液晶显示器的制作方法

文档序号:14723341发布日期:2018-06-18 12:18阅读:245来源:国知局

本申请要求于2015年1月5日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0000728号韩国专利申请以及于2015年6月3日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0078618号韩国专利申请这两者的优先权和权益,将所述韩国专利申请中的每一个的全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及一种液晶显示器。更具体地,本发明的实施方式涉及一种具有改进的色彩再现的液晶显示器。



背景技术:

与等离子显示板(PDP)或场发射显示器(FED)不同,液晶显示器(LCD)是一种不通过自主地发射光来形成图像的非发射型显示装置。相反,它通过依靠外部产生的光来形成图像。因此,在LCD中,利用向它的后表面输出光的背光单元(BLU)。

用于LCD的背光单元采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为它的光源。但是,CCFL的使用导致过大、色纯度低、且具有不均匀的亮度的LCD。

最近,已经研发出采用三色发光二极管(三色LED)作为光源的背光单元。采用三色LED作为其光源的背光可以高色纯度再现图像,并且因此可用在高品质显示装置中。但是,随之带来的成本高。

为了克服此缺陷,已经研发出用于将从单色LED芯片发出的光转换成白色输出光的白色LED。但是,白色LED的色彩再现性低于三色LED的色彩再现性。

以上在该“背景技术”部分中公开的信息仅用于加强对本发明的背景技术的理解,并且因此它可包含不构成在该国对于本领域技术人员来说已经知晓的现有技术的信息。



技术实现要素:

本发明的实施方式提供一种提供改进的色彩再现性的色彩转换层、以及包括该色彩转换层的液晶显示器。

本发明的一示例性实施方式提供一种液晶显示器,包括:显示面板;以及色彩转换面板,耦接于显示面板并具有色彩转换层,其中,色彩转换层包含:嵌段共聚物(blockcopolymer),包括第一共聚物和第二共聚物;以及量子棒,分散在嵌段共聚物内。嵌段共聚物被分成由第一共聚物形成的第一嵌段结构单元、以及由第二共聚物形成的第二嵌段结构单元,并且量子棒设置在第一嵌段结构单元和第二嵌段结构单元中的任一者内。

第一嵌段结构单元和第二嵌段结构单元中的至少一者可具有片状或柱状。

量子棒可布置成基本上沿一个方向定向。

量子棒可包括红色量子棒和绿色量子棒。

液晶显示器可进一步包括邻近色彩转换面板的发光体组件(lightassembly),色彩转换面板可设置在发光体组件与显示面板之间,并且发光体组件包括发光二极管。

发光二极管可构造成发射预定波段中的光,诸如紫外线或蓝光。

色彩转换面板可进一步包括下绝缘基板,并且色彩转换层可设置在下绝缘基板上。

显示面板可包括:薄膜晶体管,设置在色彩转换层上;像素电极,连接于薄膜晶体管;上绝缘基板,与像素电极隔开且面向像素电极;液晶层,设置在下绝缘基板与上绝缘基板之间;以及公共电极,设置在上绝缘基板与液晶层之间。

液晶显示器可进一步包括设置在色彩转换层与薄膜晶体管之间的下绝缘层。

液晶显示器可进一步包括设置在上绝缘基板上的偏振器。

显示面板可包括:绝缘基板,面向下绝缘基板;薄膜晶体管,设置在绝缘基板的面向下绝缘基板的表面上;像素电极,连接于薄膜晶体管;顶层(rooflayer),面向像素电极;以及液晶层,设置在定位于像素电极与顶层之间的多个微腔中。

液晶显示器可进一步包括定位在色彩转换层与顶层之间的保护层(overcoat)。

液晶显示器可进一步包括:偏振器,设置在绝缘基板上;以及公共电极,布置成与像素电极一起形成电场。

显示面板可包括:绝缘基板,设置在色彩转换层上;薄膜晶体管,设置在绝缘基板上;像素电极,连接于薄膜晶体管;顶层,面向像素电极;以及液晶层,设置在定位于像素电极与顶层之间的多个微腔中。

液晶显示器可进一步包括:偏振器,设置在顶层上;以及公共电极,布置成与像素电极一起形成电场。

根据本发明的该示例性实施方式,色彩转换层以及包括该色彩转换层的液晶显示器具有令人满意的色彩再现性,并且因此可提供改进的显示质量。

附图说明

图1A是根据本发明的一示例性实施方式的色彩转换层的立体图,并且图1B是根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换层的横截面视图。

图2A是根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换层的立体图,并且图2B是该色彩转换层的横截面视图。

图3是示出了制造根据本发明的一示例性实施方式的色彩转换面板的过程的立体图,并且图4是示出了制造根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换面板的过程的立体图。

图5是根据本发明的一示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

图6是根据本发明的另一示例性实施方式的显示装置的平面视图。

图7是根据图6的显示装置的像素的平面视图。

图8是沿线VIII-VIII截取的图6的显示装置的一部分的横截面视图。

图9是沿线IX-IX截取的图6的显示装置的一部分的横截面视图。

图10是根据本发明的另一示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

图11是根据本发明的显示装置的色彩再现性的模拟结果。

具体实施方式

在下文中将参考示出了本发明的示例性实施方式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,所描述的实施方式可以各种不同的方式修改,所有这些修改均不背离本发明的精神或范围。

在附图中,为了清楚起见,层、膜、面板、区域等的厚度被放大。因此,各个图并非按比例绘制的。在整个说明书中,相同的参考标号指代相同的元件。将理解的是,当诸如层、膜、区域、或基板的元件被称为位于另一元件“上”时,它可直接位于另一元件上或者还可存在介于中间的元件。相反,当一元件被称为“直接”位于另一元件“上”时,则不存在介于中间的元件。

所有的数值是近似的,并可改变。特定材料和成分的所有实例应被视为非限制性的且仅是示例性的。反而可使用其它合适的材料和成分。

在下文中,将参考图1评述根据本发明的一示例性实施方式的色彩转换层。图1A是根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换层的立体图,并且图1B是根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换层的横截面视图。

首先,根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换层23包括嵌段共聚物,该嵌段共聚物包括分别由第一共聚物和第二共聚物形成的第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B、以及设置成分散在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中的量子棒27R和27G。

包括第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B的嵌段共聚物是这样的聚合物,即,其中,具有不同化学特性的至少两个嵌段结构单元通过共价键连接。为了使热力学能最小化,第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B可为自组装的(self-assembled),以形成具有几纳米至几十纳米的尺寸的均匀嵌段结构单元。

在这种情况下,重复的嵌段结构单元可具有各种形状,诸如包括球状、柱状、以及片状的那些形状。图1A中所示的本发明的该示例性实施方式是一实例,并且一个嵌段结构单元可具有如所示的柱状。如上所述地形成的嵌段共聚物在热力学方面是稳定的。为了合成该嵌段共聚物,可调节单体的种类和比例、聚合物的分子量等,以控制自组装的嵌段结构单元的大小、形状、以及物理特性。

换句话说,根据本发明的该示例性实施方式的嵌段共聚物23A和23B包括第一共聚物和第二共聚物,并且所述共聚物在合成步骤期间可形成分离的且相异的第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B。参考图1A和图1B,第二嵌段结构单元23B可具有平行于基板延伸的柱状,并且第一嵌段结构单元23A可具有包围第二嵌段结构单元的形状。在本示例性实施方式中,嵌段结构单元23A和23B中的每一个的这种结构被称为柱状结构。

包括第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B的嵌段共聚物可由能形成多个分割区域的任何材料制成,并且所述材料可包括:聚丙烯腈-b-聚二甲硅氧烷、聚环氧乙烷-b-聚二甲硅氧烷、聚(2-乙烯基吡啶)-b-聚二甲硅氧烷、聚(4-乙烯基吡啶)-b-聚二甲硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚二甲硅氧烷、聚丙烯腈-b-聚丙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚丙烯、聚丙烯腈-b-聚异丁烯、聚(环氧乙烷)-b-聚异丁烯、聚丙烯腈-b-聚乙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚乙烯、聚丙烯腈-b-聚异戊二烯、聚(环氧乙烷)-b-聚异戊二烯、聚丙烯腈-b-聚(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)-b-聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯腈-b-聚氯丁烯、聚(环氧乙烷)-b-聚氯丁烯、聚丙烯腈-b-聚苯乙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚苯乙烯、聚丙烯腈-b-聚(氯乙烯)、聚丙烯腈-b-聚(醋酸乙烯酯)、聚丙烯腈-b-聚(2-乙烯基吡啶)、聚丙烯腈-b-聚(4-乙烯基吡啶)等,但是所述材料并不限于此。

此外,本说明书描述了嵌段共聚物是二嵌段共聚物(即,具有两个嵌段结构单元的共聚物)的情况,但是嵌段共聚物并不限于此,并且其可包括三嵌段共聚物(即,具有三个嵌段结构单元的共聚物)、多嵌段共聚物(即,具有四个或更多个嵌段结构单元的共聚物)、和/或它们的任意组合。

多个第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B可以大约10:90至大约90:10的重量比存在,并且更具体地,可以大约30:70到大约70:30的重量比存在。在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B以前述范围中的重量比存在的情况下,可更容易地调整用于形成各种图案的工艺条件。

特别地,在施加了包括第一共聚物和第二共聚物的嵌段共聚物之后,可执行紫外线处理或热处理,并且因此第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B可形成如图1中所示的柱状构造。这将在下文参考图3详细地描述。

根据本发明的该示例性实施方式,量子棒27G和27R分散在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中。参考图1A和图1B,量子棒27G和27R分散在第二嵌段结构单元23B中,但是本发明并不限于此,量子棒可选择性地位于第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中。

量子棒27G和27R设置在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中,并且可布置成沿一个特定方向延伸。根据本发明的该示例性实施方式,量子棒27G和27R可定位在第二嵌段结构单元23B中,并且特别地,可布置成在柱状的第二嵌段结构单元23B中沿长度方向延伸。也就是说,量子棒27G、27R的主轴与它们的第二嵌段结构单元23B的主轴基本上共线。

根据本发明的该示例性实施方式,可提供色彩转换层23,该色彩转换层包括分散在嵌段共聚物内且因此沿一个方向布置的量子棒27G和27R。在这种情况下,蓝光B入射到色彩转换层23的一个表面,并且穿过包括布置在一个方向上的红色量子棒和绿色量子棒的色彩转换层23,并且最终结果是输出在一个方向上偏振的白光W。也就是说,蓝光、绿光、以及红光混合并偏振,从而可产生白光W。此外,入射的蓝光发射为具有各向同性特性的光,并且因此可改进宽视角。

任何材料均可考虑用于量子棒27G和27R。本发明的实施方式涵盖使用能够形成量子棒27G和27R的各种材料中的任一种,并且这些材料包括能够制造量子点的材料。

当在它们的中央截取横截面时,量子棒27G和27R具有几纳米的直径,并且可具有几十或几百纳米的长度。根据该示例性实施方式,量子棒27G和27R的一部分可相对于特定的方向(例如,色彩转换层23的显示像素的行方向或列方向)以大于0°且小于10°的角度设置。色彩转换层23中包括的量子棒27G和27R的中央横截面的直径可相同。此外,根据该示例性实施方式,可包括具有不同的中央横截面直径的两种量子棒27G和27R。此外,根据该示例性实施方式,可包括具有不同的中央横截面直径的三种或更多种量子棒27G和27R。根据量子棒27G和27R的中央横截面的直径的差异,在量子棒27G和27R的延伸方向上偏振的光的波长范围可不同。因此,在量子棒27G和27R具有多种不同的中央横截面直径的示例性实施方式中,具有不同的波长的光可在量子棒27G和27R的延伸方向上偏振。

如前所述,色彩转换层23具有偏振性质。也就是说,入射到色彩转换层23上的光沿量子棒27G和27R的布置方向偏振。色彩转换层23的透射轴线(transmissiveaxis)与量子棒27G和27R的布置方向相同。这种色彩转换层23可代替偏振器,并且因此,根据本发明的该示例性实施方式,可从液晶或其它显示装置省去至少一个偏振器。

在下文中,将参考图2A和2B描述根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换层。图2A是根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换层的立体图,并且图2B是该色彩转换层的横截面视图。

根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换层23包括嵌段共聚物23A和23B,所述嵌段共聚物包括由第一共聚物形成的第一嵌段结构单元23A和由第二共聚物形成的第二嵌段结构单元23B、以及分散在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中的量子棒27R和27G。

包括第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B的嵌段共聚物是这样的聚合物,即,其中,具有不同化学特性的至少两个嵌段结构单元通过共价键连接。根据制造过程,第一共聚物和第二共聚物形成分离的且相异的第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B。根据本发明的另一示例性实施方式,第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B可具有矩形柱的形状。可替代地,它们可具有片状或膜状,其中,第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B交替地设置。所形成的嵌段结构在热力学方面是稳定的,并且在嵌段共聚物的合成步骤中,可调节单体的种类和比例、聚合物的分子量等,以控制自组装的嵌段结构单元的大小和物理特性。

任何适合的材料可用来形成根据本发明的该示例性实施方式的包括第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B的嵌段共聚物。例如,可使用形成片状的任何材料,如果该形状是所期望的话,并且所述材料的实例可为聚丙烯腈-b-聚二甲硅氧烷、聚环氧乙烷-b-聚二甲硅氧烷、聚(2-乙烯基吡啶)-b-聚二甲硅氧烷、聚(4-乙烯基吡啶)-b-聚二甲硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚二甲硅氧烷、聚丙烯腈-b-聚丙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚丙烯、聚丙烯腈-b-聚异丁烯、聚(环氧乙烷)-b-聚异丁烯、聚丙烯腈-b-聚乙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚乙烯、聚丙烯腈-b-聚异戊二烯、聚(环氧乙烷)-b-聚异戊二烯、聚丙烯腈-b-聚(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧乙烷)-b-聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯腈-b-聚氯丁烯、聚(环氧乙烷)-b-聚氯丁烯、聚丙烯腈-b-聚苯乙烯、聚(环氧乙烷)-b-聚苯乙烯、聚丙烯腈-b-聚(氯乙烯)、聚丙烯腈-b-聚(醋酸乙烯酯)、聚丙烯腈-b-聚(2-乙烯基吡啶)、聚丙烯腈-b-聚(4-乙烯基吡啶)等,但是所述材料并不限于此。

此外,本说明书描述了嵌段共聚物是二嵌段共聚物(即,具有两个嵌段结构单元的共聚物)的情况,但是嵌段共聚物并不限于此,并且其可包括三嵌段共聚物(即,具有三个嵌段结构单元的共聚物)、多嵌段共聚物(即,具有四个或更多个嵌段结构单元的共聚物)、和/或它们的任意组合。

第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B可以大约10:90至大约90:10的重量比存在,并且更具体地,可以大约30:70到大约70:30的重量比存在。在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B以前述范围中的重量比存在的情况下,可更容易地调整用于形成各种图案的工艺条件。

特别地,在施加了包括第一共聚物和第二共聚物的嵌段共聚物之后,可执行紫外线处理或热处理,并且因此嵌段共聚物可形成如图2A和2B中所示的竖直片状。这将在下文参考图4详细地描述。

根据本发明的该示例性实施方式,量子棒27G和27R设置成分散在嵌段共聚物中,特别地,可设置在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中。参考图2A和图2B,量子棒27G和27R设置成分散在第二嵌段结构单元23B中,但是本发明并不限于此,并可选择性地位于第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中。

量子棒27G和27R可在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中沿一个方向布置。例如,如图2A和图2B中所示,量子棒27G和27R可沿片状的长度方向布置。

根据本发明的该示例性实施方式,可提供色彩转换层23,该色彩转换层包括分散在嵌段共聚物内且因此沿一个方向布置的量子棒27G和27R。当蓝光B入射到色彩转换层23的一个表面上时,蓝光B穿过包括沿一个方向布置的红色量子棒和绿色量子棒的色彩转换层23。入射光因此输出为在一个方向上偏振的白光W。也就是说,蓝光、绿光、以及红光混合并偏振,从而可产生白光W。此外,蓝光B穿过色彩转换层23,并且因此发射为具有各向同性特性的光,并且因此可改进宽视角。

量子棒27G和27R的材料不受限制,可使用能够形成量子棒27G和27R的各种材料,并且所述材料包括能够制造量子点的材料。

当在中央截取横截面时,量子棒27G和27R具有几纳米的直径,并且可具有几十或几百纳米的长度。根据该示例性实施方式,量子棒27G和27R的一部分可相对于特定的方向(例如,色彩转换层23的显示像素的行方向或列方向)以大于0°且小于10°的角度设置。色彩转换层23中包括的量子棒27G和27R的中央横截面的直径可都基本上相同。可替代地,根据该示例性实施方式,可包括具有不同的中央横截面直径的两种量子棒27G和27R。此外,根据该示例性实施方式,可包括具有不同的中央横截面直径的三种或更多种量子棒27G和27R。根据量子棒27G和27R的中央横截面的直径的差异,在量子棒27G和27R的延伸方向上偏振的光的波长范围可彼此不同。结果,在存在量子棒27G和27R的多种不同的中央横截面直径的示例性实施方式中,具有不同的波长的光可在量子棒27G和27R的延伸方向上偏振。

如前所述,色彩转换层23具有偏振性质。入射到色彩转换层23上的光沿量子棒27G和27R的布置方向偏振,以发射为偏振光。色彩转换层23的透射轴线与量子棒27G和27R的布置方向相同。这种色彩转换层23可代替偏振器,并且因此,根据本发明的该示例性实施方式,可从显示器省去偏振器。

在下文中,将参考图3和4描述制造根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换面板的过程。图3是示出了制造根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换面板的过程的立体图,并且图4是示出了制造根据本发明的另一示例性实施方式的色彩转换面板的过程的立体图。

首先,如图3和4中所示,将量子棒27R和27G分散在其中设置有引导图案GP的绝缘基板22上,并施加包括第一共聚物和第二共聚物的嵌段共聚物。接着,根据嵌段共聚物中包括的第一共聚物和第二共聚物的比例来执行热处理过程。根据热处理过程,嵌段共聚物可根据引导图案GP形成预定图案。

特别地,在适当地调整第一共聚物和第二共聚物之间的摩尔分数的情况下,通过预定温度下的热处理,可将嵌段共聚物相分离成多个单独的区域(第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B)。

可在玻璃转换温度或大于和小于嵌段共聚物的热分解温度下执行热处理过程。热处理时间不受特别地限制。通过热处理发生嵌段共聚物的精密的相分离。

根据上述制造过程,在本发明的该示例性实施方式中,如图3中所示,可形成柱状的嵌段共聚物,或如图4中所示,可形成片状的嵌段共聚物。

此外,参考图3,分散在嵌段共聚物中的量子棒根据相分离而选择性地设置在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元23B中的任一者中,并可根据引导图案GP布置在一个方向上。

虽然未单独地详细描述图4的示例性实施方式,但是,量子棒可设置成布置在一个方向上、并可布置在第一嵌段结构单元23A和第二嵌段结构单元中的任一者中。

在下文中,将参考图5评述根据本发明的该示例性实施方式的包括色彩转换层的液晶显示器。图5是根据本发明的该示例性实施方式的显示装置的横截面视图。

首先,参考图5,根据本发明的该示例性实施方式的液晶显示器包括显示面板50、色彩转换面板20、以及发光体组件500。根据本发明的该示例性实施方式,色彩转换面板20可设置在发光体组件500上,并且显示面板50可设置在色彩转换面板20上。也就是说,色彩转换面板20可设置在发光体组件500与显示面板50之间。

为了显示图像,显示面板50包括下显示面板100、上显示面板200、以及液晶层3,下显示面板包括薄膜晶体管阵列,上显示面板包括面向下显示面板100的上绝缘基板210,液晶层介于下显示面板100与上显示面板200之间。显示面板50可进一步包括设置在上显示面板200的一个表面上的偏振器12。

在这种情况下,涂覆型偏振器、附着型偏振器以及线栅偏振器中的一个或多个可用作偏振器12,并且这种偏振器12可使用各种方法设置在上显示面板200的一个表面上,所述方法诸如为膜形式、涂层形式、附件形式、及其它类似的过程。但是,这种描述仅是一个实例,并且因此这不是限制性的。

首先,多个像素电极以矩阵形式布置在下显示面板100的下绝缘层110上。栅极线(未示出)、栅极绝缘层140、以及半导体层154形成在下绝缘层110上,栅极线在行方向上延伸并包括栅极124,栅极绝缘层设置在栅极线(未示出)上,半导体层设置在栅极绝缘层140上。然后,数据线(未示出)设置在半导体层154上,以在列方向上延伸,并且数据线包括源极173和漏极175。钝化层180设置在漏极175上,并且像素电极191设置在下绝缘层110上,以通过接触孔连接于漏极175。

设置在栅极124上的半导体层154在通过源极173和漏极175暴露的区域中形成沟道层,并且栅极124、半导体层154、源极173、以及漏极175形成一个薄膜晶体管。如上所述,形成了这种晶体管的阵列。

接着,上绝缘基板210在面向下显示面板100的同时设置在距下显示面板100预定距离处。多个滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220、平面化层250、以及公共电极270设置在上绝缘基板210与液晶层3之间。多个滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220设置在上绝缘基板210的面向下显示面板100的表面上。提供平坦表面的平面化层250可设置在滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220的面向下显示面板100的表面上,并且公共电极270面向下显示面板100设置在平面化层上。根据本发明该示例性实施方式,可省去平面化层250。

公共电极270接收公共电压,以与像素电极191一起形成电场,以使液晶分子31排列在液晶层3中。

液晶层3包括多个液晶分子31,并且液晶分子31的排列方向受形成在像素电极191与公共电极270之间的电场控制。根据液晶分子31的排列,因而可控制从发光体组件500接收的光的透射率以显示图像。

本说明书描述了这样的液晶显示器,即,其中液晶面板形成竖直电场,但是并不限于此,并且液晶显示器可替代为诸如等离子显示板(PDP)、形成水平电场的液晶显示器、有机发光二极管显示器(OLED)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、真空荧光显示器(VFD)、电子纸等的显示装置。

用于使从发光体组件500入射的光偏振且提供更好的色彩再现性的色彩转换面板20可设置在显示面板50的底表面上,并且使出射光偏振的偏振器12设置在显示面板的其上未设置色彩转换面板20的一个表面上。

色彩转换面板20不仅改进了色彩再现性而且还提供了偏振功能,并且因此可省去传统地设置在显示面板50的设置有色彩转换面板20的一侧上的偏振器。

设置在显示面板50的底表面中(即,设置在显示面板50与发光体组件500之间)的色彩转换面板20可进一步包括上述色彩转换层23以及设置于色彩转换层23的底表面上的下绝缘基板22。

色彩转换层23和下绝缘基板22设置在发光体组件500与显示面板50之间。色彩转换层23可设置在下绝缘基板22的面向显示装置50的一个表面上。

根据本发明的该示例性实施方式的色彩转换层23与上述色彩转换层23中的任一个相同或类似,并且因此在此将不提供对该色彩转换层23的进一步描述。

发光体组件500可包括光源(未示出)和导光板(未示出),光源设置成面向色彩转换面板20的底表面并产生光,导光板接收光并在显示面板50和色彩转换面板20的方向上引导接收的光。

作为本发明的一实例,发光体组件500可包括至少一个发光二极管(未示出),并且作为发光二极管,可使用发射蓝光的二极管,或者可使用发射紫外线的二极管。可使用发射具有任何预定光波长的光的二极管。如上所述,在光源不发射白光而仅发射具有预定波长的光的情况下,因为将预定波长的光转变成白光的磷光体不需要进一步形成在用作光源的发光二极管封装件中,所以降低了光源的制造成本。

根据本发明的该示例性实施方式,蓝光B从发光体组件500入射到色彩转换面板20的底表面上,并且穿过包括红色量子棒和绿色量子棒的色彩转换面板20,以输出在一个方向上偏振的白光W。

在这种情况下,入射到色彩转换层23上的光在量子棒27G和27R的配向方向上偏振且然后发射,并且色彩转换层23的透射轴线与量子棒27G和27R的排列方向(即,量子棒27G和27R的主轴的方向)相同。偏振的白光穿过显示面板50,以根据滤色器230R、230G、、以及230B输出为红光R、绿光G、以及蓝光B。

输出的红光R、绿光G、以及蓝光B在全方向上发射,并且因此,可改进根据本发明的该示例性实施方式的液晶显示器的宽视角,并且可通过高色纯度和色彩再现性来改进显示质量。

在下文中,将参考图6至图9说明根据本发明的另一示例性实施方式的液晶显示器。图6是根据本发明的另一示例性实施方式的显示面板的平面视图,图7是根据本发明的另一示例性实施方式的显示装置的像素的平面视图,图8是沿线VIII-VIII截取的图6的显示装置的一部分的横截面视图,并且图9是沿线IX-IX截取的图6的显示装置的一部分的横截面视图。

参考图6,将描述根据本示例性实施方式的显示面板。在图6中,示出了显示面板的平面视图,并且为了描述的方便,示出了它的组成部件的一部分。

根据本示例性实施方式的显示面板包括由诸如玻璃或塑料的材料制成的绝缘基板110、以及设置在绝缘基板110上的顶层360。

绝缘基板110包括多个像素区域PX。多个像素区域PX以包括多个像素行和多个像素列的矩阵形式设置。每个像素区域PX可包括第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb。第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb可竖直地布置,但是可构想任何空间布置。

第一凹部(valley)V1在像素行方向上设置在第一子像素区域PXa与第二子像素区域PXb之间,并且第二凹部V2设置在相邻的像素列之间。

顶层360在像素行方向上延伸。在这种情况下,在第一凹部V1中,去除顶层360,以形成注入孔307,从而暴露设置在顶层360下方的组成元件。

每个顶层360形成为在相邻的第二凹部V2之间与绝缘基板110隔开,以形成微腔305。此外,每个顶层360形成为在第二凹部V2处附接于绝缘基板110,以覆盖微腔305的两侧。

以上描述的根据本发明的该示例性实施方式的显示装置的结构仅是一个实例,并可以各种方式改变。例如,可改变像素区域PX、第一凹部V1、以及第二凹部V2的布局形式,多个顶层360可在第一凹部V1中彼此连接,并且每个顶层360的一部分可在第二凹部V2中与绝缘基板110分离,并且因此,相邻的微腔305可彼此连接。

接着,将参考图7至图9连同图6描述根据本示例性实施方式的显示装置的像素区域和显示装置的堆叠结构。

首先,参考图8和图9,根据本示例性实施方式的液晶显示器包括显示面板50、色彩转换面板20、以及发光体组件500。

色彩转换面板20设置在发光体组件500上,并且显示面板50可设置在色彩转换面板20上。也就是说,色彩转换面板20可设置在显示面板50与发光体组件500之间。

在这种情况下,液晶显示器可进一步包括设置在显示面板50的一侧上的偏振器12。特别地,色彩转换面板20可设置在显示面板50的底表面上,并且偏振器12可设置在显示面板50的另一表面上、既不接触也不面向色彩转换面板20。

在这种情况下,涂覆型偏振器和线栅偏振器中的一个或多个可用作偏振器12,并且这种偏振器12可使用各种方法设置在显示面板50的一个表面上,所述方法诸如为膜形式、涂层形式、附件形式、或类似的方法。但是,这种描述仅是一个实例,并且因此这不是限制性的。

同时,根据本示例性实施方式的液晶显示器中包括的色彩转换面板20和发光体组件500与上述示例性实施方式的那些色彩转换面板和发光体组件相同,并且因此将不提供进一步的描述。

参考图7至图9,将描述根据本示例性实施方式的显示面板50。多个栅极导体设置在绝缘基板110的面向色彩转换面板20的表面上,所述多个栅极导体包括多个栅极线121、多个降压(step-down)栅极线123、以及多个存储电极线131。

栅极线121和降压栅极线123主要在水平方向上延伸,以传递栅极信号。栅极导体进一步包括从栅极线121向上和向下突出的第一栅极124h和第二栅极124l,并且进一步包括从降压栅极线123向上突出的第三栅极124c。第一栅极124h和第二栅极124l彼此连接,以形成一个连续的突出部。在这种情况下,可改变第一、第二、以及第三栅极124h、124l、以及124c的形状。

存储电极线131主要在水平方向上延伸并传输预定电压(例如公共电压Vcom)。存储电极线131包括向上和向下突出的存储电极129、向下延伸成基本上垂直于栅极线121的一对竖直部分134、以及连接所述一对竖直部分134的端部的水平部分127。

水平部分127包括向下延伸的电容电极137。

栅极绝缘层140设置在栅极导体121、123、124h、124l、124c、以及131的面向色彩转换面板20的表面上。栅极绝缘层140可由诸如氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)的无机绝缘材料制成。此外,栅极绝缘层140可形成为单层或多层。

第一半导体154h、第二半导体154l、以及第三半导体154c设置在栅极绝缘层140的面向色彩转换面板20的表面上。第一半导体154h可设置在第一栅极124h上,第二半导体154l可设置在第二栅极124l上,并且第三半导体154c可设置在第三栅极124c上。第一半导体154h和第二半导体154l可彼此连接,并且第二半导体154l和第三半导体154c可彼此连接。

此外,第一半导体154h可延伸到数据线171的下部。第一至第三半导体154h、154l、以及154c可由非晶硅、多晶硅、金属氧化物等制成。

欧姆触点(未示出)可进一步分别设置在第一至第三半导体154h、154l、以及154c的面向色彩转换面板20的表面上。欧姆触点可由硅化物、或诸如n+氢化非晶硅(其中,n型杂质以高浓度掺杂)的材料制成。

数据导体设置在第一至第三半导体154h、154l、以及154c的面向色彩转换面板20的表面上,所述数据导体包括数据线171、第一源极173h、第二源极173l、第三源极173c、第一漏极175h、第二漏极175l、以及第三漏极175c。

数据线171传递数据信号,并主要在竖直方向上延伸,以与栅极线121和降压栅极线123相交。每个数据线171包括第一源极173h和第二源极173l,该第一源极和该第二源极朝向第一栅极124h和第二栅极124l延伸并彼此连接。

第一漏极175h、第二漏极175l、以及第三漏极175c中的每一个包括一个宽端部以及相对的杆状端部。第一漏极175h和第二漏极175l的杆状端部部分地被第一源极173h和第二源极173l包围。第二漏极175l的一个宽端部另外延伸为形成以“U”形弯曲的第三源极173c。第三漏极175c的宽端部177c与电容电极137重叠,以形成降压电容器Cstd,并且第三漏极175c的杆状端部部分地被第三源极173c包围。

第一栅极124h、第一源极173h、以及第一漏极175h与第一半导体154h一起形成第一薄膜晶体管Qh;第二栅极124l、第二源极173l、以及第二漏极175l与第二半导体154l一起形成第二薄膜晶体管Ql;并且第三栅极124c、第三源极173c、以及第三漏极175c与第三半导体154c一起形成第三薄膜晶体管Qc。

第一半导体154h、第二半导体154l、以及第三半导体154c彼此连接以形成条状,并且除了源极173h、173l、以及173c与漏极175h、175l、以及175c之间的沟道区之外,可具有与数据导体171、173h、173l、173c、175h、175l、以及175c和位于其下方的欧姆触点基本上相同的平面形状。

在第一半导体154h中,未被第一源极173h和第一漏极175h覆盖的暴露部设置在第一源极173h与第一漏极175h之间。在第二半导体154l中,未被第二源极173l和第二漏极175l覆盖的暴露部设置在第二源极173l与第二漏极175l之间。此外,在第三半导体154c中,未被第三源极173c和第三漏极175c覆盖的暴露部设置在第三源极173c与第三漏极175c之间。

钝化层180形成在数据导体171、173h、173l、173c、175h、175l、以及175c及暴露在相应的源极173h/173l/173c与相应的漏极175h/175l/175c之间的半导体154h、154l、以及154c上。钝化层180可由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成,并可形成为单层或多层结构。

滤色器230R、230G、以及230B在每个像素区域PX中设置在钝化层180的面向色彩转换面板20的表面上。每个滤色器230R、230G、以及230B可显示基色,诸如三基色红色、绿色、以及蓝色中的一个。但是显示的色彩不限于这些三基色,而是滤色器230R、230G、以及230B能可替代地显示蓝绿色、洋红色、黄色、以及基于白色的色彩中的一个。与以上说明的不同,滤色器230R、230G、以及230B可在相邻的数据线171之间延长。

光阻构件220布置在相邻的滤色器230R、230G、以及230B之间的区域中。光阻构件220形成在像素区域PX与薄膜晶体管之间的边界处,以防止漏光。滤色器230R、230G、以及230B布置在第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb中的每一个中,并且光阻构件220可设置在第一子像素区域PXa与第二子像素区域PXb之间。

第一绝缘层240可设置在滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220的面向色彩转换面板20的表面上。第一绝缘层240可由无机绝缘材料制成,所述无机绝缘材料诸如为氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiOxNy)等。第一绝缘层240保护滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220,并且如必要的话,可省去。

多个第一接触孔185h和多个第二接触孔185l形成为分别暴露第一漏极175h的宽端部和第二漏极175l的宽端部。接触孔185h、185l穿过第一绝缘层240、光阻构件220、以及钝化层180而形成。

像素电极191设置在第一绝缘层240的面向色彩转换面板20的表面上。像素电极191可由诸如铟锡氧化物(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明金属材料制成。

像素电极191包括第一子像素电极191h和第二子像素电极191l,第一子像素电极和第二子像素电极通过位于它们之间的栅极线121和降压栅极线123而彼此分离,并且第一子像素电极和第二子像素电极基于栅极线121和降压栅极线123分别设置在像素区域PX上方和下方,以在列方向上彼此相邻。也就是说,第一子像素电极191h和第二子像素电极191l通过位于它们之间的第一凹部V1而彼此分离,第一子像素电极191h设置在第一子像素区域PXa中,并且第二子像素电极191l设置在第二子像素区域PXb中。

第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别通过第一接触孔185h和第二接触孔185l而与第一漏极175h和第二漏极175l连接。因此,当第一薄膜晶体管Qh和第二薄膜晶体管Ql接通时,第一薄膜晶体管Qh和第二薄膜晶体管Ql分别接收来自第一漏极175h和第二漏极175l的数据电压。

第一子像素电极191h和第二子像素电极191l中的每一个的总体形状是四边形。第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别包括相交干部(stem),所述相交干部包括水平干部193h和193l以及与水平干部193h和193l相交的竖直干部192h和192l。此外,第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别包括多个微小分支部(minutebranch)194h和194l、以及从子像素电极191h和191l的边缘侧向下和向上突出的突出部197h和197l。

像素电极191通过水平干部193h和193l以及竖直干部192h和192l被分成四个区域。微小分支部194h和194l从水平干部193h和193l以及竖直干部192h和192l倾斜地延伸,并且延伸方向可与栅极线121或水平干部193h和193l形成大约45°或135°的角。此外,两个相邻区域的微小分支部194h和194l的延伸方向可彼此正交。

以上描述的像素区域的布局形式、薄膜晶体管的结构、以及像素电极的形状仅是示例性的,并且本发明不限于此,且可以各种方式改变。

第二绝缘层250设置在像素电极191的面向色彩转换面板20的表面上,并且第二绝缘层250可由与第一绝缘层240相同的材料制成。在这种情况下,可省去第二绝缘层250。

公共电极270设置在像素电极191上,以与像素电极191隔开预定距离。微腔305形成在像素电极191与公共电极270之间。也就是说,微腔305被像素电极191和公共电极270包围。微腔305的宽度和面积可根据显示装置的大小和分辨率而不同地改变。

公共电极270可由诸如铟锡氧化物(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明金属材料制成。预定电压可施加于公共电极270,并且在像素电极191与公共电极270之间可产生电场。

第一配向层11设置在像素电极191的面向色彩转换面板20的表面上。当省去第二绝缘层250时,第一配向层11可直接设置在像素电极191或第一绝缘层240上方。第二配向层21设置在公共电极270与液晶层3之间,以面向第一配向层11。

第一配向层11和第二配向层21可形成为竖直配向层,并可由配向材料制成,所述配向材料诸如为聚酰胺酸、聚硅氧烷、以及聚酰亚胺。第一配向层11和第二配向层21可在像素区域PX的边缘处彼此连接。第一配向层11和第二配向层21还可形成在每个微腔305内。

通过液晶分子31构造的液晶层形成在每个微腔305中。液晶分子31具有负介电各向异性,并且当未施加电场时可在垂直于基板110的方向上竖立。也就是说,液晶分子31可竖直地配向。

施加有数据电压的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l与公共电极270一起产生电场,以确定设置在两个电极191和270之间的微腔305中的液晶分子31的方向。穿过液晶层的光的亮度根据如上确定的液晶分子31的方向而变化。

第三绝缘层350可进一步设置在公共电极270的面向色彩转换面板20的表面上。第三绝缘层350可由诸如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、以及氮氧化硅(SiOxNy)的无机绝缘材料制成,并且如果必要的话,可省去。

顶层360设置在第三绝缘层350的面向色彩转换面板20的表面上。顶层360可由有机材料制成。微腔305形成在顶层360下方,并且顶层360通过固化工艺而硬化,以保持微腔305的形状。也就是说,顶层360形成为通过位于顶层与像素电极之间的微腔305而与像素电极191隔开。

顶层360沿像素行形成在每个像素区域PX中,并且顶层形成在第二凹部V2中,但是顶层360未形成在第一凹部V1中(即,从第一凹部移除)。也就是说,顶层360未形成在第一子像素区域PXa与第二子像素区域PXb之间。微腔305在第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb中的每一个处形成在每个顶层360下方。在第二凹部V2中,微腔305未形成在顶层360下方,而是形成为附接于绝缘基板110。因此,设置于第二凹部V2处的顶层360的厚度可大于设置于第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb中的每一个处的顶层360的厚度。微腔305的上表面和两侧形成为被顶层360覆盖。

暴露微腔305的一部分的注入孔307形成在公共电极270、第三绝缘层350、以及顶层360中。注入孔307可形成为在第一子像素区域PXa和第二子像素区域PXb的边缘处面向彼此。也就是说,注入孔307可对应于第一子像素区域PXa的下侧以及第二子像素区域PXb的上侧,以暴露像素的两个微腔305的侧部。因为每个微腔305通过注入孔307而暴露,所以配向剂、液晶材料等可通过注入孔307注入到微腔305中。

第四绝缘层370可设置在顶层360的面向色彩转换面板20的表面上,并且保护层390可设置在第四绝缘层370的面向色彩转换面板20的表面上。在这种情况下,可省去第四绝缘层370。

保护层390形成为覆盖注入孔307。也就是说,保护层390可密封每个微腔305,以防止形成在微腔305中的液晶分子31排放到外部、或漏出。因为保护层390接触液晶分子31,所以保护层390由不与液晶分子31反应的材料制成。

保护层390可形成为多层结构,诸如双层或三层。所述双层被构造有由不同材料制成的两个层。所述三层被构造有三个层,并且相邻层的材料彼此不同。例如,保护层390可包括由有机绝缘材料制成的层以及由无机绝缘材料制成的层。

如上所述,色彩转换面板20可面向显示面板50的一个表面设置,以在使从发光体组件500入射的光偏振的同时提供改进得更多的色彩再现性,并且偏振器12设置在显示面板50的非面向色彩转换面板20的另一表面上。

因为色彩转换面板20不仅提高了色彩再现性而且还提供了偏振功能,所以可省去设置在显示面板50的设置有色彩转换面板20的表面中的偏振器。

根据图8和图9中所示的本示例性实施方式,色彩转换面板20可接触保护层390。也就是说,在顺序地层叠有发光体组件500、色彩转换面板20、以及显示面板50的液晶显示器中,显示面板50的绝缘基板110设置在适合的位置中,以在色彩转换面板20上设置保护层390。

因而,参考在图8和图9中所示的示例性实施方式,色彩转换面板20设置在发光体组件500上,显示面板50设置成使色彩转换面板20和保护层390彼此接触,并且单个偏振器12可仅设置在显示面板50的绝缘基板110的一侧处。

根据本示例性实施方式,蓝光B通过发光体组件500入射到色彩转换面板20的底表面上。蓝光B穿过具有红色量子棒和绿色量子棒的色彩转换层23,并且因此输出为在一个方向上偏振的白光W。接着,白光W穿过显示面板50,并且因此根据滤色器230R、230G、以及230B输出为红光R、绿光G、以及蓝光B。

在这种情况下,入射到色彩转换层23上的光在量子棒27G和27R的配向方向上偏振且然后发射,并且色彩转换层23的透射轴线与量子棒27G和27R的布置方向相同。

偏振的白光穿过显示面板50,以根据滤色器230R、230G、以及230B输出为红光R、绿光G、以及蓝光B。

输出的红光R、绿光G、以及蓝光B在全方向上发射,并且因此,可改进(即,加宽)根据本发明的该示例性实施方式的液晶显示器的视角,并且可通过更高的色纯度和色彩再现性改进显示质量。

但是,图8和图9中所示的示例性实施方式并不是限制性的,并且如图10中所示,在顺序地层叠有发光体组件500、色彩转换面板20、以及显示面板50的液晶显示器中,显示面板50的绝缘基板110可设置在面板50的下侧处。也就是说,显示面板50的绝缘基板110定位成与色彩转换面板20接触,并且保护层390可设置在面板50的上侧处。

也就是说,色彩转换面板20设置在发光体组件500上方,并且显示面板50设置成使得色彩转换面板20和绝缘基板110彼此接触。在这种情况下,偏振器12可设置在显示面板50的非面向色彩转换面板20的一侧(即,保护层390的上侧)上。

根据本发明的该示例性实施方式,发光体组件500、色彩转换面板20和显示面板50的布置、以及显示面板50的组成元件的布置可与图8和图9中所示的相同。图10中的显示面板50可与图8和图9中的显示面板50相同。

如上,在本发明的一些实施方式中,绝缘基板110设置在色彩转换面板20上,栅极导体设置在绝缘基板110上,并且栅极绝缘层140设置在栅极导体上。数据导体设置在栅极绝缘层140上,钝化层180设置在数据导体,并且滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220设置在钝化层180上。

此外,第一绝缘层240设置在滤色器230R、230G、以及230B和光阻构件220上,像素电极191设置在第一绝缘层240上,并且第一配向层11设置在像素电极191上。

液晶层设置在多个微腔305中并设置在第一配向层11上。第一配向层11和第二配向层21可在它们的像素区域PX的边缘处彼此连接。公共电极270设置在第二配向层21上,并且第三绝缘层350设置在公共电极270上。顶层360设置在第三绝缘层350上,并且第四绝缘层370设置在顶层360上。保护层390设置在第四绝缘层370上。

在下文中,将参考图11评述根据本发明的显示装置的色彩再现性的改进程度。图11是根据本发明的显示装置的色彩再现性的模拟结果。

参见图11,可以看出的是,在根据本发明的示例性实施方式的显示装置X中,因为本显示器的色域(gamut)相对于传统显示装置O的色域增大,所以改进了色彩再现性。也就是说,用户可感觉到更逼真的色彩。与现有的显示装置相比,根据本发明的该示例性实施方式的显示装置呈现大约102%的色彩再现性。因此,如上所述,包括使用嵌段共聚物的色彩转换层的液晶显示器可提供改进得更多的色彩再现性。

虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施方式描述了本发明,但是应当理解的是,本发明并不限于所公开的实施方式,而是相反,旨在覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。上述及其它实施方式的各种特征可以任何形式混合和匹配,以产生与本发明一致的其它实施方式。

<标号的说明>

50:显示面板20:色彩转换面板

23:色彩转换层27:量子棒

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