“量子点色轮”助力投影显示光效和色域双提升

        色轮是当代投影显示中最重要的器件之一。传统投影色轮实现色彩是让白光通过由吸光材料组成的色块来滤除掉其他波段的光，从而获得特定颜色光，工作方式和材料的局限性使得传统色轮的色转换性能较低，显示色彩不理想。 
        鉴于此，福州大学/闽都创新实验室陈恩果团队从量子点色轮的白平衡设计与仿真入手，提出了调节色轮三基色圆心角占空比的白平衡调节理论。研究团队通过仿真模拟建立量子点色轮模型，经理论推导、仿真分析和实验验证，获得了量子点色轮实现白平衡时的最优三基色圆心角占空比。通过光刻工艺制备的量子点色轮具有光滑平整的表面，不仅有利于减小色轮的光散射，而且在自然光和UV光下能够发出鲜艳明亮的红、绿色光。该量子点色轮器件的色域面积高达116.6%NTSC，比传统的色轮器件高出约40%NTSC。为进一步探索量子点色轮用于投影直视显示，该团队将量子点色轮与蓝光激光投影仪结合组成了展示样机，激光投影仪提供的蓝光图像源经过量子点色轮色转换直接投射至屏幕，最终在屏上直接观察到红、绿、蓝三种颜色的彩色图案。根据颜色叠加原理，红、绿、蓝三基色光将会在空间中叠加，最后出射的就是光谱叠加后的白光，最终量子点色轮器件发射光谱的CIE色坐标为（0.317,0.338），与D65白光源的色坐标（0.313,0.329）匹配良好。该工作验证了量子点色轮直接投影显示的可行性，相对于传统投影显示所用分色器件，量子点色轮具有更高的色纯度和光转换效率，在投影显示和其他显示领域具有广阔的应用前景。

量子点色轮投影显示验证

        该项工作得到了国家自然科学基金及实验室自主部署项目的联合支持，相关研究成果以“Quantum-dot color wheel for projection displays”为题发表在光学期刊《Optica》上。 
        论文链接：https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-10-11-1559&id=542466

(陈恩果研发团队、科技发展部 联合供稿)