KR102316101B1

KR102316101B1 - 표시장치와 그 검사 방법

Info

Publication number: KR102316101B1
Application number: KR1020150089828A
Authority: KR
Inventors: 김가경; 정의현; 한예슬
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2021-10-26
Also published as: US9922585B2; CN106291999A; KR20170000884A; CN106291999B; US20160379906A1

Abstract

본 발명은 표시장치와 그 검사 방법에 관한 것으로, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함한 픽셀 어레이, 상기 데이터 라인들에 연결된 멀티플렉서, 및 검사용 스위치 소자와 검사용 패드를 포함한 검사 회로를 포함한다. 상기 검사용 스위치 소자는 상기 데이터 라인들에 연결된 신호 배선 패드, 또는 상기 멀티플렉서에 연결된다.

Description

표시장치와 그 검사 방법{DISPLAY DEVICE AND TEST METHOD THEREOF}

본 발명은 오토 프로브 검사가 가능한 표시장치와 그 검사 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display : OLED Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 전기 영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다.

액정표시장치는 액정 분자에 인가되는 전계를 데이터 전압에 따라 제어하여 화상을 표시한다. 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치에는 픽셀 마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 형성되어 있다.

액정표시장치의 제조 공정은 기판 세정, 기판 패터닝 공정, 배향막 형성/러빙 공정, 기판 합착 및 액정 적하 공정, 구동회로 실장 공정, 검사 공정, 리페어 공정, 액정모듈의 조립공정 등을 포함한다.

기판세정 공정은 표시패널의 상부 유리기판과 하부 유리기판 표면에 오염된 이물질을 세정액으로 제거한다. 기판 패터닝 공정은 하부 유리기판에 데이터 라인 및 게이트 라인을 포함한 신호배선, TFT, 픽셀 전극, 공통 전극 등을 형성한다. 그리고 기판 패터닝 공정은 상부 유리기판 상에 블랙 매트릭스, 컬러 필터 등을 형성한다. 배향막 형성/러빙 공정은 유리기판들 상에 배향막을 도포하고 그 배향막을 러빙포로 러빙하거나 광배향 처리한다. 이러한 일련의 공정을 거쳐 하부 유리기판에는 비디오 데이터전압이 공급되는 데이터 라인들, 그 데이터 라인들과 교차되고 스캔신호 즉, 게이트펄스가 순차적으로 공급되는 게이트 라인들, 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성된 TFT들, TFT들에 연결된 픽셀 전극들 및 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한 TFT 어레이가 형성된다. 공통전극은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식에서 상부 유리기판 상에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식에서 픽셀 전극과 함께 하부 유리기판 상에 형성된다. 상부 유리기판과 하부 유리기판 각각에는 편광판이 접착된다.

기판 합착 및 액정 적하 공정은 표시패널의 상부 및 하부 유리기판 중 어느 하나에 실런트를 드로잉(drawing)하여 액정을 적하(Dropping)한 다음, 상부 유리 기판과 하부 유리기판을 실런트로 접합한다. 액정층은 실런트에 의해 정의된 액정 영역으로 정의된다.

구동회로 실장공정은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정을 이용하여 데이터 구동회로가 집적된 집적회로(Integrated Circuit, IC)를 이방성 도전 필름(Anisotropic conductive film, ACF)으로 표시패널의 데이터 패드들(data pad)에 접착한다. 게이트 구동회로는 GIP(Gate In Panel) 공정으로 하부 유리 기판 상에 직접 형성되거나, 구동 회로 실장 공정에서 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에서 ACF로 표시패널의 게이트 패드들(gate pad)에 접착될 수 있다. 구동회로 실장 공정은 IC들과 PCB(printed circuit board)를 FPC(Flexible Printed Circuit board), FFC(Flexible Flat Cable) 등의 연성 회로 기판으로 연결한다.

검사 공정은 구동회로에 대한 검사, TFT 어레이 기판에 형성된 데이터 라인과 게이트 라인 등의 배선 검사, 픽셀 전극이 형성된 후에 실시되는 검사, 기판 합착 및 액정 적하 공정 후에 실시되는 전기적 검사, 점등 검사 등을 포함한다. 리페어 공정은 검사 공정에 의해 발견된 불량을 수선한다.

전술한 일련의 공정을 거쳐 표시패널이 완성되면, 액정모듈의 조립공정이 수행된다. 액정모듈의 조립 공정은 표시패널의 아래에 백라이트 유닛을 정렬하고, 가이드/케이스 부재 등의 기구를 이용하여 표시패널과 백라이트 유닛을 조립한다.

오토 프로브(Auto-probe) 검사는 구동회로 실장 공정에 앞서 표시패널의 기판에 대하여 점등 검사를 수행하여 기판 상의 신호 배선 불량이나 박막 패턴 불량을 검사할 수 있다.

오토 프로브 검사를 가능하게 하기 위하여, 하부 유리기판에는 오토 프로브 검사 장치의 니들(needle)이 접촉되는 오토 프로프 검사 패드(이하 "AP 패드"라 함)와, AP 패드와 연결되는 신호 배선(이하, "AP 배선"이라 함이 표시패널의 좌측 배젤과 우측 베젤을 따라 표시패널의 하단에 연결된 스위치 소자들에 연결된다. AP 패드들(AP)은 도 1과 같이 액티브 영역(Active Area, A/A) 밖의 베젤(bezel) 영역(BZ)에 형성된다. 그런데, AP 패드들(AP)로 인하여, 표시장치의 네로우 베젤(narrow bezel) 설계가 어렵다. 도 1에서 "PAD"는 데이터 라인들의 끝단에 연결된 데이터 패드들이다. IC의 출력 신호는 데이터 패드들을 통해 데이터 라인들에 공급된다. 영상이 표시되는 픽셀 어레이(Pixel array)는 액티브 영역(A/A)에 형성된다. 베젤 영역은 표시패널 상에서 액티브 영역 밖의 비표시 부분이다.

AP 배선들에 연결된 스위치 소자들은 데이터 라인들 각각에 연결된다. 점등 검사를 위한 스위치 소자들이 표시패널 상에 많기 때문에, 그 스위치 소자들은 제조 공정에서 표시패널의 불량률을 높일 수 있다.

종래의 오토 프로브 검사 방법은 AP 패드와 AP 배선의 배치 문제로 인하여 IC의 출력 단자들과 액티브 영역(A/A)의 데이터 링크(data link)에 대하여 단선(open) 검사를 할 수 없다. 데이터 링크는 데이터 패드들과 데이터 라인들을 연결한다.

웨어러블 기기(Wearable)에서, 표시패널은 다양한 형태로 설계되고 있다. 예를 들어, 스마트 워치(smart warch)는 원판 형태의 표시패널로 설계되고, 자동차 계기판은 표시패널에서 다양한 곡면 설계가 적용되고 있다. 이러한 표시패널에는 AP 패드가 배치될 공간이 없어 점등 검사가 불가능하다.

본 발명은 표시패널 형태에 관계 없이 검사가 가능하고 네로우 베젤을 구현한 표시장치를 제공한다.

본 발명의 표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함한 픽셀 어레이, 상기 데이터 라인들에 연결된 멀티플렉서, 및 검사용 스위치 소자와 검사용 패드를 포함한 검사 회로를 포함한다.

상기 검사용 스위치 소자는 상기 데이터 라인들에 연결된 신호 배선 패드, 또는 상기 멀티플렉서에 연결된다. 상기 검사용 패드는 상기 검사용 스위치 소자에 연결된다.

본 발명의 표시장치는 데이터라인에 연결된 신호 배선 패드를 가지는 표시패널, 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 집적회로(IC), 상기 데이터 라인들과 상기 집적 회로 사이에서 상기 표시패널의 기판 상에 배치되는 멀티플렉서, 상기 표시패널의 기판 상에 접착되어 상기 신호 배선 패드에 연결되는 연성 회로 기판, 및 상기 표시패널의 기판 상에 배치되는 검사 회로를 포함한다.

상기 검사 회로가 상기 표시패널의 기판 상에서 상기 집적 회로 또는 상기 연성 회로 기판에 의해 덮여진다.

상기 표시장치의 검사 방법은 표시패널의 기판 상에서 데이터 라인들에 멀티플렉서를 연결하는 단계, 상기 표시패널의 기판 상에서 상기 검사용 스위치 소자를 상기 데이터 라인들에 연결된 신호 배선 패드 또는 상기 멀티플렉서에 연결하는 단계, 상기 표시패널의 기판 상에서 상기 검사용 패드를 상기 검사용 스위치 소자에 연결하는 단계, 및 검사 공정에서 상기 검사용 패드에 테스트 신호를 인가하고 상기 검사용 스위치 소자를 턴-온시켜 상기 테스트 신호를 상기 멀티플렉서를 통해 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계를 포함한다.

본 발명은 검사 회로를 집적 회로나 연성 회로기판에 덮여지는 영역에서 멀티플렉서나 신호 배선 패드에 연결한다. 그 결과, 본 발명은 검사 회로를 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 없으므로 표시패널 형태에 관계 없이 검사가 가능하고 네로우 베젤을 구현할 수 있다.

도 1은 종래 기술의 표시장치에서 오토 프로브 검사를 위한 패드들을 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 표시장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다.
도 3a는 드라이브 IC 실장 공정전 표시패널 상에 배치된 패드들과 오토 프로브 검사 회로를 보여 주는 회로도이다.
도 3b는 드라이브 IC 실장 공정후 표시패널 상에 접합된 드라이브 IC와 FPC를 보여 주는 도면이다.
도 4는 COF(Chip on film)으로 드라이브 IC가 표시패널의 기판 상에 접합된 예를 보여 주는 도면이다.
도 5 내지 도 6c는 표시패널 상에 입력 영상을 재현할 때의 멀티플렉서 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 7 내지 도 8c는 점등 검사시의 멀티플렉서와 오토 프로브 검사 회로의 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 9는 패드에 내장된 오토 프로브 검사 회로의 일 예를 보여 주는 평면도이다.
도 10은 도 9에서 선 "A-B-C"를 따라 절취하여 패드 구조를 보여 주는 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED 표시장치), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display, EPD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 액정표시장치를 중심으로 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 오토 프로브 검사가 필요한 어떠한 표시장치에도 적용 가능하다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 픽셀 어레이가 형성된 표시패널(100)과, 표시패널(100)에 입력 영상의 데이터를 기입하기 위한 표시패널 구동회로를 구비한다. 표시패널(100)의 아래에는 표시패널(100)에 빛을 균일하게 조사하기 위한 백라이트 유닛이 배치될 수 있다.

표시패널(100)은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상부 기판과 하부 기판을 포함한다. 표시패널(100)의 액티브 영역에는 입력 영상이 표시되는 픽셀 어레이가 형성된다. 픽셀 어레이는 데이터라인들(S1~Sm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함한다.

표시패널(100)의 하부 기판에는 데이터라인들(S1~Sm), 게이트라인들(G1~Gn), TFT들, TFT에 접속된 픽셀 전극(1), 및 픽셀 전극(1)에 접속된 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다.

픽셀들 각각은 컬러 구현을 위하여 적색(R) 서브 픽셀, 녹색(G) 서브 픽셀 및 청색(B) 서브 픽셀로 나뉘어질 수 있다. 또한, 픽셀들 각각은 백색(W) 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다. 펜타일(Pen Tile) 픽셀 어레이에 렌더링 알고리즘(Rendering algorithm)을 적용하면 2 개의 서브 픽셀들로 하나의 픽셀을 구현할 수 있다. 픽셀들은 TFT를 통해 데이터전압을 충전하는 픽셀 전극(1)과, 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극(2)의 전압차에 의해 구동되는 액정 분자들을 이용하여 빛의 투과양을 조정한다.

표시패널(100)의 하부 기판에 형성된 TFT들은 비정질 실리콘(amorphose Si, a-Si) TFT, LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT, 산화물 TFT(Oxide TFT) 등으로 구현될 수 있다. TFT들은 데이터라인들(S1~Sm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부에 형성된다. TFT들은 게이트 펄스에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 전압을 픽셀 전극(1)에 공급한다.

표시패널(100)의 상부 기판 상에는 블랙 매트릭스(Black matrix, BM)와 컬러 필터(Color filter)를 포함한 컬러 필터 어레이가 형성된다. 공통 전극(2)은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직 전계 구동방식의 경우에 상부 기판 상에 형성되며, IPS(In-Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동방식의 경우에 픽셀 전극과 함께 하부 기판 상에 형성될 수 있다. 표시패널(100)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다.

본 발명의 표시장치는 투과형 액정표시장치, 반투과형 액정표시장치, 반사형 액정표시장치 등 어떠한 형태로도 구현될 수 있다. 투과형 액정표장치와 반투과형 액정표시장치에서는 백라이트 유닛이 필요하다. 백라이트 유닛은 직하형(direct type) 백라이트 유닛 또는, 에지형(edge type) 백라이트 유닛으로 구현될 수 있다.

표시패널 구동회로는 픽셀들에 입력 영상의 데이터를 기입한다. 표시패널 구동회로는 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 및 타이밍 콘트롤러(106)를 포함한다.

표시패널(100)에는 멀티플렉서(Multiplexer, MUX)(103)가 형성된다. 멀티플렉서(103)는 데이터 구동부(102)와 데이터 라인들(S1~Sm) 사이에 배치된다.

데이터 구동부(102)의 출력 채널들은 멀티플렉서(103)를 통해 데이터라인들(S1~Sm)에 연결된다. 데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(106)로부터 입력 영상의 데이터를 입력받는다. 데이터 구동부(102)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 전압은 멀티플렉서(103)를 통해 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급된다.

멀티플렉서(103)는 데이터 구동부(102)와 데이터 라인들(S1~Sm) 사이에 배치된다. 멀티플렉서(103)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 데이터 구동부(102)로부터 입력되는 데이터 전압을 데이터 라인들(S1~Sm)에 분배한다. 1:3 멀티플렉서의 경우에, 멀티플렉서는 데이터 구동부(102)의 한 개 출력 채널을 통해 입력되는 데이터 전압을 시분할하여 세 개의 데이터 라인들로 공급한다. 따라서, 1:3 멀티플렉서를 사용하면, 표시패널(100)의 구동에 필요한 데이터 구동부(102)의 IC의 개수를 1/3로 줄일 수 있다.

멀티플렉서(103)는 점등 검사를 위한 오토 프로브 검사 회로(이하 "AP 검사 회로"라 함)와 연결된다. AP 검사 회로는 도 3a와 같은 AP 패드들, AP 패드들에 연결된 트랜지스터(이하, "AP TR"이라 함) 등을 포함한다. AP 검사 회로의 적어도 일부는 데이터 라인들(S1~Sm)에 연결된 신호 배선 패드에 연결될 수 있다. 신호 배선 패드는 도 3, 도 9 및 도 10에 도시되어 있다.

게이트 구동부(104)는 타이밍 콘트롤러(106)의 제어 하에 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 펄스를 공급한다. 게이트 펄스는 데이터 라인들(S1~Sm)에 공급되는 데이터 전압에 동기된다.

타이밍 콘트롤러(106)는 호스트 시스템(110)으로부터 수신된 입력 영상의 ㄷ디지털 비디오 데이터를 데이터 구동부(102)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 입력 영상 데이터와 동기되는 타이밍 신호들을 호스트 시스템(110)으로부터 수신한다. 타이밍 신호들은 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 메인 클럭(DCLK) 등을 포함한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 바탕으로 데이터 구동부(102), 게이트 구동부(104), 멀티플렉서(103)의 동작 타이밍을 제어한다. 타이밍 콘트롤러(106)는 공지된 화이트 게인 계산 알고리즘을 이용하여 입력 영상의 RGB 데이터를 RGBW 데이터로 변환하여 데이터 구동부(102)로 전송할 수 있다.

모바일 기기의 경우에, 하나의 드라이브 IC(도 3a 및 도 3b, D-IC)에 데이터 구동부(120), 게이트 구동부(102), 타이밍 콘트롤러(106), 및 도시하지 않는 DC-DC 변환기 등이 집적될 수 있다. DC-DC 변환기는 표시패널(100)의 구동에 필요한 직류 구동 전압들을 발생한다. 직류 구동 전압은 게이트 펄스의 VGH 및 VGL, 공통 전압(Vcom), 감마기준전압 등을 포함한다. VGH는 TFT의 문턱 전압 보다 높은 게이트 하이 전압(Gate High Voltage)이고, VGL은TFT의 문턱 전압 보다 낮은 게이트 로우 전압(Gate Low Voltage)이다. 감가 기준 전압은 분압 회로를 통해 감마 보상 전압으로 분압되어 데이터 구동부(102)의 DAC(digital-to-analog conversion)에 공급된다.

호스트 시스템(110)은 TV(Television) 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나일 수 있다.

도 3a는 드라이브 IC 실장 공정전 표시패널 상에 배치된 패드들과 AP 검사 회로를 보여 주는 회로도이다. 도 3b는 드라이브 IC 실장 공정후 표시패널 상에 접합된 드라이브 IC와 FPC를 보여 주는 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, AP 검사 회로는 AP TR들(T1, T2)과, AP 패드들(11, 12)을 포함한다.

AP TR들(T1, T2)은 제1 패드 그룹(PAD1)의 패드들(21~25)을 통해 멀티플렉서(103)의 입력 채널에 연결된다. 데이터 라인들(S1~S6)은 멀티플렉서(103)의 출력 채널에 연결된다.

제1 패드 그룹(PAD1)은 멀티플렉서(103)에 연결된 다수의 패드들(21~25)을 포함한다. 제2 패드 그룹(PAD2)은 다수의 패드들을 포함한다. 드라이브 IC(D-IC)의 출력 범프들은 구동 회로의 실장 공정에서 ACF를 통해 제1 패드 그룹(PAD1)의 패드들(21~25)에 접착된다. 드라이브 IC(D-IC)의 입력 범프들은 구동 회로의 실장 공정에서 ACF를 통해 제2 패드 그룹(PAD2)의 패드들에 접착된다. 제3 패드 그룹(PAD3)은 다수의 패드들을 포함한다. FPC는 ACF로 제3 패드 그룹(PAD3)의 패드들에 접착되어 드라이브 IC(D-IC)를 호스트 시스템(110)에 전기적으로 연결한다.

제1 AP TR(T1)은 제1 패드(21)를 통해 멀티플렉서(103)의 제 내지 제3 TFT들(M1~M3)의 드레인에 연결된다. 제2 AP TR(T2)은 제2 패드(22)을 통해 멀티플렉서(103)의 제2 내지 제6 TFT들(M4~M6)의 드레인에 연결된다. 제1 AP TR(T1)은 제1 AP 패드(11)에 연결된 게이트, 제2 AP 패드(12)에 연결된 드레인 및 제2 패드(22)에 연결된 소스를 포함한다. 제2 AP TR(T2)은 제1 AP 패드(11)에 연결된 게이트, 제1 AP 패드(12)에 연결된 드레인 및 제1 패드(21)에 연결된 소스를 포함한다.

제1 내지 제3 MUX 제어 패드(13~15)는 점등 검사를 위하여 추가된다. 제3 패드(23)는 제1 MUX 제어 패드(13)에 연결된다. 제4 패드(24)는 제2 MUX 제어 패드(14)에 연결된다. 제5 패드(25)는 제3 MUX 제어 패드(15)에 연결된다.

멀티플렉서(103)는 다수의 TFT들(M1~M6)을 포함한다. 제1 TFT(M1)는 제3 패드(23)에 연결된 게이트, 제2 패드(22)에 연결된 드레인, 및 제1 데이터 라인(S1)에 연결된 소스를 포함한다. 제2 TFT(M2)는 제4 패드(24)에 연결된 게이트, 제2 패드(22)에 연결된 드레인, 및 제2 데이터 라인(S2)에 연결된 소스를 포함한다. 제3 TFT(M3)는 제5 패드(25)에 연결된 게이트, 제2 패드(22)에 연결된 드레인, 및 제3 데이터 라인(S3)에 연결된 소스를 포함한다.

제4 TFT(M4)는 제3 패드(23)에 연결된 게이트, 제1 패드(21)에 연결된 드레인, 및 제4 데이터 라인(S4)에 연결된 소스를 포함한다. 제5 TFT(M5)는 제4 패드(24)에 연결된 게이트, 제1 패드(21)에 연결된 드레인, 및 제5 데이터 라인(S5)에 연결된 소스를 포함한다. 제6 TFT(M6)는 제5 패드(25)에 연결된 게이트, 제1 패드(21)에 연결된 드레인, 및 제6 데이터 라인(S6)에 연결된 소스를 포함한다.

점등 검사시에 오토 프로브 니들(30)은 AP 패드들(11, 12)과 MUX 제어 패드들(13~15)에 접촉된다. 제1 AP 패드(11)에는 점등 검사시에 오토 프로브 니들(30)을 통해 인에이블 신호(도 7 도 8, EN(AP))가 인가된다. 제2 AP 패드(12)에는 점등 검사시에 오토 프로브 니들(30)을 통해 테스트 데이터 전압(도 7 도 8, DATA(AP))이 인가된다. 점등 검사시에 MUX 제어 패드들(13~15)에는 오토 프로브 니들(30)을 통해 MUX 제어 신호(도 7 ~ 도 8, MUX R ~ MUX B)가 인가된다. 점등 검사시에 도시하지 않은 게이트 패드들에는 오토 프로브 니들과 접촉된다. 게이트 패드들은 게이트 라인들에 연결되어 오토 프로브 니들을 통해 공급되는 검사용 게이트 펄스를 게이트 라인들(G1~Gn)에 공급한다.

구동 회로 실장 공정 후, 드라이브 IC의 입/출력 범프들(bump)은 COG 공정에서 ACF로 하부 기판(SUB1) 상의 패드들(PAD1, PAD2)에 접착된다. 드라이브 IC(D-IC)의 입력 범프들은 제2 패드 그룹(PAD2)의 패드들에 접착된다. 드라이브 IC(D-IC)의 출력 범프들은 제1 패드 그룹(PAD1)의 패드들에 접착된다. FPC는 구동 회로 실장 공정에서 제3 패드 그룹(PAD3)의 패드들에 접착된다. 구동 회로 실장 공정 후, AP 검사 회로와 MUX 제어 패드들(13, 14, 15)는 도 3b와 같이 드라이브 IC(D-IC)에 의해 덮여진다. 따라서, AP 검사 회로와 MUX 제어 패드들(13, 14, 15)는 드라이브 IC(D-IC)에 의해 덮여 지는 IC 실장 영역 상에 배치되므로 표시패널(100) 상에서 별도의 공간을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 AP 검사 회로는 IC 실장 영역이나 후술하는 다른 실시예와 같이 연성 회로 기판 접착 영역 내에 배치된다. 그 결과, 본 발명은 베젤 영역에 AP 검사 회로가 없기 때문에 표시장치의 베젤 폭을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 원형이나 타원형 기판 구조를 갖는 웨어러블 기기의 표시장치에서 AP 검사 회로를 배치할 수 있으므로 그 표시장치의 점등 검사를 가능하게 한다.

AP 패드들(11, 12)과 AP TR들(T1, T2)은 링크 배선(LNK1, LINK2)을 통해 멀티플렉서(103)에 연결된다. 멀티 플렉서(103)의 출력 채널 수는 입력 채널 수에 비하여 적다. 멀티 플렉서(103)의 입력 채널들은 링크 배선(LNK1, LNK2)을 통해 드라이브 IC(D-IC)의 출력 범프들에 연결된다. 멀티 플렉서(103)의 출력 채널들은 데이터 라인들(S1~S6)에 연결된다. 따라서, AP TR들(T1, T2)은 데이터 라인들의 개수 보다 훨씬 적다. 이에 비하여, 종래의 AP TR들은 데이터 라인들 각각에 연결되므로 데이터 라인들의 개수 만큼 필요하였다. AP TR들의 개수가 작아지면 AP 검사 회로가 차지하는 면적을 줄일 수 있을 뿐 아니라 제조 공정에서 불량률을 낮출 수 있다.

종래 기술에 의하면 드라이브 IC(D-IC)와 데이터 라인들(S1~S6) 사이의 배선들이나 링크 배선에 대하여 단선(open) 검사가 불가능하였다. 이에 비하여, 본 발명은 AP 패드들(11, 12)과 AP TR들(T1, T2)이 드라이브 IC(D-IC)의 출력 범프들이 연결될 패드들(21,22)을 통해 링크 배선(LNK1, LNK2)에 연결되기 때문에 드라이브 IC(D-IC)와 데이터 라인들(S1~S6) 사이의 링크 배선들과 멀티플렉서의 불량을 검사할 수 있다.

구동 회로 실장 공정은 도 3b와 같이 드라이브 IC(D-IC)와 FPC를 ACF로 표시패널(100)의 기판(SUBS1) 상에 접착한다. 드라이브 IC(D-IC)가 표시패널(100)의 기판(SUBS1) 상에 접착되면, MUX 제어 신호(도 7 도 8, MUX R ~ MUX B)는 제1 패드 그룹(PAD1)의 패드들(23~25)을 통해 멀티플렉서(103)에 공급된다. 드라이브 IC(D-IC)가 표시패널(100)의 기판(SUBS1) 상에 접착되면, 드라이브 IC(D-IC)로부터 출력되는 데이터 전압은 제1 패드 그룹(PAD1)의 제2 패드들(21, 22)와 멀티플렉서(103)를 통해 데이터 라인들(S1~S6)에 공급된다. 점등 검사 이후에, 구동 회로 실장 공정 이후에 AP 검사 회로는 드라이브 IC(D-IC)에 의해 덮여지고 사용되지 않는다.

드라이브 IC(D-IC)는 도 4와 같이 연성 회로 기판 상에 실장될 수 있다. 드라이브 IC(D-IC)가 실장된 연성 회로 기판(Chip on Film, COF)은 표시패널(100)의 기판(SUBS1) 상에 접착된다. 도 4에서 "DL"은 데이터 라인(S1~Sm)이다. AP 검사 회로는 연성 회로 기판(COF)에 의해 덮여 지는 패드들(PAD4) 상에 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 제3 패드 그룹(PAD3)의 패드들에도 AP 검사 회로가 배치될 수 있다. 패드들(PAD3, PAD3)에 AP 검사 회로는 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 또한, AP 검사 회로는 멀티플렉서(103)와 패드들(PAD3, PAD4)에 분산 배치될 수 있다.

도 5 내지 도 6c는 표시패널 상에 입력 영상을 재현할 때의 멀티플렉서 동작을 보여 주는 파형도이다.

도 5 내지 도 6c를 참조하면, 드라이브 IC(D-IC)는 입력 영상의 데이터 전압을 출력하고 이와 동시에, MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B)를 출력한다. "Source(D-IC)"는 드라이브 IC(D-IC)로부터 출력되는 데이터 전압이다. MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B)와 데이터 전압은 도 3a에서 제1 패드 그룹의 패드들(21~25)을 통해 멀티플렉서(103)에 공급된다.

MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B)는 데이터 전압에 동기하여 1 수평 기간(1H) 내에 순차적으로 발생된다. MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B)는 1/3 수평 기간 만큼의 펄스폭으로 발생된다. 드라이브 IC(D-IC)는 도 5와 같이 1 수평 기간(1H) 동안 적색 서브 픽셀에 공급될 제1 데이터 전압, 녹색 서브 픽셀에 공급될 제2 데이터 전압, 및 청색 서브 픽셀에 공급될 제3 데이터 전압을 시분할하여 출력할 수 있다. 이 경우, 제1 TFT(M1)는 제1 MUX 제어신호(MUX R)에 응답하여 턴-온되어 드라이브 IC(D-IC)로부터의 제1 데이터 전압을 제1 데이터 라인(S1)에 공급한다. 제2 TFT(M2)는 제2 MUX 제어신호(MUX G)에 응답하여 턴-온되어 드라이브 IC(D-IC)로부터의 제2 데이터 전압을 제2 데이터 라인(S3)에 공급한다. 제3 TFT(M3)는 제3 MUX 제어신호(MUX B)에 응답하여 턴-온되어 드라이브 IC(D-IC)로부터의 제3 데이터 전압을 제3 데이터 라인(S3)에 공급한다. 제1 내지 제3 데이터 전압이 도 5와 같이 화이트 계조 값 예를 들어, 계조 255의 전압이면 픽셀은 백색을 표시한다. 도 6a 내지 도 6c와 같이 제1 내지 제3 데이터 전압 중 어느 하나가 화이트 계조 값이고 다른 데이터 전압들이 블랙 계조이면, 픽셀은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 컬러를 표시한다.

도 7 내지 도 8c는 점등 검사시의 멀티플렉서와 AP 검사 회로의 동작을 보여 주는 파형도이다.

도 7 내지 도 8c를 참조하면, 오토 프로브 검사 장치는 점등 검사시에 도 3a와 같이 오토 프로브 니들(30)을 패드들(11~15)에 접촉한 상태에서 MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B), 인에이블 신호(EN(AP)) 및 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 출력한다.

인에이블 신호(EN(AP))는 오토 프로브 니들(30)과 제1 AP 패드(11)를 통해 AP TR들(T1, T2)의 게이트에 인가되어 AP TR들을 턴-온(turn on)시킨다. 테스트 데이터 전압(DATA(AP))은 제2 AP 패드(12)를 통해 AP TR들(T1, T2)의 드레인에 인가급된다. 따라서, AP TR들(T1, T2)은 점등 검사시에 인에이블 신호(EN(AP))에 응답하여 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 멀티플렉서(103)에 공급한다.

MUX 제어 신호(MUX R ~ MUX B)는 오토 프로브 니들(30)과 MUX 제어 패드들(13~15)을 통해 멀티플렉서(103)의 TFT들(M1~M6)의 게이트에 인가되어 TFT들(M1~M6)을 턴-온시킨다. 따라서, 멀티플렉서(103)는 점등 검사시에 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 데이터 라인들(S1~S6)로 분배한다.

본 발명은 점등 검사시에 픽셀들에 다양한 컬러 이미지를 표시하면서 각종 신호 배선, 멀티플렉서(103), 픽셀 등을 검사할 수 있다.

오토 프로브 검사 장치는 MUX 제어 신호들(MUX R ~ MUX B) 각각을 1 수평 기간(1H) 만큼의 펄스폭으로 발생한다. MUX 제어 신호들(MUX R ~ MUX B)은 테스트 데이터 전압(DATA(AP))과 동기된다. 제1 TFT(M1)는 제1 MUX 제어신호(MUX R)에 응답하여 턴-온되어 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 제1 데이터 라인(S1)에 공급한다. 제2 TFT(M2)는 제2 MUX 제어신호(MUX G)에 응답하여 턴-온되어 테스트 데이터 전압(DATA(AP))로부터의 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 제2 데이터 라인(S3)에 공급한다. 제3 TFT(M3)는 제3 MUX 제어신호(MUX B)에 응답하여 턴-온되어 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 제3 데이터 라인(S3)에 공급한다.

테스트 데이터 전압(DATA(AP))은 화이트 계조 전압 예를 들어, 계조 255의 전압일 수 있다. 도 7과 같이 MUX 제어 신호들(MUX R ~ MUX B)이 동시에 발생되어 제1 내지 제3 TFT들(M1~M3)이 턴-온되면, 픽셀은 백색을 표시한다. 도 8a 내지 도 8c와 같이 MUX 제어 신호들(MUX R ~ MUX B) 중 어느 하나만 발생되면 제1 내지 제3 TFT들(M1~M3) 중 어느 하나가 턴-온된다. 이 때, 픽셀은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 컬러를 표시한다.

AP 검사 회로는 전술한 바와 같이 드라이브 IC(D-IC) 또는 연성 회로 기판(FPC, COF)에 의해 덮여지는 영역에 형성된다. 후자의 경우에, AP 검사 회로는 도 9 및 도 10과 같이 연성 회로 기판이 접착되면 패드들(PAD3, PAD4)에 내장될 수 있다.

도 9는 패드에 내장된 AP 검사 회로의 일 예를 보여 주는 평면도이다. 도 10은 도 9에서 선 "A-B-C"를 따라 절치하여 패드 구조를 보여 주는 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 패드(PAD4)는 AP TR(T1, T2)을 포함한다. AP TR(T1, T2)은 패드 상부 전극(ITO) 아래에 배치된다.

AP TR(T1, T2)은 제1 AP 배선(51)에 연결된 게이트(GE), 제2 AP 배선(52)에 연결된 드레인(DE), 및 패드 하부 전극(SD)에 연결된 소스(SE)를 포함한다. 제1 및 제2 AP 배선들(51, 52) 각각은 오토 프로브 니들(30)이 접촉 가능한 패드들(11, 12)에 연결된다. 패드 하부 전극(SD)은 데이터 라인(DL)에 연결된다.

점등 검사 공정에서, 인에이블 신호(도 7 도 8, EN(AP))는 제1 AP 배선(51)을 통해 AP TR(T1, T2)의 게이트(GE)에 인가된다. 테스트 데이터 전압(도 7 도 8, DATA(AP))은 제2 AP 배선(52)을 통해 AP TR(T1, T2)의 드레인(DE)에 인가된다. AP TR은 점등 검사시에 인에이블 신호(EN(AP))에 응답하여 테스트 데이터 전압(DATA(AP))을 데이터 라인(DL)으로 공급한다.

패드(PAD4)의 단면 구조를 보면, 하부 기판(SUBS1) 상에 버퍼 절연막(BUF), 반도체 패턴(ACT) 및 게이트 절연막(GI)이 적층된다. 게이트 절연막(GI) 위에 제1 금속 패턴이 형성된다. 제1 금속 패턴은 AP TR(T1, T2)의 게이트(GE)를 포함한다. 픽셀 어레이 내의 TFT의 게이트, 멀티플렉서(103)에 형성된 TFT(M1~M6)의 게이트 그리고 게이트 라인들(G1~Gn) 등도 제1 금속 패턴으로 형성된다.

층간 절연막(INT)은 제2 금속 패턴을 덮는다. 제2 금속 패턴은 층간 절연막(INT) 상에 형성된다. 제2 금속 패턴은 AP TR(T1, T2)의 게이트(GE)의 소스(SE) 및 드레인(DE), AP 배선들(51, 52), 및 패드 하부 전극(SD)을 포함한다. 데이터 라인(S1~Sm), 픽셀 어레이 내의 TFT의 소스(SE) 및 드레인(DE), 멀티플렉서(103)에 형성된 TFT(M1~M6)의 소스 및 드레인 등도 제2 금속 패턴으로 형성된다.

TFT의 소스(SE) 및 드레인(DE)은 층간 절연막(INT)을 관통하는 콘택홀(contact hole)을 통해 TFT의 반도체 패턴(ACT)에 접촉된다.

제1 보호막(PAS1)은 제2 금속 패턴을 덮는다. 제1 보호막(PAS1) 위에 제2 보호막(PAS2)이 형성된다. 제2 보호막(PAS2)에는 패드 하부 전극(SD)을 노출하는 콘택홀(PHOLE)이 형성된다. 제2 보호막(PAS2) 상에 패드 상부 전극(ITO)가 형성된다. 패드 상부 전극(ITO)은 ITO(Indium-Tin Oxide)와 같은 투명 전극 재료로 형성된다. 제1 보호막(PAS1)은 SiOx 또는 SiNx 등의 무기 절연물질로 형성될 수 있다. 제2 보호막(PAS2)은 포토 아크릴(Photo-acryl)과 같은 유기 절연 물질로 형성될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 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 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

11, 12 : AP 패드 T1, T2 : AP TR
D-IC : 드라이브 집적회로 FPC, COF : 연성 회로 기판
PAD1, PAD2, PAD3, PAD4 : 패드 100 : 표시패널
102 : 데이터 구동부 103 : 멀티플렉서
104 : 게이트 구동부 106 : 타이밍 콘트롤러
110 : 호스트 시스템

Claims

데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들을 포함한 픽셀 어레이;
상기 데이터 라인들에 연결된 멀티플렉서;
검사용 스위치 소자와 검사용 패드를 포함한 검사 회로; 및
상기 멀티플렉서에 연결되어 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 집적회로(Integrated Circuit, IC)를 포함하고,
상기 검사용 스위치 소자는 상기 데이터 라인들에 연결된 신호 배선 패드들, 또는 상기 멀티플렉서에 연결되고,
상기 검사용 패드가 상기 검사용 스위치 소자에 연결되며,
상기 검사 회로가 상기 집적회로(IC)에 의해 덮여지고,
상기 검사용 스위치 소자의 개수는 상기 데이터 라인들의 개수 보다 적은 표시장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 검사용 스위치 소자는 제1 패드 그룹의 패드를 통해 상기 멀티플렉서의 입력 채널에 연결되고,
상기 데이터 라인들은 상기 멀티플렉서의 출력 채널에 연결되며,
상기 집적회로의 출력 범프가 상기 제1 패드 그룹의 패드에 접착되는 표시장치.
제 5 항에 있어서,
상기 검사용 패드는 제1 및 제2 오토 프로브 검사 패드들을 포함하고,
상기 제1 패드 그룹은 제1 내지 제5 패드들을 포함하고,
상기 검사용 스위치 소자가 상기 제1 오토 프로브 검사 패드에 연결된 게이트, 상기 제2 오토 프로브 검사 패드에 연결된 드레인 및 상기 제1 패드 그룹의 제2 패드에 연결된 소스를 포함하는 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 멀티플렉서는 제1 TFT, 제2 TFT 및 제3 TFT들을 포함하고,
상기 제1 TFT는 상기 제1 패드 그룹의 제3 패드에 연결된 게이트, 상기 제2 패드에 연결된 드레인, 및 제1 데이터 라인에 연결된 소스를 포함하고,
상기 제2 TFT는 상기 제1 패드 그룹의 제4 패드에 연결된 게이트, 상기 제2 패드에 연결된 드레인, 및 제2 데이터 라인에 연결된 소스를 포함하고,
상기 제3 TFT가 상기 제1 패드 그룹의 제5 패드에 연결된 게이트, 상기 제2 패드에 연결된 드레인, 및 제3 데이터 라인에 연결된 소스를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 배선 패드들에 연결된 연성 회로 기판을 더 포함하는 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 검사용 패드는 제1 및 제2 오토 프로브 검사 패드들을 포함하고,
상기 신호 배선 패드들 각각은,
상기 데이터 라인과 연결된 패드 하부 전극; 및
보호막을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 패드 하부 전극과 연결되는 패드 상부 전극을 포함하는 표시장치.
제 9 항에 있어서,
상기 검사용 스위치 소자는 상기 패드 상부 전극 아래에 배치되고,
상기 검사용 스위치 소자가 제1 오토 프로브 배선에 연결된 게이트, 제2 오토 프로브 배선에 연결된 드레인, 및 상기 패드 하부 전극에 연결된 소스를 포함하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 집적회로(Integrated Circuit, IC)가 실장된 연성 회로 기판을 더 포함하고,
상기 연성 회로 기판이 상기 신호 배선 패드들에 연결되는 표시장치.
데이터라인에 연결된 신호 배선 패드를 가지는 표시패널;
상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하는 집적회로(Integrated Circuit, IC);
상기 데이터 라인들과 상기 집적 회로 사이에서 상기 표시패널의 기판 상에 배치되는 멀티플렉서;
상기 표시패널의 기판 상에 접착되어 상기 신호 배선 패드에 연결되는 연성 회로 기판; 및
검사용 스위치 소자 및 검사용 패드를 포함하고, 상기 표시패널의 기판 상에 배치되는 검사 회로를 포함하고,
상기 검사 회로가 상기 표시패널의 기판 상에서 상기 집적 회로 또는 상기 연성 회로 기판에 의해 덮여지고,
상기 검사용 스위치 소자의 개수는 상기 데이터 라인들의 개수보다 적은 표시장치.
제 12 항에 있어서,
상기 검사 회로는
검사용 스위치 소자와 검사용 패드를 포함하고,
상기 검사용 스위치 소자는 상기 신호 배선 패드, 또는 상기 멀티플렉서에 연결되고,
상기 검사용 패드가 상기 검사용 스위치 소자에 연결되는 표시장치.
검사용 스위치 소자와 검사용 패드를 포함한 검사 회로를 이용한 표시장치의 검사 방법에 있어서,
표시패널의 기판 상에서 데이터 라인들에 멀티플렉서를 연결하는 단계;
상기 표시패널의 기판 상에서 상기 검사용 스위치 소자를 상기 데이터 라인들에 연결된 신호 배선 패드들, 또는 상기 멀티플렉서에 연결하는 단계;
상기 표시패널의 기판 상에서 상기 검사용 패드를 상기 검사용 스위치 소자에 연결하는 단계; 및
검사 공정에서 상기 검사용 패드에 테스트 신호를 인가하고 상기 검사용 스위치 소자를 턴-온시켜 상기 테스트 신호를 상기 멀티플렉서를 통해 상기 데이터 라인들에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 검사 회로는 상기 표시패널의 기판 상에서 집적 회로 또는 연성 회로 기판에 의해 덮여지는 영역 내에 배치되고,
상기 검사용 스위치 소자의 개수는 상기 데이터 라인들의 개수 보다 적은 표시장치의 검사 방법.
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