像素结构及其制备方法和显示装置与流程

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种像素结构及其制备方法和包括该像素结构的显示装置。

背景技术：

常用的平板显示装置通常包括lcd(liquidcrystaldisplay：液晶显示装置)和oled(organiclight-emittingdiode:有机发光二极管)显示装置。尤其是oled显示装置，与lcd相比具有自发光、响应速度快、宽视角等诸多优点，适用于柔性显示、透明显示、3d显示等多种应用。

目前，在顶发射有源矩阵有机发光二极管(amoled)显示器件的制备工艺中，通常采用高精细金属掩模板(finemetalmask，简称fmm)，通过真空蒸镀工艺蒸镀，利用高精细金属掩模板中的开孔控制有机材料的面积和形状来制造oled的各层。其中，高精细金属掩模板一般有最小开孔的限制，蒸镀工艺中不同颜色的子像素有开口间距的限制，高分辨率和最大像素开口率难以两全其美。而高精细金属掩模板在制造工艺上存在瓶颈，导致amoled产品的像素分辨率(pixelsperinch，简称ppi)受到很大限制，画面显示细腻程度上无法和高ppi的lcd产品相比。

由于高精细金属掩模板的制作难度非常大，特别是显示产品的分辨率越来越高，高精细金属掩模板的开孔数量很大，金属掩模板制作难度越来越大，高精细金属掩模板的价格非常昂贵。另外，高精细金属掩模板的不良会导致有机电致发光显示器件出现混色等缺陷，而且用的高精细金属掩模板越多，越容易出现产品不良，从而降低产品的良率。

可见，显示器件如何在高分辨率和高精细金属掩模板的开孔之间实现各自最大优势，成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种像素结构及其制备方法和包括该像素结构的显示装置，至少实现了显示器件如何在高分辨率和高精细金属掩模板的开孔之间实现各自最大优势的问题。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该像素结构，包括多个子像素，其中，所述子像素为第一子像素、第二子像素和第三子像素，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素在行方向上依次循环排列，每相邻两行的同一子像素在列方向上相隔排列，且相邻行的同一子像素在列方向上镜像对称设置；

所述第二子像素位于相邻行的所述一子像素和所述第三子像素之间的中心线上，所述第二子像素和位于其相邻的一行中且与其相邻的一所述第三子像素和一所述第一子像素构成一个像素单元。

优选的是，处于同一行或同一列的所述第一子像素的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的所述第二子像素的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的所述第三子像素的几何中心位于同一直线上。

优选的是，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状为具有对称轴的对称图形，所述第一子像素的对称轴的延伸方向平行于列方向，所述第二子像素的对称轴的延伸方向平行于列方向，所述第三子像素的对称轴的延伸方向平行于列方向。

优选的是，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状为三角形、四边形、五边形、六边形或八边形中的任意一种。

优选的是，所述第一子像素、所述第二子像素和所述第三子像素的形状均为五边形，所述五边形包括两个直角内角和三个120°内角。

优选的是，所述第三子像素的面积大于所述第一子像素的面积，所述第一子像素的面积大于所述第二子像素的面积。

优选的是，所述第一子像素的显示颜色为红色或蓝色，所述第二子像素的显示颜色为绿色，所述第三子像素的显示颜色为蓝色或红色。

优选的是，同列中相邻的所述像素单元以正梯形、倒梯形的形式依次交替设置。

一种上述像素结构的制备方法，其中：

相邻行的、在列方向上镜像对称设置的所述第一子像素采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成；

相邻行的、在列方向上镜像对称设置的所述第二子像素采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成；

相邻行的、在列方向上镜像对称设置的所述第三子像素采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成。

一种显示装置，包括上述的像素结构。

本发明的有益效果是：

该像素结构通过将不同颜色子像素每两行像素以相反的循环方向排列，并使得相邻行的相同颜色子像素在列方向上镜像对称设置，在构成像素单元时红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素呈正梯形或倒梯形排列，使得显示色度均匀性更好；

另外，由于相邻行相同颜色的两个子像素是由金属掩模板一个开孔来蒸镀，减少了高精细金属掩模板开孔数量，降低了金属掩模板的制作难度，更容易制备高分辨率oled产品。

附图说明

图1为本发明实施例1中像素结构的示意图；

图2为本发明实施例1中像素结构最小重复单元的示意图；

图3为本发明实施例1中多个像素单元的排列示意图；

图4a-图4c为本发明实施例1中各种不同颜色的子像素的金属掩模板的结构示意图；

图5为图1中单一像素单元中各子像素尺寸的示意图；

图6为图1中相邻的不同颜色各子像素之间尺寸的示意图；

附图标记中：

1－第一子像素；2－第二子像素；3－第三子像素；4－像素单元；5－金属掩模板。

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像素结构及其制备方法和包括该像素结构的显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种像素结构，针对amoled的像素结构使用fmm形成，因fmm在制造工艺上的瓶颈，导致oled显示器件出现混色等缺陷的问题，通过改变子像素形状和排列方式(arrangementofrgbpixel)，不需对金属掩模板做巨大数量的开孔即可制备得到高分辨率产品，使得显示器件的色度均匀性更好。

如图1所示，该像素结构包括第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3，其中，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3在行方向上依次循环排列，每相邻两行的同一子像素在列方向上相隔排列，且相邻行的同一子像素在列方向上镜像对称设置；第二子像素2位于相邻行的一子像素1和第三子像素3之间的中心线上，第二子像素2和位于其相邻的一行中且与其相邻的一第三子像素3和一第一子像素1构成一个像素单元4。

其中，第一子像素1的显示颜色为红色或蓝色，第二子像素2的显示颜色为绿色，第三子像素3的显示颜色为蓝色或红色。上述的红色、绿色和蓝色是该子像素结构本身所具有的能实现彩色显示的颜色，例如为有机电致发光二极管中发光层的颜色，在正常加压状态下，该发光层能发出的相应的颜色。本实施例中以第一子像素1的显示颜色为红色r(red)，第二子像素2的显示颜色为绿色g(green)，第三子像素3的显示颜色为蓝色b(blue)作为示例。

每相邻两行的同一子像素在行方向上相隔排列，即指：将每两行子像素视为一个整体，例如第i行和第i+1行，则该整体实质为第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3具有相同循环排列方向的两行，循环方向可视为rgb……rgb；与其在上下方向相邻的其他四行，相应为第i-2/行第i-1行和第i+2行/第i+3行，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3也具有相同循环排列方向，且与第i行和第i+1行这两行中第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3分别相隔两列排列，在同一列起点，循环方向可视为brg……brg。

需要说明的是，由于工艺条件的限制，各子像素的位置关系不一定精确的满足上述位置关系，如距离误差在10％以内，都属于本实施例的像素排列结构。如图2所示为该像素结构排列方式中，像素最小重复单元的示意图。

根据三原色混色实现彩色显示的原理，本实施例通过像素单元4中子像素结构排列的改变，使得相同颜色的子像素既能与相邻的其他颜色的子像素构成像素单元，而且使得相邻行、同一列中的相邻子像素为同一颜色，从而使得同一颜色的两个子像素在采用蒸镀工艺进行制备的过程中能用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成。图1中，相邻同一颜色子像素呈现镜像排列。其中，第一子像素1在列方向上每隔两行排成列，相邻行的第一子像素1在列方向上镜像对称设置；第二子像素2在列方向上每隔两行排成列，相邻行的第二子像素2在列方向上镜像对称设置；第三子像素3在列方向上每隔两行排成列，相邻行的第三子像素3在列方向上镜像对称设置。由于第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3形成有规律的排列，而且同一子像素在位置上非常靠近，因此在分别完成阳极图形后，相同颜色的相邻行的子像素能用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成。

蒸镀工艺也叫真空镀膜，即指将待成膜的物质或材料进行蒸发或升华，并在基片或工件表面析出；为了形成一定的图案，可以采用fmm形成遮挡而在基片或工件表面不形成待成膜的物质或材料。此时，虽然形成像素结构的有机材料将通过fmm形成在整个开孔区域对应的阳极层的上方，但实际上能成为像素结构的层结构仅为附着在阳极上方的部分，而对于未附着在阳极上方的部分，作为残留材料并不会起到显示的作用。

优选的是，处于同一行或同一列的第一子像素1的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的第二子像素2的几何中心位于同一直线上，处于同一行或同一列的第三子像素3的几何中心位于同一直线上。基于这样的设置，能够实现颜色各不相同的子像素在整个显示面板的均匀分布，保证显示效果的均匀性，获得更高品质的画面显示，同时简化该像素结构的制备工艺。

其中，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3的形状为具有对称轴的对称图形，第一子像素1的对称轴的延伸方向平行于列方向，第二子像素2的对称轴的延伸方向平行于列方向，第三子像素3的对称轴的延伸方向平行于列方向。在采用高精细金属掩模板fmm形成像素结构时，在工艺过程中通常会沿行方向或列方向对fmm进行拉伸，由于子像素图形的对称轴沿行方或列方向排列，因此不会因fmm的拉伸工艺导致子像素形状产生变形，从而能保证像素结构中各子像素的正确位置。这里应该理解的是，各子像素之间的间距可以根据需要灵活进行设计，以保证多个子像素形成的显示屏的精度。

采用同一金属掩模板形成一个颜色的所有子像素，两个子像素的形状尽可能与金属掩模板的开孔形状相同，获得尽可能大的开口率。优选的是，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3的形状为三角形、四边形、五边形、六边形或八边形中的任意一种。在实际应用中，可根据显示面板的应用场合或显示效果的要求等实际情况进行灵活设置。

进一步优选的是，如图2所示，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3的形状均为五边形，五边形包括两个直角内角和三个120°内角。即，每个子像素呈五边形，内角包括两个内直角和三个120°内角。

应该理解的是，像素单元4中各子像素的形式可根据实际情况进行多种合和排布，例如可根据显示面板的应用场合或客户要求的显示效果等实际情况进行灵活设置。另外，考虑显示面板布线以及金属掩模板制作工艺，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3在折角可以设置有倒角，以获得较佳的各子像素之间显示颜色的独立性。

基于上述的像素结构提供的制备方法，在进行蒸镀工艺时，相邻行的、在列方向上镜像对称设置的第一子像素1采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成；相邻行的、在列方向上镜像对称设置的第二子像素2采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成；相邻行的、在列方向上镜像对称设置的第三子像素3采用同一金属掩模板的同一开孔蒸镀形成。相同颜色的子像素能用同一金属掩模板蒸镀，相邻行相同颜色的两个子像素能用金属掩模板一个开孔来蒸镀，因此获得尽可能大的开口率，如图4a-图4c示出了金属掩模板5的结构，图4a为红色子像素的形成金属掩模板，图4b为绿色子像素的形成金属掩模板，图4c为蓝色子像素的形成金属掩模板。

在同一像素单元中，第三子像素3的面积大于第一子像素1的面积，第一子像素1的面积大于第二子像素2的面积。对于有机发光二极管显示器件，因为相比红色和绿色，蓝色发光材料通常发光效率最低且寿命相对较短，因此蓝色子像素面积可以大于红色子像素和绿色子像素面积。此外，由于人眼对绿色更敏感，而且绿色发光材料效率最高，因此绿色子像素面积可以做成最小，即第二子像素2的面积相对第一子像素1和第三子像素3的面积可以设置的更小。同时，人眼可识别度较高的绿色子像素在行方向和列方向上均匀分布，确保行方向和列方向上的显示品质。形成第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3的图形对应着fmm中的开孔，不管是红色子像素、蓝色子像素还是绿色子像素的fmm的开孔间距均有所增大，因此非常有利于fmm设计和有机层蒸镀工艺，更容易实现高分辨率。

在像素单元4的整体排布结构上，如图3所示，同列中相邻的像素单元4以正梯形、倒梯形的形式依次交替设置，即，rgb呈正梯形或倒梯形排列。在本实施例中，每一个像素单元4仍是由一个红色子像素、一个绿色子像素和一个蓝色子像素所组成，每个像素中红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素呈正梯形或倒梯形排列。

该像素结构通过数据线接收像素显示信息数据，第一子像素1、第二子像素2及第三子像素3均可以独立的显示。相应的，第一子像素1、第二子像素2和第三子像素3分别各与一条数据线连接，数据线用于接收像素显示信息。该像素结构可采用现有的驱动方式，不会增加驱动难度。

作为一个具体示例，在高分辨率产品5.5qhd(quarterhighdefinition，即fullhd1920×1080的四分之一)产品中，本实施例中像素关键参数如下表所示：

像素关键参数列表

当然，图5中各子像素的尺寸数据和图6中各子像素之间的尺寸数据均为优选数据，其中的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的尺寸或间隔尺寸不限于此。

本实施例中的像素结构中，通过将不同颜色子像素每两行像素以相反的循环方向排列，并使得相邻行的相同颜色子像素在列方向上镜像对称设置，在构成像素单元时红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素呈正梯形或倒梯形排列，使得显示色度均匀性更好。另外，由于相邻行相同颜色的两个子像素是由金属掩模板一个开孔来蒸镀，减少了高精细金属掩模板开孔数量，降低了金属掩模板的制作难度，更容易制备高分辨率oled产品。

实施例2：

本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例1中的像素结构。

该显示装置可以为：电子纸、oled面板、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。

该显示装置中，由于其中的像素结构具有更好的蒸镀工艺，所以具有较高的良率，具有较好的显示效果。

本发明提供了一种新型的像素结构，该像素结构通过优化rgb子像素排列，从而在同样fmm工艺精度下，可实现更高分辨率，并提高像素的开口率，解决了现有技术中有机发光显示器件由于工艺原因造成分辨率难以提高的问题，实现了高分辨率和高精细金属掩模板的开孔之间实现较大优势，特别适用于采用fmm蒸镀的顶发射amoled面板的制备。

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。