CN111740032A - 用于制造量子点层的方法和包括量子点层的显示装置 - Google Patents

用于制造量子点层的方法和包括量子点层的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造量子点层的方法和包括量子点层的显示装置。该用于制造量子点层的方法包括提供基板，在所述基板上设置第一发光电极、第二发光电极和第三发光电极；提供第一混合溶液，所述第一混合溶液包括已经被表面处理以具有第一极性的第一量子点；为第一发光电极提供与第一极性相对的第二极性；在第一发光电极上设置第一量子点；和使第一混合溶液干燥以形成第一量子点层。

Description

用于制造量子点层的方法和包括量子点层的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月25日提交的韩国专利申请第10-2019-0033616号的优先权和权益，其为了所有目的通过引用以此并入，如同在本文中充分陈述。
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及用于制造量子点层的方法、用于制造包括量子点层的发光装置的方法以及包括量子点层的显示装置。
背景技术
电子装置，比如移动通信终端、数字照相机、膝上型计算机、监视器和电视，包括用于显示图像的显示装置。
在显示装置中，量子点积极用作用于发光装置或用于光控制层的材料。通常，当制造包括量子点层的发光装置或光控制层时，通过使用精细金属掩模沉积量子点。但是，当通过使用精细金属掩模沉积量子点时，随着掩模区变宽，掩模可翘曲，从而使得更难以制造大的显示装置，同时浪费材料以增加工艺成本。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供了用于在不用掩模的情况下制造量子点层和包括量子点层的发光装置的方法。
本发明的示例性实施方式还提供了包括量子点层的显示装置，在不使用掩模的情况下制造该量子点层。
本发明的另外特征将在以下描述中陈述，并且部分地将从描述中显而易见，或可通过本发明的实践而获知。
本发明的示例性实施方式提供了用于制造量子点层的方法，该量子点层包括：提供基板，在该基板上设置在平面上彼此间隔开的第一发光电极、第二发光电极和第三发光电极；在第一至第三发光电极上提供第一混合溶液，该第一混合溶液包括已经被表面处理以具有第一极性的第一量子点；向第一发光电极提供与第一极性相对的第二极性；在其上提供第二极性的第一发光电极上设置第一量子点；和使第一混合溶液干燥以形成第一量子点层。
在第一至第三发光电极上第一混合溶液的提供可包括使第一基础量子点与含有极性材料的基础溶液混合，以制备第一混合溶液。
该方法可进一步包括：在第一至第三发光电极上提供包括已经被表面处理以具有第一极性的第二量子点的第二混合溶液；向第二发光电极提供第二极性；在提供有第二极性的第二发光电极上设置第二量子点；使第二混合溶液干燥以形成第二量子点层；在第一至第三发光电极上提供包括已经被表面处理以具有第一极性的第三量子点的第三混合溶液；向第三发光电极提供第二极性；在提供有第二极性的第三发光电极上设置第三量子点；和使第三混合溶液干燥以形成第三量子点层。
该方法可进一步包括在第一至第三量子点层上设置第二电极。第一量子点层可发射红光，第二量子点层可发射绿光，并且第三量子点层可发射蓝光。
第一极性可为正极性。极性材料可为具有氨基和硅烷基的有机化合物。
极性材料可为下述中的至少一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AHAPS)、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPS)、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(APMES)和3-(N,N-二甲基)-氨基丙基三甲氧基硅烷(DMAPS)。
第一极性可为负极性。极性材料可为具有巯基和羧基的有机化合物。
极性材料可为选自下述中的至少一种：巯基乙酸衍生物、巯基丙酸衍生物、巯基丁酸衍生物和巯基戊酸衍生物。
第一量子点层可为吸收蓝光并且发射红光或绿光的量子点层。
基板可具有90％或更大的光学透射率。
第一量子点的设置可进一步包括向第二发光电极和第三发光电极提供第一极性。
本发明的另一示例性实施方式提供了用于制造发光装置的方法，该方法包括：提供在其上设置第一电极的基板；在第一电极上提供包括已经用极性材料表面处理以具有第一极性的量子点的第一混合溶液；向第一电极提供与第一极性相对的第二极性；在其上提供第二极性的第一电极上设置量子点；使第一混合溶液干燥以形成量子点层；和在量子点层上设置第二电极。
极性材料可为具有氨基和硅烷基，或巯基和羧基的有机化合物。
极性材料可为选自下述中的至少一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AHAPS)、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPS)、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(APMES)和3-(N,N-二甲基)-氨基丙基三甲氧基硅烷(DMAPS)。可替代地，极性材料可为选自下述中的至少一种：巯基乙酸衍生物、巯基丙酸衍生物、巯基丁酸衍生物和巯基戊酸衍生物。
本发明的另一示例性实施方式提供了显示装置，该显示装置包括第一像素区、第二像素区、第三像素区、第一发光装置、第二发光装置和第三发光装置。第一发光装置、第二发光装置和第三发光装置可分别与第一像素区、第二像素区和第三像素区具有一对一的对应。第一至第三发光装置中的每一个可包括第一电极、第二电极和量子点层。量子点层可包括设置在第一电极和第二电极之间，并且已经用极性材料表面处理的量子点。极性材料可为具有氨基和硅烷基，或巯基和羧基的有机化合物。
极性材料可为选自下述中的至少一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AHAPS)、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPS)、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(APMES)和3-(N,N-二甲基)-氨基丙基三甲氧基硅烷(DMAPS)。可替代地，极性材料可为选自下述中的至少一种：巯基乙酸衍生物、巯基丙酸衍生物、巯基丁酸衍生物和巯基戊酸衍生物。
第一至第三发光装置中的每一个可进一步包括电子传输区域和空穴传输区域。空穴传输区域可设置在第一电极和量子点层之间。电子传输区域可设置在量子点层和第二电极之间。
第一发光装置可发射红光，第二发光装置可发射绿光，并且第三发光装置可发射蓝光。
应当理解，前述一般性描述和以下详细描述为示例性的和解释性的，并且旨在提供所要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
包括附图以提供本发明构思的进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明构思的示例性实施方式，并且与描述一起，用来解释本发明构思的原理。
图1为根据本发明的示例性实施方式的显示装置的透视图。
图2A为根据示例性实施方式的用于制造量子点层的方法的流程图。
图2B为根据示例性实施方式的用于制造量子点层的方法的流程图。
图3为根据示例性实施方式的用于制造包括量子点层的发光装置的方法的流程图。
图4为根据示例性实施方式的显示装置的平面图。
图5A为示出用于提供在其上设置第一至第三发光电极的基板的步骤的横截面图。
图5B为示出用于制备第一混合溶液的步骤的视图。
图5C为示出根据示例性实施方式的已经用极性材料表面处理的量子点发光体的透视图。
图5D为示出用于在第一至第三发光电极上提供第一混合溶液的步骤的横截面图。
图5E为示出用于向第一发光电极提供第二极性的步骤的横截面图。
图5F为示出用于使第一混合溶液干燥以形成第一量子点层的步骤的横截面图。
图5G为示出用于在第一至第三发光电极上提供第二混合溶液的步骤的横截面图。
图5H为示出用于向第二发光电极提供第二极性的步骤的横截面图。
图5I为示出用于使第二混合溶液干燥以形成第二量子点层的步骤的横截面图。
图5J为示出根据示例性实施方式的用于向第二发光电极和第三发光电极提供第一极性的步骤的横截面图。
图5K为示出在其上设置通过用于制造根据示例性实施方式的量子点层的方法形成的量子点层的基板的横截面图。
图5L为示出在其上设置通过用于制造根据示例性实施方式的发光装置的方法形成的发光装置的显示装置的横截面图。
图6为示出在其上设置通过用于制造根据示例性实施方式的发光装置的方法形成的发光装置的显示装置的横截面图。
具体实施方式
在以下描述中，为了解释的目的，陈述了许多特定细节，以便提供对本发明的各种示例性实施方式的透彻理解。如本文使用的“实施方式”为采用本文公开的一个或多个发明构思的装置或方法的非限制性示例。但是，显而易见，可在没有这些特定细节的情况下或用一个或多个等效布置的情况下实践各种示例性实施方式。在其他情况下，以框图形式显示熟知的结构和装置，以便避免不必要地混淆各种示例性实施方式。进一步地，各种示例性实施方式可不同，但是不必是排他性的。例如，在不背离本发明构思的情况下，示例性实施方式的特定形状、构造和特性可在另一个示例性实施方式中使用或实施。
除非另外指出，否则所示出的示例性实施方式应理解为提供改变在实践中可实施本发明构思的一些方式的细节的示例性特征。所以，除非另外指出，否则在不背离本发明构思的情况下，各种实施方式的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(下文单独或共同称为“元件”)可以以其他方式组合、分开、互换和/或重新布置。
一般在附图中提供交叉影线和/或阴影的使用，以阐明邻近元件之间的边界。这样，除非指出，否则交叉影线或阴影的存在或缺少都不表达或指示对具体材料、材料性质、维度、比例、所示出的元件之间的共性，和/或元件的任何其他特性、属性、性质等的任何偏好或要求。进一步地，在附图中，为了清楚起见和/或描述性目的，元件的尺寸和相对尺寸可被放大。当可不同地实施示例性实施方式时，可以与描述的顺序不同地进行特定工艺顺序。例如，两个连续描述的工艺可基本上同时进行或以与描述的顺序相反的顺序进行。而且，相同的附图标记表示相同的元件。
当元件，比如层，被称为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、直接连接至或直接联接至另一元件或层，或可存在中间元件或层。但是，当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，不存在中间元件或层。为了该目的，术语“连接”可指用或不用中间元件的物理连接、电连接和/或流体连接。进一步地，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴，比如x轴、y轴和z轴，并且可在更广泛的意义上来解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可彼此垂直，或可表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z组成的组中的至少一个”可解释为仅X、仅Y、仅Z，或X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，比如，例如，XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文所使用，术语“和/或”包括相关列举项目中的一个或多个的任意和所有组合。
尽管术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种类型的元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于区分一个元件与另一个元件。因此，在不背离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可称为第二元件。
空间相对术语，比如“下方”、“下面”、“之下”、“下”、“上面”、“上”、“之上”、“较高”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等，可在本文中用于描述性目的，并且从而用于描述如附图中所示出的一个元件与另一个元件(多个元件)的关系。空间相对术语旨在包括除了附图中描绘的定向之外的使用、操作和/或制造中的设备的不同定向。例如，如果将附图中的设备翻转，描述为在其他元件或特征“下面”或“下方”的元件将随之定向在其他元件或特征的“上面”。因此，示例性术语“下面”可包括上面和下面的两种定向。此外，设备可以以其他方式定向(例如，旋转90度或处于其他定向)，并且这样，相应地解释本文使用的空间相对描述符。
本文使用的术语是为了描述具体实施方式的目的，并且不旨在是限制性的。如本文所使用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。而且，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”当在本说明书中使用时，指出所叙述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。也应注意，如本文所使用，术语“基本上”、“约”和其他类似术语，用作近似的术语而不用作程度的术语，并且，这样，用于说明本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
参考作为理想化的示例性实施方式和/或中间结构的示意性图示的截面图示和/或分解图示，本文描述了各种示例性实施方式。这样，应预料到由于例如制造技术和/或公差造成的与图示的形状的变化。因此，本文公开的示例性实施方式不应必须解释为限于具体所示出的区域的形状，而是解释为包括例如由于制造造成的形状的偏差。如此，附图中示出的区域本质上可为示意性的，并且这些区域的形状可不反映装置的区域的实际形状，并且这样，不一定旨在是限制性的。
除非以其他方式限定，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。术语，比如在通常使用的词典中限定的那些，应解释为具有与它们在相关领域的语境下的含义一致的含义，并且不应在理想化或过于正式的意义上解释，除非本文明确如此限定。
下文，将参考附图描述本发明的示例性实施方式。
图1为根据本发明的示例性实施方式的显示装置DD的透视图。如图1中示出，显示装置DD可通过显示表面IS显示图像IM。显示表面IS平行于由第一方向轴DR1和第二方向轴DR2限定的平面。第三方向轴DR3指示显示表面IS的法线方向，即，显示装置DD的厚度方向。
根据第三方向轴DR3限定下面将描述的每个构件或单元的前表面(或顶表面)和后表面(或底表面)。但是，图1中示出的第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3只是示例性方向，并且由第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3指示的方向为相对概念，从而该方向可改变为其他方向。下文，第一至第三方向与分别由第一至第三方向轴DR1、DR2和DR3指示的方向一样地参考相同的附图标记。
在本发明的示例性实施方式中，示出了具有平面的显示表面的显示装置DD，但是本发明构思不限于此。显示装置DD可包括弯曲的显示表面或立体的显示表面。立体的显示表面可包括指示彼此不同方向的多个显示区，并且也可包括，例如，多边形柱状显示表面。
显示装置DD可为刚性显示装置。但是，本发明构思不限于此，并且显示装置DD可相反地为柔性显示装置DD。在该示例性实施方式中，示例性示出了可应用于便携式终端的显示装置DD。尽管本文未示出，但是安装在主板上的电子模块、照相机模块、电力模块等容纳在外壳(未示出)中，以构成便携式终端。根据本发明构思的显示装置DD可不仅应用于大尺寸的电子装置，比如电视、监视器，而且也可应用于小尺寸或中等尺寸的电子装置，比如平板电脑、汽车导航系统、游戏机、智能手表。
如图1中示出，显示表面IS可包括其中显示图像IM的显示区DA，以及邻近于显示区DA的非显示区NDA。非显示区NDA为其中不显示图像的区。作为图像IM的示例，图1中示出了图标图像。
如图1中示出，显示区DA可具有矩形形状。非显示区NDA可围绕显示区DA。但是，本发明构思不限于此，并且可相对地设计显示区DA的形状和非显示区NDA的形状。
显示装置DD可包括如图5L中显示的量子点层EML1、EML2和EML3。另外，显示装置DD可包括如图5L中显示的包括量子点层EML1、EML2和EML3的发光装置LD1、LD2、LD3。在该示例性实施方式中，量子点层EML1、EML2和EML3，可用作发射光的发射层或用作将光的短波长转换成长波长或透射光的波长的光控制层。
图2A和图2B为根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000和S1100的流程图。图5A至图5K为示出根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000和S1100的各自步骤的图。
参考图2A，用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000可包括：步骤S110，用于提供在其上设置第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3的基板SUB，其中，第一电极可包括第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3；步骤S111，用于通过将基础量子点QD-B与含有极性材料PM的溶液混合制备第一混合溶液SOL1；步骤S120，用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第一混合溶液SOL1；步骤S130，用于向第一发光电极EL1-1提供第二极性；步骤S140，用于在第一发光电极EL1-1上设置第一量子点QD1；步骤S150，用于使第一混合溶液SOL1干燥以形成第一量子点层EML1；步骤S160，用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第二混合溶液SOL2；步骤S170，用于向第二发光电极EL1-2提供第二极性；步骤S180，用于在第二发光电极EL1-2上设置第二量子点QD2；步骤S190，用于使第二混合溶液SOL2干燥以形成第二量子点层EML2；步骤S200，用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第三混合溶液(未示出)；步骤S210，用于向第三发光电极EL1-3提供第二极性；步骤S220，用于在第三发光电极EL1-3上设置第三量子点(未示出)；和步骤S230，用于使第三混合溶液干燥以形成第三量子点层EML3。
参考图2B，根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1100可进一步包括步骤S131，用于向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性。
图3为根据示例性实施方式的用于制造包括第一量子点层EML1的第一发光装置LD1的方法S1200的流程图。
稍后将描述根据图2A、图2B和图3的用于制造方法S1000、S1100和S1200的详细描述。
图4为根据示例性实施方式的显示装置DD的平面图。图4示出了当从上面观察时的显示装置DD。
参考图4，在显示装置DD中，可限定第一像素区PXA1、第二像素区PXA2、第三像素区PXA3和非像素区NPXA。
第一像素区PXA1可沿着第一方向DR1设置，第二像素区PXA2可沿着第一方向DR1设置，并且第三像素区PXA3可沿着第一方向DR1设置。第一像素区PXA1、第二像素区PXA2和第三像素区PXA3可沿着第二方向DR2交替地设置。例如，一个第一像素区PXA1、一个第二像素区PXA2和一个第三像素区PXA3可沿着第二方向DR2顺序设置。
非像素区NPXA可为邻近于第一像素区PXA1、第二像素区PXA2和第三像素区PXA3设置的区。非像素区NPXA可设定第一像素区PXA1、第二像素区PXA2和第三像素区PXA3的边界。
第一至第三像素区PXA1、PXA2和PXA3可包括量子点层EML1、EML2和EML3作为发光层或光控制层。
第一像素区PXA1可提供第一颜色光，第二像素区PXA2可提供第二颜色光，并且第三像素区PXA3可提供第三颜色光。第一颜色光、第二颜色光和第三颜色光可为具有彼此不同的颜色的光。例如，在第一至第三颜色光中，一个可为蓝光，另一个可为红光，并且剩余一个可为绿光。
下文，将参考图2A和图5A至图5K描述示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000。图5A至图5K可示出对应于沿着图4中的线I-I’截取的横截面的区。
图5A为示出图2A中的用于提供在其上设置第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3的基板SUB的步骤S110的横截面图。参考图2A和图5A，基板SUB可包括基底基板BS和设置在基底基板BS上的电路层CL。电路层CL可包括分别连接至第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3的多个晶体管。基底基板BS可为硅基板、塑料基板、玻璃基板、绝缘膜或包括多个绝缘层的层压结构。
在平面上彼此间隔开的第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3可设置在基板SUB上。可设置第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3之间的像素限定层PDL。在说明书中，“在平面上”可意指在第三方向(DR3，厚度方向)上观察显示装置DD。
像素限定层PDL可在平面上与第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3的一部分重叠。尽管未示出，但是可省略像素限定层PDL。
图5B为示出图2A中的用于制备第一混合溶液SOL1的步骤S111的视图。
参考图5B和图2A，示出了步骤S111，用于通过将基础量子点QD-B与含有极性材料PM的溶液混合制备第一混合溶液SOL1。可取决于待形成的第一量子点层EML1的面积和厚度，调整第一混合溶液SOL1中每单位体积的第一量子点QD1的数量。
当基础量子点QD-B与含有极性材料PM的溶液混合时，第一量子点QD1可由于极性材料PM而被表面处理，以表现出极性。
例如，极性材料PM可与第一量子点QD1的表面反应并且键合到第一量子点QD1的表面上，以修饰第一量子点QD1的表面，并且第一量子点QD1的表面可由于极性材料PM的极性而表现出极性。可替代地，极性材料PM可围绕第一量子点QD1的表面以形成与胶束结构类似的结构，并且因此，第一量子点QD1的表面可表现出极性。极性材料PM可为有机化合物。但是，本发明构思不限于此，并且极性材料PM可为金属化合物或无机化合物。
尽管未示出，但是第一混合溶液SOL1可含有酸或碱。酸或碱可分别为布朗斯特-劳瑞(Bronsted-Lowry)酸或布朗斯特-劳瑞碱。
图5C为示出根据示例性实施方式的已经用极性材料PM表面处理的量子点QD的透视图。参考图5C，已经用极性材料PM表面处理的量子点QD可包括基础量子点QD-B和围绕基础量子点QD-B的极性材料PM。
基础量子点QD-B可为光转换颗粒，其吸收入射光并且发射具有比入射光的波长更长的波长的光。可替代地，基础量子点QD-B可为用作自发光材料的自发光颗粒。
基础量子点QD-B，其具有数纳米尺寸的晶体结构并且由数百至数千个原子形成，表现出量子约束效应，在量子约束效应中能带隙由于基础量子点QD-B的小尺寸而增加。当用具有比带隙能更高的波长的光辐射基础量子点QD-B时，基础量子点QD-B通过吸收光被激发，并且发射具有特定波长的光以下降至基态。具有发射波长的光具有对应于能带隙的值。可通过调整基础量子点QD-B的尺寸和组成而调整由基础量子点QD-B的量子约束效应造成的发光特性。
基础量子点QD-B可选自第II-VI族化合物、第III-V族化合物、第IV-VI族化合物、第IV族元素、第IV族化合物和其组合。
第II-VI族化合物可选自由下述组成的组中：选自由CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS和其组合组成的组中的二元元素化合物；选自由CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS和其组合组成的组中的三元元素化合物；和选自由HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe和其组合组成的组中的四元元素化合物。
第III-V族化合物可选自由下述组成的组中：选自由GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb和其组合组成的组中的二元元素化合物；选自由GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InGaP、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb和其组合组成的组中的三元元素化合物；和选自由GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、GaAlNP和其组合组成的组中的四元元素化合物。第IV-VI族化合物可选自由下述组成的组中：选自由SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe和其组合组成的组中的二元元素化合物；选自由SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe和其组合组成的组中的三元元素化合物；和选自由SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe和其组合组成的组中的四元元素化合物。第IV族元素可选自由下述组成的组中：Si、Ge和其组合。第IV族化合物可为选自由SiC、SiGe和其组合组成的组中的二元元素化合物。
此时，二元元素化合物、三元元素化合物或四元元素化合物可以以均匀的浓度存在于颗粒中，或可存在于其中浓度分布局部分成不同状态的相同颗粒中。
基础量子点QD-B可为核壳结构，包括核CORE和围绕核CORE的壳SHELL。基础量子点QD-B也可具有核CORE/壳SHELL结构，其中一个量子点围绕另一个量子点。核CORE和壳SHELL之间的界面可具有浓度梯度，其中壳SHELL中存在的元素的浓度朝向核CORE变低。
在一些示例性实施方式中，基础量子点QD-B可具有核壳结构，该核壳结构包括含有所描述的纳米晶体的核和围绕核的壳。基础量子点QD-B的壳可用作用于通过防止核的化学变性而保持半导体特性的保护层和/或用作用于给予基础量子点QD-B电泳特性的充电层。壳可为单个层或多个层。核和壳之间的界面可具有浓度梯度，其中壳中存在的元素的浓度朝向核变低。基础量子点QD-B的壳可包括，例如，金属或非金属氧化物、半导体化合物或其组合。
金属或非金属氧化物可包括，例如，二元元素化合物，比如SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO、MnO、Mn2O3、Mn3O4、CuO、FeO、Fe2O3、Fe3O4、CoO、Co3O4和NiO；或三元元素化合物，比如MgAl2O4、CoFe2O4、NiFe2O4和CoMn2O4，但是本发明构思不限于此。
基础量子点QD-B可为具有纳米级尺寸的颗粒。基础量子点QD-B可具有约45nm或更小，优选地约40nm或更小，更优选地约30nm或更小的发射波长光谱的半峰全宽(FWHM)，并且在所描述的范围内可改进颜色纯度或颜色再现性。另外，经基础量子点QD-B发射的光可在所有方向上发射，从而改进光的视角。
此外，基础量子点QD-B的形状不限于在本领域中通常使用的特定形状，但是更具体地，可使用球形、锥体、多臂或立方体纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米纤维、纳米片颗粒等。
如图5C中示出，当基础量子点QD-B用极性材料PM表面处理时，极性材料PM可围绕基础量子点QD-B的壳SHELL的表面。极性材料PM可直接键合到基础量子点QD-B的壳SHELL或通过吸引力造成围绕壳SHELL。基础量子点QD-B可由于极性材料PM而具有第一极性。第一极性可具有正极性或负极性。
极性材料PM可具有氨基和硅烷基。极性材料PM可为，例如，下述中的至少一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AHAPS)、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPS)、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷(APMES)和3-(N,N-二甲基)-氨基丙基三甲氧基硅烷(DMAPS)。
当极性材料PM具有氨基和硅烷基时，硅烷基可围绕基础量子点QD-B。氨基可接收来自混合溶液中存在的酸的氢以形成铵离子，并且因此，极性材料PM的表面可表现出正极性。
极性材料PM可具有巯基和羧基。极性材料PM可为，例如，选自下述中的至少一种：巯基乙酸衍生物、巯基丙酸衍生物、巯基丁酸衍生物和巯基戊酸衍生物。
当极性材料PM具有巯基和羧基时，巯基可围绕基础量子点QD-B。羧基可向混合溶液中存在的碱提供氢以形成羧基阴离子，并且因此，极性材料PM的表面可表现出负极性。
所描述的极性材料PM只是示例性的，并且不特别限制该材料，只要赋予基础量子点QD-B极性即可。
此外，通过其所描述的基础量子点QD-B的表面表现出极性的机制是示例性的，并且取决于极性材料PM的结构和种类，基础量子点QD-B可通过其他机制表现出极性。
图5D为示出图2A中的用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第一混合溶液SOL1的步骤S120的横截面图。图5E为示出图2A中的用于向第一发光电极EL1-1提供第二极性的步骤S130，和图2B中的用于向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性的步骤S131的横截面图。
参考图2A、图5D和图5E，第一混合溶液SOL1可提供在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上。其后，可向第一发光电极EL1-1提供与第一极性相对的第二极性。不特别限制用于向第一发光电极EL1-1提供第二极性的方法，并且可使用通过本领域技术人员容易使用的各种方法。
当向第一发光电极EL1-1提供第二极性时，在已经用极性材料表面处理以具有第一极性的第一量子点QD1和第一发光电极EL1-1之间可发生吸引力。因此，第一量子点QD1可设置在第一发光电极EL1-1上。此时，因为第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3不具有第二极性，所以可不设置第一量子点QD1。
图5F为示出图2A中的用于使第一混合溶液SOL1干燥以形成第一量子点层EML1的步骤S150的横截面图。参考图2A和图5F，第一混合溶液SOL1可被干燥以形成第一量子点层EML1。当第一混合溶液SOL1被干燥时，第一量子点QD1可固定在第一发光电极EL1-1上以形成第一量子点层EML1。
不特别限制干燥的时间和温度，并且可取决于第一混合溶液SOL1的体积和第一混合溶液SOL1的每单位体积的第一量子点QD1的数量而调整。
尽管未示出，但是在用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第一混合溶液SOL1的步骤S120之前，可进一步包括用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上设置空穴传输区域HTR(图6)的步骤。另外，在干燥步骤之后，可进一步包括用于固化或涂布第一量子点层EML1的步骤。
图5G为示出图2A中的用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第二混合溶液SOL2的步骤S160的横截面图。图5H为示出图2A中的用于向第二发光电极EL1-2提供第二极性的步骤S170的横截面图。图5I为示出图2A中的用于使第二混合溶液SOL2干燥以形成第二量子点层EML2的步骤S190的横截面图。
与图5D至图5F中描述的那些基本上相同的内容可应用于图5G至图5I中示出的各个步骤，并且因此，将省略详细描述。
参考图2A，用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000可包括：步骤S200，用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第三混合溶液(未示出)；步骤S210，用于向第三发光电极EL1-3提供第二极性；步骤S220，用于在第三发光电极EL1-3上设置第三量子点(未示出)；和步骤S230，用于使第三混合溶液干燥以形成第三量子点层EML3。
与图5D至图5F中示出的步骤S120、S130、S140和S150中描述的那些基本上相同的内容可应用于用于在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3上提供第三混合溶液(未示出)的步骤S200；用于向第三发光电极EL1-3提供第二极性的步骤S210；用于在第三发光电极EL1-3上设置第三量子点(未示出)的步骤S220；和用于使第三混合溶液干燥以形成第三量子点层EML3的步骤S230，并且因此，将省略详细描述。
尽管未示出，但是在用于使第三混合溶液(未示出)干燥以形成第三量子点层EML3的步骤S230之后，可进一步包括用于在第一至第三量子点层EML1、EML2和EML3上设置电子传输区域ETR(图6)的步骤。
下文，将参考图2B和图5J描述根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1100。
图5J为示出根据实施方式的用于向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性的步骤的横截面图。
参考图2B和图5J，根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1100可进一步包括用于向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性的步骤S131。用于向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性的步骤S131可与用于向第一发光电极EL1-1提供第二极性的步骤S130一起进行。
该示例性实施方式的第一量子点QD1用极性材料PM表面处理，以具有第一极性。因此，当向第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3提供第一极性时，在第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3与第一量子点QD1之间可发生排斥力。因此，第一量子点QD1可不设置在第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3上，而是可仅设置在第一发光电极EL1-1上。所以，第一量子点QD1可仅选择性地设置在第一发光电极EL1-1上。
尽管未示出，但是即使当第二量子点QD2和第三量子点(未示出)中的每一个在第二发光电极EL1-2和第三发光电极EL1-3上形成时，也可应用与上述那些基本上相同的内容。
图5K为示出其上设置通过根据示例性实施方式的用于制造量子点层EML1、EML2和EML3的方法S1000和S1100形成的量子点层EML1、EML2和EML3的基板SUB的横截面图。
参考图5K，第一至第三像素区PXA1、PXA2和PXA3以及非像素区NPXA可通过像素限定层PDL限定。像素限定层PDL可防止第一像素区PXA1、第二像素区PXA2和第三像素区PXA3之间颜色混合。
第一量子点层EML1可在平面上与第一像素区PXA1重叠，第二量子点层EML2可在平面上与第二像素区PXA2重叠，并且第三量子点层EML3可在平面上与第三像素区PXA3重叠。
与图4中描述的那些相同的内容可应用于第一至第三像素区PXA1、PXA2和PXA3。
在其上设置根据示例性实施方式的量子点层EML1、EML2和EML3的基板SUB可设置在其上设置分开的光源的相对的基板(未示出)上。此时，不特别限制分开的光源，但是可为发射蓝光的有机电致发光装置。
此时，量子点层EML1、EML2和EML3可用作吸收具有从分开的光源发射的短波长的光并且发射具有长波长的光的光控制层。例如，当从分开的光源发射蓝光时，第一量子点层EML1可吸收蓝光，以发射绿光或红光。可替代地，可发射具有与从分开的光源发射的蓝光的中心波长不同的中心波长的蓝光。
参考图5K，尽管图5K示出了形成所有的量子点层EML1、EML2和EML3，但是在示例性实施方式中，可仅形成量子点层EML1、EML2和EML3中的两个。例如，可仅形成第一量子点层EML1和第二量子点层EML2。此时，对应于第三量子点层EML3的区可为透射从分开的光源发射的光的区。
在其上设置量子点层EML1、EML2和EML3的基板SUB可为具有90％或更大的光学透射率的透明的基板。因此，当光从量子点层EML1、EML2和EML3发射至外部时，可使由穿过基板SUB造成的光损失的量最小化。当必要时，可通过例如蚀刻去除基板SUB的一部分。
设置在量子点层EML1、EML2和EML3之下的第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3可为透射电极。第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3可包括透明的金属氧化物，比如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)和氧化铟锡锌(ITZO)。
下文，将参考图3和图5L描述用于制造包括第一量子点层EML1的第一发光装置LD1的方法S1200。
图5L为示出其中设置通过根据示例性实施方式的用于制造发光装置的方法S1200形成的发光装置LD1、LD2和LD3的显示装置DD的横截面图。
参考图3，用于制造包括第一量子点层EML1的第一发光装置LD1的方法S1200可包括：步骤S110-1，用于提供在其上设置第一发光电极EL1-1的基板；步骤S120-1，用于在第一发光电极EL1-1上提供含有已经用极性材料PM表面处理以具有第一极性的第一量子点QD1的第一混合溶液SOL1；步骤S130-1，用于向第一发光电极EL1-1提供第二极性；步骤S140-1，用于在第一发光电极EL1-1上设置第一量子点QD1；步骤S150-1，用于使第一混合溶液SOL1干燥以形成第一量子点层EML1；和步骤S240，用于在第一量子点层EML1上设置第二电极EL2。
步骤S110-1、S120-1、S130-1、S140-1和S150-1分别对应于图2A和图2B中示出的步骤S110、S120、S130、S140和S150，并且可应用基本上相同的描述。
尽管图3中省略了图5L中示出的用于制造第二发光装置LD2和第三发光装置LD3的方法的描述，但是可应用与用于制造第一发光装置LD1的方法S1200的相同的描述。例如，在形成所有的第一至第三量子点层EML1、EML2和EML3之后，第二电极EL2可设置在第一至第三量子点层EML1、EML2和EML3上，以制造第一至第三发光装置LD1、LD2和LD3。
因为用于制造包括该示例性实施方式的第一量子点层EML1的第一发光装置LD1的方法S1200包括用于在第一量子点层EML1上设置第二电极EL2的步骤S240，所以可形成用作发射层的第一量子点层EML1。
参考图5L，发光装置LD1、LD2和LD3中的量子点层EML1、EML2和EML3在示例性实施方式中可用作发射层。
随着电压分别施加于第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3以及第二电极EL2，从第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3注入的空穴可移动至量子点层EML1、EML2和EML3，并且从第二电极EL2注入的电子也可移动至量子点层EML1、EML2和EML3。电子和空穴可在量子点层EML1、EML2和EML3中复合，以产生激子，并且随着激子从激发态下降回到基态，激子可发射光。
此时，第一量子点层EML1可发射红光，第二量子点层EML2可发射绿光，并且第三量子点层EML3可发射蓝光。
第二电极EL2可为透射电极。第二电极EL2可包括透明的金属氧化物，比如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)和氧化铟锡锌(ITZO)。
其中设置通过用于制造包括量子点层EML1、EML2和EML3的发光装置LD1、LD2和LD3的方法S1200制造的发光装置LD1、LD2和LD3的显示装置DD，通过从第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3以及量子点层EML1、EML2和EML3中的第二电极EL2注入的空穴和电子复合，可发射作为发光材料的量子点QD。此时，第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3中的每一个可为透反射电极或反射电极。第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3可包括Ag、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Mo、Ti或其化合物或混合物(例如，Ag和Mg的混合物)。可替代地，电极可具有这样的结构，其具有多个层，所述多个层包括：由所描述的材料中的任一种形成的反射层或透反射层；和由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡锌(ITZO)等形成的透明的导电层。
图6为示出其中设置通过根据示例性实施方式的用于制造发光装置LD1、LD2和LD3的方法S1200形成的发光装置LD1、LD2和LD3的显示装置DD的横截面图。参考图6，发光装置LD1、LD2和LD3中的每一个可进一步包括空穴传输区域HTR和电子传输区域ETR。
第一发光装置LD1可包括第一量子点层EML1并且发射红光，第二发光装置LD2可包括第二量子点层EML2并且发射绿光，并且第三发光装置LD3可包括第三量子点层EML3并且发射蓝光。
发光装置LD1、LD2和LD3可通过用于制造包括所描述的量子点层EML1、EML2和EML3的发光装置LD1、LD2和LD3的方法S1200制造。因此，可包括量子点层EML1、EML2和EML3，其包括已经用极性材料PM表面处理的量子点QD。
空穴传输区域HTR可分别设置在第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3与量子点层EML1、EML2和EML3之间。空穴传输区域HTR可包括空穴传输材料并且可具有将从第一至第三发光电极EL1-1、EL1-2和EL1-3注入的空穴有效传输至量子点层EML1、EML2和EML3的功能。
电子传输区域ETR可分别设置在量子点层EML1、EML2和EML3与第二电极EL2之间。电子传输区域ETR可包括电子传输材料并且可具有将从第二电极EL2注入的电子有效传输至量子点层EML1、EML2和EML3的功能。
在用于制造根据示例性实施方式的第一量子点层EML1和制造包括第一量子点层EML1的第一发光装置LD1的方法S1000、S1100和S1200中，因为已经用极性材料PM表面处理以具有第一极性的量子点QD设置在提供有与第一极性相对的第二极性的第一发光电极EL1-1上，所以可在不用掩模的情况下制造第一量子点层EML1和包括第一量子点层EML1的第一发光装置LD1。另外，可在不使用掩模的情况下制造根据示例性实施方式的显示装置DD。因此，可容易制造大的显示装置，并且可降低工艺成本。
根据用于制造根据示例性实施方式的量子点层和包括量子点层的发光装置的方法，可制造大的显示装置。
根据用于制造根据示例性实施方式的量子点层和包括量子点层的发光装置的方法，可降低工艺成本。
可在不使用掩模的情况下制造根据示例性实施方式的显示装置。
尽管本文已经描述了某些示例性实施方式，但是其他实施方式和修改将从该描述显而易见。因此，本发明构思不限于这种实施方式，而是限于所附权利要求的更广泛的范围和如将对本领域普通技术人员显而易见的各种明显的修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种用于制造量子点层的方法，所述方法包括：
提供基板，在所述基板上设置在平面上彼此间隔开的第一发光电极、第二发光电极和第三发光电极；
在所述第一发光电极至所述第三发光电极上提供包括已经被表面处理以具有第一极性的第一量子点的第一混合溶液；
向所述第一发光电极提供与所述第一极性相对的第二极性；
在其上提供所述第二极性的所述第一发光电极上设置所述第一量子点；和
使所述第一混合溶液干燥以形成第一量子点层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一发光电极至所述第三发光电极上所述第一混合溶液的所述提供包括：使第一基础量子点与含有极性材料的基础溶液混合，以制备第一混合溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述第一发光电极至所述第三发光电极上提供包括已经被表面处理以具有所述第一极性的第二量子点的第二混合溶液；
向所述第二发光电极提供所述第二极性；
在提供有所述第二极性的所述第二发光电极上设置所述第二量子点；
使所述第二混合溶液干燥以形成第二量子点层；
在所述第一发光电极至所述第三发光电极上提供包括已经被表面处理以具有所述第一极性的第三量子点的第三混合溶液；
向所述第三发光电极提供所述第二极性；
在提供有所述第二极性的所述第三发光电极上设置所述第三量子点；和
使所述第三混合溶液干燥以形成第三量子点层。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一极性为正极性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述极性材料为具有氨基和硅烷基的有机化合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述极性材料为选自由下述组成的组中的至少一种：3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(6-氨基己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基乙氧基硅烷和3-(N,N-二甲基)-氨基丙基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一极性为负极性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述极性材料为具有巯基和羧基的有机化合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述极性材料为选自由下述组成的组中的至少一种：巯基乙酸衍生物、巯基丙酸衍生物、巯基丁酸衍生物和巯基戊酸衍生物。
10.一种显示装置，所述显示装置包括第一像素区、第二像素区和第三像素区，所述显示装置包括分别与所述第一像素区、所述第二像素区和所述第三像素区一对一的对应的第一发光装置、第二发光装置和第三发光装置，
其中：
所述第一发光装置至所述第三发光装置中的每一个包括第一电极、第二电极和量子点层，所述量子点层含有设置在所述第一电极和所述第二电极之间并且已经用极性材料表面处理的量子点；并且
所述极性材料为具有氨基和硅烷基的有机化合物，或具有巯基和羧基的有机化合物。
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