KR20030078667A

KR20030078667A - Ｅｌ 어레이 기판에 대한 검사방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030078667A
Application number: KR10-2003-0018129A
Authority: KR
Inventors: 토모유키 타구치; 아츠토 오타
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2003-10-08
Also published as: JP3701924B2; JP2003295790A; TWI229193B; US6930505B2; TW200305025A; KR100586753B1; US20030187597A1

Abstract

EL어레이기판상의 불량을 EL패널을 구성하기 전에 검출하는 것이 가능한 EL어레이기판의 검사방법을 제공한다.

소정전위를 데이터라인(6)으로 제공하고, 스위칭트랜지스터(4)를 소정시간만 온함으로써, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)를 충전한다. 스위칭트랜지스터(4)를 오프로 하고나서 소정시간 경과후에 스위칭트랜지스터(4)를 다시 온으로 하고, 데이터라인(6)을 적분기(10)에 접속함으로서, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)를 방전하고, 적분기(10)에 의해 방전한 전하량을 검출한다. 이 전하량에 기초하여, EL어레이기판상의 불량을 EL패널의 구성전에 검출한다.

Description

ＥＬ 어레이 기판에 대한 검사방법 및 장치{Inspection Method and Apparatus for EL Array Substrate}

본 발명은 EL(ElectroLuminescence)어레이 기판의 검사방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로, EL소자의 하나의 전극에 접속되는 드레인을 갖는 드라이브 트랜지스터와, 드라이버 트랜지스터의 게이트에 접속되는 유지캐패시터와, EL소자의 전극과 드라이브 트랜지스터의 게이트와의 사이에 형성되는 기생 캐패시터, 및 드라이브 트랜지스터의 게이트에 접속되는 드레인을 갖는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 EL어레이기판의 검사 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

도 20은 유기EL패널의 하나의 픽셀의 구성을 도시하는 회로도이다. 유기 EL패널은 전압기입방식이라 불려지며, 유기EL소자(1), 드라이브 트랜지스터(2), 유지 캐패시터(3), 스위칭 트랜지스터(4), 게이트 라인(5) 및 데이터 라인(6)을 포함한다.

스위칭 트랜지스터(4)가 온으로 되면, 데이터 라인(6)으로부터 전하가 유입하여 유지캐패시터(3)가 충전된다. 스위칭 트랜지스터(4)가 오프로 되어 유지캐패시터(3)로의 전압의 기입이 종료하면, 유지캐패시터(3)는 그 기입된 전압을 유지한다. 전압 기입종료시에 대한 드라이브 트랜지스터(2)의 게이트 전위는 유지 캐패시터(3)에 충전된 전하량에 따라 결정된다. 유기EL소자(1)에 흐르는 전류는 이 게이트 전위에 대응하여 제어되며, 이에 의해 유기EL소자(1)의 발광휘도가 제어된다.

이러한 유기EL패널의 제조공정에서는, 드라이브 트랜지스터(2) 및 스위칭트랜지스터(4)의 온 및 오프 불량이나 유지캐패시터(3)의 오픈 및 쇼트불량이 검사된다.

그러나, 이 검사는 유기EL패널을 구성한 다음 유기EL소자(1)의 광검사공정에서 실행된다. 따라서, 유기EL패널이 설치하기 전에 유기EL소자가 아직 형성되지 않은 유기EL어레이기판상에 불량이 발생하는 경우에 있어서도, 그 불량이 검출되는것은 유기EL패널의 구성 다음으로 된다. 검출되는 불량은 구성전의 기판상에서는 수정가능하지만, 구성한 다음의 패널상에서는 수정불가능하다. 결론적으로, 구성비용이 무효하게 된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 EL어레이 기판상의 불량을 EL패널의 구성전에 검출하는 것이 가능한 EL어레이기판의 검사방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 EL어레이기판의 검사방법은 소정전위를 스위칭트랜지스터의 드레인으로 제공하고, 또 스위칭트랜지스터를 소정의 기입시간온으로 하는 기입단계와, 스위칭트랜지스터를 오프에 두고 소정시간 경과후에 스위칭트랜지스터를 다시 온으로 하고 스위칭트랜지스터의 드레인을 전하량측정기에 접속하는 독출단계와, 전하량측정기의 출력에 기초하여 EL어레이기판상의 불량을 검출하는 검출단계를 포함한다.

본 발명에 따른 EL어레이기판의 검사장치는 기입수단, 독출수단, 및 검출수단을 포함한다. 기입수단은 소정전위를 스위칭 트랜지스터의 드레인으로 공급하고, 스위칭트랜지스터를 소정의 기입시간동안 온으로 한다. 독출수단은 스위칭트랜지스터를 오프에 두고나서 소정시간 경과후에 스위칭트랜지스터를 다시 온으로 하고, 스위칭트랜지스터의 드레인을 전하량측정기에 접속한다. 검출수단은 전하량측정기의 출력에 기초하여 EL어레이기판상의 불량을 검출한다. 여기서, 전하량측정기로서는 적분기나 미분기 등이 이용된다.

스위칭트랜지스터를 소정의 기입시간동안 온으로 하면, EL어레이기판의 유지캐패시터 및 기생캐패시터가 충전된다. 스위칭트랜지스터를 오프로 해두고 나서 소정시간 경과후에 스위칭트랜지스터를 다시 온으로 하고, 스위칭트랜지스터의 드레인을 전하량측정기에 접속하면, 유지캐패시턴스 및 기생캐패시터가 방전되며, 전하량측정기에 의해 방전되는 전하량이 검출된다.

따라서, 이 전하량측정기에서 출력되는 전하량에 기초하여, EL어레이기판상의 불량을 EL패널의 구성전에 검출할 수 있다. 구성한 다음의 EL패널상에서는 수정이 불가능한 불량이 있어도, EL어레이기판에서 수정할 수 있다. 그 때문에, 생산효율을 향상시킬 수 있으며, 구성비용이 무효하게 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 검사방법에서 검사대상인 EL어레이기판의 하나의 화소 및 그것을 검사하기위한 검사장치의 구성을 도시하는 회로도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 형태에 의한 검사방법의 기입모드(write mode)에 대한 동작을 도시한 타이밍도이다.

도 3은 도 2에 도시한 기입모드에 대한 도 1 내부의 유지캐패시터 및 기생캐패시터(parasitic capacitor)의 전하량의 변화를 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 검사방법의 독출모드에 대한 동작을 도시하는 타이밍도이다.

도 5는 도 4에 도시한 독출모드에서 도 1 내부의 유지캐패시터 및 기생캐패시터의 전하량의 변화를 도시하는 도면이다.

도 6은 도 1에 도시한 유기 EL어레이기판상의 불량개소를 도시하는 도면이다.

도 7은 도 1에 도시한 유기EL어레이 기판상에 불량이 있는 경우에, 도 2 및 도 4에 도시한 독출 및 기입모드에서의 동작을 정상인 경우와 비교하여 도시하는 타이밍도면이다.

도 8은 도 1에 도시한 유기EL어레이기판상에 불량이 있는 경우에, 도 2에 도시한 기입모드에서의 기생캐패시터의 전하량의 변화를 정상인 경우와 비교하여 도시하는 도면이다.

도 9는 도 1에 도시한 유기EL어레이기판상에 불량이 있는 경우에, 도 2에 도시한 기입모드에서의 기생캐패시터의 전하량의 변화를 정상인 경우와 비교하여 도시하는 도면이다.

도 10은 유기 EL패널전체의 검사방법을 도시하는 흐름도이다.

도 11은 도 10에 도시한 검사방법에 있어서, 모든 화소에 대해서 검출한 전하량을 게이트라인에 대해서 좌표표시한 그래프이다.

도 12는 본 발명의 도 2 실시형태에 의한 검사방법의 프리차지(precharge)모드에 의한 동작을 도시하는 타이밍도이다.

도 13은 본 발명의 도 2 실시형태에 의한 검사방법의 기입모드에서의 동작을 도시하는 타이밍도이다.

도 14는 도 13에 도시한 기입모드에서 도 1 내부의 유지캐패시터 및 기생캐패시터의 전하량의 변화를 도시하는 도면이다.

도 15는 본 발명의 제2실시형태에 의한 검사방법의 독출모드에 의한 동작을 도시한 타이밍도이다.

도 16은 도 15에 도시한 독출모드에 대한 도 1 내의 유지캐패시터 및 기생캐패시터의 전하량의 변화를 도시하는 도면이다.

도 17은 도 1에 도시한 유기EL어레이 기판상에 불량이 있는 경우에, 도 13및 도 15에 도시한 독출 및 기입모드에서의 동작을 정상인 경우와 비교하여 도시한 타이밍도이다.

도 18은 도 1 내의 드라이브트랜지스터에 오프불량이 있는 경우에, 도 13에 도시한 기입모드에 의한 기생캐패시터의 전하량의 변화를 정상인 경우와 비교하여 도시하는 도이다.

도 19는 도 18에 도시한 경우에 도 1 내의 전위 VA 및 VB의 변화를 도시하는 도면이다.

도 20은 유기EL패널의 한개의 화소의 구성을 도시하는 회로도이다.

* 도면의 중요부에 대한 부호 *

1 : 유기EL소자 2 : 드라이브트랜지스터

3 : 유지캐패시터 4 : 스위칭트랜지스터

5 : 게이트 라인 6 : 데이터 라인

7 : 공통라인 8 : 기생캐패시터

10 : 적분기16 : 스위칭 소자

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면 중 동일 또는 상당부분에는 동일부분을 부가하여 그 설명을 채용한다.

[제1실시형태]

1. 구성

도 1은 유기EL패널을 구성하기 전의 유기EL어레이기판의 하나의 화소 및 이것을 검사하기 위한 검사장치의 구성을 도시하는 회로도이다. 이 유기EL어레이기판은 드라이브트랜지스터(2), 유지캐패시터(3), 스위칭트랜지스터(4), 게이트라인(5), 데이터라인(6)을 준비한다.

간략화하기 위해, 도 1에는 하나의 화소만 도시하고 있지만, 실제의 유기EL어레이기판에는 화소가 행렬로 배열되어 있다. 각 행의 화소의 스위칭트랜지스터의 게이트는 대응하는 게이트라인에 공통으로 접속되며, 각 행의 화소의 스위칭트랜지스터의 드레인은 대응하는 데이터라인에 공통으로 접속된다. 선택된 게이트라인 및 데이터라인을 구동함으로써, 임의의 화소를 동작시킬 수 있다.

드라이브트랜지스터(2)는 N채널박막트랜지스터(TFT :thin film transistor)로 이루어지며, 그 소스는 공통라인(7)에 접속된다. 유지캐패시터(3)는 드라이브트랜지스터(2)의 게이트와 공통라인(7)과의 사이에 접속된다. 스위칭트랜지스터(4)도 역시 N채널박막트랜지스터(TFT)로 이루어지며 그 소스는 드라이브트랜지스터(2)의 게이트에 접속되며, 게이트는 게이트라인(5)에 접속되고, 그 드레인은 데이터 라인(6)에 접속된다.

도 1에 도시한 유기EL어레이기판상에는 도 20에 도시한 유기EL어레이소자(1) 및 그 캐소드는 형성되어 있지 않다. 그러나, 그 애노드인 ITO(indium tin oxide)막(미도시)은 형성되어 있다. 드라이브드랜지스터(2)의 드레인은 이 ITO막에 접속되지만, 오픈상태이다. ITO막은 드라이브트랜지스터(2)의 게이트와 구조상 겹쳐있기 때문에, 이들 사이에 기생캐패시터(8)가 형성되어 있다.

이 유기EL어레이기판을 검사하기 위해, 검사장치(9)가 접속된다. 검사장치(9)는 적분기(10), 스위칭소자(16), 제어회로(17), 기입회로(18), 검출부(19)를 구비한다.

적분기(10)는 차동증폭기(12)와, 적분용량(14)을 준비한다. 유기EL어레이기판의 데이터라인(6)은 스위칭소자(16)를 통해 차동증폭기(12)의 반전입력단자에 접속된다. 제어회로(17)는 후술의 방법으로 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)를 제어한다. 기입회로(18)는 후술의 방법으로 데이터라인(6)에 소정의 전위를 제공한다. 검출부(19)는 후술의 방법으로 적분기(10)의 출력에 기초하여 EL어레이기판상의 불량을 검출한다.

실제의 검사에서는 각 데이터라인(6)에 적분기(10)가 접속되고, 모든 게이트라인(5)에 제어회로(17)가 접속되며, 모든 데이터라인(6)에 기입회로(18)가 접속된다.

1.2. 검사방법

다음, 유기EL어레이 기판의 검사방법을 설명한다. 이 검사방법은 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 전하를 기입하는 모드와, 기입한 전하를 독출하는 모드와, 독출한 전하에 기초하여 불량을 검출하는 모드로 이루어진다.

1.2.1. 기입모드

도 2는 기입모드에 대한 동작을 도시하는 타이밍이다. 우선 기입회로(18)는 데이터라인(6)의 전위데이터(DATA)를 접지전위(GND)에서부터 구동전위(VD)(+15V정도)로 상승시키고, 이어서 제어회로(17)는 시각 t1에서 게이트라인(5)의 전위게이트를 저전위VGL(-5V정도)에서부터 고전위VGH(+20V정도)로 상승시킨다. 이에 의해 스위칭트랜지스터(4)가 온으로 되고, 전위VA가 구동전위VD를 향하여 상승하기 시작한다. 이와 함께, 도 3에 도시한 바와 같이, 유지캐패시터(3)의 전하량Q1도 상승한다.

이때, 드라이브트랜지스터(2)는 오프이기 때문에, 드라이브트랜지스터(2)의 드레인은 플로팅(floating)상태이다. 그로 인해, 전위VB는 도 2에 도시한 바와 같이, 전위VA의 상승과 함께, 기생캐패시터(8)의 결합(coupling)에 의해 상승한다. 그러나, 기생캐패시터(8)는 충전되지 않기 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기생캐패시터(8)의 전하량Q2는 상승하지 않는다.

시각t2에서 전위 VA가 드라이브 트랜지스터(2)의 쓰레스홀드를 초과하면, 드라이브트랜지스터(2)가 온으로 되며, 전위 VB가 공통전위 Vcom(GND)을 향해 하강한다. 이에 반해, 기생 캐패시터(8)의 전하량 Q2는 전하량Q1보다도 완만하게 상승한다.

다음, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)가 포화하기 전에, 제어회로(17)가 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)를 저전위VGL로 되돌린다. 이것에 의해, 스위칭트랜지스터(4)가 오프로 된다. 잇따라, 기입회로(18)가 데이터라인(6)의 전위데이터(DATA)를 접지전위GND로 되돌린다. 이하 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)를 고전위VGH로 하여 스위칭트랜지스터(4)를 온으로 하는 시간을 기입시간이라 한다.

상술한 기입에 의해, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 충전되는 전하량 Qw1 및 Qw2는 각각 이하 식(1) 및 (2)로 나타난다.

Qw1 = C1(Vwa - Vwc) …(1)

Qw2 = C2(Vwa - Vwc) …(2)

식(1) 및 (2)에서, C1은 유지캐패시터(3)의 용량, C2는 기생캐패시터(8)의 용량, Vwa는 기입종료시의 전위 VA(=VD)이고, Vwb는 기입종료시의 전위 VB이며, Vwc는 기입종료시의 전위 VC(=Vcom)이다.

1.2.2. 판독모드

다음, 전하의 기입을 끝낸 유기EL어레이기판을 소정시간 방치한 후, 전하의 독출을 행한다. 전하의 독출을 행하는 경우, 도 1에 도시한 스위칭소자(16)를 온으로 하여, 데이터라인(6)을 차동증폭기(12)의 반전입력단자로 접속한다.

도 4는 독출모드에 대한 동작을 도시하는 타이밍도이다. 데이터라인(6)을 차동증폭기(12)의 반전입력단자에 접속한 다음, 제어회로(17)는 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)를 다시 고전위VGH로 올린다. 이에 의해 스위칭트랜지스터(2)의 드레인가 온으로 된다. 차동증폭기(12)의 반전입력단자는 가상접지되어 있기 때문에 전위VA가 접지전위 GND를 향해 하강하기 시작한다. 이와 함께 도 5에 도시한 바와 같이, 유지캐패시터(3)의 전하량 Q1 및 기생캐패시터(8)의 전하량Q2도 하강하기 시작한다.

시각 t3에서 전위 VA가 드라이브트랜지스터(2)의 쓰레스홀드전압을 하회(下回)하면, 드라이브트랜지스터(2)가 오프로되며, 드라이브트랜지스터(2)의 드레인이 플로팅상태로 되기 때문에, 기생캐패시터(8)의 전하는 모두 방전되지 않고 일부 남는다. 그로 인해, 도 5에 도시한 바와 같이, 기생 캐패시터(8)의 전하량 Q2는 시각t3를 초과하면 일정하게 된다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 시각 t3 경과후에도 전위 VA는 하강을 계속하기 때문에, 전위 VB는 기생캐패시터(8)의 결합에 의해 접지전위GND보다도 하강한다.

상술한 독출에 의해, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 남는 전하량Qr1 및 Qr2는 각각 다음의 식 (3) 및 (4)로 표시된다.

Qr1 = C1(Vra - Vrc) …(3)

Qr2 = C1(Vra - Vrb) …(4)

식(3) 및 (4) 에서, Vra는 독출종료시의 전위 VA(= GND)이고, Vrb는 독출종료시의 전위 VB이며, Vrc는 독출종료시의 전위 VC(= GND)이다.

1.2.3. 검출모드

유기EL어레이기판에서는 이하의 불량 1 ~ 15가 발생할 가능성이 있다. 도 6은 이들의 불량개소(portion)를 도시한다. 도 7은 이들의 불량이 발생한 경우의 전위 VA, VB, 및 VC의 변화를 도시하는 타이밍도이다. 도 8 및 도 9는 불량이 발생한 경우의 기입모드에서의 기생캐패시터(8)의 전하량 Q2의 변화를 도시한다. 이하 각 불량의 특성을 설명한다.

불량 1 : 스위칭트랜지스터(4)의 게이트-소스간 쇼트

스위칭트랜지스터(4)의 게이트-소스사이가 쇼트하고 있는 경우, 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)가 데이터라인(6)에 직접 제공되기 때문에, 적분기(10)는 전하량을 검출할 수 없다. 따라서, 이 불량은 화소결함검사 전의 라인결함검사에서 게이트-소스간의 크로스쇼트(cross short)로서 검출한다.

불량 2 : 스위칭트랜지스터(4)의 게이트-드레인간 쇼트

스위칭트랜지스터(4)의 게이트-드레인 사이가 쇼트인 경우, 스위칭트랜지스터(4)가 온으로 될 때, 전술한 불량 1과 마찬가지로 게이트라인(5)의 전위게이트(GATE)가 데이터라인(6)에 직접 제공되기 때문에 적분기(10)는 전하량을검출할 수 없다. 따라서 이 불량도 전술과 마찬가지로 검출한다.

불량 3 : 스위칭트랜지스터(4)의 드레인-소스간 쇼트

스위칭트랜지스터(4)의 드레인-소스사이가 쇼트인 경우, 전위 VA는 데이터라인(6)의 전위데이터와 같게 된다. 따라서, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)가 충전되어도, 통상적으로 데이터라인(6)의 전위데이터가 접지전위GND로 되돌리면 방전되어 버린다. 그로 인해, 적분기(10)는 전하량을 검출할 수 없다.

불량 4 : 드라이브트랜지스터(2)의 게이트-소스간 쇼트

드라이브트랜지스터(2)의 게이트-소스간이 쇼트하고 있는 경우, 전위VA가 전위 VC로 통상적으로 마찬가지로 되기 때문에, 유지 캐패시터(3)는 충전되지 않는다.

불량 5 : 드라이브 트랜지스터(2)의 게이트-드레인간 쇼트

드라이브트랜지스터(2)의 게이트-드레인간이 쇼트인 경우, 전위 VA는 전위 VB로 일반적으로 같게 되기 때문에 기생캐패시터(8)는 충전되지 않는다.(도 9 참조)

불량 6 : 드라이브트랜지스터(2)의 드레인-소스간 쇼트

드라이브트랜지스터(2)의 드레인-소스사이가 쇼트인 경우, 전위 VB는 전위 VC와 일반적으로 같게 되기 때문에, 기생캐패시터(8)도 유지캐패시터(3)와 같은 속도로 출전된다(도 8 참조).

불량 7 : 드라이브트랜지스터(2)의 게이트오픈

도 6의 불량(71)에서 단선이 발생한 경우에는 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8) 중 어느 것도 충전된지 않는다(도 9 참조). 도 6의 불량(72)에서 단선이 발생한 경우에는 유지캐패시터(3)가 충전되지 않는다. 도 6의 불량(73)에서 단선이 발생한 경우에는 기생캐패시터(8)가 충전되지 않는다(도 9 참조). 도 6의 불량(74)에서 단선이 발생하는 경우에는 드라이브트랜지스터(2)가 동작하지 않고 기생캐패시터(8)가 충전되지 않는다(도 9 참조).

불량 8 : 공통선의 오픈

공통선이 단선인 경우에는 전위 VB 및 VC 모두 플로팅(floating)상태로 되어, 전위 VA와 마찬가지로 변화하기 때문에, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8) 모두 충전되지 않는다(도 9 참조).

불량 9 : 드라이브트랜지스터(2)의 드레인 오픈

드라이브트랜지스터(2)의 드레인에 단선이 발생한 경우에는(드라이브트랜지스터(2)가 없는 경우도 같음) 전위 VB가 플로팅상태로 되어, 전위 VA와 같게 변화하기 때문에 기생캐패시터(8)가 충전되지 않는다(도 9 참조)

불량 10 : 스위칭트랜지스터(4)의 게이트오픈

스위칭트랜지스터(4)의 게이트에 단선이 발생한 경우(스위칭트랜지스터(4)가 없는 경우도 마찬가지)에는 적분기(10)는 전하량을 검출할 수 없다.

불량 11 : 스위칭트랜지스터(4)의 소스오픈

스위칭트랜지스터(4)의 소스에 단선이 생기는 경우는 전술한 불량(10)의 경우오 마찬가지이다.

불량 12 : 스위칭트랜지스터(4)의 온불량

스위칭트랜지스터(4)가 완전하게 오프로 되지 않는 경우에 데이터라인(6)의 전위데이터가 접지전위GND로 되돌아가면, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)는 방전되어, 전위 VA가 서서히 저하한다.

불량 13 : 스위칭트랜지스터(4)의 온불량

스위칭트랜지스터(4)가 완전하게 온으로 되지 않는 경우, 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)는 충분하게 충전되지 않는다. 그로 인해, 전위 VA의 상승이 느려진다.

불량 14 : 드라이브트랜지스터(2)의 오프불량

드라이브트랜지스터(2)가 완전하게 오프로 되지 않는 경우, 유지캐패시터(3)가 충전되기 시작하는 것과 동시에 기생캐패시터(8)도 충전되기 시작하기 때문에, 기생캐패시터(8)는 정상인 경우보다도 빨리 충전된다(도 8 참조).

불량 15 : 드라이브트랜지스터(2)의 온불량

드라이브트랜지스터(2)가 완전하게 온으로 되지 않는 경우, 유지캐패시터(3)의 충전개시로부터 기생캐패시터(8)의 충전개시까지 연장시간이 길어진다. 그로 인해, 전위 VB가 전위 VC와 같게 되는 것이 느려진다(도 9 참조).

종래 검사방법에서는 유기EL소자가 형성되어 있지 않은 유기EL어레이기판상에서, 상술한 불량중에, 드라이브트랜지스터(2)에 걸리는 불량을 검출할 수는 없다. 그러나 본 발명에 따른 검사방법에서는 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 전하를 기입하고, 적분기(10)에 의해 그 기입한 전하를 검출함으로써 드라이브트랜지스터(2)에 걸리는 불량도 검출할 수 있다.

적분기(10)는 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에서 독출된 총전하량(도 5의 빗금부분)을 검출한다. 적분기(10)에 의해 검출되는 전하량 Q는 다음 식(5)으로 표시된다.

Q = (Qw1 + Qw2) - (Qr1 + Qr2)

= C1(Vwa - Vwc) + C2(Vwa - Vwb) - C1(Vra - Vrc) - C2(Vra - Vrb)…(5)

Vwc = Vrc이고, Vra = 0을 식(5)에 대입하면, 다음식(6)이 얻어진다.

Q = C1(Vwa) + C2(Vwa - Vwb +Vrb) …(6)

식(6)에 의해 검출되는 전하량Q는 구동전위 VD(= Vwa)와 전위 VB( = Vwb 또는 Vrb)에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

그래서, 전술한 불량 3 및 4의 경우, Vra = 0이 성립되지만, Vwc = Vrc는 성립되지 않기 때문에 식(5)를 그대로 이용한다.

드라이브트랜지스터(2)에 걸리는 불량(4, 5, 7~9)는 적분기(10)에 의해 검출되는 전하량 Q가 통상보다도 적게되기 때문에, 이들의 불량을 검출부(19)가 검출한다.

드라이브트랜지스터(2)에 걸리는 불량 6, 14는 기입모드에서의 기입시간을 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧게하면, 적분기(10)에 의해 검출된 전하량 Q가 통상보다도 많게 되기 때문에 이들의 불량을 검출부(19)가 검출한다,

드라이브트랜지스터(2)에 관계되는 불량 15은 기입모드에서의 기입시간을 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧게 하면, 적분기(10)에 의해 검출되는 전하량Q가 통상보다도 적게되기 때문에 이 불량을 검출부(19)가 검출한다.

1.2.4. 유기EL패널 전체의 검사방법

이상, 각 화소의 검사방법에 대하여 설명했지만, 이 방법은 유기EL패널전체의 검사중에서 이용된다. 도 10은 유기EL패널전체의 검사방법을 표시하는 플로우차트이다.

우선, 게이트라인(5), 데이터라인(6), 공통라인(7) 등의 선간쇼트불량을 검사한다(S1). 구체적으로는 검사해야할 선과 다른 선에 상호 다른 전위를 제공한다. 그들 선 사이가 쇼트이면 전류가 흐른다. 이 전류를 측정하면 선간쇼트불량을 검사할 수 있다.

계속해서, 모든 화소에 대해서 상술한 방법으로 전하량을 검출한다(S2). 검출한 전하량을 A/D변환기에서 디지털로 교환하고, 각 화소의 전하량을 PC(personal computer)로 인가한다.

다음, 게이트라인(5) 및 데이터라인(6)의 오픈불량을 검사한다(S3). 구체적으로는 각라인의 단(접속패드로부터 떨어진 측)으로부터 수개의 화소에 대하서 상술한 방법으로 전하량을 검출한다. 검출한 전하량이 소정의 쓰레스홀드값 이하인 경우는 그 라인을 오픈 불량으로 판정한다. 그 다음, 발견한 라인결함을 가능하면수정하는 등의 처리를 행한다(S4).

다음, 각 화소부분의 불량을 검사한다(S5). 그래서, 어느 것의 라인결함을 발견한 라인에 대해서는 각 화소마다의 불량을 검사하지 않는다. 각 화소마다 불량을 검사하기 때문에, 우선 검출한 전하량의 평균을 산출한다. 도 11은 모든 화소에 대해서 검출한 전하량을 게이트라인에 대해 기록한 그래프이다. 횡측은 복수의 구획으로 분할되어 있다. 모든 게이트라인은 이들 복수의 구획에 대응하는 복수의 그룹에 분할된다. 각 그룹은 복수의 게이트라인을 포함한다. 여기서는 각 구간마다, 각 그룹에 포함되는 복수의 게이트라인과 교차하는 동일한 데이터라인상의 화소에 대해서 검출한 전하량의 평균을 산출한다. 각 데이터라인은 한개의 적분기에 접속되기 때문에, 동일한 데이터라인상의 모든 화소는 동일한 적분기에 의해 전하량이 검출된다. 각 구간마다 평균을 검출한 다음 그 평균을 중심으로 하는 소정 범위내에 각 화소의 전하량이 있는지 없는지로 그 화소가 불량인지 아닌지를 판정한다.

최근에, 게이트라인의 제어타이밍이나 데이터라인의 입력전위 등의 조건을 바꿔서 각 화소의 전하량을 측정하여, 각종 불량모드를 해석한다(S6).

[제2실시형태]

상술한 제1실시형태에서는 도 2에 도시한 시각 t1까지 전위 VA 및 VB는 불확정이다. 이러한 상태에서 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)를 충전하면, 그 충전특성에 화소사이에서 차이가 발생할 가능성이 있으며, 적분기(10)가 전하량을 안정하게 검출할 수 없을 가능성이 있다. 또한 시각 t1에서부터 t2까지의 시간이 짧기 때문에, 드라이브트랜지스터(2)의 오프불량(상기 불량 14)의 검출이 불충분하게 될 가능성이 있다.

이하에 서술할 제2실시 형태의 목적은 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)의 전하량을 안정적으로 검출하고, 특히 드라이브트랜지스터(2)의 오프불량을 확실하게 검출하는 것이 가능한 검사방법을 제공하는 것이다.

2.1. 프리차지모드(Precharge mode)

제2실시형태에 의한 검사방법은 기입동작전에, 도 12에 도시한 프리차지동작을 행한다. 도 1에 도시한 제어회로(17)는 공통라인(7)에도 접속되고, 후술한 방법으로 공통라인(7)의 전위(Vcom)도 제어한다. 제어회로(17)는 공통전위(Vcom)를 -10V정도로 한 다음, +5V정도로 한다. 또한 제어회로(17)는 게이트라인(5)의 전위게이트를 공통전위(Vcom)를 -10V정도로 하는 동안에 두번 저전위VGL에서 고전위VGH로 하고, 공통전위(Vcom)를 +5V정도로 하는 동안에 한번 저전위VGL에서 고전위VGH로 한다. 기입회로(18)는 데이터라인(6)의 전위데이터를 공통전위(Vcom)가 -10V정도로 되는 동안에 게이트선(5)의 전위게이트가 최초로 고전위VGH로 될 때, +15V정도로 제어하고, 게이트선(5)의 전위게이트가 2번째 고전위VGH로 될 때, -10V정도로 제어한다.

시각 t4에서는 스위칭트랜지스터(4)가 온으로 되며, 불확정한 전위 VA가 데이터라인(6)의 전위 VD(+15V정도)로 같게 된다. 그로 인해, 트랜지스터(2)가 온으로 되며, 불확정한 전위VB는 공통전위 Vcom(-10V정도) 즉, 전위VC와 같게된다.

계속해서 시각 t5에서 스위칭트랜지스터(4)가 온으로 되면, 전위 VA는 데이터라인(6)의 전위VD(-10V정도)를 향해 하강하기 시작한다. 시각 t6에서 전위VA가 드라이브트랜지스터(2)의 쓰레스홀드 값을 하회하면, 드라이브트랜지스터(2)가 온으로 되어 전위 VB는 플로팅상태로 된다. 시각 t6경과후에도 전위 VA는 하강하기때문에, 기생캐패시터(8)의 결합에 의해 전위 VB는 Vcom(-10V정도)보다도 경미하게 하강한다. 그 결과 t7에서는 전위 VB는 음전위(<-10V)로 된다.

계속해서 시각 t8에서 스위칭 트랜지스터(4)가 온으로 되면, 전위 VA는 데이터라인(6)의 전위GND를 향해 상승하기 시작한다. 전위 VB는 기생캐패시터(8)의 결합에 의해 약간 상승한다. 그 결과 시각 t9에서는 전위VA는 접지전위GND로 되고, 전위VB는 음전위(-5V정도)로 되고, 전위VC는 Vcom(+5V정도)로 된다.

이상과 같이, 전위 VA 및 VB가 기입 전에 확정되기 때문에, 적분기(10)은 유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 기입된 전하를 독출하여, 그 전하량을 안정적으로 검출할 수 있다. 또한 전위VB와 전위VC와의 사이에 차이가 발생하고, 이 전위차는 드라이브트랜지스터(2)에 오프불량이 있는 경우는 시간의 경과에 따라 적어진다. 따라서, 이것을 검출부(19)가 검출함으로써, 드라이브트랜지스터(2)의 오프불량을 확실하게 검사할 수 있다.

상기 프리차지동작은 화소마다 전하량을 순차측정하기 전에 모든 화소에 대해서 수행한다. 이 경우 측정순서에 의해 화소사이에서 검사조건에 차이가 발생하지만, 최초의 화소를 검사하기 전에 충분한 시간을 두면 문제는 없다.

2.2. 기입 모드

유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)에 전하를 도입할 때는, 상기 제1실시형태와 마찬가지로 데이터라인(6)의 전위데이터 및 게이트라인(5)의 전위게이트를 변화시킨다. 그러나 이 제2실시형태에서는 전하를 기입하기 전에 전위VA 및 VB가 확정되어 있기 때문에 전위 VA 및 VB는 상기 제1실시형태와 달리 도 13에 도시한 것처럼 변화한다.

시각 t10에서 스위칭트랜지스터(4)가 온으로 되면, 전위VA는 접지전위GND로부터 데이터라인(6)의 전위VD를 향해 상승하기 시작한다. 이에 반해, 전위VB는 기생캐패시터(8)의 결합에 의해 음전위(-5V정도)로부터 완만하게 상승한다. 시각 t11에서 전위VA와 전위VB와의 차이가 드라이브트랜지스터(2)의 쓰레스홀드값을 초과하면, 드라이브트랜지스터(2)가 온으로 되고, 전위VB는 공통전위(Vcom)를 향해 급속하게 상승한다. 전위VA가 공통전위(Vcom)에 도달할 때까지 제어회로(17)는 게이트라인(5)의 전위게이트를 저전위 VGL로 되돌리고, 스위칭트랜지스터(4)를 오프로 한다.

유지캐패시터(3)의 전하량(Q1), 기생캐패시터(8)의 전하량(Q2), 및 그들의 총전하량(Q1 + Q2)는 도 14에 도시한 것과 같이 변화한다. 상기 제1실시형태와 달리 시각 t11 전에 기생캐패시터(8)는 어느 정도 충전되어 있다.

2.3. 독출모드

유지캐패시터(3) 및 기생캐패시터(8)로부터 전하를 독출할 때에는 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 제1실시형태와 마찬가지로 제어회로(17)가 게이트라인(5)의 전위게이트를 변화시킨다. 이에 의해, 전위 VA, VB 및 VC는 상기 제1실시형태와 마찬가지로 변화한다. 따라서, 유지캐패시터(3)의 전하량(Q1), 기생캐패시터 전하량(Q2) 및 그들의 총전하량(Q1 + Q2)는 도 16에 도시한 것처럼 변화한다.

2.4. 검출모드

도 17은 기입 및 독출 모드에 의한 전위 VB의 변화를 각 불량마다 도시하는 타이밍도이다. 따라서, 도면의 굵은 선은 전위 VA의 변화를 도시한다.

적분기(10)에 의해 검출되는 전하량 Q는 다음식 (7)로 표시된다.

Q = C1(Vwa) + C2(Vwa - Vwb) - C2(Vra - Vrb) …(7)

드라이브 트랜지스터(2)의 오픈불량의 경우, (Vwa - Vwb) = (Vra - Vrb)로 되며, 기생캐패시터(8)의 전하량은 검출되지 않는다. 따라서, 검출되는 전하량 Q는 정상인 경우보다 적게된다.

드라이브트랜지스터(2)의 쇼트 불량의 경우, Vwb = Vrb로 된다. Vra = 0이기 때문에, 이 경우 C2(Vwa)는 전하량 Q로서 검출되며 유지캐패시터(3)의 전하량은 검출되지 않는다. 따라서, 검출되는 전하량 Q는 정상인 경우보다도 적게된다.

드라이브 트랜지스터(2)의 오프 불량의 경우 및 온불량의 경우, Vwb는 정상인 경우보다도 크게되기 때문에 검출되는 전하량 Q는 정상인 경우보다도 적게된다.

드라이브트랜지스터(2)에 오프불량이 있는 경우, 기입 모드에서 기생캐패시터(8)의 전하량 Q2는 도 18에 도시한 것과 같이 변화한다. 이 경우, 드라이브 트랜지스터(2)는 완전하게 오프로 되지 않기 때문에, 전위 VB는 도 19에 도시한 것과 같이 음전위(-5V정도)를 유지할 수 없지만, 공통전위 Vcom(+5V정도)로 끌어올린다. 따라서, 전위 VB는 전위 VA에 따라 상승하고, 전위 VC에 대한 전위 VA가 드라이브트랜지스터(2)의 쓰레스홀드전압을 초과했을 때, 드라이브트랜지스터(2)가 온으로 되고, 전위 VB는 전위 VC를 향해 하강한다.

드라이브트랜지스터(2)의 드레인과 인접소자의 데이터라인과의 쇼트불량인 경우 및 드라이브트랜지스터(2)의 드레인과 인접소자의 게이트선과의 쇼트불량인 경우에는 Vwb = Vrb로 된다. Vra = 0이기 때문에, 이 경우, C2(Vwa)는 전하량 Q로서 검출되며, 유지캐패시터(3)의 전하량은 검출되지 않는다. 따라서, 검출되는 전하량Q는 정상인 경우보다도 작게된다.

이상 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 상술한 실시형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정하는 것이 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 상술한 실시형태를 적절하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, EL어레이 기판상의 불량을 EL패널의 구성전에 검출할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

EL소자의 하나의 전극에 접속되는 드레인을 갖는 드라이브 트랜지스터와, 상기 드라이브트랜지스터의 게이트에 접속되는 유지캐패시터와, 상기 EL소자의 하나의 전극과 상기 드라이브트랜지스터의 게이트와의 사이에 형성되는 기생캐패시터와, 상기 드라이브트랜지스터의 게이트에 접속되는 드레인을 갖는 스위칭트랜지스터를 구비한 EL어레이기판의 검사 방법에 있어서,

소정 전위를 상기 스위칭트랜지스터의 드레인으로 공급하여, 상기 스위칭트랜지스터를 소정의 기입시간동안 온으로 하는 기입단계와,

상기 스위칭트랜지스터를 오프로 하고나서 소정시간이 경과한 후에 상기 스위칭 트랜지스터를 다시 온으로 하고, 상기 스위칭트랜지스터의 드레인을 전하량측정기에 접속하는 독출단계와,

상기 전하량측정기의 출력에 기초하여 상기 EL어레이기판상의 불량을 검출하는 검출단계

를 포함하는 EL어레이기판의 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 검출단계는 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 적으면, 상기 드라이브트랜지스터의 게이트-소스간 쇼트 불량, 게이트-드레인 간 쇼트불량, 또는 오픈불량으로 판단하는 단계를 포함하는 EL어레이 기판에 대한 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 기입시간은 상기 유지캐패시터 및 상기 기생캐패시터를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧으며,

상기 검출단계는 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 크면, 상기 드라이브트랜지스터의 드레인-소스간 쇼트불량 또는 오프불량으로 판단하는 단계를 포함하는 EL어레이기판에 대한 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 기입시간은 상기 유지캐패시터 및 상기 기생캐패시터를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧으며,

상기 검출단계는 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 적으면, 상기 드라이브트랜지스터의 온불량으로 판단하는 단계를 포함하는 EL어레이기판에 대한 검사방법.
제1항에 있어서,

상기 기입단계 전에 상기 드라이브트랜지스터의 드레인을 소정 전위로 프리차지하는 드레인 프리차지(drain precharge)단계를 포함하는 EL어레이기판에 대한 검사방법.
EL소자의 한 쪽의 전극에 접속되는 드레인을 갖는 드라이브트랜지스터와, 상기 드라이브트랜지터의 게이트에 접속되는 유지캐패시터와 상기 EL소자의 한 쪽의 전극과 상기 드라이브트랜지스터의 게이트와의 사이에 형성되는 기생캐패시터와, 상기 드라이브트랜지스터의 게이트에 접속되는 드레인을 갖는 스위칭트랜지스터를 구비하는 EL어레이기판의 검사장치에 있어서,

소정전위를 상기 스위칭트랜지스터의 드레인으로 공급하고, 상기 스위치트랜지스터를 소정의 기입시간동안 온으로 하는 기입수단과,

상기 스위칭트랜지스터를 오프로 하고 나서 소정시간이 경과한 후에 상기 스위칭트랜지스터를 다시 온으로 하고, 상기 스위칭트랜지스터의 드레인을 전하량측정기에 접속하는 독출수단과,

상기 전하량측정기의 출력에 기초하여 상기 EL어레이기판상의 불량을 검출하는 검출수단

을 포함하는 EL어레이기판의 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 검출수단은 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 적으면 상기 드라이브트랜지스터의 게이트-소스간 쇼트불량, 게이트-드레인간 쇼트불량, 또는 오픈불량으로 판단하는 EL어레이기판의 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 기입시간은 상기 유지캐패시터 및 상기 기생캐패시터를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧으며,

상기 검출수단은 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 크면, 상기 드라이브트랜지스터의 드레인-소스간 쇼트불량 또는 온프불량으로 판단하는 EL어레이기판의 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 기입시간은 상기 유지캐패시터 및 상기 기생캐패시터를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧으며,

상기 검출수단은 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 적으면, 상기 드라이브트랜지스터의 온불량으로 판단하는 EL어레이 기판의 검사장치.
제6항에 있어서,

상기 기입수단이 동작하기전에 상기 드라이브트랜지스터의 드레인을 소정전위로 프리차지하는 드레인 프리차지수단을 포함하는 EL어레이기판의 검사장치.
제10항에 있어서,

상기 드레인 프리차지수단은 소정전위를 상기 드라이브트랜지스터의 소스로 공급하고, 상기 드라이브트랜지스터를 온으로 하는 EL어레이기판의 검사장치.
제11항에 있어서,

상기 드레인 프리차지수단은 상기 드라이브트랜지스터를 온으로 하기 위해, 소정전위를 상기 스위칭트랜지스터의 드레인으로 공급하고 상기 스위칭트랜지스터를 온으로 하는 EL어레이기판의 검사장치.
제6항 또는 제10항에 있어서,

상기 기입수단이 동작하기 전에, 상기 드라이브트랜지스터의 게이트를 소정전위로 프리차지하는 게이트 프리차지수단을 포함하는 EL어레이기판의 검사장치.
제13항에 있어서,

상기 게이트 프리차지수단은 소정전위를 상기 스위칭트랜지스터의 드레인으로 공급하고, 상기 스위칭트랜지스터를 온으로 하는 EL어레이기판의 검사장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,

상기 기입시간은 상기 유지캐패시터 및 기생캐패시터를 완전하게 충전하는데 필요한 시간보다도 짧으며,

상기 검출수단은 상기 전하량측정기의 출력이 통상보다도 적으면, 상기 드라이브트랜지스터의 온불량 또는 오프불량으로 하는 EL어레이기판의 검사장치.