KR20020064626A

KR20020064626A - 평판 디스플레이 소자 측정 장치

Info

Publication number: KR20020064626A
Application number: KR1020010019446A
Authority: KR
Inventors: 문대규; 김대엽; 이상필; 신석훈
Original assignee: 스마트디스플레이(주)
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-08-09

Abstract

본 발명은 유기 전계발광 표시소자 등과 같은 다수의 디스플레이 소자들이 형성된 웨이퍼(기판) 상태에서 다양한 측정조건을 인가하면서 신속하게 각 소자의 특성을 측정할 수 있는 평판 디스플레이 소자 측정 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 장치는 제 1 전극과 제 2 전극 및 발광층을 갖는 다수의 소자들이 형성된 웨이퍼에서 각 소자들의 특성을 측정하기 위한 측정장치에서, 측정대상 소자의 전극에 시험전원을 인가하기 위한 전원공급부; 각 소자들의 전극에 접속되어 측정대상 소자의 전극을 전원공급수단과 연결 혹은 차단하기 위한 적어도 2개 이상의 스위치들; 웨이퍼를 장착할 수 있고 소정의 측정조건을 인가할 수 있도록 밀폐된 공간을 제공하는 시험챔버; 시험챔버에 장착된 측정대상 소자 위에 위치하여 측정대상 소자가 발광하는 빛의 휘도를 전류신호로 변환하는 휘도검출부를 측정대상 소자의 위치로 이송하기 위한 이송수단; 및 전원공급부를 통해 측정 대상 소자에 인가되는 전압-전류를 측정하고, 휘도검출부로부터 입력된 전류신호를 이용하여 휘도를 산출하는 측정부를 포함한다. 따라서, 본 발명의 측정장치는 종래에 비해 시험구성이 용이하고, 측정시험에 소요되는 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

평판 디스플레이 소자 측정 장치{AN APPARATUS FOR MEASURING A FLAT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 유기 전계발광 표시소자(Organic Electroluminescent Display: OELD) 등과 같은 평판 디스플레이 소자의 특성을 측정(혹은 시험)하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 디스플레이 소자들이 형성된 웨이퍼(기판) 상태에서 다양한 측정조건을 인가하면서 신속하게 각 소자의 특성을 측정(혹은 시험)할 수 있는 평판 디스플레이 소자 측정 장치에 관한 것이다.

최근들어, 고도 정보화 시대를 맞이 하면서 정보를 표시하기 위한 디스플레이 소자의 수요가 증가되어, 새로운 미래형 디스플레이 소자에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 통신 및 컴퓨터에 관련된 반도체와 디스플레이 등의 소재 개발이 각 분야의 기술 진보에 주요한 관건이 되고 있으며, 현재 사용되고 있는 여러 디스플레이 소자들 중에서 천연색 표시 소자로써의 응용면에서 주목 받고 있는 하나가 유기 전계발광 표시소자(Organic Electroluminescent Display: 이하, 유기 EL소자라 한다)이다.

이러한 유기 전계발광 표시소자(OELD)는 액정표시장치(LCD)와 같은 수광형태의 소자에 비해 응답속도가 빠르고 자체 발광 형태이므로 휘도가 우수하며, 구조가 간단하여 생산이 용이하고 경량박형의 장점을 가지고 있어 LCD백라이트, 휴대용 단말기, 자동항법시스템, 노트북 컴퓨터 등 다양한 분야에 사용될 수 있다.

도 1은 일반적인 유기 EL소자의 개략적인 구성도로서, 유기EL소자(10)는 최하단의 유리기판(17)과, 유리기판(17) 상면에 형성되는 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), 폴리아닐린(Polyaniline), 은(Au)과 같이 높은 일함수 금속의 제1 전극(양전극:11), 제1 전극(11)의 상면에 형성되는 유기 박막층(15), 유기 박막층(15) 위에 형성되는 예를 들어 알루미늄(Al)과 같이 낮은 일함수 금속의 제2 전극(음전극: 13), 및 제1 전극(11)과 양(+)으로 접속되고, 제2 전극(13)과는 음(-)으로 접속되는 전원(19)으로 구성된다. 여기서, 유기 박막층(15)은 제1 전극(11)으로부터 주입된 정공(hole)을 발광층(15-2)으로 전달하기 위한 정공 수송층(15-1)과 제2 전극(13)으로부터 주입된 전자를 발광층(15-2)으로 전달하기 위한 전자 수송층(15-3), 및 전자와 정공의 결합에 의해 빛을 발광하기 위한 발광층(15-2)으로 구성된다.

한편, 유기 EL소자의 실용화와 소자의 특성을 향상시키기 위한 연구에서 요구되는 주요한 사항 중의 하나가 발광효율에 관한 문제인데, 유기EL 소자의 발광효율은 크게 내부 양자효율과 외부 양자효율로 구분된다. 이 때, 내부 양자효율은 소자의 소수 캐리어의 전류밀도에 의해 조절할 수 있고, 외부 효율의 경우에는 빛세기-전류 특성 곡선으로부터 결정된다.

그리고 유기 EL소자의 특성(발광효율 등)을 측정하기 위해 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 컴퓨터(22)와 소스측정장치(SMU: Source- Measurement Unit; 24), 휘도측정기(Luminancemeter 또는 Spectro-radiometer; 26)를 설치한 후, 소스측정장치(SMU)로 유기 EL소자(10)에 전원을 공급하여 전류전압(I-V)을 측정하고, 휘도측정기(26)로 유기 EL소자(10)에서 방출되는 휘도(L)를 측정하였다.

도 2를 참조하면, 종래의 측정구성은 소스측정장치(SMU;24)의 +단자를 유기 EL소자(10)의 제1 전극(11)에 연결하고, -단자를 제2 전극(13)에 연결한 후 전원을 공급하여 유기 EL소자(10)에 인가되는 I-V를 측정함과 아울러 전원공급에 의해 유기 EL소자(10)가 발광하는 빛의 휘도(L)를 휘도측정기(26)로 측정하도록 되어 있다. 그리고 소스측정장치(24)와 휘도측정기(26)로 측정된 값은 컴퓨터(22)에 의해 수집되어 통계 처리됨과 아울러 운영자가 관리하기 쉽도록 그래프 등 다양한 형태로 표시된다.

이와 같이 제1 전극(11)과 제2 전극(13)에 각각 전원을 인가하면서 각 소자들을 개별적으로 측정하는 종래의 방법(이를 2단자법이라 한다)에 따르면 유기 EL소자의 제1 전극(11)과 제2 전극(13) 각각에 측정단자를 접속해야 하므로 측정절차가 복잡하여 모든 소자을 측정하는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 즉, 종래의 측정방식에서는 유기 EL소자를 구성하는 모든 소자의 전극마다 접속을 위해 전원을 연결한 후 일일이 측정해야 하므로 측정이 불편하고, 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 평판 디스플레이 소자의 특성을 빠른 시간안에 간편하게 측정할 수 있는 유기 EL소자 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 유기전계발광 소자를 도시한 개략도,

도 2는 유기전계발광소자의 종래 측정방법을 도시한 측정 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 측정 개념을 설명하기 위하여 도시한 측정 구성도,

도 4는 청색, 녹색, 적색의 휘도의 변화에 따른 포토 다이오드의 전류 변화를 도시한 그래프,

도 5는 본 발명에 따른 측정장치의 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 측정장치의 평면도,

도 7은 본 발명에 따른 측정장치의 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 측정장치의 측면도,

도 9는 본 발명에 따라 전류-전압-휘도 특성을 측정하는 절차를 도시한 순서도,

도 10은 본 발명에 따라 수명시험을 수행하는 절차를 도시한 순서도이다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10-1~10-n: 디스플레이 소자100: 유리기판

113,11: 전극115: 연장스트립

116,118: 접속패드300: 측정설비

310: 측정부320: 컴퓨터

330: 전원부340-1~340-n: 스위치

350: 시험챔버360: 포토다이오드

370: 이송부382: 히팅부

384: 냉각부392: 가스배출부

394: 가스주입부510: 본체

511: 프로브512: 지지대

513: 클램프520: 뚜껑

522: 투시창524: 힌지

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극 및 발광층을 갖는 다수의 디스플레이 소자들이 형성된 기판에서 각 디스플레이 소자들의 특성을 측정하기 위한 측정장치에 있어서, 측정대상 디스플레이 소자의 전극에 시험전원을 인가하기 위한 전원공급수단; 상기 각 디스플레이 소자들의 전극에 접속되어 측정대상 디스플레이 소자의 전극을 상기 전원공급수단과 연결 혹은 차단하기 위한 적어도 2개 이상의 스위치들; 상기 기판을 장착할 수 있고, 소정의 측정조건을 인가할 수 있도록 밀폐된 공간을 제공하는 시험챔버; 상기 시험챔버에 장착된 측정대상 디스플레이 소자 위에 위치하여 측정대상 소자가 발광하는 빛의 휘도를 전류신호로 변환하는 휘도검출수단; 상기 휘도검출수단을 측정대상 디스플레이 소자의 위치로 이송하기 위한 이송수단; 및 상기 전원공급수단을 통해 측정대상 디스플레이 소자에 인가되는 전압-전류를 측정하고, 상기 휘도검출수단으로부터 입력된 전류신호를 이용하여 휘도를 산출하는 측정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

참고로, 본 발명에서는 유기 EL소자의 일실시예에 관해서만 설명을 하고 있으나, 본 발명은 평판 디스플레이 예를 들면, EL(Electroluminescence), FED(Fiela Emission Display), PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 모든 소자에도 적용될 수 있음을 밝혀둔다.

도 3은 본 발명에 따른 측정( 혹은 시험)대상인 유기 EL소자의 구조와 이 유기 EL소자를 측정(혹은 시험)하는 측정장치의 구성을 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 측정대상인 유기 EL소자(10-1~10-n)들이 유리기판(100) 위에 형성되어 있고, 이 유리기판(100)은 시험챔버(350) 내에 장착되어 있다. 유리기판(100) 상의 각 소자들(10-1~10-n)은 제1 전극(11)과 유기 박막층(15), 제2 전극(113)으로 이루어져 있다. 그리고 본 발명에 따라 측정되는 유기EL소자(10-1~10-n)들에서 제2 전극(113)은 하나의 전극으로 이루어져 공통접지전극(112)과 접속되므로, 구조가 간단하고 측정이 용이하게 되어 있다. 각 소자(10-1~10-n)들의 제1 전극(11)은 각 소자별로 분리되어 연장 스트립(115)을 통해 접속패드(118)와 접속되어 있고, 제2 전극의 공통접지전극(112)도 연장 스트립(115)을 통해 접속패드(116)와 접속되어 있다.

이와 같은 구조의 유기EL소자를 측정하기 위한 측정장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 측정대상인 유기EL소자들이 형성된 기판(100)을 장착하기 위한 시험챔버(350)와, 시험챔버(350)의 측정환경을 제어하기 위한 측정환경 제어수단, 포토 다이오드(360)를 측정대상 소자의 위치로 이송하기 위한 이송부(370), 측정대상에 전원을 인가하기 위한 전원부(330), 측정부(310), 컴퓨터(320)로 구성된다. 그리고 유리기판(100)의 각 접속패드(116,118)는 프로브(도 5의 511)를 통해 접촉되고, 각 프로브(511)는 스위치(340-1~340-n)를 통해 전원(330)에 연결되어 어느 한 스위치를 온시킬 경우에만 해당 디스플레이 소자에 전원이 인가되도록 되어 있다.

측정환경 제어수단은 시험챔버(350) 실내의 온도조건을 제어하기 위한 히팅부(382)와 냉각부(384), 시험챔버(350) 내의 기체조건을 제어하기 위한 가스배출부(392)와 가스주입부(394)로 이루어진다. 측정부(310)는 측정대상 소자에 인가되는 전류-전압(I-V) 특성을 측정하기 위한 전류-전압(I-V) 측정부(312)와 포토다이오드(360)를 통해 측정대상 소자의 휘도를 측정하기 위한 휘도측정부(314)로 이루어지고, 측정부(310)의 측정값은 컴퓨터(320)로 전달되어 통계 처리되어 운용자가 보기 쉽도록 그래프 등으로 표시됨과 아울러 데이터베이스에 저장된다.

이와 같이, 본 발명의 측정장치는, 기판(100) 상의 제 2전극(113)이 모든 소자들에 공통으로 연결되어 있어, 접속패드(116)을 통해 제 2전극(113)에는 -전원을 인가한 후 측정대상 디스플레이 소자의 제1 전극(11)에 연결된 스위치만 온시키면 되므로 측정이 용이하다. 즉, 사용자는 원하는 디스플레이 소자의 휘도를 측정하기 위해서 해당 디스플레이 소자의 제1 전극(11)과 접속된 온/오프 스위치(340-1~340-n)를 온시킴과 아울러 포토다이오드(360)를 해당 디스플레이 소자의 위치로 이송하면, 전원부(330)에 의해 해당 디스플레이 소자에 전류가 흐르기 시작하고, 이에 따라 유기 박막층(15)이 발광하여 빛을 방출한다. 이와 같이 전원부(330)의 전류 공급에 의해 해당 소자가 발광하면, 그 빛의 휘도는 포토다이오드(360)의 전류값으로 검출된다. 따라서, 본 발명의 장치를 이용하면 사용자가 원하는 디스플레이 소자의 휘도를 측정하기 위해 스위치 조작으로 간단히 소자를 선택하여 전원을 인가할 수 있으므로, 종래와 같이 측정 때 마다 접속단자를 옮기면서 각 전극을 다시 접속할 필요가 없다.

한편, 후술하는 바와 같이, 스위치(340-1~340-n)와 시험챔버(350), 포토 다이오드(360), 이송부(370), 히팅부(382), 냉각부(384), 가스배출부(392), 가스주입부(394)는 하나의 측정설비(300)로 이루어져 있고, 여기에 측정부(310)와 컴퓨터(320)가 연결되도록 이루어져 있다. 그리고 수동방식으로 측정장치를 운영할 경우에는 컴퓨터(320)가 필요하지 않고, 측정부(310)를 계측기만으로 구성할 수도 있으나 측정을 위한 전용 프로그램이 탑재된 컴퓨터(320)를 이용하여 측정을 자동으로 운영하는 것이 바람직하다. 또한, 전원부(330)와 전류-전압 측정부(312)는 일체형으로 이루어져 측정대상 소자에 전원을 인가함과 아울러 인가된 전류-전압(I-V)을 측정할 수 있고, 전원부(330)의 전원인가 조건(전압이나 전류의 크기)을 사용자가 임의로 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따라 휘도를 측정하기 위한 포토 다이오드의 휘도-전류 특성을 도시한 그래프로서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 휘도 변화에 따른 포토 다이오드(360)의 전류 변화가 그래프로 도시되어 있다.

도 4에서, 횡축은 포토 다이오드 전류(단위: μA)를 나타내고, 종축은 휘도(단위: cd/m²)를 나타낸다. 포토 다이오드(360)의 특성 그래프에서 그래프 'G'는 포토다이오드(360)를 전류 측정기에 연결한 후 다크(dark) 상태에서부터 녹색(Green)의 휘도를 증가시키면서 측정한 포토다이오드의 전류를 도시한 그래프이고, 그래프 'R'은 포토다이오드(360)를 전류 측정기에 연결한 후 다크(dark) 상태에서부터 적색(Red)의 휘도를 증가시키면서 측정한 포토다이오드의 전류를 도시한 그래프이며, 그래프 'B'는 포토다이오드(360)를 전류 측정기에 연결한 후 다크(dark) 상태에서부터 청색(Blue)의 휘도를 증가시키면서 측정한 포토다이오드의 전류를 도시한 그래프이다.

도 4의 그래프를 살펴보면, 적색, 녹색, 청색의 휘도에 따른 포토다이오드(360)의 전류는 휘도의 증가에 따라 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 측정시에 측정대상 소자가 발생하는 빛에 따라 포토다이오드 전류특성을 적절히 교정한 후, 전류값을 측정하면 해당 색의 그래프 특성으로부터 휘도를 용이하게 산출할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 휘도측정소자로서 저렴한 포토다이오드를 이용하므로 전체적으로 측정장치의 제조원가를 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 측정장치의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자 측정장치의 평면도, 도 7은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자 측정장치의 단면도, 도 8은 본 발명에 따른 평판 디스플레이 소자 측정장치의 측면도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따라 측정대상 기판(100)을 장착하고 측정조건을 인가하기 위한 측정설비(300)는 전면에 스위치들(340-1~340-n)이 설치되어 있고, 기판(100)을 장착할 수 있도록 시험챔버(350)의 하부를 구성하는 본체(510)와, 포토다이오드(360)를 이송하기 위한 이송기구(370)가 구비된 두껑(520)으로 구분된다. 그리고 본체(510)와 뚜껑(520)은 흰지(524)를 통해 연결되어 시험챔버(350)에 기판(100)을 올려 놓은 후 뚜껑(520)을 닫을 수 있도록 되어 있고, 뚜껑의 중앙 부분에는 측정 기판을 육안으로 모니터링하기 위한 투시창(522)이 구비되어 있다.

그리고 시험챔버(350)에는 기판(100)을 올려 놓기 위한 지지대(512)와 기판(100)의 접속패드에 접촉을 통해 전기를 공급하기 위한 프로브(511), 지지대(512) 위에 기판(100)을 올려 놓은 후 기판(100)을 고정하기 위한 클램프(513)가 구비되어 있다. 시험챔버(350)의 바닥에는 시험챔버 내부의 온도를 상승시키기 위한 히터(382)와 온도를 하강시키기 위한 액체질소 트랩(384)이 설치되어 있고, 시험챔버 내의 기체를 외부로 배출하기 위한 기체배출밸브(392)와 시험챔버(350) 내로 특정 기체를 주입하기 위한 기체주입밸브(394)가 구비되어 있다. 도면에는 자세히 도시되지 않았으나 시험챔버(350)의 측정환경(예컨대, 온도 등)을 측정하기 위한 장치들이 부가될 수도 있고, 이러한 측정수단으로 제어루프를 형성하여 히터(382)나 냉각장치(384) 및 밸브(392,394)들을 제어함으로써 측정조건을 자동으로 콘트롤할 수도 있다.

그리고 일단 측정대상 기판을 장착한 후 뚜껑(520)을 닫으면, 시험챔버(350)의 실내가 밀폐되어야 하므로, 시험챔버(350)를 구성하는 상,하부에는 밀폐 성능을 향상시키기 위한 패킹수단이 구비되어 있고, 측정중에 뚜껑이 열리지 않도록 로킹장치를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 본체(510)의 일부와 뚜껑(520)의 일부가 결합되어 시험챔버(350)가 형성되도록 되어 있으나, 통상의 항온조에서와 같이 몸체 전체에 통 형상으로 시험챔버를 구성한 후 전면에 도어를 설치하여 측정대상을 삽입하거나 꺼내는 구조로 구현할 수도 있다.

포토 다이오드(360)를 측정대상 디스플레이 소자의 위치로 이송하기 위한 이송부(370)는 수동방식과 자동방식으로 구현될 수 있는데, 수동방식에서는 X축 조절노브와 Y축 조절 노브, 및 Z축 조절노브(526)를 조절하여 피니언과 랙과 같은 이송 메커니즘을 이용하여 포토 다이오드를 상,하,좌,우로 자유롭게 이송할 수 있다. 그리고 자동방식으로 구현할 경우에는 스텝핑 모터와 구동 메커니즘을 이용하여 컴퓨터(320)의 위치제어신호에 따라 포토 다이오드(360)를 상,하,좌,우로 이송할 수있다.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 측정장치를 이용하여 디스플레이 소자의 전류-전압-휘도(IVL) 특성을 측정하는 절차와 수명시험을 수행하는 절차를 설명한다.

1. IVL특성측정

본 발명에 따라 IVL특성을 측정하는 절차는 도 9에 도시된 바와 같이, 시험챔버에 기판을 설치하고 측정조건을 인가하는 과정과 측정하는 과정으로 이루어진다. 이 때 측정과정은 계측값을 육안으로 읽어 기록하는 수동방식과 자동으로 계측값을 처리하는 자동방식으로 구분된다.

먼저, 설비의 뚜껑을 열고 측정대상 디스플레이 소자들이 형성된 유리기판(100)을 지지대(512) 위에 올려놓고 클램프(513)로 고정한다(S101). 이 때 기판의 접속패드와 프로브(511)가 잘 접촉되도록 주의할 필요가 있다.

이와 같이 유리기판(100)을 설치한 후 뚜껑(520)을 닫고, 측정환경과 전원조건을 설정한다(S102,S103). 측정환경은 크게 온도조건과 기체(혹은 압력)조건이 있는데, 온도조건은 측정시 시험챔버(350)의 온도를 제어하는 것이다. 즉, 고온측정일 경우에는 히터(382)를 온시켜 시험챔버(350)의 실내 온도를 상승시키고, 저온측정일 경우에는 저온가스를 이용하여 시험챔버(350)의 온도를 하강시킨다. 그리고 진공상태에서의 측정일 경우에는 가스배출밸브(392)를 통해 시험챔버(350)의 실내를 진공상태로 하고, 불활성 기체를 인가한 상태에서 측정할 경우에는 해당 기체를 가스주입밸브(394)를 통해 주입한다.

이어 소자에 인가할 전원의 조건(전압 및 전류의 크기)을 설정한 후, 측정대상 소자를 선택한다(S104). 측정대상 소자가 선택되면, 이송부(370)를 조작하여 포토다이오드(360)를 해당 디스플레이 소자의 위치로 이동한다.

이와 같이 준비가 완료된 후 해당 디스플레이 소자의 전극에 전원을 인가하기 위한 스위치를 온시키면, 측정대상 디스플레이 소자에 전원이 인가되어 디스플레이 소자가 빛을 발생하게 된다(S105).

이어 측정과정에서 수동방식에서는 측정부(310)의 I-V 측정값과 휘도 측정값을 읽어 세그먼트나 LCD로 표시한다(S107,S108).

자동방식에서는 측정대상 소자의 발광 색에 따라 포토다이오드를 교정(Calibration)하고, I-V 측정값을 읽어 옴과 동시에 포토다이오드(350)로부터 전류값을 읽어온다(S106,S109~S111). 이어 포토다이오드 전류로부터 휘도를 계산함과 아울러 I-V값과 휘도로부터 해당 디스플레이 소자의 발광 효율을 산출한다(S112).

이어 측정된 값들은 모니터 화면상에 그래프와 문자 및 숫자로 표시되어 측정자가 해당 소자의 특성을 파악하기 쉽게 하고, 측정값을 측정조건, 측정날짜 및 시간 등과 함께 데이터베이스로 기록하여 관리한다(S113,S114).

이어 기판내의 다른 소자들에 대한 측정이 필요하면, 측정대상 선택과정부터 반복하여 다른 소자들의 특성을 측정한다(S115).

2. 수명시험

본 발명에 따라 수명시험을 수행하는 절차는 도 10에 도시된 바와 같이, 시험챔버(350)에 기판을 설치하고, 시험조건을 인가하는 과정과 시험하는 과정으로 이루어진다. 이 때 시험은 수동방식도 가능하나 장시간에 걸쳐 이루어지는 경우가 많으므로 자동방식으로 처리하는 것이 바람직하다.

먼저, 설비의 뚜껑을 열고 시험대상 디스플레이 소자들이 형성된 유리기판(100)을 지지대(512) 위에 올려놓고 클램프(513)로 고정한다(S201).

이와 같이 유리기판을 설치한 후 뚜껑을 닫고, 시험환경과 전원 및 시간 조건을 설정한다(S202,S203). 시험환경은 크게 온도조건과 기체(혹은 압력)조건이 있는데, 온도조건은 시험시 챔버(350)의 실내 온도를 조절하는 것이다. 즉, 고온시험일 경우에는 히터(382)를 온시켜 시험챔버(350)의 실내 온도를 상승시키고, 저온시험일 경우에는 저온가스를 이용하여 시험챔버의 온도를 하강시킨다. 그리고 진공상태에서의 측정일 경우에는 가스배출밸브(392)를 통해 시험챔버(350)의 실내를 진공상태로 하고, 불활성 기체를 인가한 상태에서 시험할 경우에는 해당 기체를 가주입스밸브(394)를 통해 주입한다.

이어, 소자에 인가할 전원조건 (전압 및 전류의 크기) 및 시간 조건(시험시간)을 설정한 후, 시험대상 소자를 선택한다(S204). 시험대상 소자가 선택되면 이송부(370)를 조작하여 포토다이오드(360)를 해당 디스플레이 소자의 위치로 이동한다.

이와 같이 준비가 완료된 후 해당 소자의 전극에 전원을 인가하기 위한 스위치를 온시키면 시험대상 디스플레이 소자에 전원이 인가되어 디스플레이 소자가 빛을 발생하게 된다(S205).

이어 시험과정에서 시험대상 디스플레이 소자의 발광 색에 따라 포토다이오드(360)를 교정하고, I-V 측정값을 읽어 옴과 동시에 포토다이오드(360)로부터 전류값을 읽어온다(S206~S208). 이어 포토다이오드 전류로부터 휘도를 계산함과 아울러 I-V값과 휘도로부터 해당 디스플레이 소자의 발광 효율을 산출한다(S209).

이어 측정된 값들은 모니터 화면상에 그래프와 문자 및 숫자로 표시함과 아울러 측정값을 시험조건, 시험날짜 및 시간 등과 함께 데이터베이스로 기록하여 관리한다(S210).

이어 설정된 시험시간이 만료되었는지를 판단하여, 아직 만료되지 않았으면, 전류-전압값을 읽어 오는 단계(S207)부터 계속적으로 반복하여 시간의 변화에 따른 시험결과들을 그래프로 표시함과 동시에 데이터베이스에 저장한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 측정장치는 디스플레이 소자의 제2 전극에 공통으로 전원을 인가한 후 측정(혹은 시험)대상 소자의 해당 스위치만 온시켜 측정대상 소자의 제1 전극에 +전원은 인가하고, 포토 다이오드를 측정대상 소자의 위치로 이송시켜 휘도를 측정하므로써 종래에 비해 측정 구성이 용이하고, 측정에 소요되는 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명에서는 웨이퍼 혹은 기판 상태에서 다양한 측정(혹은 시험)조건(온도, 가스 등)을 인가하면서 각소자들의 특성을 측정(혹은 시험)할 수 있으므로 보다 정밀한 측정이 가능하고, 측정(혹은 시험)결과를 데이터베이스로 관리하거나 통계 처리하여 운영자가 측정(혹은 시험) 데이터를 관리하기 쉬운 잇점이 있다. 또한, 고가의 휘도측정장치를 사용하지 않고, 포토다이오드를 이용하여 휘도를 측정하므로 측정장비 제조비용을 절감할 수 있다.

Claims

제 1 전극과 제 2 전극 및 발광층을 갖는 다수의 디스플레이 소자들이 형성된 기판에서 각 디스플레이 소자들의 특성을 측정하기 위한 측정장치에 있어서,

측정대상 디스플레이 소자의 전극에 시험전원을 인가하기 위한 전원공급수단;

상기 각 디스플레이 소자들의 전극에 접속되어 측정대상 디스플레이 소자의 전극을 상기 전원공급수단과 연결 혹은 차단하기 위한 적어도 2개 이상의 스위치들;

상기 기판을 장착할 수 있고, 소정의 측정조건을 인가할 수 있도록 밀폐된 공간을 제공하는 시험챔버;

상기 시험챔버에 장착된 측정대상 디스플레이 소자 위에 위치하여 측정대상 소자가 발광하는 빛의 휘도를 전류신호로 변환하는 휘도검출수단;

상기 휘도검출수단을 측정대상 디스플레이 소자의 위치로 이송하기 위한 이송수단; 및

상기 전원공급수단을 통해 측정대상 디스플레이 소자에 인가되는 전압-전류를 측정하고, 상기 휘도검출수단으로부터 입력된 전류신호를 이용하여 휘도를 산출하는 측정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 평판 디스플레이 소자 측정장치는 소정의 측정 환경을형성하기 위하여 상기 시험챔버에 가스를 주입하기 위한 가스주입수단과, 주입된 가스를 배출하기 위한 가스배출수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 평판 디스플레이 소자 측정장치는 소정의 측정 온도조건을 형성하기 위하여 상기 시험챔버 내부의 온도를 상승시키기 위한 히팅수단과, 상기 시험챔버의 내부 온도를 하강시키기 위한 냉각수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 냉각수단은 액화질소 트랩으로 구현된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 이송수단은 위치제어신호에 따라 상기 휘도검출수단을 이송하는 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정수단은 상기 측정값을 입력받아 데이터베이스로 관리하고, 통계 처리하여 특성 그래프를 디스플레이하는 컴퓨터를 구비한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정장치.
제6항에 있어서, 상기 컴퓨터는 디스플레이소자에 대한 IVL측정과 수명시험이 가능한 프로그램 탑재되어 있고, 상기 IVL측정시에는 전압, 소자의 크기 등 측정조건을 설정할 수 있고, 수명시험시에는 시험시간을 더 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이소자 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 휘도검출수단은 포토 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 시험챔버는 기판을 지지하기 위한 지지대와, 기판을 고정하기 위한 클램프, 내부에 장착된 기판의 각 전극에 전원을 인가하기 위한 프로브를 구비한 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자 측정장치.