专利名称：半导体器件及其试验方法
技术领域：
本发明涉及具有液晶驱动电路的半导体器件及其试验方法，特别是涉及对于根据取入存储部中的数据，选择给定电平的电压向多个外部端子输出的液晶驱动电路有效的技术。
背景技术：
作为本发明者研究的技术，关于一般的便携式彩色TFT液晶驱动器等液晶驱动电路，例如考虑了图11所示的结构。该液晶驱动电路把通过外部接口写入显示数据RAM12中的数据按液晶显示数据的每一行用行缓冲器31保持，在灰度电压选择电路33内的各开关电路34中，根据行缓冲器31中保持的液晶显示数据，选择由灰度电压生成电路32生成的给定电平的灰度电压向各输出端子输出。然后，按照该液晶驱动电路输出的灰度电压，液晶面板的各象素被保持电容充电，在液晶面板中，控制各象素的亮度。
在该液晶驱动电路的试验时，从测试器35通过外部接口向液晶驱动电路施加任意的试验图案，通过执行向显示数据RAM12的数据写入、显示控制器11的控制等，从灰度电压选择电路33内的各开关电路34向输出端子输出任意的灰度电压，用测试器35加以测定来进行试验。
如上所述，液晶驱动电路是由显示控制器和显示数据RAM构成的数字功能部、由灰度电压生成电路和灰度电压选择电路构成的模拟功能部成为一体而工作。因此，当实施液晶驱动电路的数字功能试验时，有必要测定从输出端子输出的给定电平的灰度电压。液晶驱动电路为了低耗电化，很难提高灰度电压输出的驱动能力，无法实现灰度电压测定时间的高速化，另一方面，由于高功能化可使试验项目增大，所以存在试验时间增加，很难实现低成本化的问题。
此外，在所述液晶驱动电路中，考虑了例如图12所示的灰度电压生成电路32、灰度电压选择电路33(开关电路34)的结构。在该电压生成电路32中，以灰度生成电压V0为基准，以任意的比率进行n分压，生成任意的n灰度的灰度电压。而且，在配置在灰度电压选择电路33内的各开关电路34中，按照保持在行缓冲器中的灰度设定数据，选择任意的灰度电压，进行输出。
在该液晶驱动电路中，当进行输出端子的灰度电压的试验时，通过行缓冲器中设定的灰度设定数据，设定各输出端子中的灰度电压值，对各输出端子用AD转换器进行电压测定，对全部灰度电压加以测定来进行试验。因此，由于上述的灰度输出电压的驱动能力的限制，很难实现试验时间的高速化，对于与液晶面板的高精细化对应的液晶驱动电路的输出端子数或灰度阶梯数的增加，试验时间增加，存在很难实现低成本化的课题。
为了解决这些课题，例如提出了专利文献1(特开20002-197899号公报)等中表示的谋求试验高速化的技术。该技术采用液晶驱动电路在通过显示数据RAM在行缓冲器等的存储电路中保持液晶显示数据进行灰度试验的同时，停止向行缓冲器的写入，进行显示数据RAM的试验的结构，谋求试验时间的缩短。
可是，关于所述专利文献1，本发明者研究的结果从以下可知。即在所述专利文献1中，提出了谋求试验的高速化的技术，但是为了与液晶驱动电路的高功能化和输出端子的增加对应，谋求液晶驱动电路的低成本化，有必要实现试验时间的进一步缩短。此外，在该专利文献1中，虽然能并行进行显示数据RAM单体的功能试验和利用取入行缓冲器中的数据所进行的电特性试验，但未具体描述功能的分割和试验项目等。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供在功能上分割液晶驱动电路，通过分别独立控制进行试验，对于液晶驱动电路的高功能化和输出端子的增加，也能实现进一步的试验时间的缩短，具有能谋求试验的高速化和低成本化的液晶驱动电路的半导体器件的试验技术。
为了实现所述目的，本发明除了数字功能部和模拟功能部，具有向外部输出数字功能部的试验结果的第一端子，在功能上分割数字功能部和模拟功能部，向液晶驱动电路的外部输出数字功能部的输出。或者具有从外部控制模拟功能部的输出的第二端子，从液晶驱动电路的外部与数字功能部独立控制灰度电压选择电路的控制。此外，与模拟功能部独立进行数字功能部的试验。据此，能与模拟功能部独立进行数字功能部的试验，能进行高速的功能试验。
此外，本发明具有把模拟功能部中的包含的灰度电压生成电路的输出切换为给定的双值电压值的切换部件，把灰度电压生成电路的输出电压切换为双值电压，有选择地把各灰度电压设定为双值电压。据此，把液晶驱动电路的输出电压双值化，能实现高速的灰度输出试验。
如上所述，根据本发明，通过在功能上分割液晶驱动电路的数字功能部和模拟功能部，能实现数字功能部的高速功能实现，能实现基于试验时间的缩短的液晶驱动电路的低成本化。
此外，根据本发明，通过把灰度输出试验置换为灰度电压选择电路的开关试验，能实现灰度输出试验的高速化，能实现基于试验时间的缩短引起的液晶驱动电路的低成本化。
结果，根据本发明对于液晶驱动电路的高功能化和输出端子的增加，也能实现进一步的试验时间的缩短，作为具有该液晶驱动电路的半导体器件的试验技术，也能谋求试验的高速化、低成本化。
下面简要说明附图。
图1是表示本发明一个实施例的具有液晶驱动电路的半导体器件的结构图。
图2是在本发明一个实施例中，表示液晶驱动电路的结构图。
图3是在本发明一个实施例中，表示把移位寄存器N分割时的液晶驱动电路的结构图。
图4是在本发明一个实施例中，把移位寄存器采用2级结构时的液晶驱动电路的结构图。
图5是在本发明一个实施例中，表示灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的电路图。
图6是在本发明一个实施例中，表示灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的各信号和灰度输出的关系的说明图。
图7(a)、(b)是在本发明一个实施例中，表示以竞赛形式形成灰度电压生成电路内的开关电路时的电路图和试验时电压值的说明图。
图8是在本发明一个实施例中，表示把个别试验项目高速化时的测试流程图。
图9是在本发明一个实施例中，表示把试验项目并行化时的测试流程图。
图10是在本发明一个实施例中，表示把试验项目并行化时的测试流程图。
图11是表示作为本发明的前提而研究的以往技术的液晶驱动电路的结构图。
图12是表示作为本发明的前提而研究的以往技术的灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的电路图。
具体实施例方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施例。须指出的是，在用于说明实施例的全图中，对于具有同一功能的构件付与相同的符号，省略了它的重复说明。
首先，根据图1，说明本发明一个实施例的具有液晶驱动电路的半导体器件的结构和动作的一个例子。图1是表示本实施例的具有液晶驱动电路的半导体器件的结构图。
本实施例的具有液晶驱动电路的半导体器件例如应用于便携式彩色TFT液晶驱动器等中，作为包含向液晶面板施加选通信号的选通驱动器1、向液晶面板施加灰度输出电压的源驱动器2、发生液晶面板的驱动电压的液晶驱动电压发生电路3等的液晶显示控制器4而构成，该液晶显示控制器4作为一个半导体器件而形成。须指出的是，也能包含后面描述的MPU而作为一个半导体器件而形成。
该液晶显示控制器4连接在把TFT配置矩阵状的液晶面板5上，对于该液晶面板5从选通驱动器1施加任意显示行，通过对于该选择的显示行的各象素从源驱动器2施加灰度输出电压，对作为目标的象素保持电容进行充电，控制各象素的亮度。
此外，液晶显示控制器4连接在MPU6上，通过该MPU6，控制各动作的演算和处理。
下面，参照图2说明本实施例的液晶驱动电路的结构和动作的一个例子。图2表示本实施例的液晶驱动电路的结构图。
本实施例的液晶驱动电路例如应用于图1所示的源驱动器1中。包含该源驱动器1的液晶显示控制器4由通过外部接口控制数据的写入和读出的显示控制器11、存储写入或读出的数据的显示数据RAM12、保持写入该显示数据RAM12中的数据的移位寄存器(保持部件)13、生成给定电平的灰度电压的灰度电压生成电路14、选择由该灰度电压生成电路14生成的给定灰度电压的灰度电压选择电路15等构成，在灰度电压选择电路15中包含多个开关电路16。在该液晶显示控制器4中，由显示控制器11和显示数据RAM12构成数字功能部，由灰度电压生成电路14和灰度电压选择电路15构成模拟功能部。
该液晶显示控制器4在通常动作时，显示控制器11通过外部接口连接在MPU6上，再从灰度电压选择电路15通过输出端子连接在液晶面板5上。此外，有效(Enable)端子、数据输入(DataIn)端子、移位时钟(SCLK)端子连接到外部的接地电位上，数据输出(DataOut)端子在外部处于开放状态。此外，在内部，来自Enable端子和DataIn端子、Enable端子和SCLK端子的各信号通过逻辑门输入到移位寄存器13，此外，来自Enable端子的信号和来自显示控制器11的锁存时钟通过逻辑门作为Load输入而输入到移位寄存器13，此外，从移位寄存器13，作为SerialOut输出从DataOut端子输出。
通常动作时，在该连接状态下，通过Enable端子移位寄存器13的Load输入变为有效，DataIn端子、SCLK端子的输入变为无效状态，用显示控制器11输出锁存时钟把显示数据RAM12的输出保持在移位寄存器13中，按照该移位寄存器13的输出，控制灰度电压选择电路15，把给定的灰度电压向输出端子输出，进行与以往电路(图11)同等的动作。
此外，在该液晶显示控制器4中进行数字功能部、模拟功能部的试验时，向显示控制器11的外部接口、来自灰度电压选择电路15的输出端子、Enable端子(第二端子)、DataIn端子(第二端子)、SCLK端子(第二端子)、DataOut端子(第一端子)分别连接在测试器上，根据来自该测试器的信号，进行各种试验。这里，只说明数字功能部、模拟功能部试验时的动作概要，后面详细描述关于各种试验项目的细节。
在数字功能部的试验时，在与通常动作相同的状态下，把显示数据RAM12的输出保持在移位寄存器13中后，通过Enable端子把移位寄存器13的Load输入设定为无效，把DataIn端子、SCLK端子的输入设定为有效状态，把与从SCLK端子输入的移位时钟同步的给定数据输入到DataIn端子中，通过在移位寄存器13中设定，能与数字功能部独立实施灰度电压选择电路15的功能试验。
下面，参照图3，说明在本实施例中把移位寄存器N分割时的液晶驱动电路的结构和动作的一个例子。图3表示把移位寄存器N分割时的液晶驱动电路的结构图。
如图3所示，该液晶显示控制器4a把输出端子N分割，伴随于此，移位寄存器13、灰度电压选择电路15也N分割，通过对于N个移位寄存器13a-13n配置N个(0～n)·DataIn端子和DataOut端子，能用对于所述图2所示的液晶显示控制器4为N分之1的时间实现来自移位寄存器13a～13n的保持数据的读出时间和向移位寄存器13a～13n的数据设定时间。
此外，在图2和图3所示的液晶显示控制器4和4a中，DataIn端子、DataOut端子、SCLK端子等端子是液晶驱动电路通常动作时不使用的端子，所以按照是否实施试验，能与外部接口的端子切换使用，与以往电路(图11)中使用的端子的共用化成为可能。此外，在液晶显示控制器的内部，当然能通过使用输入输出切换电路，使DataIn端子、DataOut端子共用化。
下面，参照图4，说明在本实施例中使移位寄存器为2级结构时的液晶驱动电路的结构和动作的一个例子。图4表示使移位寄存器为2级结构时的液晶驱动电路的结构图。
如图4所示，该液晶显示控制器4b通过配置保持显示数据RAM12的输出数据的移位寄存器(1)13和控制灰度电压选择电路15的移位寄存器(2)17，并行执行从显示控制器11通过显示数据RAM12的显示功能试验和包含灰度电压生成电路14和灰度电压选择电路15的灰度输出试验，能谋求试验时间的缩短。
即在显示功能试验中，在移位寄存器(1)13中保持任意的显示数据RAM12的输出数据，通过SCLK(1)端子从测试器施加移位时钟，通过DataOut端子(1)与期望值进行比较判定。此外，与此同时，从测试器通过DataIn端子(2)把灰度设定数据设定在移位寄存器(2)17中，通过输出端子用测试器与期望值进行比较判定。
须指出的是，通常动作时，移位寄存器(1)13和移位寄存器(2)17都输入同一锁存时钟，能把显示数据RAM12的任意数据保持在移位寄存器(2)17中，进行显示动作。
这里，描述并行试验的实现原理，例如DataIn(1)端子和DataIn(2)端子可以是能从同一输入端子有选择地输入的结构，此外，DataOut(1)端子和DataOut(2)端子可以是能有选择地输出到同一输出端子的结构。此外，这些信号在通常动作时不使用，所以按照试验是否实施，能与外部接口的端子切换，与以往电路(图11)中使用的端子的共用化成为可能。
下面，参照图5和图6说明在本实施例中构成液晶驱动电路的灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的结构以及动作的一个例子。图5是灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的电路图，图6表示各信号和灰度输出的关系的说明图。
如图5所示，在本实施例中，灰度电压生成电路14包含以任意的比率把灰度生成电压V0进行n分压的分压电阻R、把基于该分压电阻R的各分压电压放大的多个运算放大器OA1～OA8、切换各运算放大器OA1～OA8的输出电压和试验用电压VH/VL的多个开关(切换开关)SA1～SA8、把用各开关SA1～SA8切换的电压放大的多个运算放大器OA11～OA18、控制各开关SA1～SA8的切换的译码电路(切换部件)21等，成为把该灰度电压生成电路14的输出切换为给定的VH或VL的双值电压值的结构。
此外，灰度电压选择电路15由与各行对应的多个开关电路16构成，在各开关电路16中包含有把灰度电压生成电路14的输出导通/断开的多个开关SO1～SO8、控制各开关SO1～SO8的导通/断开的译码电路22。在各开关SO1～SO8中，在输入一侧分别输入来自灰度电压生成电路14的各输出，从公共连接的输出一侧输出灰度电压。
在该灰度电压生成电路14、灰度电压选择电路15中，在灰度电压生成电路14的译码电路21中输入有效信号、极性反转信号和电压选择信号，输出开关控制信号(1)，控制各开关SA1～SA8的切换，此外，把灰度设定数据输入开关电路16的译码电路22中，输出开关控制信号(2)，控制各开关SO1～SO8的导通/断开，对于灰度设定数据、有效信号、极性反转信号和电压选择信号等各信号设定的灰度电压生成电路14的输出和来自灰度电压选择电路15的各开关电路16的灰度输出的关系如图6所示。
在图6中，有效信号为“0”时是通常工作状态，在该状态下，灰度电压生成电路14的输出V1～V8原封不动作为8灰度的灰度电压输出。而有效信号为“1”时是试验状态，在该状态下，当极性反转信号为“0”时，通过把电压选择信号设定为与灰度设定数据相同，灰度输出都变为VH的高电压电平，此外，当极性反转信号为“1”，把电压选择信号设定为与灰度设定数据相同时，则灰度输出都变为VL的低电压电平。
这样，在本实施例的液晶驱动电路中，为把灰度电压生成电路14的输出切换为VH或VL的双值电压值的结构，按照设定在移位寄存器13中的灰度设定数据，向灰度电压选择电路15内的处于选择状态的开关和处于未选择状态的开关供给的灰度电压如果一方是VH，则进行控制使另一方为VL那样不同的电压电平，通过外部的测试器，把全部输出端子同时与期望值电压比较，能实现灰度输出试验的高速化。
即在本实施例中，通过把所述以往的电路(图12)的灰度输出试验置换为构成灰度电压选择电路15内的开关电路16的开关SO1～SO8的开路或短路不良的功能试验而执行，能实现灰度输出试验的高速化。
须指出的是，在灰度电压生成电路14中，可以不设定由运算放大器OA11～OA18构成的输出缓冲电路，此外，当然试验用电压VH和VL可以使用从灰度生成电压V0进行n分压的任意的灰度电压。
下面，参照图7说明以竞赛形式形成灰度电压生成电路内的开关电路时的结构和动作的一个例子。图7(a)、(b)表示以竞赛形式形成灰度电压生成电路内的开关电路时的电路图和试验时的电压值的说明图。
当灰度电压选择电路内的开关电路16a由竞赛形式形成时，在第一级设置8个开关SO11～SO18，在第二级设置4个开关SO21～SO24，在第三级设置2个开关SO31、SO32，用灰度设定数据D0控制第一级的开关，同样用D1控制第二级，用D2控制第三级，输出灰度电压。
在开关电路16a内，通过把灰度电压生成电路14的输出电压作为双值电压值输出，使2组的2∶1选择分支的输出在下一级的2∶1选择分支的输入中变为彼此不同的双值电压电平(VH或VL)，与各开关的导通或断开状态无关，把灰度电压生成电路14的输出电压设定为彼此不同的电压，能谋求配置在灰度电压生成电路14内的双值电压切换电路的简化。
例如，如图7(b)所示，在试验时，当为灰度设定数据“000”时，如果把灰度电压生成电路的输出电压设定为VH、VL、VL、VH、VL、VH、VH、VL，则第一级的开关SO11～SO18的输出电压依次为VH、VL、VL、VH，第二级的开关SO21～SO24的输出电压依次为VH、VL，第三级的开关SO31、SO32的输出电压变为VH，最终能使开关电路16a的输出电压为VH输出。
下面，参照图8～图10说明具有本实施例的液晶驱动电路的半导体器件的测试流程的一个例子。图8表示把个别试验项目高速化时，图9表示并行进行试验项目时，图10表示另一个并行进行试验项目时的测试流程图。
具有液晶驱动电路的半导体器件在制造步骤中，实施测定电压、电流、电阻值等并且评价的DC试验、外部接口试验、对于显示数据RAM通过外部接口的任意数据的写入和读出的RAM试验、灰度输出试验、作为液晶驱动电路全体的显示功能试验等各试验，进行合格品、不合格品的识别。
例如，在本实施例中，如图8所示，当按顺序进行个别试验项目的DC试验(步骤S1)、外部接口试验(步骤S2)、RAM试验(步骤S3)、灰度输出试验(步骤S4)、显示功能试验(步骤S5)时，通过使用所示图2～图4所示的方式，能使步骤S5的显示功能试验高速化，通过使用所述图5～图7所示的方式，能实现步骤S4的灰度输出试验的高速化。
此外，如图9所示，使用所述图2～图4所示的方式，通过与外部接口独立控制移位寄存器13，能彼此独立进行外部接口试验(步骤S2)、RAM试验(步骤S3)、灰度输出试验(步骤S4)，能实现基于试验的并行处理的高速化。
此外，如图10所示，通过使用所述图4的方式，能分离液晶驱动电路内部的数字功能部和模拟功能部进行试验，能把外部接口试验(步骤S2)、RAM试验(步骤S3)、显示功能试验(步骤S5)与灰度输出试验(步骤S4)并行进行，能实现试验的高速化。
因此，根据本实施例的具有液晶驱动电路半导体器件，能取得以下的效果。
(1)通过在功能上分割液晶驱动电路的数字功能部和模拟功能部，能与模拟功能部独立进行数字功能部的试验，实现数字功能部高速的功能试验。
(2)通过把灰度电压生成电路14的输出电压切换为双值电压，能把液晶驱动电路的输出电压变为双值电压，所以能实现高速的灰度输出试验。
以上根据实施例具体说明了由本发明者提出的发明，但是本发明并不局限于所述实施例，在不脱离该宗旨的范围中，当然能进行各种变形。
权利要求
1.一种具有液晶驱动电路的半导体器件，其特征在于所述液晶驱动电路具有数字功能部、模拟功能部、以及在功能上分割所述数字功能部和所述模拟功能部并且把所述数字功能部试验结果的输出不通过所述模拟功能部向所述液晶驱动电路的外部输出的第一端子。
2.一种具有液晶驱动电路的半导体器件，其特征在于所述液晶驱动电路具有数字功能部、模拟功能部、以及在功能上分割所述数字功能部和所述模拟功能部并且为了与所述数字功能部独立地进行所述模拟功能部的试验而从所述液晶驱动电路的外部控制所述模拟功能部试验的第二端子。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于所述数字功能部包含显示控制器和显示数据RAM；所述模拟功能部包含灰度电压生成电路和灰度电压选择电路；所述半导体器件还具有保持所述显示数据RAM的输出的保持部件，把保持在所述保持部件中的数据通过所述第一端子向所述液晶驱动电路的外部读出，通过所述第二端子从所述液晶驱动电路的外部将给定数据设定在所述保持部件中。
4.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于所述数字功能部包含显示控制器和显示数据RAM；所述模拟功能部包含灰度电压生成电路和灰度电压选择电路；所述半导体器件还具有保持所述显示数据RAM的输出的保持部件，把保持在所述保持部件中的数据通过所述第一端子向所述液晶驱动电路的外部读出，通过所述第二端子从所述液晶驱动电路的外部将给定数据设定在所述保持部件中。
5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于所述第一端子和/或所述第二端子与通常动作时使用的端子共用。
6.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于所述第一端子和/或所述第二端子与通常动作时使用的端子共用。
7.一种具有液晶驱动电路的半导体器件，其特征在于所述液晶驱动电路具有至少包含显示控制器的数字功能部、包含灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的模拟功能部、把所述灰度电压生成电路的输出切换为给定的双值电压值的切换部件。
8.一种半导体器件的试验方法，该半导体器件具有包含数字功能部和模拟功能部的液晶驱动电路，其特征在于在功能上分割所述数字功能部和所述模拟功能部，不通过所述模拟功能部把所述数字功能部试验结果的输出通过第一端子向所述液晶驱动电路的外部输出。
9.一种半导体器件的试验方法，该半导体器件具有包含数字功能部和模拟功能部的液晶驱动电路，其特征在于在功能上分割所述数字功能部和所述模拟功能部，为了与所述数字功能部独立进行所述模拟功能部的试验，通过第二端子从所述液晶驱动电路的外部控制所述模拟功能部的试验。
10.根据权利要求8所述的半导体器件的试验方法，其特征在于独立控制所述数字功能部和所述模拟功能部，并行进行所述数字功能部的试验和所述模拟功能部的试验。
11.根据权利要求9所述的半导体器件的试验方法，其特征在于独立控制所述数字功能部和所述模拟功能部，并行进行所述数字功能部的试验和所述模拟功能部的试验。
12.根据权利要求10所述的半导体器件的试验方法，其特征在于所述数字功能部的试验是显示功能试验，所还模拟功能部的试验是灰度输出试验。
13.根据权利要求11所述的半导体器件的试验方法，其特征在于所述数字功能部的试验是显示功能试验，所述模拟功能部的试验是灰度输出试验。
14.一种半导体器件的试验方法，该半导体器件具有液晶驱动电路，所述液晶驱动电路具有包含显示控制器和显示数据RAM的数字功能部、以及包含灰度电压生成电路和灰度电压选择电路的模拟功能部，其特征在于通过切换部件把所述灰度电压生成电路的输出切换为双值电压值，有选择地把各灰度电压设定为不同的双值电压值，把所述液晶驱动电路的输出电压双值电压化来进行灰度输出试验。
全文摘要
一种具有液晶驱动电路的半导体器件，在功能上分割由显示控制器11和显示数据RAM12构成的数字功能部、由灰度电压生成电路14和灰度电压选择电路15构成的模拟功能部，与模拟功能部独立进行数字功能部的试验。
文档编号G09G3/20GK1534360SQ200310114919
公开日2004年10月6日 申请日期2003年11月13日 优先权日2003年3月28日
发明者幕内雅巳, 今川健吾, 吾, 中條德男, 男, 折桥律郎, 郎, 智, 荒井祥智, 大渕笃 申请人:株式会社瑞萨科技