低维相变薄膜显示器件的光学性质研究

摘要

基于相变材料的显示技术具有颜色对比度高、高分辨率、高速度、低功耗等突出特点。本文研究了基于相变材料的显示器件的光学性质和基于静电纺丝工艺的LED远程荧光技术所制备的背光源。将相变材料(GST)应用于显示器件，分析GST层的厚度和状态变化、ITO上下层的厚度变化对显示器件光学特性的影响。基于相变材料的显示器件本身不会发光，它需要背光光源来照明。理想的光源是全光谱光源。基于静电纺丝工艺的LED远程荧光技术所制备的光源，可以产生均匀的面光源，当采用PET塑料片时，其柔性薄片容易与显示面板集成。
　　1.研究了相变薄膜显示器件的光学计算理论及方法和两种类型器件的反射或透射光谱与器件结构的关系。基于相变材料(GST)的显示器件的主要影响因素包括GST层的厚度及状态变化、ITO上下层的厚度，研究得出以下结论:对于反射型器件，不同下层ITO厚度下器件的反射光谱图形变化很大。当GST的状态变化时，器件显示的颜色将会出现变化。无论GST在晶态还是非晶态下，上层ITO的厚度均不影响最大反射率对应的波长。GST的厚度是11nm时，所消耗的电能最少并且器件有最好的颜色对比度。对于透射型器件，在GST薄膜层积的厚度增加后，器件的透明度降低。因此，在进行器件结构设计时要兼顾到器件的颜色对比度和透明度，可选择7nm-15nm的区域作为折中区域。
　　2.研究了荧光片的静电纺丝制备工艺及其光学性能。得出以下结论:PVA溶液的浓度为9％，实验所加电压为25kV，喷丝头到载玻片的距离为9cm，是静电纺丝工艺的三个最优参数，纺丝效果最明显。基于静电纺丝工艺制备了黄色荧光片与红色荧光片，并测试分析了光学性能。使用分光光度计测黄色荧光片的透射率可知，荧光片的透光率很好。对使用荧光光谱测量系统测量的黄色荧光片的PL谱分析可得，光谱的峰值是不随纺丝时间的不同而有所改变的。因此，可以制备静电纺丝时间不同的荧光片达到想要的理想效果和光学性能。利用快速光谱辐射计测量灯的光学性能参数:光通量、相关色温、光效。静电纺丝时间越长，光通量越低，光效也相应的降低。使用不同荧光粉含量的荧光片可以在保持高光效的同时，实现色温的宽幅度调节。因此，可以使用红色荧光片调整灯具发光光谱成分，改善照明质量。可通过改变荧光片的种类自由设置发光光谱成分。基于静电纺丝工艺的LED远程荧光技术所制备的光源，具有以下特性:光谱成分容易调整，结构灵活，薄层、柔性，因此适合作为背光源。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文的国内外研究现状及意义

1．1．1 显示器件的研究进展

1．1．2 基于相变材料的显示器件的研究进展

1．1．3 显示器件用背光源的研究进展

1．2 本文的主要内容

第二章 相变薄膜显示器件的光学计算理论及方法

2．1 相变材料

2．2 基于相变材料的显示器件

2．3 器件的结构类型

2．4 显示器件的光学特性传输矩阵的计算

2．4．1 菲涅尔系数矩阵法

2．4．2 传输矩阵法

第三章 基于相变材料的显示器件光学性质的研究

3．1 基于相变材料的反射型显示器件光学性质的研究

3．1．1 GST的状态变化及ITO层的厚度对显示器件光学性质的影响

3．1．2 GST层的厚度对显示器件光学性质的影响

3．2 基于相变材料的透射型显示器件光学性质的研究

3．2．1 GST的厚度及状态变化对显示器件光学性质的影响

3．2．2 透射型器件的吸收率的变化率和透射率的变化率的比较

3．3 本章小结

第四章 新型薄层面光源用荧光片光学性质研究

4．1 静电纺丝工艺

4．1．1 静电纺丝的实验装置及原理

4．1．2 静电纺丝工艺的影响因素及该工艺的优缺点

4．1．3 静电纺丝工艺的最优参数

4．2 静电纺丝工艺制备的LED远程荧光片及光学性能分析

4．2．1 实验所需用品和测试设备

4．2．2 黄色荧光片的制备与光学性能分析

4．2．3 红色荧光片的制备与光学性能分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢