使用量子点的显示设备的制作方法

专利名称：使用量子点的显示设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及使用量子点的显示设备。
背景技术：
本申请要求2009年10月16日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0098830的优先 权，此处以引证的方式并入其全部内容。最近，由于在信息和通信领域的迅速发展，用于显示各种信息的显示设备变得更 加重要。阴极射线管(现有显示设备中的一种)具有限制，使得它可能不符合最近的轻和 薄的趋势。因此，液晶显示(LCD)设备、等离子体显示板(PDP)或者电致发光显示(ELD)设 备已经被发展成为平板显示设备，并且对其进行了积极的研究和发展。在这些显示设备中，IXD设备利用液晶的光学各向异性和极化特性。由于液晶细 而长，因此液晶分子的排列具有方向性。因此，通过向液晶施加电场，可以控制液晶分子排 列中的方向性。因此，通过控制液晶分子排列中的方向性，改变液晶分子的排列以使得光在液晶 分子排列的方向中折射，以此呈现图像。然而，这样的IXD设备具有下列问题。首先，当将电压施加至LCD设备时，由于折射各向异性，LCD设备的液晶分子的视 角减少。第二，由于LCD由多层结构构成，主要包括薄膜晶体管(TFT)阵列基板、滤色基板、 偏振板以及液晶层，通过底层到顶层的光的效率降低，使得该LCD可能具有低透光率。第三，由于TFT阵列基板或者滤色基板通过对多种膜进行沉积和构图而形成，所 以IXD设备的制造工艺是非常复杂的。第四，由于LCD设备被配置为包括各种部件，例如背光单元、液晶、滤色器以及偏 振板，所以成本变得更高。

发明内容
因此，本发明实施方式旨在一种显示器，其能够基本上克服因相关技术的局限和 缺点带来的一个或更多个问题。本发明实施方式的一个目的在于提供采用量子点的显示设备，其可以防止视角变窄。本发明实施方式的另一个目的在于提供具有高透光率的采用量子点的显示设备。本发明实施方式的又一个目的在于提供采用量子点的显示设备，其通过简单的制 造工艺而形成。本发明实施方式的再一个目的在于提供以低成本实现的的采用量子点的显示设备。本发明实施方式的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现，或者可以通过本发明实施方式的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及 附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明实施方式的优点。根据本发明实施方式的一个总体方面，一种使用量子点的显示设备包括被设置 成彼此相对的第一基板和第二基板；形成在所述第一基板和所述第二基板之间并限定单位 像素的间隔壁；形成在所述第一基板上的第一电极；被形成为对应于所述第一电极的第二 电极；形成在所述第一基板的下方并具有紫外线光源的背光单元；形成在所述第二基板的 上面的紫外线阻隔膜；以及设置在所述单位像素中的形成有红色量子点的红色发光层、形 成有蓝色量子点的蓝色发光层、以及形成有绿色量子点的绿色发光层。所述红色量子点、蓝色量子点和绿色量子点各包括核；形成于所述核外部的壳； 以及形成于所述壳外部的有机配位体。所述壳被形成为具有两个分立的部分。所述核由从下述材料组中选择的任意一种材料形成，该材料组包括CdS、CdSe, CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、AlAs、AlP、 AlSb,以及它们的至少包含三种材料的混合物。所述壳由Si0、Ti0、ai0、二氧化硅和MgO中 的任意一种形成。而且，所述有机配位体由包括S、P、COOH和NH4的有机化合物形成。红色量子点的尺寸约为18-20nm，蓝色量子点的尺寸约为6-8nm，并且绿色量子点 的尺寸约为12-14nm。在形成有所述第一电极的所述第一基板上形成所述第二电极，或者所述第二电极 形成在所述第二基板上，所述第二基板与形成有所述第一电极的所述第一基板相对。所述 紫外线光源发出波长在350-400nm的紫外光。所述红色量子点、所述绿色量子点和所述蓝色量子点根据施加给所述第一电极和 所述第二电极的电压的差而移动。在对下面的附图和详细描述的研究之后，其它系统、方法、特征和优点对于本领域 的技术人员来说将是或将变得明显。意欲将所有这种附加的系统、方法、特征和优点包括在 本描述中，使其落入在本发明的范围之内，并且得到下面的权利要求的保护。本部分中任何 内容不应作为对那些权利要求的限制。结合本实施方式，下面讨论其它的方面和优点。应 当理解，本公开的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求 保护的本公开的进一步解释。


附图被包括在本申请中以提供对本发明实施方式的进一步理解，并结合到本申请 中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本公 开。附图中图1示出了根据本公开的实施方式的量子点的结构；图2是根据本公开的实施方式的使用量子点的显示设备的截面图；图3A和:3B是示出了显示面板的单位像素的图，其中第一驱动电极和第二驱动电 极形成在第一基板上；以及图4A和4B是示出了显示面板的单位像素的图，其中第一驱动电极形成在第一基 板上，并且第二驱动电极形成在第二基板上。
具体实施例方式下面将详细描述本公开的实施方式，在附图中例示出了其示例。在下文中介绍的 这些实施方式被提供作为示例，以向本领域的普通技术人员传达其精神。因此，这些实施方 式以不同的形式来实施，由此不限于在此所描述的这些实施方式。另外，为了便于说明附 图，设备的尺寸和厚度可能被夸大地表示。在可能的情况下，相同的标号在包括附图的本公 开中代表相同或类似部件。本公开涉及使用量子点的显示设备，该量子点根据其尺寸和成分转变为包括红、 绿和蓝色的不同颜色。在关于本公开的显示设备的结构的描述之前，将首先描述在本公开 中使用的量子点。首先，纳米粒子(S卩，纳米晶体)被称为量子点(QD)，是一种具有纳米单位尺寸的 半导体结构。与一维量子线不同，QD具有零维结构。也就是说，QD表示一种粒子，其使用粒 子(例如被限制在零维空间内的电子)的存在或不存在作为信息。QD的直径在2-20nm范 围内，并可以根据QD的尺寸转变为包括红，绿，蓝色的不同颜色。QD，如图1所示，具有核、第一壳、第二壳和有机配位体的结构。核由具有半导体特 性的纳米晶体形成并且由元素周期表中的II-VI族或III-V族构成。核根据其尺寸和成分 具有一个特殊能带隙，因而吸收并发出固有波长的光线。例如，核由化合物构成，例如Cds、 CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、HgTe、InAs、InP、InSb、ALAs、 A1P、AlSb中的一种，或者由包括3或4种以上材料的混合物构成。第一壳是钝化膜，用以 通过防止核的化学改变而保持半导体特性。第一壳被形成为包括含氧的无机化合物，例如 SiO、TiO、SiO、二氧化硅或MgO，其与核的成分保持绝缘特性。第二壳是充电层，以向QD提 供电泳特性，并由含氧的无机化合物构成，诸如310、110、&10、二氧化硅或1%0，其与核的成 分保持绝缘特性。壳可由如上所述的第一壳和第二壳形成，或由单个壳形成。为了尽量减 少由于核与壳之间的不同成分构成所造成的晶格失配(lattice mismatch)，核成分和壳成 分以渐进浓度形成。有机配位体由包括S、P、C00H和NH4的有机化合物构成，其防止QD的凝聚并且被结 合到QD的表面，作为提供充电特性的有机层。具体而言，例如S(CH2)nC00H、PH(CH2)nC00H、 S (CH2) nCHNH2、PH (CH2) nCHNH2、S (CH2) η (C6H4) m 或 PH (CH2) η (C6H4) m 的有机化合物被用于有机 配位体。具有上述结构的QD可根据其尺寸实现为红色QD，蓝色QD，或绿色QD。也就是说， 红色QD的尺寸(或直径)约为18-20nm，绿色QD的尺寸约为12-14nm，蓝色QD的尺寸约为 6-8nm。如上所述形成的红色QD，蓝色QD和绿色QD吸收所发射的紫外线(UV)，并且分别 发出红光，蓝光和绿光。也就是说，当波长在约350-400nm的UV被发射至红色QD，蓝色QD 和绿色QD并且吸收波长约为350-400nm时，中心波长为530nm的蓝光、中心波长为480nm 的蓝光和中心波长为600nm的红光被发射出来。接下来，现在将详细描述如上所述的使用QD的显示设备。图2是根据本公开的实 施方式的使用QD的显示设备的截面图。参考附图2，使用QD的显示设备包括显示面板10，设置在显示面板10下面并将UV 提供至显示面板10的背光单元21，以及设置在显示面板10上方并且阻隔从背光单元21发出的并通过显示面板10的UV的UV阻隔膜30。背光单元21包括具有作为光源的多个UV灯的灯部分21a以及光导向和散射元件 21b。灯部分21a的UV灯发出波长在350-400nm的UV0光导向和散射元件21b朝着显示面 板10的后表面传播来自UV灯的光，也对光进行散射以使其均勻地分布。灯部分可以是直下型或侧光型。根据本公开，灯部分21a可以是侧光型，其中UV 灯设置在光导向和散射元件21b的一侧，或是直下型，其中UV灯设置在光导向和散射元件 21b的整个后表面上。在图2的本实施方式中，采用侧光型，但也可以采用直下型。显示面板10包括彼此分开预定距离的第一基板101和第二基板103，设置在第一 和第二基板101和103之间并限定了单位像素的间隔壁105，在其中形成红色量子点(RQ) 的红色发光层106R，在其中形成蓝色量子点(BQ)的蓝色发光层106B，以及在其中形成绿色 量子点(GQ)的绿色发光层106G。红、蓝和绿色发光层106R、106B和106G形成在各个单位 像素中。由于红，蓝，绿色发光层106R、106B和106G形成在各个单位像素内，所以在单位像 素中可以显示各种颜色。因此，显示面板10可以实现多种色彩图像。第一驱动电极(未示出)形成在第一基板101上。对应于第一驱动电极的第二驱 动电极(未示出)可以形成在第一基板101上或形成在与第一基板101相对的第二基板 103上。这将在下文对驱动方法的描述中进行详细说明。第一驱动电极可以由ITO或IZO 构成，作为透明电极，而第二驱动电极可以由Mo、Cr、Cu或Al构成，作为不透明电极。UV阻隔膜30阻隔由背光单元21发出并通过显示面板10的UV，并且该UV阻隔膜 30由作为主要成分的聚酯形成并包括用于吸收和阻挡UV的聚合物。上述形成的红色QD、蓝色QD和绿色QD吸收所发射的UV并且分别发射红光、蓝光 和绿光。由于如上构造的使用QD的显示设备使用红色QD、蓝色QD和绿色QD来替代液晶分 子，所以可防止由于折射率各向异性所导致的视角减小的现象。根据本公开的使用QD的显示设备不使用滤色基板或偏振板。因此，从底层到顶层 穿过的光的效率大大优于IXD，使得可以获得高透光率。此外，根据本公开的使用QD的显示设备利用红色QD、蓝色QD和绿色QD来产生颜 色，而不用形成滤色基板。因此，与LCD设备的制造工艺相比，上述显示设备的制造工艺得 到了简化。此外，根据本公开的使用QD的显示设备不使用液晶、滤色器或偏振板，并且QD能 够以低成本形成。由此看来，与IXD设备的制造成本相比，这种显示设备的制造成本得到了 降低。当具有充电特性的QD由于第一驱动电极和第二驱动电极之间的电压差而移动 时，根据本公开的使用QD的显示设备可形成相应颜色。将参考附图来详细描述根据本公开 的使用QD的显示设备的驱动方式。图3A和:3B是示出了显示面板的单位像素的图，其中第一驱动电极和第二驱动电 极形成在第一基板101上。图4A和图4B是示出了显示面板的单位像素的图，其中第一驱动 电极形成在第一基板101上并且第二驱动电极形成在第二基板103上。在下面的描述中， 单位像素被定义为形成有红色发光层的像素。首先，将在下面描述显示面板的驱动，在该显示面板中第一驱动电极107a和第二驱动电极107b通过彼此相邻的方式形成在第一基板101上。参考图3A，当相同的电压(即 0V)施加到第一驱动电极107a和第二驱动电极107b中的每一个时，RQ移动并分布在第一 驱动电极107a和第二驱动电极107b之间。RQ吸收从第一基板101下面所形成的图2的背 光单元21发射出的UV光，并发出红光。同样，形成有BQ的单位像素和形成有GQ的单位像 素按照同样的原理分别发出蓝光和绿光。此外，参考图3B，当比施加给第一驱动电极107a的电压更高的电压被施加给第二 驱动电极107b时，例如，将5V施加给第二驱动电极107b，而将OV施加给第一驱动电极107a 时，在施加有较高电压的第二驱动电极107b的上面RQ移动并且分布。在这种状态下，从第 一基板101下面所形成的图2的背光单元21发出的UV光到达第二基板103而未变化，因 此没有形成红光。同样，按照同样的原理，无论形成有BQ的单位像素还是形成有GQ的单位 像素都不能发出蓝光或绿光。接下来，将在下面描述显示面板的驱动，在该显示面板中第一驱动电极107a和第 二驱动电极107b分别形成在第一基板101和第二基板103上。参考图4A，当相同的电压 (即0V)施加到第一驱动电极107a和第二驱动电极107b中的每一个时，RQ移动和分布在 第一驱动电极107a和第二驱动电极107b之间。然后，RQ吸收从第一基板101下面所形成 的图2的背光单元21发射出的UV光，并发出红光。同样，形成有BQ的单位像素和形成有 GQ的单位像素按照同样的原理分别发出蓝光和绿光。此外，参考图4B，当比施加给第一驱动电极107a的电压更高的电压被施加给第二 驱动电极107b时，例如，将5V施加给第二驱动电极107b，而将OV施加给第一驱动电极107a 时，在施加有较高电压的第二驱动电极107b的上面RQ移动和分布。在这种状态下，从第一 基板101下面所形成的图2的背光单元21发出的UV光到达第二基板103而未变化，因此 没有形成红光。同样，按照同样的原理，无论形成有BQ的单位像素还是形成有GQ的单位像 素都不能发出蓝光或绿光。如上所述，在根据本公开的使用QD的显示设备中，由于QD根据施加给第一驱动电 极和第二驱动电极的电压之间的差异而移动，可以形成相应颜色。对于本领域技术人员而言很明显，可以在本公开中做出各种修改和变型。因而，本 公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本实施方式的修改和变型。
权利要求
1.一种使用量子点的显示设备，该显示设备包括被设置成彼此相对的第一基板和第二基板；形成在所述第一基板和所述第二基板之间并限定单位像素的间隔壁；形成在所述第一基板上的第一电极；被形成为对应于所述第一电极的第二电极；形成在所述第一基板的下方并具有紫外线光源的背光单元；形成在所述第二基板的上面的紫外线阻隔膜；以及设置在所述单位像素中的形成有红色量子点的红色发光层、形成有蓝色量子点的蓝色 发光层、以及形成有绿色量子点的绿色发光层。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述红色量子点、蓝色量子点和绿色量子点 各包括核；形成于所述核外部的壳；以及形成于所述壳外部的有机配位体。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述壳被形成为具有两个分立的部分。
4.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述核由从下述材料组中选择的任意一种材 料形成，该材料组包括 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZMe、ZniTe、GaAs、GaP、GaAs、GaSb、HgS、HgSe、 HgTe, InAs, InP, hSb、AlAs、A1P、AlSb、以及它们的至少包含三种材料的混合物。
5.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述壳由Si0、Ti0、ai0、二氧化硅和MgO中的 任意一种形成。
6.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述有机配位体由包括S、P、COOH和NH4的 有机化合物形成。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中红色量子点的尺寸约为18-20nm，蓝色量子点 的尺寸约为6-8nm，并且绿色量子点的尺寸约为12-14nm。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中在形成有所述第一电极的所述第一基板上形 成所述第二电极。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第二电极形成在所述第二基板上，所述 第二基板与形成有所述第一电极的所述第一基板相对。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述紫外线光源发出波长在350-400nm的紫 外光。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述红色量子点、所述绿色量子点和所述蓝 色量子点根据施加给所述第一电极和所述第二电极的电压的差而移动。
全文摘要
使用量子点的显示设备。一种使用量子点的显示设备包括被设置成彼此相对的第一基板和第二基板；形成在所述第一基板和所述第二基板之间并限定单位像素的间隔壁；形成在所述第一基板上的第一电极；被形成为对应于所述第一电极的第二电极；形成在所述第一基板的下方并具有紫外线光源的背光单元；形成在所述第二基板的上面的紫外线阻隔膜；以及设置在所述单位像素中的形成有红色量子点的红色发光层、形成有蓝色量子点的蓝色发光层、以及形成有绿色量子点的绿色发光层。
文档编号G09F9/33GK102044552SQ201010228938
公开日2011年5月4日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年10月16日
发明者卢泳勋 申请人:乐金显示有限公司