JP2013506873A - エレクトロルミネッセントディスプレイのための欠陥のあるエミッター検出 - Google Patents

エレクトロルミネッセントディスプレイのための欠陥のあるエミッター検出 Download PDF

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Abstract

複数のサブピクセルを有するＥＬディスプレイ内の動作しない、又は欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターが検出される。１つのサブピクセル内の駆動トランジスタを通る電流の流れが遮断され、電流源を用いて、そのサブピクセル内のＥＬエミッターを通る選択された試験電流が与えられ、そのサブピクセル内の読出しトランジスタの第２の電極の電圧を測定して、選択されたＥＬエミッターの特性を表すステータス信号を与える。そのサブピクセルのためのステータス信号を隣接するサブピクセルの個々のステータス信号と比較して、そのサブピクセル内のＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断する。

Description

本発明はエレクトロルミネッセントディスプレイ内の欠陥のあるサブピクセルの検出に関する。
［関連出願の相互参照］
同じ譲受人に譲渡された、同時係属中の、Levey他により２００７年６月２２日に出願された「OLED DISPLAY WITH AGING AND EFFICIENCY COMPENSATION」と題する米国特許出願第１１／７６６，８２３号、Levey他による２００８年１０月２５日に出願された「ELECTROLUMINESCENT DISPLAY WITH INITIAL NONUNIFORMITY COMPENSATION」と題する米国特許出願公開第１２／２５８，３８８号、及びLeon他により２００８年１０月２９日に出願された「ELECTROLUMINESCENT DISPLAY WITH EFFICIENCY COMPENSATION」と題する米国特許出願第１２／２６０，１０３号が参照され、それらの開示は本明細書に援用される。
コンピューティング、エンターテイメント及び通信のための情報ディスプレイとして、フラットパネルディスプレイへの関心は高い。例えば、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターは何年にもわたって知られており、最近になって市販のディスプレイデバイスにおいて用いられるようになった。そのようなディスプレイは通常、ディスプレイ基板上に配置された複数のサブピクセルを利用する。各サブピクセルは、ＥＬエミッターと、アクティブマトリックス制御方式では、ＥＬエミッターを流れる電流を駆動するための駆動トランジスタとを含む。サブピクセルは通常２次元のアレイに配列され、サブピクセルごとに１つの行アドレス及び列アドレスがあり、サブピクセルにはデータ値が関連付けられる。単一ＥＬサブピクセルを照明及びユーザーインターフェースの用途に用いることもできる。ＥＬサブピクセルは、コーティング可能な無機発光ダイオード、量子ドット、及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む、種々のエミッター技術を用いて作製することができる。通常のＥＬサブピクセルは、アノードと、１つ又は複数の発光層と、カソードとを含む。
しかしながら、ＥＬエミッターは、エミッターに欠陥を生じさせ、それにより、所与の駆動電流又は駆動電圧に対して隣接する点と同程度の光を放射しない、いわゆる「暗点（dim dot」、又は光を実質的に放射しない「滅点（dead dot）」の原因となる可能性がある障害を受ける。例えば、エミッターのアノードとカソードとの間の短絡によって、発光層を迂回する電流経路が設けられる可能性がある。発光層の中に湿気が侵入することによって、それらの層の発光特性が損傷を受けるか、又は破壊される可能性がある。基板又は駆動トランジスタ内の製造障害によって、駆動トランジスタとＥＬエミッターとの間の接続が損傷を受けるか、又は断線する可能性ある。暗点又は滅点の検出は、欠陥のあるパネルを出荷するのを避けるためにも、検出された暗点又は滅点を補償する機会を与えるためにも、製造プロセスにおいて重要なステップであり、ディスプレイの寿命にわたって障害が発生するので重要であり続ける。
種々の方式が欠陥のあるエミッターに起因する画像変動を補償する。例えば、Chung他に対する特許文献１は、作製中のパネルを検査して欠陥の場所を特定し、正常のピクセルを欠陥のあるピクセルに電気的に接続して補償することを記述している。しかしながら、この方式は費用がかかり、時間を要する。この方式は、隣接するＥＬエミッターを互いにレーザー溶接する必要があり、これによって画像品質が劣化する。さらに、この方式は、ディスプレイの寿命にわたって定期的に生じる湿気の侵入に起因する故障を補償することができない。
同じ譲受人に譲渡されるCokによる特許文献２は、欠陥のあるサブピクセルを補償するための種々の方法を教示している。しかしながら、この開示は、各サブピクセルの光出力を測定して、どのピクセルに欠陥があるかを特定することを教示している。これは、制御された製造条件の場合を除いて、実施するのが非常に難しい。それゆえ、ディスプレイの寿命にわたる故障は、それらの製造条件を再現する特殊な装置によってしか補償することができない。
Trujillo他による特許文献３は、赤外線カメラを用いてディスプレイデバイスを測定することを教示しているが、Cokの開示と同じ制約を受ける。
Fish他による特許文献４は、各サブピクセル内のフォトダイオードを用いて、サブピクセルの光出力を測定し、エミッターの変動を補償することを教示している。しかしながら、この方式は非常に複雑なサブピクセル回路を必要とし、光を放射するために利用できる面積を低減するので、電力が増加し、ディスプレイの寿命が低下する上に、機能ディスプレイの製造歩留まりが減少する。
Neterによる特許文献５は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサー内の欠陥のあるピクセルを補償する種々の方法を教示している。しかしながら、この方法は、入力される検知データをフィルタリングすることに依存するので、入力データが欠陥と混同される可能性がある高周波数、高振幅のエッジを有しないことを要する。しかしながら、そのようなエッジはディスプレイ用途では一般的であり、例えば、ワードプロセッシングプログラムのディスプレイ内の文字のエッジにおいて、又はテレビ番組上の画面の下にあるティッカーのエッジにおいて見られる。
米国特許出願公開第２００７／０１２６４６０号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１６４４０７号明細書 米国特許第７，４７４，１１５号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２５６０４８号明細書 米国特許第６，９６５，３９５号明細書
それゆえ、ディスプレイにおいて使用するために最適化され、かつ複雑な装置もディスプレイ電子回路も必要としない、エレクトロルミネッセントディスプレイの寿命にわたって欠陥のあるピクセルを検出するための方法が引き続き必要とされている。
本発明の一態様によれば、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法であって、
ａ）複数のサブピクセルを有する前記ＥＬディスプレイを設けることであって、各サブピクセルは駆動トランジスタと、読出しトランジスタと、ＥＬエミッターとを含み、該駆動トランジスタは前記ＥＬエミッターの電極と該読出しトランジスタの第１の電極とに接続された電極を有することと、
ｂ）サブピクセルを選択することと、
ｃ）前記選択されたサブピクセル内の前記駆動トランジスタを通る電流の流れを遮断することと、
ｄ）電流源を用いて、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターを通る選択された試験電流を与えることと、
ｅ）前記選択されたサブピクセル内の前記読出しトランジスタの第２の電極における電圧を測定することであって、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターの特性を表すステータス信号を与えることと、
ｆ）前記選択されたサブピクセルのための前記ステータス信号を少なくとも２つの近傍のサブピクセルの個々のステータス信号と比較することであって、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断することと、
を含む、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法であって、
ａ）複数のサブピクセルを有する前記エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを設けることであって、各サブピクセルは、第１の電極及び第２の電極を有するＥＬエミッターと、第１の電極、前記ＥＬエミッターの前記第１の電極に接続された第２の電極、及びゲート電極を有する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの前記第２の電極に接続された第１の電極、第２の電極及びゲート電極を有する読出しトランジスタとを有することと、
ｂ）前記複数のサブピクセルのそれぞれの前記駆動トランジスタの前記第１の電極に関連付けられた第１の電圧源を設けることと、
ｃ）前記複数のサブピクセルのそれぞれにおける前記ＥＬエミッターの前記第２の電極に接続された第２の電圧源を設けることと、
ｄ）前記読出しトランジスタの前記第２の電極に関連付けられた電流源を設けることと、
ｅ）ＥＬサブピクセル、並びに該ＥＬサブピクセルの対応する駆動トランジスタ、読出しトランジスタ及びＥＬエミッターを選択することと、
ｆ）前記選択された読出しトランジスタの前記第２の電極に関連付けられる電圧測定回路を設けることと、
ｇ）前記選択された駆動トランジスタを通る電流の流れを遮断することと、
ｈ）前記電流源を用いて、前記ＥＬエミッターを通る選択された試験電流を与えることと、
ｉ）前記電圧測定回路を用いて、前記選択された読出しトランジスタの前記第２の電極における電圧を測定することであって、前記選択されたＥＬエミッターの特性を表す対応するステータス信号を与えることと、
ｊ）前記複数のＥＬサブピクセル内の残りのＥＬサブピクセルごとにステップｅ〜ステップｉを繰り返すことと、
ｋ）ＥＬサブピクセルを選択することと、
ｌ）前記選択されたＥＬサブピクセルのためのサブピクセル近傍区域を選択することであって、該サブピクセル近傍区域は、前記選択されたＥＬサブピクセルに隣接する少なくとも２つのサブピクセルを含むことと、
ｍ）前記選択されたＥＬサブピクセルのための前記ステータス信号を前記選択されたサブピクセル近傍区域内の前記サブピクセルのそれぞれの個々の前記ステータス信号と比較することであって、前記選択されたＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断することと、
ｎ）前記複数のＥＬサブピクセル内の残りのＥＬサブピクセルごとにステップｋ〜ステップｍを繰り返すことであって、前記ＥＬディスプレイ内の他の欠陥のあるＥＬエミッターを検出することと、
を含む、ＥＬエミッター内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを検出する方法が提供される。
本発明は、ディスプレイの寿命にわたって、ディスプレイが製造されるときに存在しない故障を含むサブピクセル故障を検出する、簡単で実効的な方法を提供する。本方法は、特殊な試験装置も特殊な条件も必要としない。本方法は、ディスプレイの消費電力、寿命又は他の性能属性に大きな影響を及ぼさない。本方法は、ディスプレイにおいて使用するために最適化されるので、その結果は表示された画像データによって損なわれない。サブピクセルを平均することによって、本方法は、試験下のサブピクセルに隣接する点灯しないサブピクセル又は暗いサブピクセルの影響を受けにくくしている。
本発明による、エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイの一実施形態の概略図である。 本発明を用いる場合に有用なＥＬサブピクセル及び関連する回路部の一実施形態の概略図である。 本発明の一実施形態による、サブピクセルグループの概略図である。 本発明の一実施形態による、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるＥＬエミッターを検出する方法の流れ図である。 例示的なサブピクセル近傍区域の図である。 ＥＬエミッターの例示的なＩ−Ｖ特性を示す図である。
ここで図１を参照すると、本発明による、欠陥のあるＥＬエミッターを検出する際に有用であるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイの一実施形態の概略図が示される。ＥＬディスプレイ１０は、行及び列に配列された複数のＥＬサブピクセル６０のアレイを含む。行及び列はここで示されるのとは異なる方向に向けることができることに留意されたい。例えば、それらの行及び列は９０度だけ回転させることができる。ＥＬディスプレイ１０は複数の選択線２０を含み、ＥＬサブピクセル６０の各行が１つの選択線２０を有する。ＥＬディスプレイ１０は複数の読出し線３０を含み、ＥＬサブピクセル６０の各列が１つの読出し線３０を有する。各読出し線３０は第２のスイッチ１３０に接続され、第２のスイッチは、以下に説明される測定プロセス中に、読出し線３０を電流源１６０に接続する。明確に例示するために図示されないが、ＥＬサブピクセル６０の各列は、当該技術分野において既知であるようなデータ線も有する。複数の読出し線３０は１つ又は複数のマルチプレクサー４０に接続され、マルチプレクサー４０は、以下に説明されるように、ＥＬサブピクセルからの信号をパラレル／シリアルに読み出すことができるようにする。マルチプレクサー４０は、ＥＬディスプレイ１０と同じ構造の一部とすることもできる、ＥＬディスプレイ１０に接続することもＥＬディスプレイ１０から切り離すこともできる別の構成とすることもできる。
ここで図２Ａを参照すると、本発明を用いる場合に有用なＥＬサブピクセル及び関連する回路の一実施形態の概略図が示される。ＥＬサブピクセル６０は、ＥＬエミッター５０と、駆動トランジスタ７０と、コンデンサー７５と、読出しトランジスタ８０と、選択トランジスタ９０とを含む。ＥＬエミッター５０は第１の電極５１及び第２の電極５２を有する。駆動トランジスタ７０は、第１の電極７１と、第２の電極７２と、ゲート電極７３とを有する。読出しトランジスタ８０は、第１の電極８１と、第２の電極８２と、ゲート電極８３とを有する。選択トランジスタ９０は、第１の電極９１と、第２の電極９２と、ゲート電極９３とを有する。
駆動トランジスタ７０のゲート電極７３は、選択トランジスタ９０の第２の電極９２に接続され、当該技術分野において既知であるように、ソースドライバー１５５からのデータを、データ線３５を介して駆動トランジスタ７０に選択的に与える。データ線３５は、選択トランジスタ９０の第１の電極９１に接続される。選択線２０は、ＥＬサブピクセル６０の行内の選択トランジスタ９０のゲート電極９３に接続される。選択トランジスタ９０のゲート電極９３は、読出しトランジスタ８０のゲート電極８３に接続される。
読出しトランジスタ８０の第１の電極８１は、駆動トランジスタ７０の第２の電極７２に、かつＥＬエミッター５０の第１の電極５１に接続される。駆動トランジスタ７０の第２の電極７２はＥＬエミッター５０の第１の電極５１に接続される。
第１の電圧源１４０をオプションの第１のスイッチ１１０によって駆動トランジスタ７０の第１の電極７１に選択的に接続することができ、そのスイッチはＥＬディスプレイ基板（図示せず；当該技術分野において既知であるガラス若しくは他の硬質若しくは可撓性の基板）上に、又は別の構造上に配置することができる。「接続される」は、素子が直接接続されるか、又は別の構成要素、例えば、スイッチ、ダイオード、若しくは別のトランジスタを介して電気的に接続されることを意味する。第２の電圧源１５０が、ＥＬエミッター５０の第２の電極５２に接続される。ＥＬディスプレイのために、少なくとも１つの第１のスイッチ１１０が設けられることが好ましい。ＥＬディスプレイが、駆動される複数のピクセルサブグループを有する場合には、付加的な第１のスイッチを設けることができる。通常の表示モードでは、第１のスイッチは閉じ、第２のスイッチ（後に説明される）は開く。
読出し線３０は、サブピクセル６０の列内の読出しトランジスタ８０の第２の電極８２に接続される。読出し線３０は第２のスイッチ１３０に接続される。ＥＬサブピクセル６０の列ごとに１つの第２のスイッチ１３０が設けられる。第２のスイッチ１３０によって、電流源１６０を読出しトランジスタ８０の第２の電極８２に選択的に接続できるようになり、接続されるときに、読出しトランジスタ８０によって、選択された定電流がＥＬサブピクセル６０に流れ込むことができる。第２のスイッチ１３０及び電流源１６０は、ディスプレイ基板上に、又は基板外に配置することができる。
複数のＥＬサブピクセル６０を含むＥＬディスプレイ１０において、第２のスイッチを通して、単一の電流源１６０を複数のＥＬサブピクセル６０内の各読出しトランジスタ８０の第２の電極８２に選択的に接続することができる。各読出しトランジスタ８０の第２の電極８２が任意の所与の時点において選択的に１つの電流源に接続されるか又はいずれにも接続されない場合には、２つ以上の電流源１６０を用いることができる。
読出しトランジスタ８０の第２の電極は電圧測定回路１７０にも接続され、電圧測定回路１７０は、電圧を測定して、ＥＬサブピクセル６０内のＥＬエミッター５０の特性を表すステータス信号を与える。電圧測定回路１７０は、電圧測定値をデジタル信号に変換するためのアナログ／デジタルコンバーター１８５と、プロセッサ１９０とを含む。アナログ／デジタルコンバーター１８５からの信号はプロセッサ１９０に送信される。電圧測定回路１７０は、ステータス信号を格納するためのメモリ１９５、又は電圧測定値内の高周波雑音を減衰させるためのローパスフィルター１８０も含むことができる。電圧測定回路１７０は、１つの読出し線３０に直接接続することもできるし、所定の数のＥＬサブピクセル６０から電圧を順次に読み出すために、マルチプレクサー出力線４５及びマルチプレクサー４０を通して複数の読出し線３０及び読出しトランジスタ８０に接続することもできる。複数のマルチプレクサー４０が存在する場合には、各マルチプレクサーは、その自らのマルチプレクサー出力線４５を有することができる。したがって、所定の数のＥＬサブピクセルを同時に駆動することができる。複数のマルチプレクサーは、種々のマルチプレクサー４０から電圧を並列に読み出すことを可能にし、各マルチプレクサーは、そのマルチプレクサーに取り付けられた読出し線３０から順次に読み出すことを可能にする。これは、本明細書において、並列／順次プロセスと呼ばれる。
図２Ｂを参照すると、本発明の一実施形態において、複数のサブピクセルが１つ又は複数のサブピクセルグループに分割される。この図を明確にするために、サブピクセル６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄごとに、第１の電極８１、第２の電極８２及びゲート電極８３を有する読出しトランジスタ８０だけが示される。サブピクセル６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄの他の全ての構成要素は図１Ａに示される通りである。選択線２０ａ及び２０ｂは、図１及び図２Ａに示される通りである。
一実施形態では、各サブピクセルグループはサブピクセルの１つの列を含むことができる。サブピクセル６０ａ及び６０ｂはサブピクセルグループ６９ａを形成する。サブピクセル６０ｃ及び６０ｄはサブピクセルグループ６９ｂを形成する。各サブピクセルグループは、電流源を個々のサブピクセルグループ内の複数のサブピクセルのそれぞれの読出しトランジスタの第２の電極に選択的に接続するための個々の第２のスイッチを有する。サブピクセルグループ６９ａは読出し線３０ａ及び第２のスイッチ１３０ａを有する。サブピクセルグループ６９ｂは、読出し線３０ｂ及び第２のスイッチ１３０ｂを有する。サブピクセルグループ６９ｂは、第２のスイッチ１３０ｂ及び接続１３１を通して電流源１６０ａに接続される。代替的には、サブピクセルグループ６９ｂは、第２のスイッチ１３０ｂ及び接続１３２を通して、自らの電流源１６０ｂに接続することができる。
ここで図３を参照し、合わせて図１、図２Ａ及び図２Ｂも参照すると、本発明の一実施形態による、ＥＬディスプレイ内の欠陥のある（暗い、又は点灯しない）エレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法が、上記の装置：ＥＬディスプレイ１０（ステップ３０１）、第１の電圧源１４０、及び任意選択で、第１の電圧源１４０を複数のサブピクセルのそれぞれの駆動トランジスタ７０の第１の電極７１に接続するための第１のスイッチ１１０（ステップ３０２）、第２の電圧源１５０（ステップ３０３）並びに電流源１６０（ステップ３０４）を設けることを含む。その後、測定プロセスが始まる。測定のために、選択された複数のＥＬサブピクセルのうちの１つのＥＬサブピクセル６０並びにその対応する駆動トランジスタ７０、読出しトランジスタ８０及びＥＬエミッター５０が選択される（ステップ３０５）。読出しトランジスタ８０を選択することは、読出しトランジスタ８０にゲート電圧を印加して、読出しトランジスタ８０を導通させることを含む（Ｎチャネル読出しトランジスタの場合、２５ＶＤＣ）。選択された読出しトランジスタ８０の第２の電極に関連付けられるか、又は接続された電圧測定回路１７０が設けられる（ステップ３０６）。選択された駆動トランジスタを通る電流の流れが遮断される（ステップ３０７）。これは、例えば、第１のスイッチ１１０を開くことによって、又は駆動トランジスタ７０のゲート電極７３に負の（Ｎチャネルの場合）ゲート電圧（Ｖｇ）を印加することによって成し遂げることができる。電流の流れが遮断されるとき、駆動トランジスタにはほとんど電流が流れない。
その後、電流源を用いて、選択された試験電流がＥＬエミッターを通して与えられる（ステップ３０８）。この試験電流によって、ＥＬエミッター５０の両端に電圧が生じる。ＥＬエミッター５０の第１の電極５１の電圧は、読出しトランジスタ８０の第１の電極８１及び第２の電極８２を通して読出し線３０に、そこから電圧測定回路１７０に搬送される。その際、電圧測定回路１７０は、その電圧を測定して（ステップ３０９）、選択されたＥＬエミッターの特性を表す、選択されたサブピクセル６０に対応するステータス信号を与え、ステータス信号をメモリ１９５に格納する。他のサブピクセルが測定される場合には（判断ステップ３１０）、読出しトランジスタ８０にゲート電圧を印加して導通しないようにすることを含めて、選択されたサブピクセル６０及び構成要素を選択解除し、別のサブピクセルが選択され、測定される。ＥＬディスプレイ１０上の全てのサブピクセル６０、特定の色の全てのサブピクセル、規則的な格子若しくは間隔に従ってサンプリングされた、ＥＬディスプレイ１０上のサブピクセルのサブセット、又は隣接するサブピクセルのサブセットの測定を行うことができる。
選択された複数のサブピクセル内の全てのサブピクセルの測定が行われると、ステータス信号を用いて、点灯しないか、又は暗いＥＬエミッターが検出される。選択された複数のサブピクセルからサブピクセル６０が選択される（ステップ３１１）。次に、選択されたＥＬサブピクセルのサブピクセル近傍区域が選択され、サブピクセル近傍区域は、選択されたＥＬサブピクセルに隣接する少なくとも２つのサブピクセルを含む（ステップ３１２）。以下に説明されるように、選択されたＥＬサブピクセルのためのステータス信号を、選択されたサブピクセル近傍区域内の各サブピクセルの個々のステータス信号と比較して、選択されたＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断する（ステップ３１３）。選択された複数のサブピクセル内に任意の残りのサブピクセルが存在する場合には、選択されたサブピクセル６０を選択解除し、別のサブピクセルを選択し、比較して（判断ステップ３１４）、ＥＬディスプレイ内の他の欠陥のあるＥＬエミッターを検出する。
ステップ３０５、３０７、３０８及び３０９はその相対的な順序において実行されるべきである。ステップ３１１及び３１３はその相対的な順序において実行されるべきである。
図２Ａ及び図２Ｂを再び参照すると、複数のＥＬサブピクセル６０を同時に、例えば、並列／順次プロセスを用いて測定するとき、第１の時間中に、選択された数のＥＬサブピクセルに対してステップ３０７（電流を遮断する）及び３０８（試験電流を与える）が同時に実行され、読出し線３０ごとにステップ３０９（電圧を測定する）が順次に実行される。例えば、サブピクセル６０ａ及び６０ｃに電流を同時に加えて、読出し線３０ａ及び３０ｂ上に対応する電圧を同時に生成することができる。読出し線３０ａ及び３０ｂはマルチプレクサー４０に接続することができ、マルチプレクサー４０は読出し線３０ａを電圧測定回路１７０に接続してサブピクセル６０ａのためのステータス信号を生成することができ、その次に、読出し線３０ｂを電圧測定回路１７０に接続して、サブピクセル６０ｃのためのステータス信号を生成することができる。このようにして、複数の読出し線（例えば、３０ａ、３０ｂ）に接続されたマルチプレクサー４０を用いて、所定の数のＯＬＥＤサブピクセルのためのステータス信号を順次に読み出す。
図４はサブピクセル近傍区域の一例を示す。サブピクセル６０が選択される。サブピクセル６０はサブピクセル６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７及び６８によって包囲されている。一実施形態では、サブピクセル近傍区域４０１は、８つ全ての包囲するサブピクセルを含む。別の実施形態では、サブピクセル近傍区域４０２は、選択されたＥＬサブピクセルの上側のサブピクセル６２、選択されたＥＬサブピクセルの下側のサブピクセル６７、選択されたＥＬサブピクセルの左側のサブピクセル６４、及び選択されたＥＬサブピクセルの右側のサブピクセル６５を含む。サブピクセル近傍区域内で用いられるサブピクセルの数が多いほど、欠陥のあるＥＬエミッターを検出する可能性が高くなるが、必要とされる計算も増加する。さらに、サブピクセル近傍区域内で用いられるサブピクセルの数が多いほど、都合の良いことに、サブピクセル近傍区域内の欠陥のあるＥＬエミッターに影響されにくくなる。
図５は、代表的なＥＬエミッター５０のＩ−Ｖ特性１０００を示す。横座標はボルト単位の駆動電圧であり、縦座標は任意の単位の電流である。ライン１０２０は、選択されたしきい値電流であり、その電流未満では、ＥＬエミッターは著しい量の光を放射しない。ライン１０１０は図３のステップ３０８において用いられるような、選択された試験電流の一例を示す。この実施形態では、選択された試験電流１０１０は選択されたしきい値電流１０２０よりも大きい。これによって、都合の良いことに、測定値の信号対雑音比が増大する。
選択されたＥＬサブピクセルのためのスタータス信号を、選択されたサブピクセル近傍区域内の各サブピクセルの個々のステータス信号と種々の方法において比較し、選択されたＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断することができる。例えば、平均値、標準偏差、信頼区間、又は他の統計的な指標を比較することができる。表１は、本発明の例示的なディスプレイデバイスから測定されたスタータス信号を示す。サブピクセルが図４に従って番号を付され、欠陥のあるサブピクセルがアスタリスク（「＊」）を付される。サブピクセル近傍区域４０１が用いられた。１〜４の番号を付された、ディスプレイの４つの異なるエリアからのデータが示される。「結果」行は、式１に従って計算された比較の結果Ｒ１を示す。ただし、Ｓｓｎは、サブピクセルｓｎのステータス信号である（例えば、Ｓ６０は、サブピクセル６０のためのステータス信号である）：
Ｒ１＝Ｓ６０／［（Ｓ６１＋Ｓ６２＋Ｓ６３＋Ｓ６４＋Ｓ６５＋Ｓ６６＋Ｓ６７＋Ｓ６８）／８］
Figure 2013506873
表１において、「欠陥のないサブピクセル」は、サブピクセル近傍区域内のサブピクセルに欠陥がなく、かつ選択されたサブピクセルに欠陥がないときに、Ｒ１が近似的に１であることを示す。「選択されたサブピクセルに欠陥がある」は、選択されたサブピクセル６０に欠陥があり、サブピクセル近傍区域内のサブピクセルに欠陥がないときに、Ｒ１が近似的に１でないことを示す。「横のサブピクセルに欠陥がある」及び「角のサブピクセルに欠陥がある」は、選択されたサブピクセルには欠陥がないが、サブピクセル近傍区域内の１つのサブピクセル（「横のサブピクセルに欠陥がある」場合、サブピクセル６５；「角のサブピクセルに欠陥がある」場合、サブピクセル６３）に欠陥があるときに、Ｒ１がそれでも近似的に１であるので、本発明が誤検知（機能しているサブピクセルを誤って欠陥があると報告すること）に対してロバストであることを示す。それゆえ、比較ステップは、近傍区域内のサブピクセルの個々のステータス信号の第１の平均値を計算することと、選択されたＥＬサブピクセルのステータス信号が、第１の平均値から、該第１の平均値の選択された第１のパーセントよりも大きく外れているか否かを判断することとを含むことができる。Ｒ１は、第１の平均値に対する選択されたＥＬサブピクセルのステータス信号の比であるので、例えば、０．７５より小さいか、又は１．２５よりも大きいＲ１は、選択されたＥＬサブピクセルのステータス信号が第１の平均値から、該第１の平均値の２５％よりも大きく外れており、それゆえ、選択されたＥＬサブピクセルに欠陥があることを示す。第１の平均値の値、並びにサブピクセル近傍区域の配列及び大きさは、当該技術分野において既知の統計解析を用いて、誤検知及び検知漏れ（欠陥のあるサブピクセルを機能していると誤って報告すること）の発生を小さくするように選択することができる。上記のように、サブピクセル近傍区域内のサブピクセルの数を増やすことによって、検知漏れ、そして特に誤検知の発生確率を小さくすることができる。
欠陥のあるサブピクセルについての情報を用いて、選択されたサブピクセルごとにサブピクセル近傍区域を選択することによって、誤検知の可能性を更に小さくすることができる。メモリ１９５（図２Ａ）は、どのＥＬエミッターに欠陥があるかについての情報を格納するための欠陥マップを含むことができ、欠陥マップ内で欠陥があると記載されるサブピクセルは、任意のサブピクセル近傍区域から省くことができる。それゆえ、サブピクセル近傍区域内のサブピクセルごとに欠陥マップ内に格納された個々の情報は、サブピクセルに欠陥がないことを示すことになる。
例えば、「角のサブピクセルに欠陥がある」事例において、欠陥マップが、サブピクセル６３に欠陥があることを示す場合には、Ｒ１の代わりに、式２に従ってＲ１’を計算することができ、その結果が以下の表２に記載される。Ｒ１’はＲ１よりも１に近いので、誤検知の確率はより小さい。
Ｒ１’＝Ｓ６０／［（Ｓ６１＋Ｓ６２＋Ｓ６４＋Ｓ６５＋Ｓ６６＋Ｓ６７＋Ｓ６８）／７］
Figure 2013506873
本発明は当該技術分野において既知の種々のサブピクセル構造とともに利用することができる。例えば、図２Ａに示されるＥＬサブピクセル６０は、Ｎチャネル駆動トランジスタ及び非反転ＥＬ構造のためのものである。ＥＬエミッター５０は、駆動トランジスタ７０のソース電極に関連付けられ、駆動トランジスタ７０のゲート電極上の電圧が高いほど、高い光出力を指示し、電圧供給源１４０が第２の電圧供給源１５０に対して正であるので、１４０から１５０に電流が流れ、選択された試験電流が正であるので、第１の電極５１から第２の電極５２に流れる。しかしながら、本発明は、Ｐチャネルトランジスタ又はＮチャネルトランジスタ、及び非反転（共通カソード）ＥＬエミッター又は反転（共通アノード）ＥＬエミッターの任意の組み合わせに適用可能である。これらの事例に合わせた回路の適切な変更は、当該技術分野において既知である。例えば、Ｎチャネル反転構成では、試験電流は負であるので、第２の電極５２から第１の電極５１に流れる。
好ましい実施形態では、本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むサブピクセルにおいて用いられ、それらの有機発光ダイオードは、限定はしないが、Tang他による米国特許第４，７６９，２９２号及びVanSlyke他による米国特許第５，０６１，５６９号において開示されるような、小分子ＯＬＥＤ又は高分子ＯＬＥＤから構成される。有機発光ダイオード材料の多くの組み合わせ及び変形を用いて、そのようなパネルを製造することができる。図２Ａを参照すると、ＥＬエミッター２０２がＯＬＥＤエミッターであるとき、ＥＬサブピクセル１５はＯＬＥＤサブピクセルであり、ＥＬディスプレイ１０はＯＬＥＤディスプレイである。本発明は、ＯＬＥＤ以外のＥＬエミッターにもあてはまる。他のＥＬエミッタータイプの劣化モードは、本明細書において記述される劣化モードとは異なる可能性があるが、それでも、本発明の測定、モデル化及び補償技法を適用することができる。駆動トランジスタ７０、及び他のトランジスタ８０、９０は低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、若しくはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）トランジスタ、又は当該技術分野において既知の別のタイプのトランジスタとすることができる。ａ−Ｓｉバックプレーンでは、駆動トランジスタ７０及び選択トランジスタ９０はアモルファスシリコントランジスタである。
本発明は、特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の趣旨及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されるべきである。
１０ エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイ
２０、２０ａ、２０ｂ 選択線
３０、３０ａ、３０ｂ 読出し線
３５ データ線
４０ マルチプレクサー
４５ マルチプレクサー出力線
５０ ＥＬエミッター
５１ 第１の電極
５２ 第２の電極
６０〜６８ ＥＬサブピクセル
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ ＥＬサブピクセル
６９ａ、６９ｂ サブピクセルグループ
７０ 駆動トランジスタ
７１ 第１の電極
７２ 第２の電極
７３ ゲート電極
７５ コンデンサー
８０ 読出しトランジスタ
８１ 第１の電極
８２ 第２の電極
８３ ゲート電極
９０ 選択トランジスタ
９１ 第１の電極
９２ 第２の電極
９３ ゲート電極
９５ 制御線
１１０ 第１のスイッチ
１３０、１３０ａ、１３０ｂ 第２のスイッチ
１３１ 接続
１３２ 接続
１４０ 第１の電圧源
１５０ 第２の電圧源
１５５ ソースドライバー
１６０、１６０ａ、１６０ｂ 電流源
１７０ 電圧測定回路
１８０ ローパスフィルター
１８５ アナログ／デジタルコンバーター
１９０ プロセッサ
１９５ メモリ
３０１〜３０９ ステップ
３１０、３１４ 判断ステップ
３１１、３１２、３１３ ステップ
４０１、４０２ サブピクセル近傍区域
１０００ Ｉ−Ｖ特性
１０１０ ライン
１０２０ ライン

Claims (15)

  1. ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法であって、
    ａ）複数のサブピクセルを有する前記ＥＬディスプレイを設けることであって、各サブピクセルは駆動トランジスタと、読出しトランジスタと、ＥＬエミッターとを含み、該駆動トランジスタは前記ＥＬエミッターの電極と該読出しトランジスタの第１の電極とに接続された電極を有することと、
    ｂ）サブピクセルを選択することと、
    ｃ）前記選択されたサブピクセル内の前記駆動トランジスタを通る電流の流れを遮断することと、
    ｄ）電流源を用いて、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターを通る選択された試験電流を与えることと、
    ｅ）前記選択されたサブピクセル内の前記読出しトランジスタの第２の電極における電圧を測定することであって、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターの特性を表すステータス信号を与えることと、
    ｆ）前記選択されたサブピクセルのための前記ステータス信号を少なくとも２つの近傍のサブピクセルの個々のステータス信号と比較することであって、前記選択されたサブピクセル内の前記ＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断することと、
    を含む、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法。
  2. ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法であって、
    ａ）複数のサブピクセルを有する前記エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイを設けることであって、各サブピクセルは、第１の電極及び第２の電極を有するＥＬエミッターと、第１の電極、前記ＥＬエミッターの前記第１の電極に接続された第２の電極、及びゲート電極を有する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタの前記第２の電極に接続された第１の電極、第２の電極及びゲート電極を有する読出しトランジスタとを有することと、
    ｂ）前記複数のサブピクセルのそれぞれにおける前記駆動トランジスタの前記第１の電極に関連付けられた第１の電圧源を設けることと、
    ｃ）前記複数のサブピクセルのそれぞれにおける前記ＥＬエミッターの前記第２の電極に接続された第２の電圧源を設けることと、
    ｄ）前記読出しトランジスタの前記第２の電極に関連付けられた電流源を設けることと、
    ｅ）ＥＬサブピクセル、並びに該ＥＬサブピクセルの対応する駆動トランジスタ、読出しトランジスタ及びＥＬエミッターを選択することと、
    ｆ）前記選択された読出しトランジスタの前記第２の電極に関連付けられた電圧測定回路を設けることと、
    ｇ）前記選択された駆動トランジスタを通る電流の流れを遮断することと、
    ｈ）前記電流源を用いて、前記ＥＬエミッターを通る選択された試験電流を与えることと、
    ｉ）前記電圧測定回路を用いて、前記選択された読出しトランジスタの前記第２の電極における電圧を測定することであって、前記選択されたＥＬエミッターの特性を表す対応するステータス信号を与えることと、
    ｊ）前記複数のＥＬサブピクセル内の残りのＥＬサブピクセルごとにステップｅ〜ステップｉを繰り返すことと、
    ｋ）ＥＬサブピクセルを選択することと、
    ｌ）前記選択されたＥＬサブピクセルのためのサブピクセル近傍区域を選択することであって、該サブピクセル近傍区域は、前記選択されたＥＬサブピクセルに隣接する少なくとも２つのサブピクセルを含むことと、
    ｍ）前記選択されたＥＬサブピクセルのための前記ステータス信号を前記選択されたサブピクセル近傍区域内の前記サブピクセルのそれぞれの個々の前記ステータス信号と比較することであって、前記選択されたＥＬエミッターに欠陥があるか否かを判断することと、
    ｎ）前記複数のＥＬサブピクセル内の残りのＥＬサブピクセルごとにステップｋ〜ステップｍを繰り返すことであって、前記ＥＬディスプレイ内の他の欠陥のあるＥＬエミッターを検出することと、
    を含む、ＥＬディスプレイ内の欠陥のあるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）エミッターを検出する方法。
  3. ステップｂは、前記第１の電圧源を、前記複数のサブピクセルのそれぞれにおける前記駆動トランジスタの前記第１の電極に選択的に接続するための第１のスイッチを設けることを含み、ステップｇは、前記第１のスイッチを開いて、前記選択された駆動トランジスタを通る電流の流れを遮断することを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記複数のサブピクセルは１つ又は複数のサブピクセルグループに分割され、ステップｅは、前記電流源を、前記個々のサブピクセルグループ内の前記複数のサブピクセルのそれぞれにおける前記読出しトランジスタの前記第２の電極に選択的に接続するために、前記１つ又は複数のサブピクセルグループごとに個々の第２のスイッチを設けることを含む、請求項２に記載の方法。
  5. 各サブピクセル近傍区域は、前記選択されたＥＬサブピクセルの上側のサブピクセル、前記選択されたＥＬサブピクセルの下側のサブピクセル、前記選択されたＥＬサブピクセルの左側のサブピクセル、及び前記選択されたＥＬサブピクセルの右側のサブピクセルを含む、請求項２に記載の方法。
  6. 前記比較するステップは、前記近傍区域内の前記サブピクセルの前記個々のステータス信号の第１の平均値を計算することと、前記選択されたＥＬサブピクセルの前記ステータス信号が、前記第１の平均値から、該第１の平均値の選択された第１のパーセントよりも大きく外れているか否かを判断することとを含む、請求項２に記載の方法。
  7. どのＥＬエミッターに欠陥があるかについての情報を格納するための欠陥マップを設けることを更に含み、前記サブピクセル近傍区域内のサブピクセルごとの前記欠陥マップ内の個々の前記格納された情報は、前記サブピクセルに欠陥がないことを示す、請求項２に記載の方法。
  8. 前記選択された試験電流は、選択されたしきい値電流よりも大きい、請求項２に記載の方法。
  9. 前記ＥＬディスプレイは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイであり、各ＥＬサブピクセルはＯＬＥＤサブピクセルであり、各ＥＬエミッターはＯＬＥＤエミッターである、請求項２に記載の方法。
  10. 各駆動トランジスタはアモルファスシリコン駆動トランジスタである、請求項２に記載の方法。
  11. 前記電圧測定回路はアナログ／デジタルコンバーターを含む、請求項２に記載の方法。
  12. 各ＥＬサブピクセルは、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に接続された第２の電極を有する選択トランジスタを更に含み、各選択トランジスタの前記ゲート電極は前記対応する読出しトランジスタの前記ゲート電極に接続される、請求項２に記載の方法。
  13. ステップｇ及びステップｈは、第１の時間中に、選択された数のＥＬサブピクセルに対して同時に実行され、ステップｉは、前記第１の時間中に、前記選択された数のＥＬサブピクセルのＥＬサブピクセルごとに順次に実行される、請求項２に記載の方法。
  14. 前記ＥＬサブピクセルを行及び列に配列することと、前記行に対応する複数の選択線、及び前記列に対応する複数の読出し線を設けることとを更に含み、各ＥＬサブピクセルは、前記駆動トランジスタの前記ゲート電極に接続された第２の電極、第１の電極及びゲート電極を有する選択トランジスタを含み、各選択線は１つ又は複数の対応する選択トランジスタの前記ゲート電極（複数の場合もあり）に接続され、各読出し線は、１つ又は複数の対応する読出しトランジスタの前記第２の電極（複数の場合もあり）に接続される、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記複数の読出し線に接続され、前記所定の数のＯＬＥＤサブピクセルのための前記ステータス信号を順次に読み出すためのマルチプレクサーを用いることを更に含む、請求項１４に記載の方法。
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