CN105602227A - 量子棒组合物、量子棒膜和包含该量子棒膜的显示装置 - Google Patents

量子棒组合物、量子棒膜和包含该量子棒膜的显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及量子棒组合物、量子棒膜和包含该量子棒膜的显示装置。本发明还涉及形成量子棒膜的方法。所述量子棒膜包含多个量子棒和具有偶极子侧链的聚合物。响应于外部电场，所述量子棒的长轴和所述偶极子侧链的轴沿相同方向排列。所述显示装置包含用于产生电场的多个像素和公共电极以及设置在第一基板下的背光单元。响应于从背光单元接收光，所述量子棒膜发出沿与所述量子棒的长轴平行的方向偏振的光。

Description

量子棒组合物、量子棒膜和包含该量子棒膜的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年11月13日在韩国提交的韩国专利申请10-2014-0158166号的优先权和权益，在此特通过援引将其并入。
技术领域
本发明的实施方式涉及量子棒，更具体而言，涉及具有低驱动电压和改善的偏振性的量子棒膜、量子棒组合物和包含该量子棒膜的显示装置。
背景技术
近来，随着社会正式进入信息时代，将各种各样的电信号表达为视觉图像的显示装置领域得到快速发展。已经提出平板显示装置，如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置和有机发光二极管(OLED)装置。
另一方面，已经研究或探讨了将量子棒(QR)用于显示装置。因为QR具有高发光效率和优异的再现性，因而QR可以适用于各种用途。例如，已经研究了QR在照明和光源用发光二极管或LCD装置的其他元件中的应用。
QR包含II-VI、III-V、I-III-VI或IV-VI族半导体颗粒的纳米尺寸核颗粒和覆盖该核颗粒的壳。
由于QR的消光系数和量子产率与一般染料相比非常大，因此QR发出强荧光。另外，通过控制QR的直径，可以控制从QR发出的光的波长。
QR发射线性偏振光。也就是，来自QR的光沿QR的长度方向具有线性偏振性。
另外，QR具有能够利用从外部施加的电场控制发光的光学性质。这可以称为斯塔克效应(starkeffect)。
另一方面，为了简化包含QR的显示装置的制造工艺，提出了QR膜用溶液过程。也就是，通过溶液过程(例如，喷墨法、分配法、辊对辊法或旋涂法)制造QR膜，包含QR的显示装置的制造工艺得到简化，QR膜的厚度均匀性得到改善。
例如，喷墨法足以形成精细图案，可以使用低粘度溶液，并且使材料损耗最小化。
为了通过喷墨法涂布QR，需要QR的油墨配方。也就是，QR油墨对于喷墨过程而言应具有约8cP～约30cP的粘度和约20dyne/cm～约40dyne/cm的表面张力以及低挥发性，例如，高于280℃的沸点。
不过，在通过溶液过程形成的QR膜中偏振性降低。另外，在通过溶液过程形成的QR膜中存在高驱动电压的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施方式涉及QR组合物、QR膜和包含QR膜的显示装置，其基本上由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题，并具有其他优势。
本发明的目的是提供在驱动电压和偏振性方面具有优势的QR膜。
本发明的另一目的是提供用于制造QR膜的QR溶液。
本发明的另一目的是提供在生产成本方面具有优势的显示装置。
本发明的其他特征和优点将在后续的说明中阐述，部分将由该说明而显而易见，或者可通过实施本发明而领会。本发明的目的和其他优点将由书面说明书和其权利要求以及附图中具体指出的结构实现和达到。
本发明的实施方式涉及量子棒(QR)组合物，其包含多个量子棒、含有主链和所述主链上连接(attach)的多个偶极子侧链的聚合物和溶剂。
本发明的实施方式还涉及量子棒膜，其包含多个量子棒以及含有主链和所述主链上连接的多个偶极子侧链的聚合物，其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿相同方向排列。
本发明的实施方式还涉及显示装置，其包含第一基板、与第一基板相对的第二基板、在第一基板上的多个像素电极和多个公共电极、设置在第一基板与第二基板之间的量子棒膜。该量子棒膜包含多个量子棒以及含有主链和所述主链上连接的多个偶极子侧链的聚合物，其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿第一方向排列。该显示装置还包含在第一基板下的背光单元，其中，响应于从背光单元接收光，量子棒膜发出沿第一方向偏振的光。
本发明的实施方式还涉及形成量子棒膜的方法。在基板上形成多个像素电极和多个公共电极。在基板上涂布量子棒组合物。量子棒组合物包含多个量子棒、含有主链和所述主链上连接的多个偶极子侧链的聚合物和溶剂。在所述多个像素电极和所述多个公共电极之间产生电场，使量子棒组合物固化而在基板上形成量子棒膜，其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿与所述电场基本上平行的方向排列。
应理解，前述一般说明和以下详细说明均是示例并且是解释性的，意图是提供要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
为了提供对本发明的进一步理解而包含附图并将其并入构成本说明书的一部分，附图图示了本发明的实施方式，并与说明书一起解释本发明的原理。
图1描绘QR膜的驱动原理。
图2是用于本发明第一实施方式的QR组合物的QR的示意图。
图3A和3B是描绘QR的驱动原理的图示。
图4是用于本发明第一实施方式的QR组合物的聚合物的示意图。
图5是描绘本发明第一实施方式的QR组合物中开/关状态的变化的示意图。
图6A～6C是本发明第二实施方式的QR膜的制造方法的示意性截面图。
图7是本发明第三实施方式的包含QR膜的显示装置的示意性截面图。
图8A～8E是描绘本发明第三实施方式的QR膜的制造方法的示意性截面图。
图9是本发明第三实施方式的包含QR膜的显示装置的示意性截面图。
图10是显示包含QR膜的显示装置的开/关性质的图。
图11是显示包含QR膜的显示装置的偏振性的图。
具体实施方式
现将详细介绍本发明的实施方式，其实例在附图中有阐述。
QR的开/关控制和偏振性由QR的排列程度决定。
也就是，QR中的电子和空穴通过电场分离，从而提供关闭状态。在此情况中，当QR沿相同方向排列时，QR的驱动电压降低。另外，当QR沿相同方向排列时，从QR发出的光的线性偏振性改善。
不过，在通过溶液过程制造的QR膜中，用于QR溶液过程的聚合物随机排列，使得QR的排列程度降低。因此，在通过溶液过程制造的QR膜中，偏振性降低，驱动电压提高。另外，由于聚合物对电场的屏蔽效应，驱动电压进一步提高。
也就是，参见描绘QR膜的驱动原理的图1，即使对QR膜施加电压来产生电场“E”，QR10也受聚合物20的约束，使得QR10的排列程度降低。
本发明中公开了能够提高QR的排列程度并且适于在溶液过程中制造的QR组合物、QR膜和包含QR膜的显示装置。
-第一实施方式-
本发明的QR组合物包含QR、具有偶极子侧链的聚合物和溶剂。
在QR组合物中，QR占约1重量(wt)％～约5重量(wt)％，聚合物占约10wt％～20wt％。QR组合物包含余量的溶剂。因此，QR组合物具有适合溶液过程的性质，即粘度、表面张力和挥发性。
参见图2(其是用于本发明第一实施方式的QR组合物的QR的示意图)，用于本发明的QR组合物的QR110可以包含核112和包围核112的壳114。
核112可以具有球形、椭球形、多面体形或棒形。包围核112的壳114可以为具有长轴和短轴的棒形。QR110的长轴可指沿QR110的壳114或核112的较长长度的轴。QR110的短轴可指与QR110的长轴垂直的轴。因此，在沿QR110的短轴的截面图中，QR110可以具有圆形、椭圆形或多边形。在图2中，QR110在沿短轴的截面图中具有圆形。
作为另选，QR110可以具有核112而无壳114。在此情况中，核112可以具有椭圆形或棒形。
另外，壳114可以具有单层结构或多层结构，可以由合金、氧化物(oxidecompound)和掺杂材料中的一种或多种形成。壳114的短轴与长轴之比可以为1:1.1～1:30。
QR110的核112由II-VI、III-V、I-III-VI或IV-VI族半导体材料形成。例如，当核112由II-VI族半导体材料形成时，核112可以由CdSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgSe、HgTe和CdZnSe中的一种或多种形成。
为了发射红光，QR110可以具有CdSe的核112和CdS的壳114，或可以具有CdSeS的核112和CdS的壳114。QR110可以包含CdZnS的核112而没有壳，从而发射蓝光。
参见图3A和3B(其是描绘QR的驱动原理的图示)，在没有向包含核112和壳114的QR110施加电场的情况下，空穴“h+”和电子“e-“在核112中复合(图3A)。另一方面，当对QR110施加沿长轴的电场“E”时，空穴“h+”和电子“e-”在空间上分离，从而控制QR110的发光(图3B)。
参见图4(其是用于本发明第一实施方式的QR组合物的聚合物的示意图)，用于本发明的QR组合物的聚合物120具有与主链122键接(link)或结合(combine)的偶极子侧链124。例如，聚合物120可以为各自具有偶极子侧链124的聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷或聚酯。也就是，聚合物120的主链122可以选自聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷和聚酯。
偶极子侧链124是包含选自式1-1～1-4的材料中的一种或多种的化合物。在式1-1～1-4中，R选自F、CF3和CN。偶极子侧链124可以具有沿化合物长度延伸的轴。例如，在式1-1～1-4中，偶极子侧链124的轴可以与化合物的从R基团到氧(O)键的方向基本上平行。
[式1-1]
[式1-2]
[式1-3]
[式1-4]
聚合物120通过下述方式合成。
1.单体的合成
[反应式1]
将NaOH溶液(1M,200ml)投入三颈烧瓶(500ml)，将3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇(2g,19.3mmol)和四丁基氯化铵(0.05g)投入烧瓶。
在搅拌约10分钟后，加入己烷(100ml)和二溴癸烷(12g,60.5mmol)，在室温下将混合物搅拌并反应约8小时。将混合物在60℃的温度下回流约3小时。将反应管在室温冷却，分离己烷层。通过MgSO4除水，减压馏除溶剂。使用展开溶剂(乙酸乙酯:己烷＝1:15)和二氧化硅通过柱色谱分离出褐色生成物。(收率：78％)
[反应式2]
将丙酮(150ml)投入三颈圆底烧瓶，将碳酸钾(6.15g,153.6mmol)、四丁基溴化铵(1.5g,5.1mmol)、3-[(10-溴己氧基)甲基]-3-甲基氧杂环丁烷(21.4g,66.7mmol)和化合物A(10g,51.2mmol)投入烧瓶。将混合物在60～70℃的温度下回流24小时以进行反应。在反应完成后，将生成物在室温冷却。通过滤纸除去漂浮物，减压下除去溶剂。将通过蒸馏获得的黄色混合物通过柱色谱使用乙酸乙酯和己烷(1:4)的展开溶剂进行分离，从而获得化合物B。(收率：75％)
2.聚合物的合成
[反应式3]
将三氟化硼***(0.016g,0.14mmol)用二氯甲烷(1ml)稀释，将稀释的三氟化硼***缓慢滴入在氩气条件和-10℃的温度下用1小时将化合物B(3g,6.88mmol)溶于无水二氯甲烷(15ml)的溶液。使混合物在室温下反应24小时。在反应完成后，在减压和60℃的温度下通过蒸馏除去溶剂，将生成物溶于二氯甲烷并放入渗析管。将渗析管浸入高效液相色谱(HPLC)级的甲醇(250ml)中。使用搅拌器缓慢搅拌渗析管中的物质，通过紫外灯确认单体已萃取到溶液中。每两小时使用一次新制清洁溶剂(总共六次)除去单体，从而获得式2-1的聚合物。
通过将化合物A变为化合物A’(其具有不同的R)，也可以获得式2-2和2-3的聚合物。类似地，通过将化合物A变为式1-2～1-4的化合物中的任一种，也可以获得具有不同偶极子侧链的聚合物。
[式2-1]
[式2-2]
[式2-3]
QR组合物的粘度由聚合物120的主链122控制，且QR110的排列程度由于聚合物120的偶极子侧链124而得到改善。
也就是，由于聚合物120的偶极子侧链124具有偶极性质，偶极子侧链124的轴由于与电场的偶极性质而沿电场方向排列。因此，QR110的排列程度改善。
参见图5(其是描绘本发明第一实施方式的QR组合物的开/关状态的变化的示意图)，在没有电场的情况下，包含QR110、聚合物120(其包含主链122和偶极子侧链124)和溶剂(未示出)的QR组合物100中的QR110和聚合物120随机排列。
不过，在QR组合物100中产生电场“E”时，在聚合物120的偶极子侧链124中将感应偶极，从而使偶极子侧链124的轴沿电场“E”的方向排列。结果，QR110的排列程度改善。
也就是，在现有技术的QR组合物中，QR的排列程度由于随机排列的聚合物而降低。不过，在本发明中，由于聚合物120具有能够产生感应偶极的偶极子侧链124，QR110与电场的排列程度改善。
因此，在由上述QR组合物制造的QR膜中，偏振性改善，驱动电压降低。
-第二实施方式-
图6A～6C是描绘本发明第二实施方式的QR膜的制造方法的示意性截面图。
如图6A所示，涂布QR组合物100(图5)在基底基板200上形成QR溶液层230。
也就是，将包含QR210、聚合物220(其包含主链222和偶极子侧链224)和溶剂(未示出)的QR组合物100涂布在基底基板200上形成QR溶液层230。例如，可以通过喷墨法涂布QR组合物100。
接着，如图6B所示，在QR溶液层230中产生沿第一方向的电场“E”(图5)，并使QR溶液层230固化。
例如，第一电极和第二电极242和244设置在QR溶液层230的相对侧，向第一电极和第二电极242和244施加电压形成电场“E”。QR溶液层230可以通过施加电压产生的热固化。作为另选，加热过程可以在产生电场之后对QR溶液层进行，或可以与电场产生过程同时进行。
借助电场“E”，如图6C所示，QR210沿第一方向排列，从而形成QR膜250。溶剂通过固化过程蒸发，其与电场产生过程同时或分开进行，从而使QR膜250可以包含QR210和聚合物220而无溶剂。作为另选，QR膜250可以还包含固化的溶剂材料。例如，溶剂可以为萘满和二乙基苯中的一种或多种。
如上所述，在QR组合物中，QR组合物的粘度由聚合物220的主链222控制，从而可以通过溶液过程形成QR膜250。另外，通过聚合物220的偶极子侧链224与电场“E”产生感应偶极，从而使QR210的排列程度改善。
因此，在本发明的QR膜250中，从QR膜250发出的光的偏振性改善，QR膜250的驱动电压降低。
-第三实施方式-
图7是本发明第三实施方式的包含QR层的显示装置的示意性截面图。
如图7所示，本发明的QR显示装置300包含显示面板305(其包含用于产生电场的像素电极和公共电极350和352以及QR膜370)和包含UV光源(未示出)的背光单元307。
显示面板305包含第一基板330(与背光单元307相邻)、像素电极和公共电极350和352(设置在第一基板330上)、第二基板360(与第一基板330相对)和QR膜370(设置在第一基板和第二基板330和360之间)。QR膜370包含QR310和聚合物320。
像素电极350和公共电极352设置在第一基板330和QR膜370之间，产生驱动QR膜370的QR310的水平电场。
像素电极和公共电极350和352各自具有条形。例如，像素电极和公共电极350和352各自可以具有在整个第一基板330上延伸的条形。
作为另选，像素电极和公共电极350和352之一可以具有板形，像素电极和公共电极350和352的另一个可以包含至少一个开口。在此情况中，像素电极和公共电极350和352设置在不同层中并在像素区中相互重叠。也就是，显示面板305可以具有边缘场开关(FFS)模式电极结构。
薄膜晶体管(TFT)Tr作为开关元件形成在第一基板330上，像素电极350可以连接到TFTTr。
例如，TFTTr可以包含第一基板330上的栅极332、栅极332上的栅极绝缘层334、设置在栅极绝缘层334上并且与栅极332重叠的半导体层336、在半导体层336上的源极340和在半导体层336上且与源极340隔开的漏极342。
半导体层336可以包含本征非晶硅的有源层336a和杂质掺杂非晶硅的欧姆接触层336b。作为另选，半导体层336可以具有氧化物半导体材料的单层结构。
尽管未示出，但在第一基板330上形成有沿一个方向的栅极线，在栅极绝缘层334上形成与栅极线交叉到像素区的数据线。另外，在第一基板330形成公共线，其与栅极线平行并与其隔开。
形成覆盖TFTTr的钝化层344，其包含露出漏极342的漏极接触孔346。
在钝化层344形成像素电极350，经漏极接触孔346连接到漏极342。像素电极350可以具有条形。
公共电极352形成在钝化层344上，可以具有条形。公共电极352可以经公共接触孔(未示出)连接到公共线(未示出)。贯通钝化层344和栅极绝缘层334形成公共接触孔，并露出公共线。
公共电极352和像素电极350交替地相互排列，从而在像素电极和公共电极350和352之间产生与第一基板330的表面基本上平行的电场。各公共电极352可以设置在两个像素电极350之间，从而在各对相邻的像素电极和公共电极350和352之间产生水平电场。也就是，在像素电极和公共电极350和352之间产生水平电场。在一个实施方式中，像素电极和公共电极350和352可以形成在同一层上。
QR膜370设置在第一基板和第二基板330和360之间并包含QR310和聚合物320。聚合物320包含主链322和偶极子侧链324。QR310和偶极子侧链324可以沿与像素电极和公共电极350和352之间的水平电场基本上平行的方向排列。
也就是，参见图2，QR310为具有长轴和短轴的棒形。QR310被排列为使QR310的长轴与像素电极和公共电极350和352之间的电场方向平行。换言之，QR310的长轴沿与像素电极和公共电极350和352的延伸方向垂直的方向排列。
例如，将包含QR310、聚合物320和溶剂(未示出)的QR组合物涂布在包含像素电极和公共电极350和352的第一基板330上。在此情况中，QR310随机分散在溶剂中。当对像素电极350和公共电极352施加电压时，QR310被排列为使QR310的长轴与像素电极和公共电极350和352之间的电场方向平行。在该步骤中，使QR组合物固化形成QR膜370。结果，在QR膜370中，QR310的长轴与像素电极和公共电极350和352之间的电场方向平行。
如上所述，由于在聚合物320的偶极子侧链324中产生感应偶极，偶极子侧链324的轴沿像素和公共电极350和352之间的电场方向排列。也就是，聚合物320充当用于排列QR310的导引物。结果，QR310的排列程度改善。
在现有技术的LCD装置中，应形成取向层，并应进行取向过程。另一方面，在现有技术通过溶液过程形成QR膜的QR显示装置中，QR的排列程度降低。不过，在本发明的包含QR膜370的显示装置中，不需要形成取向层和使取向层取向的过程，通过溶液过程可形成具有改善的QR排列程度的QR膜370。
另外，由于QR310可以发射红色、绿色和蓝色光，因而可以省略在LCD装置中需要的滤色片。
在本发明的QR显示装置300中，QR膜370的下表面可以接触像素电极和公共电极350和352而不需要取向层，QR膜370的上表面可以接触第二基板360。当在像素电极和公共电极350和352上和第二基板360的底侧上形成其他元件时，QR膜370可以接触这些元件。
另一方面，当像素电极350和公共电极352被配置为具有边缘场开关模式结构时，QR膜370可以接触像素电极和公共电极350和352之一。
另外，在像素电极350和公共电极352被配置为具有边缘场开关模式结构时，QR310的长度方向(即长轴)将排列为与像素电极350和公共电极352之一中的开口的延伸方向(即长轴)平行。
如上所述，QR310沿像素电极和公共电极350和352之间的电场方向排列，排列程度可能取决于QR310的长径比。也就是，随着QR310的长径比增大，排列程度提高。不过，当QR310的长径比增大时，QR310的量子效率降低。也就是，排列程度和量子效率因长径比而存在权衡。
另外，在现有技术的QR膜中，由于QR310的排列程度在溶液过程中由于聚合物进一步降低，因此QR的长径比应进一步增大以具有高QR排列程度。在此情况中，QR的量子效率进一步降低。
不过，在本发明中，由于QR膜370包含含有偶极子侧链324的聚合物320，QR310的排列程度改善。也就是，聚合物320的偶极子侧链324充当QR310的导引物。因此，在量子效率没有降低的情况下，QR排列程度提高，QR显示装置300的驱动性和偏振性改善。
换言之，在使用QR的显示装置中，显示装置通过使空穴和电子经像素电极和公共电极之间的电场分离而提供关闭状态。显示装置的关闭性质与QR排列程度相关。因此，在低QR排列程度的情况下，驱动电压升高。
不过，在本发明的QR显示装置300中，由于QR排列程度由于聚合物320的偶极子侧链324而提高，因此QR显示装置300的驱动电压降低而QR310的量子效率不降低。另外，由于QR排列程度的提高，从QR膜370发出的光的偏振性提高。
而且，由于从QR显示装置300的QR膜370发出偏振光，可以省略在LCD装置中需要的偏振板。另外，由于从QR310发出红色、绿色和蓝色光，可以省略在LCD装置中需要的滤色片。因此，本发明的QR显示装置300在生产成本、重量和厚度方面具有优点。
在图7中，QR膜370设置在显示装置300的两个基板330和360之间。QR膜370用于各种半导体装置。由于QR膜370具有偏振性，因此QR膜370可以用于代替显示装置的偏振板。
图8A～8E是描绘本发明第三实施方式的QR膜的制造方法的示意性界面图。
如图8A所示，在第一基板330上形成第一金属层(未示出)，并进行图案化形成栅极332。在基板330上还形成沿一定方向从栅极332延伸出的栅极线(未示出)。另外，在基板330上形成可以与栅极线平行的公共线(未示出)。
接着，沉积无机材料(如硅氧化物或硅氮化物)形成在栅极332、栅极线和公共线上的栅极绝缘层334。
接着，在栅极绝缘层334上顺序形成本征非晶硅层(未示出)和杂质掺杂非晶硅层(未示出)，并进行图案化形成与栅极332对应的半导体层336，其包含有源层336a和欧姆接触层336b。
接着，形成第二金属层(未示出)，并进行图案化形成源极340和漏极342。源极340和漏极342设置在半导体层336上并相互隔开。另外，形成与栅极线交叉以界定像素区并从源极340延伸出的数据线(未示出)。
栅极332、栅极绝缘层334、半导体层336、源极340和漏极342构成TFTTr。
接着，如图8B所示，形成覆盖TFTTr的钝化层344并进行图案化形成漏极接触孔346。另外，将钝化层344和栅极绝缘层334图案化形成露出公共线的一部分的公共接触孔(未示出)。
接着，通过沉积透明导电性材料(如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO))，在钝化层344上形成透明导电性材料层(未示出)。将透明导电性材料层图案化形成像素电极350和公共电极352。
将像素电极350经漏极接触孔346连接到漏极342，将公共电极352经公共接触孔连接到公共线。像素电极和公共电极350和352交替排列。
接着，如图8C所示，在包含像素电极和公共电极350和352的基板330上涂布包含QR310、聚合物320和溶剂(未示出)的QR组合物，从而形成QR溶液层354。例如，可以通过喷墨法涂布QR组合物。
聚合物320可以包含聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷或聚酯的主链322和用于产生感应偶极的偶极子侧链324。溶剂可以包含萘满和二乙基苯中的至少一种。在QR溶液层354中，QR310随机排列。
接着，如图8D所示，在像素电极和公共电极350和352之间产生电场的情况下，使QR溶液层354(图8C)固化形成QR膜370。在像素电极和公共电极350和352之间产生电场，QR310和聚合物320的偶极子侧链324的轴沿电场方向排列。另外，在形成QR膜370的固化过程之后，QR310和偶极子侧链324在无电场的情况下保持其排列。固化过程可以通过在形成电场的步骤中产生的热来进行。作为另选，可以向包含UV固化剂或热固化剂的QR溶液层354进行包括UV照射或加热的其他固化步骤。
也就是，在本发明中，在没有形成取向层的过程和对取向层进行取向或摩擦的过程的情况下，QR310可以取向或排列为与电场平行。由于QR溶液层354用电场固化，形成QR膜370的固化过程和QR310的取向过程在一步中进行。因此，制造过程得到简化。
如上所述，由于QR310的排列程度通过能够产生感应偶极的聚合物320的偶极子侧链324而提高，QR膜370在驱动电压和偏振性方面具有优势，而没有量子效率的损失。
接着，如图8E所示，第二基板360设置在QR膜370上，并且贴合第一基板和第二基板330和360。结果，制得了显示面板305。在显示面板305下设置包含UV光源的背光单元307，从而提供本发明的显示装置300。
-第四实施方式-
图9是本发明第四实施方式的包含QR层的显示装置的示意性截面图。
如图9所示，本发明的QR显示装置400包含显示面板405(其包含用于产生电场的像素电极和公共电极450和452、QR膜470和偏振板480)和包含UV光源(未示出)的背光单元407。
显示面板405包含第一基板430(与背光单元407相邻)、像素电极和公共电极450和452(设置在第一基板430上)、第二基板460(与第一基板430相对)、QR膜470(设置在第一基板和第二基板430和460之间)和偏振板480(位于第二基板460外侧)。QR膜470包含QR410和聚合物420。
像素电极450和公共电极452设置在第一基板430和QR膜470之间，产生用于驱动QR膜470的QR410的水平电场。如上所述，各公共电极352可以设置在两个像素电极350之间，从而在每对相邻的像素电极和公共电极350和352之间产生水平电场。
作为另选，如上所述，像素电极和公共电极450和452之一可以具有板形，且像素电极和公共电极450和452中另一个可以包含至少一个开口。在此情况中，像素电极和公共电极450和452设置在不同层中，在像素区相互重叠。也就是，显示面板405可以具有边缘场开关(FFS)模式电极结构。
薄膜晶体管(TFT)Tr作为开关元件形成在第一基板430上，像素电极450可以连接到TFTTr。
QR膜470设置在第一和第二基板430和460之间，包含QR410和聚合物420。聚合物420包含主链422和偶极子侧链424。QR410和偶极子侧链424可以沿与像素电极和公共电极450和452之间的水平电场基本上平行的方向排列。
也就是，参见图2，QR410为具有长轴和短轴的棒形。QR410被排列为使QR410的长轴与像素电极和公共电极450和452之间的电场方向平行。换言之，QR410的长轴沿与像素电极和公共电极450和452的延伸方向垂直的方向排列。
例如，将QR组合物(包含QR410、聚合物420和溶剂(未示出))涂布在包含像素电极和公共电极450和452的第一基板430上。在此情况中，QR410随机分散在溶剂中。当对像素电极450和公共电极452施加电压时，QR410被排列为使QR410的长轴与像素电极和公共电极450和452之间的电场方向平行。在该步骤中，使QR组合物固化形成QR膜470。结果，在QR膜470中，QR410的长轴与像素电极和公共电极450和452之间的电场方向平行。
如上所述，由于聚合物420的偶极子侧链424中产生感应偶极，偶极子侧链424的轴沿像素电极和公共电极450和452之间的电场方向排列。也就是，聚合物420充当QR410的排列的导引物。结果，QR410的排列程度改善。
在本发明的包含QR膜470的显示装置中，不需要形成取向层的过程和使取向层取向的过程，通过溶液过程就可形成具有改善的QR排列程度的QR膜470。另外，由于QR410可以发射红色、绿色和蓝色光，可以省略在LCD装置中需要的滤色片。
在本发明的QR显示装置400中，QR膜470的下表面可以接触像素电极和公共电极450和452而无取向层，QR膜470的上表面可以接触第二基板460。当在像素电极和公共电极450和452上和第二基板460的底侧上形成其他元件时，QR膜470可以接触这些元件。
另一方面，当像素电极450和公共电极452被配置为具有边缘场开关模式结构时，QR膜470可以接触像素电极和公共电极450和452之一。
另外，当像素电极450和公共电极452被配置为具有边缘场开关模式结构时，QR410的长度方向(即长轴)被排列为与像素电极450和公共电极452之一中的开口的延伸方向(即长轴)平行。
QR显示装置400的偏振板480设置在第二基板460的外侧，具有与QR410的水平长度方向(即长轴方向)平行的透光轴。结果，偏振板480透射从QR410发出的线性偏振光，从而显示图像。
另外，由于偏振板480设置在QR显示装置400的外部位置，可防止环境光反射或使其最小化。因此，可防止由于环境光反射造成的可视性的降低。
图10是显示包含QR膜的显示装置的开/关性质的图，图11是显示包含QR膜的显示装置的偏振性的图(“OFF比(％)”是电压下打开状态的亮度与无电压时关闭状态的亮度之比)。
QR膜使用表1所列的QR组合物(聚合物分子量：20,000，溶液粘度：10cP)形成，并测量驱动性质和偏振性。“聚合物1”是式2-1的化合物，“聚合物2”是式2-2的化合物，“聚合物3”是式2-3的化合物。
表1
参照例 实施例l 实施例2 实施例3
聚合物(15重量％) 聚酯 聚合物l 聚合物2 聚合物3
QR(3重量％) CdSe/CdS CdSe/CdS CdSe/CdS CdSe/CdS
溶剂(82重量％) 萘满 萘满 萘满 萘满
如表1以及图10和11所示，在包含具有偶极子侧链的聚合物的QR膜中，驱动性和偏振性改善。
也就是，如上所述，当QR膜由包含具有偶极子侧链的聚合物的QR组合物形成时，存在驱动电压和偏振性方面的优势，而没有量子效率的损失。
在本发明中，由于QR组合物包含具有偶极子侧链的聚合物，QR膜可以通过溶液过程形成，并且可防止驱动电压升高或偏振性降低的问题或使其最小化。
另外，在包含QR膜的显示面板中，由于QR的排列程度在无取向层的情况下提高，因而显示装置的制造过程得到简化。
另外，由于QR显示装置不需要偏振板和滤色层，因此显示装置的厚度和生产成本降低。
本领域技术人员将明白，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明的实施方式中可以作出各种修改和变化。因此，此种修改和变化应覆盖本发明，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (24)

1.一种量子棒组合物，其包含：
多个量子棒；
聚合物，所述聚合物包含：
主链；
所述主链上连接的多个偶极子侧链；和
溶剂。
2.如权利要求1所述的量子棒组合物，其中，响应于外部电场，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿与所述外部电场基本上平行的方向排列。
3.如权利要求1所述的量子棒组合物，其中，所述多个偶极子侧链包含选自由下述基团组成的组中的至少一种：
其中，R选自由F、CF3和CN组成的组。
4.如权利要求3所述的量子棒组合物，其中，所述聚合物的主链选自聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷或聚酯。
5.如权利要求1所述的量子棒组合物，其中，所述多个量子棒各自包含核、或核和包围所述核的壳，所述核具有球形、椭球形、多面体形或棒形，并且所述壳具有棒形。
6.如权利要求5所述的量子棒组合物，其中，所述核由CdSe、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgSe和CdZnSe中的一种或多种形成。
7.一种量子棒膜，其包含：
多个量子棒；和
聚合物，所述聚合物包含：
主链；和
所述主链上连接的多个偶极子侧链，
其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿相同方向排列。
8.如权利要求7所述的量子棒膜，其中，所述多个偶极子侧链包含选自由以下基团组成的组中的至少一种：
其中，R选自由F、CF3和CN组成的组。
9.如权利要求8所述的量子棒膜，其中，所述聚合物的主链选自聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷或聚酯。
10.如权利要求7所述的量子棒膜，其中，所述多个量子棒各自包含核、或核和包围所述核的壳，所述核具有球形、椭球形、多面体形或棒形，并且所述壳具有棒形。
11.如权利要求10所述的量子棒膜，其中，所述核由CdSe、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgSe和CdZnSe中的一种或多种形成。
12.一种显示装置，其包含：
第一基板；
与所述第一基板相对的第二基板；
在所述第一基板上的多个像素电极和多个公共电极；
设置在所述第一基板与所述第二基板之间的量子棒膜，所述量子棒膜包含：
多个量子棒；
聚合物，所述聚合物包含主链和所述主链上连接的多个偶极子侧链，其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿第一方向排列；和
在所述第一基板下的背光单元，
其中，响应于从所述背光单元接收光，所述量子棒膜发出沿所述第一方向偏振的光。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述多个偶极子侧链包含选自由以下基团组成的组中的至少一种：
其中，R选自由F、CF3和CN组成的组。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中，所述聚合物的主链选自聚氧杂环丁烷、聚硅氧烷或聚酯。
15.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述多个像素电极和所述多个公共电极中的至少一个沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸。
16.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一方向与所述多个像素电极和所述多个公共电极之间产生的电场方向基本上平行。
17.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述多个公共电极各自设置在两个相邻的像素电极之间，每对相邻的像素电极和公共电极能够产生方向与所述第一方向基本上平行的水平电场。
18.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述量子棒膜的下表面与所述多个像素电极和所述多个公共电极中的至少一个接触。
19.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述量子棒膜的上表面与所述第二基板接触。
20.如权利要求12所述的显示装置，其还包含在所述第二基板上的偏振板。
21.如权利要求20所述的显示装置，其中，所述偏振板的透光轴与所述第一方向平行。
22.如权利要求12所述的显示装置，其中，所述多个量子棒各自包含核、或核和包围所述核的壳，所述核具有球形、椭球形、多面体形或棒形，并且所述壳具有棒形。
23.如权利要求22所述的显示装置，其中，所述核由CdSe、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、ZnTe、HgSe和CdZnSe中的一种或多种形成。
24.一种形成量子棒膜的方法，所述方法包括：
在基板上形成多个像素电极和多个公共电极；
在所述基板上涂布量子棒组合物，所述量子棒组合物包含：
多个量子棒；
聚合物，所述聚合物包含主链和所述主链上连接的多个偶极子侧链；和
溶剂，
在所述多个像素电极和所述多个公共电极之间产生电场；和
使所述量子棒组合物固化而在所述基板上形成量子棒膜，其中，所述多个量子棒的长轴和所述多个偶极子侧链的轴沿与所述电场基本上平行的方向排列。
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