[發明專利]混合散射粒子的單色量子點色轉換層的光學參數計算方法

有效

• 申請號: 202110504576.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113255200B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 徐勝;李錦安;邱俊鋒;葉媛媛;陳恩果;葉蕓;郭太良;周小健;鄒凱文;何琳
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明提出一種混合散射粒子的單色量子點色轉換層的光學參數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1：獲取量子點光色轉換層初始參數；步驟S2：依據光線波長或頻率的不同對色轉換層進行邏輯通道劃分，分別構建純藍光邏輯通道1和色轉換邏輯通道2；步驟S3：依據純藍光邏輯通道1，計算入射藍光光強隨光色轉換層厚度及散射粒子和量子點濃度變化的關系；步驟S4：依據色轉換邏輯通道2，計算轉換光光強隨光色轉換層厚度及散射粒子和量子點濃度變化的關系；步驟S5：對混合散射粒子的單色量子點色轉換層的光學參數進行計算。其能夠根據所給的量子點發光光譜參數，準確、高效地得到包括轉換光出光強度、光轉換效率、入射藍光泄露率、光密度等量子點光色轉換層的出光光學性能函數。

技術領域

本發明屬于新型顯示技術領域，尤其涉及一種混合散射粒子的單色量子點色轉換層的光學參數計算方法。

背景技術

“量子點”一詞是在1986年創造的，它們首先在玻璃基質和膠體溶液中被AlexeyEkimov和LouisBrus發現。量子點(QuantumDots)是指空間三個維度上存在量子限域效應的半導體納米晶材料，又被稱作“人造原子”。量子點大部分是由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素組成的一種準零維納米材料，其三個維度的尺寸都在1～10nm，外觀恰似一極小的點狀物。量子點內部的電子輸運受到限制，電子平均自由程很短，電子的局域性和相干性增強，所以量子限域效應特別顯著。由于電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成分立能級結構，由此帶來了發光光譜窄(20-30nm)，色純度高，色域廣等優勢。不同尺寸的量子點，電子和空穴被量子限域的程度不一樣，分子特性的分立能級結構也因量子點的尺寸不同而不同，因此在受到外來能量激發后，不同尺寸的量子點將發出不同波長的熒光，也就是各種顏色的光。將量子點與顯示技術相結合已經成為顯示領域研究的重點和熱點之一，不僅能夠大幅提升顯示器件的色彩表現能力，而且能夠大幅改善顯示器件對光線的利用率。量子點光色轉換層不僅可以幫助顯示器實現廣色域，而且具有較高的光轉換效率，在包括液晶顯示器、micro-LED、mini-LED以及藍光OLED等顯示器件上都具有廣泛的應用前景。但是目前量子點膜片的圖案化制備技術仍然存在一些關鍵技術問題需要解決，包括出光顏色白平衡、對光效的利用率、入射藍光透過率以及量子點膜片的壽命等。因此量子點光色轉換層的設計是背光模組的關鍵技術之一。目前，現有的論文和研究都是通過仿真來選擇量子點薄膜厚度及濃度大小，以實現量子點光效利用率高及入射藍光透過率低等要求。沒有具體到理論的探究，但這種仿真近似實際上對整體的效果影響比較大。綜上，現有技術都較難以直觀的求出轉換光轉換效率隨量子點光色轉換層的厚度和散射粒子及量子點濃度參數變化的關系，為了解決這一問題，有必要提出一種能夠準確、高效地計算量子點光色轉換層厚度和散射粒子及量子點濃度參數設計的技術依據和理論指導的方法。

發明內容

針對現有技術的空白，本發明提出了一種混合散射粒子的單色量子點色轉換層的光學參數計算方法,其為基于混合散射粒子的單色量子點色轉換層的出光理論模型，以色轉換層的厚度和散射粒子及量子點濃度作為基本參數的設計方法。

本發明針對可圖案化的量子點子像素結構的新型顯示器件，對混合了散射粒子的單色量子點子像素出射光轉換效率、入射藍光泄露率及光密度進行分析。該量子點光色轉換層光色轉換理論模型的構建如下：1)確定量子點光色轉換層初始參數。包括所用的單色量子點發光光譜參數，量子點色轉換層膜厚、散射粒子和量子點濃度參數、形成色轉換層的基礎介質材料分別關于入射藍光和轉換光的衰減系數，以及朗伯面光源的光強參數；2)依據光線波長或頻率的不同對色轉換層進行邏輯通道劃分的方法實現，分別從邏輯層面將混有散射粒子及單色量子點的色轉換層分解為純藍光邏輯通道1和量子點色轉換邏輯通道2；3)建立入射藍光光強與膜厚和散射粒子及量子點濃度衰減關系之間的理論模型；4)基于量子點色轉換邏輯通道，建立經過量子點光色轉換層轉換后的轉換光與膜片厚度和散射粒子及量子點濃度之間的理論關系模型；5)基于量子點色轉換邏輯通道和純藍光邏輯通道，分別建立光轉換效率、藍光泄露率和光密度隨膜厚以及均勻變化的散射粒子及量子點濃度之間的函數關系；6)根據散射粒子的粒徑大小將散射劃分為瑞利散射及米散射，并分別對其進行分析。