CN106486510B - 量子点和包括量子点的量子点薄膜、led封装以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种量子点，所述量子点包括籽晶和包围籽晶的核。从籽晶生长核以提高核的尺寸均匀性。籽晶包括没有Cd的第一化合物。第一化合物可为GaP。核可包括包含来自XIII族和XV族的元素的第二化合物。第二化合物可为InP。量子点还可包括包围核的第三化合物的第一外壳。第三化合物可为ZnSe或ZnS。量子点还可包括包围第一外壳的第四化合物的第二外壳。当第三化合物为ZnSe时，第四化合物可为ZnS。实施方式还涉及包括选自XIII族元素和XV族元素的第一至第三元素和选自XII族元素和XVI族元素的第四至第六元素的量子点。

Description

量子点和包括量子点的量子点薄膜、LED封装以及显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月31日在韩国局递交的韩国专利申请号为10- 2015-0123213的优先权和权益，在本申请中援引上述韩国专利申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及量子点，并且更具体地，涉及具有高色纯度和环保性能的量子点和量子点薄膜、发光二极管(LED)封装以及包含上述的显示装置。
背景技术
近来，随着社会快速进入信息时代，使用各种电信号呈现视觉图像的显示器装置的领域发展迅速。例如，产生了诸如液晶显示器(LCD)装置、等离子体显示平板(PDP)装置、场致发射显示器(FED)装置和有机发光二极管(OLED)装置这样的平板显示装置。
另一方面，已经研究并探讨了量子点(QD)应用于显示装置。在量子点中，处于不稳定状态的电子从导带过渡到价带以便发射光。由于QD具有高消光系数和优异的量子产率(quantum yield)，因此可从QD发射出强烈的荧光。除此之外，由于来自QD的光的波长受QD尺寸控制，因此通过控制 QD的尺寸能够发射所有可见光。
图1为图示相关技术QD的示意图。
如图1所示，QD 1包括核10和壳20。通常，硒化镉(CdSe)广泛地用作核10。包括CdSe核10的QD 1具有色纯度方面的优势。
但是，镉(Cd)是有害的，并且Cd在使用方面是受限制的。
发明内容
因此，本发明的实施方式针对实质上消除了缘于相关技术的限制和劣势的一个或多个问题的QD和包括所述QD的QD薄膜、LED封装以及显示装置，并具有其它优点。
本发明的目的是为了提供无Cd的QD和包括所述QD的QD薄膜、LED封装以及显示装置。
本发明的额外特征和优势将在以下描述中阐述，并且部分从描述来说是显而易见的，或者可通过实施本发明而了解到。可通过本发明的文字描述和权利要求以及附图所具体指出的结构实现和获得本发明的目的和其它优点。
实施方式涉及量子点，所述量子点包括选自第XIII族元素和第XV族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。
实施方式还涉及量子点薄膜，所述量子点薄膜包括结合剂(binder)和在结合剂中的量子点。所述量子点包括选自第XIII族元素和第XV族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。
实施方式还涉及液晶显示装置，所述液晶显示装置包括液晶面板、在液晶面板下方并包括光源的背光单元以及包括量子点的量子点薄膜。量子点包括选自第XIII族元素和第XV族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。
实施方式还涉及发光二极管(LED)封装，所述发光二极管(LED)封装包括LED芯片和覆盖LED芯片并包括量子点的封装部件。量子点包括选自第 XIII族元素和第XV族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第 XVI族元素的第四至第六元素。
实施方式还涉及液晶显示装置，所述液晶显示装置包括液晶面板和在液晶面板下方并包括光源的背光单元。光源包括LED芯片和覆盖LED芯片的封装部件。封装部件包括量子点，其中量子点包括选自第XIII族元素和第XV 族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。
实施方式还涉及量子点发光二极管显示装置，所述量子点发光二极管显示装置包括基板、在基板上的驱动元件和连接至驱动元件的发光二极管。发光二极管包括第一和第二电极以及在第一和第二电极之间的发光层。发光层包括量子点，其中量子点包括选自第XIII族元素和第XV族元素的第一至第三元素，以及选自第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。
应当理解的是，上述一般描述和以下详细描述都是范例和解释性的，并且旨在提供本发明所要求的进一步的解释。
附图说明
附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原则，所述附图被包括以提供本发明的进一步理解并被合并在说明书中并且构成了说明书的一部分。
图1为图示相关技术QD的示意图。
图2A和2B为示出根据本公开内容的第一实施方式的QD特性和组分的视图。
图3A和3B为示出根据本公开内容的第二实施方式QD特性和组分的视图。
图4A和4B为示出根据本公开内容的第三实施方式QD特性和组分的视图。
图5A和5B为示出根据本公开内容的第四实施方式QD特性和组分的视图。
图6为根据示出根据本公开内容的第四实施方式QD的示意图。
图7为根据本公开内容的实施方式QD薄膜和液晶显示装置的示意截面图。
图8为根据本公开内容的实施方式的液晶面板的示意截面图。
图9为根据本公开内容的实施方式的LED封装的示意截面图。
图10为根据本公开内容的实施方式的QD发光二极管显示装置的示意截面图。
图11示出根据本公开内容的实施方式制造QD的工艺。
具体实施方式
现在将参照本发明的实施方式详细介绍本发明，本发明的实施方式的范例示出在附图中。
如在本申请文件中所限定的，“XII族元素”指周期表的XII族中的元素。例如，XII族元素可为Zn、Cd、Hg和Cn的任意一个或多个。“XIII 族元素”指周期表的XIII族中的元素。例如，XIII族元素可为B、Al、 Ga、In和Tl的任意一个或多个。“XV族元素”指周期表的XV族中的元素。例如，XV族元素可为N、P、As、Sb和Bi的任意一个或多个。“XVI 族元素”指周期表的XVI族中的元素。例如，XVI族元素可为O、S、Se、Te 和Po的任意一个或多个。
“XIII-XV族”的化合物指至少包括XIII族元素和XV族元素的化合物。“XII-XVI族”的化合物指至少包括XII族元素和XVI族元素的化合物。
根据本公开内容的第一实施方式的量子点(QD)包括分别选自元素周期表中第XIII族元素和第XV族元素的第一和第二元素以及分别选自元素周期表中第XII族元素和第XVI族元素的第三和第四元素。例如，第一和第二元素可形成第XIII-XV族的第一化合物，并且第三和第四元素可形成第XII- XVI族的第二化合物。
第一元素可为铟(In)，且第二元素可为磷(P)。第三元素可为锌 (Zn)，且第四元素可为硫(S)。即，第XIII-XV族的第一化合物可为 InP，且第XII-XVI族的第二化合物可为ZnS。第一化合物的第一化合物层可被第二化合物的第二化合物层包围。
由于本公开内容的第一实施方式包括InP核而不是CdSe核，因此克服了相关技术QD的有害问题。
QD的合成
将InR3(R＝棕榈酸，1mmol)和1-十八(碳)烯(50mL)放入250mL烧瓶中，并且在150℃温度下真空条件中搅拌混合物1小时。然后，在300℃温度下真空条件中将三(三甲基硅烷基)磷(1mmol)和1-十八(碳)烯 (5mL)注入到混合物中，并且在300℃温度下将它们搅拌10分钟。将ZnR3 (R＝棕榈酸)和1-十二烷基硫醇注入到混合物中，并在300℃温度下将它们搅拌1小时。在反应完成之后，将混合物冷却至室温。采用甲苯和甲醇利用沉积法纯化混合物以便获得QD。
图2A为QD的光致发光(PL)光谱，且图2B为QD的透射电子显微 (TEM)图。
图2A的x轴指示发光波长(nm)，且图2A的y轴指示光致发光强度。如图2A所示，QD发射红色波长范围的可见光。
即，QD包括第一和第二元素以及第三和第四元素，不包括Cd，其中所述第一和第二元素分别选自第XIII族元素和第XV族元素，且第三和第四元素分别选自第XII族元素和第XVI族元素，并且QD发射红色可见光。
在表1中列出了STEM/EDS组分分析数据。在分析中使用了X-Max 80 TLE设备。当在表1中的常数大于1.5时，检测到所述元素。
表1
由于作为QD中的第一化合物的InP具有比CdSe更小的颗粒尺寸和更广泛的颗粒尺寸分布，因此色纯度下降。即，由于InP核的表面面积增加， InP核的表面能量变得更高。结果，在InP核或QD的表面中存在缺损部位 (defect site)，使得在QD中产生了缺陷激发(trap emission)。因此，在根据本发明的第一实施方式的QD中，增加了激发范围，并且降低了色纯度。
根据本公开内容的第二实施方式的QD包括第一和第二元素以及第三至第五元素，其中所述第一和第二元素分别选自周期表中第XIII族元素和第 XV族元素，且第三至第五元素分别选自周期表中第XII族元素和第XVI族元素。例如，第一和第二元素可形成第XIII-XV族的第一化合物，第三和第四元素可形成第XII-XVI族的第二化合物，并且第三和第五元素可形成第 XII-XVI族的与第二化合物不同的第三化合物。
第一元素可为铟(In)，且第二元素可为磷(P)。第三元素可为锌 (Zn)，第四元素可为硒(Se)，且第五元素可为硫(S)。即，第XIII- XV族的第一化合物可为InP，第XII-XVI族的第二化合物可为ZnSe，且第 XII-XVI族的第三化合物可为ZnS。第一化合物的第一化合物层可被第二化合物的第二化合物层包围，且第二化合物层可被第三化合物的第三化合物层包围。即，第二化合物层可位于第一和第三化合物层之间。
由于本公开内容的第二实施方式的QD包括InP核而不是CdSe核，所以克服了相关技术QD的有害问题。
QD的合成
将InR3(R＝棕榈酸，1mmol)和1-十八(碳)烯(50mL)放入250mL烧瓶中，并且在150℃温度下真空条件中搅拌混合物1小时。然后，在真空条件中并在300℃温度下，将三(三甲基硅烷基)磷(1mmol)注入以生长30 分钟。在溶液变黑之后，注入1-十八(碳)烯(1mmol)并额外注入Se-三辛酸(Se-TOP，0.1mmol)。将混合物在300℃温度下搅拌并将混合物冷却至室温。
将ZnR3(R＝棕榈酸，1mmol)注入到混合物中并在250℃温度下搅拌2 小时。在搅拌完成之后，将混合物冷却至室温，并且注入1-十八(碳)烯并在250℃温度下搅拌2小时。在反应完成之后，将混合物冷却至室温。采用甲苯和甲醇利用沉积法纯化混合物以便获得QD。
图3A的x轴指示发光波长(nm)，且图3A的y轴指示光致发光强度。图3A为QD的光致发光(PL)光谱，且图3B为QD的透射电子显微(TEM) 图。
如图3A所示，QD发射红色波长范围的可见光。
即，QD包括第一和第二元素以及第三至第五元素，而不包括Cd，其中所述第一和第二元素分别选自第XIII族元素和第XV族元素，且第三至第五元素分别选自第XII族元素和第XVI族元素，并且QD发射红色可见光。
在表2中列出了STEM/EDS组分分析数据。在分析中使用了X-Max 80 TLE设备。当在表2中的常数大于1.5时，检测到所述元素。
表2
参照图3A，根据本公开内容的第二实施方式的QD的PL光谱的半最大值全宽(FWHM)相比根据本公开内容的第一实施方式的QD的PL光谱的半最大值全宽(FWHM)降低了。但是，由于根据本公开内容第二实施方式的QD 的FWHM比相关技术包含Cd的QD宽，因此仍存在色纯度方面的劣势。
根据本公开内容的第三实施方式的QD包括籽晶和包围籽晶的第二化合物的核，所述籽晶包括第一化合物而不包括Cd。第一化合物可为第XIII-XV 族的化合物，例如为GaP。核的第二化合物不包括Cd且与第一化合物不相同。第二化合物还可为第XIII-XV族的化合物，例如为InP。第一化合物的籽晶被用来生长第二化合物的核，以提高第二化合物的尺寸均匀性。
具体地，籽晶和核可包括第一至第三元素，所述第一至第三元素分别选自周期表中的第XIII族元素和第XV族元素。例如，第一和第三元素可形成第XIII-XV族的第一化合物，第二和第三元素可形成第XIII-XV族的与第一化合物不同的第二化合物。第一元素可为镓(Ga)，第二元素可为铟(In) 并且第三元素可为磷(P)。即，第XIII-XV族的第一化合物可为GaP，且第XIII-XV族的第二化合物可为InP。第一化合物的第一化合物层可被第二化合物的第二化合物层包围。
籽晶的宽度可为1-100nm，和/或具有包围籽晶的核的QD的宽度可为1- 100nm。
在本公开内容的第三实施方式中，使用籽晶生长核，与当没有籽晶而形成核时相比，使用籽晶生长核能够在核尺寸的均匀性和QD的色纯度两个方面得到提升。例如，当如在本公开内容的第一和第二实施方式中的QD那样不用GaP籽晶而生长InP核时，InP核的尺寸取决于反应时间和/或反应温度。结果，很难获得均匀尺寸的InP核，由此使得色纯度降低。但是，在本公开内容的第三实施方式中，由于使用GaP籽晶生长InP核，就提供了均匀尺寸的InP核，从而使得色纯度得到了提升。
根据本公开内容的第三实施方式的QD还可包括包围籽晶和核的第一外壳，第一外壳包括分别选自周期表中第XII族元素和第XVI族元素的第四和第五元素。例如，第四和第五元素可形成第XII-XVI族的第三化合物。
第四元素可为锌(Zn)，且第五元素可为硫(S)。即，第XII-XVI族的第三化合物可为ZnS，且第二化合物层可被第三化合物的第三化合物层包围。即，第二化合物层可位于第一和第三化合物层之间。包括第一外壳、核以及籽晶的量子点的宽度可为1-100nm。
由于本公开内容的第三实施方式的QD可包括InP核而不是CdSe核，因此克服了相关技术QD的有害问题。
QD的合成
将CaCl3(0.25mol)、三(三甲基硅烷基)磷(0.25mmol)和1-十八 (碳)烯(3mL)混合以形成Ga-P核心。(由于Ga-P核心的生长，黄色透明溶液变成灰色溶液)。
将InR3(R＝棕榈酸，1mmol)和1-十八(碳)烯(50mL)放入250mL烧瓶中，并且在150℃温度下搅拌混合物10分钟。在300℃温度下，将三(三甲基硅烷基)磷(1mmol)注入混合物以生长30分钟。在溶液变黑之后，注入1-十八(碳)烯(1mmol)并在300℃温度下搅拌1小时。
冷却至室温之后，在250℃温度下将ZnR3(R＝棕榈酸，1mmol)注入并搅拌2小时。在搅拌完成之后，在250℃温度下将1-十八(碳)烯注入并搅拌2小时。
在反应完成之后，将混合物冷却至室温。采用甲苯和甲醇利用沉积法纯化混合物以便获得QD。
图4A的x轴指示发光波长(nm)，且图4A的y轴指示光致发光强度。图4A为QD的光致发光(PL)光谱，且图4B为QD的透射电子显微(TEM) 图。
如图4A所示，QD发射红色波长范围的可见光。
即，示例性QD包括第一至第三元素以及第四和第五元素，而不包括 Cd，其中所述第一至第三元素分别选自第XIII族元素和第XV族元素，且第四和第五元素分别选自第XII族元素和第XVI族元素，并且QD发射红色可见光。
在表3中列出了STEM/EDS组分分析数据。在分析中使用了X-Max 80 TLE设备。当在表3中的常数大于1.5时，检测到所述元素。
表3
参照图4A，根据本公开内容的第三实施方式的示例性QD的PL光谱的 FWHM相比根据本公开内容的第二实施方式的QD的PL光谱的FWHM降低了。但是，由于根据本公开内容第三实施方式的QD的FWHM比相关技术包含Cd 的QD的FWHM宽，因此仍存在色纯度方面的劣势。此外，根据本公开内容的第三实施方式的示例性QD的量子效率(量子产率)相比本公开内容的第二实施方式的QD的量子效率降低了。
根据本公开内容的第四实施方式的QD包括如参照本公开内容的第三实施方式描述的籽晶和包围籽晶的核。类似第三实施方式，第一化合物的籽晶被用来生长第二化合物的核，以提高第二化合物的尺寸均匀性。
正如在第三实施方式中一样，籽晶和核可包括第一至第三元素，所述第一至第三元素分别选自周期表中第XIII族元素和第XV族元素。第一和第三元素可形成第XIII-XV族的第一化合物，第二和第三元素可形成第XIII-XV 族的与第一化合物不同的第二化合物。第一元素可为镓(Ga)，第二元素可为铟(In)，且第三元素可为磷(P)。即，第XIII-XV族的第一化合物可为GaP，第XIII-XV族的第二化合物可为InP。第一化合物的第一化合物层可被第二化合物的第二化合物层包围。
根据本公开内容的第四实施方式的QD进一步包括包围籽晶和核的第一外壳以及包围第一外壳的第二外壳。第一外壳和第二外壳可包括分别选自周期表中第XII族元素和第XVI族元素的第四至第六元素。第四和第五元素可形成第XII-XVI族的第三化合物，且第四和第六元素可形成第XII-XVI族的与第一化合物不同的第四化合物。
第四元素可为锌(Zn)，且第五元素可为硒(Se)，且第六元素可为硫 (S)。即，第XII-XVI族的第三化合物可为ZnSe，且第XII-XVI族的第四化合物可为ZnS。在本公开内容的第四实施方式，第二化合物层可被第三化合物的第三化合物层包围，且第三化合物层可被第四化合物的第四化合物层包围。即，第二化合物层可位于第一和第四化合物层之间，且第三化合物层可位于第二和第四化合物层之间。包括第二外壳、第一外壳、核以及籽晶的量子点的宽度可为1-100nm。
参照图6，图6为示出根据本公开内容的示例性QD的示意图，根据本公开内容的第四实施方式的示例性QD 100包括作为第XIII-XV族的第一化合物的GaP的籽晶(第一内部部分)110、作为第XIII-XV族的第二化合物的InP的核(第二内部部分)120、作为第XII-XVI族的第三化合物的ZnSe 的第一外壳(第一外部部分)130以及作为第XII-XVI族的第四化合物的 ZnS的第二外壳(第二外部部分)140。核包围籽晶，第一外壳包围核，且第二外壳包围第一外壳。虽然未示出，有机配体可耦接或连接至第二外壳 140的表面。
即，由于本公开内容的第四实施方式的示例性QD包括InP核而不是 CdSe核，因此克服了相关技术QD的有害问题。此外，由于InP核从GaP籽晶的表面生长，因此InP核的尺寸(例如直径)受控于In元素和P元素的注入量，使得使色纯度得到了提升。
如先前所讨论的，当如在本公开内容的第一和第二实施方式中的QD那样不用GaP籽晶而生长InP核时，InP核的尺寸取决于反应时间和/或反应温度。结果，很难或者不可能获得均匀尺寸的InP核，从而使得色纯度降低。但是，在本公开内容的第四实施方式中，由于使用GaP籽晶生长InP 核，就提供了均匀尺寸的InP核，从而使得QD的色纯度得到了提升。
此外，由于ZnS和ZnSe双外壳覆盖了InP核，增加了QD的发射效率。
QD的合成
将CaCl3(0.25mol)、三(三甲基硅烷基)磷(0.25mmol)和1-十八 (碳)烯(3mL)混合以形成Ga-P核心。(由于Ga-P核心的生长，黄色透明溶液变成灰色溶液)。
将InR3(R＝棕榈酸，1mmol)和1-十八(碳)烯(50mL)放入250mL烧瓶中，并且在300℃温度下搅拌混合物10分钟。在300℃温度下，将三(三甲基硅烷基)磷(1mmol)注入混合物以生长30分钟。在溶液变黑之后，注入1-十八(碳)烯(1mmol)并搅拌1分钟。在300℃温度下额外注入Se- 三辛酸(Se-TOP，0.1mmol)并搅拌。
冷却至室温之后，在250℃温度下将ZnR3(R＝棕榈酸，1mmol)注入并搅拌2小时。搅拌完全之后，在250℃温度下将1-十八(碳)烯注入并搅拌2小时。
反应完成之后，将混合物冷却至室温。采用甲苯和甲醇利用沉积法纯化混合物以便获得QD。
图5A的x轴指示发光波长(nm)，且图5A的y轴指示光致发光强度。图5A为QD的光致发光(PL)光谱，且图5B为QD的透射电子显微(TEM) 图。
如图5A所示，QD发射红色波长范围的可见光。
即，QD包括第一至第三元素以及第四至第六元素，而不包括Cd，其中所述第一至第三元素分别选自第XIII族元素和第XV族元素，且第四至第六元素分别选自第XII族元素和第XVI族元素，并且QD发射红色可见光。
换句话说，QD包括第一化合物、第二化合物和第三化合物，所述第一化合物由第一至第三元素的至少两种组成，与第一化合物不同的第二化合物由第一至第三元素的至少两种组成，且第三化合物由第四至第六元素的至少两种组成。QD可进一步包括与第三化合物不同的第四化合物，第四化合物由第四至第六元素的至少两种组成。
在表4中列出了STEM/EDS组分分析数据。在分析中使用了X-Max 80 TLE设备。当在表4中的常数大于1.5时，检测到所述元素。
表4
参照图5A，根据本公开内容的第四实施方式的示例性QD的PL光谱的 FWHM相比根据本公开内容的第一至第三实施方式的QD的PL光谱的FWHM变窄。因此，根据本公开内容的第四实施方式的示例性QD发射高色纯度的光，不包括Cd元素。此外，根据本公开内容的第四实施方式的示例性QD具有高量子效率。
根据本公开内容的第一至第四实施方式的示例性QD的PL光谱峰(PL 峰)、FWHM值和量子产率(QY)列在表5中。
表5
第一实施方式 第二实施方式 第三实施方式 第四实施方式
PL峰 619.1nm 635.7nm 621.3nm 633.0nm
FWHM 103.0nm 73.6nm 71.3nm 59.1nm
QY 10.4％ 68.7％ 31.0％ 74.9％
如表5中所述，根据本公开内容的第四实施方式的示例性QD具有窄 FWHM和高量子产率，所述示例性QD包括第XIII-XV族的第一化合物、第 XIII-XV族的与第一化合物不同的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII-XVI族的与第三化合物不同的第四化合物。结果，在根据本公开内容第四实施方式的QD中，提高了色纯度并增加了发射效率。
图7为根据本公开内容的实施方式的QD薄膜和液晶显示装置的示意截面图，图8为液晶面板的示意截面图。
如图7所示，作为本公开内容的显示装置的液晶显示(LCD)装置200 包括液晶面板210、在液晶面板210下方的背光单元260以及在液晶面板 210和背光单元260之间的QD薄膜270。
参照图8，液晶面板210包括彼此面对的第一基板220和第二基板250 以及液晶层280，液晶层280包括位于第一基板220和第二基板250之间的液晶分子282。
在第一基板220上形成栅极222，且形成栅绝缘层224以覆盖栅极 222。此外，在第一基板220上形成与栅极222连接的栅线(未示出)。
在栅绝缘层224上形成对应于栅极222的半导体层226。半导体层226 包括氧化物半导体材料。或者，半导体层226可包括本征非晶硅的活性层和杂质掺杂的非晶硅的欧姆接触层。
在半导体层226上形成彼此间隔开的源极230和漏极232。此外，在栅绝缘层224上形成数据线(未示出)，所述数据线连接至源极230并与栅极线交叉以限定像素区域。
栅极222、半导体层226、源极230和漏极232构成薄膜晶体管(TFT) Tr。
在TFT Tr上形成钝化层234，钝化层234包括暴露漏极232的漏极接触孔236。
在钝化层234上形成像素电极240和公共电极242，像素电极240通过漏极接触孔236连接至漏极232，公共电极242与像素电极240交替排列。
在第二基板250上形成遮蔽非显示区域、例如TFT Tr、栅线和数据线的黑矩阵254，并且在第二基板250上形成对应于像素区域的滤色器层 256。
将第一基板220和第二基板259贴合在一起，使液晶层280位于第一基板220和第二基板250之间。液晶层280的液晶分子282被在像素电极240 和公共电极242之间产生的电场驱动。
虽然未示出，在第一基板220和第二基板250之上形成邻近液晶层280 的第一和第二定向层。此外，在第一基板220和第二基板250的外侧设置具有彼此垂直的传输轴的第一和第二偏振板。
背光单元260包括光源(未示出)并提供了朝向液晶面板210的光。
背光单元根据光源位置可分为直下型和边缘型，并且光源可为荧光灯或发光二极管(LED)封装。
例如，直下型背光单元260可包括覆盖液晶面板210的背面的底框(未示出)，并且可在底框的水平底表面上布置多个光源。
边缘型背光单元260可包括覆盖液晶面板210的背面的底框(未示出) 和在底框的水平底表面上面或上方的导光板(未示出)。可在导光板的一侧布置光源。
当光源为LED封装时，LED封装可包括蓝色LED芯片和覆盖蓝色LED芯片的绿色荧光层。
QD薄膜270设置在液晶面板210和背光单元260之间，并且包括根据本公开内容的第一至第四实施方式的QD 272。结果，提高了从背光单元260 朝向液晶面板210提供的光的色纯度。
例如，QD薄膜270可包括结合剂(例如环氧化合物或丙烯酸酯化合物)和QD 272，QD272包括第一至第三元素以及第四至第六元素，所述第一至第三元素选自第XIII族元素和第XV族元素，且所述第四至第六元素选自第XII族元素和第XVI族元素。即，QD 272包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII-XVI族的第四化合物。在这种情况下，第一化合物可为GaP，第二化合物可为InP，第三化合物可为ZnSe，且第四化合物可为ZnS。
或者，当LED封装包括蓝色LED封装而没有绿色荧光层时，QD薄膜270 可包括QD272和绿色荧光化合物或者绿色QD。
如上所述，由于包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII-XVI族的第四化合物的QD 272具有高色纯度和量子产率，所以本发明的LCD装置200具有高颜色重现性(色域)并提供高亮度图像。
图9为根据本公开内容实施方式的LED封装的示意截面图。
如图9所示，LED封装300包括外壳330、LED芯片310、第一电极引线 342和第二电极引线344以及覆盖LED芯片310的封装部分320，第一电极引线342和第二电极引线344分别通过第一电线352和第二电线354连接至 LED芯片310并延伸至外壳330的外部。
外壳330包括主体332和侧壁334，侧壁334从主体332的上表面突出并起作为反射表面的作用。LED芯片310布置在主体332上并被侧壁334包围。
LED芯片310为蓝色LED芯片，且封装部件320包括红色QD 322，以便 LED封装300提供高色纯度光。即，封装部320中的QD 322为根据本公开内容的第一至第四实施方式之一的QD中的一种，以使得LED封装300的色纯度得以提升。
例如，QD 322可包括第一至第三元素以及第四至第六元素，所述第一至第三元素选自第XIII族元素和第XV族元素，且所述第四至第六元素选自第XII族元素和第XVI族元素。即，QD 322可包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII- XVI族的第四化合物。在这种情况下，第一化合物可为GaP，第二化合物可为InP，第三化合物可为ZnSe，且第四化合物可为ZnS。
封装部320可进一步包括绿色荧光化合物(未示出)或者绿色QD(未示出)。
如上所述，由于包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII-XVI族的第四化合物的QD 322具有高色纯度和量子产率，所以本公开内容的LED装置300提供了高色纯度光。
此外，本公开内容的液晶显示(LCD)装置的实施方式可包括包含LED 封装300的背光单元和在背光单元上的液晶面板。
图10为根据本公开内容的实施方式的QD发光二极管显示装置的示意截面图。
如图10所示，作为本公开内容的显示装置的QD发光二极管显示装置 400包括基板410、在基板410上面或上方的驱动元件Tr以及连接至驱动元件Tr的发光二极管D。
在基板410上形成半导体层422。半导体层422可包括氧化物半导体材料或多晶硅。
当半导体层422包括氧化物半导体材料时，可在半导体层422层下方形成遮光图案(未示出)。往半导体层422的光被遮光图案遮蔽或阻挡，这样就能够防止半导体层422的热降解。另一方面，当半导体层422包括多晶硅时，可往半导体层422的两端掺杂杂质。
在半导体层422层上形成栅绝缘层424。栅绝缘层424可由例如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料形成。
在对应半导体层422的中央部分的栅绝缘层424上形成栅极430，栅极 430由例如金属的导电材料形成。
在包括栅极430的基板410的整个表面上形成层间绝缘层432，层间绝缘层432由绝缘材料形成。层间绝缘层432可由例如氧化硅或氮化硅的无机绝缘材料或例如苯丙环丁烯或光学亚克力的有机绝缘材料形成。
层间绝缘层432包括暴露半导体层422的两端的第一接触孔434和第二接触孔436。第一接触孔434和第二接触孔436设置在栅极430两侧，以与栅极430间隔开。
在层间绝缘层432上形成源极440和漏极442，源极440和漏极442由例如金属的导电材料形成。源极440和漏极442相对于栅极430彼此隔开，并分别透过第一接触孔434和第二接触孔436接触半导体层422的两端。
半导体层422、栅极430、源极440和漏极442构成了作为驱动元件的 TFT Tr。
在图10中，栅极430、源极440和漏极442设置在半导体层422之上。即，TFT Tr具有共面结构。或者，在TFT Tr中，栅极可设置在半导体层下方，且源极和漏极可设置在半导体层上方，以使得TFT Tr具有反交错结构。在这种情况下，半导体层可包括非晶硅。
虽然未示出，栅线和数据线设置在基板410上面或上方并彼此交叉以限定像素区域。此外，可在基板410上设置电连接到栅线和数据线的开关元件。开关元件电连接到作为驱动元件的TFT Tr。
此外，可在基板410上面或上方形成电源线，电源线与栅线或数据线平行并间隔开来。同时，可进一步在基板410上形成用于在一帧期间保持TFT Tr的栅极430的电压的存储电容器。
形成钝化层450以覆盖TFT Tr，钝化层450包括暴露TFT Tr的漏极 442的漏极接触孔452。
在每一像素区域中单独形成第一电极460，第一电极460通过漏极接触孔452连接至TFT Tr的漏极442。第一电极460可为阳极，且可由具有相对高功函数的导电材料形成。例如，第一电极460可由例如铟锡氧化物 (ITO)或铟锌氧化物(IZO)的透明导电材料形成。
当QD发光二极管显示装置400按照顶发射型操作时，可在第一电极 460下方形成反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可由铝-钯-铜 (APC)合金形成。在钝化层450上面形成覆盖第一电极460的边缘的堤层 468。通过堤层468的开口暴露像素区域中的第一电极460的中央部分。
在第一电极460上形成QD发射层462，QD发射层462包括根据本公开内容的第一至第四实施方式的QD 464。
例如，QD发射层462的QD可包括第一至第三元素以及第四至第六元素，所述第一至第三元素选自第XIII族元素和第XV族元素，且第四至第六元素选自第XII族元素和第XVI族元素。即，QD 464包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第 XII-XVI族的第四化合物。在这种情况下，第一化合物可为GaP，第二化合物可为InP，第三化合物可为ZnSe，且第四化合物可为ZnS。
为了提高发射效率，可在第一电极460和QD发射层462之间顺序地堆叠空穴注入层和空穴传输层，且可在QD发射462上顺序地堆叠电子传输层和电子注入层。
在包括QD发射层462的基板410上方形成第二电极466。第二电极466 设置在显示区域的整个表面上。第二电极466可为阴极，并可由具有相对低功函数的导电材料形成。例如，第二电极可由铝(Al)、镁(Mg)或者Al- Mg合金形成。
第一电极460、QD发射层462和第二电极466构成有机发光二极管D。
如上所述，由于包括第XIII-XV族的第一化合物、第XIII-XV族的第二化合物、第XII-XVI族的第三化合物和第XII-XVI族的第四化合物的QD 464具有高色纯度和量子产率，本公开内容的QD发光二极管显示装置400 具有高颜色重现性(色域)并提供高亮度图像。QD464。
图11示出了根据本公开内容的实施方式制造QD的工艺。
在步骤1102形成包括不含Cd的第一化合物的籽晶。第一化合物可包括第XIII-XV族化合物，具体地为GaP。在步骤1104从籽晶生长核。核可为第XIII-XV族的第二化合物，诸如InP。可选地，可在步骤1106形成包围核的第三化合物的第一外壳。第三化合物可包括第XII-XVI族的化合物，诸如ZnSe或者ZnS。可选地，可在步骤1108形成包围第一外壳的第四化合物的第二外壳。第四化合物可包括第XII-XVI族的化合物。具体地，当第三化合物为ZnSe时，第四化合物可为ZnS。
对本领域技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下修改和改变本发明的实施方式。因此，只要这些修改和改变落在所附权利要求及其等同形式的范围之内，则意味着这些修改和改变属于本发明。

Claims (7)

1.一种无Cd的量子点，所述量子点包括：
包括第一化合物GaP的籽晶；
包围所述籽晶且包括第二化合物InP的核；
包围所述核且包括第三化合物ZnSe的第一外壳；和
包围所述第一外壳且包括第四化合物ZnS的第二外壳。
2.一种量子点薄膜，所述量子点薄膜包括:
结合剂；和
在所述结合剂中的如权利要求1所述的量子点。
3.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：
液晶面板；
背光单元，所述背光单元在所述液晶面板下方并且包括光源；和
如权利要求2所述的量子点薄膜。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述光源包括发光二极管(LED)封装，并且其中所述LED封装包括蓝色LED芯片和覆盖所述蓝色LED芯片的封装部分以及绿色荧光化合物。
5.一种发光二极管(LED)封装，所述发光二极管封装包括：
LED芯片；和
覆盖所述LED芯片并包括如权利要求1所述的量子点的封装部。
6.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：
液晶面板；和
背光单元，所述背光单元在所述液晶面板下方并且包括光源，所述光源包括：
LED芯片；和
封装部，所述封装部覆盖所述LED芯片，并且所述封装部包括如权利要求1所述的量子点。
7.一种量子点发光二极管显示装置，所述量子点发光二极管显示装置包括：
基板；
在所述基板上的驱动元件；以及
连接至所述驱动元件的发光二极管，所述发光二极管包括第一和第二电极和在所述第一和第二电极之间的发光层，所述发光层包括如权利要求1所述的量子点。
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