CN114333617B - 一种改善非视觉效应的广色域显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善非视觉效应的广色域显示方法。本发明通过设定目标显示色彩，构建起四基色显示技术中单个micro‑LED发光特性与显示色域和非视觉效应的关系，包括显示发光的蓝光危害和生物节律影响；通过对显示色域和非视觉效应相关参数的优化，得到单个micro‑LED的峰值波长和光谱半宽；并在一定范围内改变优化的峰值波长和光谱半宽，计算色域覆盖率的变化；优化过程中，除了考虑显示D65白光时的显示屏发光的非视觉效应，还考虑显示其他色彩时的非视觉效应，真实反映全彩显示的非视觉效应；利用本发明，能够在保持广色域的同时，降低显示设备发光的蓝光危害和生物节律影响，并具有高色域稳定性。

Description

一种改善非视觉效应的广色域显示方法
技术领域
本发明涉及发光二极管显示技术，具体涉及一种改善非视觉效应及获得广色域的显示方法。
背景技术
微米尺度发光二极管(Micro Light Emitting Diode,简称Micro-LED)显示是一种自发光的显示技术，具有高亮度、高对比度、高分辨率、高稳定性、低能耗等优势，是目前快速发展的新型显示技术。
显示色域是指显示设备能够显示出的颜色的范围，是评价显示质量的重要因素，显示色域越大表示能显示的色彩种类越丰富。在此基础上，随着人们对光源非视觉效应的重视，显示屏发光的蓝光危害和对人体的生物节律影响成为评价显示质量的关键因素。蓝光危害是指显示屏发出的短波长蓝光对视网膜的危害。同时，显示屏发出的光也会对人体的生物节律产生干扰，进而增大各种疾病的风险。此外，由于micro-LED芯片制备过程中的同一性和温度、电流等使用条件的影响，不同micro-LED的发光特性存在差异，并对显示色域等显示效果造成影响。因此，显示色域的稳定性也值得关注。
色域覆盖率(Color Gamut Coverage,简称CGC)计算出显示设备能显示的颜色与标准色彩的重叠部分在色彩空间中的面积与标准色彩空间面积的比值，用于评价显示色域的空间大小(IEEE transactions on broadcasting,2010,56(4):452)。蓝光危害辐射效率(Blue light hazard efficiency of radiation，简称BLHER)(Optics&LaserTechnology,2017,94:193)和黑视素辐射效能(Melanopic efficacy of luminousradiation，简称MELR)(IEEE Access,2020,8:136498)分别表示显示的蓝光危害和对生物节律影响。BLHER越小，表明显示屏发光的蓝光危害越弱，光生物安全性越好；MELR越小，表明显示屏发光对人体的生物节律影响越小。
在红、绿、蓝三基色显示技术的基础上，增加黄光、青光或白光的四基色显示技术能够提升显示屏的显示色域、降低对生物节律影响(CN201520296657.7,CN201711476801.5,CN201810624075.5,CN202110203781.4)。但是，目前的四基色显示技术主要关注控制方式、像素排列方式、配色方法等，缺少对自发光micro-LED发光特性的优化，即micro-LED峰值波长和光谱半宽的优化。同时，也没有考虑显示屏发光的蓝光危害、显示色域的稳定性等重要因素。此外，现有的部分研究只考虑显示屏在显示D65白光时的非视觉效应(Crystals,2020,10(5):383，IEEE Photonics Journal,2020,12(4):1)，缺少显示其他色彩时的评价，不能全面地反映全彩色显示屏的非视觉效应，非视觉效应包括显示设备发光的蓝光危害和对人体的生物节律影响。
综上所述，具有广色域、低蓝光危害、低生物节律影响和高色域稳定性的显示方法仍然是亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术存在的局限性，本发明提出了一种改善非视觉效应的广色域显示方法，在显示设备上采用四基色显示技术，采用蓝光、绿光、黄光和红光四个micro-LED组成一个像素，通过优化四个micro-LED的发光特性，即它们的峰值波长和光谱半宽，实现广色域、低蓝光危害、低生物节律影响和高色域稳定性的显示效果。
本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法，包括以下步骤：
1)确定范围：
确定蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽的范围；
2)计算发光光谱：
构建单个micro-LED的发光光谱模型，通过峰值波长λP与光谱半宽Δλ0.5得到单个micro-LED的发光光谱S(λ,λP,Δλ0.5)：
Figure BDA0003417250010000021
其中，λ是波长，由公式(1)，根据步骤1)确定的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，计算出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，分别记为SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)；
3)建立方程：
为评价显示设备在显示不同色彩时的非视觉效应，在标准色彩空间中设定N个目标显示色彩，其中第j个目标显示色彩的四基色显示技术的色坐标为(xj,yj)，j＝1,2,…,N；当色坐标为(xj,yj)的第j个目标显示色彩时，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED发光的相对比例分别为rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R，此时，显示设备显示第j个目标显示色彩的发光光谱Sj(λ)：
Sj(λ)＝rj,B·SB(λ)+rj,G·SG(λ)+rj,Y·SY(λ)+rj,R·SR(λ) (2)
同时，第j个目标显示色彩的色坐标(xj,yj)满足：
Figure BDA0003417250010000031
其中，λ1和λ2分别为发光光谱的最小波长和最大波长，发光光谱通常为可见光波段，最小波长和最大波长分别为380nm和780nm；
Figure BDA0003417250010000032
和
Figure BDA0003417250010000033
为三刺激值，表示颜色匹配时所需的三种原色刺激的量；Δλ为波长间隔，一般取1nm或5nm；
公式(3)为关于Sj(λ)的两个方程，也是关于变量SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)、SR(λ)、rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的两个方程；
4)减少独立变量：
对于第j个目标显示色彩，引入相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R四个变量，同时，由公式(2)和(3)得到两个关于相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的方程，这两个方程将减少两个独立变量并降低优化过程的时间复杂度；因此，对于一个目标显示色彩，增加了两个独立变量；在考虑N个目标显示色彩时，有8+2N个独立变量，包括蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED各自的峰值波长和光谱半宽，及每个目标显示色彩对应的2个独立变量；
5)建立目标函数：
优化过程的目标函数包括色域覆盖率CGC、蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，色域覆盖率CGC用于评价显示色域，蓝光危害辐射效率BLHER用于评价蓝光危害，黑视素辐射效能MELR用于评价生物节律影响，根据蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)，计算出色域覆盖率CGC：
Figure BDA0003417250010000034
其中，Adisplay表示显示设备能显示的颜色，Astandard表示标准色彩空间包含的颜色，Adisplay∩Astandard表示显示设备能显示的颜色与标准色彩的重叠部分；根据第j个目标显示色彩对应的发光光谱Sj(λ)，计算出第j个目标显示色彩的蓝光危害辐射效率MELRj和黑视素辐射效能BLHERj：
Figure BDA0003417250010000041
Figure BDA0003417250010000042
其中，B(λ)是蓝光危害加权函数，smel(λ)是黑视素响应光谱，Km是常数，等于683
lm/W，V(λ)是明视觉函数，色域覆盖率是评价显示质量最重要的因素，故将CGC>90％
作为优化过程中的限制条件，并构建关于生物节律影响和蓝光危害的目标函数f：
Figure BDA0003417250010000043
其中，β是调节蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR在优化过程中权重的系数，在0到1的范围内，增大β则优化结果侧重于降低生物节律影响，减小β则优化结果侧重于降低蓝光危害；
6)优化：
综合考虑色域覆盖率CGC、各目标显示色彩的蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，使用优化算法，在步骤1)确定的范围内优化出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，优化过程中，在满足CGC>90％的基础上，尽可能降低目标函数f，即降低显示设备在不同色彩下的非视觉效应，从而实现广色域、低蓝光危害和低生物节律影响的显示效果；
7)在步骤1)确定的范围内改变优化后的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，再计算四基色显示技术的色域覆盖率CGC的变化，从而验证四基色显示技术的显示色域稳定性。
其中，在步骤1)中，蓝光的波长小于430nm，其对应的明视觉函数较低，导致发光光谱效率较低；蓝光的波长超过480nm会降低显示色域，因此蓝光的峰值波长范围为430～480nm。红光波长超过650nm时，其光谱效率和实际器件效率都会降低；波长小于600nm时，会降低显示色域，因此红光的峰值波长范围为600～650nm。在蓝光和红光之间，增加绿光和黄光micro-LED，它们分峰值波长的范围分别为480～530nm和530～600nm。相比于磷化物micro-LED，氮化物micro-LED具有微米尺度下效率高、热稳定性高等优势，因此本发明参考氮化物micro-LED的发光特性，光谱半宽随峰值波长的增加而增加。参考文献中提及的蓝光、绿光和红光micro-LED的特征光谱半宽分别为25nm、35nm和50nm。本发明在优化过程中，将蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的光谱半宽的范围分别确定为15～35nm、20～40nm、25～50nm和30～60nm。
在步骤4)中，N≥4，目标显示色彩至少包括D65白光以及三个饱和色，其他目标显示色彩在色彩空间中分散地选择；D65白光的色坐标为(0.3127,0.3190)，三个饱和色的色坐标分别为红光(0.6391,0.3305)、绿光(0.2969,0.6013)和蓝光(0.1701,0.0698)。
在步骤5)中，计算CGC时选择的标准色彩空间包括标准红绿蓝色彩空间(standardRed Green Blue,sRGB)、奥多比红绿蓝色彩空间(Adobe RGB)和超高清电视色彩标准(ITU-R Recommendation BT.2020,Rec.2020)等。
在步骤6)中，使用遗传算法对含有限制条件的极值问题进行优化，得到收敛至目标函数f最小的结果。
在步骤7)中，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长的变化范围均为±10nm，蓝光micro-LED的光谱半宽变化范围为±8nm，绿光、黄光和红光micro-LED的光谱半宽变化范围均为±10nm；在此变化范围内，能保持色域覆盖率CGC>90％则表明该显示设备具有高色域稳定性。
本发明的优点：
相比传统显示方法，本发明的创新点主要包括：(1)四基色LED的波长大致均匀选择在430～650nm范围内，综合考虑了光谱效率、显示色域等要求，并使峰值波长和光谱半宽在一定范围内变化时，保持高色域稳定性和较好的非视觉效果；(2)使用氮化物的micro-LED作为四基色显示技术的子像素，减少了磷化物子像素在温度升高、尺寸收缩时导致的效率下降问题，同时在可靠性和驱动效率上也会有明显提高；(3)在优化过程中利用目标显示色彩的色坐标，降低优化过程中独立变量的数量，降低计算的时间复杂度；并用遗传算法优化收敛到目标函数f最小的结果；(4)优化过程中，除了考虑显示D65白光时的显示设备发光的非视觉效应，还考虑显示其他色彩时的非视觉效应，真实反映全彩显示的非视觉效应。
本发明通过设定目标显示色彩，构建起四基色显示技术中单个micro-LED发光特性与显示色域和非视觉效应的关系，包括显示发光的蓝光危害和生物节律影响；通过对显示色域和非视觉效应相关参数的优化，得到单个micro-LED的峰值波长和光谱半宽；并在一定范围内改变优化的峰值波长和光谱半宽，计算色域覆盖率的变化；利用本发明，能够在保持广色域的同时，降低显示设备发光的蓝光危害和生物节律影响，并具有高色域稳定性。
附图说明
图1为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例采用的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的归一化光谱图；
图2为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例、LCD和OLED显示D65白光的归一化光谱图；
图3为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例中LCD、OLED显示和Rec.2020标准色彩空间的显示色域图；
图4为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例中使用的10个目标显示色彩在CIE1931色彩空间中的散点图；
图5为蓝光危害加权函数B(λ)、黑视素响应光谱smel(λ)和明视觉函数V(λ)的曲线图；
图6为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例、LCD和OLED显示10个目标显示色彩时的BLHER柱状对比图；
图7为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例、LCD和OLED显示10个目标显示色彩时的MELR柱状对比图；
图8为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例的显示色域随单个micro-LED发光峰值波长变化的曲线图；
图9为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的一个实施例的显示色域随单个micro-LED发光光谱半宽变化的曲线图；
图10为本发明的改善非视觉效应的广色域显示方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
本实施例的改善非视觉效应的广色域显示方法，如图10所示，包括以下步骤：
1)确定范围：
确定蓝光的峰值波长范围为430～480nm，红光的峰值波长范围为600～650nm，绿光和黄光的值波长的范围分别为480～530nm和530～600nm；考虑到氮化物micro-LED的光谱半宽随峰值波长的增加而增加，本实施例在优化过程中，将蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的光谱半宽的范围分别确定为15～35nm、20～40nm、25～50nm和30～60nm；
2)计算发光光谱：
构建单个micro-LED的发光光谱模型，通过峰值波长λP与光谱半宽Δλ0.5得到单个micro-LED的发光光谱S(λ,λP,Δλ0.5)：
Figure BDA0003417250010000071
由公式(1)，根据步骤1)确定的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，计算出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，分别记为SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)；
3)建立方程：
为评价显示设备在显示不同色彩时的非视觉效应，在标准色彩空间中设定4个目标显示色彩，包括D65白光以及三个饱和色，D65白光的色坐标为(0.3127,0.3190)，三个饱和色的色坐标分别为红光(0.6391,0.3305)、绿光(0.2969,0.6013)和蓝光(0.1701,
0.0698)；当色坐标为(xj,yj)的第j个目标显示色彩时，j＝1,2,3,4，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED发光的相对比例分别为rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R，此时，显示设备显
示第j个目标显示色彩的发光光谱Sj(λ)：
Sj(λ)＝rj,B·SB(λ)+rj,G·SG(λ)+rj,Y·SY(λ)+rj,R·SR(λ) (2)
同时，第j个目标显示色彩的色坐标(xj,yj)满足：
Figure BDA0003417250010000072
其中，
Figure BDA0003417250010000073
和
Figure BDA0003417250010000074
为三刺激值，Δλ为波长间隔，取1nm；
公式(3)为关于Sj(λ)的两个方程，也是关于变量SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)、SR(λ)、rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的两个方程；
4)减少独立变量：
对于第j个目标显示色彩，引入相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R四个变量，同时，由公式(2)和(3)得到两个关于相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的方程，这两个方程将减少两个独立变量并降低优化过程的时间复杂度；因此，对于一个目标显示色彩，增加了两个独立变量；在考虑N个目标显示色彩时，有8+2N个独立变量，包括蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED各自的峰值波长和光谱半宽，及每个目标显示色彩对应的2个独立变量；
5)建立目标函数：
优化过程的目标函数包括色域覆盖率CGC、蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，色域覆盖率CGC用于评价显示色域，蓝光危害辐射效率BLHER用于评价生物节律影响，黑视素辐射效能MELR用于评价蓝光危害，根据蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)，计算出色域覆盖率CGC：
Figure BDA0003417250010000081
其中，Adisplay表示显示设备能显示的颜色，Astandard表示标准色彩空间包含的颜色，Adisplay∩Astandard表示显示设备能显示的颜色与标准色彩的重叠部分；根据第j个目标显示色彩对应的发光光谱Sj(λ)，计算出第j个目标显示色彩的蓝光危害辐射效率MELRj和黑视素辐射效能BLHERj：
Figure BDA0003417250010000082
Figure BDA0003417250010000083
其中，色域覆盖率是评价显示质量最重要的因素，故将CGC>90％作为优化过程中的限制条件，并构建关于生物节律影响和蓝光危害的目标函数f：
Figure BDA0003417250010000084
其中，β是调节蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR在优化过程中权重的系数，在0到1的范围内，增大β则优化结果侧重于降低生物节律影响，减小β则优化结果侧重于降低蓝光危害；
6)优化：
综合考虑色域覆盖率CGC、各目标显示色彩的蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，使用优化算法，在步骤1)确定的范围内优化出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，优化过程中，以Rec.2020作为标准色彩空间，在满足CGC>90％的基础上，尽可能降低目标函数f，即降低显示设备在不同色彩下的非视觉效应，从而实现广色域、低蓝光危害和低生物节律影响的显示效果；
7)改变优化后的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，蓝、绿、黄、红micro-LED的峰值波长的变化范围均为±10nm，蓝光micro-LED的光谱半宽变化范围为±8nm，绿光、黄光和红光micro-LED的光谱半宽变化范围均为±10nm，再计算四基色显示技术的色域覆盖率CGC的变化，从而验证四基色显示技术的显示色域稳定性。
特别地，根据公式(5)中的优化限制条件和优化目标函数，在β取0.5时，得到优化的蓝、绿、黄、红micro-LED峰值波长分别为444.4，518.8，544.7和650.0nm，它们的半宽分别为15.0，20.0，25.0和35.0nm。根据公式(1)中单个micro-LED的发光光谱模型，计算出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，如图1所示。
根据蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，以Rec.2020作为标准色彩空间，计算出该四基色显示技术的色域覆盖率CGC为98.2％；作为对比，测量了现有的两种常用显示技术，液晶显示(Liquid Crystal Display，简称LCD)和有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，简称OLED)显示的光谱。图2为本发明的四基色显示技术、LCD和OLED显示D65白光的归一化光谱；图3是本发明的四基色显示技术、LCD、OLED显示和Rec.2020标准色彩空间的显示色域。以Rec.2020作为标准色彩空间，LCD和OLED显示色域覆盖率分别为53.4％和67.4％。从图3中可以看出，本发明的四基色显示技术的显示色域大于目前的LCD和OLED显示技术，几乎覆盖Rec.2020标准色彩空间的全部显示色域，具有广色域的特点。
为了全面地反映本实施例中的四基色显示技术在不同色彩中的非视觉效应，选择10个目标显示色彩，比较本实施例的四基色显示技术、LCD和OLED显示的非视觉效应。这10个目标显示色彩包括D65白光，色坐标(0.3127,0.3290)；3个饱和色，色坐标分别为(0.6391,0.3305)，(0.2969,0.6013)和(0.1701,0.0698)；3个半饱和色，色坐标分别为(0.4759,0.3298)，(0.3048,0.4651)和(0.2414,0.1995)；3个饱和色两两组合后的颜色，色坐标分别为(0.4680,0.4659)，(0.2335,0.3357)和(0.4046,0.2002)。它们的在国际照明委员会CIE1931色彩空间中的位置如图4所示。
根据优化的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱和它们在10个目标显示色彩下发光的相对比例，计算出显示第j个目标显示色彩时的光谱Sj(λ)；再依据Sj(λ)计算出相应的BLHERj和MELRj，分别反映显示发光的蓝光危害和对生物节律影响，它们的计算方法参考文献(Optics&Laser Technology,2017,94:193，IEEE Access,2020,8:136498)；其中，蓝光危害加权函数B(λ)，明视觉函数V(λ)和黑视素响应光谱smel(λ)如图5所示。
类似地，测量LCD和OLED显示10个目标显示色彩时的光谱，并计算相应的BLHER和MELR；将本发明的四基色显示技术、LCD和OLED显示这10个目标色彩时的BLHER和MELR进行对比，分别如图6和图7所示。从图6中可以看出，显示的10个目标色彩中，本发明的四基色显示技术在其中的5个目标色彩具有最低的BLHER，在其中3个目标色彩的BLHER介于LCD和OLED显示之间，表明本发明的四基色显示技术有较低的蓝光危害；从图7中可以看出，本发明的四基色显示技术在全部10个目标色彩的MELR都低于LCD和OLED显示，表明本发明的四基色显示技术在显示不同色彩时，全面降低显示设备发光对人体的生物节律影响。
在±10nm范围内改变蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长，该四基色显示技术的色域覆盖率发生相应改变，并保持96.5％以上，如图8所示；在±8nm范围内改变蓝光micro-LED的光谱半宽、在±10nm范围内改变绿光、黄光和红光micro-LED的光谱半宽，该四基色显示技术的色域覆盖率发生相应改变，并保持97.6％以上，如图9所示。从图8和图9中可以看出，在一定范围内改变四基色micro-LED单个的峰值波长和光谱半宽，本发明的四基色显示技术的色域覆盖率没有出现大幅下降，仍保持96.5％以上的广色域，表明本发明的四基色显示技术具有高色域稳定性的特点。
此外，根据本实施例的优化峰值波长和光谱半宽结果，及改变峰值波长和光谱半宽的影响，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长在435～455nm、510～530nm、535～555nm和640～660nm范围内，它们的半宽在15～25nm、20～30nm、25～40nm和30～50nm范围内时，该四基色显示技术都具有广色域、高色域稳定性、低蓝光危害和生物节律影响的特点。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种改善非视觉效应的广色域显示方法，在显示设备上采用四基色显示技术，采用蓝光、绿光、黄光和红光四个微米尺度发光二极管micro-LED组成一个像素，其特征在于，所述广色域显示方法包括以下步骤：
1)确定范围：
确定蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽的范围：
蓝光、绿光、黄光和红光的峰值波长的范围分别为430～480nm、480～530nm、530～600nm和600～650nm，蓝光、绿光、黄光和红光的光谱半宽的范围分别为15～35nm、20～40nm、25～50nm和30～60nm；
2)计算发光光谱：
构建单个micro-LED的发光光谱模型，通过峰值波长λP与光谱半宽Δλ0.5得到单个micro-LED的发光光谱S(λ,λP,Δλ0.5)：
Figure FDA0003781636190000011
其中，λ为波长，由公式(1)，根据步骤1)确定的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，计算出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱，分别记为SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)；
3)建立方程：
为评价显示设备在显示不同色彩时的非视觉效应，在标准色彩空间中设定N个目标显示色彩，其中第j个目标显示色彩的四基色显示技术的色坐标为(xj,yj)，j＝1,2,…,N；当色坐标为(xj,yj)的第j个目标显示色彩时，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED发光的相对比例分别为rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R，此时，显示设备显示第j个目标显示色彩的发光光谱Sj(λ)：
Sj(λ)＝rj,B·SB(λ)+rj,G·SG(λ)+rj,Y·SY(λ)+rj,R·SR(λ) (2)
同时，第j个目标显示色彩的色坐标(xj,yj)满足：
Figure FDA0003781636190000012
其中，λ1和λ2分别为发光光谱的最小波长和最大波长，
Figure FDA0003781636190000013
和
Figure FDA0003781636190000014
为三刺激值，表示颜色匹配时所需的三种原色刺激的量，Δλ为波长间隔，公式(3)为关于Sj(λ)的两个方程，也是关于变量SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)、SR(λ)、rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的两个方程；
4)减少独立变量：
对于第j个目标显示色彩，引入相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R四个变量，同时，由公式(2)和(3)得到两个关于相对比例rj,B、rj,G、rj,Y和rj,R的方程，这两个方程将减少两个独立变量并降低优化过程的时间复杂度；因此，对于一个目标显示色彩，增加了两个独立变量；在考虑N个目标显示色彩时，有8+2N个独立变量，包括蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED各自的峰值波长和光谱半宽，及每个目标显示色彩对应的2个独立变量，N为自然数；
5)建立目标函数：
优化过程的目标函数包括色域覆盖率CGC、蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，色域覆盖率CGC用于评价显示色域，蓝光危害辐射效率BLHER用于评价蓝光危害，黑视素辐射效能MELR用于评价生物节律影响，根据蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的发光光谱SB(λ)、SG(λ)、SY(λ)和SR(λ)，计算出色域覆盖率CGC：
Figure FDA0003781636190000021
其中，Adisplay表示显示设备能显示的颜色，Astandard表示标准色彩空间包含的颜色，Adisplay∩Astandard表示显示设备能显示的颜色与标准色彩的重叠部分；根据第j个目标显示色彩对应的发光光谱Sj(λ)，计算出第j个目标显示色彩的蓝光危害辐射效率MELRj和黑视素辐射效能BLHERj：
Figure FDA0003781636190000022
Figure FDA0003781636190000023
其中，B(λ)是蓝光危害加权函数，smel(λ)是黑视素响应光谱，Km是常数，V(λ)是明视觉函数，将CGC>90％作为优化过程中的限制条件，并构建关于生物节律影响和蓝光危害的目标函数f：
Figure FDA0003781636190000024
其中，β是调节蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR在优化过程中权重的系数，在0到1的范围内，增大β则优化结果侧重于降低生物节律影响，减小β则优化结果侧重于降低蓝光危害；
6)优化：
综合考虑色域覆盖率CGC、各目标显示色彩的蓝光危害辐射效率BLHER和黑视素辐射效能MELR，使用优化算法，在步骤1)确定的范围内优化出蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，优化过程中，在满足CGC>90％的基础上，尽可能降低目标函数f，即降低显示设备在不同色彩下的非视觉效应，从而实现广色域、低蓝光危害和低生物节律影响的显示效果；
7)在步骤1)确定的范围内改变优化后的蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长和光谱半宽，再计算四基色显示技术的色域覆盖率CGC的变化，从而验证四基色显示技术的显示色域稳定性；其中，蓝光、绿光、黄光和红光micro-LED的峰值波长的变化范围均为±10nm，蓝光micro-LED的光谱半宽变化范围为±8nm，绿、黄和红micro-LED的光谱半宽变化范围均为±10nm。
2.如权利要求1所述的广色域显示方法，其特征在于，在步骤4)中，N≥4，目标显示色彩至少包括D65白光以及三个饱和色；D65白光的色坐标为(0.3127,0.3190)，三个饱和色的色坐标分别为红光(0.6391,0.3305)、绿光(0.2969,0.6013)和蓝光(0.1701,0.0698)。
3.如权利要求1所述的广色域显示方法，其特征在于，在步骤6)中，使用遗传算法对含有限制条件的极值问题进行优化，得到收敛至目标函数f最小的结果。
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