像素结构、掩膜版及显示装置的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种像素结构、掩膜版及显示装置。

背景技术：

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示技术具有自发光的特性，因其具有显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能的优势，已广泛应用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视等产品中。

目前，一种典型的OLED显示面板的像素结构采用像素并置(side-by-side)的方式排布，该side-by-side方式中，在一个像素(Pixel)范围内有红、绿、蓝(R、G、B)三个子像素(sub-pixel)，每个子像素均呈长方形，且各自具有独立的有机发光元器件。具体地，如图1所示，每个像素单元Pixel包括呈直线排列的R(红)子像素101、G(绿)子像素103以及B(蓝)子像素105，R、G、B子像素均为长方形，所有子像素大小相等，且R、G、B子像素的个数比为1：1：1，业界通常将该种像素结构称为Real RGB。

图1A所示的像素结构通常需要通常采用图1B所示的高精细金属掩膜版(Fine Metal Mask，FMM)进行蒸镀实现，该种FMM包括遮挡区107以及若干个蒸镀开口108，同一列相邻的两个蒸镀开口108之间的遮挡区称之为连接桥(bridge)。FMM一般有最小开口的限制，蒸镀工艺中不同颜色的子像素有开口间距的限制，制备OLED像素结构会不可避免地受到FMM开口以及蒸镀工艺精度的限制，而图1A所示的像素结构中，在像素密度高于300PPI(Pixel Per Inch，像素密度)时，目前的FMM工艺实现起来非常困难，不能满足OLED显示装置的高PPI发展要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种像素结构、掩膜版及显示装置，能够实现较高PPI。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种像素结构，包括呈阵列排列的若干像素大组，每一所述像素大组包括相邻设置且相互错位的第一像素小组和第二像素小组，所述第一像素小组和所述第二像素小组均包括第一子像素组、第二子像素组、第三子像素组三种颜色不同的子像素组，每个子像素组包括四个颜色相同的子像素。

可选的，每一所述像素大组中，所述第一像素小组和第二像素小组沿第一方向相邻设置且相互错位，所述第一像素小组和所述第二像素小组中三种颜色不同的子像素组沿第二方向依次排列的顺序相同；或者，所述第一像素小组和所述第二像素小组中三种颜色不同的子像素组沿第二方向依次排列的顺序不同。

可选的，每个子像素组中的四个颜色相同的子像素在第一方向和第二方向上排列成两行两列的阵列。

可选的，每个子像素组中的四个颜色相同的子像素的形状和尺寸均相同，且当所述第二像素小组在第二方向上的高度低于所述第一像素小组在第二方向上的高度时，在同一所述像素大组中，所述第二像素小组的第一种颜色的子像素组在第二方向上的中线与所述第一像素小组中的前两种颜色的子像素组的交界线重合；或者，当所述第二像素小组在第二方向上的高度高于所述第一像素小组在第二方向上的高度时，在同一所述像素大组中，所述第一像素小组的第一种子像素组在第二方向上的中线与所述第二像素小组中的前两种颜色的子像素组的交界线重合。

可选的，每个所述像素大组被划分为至少一个像素单元，每个像素单元均包括三种颜色的子像素。

可选的，同一所述像素大组中，所述第一子像素小组和所述第二子像素小组中的无任何子像素被共用，或者，所述第一子像素小组和所述第二子像素小组中的至少有一个子像素被共用而形成相应的像素单元。

可选的，所有像素组所形成的所有像素单元中，一部分所述像素单元用于实现左眼显示，另一部分所述像素单元用于实现右眼显示。

本实用新型还提供一种用于制造上述之一的像素结构的掩膜版。

可选的，所述掩膜版一个蒸镀开口对应至少两个颜色相同的子像素。

本实用新型还提供一种显示装置，包括上述之一的像素结构。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

1、所述像素结构包括呈阵列排列的若干像素大组，每一所述像素大组包括沿第一方向相邻设置的分别包括三种颜色不同的子像素组的第一像素小组和第二像素小组，所述第一像素小组和第二像素小组相互错位，每个子像素组均包含四个颜色相同的子像素，掩膜版的一个蒸镀开口对应至少两个颜色相同的子像素，因此保证了相同颜色的子像素组呈有规律的交错排列，可以增加掩膜板的强度，降低蒸镀掩膜版制作工艺和蒸镀工艺的难度，有利于制作小尺寸的子像素，提高显示装置的PPI；

2、该像素结构中三种颜色分布相对均匀，显示效果较佳，每个子像素组包括四个颜色相同的子像素，可以根据不同的显示要求来划分相应的像素单元，使得每个像素单元均包括三种颜色的子像素，当所述三种颜色为红、绿、蓝三基色时，通过调节红、绿、蓝的显示比例而达到不同的灰度和色彩组合，可以实现真正意义上的全色显示，适用范围广。

附图说明

图1A为现有技术中一种OLED显示面板的像素结构排布示意图；

图1B为对应图1的一种FMM的示意图；

图2A至2H是本实用新型具体实施例的像素结构的排布示意图；

图3是本实用新型具体实施例的FMM的示意图；

图4A至4H是本实用新型具体实施例的像素单元的划分示意图。

具体实施方式

申请人经过研究发现，传统的RGB像素结构已不能同时满足产品高PPI显示效果的要求。基于此，本实用新型提供像素结构，包括呈阵列排列的若干像素大组，每一所述像素大组包括沿第一方向相邻设置且相互错位的第一像素小组和第二像素小组，所述第一像素小组和所述第二像素小组均包括第一子像素组、第二子像素组、第三子像素组三种颜色不同的子像素组，且所述第一像素小组和所述第二像素小组中三种颜色不同的子像素组沿第二方向依次排列顺序不同，每个子像素组包括四个颜色相同的子像素，所述四个颜色相同的子像素在第一方向和第二方向上排列成两行两列的阵列。这种像素结构中像素大组的第一像素小组和第二像素小组相邻且错位，每个像素小组的相同颜色的四个子像素可以共用同一个蒸镀开口，减少占用空间，并增强掩膜版强度，有利于制作小尺寸的子像素，提高包含该像素结构的显示装置的PPI。

以下结合附图对本实用新型提出的像素结构、掩膜版及显示装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的，各个附图中只表示出了相应结构的一部分，而实际产品可依据实际显示需要作相应的变化。此外，本实用新型中所述第一行、第二行、第一列、第二列……均是为说明本实用新型而以图中所示为参考标准的，并非指实际产品中的行和列。

请参考图2A至2G，本实用新型一实施例提供一种像素结构，包括呈阵列排列的若干像素大组20，每一所述像素大组20包括沿X方向(第一方向)相邻设置(即按列排列)且在Y方向(第二方向)上相互错位的第一像素小组21和第二像素小组22，第一像素小组21和第二像素小组22在Y方向上相互错位是指第一像素小组21和第二像素小组22的顶部不等高，例如，第一像素小组21在Y方向上的高度高于第二像素小组22在Y方向上的高度，使得第二像素小组22相对第一像素小组21向下错位，如图2A所示；再例如第一像素小组21在Y方向上的高度低于第二像素小组22在Y方向上的高度，使得第二像素小组22相对第一像素小组21向上错位，如图2B所示。本实施例的像素结构实质上是包括多个由第一像素小组21在Y方向上依次排列形成的像素组列和多个由第二像素小组22在Y方向上依次排列形成的像素组列，第一像素小组21在Y方向上形成的像素组列和第二像素小组22在Y方向上形成的像素组列在X方向上交替重复排列，且相邻两像素组列相互错位。换言之，所有奇数列像素组列中的子像素的排列方式相同，所述偶数列像素组列中的子像素的排列方式也相同，然而奇数列像素组列和偶数列像素组列中相同颜色的子像素组并非上下对应，而是相互错开(移位)排列。

第一像素小组21和第二像素小组22均包括第一子像素组201、第二子像素组202和第三子像素组203三种颜色不同的子像素组，三种颜色可以是红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)，且第一像素小组21和第二像素小组22中，第一子像素组201、第二子像素组202和第三子像素组203在Y方向上依次排列的顺序可以相同(如图2H所示)，也可以不同(如图2A至2G所示)，每个子像素组中均包括颜色相同的四个子像素，这四个子像素的形状和尺寸均完全相同，并排列成两行两列的阵列。例如，第一子像素组201中四个子像素均为红色子像素，记为R，第二子像素组202中四个子像素均为绿色子像素，记为G，第三子像素组203中四个子像素均为蓝色子像素，记为B，且四个R、四个G、四个B分别呈2*2的阵列。

请参考图2A至2H，第一像素小组21中三种颜色不同的子像素组沿Y方向依次排列的顺序可以为第一子像素组201、第二子像素组202和第三子像素组203。对应的，第二像素小组22中三种颜色不同的子像素组沿Y方向依次排列的顺序：可以是第三子像素组203、第一子像素组201和第二子像素组202，如图2A、2B和2H所示；也可以是第三子像素组203、第二子像素组202和第一子像素组201，如图2C所示；还可以是第二子像素组202、第三子像素组203和第一子像素组201，如图2D所示；还可以是第二子像素组202、第一子像素组201和第三子像素组203，如图2E所示；还可以是第一子像素组201、第三子像素组203和第二子像素组202，如图2F所示；也可以是第一子像素组201、第二子像素组202和第三子像素组203，如图2G所示。

可选的，请参考图2A，当每个像素大组20中，第一像素小组21相对第二像素小组22向上错位时，第二像素小组22的第一种颜色的子像素组在Y方向上的中线(如图2A中两行B之间的虚线)与第一像素小组21的前两种颜色的子像素组间的交界线(如图2A中4个R和4个G之间的实线)重合；请参考图2B，当每个像素大组20中，第一像素小组21相对第二像素小组22向下错位时，第一像素小组21的第一种颜色的子像素组在Y方向上的中线(如图2B中两行R之间的虚线)与第二像素小组22的前两种颜色的子像素组间的交界线(如图2B中4个B和4个R之间的实线)重合，由此实现第一像素小组21相对第二像素小组22的错位，有利于划分出即包含第一像素小组21中的子像素→包含第二像素小组22中的子像素的像素单元的划分，实现高PPI。此外，还有利于降低掩膜版的制作难度。

需要说明的是，各种颜色的子像素的大小可根据每个子像素的寿命不同来进行适应性调整。优选的，同一所述像素大组中，所有的子像素的形状和尺寸均相同，从而可以采用同一张掩膜版来分三次蒸镀来制作三种颜色的子像素，以最大程度的降低成本；或者，其中两种颜色的子像素的形状和尺寸均相同，另一种颜色的子像素与所述两种颜色的子像素的形状和尺寸均不同，从而可以采用同一张掩膜版来分两次蒸镀来制作所述两种颜色的子像素，以节约成本；或者，三种颜色的子像素的形状相同，但尺寸不完全相同，例如，在同一所述像素大组中，子像素R、G、B的形状均为条状，所述条状可以是直角矩形、圆角矩形以及缺角矩形(四个矩形角中至少一个角不为直角和圆角)，所述条状对应的矩形长宽比可以是1:1、2:1、3:1、3:2或4:3，以有利于优化布线空间，子像素R、B矩形的尺寸完全相同，子像素G的尺寸(例如矩形的宽)大于或小于子像素R的尺寸(例如矩形的宽)。

另外，可以理解的是，实际生产中，各种产品的实际形状(和尺寸)与设计形状(和尺寸)之间允许存在一定偏差。一般，只要产品的实际形状(和尺寸)在设计形状(和尺寸)允许的偏差范围内，便可以达到使用要求。比如，子像素G、子像素R和子像素B的形状也可以是类矩形或者类长方形，比如说近似长方形或者近似正方形的梯形，所述梯形可以是等腰梯形或者非等腰梯形，可以是正梯形、倒梯形、向左旋转90度的梯形或向右旋转90度的梯形。在优选方案中，该梯形为等腰梯形，该等腰梯形的上底边与下底边的尺寸差值小于下底边长度的10％，并且，该等腰梯形的腰与上底边的夹角大于90度且小于100度，以及，该等腰梯形的腰与下底边的夹角大于80度且小于90度，这样，子像素G、子像素R和子像素B的形状还是大致为方形(在允许的偏差范围内)，仍可获得较佳的排布效果。

此外，根据实际设计和生产需要，可以将图2A至图2G中的像素大组按阵列排列所形成的像素结构向左或向右旋转90度，当然，也可以是旋转180度。比如，将图2A向左旋转90度，则得到如图2H所示的像素结构。如图2H所示，该像素结构包括呈阵列排列的若干像素大组20，每个像素大组20包括沿Y方向相邻设置(即按行排列)且分别包括RGB三种颜色不同的子像素组的第一像素小组21和第二像素小组22；其中，所述第一像素小组21可以包括沿X方向依次排列的第一子像素组201、第二子像素组202和第三子像素组203；所述第二像素小组22可以包括沿X方向依次排列的第三子像素组203、第一子像素组201和第二子像素组202；每个子像素组包括四个颜色相同且呈2*2阵列排列的子像素,即第一像素小组21中的八个子像素排列成两行六列的阵列(RR GG BB/RR GG BB)。第二像素小组22中的三个颜色的子像素组的位置不同于第一像素小组21，也是一个两行六列的阵列(BB RR GG/BB RR GG)。每个像素大组20中，第二像素小组22相对第一像素小组21向右错位，且第二像素小组22的第一列(BB)子像素和第二列子像素(BB)之间的间隙在X方向上的中线与第一像素小组21的第二列子像素(RR)和第三列子像素(GG)之间的间隙在X方向上的中线重合。这种像素结构实质上是包括多个由第一像素小组21在X方向上依次排列形成的像素组行和多个由第二像素小组22在X方向上依次排列形成的像素组行，第一像素小组21在X方向上形成的像素组行和第二像素小组22在X方向上形成的像素组行在Y方向上交替重复排列，且相邻两行像素组行相互错位。换言之，所有奇数行像素组行中的子像素的排列方式相同，所述偶数行像素组行中的子像素的排列方式也相同，然而奇数行像素组行和偶数行像素组行中相同颜色的子像素组并非上下对应，而是相互错开(移位)排列。

本实用新型各实施例的像素结构中，每个子像素(R\G\B)均包括发光区(显示区)和非发光区(非显示区)，每个子像素的发光区中包括阴极、阳极和电致发光层(亦称为有机发射层)，所述电致发光层位于阴极和阳极之间，用于产生预定颜色光线以实现显示。本实用新型的像素结构通常需要利用三次蒸镀工艺以分别在对应的子像素的发光区中形成对应颜色(如红色、绿色或蓝色)的电致发光层。

图3为对应图2A所示像素结构的一种用于某种颜色的子像素蒸镀的FMM的示意图。如图3所示，该掩膜版具有多个蒸镀开口301，每个蒸镀开口301至少对应两个颜色相同的子像素，例如每个蒸镀开口301对应于图2A中相应位置的四个颜色相同的子像素(即第一像素小组21或第二像素小组22中一个子像素组)，由于图2A中奇数列像素组列和偶数列像素组列上相同颜色的子像素组并非上下对应，而是相互错开(移位)排列，因而，用以形成同种颜色的子像素组的蒸镀掩膜版(FMM)上的蒸镀开口301也是错开排布的，因此可增加FMM的强度，尽可能避免FMM发生翘由、断裂等问题，减少蒸镀膜层晕开、偏移等影响蒸镀品质的缺陷。当所有子像素的形状和尺寸均相同时，三种颜色的子像素组的排列方式相同，因此三种颜色的子像素可以通过偏位的方式共用一个掩膜板来实现蒸镀，以节约成本。其中，每个子像素组中的四个子像素可以共用一个蒸镀开口301，从而减少空间占用，可以增加开口率，以提高PPI，或者在不增加开口的情况下，把现有开口做的更大一些，有利于降低工艺难度。需要说明的是，当掩膜版的一个蒸镀开口301对应两个颜色相同的子像素时，同种颜色的所有子像素组可以通过多次相应的偏位并蒸镀形成。

本实用新型的像素结构以“像素大组20”为单位进行阵列排布，其内部相邻的第一像素小组21和第二像素小组22相互错位，其结构相对图1A所示的常规的像素结构发生了很大变化，故其像素单元的划分(或者说显示驱动方法)也会有所变化，且被划分出的各个像素单元均包括三种颜色的子像素，以实现全色显示。本实用新型的像素结构不仅可以用于2D平面显示，还可以进一步借助分时控制而用于3D(立体或三维)显示。下面以图2A中所示的像素结构为例，详细说明本实用新型像素结构的像素单元的具体划分方式。

请参考图4A，在本实用新型的一实施例中，可以将每个像素大组20划分为一个像素单元P10，即每个像素单元P10均包括一个第一像素小组21和一个第二像素小组22，也就是说每个像素单元P10均包括八个R子像素、八个B子像素和八个G子像素，这种像素单元的划分方式下的每个像素单元均包括RGB三种颜色的子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时子像素的数量较多，显示效果较佳。

请参考图4B，在本实用新型的一实施例中，可以将每个像素大组20划分为两个像素单元，第一像素小组21为像素单元P11，第二像素小组22为像素单元P12，每个像素单元均包括四个R子像素、四个B子像素和四个G子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量是图4A所示的像素单元数量的两倍，因此显示效果进一步提高。此外还可以控制像素单元P11和P12分时显示，使得像素结构中划分出来的P11这类像素单元(即由第一像素小组21形成的像素单元)用于左眼显示，而像素结构中划分出来的P12这类像素单元(即由第二像素小组22形成的像素单元)用于右眼显示，由此可以使得该像素结构能够应用于VR和3D显示技术中。

请参考图4C，在本实用新型的一实施例中，可以将每个像素大组20划分为四个像素单元，第一像素小组21的两列子像素分别划分为像素单元P21、P22，第二像素小组22的两列子像素为像素单元P23和P24，每个像素单元均包括两个R子像素、两个B子像素和两个G子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量是图4B所示的像素单元数量的两倍，因此显示效果进一步提高。此外还可以控制像素单元P21至P24分时显示，使得像素结构中划分出来的P21、P23这类像素单元(包含每个像素小组左侧列子像素的像素单元)用于左眼显示，而像素结构中划分出来的P22和P24这类像素单元(包含每个像素小组右侧列子像素的像素单元)用于右眼显示，由此可以使得该像素结构能够应用于VR和3D显示技术中。

在本实用新型的一个实施例中，可以将每个像素大组20中第一像素小组21的一部分子像素和第二像素小组22中的一部分子像素划分为一个像素单元。

例如，请参考图4D，将每个像素大组20中第一像素小组21和第二像素小组22相邻的两列子像素列划分为一个像素单元P31，每个像素单元P31均包括四个R子像素、四个B子像素和四个G子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量是图4A所示的像素单元数量的两倍，因此显示效果进一步提高。

再例如，请参考图4E，在本实用新型的一个实施例中，将每个像素大组20中的第一像素小组21的两个R子像素(如图4E中21的第二行R)、两个G子像素(如图4E中21的第三行G)以及第二子像素组22的两个B子像素(如图4E的22中第一行B)划分为一个像素单元P41，将每个像素大组20中的第一像素小组21的另外两个G子像素(如图4E中21的第四行G)、第二子像素组22的两个B子像素(如图4E中22的第二行B)以及第二子像素组22的两个R子像素(如图4E中22的第三行R)划分为一个像素单元P42，将每个像素大组20中的第一像素小组21的另外两个B子像素(如图4E中21的第五行B)、第二子像素组22的另外两个R子像素(如图4E中22的第四行R)以及第二子像素组22的两个G子像素(如图4E中22的第五行G)划分为一个像素单元P43。这种划分方式下形成的每个像素单元均包括两个R子像素、两个B子像素和两个G子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量多于图4A所示的像素单元的数量，因此显示效果进一步提高。此外，还可以通过分时控制，使得像素结构中划分出来的P41这类像素单元(包含第一子像素组21中的四个子像素的像素单元)用于左眼显示，而像素结构中划分出来的P42、P43这类像素单元(包含第二子像素组22中的两个子像素的像素单元)用于右眼显示，由此可以使得该像素结构能够应用于VR和3D显示技术中。

再例如，请参考图4F，将每个像素大组20中的第一像素小组21右侧列的两个R子像素和两个G子像素与第二像素小组22中的左侧列的两个B子像素划分为一个像素单元P51，将每个像素大组20中的第一像素小组21右侧列的两个B子像素与第二像素小组22中的左侧列的两个R子像素和两个G子像素划分为一个像素单元P52。这种像素单元的划分方式下，每个像素单元均包括两个R子像素、两个G子像素和两个B子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量多于图4A所示的像素单元的数量，因此显示效果进一步提高。

请参考图4G，在本实用新型的一实施例中，将每个像素大组20中的第一像素小组21右侧列的一个R子像素(如图4G中21的第二行右侧R)和一个G子像素(如图4G中21的第三行右侧G)与第二像素小组22中的左侧列的一个B子像素(如图4G中22的第一行左侧B)划分为一个像素单元P61，将每个像素大组20中的第一像素小组21右侧列的另一个G子像素(如图4G中21的第三行右侧G)与第二像素小组22中的左侧列的另一个B子像素(如图4G中22的第二行左侧B)和一个R子像素(如图4G中22的第三行左侧R)划分为一个像素单元P62，将每个像素大组20中的第一像素小组21右侧列的一个B子像素(如图4G中21的第二行右侧R)和与第二像素小组22中的左侧列的另一个R子像素(如图4G中22的第四行左侧R)和一个G子像素(如图4G中22的第五行左侧G)划分为一个像素单元P63。这种像素单元的划分方式下，每个像素单元均包括一个R子像素、一个G子像素和一个B子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量多于图4A至4E所示的像素单元的数量，因此显示效果进一步提高。

在上述各实施例中，每个像素大组20中不存在子像素共用的情况，即不存在两个像素单元共用同一个子像素的情况。在本实用新型的其他实施例中，同一所述像素大组20中，至少有一个子像素被共用而形成相应的像素单元。例如，请参考图4H，每个像素大组20中，第一像素小组21的右侧列的两个G子像素共用第二像素小组22左侧列相邻的B和R子像素，从而形成两个像素单元P71、P72；第一像素小组21的右侧列两个B子像素也共用第二像素小组22左侧列相邻的G和R子像素，从而形成两个像素单元P73、P74。这种像素单元的划分方式下，每个像素单元均包括RBG三种颜色的子像素，能够实现全色显示，可以用于2D显示模式，同时由于像素单元的数量多于图4A至图4G所示的像素单元的数量，因此显示效果进一步提高。

需要说明的是，各个像素单元的显示是靠各个子像素的驱动显示的内容(颜色和亮度等)混合的结果，因此各个像素单元的显示不仅与构成该像素单元的子像素的类型和数量有关，也与构成该像素单元的子像素的组合形式有关，不同组合形式的子像素构成像素单元所需要的驱动信号也不同。也就是说，在将像素结构划分为多个像素单元后，按照各像素单元所需要显示的内容为其中的各子像素提供驱动信号，以为他们分配相应的亮度，像素共用方式可达到最好的混色效果，使显示效果最佳，同时还可提高分辨率。当然，以上所举的只是一种具体的子像素共用方式，如果采用其他的共用方式也是可行的。

本实用新型还提供一种显示装置，其包括上述的像素结构。所述显示装置可以为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。由于本实用新型的显示装置包括上述的像素结构，因此其显示均匀性高，显示质量好。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。