CN104299974B - 阵列基板、掩膜板、显示装置 - Google Patents

阵列基板、掩膜板、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种阵列基板、掩膜板、显示装置，属于有机发光二极管显示技术领域，其可解决现有的有机发光二极管的阵列基板分辨率受限的问题。本发明的阵列基板包括多个具有发光层的子像素，其中，所述子像素分为排成矩阵的多个第一类子像素，以及在行、列方向上均位于相邻的第一类子像素之间的第二类子像素；每个所述第二类子像素和至少一个与其相邻的第一类子像素颜色相同。

Description

阵列基板、掩膜板、显示装置
技术领域
本发明属于有机发光二极管显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、掩膜板、显示装置。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示装置的阵列基板中包括多个子像素，每个子像素中设有用于发相应颜色的光的有机发光二极管，有机发光二极管包括阴极、阳极、发光层；该发光层主要包括电致发光层(起到发不同颜色的光的作用)，并还可包括电子传输层、电子注入层、空穴注入层、空穴传输层等其他层。其中，发光层主要通过蒸镀形成；而对于不同颜色的子像素，其发光层的材料不同，故它们的发光层要分别蒸镀(即同种颜色的发光层可在一起蒸镀)。在蒸镀每种颜色的发光层时，需要使用精密金属掩膜板(FMM)，精密金属掩膜板为具有许多开口的金属薄板(厚度30～40微米)，开口对应于需要形成发光层的位置，从而蒸镀材料(发光层材料)只能通过开口蒸镀在所需位置处，而不会进入其他颜色的子像素中。
随着技术的发展，显示装置的分辨率不断提高，故子像素及其中结构的尺寸也不断缩小。对于精密金属掩膜板，由于工艺和材料性能的限制，其开口尺寸和开口间的距离均不能过小，这就导致发光层的最小尺寸受到限制，从而影响了分辨率的提升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题包括，针对现有的有机发光二极管的阵列基板分辨率受限的问题，提供一种易于实现更高分辨率的阵列基板、掩膜板、显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板，包括多个具有发光层的子像素，其中，
所述子像素分为排成矩阵的多个第一类子像素，以及在行、列方向上均位于相邻的第一类子像素之间的第二类子像素；
每个所述第二类子像素和至少一个与其相邻的第一类子像素颜色相同。
优选的是，部分第一类子像素和处于其相邻行、相邻列的一个第一类子像素颜色相同且二者之间无第二类子像素。
优选的是，所述阵列基板包括多个排成阵列的重复单元，每个重复单元包括按照以下方式排列的8个第一类子像素和4个第二类子像素：
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素。
进一步优选的是，每个重复单元中的12个子像素分为3个第一颜色子像素、3个第二颜色子像素、3个第三颜色子像素；且在阵列基板中，
同一列的子像素中同颜色的子像素不相邻；
同一行的子像素中同颜色的子像素不相邻。
进一步优选的是，在每个重复单元中，各颜色的子像素排列方式如下：
第一颜色子像素 第二颜色子像素
第三颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素
第二颜色子像素 第三颜色子像素
第一颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素。
优选的是，第二类子像素的发光层沿列方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两列第一类子像素的发光层沿列方向的投影分别部分重合；第二类子像素的发光层沿行方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两行第一类子像素的发光层沿行方向的投影分别部分重合。
进一步优选的是，所述发光层的形状为平行四边形，所述平行四边形的每个侧边相对所述行方向和列方向均是倾斜设置的。
进一步优选的是，每个所述第二类子像素的发光层均具有两个相对侧边，该两个侧边分别和与该第二类子像素同颜色且相邻的第一类子像素的发光层的两个相对侧边处于相同的直线中。
进一步优选的是，所有发光层的形状均为等边长的菱形，所有菱形均有一对侧边平行于第一方向，另一对侧边平行于第二方向。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种掩膜板，其用于蒸镀上述的阵列基板中的发光层；所述掩膜板包括带有多个开口的板体，所述开口设于对应所述阵列基板中同颜色子像素的发光层的位置处，且所述两个同颜色且相邻的子像素中的发光层对应一个开口。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括：
上述的阵列基板。
本发明的阵列基板中，子像素的排布方式与现有方式不同，其在子像素尺寸相同的情况下，可实现更好的显示效果，在视觉效果上达到更高的分辨率；同时，阵列基板中至少部分斜向相邻的子像素的颜色相同，由此，它们的发光层(至少是电致发光层)可通过掩膜板中的一个开口形成，这样，在掩膜板中允许的最小开口尺寸一定的情况下，用其形成的子像素的尺寸可更小(一个开口对应两个子像素，即每个子像素尺寸只有开口的一半)，从而使阵列基板的分辨率可进一步提高。
附图说明
图1为本发明的实施例的阵列基板的一个重复单元中的发光层的结构示意图；
图2为本发明的实施例的阵列基板的发光层的结构示意图；
图3为本发明的实施例的阵列基板中第一颜色的发光层及对应掩膜板的结构示意图；
图4为本发明的实施例的阵列基板中第二颜色的发光层及对应掩膜板的结构示意图；
其中，附图标记为：8、掩膜板；81、板体；82、开口；9、重复单元；a、侧边；b、侧边；c、侧边；d、侧边；e、侧边；f、侧边。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
在本发明中，“行”、“列”是指两个相互垂直的相对方向，而与显示装置(阵列基板)的形状、放置方式、所处位置等无关；但为了易于描述，故在附图中，均以横向为行，纵向为列。
实施例1：
本实施例提供一种阵列基板，包括多个具有发光层的子像素，其中，
所述子像素分为排成矩阵的多个第一类子像素，以及在行、列方向上均位于相邻的第一类子像素之间的第二类子像素；
每个所述第二类子像素和至少一个与其相邻的第一类子像素颜色相同。
实施例2：
本实施例提供一种阵列基板，该阵列基板包括多个不同颜色的子像素(如红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素)。每个子像素中设有一个用于发对应该子像素颜色的光的有机发光二极管(从而阵列基板为有机发光二极管阵列基板)。该有机发光二极管包括阴极、阳极，以及夹在阴极和阳极之间的发光层，不同颜色子像素的发光层(至少是电致发光层)的材料不同，从而实现发不同颜色光的目的。
相应的，子像素中可还设有薄膜晶体管(用于驱动有机发光二极管)、像素界定层(用于限定将不同子像素的发光层隔开以使各子像素的发光层可独立发光)等其他结构，故子像素可大于上述发光层；另外，阵列基板中也还可包括栅极线、数据线等其他结构，在此不再详细描述。
其中，阵列基板的各子像素按照所处位置的不同分为第一类子像素和第二类子像素。如图2所示，第一类子像素为图中以M横坐标和S纵坐标标定子像素(图中以发光层代表子像素)，这些第一类子像素排成标准的矩阵形式，即排成相互垂直的行和列。而第二类子像素为图中以N横坐标和P纵坐标标定子像素；可见，第二类子像素在行、列方向上均位于相邻的第一类子像素的行、列之间；也就是说，在第一类子像素排成的矩阵的“间隙”位置设有第二类子像。例如，坐标(N1，P1)的第二类子像素，在行方向上位于坐标(M1，S1)、(M2，S1)的第一类子像素之间，而在列方向上位于坐标(M1，S1)、(M1，S2)的第一类子像素之间。而且，如图2所示，第二类子像素不一定在所有相邻的第一类子像素间都有分布，故其数量可比第一类子像素少。
其中，每个第二类子像素都和至少一个与其相邻的第一类子像素颜色相同。
也就是说，对于每个第二类子像素，在行、列方向上与其相邻的4个第一类子像素(即其左上、左下、右上、右下的第一类子像素)中，至少有一个第一类子像素的颜色是与其相同的。具体的，如图2所示，对于坐标(N1，P1)的第二类子像素，其与坐标(M1，S1)、(M2，S1)、(M2，S2)、(M1，S2)的4个第一类子像素相邻，其中坐标(M1，S2)的第一类子像素与坐标(N1，P1)的第二类子像素均为第三颜色，二者即为上述的相邻且同颜色的子像素。
由此，如图3、图4所示，在蒸镀发光层时，上述相邻且颜色相同的子像素中的发光层(至少是电致发光层，也可包括其他层)可通过掩膜板中的一个开口82制成，故在开口82尺寸不变的情况下，每个子像素的发光层的尺寸可缩小为原来的一半，从而提高了分辨率。显然，在此情况下，这两个子像素的发光层的全部或部分层是连为一体的，但由于两个子像素的有机发光二极管的驱动电极等仍是分开的，且二者之间有像素界定层，从而二者仍可独立显示所需内容。
同时，上述的子像素排布方式还有利于在子像素尺寸相同的情况下改善显示效果，提高视觉效果上的分辨率。
优选的，部分第一类子像素和处于其相邻行、相邻列的一个第一类子像素颜色相同且二者之间无第二类子像素。
也就是说，除了第一类子像素和第二类子像素外，部分第一类子像素之间也可符合上述相邻且颜色相同的条件，故它们的发光层也可用掩膜板中的一个开口82制备。当然，此时还要求两个第一类子像素之间没有第二类子像素，否则这两个子像素的发光层会与第二类子像素的发光层交叠。具体的，如图2所示，坐标(M3，S1)和坐标(M2，S2)的两个第一类子像素均为第一颜色，且二者处于相邻行、相邻列中，之间也没有第二类子像素，故二者即为上述相邻且颜色相同的子像素；相对的，坐标(M1，S2)和(M2，S3)的两个第一类子像素颜色相同，但二者之间设有坐标(N1，P2)的第二类子像素，故它们不符合上述相邻且颜色相同的要求。
下面对本发明实施例的一种具体优选的阵列基板进行介绍，该阵列基板包括多个排成阵列的重复单元9。
也就是说，如图1、图2所示，阵列基板也可看成是由多个相同的重复单元9排列而成的，其中每个重复单元9的结构相同，并包括多个排成一定形式的子像素。
这种形式的优点在于整个阵列基板中的子像素排布是比较规律的，故在制备和驱动时均比较方便。
其中，每个重复单元9包括8个第一类子像素和4个第二类子像素，且这些子像素排成以下的形式：
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素。
也就是说，如图1所示，每个重复单元9中有8个第一类子像素，这些第一类子像素排成4行2列；而重复单元9中有4个第二类子像素，它们排成1列，并位于2列第一类子像素之间。这样，如图2所示，在整个阵列基板中，两重复单元9相邻处的两列第一类子像素之间没有第二类子像素。
如图2所示，上述重复单元9中的12个子像素分为3个第一颜色子像素、3个第二颜色子像素、3个第三颜色子像素；且在阵列基板中，
同一列的子像素中同颜色的子像素不相邻；
同一行的子像素中同颜色的子像素不相邻。
也就是说，阵列基板中的子像素优选按数量等分为3种颜色，如分为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素(即RGB模式)；且在整个阵列基板中，在相同行或相同列的子像素(包括第一类子像素和第二类子像素)中，均不存在同颜色的子像素相邻的情况。这样的分布比较利于增加上述“相邻且颜色相同”的情况。
当然，应当理解，此处的“第一颜色子像素、第二颜色子像素、第三颜色子像素”只是代表三种不同颜色的子像素，而并不一定分别对应上述的红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素。而且，阵列基板的子像素也不一定只有三种颜色，其也可为其他的模式(例如RGBW模式、RGBY模式等)；随着子像素颜色模式的不同，相应的重复单元9中子像素的个数、排列方式等也可变化，在此不再详细描述。
更优选的，在每个重复单元9中，各颜色的子像素排列方式如下：
第一颜色子像素 第二颜色子像素
第三颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素
第二颜色子像素 第三颜色子像素
第一颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素。
也就是说，每个重复单元9中的子像素的颜色优选按照如图1所示的方式排列；按照这样的排列方式，整个阵列基板的形式如图2所示。
当然，应当理解，以上的排列仅代表重复单元中各子像素的相对位置关系，而不是绝对位置，故其等价的变形也是本发明的保护范围。例如，若将重复单元进行水平翻转(如将重复单元中的M1和M2列位置互换)或竖直翻转(如将重复单中的N1列整体上移)，则所得的排列与上述排列实质上仍是相同的。或者，若选取阵列基板中的不同部分作为重复单元，则只要最终整个阵列基板中子像素的排布方式不变，则重复单元实质上仍相同；例如，若从图2中N1、M2、M3列所在的位置选取重复单元，则看起来重复单元中的第二类子像素是位于边上的，但其实质仍与本重复单元相同。
优选的，如图2所示，第二类子像素的发光层沿列方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两列第一类子像素的发光层沿列方向的投影分别部分重合；第二类子像素的发光层沿行方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两行第一类子像素的发光层沿行方向的投影分别部分重合。
也就是说，如果将各子像素的发光层沿行方向投影(或者说将发光层投影到列方向上)，则对于每个第二类子像素的发光层，其投影必定分别与在其上下两侧的两个第一类子像素的发光层的投影部分重合；相应的，若将各子像素的发光层沿列方向投影(或者说将发光层投影到行方向上)，则对于每个第二类子像素的发光层，其投影必定分别与在其左右两侧的两个第一类子像素的发光层的投影部分重合。
按照以上的方式，第二类子像素的发光层在行列方向上都与第一类子像素的发光层部分重合，而非“分开”排布，这样，如图2所示，阵列基板的面积可被充分利用，从而进一步提高分辨率。
更优选的，发光层的形状为平行四边形，且平行四边形的每个侧边相对行方向和列方向均是倾斜设置的(不平行也不垂直)。
也就是说，如图2所示，发光层为平行四边形的形式，且其侧边并非像现有技术一样平行于行方向或列方向，而是倾斜设置的，这样的方式便于实现上述发光层在行列方向上的“部分重合”排布。
更优选的，每个第二类子像素的发光层均具有两个相对侧边，该两个侧边分别和与该第二类子像素同颜色且相邻的第一类子像素的发光层的两个相对侧边处于相同的直线中。
也就是说，对于以上所说的相邻且颜色相同的子像素的发光层，它们中的两组相对侧边是相互平行的，且分别处于两条直线中。例如，如图1所示，坐标(N1，P1)的第二类子像素和坐标(M1，S2)的第一类子像素同颜色且相邻，则坐标(N1，P1)的第二类子像素的发光层的左上侧边a与坐标(M1，S2)的第一类子像素的发光层的左上侧边b共线(当然也就平行)，而坐标(N1，P1)的第二类子像素的发光层的右下侧边c与坐标(M1，S2)的第一类子像素的发光层的右下侧边d共线。这样，当用掩膜板中的一个开口82形成这两个子像素的发光层时，该开口82的两个相对侧边是相互平行的直线，比较便于加工和实现。
更优选的是，第二类子像素的发光层的一个侧边，和与该第二类子像素同颜色且相邻的第一类子像素的发光层中一个侧边相对，这两个侧边相互平行且等长。
也就是说，对于以上所说的相邻且颜色相同的两个子像素的发光层，它们必然就一组正相对的侧边，则这两个侧边优选相互平行且长度相等。例如，如图1所示，对于坐标(N1，P1)的第二类子像素的发光层，其左下侧边e与坐标(M1，S2)的第一类子像素的发光层的右上侧边f相对，则这两个侧边e、f平行且等长。
进一步优选的是，所有发光层的形状均为等边长的菱形，所有菱形均有一对侧边平行于第一方向，另一对侧边平行于第二方向。
也就是说，如图2所示，所有的发光层可都为尺寸相等的菱形，且各菱形的相应的侧边都相互平行，从而整个阵列基板中的发光层分布密度最大，也最为规整，最有利于掩膜板开口82的合并。
当然，以上所述的发光层仅为子像素的一部分，故子像素的形状、尺寸可与发光层不同(如可比发光层“大一圈”)。
同时，对于上述的阵列基板，用其进行显示的方法是多样的，例如，可以每3个排成三角形的不同颜色的子像素为一个“像素”进行显示；或者，也可按照图2中的方式将阵列基板划成网格状，并按照每个网格中划分的不同颜色的发光层的面积比例以“子像素公用的”方式进行显示；由于其具体的显示方法是多样的，故在此不再详细描述。
当然，应当理解，以上所述的重复单元9的形式、发光层的形状等都不应视为对本发明的限定。
本实施例还提供一种用于蒸镀上述阵列基板中的发光层的掩膜板，该掩膜板包括带有多个开口82的板体81，且开口82设于对应上述阵列基板中同颜色子像素的发光层的位置处，且两个同颜色且相邻的子像素中的发光层对应一个开口82。
也就是说，每个掩膜板用于蒸镀上述阵列基板中的某一种颜色的子像素的发光层。具体的，掩膜板为一金属薄板(板体81)，且该板体81上具有多个开口82，每个开口82均与上述阵列基板中的“一块”该种颜色的子像素的发光层相对应，故对于上述两个相邻且颜色相同的子像素中的发光层(至少是电致发光层)，掩膜板中只要设置一个开口82即可。其中，如前所述，发光层可包括电致发光层等多个层，这里的掩膜板至少用于形成电致发光层，而其他的层可通过该掩膜板制造，也可通过其他的掩膜板制造。
具体的，对于以上优选的阵列基板(即图2中所示的阵列基板)，其第一颜色子像素的发光层的分布如图3中最左侧的图所示(图中只考虑实际用于发光的发光层，而未显示不同子像素间的发光层)。
而在整个阵列基板中，该颜色的发光层分布如图3的中间图所示，部分相邻子像素的发光层连成一体(此处以发光层中的所有层均分别连成一体为例)。其中，长度较短的发光层(如第二行发光层)表示相邻的第一类子像素和第二类子像素中的连为一体的发光层，其面积为单个发光层面积的二倍，而较长的发光层(如第一行发光层)则表示两个相邻的第一类子像素中的连为一体的发光层，其面积为单个发光层面积的三倍(对应两个子像素和一个空白的子像素位置)。
相应的，用于蒸镀该颜色的发光层的掩膜板如图3中右侧的图所示。可见，该图中每个开口82均对应“一块”发光层，也就是对应两个子像素的发光层，从而在开口82尺寸不变的情况下，每个子像素中的发光层的尺寸可缩小，即子像素的尺寸可缩小，从而起到提高分辨率的作用。
其中，按照以上的优选排列方式，可见图中不同行的开口82的倾斜方向不同，这种方式的优点如下：在蒸镀过程中，掩膜板需要被装在框架上(即需要“张网”)，为避免掩膜板因重力变形下垂，故该框架需要对掩膜板施加一定的拉力；上述倾斜方向不同的开口82可使掩膜板中的应力分布均匀，避免应力集中，防止掩膜板被拉力损坏或变形。
相应的，第三颜色子像素的发光层、掩膜板的排列方式与以上的第一颜色子像素类似，在此不再详细描述。
而第二颜色子像素的发光层、掩膜板的排列方式则如图4所示，可见，其与第一颜色子像素的区别主要在于，其中连为一体的发光层都位于第一类子像素和第二类子像素之间，而不存在两个第一类子像素中的发光层为一体的情况，由此其掩膜板的开口82仅仅是倾斜方向不同，但尺寸是一样的。
当然，按照通常的工艺要求，掩膜板中的开口82的面积、形状不一定与发光层的面积、形状完全相同，通常而言，开口82需要略大于其所对应的发光层。由于以上的具体对应关系是已知的，故在此不再详细描述。
实施例3：
本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种阵列基板。所述显示装置是有机发光二极管(OLED)显示装置的形式，其具体可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，包括多个具有发光层的子像素，其特征在于，
所述子像素分为排成矩阵的多个第一类子像素，以及在行、列方向上均位于相邻的第一类子像素之间的第二类子像素；
每个所述第二类子像素和至少一个与其相邻的第一类子像素颜色相同；
部分第一类子像素和处于其相邻行、相邻列的一个第一类子像素颜色相同且二者之间无第二类子像素。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，包括多个排成阵列的重复单元，每个重复单元包括按照以下方式排列的8个第一类子像素和4个第二类子像素：
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素
第一类子像素 第一类子像素
第二类子像素。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，每个重复单元中的12个子像素分为4个第一颜色子像素、4个第二颜色子像素、4个第三颜色子像素；且在阵列基板中，
同一列的子像素中同颜色的子像素不相邻；
同一行的子像素中同颜色的子像素不相邻。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，在每个重复单元中，各颜色的子像素排列方式如下：
第一颜色子像素 第二颜色子像素
第三颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素
第二颜色子像素 第三颜色子像素
第一颜色子像素
第三颜色子像素 第一颜色子像素
第二颜色子像素。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
第二类子像素的发光层沿列方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两列第一类子像素的发光层沿列方向的投影分别部分重合；
第二类子像素的发光层沿行方向的投影，和与该第二类子像素相邻的两行第一类子像素的发光层沿行方向的投影分别部分重合。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，
所述发光层的形状为平行四边形，所述平行四边形的每个侧边相对所述行方向和列方向均是倾斜设置的。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，
每个所述第二类子像素的发光层均具有两个相对侧边，该两个相对侧边分别和与该第二类子像素同颜色且相邻的第一类子像素的发光层的两个相对侧边处于相同的直线中。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，
所有发光层的形状均为等边长的菱形，所有菱形均有一对侧边平行于第一方向，另一对侧边平行于第二方向。
9.一种掩膜板，其特征在于，
所述掩膜板用于蒸镀权利要求1至8中任意一项所述的阵列基板中的发光层；
所述掩膜板包括带有多个开口的板体，所述开口设于对应所述阵列基板中同颜色子像素的发光层的位置处，且两个所述同颜色且相邻的子像素中的发光层对应一个开口。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
权利要求1至8中任意一项所述的阵列基板。
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