[发明专利]面向显示的单色量子点色转换层的光转换效率计算方法

权利要求书

1.一种面向显示的单色量子点色转换层的光转换效率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:获取量子点色转换层初始参数；

步骤S2:根据光线波长或频率的不同对量子点色转换层进行逻辑通道划分；

步骤S3:基于量子点色转换逻辑通道，构建经过量子点色转换层转换后的单色光与膜片厚度和量子点浓度之间的理论关系模型；

步骤S4:根据理论关系模型，获取量子点色转换层的膜厚与浓度的最佳参量；

步骤S5:建立光转换效率与膜片厚度和量子点浓度之间的理论关系；

所述理论关系模型包括：

当量子点浓度是均匀且固定时，得到由入射光激发量子点后产生的红/绿单色光光强随膜厚变化的关系；

当量子点浓度是均匀且量子点色转换层厚度固定时，得到由入射光激发量子点后产生的红/绿单色光光强随量子点浓度变化的关系；

当量子点浓度是均匀且为变量时，推导出转换后的红/绿单色光光强随膜厚及浓度这两个变量发生变化的关系；

所述转换后的单色光光强随膜厚及浓度变化的关系获取，具体如下：根据确定的量子点色转换层初始参数，依次计算入射光光强I’随膜厚h变化的关系，入射光光强I’随膜厚h及量子点浓度c变化的关系；转换后的单色光光强I随膜厚h变化的关系，转换后的单色光光强I随膜厚h及量子点浓度c变化的关系；

所述计算入射光光强I’分别随膜厚h和浓度c变化的关系，具体为：

当量子点色转换层中量子点浓度固定时：根据布格-朗伯定律，光经过一定介质后的光强为：

I′(h)＝I₀e^-αh

式中，I₀为朗伯面光源的初始入射光强；h为量子点色转换层的厚度；α为一正常数，为介质对该入射光的吸收系数；

当量子点色转换层中厚度固定而量子点浓度均匀变化时：根据布格-朗伯定律，光经过预设介质后的光强为：

I′(c)＝I₀e^-αc

式中，c为量子点色转换层中量子点的浓度；

所述计算入射光光强I’随膜厚h及量子点浓度c双变量发生变化的关系，具体为，根据朗伯-比尔定律：

A＝lg(1/T)＝εhc

式中，A为吸光度，T为透射比，是出射光强度I’与入射光强度I₀的比值，ε为关于入射光的材料摩尔吸光系数，c为吸光物质的浓度，单位为mol/L，h为吸收层厚度，单位为cm；

将T＝I′/I₀代入方程得：

I′(h,c)＝I₀×10^-εhc

即入射光光强I’随膜厚h及量子点浓度c变化的关系式；

计算转换后的单色光光强I随膜厚h及量子点浓度c变化的关系，具体为：

令量子点色转换层厚度h及量子点浓度c的乘积即量子点的实际用量为u；转换光存在如下的平衡公式：

即转换光的变化率等于膜内当前位置产生的转换光的变化率减去损耗的转换光的变化率；

式中，表示小片材料中产生转换光的变化率；表示小片材料损耗转换光的变化率；

设转换效率为η；所以I_in可表示为：

I_in(u)＝kηI₀×10^-εu

式中，k为比例系数，表示入射到通道2中的入射光光强与实际量子点色转换层的总入射光光强I₀之比；η为转换效率，表示当前位置的量子点将入射光转换为单色光的转换效率；

转换后的单色光的损耗方程与入射光的一致，只改变对应波长光线的吸光系数ε’，则：

I_out(u)＝I_in×10^-ε’u

将I_in(u)和I_out(u)的关系式代入上述的平衡公式，且由于量子点的实际用量u为0时不会激发产生转换光，因此边界条件为：

I(0)＝0

于是该方程的解为：

I(u)＝kηI₀×[10^-εu-10^-(ε+ε’)u]

即转换后的单色光光强I随量子点的实际用量u的关系式，将u＝hc代入即得转换后的单色光光强I随膜厚h及量子点浓度c变化的关系式如下所示：

I(h,C)＝kηI₀×[10^-εhc-10^{-(ε+ε′)hc}]

式中，ε’为转换后的单色光的材料摩尔吸光系数，它与膜的材料性质及转换光的波长λ有关。