KR20020082098A - 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및화소검사방법 - Google Patents
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Abstract
소스 스위치13의 편차, 디바이스 구동신호에 기인하는 노이즈, 측정장치에 있어서의 소자의 편차를 없애서 화소검사의 정밀도를 향상시킬 수 있는 LCD 어레이 소자 또는 EL 어레이 소자 등에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법을 제공하는 것이다.
화소2를 충전 및 방전시키는 차징공정 및 제1센싱공정에 부가하여 게이트선이 선택되어 있지 않은 상태에서 제2센싱공정을 하여 얻어지는 보정 화소데이터를 감산함으로써, 소스선8 방향의 편차 등을 없앨 수 있는 것에 착안한 것으로, 화소2에 대하여 전하를 차지하여 얻어지는 유효 화소데이터와 화소2의 게이트선9를 선택하지 않은 상태에서 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하여, 감산출력에 의하여 화소2의 양부를 판정하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 액티브 매트릭스형 디스플레이(active matrix type display)의 화소검사장치(畵素檢査裝置) 및 화소검사방법에 관한 것으로, 특히 액티브 매트릭스 구조를 가지는 액정 표시장치 어레이(LCD 어레이) 또는 유기 전계 발광(EL ; electroluminescent) 표시장치 어레이(EL 어레이)의 화소검사에 있어서, 소스 스위치(source switch) 소자의 편차, 디바이스 구동신호에 기인하는 측정 노이즈 및 측정장치에 있어서의 각종 소자의 편차를 없앰으로써, 화소검사의 정밀도(精密度)를 향상시킬 수 있는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법에 관한 것이다.
종래의 LCD 어레이 소자 및 EL 어레이 소자는 그 모듈(module)까지 조립되어 인간의 눈에 의한 전수(全數) 검사가 이루어지고 있었다.
이 검사에 있어서 최종제품의 형태까지 어셈블리하지 않으면 표시를 할 수 없으므로, 따라서 불량품 발생시에 낭비되는 비용이 크다고 하는 문제와 아울러, 인간의 눈에 의한 주관적인 검사이기 때문에 각 검사원간에 평가기준의 불통일이 생기기 쉬운 점 및 검사원의 피로에 의한 검사 정밀도의 편차가 발생하는 점 등에 의하여 검사결과의 신뢰성에도 문제가 있었다.
또한 전기적인 자동검사장치 내지 검사방법에 있어서는, 검사대상 디바이스인 LCD 어레이 소자 및 EL 어레이 소자의 각 화소에 대하여 어떤 전하(電荷)를 차지(charge)해 두고, 그 전하를 디바이스 외부에서 읽어, 그 전하량의 절대치를 평가함으로써 각 화소의 고장, 단선(斷線) 또는 쇼트(short) 등 결함 검사를 하고 있다.
그러나 근년에 개발되어 사용하고 있는 고온 폴리실리콘 프로세스 또는 저온 폴리실리콘 프로세스에 의한 LCD 표시소자 또는 현재 개발이 진행되고 있는 EL 표시소자에 있어서는, 제조 프로세스상의 문제로 야기되는 디바이스 내부의 각종 소자 특성의 편차가 크다고 하는 문제가 있다.
도6에 의거하여 검사대상 디바이스가 되는 종래의 액정디스플레이 소자에 관하여 개략적으로 설명한다.
도6은 폴리실리콘 액정디스플레이1(액티브 매트릭스형 디스플레이)의 등가 회로도로서, 폴리실리콘 액정디스플레이1은, LCD 소자 등에 의한 화소2를 복수 개 X-Y방향으로 매트릭스 모양으로 배치하는 표시소자부3과, 표시소자부3의 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5를 구비한다.
각각의 화소2는, LCD 소자6과, 스위치 소자7(TFT : 박막(薄膜) 트랜지스터)을 구비하고, 스위치 소자7의 각각의 소스(source)에 복수 개의 소스선8(열선택선(列選擇線))을 통하여 수평 구동회로4를 접속함과 아울러, 스위치 소자7의 각각의 게이트(gate)에 복수 개의 게이트선9(행선택선(行選擇線))를 통하여 수직 구동회로5를 접속하고 있다. 소스선8 및 게이트선9의 각각의 교차부10에 화소2를 배치하고 있다.
또 폴리실리콘 액정디스플레이1로서는, 그 LCD 소자6에 있어서, 액정을 봉입(封入)하기 전의 상태의 것(즉 액티브 매트릭스형 디스플레이 기판)과, 액정을 봉입한 후의 상태의 것(즉 액티브 매트릭스형 디스플레이)이 생각되지만, 어느 것이나 검사대상 디바이스로서 취급될 수 있다.
표시소자부3은 단독의 검사대상 디바이스로서 취급될 수 있고 또한 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5 중 적어도 어느 하나와 조합시킨 상태에서도 검사대상 디바이스로서 취급될 수 있다.
수평 구동회로4는, 수평 시프트 레지스터(shift register)11과, 비디오신호 공급단자12와, 표시소자부3의 열수(列數)에 따른 수(도면에 나타나 있는 예에서는 A1∼A9의 9개)의 소스 스위치13(열선택 스위치, FET : 전계효과 트랜지스터)을 구비한다.
수평 시프트 레지스터11은, 수평 시작신호(X-ST) 공급단자14와, 수평 클록신호(X-CLK) 공급단자15와, 표시소자부3의 열수에 따른 수(도면에 나타나 있는 예에서는 3개)의 수평 플립플롭 회로(flip-flop 回路)16을 구비한다.
비디오신호 공급단자12는, R비디오신호(VIDEO-R) 공급단자17과, G비디오신호(VIDEO-G) 공급단자18과, B비디오신호(VIDEO-B) 공급단자19를 구비한다.
소스 스위치13은 소스선8과 수평 시프트 레지스터11 및 비디오신호 공급단자12와의 사이에서 이들을 접속시켜 화소2로 소스신호를 스위치함으로써 표시소자부3에 있어서의 각 열을 선택한다.
수직 구동회로5는 수직 시프트 레지스터20을 구비하고, 수직 시프트 레지스터20은 수직 시작신호(Y-ST) 공급단자21과 수직 클록신호(Y-CLK) 공급단자22와 표시소자부3의 행수(行數)에 따른 수(도면에 나타나 있는 예에서는 4개)의 수직 플립플롭 회로23을 구비한다.
이러한 구성의 폴리실리콘 액정디스플레이1을 검사대상 디바이스로 하는 종래의 전기적인 자동검사장치(도면에는 나타내지 않는다)에서는, 각 화소2에 어떤 전하를 차지하고, 그 전하를 폴리실리콘 액정디스플레이1의 외부에서 읽어 그 전하량의 절대치를 평가함으로써 검사를 하고 있다.
그러나 고온 폴리실리콘 프로세스 또는 저온 폴리실리콘 프로세스에 의한 LCD 표시소자 등에 의한 폴리실리콘 액정디스플레이1에 있어서는, 제조 프로세스상의 문제로 인하여 그 내부의 각종 소자에 대한 특성의 편차가 크다고 하는 문제가 있다.
특히 소스 스위치13(A1∼A9)의 소자 편차를 무시할 수 없고, 소스 스위치13에 있어서의 이렇게 비교적 큰 편차에 기인하여 검사장치에 출력파형을 샘플링(sampling) 하였을 때의 세로 줄무늬가 큰 문제가 되므로, 읽어 낸 전하의 절대량을 단순히 평가하는 검사방법에 의해서는 당해 편차에 의한 노이즈 레벨이 검사신호 레벨보다 큰 경우가 적지 않기 때문에 검사 정밀도상 문제를 남기는 결과가 된다.
이 소스 스위치13의 편차는, 아모르포스(amorphous)형의 작은 실리콘 결정(結晶)을 폴리실리콘이라고 부를 수 있는 상태까지 결정을 성장시키기 위한 레이저 어닐링 공정(laser annealing 工程)에 있어서 디바이스 전체 면에 균일한 레이저 빔(laser beam)이 조사(照射)되지 않음으로써 생기는 각 FET의 온 저항(on 抵抗)의 불균일이나, 각 FET의 게이트 절연막의 불균일에 의한 게이트 및 소스 사이의 용량 불균일, 각 소스 스위치13을 컨트롤하고 있는 수평 플립플롭 회로16과 각 게이트 단자까지의 지연 편차나, 플렉시블 케이블 접속용 단자(도면에는 나타내지 않는다)로부터 각 소스 스위치13까지의 거리 차이에 의한 배선저항에 기인하는 화소용량(LCD 소자6)까지 토털(total)의 임피던스 불균일 등에 의하여 주로 발생한다.
또한 이들 불균일의 각 항목은 최근의 LCD 및 EL 디바이스의 대형화에 의하여 점점 더 그 정도가 심해진다는 문제가 있다.
또한 검사대상 디바이스(폴리실리콘 액정디스플레이1) 내의 각 화소2에 축적된 전하를 방전(放電)시켜서 그 방전파형을 샘플링하는 데 있어서, 폴리실리콘 액정디스플레이1 내의 각 소스 스위치13의 게이트에서 게이트·소스간 용량을 통하여 누설되는 게이트의 구동파형 및 수평 시프트 레지스터11을 구동시키기 위한 수평 클록신호의 크로스 토크(cross talk) 성분이 화소신호와 동일한 타이밍으로 중첩되고, 또한 수직 클록신호의 상승/하강 엣지(edge)가 영상(映像) 기간에 관계되는 경우에는 이러한 크로스 토크도 발생하여 화소검사의 정밀도를 현저하게 저하시키는 원인이 되고 있다.
이러한 크로스 토크의 문제는 폴리실리콘 액정디스플레이1의 대규모화 및 고밀도화(高密度化)에 따라 더 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
또한 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5에서의 디바이스 구동신호에 기인하는 노이즈 및 테스트 헤드 내지 측정장치(도면에는 나타내지 않는다)의 각 소자에 있어서의 편차 레벨(偏差 level)도 화소검사신호와 비교하여 큰 경우에는 이러한 노이즈 내지 편차 레벨 사이에 화소검사신호가 묻혀서 검출 불가능하게 된다는 문제가 있다.
또 각종 디스플레이의 화소검사장치에 관하여는, 일본국 공개특허공보 특개평5-313132호, 일본국 공개특허공보 특개평6-43490호, 일본국 공개특허공보 특개평6-59238호, 일본국 공개특허공보 특개평7-287247호, 일본국 공개특허공보 특개평10-96754호, 일본국 공개특허공보 특개평10-214065호 등이 있다.
본 발명은 이상과 같은 제반의 문제를 고려하여 이루어진 것으로서, LCD 어레이 소자 또는 EL 어레이 소자 등에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 검사에 있어서, 그 정밀도를 향상시킬 수 있는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명은, 소스 스위치의 편차, 디바이스 구동신호에 기인하는 노이즈, 측정장치에 있어서의 소자의 편차를 없앰으로 소정의 화소검사 정밀도를 확보할 수 있는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명은, 소스 스위치의 편차에 의하여 저장 데이터에 끼치는 영향을 경감시킴과 아울러, 수평 구동회로나 수평 클록라인(수평 클록신호 공급단자) 또는 수직 구동회로나 수직 클록라인(수직 클록신호 공급단자)에서의크로스 토크 영향도 동시에 경감시킴으로써 고정밀도로 검사할 수 있는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명은, 간단한 연산처리(감산처리)에 의하여 LCD 어레이 소자 또는 EL 어레이 소자에 관하여 소정의 정밀도로 화소검사가 가능한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이(active matrix type display)에 있어서의 화소검사장치(畵素檢査裝置)30의 블록도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 주로 차징공정(charging 工程)의 타이밍 차트(timing chart)이다.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 주로 센싱공정(sensing 工程)(제1센싱공정 및 제2센싱공정)의 타이밍 차트이다.
도4 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 화소검사공정의 전체 및 메모리회로37, 38상의 화소데이터(畵素 data)의 예를 나타내는 플로우 차트(flow chart)이다.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 감산회로40에서의 감산처리를 나타내는 개략적인 설명도이다.
도6은 검사대상 디바이스인 폴리실리콘 액정디스플레이1(액티브 매트릭스형 디스플레이)의 등가 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 폴리실리콘 액정디스플레이(검사대상 디바이스, 액티브 매트릭스형 디스플레이, 도6)
2 : 화소(畵素)3 : 표시소자부
4 : 수평 구동회로(구동회로)5 : 수직 구동회로(구동회로)
6 : LCD 소자7 : 스위치 소자(TFT)
8 : 소스선(열선택선(列選擇線))9 : 게이트선(행선택선(行選擇線))
10 : 소스선8 및 게이트선9의 교차부
11 : 수평 시프트 레지스터(shift register)
12 : 비디오신호 공급단자
13 : 소스 스위치(열선택 스위치, A1∼A9)
14 : 수평 시작신호 공급단자15 : 수평 클록신호 공급단자
16 : 수평 플립플롭(flip flop) 회로17 : R비디오신호 공급단자
18 : G비디오신호 공급단자19 : B비디오신호 공급단자
20 : 수직 시프트 레지스터21 : 수직 시작신호 공급단자
22 : 수직 클록신호 공급단자23 : 수직 플립플롭 회로
30 : 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치(테스트 헤드, 실시예, 도1)
31 : 중앙제어회로(CPU)32 : 컨트롤 버스(control bus)
33 : 제어신호 발생회로
34 : 차지센싱회로(charge sensing 回路)
35 : 멀티플렉서(multiplexer)36 : A/D 변환회로
37 : 제1메모리회로38 : 제2메모리회로
39 : 제3메모리회로40 : 감산회로(연산회로)
41 : 결함판정회로42 : 제1차지센싱회로
43 : 제2차지센싱회로44 : 제3차지센싱회로
X-CLK : 수평 클록신호(도6)X-ST : 수평 시작신호(도6)
Y-CLK : 수직 클록신호(도6)Y-ST : 수직 시작신호(도6)
VIDEO-R : R비디오신호(도6)VIDEO-G : G비디오신호(도6)
VIDEO-B : B비디오신호(도6)
즉 본 발명은, 액티브 매트릭스 구조의 LCD 어레이 및 EL 어레이 등에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 각 화소를 검사하는 데 있어서, 보통 이루어지는 각 화소로의 충전(充電) 및 방전(放電)에 의한, 소위 유효(有效) 화소데이터를 얻는 차지동작(차징공정) 및 센스동작(제1센싱공정)에 부가하여 게이트선을 선택하지 않은 상태에서 센스동작(제2센싱공정)을 하여, 그 때 얻어진 화소 데이터(보정(補正) 화소데이터)를 감산(減算)함으로써, 측정대상 디바이스의 소스선 방향(또는 필요하면 게이트선 방향)의 편차 등을 없앨 수 있는 것에 착안한 것으로, 제1발명은, 복수 개의 열선택선(列選擇線) 및 복수 개의 행선택선(行選擇線)의 각각의 교차부에 각각의 화소(畵素)를 매트릭스(matrix) 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이(active matrix type display) 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부(良否)를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서, 상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하(電荷)를 차지(charge)하여 상기 각 화소로부터 방전파형(放電波形)으로서 얻어지는 유효 화소데이터(有效 畵素data)와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방(一方)을 선택하지 않은 상태에서 상기 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터(補正 畵素data)를 감산(減算)처리하여, 이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치이다.
제2발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서, 상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 각 화소로부터의 유효 화소데이터와, 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 각 화소를 구동시켜서 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산회로와, 이 감산회로에서의 감산출력에 의하여 상기 각화소의 양부를 판정하는 결함판정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치이다.
제3의 발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서, 상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하여 상기 각 화소로부터 방전파형으로서 얻어지는 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 차지동작을 하지 않고서 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선을 함께 다시 구동시킴으로써 상기 각 화소로부터 전하의 방전 이외의 이유에 의한 신호파형으로서 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하여, 이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치이다.
제4의 발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서, 상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 각 화소로부터의 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선을 함께 다시 구동시킴으로써 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산회로와, 이 감산회로에서의 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 결함판정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치이다.
제5의 발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서, 상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 검사대상 디바이스로부터의 신호를 A/D 변환시키기 위한 A/D 변환회로와, 이 A/D 변환회로에 의하여 A/D 변환된 데이터를 적어도 1라인분 이상 저장하는 메모리회로와, 이 메모리회로에 축적된 화소데이터를 연산하는 연산회로를 구비하고, 상기 검사대상 디바이스에 있어서의 상기 열선택선 방향 또는 상기 행선택선 방향에 기인하는 편차를 없애면서 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치이다.
제6의 발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법으로서, 상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하여 상기 각 화소로부터 방전파형으로서 얻어지는 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 상기 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하여, 이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법이다.
제7의 발명은, 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법으로서, 상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하는 차징공정과, 상기 차징공정에 계속되어 상기 각 화소로부터 유효 화소데이터를취득하는 제1센싱공정과, 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 보정 화소데이터를 취득하는 제2센싱공정과, 상기 제1센싱공정에서의 상기 유효 화소데이터와 상기 제2센싱공정에서의 상기 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산공정과, 이 감산공정의 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 판정공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법이다.
상기 검사대상 디바이스 내의 상기 열선택선에 있어서의 수평 구동신호, 수평 클록신호(clock signal), 상기 행선택선에 있어서의 수직 클록신호의 영향을 동시에 없앨 수 있다.
상기 검사대상 디바이스 내의 상기 열선택선에 있어서의 수평 클록신호 또한 상기 행선택선에 있어서의 수직 구동신호 및 수직 클록신호의 영향을 동시에 없앨 수 있다.
상기 각 화소는 박막 트랜지스터에 의한 스위치 소자를 구비하고, 상기 열선택선을 이 스위치 소자의 소스(source)에 접속하는 소스선으로 하고, 상기 행선택선을 이 스위치 소자의 게이트(gate)에 접속하는 게이트선으로 하고, 상기 유효 화소데이터는 이들 소스선 및 게이트선을 전부 순차적으로 선택하여 상기 각 화소를 차지하여 얻음과 아울러, 상기 보정 화소데이터는 상기 게이트선의 구동회로 또는 상기 소스선의 구동회로에 시작신호 중 어느 하나를 입력하지 않고서 얻을 수 있다.
또 상기 검사대상 디바이스 내에 시프트 레지스터 또는 어드레스 디코더(address decoder) 및 소스 스위치 등 수평 구동회로를 구비하지 않는 액티브 매트릭스형 디스플레이에 대하여도, 상기 검사대상 디바이스 이외의 테스트 헤드에 수평 구동회로에 상당하는 구동회로를 배치하고, 그 사용부품 개개의 입출력 용량 및 스위치 저항의 편차를 없애서 고정밀도의 판정을 할 수 있다.
본 발명에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치 및 화소검사방법에 있어서는 액티브 매트릭스 구조의 LCD 어레이 및 EL 어레이 등에 의한 디스플레이의 각 화소를 검사하는 데 있어서, 통상적으로 이루어지는 각 화소로의 충전 및 방전에 의한, 소위 차징공정 및 센싱공정(본 발명에서는 제1센싱공정)에 의하여 유효 화소데이터를 취득함과 아울러, 전하의 차지가 없는 상태에서 제2센싱공정을 실시하여 그 때에 얻어지는 보정 화소데이터를 감산함으로써 검사대상 디바이스에 있어서 소스선 방향의 편차, 기타 디바이스 구동신호에 기인하는 노이즈, 측정장치에 있어서의 소자의 편차 등을 없앨 수 있기 때문에, 각 화소의 결함을 편차나 노이즈 없이 그대로 직접 검출할 수 있으므로 소정의 검사 정밀도를 구비하여 폴리실리콘 액정디스플레이 기타 액티브 매트릭스형 디스플레이를 평가할 수 있다.
즉 이 화소검사는, 예를 들면 폴리실리콘 액정디스플레이 등의 검사대상 디바이스 내에 있어서 화소에 일정전위에서의 차지(충전)동작으로부터시작한다.
이러한 차지동작은, 일반적으로는 도6에 있어서 표시소자부3상의 좌상측 모퉁이로부터 우하측 모퉁이를 향하여 표시소자부3 점등시 여러 가지 순서 및 여러 가지 규격에 따라 순차적으로 즉 화소2 순서대로 실시한다.
계속하여 각 화소2에 차지된 전하를 각 화소2로부터 방전시켜서 그 방전파형의 피크치를 메모리회로(본 발명에서는 제1메모리회로37, 도1)에 저장시킨다(센싱공정)(본 발명에서는 제1센싱공정). 이 센싱공정에서의 화소데이터가 「유효 화소데이터」이다.
표시소자부3에서의 화소파형에 있어서 당해 센싱공정에서도 전하 충전시와 동일한 순서로 각 화소2에 억세스 하여, 일반적으로는 좌상측 모퉁이로부터 우하측 모퉁이를 향하여 각 화소2의 전하를 방전시킨다.
종래의 화소검사장치 내지 화소검사방법에 있어서는 이 방전파형을 샘플링한 것을 평가하여 각 화소2의 양부를 판정하였다.
본 발명에서는, 이 센싱공정(제1센싱공정)에 이어서 표시소자부3 내의, 예를 들면 어떤 게이트선(행선택선)도 선택되어 있지 않은 상태에서 1라인 이상의 화소파형을 샘플링한다. 이 센싱공정에 이어서 저장시키는 화소파형은 검사대상 디바이스(예를 들면 폴리실리콘 액정디스플레이1) 내의 소스 스위치13의 편차데이터와 검사대상 디바이스 내부와 외부의 노이즈가 크로스 토크된 성분이 합성된 것으로서, 이 화소데이터가 「보정 화소데이터」이다.
이러한 순서로 얻은 검사대상 디바이스의 유효 화소데이터로부터 보정 화소데이터를 각 라인마다(각 행마다) 감산함으로써, 유효 화소데이터 중 편차에 기인하여 또는 노이즈 혼입에 의한 세로 줄무늬 성분을 없앨 수 있다.
또한 아모르포스로 대표되는 수평 구동회로4의 외부에 부착된 디바이스를 측정할 때에도 동일한 순서로 유효 화소데이터 및 보정 화소데이터를 취득하여, 이들을 감산함으로써 테스트 헤드 내의 부품의 편차나 구동회로에서의 각종 신호의 크로스 토크를 경감시킬 수 있어 고정밀도의 화소검사를 실시할 수 있다.
물론 본 발명에 있어서는, 보정 화소데이터를 얻기 위해서 어떤 게이트선(행선택선)도 선택되어 있지 않은 상태에서 1라인 이상의 화소파형을 샘플링 하는 대신에, 어떤 소스선(열선택선)도 선택되어 있지 않은 상태에서 1라인 이상의 화소파형을 샘플링 함으로써, 검사대상 디바이스의 행선택선 단위의 편차, 노이즈 및 크로스 토크를 경감시킬 수 있다.
또 제3발명이나 제4발명과 같이 유효 화소데이터를 취득한 후에 각 화소의 행선택선 및 열선택선을 함께 다시 구동시킴으로써 각 화소로부터 보정 화소데이터를 얻는 경우에는, 예를 들면 도6에 있어서 LCD 소자6이 쇼트된 것과 같은 점결함이 혹시 있으면 유효 화소데이터 및 보정 화소데이터가 함께 이 점결함을 포함하기 때문에 감산처리에 의하여 이 점결함은 삭제되어 검출은 할 수 없지만, LCD 소자6이 단선되어 있는 것과 같은 점결함의 경우에는, 보정 화소데이터는 이 점결함을 포함하지 않기 때문에 감산처리에 의하여 이 점결함을 검출할 수 있다.
(실시예)
계속하여 본 발명의 실시예에 의한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치30을 그 화소검사방법과 함께 도1 내지 도5에 의거하여 설명한다. 여기에서 도6과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도1은 화소검사장치30의 블록도로서, 화소검사장치30은, 중앙제어회로31(CPU)과, 컨트롤 버스32와, 제어신호 발생회로33과, 차지센싱회로34와, 멀티플렉서(multiplexer)35와, A/D 변환회로36과, 제1메모리회로37, 제2메모리회로38 및 제3메모리회로39와, 감산회로40(연산회로)과, 결함판정회로41을 구비한다.
중앙제어회로31(CPU)은 컨트롤 버스32를 통하여 전체를 제어한다.
제어신호 발생회로33은 폴리실리콘 액정디스플레이1에 있어서의 각 화소2를 검사하기 위한 제어신호를 발생하는 것으로서, 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5에 접속된다.
차지센싱회로34는, R소자용의 제1차지센싱회로42, G소자용의 제2차지센싱회로43 및 B소자용의 제3차지센싱회로44로 구성되고, R소자, G소자 및 B소자의 차지동작 및 센스동작을 각각 감지한다.
멀티플렉서35는 차지센싱회로34에 있어서의 제1차지센싱회로42, 제2차지센싱회로43 및 제3차지센싱회로44로부터의 방전전류(放電電流) 파형을 직렬화하여 A/D 변환회로36으로 출력하고, 이 출력파형을 A/D 변환회로36이 A/D 변환한다.
제1메모리회로37은, 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5를 구동시켜 충전(充電) 및 방전(放電)하는 각 화소2로부터의 화소데이터(유효 화소데이터)를 축적한다.
제2메모리회로38은, 수직 구동회로5의 수직 시작신호 공급단자21에 수직 시작신호Y-ST를 입력하지 않는 상태에서 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5를 구동하여 얻어지는 각 화소2에서의 화소데이터(보정 화소데이터)를 축적한다.
감산회로(減算回路)40은, 제1메모리회로37에 축적된 유효 화소데이터에서 제2메모리회로38에 축적된 보정 화소데이터를 감산하여 그 감산데이터를 제3메모리회로39에 축적하고, 이 감산데이터에 의거하여 결함판정회로41이 각 화소2에 대하여 그 양부를 판정한다.
이러한 구성의 화소검사장치30에 의하여 도6에 있어서의 검사대상 디바이스(폴리실리콘 액정디스플레이1)에 대하여 그 각 화소2를 평가한다.
도2는 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 주로 차징공정의 타이밍 차트(timing chart)이고, 도3은 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 주로 센싱공정(제1센싱공정 및 제2센싱공정)의 타이밍 차트이고, 도4는 화소검사장치30에 의한 화소검사공정에 있어서 화소검사공정의 전체 및 메모리회로상의 화소데이터의 예를 나타내는 플로우 차트(flow chart)이다.
우선 차징공정으로서, 제어신호 발생회로33(도1)에 의하여 폴리실리콘 액정디스플레이1에 드라이브 신호를 생성하여 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5에 공급한다. 필요로 하는 드라이브 신호는 검사대상 디바이스에 따라 여러 가지가 있지만, 도6에 있어서의 폴리실리콘 액정디스플레이1의 예에서는 수평 구동회로4(수평 시프트 레지스터11)용 구동신호 즉 수평 시작신호X-ST 및 수평 클록신호X-CLK, 수직 구동회로5(수직 시프트 레지스터20)용 구동신호 즉 수직 시작신호Y-ST 및 수직 클록신호Y-CLK이다.
이들 수평 시프트 레지스터11의 구동신호 및 수직 시프트 레지스터20의 구동신호를 정규의 순서로 입력하면서, 비디오신호 공급단자12의 R비디오신호 공급단자17, G비디오신호 공급단자18 및 B비디오신호 공급단자19에 일정한 전위(차지전위, 도2)를 계속 인가하여 폴리실리콘 액정디스플레이1 내의 전체 화소2에 일정전위를 차지(charge)한다.
특히 도2의 상부에 나타나 있는 바와 같이 수직 시작신호 공급단자21에 수직 시작신호Y-ST를 입력하여 수직 시프트 레지스터20을 초기화 시키고, 아울러 수직 클록신호 공급단자22에 수직 클록신호Y-CLK의 1클록분의 하이 레벨(high level) 신호를 입력함으로써 스위치 소자7에 있어서 게이트 구동용의 수직 플립플롭(flip-flop) 회로23의 첫번째 단을 액티브(active)로 한다. 이 구동에 의하여 게이트 방향의 첫번째 라인에 있는 전체 화소2의 스위치 소자7이 도통상태가 된다.
도2의 하부에 확대하여 나타낸 바와 같이 이 도통상태에서 수평 클록신호 공급단자15에 수평 클록신호X-CLK의 1클록분의 하이 레벨 신호를 입력함으로써, 상기 게이트 방향과 마찬가지로 소스 스위치13 구동용의 수평 플립플롭 회로16의 첫번째 단을 액티브로 한다.
이 구동에 의하여 도6에 있어서 소스 스위치13 중 A1∼A3까지가 동시에 도통상태가 되어 R비디오신호 공급단자17의 라인 전위가 소스 스위치13(A1)을 경유하여 도6에 있어서 가장 좌측의 소스선8로 전달된다. 이 때에 R비디오신호 공급단자17의 라인에 부가된 차지전위는 최종적으로 도6에 있어서 좌상측 모퉁이(이 위치를 이후에는 「R1-1」이라고 한다)의 화소2에 전달되어 그 저장용량에 차지동작에 의한 전하로서 축적된다.
또한 G비디오신호 공급단자18 및 B비디오신호 공급단자19의 신호라인에 관하여도 상기와 동일한 구동을 동시에 한다.
이 구동에 의하여 상기 화소2(R1-1)의 우측에 이웃하는 화소2(G1-1)에도 차지전위가 전달되어 전하가 축적되며, 또한 화소2(G1-1)의 우측에 이웃하는 화소2(B1-1)에도 전하가 축적된다.
여기에서 도2에 나타나 있는 바와 같이 수평 클록신호X-CLK를 1클록분 더 입력하면, 소스 스위치13 구동용의 수평 플립플롭 회로16의 두번째 단을 액티브로 하여 도6에 있어서 소스 스위치13(A4∼A6)이 도통상태가 된다.
이 도통상태에 의하여 도6에 있어서 최상단의 좌측으로부터 4∼6번째의 화소2(R1-2, G1-2, B1-2)에 동일한 용량의 차지(charge)가 이루어지며 또한 소스 스위치13(A1∼A3)이 오프(off)가 됨으로써, 전술한 화소2(R1-1, G1-1, B1-1)는 그 축적된 전하의 이동경로가 차단되고 전하는 각 저장용량(LCD 소자6) 내에 그대로 저장된다.
계속하여 도2에 나타나 있는 바와 같이 수평 클록신호X-CLK를 1클록분 입력하여, 도6에 있어서 폴리실리콘 액정디스플레이1의 수평 시프트 레지스터11을 전부 스캔하여, 도6에 있어서 최상단에 위치하는 첫번째 라인의 화소2 전부를 차지한 후에 수직 클록신호Y-CLK를 1클록분 입력한다.
이 수직 클록신호Y-CLK의 입력에 의하여 게이트 방향의 수직 시프트 레지스터20은 두번째 단이 활성화 되어 게이트 방향의 두번째 라인에 있어서 화소2의 스위치 소자7이 전부 도통상태가 된다. 또한 수직방향도 전술한 수평방향과 마찬가지로 수직 시프트 레지스터20이 다음 단으로 진행함으로써 첫번째 단의 제어하에 있는 최상단의 화소2의 스위치 소자7이 전부 오프가 되어 각 화소2로부터의 전하의 이동경로를 차단하여, 그 때까지 접속상태에 있던 각 소스선8의 전위가 변화되어도 각 화소2에는 영향을 미치지 못한다.
이 후, 전술한 수평스캔을 되풀이 함으로써 게이트 방향에 있어서 두번째 라인의 각 화소2(R2-1, G2-1, B2-1 ∼ R2-3, G2-3, B2-3)가 마찬가지로 각 비디오신호 공급단자12로부터의 전위설정에 따라 차지된다.
도6에 나타나 있는 바와 같이 폴리실리콘 액정디스플레이1은 수직방향이 4라인(4행)으로 되어 있기 때문에, 이 일련의 시퀸스(sequence)를 4라인분 즉 수직 클록신호Y-CLK에서 4클록분 실행하여 전체 화소2를 소정의 설정레벨의 일정전위(차지전위)로 차지한다.
이상의 공정이 도2 및 도4에 있어서의 차징공정의 부분이다.
이 차징공정에 계속하여 화소2에 저장되어 있는 전하를 방전시키는 센싱공정(제1센싱공정, 제2센싱공정)으로 진행한다. 제1센싱공정에서는, 도3에 나타나 있는 바와 같이 수평 시프트 레지스터11 및 수직 시프트 레지스터20으로의 구동파형신호는 도2에서 설명한 차징공정의 경우와 동일하고, 유일한 차이점은 폴리실리콘 액정디스플레이1의 단자부에서 보았을 때에 비디오신호 공급단자12의 각 비디오 라인에 인가하는 설정전위 뿐이다.
즉 차징공정시에 있어서의 차지전위보다 센싱공정시의 비디오 라인의 바이어스 설정을 저전위(低電位)(센스전위, 도3)로 하여, 그 전위차를 이용하여 차징공정에서 화소2에 저장시킨 전하를 센싱공정에서 방전시켜 그 전류파형을 차지센싱회로34에 공급한다.
도3에 나타나 있는 바와 같이 수평 클록신호 공급단자15에 수평 클록신호X-CLK의 펄스가 입력될 때마다 대응하는 화소2로부터의 방전전류가 비디오 라인을 경유하여 테스트 헤드(화소검사장치30)로 흘러 들어 가기 때문에, 그 전류파형을 도1에 있어서의 차지센싱회로34의 제1차지센싱회로42, 제2차지센싱회로43 및 제3차지센싱회로44에 있어서 전류-전압 변환한다.
도6에 나타나 있는 바와 같이 폴리실리콘 액정디스플레이1에 있어서는, 비디오신호 공급단자12로서 3개의 R비디오신호 공급단자17, G비디오신호 공급단자18 및 B비디오신호 공급단자19를 구비하고 있기 때문에, 수평 클록신호 공급단자15에 클록 펄스(clock pulse)(수평 클록신호X-CLK)를 입력시킬 때마다 R비디오신호 공급단자17, G비디오신호 공급단자18 및 B비디오신호 공급단자19의 각 비디오 라인으로부터 1개의 화소마다 동시에 3개 화소분의 데이터가 출력된다.
따라서 도1에서의 화소검사장치30에 있어서는, 차지센싱회로34의 다음 단에 멀티플렉서35를 설치하여 수평 클록신호X-CLK에 있어서의 1클록분의 주기(周期) 내에서 3개 화소의 데이터를 절환(切換)하는 시분할다중(時分割多重)을 하여 직렬화 한 데이터를 A/D 변환회로36에 출력한다.
도3에 있어서 하단부분이 멀티플렉서35에 의한 시분할다중의 타이밍 챠트를 나타내고, R비디오신호 공급단자17, G비디오신호 공급단자18 및 B비디오신호 공급단자19로부터 동시에 출력되는 화소데이터가 R비디오신호, G비디오신호 및 B비디오신호의 순서로 다중화 된다.
이렇게 하여 차지센싱회로34에서 검출한 각 화소2에서의 전하의 방전전류 파형을 멀티플렉서35로 직렬화 하고, A/D 변환회로36에서 디지털화 하여 제1메모리회로37에 축적한다.
이상의 공정이 도3 및 도4에 있어서의 제1센싱공정(유효 화소데이터 취득공정)이다.
상기 제1메모리회로37에는 소스 스위치13의 편차, 수평 클록신호X-CLK의 크로스 토크(cross talk), 또한 3개로 이루어지는 차지센싱회로34의 특성편차 등에 의한 세로 줄무늬가 포함되어 있고, 그 세로 줄무늬 성분에 중첩되는 모양으로 화소2의 점결함(點缺陷)이 저장되어 있다. 또 도6에 있어서 검사대상 디바이스(폴리실리콘 액정디스플레이1)의 경우, 세로 줄무늬로서 수평방향으로 9개 화소분의 데이터가 나란히 있지만, 도4에 있어서 데이터 저장의 예에서는 폴리실리콘 액정디스플레이1(도6)을 저장하는 경우보다 많은 화소가 수평방향 및 수직방향으로 나란하게 나타나 있다.
본 발명에서는 도4에 있어서의 제1센싱공정에 이어서 제2센싱공정을 실시한다.
제2센싱공정에서는 수직 시프트 레지스터20에 시작 펄스(start pulse)(수직 시작신호Y-ST)를 입력하지 않고, 즉 수직 시프트 레지스터20을 초기화 시키지 않고, 어떤 게이트선9(행선택선(行選擇線))도 선택되어 있지 않은 상태에서 폴리실리콘 액정디스플레이1로부터 데이터(보정 화소데이터)의 취득을 계속한다.
도3에 있어서의 타이밍 차트에서는, 제2센싱공정(보정 화소데이터)의 부분이 이 데이터를 취득하는 데 있어서, 수직 시작신호 공급단자21에 수직 시작신호Y-ST 펄스를 입력하지 않는 것을 제외하고 제1센싱공정에 있어서의 유효 화소데이터 부분의 데이터를 취득하는 구동신호 파형과 조금도 다르지 않은 구동신호를 인가하여 각 화소2에 전하의 차지가 없는 상태에서 데이터 취득을 계속한다.
이 제2센싱공정(보정 화소데이터)에 있어서는 수직 시프트 레지스터20 내의 모든 수직 플립플롭 회로23의 출력이 로우(low)로 되어 있기 때문에 어떤 게이트선9도 액티브로는 되지 않는 상태로서, 이 상태에서 수평 구동회로4만을 스캔함으로써 소스 스위치13의 편차, 수평 클록신호X-CLK의 크로스 토크, 차지센싱회로34의 편차 등에 의하여 발생하는 화소데이터의 저장 화상 중에서 세로 줄무늬 성분만을 취득한다.
이 제2센싱공정에 있어서 수직 시프트 레지스터20의 구동클록신호(수직 클록신호Y-CLK)까지 없어지면 클록파형의 변화점 즉 상승 엣지 또는 하강 엣지에 의한 저장화상에 영향을 끼칠 가능성이 있기 때문에, 수직 시프트 레지스터20으로의 시작 펄스(start pulse)(수직 시작신호Y-ST) 공급만을 정지시킴으로써 구동클록신호는 제1센싱공정과 동일한 상태를 유지하는 것이 중요하다.
이상의 공정이 도3 및 도4에 있어서의 제2센싱공정(보정 화소데이터)이다.
도4는 이 제2센싱공정에서 취득되는 보정 화소데이터의 예와 제1센싱공정에서의 유효 화소데이터의 예를 함께 나타내고 있다.
도4에서는 제2메모리회로38에 제1메모리회로37과 동일한 기억용량을 할당하여 폴리실리콘 액정디스플레이1의 화소수만큼 보정 화소데이터를 저장시킬 수 있도록 되어 있고, 그 후 화상처리연산에 의하여 제1메모리회로37의내용으로부터 제2메모리회로38의 내용을 단순하게 감산(減算)할 수 있도록 되어 있다.
다만 수직 시프트 레지스터20이 정지되어 있으므로 모든 라인(소스선8 내지 열선택선(列選擇線))에서 거의 동일한 내용이 반복되어 저장되기 때문에, 제2메모리회로38의 내용은 제1메모리회로37과 동일한 용량의 기억영역을 할당하는 것이 반드시 필요한 것은 아니고, 적어도 하나의 수평라인(게이트선9 내지 행선택선)분의 기억영역이 있으면 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
제2센싱공정에서 얻어지는 보정 화소데이터에는 제1메모리회로37에 축적되어 있는 것과 동일한 세로 줄무늬 성분이 포함되어 있고, 수직 시프트 레지스터20이 동작하지 않기 때문에 제1메모리회로37에 저장되어 있는 화소결함정보의 대부분은 제2메모리회로38에는 저장되지 않는다.
즉 폴리실리콘 액정디스플레이1에 있어서의 화소2에서의 방전전류와 중첩되어 있는 소스 스위치13의 편차 등을 발생원(發生源)으로 하는 세로 줄무늬 성분만이 제2메모리회로38에 저장된다.
도5는 감산회로40에 있어서의 감산처리를 나타내는 개략적인 설명도로서, 도면에 나타나 있는 바와 같이 제1메모리회로37에 저장되어 있는 방전전류를 디지털화 한 불완전한 데이터에서는 그 후의 결함판정에 중대한 영향을 끼치는 세로 줄무늬 성분이 중첩되어 있으므로, 따라서 고정밀도(高情密度)로 판정하는 것을 방해하고 있지만, 본 발명에서는제2메모리회로38에 저장되어 있는 세로 줄무늬 성분(보정 화소데이터)을 제1메모리회로37의 유효 화소데이터로부터 감산함으로써 화소2의 결함판정에 영향을 끼치는 세로 줄무늬 성분을 제거할 수 있다.
이 감산처리 결과를 제3메모리회로39에 저장한다. 즉 도5에 있어서 우측 방향에 화소데이터의 화상으로서 나타나 있는 바와 같이 제1메모리회로37에 저장되어 있는 불완전한 유효 화소데이터로부터 제2메모리회로38 내의 동일좌표에 저장되어 있는 보정 화소데이터를 감산하여(감산공정), 그 결과를 표시소자부3에 대응하는 좌표상에 기억시킨다.
이 제3메모리회로39 내에서의 보정연산후 데이터에서는 제1메모리회로37 내의 데이터에서 문제로 되어 있는 세로 줄무늬 성분이 없어져 있고, 검사대상으로 삼는 점결함이 선명하게 나타나 있다.
이 제3메모리회로39 내에서의 보정연산후 데이터를 결함판정회로41이 판정함으로써(판정공정), 보다 고정밀도의 결함판정을 할 수 있다.
본 실시예에서는 액티브 매트릭스 구조의 전형적인 폴리실리콘 LCD 어레이(array)에 의한 폴리실리콘 액정디스플레이1의 화소검사를 예로서 나타내었지만, 본 발명에서는 액티브 매트릭스 구조의 아모르포스(amorphous) 실리콘 LCD 어레이로 대표되는 구동회로가 외부에 부착된 디바이스를 검사대상으로 삼는 경우에는, 도1에 있어서 수평 구동회로4 및 수직 구동회로5를 테스트 헤드측(즉 화소검사장치30측)에 설치함으로써 본 발명의 내용을 실시할 수 있다.
또한 본 실시의 태양에서는 수직 시프트 레지스터20을 초기화 시키지 않고, 어떤 게이트선9(행선택선)도 선택되어 있지 않은 상태에서 보정 화소데이터를 취득함으로써 주로 소스 스위치13의 편차, 구동신호에 기인하는, 예를 들면 수평 클록신호X-CLK의 크로스 토크 또는 측정장치에 있어서의, 예를 들면 차지센싱회로34의 편차 등을 없앰으로써 고정밀도의 화소검사를 실시할 수 있지만, 본 발명에서는 반대로 수평 시프트 레지스터11을 초기화 시키지 않고, 어떤 소스선8(열선택선)도 선택되어 있지 않은 상태에서 보정 화소데이터를 취득함으로써 소스 스위치13의 편차를 없애는 것은 할 수 없지만, 수직 클록신호Y-CLK의 크로스 토크 또는 차지센싱회로34의 편차 등을 없앨 수 있으므로 화소검사에서 요망되는 고정밀도의 화소검사를 할 수 있다.
특히 제3발명이나 제4발명과 같이 유효 화소데이터 취득후에, 예를 들면 도3에 있어서 제2센싱공정에서 전술한 실시예와는 다르게 수직 시프트 레지스터20에 수직 시작신호Y-ST를 입력하여, 각 화소2의 게이트선9 및 소스선8을 함께 다시 구동시킴으로써 각 화소2로부터 보정 화소데이터를 얻도록 하는 경우에는, 예를 들면 도6에 있어서의 LCD 소자6이 시프트 하는 것과 같은 점결함이 혹시 있으면 유효 화소데이터 및 보정 화소데이터와 함께 이 점결함에 의한 신호파형을 포함하기 때문에 감산처리에 의하여 이 점결함은 삭제되어 검출은 할 수 없지만, LCD 소자6이 단선(斷線)되어 있는 것과 같은 점결함의 경우에는, 보정 화소데이터는 이 점결함을 포함하지 않기 때문에 감산처리에 의하여 이 점결함을 검출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 점결함 및 검사대상 디바이스의 편차를 원인으로 하는 노이즈를 함께 포함하는 유효 화소데이터와, 검사대상 디바이스의 편차를 원인으로 하는 노이즈만을 포함하는 보정 화소데이터를 감산처리하여, 당해 편차 내지 노이즈를 없애면서 화소의 결함(점결함)을 판정할 수 있기 때문에 간단한 장치 내지 방법으로 고정밀도의 화소검사를 실현할 수 있다.
Claims (10)
- 복수 개의 열선택선(列選擇線) 및 복수 개의 행선택선(行選擇線)의 각각의 교차부에 각각의 화소(畵素)를 매트릭스(matrix) 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이(active matrix type display) 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부(良否)를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서,상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하(電荷)를 차지(charge)하여 상기 각화소로부터 방전파형(放電波形)으로서 얻어지는 유효 화소데이터(有效 畵素data)와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방(一方)을 선택하지 않은 상태에서 상기 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터(補正 畵素data)를 감산(減算)처리하여,이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서,상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 각 화소로부터의 유효 화소데이터와, 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 각 화소를 구동시켜서 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산회로와,이 감산회로에서의 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 결함판정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서,상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하여 상기 각 화소로부터 방전파형으로서 얻어지는 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 차지동작을 하지 않고서 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선을 함께 다시 구동시킴으로써 상기 각 화소로부터 전하의 방전 이외의 이유에 의한 신호파형으로서 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하여,이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서,상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 각 화소로부터의 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선을 함께 다시 구동시킴으로써 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산회로와,이 감산회로에서의 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 결함판정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 구동회로에 의하여 상기 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치로서,상기 구동회로에 의하여 구동되는 상기 검사대상 디바이스로부터의 신호를 A/D 변환시키기 위한 A/D 변환회로와,이 A/D 변환회로에 의하여 A/D 변환된 데이터를 적어도 1라인분 이상 저장하는 메모리회로와,이 메모리회로에 축적된 화소데이터를 연산하는 연산회로를 구비하고,상기 검사대상 디바이스에 있어서의 상기 열선택선 방향 또는 상기 행선택선 방향에 기인하는 편차를 없애면서 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 검사대상 디바이스 내의 상기 열선택선에 있어서의 수평 구동신호, 수평 클록신호(clock signal), 상기 행선택선에 있어서의 수직 클록신호의 영향을 동시에 없앨 수 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 검사대상 디바이스 내의 상기 열선택선에 있어서의 수평 클록신호 또한 상기 행선택선에 있어서의 수직 구동신호 및 수직 클록신호의 영향을 동시에 없앨 수 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 각 화소는 박막 트랜지스터에 의한 스위치 소자를 구비하고,상기 열선택선을 이 스위치 소자의 소스(source)에 접속하는 소스선으로 하고, 상기 행선택선을 이 스위치 소자의 게이트(gate)에 접속하는 게이트선으로 하고,상기 유효 화소데이터는 이들 소스선 및 게이트선을 전부 순차적으로 선택하여 상기 각 화소를 차지하여 얻음과 아울러,상기 보정 화소데이터는 상기 게이트선의 구동회로 또는 상기 소스선의 구동회로에 시작신호 중 어느 하나를 입력하지 않고서 얻는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사장치.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법으로서,상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하여 상기 각 화소로부터 방전파형으로서 얻어지는 유효 화소데이터와, 이 유효 화소데이터를 취득한 후에 상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 상기 각 화소로부터 얻어지는 보정 화소데이터를 감산처리하여,이 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법.
- 복수 개의 열선택선 및 복수 개의 행선택선의 각각의 교차부에 각각의 화소를 매트릭스 모양으로 배치함과 아울러 수평 구동회로 및 수직 구동회로에 의하여 각 화소를 구동 가능하게 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이 또는 그 디스플레이 기판을 검사대상 디바이스로 하여 당해 각 화소의 양부를 판정하기 위한 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법으로서,상기 수평 구동회로 및 상기 수직 구동회로를 사용하여 상기 검사대상 디바이스의 상기 각 화소에 전하를 차지하는 차징공정과,상기 차징공정에 계속되어 상기 각 화소로부터 유효 화소데이터를 취득하는 제1센싱공정과,상기 각 화소의 상기 행선택선 및 상기 열선택선 중 어느 일방을 선택하지 않은 상태에서 보정 화소데이터를 취득하는 제2센싱공정과,상기 제1센싱공정에서의 상기 유효 화소데이터와 상기 제2센싱공정에서의 상기 보정 화소데이터를 감산처리하는 감산공정과,이 감산공정의 감산출력에 의하여 상기 각 화소의 양부를 판정하는 판정공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 디스플레이의 화소검사방법.
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