中,对设定寄存器271写入用来从引脚PDO2输出信号TSRO的配置数据。由此,通过监视引脚PDO2的输出可以知道CM电路245[N]的SN序列结束。
<RS序列(2)>
在RS序列(2)中,对设定寄存器271写入为了执行RD序列的配置数据。在RS序列(2)中,将信号RTCM设定为“0”。例如,为了使信号CSRO从引脚PDO2输出,将信号RDIG[1:0]设定为2’b00。其他的配置数据可以使用与RS序列(1)相同的数据。
<RD序列>
输出驱动器235按照图15B的时序图进行工作。CM电路245[1]至245[N]生成的N个12位数字信号(ADO[11:0])被转换为串行4位数字信号(CMDO[3:0])并被从引脚PDO1输出。例如,通过分析信号CMDO[3:0],鉴定CM电路245的质量等。
在图17的例子中,根据信号RTCM的数据设定信号TDSP和TDCLK的频率。当信号RTCM为“0”时,信号TDSP和TDCLK的频率高于信号RTCM为“1”时的频率。
《IV、AD序列》
图18示出电流检测模式下的CM电路245[h]的IV和AD序列的工作例。
在RS序列(1)中,如下述那样设定设定寄存器271中的数据。为了使CSN部202进入测试模式,信号RTCM为“1”。为了将电流TIREF设定为电流IRFINT,信号RIRF为“1”。为了使I/V部231设定为2输入差分检测模式,信号RITG[2:0]为3’b000。为了对A/D部233输入信号DACO,信号RCON为“1”。通过将信号RCON设定为“1”,电流生成部258被输入电压CMVRC。为了将信号CMPO设定为比较器43的输出信号,信号RPOL为“0”。为了使引脚PAIO变为高阻抗状态,信号RANA[3:0]为4’b0111。为了从引脚PDO2输出信号TSRO,信号RDIG[1:0]为2’b01。
<IV序列>
在t21以前,由设定寄存器271的配置数据设定ASW部230、开关矩阵240[h]和250的电路结构。开关矩阵240[h]使端子INM[h]、INP1[h]和INP2[h]分别与引脚PM[2h-1]、PM[2h-2]和PM[2h]具有电连续性。开关矩阵250的端子B0至B3分别与布线TM3至TM0具有电连续性。电流TIREF通过布线TM3被输入到端子INM[h]。
在t20,触发器60[h]生成为“H”的信号TSEL_h。ASW电路261[h]的开关S30至S33导通、引脚PM[2h-1]至PM[2h+1]分别与布线TM3至TM0具有电连续性。TRI缓冲电路53[h]被输入“H”的使能信号(TSEL_h),触发器44[h]被输入“H”的使能信号(EN_h)。
由于信号RANA[3]为“0”且信号RANA[1]为“1”,所以开关S34[h]和S35[h]为导通状态。
(预充电)
在期间t21至t22进行预充电工作。由于被输入“H”的信号CMPRE,因此ASW部230的开关S11及开关矩阵250的开关S21导通。引脚PM[2h-1]至PM[2h+1]、端子INM[h]、INP1[h]、INP2[h]、布线TM0至TM3分别与引脚PVR4电连接,被预充电至电压CMVRI。
在t21,信号CMSH变为“H”,因此开关S42[h]导通。节点Nsh[h]与端子OTA[h]具有电连续性。
(偏移消除)
在期间t23至T24,进行对放大电路41[h]的偏移电压进行校正的偏移消除。开关S41[h]为导通状态。电容器C41[h]放电,其电荷量变为0库仑。
(电流IRFINT的生成)
在期间t23至T24,电流生成部258的开关SWt为导通状态,开关SWtb为关闭状态。节点Nt被输入电压CMVRC,电容器Ct被充电。电容器Ct的电荷量Qt为(CMVRC-CMVRI)×Ct。在t24,当信号CMSET变为“L”时,开关SWt延迟一定时间关闭。接着,开关SWtb导通,节点Ntb流过电流IRFINT。作为电流TIREF,电流IRFINT从端子B20输出到开关矩阵250。电流TIREF通过布线TM2被输入到端子INM[h]。
(I/V转换)
在期间t24至t25,I/V电路241[h]将流过端子INM[h]的电流TIREF转换为电压,S/H电路242[h]对端子OTA[h]的电压进行采样。
在t24,信号CMSET变为“L”,I/V电路241使用端子INP1的电压和端子INP2的电压的平均电压作为参考电压进行积分工作。节点Nsh[h]的电压下降变为电压TVSMP。电压TVSMP与电压CMVRI的差为Qt/Civh。Civh是I/V电路241[h]的C41[h]的电容。
<A/D序列>
在期间t25至t31执行AD序列。A/D电路243[h]将电压TVSMP转换为12位数字信号(ADO[11:0]_h)。计数值Xirf对应于电荷量Qt。
CSN部202的测试方法不限于上述。根据设定寄存器271的配置数据可以修改获得的数据、用于测试的信号、工作序列等。
例如,通过将信号RANA[3:0]设定为4’0011并将信号RCON设定为“1”,从引脚PAIO输出信号DACO。可以从引脚PAIO的电压获得D/A电路278的DC偏移电压。
例如,在信号RANA[3:0]被设定为4’0010时,引脚PAIO输出信号TAMPO。可以从引脚PAIO的电压获得I/V电路241的偏移电压。在这种情况下,为了使I/V电路241作为电压跟随器工作,例如,使信号RIRF为“0”,使信号RITG[2:0]为3’100(参照图12)。
例如,通过将信号RANA[3:0]设定为4’1010,信号TCMPIN从引脚PAIO输入。可以使用信号TCMPIN进行A/D部233的测试。例如,通过将信号RTCM设定为“0”,可以在电流检测模式下进行A/D部233的测试。
在电流生成部258中,通过利用电压对电容器Ct进行充电来生成电流IRFINT。为此,电流生成部258实现宽范围的输出电流并可以精确地调节输出电流的值。因此,通过将电流生成部258组装到SD-IC200中,可以对多个CM电路245进行高可靠性的测试。在实施例1中对此进行说明。
当不使用多个电阻器构成时,电流生成部258的面积小。可以抑制因包括电流生成部258引起的SD-IC200的面积开销,由此可以降低SD-IC200的成本。
(实施方式3)
在本实施方式中,对包括实施方式2的SD-IC的显示面板以及包括该显示面板的显示系统进行说明。
《显示装置的结构实例》
图19A是示出显示系统的结构实例的框图。显示系统500包括处理器510、显示控制器515及显示面板520。
处理器510包括执行单元512及存储器装置513。显示控制器515包括图像处理器516、时序控制器517及存储器装置518。显示面板520包括像素阵列521及外围电路522。
处理器510执行各种程序以控制整个显示系统500。执行单元512具有执行程序的功能。例如,执行单元512是ALU(运算装置),存储器装置513是高速缓冲存储器。或者,作为执行单元512可以使用中央处理装置(CPU)、微处理器单元(MPU)等各种处理器。例如,当显示系统500被作为电子部品组装到电子设备时,作为处理器510使用电子设备(主机设备)的处理器。
显示控制器515是用来控制显示面板520的控制器。时序控制器517生成用于设定外围电路522的工作时序的各种信号。图像处理器516处理从处理器510发送的图像信号。存储器装置518存储显示控制器515进行处理所需的数据。作为数据,例如可以举出由图像处理器516处理的图像数据、图像处理器516及时序控制器517所使用的参数数据等。
显示面板520包括像素阵列521和外围电路522。像素阵列521包括子像素10、栅极线GL1、源极线SL1和布线ML。
外围电路522包括开关电路523U、开关电路523D、栅极驱动电路524L、栅极驱动电路524R以及12个SD-IC200。在此,为了区分12个SD-IC200,如图19A所示,对附图标记“200”附加“_1U”、“_1D”等。图19B示意性地示出了SD-IC200与像素阵列521的连接结构。
SD-IC200的引脚PS与源极线SL1电连接。引脚PM与布线ML间的连接由开关电路523D(或开关电路523U)控制。开关电路523U和523D是像素阵列521与CSN部202间的接口。SD-IC200的SDR部201对由显示控制器515发送的图像信号进行处理来生成提供给源极线SL1的灰度信号。SD-IC200的CSN部202检测流过布线ML的电流。CSN部202生成的信号CMDO被发送到处理器510。处理器510对信号CMDO进行处理,例如,更新图像处理器516所使用的参数。还可以采用由显示控制器515的图像处理器516处理信号CMDO的结构。
根据SD-IC200的规格、像素数等决定显示系统500中包括的SD-IC200的个数。
栅极驱动电路524L生成用于选择输入灰度信号的子像素10的扫描信号,并将该扫描信号输入到栅极线GL1。栅极驱动电路524R也是如此。
开关电路523U和523D及栅极驱动电路524L和524R具有栅极阵列结构并与像素阵列521形成在同一绝缘表面上。SD-IC200利用玻璃覆晶(COG)方法进行安装。外围电路522的结构不局限于此。SD-IC200也可以具有开关电路523U和523D的一些功能。栅极驱动电路524L和524R都可以由一个或多个栅极驱动IC构成。除了COG方法之外,作为对显示面板520安装IC的方法还可以举出覆晶薄膜(COF)方法及卷带自动结合(TAB)方法等。
显示面板520安装有FPC。电压、信号等通过FPC被输入到像素阵列521及外围电路522。
《像素阵列521》
参照图20A和图20B说明子像素10和像素阵列521的结构实例。
图20A示出配置为2行3列的6个子像素10。在本说明书等中,栅极线GL1_j(j为1以上的整数)是第j行的栅极线GL1。源极线SL1_6k(k为1以上的整数)是第六k列的源极线SL1。子像素10[j,6k]是第j行第六k列的子像素10。
子像素10包括电致发光(EL)元件DE1、晶体管MS1、MD1、MM1及电容器CS1。子像素10与栅极线GL1、源极线SL1、布线ML及布线ANL电连接。在图20A的例子中,两个相邻列共用布线ML。
EL元件DE1包括一对电极(像素电极和公共电极)和EL层。EL层包括夹在一对电极间的区域。EL层至少包括包含发光性物质的层(发光层)。除此之外,EL层还可以包括包含电子传输物质的层(电子传输层)、包含空穴传输物质的层(空穴传输层)等其他功能层。EL元件在包含有机发光性物质时被称为有机EL元件,在包含无机发光性物质时被称为无机EL元件。一对电极中的一个为阳极电极,另一个为阴极电极。在图20A的例子中,像素电极为阳极,公共电极为阴极。像素电极与晶体管MD1和电容器CS1电连接,公共电极被输入电压VCT。
虽然在本实施方式中示出子像素的显示元件为EL元件的例子,但是显示元件也可以使用其他发光元件。作为发光元件的例子,可以举出发光二极管、发光晶体管以及包括量子点的发光元件等。
布线ANL例如具有电压供应线的功能。可以将布线ANL的电压设定为高于电压VCT。虽然在图20的例子中每个列都设置有布线ANL,但是也可以对多个列设置一个布线ANL。
晶体管MS1被称为选择晶体管,晶体管MD1被称为驱动晶体管。晶体管MD1被用作EL元件DE1的电流源。晶体管MD1将与栅电压对应的漏极电流提供给EL元件DE1。电容器CS1是用于保持晶体管MD1的栅电压的存储电容器。晶体管MM1控制从子像素10向布线ML的电流的读出。在此,将具有晶体管MM1那样的功能的晶体管称为监视晶体管。
晶体管MS1、MD1和MM1都是具有背栅极的OS晶体管。栅极线GL1与晶体管MS1和MM1的背栅极电连接。布线ML与晶体管MS1和MM1的栅极电连接。晶体管MD1的背栅极与栅极电连接。
如图20B所示,像素阵列521设置有显示红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的三种子像素10。三个(RGB)子像素10构成像素20。
为了根据子像素的显示颜色区分构成要素,附加如“R”或“_R”等识别符号。例如,子像素10R表示红色的子像素10。源极线SL1_Gk是被输入绿色的灰度信号的第k列的源极线SL1。
像素阵列521的子像素个数在行(水平)方向上是2Nc×3(RGB)个,在列(垂直)方向上是Nr个(Nr和Nc都为1以上的整数)。
例如,当显示面板520的显示分辨率为8K4K(7680×4320)时,子像素10的个数为7680×3(RGB)×4320。源极线SL1_R、SL1_G和SL1_B的个数都为7680。布线ML的个数为3840×3。
像素的结构不局限于图20B的例子,例如,一个像素由一个子像素10R、两个子像素10G和一个子像素10B构成。作为子像素10的显示颜色的组合例,可以举出[C(青色),M(品红色),Y(黄色)]、[R,G,B,W(白色)]、[R,G,B,Y]、[R,G,B,C]等。
<开关电路523U、开关电路523D>
参照图21A和图21B对开关电路523U和523D进行说明。
开关电路523U被输入电压V0、信号MPON_U、MSEL_U1至MSEL_U3。开关电路523D被输入电压V0、信号MPON_D、MSEL_D1至MSEL_D3。
开关电路523U包括Nc个的端子MO[2q-1]、Nc个的电路531[2q-1]和Nc个的电路532[2q]。开关电路523D包括Nc个的端子MO[2q]、Nc个的电路532[2q-1]和Nc个的电路531[2q]。q为1以上且Nc以下的整数。端子MO与SD-IC200的引脚PM电连接。
电路531包括晶体管M11至M16。电路532包括晶体管M24至M26。晶体管M11至M16和晶体管M24至M26都是具有背栅极的OS晶体管。
电路531控制三个布线ML与端子MO间的电连续性。信号MSEL_U1至MSEL_U3和MSEL_D1至MSEL_D3选择与端子MO电连接的布线ML。通过电路531和电路532,可以从布线ML的两端输入电压V0。利用信号MPON_U和MPON_D控制向布线ML的电压V0的输入。在显示面板520显示图像的期间对布线ML输入电压V0。为了检测流过子像素10的电流,端子MO与一个或多个布线ML建立电连续性。
参照图22说明像素阵列521、栅极驱动电路524L和524R以及SD-IC200的连接结构。
栅极线GL1_1至GL1_Nr与栅极驱动电路524L和栅极驱动电路524R的双方电连接。栅极驱动电路524L和524R具有相同电路结构都包括OS晶体管。通过栅极驱动电路524L和524R同时从栅极线GL1的两端输入扫描信号。或者,例如,可以由栅极驱动电路524L驱动奇数行的栅极线GL1,并可以由栅极驱动电路524R驱动偶数行的栅极线GL1。
源极线SL1和布线ML的连接目标(SD-IC200)每隔两列像素(每六列子像素)改变。图22示出典型的像素阵列521、SD-IC200_1U和200_1D的连接结构。简化了SD-IC200_1U的CSN部202的主要部分。
布线ML的连接目标(SD-IC200)每隔三条布线在SD-IC200_1U和SD-IC200_1D间进行互换。端子MO[1]、MO[3]和MO[5]分别与SD-IC200_1U的引脚PM[1]、PM[2]和PM[3]电连接。端子MO[2]和MO[4]分别与SD-IC200_1D的引脚PM[1]和PM[2]电连接。
源极线SL1_R的连接目标(SD-IC200)每隔两条布线在SD-IC200_1U与SD-IC200_1D间进行互换。源极线SL1_G和SL1_B也是同样的。
《电流检测》
参照图23、图24及图25对电流检测工作例进行说明。图23是电流检测工作例的流程图。图24和图25是用来说明电流检测工作例的简化电路图。
(步骤SS10)
对CSN部202输入“H”的信号CMRST使CSN部202复位。
(步骤SS11)
执行RS序列,将用来使CSN部202的模式进入电流检测模式的配置数据写入CSN部202的设定寄存器271。以I/V部231的检测模式为3输入差分检测模式为例对后续步骤进行说明。
步骤SS12至SS17是电流检测工作的一个循环。在步骤SS12,对第j行的子像素10写入灰度信号。CSN部202执行奇数通道的SN序列和RD序列(步骤SS13和SS14)。在步骤SS15,对第j行的子像素10写入灰度信号。CSN部202执行偶数通道的SN序列和RD序列(步骤SS16和SS17)。步骤SS12至步骤SS17执行与像素阵列521的行数(Nr)相同的次数,结束电流检测工作(步骤SS18)。
(步骤SS12)
由外围电路522向子像素10写入灰度信号。在第j循环中的步骤SS12,选择栅极线GL1_j,对第j行的子像素10写入灰度信号。
在步骤SS13中,CSN部202进行奇数通道的电流检测。因此,在步骤SS12中,在步骤SS13中写入目标子像素10的灰度信号与在步骤SS13中写入非目标子像素10的灰度信号不同。用于检测目标子像素10的灰度信号称为“灰度信号CM”,用于非目标子像素10的灰度信号称为“灰度信号NL”。
当栅极线GL1_j处于选择状态时,被写入灰度信号CM的子像素10的晶体管MM1与布线ML间流过电流Im,被写入灰度信号NL的子像素10的晶体管MM1与布线ML间不流过电流Im。例如,灰度值为0的灰度信号(用于黑色显示的灰度信号)被用作灰度信号NL。
参照图24说明步骤SS12。在步骤SS12中,开关电路523U、523D的晶体管M14至M16和晶体管M24至M26导通,布线ML被输入电压V0。接着,选择栅极线GL1_j对第j行的子像素10R、10G和10B写入灰度信号。
在图24的例子中,子像素10R为目标,子像素10G和10B不是目标。子像素10G和10B分别被写入灰度信号NL_G和NL_B。与奇数通道的引脚PM电连接的列的子像素10R被写入灰度信号CM_R,其他的子像素10R被写入灰度信号NL_R。在选择栅极线GL1_j期间晶体管MM1为导通状态,所以被写入灰度信号CM_R的子像素10R与布线ML间流过电流Im_R。
(步骤SS13-1)
接着,为了在CSN部202内进行I/V序列,使端子MO和布线ML彼此电连接。开关电路523U、523D的晶体管M14至M16及晶体管M24至M26关闭,晶体管M11至M12导通(图25)。CSN部202的I/V电路241将端子INP1和INP2的平均电压用作参考电压将流过端子INM的电流转换为电压。在I/V序列结束时,开关电路523U和523D的晶体管M11和M12关闭,由此端子MO与布线ML间的电连续性被破坏。
相邻的布线ML的噪声成分具有高相似性。当在3输入差分检测模式进行子像素10R的电流Im_R的检测时,I/V电路241的输出信号可以有效地去除噪声成分,由此可以高精度地获得流过子像素10R的电流Im_R的值。
(步骤SS13-2)
CSN部202进行A/D序列。A/D电路243将I/V电路241的输出电压转换为数字数据。CSN部202在执行A/D序列期间,开关电路523U和523D中的晶体管M14至M16及M24至M26导通,布线ML被输入电压V0。
(步骤SS14)
CSN部202执行R/D序列,输出信号CMDO[3:0]。
(步骤SS15)
步骤SS15以与步骤SS12同样的方法执行。子像素10G和10B分别被写入灰度信号NL_G和NL_B。在步骤SS16对为检测目标的列的子像素10R写入灰度信号CM_R,对其他的子像素10R写入灰度信号NL_R。
由于SDR部201和CSN部202独立工作,因此可以在执行AD序列(步骤SS13-2)时或执行RD序列(步骤SS14)时执行步骤SS15。
(步骤SS16)
步骤SS16以与步骤SS13同样的方法执行,CSN部执行IV序列(步骤SS16-1)和AD序列(步骤SS16-2)。
(步骤SS17)
CSN部202执行R/D序列,输出信号CMDO[3:0]。
(步骤SS18)
在图23的工作例中,将步骤SS12至SS18的循环数设定为Nr,检测每行中的子像素10的电流。循环数不限定为Nr。根据成为检测目标的子像素数等设定。
子像素10的驱动晶体管(晶体管MD1)都具有极低的漏极电流,约为1纳安至几百纳安左右。CSN部202的CM电路245可以检测到这样的微小电流。在3输入差分检测模式中,I/V电路241可以获得具有高SNR的模拟信号,由此CM电路245能够进行高精度的电流检测。当使用信号CMDO[3:0]时,可以更恰当地校正要写入子像素10的灰度信号。因此,包括SD-IC200作为源极驱动电路的显示系统500可以具有优异显示质量。
《像素阵列、子像素的其他结构例》
参照图26A至图26C、图27、图28A和图28B说明像素阵列和子像素的其他结构例。
图26A所示的像素阵列551是像素阵列521的变形实例,代替子像素10包括子像素11。子像素11包括晶体管MS2、MD2和MM2、电容器CS2及EL元件DE2。
晶体管MS2的背栅极与栅极电连接,晶体管MM2的背栅极与栅极电连接。栅极线GL1与晶体管MS2和MM2的栅极电连接。
在图26B所示的像素阵列552中,两条栅极线GL1和GL2设置为一行。栅极线GL2与晶体管MM1的背栅极电连接。可以独立地控制晶体管MS1和晶体管MM1的导通/截止。像素阵列552可以包括子像素11代替子像素10。
图26C所示的像素阵列553包括栅极线GL1、源极线SL、布线ML和子像素12。子像素12包括晶体管MS3和晶体管MD3、电容器CS3及EL元件DE3。栅极线GL1与晶体管MS3的栅极和背栅极电连接。像素电极被用作EL元件DE3的阴极。公共电极被用作EL元件DE3的阳极,被输入电压VAN。
可以对一个列提供多个源极线。在图27所示的像素阵列554中,一个列设置有源极线SL1a和SL1b。对应于源极线SL1a和SL1b分别设置有栅极线GL1a和GL1b。栅极线GL1a和栅极线GL1b被同时从栅极驱动电路524L和524R输入扫描信号。虽然在图27的例子中子像素10由像素阵列554构成,但是其也可以包括不同的子像素。
通过对一个列设置多个源极线,可以同时选择多个行。当有两根源极线时,一个水平期间加倍,从而可以使数据写入时间变长。因此,像素阵列554适用于大屏幕显示系统(例如,对角为50英寸以上)以及被输入高分辨率的图像信号(例如,灰度为12位、120Hz)的显示系统。
子像素的晶体管不局限于OS晶体管,例如,也可以为多晶硅晶体管。在采用多晶硅晶体管的情况下,子像素可以包括p沟道型晶体管。图28A所示的子像素15包括三个p沟道型晶体管。图28B所示的子像素16包括两个p沟道型晶体管。
子像素的部分或所有晶体管可以为没有背栅极的晶体管。驱动晶体管优选为具有背栅极的晶体管。这是由于通过设置背栅极可以改善Id-Vd特性的饱和性及电流驱动能力的缘故。
(实施方式4)
在实施方式4中,参照图29、图30A和图30B说明显示面板的结构实例。
在图29所示的显示面板4201中,衬底4001是元件衬底的基板,衬底4006是对置衬底的基板。
衬底4001设置有像素阵列4120、栅极驱动电路4125、端子部4126。图29例示出像素阵列4120所包括的晶体管4010、电容器4020及EL元件4513以及栅极驱动电路4125所包括的晶体管4011。衬底4001设置有绝缘层4102、4103、4110、4111、4112。
晶体管4010、4011设置在绝缘层4102上。晶体管4010、4011都包括导电层4150、4151、半导体层4152、导电层4156、4157。导电层4150和4151形成源电极及漏电极。导电层4156形成背栅电极,导电层4157形成栅电极。
电容器4020包括导电层4151与导电层4021隔着绝缘层4103重叠的区域。
端子部4126设置有导电层4014、4015。导电层4015通过各向异性导电层4019与FPC4018所包括的端子电连接。导电层4015电连接于导电层4014。导电层4014形成端子,导电层4015形成引线。
半导体层4152包括沟道形成区域。半导体层4152例如为金属氧化物层或硅层。
例如,在半导体层4152为金属氧化物层的情况下,金属氧化物层优选含有铟(In)和锌(Zn)中的至少一个。作为这样的金属氧化物的典型例子,有In氧化物、Zn氧化物、In-Zn氧化物、In-M-Zn氧化物(元素M为Al、Ti、Ga、Y、Zr、La、Ce、Nd或Hf)。
在晶体管4010和4011为OS晶体管的情况下,半导体层4152例如是1至3层的金属氧化物层。
导电层4030设置在绝缘层4112上。在导电层4030、绝缘层4112上设置有分隔壁4510。在分隔壁4510上设置有发光层4511、导电层4031的叠层。分隔壁4510使用有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。尤其优选使用感光树脂材料,在导电层4030上形成开口部,并且将该开口部的侧面形成为具有连续曲率的倾斜面。
EL元件4513由导电层4030、发光层4511、导电层4031的叠层构成。导电层4030是像素电极,导电层4031是公共电极。发光层4511既可以是单层,又可以是多个层的叠层。
为了防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入EL元件4513,也可以在导电层4031及分隔壁4510上形成保护层。作为保护层,可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜、氧氮化铝膜、氮氧化铝膜、类金刚石(DLC:Diamond Like Carbon)膜等。
衬底4006被密封剂4005固定到衬底4001。被密封剂4005密封的衬底4001与衬底4006之间的空间由填充剂4514填充。作为填充材料4514,除了氮或氩等惰性气体以外,也可以使用紫外线固化树脂、热固化树脂,可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅酮树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。填充剂4514也可以包含干燥剂。作为密封剂4005,可以使用玻璃粉等玻璃材料或者两液混合型树脂等在常温下固化的固化树脂、光固化树脂、热固化树脂等树脂材料。密封剂4005也可以包含干燥剂。
可以适当地设置滤色片层、黑矩阵层、偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4板、λ/2板)等。如果显示面板4201为顶部发射型显示面板则可以将它们设置在衬底4006上,如果显示面板4201为底部发射型显示面板则可以将它们设置在衬底4001上。
图30A和图30B示出显示面板的其他结构实例。图30A所示的显示面板4202、图30B所示的显示面板4203的晶体管的结构都与显示面板4201不同。显示面板4202的晶体管4010、4011是顶栅型晶体管。显示面板4203的晶体管4010、4011是包括背栅电极的顶栅型晶体管。
(实施方式5)
本说明书等中公开的显示系统可以用于各种电子设备的显示部中。显示部的亮度可以通过本说明书等中公开的SD-IC来校正,因此可以容易地增加灰度数据的位数、屏幕的尺寸及像素个数。电子设备的例子包括电视接收器(以下称为TV装置)、虚拟现实(VR)头戴式显示器、医疗显示装置(图像诊断装置的显示装置)、数字标牌、用于模拟飞机、船舶、汽车、机器等操作的模拟装置、数码相机、数码摄像机、移动设备(例如,平板终端、智能手机、游戏机)及可穿戴设备等。
以下参照图31A至图31D、图32A至图32C、图33A及图33B说明具有显示系统的电子设备的几个具体例子。
图31A所示的TV装置2010包括显示部2011、框体2013及支撑底座2015等。TV装置2010例如是30至110英寸的8KTV装置。
图31B所示的显示装置2020包括显示部2021、框体2023及支撑底座2025等。显示装置2020可以用作计算机、游戏机的显示器。通过对显示装置2020组装电视播放的接收装置,显示装置2020可以用作TV装置。
图31C和图31D示出医疗显示装置的结构实例。图31C所示的医疗显示装置2040包括显示部2041、框体2043及支撑部2045。可以使用支撑部2045将医疗显示装置2040固定于天花板、墙壁面等。例如,医疗显示装置2040设置在手术室、重症监控室等。显示部2041显示术野、患部图像、患者信息(例如,心电图、血压)、医疗图像(例如,X线图像、MRI图像)。
图31D所示的医疗显示装置2050包括显示部2051、框体2053和支撑底座2055。医疗显示装置2050是固定式的显示装置,例如,用于医疗图像诊断。框体2053以可以旋转的方式安装在支撑底座2055,对应显示图像可以将显示部2253旋转为横向(横屏)、竖向(竖屏)。
图32A所示的信息终端2110包括显示部2111、框体2113、光传感器2114、照相机2115及操作按钮2116。信息终端2110具有音频通话、利用照相机2115的视频通话、电子邮件、笔记本、上网、音乐播放等功能。例如,可以将存储了电子教科书的数据的信息终端2110用作数字教科书阅读器。
显示部2111由组装有触摸传感器装置的显示系统构成。当触屏笔2117(或电子笔)、手指等触摸信息终端2110的屏幕时,可以对信息终端2110进行操作。可以根据光传感器2114检测的环境光的数据来改变显示部2111的亮度、色调等。以下作为例子示出的电子设备的显示部具有与显示部2111同样的功能。
图32B所示的个人计算机(PC)2130包括显示部2131、框体2133、光传感器2134、照相机2135及键盘2136。显示部2131包括组装有触摸传感器装置的显示系统,并具有与显示部2111同样的功能。键盘2136可以附接到框体2133,也可以从框体2133拆卸下来。当键盘2136附接到框体2133时,PC2130可以用作笔记本PC。当键盘2136与框体2133分离时,PC2130可以用作平板PC。
图32C所示的智能手机2150包括显示部2151、框体2153、光传感器2154、麦克风2156、扬声器2157及操作按钮2158。显示部2151包括组装有触摸传感器装置的显示系统,并具有与显示部2111同样的功能。框体2153的背面设置有照相机等。智能手机2150具有与信息终端2110同样的功能。
图33A示出车载电子设备的结构实例。例如,汽车2200包括导航系统2210、后视显示器2220、后座显示器2230等。图33A示意性地示出从汽车2200的后座看到的室内。
后视显示器2220用作后视镜(也称为内后视镜)。后视显示器2220包括显示部2221、框体2223及连接部2225。显示部2221可以在室内被安装为由连接部2225改变屏面的朝向。在汽车2200上设置有拍摄车体后方的拍摄装置,拍摄装置的图像可以实时地显示在后视显示器2220。也可以使导航系统2210具有显示汽车2200倒退时拍摄装置的图像的功能。
后座显示器2230包括显示部2231及框体2233。框体2233包括固定于前座的头垫2235的杆柄的安装部。后座显示器2230显示例如导航系统2210的图像、TV播放的图像、保存于记录媒体(例如,DVD、SD卡等)的图像内容等。
图33B所示的数字标牌2300包括显示部2301、框体2303和扬声器2305。数字标牌2300例如可以用于车站、机场、海港、各种设施(例如,展览厅、体育场、剧院、美术馆)中显示指南图的显示系统或者可以用于医院、银行等中显示等候名单的显示系统。
[实施例1]
制造实施方式2的SD-IC200并进行晶片测试。SD-IC200的基板采用硅片基底。在晶片测试中,为了确认电流生成部258的性能,CSN部202在测试模式下工作并获得信号CMDO[11:0]。图34示出信号CMDO[3:0]的解析结果。
[表3]
表3示出SD-IC200的规格。CSN部202设置有180个CM电路245(参照图11)。A/D电路243是12位A/D电路。电流生成部258的电容器Ct的容量为1pF。
注意,在制造的SD-IC200中,ASW部252中没有设置开关S34,并且LOG/LS部254中没有设置反相器电路63及电平转换电路68(参照图14)。
使CSN部202在测试模式下工作并测定信号CMDO[3:0]。将I/V电路241的检测模式设定为3输入差分检测模式。A/D电路243的比较器43被输入信号DACO。D/A电路278的参考电压为1V(=CMVRD1)和4V(=CMVRD2)。
作为电流TIREF使用电流IRFINT(内部生成电流)。电压CMVRI为4V。节点Nt被输入电压CMVRC。电压CMVRC通过16步(增量为0.1875V)从4V变为7V,以改变电流IRFINT。对于每个电流IRFINT,使CSN部202在测试模式下工作并获得信号CMDO[3:0]。图34示出相对于电压CMVRC的CM电路245[176]至245[180]的输出数据(ADO[11:0])的值。图34的纵轴的值对应于CM电路245[176]至245[180]检测的电流IRFINT的值。
由图34可知,通过利用电容器Ct的电荷和输入电压CMVRC控制电流IRFINT,电流生成部258实现宽范围的电流输出并可以精确地调节输出电流的值。因此,在将SD-IC200组装到电流生成部258时,可以精确地检查多个CM电路245。
符号说明
10、11、12、15、16:子像素,20:像素,41:放大电路,43:比较器,44、45、49、60:触发器,46:反相器电路,47:选择器,48:三态(TRI)缓冲电路,53:TRI缓冲电路,62:OR电路,63:反相器电路,64:AND电路,67、68、69:电平转换电路,100:IC,110:电流电压转换部,112:采样保持部,113:模拟数字转换部,114:输出驱动器,117:开关部,118:移位寄存器,121:电平转换部,122、123:逻辑部,124:逻辑/电平转换器(LOG/LS)部,125:电流生成电路,125a:延迟电路,128:开关矩阵,129:开关部,130:电流电压转换电路(I/V电路),131:放大电路,132:采样保持电路(S/H电路),133:模拟数字转换电路(A/D电路),134:缓冲电路,135:寄存器,137:开关矩阵,139:开关电路,140:CM电路,160:电路,161:电平转换器,162:OR电路,163:寄存器,168:移位寄存器,200:源极驱动IC(SD-IC),201:源极驱动器(SDR)部,202:电流检测(CSN)部,210:接收器,211:逻辑部,212:移位寄存器,214:锁存部,215:锁存部,216:电平转换部,217:数字模拟转换部(D/A部),218:放大部,224、225:锁存电路,226:电平转换器,227:数字模拟转换电路(D/A电路),228:放大电路,230:ASW(模拟开关)部,231:I/V(电流电压转换)部,232:采样保持(S/H)部,233:模拟数字转换部(A/D部),235:输出驱动器,236:缓冲部,237:移位寄存器,240:开关矩阵,241:I/V电路,241S:积分电路,241D:差分积分电路,242:S/H电路,243:A/D电路,245:CM电路,250:开关矩阵,251:ASW部,252:ASW部,253:缓冲部,254:LOG/LS部,255:移位寄存器,258:电流生成部,258a:延迟电路,258A、258B、259、260、261:ASW电路,258G:电流生成电路,269:复用器(MUX),270:电平转换部,271:设定寄存器,272:译码器,274、275:选择器,277:计数器,278:D/A电路,500:显示系统,510:处理器,512:执行单元,513:存储器装置,515:显示控制器,516:图像处理器,517:时序控制器,518:存储器装置,520:显示面板,521:像素阵列,522:外围电路,523D、523U:开关电路,524L、524R:栅极驱动电路,531、532:电路,551、552、553、554:像素阵列,2010:TV装置,2011:显示部,2013:框体,2015:支撑底座,2020:显示装置,2021:显示部,2023:框体,2025:支撑底座,2040:医疗显示装置,2041:显示部,2043:框体,2045:支撑部,2050:医疗显示装置,2051:显示部,2053:框体,2055:支撑底座,2110:信息终端,2111:显示部,2113:框体,2114:光传感器,2115:照相机,2116:操作按钮,2117:触屏笔,2130:个人计算机(PC),2131:显示部,2131:框体,2133:框体,2134:光传感器,2135:照相机,2136:键盘,2150:智能手机,2151:显示部,2153:框体,2154:光传感器,2156:麦克风,2157:扬声器,2158:操作按钮,2200:汽车,2210:导航系统,2220:后视显示器,2221:显示部,2223:框体,2225:连接部,2230:后座显示器,2231:显示部,2233:框体,2235:头垫,2300:数字标牌,2301:显示部,2303:框体,2305:扬声器,4001:衬底,4005:密封剂,4006:衬底,4010、4011:晶体管,4014、4015、4021、4030、4031、4156、4157、4150、4151:导电层,4018:FPC,4019:各向异性导电层,4020:电容器,4102、4103、4110、4111、4112:绝缘层,4120:像素阵列,4125:栅极驱动电路,4126:端子部,4152:半导体层,4201、4202、4203:显示面板,4510:分隔壁,4511:发光层,4513:电致发光(EL)元件,4514:填充材料,P11、P12、PAIO、PDI、PDO1、PDO2、PI、PM、PMV1、PMV2、PS、PVP、PVR1、PVR2、PVR3、PVR4:引脚,B0、B1、B2、B3、B10、B11、B12、B20、B21、INM、INP、INP1、INP2、MO、OTA、OT131:端子,N81、N82、N132、Nsh、Nt、Nta、Ntb:节点,S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S21、S22、S23、S24、S25、S26、S27、S28、S30、S31、S32、S33、S34、S35、S41、S42、SW71、SW72、SW73、SW74、SW75、SW76、SW81、SW82、SW83、SW84、SW85、SW86、SW87、SW88、SWiv、SWsh、SWt、SWtb:开关,Civ、Csh、Ct、C41、C42、Cn10、Cn11、Cn12、Cn81、Cn82、CS1、CS2、CS3:电容器,ANL、ML、TM0、TM1、TM2、TM3、TM81、TM82:布线,GL1、GL1a、GL1b、GL2:栅极线,SL1、SL1a、SL1b:源极线,DE1、DE2、DE3:EL元件,M11、M12、M13、M14、M15、M16、M24、M25、M26、MD1、MD2、MD3、MM1、MM2、MS1、MS2、MS3:晶体管。
本申请基于2017年3月7日提交到日本专利局的日本专利申请No.2017-043102,通过引用将其完整内容并入在此。
Claims (15)
1.一种IC,包括:
第一至第K引脚,K是2以上的整数;
第一至第N电流检测电路,N是2以上的整数;以及
包括第一电容器的电流生成电路,
其中,第j电流检测电路检测流过第j引脚的电流,j是1以上且N以下的整数,
所述电流生成电路生成对应于所述第一电容器所保持的电荷量的参考电流,
所述参考电流被连续地输入到所述第一至第N电流检测电路,以测试所述第一至第N电流检测电路,
所述电流生成电路包括第一开关、第二开关、第一节点、第二节点、第一选择电路及第二选择电路,
第一电压被输入到所述第一电容器的第一端子,
所述第一开关控制所述第一节点与所述第一电容器的第二端子间的电连续性,
所述第二开关控制所述第二节点与所述第一电容器的所述第二端子间的电连续性,
所述第一选择电路从多个电压中选择一个电压并将该被选择的电压输入到所述第一节点,
所述第二选择电路从所述第一节点和所述第二节点中选择一个节点,
并且,流过该被选择的节点的电流作为所述参考电流被输出。
2.根据权利要求1所述的IC,还包括:
第一电路;
第二电路;
第三电路;以及
布线,
其中所述第一电路控制所述第j引脚与所述第j电流检测电路间的电连续性,
所述第二电路控制对所述布线输入所述参考电流,
并且所述第三电路从所述第一至第K引脚中选择一个引脚电连接至所述布线。
3.根据权利要求1或2所述的IC,
其中所述第一至第N电流检测电路各自包括电流电压转换电路,
所述电流电压转换电路包括放大电路、第二电容器及第三开关,
所述放大电路包括反相输入端子、第一非反相输入端子、第二非反相输入端子及输出端子,
所述第二电容器的第一端子和第二端子分别与所述反相输入端子和所述输出端子电连接,
并且所述第三开关控制所述反相输入端子与所述输出端子间的电连续性。
4.根据权利要求1或2所述的IC,
其中所述第一至第N电流检测电路各自包括电流电压转换电路,
所述电流电压转换电路包括放大电路、第二电容器及第三开关,
所述放大电路包括反相输入端子、第一非反相输入端子、第二非反相输入端子及输出端子,
所述放大电路放大所述反相输入端子的电压与所述第一非反相输入端子的电压和所述第二非反相输入端子的电压的平均电压之差,
所述第二电容器的第一端子和第二端子与所述反相输入端子和所述输出端子电连接,
并且所述第三开关控制所述反相输入端子与所述输出端子间的电连续性。
5.根据权利要求3所述的IC,
其中所述电流电压转换电路的所述第三开关由第一信号对控制,
所述电流生成电路包括延迟电路,
所述延迟电路延迟所述第一信号对而生成第二信号对,并延迟所述第二信号对而生成第三信号对,
并且所述电流生成电路的所述第一开关和所述第二开关分别由所述第二信号对和所述第三信号对控制。
6.根据权利要求3所述的IC,
其中所述第一至第N电流检测电路各自包括采样保持电路和模拟数字转换电路,
所述采样保持电路保持所述电流电压转换电路的输出电压,
并且所述模拟数字转换电路将所述采样保持电路保持的所述电压转换为数字数据。
7.一种IC,包括:
2N个第一引脚,N为1以上的整数;
第二引脚;
第一布线;
第二布线;
N个电流检测电路,N为1以上的整数;
第一开关电路;
第二开关电路;
第三开关电路;以及
电流生成电路,
其中,所述电流生成电路包括第一电容器、第一开关、第二开关、第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第一选择电路及第二选择电路,
所述第一电容器的第一端子电连接至所述第二引脚,
所述第一开关控制所述第一节点与所述第一电容器的第二端子间的电连续性,
所述第二开关控制所述第二节点与所述第一电容器的所述第二端子间的电连续性,
电流被输入到所述第三节点,
流过所述第四节点的电流作为参考电流从所述电流生成电路输出,
所述第一选择电路从多个电压中选择一个电压并将该被选择的电压输入至所述第一节点,
所述第二选择电路选择所述第二节点或所述第三节点并使该被选择的节点与所述第四节点电连接,
所述第一开关电路控制电流检测电路的输入端子与第一引脚[2h-1]间的电连续性以及所述输入端子与第一引脚[2h]间的电连续性,h是1以上且N以下的整数,
所述电流检测电路检测流过所述输入端子的电流,
所述第二开关电路控制所述第一布线与所述第四节点间的电连续性以及所述第二布线与所述第四节点间的电连续性,
并且,所述第三开关电路控制所述第一布线与所述第一引脚[2h]间的电连续性以及所述第二布线与所述第一引脚[2h-1]间的电连续性。
8.根据权利要求7所述的IC,
其中所述电流检测电路包括电流电压转换电路、采样保持电路及模拟数字转换电路,
所述电流电压转换电路包括放大电路、第二电容器及第三开关,
所述放大电路包括反相输入端子、第一非反相输入端子、第二非反相输入端子及输出端子,
所述第二电容器的第一端子和第二端子电连接到所述反相输入端子和所述输出端子,
所述第三开关控制所述反相输入端子与所述输出端子间的电连续性,
所述反相输入端子电连接至所述输入端子,
所述放大电路放大所述反相输入端子的电压与所述第一非反相输入端子的电压和所述第二非反相输入端子的电压的平均电压之差,
所述采样保持电路保持所述输出端子的电压,
并且所述模拟数字转换电路将所述采样保持电路保持的所述电压转换为数字数据。
9.根据权利要求8所述的IC,
其中所述第三开关由第一信号对控制,
所述电流生成电路包括延迟电路,
所述延迟电路延迟所述第一信号对而生成第二信号对,并延迟所述第二信号对而生成第三信号对,
所述第一开关由所述第二信号对控制,
并且所述第二开关由所述第三信号对控制。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的IC,
其中所述第一开关电路被配置为建立所述第一引脚[2h-1]与所述反相输入端子间的电连续性、所述第一引脚[2h-1]与所述第一非反相输入端子间的电连续性以及所述第一引脚[2h]与所述第二非反相输入端子间的电连续性,
并且所述第一开关电路被配置为建立所述第一引脚[2h]与所述反相输入端子间的电连续性、所述第一引脚[2h-1]与所述第一非反相输入端子间的电连续性以及所述第一引脚[2h+1]与所述第二非反相输入端子间的电连续性。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的IC,
其中所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h-1]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第一引脚[2h-1]具有电连续性,
所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h-1]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第一引脚[2h]具有电连续性,
所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第一引脚[2h-1]具有电连续性,
并且所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第一引脚[2h+1]具有电连续性。
12.根据权利要求7至9中任一项所述的IC,
其中所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h-1]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第二引脚具有电连续性,
并且所述第一开关电路被配置为使所述反相输入端子与所述第一引脚[2h]具有电连续性并使所述第一非反相输入端子和所述第二非反相输入端子与所述第二引脚具有电连续性。
13.一种驱动IC,
其中,权利要求7至9中任一项所述的IC设置有驱动部,
并且,所述驱动部对从所述IC的外部输入的图像信号进行处理并生成灰度信号。
14.一种显示系统,包括:
权利要求13所述的驱动IC;以及
像素阵列,
其中所述驱动IC对所述像素阵列发送所述灰度信号。
15.一种电子设备,包括:
显示部,
其中,所述显示部包括权利要求13所述的驱动IC以及像素阵列,
并且,所述驱动IC将所述灰度信号输入所述像素阵列。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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