CCM實現彩色化技術法在電致發光(EL)顯示器中的應用
我們都知道市面上流行的平板顯示器,其實現彩色的方法多種多樣,例如傳統的CRT 顯示器是利用了電子轟擊彩色熒光粉發紅、綠、藍三色光來實現彩色。而目前占主導市場的液晶顯示器之所以能實現彩色,主要借助于彩色濾光片(Color Filter),將白背光源過濾出紅、綠、藍三基色來實現彩色。所以對于彩色液晶顯示器來說,彩色濾色膜是非常重要的材料。而文中介紹的EL 顯示器,因為其發光原理為主動發光型,所以其實現彩色的方法不局限于利用濾色膜技術,或者直接沉積紅、綠、藍三基色技術,因為EL 發藍光的效率、亮度較高,所以可以利用一種CBB(Color By Blue)技術,通過基底藍光激發CCM(Color Change Materials)材料,來實現紅綠藍三基色的彩色顯示。
雖然EL顯示器為主動發光型器件,可以直接制備發紅、綠、藍三基色的發光材料來實現彩色,但由于目前三基色的壽命、激發率以及衰減度相差較大,造成了彩色顯示器的偏色。為此我們開發一種色彩轉換方法CBB(Color By Blue)技術,以解決直接實現彩色中出現的這些問題,如圖1 所示。而相對于LCD中利用CF實現彩色的技術來說,CBB方法光損耗小,光利用率更高。CBB技術是以藍色作為基底光源,經過色彩轉換膜轉變成紅光和綠光。在制作工藝上來說,也相較LCD中的CF制作工藝簡化。CBB技術要求色彩轉換材料不僅具有良好的光轉換特性和穩定性,而且具有良好的色彩飽和度和色彩轉換效率。一般色彩轉換材料可分為無機和有機兩大類,經研究發現,有機轉換材料比無機轉換材料具有更高的色彩轉換效率,而且顏色更亮,更鮮艷。本文中研究的CCM材料為有機材料,將其分散于紫外光固化樹脂中,采用絲網印刷工藝制備到ITO玻璃上,然后,經紫外光照射固化后成形。
1、EL顯示器中CCM膜的制備及實驗分析
本文介紹的CCM 漿料由預聚物、活性單體、有機熒光顏料、光引發劑、分散劑、消泡劑、流平劑、附著力增進劑等組成。起光轉換作用的主要成份為有機熒光顏料,是一種在有機熒光染料外包覆熱固性樹脂的微球,其平均粒徑要求在10μm 以下。將這些助劑及光轉換顏料按不同比例進行混合,然后利用分散儀器將其攪拌、分散均勻,再利用絲網印刷法將其制備到玻璃基板表面,隨后經紫外光固化定形,即得到色彩轉換膜。
1.1、熒光顏料不同含量對光轉換效率的影響
利用光譜分析儀,得到基底藍光的CIE坐標和亮度L1(cd/m2),然后,通過藍光激發CCM膜轉換出相應的紅光和綠光,并分別測試其CIE坐標和亮度L2(cd/m2)。分析了不同顏料含量對色彩轉換效率的影響,如圖2 和 圖3所示。由圖可以看出,隨著熒光顏料含量的增加,轉換光純度不斷增強,其轉換效率先增加,而后減小。當顏料Green含量為37%時,其色彩轉換效率最大為200%,轉換后的光波長為516 nm, 色坐標為=0.27,Y=0.63,顏料Orange Red含量為43%時,其色彩轉換效率最大為99%,轉換后的光波長為610 nm,色坐標為X=0.60,Y=0.32。其CIE色坐標如圖4所示;測試的藍、綠、紅三基色的光譜顯色效果如圖5、6和7所示。
圖2色彩轉換膜厚度為20 um時,顏料Green不同的含量對CIE(X,Y)和色彩轉換效率的影響
圖3色彩轉換膜厚度為20 um 時,顏料Orange Red 不同含量對CIE(X, Y)和色彩轉換效率的影響
圖 5 基底藍光的光譜示意圖