CN105514140A - 像素阵列、电气光学装置、电气设备及像素渲染方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及像素阵列、电气光学装置、电气设备及像素渲染方法。像素阵列具有以下的像素排列结构：发光率最高的第一色的子像素、第二色的子像素和发光率最低的第三色的子像素排列成矩阵，第一色的子像素和第二色的子像素交替排列的行与第一色的子像素和第三色的子像素交替排列的行交替排列，并且第一色的子像素和第二色的子像素交替排列的列与第一色的子像素和第三色的子像素交替排列的列交替排列。包括第一色和第三色的子像素的行比包括第一色和第二色的子像素的行高，并且包括第一色和第二色的子像素的行中的第一色的子像素的发光区域的面积、与包括第一色和第三色的子像素的行中的第一色的子像素的发光区域的面积大致相等。

Description

像素阵列、电气光学装置、电气设备及像素渲染方法
技术领域
本发明涉及像素阵列、电气光学装置、电气设备及像素渲染方法，特别地涉及交错排列结构的像素阵列、包括该像素阵列的电气光学装置、将该电气光学装置用作显示装置的电气设备、以及像素渲染方法。
背景技术
由于有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)元件是电流驱动型的自发光元件，因此不需要背光，而且获得低电力消耗、大视野角、高对比度等的优势，在平板显示器的开发中倍受期待。
在使用这种有机EL元件的有机EL显示装置中，利用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各色的子像素来构成大量像素，由此能够显示各种彩色图像。尽管这些R、G、B(RGB)的子像素能够以各种不同的形式布置，但是如图1所示，它们通常通过均等地配置不同颜色的子像素而排列成条状(所谓的RGB纵条布置)。通过调整三个子像素之间的亮度能够显示所有的颜色。
通常，将R、G、B的相邻的三个子像素统一视作一个矩形像素，并将这些矩形像素配置成正方形来实现点矩阵显示。在点矩阵型的显示装置中，待显示的图像数据具有n×m的矩阵配置。通过使图像数据与各像素一一关联，能够显示正确的图像。
另外，有机EL显示装置具有不同的结构，所述结构包括：基于白色的有机EL元件使用彩色滤光片形成RGB三色的彩色滤光片型、以及在RGB三色的各有机EL材料上沉积不同颜色的并排选择沉积型(side-by-sideselectivedepositiontype)。彩色滤光片型具有以下缺陷：由于彩色滤光片吸收光，因此光利用率下降，导致电力消耗提高，并排选择沉积型由于其高颜色纯度而能够容易具有更广的色域，并且由于不具有彩色滤光片而能够具有更高的光利用率，因此被广泛利用。
在并排选择沉积型中，为了分别涂色有机EL材料，使用FMM(FineMetalMask：精细金属掩模)。但是，由于为适应近年来高精细化的有机EL显示装置而使FMM的间距变得更窄，因此难以制造FMM。为了解决该问题，利用人颜色视觉的特性，即人眼对R和B不敏感而对G敏感，提出以下的像素排列结构：由G和B两色或G和R两色构成子像素，需要与RGB排列相比颜色缺失的子像素的颜色表现通过将两色子像素与相邻的具有该缺失色的子像素的像素组合来再现成伪阵列(所谓的波形瓦(Pentile，注册商标)排列)(例如，美国专利No.6,771,028、美国专利申请公开No.2002/0186214、美国专利申请公开No.2004/0113875、以及美国专利申请公开No.2004/0201558)。
发明内容
由于RGB各色的有机EL材料的寿命(劣化速度)不同且B的有机EL材料的寿命最短，因此随着时间流逝，颜色失去平衡，由此缩短了显示装置的寿命。为了解决该问题，为了确保更长的寿命，可考虑增大B的子像素的尺寸。
但是，在波形瓦排列中，G的子像素排成一列，由此，当G的子像素由FMM制成时，需要FMM具有恒定的狭缝宽度。因此难以增大由G和B的子像素构成的像素中的B的子像素的尺寸(即，减小G的子像素的尺寸)。另外，即使在由G和B的子像素构成的像素中增大B的子像素的尺寸而减小G的子像素的尺寸，与这个G的子像素竖向相邻的G的子像素的面积也发生变化，这导致G的子像素的面积中心变化。如果G的子像素的区域中心变化，则RGB结合的发光率(luminosityfactor)的分布在远离像素中央的位置上最大，从而使像素内的发光率的偏差增大。虽然该发光率的偏差在图像的内部不能识别，但是当图像的边缘沿着像素的排列方向延伸时，发光率的偏差变得更明显，由此引起图像的边缘看上去有颜色(所谓的彩色边缘)而大幅降低显示品质的这样的现象。
因此，为了延长显示装置的寿命，需要增大B的子像素的尺寸，但在波形瓦排列中增大B的子像素的尺寸则使像素内的发光率的偏差也增大。因此，波形瓦排列具有不能同时实现延长显示装置的寿命和防止发光率的偏差的问题。
另外，在排列有由RGB的子像素构成的像素的显示器中，为了防止显示的图像的边缘的着色，进行误差扩散处理。但是，在波形瓦排列中，G的子像素沿竖直方向连续排列，并且在R或B的子像素的竖直方向上没有G的子像素，由此，在R或B的子像素位于图像的边缘的情况下，使得误差扩散处理不充分。由此，具有由于着色的发生导致显示品质下降的问题。
本发明的一个方面涉及一种像素阵列，其具有以下的像素排列结构：发光率最高的第一色的子像素、第二色的子像素和发光率最低的第三色的子像素排列成矩阵，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行(第一色和第二色的行)与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行(第一色和第三色的行)交替排列，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的列(第一色和第二色的列)与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的列(第一色和第三色的列)交替排列。
所述第一色和第三色的行比所述第一色和第二色的行高。
所述第一色和第二色的行中的所述第一色的子像素的发光区域的面积与所述第一色和第三色的行中的所述第一色的子像素的发光区域的面积大致相等。
根据本发明的一个方面，电气光学装置包括上述的像素阵列和驱动所述像素阵列的电路部。
根据本发明的一个方面，电气设备包括作为显示装置的有机电致发光装置，在所述有机电致发光装置中，在基板上形成有上述的像素阵列和驱动所述像素阵列的电路部，该像素阵列包括每个子像素的发光区域，所述发光区域由沉积有机电致发光材料时使用的金属掩膜的开口部而限定。
本发明的一个方面涉及一种像素阵列中的像素渲染方法，所述像素阵列具有以下的像素排列结构：发光率最高的第一色的子像素、第二色的子像素和发光率最低的第三色的子像素排列成矩阵，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行交替排列，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的列与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的列交替排列。
在所述像素阵列中显示的图像针对各子像素具有所述第一色、所述第二色以及所述第三色的数据。基于位于在所述像素阵列中显示的图像的特异点的预定子像素中的所述图像的所述第一色的数据，设定与所述预定子像素相邻的子像素的亮度。
应该理解的是，前面的概述和下面的详述是示例性和说明性的，而不限制本发明。
附图说明
图1是示意性示出通常的有机EL显示装置的像素排列结构(RGB纵条排列)的俯视图；
图2是示意性示出通常的有机EL显示装置的像素排列结构(波形瓦排列)的俯视图；
图3是示出根据一个实施方式的有机EL显示装置的俯视图；
图4是示意性示出根据一个实施方式的有机EL显示装置的一对像素(相当于四个子像素)的结构的俯视图；
图5是示意性示出根据一个实施方式的有机EL显示装置的像素(相当于一个子像素)的结构的剖视图；
图6是根据一个实施方式的有机EL显示装置中的像素的主要电路构成图；
图7是根据一个实施方式的有机EL显示装置中的像素的波形图；
图8是根据一个实施方式的有机EL显示装置中的驱动TFT的输出特性图；
图9是根据一个实施方式的配线和元件的配置图(独立电源)；
图10是根据一个实施方式的配线和元件的配置图(共同电源)；
图11是示出根据一个实施方式的像素排列结构的俯视图；
图12是示出根据一个实施方式的像素排列结构的另一例的俯视图；
图13是示出根据一个实施方式的像素排列结构的另一例的俯视图；
图14是示出根据一个实施方式的像素排列结构的另一例的俯视图；
图15是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(高分辨率图像的情况)的俯视图；
图16是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的角部是R或B的情况)的俯视图；
图17是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的直线边界部分是R或B的情况)的俯视图；
图18是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的G的点显示的情况)的俯视图；
图19是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的R、B的点显示的情况)的俯视图；
图20是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的R、B的点显示的情况)的俯视图；
图21是示出根据一个实施方式的像素排列结构中的渲染的一例(数据显示中的R、B的点显示的情况)的俯视图；
图22是用于说明显示图像中的角部、边界或点等特异点的检测方法的图；
图23是用于说明根据一个实施方式的图像数据的再配置(分辨率的转换)的图；
图24是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第一步骤)的俯视图；
图25是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第一步骤)的剖视图，与图24相对应，为了说明而特别抽出一个子像素中所示的TFT部、保持电容以及发光元件；
图26是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第二步骤)的俯视图；
图27是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第二步骤)的剖视图，与图26相对应，为了说明而特别抽出一个子像素中所示的TFT部、保持电容及发光元件；
图28是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第三步骤)的俯视图；
图29是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第三步骤)的剖视图，与图28相对应，为了说明而特别抽出一个子像素中所示的TFT部、保持电容及发光元件；
图30是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第四步骤)的俯视图；
图31是示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造工序(第四步骤)的剖视图，与图30相对应，为了说明而特别抽出一个子像素中所示的TFT部、保持电容及发光元件；
图32是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的制造方法的剖视图；
图33是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的制造方法的剖视图；
图34是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的制造方法的剖视图；
图35是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的结构(R开口部的结构)的俯视图；
图36是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的结构(G开口部的结构)的俯视图；
图37是示意性示出根据第一实施例的金属掩膜的结构(B开口部的结构)的俯视图；
图38是示意性示出根据第一实施例的使用金属掩膜的有机EL材料的成膜方法的剖视图；
图39是示出根据第一实施例的金属掩膜主体和加强部件之间的位置关系的立体图；
图40是示意性示出根据第一实施例的使用金属掩膜的有机EL材料的成膜方法的剖视图；
图41是示出根据第二实施例的有机EL显示装置的应用例的示意图；
图42是示出根据第二实施例的有机EL显示装置的应用例的示意图；
图43是示出根据第二实施例的有机EL显示装置的应用例的示意图；
图44是示出根据第二实施例的有机EL显示装置的应用例的示意图；
图45是示意性示出根据第三实施例的有机EL显示装置的结构的剖视图；
图46是示出根据第三实施例的有机EL显示装置的应用例的示意图；
图47是示出根据第三实施例的有机EL显示装置的另一应用例的示意图；以及
图48是示出根据第三实施例的有机EL显示装置的另一应用例的示意图。
具体实施方式
如在背景技术部分中所述，有机EL显示装置利用波形瓦排列(取代RGB纵条排列)的像素排列结构。
在此，RGB各色的有机EL材料的寿命(劣化速度)不同，颜色B的有机EL材料的寿命最短。具体而言，B的发光色具有比其他发光色更大的带隙，引起其分子结构具有小的共轭系，导致分子自身变得脆弱。特别地，磷光材料具有高激发三重态能，使其易受存在于系内的微量的骤冷的影响。而且，用于保持发光材料的主体材料需要甚至更高的激发三重态能。由于B的有机EL材料的寿命短，因此随着时间流逝，颜色失去平衡，导致显示装置的寿命缩短。
为了解决该问题，为了确保较长的寿命，可考虑增大B的子像素的尺寸的方法。但是，在波形瓦排列中，G的子像素排成一列，并且用于形成G的子像素的FMM的狭缝宽度需要恒定。因此，难以增大由G和B的子像素构成的像素中的B的子像素的尺寸(或者减小G的子像素的尺寸)。另外，在由G和B的子像素构成的像素中，如果增大B的子像素的尺寸，则G的子像素的尺寸相应地减小，这使上下相邻的像素中的G的子像素的面积发生变化，由此使G的子像素的面积的中心发生变化。这导致像素内的发光率的偏差，从而引起由于彩色边缘的产生导致显示品质下降的问题。
鉴于上述问题，根据一个实施方式，以使B的子像素的尺寸增大而G的子像素的面积的中心不发生变化的方式，设计子像素的配置和形状。例如，与RGB相对应的多个子像素排列成矩阵，G的子像素和R的子像素交替排列的行(R/G行)与G的子像素和B的子像素交替排列的行(G/B行)交替排列，并且G的子像素和R的子像素交替排列的列(R/G列)与G的子像素和B的子像素交替排列的列(G/B列)交替排列(即，G的子像素以交错方式排列的像素排列结构)，在这样的像素排列结构中，使G/B行的高度大于R/G行(优选地，使G/B行中的B的子像素的发光区域的面积大于G/B行和R/G行中的G的子像素的发光区域的面积之和)，并且使G/B行中的G的子像素的发光区域的宽度小于R/G行中的G的子像素，由此G/B行中的G的子像素的发光区域的面积大致等于R/G行中的G的子像素的发光区域的面积。
在上述的像素排列结构的情况下，G的子像素排列在对角线方向上。因此需要对上下相邻的一组像素准备两根用于向两个G的子像素供电的电力供给线，或者将一根电力供给线在像素内迂回，然而由此，在前一种情况中由于电力供给线的数量增加而使发光区域的面积减小，在后一种情况中由于电力供给线布线而使电力消耗增大。因此，在一个实施方式中，G/B行中的各子像素和R/G行中的各子像素的构成要素(例如，TFT部、配线、触点)配置成相对于Y轴对称的布局，由此允许一根直线状的电力供给线向上下相邻的一组像素中的G的两个子像素供电。另外，向R和B的子像素供电的电力供给线也形成为直线状，并且使向B的子像素供电的电力供给线的宽度加宽以提高有机EL显示元件的可靠性。
另外，为了使用于实现上述像素排列结构的FMM的制造容易，可移除G的子像素的发光区域的角部(即，以使沉积有G的有机EL材料的FMM的开口部的角部不被移除)，以加宽G的子像素的发光区域之间的间隔，或者移除R的子像素的发光区域的角部(即，以使沉积有R的有机EL材料的FMM的开口部的角部不被移除)，来加宽与B的子像素的发光区域的间隔。
另外，在显示的图像的角部、边界或点等特异点对应于规定颜色的子像素(特别地，R或B的子像素)的情况下，按照预定的误差扩散处理的方法，调整周围的其他颜色的子像素(特别地，G的子像素)的亮度，来抑制特异点中发生的着色，并提高显示品质。
以下将参照附图描述本发明的实施方式。要注意，电气光学元件是指通过电气作用改变光的光学状态的普通电子元件，并且除了例如有机EL元件的自发光元件以外，还包括例如液晶元件的改变光的偏振状态来进行灰度显示的电子元件。另外，电气光学装置是指利用电气光学元件进行显示的显示装置。由于有机EL元件是适用的并且有机EL元件的使用能够获得用电流驱动时允许自发光的电流驱动型发光元件，在下面的描述中以有机EL元件为例进行说明。
图3示出作为电气光学装置的一例的有机EL显示装置。作为主要部件，该有机EL显示装置包括：形成有发光元件的薄膜晶体管(TFT)基板100；密封发光元件的密封玻璃基板200；以及将TFT基板100粘结到密封玻璃基板200的粘结部件(玻璃料密封部)300。另外，在TFT基板100的显示区域(有源矩阵部)外侧的阴极电极形成区域114a的周围，例如，配置有：驱动TFT基板100上的扫描线的扫描驱动器131(TFT电路)；控制各像素的发光时段的发光控制驱动器132(TFT电路)；防止由静电放电引起的损坏的数据线静电放电(ESD)保护电路133；使高传输率的流恢复到原本的低传输率的多个流的解复用器(1:nDeMUX134)；使用各向异性导电膜(ACF)安装并驱动数据线的数据驱动器IC135。有机EL显示装置经由柔性印刷电路(FPC)136与外部装置连接。由于图3仅是根据本实施方式的有机EL显示装置的一例，因此可适当改变其形状和结构。
图4是具体示出在TFT基板100上形成的发光元件中的一对像素(上侧是由R/G子像素构成的像素，下侧是由G/B子像素构成的像素)的俯视图，并且该对像素在数据线的延伸方向和扫描线(栅极电极)的延伸方向(图中的竖直方向和横向方向)上重复形成。图5是具体示出一个子像素的剖视图。在图5中，为了使根据本实施方式的子像素的结构清楚，抽出图4的俯视图中的TFT部108b(M2驱动TFT)和保持电容部109的区域，并简化它们的图示。
TFT基板100由以下部分构成：经由基底绝缘膜102形成在玻璃基板101上的由低温多晶硅(LTPS)等制成的多晶硅层103；经由栅极绝缘膜104形成的第一金属层105(栅极电极105a和保持电容电极105b)；经由在层间绝缘膜106上形成的开口与多晶硅层103连接的第二金属层107(数据线107a、电力供给线107b、源极/漏极电极、第一接触部107c)；经由平坦化膜110形成的发光元件116(阳极电极111、有机EL层113、阴极电极114以及罩层115)。
在发光元件116和密封玻璃基板200之间装入干燥空气，然后被玻璃料密封部300密封，以形成有机EL显示装置。发光元件116具有顶部发射结构，其中发光元件116和密封玻璃基板200被设定为在它们之间具有预定间隔，而在密封玻璃基板200的发光面侧形成λ/4相位差板201和偏光板202，以抑制从外部进入的光的反射。
在图4中，一组像素(在图中被点划线包围的像素)由包括在水平方向上彼此相邻的R/G子像素的像素和包括在水平方向上彼此相邻的G/B的子像素的像素构成。各子像素形成于在竖直方向上数据线107a和电力供给线107b之间以及水平方向上栅极电极105a和电力供给线105c之间的区域中。在各区域内或各区域附近，配置有开关TFT108a、驱动TFT108b和保持电容部109。在此，在RGB纵条排列的像素排列结构的情况下，与各色的子像素相对应的数据线107a和电力供给线107b沿竖直方向直线延伸，而在本实施方式的交错排列结构的情况下，为了实现G的子像素沿对角线方向排列的结构，奇数行中的子像素和偶数行中的子像素布置为相对于Y轴对称的布局，并且将数据线107a分成R/G子像素用的数据线(表示为Vdata(R/G))和G/B子像素用的数据线(表示为Vdata(G/B))，并形成为如图所示的弯曲形状，各色的电力供给线107b形成为直线状。
更具体地，具有最低发光率的B的子像素(图4中的右下方的子像素)通过使用与图4的下侧的栅极电极105a、G/B的数据线107a以及B的电力供给线107b连接的TFT部108a(M1开关TFT)及TFT部108b(M2驱动TFT)来驱动。然后，B的阳极电极111(图4中的粗实线)和B发光区域119(图4中的粗虚线)分别以确保其尺寸尽可能大的方式形成为矩形，B发光区域119的面积形成为比图4中的右上方的G的子像素的发光区域的面积和图4中的左下方的G的子像素的发光区域的面积之和大。另外，使尺寸较大的B的电力供给线107b比R或G的电力供给线107b宽。
另外，R的子像素(图4中的左上方的子像素)通过使用与图4中的中央部的栅极电极105a、R/G的数据线107a以及R的电力供给线107b连接的TFT部108a(M1开关TFT)和TFT部108b(M2驱动TFT)来驱动。另外，R的阳极电极111和R发光区域117的尺寸形成为能够与G和B的阳极电极111和发光区域保持一定距离。如果需要，可移除R发光区域117的四角，以避免与R的有机EL层和B的有机EL层的混色(使通过FMM进行的色分割(colordividing)容易)。
另外，在具有最高发光率的G的子像素内、图4中的右上方的G的子像素通过使用与图4的中央部的栅极电极105a、G/B的数据线107a以及G的电力供给线107b连接的TFT部108a(M1开关TFT)和TFT部108b(M2驱动TFT)来驱动。另外，图4中的左下方的G的子像素通过使用与图4的下侧的栅极电极105a、R/G的数据线107a以及G的电力供给线107b连接的TFT部108a(M1开关TFT)及TFT部108b(M2驱动TFT)来驱动。即，图4中的右上方的G的子像素和图4中的左下方的G的子像素中的构成要素相对于Y轴对称的布局允许G的一根数据线107a和一根电力供给线107b来驱动子像素。另外，G的阳极电极111和G发光区域118的尺寸形成为能够与R和B的阳极电极111和发光区域保持一定距离。在此，右上方的G的子像素和左下方的G的子像素形成为：G的发光区域具有大致相等的面积并且两个G的子像素的面积的中心位置没有变化。另外，如果需要，可移除G发光区域118的四个角，以便确保FMM的开口部之间的距离并使FMM的制造容易。
要注意，本说明书和权利要求书中所述的具有最高发光率的颜色和具有最低发光率的颜色具有相对意义，表示在一个像素中包括的多个子像素之间比较时的“最高”和“最低”。另外，为了抑制来自数据线107a的串扰，M1开关TFT108a形成为具有如图所示的双栅极结构，并且为了使制造过程中的波动最小化，将电压转换成电流的M2驱动TFT108b形成为具有如图所示的迂回形状，由此确保充分的通道长度。另外，将驱动TFT的栅极电极延长以用作保持电容部109的电极，从而利用有限的面积来确保充分的保持电容。这种像素结构使得RGB各色具有更大的发光区域，使得能够降低用于获取必要亮度的各色的单位面积的电流密度，并且能够延长发光元件的寿命。
尽管图5示出了从发光元件116射出的光经由密封玻璃基板200导向到外部的顶部发射结构，但将光经由玻璃基板101射出到外部的底部发射结构也是可行的。
接下来，参照图6至图10对各子像素的驱动方法进行说明。图6是子像素的主要电路结构图，图7是波形图，图8示出驱动TFT的输出特性。各子像素通过包括M1开关TFT、M2驱动TFT、C1保持电容、以及发光元件(OLED)而构成，并通过双晶体管系统被驱动控制。M1开关TFT是p沟道型场效应晶体管(FET)，其栅极端子与扫描线(Scan)连接，其漏极端子与数据线(Vdata)连接。M2驱动TFT是p沟道型FET，其栅极端子与M1开关TFT的源极端子连接。另外，M2驱动TFT的源极端子与电力供给线(VDD)连接，其漏极端子与发光元件(OLED)连接。而且。在M2驱动TFT的栅极与源极之间形成C1保持电容。
在上述的结构中，当选择脉冲输出到扫描线(Scan)而使M1开关TFT处于打开状态时，经由数据线(Vdata)供给的数据信号作为电压值被写入到C1保持电容中。被写入到C1保持电容中的保持电压被保持1帧的时段，该保持电压引起M2驱动TFT的电导以模拟方式变化，从而将与发光灰度相对应的正向偏置电流供应给发光元件(OLED)。
如上所述，由于使用恒定电流驱动发光装置(OLED)，因此尽管由于发光装置(OLED)的劣化导致电阻有可能变化，也能够将发光亮度维持恒定，由此，其适用于根据本实施方式的有机EL显示装置的驱动方法。
在此，由于在根据本实施方式的交错排列结构中G的子像素沿对角线方向排列，因此需要配线的迂回。此时，优选地，为了减小电阻，使电力供给线尽可能是直线状。因此，在本实施方式中，将奇数行中的子像素和偶数行中的子像素的构成要素配置成对称的布局，并且可将电力供给线配置成直线，并使数据线弯曲。随着数据线的根数增加，子像素的发光区域的面积变小。因此，取代针对RGB的各色独立地分配数据线，重复地配置用于将两色(即G/B或R/G)的组合的数据线。当基于这种观点设计像素阵列时，配线和元件的配置图如图9所示。
换言之，R/G的数据线弯曲成通过R的子像素中左(或右)侧并通过G的子像素中右(或左)侧。另外，G/B的数据线弯曲成通过G的子像素中的左(或右)侧并通过B的子像素中的右(或左)侧。同时，电力供给线形成为直线并配置成格子状，由此通过在各格子点连接沿列方向延伸的电力供给线和沿行方向延伸的电力供给线将电力供给到各色的子像素。
图9示出在各格子点连接沿列方向延伸的电力供给线和沿行方向延伸的电力供给线(各色的子像素共用电源)的结构。在该配线结构中，由于电力供给线的路径长度较长，因此电阻增大，这引起电力消耗增大。因此，为了实现低电力消耗，如图10所示的配线结构也可是可行的。更具体而言，与图9同样地，将奇数行中的子像素和偶数行中的子像素的构成要素配置成对称的布局，并可将电力供给线配置成直线，同时数据线设为用于G/B或R/G的两色的组合，并重复配置用于两色的组合的数据线。另外，电源的网状结构按每三根线连接沿列方向延伸的电力供给线和沿行方向延伸的电力供给线。
更具体而言，沿行方向延伸的电力供给线包括重复配置的RGB的各色的电力供给线，而沿列方向延伸的电力供给线包括重复配置的R的电力供给线和B的电力供给线以及G的电力供给线的组。沿行方向延伸的电力供给线按每三根线连接到沿列方向延伸的电力供给线。即，按每六行重复相同的像素排列。通过配线和元件的这种配置，能够实现低电力消耗，同时增大子像素的发光区域的面积。
接下来，参照图5、图11至图14说明具有上述结构的有机EL显示装置的像素排列结构。图11至图14中所示的RGB的子像素表示用作发光元件的发光区域(在图5中，有机EL层113被夹在阳极电极111和阴极电极114之间的部分)。发光区域表示元件分离层112的开口部。在使用FMM选择性地沉积有机EL材料的情况下，具有比该发光区域稍大的开口部的FMM与TFT基板对齐地设置，并且选择性地沉积有机EL材料。在此，电流实际上仅流入元件分离层112的开口部的一部分，该部分因此成为发光区域。如果FMM的开口部图案的区域与其他颜色的区域重叠(即，如果沉积有机EL材料的区域变宽)，则发生称作“色偏”的混有其他发光色的缺陷。另外，如果该区域进入自身开口部的内侧(即，如果沉积有机EL材料的区域变窄)，则可产生竖向短路的故障风险，其中阴极电极114和阳极电极111发生短路。因此，FMM的开口图案设计为在目标色的发光区域的外侧并大致位于通向相邻色的发光区域的中途位置上形成开口边界。虽然FMM的对准精度和变形量比光学处理的制造精度差，但实际的发光区域由通过光学处理而开口的发光区域决定，从而任何的形状都能够准确地控制面积。另外，在将子像素的组重复配置的情况下，图11至图14中各像素的边界线(实线)不由TFT基板100的构成部件限定而可基于与相邻的子像素的组之间的关系来限定，像素的组在此限定为形成矩形，但是不一定限于矩形。
如图11所示，根据本实施方式的像素排列的基本结构是以下的像素排列结构：G的子像素和R的子像素交替排列的行(R/G行)与G的子像素和B的子像素交替排列的行(G/B行)交替排列；G的子像素和R的子像素交替排列的列(R/G列)与G的子像素和B的子像素交替排列的列(G/B列)交替排列。G/B行的高度(G/B的子像素的发光区域)比R/G行高，而G/B行中的G的子像素的发光区域的面积与R/G行中的G的子像素的发光区域的面积大致相等。
换言之，通过使G/B行比R/G行高并增大寿命最短的B的子像素的面积，有机EL显示装置可具有更长的寿命。另外，通过使G/B行中的G的子像素的宽度比R/G行中的G的子像素的发光区域窄，G/B行中的G的子像素的发光区域的面积与R/G行中的G的子像素的发光区域的面积大致相等，由此抑制由发光率的偏差引起的着色的发生。另外，通过使G/B行中的B的子像素的发光区域的面积增大成大于G/B行和R/G行中的G的子像素的发光区域的面积之和，能够适当抑制具有最低发光率的B的颜色。
图11中的RGB的子像素的形状和配置是一例，可以适当变更。例如，虽然在图11中RGB的子像素的发光区域形成为矩形，但在R/G行和G/B行中的G的子像素的配置使在斜向方向上彼此相邻的G发光区域118之间的间隔变窄。这种配置使得难以区分使用FMM的有机EL材料的彩色区域。在这种情况下，如图12所示，可移除G发光区域118的四个角以确保G发光区域118之间的间隔。
另外，通过增大B发光区域119，与斜向方向上相邻的R发光区域117的间距变窄，使得难以色彩区分使用FMM的有机EL材料。该情况下，如图13所示，可移除R发光区域117的四个角以确保B发光区域119和R发光区域117之间的间隔。此外，如图14所示，可移除G发光区域118和R发光区域117两者的四个角。图4示出该情况的排列结构。
要注意，像素排列结构中各子像素的形状、子像素之间的间距、子像素和像素外围之间的间距不限于图示的结构，而可考虑到制造精度和有机EL显示装置所需的显示性能进行适当变更。例如，尽管在图11至图14中RGB的各发光区域形成为矩形或八边形，但是，只要B的子像素的面积大并且沿对角线的G的子像素的面积大致相等，各子像素的形状可为圆形或椭圆形、竖向或水平非对称的形状、点对称形状等。
接下来，参照图15至图23对上述像素排列结构的像素渲染方法进行说明。要注意，在图15至图21和图23中，为了使误差扩散处理的执行容易理解，将RGB各色的子像素形成为相同形状，并使行的高度和列的宽度相同。另外，在图15至图21中，假定为针对各子像素存在RGB的原始数据(图像数据由子像素数×RGB的原始数据构成)的说明情况。
图15是适于显示例如自然画的高分辨率图像的情况的渲染方法的一例。在根据本实施方式的G的交错排列结构中，R或B的子像素的数量仅是G的子像素的一半。因此，关于R和B的子像素，为了确保平均颜色均衡，通过误差扩散处理调整上下左右侧的G的子像素中的同色数据，然后显示图像。即，将R(或B)的子像素的亮度设定为将上下左右侧的G的子像素中R(或B)的原始数据添加到相关的子像素中R(或B)的原始数据所获得的值，由此提高R(或B)的子像素的亮度。
例如，在将m行n列的各色的子像素的原始数据表示为R(m，n)、G(m，n)、B(m，n)的情况下，R的子像素在误差扩散处理后的亮度表示为R’(m，n)，
R’(m，n)＝K×R(m，n)+(1－K)/4×(R(m－1，n)+R(m，n－1)+R(m，n+1)+R(m+1，n))，其中0.5≤K≤1。
同样地，如果将m行n列的B的子像素在误差扩散处理后的亮度表示为B’(m，n)，则
B’(m，n)＝L×B(m，n)+(1－L)/4×(B(m－1，n)+B(m，n－1)+B(m，n+1)+B(m+1，n))，其中0.5≤L≤1。
关于G的子像素，为了确保分辨率，不进行误差扩散处理，表示G(m，n)的原始数据的亮度。由此，通过将R和B的子像素的亮度设定为增添上下左右侧的G的子像素中同色的数据得到的值，能够实现比波形瓦排列的像素排列结构中的分辨率更高的分辨率。
图16是最显著发生彩色边缘的问题的角部对应于R或B的子像素的情况中渲染的一例(数据显示时的有效方法)。
例如，如图16的粗实线所示，在显示图像的右上方的角部是R的子像素的情况下，该角部被视作着色有R色。该情况下，降低与显示图像的内侧相邻的G的子像素的亮度，并提高与显示图像的外侧相邻的G的子像素的亮度(从而发光或亮灯)，由此使R不醒目。更具体而言，将角部的R的子像素中G的原始数据设定为G(m，n)，将K的值设定在例如0至0.5的范围内，从而对左侧和下侧的G的子像素以－KG(m，n)进行误差扩散处理，并对右侧和上侧的G的子像素以+KG(m，n)进行误差扩散处理。
同样地，如图16中粗虚线所示，在显示图像的左下方的角部是B的子像素的情况下，该角部被视作着色有B色。在这种情况下，也降低与显示图像的内侧相邻的G的子像素的亮度，并提高与显示图像的外侧相邻的G的子像素的亮度(从而发光或亮灯)，由此使B不醒目。更具体而言，将该角部的B的子像素中G的原始数据设定为G(m，n)，将K的值设定在例如0～0.5的范围内，从而对右侧和上侧的G的子像素以－KG(m，n)进行误差扩散处理，并对左侧和下侧的G的子像素以+KG(m，n)进行误差扩散处理。
在显示图像的角部对应于G的子像素的情况下，不需要误差扩散处理。因此，在显示图像的角部对应于R或B的子像素的情况下，降低与显示图像的内侧相邻的G的子像素的亮度，并提高与显示图像的外侧相邻的G的子像素的亮度，从而抑制着色并提高显示品质。
图17是出现彩色边缘问题的直线边界部分对应于R或B的子像素的情况下的渲染方法的一例。在R或B的子像素存在于直线边界上的情况下，边界视作着色有R或B。在这种情况下，降低与直线边界的内侧相邻的G的子像素的亮度，并提高与直线边界的外侧相邻的G的子像素的亮度(从而发光或亮灯)，由此使R或B不醒目。更具体而言，将边界部分的R或B的子像素中G的原始数据设为G(m，n)，将L的值设定在例如0～0.5的范围内，从而对直线边界的内侧的G的子像素以－LG(m，n)进行误差扩散处理，对直线边界的外侧的G的子像素以+LG(m，n)进行误差扩散处理。
在直线边界部分的子像素是G的情况下，不需要误差扩散处理。因此，在直线边界部分对应于R或B的子像素的情况下，降低与直线边界的内侧相邻的G的子像素的亮度，并提高与直线边界的外侧相邻的G的子像素的亮度，从而抑制着色并提高显示品质。
图18是显示G的子像素的一点的数据时的渲染方法的一例。当识别为数据显示时，即使显示数据是子像素的一点的数据，也能够有意地进行误差扩散处理，从而使在使用G的子像素显示G的子像素的一点的数据的情况和使用R或B的子像素显示数据的情况中人眼感觉到的点的显示面积均等。
例如，如图18的粗实线所示，在使用G的子像素显示G的子像素的一点的数据的情况下(G像素上的Gdata的情况下)，使G的子像素的亮度略微下降，使周围的G的其他的子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，将中心的G的子像素的原始数据设定为G(m，n)，将L的值设定在例如0至0.2的范围内，将周围的G的四个子像素的亮度设为L×G(m，n)，并将中心的G的子像素的亮度设定为(1－L)×G(m，n)。也可以改变奇数行和偶数行之间的L的值(从而根据像素的高度调整该值)。
另外，如图18的粗虚线所示，在R或B的子像素(在此为R的子像素)上显示G的子像素的一点的数据的情况下(R/B像素上的Gdata的情况下)，将周围的G的子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，当将R的子像素中G的原始数据设定为例如G(m，n)以及J+K＝0.5时，则左右侧的G的子像素的亮度为J×G(m，n)，上侧和下侧的G的子像素的亮度为K×G(m，n)。也可以改变奇数行和偶数行的J和K的值(从而根据像素的高度调整该值)。
因此，在显示G的子像素的一点的数据的情况下，将周围的G的子像素的亮度略微提高从而使人眼感觉到的点的显示面积均等，由此提高显示品质。
图19是显示R或B(在此是R)的子像素的一点的数据时的渲染方法的一例。当识别为数据显示时，即使显示数据是子像素的一点的数据，也能够有意地进行误差扩散处理从而使在使用R或B的子像素显示R或B的子像素的一点的数据的情况和使用G的子像素显示数据的情况中人眼感觉到的点的显示面积均等。
例如，如图19的粗实线所示，在R的子像素内显示R的子像素的一点的数据的情况下(R像素上的Rdata的情况下)，将R的子像素的亮度略微降低，并将上侧和下侧的G的子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，将R的子像素的原始数据设定为R(m，n)，并将L的值设定在例如0至0.1的范围内，将上侧和下侧的G的两个子像素的亮度设定为L×G(m，n)。然后，根据L的值，降低R的子像素的亮度，由此总亮度与原始数据的亮度大致相等。也可以对左侧和右侧的G的子像素进行误差扩散处理，但是在奇数行和偶数行具有不同高度的情况下，减小取决于场所的识别区域的差异的对上侧和下侧的G的子像素进行的扩散可能是优选的。
另外，如图19的虚线所示，在G的子像素(被夹在上侧和下侧的R的子像素之间的G的子像素)上显示R的子像素的一点的数据的情况下(在上方和下方的R之间的G像素上的Rdata的情况下)，将G的子像素的亮度降低，并将上侧和下侧的R的子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，将G的子像素的原始数据设定为G(m，n)，例如，将K设定为大约0.5，将L的值设定在0到0.1的范围内，将上侧和下侧的R的子像素的亮度设定为K×G(m，n)，并将中央的G的子像素的亮度设定为L×G(m，n)，对中央的G的子像素也进行误差扩散处理。根据L的值，减小R的子像素的亮度，因此总亮度与原始数据的亮度大致相等。
因此，在显示R或B的子像素的一点的数据的情况下，将R或B的上侧和下侧的G的子像素的亮度略微提高，或者将G的子像素的上侧和下侧的R或B的子像素的亮度略微提高，由此使人眼感觉到的点的显示面积均等并提高显示品质。
图20是显示R或B(在此为R)的子像素的一点的数据时的渲染方法的另一例。
例如，如图20的粗实线所示，在G的子像素(被夹在左侧和右侧的R的子像素之间的G的子像素)内显示R的子像素的一点的数据的情况下(在左侧和右侧的R之间的G像素上的Rdata的情况下)，将G的子像素的亮度降低，并将左侧和右侧的R的子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，如果例如将G的子像素的原始数据设定为G(m，n)，将K设定为大约0.5以及将L的值设定在0至0.1的范围内，则左侧和右侧的R的子像素的亮度为K×G(m，n)，同时中央的G的子像素的亮度为L×G(m，n)，并且对中央的G的子像素也进行误差扩散处理。然后根据L的值减小R的子像素的亮度，使得总亮度与原始数据的亮度大致相等。
因此，在G的子像素内显示R或B的子像素的一点的数据的情况下，将G的子像素的亮度降低，并将G的子像素的左侧和右侧的R或B的子像素的亮度略微提高，由此使人眼感觉到的点的显示面积均等并提高显示品质。
图21是显示R或B(在此为R)的子像素的一点的数据时的渲染的另一例。这可使颜色或多或少偏离原始数据，但在数据显示时优先考虑点识别率的提高。
例如，在如图21的粗实线所示，在B的子像素内显示R的子像素的一点的数据的情况下(B像素上的Rdata的情况下)，将斜向周边的R的四个子像素的亮度略微提高(从而发光或亮灯)。更具体而言，当将R的子像素的原始数据设定为R(m，n)且将L的值设定为例如大约0.25时，斜向周边的R的四个子像素的亮度为L×R(m，n)。另外，为了进一步提高可视性，对R的子像素之间的G的子像素(在横向或纵向上的R的两个子像素之间夹着的G的子像素)进行误差扩散处理。该情况下，进行极少量(例如，小于或等于5％)的误差扩散处理，并相应地降低斜向周边的R的四个子像素的亮度，从而使总亮度与原始数据的亮度大致相等。
如上所述，在B(或R)的子像素内显示R(或B)的子像素的一点的数据的情况下，将斜向周边的R(或B)的四个子像素的亮度略微提高、或者将被斜向周边的R(或B)的四个子像素包围的G的子像素的亮度略微提高，从而使人眼感觉到的点的显示面积均等并提高显示品质。
为了进行上述的渲染方法，需要对显示图像进行误差扩散处理，并区分和识别显示图像的哪个部分对应于角部、边界、点等特异点。例如，如图22所示，在使用M×N(在此为5×5)的矩阵进行图像处理的情况下，对于中心的子像素，根据假设5×5的亮度分布图案的组分类表来进行识别。由此，在中心的子像素被识别为角部、边界、点等特异点的情况下，基于与各特异点相对应的误差扩散处理表，处理中心的子像素及其周围的子像素的数据。然后，将处理的数据保存在显示的图像用的线路存储器中。在该方法中，与M×2行相对应的线路存储器允许在依次扫描的同时输出显示的图像，因此不再需要图像处理用的单独的专用的帧存储器。即，能够用非常小型的电路系统实现上述的渲染方法。
在存在有与子像素数相对应的RGB的原始数据的情况下，可基于上述的任一算法进行误差扩散处理，当原始数据数少于子像素数时，需要再配置图像数据。例如，在子像素数是原始数据数的两倍并且以与波形瓦排列相同的比率转换分辨率的情况下，如图23所示，针对一原始数据配置G/B的子像素或R/G的子像素。虽然例如自然画等的高分辨率图像可按照原样显示，但在对数据进行显示的情况下以与上述的算法相同的方法进行误差扩散处理，以抑制彩色边缘的影响。在子像素数不能被原始数据数整除的情况下，可进行再配置，使得原始数据的亮度信号的分布可最佳地反映在G的子像素中。
(第一实施例)
接下来，参照图24至图40对根据第一实施例的像素阵列和电气光学装置进行说明。
尽管在如上所述的实施方式中特别说明了电气光学装置(有机EL显示装置)中的像素排列结构，但本实施例对有机EL显示装置的制造方法进行说明，该有机EL显示装置包括具有如上所述的像素排列结构的像素阵列。图24、图26、图28和图30是具有图14中所示的像素排列结构的一个像素的俯视图，而图25、图27、图29和图31是为了与图24、图26、图28、图30相对应地说明而特别抽出一个子像素中所示的TFT部、保持电容部以及发光元件的剖视图。
首先，如图24和图25所示，在玻璃等制成的透明基板(玻璃基板101)上使用化学气相沉积(CVD)法等沉积例如氮化硅膜等来形成基底绝缘膜102。接下来，使用公知的低温多晶硅TFT制造技术来形成TFT部及保持电容部。更具体而言，使用CVD法等来沉积非晶硅，通过准分子激光退火(ELA)使非晶硅结晶从而形成多晶硅层103。在图24中，为确保M1开关TFT108a、M2驱动TFT108b、以及C1保持电容109的位置，用点划线表示像素的边界，用实线表示阳极电极111，用虚线表示R发光区域117、G发光区域118、以及B发光区域119。在此，为了确保用作电压到电流转换放大器的M2驱动TFT108b的充分的沟道长度以抑制输出电流的波动，并且为了能够实现M1开关TFT108a的漏极和数据线107a(图28)之间的连接、M1开关TFT108a的源极和C1保持电容109之间的连接、C1保持电容109和电力供给线107b(图28)之间的连接、M2驱动TFT108b的源极和电力供给线107b之间的连接、以及M2驱动TFT108b的漏极和各子像素的阳极电极111之间的连接，如图所示地使多晶硅层103迂回。为了在每行获得Y轴对称结构，改变上侧和下侧的M1开关TFT、M2驱动TFT、以及C1保持电容的形状。
接下来，如图26和图27所示，在多晶硅层103上使用CVD法等沉积例如氧化硅膜来形成栅极绝缘膜104，并通过溅射技术进一步沉积例如钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)或它们的合金作为第一金属层105来形成栅极电极105a和保持电容电极105b。在第一实施例中，在与栅极电极105a同一层中形成沿栅极电极105a的方向延伸的电力供给线105c，从而连接通过下述的第二金属层107(图29)形成的各电力供给线107b。第一金属层105也可以使用从包括例如Mo、W、Nb、MoW、MoNb、Al、Nd、Ti、Cu、Cu合金、Al合金、Ag和Ag合金的组中选择的一种物质形成单层，或使用从包括作为低电阻物质的Mo、Cu、Al或Ag的两层或更多层的结构的组中选择的层叠结构来形成，以减小互连电阻。在此，为了增大各子像素中的保持电容并使各子像素中的M1开关TFT的漏极和保持电容电极105b之间的连接容易，将第一金属层105形成为具有如图所示的形状。接下来，对在栅极电极形成之前掺杂有高浓度杂质层(p+层103c)的多晶硅层103，使用栅极电极105a作为掩膜，实施附加的杂质掺杂，以形成夹有本征层(i层103a)的低浓度杂质层(p－层103B)，由此在TFT部中形成轻掺杂漏极(LDD)结构。
接下来，如图28和图29所示，使用CVD法等沉积例如氧化硅膜等来形成层间绝缘膜106。对层间绝缘膜106和栅极绝缘膜104进行各向异性蚀刻，从而使得用于连接到多晶硅层103的接触孔和用于连接到电力供给线105c的接触孔开口。接下来，使用溅射技术，沉积例如由Ti/Al/Ti等铝合金制成的第二金属层107，并进行图案化以形成源极/漏极电极、数据线107a、电力供给线107b、第一接触部107c(涂黑的矩形部分)。在此，电力供给线107b形成为直线状并经由第一接触部107c连接到预定的电力供给线105c。使B的电力供给线107b的宽度加宽成大于R和G的电力供给线107b的宽度。数据线107a具有以在每行中配置于子像素的右侧或左侧的方式迂回的形状。由此实现数据线107a和M1开关TFT108a的漏极之间的连接、M1开关TFT108a的源极和保持电容电极105b以及M2驱动TFT108b的栅极之间的连接、以及M2驱动TFT108b的源极和电力供给线107b之间的连接。
接下来，如图30和图31所示，沉积感光性的有机材料以形成平坦化膜110。将曝光条件最佳化以调整锥角，从而使用于连接到M2驱动TFT108b的漏极的接触孔(由标记有×的粗实线包围的部分)打开。在其上使用Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或它们的化合物的金属沉积反射膜，之后在其上沉积ITO、IZO、ZnO、In2O3等的透明膜，并同时进行图案化以形成各子像素的阳极电极111。阳极电极111在第二接触部111a上连接到M2驱动TFT108b的漏极。虽然阳极电极111在顶部发射结构的情况下因其也用作反射膜(图未示)而需要反射膜，但在底部发射结构的情况下可移除反射膜，并且可仅使用例如ITO的透明膜形成阳极电极111。接下来，使用旋涂技术等来沉积例如感光性的有机树脂膜以形成元件分离膜，然后进行图案化以形成使各子像素的阳极电极111向底部露出的元件分离层112。该元件分离层用于分离各子像素的发光区域。
接下来，在形成有元件分离层112的玻璃基板101上形成有机EL材料的膜。图32至图34示出在形成有机EL材料的膜时使用的金属掩膜的制造方法，示出有机EL面板的端部附近的区域。另外，图35至图37是用于形成不同颜色的有机EL材料的的膜的金属掩膜的一部分的俯视图，图38和图40是示意性示出使用金属掩膜形成有机EL材料的膜的方法的剖视图，以及图39是金属掩膜主体和其加强部件之间的位置关系的立体图。
首先，对形成有机EL材料的膜之前的金属掩膜的制造方法进行说明。也可通过冲压或蚀刻在与薄板状的金属掩膜部件的子像素相对应的部分上形成开口部来制造该金属掩膜。在该说明中，作为其中一种制造方法，对电镀法进行说明。具体而言，如图32所示，准备用于使金属掩膜主体进行镀层生长(platinggrowth)的基材(电铸用基材145)。电铸用基材145的材料不受特别限制，而可以是具有使电解电镀用的电流流经的充分的导电性(在无电解电镀的情况下不需要)并且可通过切削或蚀刻等技术形成凹凸形状的材料(例如，玻璃材料或防蚀铝)。
然后，根据需要，在形成有用于金属掩膜的加强部件的配置的引导部142的部分(即，有机EL面板的像素区域的外侧的部分)上形成突起142a。根据需要，通过沉积用于使金属掩膜部件141a容易剥离的导电性粘结剂或黑铅或者通过使覆膜进行镀层生长，来形成基底层。向电铸用基材145的整个表面沉积光刻胶，并以使与各像素内的子像素相对应的部分上残留有光刻胶146的方式进行曝光和显影处理。在电镀处理中，由于由电铸用基材145生长的金属掩膜部件141a生长为覆盖光刻胶146，因此考虑覆盖光刻胶146的金属掩膜部件141a的量来确定光刻胶图案的尺寸，并设定光刻胶146的厚度和电镀生长的条件。
接下来，将形成有光刻胶146的电铸用基材145浸泡于电解液中，并且施加规定的电流用于电解电镀，以使具有预定厚度的金属掩膜部件141a生长在电铸用基材145上，如图33所示。金属掩膜部件141a的材料例如可以是镍、镍合金、镍钴合金、例如殷钢的镍铁合金。在金属掩膜部件141a的电镀生长中，也可以如日本专利申请特开第2005－206881号公报中所公开的，使用将第一金属形成为与光刻胶的厚度相对应的厚度、然后在其上形成第二金属的方法。
在电镀生长后，将具有已生长的金属掩膜部件141a的电铸用基材145浸泡在预定的剥离溶液(例如，丙酮或氯甲烷)中，使金属掩膜部件141a和光刻胶146一起与电铸用基材145分离，从而完全形成其中形成有与子像素相对应的开口部143和引导部142的金属掩膜主体141，如图34所示。图35是形成有与R的子像素相对应的R开口部143a的金属掩膜主体141的一例，图36是形成有与G的子像素相对应的G开口部143b的金属掩膜主体141的一例，以及图37是形成有与B的子像素相对应的B开口部143c的金属掩膜主体141的一例。在第一实施例中，虽然G的子像素连续存在于对角线方向上，但是如图36所示，可从金属掩膜主体141移除各G开口部143b的四个角，由此可以增大G开口部143b之间的间隔，由此使金属掩膜容易制造。
之后，如图38至图40所示，使用金属掩膜主体141的引导部142对具有预定特性(强度、热膨胀率和磁性)的加强部件144进行位置对准并配置在规定的部分上。对设置有加强部件144的金属掩膜主体141进行位置对准并配置在TFT基板100的上表面(形成有上述的堤层的成膜表面)上，并将例如磁铁的固定部件150配置在TFT基板100的背面的与加强部件144相反的位置上，由此将金属掩膜140固定到TFT基板100。然后，将TFT基板100以其表面朝下的状态设于气相沉积装置的真空室内的台160中。室内的坩埚161被加热从而使作为蒸发材料162的有机EL材料蒸发，并经由金属掩膜主体141的开口部143在与TFT基板100的各子像素相对应的位置上气相沉积有机EL材料。将加强部件144配置在相邻的有机EL面板形成区域的中间部。由于在此未配置开口图案，因此加强部件144不会影响任何开口图案。采用这种结构能够抑制金属掩膜的变形，减少金属掩膜的安装作业所需的时间和成本，并且容易修复金属掩膜的错位或翘曲。
尽管在上述说明中以使金属掩膜主体141的与TFT基板100相反的侧的表面突出的方式形成引导部142，但是也可以以使与TFT基板100相反的侧的表面凹陷的方式形成引导用凹部，该引导用凹部可与设置在加强部件144上的凸部配合。另外，在上述说明中，尽管将加强部件144或固定部件150的截面形成为矩形形状，但该截面不限于所示形状，而也可以是梯形形状或半圆形状。另外，为了使金属掩膜主体141不与TFT基板100的整个表面接触，可在有机EL面板形成区域的外侧的预定部分上形成向TFT基板100侧突出的凸部，使得金属掩膜主体141仅经由凸部与TFT基板100接触。另外，尽管在上面的说明中使用电镀技术作为金属掩膜主体141的制造方法的一例，但也可以可替换地使用蚀刻技术。
返回参照图30和图31，可针对RGB的各色形成有机EL材料的膜，并在阳极电极111上形成有机EL层113。在此，由于未移除R开口部143a的四个角(即，R的有机EL材料的四个角不突出)，因此增大与B的有机EL材料的间隔能够容易沉积不同的有机EL材料。有机EL层113从下层侧开始例如由空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层等构成。另外，有机EL层113可具有包括电子输送层/发光层/空穴输送层、电子输送层/发光层/空穴输送层/空穴注入层、以及电子注入层/电子输送层/发光层/空穴输送层的组合的任意结构，或者可以仅是发光层，或者也可以添加有电子阻挡层等。发光层的材料针对各色而不同，并且，根据需要，针对每个子像素分别控制空穴注入层、空穴输送层等的膜厚。
在有机EL层113上，气相沉积功函数小的金属，即Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg或它们的化合物，从而形成阴极电极114。使阴极电极114的膜厚被优化，以提高出光效率并确保良好的视角依赖性。在阴极电极114的电阻高而导致亮度的均一性受损的情况下，在其上添加具有例如ITO、IZO、ZnO或In2O3的形成透明电极用的物质的辅助电极层。另外，为了提高出光效率，沉积具有比玻璃的折射率高的折射率的绝缘膜来形成罩层115。罩层115也用作有机EL元件的保护层。
如上所述，形成与RGB的各子像素相对应的发光元件116，并且，阳极电极111和有机EL层113相互接触的部分(元件分离层112的开口部分)成为R发光区域117、G发光区域118或B发光区域119。
在发光元件116具有底部发射结构的情况下，在平坦化膜110的上层形成阴极电极114(例如ITO的透明电极)，而在有机EL层113上形成阳极电极111(反射电极)。由于底部发射结构不需要将光提取到上表面，因此可将Al等金属膜形成得较厚，这能够大幅减小阴极电极的电阻值，由此底部发射结构适于大型装置。然而，由于TFT元件和配线部分不能透光，导致发光区域极小，因此底部发射结构不适于高精密结构。
接下来，在TFT基板100的外周涂覆玻璃料，在玻璃料上安装密封玻璃基板200，并用激光等加热玻璃料部分使其熔化，从而将TFT基板100和密封玻璃基板200紧密密封。之后，在密封玻璃基板200的光射出侧形成λ/4相位差板201和偏光板202，由此完成有机EL显示装置。
尽管图24至图40示出根据第一实施例的有机EL显示装置的制造方法的一例，但是如果能够实现在实施方式中所述的像素排列结构，则制造方法不特别限于此。
(第二实施例)
接下来，参照图41至图44对根据第二实施例的电气光学装置和电气设备进行说明。在第二实施例中，将包括作为显示部件的有机EL显示装置的各种电气设备描述作为有机EL显示装置的应用例。
图41至图44示出采用电气光学装置(有机EL显示装置)的电气设备的例子。图41是应用于个人计算机的实施例，图42是应用于诸如个人数字助理(PDA)、电子记事本、电子书、平板终端的便携终端设备的实施例，图43是应用于智能电话的实施例，以及图44是应用于移动电话的实施例。可将有机EL显示装置400用于这些类型的电气设备的显示部。可应用于设有显示装置的任何电气设备，而不特别限定，例如，可应用于数码相机、摄像机、头戴式显示器、投影仪、传真机、便携型TV、需求方平台(DSP)装置等。
(第三实施例)
接下来，参照图45至图48对根据第三实施例的电气光学装置及电气设备进行说明。虽然在上述的第二实施例中对将作为电气光学装置的有机EL显示装置应用于设有平面状的显示部的电气设备的情况进行了说明，但通过使其变形也可将有机EL显示装置应用于需要曲面状显示部的电气设备。
图45是示出可变形的有机EL显示装置的结构的剖视图。该结构与上述的第一实施例的不同在于：(1)TFT部108(M1开关TFT108a、M2驱动TFT108b)和保持电容部109形成于柔性基板上；(2)密封玻璃基板200未配置在发光元件116上。
首先，关于(1)，在玻璃基板101上形成用剥离溶液能够除去的诸如有机树脂的剥离膜120，并在剥离膜120上形成由例如聚酰亚胺制成的具有挠性的柔性基板121。接下来，交替层叠诸如氧化硅膜或氮化硅膜的无机薄膜122和诸如有机树脂的有机膜123。然后，在顶层膜(在此为无机薄膜124)上，按照第一实施例中所述的制造方法，依次形成基底绝缘膜102、多晶硅层103、栅极绝缘膜104、第一金属层105、层间绝缘膜106、第二金属层107、以及平坦化膜110，以形成TFT部108和保持电容部109。
另外，关于(2)，在平坦化膜110上形成阳极电极111和元件分离膜112，并在移除元件分离膜112的堤层上依次形成有机EL层113、阴极电极114和罩层115以形成发光元件116。之后，在罩层115上交替层叠氧化硅膜、氧化氮等的无机薄膜124和有机树脂等的有机膜125，并在顶层膜(在此为有机膜125)上形成λ/4相位差板126和偏光板127。
之后，使用剥离溶液等移除玻璃基板101上的剥离膜120，以卸下玻璃基板101。在该结构中，由于没有玻璃基板101和密封玻璃基板200并且整个有机EL显示装置可变形，因此可应用于需要曲面状显示部的具有不同用途的电气设备、特别是可佩戴的电气设备。
例如，有机EL显示装置400可用于如图46所示的安装在手腕上的腕带型电气设备(例如，与智能电话关联的终端、设有全球定位系统(GPS)功能的终端、用于测量例如脉搏或体温的人体信息的终端)的显示部。在与智能电话关联的终端的情况下，可使用预先设于终端中的通信部件(按照诸如蓝牙(注册商标)或近场通信(NFC)的标准操作的近距离无线通信单元)将接收到的图像数据或视频数据显示在有机EL显示装置400上。另外，在设有GPS功能的终端的情况下，可将基于GPS信号指定的位置信息、移动距离信息、以及移动速度信息显示在有机EL显示装置400上。另外，在用于测量人体信息的终端的情况下，可将测量到的信息显示在有机EL显示装置400上。
另外，也可对如图47所示的电子纸使用有机EL显示装置400。例如，可将存储在位于电子纸的端部的存储部中的图像数据或视频数据显示在有机EL显示装置400上，或者可将经由位于电子纸的端部的界面部件(例如，诸如通用串行总线(USB)的有线通信单元，或者按照诸如以太网(注册商标)、光纤分布式数据接口(FDDI)或令牌环的标准操作的无线通信单元)接收到的图像数据或视频数据显示在有机EL显示装置400上。
另外，有机EL显示装置400也可以用于如图48所示的待贴附到面部的眼镜式电子设备的显示部。例如，可将存储在位于眼镜、太阳镜、护目镜等的镜架上的存储部中的图像数据或视频数据显示在有机EL显示装置400上，或者将经由位于镜架上的界面部件(例如，诸如USB的有线通信单元、按照例如蓝牙(注册商标)或NFC的标准进行操作的近距离无线通信单元、或通过例如长期演进(LTE)/3G的移动通信网络进行通信的移动通信单元)接收到的图像数据或视频数据显示在有机EL显示装置400上。
应当理解，本发明不限于上述的实施例，在不脱离本发明的主旨的情况下，可对电气光学装置的类型或结构、各部件的材料、制造方法等适当变更。
例如，尽管在本实施方式和实施例描述了子像素是RGB三色，但是上述的像素排列结构也可应用于发光率不同的任意的三色。
虽然上述的实施方式和实施例描述了B的有机EL材料的寿命最短，但是R的亮度为B的亮度的大约三倍，因此当与1/3的亮度比较时R的有机EL材料可能劣化得更快。在此，在R/G行和G/B行交替排列且R/G列和G/B列交替排列的像素排列结构中，可使R/G行的高度大于G/B行的高度，并且可使R/G行中的G的子像素的发光区域的宽度窄于G/B行中的G的子像素的发光区域的宽度，使得G/B行中的G的子像素的发光区域的面积与R/G行中的G的子像素的发光区域的面积大致相等。即，本发明使包括寿命最短的材料的子像素的行的高度增大成高于不包括寿命最短的材料的子像素的行，并改变存在于这两行中的子像素的发光区域的宽度，使得这两行中的子像素的发光区域的面积大致相等。
另外，电气光学装置不限于如在实施方式和实施例中所描述的有机EL显示装置。另外，构成像素的基板不限于如在实施方式和实施例中所描述的TFT基板。构成像素的基板也可应用于无源基板，而不限于有源基板。另外，虽然将由M1开关TFT、M2驱动TFT以及C1保持电容构成的电路(所谓的2T1C电路)描述为控制像素的电路，但也可以采用包括三个或多于三个晶体管的电路(例如，3T1C电路)。
在上述的像素阵列中，设置G/B行和R/G行交替排列且G/B列和R/G列交替排列的像素排列结构(即，G的子像素以交错方式排列的像素排列结构)，使G/B行的高度大于R/G行的高度，并且使G/B行中的G的子像素的发光区域的宽度窄于R/G行中的G的子像素的发光区域的宽度，使得G的子像素的发光区域的面积基本彼此相等。
通过如此增大寿命最短的B的子像素的尺寸，可以延长电气光学装置的寿命。另外，通过使各行中G的子像素的发光区域的面积大致相等，能够抑制发光率的偏差，并提高电气光学装置的显示品质。
另外，如上所述的像素排列结构具有如下布局：G/B行中的各子像素的构成要素和R/G行中的各子像素的构成要素相对于Y轴(沿列方向延伸的轴)对称，由此允许用于向一对像素中的G的两个子像素供应电力的电力供给线为一根直线，从而防止发生由电力供给线的数目增加引起的发光区域的面积减小或由电力供给线的迂回引起的电力消耗的增加。
另外，在显示图像的诸如角部、边界、点的特异点对应于规定颜色的子像素的情况下，可按照预定的误差扩散处理的方法调整其周围的其他颜色的子像素的亮度，从而抑制如在波形瓦排列中产生的着色并提高显示品质。
本发明可应用于具有G的子像素以交错方式排列的像素排列结构的像素阵列、诸如包括像素阵列的有机EL显示装置的电气光学装置、利用作为显示装置的电气光学装置的电气设备、以及像素排列结构中的像素渲染方法。
由于本发明在不背离其必要特征的精神的情况下能够以各种形式实施，因此本实施方式是示例性的而不是限制性的，由于本发明的范围由所附权利要求限定而不由其后的说明书限定，因此落在权利要求的界限或其界限的等效物内的所有变化旨在被权利要求涵盖。

Claims (18)

1.一种像素阵列，其中，发光率最高的第一色的子像素、第二色的子像素和发光率最低的第三色的子像素排列成矩阵，所述像素阵列包括：
所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行交替排列；并且
所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的列与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的列交替排列，
其中，所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行比所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行高，并且
所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行中的所述第一色的子像素的发光区域的面积、与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行中的所述第一色的子像素的发光区域的面积大致相等。
2.根据权利要求1所述的像素阵列，其中，
所述第三色的子像素中的发光区域的面积比包括所述第一色的子像素和所述第二色的子像素的行中的所述第一色的子像素中的发光区域的面积与包括所述第一色的子像素和所述第三色的子像素的行中的所述第一色的子像素中的发光区域的面积之和大。
3.根据权利要求1或2所述的像素阵列，其中，
包括所述第一色的子像素和所述第二色的子像素的行中的子像素的构成要素的布局与包括所述第一色的子像素和所述第三色的子像素的行中的子像素的构成要素的布局相对于沿列方向延伸的线对称。
4.根据权利要求3所述的像素阵列，其中，
向所述第一色的子像素、所述第二色的子像素以及所述第三色的子像素供电的电力供给线具有直线形状，并且
向所述第一色的子像素、所述第二色的子像素以及所述第三色的子像素供给控制信号的数据线具有弯曲形状。
5.根据权利要求4所述的像素阵列，其中，
所述第三色的子像素的所述电力供给线比所述第一色的子像素的所述电力供给线和所述第二色的子像素的所述电力供给线粗。
6.根据权利要求4或5所述的像素阵列，其中，
所述控制信号经由第一数据线被供给到所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行中的所述第二色的子像素、以及所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行中的所述第一色的子像素，并且
所述控制信号经由第二数据线被供给到所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行中的所述第一色的子像素、以及所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行中的所述第三色的子像素。
7.根据权利要求6所述的像素阵列，其中，
所述第一数据线和所述第二数据线弯曲，以针对每行交替通过所述子像素的左侧或右侧。
8.根据权利要求1所述的像素阵列，其中，
所述第一色的子像素的所述发光区域具有矩形移除了四个角的形状。
9.根据权利要求1所述的像素阵列，其中，
所述第二色的子像素的发光区域具有矩形移除了四个角的形状。
10.根据权利要求1所述的像素阵列，其中，
所述第一色是绿色G，所述第二色是红色R，以及所述第三色是蓝色B。
11.一种电气光学装置，包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的像素阵列；以及
驱动所述像素阵列的电路部。
12.一种电气设备，包括作为显示装置的有机电致发光装置，在所述有机电致发光装置中，在基板上形成有根据权利要求1至10中任一项所述的像素阵列以及驱动所述像素阵列的电路部，所述像素阵列包括每个子像素的发光区域，所述发光区域由沉积有机电致发光材料时使用的金属掩膜的开口部而限定。
13.一种像素阵列中的像素渲染方法，在所述像素阵列中，发光率最高的第一色的子像素、第二色的子像素和发光率最低的第三色的子像素排列成矩阵，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的行与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的行交替排列，所述第一色的子像素和所述第二色的子像素交替排列的列与所述第一色的子像素和所述第三色的子像素交替排列的列交替排列，所述像素渲染方法包括如下步骤：
基于位于在所述像素阵列中显示的图像的特异点处的预定子像素中的所述图像的所述第一色的数据，设定与所述预定子像素相邻的子像素的亮度。
14.根据权利要求13所述的像素渲染方法，其中，
在所述第二色或所述第三色的子像素配置于所述图像的角部的情况下，基于所述第二色或所述第三色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，降低所述图像内与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的两个子像素的亮度，并提高在所述图像外与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的两个子像素的亮度。
15.根据权利要求13所述的像素渲染方法，其中，
在所述第二色或所述第三色的子像素配置于所述图像的直线区域的边界部分的情况下，基于所述第二色或所述第三色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，降低所述图像内在与所述直线正交的方向上与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的子像素的亮度，并提高在所述图像外与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的子像素的亮度。
16.根据权利要求13所述的像素渲染方法，其中，
在所述图像是所述第一色的点的情况下，
在所述第二色或所述第三色的子像素位于所述点的情况下，基于所述第二色或所述第三色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，提高与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的四个子像素的亮度，并且，
在所述第一色的子像素位于所述点的情况下，基于所述第一色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，降低所述第一色的子像素的亮度，并提高在斜向方向上与所述第一色的子像素相邻的所述第一色的四个子像素的亮度。
17.根据权利要求13所述的像素渲染方法，其中，
在所述图像是所述第二色或所述第三色的点的情况下，
在所述第二色或所述第三色的子像素位于所述点的情况下，基于所述第二色或所述第三色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，降低所述第二色或所述第三色的子像素的亮度，并提高在行方向或列方向上与所述第二色或所述第三色的子像素相邻的所述第一色的两个子像素的亮度，并且
在所述第一色的子像素位于所述点的情况下，基于所述第一色的子像素中的所述图像的所述第一色的数据，降低所述第一色的子像素的亮度，并提高在行方向或列方向上与所述第一色的子像素相邻的所述第二色或所述第三色的两个子像素的亮度。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的像素渲染方法，其中，
所述第一色是绿色G，所述第二色是红色R，以及所述第三色是蓝色B。
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