JP5154386B2 - 駆動回路および表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自己検出・自己修復を行う機能を有する駆動回路を備える表示装置に関するものである。
液晶表示装置等では、半導体集積回路(LSI)で構成された駆動回路を表示パネルに複数実装し、駆動回路が表示パネルに階調電圧を出力することで、表示を行っている。
このような表示装置において、駆動回路に不具合が生じた場合、表示不良として、ユーザに直接認識される。このような不具合が生じた場合、表示装置のメーカーは迅速に不具合箇所の修理を行う必要があり、できればユーザが表示装置を使用している場所にて短時間で修理を終えることが望ましい。表示信号を処理するようなコントロール基板であれば、表示パネルとコネクタで接続されているため交換は容易である。しかしながら、駆動回路は、コネクタ等を介さずに表示パネルに直接接続されているため、ユーザが表示装置を使用している場所での交換は困難である。
さらに、駆動回路を表示パネルと一体化した製品においては、製品完成後に駆動回路を交換または修理することは困難である。
このため、特許文献1では、表示パネルに駆動回路を一体化した製品の駆動回路に冗長性を持たせ、製品完成後においても駆動回路を修復可能とする技術が開示されている。また、特許文献1では、駆動回路内に予備の出力回路を設け、駆動回路内の1つの出力回路の出力と予備の出力回路の出力とを比較し、それらの出力が互いに等しいかを判断することにより、出力回路が正常である事を確認する自己検出を行うと共に、この自己検出中、検出対象の出力回路の代わりに予備の出力回路で、表示パネルの駆動を行う技術も開示されている。
特表2004−511022号公報(2004年4月8日公開)
特許文献1においては、検出対象の出力回路を表示パネルから切り離し、表示パネルの駆動を予備の出力回路によって行うと共に、予備の出力回路の出力と、検出対象の出力回路の出力とを比較して、検出対象の出力回路の良否を判定している。しかしながら、検出対象の出力回路と、予備の出力回路には表示を行うための階調データが同時に入力されるため、比較のためのデータは限られてしまう。
特許文献1に記載の技術では、アナログクランプ電圧を選択して出力する場合は、表示データから一部のデータを比較して、予備の出力回路の出力と、検出対象の出力回路の出力との差を検出する事は可能であると考えられる。一方、デジタルデータによる多階調化を行った駆動回路においては、デジタルデータに対応する階調電圧を出力するDA変換回路(DAC回路)が必要になり、256階調表示の駆動回路では256の階調データを選択するDA変換回路が必要である。DAC回路の不具合を検出するためには、256の階調電圧が出力される全ての入力データについて比較する必要がある為、検出対象の出力回路と予備の出力回路とが表示パネルの駆動を行わない状態にして、表示データに関係のないデータを、検出対象の出力回路と予備の出力回路とに与えて、不具合の検出を行う必要がある。
しかしながら、出力回路の不具合の検出を行うために、検出対象の出力回路と予備の出力回路とが表示パネルの駆動を行わない状態にすると、検出対象の出力回路が駆動を行うべき表示パネルのデータラインは駆動されないため、表示不良が発生してしまう。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示不良を発生させることなく表示パネルの駆動を行いながら、出力回路の不具合を検出可能な駆動回路を実現することにある。
本発明に係る駆動回路は、上記課題を解決するために、表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、p個以上(pは1以上n以下の自然数)の第2の出力回路と、上記出力端子に接続されず、入力データを映像信号に変換する第3の出力回路と、上記第1の出力回路からp個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からp個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、選択された第1の出力回路からの映像信号と、上記第3の出力回路からの映像信号とを比較する比較手段と、当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え、上記映像信号が階調電圧であり、上記第1〜第3の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、上記比較手段は、上記選択された第1の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第3の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴としている。
上記の構成によれば、第1の出力回路は、出力端子に切り離し可能に接続されており、切替手段により、通常動作時には、全ての第1の出力回路がデータラインに接続され、第2の出力回路はデータラインに接続されていない。一方、自己検出時には、切替手段により、選択された第1の出力回路と出力端子との接続が切り離され、第2の出力回路が出力端子と接続される。このとき、比較手段は、出力端子から切り離された状態の選択された第1の出力回路からの映像信号と第3の出力回路からの映像信号とを比較して、判定手段が、その比較結果に基づき、選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する。
すなわち、自己検出時には、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とが出力端子に接続され、これらの出力回路が表示パネルを駆動する。このように、検出対象となる選択された第1の出力回路の代わりに、第2の出力回路が表示パネルの駆動を行うので、表示不良を発生させることなく表示パネルの駆動を行いながら、出力回路の不具合を検出可能な駆動回路を実現できるという効果を奏する。
さらに、上記の構成によれば、第1の出力回路が備えるオペアンプを比較手段として利用できるので、比較手段を第1の出力回路と別途設ける必要がない。したがって、駆動回路の面積を小さくすることができる。
本発明に係る駆動回路では、上記切替手段は、q番目からq+p−1番目(q+p−1はn以下の自然数)の上記第1の出力回路が選択された場合、r番目(rはq未満の自然数)の上記出力端子にr番目の上記第1の出力回路を接続すると共に、s番目(sはq以上n−p以下の自然数)の上記出力端子に、s+p番目の上記第1の出力回路を接続し、t番目(tはn−pより大きくn以下の自然数)の上記出力端子に、上記第2の出力回路を接続することが好ましい。
上記の構成によれば、例えば、第1の出力回路が1つ選択された場合(p=1)、自己検出時に、選択された第1の出力回路の次列の出力回路から最後列の出力回路までの各出力回路は、選択された第1の出力回路から最後列の出力回路の前列の出力回路までの各出力回路が通常駆動時に接続される各出力端子に、映像信号を出力する。また、自己検出時に第2の出力回路は、最後列の出力回路が通常駆動時に接続される出力端子に、映像信号を出力する。すなわち、選択された第1の出力回路が通常駆動時に接続される出力端子から最後列の前列の出力端子には、通常駆動時に接続される出力回路の隣の出力回路が接続され、最後列の出力端子には、第2の出力回路が接続される。これにより、自己検出時においても、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とで、表示不良を生じさせることなく表示パネルの駆動を行うことができる。
本発明に係る駆動回路では、上記切替手段は、上記選択された第1の出力回路が接続を切り離した出力端子と上記第2の出力回路とを接続することが好ましい。
上記の構成によれば、自己検出時に第2の出力回路は、選択された第1の出力回路が通常駆動時に接続される出力端子に、映像信号を出力する。したがって、自己検出時においても、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とで、表示不良を生じさせることなく表示パネルの駆動を行うことができる。
本発明に係る駆動回路では、上記入力データが供給されるデータバスを介して、上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力する制御手段を備え、上記制御手段は、上記選択された第1の出力回路に入力される入力データと、上記第3の出力回路に入力される入力データとが異なる値の入力データとなるように制御することが好ましい。
本発明に係る駆動回路では、上記データバスは、第1〜第3のデータバスから構成され、上記制御手段は、上記第1のデータバスを介して、上記選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と上記第2の出力回路とに上記入力データを入力し、上記第2のデータバスを介して、上記選択された第1の出力回路に上記入力データを入力し、上記第3のデータバスを介して、上記第3の出力回路に上記入力データを入力することが好ましい。
上記の構成によれば、第2のデータバスと第3のデータバスとを介して、自己検出のための入力データを供給することができる。したがって、1つのデータバスを介して入力データを供給する場合に比べ、自己検出のための時間を短縮することができる。
本発明に係る駆動回路では、上記制御手段は、1つのデータバスを介して上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力することが好ましい。
上記の構成によれば、データバスを複数設ける場合に比べ、駆動回路の面積を小さくすることができる
発明に係る駆動回路では、上記第3の出力回路は、上記コンパレータとして動作するオペアンプに接続されることが好ましい。
上記の構成によれば、オペアンプによって、選択された第1の出力回路からの階調電圧と第3の出力回路からの階調電圧とを比較することができる。
本発明に係る駆動回路では、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記出力端子と接続されているときに、ボルテージフォロワとして動作することが好ましい。
本発明に係る駆動回路では、上記判定手段は、上記選択された第1の出力回路および上記第3の出力回路にそれぞれ入力される入力データに対応する、上記比較手段からの比較結果を期待値として記憶しており、上記比較結果と上記期待値とが異なる場合に、上記選択された第1の出力回路を不良であると判定することが好ましい。
例えば、選択された第1の出力回路に階調mの入力信号を入力し、第3の出力回路に階調m+1の入力信号を入力する。なお、階調mの階調電圧は、階調m+1の階調電圧よりも低い電圧である。ここで、選択された第1の出力回路が正常であれば、比較手段は、第3の出力回路から入力した階調電圧の方が高いことを示す信号を出力する。一方、選択された第1の出力回路に欠陥があり、階調mの信号を入力しても、選択された第1の出力回路は高い階調電圧しか出力できない場合、比較手段は、選択された第1の出力回路より入力した階調電圧の方が高いことを示す信号を出力する。
このように、比較手段は、選択された第1の出力回路および第3の出力回路より出力される階調電圧を比較し、選択された第1の出力回路に欠陥がある場合とない場合とにおいて、異なる値の信号を出力する。また、判定手段は、比較手段より出力された信号より、選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する。具体的には、上述したような、選択された第1の出力回路に階調mの入力信号を入力し、第3の出力回路に階調m+1の入力信号を入力した場合に、選択された第1の出力回路からの階調電圧が高いことを示す信号を、比較手段より入力したときは、選択された第1の出力回路は不良であると判定する。一方、第3の出力回路からの階調電圧が高いことを示す信号を、比較手段より入力した場合は、判定手段は、選択された第1の出力回路は不良でないと判定する。
これにより、容易に出力回路の欠陥を検出でき、出力回路に欠陥があった場合に自己修復できる。
本発明に係る駆動回路は、表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、u個以上(uは2以上n以下の偶数)の第2の出力回路と、上記第1の出力回路からu個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からu個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、選択された第1の出力回路のうち任意の2つを第1の選択出力回路および第2の選択出力回路として、上記第1の選択出力回路からの映像信号と、上記第2の選択出力回路の映像信号とを比較する比較手段と、当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え、上記映像信号が階調電圧であり、上記第1の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、上記比較手段は、上記第1の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第2の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴としている。
上記の構成によれば、第1の出力回路は、出力端子に切り離し可能に接続されており、切替手段により、通常動作時には、全ての第1の出力回路が出力端子に接続され、第2の出力回路は出力端子に接続されていない。一方、自己検出時には、切替手段により、選択されたu個の第1の出力回路と出力端子との接続が切り離され、u個の第2の出力回路が出力端子と接続される。このとき、比較手段は、出力端子から切り離された状態の選択された第1の出力回路のうち第1の選択出力回路と第2の選択出力回路とからの2つの映像信号を比較して、判定手段が、その比較結果に基づき、選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する。
すなわち、自己検出時には、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とが出力端子に接続され、これらの出力回路が表示パネルを駆動する。このように、検出対象となる選択された第1の出力回路の代わりに、第2の出力回路が表示パネルの駆動を行うので、表示不良を発生させることなく表示パネルの駆動を行いながら、出力回路の不具合を検出可能な駆動回路を実現できるという効果を奏する。
さらに、上記の構成によれば、第1の出力回路が備えるオペアンプを比較手段として利用できるので、比較手段を第1の出力回路と別途設ける必要がない。したがって、駆動回路の面積を小さくすることができる。
本発明に係る駆動回路では、上記切替手段は、v番目からv+u−1番目(v+u−1はn以下の自然数)の上記出力回路が選択された場合、w番目(wはv未満の自然数)の上記出力端子にw番目の上記第1の出力回路を接続すると共に、x番目(xはv以上n−u以下の自然数)の上記出力端子に、x+u番目の上記第1の出力回路を接続し、y番目(yはn−uより大きくn以下の自然数)の上記出力端子に、上記第2の出力回路を接続することが好ましい。
上記の構成によれば、例えば、第1の出力回路が2つ選択された場合(u=2)、自己検出時に、選択された第1の出力回路のうちの後列側の次列の出力回路から最後列の出力回路までの各出力回路は、選択された第1の出力回路から最後列の出力回路の前々列の出力回路までの各出力回路が通常駆動時に接続される各出力端子に、映像信号を出力する。また、自己検出時に2つの第2の出力回路は、最後列の出力回路とその前列の出力回路とが通常駆動時に接続される出力端子に、映像信号を出力する。すなわち、選択された第1の出力回路が通常駆動時に接続される出力端子から最後列の前々列までの出力端子には、通常駆動時に接続される出力回路の2つ隣の出力回路が接続され、最後列とその前列の出力端子には、第2の出力回路が接続される。これにより、自己検出時においても、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とで、表示不良を生じさせることなく表示パネルの駆動を行うことができる。
本発明に係る駆動回路では、上記切替手段は、上記選択された第1の出力回路が接続を切り離した出力端子と上記第2の出力回路とを接続することが好ましい。
上記の構成によれば、自己検出時に第2の出力回路は、選択された第1の出力回路が通常駆動時に接続される出力端子に、映像信号を出力する。したがって、自己検出時においても、選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と第2の出力回路とで、表示不良を生じさせることなく表示パネルの駆動を行うことができる。
本発明に係る駆動回路では、上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力する制御手段を備え、上記制御手段は、上記第1の選択出力回路に入力される入力データと、上記第2の選択出力回路に入力される入力データとが異なる値の入力データとなるように制御することが好ましい
発明に係る駆動回路では、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記出力端子と接続されているときに、ボルテージフォロワとして動作することが好ましい。
本発明に係る駆動回路では、上記判定手段は、上記第1の選択出力回路と上記第2の選択出力回路とに入力される入力データに対応する、上記比較手段からの比較結果を期待値として記憶しており、上記比較結果と上記期待値とが異なる場合に、上記選択された第1の出力回路を不良であると判定することが好ましい。
例えば、第1の選択出力回路に階調mの入力信号を入力し、第2の選択出力回路に階調m+1の入力信号を入力する。なお、階調mの階調電圧は、階調m+1の階調電圧よりも低い電圧である。ここで、第1の選択出力回路が正常であれば、比較手段は、第2の選択出力回路から入力した階調電圧の方が高いことを示す信号を出力する。一方、選択された第1の出力回路のいずれかに欠陥があり、階調mの信号を入力しても、選択された第1の出力回路は高い階調電圧しか出力できない場合、比較手段は、選択された第1の出力回路より入力した階調電圧の方が高いことを示す信号を出力する。
このように、比較手段は、第1の選択出力回路および第2の選択出力回路より出力される階調電圧を比較し、選択された第1の出力回路いずれかに欠陥がある場合とない場合とにおいて、異なる値の信号を出力する。また、判定手段は、比較手段より出力された信号より、選択された第1の出力回路のいずれかが不良か否かを判定する。具体的には、上述したような、第1の選択出力回路に階調mの入力信号を入力し、第2の選択出力回路に階調m+1の入力信号を入力した場合に、第1の選択出力回路からの階調電圧が高いことを示す信号を、比較手段より入力したときは、選択された第1の出力回路のいずれかが不良であると判定する。一方、第2の選択出力回路からの階調電圧が高いことを示す信号を、比較手段より入力した場合は、判定手段は、選択された第1の出力回路は不良でないと判定する。
これにより、容易に出力回路の欠陥を検出でき、出力回路に欠陥があった場合に自己修復できる。
本発明に係る駆動回路では、上記第1の出力回路は、上記入力データを時分割で取り込んで保持するサンプリング回路と、上記サンプリング回路に保持された入力データを時分割で取り込んで上記デジタルアナログコンバータに出力するホールド回路とを備え、上記制御手段は、通常駆動時に、上記サンプリング回路に上記入力データを入力し、自己検出時に、上記選択された第1の出力回路のデジタルアナログコンバータに上記入力データを入力してもよい。
本発明に係る表示装置は、上記駆動回路を備えていることを特徴としている。
上記の構成によれば、表示不良を発生させることなく表示を行いながら、駆動回路の出力回路の不具合を検出可能な表示装置を実現できる
本発明に係る駆動装置は、以上のように、表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、p個以上(pは1以上n以下の自然数)の第2の出力回路と、上記出力端子に接続されず、入力データを映像信号に変換する第3の出力回路と、上記第1の出力回路からp個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からp個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、選択された第1の出力回路からの映像信号と、上記第3の出力回路からの映像信号とを比較する比較手段と、当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え、上記映像信号が階調電圧であり、上記第1〜第3の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、上記比較手段は、上記選択された第1の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第3の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴としている。
本発明に係る駆動回路は、以上のように、表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、u個以上(uは2以上n以下の偶数)の第2の出力回路と、上記第1の出力回路からu個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からu個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、選択された第1の出力回路のうち任意の2つを第1の選択出力回路および第2の選択出力回路として、上記第1の選択出力回路からの映像信号と、上記第2の選択出力回路の映像信号とを比較する比較手段と、当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え、上記映像信号が階調電圧であり、上記第1の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、上記比較手段は、上記第1の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第2の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴としている
たがって、表示不良を発生させることなく表示パネルの駆動を行いながら、出力回路の不具合を検出できるという効果を奏する。
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔実施形態1〕
本発明の第1の実施形態について、図1〜図13を参照して以下に説明する。
(液晶テレビジョン400)
表示用駆動回路を使用した表示装置の代表的なものとしては液晶テレビに代表される薄型テレビを挙げることが出来る。液晶テレビ(液晶表示装置)は、表示パネルに半導体集積回路(LSI)で作成した駆動回路を複数実装し、表示を行っている。このような表示装置において、表示駆動用回路に不具合が生じた場合、直接表示不良として、ユーザに認識される。このような不具合が生じた場合、迅速に不具合箇所の修理を行う必要があり、できればユーザが使用している場所にて短時間で修理を終えることが望ましい。表示信号を処理するようなコントロール基板であれば、表示パネルとコネクタで接続されているため交換は容易であるが、表示駆動用回路はコネクタ等で接続されておらず、表示パネルに直接接続されているため、ユーザが製品を使用している場所での交換は困難である。
このため、本出願人は、表示駆動用回路自身の不具合に対する自己診断自己修復機能(自己検出および自己修復機能)を有する駆動回路を提案している(例えば、特願2007−302289、特願2008−048639、特願2008−048640、特願2008−054130、特願2008−130848、特願2008−246724、特願2008−246725、特願2008−246726、および特願2008−246727:いずれも本願出願前の確認時点で未公開)。
図1は、本発明に係る液晶テレビジョン400の構成を示すブロックを示す。同図に示すとおり、液晶テレビジョン400は、TFT−LCDモジュール(表示装置)90、スイッチボタン401、DVD装置402、HDD装置403、およびDVD・HDD制御装置404を含んで構成される。さらに、表示装置90は、ソースドライバ(駆動回路)10、TFT−LCDパネル(表示パネル)80、ゲートドライバ99、およびコントローラ100とを備えている。そして、ソースドライバ10が、上述の自己検出および自己修復機能を有する表示用駆動用回路である。
(表示装置90の構成)
図2を参照して、本実施形態に係る表示装置90の概略構成を説明する。図2は、図1に示す表示装置90の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、表示装置90は、表示パネル80と、外部より入力される階調データに基づき表示パネル80を駆動する表示駆動用回路(以下、駆動回路とする)20とを備えている。また、駆動回路20は、切替回路60(切替手段)、切替回路61(制御手段)、出力回路ブロック30(第1の出力回路)、予備出力回路ブロック40(第2の出力回路)、参照出力回路ブロック41(第3の出力回路)、および比較判定回路50(比較手段、判定手段、自己検出・自己修復手段)を備えている。また、表示パネル80は、駆動回路20からの階調電圧が印加される画素70を備えている。後述するように、出力回路ブロック30は、階調データが供給されるデータバスに並列に接続されるn(nは偶数)列の出力回路を備えている。
(表示装置90の基本動作)
次に、表示装置90における基本動作を説明する。表示装置90は、外部より入力された階調データを、駆動回路20が階調電圧(出力信号)に変換し、表示パネル80が、この階調電圧に基づいて映像を表示する通常動作を行うと共に、駆動回路20が、出力回路ブロック30が不良か否かを検出し、出力回路ブロック30に不良の出力回路があった場合に、駆動回路20が自身を自己修復する自己検出修復動作とを行う。
以下に、駆動回路20が行う自己検出修復動作の概略について説明する。まず、自己検出修復動作を行う場合、切替回路61は、出力回路ブロック30から1つの出力回路を選択し、当該出力回路にテスト用階調データを入力するとともに、参照出力回路ブロック41に参照用階調データを入力する。テスト用階調データと参照用階調データとは、互いに異なったデータである。
この時、上記選択した出力回路は表示パネル80を駆動しないように、画素70との接続が切断される。代わりに切替回路60、61を使用して、出力回路ブロック30の残りの出力回路と予備出力回路ブロック40とが画素70に接続されるように、接続状態を変更する。これにより、自己検出修復動作を行う間も、表示パネル80の駆動を継続して行うことができる。
上記選択した出力回路は、入力されたテスト用階調データをテスト用出力信号に変換し、比較判定回路50に出力する。また、参照出力回路ブロック41は、入力された参照用階調データを参照出力信号に変換し、比較判定回路50に出力する。比較判定回路50は、テスト用出力信号と参照出力信号との大小を比較し、当該大小関係が、上記異なったデータに対して予め設定したものであるかを確認し、選択した出力回路が不良か否かを判定する。
切替回路61による出力回路の選択を順次切り替えて同様の判定を行い、出力回路ブロック30内の全ての出力回路について不良か否かを判定する。
さらに、比較判定回路50は、出力回路ブロック30が不良か否かを示す判定結果を、切替回路61および切替回路60に出力する。切替回路61は、比較判定回路50からの判定結果に基づいて、外部からの階調データの出力先を切り替える。一方、切替回路60は、出力回路ブロック30および予備出力回路ブロック40の各々より階調電圧が入力され、比較判定回路からの判定結果に基づいて、入力された階調電圧の中から、表示パネル80に出力する階調電圧を選択する。
より具体的に説明すると、切替回路61は、出力回路ブロック30の選択した出力回路が不良であることを示す判定結果が入力されると、不良と判定された出力回路の使用を中止する。このとき、選択した出力回路に通常動作時に入力されていた階調データは、次列の出力回路に入力され、当該次列の出力回路に通常動作時に入力されていた階調データは、さらに次列の出力回路に入力されている。同様に、階調データは通常動作時に入力されていた出力回路の次列の出力回路に入力され、最後列の出力回路に通常動作時に入力されていた階調データは、予備出力回路ブロック40に入力されている。
切替回路61が、この接続状態を維持することにより、駆動回路20は、出力回路ブロック30のいずれかの出力回路が不良になったとしても、不良と判定された出力回路の代わりに予備出力回路ブロックを用いて、正常な階調電圧を表示パネル80に出力することが可能となる。
以上のように、本実施形態の駆動回路20は、比較判定回路50、切替回路60および切替回路61を備えることによって、自身の不具合を検出し、さらに、自身の不具合を自己修復することが可能となる。言い換えれば、駆動回路20は、自身の不具合を検出し、さらに、自身の不具合を自己修復する自己検出・自己修復回路(自己検出・自己修復手段)を備えている。
(駆動回路20の構成)
図3を参照して、本実施形態の駆動回路20の構成について説明する。図3は、駆動回路20の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、駆動回路20は、階調データ入力端子(図示しない)より、データバスを介して、n個の液晶駆動用信号出力端子OUT1〜OUTn(以下、本実施形態において総称する場合は、出力端子OUTとする)のそれぞれに対応する階調データを入力するn個のサンプリング回路6−1〜6−n(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング回路6とする)と、n個のホールド回路7−1〜7−n(以下、本実施形態において総称する場合は、ホールド回路7とする)と、階調データを階調電圧信号に変換するn個のDAC回路8−1〜8−n、予備のDAC回路8−B(以下、本実施形態において総称する場合は、DAC回路8とする)、および参照用階調データを参照出力信号に変換する参照用DAC回路8−Aと、DAC回路8からの階調電圧信号に対するバッファー回路の役割を有するn個のオペアンプ1−1〜1−nおよび予備のオペアンプ1−B(以下、本実施形態において総称する場合は、オペアンプ1とする)と、n個の判定回路3−1〜3−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定回路3とする)と、n個の判定フラグ4−1〜4−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定フラグ4とする)と、n個のプルアップ・プルダウン回路5−1〜5−n(以下、本実施形態において総称する場合は、プルアップ・プルダウン回路5とする)とを備えている。
さらに、同図に示すように、駆動回路20は、テスト信号test(test1〜testn)によってON,OFFが切り替わる複数のスイッチ2aと、テスト信号testを反転した反転テスト信号testB(testB1〜testBn)によってON、OFFが切り替わる複数のスイッチ2bと、ゲート信号T1〜T(n−1)によって接続先を変更する(n−1)個のスイッチSWA1〜SWA(n−1)(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWAとする)と、ゲート信号T1〜Tnによって接続先を変更するn個のスイッチSWB1〜SWBn(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWBとする)とを備えている。
スイッチ2a、2bはどちらも、「H」レベルの信号を入力した場合にONとなり、「L」レベルの信号を入力した場合にOFFとなる。
また、スイッチSWA・SWBは、それぞれ端子0、端子1、および端子2を備えており、端子0と端子1とを接続する状態、および端子0と端子2とを接続する状態の2つの接続状態をもつスイッチ回路である。具体的には、スイッチSWAi(i=1〜n−1)の端子0、1および2は、それぞれDAC回路8−(i+1)、ホールド回路7−(i+1)、およびホールド回路7−iに接続される。また、スイッチSWBi(i=1〜n−1)の端子0、1および2は、それぞれ出力端子OUTi、オペアンプ1−iの出力端子、およびオペアンプ1−(i+1)の出力端子に接続され、スイッチSWBnの端子0、1および2は、それぞれ出力端子OUTn、オペアンプ1−nの出力端子、および予備のオペアンプ1−Bの出力端子に接続される。
スイッチSWA・SWBの接続状態は、ゲート信号の値に基づいて切り替わる。具体的には、ゲート信号が「H」のとき端子0と端子2とが接続(導通)され、ゲート信号が「L」のとき端子0と端子1とが接続(導通)される。ゲート信号T1〜Tnは、下記の数1に示す論理式で表される。
Figure 0005154386
すなわち、ゲート信号Tk(k=1〜n)は、テスト信号test1〜testkの論理和となる。
なお、図3において、DAC回路8およびオペアンプ1が、図2に示した出力回路ブロック30に相当し、参照用DAC回路8−Aが図2に示した参照出力回路ブロック41に相当し、予備のDAC回路8−Bが、図2に示した予備出力回路ブロック40に相当する。また、オペアンプ1、判定回路3、および判定フラグ4が、図2に示した比較判定回路50に相当し、オペアンプ1は、出力回路ブロック30のバッファーと、比較判定回路50のコンパレータとを兼用している。また、スイッチSWA、およびDAC回路8−1〜8−nの入力端子に接続されるスイッチ2a、2bが、図2に示した切替回路61に相当する。また、スイッチSWBが、図2に示した切替回路60に相当する。なお、図2に示す駆動回路20は、出力端子OUT1〜OUTnを介して、図2に示す表示パネル80と接続しており、図3においては、表示パネル80の図示を省略している。
オペアンプ1は、通常動作時には、出力を負極性入力にフィードバックさせボルテージフォロワのバッファとして機能している。一方、動作確認時には、オペアンプ1がコンパレータとして機能するように接続が変更され、自身に直列に接続されるDAC回路8からの出力を、自身の正極性入力端子に入力し、さらに、参照用DAC回路8−Aからの出力を、自身の負極性入力端子に入力する。具値的には、同図に示すように、オペアンプ1−1は、DAC回路8−1からの出力を、自身の正極性入力端子に入力し、参照用DAC回路8−Aからの出力を、テスト信号test1により制御されるスイッチ2aを介して自身の負極性入力端子に入力する。同様に、オペアンプ1−2は、DAC回路8−2からの出力を、自身の正極性入力端子に入力し、参照用DAC回路8−Aからの出力を、テスト信号test2により制御されるスイッチ2aを介して自身の負極性入力端子に入力する。すなわち、オペアンプ1−k(k=1〜n)は、DAC回路8−kからの出力を、自身の正極性入力端子に入力し、参照用DAC回路8−Aからの出力を、テスト信号testkにより制御されるスイッチ2aを介して自身の負極性入力端子に入力する。
(駆動回路20の通常動作)
図4は、テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するためのテスト信号生成回路51を示す回路図である。テスト信号生成回路51は、n個のD型フリップフロップDFF1〜DFFn、1個のNORゲートNOR1、1個のANDゲートAND1、およびn個のインバータINV1〜INVnを備えており、D型フリップフロップDFF1〜DFFnは、シフトレジスタ301を構成している。
各フリップフロップDFF1〜DFFnのリセット端子Rには、リセット信号RESETが入力される。駆動回路20の通常動作時では、リセット信号RESETは「H」レベルで保持され、シフトレジスタ301はリセット状態となる。また、各フリップフロップDFF1〜DFFnのクロック端子CKには、ANDゲートAND1からのクロックTCKが入力される。また、1列目のフリップフロップDFF1のデータ入力端子Dには、信号TESTSPが入力される。各フリップフロップDFFk(k=1〜n)の出力端子Qからの出力信号が、テスト信号testkとなり、当該出力信号がインバータINVkによって反転された信号が、反転テスト信号testBkとなる。これにより、シフトレジスタ301がリセットされると、テスト信号test1〜testnは「L」レベルになり、反転テスト信号testB1〜testBnは「H」レベルになる。このとき、数1により、ゲート信号T1〜T(n−1)は、すべて「L」レベルになる。
また、ANDゲートAND1の2つの入力端子には、信号TESTCKとNORゲートOR1からの信号Flag_HBが入力される。NORゲートNOR1は、n個の入力端子を有しており、各入力端子には、図3に示す判定フラグ4−1〜4−nから出力される信号Flag1〜Flagn(以下、本実施形態において総称する場合は、信号Flagとする)が入力される。後述するように、信号Flagは、オペアンプ1の動作異常が検出されたときのみ「H」レベルとなるので、通常動作時は、信号Flag_HBは「H」レベルである。
図3において、データバスに供給される階調データをサンプリングするために、図示しないポインター用シフトレジスタからサンプリング回路6-1〜6−nのゲートに入力されるサンプリング信号STR1〜STRn(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング信号STRとする)が順次「H」レベルになる。サンプリング回路6は、ゲートが「H」レベルの期間に階調データを取り込むラッチ回路で構成されており、サンプリング信号STRが「H」レベルの期間サンプリング回路はデータバスの階調データを取り込み、サンプリング信号STRが「L」レベルの場合は、「H」レベル期間に取り込んだ階調データを保持する。
サンプリング回路6−1〜6−nによるデータ取り込み終了後、ホールド回路7に接続される信号LS線に「H」レベルの信号LSが供給される。信号LSは、ホールド回路7−1〜7−nのゲートに供給され、ゲートが「H」レベルの期間、ホールド回路7−1〜7−nは、自身に接続されたサンプリング回路6−1〜6−nが保持している階調データを取り込む。また、ホールド回路7−1〜7−nは、信号LSが「L」レベルになった後は、取り込んだ階調データを保持する。
駆動回路20では、階調データを取り込でいる間も表示を行う必要がある。このため、上記のようにホールド回路7は、取り込んだ階調データを保持し、保持したデータによって表示用駆動信号を出力する。また、ホールド回路7は、表示用駆動信号を出力している間に、データバスからデータの取り込みを行うようにしている。
上記のように、スイッチSWA1〜SWA(n−1)に入力されるゲート信号T1〜T(n−1)は、すべて「L」レベルであるため、スイッチSWAでは、端子0と端子1とが接続される。よって、ホールド回路7−1〜7−nの階調データは、それぞれDAC回路8−1〜8−nに出力される。これにより、DAC回路8−1〜8−nは、ホールド回路7−1〜7−nに保持された階調データを階調電圧信号に変換し、階調電圧としてオペアンプ1−1〜1−nの正極性入力端子に出力する。
ここで、オペアンプ1−1〜1−nの出力は、スイッチ2bがONしているため、自身の負極性入力端子へ負帰還される。これにより、オペアンプ1−1〜1−nは、ボルテージフォロワとして動作する。よって、オペアンプ1−1〜1−nは、DAC回路8−1〜8−nからの階調電圧をバッファし、対応する各出力端子OUT1〜OUTnに出力する。
(動作確認テスト概要)
図5は、駆動回路20における動作確認テスト時のリセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCKおよびテスト信号test1〜testnの波形を示す図である。動作確認テストは、信号TESTSPを「H」レベルとすることにより開始される。信号TESTCKの立ち上がりにより、信号TESTSPが「H」レベルであることが、フリップフロップDFF1に認識される。これにより、シフトレジスタ301の各フリップフロップDFF1〜DFFnは、信号TESTCKの立ち上がりに同期したパルス信号を、テスト信号test1〜testnおよび反転テスト信号testB1〜testBnとして順次出力する。
このとき、図3において、テスト信号test1が「H」レベルのとき(すなわち、反転テスト信号testB1が「L」レベルのとき)、数1から、ゲート信号T1〜Tnは全て「H」レベルとなり、スイッチSWA1〜SWAnおよびスイッチSWB1〜SWBnでは、端子0と端子2とが接続状態となる。これにより、ホールド回路7−1はDAC回路8−2と接続され、ホールド回路7−2はDAC回路8−3と接続され、順次接続が先送りされて、最後にホールド回路7−nは予備のDAC回路8−Bと接続される。また、出力端子OUT1はオペアンプ1−2と接続され、出力端子OUT2はオペアンプ1−3と接続され、順次接続が繰り下げられ、最後に出力端子OUTnは予備のオペアンプ1−Bと接続される。
上記のように、スイッチSWA・SWBの接続状態が変更されたことにより、DAC回路8−1とホールド回路7−1との接続、およびオペアンプ1−1と出力端子OUT1との接続が、それぞれ切り離され、DAC回路8−1およびオペアンプ1−1は、表示パネルの駆動と無関係となる。ここで、テスト信号test1が「H」であるため、オペアンプ1−1の入力端子および出力端子に接続されているスイッチ2aおよびスイッチ2bは、それぞれ「ON」「OFF」となる。よって、オペアンプ1−1の負極性入力端子と出力端子との接続が切り離され、オペアンプ1−1の負極性入力端子には参照用DAC回路8−Aが接続される。この接続によりオペアンプ1−1は、DAC回路8−1の電圧とDAC回路8−Aの電圧とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−1の出力は判定回路3−1に出力される。また、オペアンプ1−1の正極性入力端子には、DAC回路8−1の他に、プルアップ・プルダウン回路5−1が接続される。
一方、DAC回路8−1への入力はホールド回路7−1から、テスト用データバスTDATA2へと切り替えられる。また、DAC回路8−Aの入力には、テスト用データバスTDATA2とは異なるテスト用データバスTDATA1が接続されている。
これにより、テスト用データバスTDATA1およびTDATA2から、DAC回路8−AおよびDAC回路8−1に、それぞれ参照用階調データおよびテスト用階調データが入力される。これに対し、DAC回路8−AおよびDAC回路8−1は、それぞれ参照出力信号およびテスト用出力信号を出力する。よって、オペアンプ1−1の負極性入力端子にはDAC回路8−Aの参照出力信号が入力され、オペアンプ1−1の正極性入力端子にDAC回路8−1からのテスト用出力信号が入力される。ここで、参照用階調データとテスト用階調データとは、互いに異なった階調データであるので、DAC回路8−Aからの参照出力信号とDAC回路8−1からのテスト用出力信号とは、異なる電圧となる。
オペアンプ1−1はコンパレータとして機能するので、正極性入力端子への入力電圧が負極性入力端子への入力電圧より大きければ、すなわち、DAC回路8−1からのテスト用出力信号がDAC回路8−Aからの参照用階調データより大きければ、オペアンプ1−1の出力は「H」となる。一方、正極性入力端子への入力電圧が負極性入力端子への入力電圧値より小さければ、すなわち、DAC回路8−1からのテスト用出力信号がDAC回路8−Aからの参照用階調データより小さければ、オペアンプ1−1の出力は「L」となる。
DAC回路8−AおよびDAC回路8−1に入力される階調データによりオペアンプの出力電圧が「H」であるか「L」であるかは、予め期待値として設定できる。判定回路3−1には、この期待値が記憶されており、期待値とオペアンプ1−1の出力とが一致するか否かを判定回路3−1によって判定し、オペアンプ1−1の出力が期待値と異なれば、判定フラグ4−1に「H」レベルの信号が入力され、判定フラグ4−1から出力される信号Flag1は「H」レベルとなる。
上記のように、テスト信号test1が「H」の期間、スイッチSWAおよびSWBの接続切替により、ホールド回路7−i(i=1〜n−1)は、DAC回路8−(i+1)と接続され、最後列のホールド回路7−nは、予備のDAC回路8−Bと接続され、オペアンプ1−j(j=2〜n)は、出力端子OUT(j−1)と接続され、予備のオペアンプ1−Bは、最後列の出力端子OUTnと接続される。すなわち、オペアンプ1−2〜1−nおよび予備のオペアンプ1−Bは、通常動作のバッファーとして機能する。このため、通常動作用のデータバスから入力された階調データを階調電圧に変換して出力端子OUTから出力し表示パネル80の駆動を行いながら、DAC回路8−1の機能動作の確認を行う事が可能となる。
次に、テスト信号test2が「H」レベルとなり、反転テスト信号testB2が「L」レベルとなったとき、数1から、ゲート信号T1は「L」レベルとなり、ゲート信号T2〜Tnは「H」レベルとなる。ゲート信号T1が「L」レベルであるため、通常動作時と同様に、ホールド回路7−1はDAC回路8−1と接続され、オペアンプ1−1は出力端子OUT1と接続される。
一方、ゲート信号T2〜Tnが「H」レベルであるため、ホールド回路7−2はDAC回路8−3と接続され、ホールド回路7−3はDAC回路8−4と接続され、順次接続が先送りされ、最後列のホールド回路7−nは予備のDAC回路8−Bと接続される。また、出力端子OUT2はオペアンプ1−3と接続され、出力端子OUT3はオペアンプ1−4と接続され、順次接続が繰り下げられ、最後列の出力端子OUTnは予備のオペアンプ1−Bと接続される。
上記のように、スイッチSWA・SWBの接続状態が変更されたことにより、DAC回路8−2とホールド回路7との接続、およびオペアンプ1−2と出力端子OUT1との接続が、それぞれ切り離され、DAC回路8−2およびオペアンプ1−2は、表示動作と無関係となる。ここで、テスト信号test2が「H」レベルであるため、オペアンプ1−2の入力端子および出力端子に接続されているスイッチ2aおよびスイッチ2bは、それぞれ「ON」「OFF」となる。よって、オペアンプ1−2の負極性入力端子と出力端子との接続が切り離され、オペアンプ1−2の負極性入力端子には参照用DAC回路8−Aが接続される。この接続の切り替えにより、オペアンプ1−2は、DAC回路8−2の電圧とDAC回路8−Aの電圧とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−2の出力は判定回路3−2に出力される。また、オペアンプ1−2の正極性入力端子は、DAC回路8−2の他に、プルアップ・プルダウン回路5−2が接続される。
一方、DAC回路8−2への入力はホールド回路7−2から、テスト用データバスTDATA2へと切り替えられる。これにより、テスト用データバスTDATA1およびTDATA2から、DAC回路8−AおよびDAC回路8−2に、互いに異なる階調データである参照用階調データおよびテスト用階調データがそれぞれ入力される。オペアンプ1−2の正極性入力端子にDAC回路8−2からのテスト用階調データが入力され、オペアンプ1−2の負極性入力端子にはDAC回路8−Aからの参照用階調データが入力され、オペアンプ1−2はコンパレータとして機能する。
ここで、DAC回路8−Aからの参照出力信号とDAC回路8−2からのテスト用出力信号とは、互いに異なる電圧であるので、DAC回路8−2からのテスト用出力信号がDAC回路8−Aからの参照用階調データより大きければ、オペアンプ1−2の出力は「H」となり、DAC回路8−2からのテスト用出力信号がDAC回路8−Aからの参照用階調データより小さければ、オペアンプ1−2の出力は「L」となる。DAC回路8−AおよびDAC回路8−2に入力される階調データによりオペアンプの出力電圧が「H」であるか「L」であるかは、予め期待値として設定できる。したがって、この期待値とオペアンプ1−2の出力とが一致するか否かを判定回路3−2によって判定し、オペアンプ1−2の出力が期待値と異なれば、判定フラグ4−2から出力される信号Flag2は「H」レベルとなる。
上記のように、表示パネルの駆動を行うと同時に、DAC回路8−2の動作確認を行うことができる。
同様に、テスト信号test3〜testnが「H」レベルの期間に、それぞれ接続の変更が行われ、DAC回路8−3からDAC回路8−nの動作確認が行われる。ここで、判定フラグ4から出力される信号Flagが全て「L」レベルであった場合は、上記のように最後列のDAC回路8−nまで動作確認が行われる。一方、動作確認の途中でいずれかの信号Flagが「H」レベルになった場合、すなわち、いずれかの出力回路が不良と判定された場合は、以下のような動作を行う。例として、図3に示すオペアンプ1−2が不良と判定され、信号Flag2が「H」レベルとなった場合を説明する。
図6は、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCK、テスト信号test1〜testnおよび信号Flag2の波形を示す図である。テスト信号test2が「H」レベルとなったとき、反転テスト信号testB2は「L」レベルとなるので、DAC回路8−2以外のDAC回路8(すなわち、DAC回路8−1、8−3〜8−nおよび予備のDAC回路8−B)およびオペアンプ1−2以外のオペアンプ1(すなわち、オペアンプ1−1、1−3〜1−nおよび予備のオペアンプ1−B)によって、通常の表示駆動が行われる。
信号Flag2が「H」レベルとなったとき、図4に示すNORゲートNOR1の出力信号FlagHBが「L」レベルになる。このため、図6に示すように、シフトレジスタ301を動作させるクロックTCKは「L」となり、そのまま保持される。よって、テスト信号test2は「H」レベル、反転テスト信号testB2は「L」の状態のまま保持される。これにより、信号Flag2が「H」レベルとなった時点の接続状態のまま、表示パネルの駆動が継続される。すなわち、DAC回路8−2以外のDAC回路8およびオペアンプ1−2以外のオペアンプ1によって通常の表示駆動が行われる。したがって、動作不良とされたオペアンプ1−2は使用されなくなり、その他のオペアンプ1によって表示パネルの駆動が行われる事になる。
なお、図4に示すテスト信号生成回路51では、電源供給の停止等でシフトレジスタ301の値が変わると、信号Flagが「H」レベルとなった時点の接続状態が保持できなくなるため、再度動作確認を行い信号Flagの設定を行う必要がある。そこで、以下では、一旦動作不良のオペアンプを検出すると、シフトレジスタ301の値が変わっても検出時点の接続状態を保持して、信号Flagの再設定を不要とする構成を、図7に基づいて説明する。
図7は、テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するためのテスト信号生成回路52を示す回路図である。テスト信号生成回路52は、図4に示すテスト信号生成回路51において、n個のORゲートOR1〜ORnをさらに設けた構成である。ORゲートOR1〜ORnの入力端子の一方は、それぞれフリップフロップDFF1〜DFFnの出力端子Qに接続されている。また、ORゲートOR1〜ORnの入力端子の他方には、信号Flag1〜Flagnがそれぞれ入力され、ORゲートOR1〜ORnの出力が、テスト信号test1〜testnとなる。
図3に示す判定フラグ4は、不揮発性記憶装置で構成されている。動作不良のオペアンプが検出されて「H」レベルの信号Flagが対応する判定フラグ4に格納されると、電源供給の停止しても、当該信号Flagの値は変化しない。テスト信号生成回路52では、ORゲートOR1〜ORnを介してテスト信号test1〜testnを出力しているので、シフトレジスタ301がリセットされても、「H」レベルの信号Flagが入力されるORゲートからは、「H」レベルのテスト信号testが出力される。したがって、信号Flagの再設定をする必要がない。
(実施形態1の動作確認テスト1)
次に、第1の実施形態に係る、動作確認テストの1つ目の手順を、図8を参照して以下に説明する。図8は、第1の実施形態に係る動作確認テストの1つ目の手順を示すフローチャート図である。
同図に示すステップS1(以下、S1と略称する)において、テスト信号test1を「H」レベルに、反転テスト信号testB1を「L」レベルにする(S1)。これにより、オペアンプ1−1はコンパレータとして動作する(S2)。
次に、図示しない制御回路が、判定回路3−1の期待値を「L」レベルに設定し、自身が備えるカウンタmを0に初期化する(S3)。
続いて、制御回路は、オペアンプ1−1の正極性入力につながるDAC回路8−1に、階調mのテスト用階調データを入力するとともに、オペアンプ1−1の負極性入力端子につながる参照用DAC回路8−Aに階調m+1のテスト用階調データを入力する(S4)。
ここで、カウンタmの値が0の場合、オペアンプ1−1の正極性入力端子には、DAC回路8−1から階調0のテスト用出力信号が入力される。また、オペアンプ1−1の負極性入力端子には、参照用DAC回路8−Aから階調1の参照出力信号が入力される。オペアンプ1−1の2つの入力端子に接続するDAC回路8−1が正常であれば、階調mの電圧値は階調m+1の電圧値より低いので、オペアンプ1−1の出力は「L」レベルになる。
次に、判定回路3−1は、オペアンプ1−1からの出力信号のレベルが、自身が記憶する期待値に合致するかを判定する(S5)。ここで、オペアンプ1−1からの出力が、期待値と異なる場合、判定回路3−1は、判定フラグ4−1に「H」レベルの信号を入力し、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力する(S6)。
以上のS4〜S6までの処理を、カウンタmの値を1つづつ増やし、カウンタmの値がt−1となるまで繰り返し行う(S7、S8)。なお、「t」は、駆動回路20が出力できる階調数である。
(実施形態1の動作確認テスト2)
次に、第1の実施形態に係る、動作確認テストの2つ目の手順を、図9を参照して以下に説明する。図9は、第1の実施形態に係る、動作確認テストの2つ目の手順を示すフローチャート図である。この動作確認テスト2は、動作確認テスト1における、正極性入力端子および負極性入力端子にそれぞれ入力されるテスト用出力信号および参照出力信号の電圧関係を逆にした構成である。
まず、図示しない制御回路が、判定回路3−1の期待値を「H」レベルに設定し、自身が備えるカウンタmを0に初期化する(S11)。
続いて、制御回路は、オペアンプの正極性入力につながるDAC回路8−1に、階調m+1のテスト用階調データを入力するとともに、オペアンプの負極性入力端子につながる参照用DAC回路8−Aに階調mのテスト用階調データを入力する(S12)。オペアンプ1の2つの入力端子に接続するDAC回路8−1が正常であれば、階調m+1の電圧値は階調mの電圧値より高いので、オペアンプ1の出力は「H」レベルになる。
次に、判定回路3−1は、オペアンプ1からの出力信号のレベルが、自身が記憶する期待値に合致するかを判定する(S13)。ここで、オペアンプ1−1からの出力が、期待値と異なる場合、判定回路3−1は、判定フラグ4−1に「H」レベルの信号を入力し、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力する(S14)。
以上のS12〜S14までの処理を、カウンタmの値を1つづつ増やし、カウンタmの値がt−1となるまで繰り返し行う(S15、S16)。
(実施形態1の動作確認テスト3)
次に、第1の実施形態に係る、動作確認テストの3つ目の手順を、図10を参照して以下に説明する。
DAC回路8−1において、出力がオープンとなる不具合がある場合、実行済の確認テストによってオペアンプ1−1に入力された階調電圧をオペアンプ1が保持し続け、動作確認テスト1および2において、不具合を検出できない場合がある。動作確認テスト1は、正極性入力端子の電圧が、負極性入力端子の電圧より低いことを検出する構成である。しかしながら、正極性入力端子に接続されるDAC回路から一部の階調が出力されない場合でも、先に出力された電圧が寄生容量等により保持されるため、正極性入力端子の電圧は、負極性入力端子の電圧より低くなる。このためDAC回路のオープン不良を発見するためには、一旦DAC回路の出力を「H」レベルにし、その後DAC回路の出力から階調データに従った電圧を出力させる。
図10は、第1の実施形態に係る、動作確認テストの3つ目の手順を示すフローチャート図である。
まず、動作確認テスト1〜2と同様に、図示しない制御回路は、自身が備えるカウンタmの値を0に初期化する(S21)。また、駆動回路20は、DAC回路8−1の正極性入力端子に、プルアップ・プルダウン回路5−1を接続している。制御回路は、判定回路3−1の期待値を「L」レベルに設定する。
ここで、オペアンプ1−1の正極性入力端子の電位をプルアップするように、制御回路は、プルアップ・プルダウン回路5−1を制御する(S22)。
次にプルアップ・プルダウン回路5−1を非接続とし、制御回路は、オペアンプ1−1の正極性入力につながるDAC回路8−1に、階調mのテスト用階調データを入力するとともに、オペアンプ1−1の負極性入力端子につながる参照用DAC回路8−Aに階調m+1のテスト用階調データを入力する(S23)。
正極性入力端子に接続されるDAC回路8−1が正常であれば、階調mの電圧を出力するが、オープン不良の場合、プルアップ・プルダウン回路5−1により与えられた電圧が保持されたままとなる。プルアップされた電圧は階調m+1より高い電圧であるので、オペアンプ1−1の出力は「H」レベルとなる。また、オペアンプ1−1の2つの入力端子に接続するDAC回路8−1が正常であれば、階調mの電圧値は階調m+1の電圧値より低いので、オペアンプ1−1の出力は「L」になる。
次に、判定回路3−1は、オペアンプ1−1からの出力信号のレベルが、自身が記憶する期待値に合致するかを判定する(S24)。ここで、オペアンプ1−1からの出力が、期待値と異なる場合、判定回路3−1は、判定フラグ4−1に「H」レベルの信号を入力し、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力する(S25)。以上のS22〜S25までの処理を、カウンタmの値を1つづつ増やし、カウンタmの値がt−1となるまで繰り返し行う(S26、S27)。
(実施形態1の動作確認テスト4)
次に、第1の実施形態に係る、動作確認テストの4つ目の手順を、図11を参照して以下に説明する。図11は、第1の実施形態に係る、動作確認テストの4つ目の手順を示すフローチャート図である。
ここでは、上記の動作確認テスト3と同様の不具合を検出することを目的としている。まず、動作確認テスト3と同様に、図示しない制御回路は、自身が備えるカウンタmの値を0に初期化する(S31)。また、駆動回路20は、DAC回路8−1の正極性入力端子に、プルアップ・プルダウン回路5−1を接続している。制御回路は、判定回路3−1の期待値を「H」レベルに設定する。
ここで、オペアンプ1−1の正極性入力端子の電位をプルダウンするように、制御回路は、プルアップ・プルダウン回路5−1を制御する(S33)。
次にプルアップ・プルダウン回路5−1を非接続とし、制御回路は、オペアンプ1−1の正極性入力につながるDAC回路8−1に、階調m+1のテスト用階調データを入力するとともに、オペアンプ1−1の負極性入力端子につながるDAC回路に階調mのテスト用階調データを入力する(S33)。
正極性入力端子に接続されるDAC回路8−1が正常であれば、階調m+1の電圧を出力するが、オープン不良の場合、プルアップ・プルダウン回路5−1により与えられた電圧が保持されたままとなる。プルアップされた電圧は階調mより低い電圧であるので、オペアンプ1−1の出力は「L」レベルとなる。また、オペアンプ1−1の2つの入力端子に接続するDAC回路8が正常であれば、階調m+1の電圧値は階調mの電圧値より高いので、オペアンプ1の出力は「H」レベルになる。
次に、判定回路3−1は、オペアンプ1−1からの出力信号のレベルが、自身が記憶する期待値に合致するかを判定する(S34)。ここで、オペアンプ1−1からの出力が、期待値と異なる場合、判定回路3−1は、判定フラグ4−1に「H」レベルの信号を入力し、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力する(S35)。以上のS32〜S35までの処理を、カウンタmの値を1つづつ増やし、カウンタmの値がt−1となるまで繰り返し行う(S36、S37)。
(実施形態1の動作確認テスト5)
次に、第1の実施形態に係る、動作確認テストの5つ目の手順を、図12を参照して以下に説明する。図12は、第1の実施形態に係る、動作確認テストの5つ目の手順を示すフローチャート図である。
DAC回路においては、自身における隣接する2つ階調がショートするという不具合が発生する場合がある。このように、隣接する2つ階調がショートした場合、DAC回路は、ショートした2つの階調の中間電圧を出力することになる。この不具合の場合、DAC回路が出力する階調電圧は、正常な場合と比べて、1階調以上の電圧のずれとならないので、動作確認テスト1〜4において、この不具合を検出することはできない。そこで、動作確認テスト5は、このようなDAC回路における、隣接する2つの階調がショートした不具合を検出することを目的とする。
まず、図示しない制御回路は、自身が備えるカウンタmの値を0に初期化する(S41)。次に、オペアンプ1−1の正極性入力および負極性入力につながるDAC回路8−1および参照用DAC回路8−Aにそれぞれ入力されるテスト用階調データおよび参照用階調データの階調をmとする。すなわち、DAC回路8−1および参照用DAC回路8−Aに、同じ階調mの階調電圧を出力する(S142)。
次に、図示しないスイッチを介して、制御回路は、オペアンプ1−1の正極性入力端子と負極性入力端子とをショートさせる。このオペアンプ1−1の正極性入力端子と負極性入力端子とをショートさせたことにより、オペアンプ1−1の正極性入力端子および負極性入力端子には、同じ電圧が入力されることになるため、オペアンプ1−1がもつオフセットにより、オペアンプ1−1の出力は「H」レベルもしくは「L」レベルになる。次に、オペアンプ1−1の正極性入力端子と負極性入力端子とをショートした場合の、オペアンプ1−1の出力のレベルを、判定回路3−1は、期待値として記憶する(S43)。
次に、図示しないスイッチをOFFにして、オペアンプ1−1の正極性入力端子と負極性入力端子とのショートを解除する。続いて、オペアンプ1−1の正極性入力端子、負極性入力端子には、階調mの階調電圧が入力される。ここで、判定回路3−1は、自身が記憶した期待値と、オペアンプ1−1からの出力とを比較する(S44)。
さらに、判定回路3−1は、オペアンプ1−1からの出力が、自身が記憶する期待値と異なる場合は、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力する(S45)。さらに、判定フラグ4−1は、判定回路3−1より入力された「H」フラグを、自身の内部に記憶する。
次に、制御回路は、図示しないスイッチを用いて、オペアンプ1−1の正極性入力端子に入力される信号と、負極性入力端子に入力される信号とを入れ替える(S46)。この後、S44の処理と同じ処理を行う(S47)。また、S45と同様に、判定回路3−1は、オペアンプ1−1からの出力が、自身が記憶する期待値と異なる場合には、判定フラグ4−1は「H」レベルの信号Flagを出力させる(S48)。
以上のS142〜S148の処理を、カウンタmの値がtとなるまで、カウンタmの値を1つづつ増加させて繰り返し行う(S49、S50)。
(実施形態1の自己修復)
次に、判定フラグ4が「H」レベルの信号Flagを記憶している場合、言い換えれば、上記動作確認テスト1〜5において、DAC回路8に不具合があると判定回路3が判定した場合の自己修復について、図13を参照して以下に説明する。図13は、第1の実施形態に係る、自己修復手順を示すフローチャート図である。
上記動作確認テスト1〜5により、1列目の出力回路の動作確認テストが終了する。この動作確認テスト1〜5において、判定フラグ4−1から「H」レベルの信号Flag1が出力された場合、すなわち、S6、S14、S25、S35、S45、S48のいずれかのステップに移行した場合(S51において「YES」)、動作確認を終了して、判定フラグ4−1から「H」レベルの信号Flag1が出力された時点の接続状態が保持される(S55)。これにより、不具合があると判定されたDAC回路8−1と表示パネルとの接続が切り離されたまま、DAC回路8−1以外のDAC回路8、およびオペアンプ1−1以外のオペアンプ1によって、通常の表示パネルの駆動が行われる。
一方、動作確認テスト1〜5において、判定フラグ4−からH」レベルの信号Flag1が出力されなかった場合(S51において「NO」)、次列の出力回路(DAC回路8−2およびオペアンプ1−2)の動作確認テストを上記動作確認テスト1〜5と同様に行う(S53)。この場合も、判定フラグ4−2から「H」レベルの信号Flag2が出力された場合(S54において「YES」)、動作確認を終了して、判定フラグ4−2から「H」レベルの信号Flag2が出力された時点の接続状態が保持される(S55)。
S53およびS54を最終段の出力回路(DAC回路8−nおよびオペアンプ1−n)まで行い、一度も判定フラグ4から「H」レベルの信号Flagが出力されることなく、全ての出力回路の動作確認が終了すると(S55において「YES」)、全てのテスト信号testおよび反転テスト信号testBが、それぞれ「L」レベルおよび「H」レベルとなり、通常動作に移行する。
〔実施形態2〕
本発明の第2の実施形態について、図14および図15を参照して以下に説明する。本実施形態では、第1の実施形態に係る表示装置90の変形例である表示装置190について説明する。
(表示装置190の構成)
図14を参照して、本実施形態に係る表示装置190の概略構成を説明する。図14は、表示装置190の概略構成を示すブロック図である。表示装置190は、表示パネル80と駆動回路120とを備えている。駆動回路120は、図2に示す駆動回路20において、切替回路60および61を、それぞれ切替回路160および161に置き換えた構成である。
図2に示す駆動回路20では、動作確認テスト時に、外部からの階調データを、通常動作時に入力する出力回路の次列の出力回路に入力し、最後列の出力回路に入力する階調データを、予備出力回路ブロック40に入力するように、切替回路60、61が接続状態を切り替えることにより、動作確認対象となる出力回路を表示パネルから切り離していた。一方、図14に示す切替回路160、161は、動作確認対象の出力回路に通常動作時に入力される入力データを予備の出力回路へ入力し、動作確認対象の出力回路に通常動作時に接続される出力端子を予備の出力回路に接続することにより、動作確認対象の出力回路を表示パネルの駆動から切り離す構成である。
(駆動回路120の構成)
図15を参照して、本実施形態に係る駆動回路120の構成について説明する。図3は、駆動回路120の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、駆動回路20は、階調データ入力端子(図示しない)より、データバスを介して、n個の液晶駆動用信号出力端子OUT1〜OUTn(以下、本実施形態において総称する場合は、出力端子OUTとする)のそれぞれに対応する階調データを入力するn個のサンプリング回路6−1〜6−n(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング回路6とする)と、n個のホールド回路7−1〜7−n(以下、本実施形態において総称する場合は、ホールド回路7とする)と、階調データを階調電圧信号に変換するn個のDAC回路8−1〜8−n、予備のDAC回路8−B(以下、本実施形態において総称する場合は、DAC回路8とする)、および参照用階調データを参照出力信号に変換する参照用DAC回路8−Aと、DAC回路8からの階調電圧信号に対するバッファー回路の役割を有するn個のオペアンプ1−1〜1−nおよび予備のオペアンプ1−B(以下、本実施形態において総称する場合は、オペアンプ1とする)と、n個の判定回路3−1〜3−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定回路3とする)と、n個の判定フラグ4−1〜4−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定フラグ4とする)と、n個のプルアップ・プルダウン回路5−1〜5−n(以下、本実施形態において総称する場合は、プルアップ・プルダウン回路5とする)とを備えている。
さらに、同図に示すように、駆動回路20は、テスト信号test(test1〜testn)によってON,OFFが切り替わる複数のスイッチ2aと、テスト信号testを反転した反転テスト信号testB(testB1〜testBn)によってON,OFFが切り替わる複数のスイッチ2bとを備えている。なお、スイッチ2a、2bはどちらも、「H」レベルの信号を入力した場合にONとなり、「L」レベルの信号を入力した場合にOFFとなる。
なお、図15において、DAC回路8およびオペアンプ1が、図14に示した出力回路ブロック30に相当し、参照用DAC回路8−Aが図14に示した参照出力回路ブロック41に相当し、予備のDAC回路8−Bが、図14に示した予備出力回路ブロック40に相当する。また、オペアンプ1、判定回路3、および判定フラグ4が、図14に示した比較判定回路50に相当し、オペアンプ1は、出力回路ブロック30のバッファーと、比較判定回路50のコンパレータとを兼用している。また、ホールド回路7と予備のDAC回路8−Bとの間に設けられるスイッチ2a、ホールド回路7−1〜7−nとDAC回路8−1〜8−nとの間に設けられるスイッチ2b、およびDAC回路8−1〜8−nとテスト用データバスとの間に設けられるスイッチ2aが、図14に示した切替回路161に相当する。また、スイッチSWBが、図14に示した切替回路160に相当する。なお、図14に示す駆動回路120は、出力端子OUT1〜OUTnを介して、図14に示す表示パネル80と接続しており、図15においては、表示パネル80の図示を省略している。
テスト信号testおよび反転テスト信号testBは、図4に示すテスト信号生成回路51によって生成される。すなわち、本実施形態におけるテスト信号testおよび反転テスト信号testBの波形は、上記の第1の実施形態におけるテスト信号testおよび反転テスト信号testBの波形と同一である。なお、本実施形態におけるテスト信号testおよび反転テスト信号testBを、図7に示すテスト信号生成回路52によって生成してもよい。
(駆動回路120の通常動作)
通常動作時は、図4に示すテスト信号生成回路51では、シフトレジスタがリセットされているため、テスト信号test1〜testnは、すべて「L」レベルである。
図15において、データバスに供給される階調データをサンプリングするために、図示しないポインター用シフトレジスタからサンプリング回路6-1〜6−nのゲートに入力されるサンプリング信号STR1〜STRn(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング信号STRとする)が順次「H」レベルになる。サンプリング回路6は、ゲートが「H」レベルの期間にデータを取り込むラッチ回路で構成されており、サンプリング信号が「H」レベルの期間サンプリング回路6はデータバスのデータを取り込み、ゲート信号が「L」レベルの場合は、「H」レベル期間に取り込んだデータを保持する。
サンプリング回路6−1〜6−nによるデータ取り込み終了後、ホールド回路7に接続される信号LS線に「H」レベルの信号LSが供給される。信号LSは、ホールド回路7のゲートに供給され、ゲートが「H」レベルの期間、ホールド回路7は、自身に接続されたサンプリング回路6が保持しているデータを取り込む。また、ホールド回路7は、信号LSが「L」レベルになった後は、取り込んだデータを保持する。
このとき、テスト信号test1〜testnは、すべて「L」レベルであるので、反転テスト信号testB1〜testBnは、すべて「H」レベルである。これにより、ホールド回路7−1〜7−nからの階調データは、それぞれDAC回路8−1〜8−nに入力される。続いて、DAC回路8−1〜8−nは、ホールド回路7−1〜7−nに保持された入力階調データを階調電圧信号に変換し、階調電圧としてオペアンプ1−1〜1−nの正極性入力端子に出力する。
ここで、オペアンプ1−1〜1−nの出力は、スイッチ2bがONしているため、自身の負極性入力端子への負帰還される。これにより、オペアンプ1−1〜1−nは、ボルテージフォロワとして動作する。このように、オペアンプ1−1〜1−nは、DAC回路8−1〜8−nからの階調電圧をバッファし、対応する各出力端子OUT1〜OUTnに出力する。
(動作確認テスト概要)
動作確認テストが開始されると、テスト信号test1が「H」レベルとなり、反転テスト信号testB1が「L」レベルとなる。このとき、ホールド回路7−1の出力と予備のDAC回路8−Bとの間に設けられているスイッチ2aがONすることより、ホールド回路7−1が予備のDAC回路8−Bと接続される。その他のホールド回路7−2〜7−nとDAC回路8−2〜8−nとの接続は、通常動作時と同じである。
また、出力端子OUT1と予備のオペアンプ1−Bとの間に設けられているスイッチ2aがONすることにより、出力端子OUT1が予備のオペアンプ1−Bと接続される。その他の出力端子OUT2〜nとオペアンプ1−2〜1−nとの接続は、通常動作時と同じである。
上記のように、反転テスト信号testB1が「L」レベルとなるので、DAC回路8−1とホールド回路7−1との間、およびオペアンプ1−1と出力端子OUT1との間に設けられているスイッチ2bがOFFとなる。これにより、DAC回路8−1とホールド回路7−1との接続、およびオペアンプ1−1と出力端子OUT1との接続が、それぞれ切り離され、DAC回路8−1およびオペアンプ1−1は、表示パネルの駆動と無関係となる。
以下、オペアンプ1−1およびDAC回路8−1の動作確認テストの具体的内容は、第1の実施形態における動作確認テスト1〜5と同様である。すなわち、テスト信号test1が「H」であるため、オペアンプ1−1の入力端子および出力端子に接続されているスイッチ2aおよびスイッチ2bは、それぞれ「ON」「OFF」となる。よって、オペアンプ1−1の負極性入力端子と出力端子との接続が切り離され、オペアンプ1−1の負極性入力端子には参照用DAC回路8−Aが接続される。この接続によりオペアンプ1−1は、DAC回路8−1の電圧とDAC回路8−Aの電圧とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−1の出力は判定回路3−1に出力される。また、オペアンプ1−2〜1−nおよび予備のオペアンプ1−Bは、通常動作のバッファーとして機能するため、動作確認テストを行いながら、表示パネルの駆動を行うことが可能である。
DAC回路8−1およびオペアンプ1−1の動作確認が終了すると、テスト信号test2が「H」レベルとなり、反転テスト信号testB2が「L」レベルとなる。このとき、ホールド回路7−2の出力と予備のDAC回路8−Bとの間に設けられているスイッチ2aがONすることより、ホールド回路7−2が予備のDAC回路8−Bと接続される。その他のホールド回路7−1、7−3〜7−nとDAC回路8−1、8−3〜8−nとの接続は、通常動作時と同じである。
また、出力端子OUT2と予備のオペアンプ1−Bとの間に設けられているスイッチ2aがONすることにより、出力端子OUT2が予備のオペアンプ1−Bと接続される。その他の出力端子OUT1、3〜nとオペアンプ1−1、1−3〜1−nとの接続は、通常動作時と同じである。
上記のように、テスト信号test2が「H」レベルの期間、反転テスト信号testB2が「L」レベルとなるので、DAC回路8−2とホールド回路7−2との間、およびオペアンプ1−2と出力端子OUT2との間に設けられているスイッチ2bがOFFとなる。これにより、DAC回路8−2とホールド回路7−2との接続、およびオペアンプ1−2と出力端子OUT2との接続が、それぞれ切り離され、DAC回路8−2およびオペアンプ1−2は、表示パネルの駆動と無関係となる。
以下、オペアンプ1−2およびDAC回路8−2の動作確認テストの具体的内容は、第1の実施形態における動作確認テスト1〜5と同様である。また、オペアンプ1−1、1−3〜1−nおよび予備のオペアンプ1−Bは、通常動作のバッファーとして機能するため、動作確認テストを行いながら、表示パネルの駆動を行うことが可能である。
同様に、テスト信号test3〜testnが「H」レベルの期間に、それぞれ接続の変更が行われ、DAC回路8−3からDAC回路8−nの動作確認が行われる。ここで、判定フラグ4から出力される信号Flagが全て「L」レベルであった場合、および、動作確認の途中でいずれかの信号Flagが「H」レベルになった場合の具体的な処理内容は、第1の実施形態におけるものと同様である。
〔実施形態3〕
本発明の第3の実施形態について、図16〜図19を参照して以下に説明する。本実施形態では、第1の実施形態に係る表示装置90の他の変形例である表示装置290について説明する。
(表示装置290の構成)
まず、図16を参照して、本実施形態に係る表示装置290の概略構成を説明する。図16は、表示装置290の概略構成を示すブロック図である。表示装置290は、表示パネル80と駆動回路220とを備えている。駆動回路220は、図2に示す駆動回路20において、参照出力回路ブロック41を設けず、切替回路60および61を、それぞれ切替回路260および261に置き換えた構成である。
図2に示す駆動回路20では、動作確認テスト時に、出力回路ブロック30の選択された出力回路からの出力信号と、参照出力回路ブロック41からの参照出力信号とを比較していた。一方、図16に示す駆動回路220では、出力回路ブロック30の選択された2つの出力回路からのテスト用出力信号を比較することにより、出力回路の不良を検出する構成である。
(駆動回路220の構成)
図17を参照して、本実施形態の駆動回路220の構成について説明する。図3に示す駆動回路20では、動作確認テスト時に、ホールド回路7とDAC回路8との間の接続を切り替える構成であったが、図17に示す駆動回路220では、サンプリング回路6とホールド回路7との間の接続を切り替える構成である。
図17に示すように、駆動回路220は、階調データ入力端子(図示しない)より、データバスを介して、n個の液晶駆動用信号出力端子OUT1〜OUTn(以下、本実施形態において総称する場合は、出力端子OUTとする)のそれぞれに対応する階調データを入力するn個のサンプリング回路6−1〜6−n(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング回路6とする)と、n個のホールド回路7−1〜7−n、及び2個の予備のホールド回路7−C、7−D(以下、本実施形態において総称する場合は、ホールド回路7とする)と、階調データを階調電圧信号に変換するn個のDAC回路8−1〜8−n、および2個の予備のDAC回路8−C、8−D(以下、本実施形態において総称する場合は、DAC回路8とする)と、DAC回路8からの階調電圧信号に対するバッファ回路の役割を有するn個のオペアンプ1−1〜1−nおよび予備のオペアンプ1−C、1−D(以下、本実施形態において総称する場合は、オペアンプ1とする)と、n個の判定回路3−1〜3−nおよび2個の予備の判定回路3−C、3−D(以下、本実施形態において総称する場合は、判定回路3とする)と、n個の判定フラグ4−1〜4−nおよび2個の予備の判定フラグ4−C、4−D(以下、本実施形態において総称する場合は、判定フラグ4とする)と、n個のプルアップ・プルダウン回路5−1〜5−nおよび2個の予備のプルアップ・プルダウン回路5―C、5−D(以下、本実施形態において総称する場合は、プルアップ・プルダウン回路5とする)とを備えている。
さらに、同図に示すように、駆動回路220は、テスト信号test(test0〜test(n/2))によってON,OFFが切り替わる複数のスイッチ2aと、テスト信号testを反転した反転テスト信号testB(testB0〜testB(n/2))によってON、OFFが切り替わる複数のスイッチ2bと、ゲート信号T1〜T(n/2−1)によって接続先を変更するn個のスイッチSWA1〜SWAn(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWAとする)と、ゲート信号T1〜T(n/2)によって接続先を変更するn個のスイッチSWB1〜SWBn(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWBとする)とを備えている。スイッチ2a、2bはどちらも、「H」レベルの信号を入力した場合にONとなり、「L」レベルの信号を入力した場合にOFFとなる。
また、スイッチSWA・SWBは、それぞれ端子0、端子1、および端子2を備えており、端子0と端子1とを接続する状態、および端子0と端子2とを接続する状態の2つの接続状態をもつスイッチ回路である。具体的には、スイッチSWAh(h=1〜n−2)の端子0は、スイッチ2bを介してホールド回路7−(h+2)に接続され、スイッチSWAh(h=1〜n−2)の端子1および2は、それぞれサンプリング回路6−(h+2)、およびサンプリング回路6−iに接続される。また、スイッチSWA(n−1)の端子0は、スイッチ2bを介して予備のホールド回路7−Cに接続され、スイッチSWA(n−1)の端子1および2は、それぞれデータバス、およびサンプリング回路6−(n−1)に接続される。また、スイッチSWAnの端子0は、スイッチ2bを介して予備のホールド回路7−Dに接続され、スイッチSWAnの端子1および2は、それぞれデータバス、およびサンプリング回路6−nに接続される。
一方、スイッチSWBh(h=1〜n−2)の端子0、1および2は、それぞれ出力端子OUTh、オペアンプ1−hの出力端子、およびオペアンプ1−(h+2)の出力端子に接続される。また、スイッチSWB(n−1)の端子0、1および2は、それぞれ出力端子OUT(n−1)、オペアンプ1−(n−1)の出力端子、および予備のオペアンプ1−Cの出力端子に接続される。また、スイッチSWBnの端子0、1および2は、それぞれ出力端子OUTn、オペアンプ1−nの出力端子、および予備のオペアンプ1−Dの出力端子に接続される。
スイッチSWA・SWBの接続状態は、ゲート信号の値に基づいて切り替わる。具体的には、ゲート信号が「H」のとき端子0と端子2とが接続(導通)され、ゲート信号が「L」のとき端子0と端子1とが接続(導通)される。ゲート信号T1〜Tnは、下記の数2に示す論理式で表される。
Figure 0005154386
なお、図17において、DAC回路8およびオペアンプ1が、図16に示した出力回路ブロック30に相当し、予備のDAC回路8−C、8−Dが、図16に示した予備出力回路ブロック40に相当する。また、オペアンプ1、判定回路3、および判定フラグ4が、図14に示した比較判定回路50に相当し、オペアンプ1は、出力回路ブロック30のバッファーと、比較判定回路50のコンパレータとを兼用している。また、ホールド回路7と予備のDAC回路8−Dとの間に設けられるスイッチ2a、ホールド回路7に接続されているスイッチ2a、2b、およびスイッチSWAが、図16に示した切替回路261に相当する。また、スイッチSWBが、図16に示した切替回路260に相当する。なお、図16に示す駆動回路220は、出力端子OUT1〜OUTnを介して、図16に示す表示パネル80と接続しており、図17においては、表示パネル80の図示を省略している。
オペアンプ1は、通常動作時には、出力を負極性入力にフィードバックさせボルテージフォロワのバッファとして機能している。一方、動作確認時には、オペアンプ1がコンパレータとして機能するように接続が変更され、自身に直列に接続されるDAC回路8からの出力を、自身の正極性入力端子に入力するとともに、当該DAC回路8に隣接するDAC回路8からの出力を、自身の負極性入力端子に入力する。
具体的には、図17に示すように、オペアンプ1−1は、DAC回路8−1からの出力を自身の正極性入力端子に入力するとともに、テスト信号test1により制御されるスイッチ2aを介して、DAC回路8−2からの出力を自身の負極性入力端子に入力する。同様に、オペアンプ1−2は、DAC回路8−2からの出力を自身の正極性入力端子に入力するとともに、テスト信号test1により制御されるスイッチ2aを介して、DAC回路8−1からの出力を自身の負極性入力端子に入力する。
(駆動回路220の通常動作)
図18は、テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するためのテスト信号生成回路53を示す図である。テスト信号生成回路53は、図4に示すテスト信号生成回路51において、シフトレジスタ301およびNORゲートNOR1を、それぞれシフトレジスタ302およびNORゲートNOR2に置き換えた構成である。
シフトレジスタ302は、(n/2)+1個のD型フリップフロップDFF0〜DFF(n/2)で構成されている。また、NORゲートNOR2は、(n/2)個の入力端子を有しており、各入力端子には、図17に示す判定フラグ4−1〜4−nから出力される信号Flag1〜Flag(n/2)(以下、本実施形態において総称する場合は、信号Flagとする)が入力される。後述するように、信号Flagは、オペアンプ1の動作異常が検出されたときのみ「H」レベルとなるので、通常動作時は、信号Flag_HBは「H」レベルである。
駆動回路20の通常動作時では、リセット信号RESETは「H」レベルで保持され、シフトレジスタ302はリセット状態となる。これにより、テスト信号test1〜test(n/2)は「L」レベルになり、反転テスト信号testB1〜testB(n/2)は「H」レベルになる。このとき、数2より、ゲート信号T1〜T(n/2)は、すべて「L」レベルになる。
図17において、データバスに供給される階調データをサンプリングするために、図示しないポインター用シフトレジスタからサンプリング回路6-1〜6−nのゲートに入力されるサンプリング信号STR1〜STRn(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング信号STRとする)が順次「H」レベルになる。サンプリング回路6は、ゲートが「H」レベルの期間にデータを取り込むラッチ回路で構成されており、サンプリング信号STRが「H」レベルの期間サンプリング回路はデータバスの階調データを取り込み、サンプリング信号STRが「L」レベルの場合は、「H」レベル期間に取り込んだ階調データを保持する。
上記のように、ゲート信号T1〜T(n/2)は、すべて「L」レベルであるため、スイッチSWAでは、端子0と端子1とが接続される。したがって、サンプリング回路6−1〜6−nは、それぞれホールド回路7−1〜7−nに接続される。
サンプリング回路6−1〜6−nによるデータ取り込み終了後、ホールド回路7−1〜7−nにスイッチ2bを介して接続される信号LS線に「H」レベルの信号LSが供給される。このとき、反転テスト信号testBは、すべて「H」レベルであるので、信号LSは、ホールド回路7−1〜7−nのゲートに供給され、ゲートが「H」レベルの期間、ホールド回路7−1〜7−nは、自身に接続されたサンプリング回路6−1〜6−nが保持している階調データを取り込む。また、ホールド回路7−1〜7−nは、信号LSが「L」レベルになった後は、取り込んだ階調データを保持する。
駆動回路220では、階調データを取り込でいる間も表示を行う必要がある。このため、上記のようにホールド回路7は、取り込んだ階調データを保持し、保持したデータによって表示用駆動信号を出力する。また、ホールド回路7は、表示用駆動信号を出力している間に、データバスからデータの取り込みを行うようにしている。
これにより、DAC回路8−1〜8−nは、それぞれホールド回路7−1〜7−nに保持された階調データを階調電圧信号に変換し、階調電圧としてオペアンプ1−1〜1−nの正極性入力端子に出力する。ここでオペアンプ1−1〜1−nの出力は、スイッチ2bがONしているため、自身の負極性入力端子への負帰還となる。これにより、オペアンプ1−1〜1−nは、ボルテージフォロワとして動作する。よって、オペアンプ1−1〜1−nは、DAC回路8−1〜8−nからの階調電圧をバッファし、対応する各出力端子OUT1〜OUTnに出力する。
(動作確認テスト概要)
図19は、駆動回路220における動作確認テスト時のリセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCKおよびテスト信号test1〜test(n/2)の波形を示す図である。動作確認テストは、信号TESTSPを「H」レベルとすることにより開始される。信号TESTCKの立ち上がりにより、信号TESTSPが「H」レベルであることが、フリップフロップDFF0に認識される。これにより、シフトレジスタ302の各フリップフロップDFF0〜DFF(n/2)は、信号TESTCKの立ち上がりに同期したパルス信号を、テスト信号test0〜test(n/2)および反転テスト信号testB0〜testB(n/2)として順次出力する。
このとき、図17において、テスト信号test0が「H」レベルのとき(すなわち、反転テスト信号testB0が「L」レベルのとき)、数2から、ゲート信号T1〜Tnは全て「L」レベルとなり、スイッチSWA1〜SWAnおよびスイッチSWB1〜SWBnでは、端子0と端子1とが接続状態となる。すなわち、テスト信号test0が「H」レベルの期間は、予備出力回路の動作確認テスト期間である。
このとき、予備のホールド回路7−A、7−Bの入力端子は、テスト用データバスに接続される。これにより、予備のホールド回路7−Cのゲートには、動作確認テスト用のサンプリング信号である信号TSTR1が入力され、予備のホールド回路7−Dのゲートには、動作確認テスト用のサンプリング信号である信号TSTR2が入力される。これらの信号TSTR1、TSTR2は、図16に示すテスト用階調データに相当する。
ここで、テスト用データバスに階調データをセットし、信号TSTR1を「H」レベルにすることにより予備のホールド回路7−Aに階調データを保持させる。続いて、テスト用データバスに異なる階調データをセットし、信号TSTR2を「H」レベルにすることにより、予備のホールド回路7−Bに異なる階調データを保持させることができる。予備のホールド回路7−Aおよび7−Bに互いに異なる階調データが保持されたことにより、予備のDAC回路8−Cからのテスト用出力信号と予備のDAC回路8−Bからのテスト用出力信号とは、異なる電圧となる。
これにより、予備のオペアンプ1−Cの正極性入力端子には、予備のDAC回路8−Cからのテスト用出力信号が入力され、予備のオペアンプ1−Cの負極性入力端子には、予備のDAC回路8−Dからのテスト用出力信号が入力される。予備のオペアンプ1−Cはコンパレータの動作を行い、正極性入力端子への入力が負極性入力端子への入力電圧値より大きければ、出力を「H」に、逆であれば出力を「L」にする。予備のDAC回路8−CおよびDAC回路8−Bに入力する階調データにより、予備のオペアンプ1−Cの出力電圧が「H」レベルであるか「L」レベルであるかは、予め期待値として設定できる。
したがって、この期待値と予備のオペアンプ1−Cの出力とを、予備の判定回路3−Cによって判定し、期待値と異なれば予備の判定フラグ4−Cへ「H」レベルの信号を入力する。予備のオペアンプ1−Dおよび予備の判定回路3−Dにおいても、予備のオペアンプ1−Dからの出力と期待値との比較が行われ、予備の判定回路3−Dは、予備の判定フラグ4−Dに判定結果を入力する。ここで、予備の判定回路3−Cからの判定結果と予備の判定回路3−Dからの判定結果の論理和が、信号Flag0となるので、予備のオペアンプ1−Dおよび予備の判定回路3−Dのいずれかでの判定結果が「H」レベルとなれば、信号Flag0は「H」レベルとなる。
以上のように、予備の出力回路の動作確認が行われる。動作確認の具体的内容については、DAC回路に階調データを与えるか、ホールド回路に階調データを与えるかの違いはあるが、第1の実施形態における動作確認テストと略同様である。
続いて、テスト信号test1を「H」レベルとし、反転テスト信号testB1を「L」レベルとしたとき、数2より、ゲート信号T1〜T(n/2)がすべて「H」レベルとなる。これにより、サンプリング回路6−1がホールド回路7−3と接続され、サンプリング回路6−2がホールド回路7−4と接続され、他のサンプリング回路6とホールド回路7との接続も順次先送りされる。すなわち、サンプリング回路6−h(h=1〜n−2)がホールド回路7−(h+2)と接続され、サンプリング回路6−(n−1)が予備のホールド回路7−Cに接続され、最後列のサンプリング回路6−nが予備のホールド回路7−Dに接続される。
また、出力端子OUT1はオペアンプ1−3と接続され、出力端子OUT2はオペアンプ1−4と接続され、他の出力端子OUTとオペアンプ1との接続も順次先送りされる。すなわち、出力端子OUTh(h=1〜n−2)がオペアンプ1−(h+2)と接続され、出力端子OUT(n−1)が予備のオペアンプ1−Aと接続され、最後列の出力端子OUTnが予備のオペアンプ1−Bと接続される。
上記のように、スイッチSWA・SWBの接続状態が変更されたことにより、サンプリング回路6−1とホールド回路7−1との接続、およびサンプリング回路6−2とホールド回路7−2との接続が切り離され、オペアンプ1−1と出力端子OUT1との接続およびオペアンプ1−2と出力端子OUT2との接続が切り離される。これにより、ホールド回路7−1、DAC回路8−1、出力端子OUT1、ホールド回路7−2、DAC回路8−2、および出力端子OUT2は、表示パネルの駆動と無関係となる。
テスト信号test1が「H」レベルであるため、オペアンプ1−1、1−2の入力端子および出力端子に接続されているスイッチ2aおよびスイッチ2bは、それぞれ「ON」「OFF」となる。オペアンプ1−1の負極性入力端子と出力端子との接続が切り離され、オペアンプ1−1の負極性入力端子には、DAC回路8−2が接続される。この接続によりオペアンプ1−1は、DAC回路8−1からのテスト用出力信号とDAC回路8−2からのテスト用出力信号とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−1の出力は判定回路3−1に接続される。
同様に、オペアンプ1−2の負極性入力端子には、DAC回路8−1が接続される。これにより、オペアンプ1−2は、DAC回路8−2からのテスト用出力信号とDAC回路8−1からのテスト用出力信号とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−2の出力は判定回路3−2に接続される。また、オペアンプ1−1、1−2の正極性入力端子には、それぞれDAC回路8−1、8−2の他に、プルアップ・プルダウン回路5−1、5−2が接続される。
ホールド回路7−1、7−2への入力は、サンプリング回路6−1、6−2からテスト用データバスに切り替えられる。これにより、ホールド回路7−1のゲートには信号TSTR1が入力され、ホールド回路7−2のゲートには信号TSTR2が入力される。
ここで、テスト用データバスに階調データをセットし、信号TSTR1を「H」レベルにすることによりホールド回路7−1に階調データを保持させる。続いて、テスト用データバスに異なる階調データをセットし、信号TSTR2を「H」レベルにすることにより、ホールド回路7−2に異なる階調データを保持させることができる。ホールド回路7−1および7−2に異なる階調データが保持されたことにより、DAC回路8−1およびDAC回路8−2の階調電圧信号は差を持った電圧となる。DAC回路8−1からのテスト用出力信号とDAC回路8−2からのテスト用出力信号とは、異なる電圧となる。
これにより、オペアンプ1−1の正極性入力端子には、DAC回路8−1からのテスト用出力信号が入力され、オペアンプ1−1の負極性入力端子には、DAC回路8−2からのテスト用出力信号が入力される。オペアンプ1−1はコンパレータの動作を行い、正極性入力端子への入力が負極性入力端子への入力電圧値より大きければ、出力を「H」に、逆であれば出力を「L」にする。DAC回路8−1およびDAC回路8−2に入力する階調データにより、オペアンプ1−1の出力電圧が「H」レベルであるか「L」レベルであるかは、予め期待値として設定できる。
したがって、この期待値とオペアンプ1−1の出力とを、判定回路3−1によって判定し、期待値と異なれば判定フラグ4−1へ「H」レベルの信号を入力する。オペアンプ1−2および判定回路3−2においても、オペアンプ1−2からの出力と期待値との比較が行われ、判定回路3−2は、判定フラグ4−2に判定結果を入力する。ここで、判定回路3−1からの判定結果と判定回路3−2からの判定結果の論理和が、信号Flag1となるので、オペアンプ1−2および判定回路3−2のいずれかでの判定結果が「H」レベルとなれば、信号Flag1は「H」レベルとなる。
以上のように、1列目および2段目の出力回路の動作確認が行われる。テスト信号test1「H」レベルの期間は、スイッチSWA・SWBの接続状態の切り替えにより、サンプリング回路6−1〜6−nと、ホールド回路7−3〜7−n・予備のホールド回路7−C、7−Dと、DAC回路8−3〜8−n・予備のDAC回路8−C、8−Dと、オペアンプ1−3〜1−n・予備のオペアンプ1−C、1−Dと、出力端子OUT1〜OUTnとが、それぞれ接続される。このとき、オペアンプ1−3〜1−nおよび予備のオペアンプ1−C、1−Dは、DAC回路8−3〜8−nおよび予備のDAC回路8−C、8−Dからの階調電圧をそれぞれ増幅するバッファーとして機能する。このため、表示パネル80の駆動を行いながら、ホールド回路7−1、7−2、DAC回路8−1、8−2およびオペアンプ1−1、1−2の動作確認を行う事が可能となる。
なお、本実施形態では、接続状態の切り替えのタイミングが重要となる。(駆動回路220の通常動作)で説明したように、駆動回路220は表示パネル80を常時駆動しており、データサンプリング中もホールド回路7に保持されたデータにより、表示用駆動信号を出力している。駆動回路220では、ホールド回路7とDAC回路8との接続が切り替えられることはなく、ホールド回路7のデータは信号LSでのみ変更可能である。テスト信号testにより接続状態の切り替えを行ったときに、DAC回路8と出力端子OUTとの接続の切り替えは行われるが、ホールド回路7の階調データは切り替わらないため、表示不良が発生する。この表示不良を防ぐためには、テスト信号testにより接続状態の切り替えを行う際には、信号LSを入力して、ホールド回路7にサンプリング回路6のデータを再入力する必要がある。
具体的な手段としては、図18に示すANDゲートAND1に入力される信号TESTCKを、信号LSと同期した信号にすることが考えられる。これにより、シフトレジスタ302は信号LSが「H」レベルになる毎に、テスト信号test0〜test(n/2)が順次「H」レベルとなるため、テスト信号testによる接続状態の切り替えは、信号LSと同期して行われる。
なお、論理的に同時に変化する信号でも、実際の回路では、負荷容量の違いにより、完全に同時に変化することは無い。しかしながら、信号LSの「H」レベル期間にホールド回路7は階調データを取り込むので、信号LSが「H」レベルの期間に、テスト信号testによる接続状態の切り替えとホールド回路7の階調データの取り込みとが完了するように回路設計を行えばよい。
次に、テスト信号test2が「H」レベルとなり、反転テスト信号testB2が「L」レベルとなったとき、数2から、ゲート信号T1は「L」レベルとなり、ゲート信号T2〜T(n/2)は「H」レベルとなる。ゲート信号T1が「L」レベルであるため、サンプリング回路6−1とホールド回路7−1との接続、およびサンプリング回路6−2とホールド回路7−2との接続は、通常動作時と同じである。
一方、ゲート信号T2〜T(n/2)が「H」レベルであるため、サンプリング回路6−3がホールド回路7−5と接続され、サンプリング回路6−4がホールド回路7−6と接続され、他のサンプリング回路6とホールド回路7との接続も順次先送りされる。すなわち、サンプリング回路6−f(f=3〜n−2)がホールド回路7−(f+2)と接続され、サンプリング回路6−(n−1)が予備のホールド回路7−Cに接続され、最後列のサンプリング回路6−nが予備のホールド回路7−Dに接続される。
また、出力端子OUT1とオペアンプ1−1との接続、および出力端子OUT2とオペアンプ1−2との接続は、通常動作時と同じである。一方、出力端子OUT3はオペアンプ1−5と接続され、出力端子OUT4はオペアンプ1−6と接続され、他の出力端子OUTとオペアンプ1との接続も順次先送りされる。すなわち、出力端子OUTf(f=3〜n−2)がオペアンプ1−(f+2)と接続され、出力端子OUT(n−1)が予備のオペアンプ1−Aと接続され、最後列の出力端子OUTnが予備のオペアンプ1−Bと接続される。
上記のように、スイッチSWA・SWBの接続状態が変更されたことにより、サンプリング回路6−3とホールド回路7−3との接続、およびサンプリング回路6−4とホールド回路7−4との接続が切り離され、オペアンプ1−3と出力端子OUT3との接続およびオペアンプ1−4と出力端子OUT4との接続が切り離される。これにより、ホールド回路7−3、DAC回路8−3、出力端子OUT3、ホールド回路7−4、DAC回路8−4、および出力端子OUT4は、表示パネル80の駆動と無関係となる。
テスト信号test2が「H」レベルであるため、オペアンプ1−3、1−4の入力端子および出力端子に接続されているスイッチ2aおよびスイッチ2bは、それぞれ「ON」「OFF」となる。オペアンプ1−3の負極性入力端子と出力端子との接続が切り離され、オペアンプ1−3の負極性入力端子には、DAC回路8−4が接続される。この接続によりオペアンプ1−3は、DAC回路8−3からのテスト用出力信号とDAC回路8−4からのテスト用出力信号とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−3の出力は判定回路3−3に接続される。
同様に、オペアンプ1−4の負極性入力端子には、DAC回路8−3が接続される。これにより、オペアンプ1−4は、DAC回路8−4からのテスト用出力信号とDAC回路8−3からのテスト用出力信号とを比較するコンパレータとして動作し、オペアンプ1−4の出力は判定回路3−4に接続される。また、オペアンプ1−3、1−4の正極性入力端子には、それぞれDAC回路8−3、8−4の他に、プルアップ・プルダウン回路5−3、5−4が接続される。
ホールド回路7−3、7−4への入力は、サンプリング回路6−3、6−4からテスト用データバスに切り替えられる。これにより、ホールド回路7−3のゲートには信号TSTR1が入力され、ホールド回路7−4のゲートには信号TSTR2が入力される。
ここで、テスト用データバスに階調データをセットし、信号TSTR1を「H」レベルにすることによりホールド回路7−3に階調データを保持させる。続いて、テスト用データバスに異なる階調データをセットし、信号TSTR2を「H」レベルにすることにより、ホールド回路7−4に異なる階調データを保持させることができる。ホールド回路7−3および7−4に異なる階調データが保持されたことにより、DAC回路8−3およびDAC回路8−4の階調電圧信号は差を持った電圧となる。DAC回路8−3からのテスト用出力信号とDAC回路8−4からのテスト用出力信号とは、異なる電圧となる。
これにより、オペアンプ1−3の正極性入力端子には、DAC回路8−3からのテスト用出力信号が入力され、オペアンプ1−3の負極性入力端子には、DAC回路8−4からのテスト用出力信号が入力される。オペアンプ1−3はコンパレータの動作を行い、正極性入力端子への入力が負極性入力端子への入力電圧値より大きければ、出力を「H」に、逆であれば出力を「L」にする。DAC回路8−3およびDAC回路8−4に入力する階調データにより、オペアンプ1−3の出力電圧が「H」レベルであるか「L」レベルであるかは、予め期待値として設定できる。
したがって、この期待値とオペアンプ1−3の出力とを、判定回路3−3によって判定し、期待値と異なれば判定フラグ4−3へ「H」レベルの信号を入力する。オペアンプ1−4および判定回路3−4においても、オペアンプ1−4からの出力と期待値との比較が行われ、判定回路3−4は、判定フラグ4−4に判定結果を入力する。ここで、判定回路3−3からの判定結果と判定回路3−4からの判定結果の論理和が、信号Flag2となるので、オペアンプ1−4および判定回路3−4のいずれかでの判定結果が「H」レベルとなれば、信号Flag2は「H」レベルとなる。このとき、図18に示すテスト信号生成回路53における信号波形は以下のようになる。
図20は、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCK、テスト信号test1〜testnおよび信号Flag2の波形を示す図である。テスト信号test2が「H」レベルとなった後、信号Flag2が「H」レベルとなったとき、図18に示すNORゲートNOR1の出力信号FlagHBが「L」レベルになる。このため、図20に示すように、シフトレジスタ302を動作させるクロックTCKは「L」となり、そのまま保持される。よって、テスト信号test2は「H」レベル、反転テスト信号testB2は「L」の状態のまま保持される。これにより、信号Flag2が「H」レベルとなった時点の接続状態のまま、表示パネルの駆動が継続される。すなわち、ホールド回路7−3、7−4以外のホールド回路7、DAC回路8−3、8−4以外のDAC回路8およびオペアンプ1−3、1−4以外のオペアンプ1によって通常の表示駆動が行われる。したがって、動作不良とされた3段目および4段目の出力回路は使用されなくなり、その他の出力回路によって表示パネルの駆動が行われる事になる。
すなわち、テスト信号test2「H」レベルの期間は、スイッチSWA・SWBの接続状態の切り替えにより、サンプリング回路6−1〜6−nと、ホールド回路7−1、7−2、7−5〜7−n・予備のホールド回路7−C、7−Dと、DAC回路8−1、8−2、8−5〜8−n・予備のDAC回路8−C、8−Dと、オペアンプ1−1、1−2、1−5〜1−n・予備のオペアンプ1−C、1−Dと、出力端子OUT1〜OUTnとが、それぞれ接続される。このとき、オペアンプ1−1、1−2、1−5〜1−nおよび予備のオペアンプ1−C、1−Dは、DAC回路8−3〜8−nおよび予備のDAC回路8−C、8−Dからの階調電圧をそれぞれ増幅するバッファーとして機能する。このため、通常動作用のデータバスから入力された階調データを階調電圧に変換して出力端子OUTから出力し表示パネル80の駆動を行いながら、ホールド回路7−3、7−4およびDAC回路8−3、8−4の動作確認を行う事が可能となる。
以上のように、3段目および4段目の出力回路の動作確認および自己修復が行われる。テスト信号test3〜test(n/2)のそれぞれが「H」レベルの期間においても、同様に接続状態の切り替えが行われ、全ての出力回路の動作確認が終了する。判定フラグ4から出力される信号Flagが全て「L」レベルであった場合や、動作確認の途中でいずれかの信号Flagが「H」レベルになった場合については、回路構成は多少異なるが、処理内容は第1の実施形態における動作確認テストと略同様である。
〔実施形態4〕
本発明の第4の実施形態について、図21および図22を参照して以下に説明する。本実施形態では、第1の実施形態に係る表示装置90のさらに他の変形例である表示装置390について説明する。
(表示装置390の構成)
まず、図21を参照して、本実施形態の表示装置390の概略構成を説明する。図21は、表示装置390の概略構成を示すブロック図である。表示装置390は、表示パネル80と駆動回路320とを備えている。駆動回路320は、図16に示す駆動回路220において、切替回路260および261を、それぞれ切替回路360および361に置き換えた構成である。
第3の実施形態に係る駆動回路220では、動作確認対象となる出力回路に通常動作時に入力される階調データを当該出力回路の隣の出力回路に入力し、当該隣の出力回路に通常動作時に入力される階調データをさらに隣の出力回路に入力して、階調データの出力回路への入力を順次繰り越し、最後列の出力回路に通常動作時に入力される階調データを予備の出力回路に入力する構成であった。一方、本実施形態に係る駆動回路320では、動作確認対象となる出力回路に通常動作時に入力される階調データを、動作確認時に予備の出力回路に入力することにより、動作確認対象となる出力回路を表示パネルの駆動から切り離す構成である。
(駆動回路320の構成)
図22を参照して、本実施形態の駆動回路320の構成について説明する。図22は、駆動回路320の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、駆動回路320は、階調データ入力端子(図示しない)より、データバスを介して、n個の液晶駆動用信号出力端子OUT1〜OUTn(以下、本実施形態において総称する場合は、出力端子OUTとする)のそれぞれに対応する階調データを入力するn個のサンプリング回路6−1〜6−n(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング回路6とする)と、n個のホールド回路7−1〜7−n、及び2個の予備のホールド回路7−C、7−D(以下、本実施形態において総称する場合は、ホールド回路7とする)と、階調データを階調電圧信号に変換するn個のDAC回路8−1〜8−n、および2個の予備のDAC回路8−C、8−D(以下、本実施形態において総称する場合は、DAC回路8とする)と、DAC回路8からの階調電圧信号に対するバッファ回路の役割を有するn個のオペアンプ1−1〜1−nおよび予備のオペアンプ1−C、1−D(以下、本実施形態において総称する場合は、オペアンプ1とする)と、n個の判定回路3−1〜3−nおよび2個の予備の判定回路3−C、3−D(以下、本実施形態において総称する場合は、判定回路3とする)と、n個の判定フラグ4−1〜4−nおよび2個の予備の判定フラグ4−C、4−D(以下、本実施形態において総称する場合は、判定フラグ4とする)と、n個のプルアップ・プルダウン回路5−1〜5−nおよび2個の予備のプルアップ・プルダウン回路5―C、5−D(以下、本実施形態において総称する場合は、プルアップ・プルダウン回路5とする)とを備えている。
さらに同図に示すように、駆動回路320は、テスト信号test(test0〜test(n/2))によってON,OFFが切り替わる複数のスイッチ2aと、テスト信号testを反転した反転テスト信号testB(testB0〜testB(n/2))によってON、OFFが切り替わる複数のスイッチ2bとを備えている。スイッチ2a、2bはどちらも、「H」レベルの信号を入力した場合にONとなり、「L」レベルの信号を入力した場合にOFFとなる。なお、本実施形態においても、テスト信号testおよび反転テスト信号testBは、第3の実施形態と同様、図18に示すテスト信号生成回路53から出力される。
(駆動回路320の通常動作)
通常動作時は、第3の実施形態における通常動作と同様、テスト信号test0〜test(n/2)は、すべて「L」レベルであり、反転テスト信号testB0〜testB(n/2)はすべて「H」レベルである。したがって、サンプリング回路6−1〜6−nは、それぞれホールド回路7−1〜7−nに接続され、予備のホールド回路7−C、7−Dは、どのサンプリング回路6とも接続されない。
図22において、データバスに供給される階調データをサンプリングするために、図示しないポインター用シフトレジスタからサンプリング回路6-1〜6−nのゲートに入力されるサンプリング信号STR1〜STRn(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング信号STRとする)が順次「H」レベルになる。サンプリング回路6は、ゲートが「H」レベルの期間にデータを取り込むラッチ回路で構成されており、サンプリング信号が「H」レベルの期間サンプリング回路6はデータバスのデータを取り込み、ゲート信号が「L」レベルの場合は、「H」レベル期間に取り込んだデータを保持する。
サンプリング回路6−1〜6−nによるデータ取り込み終了後、ホールド回路7−1〜7−nにスイッチ2bを介して接続される信号LS線に「H」レベルの信号LSが供給される。このとき、反転テスト信号testBは、すべて「H」レベルであるので、信号LSは、ホールド回路7−1〜7−nのゲートに供給され、ゲートが「H」レベルの期間、ホールド回路7−1〜7−nは、自身に接続されたサンプリング回路6−1〜6−nが保持している階調データを取り込む。また、ホールド回路7−1〜7−nは、信号LSが「L」レベルになった後は、取り込んだ階調データを保持する。
これにより、DAC回路8−1〜8−nは、それぞれホールド回路7−1〜7−nに保持された階調データを階調電圧信号に変換し、階調電圧としてオペアンプ1−1〜1−nの正極性入力端子に出力する。ここでオペアンプ1−1〜1−nの出力は、スイッチ2bがONしているため、自身の負極性入力端子への負帰還となる。これにより、オペアンプ1−1〜1−nは、ボルテージフォロワとして動作する。よって、オペアンプ1−1〜1−nは、DAC回路8−1〜8−nからの階調電圧をバッファし、対応する各出力端子OUT1〜OUTnに出力する。
(動作確認テスト概要)
動作確認テストは、図18に示すテスト信号生成回路53において、信号TESTSPを「H」レベルとすることにより開始される。これにより、図19に示すように、テスト信号test0〜test(n/2)が順次「H」レベルとなる。
テスト信号test0が「H」レベルとなったとき、反転テスト信号testB0が「L」レベルとなる。したがって、予備の出力回路では、予備のホールド回路7−C、7−Dの入力端子が、ともにテスト用データバスと接続される。一方、他の出力回路では、ホールド回路7−1〜7−nは、それぞれサンプリング回路6−1〜6−nと接続される。したがって、表示パネル80を駆動する出力回路は、通常動作時と同一である。すなわち、第3の実施形態と同様、テスト信号test0が「H」レベルの期間は、予備の出力回路の動作確認テスト期間であり、予備の出力回路の動作確認の具体的内容は、第3の実施形態におけるものと同様である。
続いて、テスト信号test1を「H」レベルとし、反転テスト信号testB1を「L」レベルとしたとき、サンプリング回路6−1は予備のホールド回路7−Cと接続され、サンプリング回路6−2は予備のホールド回路7−Dと接続される。一方、出力端子OUT1は予備のオペアンプ1−Cと接続され、出力回路OUT2は予備のオペアンプ1−Dと接続される。
ここで、本実施形態では、テスト信号test1が「H」レベルとなっても、他の出力回路における接続状態は、変更されない。すなわち、テスト信号test1が「H」レベルの期間においても、サンプリング回路6−3〜6−nとホールド回路7−3〜7−nとの接続、および出力端子OUT3〜OUTnとオペアンプ1−3〜1−nとの接続状態は、テスト信号test0が「H」レベルの期間における接続状態と同一である。
上記のようにスイッチ2a,2bの接続状態が変更されたことにより、サンプリング回路6−1とホールド回路7−1との接続、およびサンプリング回路6−2とホールド回路7−2との接続が切り離され、オペアンプ1−1と出力端子OUT1との接続およびオペアンプ1−2と出力端子OUT2との接続が切り離される。これにより、ホールド回路7−1、DAC回路8−1、出力端子OUT1、ホールド回路7−2、DAC回路8−2、および出力端子OUT2は、表示パネルの駆動と無関係となり、1列目および2段目の出力回路の動作確認が行われる。なお、当該動作確認の具体的内容は、第3の実施形態におけるものと同様である。
このとき、サンプリング回路6−3〜6−nと、ホールド回路7−3〜7−n・予備のホールド回路7−C、7−Dと、DAC回路8−3〜8−n・予備のDAC回路8−C、8−Dと、オペアンプ1−3〜1−n・予備のオペアンプ1−C、1−Dと、出力端子OUT1〜OUTnとが、それぞれ接続される。また、このとき、オペアンプ1−3〜1−nおよび予備のオペアンプ1−C、1−Dは、DAC回路8−3〜8−nおよび予備のDAC回路8−C、8−Dからの階調電圧をそれぞれ増幅するバッファーとして機能する。このため、表示パネル80の駆動を行いながら、ホールド回路7−1、7−2、DAC回路8−1、8−2およびオペアンプ1−1、1−2の動作確認を行う事が可能となる。
なお、図22に示す駆動回路320においても、図17に示す駆動回路220と同様、階調データ入力の切替はサンプリング回路6とホールド回路7との間で行っている。このため、第3の実施形態で説明したように、テスト信号testと信号LSは、互いに同期した信号である必要がある。
次に、テスト信号test2を「H」レベルとし、反転テスト信号testB2を「L」レベルとしたとき、サンプリング回路6−3は予備のホールド回路7−Cに接続され、サンプリング回路6−4は予備のホールド回路7−Dと接続される。また、出力端子OUT3は予備のオペアンプ1−Cと接続され、出力端子OUT4は予備のオペアンプ1−Dと接続される。
このように、スイッチ2a、2bの接続状態が変更されたことにより、ホールド回路7−3、7−4とサンプリング回路6−3、6−4との接続が切り離され、出力端子OUT3、OUT4とオペアンプ1−3、1−4との接続が切り離される。したがって、ホールド回路7−3、7−4、DAC回路8−3、8−4およびオペアンプ1−3、1−4は、表示パネル80の駆動とは無関係になる。
これにより、3段目および4段目の出力回路の動作確認および自己修復が第3の実施形態におけるものと同様に行われる。テスト信号test3〜test(n/2)のそれぞれが「H」レベルの期間においても、同様に接続状態の切り替えが行われ、全ての出力回路の動作確認が終了する。判定フラグ4から出力される信号Flagが全て「L」レベルであった場合や、動作確認の途中でいずれかの信号Flagが「H」レベルになった場合については、回路構成は多少異なるが、処理内容は第1の実施形態における動作確認テストと略同様である。
〔実施形態5〕
本発明の第5の実施形態について、図23〜図27を参照して以下に説明する。本実施形態では、第1の実施形態に係る表示装置90のさらに他の変形例である表示装置490について説明する。
(表示装置190の構成)
図23を参照して、本実施形態に係る表示装置490の概略構成を説明する。図23は、表示装置490の概略構成を示すブロック図である。表示装置490は、表示パネル80と駆動回路420とを備えている。駆動回路420は、図2に示す駆動回路20において、切替回路61を切替回路461に置き換えた構成である。
上記の第1〜第4の実施形態に係る駆動回路20、120、220、320では、動作確認テスト時のテスト用階調データや参照用階調データは、テスト用の専用バスを介して出力回路ブロックに供給していた。一方、本実施形態に係る駆動回路420は、テスト用階調データおよび参照用階調データを、通常動作時に階調データを供給するためのデータバスを介して出力回路ブロックに供給する構成である。
(駆動回路420の構成)
図24を参照して、本実施形態に係る駆動回路420の構成について説明する。図24は、駆動回路420の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、駆動回路420は、階調データ入力端子(図示しない)より、データバスを介して、n個の液晶駆動用信号出力端子OUT1〜OUTn(以下、本実施形態において総称する場合は、出力端子OUTとする)のそれぞれに対応する階調データを入力するn個のサンプリング回路6−1〜6−n(以下、本実施形態において総称する場合は、サンプリング回路6とする)、参照用サンプリング回路6−Aおよび予備のサンプリング回路6−Bと、n個のホールド回路7−1〜7−n(以下、本実施形態において総称する場合は、ホールド回路7とする)、参照用ホールド回路7−Aおよび予備のホールド回路7−Bと、階調データを階調電圧信号に変換するn個のDAC回路8−1〜8−n(以下、本実施形態において総称する場合は、DAC回路8とする)、参照用DAC回路8−Aおよび予備のDAC回路8−Bと、DAC回路8からの階調電圧信号に対するバッファー回路の役割を有するn個のオペアンプ1−1〜1−nおよび予備のオペアンプ1−B(以下、本実施形態において総称する場合は、オペアンプ1とする)と、n個の判定回路3−1〜3−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定回路3とする)と、n個の判定フラグ4−1〜4−n(以下、本実施形態において総称する場合は、判定フラグ4とする)と、n個のプルアップ・プルダウン回路5−1〜5−n(以下、本実施形態において総称する場合は、プルアップ・プルダウン回路5とする)とを備えている。
さらに、同図に示すように、駆動回路420は、テスト信号test(test1〜testn)もしくはテスト信号testA(testA1〜testAn)によってON、OFFが切り替わる複数のスイッチ2aと、テスト信号testを反転した反転テスト信号testB(testB1〜testBn)によってON、OFFが切り替わる複数のスイッチ2bと、ゲート信号TA1〜TAnによって接続先を変更するn個のスイッチSWA1〜SWAn(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWAとする)と、ゲート信号TB1〜TBnによって接続先を変更するn個のスイッチSWB1〜SWBn(以下、本実施形態において総称する場合は、スイッチSWBとする)とを備えている。
スイッチ2a、2bはどちらも、「H」レベルの信号を入力した場合にONとなり、「L」レベルの信号を入力した場合にOFFとなる。
また、スイッチSWA・SWBは、それぞれ端子0、端子1、および端子2を備えており、端子0と端子1とを接続する状態、および端子0と端子2とを接続する状態の2つの接続状態をもつスイッチ回路である。具体的には、スイッチSWAk(k=1〜n)の端子0は、それぞれサンプリング信号STR1〜STRnが供給されるデータバスに接続され、スイッチSWAkの端子1は、サンプリング回路6−kに接続される。また、スイッチSWAi(i=1〜n−1)の端子2は、それぞれサンプリング回路6−(i+1)に接続され、スイッチSWAnの端子2は、予備のサンプリング回路6−Bに接続される。一方、スイッチSWBk(k=1〜n)の端子0および1は、それぞれ出力端子OUTkおよびオペアンプ1−kの出力端子に接続される。また、スイッチSWBi(i=1〜n−1)の端子2は、オペアンプ1−(i+1)の出力端子に接続され、スイッチSWBnの端子2は、予備のオペアンプ1−Bの出力端子に接続される。
また、スイッチSWA1〜SWAnの端子1とサンプリング回路6−1〜6−nとの間の各接続点には、スイッチ2aを介して動作確認テスト用のサンプリング信号である信号TSTR2が供給されるデータバスに接続される。
スイッチSWA・SWBの接続状態は、ゲート信号の値に基づいて切り替わる。具体的には、ゲート信号が「H」のとき端子0と端子2とが接続(導通)され、ゲート信号が「L」のとき端子0と端子1とが接続(導通)される。ゲート信号TA1〜TAnは、下記の数3に示す論理式で表され、ゲート信号TB1〜TBnは、下記の数4に示す論理式で表される。
Figure 0005154386
Figure 0005154386
(通常動作時における階調データのサンプリング)
図25は、駆動回路420における動作確認テスト時の、サンプリング信号STR1〜STR3、サンプルリング回路6−1〜6−3からの出力、信号LS、ホールド回路7−1〜7−3からの出力、および出力端子OUTからの出力の波形を示す図である。サンプリング信号STR1〜STR3は、図示しないポインター用シフトレジスタにより作成されるパルス信号であり、それぞれサンプルリング回路6−1〜6−3のゲートに入力されて、サンプルリング回路6−1〜6−3の動作を制御する。図25では、サンプリング信号は、サンプリング信号STR3までしか示されていないが、駆動回路420では、サンプリング信号STR1〜STRnがそれぞれサンプリング回路6−1〜6−nのゲートに入力される。なお、参照用サンプリング回路6−Aのゲートには、動作確認テスト用のサンプリング信号である信号TSTR1が入力される。
サンプリング信号STR1が「H」レベルの期間、サンプリング回路6−1がデータバスからの階調データAをサンプリングしてホールド回路7−1に出力する。サンプリング信号STR1が「L」レベルになった後は、サンプリング回路6−1は、サンプリング信号STR1が「L」レベルになる直前の階調データ(図25では階調データA)を保持する。同様に、サンプリング信号STR2はサンプリング回路6−2に保持される階調データを決定し、サンプリング信号STR3はサンプリング回路6−3に保持される階調データを決定する。
サンプリング回路6−1〜6−nによるデータバスからのデータ保持が終了すると、信号LSを「H」レベルにする。信号LSはホールド回路7のゲートに入力され、ホールド回路7の動作を制御する。信号LSが「H」レベルの間、ホールド回路7は各々に接続されるサンプリング回路6からの階調データを取り込んで保持する。ホールド回路7は、信号LSが「L」レベルになった後も、取り込んだ階調データを保持するので、出力端子OUTからは、ホールド回路7が保持する階調データに基づいた階調電圧を出力し続ける事ができる。なお、上記の動作から分かるように、LSが「H」の期間以外は、データバスには表示用データが供給されるのが通常である。
(動作確認時における階調データのサンプリング)
動作確認テストでは、データバスに、通常表示用の階調データの他、参照用階調データとテスト用階調データとを供給する。通常表示用の階調データ、参照用階調データおよびテスト用階調データを供給するタイミングについて、図26および図27に基づいて説明する。
図26は、信号LS、信号TCLK1、TCLK2、ゲート信号TA1〜TA3、TB1〜TB3、テスト信号test1〜test3およびテスト信号testA1〜testA3の波形を示す図である。
同図に示す信号TCLK1、TCLK2は、信号LSを所定回数カウントする毎に「H」レベルとなる信号である。テスト信号test1〜testnは、信号TCLK2の立ち上がり毎に順次「H」レベルとなる。このようなtest1〜testnは、図4に示すシフトレジスタ301と同様の回路によって生成することができる。
ここで、サンプリング回路6−1、ホールド回路7−1、DAC回路8−1およびオペアンプ1−1の不具合検出について、図27に基づいて説明する。
図27は、図26に示す信号TCLK1、TCLK2が交互に「H」レベルとなる期間前後における、信号LS、信号TCLK1、TCLK2、ゲート信号TA1、テスト信号testA1、ゲート信号TB1、テスト信号test1、信号TSTR1、TSTR2の波形を示す図である。信号LSが最初に立ち上がるタイミングTim1までは、これらの信号はすべて「L」レベルであり、データバスには通常駆動用の階調データが供給される。
(タイミングTim1)
信号LSが最初に立ち上がるタイミングTim1では、図24に示す駆動回路420は、以下の(1)〜(4)のように動作する。
(1)信号LSが「H」レベルとなり、サンプリング回路6に保持された階調データがホールド回路7に転送される。
(2)テスト信号testA1が「H」レベルとなり、数3より、ゲート信号TA1〜TAnが「L」レベルから「H」レベルに切り替わる。これにより、スイッチSWA1〜SWAnでは、端子0と端子2とが接続され、サンプリング信号STRi(i=1〜n−1)はサンプリング回路6−(i+1)に入力され、サンプリング信号STRnは、予備のサンプリング回路6−Bに入力される。
(3)データバスには通常駆動用の階調データに代わり、自己検出に使用する参照用階調データが供給される。
(4)参照用サンプリング回路6−Aのゲートに入力される信号TSTR1を「H」レベルにすることにより、参照用サンプリング回路6−Aがデータバスから参照用階調データを取り込む。参照用ホールド回路7−Aに入力される信号LSは「H」レベルであるので、同時に参照用階調データは参照用サンプリング回路6−Aからホールド回路7−Aに入力され、ホールド回路7−Aは参照用階調データを保持する。
(タイミングTim2)
続いて、信号LSが立ち下がるタイミングTim2では、ホールド回路7とDAC回路8との接続は変更されないので、ホールド回路7−1に保持されている階調データは、DAC回路8−1によって階調電圧に変換されて、出力端子OUT1から出力される。つまり、出力端子OUT1から出力される階調電圧は、タイミングTim1より前におけるサンプリング回路6−1と出力端子OUT1との接続関係を保持した状態で出力端子OUT1から出力される階調電圧と同一である。同様に出力端子OUT2〜OUTnからの階調電圧は、タイミングTim1より前におけるサンプリング回路6−2〜6−nと出力端子OUT2〜nとの接続関係を保持した状態で出力端子OUT2〜nから出力される階調電圧とそれぞれ同一である。
(タイミングTim3)
次に信号LSが立ち上がるタイミングTim3において、駆動回路420は、以下の(1)〜(6)のように動作する。
(1)信号LSが「H」レベルとなり、サンプリング回路6に保持された階調データがホールド回路7に転送される。
(2)テスト信号test1が「H」レベルとなり、数4より、ゲート信号TB1〜TBnが「L」レベルから「H」レベルに切り替わる。これにより、スイッチSWB1〜SWBnでは、端子0と端子2とが接続され、出力端子OUTi(i=1〜n−1)はオペアンプ1−(i+1)に入力され、出力端子OUTnは、予備のオペアンプ1−Bに入力される。これにより、サンプリング回路6−1、ホールド回路7−1、DAC回路8−1およびオペアンプ1−1は、表示パネル80の駆動とは無関係になる。
(3)データバスには通常駆動用の階調データに代わり、自己検出に使用するテスト用階調データが供給される。
(4)信号TSTR2が「H」レベルとなり、テスト信号testA1が「H」レベルであることから、信号TSTR2がサンプリング回路6−1のゲートに入力される。これにより、サンプリング回路6−1は、データバスからテスト用階調データを取り込む。また、ホールド回路7−1に入力される信号LSは「H」レベルであるので、同時にテスト用階調データはサンプリング回路6−1からホールド回路7−1に入力され、ホールド回路7−1はテスト用階調データを保持する。
(5)テスト信号test1が「H」レベルであり、反転テスト信号testB1が「L」レベルであるので、オペアンプ1−1はコンパレータとして機能する。ここで、これにより、DAC回路8−1からはテスト用出力信号がオペアンプ1−1の正極性入力端子に入力され、参照用DAC回路8−Aからは参照出力信号がオペアンプ1−1の負極性入力端子に入力される。
(6)オペアンプ1−1からの出力は、判定回路3−1に入力され、判定回路3−1では、自身が記憶した期待値と、オペアンプ1−1からの出力とを比較する。当該期待値は、参照用階調データおよびテスト用階調データに基づき設定できる。これにより、1列目の出力回路の不具合を検出する。
タイミングTim3から次に信号LSが立ち下がるタイミングTim4までの間、サンプリング回路6−1、ホールド回路7−1、DAC回路8−1およびオペアンプ1−1は、表示パネル80の駆動とは無関係であるので、表示パネル80の駆動を行いながら、1列目の出力回路の機能動作の確認を行う事が可能となる。
(タイミングTim4)
データバスにはテスト用階調データに代わり、通常駆動用の階調データが供給される。なお、駆動回路420は、タイミングTim3における接続状態で、表示パネルへ階調電圧の出力を継続する。
(タイミングTim5)
さらに次に信号LSが立ち上がるタイミングTim5では、通常駆動用の階調データに代わり、データバスに参照用階調データが供給される。また、参照用サンプリング回路6−Aのゲートに入力される信号TSTR1が再び「H」レベルとなり、サンプリング回路6−A、ホールド回路7−Aに参照用階調データが保持される。
(タイミングTim6)
タイミングTim5の次に信号LSが立ち下がるタイミングTim6では、データバスには参照用階調データに代わり、通常駆動用の階調データが供給される。駆動回路420は、タイミングTim3における接続状態で、表示パネルへ階調電圧の出力を継続する。
(タイミングTim7)
タイミングTim6の次に信号LSが立ち上がるタイミングTim7では、データバスには通常駆動用の階調データに代わり、テスト用階調データが供給される。同時に、信号TSTR2を「H」レベルにして、サンプリング回路6−1およびホールド回路7−1にテスト用階調データを保持させる。これにより、タイミングTim3と同様に、参照用ホールド回路7−Aには、参照用階調データが保持され、ホールド回路7−1には、テスト用階調データが保持されている状態となる。オペアンプ1−1はコンパレータとして機能し、タイミングTim3と同様に、1列目の出力回路の不具合の検出を行う。
ここで、タイミングTim5、Tim7でデータバスに供給される参照用階調データおよびテスト用階調データを、タイミングTim1、Tim3でデータバスに供給される参照用階調データおよびテスト用階調データとそれぞれ異ならせることにより、1列目の出力回路の不具合の検出を異なる参照用階調データおよびテスト用階調データによって、複数回行うことができる。参照用階調データおよびテスト用階調データを変更可能な回数は、信号TCLK1、TCLK2の周期に含まれる信号LSの回数によって決定される。したがって、信号TCLK1、TCLK2および信号LSを生成する回路を適宜変更して、上記回数を決定すればよい。
図26に示すように、信号TCLK1の2回目の立ち上がりでテスト信号testA2が立ち上がるので、サンプリング信号STRを供給するデータバスとサンプリング回路6との接続が変更され、動作確認対象となる出力回路が変更される。このように、動作確認対象となる出力回路を順次変更し、参照用出力回路と比較を行う事により、全ての出力回路の不具合の検出を行うことができる。
なお、図24に示す駆動回路420では、参照用DAC回路8−Aに接続される参照用サンプリング回路6−Aは、他のサンプリング回路6と共通のデータバスに接続されているが、サンプリング回路6−Aが接続される専用データバスを、上記共通のデータバスとは別に設けることも可能である。
これに対し、動作確認対象となるサンプリング回路6−1〜6−n、ホールド回路7−1〜7−nおよびDAC回路8−1〜8−nについては、データバスを専用に設けた場合、チップでの占有面積が多くなり、共通化したほうが、チップ面積で有利である。
しかしながら、サンプリング回路6−Aが接続される専用データバスを、共通のデータバスとは別に設けた場合、駆動回路420が搭載されるチップの占有面積が大きくなるので、サンプリング回路6−Aが接続されるデータバスと、サンプリング回路6−1〜6−nが接続されるデータバスとを共通化したほうが、チップの占有面積を小さくすることができる。ただし、DAC回路8−Aは、表示パネル80の駆動には使用されず、また、DAC回路8−Aは、駆動回路420に1個だけ設けられるので、サンプリング回路6−Aが接続されるデータバスを専用に設けても、チップの占有面積はあまり大きくならない。したがって、サンプリング回路6−Aが接続されるデータバスとサンプリング回路6−1〜6−nが接続されるデータバスとを、必ずしも共通化する必要はない。
また、サンプリング回路6−Aが接続されるデータバスを専用に設けることにより、図27に示すタイミングTim5における参照用階調データの供給が不要となる。よって、タイミングTim5で、タイミングTim3において供給されたテスト用階調データとは異なるテスト用階調データを供給することにより、出力回路の不具合検出を複数回行うことができるので、動作確認テストの時間短縮が可能となる。
〔実施形態の総括〕
上記の実施形態1および2では、通常の出力回路、予備の出力回路、および参照用出力回路を設け、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行い、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、DAC回路とホールド回路との接続、およびオペアンプと出力端子との接続を切り替えることで行っている。また、実施形態3および4では、通常の出力回路および予備の出力回路を設け、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行い、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、サンプリング回路とホールド回路との接続、およびオペアンプと出力端子との接続を切り替えることで行っている。また、実施形態5では、通常の出力回路、予備の出力回路、および参照用出力回路を設け、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行い、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、データバスとサンプリング回路との接続、およびを切り替え、およびオペアンプと出力端子との接続を切り替えることで行っている。
ただし、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、上記実施形態1〜5に限定されない。例えば、通常の出力回路、予備の出力回路、および参照用出力回路を設け、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行い、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、サンプリング回路とホールド回路との接続、およびオペアンプと出力端子の接続を切り替えることで行ってもよい。また、通常の出力回路および予備の出力回路を設け、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行い、表示パネルを駆動する出力回路の切り替えは、ホールド回路とサンプリング回路と接続、およびオペアンプと出力端子との接続を切り替えることで行ってもよい。このように、表示パネルを駆動する出力回路を切り替える方法は、各出力回路の比較と表示パネルの駆動とを同時に行うことができる範囲で適宜変更できる。
また、実施形態1、2および5では、通常の出力回路から1個を選択して、選択される出力回路と参照用出力回路とを比較する構成であったが、選択される出力回路の数は、2〜n個であってもよい。また、実施形態3および4では、通常の出力回路から2個を選択して、選択される出力回路同士を比較する構成であったが、選択される出力回路の数は、4〜n個の偶数であってもよい。いずれの場合も、予備の出力回路を、選択される出力回路の数と同数以上設け、出力端子への接続を、選択される出力回路から予備の出力回路に切り替えることにより、表示不良を生じさせることなく、動作確認を行うことができる。
なお、実施形態1、2および5において、選択される出力回路の数が2個以上の場合、参照用出力回路は、2個以上であってもよいし、1個だけであってもよい。選択される出力回路の数が2個以上で、参照用出力回路が1個だけの場合、選択された出力回路を1個づつ切り替えて、参照用出力回路と比較してもよいし、参照用出力回路を複数の比較手段に接続して、同時に比較を行ってもよい。
また、上記の各実施形態では、各出力回路が階調電圧を出力する構成であったが、これに限らず、液晶表示装置がSTN方式の場合は、各出力回路が階調電圧以外の映像信号を出力する構成であってもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、出力回路の欠陥の検出および自己修復の具体的な手段を備え、より容易に出力回路の不具合に対処可能な表示駆動用集積回路を備えた表示装置を提供するものであり、特に、通常の表示パネルの駆動を行いながら、表示不良を生じさせずに自己検出および自己修復を行うことができる液晶表示装置に好適である。また、本発明は、液晶表示装置だけでなく、他の表示装置にも適用可能である。
本発明の実施の一形態に係る、液晶テレビジョンの構成を示すブロックを示す。 本発明の第1の実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る駆動回路の構成を示す説明図である。 テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するためのテスト信号生成回路を示す回路図である。 図3に示す駆動回路における動作確認テスト時の、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCKおよびテスト信号test1〜testnの波形を示す図である。 図3に示す駆動回路における動作確認テスト時の、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCK、テスト信号test1〜testnおよび信号Flag2の波形を示す図である。 テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するための他のテスト信号生成回路を示す回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る、動作確認テストの1つ目の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第1の実施形態に係る、動作確認テストの2つ目の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第1の実施形態に係る、動作確認テストの3つ目の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第1の実施形態に係る、動作確認テストの4つ目の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第1の実施形態に係る、動作確認テストの5つ目の手順を示すフローチャート図である。 本発明の第1の実施形態に係る、自己修復手順を示すフローチャート図である。 本発明の第2の実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る駆動回路の構成を示す説明図である。 本発明の第3の実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る駆動回路の構成を示す説明図である。 テスト信号testおよび反転テスト信号testBを生成するためのさらに他のテスト信号生成回路を示す回路図である。 図17に示す駆動回路における動作確認テスト時の、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCKおよびテスト信号test1〜test(n/2)の波形を示す図である。 図17に示す駆動回路における動作確認テスト時の、リセット信号RESET、信号TESTSP、信号TESTCK、テスト信号test1〜testnおよび信号Flag2の波形を示す図である。 本発明の第4の実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る駆動回路の構成を示す説明図である。 本発明の第5の実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第5の実施形態に係る駆動回路の構成を示す説明図である。 図24に示す駆動回路における動作確認テスト時の、サンプリング信号STR1〜STR3、サンプルリング回路6−1〜6−3からの出力、信号LS、ホールド回路7−1〜7−3からの出力、および出力端子OUTからの出力の波形を示す図である。 図24に示す駆動回路における動作確認テスト時の、信号LS、信号TCLK1、TCLK2、ゲート信号TA1〜TA3、TB1〜TB3、テスト信号test1〜test3およびテスト信号testA1〜testA3の波形を示す図である。 図26に示す信号TCLK1、TCLK2が交互に「H」レベルとなる期間前後における、信号LS、信号TCLK1、TCLK2、ゲート信号TA1、テスト信号testA1、ゲート信号TB1、テスト信号test1、信号TSTR1、TSTR2の波形を示す図である。
1−1〜1−n、1−A〜1−D オペアンプ
3−1〜3−n、3−C、3−D 判定回路(判定手段)
6−1〜6−n、6−A、6−B サンプリング回路
7−1〜7−n、7−A〜7−D ホールド回路
8−1〜8−n、8−A〜8−D DAC回路(デジタルアナログコンバータ)
10 ソースドライバ(駆動回路)
20、120、220、320、420 駆動回路
30 出力回路ブロック(第1の出力回路)
40 予備出力回路ブロック(第2の出力回路)
41 参照出力回路ブロック(第3の出力回路)
50 比較判定回路(比較手段、判定手段、自己検出・自己修復手段)
60、160、260、360 切替回路(切替手段、自己検出・自己修復手段)
61、161、261、361、461 切替回路(制御手段、自己検出・自己修復手 段)
80 表示パネル
90,190、290、390、490 表示装置
SWA1〜SWAn スイッチ(制御回路)
SWB1〜SWBn スイッチ(切替回路)
TDATA テスト用データバス(データバス)

Claims (17)

  1. 表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、
    入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、
    入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、p個以上(pは1以上n以下の自然数)の第2の出力回路と、
    上記出力端子に接続されず、入力データを映像信号に変換する第3の出力回路と、
    上記第1の出力回路からp個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からp個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、
    選択された第1の出力回路からの映像信号と、上記第3の出力回路からの映像信号とを比較する比較手段と、
    当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え
    上記映像信号が階調電圧であり、上記第1〜第3の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、
    上記比較手段は、上記選択された第1の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第3の出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、
    上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、
    上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、
    上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴とする駆動回路。
  2. 上記切替手段は、
    q番目からq+p−1番目(q+p−1はn以下の自然数)の上記第1の出力回路が選択された場合、r番目(rはq未満の自然数)の上記出力端子にr番目の上記第1の出力回路を接続すると共に、s番目(sはq以上n−p以下の自然数)の上記出力端子に、s+p番目の上記第1の出力回路を接続し、t番目(tはn−pより大きくn以下の自然数)の上記出力端子に、上記第2の出力回路を接続することを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  3. 上記切替手段は、上記選択された第1の出力回路が接続を切り離した出力端子と上記第2の出力回路とを接続することを特徴とする請求項1に記載の駆動回路。
  4. 上記入力データが供給されるデータバスを介して、上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力する制御手段を備え、
    上記制御手段は、上記選択された第1の出力回路に入力される入力データと、上記第3の出力回路に入力される入力データとが異なる値の入力データとなるように制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動回路。
  5. 上記データバスは、第1〜第3のデータバスから構成され、
    上記制御手段は、
    上記第1のデータバスを介して、上記選択された第1の出力回路を除く第1の出力回路と上記第2の出力回路とに上記入力データを入力し、
    上記第2のデータバスを介して、上記選択された第1の出力回路に上記入力データを入力し、
    上記第3のデータバスを介して、上記第3の出力回路に上記入力データを入力することを特徴とする請求項4に記載の駆動回路。
  6. 上記制御手段は、1つのデータバスを介して上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力することを特徴とする請求項4に記載の駆動回路。
  7. 上記第3の出力回路は、上記コンパレータとして動作するオペアンプに接続されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の駆動回路。
  8. 上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記出力端子と接続されているときに、ボルテージフォロワとして動作することを特徴とする請求項に記載の駆動回路。
  9. 上記判定手段は、上記選択された第1の出力回路および上記第3の出力回路にそれぞれ入力される入力データに対応する、上記比較手段からの比較結果を期待値として記憶しており、
    上記比較結果と上記期待値とが異なる場合に、上記選択された第1の出力回路を不良であると判定することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の駆動回路。
  10. 表示装置に映像信号を出力するn個(nは2以上の自然数)の出力端子と、自身の不良を検出し修復する手段を有する駆動回路であって、
    入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、n個の第1の出力回路と、
    入力データを映像信号に変換するとともに、上記出力端子に切り離し可能に接続された、u個以上(uは2以上n以下の偶数)の第2の出力回路と、
    上記第1の出力回路からu個の出力回路を選択し、上記出力端子との接続を切り離すとともに、上記第2の出力回路からu個の出力回路を上記出力端子に接続する切替手段と、
    選択された第1の出力回路のうち任意の2つを第1の選択出力回路および第2の選択出力回路として、上記第1の選択出力回路からの映像信号と、上記第2の選択出力回路の映像信号とを比較する比較手段と、
    当該比較手段の比較結果に基づき、上記選択された第1の出力回路が不良か否かを判定する判定手段とを備え
    上記映像信号が階調電圧であり、上記第1の出力回路は、上記入力データを上記階調電圧に変換するデジタルアナログコンバータを備え、
    上記比較手段は、上記第1の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧と、上記第2の選択出力回路に備えられるデジタルアナログコンバータからの階調電圧とを比較し、
    上記第1の出力回路は、上記デジタルアナログコンバータの出力バッファーとしてオペアンプを備え、
    上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記切替手段によって選択されて上記出力端子と接続されていないときに、コンパレータとして動作し、
    上記比較手段は、上記コンパレータとして動作するオペアンプであることを特徴とする駆動回路。
  11. 上記切替手段は、
    v番目からv+u−1番目(v+u−1はn以下の自然数)の上記出力回路が選択された場合、w番目(wはv未満の自然数)の上記出力端子にw番目の上記第1の出力回路を接続すると共に、x番目(xはv以上n−u以下の自然数)の上記出力端子に、x+u番目の上記第1の出力回路を接続し、y番目(yはn−uより大きくn以下の自然数)の上記出力端子に、上記第2の出力回路を接続することを特徴とする請求項10に記載の駆動回路。
  12. 上記切替手段は、上記選択された第1の出力回路が接続を切り離した出力端子と上記第2の出力回路とを接続することを特徴とする請求項10に記載の駆動回路。
  13. 上記第1〜第3の出力回路に上記入力データを入力する制御手段を備え、
    上記制御手段は、上記第1の選択出力回路に入力される入力データと、上記第2の選択出力回路に入力される入力データとが異なる値の入力データとなるように制御することを特徴とする請求項1012のいずれか1項に記載の駆動回路。
  14. 上記オペアンプは、当該オペアンプを備える第1の出力回路が上記出力端子と接続されているときに、ボルテージフォロワとして動作することを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の駆動回路。
  15. 上記判定手段は、上記第1の選択出力回路と上記第2の選択出力回路とに入力される入力データに対応する、上記比較手段からの比較結果を期待値として記憶しており、
    上記比較結果と上記期待値とが異なる場合に、上記選択された第1の出力回路を不良であると判定することを特徴とする請求項1014のいずれか1項に記載の駆動回路。
  16. 上記第1の出力回路は、
    上記入力データを時分割で取り込んで保持するサンプリング回路と、
    上記サンプリング回路に保持された入力データを時分割で取り込んで上記デジタルアナログコンバータに出力するホールド回路とを備え、
    上記制御手段は、
    通常駆動時に、上記サンプリング回路に上記入力データを入力し、
    自己検出時に、上記選択された第1の出力回路のデジタルアナログコンバータに上記入力データを入力することを特徴とする請求項13に記載の駆動回路。
  17. 請求項1〜16のいずれか1項に記載の駆動回路を備えていることを特徴とする表示装置。
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