现有的显示产品一般采用发射白光的二极管(LED)背光源与常规滤色器结合，以提供彩色显示产品，其通常导致较低的光源利用率和较窄的显示色饱和度(色域，颜色范围，color gamut)。例如，每种颜色颜料吸收其它颜色区域，例如红色颜料吸收绿色和蓝色的波长，其中具有与红色颜料一致波长的光透过红色子像素区域。结果，每种颜色的透射率(透光率)仅为大约33％。
量子点是具有多种有用特性(如光致发光)的独特半导体纳米晶体。光致发光是指在一个波长下通过量子点吸收光并在第二波长下发射光。典型地，吸收的波长比发射的波长更短。
量子点已经用于发光二极管中，其中发射各种颜色的量子点的复合材料(复合体，composite)通过光源而被照射。典型地，发射红色、绿色和蓝色的量子点的复合材料与白光背光源结合，作为液晶显示器(LCD)的一部分。但是，这种方法需要滤色器来消除白光的不希望的部分以产生期望的颜色。产生白光并且再过滤光以产生所需颜色的方法是低效的。因此，对于更高效率的透射率、同时保持或降低功耗存在需求。
技术实现要素：
一种液晶显示装置，包括：蓝色背光单元；遮板基板(shutter substrate)，具有设置于蓝色背光单元附近的表面；液晶层，设置于遮板基板的相对表面附近；以及包含聚合物和量子点材料的变色层(color change layer)，其中变色层设置于变色基板的表面上。
一种提高装置透射率(透光率)的方法，包括：使光通过背光单元，激活背光单元中的蓝色光源，使来自蓝色光源的蓝光通过第一偏振层和遮板基板，使蓝光通过液晶层和第二偏振层，用包含聚合物和量子点材料的变色层涂覆变色基板，以及使蓝光通过变色层和变色基板，其中变色层改变通过变色层的光的波长。
通过以下附图和详细描述例示说明上述和其他特征。
附图说明
现在参考附图，该附图为示例性实施方式，并且其中相同元件的编号相同。
图1是包括包含量子点的变色层的装置的横截面视图的图示。
具体实施方式
与变色层结合、使用单一波长的光的液晶显示装置能够提供改善的工作特性和改善的效率。
本文中公开的液晶显示装置可以包括背光单元，其中背光单元可以包括蓝色光源，蓝色光源被配置成发射蓝光。蓝色背光单元被配置成发射波长为440nm至450nm的蓝色单色光。蓝色背光单元可以包括发射蓝光的二极管。
该装置可以包括位于遮板基板和变色基板之间的液晶层。液晶层可以包括杆状分子，其自然形成为具有自然排列(对准，alignment)的薄层。通过控制施加在液晶层上的电压，可以允许光以不同的量通过。
该装置可以包括变色层，该变色层包括聚合物，例如热塑性聚合物或热固性聚合物，和量子点材料，其中变色层可以设置在变色基板的表面上。变色层可以是薄膜例如，厚度小于或等于10微米(μm)的薄膜，例如，小于或等于5μm，例如，小于或等于3μm，小于或等于2μm，例如，小于或等于1.5μm。例如，薄膜的厚度可以为0.5μm至10μm，例如，1.5μm至8μm，2μm至7μm，例如3μm至5μm，或例如0.5μm至3μm。变色层可以包括两种或更多种不同的发光量子点，每种发光量子点被配置成发射到不同的光波长区域中。
变色层可以包括聚合物以及聚合物与弹性体和/或热固性聚合物的组合。示例性材料可以包括弹性材料或热固性材料。变色层可以包括热塑性聚合物。变色层的热塑性聚合物可以包括，但不限于，低聚物，聚合物，离聚物，树枝状聚合物，共聚物诸如接枝共聚物、嵌段共聚物(例如星形嵌段共聚物、无规共聚物等)，或包括上述至少一种的组合。这种热塑性聚合物的实例包括，但不限于，聚碳酸酯类(例如聚碳酸酯的共混物(如聚碳酸酯-聚丁二烯共混物、共聚酯聚碳酸酯))，聚苯乙烯类(例如聚碳酸酯和苯乙烯的共聚物、聚苯醚-聚苯乙烯共混物)，聚酰亚胺类(PI)(例如聚醚酰亚胺(PEI))、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)、聚甲基丙烯酸烷基酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))，聚酯(例如共聚酯、聚硫酯)，聚烯烃类(例如聚丙烯(PP)和聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE))，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚酰胺类(例如聚酰胺酰亚胺)，聚芳酯，聚砜(例如聚芳基砜、聚磺酰胺)，聚苯硫醚，聚四氟乙烯，聚醚(例如聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES))，聚丙烯酸类，聚缩醛类，聚苯并噁唑类(例如聚苯并噻嗪并酚噻嗪类(polybenzothiazinophenothiazines)、聚苯并噻唑)，聚噁二唑类，聚吡嗪并喹喔啉类(polypyrazinoquinoxaline)，聚均苯四酰亚胺类(polypyromellitimides)，聚喹喔啉类，聚苯并咪唑类，聚氧吲哚类(polyoxindoles)，聚氧异吲哚啉类(例如聚二氧异吲哚啉(polydioxoisoindolines))，聚三嗪类，聚哒嗪类，聚吡嗪类，聚吡啶类，聚哌啶类，聚三唑类，聚吡唑类，聚吡咯烷酮类，聚碳硼烷类(polycarboranes)，聚氧杂二环壬烷类(polyoxabicyclononanes)，聚二苯并呋喃类，聚邻苯二甲酰胺类(polyphthalamide)，聚缩醛类，聚酸酐类，聚乙烯基类(例如聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚乙烯卤化物、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚乙烯氯化物)，聚磺酸盐/酯类，聚硫化物类，聚脲类，聚磷腈类，聚硅氮烷类(polysilazanes)，聚硅氧烷类，含氟聚合物类(例如聚乙烯氟化物(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯-丙烯(FEP)、聚乙烯-四氟乙烯(ETFE))，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，环烯烃共聚物类(COC)，或包含上述至少一种的组合。
量子点材料可以包括量子点。量子点是纳米颗粒半导体，其激子(激发子，exciton)被限定于所有三个空间维度中，并且具有位于体型半导体(块状半导体，bulk semiconductor)的那些和离散分子的那些之间的特性。可以设计量子点的性质。例如，通过改变相对量子点的大小，可以使包括相同元素(元件，要素)的量子点发射不同波长的光。
量子点可以包括周期表第II-VI族的化合物、周期表第III-V族的化合物、周期表第IV-VI族的化合物、或周期表第IV族的化合物，以及包括上述至少一种的组合。例如，第II-VI族的化合物可以包括CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe和HgZnSTe。第III-V族的化合物可以包括GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs和InAlPSb。第IV-VI族的化合物可以包括SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe和SnPbSTe。第IV族的化合物可以包括Si、Ge、SiC和SiGe。
示例性量子点可以包括硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、硒化锌(ZnSe)、硒化镓(GaSe)、碲化锌(ZnTe)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)、碲化铅(PbTe)、硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)和硫化碲镉(CdTeS)。量子点可以包括核/壳结构，其中核可以包括CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe和HgS中的至少一种，壳可以包括CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、ZnTe、ZnS、HgTe、和HgS中的至少一种，其中核材料可以不同于壳材料。例如，核/壳结构可以包括CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS或CdTe/ZnS。
量子点可以具有15纳米(nm)或更小，10nm或更小，8nm或更小，或6nm或更小的平均尺寸。变色层可以包括包含第一量子点材料的第一层、和包含第二量子点材料的第二层，其中第一量子点材料的平均粒径可以不同于第二量子点材料的平均粒径。
量子点材料可以包括发射红光的量子点和发射绿光的量子点。量子点材料可以基本上由发射红光的量子点和发射绿光的量子点组成或由其组成。激发后绿色量子点的波长可以为520nm至550nm。激发后红色量子点的波长可以为620nm至650nm。
变色层可以包括像素，其中像素包括多个子像素，多个子像素中每个子像素包括量子点。像素可以包括包含发射红光的量子点的红色子像素，和包含发射绿光的量子点的绿色子像素。像素可以包括包含发射红光的量子点的红色子像素、包含发射绿光的量子点的绿色子像素、和蓝色子像素，其中蓝色子像素为透明的。蓝色子像素可以不包括量子点。例如，对应于蓝色子像素的子区域可以是透明的，以允许来自蓝色背光单元的蓝光基本上无阻挡地通过。
该装置可以包括至少一个偏振层。遮板基板可以包括设置在蓝色背光附近的遮板基板的表面上的第一偏振层。第二偏振层可以位于变色层和液晶层之间。偏振层可以是反射偏振层，其透射具有单一偏振态的光并反射剩余的光。反射偏振层可以包括双折射反射偏振器、光纤偏振器和准直多层反射器。然而，任何合适类型的反射偏振器都可以用于反射偏振器，例如多层光学膜(MOF)反射偏振片；漫反射偏振膜(DRPF)，例如连续/分散相偏振器；线栅反射偏振器；或胆甾型反射偏振器(cholesteric reflective polarizer)。
遮板基板可以包括薄膜晶体管。薄膜晶体管可以附着在与第一偏振层相对的遮板基板的表面上。每个子像素可以具有相应的晶体管或开关，用于控制施加到液晶层的电压。
该装置可具有大于5％，大于10％，大于15％和大于20％的液晶显示面板透射率。该装置可以具有透射率为5％至25％，10％至20％，和15％至20％的液晶显示面板。
由于其较宽的色域，包括包含量子点的变色层的装置通常比常规LCD显示器明亮得多。对于传统的液晶显示器，为了达到与本发明装置相同的色域，功率效率会比本发明的装置低得多。
本发明公开还提供一种提高装置的透射率的方法，该方法可以包括使光通过背光单元，激活背光单元中的蓝色光源，使来自蓝色光源的蓝光通过第一偏振层和遮板基板，使蓝光通过液晶层和第二偏振层，用包含聚合物(例如，热塑性聚合物或热固性聚合物)和量子点材料的变色层涂覆变色基板，以及使蓝光通过变色层和变色基板。变色层可以改变通过变色层的光的波长。
如图1所示，液晶显示装置10可以包括背光单元12和遮板基板14。遮板基板可以具有设置于蓝色背光单元附近的表面16。液晶显示装置10可以包括能够设置于遮板基板14的相对表面18附近的液晶层20。
装置10可以包括可包含量子点材料的变色层22。变色层22可以设置于变色基板24的表面上，变色层22可以包括像素，其中像素可以包括多个子像素26，多个子像素中每个子像素26可以包括量子点。
遮板基板14可以包括设置于蓝色背光附近的遮板基板14的表面上的第一偏振层28。第二偏振层30可以位于变色层22和液晶层20之间，遮板基板14可以包括薄膜晶体管34。
以下实施例仅是本文中所公开的装置的例示说明，并不旨在限制本发明的范围。除非另有说明，所有实施例都基于模拟。
实施例
表1示出了用于LCD面板的每个组件的面板透射率计算，其中LCD面板包括常规滤色器。以尼特(nit)(其相当于1坎德拉/平方米(cd/m2))测量亮度。每平方米的坎德拉(cd/m2)是亮度的SI导出单位(SI derived unit)。该单位是基于坎德拉(发光强度的SI单位)、以及平方米(面积的SI单位)。因此，748尼特相当于748cd/m2而10,000尼特相当于10,000cd/m2。
*TFT＝薄膜晶体管
*BLU＝背光单元
表2示出了用于所公开装置的面板透射率计算，其具有60％的量子点变色层效率。
与传统滤色器相比(其透射率仅为35％)，变色层的透射率为60％。表2中的结果表明，包括包含量子点的变色层的装置通常比常规LCD显示器明亮得多。
表3包括量子点变色层效率的面板透射率的模拟。
如表3所示，与传统量子点显示器相比，量子点颜色层(变色层)的效率可以提高。例如，效率可以是大于或等于50％，例如大于或等于60％，例如大于或等于70％，例如大于或等于80％，例如大于或等于90％。表3还表明，随着变色层效率增加，面板透射率也增加。
本文公开的装置及其制备方法至少包括以下实施方式：
实施方式1：一种液晶显示装置，包括：蓝色背光单元；遮板基板，具有设置于蓝色背光单元附近的表面；液晶层，设置于遮板基板的相对表面附近；以及包含聚合物和量子点材料的变色层，其中变色层设置于变色基板的表面上。
实施方式2：实施方式1的装置，其中量子点材料包括量子点，其中量子点的平均直径为15nm或更小。
实施方式3：实施方式1-2中任一项的装置，量子点材料包括量子点，其中量子点的平均直径为10nm或更小。
实施方式4：实施方式1-3中任一项的装置，其中量子点材料包括发射红光的量子点和发射绿光的量子点。
实施方式5：实施方式1-4中任一项的装置，其中变色层包括两种或更多种不同的发光量子点，每种发光量子点被配置成发射到不同的光波长区域中。
实施方式6：实施方式1-5中任一项的装置，其中变色层包括像素，其中像素包括多个子像素，其中每个子像素包括量子点。
实施方式7：实施方式1-6中任一项的装置，其中变色层包括像素，其中像素包括包含发射红光的量子点的红色子像素、和包含发射绿光的量子点的绿色子像素。
实施方式8：实施方式1-7中任一项的装置，其中变色层包括像素，其中像素包括包含发射红光的量子点的红色子像素、包含发射绿光的量子点的绿色子像素、和蓝色子像素，其中蓝色子像素是透明的。
实施方式9：实施方式8的装置，其中蓝色子像素不包括量子点。
实施方式10：实施方式1-9中任一项的装置，其中变色层包括包含第一量子点材料的第一层、和包含第二量子点材料的第二层，其中第一量子点材料的平均粒径不同于第二量子点材料的平均粒径。
实施方式11：实施方式1-10中任一项的装置，其中在蓝色背光单元与遮板基板之间设置第一偏振层。
实施方式12：实施方式1-11中任一项的装置，其中遮板基板包括薄膜晶体管。
实施方式13：实施方式12的装置，其中薄膜晶体管附着在与第一偏振层相对的遮板基板的表面上。
实施方式14：实施方式1-12中任一项的装置，还包括在变色层和液晶层之间的第二偏振层。
实施方式15：实施方式1-14中任一项的装置，其中变色层为薄膜。
实施方式16：实施方式15的装置，其中薄膜的厚度小于或等于3微米。
实施方式17：实施方式1-16中任一项的装置，其中装置的液晶显示面板透射率大于10％。
实施方式18：实施方式17的装置，其中透射率为10％至20％。
实施例19：一种提高装置透射率的方法，包括使光通过背光单元，激活背光单元中的蓝色光源，使来自蓝色光源的蓝光通过第一偏振层和遮板基板，使蓝光通过液晶层和第二偏振层，用包含聚合物和量子点材料的变色层涂覆变色基板，并使蓝光通过变色层和变色基板，其中变色层改变通过变色层的光的波长。
实施方式20：实施方式19的方法，其中装置的液晶面板透射率大于10％。
一般而言，本发明可替代地包括本文所公开的任何适当组分/组件，由其组成或基本上其组成。本发明可以另外地或可替代地配制成以便不含有、或基本上不含有在现有技术组合物中使用的任何组分/组件、材料、成分、助剂或物质，或者另外的对于实现本发明的功能和/或目的不是必需的那些。
本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以独立地相互组合(例如，"最高达25wt％，或更具体地，5wt％至20wt％"的范围，包括端点以及"5wt％至25wt％"的范围的所有中间值，等等)。"组合"包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，术语"第一"、"第二"等在此不表示任何顺序、数量、或重要性，而是用来表示一个要素(一个元件/一种元素)区别于另一个要素(另一个元件/一种元素)。这里的术语"一个"、"一种"和“该”不表示数量的限制，而应解释为包括单数和复数两者，除非在此另外指明或与上下文明显矛盾。本文中使用的后缀“(s)”旨在包括其所修饰的术语的单数和复数两者，从而包括一个或多个该术语(例如，该膜(film(s))包括一个或多个薄膜)。在整个说明书中提及"一个实施方式"，"另一实施方式"，"实施方式"等，意味着结合实施方式描述的特定要素(例如特征、结构和/或特性)被包括在本文所描述的至少一个实施方式中，并且可以存在于或者不存在于其他实施方式中。此外，应当理解，所描述的要素可以以任何合适的方式组合在各种实施方式中。
虽然已经描述了特定实施方式，但是申请人或本领域技术人员可以想到当前未预见的或可能当前未预见的替代方案、修改、变化、改进和实质等同物。因此，如提交的所附权利要求以及如可以修改的权利要求旨在包括所有这样的替换方案、修改、变化、改进和实质等同物。