JP3724692B2 - 液晶表示装置及びその検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその検査方法に関し、特に、駆動回路や、駆動回路と液晶表示パネルとの接合部、あるいは、液晶表示パネル内部の不良箇所を、目視によらず検査する機能を備えた液晶表示装置及びその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会への急激な進展に伴って、パーソナルコンピュータのモニタや、大型ディスプレイ、テレビジョンの代替えとして液晶表示装置（ＬＣＤ）の普及が著しい。液晶表示装置は、従来ディスプレイの主流であったブラウン管（ＣＲＴ）に比較して、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有しており、今後のディスプレイの主流になるものと期待されている。そのため、更なる大画面化、高精細化された高機能な製品が求められるとともに、高品質化に対応した検査技術の確立が求められている。
【０００３】
従来の液晶表示装置の構成について、図面を参照して簡単に説明する。
図８は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、ＴＦＴと略記する。）をスイッチング素子として利用したＴＦＴ方式アクティブマトリクス液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図８において、１０は液晶表示パネル、２０は信号ドライバ（ソースドライバともいう。）、３０は走査ドライバ（ゲートドライバともいう。）である。
液晶表示パネル１０は、マトリクス状に配置された画素電極と、画素電極にドレイン端子が接続されたＴＦＴと、マトリクスの列方向に延伸し、複数のＴＦＴのソース端子に接続された信号ライン（ソース電極線ともいう）２０ａと、マトリクスの行方向に延伸し、複数のＴＦＴのゲート端子に接続された走査ライン（ゲート電極線ともいう）３０ａと、画素電極に対向して配置され、コモン電圧Ｖcomが共通配線４０を介して印加される共通電極（対向電極ともいう。）と、画素電極と共通電極の間に液晶が充填された画素容量Ｃlcと、画素電極のドレイン端子に画素容量Ｃlcと並列に付加される蓄積容量Ｃｓにより構成される。ここで、ＴＦＴと画素容量Ｃlc、蓄積容量Ｃｓとにより液晶画素が構成される。
【０００４】
信号ドライバ２０は、図示を省略したＬＣＤコントローラから供給される水平制御信号に基づいて、映像表示信号を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色成分の表示信号を１行単位で記憶し、対応する信号電圧を信号ライン２０ａを介して各液晶画素に印加する。
走査ドライバ３０は、ＬＣＤコントローラから供給される垂直制御信号に基づいて、各走査ライン３０ａに走査信号を順次印加して選択状態とし、上記信号ライン２０ａと交差する位置に配置された液晶画素に、上記信号ライン２０ａを介して上記信号電圧を印加する。
【０００５】
なお、図示を省略したＬＣＤコントローラは、水平クロック信号、垂直クロック信号及び同期信号に基づいて、水平制御信号及び垂直制御信号を生成して、信号ドライバ２０及び走査ドライバ３０に供給することにより、所定のタイミングで液晶画素に信号電圧を印加して、液晶表示パネル１０に所望の画像情報を表示させる制御を行う。
このような構成において、走査信号がオンとなり、選択状態にある走査ライン３０ａに接続された液晶画素に、信号ライン２０ａを介して信号電圧が印加され、画素容量Ｃlcに信号電圧とコモン電圧の電位の差が充電され、所定の表示信号に対応した表示が実現される。
【０００６】
次に、信号ドライバの出力回路部の概略構成について、図面を参照して簡単に説明する。
図９は、信号ドライバの出力回路部を簡略化して示した回路図であり、図１０は、サンプル・ホールド回路及びアンプ回路の具体的な構成図である。
図９に示すように、信号ドライバ２０は、複数段のラッチ回路を備え、基準クロックＣＫに基づいて、サンプル・ホールド動作のタイミングパルスを生成するシフトレジスタ２１と、ＲＧＢの各表示信号をサンプリング及びホールドするサンプル・ホールド回路（以下、Ｓ／Ｈと略記する）２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、液晶画素駆動用の信号電力を生成するアンプ回路（以下、ＡＭＰと略記する）２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、ＡＭＰ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ出力の信号ライン２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの印加をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、を有して構成されている。ここで、ＣＫは外部から入力される基準クロック、ＯＥは出力イネーブル信号である。
【０００７】
なお、図１０において、Ｓ／Ｈ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及びＡＭＰ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、説明の都合上、簡略化して示したが、具体的には図１０に示すように、２系統のＳ／Ｈ及びＡＭＰを有して構成されている。なお、ここでは、一出力回路の構成のみを示すが、同一の構成が各信号ライン毎に設けられている。
図１０に示すように、スイッチＳｗａ１とアンプＡｍｐ１とスイッチＳｗｂ１を直列に接続して構成される第１の経路には、スイッチＳｗａ１とアンプＡｍｐ１の接続点に、他端側が低電位電源（接地電位）Ｖｓｓに接続されたサンプルホールドコンデンサ（以下、Ｓ／Ｈコンデンサと略記する。）Ｃ１が接続されている。一方、スイッチＳｗａ２とアンプＡｍｐ２とスイッチＳｗｂ２を直列に接続して構成される第２の経路には、スイッチＳｗａ２とアンプＡｍｐ２の接続点に、他端側が低電位電源Ｖｓｓに接続されたＳ／ＨコンデンサＣ２が接続されている。
【０００８】
このように、信号ドライバの出力回路部は、液晶表示パネルの信号ライン１本当たり２組のＳ／Ｈコンデンサとアンプとスイッチからなる経路を有し、スイッチＳｗａ１とＳｗａ２、及び、スイッチＳｗｂ１とＳｗｂ２は、それぞれ一方がＯＮ状態のとき他方がＯＦＦ状態となるように制御され、表示信号のサンプリング動作とホールドデータ（Ｓ／ＨコンデンサＣ２に蓄積された電荷）の出力動作を交互に行うように構成されている。
【０００９】
ところで、上述したような液晶表示装置における欠陥検査は、液晶表示パネルに周辺回路部を接合して組み付けられる以前の段階では、検査装置のプローブピンを検査対象となる端子に接触させて、検査信号を印加し、それに対する液晶表示パネルの点灯、表示状態を検査担当者が目視により判定し、また、動作状態については検査装置により電気的に判定する手法が採用されている。
一方、液晶表示パネルに周辺回路部を接合して組み付けた後の段階、あるいは、同一の基板上に液晶表示パネルと周辺回路とを一体的に形成する構造を有する液晶表示装置においては、信号ドライバから液晶表示パネルに所定の表示信号を印加し、表示出力された画像パターンを検査担当者が目視にて確認することにより、あるいは、画像処理装置により視覚的に把握して欠陥の有無等を判定する手法が採用されている。
【００１０】
以下に、後者の検査方法の概略について、図９に示した信号ドライバの構成図を用いて説明する。
まず、シフトレジスタ２１にスタートパルスが入力されると、基準クロックＣＫに基づいて１段目のラッチ回路から所定のタイミングでＳ／Ｈ２２ａのサンプル・ホールド動作を制御するタイミングパルスが出力される。Ｓ／Ｈ２２ａは、このタイミングでＲ信号線に印加されているＲ表示信号の信号電圧をＳ／Ｈ２２ａ内のＳ／Ｈコンデンサに保持し、次にシフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスのタイミングで保持した信号電圧をＡＭＰ２３ａに出力する。
Ｓ／Ｈ２２ａによるＲ表示信号の信号電圧のサンプル・ホールド処理が完了すると、次にＳ／Ｈ２２ｂにタイミングパルスが出力されて、Ｇ信号線に印加されているＧ表示信号の信号電圧をＳ／Ｈ２２ｂ内にＳ／Ｈコンデンサに保持し、次のタイミングパルスで保持した信号電圧をＡＭＰ２３ｂに出力する。
【００１１】
同様のサンプル・ホールド動作をＢ表示信号についても行い、液晶表示パネル１０の１ライン分の信号電圧のサンプル・ホールド処理が完了すると、ＯＥを制御してＳＷ１〜ＳＷ３を同時にＯＮ状態に切り替え、保持された信号電圧を信号ライン２０ａ〜２０ｃ及びＴＦＴを介して液晶画素に一斉に印加する。これにより、液晶画素が印加された信号電圧に基づいて充電されて、所定の画像パターンが表示される。
したがって、ＲＧＢの各信号線に、ＲＧＢの各表示信号に替えて所定の検査信号を印加することにより、該検査信号に対応した画像パターンが液晶表示パネル１０に表示される。そして、液晶表示パネル１０に表示された画像パターンを検査担当者や画像処理装置により視覚的に把握して、欠陥の有無等を判定することにより、液晶表示装置の欠陥検査が行われている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、液晶表示パネルを周辺回路部に接合して組み付けた後の段階や、周辺回路を液晶表示パネルとともに同一の基板上に一体的に形成した液晶表示装置においては、液晶表示装置の構造上、プローブピンを液晶表示パネルと信号ドライバとの接合部等に直接接触させることができないため、信号ドライバから所定の表示信号（検査信号）を印加して、所定の画像パターンを表示させて、その表示状態を検査担当者が目視により、あるいは、画像処理装置を介して視覚的に把握することにより、液晶表示パネルや信号ドライバ自体の欠陥や不良、あるいは、液晶表示パネルと信号ドライバの接合部における隣接端子相互の短絡（ショート）等の不良を判断しなければならなかった。
したがって、上述したような検査方法においては、信号ドライバや走査ドライバ等の駆動回路（駆動用ＩＣ）内部の不良、あるいは、駆動回路と液晶表示パネル間の接合部での不良箇所を厳密に特定することができないという問題を有していた。また、検査内容が検査担当者の視覚等に依存する割合が高く、厳密かつ定量的な検査結果を得ることができないうえ、検査作業が効率的ではないという問題を有している。
【００１３】
なお、同一の基板上に液晶表示パネルと周辺回路を一体的に形成した液晶表示装置における欠陥検査については、たとえば特開平１０−２６０３９１号公報等に記載されている。特開平１０−２６０３９１号公報には、信号パッドを介して外部から検査信号を入出力する入力用バス及び出力用バスや、データバス（バスライン）に印加された信号電圧によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるＭＯＳトランジスタを周辺回路に備え、出力用バスに出力される検査信号に基づいて、ドライバの不良状態、データバスの断線、ショート状態を判定する検査方法が知られている。
しかしながら、特開平１０−２６０３９１号公報に記載された検査回路においては、検査信号を入出力する信号パッドを各データバス毎に設けなければならないうえ、入力用バスに印加する検査信号を生成し、出力用バスを介して出力される検査信号出力を判定するための外部検査装置を、上記信号パッドに接続しなければならないという問題を有している。
【００１４】
そこで、本発明は、上記問題点を解決し、外部に検査装置を必要とすることなく、液晶表示パネルや信号ドライバ自体の欠陥や不良、あるいは、液晶表示パネルと信号ドライバの接合部における不良状態を厳密かつ定量的に検出、判定することができる液晶表示装置及びその検査方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の液晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置において、前記駆動回路は、前記複数の液晶画素により構成される液晶表示パネルを通常に表示動作させる通常動作モードと、少なくとも前記液晶表示パネルの異常状態を検査する検査モードとを切り替えるとともに、前記検査モード時に、前記液晶画素に接続された前記バスラインに印加された信号電圧を抽出するモード切り替え手段と、前記検査モード時に、検査信号を生成し、前記バスラインに印加する検査信号生成手段と、前記検査モード時に、前記モード切り替え手段により抽出された前記信号電圧に基づいて、前記液晶表示パネルの異常状態を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２記載の液晶表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置において、前記駆動回路は、映像表示信号に基づく赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号が印加されるＲＧＢの各信号線と、該ＲＧＢの各信号線ごとに対応して設けられ、前記ＲＧＢの各色信号を個別に取り込み、保持する複数のサンプル・ホールド回路と、基準クロックに基づいて、前記各サンプル・ホールド回路における前記ＲＧＢの各色信号の取り込み、保持の動作タイミングを制御するタイミングパルスを生成、出力するシフトレジスタと、前記各サンプル・ホールド回路に保持された前記ＲＧＢの各色信号を駆動電力として、前記液晶画素に接続された各信号ラインに供給する複数のアンプ回路と、該各アンプ回路から前記各信号ラインへの出力タイミングを制御するスイッチ部と、を有する信号ドライバであって、前記モード切り替え手段は、前記各サンプル・ホールド回路の動作を制御するとともに、前記検査モード時に、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出し、前記検査信号生成手段は、前記検査モード時に、前記検査信号を前記ＲＧＢの各信号線に印加することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３記載の液晶表示装置は、請求項２記載の液晶表示装置において、前記モード切り替え手段は、検査モード時に、前記サンプル・ホールド回路への前記シフトレジスタからの前記タイミングパルスの出力を遮断する第１の論理回路と、前記タイミングパルスに基づいて、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出する第２の論理回路と、前記第１及び第２の論理回路の動作状態を切り替え制御するモード切り替え信号が印加されるモード切り替え制御線と、前記抽出された信号電圧を前記判定回路に出力する出力電圧モニタ線と、を有すること特徴とする。
また、請求項４記載の液晶表示装置は、請求項２又は３記載の液晶表示装置において、前記モード切り替え手段は、前記各信号ラインに印加された信号電圧を順次抽出して、時分割的に前記判定回路に出力すること特徴とする。
また、請求項５記載の液晶表示装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当する検査信号を生成し、所定のタイミングで前記ＲＧＢの各信号線に印加するものであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６記載の液晶表示装置は、請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベル及びＬレベルの検査信号を生成し、隣接して配置された前記信号ラインに、前記Ｈレベル及びＬレベルの検査信号を交互に反転して印加するものであることを特徴とする。
また、請求項７記載の液晶表示装置は、請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第１の信号電圧生成回路と、前記映像表示信号に相当するＬレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第２の信号電圧生成回路と、前記第１及び第２の信号電圧生成回路と前記ＲＧＢの各信号線との接続状態を制御する制御信号を出力するタイミング発生回路と、を有していることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定された基準電圧とを比較し、前記信号電圧が該基準電圧を満たさないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする。
また、請求項９記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定されたＨレベル及びＬレベルの基準電圧とを比較し、前記信号電圧が前記Ｈレベル及びＬレベルのいずれにも属さないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする。
また、請求項１０記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧が、時分割的にＨレベルとＬレベル交互に反転しているか否かを検出することを特徴とする。
【００２０】
そして、請求項１１記載の液晶表示装置の検査方法は、マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置の検査方法において、前記駆動回路内に設けられた検査信号生成手段から前記バスラインに検査信号を印加して、該検査信号の信号電圧を保持する処理と、前記駆動回路内に設けられたモード切り替え手段により、前記バスラインに保持された前記検査信号の信号電圧を抽出する処理と、前記駆動回路内に設けられた判定手段により、前記抽出された信号電圧に基づいて、液晶表示パネルの異常状態を判定する処理と、を含み、前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができることを特徴とする。
また、請求項１２記載の液晶表示装置の検査方法は、請求項１１記載の液晶表示装置の検査方法において、請求項２乃至１０いずれかに記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
すなわち、本発明に係る液晶表示装置及びその検査方法は、液晶表示パネルの駆動回路内に欠陥検査機能を備え、駆動回路本来の内部動作を利用することによって、液晶表示パネル及び駆動回路の不良状態を電気的に検出して、厳密かつ定量的な欠陥検査を行うとともに、不良箇所の特定を行うものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示装置を信号ドライバに適用した場合の一実施形態を示す回路構成図である。ここで、図９に示した従来構成と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１に示すように、本実施形態に係る信号ドライバは、従来構成として図９に示した信号ドライバの出力回路部（シフトレジスタ２１、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃ、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃ）に、モード設定信号線Ｉ／Ｏと、動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、検査信号生成回路６０と、出力電圧モニタ線ＭＬと、出力電圧判定回路７０と、モニタ等を備えた情報処理装置８０と、を有して構成されている。ここで、信号ドライバは駆動回路を構成し、動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃはモード切り替え手段を構成し、検査信号生成回路６０は検査信号生成手段を構成し、出力電圧判定回路７０は判定手段を構成する。
【００２２】
以下、各構成について具体的に説明する。
（動作モード切り替え回路）
図２は、動作モード切り替え回路の一例を示す回路構成図である。ここで、図１に示した動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、同一の回路構成を有しているものであるため、一出力回路部と一動作モード切り替え回路のみを示して説明する。
図２に示すように、動作モード切り替え回路５０は、各出力回路部のシフトレジスタ２１とＳ／Ｈ２２間に、第１のＡＮＤ回路５１と、第２のＡＮＤ回路５２と、反転回路（インバータ）５３と、抽出制御スイッチＳＷＥと、を有して構成されている。ここで、第１のＡＮＤ回路５１は第１の論理回路を構成し、第２のＡＮＤ回路５２、反転回路５３及び抽出制御スイッチＳＷＥは第２の論理回路を構成する。
【００２３】
ＡＮＤ回路５１は、シフトレジスタから出力されるタイミングパルスと、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号（モード切り替え信号）を入力とし、論理出力をサンプル・ホールド動作の制御信号としてＳ／Ｈ２２に供給する２入力のＡＮＤ回路である。一方、ＡＮＤ回路５２は、シフトレジスタから出力されるタイミングパルスと、インバータ５３により反転されたモード設定信号とを入力とし、論理出力をスイッチ開閉動作の制御信号として抽出制御スイッチＳＷＥに供給する２入力のＡＮＤ回路である。また、抽出制御スイッチＳＷＥは、上記ＡＮＤ回路５２からの出力に基づいて、検査モード時に信号ライン２０と出力電圧モニタ線ＭＬとの接続状態を制御する。
したがって、動作モード切り替え回路５０は、モード設定信号線Ｉ／Ｏを介して印加されるモード設定信号に基づいて、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づく制御信号を、Ｓ／Ｈ２２に供給して表示信号をサンプル・ホールドし、信号ライン２０に当該表示信号に基づく信号電圧を印加する通常の動作モードと、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づく制御信号を、抽出制御スイッチＳＷＥに供給して信号ライン２０に印加されている信号電圧を出力電圧モニタ線ＭＬに抽出（供給）する検査モード時とを切り替える機能を有している。
【００２４】
（検査信号生成回路）
図３は、検査信号生成回路の一例を示す回路構成図である。
図３において、検査信号生成回路６０は、電圧生成用の抵抗Ｒ６１と、タイミング発生器６２と、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２と、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３と、を有して構成されている。
電圧生成用抵抗Ｒ６１は、高電位電源ＶＣＣと低電位電源ＧＮＤとの間に接続された１以上の抵抗により構成され、各接点ＮＨ、ＮＬから取り出したＨレベル及びＬレベルの基準電圧を、それぞれバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２により所定の信号電力に増幅して検査信号として、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、又は、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３を介してＲＧＢの各信号線に出力する。
【００２５】
タイミング発生器６２は、シフトレジスタ２１に入力されるものと同等の基準クロックＣＫに基づいて、所定のタイミングパルスを生成し、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３の開閉動作を制御する制御信号として出力する。
出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３は、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに基づいて、Ｒ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ１とＳＷＬ１、Ｇ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ２とＳＷＬ２、Ｂ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ３とＳＷＬ３のいずれか一組のスイッチのみが駆動され、かつ、一対の出力制御スイッチＳＷＨ１とＳＷＬ１、ＳＷＨ２とＳＷＬ２、ＳＷＨ３とＳＷＬ３は互いに反転動作するように開閉動作が制御されて、ＲＧＢの各信号線に所定の電圧レベル（Ｈ／Ｌレベル）の検査信号が出力される。
したがって、検査信号生成回路６０は、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに基づいて、上述した動作モード切り替え回路５０による検査モードへの切り替えに先立って、所定のパターンで検査信号（電圧レベル）をＲＧＢの各信号線を介してＳ／Ｈ２０に出力する機能を有している。なお、検査信号生成回路６０により生成、出力される検査信号のパターンについては後述する。
【００２６】
（出力電圧判定回路）
図４は、出力電圧判定回路の一例を示す回路構成図である。
図４に示すように、出力電圧判定回路７０は、基準電圧生成用の抵抗Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７３と、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２と、シリアルＩ／Ｏ（ＳＩＯ）７４と、を有して構成されている。
基準電圧生成用抵抗Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７３は、高電位電源ＶＣＣと低電位電源ＧＮＤとの間に直列接続された１以上の抵抗により構成され、各接点ＮＡ、ＮＢから取り出したＨレベル基準電圧（３／４ＶＣＣ）及びＬレベル基準電圧（１／４ＶＣＣ）を、それぞれコンパレータＣＯＭＰ１の＋入力、及び、ＣＯＭＰ２の−入力に供給する。
一方、コンパレータＣＯＭＰ１の−入力、及び、ＣＯＭＰ２の＋入力には、信号ライン２０から抽出された信号電圧が出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される。これにより、コンパレータＣＯＭＰ１は、信号ライン２０の信号電圧がＨレベル基準電圧以下の場合に、比較結果としてＨレベル（異常判別）の信号を出力し、また、コンパレータＣＯＭＰ２は、信号ライン２０の信号電圧がＬレベル基準電圧以上の場合に、比較結果としてＨレベル（異常判別）の信号を出力する。
【００２７】
すなわち、出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される信号ライン２０の信号電圧が、液晶画素を駆動する際に有効な信号レベル（Ｈレベルが３／４ＶＣＣ以上、Ｌレベルが１／４ＶＣＣ以下）の場合には、一対のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２からＬレベル（正常判別）の信号が出力され、一方、信号電圧が、１／４ＶＣＣ以上、３／４ＶＣＣ以下の中間電位の場合には、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２からはＨレベル（異常判別）の信号が出力される。
シリアルＩ／Ｏ７４は、一対のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２から順次出力される比較結果を、基準クロックＣＫに基づいて、判定信号として情報処理装置８０に出力する。
【００２８】
したがって、出力電圧判定回路７０は、出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される信号ライン２０の信号電圧の電圧レベルを判別し、当該電圧レベルが正常であるか否かを判定する機能を有している。
なお、情報処理装置８０は、シリアルＩ／Ｏ７４から出力される判定信号が、あらかじめ用意された期待値と相違する場合、すなわち、電圧異常を示すＨレベルの判定信号である場合には、図示を省略したモニタ装置等を介して異常電圧の発生を報知、表示する。なお、情報処理装置８０による出力電圧の判定処理については、後述する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る信号ドライバの動作処理について説明する。
本実施形態に係る信号ドライバは、信号ラインに所定の表示信号を印加する通常動作モードと、検査信号を印加する検査電圧印加モードと、信号ラインに印加されている信号電圧又は検査信号電圧を抽出して電圧レベルを判定する電圧レベル判定モードと、を有して動作処理を行う。以下に、各動作モードについて、上記図１から図４を適宜参照して説明する。
（通常動作モード）
まず、信号ラインに通常の表示信号を印加する通常動作モードについて説明する。
【００３０】
最初に、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号をＨレベルに保持する。このとき、図１、図２に示したように、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃのＡＮＤ回路５１の一方の入力にＨレベルのモード設定信号が印加され、また、他方の入力にシフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスが印加されるため、ＡＮＤ回路５１の論理出力は、タイミングパルスに応じてＨ／Ｌに変化し、これが制御信号としてＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに供給され、ＲＧＢの各信号線に設定されている表示信号がシフトレジスタ２１により設定されるタイミングで順次サンプル・ホールド動作を行う。また、ＡＮＤ回路５２の一方の入力にはモード設定信号が反転して印加されるため、ＡＮＤ回路５２の論理出力は常にＬレベルとなって、抽出制御スイッチＳＷＥはＯＦＦ状態となって、信号ライン２０ａ〜２０ｃと出力電圧モニタ線ＭＬとは遮断されている。
【００３１】
ここで、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃによるＲＧＢ表示信号のサンプル・ホールド動作は、具体的には、シフトレジスタ２１に入力されたスタート信号のパルスが基準クロックＣＫによって１段目のラッチに出力され、動作モード切り替え回路５０ａを選択、駆動する。そして、上述したように、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスがＳ／Ｈ２２ａに供給されて、Ｒ信号線に設定された表示信号の信号電圧がＳ／Ｈコンデンサに蓄積、保持され、次のタイミングで、ＡＭＰ２３ａに出力される。
Ｓ／Ｈ２２ａによるサンプル・ホールド動作が完了した後、次の基準クロックＣＫによってスタート信号が２段目のラッチに出力され、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスにより、動作モード切り替え回路５０ｂが選択、駆動され、タイミングパルスがＳ／Ｈ２２ｂに供給される。Ｓ／Ｈ２２ａのサンプル・ホールド動作と同様に、Ｓ／Ｈ２２ｂによりＧ信号線に設定された表示信号の信号電圧がＳ／Ｈ２２ｂ内のＳ／Ｈコンデンサに蓄積、保持される。
【００３２】
以上の同様の動作を繰り返し、全てのＳ／Ｈ（ここでは、便宜的にＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃとする）への表示信号のサンプル・ホールド動作が完了すると、出力イネーブル信号ＯＥによってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が同時にＯＮ状態に切り替わり、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに保持されていた信号電圧が、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃを介して一斉に各信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加され、画素容量が信号電圧に応じて充電されて、所定の画像パターンが表示出力される。
なお、ここでは、サンプル・ホールド動作について簡略化して示したが、実際には、従来技術において説明したように、２系統のサンプリング・ホールド回路を有しており、各経路のサンプル・ホールド回路が交互に表示信号電圧をサンプル・ホールドする動作を行っている。
【００３３】
（検査電圧印加モード）
次に、信号ラインに検査信号の信号電圧を印加する検査電圧印加モードについて説明する。
上述した通常動作モードと同様に、まず、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号をＨレベルに保持する。このとき、シフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスは、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃを介して、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに供給されるため、検査信号生成回路６０から出力され、ＲＧＢの各信号線に印加されている検査信号電圧がシフトレジスタ２１により設定されるタイミングでＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに順次サンプル・ホールドされる。
そして、全てのＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃへの検査信号電圧のサンプル・ホールド動作が完了すると、出力イネーブル信号ＯＥによってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が同時にＯＮ状態に切り替わり、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに保持されていた検査信号電圧が、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃを介して一斉に信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加される。
【００３４】
ここで、ＲＧＢの各信号線に設定される検査信号は、図３に示したように、検査信号生成回路６０内の電圧生成用抵抗Ｒ６１及びバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２によって、通常のＲＧＢ表示信号に相当する電圧レベル（Ｈ／Ｌレベル）を有する検査信号が生成され、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに応じて、出力制御スイッチＳＷＨ１〜３、ＳＷＬ１〜３をＯＮ／ＯＦＦ動作させることにより、所定のパターンを有する検査信号をＲＧＢ各信号線に出力、設定する。
検査信号のパターンとしては、たとえば、後述する隣接して配置された信号ラインのショート状態を検出する場合には、隣接する信号ライン相互に印加される信号電圧がＨレベル及びＬレベルが交互に反転した状態になるように、出力制御スイッチＳＷＨ１〜３、ＳＷＬ１〜３を操作する。また、特定の信号ライン、あるいは、信号ドライバの出力回路部の不良状態を検出する場合には、検査対象となる信号ラインに印加する検査信号電圧を、たとえばＨレベルとし、他の信号ラインに印加する検査信号電圧を、たとえばＬレベルとなるように検査信号生成回路６０を設定する。
【００３５】
（電圧レベル判定モード）
次に、信号ラインに印加されている信号電圧又は検査信号電圧を抽出して電圧レベルを判定する電圧レベル判定モードについて、図面を参照して説明する。
図５は、電圧レベルの判定結果が正常である場合のタイミングチャートであり、図６は、信号ライン相互間でショートが生じた状態を示す概念図であり、図７は、電圧レベルの判定結果が異常である場合のタイミングチャートである。
上述したように、通常動作モード、あるいは、検査電圧印加モードにより、信号ラインに所定の信号電圧又は検査信号電圧を印加、保持した状態で、モード設定信号線Ｉ／Ｏを介してモード設定信号をＨレベルからＬレベルに切り換えると、シフトレジスタ２１においてスタート信号が基準クロックＣＫに基づいて順次シフトされ、シフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスは、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃ内のそれぞれの抽出制御スイッチＳＷＥに順次印加されてＯＮ状態に切り替えるため、各信号ライン２０ａ〜２０ｃと出力電圧モニタ線ＭＬが時分割的に接続されて、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃにより信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加、保持されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が順次出力電圧モニタ線ＭＬにシリアルに供給される。
【００３６】
ここで、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃ内の切り替え動作は、具体的には、ＡＮＤ回路５１の一方の入力であるモード設定信号Ｉ／ＯがＬレベルになると、その論理出力が常にＬレベルとなるため、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃにおけるサンプル・ホールド動作は機能せず、その持点で信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が保持された状態となる。一方、ＡＮＤ回路５２の一方の入力は、モード設定信号Ｉ／Ｏがインバータ５３により反転されてＨレベルになるため、その論理出力は、シフトレジスタ２１の出力（Ｈ／Ｌ）に応じて抽出制御スイッチＳＷＥをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
したがって、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づいて、信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が、順次出力電圧モニタ線ＭＬに時分割的に抽出され、出力電圧判定回路７０に供給される。
【００３７】
次に、上述した電圧レベル判定モードにおいて適用される出力電圧の判定処理について説明する。
本実施形態による出力電圧の判定処理は、図４に示したように、出力電圧モニタ線ＭＬを介して出力電圧判定回路７０に取り込まれた出力電圧をコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２により基準電圧となるＨレベル（３／４ＶＣＣ）及びＬレベル（１／４ＶＣＣ）と比較し、異常電圧の有無を判定する。
すなわち、出力電圧が、Ｈレベル、又は、Ｌレベルに属する電圧レベル（３／４ＶＣＣ以上、及び、１／４ＶＣＣ以下）を有している場合には、図５に示すように、比較結果としてＬレベルの信号が出力され、Ｈレベル、又は、Ｌレベルのいずれにも属さない中間電位の電圧レベルを有している場合には、図７に示すように、比較結果としてＨレベルの信号が出力される。
【００３８】
ここで、図６に示したように、隣接する信号ライン２０ｂ、２０ｃ相互にまたがって異物Ｘが存在し、配線間ショートが発生している場合について、さらに詳しく説明する。ここで、上述したように、検査信号生成回路６０により、隣接する信号ライン相互に印加される検査信号電圧が交互に反転するように、たとえば奇数ラインにＨレベル、偶数ラインにＬレベルが印加されるように設定されているものとする。
この場合、出力電圧判定回路７０による判定期間２において信号ライン２０ｂに印加されているＨレベルの検査信号電圧と、信号ライン２０ｃに印加されているＬレベルの検査信号電圧が、異物Ｘによりショートすることにより、図７に示すように、信号電圧が均一化されて、同一の中間電位（１／２ＶＣＣ）を示す。また、判定期間３においても信号ライン２０ｂに印加されているＬレベルの検査信号電圧と、信号ライン２０ｃに印加されているＨレベルの検査信号電圧が、異物Ｘによりショートすることにより、信号電圧が均一化されて、同一の中間電位（１／２ＶＣＣ）を示す。
【００３９】
したがって、判定期間２及び３における信号ライン２０ｂ、２０ｃの信号電圧は、上述したコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２によりＨレベル及びＬレベルの基準電圧と比較され、Ｈレベル（異常判別）の判定結果が出力される。このような判定結果により、判定期間２及び３における信号ライン２０ｂ、２０ｃにおいて、信号電圧が中間電位を示す異常状態が判別され、即座に信号ライン２０ｂ、２０ｃ間でショート状態が発生していることが特定される。
【００４０】
なお、上述した実施形態においては、連続する２本の信号ラインで中間電位を示す場合を検出して、信号ライン相互間がショートしている状態を判定したが、本発明は、これに限定されるものではなく、独立する１本の信号ラインにおける信号電圧が所定の検査信号電圧と一致するか否か、又は、その電圧レベルが中間電位を示すか否かを検出することにより、信号ライン単独の異常状態を判定することもできる。たとえば、検査対象となる信号ラインにＨレベルの検査信号を印加した場合に、コンパレータにより判別された信号電圧が中間電位又はＬレベルであった場合には、信号ラインがＧＮＤレベル等の低電位電源に接触した不良状態、あるいは、信号ドライバのＡＭＰの駆動能力不良等であると判定することができる。
また、上述した実施形態においては、本発明を信号ドライバ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るものではなく、走査ドライバに適用するものであってもよいし、信号ドライバ及び走査ドライバの双方に適用するものであってもよいことはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、１１又は１２記載の発明によれば、液晶表示装置の駆動回路内に、液晶表示パネルの通常動作モードと検査モードとを切り替え、バスラインに印加された信号電圧を抽出するモード切り替え手段と、検査信号をバスラインに印加する検査信号生成手段と、抽出された信号電圧に基づいて液晶表示パネルの異常状態を判定する判定手段からなる検査回路を備えたことにより、高精度のプロービング等を要求される外部検査装置を必要とすることなく、駆動回路内部で生成した検査信号を用いて、液晶表示パネルの検査を行い、その判定結果に基づいて、異常箇所を特定することができる。また、液晶画素への書き込みを行うことなく、検査を行うことができる。
したがって、液晶モジュールの段階のみならず、製品段階においても必要に応じて検査処理を実行し、液晶表示パネル内部や駆動回路の不良を電気的に検出することができるため、検査内容の判定を視覚等に依存する従来の検査方法に比較して、厳密かつ定量的な検査結果を得ることができるとともに、効率的に異常箇所の特定を行うことができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、液晶表示装置の信号ドライバに上記検査回路を設け、検査信号を、通常モードにおいても使用するＲＧＢ各信号線及びサンプル・ホールド回路を介して信号ラインに印加することにより、液晶表示パネルのみならず、信号ドライバ自体、及び、信号ドライバと液晶表示パネルとの接合部において生じる異常状態をも検査対象として検出することができるため、一層厳密かつ多様な検査処理を実行することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、サンプル・ホールド回路へのタイミングパルスの出力を制御する第１の論理回路と、信号ラインに印加された信号電圧の抽出を制御する第２の論理回路とを、モード切り替え制御線に印加されたモード切り替え信号により制御することにより、１本の制御線で通常モードと検査モードとを切り替えることができるため、簡易かつわずかな回路面積で検査処理を実行できる液晶表示装置を提供することができる。
【００４３】
また、請求項４記載の発明によれば、各信号ラインに印加された信号電圧を順次抽出して、時分割的に判定回路に出力することにより、１本のモニタ線出、複数本の信号ラインの信号電圧を判定回路に出力することができるため、簡易かつわずかな回路面積で検査処理を良好に実行できる液晶表示装置を提供することができる。
また、請求項５、６又は７記載の発明によれば、検査信号生成手段は、映像表示信号に相当する検査信号を生成し、所定のタイミングでＲＧＢの各信号線に印加する構成を有することにより、任意のパターンの検査信号を生成、出力することができるため、信号ライン単独や、隣接する信号ライン相互の異常状態を良好に検出することができる。
【００４４】
また、請求項８又は９記載の発明によれば、判定手段により各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定された基準電圧とを比較して、液晶表示パネルの異常状態を判定することにより、各信号ラインの信号電圧を厳密に判定することができるため、異常状態を容易に特定することができる。
また、請求項１０記載の発明によれば、判定手段により各信号ラインの信号電圧が、時分割的にＨレベルとＬレベル交互に反転しているか否かを検出することにより、隣接する信号ライン相互の信号電圧を判別することができるため、プローブピンを液晶表示パネルと信号ドライバの接合部に接触することなく、信号ライン相互のショート状態を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置を信号ドライバに適用した場合の一実施形態を示す回路構成図である。
【図２】動作モード切り替え回路の一例を示す回路構成図である。
【図３】検査信号生成回路の一例を示す回路構成図である。
【図４】出力電圧判定回路の一例を示す回路構成図である。
【図５】電圧レベルの判定結果が正常である場合のタイミングチャートである。
【図６】信号ライン相互間でショートが生じた状態を示す概念図である。
【図７】電圧レベルの判定結果が異常である場合のタイミングチャートである。
【図８】ＴＦＴ方式アクティブマトリクス液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】信号ドライバの出力回路部を簡略化して示した回路図である。
【図１０】サンプル・ホールド回路及びアンプ回路の具体的な構成図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示パネル
２０ 信号ドライバ
２０ａ〜２０ｃ 信号ライン
２１ シフトレジスタ
２２、２２ａ〜２２ｃ Ｓ／Ｈ
２３、２３ａ〜２３ｃ ＡＭＰ
５０、５０ａ〜５０ｃ 動作モード切り替え回路
６０ 検査信号生成回路
７０ 出力電圧判定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその検査方法に関し、特に、駆動回路や、駆動回路と液晶表示パネルとの接合部、あるいは、液晶表示パネル内部の不良箇所を、目視によらず検査する機能を備えた液晶表示装置及びその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会への急激な進展に伴って、パーソナルコンピュータのモニタや、大型ディスプレイ、テレビジョンの代替えとして液晶表示装置（ＬＣＤ）の普及が著しい。液晶表示装置は、従来ディスプレイの主流であったブラウン管（ＣＲＴ）に比較して、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有しており、今後のディスプレイの主流になるものと期待されている。そのため、更なる大画面化、高精細化された高機能な製品が求められるとともに、高品質化に対応した検査技術の確立が求められている。
【０００３】
従来の液晶表示装置の構成について、図面を参照して簡単に説明する。
図８は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下、ＴＦＴと略記する。）をスイッチング素子として利用したＴＦＴ方式アクティブマトリクス液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図８において、１０は液晶表示パネル、２０は信号ドライバ（ソースドライバともいう。）、３０は走査ドライバ（ゲートドライバともいう。）である。
液晶表示パネル１０は、マトリクス状に配置された画素電極と、画素電極にドレイン端子が接続されたＴＦＴと、マトリクスの列方向に延伸し、複数のＴＦＴのソース端子に接続された信号ライン（ソース電極線ともいう）２０ａと、マトリクスの行方向に延伸し、複数のＴＦＴのゲート端子に接続された走査ライン（ゲート電極線ともいう）３０ａと、画素電極に対向して配置され、コモン電圧Ｖcomが共通配線４０を介して印加される共通電極（対向電極ともいう。）と、画素電極と共通電極の間に液晶が充填された画素容量Ｃlcと、画素電極のドレイン端子に画素容量Ｃlcと並列に付加される蓄積容量Ｃｓにより構成される。ここで、ＴＦＴと画素容量Ｃlc、蓄積容量Ｃｓとにより液晶画素が構成される。
【０００４】
信号ドライバ２０は、図示を省略したＬＣＤコントローラから供給される水平制御信号に基づいて、映像表示信号を構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色成分の表示信号を１行単位で記憶し、対応する信号電圧を信号ライン２０ａを介して各液晶画素に印加する。
走査ドライバ３０は、ＬＣＤコントローラから供給される垂直制御信号に基づいて、各走査ライン３０ａに走査信号を順次印加して選択状態とし、上記信号ライン２０ａと交差する位置に配置された液晶画素に、上記信号ライン２０ａを介して上記信号電圧を印加する。
【０００５】
なお、図示を省略したＬＣＤコントローラは、水平クロック信号、垂直クロック信号及び同期信号に基づいて、水平制御信号及び垂直制御信号を生成して、信号ドライバ２０及び走査ドライバ３０に供給することにより、所定のタイミングで液晶画素に信号電圧を印加して、液晶表示パネル１０に所望の画像情報を表示させる制御を行う。
このような構成において、走査信号がオンとなり、選択状態にある走査ライン３０ａに接続された液晶画素に、信号ライン２０ａを介して信号電圧が印加され、画素容量Ｃlcに信号電圧とコモン電圧の電位の差が充電され、所定の表示信号に対応した表示が実現される。
【０００６】
次に、信号ドライバの出力回路部の概略構成について、図面を参照して簡単に説明する。
図９は、信号ドライバの出力回路部を簡略化して示した回路図であり、図１０は、サンプル・ホールド回路及びアンプ回路の具体的な構成図である。
図９に示すように、信号ドライバ２０は、複数段のラッチ回路を備え、基準クロックＣＫに基づいて、サンプル・ホールド動作のタイミングパルスを生成するシフトレジスタ２１と、ＲＧＢの各表示信号をサンプリング及びホールドするサンプル・ホールド回路（以下、Ｓ／Ｈと略記する）２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、液晶画素駆動用の信号電力を生成するアンプ回路（以下、ＡＭＰと略記する）２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、ＡＭＰ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ出力の信号ライン２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの印加をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３と、を有して構成されている。ここで、ＣＫは外部から入力される基準クロック、ＯＥは出力イネーブル信号である。
【０００７】
なお、図１０において、Ｓ／Ｈ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及びＡＭＰ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、説明の都合上、簡略化して示したが、具体的には図１０に示すように、２系統のＳ／Ｈ及びＡＭＰを有して構成されている。なお、ここでは、一出力回路の構成のみを示すが、同一の構成が各信号ライン毎に設けられている。
図１０に示すように、スイッチＳｗａ１とアンプＡｍｐ１とスイッチＳｗｂ１を直列に接続して構成される第１の経路には、スイッチＳｗａ１とアンプＡｍｐ１の接続点に、他端側が低電位電源（接地電位）Ｖｓｓに接続されたサンプルホールドコンデンサ（以下、Ｓ／Ｈコンデンサと略記する。）Ｃ１が接続されている。一方、スイッチＳｗａ２とアンプＡｍｐ２とスイッチＳｗｂ２を直列に接続して構成される第２の経路には、スイッチＳｗａ２とアンプＡｍｐ２の接続点に、他端側が低電位電源Ｖｓｓに接続されたＳ／ＨコンデンサＣ２が接続されている。
【０００８】
このように、信号ドライバの出力回路部は、液晶表示パネルの信号ライン１本当たり２組のＳ／Ｈコンデンサとアンプとスイッチからなる経路を有し、スイッチＳｗａ１とＳｗａ２、及び、スイッチＳｗｂ１とＳｗｂ２は、それぞれ一方がＯＮ状態のとき他方がＯＦＦ状態となるように制御され、表示信号のサンプリング動作とホールドデータ（Ｓ／ＨコンデンサＣ２に蓄積された電荷）の出力動作を交互に行うように構成されている。
【０００９】
ところで、上述したような液晶表示装置における欠陥検査は、液晶表示パネルに周辺回路部を接合して組み付けられる以前の段階では、検査装置のプローブピンを検査対象となる端子に接触させて、検査信号を印加し、それに対する液晶表示パネルの点灯、表示状態を検査担当者が目視により判定し、また、動作状態については検査装置により電気的に判定する手法が採用されている。
一方、液晶表示パネルに周辺回路部を接合して組み付けた後の段階、あるいは、同一の基板上に液晶表示パネルと周辺回路とを一体的に形成する構造を有する液晶表示装置においては、信号ドライバから液晶表示パネルに所定の表示信号を印加し、表示出力された画像パターンを検査担当者が目視にて確認することにより、あるいは、画像処理装置により視覚的に把握して欠陥の有無等を判定する手法が採用されている。
【００１０】
以下に、後者の検査方法の概略について、図９に示した信号ドライバの構成図を用いて説明する。
まず、シフトレジスタ２１にスタートパルスが入力されると、基準クロックＣＫに基づいて１段目のラッチ回路から所定のタイミングでＳ／Ｈ２２ａのサンプル・ホールド動作を制御するタイミングパルスが出力される。Ｓ／Ｈ２２ａは、このタイミングでＲ信号線に印加されているＲ表示信号の信号電圧をＳ／Ｈ２２ａ内のＳ／Ｈコンデンサに保持し、次にシフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスのタイミングで保持した信号電圧をＡＭＰ２３ａに出力する。
Ｓ／Ｈ２２ａによるＲ表示信号の信号電圧のサンプル・ホールド処理が完了すると、次にＳ／Ｈ２２ｂにタイミングパルスが出力されて、Ｇ信号線に印加されているＧ表示信号の信号電圧をＳ／Ｈ２２ｂ内にＳ／Ｈコンデンサに保持し、次のタイミングパルスで保持した信号電圧をＡＭＰ２３ｂに出力する。
【００１１】
同様のサンプル・ホールド動作をＢ表示信号についても行い、液晶表示パネル１０の１ライン分の信号電圧のサンプル・ホールド処理が完了すると、ＯＥを制御してＳＷ１〜ＳＷ３を同時にＯＮ状態に切り替え、保持された信号電圧を信号ライン２０ａ〜２０ｃ及びＴＦＴを介して液晶画素に一斉に印加する。これにより、液晶画素が印加された信号電圧に基づいて充電されて、所定の画像パターンが表示される。
したがって、ＲＧＢの各信号線に、ＲＧＢの各表示信号に替えて所定の検査信号を印加することにより、該検査信号に対応した画像パターンが液晶表示パネル１０に表示される。そして、液晶表示パネル１０に表示された画像パターンを検査担当者や画像処理装置により視覚的に把握して、欠陥の有無等を判定することにより、液晶表示装置の欠陥検査が行われている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、液晶表示パネルを周辺回路部に接合して組み付けた後の段階や、周辺回路を液晶表示パネルとともに同一の基板上に一体的に形成した液晶表示装置においては、液晶表示装置の構造上、プローブピンを液晶表示パネルと信号ドライバとの接合部等に直接接触させることができないため、信号ドライバから所定の表示信号（検査信号）を印加して、所定の画像パターンを表示させて、その表示状態を検査担当者が目視により、あるいは、画像処理装置を介して視覚的に把握することにより、液晶表示パネルや信号ドライバ自体の欠陥や不良、あるいは、液晶表示パネルと信号ドライバの接合部における隣接端子相互の短絡（ショート）等の不良を判断しなければならなかった。
したがって、上述したような検査方法においては、信号ドライバや走査ドライバ等の駆動回路（駆動用ＩＣ）内部の不良、あるいは、駆動回路と液晶表示パネル間の接合部での不良箇所を厳密に特定することができないという問題を有していた。また、検査内容が検査担当者の視覚等に依存する割合が高く、厳密かつ定量的な検査結果を得ることができないうえ、検査作業が効率的ではないという問題を有している。
【００１３】
なお、同一の基板上に液晶表示パネルと周辺回路を一体的に形成した液晶表示装置における欠陥検査については、たとえば特開平１０−２６０３９１号公報等に記載されている。特開平１０−２６０３９１号公報には、信号パッドを介して外部から検査信号を入出力する入力用バス及び出力用バスや、データバス（バスライン）に印加された信号電圧によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるＭＯＳトランジスタを周辺回路に備え、出力用バスに出力される検査信号に基づいて、ドライバの不良状態、データバスの断線、ショート状態を判定する検査方法が知られている。
しかしながら、特開平１０−２６０３９１号公報に記載された検査回路においては、検査信号を入出力する信号パッドを各データバス毎に設けなければならないうえ、入力用バスに印加する検査信号を生成し、出力用バスを介して出力される検査信号出力を判定するための外部検査装置を、上記信号パッドに接続しなければならないという問題を有している。
【００１４】
そこで、本発明は、上記問題点を解決し、外部に検査装置を必要とすることなく、液晶表示パネルや信号ドライバ自体の欠陥や不良、あるいは、液晶表示パネルと信号ドライバの接合部における不良状態を厳密かつ定量的に検出、判定することができる液晶表示装置及びその検査方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の液晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置において、前記駆動回路は、前記複数の液晶画素により構成される液晶表示パネルを通常に表示動作させる通常動作モードと、少なくとも前記液晶表示パネルの異常状態を検査する検査モードとを切り替えるとともに、前記検査モード時に、前記液晶画素に接続された前記バスラインに印加された信号電圧を抽出するモード切り替え手段と、前記検査モード時に、検査信号を生成し、前記バスラインに印加する検査信号生成手段と、前記検査モード時に、前記モード切り替え手段により抽出された前記信号電圧に基づいて、前記液晶表示パネルの異常状態を判定する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２記載の液晶表示装置は、請求項１記載の液晶表示装置において、前記駆動回路は、映像表示信号に基づく赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号が印加されるＲＧＢの各信号線と、該ＲＧＢの各信号線ごとに対応して設けられ、前記ＲＧＢの各色信号を個別に取り込み、保持する複数のサンプル・ホールド回路と、基準クロックに基づいて、前記各サンプル・ホールド回路における前記ＲＧＢの各色信号の取り込み、保持の動作タイミングを制御するタイミングパルスを生成、出力するシフトレジスタと、前記各サンプル・ホールド回路に保持された前記ＲＧＢの各色信号を駆動電力として、前記液晶画素に接続された各信号ラインに供給する複数のアンプ回路と、該各アンプ回路から前記各信号ラインへの出力タイミングを制御するスイッチ部と、を有する信号ドライバであって、前記モード切り替え手段は、前記各サンプル・ホールド回路の動作を制御するとともに、前記検査モード時に、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出し、前記検査信号生成手段は、前記検査モード時に、前記検査信号を前記ＲＧＢの各信号線に印加することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３記載の液晶表示装置は、請求項２記載の液晶表示装置において、前記モード切り替え手段は、検査モード時に、前記サンプル・ホールド回路への前記シフトレジスタからの前記タイミングパルスの出力を遮断する第１の論理回路と、前記タイミングパルスに基づいて、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出する第２の論理回路と、前記第１及び第２の論理回路の動作状態を切り替え制御するモード切り替え信号が印加されるモード切り替え制御線と、前記抽出された信号電圧を前記判定回路に出力する出力電圧モニタ線と、を有すること特徴とする。
また、請求項４記載の液晶表示装置は、請求項２又は３記載の液晶表示装置において、前記モード切り替え手段は、前記各信号ラインに印加された信号電圧を順次抽出して、時分割的に前記判定回路に出力すること特徴とする。
また、請求項５記載の液晶表示装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当する検査信号を生成し、所定のタイミングで前記ＲＧＢの各信号線に印加するものであることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６記載の液晶表示装置は、請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベル及びＬレベルの検査信号を生成し、隣接して配置された前記信号ラインに、前記Ｈレベル及びＬレベルの検査信号を交互に反転して印加するものであることを特徴とする。
また、請求項７記載の液晶表示装置は、請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第１の信号電圧生成回路と、前記映像表示信号に相当するＬレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第２の信号電圧生成回路と、前記第１及び第２の信号電圧生成回路と前記ＲＧＢの各信号線との接続状態を制御する制御信号を出力するタイミング発生回路と、を有していることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定された基準電圧とを比較し、前記信号電圧が該基準電圧を満たさないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする。
また、請求項９記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定されたＨレベル及びＬレベルの基準電圧とを比較し、前記信号電圧が前記Ｈレベル及びＬレベルのいずれにも属さないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする。
また、請求項１０記載の液晶表示装置は、請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧が、時分割的にＨレベルとＬレベル交互に反転しているか否かを検出することを特徴とする。
【００２０】
そして、請求項１１記載の液晶表示装置の検査方法は、マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置の検査方法において、前記駆動回路内に設けられた検査信号生成手段から前記バスラインに検査信号を印加して、該検査信号の信号電圧を保持する処理と、前記駆動回路内に設けられたモード切り替え手段により、前記バスラインに保持された前記検査信号の信号電圧を抽出する処理と、前記駆動回路内に設けられた判定手段により、前記抽出された信号電圧に基づいて、液晶表示パネルの異常状態を判定する処理と、を含み、前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができることを特徴とする。
また、請求項１２記載の液晶表示装置の検査方法は、請求項１１記載の液晶表示装置の検査方法において、請求項２乃至１０いずれかに記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。
すなわち、本発明に係る液晶表示装置及びその検査方法は、液晶表示パネルの駆動回路内に欠陥検査機能を備え、駆動回路本来の内部動作を利用することによって、液晶表示パネル及び駆動回路の不良状態を電気的に検出して、厳密かつ定量的な欠陥検査を行うとともに、不良箇所の特定を行うものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示装置を信号ドライバに適用した場合の一実施形態を示す回路構成図である。ここで、図９に示した従来構成と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１に示すように、本実施形態に係る信号ドライバは、従来構成として図９に示した信号ドライバの出力回路部（シフトレジスタ２１、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃ、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃ）に、モード設定信号線Ｉ／Ｏと、動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、検査信号生成回路６０と、出力電圧モニタ線ＭＬと、出力電圧判定回路７０と、モニタ等を備えた情報処理装置８０と、を有して構成されている。ここで、信号ドライバは駆動回路を構成し、動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃはモード切り替え手段を構成し、検査信号生成回路６０は検査信号生成手段を構成し、出力電圧判定回路７０は判定手段を構成する。
【００２２】
以下、各構成について具体的に説明する。
（動作モード切り替え回路）
図２は、動作モード切り替え回路の一例を示す回路構成図である。ここで、図１に示した動作モード切り替え回路５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、同一の回路構成を有しているものであるため、一出力回路部と一動作モード切り替え回路のみを示して説明する。
図２に示すように、動作モード切り替え回路５０は、各出力回路部のシフトレジスタ２１とＳ／Ｈ２２間に、第１のＡＮＤ回路５１と、第２のＡＮＤ回路５２と、反転回路（インバータ）５３と、抽出制御スイッチＳＷＥと、を有して構成されている。ここで、第１のＡＮＤ回路５１は第１の論理回路を構成し、第２のＡＮＤ回路５２、反転回路５３及び抽出制御スイッチＳＷＥは第２の論理回路を構成する。
【００２３】
ＡＮＤ回路５１は、シフトレジスタから出力されるタイミングパルスと、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号（モード切り替え信号）を入力とし、論理出力をサンプル・ホールド動作の制御信号としてＳ／Ｈ２２に供給する２入力のＡＮＤ回路である。一方、ＡＮＤ回路５２は、シフトレジスタから出力されるタイミングパルスと、インバータ５３により反転されたモード設定信号とを入力とし、論理出力をスイッチ開閉動作の制御信号として抽出制御スイッチＳＷＥに供給する２入力のＡＮＤ回路である。また、抽出制御スイッチＳＷＥは、上記ＡＮＤ回路５２からの出力に基づいて、検査モード時に信号ライン２０と出力電圧モニタ線ＭＬとの接続状態を制御する。
したがって、動作モード切り替え回路５０は、モード設定信号線Ｉ／Ｏを介して印加されるモード設定信号に基づいて、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づく制御信号を、Ｓ／Ｈ２２に供給して表示信号をサンプル・ホールドし、信号ライン２０に当該表示信号に基づく信号電圧を印加する通常の動作モードと、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づく制御信号を、抽出制御スイッチＳＷＥに供給して信号ライン２０に印加されている信号電圧を出力電圧モニタ線ＭＬに抽出（供給）する検査モード時とを切り替える機能を有している。
【００２４】
（検査信号生成回路）
図３は、検査信号生成回路の一例を示す回路構成図である。
図３において、検査信号生成回路６０は、電圧生成用の抵抗Ｒ６１と、タイミング発生器６２と、バッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２と、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３と、を有して構成されている。
電圧生成用抵抗Ｒ６１は、高電位電源ＶＣＣと低電位電源ＧＮＤとの間に接続された１以上の抵抗により構成され、各接点ＮＨ、ＮＬから取り出したＨレベル及びＬレベルの基準電圧を、それぞれバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２により所定の信号電力に増幅して検査信号として、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、又は、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３を介してＲＧＢの各信号線に出力する。
【００２５】
タイミング発生器６２は、シフトレジスタ２１に入力されるものと同等の基準クロックＣＫに基づいて、所定のタイミングパルスを生成し、出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３の開閉動作を制御する制御信号として出力する。
出力制御スイッチＳＷＨ１〜ＳＷＨ３、ＳＷＬ１〜ＳＷＬ３は、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに基づいて、Ｒ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ１とＳＷＬ１、Ｇ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ２とＳＷＬ２、Ｂ信号線に接続された出力制御スイッチＳＷＨ３とＳＷＬ３のいずれか一組のスイッチのみが駆動され、かつ、一対の出力制御スイッチＳＷＨ１とＳＷＬ１、ＳＷＨ２とＳＷＬ２、ＳＷＨ３とＳＷＬ３は互いに反転動作するように開閉動作が制御されて、ＲＧＢの各信号線に所定の電圧レベル（Ｈ／Ｌレベル）の検査信号が出力される。
したがって、検査信号生成回路６０は、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに基づいて、上述した動作モード切り替え回路５０による検査モードへの切り替えに先立って、所定のパターンで検査信号（電圧レベル）をＲＧＢの各信号線を介してＳ／Ｈ２０に出力する機能を有している。なお、検査信号生成回路６０により生成、出力される検査信号のパターンについては後述する。
【００２６】
（出力電圧判定回路）
図４は、出力電圧判定回路の一例を示す回路構成図である。
図４に示すように、出力電圧判定回路７０は、基準電圧生成用の抵抗Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７３と、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２と、シリアルＩ／Ｏ（ＳＩＯ）７４と、を有して構成されている。
基準電圧生成用抵抗Ｒ７１、Ｒ７２、Ｒ７３は、高電位電源ＶＣＣと低電位電源ＧＮＤとの間に直列接続された１以上の抵抗により構成され、各接点ＮＡ、ＮＢから取り出したＨレベル基準電圧（３／４ＶＣＣ）及びＬレベル基準電圧（１／４ＶＣＣ）を、それぞれコンパレータＣＯＭＰ１の＋入力、及び、ＣＯＭＰ２の−入力に供給する。
一方、コンパレータＣＯＭＰ１の−入力、及び、ＣＯＭＰ２の＋入力には、信号ライン２０から抽出された信号電圧が出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される。これにより、コンパレータＣＯＭＰ１は、信号ライン２０の信号電圧がＨレベル基準電圧以下の場合に、比較結果としてＨレベル（異常判別）の信号を出力し、また、コンパレータＣＯＭＰ２は、信号ライン２０の信号電圧がＬレベル基準電圧以上の場合に、比較結果としてＨレベル（異常判別）の信号を出力する。
【００２７】
すなわち、出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される信号ライン２０の信号電圧が、液晶画素を駆動する際に有効な信号レベル（Ｈレベルが３／４ＶＣＣ以上、Ｌレベルが１／４ＶＣＣ以下）の場合には、一対のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２からＬレベル（正常判別）の信号が出力され、一方、信号電圧が、１／４ＶＣＣ以上、３／４ＶＣＣ以下の中間電位の場合には、コンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２からはＨレベル（異常判別）の信号が出力される。
シリアルＩ／Ｏ７４は、一対のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２から順次出力される比較結果を、基準クロックＣＫに基づいて、判定信号として情報処理装置８０に出力する。
【００２８】
したがって、出力電圧判定回路７０は、出力電圧モニタ線ＭＬを介して供給される信号ライン２０の信号電圧の電圧レベルを判別し、当該電圧レベルが正常であるか否かを判定する機能を有している。
なお、情報処理装置８０は、シリアルＩ／Ｏ７４から出力される判定信号が、あらかじめ用意された期待値と相違する場合、すなわち、電圧異常を示すＨレベルの判定信号である場合には、図示を省略したモニタ装置等を介して異常電圧の発生を報知、表示する。なお、情報処理装置８０による出力電圧の判定処理については、後述する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る信号ドライバの動作処理について説明する。
本実施形態に係る信号ドライバは、信号ラインに所定の表示信号を印加する通常動作モードと、検査信号を印加する検査電圧印加モードと、信号ラインに印加されている信号電圧又は検査信号電圧を抽出して電圧レベルを判定する電圧レベル判定モードと、を有して動作処理を行う。以下に、各動作モードについて、上記図１から図４を適宜参照して説明する。
（通常動作モード）
まず、信号ラインに通常の表示信号を印加する通常動作モードについて説明する。
【００３０】
最初に、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号をＨレベルに保持する。このとき、図１、図２に示したように、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃのＡＮＤ回路５１の一方の入力にＨレベルのモード設定信号が印加され、また、他方の入力にシフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスが印加されるため、ＡＮＤ回路５１の論理出力は、タイミングパルスに応じてＨ／Ｌに変化し、これが制御信号としてＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに供給され、ＲＧＢの各信号線に設定されている表示信号がシフトレジスタ２１により設定されるタイミングで順次サンプル・ホールド動作を行う。また、ＡＮＤ回路５２の一方の入力にはモード設定信号が反転して印加されるため、ＡＮＤ回路５２の論理出力は常にＬレベルとなって、抽出制御スイッチＳＷＥはＯＦＦ状態となって、信号ライン２０ａ〜２０ｃと出力電圧モニタ線ＭＬとは遮断されている。
【００３１】
ここで、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃによるＲＧＢ表示信号のサンプル・ホールド動作は、具体的には、シフトレジスタ２１に入力されたスタート信号のパルスが基準クロックＣＫによって１段目のラッチに出力され、動作モード切り替え回路５０ａを選択、駆動する。そして、上述したように、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスがＳ／Ｈ２２ａに供給されて、Ｒ信号線に設定された表示信号の信号電圧がＳ／Ｈコンデンサに蓄積、保持され、次のタイミングで、ＡＭＰ２３ａに出力される。
Ｓ／Ｈ２２ａによるサンプル・ホールド動作が完了した後、次の基準クロックＣＫによってスタート信号が２段目のラッチに出力され、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスにより、動作モード切り替え回路５０ｂが選択、駆動され、タイミングパルスがＳ／Ｈ２２ｂに供給される。Ｓ／Ｈ２２ａのサンプル・ホールド動作と同様に、Ｓ／Ｈ２２ｂによりＧ信号線に設定された表示信号の信号電圧がＳ／Ｈ２２ｂ内のＳ／Ｈコンデンサに蓄積、保持される。
【００３２】
以上の同様の動作を繰り返し、全てのＳ／Ｈ（ここでは、便宜的にＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃとする）への表示信号のサンプル・ホールド動作が完了すると、出力イネーブル信号ＯＥによってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が同時にＯＮ状態に切り替わり、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに保持されていた信号電圧が、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃを介して一斉に各信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加され、画素容量が信号電圧に応じて充電されて、所定の画像パターンが表示出力される。
なお、ここでは、サンプル・ホールド動作について簡略化して示したが、実際には、従来技術において説明したように、２系統のサンプリング・ホールド回路を有しており、各経路のサンプル・ホールド回路が交互に表示信号電圧をサンプル・ホールドする動作を行っている。
【００３３】
（検査電圧印加モード）
次に、信号ラインに検査信号の信号電圧を印加する検査電圧印加モードについて説明する。
上述した通常動作モードと同様に、まず、モード設定信号線Ｉ／Ｏに印加されるモード設定信号をＨレベルに保持する。このとき、シフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスは、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃを介して、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに供給されるため、検査信号生成回路６０から出力され、ＲＧＢの各信号線に印加されている検査信号電圧がシフトレジスタ２１により設定されるタイミングでＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに順次サンプル・ホールドされる。
そして、全てのＳ／Ｈ２２ａ〜２２ｃへの検査信号電圧のサンプル・ホールド動作が完了すると、出力イネーブル信号ＯＥによってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が同時にＯＮ状態に切り替わり、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃに保持されていた検査信号電圧が、ＡＭＰ２３ａ〜２３ｃを介して一斉に信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加される。
【００３４】
ここで、ＲＧＢの各信号線に設定される検査信号は、図３に示したように、検査信号生成回路６０内の電圧生成用抵抗Ｒ６１及びバッファＢＵＦ１、ＢＵＦ２によって、通常のＲＧＢ表示信号に相当する電圧レベル（Ｈ／Ｌレベル）を有する検査信号が生成され、タイミング発生器６２から出力されるタイミングパルスに応じて、出力制御スイッチＳＷＨ１〜３、ＳＷＬ１〜３をＯＮ／ＯＦＦ動作させることにより、所定のパターンを有する検査信号をＲＧＢ各信号線に出力、設定する。
検査信号のパターンとしては、たとえば、後述する隣接して配置された信号ラインのショート状態を検出する場合には、隣接する信号ライン相互に印加される信号電圧がＨレベル及びＬレベルが交互に反転した状態になるように、出力制御スイッチＳＷＨ１〜３、ＳＷＬ１〜３を操作する。また、特定の信号ライン、あるいは、信号ドライバの出力回路部の不良状態を検出する場合には、検査対象となる信号ラインに印加する検査信号電圧を、たとえばＨレベルとし、他の信号ラインに印加する検査信号電圧を、たとえばＬレベルとなるように検査信号生成回路６０を設定する。
【００３５】
（電圧レベル判定モード）
次に、信号ラインに印加されている信号電圧又は検査信号電圧を抽出して電圧レベルを判定する電圧レベル判定モードについて、図面を参照して説明する。
図５は、電圧レベルの判定結果が正常である場合のタイミングチャートであり、図６は、信号ライン相互間でショートが生じた状態を示す概念図であり、図７は、電圧レベルの判定結果が異常である場合のタイミングチャートである。
上述したように、通常動作モード、あるいは、検査電圧印加モードにより、信号ラインに所定の信号電圧又は検査信号電圧を印加、保持した状態で、モード設定信号線Ｉ／Ｏを介してモード設定信号をＨレベルからＬレベルに切り換えると、シフトレジスタ２１においてスタート信号が基準クロックＣＫに基づいて順次シフトされ、シフトレジスタ２１から出力されるタイミングパルスは、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃ内のそれぞれの抽出制御スイッチＳＷＥに順次印加されてＯＮ状態に切り替えるため、各信号ライン２０ａ〜２０ｃと出力電圧モニタ線ＭＬが時分割的に接続されて、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃにより信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加、保持されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が順次出力電圧モニタ線ＭＬにシリアルに供給される。
【００３６】
ここで、動作モード切り替え回路５０ａ〜５０ｃ内の切り替え動作は、具体的には、ＡＮＤ回路５１の一方の入力であるモード設定信号Ｉ／ＯがＬレベルになると、その論理出力が常にＬレベルとなるため、Ｓ／Ｈ２２ａ〜２２ｃにおけるサンプル・ホールド動作は機能せず、その持点で信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が保持された状態となる。一方、ＡＮＤ回路５２の一方の入力は、モード設定信号Ｉ／Ｏがインバータ５３により反転されてＨレベルになるため、その論理出力は、シフトレジスタ２１の出力（Ｈ／Ｌ）に応じて抽出制御スイッチＳＷＥをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
したがって、シフトレジスタ２１からのタイミングパルスに基づいて、信号ライン２０ａ〜２０ｃに印加されている信号電圧、あるいは、検査信号電圧が、順次出力電圧モニタ線ＭＬに時分割的に抽出され、出力電圧判定回路７０に供給される。
【００３７】
次に、上述した電圧レベル判定モードにおいて適用される出力電圧の判定処理について説明する。
本実施形態による出力電圧の判定処理は、図４に示したように、出力電圧モニタ線ＭＬを介して出力電圧判定回路７０に取り込まれた出力電圧をコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２により基準電圧となるＨレベル（３／４ＶＣＣ）及びＬレベル（１／４ＶＣＣ）と比較し、異常電圧の有無を判定する。
すなわち、出力電圧が、Ｈレベル、又は、Ｌレベルに属する電圧レベル（３／４ＶＣＣ以上、及び、１／４ＶＣＣ以下）を有している場合には、図５に示すように、比較結果としてＬレベルの信号が出力され、Ｈレベル、又は、Ｌレベルのいずれにも属さない中間電位の電圧レベルを有している場合には、図７に示すように、比較結果としてＨレベルの信号が出力される。
【００３８】
ここで、図６に示したように、隣接する信号ライン２０ｂ、２０ｃ相互にまたがって異物Ｘが存在し、配線間ショートが発生している場合について、さらに詳しく説明する。ここで、上述したように、検査信号生成回路６０により、隣接する信号ライン相互に印加される検査信号電圧が交互に反転するように、たとえば奇数ラインにＨレベル、偶数ラインにＬレベルが印加されるように設定されているものとする。
この場合、出力電圧判定回路７０による判定期間２において信号ライン２０ｂに印加されているＨレベルの検査信号電圧と、信号ライン２０ｃに印加されているＬレベルの検査信号電圧が、異物Ｘによりショートすることにより、図７に示すように、信号電圧が均一化されて、同一の中間電位（１／２ＶＣＣ）を示す。また、判定期間３においても信号ライン２０ｂに印加されているＬレベルの検査信号電圧と、信号ライン２０ｃに印加されているＨレベルの検査信号電圧が、異物Ｘによりショートすることにより、信号電圧が均一化されて、同一の中間電位（１／２ＶＣＣ）を示す。
【００３９】
したがって、判定期間２及び３における信号ライン２０ｂ、２０ｃの信号電圧は、上述したコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２によりＨレベル及びＬレベルの基準電圧と比較され、Ｈレベル（異常判別）の判定結果が出力される。このような判定結果により、判定期間２及び３における信号ライン２０ｂ、２０ｃにおいて、信号電圧が中間電位を示す異常状態が判別され、即座に信号ライン２０ｂ、２０ｃ間でショート状態が発生していることが特定される。
【００４０】
なお、上述した実施形態においては、連続する２本の信号ラインで中間電位を示す場合を検出して、信号ライン相互間がショートしている状態を判定したが、本発明は、これに限定されるものではなく、独立する１本の信号ラインにおける信号電圧が所定の検査信号電圧と一致するか否か、又は、その電圧レベルが中間電位を示すか否かを検出することにより、信号ライン単独の異常状態を判定することもできる。たとえば、検査対象となる信号ラインにＨレベルの検査信号を印加した場合に、コンパレータにより判別された信号電圧が中間電位又はＬレベルであった場合には、信号ラインがＧＮＤレベル等の低電位電源に接触した不良状態、あるいは、信号ドライバのＡＭＰの駆動能力不良等であると判定することができる。
また、上述した実施形態においては、本発明を信号ドライバ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るものではなく、走査ドライバに適用するものであってもよいし、信号ドライバ及び走査ドライバの双方に適用するものであってもよいことはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、１１又は１２記載の発明によれば、液晶表示装置の駆動回路内に、液晶表示パネルの通常動作モードと検査モードとを切り替え、バスラインに印加された信号電圧を抽出するモード切り替え手段と、検査信号をバスラインに印加する検査信号生成手段と、抽出された信号電圧に基づいて液晶表示パネルの異常状態を判定する判定手段からなる検査回路を備えたことにより、高精度のプロービング等を要求される外部検査装置を必要とすることなく、駆動回路内部で生成した検査信号を用いて、液晶表示パネルの検査を行い、その判定結果に基づいて、異常箇所を特定することができる。また、液晶画素への書き込みを行うことなく、検査を行うことができる。
したがって、液晶モジュールの段階のみならず、製品段階においても必要に応じて検査処理を実行し、液晶表示パネル内部や駆動回路の不良を電気的に検出することができるため、検査内容の判定を視覚等に依存する従来の検査方法に比較して、厳密かつ定量的な検査結果を得ることができるとともに、効率的に異常箇所の特定を行うことができる。
【００４２】
請求項２記載の発明によれば、液晶表示装置の信号ドライバに上記検査回路を設け、検査信号を、通常モードにおいても使用するＲＧＢ各信号線及びサンプル・ホールド回路を介して信号ラインに印加することにより、液晶表示パネルのみならず、信号ドライバ自体、及び、信号ドライバと液晶表示パネルとの接合部において生じる異常状態をも検査対象として検出することができるため、一層厳密かつ多様な検査処理を実行することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、サンプル・ホールド回路へのタイミングパルスの出力を制御する第１の論理回路と、信号ラインに印加された信号電圧の抽出を制御する第２の論理回路とを、モード切り替え制御線に印加されたモード切り替え信号により制御することにより、１本の制御線で通常モードと検査モードとを切り替えることができるため、簡易かつわずかな回路面積で検査処理を実行できる液晶表示装置を提供することができる。
【００４３】
また、請求項４記載の発明によれば、各信号ラインに印加された信号電圧を順次抽出して、時分割的に判定回路に出力することにより、１本のモニタ線出、複数本の信号ラインの信号電圧を判定回路に出力することができるため、簡易かつわずかな回路面積で検査処理を良好に実行できる液晶表示装置を提供することができる。
また、請求項５、６又は７記載の発明によれば、検査信号生成手段は、映像表示信号に相当する検査信号を生成し、所定のタイミングでＲＧＢの各信号線に印加する構成を有することにより、任意のパターンの検査信号を生成、出力することができるため、信号ライン単独や、隣接する信号ライン相互の異常状態を良好に検出することができる。
【００４４】
また、請求項８又は９記載の発明によれば、判定手段により各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定された基準電圧とを比較して、液晶表示パネルの異常状態を判定することにより、各信号ラインの信号電圧を厳密に判定することができるため、異常状態を容易に特定することができる。
また、請求項１０記載の発明によれば、判定手段により各信号ラインの信号電圧が、時分割的にＨレベルとＬレベル交互に反転しているか否かを検出することにより、隣接する信号ライン相互の信号電圧を判別することができるため、プローブピンを液晶表示パネルと信号ドライバの接合部に接触することなく、信号ライン相互のショート状態を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置を信号ドライバに適用した場合の一実施形態を示す回路構成図である。
【図２】動作モード切り替え回路の一例を示す回路構成図である。
【図３】検査信号生成回路の一例を示す回路構成図である。
【図４】出力電圧判定回路の一例を示す回路構成図である。
【図５】電圧レベルの判定結果が正常である場合のタイミングチャートである。
【図６】信号ライン相互間でショートが生じた状態を示す概念図である。
【図７】電圧レベルの判定結果が異常である場合のタイミングチャートである。
【図８】ＴＦＴ方式アクティブマトリクス液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】信号ドライバの出力回路部を簡略化して示した回路図である。
【図１０】サンプル・ホールド回路及びアンプ回路の具体的な構成図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示パネル
２０ 信号ドライバ
２０ａ〜２０ｃ 信号ライン
２１ シフトレジスタ
２２、２２ａ〜２２ｃ Ｓ／Ｈ
２３、２３ａ〜２３ｃ ＡＭＰ
５０、５０ａ〜５０ｃ 動作モード切り替え回路
６０ 検査信号生成回路
７０ 出力電圧判定回路
Claims (12)
- マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置において、
前記駆動回路は、
前記複数の液晶画素により構成される液晶表示パネルを通常に表示動作させる通常動作モードと、少なくとも前記液晶表示パネルの異常状態を検査する検査モードとを切り替えるとともに、前記検査モード時に、前記液晶画素に接続された前記バスラインに印加された信号電圧を抽出するモード切り替え手段と、
前記検査モード時に、検査信号を生成し、前記バスラインに印加する検査信号生成手段と、
前記検査モード時に、前記モード切り替え手段により抽出された前記信号電圧に基づいて、前記液晶表示パネルの異常状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができる
ことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記駆動回路は、映像表示信号に基づく赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色信号が印加されるＲＧＢの各信号線と、該ＲＧＢの各信号線ごとに対応して設けられ、前記ＲＧＢの各色信号を個別に取り込み、保持する複数のサンプル・ホールド回路と、基準クロックに基づいて、前記各サンプル・ホールド回路における前記ＲＧＢの各色信号の取り込み、保持の動作タイミングを制御するタイミングパルスを生成、出力するシフトレジスタと、前記各サンプル・ホールド回路に保持された前記ＲＧＢの各色信号を駆動電力として、前記液晶画素に接続された各信号ラインに供給する複数のアンプ回路と、該各アンプ回路から前記各信号ラインへの出力タイミングを制御するスイッチ部と、を有する信号ドライバであって、
前記モード切り替え手段は、前記各サンプル・ホールド回路の動作を制御するとともに、前記検査モード時に、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出し、
前記検査信号生成手段は、前記検査モード時に、前記検査信号を前記ＲＧＢの各信号線に印加することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。 - 前記モード切り替え手段は、検査モード時に、前記サンプル・ホールド回路への前記シフトレジスタからの前記タイミングパルスの出力を遮断する第１の論理回路と、前記タイミングパルスに基づいて、前記各信号ラインに印加された信号電圧を抽出する第２の論理回路と、前記第１及び第２の論理回路の動作状態を切り替え制御するモード切り替え信号が印加されるモード切り替え制御線と、前記抽出された信号電圧を前記判定回路に出力する出力電圧モニタ線と、を有すること特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
- 前記モード切り替え手段は、前記各信号ラインに印加された信号電圧を順次抽出して、時分割的に前記判定回路に出力すること特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
- 前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当する検査信号を生成し、所定のタイミングで前記ＲＧＢの各信号線に印加するものであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベル及びＬレベルの検査信号を生成し、隣接して配置された前記信号ラインに、前記Ｈレベル及びＬレベルの検査信号を交互に反転して印加するものであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記検査信号生成手段は、前記映像表示信号に相当するＨレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第１の信号電圧生成回路と、前記映像表示信号に相当するＬレベルの検査信号を生成し、前記ＲＧＢの各信号線に出力する第２の信号電圧生成回路と、前記第１及び第２の信号電圧生成回路と前記ＲＧＢの各信号線との接続状態を制御する制御信号を出力するタイミング発生回路と、を有していることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定された基準電圧とを比較し、前記信号電圧が該基準電圧を満たさないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧と、あらかじめ設定されたＨレベル及びＬレベルの基準電圧とを比較し、前記信号電圧が前記Ｈレベル及びＬレベルのいずれにも属さないとき、前記液晶表示パネルの異常と判定することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記判定手段は、前記モード切り替え手段により抽出される各信号ラインの信号電圧が、時分割的にＨレベルとＬレベル交互に反転しているか否かを検出することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
- マトリクス状に配列された複数の液晶画素に接続された複数のラインと、前記液晶画素を駆動するための信号電圧を印加する駆動回路と、前記信号電圧が印加されるバスラインとを有する液晶表示装置の検査方法において、
前記駆動回路内に設けられた検査信号生成手段から前記バスラインに検査信号を印加して、該検査信号の信号電圧を保持する処理と、
前記駆動回路内に設けられたモード切り替え手段により、前記バスラインに保持された前記検査信号の信号電圧を抽出する処理と、
前記駆動回路内に設けられた判定手段により、前記抽出された信号電圧に基づいて、液晶表示パネルの異常状態を判定する処理と、
を含み、
前記液晶画素への書き込みを行うことなく、前記各ライン間の短絡検査を行うことができる
ことを特徴とする液晶表示装置の検査方法。 - 請求項２乃至１０のいずれかに記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置の検査方法。
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