JP5645988B2 - 表示装置の修理装置およびその方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置の修理装置およびその方法に関するものである。
一般的に、液晶表示装置、有機発光表示装置などの表示装置は、複数の薄膜と配線を積層して形成される。このような表示装置は、製造工程中に薄膜上に形成された不純物またはパーティクルや配線の短絡などを有する画素を含んでいることがある。
このような画素を検出するために、従来は、相対的なリーク電流の大きさを利用したり、光学顕微鏡を用いた点灯検査機を利用していた。つまり、光学顕微鏡で画素内の不純物またはパーティクルや配線の短絡などの欠陥を探し、その欠陥部分を修理していた。しかし、光学顕微鏡で見えない小さなサイズの不純物またはパーティクルや配線の短絡などによる欠陥が発生した場合、画素内の正確な修理位置を探すことができないという問題があった。
本発明は、上記の背景技術の問題を解決するためのものであって、光学顕微鏡で確認できない欠陥を有する画素を正常画素に修理可能な表示装置の修理装置およびその方法を提供する。
本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置は、表示装置が搭載されるステージと、前記表示装置に点灯信号を印加する点灯器と、前記表示装置と離隔して位置し、前記点灯信号により、前記表示装置の画素内部の欠陥部で発生する光子または熱を検出する検出器とを含むことができる。
前記ステージおよび検出器を囲んでおり、表示装置に外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックスをさらに含むことができる。
前記点灯信号は、前記画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させると同時に、前記画素の発光部から前記欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または前記発光部で非発光とする信号条件を有することができる。
前記検出器は、Si物質の受光部品を有するSi検出器と、InGaAs物質、GaAs物質またはInGaAsP物質の中から選択された物質の受光部品を有するInGaAs検出器と、InSb物質の受光部品を有するInSb検出器との中から選択されたいずれか1つであり得る。
前記光遮断ボックスは、前記検出器が検出する前記光子または熱の波長範囲より広い波長範囲の光を遮断することができる。前記検出器は、前記ステージの上方または下方に位置することができる。
前記点灯器は、前記表示装置のパッドに接触する点灯プローブと、前記点灯プローブに印加する前記点灯信号を発生させる点灯信号発生器とを含むことができる。
前記ステージは、前記表示装置が搬送される搬送部と、前記搬送部の内部に形成される開口部に設けられて回転する回転部とを含み、前記表示装置は、前記回転部に搭載できる。前記回転部は、前記搬送部と前記回転部とを連結する回転軸を中心に回転することができる。
前記点灯プローブは、前記ステージの上部に位置する上部プローブと、前記ステージの下部に位置する下部プローブとをさらに含むことができる。
前記表示装置と離隔して位置し、前記画素にレーザを照射して前記画素を修理するレーザ修理器をさらに含むことができる。
前記ステージの上方または下方に位置し、前記表示装置の画素に対する光学検査を進行する光学顕微鏡をさらに含むことができる。
また、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理方法は、光学顕微鏡を用いてステージに搭載された表示装置に光学検査を実行し、画素内部の欠陥部を検出するステップと、前記光学顕微鏡で前記画素内部の欠陥部が検出されない場合には、前記表示装置に点灯器を接触させて前記画素に点灯信号を印加し、前記画素内部の欠陥部で光子または熱を発生させるステップと、検出器を用いて前記光子または熱を検出し、前記画素内部の欠陥部を確認するステップと、前記画素内部の欠陥部にレーザを照射して前記画素を修理するステップとを含むことができる。
前記表示装置および前記検出器は、外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックスの内部に設置できる。
前記点灯信号は、前記画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させると同時に、前記画素の発光部から前記欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または前記発光部で非発光とする信号条件を有することができる。
前記検出器は、Si物質の受光部品を有するSi検出器と、InGaAs物質、GaAs物質またはInGaAsP物質の中から選択された物質の受光部品を有するInGaAs検出器と、InSb物質の受光部品を有するInSb検出器との中から選択されたいずれか1つであり得る。
前記表示装置を180度回転させ、前記表示装置の背面で発生する微細光子を検出するステップをさらに含むことができる。
前記画素を修理した後、前記点灯器を用いて正常画素の可否を判断するステップをさらに含むことができる。
前記光学顕微鏡で前記画素内部の欠陥部が検出される場合には、直ちに前記画素内部の欠陥部にレーザを照射して前記画素を修理することができる。
本発明によれば、光学顕微鏡、検出器およびレーザ修理器を光遮断ボックスの内部にすべて設けることにより、光学顕微鏡によって見えない画素内部の欠陥部を検出器を用いて検出し、レーザ修理器を用いて画素を正常画素に直し、収率(歩留まり)を向上させることができる。
また、本発明は、不良の類型とは関係なく、明点、暗点、線不良の欠陥を有する画素を正常画素に修理することができ、修理後、点灯器で正常画素になったか否かを直ちに確認することができ、生産性を向上させることができる。
本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の概略図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置のステージの平面図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の検出器として用いられる、Si検出器の波長に応じた光子効率曲線(a)、およびInGaAs検出器の波長に応じた光子効率曲線(b)に対するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の検出器として用いられる、InSb検出器の波長に応じた光子効率曲線(c)に対するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理方法のフローチャートである。 光学顕微鏡を用いて画素の内部に光学検査を進行した写真である。 本発明の一実施形態にかかる検出器を用いて画素内部の欠陥部を確認した写真である。 有機発光表示装置にブラック点灯信号を印加した時の電圧の関係を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理方法に従って点灯信号を印加した時の電圧の関係を示す図である。
以下、添付した図面を参考にして、本発明の様々な実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。
以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置について、図1および図2を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の概略図であり、図2は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置のステージの平面図である。
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置は、表示装置100が搭載されるステージ10と、表示装置100に点灯信号を印加する点灯器20と、表示装置100と離隔して位置し、点灯器20で発生した点灯信号により、表示装置100の画素内部の欠陥部で発生する光子または熱を検出する検出器30と、ステージ10および検出器30を囲んでおり、表示装置100に外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックス40とを含む。
ステージ10は、表示装置100が搬送される搬送部11と、搬送部11の内部に形成される開口部11aに設けられて回転する回転部12とを含む。
表示装置100は、液晶表示装置、有機発光表示装置などの平板表示装置であり得、表示装置100は、回転部12に搭載され、回転部12は、搬送部11と回転部12とを連結する回転軸13を中心に回転するため、表示装置100は、回転部12の回転によって上下反転可能である。
点灯器20は、表示装置100のパッド110に接触する点灯プローブ21と、点灯プローブ21に印加する点灯信号を発生させる点灯信号発生器22とを含む。点灯プローブ21は、ステージ10の上部に位置する上部プローブ211と、ステージ10の下部に位置する下部プローブ212とを含む。上部プローブ211は、表示装置100のパッド110が検出器30の位置する上方を向いている時、表示装置100のパッド110に接触する点灯プローブであり、下部プローブ212は、表示装置100が回転部12によって反転して表示装置100のパッド110が下方を向いている時、表示装置100のパッド110に接触する点灯プローブである。
表示装置100の前面から光子が検出されない場合、表示装置100を180度回転させ、下部プローブ212を用いて点灯信号を印加することにより、検出器30が表示装置100の背面から光子または熱を検出することができる。
点灯プローブ21を介して表示装置100に印加される点灯信号は、表示装置100の画素内部の欠陥部に電流などのエネルギーを注入する。この時、欠陥部では注入されたエネルギーの一部が失われ、失われたエネルギーは光子(Photon)または熱エネルギー(thermal energy)などの形態で外部に放出できる。
検出器30は、放出された光子または熱エネルギーを検出し、画素内部の欠陥部の位置を探すことができる。つまり、検出器30は、放出された光子または熱エネルギーを吸収して電流に変換するフォトダイオード(photo diode)などの受光素子を含む。このような検出器30は、外部の光がない時にも、フォトダイオード自体で発生する電流値の暗電流(dark current)が1×10−15A〜1×10−19A程度と従来の検出器より低いため、より微弱な放出エネルギーを検出することができる。
このような検出器30は、放出された光子または熱の受信率を高めるために、所定波長帯のエネルギーを選択的に検出可能な多様な検出器を含むことができる。つまり、検出器30は、略100nm〜1200nmの波長の光子を検出可能なSi検出器と、略800nm〜1800nmの波長の光子を検出可能なInGaAs検出器と、略3.3μm〜5.7μmの波長の光子または熱を検出可能なInSb検出器との中から選択されたいずれか1つであり得る。
Si検出器は、Si物質の受光部品を有する検出器であり、InGaAs検出器は、InGaAs物質、GaAs物質、InGaAsP物質の受光部品を有する検出器であり、InSb検出器は、InSb物質の受光部品を有する検出器である。
したがって、検出器30は、明点、暗点、線不良などのような欠陥を示す画素内部の欠陥部の位置を正確に把握することができる。
また、検出器30の検出限度(数×10−18〜数×10−19A)より高い信号を得るために、欠陥部にエネルギーを注入する点灯条件を強化することができる。この時、画素の欠陥部以外の領域からのエネルギー放出を防止するために、一般的な駆動とは異なる点灯条件を用いることができる。
本実施形態では、検出器30がステージ10の上方に位置するが、ステージ10の下方に位置することができ、表示装置100の画素に対する光学検査を進行する光学顕微鏡50もステージ10の上方または下方に位置することができる。
本実施形態では、画素にレーザを照射して画素を修理するレーザ修理器60がステージ10の上方に位置するが、ステージ10の下方に位置することもできる。レーザ修理器60は、検出器30によって正確な位置が検出された画素内部の欠陥部にレーザを直接照射して画素を修理することができる。
検出器30、光学顕微鏡50およびレーザ修理器60は、ステージ10の上方または下方にそれぞれまたはすべて形成可能であり、互いに隣接して設置できる。
図3は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の検出器として用いられる、Si検出器の波長に応じた光子効率曲線(a)、およびInGaAs検出器の波長に応じた光子効率曲線(b)に対するグラフであり、図4は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理装置の検出器として用いられる、InSb検出器の波長に応じた光子効率曲線(c)に対するグラフである。
図3および図4に示すように、Si検出器は、100nm〜1200nmの波長の光子を検出することができ、InGaAs検出器は、800nm〜1800nmの波長の光子を検出することができ、InSb検出器は、3.3μm〜5.7μmの波長の光子または熱を検出することができる。
検出器30が欠陥部で発生する微弱な信号を受信するために、光遮断ボックス40は、検出器30が検出する光子または熱の波長範囲より広い波長範囲の光を遮断することができる。つまり、光遮断ボックス40は、100nm〜6μmの波長範囲の光を遮断する物質の鉄板などで製造することができる。また、光遮断ボックス40は、欠陥部で発生する光子または熱の波長範囲と検出器30の検出波長範囲を考慮して特定の波長のみを遮断することもできる。
したがって、検出器30は、欠陥部で発生する微弱な光子または熱を外部光の干渉なく容易に短時間で検出することができる。
このように、光学顕微鏡、検出器およびレーザ修理器を光遮断ボックスの内部にすべて設けることにより、画素内部の欠陥部の正確な位置を把握し、レーザ修理器を用いて画素を正常画素に直し、収率を向上させることができる。
また、本発明は、不良の類型とは関係なく、明点、暗点、線不良の欠陥を有する画素を正常画素に修理することができ、修理後、点灯器で正常画素になったか否かを直ちに確認することができ、生産性を向上させることができる。
次に、図1および図2に示す表示装置の修理装置を用いた表示装置の修理方法について、図5〜図6を参照して詳細に説明する。
図5は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理方法のフローチャートであり、図6は、光学顕微鏡を用いて画素の内部に光学検査を進行した写真であり、図7は、本発明の一実施形態にかかる検出器を用いて画素内部の欠陥部を確認した写真である。
まず、図5に示すように、光学顕微鏡50を用いてステージ10に搭載された表示装置100に光学検査を進行し、画素内部の欠陥部を検出する(S100)。
次に、光学顕微鏡50で画素内部の欠陥部が検出される場合には、直ちに画素内部の欠陥部にレーザを照射して画素を修理する(S200)。そして、画素を修理した後、点灯器20を用いて点灯検査を行い、正常画素の可否を判断する(S300)。
次に、図6に示すように、光学顕微鏡50で画素内部の欠陥部が検出されない場合には、表示装置100に点灯器20の上部プローブ211を接触させて画素に点灯信号を印加する(S400)。点灯信号は、画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させ、画素の発光部からは欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または発光部で非発光とする信号条件を有する。
図8は、有機発光表示装置にブラック点灯信号を印加した時の電圧の関係を示す図であり、図9は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の修理方法に従って点灯信号を印加した時の電圧の関係を示す図である。
図8に示すように、有機発光表示装置の1つの画素は、複数の信号線Scan[n]、Scan[n−1]、Vinit、em[n]、data、VDDと、複数の信号線に連結されている複数の薄膜トランジスタT1、T2、T3、T4、T5、T6と、キャパシタC1、C2と、発光部、つまり、有機発光ダイオード(organic light emitting diode)OLEDとを含む。
薄膜トランジスタは、駆動薄膜トランジスタ(driving thin film transistor)T1と、スイッチング薄膜トランジスタ(switching thin film transistor)T2と、補償薄膜トランジスタT3と、初期化薄膜トランジスタT4と、第1発光制御薄膜トランジスタT5と、第2発光制御薄膜トランジスタT6とを含み、キャパシタC1、C2は、ストレージキャパシタ(storage capacitor)Cstと、ブースティングキャパシタ(boosting capacitor)Cbとを含む。信号線は、スキャン信号を伝達するスキャン線Scan[n]と、初期化薄膜トランジスタT4に前のスキャン信号を伝達する前のスキャン線Scan[n−1]と、第1発光制御薄膜トランジスタT5および第2発光制御薄膜トランジスタT6に発光制御信号を伝達する発光制御線em[n]と、スキャン線と交差し、データ信号を伝達するデータ線dataと、駆動電圧を伝達し、データ線と略平行に形成されている駆動電圧線VDDと、駆動薄膜トランジスタT1を初期化する初期化電圧を伝達する初期化電圧線Vinitとを含む。スイッチング薄膜トランジスタT2は、スキャン線Scan[n]を介して伝達されたスキャン信号に応じてスイッチング動作を行う。駆動薄膜トランジスタT1は、スイッチング薄膜トランジスタT2のスイッチング動作に応じてデータ信号が伝達され、有機発光ダイオードOLEDに駆動電流を供給する。
駆動薄膜トランジスタT1のドレイン電極は有機発光ダイオードOLEDのアノード(anode)に電気的に接続される。そして、有機発光ダイオードOLEDのカソード(cathode)は共通電圧VSSに接続されている。これにより、有機発光ダイオードOLEDは、駆動薄膜トランジスタT1から駆動電流を受けて発光することにより、映像を表示する。
画素内部の欠陥部を検出するためには、画素の発光部からは欠陥部より少ない光子を放出させる信号条件、または発光部で非発光とする信号条件に相当する点灯信号を表示装置100のデータ線dataまたは駆動電圧線VDDなどに印加し、画素内部の欠陥部からは光子を放出させる信号条件に相当する点灯信号を表示装置100のデータ線dataまたは駆動電圧線VDDなどに印加する。
つまり、図8に示すように、画素の発光部で非発光とするだけの信号条件に相当する点灯信号A1、A2、A3を表示装置100のデータ線dataまたは駆動電圧線VDDなどに印加した場合には、画素内部の欠陥部では光子を放出しない。
しかし、図9に示すように、画素の発光部で非発光とする信号条件に相当すると同時に、画素内部の欠陥部からは光子を放出させる信号条件に相当する点灯信号B1、B2、B3を表示装置100のデータ線dataまたは駆動電圧線VDDなどに印加する。
次に、図7に示されるように、表示装置100の上方に位置した検出器30を用いて光子または熱を検出し、画素内部の欠陥部Pの正確な位置を確認する(S500)。この時、表示装置100および検出器30は、微弱な光子または熱を検出できるように外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックス40の内部に設置可能であり、光学顕微鏡50、レーザ修理器60、ステージ10および点灯器20も光遮断ボックス40の内部に設置可能である。
この時、表示装置100の前面から光子または熱が検出されない場合、表示装置100を180度回転させ、下部プローブ212を用いて点灯信号を印加することにより、検出器30が表示装置100の背面から光子または熱を検出することができる。
次に、画素内部の欠陥部にレーザを照射して画素を修理する(S600)。次に、画素を修理した後、点灯器20を用いて点灯検査を行い、正常画素の可否を判断する(S700)。
このように、光学顕微鏡50を用いて画素内部の欠陥部の位置が見える場合には、直ちにレーザ修理器60を用いて画素を修理し、光学顕微鏡50を用いても画素内部の欠陥部の位置が見えない場合には、画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させ、画素の発光部からは欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または発光部で非発光とする信号条件を有する点灯信号を欠陥部に流して光子または熱を発生させ、検出器30を用いて画素内部の欠陥部の位置を把握し、レーザ修理器60を用いて画素を修理することができる。
本発明を上述したように好ましい実施形態を通じて説明したが、本発明は、これに限定されず、以下に記載する特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正および変形が可能であることを、本発明の属する技術分野に従事する者は容易に理解するはずである。
10:ステージ
20:点灯器
30:検出器
40:光遮断ボックス
50:光学顕微鏡
60:レーザ修理器

Claims (17)

  1. 表示装置が搭載されるステージと、
    前記表示装置に点灯信号を印加する点灯器と、
    前記表示装置と離隔して位置し、前記点灯信号により、前記表示装置の画素内部の欠陥部で発生する光子または熱を検出する検出器と、
    前記ステージおよび検出器を囲んでおり、前記表示装置に外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックスを含み、
    前記ステージは、
    前記表示装置が搬送される搬送部と、
    前記搬送部の内部に形成される開口部に設けられて回転する回転部とを含み、
    前記表示装置は、前記回転部に搭載されることを特徴とする表示装置の修理装置。
  2. 前記点灯信号は、前記画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させると同時に、前記画素の発光部から前記欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または前記発光部で非発光とする信号条件を有することを特徴とする請求項1記載の表示装置の修理装置。
  3. 前記検出器は、Si物質の受光部品を有するSi検出器と、InGaAs物質、GaAs物質またはInGaAsP物質の中から選択された物質の受光部品を有するInGaAs検出器と、InSb物質の受光部品を有するInSb検出器との中から選択されたいずれか1つであることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の表示装置の修理装置。
  4. 前記光遮断ボックスは、前記検出器が検出する前記光子または熱の波長範囲より広い波長範囲の光を遮断することを特徴とする請求項1に記載の表示装置の修理装置。
  5. 前記検出器は、前記ステージの上方または下方に位置することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の表示装置の修理装置。
  6. 前記点灯器は、
    前記表示装置のパッドに接触する点灯プローブと、
    前記点灯プローブに印加する前記点灯信号を発生させる点灯信号発生器とを含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の表示装置の修理装置。
  7. 前記回転部は、前記搬送部と前記回転部とを連結する回転軸を中心に回転することを特徴とする請求項記載の表示装置の修理装置。
  8. 前記点灯プローブは、
    前記ステージの上部に位置する上部プローブと、
    前記ステージの下部に位置する下部プローブとを含むことを特徴とする請求項6に記載の表示装置の修理装置。
  9. 前記表示装置と離隔して位置し、前記画素にレーザを照射して前記画素を修理するレーザ修理器をさらに含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の表示装置の修理装置。
  10. 前記ステージの上方または下方に位置し、前記表示装置の画素に対する光学検査を進行する光学顕微鏡をさらに含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の表示装置の修理装置。
  11. 前記ステージの上方または下方に位置し、前記表示装置の画素に対する光学検査を進行する光学顕微鏡をさらに含むことを特徴とする請求項10記載の表示装置の修理装置。
  12. 光学顕微鏡を用いてステージに搭載された表示装置に点灯器を接触させて前記画素に点灯信号を印加し、前記画素内部の欠陥部で光子または熱を発生させるステップと、
    検出器を用いて前記光子または熱を検出し、前記画素内部の欠陥部を確認するステップと、
    前記画素内部の欠陥部にレーザを照射して前記画素を修理するステップとを含み、
    前記表示装置および前記検出器は、外部光が流入するのを遮断する光遮断ボックスの内部に設けられ、
    前記ステージは、
    前記表示装置が搬送される搬送部と、
    前記搬送部の内部に形成される開口部に設けられて回転する回転部とを含み、
    前記表示装置は、前記回転部に搭載されることを特徴とする表示装置の修理方法。
  13. 前記点灯信号は、前記画素内部の欠陥部から光子または熱を放出させると同時に、前記画素の発光部から前記欠陥部より少ない光子または熱を放出させる信号条件、または前記発光部で非発光とする信号条件を有することを特徴とする請求項12記載の表示装置の修理方法。
  14. 前記検出器は、Si物質の受光部品を有するSi検出器と、InGaAs物質、GaAs物質またはInGaAsP物質の中から選択された物質の受光部品を有するInGaAs検出器と、InSb物質の受光部品を有するInSb検出器との中から選択されたいずれか1つであることを特徴とする請求項1213のいずれか一項記載の表示装置の修理方法。
  15. 前記表示装置を180度回転させ、前記表示装置の背面で発生する微細光子または熱を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1214のいずれか一項記載の表示装置の修理方法。
  16. 前記画素を修理した後、前記点灯器を用いて正常画素の可否を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1215のいずれか一項記載の表示装置の修理方法。
  17. 前記光学顕微鏡で前記画素内部の欠陥部が検出される場合には、直ちに前記画素内部の欠陥部にレーザを照射して前記画素を修理することを特徴とする請求項1216のいずれか一項記載の表示装置の修理方法。
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