KR102345689B1 - 마이크로 표시장치 - Google Patents

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KR102345689B1
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Abstract

본 발명은 마이크로 표시장치의 화소를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 표시장치의 화소는, 구동 트랜지스터; 게이트 단자에 인가되는 바이어스 전압에 의해 턴-온 상태를 유지하며, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 제어하는 전압제어 트랜지스터; 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자로 데이터신호를 전달하는 제1 스위칭 트랜지스터; 및 상기 구동 트랜지스터와 발광소자 사이에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 전류 흐름을 제어하는 제2 스위칭 트랜지스터;를 포함한다.

Description

마이크로 표시장치{Micro Display}
본 발명은 마이크로 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하는 표시장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 유형의 표시 장치가 활용되고 있다. 최근 마이크로 발광 다이오드(μLED)를 이용한 표시장치(이하, "마이크로 표시장치"라고 함)에 대한 관심도 높아지고 있다.
VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), MR(Mixed Reality) 기술을 위해 우수한 표시장치 특성이 요구되면서, micro LED on Silicon 또는 AMOLED on Silicon 의 개발이 증가 추세이며, 특히 고해상도 구현을 위하여 화소 사이즈 최소화에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명의 실시예는 고해상도 구현에 적합한 화소회로를 갖는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 화소들을 포함하는 마이크로 표시장치에 있어서, 상기 복수의 화소들 각각은, 구동 트랜지스터; 게이트 단자에 인가되는 바이어스 전압에 의해 턴-온 상태를 유지하며, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 제어하는 전압제어 트랜지스터; 상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자로 데이터신호를 전달하는 제1 스위칭 트랜지스터; 및 상기 구동 트랜지스터와 발광소자 사이에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 전류 흐름을 제어하는 제2 스위칭 트랜지스터;를 포함한다.
상기 구동 트랜지스터는 트라이오드 영역에서 동작할 수 있다.
상기 전압제어 트랜지스터는, 상기 바이어스 전압이 인가되는 바이어스선에 연결된 게이트 단자, 상기 제2 스위칭 트랜지스터에 연결된 제1 단자, 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다.
상기 전압제어 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터와 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 사이에 구비될 수 있다.
상기 마이크로 표시장치는, 상기 전압제어 트랜지스터의 게이트 단자로 상기 바이어스 전압을 생성하여 출력하는 바이어스 전압 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 표시장치는 작은 사이즈의 구동 트랜지스터로 균일성(uniformity)을 확보하고, 낮은 구동 전압으로 구동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시장치의 화소의 일 예이다.
도 4는 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 전압(VDS)-전류(IDS) 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 전압 공급부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, X와 Y가 연결되어 있다고 할 때, X와 Y가 전기적으로 연결되어 있는 경우, X와 Y가 기능적으로 연결되어 있는 경우, X와 Y가 직접 연결되어 있는 경우를 포함할 수 있다. 여기에서, X, Y는 대상물(예를 들면, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)일 수 있다. 따라서, 소정의 연결 관계, 예를 들면, 도면 또는 상세한 설명에 표시된 연결 관계에 한정되지 않고, 도면 또는 상세한 설명에 표시된 연결 관계 이외의 것도 포함할 수 있다.
X와 Y가 전기적으로 연결되어 있는 경우는, 예를 들어, X와 Y의 전기적인 연결을 가능하게 하는 소자(예를 들면, 스위치, 트랜지스터, 용량소자, 인덕터, 저항소자, 다이오드 등)가, X와 Y 사이에 1개 이상 연결되는 경우를 포함할 수 있다.
이하의 실시예에서, 소자 상태와 연관되어 사용되는 "온(ON)"은 소자의 활성화된 상태를 지칭하고, "오프(OFF)"는 소자의 비활성화된 상태를 지칭할 수 있다. 소자에 의해 수신된 신호와 연관되어 사용되는 "온"은 소자를 활성화하는 신호를 지칭하고, "오프"는 소자를 비활성화하는 신호를 지칭할 수 있다. 소자는 높은 전압 또는 낮은 전압에 의해 활성화될 수 있다. 예를 들어, P채널 트랜지스터는 낮은 전압에 의해 활성화되고, N채널 트랜지스터는 높은 전압에 의해 활성화된다. 따라서, P채널 트랜지스터와 N채널 트랜지스터에 대한 "온" 전압은 반대(낮음 대 높음) 전압 레벨임을 이해해야 한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치(30)는 발광소자 어레이(10) 및 구동회로 기판(20)을 포함할 수 있다. 발광소자 어레이(10)는 구동회로 기판(20)과 결합될 수 있다. 표시장치(30)는 마이크로 표시장치일 수 있다.
발광소자 어레이(10)는 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 발광소자는 발광다이오드(LED)일 수 있다. 발광소자는 마이크로 내지 나노 단위 크기의 발광다이오드(LED)일 수 있다. 반도체 웨이퍼 상에 복수의 발광다이오드들을 성장시킴으로써 적어도 하나의 발광소자 어레이(10)들이 제조될 수 있다. 따라서, 발광다이오드를 개별적으로 구동회로 기판(20)에 이송할 필요없이 발광소자 어레이(10)를 구동회로 기판(20)과 결합함으로써 표시장치(30)가 제조될 수 있다.
구동회로 기판(20)에는 발광소자 어레이(10) 상의 발광다이오드 각각에 대응하는 화소회로가 배열될 수 있다. 발광소자 어레이(10) 상의 발광다이오드와 구동회로 기판(20) 상의 화소회로는 전기적으로 연결되어 화소를 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치(30)는 화소부(110) 및 구동부를 포함할 수 있다.
화소부(110)는 영상을 표시하는 표시 영역에 배치될 수 있다. 화소부(110)는 소정 패턴, 예를 들어, 매트릭스 형, 지그재그 형 등 다양한 패턴으로 배열된 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 화소(PX)는 하나의 색을 방출하며, 예를 들어, 적색, 청색, 녹색, 백색 중 하나의 색을 방출할 수 있다. 화소(PX)는 적색, 청색, 녹색, 백색 외의 다른 색을 방출할 수도 있다.
화소(PX)는 발광소자를 포함할 수 있다. 발광소자는 자발광소자일 수 있다. 예를 들어, 발광소자는 발광다이오드(LED)일 수 있다. 발광소자는 단일 피크 파장을 발광하거나, 복수의 피크 파장을 발광할 수 있다.
화소(PX)는 발광소자와 연결된 화소회로를 더 포함할 수 있다. 화소회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터 및 적어도 하나의 커패시터 등을 포함할 수 있다. 화소회로는 기판 상의 반도체 적층 구조에 의해 구현될 수 있다.
화소부(110)에는 화소(PX)들에 주사신호를 인가하는 주사선들(SL1-SLn), 및 화소들(PX)에 데이터신호를 인가하는 데이터선들(DL1-DLm)이 배치될 수 있다. 주사선들(SL1-SLn) 각각은 동일 행에 배열된 화소들(PX)에 연결되고, 데이터선들(DL1-DLm) 각각은 동일 열에 배열된 화소(PX)들에 연결된다.
화소부(110)에는 화소(PX)들에 발광제어신호를 인가하는 발광제어선들(EL1-ELn)을 더 배치될 수 있다. 발광제어선들(EL1-ELn) 각각은 동일 행에 배열된 화소들(PX)에 연결되고, 주사선들(SL1-SLn)과 이격 배치될 수 있다.
화소부(110)에는 화소(PX)들에 바이어스 전압을 인가하는 바이어스선들(BL1-BLn)이 더 배치될 수 있다. 바이어스선들(BL1-BLn) 각각은 동일 행에 배열된 화소들(PX)에 연결되고, 주사선들(SL1-SLn)과 이격 배치될 수 있다.
구동부는 화소부(110) 주변의 비표시 영역에 구비되고, 화소부(110)를 구동 및 제어할 수 있다. 구동부(120)는 제어부(121), 주사 구동부(122), 데이터 구동부(123), 및 바이어스 전압 공급부(124)를 포함할 수 있다.
제어부(121)의 제어에 따라, 주사 구동부(122)는 주사선들(SL1-SLn)에 대하여 차례로 주사신호를 인가하고, 데이터 구동부(123)는 각 화소(PX)에 데이터신호를 인가할 수 있다. 화소(PX)들은 주사선들(SL1-SLn)을 통해 수신되는 주사신호에 응답하여 데이터선들(DL1-DLm)을 통해 수신되는 데이터신호의 전압 레벨 또는 전류 레벨에 상응하는 밝기로 발광한다.
바이어스 전압 공급부(124)는 각 화소(PX)의 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 제어하는 바이어스 트랜지스터를 턴-온시키는 바이어스 전압을 바이어스선들(BL1-BLn)로 공급할 수 있다. 바이어스선들(BL1-BLn)은 바이어스 트랜지스터의 게이트 단자에 연결될 수 있다.
제어부(121), 주사 구동부(122), 데이터 구동부(123), 바이어스 전압 공급부(124)는 각각 별개의 집적 회로 칩 또는 하나의 집적 회로 칩의 형태로 형성되어 화소부(110)가 형성된 기판 위에 직접 장착되거나, 연성인쇄회로필름(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 기판에 부착되거나, 기판에 직접 형성될 수도 있다.
도 3은 도 2에 도시된 표시장치의 화소의 일 예이다.
도 3의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 n번째 행 및 m번째 열의 화소(PX)를 예로서 설명하겠다. 화소(PX)는 n번째 행에 포함된 다수의 화소 중 하나로서, n번째 행에 대응하는 주사선(SLn)과 m번째 열에 대응하는 데이터선(DLm)에 연결되어 있다.
화소(PX)는 주사신호를 전달하는 주사선(SLn), 주사선(SLn)과 교차하며 데이터신호를 전달하는 데이터선(DLm), 제1 전원전압(VDD)을 전달하는 전원선에 연결될 수 있다.
화소(PX)는 발광다이오드(ED) 및 발광다이오드(ED)에 연결된 화소회로를 포함할 수 있다. 화소회로는 제1 내지 제3 트랜지스터(T1 내지 T3), 바이어스 트랜지스터(BT) 및 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 트랜지스터(T1 내지 T3) 및 바이어스 트랜지스터(BT) 각각의 제1 단자는 드레인 단자이고, 제2 단자는 소스 단자일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 커패시터(C)의 제1 단자에 연결된 게이트 단자, 제3 트랜지스터(T3)를 통해 발광다이오드(ED)에 연결된 제1 단자, 제2 전원전압(VSS)에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다. 제2 전원전압(VSS)은 접지전압(GND)일 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터로서 역할을 하며, 제2 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호를 전달받아 발광다이오드(ED)에 전류를 공급할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 저전압 영역에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(T1)는 트라이오드 영역에서 동작할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 주사선(SLn)에 연결된 게이트 단자, 데이터선(DLm)에 연결된 제1 단자, 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 주사선(SLn)을 통해 전달받은 주사신호에 따라 턴-온되어 데이터선(DLm)으로 전달된 데이터신호를 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자로 전달하는 스위칭 트랜지스터로서 역할을 할 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 트랜지스터(T1)와 함께 저전압 영역에서 동작할 수 있다. 제2 트랜지스터(T1)는 트라이오드 영역에서 동작할 수 있다. 이 경우 데이터신호는 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)의 저전압 동작에 대응하는 전압 범위로 변환될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 발광제어선(ELn)에 연결된 게이트 단자, 발광다이오드(ED)의 제2 전극에 연결된 제1 단자, 바이어스 트랜지스터(BT)의 제1 단자에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 발광제어선(ELn)을 통해 전달받은 발광제어신호에 따라 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 구동전류가 발광다이오드(ED)에 흐르도록 하는 스위칭 트랜지스터로서 역할을 할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 발광제어선(ELn)은 주사 구동부(122)에 연결되고, 주사 구동부(122)로부터 발광제어신호를 인가받을 수 있다. 다른 실시예에서, 발광제어선(ELn)은 주사 구동부(122)와 별개의 발광제어 구동부(미도시)에 연결되어 발광제어신호를 인가받을 수 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 생략될 수 있다.
바이어스 트랜지스터(BT)는 바이어스선(BLn)에 연결된 게이트 단자, 제3 트랜지스터(T3)의 제2 단자에 연결된 제1 단자, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 단자에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다. 바이어스 트랜지스터(BT)는 게이트 단자에 인가되는 바이어스 전압에 의해 턴-온 상태를 유지하며, 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압을 제어하는 전압제어 트랜지스터일 수 있다. 바이어스 트랜지스터(BT)에 의해 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압이 제어됨으로써 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 저전압용 트랜지스터로 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서 바이어스 트랜지스터(BT)는 제1 트랜지스터(T1)가 트라이오드 영역에서 동작하도록 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압을 제어할 수 있다.
바이어스 트랜지스터(BT)는 바이어스선(BLn)을 통해 인가되는 바이어스 전압에 의해 턴-온될 수 있다. 바이어스 전압은 바이어스 트랜지스터(BT)가 항상 턴-온 상태를 유지하게 하는 소정 레벨의 직류 전압(DC)일 수 있다. 바이어스 트랜지스터(BT)의 턴-온 상태에 따라 제1 트랜지스터(T1)와 바이어스 트랜지스터(BT) 사이의 노드 전압(Vx), 즉 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압이 제어될 수 있다. 바이어스 전압에 따라 바이어스 트랜지스터(BT)의 채널 저항이 가변할 수 있다. 즉, 바이어스 트랜지스터(BT)는 가변 선형 저항으로 동작할 수 있다.
바이어스 트랜지스터(BT)의 채널 저항에 따라 노드 전압(Vx), 즉 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압이 결정될 수 있다. 따라서, 바이어스 전압을 제어함으로써 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압이 제1 트랜지스터(T1)가 트라이오드 영역에서 동작하는 조건을 만족하는 전압으로 제어될 수 있다.
커패시터(C)는 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 단자에 연결된 제1 단자, 및 제2 전원전압(VSS)에 연결된 제2 단자를 포함할 수 있다.
발광다이오드(ED)의 제1 전극은 제1 전원전압(VDD)을 공급받을 수 있다. 발광다이오드(ED)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 발광다이오드(ED)는 데이터신호에 대응하는 휘도로 발광함으로써 영상을 표시할 수 있다.
도 4는 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 전압(VDS)-전류(IDS) 특성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 트랜지스터는 트라이오드 영역에서 하기 식 1과 같은 전압(VDS)-전류(IDS) 특성을 갖고, 포화 영역에서 하기 식 2와 같은 전압(VDS)-전류(IDS) 특성을 갖는다.
Figure 112020044083960-pat00001
... (1)
Figure 112020044083960-pat00002
... (2)
여기서, IDS는 트랜지스터의 드레인-소스 전류이며, K는 공정 트랜스컨덕턴스 파라미터(Process Transconductance Parameter)를 의미하는데, K는 채널 캐리어 전자(Electron)의 이동도(Mobility), 게이트 영역의 커패시턴스(Cox), 채널의 크기와 같은 파라미터일 수 있다. 채널의 크기는 길이에 대한 폭의 비율(Width/Length)로 정의될 수 있다. VGS는 트랜지스터의 게이트-소스 전압이고, VT는 문턱 전압(Threshold Voltage)이고, VDS는 드레인-소스 전압이다.
구동 트랜지스터인 제1 트랜지스터(T1)가 트라이오드 영역에서 동작하기 위한 동작 조건은 VGS - VT > VDS이다. VDS는 노드 전압(Vx)에 의해 결정되고, 노드 전압(Vx)은 바이어스 전압에 의해 제어되므로, 바이어스 전압에 의해 제1 트랜지스터(T1)가 트라이오드 영역에서 동작하도록 제어할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 트라이오드 영역에서 동작함으로써, 저항과 같은 선형 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 제1 트랜지스터(T1)는 입력 전압, 즉 VGS에 대해 선형화된 출력 전류, 즉 IDS를 출력할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 트라이오드 영역에서 동작하므로, 문턱 전압 변동에 대한 드레인-소스 전류 변동 영향이 없어지고, 낮은 트랜스컨덕턴스(Gm)로 인해 넓은 입력 전압 레인지(range) 사용이 가능하다.
제1 트랜지스터(T1)의 드레인 단자가 발광소자(ED)의 제2 전극(캐소드 전극)과 연결되는 경우 고 내압 특성을 요구하는 고전압용 트랜지스터를 사용하여야 하므로 문턱전압 불일치(mismatch) 특성에 악영향을 줄 수 있다.
본 발명의 실시예는 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압을 제어하여 동작 영역을 트라이오드 영역으로 제한함으로써 드레인-소스 전압(동작 전압)의 범위를 제한할 수 있다. 이에 따라 낮은 파괴전압을 갖는 트랜지스터를 구동 트랜지스터로 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이어스 전압 공급부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 바이어스 전압 공급부(124)는 연산 증폭기(Operational Amplifier)(131) 및 기준전압 생성부(133)를 포함할 수 있다.
연산 증폭기(131)의 제1 입력단(+)은 기준전압(Vref)의 공급원인 기준전압 생성부(133)와 연결되고, 제2 입력단(-)은 출력단과 연결된다. 연산 증폭기(131)의 출력단은 바이어스선(BLn)에 연결된다.
일 실시예에서, 바이어스 전압 공급부(124)는 하나의 연산 증폭기(131)로 구성되고, 연산 증폭기(131)의 출력단이 복수의 바이어스선들(BL1-BLn)에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 바이어스 전압 공급부(124)는 복수의 제1 내지 제n 연산 증폭기(131)들로 구성되고, 복수의 제1 내지 제n 연산 증폭기(131)들 각각의 출력단이 복수의 바이어스선들(BL1-BLn) 중 대응하는 바이어스선에 연결될 수 있다.
바이어스 전압 공급부(124)는 제1 트랜지스터(T1)가 저전압 영역에서 동작하도록 제1 트랜지스터(T1)의 드레인 전압을 제어하도록 바이어스 트랜지스터(BT)의 채널저항을 결정하는 바이어스 전압(VBIAS)을 생성하여 바이어스선(BLn)으로 인가할 수 있다. 바이어스 전압 공급부(124)는 제1 트랜지스터(T1)가 VGS-VT>VDS의 동작 조건을 만족하기 위한 바이어스 트랜지스터(BT)의 채널저항을 결정하는 바이어스 전압(VBIAS)을 생성하여 바이어스선(BLn)으로 인가할 수 있다.
구동 트랜지스터의 동작 영역이 포화 영역에서 사용되는 경우 높은 트랜스컨덕턴스(Gm) 값으로 인해 충분한 입력 전압 영역 확보를 위해 채널 길이가 긴 구동 트랜지스터를 사용하거나, 큰 저항을 추가하는 경우가 있다. 또한, 문턱전압 불일치(mismatch) 영향을 줄이고자 큰 사이즈의 구동 트랜지스터를 사용하는 경우가 있다. 이 경우 고해상도 마이크로 표시장치 구현이 어렵다.
본 발명의 실시예는 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 제어하여 구동 트랜지스터의 동작 영역을 트라이오드 영역으로 제한하고 트랜스컨덕턴스(Gm) 값을 최적화함으로써, 채널 길이가 작은 구동 트랜지스터로도 문턱전압 불일치(mismatch) 영향을 제거하고, 넓은 입력 전압 레인지를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 외부 바이어스를 인가하여 구동 트랜지스터와 구동부의 동작 전압을 저전압으로 제한할 수 있어, 마이크로 표시장치에 고전압 트랜지스터를 사용할 필요가 없어 고해상도 화소회로를 구현할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 복수의 화소들을 포함하는 마이크로 표시장치에 있어서,
    상기 복수의 화소들 각각은,
    구동 트랜지스터;
    게이트 단자에 인가되는 바이어스 전압에 의해 턴-온 상태를 유지하며, 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전압을 제어하는 전압제어 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터의 게이트 단자로 데이터신호를 전달하는 제1 스위칭 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터와 발광소자 사이에 연결되어 상기 구동 트랜지스터의 전류 흐름을 제어하는 제2 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 전압제어 트랜지스터의 채널 저항이 기설정된 값 미만이 되도록 상기 바이어스 전압을 생성하여 상기 전압제어 트랜지스터의 게이트 단자로 출력하는 바이어스 전압 공급부;를 포함하고,
    상기 바이어스 전압 공급부는 기준전압이 인가되는 제1 입력단, 출력단의 바이어스 전압이 인가되는 제2 입력단 및 상기 전압제어 트랜지스터의 게이트 단자로 상기 바이어스 전압이 출력되는 출력단을 포함하는 연산 증폭기를 포함하고,
    상기 바이어스 전압 공급부는 상기 전압제어 트랜지스터의 드레인 전압을 제어함으로써 상기 전압제어 트랜지스터의 채널 저항이 상기 기설정된 값 미만이 되도록 제어하고,
    상기 전압제어 트랜지스터의 채널 저항이 상기 기설정된 값 미만으로 제어됨에 따라 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제1 스위칭 트랜지스터가 트라이오드 영역에서 동작하고,
    상기 기설정된 값은 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전압이
    Figure 112021099471872-pat00008
    을 만족하도록 설정된 값이고,
    상기 VGS는 상기 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압이고, VT는 상기 구동 트랜지스터의 문턱 전압(Threshold Voltage)이고, 상기 VDS는 상기 구동 트랜지스터의 드레인-소스 전압이고, 상기 VDS는 상기 바이어스 전압에 의해 제어되는, 마이크로 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 전압제어 트랜지스터는,
    상기 바이어스 전압이 인가되는 바이어스선에 연결된 게이트 단자, 상기 제2 스위칭 트랜지스터에 연결된 제1 단자, 및 상기 구동 트랜지스터의 드레인 단자에 연결된 제2 단자를 포함하는, 마이크로 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압제어 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터와 상기 제2 스위칭 트랜지스터의 사이에 구비된, 마이크로 표시장치.
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