專利名稱：利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器顏色顯示方法，特別涉及一種利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩 色顯示的方法。
背景技術(shù)：
我們都知道市面上流行的顯示器，其實(shí)現(xiàn)彩色的方法多種多樣，例如傳統(tǒng)的 CRT顯示器是利用了電子轟擊彩色熒光粉發(fā)紅、綠、藍(lán)三色光來實(shí)現(xiàn)彩色。而目前占 平板顯示器市場(chǎng)主導(dǎo)地位的液晶顯示器，則是借助彩色濾光片(CF)，將冷陰極熒光管 (CCFL)背光源或LED背光源發(fā)出的白光通過紅、綠、藍(lán)三色濾色片過濾出三基色來實(shí) 現(xiàn)彩色。而電致發(fā)光顯示器，由于屬于主動(dòng)發(fā)光型，所以其實(shí)現(xiàn)彩色的方法不局限于利 用濾色膜技術(shù)，還可以通過直接沉積紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光層來實(shí)現(xiàn)彩色，直接沉積紅、 綠、藍(lán)三基色的彩色化方法，由于三基色材料的均勻性、壽命、衰減度不一致，有的還 相差較大，很容易導(dǎo)致偏色，從而影響顯示屏的整體壽命。而白光+彩色濾光片(CF)的 彩色化方法，光損耗大，利用率低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有直接沉積紅、綠、藍(lán)三基色技術(shù)中的衰減度不同導(dǎo)致偏色的 問題，或者白光+彩色過濾片技術(shù)中光損耗大，光利用率低的問題，提出了一種利用色 彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，通過藍(lán)光來激發(fā)CCM (Color Change Materials)材料(屬 于光致發(fā)光的熒光材料)，從而實(shí)現(xiàn)紅綠藍(lán)三基色的彩色顯示，因?yàn)榛坠馔瑸樗{(lán)色光 源，避免了三基色衰減度不同的問題，而且這種光致轉(zhuǎn)換原理光損耗小，相比彩色濾色 片技術(shù)能量轉(zhuǎn)換效率高，制作工藝簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，包括如下 步驟準(zhǔn)備背景藍(lán)光基板；制備熒光涂料；將熒光涂料涂敷在背景藍(lán)光基板上；將熒光 涂料光刻成形；對(duì)熒光涂料層固化處理。
所述背景藍(lán)光基板中基板可以是平面玻璃基板、曲面玻璃基板、透明柔性PET 膜；藍(lán)光可以是LED藍(lán)光光源、無機(jī)發(fā)光顯示的藍(lán)光光源。
所述制備熒光涂料是將預(yù)聚物、活性單體、有機(jī)熒光顏料或無機(jī)熒光顏料、光 引發(fā)劑、分散劑、消泡劑、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例進(jìn)行混合，然后利用分散儀器 將其攪拌、分散均勻，得到有機(jī)熒光涂料，或者無機(jī)熒光涂料。所述有機(jī)熒光顏料為在 有機(jī)熒光染料外包覆熱固性樹脂的微球，所述的有機(jī)熒光顏料的平均粒徑< 10 μ m，其 中所述無機(jī)熒光涂料中起轉(zhuǎn)換作用的主成分為SrGa2S4:EU，或YAG:Ce，或SrS:Eu，或 CaS: Eu。
所述熒光涂料涂敷在背景藍(lán)光基板上可以通過印刷方法涂敷，或者通過 spin-coating旋轉(zhuǎn)方法進(jìn)行涂敷，或者通過滾涂方法進(jìn)行涂敷，或者通過噴墨打印方法涂
所述熒光涂料光刻成形可通過印刷方法直接印刷成形、或者通過制備成感光 型漿料，將其印刷到基板上、或者旋轉(zhuǎn)涂敷到基板上、或者滾涂到基板上，最后再通過 曝光顯影成形。所述的曝光、顯影成形步驟中的顯影方式，可以采用浸泡方法、或者 噴淋方法、或者浸泡與噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行；所述的曝光、顯影步驟中的顯影液，可以 采用有機(jī)溶液配方、或者無機(jī)溶液配方等；所述的曝光顯影成形方式，可以采用浸泡方 法、或者噴淋方法、或者浸泡與噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行。
所述熒光涂料層固化處理可以采用紫外固化方式，或者采用熱固化方式。所 述的紫外固化方式，可以是靜置在密閉容器里經(jīng)紫外燈照射固化，或者是傳動(dòng)方式經(jīng)紫 外燈照射固化等；所述的熱固化方式，可以是熱板加熱方式，或者烘箱加熱方式，或者 紅外加熱方式。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，與 CF技術(shù)三道光刻成形工藝相比，只需要紅、綠兩層熒光膜的成形工藝，工序簡(jiǎn)單、成 本較低，從實(shí)現(xiàn)彩色看，CCM利用了光轉(zhuǎn)換材料，其轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到100%以上，而 CF是利用了顏料的過濾性能，從背光源的白光中過濾出紅、綠、藍(lán)三基色，其效率低于 100%,入射光利用率低，損耗大。而與直接沉積紅、綠、藍(lán)三基色實(shí)現(xiàn)彩色的方式比 較，又避免了由于三基色的壽命、發(fā)光效率以及衰減度相差較大，造成的彩色顯示器偏 色的問題。此項(xiàng)發(fā)明為實(shí)現(xiàn)彩色化技術(shù)提供了一種供選擇的方法，是實(shí)現(xiàn)彩色化顯示較 理想的方法之一。


圖1為本發(fā)明本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法示意圖2為本發(fā)明本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例1中制作好黑 底和色彩轉(zhuǎn)換膜的基板，點(diǎn)亮背景藍(lán)光后顯示的圖形；
圖3本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例1中實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三 基色的CIE色坐標(biāo)效果圖4為本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例1中基底LED藍(lán)光 的光譜示意圖5為本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例1中經(jīng)過紅色熒光漿 料色彩轉(zhuǎn)換后的紅光光譜圖6為本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例1中經(jīng)過綠色熒光漿 料色彩轉(zhuǎn)換后的綠光光譜圖7為本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例2中制作好紅、綠 CCM膜后的基板圖形；
圖8為本發(fā)明利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法實(shí)施例2中點(diǎn)亮背景藍(lán)光后 顯示的圖形。
具體實(shí)施方式
利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法在具有背景藍(lán)光的基底上涂敷一層 紅、綠色彩轉(zhuǎn)換膜5，通過基底藍(lán)色光源4激發(fā)轉(zhuǎn)換膜里的熒光顏料，然后得到經(jīng)紅色轉(zhuǎn)換膜后發(fā)出的紅光1、經(jīng)綠色轉(zhuǎn)換膜后發(fā)出的綠光2和經(jīng)藍(lán)色濾光片后發(fā)出的藍(lán)光3，構(gòu) 成實(shí)現(xiàn)彩色顯示的三基色技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)方法步驟如下
1)準(zhǔn)備背景藍(lán)光基板可以是平面玻璃基板、曲面玻璃基板、透明柔性PET膜 等；也可以是LED藍(lán)光光源、無機(jī)發(fā)光顯示的藍(lán)光光源，例如發(fā)藍(lán)光的摻銪硫代鋁酸鋇 等，也可以是有機(jī)發(fā)光顯示的藍(lán)光光源，也可以是發(fā)藍(lán)光的藍(lán)色熒光粉顯示等等；
2)制備熒光涂料將預(yù)聚物、活性單體、有機(jī)熒光顏料或無機(jī)熒光顏料、光引 發(fā)劑、分散劑、消泡劑、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例進(jìn)行混合，然后利用分散儀器將 其攪拌、分散均勻，得到有機(jī)熒光涂料，或者無機(jī)熒光涂料。其中有機(jī)熒光顏料為在有 機(jī)熒光染料外包覆熱固性樹脂的微球，所述的有機(jī)熒光顏料的平均粒徑< ο μ m，其中 無機(jī)熒光涂料中起轉(zhuǎn)換作用的主成分為SrGii2S4:Eu，或YAG:Ce，或&S:Eu，或CaS:Eu 等；
幻將熒光涂料涂敷在背景藍(lán)光基板上可以通過印刷方法涂敷，或者通過 spin-coating旋轉(zhuǎn)方法進(jìn)行涂敷，或者通過滾涂方法進(jìn)行涂敷，或者通過噴墨打印方法涂 敷；
4)熒光涂料光刻成形通過印刷方法直接印刷成形、或者通過制備成感光型漿 料，將其印刷到基板上、或者旋轉(zhuǎn)涂敷到基板上、或者滾涂到基板上，最后再通過曝光 顯影成形。所述的曝光、顯影成形步驟中的顯影方式，可以采用浸泡方法、或者噴淋方 法、或者浸泡與噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行；所述的曝光、顯影步驟中的顯影液，可以采用有 機(jī)溶液配方、或者無機(jī)溶液配方等；所述的曝光顯影成形方式，可以采用浸泡方法、或 者噴淋方法、或者浸泡與噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行；所述的曝光、顯影成形前，涂敷好的色 轉(zhuǎn)換膜要經(jīng)過熱板加熱方式，或者烘箱加熱方式，或者紅外加熱方式等進(jìn)行預(yù)處理；
幻熒光涂料層固化處理可以采用紫外固化方式，例如采用單管中壓汞燈，照 射時(shí)間為1 2s即可；或者采用熱固化方式，例如150°C固化25-35分鐘；或100°C固 化2.5 3.5小時(shí)即可。所述的紫外固化方式，可以是靜置在密閉容器里經(jīng)紫外燈照射固 化，或者是傳動(dòng)方式經(jīng)紫外燈照射固化等；所述的熱固化方式，可以是熱板加熱方式， 或者烘箱加熱方式，或者紅外加熱方式。
實(shí)施例1
首先準(zhǔn)備一種光固化型(或感光型)的CCM漿料，此例中光轉(zhuǎn)換材料為有機(jī)熒 光漿料，由預(yù)聚物、活性單體、有機(jī)熒光顏料、光引發(fā)劑、分散劑、消泡劑、流平劑、 附著力增進(jìn)劑等組成。起光轉(zhuǎn)換作用的主要成份為有機(jī)熒光顏料，是一種在有機(jī)熒光染 料外包覆熱固性樹脂的微球，其平均粒徑要求在10 μ m以下。將這些助劑及光轉(zhuǎn)換顏料 按不同比例進(jìn)行混合，然后利用分散儀器將其攪拌、分散均勻，得到紅色、綠色有機(jī)熒 光涂料，這樣紅、綠轉(zhuǎn)換漿料就制備完成了。注意紅色轉(zhuǎn)換漿料對(duì)應(yīng)使用紅色光轉(zhuǎn)換顏 料，綠色轉(zhuǎn)換漿料對(duì)應(yīng)使用綠色光轉(zhuǎn)換材料。首先在厚度為0.6mm的透明玻璃基板上通 過絲網(wǎng)印刷直接印刷一層黑色介質(zhì)漿料，再通過絲網(wǎng)印刷方法，分別將紅、綠兩種轉(zhuǎn)換 漿料直接印刷到帶黑底的玻璃基板表面，隨后分別經(jīng)紫外光(UV光源強(qiáng)度lOOmW/cm2) 照射1 2s，固化定形，即得到色彩轉(zhuǎn)換膜。為了獲得最佳的轉(zhuǎn)換效率和色純度，可以 調(diào)整漿料中有機(jī)熒光顏料的百分比含量和印刷膜的厚度。
在做好的轉(zhuǎn)換膜基板下面放置一塊LED藍(lán)光面光源，經(jīng)過紅、綠轉(zhuǎn)換膜以后分別得到相應(yīng)的紅光6和綠光7，8為點(diǎn)亮的基底藍(lán)光，9為黑底，如圖2所示。綠色熒光 漿料色彩轉(zhuǎn)換效率最大可達(dá)到200%，此時(shí)綠色熒光顏料的含量為37%，轉(zhuǎn)換后的綠光 波長(zhǎng)為516nm，色坐標(biāo)為X = 0.27，Y = 0.63 ；紅色熒光漿料轉(zhuǎn)換效率最大可達(dá)到99%， 此時(shí)紅色熒光顏料的含量為43%，轉(zhuǎn)換后的紅光波長(zhǎng)為610nm，色坐標(biāo)為X = 0.60，Y =0.32。其CIE色坐標(biāo)如圖3所示；測(cè)試的藍(lán)、紅、綠三基色的光譜顯色效果如圖4、5 和6所示。
實(shí)施例2
制作無機(jī)EL2英寸(12fe64像素)藍(lán)色矩陣屏，無機(jī)EL藍(lán)色屏的發(fā)光層主成分 為BaAl2S4:Eu，首先準(zhǔn)備一塊鍍有ITO的基板玻璃，然后將ITO光刻成列電極圖形，然后 依次制作下介質(zhì)層、發(fā)光層、上介質(zhì)層、上電極等，其器件結(jié)構(gòu)依次為glaSS/IT0/Ta205/ ZnS/BaAl2S4:Eu/Hf02/Tii205/Al等，無機(jī)EL藍(lán)色顯示屏制作完成后，通過旋轉(zhuǎn)涂布方式 將感光型紅色轉(zhuǎn)換漿料涂敷在藍(lán)色發(fā)光基板上，然后通過曝光顯影方式成形紅光圖形， 之后利用相同的方法將綠色轉(zhuǎn)換漿料也制作在藍(lán)色發(fā)光基板上，成形綠光圖形。制作完 的紅色、綠色轉(zhuǎn)換膜如圖7所示，10為玻璃基板，11為印刷后的綠色轉(zhuǎn)換膜，12為印刷 后的紅色轉(zhuǎn)換膜。色轉(zhuǎn)換層制作完成后進(jìn)行點(diǎn)亮測(cè)試，同樣得到如實(shí)施例1中所測(cè)較理 想的轉(zhuǎn)換效率和色純度。如圖8所示，13為基底藍(lán)光，14為基底藍(lán)光經(jīng)紅色轉(zhuǎn)換膜后發(fā) 出的紅色光，15為基底藍(lán)光經(jīng)綠色轉(zhuǎn)換膜后發(fā)出的綠色光。
實(shí)施例3
制備絲網(wǎng)印刷用的感光型CCM轉(zhuǎn)換漿料，并將紅色轉(zhuǎn)換漿料通過絲網(wǎng)印刷至如 實(shí)施例1中所介紹的帶有黑底的透明玻璃基板上，然后通過烘箱100°c預(yù)熱15分鐘，再曝 光、顯影成形，顯影液選用不含水的有機(jī)顯影液，最后將成形后的色彩轉(zhuǎn)換膜通過120°C 加熱固化處理30分鐘，綠色轉(zhuǎn)換膜制作方法和紅色轉(zhuǎn)換膜相同。然后將做好的帶色彩轉(zhuǎn) 換膜的透明玻璃利用藍(lán)色LED背景光源，測(cè)試轉(zhuǎn)換效率、色純等參數(shù)，其結(jié)果同實(shí)施例 1中所測(cè)，得到較理想的轉(zhuǎn)換效率和色純度。
通過改變色轉(zhuǎn)換膜的厚度，分析了不同膜厚對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響，當(dāng)膜厚較薄 時(shí)，會(huì)有部分基底藍(lán)光透過CCM膜而影響轉(zhuǎn)換光的色純，隨著色彩轉(zhuǎn)換膜厚度的增加， 轉(zhuǎn)換光純度也不斷增強(qiáng)，但是，所對(duì)應(yīng)的色彩轉(zhuǎn)換效率卻不斷地下降。這說明厚度超過 一定程度，只會(huì)單純地阻止了藍(lán)光的透過，并沒有促進(jìn)紅光或綠光的轉(zhuǎn)換，反而損失了 入射光效率，從而降低了色彩轉(zhuǎn)換膜的轉(zhuǎn)換效率。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)摸索，得到色彩轉(zhuǎn)換膜的厚 度在15um-20um左右時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率較高。
權(quán)利要求
1.一種利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，包括如下步驟準(zhǔn)備 背景藍(lán)光基板；制備熒光涂料；將熒光涂料涂敷在背景藍(lán)光基板上；將熒光涂料光刻成 形；對(duì)熒光涂料層固化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 背景藍(lán)光基板中基板可以是平面玻璃基板、曲面玻璃基板、透明柔性PET膜；藍(lán)光可以 是LED藍(lán)光光源、無機(jī)發(fā)光顯示的藍(lán)光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 制備熒光涂料是將預(yù)聚物、活性單體、有機(jī)熒光顏料或無機(jī)熒光顏料、光引發(fā)劑、分散 劑、消泡劑、流平劑、附著力增進(jìn)劑按比例進(jìn)行混合，然后利用分散儀器將其攪拌、分 散均勻，得到有機(jī)熒光涂料，或者無機(jī)熒光涂料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于， 所述有機(jī)熒光顏料為在有機(jī)熒光染料外包覆熱固性樹脂的微球，所述的有機(jī)熒光顏料 的平均粒徑<10ym，其中所述無機(jī)熒光涂料中起轉(zhuǎn)換作用的主成分為SrGa2S4:EU，或 YAG:Ce,或 SrS:Eu，或 CaS:Eu。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 熒光涂料涂敷在背景藍(lán)光基板上可以通過印刷方法涂敷，或者通過spin-coating旋轉(zhuǎn)方 法進(jìn)行涂敷，或者通過滾涂方法進(jìn)行涂敷，或者通過噴墨打印方法涂敷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所 述熒光涂料光刻成形可通過印刷方法直接印刷成形、或者通過制備成感光型漿料，將 其印刷到基板上、或者旋轉(zhuǎn)涂敷到基板上、或者滾涂到基板上，最后再通過曝光顯影成 形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 的曝光、顯影成形步驟中的顯影方式，可以采用浸泡方法、或者噴淋方法、或者浸泡與 噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行；所述的曝光、顯影步驟中的顯影液，可以采用有機(jī)溶液配方、或 者無機(jī)溶液配方等；所述的曝光顯影成形方式，可以采用浸泡方法、或者噴淋方法、或 者浸泡與噴淋結(jié)合的方法進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 熒光涂料層固化處理可以采用紫外固化方式，或者采用熱固化方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，其特征在于，所述 的紫外固化方式，可以是靜置在密閉容器里經(jīng)紫外燈照射固化，或者是傳動(dòng)方式經(jīng)紫外 燈照射固化等；所述的熱固化方式，可以是熱板加熱方式，或者烘箱加熱方式，或者紅 外加熱方式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用色彩轉(zhuǎn)換原理實(shí)現(xiàn)彩色顯示的方法，在具有背景藍(lán)光的基底上涂敷一層熒光涂料，通過藍(lán)光激發(fā)熒光涂料里的熒光顏料，然后發(fā)出紅光或綠光，進(jìn)而再與背景藍(lán)光構(gòu)成實(shí)現(xiàn)彩色顯示的三基色技術(shù)。本發(fā)明的色彩轉(zhuǎn)換方法規(guī)避了直接發(fā)光的三基色技術(shù)存在的壽命、衰減度不同等問題，也規(guī)避了白光過濾法存在的光損耗大、利用率低等問題，是實(shí)現(xiàn)彩色化顯示較理想的方法之一。
文檔編號(hào)G09G5/02GK102024442SQ200910195720
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者劉紅君, 陳晨曦 申請(qǐng)人:上海廣電電子股份有限公司