JP2014060135A - 有機発光表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】解像度に優れると同時に、画素の間に機能性領域の実現が容易な有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】有機発光表示装置は、基板110と、複数のサブ画素10、20、30を含む画素ユニットPXと、画素ユニットPXに隣り合って配置される非画素ユニットNXとを含み、画素ユニットPXは、八角形状を有する。
【選択図】図3

Description

本発明は、有機発光表示装置に関するものである。
最近の表示装置は、単に表示機能だけを行うのではなく、様々な付加機能を有することができるように開発されている。透明ディスプレイ、タッチセンサディスプレイなどがその例といえる。この多機能表示装置において、イメージを表示するディスプレイは、主に、薄膜型でありながら、柔軟性に優れた有機発光表示装置が適用されている。
有機発光表示装置の画素は、通常、同一の形態および大きさを有し、四角形のストライプ形状に配列されているが、このような画素配列を用いる場合、タッチセンサなどの機能性領域を、発光に必要な画素が配置された領域とは別途に設けなければならない。この場合、機能性領域と画素を効率的に配置することが難しいという問題があった。
本発明の一実施形態は、上述した問題を解決するためのものであって、解像度に優れると同時に、画素の間に機能性領域の実現が容易な有機発光表示装置を提供するものである。
本発明の一実施形態にかかる有機発光表示装置は、基板と、複数のサブ画素を含む画素ユニットと、前記画素ユニットに隣り合って配置される非画素ユニットとを含んでおり、前記画素ユニットが八角形状に形成されることができる。
前記画素ユニットは、正八角形状に形成されることができる。
前記サブ画素は、赤色に対応する第1サブ画素と、緑色に対応する第2サブ画素と、青色に対応する第3サブ画素とを含むことができる。
前記画素ユニットおよび前記非画素ユニットがそれぞれ前記基板に複数形成され、1つの非画素ユニットが複数の画素ユニットによって囲まれ得る。
前記1つの画素ユニットの各辺は、隣り合う非画素ユニットおよび隣り合う他の画素ユニットの一辺と交互に接することができる。
前記隣り合う非画素ユニットの一辺と重なっている辺は、前記隣り合う他の画素ユニットの一辺と重なっている辺よりも長く形成されている。
前記非画素ユニットは、正方形状に形成されることができる。
前記正方形状の各辺は、隣り合う4つの画素ユニットそれぞれのいずれか一辺と接することができる。
前記第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素は、前記正方形状の一辺と平行なストライプ形状に配置できる。
前記第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素は、前記正方形状の一辺と約45度の角度をなすストライプ形状に配置できる。
前記第1サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第1サブ画素と同一線上に形成されており、前記第2サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第2サブ画素と同一線上に形成されており、前記第3サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第3サブ画素と同一線上に形成されている。
前記非画素ユニットは、光を透過する透光部であり得る。
前記非画素ユニットは、タッチセンサ部であり得る。
前記非画素ユニットは、白色発光部であり得る。
本発明によれば、解像度に優れると同時に、画素内に機能性領域の実現が容易な有機発光表示装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の一サブ画素の等価回路図である。 本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の画素ユニットの断面図である。 本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。 本発明の第1実施形態と比較例を示す図である。 本発明の第2実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。 本発明の第3実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。 本発明の第3実施形態の変形例にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。 本発明の第3実施形態の変形例にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されない。
図1は、本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の一サブ画素の等価回路図である。
図1に示すように、本実施形態にかかる有機発光表示装置は、複数の信号線121、171、172と、これらに連結されている複数のサブ画素(pixel)SPXとを含む。サブ画素SPXは、第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素のいずれか1つであり、第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素はそれぞれ、赤色サブ画素R、緑色サブ画素Gおよび青色サブ画素Bであり得る。
信号線は、ゲート信号(または走査信号)を伝達する走査信号線(scanning signal line)121、データ信号を伝達するデータ線(data line)171、駆動電圧を伝達する駆動電圧線(driving voltage line)172などを含む。走査信号線121は、ほぼ行方向に伸びて互いにほぼ平行であり、データ線171は、ほぼ列方向に伸びて互いにほぼ平行である。駆動電圧線172は、ほぼ列方向に伸びて示されているが、行方向または列方向に伸びたり、網状に形成されたりすることができる。あるいは、サブ画素SPXの形態に応じてサブ画素SPXの開口部の外郭を通るように適切に形成できる。
サブ画素SPXは、スイッチングトランジスタ(switching transistor)Qsと、駆動トランジスタ(driving transistor)Qdと、ストレージキャパシタ(storage capacitor)Cstと、有機発光素子(organic light emitting element)LDとを含む。
スイッチングトランジスタQsは、制御端子(control terminal)N1と、入力端子(input terminal)N2と、出力端子(output terminal)N3とを有するが、制御端子N1は走査信号線121に連結されており、入力端子N2はデータ線171に連結されており、出力端子N3は駆動トランジスタQdに連結されている。スイッチングトランジスタQsは、走査信号線121から受けた走査信号に応答して、データ線171から受けたデータ信号を駆動トランジスタQdに伝達する。
駆動トランジスタQdも、制御端子N3と、入力端子N4と、出力端子N5とを有するが、制御端子N3はスイッチングトランジスタQsに連結されており、入力端子N4は駆動電圧線172に連結されており、出力端子N5は有機発光素子LDに連結されている。駆動トランジスタQdは、制御端子N3と出力端子N5との間にかかる電圧に応じてその大きさが変化する出力電流ILDを流す。
キャパシタCstは、駆動トランジスタQdの制御端子N3と入力端子N4との間に連結されている。このキャパシタCstは、駆動トランジスタQdの制御端子N3に印加されるデータ信号を充電し、スイッチングトランジスタQsがターンオフ(turn−off)された後もこれを保持する。
有機発光素子LDは、例えば、有機発光ダイオード(organic light emitting diode、OLED)であって、駆動トランジスタQdの出力端子N5に連結されているアノード(anode)と、共通電圧Vssに連結されているカソード(cathode)とを有する。有機発光素子LDは、駆動トランジスタQdの出力電流ILDに応じて強さを異にして発光することにより、映像を表示する。有機発光素子LDは、赤色、緑色、青色の三原色などの基本色(primary color)のいずれか1つまたは1つ以上の光を固有に発する有機物質を含むことができ、有機発光表示装置は、これら色の空間的な和で所望の映像を表示する。
スイッチングトランジスタQsおよび駆動トランジスタQdは、n−チャネル電界効果トランジスタ(field effect transistor、FET)であるが、これらの少なくとも1つは、p−チャネル電界効果トランジスタであり得る。また、トランジスタQs、Qd、キャパシタCstおよび有機発光素子LDの連結関係は変更してもよい。
本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の構造について、図2を前述した図1と共に参照して詳細に説明する。
図2は、本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の画素ユニットPXの断面図である。
図2に示されるように、画素ユニットPXは、第1サブ画素10と、第2サブ画素20と、第3サブ画素30とを含むことができる。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られる絶縁基板110の上に駆動トランジスタQdが形成されている。これ以外に、絶縁基板110の上には、複数の信号線(図示せず)および複数のスイッチングトランジスタ(図示せず)などがさらに形成されていてもよい。
駆動トランジスタQdの上には、無機物または有機物で作られる保護膜180が形成されている。保護膜180が有機物で作られた場合、その表面は平坦であり得る。保護膜180には、駆動トランジスタQdの一部を露出する接触孔185が形成されている。保護膜180の上には画素電極190が形成されている。画素電極190は、反射電極と、その上に形成された透明電極とを含むことができる。反射電極は、銀(Ag)またはアルミニウム(Al)といった反射度の高い金属、またはこれらの合金などで作られ、透明電極は、ITO(indium tin oxide)またはIZO(indium zinc oxide)といった透明な導電性酸化物などで作られる。
保護膜180の上には、画素電極190の縁周辺を覆って画素定義膜189が形成されている。画素定義膜189は、各サブ画素10、20、30の開口率に応じて互いに異なる幅に形成される開口部188を備える。
画素電極190の上には有機発光層320が形成されており、有機発光層320および画素定義膜189の上に共通電極270が形成されている。
有機発光層320は、実際に発光がなされる発光層(図示せず)以外に、正孔または電子のキャリアを発光層まで効率的に伝達するための有機層(図示せず)をさらに含むことができる。この有機層は、画素電極190と発光層との間に位置する正孔注入層および正孔輸送層と、共通電極270と発光層との間に位置する電子注入層および電子輸送層であり得る。
共通電極270の上には、共通電極270を覆って保護する蓋膜280が有機膜で形成できる。
蓋膜280の上には薄膜封止層400が形成されている。薄膜封止層400は、基板110に形成されている有機発光素子LDと駆動回路部を外部から密封させて保護する。薄膜封止層400は、互いに1つずつ交互に積層される封止有機膜401、403と封止無機膜402、404とを含む。図2では、一例として、2つの封止有機膜401、403と2つの封止無機膜402、404とが1つずつ交互に積層されて薄膜封止層400を構成する場合を示したが、これに限定されない。
以下、図3を参照して、本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置の画素ユニットPXと非画素ユニットNXの配列構造を説明する。図3は、本発明の第1実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。
図3に示されるように、画素ユニットPXは、第1サブ画素10と、第2サブ画素20と、第3サブ画素30とを含む。第1サブ画素10は第1色の光を放出し、第2サブ画素20は第2色の光を放出し、第3サブ画素30は第3色の光を放出する。第1色、第2色および第3色はそれぞれ赤色、青色および緑色であってよく、たとえば、第1サブ画素10は赤色サブ画素R、第2サブ画素20は緑色サブ画素G、第3サブ画素30は青色サブ画素Bである。ただし、必ずしもこれに限定されず、第1サブ画素10や第3サブ画素30が緑色画素Gであってもよい。
また、第1サブ画素10、第2サブ画素20および第3サブ画素30を含むそれぞれの画素ユニットPXは、八角形状に形成される。本実施形態では、画素ユニットPXが正八角形状を有することを例として説明するが、これに限定されない。八角形状の画素ユニットPX内には、第1サブ画素10、第2サブ画素20および第3サブ画素30を順にストライプ形状に配列できる。例えば、画素ユニットPXの八角形の真ん中に第2サブ画素20が長方形状に形成され、その左右に第1および第3サブ画素10、30が第2サブ画素20を中心として対称となるように形成できる。
複数の画素ユニットPXの間には非画素ユニットNXが配置される。つまり、基板上に繰り返し配置される複数の画素ユニットPXのうち、互いに異なる4つの画素ユニットPXによって囲まれた正方形形態の領域が非画素ユニットNXとして形成できる。非画素ユニットNXは、透光部、タッチセンサ部、または白色発光部などで実現できる。
八角形状の画素ユニットPXの各辺は、隣り合う他の画素ユニットPXの一辺および隣り合う非画素ユニットNXの一辺と交互に接することができる。つまり、図3の画素ユニットPXを例として説明すると、長方形状の第2サブ画素20の短辺21は非画素ユニットNXの一辺と接し、この短辺から時計回り方向に順次に位置する辺は、交互に画素ユニットPXの一辺、非画素ユニットNXの一辺と接する。結果的に、1つの画素ユニットPXは、他の4つの画素ユニットPXおよび4つの非画素ユニットNXに囲まれ、それぞれの画素ユニットPXおよび非画素ユニットNXの一辺と各辺が接するように形成される。ここで、「2つの辺が接する」という意味は、1つの図形が、その図形に含まれる一辺を他の図形と共有することを意味し、以下の説明で同様に適用される。また、本実施形態では、第2サブ画素20の短辺21を基準として説明したが、これに限定されず、画素ユニットPXの八角形のいずれか一辺を基準としても同様に適用される。
本実施形態において、画素ユニットPXの第1サブ画素10、第2サブ画素20および第3サブ画素30のストライプ形状は、非画素ユニットNXの一辺と平行に形成される。図3において、正方形状の非画素ユニットNXの互いに垂直な2つの辺がそれぞれ基板のx方向およびy方向と平行に形成されている場合、第1サブ画素10、第2サブ画素20および第3サブ画素30のストライプ形状は、y方向と平行に形成される。
このように、画素ユニットPXの形状を既存の四角形状でない八角形状とすることにより、より高い解像度を得ることができる。四角形と八角形の特性上、同一の周長を有する場合、八角形の面積がより大きいからである。
以下、図4を参照して、本発明の効果をより具体的に説明する。図4は、本発明の第1実施形態と比較例を示す図である。図4において、(a)および(b)はそれぞれ同一の面積を有する四角形の画素構造と八角形の画素構造を示し、(c)は前記(a)と(b)を重ねて示す図である。(c)に示されるように、既存の四角形状構造と本実施形態の八角形状構造において、同一面積上に含まれる画素の個数(9個)は同一である。この時、(a)と(b)の画素構造のそれぞれにおいて、画素間の距離を測定し、これよりppi(pixel per inch)値を計算した。その結果を、表1に示す。
Figure 2014060135
前記表1に示されるように、同一面積の画素構造において、実施形態のppi値が比較例のppi値よりも大きい。ppi値が大きいほど解像度が高くなるため、前記結果から、本発明の実施形態による場合、高い解像度が実現可能であることを確認することができる。
また、本発明の実施形態によれば、多様な機能を実現できる非画素ユニットNXの実現のために、別の領域を設ける必要なく、複数の画素ユニットPX間の空間を活用できるため、表示装置において全体面積を効率的に活用することができる。
以下、図5を参照して、本発明の第2実施形態にかかる有機発光表示装置の画素ユニットPX2と非画素ユニットNX2の配列構造を説明する。以下、第1実施形態と区別される特徴的な部分だけを抜粋して説明し、説明が省略された部分は第1実施形態に従う。
図5は、本発明の第2実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。図5に示されるように、画素ユニットPX2は、互いに向かい合う辺の長さは同一でありながら、長辺と短辺が交互に形成された八角形状を有する。本実施形態においては、非画素ユニットNX2の一辺と接する画素ユニットPX2の一辺が、隣り合う他の画素ユニットPX2の一辺と接する他の辺より短く形成されている。この構成によれば、第1実施形態と比較して、非画素ユニットNX2の面積をより広く形成することができる。つまり、画素ユニットPX2において、隣り合う画素ユニットPX2と接する辺の長さW1と、隣り合う非画素ユニットNX2と接する辺の長さW2との比W1/W2を調整することにより、非画素ユニットNX2の面積を必要に応じて容易に調整することができる。W1/W2の値が大きくなるほど非画素ユニットNX2の面積は小さくなり、W1/W2の値が小さくなるほど非画素ユニットNX2の面積は大きくなる。
このような第2実施形態によれば、非画素ユニットNX2の領域比率を容易に調整することができる。したがって、非画素ユニットNX2の機能や、表示装置の用途を考慮して、必要に応じて適切に非画素ユニットNX2の面積を選択して形成することが可能である。
以下、図6Aないし図6Cを参照して、本発明の第3実施形態にかかる有機発光表示装置の画素ユニットPX3と非画素ユニットNX3の配列構造を説明する。以下、第1実施形態と区別される特徴的な部分だけを抜粋して説明し、説明が省略された部分は第1実施形態に従う。
図6Aは、本発明の第3実施形態にかかる有機発光表示装置を示す平面図であり、図6Bおよび図6Cは、第3実施形態の変形例にかかる有機発光表示装置を示す平面図である。
図6Aないし図6Cに示されるように、画素ユニットPX3はそれぞれ、第1サブ画素13と、第2サブ画素23と、第3サブ画素33とを含む。前記第1ないし第3サブ画素13、23、33は、ストライプ形状に配置される。前記ストライプ形状が配列された方向Pは、非画素ユニットNX3の一辺と約45度の角度をなすように形成される。つまり、図6Aないし図6Cにおいて、各θの大きさは約45度である。また、複数の画素ユニットPX3に含まれているサブ画素13、23、33は、同一色を表示するサブ画素13、23、33同士が同一線上に位置するように形成される。例えば、一画素ユニットPX3において、第1サブ画素13の赤色サブ画素Rは、隣り合う画素ユニットPX3に含まれている他の赤色サブ画素Rと同一線上に形成される。同様に、緑色サブ画素Gは、隣り合う画素ユニットPX3に含まれている他の緑色サブ画素Gと同一線上に形成され、青色サブ画素Bは、隣り合う画素ユニットPX3に含まれている他の青色サブ画素Bと同一線上に形成される。
同一色を表示するサブ画素13、23、33同士が同一線上に形成される場合、サブ画素13、23、33がなすストライプ形状の配列方向は限定されない。例えば、図6Aのように、基板のx軸方向と約45度の角度をなすように形成されてもよく、図6Bのように、基板のx軸方向と平行に形成されてもよく、図6Cのように、基板のy軸方向に平行に形成されてもよい。また、これに限定されず、必要に応じてストライプ形状の方向は適切に変化可能である。
このような本発明の第3実施形態によれば、画素ユニット形成のためのプリンティング工程を容易に行うことができる。つまり、有機発光層形成のために溶液をノズルで噴射するプリンティング工程を行うためには、同一色の画素が同一線上に配列される必要があるが、前述した第3実施形態のような構造によれば、同一色のサブ画素を同一線上に配列することが可能である。特に、サブ画素13、23、33を基板の対角線方向、水平方向(x軸方向)、垂直方向(y軸方向)などいかなる方向にも配列できるため、方向の制限なくプリンティング工程の実施が可能である。
本発明を上述したように好ましい実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限定されず、以下に記載する特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正および変形が可能であることを、本発明の属する技術分野に従事する者であれば容易に理解することができる。
PX、PX2、PX3:画素ユニット
NX、NX2、NX3:非画素ユニット
10、13:第1サブ画素
20、23:第2サブ画素
30、33:第3サブ画素

Claims (13)

  1. 基板と、
    複数のサブ画素を含む画素ユニットと、
    前記画素ユニットに隣り合って配置される非画素ユニットとを含み、
    前記画素ユニットが八角形状に形成されることを特徴とする有機発光表示装置。
  2. 前記画素ユニットは、正八角形状に形成されることを特徴とする請求項1記載の有機発光表示装置。
  3. 前記サブ画素は、赤色に対応する第1サブ画素と、緑色に対応する第2サブ画素と、青色に対応する第3サブ画素とを含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の有機発光表示装置。
  4. 前記画素ユニットおよび前記非画素ユニットがそれぞれ前記基板に複数形成され、1つの非画素ユニットが複数の画素ユニットによって囲まれていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機発光表示装置。
  5. 1つの前記画素ユニットの各辺は、隣り合う非画素ユニットおよび隣り合う他の画素ユニットの一辺と交互に接することを特徴とする請求項4記載の有機発光表示装置。
  6. 前記隣り合う非画素ユニットの一辺と重なっている辺は、前記隣り合う他の画素ユニットの一辺と重なっている辺よりも長く形成されていることを特徴とする請求項5記載の有機発光表示装置。
  7. 前記非画素ユニットは、正方形状に形成され、
    前記正方形状の各辺は、隣り合う4つの画素ユニットそれぞれのいずれか一辺と接することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の有機発光表示装置。
  8. 前記第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素が、前記正方形状の一辺と平行なストライプ形状に配置されていることを特徴とする請求項7記載の有機発光表示装置。
  9. 前記第1サブ画素、第2サブ画素および第3サブ画素が、前記正方形状の一辺と約45度の角度をなすストライプ形状に配置されていることを特徴とする請求項7記載の有機発光表示装置。
  10. 前記第1サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第1サブ画素と同一線上に形成されており、
    前記第2サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第2サブ画素と同一線上に形成されており、
    前記第3サブ画素は、前記ストライプ形状の長手方向に隣り合う画素ユニットの第3サブ画素と同一線上に形成されていることを特徴とする請求項9記載の有機発光表示装置。
  11. 前記非画素ユニットは、光を透過する透光部であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の有機発光表示装置。
  12. 前記非画素ユニットは、タッチセンサ部であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の有機発光表示装置。
  13. 前記非画素ユニットは、白色発光部であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載の有機発光表示装置。
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