JP2004029803A

JP2004029803A - 画像表示装置及びその駆動方法

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Publication number: JP2004029803A
Application number: JP2003170606A
Authority: JP
Inventors: Dong-Yong Shin; 申　東　蓉
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-01-29
Also published as: CN1495699A; US20030231152A1; US20060152451A1; CN1329882C; KR100432651B1; KR20030096900A; US7042426B2

Abstract

【課題】高階調及び高解像度を実現できるだけでなく、高い開口率が得られる画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明は有機ＥＬ素子などのように、電流によって輝度が制御される発光素子を各画素ごとに備える画像表示装置に関する。本発明による画像表示装置では電流ミラーを構成するトランジスタを画素内部に含み、二つの走査線を有する画素構造を利用することによって、一回に２行以上の画素を選択してデータ線に印加される電流を表示情報を記録するための画素とそれに隣接した画素に分配し、その選択された画素の中で１行の画素にだけ表示情報を記録する。このようにしてデータ線を駆動する電流を大きくしながらも画素内で電流ミラーを構成するトランジスタのサイズを小さくすることができる。結果的に、有機発光素子を利用した画像表示装置の開口率を増加させることができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号によって輝度が制御される画素を備えた画像表示装置に関する。例えば、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などのように、電流によって輝度が制御される発光素子を各画素ごとに備えた画像表示装置に関する。より詳しくは、各画素内に設置された絶縁ゲート型電界効果トランジスタのような能動素子によって発光素子に供給する電流量が制御される、いわゆるアクティブマトリックス（ａｃｔｉｖｅ　ｍａｔｒｉｘ）型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アクティブマトリックス型の画像表示装置では、複数の画素をマトリックス形態に配列し、与えられた輝度情報によって各画素の光の強さを制御することによって画像を表示する。電気光学物質として液晶を利用した場合には、各画素に記録される電圧によって画素の透過率が変化する。電気光学物質として有機ＥＬ材料を利用したアクティブマトリックス型画像表示装置でも、基本的な動作は液晶を利用した場合と同じである。しかし、液晶表示装置とは異なって、有機ＥＬ画像表示装置は各画素に、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ　ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ）のような発光素子を有する、いわゆる自己発光型であり、液晶表示装置に比べて画像の視認性が高く、バックライトが不要であり、応答速度が速い等の利点を有する。各発光素子の輝度は電流量によって制御される。つまり、発光素子が電流駆動型または電流制御型という点から液晶表示装置とは大きく異なる。
【０００３】
液晶表示装置と同様に、有機ＥＬ画像表示装置もその駆動方式として単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式が可能である。電子は構造が単純な反面、表示装置の大型化及び高精細化の実現が困難であるため、アクティブマトリックス方式の開発が旺盛に行われている。アクティブマトリックス方式は各画素に設置された発光素子に流れる電流を画素内部に設置された能動素子（一般的には、絶縁ゲート型電界効果トランジスタの一種である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。）によって制御する。
【０００４】
一方、前記発光素子に流れる電流を制御するための能動素子として用いられる薄膜トランジスタのしきい電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｖｏｌｔａｇｅ）の画素間特性偏差を補償するために、多様な画素構造が提案された。この中で一つが電流モードプログラム方式を利用した画素構造である。
【０００５】
図１６には従来の技術による電流モードプログラム方式の画像表示装置に適用される画素構造が示されている。図１６に示された画素構造は１画素に対する等価回路である。
【０００６】
図示したように、走査線とデータ線が交差する地点に画素が形成され、前記走査線には所定の走査サイクルで画素を選択するための信号が印加され、前記データ線には画素を駆動するための輝度情報が電流（Ｉｄａｔａ）形態に供給される。前記画素は発光素子に動作する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、４つの薄膜トランジスタ（Ｍ１〜Ｍ４）及び維持キャパシタ（Ｃｓｔ）で構成される。
【０００７】
前記信号（Ｓｃａｎ）により前記画素が位置する走査線が選択されれば、トランジスタ（Ｍ２、Ｍ３）が同時にターンオンされる。この時、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）への電流供給の可否を制御するトランジスタ（Ｍ４）はターンオフされる。輝度情報を含み、データ線を通じて供給される電流（Ｉｄａｔａ）は前記ターンオンされたトランジスタ（Ｍ３）を通じて画素内に供給されるが、この電流とトランジスタ（Ｍ１）に流れる電流の差が前記ターンオンされたトランジスタ（Ｍ２）を通じてトランジスタ（Ｍ１）のゲート電極にフィードバックされて前記電流（Ｉｄａｔａ）に対応する電圧が前記トランジスタ（Ｍ１）のゲート電極とソース電極の間に連結された維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に記録される。
【０００８】
走査線が非選択になれば、トランジスタ（Ｍ２、Ｍ３）はターンオフされて、トランジスタ（Ｍ４）はターンオンされる。前記トランジスタ（Ｍ２）がターンオフされればトランジスタ（Ｍ１）のゲート電極はフローティングされ、前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に記録された電圧は維持される。前記トランジスタ（Ｍ１）は飽和領域で動作し、ゲート電圧によってドレーン電流を発生させる。前記トランジスタ（Ｍ１）により発生した電流はターンオンされたトランジスタ（Ｍ４）を通じて前記有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に流れるようになり、この電流量によって前記ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光程度が決定されて意図する輝度が表示される。
【０００９】
前述の従来の技術による電流モードプログラム方式の画像表示装置では、データ線を駆動する電流と有機発光ダイオードに流れる電流値が同一でなければならないので、データ線を駆動するのに時間が多くかかる問題点がある。つまり、このような電流モードプログラム方式は画素内に用いられるトランジスタのしきい電圧特性偏差だけでなく、移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）の特性偏差までも補償することができるという長所を有するが、低い電流水準ではデータ線を駆動するのに時間が多くかかって高階調及び高解像度を有する画像表示装置を実現するのには限界がある。
【００１０】
このような問題を解決するために非対称構造の電流ミラーを利用する画素構造を有する画像表示装置が図１７に示されている。
【００１１】
図１７に示された画素は走査線とデータ線が交差する地点に形成されており、一行の画素に対して二つの走査線が配置されている。前記走査線には所定の走査サイクルで画素を選択するための信号（Ｓｃａｎ１、Ｓｃａｎ２）が印加され、前記データ線には画素を駆動するための輝度情報が電流（Ｉｄａｔａ）形態に供給される。前記画素は発光素子として動作する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電流ミラーを構成する２つの薄膜トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）、前記電流（Ｉｄａｔａ）を電圧レベルに変換した輝度情報を保存するための維持キャパシタ（Ｃｓｔ）、前記電流（Ｉｄａｔａ）の前記トランジスタ（Ｍ２）及び維持キャパシタ（Ｃｓｔ）への供給を各々制御するためのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）で構成される。
【００１２】
画素を選択するために、前記二つの走査線を通じて伝達された信号（Ｓｃａｎ１、Ｓｃａｎ２）は前記二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）をほとんど同時にターンオンさせることができるサイクルを有する。前記トランジスタ（Ｍ３）のターンオンによりデータ線に印加された輝度情報を含む電流（Ｉｄａｔａ）は前記トランジスタ（Ｍ２）に流れ、前記トランジスタ（Ｍ４）のターンオンによって前記トランジスタ（Ｍ２）のゲートとドレーンの間は短絡される。前記トランジスタ（Ｍ２）は飽和領域で動作し、前記トランジスタ（Ｍ４）を通じるフィードバックによって前記電流（Ｉｄａｔａ）に対応するゲート−ソース電圧が発生し、維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に記録される。前記二つの走査線が非選択状態になれば、前記二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）はターンオフされて前記トランジスタ（Ｍ２）のゲート電極がフローティングされ、前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に記録された電圧は維持される。前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）が維持している電圧は前記トランジスタ（Ｍ１）のゲートに加えられ、これによりドレーン電流が発生する。前記トランジスタ（Ｍ１）のドレーン電流によって前記有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が駆動される。
【００１３】
前記説明された画素構造を有する画像表示装置では、電流ミラーを構成するトランジスタ（Ｍ２）のチャンネル幅を前記有機発光ダイオードを駆動するトランジスタ（Ｍ１）のチャンネル幅より大きくしたり、前記トランジスタ（Ｍ１）のチャンネル長を前記トランジスタ（Ｍ２）のチャンネル長より長くすることにより、前記トランジスタ（Ｍ２）を通じて流れる電流が前記トランジスタ（Ｍ１）を通じて流れる電流より一定の比率だけ大きくなるように設定することができる。したがって、データ線を駆動する電流を大きくしながらも所望の輝度範囲に該当するサイズの電流で前記有機発光ダイオードを駆動することができる。しかし、データ線の寄生キャパシタンスと寄生抵抗による負荷が大きいため、データ線に流れる電流と前記有機発光ダイオードに流れる電流の比率は数十倍以上にならなければならない。前記比率が大きくなるほどデータ線を駆動する時間は短縮されるが、電流ミラーを構成するトランジスタのサイズが大きくなるので、例えば、背面発光（ｂｏｔｔｏｍ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式が利用される場合に高い開口率を得ることが難しくなる問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような技術的背景で行われたものであって、高階調及び高解像度を実現できるだけでなく、高い開口率が得られる画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の画像表示装置は、輝度情報を含む電流を伝達するための複数のデータ線と、前記各データ線と垂直に交差するように配置され、一行の画素に対して第１走査線と第２走査線が割当られている複数の走査線と、前記複数のデータ線と複数の走査線の各交差点にマトリックス形態に形成され、前記第１走査線によって選択される場合には前記データ線を通じて供給される電流を分配し、前記第２走査線によって選択される場合には前記データ線を通じて供給される電流によって表示動作を行う画素と、クロック信号と制御信号により連続する少なくとも２行以上の画素を同時に選択するための信号と、当該画素に表示情報を記録するための信号を各々生成して当該行の第１及び第２走査線に各々印加するスキャンドライバーと、輝度情報による電流レベルを有する電流を生成して前記データ線に印加するデータ駆動部とを含む。
【００１６】
前記本発明では、電流ミラーを構成するトランジスタを画素内部に含み、二つの走査線を有する画素構造を利用することによって、一回に２行以上の画素を選択してデータ線に印加される電流を表示情報を記録するための画素とそれに隣接した画素に分配し、その選択された画素の中で１行の画素にだけ表示情報を記録する。このようにすることでデータ線を駆動する電流を大きくしながらも画素内で電流ミラーを構成するトランジスタのサイズを小さくすることができる。結果的に、有機発光素子を利用した画像表示装置の開口率を増加させることができる。ここで、前記説明された本発明の目的、技術的構成及びその効果は下記の実施の形態についての説明を通じてより明白になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。図１には本発明による画像表示装置の全体構成が示されている。
【００１８】
図１に示されているように、本発明による画像表示装置では複数のデータ線が配置されており、複数の走査線が前記各データ線と垂直に交差するように配置されており、前記複数の走査線は一行の画素に対して２個ずつ割当られており、その各々を第１走査線及び第２走査線という。前記データ線と走査線の各交差点にはマトリックス形態に複数の画素が形成されている。前記各画素では、前記第１走査線によって選択される場合に前記データ線を通じて伝達された電流を分配し、前記第２走査線によって選択される場合には前記データ線を通じて供給される電流によって表示動作を行う。スキャン（または”走査”ともいう。）ドライバーは第１及び第２シフトレジスターで構成され、クロック信号と制御信号によって連続する少なくとも２行以上の画素を同時に選択するための信号と、当該画素に表示情報を記録するための信号を各々生成して当該行の第１及び第２走査線に各々印加する。第２シフトレジスターに第３、第４シフトレジスターを追加して各々レッド、グリーン、ブルー画素の第２走査線を駆動するように構成することができ、第１乃至第４シフトレジスターを画素領域の両側に分けて配置することができる。そして、データ駆動部は輝度情報による電流レベルを有する電流を生成して前記データ線に印加する。
【００１９】
本発明による画像表示装置では一行の画素に対して二つの走査線が備えられている。二つの走査線のうちの一つは当該画素を選択するための走査線であり、他の一つは当該画素にデータ線を通じて伝達された電流信号を記録するための走査線である。本発明では所定の時間連続する少なくとも２行以上の画素を同時に選択し、前記２行以上の画素が選択されている間に各行の画素に順次に電流信号を通じて表示情報を記録する。このようにして、データ線を通じて伝達された電流が少なくとも２行以上の画素に分配されるので、各画素内部に伝達される電流値を減らすことができる。
【００２０】
図２には図１の画素についてより詳細に示されている。図２を参照すれば、一つの画素には輝度情報による電流レベルを有する電流（Ｉｄａｔａ）が印加される一つのデータ線、所定の走査サイクルを有する信号（Ｓｃａｎ１、Ｓｃａｎ２）が印加される二つの走査線、４つのトランジスタ（Ｍ１〜Ｍ４）、維持キャパシタ（Ｃｓｔ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が備えられている。以下、前記信号（Ｓｃａｎ１）が印加される走査線を”第１走査線”、前記信号（Ｓｃａｎ２）が印加される走査線を”第２走査線”であるという。本実施の形態では前記トランジスタとして電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が使用され、発光素子として有機発光ダイオードが使用されたが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、同等な機能を発揮する等価物に変更することができるのは当該技術分野の通常の技術者にあって自明なことである。例えば、図２ではＰＭＯＳトランジスタで画素を構成したが、前記ＰＭＯＳトランジスタをＮＭＯＳトランジスタに変更できるのは当該技術分野の技術者には自明なことである。
【００２１】
より具体的に、前記有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極にはカソード電圧（Ｖｃａｔｈｏｄｅ）が印加され、アノード（ａｎｏｄｅ）電極にはトランジスタ（Ｍ１）のドレーン（ソース）電極が連結されている。前記トランジスタ（Ｍ１）のソース（ドレーン）電極には電源電圧（Ｖｄｄ）が印加され、ゲート電極とソース（ドレーン）電極の間には維持キャパシタ（Ｃｓｔ）が連結されている。トランジスタ（Ｍ２）のゲート電極とドレーン電極は互いに連結されており、ソース電極には前記電源電圧（Ｖｄｄ）が印加される。前記二つのトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）は電流ミラーを形成する。前記二つのトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の各ゲート電極にはトランジスタ（Ｍ４）のソース電極とドレーン電極が各々連結され、前記トランジスタ（Ｍ４）のゲート電極は前記第２走査線と連結される。前記トランジスタ（Ｍ２）のドレーン電極にはトランジスタ（Ｍ３）のソース電極が連結される。また、前記トランジスタ（Ｍ３）のゲート電極には第１走査線が連結されてドレーン電極にはデータ線が連結される。
【００２２】
前記のように構成される画素では４種類の動作状態が可能である。つまり、第１走査線と第２走査線によって二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）が全てオンされる場合、トランジスタ（Ｍ３）はオンになってトランジスタ（Ｍ４）はオフになる場合、二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）が全てオフされる場合、トランジスタ（Ｍ３）はオフになって、トランジスタ（Ｍ４）はオンになる場合がある。次に、前記４種類の場合に対して図２に示された画素の動作を説明する。
【００２３】
まず、二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）がオンになれば、トランジスタ（Ｍ２、Ｍ３）が位置する経路に電流が流れ、前記トランジスタ（Ｍ２）のゲート電極とソース電極の間に電圧が発生する。もちろん、前記トランジスタ（Ｍ２）のゲート−ソース電圧は前記トランジスタ（Ｍ２）のドレーン電流値によって決定される。この電圧はターンオンされたトランジスタ（Ｍ４）を通じて維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に伝達され、前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）は前記伝達された電圧をトランジスタ（Ｍ１）のゲート電極に印加する。前記トランジスタ（Ｍ１）はゲート電圧に対応するドレーン電流を発生させ、前記トランジスタ（Ｍ１）のドレーン（ソース）電流によって有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が駆動されて意図する輝度に表示動作を行う。
【００２４】
次に、トランジスタ（Ｍ３）はオンの状態であり、トランジスタ（Ｍ４）はオフの状態である場合、前記トランジスタ（Ｍ４）がオフの状態であるので前記トランジスタ（Ｍ２）のゲート−ソース電圧が前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）に伝えられない。しかし、前記トランジスタ（Ｍ２、Ｍ３）が位置する経路には電流が流れる。この場合には画素がデータ線を通じて伝えられる電流を分配する機能を行う。
【００２５】
そして、前記二つのトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）が全てオフの状態である場合には、当該画素へのデータ線を通じた電流の供給が遮断され、前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）によって維持される電圧に対応する電流に前記トランジスタ（Ｍ１）が有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を駆動して表示動作を持続する。
【００２６】
トランジスタ（Ｍ３）はオフの状態であり、トランジスタ（Ｍ４）はオンの状態である場合、当該画素へのデータ線を通じた電流の供給が遮断されて前記維持キャパシタ（Ｃｓｔ）は前記トランジスタ（Ｍ４）と前記トランジスタ（Ｍ２）を通じて放電されて表示動作が中止される。１フレーム期間内で所定の時間間隔をおいて表示動作している画素の第２走査線を選択して表示動作を中止させることによって明るさを調整することができる。そして、レッド、グリーン、ブルー画素の第２走査線を各々異なる時間間隔をおいて選択するようにすることにより、色座標を調整してホワイトバランスを合せることができる。
【００２７】
次に、図３乃至図１３を参照して本発明による画像表示装置の動作を説明する。図３には本発明の画像表示装置で任意の連続する４行の画素が示されている。つまり、任意のｎ番目データ線（Ｄａｔａ［ｎ］）と任意のｍ乃至（ｍ＋３）番目の第１及び第２走査線（Ｓｃａｎ［ｍ］〜［ｍ＋３］，Ｓｃａｎ２［ｍ］〜［ｍ＋３］）が交差する地点に形成された４行の画素が示されている。
【００２８】
前記で説明したように、本発明の画像表示装置では任意の連続する少なくとも２行以上の画素を同時に選択し、その選択期間内に表示情報を任意の一行の画素に記録するということに特徴がある。言い換えると、２行以上の画素を同時に選択した状態で、その中の一行の画素に表示情報を記録する。本発明では、画素の選択と表示情報の記録を行うにおいて、３つの方法が提案される。以下、本発明では一行の画素が第１走査線によって選択されている時間を”選択時間”と定義し、表示情報を記録するために第２走査線によって一行の画素が選択されている時間を”記録時間”と定義する。本発明では同時に選択する行の数が２であると仮定されており、この場合には前記選択時間が記録時間の２倍であるのが好ましい。つまり、前記選択時間任意の連続する２行の画素が選択され、前記選択された各行の画素では前記記録時間内に順次に表示情報が記録される。もし、連続する３行以上の画素が選択される場合には前記選択時間が記録時間の３倍に設定される。
【００２９】
図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）は前記図３に示された画素回路を動作させるための波形図を示す。図４（Ａ）に示された波形は連続する２行の画素を所定の選択時間内に同時に選択し、選択された各行の画素に対する表示情報の記録を所定の記録時間内に行われるようにするタイミングを有する。例えば、図４（Ａ）を参照すれば、信号（Ｓｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］）はｍ番目行と（ｍ＋１）番目行の画素を所定の選択時間選択するための波形を有し、信号（Ｓｃａｎ２［ｍ］、Ｓｃａｎ２［ｍ＋１］）は前記信号（Ｓｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］）の選択時間を分割してその半分に該当する時間を記録時間に設定した波形を有する。前記信号の記号で”［ｍ］”はｍ番目行を示しており、”Ｓｃａｎ１”は任意の画素内の第１走査線、”Ｓｃａｎ２”は任意の画素内の第２走査線を示す。
【００３０】
図４（Ａ）では、ｍ番目行と（ｍ＋１）番目行画素で第１走査線が先に選択され、この選択時間内にｍ番目行と（ｍ＋１）番目行画素の第２走査線が順次に選択される。図４（Ｂ）では、ｍ番目行画素と（ｍ＋１）番目行画素の第１走査線が１記録時間だけ重なりながら選択され、前記重なった時間内に（ｍ＋１）番目行画素の第２走査線が選択される。図４（Ｃ）では、ｍ番目行画素と（ｍ＋１）番目行画素の第１走査線が１記録時間ほど重なりながら、前記重なった時間内にｍ番目行画素の第２走査線が選択される。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示された波形図では、第１走査線信号（Ｓｃａｎ１）が下行に向かうほど１記録時間だけ重なりながら順次に発生し、第２走査線信号もまた順次に発生する。したがって、前記図４（Ｂ）または図４（Ｃ）の波形図が適用される場合には各々最初行または画素の最終行に１行のダミー画素（ｄｕｍｍｙ　ｐｉｘｅｌ）が必要である。１行のダミー画素は図２の画素構造でトランジスタ（Ｍ２、Ｍ３）でだけ構成された画素を１行分だけ連結したものである。
【００３１】
一方、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示された波形は図１６の画像表示装置にも適用することができる。前述したように、図１６の画像表示装置では一つの画素に対して一つの走査線と一つのデータ線が備えられている。したがって、図４（Ｂ）または図４（Ｃ）に示された信号の中でスキャン（Ｓｃａｎ１）信号が各画素の走査線に適用できる。図１６には一つの画素だけ示されているが、実際には画像表示装置では図１６に示された画素がマトリックス形態になっている。
【００３２】
より具体的には、図４（Ｂ）または図４（Ｃ）のスキャン（Ｓｃａｎ１）信号を参照すれば、画像表示装置の各走査線ごとにＳｃａｎ１信号が印加され、前記Ｓｃａｎ１信号は選択時間区間と非選択時間区間を有する。また、連続する各走査線に印加されるＳｃａｎ１信号は選択時間区間が順次に発生し、各選択時間区間は互いに所定の重畳区間を有する。前記重畳区間内に一つの画素行でデータの記録が行われる。例えば、最初にｍ番目画素行が選択され、その次にｍ番目画素行と（ｍ＋１）番目画素行が同時に選択され、この区間ではｍ番目画素行でデータの記録が行われる。その次には（ｍ＋１）番目画素行と（ｍ＋２）番目画素行が同時に選択され、この区間では（ｍ＋１）番目画素行でデータの記録が行われる。一方、連続する二つの画素行が選択される前記重畳区間内に選択された一つの画素行ではデータの記録が行われ、選択された他の画素行ではデータ電流の分配機能が行われる。このようにして、データ線を通じて伝達された電流が少なくとも２行以上の画素に分配されるので、各画素内部に伝達される電流値を減らすことができる。
【００３３】
次に、図５（Ａ）乃至図１３を参照して図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）の各波形が適用される時、本発明による画像表示装置の動作を説明する。図５（Ｂ）〜図７は図４（Ａ）の波形が適用される場合の前記画像表示装置の動作を説明するための回路図であり、図８（Ｂ）〜図１０は図４（Ｂ）の波形が適用される場合の前記画像表示装置の動作を説明するための回路図であり、図１１（Ｂ）〜図１３は図４（Ｃ）の波形が適用される場合の前記画像表示装置の動作を説明するための回路図である。
【００３４】
図５（Ａ）には図４（Ａ）の波形が再び示されており、図５（Ａ）に示された各区間（１、２、３）での回路状態が図５（Ｂ）乃至図７に示されている。図５（Ａ）に示されているように、区間１では第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］信号が選択状態であり、第２走査線でＳｃａｎ２［ｍ］信号が選択状態である。残りの信号は全て非選択状態である。前記区間１での４行の画素でのスイッチング状態が図５（Ｂ）に示されている。図５（Ｂ）を参照すれば、ｍ番目行の画素ではトランジスタ（Ｍ３、Ｍ４）がターンオンされ、（ｍ＋１）番目行の画素ではトランジスタ（Ｍ７）だけターンオンされる。したがって、データ線を通じて供給され表示情報を含んでいる電流（Ｉｄａｔａ）はｍ番目行の画素と（ｍ＋１）番目行の画素に１／２ずつ分配され、ｍ番目行の画素では前記トランジスタ（Ｍ４）のターンオンによって表示情報の記録も行われる。具体的な回路の動作は前記で説明した図２の回路を参照することができる。結果的に、図５（Ａ）の区間１ではｍ番目行の画素に対する表示情報の記録が行われる。図５（Ｂ）の回路で、トランジスタＭ２とＭ６、Ｍ３とＭ７は特性が互いに同一であり、トランジスタＭ３のドレーンとＭ７のドレーンの間のデータ線抵抗が０であるとすれば、トランジスタＭ２とＭ６には各々データ線電流（Ｉｄａｔａ）の１／２の電流が流れる。つまり、Ｍ２を通じて流れる電流が１／２に減少するので、同じサイズの電流でデータ線を駆動しても従来の方法に比べて電流ミラー関係であるトランジスタＭ２とＭ１の電流比を１／２に減らすことができる。前記電流ミラーを構成するトランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）の電流比を減少させることによって、前記トランジスタ（Ｍ１、Ｍ２）のサイズを減少させることができ、これは開口率の増加を可能にする。したがって、本発明では、任意の行の画素に表示情報を記録する時、隣接した少なくとも一つ以上の行の画素を同時に選択することによって、画素内の電流ミラーを構成するトランジスタに流れる電流を減少させ、これによってこれらトランジスタのサイズを減少させて表示装置の開口率が増加する。
【００３５】
図５（Ａ）の区間２では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋１］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間２ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）がｍ番目行の画素と（ｍ＋１）番目行の画素の全てに流れるが、（ｍ＋１）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。図５（Ａ）の区間３では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ＋２］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋３］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋２］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間３ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）が（ｍ＋２）番目行の画素と（ｍ＋３）番目行の画素の全てに流れるが、（ｍ＋２）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。
【００３６】
図８（Ａ）には図４（Ｂ）の波形が再び示されており、図８（Ａ）に示された各区間（１、２、３）での回路状態が図８（Ｂ）乃至図１０に各々示されている。図８（Ａ）の波形によると、ｍ番目行画素と（ｍ＋１）番目行画素の第１走査線が１記録時間ほど重なりながら選択され、前記重なった時間内に（ｍ＋１）番目行画素の第２走査線が選択される。つまり、図８（Ａ）の波形によると、第１走査線信号は表示情報を記録する行の画素とその直前行の画素を１記録時間内に選択する。そして、第２走査線信号は１行の画素を順次に選択する。したがって、第１走査線も２行の画素を順次に選択するという点で図５（Ａ）の波形と異なる。前記のように第１及び第２走査線の波形を構成しても、少なくとも二つ以上の行の画素を選択し、一行に対してだけ表示情報の記録を行うという本発明の原理は達成することができる。
【００３７】
より具体的に、図８（Ａ）の３つの区間での動作を説明する。図８（Ａ）と図８（Ｂ）を参照すれば、区間１では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋１］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間１ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）がｍ番目行の画素と（ｍ＋１）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、（ｍ＋１）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。図８（Ａ）と図９を参照すれば、区間２では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ＋１］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋２］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋２］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間２ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）が（ｍ＋１）番目行の画素と（ｍ＋２）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、（ｍ＋２）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。図８（Ａ）と図１０を参照すれば、区間３では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ＋２］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋３］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋３］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間３ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）が（ｍ＋２）番目行の画素と（ｍ＋３）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、（ｍ＋３）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。
【００３８】
図１１（Ａ）には図４（Ｃ）の波形が再び示されており、図１１（Ａ）に示された各区間（１、２、３）での回路状態が図１１（Ｂ）乃至図１３に各々示されている。図１１（Ａ）の波形によると、ｍ番目行の画素と（ｍ＋１）番目行画素の第１走査線が１記録時間だけ重なりながら選択され、前記重なった時間内にｍ番目行の画素の第２走査線が選択される。つまり、図１１（Ａ）の波形によると、第１走査線信号は表示情報を記録する行の画素とその次の行の画素を１記録時間内に選択する。そして、第２走査線信号は１行の画素を順次に選択する。また、第１走査線も２行の画素を順次に選択するという点で図５（Ａ）の波形と異なる。前記のように第１及び第２走査線の波形を構成しても、少なくとも二つ以上の行の画素を選択し、一行に対してだけ表示情報の記録を行うという本発明の原理は達成することができる。
【００３９】
より具体的に、図１１（Ａ）の３つの区間での動作を説明する。図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）を参照すれば、区間１では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋１］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間１ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）がｍ番目行の画素と（ｍ＋１）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、ｍ番目行の画素にだけ表示情報が記録される。図１１（Ａ）と図１２を参照すれば、区間２では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ＋１］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋２］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋１］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間２ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）が（ｍ＋１）番目行の画素と（ｍ＋２）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、（ｍ＋１）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。図１１（Ａ）と図１３を参照すれば、区間３では、第１走査線の中でＳｃａｎ１［ｍ＋２］、Ｓｃａｎ１［ｍ＋３］信号が選択状態であり、第２走査線の中でＳｃａｎ２［ｍ＋２］信号が選択状態であり、残りの信号は全て非選択状態である。したがって、前記区間３ではデータ線の電流（Ｉｄａｔａ）が（ｍ＋２）番目行の画素と（ｍ＋３）番目行の画素に１／２ずつ分配されて流れるが、（ｍ＋２）番目行の画素にだけ表示情報が記録される。
【００４０】
図１４には本発明で第２走査線だけを選択して維持キャパシタ（Ｃｓｔ）を放電させて明るさを調整する方法を使用しない画像表示装置の全体構成が示されている。この場合には一つのシフトレジスターを使用してスキャンドライバーを構成することができ、図４（Ａ）、４（Ｂ）、４（Ｃ）の波形に対して各々図１５（Ａ）、１５（Ｂ）、１５（Ｃ）に示されたスキャンドライバー構造を使用する。図１５（Ｂ）でＳｃａｎ１［０］と図１５（Ｃ）でＳｃａｎ１［Ｍ＋１］は各々最初行と最終行にある１行のダミー画素の第１走査線である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像表示装置では電流ミラーを構成するトランジスタを画素内部に含み、二つの走査線を有する画素構造を利用することによって、一回に２行以上の画素を選択してデータ線に印加される電流を表示情報を記録するための画素とそれに隣接した画素に分配し、その選択された画素の中で１行の画素にだけ表示情報を記録する。このようにしてデータ線を駆動する電流を大きくしながらも画素内で電流ミラーを構成するトランジスタのサイズを小さくすることができる。結果的に、有機発光素子を利用した画像表示装置の開口率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による画像表示装置の全体構成を示した図面である。
【図２】図１に示された画素の構造を示した図面である。
【図３】本発明による画像表示装置の動作を説明するために連続する４つの画素の構造を示した図面である。
【図４】図３に示された連続する４つの画素を駆動するための波形の例を各々示した図面である。
【図５】図４（Ａ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図６】図４（Ｂ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図７】図４（Ｃ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図８】図４（Ｂ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図９】図４（Ｂ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図１０】図４（Ｂ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図１１】図４（Ｃ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図１２】図４（Ｃ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図１３】図４（Ｃ）に示された波形によって図３の回路が動作する過程を説明するための図面である。
【図１４】本発明の他の実施の形態による画像表示装置の全体構成を示した図面である。
【図１５】図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）の波形を各々生成するための図１４に示されたスキャンドライバーを詳細に示した図面である。
【図１６】従来の技術による電流モードプログラム方式の画像表示装置に適用される画素構造の一例を示した図面である。
【図１７】従来の技術による電流モードプログラム方式の画像表示装置に適用される画素構造の他の例を示した図面である。
【符号の説明】
Ｍ１〜Ｍ１６　薄膜トランジスタ
Ｃｓｔ　維持キャパシタ
ＯＬＥＤ　有機発光ダイオード
Ｄａｔａ［ｎ］　ｎ番目データ線
Ｓｃａｎ１［ｍ］、Ｓｃａｎ２［ｍ］　ｍ番目一対の走査線

Claims

輝度情報を含む電流を伝達するための複数のデータ線と、
前記各データ線と垂直に交差するように配置され、一行の画素に対して第１走査線と第２走査線が割当られている複数の走査線と、
前記複数のデータ線と複数の走査線の各交差点にマトリックス形態に形成され、前記第１走査線により選択される場合には前記データ線を通じて伝達された電流を分配し、前記第２走査線により選択される場合には前記データ線を通じて供給される電流によって表示動作を行う画素と、
クロック信号と制御信号により連続する少なくとも２行以上の画素を同時に選択するための信号および当該画素に表示情報を記録するための信号を各々生成して当該行の第１走査線と第２走査線に各々印加するスキャンドライバーと、
前記輝度情報による電流レベルを有する電流を生成して前記データ線に印加するデータ駆動部と、
を含むことを特徴とする画像表示装置。
前記第１走査線はデータ線の電流を分配するために当該画素を選択するための走査線であり、前記第２走査線はデータ線を通じて伝達された電流を当該画素内に記録することを制御するための走査線であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記スキャンドライバーは任意の連続する少なくとも２行以上の画素を選択するための波形を有する信号を前記第１走査線に印加し、前記選択された２行以上の画素に順次に表示情報を記録することができる波形を有する信号を前記第２走査線に印加することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記第１走査線に印加される信号は任意の連続する２行以上の画素を選択することができる選択時間を有し、前記第２走査線に印加される信号は前記選択された２行以上の画素に順次に表示情報を記録することができる記録時間を有することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記第１走査線に印加される信号の選択時間は前記第２走査線に印加される信号の記録時間より少なくとも二倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
前記任意の連続する少なくとも２行以上の画素は表示情報を記録する行の画素と前記記録される行の直前行の画素または前記記録される行の次の行の画素であることを特徴とする請求項３に画像表示装置。
前記複数の画素の各々は、
データ線を通じて供給される電流を分配するための電流経路を形成する第１トランジスタと、
前記第１走査線により選択され、前記データ線と前記第１トランジスタの間で電流供給を制御する第２トランジスタと、
前記第１トランジスタに流れる電流を電圧に変換する維持キャパシタと、
前記第２走査線により選択され、前記第１トランジスタと前記維持キャパシタでスイッチング機能を行う第３トランジスタと、
前記第１トランジスタと共に電流ミラーを形成し、前記維持キャパシタで示される電圧量に対応する電流を発生させる第４トランジスタと、
前記第４トランジスタで供給される電流値により発光して表示動作を行う発光素子と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記発光素子は有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
前記第１乃至第４トランジスタは電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
ゲート電極とドレーン電極が互いに連結されており、ソース電極には電源電圧が印加される第１トランジスタと、
一つの走査線がゲート電極に連結され、ドレーン電極にはデータ線が連結され、ソース電極は前記第１トランジスタのドレーン電極に連結されている第２トランジスタと、
二つの端子を有し、前記二つの端子のうち一つの端子に電源電圧が印加される維持キャパシタと、
他の一つの走査線がゲート電極に連結され、ドレーン電極が前記第１トランジスタのゲート電極に連結され、ソース電極が前記維持キャパシタの他の端子に連結されている第３トランジスタと、
ゲート電極が前記維持キャパシタと第３トランジスタの接点に連結され、ソース電極には電源電圧が印加される第４トランジスタと、
カソード電極とアノード電極を有し、カソード電極には所定のカソード電圧が印加され、アノード電極は前記第４トランジスタのドレーン電極に連結される有機発光ダイオードとを含む画素構造を有することを特徴とする画像表示装置。
前記第１走査線と第２走査線を通じて印加される信号により前記画素構造は４種類の動作状態を有し、前記４種類の動作状態は前記第２トランジスタと第３トランジスタが全てオンされる場合、前記第２トランジスタはオンされて前記第３トランジスタはオフされる場合、前記第２及び第３トランジスタが全てオフされる場合、前記第２トランジスタはオフされて前記第３トランジスタはオンされる場合であることを特徴とする、請求項１０に記載の画像表示装置。
輝度情報を含む電流を伝達するための複数のデータ線と、
前記各データ線と垂直に交差するように配置され、一行の画素に対して一つの走査線が割当られている複数の走査線と、
前記複数のデータ線と複数の走査線の各交差点にマトリックス形態に形成され、対応する走査線により選択されて対応するデータ線を通じて電流が供給されれば伝達された電流によって表示動作を行う画素と、
クロック信号と制御信号により、前記画素行を所定の時間順に選択する選択区間を有する信号を生成して前記複数の走査線に各々印加するスキャンドライバーと、
前記輝度情報による電流レベルを有する電流を生成して前記データ線に印加するデータ駆動部とを含み、
前記スキャンドライバーで生成される信号は連続する画素行を同時に選択する重畳区間を有し、前記重畳区間の間に前記データ駆動部の電流が前記連続する画素行に印加され、前記連続する一つの画素行ではデータの記録が行われ、他の一つの画素行では電流分配機能が行われることを特徴とする画像表示装置。
マトリックス形態に配列された複数の画素を有する画像表示装置の駆動方法において、
各画素行は所定の時間順に選択されると同時に、連続する二つの画素行は所定の時間同時に選択され、
前記連続する二つの画素行が同時に選択されれば、選択された一つの画素行ではデータの記録が行われ選択された他の画素行ではデータ電流の分配機能が行われることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。