[发明专利]多种散射粒子和量子点共混的色转换层光学参数计算方法

说明书

本发明提出一种多种散射粒子和量子点共混的色转换层光学参数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：设定多色量子点色转换层参数和朗伯面光源的光强参数；步骤S2：依据光线波长或频率的不同对色转换层进行逻辑通道划分，分别构建纯蓝光逻辑通道和具有不同颜色量子点的色转换逻辑通道；步骤S3：依据纯蓝光逻辑通道，计算入射蓝光光强随光色转换层厚度及散射粒子和多色量子点浓度变化的关系；步骤S4：依据色转换层逻辑通道，计算转换光光强随光色转换层厚度及散射粒子和多色量子点浓度变化的关系；步骤S5：对混合多种散射粒子和多种颜色的量子点色转换层的光学参数进行计算。

技术领域

本发明属于新型背光源技术领域，尤其涉及一种多种散射粒子和量子点共混的色转换层光学参数计算方法。

背景技术

“量子点”一词是在1986年创造的，它们首先在玻璃基质和胶体溶液中被AlexeyEkimov和Louis Brus发现。量子点(Quantum Dots)是指空间三个维度上存在量子限域效应的半导体纳米晶材料，又被称作“人造原子”。量子点大部分是由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的一种准零维纳米材料，其三个维度的尺寸都在1～10nm，外观恰似一极小的点状物。量子点内部的电子输运受到限制，电子平均自由程很短，电子的局域性和相干性增强，所以量子限域效应特别显著。由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成分立能级结构，由此带来了发光光谱窄(20-30nm)，色纯度高，色域广等优势。不同尺寸的量子点，电子和空穴被量子限域的程度不一样，分子特性的分立能级结构也因量子点的尺寸不同而不同，因此在受到外来能量激发后，不同尺寸的量子点将发出不同波长的荧光，也就是各种颜色的光。将量子点与显示技术相结合已经成为显示领域研究的重点和热点之一，不仅能够大幅提升显示器件的色彩表现能力，而且能够大幅改善显示器件对光线的利用率。量子点光色转换层不仅可以帮助显示器实现广色域，而且具有较高的光转换效率，在包括液晶显示器、micro-LED、mini-LED以及蓝光OLED等显示器件上都具有广泛的应用前景。但是目前量子点膜片的图案化制备技术仍然存在一些关键技术问题需要解决，包括出光颜色白平衡、对光效的利用率、入射蓝光透过率以及量子点膜片的寿命等。因此量子点光色转换层的设计是背光模组的关键技术之一。目前，现有的论文和研究都是通过仿真来选择量子点薄膜厚度及浓度大小，以实现量子点光效利用率高及入射蓝光透过率低等要求。没有具体到理论的探究，但这种仿真近似实际上对整体的效果影响比较大。综上，现有技术都较难以直观的求出转换光转换效率随量子点光色转换层的厚度和散射粒子及量子点浓度参数变化的关系，为了解决这一问题，有必要提出一种能够准确、高效地计算量子点光色转换层厚度和散射粒子及量子点浓度参数设计的技术依据和理论指导的方法。

发明内容

针对现有技术的空白，本发明提出了一种多种散射粒子和量子点共混的色转换层光学参数计算方法,其为基于混合多种散射粒子和多种颜色的量子点色转换层的出光理论模型，以色转换层的厚度和散射粒子及量子点浓度作为基本参数的设计方法。

本发明该量子点背光模组光色转换理论模型的构建如下：1)确定量子点背光模组初始参数。包括所用的多色量子点发光光谱参数，量子点色转换层膜厚、多种散射粒子和多色量子点浓度参数、形成色转换层的基础介质材料分别关于入射蓝光和转换光的衰减系数，以及蓝色朗伯面光源的光强参数；2)依据光线波长或频率的不同对色转换层进行逻辑通道划分的方法实现，分别从逻辑层面将混有散射粒子及多色量子点的色转换层分解为纯蓝光逻辑通道和多个量子点色转换逻辑通道；3)建立入射蓝光光强与色转换层厚度、散射粒子浓度及量子点浓度之间的理论模型；4)基于量子点色转换逻辑通道，建立经过量子点光色转换层转换后出射的转换光与膜片厚度、散射粒子浓度以及量子点浓度之间的理论关系模型；5)基于量子点色转换逻辑通道和纯蓝光逻辑通道，分别建立光转换效率、蓝光泄漏率和光密度随膜厚以及均匀变化的散射粒子及量子点浓度之间的函数关系；6)根据散射粒子的粒径大小将散射划分为瑞利散射及米散射，并分别对其进行分析并建立理论模型。