(57)【要約】【課題】表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供すること。【解決手段】ＥＤ素子のコモン電極に流れる電流値を測定することで、コモン電極と画素電極との間がショートした画素を検出し、以後、ショートした画素への表示を禁止することで、表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素で構成され、全ての画素に共通のコモン電極と、複数の前記画素毎に備えられた画素電極との間に電圧を印加することで、金属を析出あるいはイオン化させて画像を表示する電気化学表示素子からなる表示パネルと、
前記表示パネルの表示を制御する表示制御部とを備えた表示装置において、
前記表示制御部は、
前記画素の故障を検出するための故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加回路と、
前記故障検出用電圧が前記コモン電極に印加されている状態で、前記コモン電極に流れる電流値を測定する電流検知回路と、
前記電流検知回路で測定された前記コモン電極に流れる電流値から前記画素の故障を検出する故障検出部と、
前記故障検出部によって故障が検出された前記画素への以降の表示を禁止する表示コントローラとを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記故障検出用電圧は、前記画素を白表示にした後に、前記画素を黒表示にする電圧であり、
前記電流検知回路は、前記画素が黒表示にされた時の電流値を測定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記電流検知回路は、前記コモン電極に流れる電流値を測定する場合にのみ、前記コモン電極と前記故障検出用電圧印加回路との間に直列に接続され、その他の場合には前記コモン電極および前記故障検出用電圧印加回路から切り離されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示コントローラは、複数の前記画素の内の所定の１画素のみに前記故障検出用電圧が印加されるように表示を制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルの表示の変更を指示するための操作部を有し、
前記故障検出部は、前記操作部による前記表示パネルの表示の変更の指示がない場合に、前記画素の故障を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記故障検出部は、前記表示装置の電源の投入回数をカウントし、電源が所定回数投入される毎に前記画素の故障を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記故障検出部は、前記表示パネルの表示の変更の回数をカウントし、前記表示パネルの表示が所定回数変更される毎に前記画素の故障を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記故障検出部は、前記表示装置が備える充電池の充電中、あるいは前記表示装置に外部から電源が供給されている場合に、前記画素の故障を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
複数の画素で構成され、全ての画素に共通のコモン電極と、複数の前記画素毎に備えられた画素電極との間に電圧を印加することで、金属を析出あるいはイオン化させて画像を表示する電気化学表示素子からなる表示パネルと、
前記表示パネルの表示を制御する表示制御部とを備えた表示装置の故障検出方法であって、
前記画素の故障を検出するための故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加工程と、
前記故障検出用電圧が前記コモン電極に印加されている状態で、前記コモン電極に流れる電流値を測定する画素電流測定工程と、
前記画素電流測定工程で測定された前記コモン電極に流れる電流値から前記画素の故障を検出する故障検出工程と、
前記故障検出工程によって故障が検出された前記画素への以降の表示を禁止する表示禁止工程とを備えたことを特徴とする表示装置の故障検出方法。
【請求項１０】
前記表示制御部は、前記故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加回路を有し、
前記表示パネルの表示の変更の指示の有無を判定する表示変更指示判定工程と、
前記表示変更指示判定工程で、前記表示パネルへの表示の変更の指示がないと判定された場合に、前記コモン電極と前記故障検出用電圧印加回路との間に直列に電流検知回路を接続する電流検知回路接続工程と、
前記故障検出用電圧印加工程を構成する、前記画素を白表示にする白表示工程と、白表示された前記画素を黒表示にする黒表示工程と、
前記画素電流測定工程と、
前記故障検出工程と、
前記表示禁止工程とを、
複数の前記画素の全てについて、１画素づつ、上述した順に実行することを特徴とする請求項９に記載の表示装置の故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示装置の故障検出方法に関し、特に電気化学表示素子を用いた表示装置および表示装置の故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化等に伴い、従来は紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、閲覧する機会が益々増大している。
【０００３】
このような電子情報の閲覧手段としては、従来の液晶ディスプレイやＣＲＴ、また近年では、有機ＥＬディスプレイ等の発光型ディスプレイが主として用いられているが、特に閲覧する電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたって閲覧手段である発光型ディスプレイを注視する必要がある。
【０００４】
しかし、一般に、発光型ディスプレイには、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便で読む姿勢が制限され、静止画面に視線を合わせる必要が生じる等の欠点があり、電子情報を発光型ディスプレイで閲覧することは必ずしも人間に優しい方法とは言えない。さらに、発光型ディスプレイでは、長時間使用すると消費電力が嵩む等の欠点もある。
【０００５】
一方、上述した欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しないメモリー性反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。
【０００６】
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約４０％と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い駆動電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は駆動電圧が高いことと、メモリー性を向上させるために複雑な回路が必要である等の課題を抱えている。
【０００７】
また、電気泳動法による表示素子も、１０Ｖ以上の高い駆動電圧が必要であり、電気泳動性粒子凝集による画質劣化が起こりやすい。電気泳動性粒子を一定量で小分けする隔壁構造にすることで凝集を低減できるが、セル構成・プロセスが複雑になり、安定した製造が難しい。
【０００８】
そこで、これら上述の各方式の欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション（以下、ＥＤと言う）方式の表示素子（電気化学表示素子；以下、ＥＤ素子と言う）が注目されている。ＥＤ方式は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成や、明るいペーパーライクな白と引き締まった黒という優れた表示品位等の特長を持っている。
【０００９】
詳細は図７で後述するが、ＥＤ素子１７は、駆動基板上に設けられた画素電極とコモン基板の下に設けられたコモン電極とで、電解液に金属または金属塩のイオンが溶解された電解液層を挟み込んだ構造をしており、画素電極とコモン電極との間に印加する電圧を制御することで、金属または金属塩の溶解および析出を行わせて表示を行うものである。
【００１０】
表示の濃度制御は、金属または金属塩の析出量を制御することで行われる。制御方式としては、印加する電圧を変化させたり、一定の電圧を印加する印加時間を変化させたりすることが考えられる。
【００１１】
例えば、特許文献１には、画素回路が金属を析出させるための析出電圧を画素電極に印加する時間を制御して階調表示を行う方法や、析出電圧を多段階に変化させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３９８５６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したＥＤ素子を用いて表示装置を構成する場合、ＥＤ素子の耐久性、信頼性が強く求められる。しかし、ＥＤ素子の場合、製造上の問題や性能上の問題等により、コモン電極と画素電極との間がショートしてしまう不具合が発生することがある。この場合、ショート部分に正常時より多くの電流が流れることで、他の正常な電極への電流が少なくなって表示ムラが発生したり、表示速度が低下したりする問題が生じる。表示ムラが続くと、ひいては表示制御ができなくなり、表示装置の耐久性を下げることとなる。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１６】
１．複数の画素で構成され、全ての画素に共通のコモン電極と、複数の前記画素毎に備えられた画素電極との間に電圧を印加することで、金属を析出あるいはイオン化させて画像を表示する電気化学表示素子からなる表示パネルと、
前記表示パネルの表示を制御する表示制御部とを備えた表示装置において、
前記表示制御部は、
前記画素の故障を検出するための故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加回路と、
前記故障検出用電圧が前記コモン電極に印加されている状態で、前記コモン電極に流れる電流値を測定する電流検知回路と、
前記電流検知回路で測定された前記コモン電極に流れる電流値から前記画素の故障を検出する故障検出部と、
前記故障検出部によって故障が検出された前記画素への以降の表示を禁止する表示コントローラとを備えたことを特徴とする表示装置。
【００１７】
２．前記故障検出用電圧は、前記画素を白表示にした後に、前記画素を黒表示にする電圧であり、
前記電流検知回路は、前記画素が黒表示にされた時の電流値を測定することを特徴とする前記１に記載の表示装置。
【００１８】
３．前記電流検知回路は、前記コモン電極に流れる電流値を測定する場合にのみ、前記コモン電極と前記故障検出用電圧印加回路との間に直列に接続され、その他の場合には前記コモン電極および前記故障検出用電圧印加回路から切り離されていることを特徴とする前記１または２に記載の表示装置。
【００１９】
４．前記表示コントローラは、複数の前記画素の内の所定の１画素のみに前記故障検出用電圧が印加されるように表示を制御することを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【００２０】
５．前記表示パネルの表示の変更を指示するための操作部を有し、
前記故障検出部は、前記操作部による前記表示パネルの表示の変更の指示がない場合に、前記画素の故障を検出することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【００２１】
６．前記故障検出部は、前記表示装置の電源の投入回数をカウントし、電源が所定回数投入される毎に前記画素の故障を検出することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【００２２】
７．前記故障検出部は、前記表示パネルの表示の変更の回数をカウントし、前記表示パネルの表示が所定回数変更される毎に前記画素の故障を検出することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【００２３】
８．前記故障検出部は、前記表示装置が備える充電池の充電中、あるいは前記表示装置に外部から電源が供給されている場合に、前記画素の故障を検出することを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【００２４】
９．複数の画素で構成され、全ての画素に共通のコモン電極と、複数の前記画素毎に備えられた画素電極との間に電圧を印加することで、金属を析出あるいはイオン化させて画像を表示する電気化学表示素子からなる表示パネルと、
前記表示パネルの表示を制御する表示制御部とを備えた表示装置の故障検出方法であって、
前記画素の故障を検出するための故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加工程と、
前記故障検出用電圧が前記コモン電極に印加されている状態で、前記コモン電極に流れる電流値を測定する画素電流測定工程と、
前記画素電流測定工程で測定された前記コモン電極に流れる電流値から前記画素の故障を検出する故障検出工程と、
前記故障検出工程によって故障が検出された前記画素への以降の表示を禁止する表示禁止工程とを備えたことを特徴とする表示装置の故障検出方法。
【００２５】
１０．前記表示制御部は、前記故障検出用電圧を前記コモン電極に印加する故障検出用電圧印加回路を有し、
前記表示パネルの表示の変更の指示の有無を判定する表示変更指示判定工程と、
前記表示変更指示判定工程で、前記表示パネルへの表示の変更の指示がないと判定された場合に、前記コモン電極と前記故障検出用電圧印加回路との間に直列に電流検知回路を接続する電流検知回路接続工程と、
前記故障検出用電圧印加工程を構成する、前記画素を白表示にする白表示工程と、白表示された前記画素を黒表示にする黒表示工程と、
前記画素電流測定工程と、
前記故障検出工程と、
前記表示禁止工程とを、
複数の前記画素の全てについて、１画素づつ、上述した順に実行することを特徴とする前記９に記載の表示装置の故障検出方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＥＤ素子のコモン電極に流れる電流値を測定することで、コモン電極と画素電極との間がショートした画素を検出し、以後、ショートした画素への表示を禁止することで、表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明における表示装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】表示パネルの構成の一例を示す模式図である。
【図３】表示パネルの画素の構成の一例を示す模式図である。
【図４】表示パネルの駆動方法の一例を示す模式図である。
【図５】表示パネルの故障検出方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【図６】表示パネルの故障検出方法の実施の形態を示すタイミングチャートである。
【図７】電気化学表示素子の表示原理を説明するための模式図である。
【図８】電気化学表示素子の駆動電圧、電流と表示濃度の関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００２９】
最初に、ＥＤ素子の表示原理について、図７を用いて説明する。図７は、ＥＤ素子の表示原理を説明するための断面模式図で、図７（ａ）は黒表示を行う場合、図７（ｂ）は白表示を行う場合を示してある。なお、ここでは、ＥＤ素子１７は２つの画素１１ａと１１ｂとで構成されているとする。
【００３０】
図７（ａ）および（ｂ）において、ＥＤ素子１７は、駆動基板１０１上に設けられた画素１１ａの画素電極１１１ａおよび画素１１ｂの画素電極１１１ｂと、コモン基板１０３の下に設けられたコモン電極１１３とで、電解液１２３に例えば銀イオン１２５が溶解された電解液層１２１を挟み込んだ構造をしている。
【００３１】
表示素子としての観察はコモン電極１１３の側から見るため、コモン電極１１３には、通常はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）電極等の透明電極が用いられる。画素電極１１１ａおよび１１１ｂには、通常は化学的に安定な金属が使われ、例えば銀電極が用いられる。
【００３２】
図７（ａ）において、スイッチＳＷ１が閉じられると、コモン電極１１３のコモン電圧Ｖｃｏｍとして、画素電極１１１ａに対して閾値以上の負の電圧−Ｖｂが印加され、コモン電極１１３から電子が注入されてコモン電流Ｉｃｏｍが流れ、コモン電極１１３の画素電極１１１ａに対向する位置に、銀イオン１２５が還元された銀の層１２７が析出される。これをコモン電極１１３側から見ると、銀の層１２７が析出した部分が黒く見える。この時、スイッチＳＷ２はオフであるので、コモン電極１１３と画素電極１１１ｂとの間には電圧は印加されず、銀の層１２７の析出はない。この負の電圧−Ｖｂを析出電圧と呼ぶ。
【００３３】
図７（ｂ）において、同様に、コモン電極１１３のコモン電圧Ｖｃｏｍとして、画素電極１１１ａに対して閾値以上の正の電圧Ｖｗが印加されると、コモン電極１１３の画素電極１１１ａに対向する位置に析出された銀の層１２７が酸化されて銀イオン１２５になり、電解液１２３の内部に分散される。この時、スイッチＳＷ２はオフであるので、コモン電極１１３と画素電極１１１ｂとの間には電圧は印加されない。
【００３４】
銀の層１２７が銀イオン１２５に変化した状態は、コモン電極１１３側から見ると透明であるため、電解液１２３を白く着色しておく、あるいは画素電極の上に拡散層を設ける等により、白く見える。このようにして白と黒の表示を切り替えることができる。上述したＥＤ素子の画素１１ａおよび１１ｂを駆動基板１０１上に二次元マトリクス状に配置することで、二次元ディスプレイを構成することができる。
【００３５】
図７では、スイッチＳＷ１およびＳＷ２を用いてＥＤ素子１７の画素１１ａおよび１１ｂに電圧を印加するとしたが、通常は、スイッチとして１画素当たり２個のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いて電圧を印加する。詳細は、図２で後述する。
【００３６】
次に、析出電圧を画素電極に印加する時間を制御して階調表示を行う方法について、図８を用いて説明する。図８は、ＥＤ素子の駆動電圧、電流と表示濃度の関係を示す模式図である。
【００３７】
図８において、コモン電極１１３のコモン電圧Ｖｃｏｍとして、負の析出電圧−Ｖｂが印加されると、コモン電流Ｉｃｏｍが画素電極１１１ａからコモン電極１１３に向かって流れ、コモン電極１１３の画素電極１１１ａに対向する位置に、銀の層１２７が析出される。析出された銀の層１２７をコモン電極１１３の側から見ると、画素１１ａの表示の濃度Ｄは、電圧−Ｖｂの印加時間ｔｐが長くなるに従って、白表示Ｗから灰表示Ｇ、黒表示Ｂへと濃く変化していく。
【００３８】
従って、電圧−Ｖｂの印加時間ｔｐを、灰表示Ｇまでの時間ｔｇあるいは黒表示Ｂまでの時間ｔｂに制御することで、白、灰、黒の３値表示が可能となる。そして、濃度Ｄ即ち電圧−Ｖｂの印加時間ｔｐをさらに細かく分割することで、３値以上の多値表示も可能である。
【００３９】
次に、本発明における表示装置の構成の一例を、図１を用いて説明する。図１は、本発明における表示装置の構成の一例を示す模式図で、図１（ａ）は表示装置の外観図、図１（ｂ）は内部ブロック図である。
【００４０】
図１（ａ）において、表示装置１は、その表面に、ＥＤ素子からなる表示パネル１０を備えている。また、表示装置１は、同じくその表面に、電源釦５１、表示パネル１０に表示される情報を操作するための進む釦５２および戻る釦５３を備えている。電源釦５１、進む釦５２および戻る釦５３は、操作部５を構成している。さらに、表示装置１は、その側面に、内蔵する充電池７１を充電するための充電用コネクタ７２を備えている。
【００４１】
図１（ｂ）において、表示装置１は、表示制御部２、電源部７、表示パネル１０等で構成されており、表示制御部２は、ＣＰＵ３、表示コントローラ４、コモン電圧駆動回路４１、スイッチＳｗ、操作部５、記憶部６、電流検知回路８等で構成されている。各部は、バス９を介して、あるいは直接に接続されている。
【００４２】
ＣＰＵ３は、記憶部６のＲＯＭに記憶されたプログラムを、記憶部６のＲＡＭ上に展開し、プログラムに従って、表示コントローラ４を介した表示パネル１０への表示動作や、電流検知回路８を介した表示パネル１０の故障検出動作等の表示装置１の各動作を制御する。ここに、ＣＰＵ３は、後述するコモン電極に流れる電流値から画素の故障を検出する故障検出部として機能する。
【００４３】
表示コントローラ４は、ＣＰＵ３の制御下で、記憶部６に記憶された表示データを表示パネル１０に表示するための行選択信号Ｇおよび列選択信号Ｓを表示パネル１０に供給する。また、コモン電圧駆動回路４１を制御して、表示パネル１０のコモン電極１１３にコモン電圧Ｖｃｏｍを供給する。ここに、コモン電圧駆動回路４１は、画素の故障を検出する際に、故障検出用電圧をコモン電極に印加する故障検出用電圧印加回路として機能する。
【００４４】
操作部５は、上述したように、電源釦５１、進む釦５２および戻る釦５３等の操作部材で構成される。上述した各操作部材はＣＰＵ３に接続されており、表示パネル１０への表示動作等の表示装置１の各動作を操作する。
【００４５】
記憶部６は、プログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムを展開するＲＡＭ、表示データを記憶するフレームメモリ等の記憶手段で構成され、ＣＰＵ３や表示コントローラ４の動作に寄与する。
【００４６】
電流検知回路８は、ＣＰＵ３によって制御される常時閉のスイッチＳｗが開にされることで、コモン電圧駆動回路４１と表示パネル１０のコモン電極１１３との間に直列に接続され、表示パネル１０に流れる電流値Ｉｐを測定する。測定された電流値Ｉｐから、表示パネル１０の各画素の故障が検出される。
【００４７】
電源部７は、表示装置１の各部に電源を供給するとともに、後述する表示パネル１０の各画素に供給される画素電圧Ｖｄｄを、表示パネル１０に供給する。また、電源部７には、充電用コネクタ７２を介して、例えば図示しないＡＣアダプタ等の外部電源が接続され、外部電源によって、表示装置１に内蔵される充電池７１の充電、あるいは表示装置１の各部への電源供給や表示パネル１０への画素電圧Ｖｄｄの供給が行われる。
【００４８】
表示パネル１０は、ＥＤ素子と周辺回路等とで構成され、表示コントローラ４から供給される行選択信号Ｇおよび列選択信号Ｓ、コモン電圧駆動回路４１から供給されるコモン電圧Ｖｃｏｍ、電源部７から供給される画素電圧Ｖｄｄ等により、記憶部６に記憶された表示データを表示する。表示装置１の電源の投入、切断、表示パネルへの表示の開始、終了、表示の変更等は、ユーザによる操作部５の操作に従って行われる。
【００４９】
次に、表示パネル１０の構成について、図２を用いて説明する。図２は、表示パネル１０の構成を示す模式図である。ここでは、図の表示パネル１０の横方向の画素１１の並びを行、縦方向の画素１１の並びを列として、３行×３列＝９個の画素１１からなる表示パネル１０を例示するが、これに限るものではなく、必要に応じて行および列方向に拡張すればよい。そして、９個の画素１１について、ｍ行ｎ列の画素をＰｍｎと呼ぶこととする。例えば１行１列の画素１１はＰ１１、３行２列の画素１１はＰ３２である。
【００５０】
図２において、表示パネル１０は、９個の画素１１、ソースドライバ２１、ゲートドライバ３１等で構成される。９個の画素１１は、それぞれ、選択トランジスタ１３と駆動トランジスタ１５との２個のＴＦＴおよびＥＤ素子１７等で構成される。
【００５１】
ソースドライバ２１は、表示コントローラ４から供給される列選択信号Ｓに従って、表示パネル１０の各列毎に選択トランジスタ１３のソースに供給されるソース信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３を出力する。ゲートドライバ３１は、表示コントローラ４から供給される行選択信号Ｇに従って、表示パネル１０の各行毎に選択トランジスタ１３のゲートに供給されるゲート信号Ｇ１、Ｇ２およびＧ３を出力する。選択トランジスタ１３のドレインは、駆動トランジスタ１５のゲートに接続され、駆動トランジスタのオンオフを制御する。
【００５２】
ゲートドライバ３１によってゲート信号Ｇ１〜Ｇ３の何れか１本が順次選択されて、選択された行の全ての選択トランジスタ１３がオンされた状態で、ソースドライバ２１によってソース信号Ｓ１〜Ｓ３の何れかに信号が供給される。これを繰り返すことによって、表示パネル１０の１行目から３行目までを走査しながら駆動トランジスタのオンオフを制御して、表示を行うことができる。
【００５３】
駆動トランジスタ１５のソースは共通の画素電圧Ｖｄｄに接続されており、駆動トランジスタ１５のドレインは、それぞれの画素１１のＥＤ素子１７の画素電極１１１に接続されている。ＥＤ素子１７のコモン電極１１３は共通のコモン電位Ｖｃｏｍに接続されている。
【００５４】
共通の画素電圧Ｖｄｄと共通のコモン電圧Ｖｃｏｍとの間に印加する電圧を制御することで、各画素１１のＥＤ素子１７に白表示あるいは黒表示を行わせることができる。この２トランジスタ方式はアクティブマトリクス方式と呼ばれ、有機ＥＬ表示装置等で一般的に使われている方式である。
【００５５】
次に、上述した画素１１の構成について、図３を用いて説明する。図３は、画素１１の構成を説明するための模式図で、図３（ａ）は画素１１の回路構成を示す回路図、図３（ｂ）は画素１１の構成を示す断面図である。
【００５６】
図３（ａ）において、ここでは、図２の１行１列の画素Ｐ１１を代表例として示してある。画素Ｐ１１の回路構成は、図２に示した回路構成と同じである。共通の画素電圧Ｖｄｄと共通のコモン電圧Ｖｃｏｍとの間に印加する電圧をＶｉｎ、駆動トランジスタ１５のドレイン−ソース間電圧をＶｄｓ、ＥＤ素子１７の画素電極１１１−コモン電極１１３間電圧をＶｅｄとする。
【００５７】
ゲート信号Ｇ１とソース信号Ｓ１とがともにオンされると選択トランジスタ１３のドレイン即ち駆動トランジスタ１５のゲートはオンされ、駆動トランジスタ１５がオンされる。駆動トランジスタ１５のゲートは、寄生容量によってオン状態が保持される。駆動トランジスタ１５がオフされるのは、次にソース信号Ｓ１がオフの状態でゲート信号Ｇ１がオンされて、選択トランジスタ１３のドレイン即ち駆動トランジスタ１５のゲートがオフされた時である。
【００５８】
図３（ｂ）において、画素１１は、選択トランジスタ１３と駆動トランジスタ１５の２個のＴＦＴおよびＥＤ素子１７等で構成される。まず、ＴＦＴの構成であるが、駆動基板１０１の上にゲート電極ＧＥ１、ＧＥ２が形成され、その上に、ゲート絶縁層１１５、半導体層ＳＣ１、ＳＣ２、ソース電極ＳＯ１、ＳＯ２およびドレイン電極Ｄ１、Ｄ２が順に形成されている。ドレイン電極Ｄ１とゲート電極ＧＥ２とは、ゲート絶縁層１１５に設けられたスルーホールによって接続されている。
【００５９】
一方、ＥＤ素子１７は、駆動基板１０１の上に形成されたＴＦＴの上に成膜された平坦化膜１１７の上に各画素１１毎に設けられた画素電極１１１と、コモン基板１０３の下に全画素に共通に一体に設けられたコモン電極１１３とで、電解液１２３に例えば図示しない銀イオン１２５が溶解された電解液層１２１を挟み込んだ構造である。
【００６０】
画素電極１１１と駆動トランジスタ１５のドレインＤ２とは、平坦化膜１１７に設けられたスルーホールにより接続されている。表示パネル１０の端部は、シールパターン１０５で駆動基板１０１とコモン基板１０３とが接続されて封止されている。
【００６１】
続いて、上述した表示パネル１０の駆動方法の一例について、図４を用いて説明する。図４は、表示パネル１０の駆動方法の一例を示す模式図で、図４（ａ）は表示の例を、図４（ｂ）は各部の信号を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図４（ａ）において、ここでは、図８に示した白、灰、黒の３値の表示を例にとって説明する。例として、図２の画素Ｐ１１、Ｐ２２、Ｐ３３に黒、画素Ｐ１２、Ｐ２３、Ｐ３１に灰、画素Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ３２に白の表示を行うとする。
【００６３】
図４（ｂ）において、最初に全画素を白表示Ｗにする初期化が行われる。スイッチＳｗが閉の状態で、コモン電圧駆動回路４１によって、コモン電極１１３のコモン電圧Ｖｃｏｍが、画素電圧Ｖｄｄに対して正の電圧Ｖｗに設定される。次に、ゲートドライバ３１によって、ゲート信号Ｇ１がパルス幅ｔ１でオン、オフされ、続いてゲート信号Ｇ２およびＧ３が順次パルス幅ｔ１でオン、オフされる。ゲート信号Ｇ１からＧ３がオン、オフされている間、ソースドライバ２１によって、ソース信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は全てオンされている。
【００６４】
時間ｔｗ経過後、再度ゲート信号Ｇ１からＧ３が順次パルス幅ｔ１でオン、オフされる。この時、ソース信号Ｓ１からＳ３は全てオフである。ゲート信号Ｇ３オフ後、コモン電圧Ｖｃｏｍが、画素電圧Ｖｄｄと同電圧に戻される。これによって、全画素のＥＤ素子１７のコモン電極１１３に、時間ｔｗの間、画素電極１１１に対して正の電圧Ｖｅｄｗが印加され、コモン電極１１３側に析出していた銀の層１２７が酸化されて銀イオン１２５となり、電解液１２３の内部に分散し、全画素が白表示Ｗとなる。
【００６５】
例として、画素Ｐ１１、画素Ｐ２３および画素Ｐ３２の各々のコモン電極１１３−画素電極１１１間電圧ＶＰ１１、ＶＰ２３およびＶＰ３２と、表示濃度ＤＰ１１、ＤＰ２３およびＤＰ３２とを図示してある。電圧Ｖｗおよび時間ｔｗは、黒表示の画素が白表示Ｗとなるように適宜決定されればよい。
【００６６】
次に、黒表示Ｂあるいは灰表示Ｇを行う方法について述べる。まず、コモン電圧Ｖｃｏｍが画素電圧Ｖｄｄに対して−Ｖｂの負の電圧にされる。次に、ゲート信号Ｇ１が、パルス幅ｔ１でオン、オフされることで、１行目の画素の選択トランジスタ１３がオン、オフされる。
【００６７】
１行目の画素の選択トランジスタ１３がオンされた状態でソース信号Ｓ１およびＳ２がオンにされることで、画素Ｐ１１およびＰ１２の駆動トランジスタ１５がオンされる。これによって、画素Ｐ１１およびＰ１２のＥＤ素子１７のコモン電極１１３に、画素電極１１１に対して負の電圧−Ｖｅｄｂが印加され、コモン電極１１３側に銀の層１２７の析出が開始される。
【００６８】
次に、ゲート信号Ｇ２が、パルス幅ｔ１でオン、オフされることで、２行目の画素の選択トランジスタ１３がオン、オフされる。２行目の画素の選択トランジスタ１３がオンされた状態でソース信号Ｓ２およびＳ３がオンにされることで、画素Ｐ２２およびＰ２３のＥＤ素子１７に負の電圧−Ｖｅｄｂが印加され、銀の層１２７の析出が開始される。
【００６９】
次に、ゲート信号Ｇ３が、パルス幅ｔ１でオン、オフされることで、３行目の画素の選択トランジスタ１３がオン、オフされる。３行目の画素の選択トランジスタ１３がオンされた状態でソース信号Ｓ１およびＳ３がオンにされて、画素Ｐ３１およびＰ３３のＥＤ素子１７に負の電圧−Ｖｅｄｂが印加され、銀の層１２７の析出が開始される。
【００７０】
同様にして、ゲート信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３がパルス幅ｔ１で順次オン、オフされるサイクルが繰り返される。ここでは、上述したサイクルを３サイクル繰り返すことで灰表示Ｇが、８サイクル繰り返すことで黒表示Ｂが達成されるとする。
【００７１】
従って、図示した黒表示Ｂを行う画素Ｐ１１では、ゲート信号Ｇ１がパルス幅ｔ１でオン、オフされるサイクルが８サイクル繰り返された後、ソース信号Ｓ１がオフのままでゲート信号Ｇ１がオンされることで、画素Ｐ１１の駆動トランジスタ１５がオフされ、銀の層１２７の析出が停止される。同じく黒表示Ｂを行う画素Ｐ２２、Ｐ３３でも同様である。ゲート信号Ｇ３が最後にオフされた後、コモン電圧Ｖｃｏｍが画素電圧Ｖｄｄと同電圧に戻される。
【００７２】
また、図示した灰表示Ｇを行う画素Ｐ２３では、ゲート信号Ｇ２がパルス幅ｔ１でオン、オフされるサイクルが３サイクル繰り返された後、ソース信号Ｓ３がオフのままでゲート信号Ｇ２がオンされることで、画素Ｐ２３の駆動トランジスタ１５がオフされ、銀の層１２７の析出が停止される。同じく灰表示Ｇを行う画素Ｐ１２、Ｐ３１でも同じである。
【００７３】
なお、図示した白表示Ｗを行う画素Ｐ３２では、全画素を白表示Ｗにする初期化が行われた後は、信号の変化はなく、白表示Ｗの状態が保たれる。同じく白表示Ｗを行う画素Ｐ１３、Ｐ２１でも同じである。
【００７４】
次に、本発明における表示パネルの故障検出方法の実施の形態について、図５および図６を用いて説明する。図５は、表示パネル１０の故障検出方法の実施の形態を示すフローチャートである。
【００７５】
図５において、ステップＳ１０１で、画素１１のアドレスを示す行パラメータｊと列パラメータｋとが、ｊ＝ｋ＝１に初期化される。ここでは、表示パネル１０はｍ行ｎ列（ｍ、ｎは正の整数）のＥＤ素子の画素１１で構成されているとする。
【００７６】
ステップＳ１１１で、列パラメータｋが（ｎ＋１）に等しいか否か、即ち画素１１の最終列であるｎ列を越えたか否かが確認される。等しい場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７１に進む。
【００７７】
等しくない場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、ステップＳ１２１（表示変更指示判定工程）で、ユーザによって操作部５の進む釦５２あるいは戻る釦５３が押されることで、表示パネル１０の表示の変更が指示されたか否かが確認される。指示された場合（ステップＳ１２１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４１に進む。
【００７８】
指示されなかった場合（ステップＳ１２１；Ｎｏ）、ステップＳ１２２で、ステップＳ１２３以降の故障検出動作が行われる前の画素Ｐｊｋの状態、即ち現在画素Ｐｊｋに表示されている濃度Ｄが記憶される。ステップＳ１２３で、ＣＰＵ３によってスイッチＳｗが開にされることで、電流検知回路８が表示パネル１０のコモン電極１１３とコモン電圧駆動回路４１との間に直列に接続される。
【００７９】
ステップＳ１２４（白表示工程）で、画素Ｐｊｋが白表示Ｗにされ、続いてステップＳ１２５（黒表示工程）で、画素Ｐｊｋが黒表示Ｂにされる。ここに、ステップＳ１２４（白表示工程）およびステップＳ１２５（黒表示工程）は、画素の故障を検出するための故障検出用電圧をコモン電極に印加する故障検出用電圧印加工程を構成する。
【００８０】
ステップＳ１２６で、所定時間ｔ０だけ待機した後、ステップＳ１２７（画素電流測定工程）で、ＣＰＵ３からの電流測定信号ＣＩに同期して、電流検知回路８によって、画素Ｐｊｋに流れる電流Ｉｊｋが測定される。
【００８１】
ステップＳ１２８で、ＣＰＵ３によってスイッチＳｗが閉にされることで、ステップＳ１２３で接続された電流検知回路８が表示パネル１０のコモン電極１１３およびコモン電圧駆動回路４１から切り離される。
【００８２】
ステップＳ１３１（故障検出工程）で、ＣＰＵ３によって、画素Ｐｊｋに流れる電流Ｉｊｋが所定の電流値Ｉｔｈよりも大きいまたは等しいか否かが確認される。小さい場合（ステップＳ１３１；Ｎｏ）、画素Ｐｊｋは正常であると判断されて、ステップＳ１３２で、画素Ｐｊｋの表示が、ステップＳ１２２で記憶された故障検出動作が行われる前の状態に復帰され、ステップＳ１３４に進む。
【００８３】
大きいまたは等しい場合（ステップＳ１３１；Ｙｅｓ）、画素Ｐｊｋに故障があると判断されて、ステップＳ１３３（表示禁止工程）で、記憶部６に故障画素Ｐｊｋのアドレス（ｊ，ｋ）が記憶されるとともに、ＣＰＵ３から表示コントローラ４に向けて、以降の画素Ｐｊｋへの表示禁止信号Ｄｅｊｋが出力される。
【００８４】
表示コントローラ４は、表示禁止信号Ｄｅｊｋを受信すると、以降の表示制御において、画素Ｐｊｋへの表示動作を行わない。具体的には、ゲート信号Ｇｊがオンされるタイミングで、ソース信号Ｓｋをオフにする。表示禁止信号Ｄｅｊｋの送受信の代わりに、故障画素Ｐｊｋのアドレス（ｊ，ｋ）の送受信、あるいは故障画素を除いた表示許容画素のアドレスや、表示許容画素に対する表示許容信号の送受信を行ってもよい。
【００８５】
画素Ｐｊｋに故障があると判断された場合には、ステップＳ１３２で、故障した画素Ｐｊｋの濃度を故障検出動作が行われる前の濃度Ｄに戻すことで、画素Ｐｊｋに不要な電流が印加され、周辺の画素の表示に影響を与える可能性があるので、ステップＳ１３２は経由せずに、ステップＳ１３４に進む。
【００８６】
ステップＳ１３４で、列パラメータｋに１が加算され、ステップＳ１１１に戻り、以後、上述した各ステップが繰り返される。
【００８７】
ステップＳ１２１で表示パネル１０の表示の変更が指示された場合（ステップＳ１２１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１４１で、ＣＰＵ３によってスイッチＳｗが閉にされることで、ステップＳ１２３で接続された電流検知回路８が表示パネル１０のコモン電極１１３およびコモン電圧駆動回路４１から切り離される。ステップＳ１２３およびＳ１４１は、本発明における電流検知回路接続工程である。
【００８８】
ステップＳ１４２で、現在の画素Ｐｊｋのアドレス（ｊ，ｋ）が記憶され、ステップＳ１５０「表示変更サブルーチン」が実行される。
【００８９】
ステップＳ１５０「表示変更サブルーチン」は、例えば図４に示した方法により、ユーザの指示に従って表示装置１の表示パネル１０の表示を更新するサブルーチンであるが、本発明とは直接関係しないので、説明は省略する。
【００９０】
ステップＳ１５０「表示変更サブルーチン」から復帰してステップＳ１６１およびＳ１６２に進み、列パラメータｋと行パラメータｊとが、ステップＳ１４２で記憶された画素Ｐｊｋのアドレス（ｊ，ｋ）に設定され、ステップＳ１１１に戻り、以後、上述した各ステップが繰り返される。
【００９１】
ステップＳ１１１で列パラメータｋが（ｎ＋１）に等しい場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、ステップＳ１７１で、行パラメータｊが（ｍ＋１）に等しいか否か、即ち画素１１の最終行であるｍ行を越えたか否かが確認される。等しい場合（ステップＳ１７１；Ｙｅｓ）、表示パネル１０の全画素の故障検出が完了したとして、動作が終了される。
【００９２】
等しくない場合（ステップＳ１７１；Ｎｏ）、ステップＳ１７２で列パラメータｋが１に戻され、ステップＳ１７３で行パラメータｊに１が加算されて、ステップＳ１１１に戻り、以後、次の行の先頭列の画素Ｐｊｋに対して、故障検出動作が行われ、上述した各ステップが繰り返される。以上が、表示パネル１０の故障検出方法の実施の形態の説明である。
【００９３】
図６は、図５の故障検出方法の実施の形態を示すタイミングチャートにおけるステップＳ１２３からＳ１３２の動作を示すタイミングチャートである。
【００９４】
図６において、故障検出動作が行われる前に、画素Ｐｊｋの状態、即ち現在画素Ｐｊｋに表示されている濃度Ｄが記憶される（ステップＳ１２２）。
【００９５】
次に、ＣＰＵ３によってスイッチＳｗが開（ＯＦＦ）にされることで、電流検知回路８が表示パネル１０のコモン電極１１３とコモン電圧駆動回路４１との間に直列に接続される（ステップＳ１２３）。
【００９６】
続いて、コモン電圧駆動回路４１によって、コモン電極１１３のコモン電圧Ｖｃｏｍが、画素電圧Ｖｄｄに対して正の電圧Ｖｗに設定される。次に、ゲートドライバ３１によって、ゲート信号Ｇｊがパルス幅ｔ１でオン、オフされ、同時に、ソースドライバ２１によって、ソース信号Ｓｋがパルス幅ｔ１でオン、オフされる。
【００９７】
時間ｔｗ経過後、再度ゲート信号Ｇｊがパルス幅ｔ１でオン、オフされる。この時、ソース信号Ｓｋはオフのままである。ゲート信号Ｇｊオフ後、コモン電圧Ｖｃｏｍが、画素電圧Ｖｄｄと同電圧に戻される。これによって、画素ＰｊｋのＥＤ素子１７のコモン電極１１３に、時間ｔｗの間、画素電極１１１に対して正の電圧Ｖｅｄｗが印加され、コモン電極１１３側に析出していた銀の層１２７が酸化されて銀イオン１２５となり、電解液１２３の内部に分散し、画素Ｐｊｋが白表示Ｗとなる（ステップＳ１２４）。
【００９８】
続いて、コモン電圧Ｖｃｏｍが画素電圧Ｖｄｄに対して−Ｖｂの負の電圧にされる。次に、ゲート信号Ｇｊとソース信号Ｓｋとが、同時にパルス幅ｔ１でオン、オフされることで、画素Ｐｊｋの駆動トランジスタ１５がオンされて、画素ＰｊｋのＥＤ素子１７のコモン電極１１３に、画素電極１１１に対して負の電圧−Ｖｅｄｂが印加され、コモン電極１１３側に銀の層１２７の析出が開始される。
【００９９】
時間ｔｂ経過後、再度ゲート信号Ｇｊがパルス幅ｔ１でオン、オフされる。この時、ソース信号Ｓｋはオフのままである。ゲート信号Ｇｊオフ後、コモン電圧Ｖｃｏｍが、画素電圧Ｖｄｄと同電圧に戻される。これによって、画素ＰｊｋのＥＤ素子１７のコモン電極１１３に、時間ｔｂの間、画素電極１１１に対して負の電圧−Ｖｅｄｂが印加され、コモン電極１１３側に銀の層１２７が析出されて、画素Ｐｊｋが黒表示Ｂとなる（ステップＳ１２５）。
【０１００】
時間ｔｂよりも短い時間ｔ０待機後（ステップＳ１２６）、ＣＰＵ３から電流測定信号ＣＩが出力され、電流測定信号ＣＩに同期して、電流検知回路８によって、画素Ｐｊｋに流れる電流Ｉｊｋが測定される（ステップＳ１２７）。時間ｔ０の間待機することによって、黒表示Ｂ時の画素Ｐｊｋに流れる電流Ｉｊｋが、安定した状態で測定される。
【０１０１】
次に、ＣＰＵ３によってスイッチＳｗが閉（ＯＮ）に戻されることで、電流検知回路８が表示パネル１０のコモン電極１１３およびコモン電圧駆動回路４１から切り離される（ステップＳ１２８）。ただし、ここで電流検知回路８を切り離すのは必須ではなく、全画素の故障検出が完了するまで、あるいは、ユーザによって表示変更の指示が行われるまで、開（ＯＦＦ）のままであってもよい。この状態を、図６に破線で示す。
【０１０２】
測定された電流Ｉｊｋは、ＣＰＵ３によって、所定の電流値Ｉｔｈと比較され（ステップＳ１３１）、比較結果から画素Ｐｊｋに故障があるか否かが判断される。図６に図示した例では画素Ｐｊｋは正常であるので、画素Ｐｊｋへの表示禁止信号Ｄｅｊｋは出力されないが、もし故障があった場合は、図６に破線で示したように、表示禁止信号Ｄｅｊｋが出力される。
【０１０３】
続いて、図６に図示した例では画素Ｐｊｋは正常であるので、画素Ｐｊｋの表示が、故障検出動作が行われる前の状態に復帰される（ステップＳ１３２）。復帰の方法は、図４に示したと同じ方法であり、画素Ｐｊｋの表示の濃度Ｄが、故障検出動作が行われる前に記憶された濃度Ｄになるように、画素Ｐｊｋが一度白表示Ｗにされた後に、ゲート信号Ｇｊとソース信号Ｓｋとが、同時にパルス幅ｔ１で必要なパルス数だけオン、オフされることで行われる。
【０１０４】
図６の例では、画素Ｐｊｋの故障検出動作が行われる前の濃度Ｄは、灰表示Ｇと黒表示Ｂとの中間の濃度であったので、故障検出動作終了後には同じ濃度Ｄに復帰されている。
【０１０５】
上述したように、本発明の表示パネルの故障検出方法の実施の形態によれば、ＥＤ素子の１画素だけを黒表示にした状態で、コモン電極に流れる電流値を測定することで、コモン電極と画素電極との間がショートした箇所を画素単位で検出し、以後、ショートした画素への表示を禁止することで、表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供することができる。
【０１０６】
上述した実施の形態では、ユーザによって表示パネル１０の表示の変更が指示されていない場合に、画素Ｐｊｋの故障検出動作を行うとした。これによって、表示の変更中に故障検出動作が行われて、表示の見栄えが悪くなることを防止することができる。しかし、故障検出動作を行うタイミングはこれに限るものではない。
【０１０７】
例えば表示装置１の電源釦５１がオンされた回数あるいは進む釦５２または戻る釦５３が操作された回数をカウントしておき、電源が所定回数投入される毎にあるいは、進む釦５２または戻る釦５３が所定回数操作される毎に故障検出動作を行ってもよい。これによって、表示装置１が使用されることによる経時的な故障を、定期的に検出することができる。
【０１０８】
さらに、例えばＡＣアダプタ等の外部電源によって表示装置１が備えている充電池７１が充電されている間、あるいは外部電源によって表示装置１の各部への電源供給が行われている場合に、画素Ｐｊｋの故障検出動作を行うことでもよい。これによって、故障検出動作による充電池７１あるいは乾電池等の消耗を防止することができる。
【０１０９】
上述した故障検出動作のタイミングは、単独のタイミングで用いられてもよいし、複数のタイミングを組み合わせて用いてもよい。例えば充電池７１の充電中で、かつユーザによって表示パネル１０の表示の変更が指示されていない場合等である。
【０１１０】
以上に述べたように、本発明によれば、ＥＤ素子のコモン電極に流れる電流値を測定することで、コモン電極と画素電極との間がショートした画素を検出し、以後、ショートした画素への表示を禁止することで、表示ムラや表示速度の低下の発生を防止し、耐久性の高い表示装置および表示装置の故障検出方法を提供することができる。
【０１１１】
なお、本発明に係る表示装置および表示装置の故障検出方法を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  表示装置
２  表示制御部
３  ＣＰＵ
４  表示コントローラ
４１  コモン電圧駆動回路
５  操作部
５１  電源釦
５２  戻る釦
５３  進む釦
６  記憶部
７  電源部
８  電流検知回路
９  バス
１０  表示パネル
１１  画素
１３  選択トランジスタ
１５  駆動トランジスタ
１７  ＥＤ素子
２１  ソースドライバ
３１  ゲートドライバ
１０１  駆動基板
１０３  コモン基板
１０５  シールパターン
１１１  画素電極
１１３  コモン電極
１１５  ゲート絶縁層
１１７  平坦化膜
１２１  電解液層
１２３  電解液
１２５  銀イオン
Ｓｗ  スイッチ
Ｇ  行選択信号
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  ゲート信号
Ｓ  列選択信号
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  ソース信号
Ｖｄｄ  画素電圧
Ｖｃｏｍ  コモン電圧
Ｄｅｊｋ  （画素Ｐｊｋへの）表示禁止信号
【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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