KR20090065940A

KR20090065940A - 광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치

Info

Publication number: KR20090065940A
Application number: KR1020070133496A
Authority: KR
Inventors: 박상진; 어기한; 맹호석; 조만승; 차영옥
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2009-06-23
Also published as: US8193478B2; CN101464187B; JP5231127B2; US7825361B2; US20110012878A1; US20090152441A1; KR101343105B1; CN101464187A; JP2009151272A

Abstract

광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치에서, 검사회로부는 표시패널에 내장되어 외부광의 세기를 센싱하는 광센서의 출력 노드에 연결된다. 광센서에 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광이 제공되면, 검사회로부는 출력 노드로부터 출력되는 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 출력한다. 표시패널에 구비되는 다수의 화소 중에서 선택된 화소들로 이루어진 검사화소부는 검사회로로부터 구동신호를 입력받아서 구동신호에 대응하는 계조를 표시한다. 휘도 측정기를 이용하여 검사화소부에 표시된 계조에 대응하는 휘도를 측정하고, 측정된 휘도와 기 설정된 휘도를 비교함으로써, 표시패널에 내장된 광센서가 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사할 수 있다.

Description

광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치{LIGHT SENSOR INSPECTION UNIT, METHOD OF INSPECTING THE SAME AND DISPLAY DEVICE}

광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시패널 내에 내장된 광센서를 검사하기 위한 광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치를 제공하는 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 자체적으로 광을 발생하지 못하는 수동광 소자인 액정을 이용하므로, 액정표시패널은 외부로부터 광을 입력받아서 영상을 표시한다. 액정표시장치는 어떠한 광을 이용하는가에 따라서 두 가지로 분류될 수 있다. 즉, 액정표시장치는 자체적으로 광을 발생하여 영상을 표시하는 투과형 액정표시장치와 외부 환경에서 발생된 광을 이용하여 영상을 표시하는 반사형 액정표시장치로 구분된다.

투과형 액정표시장치 경우 액정표시패널의 하부에 구비되어 액정표시패널 측으로 광을 제공하는 백라이트가 구비된다. 일반적으로, 백라이트에서는 액정표시장치에서 소비되는 전력의 70%이상을 소비한다. 따라서, 최근에는 외부 환경에서 발생되는 광의 세기가 높을 때, 백라이트로부터 출력되는 광의 세기를 감소시킴으로 써, 백라이트의 소비 전력을 절감시키는 방안이 제시되고 있다. 그러기 위해서 액정표시장치에는 외부 환경에서 발생된 광을 실시간으로 센싱하기 위한 광센서가 추가된다.

광센서는 표시패널에 박막 공정을 통해 형성된 트랜지스터의 형태로 이루어져 상기 표시패널 내에 내장되는 내장형 광센서와 표시패널 모듈의 일측에 외장형으로 장착된 외장형 광센서로 구분될 수 있다. 외장형 광센서의 경우 표시패널 모듈로부터 분리가 가능하여 광센서가 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사하는 공정이 용이하다. 그러나, 외장형 광센서는 액정표시장치의 전체적인 사이즈를 증가시킬 뿐만 아니라, 외장형 광센서의 추가에 따라 액정표시장치의 조립 공정이 복잡해진다.

따라서, 최근에는 내장형 광센서를 채용하는 액정표시장치가 늘어나고 있다. 그러나, 내장형 광센서의 경우 표시패널이 완성된 상태에서는 상기한 검사가 수행되기 어렵고, 아직 내장형 광센서를 검사하는 기술이 개발되지 않은 상태이다. 또한, 내장형 광센서의 검사 공정을 생략한 상태로 표시패널을 출하하면, 표시패널의 신뢰성이 저하되므로, 내장형 광센서를 검사할 수 있는 기술이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시패널에 내장되어 외부광을 센싱하는 광센서를 효율적으로 검사하기 위한 광센서 검사유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 광센서를 검사하는데 적용되는 검사방법을 제 공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 광센서를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 광센서 검사유닛은 표시패널 내에 내장되어 외부광을 센싱하는 광센서를 검사하기 위하여 검사회로부, 검사화소부, 휘도 측정기 및 제어부를 포함한다.

상기 검사회로부는 상기 광센서의 출력 노드에 연결되고, 상기 광센서에 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광이 제공될 때 상기 출력 노드로부터 출력되는 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 출력한다. 상기 검사화소부는 상기 표시패널 내에 구비된 다수의 화소들 중 선택된 화소들로 이루어지고, 상기 검사회로로부터 상기 구동신호를 입력받아서 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시한다. 상기 휘도 측정기는 상기 검사화소부에 표시된 계조에 대응하는 휘도를 측정하고, 상기 제어부는 상기 측정된 휘도와 기 설정된 휘도를 비교하여 상기 광센서의 정상동작 여부를 검사한다.

본 발명에 따른 광센서 검사방법은 표시패널 내에 내장되어 외부광을 센싱하는 광센서를 검사하기 위한 것이다. 그러기 위해 상기 광센서에 기 설정된 외부광을 공급한다. 상기 광센서의 출력 노드를 통해 상기 외부광에 대응하는 센싱 신호가 출력되고, 상기 센싱 신호에 응답하여 구동신호가 표시패널 내에 구비된 다수의 화소들 중 선택된 화소들로 제공된다. 상기 선택된 화소들을 통해서 상기 구동신호 에 대응하는 계조가 표시되면, 상기 선택된 화소들이 구비된 영역에서 상기 계조에 대응하는 휘도를 측정한다. 상기 측정된 휘도와 기 설정된 기준 휘도를 비교하여 상기 광센서의 정상동작 여부를 검사한다.

본 발명에 따른 표시장치는 백라이트, 표시패널, 백라이트 구동부, 표시패널 구동부를 포함한다. 상기 백라이트는 내부광을 발생하고, 상기 표시패널은 표시영역에 구비되어 상기 내부광을 입력받아서 영상을 표시하는 다수의 화소 및 상기 표시영역에 인접한 블랙 매트릭스 영역에 구비되어 외부광의 세기에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 광센서를 포함한다. 상기 백라이트 구동부는 상기 센싱 신호를 입력받아서 상기 백라이트 유닛으로부터 출력되는 상기 내부광의 세기를 조절하고, 상기 표시패널 구동부는 상기 표시패널에 구비된 다수의 화소를 구동시킨다.

여기서, 상기 표시패널은 상기 광센서를 검사하는 단계에서 상기 광센서의 출력 노드에 연결되어 상기 광센서에 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광이 제공될 때 상기 출력 노드로부터 출력되는 센싱 신호에 응답하여 다수의 화소들로부터 선택된 화소를 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 검사회로부를 구비한다. 따라서, 상기 광센서의 검사단계에서 상기 선택된 화소들이 상기 구동신호를 입력받아서 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시하면, 검사유닛은 휘도 측정기를 이용하여 상기 계조에 대응하는 휘도를 측정하고, 측정된 휘도를 근거로하여 상기 광센서가 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사한다.

이와 같은 광센서 검사유닛, 이의 검사방법 및 표시장치에 따르면, 표시패널 에 내장되어 외부광의 세기를 센싱하는 광센서를 검사하기 위하여 표시패널 상에는 광센서에 연결된 검사회로부가 구비하고, 휘도 측정기를 이용하여 상기 검사회로부에 의해서 동작하는 몇몇의 화소들의 휘도를 측정함으로써, 측정된 휘도를 근거로 상기 광센서가 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서 검사유닛을 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 광센서 검사유닛(100)은 영상을 표시하는 표시패널(50)에 내장되어 상기 표시패널(50) 외부의 광학적 환경(예를 들어, 외부의 광의 세기)을 센싱하는 광센서(51)를 검사하기 위한 것이다.

상기 광센서(51)는 상기 표시패널(50)에 다수의 화소를 형성하는 박막 공정을 통해 상기 표시패널(50)에 내장되므로, 외장형 광센서를 검사하는 테스터를 이용하는 검사기술로는 상기 내장형 광센서(51)를 검사할 수 없다.

따라서, 본 발명에 따른 광센서 검사유닛(100)은 상기 표시패널(50)에 내장된 상기 내장형 광센서(51)를 검사하기 위하여 검사회로부(110), 검사화소부(120), 휘도 측정기(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

상기 광센서(51)를 검사하기 위하여 상기 광센서(51)로 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광(Le)을 공급하면, 상기 광센서(51)로부터 상기 외부광(Le)의 세기에 대응하는 센싱 신호가 출력된다. 상기 검사회로부(110)는 상기 광센서(51)의 출력 노드에 연결되어 상기 센싱 신호를 입력받고, 상기 센싱 신호를 구동신호로 변환하여 출력한다. 상기 검사회로부(110)의 구성에 대해서는 이후 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 검사화소부(120)는 상기 다수의 화소들 중에서 선택된 몇몇의 화소들로 이루어지며, 선택된 화소들은 상기 검사회로부(110)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 검사화소부(120)는 상기 검사회로부(110)로부터 상기 구동신호를 입력받고, 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시한다. 여기서, 상기 선택된 화소의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 휘도 측정기(130)는 상기 검사화소부(120)에 인접하도록 구비되어 상기 검사화소부(120)가 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시하면, 상기 검사화소부(120)로부터 표시된 계조에 대응하는 휘도를 측정한다. 상기 휘도 측정기(130)에 의해서 측정된 휘도 데이터는 상기 제어부(140)로 전송되고, 상기 제어부(140)는 기설정된 기준휘도 데이터와 상기한 측정된 휘도 데이터를 비교하여 상기 광센서(51)가 정상적으로 동작하는지의 여부를 검사한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 표시패널(50)은 영상이 표시되는 표시영역(DA), 상기 표시영역(DA)을 감싸는 블랙 매트릭스 영역(BA) 및 상기 블랙 매트릭스 영역(BA)의 외측에 구비된 주변영역(PA)으로 이루어진다. 다수의 화소는 상기 표시영역(DA)에 구비되고, 상기 검사화소부(120)는 상기 다수의 화소들 중에서 선택된 화소들로 이루어지므로, 상기 표시영역(DA)의 일정 영역에 구비된다.

한편, 상기 블랙 매트릭스 영역(BA)에는 상기 표시패널(50)의 후면에서부터 공급되는 내부광(예를 들어, 표시장치의 백라이트(미도시)로부터 입사되는 광)이 누설되는 것을 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 구비된다. 상기 광센서(51)는 상기 블랙 매트릭스 영역(BA)에 구비되고, 상기 외부광(Le)이 상기 광센서(51)로 입사될 수 있도록 상기 광센서(51)가 형성된 위치에서 상기 블랙 매트릭스가 부분적으로 개구된다.

상기 검사회로부(110)는 상기 주변영역(PA)에 구비되어 상기 광센서(51)와 상기 검사화소부(120)에 배선을 통해서 전기적으로 연결된다. 특히, 상기 검사회로부(110)는 상기 주변영역(PA) 중 표시패널(50) 상에 구동칩(미도시)이 실장되기 위하여 마련된 칩 실장 영역(CA)의 외측에 구비되는 것이 바람직하다.

도 2는 도 1에 도시된 광센서, 검사회로부 및 검사화소부의 연결관계를 나타낸 회로도이고, 도 3은 도 2에 도시된 신호의 파형을 나타낸 파형도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 광센서(51)는 센싱 트랜지스터(Tss) 및 센싱 커패시터(Css)로 이루어진다. 상기 센싱 트랜지스터(Tss)는 제1 게이트 신호(Vg_sensor)가 인가되는 제어전극, 소오스 신호(Vg_ss)이 인가되는 입력전극 및 센싱신호를 출력하는 출력전극으로 이루어진다. 상기 출력전극과 직류 바이어스 전압(DC_bias)이 인가되는 단자 사이에는 상기 센싱 커패시터(Css)가 연결된다. 여기서, 상기 광센서(51)의 출력노드(N_out)는 상기 센싱 트랜지스터(Tss)의 출력전극과 상기 커패시터(Css)가 연결된 노드로 정의된다.

검사 구간(P_ins)동안, 상기 센싱 트랜지스터(Tss)의 제어전극에는 마이너스(-) 전압 레벨(예를 들어, -5V 내지 -7V)을 갖는 제1 게이트 신호(Vg_sensor)가 공급되고, 상기 센싱 트랜지스터(Tss)의 입력전극에는 0V의 전압레벨을 갖는 상기 소오스 신호가 공급된다. 이 상태에서, 상기 센싱 트랜지스터(Tss)에 기 설정된 외부광(Le)이 제공되면, 상기 광센서(51)는 상기 외부광(Le)에 대응하는 포토 커런트를 출력한다. 여기서, 상기 포토 커런트는 상기 센싱 트랜지스터(Tss)의 출력전극으로부터 입력전극 방향으로 진행한다. 따라서, 상기 광센서(51)의 출력노드(N_out)의 전위가 강하하여 상기 광센서(51)의 출력노드(N_out)에는 로우 상태의 센싱 신호가 출력된다.

상기 검사회로부(110)는 제1 트랜지스터(T1), 인버터(111) 및 제2 트랜지스터(T2)로 이루어진다. 상기 제1 트랜지스터(T1)는 상기 출력노드(N_out)에 연결된 입력전극, 인에이블 신호(Ven)를 입력받는 제어전극 및 상기 인버터(111)의 입력단자에 연결된 출력전극으로 이루어진다. 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 인에이블 신호(Ven)를 입력받는 제어전극, 상기 인버터(111)의 출력단자에 연결된 입력전극 및 상기 검사화소부(120)에 연결된 출력전극으로 이루어진다. 상기 인버터(111)는 제3 및 제4 트랜지스터(T3, T4)로 이루어진다. 상기 제3 트랜지스터(T3)는 제1 전압(Vdd)이 공급되는 제1 전압단자에 공통으로 연결된 제어전극과 입력전극을 포함하고, 상기 제2 트랜지스터(T2)의 입력전극에 연결된 출력전극을 포함한다. 상기 제4 트랜지스터(T4)는 상기 제1 트랜지스터(T1)의 출력전극에 연결된 제어전극, 상기 제3 트랜지스터(T3)의 출력전극에 연결된 입력전극 및 제2 전압(Vss)이 공급되는 제2 전압단자에 연결된 출력전극으로 이루어진다.

검사 구간(P_ins)동안, 하이 상태의 상기 인에이블 신호(Ven)에 응답하여 상 기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)가 턴-온된다. 본 발명의 일 예로, 상기 인에이블 신호(Ven)는 15V의 전압레벨을 갖는 전압신호이다. 턴-온된 상기 제1 트랜지스터(T1)는 상기 광센서(51)로부터 출력된 센싱신호를 상기 인버터(111)로 제공한다. 상기 인버터(111)는 상기 제1 트랜지스터(T1)를 통해 입력된 상기 센싱신호에 응답하여 제1 및 제2 전압(Vdd, Vss) 중 어느 하나를 구동신호로써 출력한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 검사 구간(P_ins)동안 상기 제1 전압(Vdd)은 4V 내지 5V의 전압레벨을 갖고, 제2 전압(Vss)은 0V의 전압레벨을 갖는다.

여기서, 상기 제3 트랜지스터(T3)는 다이오드로 동작하므로, 상기 제3 트랜지스터(T3)의 출력전극에는 상기 제1 전압(Vdd)이 출력된다. 이때, 상기 제1 트랜지스터(T1)로부터 로우 상태의 센싱신호가 출력되면, 상기 제4 트랜지스터(T4)가 턴-오프되고, 그 결과 턴-온된 제2 트랜지스터(T2)를 통해서 상기 제1 전압(Vdd)이 상기 구동신호로 출력된다.

한편, 검사화소부(120)에 구비된 하나 이상의 화소 각각은 화소 트랜지스터(T_pixel) 및 액정 커패시터(Clc)로 이루어진다. 화소 트랜지스터(T_pixel)는 제2 게이트 신호(Vgate)를 입력받는 제어전극, 제2 트랜지스터(T2)의 출력전극에 연결된 입력전극 및 상기 액정 커패시터(Clc)에 연결된 출력전극을 포함한다. 상기 액정 커패시터(Clc)는 상기 화소 트랜지스터(T_pixel)의 출력전극과 공통전압(Vcom)이 인가되는 공통전극 사이에 구비된다.

검사 구간(P_ins)동안, 상기 화소 트랜지스터(T_pixel)의 제어전극에는 하이 상태의 제2 게이트 신호(Vgate)가 인가된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제2 게이트 신호(Vgate)는 15V의 전압레벨을 갖는 전압신호이다. 상기 제2 게이트 신호(Vgate)에 응답하여 상기 화소 트랜지스터(T_pixel)가 턴-온되면, 상기 검사회로부(110)로부터 구동신호로써 출력된 상기 제1 전압(Vdd)은 상기 화소 트랜지스터(T_pixel)를 통과해 상기 액정 커패시터(Clc)에 충전된다. 따라서, 검사화소부(120)에 구비된 화소들은 상기 제1 전압(Vdd)에 대응하는 계조를 표시한다. 이후 검사 과정에 대해서는 도 1에서 상세하게 설명하였으므로, 여기서는 생략하기로 한다.

한편, 상기한 검사를 수행하기 이전에 상기 검사회로부(110)로부터 출력되는 신호를 초기화시키는 과정이 선행될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 초기화 구간(P_ini)동안 상기 인에이블 신호(Ven)는 하이 상태로 유지되고, 상기 소오스 신호(Vg_ss)는 4V 내지 5V의 전압레벨로 유지되며, 상기 제1 게이트 신호(Vg_sensor)는 15V까지 상승된 전압레벨을 갖는다.

따라서, 초기화 구간(P_ini)동안 상기 제1 게이트 신호(Vg_sensor)에 응답하여 턴-온된 상기 센싱 트랜지스터(Tss)에 의해서 상기 광센서(51)의 출력노드(N_out)의 전위는 4V 내지 5V까지 상승한다. 따라서, 출력노드(N_out)로부터 출력된 전압은 턴-온 상태의 제1 트랜지스터(T1)를 통과해 제4 트랜지스터(T4)의 제어전극으로 인가된다. 따라서, 상기 제4 트랜지스터(T4)가 턴-온 상태로 전환되고, 그 결과 제3 트랜지스터(T3)로부터 출력된 제1 전압(Vdd)은 제4 트랜지스터(T4)를 통해서 방전된다. 따라서, 초기화 구간(P_ini)동안 상기 검사회로부(110)는 상기 제2 전압(Vss)을 구동신호로써 출력한다. 즉, 상기 검사회로부(110)로부터 출력되는 구동신호는 상기 제2 전압(Vss)으로 초기화될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 표시패널(50) 상에는 리드아웃 범프(B_readout)와 데이터 범프(B_data)가 더 구비된다. 리드아웃 범프(B_readout)는 이후 상기 표시패널(50) 상에 실장될 구동칩(미도시)과 상기 광센서(51)를 전기적으로 연결시키기 위하여 마련된 것으로, 상기 리드아웃 범프(B_readout)는 상기 광센서(51)의 출력노드(N_out)와 배선을 통해 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 데이터 범프(B_data)는 상기 구동칩과 상기 검사화소부(120)에 구비된 화소를 전기적으로 연결시켜 상기 구동칩으로부터 출력되는 데이터 신호를 화소로 제공하기 위하여 마련된 것이다. 따라서, 상기 데이터 범프(B_data)는 배선을 통해서 상기 검사화소부(120)에 구비된 픽셀 트랜지스터(T_pixel)의 입력전극과 전기적으로 연결된다.

한편 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 표시패널(50)의 표시영역(DA)에는 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 구비된다. 표시패널(50)을 검사하기 위한 비쥬얼 검사 단계에서 상기 다수의 데이터 라인은 하나의 연결 라인을 통해서 서로 전기적으로 연결되고, 상기 연결 라인으로부터 분기된 검사 패드에 검사신호를 인가함으로써, 표시패널(50)을 동작시켜 비쥬얼 검사를 수행한다. 상기 다수의 데이터 라인은 두 개의 연결라인을 통해서 두 개의 그룹으로 분리되어 연결될 수도 있다.

한편, 표시패널(50)에는 다수의 게이트 라인에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부가 직접적으로 내장될 수 있다. 비쥬얼 검사 단계에서, 게이트 구동부를 구동시키기 위한 각종 제어신호가 입력되는 제어신호배선들은 하나의 연결라인을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 연결 라인으로부터 분기된 검사 패드에 검사신호 를 인가함으로써, 표시패널(50)을 동작시켜 비쥬얼 검사를 수행한다.

상기한 비쥬얼 검사가 완료되면, 상기 연결 라인을 통해 연결되었던 라인들을 전기적으로 분리시키는 레이저 트리밍 공정이 수행된다. 이러한 레이저 트리밍 공정 단계에서, 상기 검사회로부(110)의 제1 및 제2 포인트(LT1, LT2)도 레이저 트리밍될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 포인트(LT1, LT2)에 레이저 트리밍 공정이 수행되면, 상기 광센서(51)의 출력 노드(N_out)와 상기 검사회로부(110)가 전기적으로 분리되고, 상기 검사회로부(110)의 출력단자와 상기 검사화소부(120)가 전기적으로 분리된다. 광센서(51)를 검사한 이후에 상기 검사회로부(110)는 상기 표시패널(50)에서 불필요하게 되므로, 상기한 레이저 트리밍 공정을 통해서 상기 검사회로부(110)를 광센서(51)와 검사화소부(120)로부터 전기적으로 분리시키는 것이 바람직하다.

그러나, 상기한 레이저 트리밍 공정이 스킵된 표시패널에서는 상기 제1 및 제2 포인트(LT1, LT2)에 레이저 트리밍 공정을 수행할 수 없으므로, 본 발명의 다른 실시예에서는 레이저 트리밍 공정이 스킵된 표시패널에 적용되는 검사회로부를 제시한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사회로부를 나타낸 회로도이다. 단, 도 4에 도시된 구성요소 중 도 2에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 인에이블 신호(Ven)를 입력받는 인에이블 단자는 표시패널(50) 상에 마련된 로우전압범프(B_vgl)와 전기적으로 연결된다. 상기 로우전압범프(B_vgl)는 검사 공정 이후에 표시패널(50) 상에 실장되는 구동칩으로부터 게이트 로우 전압을 입력받기 위하여 마련된 것이다. 상기 게이트 로우 전압은 박막 공정을 통해서 표시패널(50)에 직접적으로 형성되는 게이트 구동회로(미도시)로 제공되어 게이트 구동회로로부터 출력되는 게이트 신호의 오프 레벨을 결정한다.

검사 공정은 상기 구동칩이 실장되기 이전에 수행되므로, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)의 제어전극으로는 인에이블 단자를 통해 인에이블 신호(Ven)만이 공급된다. 이후, 검사 공정이 완료되면 상기 인에이블 신호(Ven)의 공급이 차단되고, 표시패널(50)의 액티브 구간동안 상기 구동칩으로부터 출력된 게이트 로우 전압이 상기 로우전압범프(B_vgl)를 통해서 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)의 제어전극으로 공급된다. 따라서, 상기 표시패널(50)의 액티브 구간동안 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)는 턴-오프 상태로 유지되어 검사회로부(110)와 상기 검사화소부(120)는 전기적으로 분리된다. 따라서, 상기 검사화소부(120)는 상기 표시패널의 액티브 구간동안 영상을 표시하는 다른 화소들과 같이 동작할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사이도이고, 도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 평면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 광센서, 검사회로부, 검사화소부 및 구동칩을 나타낸 회로도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 표시장치(200)는 내부광(Li)을 발생하는 백라이트(70) 및 상기 내부광(Li)을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널(50)로 이루어진다.

상기 백라이트(70)는 상기 표시패널(50)의 하부에 구비된다. 도면에 도시하지는 않았지만, 내부광(Li)을 발생하는 광원 및 상기 내부광(Li)을 상기 표시패널(50) 측으로 가이드하는 도광유닛으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 광원은 상기 도광유닛의 측면에 위치하는 하나 이상의 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.

상기 표시패널(50)은 상기 백라이트(70)로부터 공급된 상기 내부광(Li)을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 표시장치(200)의 외부적 환경에 따라서 상기 백라이트(70)로부터 출력되는 내부광(Li)의 밝기를 조절하기 위하여 상기 표시패널(50)의 블랙 매트릭스 영역(BA)에는 외부광(Le)의 밝기를 센싱하는 광센서(51)가 구비된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 표시패널(50) 상에 실장되는 구동칩(55)에는 상기 광센서(51)로부터 출력된 센싱신호를 입력받아서 상기 외부광(Le)의 밝기에 대응하는 신호를 출력하는 회로(55)가 마련된다. 상기 회로(55)는 제1 스위치(SW1), 오피-엠프(55a), 제2 스위치(SW2), 피드백 커패시터(Cf) 및 A/D 컨버터(55b)로 이루어진다.

상기 제1 스위치(SW1)는 상기 리드아웃 범프(B_readout)에 연결되어 상기 광센서(51)로부터 출력된 상기 센싱신호를 입력받아서 선택적으로 상기 센싱신호를 상기 오피-엠프(55a)로 제공한다. 여기서, 상기 센싱신호는 전압신호이다.

상기 오피-엠프(55a)는 상기 센싱신호를 증폭시켜 상기 A/D 컨버터(55b)로 공급한다. 여기서, 증폭된 센싱신호는 상기 A/D 컨버터(55b)의 입력전압(Vin)으로 정의되고, A/D 컨버터(55b)는 상기 입력전압(Vin)과 기 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 백라이트 구동부(75)를 제어하기 위한 디지털 형태의 제어신호를 출력한다.

상기 제어신호에 응답하여 상기 백라이트 구동부(75)는 상기 백라이트(70)에 구비된 광원으로 공급되는 구동전압의 전압레벨을 조절한다. 따라서, 상기 백라이트(70)는 상기 광센서(51)로부터 출력된 센싱신호의 레벨에 따라서 조절된 광의 세기를 갖는 내부광(Li)을 출력할 수 있다. 즉, 외부광(Le)의 밝기가 높으면 백라이트 구동부(75)는 상기 백라이트(70)로부터 출력되는 내부광(Li)의 밝기를 감소시키도록 제어할 수 있다. 이처럼, 상기 표시장치(200)는 외부광(Le)의 밝기에 따라서 백라이트(70)의 내부광(Li)의 밝기를 조절함으로써, 외부광(Le)의 세기가 높은 곳에서 백라이트(70)에서 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.

상기 표시패널(50)의 주변영역(PA)에는 상기 표시패널(50)의 검사 단계에서 상기 광센서(51)를 검사하기 위하여 마련된 검사회로부(110)가 구비된다.

상기 검사회로부(110)는 검사 공정에서 인에이블 신호(Ven)에 응답하여 상기 광센서(51) 및 검사화소부(120)에 전기적으로 연결되지만, 표시패널 상에 구동칩(55)이 실장되어 게이트 로우 전압이 로우전압범프(B-vgl)로 인가되면 상기 검사회로부(110)는 광센서(51) 및 검사화소부(120)와 전기적으로 분리된다. 따라서, 상기 검사회로부(110)는 상기 표시패널(50)이 동작하는 액티브 구간동안 상기 광센서(51)와 검사화소부(120)에 어떠한 영향도 미치지 않을 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 광센서, 검사회로부 및 검사화소부의 연결관계를 나타낸 회로도이다.

도 3은 도 2에 도시된 신호의 파형을 나타낸 파형도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 검사회로부를 나타낸 회로도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사이도이다.

도 6은 도 5에 도시된 표시패널의 평면도이다.

도 7은 도 5에 도시된 광센서, 검사회로부, 검사화소부 및 구동칩을 나타낸 회로도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

50 : 표시패널 51 : 광센서

55 : 구동칩 70 : 백라이트

75 : 백라이트 구동부 100 : 광센서 검사유닛

110 : 검사회로부 120 : 검사화소부

130 : 휘도 측정기 140 : 제어부

200 : 표시장치

Claims

표시패널 내에 내장되어 외부광을 센싱하는 광센서를 검사하기 위한 광센서 검사유닛에서,

상기 광센서의 출력 노드에 연결되고, 상기 광센서에 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광이 제공될 때 상기 출력 노드로부터 출력되는 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 검사회로부;

상기 표시패널 내에 구비된 다수의 화소들 중 선택된 화소들로 이루어지고, 상기 검사회로로부터 상기 구동신호를 입력받아서 상기 구동신호에 대응하는 계조를표시하는 검사화소부;

상기 검사화소부에 표시된 계조에 대응하는 휘도를 측정하는 휘도 측정기; 및

상기 측정된 휘도와 기 설정된 휘도를 비교하여 상기 광센서의 정상동작 여부를 검사하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제1항에 있어서, 상기 검사회로부는,

상기 출력 노드에 연결되고, 인에이블 신호에 응답하여 상기 출력 노드로부터의 상기 센싱 신호를 출력하는 제1 스위칭 소자;

상기 제1 스위칭 소자로부터 출력되는 상기 센싱 신호에 응답하여 제1 전압과 제2 전압 중 어느 하나를 상기 구동신호로써 출력하는 인버터; 및

상기 인에이블 신호에 응답하여 상기 인버터로부터 출력된 상기 구동신호를 스위칭하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제2항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자는,

상기 인에이블 신호를 입력받는 제1 제어 전극;

상기 출력 노드로부터 상기 센싱 신호를 입력받는 제1 입력 전극; 및

상기 센싱 신호가 출력되는 제1 출력전극을 포함하는 제1 트랜지스터로 이루어지고,

상기 제2 스위칭 소자는,

상기 인에이블 신호를 입력받는 제2 제어전극;

상기 인버터로부터 상기 구동신호를 입력받는 제2 입력전극; 및

상기 구동신호가 출력되는 제2 출력전극을 포함하는 제2 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제3항에 있어서, 상기 인버터는,

상기 제1 전압이 제공되는 제1 전압단자에 공통으로 연결된 제3 제어전극과 제3 입력전극을 포함하고, 상기 제2 입력전극에 연결된 제3 출력전극을 포함하는 제3 트랜지스터; 및

상기 제1 트랜지스터의 제1 출력전극에 연결되어 상기 센싱신호를 입력받는 제4 제어전극, 상기 제3 트랜지스터의 상기 제3 출력전극에 연결된 제4 입력전극 및 상기 제2 전압이 제공되는 제2 전압단자에 연결된 제4 출력전극을 포함하는 제4 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제4항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 표시패널의 구동전압이고,

상기 제2 전압은 접지전압인 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제2항에 있어서, 상기 검사회로부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자에 연결되어 상기 인에이블 신호를 인가하는 인에이블 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제6항에 있어서, 상기 다수의 화소는 게이트 신호에 응답하여 동작하고,

상기 인에이블 단자는 상기 표시패널에 실장되는 구동칩과 전기적으로 연결되기 위하여 상기 표시패널 상에 구비된 범프들 중 상기 구동칩으로부터 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 결정하는 게이트 로우 전압을 입력받는 로우전압범프에 연결되는 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
제7항에 있어서, 상기 표시패널은 영상을 표시하기 위한 상기 다수의 화소가 구비되는 표시영역, 상기 표시영역에 인접한 블랙 매트릭스 영역 및 상기 구동칩이 실장되는 칩 실장 영역으로 구분되고,

상기 광센서는 상기 블랙 매트릭스 영역에 구비되고, 상기 검사회로부는 상 기 칩 실장 영역에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 광센서 검사유닛.
표시패널 내에 내장되어 외부광을 센싱하는 광센서를 검사하기 위한 검사방법에서,

상기 광센서에 기 설정된 외부광을 공급하는 단계;

상기 광센서의 출력 노드를 통해 상기 외부광에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 단계;

상기 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 표시패널 내에 구비된 다수의 화소들 중 선택된 화소들로 출력하는 단계;

상기 선택된 화소들을 통해서 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시하는 단계;

상기 선택된 화소들이 구비된 영역에서 상기 계조에 대응하는 휘도를 측정하는 단계; 및

상기 측정된 휘도와 기 설정된 기준 휘도를 비교하여 상기 광센서의 정상동작 여부를 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
제9항에 있어서, 상기 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 단계는,

인에이블 신호에 응답하여 상기 센싱 신호를 스위칭하는 단계;

상기 센싱 신호에 응답하여 제1 및 제2 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 구동신호로써 출력하는 단계; 및

상기 인에이블 신호에 응답하여 상기 구동신호를 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
제10항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 표시패널의 구동전압이고,

상기 제2 전압은 접지전압인 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
제11항에 있어서, 상기 구동신호를 출력하는 단계에서,

상기 센싱 신호가 로우일 때 상기 제1 전압을 상기 구동신호로써 출력하고,

상기 센싱 신호가 하이일 때 상기 제2 전압을 상기 구동신호로써 출력하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
제10항에 있어서, 상기 광센서로 상기 기 설정된 광을 공급하는 단계 이전에,

상기 광센서에 하이 상태의 센싱 게이트 신호를 공급하여 상기 출력 노드를 통해서 하이 상태의 센싱 신호를 출력하는 단계;

상기 인에이블 신호에 응답하여 상기 하이 상태의 센싱 신호를 상기 제2 전압으로 변환하는 단계; 및

상기 인에이블 신호에 응답하여 상기 선택된 화소들로 인가되는 상기 구동신호를 상기 제2 전압으로 초기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
제9항에 있어서, 상기 선택된 화소들로 상기 구동신호를 출력하는 단계 이전에,

상기 표시패널 내에 구비된 다수의 화소들에 게이트 신호를 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 검사방법.
내부광을 발생하는 백라이트 유닛;

표시영역에 구비되고 상기 내부광을 입력받아서 영상을 표시하는 다수의 화소 및 상기 표시영역에 인접한 블랙 매트릭스 영역에 구비되어 외부광의 크기에 대응하는 센싱 신호를 출력하는 광센서를 포함하는 표시패널;

상기 센싱 신호를 입력받아서 상기 백라이트 유닛으로부터 출력되는 상기 내부광의 세기를 조절하는 백라이트 구동부; 및

상기 표시패널에 구비된 다수의 화소를 구동시키는 표시패널 구동부를 포함하고,

상기 표시패널은,

상기 광센서의 출력 노드에 연결되어 상기 광센서의 검사를 위해 상기 광센서에 기 설정된 광의 세기를 갖는 외부광이 제공될 때 상기 출력 노드로부터 출력되는 센싱 신호에 응답하여 구동신호를 출력하는 검사회로부를 더 포함하고,

상기 광센서의 검사단계에서 상기 다수의 화소들 중 선택된 화소들은 상기 검사회로부로부터 상기 구동신호를 입력받아서 상기 구동신호에 대응하는 계조를 표시하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제15항에 있어서, 상기 표시패널 구동부는 칩 형태로 이루어져 상기 표시패널의 블랙 매트릭스 영역 외측에 마련된 칩 실장 영역에 실장되고,

상기 검사회로부는 상기 칩 실장 영역에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제16항에 있어서, 상기 검사회로부는,

상기 출력 노드에 연결되고, 인에이블 신호에 응답하여 상기 출력 노드로부터의 상기 센싱 신호를 출력하는 제1 스위칭 소자;

상기 제1 스위칭 소자로부터 출력되는 상기 센싱 신호에 응답하여 제1 전압과 제2 전압 중 어느 하나를 상기 구동신호로써 출력하는 인버터; 및

상기 인에이블 신호에 응답하여 상기 인버터로부터 출력된 상기 구동신호를 스위칭하는 제2 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제17항에 있어서, 상기 검사회로부는 상기 제1 및 제2 스위칭 소자에 연결되어 상기 인에이블 신호를 인가하는 인에이블 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 ㅎ하는 표시장치.
제18항에 있어서, 상기 다수의 화소는 게이트 신호에 응답하여 동작하고,

상기 인에이블 단자는 상기 표시패널에 실장되는 구동칩과 전기적으로 연결되기 위하여 상기 표시패널 상에 구비된 범프들 중 상기 구동칩으로부터 상기 게이트 신호의 로우 레벨을 결정하는 게이트 로우 전압을 입력받는 로우전압범프에 연결되는 것을 특징으로 하는 표시장치.