KR20060113000A - 발광 표시장치의 불량판단방법 - Google Patents

발광 표시장치의 불량판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광표시장치의 불량판단에 관한 것으로, 발광소자 및 화소회로를 구비하는 화소에 의해 화상을 표시하는 발광표시장치를 제조하는 단계, 상기 발광소자에 역전압을 인가하는 단계 및 상기 역전압을 인가하는 단계에서 발광소자에 흐르는 누설전류를 측정하여 상기 발광표시장치의 불량을 판단하는 단계를 포함하며, 상기 화소는 발광소자, 게이트에 인가되는 전압에 의해 구동전류를 생성하는 제 1 트랜지스터, 제 1 주사신호에 의해 데이터신호를 전달하는 제 2 트랜지스터, 제 1 전원과 상기 데이터신호의 차이에 해당하는 전압을 저장하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 전달하는 캐패시터, 다이오드 연결되어 상기 데이터신호를 상기 캐패시터에 전달하는 제 3 트랜지스터, 제 2 주사신호에 의해 초기화신호를 상기 캐패시터에 전달하여 상기 캐패시터가 초기화도록 하는 제 4 트랜지스터 및 상기 제 2 주사신호에 의해 상기 구동전류를 상기 발광소자에 전달하는 제 5 트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치의 불량 판단방법을 제공하는 것이다.
따라서, 누설전류의 크기에 따라 발광표시장치에 잠재적인 불량화소가 포함되어 있는 여부를 파악할 수 있다.
누설전류, 역전압, 불량화소

Description

발광 표시장치의 불량판단방법{DEFECT DETECTING METHOD FOR LIGHT EMITTING DISPLAY}
도 1은 종래의 일반적인 발광소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광표시장치의 제 1 실시예를 구조도이다.
도 3은 도 2의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4a 및 도 4b는 역전압이 인가된 발광표시장치에 흐르는 누설전류의 양을 나타내는 도면이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호 설명***
100: 화소부 200: 데이터구동부
300: 주사구동부 400: 전원공급부
본 발명은 발광표시장치의 불량판단에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 발광소자에 역전압을 인가함으로써 누설전류를 측정하여 불량화소가 있는 패널을 파악하도록 하는 발광 표시장치의 불량판단방법에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA 등의 휴대 정보단말기 등의 표시장치나 각종 정보기기의 모니터로서 박형 경량의 평판 표시장치가 이용되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 패널을 이용한 LCD, 유기발광 소자를 이용한 유기발광 표시장치, 플라즈마 패널을 이용한 PDP 등이 알려져 있다.
이러한 평판 표시장치는 기판 상에 매트릭스 형태로 복수의 화소를 배치하여 표시영역으로 하고, 각 화소에 주사선과 데이터선을 연결하여 화소에 데이터신호를 선택적으로 인가하여 디스플레이를 한다.
이러한 현재 평판 표시장치들 중에서 발광 표시장치는 LCD 소자에 비해 약 30,000배 이상의 빠른 응답 속도를 가지고 있어 동영상의 구현이 용이하고, 자체적으로 발광하여 휘도가 높고, 시야각이 넓은 장점이 있어 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
발광 표시장치로는 유기 발광 소자를 이용한 유기 발광 표시장치와 무기 발광 소자를 이용한 무기 발광 표시장치가 있다. 유기 발광 소자는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)로도 호칭되며, 애노드 전극, 캐소드 전극 및 이들 사이에 위치하여 전자와 정공의 결합에 의하여 발광하는 유기 발광층을 포함한다. 무기 발광 소자는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)로도 호칭되며, 유기 발광 다이오드와 달리 무기물인 발광층, 일례로 PN 접합된 반도체로 이루어진 발광층을 포함한다.
도 1은 일반적인 발광소자를 나타내는 도면이다. 도 1를 참조하면, 발광소 자는 애노드전극(20)과 캐소드전극(21) 사이에 형성된 발광층(Emitting Layer : EL), 정공 수송층(Hole Transfer Layer : HTL)과, 전자 수송층(Eltctron Transfer Layer : ETL)을 구비한다.
애노드전극(20)은 발광층(EL)으로 정공을 공급할 수 있도록 제 1 전원과 접속된다. 캐소드전극(21)은 발광층(EL)으로 전자를 공급할 수 있도록 제 1 전원보다 낮은 제 2 전원과 접속된다. 즉, 애노드전극(20)은 캐소드전극(21)에 비하여 상대적으로 높은 정극성(+)의 전위를 갖고, 캐소드전극(21)은 애노드전극(20)에 비하여 상대적으로 낮은 부극성(-)의 전위를 갖는다.
정공 수송층(HTL)은 애노드전극(20)으로부터 공급되는 정공을 가속하여 발광층(EL)으로 공급한다. 전자 수송층(ETL)은 캐소드전극(21)으로부터 공급되는 전자를 가속하여 발광층(EL)으로 공급한다. 정공 수송층(HTL)으로부터 공급되는 정공과 전자 수송층(ETL)으로부터 공급되는 전자는 발광층(EL)에서 충돌한다. 이때, 발광층(EL)에서 전자와 정공이 재결합하게 되고, 이에 따라 소정의 빛이 생성된다. 실질적으로 발광층(EL)은 유기물질 등으로 형성되어 전자와 정공이 재결합할 때 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 빛을 생성한다.
한편, 발광소자는 정공 수송층(HTL)과 애노드전극(20) 사이에 위치되는 정공 주입층(Hole Injection Layer : HIL)과, 전자 수송층(ETL)과 캐소드전극(21) 사이에 위치되는 전자 주입층(Electron Injection Layer : EIL)을 더 포함한다. 정공 주입층(HIL)은 정공을 정공 수송층(HTL)으로 공급한다. 전자 주입층(EIL)은 전자를 전자 수송층(ETL)으로 공급한다.
상기와 같이 구성되는 발광소자를 포함하는 화소를 이용하여 화상을 표시하는 발광표시장치는 화소를 형성하는 과정 중에 화소에 불량화소가 발생할 우려가 있으며, 이러한 불량화소에 의해 발광표시장치의 화상을 표현하는 품위가 낮아지게 되는 문제점이 있다. 또한, 발광 표시장치를 장시간 사용하는 경우에 화소에 불량이 나타나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 발광소자에 역전압을 인가함으로써 발생하는 누설전류의 양을 파악하여 누설전류의 양이 높게 나온 발광 표시장치는 불량화소가 있는 발광 표시장치로 파악하도록 하는 발광 표시장치의 불량 판단방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 측면은, 발광소자 및 화소회로를 구비하는 화소에 의해 화상을 표시하는 발광표시장치를 제조하는 단계, 상기 발광소자에 역전압을 인가하는 단계 및 상기 역전압을 인가하는 단계에서 발광소자에 흐르는 누설전류를 측정하여 상기 발광표시장치의 불량을 판단하는 단계를 포함하며, 상기 화소는 발광소자, 게이트에 인가되는 전압에 의해 구동전류를 생성하는 제 1 트랜지스터, 제 1 주사신호에 의해 데이터신호를 전달하는 제 2 트랜지스터, 제 1 전원과 상기 데이터신호의 차이에 해당하는 전압을 저장하여 상기 제 1 트랜 지스터의 게이트에 전달하는 캐패시터, 다이오드 연결되어 상기 데이터신호를 상기 캐패시터에 전달하는 제 3 트랜지스터, 제 2 주사신호에 의해 초기화신호를 상기 캐패시터에 전달하여 상기 캐패시터가 초기화도록 하는 제 4 트랜지스터 및 상기 제 2 주사신호에 의해 상기 구동전류를 상기 발광소자에 전달하는 제 5 트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치의 불량 판단방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 발광표시장치의 제 1 실시예를 구조도이다. 도 2을 참조하여 설명하면, 발광 표시장치는 화상을 표시하는 화소부(100), 데이터신호를 전달하는 데이터구동부(200), 주사신호를 전달하는 주사구동부(300) 및 화소부(100), 데이터구동부(200) 및 주사구동부(300)에 전원을 공급하는 전원공급부(400)를 포함한다.
화소부(100)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 복수의 데이터선(D1,D2,..Dm-1,Dm)과 복수의 초기화신호선(Vinit)이 형성되며 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)과 데이터선(D1,D2,..Dm-1,Dm)이 교차한 영역에 복수의 화소(110)가 형성되어 주사선, 데이터선 및 초기화신호선을 통해 전달받은 신호를 이용하여 화상을 표시한다. 또한, 복수의 화소(110)는 전원공급부(400)으로부터 제 1 전원(ELVdd)과 제 2 전원(ELVss)을 공급받아 구동하게 된다. 제 1 전원(ELVdd)은 화소부(100)에 배선의 형태로 연결되어 각 화소에 제 1 전원(ELVdd)의 전압을 전달하고 제 2 전원(ELVss)는 화소부(100)의 전면에 증착되어 화소에 흐르는 전류가 제 2 전원(ELVss) 로 흘러나가도록 할 수 있다.
데이터구동부(200)는 데이터신호를 출력하며, 화소부(100)의 세로방향으로 배열된 데이터선(D1,D2...Dm-1,Dm)에 연결되어 데이터신호를 화소부(100)에 전달한다. 데이터구동부(200)는 발광표시장치에 역바이어스 전압을 인가하는 경우에는 데이터신호의 전압레벨이 제 1 전원(ELVdd)의 전압레벨보다 더 낮은 전압레벨을 갖도록 한다.
주사구동부(300)는 주사신호를 출력하며, 화소부(100)의 가로 방향으로 배열된 주사선(S1,S2,...Sn-1,Sn)에 연결되어 주사신호를 화소부(100)에 전달한다.
전원공급부(400)는 화소부(100)에 제 1 전원(ELVdd)와 제 2 전원(ELVss)을 전달한다. 전원공급부(400)는 발광표시장치가 정상적인 동작을 하는 경우에 제 1 전원(ELVdd)가 제 2 전원(ELVss) 보다 더 높은 전압레벨을 갖도록 한다. 그리고, 발광표시장치에 역전압을 인가하는 경우에 제 1 전원(ELVdd)의 전압레벨은 제 2 전원(ELVss)의 전압레벨보다 더 낮은 전압레벨을 갖도록 한다.
또한, 전원공급부(400)는 화소부(100)에 초기화신호를 전달하여 화소에 저장되어 있는 전압을 초기화시킨다.
도 3은 도 2의 발광 표시장치에서 채용된 화소를 나타내는 회로도이다. 도 3을 참조하여 설명하면, 화소는 발광소자(OLED)와 화소회로를 포함하며, 화소회로는 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 제 3 트랜지스터(M3), 제 4 트랜지스터(M4), 제 5 트랜지스터(M5), 캐패시터(Cst)를 포함한다. 제 1 트랜지스터(M1) 내지 제 5 트랜지스터(M5)는 소스, 드레인 및 게이트를 구비하며, 소스와 드레인은 물리적으로 차이가 없으며 제 1 및 제 2 전극으로 칭할 수 있다. 그리고, 제 1 캐패시터(Cst)는 제 1 및 제 2 전극을 포함한다. 그리고, 제 1 내지 제 4 트랜지스터(M1 내지 M4)는 P 모스 트랜지스터로 구현되고 제 5 트랜지스터(M5)는 N 모스 트랜지스터로 구현된다.
또한, 주사선(Sn), 데이타선(Dm), 초기화신호선(Vinit) 및 제 1 전원(ELVdd)이 화소에 연결된다.
제 1 트랜지스터(M1)는 소스는 제 1 전원(ELVdd)에 연결되고 드레인은 제 1 노드(A)에 연결되며 게이트는 제 2 노드(B)에 연결되어 제 2 노드(B)에 전달되는 전압에 대응하여 제 1 노드(A)로 구동전류를 흐르도록 한다.
제 2 트랜지스터(M2)는 소스는 데이터선(Dm)에 연결되고 드레인은 제 3 트랜지스터(M3)에 연결되며 게이트는 제 1 주사선(Sn)에 연결되어 제 1 주사선(Sn)을 통해 전달되는 제 1 주사신호에 의해 선택적으로 데이터신호를 제 3 트랜지스터(M3)에 전달한다.
제 3 트랜지스터(M3)는 소스는 제 2 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결되고 드레인은 제 3 노드(C)에 연결되고 게이트는 제 2 노드(B)에 연결되며 제 2 노드(B)와 제 3 노드(C)는 배선으로 연결되어 제 2 노드(B)와 제 3 노드(C)는 동일한 전위를 갖게 되어 제 3 트랜지스터(M3)는 다이오드 연결된다.
제 4 트랜지스터(M4)는 소스는 초기화신호선(Vinit)에 연결되고 드레인은 제 3 노드(C)에 연결되며 게이트는 제 2 주사선(Sn-1)에 연결되어 제 2 주사선(Sn-1) 을 통해 전달되는 제 2 주사신호에 의해 초기화신호선(Vinit)의 전압을 제 3 노드에 선택적으로 전달한다.
제 5 트랜지스터(M5)는 소스는 제 1 노드(A)에 연결되고 드레인은 발광소자에 연결되며 게이트는 제 2 주사선(Sn-1)에 연결되어 제 2 주사선(Sn-1)을 통해 전달되는 제 2 주사신호에 의해 제 1 노드(A)를 통해 전달되는 구동전류를 발광소자에 전달한다. 이때, 제 5 트랜지스터(M5)가 N 모스 트랜지스터로 구현되어 제 2 주사신호에 의해 동작되는 P 모스 트랜지스터로 구현된 제 4 트랜지스터(M4)가 온 상태가 되어 있는 시간에 오프 상태가 되는 것을 제외하고 그 외의 시간에서 온상태가 된다.
캐패시터(Cst)는 제 1 전극은 제 1 전원(ELVdd)에 연결되고 제 2 전극은 제 2 노드(B)에 연결되어 제 4 트랜지스터(M4)의 동작에 따라 초기화신호선(Vinit)의 전압을 저장하며, 제 3 트랜지스터(M3)가 다이오드 연결되어 제 2 트랜지스터(M2)를 통해 전달되는 데이터신호를 저장한다. 이때, 캐패시터(Cst)는 제 2 주사신호에 의해 먼저 초기화신호선의 전압을 저장한 후에 제 1 주사신호에 의해 데이터신호에 대응되는 전압을 저장한다. 제 2 주사신호는 하나의 화소행에 위치하는 제 2 트랜지스터(M2)를 선택하여 데이터신호를 전달하는 제 1 주사신호보다 이전 행에 위치하는 화소에 데이터신호를 전달하도록 선택하는 주사신호이다.
발광소자(OLED)는 애노드 전극은 제 5 트랜지스터(M5)에 연결되고 캐소드 전극은 제 2 전원(ELVss)에 연결되어 제 5 트랜지스터(M5)로부터 유입되는 전류에 의해 발광한다.
상기와 같이 구성된 화소를 복수 개 포함하는 화소에 역전압을 전달하면 화소회로에 누설전류가 발생하게 되는데, 불량화소는 화소회로의 단락 등에 의하여 불량화소에 흐르는 누설전류의 양이 정상화소에 흐르는 누설전류의 양보다 크게 나타나게 된다.
표 1은 정상 동작할 때의 전압(정상조건)과 화소에 역전압을 인가하여 누설전류를 측정할 때의 전압(역에이징 조건)을 나타낸다.
정상조건 역에이징조건
제 1 전원 5V 1V
제 2 전원 -6V 13V
제 3 전원 5V 5V
제 4 전원 -7V -7V
데이터신호 0~5V -3V
초기화신호선의 전압 -2V -3V
발광소자 애노드전압 - 1V
표 1을 참조하여 역에이징조건에서 제 1 전원은 1V의 전압을 갖고 제 2 전원은 13V의 전압을 갖게 된다. 이러한 상태가 되면 발광소자(OLED)의 캐소드 전극에는 13V의 전압이 인가되고 발광소자(OLED)의 애노드 전극에는 1V의 전압이 인가되어 캐소드에 높은 전압이 인가되고 애노드 전극에 낮은 전압이 인가되어 발광소자(OLED)에는 12V 차이의 역전압이 인가된다. 그리고, 이러한 역전압이 인가되면 발광소자(OLED)의 캐소드에서 애노드 방향으로 누설전류가 흐르게 된다.
이때, 주사구동부(300)는 역에이징 조건일 때 정상조건과 동일한 조건이 되어 동일한 신호를 발생하여 주사구동부(300)에 의해 출력되는 제 2 주사신호는 동일한 전압레벨을 갖게 된다. 그리고, 데이터신호와 초기화신호의 전압은 -3V의 전압을 갖도록 하여 제 1 트랜지스터(M1)에 의해 누설전류가 흐르는 것이 차단되는 것을 막는다.
그리고, 흐르는 전류량을 파악하여 전류량이 기준치 이상이 되면 불량화소로 파악하고 전류량이 기준치 이하이면 정상적인 화소로 파악을 한다.
도 4a 및 도 4b는 역전압이 인가된 발광표시장치에 흐르는 누설전류의 양을 나타내는 도면이다. 도 4a는 제조된 55개의 발광표시장치에 흐르는 전류량을 나타내며, 도 4b는 55개의 발광표시장치 중 불량화소가 1 개 이내인 발광표시장치들의 누설전류량을 나타내는 도이다.
역전압 인가조건은 발광소자의 애노드와 캐소드 전극 사이에 12V의 전압차이의 역전압이 1분동안 유지되도록 하였다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명하면, 불량화소가 1 개 미만인 발광표시장치의 누설전류는 2.5㎂이하이며, 그 중 불량화소가 하나를 포함하는 발광표시장치들의 누설전류의 전류량은 1㎂ 이상이 된다.
따라서, 역전압을 인가하였을때 누설전류의 전류량이 1㎂를 넘어가게 되면 불량화소가 포함되어 있는 발광표시장치로 파악할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 단지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
본 발명에 따른 발광 표시장치 불량판단방법에 의하면, 발광소자에 역전압을 인가한 상태에서 발광소자에 흐르는 누설전류를 측정하여 발광표시장치에 잠재적인 불량화소가 포함되어 있는 여부를 파악하도록 한다.
따라서, 불량화소가 포함되어 있는 발광표시장치가 시중에 유통되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 발광소자 및 화소회로를 구비하는 화소에 의해 화상을 표시하는 발광표시장치를 제조하는 단계;
    상기 발광소자에 역전압을 인가하는 단계; 및
    상기 역전압을 인가하는 단계에서 발광소자에 흐르는 누설전류를 측정하여 상기 발광표시장치의 불량을 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 화소는
    발광소자;
    게이트에 인가되는 전압에 의해 구동전류를 생성하는 제 1 트랜지스터;
    제 1 주사신호에 의해 데이터신호를 전달하는 제 2 트랜지스터;
    제 1 전원과 상기 데이터신호의 차이에 해당하는 전압을 저장하여 상기 제 1 트랜지스터의 게이트에 전달하는 캐패시터;
    다이오드 연결되어 상기 데이터신호를 상기 캐패시터에 전달하는 제 3 트랜지스터;
    제 2 주사신호에 의해 초기화신호를 상기 캐패시터에 전달하여 상기 캐패시터가 초기화도록 하는 제 4 트랜지스터; 및
    상기 제 2 주사신호에 의해 상기 구동전류를 상기 발광소자에 전달하는 제 5 트랜지스터를 포함하는 발광 표시장치의 불량 판단방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 누설전류의 절대값이 소정값 이상이면 상기 발광표시장치를 불량으로 판단하는 발광표시장치의 불량판단방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정값은 1㎂ 인 발광 표시장치의 불량 판단방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 역전압은 적어도 12V 차이를 갖는 발광표시장치의 불량판단방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기화신호의 전압은
    상기 데이터신호의 전압과 같거나 더 낮은 발광표시장치의 불량판단방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 주사신호는 상기 제 1 주사신호 보다 이전 라인을 선택하는 주사신호인 발광표시장치의 불량판단방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터는 P 모스 트랜지스터로 구현되고 상기 제 5 트랜지스터는 N 모스 트랜지스터로 구현되는 발광 표시장치의 불량판단방법.
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