(57)【要約】      （修正有）【課題】  発光不具合に至る可能性が高い状態を検出し、報知することができる自発光表示モジュールを提供する。【解決手段】  検知モードにおいて、いずれか一つの自発光素子に対して逆バイアス電圧ＶM1を印加する。素子に流れる微弱な電流が、トランジスタＱ1 ，Ｑ2 によるカレントミラー回路からトランジスタＱ3 に供給される。トランジスタＱ3 ，Ｑ4 〜Ｑ7 によりカレントミラー回路及び電流増幅手段が構成されている。電流増幅された電流は電流比較型コンパレータ７において基準電流源８からの電流値と比較され、その出力がラッチ回路９によりラッチされ、データレジスタ１０に格納される。逆バイアス電圧により所定値以上の微弱な電流が流れた場合、発光不具合に至る可能性が高いものと判定し、データレジスタ１０に格納されたデータを利用して、適宜報知手段を駆動させる。【選択図】  図２
2005309230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線とデータ線の交点位置にダイオード特性を有する自発光素子を含む画素をマトリクス状に多数配列した発光表示パネルと、前記発光表示パネルにおける各自発光素子を選択的に発光駆動させる駆動手段からなる自発光表示ユニットと、
前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するための不具合検知手段と、
を備えた自発光表示モジュールであって、
前記不具合検知手段には、前記自発光素子の非発光状態において、当該素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段と、
前記自発光素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加した状態における前記自発光素子に流れる電流を増幅する電流増幅手段と、
前記電流増幅手段によって増幅された電流値が所定の値以上であるか否かを判定する電流値検出手段と、
が具備され、前記電流値検出手段により前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するように構成されていることを特徴とする自発光表示モジュール。
【請求項２】
前記電流増幅手段が、制御側電流源トランジスタと被制御側電流源トランジスタとの間で、所定の電流比（１：ｎただしｎ≧１）に設定されたカレントミラー回路により構成され、前記自発光素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加させた場合に生ずる電流を前記制御側電流源トランジスタに供給すると共に、前記被制御側電流源トランジスタに流れる電流を前記電流値検出手段に供給するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の自発光表示モジュール。
【請求項３】
前記電流増幅手段を構成するカレントミラー回路には、それぞれの制御極端子が共通接続されると共に、トランジスタサイズが異なる複数の被制御側電流源トランジスタが備えられ、前記被制御側電流源トランジスタを選択的に能動動作させることにより、前記電流増幅手段における電流増幅率が選択できるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の自発光表示モジュール。
【請求項４】
前記自発光素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加させた場合に生ずる電流を、第２のカレントミラー回路を介して前記カレントミラー回路における制御側電流源トランジスタに供給するように構成したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の自発光表示モジュール。
【請求項５】
前記電流値検出手段が電流比較型コンパレータにより構成されており、前記電流比較型コンパレータにおける一方の電流入力端子には、前記電流増幅手段による電流が供給され、他方の電流入力端子には、基準電流源からの電流が供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の自発光表示モジュール。
【請求項６】
前記電流比較型コンパレータにおける他方の電流入力端子に供給される基準電流源からの電流値が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の自発光表示モジュール。
【請求項７】
前記駆動手段は、発光駆動モードと検知モードとに切り換え可能に構成され、前記検知モードにおいては、前記走査線のいずれか１本に対して逆バイアス電圧を印加すると共に、前記データ線のいずれか１本を基準電位点に接続することで、１つの画素に対応する自発光素子のカソード側に逆バイアス電圧が印加されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の自発光表示モジュール。
【請求項８】
前記不具合検知手段による検知動作は、前記発光表示パネルにおける各画素に対応した各走査線と各データ線との全ての組み合わせにおいてそれぞれ実行され、検知動作に基づく検知結果が記憶手段に格納されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の自発光表示モジュール。
【請求項９】
前記記憶手段に格納された前記不具合検知手段による検知結果に基づいて、報知手段を駆動するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の自発光表示モジュール。
【請求項１０】
前記発光表示パネルに配列された自発光素子が、有機化合物を発光層に用いた有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の自発光表示モジュール。
【請求項１１】
前記請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の自発光表示モジュールが搭載された電子機器。
【請求項１２】
走査線とデータ線の交点位置にダイオード特性を有する自発光素子を含む画素をマトリクス状に多数配列した発光表示パネルと、前記発光表示パネルにおける各自発光素子を選択的に発光駆動させる駆動手段からなる自発光表示ユニットと、
前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するための不具合検知手段と、
前記不具合検知手段による検知結果を格納する記憶手段と、
を備えた自発光表示モジュールにおける欠陥状態の検証方法であって、
前記不具合検知手段は、前記発光表示パネルにおけるいずれか１本の走査線に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加ステップと、
前記逆バイアス電圧が印加された状態における前記自発光素子に流れる電流値を電流増幅手段を介して得ることで、当該素子に流れる電流値が所定値以上であるか否かを判定する電流値判定ステップと、
前記電流値判定ステップによって得られた判定結果を、前記記憶手段に格納する判定結果格納ステップと、
を実行することを特徴とする自発光表示モジュールにおける欠陥状態の検証方法。
【請求項１３】
前記逆バイアス電圧印加ステップと、電流値判定ステップと、判定結果格納ステップとが、前記各画素に対応した各走査線と各データ線との全ての組み合わせにおいてそれぞれ実行されることを特徴とする請求項１２に記載の自発光表示モジュールにおける欠陥状態の検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自発光素子として例えば有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子を画素に用いた発光表示パネルと、これを点灯駆動させる駆動手段とを備えた自発光表示モジュールに関するものであり、特に前記発光表示パネルにおける主に自発光素子に発光不具合が発生している状態、もしくは将来発光不具合に至る可能性が高い状態を検知することができる機能を備えた自発光表示モジュールおよび同モジュールにおける欠陥状態の検証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状において提供されている電子機器等の多くにおいてディスプレイが付帯されており、このディスプレイは情報化社会を支える機器のマンマシーンインターフェースとして必要不可欠なものとなっている。前記したディスプレイは、例えば医療機器や航空機の計器などのように、表示の不具合が人命に及ぼす可能性がある分野において使用する場合においては、携帯電話機やカーオーディオなどのコンシュマー機器に採用されるディスプレイよりも、その表示に厳しい信頼性が要求される。
【０００３】
例えば、医薬品の注入機器などにおいては、注入量を示す数字表示部分で、明リーク現象が走査線方向に発生した場合、表示されている数字が“０”なのか“８”なのか判別ができなくなるという問題が発生し得る。また、小数点を表示する部分の画素が不点灯となり数字の桁が誤って表示され、これに気付かずに数値が読まれるなどの問題も発生し得る。このように不具合の状態にある表示をユーザが正常であると認識して前記した機器を使い続けることはきわめて危険であり、重大な問題に発展することは言うに及ばない。
【０００４】
そこで、前記したような電子機器に用いられるディスプレイにおいては、製品出荷前の半製品の状態において表示パネルに配列された各画素の欠陥状態を検査し、その欠陥の程度が当該ディスプレイを搭載する製品の基準を満足するものであるか否かについて、判定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４３７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した特許文献１に開示された発明は、製品出荷前の半製品の状態において、表示パネルの各画素の評価を実行しようとするものであり、有機ＥＬディスプレイの検査用駆動回路を利用し、信頼性の高い評価結果を得ることができる評価装置を提供することを課題としているものである。
【０００６】
前記した特許文献１に開示された評価装置を利用した場合には、製品の初期不良を発見し、欠陥を有する表示パネルがユーザに渡る前に対応することができるという効果を享受することができるものの、この種のディスプレイにおいては、製品の出荷後における表示ユニットの稼働中において、表示パネルに配列された画素に新たに欠陥が発生するという問題を抱えている。
【０００７】
したがって、この様な欠陥が発生する程度を最小限にとどめ、信頼性を確保するための種々の対策が取り入れられている。しかしながら、ディスプレイの稼働中などにおいて発生する画素の欠陥や、その他前記した駆動手段等に欠陥が発生する問題を克服には、きわめて多くの技術的な課題が存在し、製品の出荷後において前記した欠陥が発生することのない表示モジュールを提供することは、困難であると言わざるを得ない。
【０００８】
一方、前記した有機ＥＬ素子に代表されるダイオード特性を有する自発光素子においては、これに逆バイアス電圧を加えた場合には、一般的には非常に高いインピダンス特性を有していることが知られている。しかしながら、逆バイアス電圧を加えた場合の素子のインピダンス特性を子細に検証すると、後述するように将来発光不具合に至る可能性が高い状態（潜在的な不良要因が存在していること）が検知できることを、本件出願の発明者は知得している。
【０００９】
この発明は前記したようにディスプレイの稼働中などにおいて発生する自発光素子の欠陥を即座に検知することができると共に、素子が発光不具合に至る可能性が高い状態に至った場合においてもこれを検証し、その状態に応じてユーザに対して適宜報知することができる自発光表示モジュールおよび同モジュールにおける欠陥状態の検証方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる自発光表示モジュールは、請求項１に記載のとおり、走査線とデータ線の交点位置にダイオード特性を有する自発光素子を含む画素をマトリクス状に多数配列した発光表示パネルと、前記発光表示パネルにおける各自発光素子を選択的に発光駆動させる駆動手段からなる自発光表示ユニットと、前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するための不具合検知手段とを備えた自発光表示モジュールであって、前記不具合検知手段には、前記自発光素子の非発光状態において、当該素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加手段と、前記自発光素子のカソード側に逆バイアス電圧を印加した状態における前記自発光素子に流れる電流を増幅する電流増幅手段と、前記電流増幅手段によって増幅された電流値が所定の値以上であるか否かを判定する電流値検出手段とが具備され、前記電流値検出手段により前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するように構成されている点に特徴を有する。
【００１１】
また、前記した目的を達成するためになされたこの発明にかかる自発光表示モジュールにおける欠陥状態の検証方法は、請求項１２に記載のとおり、走査線とデータ線の交点位置にダイオード特性を有する自発光素子を含む画素をマトリクス状に多数配列した発光表示パネルと、前記発光表示パネルにおける各自発光素子を選択的に発光駆動させる駆動手段からなる自発光表示ユニットと、前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するための不具合検知手段と、前記不具合検知手段による検知結果を格納する記憶手段とを備えた自発光表示モジュールにおける欠陥状態の検証方法であって、前記不具合検知手段は、前記発光表示パネルにおけるいずれか１本の走査線に対して逆バイアス電圧を印加する逆バイアス電圧印加ステップと、前記逆バイアス電圧が印加された状態における前記自発光素子に流れる電流値を電流増幅手段を介して得ることで、当該素子に流れる電流値が所定値以上であるか否かを判定する電流値判定ステップと、前記電流値判定ステップによって得られた判定結果を、前記記憶手段に格納する判定結果格納ステップとを実行する点に特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明にかかる自発光表示モジュールについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、この発明にかかる自発光表示モジュールには、自発光素子を画素としてマトリクス状に多数配列してなる発光表示パネルと、この発光表示パネルにおける各自発光素子を選択的に点灯駆動させるための駆動手段からなる自発光表示ユニットに、さらに自発光表示ユニットの不具合を検知するための不具合検知手段と、その検知結果を格納する記憶手段とが具備されている。そして、以下に説明する実施の形態においては、自発光素子として、有機材料を発光層に用いた有機ＥＬ素子を採用した例を示す。
【００１３】
前記した有機ＥＬ素子は、基本的には例えばガラス等の透明基板上に陽極（アノード）を構成する透明電極、有機化合物を含む発光層、および陰極（カソード）を構成する例えば金属電極が積層されて形成されている。したがって、この有機ＥＬ素子は電気的にはダイオード特性を有する発光エレメントと、この発光エレメントに並列に結合する寄生容量成分とによる構成に置き換えることができ、有機ＥＬ素子は容量性の発光素子であるということができる。
【００１４】
この有機ＥＬ素子は、発光駆動電圧が順方向に印加されると、先ず、当該素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて当該素子固有の一定の電圧（発光閾値電圧＝Ｖth）を越えると、一方の電極（ダイオード成分の陽極側）から発光層を構成する有機層に電流が流れ初め、この電流に比例した強度で発光すると考えることができる。
【００１５】
一方、有機ＥＬ素子は電流・輝度特性が温度変化に対して安定しているのに対して、電圧・輝度特性が温度変化に対して不安定であること、また、有機ＥＬ素子は過電流を受けた場合に劣化が激しく、発光寿命を短縮させるなどの理由により、一般的には定電流駆動がなされる。かかる有機ＥＬ素子を用いた表示パネルとして、ＥＬ素子をマトリクス状に配列したパッシブマトリクス型表示パネルと、マトリクス状に配列した各ＥＬ素子をＴＦＴ（Thin Film Transistor）により個々に点灯駆動するアクティブマトリクス型表示パネルが提案されている。
【００１６】
図１はこの発明にかかる自発光モジュールの第１の実施の形態を示したものであり、これはパッシブマトリクス型表示パネルを用いた例で示している。このパッシブマトリクス駆動方式における有機ＥＬ素子のドライブ方法には、陰極線走査・陽極線ドライブ、および陽極線走査・陰極線ドライブの２つの方法があるが、図１に示された構成は前者の陰極線走査・陽極線ドライブの形態を示している。すなわち、ｎ本のデータ線としての陽極線Ａ1 〜Ａn が縦方向（列方向）に配列され、ｍ本の走査線としての陰極線Ｋ1 〜Ｋm が横方向（行方向）に配列され、各々の交差した位置（計ｎ×ｍ箇所）に、ダイオードのシンボルマークで示した有機ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmがそれぞれ配置されて、表示パネル１を構成している。
【００１７】
そして、画素を構成する各ＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmは、縦方向に沿う陽極線Ａ1 〜Ａn と横方向に沿う陰極線Ｋ1 〜Ｋm との各交点位置に対応して一端（ＥＬ素子の等価ダイオードにおける陽極端子）が陽極線に、他端（ＥＬ素子の等価ダイオードにおける陰極端子）が陰極線に接続されている。さらに、各陽極線Ａ1 〜Ａn は点灯駆動手段を構成するデータドライバとしての陽極線ドライブ回路２に接続され、各陰極線Ｋ1 〜Ｋm は同じく点灯駆動手段を構成する走査ドライバとしての陰極線走査回路３に接続されてそれぞれ駆動される。
【００１８】
前記陽極線ドライブ回路２には、例えばＤＣ−ＤＣコンバータによる昇圧回路（図示せず）よりもたらされる駆動電圧ＶH を利用して動作する定電流源Ｉ1 〜Ｉn およびドライブスイッチＳa1〜Ｓanが備えられており、ドライブスイッチＳa1〜Ｓanが、前記定電流源Ｉ1 〜Ｉn 側に接続されることにより、定電流源Ｉ1 〜Ｉn からの電流が、陰極線に対応して配置された個々のＥＬ素子Ｅ11〜Ｅnmに対して供給されるように作用する。また、この実施の形態においては前記ドライブスイッチＳa1〜Ｓanは、定電流源Ｉ1 〜Ｉn からの電流を個々のＥＬ素子に供給しない場合には、前記各陽極線を開放端子、もしくは基準電位点としてのグランドＧＮＤに接続できるように構成されている。
【００１９】
また、前記陰極線走査回路３には、各陰極線Ｋ1 〜Ｋm に対応して走査スイッチＳk1〜Ｓkmが備えられ、クロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧ＶM またはスイッチＳＷ1 を介して基準電位点としての前記したグランド電位ＧＮＤのうちのいずれか一方を、対応する陰極線に接続するように作用する。これにより、陰極線を所定の周期で基準電位点（グランド電位）に設定しながら、所望の陽極線Ａ1 〜Ａn に定電流源Ｉ1 〜Ｉn を接続することにより、前記各ＥＬ素子は選択的に発光されるように作用する。
【００２０】
なお、前記した陽極線ドライブ回路２および陰極線走査回路３には、ＣＰＵを含むコントローラＩＣ４よりコントロールバスが接続されている。そして、コントローラＩＣ４に供給される表示すべき映像信号に基づいて、前記走査スイッチＳk1〜ＳkmおよびドライブスイッチＳa1〜Ｓanが切り換え操作される。これにより、映像信号に基づいて陰極走査線を所定の周期でグランド電位に設定しながら所望の陽極線に対して定電流源Ｉ1 〜Ｉn が接続される。したがって、前記各発光素子は選択的に発光し、表示パネル１上に前記映像信号に基づく画像が表示される。
【００２１】
なお、図１に示す状態は第２の陰極線Ｋ2 がグランド電位に設定されて走査状態になされ、この時、非走査状態の陰極線Ｋ1 ，Ｋ3 〜Ｋm には、前記した逆バイアス電位ＶM が印加される。そして、図１に示す状態においてはドライブスイッチＳa1〜Ｓanの全てが各定電流源Ｉ1 〜Ｉn 側に選択されており、したがって第２の陰極線Ｋ2 にカソードが接続された各ＥＬ素子は、全て点灯状態になされる。一方、走査状態の前記ＥＬ素子を不点灯に制御する場合においては、ドライブスイッチＳa1〜Ｓanは準電位点としてのグランドＧＮＤ側に接続されるようになされる。以上は自発光表示ユニットが発光駆動モードになされている場合についての説明である。
【００２２】
そして、前記発光駆動モードになされた場合には、走査発光状態におけるＥＬ素子の順方向電圧をＶF とした時、〔（順方向電圧ＶF ）−（逆バイアス電圧ＶM ）〕＜（発光閾値電圧Ｖth）の関係となるように各電位設定がなされている。これにより、ドライブされている陽極線と走査選択がなされていない陰極線（非走査状態の陰極線）との交点に接続された各ＥＬ素子には、素子の発光閾値電圧Ｖth以下の電圧が印加され、ＥＬ素子がクロストーク発光するのが防止されるように作用する。
【００２３】
以上説明した発光表示パネル１と、駆動手段としての陽極線ドライブ回路２、陰極線走査回路３、およびコントローラＩＣ４とにより、自発光表示ユニットを構成している。そして、この発明にかかる自発光表示モジュールにおいては、これに加えて図２に示すように前記自発光表示ユニットにおける不具合を検知するための不具合検知手段と、この不具合検知手段による検知結果を格納する記憶手段とが備えられている。そして、これらの不具合検知手段と記憶手段は、後述する検知モードに切り換えられた時に機能するようになされる。
【００２４】
図１および図２に重複して示しているとおり、Ｐチャンネル型トランジスタＱ1 ，Ｑ2 によってカレントミラー回路が構成されている。なお、このカレントミラー回路は説明の便宜上、第２のカレントミラー回路と称することにする。この第２のカレントミラー回路におけるトランジスタＱ1 のソース電極には、前記した表示パネル１に配列されたＥＬ素子に逆バイアス電圧を加えるための電源ＶM1が供給されるように構成されている。
【００２５】
また、トランジスタＱ2 のソース電極にも電源ＶM2が供給されており、これはトランジスタＱ2 のドレインにミラー電流（被制御電流）を流すために利用される。なお、前記電源ＶM1およびＶM2は一般的には同電位になされ、好ましくは前記したクロストーク発光を防止させるために利用される逆バイアス電圧ＶM よりも高い電圧に設定されている。
【００２６】
第２のカレントミラー回路におけるトランジスタＱ1 ，Ｑ2 におけるゲート電極は共に共通接続されており、トランジスタＱ1 におけるゲート電極とドレイン電極間は短絡されている。これによりトランジスタＱ1 は制御側電流源トランジスタを構成し、トランジスタＱ2 は被制御側電流源トランジスタを構成している。
【００２７】
前記した検知モードに切り換えられた時には、図１に示すスイッチＳＷ1 は図とは逆の方向、すなわち第２のカレントミラー回路側に切り換えられる。これにより、電源ＶM1からの電圧がトランジスタＱ1 を介して陰極線走査回路３に供給され、後で詳細に説明するように走査スイッチＳk1〜Ｓkmを介していずれか１本の陰極線に対して逆バイアス電圧として印加される。そして、この時に流れる逆バイアス電流値に対応する電流が、第２のカレントミラー回路におけるトランジスタＱ2 にドレイン電流として流される。
【００２８】
トランジスタＱ2 に流れるドレイン電流は、図２に示すようにｎチャンネル型トランジスタＱ3 のソース電極に供給される。このトランジスタＱ3 は同じくｎチャンネル型トランジスタＱ4 〜Ｑ7 と共にカレントミラー回路を構成している。すなわちトランジスタＱ3 〜Ｑ7 の制御極端子としてのゲート電極は互いに共通接続され、トランジスタＱ3 のソース電極とゲート電極とが短絡されている。これにより、トランジスタＱ3 は制御側電流源トランジスタを構成し、トランジスタＱ4 〜Ｑ7 は、それぞれ被制御側電流源トランジスタを構成している。
【００２９】
前記トランジスタＱ3 のドレイン電極と基準電位点との間にはトランジスタＱ8 が介在されており、このトランジスタＱ8 のゲート電極には一定の電圧、例えばロジック動作電源ＶDDが供給されている。したがって、トランジスタＱ8 はカレントミラー回路における制御側電流源トランジスタＱ3 の負荷抵抗として機能する。また前記した各被制御側電流源トランジスタとして機能するトランジスタＱ3 〜Ｑ7 の各ソース電極は共通接続されて、電流比較型コンパレータ７における電流入力端子（非反転入力端子）に接続されている。
【００３０】
一方、被制御側電流源トランジスタとしてのトランジスタＱ4 〜Ｑ7 における各ドレイン電極と基準電位点との間には、スイッチング制御がなされる各トランジスタＱ9 〜Ｑ12が接続されている。これらの各トランジスタＱ9 〜Ｑ12のゲート電極には、セレクタ回路６より制御信号が供給され、トランジスタＱ9 〜Ｑ12は選択的にオンになされる。すなわち、トランジスタＱ9 〜Ｑ12が選択的にオンになされることにより、カレントミラー回路における前記トランジスタＱ4 〜Ｑ7 は選択的に能動動作状態になされる。
【００３１】
ここで、カレントミラー回路における制御側電流源トランジスタＱ3 と被制御側電流源トランジスタＱ4 とは、トランジスタサイズが１：ｎの関係（ただしｎ≧１）になされている。すなわち、トランジスタＱ3 とＱ4 の電流比は１：ｎの関係になされ、トランジスタＱ3 に流れる制御電流（ソース電流）に対して、トランジスタＱ4 に流れる被制御電流（ソース吸い込み電流）はｎ倍になされる電流増幅手段を構成している。
【００３２】
また被制御側電流源トランジスタを構成する他のトランジスタＱ5 〜Ｑ7 においても、制御側電流源トランジスタＱ3 のトランジスタサイズに対してさらに、ａｎ倍、ｂｎ倍、ｃｎ倍になされている。ここで前記ａ，ｂ，ｃは好ましくはそれぞれ２，４，８になされている。したがって、カレントミラー回路を構成する被制御側電流源トランジスタＱ4 〜Ｑ7 には、制御側電流源トランジスタに比較して、ｎ：２ｎ：４ｎ：８ｎの各ソース吸い込み電流が流れることになる。
【００３３】
したがって、図２に示した実施の形態によると、前記したセレクタ回路６からの制御信号により、トランジスタＱ9 〜Ｑ12を選択的にオン動作させることで、カレントミラー回路による電流増幅手段は、ｎ〜１６ｎ倍の幅の電流増幅率を選択することができる。
【００３４】
なお、前記したトランジスタサイズと称される電流駆動能力は、この実施の形態のようにＴＦＴなどを用いるユニポーラトランジスタにおいては、一般的にゲート幅とゲート長の比（いわゆるゲートＷ／Ｌ）で定められる。またバイポーラトランジスタにおいては、ｐｎ接合部におけるエミッタ面積の比によって定められることは周知のとおりである。
【００３５】
斯くして、逆バイアス電源ＶM1から表示パネル１側に流れる逆バイアス電流は、トランジスタＱ1 ，Ｑ2 で構成された第２カレントミラー回路を介して、電流増幅手段を構成するカレントミラー回路に供給される。そして、このカレントミラー回路において電流変換されて前記した電流比較型コンパレータ７における電流入力端子（非反転入力端子）に対して吸い込み電流として供給される。
【００３６】
一方、前記電流比較型コンパレータ７における他の電流入力端子（反転入力端子）には、基準電流源８からの電流が印加されるように構成されている。なお、この実施の形態における電流比較型コンパレータ７においては、前記反転入力端子より基準電流源８側に基準電流を吸い込むように動作する。前記基準電流源８はデジタルデータの入力により、これに対応した吸い込み電流を発生するように機能する。したがって、前記デジタルデータの設定を変更することで、コンパレータ７に加える基準電流の値を変更することができる。
【００３７】
前記電流比較型コンパレータ７は、基準電流源８における電流値に比較して、非反転入力端子側に、より大きな電流が流れた場合に状態が反転して、出力端に“＋”（プラス）の電圧出力を発生させるように作用する。したがって、このコンパレータ７は非反転入力端子における電流値が所定の値以上であるか否かを判定する電流値検出手段を構成している。
【００３８】
前記したコンパレータ７の出力はラッチ回路９に供給され、このラッチ回路９に入力するラッチパルスＬP によって、コンパレータ７の出力がラッチされるように構成されている。そして、ラッチ回路９による各ラッチ出力は、記憶手段を構成するデータレジスタ１０に供給され、当該データレジスタ１０に格納することができるように構成されている。なお、図２に示す符号１５はタイマーを示しており、このタイマー１５はこの実施の形態にかかる表示ユニットを電子機器に搭載した場合において、前記電子機器側に備えられたタイマーを想定している。
【００３９】
すなわち、前記タイマー１５は前記電子機器の利用時間（同じく表示ユニットの利用時間）を積算する機能を有しており、その利用時間の経過に伴って、前記基準電流源８に与えるデジタルデータの設定を変化させて、電流比較型コンパレータ７に与える基準電流値を徐々に変化させるように構成されている。なお、その理由については後で詳細に説明する。
【００４０】
ここで、すでに説明したように前記した有機ＥＬ素子においては、これに逆バイアス電圧を加えた場合には、一般的には非常に高いインピダンス特性を示す。ところで、素子に逆バイアス電圧を加えた場合において、素子にわずかに流れる電流の値を測定することで、当該素子が近い将来において発光不具合に至る可能性が高いものである（潜在的な不良要因が存在している）か否かを判定することが可能であることを、本件の発明者らは以下に説明する環境加速試験結果などを含めた種々の検証結果から知得している。
【００４１】
したがって、図２に基づいて説明した不具合検知手段の作用を説明するにあたっては、前記した素子への逆バイアス電圧の印加時における微小電流の発生態様について、先に説明することが肝要であり、この点について図４および図５にしたがって以下に説明する。
【００４２】
この種のＥＬ素子においては、先に説明したとおり基本的には、透明基板上に陽極を構成する透明電極、有機化合物を含む発光層、および陰極を構成する例えば金属電極が積層されて形成されている。このような構成に起因して、例えば発光層の成膜の不具合によりその一部が薄く形成された場合や、経時変化により電極や発光層に物理的な変化が生じた場合などにおいては、両電極間の絶縁性に変化が生じ、逆バイアス電圧の印加方向にわずかに流れる電流値に変化が発生する。このような現象が極端な状態で発生した場合には、素子は短絡またはこれに近い状態（リーク状態）となり、素子は当然ながら点灯不能になる。
【００４３】
そこで、一例として１画素の面積が０．３ｍｍ×０．２８ｍｍになされた各有機ＥＬ素子に、それぞれ１０．０Ｖの逆バイアス電圧を印加して、その初期電流値を測定した結果を図４に示している。前記した条件で環境加速試験後にリークに至らなかった良品画素は、初期測定においては、３０ｎＡ付近を中心にほぼ正規分布をなしている。一方、環境加速試験後にリークに至った画素は潜在的な不良要因を有している画素であり、初期測定では２０ｎＡから数１０００ｎＡまで広く分布している。したがって、図４に示された初期測定の良品画素の電流分布において、＋６σにあたる４８ｎＡ以上を潜在的な不良要因を持つ画素と見なした場合には、不良品となるもののうち８０％程度を予め検出することができる。
【００４４】
一方、図５に示すように良品画素の電流分布は、時間経過と共に一般に矢印で示した方向に移動することが、同様に本件の発明者らによって検証されている。したがって、表示ユニットがユーザの手に渡って、これを使用している途中で表示ユニットの不具合、もしくは不具合に至る可能性が高い素子を精度よく検出しようとした場合には、表示ユニットの使用時間の経過と共に、その判断基準を変える必要が発生する。すなわち、表示ユニットの使用時間の経過と共に前記基準を変更し、図５に示されたように終局的には１２０ｎＡ以上の逆バイアス電流が流れる画素を、潜在的な不良要因のある画素であると見なすような運用を図るとよい。
【００４５】
図２に戻り、この図２に示した不具合検知手段と、この不具合検知手段による検知結果を格納する記憶手段としてのデータレジスタは、これから説明する検知モードにおいて動作するようになされる。そして、この検知モードには、例えば動作電源が投入された時、もしくは動作電源が投入されている状態において定期的に、さらに人為的な外部操作により任意のタイミングにおいて切り換えられる。
【００４６】
前記検知モードに切り換えられた場合には、すでに説明したコントローラＩＣ４からの指令により、図１に示すスイッチＳＷ1 は図とは逆の方向、すなわち第２のカレントミラー回路側に切り換えられる。またコントローラＩＣ４からの指令により、陰極線走査回路３における走査スイッチＳk1〜Ｓkmのいずれか１つが前記したスイッチＳＷ1 側のラインに接続される。また、同じくコントローラＩＣ４からの指令により、陽極線ドライブ回路２におけるドライブスイッチＳa1〜Ｓanのいずれか１つがグランドに接続され、他のドライブスイッチは開放端子に切り換えられる。
【００４７】
これにより、表示パネル１に配列された１つのＥＬ素子に対して、前記電源ＶM1による逆バイアス電圧が印加される。そして、この時に前記１つのＥＬ素子に流れる微小な逆バイアス電流値に対応する電流が、前記した第２のカレントミラー回路を介して電流増幅手段としてのカレントミラー回路を構成するトランジスタＱ3 に供給される。これにより、セレクタ回路６により選択されて能動動作状態になされる各トランジスタＱ4 〜Ｑ7 による各ソース電流が、コンパレータ７より吸い込み電流として流れる。
【００４８】
この吸い込み電流はすでに説明したとおり、セレクタ回路６の選択により、ｎ〜１６ｎ倍（ｎ≧１）に電流増幅されたものであり、コンパレータ７はこれに供給される基準電流源８による電流値との比較結果に基づいた出力を発生する。この時、ラッチ回路９に対してラッチパルスＬP が供給され、この時のラッチデータが記憶手段としてのデータレジスタ１０に格納される。
【００４９】
ここで、逆バイアス電圧ＶM1が印加された前記ＥＬ素子が、リーク状態に至っている場合には、電流増幅されてコンパレータ７に供給される電流値は飽和状態であり、前記データレジスタ１０に格納されるデータは不具合（欠陥）を示すものとなる。また、図４に基づいて説明したとおり、逆バイアス電流が例えば４８ｎＡに相当するように、基準電流源８による電流値をセットした状態であるとすれば、測定した素子に潜在的な不良要因が存在している場合においても、同じく不具合を示すデータがデータレジスタ１０に格納される。
【００５０】
なお、図５にしたがって説明したとおり、良品画素の電流分布は時間の経過と共に、より高い電流領域に移動するので、前記タイマー１５による計数値に基づいて基準電流源８による基準電流値を除々に高めるように設定することが望まれる。この場合、先に説明したように４８ｎＡから終局的には１２０ｎＡ程度以上において画素が欠陥であると見なす設定例は、相当にクリティカルな例であって、これは搭載される電子機器の性質により求められる判定精度との兼ね合いにより、適宜余裕を持たせた設定になされることが望まれる。
【００５１】
以上の説明は、１つの画素に対応するＥＬ素子の不具合を検証する場合の例を示したものであり、前記した走査スイッチＳk1〜ＳkmおよびドライブスイッチＳa1〜Ｓanの接続形態を順次変えて、各ＥＬ素子について同様の検証が実施され、その検証結果は前記したデータレジスタ１０に格納される。なお、以上のようにして個々のＥＬ素子を連続して検証した場合には、この間においては表示パネルによる画像の表示は不可能になる。したがって、例えば１フレーム（または１サブフレーム）期間ごとに１つのＥＬ素子、もしくは１本の陰極線に対応するＥＬ素子の検証を実行することで、実質的に画像が未表示状態になるのを避けることができる。
【００５２】
図３は、前記のようにしてデータレジスタ１０に格納された検証結果に基づいて、不具合（欠陥）が存在する場所を特定し、これに応じて欠陥報知手段を働かすことができる構成を示している。すなわち、図３に示す符号９および１０は、図２にも示したラッチ回路およびデータレジスタを示しており、前記データレジスタ１０に格納された各データは符号１１で示す欠陥場所判定手段において利用される。そして、欠陥場所判定手段１１において判定された欠陥場所に応じて欠陥報知手段１２が駆動されるようになされる。
【００５３】
前記したデータレジスタ１０においては、すでに説明したとおり各ＥＬ素子に対応したラッチ出力が格納され、これらは各走査線およびデータ線ごとにマップ状に展開した状態で格納されている。したがって、表示パネルに配列されたＥＬ素子の場所（座標値）と検証結果から、不具合なＥＬ素子もしくは将来発光不具合に至る可能性が高いＥＬ素子を特定することができる。
【００５４】
前記した欠陥場所判定手段１１において判定された欠陥場所に応じて、欠陥報知手段１２が駆動されることになるが、この場合、将来不具合に至る可能性が高い画素位置が判明しても、その位置が表示を見誤る可能性が少ない所であれば、欠陥報知手段１２を働かせず、そのまま使用するような運用を図ることができる。また、その位置が例えば小数点を表示する場所であるような場合には、その画素数が僅かであっても、欠陥報知手段１２を働かせる必要が生ずる。さらに、将来不具合に至る可能性が高い画素の数が一定値以上になった場合に、欠陥報知手段１２を駆動させるような運用も採用し得る。前記したような運用は、この自発光表示モジュールが搭載される機器に応じて、適宜選択することが望まれる。
【００５５】
前記欠陥報知手段１３は、例えばブザーのような聴覚的に報知するような手段を採用してもよく、また表示パネル１に固定のメッセージを表示するようにしてもよい。もしくは表示パネル１の表示を消すことで、故障していることが明らかであるようにすることもできる。この場合、例えば航空機に使用されるメータなどのように表示を消すことが許されないような場合においては、表示位置を適宜変更させるような手段を採用することも考えられる。
【００５６】
以上説明した実施の形態は、この発明をパッシブマトリクス型表示パネルを用いた自発光表示モジュールに適用した例を示しているが、この発明はアクティブマトリクス型表示パネルを用いた自発光表示モジュールに適用することも可能である。図６はこの発明をアクティブマトリクス型表示パネルを用いた自発光表示モジュールに適用した例を示すものであり、すでに説明した各部に相当する部分は同一符号で示している。
【００５７】
この図６に示す実施の形態における表示パネル１には、データドライバ２からの映像データに対応したデータ信号がそれぞれ供給される多数のデータ電極線Ａ1 ，Ａ2 ，……が列方向に配列されており、また、前記データ電極線に平行して多数の電源供給線Ｐ1 ，Ｐ2 ，……も配列されている。一方、走査ドライバ３からの走査信号が供給される多数の走査電極線Ｋ1 ，Ｋ2 ，……が行方向に配列されると共に、走査電極線に平行して多数の電源制御線Ｆ1 ，Ｆ2 ，……も配列されている。
【００５８】
そして、単位発光画素に対応するＥＬ素子Ｅ1 を含む回路構成においては、制御用トランジスタ、駆動用トランジスタ、キャパシタが具備されている。なお、図６に示された形態においては、制御用トランジスタとして第１と第２のトランジスタＴr1，Ｔr2が用いられており、これらの各ゲートには行を走査するための走査信号が、走査電極線Ｋ1 ，Ｋ2 ，……を介して順に与えられるように構成されている。
【００５９】
また、この実施の形態においては第１と第２の制御用トランジスタＴr1，Ｔr2のソース、ドレイン間が直列接続されている。そして、第１の制御用トランジスタＴr1におけるソースがデータ電極線Ａ1 ，Ａ2 ，……に接続され、第２の制御用トランジスタＴr2におけるドレインが駆動用トランジスタＴr3のゲートに接続されると共に、キャパシタＣ1 の一端に接続されている。
【００６０】
前記キャパシタＣ1 の他端および駆動用トランジスタＴr3のソースは、電源供給線Ｐ1 ，Ｐ2 ，……に接続されており、駆動用トランジスタＴr3のドレインは、ＥＬ素子Ｅ1 の陽極端子に接続されている。そして、ＥＬ素子Ｅ1 の陰極端子は電源制御線Ｆ1 ，Ｆ2 ，……に接続されている。また、この実施の形態においては、各駆動用トランジスタＴr3のドレインとソース間にダイオードＤ1 が図６に示す方向に接続されている。
【００６１】
これは、後述するように不具合検知手段を動作させて、ＥＬ素子Ｅ1 に対して逆バイアス電圧を印加した場合に導通して、駆動用トランジスタＴr3をバイパスさせるために利用される。なお、図６においては紙面の都合で４つの画素に対応する構成が描かれているが、以上説明した回路構成は表示パネル１に配列された各有機ＥＬ素子Ｅ1 に対応してそれぞれ同様に構成されている。
【００６２】
このような回路が行および列方向に複数配列された表示パネル１の単位画素の発光制御動作は、アドレス期間において第１および第２の制御用トランジスタＴr1，Ｔr2のゲートに走査電極線Ｋ1 ，Ｋ2 ，……を介してオン電圧が供給される。これにより、直列接続されたトランジスタＴr1，Ｔr2の各ソース・ドレインを介してデータ電極線Ａ1 ，Ａ2 ，……を介して供給される映像データ信号に対応した電流をキャパシタＣ1 に流し、キャパシタＣ1 は充電される。そして、その充電電圧が駆動用トランジスタＴr3のゲートに供給されて、トランジスタＴr3はそのゲート電圧と、電源制御線Ｆ1 ，Ｆ2 ，……に供給される制御電圧（この実施の形態においては、グランド電位）に対応した電流を、有機ＥＬ素子Ｅ1 に流し、これによりＥＬ素子Ｅ1 は発光する。
【００６３】
一方、制御用トランジスタＴr1，Ｔr2のゲート電圧がオフ電圧となると、トランジスタＴr1，Ｔr2はいわゆるカットオフとなる。しかしながら、駆動用トランジスタＴr3のゲート電圧はキャパシタＣ1 に蓄積された電荷により保持される。そして、次のアドレッシング時まで駆動用トランジスタＴr3による有機ＥＬ素子Ｅ1 への駆動電流を維持し、これによりＥＬ素子Ｅ1 の発光も維持される。
【００６４】
図６に示す構成においては、発光表示パネル１とデータドライバ２および走査ドライバ３を含む自発光表示モジュールに加えて、自発光表示モジュールにおける発光不具合を検知するための不具合検知手段がさらに備えられている。すなわち、この不具合検知手段には、ＣＰＵを含む制御回路２０、電源供給ブロック２１、逆バイアス電圧供給ブロック２２が含まれる。そして、前記逆バイアス電圧供給ブロック２２には、トランジスタＱ1 ，Ｑ2 によるカレントミラー回路における電源ＶM1からの電流が供給されるように構成されている。
【００６５】
なお、図６に示したトランジスタＱ1 ，Ｑ2 によるカレントミラー回路は、図１および図２に示した第２のカレントミラー回路と同一の回路構成であり、トランジスタＱ2 によるミラー出力電流は、図２に示したカレントミラー回路を構成する制御側電流源トランジスタＱ3 に供給されるように構成されている。すなわち、図６に示した実施の形態においても、図２および図３に示した回路構成がそのまま利用される。
【００６６】
前記電源供給ブロック２１は、表示パネル１が点灯駆動される発光駆動モードにおいては、電源Ｂ1 からの駆動電圧がスイッチＳY1，ＳY2，……を介して、各電源供給線Ｐ1 ，Ｐ2 ，……に与えるようになされる。この時、逆バイアス電圧供給ブロック２２における各スイッチＳX1，ＳX2，……はグランド側に接続される。これにより、表示パネル１に配列された各画素は前記したように選択的に発光駆動される。
【００６７】
また、表示パネルにおける画素の欠陥を検証する検知モードになされた場合においては、すでに説明したようにいずれか１つのＥＬ素子Ｅ1 に対して逆バイアス電圧を供給することになる。図６に示す状態は、図の左上における画素を構成するＥＬ素子Ｅ11に逆バイアス電圧を与えた状態を示しており、ＣＰＵを含む制御回路２０は、逆バイアス電圧供給ブロック２２におけるスイッチＳX1をトランジスタＱ1 ，Ｑ2 によるカレントミラー回路側に切り換える。また制御回路２０は、電源供給ブロック２１におけるスイッチＳY1をグランドに接続し、他は開放端子に設定するように制御する。
【００６８】
これにより、カレントミラー回路のトランジスタＱ1 に与えられる電源ＶM1からの電流は、逆バイアス電圧供給ブロック２２におけるスイッチＳX1、電源制御線Ｆ1 、ＥＬ素子Ｅ11、ダイオードＤ1 、電源供給線Ｐ1 、電源供給ブロック２１におけるスイッチＳY1の経路を通って流れる。この時の電流値はトランジスタＱ2 のドレインにミラー電流（被制御電流）として流れ、図２に示す構成によって表示パネル上における１つの画素に対応するＥＬ素子の検証が実行される。なお、その検証動作は図２に基づいてすでに説明した検証動作と同一である。
【００６９】
前記した検証動作は逆バイアス電圧供給ブロック２２におけるスイッチＳX1，ＳX2，……と、電源供給ブロック２１におけるスイッチＳY1，ＳY2，……との接続の組み合わせを順次変更して実行され、これにより、各画素を構成する全てのＥＬ素子について不具合の有無を検証することができる。そして、データレジスタ１０に格納されたデータを利用して欠陥報知手段１２を駆動させることになるが、この動作は図３に基づいてすでに説明した動作と同一である。
【００７０】
以上説明した実施の形態においては、自発光素子として有機ＥＬ素子を用いているが、これは有機ＥＬ素子に限らず、ダイオード特性を有する他の自発光素子を用いることができる。また、前記した不具合検知手段を含む自発光表示モジュールは、すでに説明したような医療機器や航空機の計器を含む電子機器への採用のみならず、この種の発光表示パネルを必要とする他の電子機器に採用することによっても、すでに説明した作用効果をそのまま享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明にかかる自発光表示ユニットの第１の実施の形態を示した回路構成図である。
【図２】図１に示す自発光表示ユニットにおける不具合を検知する検知手段と記憶手段の構成例を説明する回路構成図である。
【図３】記憶手段に格納されたデータを利用する欠陥場所判定手段および欠陥報知手段の接続構成例を示したブロック図である。
【図４】逆バイアス電圧を加えた場合における良品画素と不良品画素に流れる電流値の分布特性図である。
【図５】良品画素の分布特性の推移を説明する特性図である。
【図６】この発明にかかる自発光表示ユニットの第２の実施の形態を示した回路構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１                発光表示パネル
２                データドライバ（陽極線ドライブ回路）
３                走査ドライバ（陰極線走査回路）
４                コントローラＩＣ
６                セレクタ回路
７                電流比較型コンパレータ
８                基準電流源
９                ラッチ回路
１０              記憶手段（データレジスタ）
１１              欠陥場所判定手段
１２              欠陥報知手段
１５              タイマー
２０              制御回路
２１              電源供給ブロック
２２              逆バイアス電圧供給ブロック
Ａ1 〜Ａn         データ線（陽極線）
Ｃ1               キャパシタ
Ｄ1               ダイオード
Ｅ11〜Ｅnm        自発光素子（有機ＥＬ素子）
Ｉ1 〜Ｉn         定電流源
Ｋ1 〜Ｋm         走査線（陰極線）
Ｑ1 ，Ｑ3         制御側電流源トランジスタ
Ｑ2 ，Ｑ4 〜Ｑ7   被制御側電流源トランジスタ
Ｑ9 〜Ｑ12        スイッチングトランジスタ
Ｓa1〜Ｓan        ドライブスイッチ
Ｓk1〜Ｓkm        走査スイッチ
Ｔr1，Ｔr2        制御用トランジスタ
Ｔr3              駆動用トランジスタ
ＶM ，ＶM1        逆バイアス電圧源
【図１】
2005309230.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005309230.tif 000007
【図６】
2005309230.tif 000008