JP2020519965A - 画素構造及びｏｌｅｄ表示パネル - Google Patents

Abstract

画素構造及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示パネルが開示される。本画素構造は多数の画素群を有する。各画素群が、第１方向においては隣り合いその第１方向に対し垂直な第２方向においては互い違い形態にて配置された、第１画素及び第２画素を有する。第１画素及び第２画素それぞれが、第２方向に沿い配列された相異なる三色のサブ画素を有する。第１画素及び第２画素それぞれの同色サブ画素２個間の第１方向における距離が、第２方向におけるそれに等しい。

Description

本願はディスプレイテクノロジの分野に関し、具体的には画素構造及びその画素構造を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示パネルに関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は能動発光デバイスである。従来の液晶表示（ＬＣＤ）ディスプレイとは対照的に、ＯＬＥＤディスプレイテクノロジはバックライト源が必要なく自己発光特性がある。ＯＬＥＤでは、比較的薄い有機素材膜層と、比較的薄いガラス基板とが用いられている。電流を流すとその有機素材膜層が発光する。従って、ＯＬＥＤ表示パネルではかなり電気エネルギを節約でき、ＬＣＤ表示スクリーンに比べて、軽量且つ薄手に製造すること、より広い温度変動域に耐えること、並びにその可視角をより大きくすることができる。ＯＬＥＤ表示パネルは、ＬＣＤ後の次世代パネルディスプレイテクノロジになるものと期待されており、現存するパネルディスプレイテクノロジのなかで最も関心を引いているテクノロジの一つである。

ＯＬＥＤスクリーン本体発色方法は多数ある。現在、比較的成熟していて成功裏に大量生産されているＯＬＥＤ発色テクノロジはＯＬＥＤ蒸着テクノロジである。ＯＬＥＤ蒸着テクノロジでは、従来のＲＧＢストライプ配列形態が蒸着向けに採用されている。横並び配列は最良のピクチャ効果を有するものである。横並び配列では３個のサブ画素、即ち赤、緑及び青（Ｒ、Ｇ及びＢ）サブ画素が画素域内に存在する。各サブ画素は四辺形であり、独立な有機発光デバイスを有している。有機発光デバイスは、アレイ基板上の対応する画素位置に、蒸着膜形成を用いファインメタルマスク（ＦＭＭ）を介し形成されており、通常はそのＦＭＭがメタルマスク及び蒸着マスクと略称されている。ＰＰＩ（１インチ（約２．５ｃｍ）当たり画素数(Pixel Per Inch)）が高いＯＬＥＤ表示パネルを生産するテクノロジでは、微細で機械的に安定なＦＭＭ及び画素（サブ画素）配列が主に注目されている。

図１は、従来技術におけるＯＬＥＤ表示パネルの画素配列の模式図である。図１に示すように、ＯＬＥＤ表示パネルでは横並び画素配列が用いられている。各画素は、Ｒサブ画素領域１０１、Ｇサブ画素領域１０３及びＢサブ画素領域１０５を有している。それらのうちＲサブ画素領域１０１はＲ発光領域１０２及びＲ非発光領域（付番せず）を有している。Ｇサブ画素領域１０３はＧ発光領域１０４及びＧ非発光領域（付番せず）を有している。Ｂサブ画素領域１０５はＢ発光領域１０６及びＢ非発光領域（付番せず）を有している。図１に示したＲ、Ｇ及びＢサブ画素領域の面積はそれぞれその発光領域の面積と等しく、それらＲ、Ｇ及びＢサブ画素が直線をなして配列されている。具体的には、各サブ画素領域の発光領域はカソード、アノード及び電界発光層（有機放射層とも称する）を有している。その電界発光層はカソード・アノード間に所在しており、所定色の光を生成して表示を実現するよう構成されている。従来技術における表示パネルを準備する際には、通常、蒸着プロセスを３回実行することで、対応色（赤、緑又は青）の電界発光層をその対応色の画素領域の発光領域内にそれぞれ形成することが、必要となる。

通常、図１に示したＯＬＥＤ表示パネルにおける蒸着には図２に示すＦＭＭが用いられる。このＦＭＭは、遮蔽領域１０７と、幾つかの蒸着開口１０８とを有している。同じカラム内で隣り合う２個の蒸着開口１０８間の遮蔽領域はブリッジ（連結ブリッジ）と呼ばれている。蒸着中にサブ画素に対する遮蔽効果が生じることを避けるには、サブ画素・ブリッジ間を十分な距離に保つ必要がある。その結果として、サブ画素の垂直長が縮まり、各サブ画素の開口比が影響を受ける。従来のＲＧＢ画素横並び配列では２００〜３００ＰＰＩにしか到達できず、この形態で高分解能表示効果を達成するのは難しい。ＯＬＥＤ表示パネルの分解能に関するユーザの要請が高まるなか、こうしたＲＧＢ画素横並び配列では、高ＰＰＩ製品設計条件を満足させることができない。

図３は、従来技術における他のＯＬＥＤ表示パネルの画素配列の模式図である。図３に示すように、各画素のＧサブ画素しか専用されておらず、Ｒ及びＢサブ画素はそれぞれ隣り合う画素により共有されている。例えば、画素２０１及び画素２０２がＲサブ画素を共有している。こうした方法であれば表示スクリーンのＰＰＩを高めることができるが、この配列に従いＲ及びＢサブ画素を隣り合う画素で共有させると、全体的な表示効果に歪みが入り込みかねず、また本当の意味でフルカラー表示にならない。

本願の主目的は、画素構造及びＯＬＥＤ表示パネルを提供することで、従来技術に存する諸問題を解決することにある。

上述の目的を達成すべく、本願の諸実施形態の第１態様により提供される画素構造は複数個の画素群を有し、その画素群が、それぞれ、第１方向においては隣り合いその第１方向に対し垂直な第２方向においては互い違い形態にて配置された、第１画素及び第２画素を有する。

第１画素及び第２画素は、それぞれ、第２方向に沿い配列された相異なる三色のサブ画素を有し、第１画素及び第２画素それぞれの同色サブ画素２個間の第１方向における距離が、第２方向におけるそれに等しい。

付随的には、第１方向沿いに延びる第２画素内第１サブ画素中心線を第１画素内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重ねるか、第１方向沿いに延びる第１画素内第１サブ画素中心線を第２画素内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重ねる。

付随的には、第１画素を、第２方向に沿いその順で配列された第１サブ画素、第２サブ画素及び第３サブ画素を有するものとし、第２画素を、第２方向に沿いその順で配列された第３サブ画素、第１サブ画素及び第２サブ画素を有するものとする。

付随的には、各サブ画素の開口の長さ対幅比を１〜１．５の範囲内とする。

付随的には、隣り合う２個のサブ画素の第２方向における中心間距離を同一にする。

付随的には、第１画素内同色サブ画素の形状及び面積を第２画素内のそれとそれぞれ同一にする。

付随的には、サブ画素のなかに赤サブ画素、緑サブ画素及び青サブ画素を含める。

付随的には、画素群内のサブ画素の形状及び面積それぞれを同一にする。

付随的には、画素群内で、赤サブ画素の面積を緑サブ画素の面積と同一にし、青サブ画素の面積を赤サブ画素の面積より大きくする。

付随的には、第１方向をロー方向、第２方向をカラム方向とするか、第１方向をカラム方向、第２方向をロー方向とする。

加えて、上掲の目的を発生すべく、本願の諸実施形態の第２態様により提供されるＯＬＥＤ表示パネルは、第１態様に係るいずれかの画素構造を有する。

本願の諸実施形態により提供される画素構造及びＯＬＥＤ表示パネルでは、第１画素及び第２画素が第１方向に沿い隣り合わせに配置されていてそれぞれ相異なる三色のサブ画素を有すること、サブ画素が第２方向に沿い順次配列されること、第１方向に沿い延びる第２画素内第３サブ画素中心線が第１画素内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重なること、第１画素及び第２画素それぞれの同色サブ画素２個間の第１方向における距離が第２方向におけるそれに等しいこと、という諸特徴により、本当の意味でフルカラー表示を達成することができ、且つコンパクトに配列して画素間スペースを減らし高いＰＰＩを達成することができる。隣り合うサブ画素を共有することで、１個の画素により画素２個分の表示効果を提供することができるため、スクリーンの表示分解能と製造歩留まりとを更に改善すること、並びに蒸着マスク製造プロセス及び蒸着プロセスにおける難度を下げることができる。

従来技術におけるＯＬＥＤ表示パネルの画素配列の模式図である。 図１に対応するＦＭＭの模式図である。 従来技術における他のＯＬＥＤ表示パネルの画素配列の模式図である。 本願の実施形態に係る画素構造の模式図である。 本願の実施形態に係る画素構造中の画素群の模式的構造図である。 本願の実施形態に係る画素構造中の画素群でありある画素開口長さ対幅比を有するものの模式的構造図である。 本願の実施形態に係る画素構造中の画素群であり別の画素開口長さ対幅比を有するものの模式的構造図である。 本願の実施形態に係る画素構造のディスプレイの模式図である。 本願の他の実施形態に係る画素構造の模式図である。 本願の他の実施形態に係る画素構造の模式図である。

添付図面を参照し本願をより詳細に記述する。個々の添付図面では、同じ要素が同様の参照符号を用い表されている。明瞭性のため、添付図面中の個々の部分は等比的に描かれていない。加えて、幾つかの周知部分が図面には示されていない。

［第１実施形態］
以下、図４〜図６を参照して本実施形態について記述するところ、第１方向をＸ方向（ロー方向又は水平方向とも称する）、第２方向をＹ方向（カラム方向又は垂直方向とも称する）とし、第１方向が第２方向に対し垂直であるとする。簡潔性のため、添付図面には画素構造の一部分のみを示してある。実製品では画素の量がこのようには限定されず、画素の量は実表示条件に従い相応に変わりうる。本願中の第１ロー、第２ロー、第１カラム、第２カラム等は、図面中の描写を参照標準として用いて本願を記述するために用いられており、実製品におけるロー及びカラムを指すものではない。

注記すべきことに、本実施形態では、第１方向及び第２方向を互いに垂直にする必要がない。便宜上、第１方向及び第２方向が互いに垂直であるケースを用いることで、以下、記述が提供されている。

図４及び図５に示すように、本願の第１実施形態により提供される画素構造は複数個の画素群を有しており、その画素群それぞれが、第１方向においては隣り合わせに配列され第２方向においては互い違い形態にて配置された第１画素３０及び第２画素３１を有しており、その第１画素３０及び第２画素３１それぞれが、相異なる三色のサブ画素を備えている。第２画素３１内第１サブ画素（最上位置に所在するサブ画素）の第１方向沿い延伸中心線が、第１画素３０内第１サブ画素・第２サブ画素（中庸位置に所在するサブ画素）間境界線と重なっている。

図９ａ及び図９ｂに示すように、他の実施形態では、第１画素内第１サブ画素３０の第１方向沿い延伸中心線が、第２画素３１内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重なっている。

第１画素３０は第１サブ画素３０１、第２サブ画素３０３及び第３サブ画素３０５を有しており、第２方向に沿いそれらがその順で配列されている。第２画素３１は第３サブ画素３１１、第１サブ画素３１３及び第２サブ画素３１５を有しており、第２方向に沿いそれらがその順で配列されている。

注記すべきことに、本実施形態では、第１画素３０及び第２画素３１内サブ画素の配列構造が図４〜図８中の構成に限定されない。サブ画素配列には様々な順列及び組合せが含まれうる。例えば、図９ａ及び図９ｂには、図４の構成とは異なる構成が示されている。記述の便宜上、以下の記述では図４〜図８のサブ画素配列構造が用いられている。

本実施形態では、各サブ画素の形状を長方形や卵形にすることができる。本実施形態では何ら制限が課されていない。

本実施形態では、第１画素３０及び第２画素３１それぞれのなかの第１サブ画素、第２サブ画素及び第３サブ画素に、赤（Ｒ）サブ画素、緑（Ｇ）サブ画素及び青（Ｂ）サブ画素が含まれている。即ち、本願の本実施形態では、第１サブ画素が赤（Ｒ）サブ画素、緑（Ｇ）サブ画素及び青（Ｂ）サブ画素のうち一つ、第２サブ画素が赤（Ｒ）サブ画素、緑（Ｇ）サブ画素及び青（Ｂ）サブ画素のうち一つ、第３サブ画素が赤（Ｒ）サブ画素、緑（Ｇ）サブ画素及び青（Ｂ）サブ画素のうち一つとされている。第１サブ画素、第２サブ画素及び第３サブ画素の色は互いに異なっている。

一例として図５を用いると、第１画素３０では、第１サブ画素３０１が赤（Ｒ）サブ画素、第２サブ画素３０３が緑（Ｇ）サブ画素、第３サブ画素３０５が青（Ｂ）サブ画素となっている。従って、第１サブ画素３０１は赤（Ｒ）発光領域３０２及び赤（Ｒ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また赤色光を放射する有機放射層を有している。第２サブ画素３０３は緑（Ｇ）発光領域３０４及び緑（Ｇ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また緑色光を放射する有機放射層を有している。第３サブ画素３０５は青（Ｂ）発光領域３０６及び青（Ｂ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また青色光を放射する有機放射層を有している。第２画素３１では、第１サブ画素３１３が赤（Ｒ）サブ画素、第２サブ画素３１５が緑（Ｇ）サブ画素、第３サブ画素３１１が青（Ｂ）サブ画素となっている。従って、第１サブ画素３１３は赤（Ｒ）発光領域３１４及び赤（Ｒ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また赤色光を放射する有機放射層を有している。第２サブ画素３１５は緑（Ｇ）発光領域３１６及び緑（Ｇ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また緑色光を放射する有機放射層を有している。第３サブ画素３１１は青（Ｂ）発光領域３１２及び青（Ｂ）非発光領域（図中で付番せず）を有しており、また青色光を放射する有機放射層を有している。

第２画素３１内第３サブ画素３１１の第１方向沿い延伸中心線（図４及び図５中にＡで示されているもの）は、第１画素３０内第１サブ画素３０１・第２サブ画素３０３間境界線と重なっている。

注記すべきことに、第１画素３０では第１サブ画素３０１及び第２サブ画素３０３が一辺を共有しているため、その共有辺が第１サブ画素３０１・第２サブ画素３０３間境界線となっている。しかしながら、ご理解頂くべきことに、本願記載の「境界」又は「境界線」は物理的な「境界」又は「境界線」を定めるものではなく、画素内の２個のサブ画素間の仮想的な「境界」又は「境界線」を指すこともある。

第１画素３０及び第２画素３１それぞれの同色サブ画素２個間の第１方向における距離は、第２方向におけるそれに等しい。即ち、画素群内の同色サブ画素２個間の第１方向における距離が、第２方向におけるそれに等しい。

一例として図６を用いると、第１カラムのＲサブ画素と、第２カラム内のＲサブ画素との間の距離は、ロー方向においてはｘ、カラム方向においてはｙであり、ｘがｙに等しくなっている。第１カラム内のＧサブ画素と、第２カラム内のＧサブ画素との間の距離は、ロー方向においてはｘ、カラム方向においてはｙであり、ｘがｙに等しくなっている。Ｂサブ画素の構成は上掲のものと同様であるので（図中に示さず）、ここでは詳細について再述しない。こうした画素配列を用いることで、画素をよりコンパクトに配列することができ、画素間スペースが減るので、ＰＰＩが高まることとなる。

本実施形態では、各画素がＲＧＢ三色のサブ画素を有しており、本当の意味でフルカラー表示を達成することができる。他方で、その画素は、第１方向における分解能と第２方向における分解能とが同じである表示パネルにも、第１方向における分解能と第２方向における分解能とが異なる表示パネルにも適用しうる。隣り合う画素によりサブ画素が共有される形態では、１個の画素で画素２個分の表示効果を提供できるので、スクリーンの仮想表示分解能が更に改善されることとなる。元々の分解能ｎを一例として用いるなら、第１方向における共有により、画素配列の分解能を２ｎへと倍加することができる。共有形態に関しては、図４中の破線三角形を参照されたい。例えば、図４では、第３カラム内Ｒサブ画素及びＧサブ画素が、第２カラム内及び第４カラム内にありそれらＲサブ画素及びＧサブ画素と隣り合うＢサブ画素によって、共有されている。第３カラムのＢサブ画素が、第２カラム内及び第４カラム内にありそのＢサブ画素と隣り合うＲサブ画素及びＧサブ画素によって、共有されている。

ある実施形態では、第１画素３０及び第２画素３１それぞれの同色サブ画素２個の個別開口長さ対幅比の値域が、１〜１．５とされる。

図６及び図７を参照頂ける通り、Ｒサブ画素の開口長さ対幅比はｄ：ｚであり、ｄ：ｚの値域は１〜１．５である。Ｇサブ画素及びＢサブ画素の構成はＲサブ画素と同様である。ここでは詳細について再述しない。サブ画素の開口長さ対幅比が１．５である場合、満足させうる設計マージンは比較的広くなる。或いは、長さ対幅比を調整することで、同色サブ画素間ブリッジ（図６にてｂ、図７にてｂ１により示されているもの）を調整してもよい。ブリッジ値の増大により機械的安定性を高め、ファインメタルマスクの製造プロセス及び蒸着プロセスにおける難度を下げることができ、ひいては製造歩留まりを高めることができる。図６及び図７を例として用いると、図７におけるブリッジ値ｂ１は図６におけるブリッジ値ｂより大きい。従って、図６に比べ、図７の方が機械的安定性が高く、ファインメタルマスクの製造プロセス及び蒸着プロセスにおける難度が低く、且つ製造歩留まりが高い。

ある実施形態では、第２方向にて、隣り合う２個のサブ画素の中心間距離が同一とされる。この実施形態により、画素をよりコンパクトに配列し、画素間スペースを減らすことが可能になるため、ＰＰＩが高まる。

ある実施形態では、第１画素３０及び第２画素３１それぞれの同色サブ画素２個の形状及び面積が共に同一とされる。同色サブ画素全てが同形状且つ同面積であるので、メタルマスクに係る製造プロセス及び蒸着プロセスの難度を更に下げることができる。更に、画素群内のサブ画素全ての形状及び面積を同一に保つこともできる。

Ｂサブ画素の発光効率が最も低いので、他の実施形態の画素群では、赤サブ画素の面積が緑サブ画素の面積と同一とされること並びに青サブ画素の面積が赤サブ画素の面積より大きくされることがありうる。

［第２実施形態］
本願の第２実施形態ではＯＬＥＤ表示パネルが提供される。本ＯＬＥＤ表示パネルは第１実施形態に係る画素構造を有している。

第１実施形態でその画素構造を指すことができる。ここでは詳細について再述しない。

本実施形態について更に記述するため、ＯＬＥＤ表示パネル内画素構造の表示分解能について図８を参照し記述する。

図８に示すように、ロー方向における実画素の長さ対幅比は２：１とすることができる。各カラムのサブ画素により画素のカラムが相応に表される。次の如く二通りのディスプレイ駆動方法を用いることができる。

第１のディスプレイ駆動方法は、対応する画像のうち破線ボックス内に所在するＲＧＢサブ画素の諸部分を表示させないものである。

第２のディスプレイ駆動方法は、対応する画像のうち破線ボックス内に所在するＲＧＢサブ画素の諸部分を低い輝度比率（例えば３０％）で表示させ、且つ対応する画像のうち破線ボックス内に所在していないＲＧＢサブ画素の諸部分を高い輝度比率（例えば７０％）で表示させるものである。このやり方では、水平方向に隣り合うカラム間の輝度差を確保できるだけでなく、単一点の表示が過剰に歪まなくなる。確かなことに、輝度表示比率を半々にする（即ち、破線ボックス内に所在するサブ画素の諸部分を５０％の輝度で表示させ且つ破線ボックスに所在していないサブ画素の諸部分を５０％の輝度で表示させる）のでもよい。このやり方では、隣り合う２個のカラムが同輝度となり、表示細部がブラーする（ぶれる）。本方法は高ＰＰＩディスプレイに適用可能である。

本願に係る諸実施形態について上述した。それら実施形態の詳細全てが具体的に記述されてはいないし、本願がそれら具体的実施形態のみに限定されるものでもない。自明な通り、上掲の記述に従い、多くの修正及び変更をなすことができる。本明細書にて選択され具体的に記述された諸実施形態は、本願の原理及び実適用をより良好に説明するために用いられており、それにより、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）が本願並びに本願に基づく修正物を好適に用いることが可能となる。本願は、特許請求の範囲と、特許請求の範囲の全技術的範囲及び均等物によってのみ、限定される。

Claims (11)

1. 複数個の画素群を備える画素構造であり、各画素群が、第１方向においては隣り合いその第１方向に対し垂直な第２方向においては互い違い形態にて配置された、第１画素及び第２画素を備え、
   第１画素及び第２画素それぞれが、第２方向に沿い配列された相異なる三色のサブ画素を備え、第１画素及び第２画素それぞれの同色サブ画素２個間の第１方向における距離が、第２方向におけるそれに等しい画素構造。
2. 第１方向沿いに延びる第２画素内第１サブ画素中心線が第１画素内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重なっているか、
   第１方向沿いに延びる第１画素内第１サブ画素中心線が第２画素内第１サブ画素・第２サブ画素間境界線と重なっている、
   請求項１記載の画素構造。
3. 第１画素が、第２方向に沿いその順で配列された第１サブ画素、第２サブ画素及び第３サブ画素を備え、
   第２画素が、第２方向に沿いその順で配列された第３サブ画素、第１サブ画素及び第２サブ画素を備える、
   請求項１記載の画素構造。
4. 各サブ画素の開口の長さ対幅比が１〜１．５の範囲内である請求項１記載の画素構造。
5. 隣り合う２個のサブ画素の第２方向における中心間距離が同一な請求項１記載の画素構造。
6. 第１画素内同色サブ画素の形状及び面積が第２画素内のそれとそれぞれ同一な請求項１記載の画素構造。
7. サブ画素が赤サブ画素、緑サブ画素及び青サブ画素を含む請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の画素構造。
8. 画素群内サブ画素の形状及び面積がそれぞれ同一な請求項７記載の画素構造。
9. 画素群内で、赤サブ画素の面積が緑サブ画素の面積と同一であり且つ青サブ画素の面積が赤サブ画素の面積より大きい、請求項７記載の画素構造。
10. 第１方向がロー方向であり第２方向がカラム方向であるか、
    第１方向がカラム方向であり第２方向がロー方向である、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の画素構造。
11. 請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の画素構造を備える有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示パネル。