[发明专利]一种广色域和高光效光谱的设计方法

权利要求书

1.一种广色域和高光效光谱的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、根据液晶显示器件中的彩色滤色膜中的蓝色、绿色和红色光转换区域的光谱透过率，选择与彩色滤色膜光谱透过率相匹配光源光谱，获取若干组光谱数据，并采用如下量子点光谱高斯拟合函数计算出每组光谱的光谱分布数据：

S(λ)＝A·exp[-2·773(λ-λ_c)²/(Δλ)²] (1)

式中，S(λ)表示量子点光谱，A表示光谱峰值，λ_c表示光谱中心波长，Δλ表示光谱的半高宽波长；

步骤S2、将步骤S1所得的每组光谱分布数据分别转换成对应的色坐标，计算公式如下：

式中，S(λ)是背光源的发射光谱，则X、Y、Z为该背光源的三刺激值，为CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线，x，y和z称为CIE1931色度系统的色坐标；

而后，根据公式(4)分别计算出每组光谱所对应的色域：

式中，S_rgb表示色域三角形的面积，x_r和y_r是红原色的色坐标，x_g和y_g是绿原色的色坐标，x_b和y_b是蓝原色的色坐标；CGR表示色域覆盖的比例，A_display表示显示器件的色域面积，A_standard表示标准色域的面积；

步骤S3、根据所要达到的白平衡的色温要求计算出三种原色光谱的光能比例，然后再根据视觉效率函数计算出每组光谱的光能转换效率，具体如下：

根据目标色温和三种原色色坐标值求解三种原色光谱各自的发光强度比例，计算公式如下：

式中，(x_w，y_w，z_w)是已知标准白色光源的色坐标，(x_i，y_i，z_i|i＝r，g，b)分别是红、绿、蓝三种颜色分量的色坐标，(f_i|i＝r，g，b)分别是红、绿、蓝三种颜色分量的比例；

而后，根据公式(6)计算出每组光谱在已知标准白色光源下的辐射亮度效率：

式中，LER是辐射亮度效率，P_out(λ)是总输出光的光源的功率谱密度，V(λ)是标准发光度函数，同时K_m是在明视觉条件下，理想的单色555nm光源的情况下，其LER值是683lm/W；

每一组光谱的光能转换效率可以用以下公式来表示：

式中，P_out(λ)是总输出光的光源的功率谱密度，P_in(λ)是总输入光的光源的功率谱密度；

每组光谱总的光能转换效率可以用以下公式来计算：

TLE＝LER·TE (8)

式中，TLE是光谱总的光能转换效率；

步骤S4、从每组光谱中选取出色域和光能转换效率最佳的光谱分布组合，作为颜色转换膜的设计光谱数据，根据光谱数据选择适合的材料作为颜色转换膜的光转换材料。

2.根据权利要求1所述的一种广色域和高光效光谱的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中，选择与彩色滤色膜的光谱透过率相匹配的光源光谱，即所选择光源光谱的峰值中心波长落在彩色滤色膜的光谱最大透过率所对应波长范围。

3.根据权利要求1所述的一种广色域和高光效光谱的设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，从每组光谱中选取出色域和光能转换效率最佳的组合，即指根据实际应用选择色域最高、光能转换效率最高或兼顾两者的最优组合。

4.根据权利要求1所述的一种广色域和高光效光谱的设计方法，其特征在于，红色、绿色和蓝色光转换区域在颜色转换膜上是周期性排列，并且它们之间是由黑色障壁做间隔，同时每个光转换区域格子的尺寸和格子间的障壁尺寸与对应采用的液晶显示器的彩色滤色膜的透光部分尺寸和障壁尺寸保持一致。