JP2010054641A - 表示装置とその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥素子に対して駆動信号を供給することに起因する問題を解消できるように、欠陥素子に対する修復処理を電気的な手法により実現する。
【解決手段】ＬＥＤ素子２をマトリクス状に備えた画素アレイ部１０２における、各ＬＥＤ素子２の電流電圧特性を素子特性取得部５２０により測定する。輝点欠陥判定部５４０で輝点欠陥素子を特定する。欠陥情報生成部６００Ａは、各ＬＥＤ素子２の電流電圧特性の測定データと輝点欠陥素子の情報に基づき欠陥情報を生成し欠陥情報記憶部４４０に記憶する。映像信号生成部４６０は、外部から入力された画像情報Ｖsig1と欠陥情報記憶部４４０に記憶されている欠陥情報に基づき、欠陥を持つものにはゼロレベルを供給し、欠陥を持たないものには画像情報Ｖsig1を供給する。欠陥情報を欠陥情報記憶部４４０に記憶し、欠陥情報を使って欠陥素子には駆動信号を供給しないという電気的な方法によりリペアを行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置とその駆動方法に関する。より詳細には、欠陥素子に対する駆動技術（事実上のリペア対策）に関する。

画素の表示素子として、印加される電圧や流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子を用いた表示装置が、各種の電子機器に利用されている。たとえば、印加される電圧によって輝度が変化する電気光学素子としては液晶表示素子が代表例であり、流れる電流によって輝度が変化する電気光学素子としては、一般的なＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence, 有機ＥＬ, Organic Light Emitting Diode, OLED；以下、有機ＥＬと記す）素子が代表例である。後者の一般的なＬＥＤや有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、画素の表示素子として、自発光素子である電気光学素子を用いたいわゆる自発光型の表示装置である。

電気光学素子を発光させる際には、たとえばアクティブマトリクス型では、映像信号線を介して供給される入力画像信号をたとえばスイッチングトランジスタ（サンプリングトランジスタと称する）で駆動トランジスタのゲート端（制御入力端子）に設けられた保持容量（画素容量とも称する）に取り込み、取り込んだ入力画像信号に応じた駆動信号を電気光学素子に供給する。パッシブマトリクス型の場合は、列走査線と行走査線の交差する位置に電気光学素子を配置し、列走査線と行走査線との間の駆動信号で電気光学素子を駆動する。

電気光学素子として液晶表示素子を用いる液晶表示装置では、液晶表示素子が電圧駆動型の素子であることから、保持容量に取り込んだ入力画像信号に応じた電圧信号そのもので液晶表示素子を駆動する。これに対して、電気光学素子として有機ＥＬ素子などの電流駆動型の素子を用いる有機ＥＬ表示装置では、保持容量に取り込んだ入力画像信号に応じた駆動信号（電圧信号）を駆動トランジスタで電流信号に変換して、その駆動電流を有機ＥＬ素子などに供給する。

しかしながら、電気光学素子が、パネル製造時や出荷後の使用経過に伴う何らかの原因により発光が正常になされない画素となり、パネルに欠陥素子が生じてしまい歩留まり低下の原因となる。このような表示上の欠陥は、表示装置の良品率を高める上で阻害要因となっており、表示装置の低コスト化を阻む。製品出荷後においても新たな欠陥が発生することがあり表示品質が低下する。

欠陥素子の状態としては、電気光学素子の種類（たとえば液晶表示素子なのか有機ＥＬを含むＬＥＤ素子であるのかなど）やショート欠陥なのかオープン欠陥なのか中途半端な駆動状態なのかなどによって、滅点（黒点：発光しない画素）や輝点（正常範囲を外れて高輝度で発光する画素）や、中途半端な発光レベルの正常範囲外発光点などとして現われる。

そこで、電子機器に用いられる表示装置においては、表示パネルに配列された各画素の欠陥状態を検査し、欠陥対策を行なうことが考えられている（特許文献１，２を参照）。

特開２００３−２６２８４２号公報 特開２００５−２７４８２１号公報

たとえば、特許文献１では、欠陥素子のリペアの方法として表示パネルそのものに対して追加の加工を行なう方法がとられている。すなわち、液晶表示装置の輝点欠陥を修正する方法として、レーザ光を欠陥素子に照射して配向膜を加工し、液晶の配向性を減少させることによって透過光を減少させるリペア方法をとっている。

特許文献２では、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がマトリクス状に多数配列され各自発光素子を選択的に発光駆動させる発光表示パネルを対象としている。この技術では、発光表示パネルにおける各自発光素子の不具合を検知し、その検知結果を記憶手段に格納する。そして、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で、欠陥素子が発生した場合に、早急にユーザに対して報知するようにしている。

しかしながら、特許文献１の仕組みでは、レーザ光による新たな欠陥の発生の危険が伴い、作業にも大変な工数が掛かるためコストアップが懸念される。また、ＬＥＤなどの自発光型のものを電気光学素子とするマトリクスで電極が構成された表示パネルにこの方法を適用しレーザ光で素子または電極や配線を破壊した場合、確かに輝点欠陥は滅点となり得るが、その素子はオープン不良へと変わるため新たな弊害が生じる。すなわち、オープン不良の場合、同じ列に接続された他の素子にそれらが持つ浮遊容量分だけ瞬間的に電流が流れるため、電流値によってはこれらの素子が不要なタイミングで発光してしまうことがある。また、浮遊容量への電流チャージ後は電圧が上昇していき電流出力回路の回路電圧付近まで達するため過電圧印加の危険性も生じる。

特許文献２では、画素の欠陥が発生した場合に、この状態をユーザに対して報知することで、誤った表示情報をユーザに伝えるのを防止するというもので、欠陥対策とは言っても、欠陥素子そのものに対する対策はなされていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、レーザ光を用いるなどの追加加工のリペア手法はとらずに、表示装置の良品率の向上を図ることのできる仕組みを提供することを目的とする。特に、正常範囲外で光る欠陥素子に対する修復処理を電気的な手法により実現することを目的とする。

さらに好ましくは、欠陥素子に対して駆動信号を供給することに起因する問題を解消することのできる仕組みを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、マトリックスの列方向に平行に配置され映像信号を供給する水平走査線と、マトリックスの行方向に平行に配置され垂直走査信号を供給する垂直走査線と、前記水平走査線と前記垂直走査線の各交差部分に配置され映像信号と垂直走査信号に基づき選択的に点灯駆動される電気光学素子とを備えた表示パネル部における、それぞれの電気光学素子の欠陥の有無を判定する。そして、その欠陥の有無を示す欠陥情報を欠陥情報記憶部に記憶しておく。なお、欠陥の有無を判定する機能部（欠陥情報生成部）は表示装置に搭載してもよいし表示装置外に配置してもよい。

この後、各電気光学素子を駆動する際には、外部から供給される映像信号と欠陥情報記憶部に記憶されている欠陥情報に基づいて、電気光学素子に供給する映像信号として、欠陥を持つ電気光学素子に対しては点灯に必要なレベルの供給を停止し、欠陥を持たない前記電気光学素子に対しては外部から供給される信号を映像信号生成部により生成する。

要するに、表示パネルにマトリクス状に配置された各電気光学素子の欠陥の有無を判定したら、その欠陥素子を特定する情報を記憶しておき、その情報を使って欠陥素子には駆動信号を供給しないという電気的な方法によりリペアを行なうのである。正常範囲外で光る欠陥素子には発光に必要な駆動信号は供給されず滅点となりリペア（修復処理）が実現される。

本発明の一態様によれば、追加加工のリペア手法はとらずに、正常範囲外で光る欠陥素子に対する修復処理を電気的な手法により実現でき、表示装置の良品率の向上を図ることができる。欠陥素子に対して駆動信号を供給することに起因する問題が解消される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各機能要素について実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，…などのように大文字の英語の参照子を付して記載し、特に区別しないで説明する際にはこの参照子を割愛して記載する。図面においても同様である。

本実施形態では、たとえば画素の表示素子（電気光学素子、発光素子）としてＬＥＤ素子を適用した場合を例に採って説明する。なお、以下においては、画素の表示素子としてＬＥＤ素子を例に具体的に説明するが、これは一例であって、対象となる表示素子はＬＥＤ素子に限らない。また、ＬＥＤ素子のアノード端に映像信号を供給して点灯駆動する陰極線走査・陽極線ドライブ方式で示すが、これは一例であって、ＬＥＤ素子のカソード端に映像信号を供給して点灯駆動する陽極線走査・陰極線ドライブ方式にしてもよい。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る表示装置の第１実施形態の概略を示すブロック図である。第１実施形態は、欠陥判定に資する基礎情報を検出する機能部や欠陥素子データ作成用の機能部を表示装置１Ａの外部に用意する、いわゆる治具対応の構成である。

図１に示すように、第１実施形態の表示装置１Ａは、複数の表示素子としてのＬＥＤ素子２が表示アスペクト比である縦横比がＸ：Ｙ（たとえば９：１６）の有効映像領域を構成するように配置された表示パネル部１００と、この表示パネル部１００のＬＥＤ素子２を駆動制御する種々の信号を発するパネル制御部の一例である駆動信号生成部２００と、映像信号処理部３００を備えている。駆動信号生成部２００と映像信号処理部３００とは、１チップのＩＣ（Integrated Circuit；半導体集積回路）に内蔵されている。

製品形態としては、図示のように、表示パネル部１００、駆動信号生成部２００、および映像信号処理部３００の全てを備えたモジュール（複合部品）形態の表示装置１Ａとして提供されることに限らず、たとえば、表示パネル部１００のみで表示装置１Ａとして提供することも可能である。また、このような表示装置１Ａは、半導体メモリやミニディスク（ＭＤ）やカセットテープなどの記録媒体を利用した携帯型の音楽プレイヤーやその他の電子機器の表示部に利用される。

表示パネル部１００は、基板の上に、ＬＥＤ素子２を垂直方向に走査する垂直駆動部１０３（行駆動部とも称される）と、ＬＥＤ素子２を水平方向に走査する水平駆動部１０６（列駆動部、水平セレクタあるいはデータ線駆動部とも称される）と、外部接続用の端子部１０８（パッド部）などが集積形成されている。さらに、ＬＥＤ素子２がｎ行×ｍ列のマトリクス状に配列された画素アレイ部１０２と垂直駆動部１０３や水平駆動部１０６などの周辺駆動回路が、フレキケーブルなどの接続配線によって電気的に接続された構成となっている。

画素アレイ部１０２は、一例として、図示する左右方向の一方側もしくは両側から垂直駆動部１０３で駆動され、かつ図示する上下方向の一方側もしくは両側から水平駆動部１０６で駆動されるようになっている。

ＬＥＤ素子２を駆動するに当たっては、ＬＥＤ素子２をマトリクス状に配列したパッシブマトリクス型と、マトリクス状に配列した各ＬＥＤ素子２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の何れをも採用し得るが、ここではパッシブマトリクス型で説明する。

画素アレイ部１０２には、行走査線１０３VS（陰極線）および映像信号線１０６HS（データ線、陽極線）が形成されている。両者の交差部分にはダイオードのシンボルマークで示したＬＥＤ素子２が配置されて画素アレイ部１０２を構成している。各ＬＥＤ素子２に対しては、垂直駆動部１０３により行選択信号で駆動されるｎ行分の行走査線１０３VS_1〜１０３VS_nが画素行ごとに配線され、水平駆動部１０６により映像信号（特に本実施形態ではリペア対策済み映像信号Ｖsig2）で駆動されるｍ列分の映像信号線１０６HS_1〜１０６HS_mが画素列ごとに配線される。

垂直駆動部１０３は、駆動信号生成部２００から供給される垂直駆動系のパルス信号に基づき、行走査線１０３VSを介して各ＬＥＤ素子２のカソード側を順次選択する。水平駆動部１０６は、駆動信号生成部２００から供給される水平駆動系の信号としてのリペア対策済み映像信号Ｖsig2の内の所定電位（映像有効域間の電位）を、選択されたＬＥＤ素子２のアノードに対して供給する。

本実施形態の表示装置１Ａにおいては、一例として線順次駆動について考えており、垂直駆動部１０３は線順次で（つまり行単位で）画素アレイ部１０２を走査するとともに、これに同期して水平駆動部１０６が、画像信号を、１水平ライン分を同時に、画素アレイ部１０２に供給する。水平駆動部１０６は、１列ずつ順番に選択的にリペア対策済み映像信号Ｖsig2を供給する点順次駆動にしてもよい。

水平駆動部１０６には、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータによる昇圧回路で生成される駆動電圧を利用して動作する定電流源（図示を割愛する）および各映像信号線１０６HSと接続された列側ドライバ１０６ａが備えられている。定電流源からの電流が、列側ドライバ１０６ａを介して映像信号線１０６HSに対応して配置された個々のＬＥＤ素子２のアノードに対して供給されるように作用する。また、列側ドライバ１０６ａは、定電流源からの電流を個々のＬＥＤ素子２に供給しない場合には、映像信号線１０６HSを接地電位に接続する。因みに、列側ドライバ１０６ａは、映像信号をＰＷＭ変調して定電流を画素アレイ部１０２に出力する側のドライバである。好ましくは、各列に対して設けられた列側ドライバ１０６ａは、全列分あるいは数列分ずつＩＣに収容される。

垂直駆動部１０３には、各行走査線１０３VSと接続された行側ドライバ１０３ａが備えられている。基準電位点（接地電位）またはクロストーク発光を防止するための逆バイアス電圧ＶM が、行側ドライバ１０３ａを介して行走査線１０３VSに対応して配置された個々のＬＥＤ素子２のカソードに対して供給されるように作用する。因みに、行側ドライバ１０３ａは、走査信号に同期して電流を吸い込む側のドライバである。好ましくは、各行に対して設けられた行側ドライバ１０３ａは、全行分あるいは数行分ずつＩＣに収容される。

このような構成により、行走査線１０３VSを所定の周期で基準電位点に設定しながら、所望の映像信号線１０６HSに定電流源を接続することにより、各ＬＥＤ素子２は選択的に発光されるように作用する。垂直駆動部１０３および水平駆動部１０６は駆動信号生成部２００や映像信号処理部３００の制御の元で動作するものであり、表示すべき映像信号に基づいて各部は動作する。結果的には、映像信号に基づいて行走査線１０３VSを所定の周期で基準電位点に設定しながら所望の映像信号線１０６HSに対して定電流源が接続されるので、各ＬＥＤ素子２は選択的に発光し、表示パネル部１００上に映像信号に基づく画像が表示される。

表示装置１Ａはさらに、表示パネル部１００（特に画素アレイ部１０２）における表示の不具合を検知するための不具合検知機構と、この不具合検知結果に基づくリペアデータを格納する記憶手段（纏めてリペア機構）が備えられている。「リペアデータ」は、各ＬＥＤ素子２の欠陥の有無を示す欠陥情報の一例である。たとえば、各ＬＥＤ素子２の位置に対応させて欠陥の有無を区別する２値データをテーブルデータとして記憶しておく（図２を参照）。不具合検知機構は、表示パネル部１００外のデータ解析・リペアデータ作成用の治具と接続されるようになっている。記憶手段には、このデータ解析・リペアデータ作成用の治具からリペアデータが登録されるようになっている。以下、これらリペア機構について具体的に説明する。

表示パネル部１００には、欠陥情報受付部４２０と、欠陥情報記憶部４４０（リペアデータ記憶部）と、映像信号生成部４６０（映像データ演算部）が設けられている。欠陥情報受付部４２０は、各ＬＥＤ素子２の欠陥の有無を示す情報であるリペアデータの外部からの入力を受け付ける。欠陥情報記憶部４４０は、欠陥情報受付部４２０を介して外部から取り込まれたリペアデータを記憶する。映像信号生成部４６０は、外部から供給される画像情報Ｖsig1と欠陥情報記憶部４４０に格納されているリペアデータに基づいて各ＬＥＤ素子２を駆動するためのリペア対策済み映像信号Ｖsig2を生成する。

表示装置１Ａの周囲には、欠陥判定情報検出部５００と輝点欠陥判定部５４０と欠陥情報生成部６００Ａ（リペアデータ生成部）が、生産治具として設けられている。欠陥判定情報検出部５００は、各ＬＥＤ素子２の欠陥の有無の判定に資する基礎情報を検出する。欠陥情報生成部６００Ａは、欠陥判定情報検出部５００で検出された測定データを受け付ける。また、欠陥情報生成部６００Ａは、ＬＥＤ素子２が正常範囲を外れて高輝度で発光するものであるか否かを示す輝点欠陥情報を輝点欠陥判定部５４０から受け付ける。そして、欠陥情報生成部６００Ａは、欠陥判定情報検出部５００や輝点欠陥判定部５４０で得られる各種の情報に基づきリペアデータを生成し欠陥情報記憶部４４０に記憶する。

欠陥判定情報検出部５００の構成としては、ＬＥＤ素子２の動作状態（発光し得る駆動電流を流した状態）や非動作状態におけるＬＥＤ素子２のアノード端やカソード端の端子電圧あるいはその端子間電圧を「欠陥の有無の判定に資する基礎情報」として検出するものであればよく、その限りにおいて公知の様々なものを採用することができる。なお、端子電圧の計測に当たっては、一般的な製造現場での手法と同様に、テストフィクスチャなどの生産治具を使う手法を採ればよい。

本実施形態の欠陥判定情報検出部５００は、ＬＥＤ素子２に予め定められた一定電流を供給したときのＬＥＤ素子２の端子間電圧を測定することで、画素アレイ部１０２の各ＬＥＤ素子２における不具合を検知するための基礎情報となる各ＬＥＤ素子２の電流電圧特性を取得する素子特性取得部５２０を有している。つまり、本実施形態では、ＬＥＤ素子２を点灯駆動しているときの電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を測定データとして取得する仕組みを採用する。素子特性取得部５２０は欠陥の有無の判定用に取得した測定データを欠陥情報生成部６００Ａに通知する。このような仕組みを採れば、発光駆動動作のままで、素子特性取得部５２０による欠陥判定用の基礎情報の取得が実行可能になる。

欠陥情報記憶部４４０は、少なくとも正常に発光しないＬＥＤ素子２（欠陥素子２NGと称する）の画素アレイ部１０２の行位置と列位置を記憶するものとする。欠陥素子２NGとしては、映像信号Ｖsig を駆動信号として供給しても全く点灯しない滅点となるものや、映像信号Ｖsig を供給すると点灯はするものの電流電圧特性が正常範囲から外れている正常範囲外発光点となるものや、輝点欠陥素子である。正常に発光するＬＥＤ素子２（正常素子２OKと称する）の画素アレイ部１０２の行位置と列位置を記憶することは必須ではない。ただし、欠陥検知後の表示駆動との関係においては、欠陥素子２NGと正常素子２OKを区別する情報を各ＬＥＤ素子２のアドレスごとに記録するのが好ましい。

映像信号生成部４６０は、映像信号処理部３００から供給される画像情報Ｖsig1と欠陥情報記憶部４４０に記憶されているリペアデータに基づき、リペアをするＬＥＤ素子２は画像情報Ｖsig1をゼロ（黒レベル）に変換し、リペアしないＬＥＤ素子２の場合は入力された画像情報Ｖsig1のままのレベルで、それぞれ列側ドライバ１０６ａにリペア対策済み映像信号Ｖsig2として送る。

輝点欠陥判定部５４０は、一例として表示パネル部１００の画素アレイ部１０２をカメラで撮像し、その撮像データを解析することで、高輝度で発光してしまう輝点欠陥を検知する。輝点欠陥を持つＬＥＤ素子２を輝点欠陥素子と称する。たとえば、行アドレスと列アドレスを切り替えながら各ＬＥＤ素子２を１つずつ発光させて電流電圧特性を素子特性取得部５２０で取得する都度、輝点欠陥判定部５４０は、測定対象のＬＥＤ素子２から発せられる部分の輝度が予め定められている閾値を超えるか否かにより輝点であるか否かを判定する。ここでは、閾値を超えるとき輝点であるとする。輝点欠陥判定部５４０は、輝点欠陥の画素位置（アドレス）を特定して、そのアドレス情報を欠陥情報生成部６００に通知する。

なお、輝点欠陥の画素位置の特定は欠陥情報生成部６００Ａで行なってもよい。この場合、輝点欠陥判定部５４０は、輝点の判定結果をリペアデータ作成部６００に通知する。欠陥情報生成部６００は、測定対象のＬＥＤ素子２が輝点欠陥であるか否かの輝点欠陥判定部５４０による判定結果の入力を受け付けることで、輝点欠陥の画素位置（アドレス）を特定する。

輝点欠陥判定部５４０を備えないシステム構成も考えられる。この場合には、製造ラインであれば作業マン、市場であればサービスエンジニアや使用者が、同機能の実行を担うようにすればよい。たとえば、行アドレスと列アドレスを切り替えながら各ＬＥＤ素子２を１つずつ発光させて電流電圧特性を素子特性取得部５２０で取得する都度、作業マンやサービスエンジニアや使用者が、輝点欠陥の画素位置（アドレス）を特定してそのアドレス情報を欠陥情報生成部６００Ａに入力するようにすればよい。輝点欠陥の画素位置の特定は欠陥情報生成部６００Ａで行なってもよい。この場合、欠陥情報生成部６００Ａは、測定対象のＬＥＤ素子２が輝点欠陥であるか否かの人手による判定結果の入力を受け付けることで、輝点欠陥の画素位置（アドレス）を特定する。

欠陥情報生成部６００Ａは、素子特性取得部５２０から通知される測定データや輝点欠陥判定部５４０からの輝点画素の情報に基づいて、リペアデータを作成する。特に、素子特性取得部５２０から通知される測定データを参照するときには、各ＬＥＤ素子２の実動の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）と予め設定されている基準の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を比較することで、表示の不具合を検知する、つまり欠陥の有無を判定する。

要するに、表示パネル部１００内の全てのＬＥＤ素子２の電流電圧特性を予め測定しておき、その測定値からＬＥＤ素子２の駆動が正常か不良かを判断し、欠陥素子はリペアをするように指示したデータテーブル（リペアデータ）を作成する。外部から入力された映像信号とこのリペアデータに基づき、リペアをするＬＥＤ素子２に供給する信号レベルはゼロ（黒レベル）に変換して、ＬＥＤ素子２を電流駆動する列側ドライバ１０６ａに入力する。その結果、欠陥素子に電流は流れず滅点となりリペアが実現される。

各ＬＥＤ素子２の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）から、ＬＥＤ素子２の駆動状態が正常かオープンやショートなどの不良かを容易に判断できるので、リペアデータの作成が容易である。輝点欠陥のあるＬＥＤ素子２の場合は、そのＬＥＤ素子２の列側、行側のアドレスを調べることで、リペアデータに直ぐに反映できる。このように、本実施形態では、電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）から判断される欠陥だけでなく、電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）からでは判断できないような輝点欠陥についても輝点欠陥判定部５４０や人手により判断する仕組みを採っており、いかなる欠陥素子にも対応が可能である。

欠陥情報生成部６００Ａとしては、各種のデータ解析を実行可能なものであればよく、典型的には、マイクロプロセッサを利用したパーソナルコンピュータなどの電子計算機の仕組みを利用するのがよい。「電子計算機の仕組み」とする場合、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、読出専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）、随時書込みおよび読出しが可能であるとともに揮発性の記憶部の一例であるＲＡＭ（Random Access Memory）、および不揮発性の記憶部の一例であるＮＶＲＡＭなどが設けられる。多くの処理部分はソフトウェアにより処理を実行させる仕組みとされる。たとえば、リペアデータ作成専用ソフトをパーソナルコンピュータに組み込んでおき、測定データや輝点欠陥素子の列側と行側のアドレスを特定することでリペアデータを生成し、このパーソナルコンピュータから欠陥情報記憶部４４０へデータを書き込む。

一連の処理を実現するための各部（機能ブロックを含む）の具体的手段は、ハードウェアまたはソフトウェアあるいは両者の複合構成、さらにはネットワークを利用した組み合わせ、その他の任意の手段を用いることができ、このこと自体は当業者において自明である。また、機能ブロック同士が複合して一つの機能ブロックを構成するものであってもよい。

ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させたり、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させたりする。また、各種の処理は、後述する実施形態の記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力や必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。

マトリクスで電極が構成されたＬＥＤ素子２を発光素子とする画素アレイ部１０２において、素子特性取得部５２０は各ＬＥＤ素子２に定電流を流したときに発生する両端電圧（ＶＦ値）を全素子分、素子特性取得部５２０により予め測定し、測定結果を欠陥情報生成部６００Ａに通知し、欠陥情報生成部６００Ａではデータファイルとして準備しておく。また、画素アレイ部１０２の各ＬＥＤ素子２を実際に点灯させたときに高輝度で発光してしまう輝点欠陥の有無を輝点欠陥判定部５４０や作業マンまたはサービスエンジニアなどが検知し、輝点欠陥があれば、そのＬＥＤ素子２の画素アレイ部１０２での行方向および列方向のアドレスも記録しておく。

ＬＥＤ素子２が正常に駆動されていれば電圧値はＶＦ値のバラつきの範囲内に入る。電極の不良などでＬＥＤ素子２に電流が流れなければオープン不良となり電圧は測定に使用した定電流出力回路の回路電圧付近の高い値となる。ＬＥＤ素子２や電極がショート状態の不良であれば０［Ｖ］に近い値となり正常の範囲を大きく外れる。

欠陥情報生成部６００Ａは、これらの測定電圧がＬＥＤ素子２のＶＦ値の正常な範囲内に入っているかどうかを判別し、外れているＬＥＤ素子２はリペア対象の素子とし、正常範囲のＬＥＤ素子２はリペア対象外の素子とし、輝点欠陥素子もリペア対象の素子とする。リペア対象の素子については欠陥素子２NGとし、リペア対象外の素子は正常素子２OKとする。

以上のようにリペアをするかしないかを２値データ（０／１：Ｌ／Ｈ）で、画素アレイ部１０２の全てのＬＥＤ素子２について指示したデータテーブル（リペアデータ）を全素子分生成し、このデータをインターフェイスを通してリペアデータ用メモリとして機能する欠陥情報記憶部４４０に書き込んでおく。たとえば、欠陥素子２NGに対しては“０”、正常素子２OKに対しては“１”を書き込んでおく。

リペアデータ作成は専用のソフトを予め組み込んでおいた欠陥情報生成部６００Ａ（パーソナルコンピュータを利用）に測定データファイルおよび輝点欠陥素子のアドレスを入力して行なう。

そして、欠陥判定後の実際の画素駆動（つまり画像表示）の際には、リペアデータと映像データとの合成により欠陥素子２NGに対しては画素駆動を行なわず（駆動電流を流さず）に、意図的に滅点とする手法を採りリペアを行なうことにする。

たとえば、駆動信号生成部２００から画像情報Ｖsig1が映像信号生成部４６０に供給されている。映像信号生成部４６０は、対象のＬＥＤ素子２に対応するリペアデータを欠陥情報記憶部４４０から読み出し、画像情報Ｖsig1との間で情報処理を行なう。リペアデータが“０”であれば欠陥素子２NGということになるので、映像信号生成部４６０は、そのリペア対象のＬＥＤ素子２については、映像信号レベルをゼロ（黒レベル）に変換して列側ドライバ１０６ａに送る。一方、リペアデータが“１”であれば正常素子２OKということになるので、映像信号生成部４６０は、そのリペア対象外のＬＥＤ素子２については、入力された画像情報Ｖsig1のレベルのままで列側ドライバ１０６ａに送る。このようなリペアの要否が反映された列側ドライバ１０６ａに供給される映像信号を、特にリペア対策済み映像信号Ｖsig2と称する。

列側ドライバ１０６ａはリペア対策済み映像信号Ｖsig2をＰＷＭ変調し定電流を出力するが、リペア対策済み映像信号Ｖsig2のレベルがゼロの場合は電流を出力しないため、リペア対象の欠陥素子２NGに電流は流れない。行側ドライバ１０３ａは走査信号に同期して列側ドライバ１０６ａから出力された電流を吸い込む動作を行なう。

このように、本実施形態の欠陥素子に対するリペア対策の仕組みは、欠陥素子には駆動電流は流さないという手法によりリペアを行なう技術を採用している。これにより、欠陥素子は全て非点灯の滅点となる。

オープン不良に対しては、オープン不良時に発生する同じ列に接続されている他の正常な素子や配線の浮遊容量への電流チャージやチャージに伴う瞬間発光と電流チャージ後の電圧上昇による過電圧印加といった弊害が防止される。このため、配線や電極のレーザ光による切断（破壊）や素子を除去する物理的な手段では解決できない問題にも対処できるようになる。

ショート不良に対しては、駆動電流の供給が停止されるので、不必要な電流の出力が防止されるため、ドライバ（行側ドライバ１０３ａや列側ドライバ１０６ａ）の負荷が軽減される。

欠陥素子には駆動電流を流さない方法であるので、表示パネル内部の電極の破壊や素子の除去といった追加工が不要でありリペアに要する工数が大幅に削減される。レーザ光により実際に表示パネルを加工する手法ではないので、リペアのミスによる失敗が存在しない。

前記の一連の処理は、再度に亘り定期的あるいは不定期で実行可能であり、また外部操作により任意の時間においても実行可能であり、リペアデータを修正することにより何回でもリペアが可能である。よって、製造現場でのリペア作業だけでなく、市場に製品を出荷後に発生する新たな欠陥についても対処が可能となる。

第１実施形態では、欠陥判定情報検出部５００や欠陥情報生成部６００の双方を表示パネル部１００外に配置し、それらは生産現場で使用する治具として扱っており、表示装置１としてはそれらを備えない分だけコンパクトかつ低コストになる利点がある。

＜映像信号生成部の構成例＞
図２は、映像信号生成部４６０の構成例を説明する図である。たとえば、画像情報Ｖsig1がデジタルデータであれば、映像信号生成部４６０は、図２（１）に示す第１例のように、論理積演算を行なうことでそれぞれの位置のＬＥＤ素子２に供給する映像信号を生成する論理演算部（ここではＡＮＤゲート４６２）を備えた構成とすればよい。映像信号生成部４６０は、欠陥情報記憶部４４０に２値データによりテーブルデータで格納されているリペアデータとの論理演算（ここでは論理積演算でよい）により、簡単にリペア対策済み映像信号Ｖsig2を生成可能となる。

画像情報Ｖsig1がアナログ情報であれば、映像信号生成部４６０は、図２（２）に示す第２例のように、信号選択部の一例として２入力−１出力型のアナログスイッチ４６４を備えた構成とすればよい。アナログスイッチ４６４は、一方の入力端にアナログの画像情報Ｖsig1が供給され、他方の入力端にはＬＥＤ素子２を点灯させない情報（たとえばゼロレベル）が供給され、出力端が列側ドライバ１０６ａに接続される。アナログスイッチ４６４の制御入力端には、欠陥情報記憶部４４０からのリペアデータが供給される。アナログスイッチ４６４は、リペアデータが“０”のときには他方の入力端のゼロレベルを選択し、リペアデータが“１”のときには一方の入力端の画像情報Ｖsig1を選択する。デジタルの場合と同様に、簡単にリペア対策済み映像信号Ｖsig2を生成可能となる。

ＡＮＤゲート４６２やアナログスイッチ４６４は、線順次駆動に対応する場合には１行分の各映像信号線１０６HSに対応するように各別に設けられるし、点順次駆動に対応する場合には１つの映像信号線１０６HSに対応するように設けられる。

第２例の構成において、アナログスイッチ４６４を２入力−１出力型のデータセレクタに変更すれば、画像情報Ｖsig1がデジタルデータの場合に対応可能となる。データセレクタも信号選択部の一例である。この場合、ゼロレベルに代えて論理が“０”の情報を供給すればよい。

＜第２実施形態＞
図３は、本発明に係る表示装置の第２実施形態の概略を示すブロック図である。第２実施形態は、欠陥判定に資する基礎情報を検出する機能部や欠陥素子データ作成用の機能部も表示パネル部１００に搭載した構成である。

第１実施形態の表示装置１Ａとの大きな違いは、欠陥判定情報検出部５００や欠陥情報生成部６００Ｂを表示パネル部１００に搭載している点と、欠陥情報受付部４２０や市場での一般的な適用に対処するため輝点欠陥判定部５４０を備えていない点である。輝点欠陥のＬＥＤ素子２を特定する情報は専ら人手による入力を受け付ける構成にしている。なお、第２実施形態でも輝点欠陥判定部５４０を表示装置１Ｂの外部に備える構成にしてもよい。

このような仕組みにするために、第２実施形態の表示パネル部１００は、各行走査線１０３VSと各映像信号線１０６HSの少なくとも一方については、ＬＥＤ素子２の端子電圧を測定するための配線が欠陥判定情報検出部５００まで配線されている。たとえば、陰極線走査・陽極線ドライブ方式を採る本構成例では、ＬＥＤ素子２を駆動する際のカソード端の電位つまり行側ドライバ１０３ａの出力端の電位が既知（たとえばほぼゼロ）であると考えることができる。ＬＥＤ素子２のアノード端に接続されている映像信号線１０６HSの電位を測定することでＬＥＤ素子２の両端電位が特定され、そのときの駆動電流は水平駆動部１０６の駆動方式がＰＷＭ変調、定電流出力であることから既知の値となっている。結果的には、映像信号線１０６HSの電位を測定することで、ＬＥＤ素子２の電流電圧特性が特定可能である。

図示しないが、陽極線走査・陰極線ドライブ方式を採る構成例では、ＬＥＤ素子２を駆動する際のアノード端の電位つまり列側ドライバ１０６ａの出力端の電位が既知（たとえばほぼ電源電圧レベル）であると考えることができる。ＬＥＤ素子２のカソード端に接続されている行走査線１０３VSの電位を測定することでＬＥＤ素子２の両端電位が特定され、そのときの駆動電流は垂直駆動部１０３の駆動駆動方式がＰＷＭ変調、定電流出力であることから既知の値となっている。結果的には、行走査線１０３VSの電位を測定することで、ＬＥＤ素子２の電流電圧特性が特定可能である。

何れの場合も、各配線（行走査線１０３VSや映像信号線１０６HS）から欠陥判定情報検出部５００へ引き出される配線の問題が発生するので、好ましくは、欠陥判定情報検出部５００の機能部を垂直駆動部１０３や水平駆動部１０６に収容した構成を採るとよい。

また、第２実施形態の表示装置１Ｂの欠陥情報生成部６００Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）やマイクロプロセッサ（microprocessor）で構成された中央制御部６１０と、読出専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）、あるいは随時読出し・書込みが可能なメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）などを具備する記憶部６１２と、操作部６１４と、図示を割愛したその他の周辺部材を有している。

中央制御部６１０は、コンピュータ（μ−ＣＯＭ）が行なう演算と制御の機能を超小型の集積回路に集約させたＣＰＵを代表例とする電子計算機の中枢をなすものと同様のものである。ＲＯＭには欠陥情報生成部６００Ｂの制御プログラムなどが格納される。記憶部６１２のＲＯＭが欠陥情報記憶部４４０の機能を備えるものとしてもよい。操作部６１４は、サービスエンジニアや一般使用者による操作を受け付けるためのユーザインタフェースである。

第２実施形態の欠陥情報生成部６００Ｂは、第１実施形態の欠陥情報生成部６００Ａと同様にリペアデータを作成する機能を持つ。この機能との関係においては、欠陥情報生成部６００Ｂは、第１実施形態と同様の手順にしたがって、素子特性取得部５２０から測定データを取得し、またサービスエンジニアや一般使用者から操作部６１４を介して輝点判定結果の入力を受け付け、それらに基づいてリペアデータを生成し、欠陥情報記憶部４４０に登録する。

なお、表示装置１Ｂの制御系としては、メモリカードなどの図示を割愛した外部記録媒体を挿脱可能に構成し、またインターネットなどの通信網との接続が可能に構成するとよい。このためには、制御系は、欠陥情報生成部６００Ｂ（中央制御部６１０や記憶部６１２）の他に、可搬型の記録媒体の情報を読み込むメモリ読出部６２０や外部との通信インタフェース手段としての通信Ｉ／Ｆ６２２を備えるようにする。メモリ読出部６２０を備えることで外部記録媒体から欠陥情報生成部６００Ｂにプログラムのインストールや更新ができる。通信Ｉ／Ｆ６２２を備えることで、通信網を介しプログラムのインストールや更新ができる。

基本的なリペアの仕組みは第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を享受可能である。欠陥判定情報検出部５００（素子特性取得部５２０）や欠陥情報生成部６００を表示装置１Ｂ（表示パネル部１００）と一体的に構成しているので、市場に製品を出荷後に発生する新たな欠陥についても容易に対処可能とする構成例として好適な態様となる。

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、前記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

たとえば、前記実施形態では、電気光学素子として自発光素子の一例であるＬＥＤ素子２を例に説明したが、自発光素子としてはＬＥＤ素子２以外にも、たとえば有機ＥＬ素子など、電流駆動される他の自発光素子も適用可能である。

第１・第２実施形態の中間的な構成として、欠陥判定情報検出部５００や欠陥情報生成部６００の何れか一方を表示パネル部１００に搭載した構成を採ることも可能である。

輝点欠陥判定部５４０は、輝点欠陥だけでなく、正常範囲から外れているか否かにより欠陥判定を行なう仕組みにすることも考えられる。すなわち、輝点欠陥判定部５４０が欠陥判定情報検出部５００の機能を兼ねる構成である。

欠陥判定情報検出部５００は、素子特性取得部５２０に限らず、たとえば、特許文献２のように、非発光状態においてＬＥＤ素子２のカソード側に逆バイアス電圧を印加し、その状態でのアノード端の電位を測定する仕組みを採ってもよい。この場合、欠陥情報生成部６００は、逆バイアス時のアノード端電位と予め定められている閾値を比較して正常範囲にあるか否かを判定することでＬＥＤ素子２の欠陥の有無を判定すればよい。

本発明に係る表示装置の第１実施形態の概略を示すブロック図である。 映像信号生成部の構成例を説明する図である。 本発明に係る表示装置の第２実施形態の概略を示すブロック図である。

符号の説明

１…表示装置、１００…表示パネル部、１０２…画素アレイ部、１０３…垂直駆動部、１０３VS…行走査線、１０３ａ…行側ドライバ、１０６…水平駆動部、１０６HS…映像信号線、１０６ａ…列側ドライバ、１０８…外部接続用端子部、２…ＬＥＤ素子、２００…駆動信号生成部、３００…映像信号処理部、４２０…欠陥情報受付部、４４０…欠陥情報記憶部、４６０…映像信号生成部、４６２…ＡＮＤゲート（論理演算部）、４６４…アナログスイッチ（信号選択部）、５００…欠陥判定情報検出部、５２０…素子特性取得部、５４０…輝点欠陥判定部、６００…欠陥情報生成部、６１０…中央制御部、６１２…記憶部、６１４…操作部、６２０…メモリ読出部、６２２…通信Ｉ／Ｆ

Claims (11)

1. マトリックスの列方向に平行に配置され、映像信号を供給する水平走査線と、
   マトリックスの行方向に平行に配置され、垂直走査信号を供給する垂直走査線と、
   前記水平走査線と前記垂直走査線の各交差部分に配置され、前記映像信号と前記垂直走査信号に基づき選択的に点灯駆動される電気光学素子と、
   それぞれの前記電気光学素子の欠陥の有無を示す欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部と、
   外部から供給される映像信号と前記欠陥情報記憶部に記憶されている前記欠陥情報に基づいて、それぞれの位置の前記電気光学素子に供給する映像信号を生成する映像信号生成部と、
   を備え、
   前記映像信号生成部は、前記電気光学素子に供給する映像信号として、欠陥を持つ前記電気光学素子に対しては点灯に必要なレベルの供給を停止し、欠陥を持たない前記電気光学素子に対しては外部から供給される映像信号を供給する
   表示装置。
2. それぞれの前記電気光学素子の欠陥の有無の判定に資する情報を検出する欠陥判定情報検出部
   を備えている請求項１に記載の表示装置。
3. 前記欠陥判定情報検出部は、前記欠陥の有無の判定に資する情報として、前記電気光学素子の電流電圧特性を取得する素子特性取得部を有している
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記欠陥情報記憶部には、前記電気光学素子の電流電圧特性が正常であるか否かに関わらず、前記電気光学素子が正常範囲を外れて高輝度で発光するものについては前記欠陥を有る旨の情報が記憶される
   請求項１〜３の内の何れか一項に記載の表示装置。
5. 外部に設けられた前記欠陥情報を作成する欠陥情報生成部からの前記欠陥情報を受け付ける欠陥情報受付部を備え、
   前記欠陥情報記憶部には、前記欠陥情報受付部を介して前記欠陥情報生成部から取り込まれた前記欠陥情報が記憶される
   請求項１〜４の内の何れか一項に記載の表示装置。
6. 前記欠陥情報を生成し前記欠陥情報記憶部に記憶する欠陥情報生成部
   を備えた請求項１〜４の内の何れか一項に記載の表示装置。
7. 前記欠陥情報生成部は、前記電気光学素子が正常範囲を外れて高輝度で発光するものであるか否かの人手による判断に基づく輝点欠陥情報を受け付ける
   請求項５または６に記載の表示装置。
8. 前記欠陥情報生成部は、前記電気光学素子が正常範囲を外れて高輝度で発光するものであるか否かを判定する外部に設けられた輝点欠陥判定部からの輝点欠陥情報を受け付ける
   請求項５〜７の内の何れか一項に記載の表示装置。
9. 前記欠陥情報記憶部には、それぞれの前記電気光学素子の配置位置に対応して、各電気光学素子の欠陥の有無を区別する２値データがテーブルデータとして記憶されており、
   前記映像信号生成部は、前記外部から供給されるデジタルの前記映像信号と前記欠陥情報記憶部から読み出したテーブルデータで示される欠陥の有無を区別する２値データとの論理演算により、それぞれの位置の前記電気光学素子に供給する映像信号を生成する論理演算部を有する
   請求項１〜８の内の何れか一項に記載の表示装置。
10. 前記欠陥情報記憶部には、それぞれの前記電気光学素子の配置位置に対応して、各電気光学素子の欠陥の有無を区別する２値データがテーブルデータとして記憶されており、
    前記映像信号生成部は、一方の入力端には前記外部から供給される映像信号が入力され、他方の入力端には前記電気光学素子を点灯させない情報が供給され、制御入力端には前記欠陥情報記憶部から読み出したテーブルデータで示される欠陥の有無を区別する２値データが供給され、それぞれの位置の前記電気光学素子に供給する映像信号を選択して出力する信号選択部を有する
    請求項１〜８の内の何れか一項に記載の表示装置。
11. マトリックスの列方向に平行に配置され映像信号を供給する水平走査線と、マトリックスの行方向に平行に配置され垂直走査信号を供給する垂直走査線と、前記水平走査線と前記垂直走査線の各交差部分に配置され前記映像信号と前記垂直走査信号に基づき選択的に点灯駆動される電気光学素子とを備えた表示パネル部における、それぞれの前記電気光学素子の欠陥の有無を判定し、
    その欠陥の有無を示す欠陥情報を欠陥情報記憶部に記憶しておき、
    外部から供給される映像信号と前記欠陥情報記憶部に記憶されている前記欠陥情報に基づいて、前記電気光学素子に供給する映像信号として、欠陥を持つ前記電気光学素子に対しては点灯に必要なレベルの供給を停止し、欠陥を持たない前記電気光学素子に対しては外部から供給される信号を映像信号生成部により生成する
    表示装置の駆動方法。

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