[发明专利]改善全彩LED显示屏对比度的选择性滤光片设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED显示屏领域，更具体的说，涉及一种改善全彩LED显示屏对比度的选择性滤光片设计方法。

背景技术

LED显示屏的对比度是显示屏的重要性能之一，提高显示屏的对比度是设计人员追求的目标。例如利用凸起的帽沿遮阳，利用毛面面罩等；室内LED显示屏，反光腔为白色，而边框为成黑色，但这样在关机时会看到很不均匀的屏幕，在开机时也会由于杂散光而显著降低其对比度；或将反光腔做成黑色的，甚至在面板上刻制特殊形状。这些做法可以提高一些对比度，但效果不大或对出光效率影响较大。而用提高LED显示屏等亮度的方法提高对比度则会由于亮度过高而造成光污染。

考虑到显示屏的背景亮度其实就是周围的杂散光由屏幕表面反射又被眼睛看到造成的，因此，可以通过在屏幕前放置一个滤光片使得透过三色光而反射杂散光的方式就可以提高对比度。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种改善全彩LED显示屏对比度的选择性滤光片设计方法，采用本发明的设计方法，在显示屏前加一个干涉滤光片(滤光膜)，它可使得R、G、B的三色光透过，但是却能够滤掉其他波长的光，从而有效提高全彩LED显示屏的对比度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种改善全彩LED显示屏对比度的选择性滤光片设计方法，其特征在于，所述滤光片采用一种干涉滤光片，该滤光片有一个平行的介质层，可以是空气或固体材料，滤光片两个表面有一定反射率，其光谱透过峰的位置正好处在LED的R、G、B三个发射峰处、宽度与LED的R、G、B三个发射峰的宽度相匹配；具体方法是：建立包含三个峰的LED的R、G、B发射谱的数学模型；同时根据法布里-珀罗干涉滤光片的原理，得到该滤光片的光谱透过率表达式；通过调节滤光片的参数，使其配合LED的R、G、B三个发射峰的位置和宽度，同时选用R、G、B三种LED使其主波长主动“适应”干涉滤光片的R、G、B透过谱峰。

本发明的技术方案是在全彩屏前增加一个干涉滤光片的方法，选择性地透过R、G、B三色光，杂散光却被反射，从而提高显示屏的对比度。并且给出了R、G、B发射峰的数学模型和滤光片设计的评价函数，给出了详尽的设计方法、步骤和一个例子的设计结果。这种滤光片实际上是一个法布里-珀罗干涉片，它有一个平行的介质层，可以是空气或固体材料，其两个表面有一定反射率。光线经过滤光片后由于干涉作用形成相干的透射光，其透过率曲线是一些干涉极大的峰。这样，在显示屏前加一个干涉滤光片(滤光膜)，只要设计得当，它可使得R、G、B的三色光透过，但是却能够滤掉其他波长的光，这就可以提高对比度。其原因是由于杂散光其成分与LED的光成分不同，它可以用等能白光来代替，也就是各种成分都有相同强度的光，这样滤光片就可以使杂散光被滤掉了一部分或大部分，从而不能进入屏幕，这就提高了屏幕的对比度。

附图说明

以下通过附图对本发明做进一步详细的描述：

图1是滤光片设计评价函数FD曲线图；

图2是滤光片在反射率R＝0.3，厚度d＝1600nm时的透过率函数T在400-700nm范围的曲线图；

图3是不同反射率R时透过率峰的曲线图；

图4是滤光片透过率以及RGB三个峰经过滤光片前后变化的曲线图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明技术方案做详细的描述：

1.设计方法

本发明中滤光片采用法布里-珀罗干涉滤光片，其有一个平行的介质层，可以是空气或固体材料，滤光片两个表面有一定反射率。光线经过滤光片后由于干涉作用形成相干的透射光，其透过率曲线是一些干涉极大的峰。本发明设计方法是实现该滤光片的透过峰正好处在LED的R、G、B三个发射峰的位置，透过峰的宽度与LED的R、G、B三个发射峰的宽度相匹配。采用建立LED的R、G、B三个发射峰的三个数学模型，通过数学公式表示这三个峰，同时根据法布里-珀罗干涉滤光片的原理，建立其透过率的表达式，通过调节透过率表达式的参数，使其配合LED的R、G、B三个发射峰的位置和宽度。另一方面，由于干涉滤光片的透过谱峰不能单个调整，因此可以选用适当的LED使其R、G、B的主波长去主动“适应”干涉滤光片的透过谱峰，使其配合，从而达到更好的效果。

2.基本公式

根据多光束干涉原理，当一束光通过一个距离为d的平行平板时，会有多个光束透过，相邻的两个光束之间的位相差应该是：