KR100612280B1 - 표시 패널의 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 패널의 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 패널의 검사 장치는 표시 패널을 검사하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 제어 신호의 전압 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 시프터, 및 레벨 시프터의 출력 신호를 버퍼링하여 표시 패널에 인가하는 버퍼를 포함한다. 여기서, 레벨 시프터와 버퍼는 연산 증폭기로 형성될 수 있다. 이로써, 하나의 제어부로 복수의 표시 패널을 검사할 수 있으며, 하나의 표시 패널에 발생한 오동작이 다른 표시 패널의 검사에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 그리고 표시 패널의 특성에 맞는 레벨의 제어 신호를 인가할 수 있다.
표시 패널, 검사 장치, 레벨 시프터, 버퍼, 연산 증폭기

Description

표시 패널의 검사 장치{INSPECTION APPARATUS OF DISPLAY PANEL}
도 1은 종래의 유기 EL 표시 패널과 이를 검사하기 위한 제어부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 표시 패널과 이를 검사하기 위한 검사 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화소를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레벨 시프터 및 버퍼를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 검사 장치가 복수의 표시 패널을 동시에 검사하는 경우의 연결관계를 도시한 블록도이다.
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 전계발광(electroluminescent, 이하 EL이라 함) 표시 패널과 이를 검사하기 위한 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기 EL 표시 장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시 장치로서, NxM 개의 유기 발광셀들에 전압 혹은 전류를 기입하여 영상을 표현할 수 있도록 되어 있다. 이러한 유기 발광셀은 애노드(ITO), 유기 박막, 캐소드 레이어(metal)의 구조를 가지고 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(emitting layer, EML), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함하고 있다.
이와 같이 이루어지는 유기 발광셀을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 또는 MOSFET를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 구동 방식은 박막 트랜지스터와 커패시터를 각 ITO(indium tin oxide) 화소 전극에 접속하여 커패시터 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다. 이때, 커패시터에 전압을 유지시키기 위해 인가되는 신호의 형태에 따라 능동 구동 방식은 전압 기입(voltage programming) 방식과 전류 기입(current programming) 방식으로 나누어진다.
이러한 유기 발광셀을 이용하여 표시 장치를 형성하는 경우, 제조 공정 과정에서 불량이 발생하여 화소가 제대로 발광되지 않는 경우가 생기게 된다. 따라서 표시 패널에 화소를 형성한 후 화소의 불량을 검사하기 위한 과정이 필요하다.
도 1은 종래의 유기 EL 표시 패널(10)과 이를 검사하기 위한 테스트부(20)를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표시 패널(10)에는 복수의 데이터선(D1-Dm)과 복수의 주사선(S1-Sn)이 서로 직교하도록 형성되어 있고, 복수의 화소가 이웃한 두 데이터선과 이웃한 두 주사선에 의하여 정의되는 화소 영역에 형성되어 있다.
또한, 데이터선(D1-Dm)은 테스트 전압을 전달하기 위한 테스트선에 공통 접속되고, 스위치(SW1)는 제어 신호(도시되지 않음)에 응답하여 테스트 전압(Vtest)이 테스트선에 인가되도록 한다.
주사 구동부(12)는 제어부(20)로부터의 제어 신호에 응답하여 복수의 주사선(S1-Sn)에 선택 신호를 순차적으로 인가한다.
테스트부(20)는 표시 패널(10)에 형성된 화소의 발광 상태를 테스트하기 위한 것으로서, 제어 전압을 주사 구동부(12)에 인가하여 주사 구동부(12)가 테스트 선택 신호를 복수의 주사선(S1-Sn)에 순차적으로 인가하도록 한다.
이와 같이 종래의 표시 장치는 데이터선(D1-Dm)을 하나의 테스트 전극에 연결하여 테스트 전압(Vtest)을 인가하고, 테스트부(20)가 제어 신호를 주사 구동부(12)에 제공함으로써 주사 구동부(12)가 테스트 선택 신호를 주사선(S1-Sn)에 순차적으로 인가하도록 한다. 이로써 각 데이터선 및 주사선에 연결된 화소가 정상적으로 발광하는지를 확인할 수 있다.
그러나, 이러한 검사 방법을 이용하여 두 개 이상의 표시 패널을 검사하는 경우, 하나의 표시 패널에 발생된 오류가 다른 표시 패널에 입력되는 제어 신호에 영향을 미치는 문제가 있었다. 또한, 동일한 레벨의 제어 신호가 복수의 표시 패널 에 인가되므로, 서로 다른 레벨의 제어 신호를 필요로 하는 표시 패널에는 적용할 수 없다는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 복수의 표시 패널을 검사할 수 있는 표시 패널의 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 하나의 표시 패널에 발생된 오류가 다른 표시 패널에 영향을 미치지 않도록 하는 표시 패널의 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
나아가, 서로 다른 레벨의 제어 신호를 필요로 하는 복수의 표시 패널을 동시에 검사할 수 있는 표시 패널의 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 하나의 특징에 따른 표시 패널의 검사 장치는 상기 표시 패널을 검사하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 제어 신호의 전압 레벨을 시프트하여 출력하는 레벨 시프터, 및 상기 레벨 시프터의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 표시 패널에 인가하는 버퍼를 포함한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 표시 패널의 검사 장치에 있어서, 상기 레벨 시프터는 연산 증폭기로 형성된다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 표시 패널의 검사 장치에 있어서, 상기 버퍼는 연산 증폭기로 형성된다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 표시 패널의 검사 장치에 있어서, 상기 표시 패널은 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선, 상기 데이터선과 교차하도록 형 성되고 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선에 전기적으로 연결된 복수의 화소 회로, 및 상기 버퍼의 출력 신호를 입력하여 상기 복수의 주사선에 선택 신호를 순차적으로 인가하는 주사 구동부를 포함한다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 표시 패널의 검사 장치에 있어서, 상기 화소 회로는, 제1 내지 제3 전극을 구비하고 상기 제1 및 제2 전극 간에 인가되는 전압에 의하여 상기 제3 전극으로 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터, 상기 트랜지스터의 상기 제1 전극 및 제2 전극 간에 연결되는 커패시터, 상기 트랜지스터의 상기 제3 전극에 전기적으로 연결되고, 입력되는 전류에 대응하여 화상을 표시하는 표시 소자, 및 상기 주사선으로부터의 선택 신호에 응답하여 상기 데이터 신호를 상기 커패시터로 전달하는 스위칭 소자를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 표시 패널과 이를 검사하기 위한 검사 장치를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 표시 패널(100)은 실제 화상이 표시되는 표시 영역(110)과 화상이 표시되지 않는 주변 영역 을 포함한다. 표시 영역(110)에는 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(D1-Dm), 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사선(S1-Sn), 및 복수의 화소 회로(110)가 형성된다. 그리고, 주변 영역에는 주사 구동부(130), 테스트선(Tr, Tg, Tb), 및 테스트선(Tr, Tg, Tb)과 데이터선(D1-Dm) 사이에 연결된 스위칭 소자(112)가 형성되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터선(D1-Dm)은 각각 적색, 녹색, 및 청색에 대응되는 데이터 신호를 전달한다. 그리고 도 2에 도시된 바와 같이 데이터선(D1)은 스위칭 소자를 통하여 테스트선(Tr)에 연결되고, 데이터선(D2)은 스위칭 소자를 통하여 테스트선(Tg)에 연결된다. 데이터선(D3)은 스위칭 소자를 통하여 테스트선(Tb)에 연결된다.
데이터선(D1-Dm)은 화상 신호를 나타내는 데이터 전압을 화소 회로(110)로 전달하며, 주사선(S1-Sn)은 화소 회로(110)를 선택하기 위한 선택 신호를 화소 회로(110)로 전달한다. 화소 회로(110)는 이웃한 두 데이터선(D1-Dm)과 이웃한 두 주사선(S1-Sn)에 의해 정의되는 화소 영역에 형성되어 있다.
그리고 주사 구동부(130)는 복수의 주사선(S1-Sn)에 선택 신호를 순차적으로 인가하고, 테스트선(Tr, Tg, Tb)은 각각 적색, 녹색 및 청색에 대응되는 테스트 전압(VR, VG, VB)을 데이터선(D1-Dm)으로 전달한다.
스위칭 소자(112)는 테스트부(200)가 표시 패널(100)의 검사를 시작하는 경우 턴온되어 테스트선(Tr, Tg, Tb)에 인가되는 테스트 전압(VR, VG, VB)을 데이터선 (D1-Dm)으로 전달한다. 이 때, 스위칭 소자(112)의 온-오프를 제어하기 위한 제어 신호선이 표시 패널에 더 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 테스트부(200)는 레벨 시프터(300) 및 버퍼(400)를 통하여 표시 패널(100)에 연결된다.
즉, 테스트부(200)가 시작 신호(VSP), 클록 신호(CLK), 프레임 주기 신호(Vsync) 등의 제어 신호를 출력하면 레벨 시프터(300)가 제어 신호의 전압 레벨을 표시 패널(100)에 맞게 조정하여 출력한다. 그리고, 버퍼(400)가 레벨 시프터(300)의 출력 신호를 버퍼링하여 표시 패널(100)의 주사 구동부(130)로 출력한다.
그러면 주사 구동부(130)는 인가되는 제어 신호에 의하여 테스트 선택 신호를 생성하여 복수의 주사선(S1-Sn)에 순차적으로 인가한다.
이 때 주사 구동부(130)는 프레임 주기 신호(Vsync)에 의하여 시작 신호(VSP)를 클록 신호(CLK)에 동기하여 순차적으로 시프트시켜 출력한다. 이러한 테스트부(200) 및 주사 구동부(130)의 구체적인 구성 및 동작은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명하므로 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화소를 도시한 회로도이다. 도 3에서는 복수의 화소 중 데이터선(Dm)과 주사선(Sn)에 연결된 화소를 대표적으로 도시하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 화소 회로는 도 3에 도시된 바와 같이 트랜지스터(M1, M2), 유기 EL 소자(OLED) 및 커패시터(Cst)를 포함한다.
트랜지스터(M1)는 유기 EL 소자(OLED)를 구동하기 위한 구동 트랜지스터로 서, 전원(VDD)과 유기 EL 소자(OLED) 간에 연결되어 있다. 도 3과 같이, 트랜지스터(M1)가 PMOS 트래지스터로 형성되는 경우, 트랜지스터(M1)의 소스가 전원(VDD)에 연결되고 드레인이 유기 EL 소자(OLED)의 애노드에 연결된다. 그리고, 유기 EL 소자(OLED)의 캐소드는 전원(VSS)에 연결된다.
트랜지스터(M2)는 게이트가 주사선(Sn)에 연결되고 주사선(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터선(Dm)으로부터의 데이터 전압을 전달한다.
커패시터(Cst)는 트랜지스터(M1)의 게이트 및 소스 간에 연결되며, 트랜지스터(M2)로부터 전달된 데이터 전압을 일정 기간 유지시킨다.
이하 도 3에 도시된 화소 회로의 동작을 설명한다.
트랜지스터(M2)가 턴온되면, 데이터 전압이 트랜지스터(M1)의 게이트에 인가되어, 커패시터(C1)에는 게이트와 소스 사이에 걸리는 전압(VGS)이 충전된다. 그리고 이 전압(VGS)에 대응하여 트랜지스터(M1)에 전류(IOLED)가 흐르고, 이 전류(IOLED )에 대응하여 유기 EL 소자(OLED)가 발광한다.
이때, 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112004036045152-pat00001
여기서, IOLED는 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류, VGS는 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스 사이의 전압, VTH는 트랜지스터(M1)의 문턱 전압, VDATA는 데이터 전 압, β는 상수 값을 나타낸다.
수학식 1에 나타낸 바와 같이, 데이터 전압에 대응하는 전류가 유기 EL 소자(OELD)에 공급되고, 공급된 전류에 대응하여 유기 EL 소자(OELD)가 발광하게 된다. 이때, 인가되는 데이터 전압을 일정 범위에서 다단계의 값을 갖도록 설정하면 원하는 계조를 표현할 수 있다.
도 3에서는 두 개의 트랜지스터와 하나의 커패시터를 이용하여 유기 EL 소자(OLED)를 구동하는 화소 회로를 일례로 도시하였으나, 실시예에 따라서 다양한 방식의 화소 회로를 이용할 수 있다. 또한, 도 3에서는 구동 트랜지스터(M1)가 P 타입의 채널을 갖는 트랜지스터로 형성된 경우를 도시하였으나, 실시예에 따라서 구동 트랜지스터(M1)는 N 타입의 채너을 갖는 트랜지스터로 형성될 수 있고, MOS 트랜지스터 이외에 제1 내지 제3 전극을 구비하고 제1 및 제2 전극 간에 인가되는 전압에 대응되는 전류를 제3 전극으로 출력하는 다른 종류의 능동 소자를 이용하여 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 레벨 시프터(300) 및 버퍼(400)를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 레벨 시프터(300)와 버퍼(400)는 모두 연산 증폭기(Operational Amplifier, OP AMP)로 형성되며, OP AMP(AMP1)의 저항(R1) 값을 제어함으로써 원하는 레벨의 신호를 출력할 수 있다. 그리고, OP AMP(AMP1)의 출력 신호를 OP AMP(AMP2)의 + 입력단에 인가하고, OP AMP(AMP2)의 - 입력단과 출력단을 연결시키면 OP AMP(AMP1)의 출력 신호를 버퍼링하여 출력하는 버퍼를 형성할 수 있 다.
이와 같이 테스트부(200)의 출력단에 레벨 시프터(300)를 연결시킴으로써 복수의 패널을 동시에 검사하는 경우 각 패널의 레벨 조건에 맞는 제어 신호를 제공할 수 있다.
또한, 레벨 시프터(300)와 표시 패널(100) 사이에 버퍼(400)를 형성함으로써, 표시 패널(100)이 테스트부(200)의 출력 신호에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 하나의 테스트부(200)로 복수의 표시 패널(100)을 검사하는 경우 어느 하나의 표시 패널(100)의 오동작이 다른 표시 패널에 영향을 미치지 않게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 테스트부(200)가 복수의 표시 패널(100a, 100b)을 검사하는 경우의 연결 관계를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 테스트부(200)는 레벨 시프터(300)로 사용되는 OP AMP(AMP1)와 버퍼(400)로 사용되는 OP AMP(AMP2)를 이용하여 복수의 표시 패널(100a, 100b)로 제어 신호를 출력한다.
이로써 각 패널에 적정한 레벨을 선택하여 제어 신호를 인가할 수 있고, 어느 하나의 패널의 오동작으로 인하여 제어 신호가 가변되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에 따르면, 복수의 표시 패널을 검사할 수 있는 표시 패널의 검사 장치를 제공할 수 있다.
또한, 하나의 표시 패널에 발생된 오류가 다른 표시 패널에 영향을 미치지 않도록 하는 표시 패널의 검사 장치를 제공할 수 있다.
나아가, 서로 다른 레벨의 제어 신호를 필요로 하는 복수의 표시 패널을 동시에 검사할 수 있는 표시 패널의 검사 장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 복수의 표시 패널을 검사하기 위한 검사 장치에 있어서,
    상기 표시 패널을 검사하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 제어 신호의 전압 레벨을 조정하여 출력하는 레벨 시프터; 및
    상기 레벨 시프터의 출력 신호를 버퍼링하여 상기 표시 패널에 인가하는 버퍼
    를 포함하는 표시 패널의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레벨 시프터는 연산 증폭기로 형성된 표시 패널의 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 버퍼는 연산 증폭기로 형성되는 표시 패널의 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은, 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선,
    상기 데이터선과 교차하도록 형성되고 선택 신호를 전달하는 복수의 주사선,
    상기 데이터선과 상기 주사선에 전기적으로 연결된 복수의 화소 회로, 및
    상기 버퍼의 출력 신호를 입력하여 상기 복수의 주사선에 선택 신호를 순차 적으로 인가하는 주사 구동부를 포함하는 표시 패널의 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 화소 회로는,
    제1 내지 제3 전극을 구비하고 상기 제1 및 제2 전극 간에 인가되는 전압에 의하여 상기 제3 전극으로 흐르는 전류를 제어하는 트랜지스터,
    상기 트랜지스터의 상기 제1 전극 및 제2 전극 간에 연결되는 커패시터,
    상기 트랜지스터의 상기 제3 전극에 전기적으로 연결되고, 입력되는 전류에 대응하여 화상을 표시하는 표시 소자, 및
    상기 주사선으로부터의 선택 신호에 응답하여 상기 데이터 신호를 상기 커패시터로 전달하는 스위칭 소자를 포함하는 표시 패널의 검사 장치.
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