使用量子点的显示设备及其制造方法
专利名称：使用量子点的显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及显示设备，尤其是，涉及具有自由形式和极好的颜色显示、能控制亮度并且具有优秀的能见度和极好的宣传效果的新的电光招牌(electric sign)。
背景技术：
现代的室内和室外广告板通常可划分为使用荧光灯、白炽灯泡、钨等的间接照明的广告板，和使用霓虹灯、发光元件等的直接照明的广告板。这些广告板由于尺寸、重量等仅能安装在限定的位置，并且成为妨碍城市美观等的重大因素。间接照明的广告牌可以以非常低的成本容易地制造，因而最通常使用。通过在有机/无机基板上使用油漆、或者通过使用蚀刻或印刷在透明基板部形成句子等，以及在基板附近安装照明设备的广告方法已被使用。然而，间接照明的广告牌的识别度低，并且颜色表现具有非常大的取决于照明的倾向，从而有损美观效 果和宣传效果。作为直接照明的广告牌，很多使用发光二极管(LED)表示字符、图片等的电光招牌近来已在使用。使用LED的广告板产生的热和能量消耗小。能够制造具有优秀的能见度和亮度、具有小且薄的尺寸的广告牌。不过，使用LED的广告牌存在以下缺点外部电压被施加于LED，大量的LED彼此连接，用于配线的基板(即用于印刷配线电路的基板)、基板和LED之间的电子连接和机械附着的安装以及金属布线的形成应当通过分别地控制各个LED的外部施加电压执行，并且其形状被限定于平板类型。本发明提供了具有间接照明广告板和直接照明广告板两者的所有优点的电光招牌，因此其结构简单、生产成本低、制造容易、能见度优秀、美观和宣传效果极好、形状不受限以及空间利用率显著。
发明内容
技术问题本发明的目标是提供一种显示设备及其制造方法，该显示设备的形状不受限制， 不需元件的安装和配线，其能见度、亮度和颜色显示极好、亮度可控、生产成本低且容易制造。技术方案在一个一般性的方面中，显示设备包括基板；发光层，以预定的图案形成在基板的顶部，并且包含接收外部光以发光的量子点；以及发光元件，向发光层提供外部光。显示设备的颜色可以由包含在发光层内的量子点的发射波长控制，发光层可以包括通过外部光产生具有不同波长的光的不同的量子点，并且显示设备中各个位置的颜色可以由发光层中各个位置的不同量子点的相对质量比来控制。显示设备的亮度可以由量子点表面密度来控制，量子点表面密度为基板每单位表面积中发光层所包含的量子点的数量。外部光可以是可见光或紫外(UV)光，具体地，外部光可以是UV光。在这种情况下， 产生外部光并且向发光层提供外部光的发光兀件是UV发光二极管(LED)或UV灯。发光层可以由包括量子点的量子点油墨印刷或涂布，基板可以是柔性基板。该显示设备还可以包括位于所述发光层的顶部设置的透明上部基板；具有粘性的透明填充层，其位于发光层和上部基板之间；发光元件，其可位于所述基板至所述上部基板的复合层压层的一侧。具体地，层压于发光层的顶部同时与发光层接触地覆盖发光层的透明填充层的折射率，可以大于基板和上部基板的折射率。基于透明填充层、基板和上部基板之间的折射率的差异，可以增加外部光到发光层的照射量，其中，基板和上部基板设置于发光层的底部和顶部。显示设备还可以包括第一反射层，反射基板和发光层之间的外部光；第二反射层，反射透明填充层和上部基板之间的外部光。具体地，第二反射层可以选择性地反射外部光。 显示设备还可以包括具有时间固化性(temporal curability)、热固化性、光固化性或压力固化性的粘结层，该粘结层形成在发光层的底部上以与发光层接触，并且发光层和基板之间的物理粘合力由于粘结层而增加。基板的表面是亲水改性的或疏水改性的，或包括选自胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素、及其结合所构成的组的官能团。发光层的图案可以包括字符、符号、标志、包括影象(imagery)和形状的图像，以及其结合。在又一一般性方面中，一种显示设备的制造方法包括a)通过在基板的顶部施加包含量子点的量子点油墨以预定的图案形成发光层，其中，该量子点接收外部光以发光山) 在发光层的顶部形成透明上部基板；c)将发光元件附在基板到上部基板的复合层压层的一侧，以向发光层提供外部光，其中，不执行对发光层形成电子线路或者形成电极。该方法还可以包括，在运行b)之前，通过在发光层的顶部施加具有粘性的透明材料形成透明填充层。该方法还可以包括，在运行a)之前，通过在基板的顶部施加具有时间固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的胶粘剂来形成粘结层。该方法还可以包括在运行a)之前，在基板的顶部形成反射外部光的第一反射层；在运行b)之前，在发光层的顶部形成反射外部光的第二反射层。有益效果根据本发明的实施方式，由于通过在柔性基板上印刷或涂布配置发光层，显示设备的形状不受限制，所以三维显示和空间利用是自由的；由于包含在发光层内的量子点通过照射外部光来发光，所以不需要元件的安装和配线；由于包括字符、符号、标志、或影像和形状的图案自身发光，所以能见度和亮度极好；由于颜色通过混合具有不同的波长的量子点发射光来显示，所以色纯度高、颜色的表现非常自由；由于亮度通过量子点的密度是可调节的，并且由于显示设备是通过产生外部光的发光元件和使用量子点油墨印刷或涂布的基板来进行配置的，所以生产成本低、制造容易。
通过结合附图给出的优选实施方式的以下描述，本发明的上述和其它目标、特征和优势将变得更明显，其中图I是示出了根据本发明的显示设备的配置的一个示例；图2是示出了根据本发明的显示设备的配置另一示例；图3是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图4是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图5是示出了根据本发明的显示设备的配置的基板或发光层的一个示例； 图6是示出了根据本发明的显示设备的配置的基板或发光层的又一示例；图7是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图8是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图9是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的一个示例；图10是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的另一示例；图11是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例；图12是示出了根据本发明的显示设备的制造方法又一示例。[主要元件的详细说明]
100基板200:发光层
300发光元件 110:透明填充层
120上部基板 100 CA)表面改性基板
130粘结层 140:第一反射层 150第二反射层
具体实施例方式以下，将参考附图详细地描述根据本发明实施方式的显示设备及其制造方法。为了充分地把本发明的精神传达给本领域技术人员，将附图作为示例提供。因此，本发明不局限于附图，并能够以各种形式实现。而且，整个说明书中，相同的参考符号指的是相同的元件。在该情况下，除非技术术语和科学术语被定义，其具有本领域技术人员所公知的含义，并且可能混淆本发明范围的不必要的已知功能和配置将不在下列描述和附图中描述。图I是示出了根据本发明的显示设备的配置的一个示例。如图I所示，显示设备包括基板100、发光层200和发光元件300，其中，发光层200，在基板的顶部，包含接收外部光以发光的量子点，并且具有预定的图案，发光元件300产生光并且向发光层200提供外部光。显示设备所显示的图案是发光层200的图案。发光层200的图案包括字符、符号、 标志、包括影像和形状的图像，或其结合。在如图I的示例所示的根据本发明实施方式的显示设备中，包含在发光层200内的量子点接收发光元件300的外部光，以产生具有预定波长(发射波长)的光，显示设备的颜色由量子点产生的波长来控制。发光成层200包含接收外部光并且产生单一波长的光的单一类型的量子点。发光成层200可以是单色发光层。发光成层200包含接收外部光并且产生不同的波长的光的不同的量子点。发光成层200可以是全自然色发光层。在发光层200包含产生不同波长的光的不同量子点的情况下，显示设备中各个位置的颜色由发光层 200中各个位置的不同量子点的相对质量比来控制。发光层200中各个位置的颜色由包含在发光层200中各个位置的不同的发射波长的量子点的相对质量比控制。例如，包含在发光层200内、具有不同的发射波长量子点，可以是发射红色(R)、绿色(G)、和蓝色(B)的量子点。各个位置的颜色由各个位置发射R、G 和B的量子点的相对质量比控制。在根据本发明实施方式的显示设备中，预定的图案是根据具有预定的图案的发光层200的发射来显示的。显示设备的亮度由量子点表面密度来控制，量子点表面密度为基板100的每单位表面积的发光层200中包含的量子点的数量。在此情况下，量子点表面密度表示在基板100的每单位表面积的相应顶部单位表面积上设置的所有量子点的数量。亮度表示由发光层200发射的光的亮度。发光成层200，通过量子点的发射来发光。包含在发光层200内的量子点的表面密度变化，从而，发光层200中各个位置的亮度被控制。例如，即使在产生不同波长的量子点的相对质量比与彼此相同的情况下，各个位置的量子点表面密度变化，从而控制同样颜色的亮度。在该情况下，尽管发光层200已形成，量子点表面密度可以通过使用发光层200的透明度作为控制系数进行控制。发光层200的透明度在I %到99%的范围内。更具体地说，通过取决于包含在预定的位置的量子点油墨的量子点的内容的发光层200的透明度、通过根据量子点油墨的应用数量而变化的发光层200的厚度而容易地控制量子点表面密度。因此，发光层200的厚度，可以是整个发光层200 —致的，也可以是根据发光层200 的位置而变化的。例如，用于实现I %到99%的范围的透明度的发光层的厚度优选地在Inm 至100 μ m的范围内。在图I所示根据本发明实施方式的显示设备中，基板100可以是金属基板、无机基板或有机基板。基板100可以是透明基板或不透明基板。基板100可以是隆起(ridge)基板或柔性基板。在存在空间限制、或在美观方面显示设备不具有平面而具有曲面的情况下，根据本发明实施方式的显示设备中的基板100优选地是透明或不透明有机柔性基板。 包含在发光层200内的量子点，包括接收光(尤其是UV光)以产生具有可见光区域内预定波长的光的有机量子点、半导体量子点、金属氧化物量子点或金属量子点，此外， 还包括核心外壳(core shell)结构的量子点，其中，金属层或无机层通过使用作为核心的量子点形成量子点的表面。此外，量子点包括包含用于调节带隙的杂质的量子点。发光成层200通过印刷或涂布包括量子点的量子点油墨而形成，具体地，通过量子点油墨的喷墨印刷或丝网印刷、或者量子点油墨的照相凹板式涂布、条(bar)涂布或喷涂而形成。当然，量子点油墨还可以包括粘性调节剂，其使用用于布线的金属油墨调节印刷或涂布所用的粘性；分散剂，分散量子点；粘合剂(binder)，用于加强对基板和量子点的结合力；弥散剂，其分散量子点并通过挥发移除。如图2所示，在使用量子点油墨的通过印刷或涂布形成的发光层中，基板100是具有改性表面A的基板100A，表面改性包括亲水表面改性、疏水表面改性、或者形成选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素以及其组合构成的组的官能团的改性。疏水或亲水改性可以通过利用改性为疏水表面的表面改性基板100A (疏水改性) 防止施加的量子点油墨成为分散形式而形成具有清楚的边界线的发光层200的图案，或者在量子点油墨是水性油墨的情况下(亲水的改性)，通过促进施加到基板100上的量子点油墨的吸收而短时间内形成大尺寸图案的发光层200。
形成选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素以及其组合构成的组的官能团的改性， 通过使用引起至包含在量子点油墨内的量子点的化学键合的官能团，加强了量子点和基板 100之间的结合力。而且，如图所示3，在由使用量子点油墨的印刷或涂布形成的发光层中，粘结层 (adhesive layer) 130形成在发光层200的底部以与发光层200接触(contact),从而加强基板100和发光层200之间的结合力。粘结层130是具有时间固化性(curability)、热固化性、光学固化性或压力固化性的粘结层。时间固化胶意味着固化聚合物和固化剂的结合经过一段时间完成固化，热固化胶意味着通过向热固化聚合物施加热完成固化，光固化胶意味着通过将光(包括UV)照射到光固化聚合物上完成固化。当然，在该情况下除固化聚合物之外，粘结层130还可以包括玻璃、玻璃料 (frit)、粘性调节剂等。发光元件300，作为接收外部电流(电压)并产生可见光或UV光的外部光的元件，其向包含在发光层200内的量子点提供外部光。具体地，发光兀件300包括发光二极管 (LED)、激光二极管(LD)、有机发光二极管(OLED)、电热发光元件或放电发光元件等。基于形成发光层200的基板100，发光元件300被设置于该基板的顶部、底部或侧面上，以向发光层200照射外部光。具体地，外部光是UV光，发光元件300产生UV光并将UV光照射到包含在发光层 200内的量子点上。此外，发光元件300是UV发光二极管(LED)或UV灯。更具体地，发光元件300是UV LED。如图所示4，发光元件300设置在形成发光层200的基板100的一侧。图4是根据本发明的显示设备的又一示例。如图所示4，根据本发明实施方式的显示设备，还包括由透明材料制成的上部基板120。由透明材料制成的上部基板120可以是无机基板或有机基板。在基板100是柔性基板的情况下，上部基板120优选地也是柔性基板。
在该情况下，优选地，通过控制基板100的折射率和下部基板100的折射率，使得从侧面照射到基板100和下部基板100之间的内部的外部光(发光元件300照射的外部光)多于照射到基板100和上部基板120的外部的外部光。图5是根据本发明的显示设备的又一示例。如图5所示，根据本发明实施方式的显示设备还包括透明填充层110，形成透明填充层110以充分覆盖基板100上以预定图案形成的发光层200，从而优选地物理/化学保护发光层200并从外面将其密封。图6是根据本发明的显示设备的又一示例。如图6所示，根据本发明实施方式的显示设备，进一步地包括在图4和图5中具体描述的透明填充层110和透明上部基板120。 此外，上部基板120被设置在透明填充层110的顶部。透明填充层110优选地是有粘性的透明聚合物材料。上部基板120优选地物理地附着并结合到基板100，其中，发光层200由透明填充层110形成。在图6中，至少一个发光元件300设置在基板100、发光层200、透明填充层110以及上部基板120的复合层压层的至少一侧上，以将外部光照射到发光层200。在该情况下， 在基板100到上部基板120的复合层压层和设置在如图6所示的一侧或下面的发光元件 300中，复合层压层的一侧被适当地密封，以防止发光元件300产生的外部光被透射到显示设备的外面。此外，尽管上文描述了如图6所示的发光元件300被设置在基板100到上部基板120的复合层压层的外侧表面上的示例，但是当然，发光元件300可以被设置在复合层压层的内侧表面上。
图7是根据本发明的显示设备的又一示例。如图7所示，除基板100、发光层200、 透明填充层110、以及上部基板120之外，根据本发明实施方式的显示设备，还包括基板100 和发光层200之间的用于反射发光兀件300产生的外部光的第一反射层140层,和透明填充层110和上部基板120之间的用于反射发光兀件300产生的外部光的第二反射层150。第一反射层140和第二反射层150反射由设置在基板100到上部基板120的复合层压层的一侧上的发光元件300产生的外部光，以防止外部光透射基板100或上部基板 120，并且，第二反射层150允许发光层200产生的光被透射，并且选择性地反射外部光。具体地，第一反射层140或第二反射层150作为具有比透明填充层更小折射率的透明聚合物层，通过折射率差异充分地(fully)反射从一侧照射的外部光。在该情况下，从发光元件300发射的所有光当然可以通过适当地屏蔽外部光的发光孔以一定的角度发射从而满足全反射(full-reflection)。更具体地说，第一反射层140或第二反射层150，作为具有比透明填充层更小的折射率并且包括规则表面不均匀性的透明聚合物层，通过折射率差异以及反射层(第一或第二反射层)上形成的不均匀性所产生的角度来充分地反射从一侧照射的外部光。在显示设备中，包括发光层200的部分的折射率大于不包括发光层200的部分的折射率，从而在发光层中优选地存在更多量的外部光。图8是根据本发明的显示设备的又一示例。如图8所示，根据本发明实施方式的显示设备，还包括粘结层130、第一反射层140以及第二反射层150。在该情况下，粘结层130 起到提高第一反射层140和发光层200之间的粘着力的作用。虽然在图8中粘结层130和第一反射层140彼此分离，但是，粘结层130当然也可以在粘结层130的折射率小于透明填充层110的折射率的情况下用作第一反射层140，以有效地充分地反射外部光。图9根据本发明显示设备的制造方法的一个示例。具体地，如图9所示，通过将包括量子点的量子点油墨施加到基板100的顶部，形成具有预定的图案的发光层200。在这种情况下，通过印刷或涂布施加量子点油墨。印刷包括喷墨印刷或丝网印刷。 涂布包括照相凹板涂布(gravure coating)、条涂布(bar coating)或喷涂。在发光层200形成之后，在发光层的顶部形成透明上部基板120，并且将产生外部光(优选地，UV光)的发光元件300附着到基板100、发光层200和上部基板120的复合层压层的一侧。此后，虽然图中未示出，当然，可以在复合层压层的一侧上设置防止光被透射的防护层，从而防止由发光元件产生的外部光通过复合层压层的该侧被释放到显示设备的外面。、
图10示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，如图10所示，在通过使用印刷或涂布在基板100上形成发光层200之后，将透明胶粘剂(adhesive) 聚合物施加于覆盖发光层200,以形成透明填充层110。通过喷涂(spray)、刮墨刀(doctor blade)、半月板(meniscus)、旋涂(spin coating)、丝网印刷(screen printing)、镂空版印刷(stencil printing)、或棍涂(coma roll coating)进行形成透明填充层110的施加。在形成透明填充层110之后，以与图9类似的方式形成上部基板120和发光元件 300。在这种情况下，上部基板120通过透明填充层110的粘性的物理地附着到其上形成有发光层的基板100。图11示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，在基于图 11的制造工艺中，在印刷或涂布发光层200之前，通过将具有时间固化性、热固化性、光学固化性或压力固化性的粘结材料施加到基板100形成粘结层130，之后，使用量子点油墨印刷或涂布发光层200。在这中情况下，通过喷涂、刮墨刀、半月板、旋涂、丝网印刷、镂空版印刷、或彗形滚涂进行形成透明填充层130的施加。图12示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，在基于图12 的制造工艺中，在印刷或涂布发光层200之前，在基板100上形成第一反射层140，此后，使用量子点油墨印刷或涂布发光层200。此外，在形成透明填充层110之后，在透明填充层110 的顶部形成第二反射层150，此后，形成上部基板120。如上所述，根据本发明的实施方式，由于通过在柔性基板上印刷或涂布配置发光层，显示设备的形状不受限制，所以三维显示和空间利用是自由的；由于包含在发光层内的量子点通过照射外部光来发光，所以不需要元件的安装和配线；由于包括字符、符号、标志、 或影像和形状的图案自身发光，所以能见度和亮度极好；由于颜色通过混合具有不同的波长的量子点发射光来显示，所以色纯度高、颜色的表现非常自由；由于亮度通过量子点的密度是可调节的，并且由于显示设备是通过产生外部光的发光元件和使用量子点油墨印刷或涂布的基板来进行配置的，所以生产成本低、制造容易。虽然本发明已经结合具体的内容和有限的实施方式和附图进行了说明，但是，应当理解，本发明不局限于所披露的实施方式。本技术领域技术人员在所披露的实施方式的基础上可以做出各种修改和变型。因此，本发明的精神不局限于描述的实施方式，涵盖了所附权利要求以及所附权利要求的所有等同设置和等 同修改。
权利要求
1.一种显示设备，包括 基板； 发光层，以预定的图案形成在所述基板的顶部，并且包含接收外部光以发光的量子点；以及 发光元件，向所述发光层提供所述外部光。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述显示设备的颜色由包含在所述发光层内的所述量子点的发射波长控制。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述发光层具有通过所述外部光产生具有不同波长的光的不同量子点，并且所述显示设备中各个位置的颜色由所述发光层中各个位置的 不同量子点的相对质量比控制。
4.根据权利要求I所述的设备，其中，所述显示设备的亮度由量子点表面密度控制，所述量子点表面密度为所述基板的每单位表面积的所述发光层中所包含的量子点的数量。
5.根据权利要求I所述的设备，其中，所述外部光是紫外(UV)光。
6.根据权利要求I所述的设备，其中，所述发光层由包括所述量子点的量子点油墨印刷或涂布。
7.根据权利要求I所述的设备，其中，所述基板是透明或不透明的金属基板、无机基板或有机基板。
8.根据权利要求I所述的设备，还包括 透明上部基板，位于所述发光层的顶部并与所述发光层接触；以及 透明填充层，具有粘性并位于所述发光层和所述上部基板之间， 其中，所述发光元件位于所述基板至所述上部基板的复合层压层的侧面。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述透明填充层的折射率大于所述基板和所述上部基板的折射率。
10.根据权利要求8所述的设备，还包括 第一反射层，反射所述基板和所述发光层之间的外部光；以及 第二反射层，反射所述透明填充层和所述上部基板之间的外部光。
11.根据权利要求I所述的设备，还包括具有时间固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的粘结层，所述粘结层形成在所述发光层的底部以与所述发光层接触。
12.根据权利要求I所述的设备，其中，所述基板的表面被亲水改性或疏水改性，或包括选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素及其组合构成的组中的官能团。
13.根据权利要求I所述的显示设备，其中，所述发光层的图案包括字符、符号、标志、包括影像和形状的图像、以及其组合。
14.一种显示设备的制造方法，包括 a)通过在基板的顶部施加包含量子点的量子点油墨以预定的图案形成发光层，其中，所述量子点接收外部光以发光； b)在所述发光层的顶部形成透明上部基板； c)将发光元件附接在所述基板至所述上部基板部的复合层压层的侧面，以向所述发光层提供所述外部光， 其中，不执行对所述发光层形成电子线路或者形成电极。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括，在进行b)之前，通过在所述发光层的顶部施加具有粘性的透明材料形成透明填充层。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括，在进行a)之前，通过在所述基板的顶部施加具有固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的胶粘剂来形成粘结层。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括 在进行a)之前，在所述基板的顶部形成反射所述外部光的第一反射层；以及 在进行b)之前，在所述发光层的顶部形成反射所述外部光的第二反射层。
全文摘要
提供了形状不受限、不需元件的安装和配线、能见度、亮度和颜色显示优秀、亮度可调、生产成本低、制造容易的一种显示设备及其制造方法。具体地，显示设备包括基板；发光层，以预定的图案形成在基板的顶部并且包含接收外部光以发光的量子点；发光元件，向发光层提供外部光。
文档编号G09F13/20GK102713730SQ201080047859
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年10月21日
发明者宋镇沅 申请人:Qd思路讯公司
技术领域：
本发明涉及显示设备，尤其是，涉及具有自由形式和极好的颜色显示、能控制亮度并且具有优秀的能见度和极好的宣传效果的新的电光招牌(electric sign)。
背景技术：
现代的室内和室外广告板通常可划分为使用荧光灯、白炽灯泡、钨等的间接照明的广告板，和使用霓虹灯、发光元件等的直接照明的广告板。这些广告板由于尺寸、重量等仅能安装在限定的位置，并且成为妨碍城市美观等的重大因素。间接照明的广告牌可以以非常低的成本容易地制造，因而最通常使用。通过在有机/无机基板上使用油漆、或者通过使用蚀刻或印刷在透明基板部形成句子等，以及在基板附近安装照明设备的广告方法已被使用。然而，间接照明的广告牌的识别度低，并且颜色表现具有非常大的取决于照明的倾向，从而有损美观效 果和宣传效果。作为直接照明的广告牌，很多使用发光二极管(LED)表示字符、图片等的电光招牌近来已在使用。使用LED的广告板产生的热和能量消耗小。能够制造具有优秀的能见度和亮度、具有小且薄的尺寸的广告牌。不过，使用LED的广告牌存在以下缺点外部电压被施加于LED，大量的LED彼此连接，用于配线的基板(即用于印刷配线电路的基板)、基板和LED之间的电子连接和机械附着的安装以及金属布线的形成应当通过分别地控制各个LED的外部施加电压执行，并且其形状被限定于平板类型。本发明提供了具有间接照明广告板和直接照明广告板两者的所有优点的电光招牌，因此其结构简单、生产成本低、制造容易、能见度优秀、美观和宣传效果极好、形状不受限以及空间利用率显著。
发明内容
技术问题本发明的目标是提供一种显示设备及其制造方法，该显示设备的形状不受限制， 不需元件的安装和配线，其能见度、亮度和颜色显示极好、亮度可控、生产成本低且容易制造。技术方案在一个一般性的方面中，显示设备包括基板；发光层，以预定的图案形成在基板的顶部，并且包含接收外部光以发光的量子点；以及发光元件，向发光层提供外部光。显示设备的颜色可以由包含在发光层内的量子点的发射波长控制，发光层可以包括通过外部光产生具有不同波长的光的不同的量子点，并且显示设备中各个位置的颜色可以由发光层中各个位置的不同量子点的相对质量比来控制。显示设备的亮度可以由量子点表面密度来控制，量子点表面密度为基板每单位表面积中发光层所包含的量子点的数量。外部光可以是可见光或紫外(UV)光，具体地，外部光可以是UV光。在这种情况下， 产生外部光并且向发光层提供外部光的发光兀件是UV发光二极管(LED)或UV灯。发光层可以由包括量子点的量子点油墨印刷或涂布，基板可以是柔性基板。该显示设备还可以包括位于所述发光层的顶部设置的透明上部基板；具有粘性的透明填充层，其位于发光层和上部基板之间；发光元件，其可位于所述基板至所述上部基板的复合层压层的一侧。具体地，层压于发光层的顶部同时与发光层接触地覆盖发光层的透明填充层的折射率，可以大于基板和上部基板的折射率。基于透明填充层、基板和上部基板之间的折射率的差异，可以增加外部光到发光层的照射量，其中，基板和上部基板设置于发光层的底部和顶部。显示设备还可以包括第一反射层，反射基板和发光层之间的外部光；第二反射层，反射透明填充层和上部基板之间的外部光。具体地，第二反射层可以选择性地反射外部光。 显示设备还可以包括具有时间固化性(temporal curability)、热固化性、光固化性或压力固化性的粘结层，该粘结层形成在发光层的底部上以与发光层接触，并且发光层和基板之间的物理粘合力由于粘结层而增加。基板的表面是亲水改性的或疏水改性的，或包括选自胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素、及其结合所构成的组的官能团。发光层的图案可以包括字符、符号、标志、包括影象(imagery)和形状的图像，以及其结合。在又一一般性方面中，一种显示设备的制造方法包括a)通过在基板的顶部施加包含量子点的量子点油墨以预定的图案形成发光层，其中，该量子点接收外部光以发光山) 在发光层的顶部形成透明上部基板；c)将发光元件附在基板到上部基板的复合层压层的一侧，以向发光层提供外部光，其中，不执行对发光层形成电子线路或者形成电极。该方法还可以包括，在运行b)之前，通过在发光层的顶部施加具有粘性的透明材料形成透明填充层。该方法还可以包括，在运行a)之前，通过在基板的顶部施加具有时间固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的胶粘剂来形成粘结层。该方法还可以包括在运行a)之前，在基板的顶部形成反射外部光的第一反射层；在运行b)之前，在发光层的顶部形成反射外部光的第二反射层。有益效果根据本发明的实施方式，由于通过在柔性基板上印刷或涂布配置发光层，显示设备的形状不受限制，所以三维显示和空间利用是自由的；由于包含在发光层内的量子点通过照射外部光来发光，所以不需要元件的安装和配线；由于包括字符、符号、标志、或影像和形状的图案自身发光，所以能见度和亮度极好；由于颜色通过混合具有不同的波长的量子点发射光来显示，所以色纯度高、颜色的表现非常自由；由于亮度通过量子点的密度是可调节的，并且由于显示设备是通过产生外部光的发光元件和使用量子点油墨印刷或涂布的基板来进行配置的，所以生产成本低、制造容易。
通过结合附图给出的优选实施方式的以下描述，本发明的上述和其它目标、特征和优势将变得更明显，其中图I是示出了根据本发明的显示设备的配置的一个示例；图2是示出了根据本发明的显示设备的配置另一示例；图3是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图4是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图5是示出了根据本发明的显示设备的配置的基板或发光层的一个示例； 图6是示出了根据本发明的显示设备的配置的基板或发光层的又一示例；图7是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图8是示出了根据本发明的显示设备的配置的又一示例；图9是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的一个示例；图10是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的另一示例；图11是示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例；图12是示出了根据本发明的显示设备的制造方法又一示例。[主要元件的详细说明]
100基板200:发光层
300发光元件 110:透明填充层
120上部基板 100 CA)表面改性基板
130粘结层 140:第一反射层 150第二反射层
具体实施例方式以下，将参考附图详细地描述根据本发明实施方式的显示设备及其制造方法。为了充分地把本发明的精神传达给本领域技术人员，将附图作为示例提供。因此，本发明不局限于附图，并能够以各种形式实现。而且，整个说明书中，相同的参考符号指的是相同的元件。在该情况下，除非技术术语和科学术语被定义，其具有本领域技术人员所公知的含义，并且可能混淆本发明范围的不必要的已知功能和配置将不在下列描述和附图中描述。图I是示出了根据本发明的显示设备的配置的一个示例。如图I所示，显示设备包括基板100、发光层200和发光元件300，其中，发光层200，在基板的顶部，包含接收外部光以发光的量子点，并且具有预定的图案，发光元件300产生光并且向发光层200提供外部光。显示设备所显示的图案是发光层200的图案。发光层200的图案包括字符、符号、 标志、包括影像和形状的图像，或其结合。在如图I的示例所示的根据本发明实施方式的显示设备中，包含在发光层200内的量子点接收发光元件300的外部光，以产生具有预定波长(发射波长)的光，显示设备的颜色由量子点产生的波长来控制。发光成层200包含接收外部光并且产生单一波长的光的单一类型的量子点。发光成层200可以是单色发光层。发光成层200包含接收外部光并且产生不同的波长的光的不同的量子点。发光成层200可以是全自然色发光层。在发光层200包含产生不同波长的光的不同量子点的情况下，显示设备中各个位置的颜色由发光层 200中各个位置的不同量子点的相对质量比来控制。发光层200中各个位置的颜色由包含在发光层200中各个位置的不同的发射波长的量子点的相对质量比控制。例如，包含在发光层200内、具有不同的发射波长量子点，可以是发射红色(R)、绿色(G)、和蓝色(B)的量子点。各个位置的颜色由各个位置发射R、G 和B的量子点的相对质量比控制。在根据本发明实施方式的显示设备中，预定的图案是根据具有预定的图案的发光层200的发射来显示的。显示设备的亮度由量子点表面密度来控制，量子点表面密度为基板100的每单位表面积的发光层200中包含的量子点的数量。在此情况下，量子点表面密度表示在基板100的每单位表面积的相应顶部单位表面积上设置的所有量子点的数量。亮度表示由发光层200发射的光的亮度。发光成层200，通过量子点的发射来发光。包含在发光层200内的量子点的表面密度变化，从而，发光层200中各个位置的亮度被控制。例如，即使在产生不同波长的量子点的相对质量比与彼此相同的情况下，各个位置的量子点表面密度变化，从而控制同样颜色的亮度。在该情况下，尽管发光层200已形成，量子点表面密度可以通过使用发光层200的透明度作为控制系数进行控制。发光层200的透明度在I %到99%的范围内。更具体地说，通过取决于包含在预定的位置的量子点油墨的量子点的内容的发光层200的透明度、通过根据量子点油墨的应用数量而变化的发光层200的厚度而容易地控制量子点表面密度。因此，发光层200的厚度，可以是整个发光层200 —致的，也可以是根据发光层200 的位置而变化的。例如，用于实现I %到99%的范围的透明度的发光层的厚度优选地在Inm 至100 μ m的范围内。在图I所示根据本发明实施方式的显示设备中，基板100可以是金属基板、无机基板或有机基板。基板100可以是透明基板或不透明基板。基板100可以是隆起(ridge)基板或柔性基板。在存在空间限制、或在美观方面显示设备不具有平面而具有曲面的情况下，根据本发明实施方式的显示设备中的基板100优选地是透明或不透明有机柔性基板。 包含在发光层200内的量子点，包括接收光(尤其是UV光)以产生具有可见光区域内预定波长的光的有机量子点、半导体量子点、金属氧化物量子点或金属量子点，此外， 还包括核心外壳(core shell)结构的量子点，其中，金属层或无机层通过使用作为核心的量子点形成量子点的表面。此外，量子点包括包含用于调节带隙的杂质的量子点。发光成层200通过印刷或涂布包括量子点的量子点油墨而形成，具体地，通过量子点油墨的喷墨印刷或丝网印刷、或者量子点油墨的照相凹板式涂布、条(bar)涂布或喷涂而形成。当然，量子点油墨还可以包括粘性调节剂，其使用用于布线的金属油墨调节印刷或涂布所用的粘性；分散剂，分散量子点；粘合剂(binder)，用于加强对基板和量子点的结合力；弥散剂，其分散量子点并通过挥发移除。如图2所示，在使用量子点油墨的通过印刷或涂布形成的发光层中，基板100是具有改性表面A的基板100A，表面改性包括亲水表面改性、疏水表面改性、或者形成选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素以及其组合构成的组的官能团的改性。疏水或亲水改性可以通过利用改性为疏水表面的表面改性基板100A (疏水改性) 防止施加的量子点油墨成为分散形式而形成具有清楚的边界线的发光层200的图案，或者在量子点油墨是水性油墨的情况下(亲水的改性)，通过促进施加到基板100上的量子点油墨的吸收而短时间内形成大尺寸图案的发光层200。
形成选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素以及其组合构成的组的官能团的改性， 通过使用引起至包含在量子点油墨内的量子点的化学键合的官能团，加强了量子点和基板 100之间的结合力。而且，如图所示3，在由使用量子点油墨的印刷或涂布形成的发光层中，粘结层 (adhesive layer) 130形成在发光层200的底部以与发光层200接触(contact),从而加强基板100和发光层200之间的结合力。粘结层130是具有时间固化性(curability)、热固化性、光学固化性或压力固化性的粘结层。时间固化胶意味着固化聚合物和固化剂的结合经过一段时间完成固化，热固化胶意味着通过向热固化聚合物施加热完成固化，光固化胶意味着通过将光(包括UV)照射到光固化聚合物上完成固化。当然，在该情况下除固化聚合物之外，粘结层130还可以包括玻璃、玻璃料 (frit)、粘性调节剂等。发光元件300，作为接收外部电流(电压)并产生可见光或UV光的外部光的元件，其向包含在发光层200内的量子点提供外部光。具体地，发光兀件300包括发光二极管 (LED)、激光二极管(LD)、有机发光二极管(OLED)、电热发光元件或放电发光元件等。基于形成发光层200的基板100，发光元件300被设置于该基板的顶部、底部或侧面上，以向发光层200照射外部光。具体地，外部光是UV光，发光元件300产生UV光并将UV光照射到包含在发光层 200内的量子点上。此外，发光元件300是UV发光二极管(LED)或UV灯。更具体地，发光元件300是UV LED。如图所示4，发光元件300设置在形成发光层200的基板100的一侧。图4是根据本发明的显示设备的又一示例。如图所示4，根据本发明实施方式的显示设备，还包括由透明材料制成的上部基板120。由透明材料制成的上部基板120可以是无机基板或有机基板。在基板100是柔性基板的情况下，上部基板120优选地也是柔性基板。
在该情况下，优选地，通过控制基板100的折射率和下部基板100的折射率，使得从侧面照射到基板100和下部基板100之间的内部的外部光(发光元件300照射的外部光)多于照射到基板100和上部基板120的外部的外部光。图5是根据本发明的显示设备的又一示例。如图5所示，根据本发明实施方式的显示设备还包括透明填充层110，形成透明填充层110以充分覆盖基板100上以预定图案形成的发光层200，从而优选地物理/化学保护发光层200并从外面将其密封。图6是根据本发明的显示设备的又一示例。如图6所示，根据本发明实施方式的显示设备，进一步地包括在图4和图5中具体描述的透明填充层110和透明上部基板120。 此外，上部基板120被设置在透明填充层110的顶部。透明填充层110优选地是有粘性的透明聚合物材料。上部基板120优选地物理地附着并结合到基板100，其中，发光层200由透明填充层110形成。在图6中，至少一个发光元件300设置在基板100、发光层200、透明填充层110以及上部基板120的复合层压层的至少一侧上，以将外部光照射到发光层200。在该情况下， 在基板100到上部基板120的复合层压层和设置在如图6所示的一侧或下面的发光元件 300中，复合层压层的一侧被适当地密封，以防止发光元件300产生的外部光被透射到显示设备的外面。此外，尽管上文描述了如图6所示的发光元件300被设置在基板100到上部基板120的复合层压层的外侧表面上的示例，但是当然，发光元件300可以被设置在复合层压层的内侧表面上。
图7是根据本发明的显示设备的又一示例。如图7所示，除基板100、发光层200、 透明填充层110、以及上部基板120之外，根据本发明实施方式的显示设备，还包括基板100 和发光层200之间的用于反射发光兀件300产生的外部光的第一反射层140层,和透明填充层110和上部基板120之间的用于反射发光兀件300产生的外部光的第二反射层150。第一反射层140和第二反射层150反射由设置在基板100到上部基板120的复合层压层的一侧上的发光元件300产生的外部光，以防止外部光透射基板100或上部基板 120，并且，第二反射层150允许发光层200产生的光被透射，并且选择性地反射外部光。具体地，第一反射层140或第二反射层150作为具有比透明填充层更小折射率的透明聚合物层，通过折射率差异充分地(fully)反射从一侧照射的外部光。在该情况下，从发光元件300发射的所有光当然可以通过适当地屏蔽外部光的发光孔以一定的角度发射从而满足全反射(full-reflection)。更具体地说，第一反射层140或第二反射层150，作为具有比透明填充层更小的折射率并且包括规则表面不均匀性的透明聚合物层，通过折射率差异以及反射层(第一或第二反射层)上形成的不均匀性所产生的角度来充分地反射从一侧照射的外部光。在显示设备中，包括发光层200的部分的折射率大于不包括发光层200的部分的折射率，从而在发光层中优选地存在更多量的外部光。图8是根据本发明的显示设备的又一示例。如图8所示，根据本发明实施方式的显示设备，还包括粘结层130、第一反射层140以及第二反射层150。在该情况下，粘结层130 起到提高第一反射层140和发光层200之间的粘着力的作用。虽然在图8中粘结层130和第一反射层140彼此分离，但是，粘结层130当然也可以在粘结层130的折射率小于透明填充层110的折射率的情况下用作第一反射层140，以有效地充分地反射外部光。图9根据本发明显示设备的制造方法的一个示例。具体地，如图9所示，通过将包括量子点的量子点油墨施加到基板100的顶部，形成具有预定的图案的发光层200。在这种情况下，通过印刷或涂布施加量子点油墨。印刷包括喷墨印刷或丝网印刷。 涂布包括照相凹板涂布(gravure coating)、条涂布(bar coating)或喷涂。在发光层200形成之后，在发光层的顶部形成透明上部基板120，并且将产生外部光(优选地，UV光)的发光元件300附着到基板100、发光层200和上部基板120的复合层压层的一侧。此后，虽然图中未示出，当然，可以在复合层压层的一侧上设置防止光被透射的防护层，从而防止由发光元件产生的外部光通过复合层压层的该侧被释放到显示设备的外面。、
图10示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，如图10所示，在通过使用印刷或涂布在基板100上形成发光层200之后，将透明胶粘剂(adhesive) 聚合物施加于覆盖发光层200,以形成透明填充层110。通过喷涂(spray)、刮墨刀(doctor blade)、半月板(meniscus)、旋涂(spin coating)、丝网印刷(screen printing)、镂空版印刷(stencil printing)、或棍涂(coma roll coating)进行形成透明填充层110的施加。在形成透明填充层110之后，以与图9类似的方式形成上部基板120和发光元件 300。在这种情况下，上部基板120通过透明填充层110的粘性的物理地附着到其上形成有发光层的基板100。图11示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，在基于图 11的制造工艺中，在印刷或涂布发光层200之前，通过将具有时间固化性、热固化性、光学固化性或压力固化性的粘结材料施加到基板100形成粘结层130，之后，使用量子点油墨印刷或涂布发光层200。在这中情况下，通过喷涂、刮墨刀、半月板、旋涂、丝网印刷、镂空版印刷、或彗形滚涂进行形成透明填充层130的施加。图12示出了根据本发明的显示设备的制造方法的又一示例。具体地，在基于图12 的制造工艺中，在印刷或涂布发光层200之前，在基板100上形成第一反射层140，此后，使用量子点油墨印刷或涂布发光层200。此外，在形成透明填充层110之后，在透明填充层110 的顶部形成第二反射层150，此后，形成上部基板120。如上所述，根据本发明的实施方式，由于通过在柔性基板上印刷或涂布配置发光层，显示设备的形状不受限制，所以三维显示和空间利用是自由的；由于包含在发光层内的量子点通过照射外部光来发光，所以不需要元件的安装和配线；由于包括字符、符号、标志、 或影像和形状的图案自身发光，所以能见度和亮度极好；由于颜色通过混合具有不同的波长的量子点发射光来显示，所以色纯度高、颜色的表现非常自由；由于亮度通过量子点的密度是可调节的，并且由于显示设备是通过产生外部光的发光元件和使用量子点油墨印刷或涂布的基板来进行配置的，所以生产成本低、制造容易。虽然本发明已经结合具体的内容和有限的实施方式和附图进行了说明，但是，应当理解，本发明不局限于所披露的实施方式。本技术领域技术人员在所披露的实施方式的基础上可以做出各种修改和变型。因此，本发明的精神不局限于描述的实施方式，涵盖了所附权利要求以及所附权利要求的所有等同设置和等 同修改。
权利要求
1.一种显示设备，包括 基板； 发光层，以预定的图案形成在所述基板的顶部，并且包含接收外部光以发光的量子点；以及 发光元件，向所述发光层提供所述外部光。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述显示设备的颜色由包含在所述发光层内的所述量子点的发射波长控制。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述发光层具有通过所述外部光产生具有不同波长的光的不同量子点，并且所述显示设备中各个位置的颜色由所述发光层中各个位置的 不同量子点的相对质量比控制。
4.根据权利要求I所述的设备，其中，所述显示设备的亮度由量子点表面密度控制，所述量子点表面密度为所述基板的每单位表面积的所述发光层中所包含的量子点的数量。
5.根据权利要求I所述的设备，其中，所述外部光是紫外(UV)光。
6.根据权利要求I所述的设备，其中，所述发光层由包括所述量子点的量子点油墨印刷或涂布。
7.根据权利要求I所述的设备，其中，所述基板是透明或不透明的金属基板、无机基板或有机基板。
8.根据权利要求I所述的设备，还包括 透明上部基板，位于所述发光层的顶部并与所述发光层接触；以及 透明填充层，具有粘性并位于所述发光层和所述上部基板之间， 其中，所述发光元件位于所述基板至所述上部基板的复合层压层的侧面。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述透明填充层的折射率大于所述基板和所述上部基板的折射率。
10.根据权利要求8所述的设备，还包括 第一反射层，反射所述基板和所述发光层之间的外部光；以及 第二反射层，反射所述透明填充层和所述上部基板之间的外部光。
11.根据权利要求I所述的设备，还包括具有时间固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的粘结层，所述粘结层形成在所述发光层的底部以与所述发光层接触。
12.根据权利要求I所述的设备，其中，所述基板的表面被亲水改性或疏水改性，或包括选自由胺基、醛基、羟基、硫醇基、卤素及其组合构成的组中的官能团。
13.根据权利要求I所述的显示设备，其中，所述发光层的图案包括字符、符号、标志、包括影像和形状的图像、以及其组合。
14.一种显示设备的制造方法，包括 a)通过在基板的顶部施加包含量子点的量子点油墨以预定的图案形成发光层，其中，所述量子点接收外部光以发光； b)在所述发光层的顶部形成透明上部基板； c)将发光元件附接在所述基板至所述上部基板部的复合层压层的侧面，以向所述发光层提供所述外部光， 其中，不执行对所述发光层形成电子线路或者形成电极。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括，在进行b)之前，通过在所述发光层的顶部施加具有粘性的透明材料形成透明填充层。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括，在进行a)之前，通过在所述基板的顶部施加具有固化性、热固化性、光固化性或压力固化性的胶粘剂来形成粘结层。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括 在进行a)之前，在所述基板的顶部形成反射所述外部光的第一反射层；以及 在进行b)之前，在所述发光层的顶部形成反射所述外部光的第二反射层。
全文摘要
提供了形状不受限、不需元件的安装和配线、能见度、亮度和颜色显示优秀、亮度可调、生产成本低、制造容易的一种显示设备及其制造方法。具体地，显示设备包括基板；发光层，以预定的图案形成在基板的顶部并且包含接收外部光以发光的量子点；发光元件，向发光层提供外部光。
文档编号G09F13/20GK102713730SQ201080047859
公开日2012年10月3日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年10月21日
发明者宋镇沅 申请人:Qd思路讯公司
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