JP2019174774A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常の有無を自己判断することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、複数の画素ＰＩＸの各々に設けられたトランジスタＴＲ及び画素電極ＰＩＴと、複数のゲート信号線ＧＬと、複数のデータ信号線ＤＬと、画素電極ＰＩＴと対になるコモン電極ＭＩＴと、コモン電極ＭＩＴのコモン電位の波形を検出する検出回路４０と、検出回路４０で検出したコモン電位の波形をもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断する判断回路５０とを備え、複数の画素ＰＩＸは、複数のセグメントに分割されており、コモン電極ＭＩＴは、複数のセグメントの各々に対応して複数設けられており、検出回路４０は、ゲート信号線ＧＬの１つ以上に所定のゲート信号が入力されるとともにデータ信号線ＤＬの１つ以上に所定のデータ信号が入力されたときに、複数のコモン電極ＭＩＴの各々のコモン電位の波形を検出する。【選択図】図１

Description

本開示は、液晶表示装置に関する。

モニタ等に内蔵される液晶表示装置は、ユーザの使用によって経年劣化する場合がある。例えば、液晶表示装置の画素を構成するトランジスタ等が経年劣化して異常状態になると、液晶表示装置の画質が低下する。特に、医療分野又は放送分野等で用いられるモニタについては、映像の長期信頼性が要求される。

そこで、従来、液晶表示装置の経年劣化による異常状態を補正すべく、専用のキャリブレーション装置を用いて液晶表示装置の校正を行う技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１０−２１２９３７号公報

しかしながら、専用のキャリブレーション装置を用いて液晶表示装置の校正を行うことは煩雑である。

また、液晶表示装置については、経年劣化による異常だけではなく、製造工程時又は搬送時等において、データ信号線又はゲート信号線が断線したり短絡したり、あるいは、画素のトランジスタに不良が発生したりして、液晶表示装置に異常（欠陥）が生じる場合がある。

そこで、液晶表示装置の異常の有無を簡単に判断できる技術が要望されている。

本開示は、異常の有無を自己判断することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る液晶表示装置の一態様は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、第１方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのゲート電極に接続された複数のゲート信号線と、前記第１方向とは異なる第２方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続された複数のデータ信号線と、前記画素電極と対になるコモン電極と、前記コモン電極のコモン電位の波形を検出する検出回路と、前記検出回路で検出した前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する判断回路とを備え、前記複数の画素は、複数のセグメントに分割されており、前記コモン電極は、前記複数のセグメントの各々に対応して複数設けられており、前記検出回路は、前記ゲート信号線の１つ以上に所定のゲート信号が入力されるとともに前記データ信号線の１つ以上に所定のデータ信号が入力されたときに、前記複数のコモン電極の各々のコモン電位の波形を検出する。

また、本開示に係る液晶表示装置の他の一態様は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、第１方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのゲート電極に接続された複数のゲート信号線と、前記第１方向とは異なる第２方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続された複数のデータ信号線と、前記画素電極と対になるコモン電極と、前記コモン電極のコモン電位の波形を検出する検出回路と、前記検出回路で検出した前記コモン電位の波形によって前記液晶表示装置の異常の有無を判断する判断回路とを備え、前記液晶表示装置のバックライトをオフにした状態で、前記複数のゲート信号線の各々には前記所定のゲート信号として前記複数の画素の各々の前記トランジスタをオンにする検査用のゲート信号が入力され、かつ、前記トランジスタがオンとなっている期間中に前記複数のデータ信号線の各々には前記所定のデータ信号として検査用のデータ信号が入力され、前記判断回路は、前記バックライトをオフにした状態での前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する。

本開示に係る液晶表示装置によれば、異常の有無を自己判断することができる。

実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示す図である。 ゲート信号線に供給されるゲート電圧、データ信号線に供給されるデータ電圧及び検出回路で検出したコモン電極のコモン電位の各々の波形を示す図である。 実施の形態に係る液晶表示装置におけるゲート線の異常を判断する方法を説明するための図である。 実施の形態に係る液晶表示装置におけるデータ線の異常を判断する方法を説明するための図である。 実施の形態に係る液晶表示装置の異常を起動時に判断する方法を説明するための図である。 実施の形態に係る液晶表示装置の異常をリアルタイムに判断する方法を説明するための図である。 実施の形態に係る液晶表示装置の異常を診断モードで判断する方法を説明するための図である。 実施の形態に係る液晶表示装置におけるコモン電極の第１のレイアウトを示す図である。 実施の形態に係る液晶表示装置におけるコモン電極の第２のレイアウトを示す図である。 実施の形態に係る液晶表示装置におけるコモン電極の第３のレイアウトを示す図である。

以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る液晶表示装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る液晶表示装置１の概略構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、液晶表示装置１は、マトリクス状に配列された複数の画素ＰＩＸを有する。液晶表示装置１は、複数の画素ＰＩＸによって構成された表示領域（画素領域）ＤＳＰに映像を表示する映像表示装置の一例である。液晶表示装置１に表示される映像は、静止画像及び動画像のいずれであってもよい。

液晶表示装置１は、液晶パネル１０と、ソースドライバ２１及びコモンドライバ２２を含む列方向ドライバ２０と、ゲートドライバ３１を含む行方向ドライバ３０と、検出回路４０と、判断回路５０とを備える。なお、図示しないが、液晶表示装置１は、液晶パネル１０の背面側に配置されたバックライトを備える。

液晶パネル１０は、カラー画像を表示する表示パネルである。液晶パネル１０は、一対の透明基板間に液晶層が設けられた液晶セルと、液晶セルを挟む一対の偏光板とを含む。一対の透明基板の一方は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及び配線等が形成されたＴＦＴ基板であり、一対の透明基板の他方は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各々のカラーフィルタ（ＣＦ）が形成されたＣＦ基板である。なお、液晶パネル１０の駆動方式は、例えばＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式又はＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等の横電界方式であるが、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式又はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式等であってもよい。

図１に示すように、液晶パネル１０は、マトリクス状に配列された複数の画素ＰＩＸによって構成された表示領域ＤＳＰを有する。複数の画素ＰＩＸの各々には、トランジスタＴＲ、画素電極ＰＩＴ及びコモン電極（共通電極）ＭＩＴが設けられている。トランジスタＴＲは、薄膜トランジスタであり、ゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄを有する。

液晶パネル１０には、第１方向に延在する複数のゲート信号線（走査線）ＧＬと、第１方向とは異なる第２方向に延在する複数のデータ信号線（ソース線）ＤＬとが形成されている。本実施の形態において、複数のゲート信号線ＧＬは、図１に示すように、行方向に延在しており、複数のデータ信号線ＤＬは、行方向に直交する列方向に延在している。

複数のゲート信号線ＧＬの各々は、列方向に隣り合う２つの画素ＰＩＸの境界部ごとに設けられている。また、複数のデータ信号線ＤＬの各々は、行方向に隣り合う２つの画素ＰＩＸの境界部ごとに設けられている。つまり、複数の画素ＰＩＸは、複数のゲート信号線ＧＬと複数のデータ信号線ＤＬとによって区画されている。

各ゲート信号線ＧＬは、行方向に配列された複数の画素ＰＩＸの各々の複数のトランジスタＴＲに接続されている。つまり、各ゲート信号線ＧＬは、各画素ＰＩＸにおいて、複数のトランジスタＴＲと接続されている。具体的には、各ゲート信号線ＧＬは、各トランジスタＴＲのゲート電極Ｇに接続されている。

各データ信号線ＤＬは、列方向に配列された複数の画素ＰＩＸの各々の複数のトランジスタＴＲに接続されている。具体的には、各データ信号線ＤＬは、各トランジスタＴＲのソース電極Ｓ又はドレイン電極Ｄに接続されている。本実施の形態において、各データ信号線ＤＬは、各トランジスタＴＲのソース電極Ｓに接続されている。

また、各画素ＰＩＸにおいて、トランジスタＴＲのドレイン電極Ｄは、画素電極ＰＩＴに接続されている。また、各画素ＰＩＸには、各画素電極ＰＩＴと対になるコモン電極ＭＩＴが設けられている。各画素ＰＩＸにおいて、画素電極ＰＩＴとコモン電極ＭＩＴとの間に液晶容量Ｃｌが形成される。

本実施の形態において、複数の画素ＰＩＸは、複数のセグメントに分割されており、コモン電極ＭＩＴは、複数のセグメントの各々に対応して複数設けられている。つまり、コモン電極ＭＩＴは、複数のセグメントに分割されており、複数のセグメントに対応して分離して形成されている。

図１では、セグメントの数が表示領域ＤＳＰの全画素数と同じである場合を示しており、複数の画素ＰＩＸと複数のセグメントとは一対一に対応している。したがって、コモン電極ＭＩＴは、複数の画素ＰＩＸごとに分離して形成されており、コモン電極ＭＩＴは、表示領域ＤＳＰの全画素数だけ設けられている。

また、液晶パネル１０は、複数のコモン電極ＭＩＴの各々に接続された複数のコモン線ＣＬを有する。複数のコモン線ＣＬは、コモンドライバ２２と検出回路４０とに接続されている。本実施の形態において、複数のコモン線ＣＬの各々は、列方向（第２の方向）に延在する部分を有する。具体的には、コモン線ＣＬは、データ信号線ＤＬと平行に形成されている。

コモン電極ＭＩＴ及びコモン線ＣＬは、例えば、液晶パネル１０のＴＦＴ基板に設けられているが、液晶パネル１０のＣＦ基板に設けられていてもよい。

列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）及び行方向ドライバ３０は、例えばドライバＩＣ（ＩＣパッケージ）であり、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）として、フレキシブル配線基板に実装されている。フレキシブル配線基板は、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）又はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃａｂｌｅ）等である。列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）が実装されたフレキシブル配線基板は、例えばＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）圧着により液晶パネル１０の表示領域ＤＳＰの外側領域（額縁領域）に形成された電極端子に接続される。

列方向ドライバ２０のソースドライバ２１は、データ信号線ＤＬに接続されている。ソースドライバ２１は、行方向ドライバ３０のゲートドライバ３１によるゲート信号線ＧＬの選択に合わせて、画像処理部（不図示）から入力される映像信号に応じたデータ電圧をデータ信号としてデータ信号線ＤＬに供給する。

列方向ドライバ２０のコモンドライバ２２は、コモン線ＣＬに接続されている。コモンドライバ２２は、液晶パネル１０に画像を表示する場合、コモンドライバ２２は、コモン線ＣＬを介して各コモン電極ＭＩＴにコモン電圧を供給する。

行方向ドライバ３０のゲートドライバ３１は、ゲート信号線ＧＬに接続されている。ゲートドライバ３１は、ゲート信号として、画像処理部から入力されるタイミング信号に応じて映像信号を書き込む画素ＰＩＸのトランジスタＴＲをオンする電圧（ゲートオン電圧）をゲート信号線ＧＬに供給する。これにより、選択された画素ＰＩＸの画素電極ＰＩＴには、トランジスタＴＲを介してデータ信号線ＤＬからのデータ電圧が供給される。

このように、ゲートドライバ３１からゲートオン電圧がゲート信号線ＧＬに供給されると、選択された画素ＰＩＸのトランジスタＴＲがオンし、このトランジスタＴＲに接続されたデータ信号線ＤＬからデータ電圧（データ信号）が画素電極ＰＩＴに供給される。そして、画素電極ＰＩＴに供給されたデータ電圧とコモン電極ＭＩＴに供給されたコモン電圧との差により液晶パネル１０の液晶層に電界が生じる。この電界により各画素ＰＩＸにおける液晶層の液晶分子の配向状態が変化し、液晶パネル１０を通過するバックライトの光の透過率が画素ＰＩＸごとに制御される。これにより、液晶パネル１０の表示領域ＤＳＰに所望の画像が表示される。

検出回路４０及び判断回路５０は、例えば、列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）及び行方向ドライバ３０と同様に、ドライバＩＣ（ＩＣパッケージ）である。検出回路４０及び判断回路５０は、表示パネル１０に接続されたフレキシブル配線基板に実装されていてもよいし、ＣＯＦを介して表示パネル１０に接続されたプリント基板に実装されていてもよい。

検出回路４０は、コモン電極ＭＩＴのコモン電位の波形を検出する。本実施の形態では、検出回路４０と複数のコモン電極ＭＩＴとが、複数のコモン線ＣＬによって接続されている。これにより、検出回路４０は、複数のコモン線ＣＬを介して複数のコモン電極ＭＩＴの各々のコモン電位の波形を検出する。

具体的には、検出回路４０は、ゲート信号線ＧＬの１つ以上に所定のゲート信号が入力されるとともにデータ信号線ＤＬの１つ以上に所定のデータ信号が入力されたときに、複数のコモン電極ＭＩＴの各々のコモン電位の波形を検出する。

また、検出回路４０は、複数のセグメントごと（つまり、分割されたコモン電極ＭＩＴごと）にコモン電極ＭＩＴのコモン電位の波形を検出する。例えば、分割されたセグメントの数が１０個であれば、検出回路４０は、１０個のコモン電極ＭＩＴに対応する１０通りのコモン電位の波形を検出する。本実施の形態では、分割されたセグメントの数が全画素数であるので、全ての画素ＰＩＸごとのコモン電極ＭＩＴのコモン電位の波形が検出される。

判断回路５０は、検出回路４０で検出したコモン電位の波形をもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断する。具体的には、判断回路５０は、検出回路４０で検出したコモン電位の波形の歪によって液晶表示装置１の異常の有無を判断する。この場合、判断回路５０は、検出回路４０で検出したコモン電位の波形の立ち上げり又は立ち下りをもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断することができる。

例えば、正常なときのコモン電位の波形を予め検出してメモリ等に記憶しておき、検出回路４０で検出したコモン電位の波形と正常なときのコモン電位の波形とを比べて、検出回路４０で検出したコモン電位の波形が正常なときのコモン電位の波形と異なる部分が存在する場合に、液晶表示装置１の画素ＰＩＸに異常が発生していると判断することができる。このとき、検出回路４０で検出したコモン電位の波形の立ち上げり部分又は立ち下り部分を見ることで、コモン電位の波形の歪を容易に検出することができる。

ここで、液晶表示装置１の異常判断方法の具体例について、図２を用いて説明する。図２は、ゲート信号線ＧＬに供給されるゲート電圧ＶＧ、データ信号線ＤＬに供給されるデータ電圧ＶＤ及び検出回路４０で検出したコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍの３つの波形を示す図である。図２において、（ａ）は、ゲート電圧ＶＧ、データ電圧ＶＤ及びコモン電位Ｖｃｏｍがいずれも正常な時の波形を示しており、（ｂ）は、コモン電位Ｖｃｏｍが異常な時の波形を示しており、（ｃ）は、ゲート電圧ＶＧが異常な時の波形を示しており、（ｄ）は、データ電圧ＶＤが異常な時の波形を示している。

図２において、ゲート電圧ＶＧ及びデータ電圧ＶＤは入力側の信号であり、検出回路４０で検出されるコモン電位Ｖｃｏｍは出力側の信号である。したがって、ゲート信号線ＧＬの１つ以上に所定のゲート電圧ＶＧ（ゲート信号）が入力されるとともにデータ信号線ＤＬの１つ以上に所定のデータ電圧ＶＤ（データ信号）が入力されたときに、信号が入力されたゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＤＬに対応する画素ＰＩＸのコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍが検出される。

本実施の形態における液晶表示装置１では、検出回路４０によって、複数のセグメントごとのコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍの波形が検出される。つまり、セグメントの数の分だけコモン電位Ｖｃｏｍの波形が検出される。

このとき、図２の（ｂ）〜（ｄ）に示すように、検出回路４０で検出された特定のコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍの波形が、図２の（ａ）に示される正常な時のコモン電位Ｖｃｏｍの波形と異なっている場合（つまり、コモン電位Ｖｃｏｍの波形に歪が発生している場合）、判断回路５０は、コモン電位Ｖｃｏｍの異常により液晶表示装置１に異常が発生している判断する。このとき、判断回路５０によって、液晶表示装置１の異常が発生している異常個所と異常の種類も絞りこむことができる。

例えば、図２の（ｂ）では、検出回路４０で検出されたたコモン電位Ｖｃｏｍ全体の絶対値が、正常な時のコモン電位Ｖｃｏｍ全体の絶対値と比べて低くなっているので、このコモン電位Ｖｃｏｍが検出されたコモン電極ＭＩＴに対応するセグメントの中に、コモン電極ＭＩＴのショート又はノイズの重畳等の何らかの不具合が発生していることが分かる。

また、図２の（ｃ）では、検出回路４０で検出されたたコモン電位Ｖｃｏｍについて、ゲート電圧ＶＧの立ち上がり及び立ち下りのときの波形が正常な時の波形と異なっているので、このコモン電位Ｖｃｏｍが検出されたコモン電極ＭＩＴに対応するセグメントの中のゲート信号線ＧＬについて、何らかの不具合が発生していることが分かる。例えば、ゲート信号線ＧＬとコモン電極ＭＩＴ又はコモン線ＣＬとが短絡している等の不具合が発生していると考えられる。

この場合、不具合が発生しているゲート信号線ＧＬは、図３に示すようにして検出することができる。例えば、複数本のゲート信号線ＧＬを、ゲート信号線ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、・・・と、順次走査して、複数本のゲート信号線ＧＬを一ラインずつ順次チェックしていくことで、どのゲート信号線ＧＬに不具合が発生しているかが分かる。例えば、図３では、ゲート信号線ＧＬ３におけるゲート電圧ＶＧの立ち上がり及び立ち下りのときにコモン電位Ｖｃｏｍの波形に歪が発生しているので、トランジスタＴＲのゲート容量Ｃｇに起因する異常が画素ＰＩＸ３に発生していることを特定することができる。この場合、画素ＰＩＸ３の異常としては、例えば、図３に示すように、ゲート信号線ＧＬ３とコモン電極ＭＩＴ又はコモン線ＣＬとが短絡していることが考えられる。

また、図２の（ｄ）では、検出回路４０で検出されたたコモン電位Ｖｃｏｍについて、データ電圧ＶＤの立ち上がり及び立ち下りのときの波形が正常な時の波形と異なっているので、このコモン電位Ｖｃｏｍが検出されたコモン電極ＭＩＴに対応するセグメントの中のデータ信号線ＤＬについて、何らかの不具合が発生していることが分かる。

例えば、図２の（ｄ）では、データ電圧ＶＤの立ち上がりのときのコモン電位Ｖｃｏｍが正常時と比べて立ち上がり量が小さいので、トランジスタＴＲのドレイン容量Ｃｇに起因する異常が発生していることが分かる。具体的には、データ信号線ＤＬとコモン電極ＭＩＴ又はコモン線ＣＬとが短絡している等の不具合が発生していると考えられる。

この場合、不具合が発生しているデータ信号線ＤＬは、図４に示すようにして検出することができる。例えば、表示画像に合わせてデータ電圧ＶＤの閾値を変更する必要はあるが、駆動波形によるコモン電位Ｖｃｏｍを直接検出することで、異常が発生しているデータ信号線ＤＬ及び画素（図４では画素ＰＩＸ３）を特定することができる。あるいは、帰線期間（ブランキング期間）中に、検出用の所定のデータ電圧ＶＤ（データ信号）としてパルス信号を挿入することで、帰線期間中におけるコモン電位Ｖｃｏｍの波形の歪の有無を判断回路５０で判断することで、表示画像に影響を与えることなく、異常が発生しているデータ信号線ＤＬ及び画素（図４では画素ＰＩＸ３）を特定することができる。画素ＰＩＸ３の異常としては、例えば、図４に示すように、データ信号線ＤＬ３と画素ＰＩＸ３についてのコモン電極ＭＩＴ又はコモン線ＣＬとが短絡していることが考えられる。

ただし、ゲート信号線ＧＬにゲートオン電圧ＶＧを印加させた状態でデータ信号線ＤＬにデータ電圧ＶＤを印加すると、画素電極ＰＩＸとコモン電極ＣＩＴの間に電界が発生し液晶分子が回転してしまうことから、帰線期間中は、ゲート信号線ＧＬに、トランジスタがオンとならないようにロー電圧（ゲートオフ電圧）ＶＧを印加（入力）させるのがよい。これにより、画素電極ＰＩＸとコモン電極ＣＩＴの間に電界を発生させずに済むことから、バックライトを点灯した状態であっても、表示画像に影響を与えることなく、液晶表示装置１の異常の有無を判断することができる。

なお、帰線期間中に検出用の所定のデータ電圧ＶＤを挿入する場合、帰線期間中にデータ信号線ＤＬに入力される検出用の所定のデータ電圧ＶＤの振幅は、通常の表示画像を表示するときのデータ電圧ＶＤの振幅よりも大きくするとよい。これにより、コモン電位Ｖｃｏｍの歪が大きく表れるので、異常であることを容易に判断することができる。

このように、本実施の形態に係る液晶表示装置１によれば、複数のセグメントの各々に対応するコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍの波形を検出回路４０し、この波形をもとに判断回路４０で検出することで、液晶表示装置１の異常の有無を判断することができる。つまり、液晶表示装置１は、異常の有無を自己判断することができる。

また、本実施の形態における液晶表示装置１では、単に異常の有無を判断するだけではなく、液晶表示装置１において異常が発生している異常箇所及び異常の種類を絞り込むことができる。

次に、液晶表示装置１の異常判断を行うタイミングについて説明する。

まず、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２をパーソナルコンピュータ等の情報処理装置で起動するときに異常判断を行う場合について説明する。つまり、初期チェック時の異常判断方法である。図５は、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２を情報処理装置で起動するときの異常判断方法を説明するための図である。

この場合、図５に示すように、モニタ２を起動するときに（つまり液晶表示装置１を起動するときに）モニタ２に表示されるロゴを利用して異常の有無を判断することができる。図５では、“Ｐａｎａｓｏｎｉｃ”のロゴが表示されている。

モニタ２の起動時に表示されるロゴは、固定された表示パターンであり、静止画像のように一定時間変化することなく同じ画像が継続して表示される。つまり、入力側となるゲート電圧ＶＧ及びデータ電圧ＶＤの波形は、表示領域ＤＳＰの画面全体及び一定時間（一定のフレーム毎）、一律となっている。例えば、表示画像が白色の部分では、図５に示すように、データ電圧ＶＤの振幅が一律になっている。

このとき、液晶表示装置１の異常判断は、上記と同様にして行うことができる。具体的には、複数本のゲート信号線ＧＬを順次走査してゲート信号線ＧＬごとにコモン電位Ｖｃｏｍを検出することで、ゲート信号線ＧＬ及び／又はデータ信号線の不具合の発生をチェックすることができ、異常が発生しているゲート信号線ＧＬ及び／又はデータ信号線を特定することができる。

なお、図５の表示領域ＤＳＰに示される太線のように、セグメントの数（コモン電極ＭＩＴの数）に応じてゲート信号線ＧＬ及び複数のデータ信号線の異常を同時にチェックすることができる。なお、図５の表示領域ＤＳＰに示される太線は、検査対象のゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＤＬを示している。

このように、図５では、モニタ２（液晶表示装置１）の起動時におけるコモン電位Ｖｃｏｍの波形をもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断している。つまり、ゲート電圧ＶＧ及びデータ電圧ＶＤの波形が表示領域ＤＳＰの画面全体及び一定時間で一律になっているときに、コモン電位Ｖｃｏｍの歪によって異常の有無を判断している。したがって、液晶表示装置１における異常の有無を容易に判断することができる。また、液晶表示装置１における異常箇所及び異常の種類を絞り込むこともできる。

なお、図５では、モニタ２（液晶表示装置１）の起動時に異常の有無を判断する場合に、ロゴを用いたが、これに限るものではなく、ゲート電圧ＶＧ及びデータ電圧ＶＤの波形が表示領域ＤＳＰの画面全体及び一定時間一律の表示画像であれば、ロゴではなく、別の表示画像を用いてもよい。

次に、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２をユーザが使用している場合に異常判断を行う場合について説明する。つまり、リアルタイムでの異常判断方法である。図６は、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２をユーザが使用しているときの異常判断方法を説明するための図である。

この場合、モニタ２で表示される画像は、ロゴ等のように固定された表示画像ではないので、図６に示すように、１フレーム期間の中でもデータ電圧ＶＤの波形が変動し、一律の振幅になっていない。このため、データ電圧ＶＤの波形が数万通りにもなり、これに伴って、検出回路４０で検出されるコモン電位Ｖｃｏｍも数万通りになる。

そこで、リアルタイムで液晶表示装置１の異常の有無を判断する場合、判断回路５０は、帰線期間中におけるコモン電位Ｖｃｏｍの波形をもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断する。具体的には、複数のゲート信号線ＧＬ及び複数のデータ信号線ＤＬにまとめてゲートオフ電圧ＶＧ及びデータ信号ＶＤを入力して、上記のように、帰線期間中に、検出用の所定のデータ電圧ＶＤ（データ信号）としてパルス信号を挿入することで、帰線期間中におけるコモン電位Ｖｃｏｍの波形の歪の有無を判断回路５０で判断する。これにより、表示画像に影響を与えることなく、液晶表示装置１の異常の有無を判断することができる。例えば、異常が発生しているデータ信号線ＤＬ及び画素を特定することができる。

また、帰線期間中に検出用の所定のデータ電圧ＶＤを挿入する場合、上記のように、帰線期間中にデータ信号線ＤＬに入力される検出用の所定のデータ電圧ＶＤの振幅は、通常の表示画像を表示するときのデータ電圧ＶＤの振幅よりも大きくするとよい。これにより、コモン電位Ｖｃｏｍの歪が大きく表れるので、異常であることを容易に判断することができる。

なお、図６の表示領域ＤＳＰに示される太線のように、セグメントの数（コモン電極ＭＩＴの数）に応じて複数のゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線の異常を同時にチェックすることができる。なお、図６でも、表示領域ＤＳＰに示される太線は、検査対象のゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＤＬを示している。

次に、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２を診断モード（異常判断モード）にして異常判断を行う場合について説明する。図７は、液晶表示装置１が組み込まれたモニタ２を診断モードにして異常判断方法を説明するための図である。

この場合、バックライトをオフにして表示領域ＤＳＰの全画面を黒色表示にした状態で液晶表示装置１の異常の有無の判断を行う。このため、入力側となるゲート電圧ＶＧ及びデータ電圧ＶＤとしては、検査用の波形を有する電圧（信号）をゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＤＬに供給して異常の有無を判断することができる。

本実施の形態では、液晶表示装置１のバックライトをオフにした状態で、図７に示すように、複数のゲート信号線ＧＬの各々には所定のゲート信号として複数の画素ＰＩＸの各々のトランジスタＴＲをオンにする検査用のゲート信号（ゲート電圧）が入力され、かつ、トランジスタＴＲがオンとなっている期間中に複数のデータ信号線ＤＬの各々には所定のデータ信号として検査用のデータ信号（データ電圧）が入力される。

つまり、検査対象となる画素ＰＩＸのトランジスタＴＲのゲートをオープンにした状態の期間を一定時間継続させ、その期間中に検査用の波形を有する検査用のデータ電圧ＶＤをデータ信号線ＤＬに供給する。このとき、バックライトがオフの状態であるので、どのようなデータ電圧ＶＤを供給したとしても表示領域ＤＳＰには画像が表示されないので、データ電圧ＶＤのパルス波形の振幅及びパルス幅を自由に変更することができる。例えば、図７に示すように、検査対象となる画素ＰＩＸのトランジスタＴＲのゲートをオープンにした状態の期間を一定時間継続させ、その期間中にパルス波形の振幅及びパルス幅が異なる複数のデータ電圧ＶＤ（ｖｄ１、ｖｄ２、ｖｄ３、…）をデータ信号線ＤＬに供給してもよい。

このとき、入力したデータ電圧ＶＤ及びゲート電圧ＶＧに対応するデータ電圧ＶＤの立ち上がり及び立ち下りのときのコモン電位Ｖｃｏｍの収束時間（なまり具合）を検出回路４０によって検出することで、トランジスタＴＲの異常の有無を画素ＰＩＸ単位で判断することができる。つまり、画素ＰＩＸ単位でトランジスタＴＲの性能を評価することができる。例えば、トランジスタＴＲが劣化すると、コモン電位Ｖｃｏｍの上記収束時間が長くなる。

このとき、検査用のゲート電圧ＶＧの振幅を通常動作時のゲート電圧ＶＧの振幅よりも低くしてトランジスタＴＲをオンにして、意図的にトランジスタＴＲにオン抵抗を持たせることで、データ電圧ＶＤの立ち上がり及び立ち下りのときのコモン電位Ｖｃｏｍの収束時間を長くすることができる。これにより、コモン電位Ｖｃｏｍのピークホールド期間を検出しやすくできるので、トランジスタＴＲの異常の有無を容易に判断することができる。

このように、図７では、バックライトをオフにした診断モードで液晶表示装置１の異常の有無を判断しているので、入力側信号として検査用のゲート信号及び検査用のデータ信号を自由に入力することができる。これにより、画素ＰＩＸ単位の異常の有無を容易に判断することができる。

なお、診断モードで液晶表示装置１の異常の有無を判断する場合、図５及び図６に示す異常判断方法とは異なり、複数の画素ＰＩＸは、複数のセグメントに分割されている必要はない。つまり、コモン電極ＭＩＴは、複数のセグメントの各々に対応して複数設けられていなくてもよく、コモン電極ＭＩＴは、全ての画素ＰＩＸに共通する１つの電極であってもよい。

ただし、図７の表示領域ＤＳＰに示される太線のように、セグメントの数（コモン電極ＭＩＴの数）に応じて複数の画素ＰＩＸの異常を同時にチェックすることができる。これにより、異常判断時間を短くすることができる。なお、図７でも、表示領域ＤＳＰに示される太線は、検査対象のゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＤＬを示している。

以上説明したように、本実施の形態に係る液晶表示装置１によれば、コモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍの波形を検出する検出回路４０と、検出回路４０で検出したコモン電位Ｖｃｏｍの波形をもとに液晶表示装置１の異常の有無を判断する判断回路５０とを備えている。これにより、液晶表示装置１は、液晶表示装置１内のコモン電極ＭＩＴに関連する部分の異常の有無を自己判断することができる。さらに、本実施の形態における液晶表示装置１によれば、異常の有無だけではなく、異常箇所及び異常の種類を絞り込むこともできる。

なお、判断回路５０によって液晶表示装置１に異常があると判断された場合、異常個所及び異常の種類に応じて、異常を緩和又は解消させるための処理を行ってもよい。

例えば、判断回路５０によってゲート信号線ＧＬ及び／又はデータ信号線ＤＬに異常があると判断された場合、この異常があると判断されたゲート信号線ＧＬ及び／又はデータ信号線ＤＬに対して補正した入力信号を供給することで、液晶表示装置１の異常状態を緩和又は解消させることができる。ただし、ゲート信号線ＧＬ及び／又はデータ信号線ＤＬの異常の種類によっては補正しきれない場合があるが、この場合は、表示異常が存在するとしてシステム等にフィードバックするとよい。なお、液晶表示装置１の製造時に液晶表示装置１の異常があることが分かった場合は、異常箇所をリペアすることで、正常な液晶表示装置１にすることができる。つまり、本開示の技術は、液晶表示装置１の製造方法の工程に適用することができる。

あるいは、判断回路５０によって特定の画素ＰＩＸ内のトランジスタＴＲの性能が劣化していると判断された場合、特定の画素ＰＩＸのトランジスタＴＲに供給するゲート電圧ＶＧ及び／又はデータ電圧ＶＤの振幅を初期値よりも大きくして入力値をかさ上げすることで、トランジスタＴＲの劣化した分の性能を補ってもよい。これにより、トランジスタＴＲの性能劣化に伴う液晶表示装置１の異常状態を緩和又は解消させることができる。

また、本実施の形態では、分割されたセグメントの数が全画素数であって、全ての画素ＰＩＸの各々に個々のコモン電極ＭＩＴが設けられたレイアウトであったが、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの分割レイアウトは、これに限らない。

具体的には、図８Ａに示すように、複数の画素ＰＩＸが行方向に並んだ１０個のセグメントに分割されており、各々が列方向に延在する１０個のコモン電極ＭＩＴが行方向に並んだレイアウトであってもよい。この場合、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの数は、１０個に限るものではない。なお、図８Ａにおいて、コモン電極ＭＩＴ（セグメント）は、散点状のハッチングで示されている。

図８Ａに示すレイアウトの場合、起動時チェック（図５）、リアルタイムチェック（図６）及び診断モードチェック（図７）のいずれにおいても、ゲート信号線ＧＬの異常については１本ずつ順次走査することで１本ずつ判断することができ、データ信号線ＤＬの異常についてはセグメントの分割数に応じて同時に判断することができる。すなわち、各セグメントで１つとなるようにデータ信号線ＤＬにデータ電圧ＶＤを同時に供給、図８Ａに示す例では、１０個のセグメントに分割されているため、１０本のデータ信号線ＤＬに同時にデータ電圧ＶＤを供給することで、１０本のデータ信号線ＤＬの異常を同時に判断することができる。一方、画素ＰＩＸ単位の異常の判断については、起動時チェック及びリアルタイムチェックでは困難であるが、診断モードチェックでは行うことができる。

また、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの分割レイアウトとしては、図８Ｂに示すように、複数の画素ＰＩＸが列向に並んだ１０個のセグメントに分割されており、各々が行方向に延在する１０個のコモン電極ＭＩＴが列方向に並んだレイアウトであってもよい。この場合、検出回路４０は、コモン線ＣＬの配線レイアウトを考慮して、行方向ドライバ３０に対向する位置に配置されているが、これに限らない。また、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの数も、１０個に限るものではない。なお、図８Ｂにおいて、コモン電極ＭＩＴ（セグメント）は、散点状のハッチングで示されている。

図８Ｂに示すレイアウトの場合、ゲート信号線ＧＬの異常については、起動時チェック（図５）及びリアルタイムチェック（図６）では、１本ずつ順次走査することで１本ずつ判断することができるが、診断モードチェック（図７）では、セグメントの分割数に応じて同時に判断することができる。また、データ信号線ＤＬの異常については、起動時チェック、リアルタイムチェック及び診断モードチェックのいずれにおいても、１本ずつ判断することとなる。また、画素ＰＩＸ単位の異常の判断については、図８Ａの場合と同様に、起動時チェック及びリアルタイムチェックでは困難であるが、診断モードチェックでは行うことができる。

また、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの分割レイアウトとしては、図８Ｃに示すように、マトリクス状に並んだ１６個（縦４個×横４個）のセグメントに分割されており、１６個のセグメントに対応するようにコモン電極ＭＩＴが設けられたレイアウトであってもよい。この場合、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの数は、１０個に限るものではない。なお、図８Ｃにおいて、コモン電極ＭＩＴ（セグメント）は、散点状のハッチングで示されている。

図８Ｃに示すレイアウトの場合、ゲート信号線ＧＬの異常については、図８Ｂの場合と同様に、起動時チェック（図５）及びリアルタイムチェック（図６）では、１本ずつ順次走査することで１本ずつ判断することができるが、診断モードチェック（図７）では、セグメントの分割数に応じて同時に判断することができる。また、データ信号線ＤＬの異常についても、図８Ｂの場合と同様に、起動時チェック、リアルタイムチェック及び診断モードチェックのいずれにおいても、セグメントの分割数に応じて同時に判断することができる。また、画素ＰＩＸ単位の異常の判断についても、図８Ｂの場合と同様に、起動時チェック及びリアルタイムチェックでは困難であるが、診断モードチェックでは行うことができる。

このように、セグメント及びコモン電極ＭＩＴの分割のレイアウトは多岐にわたるが、複数のセグメントの各々に対応して設けられた複数のコモン電極ＭＩＴは、複数のゲート信号線ＧＬ及びデータ信号線ＬＣのうち本数の多い方の信号線と平行な方向を長手方向とする長尺状に形成されているとよい。例えば、図８Ａ〜図８Ｃの中では、図８Ａのレイアウトがよい。このようにすることで、帰線期間中の判断時間（検査期間）を短縮することができる。なお、図８Ａ〜図８Ｃにおいて、判断回路５０は省略されている。

（変形例）
以上、本開示に係る液晶表示装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、複数のコモン線ＣＬは、列方向に延在していたが、これに限らない。各コモン線ＣＬを介して検出回路４０がコモン電極ＭＩＴのコモン電位の波形を検出することができれば、複数のコモン線ＣＬは、任意のパターンで形成することができる。

また、上記実施の形態では、データ信号線ＤＬとトランジスタＴＲのソース電極Ｓとを接続し、画素電極ＰＩＴとトランジスタＴＲのドレイン電極Ｄとを接続したが、これに限らない。例えば、データ信号線ＤＬとトランジスタＴＲのドレイン電極Ｄとを接続し、画素電極ＰＩＴとトランジスタＴＲのソース電極Ｓとを接続してもよい。

また、上記実施の形態において、列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）及び行方向ドライバ３０は、フレキシブル配線基板によって液晶パネル１０に接続されていたが、これに限らない。例えば、列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）及び行方向ドライバ３０は、液晶パネル１０に直接実装されていてもよい。この場合、一例として、列方向ドライバ２０（ソースドライバ２１、コモンドライバ２２）及び行方向ドライバ３０は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術により、液晶パネル１０のＴＦＴ基板に実装することができる。なお、検出回路４０及び判断回路５０も液晶パネル１０に直接実装されていてもよい。

また、上記実施の形態では、分割された複数のコモン電極ＭＩＴのコモン電位Ｖｃｏｍを検出するためにコモン線ＣＬを別途形成した例を説明したが、液晶表示装置１としてタッチパネルを用いることで、タッチパネルに設けられたセンサ電極をコモン線ＣＬとして用いることができる。この場合、タッチパネルに設けられたセンサドライバを検出回路４０及び判断回路５０として用いることができる。つまり、データ信号線、ゲート信号線、画素電極、複数のセグメントに対応する複数の共通電極、センサ電極線、ゲートドライバ、コモンドライバ及びセンサドライバ等を有するタッチパネルを利用して、当該タッチパネルに本開示の回路機能を有する回路を実装することにより本開示の液晶表示装置を実現することが可能である。

その他、上記実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

１ 液晶表示装置
２ モニタ
１０ 液晶パネル
２０ 列方向ドライバ
２１ ソースドライバ
２２ コモンドライバ
３０ 行方向ドライバ
３１ ゲートドライバ
４０ 検出回路
５０ 判断回路
ＤＳＰ 表示領域
ＰＩＸ 画素
ＤＬ データ信号線
ＧＬ ゲート信号線
ＣＬ コモン線
ＰＩＴ 画素電極
ＭＩＴ コモン電極
ＴＲ トランジスタ
Ｄ ドレイン電極
Ｇ ゲート電極
Ｓ ソース電極

Claims (13)

1. マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
   前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、
   第１方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのゲート電極に接続された複数のゲート信号線と、
   前記第１方向とは異なる第２方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続された複数のデータ信号線と、
   前記画素電極と対になるコモン電極と、
   前記コモン電極のコモン電位の波形を検出する検出回路と、
   前記検出回路で検出した前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する判断回路とを備え、
   前記複数の画素は、複数のセグメントに分割されており、
   前記コモン電極は、前記複数のセグメントの各々に対応して複数設けられており、
   前記検出回路は、前記ゲート信号線の１つ以上に所定のゲート信号が入力されるとともに前記データ信号線の１つ以上に所定のデータ信号が入力されたときに、前記複数のコモン電極の各々のコモン電位の波形を検出する、
   液晶表示装置。
2. 前記判断回路は、前記コモン電位の波形の立ち上げり又は立ち下りをもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数のコモン電極の各々に接続された複数のコモン線を備え、
   前記検出回路は、前記複数のコモン線を介して前記複数のコモン電極の各々のコモン電位の波形を検出する、
   請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数のコモン線は、前記第２の方向に延在する、
   請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記判断回路は、帰線期間中における前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記帰線期間中に前記データ信号線に入力される前記所定のデータ信号の振幅は、通常の表示画像を表示するときのデータ信号の振幅よりも大きい、
   請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶表示装置のバックライトをオフにした状態で、前記複数のゲート信号線の各々には前記所定のゲート信号として前記複数の画素の各々の前記トランジスタをオンにする検査用のゲート信号が入力され、かつ、前記トランジスタがオンとなっている期間中に前記複数のデータ信号線の各々には前記所定のデータ信号として検査用のデータ信号が入力され、
   前記判断回路は、前記バックライトをオフにした状態での前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記判断回路は、前記液晶表示装置の起動時における前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記複数のセグメントの各々に対応して設けられた前記複数のコモン電極は、前記複数のゲート信号線及び前記データ信号線のうち本数の多い方の信号線と平行な方向を長手方向とする長尺状に形成されている、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. マトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
    前記複数の画素の各々に設けられたトランジスタ及び画素電極と、
    第１方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのゲート電極に接続された複数のゲート信号線と、
    前記第１方向とは異なる第２方向に延在し、前記複数の画素の各々の前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極に接続された複数のデータ信号線と、
    前記画素電極と対になるコモン電極と、
    前記コモン電極のコモン電位の波形を検出する検出回路と、
    前記検出回路で検出した前記コモン電位の波形によって前記液晶表示装置の異常の有無を判断する判断回路とを備え、
    前記液晶表示装置のバックライトをオフにした状態で、前記複数のゲート信号線の各々には前記所定のゲート信号として前記複数の画素の各々の前記トランジスタをオンにする検査用のゲート信号が入力され、かつ、前記トランジスタがオンとなっている期間中に前記複数のデータ信号線の各々には前記所定のデータ信号として検査用のデータ信号が入力され、
    前記判断回路は、前記バックライトをオフにした状態での前記コモン電位の波形をもとに前記液晶表示装置の異常の有無を判断する、
    液晶表示装置。
11. 前記複数のゲート信号線の各々に検査用のゲート信号が入力されて前記トランジスタがオンとなっている期間中に、前記複数のデータ信号線の各々に複数の検査用のデータ信号が入力される、
    請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記複数のゲート信号線の各々に検査用のゲート信号が入力されて前記トランジスタがオンとなっている期間中に、前記複数のデータ信号線の各々に、パルス波形の振幅が互いに異なる複数の検査用のデータ信号が入力される、
    請求項１０に記載の液晶表示装置。
13. 前記複数のゲート信号線の各々に検査用のゲート信号が入力されて前記トランジスタがオンとなっている期間中に、前記複数のデータ信号線の各々に、パルス幅が互いに異なる複数の検査用のデータ信号が入力される、
    請求項１０に記載の液晶表示装置。

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