有机el显示装置的制作方法
专利名称：有机el显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用有机电致发光(EL)器件的有机EL显示装置。
背景技术：
在有机EL显示装置中，在基板上矩阵状布置均包含有机EL器件的多个像素。在所述像素中的每一个中，有机EL器件与用于驱动有机EL器件的驱动薄膜晶体管(TFT)和用于向有机EL器件供给电力的电源线串联连接。有机EL器件响应于从电源线供给的电力而发光，并且，发射的光射出到有机EL显示装置外部。作为有机EL器件的问题之一，低的光提取效率是已知的。其原因是，在有机EL器件中，光以各种角度从发光层射出，并由此在保护层和外部空间之间的界面处产生大量的全反射成分，这导致发射的光禁闭(confinement)在器件内。为了解决该问题，已提出了各种结构。日本专利申请公开No. 2004-039500公开了在用于密封有机EL器件的硅氧氮化物 (SiNxOy)膜上布置由树脂制成的透镜阵列以由此提高正面方向的光提取效率的结构。在日本专利申请公开No. 2004-039500中公开的包含透镜阵列的结构中，能够通过光会聚效果提高显示装置的正面亮度。同时，显示装置的斜方向的亮度降低，因此不能获得大的视角。此外，上述的问题不仅出现于使用透镜阵列的有机EL器件中，而且出现于具有缓冲效果的有机EL器件中。在这种情况下，亮度沿获得相长干涉效应(constructive interference effect)的方向增力Π，而亮度沿获得相消干涉效应(destructive interference effect)的方向减小。该结构也不能获得大的视角。根据用户使用有机EL显示装置的情形(situation)，可能需要大的视角。但是， 在这种情形下，难以使用在有机EL器件上设置透镜阵列的结构。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种使用有机EL器件的有机EL显示装置，其中，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。本发明提供一种有机EL显示装置，该有机EL显示装置包括多个像素，所述多个像素中的每一个包含具有相同的色调(hue)和不同的光学特性的第一子像素和第二子像素；与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件；以及用于向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件供给电流的驱动TFT，其中第一子像素具有比第二子像素的正面亮度高的正面亮度，其中所述多个像素中的每一个的第一子像素和第二子像素通过相同的灰度显示信号被独立地控制以发光，并且，其中所述多个像素和所述多个像素的第一子像素分别以交错(staggered)图案被布置。根据本发明，在有机EL显示装置中，所述像素均包含具有不同的光学特性的多个子像素，并且，各子像素的发光时段被独立地控制。这样，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。
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此外，在仅使用具有高的正面亮度的子像素的驱动中，可以使用低电流获得与没有高的正面亮度的子像素的亮度等同的亮度，并由此实现较低的功耗。此外，通过同时或以时间序列驱动具有不同的光学特性的多个子像素，可在维持视角特性的同时提高光利用效率。此外，根据本发明，以交错图案布置像素，并且，以交错图案分别布置多个子像素。 这样，可以提供具有高的分辨率感觉(sense of resolution)的有机EL显示装置。此外， 由于以交错图案布置像素，因此，用于发光时段控制TFT的栅极线可以在不彼此相交的情况下被布置，并且，可以在单个层中形成栅极线。这样，防止栅极线的寄生电容增大，并且， 可以减少栅极控制信号的上升和下降延迟，并且，还能够提供能够降低制造成本或布线短路的可能性的有机EL显示装置。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的结构的示图。图2A和图2B分别是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的像素布置和布线连接形式的示图。图3A和图;3B是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的一个像素的断面结构的示图。图4是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的亮度的角度依赖性的曲线图。图5是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的像素电路的示图。图6是示出具有图5的像素电路的本发明的有机EL显示装置的驱动序列的时序图。图7A和图7B分别是示意性地示出作为比较例的有机EL显示装置的像素布置和布线连接形式的示图。
具体实施例方式以下，参照附图详细描述本发明的实施例。图1是示意性地示出根据本发明的实施例的有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)的结构的平面图。如图1所示，本实施例的有机EL显示装置包含以(m行)X (η列)的矩阵布置多个像素100的显示区域10以及设置在显示区域10的周边的行控制电路11和列控制电路12。这里，“m”和“η”是自然数。显示区域内的每一个像素100的像素电路包含有机EL器件和用于控制要供给到有机 EL器件的电流的晶体管(例如，薄膜晶体管(TFT))。在后面描述每一个像素100的子像素的布置。此外，有机EL器件表示包含两个电极并且包含有机化合物层的结构，该有机化合物层包含发光层并且被布置在所述两个电极之间。从行控制电路11的各输出端子，输出多个栅极控制信号Pl(I) Pl(m)、P2(l) P2(m)、P31⑴ P31(m)、以及P32(l) P32 (m)。向着每一行的像素电路，通过栅极线111 输入栅极控制信号Pl，通过栅极线112输入栅极控制信号P2，通过栅极线1131输入栅极控制信号P31，并且通过栅极线1132输入栅极控制信号P32。视频信号被输入到列控制电路12，并且，作为灰度显示信号的数据电压Vdata和基准电压Vsl从各输出端子被输出。作为灰度显示信号的数据电压Vdata和基准电压Vsl通过数据线121被输入到每一列的像素电路。注意，可以单独地设置用于输出数据电压的数据布线和用于输出基准电压的基准电压布线，并且，可以在它们之间切换连接。作为灰度显示信号输入的数据电压取与黑显示 (black display)对应的最小灰度显示信号电压和与白显示(white display)对应的最大灰度显示信号电压之间的电压值，由此执行灰度显示。参照图2A描述本实施例的有机EL显示装置的像素结构和像素布置。本实施例的有机EL显示装置包含分别具有红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种不同色调的像素100R、 100G和100B。如图2A所示，以平面(planar)状态在显示区域内布置这些像素。此外，显示区域内的每一个像素100包含具有相同的色调和不同的光学特性的多个子像素。子像素表示这样的区域在该区域中，在与基板垂直的方向上，有机化合物层直接与后面描述的反射电极和上部电极接触并被夹在它们之间。在本实施例中，像素100R包含第一子像素IOlR 和第二子像素102R，像素100G包含第一子像素IOlG和第二子像素102G，并且，像素100B 包含第一子像素IOlB和第二子像素102B。第一子像素101由包含第一有机EL器件和用于控制要供给到第一有机EL器件的电流的TFT的像素电路形成。第二子像素102由包含第二有机EL器件和用于控制要供给到第二有机EL器件的电流的TFT的像素电路形成。在每一个像素100中，对应像素的第一子像素101的像素电路和第二子像素102 的像素电路至少共享驱动TFT。因此，在每一个像素100中，对应像素的第一子像素101的第一有机EL器件和第二子像素102的第二有机EL器件被同一驱动TFT驱动。在本实施例中，第一子像素101是通过如后面描述的那样在有机EL器件之上设置透镜(聚光(condenser)透镜)来增加正面亮度的子像素，并且，第二子像素102是视角比第一子像素101的视角大的没有透镜的子像素。在本发明中，以交错图案(交错布置)布置像素100。这里，交错布置表示这样的配置其中，当关注第η列中的像素、第(η+1)列中的像素和第(η+2)列中的像素时，三个像素中的每一个的重心不位于连接选自这三个像素的两个像素的直线上。关于上述的以交错布置设置的像素，各像素100内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素100中相同，并且，在图2Α和图2Β中，子像素101和102分别位于上侧和下侧。艮口， 子像素101和102也分别以交错图案被布置。如上所述，像素100以交错布置被设置，并且此外，各像素内的具有不同光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素内相同，使得子像素101和102也分别以交错图案被布置。换句话说，分别以交错图案布置像素、子像素101和子像素102。通过该结构，如图 2Α和图2Β所示，子像素101和102的位置沿列方向对于每个列偏移，并由此能够在列方向上以更高的分辨率感觉执行显示。此外，在上述的能够以更高的分辨率感觉执行显示的布置中，如后面描述的那样， 可以布置用于连接发光时段控制TFT和用于向发光时段控制TFT输入控制信号的栅极线的布线，以便不与用于向同一像素内的另一子像素的发光时段控制TFT输入控制信号的栅极线相交。此外，在本实施例中，在上述的能够以更高的分辨率感觉执行显示的布置中，透镜26被布置于以交错布置设置的第一子像素101中的每一个的第一有机EL器件之上。S卩，如图2A所示，透镜沈也以交错布置被设置。当如上面描述的那样以交错布置设置透镜沈时， 与以线性图案布置透镜沈的结构相比，透镜直径可增大到上述结构的透镜直径的约1.6 倍，并且，有助于透镜的光会聚的范围可增加到上述结构的该范围的约2. 5倍。S卩，可提高透镜的光会聚效果。图3A和图;3B是示意性地示出本实施例的有机EL显示装置的一个像素区域的断面结构的示图。如图3A所示，本实施例的有机EL显示装置包括上面形成电路元件部分(未示出)的基板20。电路元件部分包含开关TFT(未示出)、驱动TFT(未示出)和包含扫描信号线、数据线及电源线的栅极线的布线结构(未示出)。在电路元件部分上，形成平坦化层(未示出)。在平坦化层中，形成用于电连接在平坦化层之上形成的电极和电路元件部分的接触孔(未示出)。在显示区域10中，在平坦化层上形成反射电极21。反射电极21通过接触孔与驱动TFT连接。反射电极21优选为光反射部件，并且，例如，可以使用诸如Cr、Al、Ag、Au和 Pt的材料。通过使用光反射部件作为反射电极21，可以提高光提取效率。此外，反射电极 21也可被构造为使得通过上述的这种光反射部件来确保反射功能，并且，通过在光反射部件上形成的诸如ITO膜的透明导电膜来确保作为电极的功能。这种情况下的反射电极21 的反射表面是光反射部件的表面。作为形成和构图反射电极的方法，可以应用公知的方法。 反射电极被单独地设置在第一子像素101和第二子像素102中的每一个中，并且，每个反射电极与电路元件部分连接。以这种方式，可以独立地驱动第一有机EL器件171和第二有机 EL器件172。在反射电极21上，提状物(bank) 22被形成为覆盖反射电极21的边缘。提状物 22具有开口部分，使得反射电极21的中心部分被露出。作为提状物22的材料，可以使用诸如丙烯酸(acrylic)树脂和聚酰亚胺(polyimide)树脂的公知的材料。在反射电极21 上的开口部分中，形成有机化合物层(有机EL层)23。使用遮蔽掩模(shadow mask)的蒸镀(evaporation)方法形成有机化合物层23。有机化合物层23包含发光层，并且，除此以夕卜，还可以包含空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层等。形成有机化合物层 23的包含发光层的有机层可由公知的材料制成。在有机化合物层23上，形成半透明上部电极M。作为上部电极M，可以使用诸如 ITO膜的透明导电膜或者由具有约IOnm 30nm的厚度的诸如Ag和Al的金属材料形成的半透明膜。通过诸如蒸镀方法和溅射方法的公知方法形成上部电极对。上部电极M在显示区域10外部通过接触部分(未示出)与电路元件部分连接。上述的反射电极21、有机化合物层23和上部电极M分别在子像素101和102中形成有机EL器件171和172中的每一个。在上部电极对上，形成用于相对于水分和氧气而保护有机EL器件171和172的密封层25。密封层25包含由无机材料制成的无机层。密封层25可具有单无机层结构或层叠了无机层和由有机树脂等制成的有机层的结构。对于密封层25中的无机层，可以使用诸如硅氮化物(silicon nitride)的公知的无机材料。无机层的厚度优选为大于或等于0. 1 μ m 且小于或等于10 μ m，并且，优选地通过溅射方法、CVD方法和其它类似的方法形成无机层。 这样，可以成功地覆盖有机EL器件，并且可以提高保护性能。此外，在层叠了有机树脂的结构中，有机树脂的厚度优选为1 μ m或更大，以覆盖在该过程期间附着于表面上的未去除的异物，以提高保护性能。注意，在图3A中，保护层25沿提状物22的形状被形成，但作为替代方案，也可被形成为使得其表面平坦。通过使用有机材料，可将表面形成为平坦的。在本实施例中，进一步地，在第一子像素101的第一有机EL器件171之上形成透镜(聚光透镜)26。第二有机EL器件172之上的表面是平坦的。通过该结构，从第一有机 EL器件171发射的光被透镜沈会聚，因此，第一子像素101的正面亮度变得比第二子像素 102的正面亮度高。通过处理树脂材料来形成透镜沈。具体地，可通过压纹(embossing)来形成透镜 26。除了压纹以外，可通过使用以下方法i) ν)中的任一种来形成透镜。i)通过光刻法构图的树脂层经受热处理以由此通过回流(reflow)工艺使树脂层变形为透镜形状的方法。ii)用在面内方向具有分布的光来曝光被形成为具有均勻厚度的可光固化树脂层并然后显影树脂层以由此形成透镜的方法。iii)通过使用离子束、电子束或激光而将被形成为具有均勻厚度的树脂材料的表面处理成透镜形状的方法。iv)在各像素上滴落适量的树脂以用自对准(self-aligning)方式形成透镜的方法。ν)与上面形成了有机EL器件的基板分开地制备上面事先形成了透镜的树脂板并且树脂板和基板均被对准并然后相互附着以由此形成透镜的方法。在保护层25被形成为具有多层形式并且使用有机树脂作为所述层的一部分的情况下，树脂可被处理成透镜形状。在这种情况下，获得图3Β所示的断面结构。树脂的使用使得能够形成平坦的表面，并且，如图3Β所示，没有透镜的区域也可被形成为是平坦的。通过该结构，在上方形成了透镜沈的第一有机EL器件171中，从有机化合物层23 发射的光通过上部电极对。随后，光通过保护层25和透镜沈，并且，射出到有机EL显示装置外部。在其中形成透镜沈的结构中，与省略透镜的情况相比，出射角度变得更接近于与基板垂直的方向。因此，在设置了透镜沈的情况下，更多地提高了与基板垂直的方向上的光会聚效果。即，对于显示装置而言，可以提高正面方向上的光利用效率。此外，在其中形成透镜沈的结构中，从发光层斜着发射的光相对于出射界面的入射角变得更接近直角，由此，进行全反射的光的量减少。作为结果，也可提高光提取效率。同时，在没有透镜的有机EL器件172中，从有机化合物层23的发光层斜着发射的光以更加倾斜的方式从保护层25出射。在本实施例中，子像素101和102如上面描述的那样被形成为具有不同的光学特性。第一子像素101是由于透镜的光会聚效果而具有高的正面亮度的子像素，并且，第二子像素102是其中不执行透镜的光会聚的具有大的视角的子像素。图4是示出像素100R中的第一子像素IOlR和第二子像素102R中的每一个的亮度的角度依赖性的曲线图。在图4中，第二子像素102R的正面亮度被设为1，并且，与正面倾斜的角度的亮度被表示为相对亮度值。如图4所示，第一子像素IOlR表现出高的正面亮度的光学特性，并且，第二子像素102R表现出大视角的光学特性。同样，在像素100G和像素100Β中，在相同结构的情况下获得类似的特性。
在本发明中，形成像素的多个子像素具有相互不同的光学特性的结构的具体例子不限于上述的结构在上述的结构中，在子像素之一中，在有机EL器件的发光表面侧设置透镜。例如，有机EL器件171和172可以是具有不同的光学干涉条件的有机EL器件，以由此增加子像素之一(第一子像素)的正面亮度。以下，描述本实施例的有机EL显示装置的驱动方法和布线布置。图5是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置中的像素中的每一个的像素电路的配置例子的示图。如图5所示，本实施例的有机EL显示装置在各像素中包含作为开关TFT的选择TFT 161、擦除TFT 163、第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制 TFT1642。此外，本实施例的有机EL显示装置包含驱动TFT 162、保持电容器15、第一有机 EL器件171和第二有机EL器件172。此外，电源线13、数据线121、以及栅极线111、112、 1131和1132与像素电路连接。此外，在本实施例中，选择TFT 161、第一发光时段控制TFT 1641、第二发光时段控制TFT 1642和擦除TFT 163均为N型TFT，并且，驱动TFT 162为P 型 TFT。在本实施例的有机EL显示装置中，如图5所示，在第一子像素101和第二子像素 102之间共享由选择TFT 161、擦除TFT 163、驱动TFT 162、保持电容器15、电源线13、数据线121、以及栅极线111和112构成的部分。此外，该部分进一步在驱动TFT 162的漏极端子与擦除TFT 163的一个端子连接的点处以分叉的方式(divergingly)与第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642连接。以下，详细描述连接形式。选择TFT 161具有与栅极线111连接的栅极端子、与数据线121连接的一个端子和与保持电容器15连接的剩余端子。擦除TFT 163具有与栅极线112连接的栅极端子和与驱动TFT162的栅极端子连接的一个端子。此外，擦除TFT 163的剩余端子与驱动TFT 162的漏极端子、第一发光时段控制TFT 1641的漏极端子和第二发光时段控制TFT 1642的漏极端子连接。驱动TFT 162具有与电源线13连接的源极端子以及与擦除TFT163的所述剩余端子、第一发光时段控制TFT 1641的漏极端子和第二发光时段控制TFT 1642的漏极端子连接的漏极端子。第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642具有分别与栅极线 1131和栅极线1132连接的栅极端子、以及分别与第一有机EL器件171的阳极和第二有机 EL器件172的阳极连接的源极端子。第一有机EL器件171和第二有机EL器件172均具有与接地线14连接的阴极。保持电容器15被布置在驱动TFT 162的栅极端子和擦除TFT 163的所述一个端子与选择TFT 161之间。在本实施例的有机EL显示装置中，有机EL器件171与第一子像素101对应，并且，有机EL器件172与第二子像素102对应。有机EL器件171和172分别被第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642控制以发光。在本实施例的结构中，第一发光时段控制TFT 1641的栅极端子和第二发光时段控制TFT 1642的栅极端子分别与独立的栅极线1131和1132连接。作为结果，通过栅极控制信号P31和P32，第一子像素101和第二子像素102可被独立地控制以发光。因此，第一子像素101和第二子像素102可同时接通或关断，或者可被驱动以独立地接通或关断。此外，第一有机EL器件171和第二有机EL器件172从同一驱动TFT 162被供给电流，由此通过同一灰度显示信号来控制发光。当第一子像素101和第二子像素102被独立地驱动时，在只有第二子像素102接通的情况下，实现具有大的视角的显示。此外，在只有第一子像素101接通的情况下，虽然视角减小，但是，实现具有高的正面亮度的显示。此外，通过以低电流驱动具有高的正面亮度的第一子像素101，可使用低电流获得与没有高的正面亮度的像素的亮度相同的亮度，并由此实现较低的功耗。因此，在本实施例的有机EL显示装置中，根据用户的需要，可以选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度的显示”、“具有大的视角的显示”或“具有较低的功耗的显示”。当同时驱动第一子像素101和第二子像素102时，由于具有高的正面亮度的第一子像素101，因此，可以增加正面亮度，并且，由于具有大的视角的第二子像素102，因此，可以抑制斜方向上的亮度的减小，使得改善视角特性。即，在维持视角特性的同时，实现具有高的光利用效率的显示。下面，描述本发明的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置。图2B是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置的示图。在图2B中，省略图2A所示的透镜的示图。此外，关于栅极线，只示出用于发光时段控制TFT的栅极线1131和1132，并且，省略用于选择TFT和擦除TFT的栅极线 111和112的示图。在图2B中，实心圆表示节点(node)。在本发明的有机EL显示装置中，以交错布置设置像素100，并且，关于以交错布置设置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素中相同，使得也以交错布置分别设置子像素101和102。作为结果，各行中的像素被布置为以与像素的一半对应的量(与子像素对应的量)沿列方向对于每个列偏移。第a行和第(b+1) 列中的像素100的在列方向上的布置位置处于第a行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置与第(a+Ι)行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置之间。此外，第 a行和第(b+2)列中的像素100的在列方向上的布置位置处于第(a-Ι)行和第(b+Ι)列中的像素100的在列方向上的布置位置与第a行和第(b+Ι)列中的像素100的在列方向上的布置位置之间。换句话说，第a行和第(b+2)列中的像素100的在列方向上的布置位置与第a行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置相同。此外，第a行的栅极线1131 被布置在第a行和第b列中的像素100内的第一子像素101和第二子像素102之间，并且， 还被布置在第(a-Ι)行和第(b+Ι)列中的像素100的第二子像素102与第a行和第(b+1) 列中的像素100的第一子像素101之间。此外，第a行的栅极线1132被布置在第a行和第 b列中的像素100内的第二子像素102与第(a+Ι)行和第b列中的像素100的第一子像素 101之间，并且，还被配置在第a行和第(b+Ι)列中的像素100内的第一子像素101和第二子像素102之间。这里，“a”和“b”是自然数。通过该结构，在不与栅极线1132相交的情况下，栅极线1131可与像素中的每一个的具有透镜的第一子像素101的发光时段控制TFT1641的栅极端子连接。此外，在不与栅极线1131相交的情况下，栅极线1132可与像素中的每一个的没有透镜的第二子像素102 的发光时段控制TFT 1642的栅极端子连接。参照作为例子的图7A，描述本实施例的比较例的像素布置、布线连接形式和布线布置。除了像素布置、布线连接形式和布线布置以外，本比较例的有机EL显示装置在显示装置的层结构和像素电路等上与本发明的有机EL显示装置类似。以下描述不同点。在本比较例中，沿行方向和列方向中的任一个以线性图案布置像素100。关于以线性图案布置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在第b列和第(b+Ι)列中交替改变。在图7A和图7B中，上下位置沿行方向交替。这样，子像素101和 102分别以交错布置被设置，并且，与本发明类似，实现具有高的分辨率感觉的显示。即，仅子像素以交错布置被设置。此外，透镜被布置在以交错布置被设置的第一子像素101中的每一个的有机EL器件之上，并且，透镜沈也以交错布置被设置。以这种方式，透镜直径可增加到以线性图案布置透镜26的结构的约1.6倍，并且，有助于透镜的光会聚的范围可增加到上述结构的该范围的约2. 5倍。S卩，可增强透镜沈的光会聚效果。图7B是示意性地示出本比较例的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置的示图。在图7B中，省略图7A所示的透镜的示图。此外，关于栅极线，只示出用于发光时段控制TFT的栅极线1131和1132。用于选择TFT和擦除TFT的栅极线111和112的示图被省略。在本比较例的有机EL显示装置中，以线性图案布置像素。因此，为了分别连接发光时段控制TFT 1641和1642的栅极端子与栅极线1131和1132，如图7B所示，与第a行对应的栅极线1131和1132被布置为通过第a行中的像素100。当栅极线1131和1132由单个层形成时，在每隔一个的列中产生通过发光时段控制TFT 1641连接栅极线1131与第一有机EL器件171的布线路径与栅极线1132相交的位置。类似地，在每隔一个的列中产生通过发光时段控制TFT 1642连接栅极线1132与第二有机EL器件172的布线路径与栅极线1131相交的位置。作为结果，在本比较例的有机EL显示装置中，需要如下面描述的那样设定这些相交位置处的布线结构。例如，栅极线1131和1132由两个层形成，并且，在这两个层之间设置绝缘层。作为替代方案，需要发光时段控制TFT 1641和1642以横穿(pass across)栅极线1132和1131的方式通过在与栅极线的层不同的层中形成的布线分别与有机EL器件 171和172连接。在相交位置处，在上述布线结构中的任一个中，由于在栅极线1131或1132和与其相交的布线之间产生的寄生电容，栅极线1131或1132的寄生电容增加。因此，会在栅极控制信号P31或P32中出现上升和下降延迟。从显示区域10的周边中的行控制电路11输入栅极控制信号，并且，在本比较例中，在每隔一个的列中的栅极线1131或1132中产生相交位置。作为结果，栅极控制信号 P31或P32的上述上升和下降延迟向着显示区域10的内部变大。因此，会出现亮度不均勻性。此外，在形成两层的栅极线1131和1132并且在这两个层之间设置绝缘层的情况下，制造成本增加。此外，在使用与栅极线的层不同的层作为在分别横穿栅极线1132和1131的同时连接发光时段控制TFT 1641和1642及有机EL器件171和172的布线的情况下，出现以下问题。即，由于在层中形成新的布线，因此，由于在制造过程期间产生的异物等，特别是新布线和同一层中的布线之间短路的可能性增加。在比较例的有机EL显示装置中，以交错布置分别设置子像素101和102，以由此实现具有高的分辨率感觉的显示和透镜直径的增加。但是，在比较例中，以线性图案布置像素，并且，各像素内的子像素101和102的位置对于每个列改变。作为结果，在每隔一个的列中产生连接栅极线1131和1132及子像素101和102的发光时段控制TFT1641和1642 的栅极端子的布线分别与栅极线1132和1131相交的位置。另一方面，在本发明的有机EL显示装置中，以交错布置设置像素100。此外，关于以交错布置设置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素中是相同的，使得子像素101和102也分别以交错布置被设置。通过该结构，子像素101和102的发光时段控制TFT 1641和1642的栅极端子分别在不与栅极线1132和 1131相交的情况下与栅极线1131和1132连接。具体地，在像素100内的第一子像素101 和第二子像素102之间布置栅极线1131和1132中的一个，并且，在相邻的像素之间布置栅极线1131和1132中的另一个。更具体而言，在第b列中，在像素100R内的第一子像素 IOlR和第二子像素102R之间布置栅极线1131，并且，在相邻的两个像素100R之间布置栅极线1132。在第(b+Ι)列中，在相邻的两个像素100G之间布置栅极线1131，并且，在像素 100G内的第一子像素IOlG和第二子像素102G之间布置栅极线1132。这样，能够防止栅极线1131和1132的上述的寄生电容的增加。此外，可由单个层形成栅极线1131和1132。这样，防止产生上述的问题，即，制造成本的增加和布线短路的可能性的增加。图6示出具有图5的像素电路的本发明的有机EL显示装置的第i行中的像素电路的驱动序列的时序图的例子。本实施例中的驱动序列在一帧内包含将灰度显示信号写入到像素中的每一个的编程(program)时段㈧ (D)。此外，剩余的时段以任意的比率被划分为目标像素的有机EL器件发光的发光时段(E)和目标像素的有机EL器件被控制为不发光的非发光时段(F)。与编程时段对应的时段(A) (D)涉及目标列的目标行，并且，被分成灰度显示信号被写入到目标像素的目标行编程时段(B)和(C)以及灰度显示信号被写入到目标行以外的行中的像素的其它行编程时段㈧和⑶。目标行编程时段由排出(discharge)时段(B) 和写入时段(C)构成。V(i-l)、V(i)和V(i+1)分别表示在一帧时段期间被输入到目标列中的第(i_l)行(目标行的前一行)中的像素电路、第i行(目标行)中的像素电路、以及第(i+Ι)行(目标行的后一行)中的像素电路的各数据电压Vdata。以下，描述驱动序列中的各时段期间的操作。(A)其它行编程时段(在目标行编程时段之前)在该时段期间，在目标行中的像素电路中，低电平(L电平)信号被输入到栅极线 111作为Pl (i)，并且，选择TFT 161处于截止状态。并且，L电平信号被输入到栅极线112 作为P2 (i)，并且，擦除TFT 163处于截止状态。在该状态下，作为与前一行有关的灰度显示信号的数据电压V(i-l)不被输入到作为目标行的第i行中的像素电路。L电平信号被输入到栅极线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642均处于截止状态。(B)排出时段在该时段期间，高电平(H电平)信号被输入到栅极线111、112和1131，并且，选择TFT 161、擦除TFT 163和发光时段控制TFT 1641处于导通状态。L电平信号被输入到栅极线1132，并且，发光时段控制TFT 1642处于截止状态。并且，对于数据线121设定作为目标行的灰度显示信号的数据电压V⑴，并且，数据电压V⑴被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。由于擦除TFT 163被接通，因此，驱动TFT 162的栅极端子与接地线14通过发光时段控制TFT 1641和有机EL器件171相互连接。然后，驱动TFT 162的栅极电压不管最后时间的电压值如何都变为接近接地线电势Vocom的电压，以接通驱动TFT 162。(C)写入时段在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。这样，电流从驱动TFT 162的漏极端子流向栅极端子，并且， 驱动TFT 162的栅极-源极电压变得接近驱动TFT 162的阈值电压。此时的驱动TFT 162 的栅极电压被输入到保持电容器15的与驱动TFT 162的栅极端子连接的端子。并且，从时段(B)连续地，对于数据线121设定作为目标行的灰度显示信号的数据电压V(i)，并且，数据电压V(i)被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。保持电容器15以与驱动 TFT162的栅极电压和数据电压V(i)之间的差值电压对应的量充电，并由此执行灰度显示信号的编程。(D)其它行编程时段(在目标行编程时段之后)在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线111、112、1131和1132，并且，选择TFT 161、擦除TFT 163和发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。因此，即使当数据线电压变为作为与下一行有关的灰度显示信号的数据电压V(i+1)时，在时段(C)期间充电的保持电容器15中的电荷也被保持。(E)发光时段在该时段期间，H电平信号被输入到栅极线111，并且，选择TFT 161处于导通状态。并且，对于数据线121设定基准电压Vsl。作为结果，基准电压Vsl被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。在该时段期间，擦除TFT 163处于截止状态，并由此保持在时段(C)期间充电的保持电容器15中的电荷。作为结果，驱动TFT 162的栅极电压以数据电压V(i)和基准电压Vsl之间的差值的量改变。然后，H电平信号在时段(E)和(F)期间被输入到栅极线111，并且，L电平信号在时段(E)和(F)期间被输入到栅极线112。作为结果，在时段(E)和(F)期间维持选择 TFT 161的导通状态和擦除TFT 163的截止状态，并且，在该时段期间以恒定的电压保持驱动TFT 162的栅极电压。并且，在该时段期间，H电平信号被输入到栅极线1131，并且，发光时段控制TFT 1641处于导通状态。作为结果，与驱动TFT 162的栅极电压对应的电流被供给到有机EL器件171，并且，有机EL器件171(第一子像素101)发射具有与供给的电流对应的灰度的亮度的光。并且，在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线1132，并且，发光时段控制TFT 1642处于截止状态。作为结果，有机EL器件172不被接通，并且，不在第二子像素102中出现发光。在本实施例中，第一子像素101中的有机EL器件171是具有高的正面亮度的有机 EL器件，由此，在该发光时段(E)期间，实现具有高的正面亮度的显示。(F)非发光时段在该时段期间，L电平信号被输入到数据线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。作为结果，在该时段期间，有机EL器件171和172不发光。在通过上述的驱动序列执行的驱动中，在发光时段(E)期间，第一子像素101发光，但本发明不限于此。在本发明的有机EL显示装置中，通过在发光时段(E)期间切换发光时段控制TFT 1641和1642的导通/截止状态，可以任意地选择第一子像素101和第二子像素102来发光。例如，在发光时段(E)期间，发光时段控制TFT 1641可被关断，并且， 发光时段控制TFT 1642可被接通，以由此实现具有大的视角的显示。此外，在发光时段(E)期间，发光时段控制TFT 1641和1642可被驱动以均被接通。在这种情况下，由于具有高的正面亮度的第一子像素101，因此，可以增加正面亮度，并且，由于具有大的视角的第二子像素102，因此，可以抑制斜方向上的亮度的降低，使得改善视角特性。即，在维持视角特性的同时，实现具有高的光利用效率的显示。注意，图5所示的像素电路和图6所示的驱动序列仅是本发明的实施例的例子，并且，本发明不限于这些像素电路和驱动序列。虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式以及等同的结构和功能。(附图标记列表)100 像素101第一子像素102第二子像素26 透镜171、172 有机 EL 器件162 驱动 TFT1641,1642 发光时段控制 TFT。
权利要求
1.一种有机EL显示装置，包括多个像素， 所述多个像素中的每一个包含具有相同的色调和不同的光学特性的第一子像素和第二子像素； 与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件；以及用于向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件供给电流的驱动TFT，其中，第一子像素具有比第二子像素的正面亮度高的正面亮度， 其中，所述多个像素中的每一个的第一子像素和第二子像素通过相同的灰度显示信号被独立地控制以发光，以及其中，分别以交错图案布置所述多个像素和所述多个像素的第一子像素。
2.根据权利要求1的有机EL显示装置，其中，第一子像素在与第一子像素对应的有机 EL器件的光提取侧包含透镜。
3.根据权利要求1的有机EL显示装置， 其中，所述多个像素中的每一个还包含用于控制与第一子像素对应的有机EL器件的发光时段的第一发光时段控制TFT ；和用于控制与第二子像素对应的有机EL器件的发光时段的第二发光时段控制TFT， 其中，所述驱动TFT通过第一发光时段控制TFT和第二发光时段控制TFT中的对应的一个向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件之一供给电流，以及其中，在所述多个像素中的每一个中，在第一子像素和第二子像素之间，设置用于控制第一发光时段控制TFT的第一栅极线和用于控制第二发光时段控制TFT的第二栅极线中的任一个。
全文摘要
本发明涉及有机EL显示装置。提供一种有机EL显示装置，在该有机EL显示装置中，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。像素均包含具有相互不同的光学特性的子像素(101、102)，并且，分别以交错图案布置像素和子像素。此外，子像素(101、102)被独立地控制。
文档编号G09G3/32GK102479484SQ20111037202
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月22日 优先权日2010年11月25日
发明者佐藤信彦, 森山孝志, 玉木顺也 申请人:佳能株式会社
技术领域：
本发明涉及使用有机电致发光(EL)器件的有机EL显示装置。
背景技术：
在有机EL显示装置中，在基板上矩阵状布置均包含有机EL器件的多个像素。在所述像素中的每一个中，有机EL器件与用于驱动有机EL器件的驱动薄膜晶体管(TFT)和用于向有机EL器件供给电力的电源线串联连接。有机EL器件响应于从电源线供给的电力而发光，并且，发射的光射出到有机EL显示装置外部。作为有机EL器件的问题之一，低的光提取效率是已知的。其原因是，在有机EL器件中，光以各种角度从发光层射出，并由此在保护层和外部空间之间的界面处产生大量的全反射成分，这导致发射的光禁闭(confinement)在器件内。为了解决该问题，已提出了各种结构。日本专利申请公开No. 2004-039500公开了在用于密封有机EL器件的硅氧氮化物 (SiNxOy)膜上布置由树脂制成的透镜阵列以由此提高正面方向的光提取效率的结构。在日本专利申请公开No. 2004-039500中公开的包含透镜阵列的结构中，能够通过光会聚效果提高显示装置的正面亮度。同时，显示装置的斜方向的亮度降低，因此不能获得大的视角。此外，上述的问题不仅出现于使用透镜阵列的有机EL器件中，而且出现于具有缓冲效果的有机EL器件中。在这种情况下，亮度沿获得相长干涉效应(constructive interference effect)的方向增力Π，而亮度沿获得相消干涉效应(destructive interference effect)的方向减小。该结构也不能获得大的视角。根据用户使用有机EL显示装置的情形(situation)，可能需要大的视角。但是， 在这种情形下，难以使用在有机EL器件上设置透镜阵列的结构。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种使用有机EL器件的有机EL显示装置，其中，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。本发明提供一种有机EL显示装置，该有机EL显示装置包括多个像素，所述多个像素中的每一个包含具有相同的色调(hue)和不同的光学特性的第一子像素和第二子像素；与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件；以及用于向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件供给电流的驱动TFT，其中第一子像素具有比第二子像素的正面亮度高的正面亮度，其中所述多个像素中的每一个的第一子像素和第二子像素通过相同的灰度显示信号被独立地控制以发光，并且，其中所述多个像素和所述多个像素的第一子像素分别以交错(staggered)图案被布置。根据本发明，在有机EL显示装置中，所述像素均包含具有不同的光学特性的多个子像素，并且，各子像素的发光时段被独立地控制。这样，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。
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此外，在仅使用具有高的正面亮度的子像素的驱动中，可以使用低电流获得与没有高的正面亮度的子像素的亮度等同的亮度，并由此实现较低的功耗。此外，通过同时或以时间序列驱动具有不同的光学特性的多个子像素，可在维持视角特性的同时提高光利用效率。此外，根据本发明，以交错图案布置像素，并且，以交错图案分别布置多个子像素。 这样，可以提供具有高的分辨率感觉(sense of resolution)的有机EL显示装置。此外， 由于以交错图案布置像素，因此，用于发光时段控制TFT的栅极线可以在不彼此相交的情况下被布置，并且，可以在单个层中形成栅极线。这样，防止栅极线的寄生电容增大，并且， 可以减少栅极控制信号的上升和下降延迟，并且，还能够提供能够降低制造成本或布线短路的可能性的有机EL显示装置。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的结构的示图。图2A和图2B分别是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的像素布置和布线连接形式的示图。图3A和图;3B是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的一个像素的断面结构的示图。图4是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的亮度的角度依赖性的曲线图。图5是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的像素电路的示图。图6是示出具有图5的像素电路的本发明的有机EL显示装置的驱动序列的时序图。图7A和图7B分别是示意性地示出作为比较例的有机EL显示装置的像素布置和布线连接形式的示图。
具体实施例方式以下，参照附图详细描述本发明的实施例。图1是示意性地示出根据本发明的实施例的有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)的结构的平面图。如图1所示，本实施例的有机EL显示装置包含以(m行)X (η列)的矩阵布置多个像素100的显示区域10以及设置在显示区域10的周边的行控制电路11和列控制电路12。这里，“m”和“η”是自然数。显示区域内的每一个像素100的像素电路包含有机EL器件和用于控制要供给到有机 EL器件的电流的晶体管(例如，薄膜晶体管(TFT))。在后面描述每一个像素100的子像素的布置。此外，有机EL器件表示包含两个电极并且包含有机化合物层的结构，该有机化合物层包含发光层并且被布置在所述两个电极之间。从行控制电路11的各输出端子，输出多个栅极控制信号Pl(I) Pl(m)、P2(l) P2(m)、P31⑴ P31(m)、以及P32(l) P32 (m)。向着每一行的像素电路，通过栅极线111 输入栅极控制信号Pl，通过栅极线112输入栅极控制信号P2，通过栅极线1131输入栅极控制信号P31，并且通过栅极线1132输入栅极控制信号P32。视频信号被输入到列控制电路12，并且，作为灰度显示信号的数据电压Vdata和基准电压Vsl从各输出端子被输出。作为灰度显示信号的数据电压Vdata和基准电压Vsl通过数据线121被输入到每一列的像素电路。注意，可以单独地设置用于输出数据电压的数据布线和用于输出基准电压的基准电压布线，并且，可以在它们之间切换连接。作为灰度显示信号输入的数据电压取与黑显示 (black display)对应的最小灰度显示信号电压和与白显示(white display)对应的最大灰度显示信号电压之间的电压值，由此执行灰度显示。参照图2A描述本实施例的有机EL显示装置的像素结构和像素布置。本实施例的有机EL显示装置包含分别具有红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种不同色调的像素100R、 100G和100B。如图2A所示，以平面(planar)状态在显示区域内布置这些像素。此外，显示区域内的每一个像素100包含具有相同的色调和不同的光学特性的多个子像素。子像素表示这样的区域在该区域中，在与基板垂直的方向上，有机化合物层直接与后面描述的反射电极和上部电极接触并被夹在它们之间。在本实施例中，像素100R包含第一子像素IOlR 和第二子像素102R，像素100G包含第一子像素IOlG和第二子像素102G，并且，像素100B 包含第一子像素IOlB和第二子像素102B。第一子像素101由包含第一有机EL器件和用于控制要供给到第一有机EL器件的电流的TFT的像素电路形成。第二子像素102由包含第二有机EL器件和用于控制要供给到第二有机EL器件的电流的TFT的像素电路形成。在每一个像素100中，对应像素的第一子像素101的像素电路和第二子像素102 的像素电路至少共享驱动TFT。因此，在每一个像素100中，对应像素的第一子像素101的第一有机EL器件和第二子像素102的第二有机EL器件被同一驱动TFT驱动。在本实施例中，第一子像素101是通过如后面描述的那样在有机EL器件之上设置透镜(聚光(condenser)透镜)来增加正面亮度的子像素，并且，第二子像素102是视角比第一子像素101的视角大的没有透镜的子像素。在本发明中，以交错图案(交错布置)布置像素100。这里，交错布置表示这样的配置其中，当关注第η列中的像素、第(η+1)列中的像素和第(η+2)列中的像素时，三个像素中的每一个的重心不位于连接选自这三个像素的两个像素的直线上。关于上述的以交错布置设置的像素，各像素100内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素100中相同，并且，在图2Α和图2Β中，子像素101和102分别位于上侧和下侧。艮口， 子像素101和102也分别以交错图案被布置。如上所述，像素100以交错布置被设置，并且此外，各像素内的具有不同光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素内相同，使得子像素101和102也分别以交错图案被布置。换句话说，分别以交错图案布置像素、子像素101和子像素102。通过该结构，如图 2Α和图2Β所示，子像素101和102的位置沿列方向对于每个列偏移，并由此能够在列方向上以更高的分辨率感觉执行显示。此外，在上述的能够以更高的分辨率感觉执行显示的布置中，如后面描述的那样， 可以布置用于连接发光时段控制TFT和用于向发光时段控制TFT输入控制信号的栅极线的布线，以便不与用于向同一像素内的另一子像素的发光时段控制TFT输入控制信号的栅极线相交。此外，在本实施例中，在上述的能够以更高的分辨率感觉执行显示的布置中，透镜26被布置于以交错布置设置的第一子像素101中的每一个的第一有机EL器件之上。S卩，如图2A所示，透镜沈也以交错布置被设置。当如上面描述的那样以交错布置设置透镜沈时， 与以线性图案布置透镜沈的结构相比，透镜直径可增大到上述结构的透镜直径的约1.6 倍，并且，有助于透镜的光会聚的范围可增加到上述结构的该范围的约2. 5倍。S卩，可提高透镜的光会聚效果。图3A和图;3B是示意性地示出本实施例的有机EL显示装置的一个像素区域的断面结构的示图。如图3A所示，本实施例的有机EL显示装置包括上面形成电路元件部分(未示出)的基板20。电路元件部分包含开关TFT(未示出)、驱动TFT(未示出)和包含扫描信号线、数据线及电源线的栅极线的布线结构(未示出)。在电路元件部分上，形成平坦化层(未示出)。在平坦化层中，形成用于电连接在平坦化层之上形成的电极和电路元件部分的接触孔(未示出)。在显示区域10中，在平坦化层上形成反射电极21。反射电极21通过接触孔与驱动TFT连接。反射电极21优选为光反射部件，并且，例如，可以使用诸如Cr、Al、Ag、Au和 Pt的材料。通过使用光反射部件作为反射电极21，可以提高光提取效率。此外，反射电极 21也可被构造为使得通过上述的这种光反射部件来确保反射功能，并且，通过在光反射部件上形成的诸如ITO膜的透明导电膜来确保作为电极的功能。这种情况下的反射电极21 的反射表面是光反射部件的表面。作为形成和构图反射电极的方法，可以应用公知的方法。 反射电极被单独地设置在第一子像素101和第二子像素102中的每一个中，并且，每个反射电极与电路元件部分连接。以这种方式，可以独立地驱动第一有机EL器件171和第二有机 EL器件172。在反射电极21上，提状物(bank) 22被形成为覆盖反射电极21的边缘。提状物 22具有开口部分，使得反射电极21的中心部分被露出。作为提状物22的材料，可以使用诸如丙烯酸(acrylic)树脂和聚酰亚胺(polyimide)树脂的公知的材料。在反射电极21 上的开口部分中，形成有机化合物层(有机EL层)23。使用遮蔽掩模(shadow mask)的蒸镀(evaporation)方法形成有机化合物层23。有机化合物层23包含发光层，并且，除此以夕卜，还可以包含空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层等。形成有机化合物层 23的包含发光层的有机层可由公知的材料制成。在有机化合物层23上，形成半透明上部电极M。作为上部电极M，可以使用诸如 ITO膜的透明导电膜或者由具有约IOnm 30nm的厚度的诸如Ag和Al的金属材料形成的半透明膜。通过诸如蒸镀方法和溅射方法的公知方法形成上部电极对。上部电极M在显示区域10外部通过接触部分(未示出)与电路元件部分连接。上述的反射电极21、有机化合物层23和上部电极M分别在子像素101和102中形成有机EL器件171和172中的每一个。在上部电极对上，形成用于相对于水分和氧气而保护有机EL器件171和172的密封层25。密封层25包含由无机材料制成的无机层。密封层25可具有单无机层结构或层叠了无机层和由有机树脂等制成的有机层的结构。对于密封层25中的无机层，可以使用诸如硅氮化物(silicon nitride)的公知的无机材料。无机层的厚度优选为大于或等于0. 1 μ m 且小于或等于10 μ m，并且，优选地通过溅射方法、CVD方法和其它类似的方法形成无机层。 这样，可以成功地覆盖有机EL器件，并且可以提高保护性能。此外，在层叠了有机树脂的结构中，有机树脂的厚度优选为1 μ m或更大，以覆盖在该过程期间附着于表面上的未去除的异物，以提高保护性能。注意，在图3A中，保护层25沿提状物22的形状被形成，但作为替代方案，也可被形成为使得其表面平坦。通过使用有机材料，可将表面形成为平坦的。在本实施例中，进一步地，在第一子像素101的第一有机EL器件171之上形成透镜(聚光透镜)26。第二有机EL器件172之上的表面是平坦的。通过该结构，从第一有机 EL器件171发射的光被透镜沈会聚，因此，第一子像素101的正面亮度变得比第二子像素 102的正面亮度高。通过处理树脂材料来形成透镜沈。具体地，可通过压纹(embossing)来形成透镜 26。除了压纹以外，可通过使用以下方法i) ν)中的任一种来形成透镜。i)通过光刻法构图的树脂层经受热处理以由此通过回流(reflow)工艺使树脂层变形为透镜形状的方法。ii)用在面内方向具有分布的光来曝光被形成为具有均勻厚度的可光固化树脂层并然后显影树脂层以由此形成透镜的方法。iii)通过使用离子束、电子束或激光而将被形成为具有均勻厚度的树脂材料的表面处理成透镜形状的方法。iv)在各像素上滴落适量的树脂以用自对准(self-aligning)方式形成透镜的方法。ν)与上面形成了有机EL器件的基板分开地制备上面事先形成了透镜的树脂板并且树脂板和基板均被对准并然后相互附着以由此形成透镜的方法。在保护层25被形成为具有多层形式并且使用有机树脂作为所述层的一部分的情况下，树脂可被处理成透镜形状。在这种情况下，获得图3Β所示的断面结构。树脂的使用使得能够形成平坦的表面，并且，如图3Β所示，没有透镜的区域也可被形成为是平坦的。通过该结构，在上方形成了透镜沈的第一有机EL器件171中，从有机化合物层23 发射的光通过上部电极对。随后，光通过保护层25和透镜沈，并且，射出到有机EL显示装置外部。在其中形成透镜沈的结构中，与省略透镜的情况相比，出射角度变得更接近于与基板垂直的方向。因此，在设置了透镜沈的情况下，更多地提高了与基板垂直的方向上的光会聚效果。即，对于显示装置而言，可以提高正面方向上的光利用效率。此外，在其中形成透镜沈的结构中，从发光层斜着发射的光相对于出射界面的入射角变得更接近直角，由此，进行全反射的光的量减少。作为结果，也可提高光提取效率。同时，在没有透镜的有机EL器件172中，从有机化合物层23的发光层斜着发射的光以更加倾斜的方式从保护层25出射。在本实施例中，子像素101和102如上面描述的那样被形成为具有不同的光学特性。第一子像素101是由于透镜的光会聚效果而具有高的正面亮度的子像素，并且，第二子像素102是其中不执行透镜的光会聚的具有大的视角的子像素。图4是示出像素100R中的第一子像素IOlR和第二子像素102R中的每一个的亮度的角度依赖性的曲线图。在图4中，第二子像素102R的正面亮度被设为1，并且，与正面倾斜的角度的亮度被表示为相对亮度值。如图4所示，第一子像素IOlR表现出高的正面亮度的光学特性，并且，第二子像素102R表现出大视角的光学特性。同样，在像素100G和像素100Β中，在相同结构的情况下获得类似的特性。
在本发明中，形成像素的多个子像素具有相互不同的光学特性的结构的具体例子不限于上述的结构在上述的结构中，在子像素之一中，在有机EL器件的发光表面侧设置透镜。例如，有机EL器件171和172可以是具有不同的光学干涉条件的有机EL器件，以由此增加子像素之一(第一子像素)的正面亮度。以下，描述本实施例的有机EL显示装置的驱动方法和布线布置。图5是示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置中的像素中的每一个的像素电路的配置例子的示图。如图5所示，本实施例的有机EL显示装置在各像素中包含作为开关TFT的选择TFT 161、擦除TFT 163、第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制 TFT1642。此外，本实施例的有机EL显示装置包含驱动TFT 162、保持电容器15、第一有机 EL器件171和第二有机EL器件172。此外，电源线13、数据线121、以及栅极线111、112、 1131和1132与像素电路连接。此外，在本实施例中，选择TFT 161、第一发光时段控制TFT 1641、第二发光时段控制TFT 1642和擦除TFT 163均为N型TFT，并且，驱动TFT 162为P 型 TFT。在本实施例的有机EL显示装置中，如图5所示，在第一子像素101和第二子像素 102之间共享由选择TFT 161、擦除TFT 163、驱动TFT 162、保持电容器15、电源线13、数据线121、以及栅极线111和112构成的部分。此外，该部分进一步在驱动TFT 162的漏极端子与擦除TFT 163的一个端子连接的点处以分叉的方式(divergingly)与第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642连接。以下，详细描述连接形式。选择TFT 161具有与栅极线111连接的栅极端子、与数据线121连接的一个端子和与保持电容器15连接的剩余端子。擦除TFT 163具有与栅极线112连接的栅极端子和与驱动TFT162的栅极端子连接的一个端子。此外，擦除TFT 163的剩余端子与驱动TFT 162的漏极端子、第一发光时段控制TFT 1641的漏极端子和第二发光时段控制TFT 1642的漏极端子连接。驱动TFT 162具有与电源线13连接的源极端子以及与擦除TFT163的所述剩余端子、第一发光时段控制TFT 1641的漏极端子和第二发光时段控制TFT 1642的漏极端子连接的漏极端子。第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642具有分别与栅极线 1131和栅极线1132连接的栅极端子、以及分别与第一有机EL器件171的阳极和第二有机 EL器件172的阳极连接的源极端子。第一有机EL器件171和第二有机EL器件172均具有与接地线14连接的阴极。保持电容器15被布置在驱动TFT 162的栅极端子和擦除TFT 163的所述一个端子与选择TFT 161之间。在本实施例的有机EL显示装置中，有机EL器件171与第一子像素101对应，并且，有机EL器件172与第二子像素102对应。有机EL器件171和172分别被第一发光时段控制TFT 1641和第二发光时段控制TFT 1642控制以发光。在本实施例的结构中，第一发光时段控制TFT 1641的栅极端子和第二发光时段控制TFT 1642的栅极端子分别与独立的栅极线1131和1132连接。作为结果，通过栅极控制信号P31和P32，第一子像素101和第二子像素102可被独立地控制以发光。因此，第一子像素101和第二子像素102可同时接通或关断，或者可被驱动以独立地接通或关断。此外，第一有机EL器件171和第二有机EL器件172从同一驱动TFT 162被供给电流，由此通过同一灰度显示信号来控制发光。当第一子像素101和第二子像素102被独立地驱动时，在只有第二子像素102接通的情况下，实现具有大的视角的显示。此外，在只有第一子像素101接通的情况下，虽然视角减小，但是，实现具有高的正面亮度的显示。此外，通过以低电流驱动具有高的正面亮度的第一子像素101，可使用低电流获得与没有高的正面亮度的像素的亮度相同的亮度，并由此实现较低的功耗。因此，在本实施例的有机EL显示装置中，根据用户的需要，可以选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度的显示”、“具有大的视角的显示”或“具有较低的功耗的显示”。当同时驱动第一子像素101和第二子像素102时，由于具有高的正面亮度的第一子像素101，因此，可以增加正面亮度，并且，由于具有大的视角的第二子像素102，因此，可以抑制斜方向上的亮度的减小，使得改善视角特性。即，在维持视角特性的同时，实现具有高的光利用效率的显示。下面，描述本发明的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置。图2B是示意性地示出根据本发明的实施例的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置的示图。在图2B中，省略图2A所示的透镜的示图。此外，关于栅极线，只示出用于发光时段控制TFT的栅极线1131和1132，并且，省略用于选择TFT和擦除TFT的栅极线 111和112的示图。在图2B中，实心圆表示节点(node)。在本发明的有机EL显示装置中，以交错布置设置像素100，并且，关于以交错布置设置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素中相同，使得也以交错布置分别设置子像素101和102。作为结果，各行中的像素被布置为以与像素的一半对应的量(与子像素对应的量)沿列方向对于每个列偏移。第a行和第(b+1) 列中的像素100的在列方向上的布置位置处于第a行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置与第(a+Ι)行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置之间。此外，第 a行和第(b+2)列中的像素100的在列方向上的布置位置处于第(a-Ι)行和第(b+Ι)列中的像素100的在列方向上的布置位置与第a行和第(b+Ι)列中的像素100的在列方向上的布置位置之间。换句话说，第a行和第(b+2)列中的像素100的在列方向上的布置位置与第a行和第b列中的像素100的在列方向上的布置位置相同。此外，第a行的栅极线1131 被布置在第a行和第b列中的像素100内的第一子像素101和第二子像素102之间，并且， 还被布置在第(a-Ι)行和第(b+Ι)列中的像素100的第二子像素102与第a行和第(b+1) 列中的像素100的第一子像素101之间。此外，第a行的栅极线1132被布置在第a行和第 b列中的像素100内的第二子像素102与第(a+Ι)行和第b列中的像素100的第一子像素 101之间，并且，还被配置在第a行和第(b+Ι)列中的像素100内的第一子像素101和第二子像素102之间。这里，“a”和“b”是自然数。通过该结构，在不与栅极线1132相交的情况下，栅极线1131可与像素中的每一个的具有透镜的第一子像素101的发光时段控制TFT1641的栅极端子连接。此外，在不与栅极线1131相交的情况下，栅极线1132可与像素中的每一个的没有透镜的第二子像素102 的发光时段控制TFT 1642的栅极端子连接。参照作为例子的图7A，描述本实施例的比较例的像素布置、布线连接形式和布线布置。除了像素布置、布线连接形式和布线布置以外，本比较例的有机EL显示装置在显示装置的层结构和像素电路等上与本发明的有机EL显示装置类似。以下描述不同点。在本比较例中，沿行方向和列方向中的任一个以线性图案布置像素100。关于以线性图案布置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在第b列和第(b+Ι)列中交替改变。在图7A和图7B中，上下位置沿行方向交替。这样，子像素101和 102分别以交错布置被设置，并且，与本发明类似，实现具有高的分辨率感觉的显示。即，仅子像素以交错布置被设置。此外，透镜被布置在以交错布置被设置的第一子像素101中的每一个的有机EL器件之上，并且，透镜沈也以交错布置被设置。以这种方式，透镜直径可增加到以线性图案布置透镜26的结构的约1.6倍，并且，有助于透镜的光会聚的范围可增加到上述结构的该范围的约2. 5倍。S卩，可增强透镜沈的光会聚效果。图7B是示意性地示出本比较例的有机EL显示装置的布线连接形式和布线布置的示图。在图7B中，省略图7A所示的透镜的示图。此外，关于栅极线，只示出用于发光时段控制TFT的栅极线1131和1132。用于选择TFT和擦除TFT的栅极线111和112的示图被省略。在本比较例的有机EL显示装置中，以线性图案布置像素。因此，为了分别连接发光时段控制TFT 1641和1642的栅极端子与栅极线1131和1132，如图7B所示，与第a行对应的栅极线1131和1132被布置为通过第a行中的像素100。当栅极线1131和1132由单个层形成时，在每隔一个的列中产生通过发光时段控制TFT 1641连接栅极线1131与第一有机EL器件171的布线路径与栅极线1132相交的位置。类似地，在每隔一个的列中产生通过发光时段控制TFT 1642连接栅极线1132与第二有机EL器件172的布线路径与栅极线1131相交的位置。作为结果，在本比较例的有机EL显示装置中，需要如下面描述的那样设定这些相交位置处的布线结构。例如，栅极线1131和1132由两个层形成，并且，在这两个层之间设置绝缘层。作为替代方案，需要发光时段控制TFT 1641和1642以横穿(pass across)栅极线1132和1131的方式通过在与栅极线的层不同的层中形成的布线分别与有机EL器件 171和172连接。在相交位置处，在上述布线结构中的任一个中，由于在栅极线1131或1132和与其相交的布线之间产生的寄生电容，栅极线1131或1132的寄生电容增加。因此，会在栅极控制信号P31或P32中出现上升和下降延迟。从显示区域10的周边中的行控制电路11输入栅极控制信号，并且，在本比较例中，在每隔一个的列中的栅极线1131或1132中产生相交位置。作为结果，栅极控制信号 P31或P32的上述上升和下降延迟向着显示区域10的内部变大。因此，会出现亮度不均勻性。此外，在形成两层的栅极线1131和1132并且在这两个层之间设置绝缘层的情况下，制造成本增加。此外，在使用与栅极线的层不同的层作为在分别横穿栅极线1132和1131的同时连接发光时段控制TFT 1641和1642及有机EL器件171和172的布线的情况下，出现以下问题。即，由于在层中形成新的布线，因此，由于在制造过程期间产生的异物等，特别是新布线和同一层中的布线之间短路的可能性增加。在比较例的有机EL显示装置中，以交错布置分别设置子像素101和102，以由此实现具有高的分辨率感觉的显示和透镜直径的增加。但是，在比较例中，以线性图案布置像素，并且，各像素内的子像素101和102的位置对于每个列改变。作为结果，在每隔一个的列中产生连接栅极线1131和1132及子像素101和102的发光时段控制TFT1641和1642 的栅极端子的布线分别与栅极线1132和1131相交的位置。另一方面，在本发明的有机EL显示装置中，以交错布置设置像素100。此外，关于以交错布置设置的像素，各像素内的具有不同的光学特性的子像素101和102的位置在所有的像素中是相同的，使得子像素101和102也分别以交错布置被设置。通过该结构，子像素101和102的发光时段控制TFT 1641和1642的栅极端子分别在不与栅极线1132和 1131相交的情况下与栅极线1131和1132连接。具体地，在像素100内的第一子像素101 和第二子像素102之间布置栅极线1131和1132中的一个，并且，在相邻的像素之间布置栅极线1131和1132中的另一个。更具体而言，在第b列中，在像素100R内的第一子像素 IOlR和第二子像素102R之间布置栅极线1131，并且，在相邻的两个像素100R之间布置栅极线1132。在第(b+Ι)列中，在相邻的两个像素100G之间布置栅极线1131，并且，在像素 100G内的第一子像素IOlG和第二子像素102G之间布置栅极线1132。这样，能够防止栅极线1131和1132的上述的寄生电容的增加。此外，可由单个层形成栅极线1131和1132。这样，防止产生上述的问题，即，制造成本的增加和布线短路的可能性的增加。图6示出具有图5的像素电路的本发明的有机EL显示装置的第i行中的像素电路的驱动序列的时序图的例子。本实施例中的驱动序列在一帧内包含将灰度显示信号写入到像素中的每一个的编程(program)时段㈧ (D)。此外，剩余的时段以任意的比率被划分为目标像素的有机EL器件发光的发光时段(E)和目标像素的有机EL器件被控制为不发光的非发光时段(F)。与编程时段对应的时段(A) (D)涉及目标列的目标行，并且，被分成灰度显示信号被写入到目标像素的目标行编程时段(B)和(C)以及灰度显示信号被写入到目标行以外的行中的像素的其它行编程时段㈧和⑶。目标行编程时段由排出(discharge)时段(B) 和写入时段(C)构成。V(i-l)、V(i)和V(i+1)分别表示在一帧时段期间被输入到目标列中的第(i_l)行(目标行的前一行)中的像素电路、第i行(目标行)中的像素电路、以及第(i+Ι)行(目标行的后一行)中的像素电路的各数据电压Vdata。以下，描述驱动序列中的各时段期间的操作。(A)其它行编程时段(在目标行编程时段之前)在该时段期间，在目标行中的像素电路中，低电平(L电平)信号被输入到栅极线 111作为Pl (i)，并且，选择TFT 161处于截止状态。并且，L电平信号被输入到栅极线112 作为P2 (i)，并且，擦除TFT 163处于截止状态。在该状态下，作为与前一行有关的灰度显示信号的数据电压V(i-l)不被输入到作为目标行的第i行中的像素电路。L电平信号被输入到栅极线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642均处于截止状态。(B)排出时段在该时段期间，高电平(H电平)信号被输入到栅极线111、112和1131，并且，选择TFT 161、擦除TFT 163和发光时段控制TFT 1641处于导通状态。L电平信号被输入到栅极线1132，并且，发光时段控制TFT 1642处于截止状态。并且，对于数据线121设定作为目标行的灰度显示信号的数据电压V⑴，并且，数据电压V⑴被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。由于擦除TFT 163被接通，因此，驱动TFT 162的栅极端子与接地线14通过发光时段控制TFT 1641和有机EL器件171相互连接。然后，驱动TFT 162的栅极电压不管最后时间的电压值如何都变为接近接地线电势Vocom的电压，以接通驱动TFT 162。(C)写入时段在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。这样，电流从驱动TFT 162的漏极端子流向栅极端子，并且， 驱动TFT 162的栅极-源极电压变得接近驱动TFT 162的阈值电压。此时的驱动TFT 162 的栅极电压被输入到保持电容器15的与驱动TFT 162的栅极端子连接的端子。并且，从时段(B)连续地，对于数据线121设定作为目标行的灰度显示信号的数据电压V(i)，并且，数据电压V(i)被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。保持电容器15以与驱动 TFT162的栅极电压和数据电压V(i)之间的差值电压对应的量充电，并由此执行灰度显示信号的编程。(D)其它行编程时段(在目标行编程时段之后)在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线111、112、1131和1132，并且，选择TFT 161、擦除TFT 163和发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。因此，即使当数据线电压变为作为与下一行有关的灰度显示信号的数据电压V(i+1)时，在时段(C)期间充电的保持电容器15中的电荷也被保持。(E)发光时段在该时段期间，H电平信号被输入到栅极线111，并且，选择TFT 161处于导通状态。并且，对于数据线121设定基准电压Vsl。作为结果，基准电压Vsl被输入到保持电容器15的在数据线侧连接的端子。在该时段期间，擦除TFT 163处于截止状态，并由此保持在时段(C)期间充电的保持电容器15中的电荷。作为结果，驱动TFT 162的栅极电压以数据电压V(i)和基准电压Vsl之间的差值的量改变。然后，H电平信号在时段(E)和(F)期间被输入到栅极线111，并且，L电平信号在时段(E)和(F)期间被输入到栅极线112。作为结果，在时段(E)和(F)期间维持选择 TFT 161的导通状态和擦除TFT 163的截止状态，并且，在该时段期间以恒定的电压保持驱动TFT 162的栅极电压。并且，在该时段期间，H电平信号被输入到栅极线1131，并且，发光时段控制TFT 1641处于导通状态。作为结果，与驱动TFT 162的栅极电压对应的电流被供给到有机EL器件171，并且，有机EL器件171(第一子像素101)发射具有与供给的电流对应的灰度的亮度的光。并且，在该时段期间，L电平信号被输入到栅极线1132，并且，发光时段控制TFT 1642处于截止状态。作为结果，有机EL器件172不被接通，并且，不在第二子像素102中出现发光。在本实施例中，第一子像素101中的有机EL器件171是具有高的正面亮度的有机 EL器件，由此，在该发光时段(E)期间，实现具有高的正面亮度的显示。(F)非发光时段在该时段期间，L电平信号被输入到数据线1131和1132，并且，发光时段控制TFT 1641和1642处于截止状态。作为结果，在该时段期间，有机EL器件171和172不发光。在通过上述的驱动序列执行的驱动中，在发光时段(E)期间，第一子像素101发光，但本发明不限于此。在本发明的有机EL显示装置中，通过在发光时段(E)期间切换发光时段控制TFT 1641和1642的导通/截止状态，可以任意地选择第一子像素101和第二子像素102来发光。例如，在发光时段(E)期间，发光时段控制TFT 1641可被关断，并且， 发光时段控制TFT 1642可被接通，以由此实现具有大的视角的显示。此外，在发光时段(E)期间，发光时段控制TFT 1641和1642可被驱动以均被接通。在这种情况下，由于具有高的正面亮度的第一子像素101，因此，可以增加正面亮度，并且，由于具有大的视角的第二子像素102，因此，可以抑制斜方向上的亮度的降低，使得改善视角特性。即，在维持视角特性的同时，实现具有高的光利用效率的显示。注意，图5所示的像素电路和图6所示的驱动序列仅是本发明的实施例的例子，并且，本发明不限于这些像素电路和驱动序列。虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式以及等同的结构和功能。(附图标记列表)100 像素101第一子像素102第二子像素26 透镜171、172 有机 EL 器件162 驱动 TFT1641,1642 发光时段控制 TFT。
权利要求
1.一种有机EL显示装置，包括多个像素， 所述多个像素中的每一个包含具有相同的色调和不同的光学特性的第一子像素和第二子像素； 与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件；以及用于向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件供给电流的驱动TFT，其中，第一子像素具有比第二子像素的正面亮度高的正面亮度， 其中，所述多个像素中的每一个的第一子像素和第二子像素通过相同的灰度显示信号被独立地控制以发光，以及其中，分别以交错图案布置所述多个像素和所述多个像素的第一子像素。
2.根据权利要求1的有机EL显示装置，其中，第一子像素在与第一子像素对应的有机 EL器件的光提取侧包含透镜。
3.根据权利要求1的有机EL显示装置， 其中，所述多个像素中的每一个还包含用于控制与第一子像素对应的有机EL器件的发光时段的第一发光时段控制TFT ；和用于控制与第二子像素对应的有机EL器件的发光时段的第二发光时段控制TFT， 其中，所述驱动TFT通过第一发光时段控制TFT和第二发光时段控制TFT中的对应的一个向与第一子像素对应的有机EL器件和与第二子像素对应的有机EL器件之一供给电流，以及其中，在所述多个像素中的每一个中，在第一子像素和第二子像素之间，设置用于控制第一发光时段控制TFT的第一栅极线和用于控制第二发光时段控制TFT的第二栅极线中的任一个。
全文摘要
本发明涉及有机EL显示装置。提供一种有机EL显示装置，在该有机EL显示装置中，根据用户使用有机EL显示装置的情形，可选择“具有高的光利用效率和高的正面亮度(发光效率)的显示”或“具有大的视角的显示”。像素均包含具有相互不同的光学特性的子像素(101、102)，并且，分别以交错图案布置像素和子像素。此外，子像素(101、102)被独立地控制。
文档编号G09G3/32GK102479484SQ20111037202
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月22日 优先权日2010年11月25日
发明者佐藤信彦, 森山孝志, 玉木顺也 申请人:佳能株式会社
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