一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法与流程

技术特征：

1.一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1：构建实现白平衡的量子点光源光谱表达式：

$P\left(\mathrm{\λ}\right)={\mathrm{\α}}_R\×\exp \[-2.773\×{\left(\frac{\mathrm{\λ}-{\mathrm{\β}}_R}{{\mathrm{\γ}}_R}\right)}^2\]+{\mathrm{\α}}_G\×\exp \[-2.773\×{\left(\frac{\mathrm{\λ}-{\mathrm{\β}}_G}{{\mathrm{\γ}}_G}\right)}^2\]+{\mathrm{\α}}_B\×\exp \[-2.773\×{\left(\frac{\mathrm{\λ}-{\mathrm{\β}}_B}{{\mathrm{\γ}}_B}\right)}^2\]$

同时，由表示的量子点光源光谱对应的色坐标(x,y)满足表达式：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)+k\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)Z\left(\mathrm{\λ}\right)}\\ y=\frac{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)Z\left(\mathrm{\λ}\right)}\end{array}\right.$

式中，λ为量子点光源光谱的波长；红光光谱的峰值、峰位和峰宽分别为α_R、β_R和γ_R；绿光光谱的峰值、峰位和峰宽分别为α_G、β_G和γ_G；蓝光光谱的峰值、峰位和峰宽分别为α_B、β_B和γ_B；X(λ)、Y(λ)、Z(λ)是量子点光源的三刺激值，由下式决定：

$\left\{\begin{array}{c}X\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\\ Y\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\\ Z\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}P\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\end{array}\right.$

式中，和是CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值；

S2：设定目标白平衡参数，即量子点光源达到白平衡时，色坐标值为(x₀,y₀)；

S3：设定红色发光峰值α_R、绿色发光峰值α_G和蓝色发光峰值α_B均为独立数组，分别为数组i、数组j和数组k，每个数组取值由1到N，步长为m；

S4：以波长间隔为n纳米的CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值生成新的数组l；

S5：将数组i、j、k和l代入量子点光源光谱表达式中进行迭代计算输出光谱数据，再由P(λ)计算得到一系列对应的色坐标(x,y)；

S6：将计算得到的色坐标值(x,y)与目标色坐标值(x₀,y₀)进行对比，当其差值小于误差精度时，即确定并输出达到白平衡的量子点光源光谱。

2.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述量子点光源光谱的波长λ属于可见光波段，波长范围在380nm到780nm之间。

3.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：色坐标(x,y)是仅与光谱有关的函数，当已知发光峰峰位和峰宽时，仅由发光峰的峰值唯一确定。

4.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述量子点光源光谱由红、绿、蓝三个独立发光峰组成，当三个峰的峰位和峰宽已知，调节三个峰的峰值大小，可得到白平衡的色坐标与量子点光源光谱的一一对应关系。

5.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点均选自BaS、AgInS2、NaCl、Fe2O3、In2O3、InAs、InN、InP、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaAs、GaN、GaS、GaSe、InGaAs、MgS、MgSe、MgTe、PbS、PbSe、PbTe、Cd(SxSe1-x)、BaTiO3、PbZrO3、CsPbCl3、CsPbBr3、CsPbI3中至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述红色量子点、绿色量子点和蓝色量子点的粒径为1nm到10nm。

7.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述步骤S3中，数组取值个数N为输入参数，其物理意义为发光峰的相对峰值强度值，数组步长m的取值由光谱计算精度以及迭代运算速度决定。

8.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述步骤S4中，波长间隔n的取值为1nm至5nm之间，其取值越小，输出光谱的误差越小，精度越高。

9.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：所述色坐标计算结果的误差精度可自定义设置，设定数值越小，最终构建出的光谱越准确。

10.根据权利要求1所述的一种实现白平衡量子点光源光谱的构建方法，其特征在于：该方法能够扩展应用于由i个发光峰组成的复合光谱的构建，即当发光峰的个数为i，其中i≥1，每个发光峰的峰位β_i以及峰宽γ_i，光谱的函数模型按照如下公式确定：

$f\left(\mathrm{\λ}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{\mathrm{\α}}_i\×\exp \[-2.773\×{\left(\frac{\mathrm{\λ}-{\mathrm{\β}}_i}{{\mathrm{\γ}}_i}\right)}^2\]$

其中，α_i为第i个峰的峰值，β_i为第i个峰的峰位，γ_i为第i个峰的峰宽；该光谱的函数模型对应的色坐标表达式如下：

$x=\frac{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)+k\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)Z\left(\mathrm{\λ}\right)}$

$y=\frac{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)X\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)Y\left(\mathrm{\λ}\right)+\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)Z\left(\mathrm{\λ}\right)}$

其中，X(λ)、Y(λ)、Z(λ)是量子点光源的三刺激值，由下式决定：

$\left\{\begin{array}{c}X\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\\ Y\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\\ Z\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{100}{\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}}\×\underset{380}{\overset{780}{\mathrm{\Σ}}}f\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\end{array}\right.$

式中，和是CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值。