JP2011501241A - ディスプレイ・デバイスのための高い口径比のピクセルのレイアウト - Google Patents

Abstract

ディスプレイ・デバイス、ピクセル・レイアウト、およびこれらを形成する方法を提供する。ディスプレイ・デバイスは、ピクセル・アレイ範囲に形成される複数のピクセルと、ピクセルへ電力を分配するための電力供給グリッドとを含む。それぞれのピクセルは、発光デバイスと、複数のトランジスタとを有する。電力供給グリッドは、第１組の電力供給線と、第２組の電力供給線とを含む。第１組の電力供給線は、ピクセル・アレイ範囲を横切って延びる。第２組の電力供給線は、ピクセル・アレイ範囲を横切って延び、ピクセル・アレイ範囲で第１組の電力供給線と電気的に接触する。それぞれのピクセルは、第１組の電力供給線および第２組の電力供給線のうちの少なくとも１つの電源線に結合される。

Description

本発明はディスプレイ・デバイスに関し、より詳細には、高い口径比を持つ複数のピクセルを有するディスプレイ・デバイスに関する。

アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）・ディスプレイは、低温での製作、低コストでの製作、ビューイング角度が広くて高分解能であることなどのような利点ゆえに、より魅力的なものとなってきている。

図１は、従来のＡＭＯＬＥＤディスプレイ・パネルの電力供給線（電源線、power supply line）の分配を示す。図１のパネル・ディスプレイ・デバイス１０は、行とカラムとら配された複数のピクセルを含む。パネルにおいて、それぞれのカラム（column）（または行（row））は、それ自体の電源線１２を有するか、または隣接するカラム（または行）と電源線を共有する。電源線１２は、垂直に延び、パネルの２つの側に水平に配されるパネル電源バー１４に接続される。パネル電源バー１４は、電源線１２へ駆動電圧を提供する。それぞれのピクセルは、対応する電源線１２を介して電力を用いて動作する。

図２は、図１のＲＧＢＷピクセル・レイアウトの一例を示す。領域２５は、４個のピクセル・コンポーネント２２ａ（白）、２２ｂ（赤）、２２ｃ（青）、２２ｄ（緑）を有するピクセル２０を含む。それぞれのピクセル・コンポーネントは、対応する電源線１２を介して提供される電力を用いて動作する。

図２において、ピクセル２０のカラムは、２つの電源線１２を、その隣接するカラムと共有する。したがって、それぞれのカラムに対して１つの電源線を配する必要はない。しかし、高い電流密度を有し範囲の広いディスプレイでは、電源線１２は広くするる必要がある。その結果として、パネルの寿命を低減する口径比に関する妥協がなされる。

本発明の目的は、既存のシステムの少なくとも１つの欠点を除去または軽減するディスプレイ・デバイスを提供することである。

本発明の１つの態様に従うと、ピクセル・アレイ範囲に形成される複数のピクセルと、ピクセルへ電力を分配するための電力供給グリッド（電源グリッド）とを含むディスプレイ・デバイスが提供される。それぞれのピクセルは、発光デバイスと、複数のトランジスタとを有する。電源グリッドは、第１組の電力供給線（電源線）と、第２組の電源線とを含む。第１組の電源線は、ピクセル・アレイ範囲を横切って延びる。第２組の電源線は、ピクセル・アレイ範囲を横切って延び、ピクセル・アレイ範囲で第１組の電源線と電気的に接触する。それぞれのピクセルは、第１組の電源線および第２組の電源線のうちの少なくとも１つの電源線に結合される。

本発明のこれらおよび他の特徴は、添付の図面を参照しての以下の説明から、より明確になる。

図１は、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ・パネルの従来の電源線の分配のレイアウトを示す概略図である。 図２は、図１のパネルのＲＧＢＷピクセルのレイアウトを示す概略図である。 図３は、本発明の実施形態に従った、ディスプレイ・パネルの電源グリッドのレイアウトの例を示す概略図である。 図４は、図３のパネルのＲＧＢＷピクセルのレイアウトの例を示す概略図である。 図５は、図４のピクセルのレイアウトに対するピクセル回路の例を示す概略図である。 図６は、ＲＧＢＷピクセルのレイアウトを、電源グリッドおよび図５のピクセル回路と共に示す平面図である。 図７は、図６のＲＧＢＷピクセルの垂直側の断面図である。 図８は、図６のＲＧＢＷピクセルの水平側の断面図である。

本発明の実施形態は、例えば、ＡＭＯＬＥＤディスプレイ・パネルやＯＬＥＤフラット・パネルなどのようなＯＬＥＤを備えるピクセルを有するパネルを用いて、説明される。しかし、発光デバイス（又は層）へ電力を供給する電源線により駆動される何れのディスプレイ・デバイスも、この実施形態の範囲に含まれる。

実施形態では、例えば「水平」や「垂直」などの相対する用語は、エレメントの中での地理的関係を説明するために用いられる。しかし、「水平」や「垂直」などの用語は例示的なものであり、例えばピクセル・レイアウトの必要事項により決定される２つの異なる方向も含み得ることを、当業者には理解されるであろう。

図３を参照すると、本発明の実施形態に従ったパネルの電源グリッド・レイアウトが示されている。図３のパネル・ディスプレイ・デバイス３０は、それぞれの電源線の幅を低減できる電源グリッドを含み、それにより、抵抗降下（IR-drop）が低減され口径比が増加される。

電源グリッドは、ピクセル・アレイ範囲を横切って第１方向（例えば、垂直方向）へ延びる複数の電源線ＶＤＤＶと、ピクセル・アレイ範囲を横切って第２方向（例えば、水平方向）へ延びる複数の電源線ＶＤＤＨとを含む。電源線ＶＤＤＶと電源線ＶＤＤＨとは、ピクセル・アレイ範囲において、それらの交差する点で電気的に接続される。電源線ＶＤＤＶと電源線ＶＤＤＨとは、異なる材料、ＩＴＯ、またはパネルで使用される任意の他の導体で形成することができる。

図３において、パネルは矩形の形状を有する。しかし、当業者には理解できるように、パネルの形状は図３のものと異なるものでもよい。図３において、ＶＤＤＨは、ＶＤＤＶに対して垂直の方向へ延びる。しかし、ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶのそれぞれは、図３に示す方向と異なる方向へ延びてもよい。ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶの数は、ピクセル・レイアウトおよび電流密度に基づいて変わることを、当業者は理解するであろう。

電源線ＶＤＤＶと電源線ＶＤＤＨとは、パネルの周囲に配されたパネルＶＤＤリング３２へ接続される。図３において、ＶＤＤリング３２は、矩形のパネルを囲むように形成される。ＶＤＤリング３２は、それぞれの電源線ＶＤＤＶおよびＶＤＤＨへ駆動電圧を提供する主線（main wire）を有する。

パネルは、ボトム・エミッション（bottom emission）型ディスプレイまたはトップ・エミッション（top emission）型ディスプレイであり、ＲＧＢおよびＲＧＢＷのための、ボトム・エミッション・ディスプレイおよびまたはトップ・エミッション・ディスプレイを含む。パネルは、行およびカラムに配された複数のピクセルを含む。ＶＤＤ電力は、電源線ＶＤＤＶおよびＶＤＤＨを通じて、パネルのピクセルへ均等に分配される。

電源グリッドは、より良い（より低い）抵抗および分配を提供する。ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶに幅の広い金属を使用する必要はない。それぞれの電源線ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶの幅は小さくすることができ、実効抵抗は低い。

電源線ＶＤＤＶおよびＶＤＤＨは、パネルにわたって均一にＶＤＤ電圧および電流を分配し、それにより、パネルの抵抗降下を最小にする（特に、図３のパネルが、大きいものであり高い輝度であるとき）。

図４は、図３のパネルのＲＧＢＷピクセルのレイアウトの例を示す。図４において、ＶＤＤＨｉ（ｉ＝ｎ−１，ｎ，ｎ＋１）は、図３のＶＤＤＨに対応する電源線を表し、ＶＤＤＶｊ（ｊ＝ｍ−１，ｍ，ｍ＋１）は、図３のＶＤＤＶに対応する電源線を表す。図４において、ピクセル領域４５はピクセル４０を含み、ピクセル４０は、白、赤、青、緑にそれぞれ対応する４個のピクセル・コンポーネント（回路）４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを有する。電源線ＶＤＤＶｊと電源線ＶＤＤＨｉとは、接点４４で電気的に接続される。例えば、ＶＤＤＨｎ−１は、ＶＤＤＶｍ−１とＶＤＤＶｍとＶＤＤＶｍ＋１とに接続され、ＶＤＤＶｍ−１とＶＤＤＶｍとＶＤＤＶｍ＋１とのそれぞれは、更に、ＶＤＤＨｎとＶＤＤＨｎ＋１とに接続される。

白、赤、青、緑のピクセル・コンポーネント４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄのそれぞれは、複数の電源線と接続され、それらからのＶＤＤ電圧／電流を用いる。例えば、ＶＤＤＨｎ−１は、白ピクセル・コンポーネント４２ａのトランジスタに直接に接続され、また、ＶＤＤＨｎ−１は、ＶＤＤＶｍ−１とＶＤＤＶｍとに接続される。ＶＤＤＨｎは、白ピクセル・コンポーネント４２ａ、赤ピクセル・コンポーネント４２ｃ、青ピクセル・コンポーネント４２ｃ、および緑ピクセル・コンポーネント４２ｄに直接に接続され得る。ＶＤＤＨｉは、別のピクセル（図４に示さず）と共有され得る。同様に、ＶＤＤＶｊも、別のピクセル（図４に示さず）と共有され得る。

電源線ＶＤＤＨｉおよびＶＤＤＶｊは、ＶＤＤ電力をピクセルへ均等に分配する。それぞれの電源線ＶＤＤＨｉおよびＶＤＤＶｊの幅は、図１のものよりも小さくすることができ、それぞれの電源線ＶＤＤＨｉおよびＶＤＤＶｊの実効抵抗は低い。

この例において、各ピクセル・コンポーネントは、第１方向へ延びる２つの電源線ＶＤＤＶと、第１方向に垂直な第２方向へ延びる２つの電源線ＶＤＤＨとにより定められる。しかし、ＶＤＤＶおよびＶＤＤＨの数は、ピクセルのレイアウトおよび電流密度に基づいて変わる。

図５は、図４のＲＧＢＷピクセル・レイアウトのためのピクセル回路の例を示す。図５のピクセル回路５０は、スイッチ・トランジスタ５２と、駆動トランジスタ５４と、ストレージ・キャパシタ（記憶コンデンサ）５６と、ＯＬＥＤ５８とを含む。ピクセル回路５０は、例えば、図４のピクセル・コンポーネント４２ｄ（緑）に対応する。

トランジスタ５２および５４は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴＴ）である。それぞれのトランジスタは、ゲート端子と、第１および第２の端子（例えば、ソースとドレイン）とを有する。スイッチ・トランジスタ５２のゲート端子は、選択線（アドレス線）６２へ接続される。スイッチ・トランジスタ５２の第１および第２の端子は、データ線（Ｖｄａｔａ）６０と駆動トランジスタ５４のゲート端子との間で接続される。駆動トランジスタ５４の第１および第２の端子は、電源線ＶＤＤＨｎおよびＯＬＥＤ５８に接続される。ストレージ・キャパシタ５６は、駆動トランジスタ５４のゲート端子およびＯＬＥＤ５８に接続される。電源線ＶＤＤＨｎは電源線ＶＤＤＶｍおよびＶＤＤＶｍ＋１に接続され、電源線ＶＤＤＶｍおよびＶＤＤＶｍ＋１は電源線ＶＤＤＶｎ＋１に接続される。

図６は、電源グリッドおよび図５のピクセル回路とともに、ＲＧＢＷピクセルのレイアウトの平面図を示す。図７は、図６のＲＧＢＷピクセルの垂直方向の断面図を示す。図８は、図６のＲＧＢＷピクセルの水平方向の断面図を示す。

図５ないし図８を参照すると、電源線ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶは、ＯＬＥＤバンク７２の間の距離の間に適合するようにされており、従って、口径比には影響しない。図６のピクセルを用いるパネルは、ポーラライザ（偏光子）がピーク輝度で大きい電流密度を課した後、例えば、５００ｃｄ／ｍ^２のフロント・スクリーン輝度を提供する。図６のパネルでは、ＴＦＴのエージング（aging）を低減するために大きいＴＦＴが用いられる。しかし、口径比は５８％よりも高い。更に、ＶＤＤ接点（図４の４４）と各ピクセルとの間の抵抗は無視できる程度のものである。なぜなら、それぞれの接点はそれぞれのピクセルに対して小さい電流のみを運ぶだけであり、電源線ＶＤＤＨおよびＶＤＤＶがピクセルに対する電流全体を運ぶからである。

例として幾つかの実施形態について説明した。特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から離れることなく、多くの変形や改造を行えることが当業者には明らかである。

Claims (12)

1. ディスプレイ・デバイスであって、
   それぞれが発光デバイスおよび複数のトランジスタを有し、ピクセル・アレイ範囲に形成される複数のピクセルと、
   前記ピクセルへ電力を分配する電力供給グリッドであって、第１組の電力供給線と第２組の電力供給線とを含み、前記第１組の電力供給線は前記ピクセル・アレイ範囲を横切って延び、前記第２組の電力供給線は前記ピクセル・アレイ範囲を横切って延び且つ前記ピクセル・アレイ範囲で前記第１組の電力供給線と電気的に接触し、それぞれの前記ピクセルは、前記第１組の電力供給線および前記第２組の電力供給線のうちの少なくとも１つの電力供給線に結合される、電力供給グリッドと
   を備えるディスプレイ・デバイス。
2. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記電力供給グリッドは前記ピクセルへ均一の電流を分配する、ディスプレイ・デバイス。
3. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記電力供給グリッドは前記ピクセルへ均一の電圧を分配する、ディスプレイ・デバイス。
4. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、
   前記電力供給グリッドは、前記第１組の電力供給線および前記第２組の電力供給線へ結合する結合器を備える、
   ディスプレイ・デバイス。
5. 請求項４に記載のディスプレイ・デバイスであって、
   前記結合器は、前記ピクセル・アレイの周囲部に配された電力供給リング構造を備え、前記第１組の電力供給線および前記第２組の電力供給線へ結合される、
   ディスプレイ・デバイス。
6. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記発光デバイスは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である、ディスプレイ・デバイス。
7. 請求項６に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記第１組の電力供給線は、有機発光ダイオードのバンクの間に形成される、ディスプレイ・デバイス。
8. 請求項７に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記第２組の電力供給線は、有機発光ダイオードのバンクの間に形成される、ディスプレイ・デバイス。
9. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記第１組の電力供給線の電力供給線は、隣接するピクセルへ直接的に結合される、ディスプレイ・デバイス。
10. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記第１組の電力供給線の電力供給線は、２つの隣接するピクセルの間に形成される、ディスプレイ・デバイス。
11. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記ピクセル・アレイは、ＲＧＢトップ・エミッション構造またはＲＧＢボトム・エミッション構造を有する、ディスプレイ・デバイス。
12. 請求項１に記載のディスプレイ・デバイスであって、前記ピクセル・アレイは、ＲＧＢＷトップ・エミッション構造またはＲＧＢＷボトム・エミッション構造を有する、ディスプレイ・デバイス。