CN110021696A - 发光体以及包括其的发光膜、发光二极管和发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发光体以及包括其的发光膜、发光二极管和发光装置。发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕无机发光颗粒的表面的包覆层；和连接至包覆层并围绕复数个发光部的封装部。本发明还提供了包括该发光体的发光膜、液晶显示装置、发光二极管封装、发光二极管和发光显示装置。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月28日在韩国提交的韩国专利申请第 10-2017-0160423号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实施方案涉及发光体，并且更具体地涉及具有针对多种溶剂 的改善的分散性和改善的发光性质的发光体，以及包括该发光体的发光 膜、发光二极管和发光装置。
背景技术
近来，随着信息通信技术和电子工程技术的发展，已经研究了代替阴 极射线管显示装置的平板显示装置。例如，已经引入了具有薄型且重量轻 的优点的液晶显示(LCD)装置和/或有机发光二极管(OLED)显示装置。
在平板显示装置中，OLED显示装置包括作为自发射型的有机发光二 极管，其在没有LCD装置中所需的背光单元的情况下具有薄型且重量轻 的优良特性。另外，OLED显示装置具有功耗低、电压驱动低和响应时间 快的优点。此外，由于OLED显示装置的制造工艺非常简单，因此OLED 显示装置在生产成本上具有很大的优势。
在OLED显示装置中，红光、绿光和蓝光分别从形成在红色像素区域、 绿色像素区域和蓝色像素区域中的红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层 发射，从而提供全色图像。在相关技术的OLED显示装置中，使用精细金 属掩模的热沉积工艺被用于形成红色发光层、绿色发光层和蓝色发光层。 然而，精细金属掩模热沉积工艺在制造大尺寸显示装置方面存在限制。因 此，引入了白色有机发光二极管(W-OLED)显示装置，其包括形成在整 个像素区域中的白色发光二极管并使用具有红色/绿色/蓝色/白色像素结 构的滤色器。
图1是示出相关技术的W-OLED显示装置的示意图。如图1所示，W-OLED显示装置1包括：第一基板10，其中限定红色像素区域Rp、绿 色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp；面对第一基板10 的第二基板20；在第一基板10上的有机发光二极管30和在第二基板20 上的滤色器层40。滤色器层40对应于红色像素区域Rp、绿色像素区域 Gp和蓝色像素区域Bp。
虽然未示出，但在每个像素区域中和在第一基板10上可以定位有诸 如薄膜晶体管(TFT)的驱动元件，并且有机发光二极管30可以包括第 一电极、有机发光层和第二电极。第一电极可以在每个像素区域中被图案 化并且可以被连接至驱动元件。
滤色器层40包括分别对应于红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp和 蓝色像素区域Bp的红色滤色器图案42、绿色滤色器图案44和蓝色滤色 器图案46。从有机发光二极管30发射的白光分别通过红色滤色器图案42、 绿色滤色器图案44和蓝色滤色器图案46，使得W-OLED显示装置1提供 全色图像。
在相关技术的W-OLED显示装置1中，由于来自有机发光二极管30 的白光在滤色器层40中被部分地吸收，所以W-OLED显示装置1的光学 效率或发光效率降低。即，当来自红色像素区域Rp中的有机发光二极管 30的白光穿过红色滤色器图案42时，仅红色波长的光穿过红色滤色器图 案42，而其他波长的光被吸收。当来自绿色像素区域Gp中的有机发光二极管30的白光穿过绿色滤色器图案44时，仅绿色波长的光穿过绿色滤色 器图案44，而其他波长的光被吸收。当来自蓝色像素区域Bp中的有机发 光二极管30的白光穿过蓝色滤色器图案46时，仅蓝色波长的光穿过蓝色 滤色器图案46，而其余波长的光被吸收。即，由于特定波长的光穿过而 其余波长的光被滤色器图案42、44和46吸收，所以光学效率降低。
发明内容
因此，本发明的实施方案涉及发光体、以及包括该发光体的发光膜、 发光二极管和发光装置，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导 致的问题中的一个或更多个问题，并且具有其他优点。
本发明的其他特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将根据描 述而变得明显，或者可以通过本发明的实践而了解。本发明的目的和其他 优点将通过书面说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现 和获得。
实施方案涉及一种发光体，其包括：复数个发光部，每个发光部包括 无机发光颗粒和围绕无机发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层并 围绕复数个发光部的封装部。本发明还提供了包括该发光体的发光膜、液 晶显示装置、发光二极管封装、发光二极管以及发光显示装置。
实施方案还涉及包括复数个发光体的发光膜，每个发光体包括：复数 个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕无机发光颗粒的表面的包 覆层；以及连接至包覆层并围绕复数个发光部的封装部。
实施方案还涉及一种液晶显示装置，其包括：液晶面板；在液晶面板 下方的背光单元；以及在液晶面板与背光单元之间并包括复数个发光体的 发光膜，其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光 颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层并围绕 复数个发光部的封装部。
实施方案还涉及一种发光二极管封装，其包括：发光二极管芯片；以 及围绕发光二极管芯片并包括复数个发光体的封装部件，其中每个发光体 包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕无机发光颗粒 的表面的包覆层；以及连接至包覆层并围绕复数个发光部的封装部。
实施方案还涉及一种液晶显示装置，其包括含有发光二极管封装的背 光单元，其中发光二极管封装包括发光二极管芯片和围绕发光二极管芯片 并包括复数个发光体的封装部件；以及在背光单元上方的液晶面板，其中 每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕无 机发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层并围绕复数个发光部的封 装部。
实施方案还涉及一种包括基板的发光显示装置；在基板上方的发光二 极管；以及颜色转换层，其在基板与发光二极管之间或在发光二极管上方， 并包括复数个发光体，其中每个发光体包括复数个发光部，每个发光部包 括无机发光颗粒和围绕无机发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层 并围绕复数个发光部的封装部。
实施方案还涉及一种无机发光二极管，其包括第一电极；面对第一电 极的第二电极；以及在第一电极与第二电极之间并包括复数个发光体的发 光层，其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗 粒和围绕无机发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层并围绕复数个 发光部的封装部。
实施方案还涉及一种无机发光显示装置，所述无机发光显示装置包 括：基板；无机发光二极管，其包括第一电极、面向第一电极的第二电极， 以及位于第一电极与第二电极之间并包括复数个发光体的发光层；以及在 基板与无机发光二极管之间并连接至无机发光二极管的驱动元件，其中每 个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕无机 发光颗粒的表面的包覆层；以及连接至包覆层并围绕复数个发光部的封装 部。
应该理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都是示例，并且是说 明性的，而且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入且构成本说明书的 一部分的附图示出了本发明的实施方案，并且与描述一起用于解释本发明 的原理。
图1是示出相关技术的W-OLED显示装置的示意图。
图2A是示出根据本发明的一个实施方案的发光体的示意图。
图2B是示出发光体的合成的示意图。
图3是示出根据本发明的一个实施方案的发光膜的示意图。
图4是示出根据本发明的一个实施方案的液晶显示(LCD)装置的示 意图。
图5是液晶面板的示意性截面图。
图6是示出根据本发明的一个实施方案的显示装置的示意性截面图。
图7是示出根据本公开的一个实施方案的LED封装的示意性截面图。
图8是示出根据本发明的一个实施方案的顶发光型发光二极管显示 装置的示意性截面图。
图9A至图9C分别是示出根据本发明的一个实施方案的顶发光型 W-OLED显示装置的示意性截面图。
图10A至图10C分别是示出根据本发明的一个实施方案的顶发光型B (蓝色)-OLED显示装置的示意性截面图。
图11是示出根据本发明的一个实施方案的底发光型发光二极管显示 装置的示意性截面图。
图12是示出根据本发明的一个实施方案的无机发光二极管的示意性 截面图。
图13是示出根据本发明的一个实施方案的无机发光显示装置的示意 性截面图。
图14示出了在不同标尺下的发光体的TEM图片。
图15是包含本发明的发光体的薄层和包含相关技术的无机发光体的 薄层的截面形式的TEM图片。
图16是示出包含本发明的发光体的薄层和包括相关技术的无机发光 体的薄层的PL强度的图表。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施方案，其示例在附图中示出。
[发光体]
图2A是示出根据本发明的一个实施方案的发光体的示意图。如图2A 所示，本发明的发光体100包括复数个发光部110和通过共价键连接至复 数个发光部110并围绕(或覆盖)复数个发光部110的封装部140。复数 个发光部110中的每一个都包括无机发光颗粒120和围绕(或覆盖)无机 发光颗粒120的包覆层130。任选地，发光体还可以包括通过共价键连接 至包覆层130的表面的可固化部150。
在发光体100中，无机发光颗粒120用作发光体并且被包覆层130围 绕。例如，无机发光颗粒120可以是量子点(QD)或量子棒(QR)。当 无机发光颗粒120吸收第一光时，电子从基态跃迁至激发态。处于激发态 的电子跃迁至基态，使得从无机发光颗粒120发出具有与第一光不同的波 长的第二光。另一方面，当包括无机发光颗粒120的发光体100被用于(图12的)无机发光二极管800的两个电极之间的发光层时，无机发光颗粒 120通过电荷载流子(例如，分别从电极提供的空穴和电子)产生激发的 激子，使得发光层提供预定波长的光。
在无机发光颗粒120中，处于不稳定状态的电子从导带跃迁至价带， 使得发出光。由于无机发光颗粒120具有高消光系数和优异的量子产率， 因此从无机发光颗粒120发出强的荧光。另外，由于来自无机发光颗粒 120的光的波长受无机发光颗粒120的尺寸控制，因此通过控制无机发光 颗粒120的尺寸可以发出全部可见光。
有机发光颗粒120可以具有单层结构。或者，有机发光颗粒120可以 具有包括在中心的核122和在核122外侧的壳124的异质(heterologous) 结构。核122发光，而壳124围绕核122。壳124可以具有单层结构或多 层结构。可以根据核122和/或壳124的前体的反应性和注入速率、配体 的种类和反应温度来控制有机发光颗粒的特性(例如，生长程度或结晶结 构)，以对无机发光颗粒的能量带隙进行控制。因此，可以控制来自无机 发光颗粒的光的波长。
例如，在具有核122和壳124的核-壳型无机发光颗粒120中，电子 和空穴在核122中结合以发光。
在核-壳型无机发光颗粒120中，可以通过核122的尺寸来控制来自 无机发光颗粒120的光的波长。为了提供量子限制效应，核122的尺寸小 于激子玻尔半径，并且核122具有相应尺寸的光带隙。
通过壳124，核122的量子限制效应得以改善，并且无机发光颗粒120 的稳定性得以确定。在单层结构的胶体量子点或量子棒的表面处的原子 (表面原子)具有与内部原子不同的孤对电子。表面原子在无机发光颗粒 120的导带边与无机发光颗粒120的价带边之间具有能级，使得电荷可以 被表面原子俘获。即，表面缺陷可以由表面原子产生。无机发光颗粒120 的发光效率可以通过由表面缺陷引起的非辐射复合过程而降低。另外，所 俘获的电荷可以与外部氧或外部化合物反应，使得可能产生无机发光颗粒 120的化学组成的改变，并且可能永久丧失无机发光颗粒120的电和/或光 特性。
为了在核122的表面处有效地形成壳124，优选的是壳124的材料的 晶格常数与核122的材料的晶格常数相似。由于壳124围绕核122，因而 核122的氧化得以防止，从而使无机发光颗粒120的化学稳定性得以改善。 另外，由水或氧引起的核122的光降解问题也得以防止。此外，通过使由 核122的表面处的表面俘获引起的激子损失最小化并且防止由于分子振 动引起的能量损失，无机发光颗粒120的量子效率得以改善。
无机发光颗粒120可以是半导体纳米晶体或金属氧化物颗粒，其各自 提供量子限制效应。例如，无机发光颗粒120(例如，QD或QR)可以包 括周期表中的II-VI族、III-V族、IV-VI族或I-III-VI族的半导体纳米化合 物或金属氧化物纳米颗粒。核122和壳124中的每一者可以包括如下之一： II-VI族化合物(例如，CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgTe或其组合)、III-V族化合物(例如，GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb 或其组合)、IV-VI族化合物(例如，PbS、PbSe、PbTe或其组合)、I-III-VI 族化合物(例如AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、AgInS2、CuInS2、CuInSe2、 CuGaS2、CuGaSe2或其组合)，以及金属氧化物化合物(例如，ZnO、TiO2或其组合)。半导体纳米晶体可以掺杂有稀土元素(例如，Eu、Er、Tb、 Tm、Dy或其组合)或者过渡金属(例如，Mn、Cu、Ag、Al或其组合)。 或者，半导体纳米晶体可以不被掺杂。
例如，无机发光颗粒120的核122可以由选自InP、InZnP、InGaP、 CdSe、CdSeS、CdTe、CdS、PbS、PbSe、ZnSe、ZnTe、CdSe、ZnCdS、 CuxIn1-xS、CuxIn1-xSe、AgxIn1-xS及其组合的材料形成。无机发光颗粒120 的壳124可以由选自ZnSe、CdS、CdSeS、ZnSeS、ZnS、PbS、GaP、ZnTe、 CdS/ZnS、ZnSe/ZnS、ZnS/ZnSe/CdSe、GaP/ZnS、CdS/CdZnS/ZnS、 ZnS/CdSZnS、CdXZn1-xS及其组合的材料形成。
无机发光颗粒120可以是合金QD(例如，均质合金QD或梯度合金 QD)。合金QD可以由CdSxSe1-x、CdSexTe1-x、ZnxCd1-xSe(1≥x≥0)形 成。
包覆层130覆盖无机发光颗粒120的外表面。例如，包覆层130可以 覆盖壳124。包覆层130可以包括选自SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO、 铌、锆、铈和硅酸盐的材料，但不限于此。另外，用于包覆层130的材料 的表面可以通过硅烷醇基或羟基改性。当用于包覆层130的材料通过羟基 改性时，在封装部140和可固化部150中至少一者与无机发光颗粒120之 间容易地或有效地形成共价键。
包覆层130可以具有作为微孔特性、中孔特性和大孔特性之一的多孔 特性。微孔特性意指多孔包覆层中孔的平均直径小于2nm。中孔特性意 指多孔包覆层中孔的平均直径等于或大于2nm且小于50nm。大孔特性 意指多孔包覆层中孔的平均直径等于或大于50nm。例如，包覆层130可 以是中孔包覆层，但不限于此。
多孔包覆层可以使用共沉淀法、水热合成法、自组装法、模塑法、阳 极氧化法、电化学蚀刻法、溶胶-凝胶法和配位化学法中的一者通过加入 用于多孔包覆层的前体和成孔剂而形成，以覆盖或围绕无机发光颗粒120 的表面。
例如，当二氧化硅前体(例如，原硅酸四乙酯，TEOS)加入溶液中 时，其中无机发光颗粒和成孔剂、烷氧基硅烷被水解，使得形成二氧化硅 低聚物，并且形成具有二氧化硅/成孔剂结构的初级颗粒。然后，初级颗 粒聚集以生长中孔。因此，获得具有多孔二氧化硅包覆层的无机发光颗粒。
发光体100的封装部140通过共价键与复数个发光部110连接或结 合，并且围绕或覆盖复数个发光部110。例如，封装部140可以由基于有 机硅的材料形成。用于封装部140的基于有机硅的材料可以是各自具有至 少一个烷氧基的基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料。基于硅烷的材料或 基于硅氧烷的材料可以具有线性硅烷/硅氧烷基团、环硅烷/硅氧烷基团或 四面体硅烷/硅氧烷基团。基于硅烷的材料和基于硅氧烷的材料具有高的 耐热性。当具有环硅氧烷基团或四面体硅氧烷基团的基于硅氧烷的材料用 于封装部140时，发光体100的耐热性得以进一步改善。
具有线性硅烷/硅氧烷基团的基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料可 包含至少一个C1至C20烷氧基。任选地，具有线性硅烷/硅氧烷基团的基 于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料可以被C1至C20烷基取代。即，具有 线性硅烷/硅氧烷基团的基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料可以是烷氧 基硅烷/烷氧基硅氧烷或烷氧基烷基硅烷/烷氧基烷基硅氧烷。具有线性硅 烷基团的基于硅烷的材料可以是三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、 三乙基乙氧基硅烷、三甲基丙氧基硅烷、三乙基丙氧基硅烷、三甲基丁氧 基硅烷、三乙基丁氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、 二乙基乙氧基硅烷、二甲基二丙氧基硅烷、二乙基二丙氧基硅烷、二甲基 二丁氧基硅烷、二乙基二丁氧基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基乙基 硅烷、三乙氧基乙基硅烷、三甲氧基丙基硅烷、三乙氧基丙基硅烷、三甲氧基丁基硅烷、三乙氧基丁基硅烷或其组合，但不限于此。
具有环硅氧烷基团的基于硅氧烷的材料可以被C1至C20烷基，有利 地，C1至C10烷基例如甲基或乙基取代。具有环硅氧烷基团的基于硅氧 烷的材料可以是甲基氢环硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、 四甲基环四硅氧烷、五甲基环四硅氧烷、六甲基环四硅氧烷或八甲基环四 硅氧烷、四甲基环五硅氧烷、五甲基环五硅氧烷、六甲基环五硅氧烷、八 甲基环五硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、四甲基环六硅氧烷、五甲基环六硅 氧烷、六甲基环六硅氧烷、八甲基环六硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十 四甲基环七硅氧烷、十六甲基环八硅氧烷、四苯基环四硅氧烷或其组合。
具有四面体硅氧烷基团的基于硅烷的材料可以是四-二甲基甲硅烷氧 基硅烷、四-二苯基甲硅烷氧基硅烷、四-二乙基甲硅烷氧基硅烷或其组合。
如上所述，封装部140通过共价键与复数个发光部110连接或结合， 并且围绕或覆盖复数个发光部110。例如，在用于封装部140的基于硅烷 的材料或基于硅氧烷的材料与存在于发光部110的包覆层130的表面上的 羟基之间发生缩合反应，使得封装部140通过共价键(例如，硅氧烷键) 与复数个发光部110连接或结合。
如上所述，封装部140通过共价键与复数个发光部110连接或结合， 使得复数个发光部110聚集在单个封装部140中。因此，封装部140中的 无机发光颗粒120的密度增加，并且使用发光体100的膜或装置的发光效 率最大化。封装部140中的相邻发光部110可以具有均匀的距离。另外， 当封装部140由基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料形成时，由于封装部 140围绕复数个发光部110，所以发光体100的耐热性得以改善。
如上所述，发光体100还可以包括可固化部150。可固化部150可以 通过共价键连接至每个发光部110的外表面，即包覆层130。当使用发光 体100形成膜或层时，由于通过可固化部150产生交联键，因而膜或层可 以稳定地形成。
可固化部150可以是能够通过借助固化交联组合而形成硅氧烷树脂 的单体或低聚物。可固化部150可以包括用于固化到硅氧烷树脂中的可固 化官能团。可固化官能团可以是具有乙烯双键的官能团(例如，丙烯酸酯 基、甲基丙烯酸酯基或乙烯基)、具有环氧环的官能团(例如，环氧基或 缩水甘油氧基)、羟基、卤素基、胺基、氨基、硝基、酰胺基、巯基或氰 基)。硅氧烷单体或硅氧烷低聚物可以包含至少一个可固化官能团。可固 化官能团可以在硅氧烷低聚物的末端被取代。
任选地，硅氧烷单体或硅氧烷低聚物中的可固化官能团可以与交联剂 的官能团具有交联反应以形成硅氧烷树脂。例如，在硅氧烷单体或硅氧烷 低聚物处进行取代的乙烯基团可以与交联剂中的反应性官能团(例如，硅 烷基(Si-H)或硅烷醇基(Si-OH)具有交联反应。
交联剂中的反应性官能团可以是羟基、C2至C20链烯基、C1至C10 烷氧基、C1至C20烷基氨基、C6至C20苯甲氨基、C2至C20链烯氧基、 C6至C20芳氧基、卤素原子或氢(H)，但不限于此。硅烷醇基由羟基形 成，硅烷基由其他形成。用于交联剂的基于聚硅氧烷的化合物或有机硅烷 化合物可以被至少一个官能团取代。例如，交联剂可以是具有倍半硅氧烷 结构的硅氧烷聚合物。在这种情况下，倍半硅氧烷结构可以是梯形或壳形。
当具有可固化官能团的硅氧烷单体和/或硅氧烷低聚物与交联剂反应 以形成硅氧烷树脂时，硅氧烷单体和/或硅氧烷低聚物与交联剂的重量百 分比可以是2：1至20：1，优选3：1至10：1。为了活化硅氧烷单体和/ 或硅氧烷低聚物与交联剂之间的反应，可以加入催化剂。例如，催化剂可 以是金属，例如Pt、Ru、Ir、Rh、Pd或Sn，或金属的有机化合物。相对 于硅氧烷单体和/或硅氧烷低聚物，催化剂可以具有约0.01至10的重量百 分比份。
硅氧烷单体和/或硅氧烷低聚物可以包含至少一个硅烷醇基和/或硅氧 烷基。
具有硅氧烷基的单体和/或低聚物可以用作具有用于形成硅氧烷树脂 的可固化官能团的材料。具有硅氧烷基团的单体和/或低聚物可以是基于 线性硅氧烷的单体/低聚物、基于环硅氧烷的单体/低聚物或基于四面体硅 氧烷的单体/低聚物。
基于线性硅氧烷的单体/低聚物可以是具有C1至C10烷基取代基和/ 或C1至C10烷氧基取代基的烷基硅氧烷、具有C1至C10烷基取代基和/ 或C1至C10烷氧基取代基的烷氧基硅氧烷、具有C1至C10烷基取代基 和/或C1至C10烷氧基取代基的烷氧基烷基硅氧烷、具有C1至C10烷基 取代基和/或C1至C10烷氧基取代基的乙烯基烷氧基硅氧烷。
作为基于环硅氧烷的单体/低聚物的重复单元的硅氧烷基可以被 C1-C20烷基取代，优选被C1-C10烷基如甲基或乙基取代。具有环硅氧烷 基重复单元的基于聚烷基环硅氧烷树脂可以包括基于环硅氧烷的树脂如 聚二烷基硅氧烷，例如聚二甲基硅氧烷。基于环硅氧烷的树脂可以是用于 封装部140的那些。具有四面体硅氧烷基的单体可以是四-二甲基甲硅烷 氧基硅烷，四-二苯基甲硅烷氧基硅烷、四-二乙基甲硅烷氧基硅烷或其组 合。
相关技术的无机发光颗粒(例如，QD或QR)用于发光显示装置， 由于其化学性质，无机发光颗粒应该分散在非极性溶剂中。然而，分散特 性受到限制，使得单位区域的无机发光颗粒的密度受到限制。因此，发光 特性(例如，亮度)受到限制。
另外，当一个无机发光颗粒(供体无机发光颗粒)和另一个无机发光 颗粒(受体无机发光颗粒)紧密排列在一定距离内时，来自供体无机发光 颗粒的光被受体无机发光颗粒吸收。即，受体无机发光颗粒被来自供体无 机发光颗粒的光的能量所激发，使得在受体无机发光颗粒中诱导荧光发 射。其可以被称为荧光共振能量转移(或Forster共振能量转移；FRET)。 因此，相关技术的无机发光颗粒的量子效率和/或发光效率降低。
然而，在本发明中，作为发光体的发光部110包括围绕无机发光颗粒 120的表面的包覆层130。因此，封装部140中的复数个发光部110因包 覆层130而具有足够的距离。即，由于包覆层130围绕无机发光颗粒120， 所以相邻的无机发光颗粒120具有足以避免FRET的距离。换句话说，发 光部110包括具有一定厚度(例如，约50nm至300nm)的包覆层130， 相邻无机发光颗粒120的相邻布置得以防止。因此，无机发光颗粒120的 量子效率和/或发光效率的降低得以防止。
另外，发光体100包括通过共价键(例如氧化硅键)连接至发光部 110的封装部140。复数个发光部110被封装部140围绕，使得具有预定 距离的发光部110的密度增加。因此，发光体100的发光特性和发光效率 得以改善。
此外，发光体100包括通过共价键连接至发光部110的可固化部150。 当使用发光体100形成膜或层时，由于通过可固化部150产生交联键，因 而膜或层可以稳定地形成。
此外，由于围绕发光部110的封装部140和/或可固化部150由具有 高耐热性的硅氧烷聚合物形成，所以发光体100的耐热性也得以改善。
图2B是示出发光体的合成的示意图。在通过图2B合成的发光体100 中，包覆层130由二氧化硅形成，而封装部140和可固化部150中的每一 者由基于硅烷的材料形成。
如图2B(a)所示，制备无机发光颗粒120。如图2B(b)所示，无 机发光颗粒120与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)反应以在无机发光颗 粒120的表面处生长配体。在这种情况下，为了活化配体的生长，可以使 用阳离子表面活性剂，例如烷基铵盐、烷基吡啶盐、烷基咪唑啉盐、 季铵盐和/或伯胺盐、仲胺盐和叔胺盐。另一方面，可以与CTAB一起使 用或者代替CTAB来使用十四烷基甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基甲基氯 化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)、N-十二烷基吡啶氯化 物和/或苯扎氯铵(或烷基二甲基苄基氯化铵)以生长配体。
接下来，具有配体的无机发光颗粒与作为氧化硅包覆层的前体的四乙 基原硅酸酯(TEOS)和NaOH反应来通过羟基使包覆层的表面改性。因 此，如图2B(c)所示，在其表面处包含羟基的氧化硅包覆层130生长在 无机发光颗粒120的外表面上从而形成发光部110。
接下来，添加(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷(GPTS)与TEOS， GPTS具有用于与二氧化硅包覆层的表面产生共价键的可固化官能团。因 此，如图2B(d)所示，可固化部150在氧化硅包覆层130的表面处生长。 可以使用具有可固化官能团的其他基于硅氧烷的材料来代替GPTS。
接下来，加入三甲氧基甲基硅烷(TMMS)，使得TMMS中的硅通过 自发缩合反应与二氧化硅包覆层130表面的羟基结合。因此，如图2B(e) 所示，封装部140生长为围绕复数个发光部110。即，提供了在单个封装 部140内包括复数个发光部110的发光体100。可以使用其他基于硅烷的 材料或基于硅氧烷的材料来代替TMMS从而生长封装部140。
[发光膜、LED封装和LCD装置]
如上所述，使用本发明的发光体100，无机发光颗粒120的密度增加， 并且FRET问题得以防止。另外，发光体100的耐热性得以提高。发光体 100适用于发光单元，例如发光膜、LED封装和显示装置。
图3是示出根据本发明一个实施方案的发光膜的示意图。如图3所示， 发光膜200包括发光体100，发光体100包括复数个发光部110和通过共 价键连接至复数个发光部110并围绕复数个发光部110的封装部140。虽 然未示出，但发光体100还可以包括连接至发光部110的(图2A的)可 固化部150。发光部110包括无机发光颗粒120和围绕无机发光颗粒120的包覆层130。无机发光颗粒120可以包括核122和壳124。封装部140 可以由基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料形成。一个封装部140中的相 邻发光部110之间的距离可以小于不同封装部140中的相邻部110之间的 距离。
由于可固化部150，发光体100可以在没有粘结剂的情况下形成发光 膜200，使得发光膜200中的发光体100的密度增加。
发光体100可以通过控制核122的尺寸和核的材料来发出各种颜色的 光，并且壳124保护核122以降低陷阱能级。
由于包覆层130覆盖或围绕无机发光颗粒120的表面，因此在相邻无 机发光颗粒之间可能引起的FRET问题得以防止或最小化。另外，由于可 以由基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料形成的封装部140和/或可固化 部150，因而包括发光体100的发光膜200的耐热性和结构稳定性得以改 善。
图4是示出根据本发明一个实施方案的液晶显示(LCD)装置的示意 图，而图5是液晶面板的示意性截面图。
如图4所示，LCD装置300包括液晶面板302、液晶面板302下方的 背光单元380、以及在液晶面板302和背光单元380之间的发光膜200。
参照图5，液晶面板302包括彼此面对的第一基板310和第二基板360 以及液晶层370，液晶层370包括液晶分子372并且布置在第一基板310 与第二基板360之间。
在第一基板310上形成有栅极312，并且形成有覆盖栅极312的栅极 绝缘层314。另外，在第一基板310上形成有连接至栅极312的栅极线(未 示出)。栅极绝缘层314可以由诸如硅氧化物或硅氮化物的无机绝缘材料 形成。
在栅极绝缘层314上形成有对应于栅极312的半导体层316。半导体 层316包括氧化物半导体材料。或者，半导体层316可以包括本征非晶硅 的有源层和掺杂杂质的非晶硅的欧姆接触层。
在半导体层316上形成有彼此间隔开的源极330和漏极332。另外， 在栅极绝缘层314上形成有数据线(未示出)，该数据线连接至源极330 并且与栅极线交叉以限定像素区域。
栅极312、半导体层316、源极330和漏极332构成薄膜晶体管(TFT) Tr。
在TFT Tr上形成有包括使漏极332露出的漏极接触孔336的钝化层 334。钝化层334可以由无机绝缘材料(例如，硅氧化物或硅氮化物)或 有机绝缘材料(例如，苯并环丁烯或光丙烯)形成。
在钝化层334上形成有通过漏极接触孔336连接至漏极332的像素电 极340以及与像素电极340交替布置的公共电极342。
在第二基板360上形成有遮蔽非显示区域(例如，TFT Tr、栅极线和 数据线)的黑矩阵364，并且在第二基板360上形成有与像素区域对应的 滤色器层362。
第一基板310和第二基板360通过其间的液晶层370而附接。液晶层370的液晶分子372由像素电极340和公共电极342之间的电场驱动。虽 然未示出，但是在第一基板310和第二基板360上方形成有与液晶层370 相邻的第一取向层和第二取向层。另外，在第一基板310和第二基板360 的外侧布置有具有垂直透射轴的第一偏光板和第二偏光板。
再次参照图4，背光单元380包括光源(未示出)并将光提供给液晶 面板302。根据光源的位置，背光单元380可以分为直下式和侧入式。
例如，直下式背光单元380可以包括覆盖液晶面板302的后侧的底框 (未示出)，并且复数个光源可以布置在底框的水平底表面上。侧入式背 光单元380可以包括覆盖液晶面板302的后侧的底框(未示出)和在底框 的水平底表面上或上方的导光板(未示出)。光源可以布置在导光板的侧 部。光源可以发出蓝光。例如，蓝光可以具有约430nm至470nm的波长范围。
发光膜200位于液晶面板302与背光单元380之间，从背光单元380 朝向液晶面板302提供的光的颜色纯度通过发光膜200得以改善。发光膜 200的发光体100包括复数个发光部110，每个发光部包括无机发光颗粒 120和围绕无机发光颗粒120的包覆层130，以及通过共价键连接至复数 个发光部110并围绕复数个发光部110的封装部140。发光体100还可以 包括连接至发光部110的(图2A的)可固化部150。
图6是示出根据本发明一个实施方案的显示装置的示意性截面图，图 7是示出根据本公开的一个实施方案的LED封装的示意性截面图。
如图6所示，LCD装置400包括作为显示面板的液晶面板402、在液 晶面板402下方的背光单元420。LCD装置400还可包括用于模块化液晶 面板402和背光单元420的主框430、顶框440和底框450。液晶面板402 包括第一基板410和第二基板460以及其间的(图5的)液晶层370。由 于液晶面板402可以具有与图5中相似的结构，所以说明被省略。使预定 光透射的第一偏光板412和第二偏光板414分别附接在第一基板410和第 二基板460的外表面上。与第一偏光板412和第二偏光板414的透射轴的 方向平行的线偏振光穿过第一偏光板412和第二偏光板414。例如，第一 偏光板412和第二偏光板414的透射轴可以彼此垂直。
虽然未示出，但是印刷电路板(PCB)可以经由连接构件(例如，柔 性PCB或带载封装)连接至液晶面板402的至少一侧。在LCD装置400 的模块化工艺期间，PCB沿主框430的侧表面或底框450的后表面弯曲。
提供光的背光单元420布置在液晶面板402下方。背光单元420包括 发光二极管(LED)组件500、白色或银色的反射板425、在反射板425 上的导光板423、以及在导光板423上的光学片421。
LED组件500布置在导光板423的一侧并且包括复数个LED封装510 和LED PCB560。LED封装510设置在LED PCB 560上。每个LED封装 510可以是发出红光、绿光和蓝光或白光的(图7的)LED芯片512，使 得从LED封装510朝向导光板423提供白光。例如，相邻的三个LED封 装510分别发出红光、绿光和蓝光，光被混合从而提供白光。LED PCB 560 可以是柔性PCB或金属芯PCB。
来自LED封装510的光入射到导光板423中。该光行进通过导光板 423，并且通过在导光板423中的全反射将平面光源提供到液晶面板402 上。
用于提供均匀平面光的图案可以形成在导光板423的后表面上。例 如，导光板423的图案可以是椭圆形图案、多边形图案或全息图图案。
反射板425布置在导光板423下方，并且来自导光板423的后侧的光 被反射板425反射以改善亮度。在导光板423上或上方的光学片421可以 包括光散射片或至少一个聚光片。
LED封装510可以以复数条线布置在LED PCB 560上。
液晶面板402和背光单元420通过主框430、顶框440和底框450模 块化。顶框440覆盖液晶面板402的前表面的边缘和液晶面板402的侧表 面。顶框440具有开口，使得来自液晶面板402的图像可以通过顶框440 的开口显示。底框450包括底表面和四个侧表面以覆盖背光单元420的后 表面和背光单元420的侧表面。底框450覆盖背光单元420的后侧。主框430具有矩形框形状。主框430覆盖液晶面板402和背光单元420的侧表 面并且与顶框440和底框450结合。
参考图7，LED封装510包括LED芯片512和覆盖LED芯片512的 封装部件520，并且封装部件520包括发光体100。发光体100包括发光 部110和封装部140，并且任选地还包括(图2A的)可固化部150。
LED封装510可以是白色LED封装。例如，LED芯片512发出紫外 线，并且分别发出红光、绿光和蓝光的发光体100包括在封装部件520中。 或者，LED芯片512发出蓝光，而吸收蓝光并发出黄色光的发光体100 或吸收蓝光并发出红光和绿光的发光体100包括在封装部件520中。
例如，当LED芯片512是发出具有约430nm至470nm的波长的光 的蓝色LED芯片时，发光体100的无机发光颗粒120可以是发出绿光和/ 或红光的QD或QR。蓝色LED芯片512可以包括在蓝宝石基板上具有蓝 色峰值波长的激发光源。激发光源可以由GaN、InGaN、InGaN/GaN、 BaMgAl10O7：Eu2+、CaMgSi2O6：Eu2+或其组合形成，但是其不限于此。
在这种情况下，无机发光颗粒120吸收来自蓝色LED芯片的蓝光并 发出预定波长的光。无机发光颗粒120覆盖整个蓝色LED芯片，使得白 色LED封装510被提供。
LED封装510还包括壳体530以及第一电极引线542和第二电极引线 544，它们分别经由第一布线552和第二布线554连接至LED芯片512并 且延伸至壳体530的外部。壳体530包括主体532和从主体532的上表面 突出并用作反射表面的侧壁534。LED芯片512布置在主体532上并且被 侧壁534围绕。
如上所述，通过改变无机发光颗粒120的组成和结构，可以控制来自 发光体100的光的波长。例如，当无机发光颗粒120具有核122和壳124 的结构时，无机发光颗粒120的量子效率得以改善并且光降解问题得以防 止。另外，由于包覆层130覆盖或围绕无机发光颗粒120的表面，因而在 相邻的无机发光颗粒之间可能引起的FRET问题得以防止或最小化。此外， 由于复数个发光部110包含在单个封装部140中，所以无机发光颗粒120 的密度增加。因此，即使封装部件520的厚度小于相关技术LED封装的 封装部分的厚度，LED封装510也提供了足够的发光效率。此外，由于可 以由基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料形成的封装部140和/或可固化 部150，发光体100的耐热性得以改善。因此，来自LED芯片512的热对 发光体100的热损伤得以最小化或者得以防止，使得可以保持LED封装 510的发光特性。即，包括发光体100的LED封装510和包括LED封装 510的LCD装置400的亮度得以改善。
[包括颜色转换层的发光显示装置]
由于发光体100具有优异的发光特性和耐热特性，所以发光体100可 以用于发光显示装置的颜色转换层。图8是示出根据本发明一个实施方案 的顶发光型发光二极管显示装置的示意性截面图，图9A至图9C分别是 示出根据本发明一个实施方案的顶发光型W-OLED显示装置的示意性截 面图。
如图8和图9A所示，发光二极管显示装置600包括：第一基板610， 其中限定红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色 像素区域Wp；面对第一基板610的第二基板660；在第一基板610与第 二基板660之间的发光二极管640；滤色器层620，其位于第二基板660 与发光二极管640之间并且对应于红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp 和蓝色像素区域Bp；以及颜色转换层630，其位于滤色器层620与发光二 极管640之间，并且对应于红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp。单独覆 盖红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区 域Wp的发光二极管640发出白光。发光二极管640可以包括有机发光材料。在这种情况下，发光二极管640可以被称为白色有机发光二极管 (W-OLED)。或者，发光二极管640可以包括诸如QD的无机发光材料。
第一基板610可以由透明材料或不透明材料形成。例如，第一基板 610可以是聚酰亚胺的塑料基板、玻璃基板或金属箔。第二基板660可以 由透明材料形成。例如，第二基板660可以是聚酰亚胺的塑料基板或玻璃 基板。
虽然未示出，但可以在发光二极管显示装置600的显示表面处(即， 第二基板660的外侧)布置偏光板，以防止环境光反射。例如，偏光板可 以是右旋圆偏光板或左旋圆偏光板。
粘结剂层650位于第二基板660与发光二极管640之间。例如，粘结 剂层650位于红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中的颜色转换层630 与发光二极管640之间、蓝色像素区域Bp中的滤色器层620与发光二极 管640之间、以及白色像素区域Wp中的第二基板660与发光二极管640 之间。另外，可以在发光二极管640与粘结剂层650之间形成有用于防止 环境水分渗透的阻挡层(未示出)。例如，阻挡层可以具有依次堆叠在发 光二极管640上的第一无机层、有机层和第二无机层的三层结构。虽然未 示出，但在第一基板610上形成有彼此交叉以限定红色像素区域Rp、绿 色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp以及白色像素区域Wp的栅极线和数据 线，以及与栅极线或数据线平行且间隔开的电力线。
在第一基板610上以及像素区域Rp、Gp、Bp和Wp的每一个中形成 有作为驱动元件的薄膜晶体管(TFT)Tr。发光二极管640电连接至TFT Tr。 TFT Tr可以包括半导体层、在半导体层上方的栅极，以及在栅极上方并且 彼此间隔开的源极和漏极。源极和漏极可以分别连接至半导体层的两端。
另外，还可以在第一基板610形成电连接至TFT Tr、栅极线和数据线 的开关TFT以及连接至开关TFT和电力线的存储电容器。当开关TFT由 通过栅极线提供的栅极信号导通时，穿过数据线的数据信号通过开关TFT 被施加至TFT Tr的栅极和存储电容器的电极。
当TFT Tr由数据信号导通时，电流从电力线供应至发光二极管640。 因此，发光二极管发光。
在TFT与发光二极管640之间形成的平坦化层636可以由无机绝缘 材料(例如，硅氧化物或硅氮化物)或有机绝缘材料(例如，光丙烯)形 成。
滤色器层620位于第二基板660的内侧上或上方，并且包括分别对应 于红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp和蓝色像素区域Bp的红色滤色器 图案622、绿色滤色器图案624、和蓝色滤色器图案626。来自发光二极 管640的白光穿过红色滤色器图案622、绿色滤色器图案624和蓝色滤色 器图案626，并且来自红色滤色器图案622的红光、来自绿色滤色器图案 624的绿光和来自蓝色滤色器图案626的蓝光穿过第二基板660。另一方 面，白色像素区域Wp中不存在滤色器图案。
红色滤色器图案(R-CF)622包括红色颜料或红色染料。当白光入射 到红色滤色器图案622时，蓝色波长到绿色波长的光被吸收，而红色波长 的光则透过。绿色滤色器图案(G-CF)624包括绿色颜料或绿色染料。当 白光入射到绿色滤色器图案624时，蓝色波长和红色波长的光被吸收，而 绿色波长的光则透过。蓝色滤色器图案(B-CF)626包括蓝色颜料或蓝色 染料。当白光入射到蓝色滤色器图案626时，绿色波长到红色波长的光被 吸收，而蓝色波长的光则透过。
当在没有颜色转换层630的情况下在第二基板660与发光二极管640 之间形成滤色器层620时，光学效率降低。即，在红色像素区域Rp、绿 色像素区域Gp和蓝色像素区域Bp中分别透射仅红色波长光、仅绿色波 长光和仅蓝色波长光。
然而，在本发明中，包括发光体100a和100b的颜色转换层630形成 在滤色器层620与发光二极管640之间。颜色转换层630包括红色像素区 域Rp中的第一颜色转换层(红色转换层)632和绿色像素区域Gp中的第 二颜色转换层(绿色转换层)634。即，在蓝色像素区域Bp和白色像素区 域Wp中不存在颜色转换层。
第一颜色转换层632包括红色发光体100a。红色发光体100a包括红 色发光部110a、围绕红色发光部110a的封装部140，并且任选地还包括 (图2A的)可固化部150。红色发光部110a包括红色无机发光颗粒120a 和围绕红色无机发光颗粒120a的包覆层130。红色无机发光颗粒120a可 以包括红色核122a和围绕红色核122a的壳124a。来自发光二极管640的 光被第一颜色转换层632转换成或变成红色波长的光，例如具有约600nm 至640nm的峰值波长范围的光。
第二颜色转换层634包括绿色发光体100b。绿色发光体100b包括绿 色发光部110b、围绕绿色发光部110b的封装部140，并且任选地还包括 可固化部150。绿色发光部110b包括绿色无机发光颗粒120b和围绕绿色 无机发光颗粒120b的包覆层130。绿色无机发光颗粒120b可以包括绿色 核122b和围绕绿色核122b的壳124b。来自发光二极管640的光被第二 颜色转换层634转换成绿色波长的光，例如具有约500nm至570nm的峰 值波长范围的光。
当来自发光二极管640的白光入射到红色像素区域Rp中的第一颜色 转换层632时，具有小于红光的波长的蓝光和绿光被第一颜色转换层632 中的红色发光体100a转换成红光。因此，来自红色像素区域Rp中的发光 二极管640的大部分白光以红光穿过第一颜色转换层632，使得被红色滤 色器图案622吸收的光量减少并且光学效率得以改善。
另外，当来自发光二极管640的白光入射到绿色像素区域Gp中的第 二颜色转换层634时，具有小于绿光的波长的蓝光通过第二颜色转换层 634中的绿色发光体100b被转换成绿光。因此，来自绿色像素区域Gp中 的发光二极管640的大部分白光以绿光穿过第二颜色转换层634，使得被 绿色滤色器图案624吸收的光量减少并且光学效率得以改善。
另一方面，在蓝色像素区域Bp中不存在颜色转换层。一般来说，难 以将低能量光(即长波长的光)变成高能量光(即短波长的光)。即使包 括蓝色发光体的颜色转换层，绿光和红光也不会被蓝色像素区域Bp中的 颜色转换层变成蓝光。因此，在蓝色像素区域Bp中不存在颜色转换层。 当来自蓝色像素区域Bp中的发光二极管640的白光入射到蓝色滤色器图案626时，除蓝光之外的其他光被吸收，并且仅蓝光透射穿过蓝色滤色器 图案626。
另外，在白色像素区域Wp中不存在滤色器层620和颜色转换层630。 因此，来自白色像素区域Wp中的发光二极管640的白光通过白光穿过第 二基板660。
在发光二极管显示装置中，包括第一颜色转换层632和第二颜色转换 层634的颜色转换层630形成在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中。 来自发光二极管640的白光通过第一颜色转换层632和第二颜色转换层 634被转换成可以穿过红色滤色器图案622和绿色滤色器图案624的预定 波长的光。因此，被红色滤色器图案622和绿色滤色器图案624吸收的光 量减少，并且装置的光学效率得以改善。
另一方面，当颜色转换层包括常规无机发光颗粒时，无机发光颗粒的 密度存在限制，使得装置的光学效率降低。
然而，由于第一颜色转换层632和第二颜色转换层634中的红色发光 体100a和绿色发光体100b各自包括包含在单个封装部140中的复数个发 光部110a和110b，所以无机发光颗粒120a和120b的密度得以改善。因 此，改善了或以更薄的层维持了颜色转换层630的颜色转换效率。因此， 颜色转换层630中的漏光得以防止，并且来自发光二极管640的光损耗得 以防止。
另外，由于包覆层130覆盖或围绕无机发光颗粒120a和120b的表面， 所以在相邻无机发光颗粒之间可能引起的FRET问题得以防止或最小化。 此外，由于可由基于硅烷的材料或基于硅氧烷的材料形成的封装部140和 /或可固化部150，发光体100a和100b的耐热性得以改善。因此，由来自 发光二极管640的热对发光体100a和100b的热损害得以最小化或防止， 使得可以保持颜色转换层630的颜色转换效率。
参考图9B和图8，发光二极管显示装置600B包括：第一基板610、 面对第一基板610的第二基板660、在第一基板610上的TFT Tr、连接至 TFT Tr的发光二极管(W-OLED)640、在W-OLED 640上方的滤色器层 620、以及在W-OLED 640与滤色器层620之间的颜色转换层630b。颜色 转换层630b对应于除了蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp之外的红色 像素区域Rp和绿色像素区域Gp。
颜色转换层630b包括能够发出红绿光并单独覆盖红色像素区域Rp 和绿色像素区域Gp的发光体100c。颜色转换层630b可以被称为红色-绿 色转换层。当来自W-OLED 640的白光入射到颜色转换层630b时，具有 比红绿光波长范围短(小)的波长范围的光变为红绿光。因此，红光、绿 光和红绿光的混合光入射到红色滤色器图案622和绿色滤色器图案624，使得被红色滤色器图案622和绿色滤色器图案624吸收的光量减小并且装 置的光学效率得以改善。
参照图9C，发光二极管显示装置600E包括：在第一基板610上方的 W-OLED、在第一基板610与W-OLED之间的TFT Tr、在红色像素区域 Rp和绿色像素区域Gp中的W-OLED上或上方的颜色转换层630e、以及 在蓝色像素区域Bp中的W-OLED上或上方的滤色器图案626。在白色像 素区域Wp中没有颜色转换层和滤色器图案。颜色转换层630e包括第一 颜色转换层632a和第二颜色转换层632b，第一颜色转换层632a和第二颜 色转换层632b分别包括红色发光体100a和绿色发光体100b。
因为在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中不存在滤色器图案， 所以第一颜色转换层632a和第二颜色转换层632b可以直接面对(图8的) 第二基板660。即，第二基板660可以直接接触红色像素区域Rp和绿色 像素区域Gp中的颜色转换层630以及蓝色像素区域Bp中的滤色器层 626。换句话说，当在第一基板610与第二基板660之间形成(图8的) 粘结剂层650时，粘结剂层650在红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp 和蓝色像素区域Bp中具有均匀的厚度，因为在红色像素区域Rp和绿色 像素区域Gp中没有滤色器层，而在蓝色像素区域Bp中没有颜色转换层。
如上所述，发光体100a和100b在没有FRET的情况下具有优异的发 光特性和耐热特性。此外，由于复数个红色发光体100a包含在(图8的) 单个封装部140中并且复数个绿色发光体100b包含在单个封装部140中， 所以发光体100a和100b在颜色转换层630e中的密度增加。因此，红色 像素区域Rp中的第一颜色转换层632a和绿色像素区域Gp中的第二颜色转换层632b具有滤色器图案以及颜色转换层的功能。即，在发光二极管 显示装置中，由于在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中没有滤色器 的情况下充分提供颜色转换特性和颜色纯度，所以可以减小发光二极管显 示装置的厚度。
图10A至10C分别是示出根据本发明一个实施方案的顶发光型B(蓝 色)-OLED显示装置的示意性截面图。与图9A至9C所解释的显示装置 不同，图10A至图10C中的发光二极管发出蓝光。
如图10A所示，发光二极管显示装置600F包括：在第一基板610上 方的蓝色发光二极管B-OLED、在第一基板610与B-OLED之间的TFT Tr、 在B-OLED上方的滤色器层620a，以及在B-OLED与滤色器层620a之间 的颜色转换层630。
滤色器层620a包括红色像素区域Rp中的红色滤色器图案(R-CF) 622和绿色像素区域Gp中的绿色滤色器图案(G-CF)624。在蓝色像素 区域Bp中没有滤色器图案。
颜色转换层630包括红色像素区域Rp中的第一颜色转换层(红色转 换层)632和绿色像素区域Gp中的第二颜色转换层(绿色转换层)634。 在蓝色像素区域Bp中没有颜色转换层。虽然未示出，但颜色转换层630 还可以包括白色像素区域中的第三颜色转换层(白色转换层)。
第一颜色转换层632包括红色发光体100a，并且第二颜色转换层634 包括绿色发光体100b。
在红色像素区域Rp中，来自B-OLED的蓝光被第一颜色转换层632 变成红光，来自第一颜色转换层632的红光穿过红色滤色器图案622。未 被第一颜色转换层632转换成红光的蓝光被红色滤色器图案622吸收。
在绿色像素区域Gp中，来自B-OLED的蓝光被第二颜色转换层634 变成绿光，来自第二颜色转换层634的绿光穿过绿色滤色器图案624。未 被第二颜色转换层634转换成绿光的蓝光被绿色滤色器图案624吸收。
因为不存在颜色转换层和滤色器图案，所以来自蓝色像素区域Bp中 的B-OLED的蓝光穿过(图8的)第二基板660。
白色像素区域中的第三颜色转换层包括红色发光体100a和绿色发光 体100b两者。另外，在白色像素区域中不存在滤色器图案。在白色像素 区域中，来自B-OLED的蓝光的一部分被第三颜色转换层转换成绿光，来 自B-OLED的蓝光的一部分被第三颜色转换层转换成红光，蓝光的其他部 分穿过第三颜色转换层而没有颜色转换。因此，来自第三颜色转换层的红 光、绿光和蓝光混合，使得白光从白色像素区域发出。
在发光二极管显示装置600F中，包括本发明的发光体的颜色转换层 630使得被滤色器层620a吸收的光量减少。因此，发光二极管显示装置 600F的发光效率得以改善。
如图10B所示，发光二极管显示装置600G包括：在第一基板610上 方的蓝色发光二极管B-OLED、在第一基板610与B-OLED之间的TFT Tr、 在B-OLED上方的滤色器层620a，以及在B-OLED与滤色器层620a之间 的颜色转换层630b。滤色器层620a包括红色像素区域Rp中的红色滤色 器图案(R-CF)622和绿色像素区域Gp中的绿色滤色器图案(G-CF)624。 在蓝色像素区域Bp中没有滤色器图案。
颜色转换层630b布置在红色像素区域Rp中的红色滤色器图案622 与B-OLED之间以及在绿色滤色器图案624和B-OLED之间。在蓝色像 素区域Bp中没有颜色转换层。颜色转换层630b包括红绿色发光体100c， 单一颜色转换层630b对应于红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp。颜色 转换层630b可以被称为红绿色转换层。尽管未示出，但当存在白色像素 区域时，包括红绿色发光体100c的颜色转换层630b也形成在没有滤色器 层的白色像素区域中。因此，当在(图8的)第一基板610与第二基板 660之间存在(图8的)粘结剂层650时，白色像素区域中的粘结剂层650 的厚度可以大于在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中的粘结剂层650 的厚度，并且小于蓝色像素区域Bp中的粘结剂层650的厚度。
当来自B-OLED的蓝光入射到颜色转换层630b时，具有比红绿光波 长范围短(小)的波长范围的光被变成红绿光。因此，红光、绿光和红绿 光的混合光入射到红色滤色器图案622和绿色滤色器图案624，使得被红 色滤色器图案622和绿色滤色器图案624吸收的光量减小并且装置的光学 效率得以改善。
参照图10C，发光二极管显示装置600J包括在第一基板610上方的 B-OLED、在第一基板610与B-OLED之间的TFT Tr以及在红色像素区域 Rp和绿色像素区域Gp中的在B-OLED上或上方的颜色转换层630e。颜 色转换层630e包括第一颜色转换层632a和第二颜色转换层632b，并且第 一颜色转换层632a和第二颜色转换层632b分别包括红色发光体100a和 绿色发光体100b。在蓝色像素区域Bp中没有颜色转换层和滤色器图案。
如上所述，由于复数个红色发光体100a包含在(图8的)单个封装 部140中，并且复数个绿色发光体100b包含在单个封装部140中，所以 颜色转换层630e中的发光体100a和100b的密度增加。因此，红色像素 区域Rp中的第一颜色转换层632a和绿色像素区域Gp中的第二颜色转换 层632b具有滤色器图案以及颜色转换层的功能。即，在发光二极管显示 装置中，由于在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中没有滤色器的情 况下充分地提供了颜色转换性能和颜色纯度，所以可以减小发光二极管显 示装置的厚度。
再次参照图8，发光二极管640设置在平坦化层636上并且包括第一 电极642、第二电极646和在第一电极642与第二电极646之间的发光层 644。例如，发光二极管640可以是有机发光二极管或无机发光二极管， 例如量子点发光二极管。
第一电极642位于平坦化层636上并分开地形成在每个像素区域Rp、 Gp、Bp和Wp中。第一电极642连接至TFT Tr。例如，第一电极642可 以是阳极并且可以包括具有较高的功函数的导电材料(或由具有较高的功 函数的导电材料形成)。例如，第一电极642可以由诸如铟锡氧化物(ITO)、 铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟铜氧化物(ICO)、锡氧化 物(SnO2)、铟氧化物(In2O3)、镉-锌氧化物合金(Cd:ZnO)、氟-锡氧化 物合金(F:SnO2)、铟-锡氧化物合金(In:SnO2)、镓-锡氧化物合金(Ga:SnO2) 或铝-锌氧化物合金(Al:ZnO；AZO)的透明导电材料形成。上述材料可 以是掺杂的或未掺杂的。
发光层644设置在第一电极642上并发射白光或蓝光。在图8中，发 光层644具有单层结构。或者，发光层644可以具有多层结构或复数个发 光单元。
例如，发光层644可以包括第一发光单元、第二发光单元和在第一发 光单元与第二发光单元之间的电荷产生层(CGL)。设置在第一电极642 与CGL之间的第一发光单元可以包括空穴注入层(HIL)、第一空穴传输 层(HTL)、第一发光材料层(EML)和第一电子传输层(ETL)。设置在 CGL与第二电极646之间的第二发光单元可以包括第二HTL、第二EML、 第二ETL和电子注入层(EIL)。当第一EML和第二EML中的一者发射 蓝光并且第一EML和第二EML中的另一者发射绿光、黄绿光或橙光时， 发光二极管640发射白光。
在图8中，发光层644形成在包括红色像素区域Rp、绿色像素区域 Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp的整个显示装置上。或者，发 光层644可以分开地形成在红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp、蓝色像 素区域Bp和白色像素区域Wp中。
第二电极646设置在发光层644上并且形成在包括红色像素区域Rp、 绿色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp的整个显示装置 上。第二电极646可以是阴极并且可以由具有较低的功函数的导电材料形 成。例如，第二电极646可以由Ca、Ba、Al、LiF、BaF2、CsF、CaCO3、 Mg、Au-Mg合金或Ag-Mg合金形成。第二电极646可以具有Ca、Ba、 Al、Mg、Au-Mg合金或Ag-Mg合金的单层结构或者Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、 BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al或Al/Mg的双层结构。
另外，在发光层644下方形成有堤层648以覆盖第一电极642的边缘。 堤层648可被省略。
当电压被施加到发光二极管640时，从发光二极管640发射白光并且 白光穿过颜色转换层630和滤色器层620。因此，在第二基板660的一侧 显示图像。即，发光二极管显示装置600是顶发光型显示装置。
在顶发光型发光二极管显示装置600中，由于将来自发光二极管640 的光转换或改变为预定波长的光的颜色转换层630在滤色器层620与发光 二极管640之间形成，因而由滤色器层620吸收的光量被最小化，使得光 学效率得以改善。另外，由于颜色转换层630中的发光体100a和100b包 括被包含在单个封装部140中的复数个发光部110a和110b，因此无机发 光颗粒120a和120b的密度得以改善。因此，改善了或以更薄的层保持了 颜色转换层630的颜色转换效率。
另外，由于包覆层130覆盖或围绕无机发光颗粒120a和120b的表面， 因而在相邻的无机发光颗粒之间可能引起的FRET问题得以防止或最小 化。因此，发光体100a和100b具有良好的亮度。此外，由于具有优异的 耐热性的封装部140和/或可固化部150，发光体100a和100b的耐热性得 以改善。
图11是示出根据本发明的一个实施方案的底发光型发光二极管显示 装置的示意性截面图。图11的显示装置中的发光二极管发射白光。如图 11所示，发光二极管显示装置700包括：第一基板710，其中限定有红色 像素区域Rp、绿色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp； 面对第一基板710的第二基板760；在第一基板710与第二基板760之间的发光二极管740；滤色器层720，其位于第一基板710与发光二极管740 之间并且对应于红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp和蓝色像素区域Bp； 以及颜色转换层730，其位于滤色器层720与发光二极管740之间并且对 应于红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp。单独覆盖红色像素区域Rp、 绿色像素区域Gp、蓝色像素区域Bp和白色像素区域Wp的发光二极管 740发射白光。发光二极管740可以包括有机发光材料。在这种情况下， 发光二极管740可以被称为白色有机发光二极管(W-OLED)。或者，发 光二极管740可以包括诸如QD的无机发光材料。
第一基板710可以由透明材料形成。例如，第一基板710可以是聚酰 亚胺的塑料基板或玻璃基板。第二基板760可以由透明材料或不透明材料 形成。例如，第二基板760可以是聚酰亚胺的塑料基板、玻璃基板或金属 箔。
粘结剂层750位于第二基板760与发光二极管740之间，并且可以在 发光二极管740与粘结剂层750之间形成有用于防止环境水分渗透的阻挡 层(未示出)。另外，在发光二极管显示装置700的显示表面处(即，第 一基板710的外侧)可以设置有偏光板，以防止环境光反射。
在第一基板710上以及像素区域Rp、Gp、Bp和Wp中的每一者中形 成有作为驱动元件的TFT Tr。TFT Tr可以包括半导体层、在半导体层上 方的栅极、以及在栅极上方且彼此间隔开的源极和漏极。源极和漏极可以 分别连接至半导体层的两端。
在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中的颜色转换层730上、蓝 色像素区域Bp中的滤色器层720和白色像素区域Wp中的TFT Tr上形成 有平坦化层736。平坦化层736形成在第一基板710的整个表面上以提供 平坦的顶表面。平坦化层736可以由无机绝缘材料(例如硅氧化物或硅氮 化物)或有机绝缘材料(例如光丙烯)形成，但不限于此。
发光二极管740设置在平坦化层736上并且包括第一电极742、第二 电极746和在第一电极742与第二电极746之间的发光层744。例如，发 光二极管740可以是有机发光二极管或无机发光二极管，例如量子点发光 二极管。在发光层744下方可以形成有覆盖第一电极742的边缘的堤层 748。堤层748可以被省略。
当电压被施加到发光二极管740时，白光从发光二极管740发射并且 白光穿过颜色转换层730和滤色器层720。因此，在第一基板710的一侧 显示图像。即，发光二极管显示装置700是底发光型显示装置。
滤色器层720位于第一基板710的内侧上或上方，并且包括分别对应 于红色像素区域Rp、绿色像素区域Gp和蓝色像素区域Bp的红色滤色器 图案722、绿色滤色器图案724和蓝色滤色器图案726。来自发光二极管 740的白光穿过红色滤色器图案722、绿色滤色器图案724和蓝色滤色器 图案726，并且来自红色滤色器图案722的红光、来自绿色滤色器图案724 的绿光和来自蓝色滤色器图案726的蓝光穿过第一基板710。另一方面， 在白色像素区域Wp中没有滤色器图案，使得白光穿过第一基板710。
红色滤色器图案722包括红色颜料或红色染料。当白光入射到红色滤 色器图案722时，蓝色波长到绿色波长的光被吸收，而红色波长的光则透 过。绿色滤色器图案724包括绿色颜料或绿色染料。当白光入射到绿色滤 色器图案724时，蓝色波长和红色波长的光被吸收，而绿色波长的光则透 过。蓝色滤色器图案726包括蓝色颜料或蓝色染料。当白光入射到蓝色滤 色器图案726时，绿色波长到红色波长的光被吸收，而蓝色波长的光则透 过。
由于通过滤色器图案722、724、726中的每一者透射预定波长的光， 所以光学效率降低。为了防止光学效率的降低，在滤色器层720与发光二 极管740之间形成包括发光体100a和100b的颜色转换层730。颜色转换 层730包括在红色滤色器图案722上且在红色像素区域Rp中的第一颜色 转换层(红色转换层)732以及在绿色滤色器图案724上且在绿色像素区 域Gp中的第二颜色转换层(绿色转换层)734。即，在蓝色像素区域Bp 和白色像素区域Wp中没有颜色转换层。
第一颜色转换层732包括红色发光体100a。红色发光体100a包括红 色发光部110a、围绕红色发光部110a的封装部140，并且任选地还包括 (图2A的)可固化部150。红色发光部110a包括红色无机发光颗粒120a 和围绕红色无机发光颗粒120a的包覆层130。红色无机发光颗粒120a可 以包括红色核122a和围绕红色核122a的壳124a。来自发光二极管740的 光被第一颜色转换层732转换成红色波长的光，例如具有约600nm至640 nm的峰值波长范围的光。
第二颜色转换层734包括绿色发光体100b。绿色发光体100b包括绿 色发光部110b、围绕绿色发光部110b的封装部140，并且任选地还包括 可固化部150。绿色发光部110b包括绿色无机发光颗粒120b和围绕绿色 无机发光颗粒120b的包覆层130。绿色无机发光颗粒120b可以包括绿色 核122b和围绕绿色核122b的壳124b。来自发光二极管740的光被第二 颜色转换层734转换成绿色波长的光，例如具有约500nm至570nm的峰 值波长范围的光。
当来自发光二极管740的白光入射到在红色像素区域Rp中的第一颜 色转换层732时，具有小于红光的波长的蓝光和绿光通过第一颜色转换层 732转换成红光。因此，来自红色像素区域Rp中的发光二极管740的大 部分白光以红光穿过第一颜色转换层732，使得通过红色滤色器图案722 吸收的光量减少并且光学效率得以改善。
另外，当来自发光二极管740的白光入射到在绿色像素区域Gp中的 第二颜色转换层734时，具有小于绿光的波长的蓝光通过第二颜色转换层 734转换成绿光。因此，来自绿色像素区域Gp中的发光二极管740的大 部分白光以绿光穿过第二颜色转换层734，使得由绿色滤色器图案724吸 收的光量减少并且光学效率得以改善。
另一方面，在蓝色像素区域Bp中没有颜色转换层。通常，难以将低 能量光(即，长波长光)转变成高能量光(即，短波长光)。即使颜色转 换层包括蓝色发光体，绿光和红光也不会被蓝色像素区域Bp中的颜色转 换层改变为蓝光。因此，在蓝色像素区域Bp中没有颜色转换层。当来自 蓝色像素区域Bp中的发光二极管740的白光入射到蓝色滤色器图案726时，除蓝光之外的其他光被吸收，而仅蓝光透过蓝色滤色器图案726。
另外，在白色像素区域Wp中没有滤色器层720和颜色转换层730。 因此，来自白色像素区域Wp中的发光二极管740的白光以白光穿过第一 基板710。
在发光二极管显示装置中，包括第一颜色转换层732和第二颜色转换 层734的颜色转换层730形成在红色像素区域Rp和绿色像素区域Gp中。 通过第一颜色转换层732和第二颜色转换层734将来自发光二极管740的 白光转换成可以穿过红色滤色器图案722和绿色滤色器图案724的预定波 长的光。因此，由红色滤色器图案722和绿色滤色器图案724吸收的光量 减少，并且装置的光学效率得以改善。
由于第一颜色转换层732和第二颜色转换层734中的红色发光体100a 和绿色发光体100b中的每一者包括包含在单个封装部140中的复数个发 光部110a和110b，因此无机发光颗粒120a和120b的密度得以改善。因 此，改善了或用更薄的层保持了颜色转换层730的颜色转换效率。另外， 由于包覆层130覆盖或围绕无机发光颗粒120a和120b的表面，因此在相 邻无机发光颗粒之间可能引起的FRET问题得以防止或最小化。因此，发 光体100a和100b具有良好的亮度。此外，由于具有优异的耐热性的封装 部140和/或可固化部150，发光体100a和100b的耐热性得以改善。
如图9A至图9C和图10A至图10C所示，颜色转换层和滤色器层的 各种修改被应用于图11的底发光型发光二极管显示装置。在这种情况下， 由于颜色转换层，底发光型发光二极管显示装置的发光效率得以改善。
[无机发光二极管和发光装置]
本发明的发光体具有优异的发光性能和耐热性并发出各种波长的光。 因此，发光体用于诸如量子点发光二极管(QD-LED或QLED)的无机发 光二极管中的发光材料层(EML)的材料。图12是示出根据本发明的一 个实施方案的无机发光二极管的示意性截面图。无机发光二极管具有通常 结构并且在EML中包括发光体。
如图12所示，无机发光二极管800包括第一电极810、面向第一电 极810的第二电极820以及在第一电极810与第二电极820之间的发光层 830。发光层830包括EML 850。例如，发光层830还可以包括在第一电 极810与EML 850之间的第一电荷传输层840以及在EML850与第二电 极820之间的第二电荷传输层860。
第一电极810可以是阳极，即空穴注入电极。第一电极810可以形成 在玻璃或聚合物的基板(未示出)上或上方。例如，第一电极810可以包 括ITO、IZO、ITZO、ICO、SnO2、In2O3、Cd:ZnO、F:SnO2、In:SnO2、 Ga:SnO、AZO、Ni、Pt、Au、Ag、Ir或碳纳米管(CNT)。上述材料可以是掺杂的或未掺杂的。
第二电极820可以是阴极，即电子注入电极。例如，第二电极820可 以由Ca、Ba、Al、LiF、BaF2、CsF、CaCO3、Mg、Au-Mg合金或Ag-Mg 合金形成。第二电极820可以具有Ca、Ba、Al、Mg、Au-Mg合金或Ag-Mg 合金的单层结构或者Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、 BaF2/Ca/Al或Al/Mg的多层结构。第一电极810和第二电极820中的每一 者可以具有30nm至300nm的厚度。
在底发光型无机发光二极管中，第一电极810可以包括ITO、IZO、 ITZO或AZO，并且第二电极820可以包括Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、 BaF2/Al、Al、Mg或Ag-Mg合金。
第一电荷传输层840位于第一电极810与EML 850之间。例如，可 以通过第一电荷传输层840将来自第一电极810的空穴传输到EML 850 中。第一电荷传输层840可以包括更靠近第一电极810的HIL 842和更靠 近EML 850的HTL 844。
通过HIL 842将空穴从第一电极810有效地注入到EML 850。例如， HIL 842可以包括选自4,4',4"-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺 (MTDATA)、p-掺杂酞菁(例如F4-TCNQ掺杂的酞菁锌、F4-TCNQ掺 杂的N,N'-二苯基-N,N'-双(1-萘基)-1,1'-联苯基-4,4"-二胺(α-NPD)、六 氰基-1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯(HATCN)或其组合，但不限于此。例如， 诸如F4-TCNQ的掺杂剂可以相对于基质以1wt％至30wt％掺杂。HIL 842 可以省略。
通过HTL 844将空穴有效地从第一电极810传输到EML 850。HTL 844可以由无机材料或有机材料形成。例如，当HTL 844由有机材料形成 时，HTL 844可以包括选自胺化合物的有机材料，例如4,4'-N,N'-二咔唑基 -联苯(CBP)、N,N'-二苯基-N,N'-双(1-萘基)-1,1'-联苯基-4,4"-二胺 (α-NPD)、N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯基)-4,4'-二胺 (TPD)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(苯基)-螺(螺-TPD)、N,N'- 二(4-(N,N'-二苯基氨基)苯基)-N,N'-二苯基联苯胺(DNTPD)或4,4',4"- 三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)、
聚苯胺、聚吡咯、聚(亚苯基亚乙烯基)、铜酞菁、芳香族叔胺、多 核芳香族叔胺、4,4'-双(对咔唑基)-1,1'-联苯化合物、N,N,N',N'-四芳基联 苯胺、PEDOT:PSS、聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙 基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)、聚[2-甲氧基-5-(3',7'-二 甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](MOMO-PPV)、聚甲基丙烯酸酯、聚(9,9-辛基芴)、聚(螺-芴)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基联苯胺(NPB)、 三(3-甲基苯基苯基氨基)-三苯胺(m-MTDATA)、聚(9,9'-二辛基芴基 -2,7-二基)-共-(4,4'-(N-(4-仲丁基苯基)二苯胺(TFB)、聚(4-丁基 苯基-二苯胺)(聚-TPD)、螺-PNB或其组合。
当HTL 844由无机材料形成时，HTL 844可包括NiO、MoO3、Cr2O3、 Bi2O3、p型ZnO、CuSCN、Mo2S、p型GaN或其组合。
在图12中，第一电荷传输层840具有HIL 842和HTL 844的双层结 构。或者，第一电荷传输层840可以具有HTL 844的单层结构，而不具有 HIL 842。
包括HIL 842和HTL 844的第一电荷传输层840可以通过真空沉积工 艺例如真空气相沉积或溅射，或者溶液工艺例如旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、 辊涂、流涂、流延工艺、丝网印刷或喷墨印刷来形成。单独或组合使用真 空沉积工艺和溶液工艺来形成第一电荷传输层840。HIL 842和HTL 844 中的每一者可以具有10nm至200nm的厚度，有利地，具有10至100nm的厚度，但不限于此。
EML 850包括本发明的发光体100。发光体100包括发光部110和封 装部140，并且任选地还包括(图2A的)可固化部150。发光部110包括 无机发光颗粒120和围绕无机发光颗粒120的包覆层130。无机发光颗粒 120可以包括核122和围绕核122的壳124。由于EML 850包括含有无机 发光颗粒120的发光部110，因而无机发光二极管800的颜色纯度得以改 善。
例如，通过溶液工艺将包含分散在溶剂中的发光体100的溶液涂覆在 第一电荷传输层840上，并且使溶剂蒸发以形成EML 850。用于EML 850 的溶液工艺可以是旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、辊涂、流涂、流延工艺、丝 网印刷或喷墨印刷。
例如，EML 850包括具有440nm的PL峰的无机发光颗粒120、具有 530nm的PL峰的无机发光颗粒120和具有620nm的PL峰的无机发光颗 粒120，并且形成在整个显示区域上使得提供白色发光二极管。
第二电荷传输层860位于EML 850与第二电极820之间。电子通过 第二电荷传输层860从第二电极820传输到EML 850中。例如，第二电 荷传输层860可以包括更靠近第二电极820的EIL 862和更靠近EML 850 的ETL 864。
电子通过EIL 862从第二电极820有效地注入到EML 850中。例如， EIL 862可以由经氟掺杂的或未掺杂的金属例如Al、Cd、Cs、Cu、Ga、 Ge、In或Li，或掺杂或未掺杂的金属氧化物例如TiO2、ZnO、ZrO、SnO2、 WO3或Ta2O3形成。用于金属氧化物的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、 Ga、Cd、Cs和Cu中之一。
电子通过ETL 864有效地传输到EML 850中。ETL 864可以由无机材 料和/或有机材料形成。用于ETL 864的无机材料可以选自掺杂或未掺杂 的金属/非金属氧化物例如TiO2、ZnO、ZnMgO、ZrO、SnO2、WO3、Ta2O3、 HfO3、Al2O3、ZrSiO4、BaTiO3或BaZrO3，掺杂或未掺杂的半导体颗粒例 如CdS、ZnSe或ZnS，氮化物例如Si3N4及其组合。用于金属/非金属氧化 物的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs和Cu中之一，并且用 于半导体的掺杂剂可以是Al、Mg、In、Li、Ga、Cd、Cs和Cu中之一。
用于ETL 864的有机材料可以是唑类化合物、异唑类化合物、三 唑类化合物、异噻唑类化合物、二唑类化合物、菲咯啉类化合物、苝类 化合物、苯并唑系化合物、苯并噻唑系化合物、苯并咪唑系化合物、芘 类化合物、三嗪类化合物或铝络合物等。例如，用于ETL 864的有机材料 可以选自3-(联苯基-4-基)-5-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-4H-1,2,4-三唑 (TAZ)、浴铜灵、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)、2,2',2"- (1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)(TPBi)、2-[4-(9,10-二-2- 萘基-2-蒽基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑、三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)、 双(2-甲基-8-喹啉合)-4-苯基酚铝(Ⅲ)(Balq)、8-羟基-喹啉合-锂(Liq)、 二(2-甲基-喹啉合)(三苯基甲硅烷氧基)铝)(Ⅲ)(Salq)及其组合， 但不限于此。
在图12中，第二电荷传输层860具有EIL 862和ETL 864的双层结 构。或者，第二电荷传输层860可以具有ETL 864的单层结构，而不具有 EIL 862。在这种情况下，ETL 864可以由上述材料与碳酸铯形成。
包括EIL 862和/或ETL 864的第二电荷传输层860可以通过真空沉积 工艺例如真空气相沉积或溅射，或溶液工艺例如旋涂、滴涂、浸涂、喷涂、 辊涂、流涂、流延工艺、丝网印刷或喷墨印刷形成。单独或组合使用真空 沉积工艺和溶液工艺来形成第一电荷传输层840。EIL 862和ETL 864中 的每一者可以具有10nm至200nm的厚度，有利地具有10nm至100nm 的厚度，但不限于此。
当第一电荷传输层840的HTL 844由有机材料形成并且第二电荷传输 层860由无机材料形成时，无机发光二极管800的发光性能可以得以改善。 其可被称为混杂电荷输送层结构。
另一方面，当空穴被传输到第二电极820中或者电子被传输到第一电 极810中时，二极管的寿命和效率可能降低。为了防止该问题，无机发光 二极管800还可以在发光层830中包括至少一个激子阻挡层。
例如，可以在HTL 844与EML 850之间形成电子阻挡层(EBL)。EBL 可以由如下形成：TCTA、三[4-(二乙基氨基)苯基]胺)、N-(联苯基- (4-基)9,9-二甲基-N-(4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基)-9H-芴-2-胺、 三对甲苯基胺、1,1-双(4-(N,N'-二(对甲苯基)氨基)苯基)环己烷(TAPC)、 m-MTDATA、1,3-双(N-咔唑基)苯(mCP)、3,3'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(mCBP)、聚-TPD、酞菁铜(CuPc)、DNTPD或1,3,5-三[4-(二苯 基氨基)苯基]苯(TDAPB)。
另外，可以在EML 850与ETL 864之间形成空穴阻挡层(HBL)。HBL 可以由ETL 864的材料形成。例如，HBL可以由苯并唑类化合物、菲 咯啉类化合物、苯并唑类化合物、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合 物、三嗪类化合物或芘类化合物形成。
HBL的材料可以具有比EML 850的最高占据分子轨道(HOMO)能 级更低的HOMO能级。例如，HBL可以由2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10- 菲咯啉(BCP)、BAlq、Alq3、PBD、螺-PBD或Liq形成。
如上所述，通过控制无机发光颗粒120的组成和尺寸，发光体100可 以发射各种波长的光。包括核-壳结构的无机发光颗粒120具有改善的量 子效率。另外，由于发光体100包括包含在单个封装部140中的复数个发 光部110，所以无机发光颗粒120的密度得以改善。此外，由于包覆层130 覆盖或围绕无机发光颗粒120的表面，所以防止了FRET问题并且改善了 发光效率。此外，由于封装部140和/或可固化部150，发光体100和无机 发光二极管800的耐热性得以改善。
在图12中，无机发光二极管具有通常结构。即，HTL位于具有较低 功函数的第一电极与EML之间，ETL位于具有较高功函数的第二电极与 EML之间。或者，二极管可以具有倒置结构。
在倒置结构中，第一电极是阴极，即电子注入电极；而第二电极是阳 极，即空穴注入电极。HBL位于第一电荷传输层与EML之间，并且EBL 位于第二电荷传输层与EML之间。
包括发光体100的无机发光二极管用于发光装置例如照明装置或显 示装置。图13是示出根据本发明的一个实施方案的无机发光显示装置的 示意性截面图。
如图13所示，无机发光显示装置900包括基板910、在基板910上 或上方的作为驱动元件的TFT Tr以及连接至TFT Tr的无机发光二极管 940。
半导体层912形成在基板910上。半导体层912可以包括氧化物半导 体材料或多晶硅。当半导体层912包括氧化物半导体材料时，可以在半导 体层912下方形成遮光图案(未示出)。到达半导体层912的光被遮光图 案遮挡或阻挡，使得半导体层912的热降解可以被防止。另一方面，当半 导体层912包括多晶硅时，可以将杂质掺杂到半导体层912的两侧。
在半导体层912上形成有栅极绝缘层914。栅极绝缘层914可以由诸 如硅氧化物或硅氮化物的无机绝缘材料形成。在栅极绝缘层914上形成由 导电材料例如金属形成的栅极920，以对应于半导体层912的中心。
在包括栅极920的基板910的整个表面上形成由绝缘材料形成的层间 绝缘层922。层间绝缘层922可以由无机绝缘材料例如硅氧化物或硅氮化 物，或者有机绝缘材料例如苯并环丁烯或光丙烯形成。
层间绝缘层922包括使半导体层912的两侧露出的第一接触孔924和 第二接触孔926。第一接触孔924和第二接触孔926位于栅极920的两侧 以与栅极920间隔开。在层间绝缘层922上形成由导电材料例如金属形成 的源极930和漏极932。
源极930和漏极932相对于栅极920彼此间隔开并且分别通过第一接 触孔924和第二接触孔926接触半导体层912的两侧。半导体层912、栅 极920、源极930和漏极932构成作为驱动元件的TFT Tr。
在图13中，栅极920、源极930和漏极932位于半导体层912上方。 即，TFT Tr具有共面结构。或者，在TFT Tr中，栅极可以位于半导体层 下方，并且源极和漏极可以位于半导体层上方，使得TFT Tr可以具有反 交错结构。在这种情况下，半导体层可以包括非晶硅。
虽然未示出，但栅极线和数据线设置在基板910上或上方，并且彼此 交叉以限定像素区域。另外，电连接至栅极线和数据线的开关元件可以设 置在基板910上。开关元件电连接至作为驱动元件的TFT Tr。另外，可以 在基板910上或上方形成与栅极线或数据线平行且间隔开的电力线。此 外，还可以在基板910上形成用于在一帧期间保持TFT Tr的栅极920的 电压的存储电容器。
形成钝化层934以覆盖TFT Tr，所述钝化层934包括使TFT Tr的漏 极932露出的漏接极触孔936。
通过漏极接触孔936连接至TFT Tr的漏极932的第一电极942分开 地形成在每个像素区域中和钝化层934上。第一电极942可以由具有较高 功函数的导电材料形成。第一电极942可以用作阳极或阴极。例如，第一 电极942可由ITO、IZO、ITZO、ICO、SnO2、In2O3、Cd:ZnO、F:SnO2、 In:SnO2、Ga:SnO、AZO、Ni、Pt、Au、Ag、Ir或碳纳米管(CNT)形成。 上述材料可以是掺杂的或未掺杂的。
当无机发光显示装置900以顶发光型运行时，可以在第一电极942下 方形成反射电极或反射层。例如，反射电极或反射层可以由铝-钯-铜(APC) 合金形成。
在钝化层934上形成有覆盖第一电极942的边缘的堤层948。像素区 域中的第一电极942的中心通过堤层948的开口露出。
在第一电极942上形成有包括发光体100的发光层944。发光层944 可以包括发光体100的EML。或者，为了提高发光效率，发光层944还 可以包括至少一个电荷传输层。例如，发光层944还可以包括在第一电极 942与EML之间的(图12的)第一电荷传输层840和在第二电极946与 EML之间的(图12的)第二电荷传输层860。
在包括发光层944的基板910上形成有第二电极946。第二电极946 位于显示区域的整个表面处。第二电极946可以由具有较低功函数的导电 材料形成。第二电极946可以用作阴极或阳极。例如，第二电极946可由 Ca、Ba、Ca/Al、LiF/Ca、LiF/Al、BaF2/Al、CsF/Al、CaCO3/Al、BaF2/Ca/Al、 Al、Mg、Au-Mg合金或Ag-Mg合金形成。
发光层944中的发光体100包括发光部110、围绕发光部110的封装 部140，并且任选地还包括(图2A的)可固化部150。发光部110包括无 机发光颗粒120和围绕无机发光颗粒120的包覆层130。无机发光颗粒120 可以包括核122和围绕核122的壳124。可以根据核122的组成和/或尺寸 和/或壳124的厚度来控制来自发光部110的光的波长。
由于每个发光体100包括包含在单个封装部140中的复数个发光部 110，所以无机发光颗粒120的密度得以改善。此外，由于包覆层130覆 盖或围绕无机发光颗粒120的表面，所以防止了FRET问题并且改善了发 光效率。此外，由于封装部140和/或可固化部150，发光体100、无机发 光二极管940和无机发光显示装置900的耐热性得以改善。
[红色发光体的合成]
如用图2B所述的，合成红色发光体。InP/ZnSe/ZnS结构的红色QD 被用作无机发光颗粒。将CTAB加入QD中以在QD的表面处生长反应性 配体。加入TEOS和NaOH后，混合物在60℃的温度下反应约3小时， 使得在QD表面上包覆具有羟基表面的二氧化硅。再次添加TEOS以在 QD表面稳定地形成二氧化硅包覆层。加入GPTS，并将混合物储存过夜， 使得作为可固化部的GPTS与二氧化硅包覆层结合。接着，加入作为封装 部的TMMS，并且将混合物在150℃的温度下储存过夜，使得连接作为可 固化部的具有环氧基团的硅氧烷并且生长TMMS的封装部。
图14示出了在不同标尺下的发光体的TEM图片。如图14所示，复 数个作为无机发光颗粒的QD包含在作为圆形的封装部中。
[使用红色发光体形成薄层]
红色发光体通过旋涂工艺涂覆在ITO玻璃基板上。在100℃的温度下 对涂覆层执行软焙烧处理达3分钟，并对涂覆层执行50mJ/cm2的曝光工 艺。在150℃的温度下对涂覆层执行硬焙烧处理达30分钟，使得形成包 括发光体的薄层。薄层由“QD SIOC”标记。
[比较例的薄层]
使用InP/ZnSe/ZnS红色QD代替发光体，并且使用作为粘结剂的丙烯 酸酯通过上述过程来形成薄层。该薄层由“QD PR”标记。
[薄层的性质]
测量薄层“QD SIOC”和“QD PR”的性质。在图15中分别示出薄层 “QD PR”和“QDSIOC”的TEM图片。薄层“QD PR”的厚度为1.379μm， 而薄层“QD SIOC”的厚度为0.423μm。即，薄层“QD SIOC”的厚度可以 是薄层“QD PR”的厚度的约1/3。
测量了薄层“QD PR”和“QD SIOC”的PL强度并在图16中示出。薄 层“QD PR”和“QDSIOC”在635nm处具有最大PL强度。薄层“QD PR” 的最大PL强度约为1.02，而薄层“QD SIOC”的最大PL强度为约7.44。 即，用相关技术QD作为发光体，薄层的厚度为至少6μm，而包括本发 明的发光体的薄层以更小的厚度(即，小于1.8μm)就具有足够的亮度。
对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情 况下，可以在本发明的实施方案中进行各种修改和变化。因此，旨在所述 修改和变化覆盖本发明，只要其落入所附权利要求及其等同方案的范围内 即可。
Claims (23)
1.一种发光体，包括：
复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和
封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
2.根据权利要求1所述的发光体，其中在单个封装部中聚集有所述复数个发光部。
3.根据权利要求1所述的发光体，其中所述包覆层被改性为在所述包覆层的表面包含羟基，所述封装部由基于有机硅的材料形成。
4.根据权利要求1所述的发光体，其中所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
5.根据权利要求1所述的发光体，其中所述无机发光颗粒具有单层结构，或包括在中心处的芯和在所述芯的外侧处的壳的异质结构。
6.根据权利要求1所述的发光体，其中相邻无机发光颗粒具有避免荧光共振能量转移的距离。
7.根据权利要求1所述的发光体，还包括通过共价键连接至所述包覆层的表面的可固化部。
8.一种发光膜，包括：
复数个发光体，每个发光体包括：
复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和
封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
9.根据权利要求8所述的发光膜，其中所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
10.一种液晶显示装置，包括：
液晶面板；
在所述液晶面板下方的背光单元；以及
在所述液晶面板与所述背光单元之间并且包括复数个发光体的发光膜，其中每个发光体包括：
复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和
封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
12.一种发光二极管封装，包括：
发光二极管芯片；以及
围绕所述发光二极管芯片并且包括复数个发光体的封装部件，其中每个发光体包括：
复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和
封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
13.根据权利要求12所述的发光二极管封装，其中所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
14.一种液晶显示装置，包括：
包括发光二极管封装的背光单元，其中所述发光二极管封装包括：发光二极管芯片，以及围绕所述发光二极管芯片并且包括复数个发光体的封装部件；以及
在所述背光单元上方的液晶面板，
其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中，所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
16.一种发光显示装置，包括：
基板；
在所述基板上方的发光二极管；以及
颜色转换层，所述颜色转换层在所述基板与所述发光二极管之间或者在所述发光二极管上方，并且包括复数个发光体，
其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
17.根据权利要求16所述的发光显示装置，其中在所述基板中限定有红色像素区域，所述颜色转换层包括在所述红色像素区域中的红色转换层，以及
其中来自所述发光二极管的光通过所述红色转换层中的所述发光体转换为红色波长的光。
18.根据权利要求17所述的发光显示装置，其中在所述基板中还限定有绿色像素区域，所述颜色转换层还包括在所述绿色像素区域中的绿色转换层，以及
其中来自所述发光二极管的光通过所述绿色转换层中的所述发光体转换为绿色波长的光。
19.根据权利要求16所述的发光显示装置，其中在所述基板中限定有红色像素区域和绿色像素区域，所述颜色转换层覆盖所述红色像素区域和所述绿色像素区域，以及
其中来自所述发光二极管的光通过所述颜色转换层中的所述发光体转换为红绿波长的光。
20.根据权利要求16所述的发光显示装置，还包括：滤色器层，
其中所述颜色转换层位于所述发光二极管与所述滤色器层之间。
21.一种无机发光二极管，包括：
第一电极；
面对所述第一电极的第二电极；以及
在所述第一电极与所述第二电极之间并且包括复数个发光体的发光层，
其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
22.根据权利要求21所述的无机发光二极管，其中所述无机发光颗粒是量子点或量子棒。
23.一种无机发光显示装置，包括：
基板；
无机发光二极管，所述无机发光二极管包括第一电极、面对所述第一电极的第二电极，以及在所述第一电极与所述第二电极之间并且包括复数个发光体的发光层；以及
驱动元件，所述驱动元件在所述基板与所述无机发光二极管之间并且连接至所述无机发光二极管，
其中每个发光体包括：复数个发光部，每个发光部包括无机发光颗粒和围绕所述无机发光颗粒的表面的包覆层；和封装部，所述封装部通过共价键连接至所述复数个发光部的所述包覆层或者与所述复数个发光部的所述包覆层结合，并且围绕所述复数个发光部。
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