LED模组的背光均匀性和色彩多样性是屏幕评估的两个重要指标,直接影响屏幕的分辨率、对比度、色彩饱和度等显示性能。区域控光技术是针对直下式模组亮度控制的新一代显示技术,能够保证屏幕背光有均匀稳定且可调的输出。基于量子点的颜色转换技术凭借高亮度、高色彩饱和度等优势,已经成为了全彩屏幕显示技术的新方向,但是在阵列量子点的特性研究方面仍有诸多问题亟待解决。本文以屏幕显示的背光均匀性和色彩多样性作为出发点,建立了基于朗伯光源理论的LED阵列匀光模型、基于区域控光技术的可替换光斑匀光模型和基于Micro-LED技术的量子点颜色转换模型,为研究直下式屏幕的背光均匀性和量子点颜色转换特性提供了新的解决方案。论文的主要工作内容如下:1、采用朗伯光源理论建立LED的亮度分布模型,运用斯派罗法则求解两点、线状、方形、环形、三角形排布的LED阵列的匀光条件,并获取相应的阵列参数对LED阵列的光场分布进行模拟。分析线状排布的LED阵列中影响匀光条件的物理量之间的关系,并对方形和三角形排布的LED阵列的匀光效果进行比较,在给定条件下,当阵列阶数N大于11阶后,三角形匀光效果逐渐优于方形阵列。2、对配备区域控光技术的直下式模组进行背光设计,提出了一种光斑可替换的阵列匀光模型。首先对单个LED光斑的亮度分布进行实验测试,确定模型阵列的基本单元,接着设计直尺亮度检测实验,计算模型间距与实际间距的放大倍率系数,将理论模型与实际场景匹配。采用先分区再全屏的思路对背光模组进行匀光设计,最后优化密布阵列的匀光模型,并对方形和三角形7×8阶的密布阵列进行匀光模拟仿真,验证理论模型的可靠性。3、根据量子点薄膜的颜色转换原理,构建基于Micro-LED的量子点颜色转换模型。改变入射光源的波长、发光角度等参数,对单体量子点模型出射光的光谱、色域和照度等参数的变化情况进行分析。给定条件下,紫外光激发红、绿色量子点的功率分别为蓝光激发功率的1.25和2倍左右。对比添加和未添加微结构的6×6的量子点阵列模型的发光效果,分析真彩图和照度图得出结论。具有微结构的量子点阵列,出射光场边缘更清晰、颜色边界鲜明,适用于画质要求高的屏幕。