KR100648672B1 - 발광 표시 장치 및 그의 검사 방법 - Google Patents

발광 표시 장치 및 그의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 표시 장치 및 그의 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 표시 장치에서는 화상을 표시하는 표시 패널로 상기 화상에 대응하는 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부와 상기 표시 패널 사이에 동작 상태 검사부가 형성되어 있다. 동작 상태 검사부는 데이터 구동부로부터의 데이터 신호가 표시 패널로 공급되지 않는 경우, 선택적으로 동작되어 표시 패널로 검사신호를 공급한다. 이러한 검사 신호에 따라 동작하는 표시 패널 상태를 체크하여 결함 발생 여부를 판단한다. 여기서, 데이터 신호와 검사 신호는 상기 표시 패널의 데이터선으로 공급된다.
이러한 본 발명에 따르면, 동작 상태 검사부가 표시 패널과 데이터 구동부 사이에 형성됨으로써, 별도의 검사 장비 없이도 상기 발광 표시 장치에 내장된 상기 동작 상태 검사부를 통하여 상기 표시 패널의 동작 상태를 용이하게 검사할 수있다.
발광 표시 장치, 검사, 스위칭 소자,

Description

발광 표시 장치 및 그의 검사 방법{LIGHT EMITTING DISPLAY AND TEST METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 유기 EL 표시 장치의 발광 원리를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화소 회로를 나타낸 도이다.
도 4는 도 2에 도시된 동작 상태 검사부의 상세 구조도이다.
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 전계발광(electroluminescent, 이하 'EL'이라 함) 표시 장치 및 그의 검사 방법에 관한 것이다.
도 1은 유기 EL 표시 장치의 구동 원리를 나타낸 도이다.
일반적으로 유기 EL 표시 장치는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시 장치로서, NxM 개의 유기 발광셀들을 전압 기입 혹은 전류 기입하여 영상을 표현할 수 있도록 되어 있다. 이러한 유기 발광셀은 애노드, 유기 박막, 캐소드 레이어의 구조를 가지고 있다. 유기 박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하 여 발광 효율을 향상시키기 위해 도 1에 도시되어 있듯이, 발광층(emitting layer, EML), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 및 정공 수송층(hole transport layer, HTL)을 포함한 다층 구조로 이루어지고, 또한 별도의 전자 주입층(electron injecting layer, EIL)과 정공 주입층(hole injecting layer, HIL)을 포함하고 있다.
이와 같이 이루어지는 유기 발광셀을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 또는 MOSFET를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 구동 방식은 박막 트랜지스터와 커패시터를 각 ITO(indium tin oxide) 화소 전극에 접속하여 커패시터 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다. 이때, 커패시터에 전압을 유지시키기 위해 인가되는 신호의 형태에 따라 능동 구동 방식은 전압 기입(voltage programming) 방식과 전류 기입(current programming) 방식으로 나누어진다.
이와 같이 다양한 방식으로 구동되는 유기 EL 표시 장치는 표시 패널과, 표시 패널을 구동시키기 위한 다수의 구동 집적 회로(예를 들어, 데이터 구동부, 주사 구동부 등)와, 각 구동 집적 회로로 표시하고자 하는 화상 신호와 제어 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러로부터 인가되는 제어 신호에 따라 데이터 구동부 및 주사 구동부가 구동하여 상기 표시 패널로 데이터 신호를 공급하며, 이에 따라 표시 패널이 공급되는 데이터 신호에 대응하는 화상을 표시한다.
그런데, 표시 패널 상의 소정 화소 회로에 이상이 발생하거나 데이터선 또는 주사선 등의 신호선들이 단락 되는 등의 결함이 발생될 수 있다.
종래의 기술 중 유기 EL 표시 장치에서 패널 상에 발생된 결함을 검사하는 기술로는 대한민국 특허 출원 공개 번호 제2004-2266호(공개일, 2004,1,7)에 개시된 "유기 전계 발광 패널 및 그의 결함 검사 방법"이 있다. 이 종래 기술은 표시 패널에 형성된 소정 신호선(예를 들어, 주사선 또는 데이터선)들의 단부에 칼라별로 개별화된 테스트 패드를 형성하고, 외부에서 별도의 전류계나 전압계를 상기 테스트 패드에 연결시켜 패널의 동작 상태를 검사한다.
이와 같이 종래에는 발광 표시 장치의 결함 발생 여부 검사시에 항상 별도의 검사 장치가 요구되는 등의 불편함이 발생한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 발광 표시 장치의 표시 패널 상의 결함을 용이하게 검출하고자 하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에 따른 발광 표시 장치는 데이터 신호를 전달하며 일방향으로 형성되어 있는 다수의 데이터선, 선택 신호를 전달하며 상기 데이터선과 교차하고 있는 다수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선이 교차하여 이루는 영역에 각각 형성되어 있으며, 인가되는 데이터 신호에 대응하는 화상을 표시하는 다수의 화소 회로를 포함하는 표시 패널; 상기 데이터선으로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부; 상기 주사선으로 선택 신호를 공 급하는 주사 구동부; 인가되는 검사 제어 신호에 따라 상기 데이터선으로 검사 신호를 공급하여 상기 표시 패널의 동작 상태를 검사하는 동작 상태 검사부; 및 상기 검사 제어 신호를 생성하여 상기 동작 상태 검사부로 공급하는 컨트롤러를 포함한다. 여기서, 동작 상태 검사부는 상기 표시 패널과 상기 데이터 구동부 사이에 형성되어 있으며, 상기 데이터 구동부로부터의 데이터 신호가 상기 데이터선으로 인가되지 않는 경우에, 선택적으로 상기 검사 신호를 상기 데이터선으로 공급한다.
이러한 동작 상태 검사부는 상기 검사 제어 신호에 따라 동작하여 상기 검사 신호를 대응하는 데이터선으로 각각 출력하는 다수의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 각각의 스위칭 소자의 제어 전극으로는 상기 컨트롤러로부터 인가되는 검사 제어 신호가 입력되고, 제1 주전극으로는 검사 신호가 입력되며, 제2 주전극으로는 상기 데이터 구동부의 데이터 신호가 입력되고, 상기 각 스위칭 소자의 제2 전극이 상기 대응하는 데이터선에 각각 연결되어 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 발광 표시 장치의 검사 방법은, 주사 신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 주사 신호에 따라 구동하여 상기 데이터 신호에 대응하는 화상을 표시하는 다수의 화소 회로를 포함하는 표시 패널과, 상기 구동부들로 해당 동작을 수행하기 위한 다수 신호를 공급하는 컨트롤러를 포함하는 발광 표시 장치의 검사 방법에서, a) 상기 데이터 구동부와 표시 패널 사이에 동작 상태 검사부를 형성하는 단계; b) 상기 데이터 구동부로부터의 데이터 신호가 상기 표시 패널로 공급되는지를 판단하는 단계; c) 상기 데이터 신호가 표시 패널로 공급되지 않는 경우, 상기 동작 상태 검사부를 동작시켜 상기 표시 패널로 동작 상태를 검사하기 위한 검사신호를 공급하는 단계; d) 상기 검사 신호에 따라 상기 표시 패널 상의 화소 회로가 동작하는 단계; 및 e) 상기 화소 회로의 동작 상태를 토대로 하여 상기 표시 패널 상의 결함 발생을 판단하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 발광 표시 장치로서 유기 물질의 전계 발광을 이용하는 유기 EL 표시 장치를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치는 표시 패널(100), 데이터 구동부(200), 주사 구동부(300), 컨트롤러(400) 및 동작 상태 검사부(400)를 포함한다.
표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(Y1-Yn), 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 주사선(X1-Xm) 및 복수의 화소 회로(110)를 포함한다. 데이 터선(Y1-Yn)은 화상을 나타내는 데이터 전압을 화소 회로(110)로 전달하며, 주사선(X1-Xm)은 선택 신호를 화소 회로(110)로 전달한다. 화소 회로(110)는 이웃한 두 데이터선(Y1-Yn)과 이웃한 두 주사선(X1-Xm)에 의해 정의되는 화소 영역에 형성되어 있다.
주사 구동부(300)는 주사선(X1-Xm)에 각각 선택 신호를 순차적으로 인가하며, 데이터 구동부(200)는 데이터선(Y1-Yn)에 데이터 전압을 동시에 인가한다. 컨트롤러(400)는 구동부(200,300)로 표시하고자 하는 데이터 신호 및 데이터 신호의 표시를 위한 다수의 제어 신호를 제공한다.
동작 상태 검사부(500)는 데이터 구동부(200)와 표시 패널(100) 사이에 형성되어, 인가되는 검사 제어 신호(Test)에 따라 동작하여 입력되는 검사 신호인 검사 전압을 표시 패널(100)상의 데이터선으로 공급하여, 표시 패널(100)의 동작 상태를 체크한다. 이를 위하여, 본 발명의 실시 예에서 컨트롤러(400)는 표시 패널(100)의 동작 상태를 검사하기 위한 검사 제어 신호(Test)와 검사 전압을 동작 상태 검사부(500)로 제공한다. 동작 상태 검사부(500)가 동작하지 않는 경우에는 데이터 구동부(200)로부터의 데이터 전압이 표시 패널(100) 상의 데이터선으로 공급된다.
한편, 주사 구동부(300) 및/또는 데이터 구동부(200) 및/또는 동작 상태 검사부(500)는 표시 패널(100)에 전기적으로 연결될 수 있으며 또는 표시 패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 테이프 캐리어 패키지(TCP)에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다. 또는 표시 패널(100)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로(FPC) 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수도 있으며, 이를 COF(chip on flexible board, chip on film) 방식이라 한다. 이와는 달리 주사 구동부(300) 및/또는 데이터 구동부(200) 및/또는 동작 상태 검사부(500)는 표시 패널의 유리 기판 위에 직접 장착될 수도 있으며, 이를 COG(chip on glass) 방식이라 한다. 또한 유리 기판 위에 주사선, 데이터선 및 박막 트랜지스터와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로와 대체될 수도 있다.
도 3에 본 발명의 실시 예에 따른 화소 회로의 예가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 화소 회로는 본 발명의 실시 예에 따른 화소 회로를 설명하기 위하여 예시된 것으로 전압 구동 방식의 화소 회로이다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 화소 회로는 이것에 한정되지 않으며, 예를 들어, 전류 구동 방식의 화소 회로도 사용될 수 있다.
도 3에서와 같이, 화소 회로는 유기 EL 소자(OLED), 주사선을 통하여 인가되는 선택 신호에 따라 구동되어 데이터선으로부터의 데이터 전압을 공급하는 스위칭 트랜지스터(M2), 데이터 전압을 충전하는 커패시터(Cst), 커패시터(Cst)에 충전된 전압에 대응하는 전류를 유기 EL 소자(OLED)로 공급하여 구동시키는 구동 트랜지스터(M1)를 포함한다.
이러한 구조로 이루어지는 화소 회로에서는 주사선으로부터 인가되는 선택 신호에 따라 스위칭 트랜지스터(M2)가 턴온되면, 데이터선으로부터의 데이터 전압이 트랜지스터(M1)의 게이트에 인가되어, 커패시터(C1)에 게이트와 소스 사이에 걸리는 전압(VGS)이 충전된다. 그리고, 이 전압(VGS)에 대응하여 트랜지스터(M1)에 전 류(IIOLED)가 흐르고, 이 전류(IOLED)에 대응하여 유기 EL 소자(OLED)가 발광한다.
이때, 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112004022122197-pat00001
여기서, IOLED는 유기 EL 소자(OLED)에 흐르는 전류, VGS는 트랜지스터(M1)의 게이트와 소스 사이의 전압, VTH는 트랜지스터(M1)의 문턱전압, VDATA는 데이터 전압, β는 상수 값을 나타낸다.
아래에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치에서 표시 패널의 동작 상태를 검사하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동작 상태 검사부의 상세 구조도이다.
도 4에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 동작 상태 검사부(500)는 컨트롤러(400)로부터 인가되는 검사 제어 신호(Test)에 따라 동작하여 인가되는 검사 전압을 표시 패널(100)의 데이터선으로 출력하는 다수의 스위칭 소자(T1-Tn)를 포함한다. 각각의 스위칭 소자(T1-Tn)는 두 개의 주 전극(드레인 전극 및 소스 전극)과 하나의 제어 전극(게이트 전극)을 가진다. 여기서, 각 스위칭 소자는 P 채널의 트랜지스터로 이루어지나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
각각의 스위칭 소자(T1-Tn)의 게이트 전극으로 컨트롤러(400)로부터 인가되는 검사 제어 신호(Test)가 입력되고 하나의 주전극(예를 들어 소스 전극)으로 검 사 전압이 인가된다. 그리고, 다른 주전극(예를 들어, 드레인 전극)은 데이터 구동부(200)의 출력단자에 각각 연결되어 데이터 구동부(200)로부터 인가되는 데이터 전압이 인가된다. 각 스위칭 소자(T1-Tn)의 드레인 전극은 표시 패널(100) 상의 데이터선에 연결되어, 스위칭 소자(T1-Tn)의 동작 상태에 따라 검사 전압 또는 데이터 전압이 표시 패널(100)상의 데이터선(Y1-Yn)으로 공급된다.
이러한 구조를 토대로 표시 패널 상의 결함 발생 여부를 검사하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
표시 패널의 결함 발생 여부를 검사하기 위하여, 컨트롤러(400)로부터 로우 레벨의 검사 제어 신호(Test)가 출력되면 동작 상태 검사부(500)의 각 스위칭 소자(T1-Tn)의 게이트 전극으로 로우 레벨의 신호가 입력되어 각 스위칭 소자(T1-Tn)가 턴온된다.
각각의 스위칭 소자(T1-Tn)가 턴온되면, 각 스위칭 소자(T1-Tn)의 소스 전극으로 입력되는 검사 전압이 상기 연결 부분을 통하여 표시 패널(100)의 각 데이터선으로 공급된다. 이 때, 주사 구동부(300)로부터의 선택 신호가 표시 패널(100)의 주사선(X1-Xm)으로 공급되어 모든 주사선이 선택된 상태일 수 있으며, 이와는 달리 표시 패널(100)의 소정 영역만을 검사하는 경우에는 상기 영역에 위치된 주사선만이 선택된 상태일 수도 있다.
위에 기술된 바와 같이, 동작 상태 검사부(500)를 통하여 검사 전압이 표시 패널(100)의 각 데이터선(Y1-Yn)으로 인가됨에 따라, 각각의 화소 회로(110)가 구동하여 발광하게 된다. 이 때, 결함이 발생한 화소 회로(110)는 발광하지 않게 되 며, 사용자는 이러한 각 화소 회로(110)의 발광 상태를 체크하여 결함 발생 유무를 판단할 수 있다.
한편, 발광 표시 장치에서 소정 화상을 표시하고자 하는 경우에는 컨트롤러(400)가 검사 제어 신호(Test) 출력을 중지하여 동작 상태 검사부(500)가 구동되지 않도록 한다. 즉, 컨트롤러(400)가 하이 레벨의 검사 제어 신호(Test)를 출력하여동작 상태 검사부(500)의 각 스위칭 소자(T1-Tn)가 턴오프시켜, 검사 전압에 해당하는 전류가 스위칭 소자를 통하여 흐르지 않도록 한다.
따라서, 표시 패널(100)의 데이터선으로는 데이터 구동부(200)로부터 출력되는 전압 즉, 데이터 전압이 인가되어, 표시 패널(100)은 상기 데이터 전압에 따른 화상을 표시한다.
이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시 장치에 대하여 설명하였다. 상기 기술된 실시 예는 본 발명의 개념이 적용된 일실시 예로서, 본 발명의 범위가 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형이 본 발명의 개념을 그대로 이용하여 형성될 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면 발광 표시 장치에서, 별도의 장비를 사용하거나 또는 표시 패널을 분해하는 등의 번거로운 과정을 수행하지 않아도, 표시 패널과 데이터 구동 사이에 형성된 동작 상태 검사부를 통하여 표시 패널의 동작 상태를 용이하게 검사할 수 있다.

Claims (5)

  1. 데이터 신호를 전달하며 일방향으로 형성되어 있는 다수의 데이터선, 선택 신호를 전달하며 상기 데이터선과 교차하고 있는 다수의 주사선, 상기 데이터선과 상기 주사선이 교차하여 이루는 영역에 각각 형성되어 있으며, 인가되는 데이터 신호에 대응하는 화상을 표시하는 다수의 화소 회로를 포함하는 표시 패널;
    상기 데이터선으로 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부;
    상기 주사선으로 선택 신호를 공급하는 주사 구동부;
    인가되는 검사 제어 신호에 따라 상기 데이터선으로 검사 신호를 공급하여 상기 표시 패널의 동작 상태를 검사하는 동작 상태 검사부; 및
    상기 검사 제어 신호를 생성하여 상기 동작 상태 검사부로 공급하는 컨트롤러
    를 포함하며,
    상기 동작 상태 검사부는 상기 표시 패널과 상기 데이터 구동부 사이에 형성되어 있으며, 상기 데이터 구동부로부터의 데이터 신호가 상기 데이터선으로 인가되지 않는 경우에, 선택적으로 상기 검사 신호를 상기 데이터선으로 공급하는 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동작 상태 검사부는
    상기 검사 제어 신호에 따라 동작하여 상기 검사 신호를 대응하는 데이터선으로 각각 출력하는 다수의 스위칭 소자를 포함하는 발광 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 스위칭 소자의 제어 전극으로는 상기 컨트롤러로부터 인가되는 검사 제어 신호가 입력되고, 제1 주전극으로는 검사 신호가 입력되며, 제2 주전극으로는 상기 데이터 구동부의 데이터 신호가 입력되고, 상기 각 스위칭 소자의 제2 전극이 상기 대응하는 데이터선에 각각 연결되어 있는 발광 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 레벨의 검사 제어 신호에 따라 상기 스위칭 소자가 턴온되어 상기 검사 신호가 상기 데이터선으로 공급되고,
    제2 레벨의 검사 제어 신호에 따라 상기 스위칭 소자가 턴오프되어 상기 데이터 구동부로터의 데이터 신호가 상기 데이터선으로 공급되는 발광 표시 장치.
  5. 주사 신호를 공급하는 주사 구동부, 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부, 상기 주사 신호에 따라 구동하여 상기 데이터 신호에 대응하는 화상을 표시하는 다소의 화소 회로를 포함하는 표시 패널과, 상기 구동부들로 해당 동작을 수행하기 위한 다수 신호를 공급하는 컨트롤러를 포함하는 발광 표시 장치의 검사 방법에서
    a) 상기 데이터 구동부와 표시 패널 사이에 동작 상태 검사부를 형성하는 단계;
    b) 상기 데이터 구동부로부터의 데이터 신호가 상기 표시 패널로 공급되는지를 판단하는 단계;
    c) 상기 데이터 신호가 표시 패널로 공급되지 않는 경우, 상기 동작 상태 검사부를 동작시켜 상기 표시 패널로 동작 상태를 검사하기 위한 검사신호를 공급하는 단계;
    d) 상기 검사 신호에 따라 상기 표시 패널 상의 화소 회로가 동작하는 단계; 및
    e) 상기 화소 회로의 동작 상태를 토대로 하여 상기 표시 패널 상의 결함 발생를 판단하는 단계
    를 포함하는 발광 표시 장치의 검사 방법.
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