KR100591165B1 - Ｏｌｅｄ패널의 품질분석용 전류측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전류구동형 디스플레이 장치 중 하나인 OLED 패널의 누설전류의 방향과 상기 OLED 패널의 구동시 소비되는 소비전류의 방향을 단일화된 공정을 통해 제어하여 분석장치에 인가시켜 줌으로써, 상기 분석장치가 상기 인가된 정보에 따라 상기 OLED 패널의 품질을 분석할 수 있도록 하기 위한, OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치에 관한 것이다.

OLED, 품질분석, 전류측정

Description

ＯＬＥＤ패널의 품질분석용 전류측정장치{A Galvanometer For Analyzing A Quality Of OLED Panel}

도 1a 는 일반적인 OLED 패널의 층 구조를 나타낸 일예시도.

도 1b 는 일반적인 OLED 패널의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 일예시도.

도 1c 는 일반적인 OLED 패널의 일실시예 회로 구성도.

도 1d 는 일반적인 OLED 패널의 일실시예 단면도.

도 2 는 본 발명이 적용되는 OLED 패널의 품질분석 시스템의 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치의 누설전류 측정시의 회로 구성도.

도 4 는 본 발명에 따른 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치의 소비전류 측정시 회로 구성도.

본 발명은 전자부품의 전기적 특성을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히, 대화면 디스플레이로 이용되고 있는 유기 발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diodes)(이하, 간단히 'OLED'라 함) 패널의 품질을 분석하기 위해 사용되는 전류측정장치에 관한 것이다.

디스플레이용으로 OLED가 사용될 수 있음은 잘 알려져 있다. 이때, 상기 OLED는 전극 사이에 끼워진 상태에서 DC 전류가 흐르면 다양한 색상의 강한 빛을 발산하는 유기 발광 물질을 말하는 것으로서, 일반적으로 세개의 OLED(적색, 녹색 및 청색 OLED) 소자가 결합되어 디스플레이를 구성하는 화소, 즉 픽셀을 형성하게 되며, 이러한 픽셀들로 구성되어 다양한 화면을 출력하게 되는 디스플레이 장치를 OLED 패널이라 한다.

도 1a 는 일반적인 OLED 패널의 층 구조를 나타낸 일예시도이다. 또한, 도 1b 는 일반적인 OLED 패널의 발광 메커니즘을 설명하기 위한 일예시도로서, 전자와 정공의 생성 및 발광의 원리를 설명하기 위한 것이다. 또한, 도 1c 는 일반적인 OLED 패널의 일실시예 회로 구성도로서, OLED 소자와 각 신호들과의 구성관계를 나타내고 있다. 또한, 도 1d 는 일반적인 OLED 패널의 일실시예 단면도로서, 세개의 OLED 소자가 하나의 픽셀을 이루고 있는 형태를 나타낸 것이다.

즉, 도 1a 에 도시된 바와 같이 일반적인 OLED 패널은, 애노드로 사용되는 투명 기판(ITO)(101), 정공 주입층(HIL)(102), 정공 수송층(HTL)(103), 발광층(EML)(104), 전자 수송층(ETL)(105), 전자 주입층(EIL)(106) 및 반사성 캐소드(107)를 포함하고 있다.

이때, 상기 캐소드(107)는 일반적으로 약 4eV보다 낮은 일함수 및 반사성을 갖는 금속(Metal)(예를 들어, MgAg 박막)을 포함하여 구성되어 있으며, 상기 애노 드(101)는 매우 투명한 인듐-주석-산화물(ITO) 층을 갖는 유리 기판이 이용되고 있다.

한편, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 구성을 갖는 OLED 패널은 그 작동시에, 애노드(101) 및 캐소드(107)가 전압 공급원과 연결되어, 각각 정공 및 전자의 생성에 관여하게 되며 상기 정공 및 전자가 발광층(104)에서 결합되면서 광을 방출하게 된다.

이때, 상기 발광층(104)에서 생성된 광은 모든 방향으로 방출되는데, 우선 기판(애노드)(101) 쪽으로 방출된 광은 애노드(기판)를 거쳐 관찰자에게로 전달되며, 반대 방향으로 방출된 광은 캐소드(107)에서 반사되어 기판을 통과함으로써 광 방출을 증가시키게 된다. 이를 위해, 상기 OLED 패널은 일반적으로 매우 투명한 기판(101) 및 고반사성 캐소드(107)가 사용된다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 OLED 패널은 도 1c 에 도시된 바와 같이 어드레스(Address)신호와 데이터(Data)신호에 의해 구동되며, 세개의 OLED 소자 즉, 적색 OLED, 녹색 OLED 및 청색 OLED가 모여 하나의 픽셀(200)을 형성하게 된다. 또한, 도 1d 에 도시된 바와 같이 상기 픽셀의 단면은 도 1a 및 도 1b 에 대한 설명에서 언급된 바와 같이 다수의 층으로 구성되어 있다.

즉, 일반적인 OLED 패널은, 어드레스와 데이터 전극을 통하여 상기 발광층(EML)(104)으로 정공과 전자를 유입시켜 줌으로써 상기 발광층(104)이 발광되도록 하는데, 상기 OLED 패널의 해상도가 높아질수록 도 1c 및 도 1d 에 도시된 바와 같은 픽셀(200)의 수가 많아지고 간격이 매우 조밀해 진다.

한편, 상기와 같은 OLED 패널의 품질을 평가하는 방법으로는, 현재 크게 두 가지 방법이 사용되고 있다.

첫번째 방법은, 누설전류를 측정하는 방법이 있다.

즉, OLED 패널은 그 특성상 각 소자에 신호가 인가될 시에 누설에 의한 간섭효과가 반드시 적어야 한다. 따라서, 상기 첫 번째 방법은, 도 1c 의 어드레스-A와 어드레스-B 사이에 교번되는 교류신호를 강제로 인가하여 양산공정상의 결점으로 인하여 발생될 수 있는 누설전류를 측정함으로써 OLED 패널의 품질을 판정하는 방법이다.

두번째 방법은, 과전류(소비전류)를 측정하는 방법이 있다.

즉, 상기 두 번째 방법은, 데이터신호를 인가하여 실제 패널을 구동시키는 조건에서 공정상의 패턴간 단락(Short) 결점, 또는 발광층의 도포 결점 등에 의해 흐르게 되는 과전류(소비전류)를 측정함으로써 OLED 패널의 품질을 판정하는 방법이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 품질 평가방법에 있어서는, 상기 두 가지 전류의 방향이 반대로 형성되기 때문에, 이를 측정하기 위해서는 별개의 회로를 구성하여 각각의 전류량을 측정하는 두 가지 공정을 수행해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 상기 두 가지 방법 모두 정밀도가 수십~수백 나노암페어(nA)로 높은 미세한 전류를 측정 할 수 있는 매우 복잡한 고가의 계측장비가 요구될 뿐만 아니라, 오랜 검사공정 시간이 소요 된다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전류구동형 디스플레이 장치 중 하나인 OLED 패널의 누설전류의 방향과 상기 OLED 패널의 구동시 소비되는 소비전류의 방향을 단일화된 공정을 통해 제어하여 분석장치에 인가시켜 줌으로써, 상기 분석장치가 상기 인가된 정보에 따라 상기 OLED 패널의 품질을 분석할 수 있도록 하기 위한, OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디스플레이 장치인 OLED 패널(300)의 품질을 분석하기 위한 전류측정장치에 있어서, 구동신호 인가장치(600)로부터 구동신호를 입력받으며, 누설전류 측정모드 또는 소비전류 측정 모드에 따라 사용자에 의해 스위칭 되는 스위치A(501); 상기 구동신호 인가장치(600)로부터 구동신호를 입력받으며, 누설전류 측정모드 또는 소비전류 측정 모드에 따라 사용자에 의해 스위칭 되는 스위치B(502); 상기 누설전류 측정모드에서 상기 스위치A와 연결되어 전위차를 가지게 되는 제1저항(503); 상기 소비전류 측정 모드에서 상기 스위치B와 연결되어 전위차를 가지게 되는 제2저항(504); 상기 스위치A 또는 스위치B의 스위칭 동작에 의하여 구동신호를 상기 OLED 패널(300)에 인가시키며, 그에 따라 상기 제1저항 또는 제2저항에 상기 전위차를 발생시키기 위한 아웃풋 단자(507); 상기 제1저항 또는 제2저항의 양단에 발생된 전위차 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(505); 및 상기 OLED 패널의 품질분석을 위한 분석장치(400)로, 상기 증폭기에 의해 증폭된 전위차 신호를 디지털 변환시켜 전송하기 위한 A/D컨버터(506)를 포함한 다.

즉, 본 발명은 전류구동형 평판디스플레이 소자 중 하나인 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 패널의 전기적 특성을 측정하기 위한 전류측정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치(이하, 간단히 '본 발명에 따른 전류측정장치'라 함)를 통해 측정된 전기적 특성들을 분석함으로써, 사용자는 상기 OLED 패널의 품질을 평가할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예가 상세히 설명된다.

도 2 는 본 발명이 적용되는 OLED 패널의 품질분석 시스템의 일실시예 구성도로서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 OLED 패널의 품질분석 시스템은 OLED 패널(300), 상기 OLED 패널의 전류를 측정하기 위한 본 발명에 따른 전류측정장치(500), 상기 전류측정장치에 상기 전류측정을 위한 구동신호를 입력해 주기 위한 구동신호 인가장치(600) 및 상기 본 발명에 따른 전류측정장치로부터 인가된 측정값들을 이용하여 상기 OLED 패널의 품질을 분석하기 위한 분석장치(400)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 사용자는 품질검사를 수행하기 위한 OLED 패널(300)에 본 발명에 따른 전류측정장치(500)를 연결하여 누설전류와 소비전류를 측정하게 되며, 상기 분석장치(400)가 상기 전류측정장치로부터 인가된 상기 누설전류와 소비전류를 이용하여 상기 OLED 패널(300)에 대한 품질을 분석하게 된다.

이때, 상기와 같은 품질분석을 위한 상기 분석장치(400) 및 구동신호 인가장 치(600)의 구성 및 기능은 현재 일반적으로 이용되고 있는 분석장치(400) 및 구동신호 인가장치(600)와 동일함으로 이하에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 3 은 본 발명에 따른 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치의 누설전류 측정시의 회로 구성도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치의 소비전류 측정시 회로 구성도이다.

상기 OLED 패널(300)의 구동 시에 인가되는 신호의 종류는 크게 어드레스(Address)신호와 데이터(Data)신호로 구분되는데, 상기 OLED 패널(300)을 구성하는 소자의 특성상 구동시의 전류값(밀도)은 품질을 결정하는 중요한 요소로 작용한다.

먼저, OLED 패널(300)의 어드레스전극 사이의 누설전류를 측정하기 위하여 도 3 에서와 같이 스위치A(501) 및 스위치B(502)를 조정하여 회로를 연결한 후, 교번하는 교류파형을 상기 OLED 패널(300)의 두 블록으로 나누어지는 어드레스 전극에 아웃풋 단자(507)를 통해 인가해 주면 제1저항(R1)(503)의 전류센싱저항의 양단에서 전위차를 가지게 되고 이를 고정밀 차동 증폭기(505)에 의해 증폭하여 측정할 수 있게 된다. 이때, 어드레스전극 A를 기준으로 전류치가 계측된다. 한편, 데이터전극으로의 누설은 무시된다, 즉, 어드레스전극을 기수 및 서수의 두 블럭으로 나누어 양단간의 누설전류를 측정하는 것이다.

다음으로, OLED 패널(300)의 어드레스전극과 데이터전극간의 소비전류를 측정하기 위하여 도 4 에서와 같이 스위치A(501) 및 스위치B(502)를 조정하여 회로를 연결한 후, 구동신호를 아웃풋 단자(507)를 통해 인가하여주면 제2저항(R2)(504)의 전류센싱저항의 양단에서 전위차를 가지게 되고 이를 누설전류측정 시와 동일한 고 정밀 차동 증폭기(505)에 의해 증폭하면 원하는 소비전류를 측정할 수 있다.

이때, 상기 소비전류의 측정시에는 어드레스전극을 두 블록으로 나눌 필요가 없으므로 회로구성에서와 같이 어드레스 전극A와 데이터 전극간의 전류만을 측정하며, 어드레스 전극B는 회로에서 분리된다.

이때, 도 3 및 도 4 를 보면 상기 증폭기(505)의 차동입력단 신호의 전위방향이 동일함을 알 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 상기 증폭기(505)를 통해 증폭된 전류값들은 A/D 컨버터(506)를 통해 디지털 신호로 변환되어 상기 분석장치(400)로 인가되며, 상기 분석장치(400)는 상기 전류값들을 분석함으로써, 측정 대상 OLED패널(300)의 품질을 분석하게 된다.

즉, 종래의 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치는, 누설전류의 흐름과 소비전류의 흐름이 반대가 되어 두개의 회로부로 구성되어야 했지만, 본 발명에 따른 전류측정장치는 이를 하나의 블록으로 통합하여 처리할 수 있다는 특징을 가지고 있다.

따라서, 사용자는 본 발명에 따른 전류측정장치(500)를 이용하여, 어드레스신호라인 사이의 누설 전류값, 어드레스신호라인과 데이터신호라인 사이의 소비 전류값을 모두 측정한 후 측정된 값을 분석장치(400)를 통해 분석함으로써, 상기 OLED 패널(300)의 품질을 쉽게 판단할 수 있게 된다.

이상의 본 발명은 상기에서 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정 의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

상기와 같은 본 발명은, 단일 전류계측회로망에 의하여 OLED 패널의 누설전류와 구동소비전류의 측정을 용이하게 수행할 수 있으며, 불필요한 회로망의 제거를 통하여 기생임피던스를 원천적으로 차단함으로써, 취득된 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다는 우수한 효과를 가지고 있다.

또한, 본 발명은 OLED 패널의 양산시, 검사에 소요되는 공정을 축소할 수 있을 뿐만 아니라, 관련 장비에 대한 중복 투자를 필요로 하지 않는다는 우수한 효과를 가지고 있다.

또한, 본 발명은 전류구동형 디스플레이 소자 중 하나인 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 패널의 누설전류와 구동시 소비되는 전류값을 단일 회로를 이용하여 측정한 후, 이 두 가지 전기적 특성을 가지고 패널의 품질을 평가하는 기준으로 삼을 수 있다는 우수한 효과를 가지고 있다.

즉, 본 발명은 전류구동형 디스플레이 장치 중 하나인 OLED 패널의 누설전류의 방향과 소비전류의 방향을 제어하여 단일 계측 회로부에 인가시켜줌으로써, 복잡한 회로망에서 발생할 수 있는 임피던스를 최소화 시키고, 고정밀회로 설계의 중복을 방지하여 측정된 데이터의 높은 신뢰성을 제공 할 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 단일화된 공정상에서 두 가지의 품질분석의 정보를 계측, 처리할 수 있게 되어 디스플레이의 대량 양산 시에 요구되는 공정단계 및 검사시간을 단축할 수가 있고 투자설비규모를 대폭 줄일 수 있다는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 디스플레이 장치인 OLED 패널(300)의 품질을 분석하기 위한 전류측정장치에 있어서,

   구동신호 인가장치(600)로부터 구동신호를 입력받으며, 누설전류 측정모드 또는 소비전류 측정 모드에 따라 사용자에 의해 스위칭 되는 스위치A(501);

   상기 구동신호 인가장치(600)로부터 구동신호를 입력받으며, 누설전류 측정모드 또는 소비전류 측정 모드에 따라 사용자에 의해 스위칭 되는 스위치B(502);

   상기 누설전류 측정모드에서 상기 스위치A와 연결되어 전위차를 가지게 되는 제1저항(503);

   상기 소비전류 측정 모드에서 상기 스위치B와 연결되어 전위차를 가지게 되는 제2저항(504);

   상기 스위치A 또는 스위치B의 스위칭 동작에 의하여 구동신호를 상기 OLED 패널(300)에 인가시키며, 그에 따라 상기 제1저항 또는 제2저항에 상기 전위차를 발생시키기 위한 아웃풋 단자(507);

   상기 제1저항 또는 제2저항의 양단에 발생된 전위차 신호를 증폭시키기 위한 증폭기(505); 및

   상기 OLED 패널의 품질분석을 위한 분석장치(400)로, 상기 증폭기에 의해 증폭된 전위차 신호를 디지털 변환시켜 전송하기 위한 A/D컨버터(506)

   를 포함하는 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 누설전류 측정 모드 시,

   상기 구동신호 인가장치(600)로부터 인가된 교번하는 교류파형이 상기 OLED 패널(300)의 두 블록으로 나누어지는 어드레스 전극에 상기 아웃풋 단자(507)를 통해 인가 되면, 상기 제1저항(503)의 양단에 전위차가 발생되며, 상기 OLED 패널(300)의 데이터전극으로의 누설은 무시되는 것

   을 특징으로 하는 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 소비전류 측정 모드시,

   상기 OLED 패널(300)의 어드레스 전극A와 데이터 전극간의 전류만이 측정되며, 어드레스 전극B는 회로에서 분리되는 것

   을 특징으로 하는 OLED 패널의 품질분석용 전류측정장치.

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