CCM实现彩色化技术法在电致发光(EL)显示器中的应用(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)上海广电电子股份有限公司 平板显示技术研究开发中心 作者:刘红君

  我们都知道市面上流行的平板显示器,其实现彩色的方法多种多样,例如传统的CRT 显示器是利用了电子轰击彩色荧光粉发红、绿、蓝三色光来实现彩色。而目前占主导市场的液晶显示器之所以能实现彩色,主要借助于彩色滤光片(Color Filter),将白背光源过滤出红、绿、蓝三基色来实现彩色。所以对于彩色液晶显示器来说,彩色滤色膜是非常重要的材料。而文中介绍的EL 显示器,因为其发光原理为主动发光型,所以其实现彩色的方法不局限于利用滤色膜技术,或者直接沉积红、绿、蓝三基色技术,因为EL 发蓝光的效率、亮度较高,所以可以利用一种CBB(Color By Blue)技术,通过基底蓝光激发CCM(Color Change Materials)材料,来实现红绿蓝三基色的彩色显示。

  虽然EL显示器为主动发光型器件,可以直接制备发红、绿、蓝三基色的发光材料来实现彩色,但由于目前三基色的寿命、激发率以及衰减度相差较大,造成了彩色显示器的偏色。为此我们开发一种色彩转换方法CBB(Color By Blue)技术,以解决直接实现彩色中出现的这些问题,如图1 所示。而相对于LCD中利用CF实现彩色的技术来说,CBB方法光损耗小,光利用率更高。CBB技术是以蓝色作为基底光源,经过色彩转换膜转变成红光和绿光。在制作工艺上来说,也相较LCD中的CF制作工艺简化。CBB技术要求色彩转换材料不仅具有良好的光转换特性和稳定性,而且具有良好的色彩饱和度和色彩转换效率。一般色彩转换材料可分为无机和有机两大类,经研究发现,有机转换材料比无机转换材料具有更高的色彩转换效率,而且颜色更亮,更鲜艳。本文中研究的CCM材料为有机材料,将其分散于紫外光固化树脂中,采用丝网印刷工艺制备到ITO玻璃上,然后,经紫外光照射固化后成形。

1、EL显示器中CCM膜的制备及实验分析

  本文介绍的CCM 浆料由预聚物、活性单体、有机荧光颜料、光引发剂、分散剂、消泡剂、流平剂、附着力增进剂等组成。起光转换作用的主要成份为有机荧光颜料,是一种在有机荧光染料外包覆热固性树脂的微球,其平均粒径要求在10μm 以下。将这些助剂及光转换颜料按不同比例进行混合,然后利用分散仪器将其搅拌、分散均匀,再利用丝网印刷法将其制备到玻璃基板表面,随后经紫外光固化定形,即得到色彩转换膜。

1.1、荧光颜料不同含量对光转换效率的影响

  利用光谱分析仪,得到基底蓝光的CIE坐标和亮度L1(cd/m2),然后,通过蓝光激发CCM膜转换出相应的红光和绿光,并分别测试其CIE坐标和亮度L2(cd/m2)。分析了不同颜料含量对色彩转换效率的影响,如图2 和 图3所示。由图可以看出,随着荧光颜料含量的增加,转换光纯度不断增强,其转换效率先增加,而后减小。当颜料Green含量为37%时,其色彩转换效率最大为200%,转换后的光波长为516 nm, 色坐标为=0.27,Y=0.63,颜料Orange Red含量为43%时,其色彩转换效率最大为99%,转换后的光波长为610 nm,色坐标为X=0.60,Y=0.32。其CIE色坐标如图4所示;测试的蓝、绿、红三基色的光谱显色效果如图5、6和7所示。

  图2色彩转换膜厚度为20 um时,颜料Green不同的含量对CIE(X,Y)和色彩转换效率的影响

  图3色彩转换膜厚度为20 um 时,颜料Orange Red 不同含量对CIE(X, Y)和色彩转换效率的影响

图 5 基底蓝光的光谱示意图

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