[發(fā)明專利]一種基于量子點色彩轉換的白平衡實現方法

有效

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• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112259533B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳恩果;林鑒垚;張翔;徐勝;陳瑜;葉蕓;郭太良
• 申請（專利權）人: 福州大學;閩都創(chuàng)新實驗室
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L33/50
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種基于量子點色彩轉換的白平衡實現方法，其特征在于，采用激發(fā)光源為可見光藍光波段內的LED作為背光源，即藍光LED背光源，其發(fā)出的藍光經過像素化的量子點色彩轉換膜的吸收、色轉換與散射，在空間混光實現出光白平衡；其中，所述量子點色彩轉換膜的每個像素均由含紅、綠、藍三基色的子像素組成，且每個子像素底部均有至少一顆藍光LED背光源與之形成空間位置的對應關系，使所述量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍子像素的面積比滿足以下面積比關系式，以實現出光白平衡：

S_Rη_R:S_Gη_G:S_Bη_B＝P_R:P_G:P_B

式中，S_R、S_G、S_B分別為量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍三種子像素的面積大小；η_R、η_G、η_B分別為量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍三種顏色對背光源的轉換效率；P_R、P_G、P_B分別為量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍三種顏色的發(fā)光功率；

量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍三種顏色對背光源的轉換效率η_R、η_G、η_B，由下式定義：

式中，轉換效率η為量子點色彩轉換膜在背光源的激發(fā)下，量子點色彩轉換膜發(fā)射的光子數Photons_發(fā)射與背光源發(fā)出且被轉換膜吸收的光子數Photons_吸收之比；P_R、P_G、P_B分別為量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍三種顏色的發(fā)光功率，由以下表達式定義：

式中，A_R、A_G、A_B分別表示白平衡時光譜對應的紅色峰值強度、綠色峰值強度、藍色峰值強度；λ為光源光譜的波長，其區(qū)間范圍和積分上下限為其發(fā)光波長波段；R(λ)、G(λ)、B(λ)分別表示不考慮峰值強度的紅色量子點、綠色量子點、藍色背光的歸一化發(fā)光光譜；當量子點色彩轉換膜受藍光LED背光源激發(fā)達到白平衡時，其光譜函數為：

同時，相應的量子點以及光源光譜對應的色坐標(x,y)為：

上述色坐標表達式中，x和y為未達到白平衡時的光譜所對應的色坐標，為CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值；

在已知紅、綠量子點和藍光LED背光源參數的情況下，通過設定和制備不同面積大小的量子點色彩轉換膜中紅、綠、藍子像素，實現出光白平衡，其流程包括如下步驟：

S1：分別測得紅、綠量子點以及藍光LED背光源的發(fā)射光譜，得到紅、綠、藍三種顏色的半峰寬、中心波長和轉換效率η；進行歸一化，構建出紅色量子點、綠色量子點、藍色背光的歸一化光譜R(λ)、G(λ)、B(λ)；

S2：在CIE1931系統下，設定需達到的白平衡目標色坐標，即設定達到白平衡時的目標色坐標為(x_white,y_white)；

S3：將得到的紅、綠、藍三種顏色的半峰寬和中心波長，以及目標白平衡參數(x_white,y_white)代入色坐標(x,y)表達式，得到白平衡時的光譜函數進一步計算得到紅色峰值強度A_R、綠色峰值強度A_G、藍色峰值強度值A_B及其三者之間相對比值A_R：A_G：A_B；

S4：將計算得到的紅色峰值強度A_R、綠色峰值強度A_G、藍色峰值強度A_B代入P_R、P_G、P_B的表達式中，求出白平衡光譜下紅、綠、藍三種顏色的發(fā)光功率；

S5：將步驟S1得到的三種顏色的轉換效率η以及步驟S4得到的發(fā)光功率P代入子像素面積比關系式，求得紅、綠、藍三種顏色子像素的面積比S_R：S_G：S_B，根據面積比和藍光LED背光源尺寸，先確定某一個顏色的子像素面積作為基準，進而計算出另外兩個顏色子像素的面積。