CN110010643B - 发光显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供了发光显示设备。发光显示设备包括第一基板、绝缘层、发光二极管和黑矩阵层。绝缘层位于第一基板上，并且包括凹陷和突起。每个发光二极管包括在突起上的像素电极层、发光层和共同电极层。黑矩阵层位于凹陷中。

Description

发光显示设备
本申请要求享受于2017年12月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0178332号的优先权，将其如同本文充分地阐述一样以引用方式并入本文用于所有目的。
技术领域
本发明涉及发光显示设备。
背景技术
随着信息技术的发展，针对作为用户和信息之间媒介的显示设备的市场正在扩大。因此，诸如有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)和等离子显示面板(PDP)之类的显示设备被越来越多地使用。
在上述的显示设备之中，OLED显示设备包括显示面板，所述显示面板包括多个子像素、用于驱动显示面板的驱动器以及用于将电能供给至显示面板的电源。驱动器包括用于将扫描信号(或门信号)供给至显示面板的扫描驱动器以及用于将数据信号供给至显示面板的数据驱动器。
OLED显示设备以如下这样的方式来显示图像：当将扫描信号和数据信号供给至以矩阵布置的子像素时，选择的子像素的发光二极管发光。OLED显示设备被分类为底部发光型和顶部发光型，所述底部发光型向较下面的基板发光，所述顶部发射类型向较上面的基板发光。
OLED显示设备具有各种优点，这是因为其基于从子像素中包括的LED产生的光来显示图像，以及因此作为未来的显示设备而备受瞩目。然而，为了实现超高分辨率的OLED显示设备，需要进行更多研究。
发明内容
本发明提供发光显示设备，所述发光显示设备包括第一基板、绝缘层、发光二极管和黑矩阵层。绝缘层位于第一基板上，并且包括凹陷和突起。每个发光二极管包括在突起上的像素电极层、发光层和共同电极层。黑矩阵层位于凹陷中。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，以及附图被合并在本说明书中并且组成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，连同说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是有机发光显示设备的示意性方块图。
图2是子像素的示意性电路图。
图3是对图2的一部分进行详细展示的电路图。
图4示出显示面板的横切面。
图5是用于描述子像素的示意性结构的横切面视图。
图6是用于描述子像素的发射特性的图。
图7是根据本发明的第一实施例的显示面板的第一横切面视图。
图8是根据本发明的第一实施例的显示面板的第二横切面视图。
图9至图12是用于描述根据本发明的第一实施例的显示面板的制造方法的横切面视图。
图13是根据本发明的第一实施例的显示面板的第三横切面视图。
图14是根据本发明的第一实施例的显示面板的第四横切面视图。
图15是根据本发明的第一实施例的显示面板的第五横切面视图。
图16是根据本发明的第二实施例的显示面板的第一横切面视图。
图17是根据本发明的第二实施例的显示面板的第二横切面视图。
图18至图21是用于描述根据本发明的第二实施例的显示面板的制造方法的横切面视图。
图22是根据本发明的第二实施例的显示面板的第三横切面视图。
图23是根据本发明的第二实施例的显示面板的第四横切面视图。
图24是根据本发明的第二实施例的显示面板的第五横切面视图。
图25是根据本发明的第二实施例的显示面板的第六横切面视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其示例在附图中示出。
将参照附图来描述本发明的特定实施例。
下文描述的显示设备可应用至基于能够发光的自发发射型元件的任何自发发射型显示设备。特别地，下文描述的显示设备可应用至基于无机LED来实现的无机发光显示设备以及基于OLED来实现的有机发光显示设备。然而，在下文的描述中对有机发光显示设备作举例说明。
图1是有机发光显示设备的示意性方块图，图2是子像素的示意性电路图，以及图3是对图2的一部分进行详细展示的电路图。
如在图1中所示，有机发光显示设备包括定时控制器151、数据驱动器155、扫描驱动器157、显示面板110和电源153。
定时控制器151接收包括数据使能信号、垂直同步信号、水平同步信号和时钟信号的驱动信号，还有来自图像处理器(未示出)的数据信号DATA。定时控制器151输出门定时控制信号GDC和数据定时控制信号DDC，所述GDC用于对扫描驱动器157的操作定时进行控制，所述DDC用于基于驱动信号对数据驱动器155的操作定时进行控制。定时控制器151可以被配置为集成电路(IC)的形式。
数据驱动器155响应于从定时控制器151供给的数据定时控制信号DDC，将从定时控制器151供给的数据信号DATA进行采样和锁存，以使用伽玛参考电压来将数字数据信号转换成模拟数据信号(或数据电压)并输出模拟数据信号。数据驱动器155通过数据线DL1至DLn来输出数据信号DATA。数据驱动器155可以被配置为IC的形式。
扫描驱动器157响应于从定时控制器151供给的门定时控制信号GDC来输出扫描信号。扫描驱动器157通过扫描线GL1至GLm来输出扫描信号。扫描驱动器157被配置为IC的形式，或者根据在显示面板110中的面板内栅极(gate in panel)(通过薄膜形成过程来形成晶体管的方法)来配置。
电源153输出高电压和低电压。从电源153输出的高电压和低电压被供给至显示面板110。高电压通过第一电源线EVDD供给至显示面板110，并且低电压通过第二电源线EVSS供给至显示面板。电源153可以被配置为IC的形式。
显示面板110基于从数据驱动器155供给的数据信号DATA、从扫描驱动器157供给的扫描信号和从电源153供给的电能来显示图像。显示面板110包括子像素SP，所述子像素SP工作以显示图像和发光。
显示面板110被划分为：从晶体管阵列向下发光的底部发光型，从晶体管阵列向上发光的顶部发光型，以及向上和向下发光的双重发光型。
子像素SP包括红、绿和蓝子像素或者白、红、绿和蓝子像素。根据发射特性，子像素SP可以具有一个或多个发射区域。
如在图2中所示，单个子像素包括：编程单元SC，其用于对驱动晶体管DR的栅源电压进行设定；以及有机LED(OLED)，其位于数据线DL1和扫描线GL1的交叉处。
OLED包括阳极ANO、阴极CAT以及在阳极ANO与阴极CAT之间插入的有机发射层。阳极ANO连接至驱动晶体管DR。
编程单元SC可以由包括至少一个开关晶体管和至少一个电容器的晶体管阵列来实现。晶体管阵列基于CMOS晶体管、PMOS晶体管或NMOS晶体管来实现。在晶体管阵列中包括的晶体管可以是p型晶体管或者n型晶体管。进一步地，在子像素的晶体管阵列中包括的晶体管的半导体层可以包括非晶硅、多晶硅或氧化物。
响应于来自扫描线GL1的扫描信号，开关晶体管被打开以将来自数据线DL1的数据电压施加至电容器的一个电极。驱动晶体管DL通过根据在电容器中充电的电压来控制电流的量，来调整OLED的发光量。OLED的发光量与从驱动晶体管DR供给的电流的量成比例。进一步地，子像素连接至第一电源线EVDD和第二电源线EVSS并且通过所述EVDD和EVSS来被提供有高电压和低电压。
如在图3(a)中所示，除了上述的开关晶体管SW、驱动晶体管DR、电容器和OLED之外，子像素还可以包括补偿电路CC。补偿电路CC可以包括连接至补偿信号线INIT的一个或多个晶体管。补偿电路CC将驱动晶体管DR的栅源电压设定为其中已经反映了驱动晶体管DR的阈值电压的电压，以当OLED发光时避免由于驱动晶体管DR的阈值电压导致的亮度变化。在这种情况下，扫描线GL1包括至少两个扫描线GL1a和GL1b用于控制开关晶体管SW和补偿电路CC的晶体管。
如在图3(b)中所示，子像素可以包括开关晶体管SW1、驱动晶体管DR、感测晶体管SW2、电容器Cst和OLED。感测晶体管SW2可以被包括在补偿电路CC中，并且执行感测操作用于子像素的补偿操作。
响应于通过第一扫描线GL1a供给的扫描信号，开关晶体管SW1工作以将通过数据线DL1供给的数据电压提供至第一节点N1。另外，感测晶体管SW2响应于通过第二感测线GL1b供给的感测信号，对位于驱动晶体管DR和OLED之间的第二节点N2进行初始化或感测。
在图3中示出的子像素电路配置仅仅用于帮助理解本发明。也就是说，本发明的子像素电路不限于此，而是可以被配置在诸如2T1C(2晶体管1电容器)、3T1C、4T2C、6T2C和7T2C之类的各种配置中。
图4示出显示面板的横切面，图5是是用于描述子像素的示意性结构的横切面视图，图6是用于描述子像素的发射特性的图。
如在图4中所示，显示面板110包括第一基板110a、第二基板110b、显示区域AA、焊盘部分PAD和保护膜层ENC。第一基板110a和第二基板110b是由光可以穿过的透明的树脂或玻璃形成的。显示区域AA由发光的子像素构成。焊盘部分PAD由用于与外部的基板进行电气连接的焊盘构成。
显示区域AA被设置为几乎占据第一基板110a的整个表面，并且焊盘部分PAD被设置在第一基板110a的一边之外。通过由在第一基板110a和第二基板110b之间插入的保护膜层ENC进行密封，来保护显示区域AA免遭湿气或氧气。相反，焊盘部分PAD暴露于外界。然而，显示面板110不限定于上述的结构，并且可以在各种结构中实现。
如在图5中示出的，子像素可以包括OLED和滤色器层CF。OLED形成在基板110a的一侧上，并且包括阳极E1(其可以是阴极)、发射诸如白光的光的发光层EL以及阴极E2(其可以是阳极)。从OLED发出的光可以由滤色器层CF来改变至不同的颜色。因此，从OLED发出的光不一定是白光。然而，下文描述了其中OLED发出白光的示例。
滤色器层CF将从发光层EL发出的白光改变成红(R)、绿(G)和蓝(B)光，以及按原样投射白光W。穿过滤色器层CF在其中发出红光的区域被定义为红色子像素，穿过滤色器层CF在其中发出绿光的区域被定义为绿色子像素，穿过滤色器层CF在其中发出蓝光的区域被定义为蓝色子像素，并且穿过滤色器层CF在其中发出白光的区域被定义为白色子像素。
滤色器层CF可以形成在第二基板110b的面对着OLED的边之上，或者形成在OLED上。保护膜层ENC可以位于阴极E2和滤色器层CF之间。然而，根据密封结构可以省略保护膜层ENC。
阳极E1可以包括多层结构，所述多层结构包括第一电极层EA、第二电极层EB和第三电极层EC以改善向第二基板110b发射的特性。第一电极层EA可以由透明氧化物材料(例如，ITO)形成，第二电极层EB可以由具有反射性的金属材料(例如，Ag)形成，以及第三电极层EC可以由透明氧化物材料(例如，ITO)形成。然而，阳极E1不限于此结构。
如在图6中示出的，发光层EL可以包括第一发光层EL1、电荷生成层CGL和第二发光层EL2。包括电荷生成层CGL的发光层EL可以在两个发光层EL1和EL2之外进一步包括两个或更多个发光层。因此，包括电荷生成层CGL的发光层EL需要被视为包括至少两个发光层的发光层。
基于从第一发光层LE1和第二发光层EL2发出的光，发光层EL可以发出白光。例如，第一发光层EL1可以由能够发出蓝光B的材料形成，以及第二发光层EL2可以由能够发出黄绿(YG)光(或黄光)的材料形成。
电荷生成层CGL可以形成为N型电荷生成层n-CGL与P型电荷生成层p-CGL的PN结，或者P型电荷生成层p-CGL与N型电荷生成层n-CGL的NP结。电荷生成层CGL工作以生成电荷或从电子分离空穴，以及将电荷注入第一发光层(第一堆叠)EL1和第二发光层(第二堆叠)EL2。N型电荷生成层n-CGL向第一发光层EL1提供电子，以及P型电荷生成层p-CGL向第二发光层EL2提供空穴，以降低驱动电压同时提高包括多个发光层的元件的发光效率。
第一实施例
图7是根据本发明的第一实施例的显示面板的第一横切面视图，以及
图8是根据本发明的第一实施例的显示面板的第二横切面视图。
如在图7和图8中所示，根据第一实施例的显示面板包括第一基板110a、晶体管阵列TFTA、OLED、黑矩阵层LBM和保护膜层ENC。显示面板包括多个子像素，诸如第一子像素SP1至第三子像素SP3。第一子像素SP1至第三子像素SP3是基于晶体管阵列TFTA和OLED来定义的，以及将在下文中描述。
晶体管TFTA位于第一基板110a上。晶体管阵列TFTA包括与第一子像素SP1至第三子像素SP3相对应地排列的开关晶体管、驱动晶体管、电容器和电源线。
如上文参照图3所描述的，晶体管阵列TFTA可以具有各种配置，以及可以根据诸如顶部栅极结构和底部栅极结构之类的栅电极位置而具有各种层压结构，以及因此未详细示出。包括在晶体管阵列TFTA中的组件，诸如开关晶体管、驱动晶体管和电容器是由绝缘层或保护层来保护的。
绝缘层118位于晶体管阵列TFTA上。绝缘层118可以位于保护层上，所述保护层是晶体管阵列TFTA的最上层。绝缘层118可以由能够使表面平整的材料形成，同时形成凹陷HM和从凹陷HM突出的突起PM。虽然在本实施例中，凹陷HM和突起PM具有矩形的形状，但本发明不限于此。凹陷HM和突起PM可以仅仅在第一基板110a上的显示区域中形成，或者延伸至非显示区域的一部分。
突起PM用来分别定义第一子像素SP1至第三子像素SP3的区域。绝缘层118的突起PM用来提供OLED在其中形成的区域，以及用来定义发光区域的位置或者在其中发出光的开口的位置。绝缘层118的凹陷HM用来提供黑矩阵层LBM在其中形成的区域，以及用来定义在其中不发光的非发光区域NA。
每个OLED包括位于绝缘层118的突起PM中的像素电极层121、发光层122和共同电极层123。可以将像素电极层121选择为阳极(或阴极)，以及可以将共同电极层123选择为阴极(或阳极)。像素电极层121连接至包括在晶体管阵列TFTA中的驱动晶体管的源极或漏极。像素电极层121是分隔开的，以对应至突起PM。像素电极层121可以形成在单层结构中或包括反射电极层的多层结构中。
堤层120位于像素电极层121上。堤层120位于突起PM和凹陷HM之上。位于突起PM上的堤层120具有开口，所述开口选择性地暴露像素电极层121。堤层120的开口作为子像素的开口或者发光区域。位于凹陷HM上的堤层120没有开口地覆盖了位于凹陷HM中的绝缘层118的表面。堤层120可以形成为覆盖像素电极层121的边缘以及突起PM的侧壁。形成在突起PM的侧壁上的堤层120的厚度随着到突起PM的底部的距离的减小而减小。因为形成在突起PM的侧壁上的堤层120具有这一形态，所以突起PM的侧壁具有反锥形的形状。
发光层122位于暴露像素电极层121上以及凹陷HM上。发光层122包括一个发光层或者至少两个发光层。发光层122可以发出红光、绿光、蓝光或白光。然而，本发明不限于此。在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122电隔离的。
根据绝缘层118的突起PM和凹陷HM的结构和高度，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122隔离的。进一步地，根据堤层120的反锥形的结构，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122隔离的。也就是说，根据绝缘层118的凹陷和突起以及堤层120的反锥形结构中的一者或两者，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122隔离的。因此，在像素电极层121上的发光层122可以发光，而在凹陷HM上的发光层122不能发光。另外，通过控制堤层120的高度或锥形结构，在像素电极层121上的发光层122与在凹陷HM上的发光层122可以是隔离的。
已经描述了其中存在堤层120的示例。然而如在图8中所示，堤层120可以省略。当省略堤层120时，每个OLED的像素电极层121可以形成为与每个突起PM的面积相对应。在这种情况下，与其中存在堤层120的情况相比，可以扩大子像素的发光区域。当省略堤层120时，绝缘层118可以作为堤层120。为此，绝缘层118的突起PM形成为反锥形的形状。也就是说，突起PM的较下面的部分具有的宽度窄，而其较上面的部分具有的宽度宽(凹陷是与突起相对的)。根据此结构，通过反锥形突起PM，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122相隔离的。
共同电极层123覆盖发光层122和凹陷HM。共同电极层123覆盖了形成在第一基板110a上的所有子像素的发光层122。共同电极层123可以形成为单层结构或者形成为包括低电阻层的多层结构。共同电极层123是沿着突起PM和凹陷HM的形貌来形成的，并且因此可以在发光层122、突起PM的侧壁和凹陷HM的表面上形成，而不被切断。尽管为了降低显示面板的电阻而期望共同电极层123在不被切断的情况下形成在显示区域中，但是共同电极层123可以包括由于凹陷HM的结构导致的切断区域。
如上文描述的，当OLED形成在绝缘层118的突起PM上时，发光层122是针对每个子像素隔离的，并且因此避免了或者改善了在相邻的子像素之间形成的电流泄露。
保护膜层ENC位于共同电极层上。尽管保护膜层ENC可以形成在单层或多层结构中，但是下文描述了其中保护膜层ENC形成在多层结构中的示例。保护膜层ENC可以包括第一保护膜层至第三保护膜层127、128和129。第一保护膜层127覆盖共同电极层123的全部表面。第一保护膜层127是沿着共同电极层123的表面形成的，并且因此具有与绝缘层118的凹陷HM和突起PM相对应的形貌。第二保护膜层128覆盖第一保护膜层127的全部表面。第二保护膜层128比第一保护膜层127和第三保护膜层129要厚。第三保护膜层129覆盖第二保护膜层128的全部表面。第一保护膜层127至第三保护膜层129可以具有其中无机材料和有机材料交替地层叠的结构。例如，可以选择In、Si、Zn、W、Mo或Al作为无机材料，并且可以选择单体或聚合物作为有机材料。但是，本发明不对其进行限制。
黑矩阵层LBM位于绝缘层118的凹陷HM中。黑矩阵层LBM是由诸如黑矩阵之类的能够阻挡或吸收光的材料形成的。黑矩阵层LBM可以位于保护膜层ENC的第一保护膜层127上，因为第一保护膜层127主要用来保护位于其下面的OLED免遭水分、氧气等等。也就是说，考虑到第一保护膜层127的阻止外部空气渗透的能力，黑矩阵层LBM形成在位于凹陷HM中的第一保护膜层127中。然而，如果黑矩阵层LBM不导电或者能够吸收水分和氧气，则黑矩阵层LBM可以形成在共同电极层123上。
另外，黑矩阵层LBM用来改善或阻止波导现象以及波导现象导致的颜色混合，所述波导现象是由于当使用保护膜层ENC时在内部层之间的折射率差导致光向邻近的子像素移动，这是因为黑矩阵层LBM位于保护膜层ENC的层之间并且具有与突起PM或共同电极层123相似的高度，以及因此阻挡了可能导致波导现象的光路或者吸收了光。
图9至图12是用于描述根据本发明的第一实施例的显示面板的制造方法的横切面视图。显示面板的制造方法将基于在图7中示出的结构来简要地描述。
如在图9和图10中所示，第一子像素SP1至第三子像素SP3将形成在其中的子像素区域、以及非发光区域NA被限定在第一基板110a上。晶体管阵列TFTA形成在第一基板110a上。绝缘层118形成在晶体管阵列TFTA上。绝缘层118可以由诸如负涂料、聚酰亚胺、苯并环丁烯系树脂、丙烯酸酯或光丙烯酸酯之类的有机材料形成，但本发明不对其进行限定。
牺牲层130形成在绝缘层118上。牺牲层130形成为与第一子像素SP1至第三子像素SP3的子像素区域相对应。牺牲层130覆盖子像素区域，并且暴露非发光区域NA。使用牺牲层130来蚀刻绝缘层118。尽管可以使用干法蚀刻作为蚀刻方法，但本发明不对其进行限制。当使用牺牲层130来蚀刻绝缘层118时，在绝缘层118中形成突起PM和凹陷HM。
如在图11和图12中所示，在绝缘层118的突起PM上形成像素电极层121。堤层120形成为覆盖像素电极层121、突起PM的侧壁和凹陷HM的表面。根据堤层120，突起PM的侧壁具有反锥形的形状。因此，凹陷HM的上面的部分相对窄，并且其下面的部分相对宽。蚀刻储蓄层120以选择性地暴露像素电极层121。发光层122形成在像素电极层121和凹陷HM上。共同电极层123形成为覆盖发光层122和凹陷HM。
第一保护膜层127形成为覆盖共同电极层123。黑矩阵层LBM形成在位于凹陷HM中的第一保护膜层127上。第二保护膜层128形成在第一保护膜层127和黑矩阵层LBM上。第三保护膜层129形成在第二保护膜层128上。
在下文中，将描述基于本发明的第一实施例的其它示例。下文的描述基于来自图7和图8的改变。
图13是根据本发明的第一实施例的显示面板的第三横切面视图，图14是根据本发明的第一实施例的显示面板的第四横切面视图，并且图15是根据本发明的第一实施例的显示面板的第五横切面视图。
如在图13中所示，黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM至与在突起PM上的第一保护膜层127的表面相对应的厚度。进一步地，黑矩阵层LBM可以形成至与OLED的共同电极层123的表面相对应的厚度，其未示出。图13示出了一种结构，其中黑矩阵层LBM形成为比发光层122要高，以与在图7和图8中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收光的能力。
如在图14中所示，黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM以及从在突起PM上的第一保护膜层127的表面突起。图14示出了一种结构，其中黑矩阵层LBM形成为比第一保护膜层127要高，以与在13中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收移动光的能力。
如在图15中示出的，黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM以及从在突起PM上的第一保护膜层127的表面突起，同时具有与第二保护膜层128的表面相对应的高度。图15示出了一种结构，其中黑矩阵层LBM形成为具有与第二保护膜层128的表面相对应的高度，以与在14中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收光的能力。
如可以从图13至图15所见，考虑到波导现象和由其导致的颜色混合，可以改变黑矩阵层LBM的设计。
第二实施例
图16是根据本发明的第二实施例的显示面板的第一横切面图，并且图17是根据本发明的第二实施例的显示面板的第二横切面图。
如在图16和图17中所示，根据第二实施例的显示面板包括第一基板110a、晶体管阵列TFTA、OLED、保护膜层ENC和滤色器层CF。显示面板包括多个子像素，诸如第一子像素SP1至第三子像素SP3。第一子像素SP1至第三子像素SP3是基于晶体管阵列TFTA和OLED来定义的，并且将在下文进行描述。
晶体管阵列TFTA位于第一基板110a上。晶体管阵列TFTA包括对应于第一子像素SP1至第三子像素SP3来布置的开关晶体管、驱动晶体管、电容器和电源线。
如上文参照图3描述的，晶体管阵列TFTA可以具有各种配置，以及可以根据栅电极的位置(诸如顶部栅极和底部栅极结构)而具有各种层叠结构，以及因此未详细示出。包括在晶体管阵列TFTA中的组件，诸如开关晶体管、驱动晶体管和电容器，是由绝缘层或保护层来保护的。
绝缘层118位于晶体管阵列TFTA上。绝缘层118可以位于保护层上，所述保护层是晶体管TFTA的最高层。绝缘层118可以由能够使表面平整同时形成凹陷HM和从凹陷HM突出的突起PM的材料来形成。尽管在本实施例中凹陷HM和突起PM具有矩形的形状，但是本发明不对其进行限制。凹陷HM和突起PM可以仅在第一基板110a上的显示区域中形成，或者延伸至非显示区域的部分。
突起PM用于分别定义第一子像素SP1至第三子像素SP3的区域。绝缘层118的突起PM用来提供OLED在其中形成的区域，以及定义其中发光的发光区域或开口的位置。绝缘层118的凹陷HM用于提供在其中形成黑色矩阵层LBM的区域，以及定义其中不发光的非发光区域NA。
每个OLED包括像素电极层121、发光层122和位于绝缘层118的突起PM中的共同电极层123。像素电极层121可以被选择作为阳极(或阴极)，并且共同电极层123可以被选择作为阴极(或阳极)。像素电极层121连接至在晶体管阵列TFTA中包括的驱动晶体管的源极或漏极。像素电极层121被隔离以对应于突起PM。像素电极层121可以在单层结构中形成，或者在包括反射电极层的多层结构中形成。
堤层120位于像素电极层121上。堤层120位于突起PM和凹陷HM之上。位于突起PM上的堤层120具有开口，其选择性地暴露像素电极层121。堤层120的开口作为子像素的开口或发光区域。位于凹陷HM上的堤层120没有开口地覆盖了位于凹陷HM中的绝缘层118的表面。堤层120可以形成为覆盖像素电极层121的边缘以及突起PM的侧壁。在突起PM的侧壁上形成的堤层120的厚度随着至突起PM的底部的距离减少而减少。因为在突起PM的侧壁上形成的堤层120具有此形态，突起PM的侧壁具有反锥形的形状。
发光层122位于暴露的像素电极层121和凹陷HM上。发光层122包括一个发光层或至少两个发光层。发光层122可以发出红光、绿光、蓝光或白光。然而，本发明不对其进行限制。在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122电隔离的。
根据绝缘层118的突起PM和凹陷HM的结构和高度，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122相隔离的。进一步地，根据堤层120的反锥形的结构，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122相隔离的。也就是说，根据绝缘层118的凹陷和突起以及堤层120的反锥形结构中的一者或两者，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122隔离的。因此，在像素电极层121上的发光层122可以发光，然而在凹陷HM上的发光层122不能发光。另外，通过控制堤层120的高度或锥形结构，在像素电极层121上的发光层122与在凹陷HM上的发光层122可以是隔离的。
已经描述了其中存在堤层120的示例。然而如在图17中所示，堤层120可以省略。当省略堤层120时，每个OLED的像素电极层121可以形成为与每个突起PM的面积相对应。在这种情况下，与其中存在堤层120的情况相比，可以扩大子像素的发光区域。当省略堤层120时，绝缘层118可以作为堤层120。为此，绝缘层118的突起PM形成为反锥形的形状。也就是说，突起PM的较下面的部分具有的宽度窄，而其较上面的部分具有的宽度宽(凹陷是与突起相对的)。根据此结构，通过反锥形突起PM，在像素电极层121上的发光层122是与在凹陷HM上的发光层122相隔离的。
共同电极层123覆盖发光层122和凹陷HM。共同电极层123覆盖了形成在第一基板110a上的所有子像素的发光层122。共同电极层123可以形成在单层结构中或者包括低电阻层的多层结构中。共同电极层123是沿着突起PM和凹陷HM的形貌来形成的，以及因此可以在不被切断的情况下在发光层122、突起PM的侧壁和凹陷HM的表面上形成。尽管为了降低显示面板的电阻而期望共同电极层123在不被切断的情况下形成在显示区域中，但是共同电极层123可以包括由于凹陷HM的结构导致的切断区域。
如上文描述的，当OLED形成在绝缘层118的突起PM上时，发光层122是针对每个子像素隔离的，并且因此避免了或者改善了在相邻的子像素之间形成的电流泄露。
保护膜层ENC位于共同电极层上。尽管保护膜层ENC可以形成在单层或多层结构中，但是下文描述了其中保护膜层ENC形成在多层结构中的示例。保护膜层ENC可以包括第一保护膜层至第三保护膜层127、128和129。第一保护膜层127覆盖共同电极层123的全部表面。第一保护膜层127是沿着共同电极层123的表面形成的，并且因此具有与绝缘层118的凹陷HM和突起PM相对应的形貌。第二保护膜层128覆盖第一保护膜层127的全部表面。第二保护膜层128比第一保护膜层127和第三保护膜层129要厚。第三保护膜层129覆盖第二保护膜层128的全部表面。第一保护膜层127至第三保护膜层129可以具有其中无机材料和有机材料交替地层叠的结构。例如，可以选择In，Si，Zn，W，Mo或Al作为无机材料，并且可以选择单体或聚合物作为有机材料。但是，本发明不对其进行限制。
第一黑矩阵层LBM位于绝缘层118的凹陷HM中。第一黑矩阵层LBM是由诸如黑矩阵之类的能够阻挡或吸收光线的材料形成的。第一黑矩阵层LBM可以位于保护膜层ENC的第一保护膜层127上，这是因为第一保护膜层127主要用来保护位于其下面的OLED免遭水分、氧气等等。也就是说，考虑到第一保护膜层127的阻止外部空气渗透的能力，第一黑矩阵层LBM形成在位于凹陷HM中的第一保护膜层127上。然而，如果黑矩阵层LBM不导电或者能够吸收水分和氧气，则第一黑矩阵层LBM可以形成在共同电极层123上。
另外，第一黑矩阵层LBM用来改善或阻止波导现象以及波导现象导致的颜色混合，所述波导现象是由于当使用保护膜层ENC时在内部层之间的折射率差导致光向邻近的子像素移动，这是因为第一黑矩阵层LBM位于保护膜层ENC的层之间以及具有与突起PM或共同电极层123相似的高度，以及因此阻挡了可能导致波导现象的光路或吸收了光。
第二黑矩阵层UBM位于保护膜层ENC上。第二黑矩阵层UBM在与第一黑矩阵层LBM相对应的位置处形成。也就是说，第二黑矩阵层UBM在第一黑矩阵层LBM上的非发光区域NA中形成。第二黑矩阵层UBM是由诸如黑色材料的能够阻挡或吸收光的材料形成的。
滤色器层CF形成在保护膜层ENC上。滤色器层CF可以覆盖第二黑矩阵层UBM，或者可以插入在第二黑矩阵层的图案之间。滤色器层CF包括红滤色器层CFR、绿滤色器层CFG和蓝滤色器层CFB。红滤色器层CFR、绿滤色器层CFG和蓝滤色器层CFB是根据第一子像素SP1至第三子像素SP3的位置来布置的。当形成滤色器层CF时，在第一子像素SP1至第三子像素SP3中包括的所有的发光层122可以发出白光或与滤色器层CF相同颜色的光。例如，在第一子像素SP1中包括的发光层122可以发出红光，在第二子像素SP2中包括的发光层122可以发出绿光，以及在第三子像素SP3中包括的发光层122可以发出蓝光。
图18至图21是用于描述根据本发明的第二实施例的显示面板的制造方法的横切面视图。将基于在图16中示出的结构来简要描述显示面板的制造方法。
如在图18和图19中所示，第一子像素SP1至第三子像素SP3将形成在其中的子像素区域、以及非发光区域NA被限定在第一基板110a上。晶体管阵列TFTA形成在第一基板110a上。绝缘层118形成在晶体管阵列TFTA上。绝缘层118可以由诸如负涂料、聚酰亚胺、苯并环丁烯系树脂、丙烯酸酯或光丙烯酸酯之类的有机材料形成，但本发明不对其进行限定。
牺牲层130形成在绝缘层118上。牺牲层130形成为与第一子像素SP1至第三子像素SP3的子像素区域相对应。牺牲层130覆盖子像素区域，并且暴露非发光区域NA。使用牺牲层130来蚀刻绝缘层118。尽管可以使用干法蚀刻作为蚀刻方法，但本发明不对其进行限制。当使用牺牲层130来蚀刻绝缘层118时，突起PM和凹陷HM形成在绝缘层118中。
如在图20和图21中所示，像素电极层121形成在绝缘层118的突起PM上。堤层120形成为覆盖像素电极层121、突起PM的侧壁和凹陷HM的表面。根据堤层120，突起PM的侧壁具有反锥形的形状。因此，凹陷HM的上面的部分相对窄，以及其下面的部分相对宽。蚀刻堤层120以选择性地暴露像素电极层121。发光层122形成在像素电极层121和凹陷HM上。共同电极层123形成为覆盖发光层122和凹陷HM。
第一保护膜层127形成为覆盖共同电极层123。黑矩阵层LBM形成在位于凹陷HM中的第一保护膜层127上。第二保护膜层128形成在第一保护膜层127和第一黑矩阵层LBM上。第三保护膜层129形成在第二保护膜层128上。第二黑矩阵层UBM形成在第三保护膜层129上。滤色器层CF形成在第三保护膜层129上。
在下文中，将描述基于本发明的第二实施例的其它示例。下文的描述基于来自图16和图17的改变。
图22是根据本发明的第二实施例的显示面板的第三横切面视图，图23是根据本发明的第二实施例的显示面板的第四横切面视图，图24是根据本发明的第二实施例的显示面板的第五横切面视图，以及图25是根据本发明的第二实施例的显示面板的第六横切面视图。
如在图22中所示，第一黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM至与在突起PM上的第一保护膜层127的表面相对应的厚度。进一步地，第一黑矩阵层LBM可以形成至与OLED的共同电极层123的表面相对应的厚度，其未示出。图22示出了一种结构，其中第一黑矩阵层LBM形成为比发光层122要高，以与在图16和图17中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收光的能力。
如在图23中所示，第一黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM以及从在突起PM上的第一保护膜层127的表面突起。图23示出了一种结构，其中黑矩阵层LBM形成为比第一保护膜层127要高，以与在图22中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收移动光的能力。
如在图24中示出的，第一黑矩阵层LBM可以形成为完全填充凹陷HM以及从在突起PM上的第一保护膜层127的表面突起，同时具有与第二保护膜层128的表面相对应的高度。图24示出了一种结构，其中第一黑矩阵层LBM形成为与第二保护膜层128的表面相对应的高度，以与在图23中示出的结构相比进一步提高阻挡光路或吸收光的能力。
如在图25中所示，当第一黑矩阵层LBM形成为具有与第二保护膜层128的表面相对应的高度时，第二黑矩阵层UBM可以被省略，这是因为第一黑矩阵层LBM由于其厚度也可以执行第二黑矩阵层UBM的功能。
如可以从图22至图25所见，考虑到波导现象和由其导致的颜色混合，可以改变第一黑矩阵层LBM的设计。
本发明可以改善或防止由像素尺寸减小和分辨率增加导致的电流泄露、其中光移动到邻近的子像素的波导现象以及由其引发的颜色混合问题。特别地，本发明在改善或防止波导现象以及由波导现象导致的颜色混合问题上非常有效，所述波导现象其中由于当使用保护膜层时在内部层之间的折射率差导致光向邻近的子像素移动。

Claims (14)

1.一种发光显示设备，包括：
第一基板；
绝缘层，其位于所述第一基板上并且具有凹陷和从所述凹陷突出的突起；
发光二极管，其包括在所述突起上的像素电极层、发光层和共同电极层；
保护膜层，所述保护膜层位于所述共同电极层上；以及
黑矩阵层，其位于所述保护膜层上。
2.根据权利要求1所述的发光显示设备，其中，所述保护膜层与所述凹陷和所述突起相对应，并且包括至少一个层，并且其中，所述黑矩阵层位于所述凹陷内部的所述保护膜层上。
3.根据权利要求1所述的发光显示设备，其中，所述保护膜层包括第一保护膜层、第二保护膜层和第三保护膜层，并且所述黑矩阵层位于所述凹陷内部的所述第一保护膜层上。
4.根据权利要求3所述的发光显示设备，其中，所述黑矩阵层具有与所述突起的表面相对应的高度，或者比所述突起的表面要高。
5.根据权利要求3所述的发光显示设备，其中，所述黑矩阵层的高度与位于所述突起上的所述第一保护膜层的表面或者位于所述突起上的所述第二保护膜层的表面相对应。
6.根据权利要求3所述的发光显示设备，其中，所述共同电极层和所述第一保护膜层中的至少一者是沿着所述突起和所述凹陷的形貌来形成的。
7.根据权利要求1所述的发光显示设备，其中，所述突起具有反锥形的形状或者矩形的形状。
8.根据权利要求1所述的发光显示设备，还包括堤层，所述堤层覆盖在所述突起上的所述像素电极层的边缘、所述突起的侧壁和在所述凹陷中的所述绝缘层的表面。
9.根据权利要求8所述的发光显示设备，其中，所述堤层形成为覆盖所述突起的所述侧壁，并且随着至所述突起的底部的距离减小而变薄，并且所述突起的所述侧壁根据所述堤层而具有反锥形的形状。
10.根据权利要求9所述的发光显示设备，其中，所述堤层、所述发光层和所述共同电极层位于所述凹陷中，并且在所述突起上的所述发光层是与在所述凹陷上的所述发光层相隔离的。
11.根据权利要求1所述的发光显示设备，其中，所述保护膜层包括第一保护膜层至第三保护膜层，并且所述黑矩阵层包括位于所述凹陷中的所述第一保护膜层上的第一黑矩阵层和位于所述第三保护膜层上的第二黑矩阵层。
12.根据权利要求11所述的发光显示设备，其中，所述第二黑矩阵层的位置是与所述第一黑矩阵层相对应的。
13.根据权利要求11所述的发光显示设备，还包括位于所述第三保护膜层上的滤色器层。
14.根据权利要求1所述的发光显示设备，其中，所述发光二极管发出白光、红光、绿光和蓝光中的至少一种光。
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