專利名稱：自發(fā)光顯示模塊、搭載其的電子設備及其缺陷狀態(tài)檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自發(fā)光顯示模塊，其具備將例如有機EL(電致發(fā)光)元件作為自發(fā)光元件用于像素的發(fā)光顯示板、以及對此進行點亮驅動的驅動裝置；特別是涉及一種具備能夠對上述發(fā)光顯示板中主要在自發(fā)光元件中發(fā)生發(fā)光缺陷的狀態(tài)、或在將來發(fā)生發(fā)光缺陷可能性較高的狀態(tài)進行檢測的功能的自發(fā)光顯示模塊以及相同模塊中的缺陷狀態(tài)檢測方法。
背景技術：
目前所提供的很多電子設備中附帶著顯示器，這種顯示器作為支撐信息社會的設備的人機接口是必不可缺的。上述顯示器在例如醫(yī)療器械和飛機的計量儀器等顯示故障有可能危及生命的領域里，相對于便攜式電話或汽車音響之類的消費型設備中所采用的顯示器，要求其顯示具有嚴格的可靠性。
例如，在醫(yī)療用品的注射器等中，如果表示注射量的數(shù)字顯示部分發(fā)生掃描線方向上的漏光，就會發(fā)生無法判斷所顯示的數(shù)字是0還是8的問題。另外，顯示小數(shù)點的像素部分不亮的話數(shù)字的位數(shù)就會顯示錯誤，也會發(fā)生沒留心就讀取了數(shù)值等問題。用戶將這樣的故障狀態(tài)的顯示誤認為是正常的從而繼續(xù)使用這樣的設備是極其危險的，會導致重大問題。
因此，上述電子設備所用的顯示器要在產品出廠前半成品的狀態(tài)時檢查顯示板上排列的各個像素的缺陷狀態(tài)，判斷其缺陷程度能否滿足搭載它的產品的基準(例如，參照專利文獻1)。
專利第3437152號公報另外，上述專利文獻1所公開的發(fā)明是在成品出廠前半成品狀態(tài)時對顯示板各像素實施評價，其目的是利用有機EL顯示器的用于檢查的驅動電路，提供能夠獲得高可靠性的評價結果的評價裝置。
利用上述專利文獻1所公開的評價裝置時，雖然能夠在早期發(fā)現(xiàn)產品的問題，在將有缺陷的顯示板交付用戶之前采取對策，但是這種顯示器在成品出廠后，在顯示單元工作中潛伏著顯示板上排列的像素出現(xiàn)新缺陷的問題。
因此，為了把這樣的缺陷降至最小程度以確?？煽啃?，采用了各種對策。但是，要克服顯示器工作時發(fā)生的像素缺陷，以及克服其他的上述驅動裝置等發(fā)生缺陷的問題，存在著很多技術課題，要提供在產品出廠后不發(fā)生上述缺陷的顯示模塊不得不說是很困難的。
另一方面，上述有機EL元件所代表的具有二極管特性的自發(fā)光元件中，在對其施加了反偏電壓的情況下，已知其一般會具有非常強的阻抗特性。但是，提出本發(fā)明申請的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果仔細檢測施加了反偏電壓時的元件的阻抗特性，就能夠檢測到如后所述的很有可能會導致將來發(fā)光故障的狀態(tài)(存在潛在的故障隱患)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種自發(fā)光顯示模塊以及相同模塊中的缺陷狀態(tài)檢測方法，其能夠即時檢測在上述的顯示器工作等中發(fā)生的自發(fā)光元件的缺陷；同時，當元件處于很有可能會導致發(fā)光故障的狀態(tài)時，也能夠對此進行檢測，根據(jù)其狀態(tài)向用戶作出適當通知。
根據(jù)方案1，為達成上述目的所實施的本發(fā)明的自發(fā)光顯示模塊，其具備自發(fā)光顯示單元，該單元包括在掃描線和數(shù)據(jù)線的交點位置矩陣式排列多個包括具有二極管特性的自發(fā)光元件的像素的發(fā)光顯示板、以及有選擇地驅動上述發(fā)光顯示板中的各個自發(fā)光元件發(fā)光的驅動裝置；故障檢測裝置，用來檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障，其特征在于，上述故障檢測裝置具備在上述自發(fā)光元件的不發(fā)光狀態(tài)下對該元件的陰極一側施加反偏電壓的反偏電壓施加裝置、以及在對上述自發(fā)光元件的陰極一側施加反偏電壓狀態(tài)下將上述自發(fā)光元件中流動的電流進行放大的電流放大裝置、判斷被上述電流放大裝置放大的電流值是否大于等于規(guī)定值的電流值檢測裝置，利用上述電流值檢測裝置檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障。
根據(jù)方案12，為達成上述目的所實施的本發(fā)明的自發(fā)光顯示模塊中故障狀態(tài)的檢測方法中，所述模塊具備自發(fā)光顯示單元，該單元包括在掃描線和數(shù)據(jù)線的交點位置矩陣式排列多個包括具有二極管特性的自發(fā)光元件的像素的發(fā)光顯示板、以及有選擇地驅動上述發(fā)光顯示板中的各個自發(fā)光元件發(fā)光的驅動裝置；故障檢測裝置，用來檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障；以及存儲裝置，保存上述故障檢測裝置的檢測結果，其特征在于，上述故障檢測裝置執(zhí)行以下步驟反偏電壓施加步驟，對上述發(fā)光顯示板上任意一條掃描線施加反偏電壓；電流值判定步驟，在施加上述反偏電壓的狀態(tài)下，通過電流放大裝置得到上述自發(fā)光元件中流動的電流值，由此判斷該元件中流動的電流值是否大于等于規(guī)定值；判定結果保存步驟，將由上述電流值判定步驟得到的判定結果保存到上述存儲裝置。


圖1是表示本發(fā)明的自發(fā)光顯示單元的第1實施方式的電路結構圖。
圖2是說明圖1所示的自發(fā)光顯示單元中用來檢測故障的檢測裝置和存儲裝置的結構例的電路結構圖。
圖3表示利用存儲裝置中保存的數(shù)據(jù)的缺陷位置判定裝置和缺陷通知裝置的連接結構例的框圖。
圖4是在施加了反偏電壓時合格像素和不合格像素中流動的電流值的分布特性圖。
圖5是用來說明合格像素的分布特性推移的特性圖。
圖6是表示本發(fā)明的自發(fā)光顯示單元的第2實施方式的電路結構圖。
具體實施例方式
下面，基于圖示的實施方式說明本發(fā)明的自發(fā)光顯示模塊。此外，本發(fā)明的自發(fā)光顯示模塊具備自發(fā)光顯示單元，其包括將多個自發(fā)光元件作為像素排列為矩陣形狀而成的發(fā)光顯示板、以及有選擇地驅動該發(fā)光顯示板上的各個自發(fā)光元件點亮的驅動裝置；檢測自發(fā)光顯示單元的故障的故障檢測裝置；以及保存此檢測結果的存儲裝置。此外，在以下所說明的實施方式中，作為自發(fā)光元件，以采用將有機材料用于發(fā)光層的有機EL元件為例。
上述有機EL元件基本上是通過在例如玻璃等透明基板上層疊用來構成陽極(正極)的透明電極、包含有機化合物的發(fā)光層、以及用來構成陰極(負極)的例如金屬電極而成。因此，該有機EL元件可以在電學上置換為具備二極管特性的發(fā)光元件和與該發(fā)光元件并聯(lián)結合的寄生電容成分結構，有機EL元件也可以是電容性的發(fā)光元件。
該有機EL元件按正向施加發(fā)光驅動電壓時，首先，相當于該元件電容的電荷作為位移電流流入電極積聚下來。接著，當超過該元件固有的一定電壓(發(fā)光閾值電壓＝Vth)時，開始從一側的電極(二極管成分的陽極一側)向構成發(fā)光層的有機層流動，以與此電流強度成比例的強度發(fā)光。
另一方面，有機EL元件的電流·亮度特性相對于溫度變化很穩(wěn)定，而電壓·亮度特性相對于溫度變化卻不穩(wěn)定，另外，有機EL受到“過電流”時會嚴重退化，發(fā)光壽命縮短，因此，一般使用恒定電流驅動。作為使用有機EL元件的顯示板，已經提出的有將EL元件成矩陣排列的無源式矩陣型的顯示板，以及通過TFT(thin filmtransistor薄膜晶體管)驅動矩陣排列的各個EL元件點亮的有源式矩陣型顯示板。
圖1以無源式矩陣型顯示板為例表示了本發(fā)明的自發(fā)光模塊的第1實施方式。該無源式矩陣驅動方式中的有機EL元件的驅動方法有陰極線掃描·陽極線驅動、陽極線掃描·陰極線驅動兩種，圖1所示結構表示了前者的陰極線掃描·陽極線驅動形式。即，n條作為數(shù)據(jù)線的陽極線A1～An沿縱向(列方向)排列；m條作為掃描線的陰極線K1～Km沿橫向(行方向)排列；各個交叉位置(共計n×m處)分別配置有用二極管標識符記號所示的有機EL元件E11～Enm，構成顯示板1。
其次，構成像素的各EL元件E11～Enm，與沿縱向的陽極線A1～An和沿橫向的陰極線K1～Km交叉點的位置對應，一端(EL元件的等價二極管的陽極端子)連接陽極線；另一端(EL元件的等價二極管的陰極端子)連接陰極線。進一步，各陽極線A1～An與作為構成點亮驅動裝置的數(shù)據(jù)驅動器的陽極線驅動電路2連接，各陰極線K1～Km同樣的，與作為構成點亮驅動裝置的掃描驅動器的陰極線掃描電路3連接，分別被驅動。
上述陽極線驅動電路2具備例如利用由DC-DC轉換器形成的升壓電路(未圖示)產生驅動電壓VH進行工作的恒流源I1～In，以及驅動開關Sa1～San；驅動開關Sa1～San連接在上述恒流源I1～In一側，由此，來自恒流源I1～In的電流就供應給對應陰極線配置的各個EL元件E11～Enm。另外，該實施方式中如果來自恒流源I1～In的電流不供應給各個EL元件時，上述驅動開關Sa1～San可以將上述各陽極線連接到開放端子，或者連接到作為基準電位點的地電位GND。
另外，上述陰極線掃描電路3具備對應各陰極線K1～Km的掃描開關Sk1～Skm，防止串擾發(fā)光的反偏電壓VM或經由開關SW1作為基準電位點的上述地電位GND中的任意一個連接到相對應的陰極線。由此，按規(guī)定周期把陰極線設定在基準電位點(地電位)上，同時把恒流源I1～In連接到所希望的陽極線A1～An上，由此有選擇地使上述各EL元件發(fā)光。
此外，上述陽極線驅動電路2和陰極線掃描電路3上通過包含CPU的控制器IC4連接了控制總線。根據(jù)控制器IC4所供應的要顯示的影像信號，對上述掃描開關Sk1～Skm和驅動開關Sa1～San進行切換操作。由此，根據(jù)影像信號把陰極掃描線按規(guī)定周期設定到地電位上，并將恒流源I1～In連接到所希望的陽極線上。因此，上述各發(fā)光元件有選擇地發(fā)光，并在顯示板1上顯示根據(jù)上述影像信號的圖像。
此外，圖1所示的狀態(tài)為第2陰極線K2被設定到地電位處于掃描狀態(tài)，此時非掃描狀態(tài)的陰極線K1、K3～Km上施加上述反偏電位VM。另外，圖1所示狀態(tài)下所有驅動開關Sa1～San都在各恒流源I1～In側被選擇，因此陰極連接到第2陰極線K2的各EL元件，全部處于點亮狀態(tài)。另一方面，將掃描狀態(tài)的上述EL元件控制為沒有點亮時，驅動開關Sa1～San被連接到作為基準電位點的地電位GND一側。以上是有關自發(fā)光顯示單元處于發(fā)光驅動模式時的說明。
此外，當處于發(fā)光驅動模式時，掃描發(fā)光狀態(tài)下EL元件的正向電壓假定為VF時，各電位設定為使[(正向電壓VF)-(反偏電壓VM)]＜(發(fā)光閾值電壓Vth)的關系。由此，被驅動的陽極線和未被掃描選擇的陰極線(非掃描狀態(tài)的陰極線)交點上連接的各EL元件上會被施加小于等于元件的發(fā)光閾值電壓Vth的電壓，可以起到防止EL元件串擾發(fā)光的作用。
以上所說明的發(fā)光顯示板1、作為驅動裝置的陽極線驅動電路2，陰極線掃描電路3和控制器IC4就構成了自發(fā)光顯示單元。此外，本發(fā)明的自發(fā)光顯示模塊，還具備如圖2所示的用來檢測上述自發(fā)光顯示單元中故障的故障檢測裝置、保存該故障檢測裝置所判定的檢測結果的存儲裝置。此外，這些故障檢測裝置和存儲裝置在被切換為后述的檢測模式后發(fā)揮作用。
如圖1和圖2中重復表示的那樣，由P溝道型晶體管Q1、Q2構成了電流反射鏡電路。此外，為便于說明，將該電流反射鏡電路稱作第2電流反射鏡電路。其結構為，該第2電流反射鏡電路的晶體管Q1的源電極上供給了電源VM1，用來向上述顯示板1上排列的EL元件施加反偏電壓。
另外，晶體管Q2的源電極上供給了電源VM2，用于向晶體管Q2的漏極輸送反射鏡電流(被控制電流)。此外，上述電源VM1和VM2一般是等電位的，最好是設定為高于用來防止上述串擾發(fā)光的反偏電壓VM的電壓。
第2電流反射鏡電路的晶體管Q1、Q2的柵電極被共同連接在一起，晶體管Q1的柵電極和漏極之間被短路。由此，晶體管Q1構成了控制端電流源晶體管，晶體管Q2構成了被控制端電流源晶體管。
當切換到上述檢測模式時，圖1所示的開關SW1被切換到圖中相反方向，即被切換到第2電流反射鏡電路一側。由此，來自電源VM1的電壓通過晶體管Q1供給到陰極線掃描電路3，如后面所詳細說明，通過掃描開關Sk1～Skm作為反偏電壓施加到某一條陰極線。此外，這時候對應于反偏電流值的電流作為漏極電流流入第2電流反射鏡電路的晶體管Q2。
如圖2所示，流入晶體管Q2的漏電流供應到n溝道型晶體管Q3的源電極。該晶體管Q3與同是n溝道型晶體管的Q4～Q7一起構成了電流反射鏡電路。即，作為晶體管Q3～Q7的控制極端子的柵電極相互共同連接在一起，晶體管Q3的源電極和柵電極被短路。由此，晶體管Q3構成了控制端電流源晶體管，晶體管Q4～Q7分別構成了被控制端電流源晶體管。
上述晶體管Q3的漏極和基準電位點之間插入了晶體管Q8，該晶體管Q8的柵電極上供給了一定的電壓，例如邏輯工作電源VDD。因此，晶體管Q8發(fā)揮電流反射鏡電路中的控制端電流源晶體管Q3的負荷電阻功能。另外，發(fā)揮上述各個被控制端電流源晶體管功能的晶體管Q3～Q7的各源電極共同連接到一起，連接到電流比較型比較電路7中的電流輸入端子(非反轉輸入端子)。
另一方面，作為被控制端電流源晶體管的晶體管Q4～Q7的各漏極和基準電位點之間連接了進行開關控制的各晶體管Q9～Q12。由選擇電路6向這些晶體管Q9～Q12的柵電極供給控制信號，晶體管Q9～Q12有選擇地開啟。即，通過使晶體管Q9～Q12有選擇地開啟，電流反射鏡電路中的上述晶體管Q4～Q7有選擇地進入有源(positive)工作狀態(tài)。
這里，電流反射鏡電路的控制端電流源晶體管Q3和被控制端電流源晶體管Q4的晶體管尺寸為1∶n的關系(n1)。即，晶體管Q3和Q4的電流比為1∶n的關系，相對于流入晶體管Q3的控制電流(源極電流)，流入晶體管Q4的被控制電流(源極吸收電流)變?yōu)閚倍，構成了電流放大裝置。
另外，構成被控制端電流源晶體管的其他晶體管Q5～Q7，也對應于控制端電流源晶體管Q3的晶體管尺寸，為an倍、bn倍、cn倍。這里，上述a、b、c最好分別是2、4、8。因此，構成電流反射鏡電路的被控制端電流源晶體管Q4～Q7中，與控制端電流源晶體管相比，所流入的各源極吸收電流分別是n∶2n∶4n∶8n。
因此，利用圖2所示的實施方式，根據(jù)來自上述選擇電路6的控制信號，通過使晶體管Q9～Q12有選擇地開啟，由電流反射鏡電路所構成的電流放大裝置能夠選擇n～16n倍的幅度的電流放大率。
此外，上述以晶體管尺寸表征的電流驅動能力在該實施方式這樣的使用TFT等的單極晶體管中，一般是由柵極寬度和柵極長度之比(所謂的柵極W/L)來決定。另外，眾所周知在雙極型晶體管中是由pn接合部的發(fā)射極面積之比來決定的。
這樣，從反偏電源VM1流向顯示板1一側的反偏電流通過由晶體管Q1、Q2所構成的第2電流反射鏡電路供給到構成了電流放大裝置的電流反射鏡電路。然后，在該電流反射鏡電路中進行電流變換后作為吸收電流供給到上述電流比較型比較電路7的電流輸入端子(非反轉輸入端子)。
另一方面，上述電流比較型比較電路7的其他電流輸入端子(反轉輸入端子)上施加了來自基準電流源8的電流。此外，在該實施方式的電流比較型比較電路7中，由上述反轉輸入端子將基準電流吸收到基準電流源8一側。上述基準電流源8利用數(shù)字化數(shù)據(jù)的輸入，發(fā)揮生成與此對應的吸收電流的功能。因此，通過改變上述數(shù)字化數(shù)據(jù)的設定，能夠改變施加到比較電路7的基準電流的值。
上述電流比較型比較電路7的作用是，與基準電流源8的電流值相比較，當在非反轉輸入端子一側有更大的電流流動時，狀態(tài)反轉，在輸出端產生“+”(正)的電壓輸出。因此，該比較電路7構成了用來判斷非反轉輸入端子的電流值是否大于等于規(guī)定值的電流值檢測裝置。
上述比較電路7的輸出供給到鎖存電路9，利用輸入到該鎖存電路9的鎖存脈沖LP，將比較電路7的輸出鎖存。此外，鎖存電路9的各個鎖存輸出供應到構成存儲裝置的數(shù)據(jù)寄存器10，能夠保存到該數(shù)據(jù)寄存器10里。此外，圖2所示的符號15表示計時器，當電子設備中搭載了該實施方式的顯示單元時，該計時器15就是上述電子設備一側所具備的計時器。
即，上述計時器15具備累計上述電子設備的使用時間(同一顯示單元的使用時間)的功能，隨著該使用時間的流逝，改變提供給上述基準電流源8的數(shù)字化數(shù)據(jù)的設定，從而逐漸改變提供給電流比較型比較電路7的基準電流值。此外，后面詳細說明其理由。
這里，在已經說明的上述有機EL元件中，當向其施加反偏電壓時，一般會表現(xiàn)出非常高的阻抗特性。但是，本發(fā)明的發(fā)明者們根據(jù)以下說明的包括環(huán)境加速試驗結果等在內的各種檢測結果發(fā)現(xiàn)，當元件上施加了反偏電壓時，通過測定元件中流動的微弱電流，就能夠判斷該元件在不久的將來是否很有可能會出現(xiàn)發(fā)光故障(存在潛在的故障隱患)。
因此，在說明基于圖2所說明的故障檢測裝置的作用時，關于向上述元件施加反偏電壓時產生的微小電流的形式，先前說明非常重要，根據(jù)圖4和圖5來說明這一點。
這種有機EL元件，如先前所說明，基本上是通過在透明基板上層疊用來構成陽極的透明電極、包含有機化合物的發(fā)光層、以及用來構成陰極的例如金屬電極而成。由于是這樣的結構，例如發(fā)光層的成膜故障所導致的其一部分形成得很薄、或隨著時間變化電極或發(fā)光層中發(fā)生了物理變化的情況下，兩個電極間的絕緣性發(fā)生變化，在反偏電壓的施加方向上流動的微弱電流的值發(fā)生變化。當這種現(xiàn)象在極端狀態(tài)下發(fā)生時，元件變?yōu)槎搪坊蚪咏搪窢顟B(tài)(漏電狀態(tài))，元件當然無法點亮。
那么，作為一個實例，在1個像素的面積為0.3mm×0.28mm的各有機EL元件上分別施加10.0V的反偏電壓，測定其初始電流值，將結果表示在圖4中。在上述條件下，環(huán)境加速試驗后不會出現(xiàn)漏電的合格像素在初始測定中以30nA附近為中心大致呈正態(tài)分布。另一方面，環(huán)境加速試驗后出現(xiàn)漏電的像素是存在潛在的故障隱患的像素，初始測定值從20nA到數(shù)千nA，分布廣泛。因此，在圖4所示的初始測定的合格像素的電流分布中，當將相對于+6σ的大于等于48nA看作是存在潛在的故障隱患的像素時，能夠預先檢測出80％的不合格像素。
另一方面，如圖5所示，合格像素的電流分布隨著時間流逝一般是朝向箭頭所示方向移動，這也已經被發(fā)明者們所驗證。因此，當顯示單元交付用戶后試圖高精度地檢測出在使用過程中顯示單元的故障、或者很有可能發(fā)生故障的元件時，隨著顯示單元的使用時間的流逝，需要改變其判斷基準。即，隨著顯示單元的使用時間的流逝改變上述判斷基準，如圖5所示，最終將有大于等于120nA的反偏電流流動的像素看作是存在潛在的故障隱患的像素。
返回圖2，該圖2中所示的故障檢測裝置和用來保存該故障檢測裝置的檢測結果的存儲裝置——數(shù)據(jù)寄存器在以下說明的檢測模式中工作。此外，在該檢測模式中，例如當投入了工作電源后或者在投入工作電源時的狀態(tài)下，定期地、進而通過人為的外部操作以任意的時機進行切換。
當切換到上述檢測模式時，根據(jù)已經說明的控制器IC4發(fā)出的指示，圖1所示的開關SW1被切換到圖中相反方向，即被切換到第2電流反射鏡電路一側。另外，根據(jù)控制器IC4的指令，陰極線掃描電路3的掃描開關Sk1～Skm的某一個連接到上述開關SW1一側的線路。另外，同樣根據(jù)控制器IC4的指令，陽極線驅動電路2的驅動開關Sa1～San的某一個接地，其他的驅動開關切換到開放端子。
由此，針對顯示板1上排列的1個EL元件，由上述電源VM1向其施加反偏電壓。此外，這時候對應于上述1個EL元件中流動的微小的反偏電流值的電流經由上述第2電流反射鏡電路供給到構成了作為電流放大裝置的電流反射鏡電路的晶體管Q3。由此，被選擇電路6所選擇而成為有源(positive)工作狀態(tài)的各晶體管Q4～Q7所產生的各源電流由比較電路7作為吸收電流而流動。
如先前所說明，該吸收電流通過選擇電路6的選擇，被放大n～16n倍(n1)，比較電路7根據(jù)將其與供給到此的基準電流源8所產生的電流進行比較的結果產生輸出。這時，鎖存脈沖LP被供給到鎖存電路9，此時的鎖存數(shù)據(jù)被保存到作為存儲裝置的數(shù)據(jù)寄存器10。
這里，當施加有反偏電壓VM1的上述EL元件處于漏電狀態(tài)時，經電流放大后供給到比較電路7的電流值處于飽和狀態(tài)，上述數(shù)據(jù)寄存器10中保存的數(shù)據(jù)表示有故障(缺陷)。另外，如基于圖4所說明那樣，如果在由基準電流源8將電流值設定為使反偏電流達到例如48nA時的狀態(tài)下，即使在所測定的元件中存在潛在的故障隱患時，也同樣地將表示故障的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)寄存器10。
此外，如按照圖5所說明那樣，由于合格像素的電流分布隨著時間流逝移動到更高的電流區(qū)域，最好是基于上述計時器15的計數(shù)值進行設定，以逐步提高基準電流源8的基準電流值。這種情況下，如先前所說明，把48nA直到最終120nA左右以上看作是像素缺陷的設定實例是相當重要的例子，考慮到搭載該裝置的電子設備的性質所要求的判定精度，最好是設定為具有適當余地。
以上說明了檢測對應于1個像素的EL元件的故障時的實例，依次改變上述掃描開關Sk1～Skm和驅動開關Sa1～San的連接方式，對各EL元件實施同樣的檢測，將其檢測結果保存到上述數(shù)據(jù)寄存器10。此外，在如上所述連續(xù)檢測各個EL元件的情況下，在此期間，顯示板無法顯示圖像。因此，通過在例如每1幀(或1子幀)期間內對1個EL元件、或1條陰極線所對應的EL元件實施檢測，實質上就能夠避免圖像成為不顯示狀態(tài)。
圖3表示了能夠基于上述數(shù)據(jù)寄存器10中保存的檢測結果來確定故障(缺陷)位置、相應地使缺陷通知裝置發(fā)揮作用的結構。即，圖3所示的符號9和10表示了圖2中也有表示的鎖存電路和數(shù)據(jù)寄存器，上述數(shù)據(jù)寄存器10中保存的各數(shù)據(jù)用于符號11所示的缺陷位置判定裝置。此外，依據(jù)缺陷位置判定裝置11所判定出來的缺陷場所來驅動缺陷通知裝置12。
在上述數(shù)據(jù)寄存器10中，如已經說明的保存對應于各EL元件的各鎖存輸出，就能夠以圖狀展開的狀態(tài)為每一條掃描線和數(shù)據(jù)線保存這些內容。因此，根據(jù)顯示板上排列的EL元件的位置(坐標值)和檢測結果，能夠確定有故障的EL元件或將來很有可能發(fā)生發(fā)光故障的EL元件。
根據(jù)上述缺陷位置判定裝置11判定出來的缺陷位置，缺陷通知裝置12會被驅動；這種情況下，假如即使找出了將來很有可能發(fā)生發(fā)光故障的像素位置，但是如果其缺陷位置位于不太可能導致看錯顯示的位置，就不啟動缺陷通知裝置12，而可以繼續(xù)照樣使用。另外，在例如其位置位于顯示小數(shù)點的位置的情況下，即使缺陷的像素數(shù)很小，也有必要啟動缺陷通知裝置12。進一步，當將來很有可能發(fā)生故障的像素數(shù)量超過一定數(shù)值時，也可以啟動缺陷通知裝置12。上述做法最好是依據(jù)搭載該自發(fā)光顯示模塊的設備進行適當選擇。
上述的缺陷通知裝置13可以采用例如類似蜂鳴器這樣的聽覺通知方法，也可以在顯示板1上顯示固定的信息?；蛘咭部梢酝ㄟ^關閉顯示板1的顯示，明確表示故障的發(fā)生。在這種情況下，例如飛機上使用的儀表(meter)等不允許關閉顯示的情況下，可以考慮采用適當改變顯示位置的方法。
以上說明的實施方式表示了將本發(fā)明應用于使用了無源式矩陣型顯示板的自發(fā)光顯示模塊時的實例，本發(fā)明也可以應用于使用了有源式矩陣型顯示板的自發(fā)光顯示模塊。圖6表示了將本發(fā)明應用于使用了有源式矩陣型顯示板的自發(fā)光顯示模塊時的實例，與已經說明的各部分相當?shù)牟糠忠酝瑯臃柋硎尽?br> 該圖6所示實施方式的顯示板1上，分別供給了與來自數(shù)據(jù)驅動器2的影像數(shù)據(jù)相對應的數(shù)據(jù)信號的多條數(shù)據(jù)電極線A1、A2、......沿列方向排列，另外，平行于數(shù)據(jù)電極線排列了多條電源供給線P1、P2、......。另一方面，供給了掃描驅動器3輸出的掃描信號的多條掃描電極線K1、K2、......沿行方向排列，同時，平行于掃描電極線排列了多條電源控制線F1、F2、......。
此外，在包含對應于單位發(fā)光像素的EL元件E1的電路結構具備用于控制的晶體管、用于驅動的晶體管、電容器。此外，在圖6所示方式中，使用第1和第2晶體管Tr1、Tr2作為用于控制的晶體管，通過掃描電極線K1、K2、......向它們的各柵極依次提供用來進行行掃描的掃描信號。
另外，該實施方式中，用于控制的第1和第2晶體管Tr1、Tr2的源極、漏極之間串聯(lián)連接。此外，第1控制用晶體管Tr1的源極連接到數(shù)據(jù)電極線A1、A2、......，第2控制用晶體管Tr2的漏極連接到用于驅動的晶體管Tr3的柵極，同時也連接到晶體管C1的一端。
上述電容器C1的另一端以及用于驅動的晶體管Tr3的源極連接到電源供給線P1、P2、......，用于驅動的晶體管Tr3的漏極連接到EL元件E1的陽極端子。此外，EL元件E1的陰極端子連接到電源控制線F1、F2、......。另外，該實施方式中，各個用于驅動的晶體管Tr3的漏極和源極之間按圖6所示方向連接了二極管D1。
如后所述，這用于使故障檢測裝置發(fā)揮作用，當EL元件E1上施加反偏電壓時導通，繞過用于驅動的晶體管Tr3。此外，在圖6中，因篇幅所限，只描述了對應于4個像素的結構；以上說明的電路結構對應于顯示板1上排列的各個有機EL元件E1分別以同樣形式構成。
在行和列方向上排列了多個這種電路的顯示板1的單位像素的發(fā)光控制工作在地址期間內，通過掃描電極線K1、K2、......向第1和第2控制用晶體管Tr1、Tr2的柵極供給開啟電壓。由此，經由串聯(lián)連接的晶體管Tr1、Tr2的各源極·漏極，與通過數(shù)據(jù)電極線A1、A2、......供給的影像數(shù)據(jù)信號相對應的電流流入電容器C1，將電容器C1充電。然后，該充電電壓被供給到驅動用晶體管Tr3的柵極，晶體管Tr3使與該柵極電壓及供給到電源控制線F1、F2、......的控制電壓(在該實施方式中是地電位)相對應的電流流向有機EL元件E1，由此，EL元件E1發(fā)光。
另一方面，控制用晶體管Tr1、Tr2的柵極電壓變成關閉電壓后，晶體管Tr1、Tr2即進入所謂的截止狀態(tài)。但是，用于驅動的晶體管Tr3的柵極電壓借助于電容器C1中積聚的電荷而得以保持。此外，到下一尋址時為止，利用用于驅動的驅動晶體管Tr3保持流向有機EL元件E1的驅動電流，由此維持EL元件E1發(fā)光。
在圖6所示結構中，在包含發(fā)光顯示板1和數(shù)據(jù)驅動器2及掃描驅動器3的自發(fā)光顯示模塊上進一步具備用來檢測自發(fā)光顯示模塊中發(fā)光故障的故障檢測裝置。即，該故障檢測裝置中包含包含CPU的控制電路20、電源供給部件21、反偏電壓供給部件22。此外，上述反偏電壓供給部件22上供給了由晶體管Q1、Q2構成的電流反射鏡電路的電源VM1所輸出的電流。
此外，圖6所示的由晶體管Q1、Q2構成的電流反射鏡電路與圖1和圖2所示的第2電流反射鏡電路具有相同的電路結構，晶體管Q2輸出的反射鏡輸出電流供給到構成了圖2所示的電流反射鏡電路的控制端電流源晶體管Q3。即，在圖6所示的實施方式中，原樣利用了圖2和圖3所示的電路結構。
上述電源供給部件21在顯示板1被點亮驅動的發(fā)光驅動模式下，電源B1輸出的驅動電壓通過開關SY1、SY2、......施加到各電源供給線P1、P2、......。此時，反偏電壓供給部件22的各開關SX1、SX2、......連接到地電位端。由此，排列在顯示板1上的各像素如上述那樣被有選擇地驅動發(fā)光。
另外，在處于檢測顯示板的像素缺陷的檢測模式的情況下，如已經說明的那樣，向某一個EL元件E1供給反偏電壓。圖6所示的狀態(tài)表示構成圖的左上方的像素的EL元件E11上施加了反偏電壓的狀態(tài)，包含CPU的控制電路20將反偏電壓供給部件22的開關SX1切換到由晶體管Q1、Q2構成的電流反射鏡電路一側。另外，控制電路20控制電源供給部件21的開關SY1連接到地電位，其他的設定為開放端子。
由此，供給到電流反射鏡電路的晶體管Q1的電源VM1所輸出的電流在反偏電壓供給部件22的開關SX1、電源控制線F1、EL元件E11、二極管D1、電源供給線P1、電源供給部件21的開關SY1所形成的通路中流動。此時的電流值作為反射鏡電流(被控制電流)流入晶體管Q2的漏極，利用圖2所示結構，針對顯示板上1個像素所對應的EL元件執(zhí)行檢測。此外，該檢測工作與已經基于圖2說明的檢測工作相同。
上述檢測工作通過依次改變反偏電壓供給部件22的開關SX1、SX2、......與電源供給部件21的開關SY1、SY2、......的連接組合而執(zhí)行，由此能夠針對構成各個像素的全部EL元件檢測有無故障。此外，利用數(shù)據(jù)寄存器10中保存的數(shù)據(jù)來驅動缺陷通知裝置12，該工作與已經基于圖3說明的工作相同。
在以上說明的實施方式中，雖然使用有機EL元件作為自發(fā)光元件，但并不限于有機EL元件，也可以使用其他的具有二極管特性的自發(fā)光元件。另外，上述的包含故障檢測裝置的自發(fā)光顯示模塊，不僅用于已經說明的醫(yī)療器具和飛機的儀表等電子設備上，即使在需要這種發(fā)光顯示板的其他電子設備中使用，也可以照樣享受已經說明的作用效果。
權利要求
1.一種自發(fā)光顯示模塊，其具備自發(fā)光顯示單元，該單元包括在掃描線和數(shù)據(jù)線的交點位置矩陣式排列多個包括具有二極管特性的自發(fā)光元件的像素的發(fā)光顯示板、以及有選擇地驅動上述發(fā)光顯示板中的各個自發(fā)光元件發(fā)光的驅動裝置；故障檢測裝置，用來檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障，自發(fā)光顯示模塊的特征在于，上述故障檢測裝置具備反偏電壓施加裝置，在上述自發(fā)光元件的不發(fā)光狀態(tài)下對該元件的陰極一側施加反偏電壓；電流放大裝置，在對上述自發(fā)光元件的陰極一側施加反偏電壓的狀態(tài)下將上述自發(fā)光元件中流動的電流進行放大；以及電流值檢測裝置，判斷利用上述電流放大裝置放大后的電流值是否大于等于規(guī)定值，利用上述電流值檢測裝置檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障。
2.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述電流放大裝置由在控制端電流源晶體管和被控制端電流源晶體管之間設定為指定電流比(1∶n，n≥1)的電流反射鏡電路構成，在上述自發(fā)光元件的陰極一側施加反偏電壓時產生的電流供給到上述控制端電流源晶體管，同時，上述被控制端電流源晶體管中流動的電流供給到上述電流值檢測裝置。
3.如權利要求2所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，在構成上述電流放大裝置的電流反射鏡電路中，各個控制極端子共同連接在一起，同時，具備多個晶體管尺寸不同的被控制端電流源晶體管，通過有選擇地使上述被控制端電流源晶體管進行有源工作，能夠選擇上述電流放大裝置的電流放大率。
4.如權利要求2或權利要求3所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，在上述自發(fā)光元件的陰極一側施加反偏電壓時產生的電流通過第2電流反射鏡電路供給到上述電流反射鏡電路的控制端電流源晶體管。
5.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述電流值檢測裝置由電流比較型比較電路器構成，上述電流比較型比較電路一方的電流輸入端子上供給了由上述電流放大裝置提供的電流，另一方電流輸入端子上供給了來自基準電流源的電流。
6.如權利要求5所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述電流比較型比較電路的另一方電流輸入端子上供給的來自基準電流源的電流值可變。
7.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述驅動裝置的結構是可以切換為發(fā)光驅動模式和檢測模式，在上述檢測模式下，對上述任意一條掃描線施加反偏電壓，并且，通過將上述任意一條數(shù)據(jù)線連接到基準電位點，從而對與1個像素相對應的自發(fā)光元件的陰極一側施加反偏電壓。
8.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述故障檢測裝置所做的檢測工作在對應于上述發(fā)光顯示板的各像素的各掃描線和各數(shù)據(jù)線的所有組合中分別被執(zhí)行，基于檢測工作的檢測結果被保存到存儲裝置中。
9.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，基于上述存儲裝置中保存的上述故障檢測裝置的檢測結果驅動通知裝置。
10.如權利要求1所述的自發(fā)光顯示模塊，其特征在于，上述發(fā)光顯示板上排列的自發(fā)光元件是在發(fā)光層中使用了有機化合物的有機EL元件。
11.一種電子設備，搭載了上述權利要求1至權利要求10的任意一項所述的自發(fā)光顯示模塊。
12.一種自發(fā)光顯示模塊中缺陷狀態(tài)的檢測方法，該發(fā)光顯示模塊具備自發(fā)光顯示單元，該單元包括在掃描線和數(shù)據(jù)線的交點位置矩陣式排列多個包括具有二極管特性的自發(fā)光元件的像素的發(fā)光顯示板、以及有選擇地驅動上述發(fā)光顯示板中的各個自發(fā)光元件發(fā)光的驅動裝置；故障檢測裝置，用來檢測上述自發(fā)光顯示單元中的故障；存儲裝置，保存上述故障檢測裝置的檢測結果，所述方法其特征在于，上述故障檢測裝置執(zhí)行反偏電壓施加步驟，對上述發(fā)光顯示板上任意一條掃描線施加反偏電壓；電流值判定步驟，在施加上述反偏電壓的狀態(tài)下，通過電流放大裝置得到上述自發(fā)光元件中流動的電流值，由此判斷該元件中流動的電流值是否大于等于規(guī)定值；以及判定結果保存步驟，將由上述電流值判定步驟得到的判定結果保存到上述存儲裝置。
13.如權利要求12所述的自發(fā)光顯示模塊中缺陷狀態(tài)的檢測方法，其特征在于，在對應于上述各像素的各掃描線和各數(shù)據(jù)線的所有組合中分別執(zhí)行上述反偏電壓施加步驟、電流值判定步驟、判定結果保存步驟。
全文摘要
在檢測模式下，對發(fā)光顯示板(1)上排列的某一個自發(fā)光元件施加反偏電壓(VM1)。這時候與上述元件中流動的微弱電流相對應的電流借助于由晶體管(Q1)、(Q2)構成的電流反射鏡電路的作用供給到晶體管(Q3)。將晶體管(Q3)作為控制端電流源晶體管，將晶體管(Q4)～(Q7)作為被控制端電流源晶體管，由此構成電流反射鏡電路。另外，被控制端電流源晶體管(Q4)～(Q7)的晶體管尺寸相對于控制端電流源晶體管(Q3)為例如1248的關系，構成了電流放大裝置。將在電流比較型比較電路(7)中經過電流放大的電流值與來自基準電流源(8)的電流值相比較，其輸出經鎖存電路(9)鎖存，保存到數(shù)據(jù)寄存器(10)。在對上述自發(fā)光元件施加反偏電壓時，如果產生了大于等于規(guī)定值的微弱電流，則認為自發(fā)光元件很有可能會出現(xiàn)發(fā)光故障，利用數(shù)據(jù)寄存器(10)中保存的數(shù)據(jù)來適當驅動通知裝置。
文檔編號G09G3/32GK1691113SQ20051006
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權日2004年4月23日
發(fā)明者佐藤宏幸, 佐藤一浩, 后藤隆志 申請人:東北先鋒電子股份有限公司