CN104680942B - 含电子受体的量子棒复合物及含其的量子棒发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种量子棒发光显示装置，该量子棒发光显示装置包括：具有多个像素区的第一基板；在所述多个像素区中的每一个中的与多个第二电极交替布置的多个第一电极；分别在所述多个像素区中的每一个中的多个量子棒复合物层，每个量子棒复合物层各自在所述第一电极和所述第二电极之上，量子棒复合物层中的每一个包括电子受体、以及具有芯体和包围芯体的壳体的量子棒；面对第一基板的第二基板；以及照射第一基板的外表面的背光单元。电子受体附连至量子棒或与量子棒相邻。
Description
本申请要求2013年11月28日在韩国提交的韩国专利申请第10-2013-0146279号和2014年11月18日在韩国提交的第10-2014-0160563号优先权的权益，通过引用将其全部内容如在本文中完全阐述的那样并入本文以用于所有目的。
技术领域
本公开涉及量子棒复合物以及包括该量子棒复合物的量子棒发光显示装置，更具体地，涉及能够提高量子产率、施加电压或没有施加电压的导通/断开驱动、以及色纯度的量子棒复合物以及包括该量子棒复合物的量子棒发光显示装置。
背景技术
近来，平板显示装置由于其外形薄、重量轻和耗电量低而被广泛开发并应用于各种领域。
液晶显示装置已广泛用作典型平板显示装置。
参照图1(其为示意性示出根据相关技术的液晶显示装置的截面图)液晶显示装置1包括：液晶面板3，该液晶面板3包括第一基板和第二基板(未示出)、滤色器层(未示出)和液晶层(未示出)；背光单元7，该背光单元7包括多个光学片5；以及上偏振器9和下偏振器11。
具体地，液晶显示装置1包括液晶层(未示出)，需要光学片5以及上偏振器9和下偏振器11以体现灰度等级，并且在液晶面板3中需要滤色器层来表现颜色。
因此，在液晶显示装置1中，由于从背光单元7的光源(未示出)发射的光的大部分在光穿过光学片5、滤色器层(未示出)以及上偏振器9和下偏振器11时被阻挡或吸收，所以透光率降低。
这就是说，如果从背光单元7的光源(未示出)发射的光的量为100％，则最终穿过液晶显示装置1的光的量可为5％至10％，因此液晶显示装置1可具有非常低的透射率。
因此，应该提高来自背光单元7的光的亮度以使得液晶显示装置1具有用于显示装置的合适亮度。然而，在这种情况下，液晶显示装置1的耗电量会增加。此外，由于制造液晶显示装置需要大量元件，所以难以降低液晶显示装置的制造成本。
已经研发了其他平板显示装置来解决液晶显示装置1的低透过率，以降低耗电量以及通过使用较少部件来降低制造成本。
同时，已经提出用没有滤色器层和光学膜的有机发光二极管显示装置来满足上述要求。
可以称为有机电致发光显示装置的有机发光二极管显示装置通过如下方式发光：将来自阴极的电子和来自阳极的空穴注入到有机发光层中；使电子与空穴复合；生成激子；并且使激子从激发态转化为基态以发射光子。
有机发光二极管显示装置由于如下原因而具有优势：其能够使用柔性基板例如塑料作为基础基板；能够通过与液晶显示装置相比相对低的电压来驱动；由于自发光性而在颜色表现上优异；以及耗电量较低。
然而，由于发射各种颜色的有机发光层的有机发光材料具有不同的寿命，所以有机发光二极管显示装置具有寿命比液晶显示装置短的问题。特别地，蓝色发光材料具有相对短的寿命。
因此，需要一种透过率高、耗电量低以及寿命与液晶显示装置一样长的平板显示装置。
近来，已经应用或开发了量子点或量子棒用于显示装置中。量子点或量子棒由于其高发光效率和优异的再现性而具有许多可能的应用。量子点是在被激励时能够发射窄带光的半导体纳米晶体。量子棒是具有棒状形状的纳米晶体。
从量子点或量子棒发射的荧光辐射的波长取决于量子点或量子棒的尺寸。也就是说，在量子点或量子棒的尺寸较小时，量子点或量子棒发射较短波长的荧光辐射。因而，通过改变尺寸，量子点或量子棒可以发射几乎所有的可见光波长。
此外，来自量子棒的荧光辐射可以具有偏振性能。因此，使用量子棒的显示装置在没有偏振器的情况下也具有偏振性能。因为显示装置不需要偏振器，所以不存在与附加偏振器有关的透光率方面的问题，提高了显示装置的亮度。此外，由于不需要增加背光输出而降低了耗电量。
另外，与有机发光二极管显示装置相比，使用量子棒的显示装置具有使寿命增加的优点，这是因为有机发光二极管显示装置包括用于各自颜色的不同的有机发光材料并且由于有机发光材料具有不同的寿命和性能而使有机发光二极管显示装置具有相对短的寿命。
然而，使用量子棒的显示装置具有如下问题：与液晶显示装置和有机发光二极管显示装置相比，需要高驱动电压以用于驱动量子棒。
也就是说，在使用量子棒的显示装置中，需要在导通/断开驱动性能和降低驱动电压方面上做出改进。
发明内容
因此，本公开涉及包括量子棒复合物的阵列基板以及包括上述阵列基板的量子棒发光显示装置，基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的问题中的一个或更多个问题。
本公开的一个目的是提供一种能够提高量子产率、导通/断开驱动性能和色纯度的量子棒复合物以及包括上述量子棒复合物的量子棒发光显示装置。
本公开的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且将根据该描述而部分地变得明显或者可以通过本公开的实践而知晓。通过在书面说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构可以实现并获得本公开的目的和其他优点。
如所实施和宽泛描述的，为了实现这些目的和其他优点并且根据本公开的目的，量子棒发光显示装置可以例如包括：具有多个像素区的第一基板；在所述多个像素区中的每一个中的与多个第二电极交替布置的多个第一电极；分别在所述多个像素区中的每一个中的多个量子棒复合物层，每个量子棒复合物层各自在所述多个第一电极和所述多个第二电极之上，量子棒复合物层中的每一个包括电子受体以及具有芯体和包围芯体的壳体的量子棒；面对第一基板的第二基板；以及照射第一基板的外表面的背光单元。
在另一方面，量子棒复合物包括：具有芯体和包围芯体的壳体的量子棒；附连至量子棒的表面或与量子棒相邻的电子受体；以及溶剂。
应该理解的是，前述一般描述和以下详细描述是示例性和说明性的。并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步解释。
附图说明
本申请包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图并入本申请中并构成本申请的一部分，附图示出本公开的实施方案并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1为示意性示出根据相关技术的液晶显示装置的截面图。
图2为示出在没有施加电压以及施加电压的情况下量子棒的示例性发光特性的图。
图3为示意性示出量子棒的量子产率和导通/断开驱动性能之间的示例性关系的图。
图4为示意性示出根据本发明一个示例性实施方案的量子棒复合物的图。
图5为示意性示出根据本发明一个示例性实施方案另一实例的量子棒复合物的图。
图6为示出在没有施加电压以及施加电压的情况下根据本发明一个示例性实施方案的量子棒复合物的发光特性的图。
图7为根据本发明一个示例性实施方案的量子棒发光显示装置的截面图。
图8为示出根据本发明一个示例性实施方案的具有量子棒复合物的量子棒发光显示装置的操作的图。
图9为示出根据本发明另一示例性实施方案的具有量子棒复合物的量子棒发光显示装置的操作的图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施方案，本发明的实施方案的实例在附图中示出。只要可能，将使用相似的附图标记来标记相同或相似的部分
量子棒包括芯体和包围芯体的壳体并且是一种当受激电子从导带转移至价带时发射光的荧光材料。
量子棒的消光系数是常规染料的100至1000倍而且量子产率较高。因而，量子棒发射荧光辐射，并且通过量子棒发射的可见光的波长可以通过调节量子棒的直径来控制。
量子棒发射与照射光源无关的线偏振光。参照图2，图2为示出没有施加电压以及施加电压的情况下量子棒的示例性发光特性的图。在将电场施加至量子棒30的情况下，由于通过施加电压而产生的斯塔克效应，电子e-和空穴h+被分离，并且量子棒30具有能够控制发光的光学性能。
在没有施加电压的情况下，即，在0V的状态下，电子e-和空穴h+位于量子棒30的芯体10中，并且量子棒30具有发光性能。然后，当将来自光源的光提供给量子棒30时，量子棒30吸收光，并且量子棒30发出一定波长范围内的荧光。另一方面，在施加电压的情况下，电子e-从芯体10移至壳体20，并且电子e-和空穴h+之间的距离增加。量子棒30失去发光性能，并且没有产生荧光。
因此，存在通过利用量子棒30的上述性能而提高显示装置的发光效率的优点。
更具体地，如上所述，量子棒30通过根据存在电压以及不存在电压(更准确地说，存在电场以及不存在电场)的导通/断开驱动法来驱动。
在施加电场的情况下，在空穴h+和电子e-彼此分离之后，电子e-从芯体10移至壳体20，并且引起激子的淬灭。因而，量子棒30不发出荧光，由此没有产生光。在没有施加电场的情况下，量子棒30正常发出荧光。
注意，量子棒30由于上述结构特征而影响量子产率和电荷迁移率。
同时，量子棒30的壳体20根据其长轴的物理长度而具有不同的光学特性。
参照图3，图3为示意性示出量子棒30的量子产率QY和导通/断开驱动性能之间的示例性关系的图。壳体20的长轴的长度越长，量子产率QY越低。另一方面，长轴的长度越短，量子产率QY越高，但导通/断开驱动性能变得越低，由此在量子产率QY和导通/断开驱动性能之间存在折衷。
因此，在壳体20的长轴的长度较长的情况下，量子产率QY较低，因此包括量子棒30的显示装置的亮度降低。另外，由于随着壳体20的长轴的长度变长，在芯体10和壳体20的能量带隙之间产生的干扰使色纯度降低，因此量子棒30的光学性能降低。此外，壳体20的长轴的长度越长，量子棒30的驱动电压越高。
为了解决与量子棒有关的上述问题，可以缩短壳体20的长轴的长度。然而，量子产率QY和色纯度虽然可以提高，但是导通/断开驱动性能降低。因而，尽管施加了电压，但是没有完全保持断开状态，并且存在光泄露，由此降低了显示的对比度。
因此，为了实现具有这些性能的使用量子棒30的量子棒发光显示装置，需要使量子棒30具有如下性能：提高根据存在电压以及不存在电压而产生的导通/断开驱动性能。需要提高量子棒30的量子产率QY以进一步提高色纯度。
在下文中，将描述解决上述问题的根据本发明一个实施方案的量子棒以及形成量子棒的方法和量子棒发光显示装置。
图4为示意性示出根据本发明一个示例性实施方案的量子棒复合物的图。
在图4中，根据实施方案的量子棒复合物100包括：量子棒130、电子受体160和溶剂170。各量子棒130包括作为中心的芯体110和包围芯体110的壳体120，并且具有短轴和长轴。各电子受体160可以附连至量子棒130的表面或者可以与量子棒130相邻。
量子棒130的芯体110可以具有球形、椭球形、多面体形或棒状。例如，如所示出的，芯体110具有球形。
量子棒130的壳体120为具有长轴和短轴的棒状。壳体120可以具有沿着短轴的圆形、椭圆形或多边形的截面。
壳体120可以具有单层或多层结构。
另外，量子棒130的芯体110包括周期表的第II-VI族半导体材料、第III-V族半导体材料、第I-III-VI族半导体材料或第IV-VI族半导体材料。例如，芯体110可以包括选自CdSe、CdS、ZnSe、ZnSeS、CdZnSe和CdSeS中的一种或更多种。
壳体120可以包括ZnS或CdS。
量子棒130长轴的长度可以在约5nm至约1000nm范围内。此时，期望的是，量子棒130的长轴与短轴的长径比具有在约8至约12范围内的值。
根据实验，在量子棒130具有小于8的长径比的情况下，量子产率极好，而导通/断开驱动性能降低。另一方面，在量子棒130具有大于12的长径比的情况下，导通/断开驱动性能优异，而量子产率降低。注意，由长径比为8至12的量子棒130和电子受体160合成的量子棒复合物100具有极好的量子产率和提高的导通/断开驱动性能。
同时，如上所述，量子棒复合物100包括溶剂170。在溶液中，与量子棒130一起形成溶质的电子受体160可以附连至量子棒130，更准确地说，附连至壳体120的表面。可选地，电子受体160可以与量子棒130相邻，并且溶质是分散的。
溶剂170可以是甲苯或乙醇。
在根据实施方案的量子棒复合物100中，注意，量子棒130和电子受体160的溶质优选地为由溶剂和溶质组成的溶液的9wt％至11wt％，并且电子受体160期望地为溶质的1wt％至10wt％。
如果电子受体160的含量小于溶质的1wt％，则容纳电子的能力由于电子受体160含量低而降低，并且壳体120的长度减小。因而，几乎没有提高导通/断开驱动性能。如果电子受体160的含量大于10wt％，则会发生电荷积累，并且与空穴相遇的电子的数量降低。因此，量子产率降低。
因此，电子受体160的合适的量优选地为由量子棒复合物100中的量子棒130和电子受体160组成的溶质的1wt％至10wt％以实现实施方案的目的。
[表1]
| 电子受体 | 100V下的断开率 |
| WO3 | 增加3％ |
| ZnO | 增加9％ |
| TiO2 | 增加8％ |
| Fe2O3 | 增加7％ |
表1示出根据实施方案的量子棒复合物在量子棒复合物的电子受体的含量为溶质的1wt％至10wt％之间的情况下在100V的驱动电压下的断开率。在该实例中，金属氧化物140，WO3、ZnO、TiO2和Fe2O3，用作量子棒复合物的电子受体。
在根据实施方案的量子棒复合物中，在电子受体的含量为1wt％至10wt％的情况下，施加相同的断开电压时断开率快速增加。在预定断开电压下量子棒复合物的断开率的增加意味着：即使以与断开率的提高的量成比例地降低断开电压，量子棒复合物也具有与常规量子棒相同的水平的断开率。因此，存在降低驱动电压的效果。
在根据实施方案的量子棒复合物中，在WO3、ZnO、TiO2和Fe2O3用作电子受体的情况下，在电子受体的含量为溶质的1wt％至10wt％之间的情况下断开率增加。
注意，在电子受体的含量大于10wt％的情况下，断开率由于电子积累而没有变化。在这种情况下，由于断开电压没能降低，所以没有提高驱动性能的效果。
参照表1，在WO3用作电子受体并且电子受体的含量为1wt％至10wt％的量子棒复合物中，断开率增加约3％。或者，在包含ZnO、TiO2和Fe2O3作为电子受体的量子棒复合物中，在电子受体的含量为1wt％至10wt％的情况下，断开率分别增加约9％、约8％和约7％。
在根据实施方案的量子棒复合物100中，附连至量子棒130的表面或与量子棒130相邻的各个电子受体160包括有机配体150。电子受体160由于有机配体150而附连至量子棒130的表面或被分散为与溶质中的量子棒130相邻或在溶质中的量子棒130周围。
在将电压施加至量子棒130并且芯体110中的电子离开芯体110时，电子受体160接受离开芯体110的电子并且将电子容纳在电子受体160中。
如果电子受体160通过有机配体150连接至量子棒130，则离开芯体110的电子直接移至与量子棒130连接的电子受体160中并且容纳在电子受体160中。如果电子受体160与量子棒130相邻，则离开芯体110的电子通过溶剂170作为媒介移至电子受体160中并且容纳在电子受体160中。
电子受体160可以由具有相对低的能级的金属氧化物140形成。金属氧化物140可以为ZnO、TiO2、WO3、Fe2O3或SnO2。
电子受体160可以在其表面处包括有机配体150以使得电子受体160能够与量子棒130容易组合以及能够分散在量子棒130周围。
有机配体150可以具有烷基三甲氧基硅烷作为基本结构。
烷基可以具有CnH2n+1结构，并且优选地，n为3至20。注意，如果碳原子的数目小于3或者大于20，则电子受体160的分散性能会降低并且电子受体160合成时与量子棒130的可加工性降低。在这种情况下，难于提高量子棒复合物100的性能，即，难于提高量子产率并且难于提高导通/断开驱动性能。
因此，如上所述，期望的是，n在3至20之间以形成具有极好性能的量子棒复合物100。
如所述的，在根据实施方案的量子棒复合物中，电子受体160可以在其表面处包括有机配体150。或者，如图5所示，图5为示意性示出根据实施方案另一实例的量子棒复合物的图，量子棒130可以在其表面处包括有机配体125以提高分散力。
在量子棒130的表面处的有机配体125可以不限于与电子受体160的有机配体150相同的烷基三甲氧基硅烷，可以为脂溶性有机配体、水溶性有机配体或硅有机配体。
再次参照图4，因为根据实施方案的量子棒复合物100具有极好的量子产率，所以在没有施加电压的情况下入射特定波长范围内的光时亮度高。此外，量子棒复合物100根据量子棒130的长轴的长度而发射红色光、绿色光或蓝色光。
图6为示出在没有施加电压以及施加电压(或电场)的情况下根据示例性实施方案的量子棒复合物100的发光特性的图。在施加电压时，量子棒130的芯体110中的电子e-离开芯体110并移至和保留在壳体120中或壳体120周围的电子受体160中。
在这种情况下，因为离开芯体110的电子e-除被壳体120容纳之外还可以被电子受体160容纳，所以尽管壳体120的长度与图2的量子棒30的壳体20相比较短，但是在根据本发明的实施方案的量子棒复合物100中，电子e-与量子棒130的芯体110中的空穴h+的距离与图2的包括相对较长的壳体20的量子棒30的情况下的距离相同或相似。
也就是，在量子棒130的芯体110与图2的量子棒30的芯体10具有相同尺寸时，图2的量子棒30的壳体20的长度可以称为第一长度，并且量子棒130的壳体120的长度可以称为第二长度，第二长度比第一长度短。因为根据本发明实施方案的量子棒复合物100的量子棒130包括具有与图2的量子棒30的壳体20的第一长度相比较短的第二长度，所以与图2的量子棒30相比，量子棒130具有较高的量子产率。另外，尽管壳体120的第二长度比图2的壳体20的第一长度短，但是电子受体160代替壳体120容纳离开芯体110的电子e-，并且电子e-与量子棒130的芯体110中的空穴h+的距离与图2的量子棒30的情况下的距离相同或相似。因此，量子棒130具有与图2的量子棒30相同或相似的导通/断开驱动性能。
因此，根据本发明实施方案的量子棒复合物100同时提高了量子产率和导通/断开驱动性能。
在下文中，将描述形成根据本发明示例性实施方案的量子棒复合物100的方法。
形成量子棒的方法
根据芯体和壳体的材料可以通过各种方法来形成根据本发明的实施方案的量子棒复合物的量子棒。
例如，将说明形成包括ZnSe芯体和ZnS壳体的量子棒的方法。
将150mg的硫酸锌(ZnSO4)、44mg的硫(S)粉和10mg的硒化锌(ZnSe)溶解在1ml的甲苯中，在约120摄氏度下干燥约1小时，在氮气气氛下在约120摄氏度下搅拌约3小时，由此形成混合物。
然后，将混合物放在含17ml油胺的水热反应器中并在约200摄氏度下反应约24小时，由此形成反应物。使用己烷和甲醇使反应物析出并且进行提纯，由此合成包括ZnSe芯体和ZnS壳体的量子棒。
形成电子受体的方法
使用烷基三甲氧基硅烷作为偶联剂将例如ZnO、TiO2、WO3和Fe2O3中之一的金属氧化物粉末在60摄氏度下搅拌约24小时，由此形成混合物。
然后，将混合物与甲醇混合，并且使用离心法形成由ZnO、TiO2、WO3或Fe2O3形成并且包含烷基三甲氧基硅烷的电子受体。
合成量子棒和电子受体的方法(形成量子棒复合物的方法)
将通过上述方法形成并且用作溶质的量子棒和电子受体与溶剂例如甲苯混合，并且形成溶质含量为9wt％至11wt％的根据本发明实施方案的量子棒复合物。
此外，通过控制量子棒和电子受体的含量使得电子受体的含量为溶质的1wt％至10wt％来形成量子棒复合物。
实施用于形成量子棒或电子受体的搅拌工艺以使混合物或复合物顺利共混或恰当地反应。在其他实施方案中，可以省略搅拌工艺。
此外，水热反应器提供了密封反应空间并加速了复合物的反应或提高了复合物的溶解度。水热反应器中的温度和压力是可控的。
此后，将描述根据本发明实施方案的包含上述方法所形成的量子棒复合物的量子棒发光显示装置。
图7为根据本发明一个示例性实施方案的量子棒发光显示装置的截面图。图7示出三个相邻像素区P，并且在各个像素区P中示出薄膜晶体管Tr。此外，将在各个像素区P中的包括薄膜晶体管Tr的区定义为开关区TrA。
根据一个实施方案的量子棒发光显示装置201包括量子棒面板202和背光单元280。量子棒面板202包括彼此相对的第一基板210和第二基板270。在第一基板210上，第一电极250被划分为各红色(R)像素区P、绿色(G)像素区P和蓝色(B)像素区P。与第一电极250相邻的第二电极260形成在构造为显示图像的各个像素区P中。量子棒复合物层100介于第一电极250和第二电极260之间。
在根据实施方案的量子棒发光显示装置201中，背光单元280发射的光被量子棒复合物层100吸收以使得电子和空穴能够复合以生成荧光。
第一电极250和第二电极260之间生成的电场的强度可以通过改变分别施加至第一电极250和第二电极260的电压而变化，以影响量子棒复合物层100。因而，量子棒发光显示装置201通过控制包括在量子棒复合物层100中的多个量子棒130中的电子和空穴的复合率来显示灰度等级。此外，量子棒复合物层100的量子棒130可以形成为在各自像素区P中具有不同的尺寸，由此生成红(R)光、绿(G)光和蓝(B)光。因此，量子棒发光显示装置201可以提供全部颜色范围并且显示全色图像。
在下文中，将描述包括第一电极250和第二电极260以及量子棒复合物层100的第一基板210的构造。
第一电极210可以为透明绝缘基板，例如玻璃基板或柔性塑料基板。
栅极线(未示出)可以形成在第一基板210上并且沿第一方向延伸。栅极线可以由电阻率相对低的金属材料形成，例如选自铝(Al)、铝合金(例如钕铝合金(AlNd))、铜(Cu)、铜合金、钼(Mo)以及钼合金(例如钛钼合金(MoTi))或者上述金属材料的组合中的之一。
此外，可以在开关区TrA中形成栅电极208作为第一基板210上各个像素区P的各TFT(Tr)的一部分并且连接至栅极线中的之一。
在包括栅极线和栅电极208的第一基板210的基本整个表面上形成栅极绝缘层215。栅极绝缘层215可以由无机绝缘材料例如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)形成。
半导体层220可在栅极绝缘层215上的开关区TrA中形成并且对应于栅电极208。半导体层220包括本征非晶硅的有源层220a、以及掺杂有杂质的非晶硅的欧姆接触层220b。欧姆接触层220b设置在有源层220a上并且欧姆接触层220b彼此隔开。在半导体层220上形成有源电极233和漏电极236并且源电极233和漏电极236彼此隔开。源电极233和漏电极236分别与欧姆接触层220b接触。
在这种情况下，在源电极233和漏电极236之间露出有源层220a。
在开关区TrA中依次堆叠的栅电极208、栅绝缘层215、半导体层220以及源电极233和漏电极236构成了薄膜晶体管Tr。
数据线230可以在栅绝缘层215上形成并且沿第二方向延伸。数据线230(未示出)与栅极线交叉以限定像素区P。数据线230中的之一可以连接至薄膜晶体管Tr的源电极233。
同时，尽管通过实例示出薄膜晶体管Tr为底栅极型晶体管，该底栅极型晶体管包括设置在最低位置处的栅电极208、具有非晶硅的有源层220a和欧姆接触层220b的半导体层220；但是在本发明的其他实施方案中，薄膜晶体管Tr可以为顶栅极型晶体管，该顶栅极型晶体管包括由多晶硅(多晶Si)形成的半导体层并且具有如下结构：该结构通过依次堆叠多晶Si半导体层、栅极绝缘层、栅电极、中间层绝缘层以及与多晶Si半导体层接触的彼此隔开的源电极和漏电极形成。在包括顶栅极型晶体管的情况下，栅极线可以设置在栅绝缘层上，在栅绝缘层上形成有栅电极，并且数据线可以设置在中间层绝缘层上。
在数据线230以及源电极233和漏电极236上可以形成有钝化层240。在这种情况下，在钝化层240中形成有漏极接触孔243以露出在各个像素区P中的薄膜晶体管Tr的漏电极236。
第一电极250由在钝化层240上的透明导电材料形成。各个第一电极250通过在像素区P中的对应像素区P中的漏极接触孔243与薄膜晶体管Tr的漏电极236接触。
第二电极260也由在钝化层240上的透明导电材料形成。各个第二电极260与公共线(未示出)接触。第一电极250和第二电极260交替设置在各像素区P中。在第一电极250和第二电极260之间施加电势以给量子棒复合物层100提供可变电场。
可以对应于像素区P和其中形成有薄膜晶体管Tr的开关区TrA之间的界面形成黑矩阵252。黑矩阵252可以用于为多个TFT遮蔽不需要的入射光。在本发明的其他实施方案中，可以省略黑矩阵252。
量子棒复合物层100可以形成在各个像素区P中的第一电极250和第二电极260上。量子棒复合物层100包括量子棒130、电子受体160和溶剂170。量子棒130和电子受体160形成溶质，该溶质分散在溶剂170中。电子受体160附连至量子棒130，并且更准确地说，附连至量子棒130的壳体120的表面或与量子棒130相邻。此时，在构造为发射红色光、绿色光和蓝色光的各自像素区P中，量子棒复合物层100的量子棒130包括具有不同尺寸的芯体110。
另外，包括在量子棒复合物层100中的多个量子棒130在第一基板210的整个显示区上具有沿一个方向布置的长轴。
使量子棒130的长轴沿一个方向布置是为了通过更好地吸收来自背光单元280的光并且发射更多的荧光辐射来提高装置的亮度。此外，除了提高亮度之外，这是为了降低耗电量。
在构造为发射红色光、绿色光和蓝色光的各自像素区P中设置具有不同尺寸的芯体110的量子棒130的情况下，量子棒130所发出的荧光的波长根据芯体110的尺寸而变化。即，量子棒130在芯体110的尺寸减小的情况下生成波长较短的荧光，在芯体110的尺寸增加的情况下生成波长较长的荧光。
因此，与构造为发射红色光的像素区P对应的量子棒复合物层100a包括具有最大尺寸的芯体100的量子棒130；分别与构造为发射绿色光和蓝色光的像素区P对应的量子棒复合物层100b和量子棒复合物层100c包括具有比最大尺寸的芯体110依次较小尺寸的芯体110。
第二基板270与第一基板210组合。与第一基板210相同，第二基板270可以为由玻璃材料或具有柔性的塑料材料形成的透明绝缘基板。或者，第二基板270可以为由高分子形成的片或膜。
在第二基板270的基本整个表面上可以设置具有平坦表面的覆盖层(未示出)。
构造为给量子棒复合物层100供给光的背光单元280可以在量子棒面板202下方，更准确地说，在第一基板210的外表面上。
背光单元280可以包括：光源282、光源反射器283、反射板285、反射板285之上的导光板287、以及导光板287之上的光学片290。
在本发明的实施方案中，光源282生成具有小于约450nm的范围的短波长的光，例如蓝色可见光或UV光。光源282可以包括选自荧光灯或发光二极管(LED)中的之一，上述荧光灯包括冷阴极荧光灯(CCFL)和外置电极荧光灯(EEFL)。在实施方案中，光源282示出为例如具有荧光灯。
光源282设置在导光板287的一侧处并且面对导光板287的光入射部分。导光板287在内部全反射从光源282入射的光若干次以使得光行进并且均匀地传播至导光板287的表面上。因而，导光板287给量子棒面板202提供了面光源。
在这种情况下，在导光板287的背表面处可以形成有具有特定形状的图案以给量子棒面板202供给均匀的面光源。
另外，反射板285设置在导光板287的背表面上并且使透过导光板287的背表面的光朝着量子棒面板202反射以提高亮度。
导光板287之上的光学片290包括扩散片288和至少一个聚光片289。
在此，实施方案示出：具有上述构造的背光单元280为边缘型背光单元，其中光源282设置在导光板287的侧表面处并且导光板287实现了使面光入射至量子棒面板202。或者，背光单元280可以为直接型背光单元。
在直接型背光单元中，在反射板之上以规则间隔布置有用作光源的多个荧光灯，或者可以使用其上安装有多个LED的LED驱动板。此外，在荧光灯或LED驱动板之上可以设置有扩散板以代替导光板287，其中光学片在扩散板之上。
图8示出具有图7所示的量子棒复合物层100的量子棒发光显示装置的操作。如所示的，量子棒130受在第一电极250和第二电极260之间生成的电场影响。作为一个实例，第一电极250通过相对于第二电极260的正电压驱动。第二电极260通过相对于第一电极250以负电压驱动。
在该实例中，量子棒复合物层100与相对于图4所公开的量子棒复合物层100相似。量子棒130包括芯体110和壳体120。电子受体160与量子棒130相邻和附连至量子棒130。
图9示出示出根据本发明另一示例性实施方案的具有量子棒复合物层100的量子棒发光显示装置的操作。如图9所示，第一电极250和第二电极260生成电场以影响量子棒复合物层100。
在此，量子棒复合物层100与相对于图5所公开的量子棒复合物层100相似。量子棒130包括芯体110、壳体120和在量子棒130的表面处的有机配体125。电子受体160与量子棒130相邻和附连至量子棒130。
因为不需要使入射光的仅一部分透过的偏振器，所以与由于偏振器而使亮度降低的相应的液晶显示装置相比，根据实施方案的量子棒发光显示装置201具有较高的亮度和较低的耗电量。
此外，因为根据本发明实施方案的量子棒发光显示装置201不需要偏振器，所以与液晶显示装置相比，减少了部件数量，降低了制造成本。
此外，在根据实施方案的包括具有电子受体160的量子棒复合物层100的量子棒发光显示装置201中，量子棒复合物层100的量子棒130沿一个方向布置。因而，来自背光单元280的光得到更好吸收，并且发射更多的荧光辐射，由此进一步提高了亮度。
另外，在根据实施方案的包括具有电子受体160的量子棒复合物层100的量子棒发光显示装置201中，驱动电压由于量子棒复合物层100中的电子受体160与量子棒130之间的相互作用而降低，并且在提高量子产率的同时提高了导通/断开驱动性能。因此，提高了色纯度。
对本领域普通技术人员明显的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对本公开做出各种修改方案和变化方案。因此，本公开旨在覆盖所附权利要求和其等同物的范围内的本领域普通技术人员所提供的该公开内容的修改方案和变化方案。
Claims (14)
1.一种量子棒发光显示装置，包括：
具有多个像素区的第一基板；
在所述多个像素区中的每一个中的与多个第二电极交替布置的多个第一电极；
分别在所述多个像素区中的每一个中的多个量子棒复合物层，每个量子棒复合物层各自在所述多个第一电极和所述多个第二电极之上，所述量子棒复合物层中的每一个包括电子受体、以及具有芯体和包围所述芯体的壳体的量子棒；
面对所述第一基板的第二基板；以及
照射所述第一基板的外表面的背光单元，
其中在所述多个像素区中的每一个中的所述量子棒沿一个方向布置使得所述量子棒中的每一个的长轴平行于所述一个方向。
2.根据权利要求1所述的装置，
其中所述多个量子棒复合物层分别在所述多个像素区中的每一个中被图案化，
其中所述多个像素区包括分别发射红色光、绿色光和蓝色光的各自具有不同量子棒复合物层的第一区、第二区和第三区，
其中在所述第一区、所述第二区和所述第三区中的所述量子棒复合物层的所述量子棒具有不同尺寸。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子受体附连至所述量子棒。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子受体与所述量子棒相邻。
5.根据权利要求1所述的装置，其中在各像素区中的所述多个第一电极和所述多个第二电极之间生成的可变电场控制所述装置的灰度等级。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括：
多条数据线和多条栅极线，所述多条数据线与所述多条栅极线交叉以分别限定所述像素区；以及
多个薄膜晶体管，每个薄膜晶体管在所述像素区中的每一个中并且连接至一条数据线和一条栅极线。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括在所述多个薄膜晶体管之上的钝化层。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述多个第一电极和所述多个第二电极在所述钝化层上，以及
其中在所述钝化层上的黑矩阵对应于其中形成有所述多个薄膜晶体管中的每一个的所述多个像素区。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述背光单元包括光源、导光件和反射器，以及
其中所述光源发射波长小于450nm的光。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述量子棒复合物层构造为吸收来自所述背光单元的光辐射能量使得所述量子棒复合物层发出荧光。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子受体包括在表面处的有机配体，以及
其中所述有机配体具有烷基三甲氧基硅烷作为基本结构。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述烷基三甲氧基硅烷中的烷基具有CnH2n+1结构，其中n为3至20。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述量子棒的长轴与短轴的长径比为8至12。
14.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子受体包括选自WO3、ZnO、TiO2和Fe2O3中的金属氧化物。
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