KR102256333B1 - Quantum rod and Quantum rod display device - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 형성되며 서로 교대로 배열되는 화소 전극 및 공통 전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며, 제 1 II-VI족 반도체 물질을 포함하는 코어와, 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질과 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질의 조성비 구배를 갖고 상기 코어를 감싸는 제 1 쉘과, 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 쉘을 감싸는 제 2 쉘을 포함하는 퀀텀 로드를 포함하는 퀀텀로드층과; 상기 제 1 기판 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하는 퀀텀로드 표시장치를 제공한다.The present invention includes: a first substrate and a second substrate facing each other; A pixel electrode and a common electrode formed on the first substrate and alternately arranged with each other; A core disposed between the first and second substrates and including a first group II-VI semiconductor material, the first group II-VI semiconductor material and a second group II-VI semiconductor material, and the first Quantum including a first shell having a composition ratio gradient of the II-VI semiconductor material and surrounding the core, and a quantum rod including a second shell including the second II-VI semiconductor material and surrounding the first shell A rod layer; A quantum rod display device including a backlight unit positioned under the first substrate is provided.

Description

퀀텀 로드 및 퀀텀 로드 표시장치{Quantum rod and Quantum rod display device}Quantum rod and quantum rod display device

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 낮은 구동 전압을 갖는 퀀텀 로드와 이를 포함하는 퀀텀 로드 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device, and to a quantum load having a low driving voltage and a quantum load display device including the same.

사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device : OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다. As society enters the era of full-scale information, the field of display processing and displaying a large amount of information has developed rapidly, and in response to this, Liquid Crystal Display device (LCD), plasma display device Various flat panel display devices such as Panel device: PDP), Field Emission Display device (FED), and organic light emitting diode display device (OELD) have been developed and are in the spotlight.

한편, 최근에는 퀀텀 로드(quantum rod, 양자막대)를 표시장치에 이용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.Meanwhile, in recent years, research to use a quantum rod (quantum rod) in a display device is being conducted.

퀀텀 로드는 높은 발광효율과 우수한 재현률로 많은 응용 가능성을 갖고 있다. 예를 들어, 조명용 발광소자, 액정표시장치 소자 및 광원에 대한 퀀텀 로드의 응용이 연구되고 있다. Quantum rods have many application possibilities with high luminous efficiency and excellent reproducibility. For example, the application of a quantum rod to a light emitting device for lighting, a liquid crystal display device, and a light source is being studied.

퀀텀 로드는 나노크기의 II-VI, III-V, I-III-VI, IV-VI 반도체 물질이 코어 (core)를 이루는 입자를 말하며, 코어를 보호하기 위한 쉘 (shell)을 포함한다. Quantum rods refer to particles in which nano-sized II-VI, III-V, I-III-VI, and IV-VI semiconductor materials form a core, and include a shell for protecting the core.

퀀텀 로드는 일반적 염료에 비해 흡광계수 (extinction coefficient)가 매우 크고 양자효율 (quantum yield)도 우수하므로 강한 형광을 발생하며, 퀀텀 로드의 직경을 조절하면 발하는 가시광선의 파장을 조절할 수 있다.Quantum rods generate strong fluorescence because their extinction coefficient is very large and quantum yield is excellent compared to general dyes. By adjusting the diameter of the quantum rod, the wavelength of visible light emitted can be controlled.

또한 퀀텀 로드는 선편광을 내는 특성을 가지며 stark effect에 의해 외부 전기장이 인가되면 전자와 정공의 분리되어 발광을 조절할 수 있는 광학적 특성을 지니고 있다. 따라서, 이러한 특성을 이용하면 표시장치의 광효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
In addition, the quantum rod has a characteristic of generating linearly polarized light, and when an external electric field is applied by a stark effect, electrons and holes are separated and thus light emission can be controlled. Therefore, using these characteristics has an advantage of improving the light efficiency of the display device.

종래 퀀텀 로드 중 적색 발광형 퀀텀 로드로서, CdSe를 코어로 이용하고 CdS를 쉘로 이용하는 CdSe/CdS 구조의 적색 발광형 퀀텀 로드가 개발된 상태이다.Among the conventional quantum rods, a red light-emitting type quantum rod having a CdSe/CdS structure using CdSe as a core and CdS as a shell has been developed.

이러한 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드의 발광 메커니즘을 도시한 도 1을 참조하면, CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드는 약 1.6eV의 Eg 값을 가져 약 775nm 파장의 적색 가시광선을 발하게 된다.Referring to FIG. 1, which shows the light emission mechanism of the CdSe/CdS structured quantum rod, the CdSe/CdS structured quantum rod has an Eg value of about 1.6 eV and emits red visible light having a wavelength of about 775 nm.

퀀텀 로드를 표시장치에 이용하기 위해서는 퀀텀 로드에 의한 발광이 조절되어야 한다. 전술한 바와 같이, 퀀텀 로드에 외부 전기장이 인가되면 전자와 정공이 분리되어 발광이 멈추게 된다. In order to use the quantum rod in a display device, light emission by the quantum rod must be controlled. As described above, when an external electric field is applied to the quantum rod, electrons and holes are separated and light emission stops.

그런데, 종래 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드는 전기장 인가에 의한 발광 OFF 조절에 어려움이 있다. 즉, 발광 OFF를 위한 구동 전압이 매우 높기 때문에, 퀀텀 로드를 이용한 표시장치의 구동 전압이 크게 증가하는 문제가 있다.
However, conventional quantum rods having a CdSe/CdS structure have difficulty in controlling light emission OFF by application of an electric field. That is, since the driving voltage for turning off the light emission is very high, there is a problem that the driving voltage of the display device using the quantum load is greatly increased.

본 발명은 종래 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드의 높은 구동 전압 문제를 해결하고자 한다.
The present invention aims to solve the problem of a high driving voltage of a quantum load having a conventional CdSe/CdS structure.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판에 형성되며 서로 교대로 배열되는 화소 전극 및 공통 전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며, 제 1 II-VI족 반도체 물질을 포함하는 코어와, 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질과 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질의 조성비 구배를 갖고 상기 코어를 감싸는 제 1 쉘과, 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 쉘을 감싸는 제 2 쉘을 포함하는 퀀텀 로드를 포함하는 퀀텀로드층과; 상기 제 1 기판 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하는 퀀텀로드 표시장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention includes a first substrate and a second substrate facing each other; A pixel electrode and a common electrode formed on the first substrate and alternately arranged with each other; A core disposed between the first and second substrates and including a first group II-VI semiconductor material, the first group II-VI semiconductor material and a second group II-VI semiconductor material, and the first Quantum including a first shell having a composition ratio gradient of the II-VI semiconductor material and surrounding the core, and a quantum rod including a second shell including the second II-VI semiconductor material and surrounding the first shell A rod layer; A quantum rod display device including a backlight unit positioned under the first substrate is provided.

본 발명에 따른 퀀텀로드 표시장치에 있어서, 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질은 CdSe이고, 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질은 ZnS인 것을 특징으로 한다.In the quantum rod display device according to the present invention, the first group II-VI semiconductor material is CdSe, and the second group II-VI semiconductor material is ZnS.

본 발명에 따른 퀀텀로드 표시장치에 있어서, 상기 제 1 쉘은 CdxZn1 - xSeyS1 -y로 표시되고(0<x, y<0), 상기 코어로부터 상기 제 2 쉘 방향으로 갈수록 x와 y의 값은 감소하는 것을 특징으로 한다.In the quantum rod display device according to the present invention, the first shell is represented by Cd x Zn 1 - x Se y S 1 -y (0<x, y<0), and from the core toward the second shell It is characterized by decreasing the values of x and y.

본 발명에 따른 퀀텀로드 표시장치에 있어서, 상기 제 1 쉘은 제 1 내지 제 3 서브쉘을 포함하고 Cdx1Zn1 -x1Sey1S1- y1/Cdx2Zn1 -x2Sey2S1- y2/Cdx3Zn1 -x3Sey3S1- y3로 표시되며, 0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1이고 x1>x2>x3이며 y1>y2>y3인 것을 특징으로 한다.In the quantum load display device according to the present invention, the first shell including first to third sub-shell and Cd x1 Zn 1 -x1 Se 1- S y1 y1 / x2 Cd Zn 1 -x2 Se y2 S 1- y2 /Cd x3 Zn 1 -x3 Se y3 S 1- y3 , 0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1, x1>x2>x3, y1>y2>y3 .

본 발명에 따른 퀀텀로드 표시장치에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 제 1 방향을 따라 연장되고, 상기 퀀텀로드의 장축은 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.In the quantum rod display device according to the present invention, the pixel electrode and the common electrode extend in a first direction, and a major axis of the quantum rod is arranged in a second direction perpendicular to the first direction. .

본 발명에 따른 퀀텀로드 표시장치에 있어서, 상기 제 2 기판의 외측에 위치하며 상기 제 2 방향과 평행한 투과축을 갖는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In the quantum rod display device according to the present invention, it is characterized in that it further comprises a polarizing plate positioned outside the second substrate and having a transmission axis parallel to the second direction.

다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 II-VI족 반도체 물질을 포함하는 코어와; 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질과 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질의 조성비 구배를 갖고 상기 코어를 감싸는 제 1 쉘과; 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 쉘을 감싸는 제 2 쉘을 포함하는 퀀텀 로드를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a core comprising a first II-VI semiconductor material; A first shell comprising the first group II-VI semiconductor material and the second group II-VI semiconductor material and surrounding the core with a composition ratio gradient of the first group II-VI semiconductor material; A quantum rod including a second shell comprising the second II-VI semiconductor material and surrounding the first shell is provided.

본 발명에 따른 퀀텀 로드에 있어서, 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질은 CdSe이고, 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질은 ZnS인 것을 특징으로 한다.In the quantum rod according to the present invention, the first II-VI group semiconductor material is CdSe, and the second II-VI group semiconductor material is ZnS.

본 발명에 따른 퀀텀 로드에 있어서, 상기 제 1 쉘은 CdxZn1 - xSeyS1 -y로 표시되고(0<x, y<0), 상기 코어로부터 상기 제 2 쉘 방향으로 갈수록 x와 y의 값은 감소하는 것을 특징으로 한다.In the quantum rod according to the present invention, the first shell is represented by Cd x Zn 1 - x Se y S 1 -y (0<x, y<0), and x The values of and y are characterized by decreasing.

본 발명에 따른 퀀텀 로드에 있어서, 상기 제 1 쉘은 제 1 내지 제 3 서브쉘을 포함하고 Cdx1Zn1 -x1Sey1S1- y1/Cdx2Zn1 -x2Sey2S1- y2/Cdx3Zn1 -x3Sey3S1- y3로 표시되며, 0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1이고 x1>x2>x3이며 y1>y2>y3인 것을 특징으로 한다.
In the quantum rod according to the invention, said first shell including first to third sub-shells and 1 -x1 Se Zn Cd x1 y1 S 1- y1 / x2 Cd Zn 1 -x2 Se 1- S y2 y2 / It is represented by Cd x3 Zn 1 -x3 Se y3 S 1- y3 , and is characterized in that 0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1, x1>x2>x3, and y1>y2>y3.

본 발명의 퀀텀 로드는 에너지 밴드 갭 구배(gradient)를 가지는 코어, 제 1 쉘, 제 2 쉘의 구조를 가져, 구동 전압이 감소하는 효과를 갖는다.The quantum rod of the present invention has a structure of a core, a first shell, and a second shell having an energy band gap gradient, and thus has an effect of reducing a driving voltage.

즉, 제 1 쉘은 코어로부터 CdSe 농도가 점차 감소하도록 구성하여 에너지 밴드 갭 구배를 갖게 되며, 이에 따라 외부 전기장 인가 시 전자의 이동이 용이해진다. 따라서, 낮은 구동 전압에 의해서도 발광 OFF가 가능해 진다.That is, the first shell has an energy band gap gradient by gradually decreasing the CdSe concentration from the core, thereby facilitating the movement of electrons when an external electric field is applied. Therefore, light emission can be turned off even by a low driving voltage.

또한, 제 2 쉘은 높은 ZnS 농도에 의해 넓은 에너지 밴드 갭을 갖게 되므로, 퀀텀 로드 내의 엑시톤이 외부로부터 보호되어 양자효율이 증가하게 된다. 즉, 퀀텀 로드의 발광효율이 증가하는 효과를 갖는다.In addition, since the second shell has a wide energy band gap due to the high ZnS concentration, excitons in the quantum rod are protected from the outside, thereby increasing quantum efficiency. That is, it has the effect of increasing the luminous efficiency of the quantum rod.

또한, 이와 같은 퀀텀 로드를 이용하는 퀀텀 로드 표시장치는, 액정표시장치에서 요구되는 편광판과 컬러필터층을 생략할 수 있기 때문에, 표시장치의 두께 감소와 제조 원가 절감의 효과를 갖는다.In addition, a quantum rod display device using such a quantum rod has an effect of reducing the thickness of the display device and reducing manufacturing cost because the polarizing plate and the color filter layer required in the liquid crystal display device can be omitted.

더욱이, 종래 퀀텀 로드를 이용함으로써 발생하는 구동 전압 증가의 문제를 방지할 수 있다.
Moreover, it is possible to prevent the problem of an increase in driving voltage caused by using a conventional quantum load.

도 1은 종래 CdSe/CdS 구조의 퀀텀 로드의 발광 메커니즘을 보여주는 도면이다.
도 2는 CdSe/CdS 퀀텀 로드의 결정구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.
도 5a 및 도 5b 각각은 에너지 밴드 갭 구배 특성을 갖는 퀀텀 로드의 결정 구조와 에너지 밴드 갭을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 퀀텀 로드에서 구동 전압 감소를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 퀀텀 로드의 TEM 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 퀀텀 로드의 EDS 스펙트럼이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치에서의 퀀텀 로드 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.1 is a diagram showing a light emission mechanism of a quantum rod having a conventional CdSe/CdS structure.
2 is a diagram showing a crystal structure of a CdSe/CdS quantum rod.
3 is a schematic cross-sectional view of a quantum rod according to a first embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a quantum rod according to a second embodiment of the present invention.
5A and 5B are diagrams each showing a crystal structure and an energy band gap of a quantum rod having an energy band gap gradient characteristic.
6 is a graph showing a decrease in driving voltage in a quantum load of the present invention.
7 is a TEM image of a quantum rod manufactured according to an embodiment of the present invention.
8 is an EDS spectrum of a quantum rod manufactured according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic cross-sectional view of a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a schematic plan view illustrating an arrangement of quantum rods in a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
11A to 11D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

전술한 바와 같이, 종래 CdSe/CdS 퀀텀 로드는 높은 구동 전압이 요구되는 문제가 있는데, CdSe/CdS 퀀텀 로드의 높은 구동 전압은 퀀텀 로드의 결정 구조에 기인하는 것으로 보인다.As described above, the conventional CdSe/CdS quantum load has a problem that a high driving voltage is required, but the high driving voltage of the CdSe/CdS quantum load seems to be due to the crystal structure of the quantum rod.

즉, CdSe/CdS 퀀텀 로드의 결정구조를 보여주는 도면인 도 2를 참조하면, CdSe 코어와 CdS 쉘이 서로 다른 격자 상수(lattice constant)를 갖기 때문에 코어와 쉘의 경계에서 격자 부정합(mismatching)이 발생하게 된다.That is, referring to FIG. 2, which is a diagram showing the crystal structure of the CdSe/CdS quantum rod, since the CdSe core and the CdS shell have different lattice constants, lattice mismatching occurs at the boundary between the core and the shell. It is done.

이러한 격자 부정합은 결함(defect)으로 작용하고, 외부 전기장 인가 시 전자가 결함 부위에 트랩되어 발광하는 문제를 발생시킨다. 즉, CdSe 코어와 CdS 쉘이 서로 다른 격자 상수를 갖기 때문에, 전기장에 의한 그레이(gray) 구현에 문제가 발생하며 구동 전압이 상승하게 된다.
Such lattice mismatch acts as a defect, and when an external electric field is applied, electrons are trapped in the defective area and cause a problem in which light is emitted. That is, since the CdSe core and the CdS shell have different lattice constants, a problem arises in implementing gray by an electric field, and the driving voltage increases.

본 발명에서는 코어와 쉘 사이의 격자 부정합 문제를 방지할 수 있는 퀀텀 로드를 제공한다.In the present invention, a quantum rod capable of preventing a lattice mismatch problem between a core and a shell is provided.

도 3은 본 발명에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a quantum rod according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 퀀텀 로드(100)는 코어(110)와, 상기 코어(110)를 감싸는 제 1 쉘(120)과, 상기 제 1 쉘(120)을 감싸는 제 2 쉘(130)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 쉘(130)의 외측에 상기 퀀텀 로드(100)의 분산을 위한 유기결합제(organic ligand)가 결합될 수 있다.3, the quantum rod 100 of the present invention includes a core 110, a first shell 120 surrounding the core 110, and a second shell surrounding the first shell 120 It includes (130). In addition, an organic ligand for dispersing the quantum rod 100 may be bonded to the outside of the second shell 130.

상기 코어(110)는 주기율표의 II-VI족 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 CdSe일 수 있다. 또한, 상기 제 1 쉘(120)은 주기율표의 제 1 II-VI족 반도체 물질과 주기율표의 제 2 II-VI족 반도체 물질의 혼합물이며, 예를 들어 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe와 제 2 II-VI족 반도체 물질인 ZnS가 혼합된 형태일 수 있다. 즉, 상기 코어(110)의 II-VI족 반도체 물질과 상기 제 1 쉘(120)의 제 1 II-VI족 반도체 물질은 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 2 쉘(130)은 상기 제 2 II-VI족 반도체 물질로 이루어진다.The core 110 may be made of a group II-VI semiconductor material of the periodic table, and may be, for example, CdSe. In addition, the first shell 120 is a mixture of a first II-VI group semiconductor material of the periodic table and a second II-VI group semiconductor material of the periodic table, for example, CdSe and a first group II-VI semiconductor material 2 It may be in the form of a mixture of ZnS, a group II-VI semiconductor material. That is, the II-VI group semiconductor material of the core 110 and the first II-VI group semiconductor material of the first shell 120 may be the same. In addition, the second shell 130 is made of the second II-VI group semiconductor material.

특히, 상기 제 1 쉘(120)은 상기 코어(110)로부터 상기 제 2 쉘(130)을 향해 조성비 구배가 발생하도록 형성되어, 에너지 밴드 갭 구배를 갖게 된다. In particular, the first shell 120 is formed to generate a composition ratio gradient from the core 110 toward the second shell 130, and thus has an energy band gap gradient.

즉, 상기 제 1 쉘(120)에서 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe의 조성비는 상기 코어(110)로부터 상기 제 2 쉘(130)로 갈수록 감소한다. 다시 말해, 상기 제 1 쉘(120)에서 제 2 II-VI족 반도체 물질인 ZnS의 조성비는 상기 코어(110)로부터 상기 제 2 쉘(130)로 갈수록 증가한다.That is, the composition ratio of CdSe, which is a first group II-VI semiconductor material, in the first shell 120 decreases from the core 110 to the second shell 130. In other words, the composition ratio of ZnS, which is a second II-VI group semiconductor material in the first shell 120, increases from the core 110 to the second shell 130.

또한, 상기 제 1 쉘(120)에서의 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe 조성비에 따라 상기 퀀텀 로드(100)로부터 방출되는 가시광선의 파장이 조절된다. In addition, the wavelength of visible light emitted from the quantum rod 100 is adjusted according to the composition ratio of CdSe, which is a first group II-VI semiconductor material, in the first shell 120.

퀀텀 로드로부터 방출되는 가시광선의 파장은 코어의 크기(직경)에 의해 결정되는데, 상기 코어(110)가 II-VI족 반도체 물질인 CdSe로 이루어지는 경우 상기 제 1 쉘(120)의 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe에 의해 상기 코어(110)의 크기가 변경되어 퀀텀 로드(100)로부터 방출되는 가시광선 파장이 조절된다.The wavelength of visible light emitted from the quantum rod is determined by the size (diameter) of the core. When the core 110 is made of CdSe, a group II-VI semiconductor material, the first II-VI of the first shell 120 The size of the core 110 is changed by the group semiconductor material CdSe, so that the wavelength of visible light emitted from the quantum rod 100 is adjusted.

예를 들어, 상기 퀀텀 로드(100)는 CdSe/CdxZn1-xSeyS1-y/ZnS(코어/제1쉘/제2쉘)의 구조를 가질 수 있으며, 상기 코어(110)로부터 상기 제 2 쉘(130) 방향으로 갈수록 x와 y의 값은 감소한다. (0<x, 0<y)For example, the quantum rod 100 may have a structure of CdSe/Cd x Zn 1-x Se y S 1-y /ZnS (core/first shell/second shell), and the core 110 Values of x and y decrease from, toward the second shell 130. (0<x, 0<y)

이때, x>(1-x)인 경우, 즉 x>0.5인 경우 상기 퀀텀 로드(100)는 제 1 파장의 가시광선을 방출하고, x<(1-x)인 경우, 즉 x<0.5인 경우 상기 퀀텀 로드(100)는 상기 제 1 파장보다 작은 제 2 파장의 가시광선을 방출한다. 예를 들어, 상기 제 1 파장의 가시광선은 적색 가시광선이고, 상기 제 2 파장의 가시광선은 황색 가시광선일 수 있다.At this time, when x>(1-x), that is, when x>0.5, the quantum rod 100 emits visible light of the first wavelength, and when x<(1-x), that is, when x<0.5 In this case, the quantum rod 100 emits visible light having a second wavelength smaller than the first wavelength. For example, the visible light of the first wavelength may be red visible light, and the visible light of the second wavelength may be yellow visible light.

이와 같은 퀀텀 로드에서, 상기 제 1 쉘은 서로 동일한 성분을 포함하며 서로 다른 조성비를 갖는 둘 이상의 쉘로 설명될 수 있다.In such a quantum rod, the first shell may be described as two or more shells containing the same components and having different composition ratios.

예를 들어, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퀀텀 로드의 개략적인 단면도인 도 4를 참조하면, 퀀텀 로드(200)는 코어(210)와, 제 1 내지 제 3 서브쉘(222, 224, 226)을 포함하고 상기 코어(210)를 감싸는 제 1 쉘(220)과, 상기 제 1 쉘(220)을 감싸는 제 2 쉘(230)을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 내지 제 3 서브쉘(222, 224, 226)은 동일한 성분, 즉 CdZnSeS를 포함하고 그 조성비에서 구배를 갖는다.For example, referring to FIG. 4, which is a schematic cross-sectional view of a quantum rod according to a second embodiment of the present invention, the quantum rod 200 includes a core 210, first to third subshells 222, 224, and A first shell 220 including 226) and surrounding the core 210, and a second shell 230 surrounding the first shell 220 may be included, and the first to third subshells ( 222, 224, 226) contain the same component, namely CdZnSeS, and have a gradient in their composition ratio.

다시 말해, 상기 1 쉘(220)은 상기 상기 코어(210)에 근접하고 제1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe의 제 1 조성비를 갖는 제 1 서브쉘(222)과, 상기 제 1 서브쉘(222) 외측에 위치하고 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe의 제 2 조성비를 갖는 제 2 서브쉘(224)과, 상기 제 2 서브쉘(224) 외측에 위치하고 제 1 II-VI족 반도체 물질인 CdSe의 제 3 조성비를 갖는 제 3 서브쉘(226)을 포함한다. In other words, the first shell 220 is adjacent to the core 210 and has a first subshell 222 having a first composition ratio of CdSe, a first group II-VI semiconductor material, and the first subshell ( 222) a second subshell 224 positioned outside and having a second composition ratio of CdSe, a first II-VI semiconductor material, and a first II-VI group semiconductor material, positioned outside the second subshell 224 It includes a third subshell 226 having a third composition ratio of CdSe.

즉, 상기 제 2 서브쉘(224)은 상기 제 1 및 제 3 서브쉘(222, 226) 사이에 위치하고, 상기 제 2 서브쉘(224)의 제 2 조성비는 상기 제 1 서브쉘(222)의 제 1 조성비보다 작고 상기 제 3 서브쉘(226)의 제 3 조성비보다 크다.That is, the second sub-shell 224 is located between the first and third sub-shells 222 and 226, and the second composition ratio of the second sub-shell 224 is It is smaller than the first composition ratio and larger than the third composition ratio of the third subshell 226.

예를 들어, 상기 제 1 쉘(220)의 상기 제 1 내지 제 3 서브쉘(222, 224, 226)은 Cdx1Zn1-x1Sey1S1-y1/Cdx2Zn1-x2Sey2S1-y2/Cdx3Zn1-x3Sey3S1-y3의 구조로 표현될 수 있다. (0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1, x1>x2>x3, y1>y2>y3)For example, the first to third subshells 222, 224, 226 of the first shell 220 are Cd x1 Zn 1-x1 Se y1 S 1-y1 /Cd x2 Zn 1-x2 Se y2 S 1-y2 /Cd x3 Zn 1-x3 Se y3 S 1-y3 . (0<x1, x2, x3, y1, y2, y3<1, x1>x2>x3, y1>y2>y3)

또한, 상기 퀀텀 로드(100, 200)는 shark effect의 구현과 선편광 특성 향상을 위해 10의 이상의 종횡비(aspect ratio, AR)를 갖는다. 종횡비는 쉘의 길이와 코어의 직경(또는 크기)의 비이다.In addition, the quantum rods 100 and 200 have an aspect ratio (AR) of 10 or more to implement a shark effect and improve linear polarization characteristics. The aspect ratio is the ratio of the length of the shell to the diameter (or size) of the core.

전술한 바와 같이, 에너지 밴드 갭 구배 특성을 갖는 퀀텀 로드의 결정 구조와 에너지 밴드 갭을 보여주는 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 코어(110, 210)와 제 1 쉘(120, 220) 및 제 2 쉘(130, 230)의 격자 상수가 매칭됨으로써 도 2에서 보여지는 결함이 발생하지 않는다.As described above, referring to FIGS. 5A and 5B showing a crystal structure of a quantum rod having an energy band gap gradient characteristic and an energy band gap, the cores 110 and 210, the first shells 120 and 220, and the second As the lattice constants of the shells 130 and 230 are matched, the defect shown in FIG. 2 does not occur.

따라서, 외부 전기장이 퀀텀 로드(100, 200)에 인가되는 경우, 코어(110, 210)의 전자가 제 1 쉘(120, 220) 및 제 2 쉘(130, 230)로 용이하게 이동하게 되어 발광을 멈추게 된다. 즉, 조성비 구배를 갖는 제 1 쉘(120, 220)에 의해 퀀텀 로드(100, 200)의 구동 전압을 낮출 수 있으며, 제 2 쉘(130, 230)로 갈수록 ZnS의 농도가 증가하기 때문에 양자효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 쉘(120, 220) 전체에 Cd가 포함되기 때문에, 외부 전기장에 대한 반응 특성이 향상된다.Therefore, when an external electric field is applied to the quantum rods 100 and 200, electrons of the cores 110 and 210 easily move to the first shells 120 and 220 and the second shells 130 and 230 to emit light. Will stop. That is, the driving voltage of the quantum rods 100 and 200 can be lowered by the first shells 120 and 220 having a composition ratio gradient, and since the concentration of ZnS increases toward the second shells 130 and 230, the quantum efficiency Can increase. In addition, since Cd is included in the entire first shells 120 and 220, reaction characteristics to an external electric field are improved.

본 발명의 퀀텀 로드에서 ON/OFF 특성을 보여주는 그래프인 도 6를 참조하여 구동 전압 감소에 대하여 설명한다. 도 6에서 A는 CdSe/CdS 구조 퀀텀 로드의 데이터이고 B는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드의 데이터이다.A reduction in driving voltage will be described with reference to FIG. 6, which is a graph showing ON/OFF characteristics in the quantum load of the present invention. In FIG. 6, A is data of a CdSe/CdS structured quantum load and B is data of a quantum load according to an embodiment of the present invention.

도 6에서 보여지는 바와 같이, 100V의 전압에 의한 전기장이 인가된 경우, CdSe/CdS 구조 퀀텀 로드는 64% OFF율을 보이나 본 발명의 퀀텀 로드는 98% OFF율을 보인다. (34% 증가) 즉, 퀀텀 로드의 발광을 멈추게 하기 위해 필요한 전압(구동 전압)이 본 발명의 퀀텀 로드에서 크게 감소하였다.As shown in FIG. 6, when an electric field by a voltage of 100V is applied, the CdSe/CdS structure quantum load shows a 64% OFF rate, but the quantum load of the present invention shows a 98% OFF rate. (34% increase) That is, the voltage required to stop the emission of the quantum rod (driving voltage) was greatly reduced in the quantum rod of the present invention.

다시 말해, 제 1 쉘(120)이 CdSe를 포함하며 CdSe의 조성비 구배를 갖도록 구성되기 때문에, 종래 CdSe/CdS 구조 퀀텀 로드에서 발생하는 격자 상수 불일치에 따른 결함이 발생하지 않고 외부 전기장 공급 시 전자 이동이 용이해져 구동 전압이 감소하게 된다.In other words, since the first shell 120 contains CdSe and is configured to have a composition ratio gradient of CdSe, defects due to mismatch of lattice constants occurring in conventional CdSe/CdS structured quantum rods do not occur, and electrons move when an external electric field is supplied. This is facilitated and the driving voltage is reduced.

또한, CdSe/CdS 구조 퀀텀 로드와 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드의 양자효율을 측정한 결과 양자효율이 약 8%이상 향상되었다. (43%->51%) 즉, 제 2 쉘(130)에서 큰 에너지 밴드 갭을 갖는 ZnS가 높은 조성비를 가지며, 이에 의해 퀀텀 로드(100)의 발광효율이 향상된다.
In addition, as a result of measuring the quantum efficiency of the CdSe/CdS structured quantum rod and the quantum rod according to an embodiment of the present invention, the quantum efficiency was improved by about 8% or more. (43%->51%) That is, ZnS having a large energy band gap in the second shell 130 has a high composition ratio, thereby improving the luminous efficiency of the quantum rod 100.

전술한 바와 같이, 쉘에서 조성비 구배를 갖는 퀀텀로드는 아래와 같은 방법에 의해 합성된다.As described above, a quantum rod having a composition ratio gradient in the shell is synthesized by the following method.

-제 1 합성예--First Synthesis Example-

먼저, CdSe 코어를 준비하고, Cd와 Zn 전구체(precursor) (몰비=0.98:0.02) 및 S와 Se (몰비=0.05:0.95)를 유기리간드인 tri-octyl phosphine과 함께 350℃(제 1 온도)에서 반응시켜 코어를 감싸는 제 1 쉘을 형성하였다.First, a CdSe core was prepared, and Cd and Zn precursors (molar ratio=0.98:0.02) and S and Se (molar ratio=0.05:0.95) were combined with an organic ligand, tri-octyl phosphine, at 350°C (first temperature). The reaction was carried out to form a first shell surrounding the core.

이와 같은 반응에 의해, 제 1 쉘의 CdSeZnS는 조성비 구배를 갖게 된다.By such a reaction, the CdSeZnS of the first shell has a composition ratio gradient.

Figure 112014050953203-pat00001
Figure 112014050953203-pat00001

다음, 제 1 쉘의 형성 후 제 1 온도보다 높은 380℃(제 2 온도)에서 어닐링을 진행하여, 제 1 쉘을 감싸는 제 2 쉘을 형성하였다.
Next, after the formation of the first shell, annealing was performed at 380° C. (second temperature) higher than the first temperature to form a second shell surrounding the first shell.

-제 2 합성예--Second Synthesis Example-

먼저, CdSe 코어를 준비하고, Cd와 Zn 전구체(precuruor) (몰비=0.02:0.98) 및 S와 Se (몰비=0.05:0.95)를 유기리간드인 tri-octyl phosphine과 함께 350℃(제 1 온도)에서 반응시켜 코어를 감싸는 제 1 쉘을 형성하였다.First, a CdSe core was prepared, and Cd and Zn precursors (molar ratio=0.02:0.98) and S and Se (molar ratio=0.05:0.95) were combined with an organic ligand, tri-octyl phosphine, at 350°C (first temperature). The reaction was carried out to form a first shell surrounding the core.

이와 같은 반응에 의해, 제 1 쉘의 CdSeZnS는 조성비 구배를 갖게 된다.By such a reaction, the CdSeZnS of the first shell has a composition ratio gradient.

Figure 112014050953203-pat00002
Figure 112014050953203-pat00002

다음, 제 1 쉘의 형성 후 제 1 온도보다 높은 380℃(제 2 온도)에서 어닐링을 진행하여, 제 1 쉘을 감싸는 제 2 쉘을 형성하였다.
Next, after the formation of the first shell, annealing was performed at 380° C. (second temperature) higher than the first temperature to form a second shell surrounding the first shell.

제 1 및 제 2 합성예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 비교적 저온(제 1 온도)에서 반응을 진행시켜 코어와 동일 물질, 즉 CdSe가 주성분인 쉘이 성장하며 외측으로 갈수록 CdSe의 조성비가 감소하고, 비교적 고온(제 2 온도)에서 반응이 진행되면 ZnS 주성분의 쉘이 성장하게 된다.As can be seen from the first and second synthesis examples, the reaction proceeds at a relatively low temperature (first temperature) so that the same material as the core, that is, the shell mainly composed of CdSe, grows, and the composition ratio of CdSe decreases toward the outside. , When the reaction proceeds at a relatively high temperature (second temperature), the shell of the main component of ZnS grows.

전술한 제 1 합성예에 의해 합성된 퀀텀 로드의 TEM 이미지와 EDS (Energy Disperse X-ray Spectrometer) 스펙트럼을 도 7 및 도 8에 도시하였다.The TEM image and EDS (Energy Disperse X-ray Spectrometer) spectrum of the quantum rod synthesized according to the first synthesis example described above are shown in FIGS. 7 and 8.

제 1 합성예와 제 2 합성예에 의해 합성된 퀀텀 로드는 제 1 쉘에서 조성비 구배를 가져 구동 전압 및 발광효율에서 장점을 갖는다. 즉, 제 1 합성예에 의해 합성된 퀀텀 로드와 종래 CdSe/CdS 퀀텀 로드의 구동 전압 차이를 보여주는 도 6에서와 같이, 본 발명의 퀀텀 로드는 제 1 쉘에서의 조성비 구배에 의해 구동 전압이 약 34% 향상된다.The quantum rods synthesized according to Synthesis Example 1 and Synthesis 2 have a composition ratio gradient in the first shell and thus have advantages in driving voltage and luminous efficiency. That is, as shown in FIG. 6 showing the difference in driving voltage between the quantum rod synthesized by the first synthesis example and the conventional CdSe/CdS quantum rod, the driving voltage of the quantum rod of the present invention is approximately due to the composition ratio gradient in the first shell. 34% improvement.

또한, 제 1 합성예에서와 같이 Cd의 몰비를 크게 하는 경우, 코어에 근접하는 쉘이 코어의 크기를 증가시키게 되어, 적색 파장의 빛을 방출하게 되며, 제 2 합성예에서는 코어 크기의 증가가 작으며 황색 파장의 빛을 방출하게 된다.
In addition, when the molar ratio of Cd is increased as in the first synthesis example, the shell adjacent to the core increases the size of the core, thereby emitting light of a red wavelength, and in the second synthesis example, the increase in the core size is increased. It is small and emits yellow wavelength light.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치의 개략적인 단면도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치에서의 퀀텀 로드 배열을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.9 is a schematic cross-sectional view of a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic plan view illustrating an arrangement of a quantum rod in a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치(300)는 퀀텀로드 표시패널(310)과 상기 퀀텀로드 표시패널(310) 하부에 위치하며 빛을 공급하는 백라이트 유닛(320)을 포함한다.As shown in FIG. 9, the quantum rod display device 300 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a quantum rod display panel 310 and a backlight unit that is positioned under the quantum rod display panel 310 and supplies light ( 320).

상기 퀀텀로드 표시패널(310)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(330, 370)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(330, 370) 사이에 위치하는 퀀텀로드층(360)을 포함한다.The quantum rod display panel 310 includes first and second substrates 330 and 370 facing each other, and a quantum rod layer 360 positioned between the first and second substrates 330 and 370 do.

상기 제 1 기판(330)에는, 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 보호층(344)과, 상기 보호층(344) 상에 위치하는 화소 전극(350) 및 공통 전극(352)이 형성될 수 있다. The first substrate 330 includes a thin film transistor (Tr), a protective layer 344 covering the thin film transistor (Tr), a pixel electrode 350 and a common electrode ( 352) can be formed.

또한, 도시하지 않았으나, 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선이 형성된다. 이때, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된다.Further, although not shown, gate wiring and data wiring crossing each other to define a pixel region are formed. In this case, the thin film transistor Tr is electrically connected to the gate line and the data line.

상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선에 연결되는 게이트 전극(332)과, 게이트 절연막(334)과, 반도체층(336)과, 상기 데이터 배선에 연결되는 소스 전극(340) 및 드레인 전극(342)으로 구성된다. 이때, 상기 반도체층(336)은 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(336a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(336b)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 반도체층(336)은 산화물 반도체 물질의 단일층 구조를 가질 수도 있다.The thin film transistor Tr includes a gate electrode 332 connected to the gate line, a gate insulating layer 334, a semiconductor layer 336, and a source electrode 340 and a drain electrode 342 connected to the data line. ). In this case, the semiconductor layer 336 may include an active layer 336a made of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer 336b made of impurity amorphous silicon. Meanwhile, the semiconductor layer 336 may have a single layer structure of an oxide semiconductor material.

상기 보호층(344)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(342)을 노출하는 드레인 콘택홀(346)이 형성되고, 상기 화소 전극(350)은 상기 드레인 콘택홀(346)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(342)에 연결된다. 또한, 상기 공통 전극(352)은 상기 화소 전극(350)과 이격되며 교대로 배열됨으로써, 전압이 인가되었을 때 상기 공통 전극(352)과 상기 화소전극(350) 사이에는 상기 제 1 기판(330)에 실질적으로 평행한 전계가 형성된다.A drain contact hole 346 exposing the drain electrode 342 of the thin film transistor Tr is formed in the passivation layer 344, and the pixel electrode 350 passes through the drain contact hole 346. It is connected to the drain electrode 342 of the transistor Tr. In addition, the common electrode 352 is spaced apart from the pixel electrode 350 and is alternately arranged so that the first substrate 330 is disposed between the common electrode 352 and the pixel electrode 350 when a voltage is applied. An electric field that is substantially parallel to is formed.

상기 퀀텀로드층(360)은 상기 제 1 및 제 2 기판(330, 370) 사이에 위치하며, 전술한 바와 같이 제 1 쉘(도 3의 120, 도 4의 220)에서 조성비 구배를 갖는 퀀텀 로드(362)를 포함한다. 상기 퀀텀 로드(362)는 상기 화소 전극(350)과 상기 공통 전극(352) 사이에 형성되는 전계를 따라 배열된다.The quantum rod layer 360 is positioned between the first and second substrates 330 and 370, and has a composition ratio gradient in the first shell (120 in FIG. 3, 220 in FIG. 4) as described above. Including 362. The quantum rods 362 are arranged along an electric field formed between the pixel electrode 350 and the common electrode 352.

즉, 도 10을 참조하면, 퀀텀 로드(362)는 쉘(도 3의 120, 130)에 의해 장축과 단축을 갖는 로드 형태를 갖는데, 퀀텀 로드(362)의 장축이 화소 전극(350)과 공통 전극(352) 사이에 형성되는 전계(E)의 방향과 평행하도록 배열된다. 다시 말해, 상기 퀀텀 로드(362)는 그 장축이 화소 전극(350)과 공통 전극(352)의 연장 방향인 제 1 방향과 수직한 제 2 방향을 따라 배열된다.That is, referring to FIG. 10, the quantum rod 362 has a rod shape having a long axis and a short axis by a shell (120 and 130 in FIG. 3 ), and the long axis of the quantum rod 362 is common to the pixel electrode 350. It is arranged so as to be parallel to the direction of the electric field E formed between the electrodes 352. In other words, the long axis of the quantum rod 362 is arranged along a second direction perpendicular to a first direction, which is an extension direction of the pixel electrode 350 and the common electrode 352.

예를 들어, 퀀텀 로드(362)가 무질서하게 분산되어 있는 상태에서 상기 화소 전극(350)과 상기 공통 전극(352)에 전압을 인가하여 전계(E)가 발생되면, 상기 퀀텀 로드(362)는 장축이 전계 방향과 평행하게 배열된다. 이러한 상태에서, 퀀텀로드층(360)을 경화시킴으로써 퀀텀 로드(362)의 장축이 화소 전극(350)과 공통 전극(352) 사이에 형성되는 전계(E)의 방향과 평행하도록 배열시킬 수 있다. 즉, 종래 액정표시장치에서 요구되는 배향막(alignment layer)과 배향 공정(aligning process)을 생략할 수 있다.For example, when an electric field E is generated by applying a voltage to the pixel electrode 350 and the common electrode 352 in a state in which the quantum rods 362 are randomly distributed, the quantum rod 362 is The major axis is arranged parallel to the electric field direction. In this state, by curing the quantum rod layer 360, the long axis of the quantum rod 362 may be arranged so as to be parallel to the direction of the electric field E formed between the pixel electrode 350 and the common electrode 352. That is, an alignment layer and an alignment process required in a conventional liquid crystal display device can be omitted.

상기 제 2 기판(370)은 상기 퀀텀로드층(360)을 개재하여 상기 제 1 기판(330)과 합착되는데, 상기 제 2 기판(370)에는 컬러필터가 형성되지 않는다. 즉, 종래 액정표시장치는 컬러 영상 구현을 위해 컬러필터를 필요로 하였지만, 본 발명의 퀀텀로드 표시장치(300)에서는 빛을 흡수하여 특정 파장의 가시광선을 방출하기 때문에 컬러필터를 생략할 수 있다.The second substrate 370 is bonded to the first substrate 330 through the quantum rod layer 360, but a color filter is not formed on the second substrate 370. That is, the conventional liquid crystal display device required a color filter to implement a color image, but the quantum rod display device 300 of the present invention absorbs light and emits visible light of a specific wavelength, so that the color filter can be omitted. .

상기 백라이트 유닛(320)은 UV 광원(미도시)을 포함하며 광원의 위치에 따라 직하형 또는 에지형일 수 있다. 예를 들어, 상기 백라이트 유닛(320)은, UV 광원과, 상기 광원 일측에 위치하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판과, 상기 도광판 상부에 위치하는 광학시트를 포함할 수 있다.The backlight unit 320 includes a UV light source (not shown) and may be a direct type or an edge type according to a position of the light source. For example, the backlight unit 320 may include a UV light source, a light guide plate positioned at one side of the light source, a reflective plate positioned below the light guide plate, and an optical sheet positioned above the light guide plate.

상기 퀀텀 로드(362)는 UV를 흡수하여 특정 파장의 가시광선을 방출하기 때문에, 상기 백라이트 유닛(320)의 광원은 UV를 방출하여야 한다.Since the quantum rod 362 absorbs UV and emits visible light of a specific wavelength, the light source of the backlight unit 320 must emit UV.

한편, 상기 제 2 기판(370) 외측에는 상기 퀀텀 로드(360)의 장축 방향에 평행한 투과축을 갖는 편광판(380)이 부착되며, 상기 제 1 기판(310) 하부에는 편광판을 필요로 하지 않는다.Meanwhile, a polarizing plate 380 having a transmission axis parallel to the long axis direction of the quantum rod 360 is attached outside the second substrate 370, and a polarizing plate is not required under the first substrate 310.

상기 퀀텀 로드(362)는 장축 방향에 평행하게 선편광된 빛을 방출하기 때문에, 종래 액정표시장치에서 요구되는 하부 편광판을 생략할 수 있다. Since the quantum rod 362 emits light linearly polarized in a direction of a major axis, a lower polarizing plate required in a conventional liquid crystal display device may be omitted.

또한, 퀀텀 로드(362)가 편광된 빛을 방출하기 때문에 제 2 기판(370) 상부의 편광판(380) 역시 생략 가능하다. 그러나, 퀀텀 로드(362)의 경우 주 편광 성분이 장축 방향이며 단축 방향으로 선 편광된 빛 역시 방출되기 때문에 제 2 기판(370) 상부의 편광판(380)을 부착하는 것이 표시 품질의 측면에서 유리하다.In addition, since the quantum rod 362 emits polarized light, the polarizing plate 380 on the second substrate 370 may also be omitted. However, in the case of the quantum rod 362, since the main polarization component is in the long axis direction and light linearly polarized in the short axis direction is also emitted, attaching the polarizing plate 380 on the second substrate 370 is advantageous in terms of display quality. .

전술한 바와 같이, 본 발명의 퀀텀로드 표시장치(300)는, 종래 액정표시장치와 비교할 때, 컬러필터와 적어도 하나의 편광판 생략이 가능하기 때문에 제조 원가 및 장치 두께 측면에서 장점을 갖는다.
As described above, the quantum rod display device 300 of the present invention has advantages in terms of manufacturing cost and device thickness, since it is possible to omit a color filter and at least one polarizing plate as compared to a conventional liquid crystal display device.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 표시장치의 제조 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.11A to 11D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a quantum rod display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 11a에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(330) 상에 제 1 금속물질층(미도시)을 형성하고 패턴하여 게이트 전극(332)을 형성한다. 동시에, 상기 게이트 전극(332)으로부터 연장되며 일 방향을 따라 연장되는 게이트 배선(미도시)을 형성한다.11A, a first metal material layer (not shown) is formed on the first substrate 330 and patterned to form a gate electrode 332. At the same time, a gate wiring (not shown) extending from the gate electrode 332 and extending along one direction is formed.

다음, 상기 게이트 전극(332) 상에 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질을 증착하여 게이트 절연막(334)을 형성한다.Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride is deposited on the gate electrode 332 to form a gate insulating layer 334.

다음, 상기 게이트 절연막(334) 상에 순수 비정질 실리콘층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고 패턴함으로써 상기 게이트 전극(332)에 대응하며 액티브층(336a)과 오믹콘택층(336b)을 포함하는 반도체층(336)을 형성한다.Next, a pure amorphous silicon layer (not shown) and an impurity amorphous silicon layer (not shown) are formed and patterned on the gate insulating layer 334 to correspond to the gate electrode 332, and the active layer 336a and the ohmic contact layer A semiconductor layer 336 including 336b is formed.

다음, 상기 반도체층(336)이 형성된 상기 제 1 기판(330) 상에 제 2 금속물질층(미도시)을 형성하고 패턴하여 상기 반도체층(336) 상에서 서로 이격하는 소스 전극(340)과 드레인 전극(342)을 형성한다. 동시에, 상기 소스 전극(340)으로부터 연장되고 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성한다.Next, a second metal material layer (not shown) is formed on the first substrate 330 on which the semiconductor layer 336 is formed and patterned to form a source electrode 340 and a drain spaced apart from each other on the semiconductor layer 336. An electrode 342 is formed. At the same time, a data line extending from the source electrode 340 and crossing the gate line is formed.

이때, 게이트 전극(332)과, 게이트 절연막(334)과, 반도체층(336)과, 소스 전극(340) 및 드레인 전극(342)은 박막 트랜지스터(Tr)를 구성한다.At this time, the gate electrode 332, the gate insulating film 334, the semiconductor layer 336, the source electrode 340 and the drain electrode 342 constitute a thin film transistor Tr.

다음, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 보호층(344)을 형성하고 패턴하여 드레인 콘택홀(346)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 11B, a protective layer 344 covering the thin film transistor Tr is formed and patterned to form a drain contact hole 346.

다음, 상기 보호층(344) 상에 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고 패턴하여 화소 전극(350)과 공통 전극(352)을 형성한다.Next, a transparent conductive material layer (not shown) such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) is formed on the protective layer 344 The pixel electrode 350 and the common electrode 352 are formed by forming and patterning.

다음, 상기 화소전극(350)과 상기 공통 전극(352)이 형성된 상기 제 1 기판(330) 상에 퀀텀 로드(362)를 포함하는 퀀텀로드층(360)을 형성한다. 이때, 상기 퀀텀 로드(362)는 무질서하게 배열된 상태이다.Next, a quantum rod layer 360 including a quantum rod 362 is formed on the first substrate 330 on which the pixel electrode 350 and the common electrode 352 are formed. At this time, the quantum rods 362 are arranged in a disorderly manner.

다음, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(350)과 상기 공통전극(352) 사이에 전계(E)를 형성시킨 상태에서 상기 퀀텀로드층(360)을 경화(cure)시킨다. 상기 화소 전극(350)과 상기 공통 전극(352) 사이에 전계(E)가 형성되면 상기 퀀텀로드(362)는 그 장축 방향이 전계 방향을 따라 배열되며, 경화 공정에 후에는 전계(E)가 제거되어도 그 배열 상태가 유지된다.Next, as shown in FIG. 11C, the quantum rod layer 360 is cured while an electric field E is formed between the pixel electrode 350 and the common electrode 352. When an electric field E is formed between the pixel electrode 350 and the common electrode 352, the long axis direction of the quantum rod 362 is arranged along the electric field direction, and after the curing process, the electric field E is Even if it is removed, its arrangement is maintained.

다음, 도 11d에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(370)을 합착하고 제 2 기판(370)의 외측에 편광판(380)을 부착하여 퀀텀로드 표시패널(310)을 구성한다. 다음, 상기 퀀텀로드 표시패널(310) 하부에 백라이트 유닛(320)을 배치시킴으로써, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀로드 표시장치(300)를 얻을 수 있다.
Next, as shown in FIG. 11D, the second substrate 370 is bonded and the polarizing plate 380 is attached to the outside of the second substrate 370 to configure the quantum rod display panel 310. Next, by disposing the backlight unit 320 under the quantum rod display panel 310, the quantum rod display device 300 according to the exemplary embodiment of the present invention may be obtained.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.

100, 200, 362: 퀀텀 로드 110, 210: 코어
120, 220: 제 1 쉘 130, 230: 제 2 쉘
122, 124, 126: 서브쉘 300: 퀀텀로드 표시장치
350: 화소 전극 352: 공통 전극100, 200, 362: quantum rod 110, 210: core
120, 220: first shell 130, 230: second shell
122, 124, 126: subshell 300: quantum rod display
350: pixel electrode 352: common electrode

Claims (10)

서로 마주하는 제 1 기판 및 제 2 기판과;
상기 제 1 기판에 형성되며 서로 교대로 배열되는 화소 전극 및 공통 전극과;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하며, CdSe인 제 1 II-VI족 반도체 물질을 포함하는 코어와, ZnS인 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 코어를 감싸는 제 2 쉘과; 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질과 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질의 조성비 구배를 갖고 상기 코어와 상기 제 2 쉘 사이에 위치하는 제 1 쉘을 포함하는 퀀텀 로드를 포함하는 퀀텀로드층과;
상기 제 1 기판 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하며,
상기 제 1 쉘은 CdxZn1-xSeyS1-y로 표시되고(0<x, 0<y), 상기 코어로부터 상기 제 2 쉘 방향으로 갈수록 x와 y의 값은 감소하며,
x>0.5인 경우 상기 퀀텀 로드는 제 1 파장의 가시광선을 방출하고, x<0.5인 경우 상기 퀀텀 로드는 상기 제 1 파장보다 작은 제 2 파장의 가시광선을 방출하며,
상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 제 1 방향을 따라 연장되고, 상기 퀀텀로드의 장축은 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 배열되며,
상기 제 2 기판의 외측에 위치하며 상기 제 2 방향과 평행한 투과축을 갖는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퀀텀로드 표시장치.

A first substrate and a second substrate facing each other;
A pixel electrode and a common electrode formed on the first substrate and alternately arranged with each other;
A core disposed between the first and second substrates and including a first II-VI group semiconductor material of CdSe, and a second shell including a second II-VI group semiconductor material of ZnS and surrounding the core; A first shell comprising the first group II-VI semiconductor material and the second group II-VI semiconductor material, having a composition ratio gradient of the first group II-VI semiconductor material, and positioned between the core and the second shell A quantum rod layer including a quantum rod including;
And a backlight unit positioned under the first substrate,
The first shell is represented by Cd x Zn 1-x Se y S 1-y (0<x, 0<y), and values of x and y decrease from the core toward the second shell,
When x>0.5, the quantum rod emits visible light of a first wavelength, and when x<0.5, the quantum rod emits visible light of a second wavelength less than the first wavelength,
The pixel electrode and the common electrode extend in a first direction, and a major axis of the quantum rod is arranged in a second direction perpendicular to the first direction,
And a polarizing plate positioned outside the second substrate and having a transmission axis parallel to the second direction.

 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete CdSe인 제 1 II-VI족 반도체 물질을 포함하는 코어와;
ZnS인 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 코어를 감싸는 제 2 쉘과;
상기 제 1 II-VI족 반도체 물질과 제 2 II-VI족 반도체 물질을 포함하며 상기 제 1 II-VI족 반도체 물질의 조성비 구배를 갖고 상기 코어와 상기 제 2 쉘 사이에 위치하는 제 1 쉘을 포함하고,
상기 제 1 쉘은 CdxZn1-xSeyS1-y로 표시되고(0<x, 0<y), 상기 코어로부터 상기 제 2 쉘 방향으로 갈수록 x와 y의 값은 감소하며,
x>0.5인 경우 제 1 파장의 가시광선을 방출하고, x<0.5인 경우 상기 제 1 파장보다 작은 제 2 파장의 가시광선을 방출하는 것을 특징으로 하는 퀀텀 로드.

A core comprising a first group II-VI semiconductor material of CdSe;
A second shell comprising a second group II-VI semiconductor material of ZnS and surrounding the core;
A first shell comprising the first group II-VI semiconductor material and the second group II-VI semiconductor material, having a composition ratio gradient of the first group II-VI semiconductor material, and positioned between the core and the second shell Including,
The first shell is represented by Cd x Zn 1-x Se y S 1-y (0<x, 0<y), and values of x and y decrease from the core toward the second shell,
When x>0.5, a first wavelength of visible light is emitted, and when x<0.5, a second wavelength of visible light less than the first wavelength is emitted.

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