液晶显示装置的制造方法
【专利摘要】公开了一种可以防止颜色混合现象的液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：彼此面对的第一基底和第二基底；薄膜晶体管，设置在第一基底的内部；颜色转换层，设置在第二基底的内部并且包括多个量子棒；液晶层，设置在第一基底和第二基底之间；第一偏振器，设置在第一基底的外部；以及第二偏振器，设置在第二基底的外部。
【专利说明】液晶显示装置
[0001 ] 本申请要求于2015年4月30日提交的第10-2015-0062037号韩国专利申请的优先权和权益，出于所有目的，通过引用将上述申请包含于此，如在此充分地阐述一样。
技术领域
[0002]示例性实施例涉及一种液晶显示装置及其驱动方法，更具体地，涉及一种可以防止颜色混合现象的液晶显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003]作为目前使用的最普遍类型的平板显示器中之一的液晶显示装置包括两片显示面板和置于它们之间的液晶层，两片显示面板具有形成在其上的场发生电极，诸如像素电极和共电极。通过向场发生电极施加电压来在液晶层中产生电场，液晶层中的液晶分子的取向取决于产生的电场，从而控制入射光的偏振以显示图像。
[0004]形成液晶显示装置的两片显示面板可以由薄膜晶体管显示面板和相对显示面板来构造。在薄膜晶体管显示面板中，传输栅极信号的栅极线和传输数据信号的数据线可以形成为彼此交叉。薄膜晶体管显示面板还包括连接到栅极线和数据线的薄膜晶体管以及连接到薄膜晶体管的像素电极。在相对显示面板中，可以形成光阻挡构件、滤色器和共电极。在一些情况下，光阻挡构件、滤色器和共电极可以形成在薄膜晶体管显示面板中。
[0005]最近，已经开发出具有如下结构的液晶显示装置，S卩，其利用量子材料来转换从光源发射的光的颜色，从而省略对于滤色器的任何需求。然而，具有此种结构的液晶显示装置遭受由液晶层和颜色转换层之间的相对长的距离导致的颜色混合现象的问题。
[0006]在该【背景技术】部分公开的上述信息仅用于促进理解发明构思的背景，因此，它可能包含不形成对本领域普通技术人员来讲在该国已经知晓的现有技术的信息。
【发明内容】
[0007]示例性实施例提供了一种可以防止颜色混合现象的液晶显示装置及其驱动方法。
[0008]另外的方面将在随后的详细描述中进行阐述，并且部分地根据本公开将是明显的，或者可通过发明构思的实践而获知。
[0009]本发明的示例性实施例公开了一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括:彼此面对的第一基底和第二基底;薄膜晶体管，设置在第一基底的内部;颜色转换层，设置在第二基底的内部并且包括多个量子棒;液晶层，设置在第一基底和第二基底之间；第一偏振器，设置在第一基底的外部；以及第二偏振器，设置在第二基底的外部。
[0010]本发明的示例性实施例还公开了一种驱动液晶显示装置的方法，所述方法包括:将光提供到液晶显示装置的第一偏振器;将电压施加到液晶层以控制穿过第一偏振器的光的偏振方向；调整在穿过包括多个量子棒的颜色转换层的同时穿过液晶层的光的量；以及使穿过颜色转换层的光穿过第二偏振器。
[0011]前面的总体描述和下面的详细描述是示例性的和解释性的，并意图提供对要求保护的主题的进一步解释。
【附图说明】
[0012]包括附图以提供对发明构思的进一步理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了发明构思的示例性实施例，并与描述一起用于解释发明构思的原理。
[0013]图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的透视图。
[0014]图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。
[0015]图3是不出量子点的偏振特性的视图。
[0016]图4是不出量子棒的偏振特性的视图。
[0017]图5是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。
[0018]图6至图13是根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的制造方法的工艺的剖视图。
[0019]图14是示意性地示出根据第一对比示例的液晶显示装置的剖视图。
[0020]图15是示意性地示出根据第二对比示例的液晶显示装置的剖视图。
[0021]图16是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。
[0022]图17是根据本发明的示例性实施例的颜色再现性的模拟的结果。
[0023]图18是示出根据本发明的示例性实施例的穿过液晶显示装置的每个构成元件的光的偏振方向的视图。
[0024]图19是根据由入射光的偏振方向和量子棒的取向方向形成的角度的吸收率和光发射率的曲线图。
[0025]图20、图21和图22是示出根据本发明的示例性实施例的穿过液晶显示装置的每个构成元件的光的偏振方向的视图。
[0026]图23是示出根据液晶的偏振角的亮度的曲线图。
【具体实施方式】
[0027]在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对各种示例性实施例的彻底理解。然而，显而易见的是，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或在一个或更多个等同布置的情况下实施。在其他情况下，公知的结构和装置以框图形式示出以避免使示例性实施例不必要地模糊。
[0028]在附图中，为了清晰和描述的目的，可夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。另外，相同的标记表示相同的元件。
[0029]当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在其它元件或层上、直接连接到或结合到其它元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。然而，当元件被称作“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种)”以及“从由Χ、Υ和Z组成的组中选择的至少一个(种)”可被解释为只有X、只有Y、只有Ζ、或者Χ、Υ和Z中的任意两个或更多个的组合，诸如以ΧΥΖ、ΧΥΥ、ΥΖ和ZZ为例。相同的标号始终表示相同的元件。如这里所用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列出的项的任何和全部组合。
[0030]虽然在这里可使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语限制。这些术语用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可被称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。
[0031]为了描述的目的，在这里可使用空间相对术语诸如“在…之下”、“在…下方”、“下”、“在…之上”、“上”等，并由此来描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。除了附图中绘出的方位之外，空间相对术语还意图包括在使用、运行和/或制造中的设备的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件将随后被定位为在所述其它元件或特征“之上”。因此，示例性术语“下方”可包含上方和下方这两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位)，这样，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
[0032]这里使用的术语是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式的“一个(种/者)”和“该/所述”也意图包括复数形式。此外，当术语“包含”、“包括”和/或它们的变型在本说明书中使用时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0033]这里参照作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图来描述各种示例性实施例。这样，将预料到例如由制造技术和/或公差导致的图的形状的变化。因此，这里公开的示例性实施例不应被解释为局限于具体示出的区域的形状，而是将包括因例如制造导致的形状的偏差。例如，示出为矩形的注入区域将通常在其边缘处具有圆形的或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，由注入形成的埋区可能导致在埋区和发生注入的表面之间的区域中的某些注入。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，它们的形状不意图示出装置的区域的实际形状，并且不意图是限制性的。
[0034]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本公开作为其一部分的领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非这里明确地如此定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的意思一致的意思，并且将不以理想化或者过于形式化的含义来解释它们。
[0035]图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的透视图，图2是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。图1和图2示出穿过单独的层的光的偏振态。
[0036]如图1和图2中所示，根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置包括彼此面对的薄膜晶体管阵列面板100和相对显示面板200，液晶层3设置在薄膜晶体管阵列面板100和相对显示面板200之间。
[0037]薄膜晶体管阵列面板100包括第一基底110和设置在第一基底110上的薄膜晶体管层120。薄膜晶体管层120被简化，下面将描述特定的构成元件。第一偏振器12设置在薄膜晶体管阵列面板100的外部。
[0038]相对显示面板200包括第二基底210和设置在第二基底210上的颜色转换层240。第二偏振器22设置在相对显示面板200的外部。
[0039]第一偏振器12和第二偏振器22具有透射轴和吸收轴。对于入射到第一偏振器12和第二偏振器22上的光，平行于透射轴的光分量穿过第一偏振器12和第二偏振器22，平行于吸收轴的光分量不穿过第一偏振器12和第二偏振器22。第一偏振器12的透射轴垂直于第二偏振器22的透射轴。
[0040]颜色转换层240包括具有多个第一量子棒250a的第一颜色转换层240a和具有多个第二量子棒250b的第二颜色转换层240b。第一量子棒250a和第二量子棒250b由具有纳米尺寸的棒状的量子材料来形成。量子材料可以改变光的波长。第一量子棒250a由将入射光转换为红光的材料来形成，第二量子棒250b由将入射光转换为绿光的材料来形成。第一量子棒250a和第二量子棒250b具有预定的方向性。第一量子棒250a和第二量子棒250b沿预定的方向布置，棒状的长度方向被称为“布置方向”。
[0041 ] 第一基底110和第二基底210包括第一颜色像素区域PX(R)、第二颜色像素区域PX(G)和第三颜色像素区域PX(B)。第一颜色转换层240a设置在第一颜色像素区域PX(R)中，入射到第一颜色转换层240a上的光被转换为红光并从第一颜色转换层240a逸出。第二颜色转换层240b设置在第二颜色像素区域PX(G)中，入射到第二颜色转换层240b上的光被转换为绿光并从第二颜色转换层240b逸出。透明光致抗蚀剂242设置在第三颜色像素区域PX(B)上。透明光致抗蚀剂242是透明的，并且入射到透明光致抗蚀剂242上的光从透明光致抗蚀剂逸出。透明光致抗蚀剂242与第一颜色转换层240a和第二颜色转换层240b设置在相同的层上。
[0042]分隔件260形成在第一颜色转换层240a和第二颜色转换层240b之间、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242之间以及透明光致抗蚀剂242和第一颜色转换层240a之间。即，分隔件260设置在像素区域PX(R)、PX(G)和PX⑶之间的边界处。
[0043]第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b设置在第二基底210上。第一蓝光阻挡滤波器230a设置在第一颜色像素区域PX(R)中并且设置在第二基底210和第一颜色转换层240a之间。第二蓝光阻挡滤波器230b设置在第二颜色像素区域PX(G)中并且设置在第二基底210和第二颜色转换层240b之间。第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b通过吸收或反射蓝光分量来阻挡蓝光，从而蓝光分量不穿过第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b。第一蓝光阻挡滤波器230a使红光穿过并且阻挡蓝光。第二蓝光阻挡滤波器230b使绿光穿过并且阻挡蓝光。
[0044]蓝色带通滤波器267形成在第一颜色转换层240a、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242上。蓝色带通滤波器267形成在第一颜色像素区域PX(R)、第二颜色像素区域PX
(G)和第三颜色像素区域PX(B)中。蓝色带通滤波器267设置在第一颜色转换层240a和液晶层3之间、第二颜色转换层240b和液晶层3之间以及透明光致抗蚀剂242和液晶层3之间。蓝色带通滤波器267是使蓝光原样穿过的滤波器。
[0045]液晶显示装置还包括光源500，从光源500发出的光穿过第一偏振器12以入射到第一基底110上。光源500可以发射蓝光，例如，可以由蓝色发光二极管(LED)形成。
[0046]在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的穿过液晶显示装置的光的偏振
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[0047]从光源500发射的光是非偏振光并且包括沿水平方向振动的分量和沿竖直方向振动的分量两者。光的两个分量由图1中的虚线和实线来表示，并且由图2中的沿水平方向的箭头和沿从片向外延伸的方向的箭头来表示。
[0048]从光源500提供的非偏振光在穿过第一偏振器12的同时被改变为偏振光。沿与第一偏振器12的透射轴平行的方向振动的分量穿过第一偏振器，沿与透射轴垂直的方向振动的分量被阻挡。第一偏振器12的透射轴可以沿着竖直方向，沿水平方向振动的分量被阻挡，沿竖直方向振动的分量穿过第一偏振器12。
[0049]穿过第一偏振器12的光的偏振方向在穿过液晶层3的同时被改变。在这种情况下，可以通过调整施加到液晶层3的电压来调整偏振方向的变化。图1和图2示出偏振方向改变了 90度。因此，当入射到液晶层3上的光仅由沿竖直方向振动的分量形成时，穿过液晶层3的光可以由沿水平方向振动的分量形成。
[0050]穿过液晶层3的光的波长在其穿过颜色转换层240的同时被改变。穿过第一颜色转换层240a的光的蓝光分量通过第一量子棒250a被改变为红光分量。穿过第二颜色转换层240b的光的蓝光分量通过第二量子棒250b被改变为绿光分量。即，从第一颜色像素区域PX(R)发射红光分量，从第二颜色像素区域PX(G)发射绿光分量。因为透明光致抗蚀剂替代颜色转换层240形成在第三颜色像素区域PX(B)中，所以蓝光分量穿过透明光致抗蚀剂而不改变光的波长。
[0051 ]穿过第一颜色转换层240a的光主要由红光分量形成，但是可以部分地包括蓝光分量。当蓝光分量原样穿过第一颜色转换层240a时，在红色像素区域PX(R)中不仅设置了红色，还设置了蓝色。在这种情况下，即使用户不希望显示蓝色，也可能显示蓝色。在本发明的示例性实施例中，第一蓝光阻挡滤波器230a阻挡穿过第一颜色转换层240a的蓝光分量。第一蓝光阻挡滤波器230a吸收或者反射蓝光分量。
[0052]穿过第二颜色转换层240b的光可以主要由绿光分量形成，但是可以部分地包括蓝光分量。当蓝光分量穿过第二颜色转换层240b时，在绿色像素区域PX(G)中不仅设置了绿色，还设置了蓝色。在这种情况下，即使用户不希望显示蓝色，也可能显示蓝色。在本发明的示例性实施例中，第二蓝光阻挡滤波器230b阻挡穿过第二颜色转换层240b的蓝光分量。
[0053]在穿过第一颜色转换层240a的同时波长被改变的红光分量中的一些红光分量的传播方向被改变，使得红光分量中的一些可能到达蓝色带通滤波器267。此外，在穿过第二颜色转换层240b的同时波长被改变的绿光分量中的一些绿光分量的传播方向被改变，使得绿光分量中的一些可能到达蓝色带通滤波器267。在这种情况下，蓝色带通滤波器267仅使蓝光分量穿过并反射红光分量和绿光分量以从第一颜色转换层240a和第二颜色转换层240b逸出。由第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b反射的蓝光分量可以穿过蓝色带通滤波器267。
[0054]在穿过第一颜色转换层240a、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242的光中，仅沿与第二偏振器22的透射轴平行的分量在穿过第二偏振器22的同时穿过第二偏振器22。第二偏振器22的透射轴垂直于第一偏振器12的透射轴。因此，第二偏振器22的透射轴可以沿着水平方向形成，同时，沿竖直方向振动的分量被阻挡，沿水平方向振动的分量穿过第二偏振器22。在图1和图2中，穿过液晶层3的光由沿水平方向振动的分量形成以便完全地穿过第二偏振器22。
[0055]最后，从第一颜色像素区域PX(R)发射红光分量，从第二颜色像素区域PX(G)发射绿光分量，从第三颜色像素区域PX(B)发射蓝光分量，并且调整光的量以显示屏幕。
[0050]在下文中，将参照图3和图4描述量子点QD和量子棒QR的偏振特性。
[0057]图3是不出量子点的偏振特性的视图，图4是不出量子棒的偏振特性的视图。
[0058]量子点QD是由数百至数千个原子形成的粒子，并且是指通过以纳米级构造量子所获得的半导体晶体。入射到量子点QD上的光改变为具有不同波长的光然后发射。根据量子点QD的原理，当能量(诸如，紫外辐射)施加到由量子构成的半导体材料中的电子时，电子通过量子跃迀反复地跃迀到高能级且然后通过发射能量降至低能级。发射的能量根据量子点的尺寸具有各种波长。当波长(能量)的区域是可见波段区域(380nm至SOOnm)时，各种可见颜色以能量的形式以波长发射。在量子点QD的情况下，如图3中所示，即使入射光是偏振光，发射光也由非偏振光形成。
[0059]与量子点QD类似，量子棒QR具有改变光的波长的特性。然而，量子棒QR具有与量子点QD不同的方向性。如上所述，量子棒QR具有棒形状，多个量子棒可以沿预定的方向布置。在量子棒QR的情况下，如图4所示，发射光由偏振光形成。在这种情况下，穿过的光的量根据由入射光的偏振方向和量子棒QR的布置方向形成的角度而变化。随着由入射光的偏振方向和量子棒QR的布置方向形成的角度接近零，穿过的光的量增加，随着角度接近90度，穿过的光的量减小。
[0060]为了比较，假设在根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中，在颜色转换层240中包括量子点QD而不是量子棒QR ο在这样的对比示例中，无论穿过液晶层的光的偏振方向如何，穿过颜色转换层的光由非偏振光形成，并且光的量与在示例性实施例中相同。因此，可以对每个像素调整透射率，第二偏振器需要设置在液晶层和颜色转换层之间以控制每个像素的透射率。然而，当第二偏振器设置在液晶层和颜色转换层之间时，增加了液晶层和颜色转换层之间的距离，穿过像素的光影响邻近的像素，这会不期望地导致颜色混合现象。例如，穿过第一颜色像素区域中的液晶层的光的大部分光穿过第一颜色转换层以显示红色，但是剩余的光分量通过与第一颜色像素区域邻近的第二颜色像素区域或第三颜色像素区域逸出并显示绿色或蓝色。
[0061]在根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中，穿过颜色转换层240的光的量可以根据穿过液晶层3的光的偏振方向来调整。因此，第二偏振器22可以设置在第二基底210的外部，因此，与对比示例相比，可以减小液晶层3和颜色转换层240之间的距离。因此，可以防止颜色混合现象。
[0062]在下文中，将参照图5进一步描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的结构。
[0063]图5是示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。
[0064]如图5中所示，根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置包括彼此面对的薄膜晶体管阵列面板100和相对显示面板200，液晶层3设置在薄膜晶体管阵列面板100和相对显示面板200之间。
[0065]首先，将描述薄膜晶体管阵列面板100。
[0066]栅电极124设置在由诸如透明玻璃或塑料的材料形成的第一基底110上。即使未示出，栅极线形成在第一基底110上，并且栅电极124连接到栅极线。栅极电压施加到栅极线，栅极电压传送到栅电极124。
[0067]栅极绝缘层140形成在栅电极124上。栅极绝缘层140可以由诸如氮化娃(SiNx)或氧化硅(S1x)的无机绝缘材料形成。此外，栅极绝缘层140可以形成为单层或多层。
[0068]半导体154形成在栅极绝缘层140上。半导体154可以形成在栅电极124上。在一些情况下，半导体154可以设置在数据线下方。半导体154可以由非晶硅、多晶硅或金属氧化物形成。
[0069]欧姆接触构件(未示出)还可以形成在半导体154上。欧姆接触构件可以由诸如以高密度地掺杂硅化物或η型杂质的η+氢化彳_晶硅的材料形成。
[0070]源电极173和漏电极175形成在半导体154上。源电极173和漏电极175彼此分开。即使未示出，数据线形成在半导体154和栅极绝缘层140上，源电极173连接到数据线。数据信号施加到数据线，数据信号传送到源电极173。
[0071]栅电极124、源电极173和漏电极175与半导体154—起形成薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管可以用作传送施加到数据线的数据电压的开关元件。薄膜晶体管的沟道形成在源电极173和漏电极175之间的半导体中。当栅极导通电压施加到栅电极124时，薄膜晶体管被导通并且施加到源电极173的数据电压被传送到漏电极175。
[0072]钝化层180形成在源电极173、漏电极175和半导体154上。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成，并且可以形成为单层或多层。
[0073]接触孔185形成在钝化层180中，接触孔185暴露漏电极175的至少一部分。
[0074]像素电极191形成在钝化层180上，像素电极191通过接触孔185连接到漏电极175。像素电极191可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明金属氧化物来形成。
[0075]第一偏振器12设置在第一基底110下方。第一偏振器12可以附着到第一基底110的外部。
[0076]接下来，将描述相对显示面板200。
[0077]光阻挡构件220形成在由诸如透明玻璃或塑料的材料形成的第二基底210上。第一基底110和第二基底210彼此面对，在这种情况下，第一基底110的内表面被视为上表面，第一基底110的外表面被视为下表面，第二基底210的内表面被视为上表面，第二基底210的外表面视为下表面。因此，在图5中，描述了光阻挡构件220设置在第二基底210上。
[0078]第一基底110和第二基底210中的每个包括第一颜色像素区域PX(R)、第二颜色像素区域PX(G)和第三颜色像素区域PX(B)。光阻挡构件220设置在像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)之间的边界处。即，光阻挡构件220可以设置在第一颜色像素区域PX(R)和第二颜色像素区域PX(G)之间的边界处、第二颜色像素区域PX(G)和第三颜色像素区域PX(B)之间的边界处以及第三颜色像素区域PX(B)和第一颜色像素区域PX(R)之间的边界处。此外，光阻挡构件220被设置为与薄膜晶体管叠置。
[0079]光阻挡构件220由可以阻挡光或防止光泄露的材料形成。光阻挡构件防止在像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)之间的边界处的光泄漏以及在形成薄膜晶体管的部分中的光泄漏。
[0080]第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b形成在第二基底210上。第一蓝光阻挡滤波器230a设置在第一颜色像素区域PX(R)中，第二蓝光阻挡滤波器230b形成在第二颜色像素区域PX(G)中。光阻挡构件220设置在第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b之间。
[0081]第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b可以吸收或反射蓝光以阻挡蓝光。如果需要，可以省略第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b。
[0082]第一颜色转换层240a形成在第一蓝光阻挡滤波器230a上。第一颜色转换层240a设置在第一颜色像素区域PX(R)中。第一颜色转换层240a包括多个第一量子棒250a，多个第一量子棒250a沿预定方向布置。第一量子棒250a可以将入射光的波长转换为红光波长。
[0083]第二颜色转换层240b形成在第二蓝光阻挡滤波器230b上。第二颜色转换层240b设置在第二颜色像素区域PX(G)中。第二颜色转换层240b包括多个第二量子棒250b，多个第二量子棒250b沿预定方向布置。第二量子棒250b可以将入射光的波长转换为绿光波长。
[0084]透明光致抗蚀剂242形成在第二基底210上。透明光致抗蚀剂242设置在第三颜色像素区域PX(B)中。透明光致抗蚀剂242使具有全部波长的光通过。因此，当从光源提供蓝光分量时，蓝光分量穿过透明光致抗蚀剂242。如果需要，可以省略透明光致抗蚀剂242。
[0085]分隔件260形成在第一颜色转换层240a的侧部、第二颜色转换层240b的侧部以及透明光致抗蚀剂242的侧部处。即，分隔件260设置在像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)的边界处。分隔件260可以设置在第一颜色转换层240a和第二颜色转换层240b之间、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242之间以及透明光致抗蚀剂242和第一颜色转换层240a之间。
[0086]平坦化层265形成在第一颜色转换层240a、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242上。平坦化层265设置在分隔件之间的空的空间中以使上表面平坦化。如果需要，可以省略平坦化层265。
[0087]蓝色带通滤波器267形成在平坦化层265上。蓝色带通滤波器267可以使蓝光分量原样穿过。如果需要，则可以省略蓝色带通滤波器267。
[0088]共电极270形成在蓝色带通滤波器267上。共电极270形成在整个第二基底210上。共电极270可由诸如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)的透明金属氧化物形成。预定电压可以施加到共电极270。
[0089]当数据电压施加到像素电极191并且预定电压施加到共电极270时，在像素电极191和共电极270之间形成电场。因此，在设置在像素电极191和共电极270之间的液晶层3中产生电场，液晶层3中的液晶分子31的取向可以根据数据电压来确定。穿过液晶层3的光的偏振方向根据已确定的液晶分子31的方向来确定，因此，确定每个像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)的亮度。
[0090]第二偏振器22设置在第二基底210下方。第二偏振器22可以附着到第二基底210的外部。第二偏振器22的透射轴垂直于第一偏振器12的透射轴。此外，第一量子棒250a和第二量子棒250b的布置方向平行于第二偏振器22的透射轴。因此，第一量子棒250a和第二量子棒250b的布置方向垂直于第一偏振器12的透射轴。
[0091]在下文中，将参照图6至图13描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的制造方法。
[0092]图6至图13是根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的制造方法的工艺的剖视图。
[0093]首先，如图6中所示，在由玻璃或塑料形成的第一基底110上形成栅电极124。
[0094]可以利用诸如氮化硅(SiNx)或氧化硅(S1x)的无机绝缘材料在栅电极124上形成栅极绝缘层140。栅极绝缘层140可以形成为单层或多层。
[0095]在栅极绝缘层140上沉积诸如非晶硅、多晶硅或金属氧化物的半导体材料，然后将其图案化以形成半导体154。半导体154可以形成为设置在栅电极124上。
[0096]在半导体154和栅极绝缘层140上设置并且图案化金属材料之后，形成彼此分开的源电极173和漏电极175。金属材料可以形成为单层或多层。
[0097]在连续地沉积半导体材料和金属材料之后，同时图案化半导体材料和金属材料以形成半导体154、源电极173和漏电极175。
[0098]栅电极124、源电极173和漏电极175与半导体154—起形成薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管可以用作传送数据电压的开关元件。在这种情况下，开关元件的沟道形成在源电极173和漏电极175之间的半导体154中。
[0099 ] 在源电极17 3、漏电极175和半导体154的暴露的部分上形成钝化层180。钝化层180可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成，并且可以形成为单层或多层。
[0100]将钝化层180图案化以形成用于暴露漏电极175的至少一部分的接触孔185。
[0101]在钝化层180上沉积诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明金属氧化物，然后将其图案化以形成像素电极191。
[0102]如图7中所示，在由玻璃或塑料形成的第二基底210上形成光屏蔽材料，然后将其图案化以形成光阻挡构件220。光阻挡构件220被形成为设置在像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)之间的边界处。
[0103]如图8中所示，在第二基底210和光阻挡构件220上形成蓝光阻挡材料，然后将其图案化以形成第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b。第一蓝光阻挡滤波器230a和第二蓝光阻挡滤波器230b可以通过利用相同材料的相同工艺或通过利用不同材料的不同工艺来形成。
[0104]如图9中所示，在第一蓝光阻挡滤波器230a上形成第一颜色转换层240a。第一颜色转换层240a被图案化以设置在第一颜色像素区域PX(R)中，第一颜色转换层240a包括沿预定方向布置的第一量子棒250a。
[0105]在第二蓝光阻挡滤波器230b上形成第二颜色转换层240b。第二颜色转换层240b被图案化以设置在第二颜色像素区域PX(G)中，第二颜色转换层240b包括沿预定方向布置的第二量子棒250b。
[0106]在第二基底210上形成透明光致抗蚀剂242。透明光致抗蚀剂242被图案化以设置在第三颜色像素区域PX(B)中。
[0107]第一颜色转换层240a、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242被图案化以具有基本上相同的高度。形成透明光致抗蚀剂242以防止像素区域PX(R)、PX(G)和PX(B)之间的高度差。
[0108]如图10中所示，利用反射材料和光屏蔽材料在第一颜色转换层240a的侧部、第二颜色转换层240b的侧部以及透明光致抗蚀剂242的侧部处形成分隔件260。
[0109]如图11中所示，在第一颜色转换层240、第二颜色转换层240b和透明光致抗蚀剂242上形成平坦化层265。
[0110]如图12中所示，在平坦化层265上沉积诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明金属氧化物以形成共电极270。
[0111]如图13中所示，将第一基底110和第二基底210彼此结合，并将液晶材料注入在第一基底110和第二基底210之间以形成液晶层3。
[0112]在下文中，将参照图14至图16描述根据本发明的示例性实施例的颜色混合防止效果O
[0113]图14是示意性地示出根据第一对比示例的液晶显示装置的剖视图，图15是示意性地示出根据第二对比示例的液晶显示装置的剖视图，图16是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的剖视图。
[0114]如图14中所示，在根据第一对比示例的液晶显示装置中，液晶层3设置在第一基底110和第二基底210之间，颜色转换层240形成在单独的第三基底310上。第一偏振器12位于第一基底110的外部，第二偏振器22位于第二基底210的外部。因此，第二基底210和第二偏振器22设置在液晶层3和颜色转换层240之间。通常，基底的厚度是大约ΙΟΟμπι，第二偏振器22的厚度是大约60μπι。因此，液晶层3和颜色转换层240之间的距离d是大约160μπι。在这种情况下，当设置在相邻的颜色转换层240之间的光阻挡构件220的宽度是大约30μπι时，发生颜色混合的入射角Θ是大约10.4度。即，在根据第一对比示例的液晶显示装置中，当穿过液晶层3的光的入射角Θ是大约10.4度或更大时，会发生颜色混合。
[0115]如图15中所示，在根据第二对比示例的液晶显示装置中，液晶层3设置在第一基底110上并且形成覆层290以覆盖液晶层3。第一偏振器12设置在第一基底110的外部，第二偏振器22设置在覆层290上。颜色转换层240设置在第二偏振器22和第二基底210之间。因此，覆层290和第二偏振器22设置在液晶层3和颜色转换层240之间。覆层290的厚度可为大约10μπι，第二偏振器22的厚度可为大约60μηι。因此，液晶层3和颜色转换层240之间的距离d为大约70μπι，其与第一对比示例中的距离相比是减小的。在这种情况下，当设置在相邻的颜色转换层240之间的光阻挡构件220的宽度是大约30μπι时，发生颜色混合的入射角Θ是大约22.3度。即，在根据第二对比示例的液晶显示装置中，当穿过液晶层3的光的入射角Θ是大约22.3度或更大时，会发生颜色混合。因此，在根据第二对比示例的液晶显示装置中的颜色混合的可能性比第一对比示例的可能性低。
[0116]如图16中所示，在根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中，液晶层3和颜色转换层240设置在第一基底110和第二基底210之间。第一偏振器12设置在第一基底110的外部，第二偏振器22设置在第二基底210的外部。在本示例性实施例中，不同于第一对比示例和第二对比示例，第二偏振器22设置在第二基底210的外部。因此，假定在液晶层3和颜色转换层240之间几乎没有间隔。在这种情况下，当设置在相邻的颜色转换层240之间的光阻挡构件220的宽度是大约30μπι时，发生颜色混合的入射角Θ是大约84.3度。即，在根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中，当穿过液晶层3的光的入射角Θ是大约84.3度或更大时，会发生颜色混合。因此，在根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中的颜色混合的可能性远低于第一对比示例或第二对比示例。
[0117]在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的颜色再现性。
[0118]图17是根据本发明的示例性实施例的颜色再现性的模拟的结果。为了比较，显示了利用量子点QD而不是量子棒QR的液晶显示装置的颜色再现性和不利用量子材料的一般液晶显示装置sRGB的颜色再现性。
[0?19]如图17中所示，与一般液晶显示装置sRGB相比，利用量子点QD的液晶显示装置可以再现较广范围的颜色。利用量子点QD的液晶显示装置的颜色再现性为一般液晶显示装置sRGB的颜色再现性的大约110%。此外，与使用量子点QD的液晶显示装置和一般液晶显示装置sRGB相比，利用量子棒QR的液晶显示装置可以再现较广范围的颜色。利用量子棒QR的液晶显示装置的颜色再现性为一般液晶显示装置sRGB的颜色再现性的大约119%。即，根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置利用量子棒QR提供了更高的颜色再现性。
[0120]在下文中，将参照图18描述根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置的驱动方法。
[0121]图18是示出根据本发明的示例性实施例的穿过液晶显示装置的每个构成元件的光的偏振方向的视图。图18示出显示红色的第一颜色像素区域，以下将描述的驱动方法还应用于显示绿色的第二颜色像素区域。
[0122]首先，光源500向第一偏振器12提供光。由光源500提供的光为非偏振光并由蓝光分量形成。
[0123]从光源提供的光在穿过第一偏振器12的同时被改变为偏振光。在从光源提供的光中，沿与第一偏振器12的透射轴平行的方向振动的分量穿过第一偏振器，沿与透射轴垂直的方向振动的分量被阻挡。
[0124]穿过第一偏振器12的光的偏振方向在穿过液晶层3的同时被改变。如上所述，在液晶层3中，根据像素电极和共电极之间形成的电场的强度来确定液晶分子的方向，因此确定穿过液晶层3的光的偏振方向。即，电压被施加到液晶层3以控制穿过第一偏振器12的光的偏振方向。
[0125]在光穿过颜色转换层240的同时，调整穿过液晶层3的光的量。将参照图19描述光的量的调整方法。
[0126]图19是根据由入射光的偏振方向和量子棒的取向方向形成的角度的吸收率和光发射率的曲线图。
[0127]如图19中所示，当由入射到量子棒上的光的偏振方向和量子棒的布置方向形成的角度为O度或180度时，吸收率和光发射率被最大化。此外，当由入射到量子棒上的光的偏振方向和量子棒的布置方向形成的角度为90度时，吸收率和光发射率被最小化。
[0128]因此，穿过颜色转换层240的光的量通过由穿过液晶层3的光的偏振方向和包括在颜色转换层240中的量子棒的布置方向形成的角来确定。量子棒的布置方向沿与第二偏振器22的透射轴平行的方向形成。
[0129]再次参照图18，因为由穿过液晶层3的光的偏振方向和量子棒的布置方向形成的角大于O度，所以在穿过颜色转换层240的同时，光的量减少。在这种情况下，穿过液晶层3的光为蓝光分量，并且大部分蓝光分量改变为红光分量。在这种情况下，一些蓝光分量穿过颜色转换层240，但是蓝光分量被蓝光阻挡滤波器(未示出)阻挡，从而仅红色分量通过其穿过。
[0130]穿过颜色转换层240的光穿过第二偏振器22并且显示预定的亮度。
[0131 ]在下文中，将参照图20至图22描述表示灰阶的方法。
[0132]图20至图22是示出根据本发明的示例性实施例的穿过液晶显示装置的每个构成元件的光的偏振方向的视图。图20示出最大灰阶，图21示出中级灰阶，图22示出最小灰阶。
[0133]如图20中所示，在液晶层3中生成预定的电场，从而在光穿过液晶层3的同时，控制光的偏振方向旋转大约90度。
[0134]穿过液晶层3的光的偏振方向与颜色转换层240的量子棒的布置方向平行，从而大部分光穿过颜色转换层240，并可以获得最高亮度。如此，可以显示最大灰阶，S卩，白色。
[0135]如图21中所示，在液晶层3中生成预定的电场，从而在光穿过液晶层3的同时，控制光的偏振方向旋转大约45度。
[0136]穿过液晶层3的光的偏振方向和颜色转换层240的量子棒的布置方向形成大约45度的角度，从而一些光穿过颜色转换层240，其余的光未穿过颜色转换层240并且被阻挡。因此，显示中间灰阶。
[0137]如图22中所示，在液晶层3上不形成电场，从而在光穿过液晶层3的同时，控制光的偏振方向不改变。
[0138]穿过液晶层3的光的偏振方向和颜色转换层240的量子棒的布置方向形成90度的角度，从而大部分光未穿过颜色转换层240，从而被阻挡。如此，可以显示最小灰阶，S卩，黑色。
[0139]在下文中，将参照图23描述穿过液晶层的光的偏振方向的旋转角度和亮度之间的关系。
[0140]图23是示出根据液晶的偏振角的亮度的曲线图。液晶的偏振角指穿过液晶层的光的偏振方向旋转的角度。图23还示出表示根据按照对比示例的液晶显示装置的偏振角的亮度的曲线图。在对比示例中，一般的液晶显示器不使用量子材料。
[0141]根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中的灰阶将由式I来确定。
[0142][式I]
[0143]G=Acos4(Pe)+Ccos2(Pe)+Dcos(Pe)+E
[0144](G:灰阶，Po:液晶的偏振角)
[0145]如图23中所示，按照根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中的液晶的偏振角度的亮度的变化与按照根据对比示例的液晶显示装置中的液晶的偏振角度的亮度的变化不同。
[0146]在如上所述的根据本发明的示例性实施例的液晶显示装置中，液晶层和颜色转换层之间的距离被最小化以防止颜色混合现象。
[0147]虽然这里已经描述了特定示例性实施例和实施方式，但是根据该描述，其他实施例和修改将是明显的。因此，发明构思不限于这样的实施例，而是在于给出的权利要求的更宽范围以及各种明显的修改和等同布置。
【主权项】
1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括: 彼此面对的第一基底和第二基底； 薄膜晶体管，设置在所述第一基底的内部； 颜色转换层，设置在所述第二基底的内部，所述颜色转换层包括多个量子棒； 液晶层，设置在所述第一基底和所述第二基底之间； 第一偏振器，设置在所述第一基底的外部；以及 第二偏振器，设置在所述第二基底的外部。2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一偏振器的透射轴垂直于所述第二偏振器的透射轴。3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中: 所述量子棒沿预定方向布置;并且 所述量子棒的布置方向平行于所述第二偏振器的所述透射轴。4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中: 所述第一基底和所述第二基底中的每个包括第一颜色像素区域、第二颜色像素区域和第三颜色像素区域;并且 所述颜色转换层包括: 第一颜色转换层，设置在所述第一颜色像素区域中并且被构造为将入射光改变为红光分量；以及 第二颜色转换层，设置在所述第二颜色像素区域中并且被构造为将所述入射光改变为绿光分量。5.如权利要求4所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置还包括设置在所述第三颜色像素区域中的透明光致抗蚀剂， 其中，所述透明光致抗蚀剂与所述第一颜色转换层和所述第二颜色转换层设置在相同的层上。6.如权利要求4所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置还包括设置在所述第二基底和所述第一颜色转换层之间的第一蓝光阻挡滤波器。7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述液晶显示装置还包括设置在所述第二基底和所述第二颜色转换层之间的第二蓝光阻挡滤波器。8.如权利要求7所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置还包括设置在所述第一颜色像素区域、所述第二颜色像素区域和所述第三颜色像素区域之间的边界处的光阻挡构件， 其中，所述光阻挡构件与所述第一蓝光阻挡滤波器和所述第二蓝光阻挡滤波器设置在相同的层上。9.如权利要求4所述的液晶显示装置，所述液晶显示装置还包括设置在所述颜色转换层和所述液晶层之间的蓝色带通滤波器。10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其中，所述蓝色带通滤波器设置在所述第一颜色像素区域、所述第二颜色像素区域和所述第三颜色像素区域中。
【文档编号】G02F1/13357GK106094316SQ201610226012
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月13日 公开号201610226012.5, CN 106094316 A, CN 106094316A, CN 201610226012, CN-A-106094316, CN106094316 A, CN106094316A, CN201610226012, CN201610226012.5
【发明人】姜钟赫, 赵贤敏, 朴哉柄, 康在雄, 金大贤, 李锡善, 李周悦, 任铉德, 洪性珍
【申请人】三星显示有限公司