JP2001235725A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001235725A
JP2001235725A JP2000047243A JP2000047243A JP2001235725A JP 2001235725 A JP2001235725 A JP 2001235725A JP 2000047243 A JP2000047243 A JP 2000047243A JP 2000047243 A JP2000047243 A JP 2000047243A JP 2001235725 A JP2001235725 A JP 2001235725A
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transistor
line
pixel
video
liquid crystal
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JP2000047243A
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Shuichi Konno
秀一 今野
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ないパッド数で画素の欠陥を検査できる検
査用トランジスタを含む液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 基板と、この基板上に形成された画素ト
ランジスタと映像信号を蓄積する容量とを有するマトリ
クス状に配置された複数の画素からなる画素部と、前記
画素トランジスタに接続された複数の走査線と、前記画
素トランジスタに接続された複数のデータ線と、ビデオ
入力端子よりビデオ信号を供給するビデオ線と、前記デ
ータ線にそれぞれ接続されたスイッチ用トランジスタと
を有する液晶表示装置において、前記基板の前記画素部
の外側に形成された前記データ線にそれぞれ接続する検
査用トランジスタと、この検査用トランジスタに接続さ
れる負荷抵抗および検査用端子を有する前記検査用トラ
ンジスタをオンオフする共通トリガー線とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
わり、特にアクティブマトリックス基板に検査用トラン
ジスタを搭載した液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アクティブマトリクス基板を有す
る液晶表示装置においては、アクティブマトリクス基板
上に多数マトリクス状に画素が形成されている。画素に
は、画素に供給された信号電圧をスイッチするトランジ
スタと、その信号電圧を保持する容量とが形成されてい
る。この画素のトランジスタまたは容量の欠陥検査用と
して、種々の方法が提案されているが、例えば、特公平
5−40319号公報には、アクティブマトリクス基板
上に検査用のトランジスタを設ける方法が、開示されて
いる。
【0003】以下、添付図面を参照して、従来例の液晶
表示装置を説明する。図5は、従来例の液晶表示装置に
おけるアクティブマトリクス基板上の画素駆動部と画素
部の概略構成ブロック図である。画素部10には、例え
ば縦にn個、横にm個の画素がマトリクス状に配置され
ており、例えば第1行第1列にある画素はスイッチ用M
OSトランジスタTG11(以下、単にTG11ともい
う)と容量C11(以下、単にC11ともいう)を有し
ており、TG11のソースと容量C11の一端は液晶駆
動電極HD11に接続されており、容量C11の他端は
接地されている。以下同様に他の画素も構成されてい
る。
【0004】第1列に配置されている画素のMOSトラ
ンジスタのドレインは、各々、データ線D1(以下単
に、D1ともいう)に接続されており、D1の一端はス
イッチ用トランジスタH1(以下、単にH1という)の
ソースに接続され、他端はスイッチ用(検査用)トラン
ジスタK1(以下、単にK1ともいう)のドレインに接
続されている。以下、他の列の画素についても同様であ
り、第m列の画素は、データ線Dmに接続され、Dmに
はHm、Kmが接続されている。第1行に配置されてい
る画素のMOSトランジスタのゲートは、各々、走査線
G1(以下、単にG1ともいう)に接続されている。以
下、他の行の画素についても同様であり、第n行の画素
は走査線Gnに接続されている。
【0005】各G1,G2,…、Gnは左端を垂直シフ
トレジスタ1に、右端を垂直シフトレジスタ2に接続さ
れている。垂直シフトレジスタ1には、接続された垂直
クロック線11を通して垂直クロックが、垂直スタート
パルス線12を通して垂直スタートパルスが供給され
る。水平シフトレジスタ31には、接続された水平スタ
ートパルス線15を通して水平スタートパルスが、水平
クロック線16を通して水平クロックが供給され、各列
のスイッチ用トランジスタH1,H2,…、Hmの各ゲ
ートに接続されたスイッチ線S11,S21,…、(以
下、単にS11,S21,…、ともいう)にスイッチ信
号を供給する。
【0006】各スイッチ用トランジスタH1,H2,
…、Hmの各ドレインはビデオ線4に接続され、ビデオ
端子5よりビデオ信号が供給される。検査用として、ス
イッチ用(検査用)トランジスタK1,K2、K3、
…、Kmがあり、奇数番号のK1、K3、…、は、その
各ソースは出力端子SO1に接続する検査出力線6に接
続され、その各ゲートはテスト端子T1に接続するテス
ト線8に接続されている。偶数番号のK2、K4、…、
Kmは、その各ソースは出力端子SO2に接続する検査
出力線7に接続され、その各ゲートはテスト端子T2に
接続するテスト線9に接続されている。テスト線8、9
には、それぞれ負荷抵抗RP1、RP2が接続されてい
る。
【0007】この液晶表示装置の表示動作の概略は、以
下のとおりである。表示動作時には、K1,…,Kmは
オフ状態である。ビデオ入力端子5よりビデオ線に出力
されたビデオ信号は、水平シフトレジスタ31より順次
スイッチ線に信号が供給されて、H1,H2、…、が順
次オンし、D1,D2,…、が順次駆動される(水平走
査)。垂直シフトレジスタ1より順次G1,G2,…、
に信号が供給され、各行の画素のTG11、…を順次オ
ンにする(垂直走査)。
【0008】入力されたビデオ信号は、水平走査と垂直
走査により、各画素の各TG11,…、がオン/オフさ
れ、ビデオ信号が対応する各容量C11、…、に電荷と
して、充/放電され、この電荷を保持することにより、
図示しない各画素の液晶を駆動している。
【0009】このようなアクティブマトリクスのLSI
においては、基本的にビデオ入力はあるが、電気的な出
力はないので、LSIの良否の判定を行うため、検査用
の検査用トランジスタを各列に対して設け、ビデオ入力
端子5より一定電圧の信号を入力して、データ線D1,
…,が順次駆動されるのに合わせて、検査用トランジス
タK1,…、を順次オンし、その出力を出力端子でSO
1,SO2でモニタすることにより断線等の故障を検出
していた。
【0010】なお、図5に示す例では、奇数と偶数のデ
ータ線を別々にモニタしているが、これは、水平シフト
レジスタ31からのスイッチ線S11,…、に出力され
るスイッチ信号が時間的に一部重複する形態になってい
るためであり、スイッチ信号が時間的に重複しない形態
の場合は、奇数と偶数の区別は不要である。このとき
は、K1,K2,…、Kmのゲートはテスト線8にすべ
て接続され、K1,K2,…、Kmのソースは検査出力
線6にすべて接続される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置の高画質化のために、多画素化、およびそれに対応す
る高速化が求められている。図6は、従来例の液晶表示
装置において複数のビデオ入力がある場合のアクティブ
マトリクス基板上の画素駆動部と画素部の概略構成ブロ
ック図である。図6においては、図5のビデオ線4の代
わりに3本のビデオ線41,42,43が、水平シフト
レジスタ31の代わりに時間的に重なりのない隣接する
スイッチ信号を出力する水平シフトレジスタ3が、用い
られている。
【0012】図6に示されるように、多画素化、高速化
に対応するために、複数のビデオ入力端子51,52,
53を設けそれぞれに接続されたビデオ線41,42、
43、に同時にビデオ信号を出力するようにしている。
ビデオ線41は、2つおきのスイッチ用トランジスタH
1,H4,…(以下、単にH1,H4,…ともいう)の
ドレインに接続され、ビデオ線42は、2つおきのH
2,H5,…のドレインに接続され、ビデオ線43は、
2つおきのH3,H6,…のドレインに接続されてい
る。
【0013】H1,H2,…、のソースはD1,D2,
…、に接続されている。水平シフトレジスタ3から出て
いる各スイッチ線S1、S2,…、(以下、単にS1,
S2,…ともいう)は、それぞれ3個のスイッチ用トラ
ンジスタのゲートに接続されている。例えば、S1は、
H1、H2,H3に接続されている。この方式の液晶表
示装置では、水平シフトレジスタ3のスイッチ速度が同
じでも、複数倍の画素数に対応できる。
【0014】この方式に対して、検査用トランジスタを
設ける場合次のようになる。各データ線D1,D2、
…、Dm’は各検査用トランジスタK1,K2,…、K
m’のドレインに接続されている。テスト端子T1はテ
スト線8に接続され、テスト線8は、全検査用トランジ
スタK1,K2,…、Km’のゲートに接続されてい
る。例えば3本のデータ線D1,D2,D3はスイッチ
線S1からのスイッチ信号で同時に駆動されるので、こ
れらを区別するため、検査用トランジスタK1、K2,
K3のソースはそれぞれ出力端子SO1’、SO2’、
SO3’を有する検査出力線61、62、63に接続さ
れている。以下、他の検査用トランジスタについても同
様になっている。
【0015】ここでは、3本のビデオ線に対応して3本
の検査出力線が設けられている。検査を行う場合は、ビ
デオ入力端子51,52,53より所定の信号を入力し
水平シフトレジスタにより、スイッチ線S1,S2、
…、を通して順次スイッチ信号を出力し、テスト端子T
1に所定の電圧を与えて、全検査用トランジスタK1,
K2,…、Km’を駆動して、3個の出力端子SO
1’、SO2’、SO3’の出力をモニターすることに
より各データ線の断線の有無を検出できる。
【0016】しかし、一層の高画質化を求めて、ビデオ
入力数をさらに8本、12本、24本などと増加させて
行くと、それに応じて検査出力線及び出力端子数を増加
させる必要があり、これによりチップサイズの増加、出
力端子部となるパッド数の増加が必要となり、さらに、
このアクティブマトリクス基板(LSI)に液晶組み込
み後の検査において、LSIのパッドを介して外部に信
号を取り出す必要があるが、パッド数の増加はボンディ
ングやFPC接着等での信頼性の低下を招くという課題
の解決を求められていた。また、検査する信号数が多く
なると、LSIテスタ等のチャンネル数も増加し、検査
プログラムも複雑になるという課題の解決を求められて
いた。さらに、欠陥として、断線とショートも同時に検
出検査できることが求められていた。
【0017】そこで本発明は、上記課題を解決し、液晶
表示装置において、少ないパッド数で画素の欠陥を検査
できる検査用トランジスタを含む液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明の液晶表示装置は、基板と、この
基板上に形成された画素トランジスタとこの画素トラン
ジスタのソースに接続された映像信号を蓄積する容量と
を有するマトリクス状に配置された複数の画素からなる
画素部と、前記画素トランジスタのゲートに接続された
前記基板上に配置された複数の走査線と、前記画素トラ
ンジスタのドレインに接続された前記基板上に形成され
た複数のデータ線と、ビデオ入力端子よりビデオ信号を
供給するビデオ線と、前記データ線にそれぞれ接続され
たスイッチ用トランジスタとを有し、前記スイッチ用ト
ランジスタのソースは前記データ線の一端に接続され、
前記スイッチ用トランジスタのドレインは前記ビデオ線
に接続され、かつ前記スイッチ用トランジスタのゲート
には所定のスイッチ信号が供給される液晶表示装置にお
いて、前記基板の前記画素部の外側に形成された前記デ
ータ線にそれぞれ接続する検査用トランジスタと、この
検査用トランジスタに接続される負荷抵抗および検査用
端子を有するトリガー線とを有し、前記検査用トランジ
スタのドレインは対応する前記データ線の他端に接続さ
れ、前記検査用トランジスタのソースは前記負荷抵抗を
介して接地されており、前記検査用トランジスタのゲー
トはトリガー線に共通に接続されていることを特徴とす
る液晶表示装置を提供しようとするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、従来例
と同一の構成については、同一の参照符号をつけて、そ
の説明を省略する。
【0020】図1は、本発明による液晶表示装置の実施
例を示すアクティブマトリクス基板上の画素駆動部と画
素部の概略構成ブロック図である。本実施例において
は、各データ線D1,D2,…、Dmに対応する検査用
トランジスタK1,K2,…、Kmの各ソースは、片側
接地された負荷抵抗R1,R2,…、Rmにそれぞれ接
続されている。検査用トランジスタK1,K2,…、K
mの各ゲートは、検査用端子20を有するトリガー線2
1に接続されており、トリガー線21は負荷抵抗RDを
介して接地されている。
【0021】次に、ビデオ信号を各画素に書きこむ動作
について説明する。図2は、本発明による液晶表示装置
の実施例におけるアクティブマトリクス基板上の各ノー
ドの信号波形を示すタイミングチャートグラフである。
横軸は時間を示す。縦軸は信号レベルを示す。水平(単
に、Hともいう)スタートパルス線15よりスタートパ
ルスが水平シフトレジスタ3に入力されて、水平の走査
が開始される。水平(単に、Hともいう)クロックは周
期Tを有し、図2(a)に示される。
【0022】まず水平シフトレジスタ3よりスイッチ線
S1を介してスイッチ信号(図2(b))がトランジス
タH1のゲートに供給されH1がオンする。このとき、
垂直シフトレジスタの走査線G1は、ハイになってい
る。図2(e)に示されるビデオ信号はH1がオフの時
には電圧V1を示し、これが容量C11に蓄積される。
図2(f)には、容量C11の電圧変化を示す。
【0023】続いて、スイッチ線S2を介してスイッチ
信号(図2(c))がH2のゲートに供給されH2がオ
ンする。図2(e)に示されるビデオ信号はH2がオフ
の時には電圧V2を示し、これが容量C12に蓄積され
る。図2(g)には、容量C12の電圧変化を示す。同
様に、図2(d)にはスイッチ線S3のスイッチ信号が
示され、図2(h)には、容量C13の電圧変化が示さ
れる。
【0024】このように第1行の画素の容量が充電さ
れ、G1をローにし、次に走査線G2をハイにして第2
行目の画素の容量を充電して行く。なお、以上の動作の
ときは、検査用トランジスタK1,K2,…、Kmはオ
フである。このように、アクティブマトリクス型LSI
を用いる液晶表示装置においては、その表示動作は、各
画素の容量C11,…、に対する充放電動作が基本とな
る。
【0025】次に、本実施例における、故障検出の方法
を説明する。上述のように、H1,H2、…、のオン/
オフに合わせて、充/放電電流は流れるが、DC電流は
流れない。すなわち、ビデオ入力端子5に定電圧を印加
すると、H1,H2,…、がオンした瞬間には充放電電
流が流れるが安定すると電流は流れない。一方、欠陥が
あってデータ線D1,…、などが他の信号ラインとショ
ートしていたりすると、H1,H2,…、がオンの間、
常時電流が流れたり、あるいは通常よりも大きな充/放
電電流が流れることになる。このようにショートの故障
は、ビデオ信号の電流を検出すれば比較的容易に検出で
きる。
【0026】他方、データ線D1、…等の断線による故
障の場合、異常電流(DC電流)が流れないので、単
に、ビデオ入力端子の電流をモニタしただけでは検出困
難である。K1、R1,等を用いて、断線時には電流が
流れないことを積極的に検出してやる必要がある。本実
施例では、検査時には、ビデオ入力端子5に、電圧V0
で駆動される定電流源I1(定電流I1を出力する)を
接続する。以下、データ線D1を例に説明する。検査用
端子20よりトリガー線21をハイにし、K1をオンに
する。H1もオンにする。
【0027】データ線D1が正常なときは、ビデオ入力
端子5に接続された定電流源I1より、H1,K1,負
荷抵抗R1を通して電流I1が流れる。ここで、簡単化
のため、H1,K1のオン時の抵抗を0オームとする
と、ビデオ入力端子5の電圧Vx1はVx1=I1×R
1となり、I1,R1に依存するがV0とは異なる値で
ある。データ線D1に断線があった場合には、負荷抵抗
R1には電流が流れないから、ビデオ入力端子の電圧
は、V0のままであり、検出できる。
【0028】データ線D1が他の例えばアルミ配線など
とショートしている場合には、定電流源からの電流I1
の一部がそちらに流れ込むか、または流れ込んできて、
負荷抵抗R1に流れる電流はいずれにしてもI1とは異
なる値となり、V0、Vx1のいずれとも異なるVx2
となり、検出できる。以上、データ線D1について説明
したが、全データラインに対しては、水平シフトレジス
タ3により順次H1,H2,…、を切り替えて、それぞ
れのタイミングでビデオ端子5の電圧をモニターするこ
とで検査ができる。
【0029】図3は、本発明による液晶表示装置の実施
例におけるアクティブマトリクス基板上にある画素の故
障検出時の各ノードにおける信号波形を示すタイミング
チャートである。横軸は時間を示す。縦軸は信号レベル
を示す。但し図3(g)は状態を示す。図3に、上述の
故障検査の例を示す。図3(a)は周期Tの水平シフト
レジスタのクロックを示す。図3(b)、(c)、
(d)、(e)は、それぞれ、スイッチ線S1,S2,
S3,S4からのスイッチ信号である。図3(f)は検
出されたビデオ入力端子5の電圧変化を示し、V0は断
線があることを、Vx1は正常であることを、Vx2は
ショートがあることをそれぞれ示している(図3(g)
には、検出されたデータ線の状態を示してある。
【0030】本発明の構成を、ビデオ入力が複数になっ
た場合について、以下に示す。図4は、本発明による液
晶表示装置の実施例において複数のビデオ入力がある場
合のアクティブマトリクス基板上の画素駆動部と画素部
の概略構成ブロック図である。
【0031】ビデオ入力が3本ある場合であり、ビデオ
入力端子51、52,53にそれぞれビデオ線41,4
2,43が接続されている。各スイッチ線S1,S2,
…、は、3個のスイッチ用トランジスタのゲートに接続
され、このトランジスタのソースに接続されるデータ線
を3本同時に駆動する。3個のトランジスタ毎にそれら
のドレインは、ビデオ線41、42,43に接続されて
いる。データ線D1,D2,…、の他端はそれぞれ検査
用トランジスタK1,K2,…、のドレインに接続され
ており、これらの検査用トランジスタK1,K2,…、
のソースはそれぞれ負荷抵抗R1,R2,…、を介して
接地されており、各ゲートは、テスト端子20に接続す
るトリガー線21に接続されている。
【0032】検査時には、各ビデオ入力端子51,5
2,53にそれぞれ定電流源を接続して、それぞれの端
子電圧をモニターすれば良い。このように、ビデオ入力
が複数増加しても、新たな検査回路や検査用の端子の増
設が不要であり、多画素化、高速化に対応できる。以
上、検査用の検査用トランジスタK1,K2、…に負荷
抵抗R1,R2,…を接続した場合を説明したが、これ
ら負荷抵抗の代わりにダイオードやトランジスタ等を用
いても良く、さらに複数個のダイオードの直列接続やM
OSダイオード等も用いることができる。また、ここで
はNMOSの例で説明しているが、PMOSあるいはC
MOSであっても同様の効果が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置は、基板と、この基板上に形成された画素トランジ
スタとこの画素トランジスタのソースに接続された映像
信号を蓄積する容量とを有するマトリクス状に配置され
た複数の画素からなる画素部と、前記画素トランジスタ
のゲートに接続された前記基板上に配置された複数の走
査線と、前記画素トランジスタのドレインに接続された
前記基板上に形成された複数のデータ線と、ビデオ入力
端子よりビデオ信号を供給するビデオ線と、前記データ
線にそれぞれ接続されたスイッチ用トランジスタとを有
し、前記スイッチ用トランジスタのソースは前記データ
線の一端に接続され、前記スイッチ用トランジスタのド
レインは前記ビデオ線に接続され、かつ前記スイッチ用
トランジスタのゲートには所定のスイッチ信号が供給さ
れる液晶表示装置において、前記基板の前記画素部の外
側に形成された前記データ線にそれぞれ接続する検査用
トランジスタと、この検査用トランジスタに接続される
負荷抵抗および検査用端子を有するトリガー線とを有
し、前記検査用トランジスタのドレインは対応する前記
データ線の他端に接続され、前記検査用トランジスタの
ソースは前記負荷抵抗を介して接地されていることにに
より、少ないパッド数で画素の欠陥を検査できる検査用
トランジスタを含む液晶表示装置を提供することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の実施例を示すアク
ティブマトリクス基板上の画素駆動部と画素部の概略構
成ブロック図である。
【図2】本発明による液晶表示装置の実施例におけるア
クティブマトリクス基板上の各ノードの信号波形を示す
タイミングチャートグラフである。
【図3】本発明による液晶表示装置の実施例におけるア
クティブマトリクス基板上にある画素の故障検出時の各
ノードにおける信号波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図4】本発明による液晶表示装置の実施例において複
数のビデオ入力がある場合のアクティブマトリクス基板
上の画素駆動部と画素部の概略構成ブロック図である。
【図5】従来例の液晶表示装置におけるアクティブマト
リクス基板上の画素駆動部と画素部の概略構成ブロック
図である。
【図6】従来例の液晶表示装置において複数のビデオ入
力がある場合のアクティブマトリクス基板上の画素駆動
部と画素部の概略構成ブロック図である。
【符号の説明】
1…垂直シフトレジスタ、2…垂直シフトレジスタ、3
…水平シフトレジスタ、4…ビデオ線、5…ビデオ入力
端子、6…検査出力線、7…検査出力線、8…テスト
線、9…テスト線、10…画素部、11…Vクロック
線、12…Vスタートパルス線、13…Vクロック線、
14…Vスタートパルス線、15…Hスタートパルス
線、16…Hクロック線、20…検査用端子、21…ト
リガー線、41…ビデオ線、42…ビデオ線、43…ビ
デオ線、51…入力端子、52…入力端子、53…入力
端子、61…検査出力線、62…検査出力線、63…検
査出力線、71…検査出力線、72…検査出力線、73
…検査出力線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA24 JB77 MA58 NA25 NA29 NA30 PA06 2H093 NA16 NA42 NA80 NC22 NC23 NC26 NC34 NC59 ND05 ND09 ND56 NE10 5C006 BB16 EB01 EB05 FA42 5C080 AA10 BB05 DD15 DD23 DD25 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 5F110 AA24 BB02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、この基板上に形成された画素トラ
    ンジスタとこの画素トランジスタのソースに接続された
    映像信号を蓄積する容量とを有するマトリクス状に配置
    された複数の画素からなる画素部と、前記画素トランジ
    スタのゲートに接続された前記基板上に配置された複数
    の走査線と、前記画素トランジスタのドレインに接続さ
    れた前記基板上に形成された複数のデータ線と、ビデオ
    入力端子よりビデオ信号を供給するビデオ線と、前記デ
    ータ線にそれぞれ接続されたスイッチ用トランジスタと
    を有し、前記スイッチ用トランジスタのソースは前記デ
    ータ線の一端に接続され、前記スイッチ用トランジスタ
    のドレインは前記ビデオ線に接続され、かつ前記スイッ
    チ用トランジスタのゲートには所定のスイッチ信号が供
    給される液晶表示装置において、前記基板の前記画素部
    の外側に形成された前記データ線にそれぞれ接続する検
    査用トランジスタと、この検査用トランジスタに接続さ
    れる負荷抵抗および検査用端子を有するトリガー線とを
    有し、前記検査用トランジスタのドレインは対応する前
    記データ線の他端に接続され、前記検査用トランジスタ
    のソースは前記負荷抵抗を介して接地されており、前記
    検査用トランジスタのゲートはトリガー線に共通に接続
    されていることを特徴とする液晶表示装置。
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