(57)【要約】【課題】検出素子のリーク検出手段が正常に動作するか否かについて検証する機能を備え、経時変化および温度補償動作を確実になし得る表示装置を提供すること。【解決手段】表示画素を構成する各発光素子の駆動電圧値を制御するために使用される検出素子Ｅｍと、この検出素子Ｅｍがリーク状態である場合に検出素子Ｅｍを電流源Ｉ１から切り離すリーク検出回路４が備えられる。前記検出素子におけるアノ一ド端子の電位を、当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定することができる擬似リーク設定手段５と、前記擬似リーク設定手段５を動作させた場合に、リーク検出回路４が正常に動作することを検証する動作検知手段６がさらに備えられる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画素を構成する複数の発光素子と、前記各発光素子を表示駆動する駆動電圧値を制御するために、前記各発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を得る検出素子と、前記検出素子からの前記電圧値を得るために前記検出素子に電流を供給するための電流源を備えた表示装置であって、
前記検出素子にリークが発生しているか否かを検出し、検出素子のリーク状態を検出した場合において、前記検出素子への前記電流源からの電流の供給を遮断するリーク検出手段と、前記検出素子のアノ一ド端子の電位を、当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定することができる擬似リーク設定手段とが備えられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記擬似リーク設定手段によって設定される前記擬似リーク電位は、可変設定できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された表示装置。
【請求項３】
前記擬似リーク設定手段は、複数種類の電位のうちから少なくともーつの電位を前記擬似リーク電位として選択的に設定できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された表示装置。
【請求項４】
前記リーク検出手段が動作しているか否かを検知する動作検知手段が更に備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された表示装置。
【請求項５】
前記動作検知手段は、前記電流源の出力端における電圧値の変化を検知することによって、前記リーク検出手段が動作しているか否かを検知することを特徴とする請求項４に記載された表示装置。
【請求項６】
前記擬似リーク設定手段は、前記アノ一ド端子に接続された少なくとも１つのスイッチにより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５のいずれか１項に記載された表示装置。
【請求項７】
前記スイッチは薄膜トランジスタで構成されていることを特徴とする請求項６に記載された表示装置。
【請求項８】
表示画素を構成する複数の発光素子と、前記各発光素子を表示駆動する駆動電圧値を制御するために、前記各発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を得る検出素子と、前記検出素子にリークが発生しているか否かを検出し、前記検出素子のリーク状態を検出した場合において、前記検出素子に電流を供給する電流源からの電流を遮断するリーク検出手段とを備えた表示装置の検査方法であって、
前記検出素子のアノ一ド端子の電位を、当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定する擬似リーク電位設定動作を実行することを特徴とする表示装置の検査方法。
【請求項９】
前記擬似リーク電位設定動作によって設定される前記擬似リーク電位を、可変制御することを特徴とする請求項８に記載された表示装置の検査方法。
【請求項１０】
前記擬似リーク電位設定動作は、複数種類の電位のうちから少なくともーつの電位を前記擬似リーク電位として選択的に設定することを特徴とする請求項８に記載された表示装置の検査方法。
【請求項１１】
前記検出素子に電流を供給する電流源の出力端における電圧値の変化を検知することにより、前記リーク検出回路が動作しているか否かを判定する動作を更に実行することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載された表示装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多数の発光素子を表示画素として例えばマトリクス状に配列した表示装置に関し、特に前記発光素子の経時変化等を補償する補償手段を備えた表示装置および同装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力化を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たす表示パネルとして多くの製品に採用されてきた。
【０００３】
一方、昨今においては自発光型素子であるという特質を生かした有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた表示パネルが実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。これは素子の発光層に、良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって、実用に耐え得る高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。
【０００４】
前記有機ＥＬ素子は、等価的にはダイオード特性を呈し、素子固有の一定の電圧（発光閾値電圧＝Ｖｔｈ）以上の順方向電圧が加わった場合に発光し、この時の発光輝度は素子を流れる電流値にほぼ比例することが知られている。一方、前記有機ＥＬ素子は、長期の使用によって素子の物性が変化し、順方向電圧Ｖｆが大きくなることが知られている。このために、有機ＥＬ素子は実使用時間によって、印加電圧に対する輝度特性が低下するという経時変化が発生する。
【０００５】
さらに、有機ＥＬ素子は前記した発光閾値電圧より大なる発光可能な領域においては、それに印加される電圧の値が大きくなるほど、その発光輝度が大きくなる特性を有するが、高温になるほど発光閾値電圧が小さくなる。したがって、ＥＬ素子は高温になるほど小さい印加電圧で発光可能な状態となり、同じ発光可能な印加電圧を与えても、高温時は明るく低温時は暗いといった輝度の温度依存性を有している。
【０００６】
前記した経時変化および温度依存性は、特にＥＬ素子を定電圧で駆動した場合において顕著に現れる。これは素子の順方向のインピーダンスが累計駆動時間や周囲温度によって変化するため、これに伴ってＥＬ素子に流れる電流が変化するためである。
【０００７】
そこで、表示パネルに配列されて発光表示を行なうＥＬ素子とは別に、その順方向電圧Ｖｆを測定するモニタ用（検出用）のＥＬ素子を具備し、モニタ用のＥＬ素子により得られる順方向電圧Ｖｆを利用して、表示パネルを駆動する電源部からの駆動電圧を制御する表示装置について、本件の出願人においてすでに出願している。これは次に示す特許文献１などに開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１０７００３号公報
【０００８】
図１は、前記特許文献に開示された表示装置の基本構成を示したものであり、検出素子Ｅｍに対して順方向に定電流を供給する電流源Ｉ１と、この時に検出素子Ｅｍのアノード端子に生ずる順方向電圧Ｖｆを検出する検出回路１が具備されている。前記検出回路１は、例えばサンプリングホールド回路により構成されており、この検出回路１により検出された前記順方向電圧Ｖｆに対応する電圧は、例えばバッテリを一次電源とする昇圧回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）２に対して制御電圧として印加される。
【０００９】
前記昇圧回路２は、検出素子Ｅｍによって得られる順方向電圧Ｖｆに対応してＤＣ出力値を制御し、ＥＬ素子に代表される多数の表示素子Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，……を画素として配列した表示パネル３の電源部として機能する。この場合、好ましくは前記検出素子Ｅｍを、表示素子Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，……の成膜工程と同時に表示パネル３に形成することにより、両者の電気的な特性を合わせることができ、また表示動作中における両者の環境温度も合わせることが可能となる。
【００１０】
前記特許文献に開示された図１に示す構成によると、ＥＬ素子の経時変化や環境温度の変化に対応して電源部（昇圧回路２）からもたらされる駆動電圧が制御され、ＥＬ素子の経時変化等による発光特性の変化を抑制させることができる。またこの構成によると、前記電源部に余分な電圧マージンを持たせることなくＥＬ素子の発光駆動に必要な電圧値を常に確保することができるので、電源の利用効率を向上させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前記したように検出素子を備えた構成によると、検出素子自身に障害があった場合においては、表示パネル３の電源部において適切な駆動電圧を得ることができないという問題が発生する。例えば前記検出素子自体にリークが発生した場合には、リークの程度にしたがって検出素子からの前記順方向電圧Ｖｆは低下し、これに伴って前記パネルを駆動する電源部からの出力電圧が低下する。このために、表示パネルにおける正常な表示動作を期待することができなくなる。
【００１２】
前記したような問題に対処するために、検出素子におけるリークの発生の有無を検知して、リークが発生した検出素子に対する前記した電流源Ｉ１からの定電流の供給を選択的に停止させるリーク検出手段を備えることが考えられる。前記したリーク検出手段を備えることにより、リークが発生している検出素子の利用を停止させることが可能となり、これにより前記電源部において適切な駆動電圧を得ることができる。
【００１３】
しかしながら、リークが発生している検出素子の利用を停止させるように制御する場合においては、その制御動作を実行する前記リーク検出手段が正常に動作していることが前提となり、前記リーク検出手段が正常に動作しない場合においては、リークが発生している検出素子の利用を停止させるという基本動作は保証し得ないことになる。
【００１４】
この発明は、前記した技術的な観点に基づいてなされたものであり、前記リーク検出手段に加えて、リーク検出手段が正常に動作するか否かについて検証する機能を備え、検出素子を用いることにより前記した経時変化および温度補償動作を確実になし得る表示装置および同装置の検査方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる表示装置の好ましい基本形態は、請求項１に記載のとおり、表示画素を構成する複数の発光素子と、前記各発光素子を表示駆動する駆動電圧値を制御するために、前記各発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を得る検出素子と、前記検出素子からの前記電圧値を得るために前記検出素子に電流を供給するための電流源を備えた表示装置であって、前記検出素子にリークが発生しているか否かを検出し、検出素子のリーク状態を検出した場合において、前記検出素子への前記電流源からの電流の供給を遮断するリーク検出手段と、前記検出素子のアノ一ド端子の電位を、当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定することができる擬似リーク設定手段が備えられた構成にされる。
【００１６】
また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる表示装置の検査方法における好ましい基本態様は、請求項８に記載のとおり、表示画素を構成する複数の発光素子と、前記各発光素子を表示駆動する駆動電圧値を制御するために、前記各発光素子の順方向電圧に対応する電圧値を得る検出素子と、前記検出素子にリークが発生しているか否かを検出し、前記検出素子のリーク状態を検出した場合において、前記検出素子に電流を供給する電流源からの電流を遮断するリーク検出手段とを備えた表示装置の検査方法であって、前記検出素子のアノ一ド端子の電位を、当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定する擬似リーク電位設定動作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】
【００１７】
この発明にかかる表示装置およびその検査方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、この発明にかかる表示装置も、基本的には図１に示した構成が採用される。すなわち、検出素子Ｅｍに定電流を供給するための電流源Ｉ１と、この時の検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に生ずる順方向電圧Ｖｆに基づいて、表示パネル３に配列された表示画素を構成する複数の発光素子Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，……に対する駆動電圧を制御するように構成される。
【００１８】
この発明にかかる表示装置は図１に示す構成に加えて、図２〜図７に示した構成が採用される。まず図２および図３は前記検出素子Ｅｍにリークが発生しているか否かを検証するリーク検出手段の構成を示している。このリーク検出手段は、前記電流源Ｉ１と検出素子Ｅｍとの間にソース・ドレイン間が挿入接続されたｐチャンネル型ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなるトランジスタＴｒ１と、前記検出素子Ｅｍの順方向電圧Ｖｆを検知して、当該電圧値が所定値未満となった場合に、前記トランジスタＴｒ１のゲート電圧を制御して、当該トランジスタＴｒ１をオフ状態に制御するリーク検出回路４とにより構成されている。
【００１９】
すなわち、前記リーク検出回路４は検出素子Ｅｍの順方向電圧Ｖｆを検知し、当該電圧値Ｖｆが所定値以上である場合においては、図２に示すようにトランジスタＴｒ１がオン状態を維持するように制御する。したがって、この状態における検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に生ずる順方向電圧Ｖｆを利用して、前記昇圧回路（電源部）２は表示パネル３の各発光素子Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，……を点灯駆動するための適切な値の駆動電圧（ＤＣ出力）を生成する。
【００２０】
一方、図３に示すように前記検出素子Ｅｍにリークが発生している場合においては、前記検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に生ずる順方向電圧Ｖｆの値が低下する。これにより、リーク検出回路４は前記トランジスタＴｒ１のゲート電圧を制御して、当該トランジスタＴｒ１をオフ状態に制御し、前記検出素子Ｅｍへの前記電流源Ｉ１からの電流の供給を遮断するように動作する。なお、図には示していないが図２および図３に示す回路構成は、他に用意された複数の検出素子Ｅｍに対しても同様に構成されており、これらは前記電流源Ｉ１に対してそれぞれ並列に接続されている。
【００２１】
したがって、図３に示したようにリークが発生した検出素子Ｅｍについては、前記した作用により電流源Ｉ１から切り離されるように動作し、他の正常な検出素子Ｅｍに生ずる順方向電圧Ｖｆを利用して、電源部の出力電圧を制御することができる。なお、前記したリーク検出回路４の機能は、僅かな数のＴＦＴの組み合わせによる簡単なアナログロジック回路により実現させることが可能である。
【００２２】
ところで、前記したようにリークが発生している検出素子を除外する基本動作を保証するには、前記リーク検出手段が正常に動作することが前提となる。したがって、リーク検出手段が正常に動作するか否かについて検証する機能が備えられていることが望ましい。図４〜図６は、前記したリーク検出手段に加えて、検出素子がリーク状態に至っていることを再現する擬似リーク設定手段を備えた構成例を示している。
【００２３】
この擬似リーク設定手段は、前記検出素子Ｅｍのアノ一ド端子の電位、すなわち前記Ｖｆを当該検出素子がリーク状態に至っている場合の電位である擬似リーク電位に設定することができるように機能するものである。この擬似リーク設定手段５の一つの例として図４に示したように、検出素子Ｅｍのアノードとカソード端子間にドレイン・ソース間が接続されたｎチャンネル型ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）からなるトランジスタＴｒ２により構成することができる。
【００２４】
この図４に示す実施の形態においては、前記トランジスタＴｒ２は、そのゲートに与えられる制御信号によりオンまたはオフ状態にされるスイッチとして機能するように構成されており、したがって、擬似リーク設定手段５を構成する前記トランジスタＴｒ２をオン状態に設定することにより、前記検出素子Ｅｍに短絡状態のリークが発生したことを再現させることができる。すなわち、この時の検出素子Ｅｍのアノ一ド端子の電位は、ほぼ０Ｖとなるように設定される。
【００２５】
したがって、擬似リーク設定手段としての前記トランジスタＴｒ２をオン状態に設定した場合に、リーク検出手段を構成する前記トランジスタＴｒ１がオフ状態になれば、前記リーク検出手段が正常に動作することが検証される。
【００２６】
ところで、前記した素子のリークは必ずしも短絡状態のリークだけではなく、リークの状態によりある程度の順方向電圧Ｖｆが生じた状態（微小リーク状態）となる場合がある。図５はこの様なリークが発生した場合を再現するものであり、リークの程度が小さな場合においても、前記リーク検出手段が確実に動作するか否かを検証することができる例を示している。なお、図５においては検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に接続される擬似リーク設定手段５の構成部分を主に示している。
【００２７】
この図５に示した擬似リーク設定手段５は、これによって設定される擬似リーク電位が、可変設定できるように構成された例を示しており、前記トランジスタＴｒ２と直列に可変電圧源Ｅｖ１が接続されている。前記トランジスタＴｒ２は先に説明したとおり、そのゲートに与えられる制御信号によりオンまたはオフ状態となるスイッチとして機能するように構成されている。
【００２８】
したがって図５に示した構成によると、可変電圧源Ｅｖ１の電圧値を適宜の値に選定することで、前記した微小リーク状態を再現することができる。それ故、擬似リーク設定手段としての前記トランジスタＴｒ２をオン状態に設定した場合に、リーク検出手段を構成する前記トランジスタＴｒ１がオフ状態になれば、前記リーク検出手段が正常に動作することが検証される。
【００２９】
さらに図６は、ある程度の順方向電圧Ｖｆが生ずる素子のリーク状態（微小リーク状態）を再現することができる他の例を示している。なお、図６も検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に接続される擬似リーク設定手段５の構成部分を主に示している。この図６に示した擬似リーク設定手段５は、複数種類の電位のうちから少なくともーつの電位を前記擬似リーク電位として選択的に設定できるように構成した例を示している。
【００３０】
すなわち、図６に示す実施の形態においては、前記検出素子Ｅｍのアノ一ド端子に対して３つのスイッチングトランジスタＴｒ２ａ，Ｔｒ２ｂ，Ｔｒ２ｃの各ドレインが接続されている。そして前記各トランジスタの各ソースと基準電位点（すなわち、検出素子Ｅｍのカソ一ド端子）との間には、それぞれに異なった電圧値が出力される固定電圧源Ｅｆａ，Ｅｆｂ，Ｅｆｃが接続されている。
【００３１】
前記固定電圧源Ｅｆａ，Ｅｆｂ，Ｅｆｃによる出力電圧値を、前記した検出素子Ｅｍの正常な順方向電圧Ｖｆよりも低い適宜の値にそれぞれ設定し、前記スイッチングトランジスタＴｒ２ａ，Ｔｒ２ｂ，Ｔｒ２ｃが択一的にオン状態となるように制御することで、素子の前記した微小リーク状態を再現することができる。
【００３２】
それ故、擬似リーク設定手段としての前記トランジスタＴｒ２ａ，Ｔｒ２ｂ，Ｔｒ２ｃのいずれかをオン状態に設定した場合に、リーク検出手段を構成する前記トランジスタＴｒ１がオフ状態になれば、前記リーク検出手段が正常に動作することが検証される。
【００３３】
この場合、擬似リーク設定手段として機能する前記トランジスタＴｒ２ａ，Ｔｒ２ｂ，Ｔｒ２ｃのいずれか１つをオン動作にした場合、前記リーク検出手段を構成するトランジスタＴｒ１がオフ状態にならなように、固定電圧源Ｅｆａ，Ｅｆｂ，Ｅｆｃによる出力電圧値の設定を工夫すると、リーク検出手段が動作する閾値特性も検証することができる。
【００３４】
なお、以上説明した擬似リーク設定手段５によって、疑似リークの状態を設定した場合、前記したリーク検出手段を構成する前記トランジスタＴｒ１がオフ状態になることで、リーク検出手段の動作が検証されることになるが、図７は前記トランジスタＴｒ１がオフ状態になったことを容易に検出することができる動作検知手段の例を示している。
【００３５】
この動作検出手段６は、すでに説明した図４に示す構成に、これを付加させた例で示している。すなわち、以上説明した実施の形態においては、擬似リーク設定手段５によって疑似リークの状態を設定した場合、リーク検出手段が正常に動作する場合においては、トランジスタＴｒ１がオフ状態になり、疑似リーク状態にされた検出素子を切り離すように動作する。しかしながら、リーク検出手段が正常に動作しない場合においては、疑似リーク状態にされた検出素子は切り離されず、したがって前記電流源Ｉ１の出力端における電圧値が所定の値よりも低下する。
【００３６】
前記動作検出手段６は、前記電流源の出力端における電圧値の変化を検知することで、リーク検出手段が正常に動作していることを検知するものである。すなわち、前記した作用の説明から明らかなように、擬似リーク設定手段５を動作させた時に、前記電流源Ｉ１の出力端における電圧値が所定の値よりも低下したことを前記動作検出手段６が検出した場合には、リーク検出手段が正常に動作していないと判定することができる。この場合、前記動作検出手段６より、異常信号を出力させることで、リーク検出手段が正常ではないことを報知することができる。
【００３７】
また、すでに説明した図５および図６に示す擬似リーク設定手段５を採用した場合においても、図７に示す動作検知手段６を好適に採用することができる。
【００３８】
図８は、以上説明した擬似リーク設定手段５によって、擬似リーク状態を設定した場合におけるリーク検出手段が正常に動作するか否かを動作検知手段６を利用して検証するフローを示したものであり、（Ａ）は正常な場合を、（Ｂ）は異常な場合を示している。
【００３９】
なお、以上の説明においては、表示用の素子ならびに検出素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示しているが、前記各素子と同様に経時変化およびまたは温度依存性を有する他の素子を用いた場合においても、同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の表示装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】図１に示す構成に付加されるリーク検出手段の構成を示すこの発明にかかる表示装置の回路構成図である。
【図３】検出素子がリーク状態である場合を説明する回路構成図である。
【図４】図２に示す構成に擬似リーク設定手段を付加した回路構成図である。
【図５】擬似リーク設定手段の他の例を示した回路構成図である。
【図６】擬似リーク設定手段のさらに他の例を示した回路構成図である。
【図７】図４に示す構成にさらに動作検知手段を付加した回路構成図である。
【図８】リーク検出手段が正常に動作するか否かを動作検知手段を利用して検証するフロー図である。
【符号の説明】
【００４１】
１                Ｖｆ検出回路
２                昇圧回路（電源部）
３                表示パネル
４                リーク検出回路
５                擬似リーク設定手段
６                動作検知手段
Ｅ１〜Ｅ３        表示素子
Ｅｍ              検出素子
Ｅｆａ〜Ｅｆｃ    固定電圧源
Ｅｖ１            可変電圧源
Ｉ１              電流源
Ｔｒ１，Ｔｒ２    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】
2007171728.tif 000008
【図７】
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【図８】
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