CN102820000A - 具有改进的视觉一致性和清晰度的显示器 - Google Patents

Abstract

一种具有改进的视觉一致性和清晰度的显示器，该显示器包括多组发光元件，每一组发光元件包括：a)第一可独立寻址的低亮度发光元件，其被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域，以产生第一颜色的光；b）第二可独立寻址的低亮度发光元件，其被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域，以产生第二颜色的光；其中，所述第二可独立寻址的低亮度发光元件的至少一部分被定位于所述第一可独立寻址的低亮度发光元件的所述在空间上分开的共同寻址的发光区域之间，所述显示器的特征在于：c)第三可独立寻址的高亮度发光元件，用于产生从单个独立寻址的发光区域形成的第三颜色的光。

Description

具有改进的视觉一致性和清晰度的显示器

本申请是原案申请号为200780048538.8的发明专利申请（国际申请号：PCT/US2007/025473，申请日：2007年12月13日，发明名称：具有改进的一致性的电子显示器）的分案申请。

技术领域

本发明涉及平板显示器，特别是具有分段发光元件以提供改进的空间一致性的平板显示器。

背景技术

用于显示包括图像、文本和图形的信息的平板彩色显示器被广泛使用。这些显示器可以采用任何数目的已知技术，包括液晶光调制器，等离子发射、电致发光（包括有机发光二极管）、以及场发射。这样的显示器包括：诸如电视这样的娱乐装置、用于与计算机交互的监视器、和在手持式电子装置中采用的显示器，手持式电子装置诸如蜂窝电话、游戏机、和个人数字助理。在这些显示器中，显示器的分辨率总是显示器的性能和实用性的关键要素。显示器的分辨率规定了能够有用地显示于显示器上的信息的量、以及直接影响采用该显示器的电子装置的实用性的信息的量。

然而，术语“分辨率”经常被用来或误用来代表任何数目的量。该术语的常见误用包括将发光元件的数目或发光元件的全彩色分组的数目（通常称为像素）称为显示器的“分辨率”。发光元件的这个数目更适当地被称为显示器的可寻址能力。在此文档内，将使用术语“可寻址能力”来指代显示装置的每单位面积上的可独立寻址的发光元件的数目。一种对于分辨率的更适当定义是能够在显示器上非常精确地显示的最小元素的大小。测量这个量的一种方法是，在显示器上显示尽可能窄的中性（例如，白色）水平或竖直线并且测量出此线的宽度，或者在显示器上显示出中性与黑色线的交替排列并且测量出此交替图案的周期。应注意到，使用这些定义，随着在给定显示区域内发光元件的数目的增加，显示器的可寻址能力将增加，而同时使用此定义的分辨率一般降低。因此，与术语“分辨率”的常见用法相反，显示器的品质一般随着分辨率在间距方面变得更加精细或更小而有所改善。

大部分平板显示器特别是有源矩阵显示器的可寻址能力，受到在显示器中提供信号总线和电子控制元件的需求的限制。此外在许多平板显示器中，包括液晶显示器（LCD）和底发射电致发光（EL）显示器，需要电子控制元件来共享光发射或传输所需的区域。在这些技术中，所需的这种总线和控制元件越多，则显示器中可用于光发射的区域越少。取决于技术，可用于光发射的区域的减少会减少光输出效率，正如对于LCD的情况；或减少显示装置的亮度和/或寿命，正如对于EL显示器的情况。不管用于形成总线和控制元件图案所需的面积与显示器的光发射面积是否可比拟，随着给定显示器的可寻址能力的增加发生的总线和控制元件尺寸的减少一般需要更精确的、并且因而更复杂的制造工艺，且会产生更大数目的有缺陷面板，从而降低了生产率并且增加了适销显示器的成本。因此，从成本和制造复杂度的观点来看，一般而言有利的是能够提供具有较低可寻址能力的显示器。当然，这种期望是与提供较高的视在分辨率的需求相矛盾的。因此，提供一种具有相对较低可寻址能力但是也提供高视在分辨率的显示器将会是合乎需要的。

许多年来已知的是，在一定场景下人眼对亮度的空间频率比对于颜色更加敏感。实际上，当前对视觉系统的理解包括这样的事实，即在人眼视网膜内或附近进行将光感受器所生成的信号转换为亮度信号、红/绿色差信号和蓝/黄色差信号的处理。这三种信号中的每种具有不同的分辨率，且亮度通道具有最高空间频率截止，之后为红/绿空间频率截止且最后为蓝/黄空间频率截止。实际上，亮度通道的截止是红/绿色差信号的空间频率截止的几乎两倍，并且是蓝/黄色差信号的空间频率截止的几乎四倍。

这种灵敏度的差异在成像产业内是受到充分重视的并且已被用来向显示装置提供对于有所减少的可寻址能力而言的高视在分辨率。在一个实例中，Takashi等人在题为“Matrix-type color liquid crystal display device”的美国专利5,113,274中，提出了使用对于每个红色和蓝色发光元件具有两个绿色发光元件的显示器。尽管对于具有非常高可寻址能力的显示器而言这样一种发光元件的阵列表现很好，但是红色发光元件通常提供大约30%的亮度是很重要的。因此，在某些条件下，诸如当显示红色的平场（flatfield）时，有可能见到因为阵列内红色发光元件的不足而发生的伪像（例如，在打算被感知为平场红色的区域内的红与黑棋盘状图案）。因此，重要的是要理解到，为了解显示装置的品质，重要的不仅是发光元件的大小或频率，还有发光元件之间的空间。实际上，在同一颜色的任何两个发光元件之间的距离对向大于1弧分的视角的任何时候，当试图显示颜色的平场时将有可能见到棋盘状图案。

另外，可能合乎需要的是包括附加的高亮度发光元件。例如，在有机发光二极管（OLED）的场内，已知的是引入多于三个发光元件，其中附加的发光元件具有较高的发光效率，导致显示器具有较高的发光效率。这样的显示器已经被Miller等人在题为“Color OLED display with improved power efficiency”的美国专利申请公开2004/0113875中加以讨论。

当应用四个或更多个不同颜色的子像素时，那么进一步已知的是利用具有比Miller等人在题为“Color display with enhanced pixel pattern”的美国专利申请2005/0270444中所讨论的低亮度红光和蓝色发光元件的阵列更高可寻址能力的高亮度白光和绿色发光元件的发光元件图案。不幸的是，这种发光元件的布置可能导致在具有较低可寻址能力的颜色通道中的同样的不希望的棋盘状图案。

同样已知的是，提供具有多于一种颜色的高亮度发光元件的显示器，并且使用这些高亮度发光元件中的每个来创建高频亮度通道。例如，各自题为“Novel subpixellayouts and arrangements for high brightness displays”的美国专利申请2005/0225574和美国专利申请2005/0225575提供具有两种颜色的高亮度发光元件（诸如白色和绿色发光元件）的发光元件的各种布置，并且布置这些发光元件从而该布置的每行包含所有颜色的发光元件，使得有可能使用仅一行发光元件就能产生一排任何颜色。类似地，在此公开中所讨论的布置内的若干列中的每一对包含显示器内的所有颜色的发光元件，使得有可能使用仅两列发光元件就能产生一排任何颜色。因此，当正确地驱动LCD时，可以说，装置的竖直分辨率等于一行发光元件的高度的倒数并且装置的水平分辨率等于两列发光元件的宽度的倒数，即便在现实中在这些水平和竖直线的相交处需要比这两个发光元件更多的发光元件来产生全彩色图像时也是如此。然而，因为在这些水平和竖直线的交会处的每对发光元件包含一个高亮度（即，白或绿）发光元件，每对发光元件在每对发光元件内提供相对精确的亮度信号，提供了高分辨率的亮度信号。重要的是应注意到，在诸如这些、以及由美国专利5,113,274所讨论的那些发光元件的布置中，高亮度发光元件能够提供具有比任何单独颜色的发光元件的可寻址能力更高的可寻址能力的亮度图像。正如Takashi和Miller的情况，当输入平场、单一颜色的亮度图案时，利用此像素图案的显示器将会呈现出棋盘状图案。

尽管通过使用诸如美国专利5,113,274、美国专利申请2005/0270444、美国专利申请2005/0225574或美国专利申请2005/0225575这样的像素图案能够获得的有所减少的可寻址能力一般减少了制造最终显示器的复杂度，但是当对于任何其中介于任何一种颜色的任两个颜色子像素之间的间隙对向用户视网膜上大于1弧分的角度的显示器显示颜色的平场时这些图案也缺乏一致性。这种伪像限制了将这些图案用于具有每英寸大约300个全色像素或更多的可寻址能力的显示器。当从某些典型的观察距离观看时，具有较低分辨率的显示器将会提供令人不快的等级的棋盘状伪像。当试图将这些技术应用在一般设计为具有更低可寻址能力的更大显示器（因为通常从较大的观察距离观看所述显示器）中时，这是特别令人烦恼的。然而因为能够从接近的观察距离观看这些显示器、并且经常由在陈列室现场正作出购买决定的个人从接近的观察距离观看这些显示器，在这样的发光元件布置上所生成的图像中发生的伪像使得在较大的显示器上使用这样的像素图案是不切实际的。

例如Noguchi等人在美国专利4969718中已经教导了使用诸如“RGB delta”图案这样的发光元件布置来减少伪像，该伪像减少通过将子像素电极分割为相等的半等分来实现。然而在此情况下，完成此分割仅是用以解决与RGB delta图案相关联的电学问题，并且分割的电极驱动同样的颜色且保持并置。

在本领域中同样已知的是，通过使深色的、或低亮度子像素上的退化局部化而对图像退化加以校正（例如，避免LCD显示器中的闪烁），如在美国专利申请2005/0083277A1中所教导的。该专利申请教导了，蓝色列的连续对可以通过互连而共享同一个列驱动器，然而行选择机构是独立的，并且蓝色子像素的TFT被重映射以避免对准确数据值进行共享。

因此需要提供一种增强的发光元件布置，所述发光元件诸如在此背景技术内所述的，所述发光元件布置需要最小数目的驱动电路并且使得能够在全色显示器上使用甚至更低的可寻址能力。具体地，希望在具有小于每英寸300个像素的可寻址能力的显示器中提供这种增强的发光元件布置，而不会在预计具有一致颜色的图像区域内引起非一致性的感觉。

发明内容

根据一个实施例，本发明针对一种具有改进的视觉一致性的显示器，该显示器包括可独立寻址的发光元件的阵列，其至少包括用于产生第一颜色的光的第一可独立寻址的发光元件和用于产生第二颜色的光的第二可独立寻址的发光元件；其中至少该第一可独立寻址的发光元件被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域并且其中该第二可独立寻址的发光元件的至少一部分被定位于该第一可独立寻址的发光元件的在空间上分开的共同寻址的发光区域之间。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的用于发射至少三种颜色的光的发光元件的布置的示意图；

图2是示出根据本发明实施例的用于发射至少四种颜色的光的发光元件的布置的示意图；

图3是描绘出根据本发明实施例的用于红、绿、蓝和白色发光元件的色度坐标（chromaticity coordinate）的CIE色度图；

图4是示出根据本发明实施例的用于发射至少四种颜色的光的发光元件的布置的示意图；

图5是根据本发明实施例的有源矩阵、顶发射OLED显示器的截面图；

图6是根据本发明实施例的用于有源矩阵、顶发射OLED显示器的第一电极层的平面视图；

图7是根据本发明实施例的用于无源矩阵OLED显示器的行电极层的平面视图；和

图8是示出根据本发明实施例的用于发射至少四种颜色的光的发光元件的布置的示意图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明实施例的具有改进的视觉一致性的显示器2包括可独立寻址的发光元件4a/4b、6a/6b、8、10的阵列，该阵列至少包括用于产生第一颜色的光的第一可独立寻址的发光元件4a/4b，和用于产生第二颜色的光的第二可独立寻址的发光元件6a/6b；其中至少该第一可独立寻址的发光元件4a/4b被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域4a和4b并且其中该第二发光元件6a/6b的至少一部分6a被定位于该第一可独立寻址的发光元件4a/4b的在空间上分开的共同寻址的发光区域4a与4b之间。尽管本发明的显示器可仅包括用于发射两种颜色的光的两个发光元件，但是该显示器将优选为全色显示器，其包括用于发射至少三种不同颜色的光的发光元件的阵列；该阵列包括例如：用于发射红色光的发光元件4a/4b，用于发射蓝色光的发光元件6a/6b以及用于发射绿色光的发光元件8和10。

为了完全地领会本发明，有必要定义低亮度发光元件和高亮度发光元件。在本发明内，将术语“高亮度发光元件”定义为峰值输出亮度值为显示器装置的峰白亮度的40%或更高的发光元件，而“低亮度发光元件”是峰值输出亮度值低于显示器装置的峰白亮度40%的发光元件。在至少包括红色、绿色和蓝色发光元件的显示器内，红色和蓝色发光元件将通常为低亮度发光元件而绿色发光元件将会是高亮度发光元件。在还包括宽带或多带发光元件（诸如白色、黄色或青色）的显示器中，这些宽带或多带发光元件将会是高亮度发光元件。

如上所述，至少该第一可独立寻址的发光元件被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域。为了本发明的目的，单一可独立寻址的发光元件的这种在空间上分开的共同寻址的发光区域可以便利地被称为该发光元件的共同寻址的“部分”，或被称为可独立寻址的发光元件的“子元件”。

正如在本公开内所使用的，短语“共同寻址”指的是其中发光元件的两个发光区域被电连接从而使得它们不是可独立控制的布置。即，共同寻址的发光区域共享相同的选择和驱动线路，使得二者必然接收相同的输入或驱动信号。

正如在本公开内所使用的，短语“定位于...之间”指的是其中第二发光元件的至少一部分插入在第一发光元件的至少两个在空间上分开的、共同寻址的发光区域中，从而使得在该第一元件的一个区域中的至少一个点与该第一元件的另一区域中的至少一个点之间画出的线与该第二元件的一部分相交。因为本发明的图案经常涉及直线栅格内的第一和第二元件的布置，经常具有用于提供电子组件（electronics）的非有源区域，则放置元件使得第二元件的一部分的形心（centroid）在几何上介于第一元件的两部分的质心之间往往是不切实际的。因此，术语“定位于…之间”将会包括其中第一元件的多个部分位于分离的行或列中，以及第二元件的一部分不仅位于与第一元件的部分之一相同的行或列中、而且位于在包含第一发光元件的部分的分离的行或列之间的行或列之中的布置。

图1描绘出包括有一组三种颜色发光元件的显示器的一部分，该一组三种颜色发光元件可在整个显示器上重复以形成发光元件的马赛克图案。在此图内，用于产生第一颜色的光的第一可独立寻址的发光元件4包括两个共同寻址的子元件4a和4b。此外，用于产生第二颜色的光的第二可独立寻址的发光元件6还包括两个共同寻址的子元件6a和6b。根据本发明，第二可独立寻址的发光元件的至少一部分6a被定位在第一可独立寻址的发光元件4的共同寻址的子元件4a与4b之间。此外，阵列内的这种重复的发光元件组附加地包括两个另外的用于发射至少第三颜色的光的可独立寻址的发光元件8、10。

如图1所示，当该两个另外的用于发射至少第三颜色的光的可独立寻址的发光元件8、10各自发射出相同颜色的光时，对于每个第二可独立寻址的发光元件，发光元件的显示阵列包括第一可独立寻址的发光元件之一。此外，对于每个第一或第二可独立寻址的发光元件，存在着用于发射至少第三颜色的光的两个可独立寻址的发光元件8、10。即，显示器包括比另一种颜色的发光元件8、10更少的一种颜色的发光元件4、6。在这些条件下，理想的是数目较少的颜色的发光元件4、6包括多个子元件4a、4b和6a、6b。这些子元件被放置成彼此电接触，如由连接12、14指示的，从而该两个子元件是共同寻址的。尽管子元件可能具有基本上相同或不同的发光面积，在优选实施例中它们基本上是相同面积，从而使得它们在激活时提供基本上相同的亮度。在此类型的显示器中，显示器具有比另一种颜色的发光元件（例如绿色8、10）更少的某些颜色的发光元件（例如红色4，蓝色6）的事实暗示着在这些发光元件之间的平均间隔将会大于数目更大的其它颜色的发光元件之间的间隔。通过由多个子元件形成数目较少的发光元件中的每一个，可减少在这些颜色的发光元件的子元件之间的平均间隔，从而提供改进的一致性。应注意的是，典型情况下，数目较少的颜色的发光元件将会是低亮度发光元件（例如，红色和蓝色），因为可经常减少这些发光元件的数目而不会使所感知的显示器清晰度退化。然而，在这些相同的显示器中，数目较大的颜色的发光元件8、10将会包括单一的发光区，即没有被划分为多个子元件的发光元件。这些颜色的发光元件通常将对应于高亮度发光元件，诸如绿色或白色。在这样一种显示器配置中，存在较大数目的可独立寻址的高亮度发光元件对于维持所感知的视觉显示器的清晰度而言是重要的。出于所引证的原因，本发明的显示器优选地具有不同数目的发光元件用于发射不同颜色的光，具有比高亮度发光元件8、10更少的低亮度发光元件4、6，该低亮度发光元件4、6中的至少一个是由多个子元件形成的。

理想情况下，形成包括多个子元件的发光元件，将确保当从任何合理的观察距离观看显示器时，在发射单一颜色的光的两个发光区（即，子元件或包括发光元件的单一发光区）之间的最大距离小于1弧分。这个要求确保了当在显示器上示出单独颜色的平场时，显示器在亮度上将显得一致而不是呈现出空间伪像，诸如可见的棋盘状图案。因为可合理地从16英寸或更小距离观看任何显示器，本发明将优选地应用于具有每英寸300像素或更小的可寻址能力的显示器中并且更优选地应用于具有每英寸200像素或更小的可寻址能力的显示器中。可能注意到，在这些分辨率和16英寸的观察距离下，每英寸300像素的显示器的像素的视角正好低于0.8弧分并且在每英寸200像素的显示器上的像素的视角大约为1.1弧分。

在图2所示的另一实施例中，全色显示器20的一部分包含用于产生四种不同颜色的光的四个可独立寻址的发光元件22、24、26、28的阵列，每个发光元件包括两个共同寻址的子元件a、b。在一个理想配置中，在四个发光元件的该阵列中的每个可独立寻址的发光元件可包含两个共同寻址的子元件22a、22b、两个共同寻址的子元件24a、24b、两个共同寻址的子元件26a、26b、和两个共同寻址的子元件28a、28b，该两个子元件22a和22b一起形成用于发射红光的可独立寻址的发光元件22，该两个子元件24a和24b一起形成用于发射白光的可独立寻址的发光元件24，该两个子元件26a和26b一起形成用于发射绿光的可独立寻址的发光元件26，该两个子元件28a和28b一起形成用于发射蓝光的可独立寻址的发光元件28。

如图2所示，这些子元件布置成两列46、48和四行38、40、42、44。在此实施例内，形成四个独立寻址的发光元件中的每个发光元件的两个共同寻址的子元件之一被定位在发光元件阵列的不同列中并且被至少一行分开。应注意的是，不同的四个可独立寻址的发光元件之一的发光元件的至少一个子元件定位于插入行（interveningrow）中。例如，红色可独立寻址的发光元件22包括子元件的第一行38内的子元件22a和子元件的第三行42内的子元件22b。这些子元件之一22a位于子元件的第一列46中而另外的子元件22b位于子元件的第二列48中。注意到子元件24a和28a定位于两个共同寻址的子元件22a、22b之间的行40中，并且在与组成可独立寻址的发光元件22的共同寻址的子元件22a、22b之一相同的列46、48中，且因而介于组成可独立寻址的发光元件22的共同寻址的子元件22a、22b之间。实际上，在此实施例内，子元件之一位于组成可独立寻址的发光元件的共同寻址的子元件的任意对之间。因此，通过将这些发光元件中的任意发光元件限定为用于发射一种颜色的光的第一可独立寻址的发光元件、并且将任何其它可独立寻址的发光元件限定为用于发射不同颜色的光的第二可独立寻址的发光元件，则用于发射不同颜色的光的至少第一和第二可独立寻址的发光元件被细分为至少两个子元件。应进一步注意的是，红色和蓝色可独立寻址的发光元件22、28将典型地为低亮度发光元件而绿色和白色可独立寻址的发光元件26、24将典型地为高亮度发光元件。

在此实施例内，共同寻址的子元件可被电连接以形成每个可独立寻址的发光元件。连接线30、32、34、36代表着用于将每个共同寻址的子元件连接到一起的电连接。一般而言，当在有源矩阵显示器中实现本发明时，优选的是：提供有源矩阵电路以向每个可独立寻址的发光元件供电并且该同一电路将被直接连接到每个共同寻址的子元件，或者可在该两个子元件之间形成电连接以允许将功率从一个电路提供到每个发光元件内的共同寻址的子元件。正如早先所陈述的，图2的可独立寻址的发光元件包括用于发射至少三种不同颜色的光的发光元件的阵列，该至少三种不同颜色的光包括红光、绿光、蓝光和白光。在图3中示出用于红色52、绿色54和蓝色56光发射的实例CIE1931色度坐标。应注意的是，任何红色、绿色和蓝色发光元件的色度坐标将会在色度空间中形成三角形58，其通常被称为采用了发射具有这些色度坐标的光的发光元件的显示器的色域。此外，白色发光元件的色度坐标60将处于此色域三角形58的中心附近并且因此将发射出在由红色、绿色和蓝色光的色度坐标所限定的色域内的颜色。

采用图2中的四个发光元件22、24、26、28的阵列的全色显示器可通过简单地将此阵列平铺在整个显示器上而形成。然而，应当认识到，当沿显示器的任一维度（dimension）平铺此阵列时，该阵列可被转动、镜像、反转和/或移位。实际上，在优选实施例中，此阵列将会被转动180度以形成平铺片（tile），该平铺片可用于填充（populate）在显示器内相邻的水平和竖直位置内的阵列。

当在具有如先前图案中所示的共同寻址的子元件的显示器上再现信息时，显示器的视在一致性将会显著改善。然而，通过增加元件的范围，有可能出现的情况是，当在这样的显示器上呈现图像时，在某些条件下，显示器的视在清晰度略微减少。当将在空间上分开的共同寻址的发光区域布置成沿着显示器的两个或更多个维度排列时，可克服这种视在清晰度的损失。即，当至少一个可独立寻址的发光元件的在空间上分开的共同寻址的发光区域处于基本上沿着显示器第一维度，并且至少一个其它的可独立寻址的发光元件的在空间上分开的共同寻址的发光区域处于基本上沿着显示器的第二维度时，能够减少清晰度的损失。在图8中描绘出这样的发光元件布置的一个实施例。

图8示出全色显示器170的一部分，其包含八个可独立寻址的发光元件172,174,176，178，180,182、184,186的阵列，用于产生四种不同颜色的光，每个发光元件包括两个共同寻址的子元件a、b。在一个理想配置中，包括八个发光元件的阵列的所描绘的显示器部分可包含四种颜色的每一种的两个可独立寻址的发光元件。如图8所示，用于发射红光的两个可独立寻址的发光元件172、184各自包括两个共同寻址的子元件。可独立寻址的发光元件172包括通过连接线204相连接的两个共同寻址的子元件172a和172b，而可独立寻址的发光元件184包括通过连接线212相连接的两个共同寻址的子元件184a和184b。用于发射绿光的两个可独立寻址的发光元件176、182各自包括两个共同寻址的子元件。可独立寻址的发光元件176包括通过连接线206相连接的两个共同寻址的子元件176a和176b，而可独立寻址的发光元件182包括通过连接线216相连接的两个共同寻址的子元件182a和182b。用于发射白光的两个可独立寻址的发光元件174、186各自包括两个共同寻址的子元件。可独立寻址的发光元件174包括通过连接线210相连接的两个共同寻址的子元件174a和174b，而可独立寻址的发光元件186包括通过连接线214相连接的两个共同寻址的子元件186a和186b。最后，用于发射蓝光的两个可独立寻址的发光元件178、180各自包括两个共同寻址的子元件。可独立寻址的发光元件178包括通过连接线208相连接的两个共同寻址的子元件178a和178b，而可独立寻址的发光元件180包括通过连接线218相连接的两个共同寻址的子元件180a和180b。

如图8所示，这些子元件布置成四列188,190,192,194和四行196,198，200，202。在此实施例内，形成独立寻址的发光元件之一的两个共同寻址的子元件中的至少一个被定位在发光元件阵列的不同列中并且被至少一列分开。应注意的是，不同的可独立寻址的发光元件之一的发光元件的至少一个子元件位于插入列中。另外，形成独立寻址的发光元件之一的两个共同寻址的子元件中的至少一个被定位在发光元件阵列的不同行中并且被至少一行分开。应注意的是，不同的可独立寻址的发光元件之一的发光元件的至少一个子元件位于插入行中。例如，红色可独立寻址的发光元件172包括子元件的第一行196内的子元件172a和子元件的第三行200中的子元件172b。这些子元件之一172a位于子元件的第一列188中而另一子元件172b位于子元件的第二列190中。注意到子元件174a和180a定位于两个共同寻址的子元件172a、172b之间的行198中，并且在与组成可独立寻址的发光元件172的共同寻址的子元件172a、22b之一相同的列188、190中，且因而介于组成可独立寻址的发光元件172的共同寻址的子元件172a、172b之间。此外，蓝色可独立寻址的发光元件180包括发光元件阵列的子元件的第二列190内的子元件180a和第四列194中的子元件180b。子元件184a和186a定位在与182a和182b相同的行上并且位于共同寻址的子元件180a与180b之间的列192中。在此实例中，共同寻址的子元件。这样，至少一个可独立寻址的发光元件172的在空间上分开的共同寻址的发光区域172a、172b处于基本上沿着由发光元件的列方向所限定的第一维度，以及至少一个其它的可独立寻址的发光元件180的在空间上分开的共同寻址的发光区域180a、180b处于基本上沿着显示器的第二维度。在此特定实施例中，两个可独立寻址的发光元件172、180各自发射不同颜色的光但是它们也可发射相同颜色的光。

应当进一步注意到，在这样的显示器中，优选的是，将输入数据处理为对于将要显示的图像内的边缘的存在和方向敏感。具体地，处理方法应当确定输入数据内的边缘的位置。当检测到边缘时，应当确定其方向并且应当处理输入数据以形成最终图像，从而使得与具有分开的共同寻址的发光区域沿着不同方向这样的可独立寻址的发光元件相比，具有分开的共同寻址的发光区域沿着最类似于输入数据内的边缘方向的方向这样的可独立寻址的发光元件优选地被驱动到更高的驱动值。

在图4所示的另一实施例中，子元件的一个阵列代表着形成显示器的部分68的子元件的重复图案，该阵列被图示为包含四个发光元件70、72、74和76，其各自发射不同颜色的光，并且其各自被分为若干子元件。在此情况下，每个发光元件的子元件数目是不等的。例如，第一有色可独立寻址的发光元件70包括五个共同寻址的子元件70a，70b，70c，70d，70e。第二可独立寻址的发光元件72包括五个子元件72a、72b、72c、72d和72e，第三可独立寻址的发光元件74包括三个子元件74a、74b、74c，并且第四可独立寻址的发光元件76具有三个子元件76a、76b、76c。可基于对任何数目的因素的考虑而选定每个有色发光元件与其他有色发光元件相比的相对数目，这些因素包括每个有色发射体的光谱内容和视在亮度，这些发射体的发光效率，或这些发射体的期望寿命。将会注意到，子元件以不规则图案排列（即，具有不明显的几何顺序）。子元件的布置可以是规则的或不规则的，并且此外可随机地或按算法选定，且具有这样的约束：四个发光元件中每个的子元件插入在它们自己当中，从而确保当从任何合理的观察距离观看显示器时在单一颜色的两个子元件之间的最大距离将小于1弧分。诸如在图4中示出的显示器部分中的图案可在整个显示器上重复、或可在整个显示器上变动。此外，不需要用所示的矩形边界来约束共同寻址的子元件，但是这些子元件可交织在一起。

如由此实施例示出的，可使用几个共同寻址的子元件来组成单一的可独立寻址的发光元件。这些可独立寻址的发光元件中的每个可仅需要一个电路来驱动包括这个发光元件在内的整组子元件的这个事实，放松了对显示器内的各个发光子元件的数目的约束，因为用来驱动任何子元件所需的电路的大小往往约束着子元件数目。出于此原因，重要的是更详细地讨论本发明的有源矩阵实施例。通过使用任何显示器技术，包括有源地产生光的显示器，可应用本公开的基本构思。这样的显示器可包括对来自大面积光源的光进行调制的技术，包括诸如液晶显示器这样的技术。然而，将优选地在诸如电致发光显示器这样的发射显示器中提供本发明。

在本公开内，相关的电致发光显示器技术包括那些利用有机材料堆的显示器技术，通常被称为有机发光二极管或OLED显示器。OLED的结构通常依次包括阳极、有机电致发光（EL）介质、和阴极，它们被淀积到衬底上。淀积在阳极与阴极之间的有机EL介质通常包括有机空穴传输层（HTL）和有机电子传输层（ETL）。空穴和电子复合并且在HTL/ETL的界面附近的ETL中发光。Tang等人在Applied PhysicsLetters，51，913（1987）上发表的“Organic electroluminescent diodes”，以及美国专利No.4,769,292曾展示出使用这种层结构的高效率的OLED。自那以后，已经披露了许多种具有可替代层结构的OLED。例如，存在着在HTL与ETL之间包含有机发光层（LEL）的三层OLED，诸如由Adachi等人在Japanese Journal of AppliedPhysics,27,L269(1988)中发表的“Electroluminescence in Organic Films with Three-LayerStructure”，以及由Tang等人在Journal ofApplied Physics，65，3610（1989）中发表的“Electroluminescence of doped organic thin films”。LEL通常包括掺杂有客体材料（guest material）的主体材料（host material），其中层结构被表示为HTL/LEL/ETL。此外，在装置中存在着包含空穴注入层（HIL）、和/或电子注入层（EIL）、和/或空穴阻挡层、和/或电子阻挡层在内的其它多层OLED。尽管将会提供关于OLED显示器的后续实施例，本领域技术人员将会很好地理解到可容易地将此同一发明应用于包括可涂覆无机材料、或者有机与无机材料的组合的EL显示器，该材料可被涂覆到有源或无源矩阵底板上。一个这样的显示器技术采用了由如在2005年9月14日提交的题为“Quantum Dot Light Emitting Layer”的共同未决的USSN11/226,622中所说明的由量子点形成的发光层，该专利申请的公开内容在此引入以供参考。

本文中，将会提供采用有源矩阵的、顶发射有机发光二极管（OLED）显示器的特定实施例，其结构在图5中示出。如图所示，该有源矩阵的、顶发射OLED显示器通常形成在衬底90上。该衬底一般提供基础结构，显示器可形成于该基础结构上并且可由各种材料组成，诸如玻璃、金属箔或任何其他材料。随后在此衬底90上构建有源矩阵电路。正如在此图中所示，有源矩阵电路包括由半导体有源层94、栅极介电层94、和栅极导体96形成的TFT。第一绝缘层98随后形成于栅极导体96上方。随后形成输电线100并将其连接到TFT的源极。通常在同一步骤中形成信号或数据线102。尽管在此截面图中未示出，至少选择TFT和电容器可形成在衬底上，其允许在数据线上提供的数据信号调节栅极导体96的电压，从而调节在TFT上的功率。第二绝缘层104随后形成于有源矩阵电路上方。随后形成第一电极106，从而使得其与半导体有源层92相接触，其中该连接通常是穿过通孔126而形成的。应注意到，此第一电极通常被形成图案以形成电极区段，其在空间上限定各个发光区。同样在此实施例中示出连接件区段108，其允许在第一电极的每个区段的子元件之间形成电连接。应注意的是，在此实施例中，这些连接件区段108通常由与第一电极106相同的材料形成图案。随后形成像素间电介质110以封闭介于第一电极106区段之间的区域并且允许将连续层形成为一致的覆层。随后在像素间电介质110和第一电极106上方淀积有机电致发光材料堆以形成有机电致发光材料层112。最后，在有机电致发光材料上形成第二电极114。当利用在第一电极106与第二电极114之间的电场激励电致发光材料112时，产生光116且其传播通过第二电极到达观察者。

在此实施例中，应当注意到，除了提供允许有机电致发光材料112及第二电极114的一致涂覆的层以外，像素间电介质110也防止连接件区段108与电致发光材料112或第二电极114相接触，从而使得在连接件区段108的区域中不发生光发射。因此，尽管在第一电极106的每个区段的区域上将会发生光发射116，在由连接件区段108所限定的区域中将不会发射光。

在图6中示出与图5中所示截面图对应的、形成第一电极106和连接件区段层108的层的顶视图的一部分120的图示。正如在此图中所示，线A-A指示出图5的截面图开始绘制的剖面线。应注意的是，在这个显示器配置内在该第一电极层与第二电极之间形成可独立寻址的发光元件。此外，在此实施例内，这个可独立寻址的发光元件是由与有源矩阵电路相连接的第一电极层的区段所限定的，该有源矩阵电路具体地是衬底上的TFT的半导体有源层92。如图6中所示，此连接是穿过通孔126而形成的。因此，在此实施例中可独立寻址的发光元件由一对电极形成，该对电极中的至少一个被形成图案以形成在空间上限定由介质分开的子元件122a、122b的电极区段，所述介质具体地是与该对电极成电接触并且被激励以产生光的有机电致发光材料层112。在此实施例内，连接件区段108将子元件的电极区段彼此电连接。此外应注意到，在此特定实施例内，对于每对可独立寻址的发光元件122、128，存在着两个通孔126、130，它们将这些可独立寻址的发光元件连接到有源矩阵电路，即便实际上存在四个提供光发射的子元件122a、122b、128a和128b也如此。因此，仅需要两个电路以提供信号给这四个子元件。因此当发光元件的最小尺寸被创建每个电路以驱动每个可独立寻址的发光元件所需的面积所限制时，这个实施例是特别有利的。典型情况下，当需要利用超过两个TFT以及一个电容器的较大电路来补偿正如题为“Displaydevice and driving method thereof”的美国专利申请号11/312,016、题为“Pixel circuit foractive matrix OLED and driving method”的美国专利7,023,408、以及题为“Activeorganic light emitting diode drive circuit”的美国专利6,847,340所讨论的TFT的电压阈值移动或迁移率差异时，这种状况将会发生，所有这些公开在此引入以供参考。

应注意的是，在此实施例内，显示器可以是具有三个或更多个不同颜色发光元件的彩色显示器。在一个实施例中，可将不同的有机电致发光材料淀积到产生不同的可独立寻址的发光元件的电极区段上。然而，在另一实施例中，可将封接玻璃置放到第二发光层上以提供透明的保护层。此外，可将变色材料淀积到电极的顶部上，或者可将滤色器淀积到封接玻璃内部上以提供全色显示器，而不在显示器结构内对有机电致发光材料形成图案。应注意的是，不论滤色器或变色材料被置于何处，不同材料一般将会对齐，从而使得由形成可独立寻址的发光元件的各个子元件122a、122b所发射的光被影响以向用户提供相同颜色的光。

也有可能提供本发明的无源矩阵实施例。典型的无源矩阵显示器包括第一电极，该第一电极通常是由用以形成电极行的材料的水平线所形成。有源材料，即发射或调制材料，随后被置放到此第一层上，并且第二电极层形成为用以形成电极列的材料的竖直线。随后在行电极和列电极的相交处形成可独立寻址的发光元件，从而使得当在其间创建电场时，发光元件产生或调制光。

在本发明内，至少第一可独立寻址的发光元件被细分为至少两个共同寻址的子元件，并且第二可独立寻址的发光元件的一部分被定位在第一可独立寻址的发光元件的共同寻址的子元件之间。在无源矩阵实施例内，这可通过在两个而非一个位置处创建与其余电极相交的行或列电极而实现的。

在图7中示出一对行电极152、154和由这些行电极152、154以及列电极160、162、164、166的相交处所限定的发光元件的区域的一个这样的实施例。在此图内，定义三个子元件的行电极152、154与列电极160的三个相交点被编号为156a、156b和158。如图所示，在显示器150的一部分内形成两个行电极152、154。然而，这两个行电极不是本领域内所实践的直线，而是c形的，以允许形成c形结构开口端的两条线与相邻的行电极互锁。则第一行电极152与第二行电极154互锁，从而使得该c形结构的两个开口端与任何列电极交叉以形成包括两个子元件的单一的可独立寻址的发光元件，并且使得在相邻电极上的子元件处于由第一行电极所限定的两个子元件之间。例如，当在第一行电极152与列电极之间创建电压差时，在第一行电极152与垂直的列电极（未示出）的相交处形成的两个子元件156a和156b将被驱动到相同的驱动值。发光元件158被定位在这两个子元件156a、156b之间并且因为其连接到第二行电极154而独立于这两个子元件被驱动。

当不同的有机电致发光材料被淀积在发光元件158处而非淀积在发光元件156处时，或者当淀积滤色器或变色材料从而使得其对于这些发光元件之一以不同于对于其它发光元件的方式影响光的颜色时，有可能获得具有改进的视觉一致性的显示器。此显示器至少包括用于产生第一颜色的光的第一可独立寻址的发光元件156、以及用于产生第二颜色的光的第二可独立寻址的发光元件158；其中至少该第一可独立寻址的发光元件156被细分为至少两个共同寻址的子元件156a、156b并且其中第二可独立寻址的发光元件158的至少一部分被定位在第一可独立寻址的发光元件的共同寻址的子元件之间。

已经具体参考本发明的某些优选实施例而详细描述了本发明，但是将会理解到，能够在本发明的宗旨和范围内实现各种变动和修改。

零件列表

2 显示器

4 可独立寻址的发光元件

4a,4b 共同寻址的子元件

6 可独立寻址的发光元件

6a,6b 共同寻址的子元件

8 可独立寻址的发光元件

10 可独立寻址的发光元件

12 连接

14 连接

20 显示器

22 用于发射红光的可独立寻址的发光元件

22a,22b  用于发射红光的共同寻址的子元件

24用于发射白光的可独立寻址的发光元件

24a,24b  用于发射白光的共同寻址的子元件

26用于发射绿光的可独立寻址的发光元件

26a,26b  用于发射绿光的共同寻址的子元件

28 用于发射蓝光的可独立寻址的发光元件

28a,28b  用于发射蓝光的共同寻址的子元件

30 连接线

32 连接线

34 连接线

36 连接线

38 第一行

40 第二行

42 第三行

44 第四行

46 第一列

48 第二列

52 红色的色度坐标

54 绿色的色度坐标

56 蓝色的色度坐标

58 色域三角形

60 白色的色度坐标

68 显示器的部分

70 第一可独立寻址的发光元件

70a,70b,70c,70d,70e  共同寻址的子元件

72 第二可独立寻址的发光元件

72a,72b,72  共同寻址的子元件

74 第三可独立寻址的发光元件

74a,74b,74c  共同寻址的子元件

76 第四可独立寻址的发光元件

76a,76b,76c,76d,76e  共同寻址的子元件

90  衬底

92  半导体有源层

94  栅极介电层

96  栅极导体

98  第一绝缘层

100 输电线

102 信号线

104 第二绝缘层

106 第一电极

108 连接件区段

110 像素间电介质

112  有机电致发光材料层

114  第二电极

116  光发射

120  显示器部分

122  第一可独立寻址的发光元件

122a,122b 共同寻址的子元件

126  通孔

128  第二可独立寻址的发光元件

128a,128b 共同寻址的子元件

130  通孔

150  显示器部分

152  第一行电极

154  第二行电极

156  第一可独立寻址的发光元件

156a,156b 共同寻址的子元件

158  第二可独立寻址的发光元件

160  列电极

162  列电极

164  列电极

166  列电极

170  显示器

172  红色可独立寻址的发光元件

172a,172b 共同寻址的子元件

174  白色可独立寻址的发光元件

174a,174b 共同寻址的子元件

176  绿色可独立寻址的发光元件

176a,176b 共同寻址的子元件

178  蓝色可独立寻址的发光元件

178a,178b 共同寻址的子元件

180  蓝色可独立寻址的发光元件

180a,180b 共同寻址的子元件

182  绿色可独立寻址的发光元件

182a,182b 共同寻址的子元件

184  红色可独立寻址的发光元件

184a,184b 共同寻址的子元件

186  白色可独立寻址的发光元件

186a,186b 共同寻址的子元件

188  第一列

190  第二列

192  第三列

194  第四列

196  第一行

198  第二行

200  第三行

202  第四行

204  连接线

206  连接线

208  连接线

210  连接线

212  连接线

214  连接线

216  连接线

218  连接线

Claims (6)

1.一种具有改进的视觉一致性和清晰度的显示器，该显示器包括多组发光元件，每一组发光元件包括：

a）第一可独立寻址的低亮度发光元件，该第一可独立寻址的低亮度发光元件被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域，以产生第一颜色的光；以及

b）第二可独立寻址的低亮度发光元件，该第二可独立寻址的低亮度发光元件被细分为至少两个在空间上分开的共同寻址的发光区域，以产生第二颜色的光；

其中，所述第二可独立寻址的低亮度发光元件的至少一部分被定位于所述第一可独立寻址的低亮度发光元件的所述在空间上分开的共同寻址的发光区域之间，

所述显示器的特征在于:

c)第三可独立寻址的高亮度发光元件，用于产生从单个独立寻址的发光区域形成的第三颜色的光。

2.根据权利要求1所述的显示器，每一组发光元件还包括：

d)第四可独立寻址的高亮度发光元件，用于产生从单个独立寻址的发光区域形成的所述第三颜色的光。

3.根据权利要求1所述的显示器，每一组发光元件还包括：

e)第四可独立寻址的高亮度发光元件，用于产生从单个独立寻址的发光区域形成的第四颜色的光。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述显示器是利用顶发射架构的电致发光显示器。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述第一可独立寻址的低亮度发光元件包括电极，该电极被形成图案以形成多个电极区段，该多个电极区段在空间上限定发光元件的在空间上分开的发光区域，并且其中，每一组发光元件包括用于将所述多个电极区段中的每一个电连接在一起的连接线。

6.根据权利要求5所述的显示器，其中，每一组发光元件还包括用于向对应的可独立寻址的发光元件提供控制信号的多个电路，其中，各个可独立寻址的发光元件的在空间上分开的发光区域是由与该可独立寻址的发光元件相对应的电路能动地控制的。

Images