JP2007156127A - Method for inspecting electro-optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネル等の電気光学パネルの画素不良のうち、スイッチング素子のオン時の抵抗が高い欠陥画素を検出するための電気光学装置の検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection method for an electro-optical device for detecting a defective pixel having a high resistance when a switching element is turned on, among pixel defects of an electro-optical panel such as a liquid crystal panel.
一般に、電気光学パネル例えば液晶パネルは、電気光学物質である液晶を挟持する一対の基板と、液晶を駆動する一対の電極と、走査信号を供給する複数の走査線と、画像信号をサンプリングした画素信号を画素に供給する複数のデータ線と、前記走査線及びデータ線の交差に対応して設けられた複数のスイッチング素子とを備えている。 In general, an electro-optical panel, for example, a liquid crystal panel, includes a pair of substrates that sandwich an electro-optical material liquid crystal, a pair of electrodes that drive the liquid crystal, a plurality of scanning lines that supply a scanning signal, and a pixel that samples an image signal. A plurality of data lines for supplying signals to the pixels, and a plurality of switching elements provided corresponding to the intersections of the scanning lines and the data lines.
液晶パネルの製造工程において、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと記す)等のスイッチング素子の不良や液晶層への異物の混入等に起因して発生する表示欠陥(点系欠陥,面系欠陥、キズ・ゴミ等)の検査が行われる(例えば、特許文献1〜3参照)。
In the liquid crystal panel manufacturing process, display defects (point defects, surface defects) caused by defective switching elements such as thin film transistors (hereinafter referred to as “TFTs”) and foreign matters mixed into the liquid crystal layer , Scratches, dust, etc.) are inspected (for example, see
このような検査を行う際には、液晶パネルに駆動信号を供給し、検査用の特定パターンを表示させ、検査を行っていた。
ところで、スイッチング素子としてTFTを用いた液晶パネルの駆動では、各画素に書き込まれる電圧は、(1)画素ゲートのオン(書込み開始)、(2)ソースへの書込み、(3)ソース電圧を保持しながら画素への書込み、(4)画素ゲートのオフ(書込み終了)、(5)画素電圧の保持、のサイクルを繰り返す。ここで、液晶パネルの通常の駆動状態では、画素のソース・ドレイン間の抵抗が高い場合でも、(3)までの期間に所定電圧まで画素電圧が書き込まれれば、1画面(フレーム)分の画素が書込みを終了するまでは各画素に書き込まれた電圧は保持されるので、表示上欠陥にならない。 By the way, in driving a liquid crystal panel using TFT as a switching element, the voltage written to each pixel is (1) pixel gate on (write start), (2) source write, and (3) source voltage hold. The cycle of writing to the pixel, (4) turning off the pixel gate (ending writing), and (5) holding the pixel voltage is repeated. Here, in a normal driving state of the liquid crystal panel, even if the resistance between the source and drain of the pixel is high, if the pixel voltage is written to a predetermined voltage during the period up to (3), pixels for one screen (frame) Since the voltage written to each pixel is maintained until the writing is completed, no display defect occurs.
ところが、画素電圧を反転駆動(一定周期で極性反転する信号を用いる)場合に、反転駆動の周波数が高い方に変化したとき、画素への書込み不足によって表示欠陥を生じる。例えば、液晶パネルがノーマリホワイトの場合に書込み不足を生じると、画素電圧の書込みによって黒色となるべきところを画面上に白色の輝点となって表示される。換言すれば、通常の駆動状態での検査では、表示欠陥とはならないが、駆動周波数等の駆動状態が変わった場合に表示欠陥となって視認される場合がある、という問題があった。 However, when the pixel voltage is inverted (using a signal whose polarity is inverted at a constant period), when the frequency of the inversion is changed to a higher value, a display defect occurs due to insufficient writing to the pixel. For example, when the writing is insufficient when the liquid crystal panel is normally white, a white bright spot is displayed on the screen where the pixel voltage should be black. In other words, the inspection in the normal driving state does not cause a display defect, but there is a problem that it may be visually recognized as a display defect when a driving state such as a driving frequency is changed.
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、通常の駆動状態とは異なった特殊な駆動状態において現れる表示欠陥を検出することが可能な電気光学装置の検査方法を提供することを目的とするものである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an inspection method for an electro-optical device capable of detecting a display defect that appears in a special driving state different from a normal driving state. is there.
本発明による電気光学装置の検査方法は、走査信号を供給する複数の走査線、画像信号をサンプリングした画素信号を画素に供給する複数のデータ線、前記走査線及びデータ線の交差に対応して設けられた複数のスイッチング素子を備えた電気光学装置の検査方法であって、前記走査線より前記スイッチング素子の全てのゲートに走査信号を与えて前記スイッチング素子全ての両端を同時にオン状態にし、前記データ線より前記スイッチング素子の一端に対して1垂直走査期間より小さい所定の期間ごとに極性反転する画素信号を与えて、全画素をオンさせることを特徴とする。 An inspection method for an electro-optical device according to the present invention corresponds to a plurality of scanning lines for supplying scanning signals, a plurality of data lines for supplying pixel signals obtained by sampling image signals to the pixels, and intersections of the scanning lines and the data lines. An inspection method for an electro-optical device including a plurality of switching elements provided, wherein a scanning signal is applied from the scanning line to all gates of the switching elements to simultaneously turn on both ends of the switching elements, and A pixel signal whose polarity is inverted every predetermined period smaller than one vertical scanning period is supplied from the data line to one end of the switching element to turn on all the pixels.
本発明のこのような方法によれば、全走査線を同時にオンし、データ線に1垂直走査期間(1フレーム又は1フィールド)より小さい所定期間(例えば1水平走査線期間)ごとに極性反転する画素信号を供給することにより、全画素点灯(全画素オンと呼ぶ)状態(ここではノーマリホワイトモードで点灯時は黒表示又は中間調表示となる)で、各画素には比較的短い期間ごとに極性反転した信号が書き込まれるので、スイッチング素子(例えばTFT)が常にオン状態であっても両端(ソース・ドレイン間)の抵抗値が正常(適正)な画素では十分に信号が書き込まれるので輝点化することはないが、ソース・ドレイン間の抵抗値が高い画素(不良画素)では画素電圧が書込み不足となり、輝点化する。これにより、輝点となって観察されるので、容易に不良画素が検出可能となる。
本発明において、前記画素信号は、全てのデータ線で同一レベルの信号であることを特徴とする。
According to such a method of the present invention, all the scanning lines are simultaneously turned on, and the polarity of the data lines is inverted every predetermined period (for example, one horizontal scanning line period) smaller than one vertical scanning period (one frame or one field). By supplying pixel signals, all pixels are lit (referred to as “all pixels on”) (here, black display or halftone display is used when lit in normally white mode), and each pixel has a relatively short period. Since a signal whose polarity is inverted is written to the pixel, even if the switching element (for example, TFT) is always on, the signal is sufficiently written in a pixel having a normal (proper) resistance value at both ends (between the source and drain). However, the pixel voltage is insufficiently written in a pixel (defective pixel) having a high resistance value between the source and the drain, so that the pixel becomes a bright spot. Thereby, since it is observed as a bright spot, a defective pixel can be easily detected.
In the present invention, the pixel signal is a signal of the same level in all data lines.
このような方法によれば、全画素に同一レベルの画素信号を与えて、同じ条件で輝度化したものを不良画素として検出できる。
本発明において、前記画素信号の信号レベルは、中間調レベルであることを特徴とする。
このような方法によれば、電気光学装置が例えば液晶装置である場合、液晶パネルの特性で書込み実効電圧が例えば5.0Vのときと4.5Vのときとでは0.5Vの差異があるが画素点灯(オン)している状態はいずれも黒表示で見た目は殆どんどその差異が分からない。従って、点灯検査時は、全画素が黒表示であることを以て良好と判定するよりは全画素を白黒の中間である中間調レベルの信号で点灯することで欠陥良否(差異)を見分け易い。
According to such a method, pixel signals having the same level are given to all the pixels, and the luminance is obtained under the same conditions, can be detected as a defective pixel.
In the present invention, the signal level of the pixel signal is a halftone level.
According to such a method, when the electro-optical device is, for example, a liquid crystal device, there is a difference of 0.5 V between the writing effective voltage of, for example, 5.0 V and 4.5 V due to the characteristics of the liquid crystal panel. In any state in which the pixels are lit (on), the difference is almost unknown in the black display. Therefore, at the time of lighting inspection, it is easy to distinguish the defect quality (difference) by lighting all the pixels with a signal of a halftone level that is intermediate between black and white rather than determining that all the pixels are black.
本発明において、前記極性反転の期間を可変にし、表示欠陥の程度の差も検出可能とすることを特徴とする。
このような方法によれば、所定の期間ごとに極性反転する信号を画素へ書き込む際に、書込み電圧の期間を可変にした駆動を行うことにより、ソース・ドレイン間の抵抗値が異なる場合に例えば極性反転の期間を短くすれば抵抗値が正常値よりも若干高いだけで画素電圧の書込み不足を生じ、輝点(不良画素)として検出が可能となる。
The present invention is characterized in that the polarity inversion period can be made variable to detect a difference in the degree of display defects.
According to such a method, when a signal whose polarity is inverted every predetermined period is written to the pixel, when the resistance value between the source and the drain is different by performing driving with the period of the write voltage variable, for example, If the polarity reversal period is shortened, the pixel voltage is insufficiently written only when the resistance value is slightly higher than the normal value, and detection as a bright spot (defective pixel) becomes possible.
本発明において、前記極性反転は、少なくとも1以上の所定数の水平走査期間ごとに反転することを特徴とする。
このような方法によれば、1行書き込む期間の整数倍の期間(例えば1水平走査期間)、画素へ書き込まれる電圧が十分な大きさか否かによって画素の良否が判定されることになる。
In the present invention, the polarity inversion is performed at least every predetermined number of horizontal scanning periods of 1 or more.
According to such a method, the quality of the pixel is determined by whether or not the voltage written to the pixel is sufficiently large during a period that is an integral multiple of the period during which one row is written (for example, one horizontal scanning period).
本発明において、前記極性反転は、少なくとも1以上の所定数の水平走査期間ごとに反転するのに加えて、画素単位で反転することを特徴とする。 In the present invention, the polarity inversion is performed in units of pixels in addition to inversion every predetermined number of horizontal scanning periods of at least one or more.
このような方法によれば、反転周期が画素単位となるので、最小期間に画素へ書き込まれる電圧の大きさによって画素の良否が判定できることになる。 According to such a method, since the inversion period is in units of pixels, the quality of the pixels can be determined based on the magnitude of the voltage written to the pixels during the minimum period.
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態の電気光学装置の検査方法が適用される、液晶装置におけるアクティブマトリクス基板の構成を示している。
図1において、アクティブマトリクス基板としてのTFT基板1は、例えば石英基板、ハードガラス、シリコン基板等からなる。TFT基板1上には、マトリクス状に設けられた複数の画素電極11と、X方向に複数配列されており夫々がY方向に沿って伸びるデータ線35と、Y方向に複数配列されており夫々がX方向に沿って伸びる走査線31と、各データ線35と画素電極11との間に夫々介在すると共に該間における導通状態及び非導通状態を、走査線31を介して夫々供給される走査信号Y1、Y2、…、Ymに応じて夫々制御するスイッチング素子としての複数のTFT30とが形成されている。またTFT基板1上には、蓄積容量70のための配線である容量線31’が、走査線31に沿ってほぼ平行に形成されており、画素電極11に蓄積容量70が付加されるようにする。これにより、蓄積容量70に画素電圧を保持することで、蓄積容量からのリークが原因で生じるフリッカ等の表示品位の劣化を防ぐことができる。なお、蓄積容量70を形成するのに、前段の走査線31を蓄積容量形成のための電極として用いてもよい。このような構成を採れば、容量線31’を設ける必要がないため、画素開口率を向上させることができ、明るい液晶装置を提供することができる。データ線35には、後述するサンプリング回路301にてサンプリングして得られる画素信号S1、S2、…、Snが供給されて書き込まれる。データ線35に書込まれる画素信号S1、S2、…、Snは、この順に時間順次に供給しても良いし、複数のデータ線35に対して同時に供給するようにしても良い。
Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration of an active matrix substrate in a liquid crystal device to which an inspection method for an electro-optical device according to a first embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, a
TFT基板1上には更に、液晶装置100(後述する)の通常駆動時に複数のデータ線35に所定電圧レベルのプリチャージ信号NRSを画素信号S1、S2、…、Snに先行して夫々供給するプリチャージ機能を備えたプリチャージ回路201と、画像信号VIDをサンプリングして複数のデータ線35に夫々供給するサンプリング回路301と、データ線駆動回路101と、走査線駆動回路104とが形成されている。
なお、プリチャージ回路201は、データ線35やこれに接続された画素部のTFT30等の開放又は断線検査、短絡検査などの各種の電気的検査を行う検査機能を持たせることができる。すなわち、所定種類の電気的検査を実施すべく検査用電圧をデータ線35に印加したり、検査用電流を流すことが可能である。
Further, on the
Note that the
走査線駆動回路104は、図示しない外部制御回路から供給される電源、基準クロックCLY及びその反転クロック(/CLY)等に基づいて、所定タイミングで走査線31(ゲート電極線)に走査信号Y1、Y2、…、Ymをパルス的に線順次で印加する。
データ線駆動回路101は、外部制御回路から供給される電源、基準クロックCLX及びその反転クロック(/CLX)等に基づいて、走査線駆動回路104が走査信号Y1、Y2、…、Ymを印加するタイミングに合わせて、画像信号線304夫々について、データ線35毎にサンプリング回路駆動信号SH1、SH2、…、SHnをサンプリング回路駆動信号線306を介してサンプリング回路301に所定タイミングで供給する。
The scanning
In the data
プリチャージ回路201は、スイッチング素子として、例えばTFT202を各データ線35毎に備えており、プリチャージ信号線204がTFT202のドレイン又はソース電極に接続されており、プリチャージ回路駆動信号線206がTFT202のゲート電極に接続されている。
そして、通常駆動時には、プリチャージ信号線204を介して、図示しない外部電源からプリチャージ信号NRSを書き込むために必要な所定電圧が供給され、プリチャージ回路駆動信号線206を介して、各データ線35について画素信号S1、S2、…、Snに先行するタイミングでプリチャージ信号NRSを書き込むように、外部制御回路からプリチャージ回路駆動信号NRGが供給される。
プリチャージ回路201は、好ましくは中間階調レベルの画像信号S1、S2、…、Snに相当するプリチャージ信号NRS(画像補助信号)を供給する。
サンプリング回路301は、TFT302を各データ線35毎に備えており、画像信号線304がTFT302のソース電極に接続されており、サンプリング回路駆動信号線306がTFT302のゲート電極に接続されている。そして、画像信号線304を介して、画像信号VIDが入力されると、これをサンプリングする。即ち、サンプリング回路駆動信号線306を介してデータ線駆動回路101からサンプリング回路駆動信号SH1、SH2、…、SHnが入力されると、画像信号線304夫々について画像信号VIDをサンプリングしてデータ線35に順次印加する。
The
During normal driving, a predetermined voltage required for writing the precharge signal NRS from an external power source (not shown) is supplied via the
The
The
このように本実施の形態では、データ線35を一本毎に順次に選択するように構成されているが、データ線35を複数本まとめて同時に選択するように構成してもよい。
As described above, in this embodiment, the data lines 35 are sequentially selected one by one. However, a plurality of
図2はTFT基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図3は図2のH−H’断面図である。
図2及び図3において、本実施形態に係る液晶装置100では、TFT30が形成されたTFT基板1と対向基板2とが対向配置されている。
2 is a plan view of the TFT substrate as viewed from the side of the counter substrate together with the components formed thereon, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
2 and 3, in the
TFT基板1と対向基板2との間に液晶層150が封入されており、TFT基板1と対向基板2とは、画像表示領域1aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材152により相互に接着されている。シール材152は、両基板を貼り合わせるために、例えば熱硬化樹脂、熱及び光硬化樹脂、光硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFT基板1上に塗布された後、加熱、加熱及び光照射、光照射、紫外線照射等により硬化させられたものである。
A
対向基板2の4隅には、上下導通材106が設けられており、TFT基板1に設けられた上下導通端子と対向基板2に設けられた対向電極12との間で電気的な導通をとる。
図2及び図3において、シール材152が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域1aを規定する遮光性の遮光膜153が対向基板2側に設けられている。遮光膜153はTFT基板1側に設けても良いことは言うまでもない。画像表示領域1aの周辺に広がる周辺領域のうち、シール材152が配置されたシール領域の外側部分には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFT基板1の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。更にTFT基板1の残る一辺には、画像表示領域1aの両側に設けられた走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配線105が設けられている。
2 and 3, a light-shielding light-shielding
図3において、TFT基板1上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極11上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板2上には、対向電極12の他、最上層部分に配向膜が形成されている。また、液晶層150は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
In FIG. 3, on the
遮光膜153下にあるTFT基板1上の領域には、図示しないサンプリング回路(図1の符号301参照)が設けられている。サンプリング回路301は、画像信号線上の画像信号VIDをデータ線駆動回路101から供給されるサンプリング回路駆動信号SH1、SH2、…、SHnに応じてサンプリングして各画素のデータ線35に供給するようになっている。
In the region on the
次に、図4乃至図7を参照して、本第1の実施形態の電気光学装置の検査方法の要部となる駆動方法について説明する。図4及び図5では本発明の検査方法の主要部である検査用の特殊駆動方法を、図6及び図7では図4及び図5と対比するために通常駆動方法について説明している。
ここで、電気光学装置としての液晶装置は、液晶画素に電圧を印加しない(即ち電圧オフ)状態において明るく(白表示に)なり、電圧を印加した(電圧オン)状態によって暗く(黒表示に)なるノーマリホワイトのモードであるとして説明する。
Next, with reference to FIGS. 4 to 7, a driving method that is a main part of the inspection method of the electro-optical device according to the first embodiment will be described. 4 and 5 illustrate a special driving method for inspection which is a main part of the inspection method of the present invention, and FIGS. 6 and 7 illustrate a normal driving method for comparison with FIGS. 4 and 5.
Here, the liquid crystal device as the electro-optical device becomes bright (displays white) in a state where no voltage is applied to the liquid crystal pixels (that is, voltage is off), and darkens (displays in black) when a voltage is applied (voltage is on). It will be described as a normally white mode.
まず、先に、図6及び図7を参照して通常駆動について説明する。
図6(a)は画素に1Hの書込み期間、印加された後蓄積容量70に保持される1垂直走査期間(以下、1Vという)ごとに極性反転する画素印加電圧、図6(b)は(a)の極性反転に同期して極性反転する対向電極電圧を示している。
First, normal driving will be described with reference to FIGS.
FIG. 6A shows a pixel applied voltage whose polarity is inverted every 1 vertical scanning period (hereinafter referred to as 1 V) held in the storage capacitor 70 after being applied to the pixel for a 1H writing period, and FIG. The counter electrode voltage whose polarity is inverted in synchronization with the polarity inversion of a) is shown.
通常駆動時は、図7に示すように転送スタート信号DYを例えば1Hの期間ハイレベルにすることにより、そのハイレベルの期間が1Hずつの遅延時間をもって走査信号Y1、Y2、…、Ymとして順次に転送されていく動作がなされる
このように走査線が順次オンしていく状態で、オンしている走査線上の画素については、1Hの期間に画素信号を書き込んで、その書き込まれたデータを次のフレームまでの1Vの期間画素の蓄積容量70に保持する。図6(a)に示すように画素信号の書込みが行われる1Hの期間において、1Hの期間における初期の期間Tには、プリチャージ回路201からのプリチャージ信号がデータ線35を通してスイッチング素子としてのTFT30のソースに印加される。このときプリチャージ電圧として7.5Vが書き込まれている。そして、プリチャージ期間Tの後には、データ線駆動回路101からのサンプリング回路駆動信号SH1、SH2、…、SHnに応じてサンプリング回路301は画像信号VIDをサンプリングして画素信号S1、S2、…、Snとしてデータ線35に供給することにより、画素への書込みが行われる。画素へ書き込まれる画素電圧は、TFT30のソース・ドレイン間の抵抗値が正常(適正)であれば、図6(a)の実線Sに示すように1Hの期間が終了するまでの残りの期間に書込みが行われる。そして、1Hの期間の書込み終了後は、その書き込まれたデータを次のフレームまでの1Vの期間、画素の蓄積容量70に保持する。実際には、この画素に保持している期間の電圧は徐々にリークして図6(a)の実線のように緩やかに減少する曲線となっている。
At the time of normal driving, as shown in FIG. 7, the transfer start signal DY is set to a high level for a period of 1H, for example, so that the high level period is sequentially set as scanning signals Y1, Y2,. In such a state that the scanning lines are sequentially turned on, pixel signals are written in the 1H period for the pixels on the scanning lines that are turned on, and the written data is The pixel is stored in the storage capacitor 70 for a period of 1 V until the next frame. As shown in FIG. 6A, in the 1H period in which the pixel signal is written, in the initial period T in the 1H period, the precharge signal from the
ところが、1Hの期間に同じプリチャージ信号の書込み動作及び同じ画素信号の書込み動作が行われても、画素によってはソース・ドレイン間の抵抗値が適正値よりやや高い場合には、図6(a)の点線Uに示すように1Hの期間の最初の最小値2.5Vから徐々に立ち上がり1Hの期間の最終の部分で正常画素Sの書込み電位(ラスタ電圧)に達していれば、不良画素でも白表示(輝点)にならない。これは1Hの期間内にラスタ電圧に達していれば、その後は蓄積容量70によって一定以上の画素電圧が1Vの期間は保持され、その結果として黒表示となるためである。換言すれば、通常駆動時には、不良画素であっても、1H期間内の画素書込みによって一定電圧以上(黒表示に必要な電圧)に一旦書き込まれていれば電圧値は経時的に若干減少するがその電圧に近い電圧が1H期間の終了後も1Vの期間が終了するまで保持され、黒表示状態が維持される結果、通常駆動では不良であることが分からない。 However, even if the same precharge signal write operation and the same pixel signal write operation are performed in the 1H period, if the resistance value between the source and the drain is slightly higher than the appropriate value depending on the pixel, FIG. As shown by the dotted line U), the pixel gradually rises from the initial minimum value of 2.5 V in the 1H period and reaches the write potential (raster voltage) of the normal pixel S in the final part of the 1H period. White display (bright spot) does not occur. This is because if the raster voltage has been reached within the period of 1H, the storage capacitor 70 thereafter holds the pixel voltage above a certain level for a period of 1V, resulting in black display. In other words, during normal driving, even if it is a defective pixel, the voltage value slightly decreases with time if it is once written above a certain voltage (voltage necessary for black display) by pixel writing within the 1H period. A voltage close to that voltage is maintained until the end of the 1V period after the end of the 1H period, and as a result of maintaining the black display state, it is not known that the normal drive is defective.
次に、図4及び図5を参照して、本第1の実施形態の電気光学装置の検査方法における特殊駆動について説明する。
図4は本発明の第1の実施形態の電気光学装置の検査方法を説明する画素印加電圧の波形図を示している。(a)は画素に印加される1水平走査期間(以下、1Hという)ごとに極性反転する画素印加電圧の波形、(b)は(a)の極性反転に同期して極性反転する対向電極電圧の波形を示している。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the special drive in the inspection method for the electro-optical device according to the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a waveform diagram of the pixel applied voltage for explaining the inspection method for the electro-optical device according to the first embodiment of the invention. (a) is a waveform of a pixel application voltage whose polarity is inverted every horizontal scanning period (hereinafter referred to as 1H) applied to the pixel, and (b) is a counter electrode voltage whose polarity is inverted in synchronization with the polarity inversion of (a). The waveform is shown.
図1の装置において、図4の特殊駆動を行うために、画素信号S1、S2、…、Snをデータ線35に供給する方法としては、画像信号VIDとして所定のレベル(例えば黒レベル又は中間調レベル)の直流信号を画像信号線304を介してサンプリング回路301に供給し、サンプリング回路301からサンプリングされた画素信号S1、S2、…、Snとしてデータ線35に供給するようにしてもよいし、或いは、例えば黒レベル又は中間調レベルのプリチャージ信号NRSをプリチャージ回路201に供給し、プリチャージ回路201からサンプリングされた画素信号S1、S2、…、Snとしてデータ線35に供給するようにしてもよい。
In the apparatus shown in FIG. 1, in order to perform the special drive shown in FIG. 4, the pixel signal S1, S2,..., Sn is supplied to the
図5は図1の電気光学装置において画素信号を画素電極に印加するに先立って全走査線を同時にオンした状態とするための転送スタート信号及び走査信号Y1、Y2、…、Ymを示している。全走査線を同時にオンするには、走査信号Y1、Y2、…、Ymを同時にハイレベルにすればよいが、これを図1の装置で実現するには、図5に示すような方法を用いる。 FIG. 5 shows a transfer start signal and scanning signals Y1, Y2,..., Ym for simultaneously turning on all scanning lines prior to applying the pixel signal to the pixel electrode in the electro-optical device of FIG. . In order to simultaneously turn on all the scanning lines, the scanning signals Y1, Y2,..., Ym may be simultaneously set to the high level. To realize this with the apparatus of FIG. .
すなわち、図1の液晶装置においては、転送スタート信号DYを例えば1Hの期間ハイレベルにすることにより、そのハイレベルの期間が1Hずつの遅延時間をもって走査信号Y1、Y2、…、Ymとして順次に転送されていく動作(図7参照)がなされるので、この動作原理を利用する。言い換えると、液晶装置の表示欠陥を検査している時間中は、転送スタート信号DYをハイレベルに維持することにより、そのハイレベルの期間が走査信号Y1、Y2、…、Ymに順次に転送されていく結果、最初の1フレームの期間(1垂直走査期間に相当)は図5の実線に示すように走査信号Y1、Y2、…、Ymの立ち上がりのタイミングは1Hずつ遅れるが、2フレーム目以降も転送スタート信号DYをハイレベルに維持しているので、2フレーム目以降の走査信号Y1、Y2、…、Ymは図5の点線部分を含んだ実線に示すように全走査信号が全て同時にハイレベルに立ち上がっている状態とされる。 That is, in the liquid crystal device of FIG. 1, by setting the transfer start signal DY to a high level for a period of 1H, for example, the high level period is sequentially set as scanning signals Y1, Y2,. Since the transfer operation is performed (see FIG. 7), this operation principle is used. In other words, during the time when the display defect of the liquid crystal device is being inspected, the transfer start signal DY is maintained at a high level so that the high level period is sequentially transferred to the scanning signals Y1, Y2,. As a result, in the first one frame period (corresponding to one vertical scanning period), the rising timing of the scanning signals Y1, Y2,..., Ym is delayed by 1H as shown by the solid line in FIG. Since the transfer start signal DY is maintained at a high level, the scanning signals Y1, Y2,..., Ym in the second and subsequent frames are all simultaneously high as indicated by the solid line including the dotted line portion in FIG. It is assumed that it is standing up to the level.
このように全走査線がオンしている状態で、図4(a)に示すように1Hごとに極性反転する所定レベルの同じ信号を画素電圧としてデータ線に供給して画素に書き込む。ここで、画素とは、TFT基板1上の画素電極11と対向基板2上の対向電極12とこれら2つの電極間に介在する液晶150とを含んだ部分を指す。データ線からスイッチング素子としてのTFT30のソースに印加される画素電圧は、TFT30のソース・ドレイン間の抵抗値が正常(適正)であれば、電圧5Vを中心として±2.5Vの信号レベル(最大値7.5V、最小値2.5V)を有する画素電圧が1Hの期間に正常に画素に書き込まれ、次の1Hの期間においても同様な極性が反転された画素電圧が正常に画素に書き込まれることになる。
In a state where all the scanning lines are turned on in this way, as shown in FIG. 4A, the same signal having a predetermined level that reverses the polarity every 1H is supplied to the data line as the pixel voltage and written to the pixel. Here, the pixel refers to a portion including the
ところが、同じレベルの同じ画素信号がデータ線に供給されても、画素によってはソース・ドレイン間の抵抗値が適正値よりやや高い場合には、一点鎖線Qに示すように1Hの期間の最初の最小値2.5Vから徐々に立ち上がり1Hの最終の部分でようやく最大値7.5Vに達する電圧が画素に印加され、次の1Hの期間においても同様に極性が反転されただけの立ち上がり時定数(但し極性は反対)を持った一点鎖線Qに示す画素電圧が画素に印加されることになる。 However, even if the same pixel signal of the same level is supplied to the data line, depending on the pixel, if the resistance value between the source and the drain is slightly higher than the appropriate value, the first 1H period as shown by the alternate long and short dash line Q is shown. A voltage that finally reaches the maximum value of 7.5V is applied to the pixel at the final part of the 1H rising gradually from the minimum value of 2.5V, and in the next 1H period, the rising time constant (in which the polarity is similarly reversed) However, the pixel voltage indicated by the alternate long and short dash line Q having the opposite polarity is applied to the pixel.
さらに、同じレベルの同じ画素信号がデータ線に供給されても、ソース・ドレイン間の抵抗値が適正値より非常に高い不良画素である場合には、点線Rに示すように電圧5Vを中心として上下幅が小さくて鈍った波形の画素電圧が画素に印加されることになる。
Furthermore, even if the same pixel signal of the same level is supplied to the data line, if the resistance value between the source and the drain is a defective pixel that is much higher than the appropriate value, the
画像表示領域1a(図2)における表示の明るさ(白黒表示)は、対向電極電圧と画素印加電圧との差分の大きさにより決まる。実際には、鈍った波形Q,Rの積分値が明るさを決める実効値となる。鈍りの方が大きい波形ほど、例えば波形Rは、各1Hの期間での対向電極電圧と画素印加電圧との差分が小さいので明るい(輝点化した)表示となり、不良画素として容易に検出される。なお、波形Qでは、鈍り方が波形Rに比べて小さく1Hの期間の最終の部分で最大値7.5Vに達する電圧が画素に印加されているが、書込みの実効電圧は正常画素Pに比べて小さく、ある明るさを持ったやや光る画素となる。従って、Qの場合は不良画素ではあるが欠陥度合いのやや良い画素であると判定できる。 The display brightness (monochrome display) in the image display area 1a (FIG. 2) is determined by the magnitude of the difference between the counter electrode voltage and the pixel applied voltage. In practice, the integrated value of the dull waveforms Q and R is the effective value that determines the brightness. As the waveform becomes duller, for example, the waveform R becomes brighter (brightened) because the difference between the counter electrode voltage and the pixel applied voltage in each 1H period is small, and is easily detected as a defective pixel. . In the waveform Q, the dullness is smaller than that in the waveform R, and a voltage reaching a maximum value of 7.5 V is applied to the pixel in the final portion of the 1H period. However, the effective voltage for writing is higher than that in the normal pixel P. Small and bright pixels with a certain brightness. Therefore, in the case of Q, it can be determined that the pixel is a defective pixel but has a slightly high degree of defect.
従って、図4の特殊駆動で、画素信号として黒レベル信号を全画素に供給した場合に、画素の明るさを観察(目視若しくはCCD等による撮像)することにより、明るさの程度により黒表示であれば正常画素、白(輝点)表示であれば不良画素と判定することが可能となる。また、明るさの程度がやや光る明るさであればやや不良と判定することもできる。 Therefore, when the black level signal is supplied to all the pixels as the pixel signal by the special driving shown in FIG. If there is a normal pixel and white (bright spot) display, it can be determined as a defective pixel. Further, if the brightness level is slightly bright, it can be determined that the brightness is slightly poor.
なお、画素信号として白黒レベル間の中間調レベルの信号を全画素に供給することにより、黒レベル信号を全画素に供給した場合に比べて、不良画素の欠陥の程度の差異も見分け易くなる。つまり、全黒では多少の欠陥があっても黒表示となって見分けにくかったものを、中間調では比較的小さな欠陥であっても表示上見分け易い利点を生じる。 By supplying a signal of a halftone level between black and white levels to all the pixels as a pixel signal, it becomes easier to distinguish a difference in the degree of defect of a defective pixel than when a black level signal is supplied to all the pixels. In other words, even if there are some defects in all black, the black display is difficult to distinguish. In the halftone, there is an advantage that even a relatively small defect can be easily distinguished on display.
また、画素に印加される画素信号の極性反転の期間(周期)を可変にすることで、表示欠陥の程度の差も検出することが可能である。即ち、所定の期間(周期)ごとに極性反転する信号を画素へ書き込む際に、書込み電圧の期間を可変にした特殊駆動を行うことにより、スイッチング素子であるTFTのソース・ドレイン間の抵抗値が画素間で異なる場合に、例えば極性反転の期間(周期)を短くすれば抵抗値が正常値よりも若干高いだけの画素においても書込み時間が短くなるために画素電圧の書込み不足を生じ、輝点となるので不良画素として検出が可能となる。 Further, by making the polarity inversion period (cycle) of the pixel signal applied to the pixels variable, it is possible to detect a difference in the degree of display defects. That is, when a signal whose polarity is inverted every predetermined period (cycle) is written to the pixel, the resistance value between the source and drain of the TFT as a switching element is reduced by performing a special drive with a variable write voltage period. For example, if the polarity reversal period (cycle) is shortened, the writing time is shortened even in a pixel whose resistance value is slightly higher than the normal value, resulting in insufficient writing of the pixel voltage. Therefore, detection as a defective pixel becomes possible.
図8は図2に示したような液晶装置を投影して検査を行うための検査装置を横から見た概略構成図を示している。
図8において、符号14は液晶装置の検査装置を示しており、投影機15と、スクリーン16を含んでいる。
ここでは、モジュール化された液晶装置、すなわち、フレキシブルプリント基板(以下、FPC)120等が取り付けられケース内に収容された液晶装置100の点欠陥等の表示欠陥を検査する検査装置の一例について説明する。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the inspection apparatus for projecting the liquid crystal device as shown in FIG. 2 as viewed from the side.
In FIG. 8,
Here, an example of a modularized liquid crystal device, that is, an inspection device that inspects display defects such as point defects of the
なお、図8では、説明の都合により投射レンズからの出射光は上方に水平に設置したスクリーンへ投射しているが、出射方向を斜めに設置した反射ミラーによって水平方向へ変更して、垂直に設置したスクリーンへ投射しても良い。 In FIG. 8, for convenience of explanation, the light emitted from the projection lens is projected onto a screen that is horizontally installed upward. You may project on the installed screen.
また、検査用駆動信号は、投影機15の外部へ設置されたパネル駆動装置52からケーブルを通してプローブユニット51へ供給される。
The inspection drive signal is supplied to the probe unit 51 through a cable from a
検査装置14は、筐体60内に、光源であるランプ17からの光を複数のレンズ及びフィルタからなるレンズユニット18を経て、検査画像が表示された液晶装置100を透過させそのまま直線方向(水平方向)に投射レンズ19などの光学部材を通してスクリーン16に投射するための検査光路を構成する検査光学系40と、検査光路上に液晶装置100を垂直に保持するステージ22と、所定の検査用駆動信号を生成するパネル駆動装置52と、所定の検査用駆動信号を生成するパネル駆動装置52と、パネル駆動装置52から検査光路上に保持された液晶装置100に所定の検査画像を表示するための検査信号を伝達する信号伝達手段としてのプローブユニット51と、検査光路上に保持された液晶装置100を加熱或いは冷却して液晶装置100の温度調節を行う温度調節装置58とを有し、筐体60の前方にその位置を調整可能に配置されたスクリーン16を有して要部が構成されている。ステージ22は、図示しない空気圧制御装置を介したエアシリンダ26によって該液晶装置を載置位置(2点鎖線部)と検査位置とへ移動することが可能である。
The
上記所定の検査用駆動信号は、液晶装置100に対して、図4(a)に示したような特殊駆動を行う時に、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104を制御して、全走査線を同時にオンし、かつ1垂直走査期間(1V)より小さい所定の期間ごとに極性反転する画素信号を生成して全画素に供給するための制御信号及びクロック信号を含む駆動信号を指している。
The predetermined inspection driving signal controls the data line driving
検査光学系40は、筐体60の一端部で白色光等の検査光を垂直方向に出射する光源としてのランプ17と、このランプ17から、検査対象となる液晶装置100が搭載される実機と同等の特性の検査光を生成し、垂直方向上方に出射するレンズユニット18と、レンズユニット18から出射された垂直方向の検査光がステージ22に水平に保持された液晶装置100をそのまま垂直方向に透過して筐体60の前方のスクリーン16に投影するように、垂直方向の検査光路上に介装されて検査光の焦点距離を調整する光学部材としての投射レンズ19と、を有して構成され、液晶装置100を垂直方向に透過し投射レンズ19で投射された検査光が、方向を変えずに垂直方向に筐体60の上方に配置されたスクリーン16に投影されるようになっている。
The inspection
ステージ22は、ステージ動作機構部25(後述する)を介して筐体60内に水平に支持される矩形の板状部材で構成され、ステージ22の前面には検査対象となる液晶装置100を載置するための凹部20が形成されている。
液晶装置100は、例えば、0.5〜1.4インチまでの各種の大きさであってもよく、スクリーン16は、例えば対角4035インチ程度の大きさである。
また、投射レンズ19も交換可能であり、液晶装置100の大きさに応じて焦点距離の違う投射レンズ19を使用可能である。
The
The
Further, the
この場合、凹部20は、液晶装置100の外観形状に略沿う形状をなし、さらに、図示しないピン等の位置決め部材を要部に有することにより、載置された液晶装置100を所定に位置決めした状態で水平に保持するようになっている。ステージ22は、液晶装置100のサイズに応じた凹部20が形成されたものを交換して使用したり、或いは所定サイズの凹部20にアダプタを用いて各種サイズの液晶装置を載置するようにしてもよい。
In this case, the
また、ステージ22には、凹部20に載置された液晶装置100の表示部(図示せず)に検査光を導くための開口部21が開口されている。
また、ステージ22の基部には、当該ステージ22をステージ動作機構部25に着脱自在に装着するためのフランジ部23が設けられている。
The
Further, a
ステージ動作機構部25は、筐体60内に水平に固設されたエアシリンダ26を有して構成されている。エアシリンダ26には、図示しない空気圧制御装置が接続されており、この空気圧制御装置から供給される作動空気圧によって、エアシリンダ26のピストンロッド27が筐体60内を水平方向に伸縮移動するようになっている。
また、ピストンロッド27の先端には、ステージ装着部28が固設されており、このステージ装着部28に、前記フランジ部23を介してステージ22が装脱自在に締結固定されている。
The stage
A
この場合、ステージ22は、図8に実線で示すように、ピストンロッド27が収縮位置にあるとき、レンズユニット18と投射レンズ19との間に挿入されて液晶装置100の表示部を検査光路上に保持し、一方で、図8に2点鎖線で示すように、ピストンロッド27が伸長位置にあるとき液晶装置100の表示部を検査光路から退避させるよう、各部の諸元が設定されている。なお、図示のように、検査開始前や検査終了後等におけるピストンロッド27の伸長時には、ステージ22が筐体60に設けられた開閉窓29を押し開けることで、液晶装置100が筐体60の外部に露呈されて交換可能または取外し可能となる。
In this case, as indicated by the solid line in FIG. 8, when the
プローブユニット51は、プローブ動作機構部53(後述する)を介して筐体60内に支持されるもので、液晶装置100のFPC120上に配列された各電極端子(図示せず)に対応して電気的に接続可能な複数のプローブ50を有して構成されている。
そして、プローブユニット51は、各プローブ50がFPC120上の各電極端子と電気的に接続された際に、パネル駆動装置52で生成された所定の検査用特殊駆動信号を液晶装置100に伝達するようになっている。所定の検査用特殊駆動信号は、液晶装置100に全画素黒表示又は全画素中間調表示させるための駆動信号である。
プローブ動作機構部53は、筐体60内に垂直に固設されたエアシリンダ54を有して構成されている。エアシリンダ54には、図示しない空気圧制御装置が接続されており、この空気圧制御装置から供給される作動空気圧によって、エアシリンダ54のピストンロッド55が筐体60内を垂直方向に伸縮移動するようになっている。
The probe unit 51 is supported in the
The probe unit 51 transmits a predetermined special driving signal for inspection generated by the
The probe
また、ピストンロッド55の先端には、プローブユニット装着部56が固設されており、このプローブユニット装着部56に、プローブユニット51が装脱自在に締結固定されている。
この場合、プローブユニット51は、各プローブ50が検査光路上に保持された液晶装置100のFPC120上の各電極端子に夫々対向され、且つ、ピストンロッド55が伸長位置(図示手前)にあるときFPC120上の各電極端子に各プローブ50が電気的に接続されるとともに(図8参照)、ピストンロッド55が収縮位置(図示上方)にあるときFPC120上の各電極端子から各プローブ50が離間されるよう(図示せず)、各部の諸元が設定されている。
A probe
In this case, the probe unit 51 is opposed to each electrode terminal on the
温度調節装置58は、検査光路上に保持された液晶装置100に温風或いは冷風を送風することにより液晶装置100の温度調節を行うもので、ブロア装置59と、このブロア装置59の駆動制御を行う制御部(図示せず)と、液晶装置100の近傍でステージ22に埋設された温度センサ(図示せず)とを有して構成されている。制御部には温度設定等を行うための図示しないコントロールパネルが設けられており、制御部は、温度センサからの検出温度に基づいて、ブロア装置59から送風する温風或いは冷風の風量及びその温度をフィードバック制御することで、液晶装置100を所望の設定温度に制御するようになっている。
The
次に、上述の構成による検査装置14の作用について説明する。
先ず、作業者は、図示しない空気圧制御装置を介してエアシリンダ26を動作させてステージ22を検査光路からの退避位置まで移動させる。そして、この状態で、ステージ22の凹部20上に検査対象となる液晶装置100を位置決めして載置する。
その後、作業者は、空気圧制御装置を介してエアシリンダ26を動作させ、ステージ22をレンズユニット18と投射レンズ19との間の挿入位置まで移動させる。これにより、ステージ22上に載置された液晶装置100の表示部が検査光路上の所定の位置に保持される。
Next, the operation of the
First, the operator moves the
Thereafter, the operator operates the
その後、作業者は、空気圧制御装置を介してエアシリンダ54を動作させることでプローブユニット51を移動させ、当該プローブユニット51のプローブ50を、液晶装置100のFPC120上に配列された各電極端子に電気的に接続させる。
その後、作業者は、パネル駆動装置52を動作させ、所定の検査用駆動信号を液晶装置100に印加して特殊駆動させる(図4及び図5参照)。これにより、筐体60の上方のスクリーン16上には、所定の検査画像が投影される。所定の検査画像としては、全画素黒表示又は全画素中間調表示が投影される。
Thereafter, the operator moves the probe unit 51 by operating the
Thereafter, the operator operates the
その後、液晶装置100を所定の検査用駆動信号で特殊駆動した際のスクリーン上の投影画像(全画素黒表示又は全画素中間調表示)を作業者が目視して輝点の有無を検査する。輝点(白表示)があれば、その画素を欠陥画素と判定できる。
Thereafter, the operator visually inspects the projected image (all pixel black display or all pixel halftone display) on the screen when the
また、作業者は、温度調節装置58を作動させて、液晶装置100の温度管理を行うことで、所定の環境温度の条件下での検査画像を観察することができる。
なお、例えば、LCOS等の反射型の電気光学パネルに応用する場合には、ランプ17やレンズユニット18をハーフミラー等と共にステージ上方に配置することにより本発明の検査装置を用いることも可能である。
Further, the operator can observe the inspection image under a predetermined environmental temperature condition by operating the
For example, when applied to a reflective electro-optical panel such as LCOS, the inspection apparatus of the present invention can be used by arranging the
上記実施形態では、電気光学装置として、液晶パネルを投影して表示するプロジェクタ用液晶装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置(Field Emission Display 及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display等)、LED(発光ダイオード)表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッタ等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた装置などの各種の電気光学装置の検査装置に適用できる。 In the above-described embodiment, the case where the electro-optical device is applied to a projector liquid crystal device that projects and displays a liquid crystal panel has been described. However, the present invention is not limited to this, and the electroluminescence device, in particular, the organic electroluminescence device. , Inorganic electroluminescence devices, etc., plasma display devices, devices using electron-emitting devices (Field Emission Display and Surface-Conduction Electron-Emitter Display, etc.), LED (Light Emitting Diode) display devices, electrophoretic display devices, thin cathode ray tubes It can be applied to inspection apparatuses for various electro-optical devices such as a small television using a liquid crystal shutter or the like, and a device using a digital micromirror device (DMD).
1…TFT基板、2…対向基板、11…画素電極、14…検査装置、15…投影機、30…TFT(スイッチング素子)、31…走査線、35…データ線、70…蓄積容量、100…液晶装置、101…データ線駆動回路、104…走査線駆動回路、150…液晶層、201…プリチャージ回路、202…TFT、204…プリチャージ信号線、206…プリチャージ回路駆動信号線、301…サンプリング回路、302…TFT、304…画像信号線、306…サンプリング回路駆動信号線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記走査線より前記スイッチング素子の全てのゲートに走査信号を与えて前記スイッチング素子全ての両端を同時にオン状態にし、前記データ線より前記スイッチング素子の一端に対して1垂直走査期間より小さい所定の期間ごとに極性反転する画素信号を与えて、全画素をオンさせることを特徴とする電気光学装置の検査方法。 Electricity comprising a plurality of scanning lines for supplying scanning signals, a plurality of data lines for supplying pixel signals obtained by sampling image signals to the pixels, and a plurality of switching elements provided corresponding to the intersections of the scanning lines and the data lines An inspection method for an optical device,
A scanning signal is applied from the scanning line to all gates of the switching element to turn on both ends of the switching element at the same time, and a predetermined period smaller than one vertical scanning period from the data line to one end of the switching element. An inspection method for an electro-optical device, wherein a pixel signal whose polarity is inverted every time is given to turn on all pixels.
6. The inspection method for an electro-optical device according to claim 1, wherein the polarity inversion is inverted in units of pixels in addition to inversion every predetermined number of horizontal scanning periods of at least one or more.
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