电致发光显示器用紫外光固化有机荧光色彩转换膜的研制

论文摘要

“蓝源成彩”技术是一种实现电致发光显示器全彩色显示的方法,背景蓝光经荧光色彩转换膜可获得红、绿两基色光,进而与背景蓝光实现全彩显示。“蓝源成彩”技术不仅可以大大简化电致发光显示器的生产工艺,提高显示器的色彩稳定性及均匀性,而且还大大降低了生产成本。上海广电电子平板显示研发中心努力开发电致发光背景蓝光材料,并取得了一定的成果。本文在此基础上,将有机荧光颜料分散于紫外光固化树脂中,采用丝网印刷方式将其印刷于ITO玻璃上。所采用的紫外光固化技术具有传统工艺无法比拟的优点,其固化速度快、节能、经济、是新一代绿色环保技。本文首先对紫外光固化色彩转换膜的成膜组分-清漆性能进行研究,确定色彩转换膜的成膜组分。通过对不同裂解型光引发剂的研究,确定选用与背景蓝光匹配、所制备的清漆膜硬度高、柔韧性好、耐黄变和耐热性能良好的光引发剂1104;研究发现清漆膜中光引发剂1104的残留浓度随溶液中光引发浓度的增加而增加,随固化时间的增加而减少;通过对比双官能团单体HDDA和三官能团单体TMPTA所制备的清漆膜性能,确定选用与树脂6892成膜性能良好的双官能团单体HDDA;研究了单体预聚物比例对清漆膜物理性能的影响,随着其比例的增加,所制备的清漆膜的断裂强度逐渐增加,断裂伸长率下降,硬度逐渐增大,柔韧性有下降的趋势,附着力几乎无影响,且清漆膜断裂均属脆性断裂。其次,探讨了制备紫外光固化红色、绿色色彩转换膜的生产工艺;研究了光引发剂、荧光颜料含量、不同颜料间的复配、色彩转换膜厚度、背景蓝光亮度对转换光纯度及色彩转换效率的影响。研究表明:当光引发剂1104含量相同的条件下,由于荧光颜料对紫外光的吸收,色彩转换膜的固化时间比清漆膜固化时间长;紫外光会对色彩膜产生损伤,暴光时间增加,色彩转换膜色彩转换效率下降;荧光颜料VQ-25、FA-16、VQ-20的激发峰恰为背景蓝光的发射峰,背景蓝光的能量可以最大程度的转移到荧光颜料,进而产生荧光,因此荧光颜料与背景蓝光是匹配的;背景蓝光多次通过荧光红颜料会产生衰减,700 nm左右的光与466 nm的光相互转换能力的大小决定了荧光颜料衰减程度。当色彩转换膜厚度为20μm时,国产荧光红VQ-25,橙红VQ-24总含量在40～45%时,所对应的红光色坐标x=0.47～0.60,Y=0.20～0.30,涂料粘度在80000～90000 mPa.s之间,能够达到丝网印刷对粘度要求,且荧光橙红颜料的色彩转换效率优于荧光红颜料的色彩转换效率;当进口荧光橙红FBI-400含量在43%时,其色彩转换效率的最大值为99%,色坐标为（0.60,0.32）;荧光红VQ-25与荧光黄FBI203的复配会提高色彩转换膜的转换因子,当颜料总含量为45%,质量比为1:1时,其色彩转换效率为805%,色坐标为（0.47,0.30）;进口荧光红FBI-403与进口荧光黄FBI-203正交复配试验表明:当进口荧光红FBI-403与进口荧光黄FBI-203质量比为1:1;总体颜料含量为45%时,其色彩转换效率为52.43%,色坐标为（0.49,0.30）;当国产荧光黄绿VQ-20总含量为37%时,其色彩转换效率为200%,色坐标为（0.27,0.63）;色彩转换膜厚度过小,会使背景蓝光过多透过,导致转换光色度不纯;而色彩转换膜厚度过大,会阻止所有光的通过,导致色彩转换膜的色彩转换效率会下降;色彩转换膜的色彩转换效率不会随背景蓝光亮度的变化而变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 有机荧光色彩转换膜的研究背景
• 1.1.1 液晶显示器概况及成彩方式
• 1.1.2 等离子显示器概况及成彩方式
• 1.1.3 有机电致发光显示器概况及成彩方式
• 1.1.4 无机电致发光显示器概况及成彩方式
• 1.1.5 全新的成彩方式─“蓝源成彩”
• 1.2 有机荧光色彩转换膜的研究现状
• 1.3 有机荧光色彩转换膜颜色转换机理
• 1.3.1 光致发光原理
• 1.3.2 光色度及测量
• 1.3.3 光亮度及测量
• 1.4 荧光色彩转换膜的制备方式
• 1.5 紫外光固化荧光色彩转换膜的组成
• 1.5.1 光引发剂
• 1.5.2 活性单体
• 1.5.3 预聚物
• 1.5.4 有机荧光颜料
• 1.5.5 润湿分散剂
• 1.5.6 各类助剂
• 1.6 紫外光固化有机荧光色彩转换膜成膜机理
• 1.7 影响荧光色彩转换膜的因素
• 1.7.1 荧光色彩转换膜厚度
• 1.7.2 紫外光固化光源
• 1.7.3 温度
• 1.8 展望
• 参考文献
• 第二章 紫外光固化清漆膜的研制
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与主要设备
• 2.3 紫外光固化清漆膜的制备
• 2.4 测试方法
• 2.4.1 黄度的测定
• 2.4.2 清漆膜中引发剂残留量的测定
• 2.4.3 引发剂热稳定性的测定
• 2.4.4 清漆膜拉伸性能的测定
• 2.4.5 硬度的测定
• 2.4.6 柔韧性的测定
• 2.4.7 附着力的测定
• 2.5 实验结果与讨论
• 2.5.1 光引发剂的初步选择
• 2.5.2 光引发剂浓度对清漆膜黄度的影响
• 2.5.3 固化时间对清漆膜黄度的影响
• 2.5.4 不同光引发剂浓度对清漆膜物理性能的影响
• 2.5.5 清漆膜中引发剂1104残留量的测定结果与讨论
• 2.5.5.1 光引发剂1104摩尔吸光系数ε的测定
• 2.5.5.2 溶液中引发剂浓度对清漆膜中引发剂残留量的影响
• 2.5.5.3 固化时间对清漆膜中残留量的测定结果分析
• 2.5.6 光引发剂1104的热稳定性测量
• 2.5.7 稀释单体的选择和浓度的确定
• 2.5.8 活性预聚物和活性稀释单体比例对清漆膜拉伸性能的影响
• 2.5.9 活性预聚物和活性稀释单体比例对清漆膜物理性能的影响
• 2.5.10 附着力增进剂对清漆膜附着力的影响
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 紫外光固化荧光红转换膜的研制
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与主要设备
• 3.3 紫外光固化涂料的制备
• 3.4 测试方法
• 3.4.1 涂料粘度的测定
• 3.4.2 固化时间的测定
• 3.4.3 转换光色彩坐标和色彩转化效率的测定
• 3.4.4 荧光颜料红外光谱的测试
• 3.4.5 荧光颜料荧光光谱的测试
• 3.4.6 荧光颜料扫描电镜的测试
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 紫外光固化荧光红涂料制备工艺条件的确定
• 3.5.1.1 研磨设备的确定
• 3.5.1.2 搅拌研磨时间的确定
• 3.5.1.3 固化时间对CCF转化效率的影响
• 3.5.2 树脂6210的影响
• 3.5.2.1 树脂6210含量对固化时间的影响
• 3.5.2.2 树脂6210含量对涂料粘度的影响
• 3.5.3 光在CCF中衰减过程的探讨
• 3.5.4 国产荧光红VQ-25和橙红VQ-24对色彩转换效率和CIE色坐标的影响
• 3.5.5 进口荧光橙红FBI-400对色彩转换效率及CIE色坐标的影响
• 3.5.5.1 进口荧光橙红FBI-400性能测试
• 3.5.5.2 研磨时间对色彩转换效率和CIE色坐标的影响
• 3.5.5.3 浓度对色彩转换效率及CIE色坐标的影响
• 3.5.5.4 膜厚度对色彩转换效率及CIE色坐标的影响
• 3.5.6 不同荧光颜料的复配对色彩转换效率及CIE色坐标的影响
• 3.5.6.1 国产荧光红VQ-25与进口荧光黄FBI-203的复配
• 3.5.6.2 进口荧光红FBI-403与进口荧光黄FBI-203的正交复配
• 3.5.7 背景蓝光性能及对色彩转换效率及CIE色坐标的影响
• 3.5.7.1 背景蓝光性能的研究
• 3.5.7.2 背景蓝光对红色转换膜的影响
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 紫外光固化荧光绿转换膜的研制
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与主要设备
• 4.3 紫外光固化涂料的制备
• 4.4 测试方法
• 4.4.1 涂料粘度的测定
• 4.4.2 固化时间的测定
• 4.4.3 转换光色彩坐标和色彩转化效率的测定
• 4.4.4 荧光颜料荧光光谱的测试
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 紫外光固化荧光绿涂料制备工艺条件的确定
• 4.5.1.1 研磨时间对色彩转换效率和CIE色坐标的影响
• 4.5.1.2 光引发剂1104含量对固化时间的影响
• 4.5.2 荧光黄绿VQ-20含量对涂料粘度的影响
• 4.5.3 荧光黄绿VQ-20含量对转换光色坐标和色彩转换效率的影响
• 4.5.4 色彩转换膜厚度对转换光色坐标和色彩转换效率的影响
• 4.5.5 蓝光亮度对色彩转换光亮度和效率的影响
• 4.5.6 全彩显示器效果分析
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢