CN106057120A

CN106057120A - 一种显示器彩色转换方法

Info

Publication number: CN106057120A
Application number: CN201610671029.1A
Authority: CN
Inventors: 樊勇
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-15
Filing date: 2016-08-15
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2036-08-15
Also published as: CN106057120B

Abstract

本申请提出了一种显示器彩色转换方法。首先确定A点所在区域，如果A点位于三角形WBR内，则三个次像素RGB的输出亮度值与输入值相同；如果A点位于四边形WFGE内，则将三个次像素RGB转换为三个亚像素RXB，此时X为青色到黄色之间的动态像素，计算RXB的亮度；如果A点位于三角形WFB或三角形WER内，则将三个次像素RGB转换为三个亚像素XXY，此时X为蓝色到青色的之间动态像素，Y为黄色到红色之间的动态像素，计算三个亚像素XXY的亮度。采用上述方法实现的色域为158％，远远超过了现有任何显示器所能实现的色域，实现真正的高色彩保真，提升显示器的显示品质。

Description

一种显示器彩色转换方法

技术领域

本发明涉及石墨烯显示器的彩色转换技术。

背景技术

石墨烯(Graphene)是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

在2015年末硼烯发现之前，石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。

另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氢原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

综上所述，石墨烯具有质地坚硬、透明度高(穿透率≈97.7％)、导热系数高(达5300W/m·K)、以及电子迁移率高(超过15000cm2/V·s)等优良特定，近年来在显示器上的应用逐渐增多，尤其是在触摸屏的应用(作为替代传统透明导电薄膜ITO)和在LED方面的应用。

由于石墨烯发光元件的出现，使石墨烯在显示领域的应用得以扩展。

石墨烯是制作显示器的非常好的材料。

石墨烯显示器，包括石墨烯显示单元以及显示控制单元。所述显示控制单元与所述石墨烯显示单元之间相互电连接，所述显示控制单元用于控制所述石墨烯显示单元显示相应的颜色及亮度。

石墨烯显示单元包括下基板、发光结构、保护层、遮光层以及上基板。所述发光结构位于所述下基板的一侧表面，所述保护层覆盖所述发光结构，所述上基板盖设于所述发光结构以及所述保护层上，所述遮光层形成于所述上基板的朝向所述下基板的一侧表面上。

下基板以及所述上基板均为玻璃基板，其在透光的同时还为所述石墨烯显示单元提供支撑。可以理解，在某些方案中，所述下基板以及所述上基板也可以采用其他的透明材料，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)或者镍等，另外，所述下基板的材料可以相同，也可以不同。

所述发光结构的数量可以依据所述石墨烯显示器的具体需求而设置。每一个所述发光结构包括发光层、栅极、源极以及漏极。所述栅极覆盖所述发光层朝向所述上基板的一侧表面，所述源极以及所述漏极位于所述发光层背离所述栅极的一侧。本实施例中，所述发光层为半导体还原氧化石墨烯，所述栅极为氧化石墨烯，所述源极以及所述漏极为还原氧化石墨烯。

保护层用于保护所述发光结构，防止水、气及其他杂质入侵对所述发光结构造成损坏。

所述发光结构的材料为二氧化硅(SiO2)。

所述遮光层用于防止背景光泄漏，以提高显示对比度，防止混色和增加颜色的纯度。所述遮光层为形成于发光结构之间的不透光部分，对应于发光结构，所述遮光层具有贯穿的透光窗，使得所述遮光层的分布呈矩阵状，因此，所述遮光层又称为黑色矩阵层。可选地，所述遮光层为沉积于所述上基板表面上的铬材料层，具体地，首先在所述第二透明基板上溅射形成铬层，然后采用光刻法蚀刻形成所述透光窗。此外，也可以采用含有黑色染料的树脂光刻胶，用光刻法形成所述遮光层。

所述石墨烯显示器还包括反射层，所述反射层形成于所述下基板背离所述发光结构的一侧表面上。所述反射层能够反射所述发光结构的光，提高光线的利用率。

优选地，所述反射层采用高反射率金属材料制成。

所述显示控制单元用于依据输入RGB像素的灰阶值以及像素色度坐标控制所述石墨烯显示单元的动态亚像素进行相应的显示。

综上所述，石墨烯是制作显示器的非常好的材料，但是如何使石墨烯显示器真正达到高马蹄形色域及广色域的覆盖仍然是本领域研究的重点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种显示器彩色转换方法。

本发明提供的一种显示器彩色转换方法为，输入色点的三个次像素RGB的灰阶值分别为Ri、Gi和Bi，输入色点的三个次像素RGB的亮度分别为L_R、L_G和L_B；在马蹄形色谱图中，所述输入的色点为A点，直线RW与直线BG的交点为F点，直线BW与直线RG的交点为E点，直线WA与直线BG的交点为C点，直线WA与石墨烯显示器色域的边界曲线的两个交点分别为X点和Y点，A点在石墨烯显示器中对应的色度点为D点；

所述方法包括：

确定A点的色坐标所在的区域；

如果A点的色坐标位于三角形WBR内，则三个次像素RGB的亮度仍然分别为L_R、L_G和L_B；

如果A点的色坐标位于四边形WFGE内，则将三个次像素RGB转换为三个亚像素RXB，此时X为青色到黄色之间的动态像素，根据R点、G点、B点、A点、C点、D点和X点之间的亮度和色坐标关系得到三个亚像素RXB的亮度；

如果A点的色坐标位于三角形WFB或三角形WER内，则将三个次像素RGB转换为三个亚像素XXY，此时X为蓝色到青色的之间动态像素，Y为黄色到红色之间的动态像素，根据A点、C点、D点、R点、G点、B点、X点和Y点之间的亮度和色坐标关系得到三个亚像素XXY的亮度。

根据本发明的优选实施例，确定A点的色坐标所在区域的方法包括：

令a＝max(Ri,Gi，Bi)，b＝min(Ri,Gi，Bi)；

如果b＝Gi，则A点的色坐标位于三角形WBR内；

如果a＝Gi，则A点的色坐标位于四边形WFGE内；

如果b≠Gi，且a≠Gi，则A点的色坐标位于三角形WFB或三角形WER内。

根据本发明的优选实施例，三个亚像素RXB的亮度的获得方法包括：

计算A点的色坐标；

根据A点的色坐标计算C点的色坐标；

计算直线GB的斜率和直线WA的斜率；

根据直线GB的斜率、直线WA的斜率以及石墨烯显示器主波长与色坐标的关系，查出X点的色坐标；

根据C点的色坐标和X点的色坐标计算D点的色坐标；

根据D点与R点、G点、B点和X点之间的亮度和色坐标关系，计算得到三个亚像素RXB的亮度。

根据本发明的优选实施例，三个亚像素XXY的亮度的获得方法包括：

计算A点的色坐标；

根据A点的色坐标计算C点的色坐标；

计算直线GB的斜率和直线WA的斜率；

根据直线GB的斜率、直线WA的斜率以及石墨烯显示器主波长与色坐标的关系，查出X点的色坐标和Y点的色坐标；

根据C点的色坐标和X点的色坐标计算D点的色坐标；

根据D点与R点、G点、B点、X点和Y点之间的亮度和色坐标关系，计算得到三个亚像素XXY的亮度。

根据本发明的优选实施例，计算得到三个亚像素的亮度依据像素转换前后亮度和不变的原则。

根据本发明的优选实施例，A点的色坐标(x_A，y_A)的计算方法包括：

x_{A} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R}}{y_{R}} + x_{G} \times \frac{L_{G}}{y_{G}} + x_{B} \times \frac{L_{B}}{y_{B}}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

y_{A} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

其中，x表示横坐标，y表示纵坐标，x和y的下角标表示马蹄形色谱图中对应的点。

根据本发明的优选实施例，C点的色坐标(x_C，y_C)的计算方法包括：

x_{C} = \frac{y_{B} - y_{W} + K_{2} x_{W} - K_{1} y_{B}}{K_{2} - K_{1}};

y_{C} = \frac{- K_{1} K_{2} (x_{B} - x_{W}) + K_{2} y_{B} - K_{1} y_{W}}{K_{2} - K_{1}};

其中，K₁为直线GB斜率，K₂为直线WA的斜率。

根据本发明的优选实施例，D点的色坐标的计算方法包括：

通过等比例长度换算公式XD/XW＝CA/CW计算得到D点的色坐标，计算公式如下：

x_{D} = - \frac{x_{C} - x_{A}}{x_{C} - x_{W}} (x_{X} - x_{W}) + x_{X};

y_{D} = - \frac{y_{C} - y_{A}}{y_{C} - y_{W}} (y_{X} - y_{W}) + y_{X} .

根据本发明的优选实施例，三个亚像素RXB的亮度通过以下三个方程计算得到：

L_Rg+L_Xg+L_Bg＝L_R+L_G+L_B；

x_{D} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R g}}{y_{R}} + x_{X g} \times \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + x_{B g} \times \frac{L_{B g}}{y_{B}}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}};

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}};

其中，L_Rg、L_Xg和L_Bg分别表示三个亚像素RXB的亮度，x_Xg和y_Xg分别表示X点的横坐标和纵坐标，L_Xg表示X点的亮度。

根据本发明的优选实施例，三个亚像素XXY的亮度L_Xg和L_Yg通过以下两个方程计算得到：

2L_Xg+L_Yg＝L_R+L_G+L_B；

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{2 L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{Y g}}{y_{B}}} .

在传统的显示器中，一个像素具有R、G、B三个次像素，并且采取R、G、B三色场色序显示不同。

在一些实施方案中，仅采用一个发光单元组成所述石墨烯显示单元的一个像素，即每所述石墨烯显示单元的每一个像素只有一个动态亚像素。依据时序驱动方式，同样可以实现多基色全彩广色域显示的目的。

而本发明提供的高马蹄形色域及广色域覆盖的石墨烯显示器彩色转换方法所采用的石墨烯显示器，其中的每个像素包括三个发光单元，即每个像素包含三个次像素，并且每一个像素的3个次像素并不固定，可以根据输入的RGB数字信号的不同而选择不同的3种颜色作为次显示，从而实现石墨烯显示器色域。如图4中红线表示的马蹄形色域，通过理论的计算色域，该色域为158％，远远超过了现有任何显示器所能实现的色域，而且由于其色域可以100％完全覆盖真实物体色，所以能够实现真正的高色彩保真，可以极大的提升显示器的显示品质。

如图8所示，为马蹄形石墨烯显示器与传统的高色彩饱和度液晶显示器的显示色域的比较，其中LCD1为高色饱RGB三基色显示器，LCD2为RGBY四基色LCD显示器，从图中可以看出，这两种高色饱液晶显示器的色域都不能完全覆盖真实物体色域(pointer’s Gamut)；且其色域覆盖范围也远远低于采用本发明所述的方法实现的石墨烯显示器的马蹄形色域覆盖。

附图说明

图1显示了背景技术中石墨烯发光二极管的结构，其中1表示半导体还原氧化石墨烯侧的栅极；

图2显示了石墨烯发光二极管的核心结构；其中，14和15均为还原氧化石墨烯，16为发光层，发光层为半导体还原氧化石墨烯，17为氧化石墨烯，18为PET基底；

图3显示了背景技术中石墨烯发光二极管源漏电流和发光强度与栅级偏压的关系；

图4显示了在固定电压和固定偏置电流下，20个P型场效应管的发光强度分布柱状图；

图5显示了石墨烯LED在不同栅极电压下的发射光谱；

图6显示了石墨烯LED的峰值波长和强度与栅极电压的关系；

图7显示了基于半导体氧化石墨烯发光材料制备的石墨烯显示器的结构，其中，2表示半导体氧化石墨烯制成的栅极，3表示半导体还原氧化石墨烯制成的发光层，4表示还原氧化石墨烯制成的源极，5表示还原氧化石墨烯制成的漏极，6表示黑色矩阵层，7表示二氧化硅保护层，8表示基板，9表示金属反射层；

图8显示了马蹄形石墨烯显示器与传统的高色彩饱和度液晶显示器的显示色域，其中10表示CIE 1931标准下的色域，11表示石墨烯显示器色域，12表示NTSC标准下的色域，W表示白色；

图9显示了石墨烯的可调发光光谱，并给出12条普线的峰值波长；

图10显示了本发明所述的方法的原理示意图，13表示石墨烯显示器色域的边界曲线(GFD)；

图11显示了本发明所述的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例提供的显示器彩色转换方法是基于石墨烯显示器实现的。

石墨烯的光电特性如图1至图6所示。

图1为石墨烯发光二极管的结构，图2至图5给出了通过栅极电压调节石墨烯发光二极管发射波长的原理：栅极电压产生的电场大小可以调节半导体还原氧化石墨烯的费米能级，从而可以调节石墨烯发光波长。

图3中的圆点表示驱动电流，方块表示发光强度，中间的曲线是对驱动电流的蒲尔-弗朗克拟合曲线，图3给出了石墨烯发光二极管源漏电流和发光强度与栅级偏压的关系，石墨烯发光二极管器件的长宽比通常为0.1mm/0.1mm，发射光的峰值波长是690nm，大图中的曲线采用左侧的纵坐标，方块(发光强度)采用右侧的纵坐标。

图4为与图3相同的P型场效应管，图4给出了在固定电压和固定偏置电流下，20个P型场效应管的发光强度分布的柱状图。

图5给出了单个石墨烯LED在不同栅极电压下的发射光谱，图中电压的变化范围为0至50V，每隔5V变化一次。

图6给出了石墨烯LED的峰值波长和强度与栅极电压的关系，同时给出了误差棒，该图的数据来自于19个石墨烯LED。

如图7为基于半导体氧化石墨烯发光材料制备的石墨烯显示器，该显示器的发光层为半导体还原氧化石墨烯(Semi-reduced graphene oxide，Semi-rGO)，源极和漏极为还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide，rGO)，栅极为氧化石墨烯(graphene oxide，GO)。其下基板为背面独有高反射率金属的反射层，基板材质可以是隔水隔氧透明有机材质(PET)，也可是玻璃或镍等，上基板为隔水隔氧有机材质(PET)或者玻璃等。

对于石墨烯显示器而言，栅极电压的不同，石墨烯显示器能够发出不同颜色的光，例如栅极电压V_GS为0到10V之间，源漏电压V_DS>V_th(开启电压)时，石墨烯发出红光；V_GS为20到30V之间，源漏电压V_DS>V_th(开启电压)时，石墨烯发出绿光；V_GS为40到50V之间，源漏电压V_DS>V_th(开启电压)时，石墨烯发出蓝光。因此，通过改变V_DS的大小可以改变RGB光的强弱，从而可以调节灰阶以及亮度。石墨烯的发光光谱见图9。

本实施方式的石墨烯显示器，包括石墨烯显示单元以及显示控制单元。所述显示控制单元与所述石墨烯显示单元之间相互电连接，所述显示控制单元用于控制所述石墨烯显示单元显示相应的颜色及亮度。

所述石墨烯显示单元包括下基板、发光结构、保护层、遮光层以及上基板。所述发光结构位于所述下基板的一侧表面，所述保护层覆盖所述发光结构，所述上基板盖设于所述发光结构以及所述保护层上，所述遮光层形成于所述上基板的朝向所述下基板的一侧表面上。

本实施方式中，所述下基板以及所述上基板均为玻璃基板，其在透光的同时还为所述石墨烯显示单元提供支撑。可以理解，在其他的实施例中，所述下基板以及所述上基板也可以采用其他的透明材料，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)或者镍等，另外，所述下基板的材料可以相同，也可以不同。

所述发光结构的材料为二氧化硅(SiO2)。

优选地，所述反射层采用高反射率金属材料制成。

本实施例提出的方法利用了马蹄形色谱图，所述马蹄形色谱的轮廓呈马蹄形。马蹄形色谱图是由马蹄形***曲线和底部直线包围起来的闭合区域。马蹄形***曲线是全部可见光单色光颜色轨迹线，每一点代表某个波长单色光的颜色，波长从390nm到760nm。

马蹄形色谱图中的颜色包括了自然所能得到的所有颜色。马蹄形色谱图是一个二维平面空间图，即由x-y直角标***构成的平面，用横纵坐标来表示颜色。马蹄形色谱图是为了适应人们***面坐标系中讨论变量关系而设计出来的。在设计出该图的过程中，经过许多数学上的变换和演算。此图的意义和作用可以总结成两点：(1)表示颜色视觉的基本规律。(2)表示颜色混合与分解的一般规律。

从马蹄形色谱图可以看到，沿着x轴正方向红色越来越纯，绿色则沿y轴正方向变得更纯，最纯的蓝色位于靠近坐标原点的位置，白点位于图中间的位置。

任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定，因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。在马蹄形色谱图中：X轴色度坐标相当于红基色的比例；Y轴色度坐标相当于绿基色的比例。图中没有Z轴色度坐标(即蓝基色所占的比例)，因为三个比例系数之和为1，Z的坐标值可以推算出来。

如图10所示，在马蹄形色谱图中，各点定义如下：

W、R、G和B分别表示白点、红色点、绿点以及点；

A点为输入的色点；

W点和A点连线的延长线与B点和G点的连线相交于C点；

W点和A点连线的延长线与石墨烯显示器色域的边界曲线相交于X点；

A点和W点连线的延长线与石墨烯显示器色域的边界曲线相交于Y点；

D点为线段CX之间的一点；

R点和W点连线的延长线与G点和B点的连线相交于F点；

B点和W点连线的延长线与G点和R点的连线相交于E点。

将RGB三色色域分割成四个区域：三角形WBR、四边形WFGE、三角形WFB以及三角形WER，然后根据输入的像素所在的色点位置，调整动态像素的颜色，从而实现石墨烯显示器马蹄形色域覆盖。

本实施例提出的方法的前提是需要先定义RGB三基色的颜色和，如表1所示，该三基色的颜色和可通过对于的栅极电压进行调整。

表1峰值波长、栅极电压、及色坐标之间的关系

颜色	峰值波长(nm)	V_GS(V)	x	y
					B	450	50	0.1488	0.0339
G	530	35	0.2096	0.7037
					R	670	5	0.7244	0.2755
NTSC	117％

本实施例提供的方法流程如图11所示，具体步骤如下：

首先需要判断输入的像素所在的色点(即A点)位置：

(1)当A点色坐标位于三角形WBR内时，则3个动态像素的颜色为RGB，石墨烯显示器输出的信号为Rgi＝Ri，Ggi＝Gi，Bgi＝Bi；

其中，i表示输入，g表示输出；

Ri、Gi和Bi分别表示输入色点的三个次像素RGB的灰阶值。

也就是说，当A点色坐标位于三角形WBR内时，3个动态像素的颜色与输入像素的三个次像素RGB的颜色相同，亮度也保持不变。

(2)当A点色坐标位于四边形WFGE内时，则将输入的三个次像素RGB转换为三个动态像素，所述三个动态像素的颜色分别RXB；

其中X为石墨烯发光颜色与色点A主波长(Wd)相同的颜色(主波长相同，则直线XW与直线AW的斜率相同)，并且动态像素X的颜色为从青色到橙黄色变化的动态颜色，为了计算出RXB三个像素分别的亮度，需要计算出A点色坐标(x_A，y_A)，计算公式如下：

x_{A} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R}}{y_{R}} + x_{G} \times \frac{L_{G}}{y_{G}} + x_{B} \times \frac{L_{B}}{y_{B}}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

y_{A} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

公式中各参数定义如下：

x_R和y_R分别表示R点的横坐标和纵坐标；

x_B和y_B分别表示B点的横坐标和纵坐标；

x_G和y_G分别表示G点的横坐标和纵坐标；

L_R、L_G和L_B分别为A点的三个次像素RGB的亮度。

R点、G点和B点的坐标均为已知。

通过直线方程可以解出直线GB与直线WA两条直线的交点坐标C(x_C，y_C)，计算公式如下：

x_{C} = \frac{y_{B} - y_{W} + K_{2} x_{W} - K_{1} y_{B}}{K_{2} - K_{1}};

y_{C} = \frac{- K_{1} K_{2} (x_{B} - x_{W}) + K_{2} y_{B} - K_{1} y_{W}}{K_{2} - K_{1}};

其中，K₁为直线GB的斜率；

K₂为直线WA的斜率；

x_W和y_W分别表示W点的横坐标和纵坐标，并且x_W和y_W均为已知。

通过石墨烯显示器主波长与色坐标的关系，可以查出X像素颜色的色坐标(x_X，y_X)。

通过线段比例关系，采用等比例长度换算公式XD/XW＝CA/CW(即线段XD的长度与线段XW的长度的比值等于线段CA的长度与线段XD的长度的比值)，可以计算出色点A在石墨烯显示器中对应的色度点D的色坐标(x_D，y_D)，

通过建立以下3个方程计算出RXB三个次像素的输出亮度L_Rg、L_Xg和L_Bg：

L_Rg+L_Xg+L_Bg＝L_R+L_G+L_B

x_{D} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R g}}{y_{R}} + x_{X g} \times \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + x_{B g} \times \frac{L_{B g}}{y_{B}}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}}

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}}

(3)当A点色坐标位于三角形WFB或三角形WER内，则将三个次像素RGB转换为三个亚像素XXY，两个X动态像素的亮度设置为相同，此时X为蓝色到青色的之间动态像素，Y为黄色到红色之间的动态像素。之所以设置两个相同的X动态像素其原因是由于石墨烯显示器在短波段的发光效率较低，通过设置两个X像素，可以降低X像素的源极电压，从而可以提升发光效率和补偿短波段光强度的作用。

为了得到三个亚像素XXY的亮度，首先需要计算A点的色坐标，根据A点的色坐标计算C点的色坐标，计算直线GB的斜率和直线WA的斜率，根据C点的色坐标、X点的色坐标计算D点的色坐标。

A点色坐标位于三角形WFB或三角形WER内，与A点色坐标位于四边形WFGE内时，A点的色坐标、C点的色坐标、直线GB的斜率、直线WA的斜率以及D点的色坐标的计算方法是相同的，因此可以采用上述(2)的方法计算得到A点的色坐标、C点的色坐标、直线GB的斜率、直线WA的斜率和D点的色坐标。

再根据直线GB的斜率、直线WA的斜率以及石墨烯显示器主波长与色坐标的关系，查出X点的色坐标和Y点的色坐标；

最后根据像素转换前后亮度和不变的原则，以及D点与R点、G点、B点、X点和Y点之间的亮度和色坐标关系，计算得到三个亚像素XXY的亮度，三个亚像素XXY的亮度L_Xg和L_Yg通过以下两个方程计算得到：

2L_Xg+L_Yg＝L_R+L_G+L_B；

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{2 L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{Y g}}{y_{B}}} .

根据上面的计算过程可知，A点色坐标位于三角形WFB或三角形WER内时，与A点色坐标位于四边形WFGE内时动态像素X的亮度和颜色是相同的，计算结果如下：

L_{Y g} = \frac{(L_{R} + L_{G} + L_{B}) \times (1 - \frac{y_{X}}{y_{B}})}{1 - \frac{y_{X}}{y_{Y}}}

L_{X g} = \frac{(L_{R} + L_{G} + L_{B}) - L_{Y g}}{2}

通过以上方法将输入的RGB三个次像素转换为三个亚像素RXB或XXY，根据XXY的亮度值与栅极电压的关系，得到相应颜色的栅极电压，进而实现对显示器发光颜色的控制。

为了验证本发明所述方法的可实现性，以显示器最高亮度100nits和低亮度9.52nits两组数据进行算法模拟。

第一组数据模拟：输入数据和输出数据分别如表2和表3所示。

表2输入总亮度为100nits时的输入数据

表3输入总亮度为100nits时的输出数据

从表2和表3的数据可以看出，当输入的Ri、Gi和Bi的灰阶值均为255时，输出总亮度为100，与输入相同，白点色坐标未发生变化。

第二组数据模拟：输入数据和输出数据分别如表4和表5所示。Ri、Gi和Bi三个数据中，Gi即不是最大值，也不是最小值，因此，A点落在三角形WFB或三角形WER内。

表6输入总亮度为9.52nits时的输入数据

表7输入总亮度为9.52nits时的输出数据

从表4和表5的数据可以看出，当输入的Ri、Gi和Bi的灰阶值较低，输入总亮度为9.52时，输出总亮度也为9.52，与输入相同。

以上两组数据的行算法模拟结果可以证明，本发明所述的方法无论是在输入亮度较低还是输入亮度较高时，该方法都能够保证输出亮度与输入亮度相同，因此，该方法具有可行性。

Claims

1.一种显示器彩色转换方法，输入色点的三个次像素RGB的灰阶值分别为Ri、Gi和Bi，输入色点的三个次像素RGB的亮度分别为L_R、L_G和L_B；在马蹄形色谱图中，所述输入的色点为A点，直线RW与直线BG的交点为F点，直线BW与直线RG的交点为E点，直线WA与直线BG的交点为C点，直线WA与石墨烯显示器色域的边界曲线的两个交点分别为X点和Y点，A点在石墨烯显示器中对应的色度点为D点；

所述方法包括：

确定A点的色坐标所在的区域；

2.根据权利要求1所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，确定A点的色坐标所在区域的方法包括：

令a＝max(Ri,Gi，Bi)，b＝min(Ri,Gi，Bi)；

如果b＝Gi，则A点的色坐标位于三角形WBR内；

如果a＝Gi，则A点的色坐标位于四边形WFGE内；

3.根据权利要求1所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，三个亚像素RXB的亮度的获得方法包括：

计算A点的色坐标；

根据A点的色坐标计算C点的色坐标；

计算直线GB的斜率和直线WA的斜率；

根据C点的色坐标和X点的色坐标计算D点的色坐标；

4.根据权利要求1所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，三个亚像素XXY的亮度的获得方法包括：

计算A点的色坐标；

根据A点的色坐标计算C点的色坐标；

计算直线GB的斜率和直线WA的斜率；

根据C点的色坐标和X点的色坐标计算D点的色坐标；

5.根据权利要求3或4所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，计算得到三个亚像素的亮度依据像素转换前后亮度和不变的原则。

6.根据权利要求3或4所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，A点的色坐标(x_A，y_A)的计算方法包括：

x_{A} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R}}{y_{R}} + x_{G} \times \frac{L_{G}}{y_{G}} + x_{B} \times \frac{L_{B}}{y_{B}}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

y_{A} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R}}{y_{R}} + \frac{L_{G}}{y_{G}} + \frac{L_{B}}{y_{B}}};

7.根据权利要求3或4所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，C点的色坐标(x_C，y_C)的计算方法包括：

x_{C} = \frac{y_{B} - y_{W} + K_{2} x_{W} - K_{1} y_{B}}{K_{2} - K_{1}};

y_{C} = \frac{- K_{1} K_{2} (x_{B} - x_{W}) + K_{2} y_{B} - K_{1} y_{W}}{K_{2} - K_{1}};

其中，K₁为直线GB斜率，K₂为直线WA的斜率。

8.根据权利要求3或4所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，D点的色坐标的计算方法包括：

x_{D} = - \frac{x_{C} - x_{A}}{x_{C} - x_{W}} (x_{X} - x_{W}) + x_{X};

y_{D} = - \frac{y_{C} - y_{A}}{y_{C} - y_{W}} (y_{X} - y_{W}) + y_{X} .

9.根据权利要求5所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，三个亚像素RXB的亮度通过以下三个方程计算得到：

L_Rg+L_Xg+L_Bg＝L_R+L_G+L_B；

x_{D} = \frac{x_{R} \times \frac{L_{R g}}{y_{R}} + x_{X g} \times \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + x_{B g} \times \frac{L_{B g}}{y_{B}}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}};

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{L_{R g}}{y_{R}} + \frac{L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{B g}}{y_{B}}};

10.根据权利要求5所述的显示器彩色转换方法，其特征在于，三个亚像素XXY的亮度L_Xg和L_Yg通过以下两个方程计算得到：

2L_Xg+L_Yg＝L_R+L_G+L_B；

y_{D} = \frac{L_{R} + L_{G} + L_{B}}{\frac{2 L_{X g}}{y_{X g}} + \frac{L_{Y g}}{y_{B}}} .