KR100928700B1 - 디스플레이 패널의 특성 측정 장치 - Google Patents

디스플레이 패널의 특성 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치는 디스플레이 패널의 구동 전압/전류에 따른 발광량을 정확하게 측정할 수 있으므로 소비전력 및 정밀한 수명 분석이 가능하다. 또한, 디스플레이 패널의 밝기를 특성 측정에 적합한 밝기로 적절하게 유지할 수 있으므로, 화소의 발광상태까지도 확인할 수 있어 발광 셀의 결함을 정확하게 검출할 수 있다. 게다가, 디스플레이 패널의 특성 측정시에 발생하는 과전압/과전류 및 정전기로부터 디스플레이 패널이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
디스플레이 패널, 발광, 수명, 과전압, 과전류, 정전기

Description

디스플레이 패널의 특성 측정 장치{THE APPARATUS FOR MEASURING CHARACTERISTIC OF DISPLAY PANEL}
본 발명은 디스플레이 패널의 특성 측정 장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 디스플레이 패널의 특성을 정밀하게 측정 및 분석할 수 있으며 과전압/과전류 및 정전기로부터 디스플레이 패널의 손상을 방지할 수 있는 측정 장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 디스플레이 패널들이 개발되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 패널에는 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Panel), 유기 전계 발광 장치(OLED: Organic Light Emitting Device) 등이 있다.
이와 같은 평판 디스플레이 패널의 개발 과정에서 발생하는 다양한 문제점을 찾아내어 발광특성 및 수명 등을 개선하기 위해 평판 디스플레이 패널의 특성을 측정하는 장치가 개발되었다.
하지만, 종래의 측정 장치는 인가 전압/전류를 순차적으로 조절하면서 디스플레이 패널의 휘도 변화량만을 측정하여 결함 셀을 검출하는 방식을 이용하기 때문에 정밀한 특성 측정 및 분석이 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 디스플레이 패널의 특성 측정시에 발생하는 과전압/과전류 및 정전기로 인하여 디스플레이 패널이 손상되거나 측정 결과에 오류가 발생되는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 디스플레이 패널의 특성을 정밀하게 측정 및 분석할 수 있으며 과전압/과전류 및 정전기로부터 디스플레이 패널의 손상을 방지할 수 있는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치는, 디스플레이 패널의 특성 측정시 측정 조건을 일정하게 유지하는 챔버와, 디스플레이 패널의 양단에 각각 연결되며 다수의 스위치 또는 릴레이로 구성되는 제1, 2 스위칭부와, 정전압/정전류 범위 내에서 특성 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 결정하는 정전압/정전류 유지부와, 상기 결정된 전압/전류 레벨에 따라 바이어스 전압/전류를 생성하여 상기 제1 스위칭부를 통해 디스플레이 패널에 인가하는 바이어스 공급부와, 상기 제2 스위칭부에 연결되어 디스플레이 패널의 구동 전압/전류를 측정하는 바이어스 측정부와, 하나 이상의 카메라와 포토 다이오드를 이용하여 디스플레이 패널의 발광특성을 측정하는 광계측부와, 상기 광계측부에 과전류가 흐르는 것을 검출하는 과전류 검출부와, 디스플레이 패널의 특성 측정을 위한 제어신호를 상기 챔버, 상기 제1, 2 스위칭부, 상기 정전압/정전류 유지부, 상기 바이어스 측정부 및 상기 광계측부로 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광량이 소정 임계치 이상인 경우, 상기 정전압/정전류 유지부를 통해 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 조절하며, 상기 과전류 검출부를 통해 상기 광계측부에 과전류가 흐르는 것이 검출된 경우, 상기 제1 스위칭부를 통해 디스플레이 패널의 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가하고, 과전류 검출시 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광특성이 측정 결과에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 바이어스 측정부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 구동 전압/전류가 소정 임계치 이상인 경우, 상기 제1 스위칭부는 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 디스플레이 패널의 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가한다. 그리고, 상기 챔버 내에 디스플레이 패널이 배치될 때, 상기 제1, 2 스위칭부는 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 오프된다.
삭제
한편, 상기 제어부는 상기 바이어스 측정부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 구동 전압/전류값과 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광특성을 파라미터로 이용하여 디스플레이 패널의 특성을 분석하는 데이터 처리부를 포함한다.
상기 데이터 처리부는 상기 디스플레이 패널의 구동 전압/전류값에 따른 발광량을 이용하여 디스플레이 패널의 수명 특성을 분석한다. 그리고, 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 소정 발광 셀의 휘도가 제1 휘도 임계치보다 낮은 경우 오프 결함으로 판단하고, 제2 휘도 임계치보다 높은 경우 하이 결함으로 판단하며, 상기 오프 결함 또는 상기 하이 결함이 가로 혹은 세로로 소정 개수 이상인 경우 라인 결함으로 판단한다.
본 발명에 따르면, 디스플레이 패널의 구동 전압/전류에 따른 발광량을 정확하게 측정할 수 있으므로 소비전력 및 정밀한 수명 분석이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 디스플레이 패널의 밝기를 특성 측정에 적합한 밝기로 적절하게 유지할 수 있으므로, 화소의 발광상태까지도 확인할 수 있어 발광 셀의 결함을 정확하게 검출할 수 있다.
게다가, 본 발명에 따르면, 디스플레이 패널의 특성 측정시에 발생하는 과전압/과전류 및 정전기로부터 디스플레이 패널이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)는, 챔버(110), 광계측부(120), 제어부(130), 정전압/정전류 유지부(140), 바이어스 공급부(150), 바이어스 측정부(160), 과전류 검출부(170) 및 제1, 2 스위칭부(S1, S2)로 구성되어 있다.
상기 챔버(110)는 저온건조한 분위기에서 고온다습한 분위기까지 다양한 측정 조건을 일정하게 유지할 수 있는 항온-항습 챔버이다.
상기 챔버(110) 내에는 모터 구동부(미도시)에 의해 측정 대상의 디스플레이 패널(P)이 적정 위치에 배치되며, OLED 디스플레이 패널, LCD 디스플레이 패널, PDP 디스플레이 패널 등의 평판 디스플레이 패널이 측정 대상이 될 수 있다.
상기 광계측부(120)는 디스플레이 패널(P)의 전면에 설치되며 디스플레이 패널(P)의 발광특성(예를 들면, 휘도, 스펙트럼 등)을 측정하기 위한 카메라(121)와 포토 다이오드(122)를 포함한다.
여기에서, 여러 디스플레이 패널의 특성을 동시에 측정하거나 대면적 디스플레이 패널의 특성을 측정할 경우에는 다수의 카메라(121)와 다수의 포토 다이오드(122)가 어레이 형태로 배열될 수 있다.
상기 제1, 2 스위칭부(S1, S2)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 온/오프되는 다수의 스위치 또는 릴레이로 구성되며, 디스플레이 패널(P)의 양단에 각각 연결되어 있다.
상기 제어부(130)는 디스플레이 패널(P)의 특성 측정을 위한 제어신호를 챔버(110), 광계측부(120), 정전압/정전류 유지부(140), 바이어스 측정부(160) 및 제1, 2 스위칭부(S1, S2)로 출력하며, 상기 제어부(130)의 제어신호에 따른 각 구성요소의 동작을 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 디스플레이 패널(P)이 챔버(110) 내에 배치될 때, 상기 제1, 2 스위칭부(S1, S2)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 오프되며, 이에 따라 디스플레이 패널(P)의 탈착시 순간적으로 발생하는 정전기 및 전력계통 이상에 의해 디스플레이 패널(P)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 정전압/정전류 유지부(140)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 결정하여 바이어스 공급부(150)로 출력한다. 이 때, 상기 전압/전류 레벨은 정전압/정전류를 벗어나지 않는 범위내에서 결정되는 것이 바람직하다.
그 다음, 상기 바이어스 공급부(150)는 상기 정전압/정전류 유지부(140)를 통해 결정된 전압/전류 레벨에 따라 바이어스 전압/전류를 생성하여 제1 스위칭부(S1)를 통해 디스플레이 패널(P)의 발광 셀에 인가한다.
예를 들면, LCD 또는 PDP와 같은 전압 구동형 디스플레이 패널의 경우에는 펄스 또는 직류 형태의 전압이 인가되고, OLED와 같은 전류 구동형 디스플레이 패널의 경우에는 펄스 또는 직류 형태의 전류가 제공된다.
상기 제1 스위칭부(S1)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 디스플레이 패널(P)의 소정 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가한다. 이 때, 상기 제1 스위칭부(S1)는 R(적색), G(녹색), B(청색), W(화이트)의 발광 셀을 개별적으로 온오프할 수도 있으며, 이러한 경우 화소의 보호를 위한 보호 저항(180)이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 바이어스 측정부(160)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 디스플 레이 패널(P)의 구동 전압/전류를 측정한 후 이를 변환부(161)를 통해 디지털 데이터로 변환하며, 변환된 디지털 데이터는 제어부(130)의 데이터 처리부(131)로 입력된다.
이 때, 상기 바이어스 측정부(160)를 통해 측정된 디스플레이 패널(P)의 구동 전압/전류가 소정 임계치 이상인 경우, 즉, 디스플레이 패널(P)에 과전압/과전류가 흐르고 있는 것이 확인되면, 상기 제어부(130)는 제1 스위칭부(S1)를 제어하여 디스플레이 패널(P)의 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가한다.
상기 광계측부(120)는 제어부(130)로부터의 제어신호에 따라 카메라(121) 및 포토 다이오드(122)를 통해 디스플레이 패널(P)의 발광특성을 측정하며, 측정된 디스플레이 패널(P)의 발광특성은 제어부(130)의 데이터 처리부(131)로 입력된다.
한편, 상기 광계측부(120)를 통해 측정된 디스플레이 패널(P)의 발광량이 소정 임계치 이상인 경우, 다시 말해서, 포토 다이오드(122)에 의해 검출된 전류신호가 소정 임계치 이상인 경우, 제어부(130)에서는 정전압/정전류 유지부(140)를 통해 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 조절하여 디스플레이 패널(P)의 밝기가 측정에 적합한 밝기로 적절하게 유지되도록 한다. 따라서, 카메라(121)를 통해 디스플레이 패널(P) 내의 화소의 발광상태까지도 확인할 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(P)의 특성 측정시, 정전기 및 전력 계통의 이상으로 디스플레이 패널(P)의 휘도가 급격히 증가되어 포토 다이오드(122)에 과전류가 흐르게 되면, 과전류 검출부(200)에서는 포토 다이오드(122)에 과전류가 흐르는 것을 검출하여 제어부(130)로 전달하며, 이에 따라 제어부(130)의 데이터 처리 부(131)에서는 제1 스위칭부(S1)를 통해 디스플레이 패널(P)에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가하는 한편, 과전류 검출시의 발광특성이 측정 결과에 반영되지 않도록 한다. 따라서, 디스플레이 패널(P)의 특성 측정시에 발생하는 정전기로부터 디스플레이 패널(P)을 보호할 수 있으며 특성 측정 결과의 오류를 방지할 수 있다.
상기 제어부(130)의 데이터 처리부(131)는 상기 바이어스 측정부(160)를 통해 측정된 구동 전압/전류값(디지털 데이터)과 상기 광계측부(120)를 통해 측정된 발광량을 파라미터로 이용하여 누설전류, 수명, 셀 결함 등의 특성을 분석한다.
예를 들어, 디스플레이 패널(P)의 발광량이 구동 전압/전류값에 비하여 소정 임계치 보다 낮은 경우, 디스플레이 패널(P)의 양극 표면에서 스파이크로 인하여 누설전류가 발생된 것으로 분석한다. 또한, 디스플레이 패널(P)의 발광량이 구동 전압/전류값에 비하여 소정 임계치 보다 높은 경우, 디스플레이 패널(P)의 양극 표면에서 화이트 스팟(white spot)이 발생하거나, 디스플레이 패널(P)의 음극 혹은 유기물층에서 다른 층으로부터 데미지(damage)를 받아 다크 스팟(dark spot)이 발생한 것으로 분석한다. 이 때, 화이트 스팟 또는 다크 스팟은 구동 전압/전류값과 발광하는 빛의 세기에 따른 차이로 분석한다.
우선, 디스플레이 패널(P)의 수명 특성 분석에 대하여 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 있어서, 디스플레이 패널(P)의 수명은 디스플레이 패널(P)의 구동 전압/전류에 따른 발광량에 의해 결정된다.
즉, 바이어스 측정부(160)를 통해 디스플레이 패널(P)의 구동 전압/전류를 측정하면서 카메라(121)와 포토 다이오드(122)를 통해 디스플레이 패널(P)의 발광량을 검출함으로써, 디스플레이 패널(P)의 구동 전압/전류에 따른 발광량을 확인할 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 패널(P)의 수명 특성을 정밀하게 분석할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 패널(P)의 셀 결함 분석에 대하여 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
셀 결함 판단을 위한 제1, 2 휘도 임계치가 미리 설정된 상태에서, 카메라(121) 및 포토 다이오드(122)를 통해 검사 대상 셀의 영상과 휘도가 측정되면, 제어부(130)의 데이터 처리부(131)는 검사 대상 셀의 휘도값을 상기 설정된 제1, 2 휘도 임계치와 비교하여 셀의 결함을 검출한다.
이와 같은 셀 결함 검출 방법을 통해 오프 결함(off defect) 및 하이 결함(high defect)과 라인 결함(line defect)을 검출할 수 있는데, 오프 결함은 제1 휘도 임계치 이하의 휘도값을 갖는 결함을 의미하고, 하이 결함은 제2 휘도 임계치 이상의 휘도값을 갖는 결함을 의미하며, 라인 결함은 오프 결함 및 하이 결함이 가로 혹은 세로 방향으로 연속적으로 소정 개수(예를 들어 7개) 이상인 결함을 의미한다.
본 실시예에서는 셀 결함 판단을 위한 임계치가 미리 설정된 경우를 예로 들어 설명하였지만, 기준점을 포함하는 보정용 영상과 다음 셀의 발광특성을 측정하여 보정용 영상의 기준점들을 다음 영상의 기준점으로 변환시켜 셀의 결함을 검출하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)는, 구동 전압/전류에 따른 디스플레이 패널(P)의 발광량을 정확하게 측정할 수 있으므로 소비전력 및 정밀한 수명 분석이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)는, 디스플레이 패널의 밝기를 특성 측정에 적합한 밝기로 적절하게 유지할 수 있으므로 화소의 발광상태까지도 확인할 수 있어 발광 셀의 결함을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치(100)는, 디스플레이 패널의 특성 측정시에 발생하는 과전압/과전류 및 정전기로부터 디스플레이 패널(P)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 특성 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
P : 디스플레이 패널
110 : 챔버
130 : 제어부
131 : 데이터 처리부
120 : 광계측부
121 : 카메라
122 : 포토 다이오드
140 : 정전압/정전류 유지부
150 : 바이어스 공급부
160 : 바이어스 측정부
161 : 변환부
170 : 과전류 검출부
180 : 보호 저항
S1, S2 : 제1, 2 스위칭부

Claims (9)

  1. 디스플레이 패널의 특성 측정시 측정 조건을 일정하게 유지하는 챔버와, 디스플레이 패널의 양단에 각각 연결되며 다수의 스위치 또는 릴레이로 구성되는 제1, 2 스위칭부와, 정전압/정전류 범위 내에서 특성 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 결정하는 정전압/정전류 유지부와, 상기 결정된 전압/전류 레벨에 따라 바이어스 전압/전류를 생성하여 상기 제1 스위칭부를 통해 디스플레이 패널에 인가하는 바이어스 공급부와, 상기 제2 스위칭부에 연결되어 디스플레이 패널의 구동 전압/전류를 측정하는 바이어스 측정부와, 하나 이상의 카메라와 포토 다이오드를 이용하여 디스플레이 패널의 발광특성을 측정하는 광계측부와, 상기 광계측부에 과전류가 흐르는 것을 검출하는 과전류 검출부와, 디스플레이 패널의 특성 측정을 위한 제어신호를 상기 챔버, 상기 제1, 2 스위칭부, 상기 정전압/정전류 유지부, 상기 바이어스 측정부 및 상기 광계측부로 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광량이 소정 임계치 이상인 경우, 상기 정전압/정전류 유지부를 통해 측정에 필요한 전압/전류 레벨을 조절하며, 상기 과전류 검출부를 통해 상기 광계측부에 과전류가 흐르는 것이 검출된 경우, 상기 제1 스위칭부를 통해 디스플레이 패널의 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가하고, 과전류 검출시 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광특성이 측정 결과에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바이어스 측정부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 구동 전압/전류가 소정 임계치 이상인 경우,
    상기 제1 스위칭부는 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 디스플레이 패널의 발광 셀에 바이어스 전압/전류를 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내에 디스플레이 패널이 배치될 때, 상기 제1, 2 스위칭부는 상기 제어부로부터의 제어신호에 따라 오프되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 바이어스 측정부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 구동 전압/전류값과 상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 발광특성을 파라미터로 이용하여 디스플레이 패널의 특성을 분석하는 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 디스플레이 패널의 구동 전압/전류값에 따른 발광량을 이용하여 디스플레이 패널의 수명 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 광계측부를 통해 측정된 디스플레이 패널의 소정 발광 셀의 휘도가 제1 휘도 임계치보다 낮은 경우 오프 결함으로 판단하고, 제2 휘도 임계치보다 높은 경우 하이 결함으로 판단하며, 상기 오프 결함 또는 상기 하이 결함이 가로 혹은 세로로 소정 개수 이상인 경우 라인 결함으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 특성 측정 장치.
  9. 삭제
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