KR100587486B1 - 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치 - Google Patents

디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치에 관한 것으로, 측정을 위한 적어도 하나의 디스플레이 판넬이 내부에 위치되며, 내부의 온도 및 습도 조건을 일정하게 유지하는 챔버, 상기 챔버 내에 설치되며, 상기 디스플레이 판넬의 화상신호를 얻기 위한 적어도 하나의 카메라, 제어신호에 따라 측정에 필요한 펄스 형태의 바이어스 전압 및 전류를 제공하며, 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 및 전류를 측정하여 디지털 데이터로 변환하는 바이어스 공급 및 측정부, 상기 카메라에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 변환부, 및 상기 바이어스 공급 및 측정부와 상기 변환부로부터 상기 디지털 데이터들을 입력받아 파라메터들을 생성하고, 상기 파라미터들을 이용하여 상기 디스플레이 판넬의 수명을 분석하는 제어 및 데이터 처리부를 포함한다.
디스플레이 판넬, 수명, 카메라, 화상신호, 파라메터, 펄스 파형

Description

디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치 {Apparatus for measuring picture and lifetime of display pannel}
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 바이어스 공급 및 측정부로부터 측정을 위해 제공되는 바이어스 전압의 일예를 설명하기 위한 전압 및 전류 파형도.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 카메라를 통해 얻어진 디스플레이 판넬의 화상을 나타낸 사진.
도 4는 광도 평균값(L) 및 광도 RMS 거칠기(dL) 파라메타들을 나타낸 그래프.
도 5는 전압(V) 및 어둡고 밝은 부분의 영역비(R, RN) 파라메타들을 나타낸 그래프.
도 6은 테두리 축소의 깊이(D) 및 분리된 다크 스팟의 개수(N) 파라메타들을 나타낸 그래프.
도 7은 다크 스팟의 핵생성율(N´) 및 다크 스팟의 성장율(G´) 파라메타들을 나타낸 그래프.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 바이어스 공급 및 측정부로부터 측정을 위해 제공되는 바이어스 전압의 다른 예를 설명하기 위한 전압 및 전류 파형도.
도 9는 바이어스 전류가 인가된 경우 측정한 히스토그램 그래프.
도 10은 도 9의 결과로부터 얻은 전류에 따른 피크의 FWHM 값을 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 디스플레이 판넬
100: 항온-항습 챔버
110: 카메라
120: 바이어스 공급 및 측정부
130, 150: 스위칭부
140: 제어 및 데이터 처리부
160: 변환부
본 발명은 LCD, TFT-LCD, OLED 등과 같은 디스플레이 판넬의 화상 및 수명을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밝기 감소 및 수명과 관련된 특성을 빠르고 정밀하게 측정할 수 있도록 한 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치에 관한 것이다.
정보통신 산업이 발달됨에 따라 휴대전화기, 오디오, 모니터, 디지털 스틸 카메라, 대면적 TV 등의 사용이 증가하고 있으며, 이에 따라 액정디스플레이(LCD), 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT-LCD), 유기전기발광 다이오드(OLED) 등과 같은 다양한 종류의 디스플레이 판넬들이 개발 및 생산되고 있다.
그러나 이러한 디스플레이 판넬들은 많은 장점을 가지는 반면, 단점도 가지고 있기 때문에 이를 개선하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다.
예를 들어, 유기전기발광 다이오드(OLED)는 자체 발광, 높은 효율, 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 저소비 전력 등의 많은 장점을 가지고 있는 반면, 대기중의 수분, 산소와의 반응에 의한 소자의 열화, 전극의 산화로 인한 수명 단축 등과 같은 문제점도 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 디스플레이 판넬의 개발 과정에서 문제점을 찾아내고 관찰하여 여러가지 특성, 수명 등을 개선하여야 하는데, 이를 위해 디스플레이 판넬을 관찰하기 위한 장치가 필요하다.
A. B. Chwang 등과 K. Yamashita 등은 유기전기발광 디스플레이의 구동원리를 이용한 휘도계 또는 포토 다이오드를 이용한 측정 장비들을 사용하여 소자의 전류, 전압과 휘도 간의 관계를 측정하고, 이를 통해 인캡슐레이션된 소자들의 수명을 조사하였다(A. B. Chwang 등, Applied Physics Letters 83 (2003), p. 413; K. Yamashita 등, Journal of Physics D: Applied Physics, 34, (2001), p. 740).
또한, 대한민국특허출원 제10-2001-0075499호에서는 x, y, z축 방향으로 이동 가능한 휘도 측정기를 이용하여 전류 및 전압의 변화량에 따른 휘도 변화량을 측정하였다.
그러나 이러한 방법들은 휘도계 또는 포토 다이오드와 같은 광계측기를 사용하여 디스플레이 판넬의 일부분을 측정하기 때문에 디스플레이 판넬의 전면을 자세히 조사하는 것이 불가능하며, 대면적 디스플레이 판넬의 특성을 관찰하기 위해서는 광계측기를 X축 또는 Y축 방향으로 스캔하며 단속적으로 측정해야 하기 때문에 빠른 시간 내에 분석이 어려운 단점이 있다. 또한, 디스플레이 판넬 내부에서 생성되고 자라는 다크 스팟들, 발광면의 테두리 축소, 전력의 변화에 따른 균질도의 변화 등과 같이 소자의 수명에 치명적인 영향을 미치는 원인들을 상세하게 구분 및 분석할 수 없기 때문에 소자의 수명을 개선할 수 있는 방법을 찾기 어렵다.
본 발명의 목적은 디스플레이 판넬의 전면은 물론 화소의 일부분까지도 정밀하게 관찰 및 측정할 수 있는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 디스플레이 판넬의 휘도 및 화상 디지털 데이터로부터 여러가지 물리적인 파라메타들을 생성하고, 이를 이용하여 디스플레이 판넬의 수명을 분석할 수 있는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치는 측정을 위한 적어도 하나의 디스플레이 판넬이 내부에 위치되며, 내부의 온도 및 습도 조건을 일정하게 유지하는 챔버, 상기 챔버 내에 설치되며, 상기 디 스플레이 판넬의 화상신호를 얻기 위한 적어도 하나의 카메라, 제어신호에 따라 측정에 필요한 펄스 형태의 바이어스 전압 및 전류를 제공하며, 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 및 전류를 측정하여 디지털 데이터로 변환하는 바이어스 공급 및 측정부, 상기 카메라에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 변환부, 및 상기 바이어스 공급 및 측정부와 상기 변환부로부터 상기 디지털 데이터들을 입력받아 파라메터들을 생성하고, 상기 파라미터들을 이용하여 상기 디스플레이 판넬의 수명을 분석하는 제어 및 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 제 1 제어신호에 따라 상기 바이어스 공급 및 측정부와 상기 디스플레이 판넬을 선택적으로 연결하는 제 1 스위칭부, 및 상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 제 2 제어신호에 따라 상기 카메라와 상기 변환부를 선택적으로 연결하는 제 2 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어신호는 상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 펄스 형태의 바이어스 전압은 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전압과, 제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전류 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 2 전압으로 이루어지며, 상기 제 1 시간이 상기 제 2 시간보다 길고, 상기 제 1 전압이 상기 제 2 전압보다 높은 것을 특징으로 한다.
상기 펄스 형태의 바이어스 전류는 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전류와, 제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 2 전류로 이루어지며, 상기 제 1 시간이 상기 제 2 시간보다 길고, 상기 제 1 전류가 상기 제 2 전류보다 많은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펄스 형태의 바이어스 전압은 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전압과, 제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 2 전압과, 제 3 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전류 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 3 전압으로 이루어지며, 상기 제 1 전압이 상기 제 2 전압보다 높고, 상기 제 3 전압이 상기 제 2 전압보다 같거나 높은 것을 특징으로 한다.
상기 펄스 형태의 바이어스 전류는 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전류와, 제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 2 전류와, 제 3 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 3 전류로 이루어지며, 상기 제 1 전류가 상기 제 2 전류보다 많고, 상기 제 3 전류가 상기 제 2 전류보다 같거나 많은 것을 특징으로 한다.
상기 카메라는 상기 바이어스 공급 및 측정부로부터 공급되는 전압에 따라 동작되며, 렌즈 및 입사되는 빛의 량을 조절하는 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 파라미터들은 광도 평균값(L), 광도 RMS 거칠기(dL), 전압(V), 어둡고 밝은 부분의 영역비(R, RN), 화상에서 밝은 부분의 가장자리 축소에 따른 테두리 축소의 깊이(D), 분리된 다크 스팟의 개수(N), 다크 스팟의 핵생성율(N´) 및 다크 스팟의 성장율(G´)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 판넬 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
측정 조건을 일정하게 유지하기 위해 저온, 건조한 분위기에서 고온, 다습한 분위기까지 조성 가능한 항온-항습 챔버(100) 내에 디스플레이 판넬의 휘도 및 화상을 측정하기 위한 광학계의 카메라(110)가 설치된다. 여러 개의 디스플레이 판넬을 동시에 측정하기 위해서는 다수의 카메라(110)를 어레이 형태로 배열할 수 있다. 상기 카메라(110)는 광학 렌즈를 포함하며, 렌즈에는 빛의 량을 조절하기 위한 광학 필터가 결합될 수 있다. 예를 들어, 1/3 인치형 흑백 또는 컬러 CCD 또는 CMOS 카메라를 사용할 수 있으며, 디스플레이 판넬의 전면을 관찰할 수 있는 초점거리 35㎜의 광각계 렌즈 또는 디스플레이 판넬의 일정 화소 부분만을 국부적으로 관찰할 수 있는 초점거리 35㎜의 확대용 렌즈를 사용할 수 있다.
상기 카메라(110)의 전면에는 측정을 위해 제공되는 디스플레이 판넬(10)이 스테이지(도시안됨)에 의해 정렬 및 위치된다. 상기 디스플레이 판넬(10)은 LCD, TFT-LCD, OLED 디스플레이 등이 될 수 있다.
상기 디스플레이 판넬(10)의 전극들(예를 들어, 애노드 전극 및 캐소드 전극)에는 바이어스 공급 및 측정부(120)로부터 측정을 위한 펄스 형태의 바이어스 전압 및 전류가 제공된다. 즉, LCD 또는 PDP와 같은 전압 구동형 디스플레이 판넬의 경우에는 펄스 형태의 전압이 제공되고, OLED와 같은 전류 구동형 디스플레이 판넬의 경우에는 펄스 형태의 전류가 제공된다.
상기 바이어스 전압 및 전류는 다수의 스위치 또는(및) 릴레이로 구성되는 스위칭부(130)에 의해 원하는 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극과 캐소드 전극으로 선택적으로 공급된다. 예를 들어, 제어 및 데이터 처리부(140)로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 바이어스 공급 및 측정부(120)는 스위칭부(130)를 통해 원하는 디스플레이 판넬(10)에 바이어스 전압을 공급하거나, 다수의 디스플레이 판넬(10)에 순차적으로 바이어스 전압을 공급한다. 또한, 상기 바이어스 공급 및 측정부(120)는 바이어스 전압이 공급된 디스플레이 판넬로부터 구동시의 전압 및 전류를 측정하고, 이를 컴퓨터가 분석할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 상기 제어 및 데이터 처리부(140)로 전달한다.
한편, 상기 카메라(110)에 의해 촬영된 디스플레이 판넬(10)의 화상신호는 스위칭부(150)에 의해 선택적으로 변환부(160)로 전달된다. 이 때 상기 제어 및 데이터 처리부(140)로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 스위칭부(150)가 동작되어 원하는 디스플레이 판넬(10)로부터 얻어진 화상신호가 상기 변환부(160)로 전달되거나, 다수의 디스플레이 판넬(10)로부터 얻어진 화상신호가 순차적으로 상기 변환부(160)로 전달된다.
상기 변환부(160)는 상기 화상신호를 컴퓨터가 분석할 수 있는 디지털 데이터로 변환하여 상기 제어 및 데이터 처리부(140)로 전달한다. 상기 제어 및 데이터 처리부(140)는 상기 변환부(160)로부터 받은 디지털 데이터 및 상기 바이어스 공급부(120)로부터 받은 디지털 데이터를 저장한 후 분석하여 여러가지 물리적인 파라메터들을 생성한다. 그리고 상기 파라메터들을 이용하여 디스플레이 판넬의 특성 및 수명을 측정한다. 또한, 분석된 결과를 히스토그램(Histogram) 그래프, 등고선 형태의 이미지로 변환된 칸다우어 맵 이미지(Contour-map image), 밝기에 따른 삼차원 이미지(3-dimensional image) 등과 같이 그래픽 처리하여 사용자에게 제공한다. 이러한 파라메터 생성 및 그래픽 처리는 준비된 프로그램에 의해 순차적으로 이루어지거나, 사용자의 요구에 따라 이루어질 수 있으며, 상기 저장된 화상신호의 디지털 데이터를 그림 파일이나 동영상 파일로 제공할 수 있다.
그러면 상기와 같이 구성된 측정 장치를 사용하여 디스플레이 판넬의 수명을 측정하는 과정을 설명하기로 한다.
실시예 1
측정을 위한 디스플레이 판넬로는 유기전기발광 다이오드(OLED)가 사용된다. 상기 유기전기발광 다이오드(OLED)는 투명 기판 상에 애노드 전극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층, 캐소드 전극으로 구성된다.
상기 애노드 전극은 ITO와 같은 투명 산화물로 형성되고, 상기 캐소드 전극은 2㎚의 LiF 및 75㎚의 Al이 적층된 구조로 형성된다. 상기 정공수송층은 20㎚의 4,4´ 4˝ -tris(N-3(3-methylphenyl)-N-phenylamino)triphenyl amine (MTDATA)로 형성되고, 상기 발광층은 40㎚의 N,N´ -diphenyl-N,N´ -bis(3-methylphenyl)-bis(3-methylphenyl)-(1,1´ -biphenyl)-4,4´ -diamine (TPD)으로 형성되며, 상기 전자수송층은 60㎚의 Alq3로 형성된다.
상기 유기전기발광 다이오드 디스플레이 판넬의 발광 면적은 4㎟이며, 표면에 보호막이 형성되어 있지 않은 상태에서 측정이 이루어진다.
먼저, 상기 제어 및 데이터 처리부(140)로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 항온-항습 챔버(100) 내부의 온도 및 습도가 18℃ 및 40%로 일정하게 조성되도록 하여 측정하고자 하는 디스플레이 판넬이 물리적으로 안정된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
상기 항온-항습 챔버(100) 내의 스테이지에 디스플레이 판넬(10)을 위치시킨 후 상기 카메라(110)가 상기 디스플레이 판넬(10)의 전면에 위치되도록 한다. 본 실시예에서는 1/3 인치형 흑백 CCD 카메라에 디스플레이 판넬의 전면을 관찰할 수 있는 초점거리 35㎜의 광각계 렌즈 및 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛의 량을 조절하기 위한 뉴트럴 광학 필터가 결합된다. 상기 광학 필터는 디스플레이 판넬에서 발광되는 빛을 감소시켜 최적의 화상을 얻을 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 제어 및 데이터 처리부(140)로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 바 이어스 공급 및 측정부(120)가 측정에 필요한 펄스 형태의 바이어스 전압(V1 및 V2)을 상기 스위칭부(130)를 통해 원하는 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극 및 캐소드 전극으로 공급한다. 이 때 상기 바이어스 공급 및 측정부(120)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 일정한 주기를 갖는 펄스 형태의 전압(V1 및 V2) 및 전류(I 1 및 I2)를 제공한다.
전압(V1)은 시간(T1)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 인가되는 바이어스 전압이며, 전압(V2)은 시간(T2)동안 디스플레이 판넬(10)의 구동시 전류 측정과 상기 카메라(110)의 동작을 위해 제공된다. 또한, 전류(I1)는 시간(T1)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극으로 흐르는 바이어스 전류이며, 전류(I2)는 시간(T2)동안 디스플레이 판넬(10)의 구동시 전압 측정과 상기 카메라(110)의 동작을 위해 제공된다. 여기서 시간(T1)은 시간(T2)보다 길고, 전압(V1)이 전압(V 2)보다 높으며, 전류(I1)는 전류(I2)보다 많다.
예를 들어, 상기 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 0.2㎃의 전류(I1)와 0.01㎃의 전류(I2)를 소정의 주기로 공급한다. 전류(I1)는 소자의 수명을 가속시키기 위해 공급하며, 전류(I2)는 소자의 구동전압을 측정할 때와 상기 카메라(110)가 디스플레이 판넬을 촬영하는 시간동안 공급한다.
상기 디스플레이 판넬(10)에 전류(I1)가 처음 공급된 후 30초마다 전류(I2)를 공급하며 상기 카메라(110)가 디스플레이 판넬(10)을 촬영한다. 이 때 전류(I2)는 약 0.01초 이하의 시간동안 인가되도록 한다. 3000초가 경과한 후에는 매 300초마다 상기 카메라(110)가 디스플레이 판넬(10)을 촬영한다.
상기 바이어스 전압의 크기 및 주기는 측정하고자 하는 디스플레이 판넬의 구동 방식과 특성에 따라 적절히 변화될 수 있다.
상기 카메라(110)에 의해 쵤영된 화상신호는 상기 스위칭부(150)의 동작에 따라 선택적으로 변환부(160)로 전달되며, 변환부(160)에서 컴퓨터가 분석할 수 있는 디지털 데이터로 변환되어 상기 제어 및 데이터 처리부(140)로 전달된다. 상기 카메라(110)에 의해 쵤영된 화상은 도 3a 및 도 3b에 도시되었다.
도 3a는 측정 시작 시점에 얻어진 화상이고, 도 3b는 24시간 후 얻어진 화상으로서, 초기에는 발광면이 거의 균일한 상태였으나, 구동 시간이 점차 흐르면서 다크 스팟(A 부분)과 테두리 축소 현상(B 부분)이 발생하여 발광면이 불균일해졌다.
상기 제어 및 데이터 처리부(140)는 상기 변환부(160)로부터 제공되는 화상신호의 디지털 데이터와 상기 바이어스 공급 및 측정부(120)로부터 제공되는 전압 및 전류의 디지털 데이터를 분석하여 다음과 같은 파라메터들을 생성한다.
도 4는 광도 평균값(Average luminance, L) 및 광도 RMS(Root-Mean-Square) 거칠기(Luminance RMS roughness, dL) 파라메타들을 나타낸 그래프이다.
광도 평균값(L)은 도 3a 및 도 3b에 나타낸 화상의 각 화소에서 얻어진 발광 값의 합을 총 면적으로 나눈 값이고, 광도 RMS 거칠기(dL)는 광도 평균값(L)의 표준 편차값이다. 광도 평균값(L)은 시간이 지남에 따라 지속적으로 감소하였지만, 광도 RMS 거칠기(dL)는 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타낸다.
도 5는 전압(Voltage, V) 및 어둡고 밝은 부분의 영역비(Ratio of darkness/brightness areas, R, RN) 파라메타들을 나타낸 그래프이다.
디스플레이 판넬에 어두운 부분이 생기는 원인으로는 내부에서 생성되고 자라는 다크 스팟들과 발광면의 테두리 축소에 의한 것으로 분석된다. 어두운 부분은 화소의 밝기가 맨 처음 측정된 L 값(L0)의 60% 이하인 영역으로 정의하였고, R은 총 면적에 대한 모든 어두운 부분의 영역비이고, RN은 전체 영역에서 다크 스팟들에 의해 어두워진 부분의 영역비이다. 시간이 지남에 따라 전압(V)은 감소하다가 다시 증가하였고, 영역비(R, RN)는 지속적으로 감소하였다.
도 6은 화상에서 밝은 부분의 가장자리 축소에 따른 테두리 축소의 깊이(Depth of edge shrinkage, D) 및 분리된 다크 스팟의 개수(Number of isolated dark spots, N) 파라메타들을 나타낸 그래프이다.
테두리 축소의 깊이(D)는 오른쪽과 왼쪽 면의 평균값이고, 분리된 다크 스팟의 개수(N)를 따라 나타낸 피팅선(F)은 Avrami의 이론식에 의해서 계산된 결과이다(S. H. Kim, 등, Synthetic Metals 111-112 (2000), p. 253 참조). 시간이 지남에 따라 테두리 축소의 깊이(D)는 증가하고, 분리된 다크 스팟의 개수(N)는 S 자형의 곡선 형태로 증가한다.
도 7은 다크 스팟의 핵생성율(Nucleation rate of dark spots, N´) 및 다크 스팟의 성장율(Growth rate of dark spots, G´) 파라메타들을 나타낸 그래프이다.
다크 스팟의 핵생성율(N´)은 측정된 화상에서 단위 시간에 따라 생성되는 다크 스팟의 개수를 의미하며, Avrami의 피팅선을 이용하여 나타내었다.
다크 스팟의 성장율(G´)은 촬영된 화상에서 다크 스팟의 총면적을 다크 스팟의 개수로 나누고, 이것을 제곱근을 취하여 3.14159로 나눈 값을 나타낸다. 시간이 지남에 따라 다크 스팟의 핵생성율(N´)은 증가하다가 감소하였고, 다크 스팟의 성장율(G´)은 일정한 상태를 유지하다가 다크 스팟의 핵생성율(N´)의 감소와 함께 증가하였다. 이것은 다크 스팟이 많이 생성되는 동안에는 다크 스팟의 평균적인 크기가 증가하지 않는 반면, 다크 스팟이 더 이상 생성되지 않으면 평균 크기가 증가하기 시작함을 의미한다.
따라서 이러한 파라메터들의 분석을 통하여 디스플레이 판넬의 밝기 감소 및 수명을 정밀하게 분석할 수 있고, 다크 스팟의 유무와 같이 수명 특성을 좌우하는 원인을 구체적으로 밝혀낼 수 있다.
실시예 2
실시예 1에서와 동일한 구성의 디스플레이 판넬(10)를 사용하고, 동일 조건에서 측정이 진행되지만, 상기 카메라(110)가 디스플레이 판넬의 전면을 관찰할 수 있는 초점거리 35㎜의 광각계 렌즈가 부착된 1/3 인치형의 흑백 CCD 카메라로 구성된다. 즉, 본 실시예에서는 디스플레이 판넬에서 발광되는 빛을 감소시키기 위해 광학 필터를 사용하는 실시예 1과는 달리 광학 필터를 사용하지 않고 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 바이어스 공급 및 측정부(120)로부터 제공되는 바이어스 전압(V1, V2 및 V3)의 펄스 형태를 변화시켜 광학 필터를 사용하지 않은 상태에서도 측정이 가능하도록 한다.
전압(V1)은 시간(T11)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 인가되는 최대 바이어스 전압이며, 전압(V3)은 시간(T12)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 인가되는 최소 바이어스 전압이고, 전압(V2)은 시간(T13)동안 디스플레이 판넬(10)의 구동시 전류 측정과 상기 카메라(110)의 동작을 위해 제공된다. 또한, 전류(I1)는 시간(T11)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극으로 흐르는 최대 바이어스 전류이며, 전류(I3)는 시간(T12)동안 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극으로 흐르는 최소 바이어스 전류이고, 전류(I2)는 시간(T13)동안 디스플레이 판넬(10)의 구동시 전압 측정과 상기 카메라(110)의 동작을 위해 제공된다. 여기서 전압(V1)은 전압(V3)보다 높고, 전압(V2)은 전압(V3)보다 같거나 높으며, 전류(I1 )는 전류(I3)보다 많고, 전류(I2)는 전류(I3)보다 같거나 많다.
예를 들어, 상기 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 0.2㎃의 전류(I1)와 0㎃의 전류(I3)를 소정의 주기(예를 들어, 50Hz)로 공급하되, 상기 카메라(110)가 디스플레이 판넬(10)을 촬영하는 동안 0.01㎃의 전류(I2)가 공급되도록 펄스의 주기를 변화시켜 디스플레이 판넬(10)의 휘도가 순간적으로 낮아지도록 함으로써 광학 필터를 사용하지 않고도 적절한 밝기의 화상을 얻을 수 있게 된다.
도 9는 디스플레이 판넬(10)의 애노드 전극에 1㎃의 바이어스 전류(I1)가 인가된 경우 측정한 히스토그램 그래프로서, 히스토그램 그래프는 카메라(110)를 통해 얻은 화상에서 각 화소로부터 얻어진 발광값들을 밝기에 따른 통계분포로 나타낸 그래프이다. 선(A1)은 실시예 2에서 얻은 결과이고, 선(B1)은 실시예 1에서 얻을 결과를 나타낸다. 광학 필터를 사용하지 않고 펄스의 주기를 변화시켜도 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 10은 도 9의 결과로부터 얻은 전류에 따른 피크의 FWHM(Full Width at Half Maximum)값을 나타낸 그래프로서, 바이어스 전류(I1)는 0.05㎃에서 7㎃까지 인가하였다. 선(A2)은 실시예 2에서 얻은 결과이고, 선(B2)은 실시예 1에서 얻을 결과를 나타낸다. 두 경우 거의 동일한 값과 경향을 나타내었다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이 다.
상술한 바와 같이 본 발명은 디스플레이 판넬의 휘도 및 화상 디지털 데이터로부터 여러가지 물리적인 파라메타들을 생성하고, 이를 이용하여 다크 스팟이나 가장자리 축소 현상과 같은 밝기 감소의 원인 및 수명을 구체적으로 분석한다. 불균일한 발광 상태에서도 분석이 용이하고, 대면적 디스플레이 판넬은 물론 마이크로메타 크기를 가지는 화소의 발광 상태까지도 정밀한 분석이 가능하며, 측정자의 의지에 따라 일부분(예를 들어, 가장자리부 또는 중심부)을 선택적으로 분석할 수 있다.
본 발명의 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치는 디스플레이 판넬의 종류에 관계없이 적용이 가능하며, 여러 개의 디스플레이 판넬을 동시에 빠르게 측정 및 분석할 수 있다.

Claims (13)

  1. 측정을 위한 적어도 하나의 디스플레이 판넬이 내부에 위치되며, 내부의 온도 및 습도 조건을 일정하게 유지하는 챔버,
    상기 챔버 내에 설치되며, 상기 디스플레이 판넬의 화상신호를 얻기 위한 적어도 하나의 카메라,
    제어신호에 따라 측정에 필요한 펄스 형태의 바이어스 전압 및 전류를 제공하며, 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 및 전류를 측정하여 디지털 데이터로 변환하는 바이어스 공급 및 측정부,
    상기 카메라에 의해 얻어진 화상신호를 디지털 데이터로 변환하는 변환부, 및
    상기 바이어스 공급 및 측정부와 상기 변환부로부터 상기 디지털 데이터들을 입력받아 파라메터들을 생성하고, 상기 파라미터들을 이용하여 상기 디스플레이 판넬의 수명을 분석하는 제어 및 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 제 1 제어신호에 따라 상기 바이어스 공급 및 측정부와 상기 디스플레이 판넬을 선택적으로 연결하는 제 1 스위칭부, 및
    상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 제 2 제어신호에 따라 상기 카 메라와 상기 변환부를 선택적으로 연결하는 제 2 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어신호는 상기 제어 및 데이터 처리부로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 형태의 바이어스 전압은 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전압과,
    제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전류 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 2 전압으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 시간이 상기 제 2 시간보다 길고, 상기 제 1 전압이 상기 제 2 전압보다 높은 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 형태의 바이어스 전압은 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전압과,
    제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 2 전압과,
    제 3 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전류 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 3 전압으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전압이 상기 제 2 전압보다 높고, 상기 제 3 전압이 상기 제 2 전압보다 같거나 높은 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 형태의 바이어스 전류는 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전류와,
    제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 2 전류로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 시간이 상기 제 2 시간보다 길고, 상기 제 1 전류가 상기 제 2 전류보다 많은 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스 형태의 바이어스 전류는 제 1 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 1 전류와,
    제 2 시간동안 상기 디스플레이 판넬에 인가되는 제 2 전류와,
    제 3 시간동안 상기 디스플레이 판넬의 구동시 전압 측정과 상기 카메라의 동작을 위해 인가되는 제 3 전류로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전류가 상기 제 2 전류보다 많고, 상기 제 3 전류가 상기 제 2 전류보다 같거나 많은 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라는 상기 바이어스 공급 및 측정부로부터 공급되는 전압에 따라 동작되며, 렌즈 및 입사되는 빛의 량을 조절하는 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 파라미터들은 광도 평균값(L), 광도 RMS 거칠기(dL), 전압(V), 어둡고 밝은 부분의 영역비(R, RN), 화상에서 밝은 부분의 가장자리 축소에 따른 테두리 축소의 깊이(D), 분리된 다크 스팟의 개수(N), 다크 스팟의 핵생성율(N´) 및 다크 스팟의 성장율(G´)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 판넬의 화상 및 수명 측정 장치.
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