“[{"title":"基于不同色转换方式下占空比与色差的关系","chapter":"1 引言","content":"液晶显示（LCD）是非发射性的，因此它需要背光单元，背光会增加LCD面板的厚度并限制其柔性。然而，LCD可以使用高效率且长寿命的蓝光LED作为背光，并使用氟化物荧光粉或量子点作为颜色转换层以实现宽色域，尤其是量子点增强型LCD比OLED表现出更宽的色域，且具有更优的峰值亮度和寿命［1］。鉴于产业和技术成熟度以及成本因素，目前LCD在市场上仍然占据主导地位。微发光二极管（Micro LED）显示是像素主动发射性的，支持快速响应、高像素密度、高对比度、高比特深度、出色的暗状态、宽色域、宽视角、宽操作温度范围和灵活的形状因子［2］。随着半导体显示技术的发展和需求推动，Micro LED显示由于其优异的画质性能以及高可靠性，被誉为下一代显示技术。目前巨量转移工艺良率和效率还处于比较低的水平，以及Micro LED芯片尺寸微小化后EQE急速降低，导致目前Micro LED显示还达不到规模化生产的阶段［3］。近两年出现的Mini LED背光技术搭配宽色域色彩转换方案，使液晶显示画质水平得到了质的提升。结合Mini LED背光技术，超薄LCD偏振光学元件在增强现实（AR）、虚拟现实（VR）领域亦有着很好的应用前景［4］。预计未来几年，LCD液晶显示仍然会占据显示领域的主要份额。LCD背光的白光色彩转换方案包括蓝光激发钇铝石榴石（YAG）黄粉、蓝光激发氮氧化物（β- SiAlON）+氟化物（KSF）红粉、蓝光激发红绿量子点（QD）荧光膜等3种方式。3种色彩转换方式都是铟镓氮（InGaN）蓝光LED芯片电致发光和荧光粉光致发光的结合，荧光粉采用的均是瞬余辉荧光类型，即激发后大部分能量释放发光，少部分能量延迟释放。蓝光激发YAG黄粉是常用的液晶显示背光色彩转换方案，用LED芯片电致发光发出的450 nm左右波长的蓝色光激发掺铈（Ⅲ）的钇铝石榴石（YAG∶Ce³+）荧光粉转换为白光，此种方式性能稳定，成本低，但色域不广。蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉的方式能拓宽色域，其中KSF红粉以Mn4+作为激活剂，以K2SiF6∶Mn4+（KSFM）为典型代表，其最强吸收峰与蓝光芯片发射峰匹配良好，匹配蓝光LED时重吸收效应不明显［5］。在LED背光显示中，KSF粉由于发射峰窄和无自吸收等特点能实现高激发效率和宽色域显示［6-7］。β-SiAlON是（Si，Al）（O，N）４四面体为基本结构单元而形成空间网络结构的氮氧化物。β-SiAlON∶Eu2+绿色荧光粉是一种稀土掺杂的荧光粉，发射峰光谱半高宽约为52 nm，较常规绿粉半高宽要窄，热淬灭温度高，化学稳定性强［8-9］，与氟化物KSF红粉搭配经常用于高色域背光产品。蓝光激发红绿量子点荧光膜是高阶LCD机型的使用方案，量子点辐射光谱的半高宽窄，在3种色彩转换方案里色域最广。在同等条件下，量子点电视相较于普通电视可以有效减少人眼的疲劳程度，增加用户的认知效率和速度［10-11］。因此，宽色域显示机型中使用量子膜的产品逐渐增多。Mini LED背光显示技术使用分区控制电路，结合峰值亮度算法来提升对比度。控制电路含PM和AM驱动方式，目前采用的主要为AM驱动方案。此种电路在不同的灰阶画面信息下，通过数字调光方式调节电流波形的占空比进行各分区亮暗程度变化的调节。由于存在电流幅值的台阶变化以及电流开启关断周期，这种流经蓝光LED芯片的电流波形的变化使蓝光辐射能量发生变化，与之搭配的各种色彩转换背光可能产生新的光学问题。尤其是近期采用Mini LED背光的电视、显示器、车载显示等产品份额逐渐增多，色转换方式均使用量子点色转换和KSF粉色转换方式，出现了屏幕在不同灰阶画面下颜色偏差、灰阶切换时存在“红爆”现象等问题。显示产品除了追求高对比度、宽色域等画质性能外，还需要避免动态显示时画质颜色骤变问题，减轻消费者观看时的视觉疲劳。本文对电流调光模式下3种色彩转换背光方案的显示产品进行了测试分析。结果表明,3种色彩转换方案在不同电流占空比条件下的亮度变化趋势基本呈线性关系，但色坐标变化趋势差异明显。随着电流的变化，蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉转换方案样品在3种样品中色坐标变化差异值最大，且红色变化比绿色明显。蓝光激发红绿量子点转换方案的色坐标变化介于其他两种方案之间，且绿色变化比红色明显。经分析，色坐标变化差异与红绿粉的量子激发效率差异有关。通过缩短KSF荧光粉的余辉时间及驱动电流调光周期可以消除“红爆”现象。","result":"液晶显示（LCD）依赖背光单元，其中蓝光LED配合荧光粉或量子点实现宽色域。量子点增强型LCD在色域、亮度和寿命方面优于OLED，但成本和成熟度限制了其市场地位。Micro LED显示技术具有快速响应和高对比度等优点，被视为下一代显示技术，但目前面临良率和效率问题。Mini LED背光技术结合宽色域方案提升了LCD画质，尤其在AR和VR领域有应用潜力。LCD背光的白光色彩转换方案包括YAG黄粉、β-SiAlON+KSF红粉和量子点荧光膜，各有优缺点。Mini LED背光显示技术通过AM驱动方案调节占空比提升对比度，但可能引起颜色偏差和“红爆”现象。本文测试分析了3种色彩转换背光方案在不同电流占空比下的亮度和色坐标变化，发现色坐标变化趋势差异明显，与荧光粉的量子激发效率差异有关。通过调整KSF荧光粉的余辉时间和驱动电流调光周期，可以解决“红爆”问题。","language":"zh"},{"title":"基于不同色转换方式下占空比与色差的关系","chapter":"2 实验","content":"分别对采用3种色彩转换技术背光的75 in（1 in=2.54 cm）液晶电视进行测试，3种色彩转换技术均采用LED芯片发射的蓝光激发荧光粉进行白光色彩转换，样品1的色彩转换方式为蓝光激发YAG黄粉，样品2的色彩转换方式为蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉，样品3的色彩转换方式为蓝光激发红绿量子点荧光膜。采用数字调光控制电路时，电视机菜单打开脉冲宽度调制（PWM）调光模式，峰值电流不变，电流波形正占空比从10%依次增加到100%，测量不同电流占空比条件下的样品光学表现。调光电流波形如图1所示，如红色竖线和箭头示意，电流波形下降沿箭头方向推移，则电流波形正占空比不断加大。当红线向右移到与下一个周期的上升沿重叠时，正占空比达到100%，电流波形为一条直线。图1中的状态为占空比49.789%，电流通断频率为15.5 kHz，对应一个通断周期为64 μs，为液晶显示背光典型的驱动电流工作状态。图1调光模式的电流波形Fig.1Dimming mode current waveform样本置于照度低于0.1 lx的暗房内进行测试。采用CS2000分光辐射亮度计进行整机样品的光学测试，采用滨松C11347-11量子产率测量仪进行激发效率测试，采用SDS6054 H10 Pro数字示波器及HCP8030D电流探头进行电流波形监测。采用PG信号发生器进行画面灰阶信号切换，观测不同灰阶切变过程中的视觉感应。","result":"通过实验研究了75英寸液晶电视在3种不同色彩转换技术下的占空比与色差关系。实验中，使用数字调光控制电路，通过脉冲宽度调制（PWM）模式调节电流占空比，并测量其对样品光学表现的影响。实验在暗房中进行，采用多种仪器进行光学测试、激发效率测试和电流波形监测，并观察不同灰阶切换下的视觉感应。","language":"zh"},{"title":"基于不同色转换方式下占空比与色差的关系","chapter":"3 结果与分析","content":"3.1　实验结果3.1.1　数字调光模式下3种色彩转化方案的光学差异3种色彩转换样品的辐射光谱波形如图2所示，3种色彩转换光谱特征差异明显。3种方式均为蓝光LED芯片通电发射出蓝光去激发荧光粉，其中一部分蓝光穿透出荧光粉，一部分蓝光被荧光粉吸收激发出其他颜色的光谱波段。图2中3种色彩转换方案的波形均有蓝色的尖峰波形。其中图2（a）为蓝光激发YAG黄粉，荧光粉激发波段为一个宽波段平缓的黄光波段；图2（b）为蓝光激发β- SiAlON+KSF红粉，KSF红粉被激发出尖刺状的红光尖峰组合，β-SiAlON被激发出凸包状的半高宽相对窄的绿光波段；图2（c）为蓝光激发红绿量子点荧光膜，量子点被激发出红色和绿色两个比较陡的凸包状波段。每种色转换方案不同波段颜色最终混合成为白光。图2（a） YAG荧光粉色彩转换辐射光谱图；（b） 氟化物色彩转换辐射光谱图；（c） 量子点色彩转换辐射光谱。Fig.2（a） YAG color conversion radiation spectrum；（b） Fluoride color conversion radiation spectrum；（c） Quantum dot color conversion radiation spectrum.使用上述3种背光的电视样品在调光电流驱动模式下进行光学测试。在数字调光模式下，3种色彩转换样品机型的画质表现如图3所示。图3（a） YAG荧光粉色彩转换在不同电流占空比下的画面变化；（b） 氟化物色彩转换在不同电流占空比下的画面变化；（c） 量子点色彩转换在不同电流占空比下的画面变化。Fig.3（a） Picture changes in YAG color conversion under different current duty；（b） Picture changes in fluoride color conversion under different current duty；（c） Picture changes in quantum dot color conversion under different current duty.目前对同一台机的显示效果色坐标差值没有具体的标准，SJ/T 11343-2015《数字电视液晶显示器通用规范》仅对白平衡误差Δ和Δ值定位≤0.02，具体的颜色变化容许范围由各个生产厂家内部主观评测判定。如图3所示，在10%电流占空比和100%电流占空比条件下，3种色彩转换方式显示的主观视效差别比较大。图3（a）为YAG粉色转换显示产品，10%占空比和100%占空比条件下主要为亮度灰阶变化。图3（b）为KSF荧光粉色转换显示产品，两种电流条件下的主观色温差距明显，100%占空比比10%条件下明显颜色偏蓝色温偏冷。图3（c）为量子点显示产品，两种电流条件下的主观颜色差距不明显。将上述3款样品进行光学数据采集测试，3种色彩转换样品的亮度与色坐标变化数据如图4所示。图4中ΔL为不同电流占空比条件下的亮度与100%电流占空比条件下的亮度比值，Δx为不同电流占空比条件下的CIE x色坐标与10%电流占空比条件下的CIE x色坐标差值，Δy为不同电流占空比条件下的CIE y色坐标与10%电流占空比条件下的CIE y色坐标差值。图4（a） YAG荧光粉色彩转换在不同电流占空比下的光学变化；（b） 氟化物色彩转换在不同电流占空比下的光学变化；（c） 量子点色彩转换在不同电流占空比下的光学变化。Fig.4（a） Optical changes in YAG color conversion under different current duty；（b） Optical changes in fluoride color conversion under different current duty；（c） Optical changes in color conversion of quantum dots under different current duty.如图4测试数据所示，3种色彩转换方案在不同电流占空比条件下的亮度变化趋势基本呈线性关系，但色坐标变化趋势差异明显。图4中色坐标差值为不同电流占空比条件下与100%占空比条件下的对比差值，3种色彩转换方案低电流占空比条件下的CIE xy坐标值均比100%电流占空比条件下的CIE xy坐标值大，即100%电流占空比条件下白场色温最高。如图4（a）YAG粉转换方案，从10%电流占空比增加到100%占空比，CIE y色坐标值减小在0.002 5范围内，CIE x色坐标值减小在0.002 0范围内，色坐标值变化不明显，此方案调光模式下画质颜色表现稳定。图4（b）β-SiAlON+KSF红粉转换方案的色坐标变化差异在3种样品中是最大的，其CIE y色坐标变化在0.007范围，但CIE x色坐标变化达到了0.012，红光变化比绿光明显，色温差值达到2 400 K，因此近几年行业内一直有使用KSF粉会产生“红爆”效应的意见存在。图4（c）红绿量子点转换方案的色坐标值变化介于前面两种方案之间，CIE y色坐标变化在0.009范围内，CIE x色坐标变化在0.007范围内，绿光变化稍微比红光变化明显。3.1.2　灰阶切变的红爆现象测试因KSF粉是短余辉材料，余辉时间在毫秒级别，相对绿粉时间长，行业内出现过灰阶切换时有“红爆”现象的说法。“红爆”现象是指画面切换时人眼观察到的突然的红色残影留存现象。将采用蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉LED的电视样品置于暗房，在调光模式下进行灰阶画面切换，电流波形占空比随灰阶画面切换而变化。选择20名观察者进行画面观测并记录观看反应的结果。观察者年龄分布为20~50岁，男性与女性人员各占1/2，观测结果如表1所示。测试结果表明，在有明显差距的灰阶信号切换过程中，如全白场G255亮度画面切换到G0的暗场画面，以及G255亮度画面切换到G30灰度等各种不同跨距的灰阶画面切换，现有样品均未观察到“红爆”现象。表1灰阶切变时的“红爆”现象观测Tab.1Observation of the“red explosion”phenomenon during gray scale switching3.2　结果分析3.2.1　3种色彩转换方案色坐标变化情况分析3种白光色彩转换方案电视的光学表现，本质上是背光光谱拟合彩色滤光膜后屏幕出射光谱的表现，与背光源材料特性相关。辐射光谱红、绿、蓝3个波段的半高宽越窄、波段越独立，则色域越高，所以蓝光激发红绿量子点材料的色彩转换方案色域最高；而KSF粉的红光波段半高宽最窄，因此红色表现最鲜艳。掺铈的钇铝石榴石荧光粉（YAG∶Ce3+）是常用的白光LED荧光粉，其辐射光谱只有一个黄绿色的宽带状光谱波段，光学性能稳定，光致激发效率高，随蓝光激发能量变化产生的色坐标变化值小。其为瞬短余辉型荧光粉，即激发后大部分能量释放发光，少部分能量延迟释放，荧光粉余辉的衰减呈指数形式，由一个快速衰减和慢衰减过程构成，余辉时间为纳秒级别，约为65.7 ns［12-13］。数字调光的背光主动式电流驱动频率在15~30 kHz之间，周期时间为33~66 μs。与之对比，YAG粉纳秒时间的余辉基本可以看成是即时响应，因此背光采用数字调光模式对此类荧光材料色彩转换方式的显示产品光学变化不会有影响。由三基色单位［X］、［Y］、［Z］与物理三基色单位［R］、［G］、［B］之间的转换公式（1），以及CIE 1931色坐标相对色系数计算公式（2）可知，计算三基色系数权重X偏重于红色，Y偏重于绿色，Z偏重于蓝色。即CIE x坐标与红光能量占比权重关系最大，CIE y坐标与绿光能量占比权重关系最大，CIE xy色坐标的变化本质上是红绿蓝3种光能量占比的变化，占比变化差值越大则x、y坐标变化差值越明显。 .（1）， .（2）当驱动电流增大时，蓝光辐射能量增加，但各类荧光材料的激发效率无法达到100%，因此红绿能量的增加幅度比不上蓝光能量的增加幅度，即Z值比例增加，X和Y的比例减小，对应CIE x和CIE y坐标减小，色温会向冷色温方向偏移，即100%占空比电流条件下的白场色温比低占空比电流条件下的色温要高。YAG荧光粉的激发辐射光谱因为只有一个黄绿色波段，红光和绿光能量变化基本上同步增加，因此蓝光激发YAG荧光粉色彩转换方案的色坐标随电流变化的差异值较小。量子点（quantum dots，QDs），又称半导体纳米晶，是在纳米尺度上的原子和分子的集合体，目前市面上背光用的量子点膜材料主流还是由ⅡB、ⅥA族元素组成，如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe等。其红绿量子点材料光致发光颜色单一纯净，两个颜色波段重叠小，波段半高宽比较窄可以做到30 nm以内，因此色域表现优秀。背光用的镉系量子点的余辉寿命为20~50 ns，钙钛矿类红绿量子点余辉寿命为20~152 ns［14］，现有频率的数字调光模式对其光学变化影响不大。但使用量子膜的显示背光设计一般会有其他扩散类或亮度增益类的膜片覆盖在量子膜上面，量子膜与其他光学膜片之间存在明显的、大面积的、多次的蓝光反射现象。因此，随着驱动电流均值加大，蓝光芯片发射的光辐射能增加，一部分蓝光能量被量子膜中的材料吸收转换为红光和绿光，一部分蓝光能量穿透量子膜再穿透上面的其他光学膜片出射，但有部分蓝光接触到其他膜片界面尤其是带棱镜微结构的其他光学膜片界面时并不会穿透出去，而是对蓝光进行多次反射，此部分蓝光能量被反射返回量子膜中，进行n次的光致激发过程。即随着电流的加大，量子膜转化方式的光学变化会比荧光粉设置在LED封装上的光学变化强烈。同时，量子点色彩转换方案有红绿两种激发效率不同的荧光材料，激发光谱有两个独立的波段，随电流变化时两个波段的能量变化幅度会有差异，因此量子点色彩转换背光方案的显示产品的色坐标变化程度强于YAG荧光粉色彩转换背光方案的显示产品。背光常用的蓝光芯片辐射波段在447.5~460 nm之间。如图5所示，对量子点荧光胶水进行测试发现，这个波段蓝光激发的绿光量子激发效率要略高于红光量子激发效率。蓝光能量经过量子膜时，量子膜中红光量子点材料与绿光量子点材料接收到相同辐射浓度的蓝光能量，电流增大则蓝光能量增加，因绿光量子点在此波段蓝光激发效率高于红光量子点，经蓝光光致激发之后的绿光能量增比要大于红光能量增比。因此，依据公式（1）和公式（2），当电流值变化时，量子点色彩转换方案的CIE y色坐标的变化值要比x坐标变化值大。图5红绿量子点的激发效率Fig.5Excitation efficiency of red and green quantum dots如图4所示，蓝光激发β-SiAlON+氟化物KSF红粉色彩转换方案的色坐标变化差异值在3种方案中是最大的，且随着电流变化，CIE x色坐标变化比y坐标明显。电流占空比在10%~100%时，其CIE x色坐标变化值达到了0.012，色温差值达到2 400 K。Mn4+掺杂氟化物KSF荧光粉在蓝光区有强烈的宽带吸收光谱，由于d-d轨道跃迁产生尖峰发射，在红光区有强烈的窄带辐射光谱，其室温下荧光内量子效率为77%~90%［15-16］。绿光采用β-SiAlON荧光粉转换，β-SiAlON属于氮氧化物荧光粉，结构源于β- Si3N4，部分Si—N键被Al—O键取代，其化学式为Si6-zAlzOzN8-z，通过调节配位数z和掺杂来调节发射光谱主峰和带宽。随着z值降低，激发光谱特征激发峰越来越明显，可以减小半高宽值，提高色域，但同时随着z值的降低，量子效率呈降低趋势。发射主峰位于535 nm，半峰宽为55 nm的β- SiAlON∶Eu2+荧光粉，在450 nm激发下的内量子效率仅为50%［8，17］。β-SiAlON绿粉的量子激发效率比KSF红粉低，导致蓝光能量随电流值变化时，光致激发出的红光能量变化比大于绿光能量变化比，依据公式（1）和公式（2），体现在CIE色坐标上则CIE x色坐标变化值大于y坐标变化值。同时，由于β-SiAlON和KSF两种荧光粉材料种类不同，光致发光辐射光谱绿光波段和红光波段的发射峰特征差异明显，激发效率也差距明显，导致此种色彩转换方案的显示产品在电流值变化时CIE xy色坐标变化幅度比YAG粉和量子点色彩转换方案显著。3.2.2　KSF色彩转换模式灰阶切换情况分析如表1所示的灰阶切变时的颜色变化观察结果，在有明显差距的灰阶信号切换过程中，例如全白场G255高亮度画面切换到G0的暗场画面，电流波形从占空比100%的高电流突变到0电流幅值，现有样品并未观察到“红爆”现象。如表2所示，YAG荧光粉及量子点荧光材料的激发余辉时间均在纳秒级别，但KSF荧光粉的余辉时间为毫秒级别，KSF荧光粉的余辉时间相对较长。表2不同荧光材料性能表现Tab.2Performance of different fluorescent materialsKSF荧光粉的光致发光延时现象导致近几年来行业内一直担心使用KSF荧光粉会产生“红爆”现象。经过一系列的材料组分改进以及粉体结晶质量的提升，白光LED使用的KSF荧光粉余辉时间已经从几十ms缩短到了目前的2~7.6 ms［18-19］。而β-SiAlON∶Eu2+属于稀土掺杂的氮氧化物荧光粉，其发光机制是占据β-SiAlON基质晶体中晶格管状通道位置的稀土离子Eu2+在激发光作用下利用4f65d~4f7跃迁实现荧光发射［20-21］，荧光时间短，余辉时间在纳秒级别。两种不同响应时间的荧光材料同时接收到相同能量变化幅度的蓝光激发时的响应过程如图6所示。图6时间相关的荧光变化Fig.6Time-dependent transitionInGaN LED芯片的电致发光发射出蓝光，芯片表面荧光胶中的β-SiAlON与KSF粉同时接收到蓝光能量，受激产生光致发光效应分别转换发射出绿光和红光。半导体材料InGaN电致发光的响应时间为纳秒级别，β-SiAlON∶Eu2+受激光致发光的响应时间为纳秒级别，随着电流波形拉升或降低，绿光能量变化幅度与蓝光变化幅度曲线基本同步。但KSF荧光粉的光致发光响应时间为毫秒级别，受激和发射的过程存在延时效应，因此在电流开启和关断的时间红光能量曲线和蓝绿光不同步。KSF荧光粉是瞬短余辉材料，通过掺杂组分调整可以调整余辉寿命在2 ms~2 min时间范围，对此已有相对比较详细的研究［20，22］。在显示领域，要消除大差距灰阶画面切变下的“红爆”现象，需要调整KSF组分将屏幕画面留存变化提高到人眼识别频率范围之外，即降低荧光寿命时间。人眼能分辨的极限频率是50 Hz，周期时间大约是20 ms，10 ms以内的颜色亮度变化人眼很难观测到。如果是前期的KSF粉，余辉时间在50~80 ms，亮暗灰阶画面切换过程中人眼可以捕捉到红光余辉现象，但是目前背光LED白光用的KSF荧光粉经过材料改进后，余辉的台阶延时已经大幅缩短到了2~10 ms，在灰阶画面切换时是观察不到红光余辉即“红爆”现象。另外，相较于旧的电路调光模式，调光频率已经得到大幅提高，对应调光周期缩短，频闪感应降低，画面光学切变顺滑度提高。如图1所示，数字调光主动式驱动电流调光频率在15~30 kHz之间，对应周期在64~32 μs；被动式驱动电流调光频率约在1.5 kHz左右范围，对应周期在640 μs。在微秒级别的调光周期内，蓝光电致发光和绿光光致发光过程可以快速响应，红光光致发光延时过程中经过了n轮的叠加，产生类似于积分的过程，除了上电开启及断电关闭两个时间节点，其余阶段可看成是连续平缓的红光能量发射，","result":"通过实验结果和分析，探讨了基于不同色转换方式下占空比与色差的关系。实验中，三种色彩转换样品的辐射光谱波形表现出明显差异，均通过蓝光LED芯片激发荧光粉产生不同颜色光谱波段，最终混合成白光。在数字调光模式下，三种样品的画质表现在不同电流占空比下有显著差异，尤其是KSF荧光粉色转换显示产品在不同电流条件下的主观色温差距明显。\n\n光学测试结果显示，三种色彩转换样品的亮度与色坐标变化趋势基本呈线性关系，但色坐标变化趋势差异明显。YAG荧光粉色彩转换方案在调光模式下画质颜色表现稳定，而β-SiAlON+KSF红粉转换方案的色坐标变化差异最大，导致行业内存在使用KSF粉会产生“红爆”效应的意见。量子点色彩转换方案的色坐标值变化介于前两者之间。\n\n针对KSF粉的“红爆”现象，实验中通过灰阶画面切换测试，发现现有样品并未观察到该现象。KSF荧光粉的余辉时间为毫秒级别，经过材料组分改进和结晶质量提升，余辉时间已缩短至2~7.6 ms，降低了“红爆”现象的风险。\n\n结果分析指出，不同色彩转换方案的光学表现与背光光谱拟合彩色滤光膜后屏幕出射光谱的表现相关。量子点材料色域最高，KSF粉红色表现最鲜艳，而YAG荧光粉光学性能稳定，色坐标变化值小。数字调光模式对YAG粉色彩转换方式的显示产品光学变化无影响，而量子点色彩转换方案的光学变化较荧光粉设置在LED封装上的光学变化强烈。\n\n此外，KSF荧光粉的光致发光延时现象导致行业内担心产生“红爆”现象，但经过材料改进，余辉时间已大幅缩短，降低了该现象的风险。数字调光频率的提高和调光周期的缩短也有助于减少频闪感应，提高画面光学切变顺滑度。","language":"zh"},{"title":"基于不同色转换方式下占空比与色差的关系","chapter":"4 结论","content":"LCD背光的白光色彩转换包括蓝光激发YAG黄粉、蓝光激发β-SiAlON绿粉+KSF红粉、蓝光激发红绿量子点荧光膜等3种方式。在数字调光模式下，3种色彩转换方案在不同电流占空比条件下的亮度变化趋势基本呈线性增加，但色坐标变化趋势差异明显。随着电流的变化，YAG粉转换方案机型色坐标变化最小，蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉转换方案在3种方案中色坐标变化差异值最大，其CIE y色坐标变化在0.007范围，CIE x色坐标变化达到了0.012，红色变化比绿色明显。蓝光激发红绿量子点转换方案的色坐标变化方案范围介于其他两种方案之间，CIE y色坐标变化在0.009范围内，CIE x色坐标变化在0.007范围内，绿色变化比红色稍微明显。经分析，色坐标变化与红绿粉的量子激发效率差异有关。通过缩短KSF粉余辉时间及驱动电流调光周期时间，目前的蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉色彩转换方案未观察到“红爆”现象。在新型显示领域，Mini LED背光显示产品份额逐年增加，对应高色域色转换方案如量子点和KSF荧光粉色转换方案的产品增多，尤其是为了降低成本，KSF荧光粉的色转换方案会替代一部分量子点色转换方案产品，仔细研究KSF荧光粉的色转换方案在不同电流条件下的光学表现，在提高显示画质的同时提升观看者的眼睛舒适度很有必要。Micro LED显示领域由于红光LED芯片的制程良率低和成本高的原因，也有一些LCD产品采用量子点色转换方案，部分微小间距产品亦采用KSF荧光粉的色转换方案。鉴于KSF荧光粉的色转换方案在不同电流条件下的颜色差距，固定峰值电流并PWM调宽电流均值、提高驱动刷新频率，将是解决此类问题的一个方向。另外，钙钛矿量子点方案与新型显示领域的应用需求有较好的匹配，目前此类产品的性能［22］基本可与传统镉系量子点的高色域和转换效率不相上下，在解决批量生产的工艺问题之后，有望降低量子点产品的成本并拓展更多的应用空间。","result":"论文结论部分指出，在数字调光模式下，三种LCD背光白光色彩转换方式的亮度变化趋势线性增加，但色坐标变化趋势有明显差异。YAG粉转换方案色坐标变化最小，而蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉方案色坐标变化最大，红色变化比绿色明显。量子点转换方案色坐标变化介于两者之间，绿色变化稍明显。色坐标变化与红绿粉量子激发效率差异有关。通过技术改进，蓝光激发β-SiAlON+KSF红粉方案未出现“红爆”现象。随着Mini LED背光显示产品份额增加，高色域色转换方案需求上升，KSF荧光粉方案可能替代部分量子点方案。研究KSF荧光粉在不同电流条件下的光学表现，对提高显示画质和观看舒适度至关重要。Micro LED显示领域中，由于红光LED芯片成本高和良率低，部分产品采用量子点或KSF荧光粉色转换方案。固定峰值电流、PWM调宽电流均值和提高驱动刷新频率，是解决KSF荧光粉色转换问题的方向。钙钛矿量子点方案与新型显示需求匹配良好，有望在解决生产问题后降低成本并拓展应用。","language":"zh"}]”