直投式视网膜投影增强现实近眼显示光学系统的设计与验证(内封面文章·特邀)

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作者 张家展 肖宇泽 +4 位作者 颜舒展 叶芸 徐胜 郭太良 陈恩果 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期68-76,共9页

针对当前主流增强现实显示设备中的光学组合器存在的光效低,或系统复杂,或不便携带等问题,提出了直投式视网膜投影增强现实近眼显示光学系统的设计方案。光学系统自像面至物面之间依次包括视网膜投影透镜、平行光像源和补偿透镜组三个... 针对当前主流增强现实显示设备中的光学组合器存在的光效低,或系统复杂,或不便携带等问题,提出了直投式视网膜投影增强现实近眼显示光学系统的设计方案。光学系统自像面至物面之间依次包括视网膜投影透镜、平行光像源和补偿透镜组三个部分。在仿真过程中,使用玻璃平板替代平行光像源,视网膜投影透镜选择双胶合透镜作为初始结构进行仿真和优化,在设计和仿真补偿透镜组时引入偶次非球面进行设计,同时仿真过程中使用人眼模型进行辅助优化,以模拟实际应用情况。最后,光学系统中的平行光像源使用激光光源及相关光学器件,并使用几何透镜搭建了该光学系统的实物样机以验证系统的显示效果。经过仿真和优化,所设计的光学系统工作在486~656 nm波段,对平行的像源光线进行成像时,点列图均方根(Root Mean Square,RMS)半径为9.59μm,在截止频率处的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)大于0.8;加入补偿透镜组后,整个系统对环境光成像时,在0°、3.75°和7.5°的三个半视场的点列图RMS半径分别为3.28μm、4.44μm和5.36μm,且全视场在截止频率处的MTF大于0.6,所设计的光学系统对显示像源和环境光的功率衰减分别在10%以下及30%以下。该系统可实现视网膜投影成像同时对环境光进行补偿,所搭建的样机可实现增强现实显示效果,系统有好的成像质量、高光效和结构简单等优点。 展开更多

关键词 近眼显示 增强现实 光学设计 视网膜投影 环境光补偿

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双短链配体调控提升MAPbBr_(3)量子点性能及广色域LED显示应用

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作者 李恭明 蔡俊虎 +6 位作者 赖文宗 陈晓钢 查楠 叶芸 徐胜 郭太良 陈恩果 《发光学报》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页

量子点(Quantum dots)凭借其尺寸可调控、卓越的光致发光量子产率(PLQY)以及宽光谱吸收等特性,展现出了卓越的光学性能,使其成为全彩广色域显示中LED色转换层的理想材料选择。特别是MAPbBr_(3)钙钛矿量子点(PQDs),不仅制备工艺简单,并... 量子点(Quantum dots)凭借其尺寸可调控、卓越的光致发光量子产率(PLQY)以及宽光谱吸收等特性,展现出了卓越的光学性能,使其成为全彩广色域显示中LED色转换层的理想材料选择。特别是MAPbBr_(3)钙钛矿量子点(PQDs),不仅制备工艺简单,并且还拥有优异的光电性能,因而被视为极具商业化潜力的材料。然而,MAPbBr_(3) PQDs在合成后其表面的配体极易脱落,导致表面缺陷态密度增加,这使得它们在水氧等环境因素下稳定性较差,最终导致其PLQY进一步降低。本研究提出了一种高效的一步合成MAPbBr_(3) PQDs策略:通过配体辅助再沉积技术(LARP),并创新性地使用2-己基癸酸(DA)配体替换传统的油酸(OA)配体,在室温条件下成功地合成了具有出色稳定性和高PLQY的MAPbBr_(3) PQDs。与单长碳链的OA配体相比,双短链的DA配体能与MAPbBr_(3) PQDs建立起更强的配位键。配体与PQDs之间的强相互作用有助于全面钝化晶格缺陷,从而减弱非辐射过程并提高材料的环境稳定性。因此,DA修饰后的MAPbBr_(3) PQDs不仅展现出高达87.8%的PLQY,而且在水氧环境中也表现出更高的稳定性。室温环境下,使用DA配体修饰后的MAPbBr_(3) PQDs的PL峰值在放置半个月后仍保持在原来的68.3%,而OA配体修饰的PQDs表现出几乎完全的荧光猝灭。随后,将DA配体修饰后的绿色发射MAPbBr_(3) PQDs、红色发射CsPbBrI2 PQDs以及蓝色发射CsPbCl1.5Br1.5 PQDs置于聚苯乙烯(PS)环境中包覆固化成膜,替代传统荧光粉应用于显示器件发光二极管(LED)的色转换层,测试其色域范围达到了NTSC标准的137.09%。 展开更多

关键词 MAPbBr_(3)PQDs DA配体 稳定性 广色域 LED

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偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统 被引量：1

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作者 林子健 姚立胜 +7 位作者 金华健 邱健滨 叶芸 徐胜 严群 郭太良 张万隆 陈恩果 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期646-655,共10页

光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液... 光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液晶制备而成的偏振体全息光栅作为耦合元件时,由于光栅仅对一种圆偏振光敏感,与之正交的圆偏振光会被直接透射,导致波导系统的能量利用率并不高。针对这一挑战,本文提出了一种实现左旋和右旋圆偏振光复用的偏振体全息光栅光波导AR显示光学系统,同时实现了大出瞳尺寸和良好入眼均匀性。在理论设计和仿真方面,首先通过k空间理论设计了大视场角下的光栅结构,再以微型发光二极管(Micro-LED,μLED)作为微显示屏,设计了一套与之匹配的投影镜头,并对整个波导系统进行了成像仿真。在实验部分,制备了中心波长为532 nm、出瞳尺寸为45 mm×25 mm的偏振体全息光栅波导。实验结果显示,该波导系统在基板折射率为1.51下的对角线视场角达到了预期的32.86°。相比于仅响应单一圆偏振光的方案,采用九点法测得的均匀性提升了48.8%,整体均匀性提升了34.1%,波导组合器的光学效率也实现了1.2倍的提升。本文工作为偏振体全息光栅波导的设计提供了宝贵的指导和参考。 展开更多

关键词 增强现实 液晶偏振体光栅 微型发光二极管显示 波导 衍射光栅

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侧入式导光板的激光微加工技术的验证研究（英文） 被引量：4

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作者 陈恩果 黄炳乐 +1 位作者 徐胜 郭太良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期154-158,共5页

从设计、仿真与加工入手研究液晶背光模组中侧入式导光板的激光微加工技术.通过光学软件构建导光板的光学结构并采用蒙特卡洛光线追迹方法进行模拟仿真,结果表明具有渐变密度分布的微结构能够提供高均匀性的光输出.基于仿真结果,运用激... 从设计、仿真与加工入手研究液晶背光模组中侧入式导光板的激光微加工技术.通过光学软件构建导光板的光学结构并采用蒙特卡洛光线追迹方法进行模拟仿真,结果表明具有渐变密度分布的微结构能够提供高均匀性的光输出.基于仿真结果,运用激光微加工技术进行验证设计.激光微加工获得的微结构在100倍光学显微镜放大测量下尺寸约为30.14μm,接近于设计值30μm,同时对单个微结构的3D表面形貌特征进行分析.十组采用激光微加工技术与丝网印刷技术加工的导光板分别安装至侧入式背光模组样机中进行对比.对比结果显示,激光微加工的导光板相比于传统的丝网印刷技术具有更好的光学均匀性和更低的色差,均匀性提高了6.2%,而色差下降了0.002 7.激光微加工技术快而简单,且整个加工过程是完全环保的,具备高性能、自动化生产和易于薄型化的优点. 展开更多

关键词 激光加工 显示 导光板 背光 光学设计

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Zn离子掺杂CsPbI_(3)量子点及其色转换LED应用(封面文章·特邀)

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作者 查楠 蔡俊虎 +3 位作者 叶芸 徐胜 郭太良 陈恩果 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页

全无机钙钛矿量子点因其高光致发光量子产率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)、带隙可调、高色纯度等特性,在宽色域显示上的应用十分广泛,但其表面缺陷与晶格不稳定限制了其进一步应用。通过热注入法将ZnI2作为掺杂剂成功合成了Z... 全无机钙钛矿量子点因其高光致发光量子产率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)、带隙可调、高色纯度等特性,在宽色域显示上的应用十分广泛,但其表面缺陷与晶格不稳定限制了其进一步应用。通过热注入法将ZnI2作为掺杂剂成功合成了Zn^(2+)掺杂的CsPbI_(3)量子点(Zn:CsPbI_(3)量子点)。试验表明,Zn部分取代了Pb,钙钛矿晶格逐渐收缩但晶型保持不变,提高了辐射衰减率,有效消除量子点缺陷态。Zn:CsPbI_(3)量子点相较于原始CsPbI_(3)量子点具有更好的相稳定性,PLQY也从56%提升至98%,同时PLQY在10天后仍可保持在80%以上。选用窄发射的Zn:CsPbI_(3),CsPbBr3与CsPbCl_(3)量子点作为LED颜色转换材料,在国家电视标准委员会(National Television Standards Committee,NTSC)标准下,其色域达到了135.22%,证明了其在直视型LED显示屏或者液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)背光领域具有潜在应用前景。 展开更多

关键词 材料科学 Zn离子掺杂CsPbI_(3) 热注入法 离子掺杂

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垂直/倾斜型交错狭缝光栅对立体显示效果的影响 被引量：3

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作者 陈瑜 赵焱 +4 位作者 曾祥耀 姚剑敏 叶芸 林志贤 陈恩果 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期659-666,共8页

利用传统狭缝光栅实现的自由立体显示器,存在着串扰严重、莫尔条纹明显、可视区域较小、在水平和竖直方向上光损失不平衡等缺陷.针对这些问题,本文就狭缝光栅的倾斜角度、狭缝宽度、狭缝错开距离等光栅关键参数对立体显示莫尔条纹、串... 利用传统狭缝光栅实现的自由立体显示器,存在着串扰严重、莫尔条纹明显、可视区域较小、在水平和竖直方向上光损失不平衡等缺陷.针对这些问题,本文就狭缝光栅的倾斜角度、狭缝宽度、狭缝错开距离等光栅关键参数对立体显示莫尔条纹、串扰、可视区域的影响展开研究,分析了交错狭缝光栅设计方案,优化设计了两种狭缝光栅立体显示器件,分别采用了垂直交错狭缝光栅和倾斜交错狭缝光栅.以4视点的自由立体显示器为例,以像素半高度将相邻的两段狭缝错开.实验测试结果表明,当倾角θ为12.2°,错开距离分别为0.0537mm和0.0302mm时,垂直/倾斜交错光栅均能有效减少莫尔条纹的发生.对比发现,倾斜交错光栅的串扰仅增加1.57%,但可视区域增加了17.9%,且在水平和竖直方向上光损失率匹配度较高,立体显示效果明显改善. 展开更多

关键词 自由立体显示 垂直交错光栅 倾斜交错光栅 莫尔条纹 串扰

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基于人眼视觉的电润湿电子纸显示器亮度非线性校正方法 被引量：4

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作者 林珊玲 李甜甜 +3 位作者 曾素云 林志贤 郭太良 唐彪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期27-35,共9页

针对反射式电润湿显示器在不同环境光下,对显示器上内容的清晰度、对比度的影响,提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示... 针对反射式电润湿显示器在不同环境光下,对显示器上内容的清晰度、对比度的影响,提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示器的精准调制,将校正后的亮度进行二次校正,非线性校正.采用本文方法校正后的电压与亮度曲线的关系更接近线性,提高了电润湿显示器对比度,增加图像细节,优化了显示效果. 展开更多

关键词 电润湿电子纸 不同环境光 人眼视觉 非线性 亮度校正

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电润湿显示系统的电光响应机理及特性 被引量：2

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作者 林珊玲 林志贤 +3 位作者 郭太良 钱明勇 曾素云 唐彪 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1022-1029,共8页

针对电润湿显示器像素内流体运动机理及相应电光响应特性,提出一种数值模拟计算方法来计算电润湿中流体间的界面变化及流体-液体-固体三相接触线在外部电场影响下的运动。该方法基于Matlab数值分析框架,通过Young-Laplace方程计算界面... 针对电润湿显示器像素内流体运动机理及相应电光响应特性,提出一种数值模拟计算方法来计算电润湿中流体间的界面变化及流体-液体-固体三相接触线在外部电场影响下的运动。该方法基于Matlab数值分析框架,通过Young-Laplace方程计算界面形状变化及变化过程中三相接触角、界面接触面积等参数的变化,并结合总体能量守恒方程求解像素的电光响应过程。实验结果表明,该模型成功模拟电润湿显示器像素内电流体动力特性,像素响应时间与油-水界面张力大小成正比。模拟结果与相同参考几何的实验数据具有良好的定性一致性,可用来指导电润湿器件中流体参数的设计,对实现高稳定的电润湿显示器具有重要意义。 展开更多

关键词 电润湿 电光响应 开口率 总体能量守恒 Young-Laplace

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低功耗电润湿显示器视频显示驱动系统设计 被引量：2

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作者 陈哲亮 林珊玲 +3 位作者 林志贤 廖钦楷 李甜甜 唐彪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期102-112,共11页

针对电润湿显示器在播放视频时功耗较大的问题,设计了一套基于人眼视觉特性的低功耗视频显示驱动系统。该系统采用直方图修正与直方图匹配的方法,结合人眼视觉特性设定阈值,减少显示图像中高亮像素的数量从而降低系统功耗;同时提出一种... 针对电润湿显示器在播放视频时功耗较大的问题,设计了一套基于人眼视觉特性的低功耗视频显示驱动系统。该系统采用直方图修正与直方图匹配的方法,结合人眼视觉特性设定阈值,减少显示图像中高亮像素的数量从而降低系统功耗;同时提出一种低功耗多灰度驱动波形,结合电润湿显示器的光电特性,在实现灰度精准调制的同时进一步降低系统的功耗。实验结果表明:该系统改善了油墨分裂、油墨回流等问题,成功驱动了1024×768分辨率的电润湿显示器且视频显示效果良好,像素的最高灰度等级达到16阶,在测量同一段视频时,平均功率降低至1.75 W,功耗减少约20%. 展开更多

关键词 电润湿 现场可编程门阵列 低功耗 视觉特性 驱动波形

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液晶显示用量子点扩散板的研究进展 被引量：2

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作者 叶道春 谢洪兴 +9 位作者 李思杰 季洪雷 许怀书 李阳 孙磊 陈恩果 徐胜 叶芸 严群 郭太良 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期304-318,共15页

扩散板作为液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)背光中不可或缺的重要部件,可起到雾化光线的作用。常见的扩散板主要有表面微结构型与粒子散射型两种,主要性能参数是雾度及透光性,加入量子点的扩散板还具备色转换和改善色彩呈现能... 扩散板作为液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)背光中不可或缺的重要部件,可起到雾化光线的作用。常见的扩散板主要有表面微结构型与粒子散射型两种,主要性能参数是雾度及透光性,加入量子点的扩散板还具备色转换和改善色彩呈现能力的特性。相较于量子点色彩增强膜,量子点扩散板具有制备工艺更简单、成本更低、雾化能力更高等优势,非常适合于Mini-LED背光源。本文对液晶显示用扩散板的研究进展做了简要概述,并着重介绍了多层结构的量子点扩散板的制备工艺及性能。在稳定性方面,所制备量子点扩散板在高温高湿(60℃/90%RH)环境下可长时间储存,在蓝光照射条件下(中心波长450 nm,45℃/85%RH)的T95寿命超过了1000 h。同时,该量子点扩散板在450 nm蓝光Mini-LED背光照射下的亮度均匀性高于80%,蓝、绿、红光的半峰宽分别小于20 nm、25 nm、25 nm,色域覆盖率达到了DCI-P3标准的99.58%。总之,该量子点扩散板兼具优异的色转换与匀光的功能,且寿命稳定,有望在大中型尺寸液晶显示器中得到大规模应用。 展开更多

关键词 量子点 扩散板 背光 液晶显示 Mini-LED

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Micro-LED应用于近眼显示的现状与趋势 被引量：14

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作者 周自平 黎垚 +7 位作者 严银菓 江昊男 陈恩果 徐胜 叶芸 孙捷 严群 郭太良 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期661-679,共19页

作为目前信息显示技术领域的热点,近眼显示设备的发展承载着人们对未来信息交互方式的美好愿景,同时,人们对于增强现实显示的需求也在不断提升,近眼显示中的AR显示无疑成为近年来研究的热点。伴随着显示技术的不断发展,高度微型化和集... 作为目前信息显示技术领域的热点,近眼显示设备的发展承载着人们对未来信息交互方式的美好愿景,同时,人们对于增强现实显示的需求也在不断提升,近眼显示中的AR显示无疑成为近年来研究的热点。伴随着显示技术的不断发展,高度微型化和集成化成为近眼显示中重要的发展趋势,微发光二极管(Micro Light-Emitting Diode,Micro-LED)显示技术在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和稳定性等方面相比于其他技术均有巨大的优势,是近眼显示设备较为理想的光源和图像显示源。本文从结构、制备工艺及挑战方面分析了Micro-LED显示技术的研究进展,从人眼的视觉特性出发综述了近眼显示的发展现状,总结了Micro-LED应用于近眼显示的优势,对比了各项技术的先进性和可实现性,最后对其发展进行了展望。 展开更多

关键词 近眼显示 微型发光二极管 微显示 增强现实

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增强现实显示光学引擎中光波导耦出超表面设计(特邀) 被引量：2

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作者 陈恩果 陈慷慷 +6 位作者 范祯桂 孙志林 林子健 张恺馨 孙捷 严群 郭太良 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期113-122,共10页

增强现实(AR)近眼显示光学引擎是新型显示光学设计领域的研究热点之一,它将虚拟图像投射到现实物理环境中进行显示,在空间上增强、融合和补充了物理世界。AR近眼显示光学引擎在光学系统集成化和微型化方面有较高要求,眼镜形态的AR近眼... 增强现实(AR)近眼显示光学引擎是新型显示光学设计领域的研究热点之一,它将虚拟图像投射到现实物理环境中进行显示,在空间上增强、融合和补充了物理世界。AR近眼显示光学引擎在光学系统集成化和微型化方面有较高要求,眼镜形态的AR近眼显示光学设备是未来必然发展趋势。光学超表面是一种由亚波长单元结构在二维平面上周期排布而成的人工结构阵列,通过单元结构和电磁波的相互作用实现对光场中振幅、相位和偏振的任意调控,同时具有体积小、效率高、结构紧凑等特点,在近眼显示应用中具有很大潜力。文中在AR光学引擎设计中引入一种传输相位型超表面光波导耦出结构,该超表面单元引入了突变相位,通过对超表面的等相位面调控改变光经过波导耦出的角度,使出射光效率最高达到77%,并实现20°视场角,为AR光波导结构设计提供一种可行方案,有望为下一代人机交互显示平台提供解决方案。 展开更多

关键词 近眼显示 光波导 超表面 传输相位 增强现实 光束偏转

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超微型Micro-LED投影显示光学引擎设计 被引量：1

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作者 黎垚 江昊男 +7 位作者 周自平 董金沛 陈恩果 叶芸 徐胜 孙捷 严群 郭太良 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期910-918,共9页

随着微米级像素尺寸的微型自发光二极管(Micro-LED,μLED)的出现和发展,采用μLED作为光源和像源的超微型投影光学引擎成为了可能,其极大简化了传统投影显示光学引擎的结构。本文提出了一种基于μLED的超微型投影光学引擎,基于现有3.302... 随着微米级像素尺寸的微型自发光二极管(Micro-LED,μLED)的出现和发展,采用μLED作为光源和像源的超微型投影光学引擎成为了可能,其极大简化了传统投影显示光学引擎的结构。本文提出了一种基于μLED的超微型投影光学引擎,基于现有3.302 mm(0.13 in)的μLED显示芯片设计了高像质的微型投影镜头。针对μLED的光分布特性,优化μLED发散角度与微投影镜头的光瞳匹配,有效提升了μLED微投影光学系统的光能利用率。结果表明,所设计的μLED微投影显示光学引擎体积仅有18.35 mm^(3),投影镜头中心视场的MTF值在截止频率处超过0.57。该μLED微投影显示光学引擎较好地实现了系统体积与成像像质的均衡,未来在AR/VR等近眼显示设备上具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 Micro-LED 近眼显示 微投影显示 光学设计 系统效率

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基于量子点@有序介孔复合材料的Micro⁃LED色转换特性 被引量：2

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作者 陈晓钢 赵梦云 +6 位作者 蔡俊虎 李恭明 查楠 叶芸 徐胜 郭太良 陈恩果 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-68,共10页

量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro-LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在... 量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro-LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在高强度Micro-LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此,本文研究了基于量子点@有序介孔(QDs@SBA-15)复合材料的Micro-LED色转换技术及其特性,有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro-LED色转换和光提取效率,且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先,通过时域有限差分方法(FDTD)建立了Micro-LED仿真模型,探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响;基于仿真结果指导,进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA-15复合材料,通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外-可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比;最后,将该复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合固化成膜,并研究了其光致发光性能。实验结果发现,量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA-15复合材料发光效率及Micro-LED色转换性能的关键因素;通过优化,所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性,相比于纯量子点色转换层,复合材料的光提取效率提升了81.73%,复合材料的环境稳定性提升了14.33%,以Micro-LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52%NTSC。本研究为量子点色转换Micro-LED显示技术提供了理论指导,为实现Micro-LED全彩化开辟了新路径。 展开更多

关键词 量子点 有序介孔材料 色转换 Micro-LED

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镉系量子点材料的制备及其发光二极管结构优化

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作者 孟宗羿 杨尊先 郭太良 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期401-408,共8页

量子点(QDs)纳米晶体具备出众的窄半峰宽,且尺寸和发光波长易调节等优点,成为纳米材料领域的新星,而量子点电致发光二极管(QLED)的应用也随之得到研究人员的关注。文章的研究通过材料配比的设计,调节CdZnS-QDs的尺寸和发光波长,使其在Cd... 量子点(QDs)纳米晶体具备出众的窄半峰宽,且尺寸和发光波长易调节等优点,成为纳米材料领域的新星,而量子点电致发光二极管(QLED)的应用也随之得到研究人员的关注。文章的研究通过材料配比的设计,调节CdZnS-QDs的尺寸和发光波长,使其在CdSe-QDs基QLED中辅助器件的性能提升,最终能得到光致发光波长在425~455 nm的蓝紫色CdZnS-QDs。使用宽带隙的CdZnS-QDs作为器件的无机插入层材料,能够对CdSe-QDs作为发光层的QLED的能带匹配、激子传递和界面修饰等进行优化。通过对比实验探索最佳的QDs合成策略,精确控制QDs的发光峰位,并将得到的结晶性强且尺寸均匀的量子点制备CdSe-QDs基电致发光器件,在发光层与无机电子传输层之间插入制备的CdZnS-QDs,得到的器件在电流密度为1000 mA/cm^(2)时,亮度从227188 cd/m^(2)提升到313775 cd/m^(2),最大的电流效率达到38.1 Cd/A。该方法可以为QLED结构的设计提供新的思路。 展开更多

关键词 无机插入层 量子点发光二极管 CdZnS 量子点

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碳纳米管包覆的MoS_(2)锂电负极材料制备及其性能研究

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作者 程志明 杨尊先 郭太良 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期354-360,共7页

二硫化钼(MoS_(2))作为一种出色的二维层状材料,是锂离子电池负极的理想候选材料。然而,由于MoS_(2)二维层状结构的堆叠性、充放电过程中的体积膨胀以及自身的低电导率等问题,限制了其在锂离子电池中的发展。文章将MoS_(2)与有机碳源葡... 二硫化钼(MoS_(2))作为一种出色的二维层状材料,是锂离子电池负极的理想候选材料。然而,由于MoS_(2)二维层状结构的堆叠性、充放电过程中的体积膨胀以及自身的低电导率等问题,限制了其在锂离子电池中的发展。文章将MoS_(2)与有机碳源葡萄糖复合,合成出了MoS_(2)@C的复合材料,实验表明,不同含量葡萄糖碳化后形成的碳纳米管对水热生长存在MoS_(2)明显的影响,通过调控葡萄糖的含量合成出在碳纳米管内层生长的MoS_(2)@C复合材料,其具有较高的比容量,以及更好的结构稳定性,在充放电过程中的比容量衰减更小。其作为锂离子电池负极材料时,在0.2 Ag^(-1)的电流密度下循环100次后保持680.7 mAhg^(-1)的比容量;在1 Ag^(-1)的电流密度下,循环1000次后仍可保持580.9 mAhg^(-1)的可逆比容量。同时,分析了MoS_(2)@C在水热过程中的硫化反应进程,为合理制备MoS_(2)与碳的复合材料提供新的路径。径。 展开更多

关键词 MoS_(2) 碳纳米管 锂离子电池 纳米线

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绝缘层修饰对喷墨打印有机场效应晶体管形貌和性能的影响 被引量：4

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作者 张国成 陈惠鹏 郭太良 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期194-200,共7页

通过对OTFT绝缘层SiO_2表面分别采用十八烷基三氯硅烷(OTS)处理和原子层沉积薄层氧化铝的修饰方式,制备了喷墨打印有机薄膜晶体管并研究了修饰前后绝缘层的表面形貌、接触角及有源层的物相结构。虽然绝缘层的表面形貌在修饰前后变化不大... 通过对OTFT绝缘层SiO_2表面分别采用十八烷基三氯硅烷(OTS)处理和原子层沉积薄层氧化铝的修饰方式,制备了喷墨打印有机薄膜晶体管并研究了修饰前后绝缘层的表面形貌、接触角及有源层的物相结构。虽然绝缘层的表面形貌在修饰前后变化不大,但是表面接触角和打印后有源层的物相结构有较大差别。OTS处理和沉积氧化铝修饰后,器件的迁移率比修饰前分别增大了4倍和9倍,而开关比则分别增大了1个和4个数量级。修饰后的最大迁移率可达0.35 cm^2/(V·s),开关比可达6.0×10~6。 展开更多

关键词 有机薄膜晶体管 喷墨打印 表面修饰 原子层沉积

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量子点背光源白平衡特性的研究 被引量：3

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作者 黄佳敏 陈恩果 郭太良 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期77-83,共7页

为实现液晶显示中背光源的色域扩展和白平衡,本文基于CIE1931色度学系统,研究了光致发光量子点背光源的混色理论,采用高斯函数拟合光谱曲线,构建了量子点背光源的光谱函数模型,提出了量子点光谱与色坐标之间的互转换方法,最终实现背光... 为实现液晶显示中背光源的色域扩展和白平衡,本文基于CIE1931色度学系统,研究了光致发光量子点背光源的混色理论,采用高斯函数拟合光谱曲线,构建了量子点背光源的光谱函数模型,提出了量子点光谱与色坐标之间的互转换方法,最终实现背光源的白平衡。首先,在保持光谱有效信息的基础上,将复杂光谱数据拟合为拟定参数的高斯函数叠加;然后,根据CIE1931XYZ系统的色坐标求解光谱分布函数及其高斯参数。实验以色温为5 560 K、6 500 K和10 000K的量子点背光源作为基准进行了白平衡的理论验证,得到了光谱分布函数并评价了量子点背光源的白平衡颜色特性,验证了其光谱和色坐标之间准确而高效的互转换,简化了光谱曲线的基本函数形式和数值计算量,实现了数据压缩,对实现量子点背光源的白平衡实验提供了必要的技术依据和理论指导。 展开更多

关键词 量子点 液晶背光 光谱 色坐标 色域

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空间能量分区映射的LED照明透镜设计 被引量：1

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作者 陈恩果 郭太良 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期27-31,共5页

本文设计并验证了一种基于光源立体角—目标照明空间分区映射的LED照明透镜,在目标平面上实现了高效率的均匀照明。基于对光源辐射能的微分和屏幕预期的照度能量分布之间建立映射关系,构建出透镜曲面特征的偏微分方程,反向地求解出实现... 本文设计并验证了一种基于光源立体角—目标照明空间分区映射的LED照明透镜,在目标平面上实现了高效率的均匀照明。基于对光源辐射能的微分和屏幕预期的照度能量分布之间建立映射关系,构建出透镜曲面特征的偏微分方程,反向地求解出实现该能量传递方案的透镜结构。设计实例中,光源采用1.2 mm×1.2 mm的LED芯片,照明透镜将预定空间立体角内99%以上的能量整形为均匀性为91.67%的有效目标照明。结果与理论相互符合,证明了这是一种行之有效的设计方法。 展开更多

关键词 LED 照明设计 空间能量分区映射

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Fe_2O_3微纳米管阵列的制备及场发射性能研究

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作者 叶芸 郭凡 +3 位作者 洪春燕 胡利勤 胡海龙 郭太良 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期673-676,共4页

首先采用草酸氧化法在Fe基片上生长FeC2O4.2H2O微纳米棒,然后再利用草酸对微纳米棒中部进行选择性刻蚀制备出FeC2O4.2H2O微纳米管,最后在400℃空气中热氧化处理2h获得Fe2O3微纳米管。XRD及ESEM分析测试表明,热氧化后的微纳米管主要成分... 首先采用草酸氧化法在Fe基片上生长FeC2O4.2H2O微纳米棒,然后再利用草酸对微纳米棒中部进行选择性刻蚀制备出FeC2O4.2H2O微纳米管,最后在400℃空气中热氧化处理2h获得Fe2O3微纳米管。XRD及ESEM分析测试表明,热氧化后的微纳米管主要成分为Fe2O3,管径约1μm,管壁厚约100nm,顶端有细小纳米尖,直径约20nm。场发射测试结果表明,Fe2O3微纳米管具有低的开启场强(2.34V/μm),大电流密度(1.5mA/cm2),高的场增强因子(10347)以及良好的发光效果。 展开更多

关键词 Fe2O3微纳米管 场发射 草酸处理 热氧化

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