CN109426042A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示设备。根据示例性实施例的显示设备包括：薄膜晶体管阵列面板；以及与薄膜晶体管阵列面板重叠的颜色转换显示面板，颜色转换显示面板包括：基板；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间并且包括半导体纳米晶体的颜色转换层；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间的透明层；以及第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者，第一缓冲层放置在颜色转换层与基板之间以及透明层与基板之间，第二缓冲层放置在颜色转换层与薄膜晶体管阵列面板之间以及透明层与薄膜晶体管阵列面板之间，并且第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者包括多孔层。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年8月23日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2017-0106824号的优先权和权益，通过引用将其全部内容合并于此。
技术领域
本公开的实施例的方面涉及一种显示设备。
背景技术
液晶显示器可以包括两个场产生电极、液晶层、滤色器和偏振层。尽管从光源产生的光通过液晶层、滤色器和偏振层到达用户，但是具有在偏振层、滤色器等中产生光损失的问题。除液晶显示器之外，这种光损失也可在诸如有机发光二极管显示器等显示设备中产生。
为了实现具有高颜色再现性同时减少光损失的显示设备，已经提出了包括使用半导体纳米晶体的颜色转换显示面板的显示设备。
在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，并因此其可能包含不构成在该国家本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
根据本公开的方面，示例性实施例涉及一种具有改善的光发射效率和颜色再现性的显示设备。
根据一个或多个示例性实施例的显示设备包括：薄膜晶体管阵列面板；以及与薄膜晶体管阵列面板重叠的颜色转换显示面板，其中颜色转换显示面板包括：基板；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间并且包括半导体纳米晶体的颜色转换层；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间的透明层；以及第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者，第一缓冲层放置在颜色转换层与基板之间以及透明层与基板之间，第二缓冲层放置在颜色转换层与薄膜晶体管阵列面板之间以及透明层与薄膜晶体管阵列面板之间，并且第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者包括多孔层。
第一缓冲层和第二缓冲层可以具有比颜色转换层和透明层的折射率低的折射率。
显示设备可以进一步包括：滤光层，放置在第二缓冲层与颜色转换层之间以及第二缓冲层与透明层之间。
滤光层可以包括多个层，多个层包括交替堆叠的至少一个高折射率层和至少一个低折射率层。
第一缓冲层和第二缓冲层可以具有与至少一个低折射率层的折射率不同的折射率。
至少一个高折射率层可以放置成与第二缓冲层相邻。
至少一个高折射率层可以放置在滤光层的顶端和底端处。
显示设备可以进一步包括：放置在第二缓冲层与薄膜晶体管阵列面板之间的外涂层；以及放置在第二缓冲层与外涂层之间的滤光层。
第一缓冲层和第二缓冲层的厚度可以是100nm或更大。
第一缓冲层和第二缓冲层的厚度可以是400nm或更大。
第一缓冲层和第二缓冲层的折射率可以是1.2至1.4。
第一缓冲层和第二缓冲层的折射率可以随着包括在第一缓冲层和第二缓冲层中的气孔的数量增加而减小。
第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者可以包括氧化硅，并且第一缓冲层和第二缓冲层的折射率可以随着包括在第一缓冲层和第二缓冲层中的Si-O键的数量减少而减小。
根据一个或多个示例性实施例的显示设备包括：薄膜晶体管阵列面板；以及与薄膜晶体管阵列面板重叠的颜色转换显示面板，其中颜色转换显示面板包括：基板；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间并且包括半导体纳米晶体的颜色转换层；放置在基板与薄膜晶体管阵列面板之间的透明层；以及第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者，第一缓冲层放置在颜色转换层与基板之间以及透明层与基板之间，第二缓冲层放置在颜色转换层与薄膜晶体管阵列面板之间以及透明层与薄膜晶体管阵列面板之间，并且在颜色转换层与第一缓冲层之间的界面以及在颜色转换层与第二缓冲层之间的界面中的至少一个界面处产生光的全反射。
第一缓冲层和第二缓冲层中的一个可以包括多孔无机材料，并且第一缓冲层和第二缓冲层中的另一个可以包括有机层，该有机层包括无机颗粒。
无机颗粒可以包括空心二氧化硅、气孔衍生物和硅胶簇中的至少一种。
根据示例性实施例的方面，提供了一种具有改善的光发射效率和颜色再现性的显示设备。
附图说明
图1是根据示例性实施例的显示设备的像素的俯视平面图。
图2是沿图1的线II-II'截取的截面图。
图3和图4分别是根据各种示例性实施例、沿与图2的线对应的线截取的截面图。
图5是根据示例性实施例的显示设备的像素的俯视平面图。
图6是沿图5的线VI-VI截取的截面图。
图7和图8分别是根据各种示例性实施例、沿与图6的线对应的线截取的截面图。
图9是示出根据示例性实施例的缓冲层的图像的视图；并且图10是示出根据比较示例的缓冲层的图像的视图。
图11是示出缓冲层的密度取决于包括在缓冲层中的Si-O键的比率的曲线图。
图12是示出亮度取决于缓冲层的厚度的曲线图。
附图标记说明
100：薄膜晶体管阵列面板
30：颜色转换显示面板
330R、330G：颜色转换层
330B：透明层
327：第一缓冲层
347：第二缓冲层
具体实施方式
本文中将参考其中示出了本发明的一些示例性实施例的附图更充分地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式来修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。
附图和说明书在本质上应被视为示例性的，而非限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的要素。
此外，由于附图中示出的组成构件的尺寸和厚度可能是为了更好理解和便于描述而任意示出的，因此本发明并不限于此。在附图中，为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度可能被夸大。在附图中，为了更好理解和便于描述，可以夸大一些层和区域的厚度。
将理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的要素被称为在另一要素“上”时，其可以直接在另一要素上，或者也可以存在一个或多个中间要素。相反，当要素被称为“直接”在另一要素“上”时，不存在中间要素。此外，在说明书中，词语“上”或“上方”意味着被放置在对象部分上或下方，而不一定意味着基于重力方向被放置在对象部分的上侧上。
此外，除非具有明确的相反描述，否则词语“包括”和其变体(诸如“包含”或“包括有”)将被理解为意味着包括所述的要素，但不排除任何其他要素。
此外，在本说明书中，短语“在平面上”意味着从顶部观察对象部分，并且短语“在截面上”意味着从侧面观察对象部分被垂直切开的截面。
将参考图1和图2描述根据本发明的示例性实施例的显示设备。图1是根据示例性实施例的显示设备的像素的俯视平面图；并且图2是沿图1的线II-II'截取的截面图。
根据示例性实施例的显示设备包括光单元500、薄膜晶体管阵列面板100、与薄膜晶体管阵列面板100分离或隔开并且与薄膜晶体管阵列面板100重叠的颜色转换显示面板30以及放置在薄膜晶体管阵列面板100与颜色转换显示面板30之间的液晶层3。
光单元500根据第三方向被放置在薄膜晶体管阵列面板100的后表面上。光单元500可以包括产生光的光源以及接收光并朝向薄膜晶体管阵列面板100引导所接收的光的光导(未示出)。
在实施例中，光单元500可以包括发射蓝光的任何光源，并且作为一个示例，可以包括发光二极管(LED)。然而，代替包括蓝光源的光单元500，光单元500可以例如包括白光源或紫外线光源。本文中将描述使用包括蓝光源的光单元500的显示设备。
此外，光源可以是布置在光导的至少一个侧表面上的侧光式或直接位于光导下方的直下式，但并不限于此。
薄膜晶体管阵列面板100包括第一基板110以及放置在第一基板110与光单元500之间的第一偏振层12。第一偏振层12使从光单元500入射的光偏振。
第一偏振层12可以包括沉积的偏振层、涂布的偏振层和线栅偏振层中的至少一种，然而，实施例并不限于此。第一偏振层12可以通过诸如采用膜式、涂布式、打印式等各种方法中的任意一种来形成在第一基板110的表面上，然而，实施例并不限于此。
薄膜晶体管阵列面板100可以包括：在第一基板110与液晶层3之间在第一方向上延伸并且包括栅电极124的栅线121，放置在栅线121与液晶层3之间的栅绝缘层140，放置在栅绝缘层140与液晶层3之间的半导体层154，放置在半导体层154与液晶层3之间并且在第二方向上延伸的数据线171，连接到数据线171的源电极173以及与源电极173分离的漏电极175，以及放置在数据线171与液晶层3之间的钝化层180。
半导体层154在未被源电极173和漏电极175覆盖的部分中形成沟道，并且栅电极124、半导体层154、源电极173和漏电极175形成薄膜晶体管Tr。
像素电极191被放置在钝化层180上。像素电极191可以通过形成在钝化层180中的接触孔185物理地电连接到漏电极175。
第一取向层11可以被放置在像素电极191与液晶层3之间。
颜色转换显示面板30包括与薄膜晶体管阵列面板100重叠的基板310。遮光构件320被放置在基板310与薄膜晶体管阵列面板100之间。
遮光构件320可以被放置在稍后将描述的红色转换层330R与绿色转换层330G之间、绿色转换层330G与透明层330B之间以及透明层330B与红色转换层330R之间。此外，遮光构件320可以被放置在彼此相邻的红色转换层330R之间、彼此相邻的绿色转换层330G之间以及彼此相邻的透明层330B之间。在实施例中，遮光构件320可以具有格子形状或直线形状。
遮光构件320可以防止或基本防止从相邻像素发射的不同的光的混合，并且可以限定红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B被布置的区域。遮光构件320可以由用于阻止(反射或吸收)光的任意合适的材料制成。
蓝光截止滤波器325可以被放置在基板310和遮光构件320与薄膜晶体管阵列面板100之间。蓝光截止滤波器325可以被放置在红色转换层330R与基板310之间以及绿色转换层330G与基板310之间。蓝光截止滤波器325可以与发射红光的区域和发射绿光的区域重叠，并且可以与发射蓝光的区域不重叠。
蓝光截止滤波器325包括与红色转换层330R重叠的第一区域以及与绿色转换层330G重叠的第二区域，并且这些区域可以彼此连接。然而，实施例并不限于此，并且第一区域和第二区域可以被形成为彼此分离或彼此隔开。在实施例中，第一区域和第二区域被放置成彼此分离或彼此隔开，并且分离或隔开的蓝光截止滤波器325可以包括彼此不同的材料。
蓝光截止滤波器325可以阻挡从光单元500供给的蓝光。从光单元500入射到红色转换层330R和绿色转换层330G的蓝光被半导体纳米晶体331R和331G转换成红光或绿光，并且一些蓝光没有被转换而可以被发射。没有转换而发射的蓝光与红光或绿光混合，并且因此颜色再现性可被劣化。
蓝光截止滤波器325可以防止(吸收或反射)从光单元500供给的蓝光在红色转换层330R和绿色转换层330G中没有被吸收的情况下通过基板310被发射。
蓝光截止滤波器325可以包括用于执行上述效果的任意合适的材料，并且作为示例，可以包括黄色滤色器。蓝光截止滤波器325可以具有单层或多层的堆叠结构。
尽管示出了蓝光截止滤波器325接触基板310，但是实施例并不限于此，并且单独的保护层可以被放置在基板310与蓝光截止滤波器325之间。
第一缓冲层327被放置在蓝光截止滤波器325与颜色转换层330R和330G之间以及基板310与透明层330B之间。在实施例中，第一缓冲层327可以与基板310的整个表面重叠，并且可以与遮光构件320、蓝光截止滤波器325和基板310重叠。第一缓冲层327可以具有沿遮光构件320、蓝光截止滤波器325和基板310的表面的台阶。
在实施例中，第一缓冲层327可以包括具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率的材料。作为一个示例，第一缓冲层327的折射率可以为大约1.2至大约1.4。
在实施例中，具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率的第一缓冲层327全反射在颜色转换层330R和330G中未被转换成红光或绿光并且被发射到基板310的侧面的蓝光，以使蓝光沿颜色转换层330R和330G的方向返回。在实施例中，颜色转换层330R和330G具有相对高的折射率，并且第一缓冲层327具有相对低的折射率。在颜色转换层330R和330G与第一缓冲层327的界面中，可以产生从颜色转换层330R和330G入射到第一缓冲层327的蓝光的全反射。
在界面处全反射的蓝光可以入射到第一半导体纳米晶体331R或第二半导体纳米晶体331G，以被再次发射为红光或绿光。第一缓冲层327可以朝向半导体纳米晶体331R和331G提供更多的蓝光，以增加基板310外部的红光和绿光的光量。
第一缓冲层327可以包括满足折射率的任意材料，并且作为示例，可以包括多孔无机材料。作为一个示例，无机材料可以是多孔氧化硅(SiOx)。在实施例中，第一缓冲层327可以包括有机材料，该有机材料包括空心二氧化硅、气孔衍生物(致孔剂)和硅胶簇中的至少一种。在实施例中，第一缓冲层327可以具有无机颗粒被掺杂到有机层的形态。
第一缓冲层327在层中可以包括多个气孔，并且第一缓冲层327的硬度和折射率可以随着气孔数量的增加而减小。随着气孔数量的增加，在第一缓冲层327中键合的Si-O减少，使得晶体结构不是实心的或不是完整的。
在实施例中，包括无机材料的第一缓冲层327可以通过溅射工艺形成。通过控制溅射工艺的沉积速度，第一缓冲层327可以被形成为包括气孔。
随着工艺的沉积速度越来越高，可以形成其中气孔的数量越来越高的多孔层。也就是说，随着沉积速度越来越高，能够提供折射率越来越低的第一缓冲层327。根据示例性实施例，第一缓冲层327可以以大约的速度被沉积，然而，沉积速度可以根据其他沉积条件(例如，气氛、压强等)而改变。
在实施例中，第一缓冲层327的厚度可以是大约100nm或更大，并且在实施例中，大约400nm或更大。随着第一缓冲层327的厚度越来越厚，通过全反射的光发射效率可以提高。
多个颜色转换层330R和330G以及透明层330B可以被放置在第一缓冲层327与薄膜晶体管阵列面板100之间。颜色转换层330R和330G以及透明层330B可以沿第一方向重复排列。
多个颜色转换层330R和330G可以将入射光转换成具有与入射光不同的波长的光。多个颜色转换层330R和330G可以包括红色转换层330R和绿色转换层330G。
透明层330B不转换入射光并且可以照原样发射入射光。作为一个示例，蓝光入射到透明层330B中，并且蓝光可以照原样被发射。
红色转换层330R可以包括将入射蓝光转换成红光的第一半导体纳米晶体331R。第一半导体纳米晶体331R可以包括磷光体和量子点中的至少一种。
绿色转换层330G可以包括将入射蓝光转换成绿光的第二半导体纳米晶体331G。第二半导体纳米晶体331G可以包括磷光体和量子点中的至少一种。
包括在第一半导体纳米晶体331R和第二半导体纳米晶体331G中的量子点可以独立地选自II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素、IV族化合物以及它们的组合。
II-VI族化合物可以选自：选自CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS以及它们的混合物的二元化合物；选自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS以及它们的混合物的三元化合物；以及选自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe以及它们的混合物的四元化合物。III-V族化合物可以选自：选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb以及它们的混合物的二元化合物；选自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb以及它们的混合物的三元化合物；以及选自GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、GaAlNP、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb以及它们的混合物的四元化合物。IV-VI族化合物可以选自：选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe以及它们的混合物的二元化合物；选自SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe以及它们的混合物的三元化合物；以及选自SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe以及它们的混合物的四元化合物。IV族元素可以选自Si、Ge以及它们的混合物。IV族化合物可以是选自SiC、SiGe以及它们的混合物的二元化合物。
在此情形下，二元化合物、三元化合物或四元化合物可以以均匀的浓度存在于颗粒中，或者可以在同一颗粒中分别具有部分不同的浓度。另外，可以使用其中一些量子点围绕一些其他的量子点的核/壳结构。核与壳之间的界面可以具有浓度梯度，其中元素的浓度随着越来越接近它的中心而降低。
在实施例中，量子点可以具有大约45nm或更小的发光波长谱的半宽度(FWHM)，并且在一实施例中，大约40nm或更小，并且在一实施例中，大约30nm或更小，并且在该范围内，可以改善色纯度或颜色再现性。此外，通过这些量子点发射的光在所有方向上被发射，使得光视角可以被改善。
在实施例中，第一半导体纳米晶体331R包括红色磷光体，并且红色磷光体可以包括从包括(Ca,Sr,Ba)S、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8、CaAlSiN3、CaMoO4和Eu2Si5N8的组中选择的至少一种，然而本公开并不限于此。
在实施例中，第二半导体纳米晶体331G包括绿色磷光体，并且绿色磷光体可以包括从包括钇铝柘榴石(YAG)、(Ca,Sr,Ba)2SiO4、SrGa2S4、BAM、α-SiAlON、β-SiAlON、Ca3Sc2Si3O12、Tb3Al5O12、BaSiO4、CaAlSiON和(Sr(1-x)Bax)Si2O2N2的组中选择的至少一种，然而本公开并不限于此。在此情形下，“x”可以是0与1之间的任意数字。
透明层330B可以使入射光照原样通过。透明层330B可以包括使蓝光通过的树脂。放置在发射蓝光的区域处的透明层330B不包括单独的半导体纳米晶体并且使入射的蓝光照原样通过。
尽管未示出，但是透明层330B可以进一步包括染料和颜料中的至少一种。包括染料或颜料的透明层330B减少外部光反射，并且可以提供具有改善的色纯度的蓝光。
红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B中的至少一个可以进一步包括散射构件332。包括在红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B中的每个散射构件332的成分可以是不同的。
散射构件332增加了通过颜色转换层330R和330G被转换或穿过透明层330B然后被发射的光的量，并且可以均匀地或基本上均匀地提供正面亮度和侧面亮度。
散射构件332可以包括能够均匀地散射入射光的任意材料。作为示例，散射构件332可以包括TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、ZnO、SnO2、Sb2O3和ITO中的至少一种。
作为一个示例，红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B可以包括感光树脂，并且可以通过光刻工艺形成。在实施例中，红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B可以通过印刷工艺或喷墨工艺形成，并且在这些工艺的情形下，红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B可以包括不是感光树脂的材料。本文中，颜色转换层和透明层被描述为通过光刻工艺、印刷工艺或喷墨工艺形成，然而，本公开并不限于此。
第二缓冲层347位于颜色转换层330R和330G以及透明层330B与薄膜晶体管阵列面板100之间。在实施例中，第二缓冲层347可以与基板310的整个表面重叠，并且可以与颜色转换层330R和330G以及透明层330B重叠。根据示例性实施例，第一缓冲层327、第二缓冲层347和遮光构件320可以在形成于彼此相邻的颜色转换层330R和330G以及透明层330B之间的谷中彼此重叠。
在实施例中，第二缓冲层347可以包括具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率的材料(例如，与第一缓冲层327相同的材料)。作为一个示例，第二缓冲层347的折射率可以为大约1.2至大约1.4。
根据示例性实施例的颜色转换层330R和330G包括在所有方向上发射光的半导体纳米晶体331R和331G。从半导体纳米晶体331R和331G发射的光也可以沿放置在显示设备的后表面处的光单元500以及用户所在的基板310的外部的方向被发射。当未使用在光单元500方向上发射的光时，显示设备的光发射效率可较低。
然而，根据本发明的示例性实施例的显示设备包括第二缓冲层347，第二缓冲层347具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率。在实施例中，在颜色转换层330R和330G与第二缓冲层347的界面中以及透明层330B与第二缓冲层347的界面中，可以产生从颜色转换层330R和330G以及透明层330B朝向第二缓冲层347的光的全反射。全反射的光被发射到基板310外部，从而提高了显示设备的光发射效率。此外，全反射的光再次入射到半导体纳米晶体331R和331G，从而提高了光的转换效率。
第二缓冲层347可以包括满足折射率的任意材料，并且作为一个示例，可以包括多孔无机材料。作为一个示例，无机材料可以是多孔氧化硅(SiOx)。在实施例中，第二缓冲层347可以包括有机材料，该有机材料包括空心二氧化硅、气孔衍生物(致孔剂)和硅胶簇中的至少一种。在实施例中，第二缓冲层347可以具有无机颗粒被掺杂到有机层的形态。
第二缓冲层347在层中可以包括多个气孔，并且第二缓冲层347的硬度和折射率可以随着气孔数量的增加而减小。随着气孔数量的增加，在第二缓冲层347中键合的Si-O减少，使得晶体结构不是实心的或不是完整的。
在实施例中，包括无机材料的第二缓冲层347可以通过溅射工艺形成。通过控制溅射工艺的沉积速度，第二缓冲层347可以被形成为包括气孔。
随着工艺的沉积速度越来越高，可以形成其中气孔的数量越来越大的多孔层。也就是说，随着沉积速度越来越高，折射率越来越低的第二缓冲层347是可能的。根据示例性实施例，第二缓冲层347可以以大约的速度被沉积，然而，沉积速度可以根据其他沉积条件(例如，气氛、压强等)而改变。
在实施例中，第二缓冲层347的厚度可以是大约100nm或更大，并且在实施例中，可以是大约400nm或更大。随着第二缓冲层347的厚度越来越厚，通过全反射的光发射效率可以提高。
此外，根据本发明的示例性实施例的第二缓冲层347可以防止或基本防止在制造工艺当中的在形成红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B之后的高温工艺中、对包括在红色转换层330R和绿色转换层330G中的半导体纳米晶体331R和331G的损坏和消光。
本说明书描述了其中颜色转换显示面板30包括第一缓冲层327和第二缓冲层347的示例性实施例，然而，颜色转换显示面板30可以包括第一缓冲层327和第二缓冲层347中的至少一者。在实施例中，第一缓冲层327和第二缓冲层347中的任何一个可以被省略。
外涂层350被放置在第二缓冲层347与薄膜晶体管阵列面板100之间。在实施例中，外涂层350可以与基板310的整个表面重叠。
外涂层350可以使红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B的表面平坦。在实施例中，外涂层350包括有机材料，然而，其并不限于此，并且可以使用具有平坦功能的任意合适的材料。
第二偏振层22可以位于外涂层350与液晶层3之间。第二偏振层22可以是沉积的偏振层、涂布的偏振层和线栅偏振层中的至少一种，然而，其并不限于此，并且作为一个示例，第二偏振层22可以是包括金属图案的线栅偏振层。第二偏振层22可以通过诸如膜式、涂布式、印刷式等各种方法中的任意方法形成在外涂层350与液晶层3之间。在实施例中，第二偏振层22为线栅偏振层，并且第二偏振层22可以包括具有几纳米宽度的多个条。
在实施例中，绝缘层360、公共电极370和第二取向层21被布置在第二偏振层22与液晶层3之间。
当第二偏振层22不是金属材料时，作为使第二偏振层22与金属材料的公共电极370绝缘的层的绝缘层360可以被省略。接收公共电压的公共电极370可以与上面描述的像素电极191形成电场。本说明书描述了其中公共电极370被放置在与像素电极191的显示面板不同的显示面板中的构造，然而，其并不限于此，并且它们可以包括在同一显示面板中。
液晶层3被放置在薄膜晶体管阵列面板100与颜色转换显示面板30之间，并且包括多个液晶分子31。根据液晶分子31的运动角度等，能够控制从光单元500接收的光的透光率。
根据上述示例性实施例，没有转换成红光或绿光而发射的蓝光可以通过第一缓冲层327沿颜色转换层330R和330G的方向再次返回。蓝光可以被半导体纳米晶体331R和331G转换成红光或绿光，从而再次被发射。因此，可以提高显示设备外部的光发射效率，并且可以改善颜色再现性。
此外，由于未被发射到显示设备外部并且移动到显示设备的后表面的光通过第二缓冲层347沿用户方向反射，因此可以提高显示设备的光发射效率。
接下来，将参考图3和图4描述根据本发明的各种示例性实施例的显示设备。图3和图4分别是根据各种示例性实施例、沿与图2的线对应的线截取的截面图。本文中，与上面描述的组成要素相同或相似的组成要素的描述将被省略。
参考图3，根据示例性实施例的颜色转换显示面板30可以进一步包括滤光层340，滤光层340被放置在颜色转换层330R和330G与第二缓冲层347之间以及透明层330B与第二缓冲层347之间。
滤光层340可以是透射特定波长(例如，预定波长)的光并且反射或吸收除了该特定波长的光以外的光的滤波器。在实施例中，滤光层340可以利用具有高折射率的层与具有低折射率的层之间的相长干涉和/或相消干涉来透射和/或反射如上所述的特定波长的光。
根据示例性实施例，滤光层340可以反射从颜色转换层330R和330G垂直入射的光，并且第二缓冲层347可以反射与颜色转换层330R和330G之间的角度大于阈值角度的光(侧光)。
在实施例中，滤光层340可以包括其中具有高折射率的高折射率层340a和340c与具有低折射率的低折射率层340b被交替堆叠复数次的结构。本说明书描述了其中滤光层340包括两个高折射率层340a和340c以及一个低折射率层340b的示例性实施例，然而，其并不限于此，并且在实施例中，滤光层340可以具有其中它们被交替堆叠几次至几十次的结构。
根据示例性实施例，包括在滤光层340中的高折射率层340a和340c当中，高折射率层340a被放置成最靠近颜色转换层330R和330G以及透明层330B，并且高折射率层340c被放置成最靠近第二缓冲层347。高折射率层340a和340c可以被放置在滤光层340的堆叠结构中的底端和顶端处。
滤光层340可以包括TiO2、SiNy、SiOx、TiN、AlN、Al2O3、SnO2、WO3和ZrO2中的至少一种，并且作为一个示例，可以具有其中SiNy和SiOx被交替堆叠的结构。在此情形下，“x”和“y”作为用于确定SiNy和SiOx中的化学成分比的要素可以根据用于形成膜的工艺条件被调整。
在实施例中，包括在滤光层340中的低折射率层340b与具有大约1.2至大约1.4的折射率的第一缓冲层327和第二缓冲层347可以具有彼此不同的物理特性。作为一个示例，低折射率层340b可以包括氧化硅，并且第一缓冲层327和第二缓冲层347也可以包括氧化硅。在实施例中，低折射率层340b可以具有大约1.4的折射率，并且第一缓冲层327和第二缓冲层347包括多孔层，从而具有比大约1.4低的折射率。即使低折射率层340b与第一缓冲层327和第二缓冲层347包括相同的元素，膜本身的物理特性(例如，折射率、密度、硬度等)也可以彼此不同。
在实施例中，参考图4，第二缓冲层347和滤光层340可以顺序地被放置在颜色转换层330R和330G与外涂层350之间以及透明层330B与外涂层350之间。第二缓冲层347被放置成与颜色转换层330R和330G以及透明层330B相邻，并且滤光层340被放置成与外涂层350相邻。
第二缓冲层347可以包括具有相对低的折射率的材料。第二缓冲层347可以具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率，并且作为一个示例，第二缓冲层347的折射率可以为大约1.2至大约1.4。
在实施例中，由于根据示例性实施例的显示设备包括具有相对低的折射率的第二缓冲层347，因此在颜色转换层330R和330G与第二缓冲层347的界面中以及在透明层330B与第二缓冲层347的界面中可以产生全反射。全反射的光被发射到基板310外部，从而提高了显示设备的光发射效率。此外，全反射的光再次入射到半导体纳米晶体331R和331G，从而提高了光的转换效率。
在实施例中，第二缓冲层347可以包括多孔无机材料。作为示例，无机材料可以是多孔氧化硅(SiOx)。第二缓冲层347在层中可以包括多个气孔，并且第二缓冲层347的硬度和折射率可以随着气孔数量的增加而减小。随着气孔数量的增加，在第二缓冲层347中键合的Si-O减少，使得晶体结构不是实心的或不是完整的。
此外，第二缓冲层347可以包括有机材料，该有机材料包括空心二氧化硅、气孔衍生物(致孔剂)和硅胶簇中的至少一种。在实施例中，第二缓冲层347可以具有无机颗粒被掺杂到有机层的形态。
在实施例中，第二缓冲层347的厚度可以是大约100nm或更大，并且在实施例中，可以是大约400nm或更大。随着第二缓冲层347的厚度越来越厚，通过全反射的光发射效率可以提高。
滤光层340可以是透射特定波长(例如，预定波长)的光并且反射或吸收除了该特定波长的光以外的光的滤波器。滤光层340可以利用具有高折射率的层与具有低折射率的层之间的相长干涉和/或相消干涉来透射和/或反射如上所述的特定波长的光。具体地，滤光层340可以反射垂直入射到滤光层340的光。
在实施例中，滤光层340可以包括其中具有高折射率的高折射率层340a和340c与具有低折射率的低折射率层340b被交替堆叠复数次的结构。本说明书描述了其中滤光层340包括两个高折射率层340a和340c以及一个低折射率层340b的示例性实施例，然而，其并不限于此，并且，滤光层340可以具有其中它们被交替堆叠几次至几十次的结构。
根据示例性实施例的滤光层340包括与第二缓冲层347相邻放置的高折射率层340a以及与外涂层350相邻放置的高折射率层340c。高折射率层340a和340c可以被放置在滤光层340的堆叠结构中的底端和顶端处。
包括在滤光层340中的低折射率层340b与具有相对低的折射率的第二缓冲层347可以具有彼此不同的物理特性。作为一个示例，低折射率层340b可以包括氧化硅，并且第二缓冲层347也可以包括氧化硅。在实施例中，低折射率层340b可以具有大约1.4的折射率，并且第二缓冲层347可以包括具有低于大约1.4的折射率的多孔层。即使低折射率层340b与第二缓冲层347包括相同的元素，层本身的物理特性(例如，折射率、密度、硬度等)也可以不同。
在本说明书中，第二缓冲层347和滤光层340被描述为单独的组成要素。然而，第二缓冲层347可以被视为包括在滤光层340中的一个层，并且在此情形下，滤光层340可以具有其中低折射率层和高折射率层基于颜色转换层330R和330G被交替堆叠的结构。在该滤光层340中，最靠近颜色转换层330R和330G放置的低折射率层可以是多孔层，或具有大于大约100nm的厚度的层，并且作为一个示例，具有大于大约400nm的厚度的层。
接下来，将参考图5和图6描述根据本发明的示例性实施例的显示设备。图5是根据示例性实施例的显示设备的像素的俯视平面图；并且图6是沿图5的线VI-VI截取的截面图。与上面描述的组成要素相同或相似的组成要素的描述可以被省略。
薄膜晶体管阵列面板100包括栅导体，栅导体包括放置在第一基板110上并且包括第一栅电极124a的栅线121、第二栅电极124b以及从第二栅电极124b延伸的延长部分131。
包括氮化硅(SiNy)或氧化硅(SiOx)的栅绝缘层140被放置在栅导体(121、124a、124b和131)上。
包括非晶硅、多晶硅或氧化物半导体的第一半导体层154a和第二半导体层154b被放置在栅绝缘层140上。第一半导体层154a和第二半导体层154b分别与第一栅电极124a和第二栅电极124b重叠。
欧姆触头163和165被放置在第一半导体层154a和第二半导体层154b上。然而，根据示例性实施例，欧姆触头可以被省略。
包括数据线171、驱动电压线172、第一漏电极175a和第二漏电极175b的数据导体被放置在欧姆触头163和165以及栅绝缘层140上，数据线171包括第一源电极173a，驱动电压线172包括第二源电极173b。
第一源电极173a和第一漏电极175a基于第一栅电极124a彼此面对，并且第二源电极173b和第二漏电极175b基于第二栅电极124b彼此面对。
钝化层180被放置在数据导体(171、172、173a、173b、175a和175b)以及被暴露的半导体层154a和154b上。
钝化层180具有分别与第一漏电极175a和第二漏电极175b重叠的接触孔185a和185b，并且钝化层180和栅绝缘层140具有与第二栅电极124b重叠的接触孔184。
像素电极191和连接构件85被放置在钝化层180上。像素电极191通过接触孔185b物理地电连接到第二漏电极175b，并且连接构件85通过接触孔184和185a将第二栅电极124b与第一漏电极175a连接。
隔离物460被放置在钝化层180上。隔离物460像堤一样围绕像素电极191的边缘，并且由有机绝缘体或无机绝缘体制成。
发射层470被放置在像素电极191上。根据本示例性实施例的发射显示设备的发射层470可以发射蓝光。
在一般发射显示设备的情形下，发射层470包括唯一地发射原色(诸如红色、绿色和蓝色的三原色)中的任意一种的材料，但是在根据本示例性实施例的发射显示设备中，颜色转换显示面板30被放置在发射显示设备的上表面处，以显示红色、绿色和蓝色中的每种颜色，从而仅包括发射蓝光的材料。
本说明书示出了发射层470被放置成对于每个像素是隔开的，然而，其并不限于此，并且放置在相邻像素处的发射层470可以彼此连接。在实施例中，放置在发射红光的区域处的发射层、放置在发射绿光的区域处的发射层以及放置在发射蓝光的区域处的发射层可以彼此连接。
公共电极270被放置在发射层470上。
在该发射显示设备中，连接到栅线121的第一栅电极124a、连接到数据线171的第一源电极173a以及第一漏电极175a连同第一半导体层154a一起形成开关晶体管Qs，并且开关晶体管Qs的沟道形成在第一半导体层154a中、第一源电极173a与第一漏电极175a之间。连接到第一漏电极175a的第二栅电极124b、连接到驱动电压线172的第二源电极173b和连接到像素电极191的第二漏电极175b连同第二半导体层154b一起形成驱动晶体管Qd，并且驱动晶体管Qd的沟道形成在第二半导体层154b中、第二源电极173b与第二漏电极175b之间。像素电极191、发射层470和公共电极270形成有机发光二极管(OLED)，像素电极191变成阳极，并且公共电极270变成阴极，然而，像素电极191可以变成阴极，并且公共电极270可以变成阳极。
该发射显示设备可以相对于第一基板110向上和向下发射光，以显示图像，并且根据本发明的示例性实施例描述了其中相对于第一基板110向上发射光的示例性实施例。
颜色转换显示面板30包括与薄膜晶体管阵列面板100重叠的基板310。遮光构件320被放置在基板310与薄膜晶体管阵列面板100之间。根据示例性实施例的颜色转换显示面板30与上面参考图2描述的颜色转换显示面板30相似，并且组成要素的重复描述被省略。
遮光构件320可以防止或基本防止从相邻像素发射的不同的光的混合，并且可以限定红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B被布置的区域。
蓝光截止滤波器325可以被放置在基板310和遮光构件320与薄膜晶体管阵列面板100之间。蓝光截止滤波器325可以被放置在红色转换层330R与基板310之间以及绿色转换层330G与基板310之间。蓝光截止滤波器325可以与发射红光的区域和发射绿光的区域重叠，并且可以与发射蓝光的区域不重叠。蓝光截止滤波器325可以阻挡从发射层470供给的蓝光。
第一缓冲层327可以包括具有相对低的折射率的材料。在实施例中，第一缓冲层327可以具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率，并且作为示例，第一缓冲层327的折射率可以为大约1.2至大约1.4。
具有相对低的折射率的第一缓冲层327通过使用全反射使在颜色转换层330R和330G中未转换成红光或绿光并且在颜色转换层330R和330G的方向上朝向基板310侧发射的蓝光再次返回。在实施例中，由于颜色转换层330R和330G具有相对高的折射率并且第一缓冲层327具有相对低的折射率，因此可以在颜色转换层330R和330G与第一缓冲层327的界面中产生蓝光的全反射。
多个颜色转换层330R和330G以及透明层330B可以被放置在第一缓冲层327与薄膜晶体管阵列面板100之间。颜色转换层330R和330G以及透明层330B可以沿第一方向重复排列。
多个颜色转换层330R和330G可以包括红色转换层330R和绿色转换层330G。透明层330B不转换入射光并且可以照原样发射入射光。
红色转换层330R可以包括将入射蓝光转换成红光的第一半导体纳米晶体331R。绿色转换层330G可以包括将入射蓝光转换成绿光的第二半导体纳米晶体331G。
红色转换层330R、绿色转换层330G和透明层330B中的至少一个可以进一步包括散射构件332。散射构件332增加了通过颜色转换层330R和330G被转换或穿过透明层330B然后被发射的光的量，并且可以均匀地或基本上均匀地提供正面亮度和侧面亮度。
第二缓冲层347被放置在颜色转换层330R和330G以及透明层330B与薄膜晶体管阵列面板100之间。
在实施例中，第二缓冲层347可以包括具有相对低的折射率的材料。第二缓冲层347可以具有比颜色转换层330R和330G以及透明层330B低的折射率，并且作为一个示例，第二缓冲层347的折射率可以为大约1.2至大约1.4。
由于根据本发明的示例性实施例的显示设备包括具有相对低的折射率的第二缓冲层347，因此可以在颜色转换层330R和330G与第二缓冲层347的界面中以及在透明层330B与第二缓冲层347的界面中产生全反射。全反射的光被发射到基板310外部，从而提高了显示设备的光发射效率。此外，全反射的光再次入射到半导体纳米晶体331R和331G，从而提高了光的转换效率。
外涂层350被放置在第二缓冲层347与薄膜晶体管阵列面板100之间。在实施例中，外涂层350可以与基板310的整个表面重叠。根据示例性实施例，外涂层350可以被省略，并且保护层、封装层、密封剂等可以被单独地放置在第二缓冲层347与薄膜晶体管阵列面板100之间。
接下来，将参考图7和图8描述根据本发明的各种示例性实施例的显示设备。图7和图8分别是根据各种示例性实施例、沿与图6的线对应的线截取的截面图。与上面描述的示例性实施例相似或相同的组成要素的描述被省略。
参考图7，颜色转换显示面板30被放置在参考图6描述的薄膜晶体管阵列面板100上。参考图5和图6描述了薄膜晶体管阵列面板100，并且它的重复描述被省略。
根据示例性实施例的颜色转换显示面板30可以进一步包括滤光层340，滤光层340被放置在颜色转换层330R和330G与第二缓冲层347之间以及透明层330B与第二缓冲层347之间。
在实施例中，滤光层340可以包括其中具有高折射率的高折射率层340a和340c与具有低折射率的低折射率层340b被交替堆叠复数次的结构。本说明书描述了其中滤光层340包括两个高折射率层340a和340c以及一个低折射率层340b的示例性实施例，然而，其并不限于此，并且，滤光层340可以具有其中它们被交替堆叠几次至几十次的结构。
根据示例性实施例的滤光层340包括与颜色转换层330R和330G以及透明层330B相邻放置的高折射率层340a以及与第二缓冲层347相邻放置的高折射率层340c。高折射率层340a和340c可以被放置在滤光层340的堆叠结构中的底端和顶端处。
在实施例中，包括在滤光层340中的低折射率层340b与具有相对低的折射率的第一缓冲层327和第二缓冲层347可以具有彼此不同的物理特性。作为一个示例，低折射率层340b可以包括氧化硅，并且第一缓冲层327和第二缓冲层347也可以包括氧化硅。在实施例中，低折射率层340b可以具有大约1.4的折射率，并且第一缓冲层327和第二缓冲层347包括多孔层，从而具有比大约1.4低的折射率。即使低折射率层340b与第一缓冲层327和第二缓冲层347包括相同的元素，层本身的物理特性(例如，折射率、密度、硬度等)也可以不同。
根据图7的示例性实施例的颜色转换显示面板30的组成要素与根据图3的示例性实施例的颜色转换显示面板30相似，并且它的重复描述被省略。
接下来，参考图8，颜色转换显示面板30被放置在参考图5和图6描述的薄膜晶体管阵列面板100上。
根据示例性实施例的颜色转换显示面板30可以顺序地包括放置在颜色转换层330R和330G与外涂层350之间以及透明层330B与外涂层350之间的第二缓冲层347和滤光层340。第二缓冲层347可以被放置成与颜色转换层330R和330G以及透明层330B相邻，并且滤光层340可以被放置成与外涂层350相邻。
根据图8的示例性实施例的颜色转换显示面板30与根据图4的示例性实施例的颜色转换显示面板30相似，并且它的重复描述被省略。
接下来，将参考图9至图12描述根据示例性实施例的缓冲层。图9是示出根据示例性实施例的缓冲层的图像的视图；图10是示出根据比较示例的缓冲层的图像的视图；图11是示出缓冲层的密度取决于在缓冲层中键合的Si-O的曲线图；并且图12是示出亮度取决于缓冲层的厚度的曲线图。
如图9所示，根据示例性实施例的缓冲层可以是包括多个气孔的多孔层。这可以通过控制层的沉积速度来提供，并且大约1.3至1.4的折射率呈现。
相比之下，图10是示出即使包含诸如氧化硅的相同材料但不包含气孔的层的图像，并且，在此情形下，确定的是，与本发明的示例性实施例相比，该层具有高的折射率。
此外，参考图11，随着包括在层中的气孔的数量增加，Si-O键的数量减少，并且因此确定的是，层本身的密度降低。因此，可以确定的是，根据本发明的示例性实施例的缓冲层具有比包括在滤光层中的低折射率层或颜色转换层低的密度。
另一方面，参考图12，可以确定的是，发射到显示设备外部的光的光效率可以随着根据示例性实施例的缓冲层的厚度增加而提高。具体地，可以确定的是，缓冲层的厚度可以是至少100nm或更大以获得10％或以上的亮度增加效果，并且缓冲层的厚度可以是大约400nm或更大以获得大约20％的亮度增加效果。
根据上述示例性实施例，发射到显示设备外部的光的光发射效率可以提高，并且可以改善颜色再现性。
虽然关于目前被视为一些可实施的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包含于所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (10)
1.一种显示设备，包括：
薄膜晶体管阵列面板；以及
颜色转换显示面板，与所述薄膜晶体管阵列面板重叠，
其中所述颜色转换显示面板包括：
基板；
颜色转换层，放置在所述基板与所述薄膜晶体管阵列面板之间并且包括半导体纳米晶体；
透明层，放置在所述基板与所述薄膜晶体管阵列面板之间；和
第一缓冲层和第二缓冲层中的至少一者，所述第一缓冲层放置在所述颜色转换层与所述基板之间以及所述透明层与所述基板之间，所述第二缓冲层放置在所述颜色转换层与所述薄膜晶体管阵列面板之间以及所述透明层与所述薄膜晶体管阵列面板之间，并且
所述第一缓冲层和所述第二缓冲层中的至少一者包括多孔层。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一缓冲层和所述第二缓冲层中的至少一者具有比所述颜色转换层和所述透明层的折射率低的折射率。
3.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括滤光层，所述滤光层放置在所述第二缓冲层与所述颜色转换层之间以及所述第二缓冲层与所述透明层之间。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中所述滤光层包括多个层，所述多个层包括交替堆叠的至少一个高折射率层和至少一个低折射率层，并且所述第一缓冲层和所述第二缓冲层具有与所述至少一个低折射率层的折射率不同的折射率。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述至少一个高折射率层放置成与所述第二缓冲层相邻。
6.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述至少一个高折射率层放置在所述滤光层的顶端和底端处。
7.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
放置在所述第二缓冲层与所述薄膜晶体管阵列面板之间的外涂层；以及
放置在所述第二缓冲层与所述外涂层之间的滤光层。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的厚度为100nm或更大。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的折射率随着包括在所述第一缓冲层和所述第二缓冲层中的气孔的数量增加而减小。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中：
所述第一缓冲层和所述第二缓冲层中的至少一者包括氧化硅，并且
所述第一缓冲层和所述第二缓冲层的折射率随着包括在所述第一缓冲层和所述第二缓冲层中的Si-O键的数量减少而减小。
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