(57)【要約】【課題】不良の場合でも救済することが可能な駆動回路を提供する。【解決手段】このプッシュ型駆動単位回路２０は、レベルシフト回路を構成するＮ型トランジスタ２２および定電流回路２６と、スペアのＮ型トランジスタ２３と、オフセット補償回路を構成するスイッチＳ１〜Ｓ４およびキャパシタとを含む。Ｎ型トランジスタ２２が不良な場合は、レーザ光の照射により、ヒューズ２４，２５をブローするとともに配線ＡＬ１とＧＬ１，ＡＬ２とＧＬ２を接合して、Ｎ型トランジスタ２２をＮ型トランジスタ２３で置換する。したがって、Ｎ型トランジスタ２２が不良な場合でも駆動単位回路２０を救済することができる。【選択図】        図４
2005031135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトランジスタを含み、入力電位に応じた電位を出力する駆動回路であって、
前記第１のトランジスタと置換するための第２のトランジスタ、および
前記第１のトランジスタが不良である場合に前記第１のトランジスタを前記第２のトランジスタで置換するための置換回路を備える、駆動回路。
【請求項２】
前記置換回路は、
それらの一方電極がそれぞれ前記第１のトランジスタの第１および第２の電極に接続され、前記第１のトランジスタを前記第２のトランジスタで置換する場合に、それらのうちの少なくとも一方がレーザ光の照射によってブローされる第１および第２のヒューズ、
それらのうちの一方の配線が前記第１のヒューズの他方電極に接続され、他方の配線が前記第２のトランジスタの第１の電極に接続され、前記第１のトランジスタを前記第２のトランジスタで置換する場合にレーザ光の照射によって互いに接合される第１および第２の配線、および
それらのうちの一方の配線が前記第２のヒューズの他方電極に接続され、他方の配線が前記第２のトランジスタの第２の電極に接続され、前記第１のトランジスタを前記第２のトランジスタで置換する場合にレーザ光の照射によって互いに接合される第３および第４の配線を備える、請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記置換回路は、さらに、前記第１のトランジスタを前記第２のトランジスタで置換する場合にレーザ光の照射によって前記第１および第２のトランジスタのゲート電極に接合される第５の配線を含む、請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記第２のトランジスタのゲート電極は前記第１のトランジスタのゲート電極に予め接続されている、請求項１または請求項２に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記入力電位をある電位方向に予め定められた第１の電圧だけレベルシフトさせた電位を出力する第１のレベルシフト回路を含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の駆動回路。
【請求項６】
前記駆動回路は、さらに、前記第１のレベルシフト回路の出力電位を前記ある電位方向と逆の電位方向に予め定められた第２の電圧だけレベルシフトさせた電位を出力する第２のレベルシフト回路を含む、請求項５に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記駆動回路は、
電源電位のラインと出力ノードとの間に接続された第３のトランジスタ、および
前記出力ノードの電位が前記入力電位に一致するように前記第３のトランジスタのゲート電位を制御する差動増幅回路を備える、請求項１から請求項４のいずれかに記載の駆動回路。
【請求項８】
前記駆動回路は、オフセット電圧を補償するためのオフセット補償回路を含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載の駆動回路。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の駆動回路と、該駆動回路の出力電位によって駆動される液晶セルとを備える、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は駆動回路およびそれを用いた液晶表示装置に関し、特に、入力電位に応じた電位を出力する駆動回路と、それを用いた液晶表示装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置は、複数行複数列に配置された複数の液晶セルと、それぞれ複数行に対応して設けられた複数のゲート線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ線とを含む液晶パネルと、複数のデータ線を一水平期間ずつ順次選択する垂直走査回路と、一水平期間中に各データ線に階調電位を与える水平走査回路とを備え、１枚の絶縁基板上に形成されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３８５２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶表示装置では、トランジスタの特性のばらつきが大きいため、水平走査回路内の駆動回路が不良である場合が多く、歩留まりが低いという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、不良の場合でも救済することが可能な駆動回路およびそれを用いた液晶表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る駆動回路は、第１のトランジスタを含み、入力電位に応じた電位を出力する駆動回路であって、第１のトランジスタと置換するための第２のトランジスタと、第１のトランジスタが不良である場合に第１のトランジスタを第２のトランジスタで置換するための置換回路とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明に係る液晶表示装置は、上記駆動回路と、その駆動回路の出力電位によって駆動される液晶セルとを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、このカラー液晶表示装置は、液晶パネル１、垂直走査回路７および水平走査回路８を備え、たとえば携帯電話機に設けられる。
【０００９】
液晶パネル１は、複数行複数列に配列された複数の液晶セル２と、各行に対応して設けられたゲート線４および共通電位線５と、各列に対応して設けられたデータ線６とを含む。
【００１０】
液晶セル２は、各行において３つずつ予めグループ化されている。各グループの３つの液晶セル２には、それぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが設けられている。各グループの３つの液晶セル２は、１つの画素３を構成している。
【００１１】
各液晶セル２には、図２に示すように、液晶駆動回路１０が設けられている。液晶駆動回路１０は、Ｎ型トランジスタ１１およびキャパシタ１２を含む。Ｎ型トランジスタ１１は、データ線６と液晶セル２の一方電極２ａとの間に接続され、そのゲートはゲート線４に接続される。キャパシタ１２は、液晶セル２の一方電極２ａと共通電位線５との間に接続される。液晶セル２の他方電極には共通電位ＶＣＯＭが与えられ、共通電位線５には共通電位ＶＣＯＭが与えられる。
【００１２】
図１に戻って、垂直走査回路７は、画像信号に従って、複数のゲート線４を所定時間ずつ順次選択し、選択したゲート線４を選択レベルの「Ｈ」レベルにする。ゲート線４が選択レベルの「Ｈ」レベルにされると、図２のＮ型トランジスタ１１が導通し、そのゲート線４に対応する各液晶セル２の一方電極２ａとその液晶セル２に対応するデータ線６とが結合される。
【００１３】
水平走査回路８は、画像信号に従って、垂直走査回路７によって１本のゲート線４が選択されている間に各データ線６に階調電位ＶＧを与える。液晶セル２の光透過率は、階調電位ＶＧのレベルに応じて変化する。垂直走査回路７および水平走査回路８によって液晶パネル１の全液晶セル２が走査されると、液晶パネル１に１つの画像が表示される。
【００１４】
図３は、水平走査回路８の構成を示す回路ブロック図である。図３において、水平走査回路８は、シフトレジスタ１３、データラッチ回路１４，１５、階調電位発生回路１６、デコード回路１８および駆動回路１９を含む。シフトレジスタ１３は、スタート信号ＳＴおよびクロック信号ＣＬＫに同期してデータラッチ回路１４を制御する。データラッチ回路１４は、シフトレジスタ１３によって制御され、画像データ信号Ｄ０〜Ｄ５を１データ線６分ずつ順次ラッチし、１行分の画像データ信号Ｄ０〜Ｄ５をラッチする。データラッチ回路１５は、ラッチ信号ＬＴによって制御され、データラッチ回路１４にラッチされた１行分の画像データ信号Ｄ０〜Ｄ５を一度にラッチする。
【００１５】
階調電位発生回路１６は、直列接続された複数の抵抗素子１７を含み、高電位ＶＨおよび低電位ＶＬ間の電圧を分圧して６４の階調電位ＶＧ１〜ＶＧ６４を生成する。デコード回路１８は、各データ線６ごとに、データラッチ回路１５から与えられた画像データ信号Ｄ０〜Ｄ５に従って６４の階調電位ＶＧ１〜ＶＧ６４のうちのいずれかの階調電位を選択し、選択した階調電位を駆動回路１９に与える。駆動回路１９は、デコード回路１８から与えられた各階調電位を対応のデータ線ＤＬに与える。
【００１６】
さて、垂直走査回路７および水平走査回路８は、Ｎ型トランジスタおよびＰ型トランジスタを含むＣＭＯＳ回路で構成されている。水平走査回路８の駆動回路１９は、データ線ＤＬと同数の駆動単位回路を含んでいる。各駆動単位回路は、高い入力インピーダンスと低い出力インピーダンスを有し、入力電位と等しい電位を出力する。全駆動単位回路に同一の電位が入力されたとき、全駆動単位回路が同一の電位を出力するのが理想的であるが、実際にはトランジスタのしきい値電圧や多数キャリアの移動度のばらつきが大きいため駆動単位回路の出力電位間に偏差が生じる。この偏差が３０ｍＶを超えると、全駆動単位回路に同一の電位が入力されたときでも画素間で異なる色が表示されるので、そのようなカラー液晶表示装置は不良品とされる。
【００１７】
従来のカラー液晶表示装置では、１つの駆動単位回路のみが不良な場合でもカラー液晶表示装置全体が不良品とされていたので、カラー液晶表示装置の歩留まりが低かった。そこで、この実施の形態１では、駆動単位回路のトランジスタを予備のトランジスタと交換可能にすることにより、カラー液晶表示装置の歩留まりの向上を図る。
【００１８】
図４は、プッシュ型駆動単位回路２０の構成を示す回路図である。図４において、プッシュ型駆動単位回路２０は、図３の駆動回路１９内に各データ線６に対応して設けられ、スイッチＳ１〜Ｓ４、キャパシタ２１、Ｎ型トランジスタ２２，２３、ヒューズ２４，２５および定電流回路２６を含む。ヒューズ２４、Ｎ型トランジスタ２２、ヒューズ２５および定電流回路２６は、高電位ＶＨ１のラインと低電位ＶＬ１のラインとの間に直列接続される。Ｎ型トランジスタ２２および定電流回路２６は、レベルシフト回路を構成する。
【００１９】
Ｎ型トランジスタ２３は、レーザ光の照射によりＮ型トランジスタ２２と置換可能に設けられている。Ｎ型トランジスタ２２と２３の置換方法については後に詳述する。置換前は、Ｎ型トランジスタ２３のソースおよびドレインはフローティング状態にされている。
【００２０】
スイッチＳ１の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はＮ型トランジスタ２２，２３のゲートに接続されるとともに、キャパシタ２１およびスイッチＳ２を介してヒューズ２５と定電流回路２６の間のノードＮ２５に接続される。スイッチＳ３の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はキャパシタ２１とスイッチＳ２の間のノードＮ２１に接続される。スイッチＳ４は、ノードＮ２５と出力ノードＮ３０との間に接続される。スイッチＳ１〜Ｓ４およびキャパシタ２１は、オフセット補償回路を構成する。
【００２１】
次に、このプッシュ型駆動単位回路２０の動作について説明する。まず、スイッチＳ１，Ｓ２がオンされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオフされ、ノードＮ２５が入力電位ＶＩよりもＮ型トランジスタ２２のしきい値電圧Ｖｔｈ２２だけ低い電位ＶＩ−Ｖｔｈ２２にされる。これにより、キャパシタ２１はＶｔｈ２２に充電される。
【００２２】
次に、スイッチＳ１，Ｓ２がオフされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオンされ、Ｎ型トランジスタ２２のゲートには入力電位ＶＩよりもキャパシタ２１の端子間電圧Ｖｔｈ２２だけ高い電位ＶＩ＋Ｖｔｈ２２が印加され、出力ノードＮ３０の電位ＶＯはＶＩ＋Ｖｔｈ２２−Ｖｔｈ２２＝ＶＩとなる。
【００２３】
したがって、このプッシュ型駆動単位回路２０は、理想的には、入力電位ＶＩを電流増幅して、入力電位ＶＩと同じレベルの電位ＶＯを出力する。しかし、実際には、たとえばＮ型トランジスタ２２，２３のゲート容量の影響により、オフセット電圧（−Ｖｔｈ２２）を完全にキャンセルすることはできない。キャンセルできる電圧をｒ・Ｖｔｈ２２（ただし、ｒは１に近い値であり、たとえば０．９５である）とすると、このプッシュ型駆動単位回路２０の出力電位ＶＯは、次式で表される。
ＶＯ＝ＶＩ−Ｖｔｈ２２＋ｒ・Ｖｔｈ２２＝ＶＩ−（１−ｒ）・Ｖｔｈ２２
ここで、隣接する２つの列の駆動単位回路２０のＮ型トランジスタ２２のしきい値電圧をそれぞれＶｔｈ２２ａ，Ｖｔｈ２２ｂとすると、２つの駆動単位回路２０の出力電圧ＶＯａ，ＶＯｂの差ΔＶは次式で表される。
ΔＶ＝ＶＯａ−ＶＯｂ
＝ＶＩ−（１−ｒ）・Ｖｔｈ２２ａ−［ＶＩ−（１−ｒ）・Ｖｔｈ２２ｂ］
＝（１−ｒ）・（Ｖｔｈ２２ｂ−Ｖｔｈ２２ａ）
Ｖｔｈ２２ａ，Ｖｔｈ２２ｂのいずれかがばらつきの許容範囲を超えて、電圧偏差ΔＶが３０ｍＶを超えた場合は、上述したように、２つの駆動単位回路２０に同じ電位が入力された場合でも画素間で異なる色が表示される。この場合は、許容範囲を超えた方のＮ型トランジスタ２２をスペアのＮ型トランジスタ２３で置換する。
【００２４】
次に、Ｎ型トランジスタ２２と２３の置換方法について説明する。図５は、Ｎ型トランジスタ２２，２３の近傍のレイアウトを示す図である。図５において、絶縁基板（図示せず）の表面に、図中Ｙ方向に延在する２本の帯状のポリシリコン層が形成され、２本のポリシリコン層の表面にゲート酸化膜（図示せず）を介して図中Ｘ方向に延在するゲート電極ＧＥＬが形成される。一方のポリシリコン層の表面においてゲート電極ＧＥＬの一方側および他方側にそれぞれドレイン２２ｄおよびソース２２ｓが形成され、他方のポリシリコン層の表面においてゲート電極ＧＥＬの一方側および他方側にそれぞれドレイン２３ｄおよびソース２３ｓが形成される。ゲート電極ＧＥＬ、ドレイン２２ｄおよびソース２２ｓはＮ型トランジスタ２２を構成し、ゲート電極ＧＥＬ、ドレイン２３ｄおよびソース２３ｓはスペアのＮ型トランジスタ２３を構成する。
【００２５】
Ｎ型トランジスタ２２のドレイン２２ｄに隣接するポリシリコン層はヒューズ２４を構成し、ヒューズ２４に隣接するポリシリコン層はポリシリコン配線ＳＬ１を構成する。Ｎ型トランジスタ２３のドレイン２３ｄに隣接するポリシリコン層はヒューズ２５を構成し、ヒューズ２５に隣接するポリシリコン層はポリシリコン配線ＳＬ２を構成する。
【００２６】
ポリシリコン配線ＳＬ１の端部は、コンタクトホールＣＨを介して上方のアルミ配線ＡＬ１に接続される。アルミ配線ＡＬ１は高電位ＶＨを受ける。ポリシリコン配線ＳＬ２の端部は、コンタクトホールＣＨを介して上方のアルミ配線ＡＬ２に接続される。アルミ配線ＡＬ２は、図４のスイッチＳ４を介してデータ線６に接続される。アルミ配線の代わりにＴｉ、Ｍｏ、Ｃｒなどの低抵抗金属で形成された配線を用いてもよい。
【００２７】
また、Ｎ型トランジスタ２３のドレイン２３ｄはコンタクトホールＣＨを介して上方のアルミ配線ＡＬ３の一方端部に接続され、アルミ配線ＡＬ３の他方端部はコンタクトホールＣＨを介して下方のゲート配線ＧＬ１の一方端部に接続され、ゲート配線ＧＬ１の他方端部はアルミ配線ＡＬ１と交差している。配線ＧＬ１とＡＬ１は、絶縁層によって電気的に絶縁されている。
【００２８】
Ｎ型トランジスタ２３のソース２３ｓはコンタクトホールＣＨを介して上方のアルミ配線ＡＬ４の一方端部に接続され、アルミ配線ＡＬ４の他方端部はコンタクトホールＣＨを介して下方のゲート配線ＧＬ２の一方端部に接続され、ゲート配線ＧＬ２の他方端部はアルミ配線ＡＬ２と交差している。配線ＧＬ２とＡＬ２は、絶縁層によって電気的に絶縁されている。
【００２９】
ゲート配線ＧＬ１，ＧＬ２は、ゲート電極ＧＥＬと同じ金属層、すなわちＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒなどをスパッタリングすることによって形成された単層または多層金属層で形成されている。ゲート配線ＧＬ１，ＧＬ２をゲート電極ＧＥＬと同一金属層で構成するのは、レーザ光の照射によるアルミ配線ＡＬ１，ＡＬ２との接合を容易にするためである。
【００３０】
Ｎ型トランジスタ２２が不良であってＮ型トランジスタ２２のしきい値電圧Ｖｔｈ２２が許容範囲を超えており、オフセットキャンセル動作を行なっても出力電位ＶＯが入力電位ＶＯに等しくならない場合は、たとえばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザを使用し、高エネルギのレーザ光をヒューズ２４，２５の各々に照射してヒューズ２４，２５をブローする。これにより、Ｎ型トランジスタ２２のソース２２ｓおよびドレイン２２ｄが駆動単位回路２０から電気的に切離される。
【００３１】
ヒューズ２４，２５のいずれか１つのみをブローしてもよいが、その場合はＮ型トランジスタ２２のゲート容量が寄生容量として働き、オフセットキャンセル動作後に残存するオフセット電圧が大きくなる。したがって、ヒューズ２４，２５の両方をブローするほうが好ましい。
【００３２】
次に、低エネルギのレーザ光を配線ＡＬ１，ＧＬ１の交差部Ｃ１および配線ＡＬ２，ＧＬ２の交差部Ｃ２の各々の中央部に照射する。これにより、配線ＡＬ１，ＧＬ１間の絶縁層および配線ＡＬ２，ＧＬ２間の絶縁層の各々が破壊され、交差部Ｃ１，Ｃ２の各々の中央部に形成された穴の内周壁を介して配線ＡＬ１とＧＬ１，ＡＬ２とＧＬ２がそれぞれ電気的に接続される。このようにして、Ｎ型トランジスタ２２と２３が置換される。
【００３３】
この実施の形態１では、駆動単位回路２０のＮ型トランジスタ２２が不良な場合はＮ型トランジスタ２２をスペアのＮ型トランジスタ２３で置換することにより、駆動単位回路２０を救済することができる。したがって、１つの駆動単位回路が不良な場合はカラー液晶表示装置全体が不良品とされていた従来に比べ、カラー液晶表示装置の歩留まりを高くすることができる。
【００３４】
図６は、実施の形態１の変更例を示す図である。この駆動単位回路では、図５のゲート電極ＧＥＬがＮ型トランジスタ２２と２３の間で２つに分割されている。Ｎ型トランジスタ２２用のゲート電極ＧＥＬ１の端部とＮ型トランジスタ２３のゲート電極ＧＥＬ２の端部とを覆うようにしてアルミ配線ＡＬ５が形成される。Ｎ型トランジスタ２２と２３の置換前は、ゲート電極ＧＥＬ１，ＧＥＬ２とアルミ配線ＡＬ２は電気的に絶縁されている。Ｎ型トランジスタ２２と２３を置換する場合は、ゲート電極ＧＥＬ１とアルミ配線ＡＬ５の重複部Ｃ３とゲート電極ＧＥＬ２とアルミ配線ＡＬ５の重複部Ｃ４との各々の中央部に低エネルギのレーザ光を照射する。これにより、重複部Ｃ３，Ｃ４の各々の中央部に穴が形成され、２つの穴の内周壁を介してゲート電極ＧＥＬ１とＧＥＬ２が電気的に接続される。この変更例では、Ｎ型トランジスタ２２と２３を置換しない場合はＮ型トランジスタ２２と２３のゲートが切離されているので、Ｎ型トランジスタ２２の寄生容量を小さくすることができ、オフセット電圧をより正確にキャンセルすることができる。
【００３５】
［実施の形態２］
図７は、この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置のプル型駆動単位回路３０の構成を示す回路図である。図７において、このプル型駆動単位回路３０は、スイッチＳ１〜Ｓ４、キャパシタ２１、Ｐ型トランジスタ３１，３２、ヒューズ３３，３４および定電流回路３５を含む。定電流回路３５、ヒューズ３３、Ｐ型トランジスタ３１およびヒューズ３４は、高電位ＶＨ２のラインと低電位ＶＬ２のラインとの間に直列接続される。定電流回路３５およびＰ型トランジスタ３１は、レベルシフト回路を構成する。
【００３６】
Ｐ型トランジスタ３２は、実施の形態１と同じ方法により、Ｐ型トランジスタ３１と置換可能に設けられている。置換前は、Ｐ型トランジスタ３２のソースおよびドレインはフローティング状態にされている。
【００３７】
スイッチＳ１の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はＰ型トランジスタ３１，３０のゲートに接続されるとともに、キャパシタ２１およびスイッチＳ２を介して定電流回路３５とヒューズ３３の間のノードＮ３５に接続される。スイッチＳ３の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はキャパシタ２１とスイッチＳ２の間のノードＮ２１に接続される。スイッチＳ４は、ノードＮ３５と出力ノードＮ３０との間に接続される。
【００３８】
次に、プル型駆動単位回路３０の動作について説明する。まず、スイッチＳ１，Ｓ２がオンされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオフされ、ノードＮ３５が入力電位ＶＩよりもＰ型トランジスタ３１のしきい値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ３１｜だけ高い電位ＶＩ＋｜Ｖｔｈ３１｜にされる。これにより、キャパシタ２１は｜Ｖｔｈ３１｜に充電される。
【００３９】
次に、スイッチＳ１，Ｓ２がオフされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオンされ、Ｐ型トランジスタ３１のゲートには入力電位ＶＩよりもキャパシタ２１の端子間電圧｜Ｖｔｈ３１｜だけ低い電位ＶＩ−｜Ｖｔｈ３１｜が印加され、出力ノードＮ３０の電位ＶＯはＶＩ−｜Ｖｔｈ３１｜＋｜Ｖｔｈ３１｜＝ＶＩとなる。
【００４０】
したがって、このプル型駆動単位回路３０は、理想的には、入力電位ＶＩを電流増幅して、入力電位ＶＩと同じレベルの電位ＶＯを出力する。しかし、実際には、たとえばＰ型トランジスタ３２，３２のゲート容量の影響により、オフセット電圧｜Ｖｔｈ３１｜を完全にキャンセルすることはできない。キャンセルできる電圧を−ｒ・｜Ｖｔｈ３１｜とすると、このプル型駆動単位回路３０の出力電位ＶＯは、次式で表される。
ＶＯ＝ＶＩ＋｜Ｖｔｈ３１｜−ｒ・｜Ｖｔｈ３１｜＝ＶＩ＋（１−ｒ）・｜Ｖｔｈ３１｜
ここで、隣接する２つの列の駆動単位回路３０のＰ型トランジスタ３１のしきい値電圧をそれぞれ｜Ｖｔｈ３１ａ｜，｜Ｖｔｈ３１ｂ｜とすると、２つの駆動単位回路３０の出力電圧ＶＯａ，ＶＯｂの差ΔＶは次式で表される。
ΔＶ＝ＶＯａ−ＶＯｂ
＝ＶＩ＋（１−ｒ）・｜Ｖｔｈ３１ａ｜−［ＶＩ＋（１−ｒ）・｜Ｖｔｈ３１ｂ｜］
＝（１−ｒ）・（｜Ｖｔｈ３１ｂ｜−｜Ｖｔｈ３１ａ｜）
Ｖｔｈ３１ａ，Ｖｔｈ３１ｂのいずれかがばらつきの許容範囲を超えて、電圧偏差ΔＶが３０ｍＶを超えた場合は、上述したように、２つの駆動単位回路３０に同じ電位が入力された場合でも画素間で異なる色が表示される。この場合は、許容範囲を超えているほうのＰ型トランジスタ３１をスペアのＰ型トランジスタ３２で置換する。
【００４１】
すなわち、ＹＡＧレーザを使用し、高エネルギのレーザ光をヒューズ３３，３４の各々に照射してヒューズ３３，３４をブローする。これにより、Ｐ型トランジスタ３１のソースおよびドレインが駆動単位回路３０から電気的に切離される。
【００４２】
次に、低エネルギのレーザ光を、Ｐ型トランジスタ３２のソースに接続されたゲート配線ＧＬ１１とノードＮ３５に接続されたアルミ配線ＡＬ１１との交差部Ｃ１１の中央部に照射するとともに、Ｐ型トランジスタ３２のドレインに接続されたゲート配線ＧＬ１２と低電位ＶＬ２のラインに接続されたアルミ配線ＡＬ１２との交差部Ｃ１２の中央部に照射する。これにより、交差部Ｃ１１，Ｃ１２の各々の中央部に穴が形成され、穴の内周壁を介して配線ＡＬ１１とＧＬ１１，ＡＬ１２とＧＬ１２がそれぞれ電気的に接続される。このようにして、Ｐ型トランジスタ３１と３２が置換される。
【００４３】
この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
図８は、この実施の形態２の変更例を示す回路図である。図８を参照して、このプッシュ型駆動単位回路３６は、図４のプッシュ型駆動単位回路２０と図７のプル型駆動単位回路３０とを組合わせたものである。ノードＮ３５はＮ型トランジスタ２２，２３のゲートに接続され、スイッチＳ２はノードＮ２１とＮ２５の間に接続され、スイッチＳ４はノードＮ２５とＮ３０の間に接続される。
【００４４】
次に、このプッシュ型駆動単位回路３６の動作について説明する。まず、スイッチＳ１，Ｓ２がオンされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオフされ、ノードＮ３５が入力電位ＶＩよりもＰ型トランジスタ３１のしきい値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ３１｜だけ高い電位ＶＩ＋｜Ｖｔｈ３１｜にされ、ノードＮ２５がノードＮ３５の電位ＶＩ＋｜Ｖｔｈ３１｜よりもＮ型トランジスタ２２のしきい値電圧Ｖｔｈ２２だけ低い電位ＶＩ＋｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２にされる。｜Ｖｔｈ３１｜≒Ｖｔｈ２２にすることにより、オフセット電圧をほぼ０Ｖにすることができる。キャパシタ２１は｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２に充電される。
【００４５】
次に、スイッチＳ１，Ｓ２がオフされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオンされ、Ｐ型トランジスタ３１のゲートには入力電位ＶＩよりもキャパシタ２１の端子間電圧だけ低い電位ＶＩ−｜Ｖｔｈ３１｜＋Ｖｔｈ２２が印加され、出力ノードＮ３０の電位ＶＯはＶＩ−｜Ｖｔｈ３１｜＋Ｖｔｈ２２＋｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２＝ＶＩとなる。
【００４６】
したがって、このプッシュ型駆動単位回路３６は、理想的には、入力電位ＶＩを電流増幅して、入力電位ＶＩと同じレベルの電位ＶＯを出力する。しかし、実際には、オフセット電圧｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２を完全にキャンセルすることはできず、トランジスタ３１，２２のしきい値電圧が許容範囲を超えた結果、隣接する２つの列の駆動単位回路３６の出力電位の差が３０ｍＶを超える場合があることは、図４および図７で説明したとおりである。この場合は、許容範囲を超えたほうのトランジスタ３１，２２をスペアのトランジスタ３２，２３と置換する。トランジスタの置換方法は、図４〜図７で説明した方法と同じであるので、その説明は繰返さない。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００４７】
図９は、この実施の形態２の他の変更例を示す回路図である。図９を参照して、このプル型駆動単位回路３７は、図４のプッシュ型駆動単位回路２０と図７のプル型駆動単位回路３０とを組合わせたものである。スイッチＳ１が入力ノードＮ２０とＮ型トランジスタ２２，２３のゲートとの間に接続され、ノードＮ２５がＰ型トランジスタ３１，３２のゲートに接続される。
【００４８】
次に、このプル型駆動単位回路３７の動作について説明する。まず、スイッチＳ１，Ｓ２がオンされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオフされ、ノードＮ２５が入力電位ＶＩよりもＮ型トランジスタ２２のしきい値電圧だけ低い電位ＶＩ−Ｖｔｈ２２にされ、ノードＮ３５がノードＮ２５の電位ＶＩ−Ｖｔｈ２２よりもＰ型トランジスタ３１のしきい値電圧の絶対値｜Ｖｔｈ３１｜だけ高い電位ＶＩ−Ｖｔｈ２２＋｜Ｖｔｈ３１｜にされる。｜Ｖｔｈ３１｜≒Ｖｔｈ２２にすることにより、オフセット電圧をほぼ０Ｖにすることができる。キャパシタ２１は−Ｖｔｈ２２＋｜Ｖｔｈ３１｜に充電される。
【００４９】
次に、スイッチＳ１，Ｓ２がオフされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオンされ、Ｎ型トランジスタ２２のゲートには入力電位ＶＩよりもキャパシタ２１の端子間電圧だけ低い電位ＶＩ＋Ｖｔｈ２２−｜Ｖｔｈ３１｜が印加され、出力ノードＮ３０の電位ＶＯはＶＩ＋Ｖｔｈ２２−｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２＋｜Ｖｔｈ３１｜＝ＶＩとなる。
【００５０】
したがって、このプル型駆動単位回路３７は、理想的には、入力電位ＶＩを電流増幅して、入力電位ＶＩと同じレベルの電位ＶＯを出力する。しかし、実際には、オフセット電圧｜Ｖｔｈ３１｜−Ｖｔｈ２２を完全にキャンセルすることはできず、トランジスタ２２，３１のしきい値電圧が許容範囲を超えた結果、隣接する２つの列の駆動単位回路３７の出力電位の差が３０ｍＶを超える場合があることは、図４および図７で説明したとおりである。この場合は、許容範囲を超えたほうのトランジスタ２２，３１をスペアのトランジスタ２３，３２で置換する。トランジスタの置換方法は、図４〜図７で説明した方法と同じであるので、その説明は繰返さない。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００５１】
［実施の形態３］
図１０は、この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置のプッシュ型駆動単位回路４０の構成を示す回路図である。図１０において、このプッシュ型駆動単位回路４０は、スイッチＳ１〜Ｓ４、キャパシタ２１、Ｐ型トランジスタ４１〜４３、Ｎ型トランジスタ４４〜４７、ヒューズ４８〜５１、および定電流回路５２，５３を含む。Ｐ型トランジスタ４１，４２はそれぞれ高電位ＶＨ１のラインとノードＮ４１，Ｎ４２の間に接続され、それらのゲートはともにノードＮ４２に接続される。Ｐ型トランジスタ４１，４２はカレントミラー回路を構成する。
【００５２】
ヒューズ４８、Ｎ型トランジスタ４４およびヒューズ５０はノードＮ４１とＮ５２の間に直列接続され、ヒューズ４９、Ｎ型トランジスタ４６およびヒューズ５１はノードＮ４２とＮ５２の間に直列接続される。Ｎ型トランジスタ４５，４７は、実施の形態１と同じ方法により、それぞれＮ型トランジスタ４４，４６と置換可能に設けられている。置換前は、Ｎ型トランジスタ４５，４７のソースおよびドレインはフローティング状態にされている。
【００５３】
定電流回路５２は、ノードＮ５２と低電位ＶＬ１のラインとの間に接続される。Ｐ型トランジスタ４１，４２、Ｎ型トランジスタ４４，４６および定電流回路５２は、差動増幅回路を構成する。Ｐ型トランジスタ４３は、高電位ＶＨ２のラインとＮ型トランジスタ４６，４７のゲート（ノードＮ４３）との間に接続され、そのゲートはノードＮ４１に接続される。定電流回路５３は、ノードＮ４３と低電位ＶＬ２のラインとの間に接続される。
【００５４】
スイッチＳ１の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はＮ型トランジスタ４４，４５のゲートに接続されるとともに、キャパシタ２１およびスイッチＳ２を介してノードＮ４３に接続される。スイッチＳ３の一方電極は入力ノードＮ２０に接続され、その他方電極はキャパシタ２１とスイッチＳ２の間のノードＮ２１に接続される。スイッチＳ４は、ノードＮ４３と出力ノードＮ３０との間に接続される。
【００５５】
次に、このプッシュ型駆動単位回路４０の動作について説明する。まず、スイッチＳ１，Ｓ２がオンされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオフされる。Ｐ型トランジスタ４１と４２はカレントミラー回路を構成し、Ｐ型トランジスタ４２とＮ型トランジスタ４６は直列接続されているので、トランジスタ４１，４２，４６にはノードＮ４３の電位に応じたレベルの電流が流れる。Ｎ型トランジスタ４４には、入力電位ＶＩに応じたレベルの電流が流れる。
【００５６】
ノードＮ４３の電位が入力電位ＶＩよりも低い場合は、Ｐ型トランジスタ４１に流れる電流がＮ型トランジスタ４４に流れる電流よりも小さくなってノードＮ４１の電位が低下し、Ｐ型トランジスタ４３に流れる電流が増加してノードＮ４３の電位が上昇する。ノードＮ４３の電位が入力電位ＶＩよりも高い場合は、Ｐ型トランジスタ４１に流れる電流がＮ型トランジスタ４４に流れる電流よりも大きくなってノードＮ４１の電位が上昇し、Ｐ型トランジスタ４３に流れる電流が減少してノードＮ４３の電位が低下する。したがって、理論的にはノードＮ４３の電位は入力電位ＶＩに等しくなる。しかし、実際にはトランジスタ４１〜４６のしきい値電圧などのばらつきにより、オフセット電圧ＶＯＦが発生し、キャパシタ２１はオフセット電圧ＶＯＦに充電される。ここでは、ノードＮ４３の電位はＶＩ−ＶＯＦになったものとする。
【００５７】
次に、スイッチＳ１，Ｓ２がオフされるとともにスイッチＳ３，Ｓ４がオンされ、Ｎ型トランジスタ４４のゲートには入力電位ＶＩよりもキャパシタ２１の端子間電圧ＶＯＦだけ高い電位ＶＩ＋ＶＯＦが印加され、出力ノードＮ３０の電位ＶＯはＶＯ＝ＶＩ＋ＶＯＦ−ＶＯＦ＝ＶＩとなる。
【００５８】
したがって、このプル型駆動単位回路４０は、理想的には、入力電位ＶＩを電流増幅して、入力電位ＶＩと同じレベルの電位ＶＯを出力する。しかし、実際には、オフセット電圧ＶＯＦを完全にキャンセルすることはできず、Ｎ型トランジスタ４４，４６のしきい値電圧が許容範囲を超えた結果、隣接する２つの列の駆動単位回路４０の出力電位の差が３０ｍＶを超える場合がある。この場合は、許容範囲を超えている方のＮ型トランジスタ４４，４６をスペアのＮ型トランジスタ４５，４７で置換する。
【００５９】
すなわち、ＹＡＧレーザを使用し、高エネルギのレーザ光をヒューズ４８〜５１の各々に照射してヒューズ４８〜５１をブローする。これにより、Ｎ型トランジスタ４４，４６のソースおよびドレインが駆動単位回路４０から電気的に切離される。
【００６０】
次に、低エネルギのレーザ光を、Ｎ型トランジスタ４５のドレインに接続されたゲート配線ＧＬ１５とノードＮ４１に接続されたアルミ配線ＡＬ１５との交差部Ｃ１５の中央部に照射するとともに、Ｎ型トランジスタ４５のソースに接続されたゲート配線ＧＬ１７とノードＮ５２に接続されたアルミ配線ＡＬ１７との交差部Ｃ１７の中央部に照射する。また、低エネルギのレーザビームを、Ｎ型トランジスタ４７のドレインに接続されたゲート配線ＧＬ１６とノードＮ４２に接続されたアルミ配線ＡＬ１６との交差部Ｃ１６の中央部に照射するとともに、Ｎ型トランジスタ４７のソースに接続されたゲート配線ＧＬ１８とノードＮ５２に接続されたアルミ配線ＡＬ１８との交差部Ｃ１８の中央部に照射する。これにより、交差部Ｃ１５〜Ｃ１８の各々の中央部に穴が形成され、穴の内周壁を介して配線ＡＬ１５とＧＬ１５，ＡＬ１６とＧＬ１６，ＡＬ１７とＧＬ１７，ＡＬ１８とＧＬ１８がそれぞれ電気的に接続される。このようにして、Ｎ型トランジスタ４４と４５が置換されるとともにＮ型トランジスタ４６と４７が置換される。
【００６１】
この実施の形態３でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る駆動回路では、第１のトランジスタと置換するための第２のトランジスタと、第１のトランジスタが不良である場合に第１のトランジスタを第２のトランジスタで置換するための置換回路とが設けられる。したがって、第１のトランジスタが不良の場合でも第１のトランジスタを第２のトランジスタで置換することにより、駆動回路を救済することができる。
【００６３】
また、この発明に係る液晶表示装置では、上記駆動回路と、その駆動回路の出力電位によって駆動される液晶セルとが設けられる。この場合は、駆動回路が不良の場合でも駆動回路を救済できるので、液晶表示装置の歩留まりが高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるカラー液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した液晶セルを駆動する液晶駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示した水平走査回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】図３に示した駆動回路に含まれる駆動単位回路の構成を示す回路図である。
【図５】図４に示したＮ型トランジスタの近傍のレイアウトを示す図である。
【図６】実施の形態１の変更例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるカラー液晶表示装置のプル型駆動単位回路の構成を示す回路図である。
【図８】実施の形態２の変更例を示す回路図である。
【図９】実施の形態２の他の変更例を示す回路図である。
【図１０】この発明の実施の形態３によるカラー液晶表示装置のプッシュ型駆動単位回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１  液晶パネル、２  液晶セル、３  画素、４  ゲート線、５  共通電位線、６  データ線、７  垂直走査回路、８  水平走査回路、１０  液晶駆動回路、１１，２２，２３，４４〜４７  Ｎ型トランジスタ、１２，２１  キャパシタ、１３  シフトレジスタ、１４，１５  データラッチ回路、１６  階調電位発生回路、１７  抵抗素子、１８  デコード回路、１９  駆動回路、２０，３０，３６，３７，４０  駆動単位回路、Ｓ１〜Ｓ４  スイッチ、２４，２５，３４，３５，４８〜５１  ヒューズ、２６，３５，５２，５３  定電流回路、ＧＬ  ゲート配線、ＡＬ  アルミ配線、ＳＬ  ポリシリコン配線、Ｃ  交差部、ＣＨ  コンタクトホール、ＧＥＬ  ゲート電極、３１，３２，４１，４２  Ｐ型トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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