JP5173264B2 - Image display device - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an image display device.
一般的なカラー画像を表示する画像表示装置では、画像の表示単位となる1つの絵素がマトリックス状に配列され、そして各絵素が複数の異なる色(たとえば、赤(R)、緑(G)、青(B))の画素によって構成される。従来の絵素においては、R,G,Bの3種類の各画素の縦横比が3:1の長方形で、これらを横方向に配置して絵素を略正方形状としたものが最も多く採用されている。 In an image display device that displays a general color image, one picture element as an image display unit is arranged in a matrix, and each picture element has a plurality of different colors (for example, red (R), green (G ) And blue (B)) pixels. In the conventional picture elements, the three types of pixels of R, G, and B are rectangles having an aspect ratio of 3: 1, and these are arranged in the horizontal direction to make the picture elements substantially square. Has been.
ところで、トップエミッション型の有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:以下、OLEDという)を用いた画像表示装置を構成する画素は、トランジスタを含む駆動回路層と、その上の平坦化膜と、平坦化膜上のOLED(すなわち発光素子)を含む発光素子層とで構成されるのが一般的である。ここで、駆動回路層と発光素子層とはコンタクトホールを介して導通接続されるだけでよいため、駆動回路層の各駆動回路と発光素子層の各画素とが一対一に対応していればよく、形状や位置までが一致していなくてもよい(たとえば、特許文献1参照)。 By the way, a pixel constituting an image display device using a top emission type organic light emitting diode (hereinafter referred to as OLED) includes a driving circuit layer including a transistor, a planarizing film thereon, and planarization. Generally, it is composed of a light emitting element layer including an OLED (that is, a light emitting element) on a film. Here, since the drive circuit layer and the light emitting element layer only need to be conductively connected through a contact hole, each drive circuit in the drive circuit layer and each pixel in the light emitting element layer have a one-to-one correspondence. The shape and position may not coincide with each other (see, for example, Patent Document 1).
この発光素子は、通常、マスクを用いた蒸着やインクジェットを利用した印刷、レーザを用いた転写などの手法を用いて形成される。ただし、ある画素の発光領域(すなわち開口部)に異なる色のOLEDがはみ出して形成されると色ずれや輝度低下が生じる一方、発光領域の一部領域にOLEDが形成されなければ滅点や輝度低下が生じ、何れにしても画質の不良を招く。 This light emitting element is usually formed by using a technique such as vapor deposition using a mask, printing using an ink jet, or transfer using a laser. However, when an OLED of a different color protrudes from a light emitting area (that is, an opening) of a certain pixel, color shift and luminance decrease occur. On the other hand, if an OLED is not formed in a part of the light emitting area, a dark spot or luminance In any case, image quality is deteriorated.
このため、蒸着、印刷、転写の位置精度および成膜のぼやけを考慮して、隣接する画素の発光領域の間に十分な隙間を設ける必要がある。しかし、この隙間からは光が発せられないため、画面全体に占める発光領域の比率、すなわち各画素の面積に対する各発光領域の面積の比が小さくなってしまう。 For this reason, it is necessary to provide a sufficient gap between the light emitting regions of adjacent pixels in consideration of the positional accuracy of vapor deposition, printing, transfer, and blurring of film formation. However, since no light is emitted from this gap, the ratio of the light emitting area to the entire screen, that is, the ratio of the area of each light emitting area to the area of each pixel is reduced.
また、一般にOLEDでは電流密度に比例した輝度が得られるが、電流密度が小さいほどOLEDに印加される電圧が低く、画像表示装置の寿命が長くなることが知られている。このため、画像表示装置の長寿命化に対しては、各画素でOLEDが発光する領域を大きくすることが重要である。 In general, a luminance proportional to the current density can be obtained in the OLED, but it is known that the smaller the current density, the lower the voltage applied to the OLED, and the longer the life of the image display device. For this reason, in order to extend the life of the image display device, it is important to increase the area where the OLED emits light in each pixel.
図8は、最も一般的なストライプ状の画素配列を例示する図である。太線で囲まれたR,G,Bの3画素310R,310G,310Bが1つの略正方形の絵素300を構成し、この絵素300が格子状に配列されている。この図では、略正方形の絵素300を左右方向に三等分した各領域がR,G,B各色の画素310R,310G,310Bの領域となっている。すなわち、縦横方向における絵素の配列周期(絵素ピッチ)をaとすると、各画素310R,310G,310Bの寸法は、縦a、横a/3の長方形となる。なお、この画素310R,310G,310Bの面積a/3×aは、開口率を計算するときの基準となる論理的な画素面積である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the most common stripe-like pixel arrangement. Three
このような画素では、蒸着や印刷、転写の精度(位置精度と成膜のぼやけとを含む)、すなわち生じ得る最大誤差をxとすると、OLEDの形成の過不足による不具合を回避するためには、各画素の発光領域を隣接画素の発光領域から縦横それぞれ2xだけ離す必要がある。このため、1画素の発光領域は、最大で(a/3−2x)×(a−2x)となる。ここで、仮に絵素ピッチaが150μm、蒸着や印刷などの成膜時の精度(すなわち最大誤差)xが15μmの場合、x=0.1aとなり、開口率(論理的な画素面積に対する発光領域の割合)は、最大で0.32となる。したがって、画面上で実際に光を発する部分の面積は、最大の場合でも画面全体の面積に対して1/3未満に過ぎず、残りの2/3以上の部分は光を発しない。 In such a pixel, the accuracy of vapor deposition, printing, and transfer (including positional accuracy and film formation blur), that is, the maximum error that can occur is x, in order to avoid problems due to excessive or insufficient OLED formation. The light emitting area of each pixel needs to be separated from the light emitting area of the adjacent pixel by 2x vertically and horizontally. For this reason, the emission region of one pixel is (a / 3-2x) × (a-2x) at the maximum. Here, if the pixel pitch a is 150 μm and the accuracy (ie, maximum error) x during film formation such as vapor deposition or printing is 15 μm, x = 0.1a, and the aperture ratio (the light emitting region with respect to the logical pixel area) Ratio) is 0.32 at the maximum. Therefore, the area of the portion that actually emits light on the screen is less than 1/3 of the area of the entire screen even at the maximum, and the remaining 2/3 or more portions do not emit light.
さらに、実際の画素は、R,G,Bを同じマスクで蒸着するため、R,G,Bの各画素は同じ形状と同じ寸法を持たなければならないという制約を有する。また、図8で縦方向に一列に並ぶ同じ色の画素310R(または310G,310B)すべてを含むように蒸着マスクに開口部を設けると、蒸着マスクの強度が不足してしまうので、この強度不足を回避するような蒸着マスクの構造が必要となる。その結果、各画素は蒸着マスクの構造、すなわち開口部の構造に影響を受けてしまうという制約も有する。
Further, since actual pixels are deposited using the same mask for R, G, and B, each pixel of R, G, and B must have the same shape and dimensions. In addition, if an opening is provided in the vapor deposition mask so as to include all the
図9は、ストライプ状の画素配列の各画素を形成するための蒸着マスクの一例を示す図である。この図において、ハッチングが施されている部分が開口部351であり、1つの画素(絵素)は、開口部351の下部に所定幅bの金属部352が設けられている。そして、この金属部352で上下の開口部351間が区切られている。これにより、蒸着マスク350の開口部351の寸法は、横a/3、縦a−bとなり、蒸着精度をxとすると、1画素の実際の発光領域の寸法は横a/3−2x、縦a−b−2xとなる。たとえば、a=150μm、b=40μm、x=15μmとすると、発光領域の寸法は、横20μm、縦80μmとなり、開口率は、0.213となる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a vapor deposition mask for forming each pixel of a stripe-like pixel array. In this figure, the hatched portion is an
このような蒸着マスク350を用いると、上下の画素間には、図の上下方向の幅がb−2xの非蒸着領域が形成されるが、この部分は、OLEDと画素回路とのコンタクト領域として有効に利用されている。また、陰極と陽極のどちらかを画素ごとに分離する画素境界を設ける必要があるが、この画素境界は、陽極をエッチングで部分除去したり、陰極隔壁を設けて陰極を分離したりして設けられている。
When such an
図10は、ストライプ状の画素配列の各画素における発光部と配線とコンタクトとの間の関係を示す上面図である。各画素領域(画素310)を囲む実線は、画素境界であり、陽極隙間または陰極隔壁を示している。また、各画素310内には発光領域311が設けられ、各画素310の下部(上下に配置される2つの発光領域311の間)には非蒸着領域330が形成される。この非蒸着領域330には、下層の配線と発光素子層の電極とを接続するためのコンタクト331が形成される。
FIG. 10 is a top view showing a relationship among the light emitting portion, the wiring, and the contact in each pixel of the stripe-like pixel array. A solid line surrounding each pixel region (pixel 310) is a pixel boundary and indicates an anode gap or a cathode partition. In addition, a
ここで、画素の輝度は、発光領域の輝度に、絵素面積に対する開口面積の比とデューティー(1フレームにおける発光時間の比)とを乗じたものである。たとえば、発光領域の輝度が1000cd/m2、開口率が21.3%、デューティーが30%ならば、図10に示されるストライプ状の画素配列を有する画像表示装置での視認される輝度は21.3cd/m2となる。 Here, the luminance of the pixel is obtained by multiplying the luminance of the light emitting region by the ratio of the aperture area to the pixel area and the duty (the ratio of the light emission time in one frame). For example, if the luminance of the light emitting region is 1000 cd / m 2 , the aperture ratio is 21.3%, and the duty is 30%, the luminance that can be visually recognized in the image display device having the stripe-like pixel array shown in FIG. .3 cd / m 2 .
このように、一般的なストライプ状の画素配列では、各画素が細長くなるため、また実用に耐え得る強度を有するように形成された蒸着マスクの開口部によって画素の大きさが制限されるため、画面を占める発光領域の比率が小さくなる。そこで、このような問題を解決すべく、絵素の寸法に対して発光領域の面積を増大させるための技術が提案されている(たとえば、特許文献1,2参照)。
Thus, in a general stripe pixel arrangement, each pixel is elongated, and the size of the pixel is limited by the opening of the vapor deposition mask formed to have a strength that can withstand practical use. The ratio of the light emitting area occupying the screen is reduced. In order to solve such a problem, a technique for increasing the area of the light emitting region with respect to the size of the picture element has been proposed (for example, refer to
図11は、従来の画素配列の一例を示す図である。この図11に示される画素配列は特許文献1に示されるものであり、R,G,Bの3画素310R,310G,310Bが太線で囲まれるようにデルタ状に配置されて1つの絵素300を構成している。ここで、縦横方向における絵素300の配列周期をaとすると、各画素310R,310G,310Bの寸法が縦a/2、横2a/3となり、上記ストライプ状の画素配列よりも各画素の形状が正方形に近づくため、開口率を高くすることができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a conventional pixel arrangement. The pixel arrangement shown in FIG. 11 is shown in
図12は、従来の画素配列の他の一例を示す図である。この図12に示される画素配列は特許文献2に示されるものであり、太線で囲まれた相互に横方向に隣接配置されたR,G,Bの3画素310R,310G,310Bが1つの絵素300を構成しているが、左右に隣接し合う絵素300ごとにR,G,Bの配列が逆転している。これにより、同じ色の画素が横方向に2つ連続して形成されることになる。このような構成では、絵素300を跨いで左右に隣接し合う赤色(R)の2画素310Rまたは青色(B)の2画素310Bを、1個の蒸着マスクの開口部を介して蒸着することも可能となり、同時に蒸着される2画素間における蒸着のずれを無視することができる。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of a conventional pixel arrangement. The pixel arrangement shown in FIG. 12 is shown in
このような画素配列における蒸着では、一般に1つの蒸着マスクをずらしつつ異なる色を蒸着するため、各色の蒸着領域は所定距離だけずらすと正確に重畳し合うようになっていなければならない。したがって、図12で示した画素配列では蒸着領域の寸法(蒸着領域寸法)は、横a/2、縦aである必要がある。このとき、緑色(G)の1画素310G、隣り合う赤色(R)の2画素310R、および隣り合う青色(B)の2画素310Bのそれぞれが同じ蒸着領域寸法となる。そして、このような画素配列でも開口率を高くすることができる。
In the vapor deposition in such a pixel array, different colors are vapor deposited while shifting one vapor deposition mask. Therefore, the vapor deposition regions of the respective colors must be accurately overlapped when shifted by a predetermined distance. Therefore, in the pixel arrangement shown in FIG. 12, the size of the vapor deposition region (vapor deposition region size) needs to be a horizontal a / 2 and a vertical a. At this time, each of the green (G)
しかしながら、特許文献1で提案された構成では、図11に示されるように、縦方向には同じ画素配列の絵素300が並ぶが、横方向には1絵素300ごとに絵素300の向きが上下逆さになるため、同じ色の画素310R(または310G,310B)が直線上に並ばない。図13は、図11の画素配列で1色のみ発光した状態を模式的に示す図である。この図13に示されるように、単色発光(図13では、たとえば赤色のみ発光した場合を示している)を行った際、縦方向には、発光している画素310Rは一列に並ぶが、横方向に関しては、発光している画素310Rが一列には並ばず、ジグザグ状に配列される。したがって、たとえば、画像上において横方向に沿った輪郭が凸凹状となったり、一般的な動画では被写体や撮影方向が横方向に移動することが多いが、そのような動画における被写体の動きがぎこちないものとなったりするような不具合を生じてしまう。すなわち、画質の低下を招いてしまうという問題点があった。
However, in the configuration proposed in
また、特許文献2で提案された構成では、図12に示されるように、赤色および青色の画素310R,310Bについては、同色の画素が離隔される距離が緑色の画素310Gよりも横方向で長くなっている。図14は、図12の画素配列で1色のみ発光した状態を模式的に示す図である。この図14に示されるように、赤色または青色の単色発光(図14では、たとえば赤色のみ発光した場合を示している)を行った際、発光していない画素(図14では、画素310G,310B)によって形成される縦に沿った領域(黒線)の幅が3a/2と太くなり、顕在化してしまう。ここで、絵素300の幅がaであることを考慮すると、幅が3a/2の黒線は太すぎて画質上容認できないものとなる。すなわち画質の低下を招いてしまうという問題点があった。
Further, in the configuration proposed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、開口率を大きくしつつ、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができ、かつ全絵素で絵素内の異なる色の画素の配置が等しい画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can increase the aperture ratio while allowing pixels of different colors to be deposited with the same deposition mask, and pixels of different colors within the pixels in all the pixels. An object of the present invention is to provide an image display apparatus having the same arrangement.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像表示装置は、有機EL素子を含んで構成される、異なる色のn個(nは3以上の自然数)の画素からなる絵素が、第1の方向と、前記第1の方向に直角な第2の方向に格子状に複数配列してなる画像表示装置において、前記絵素は、n個の画素の全てが、前記絵素内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素は、その大きさが前記絵素のm分の1(mは4以上の自然数)の面積に等しくなるように構成され、前記第1の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第1の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、前記第2の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第2の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、前記絵素内の前記画素が配置されない領域に、前記有機EL素子と該有機EL素子を駆動する回路素子とを電気的に接続するコンタクトが形成されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image display device according to the present invention includes n pixels (n is a natural number of 3 or more) of different colors, each including an organic EL element. In the image display device in which a plurality of picture elements are arranged in a grid pattern in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction, the picture elements are all n pixels, The pixels are arranged so as not to be arranged in one direction in the picture element, and each pixel is configured so that the size thereof is equal to an area of 1 / m (m is a natural number of 4 or more) of the picture element, Pixels of the same color in the picture elements adjacent in the first direction are arranged in the picture elements so as to be linearly arranged in the first direction, and are adjacent in the second direction. Pixels of the same color are arranged in the picture element so as to be arranged in a straight line in the second direction, In a region where the pixel of Motonai is not disposed, characterized in that the contact is formed that electrically connects the circuit element for driving the organic EL element and the organic EL element.
この発明によれば、従来のストライプ状の画素配列の画像表示装置に比べて開口率を大きくすることができるとともに、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができるという効果を有する。また、全絵素で絵素内の異なる色の画素の配置が等しいので、画像表示装置内ではたとえばある色の画素は、縦方向および横方向に一直線上に配列することになり、従来のデルタ構造などの画素配列を有する画像表示装置などに比して、画像表示装置で表示される画質を低下させずに表示させることができるという効果も有する。 According to the present invention, the aperture ratio can be increased as compared with a conventional image display device having a stripe pixel arrangement, and pixels having different colors can be deposited with the same deposition mask. In addition, since the arrangement of pixels of different colors in the picture elements is the same in all picture elements, for example, pixels of a certain color are arranged in a straight line in the vertical direction and the horizontal direction in the image display device. Compared to an image display device having a pixel arrangement such as a structure, the image display device can also be displayed without degrading the image quality.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる画像表示装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Exemplary embodiments of an image display apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited by these embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
実施の形態1.
図1は、本発明が適用される画像表示装置の全体構造の一例を模式的に示す図であり、図2は、図1の画素回路の構成の一例を示す図である。図1に示されるように、この画像表示装置は、ガラス基板などの基板1上に第1の方向(横方向)と、第1の方向に垂直な第2の方向(縦方向)に格子状に多数配置された画素回路2と、信号線5に接続され、複数の画素回路2に対して輝度信号を供給する信号線駆動回路3と、走査線6およびアース線7に接続され、輝度信号を供給する画素回路2を選択するための走査信号を画素回路2に供給する走査線駆動回路4と、画素回路2に備えられた電流発光素子に対して電流を供給する電流源8と、を備える。ここで画像表示装置は、アクティブマトリックス方式であるものとする。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall structure of an image display device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the pixel circuit of FIG. As shown in FIG. 1, the image display device has a lattice shape in a first direction (lateral direction) and a second direction (longitudinal direction) perpendicular to the first direction on a
図2に示されるように、画素回路2は、正側(アノード側)が正電源Vddに接続された発光素子21と、ドレイン電極が発光素子21の負側(カソード側)に接続され、ソース電極がグランドに接続されたTFTからなるドライバ素子22と、ドライバ素子22のゲート電極とグランドとの間に接続されたコンデンサ23と、ドレイン電極がドライバ素子22のゲート電極に接続され、ソース電極が信号線5に接続され、ゲート電極が走査線6に接続されたTFTからなるスイッチング素子24と、を有する構造をとる。
As shown in FIG. 2, the
ここで、発光素子21は、電流注入によって発光する機構を有し、たとえば有機EL素子によって形成される。有機EL素子は、抵抗率の低い導電性材料によって形成されるアノード層およびカソード層と、アノード層とカソード層との間にフタルシアニン、トリスアルミニウム錯体、ベンゾキノリノラト、ベリリウム錯体などの有機系の材料によって形成された発光層とを少なくとも備えた構造を有し、発光層に注入された正孔と電子とが再結合することによって光を生じる機能を有する。
Here, the
この画素回路2の動作の概略について説明する。走査線6の電位を高レベルとすると、スイッチング素子24がオン状態となり、信号線5に書き込み電位を印加すると、コンデンサ23が充電または放電され、ドライバ素子22のゲート電極には所定の電位が書き込まれる。一方、走査線6の電位を低レベルとすると、スイッチング素子24は導通せず、走査線6とスイッチング素子24とは電気的に切り離されるが、ドライバ素子22のゲート電位はコンデンサ23によって安定に保持される。
An outline of the operation of the
そして、ドライバ素子22と発光素子21に流れる電流は、ドライバ素子22のゲート−ソース間電位Vgsに応じた値となり、発光素子21はその電流値に応じた輝度で発光し続ける。つまり、図2に示す画素回路2では一度電位の書き込みを行えば、つぎに書き込みが行われるまでの間、発光素子21は所定の輝度で発光を継続する。
The current flowing through the
つぎに、このような回路構成を有する画像表示装置の構造の一例について説明する。図3は、本発明が適用される画像表示装置の断面構造の一例を模式的に示す図である。この図3は、画像表示装置内における画素1個分の断面構造を模式的に示すものであるが、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。 Next, an example of the structure of an image display device having such a circuit configuration will be described. FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a cross-sectional structure of an image display device to which the present invention is applied. FIG. 3 schematically shows the cross-sectional structure of one pixel in the image display device, but the relationship between the thickness and width of the layers, the ratio of the thicknesses of the layers, and the like are different from the actual ones.
この図3に示されるように、画像表示装置は、TFT222,224などの回路素子と回路素子間を配線する導電層225が配設された基板1上に平坦化層221を備え、平坦化層221上に発光素子を配設した立体構造を備える。具体的には、図3に示すように、発光素子21に対してそれぞれスイッチング素子24、ドライバ素子22として機能するTFT224,222などの回路素子が基板1上に配設されるのに対し、発光素子21は、平坦化層221上に配設されている。さらに、発光素子21のアノード側には図示を省略した電源線まで延伸した構造を有するアノード配線層212が配設され、カソード側にはカソード配線層213が配設され、アノード配線層212とカソード配線層213との間には、発光層211が挟持されている。なお、アノード配線層212およびカソード配線層213のうち、発光層211を挟持する領域に相当する部分はそれぞれ発光素子21のアノード電極、カソード電極として機能する。
As shown in FIG. 3, the image display device includes a
発光素子21とドライバ素子22としてのTFTとの間を電気的に接続するため、平坦化層221は、導電層225の一部領域を露出させるための穴構造226を有する。そして、カソード配線層213はこの穴構造226の底の導電層225が露出した領域まで延伸して、導電層225と電気的に接続した構造を有する。この部分が後述するコンタクト230に対応する。
In order to electrically connect between the light emitting
この図3の構造では、発光素子21から発せられる光は鉛直上方に出力されるため、発光素子21上に配設されるカソード配線層213は良好な光透過特性を備える必要がある。そのため、カソード配線層213は非常に薄く形成され、10nm程度以下の膜厚を有する。一方、平坦化層221は寄生容量を低減するため膜厚を大きくする必要があり、一般には2〜5μm程度の膜厚を有する。このため、カソード配線層213を穴構造226まで延伸させた場合、特に穴構造226の側面において断線するおそれが生じることから、断線を防止するため、穴構造226の側面を含む領域において、カソード配線層213の下層に十分な膜厚を有する接続補助層214を配設している。
In the structure of FIG. 3, since light emitted from the
接続補助層214と発光素子21の下層に位置するアノード配線層212とを絶縁するとともに、アノード配線層212をその上位に設けられる他の配線層と絶縁するために、発光素子21と穴構造226との境界部分と、発光素子21と穴構造226とを含む画素同士の境界部分には絶縁層215が設けられている。また、発光素子21と穴構造226が形成された範囲を1画素として区切るための樹脂で構成された隔壁227が所定の絶縁層215上に設けられる。この隔壁227は、隣接する画素のカソード配線層213と自画素内のカソード配線層213とを電気的に絶縁する役目も有している。さらに、画像表示装置を構成する基板1の全面を覆うように、隔壁227上には封止基板228が載置され、隔壁227の上端部と封止基板228とは密着される。
In order to insulate the connection
ここで、本発明の実施の形態1にかかる画素配列について説明する。なお、この明細書において、画像表示装置における画像の表示単位を絵素という。また、絵素は、複数の異なる種類の色の画素によって構成される。画像表示装置における画素は通常、光の3原色となる赤(R)、緑(G)、青(B)の3つの色によって構成される。その結果、絵素自体の色は、R,G,Bの光の組み合わせによって表現されるものとなる。 Here, the pixel arrangement according to the first embodiment of the present invention will be described. In this specification, an image display unit in the image display device is referred to as a picture element. The picture element is composed of a plurality of different types of pixels. A pixel in an image display device is usually composed of three colors of red (R), green (G), and blue (B), which are the three primary colors of light. As a result, the color of the picture element itself is expressed by a combination of R, G, and B light.
図4は、本発明の実施の形態1にかかる画素配列の一例を示す平面図である。この図4に示されるように、絵素100は、略正方形状を有している。絵素100の正方形の1辺をaとすると、絵素100の面積を4等分して得られる(a/2)×(a/2)の形状の3つの小正方形101を絵素100内に配置し、残りの1個分の小正方形の面積相当の領域を、絵素内の3つの小正方形101が配置されない領域に分配する。
FIG. 4 is a plan view showing an example of a pixel array according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
ここでは、絵素100の上半分に、2つの(a/2)×(a/2)の形状の小正方形101を配置し、絵素100の下半分の横方向の中央に、(a/2)×(a/2)の形状の小正方形101の横方向の中心が重なるように配置する。すなわち、絵素100の上半分の長方形を2つの小正方形101で埋め、絵素100の下半分の長方形の右端を基準にしてa/4〜3a/4までの範囲に(a/2)×(a/2)の形状の1つの小正方形101を配置する。そして、これらの3つの(a/2)×(a/2)の形状の小正方形101が画素110となる。また、絵素100の下半分の左右の両端〜a/4の範囲は、各画素110のコンタクト230が形成されるコンタクト形成領域120となる。この図4の場合、各画素110とコンタクト230との間の距離はすべて等しくなるように形成される。
Here, two
ここで、絵素100は第1の方向(図の横方向)に高さを同じくして配列されるとともに、第1の方向とは垂直な方向(図の縦方向)にも幅を同じくして配列される。さらに、すべての絵素100において、その内部の画素の色の配置は一致しているものとする。すなわち、この図4の例では、それぞれの絵素100内の左上の画素は赤色(R)の画素110Rであり、右上の画素は青色(B)の画素110Bであり、下の画素は緑色(G)の画素110Gである。
Here, the
このように、1つの絵素100内において、3つの画素110R,110B,110Gが一方向に配列しないように複数の画素110R,110B,110Gが配置される領域が分割される。すなわち、1つの絵素100内において、3つの画素(110R、110B、110G)全てが一直線上に配列されることはない。また、隣接する絵素同士における同じ色の画素110が縦方向および横方向に一直線上に配列するように、正方形状の絵素100が縦横に周期的に配置される。
In this way, in one
また、この図4において、点線は、画素110と当該画素110の発光素子21を回路素子に接続するためのコンタクトが形成されるコンタクト領域120との区切りを示す仮想の線を示している。また、画素110およびコンタクト形成領域120を囲む実線は、画素110及びコンタクト形成領域120を合わせてなる画素領域の境界を示している。この画素領域の境界に沿って陽極隙間または陰極隔壁が形成される。画素110R,110G,110Bが形成されないコンタクト形成領域120には、画素110R,110G,110B内に形成される有機EL素子が全く蒸着されない非蒸着領域121が存在する。この非蒸着領域121中に有機EL素子と下層の配線層(導電層225)と電気的に接続するためのコンタクト230が形成される。
In FIG. 4, a dotted line indicates a virtual line indicating a break between the pixel 110 and the
図5は、図4の画素配列を形成する蒸着マスクの一例を示す図である。この図に示されるように、蒸着マスク150の開口部151は、正方形状であり、その寸法は、縦横ともにa/2となる。そして、この開口部151が横方向および縦方向にaのピッチで配置されている。この蒸着マスク150には、開口部151の横方向および上下方向の両方に間隔(a/2)が設けられているので、この蒸着マスク150は、蒸着時の使用に耐え得るだけの強度を有している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vapor deposition mask that forms the pixel array of FIG. 4. As shown in this figure, the
この蒸着マスク150で赤色の画素110Rの有機EL素子を蒸着する場合には、蒸着マスク150を、開口部151が基板上の赤色の画素形成位置に一致するように位置合わせを行って配置した後に、赤色の画素110Rを構成する有機EL素子を蒸着する。その後、青色の画素110Bの有機EL素子を蒸着する場合には、図4において、蒸着マスク150を左右いずれかの方向にa/2だけずらして位置合わせをした後に、青色の画素110Rを構成する有機EL素子を蒸着すればよい。また、緑色の画素110Gの有機EL素子を蒸着する場合には、図4において、赤色の画素110Rまたは青色の画素110Bの形成後に、左右いずれかの方向にa/4ずらし、さらに上下いずれかの方向にa/4ずらして位置合わせをした後に、緑色の画素110Gを構成する有機EL素子を蒸着すればよい。
When the organic EL element of the
このような蒸着マスク150を使用して有機EL素子を形成すると、各画素の実際の発光領域の寸法は、蒸着精度をxとすると、縦横ともにa/2−2xとなる。たとえば、a=150μm、x=15μmとすると、発光領域の寸法は縦横ともに45μmとなる。また、論理的な画素面積に対する発光領域の面積の比である開口率は、0.27となり、背景技術で説明した図9の金属部352を有するストライプ状の蒸着マスク350で画素を形成した場合の開口率の0.213に比して大幅に改善される。
When an organic EL element is formed using such a
また、本実施の形態1により得られる開口率0.27の画像表示装置で、背景技術で説明した開口率0.213の画像表示装置と同じ視認輝度21.3cd/m2を得るためには、デューティーが30%とすると、発光領域の輝度は約790cd/m2でよくなる。これは、開口率0.213の画像表示装置の発光領域の輝度1,000cd/m2の場合に比して20%以上、輝度を抑制することができる。上述したように、OLEDは電流密度と輝度が比例する関係にあり、また電流密度が高いと劣化が速いことが知られているので、発光領域の輝度を抑えることができれば、OLEDに注入される電流密度も抑えることができ、その結果、OLEDの寿命を伸ばすことができる。 In order to obtain the same visual luminance 21.3 cd / m 2 as the image display device with an aperture ratio of 0.27 obtained in the first embodiment, which is the same as the image display device with an aperture ratio of 0.213 described in the background art. If the duty is 30%, the luminance of the light emitting region is about 790 cd / m 2 . This can suppress the luminance by 20% or more compared to the case where the luminance of the light emitting region of the image display device having an aperture ratio of 0.213 is 1,000 cd / m 2 . As described above, the OLED has a relationship in which the current density and the luminance are proportional, and it is known that the deterioration is quick when the current density is high. Therefore, if the luminance of the light emitting region can be suppressed, the OLED is injected into the OLED. The current density can also be suppressed, and as a result, the lifetime of the OLED can be extended.
なお、図4に示される絵素100内のR,G,Bの配列は一例であり、これに限定される趣旨ではない。つまり、図4に示されるR,G,Bの配列はすべて上下逆でもよいし、図4を右にまたは左に90度回転させて、R,G,Bのうち2つの画素が縦に並ぶようにしてもよい。さらに、各画素110R,110G,110Bの1つの絵素100内での並び順も限定されるものではなく、すべての絵素100間で統一が取れていれば、各画素110R,110G,110Bの並び順は任意でよい。
Note that the arrangement of R, G, and B in the
図6は、本発明の実施の形態1にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。この図6では、正方形状の1つの絵素100を、寸法が(a/2)×(a/2)の形状を有する4つの小正方形101−1〜101−4に分割し、このうち3つの小正方形101−1〜101−3にR,G,Bの各画素110R,110B,110Gを配置し、残りの1つの小正方形101−4を各画素110R,110G,110Bのコンタクト形成領域120としている。つまり、1つの絵素100中で各画素110R,110G,110BがL字状に配列されている。また、コンタクト形成領域120の非蒸着領域121には、各画素110R,110G,110Bの3つのコンタクト230R,230G,230Bが形成される。ただし、この場合L字型の角部に配置される画素とコンタクト(図6の場合には、Rの有機EL素子が形成される画素110Rとコンタクト230R)との間の距離が、他の画素とコンタクトとの間の距離よりも長くなることとなる。なお、この画素配列を形成するための蒸着マスクは、図4の画素配列の場合と同じ図5の蒸着マスク150を用いることができる。
FIG. 6 is a plan view showing another example of the pixel array according to
本実施の形態1によれば、従来のストライプ状の画素配列の画像表示装置に比べて開口率を大きくすることができるとともに、異なる色の画素を同じ蒸着マスクで蒸着することができるという効果を有する。また、全絵素100で絵素100内の異なる色の画素110の配置が等しいので、画像表示装置内ではたとえばある色の画素110は、縦方向および横方向に一直線上に配列することになり、従来のデルタ構造などの画素配列を有する画像表示装置などに比して、画像表示装置で表示される画質を低下させずに表示させることができるという効果も有する。さらに、ストライプ状の画素配列の場合と異なり、同色の画素110が上下左右ともに離れているので、蒸着マスク150の強度が低下することがないという効果も有する。
According to the first embodiment, it is possible to increase the aperture ratio as compared with the conventional image display device having a stripe pixel arrangement, and it is possible to deposit pixels of different colors with the same deposition mask. Have. In addition, since the arrangement of the pixels 110 of different colors in the
実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2にかかる画素配列の他の一例を示す平面図である。この図7では、各画素を六角形状としている。つまり、実施の形態1では、1つの絵素を正方形状に4等分していたが、この実施の形態2では、1つの絵素100を六角形状に4等分するようにしている。このとき、1つの絵素100は略正方形状を有しているが、絵素110上下のラインに対応する輪郭線(実線で示される画素領域の境界線)は、六角形の画素110の形状に合わせて波打った形状を有している。一方、絵素110の左右のラインに対応する輪郭線は、直線となっている。
FIG. 7 is a plan view showing another example of the pixel array according to
図7の例では、絵素100の面積をSとすると、S/4の面積を有する3つの六角形111を絵素100内に配置する。これによって、絵素100内の3つの六角形111が配置されない領域の面積は、残りの1つの六角形111の面積と等しくなる。つまり、絵素100の上半分に、面積S/4の2つの合同な六角形111を配置して画素110R,110Bとし、絵素100の下半分の横方向の中央に、上半分に配置した六角形111に接するように面積S/4の1つの六角形111を配置して画素110Gとする。そして、下半分に配置した六角形111の左右両側には、それぞれ、面積(S/4)/2のコンタクト形成領域120が形成される。このコンタクト形成領域120は、上記の六角形111の画素110R,110G,110Bを半分にした形状となっている。なお、この図7の場合には、各画素110R,110B,110Gとコンタクト230との間の距離はすべて等しくなるように、コンタクト230が形成される。
In the example of FIG. 7, assuming that the area of the
ここで、絵素100は第1の方向(横方向)に高さを同じくして配列されるとともに、第1の方向とは垂直な方向(縦方向)にも幅を同じくして配列される。さらに、すべての絵素100において、その内部の画素110R,110G,110Bの色の配置は一致している必要がある。すなわち、この図7の例では、絵素100内の左上の画素は赤色(R)の画素110Rであり、右上の画素は青色(B)の画素110Bであり、下の画素は緑色(G)の画素110Gである。
Here, the
このように、1つの絵素100内においては、異なる色の画素110が一直線上に配列せず、かつ表示領域においては、同じ色の画素110が縦方向および横方向に一直線上に配列するように、絵素100が格子状に縦横に周期的に配置される。すなわち、1つの絵素100内において、3つの画素(110R、110B、110G)全てが一直線上に配列されることはない。
Thus, the pixels 110 of different colors are not arranged in a straight line in one
この図7において、点線は、画素が形成される画素境界を示し、この点線内にR,G,Bの画素110R,110G,110Bを構成する有機EL素子が形成される。また、点線に重なって描かれる実線は、画素境界(陽極隙間または陰極隔壁)を示している。画素110R,110G,110Bが形成されないコンタクト形成領域120には、画素を形成する有機EL素子が全く蒸着されない非蒸着領域121が存在する。この非蒸着領域121中には有機EL素子が下層の配線層と電気的に接続するためのコンタクト230が形成される。
In FIG. 7, dotted lines indicate pixel boundaries where pixels are formed, and organic EL elements constituting R, G, and
この図7の画素配列を形成する蒸着マスクは、開口部151を六角形状としたものである点を除いて、実施の形態1の図5において、図5と同様ものとなる。
The vapor deposition mask for forming the pixel array of FIG. 7 is the same as that of FIG. 5 in FIG. 5 of
このような蒸着マスクを使用して有機EL素子を形成すると、たとえば、画素ピッチをa=150μmとし、蒸着誤差をx=15μmとした場合に、各画素110の実際の発光領域の面積は2,206μm2となる。一方、ストライプ状の画素配列における論理的な画素面積は、7,500μm2であるので、論理的な画素面積に対する発光領域の面積の比である開口率は、0.294となり、背景技術で説明した図9の金属部352を有するストライプ状の蒸着マスク350で画素を形成した場合の開口率の0.213に比して大幅に改善される。
When an organic EL element is formed using such a vapor deposition mask, for example, when the pixel pitch is a = 150 μm and the vapor deposition error is x = 15 μm, the actual area of the light emitting region of each pixel 110 is 2 206 μm 2 . On the other hand, since the logical pixel area in the stripe pixel arrangement is 7,500 μm 2 , the aperture ratio, which is the ratio of the area of the light emitting region to the logical pixel area, is 0.294, which will be described in the background art. Compared with the aperture ratio of 0.213 when pixels are formed with the stripe-shaped
本実施の形態2によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、上述した説明では、R,G,Bの3色で画素を形成した場合を例に挙げたが、4色以上の色で画素を形成する場合にも適用することができる。たとえば、1つの絵素内にn色の画素を形成する場合には、絵素の面積Sをm等分し(ここで、n,mともに自然数で、m>n)、S/mの面積を有するn個の正方形状または六角形状の画素を絵素内に配置し、残りの領域をコンタクト形成領域とすればよい。そして、絵素内のある色の画素が、横方向と縦方向のそれぞれに一直線上に配列するように、絵素内に画素を配置するとともに、絵素を配置すればよい。 In the above description, the case where pixels are formed with three colors of R, G, and B has been described as an example, but the present invention can also be applied to the case where pixels are formed with four or more colors. For example, when n-color pixels are formed in one picture element, the area S of the picture element is equally divided into m (where n and m are natural numbers, m> n), and the area of S / m. N pixels having a square shape or hexagonal shape may be arranged in a picture element, and the remaining region may be used as a contact formation region. Then, the pixels may be arranged in the picture elements and the picture elements may be arranged so that the pixels of a certain color in the picture elements are arranged in a straight line in each of the horizontal direction and the vertical direction.
また、上述した説明では、トップエミッション型の画像表示装置の場合を例に挙げたが、これに限られる趣旨ではなく、ボトムエミッション型の画像表示装置の場合でも、上記の実施の形態1〜2を適用することができる。 Further, in the above description, the case of the top emission type image display device has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the above embodiments 1-2 are also applied to the case of the bottom emission type image display device. Can be applied.
以上のように、この発明にかかる画像表示装置は、有機EL素子を発光層として用いる画像表示装置に有用である。 As described above, the image display device according to the present invention is useful for an image display device using an organic EL element as a light emitting layer.
1 基板
2 画素回路
3 信号線駆動回路
4 走査線駆動回路
5 信号線
6 走査線
7 アース線
8 電流源
21 発光素子
22 ドライバ素子
23 コンデンサ
24 スイッチング素子
100 絵素
101,101−1〜101−4 小正方形
111 六角形
110,110−1〜110−3,110R,110G,110B 画素
120 コンタクト形成領域
121 非蒸着領域
150 蒸着マスク
151 開口部
210 配線領域
211 発光層
212 アノード配線層
213 カソード配線層
214 接続補助層
215 絶縁層
221 平坦化層
222,224 薄膜トランジスタ(TFT)
225 導電層
226 穴構造
227 隔壁
228 封止基板
230,230R,230G,230B コンタクト
DESCRIPTION OF
225
Claims (3)
前記絵素は、n個の画素の全てが、前記絵素内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素は、その大きさが前記絵素のm分の1(mは4以上の自然数)の面積に等しくなるように構成され、
前記第1の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第1の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
前記第2の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第2の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
前記絵素内の前記画素が配置されない領域に、前記有機EL素子と該有機EL素子を駆動する回路素子とを電気的に接続する穴構造のコンタクトが形成され、
前記絵素は、正方形状を有し、前記絵素の4分の1の面積に等しい3個の正方形状の画素が配置された構造を有し、
前記正方形状の画素は、前記正方形状の絵素を面積の等しい2つの長方形に分割した一方の長方形内に2つ配置され、他方の長方形内の中央に1つ配置されたことを特徴とする画像表示装置。
A pixel composed of n pixels of different colors (n is a natural number of 3 or more), which includes an organic EL element, is arranged in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction. In an image display device that is arranged in a plurality of grids,
The picture elements are arranged so that all n pixels are not arranged in one direction within the picture element, and each pixel has a size that is 1 / m of the picture element (m is 4). It is configured to be equal to the area of the above natural number)
Pixels of the same color in the picture elements adjacent in the first direction are arranged in the picture elements so as to be linearly arranged in the first direction,
Pixels of the same color in the picture elements adjacent in the second direction are arranged in the picture elements so as to be linearly arranged in the second direction,
A contact having a hole structure that electrically connects the organic EL element and a circuit element that drives the organic EL element is formed in a region in the pixel where the pixel is not disposed ,
The picture element has a square shape, and has a structure in which three square pixels equal to a quarter of the area of the picture element are arranged,
Two square pixels are arranged in one rectangle obtained by dividing the square picture element into two rectangles having the same area, and one pixel is arranged in the center of the other rectangle. Image display device.
前記絵素は、n個の画素の全てが、前記絵素内で一方向に配列しないように配置されるとともに、各画素は、その大きさが前記絵素のm分の1(mは4以上の自然数)の面積に等しくなるように構成され、
前記第1の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第1の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
前記第2の方向に隣接する絵素内の同じ色の画素は、前記第2の方向に直線状に配列するように、前記絵素内に配置され、
前記絵素内の前記画素が配置されない領域に、前記有機EL素子と該有機EL素子を駆動する回路素子とを電気的に接続する穴構造のコンタクトが形成され、
前記絵素は、略正方形状を有し、前記絵素の4分の1の面積に等しい3個の六角形状の画素が、その輪郭を接するように配置された構造を有することを特徴とする画像表示装置。
A pixel composed of n pixels of different colors (n is a natural number of 3 or more), which includes an organic EL element, is arranged in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction. In an image display device that is arranged in a plurality of grids,
The picture elements are arranged so that all n pixels are not arranged in one direction within the picture element, and each pixel has a size that is 1 / m of the picture element (m is 4). It is configured to be equal to the area of the above natural number)
Pixels of the same color in the picture elements adjacent in the first direction are arranged in the picture elements so as to be linearly arranged in the first direction,
Pixels of the same color in the picture elements adjacent in the second direction are arranged in the picture elements so as to be linearly arranged in the second direction,
A contact having a hole structure that electrically connects the organic EL element and a circuit element that drives the organic EL element is formed in a region in the pixel where the pixel is not disposed,
The picture element has a substantially square shape, and has a structure in which three hexagonal pixels equal to a quarter of the area of the picture element are arranged so as to touch the outline thereof. Image display device.
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