专利名称：具备像素阵列的图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置，特别是涉及具备包含配置成多行多列的多个像素显示电路的像素阵列的图像显示装置。
背景技术：
现有的液晶显示装置具备配置成多行多列的多个像素；分别与多行对应而设的多条选通线；包含分别与多列对应而设的多条数据线的像素阵列；在每一水平期间依次选择多条选通线的垂直扫描电路；和在1个水平期间内给予各数据线灰度等级电位的水平扫描电路；形成在一个绝缘衬底上(例如参照特开2000-338521号公报)。
但是，在现有的液晶显示装置中存在着由于晶体管的特性偏离大而导致的成品率低这一问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供成品率高的图像显示装置。
本发明所涉及的图像显示装置具备包含配置成多行多列并分别显示与像素电位相应的灰度的像素的多个像素显示电路、分别与多行对应而设置的多条选通线、和分别与多列对应而设置的多条数据线的像素阵列；按每一规定时间依次选择多条选通线并使与选择的选通线对应的各像素显示电路激活的垂直扫描电路；在通过垂直扫描电路选择了1条选通线期间，通过多条数据线向被激活的各像素显示电路提供像素电位的水平扫描电路；在其表面至少形成像素阵列的绝缘衬底；和安装在绝缘衬底表面上的至少1个副绝缘衬底。在此，垂直扫描电路和水平扫描电路分散配置在绝缘衬底和至少1个副绝缘衬底的表面上，水平扫描电路中的至少与多条数据线连接的电路部分形成在至少1个副绝缘衬底的表面上。
因此，通过分别准备形成水平扫描电路中的至少与多条数据线连接的电路部分的副绝缘衬底和至少形成像素阵列的绝缘衬底，分别试验其是否良好，只将良好的副绝缘衬底安装在良好的绝缘衬底上，据此，就可以实现图像显示装置的成品率的提高，可以实现图像显示装置的低成本化。
本发明的上述及其它目的、特征、局面及优点可以通过参照附图对本发明进行的详细说明来进一步加以明确。
图1是功能性地表示本发明实施例1所提供的彩色液晶显示装置的构成的方框图。
图2是表示图1所示的彩色像素的构成的电路图。
图3是表示图1所示的彩色液晶显示装置的实际构成的方框图。
图4A及4B是表示图3所示的衬底安装区域及绝缘衬底31的表面的图。
图5是用于说明绝缘衬底31的安装方法的剖面图。
图6是用于说明绝缘衬底31的安装方法的其它剖面图。
图7A及7B是表示实施例1的变化例的方框图。
图8是表示本发明实施例2所提供的彩色液晶显示装置的实际构成的方框图。
图9A及9B是表示图8所示的衬底安装区域及绝缘衬底50的表面的图。
图10是表示实施例2的变化例的方框图。
图11是表示实施例2的其它变化例的方框图。
图12是表示实施例2的另外的其它变化例的方框图。
图13是功能性地表示本发明实施例3所提供的彩色显示装置的构成的方框图。
图14是表示包含在图13所示的彩色像素中的副像素的构成的电路图。
具体实施例方式
(实施例1)图1是功能性地表示本发明实施例1所提供的彩色液晶显示装置的构成的方框图。在图1中，该彩色液晶显示装置具备像素阵列1、电平变换器3、4、垂直扫描电路5、水平扫描电路8及电源电路15。
像素阵列1包含配置成多行多列的多个彩色像素2、与各行对应而设的选通线GL、与各列对应而设的R、G、B用的3条数据线DL。
图2是表示1个彩色像素2的构成的电路图。在图2中，彩色像素2包含R、G、B用的3个副像素20。在3个副像素20中，分别设R、G、B用的滤波器(图中没有示出)。在3条数据线DL中，分别给予R、G、B用的灰度等级电位VR、VG、VB。
副像素20包含N型TFT(薄膜晶体管)21、液晶单元22及电容器23。N型TFT21连接在对应的数据线DL和液晶单元22的像素电极之间，其栅极与对应的选通线GL连接。液晶单元22的对置电极接受共用电位VCOM。电容器23连接在液晶单元22的像素电极和共用电位VCOM的线之间。
如果选通线GL被选为选择电平的“H”电平，则各N型TFT21导通，3个液晶单元22的像素电极分别向R、G、B用的灰度等级电位VR、VG、VB充电。液晶单元22的光透射系数根据电极间电压变化。通过调整灰度等级电位VR、VG、VB的各电平，可以显示所希望的颜色及亮度的像素。
返回图1，垂直扫描电路5包含移位寄存器6及驱动器7。电平变换器3将从外部给与的开始信号STY以及时钟信号CLKY的各个振幅电压变换成例如3V～5V的电压并施加给移位寄存器6。移位寄存器6与开始信号STY及时钟信号CLKY同步，在每个水平期间依次选择多个选通线GL。驱动器7将被移位寄存器6选择的选通线GL设置为选择电平的“H”电平VGH，将其它选通线GL设置为非选择电平的“L”电平VGL。
水平扫描电路8包含移位寄存器9、数据闩锁器10、11、梯形电阻12、多路扫描器(multiplexer)13及模拟放大器14。电平变换器4将开始信号STX、时钟信号CLKX、图像数据信号D0～D5及闩锁信号LT的各个振幅电压变换成例如3V～5V的电压。移位寄存器9与来自电平变换器4的开始信号STX及时钟信号CLKX同步控制数据闩锁器10。数据闩锁器10受移位寄存器9控制，按每1数据线DL依次闩锁来自电平变换器4的图像数据信号D0～D5，闩锁1行的图像数据信号D0～D5。数据闩锁器11受来自电平变换器4的闩锁信号LT控制，一次闩锁被数据闩锁器10闩锁的1行的图像数据信号D0～D5。
阶梯电阻12对高电位VLH及低电位VLL之间的电压进行分压，生成64个灰度等级电位。多路扫描器13按各数据线DL，根据从数据闩锁器11施加的图像数据信号D0～D5，选择64个灰度等级电位中的某个灰度等级电位，将选择的灰度等级电位提供给模拟放大器14。模拟放大器14将从多路扫描器13提供的灰度电压作为VR、VG或者VB提供给各数据线DL。移位寄存器9、数据闩锁器10、11、阶梯电阻12及多路扫描器13构成D/A变换器。
电源电路15根据从外部供给的电源电位VCC、接地电位VSS及时钟信号CLK生成各种内部电源电位VDD、VGH、VGL、VCOM、VLH、VLL。电源电路15包含被时钟信号CLK驱动的充电泵(chargepump)。被垂直扫描电路5及水平扫描电路8扫描像素阵列1的全部像素2后，在像素阵列1上，显示1帧彩色图像。
另外，以包含N型TFT及P型TFT的CMOS电路构成电平变换器3、4、垂直扫描电路5、水平扫描电路8及电源电路15。在此，水平扫描电路8是线依次驱动方式，水平扫描电路8的模拟放大器14包含与数据线DL相同数目的模拟放大器单位电路。在点依次驱动方式时，使用比数据线数目还少的模拟放大器单位电路和切换电路。各模拟放大器单位电路具有高输入阻抗和低输出阻抗，输出与输入电位相同的电位。在向所有模拟放大器单位电路输入相同电位时，所有模拟放大器单位电路输出相同的电位是理想的，但是，实际上，由于TFT的阈值电压或多数载流子的迁移率的偏差很大，所以在模拟放大器单位电路的输出电位之间产生偏差。该偏差超过30mV后，即使向所有的模拟放大器单位电路输入相同的电压时，也在像素间显示不同的颜色，因此，将这样的彩色液晶显示装置作为不合格品。
由于现有的彩色液晶显示装置形成在一枚绝缘衬底上，所以即使在只有模拟放大器14不合格的情况下，彩色液晶显示装置整体也会作为不合格产品，所以彩色液晶显示装置的合格率低。因此，在本实施例中，通过分别准备形成模拟放大器14的绝缘衬底31和形成彩色显示装置的模拟放大器14以外的电路部分的绝缘衬底30，分别试验它们是否合格，只将合格的绝缘衬底31安装在合格的绝缘衬底30上，可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高。
图3是表示该彩色液晶显示装置的实际构成的方框图。在图3中，在如玻璃衬底或者树脂衬底那样的绝缘衬底30的表面，配置有像素阵列1，在选通线GL的一方的端部配置有驱动器7，与驱动器7相邻接配置了移位寄存器6。在数据线DL的一方的端部，设衬底安装区域30a，在该安装区域上安装绝缘衬底31。与衬底安装区域30a相邻接配置有D/A转换器32，与D/A转换器32相邻接配置电平变换器4。D/A转换器32包含图1的移位寄存器9、数据闩锁器10、11、阶梯电阻12及多路扫描器13。与驱动器7及衬底安装区域30a相邻接配置电源电路15，与移位寄存器6相邻接配置电平变换器3。另外，绝缘衬底30、31上的电路以多晶硅形成。
沿绝缘衬底30的一边形成多个外部端子33，各外部端子33通过铝接线34与对应的电路连接。多个外部端子33通过FPC(FlexiblePrinted Circuit)与控制器连接，各外部端子33从控制器接受信号或者电位。分别接受时钟信号CLKY及开始信号STY的2个外部端子33与电平变换器3连接。接受时钟信号CLK、电源电位VCC及接地电位VSS的3个外部端子33与电源电路连接15。分别接受数据信号D0～D5、闩锁信号LT、开始信号STX及时钟信号CLKX的9个外部端子33与电平变换器4连接。
图4A是表示衬底安装器区域30a的图，图4B是表示绝缘衬底31的表面(与绝缘衬底30的表面对向的面)的图。但是，为了简化附图及说明，省略了电源用的基座(pad)及其配线。请参照图4A及4B，在衬底安装区域30a中，形成有与各数据线DL对应而设的输出基座40及输入基座41。多个输出基座40沿像素阵列1的下侧的一边配置成一列，各输出基座40与对应的数据线DL连接。多个输入基座41沿D/A转换器32的上侧的一边配置成一列，各输入基座41通过铝接线42与D/A转换器32连接。
另一方面，在绝缘衬底31的表面，形成有与各数据线DL对应而设的输出基座43、模拟放大器单位电路44及输入基座45。多个输出基座43沿绝缘衬底31的上侧的一边配置成一列，各输出基座43与对应的模拟放大器单位电路44的输出节点连接。多个输入基座45沿绝缘衬底31的下侧的一边配置成一列，各输入基座45与对应的模拟放大器单位电路44的输入节点连接。
将绝缘衬底31的表面朝向绝缘衬底30的表面并将绝缘衬底31安装在衬底安装区域30a，分别将多个输出基座43与多个输出基座40接合，同时，分别将多个输入基座45与多个输入基座41接合。
模拟放大器单位电路44对通过输入基座41、45从D/A转换器32提供的灰度等级电位进行电流放大，通过输出基座43、40提供给对应的数据线DL。另外，在模拟放大器单位电路44中，也包含用于补偿其失调电压的消除失调电路。
图5是表示基座之间的接合方法的剖面图。绝缘衬底31将其电路侧表面朝下安装在绝缘衬底30的衬底安装区域30a。绝缘衬底30侧的输出基座40和绝缘衬底31侧的输出基座43通过凸起(导电性凸起物)46接合。输入基座41和45也同样接合。绝缘衬底30和31通过树脂47接合。如图6所示，也可以通过金属粒子48接合基座40和43。
在本实施例1中，分别准备形成容易发生不合格的模拟放大器14的绝缘衬底31和形成彩色液晶显示装置的模拟放大器14以外的电路部分的绝缘衬底30，分别试验它们是否合格，只将合格的绝缘衬底31安装在合格的绝缘衬底30上。因此，与将彩色液晶显示装置整体形成在1个绝缘衬底上的现有技术相比，可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高，可以实现彩色液晶显示装置的低成本化。
图7A及7B是表示该实施例1的变化例的方框图，是与图4A及4B对比的图。参照图7A及7B，在该变化例中，多个输出基座40以规定的间距交互配置在相互平行的2根直线上，与输出基座40对应的输出基座43也同样交错配置。另外，多个输入基座41以规定的间距交互配置在相互平行的2根直线上，与输入基座41对应的输入基座45也同样交错配置。在该变化例中，由于可以增大基座间的距离，所以可以容易地将绝缘衬底31安装在绝缘衬底30上。
(实施例2)图8是表示本发明实施例2提供的彩色液晶显示装置的构成的方框图，是与图3对比的图。参照图8，在该彩色液晶显示装置中，模拟放大器14、D/A变换器32及电平变换器4形成在1个绝缘衬底50的表面，像素阵列1等其余的电路部分形成在绝缘衬底30的表面。通过试验正常的绝缘衬底50被安装在通过实验正常的绝缘衬底30的衬底安装区域30b。
图9A是表示衬底安装区域30b的图，图9B是表示绝缘衬底50的表面(与绝缘衬底30的表面对向)的图。但是，为了简化附图及说明，省略了电源用的基座及其配线。参照图9A及图9B，在衬底安装区域30b，形成有与各数据线DL对应而设的输出基座51和与各外部端子33对应而设的输入基座52。多个输出基座51沿像素阵列1的下侧的一边配置成一列，各输出基座51与对应的数据线DL连接。多个输入基座52与多个外部端子33对向配置成一例，各输入基座52通过铝接线34与对应的外部端子33连接。
另一方面，在绝缘衬底50的表面，形成有与各数据线DL对应而设的输出基座53和与各外部端子33对应而设的输入基座54。多个输出基座53沿绝缘衬底50的上侧的一边配置成一列，与模拟放大器14连接。多个输入基座54沿绝缘衬底50的下侧的一边配置成一例，与电平变换器4连接。
使绝缘衬底50的表面朝向绝缘衬底30的表面将绝缘衬底50安装在衬底安装区域30b，将多个输出基座53分别与多个输出基座51接合的同时，将多个输入基座54分别与多个输入基座52接合。
电平变换器4、D/A变换器32及模拟放大器14与通过3个外部端子33、3个输入基座52及3个输入基座54提供的开始信号STX、时钟信号CLKX及闩锁信号LT同步动作，根据通过6个外部端子33、6个输入基座52及6个输入基座54提供的图像数据信号D0～D5，通过多个输出基座53及多个输出基座51向多条数据线DL提供灰度等级电位。
在该实施例2中，分别准备形成容易发生不合格的模拟放大器14、D/A变换器32及电平变换器4的绝缘衬底50和形成彩色液晶显示装置的其余的电路部分的绝缘衬底30，分别试验它们是否合格，只将合格的绝缘衬底50安装在合格的绝缘衬底30上。因此，与将彩色液晶显示装置整体形成在1个绝缘衬底上的现有技术相比，可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高，可以实现彩色液晶显示装置的低成本化。
以下，对于各种变化例进行说明。在图10的彩色液晶显示装置中，模拟放大器14、D/A变换器32及电平变换器3、4及电源电路15形成在1个绝缘衬底60的表面，像素阵列1等其余电路部分形成在绝缘衬底30的表面。将通过实验正常的绝缘衬底60安装在通过实验正常的绝缘衬底30的衬底安装区域。另外，由于绝缘衬底60的安装方法与通过图9等说明的方法相同，所以不再重复其说明。在该变化例中，可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高。另外，只以与包含在像素2的TFT相同导电型(在此为N型)的TFT形成移位寄存器6及驱动器7的话(参照特开2002-328643号公报、特开平9-246936号公报)，可以实现装置的低成本化。
在图11的彩色液晶显示装置中，模拟放大器14、D/A变换器32及电平变换器3、4及电源电路15形成在1个绝缘衬底60的表面，移位寄存器6及驱动器7形成在另1个绝缘衬底61的表面，像素阵列1等其余电路部分形成在绝缘衬底30的表面。将通过实验正常的绝缘衬底60、61安装在通过实验正常的绝缘衬底30的衬底安装区域。该变更例也可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高。另外，该变化例，能够以非结晶硅形成像素。
在图12的彩色液晶显示装置中，模拟放大器14、D/A变换器32及电平变换器3、4、电源电路15、移位寄存器6及驱动器7形成在1个绝缘衬底62的表面，像素阵列1等其余电路部分形成在绝缘衬底30的表面。将通过实验正常的绝缘衬底62安装在通过实验正常的绝缘衬底30的衬底安装区域。该变更例也可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高。另外，该变化例，也能够以非结晶硅形成像素。
(实施例3)图13是表示本发明实施例3提供的彩色液晶显示装置的构成的方框图，是与图1对比的图。参照图13，该彩色液晶显示装置与图1的彩色液晶显示装置不同的点在于分别以像素阵列71及水平扫描电路73置换像素阵列1及水平扫描电路8。
像素阵列71是以彩色像素72置换像素阵列1的彩色像素2的像素阵列。彩色像素72包含R、G、B用的3个副像素80。如图14所示，副像素80包含N型TFT81～83、电容器84及EL(场致发光)元件85。EL元件85及N型TFT83串联连接在电源电位VDD的线路及接地电位VSS的线路之间。N型TFT81连接在数据线DL和N型TFT83的漏极(节点N81)之间，N型TFT82连接在节点N81和N型TFT83的栅极(节点N82)之间。N型TFT81、82的栅极同时与选通线GL连接。电容器84连接在节点82和接地电位VSS的线路之间。
选通线GL上升到选择电平的“H”电平后，N型TFT81、82导通。与图像数据信号D0～D5对应的电平的电流流过数据线DL后，该电流通过N型TFT81、83流到接地电位VSS的线路，对电容器84充电到N型TFT83的栅极电位。选通线GL下降到非选择电平的“L”电平后，N型TFT81、82截止，在EL元件85及N型TFT83中，流过与电容器84的充电电位对应电平的电流。EL元件85以与该电流对应的强度发光。
返回图13，水平扫描电路73是以电流源74置换图1的水平扫描电路8的梯形电阻12、多路扫描器13及模拟放大器14的水平扫描电路。电流源74按各数据线DL将从数据闩锁器11提供的数据信号D0～D5变换成模拟信号，将该模拟电流提供给数据线DL。
在本实施例3中，与实施例1、2同样，分别准备至少形成容易发生不合格电流源74的第1绝缘衬底和至少形成像素阵列71的第2绝缘衬底，分别试验它们是否合格，只将合格的第1绝缘衬底安装在合格的第2绝缘衬底上，因此，可以实现彩色液晶显示装置的合格率的提高，可以实现彩色液晶显示装置的低成本化。
另外，在以上的实施例1～3中，对使用液晶单元22、EL元件85的图像显示装置进行了说明，但是，本发明也可以适用使用其它任何光学元件的图像显示装置，这是不言而喻的。
以上对本发明进行了详细说明，但这仅是示例而已，并不能以此来限定本发明。对本领域技术人员来说，通过对上述实施例进行各种变形或修改来获得附加利益是容易的，但只要这些变形和修改不脱离发明的精神和宗旨，就都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种图像显示装置，其特征在于，具备包含被配置成多行多列并分别显示与像素电位相应的灰度的像素的多个像素显示电路、分别与上述多行对应而设置的多条选通线、和分别与上述多列对应而设置的多条数据线的像素阵列；按每一规定时间依次选择上述多条选通线并使与选择的选通线对应的各像素显示电路激活的垂直扫描电路；在通过上述垂直扫描电路选择了1条选通线期间，通过上述多条数据线向被激活的各像素显示电路提供像素电位的水平扫描电路；在其表面上至少形成有上述像素阵列的绝缘衬底；及安装在上述绝缘衬底的表面上的至少1个副绝缘衬底；上述垂直扫描电路和上述水平扫描电路分散配置在上述绝缘衬底和上述至少1个副绝缘衬底的表面上；上述水平扫描电路中的至少与上述多条数据线连接的电路部分形成在上述至少1个副绝缘衬底的表面上。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述垂直扫描电路形成在上述绝缘衬底的表面上，上述水平扫描电路形成在1个副绝缘衬底的表面上。
3.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述垂直扫描电路形成在1个副绝缘衬底的表面上，上述水平扫描电路形成在另外1个副绝缘衬底的表面上。
4.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述垂直扫描电路和上述水平扫描电路形成在1个副绝缘衬底的表面上。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述像素显示电路包含液晶单元；上述水平扫描电路包含根据图像数据信号来产生分别与上述多条数据线对应的多个像素电位的像素电位发生电路；及对通过上述像素电位发生电路产生的上述多个像素电位进行放大并分别提供给上述多条数据线的放大电路；上述放大电路形成在1个副绝缘衬底的表面上。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述像素显示电路包含场致发光元件；上述水平扫描电路包含根据图像数据信号来向各数据线供给电流，并使各数据线发生上述像素电位的电流源；上述电流源形成在1个副绝缘衬底的表面上。
7.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，还具备根据外部电源电位来生成内部电源电位的电源电路；上述电源电路与上述水平扫描电路中的至少与上述多条数据线连接的电路部分形成在同样的副绝缘衬底的表面上。
8.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述绝缘衬底和上述至少1个的副绝缘衬底是用相同的绝缘材料形成的。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述至少1个副绝缘衬底是用玻璃形成的。
10.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，上述至少1个副绝缘衬底表面的电路包含薄膜晶体管。
11.如权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，上述绝缘衬底表面的电路包含薄膜晶体管；上述至少1个副绝缘衬底表面的薄膜晶体管与上述绝缘衬底表面的薄膜晶体管是用同样的半导体材料形成的。
全文摘要
在该彩色液晶显示装置中，分别准备形成容易发生不合格的模拟放大器(14)的绝缘衬底(31)和形成模拟放大器(14)以外的电路部分的绝缘衬底(30)，分别检测它们是否合格，只将合格的绝缘衬底(31)安装在合格的绝缘衬底(30)上。因此，与将彩色液晶显示装置整体形成在1个绝缘衬底上的现有技术相比，可以提高彩色液晶显示装置的合格率。
文档编号H05B33/14GK1573901SQ20041005977
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年6月17日
发明者飞田洋一 申请人:三菱电机株式会社