[发明专利]一种改善非视觉效应的广色域显示方法

权利要求书

1.一种改善非视觉效应的广色域显示方法，在显示设备上采用四基色显示技术，采用蓝光、绿光、黄光和红光四个微米尺度发光二极管micro-LED组成一个像素，其特征在于，所述广色域显示方法包括以下步骤：

1)确定范围：

确定蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽的范围：

蓝光、绿光、黄光和红光的峰值波长的范围分别为430～480nm、480～530nm、530～600nm和600～650nm，蓝光、绿光、黄光和红光的光谱半宽的范围分别为15～35nm、20～40nm、25～50nm和30～60nm；

2)计算发光光谱：

构建单个micro-LED的发光光谱模型，通过峰值波长λ_P与光谱半宽Δλ_0.5得到单个micro-LED的发光光谱S(λ,λ_P,Δλ_0.5)：

其中，λ为波长，由公式(1)，根据步骤1)确定的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，计算出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，分别记为S_B(λ)、S_G(λ)、S_Y(λ)和S_R(λ)；

3)建立方程：

为评价显示设备在显示不同色彩时的非视觉效应，在标准色彩空间中设定N个目标显示色彩，其中第j个目标显示色彩的四基色显示技术的色坐标为(x_j,y_j)，j＝1,2,…,N；当色坐标为(x_j,y_j)的第j个目标显示色彩时，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED发光的相对比例分别为r_j,B、r_j,G、r_j,Y和r_j,R，此时，显示设备显示第j个目标显示色彩的发光光谱S_j(λ)：

S_j(λ)＝r_j,B·S_B(λ)+r_j,G·S_G(λ)+r_j,Y·S_Y(λ)+r_j,R·S_R(λ) (2)

同时，第j个目标显示色彩的色坐标(x_j,y_j)满足：

其中，λ₁和λ₂分别为发光光谱的最小波长和最大波长，和为三刺激值，表示颜色匹配时所需的三种原色刺激的量，Δλ为波长间隔，公式(3)为关于S_j(λ)的两个方程，也是关于变量S_B(λ)、S_G(λ)、S_Y(λ)、S_R(λ)、r_j,B、r_j,G、r_j,Y和r_j,R的两个方程；

4)减少独立变量：

对于第j个目标显示色彩，引入相对比例r_j,B、r_j,G、r_j,Y和r_j,R四个变量，同时，由公式(2)和(3)得到两个关于相对比例r_j,B、r_j,G、r_j,Y和r_j,R的方程，这两个方程将减少两个独立变量并降低优化过程的时间复杂度；因此，对于一个目标显示色彩，增加了两个独立变量；在考虑N个目标显示色彩时，有8+2N个独立变量，包括蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED各自的峰值波长和光谱半宽，及每个目标显示色彩对应的2个独立变量，N为自然数；

5)建立目标函数：

优化过程的目标函数包括色域覆盖率CGC、蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，色域覆盖率CGC用于评价显示色域，蓝光危害辐射效率BLHER用于评价蓝光危害，黑视素辐射效能MELR用于评价生物节律影响，根据蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱S_B(λ)、S_G(λ)、S_Y(λ)和S_R(λ)，计算出色域覆盖率CGC：

其中，A_display表示显示设备能显示的颜色，A_standard表示标准色彩空间包含的颜色，A_display∩A_standard表示显示设备能显示的颜色与标准色彩的重叠部分；根据第j个目标显示色彩对应的发光光谱S_j(λ)，计算出第j个目标显示色彩的蓝光危害辐射效率MELR_j和黑视素辐射效能BLHER_j：

其中，B(λ)是蓝光危害加权函数，s_mel(λ)是黑视素响应光谱，K_m是常数，V(λ)是明视觉函数，将CGC90％作为优化过程中的限制条件，并构建关于生物节律影响和蓝光危害的目标函数f：

其中，β是调节蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR在优化过程中权重的系数，在0到1的范围内，增大β则优化结果侧重于降低生物节律影响，减小β则优化结果侧重于降低蓝光危害；

6)优化：

综合考虑色域覆盖率CGC、各目标显示色彩的蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，使用优化算法，在步骤1)确定的范围内优化出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，优化过程中，在满足CGC90％的基础上，尽可能降低目标函数f，即降低显示设备在不同色彩下的非视觉效应，从而实现广色域、低蓝光危害和低生物节律影响的显示效果；

7)在步骤1)确定的范围内改变优化后的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，再计算四基色显示技术的色域覆盖率CGC的变化，从而验证四基色显示技术的显示色域稳定性；其中，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长的变化范围均为±10nm，蓝光micro-LED的光谱半宽变化范围为±8nm，绿、黄和红micro-LED的光谱半宽变化范围均为±10nm。