CN103992671A - 紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料，其特征在于，其原料包括丙烯酸树脂10-50wt％、活性单体5-30wt％、荧光颜料5-50wt％、光引发剂2-8wt％、分散剂0.5-10wt％、消泡剂0.5-5wt％、流平剂0.5-5wt％和附着力增进剂0.5-5wt％。本发明的荧光涂料于显示屏上丝网印刷后，只需UV照射或加热即可完成固化，其工艺简单，成本低廉，膜转化效率高。

Description

紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料及其制备方法。

背景技术

传统手机显示器的工作原理是以交流电物激发无机荧光体而发出可见光，可见光在经过色彩转化膜可转化为各种颜色。例如，以单一高辉度蓝色荧光体为基本光源，经过色彩转化膜，将蓝色光变为彩色显示器所需的红色和绿色点阵中的红光和绿光，从而达到彩屏的效果。传统色彩转化膜采用无机物，但其色彩、亮度均不够理想。

对于UV固化涂料，单体除了在UV固化体系中起稀释作用外，本身的官能结构也构成了固化膜的一个重要部分，因此对成膜性质发挥着不可忽略的影响。单体按其每个分子所含反应性基团的多少，可以分为单官能单体和多官能单体。单官能单体每个分子仅含一个可参与固化反应的基团，一般具有转化率高、体积收缩率低、粘度低、稀释能力强、交联密度低等特性。几种常见性能优异的单官能单体有乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯(EOEOEA)，2一苯氧乙基丙烯酸酯(PHEA)，异冰片丙烯酸酯(IBOA)，丙烯酸十二酯(LA)。

发明内容

本发明的目的是提供一种紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料及其制备方法，该荧光涂料于显示屏上丝网印刷后，只需UV照射或加热即可完成固化，其工艺简单，成本低廉，膜转化效率高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料，其特征在于，其原料包括丙烯酸树脂10-50wt％、活性单体5-30wt％、荧光颜料5-50wt％、光引发剂2-8wt％、分散剂0.5-10wt％、消泡剂0.5-5wt％、流平剂0.5-5wt％和附着力增进剂0.5-5wt％。

优选地，所述的活性单体为乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯(EOEOEA)与1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。

优选地，所述的光引发剂为1104型光引发剂。

优选地，所述的荧光颜料为VQ-20型荧光颜料。

优选地，所述的荧光颜料的用量为37wt％。

本发明还提供了上述的紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：将各种原料按比例均匀混合后，用搅拌研磨机搅拌均匀，再进行研磨，得到紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用特定的引发剂的紫外光固化涂料涂膜性能良好。同时这种引发剂反应后，不会对背景光产生吸收。从而背景光可以更大效率的转换成所需要的光。同时。还采用了合适浓度的有机荧光颜料。这种颜料颜色鲜艳。转换率高。因此，可以说合适引发剂和合适浓度的荧光颜料产生很好的匹配。在此基础上形成的颜色转换膜，可以很好的将背景光源高效的转换。

2、本发明采用单官能团单体乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯(EOEOEA)与双官能团单体1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的复配单体，这样得到的固化膜性能较之仅用一种单体所得的性能更为优良。

3、本发明选取的光引发剂1104与荧光颜料VQ-20相匹配，能很好地激发单体的转化效率。而复配的光引发剂效果则不佳，易引起膜层变黄。

4、本发明采用的分散剂、消泡剂、流平剂、偶联剂均适合UV固化，且能于固化后保持自身的无色透明性，从而不会影响荧光颜料的亮度。

5、本发明选择的树脂无色透明，耐UV固化，能够很好的包覆荧光颜料颗粒，从而减少了UV对荧光颜料的损伤，保证转化膜的效率。

附图说明

图1为引发剂吸收曲线与背景蓝光发射强度图。

图2为色彩转换膜厚度为20um时，VQ-20含量对CIE(X，Y)和色彩转换效率E的影响图；

图3为经绿色色彩转换膜所转换的绿光示意图；

图4为背景激发蓝光和所转换的绿光和红光的色坐标示意图。

图5为背景激发蓝光和所转换的绿光和红光的理论合成光图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并作详细说明如下。

实施例1-5

(1)原料配方：

(2)制备方法：按照上述配方将各种原料称重并按比例均匀混合后，用搅拌研磨机搅拌均匀，再进行研磨，直至达到涂料的细度要求50um以下。将配制好的涂料通过丝网印刷的方式将其印刷在洁净干燥的玻璃片上，厚度为20μm，随后在紫外光固化机上固化，(固化条件为5000W的紫外灯管下，曝光2秒)即可得到紫外光固化荧光色彩转化膜。

光引发剂的选择：

无色透明的清漆膜应是色彩转换膜的基础，由于光引发剂在固化过程中，产生大量的自由基，而产生自由基的种类和活性，必然会对清漆膜的颜色及使用寿命产生不良的影响。因此，研究引发剂对清漆膜的黄度十分必要。

由前所述，光引发剂根据产生自由基的作用机理又可分为裂解型和提氢型。提氢型光引发剂需要和含活性氢的化合物在一起才会产生双分子反应，生成自由基促进反应的进行。提供活性氢的化合物(也称光敏剂)主要有叔胺、三乙醇胺、活性胺，因此提氢型光引发剂黄变系数较大，一般应选择裂解型有助于减轻黄变。本试验所选的光引发剂属于三种不同类型的裂解型光引发剂。

光引发剂是紫外光固化体系中的主要组分之一，它吸收紫外光而产生自由基，自由基引发活性单体和活性预聚物发生自由基聚合而固化。而本发明研究的色彩转换膜是以蓝色为背景光源的。为了减少光引发剂对色彩转化膜转换效率的不良影响，所以要求光引发剂不能吸收蓝色背景光。

将光引发剂溶解在异丙醇溶液中，其浓度为1.0×10-3M，其吸收曲线如图1所示，光引发剂1104、651、907的最大吸收波长分别为280nm、280nm、310nm，并且三种引发剂对于超过400nm的波长均己无吸收。而背景蓝光的最大发射波长466nm，且不发射出小于400nm的波长。因此，所选的光引发剂与背景蓝光是匹配的，即光引发剂不会因为吸收背景蓝光而降低色彩转换膜的色彩转换效率。从图1中可以看出选择引发剂1104与背景蓝光最匹配。

荧光颜料的含量的选择：

色彩转换效率的测试：色彩转换效率的定义是经色彩转换膜转换后光的亮度与背景蓝光亮度之比。利用光谱测试仪SpectraScan Spectraradiometer ModelPR-705分别测试背景蓝光(460nm)的亮度A1(cd/m2)，测试蓝光透过色彩转换膜后光的CIE坐标和亮度A2(cd/m2)。转换光亮度A2与蓝光亮度A1之比即为色彩转换效率： $E=\frac{A2}{A1}\×100.$

测试实施例1-5所得的紫外光固化荧光色彩转化膜的色彩转换效率，如图2所示，荧光颜料的含量对光转换的纯度和色彩转换效率产生很重要的影响。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VQ-20含量为37％时，其色彩转换效率的最大为200％，波长为：516nm，色坐标为X：0.27，Y：0.63。

色度是对颜色进行客观描述和测量的一个定量技术规范。CIE-1931色坐标系统是1931年，CIE建立的标准色度系统。它是在颜色视觉理论中三色学说基础上建立起来的。三色理论认为：人眼视网膜上有3种锥体细胞，3种不同的细胞含有不同的视色素，其光谱敏感性的光谱吸收峰分别为440～450nm；530～540nm；610～620nm，对应蓝、绿、红三原色。人眼所能观察到的所有颜色都是由三原色按一定比例混合而成的。

在确定视觉上的两种颜色相互一致的颜色匹配实验中，与待测色达到色匹配时所需要的三原色的数量，称为三刺激值。也就是说某种颜色中分别含有三原色的数量，就是三刺激值。通常三刺激值由(X，Y，Z)来表示。在某种颜色中的三刺激值与三刺激值相加的总量的相对比例的比值，称为色坐标，通常用(x，y，z)来表示。一般而言，x与红色有关，y与绿色有关，z则与蓝色有关。一般情况下，只需使用x和y两个色品坐标，就能够标注颜色。

在CIE-1931色坐标系统中，CIE规定了标准色度观察者，色坐标系统，3种标准光源和标准化的测量发射面的照明观测条件。另外，规定了假定的三原色性质如下：

(1)规定(X)，(Y)两原色只代表色度，没有亮度，光度量只与三刺激值Y成比例。

(2)在此系统中光谱三刺激值全是正值。

(3)光谱轨迹从540nm附件至700nm在色品图上几乎是一段直线，在这段线上只涉及x和y的变化，不涉及z。

测试实施例2所得产品的显色效果，如图3所示，466nm的背景蓝光基本消失。所转换的绿光的纯度是满足要求的。

全彩显示器效果分析：

将测试实施例2所得的色彩转换膜直接采用丝网印刷技术将其紫外光固化涂料印刷于5英寸(160x3x120)的单色EL显示器上，测试色彩转换效率。蓝光转换为红光的色彩转换效率最高在80％-110％，蓝光转换为绿光的色彩转换效率最高在160％-180％。色彩转换效率的测试：色彩转换效率的定义是经色彩转换膜转换后光的亮度与背景蓝光亮度之比。利用光谱测试仪SpectraScanSpectraradiometer Model PR-705分别测试背景蓝光(460nm)的亮度A1(cd/m2)，测试蓝光透过色彩转换膜后光的CIE坐标和亮度A2(cd/m2)。转换光亮度A2与蓝光亮度A1之比即为色彩转换效率：从图4可以看出，蓝光通过色彩转换膜转换为基色红光和绿光。从图5中可以看出，将背景蓝光，基色绿光和基色红连成直线，可以得到一个三角形，三角形内所有的颜色都可以通过以上三种色光合成。

Claims (4)

1.一种紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料，其特征在于，其原料包括丙烯酸树脂10-50wt％、活性单体5-30wt％、荧光颜料5-50wt％、光引发剂2-8wt％、分散剂0.5-10wt％、消泡剂0.5-5wt％、流平剂0.5-5wt％和附着力增进剂0.5-5wt％。

2.如权利要求1所述的紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料，其特征在于，所述的活性单体为乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯与1，6-己二醇二丙烯酸酯。

3.如权利要求1所述的紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料，其特征在于，所述的光引发剂为1104型光引发剂，所述的荧光颜料为VQ-20型荧光颜料。

4.权利要求1所述的紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：将各种原料按比例均匀混合后，用搅拌研磨机搅拌均匀，再进行研磨，得到紫外光固化色彩转化丝网印刷荧光涂料。