基于色彩转换法的平板显示技术

摘要

当前流行的显示器，其实现彩色的方法多种多样，例如利用红、绿、蓝三色荧光粉直接发光，或利用彩色滤光片，将白色背景光源过滤出红、绿、蓝三基色等等；另外还有一种方法，就是本论文所要研究的通过色彩转换的方法来实现彩色。这种方法也被称为CBB（Color By Blue）技术，就是通过背景蓝光来激发CCM（Color Change Materials）材料(属于光致发光的荧光材料），获得红、绿两基色，进而再与背景蓝光构成实现彩色显示的红、绿、蓝三基色技术。该技术与LCD显示中CF技术三道光刻成形工艺相比，工序简单、成本较低，从实现的彩色看，其效率高于白光+滤光片方式，而与直接发光的红、绿、蓝三基色相比，避免了由于三基色的寿命、发光效率以及衰减度不同造成的彩色显示器偏色的问题。为了实现CBB技术在平板显示领域的广泛应用，首先要提高光转换效率，另外就是针对不同应用中的制备方法提高像素精度，以达到显示应用的目的。
　　 本文首先总体介绍了当前各种彩色显示实现的原理、结构以及制造工艺，与CBB技术进行了比较，分析了CBB技术的特点和优势，重点研究了实现CBB技术的两方面关键工艺技术难点：材料配方和获得高转换效率的工艺参数，并针对这两大难点，制定了实验方案、测试及评价手段等。
　　 （1）色彩转换膜配方色彩转换膜中具有关键作用的是荧光转换材料，荧光转换材料有两种：有机材料和无机材料，通过测试分析，得知有机材料具有更高的转换效率。本论文采用了丝网印刷、紫外光固化方式制备了用于主动发光型的电致发光显示器的色彩转换膜，通过大量实验，调整涂料中的各添加剂等，改进了涂料的粘度、表面张力、固化性能以及附着力等参数，最终得到了较好的色彩转换膜的配方；
　　 （2）获得高转换效率的工艺参数本论文分别从不同的涂料配方、不同的荧光颜料含量、不同的色彩转换膜厚度、不同强度的基底蓝光对光转换效率和色纯度的影响等方面，研究了CCM膜的配方和制备工艺，并建立了它们之间的关系曲线，通过大量的实验积累、分析和数据反馈，改进了CCM转换膜的转换效率。绿光转换材料的转换效率从刚开始40％~50％提高到200％，红光材料的转换效率从刚开始20％~30％提高到90％，最终得到了较佳的转换效率的配方及色彩转换膜制备方法。
　　 通过本文中的实验、研究，提高了国内在CBB技术方面自主研发的能力，解决了CBB技术制作CCM的一些工艺问题，并可以制作出平板显示器中利用CBB技术实现彩色所要求的能保证一定色纯和亮度的R、G、B三基色，而且本论文的研究内容属于平板显示及固态照明领域的共性技术，其研究成果可以广泛推广应用于有机或无机电致发光显示、液晶显示，以及半导体照明技术领域，具有重大的实用价值。