説明

有機発光ディスプレイ装置およびその画像を表示する方法

【課題】 サブピクセルの色補償を提供し、画素の好ましいカラー表示を達成するカラーディスプレイ装置の新たな画素構造を提供する。
【解決手段】 その上に複数のサブピクセル電極を有する基板、前記各サブピクセル電極に対応してそれぞれ連動されて配置され、白色光を表示する複数の発光素子、それぞれ異なる色に対応し、前記連動した発光素子が駆動された時、前記発光素子に連動し、少なくとも一つの発光素子の一部は、少なくとももう一つのカラーフィルターに対応して位置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が少なくとも二つのカラーフィルターに対応するカラーの光を発する複数のカラーフィルターを含むカラーディスプレイ装置の画素構造。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光ディスプレイ装置(OLED)に関し、特に、RGBW構成OLED装置とその画像を表示する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、OLEDとLCDの各種サイズのフラットパネルディスプレイは、多種のコンピュータと情報装置に用いられている。特に、OLED装置は、異なる環境光の状態での室内と戸外の両方に用いられる。室内のアプリケーションは、比較的低い環境照明を有し、低いレベルの表示輝度を必要とする。それに対して戸外のアプリケーションは、高い環境照明を有すことができ、低い反射率に加えて高いレベルの表示輝度を必要とする。
【0003】
図1は、従来の白色発光OLED構造を概略的に示す断面図である。図1では、その上にインジウムスズ酸化物(ITO)陽極20を有する基板10が提供される。正孔注入層22、ホール輸送層24、黄色発光層25、青色発光層26、電子輸送層28は、ITO陽極20の上に順次に堆積される。フッ化リチウム(LiF)/アルミニウム(Al)陰極30は、電子輸送層28の上に配置される。青色発光層26と黄色発光層25からの光は、結合されて白色光を提供し、適当にフィルターされ、表示装置からのR、G、Bと、W発光を提供する。
【0004】
OLED装置の技術は、劇的に向上されたものの、その寿命、消費電力などの最も潜在的な応用での活用にまだいくつかの問題を有する。特に、携帯アプリケーションには、低消費電力が必要とされる。
【0005】
RGBW構成OLED装置を補償し、OLED装置の消費電力を減少するいくつかの方法がある。例えば、OLED材料の発光効率を高める、またはOLED装置のスレッショルド電圧を下げることが提供される。RGBW駆動機能を組み合わせたアレイ基板上に形成されたカラーフィルター(color on array、COA)を含む従来のOLED装置は、OLED装置の消費電力を減少する一般的な方法である。
【0006】
図2は、従来のRGBW構成OLED装置の色域を示すCIE1931xy色度図である。図2では、フィルターされていないエミッタの白色点W(0.361、0.380)と好ましい白色点D65(0.3127、0.3290)が提供される。各サブトライアングル(RGB)内のどの色も白との原色の適当な混合によって作られることができる。フィルターされていない白色点Wが好ましい白色点D65からそれることから、フィルターされていない白色画素を補償する追加の方法が必要とされる。
【0007】
実際では、OLED装置の白色画素の色座標は、OLED材料と製造法の特性により、常に好ましい白色点D65ではない。よって、白色サブピクセルを表示する時、白色サブピクセルだけをオンにしなければならないのでなく、いくつかのRGBサブピクセル(同一画素内の)もオンにし、望む位置に色座標を補償しなければならない。また、白色サブピクセルを補償するために、好ましい白色点D65からの白色サブピクセルの偏差に応じて、各R、Gと、Bサブピクセルをそれぞれ制御する追加の駆動機能が必要とされる。
【0008】
図3は、画像を表示するためにRGB信号をRGBW信号に解読する方法を示すブロック図である。入力信号Ri、Giと、Bi310は、信号変換器320に入力され、アルゴリズム330によって演算後、信号Ri、Giと、Bi310を出力信号Ro、Go、Bo、Woに変換し、RGBW構成OLED装置350に送る。フィルターされていない白色サブピクセルが好ましい白色点からそれることから、RGBW構成OLED装置の白色サブピクセルを補償する追加の駆動機能が必要とされる。よって、より複雑な画像表示法となる。
【0009】
2004年、IDWによって刊行されたK.Mamenoによる記事「High−Performance and Low−Power AMOLED Using White Emitter with Color−Filter Array」では、消費電力を減少し、広視野角での色ずれを低減する方法を挙げている。
【0010】
また、gamutサブピクセルの効率を実質的に高め、寿命を延ばすことができるgamutサブピクセルを含むRGBW構成のAMOLED(特許文献参照)を挙げている。
【0011】
RGBW構成OLED装置の画像を表示するために、RGB信号をRGBW信号に解読するアルゴリズムは、以下の方程式に示される。
【0012】
(Ri, Gj, Bk)→( (R'l, G'm, B'n, W'p);
その中で、
i, j, k, l, m, n, pは、グレースケールである。
p = min (i, j, k) x
l = i−p
m = j−p
n = k−p
L(R'l ) = L(Ri)−L(Rp);
L(G'm) = L(Gj)−L(Gp);
L(B'n) = L(Bk)−L(Bp);
L(W'p)
【0013】
上述のように、白色OLEDの色座標は、いくつかのR、G、またはBの輝度を有し、好ましい位置に色座標を補償するように、加えられなければならない。よって、以下の方程式のように示すことができる。
【0014】
L(W'p) = L(wp) + L(rp) + L(gp) + L(bp)
その中で、w p は、白色OLED輝度であり、rp、gp、bp は、補償輝度である。
【0015】
RGBWサブピクセルの実際の画素駆動では、各サブピクセルの輝度は、以下のように示すことができる。
L(R'l ) = L(Ri)−L(Rp) + L(rp);
L(G'm) = L(Gj)−L(Gp) + L(gp);
L(B'n) = L(Bk)−L(Bp) + L(bp);
L(W'p) = L(wp)
【0016】
実際のデータ信号は非常に複雑であり、白色OLEDの色座標が変わり、または上がった時、rp、gp、bp の補償輝度も変化する。この問題を解決するためには、多くの資源を用いて付加的な駆動機能を変更しなければならず、製造コストも増加する。
【0017】
【特許文献1】米国特許第2005/0040756号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
よって、本発明は、サブピクセルの色補償を提供し、画素の好ましいカラー表示を達成するカラーディスプレイ装置の新たな画素構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の一つの態様では、サブピクセルの画素電極の一部は、もう一つのサブピクセルの一部に動作可能に連動し、画素電極の駆動がサブピクセルの両方を駆動し、もう一つのサブピクセルの一部は、もう一つのサブピクセルの画素電極の駆動から独立する。一つの実施例では、各サブピクセルは、異なる色のカラーフィルターを含み、発光素子は、それぞれのカラーフィルターに対応して配置され、少なくとも一つの発光素子の一部は、少なくとももう一つのカラーフィルターに対応して位置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が少なくとも二つのカラーフィルターに対応するカラーの光を発する。一つの実施例では、発光素子は、二つのカラーフィルターに対応して位置される。
【0020】
本発明のもう一つの態様は、新たな画素構造がOLEDディスプレイ装置に用いられる。
【0021】
本発明のもう一つの態様では、ディスプレイ装置の画素のカラー表示をする方法は、第一信号を提供し、第一サブピクセルを駆動して第一カラーを表示するステップと、第二信号を提供し、第二サブピクセルを駆動して第二カラーを表示し、且つ、第一サブピクセルの一部を駆動して第一信号の独立した第一カラーを表示するステップを含む。
【発明の効果】
【0022】
本発明は、補償された白色サブピクセルの輝度が追加の複雑な駆動機能なく、白色サブピクセルの画素電極を駆動することで自然発生的に制御される利点を提供する。また、白色座標は、白色サブピクセル電極とRGBサブピクセルのCFパターンの重複領域を変えることによって容易に調整される。また、RGBW構成を用いて表示された大量の白色量の画像は、RGB構成の消費電力の1/2以上少なく、結果として、白色輝度に高効率である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【0024】
本発明に基づいて、rp、gp、bp は、それぞれ白色サブピクセルの補償輝度を表している。三つの補償輝度(rp、gp、bp )の中の二つは、白色OLEDの色座標を補償するために通常、必要とされる。よって、各R、G、Bと、Wサブピクセルの面積比を適当に再配置することで、白色発光サブピクセルは、rp、gpと、bp の補償輝度を増し、補償されることができる。補償輝度rp、gp、bp は、追加の複雑な駆動機能を用いることなく同じ画素電極内の白色サブピクセルによって制御される。
【0025】
本発明の一つの態様では、白色サブピクセルの画素電極は、RとGサブピクセルに延伸され、RとGサブピクセルのCF領域に部分的に重なる。この場合、補償輝度rpとgpは、白色画素によって自然発生的に制御される。補償の比率は、重複の領域を調整することによって、容易に変えることができ、好ましい白色座標を得ることができる。
【0026】
図4は、本発明の実施例に基づいたサブピクセルのレイアウトの平面図である。白色サブピクセル510Wは、530rと530gの追加の延伸領域によって補償される。白色サブピクセル510w:530r:530gの面積比は、好ましくは、アルゴリズム77.7:7.7:17.6と同等である。より具体的に言うと、白色サブピクセルの画素電極の一部は、隣接の赤色と緑色サブピクセルの一部に連動され、画素電極の駆動が白色サブピクセルと隣接の赤色530rと緑色530gサブピクセルの一部の両方を駆動する。青色サブピクセル510Bは、白色サブピクセル510Wの画素電極の駆動から独立する。
【0027】
図5Aは、本発明の実施例に基づいた図4のラインx−x’に沿ったトップエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。図5Aでは、各発光素子は、各サブピクセル電極と対応するカラーフィルターの間に配置され、サブピクセル電極は、隣接のカラーフィルターに延伸する。トップエミッション型OLED装置600aは、その上に複数の画素電極620を有する基板610を含む。基板610は、例えばガラス、または薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板の透明基板であることができる。各画素電極620は、絶縁層630によって隔てられる。白色OLED素子640の堆積は、基板610の上を覆って配置される。赤色650R、白色650W、緑色650Gと、青色650Bを含むカラーフィルターは、白色OLED素子640の堆積に配置される。各カラーフィルターは、網状または格子状のブラックマトリクス660によって隔たれる。保護層670は、カラーフィルターの上に配置される。
【0028】
注意するのは、白色サブピクセルのカラーフィルター650Wは、透明なfウィルター、白色フィルター、またはフィルターなしであることができ、よって、画素電極が駆動される時、フィルターされていない白色光を発光する。
【0029】
白色OLED素子640は、好ましくはトップエミッション型OLEDであり、観察者に向けて光を発し、赤色R、緑色Gと、青色Bを含むスペクトルを発する。白色OLED素子640の駆動は、光を対応するカラーフィルターに通過させ、適当なフィルターされた光を生成する。本発明の一つの実施例では、赤色650Rと、緑色650Gの隣接するサブピクセルのカラーフィルターの一部は、白色サブピクセルの覆っている一部に延伸される。よって、白色Wと混合した赤色rと緑色gの追加の構成要素は、白色サブピクセルの画素電極が駆動された時、補償された白色構成要素W’を形成する。
【0030】
この実施例では、少なくとも一つの発光素子の一部は、少なくとももう一つのカラーフィルターに対して配置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が少なくとも二つのカラーフィルターに対応するカラーの光を発する。より具体的に言うと、少なくとも一つの発光素子のOLED装置は、少なくとももう一つのカラーフィルターに重複して配置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が発する光の一部がカラーフィルターに通過し、もう一部は発光素子に重複したカラーフィルターに通過する。
【0031】
図5Bは、本発明のもう一つの実施例に基づいたトップエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。図5Bでは、各発光素子は、各サブピクセル電極と対応するカラーフィルターの間に配置され、カラーフィルターは、サブピクセル電極に延伸する。各カラーフィルターは、各対応するサブピクセル領域に合致して提供されることができる。白色サブピクセルの画素電極は、赤色と緑色の隣接するサブピクセルの一部に延伸される。よって、白色Wと混合した赤色rと緑色gの追加の構成要素は、白色サブピクセルの画素電極が駆動された時、補償された白色構成要素W’を形成する。
【0032】
図6Aは、本発明の実施例に基づいた図4のラインx−x’に沿ったボトムエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。図6Aでは、各サブピクセル電極は、各発光素子と対応するカラーフィルターの間に配置され、サブピクセル電極は、隣接のカラーフィルターに延伸する。ボトムエミッション型OLED装置700aは、その上に配置された赤色750R、白色750W、緑色750Gと、青色750Bを含むカラーフィルターの基板710を含む。各カラーフィルターは、網状または格子状のブラックマトリクス760によって隔たれる。平坦層780は、カラーフィルター上に配置される。複数の画素電極720は、平坦層780上に配置される。各画素電極720は、絶縁層730によって隔てられる。白色OLED素子740の堆積は、画素電極720の上を覆って配置される。白色OLED素子740の堆積は、光を発し、各カラーフィルターを通過する。保護層770は、白色OLED素子740の堆積上に配置される。各カラーフィルターは、各対応するサブピクセル領域に合致して提供されることができる。白色サブピクセルの画素電極は、赤色と緑色の隣接するサブピクセルの一部に延伸される。よって、白色Wと混合した赤色rと緑色gの追加の構成要素は、白色サブピクセルの画素電極が駆動された時、補償された白色構成要素W’を形成する。
【0033】
注意するのは、白色サブピクセルのカラーフィルター750Wは、透明なfウィルター、白色フィルター、またはフィルターなしであることができ、よって、画素電極が駆動される時、フィルターされていない白色光を発光する。
【0034】
この実施例では、少なくとも一つの発光素子の一部は、少なくとももう一つのカラーフィルターに対して配置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が少なくとも二つのカラーフィルターに対応するカラーの光を発する。より具体的に言うと、少なくとも一つの発光素子のOLED装置は、少なくとももう一つのカラーフィルターに重複して配置され、前記少なくとも一つの発光素子の駆動が発する光の一部がカラーフィルターに通過し、もう一部は発光素子に重複したカラーフィルターに通過する。
【0035】
図6Bは、本発明のもう一つの実施例に基づいたボトムエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。図6Bでは、各サブピクセル電極は、各発光素子と対応するカラーフィルターの間に配置され、カラーフィルターは、サブピクセル電極に延伸する。各画素電極720は、各対応するサブピクセル領域に合致して提供されることができる。赤色と緑色の隣接するサブピクセルのカラーフィルター750Rと750Bは、白色サブピクセルの一部に延伸することができる。よって、白色Wと混合した赤色rと緑色gの追加の構成要素は、白色サブピクセルの画素電極が駆動された時、補償された白色構成要素W’を形成する。
【0036】
よって、いくつかのCF領域は、白色サブピクセルに延伸されることができ、これは、色補償の同じ結果を達成する。補償輝度(rp、gp、bp )の比率は、白色サブピクセル電極とRGBサブピクセルのCFパターン重複によって調整されることができ、好ましい白色座標を得る。
【0037】
本発明は、追加の複雑な駆動機能を必要とせずに、白色のサブピクセルの画素電極を駆動することにより補足された白色のサブピクセルの発光が制御できるという利点を提供する。また、白色の色度調整が白色サブピクセルとRGBサブピクセルのCFパターンの重複領域を変えることによって容易にs調整することができる。さらに、白色光の高い効率によって、RGBWフォーマットを使用する多量の白色含有の表示された映像がRGBフォーマットの1/2以下の電力消費しか必要としないものである。
【0038】
図7は、OLED装置1の実施例を含むOLEDモジュール3の概略図である。図7に示すように、OLED装置1は、制御器2に接続され、OLEDモジュール3を形成する。制御器2は、ソースとゲート駆動回路(未図示)を含み、OLED装置1を制御し、入力に応じて画像を表示する。制御器2は、入力信号Ri、Giと、Bi310を出力信号Ro、Go、Bo、Woに変換し、OLED装置1に送る変換器を含むことができる。
【0039】
図8は、OLED装置1の実施例を含むOLEDモジュール3を組み込んだ電子装置5の概略図である。入力装置4は、OLEDモジュール3のコントローラー2に接続される。入力装置4は、プロセッサ、または画像を表示するためにデータを制御器2に入力する類似のものを含む。電子装置5は、例えば、PDA、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話、またはデスクトップ型コンピュータであることができる。
【0040】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】従来の白色発光OLED構造を概略的に示す断面図である。
【図2】従来のRGBW構成OLED装置の色域を示すCIE1931xy色度図である。
【図3】画像を表示するためにRGB信号をRGBW信号に解読する方法を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施例に基づいたサブピクセルのレイアウトの平面図である。
【図5A】本発明の実施例に基づいたトップエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。
【図5B】本発明のもう一つの実施例に基づいたトップエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。
【図6A】本発明の実施例に基づいたボトムエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。
【図6B】本発明のもう一つの実施例に基づいたボトムエミッション型OLED装置のRGBWサブピクセルの配置を示す断面図である。
【図7】OLED装置の実施例を含むOLEDモジュールの概略図である。
【図8】OLED装置の実施例を含むOLEDモジュールを組み合わせた電子装置の概略図である。
【符号の説明】
【0042】
1 OLED装置
2 制御器
3 OLEDモジュール
4 入力装置
5 電子装置
10 基板
20 陽極
22 正孔注入層
24 ホール輸送層
25 黄色発光層
26 青色発光層
28 電子輸送層
30 陰極
W フィルターされていない白色点
D65 好ましい白色点
310 入力信号Ri、Giと、Bi
320 信号変換器
330 アルゴリズム
350 RGBW構成OLED装置
510R 赤、白、緑、青色サブピクセル
510W 赤、白、緑、青色サブピクセル
510G 赤、白、緑、青色サブピクセル
510B 赤、白、緑、青色サブピクセル
520R サブピクセル電極
520W サブピクセル電極
520G サブピクセル電極
520B サブピクセル電極
530R 赤、白、緑、青色カラーフィルター
530W 赤、白、緑、青色カラーフィルター
530G 赤、白、緑、青色カラーフィルター
530B 赤、白、緑、青色カラーフィルター
530r 重複領域
530g 重複領域
600a トップエミッション型OLED装置
600b トップエミッション型OLED装置
610 基板
620 画素電極
630 絶縁層
640 白色OLED素子
650R 赤、白、緑、青色カラーフィルター
650W 赤、白、緑、青色カラーフィルター
650G 赤、白、緑、青色カラーフィルター
650B 赤、白、緑、青色カラーフィルター
660 ブラックマトリクス
670 保護層
700a ボトムエミッション型OLED装置
700b ボトムエミッション型OLED装置
710 基板
720 画素電極
730 絶縁層
740 白色OLED素子
750R 赤、白、緑、青色カラーフィルター
750W 赤、白、緑、青色カラーフィルター
750G 赤、白、緑、青色カラーフィルター
750B 赤、白、緑、青色カラーフィルター
760 ブラックマトリクス
770 保護層
780 平坦層
D 表示域
P 非表示域


【特許請求の範囲】
【請求項1】
その上に複数のサブピクセル電極を有する基板、
前記各サブピクセル電極に対応してそれぞれ連動されて配置され、白色光を表示する複数の発光素子、
それぞれ異なる色に対応し、それぞれ前記発光素子に連動され、前記連動した発光素子が駆動されるときに前記少なくとも一つの発光素子の駆動が少なくとも二つのカラーフィルターに対応するカラーの光を発するように、少なくとも一つの発光素子の一部は、少なくとももう一つのカラーフィルターに対応して配置される複数のカラーフィルター、
を含むカラーディスプレイ装置の画素構造。
【請求項2】
前記各発光素子は、前記各サブピクセル電極と前記対応するカラーフィルターの間に配置され、前記各サブピクセル電極は、隣接のカラーフィルターに延伸する請求項1に記載の画素構造。
【請求項3】
前記各発光素子は、前記各サブピクセル電極と前記対応するカラーフィルターの間に配置され、前記カラーフィルターは、サブピクセル電極に延伸する請求項1に記載の画素構造。
【請求項4】
前記各サブピクセル電極は、前記各発光素子と前記対応するカラーフィルターの間に配置され、前記各サブピクセル電極は、隣接のカラーフィルターに延伸する請求項1に記載の画素構造。
【請求項5】
前記各サブピクセル電極は、前記各発光素子と前記対応するカラーフィルターの間に配置され、前記カラーフィルターは、前記各サブピクセル電極に延伸する請求項1に記載の画素構造。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図6A】
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【図6B】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−215559(P2006−215559A)
【公開日】平成18年8月17日(2006.8.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2006−24092(P2006−24092)
【出願日】平成18年2月1日(2006.2.1)
【出願人】(503141075)トッポリー オプトエレクトロニクス コーポレイション (155)
【Fターム(参考)】