CN1841469A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，设置有包括白色在内的多种显示色的像素，所述像素分别包括接受电流的供给而发光的自发光元件、将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部、以及控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，白色像素中的发光面积比其它色中的发光面积大。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，特别涉及包括多种显示色的像素的显示装置。
背景技术
近年来，正在进行有机EL显示器的开发，例如研究在移动电话中使用有机EL显示器。作为有机EL显示器的驱动方式，有使用扫描电极与数据电极进行时分割驱动的无源模式驱动方式，以及在各像素中配置TFT(薄膜晶体管)，在一个垂直扫描期间内维持各像素发光的有源模式驱动方式。
然而，在有机EL显示器中，已知各色的有机EL元件的实质发光效率不同，元件的寿命与对元件施加的电流密度密切相关。这样，在有机EL显示器中，由于各色元件的发光效率不同，所以在各像素的发光面积相等的情况下，为了在低发光效率的像素中得到规定的亮度，而必须流过比其它发光效率高的像素更大的电流。这样，就存在该像素的寿命缩短，进而导致显示装置的整体寿命缩短的问题。
为了解决上述问题，提出了通过使各色像素的发光面积不同，以与其发光效率相吻合，从而使各色像素的寿命大体均匀，以达到延长长寿命的目的的方案(例如参照日本特开2001-290441号公报)。
而且，作为降低有机EL显示器的消耗电力的方法，提出了由在红色、绿色、蓝色中添加白色的4色来表现图像的方法的方案(例如参照日本特开2004-334204号公报)。由于有机EL元件是自发光元件，所以一旦开始发光就会消耗电力。也就是说，在由各个像素发出各色光来进行图像显示的有机EL显示器中，在图像显示开始的同时就发生电力消耗。所以，在由红色、绿色、蓝色的三色来显示图像的情况下，在进行各色同时发光的白色显示时最消耗电力。换言之，为了降低电力的消耗，只要能够使各色像素不同时发光即可。因此，通过添加实质发光效率至少比红色及绿色像素高两倍以上的白色像素的四色进行图像显示，能够在消耗电力最大的白色显示中，由白色像素的发光来抑制其它像素的发光，从而能够降低电力的消耗(例如参照美国专利2002/0186214号说明书)。
已知在现有技术的具有三色不同像素的有机EL显示器中，有多种电路配置。作为最普通的电路配置，已知的有将各色像素配置为一列的条纹(stripe)配置。在条纹配置中，设置有扫描线和垂直于扫描线而配置的数据线。为了使条纹配置的有源模式有机EL设备动作，通过在扫描线上施加电压来选择各像素，且通过在数据线上保持的电压信号来控制各像素的亮度级别(level)。
作为第二类型的电路配置，已知的有三角(德尔塔：δ、Δ)配置。在三角配置中，各色像素不是排成一列，而是以三角形模式排列。在三角配置中，由于三色像素能够比在条纹配置中相互接近，所以在多数情况下能够对观察者提供良好的外观。还提出有将这种电路配置适用于具有四色像素的显示器的方案(例如参照日本特开2004-334204号公报)。
特别是，在将有机EL显示器用于携带式机器的情况下，由于强烈要求其降低电力消耗，所以如在日本特开2004-334204号公报中揭示的那样的，由在红色、绿色、蓝色中添加白色的4色来表现图像的方法是有效的。然而，当本发明者在由红色、绿色、蓝色、白色的四色来表现图像的有机EL显示器中使用日本特开2001-290441号公报的技术，使各色像素发光面积不同，以与其发光效率相吻合的情况下，发现各色像素的元件寿命并不均匀的问题。
而且，为了提高这种四色系的显示器的可视性，还有必要考虑各色像素的配置不能偏差。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种实现显示装置长寿命化的技术。而且，本发明的另一目的在于提供一种能够实现可视性更好的显示装置。
本发明一个方式的显示装置，具有包括白色在内的多种显示色的像素，所述像素分别包括接受电流的供给而发光的自发光元件、将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部、以及控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，白色像素中的发光面积比其它色的像素中的发光面积大。
根据该方式，由于在进行自然画面等图像的显示时，最消耗电力的白色像素的发光面积比其它像素的发光面积大，所以能够使元件的寿命平稳化，提高装置的寿命。
所述多种显示色可以是蓝色、绿色、红色以及白色等四色。通过设置白色像素而能够降低显示装置的消耗电力。
各色像素的所述发光面积的比，可以根据对各色像素的所述自发光元件供给的实质性的电流比所设定。例如，可以是从在所述显示装置中显示多个自然画面等像素时供给电流的平均值而计算出实质性的电流比。由于是根据实际供给的电流比来决定发光面积，所以能够更加合适地使元件的寿命平稳化。
所述自发光元件发出的光为白色，其它显示色可以使用滤色镜而分别变换。因此，由于能够简化沉积工序，所以能够提高成品率。而且，由于能够使元件间的边缘减小，所以能够使图像解析度得到提高。
本发明另一方式的显示装置，由水平方向配置的多种不同显示色的像素构成图像的一个构成要素，所述像素分别包括接受电流的供给而发光的自发光元件、将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部、以及控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，在所述多种显示色的像素中，至少两个像素的水平节距相同。
也可以是在所述多种显示色的像素中，至少不相邻的两个像素的水平节距相同。也可以同一色的像素互不邻接而配置。例如，如三角配置等那样，在同一色像素不邻接配置的情况下，通过使不邻接的两个像素的水平节距相同，而能够减少像素布置的图案(pattern)，减低设计的负荷。
此外，本发明另一方式的一种显示装置，由水平方向配置的多种不同显示色的像素构成图像的一个构成要素，所述像素分别包括接受电流的供给而发光的自发光元件、将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部、以及控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，与垂直方向邻接的像素的构成要素，相互偏离半个像素构成要素的水平节距而配置。
附图说明
图1是表示第一实施方式中有机EL显示装置的像素布置的图。
图2是图1所示有机EL显示装置中像素的等价电路图。
图3是表示第一实施方式中有机EL显示装置的截面模式图。
图4是表示第二实施方式中有机EL显示装置的像素布置的图。
图5是表示第三实施方式中有机EL显示装置的像素布置的图。
图6是表示有源型有机EL显示装置的像素布置的例子的图。
图7是表示有源型有机EL显示装置的像素布置的例子的图。
图8是将图5所示的第三实施方式的开口面积比例的像素设置为图7所示像素配列的情况下的模式图。
图9是将图1所示的第三实施方式的开口面积比例的像素设置为图7所示像素配列的情况下的模式图。
具体实施方式
下面，结合附图详细说明本发明的实施方式。其中，对于相同或类似的元件标注同样的符号，其重复的说明予以省略。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式中的有机EL显示装置的像素布置的图。如图1所示，本实施方式的有机EL显示装置10包括：红色像素A1、绿色像素A2、蓝色像素A3、以及白色像素A4。通过横向并排的四个像素A1、A2、A3以及A4来表现图像的构成单位(图像单元)12。通过设置白色像素A4，由于在显示白色时不是红、绿、蓝全部像素都点亮，而是仅点亮白色像素即可，所以能够降低消耗的电力。
各自的像素A1、A2、A3以及A4包括：对相对于电源供给线PVDD1、门极线SL1、数据线DL1、保持电容线SCL、有机EL元件OEL1、有机EL元件OEL1的电流供给进行控制的驱动晶体管MN2，根据门极线SL1的选择信号的施加成为导通状态，将决定有机EL元件OEL1亮度的亮度信号收取到像素内的写入晶体管MN1；以及设置在驱动晶体管MN2的门电极与保持电容线SCL之间的、保持数据电压的保持电容SC。图2是图1所示有机EL显示装置10中一个A1、A2、A3或A4像素的等价电路图。
图3是表示第一实施方式中的有机EL显示装置10的截面模式图。如图3所示，红、绿、蓝三色是将来自白色发光的有机EL发光层17的白色光通过红、蓝、绿的滤色镜16进行色变换而得到的。而且，白色是原封不动地使用有机EL发光层17所发出的光。有机EL显示装置10使用这四种颜色进行全彩显示。这里，白色发光的有机EL发光层17是通过蓝色发光的发光层与橙色发光的发光层的层积结构构成。如果四色像素分别由发红、绿、蓝、白光的四种有机EL发光层形成，则在使用金属掩模沉积发光层时，由于必须使像素间的间隔形成较大，所以解析度下降。此外，若各色分开涂敷，则由于增加发光元件的沉积工序，而导致成品率下降。在本实施方式的有机EL显示装置10中，由于只需对有机EL发光层17进行全面沉积即可，所以能够解决上述问题，使解析度以及成品率提高。
在本实施方式的有机EL显示装置10中，在使用透过各色的滤色镜16后的实效发光效率与色度来计算发光所需最大电流比时，红∶绿∶蓝∶白＝1.1∶1.3∶3.5∶1。但是，从本发明者的模拟结果可知，在表示多张风景照片以及人物写真等自然图像时在有机EL元件OEL1中流过的电流平均值是1∶1.1∶1.1∶2.4的比例。所以，如专利文献1所述，如果利用上述最大电流值的比例来决定四色像素的发光面积比，则在表示实际图像、特别是自然画面时，由于消耗电力频度最高的白色像素的开口面积最小，所以白色像素的电流密度增高。就是说，由于白色像素最早恶化，所以有机EL显示装置10的整体寿命缩短。
所以，在本实施方式的有机EL显示装置10中，如图1所示，白色像素A4的开口面积最大。具体地说，将红、绿、蓝、白的开口面积比例设置为1∶1∶1∶2。通过这样设定，能够使发光效率最高，降低最消耗电力的白色像素A4的电流密度，降低白色像素A4的有机EL元件OEL1的恶化。也就是说，使各色有机EL元件恶化速度平稳，达到延长有机EL显示装置10寿命的目的。而且，还能够降低有机EL显示装置10消耗的电力。
(第二实施方式)
下面，对本发明第二实施方式加以说明。图4是表示本实施方式中的有机EL显示装置的像素布置图。本实施方式中的有机EL显示装置的像素布置与图1所示的第一实施方式的不同点在于：红、绿、蓝、白的开口面积的比例。这是因为有机EL元件OEL1与第一实施方式不同的原因。
在第二实施方式的有机EL元件OEL1中，在使用透过各色滤色镜16后的实效发光效率与色度来计算发光所需最大电流比时，红∶绿∶蓝∶白＝1.4∶1.1∶1.4∶1。但是，根据本发明者的模拟结果，在表示多张风景照片以及人物写真等任意自然图像时，在有机EL元件OEL1中流过的电流平均值是1∶0.6∶1.2∶2.3的比例。因此，考虑到该结果，虽然在第一实施方式中将红、绿、蓝、白的开口面积的比例设置为1∶1∶1∶2，但是，在图4所示本实施方式的有机EL元件OEL1中，将红、绿、蓝、白的开口面积的比例设置为1∶0.8∶1.2∶1.7。在这种情况下，使白色像素A4的开口面积最大。因此，能够降低白色像素A4的有机EL元件OEL1的恶化，实现有机EL显示装置10长寿命化的目的。
(第三实施方式)
下面，对本发明第三实施方式加以说明。图5是表示本实施方式中的有机EL显示装置10的像素布置图。本实施方式中的有机EL显示装置的像素布置与第二实施方式的情况相同，因为有机EL元件OEL1与第一实施方式不同，所以与图1所示第一实施方式的不同点在于红、绿、蓝、白的开口面积的比例。
在第三实施方式的有机EL元件OEL1中，在使用透过各色的滤色镜16后的实效发光效率与色度来计算发光所需最大电流的比时，红∶绿∶蓝∶白＝1.1∶1.1∶1.2∶1。但是，根据本发明者的模拟结果，在表示多张风景照片以及人物写真等任意自然图像时，在有机EL元件OEL1中流过的电流平均值为1∶1.1∶1.2∶2.4的比例。因此，考虑到该结果，在第三本实施方式的有机EL元件OEL1中，将红、绿、蓝、白的开口面积比例设置为1∶1∶1.2∶2。在这种情况下，使白色像素A4的开口面积最大。由此，能够降低白色像素A4的有机EL元件OEL1的恶化，实现有机EL显示装置10长寿命化的目的。
如以上第一至第三实施方式中说明的那样，与有机EL元件OEL1的种类无关，理论上都能够使最大电流值最低的白色像素A4的发光面积比其它像素的发光面积大。这样，能够使发光效率最高，最大电流值最小，在实际显示自然画面的情况下，能够长期地减低最消耗电流的白色像素A4的电流密度，能够减轻有机EL元件OEL1的恶化。就是说，能够实现使有机EL显示装置10长寿命的目的。白色像素A4的开口面积与其它像素的开口面积的比，虽然可以由显示图像的色的分布以及材料的特性等所决定，但是优选为1.1倍以上，更优选为2.0倍以上。
(第四实施方式)
下面，对本发明的第四实施方式加以说明。图6以及图7是表示有源型有机EL显示装置的像素布置的图。在图6以及图7所示的像素配置中，在邻接的行之间配置有同色像素。在由四色进行图像显示的情况下，不仅可以考虑图6所示的配置，而且也可以考虑图7所示的配置。在图6所示的配置中，在邻接的行之间，同色的像素偏离1.5个像素部分，在图7所示的配置中，偏离2个像素部分。在这样的配置中，由于各色像素是均匀分散配置，所以对于显示自然画面以及动画是有利的。
在上述任何一种配置的情况下，为了能够减轻控制有机EL显示装置10的外部IC的负担，优选由同一数据线对同色像素，例如图6及图7所示的红1像素发送信号。但是，在图6的像素配置中，由于某行的红1像素与下一行的红1像素偏离1.5个像素部分，而在图7所示的配置中是偏离2个像素部分，所以为了由同一数据线将它们连接，如图6及图7的粗线所示，必须将数据线DL1进行较大弯曲的盘面设计。
本发明者发现，在这样的像素配置中，在构成1个图像单元的4个像素中的2个像素具有相同水平节距的情况下，通过包括配线进行2个像素配置的更换，能够使跨过行时的数据线DL1或者电源供给线PVDD1配线的弯曲为同样的长度，进行合理的布局设计。
以下，使用附图进行详细说明。图8是将图5所示的第三实施方式的开口面积的比例的像素设置为图7所示像素配列情况下的模式图。图8中的像素A1～A4，与图5中的像素A1～A4相对应。在图8中，各像素的配置是按照红、蓝、绿、白的顺序，这一点与图5不同。
在图8中，假定像素A1以及图2的水平节距为a2，像素A3的水平节距为a1，像素A4的水平节距为a3，邻接的行中的同一色的像素的移动量为s，则在第n-1行各像素中的数据线DL1的弯曲长度分别是：在像素A1中为s-a2，像素A3为s-a1，像素A2为s-a2，像素A4为s-a3。而且，电源供给线PVDD1的配线弯曲长度分别是：像素A1为s-a1-a2，像素A3为s-a1-a2，像素A2为s-a2-a3，像素A4为s-a2-a3。在第n行的各像素中数据线DL1的配线弯曲长度分别是：在像素A1中为s-a2，像素A3为s-a1，像素A2为s-a2，像素A4为s-a3，电源供给线PVDD1的配线弯曲长度分别是：像素A1为s-a2-a3，像素A3为s-a1-a2，像素A2为s-a1-a2，像素A4为s-a2-a3。
由于像素A3以及A4，分别与第n-1行以及第n行的数据线DL1以及电源供给线PVDD1的配线弯曲长度相同，所以将第n-1行中使用的像素布置左右对调，能够原封不动地作为第n行的像素布置而使用。而且，像素A1以及A2，虽然第n-1行以及第n行的电源供给线PVDD1的配线弯曲长度不同，但是，如图5所示，由于像素A1以及A2的像素布置相同，所以通过将第n-1行的像素A1以及A2左右反转，而能够作为第n行的像素A2以及A1而配置。就是说，在图8中，通过各自制作1个像素A1、A2、A3、A4的像素布置，合计4个图案，就能够设计图7的布置。
这样，在图6以及图7所示的邻接行中各色像素的配置有移动(位移)的布置中，至少有2个像素的布置相同，且通过相同布置的像素相互非邻接地配置，而能够抑制像素布置图案，使其减少，所以能够减轻布置设计的负担。该技术并不限于EL显示装置，也可以适用于液晶显示装置等。
(第五实施方式)
下面，对本发明的第五实施方式加以说明。图9是将图1所示的第三实施方式的开口面积的比例的像素设置为图7所示像素配列的情况下的模式图。图9中的像素A1～A4，与图1中的像素A1～A4相对应。在图9中，各像素的配置是按照红、蓝、绿、白的顺序，这一点与图1不同。
在图9中，假定像素A1、A2以及A3的水平节距为a1，像素A4的水平节距为a2，邻接的行中的同一色的像素的移动量为s，则在第n-1行的各像素中的数据线DL1的弯曲长度分别是：在像素A1中为s-a1，像素A2为s-a1，像素A3为s-a1，像素A4为s-a2。而且，电源供给线PVDD1的配线弯曲长度分别是：像素A1为s-2*a1，像素A2为s-2*a1，像素A3为s-a1-a2，像素A4为s-a1-a2。在第n行的数据线DL1的弯曲长度分别是：在像素A1中为s-a1，像素A2为s-a1，像素A3为s-a1，像素A4为s-a2，电源供给线PVDD1的配线弯曲长度分别是：像素A1为s-a1-a2，像素A2为s-2*a1，像素A3为s-2*a1，像素A4为s-a1-a2。
由于像素A2以及A4分别与第n-1行以及第n行的电源供给线PVDD1的配线弯曲长度相同，所以将第n-1行中使用的像素布置左右反转，能够原封不动地作为第n行的像素布置而使用。此外，像素A1以及A3，虽然第n-1行以及第n行的电源供给线PVDD1的配线弯曲长度不同，但是，如图1所示，由于像素A1及A3的像素布置相同，所以通过将第n-1行的像素A1以及A3左右反转，能够作为第n行的像素A3以及A1而配置。进而，如图1所示，由于像素A1、A2以及A3的像素布置相同，所以电源供给线PVDD1的配线弯曲长度为s-2*a1可以共同使用。就是说，在图9中，通过各自制作1个像素A1、A2、A3、A4的像素布置，合计3个模式，就能够设计图7的布置。
这样，如本实施方式那样，即使是在3个像素的水平节距为相同的情况下，由于非邻接的2个像素的水平节距相同，所以与第四实施方式同样，能够减少像素布置模式，所以能够减轻布置设计的负担。
其中，在图7所示的像素配置中，邻接的行之间，同色的像素偏离2个像素部分。在由四色进行图像显示的情况下，由于像素的构成要素分别包括4个像素，所以偏离2个像素相当于构成要素的水平节距的1/2的偏离。就是说，在图7所示的像素配置中，垂直方向上邻接的像素的构成要素，是相互地像素构成要素的水平节距的1/2偏离而配置。由此，各色的像素在画面内均匀配置。在各色的像素的配置不均匀的情况下，例如，在显示1色的图像时，仅该色的像素点亮，会产生能够看到纹路等所不希望的情况，但在图7所示的像素配置中，由于各色的像素在画面内均匀配置，所以能够减轻由这样的配置所产生的不希望的现象。在日本特开2004-334204号公报中所述的像素布置中，虽然将四色的像素作为2×2型矩阵而配置，但由于在水平方向上仅存在2色像素，所以在显示动画等时是不利的。在图7所示的像素配置中，由于四色的像素更均匀地配置，所以能够提高显示装置的可视性。
而且，为了提高水平方向上的解析度，有时需要在每个像素不同的时刻对原来的图像信号取样。在将该技术适用于图6及图7的像素配置的情况下，用于对图像信号取样的时钟信号，就必须准备奇数行与偶数行不同的信号。但是，在图7的像素配置中，由于奇数行与偶数行中像素构成要素的像素是水平节距偏离1/2而配置，所以生成奇数行与偶数行中偏差180°相位的时钟信号即可，由一方的时钟信号能够容易地生成另一方的始时钟信号。所以，外部驱动电路的设计变得容易，从这种意义上讲，图7的配置是有利的。
以上对本发明的实施方式进行了说明。该实施方式的示例，通过这些构成要素及各工艺的组合，能够得到各种各样的变形例，这些变形例也应该属于本发明的范围，这一点希望得到同行的理解。

Claims (14)

1.一种显示装置，其特征在于：
具有包括白色在内的多种显示色的像素，
所述像素分别包括：
接受电流的供给而发光的自发光元件，
将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部，以及
控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，
白色像素中的发光面积比其它色像素中的发光面积大。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述多种显示色是蓝色、绿色、红色以及白色等四色。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
各色像素的所述发光面积比，是根据对各色像素的所述自发光元件供给的实质性的电流比设定的。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
所述电流比是根据在所述显示装置中表示多个像素时对所述自发光元件供给的电流的平均值算出的。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件发出的光是白色，其它显示色是使用滤色镜分别变换的。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件是有机场致发光元件。
7.一种显示装置，其特征在于：
通过水平方向配置的多种不同显示色的像素构成图像的一个构成要素，
所述像素分别包括：
接受电流的供给而发光的自发光元件，
将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部，以及
控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，
在所述多种显示色的像素中，至少两个像素的水平节距相同。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：
在所述多种显示色的像素中，至少非相邻的两个像素的水平节距相同。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：
同一色的像素相互不邻接而配置。
10.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件发出的光是白色，其它显示色是使用滤色镜而分别变换的。
11.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件是有机场致发光元件。
12.一种显示装置，其特征在于：
通过水平方向配置的多种不同显示色的像素构成图像的一个构成要素，
所述像素分别包括：
接受电流的供给而发光的自发光元件，
将决定所述自发光元件亮度的亮度信号收取到像素内的收取部，以及
控制向所述自发光元件的电流供给的控制部，其中，
在垂直方向上邻接的图像的构成要素，相互偏离半个图像构成要素的水平节距而配置。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件发出的光是白色，其它显示色是使用滤色镜而分别变换的。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：
所述自发光元件是有机场致发光元件。
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