KR100598743B1 - 누설전류 측정장치 및 그 측정장치에 의한 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계발광 표시소자의 누설전류의 측정시간을 단축할 수 있는 누설전류 측정장치에 관한 것이다.

본 발명의 누설전류 측정장치는 유기 전계발광 표시소자와; 기저전압원과; 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극에 전압을 공급하기 위한 전압원과; 상기 전압원으로부터의 전압에 의해 상기 유기 전계발광 표시소자에 역바이어스가 인가될 때의 누설전류를 측정하기 위한 측정기와; 상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 측정기 사이의 전류패스를 절환하는 제1 스위치소자와; 상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 기저전압원 사이의 전류패스를 절환하는 제2 스위치소자를 구비한다.

Description

누설전류 측정장치 및 그 측정장치에 의한 측정방법 {Measuring Appratus For Leakage Current And Method For Measuring Leakage Current Thereby}

도 1은 하나의 유기 전계발광 표시소자를 나타내는 회로도이다.

도 2는 유기 전계발광 표시소자의 유기발광다이오드를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 다수의 유기 전계발광 표시소자가 형성된 모기판을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 유기 전계발광 표시소자의 누설전류 측정장치를 나타내는 도면이다.

도 5는 유기 전계발광 표시소자의 누설전류의 특성을 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 누설전류 측정장치를 나타내는 도면이다.

도 7a 내지 7d는 본 발명의 누설전류 측정장치의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 모기판 100 : 유기 전계발광 표시소자

20, 50 : 전압원 30 : 스위치소자

40, 80 : 측정기 60 : 제1 스위치소자

70 : 제2 스위치소자 200, 400 : 다이오드소자

본 발명은 유기 전계발광 표시소자에 관한 것으로 특히, 유기 전계발광 표시소자의 누설전류의 측정시간을 단축할 수 있는 누설전류 측정장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 PDP"라 함) 및 전계발광(Electro-luminescence : 이하 "EL"이라 함) 표시소자 등이 있다. PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. LCD는 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있지만, 대화면화 어렵고 백라잇 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 단점이 있다. 이에 비하여, EL 표시소자는 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 EL 표시소자는 대략 10[V] 정도의 전압으로 수만 [cd/㎡]의 높은 휘도로 화상을 표시할 수 있다.

도 1은 하나의 유기 EL 표시소자를 나타내는 회로도이고, 도 2는 유기 EL 표시소자의 유기발광다이오드를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 유기 EL 표시소자는 서로 교차하는 데이터라인(DL)과 스캔라인(SL)과, 그 교차부마다 형성되어 매트릭스타입으로 배열된 유기발광다이오드소자(10)를 구비한다.

유기발광다이오드소자(10)는 도 2와 같이, 투명도전성물질로 된 양극(2)과, 그 위에 정공주입층(3), 유기물질로 된 발광층(4), 전자주입층(5) 및 금속으로 된 음극(6)이 적층된 구조를 가진다.

유기발광다이오드소자(10)의 양극(2)은 도 1에서 데이터라인(DL)이며, 음극(5)은 스캔라인(SL)이 된다. 유기발광다이오드소자(10)는 양극(2)인 데이터라인(DL)에 정극성 전압을 인가하고, 음극(6)인 스캔라인에 부극성 전압을 인가하면 순방향 바이어스에 의해 정공주입층(3) 내의 정공과 전자주입층(5) 내의 전자가 각각 발광층(4) 쪽으로 진행하여 발광층(4)에서 결합된다. 이에 따라, 발광층(4)은 전자와 정공의 결합에 의해 여기 및 천이되면서 그 결과 가시광이 방출되어 화상을 표시하게 된다.

이러한 유기 EL 표시소자는 제조 공정상의 안정성 평가를 위하여 유기 EL 표시소자의 유기발광다이오드소자(10)에 흐르는 누설전류(Leakage Current)의 양을 측정하게 되며, 유기 EL 표시소자에 흐르는 누설전류의 양을 통하여 표시소자의 안 정성에 대한 평가를 하게 된다.

유기 EL 표시소자의 안정성 평가를 위한 누설전류는 유기 EL 표시소자의 음극과 양극에 역방향으로 전압을 인가하였을 때, 불량인 유기발광다이오드소자(10)에 의해 유기 EL 표시소자에 흐르는 역전류를 말한다.

도 3은 다수의 유기 EL 표시소자가 형성된 모기판을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 유기 EL 표시소자(100)는 모기판(2) 상에 다수개 형성된다.

만약, 모기판(2) 상에 240개의 유기 EL 표시소자(100)가 형성되어 있다면, 누설전류 측정장치는 240개의 유기 EL 표시소자(100) 각각의 누설전류를 측정하여 유기 EL 표시소자(100) 각각의 안정성을 평가하게 된다. 모기판(20) 상에 형성된 모든 유기 EL 표시소자(100)에 대한 각각의 누설전류를 하나의 측정기가 측정하게 되면 많은 시간이 든다. 따라서, 240개의 유기 EL 표시소자(100)가 형성된 모기판(2)의 경우 12개의 측정기를 사용하여 각 측정기마다 20개의 유기 EL 표시소자(100)의 누설전류를 측정하게 된다.

도 4는 종래의 유기 EL 표시소자의 누설전류 측정장치를 나타내는 도면이다.

이해를 돕기 위하여 모기판(2) 상에 형성된 하나의 유기 EL 표시소자(100)를 도 4에서는 하나의 다이오드소자(200)로 도시하기로 한다.

유기 EL 표시소자의 누설전류 측정장치는 유기 EL 표시소자 즉, 다이오드소자(200)의 양극에 직렬로 접속되는 측정기(40)와 음극에 직렬로 접속되는 전압원 (20)을 구비한다. 또한, 누설전류 측정장치는 다이오드소자(200)와 측정기(50) 사이에 직렬로 접속되는 스위치소자(30)를 구비한다.

다이오드소자(200)의 음극에 접속된 전압원(20)은 다이오드소자(200)의 음극으로 정극성 전압을 공급한다. 이에 따라, 다이오드소자(200)에는 역바이어스가 인가되며, 다이오드소자(200)에는 누설전류가 흐르게 된다.

도 5는 일반적인 유기 EL 표시소자에 흐르는 누설전류의 특성을 나타내는 그래프이다.

유기 EL 표시소자(100)의 누설전류는 도 5에 도시된 바와 같이, 시간에 따라 지수함수적으로 감소하는 특성을 가지며 또한, 유기 EL 표시소자(100)의 각 유기발광다이오드들(10)은 유기발광다이오드들(10)마다 그 누설전류가 감소하는 전류특성이 다르다. 이에 따라, 유기 EL 표시소자(100)의 누설전류의 측정은 모든 유기발광다이오드소자들(10)로부터 동일조건 하에 모든 유기발광다이오드소자들(10)에 흐르는 누설전류를 측정하여야 한다. 이를 위하여, 누설전류의 측정 시간은 누설전류가 지수함수적으로 감소하고 있는 시간이 아닌 안정된 상태 즉, 도 5의 예에서 약 8초 정도의 시간이 흐른 뒤에 측정하도록 하고 있다.

따라서, 모기판(2) 상에 모든 유기 EL 표시소자(100) 예를 들어, 240개의 유기 EL 표시소자(100)의 누설전류의 측정에는 많은 시간이 소요된다. 하나의 측정기(40)가 유기 EL 표시소자(100)마다 최소 8초의 시간이 소요되는 20개의 유기 EL 표시소자(100)에 흐르는 누설전류를 측정해야 한다. 이에 따라, 하나의 측정기(40)가 20개의 유기 EL 표시소자(100)에 흐르는 누설전류를 모두 측정하는 시간은 160초(20×8)가 된다. 뿐만 아니라, 측정기(40)가 하나하나의 유기 EL 표시소자(100)의 누설전류를 측정하기 위해 초기화 하는 시간까지 고려해야함으로 모기판(2)의 모든 유기 EL 표시소자(100)의 누설전류를 측정하는 시간은 12대의 측정기를 사용할 경우 약 4분 정도 소요된다.

따라서, 본 발명의 목적은 유기 전계발광 표시소자의 누설전류의 측정시간을 단축할 수 있는 누설전류 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 누설전류 측정장치는 유기 전계발광 표시소자와; 기저전압원과; 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극에 전압을 공급하기 위한 전압원과; 상기 전압원으로부터의 전압에 의해 상기 유기 전계발광 표시소자에 역바이어스가 인가될 때의 누설전류를 측정하기 위한 측정기와; 상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 측정기 사이의 전류패스를 절환하는 제1 스위치소자와; 상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 기저전압원 사이의 전류패스를 절환하는 제2 스위치소자를 구비한다.

상기 제2 스위치소자는 상기 제1 스위치소자의 턴-온에 앞서 턴-온되어 상기 유기 전계발광 표시소자의 역전류를 상기 기저전압원으로 방전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 스위치소자는 상기 유기 전계발광 표시소자의 방전 후에 턴-온되어 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극과 상기 측정기 사이에서 상기 유기 전계발광 표시소자의 누설전류가 공급 가능한 전류패스를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 스위치소자는 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극에 병렬 접속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 누설전류 측정방법은 유기 전계발광 표시소자의 누설전류를 측정하는 방법에 있어서, 상기 유기 전계발광 표시소자에 역바이어스전압을 인가하는 단계와; 상기 역바이어스전압이 인가되는 유기 전계발광 표시소자의 역전류를 기저전압원으로 방전시키는 단계와; 상기 유기 전계발광 표시소자의 방전 후에 상기 유기 전계발광 표시소자로부터 흐르는 누설전류를 측정하는 단계를 포함한다.

이하, 도 6 내지 도 7d를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 누설전류 측정장치를 나타내는 도면이다.

이해를 돕기 위하여 모기판 상에 형성된 하나의 유기 EL 표시소자를 도 6에서는 하나의 다이오드소자(400)로 도시하기로 한다.

유기 EL 표시소자의 누설전류 측정장치는 유기 EL 표시소자 즉, 다이오드소자(400)의 양극에 직렬로 접속되는 측정기(80)와 음극에 접속되는 접압원(50)을 구비한다. 또한, 누설전류 측정장치는 다이오드소자(400)와 측정기(80) 사이에 직렬로 접속되는 제1 스위치소자(60)와, 다이오드소자(400)와 제1 스위치소자(60) 사이 에 병렬로 접속되는 제2 스위치소자(70) 및 제2 스위치소자(70)에 직렬로 접속되는 기저전압원(GND)을 구비한다.

다이오드소자(400)의 음극에 접속된 전원(50)은 다이오드소자(400)의 음극으로 정극성 전압을 공급한다. 이에 따라, 다이오드소자(400)에는 역바이어스가 인가되며, 다이오드소자(400)에는 누설전류가 흐르게 된다.

도 7a 및 7c는 본 발명의 누설전류 측정장치의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 7a를 참조하면, 첫번째 다이오드소자(400a)의 음극에 첫번째 전압원(50a)으로부터의 정극성 전압이 인가되면 먼저, 첫번째 제2 스위치소자(70a)를 턴-온시킴으로써 누설전류 측정장치는 안정되지 않고 지수함수적으로 감소하는 첫번째 다이오드소자(400a)의 누설전류를 기저전압원(GND)으로 방전시킨다. 누설전류 측정장치는 첫번째 스위치소자(70a)를 턴-온 시킨 후 일정 시간이 흐른 후 도 7b와 같이, 두번째 제2 스위치소자(70b)를 턴-온시키고, 일정 시간 간격으로 세번째부터 스무번째까지의 제2 스위치소자들(70)을 순차로 턴-온시킴으로써 다이오드소자(400)들의 안정되지 않은 누설전류를 방전시킨다.

이후, 일정시간 예를 들어, 약 7초 정도의 시간의 시간이 흐르면 도 7c에 도시된 바와 같이, 첫번째 제2 스위치소자(70a)를 턴-오프 시킴과 동시에 첫번째 제1 스위치소자(60a)를 턴-온시킴으로써, 첫번째 다이오드소자(400a)의 안정된 누설전류를 측정기(80)로 흘려보냄으로써 첫번째 다이오드소자(400a)의 누설전류를 측정한다. 이 후, 일정 시간 간격으로 7d에 도시된 바와 같이, 두번째 다이오드소자 (400b)의 두번째 제2 스위치소자(70b)를 턴-오프시킴과 동시에 두번째 제1 스위치소자(60b)를 턴-온시킴으로써 두번째 다이오드소자(400b)의 안정된 누설전류를 측정한다.

이와 같은 방법으로, 기존의 20개의 유기 EL 표시소자의 누설전류 측정시간을 단축시킬 수 있다. 이에 따라, 측정기(80)가 다이오드소자(400)의 누설전류를 측정하기 위해 초기화 하는 시간까지 고려하여 기존에는 약 4분 정도 소요되던 누설전류 측정시간이 약 1분 정도로 단축되게 된다. 뿐만 아니라, 종래와 같은 측정시간 동안 하나의 측정기를 이용하여 40개, 60개 혹은 80개의 유기 EL 표시소자의 누설전류를 측정할 수 있으며 이에 따라, 고가의 측정기의 수를 줄일 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누설전류 측정장치는 지수함수적으로 감소하는 누설전류의 전류특성에 의하여 하나의 유기 EL 표시소자마다 8초 정도의 시간을 소비하던 기존에 비해 기저전압원에 접속되는 제2 스위치소자를 구비함으로써 하나의 유기 EL 표시소자마다 약 7초 정도의 시간을 절약함에 따라 유기 EL 표시소자의 누설전류의 측정시간을 단축할 수 있다.

뿐만 아니라, 같은 측정시간 동안 하나의 측정기를 이용하여 40개, 60개 혹은 80개의 유기 EL 표시소자의 누설전류를 측정할 수 있으며 이에 따라, 고가의 측정기의 수를 줄일 수도 있다.

이상에서 설명한 내용을 통해 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발 명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 유기 전계발광 표시소자와;

   기저전압원과;

   상기 유기 전계발광 표시소자의 음극에 전압을 공급하기 위한 전압원과;

   상기 전압원으로부터의 전압에 의해 상기 유기 전계발광 표시소자에 역바이어스가 인가될 때의 누설전류를 측정하기 위한 측정기와;

   상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 측정기 사이의 전류패스를 절환하는 제1 스위치소자와;

   상기 유기 전계발광 소자의 음극과 상기 기저전압원 사이의 전류패스를 절환하는 제2 스위치소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 스위치소자는 상기 제1 스위치소자의 턴-온에 앞서 턴-온되어 상기 유기 전계발광 표시소자의 역전류를 상기 기저전압원으로 방전시키는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 스위치소자는 상기 유기 전계발광 표시소자의 방전 후에 턴-온되어 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극과 상기 측정기 사이에서 상기 유기 전계발광 표시소자의 누설전류가 공급 가능한 전류패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 스위치소자는 상기 유기 전계발광 표시소자의 음극에 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
5. 유기 전계발광 표시소자의 누설전류를 측정하는 방법에 있어서,

   상기 유기 전계발광 표시소자에 역바이어스전압을 인가하는 단계와;

   상기 역바이어스전압이 인가되는 유기 전계발광 표시소자의 역전류를 기저전압원으로 방전시키는 단계와;

   상기 유기 전계발광 표시소자의 방전 후에 상기 유기 전계발광 표시소자로부터 흐르는 누설전류를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정방법.

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