KR20140141378A - 유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 교차점을 가지도록 배열된 복수의 배선들; 상기 복수의 배선들과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되어 상기 화소 회로에 의해 구동하는 화소 발광 소자를 포함하며 상기 교차점에 대응하여 배치되는 화소; 및 상기 화소에 대응하여 배치되고 상기 복수의 배선들과 전기적으로 커플링되며 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자; 를 포함하는, 유기 발광 표시 장치를 개시한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법 {ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR REPAIR THEREOF}
본 발명의 실시예는 유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법에 관한 것이다.
유기발광표시장치, 액정 디스플레이 장치 등과 같은 평판 표시 장치는 복수개의 발광 화소들을 포함한다. 각 발광 화소들은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 및 커패시터를 포함하는 화소 회로를 포함하며, 각각의 화소 회로들은 배선들과 연결된다.
평판 표시 장치가 고해상도화 될수록 배선들의 숫자가 많아지고, 집적도가 향상된다. 또한, 평판 표시 장치가 대형화될수록 배선들 간에 쇼트 불량 또는 오픈 불량이 발생할 확률이 높아진다. 특히, 대형화된 평판 표시 장치는 모 기판(mother substrate)에 형성할 수 있는 패널의 개수가 적으므로, 불량이 발생한 패널이 포함된 모 기판을 모두 폐기할 시 생산 수율에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 고해상도 및 대형화된 평판 표시 장치에 적합한 배선들의 리페어(repair) 구조 및 방법이 요구된다.
본 발명의 실시예는 수리가 가능한 유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 적어도 하나의 교차점을 가지도록 배열된 복수의 배선들; 상기 복수의 배선들과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되어 상기 화소 회로에 의해 구동하는 화소 발광 소자를 포함하며 상기 교차점에 대응하여 배치되는 화소; 및 상기 화소에 대응하여 배치되고 상기 복수의 배선들과 전기적으로 커플링되며 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자; 를 포함하는, 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
상기 복수의 배선들은 제1방향으로 연장되며 음의 전압을 전달하는 제1배선; 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 상기 제1배선과 다른 층에 형성되어 상기 교차점에서 중첩하며 양의 전압을 전달하는 제2배선; 을 포함한다.
상기 제1배선은 상기 화소 회로를 초기화 하는 초기화 전압을 전달하며, 상기 제2배선은 상기 화소 발광 소자를 발광하기 위한 데이터 전압을 전달한다.
상기 제2배선은, 상기 제2배선에서 분기되어 상기 교차점을 우회한 후 다시 제2배선과 합쳐지는 수리 배선; 을 포함한다.
상기 제1배선은 기판 상에 형성된 제1절연층 상에 구비되며, 상기 제2배선은 상기 제1배선들 덮도록 제1절연층 상에 형성된 제2절연층 상에 구비된다.
상기 복수의 배선들과 상기 검사 발광 소자 사이에 구비되며 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 턴 온되는 검사 스위칭 소자; 를 더 포함한다.
상기 검사 스위칭 소자는, 게이트 단이 상기 제2배선에 연결되며, 소스 단이 구동 전압 배선에 연결되고, 드레인 단이 상기 검사 발광 소자에 연결되는 P형 금속 산화막 반도체(PMOS) 트랜지스터이다.
상기 게이트 단은 상기 제2배선과 일체로 형성된다.
상기 검사 스위칭 소자와 상기 검사 발광 소자는 중첩되도록 배치된다.
상기 검사 스위칭 소자는 상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 게이트 단에 상기 음의 전압이 인가될 때 턴 온된다.
상기 화소 발광 소자는 화소 전극, 유기 발광층을 포함하는 화소 중간층 및 대향 전극의 적층체를 구비하며, 상기 검사 발광 소자는 상기 화소 전극과 동일층에 동일한 물질로 형성된 하부 전극, 상기 대향 전극과 동일층에 동일한 물질로 형성된 상부 전극을 포함한다.
상기 검사 발광 소자는 상기 화소 발광 소자와 동일한 색을 발광한다.
상기 검사 발광 소자는 상기 화소 발광 소자와 다른 색을 발광한다.
상기 검사 발광 소자의 면적은 상기 화소 발광 소자의 면적보다 작다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1방향으로 연장되는 제1배선과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 상기 제1배선과 다른 층에 형성되어 상기 교차점에서 중첩하며 분기되어 상기 교차점을 우회한 후 다시 합쳐지는 수리 배선을 포함하는 제2배선; 상기 제1배선 및 제2배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되어 상기 화소 회로에 의해 구동하는 화소 발광 소자를 포함하며 상기 교차점에 대응하여 배치되는 화소; 및 상기 제1배선 및 제2배선과 검사 스위칭 소자를 통해 전기적으로 커플링되며 상기 화소에 대응하여 배치되어 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자; 를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 수리 방법에 있어서, 초기화 전압을 상기 제1배선에 전달하는 단계;상기 검사 발광 소자의 발광 여부를 확인하여 상기 교차점의 쇼트 여부를 검사하는 단계; 및 상기 검사 발광 소자가 발광한 경우, 상기 수리 배선을 통해 상기 교차점의 쇼트를 수리하는 단계;를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법을 제공한다.
상기 초기화 전압은 음의 전압이다.
상기 검사 스위칭 소자는 상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 게이트 단에 상기 음의 전압이 인가될 때 턴 온된다.
상기 교차점의 쇼트 여부를 검사하는 단계는,상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 검사 스위칭 소자가 턴 온 되는 단계; 턴 온된 상기 검사 스위칭 소자에 연결된 상기 검사 발광 소자가 발광하는 단계; 및 발광하는 상기 검사 발광 소자에 대응하는 상기 화소에 연결된 상기 교차점이 쇼트된 것으로 판단하는 단계; 를 포함한다.
상기 수리하는 단계는, 쇼트된 상기 교차점을 사이에 두고 상기 제2배선의 양쪽 지점을 컷팅하는 단계; 를 포함한다.
상기 컷팅하는 단계는 상기 제2배선의 양쪽 지점에 각각 레이저를 조사하여 컷팅한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 배선 불량 위치 검사가 용이하고 배선 불량에 대해 간단하게 수리가 가능한 유기 발광 표시 장치 및 그의 수리 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 보다 상세하게 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 등가 회로도이다.
도 4는 도 2의 Ⅲ부분을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 2의 회로도와 동일한 평면도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 2의 주요 부분의 수리 과정을 나타낸 평면도이다.
본 명세서에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 도시 및 기재를 생략하거나, 간략히 기재하거나 도시하였다. 또한, 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께 및 넓이를 확대하거나, 과장되게 도시하였다.
본 명세서에서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 본 명세서에서 “제1”, “제2” 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 보다 상세하게 나타낸 평면도이다. 도 3은 도 2의 등가 회로도이다. 도 4는 도 2의 Ⅲ부분을 보다 상세하게 나타낸 회로도이다. 도 4는 도 2의 회로도와 동일한 평면도이다. 도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 2의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다. 도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 발광 표시 장치에 대해 상세히 알아보기로 한다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 영역(display area)(DA) 및 화상이 표시되지 않는 주변 영역(peripheral area)(PA)으로 구획된 기판을 포함한다. 표시 영역(DA)에는 복수개의 배선(line)들, 배선들과 연결되어 화상을 형성하는 복수개의 표시 화소 (DP) (또는 화소라고도 함), 및 각 표시 화소 (DP)에 대응하며 화상을 형성하지 않고 배선들의 불량을 검사하는 검사 화소 (TP)가 배치된다.
복수개의 배선들은 제1배선들 및 제2배선들을 포함한다. 제1배선들은 제1방향(예를 들어 X 방향)으로 연장되는 배선들을 지칭하며, 제2배선들은 제1방향과 교차하는 제2방향(예를 들어 Y 방향)으로 연장되는 제2배선들을 지칭할 수 있다. 한편, 제1배선들과 제2배선들이 교차하는 지점은 교차점(CP)이라 지칭한다.
제1배선들과 제2배선들은 서로 다른 레이어에 구비된다. 예를 들어 제1배선들은 기판(10) 상에 구비된 제1절연막(도 6의 13) 상에 배치된다. 제2배선들은 제1배선들을 덮는 제2절연막(도 6의 15) 상에 배치된다.
제1배선들에는 초기화 배선(5)이 포함된다. 초기화 배선(5)은 주변 영역(PA)에 배치된 구동부(미도시)로부터 초기화 전압(Vint)을 인가받아 표시 화소 (DP)로 전달한다. 초기화 전압(Vint)은 음(negative)의 전압일 수 있으며 예컨대 약 -2볼트(V)일 수 있다. 제1배선들에는 주사 배선(6), 이전 주사 배선(3) 및 발광 제어 배선(8)이 포함될 수 있다. 주사 배선(6) 및 이전 주사 배선(3)은 주변 영역(PA)에 배치된 구동부로부터 정해진 타이밍에 주사 신호(Sn, Sn-1)를 인가 받아 표시 화소 (DP)로 전달한다. 발광 제어 배선(8)은 구동부로부터 발광 제어 신호(En)를 인가 받아 표시 화소 (DP)로 전달한다. 제1배선들에는 상술한 배선들 이외에도 다른 배선들이 더 포함될 수 있다.
제2배선들에는 데이터 배선(4)이 포함된다. 데이터 배선(4)은 주변 영역(PA)에 배치된 구동부로부터 데이터 전압(Dm)을 인가받아 표시 화소 (DP)로 전달한다. 데이터 전압(Dm)은 양(positive)의 전압일 수 있으며 예컨대 약 1.5V 내지 4 V의 범위를 가질 수 있다. 제2배선들에는 구동 전압 배선(7)이 더 포함될 수 있다. 구동 전압 배선은 주변 영역에 배치된 구동부로부터 제1전원전압(ELVDD)을 인가받아 표시 화소 (DP)로 전달한다. 예를 들어 제1전원전압(ELVDD)은 약 4.6V일 수 있다. 제2배선들에는 상술한 배선들 이외에도 다른 배선들이 더 포함될 수 있다.
제1배선들 및 제2배선들 중 적어도 하나는 수리 배선을 포함한다. 도 2에서는 데이터 배선(4)이 수리 배선(4a)을 포함하는 것이 도시되어 있다. 그러나 이는 예시적인 것일 뿐이며 본 발명은 이에 한정되지 않고 제1배선들 중 적어도 하나가 수리 배선을 포함하거나, 데이터 배선이 아닌 다른 제2배선들 중 적어도 하나가 수리 배선을 포함할 수도 있다. 다시 도 2를 참조하면, 수리 배선(4a)은 데이터 배선(4)에서 분기되어 교차점(CP)을 우회한 후 다시 데이터 배선(4)과 합쳐진다. 수리 배선(4a)은 데이터 배선(4)과 동일한 레이어에 형성되며 데이터 배선(4)과 일체로 형성될 수 있다.
제1배선 및 제2배선과 같이 서로 다른 레이어에 배치되고 서로 다른 방향으로 연장되어 교차점(CP)을 가지는 경우, 교차점(CP)에서 단락(short)가 쉽게 발생한다. 유기 발광 표시 장치의 제조 공정 중 정전기가 발생할 경우, 정전기가 제1배선 또는 제2배선을 통해 유입되어 교차점(CP)에서 두 배선들 사이의 제2절연층(15)을 파괴시키고, 이로 인해 두 배선들이 전기적으로 쇼트되는 문제가 발생한다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 제조 공정 중에 제1배선 및 제2배선들 사이에 파티클과 같은 이물이 개재될 경우 교차점(CP)에서 두 배선들 사이에 쇼트를 일으킨다. 이렇게 교차점(CP)에 쇼트가 발생하는 경우 교차점(CP)에 대응하는 표시 화소 (DP)가 정상적으로 동작하지 않는 불량이 발생할 수 있다. 그런데, 유기 발광 표시 장치가 대면적화, 고해상도화 될수록 배선들 간의 간격이 좁아지고 표시 화소 (DP)의 개수도 늘어나기 때문에 상술한 불량이 일어날 확률도 커진다. 따라서, 제품의 수율을 높이고 제조 원가 상승을 방지하기 위해 상술한 불량을 수리하는 유기 발광 표시 장치의 설계 디자인이 요구된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1배선 및 제2배선의 교차점(CP)에 제2배선에서 분기되어 교차점(CP)을 지나 우회하여 다시 제2배선과 합쳐지는 수리 배선을 추가로 배치함으로써, 교차점(CP)의 쇼트 불량을 용이하게 수리할 수 있다. 교차점(CP)의 쇼트 불량을 검사 및 수리하는 방법에 대해서는 도 7 등을 참조하여 다시 설명한다.
한편, 교차점(CP)의 쇼트 불량이 발생하더라도 어느 위치의 교차점(CP)에서 쇼트 불량이 발생한 지 확인이 어려운 문제가 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의하면 각 표시 화소 (DP)에 대응하여 검사 화소 (TP)를 배치함으로써 어느 위치에 교차점(CP)에서 쇼트 불량이 발생하였는지 용이하게 검사할 수 있는 장점이 있다. 또한, 검사 후에는 수리 배선을 통해 교차점(CP)의 쇼트 불량을 간단하게 수리할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여, 배선들과 연결된 표시 화소 (DP) 및 검사 화소 (TP)에 대해 상세히 설명한다.
표시 화소 (DP)는 복수의 배선들과 연결되며 교차점(CP)에 대응하여 배치된다. 예를 들어 표시 화소 (DP)는 제1배선들 및 제2배선들이 교차하는 지점에 대응하여 형성될 수 있다. 왜냐하면 각각의 표시 화소 (DP)는 제1배선들 및 제2배선들과 모두 연결되어 신호 또는 전압을 전달받아야 하기 때문이다. 표시 화소 (DP)는 복수의 배선들과 전기적으로 연결된 화소 회로(PC), 및 화소 회로(PC)와 연결되어 화소 회로(PC)에 의해 구동하는 화소 발광 소자(OLEDP)를 포함한다.
화소 회로(PC)는 적어도 두 개의 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 도 4에서는 6개의 트랜지스터 및 2 개의 커패시터가 포함된 화소 회로(PC)가 도시되어 있다. 이하에서는 도 4의 화소 회로(PC)를 일 실시예로 들어 설명한다.
화소 회로(PC)에 포함된 트랜지스터는 P형 금속 산화막 반도체(PMOS) 트랜지스터이며, 구조적으로 박막(Thin film) 트랜지스터이다. 박막 트랜지스터는 구동 박막 트랜지스터(T1), 스위칭 박막 트랜지스터(T2), 보상 박막 트랜지스터(T3), 초기화 박막 트랜지스터(T4), 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)를 포함한다.
화소 회로는 스위칭 박막 트랜지스터(T2) 및 보상 박막 트랜지스터(T3)에 제1 주사 신호(Sn)를 전달하는 주사 배선(6), 초기화 박막 트랜지스터(T4)에 이전 주사 신호인 제2 주사 신호(Sn-1)를 전달하는 이전 주사 배선(3), 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)에 발광 제어 신호(En)를 전달하는 발광 제어배선(8), 주사 배선(6)과 교차하며 데이터 신호(Dm)를 전달하는 데이터 배선(4), 제1 전원전압(ELVDD)을 전달하며 데이터 배선(4)과 거의 평행하게 형성되어 있는 구동 전압 배선(7), 구동 박막 트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화 전압(Vint)을 전달하는 초기화 전압 배선(5)을 포함한다.
구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극(Cst1)과 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)은 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압 배선(7)과 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)은 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극과 전기적으로 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(T1)는 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(Dm)를 전달받아 유기 발광 소자(OLED)에 구동 전류(Ioled)를 공급한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)은 주사 배선(6)과 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극(S2)은 데이터 배선(4)과 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(D2)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)과 연결되어 있으면서 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압 배선(7)과 연결되어 있다. 이러한 스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 주사 배선(6)을 통해 전달받은 제1 주사 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 데이터배선(4)으로 전달된 데이터 신호(Dm)를 구동 박막 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 박막 트랜지스터(T3)의 게이트 전극(G3)은 주사 배선(6)에 연결되어 있다. 보상 박막 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)과 연결되어 있으면서 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)를 경유하여 화소 발광 소자(OLEDP)의 애노드 전극과 연결되어 있다. 보상 박막 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)은 제1 커패시터(C1)의 제1전극(C11), 초기화 박막 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4) 및 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 함께 연결되어 있다. 보상 박막 트랜지스터(T3)는 주사 배선(6)을 통해 전달받은 제1 주사 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 드레인 전극(D1)을 서로 연결하여 구동 박막 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
초기화 박막 트랜지스터(T4)의 게이트 전극(G4)은 이전 주사 배선(3)과 연결되어 있다. 초기화 박막 트랜지스터(T4)의 소스 전극(S4)은 초기화 전압배선(5)과 연결되어 있다. 초기화 박막 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)은 제1 커패시터(C1)의 제1전극(C11), 보상 박막 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3) 및 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 함께 연결되어 있다. 초기화 박막 트랜지스터(T4)는 이전 주사 배선(3)을 통해 전달받은 제2 주사 신호(Sn-1)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(Vint)을 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 전달하여 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행한다.
제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)의 게이트 전극(G5)은 발광 제어 배선(8)과 연결되어 있다. 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)의 소스 전극(S5)은 구동 전압배선(7)과 연결되어 있다. 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5)의 드레인 전극(D5)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1) 및 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(D2)과 연결되어 있다.
제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 게이트 전극(G6)은 발광 제어 배선(8)과 연결되어 있다. 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 소스 전극(S6)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1) 및 보상 박막 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)과 연결되어 있다. 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6)은 화소 발광 소자(OLEDp)의 애노드 전극과 전기적으로 연결되어 있다. 제1 발광 제어 박막 트랜지스터(T5) 및 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)는 발광 제어 배선(8)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(En)에 따라 동시에 턴 온되어 제1 전원전압(ELVDD)이 화소 발광 소자(OLEDp)에 전달되어 화소 발광 소자(OLEDp)에 구동 전류가 흐르게 된다.
제1 커패시터(C1)의 제2 전극(C12)은 구동 전압 배선(7)과 연결되어 있다. 제1 커패시터(C1)의 제1 전극(C11)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1), 보상 박막 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3) 및, 초기화 박막 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)에 함께 연결되어 있다.
제2 커패시터의 제1 전극은 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)에 연결되어 있다. 제2 커패시터의 제2 전극은 보상 박막 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)에 연결되어 있다.
도 5를 참조하면, 화소 발광 소자(OLEDp)는 유기 발광 소자이다. 화소 발광 소자(OLEDp)는 화소 전극(31), 유기 발광층을 포함하는 중간층(33) 및 대향 전극(32)의 적층체를 구비한다. 화소 전극(31)은 애노드 전극으로 화소 회로(PC)와 전기적으로 연결되어 있다. 대향 전극(32)은 공통 전극이며 캐소드 전극으로 제2전원전압(ELVSS)과 연결되어 있다. 화소 발광 소자(OLEDp)는 화소 회로(PC)로부터 구동 전류를 전달받아 발광한다. 한편 도 7에서는 화소 발광 소자(OLEDp)를 상세히 나타내기 위해 도 2의 일부분만을 절단하였다. 따라서, 화소 회로(PC) 중 화소 발광 소자(OLEDp)와 전기적으로 연결된 제2 발광 제어 박막 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6) 및 활성층(A6)의 일부만 도시되어 있다.
한편, 검사 화소 (TP)는 표시 화소 (DP)에 대응하여 배치된다. 즉 검사 화소 (TP)는 교차점(CP)에 대응하여 배치된다. 검사 화소 (TP)는 복수의 배선들과 전기적으로 연결된다. 예를 들어 검사 화소 (TP)는 데이터 배선(4) 및 구동 전압 배선(7)과 전기적으로 연결될 수 있다. 검사 화소 (TP)는 복수의 배선들과 연결되며 교차점(CP)에서 쇼트가 발생한 경우 턴 온되는 검사 스위칭 소자(Tt) 및 검사 스위칭 소자(Tt) 와 연결되어 교차점(CP)에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자(OLEDt)를 포함한다.
검사 스위칭 소자(Tt) 는 P형 금속 산화막 반도체(PMOS) 트랜지스터이며, 구조적으로 박막(Thin film) 트랜지스터일 수 있다. 검사 스위칭 소자(Tt) 는 복수의 배선들과 검사 발광 소자(OLEDt) 사이에 구비되며 교차점(CP)에서 쇼트가 발생한 경우 턴 온 된다. 상세히, 검사 스위칭 소자(Tt) 는 게이트 단(Gt)이 데이터 배선(4)에 연결되며, 소스 단(St)이 구동 전압 배선(7)에 연결되고, 드레인 단(Dt)이 검사 발광 소자(OLEDt)에 연결된다. 도 7를 참조하면, 검사 스위칭 소자(Tt) 의 게이트 단(Gt)은 데이터 배선(4)과 일체로 형성된다. 따라서 검사 스위칭 소자(Tt) 의 게이트 단(Gt)은 제2절연층(15) 상에 형성되고 데이터 배선(4)과 동일한 제조 단계에 데이터 배선(4)과 동일한 소재로 형성될 수 있다. 한편 도 7에서 검사 스위칭 소자(Tt)의 소스 단(St) 및 드레인 단(Dt)은 활성층(12)의 양쪽 가장자리에 대응할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7에서 기판의 도면 부호는 10, 기판 상에 형성된 배리어층의 도면 부호는 11, 제1절연층의 도면 부호는 13, 제2절연층의 도면 부호는 15 이다. 또한, 검사 스위칭 소자(Tt)의 활성층의 도면 부호는 12, 검사 스위칭 소자(Tt)를 덮는 평탄화층의 도면 부호는 17, 화소 발광 소자(OLEDp)의 발광 영역을 정의하는 화소 정의막의 도면 부호는 19 로 도시되어 있다.
검사 스위칭 소자(Tt)의 구동을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
교차점(CP)에 쇼트 불량이 발생하지 않은 경우, 데이터 배선(4)에 약 1.5V 내지 4V 범위의 데이터 전압(Dm)이 전달된다. 이 경우에는 PMOS 트랜지스터인 검사 스위치 소자(Tt)가 턴 온되지 않는다.
하지만, 교차부(CP)에 쇼트 불량이 발생한 경우 다음과 같이 구동한다. 데이터 배선(4)에 데이터 전압(Dm)이 인가되기 전에 표시 화소 (DP)를 초기화 하기 위해 초기화 배선(5)에 약 -2V의 초기화 전압(Vint)이 인가된다. 그런데, 교차부(CP)에 쇼트 불량이 발생하였으므로, 데이터 배선(4)에도 초기화 전압(Vint)이 흐르게 된다. 따라서, 검사 스위칭 소자(Tt)의 게이트 단(Gt)에 음의 전압이 인가되므로 검사 스위칭 소자(Tt)가 턴 온된다. 검사 스위칭 소자(Tt)가 턴 온 되면 하기 수식에 대응하는 전류가 검사 발광 소자(OLEDt)로 인가된다. 하기 수식에서 IOLED는 검사 발광 소자(OLEDt)로 인가되는 구동 전류이며, Vgs 는 검사 스위칭 소자(Tt)의 게이트 단(Gt) 및 소스 단(St) 전압의 차이, Vth는 검사 스위칭 소자(Tt)의 문턱 전압, VELVDD는 구동 전압의 크기, Vint은 초기화 전압의 크기를 의미한다.
[수식 1]
IOLED ∝ {Vgs-Vth} = {(VELVDD-Vint)-Vth} = {(4.6V-(-2))-Vth}
검사 발광 소자(OLEDt)는 유기 발광 소자이다. 검사 발광 소자(OLEDt)는 하부 전극(21), 유기 발광층을 포함하는 개재층(23) 및 상부 전극(23)의 적층체를 구비한다. 검사 발광 소자(OLEDt)는 화소 발광 소자(OLEDp)를 형성할 때 동시에 형성된다. 따라서 마스크를 이용한 리소그래피 공정이 더 추가되지 않는다. 도 5 및 도 7을 동시에 참조하면, 검사 발광 소자(OLEDt)의 하부 전극(21)은 화소 발광 소자(OLEDp)의 화소 전극(31)과 동일한 층에 동일한 물질로 동시에 형성된다. 이와 유사하게 검사 발광 소자(OLEDt)의 상부 전극(22)은 화소 발광 소자(OLEDp)의 대향 전극(32)과 동일한 층에 동일한 물질로 동시에 형성된다. 특히 화소 발광 소자(OLEDp)의 대향 전극(32)은 공통 전극으로써 기판(10) 전체적으로 형성되므로 상부 전극(22)은 대향 전극(32)의 일부라고 볼 수도 있다. 따라서, 상부 전극(22)은 제2전원전압(ELVSS)과 연결되어 있다. 검사 발광 소자(OLEDt)는 검사 스위칭 소자(Tt)가 턴 온될 경우 바로 발광한다. 한편, 본 발명은 상술한 바에 한정되지 않고 쇼트 불량 검사시 상부 전극(22)에 제2 전원전압(ELVSS)대신에 별도의 음의 전압을 인가할 수도 있을 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 의하면 검사 발광 소자(OLEDt)의 개재층(23)과 화소 발광 소자(OLEDp)의 중간층(33)도 서로 동일할 수 있다. 예를 들어 개재층(23) 및 중간층(33)은 서로 동일하게 정공 주입층, 정공 전달층, 전자 전달층 및 전자 주입층을 포함하는 유기 공통층 및 적색, 녹색 또는 청색을 발광하는 유기 발광층을 구비할 수 있다. 이 경우 검사 발광 소자(OLEDt) 및 화소 발광 소자(OLEDp)는 서로 동일한 색을 발광할 수 있을 것이다.
그런데, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 검사 발광 소자(OLEDt)의 개재층(23)과 화소 발광 소자(OLEDp)의 중간층(33)은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어 중간층에는 유기 공통층 및 적색 유기 발광층이 구비되나, 개재층(23)에는 유기 공통층 및 백색 유기 발광층이 구비될 수 있다. 이 경우에 검사 발광 소자(OLEDt) 및 화소 발광 소자(OLEDp)는 서로 다른색을 발광할 수도 있을 것이다. 적색, 녹색 및 청색의 유기 발광층을 형성할 때, 검사 발광 소자의 부분이 항상 오픈된 마스크를 사용할 경우 검사 발광 소자가 백색을 발광하게 할 수 있을 것이다. 이와 같이 검사 발광 소자(OLEDt)가 시인성이 좋은 색, 예컨대 백색, 을 발광할 경우 쇼트 불량 위치를 보다 쉽게 검사할 수 있을 것이다.
한편, 검사 스위칭 소자(Tt)와 검사 발광 화소(OLEDt)는 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 검사 발광 화소(OLEDt)의 하부에 검사 스위칭 소자(Tt)가 배치될 수 있다. 이로부터, 표시 영역(DA)에 검사 화소 (TP)가 위치하는 부분이 최소화되어 개구율의 축소를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 상술한 유기 발광 표시 장치에서 교차점(CP) 쇼트 불량을 검사하고, 수리하는 방법에 대해 알아본다. 도 8은 도 2의 주요 부분의 수리 과정을 나타낸 개략적인 평면도이다.
먼저, 교차점(CP)을 쇼트 불량을 검사하기 위하여 초기화 배선(5)에 초기화 전압(Vint)을 전달한다. 상술한 바 대로 초기화 전압(Vint)은 음의 전압, 예를 들어 야 -2V일 수 있다. 한편 도 2에 의하면 초기화 배선(5)은 제1방향(X)으로 연장되어 있다. 이러한 초기화 배선(5)은 제2방향(Y)의 발광 화소(DP)의 개수만큼 복수개 줄지어 배치된다. 초기화 전압(Vint)은 제2방향으로 나열된 초기화 배선(5)들에 순차적으로 전달될 수도 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 표시 영역(DP)에 배치된 초기화 배선(5)들 전체에 동시에 초기화 전압이 전달될 수도 있다.
만약, 도 8에 도시된 바와 같이 초기화 배선(5)과 데이터 배선(4) 사이의 교차점(CP)에서 쇼트 불량이 발생한 경우, 초기화 전압(Vint)이 데이터 배선(4)으로 전달된다. 따라서, 초기화 전압(Vint)이 검사 스위칭 소자(Tt)의 게이트 단(Gt)으로 인가된다. 상술한 대로 음의 전압에 의해 검사 스위칭 소자는 턴 온 된다. 이에 따라 검사 발광 소자(OLEDt)에 상술한 수 1에 대응하는 구동 전류가 인가된다. 따라서, 검사 발광 소자(OLEDt)가 발광하게 된다. 즉, 교차점(CP)의 쇼트가 발생한 경우 해당 교차점(CP)에 대응하는 검사 발광 소자(OLEDt)가 발광한다.
만약 초기화 배선(5)과 데이터 배선(4) 사이의 교차점(CP)에서 쇼트 불량이 발생하지 않은 경우, 초기화 전압(Vint)이 데이터 배선(4)으로 전달되지 않아 검사 스위칭 소자(Tt)가 턴 오프 상태를 유지하며, 검사 발광 소자(OLEDt)도 발광하지 않는다.
이와 같이 검사 발광 소자(OLEDt)의 발광 여부를 체크하여 교차점(CP) 쇼트 불량 여부를 판단한다.
다음으로, 교차점(CP)에서 쇼트 불량이 발생한 경우 유기 발광 표시 장치의 수리 방법을 설명한다.
먼저, 발광한 검사 발광 소자에 대응하는 교차점(CP)을 확인한다. 즉, 검사 발광 소자에 대응하는 발광 화소(DP)에 연결된 교차점(CP)을 확인한다. 확인 방법은 육안으로도 가능하며, 현미경 등과 같은 장비를 사용할 수 있다.
확인된 교차점(CP)에는 데이터 배선(4)에서 분기되어 교차점(CP)을 우회한 뒤 다시 데이터 배선(4)에 합쳐지는 수리 배선(4a)이 배치되어 있다. 이러한 수리 배선(4a)을 이용하여 교차점(CP) 쇼트 불량을 수리한다.
먼저, 쇼트된 교차점(CP)을 사이에 두고 데이터 배선(4)의 양쪽 지점(CUT1, CUT2)을 컷팅한다. 이 단계는 쇼트된 교차점(CP)을 데이터 배선(4)으로부터 절연시키는 단계이다. 컷팅하는 단계는 데이터 배선(4)의 양쪽 지점을 각각 레이저로 조사하여 컷팅할 수 있다.
컷팅이 완료되면 데이터 배선(4)에 흐르게 될 데이터 전압(Dm)은 수리 배선(4a)을 통해 우회하여 흐르게 되는바, 이로써 교차점(CP) 쇼트 불량이 수리되었다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 검사 화소(TP)를 채용하여 배선 불량 위치 검사가 용이한 특징이 있다. 또한 교차점에 수리 배선을 배치하여 배선 불량에 대해 간단하게 수리가 가능한 장점이 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
5: 초기화 배선
4: 데이터 배선
OLEDt: 검사 발광 소자
OLEDp: 화소 발광 소자

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 교차점을 가지도록 배열된 복수의 배선들;
    상기 복수의 배선들과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되어 상기 화소 회로에 의해 구동하는 화소 발광 소자를 포함하며 상기 교차점에 대응하여 배치되는 화소; 및
    상기 화소에 대응하여 배치되고 상기 복수의 배선들과 전기적으로 커플링되며 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자;
    를 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배선들은
    제1방향으로 연장되며 음의 전압을 전달하는 제1배선; 및
    상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 상기 제1배선과 다른 층에 형성되어 상기 교차점에서 중첩하며 양의 전압을 전달하는 제2배선;
    을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1배선은 상기 화소 회로를 초기화 하는 초기화 전압을 전달하며,
    상기 제2배선은 상기 화소 발광 소자를 발광하기 위한 데이터 전압을 전달하는, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2배선은,
    상기 제2배선에서 분기되어 상기 교차점을 우회한 후 다시 제2배선과 합쳐지는 수리 배선; 을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1배선은 기판 상에 형성된 제1절연층 상에 구비되며,
    상기 제2배선은 상기 제1배선들 덮도록 제1절연층 상에 형성된 제2절연층 상에 구비되는, 유기 발광 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 배선들과 상기 검사 발광 소자 사이에 구비되며 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 턴 온되는 검사 스위칭 소자;
    를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 검사 스위칭 소자는,
    게이트 단이 상기 제2배선에 연결되며, 소스 단이 구동 전압 배선에 연결되고, 드레인 단이 상기 검사 발광 소자에 연결되는 P형 금속 산화막 반도체(PMOS) 트랜지스터인, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 게이트 단은 상기 제2배선과 일체로 형성되는, 유기 발광 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 검사 스위칭 소자와 상기 검사 발광 소자는 중첩되도록 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 검사 스위칭 소자는 상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 게이트 단에 상기 음의 전압이 인가될 때 턴 온되는, 유기 발광 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화소 발광 소자는 화소 전극, 유기 발광층을 포함하는 화소 중간층 및 대향 전극의 적층체를 구비하며,
    상기 검사 발광 소자는 상기 화소 전극과 동일층에 동일한 물질로 형성된 하부 전극, 상기 대향 전극과 동일층에 동일한 물질로 형성된 상부 전극을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검사 발광 소자는 상기 화소 발광 소자와 동일한 색을 발광하는, 유기 발광 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 검사 발광 소자는 상기 화소 발광 소자와 다른 색을 발광하는, 유기 발광 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 검사 발광 소자의 면적은 상기 화소 발광 소자의 면적보다 작은, 유기 발광 표시 장치.
  15. 제1방향으로 연장되는 제1배선과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 상기 제1배선과 다른 층에 형성되어 상기 교차점에서 중첩하며 분기되어 상기 교차점을 우회한 후 다시 합쳐지는 수리 배선을 포함하는 제2배선; 상기 제1배선 및 제2배선과 전기적으로 연결된 화소 회로 및 상기 화소 회로와 연결되어 상기 화소 회로에 의해 구동하는 화소 발광 소자를 포함하며 상기 교차점에 대응하여 배치되는 화소; 및 상기 제1배선 및 제2배선과 검사 스위칭 소자를 통해 전기적으로 커플링되며 상기 화소에 대응하여 배치되어 상기 교차점에서 쇼트가 발생한 경우 발광하는 검사 발광 소자; 를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 수리 방법에 있어서,
    초기화 전압을 상기 제1배선에 전달하는 단계;
    상기 검사 발광 소자의 발광 여부를 확인하여 상기 교차점의 쇼트 여부를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 발광 소자가 발광한 경우, 상기 수리 배선을 통해 상기 교차점의 쇼트를 수리하는 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초기화 전압은 음의 전압인, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 검사 스위칭 소자는 상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 게이트 단에 상기 음의 전압이 인가될 때 턴 온되는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 교차점의 쇼트 여부를 검사하는 단계는,
    상기 교차점에서 쇼트가 발생하여 상기 검사 스위칭 소자가 턴 온 되는 단계;
    턴 온된 상기 검사 스위칭 소자에 연결된 상기 검사 발광 소자가 발광하는 단계; 및
    발광하는 상기 검사 발광 소자에 대응하는 상기 화소에 연결된 상기 교차점이 쇼트된 것으로 판단하는 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 수리하는 단계는,
    쇼트된 상기 교차점을 사이에 두고 상기 제2배선의 양쪽 지점을 컷팅하는 단계; 를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 컷팅하는 단계는 상기 제2배선의 양쪽 지점에 각각 레이저를 조사하여 컷팅하는, 유기 발광 표시 장치의 수리 방법.
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