CN109326209B - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示设备，包括显示单元，出射对应显示设备的最高灰阶的出射光具有出射光谱。出射光谱由543纳米至780纳米的最大峰值定义为第一强度峰值对应第一波长，出射光谱由第一波长至780纳米的第一强度积分减去出射光谱由543纳米至第一波长的第二强度积分定义为一差值，出射光谱由380纳米至543纳米的第三强度积分与差值的比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％。

Description

显示设备
技术领域
本发明涉及一种显示设备，特别是涉及一种具有高色域的显示设备。
背景技术
由于具有可携带、低功耗以及低辐射的优点，显示设备已广泛地应用至不同的信息产品中，例如桌面计算机、笔记本电脑、智能型手机、车用显示器以及抬头显示器。显示设备是用于将取得或储存的电子信息转换为视觉信息，并将其显示于用户。在传统显示设备中，为了符合Rec.2020的高色域需求，所设计出的纯红光的光谱对应特定单一波长通常具有高强度峰值，且其光谱的半高宽会较短。然而，由于人眼中的长视锥细胞(L-cone cell)对红光的感受度并非局限于单一波长或狭窄的波长范围，因此人眼会对传统设计的红光的感受度不如预期。有鉴于此，设计出能产生符合Rec.2020的高色域以及对长视锥细胞有高感受度的红光的显示设备实为业界努力的目标。
发明内容
依据一实施例，本发明的一实施例提供一种显示设备。显示设备包括显示单元，出射对应显示设备的最高灰阶的出射光具有出射光谱。出射光谱由543纳米至780纳米的最大峰值定义为对应第一波长的第一强度峰值，出射光谱由第一波长至780纳米的强度积分定义为第一强度积分，出射光谱由543纳米至第一波长的强度积分定义为第二强度积分，第一强度积分大于第二强度积分，出射光谱由380纳米至543纳米的强度积分定义为第三强度积分，第一强度积分减去第二强度积分的差值定义为第一差值，第三强度积分与第一差值的比例定义为第一比例，且第一比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％。
依据一实施例，本发明提供一种显示设备。显示设备包括显示单元。显示单元出射对应显示设备的最高灰阶的出射光具有出射光谱。出射光谱由543纳米至780纳米的最大峰值定义为第一强度峰值，出射光谱由380纳米至543纳米的最大峰值定义为第二强度峰值，第二强度峰值与第一强度峰值的比例定义为第五比例，且第五比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。
本发明的显示设备针对产生红色出射光的显示单元提供对应最高灰阶的红色出射光的特定光谱轮廓。出射光谱由380纳米至543纳米的强度积分对出射光谱由第一波长至780纳米的强度积分与出射光谱由543纳米至第一波长之间的差值的比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％，或出射光谱的最大峰值与出射光谱的最大峰值的比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。因此，在本发明的显示设备中的显示单元对应最高灰阶的红色出射光可符合Rec.2020色域需求，还可提供人眼中的长视锥细胞的高感受度。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的显示设备的俯视示意图；
图2所示为图1沿着剖线A-A’的剖视示意图；
图3所示为本发明第一实施例显示设备中的显示单元所产生对应最高灰阶的出射光的出射光谱示意图；
图4所示为第一对照实施例与第二对照实施例的光谱示意图；
图5所示为第一实施例、第一对照实施例与第二对照实施例的出射光于CIE1931xy色度坐标中的位置示意图；
图6所示为本发明第一实施例的第一变化实施例的出射光的出射光谱示意图；
图7所示为本发明第一实施例的第二变化实施例的出射光的出射光谱示意图；
图8所示为本发明第一实施例的一变化实施例的显示单元的排列方式示意图；
图9所示为本发明第二实施例的显示设备的剖视示意图；
图10所示为本发明第三实施例的显示设备的剖视示意图；
图11所示为本发明第四实施例的显示设备的剖视示意图；
图12所示为本发明第五实施例的显示设备的剖视示意图；
图13所示为本发明第六实施例的显示设备的剖视示意图；
图14所示为本发明第七实施例的显示设备的剖视示意图；
图15所示为本发明第八实施例的显示设备的剖视示意图；以及
图16所示为本发明第九实施例的显示设备的剖视示意图。
附图标记说明：DA1、DA2、DA3、DA4、DA5、DA6、DA7、DA8、DA9-显示设备；DU1、DU2、DU3、DU1’、DU2’、DU3’-显示单元；PX、PX’-像素；LS1、LS2、LS3、LS4、LS5、LS8-光源；Sub、Sub’-基板；AE-阳极；CE-阴极；LL-发光层；OM-有机发光材料；M1-第一颜色调整材料；M2-第二颜色调整材料；102-电路层；104-覆盖层；106-阻障膜；108、110-光学膜；OL-出射光；R1-第一波段；R11-第一子波段；R12-第二子波段；R2-第二波段；P1-第一强度峰值；P2、P2’、P2”-第二强度峰值；P3-第三强度峰值；WL1-第一波长；WL2-第二波长；WL3-第三波长；WL4-第四波长；I1-第一强度积分；I2-第二强度积分；I3、I3”-第三强度积分；I4-第四强度积分；I5-第五强度积分；I6-第六强度积分；I7-第七强度积分；W1-第一波；W2、W2’-第二波；W3-第三波；Wa、Wb-波；PO1、PO2、PO3-点；B-底部；CL1、CL2、CL3、CL3’-光转换层；CL1a、CL3a-第一转换单元；CL1b、CL3b-第二转换单元；CL1c、CL3c-第三转换单元；DP-显示面板；BM-背光模块；BU-背光单元；Sub1-第一基板；Sub2-第二基板；Sub3-第三基板；CA-光调变层；PL1-第一偏光片；PL2-第二偏光片。
具体实施方式
下文结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述，且为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下文各附图显示部分显示设备，且其中的组件可能并非按比例绘制。并且，附图中的各组件的数量与尺寸仅为示意，并非用于限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与所附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的组件，且本文并未意图区分那些功能相同但名称不同的组件。在下文说明书与权利要求书中，「含有」与「包括」等词均为开放式词语，因此应被解释为「含有但不限定为…」之意。
当组件或膜层被称为在另一组件或另一膜层上，或是被称为与另一组件或另一膜层连接时，应被了解为所述的组件或膜层是直接位于另一组件或另一膜层上，或是直接与另一组件或膜层连接，也可以是两者之间存在有其他的组件或膜层(非直接)。然而，当组件或膜层被称为直接位于另一组件或另一膜层上，或被称为直接连接于另一组件或另一膜层时，则应被了解两者之间不存在其他的组件或膜层。
须说明的是，下文中不同实施例所提供的技术方案可相互替换、组合或混合使用，以在未违反本发明精神的情况下构成另一实施例。
于本发明中，所有实施例的显示设备的显示单元为向观看者显示影像的像素或子像素。各显示单元为堆栈结构，其含有用以产生具有颜色与亮度的光线的相关膜层、组件或部分。针对自发光(self-luminous)显示设备而言，例如无机发光二极管显示设备、有机发光二极管显示设备或量子点发光二极管，显示单元可为像素或子像素，且各显示单元可包括例如相关的自发光光源、相关的光转换层、光学膜的相关部分、相关基板与相关的驱动电路。针对非自发光(non-self-luminous)显示设备而言，例如液晶显示设备，显示单元为子像素，且各显示单元可包括例如液晶层的相关部分、偏光片的相关部分、背光的相关部分、相关基板、相关驱动电路、以及相关的彩色滤光片。此外，多个显示单元可具有相同的膜层、相同的组件或相同的部分。
于本发明中，所有实施例的出射光为显示设备中的一显示单元(或多个显示单元)提供给观看者(使用者)眼睛观看的最终产出光线，因此出射光的出射光谱是在显示设备外对显示单元所产生的光线所量测得到的光谱。并且，本发明中显示单元所产生的出射光的出射光谱是在此显示单元操作在最高灰阶且其他显示单元关闭的情况下所量测得到的光谱。举例来说，显示单元所产生的出射光的出射光谱是在红色显示单元(至少一个红色子像素)操作在最高灰阶且绿色显示单元(所有绿色子像素)与蓝色显示单元(所有蓝色子像素)关闭的情况下所量测得到的光谱
请参考图1与图2，图1所示为本发明第一实施例的显示设备的俯视示意图，图2所示为图1沿着剖线A-A’的剖视示意图。根据本发明，显示设备DA1包括至少一显示单元DU1，用以产生一种颜色的光线。于本实施例中，显示设备DA1可选择性另包括至少一显示单元DU2以及至少一显示单元DU3，用以产生其他种颜色的光线。由显示单元DU1所产生的光线、由显示单元DU2所产生的光线与由显示单元DU3所产生的光线可分别具有不同的光谱。如图1与图2所示，本实施例的显示设备DA1可包括多个显示单元DU1、多个显示单元DU2以及多个显示单元DU3。举例来说，显示单元DU1、显示单元DU2与显示单元DU3可以排列成一矩形，且可以阵列方式排列，但不限于此。并且，显示单元DU1之一、显示单元DU2之一以及显示单元DU3之一可构成一像素PX，且在各像素PX中，显示单元DU2设置于显示单元DU1与显示单元DU3之间，但显示单元DU1、DU2、DU3的排列方式不限于此。举例来说，各显示单元DU1可代表红色子像素，各显示单元DU2可代表绿色子像素，且各显示单元DU3可代表蓝色子像素。于一些实施例中，不同颜色子像素的数量可不相同。
显示单元DU1、显示单元DU2与显示单元DU3中的每一者是由多个组件所构成。于本实施例中，显示设备DA1可为自发光显示设备。显示设备DA1可包括基板Sub以及多个光源LS1。光源LS1设置于基板Sub上，并用以产生光线。显示单元DU1可包括基板Sub的一部分以及光源LS1中的一者，显示单元DU2包括基板Sub的另一部分以及光源LS1中的另一者，显示单元DU3包括基板Sub的另一部分以及光源LS1中的另一者。基板Sub可为硬质基板，例如玻璃基板、塑料基板、石英基板或蓝宝石基板，或可为软性基板，例如聚酰亚胺(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)。本实施例的各光源LS1可例如为有机发光二极管，且包括阳极AE、阴极CE以及设置于阳极AE与阴极CE之间的发光层LL。各发光层LL可包括有机发光材料，因此本实施例的显示设备DA1可为有机发光二极管显示设备，但不限于此。显示单元DU1的有机发光材料OM、显示单元DU2的有机发光材料以及显示单元DU3的有机发光材料可彼此不相同，换句话说各显示单元DU1的光源LS1、各显示单元DU2的光源LS1以及各显示单元DU3的光源LS1可分别用以产生不同颜色或光谱的光线。举例来说，各显示单元DU1的有机发光材料OM可用以产生红光，各显示单元DU2的有机发光材料可用以产生绿光，各显示单元DU3的有机发光材料可用以产生蓝光。
于本实施例中，在各显示单元DU1中的发光层LL可另包括至少一第一颜色调整材料M1以及至少一第二颜色调整材料M2。第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2可分别用以转换或调整各显示单元DU1中有机发光材料所产生光线的颜色。举例来说，第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2可分别包括量子点材料、彩色滤光片材料、荧光粉材料或染料材料。量子点材料可制作成半导体纳米晶体结构，且可包括硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)、锑化镉(CdTe)、硒化锌(ZnSe)、锑化锌(ZnTe)、硫化锌(ZnS)、锑化汞(HgTe)、砷化铟(InAs)、硫化镉锌硒(Cd1-xZnxSe1-ySy)、硒化镉/硫化锌(CdSe/ZnS)、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)或上述至少两者的混合。于另一实施例中，各发光层LL的有机发光材料可用电激发光的量子点材料取代，使各光源LS1可为量子点发光二极管，且显示设备DA1可为量子点发光二极管显示设备，但不限于此。
此外，本实施例的显示设备DA1还可包括电路层102、覆盖层(capping layer)104、阻障膜(barrier film)106以及光学膜(optical film)108，因此除了部分基板Sub与光源LS1之外，各显示单元DU1、DU2、DU3还可分别包括电路层102的一部分、覆盖层104的一部分、阻障膜106的一部分以及光学膜108的一部分。电路层102可设置于光源LS1与基板Sub之间，并用以驱动各光源LS1，以使各光源LS1产生光线，进而让显示设备DA1显示出影像。电路层102可例如包括晶体管、闸极线、数据线、共同线、电极、绝缘层、封装层、电容、线路、或其他组件或膜层，但不以此为限。覆盖层104、阻障膜106与光学膜108可依序堆栈于光源LS1上。覆盖层104可用以保护有机发光二极管，阻障膜106可用以阻挡水气与氧气，以避免破坏发光层LL，且光学膜108可用以保护各光源LS1与电路层102。本实施例的显示设备DA1并不限于上述，且显示设备DA1还可包括用以促进发光亮度的膜层，例如电洞传输层与电子传输层等，使各显示单元DU1、DU2、DU3可包括此些膜层的一部分，且不以此为限。
请参考图3，且同时参考图2。图3所示为本发明第一实施例显示设备中的显示单元DU1所产生对应最高灰阶的出射光的出射光谱示意图。以下以单一显示单元DU1所产生的出射光OL为例，但不限于此，本发明的出射光OL也可代表多个显示单元DU1所产生的出射光。如图2与图3所示，显示单元DU1的出射光OL是对应显示设备DA1的最高灰阶，且出射光可具有出射光谱，也就是说出射光OL的出射光谱是在显示设备DA1操作在最高灰阶且所有显示单元DU2与所有显示单元DU3均为关闭(操作在最低灰阶)的状态下由显示设备DA1的出光面外(也就是显示表面外)量测，因此此出射光OL可作为红色子像素之一提供给观看者的光线。举例来说，对于8位深度的影像而言，最高灰阶可为255，但不以此为限。或者，最高灰阶的操作可通过将显示设备DA1的对应电路驱动至最高驱动电压或最高驱动电流来进行。
出射光OL的出射光谱在由543纳米至780纳米的第一波段R1中可具有一最大峰值，其定义为第一强度峰值P1，且第一强度峰值P1对应第一波长WL1。举例而言，第一波长WL1可大于或等于604纳米且小于或等于644纳米。或者，第一波长WL1可为624纳米，此波长所代表的颜色为Rec.2020色域的红原色。此外，第一波段R1可通过第一波长WL1区分为第一子波段R11与第二子波段R12。第一子波段R11的范围由第一波长WL1至780纳米，第二子波段R12的范围由543纳米至第一波长WL1。出射光谱在第一子波段R11的强度积分定义为第一强度积分I1，出射光谱在第二子波段R12的强度积分定义为第二强度积分I2，且第一强度积分I1与第二强度积分I2的总和定义为第一总和(I1+I2)，也就是出射光谱在第一波段R1的强度积分。各强度积分可代表出射光OL在对应波段中的能量。于本实施例中，第一强度积分I1大于第二强度积分I2，且第一强度积分I1减去第二强度积分I2的差值定义为第一差值(I1-I2)。具体而言，出射光谱可具有第一波W1，位于第一波段R1中。由于第一强度积分I1不同于第二强度积分I2，因此第一波W1于第一子波段R11的一部分不对称于第一波W1于第二子波段R12的另一部分。针对第一波W1来说，有机发光材料OM可用以产生第一波W1的大部分。也就是说，有机发光材料OM可用以产生对应第二强度积分I2的出射光OL的一部分以及对应部分第一强度积分I1的出射光OL的另一部分，且此部分第一强度积分I1可与第二强度积分I2约略相同。另外，第二颜色调整材料M2可用以产生对应第一强度积分I1与第二强度积分I2之间差值(即第一差值)的出射光OL的另一部分，因此第一强度积分I1可大于第二强度积分I2，也就是第一波W1对应偏深红色部分的强度可大于对应偏橘红色部分的强度。第一强度积分I1大于第二强度积分I2的部分对应第二颜色调整材料M2。进一步来说，出射光谱具有第二波长WL2与第三波长WL3，对应第一强度峰值P1的一半强度，且第二波长WL2小于第三波长WL3。出射光谱由543纳米至第二波长WL2的强度积分定义为第六强度积分I6，出射光谱由第三波长WL3至780纳米的强度积分定义为第七强度积分I7，第六强度积分I6与第七强度积分I7的比例定义为第四比例(I6/I7)，且第四比例设计为大于或等于37.0％且小于或等于99.0％。举例来说，当出射光谱具有第五波长与第六波长，对应第一强度峰值P1的四分之一强度，第五波长小于第六波长，且出射光谱由543纳米至第五波长的强度积分与由第六波长至780纳米的强度积分比例可设计为大于或等于37.0％且小于或等于82.0％。当出射光谱具有第七波长与第八波长，对应第一强度峰值P1的八分之一强度，第七波长小于第八波长，且出射光谱由543纳米至第七波长的强度积分与由第八波长至780纳米的强度积分比例可设计为大于或等于26.0％且小于或等于90.0％。于一变化实施例中，发光层LL也可包括两种以上的第二颜色调整材料M2，以使第一强度积分I1大于第二强度积分I2。
此外，出射光谱在由380纳米至543纳米的第二波段R2中可具有另一最大峰值，其定义为第二强度峰值P2。出射光谱在第二波段R2的强度积分定义为第三强度积分I3。第三强度积分I3与第一差值的比例定义为第一比例(I3/(I1-I2))，且第一比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％。于本实施例中，第一强度积分I1与第二强度积分I2的第一总和大于第三强度积分I3，使显示单元DU1所产生的出射光OL可作为红色子像素的红光。于本实施例中，出射光谱可具有一第二波W2，位于第二波段R2中。第二波W2可具有对应第二强度峰值P2的第四波长WL4，但出射光谱不限仅具有单一第二波W2或第二波W2不限仅具有单一峰值。第三强度积分I3与第一总和的比例定义为第二比例(I3/(I1+I2))，且第二比例可大于或等于0.05％且小于或等于4.00％。本实施例的第一颜色调整材料M1可使出射光OL的出射光谱在第二波段R2具有第三强度积分I3，也就是使出射光OL的出射光谱可具有第二波W2。第三强度积分I3对应第一颜色调整材料M1。值得说明的是，人眼中受至红光刺激最多的视锥细胞为长视锥细胞(L-cone cell)，其所感受的波长范围约略涵盖400纳米至700纳米，因此通过在出射光OL于第二波段R2中的出射光谱设计具有一定的强度，可在不大幅影响出射光OL的颜色的情况下有效地提升人眼中的长视锥细胞对出射光OL的感受度，以提升对红色子像素所产生光线强度的感受度，进而增加人眼对出射光OL的辨识率。于一变化实施例中，各显示单元DU1的发光层LL也可包括两种以上的第一颜色调整材料M1，以使出射光OL的出射光谱在第二波段R2可具有第三强度积分I3。
由于出射光OL在第二波段R2中具有一定强度，因此为了避免第二波段R2中的强度影响出射光OL的颜色，第一强度积分I1设计为大于第二强度积分I2，为此第一比例设计为大于或等于0.5％且小于或等于38.0％。由于第一子波段R11所代表的红色比第二子波段R12所代表的红色深，因此通过将第一比例设计为大于或等于0.5％且小于或等于38.0％，可使出射光OL的颜色比第一波长WL1的颜色深，藉此出射光OL的颜色可接近Rec.2020的色域边缘，并提高Rec.2020的色域覆盖率。
于本发明中，使出射光OL的颜色可接近Rec.2020的色域边缘的方式亦可在未满足上述第一比例下通过将第一强度峰值P1设计为大于第二强度峰值P2来实现。具体来说，第二强度峰值P2与第一强度峰值P1的比例定义为第五比例(P2/P1)，且第五比例可大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。本实施例的显示单元DU1的出射光OL设计为同时具有第一比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％以及第五比例可大于或等于0.1％且小于或等于1.5％的条件，但本发明并不限于此。
下文将进一步将本实施例的出射光OL与第一对照实施例以及第二对照实施例的出射光比对，以凸显本实施例出射光OL的功效。请参考图4与图5，且同时参考图3。图4所示为第一对照实施例与第二对照实施例的光谱示意图，图5所示为第一实施例、第一对照实施例与第二对照实施例的出射光于CIE 1931xy色度坐标中的位置示意图。如图4所示，曲线C1代表第一对照实施例的出射光的光谱，且第一对照实施例的出射光的光谱由其峰值波长至780纳米的强度积分大致上相同于由543纳米至其峰值波长的强度积分，因此第一对照实施例的光谱可具有对称的波形，举例来说第一对照实施例的出射光可由单一种量子点材料所产生。曲线C2代表第二对照实施例的出射光光谱，且第二对照实施例的出射光的光谱具有两个波Wa、Wb，两者之间具有底部，且波Wa的峰值大于波Wb的峰值。于第二对照实施例中，波Wa由底部至其峰值波长的强度积分大致上相同于波Wa由其峰值波长至780纳米的强度积分，因此波Wa也可具有对称的波形。由图5可知，当出射光的光谱具有对称的波形时，出射光的颜色可位于点PO1，其接近CIE 1931色彩空间与Rec.2020色域的边缘，也就是第一对照实施例的出射光的颜色位于点PO1。虽然第一对照实施例的出射光颜色可几乎符合Rec.2020色域的需求，但人眼对第一对照实施例的出射光的感受度并不如预期。相较于第一对照实施例，第二对照实施例的出射光多了波Wb。由于波Wb的波长小于对称的波Wa的波长，因此可提升人眼对第二对照实施例的出射光的辨识率。然而，对应第二对照实施例的出射光的颜色反而移至点PO2，其位于Rec.2020色域中，并距离Rec.2020边缘较点PO1远，也就是说虽然第二对照实施例提升了人眼辨识率，但却降低了Rec.2020色域的覆盖率。相较于第二对照实施例，第一实施例的出射光OL的出射光谱具有不对称的第一波W11，如图3所示，也就是说第一实施例的第一比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％，或者第五比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％，因此出射光OL的颜色可移动至点PO3，其接近Rec.2020色域的边缘，或位于Rec.2020色域的角落上。藉此不仅提升人眼中的长视锥细胞对出射光OL的感受度，还可符合Rec.2020的高色域的需求。
请参考表1，表1显示第一对照实施例的出射光与第二对照实施例的出射光的强度积分比例、第一实施例的出射光与第二对照实施例的出射光的强度积分比例以及第一对照实施例的出射光、第二对照实施例的出射光与第一实施例的出射光的Rec.2020色域覆盖率比例。由下表1与第5图可知，相较于第一对照实施例与第二对照射施例而言，第一实施例的出射光OL可提高Rec.2020色域覆盖率，例如99％。此外，第一实施例的出射光OL的强度积分还可提升至大于第一对照实施例与第二对照实施例的出射光的强度积分。
表1
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显示设备并不以上述实施例为限，且可具有不同的变化实施例或其他实施例。为简化说明，下文中不同的变化实施例或其他实施例将使用与第一实施例相同标号标注相同组件。为容易比较第一实施例与不同的变化实施例或其他实施例之间的差异，下文将突显不同的变化实施例的差异与其他实施例的差异，且不再对重复部分作赘述。
请参考图6，所示为本发明第一实施例的第一变化实施例的出射光的出射光谱示意图。如图6所示，相较于第一实施例的出射光谱，本变化实施例的出射光的出射光谱由380纳米至543纳米(即第二波段R2中)可包括两个以上的波。具体来说，出射光谱可包括第二波W2’与第三波W3，第二波W2’的范围是由380纳米至496纳米，第三波W3的范围由496纳米至543纳米。于本变化实施例中，第二波W2’与第三波W3之间具有底部B，对应的波长例如为496纳米。换句话说，第二波W2’与第三波W3为不连续波，但本发明不以此为限。并且，本变化实施例的出射光谱由380纳米至496纳米的强度积分(即第二波W2’的强度积分)可定义为第四强度积分I4，出射光谱由496纳米至543纳米的强度积分(即第三波W3的强度积分)可定义为第五强度积分I5，且第五强度积分I5与第四强度积分I4的比例定义为第三比例(I5/I4)。本变化实施例的第三比例大于或等于1.0％且小于或等于77.0％。此外，对应第二波W2’的第二强度峰值P2’可大于对应第三波W3的第三强度峰值P3。
请参考图7，所示为本发明第一实施例的第二变化实施例的出射光的出射光谱示意图。如图7所示，相较于第一实施例的出射光谱，本变化实施例的出射光的出射光谱由380纳米至543纳米(即第二波段R2中)包括两个以上的强度峰值。具体来说，出射光谱除了第二强度峰值P2”之外还可包括至少一第三强度峰值P3。于本变化实施例中，出射光谱由380纳米至543纳米可包括两个第三强度峰值P3，且第二强度峰值P2”与第三强度峰值P3中的任两者可彼此相同或不相同。也就是说，本变化实施例的第二波W2”可具有三个强度峰值的连续波，且其范围由380纳米至543纳米。于本变化实施例中，第三强度积分I3”与第一总和的第二比例可大于或等于0.05％且小于或等于4.00％。
请参考图8，所示为本发明第一实施例的一变化实施例的显示单元的排列方式示意图。如图8所示，本变化实施例的显示单元DU1’、显示单元DU2’与显示单元DU3’的排列方式不同于第一实施例的排列方式。于本变化实施例中，两显示单元DU2’对应一显示单元DU1’以及一显示单元DU3’设置，并位于对应的显示单元DU1’与对应的显示单元DU3’之间，且各显示单元DU2’的尺寸可小于各显示单元DU1’以及各显示单元DU3’的尺寸。并且，代表绿色子像素的显示单元DU2’中的一者可与代表红色子像素的对应的显示单元DU1’形成一像素PX’，且代表绿色子像素的显示单元DU2’中的另一者可与代表蓝色子像素的对应的显示单元DU3’形成另一像素PX’。于另一实施例中，代表红色子像素的显示单元DU1’也可与代表绿色子像素的显示单元DU2’的位置互换，也就是显示单元DU1’中的一者可与对应的显示单元DU2’形成一像素PX’，且显示单元DU1’中的另一者可与对应的显示单元DU3’形成另一像素PX’。于其他实施例中，显示单元DU2’代表蓝色子像素，两显示单元DU1’代表红色子像素，且显示单元DU3’代表绿色子像素。于其他实施例中，显示单元DU2’代表蓝色子像素，两显示单元DU1’代表绿色子像素，且显示单元DU3’代表红色子像素。请参考图9，所示为本发明第二实施例的显示设备的剖视示意图。为清楚显示本实施例的显示设备DA2，图9省略覆盖层、阻障膜以及光源的详细结构，但本发明不以此为限。如图9所示，相较于第一实施例的显示设备DA1，本实施例所提供的各光源LS2可产生大致上相同光谱或大致上相同颜色的光线，且可不包括颜色调整材料。各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括光转换层CL1的一部分。于本实施例中，光转换层CL1可包括多个第一转换单元CL1a、多个第二转换单元CL1b以及多个第三转换单元CL1c，第一转换单元CL1a、第二转换单元CL1b以及第三转换单元CL1c中的每一个是对应一个显示单元DU1、DU2、DU3。也就是说，各显示单元DU1可包括一个第一转换单元CL1a，各显示单元DU2可包括一个第二转换单元CL1a，且各显示单元DU3可包括一个第三转换单元CL1a。各第一转换单元CL1a、各第二转换单元CL1b以及各第三转换单元CL1c可分别用以产生具有不同的光谱或颜色的光线，因此各第一转换单元CL1a的材料、各第二转换单元CL1b的材料以及各第三转换单元CL1c的材料可彼此不相同。进一步来说，光源LS2所产生的光线的波长小于第一转换单元CL1a所产生的光线波长、第二转换单元CL1b所产生的光线波长以及第三转换单元CL1c所产生的光线波长，因此各第一转换单元CL1a可将对应的光源LS2所产生的光线转换成红光，使各显示单元DU1可代表红色子像素；各第二转换单元CL1b可将对应的光源LS2所产生的光线转换成绿光，使各显示单元DU2可代表绿色子像素；且各第三转换单元CL1c将光源LS2所产生的光线转换成蓝光，使各显示单元DU3可代表蓝色子像素。举例来说，各光源LS2所产生的光线可为白色或蓝色，但不以此为限。此外，第一转换单元CL1a可包括用以使出射光OL的出射光谱在第二波段R2具有第三强度积分I3的第一颜色调整材料M1，以及用以使第一强度积分I1大于第二强度积分I2的第二颜色调整材料M2。由于第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2可与上述第一实施例相同，因此在此不多赘述。于本实施例中，光转换层CL1可为单层结构，且第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2可设置于同一单层结构中，但本发明不限于此。于一变化实施例中，光转换层CL1可为多层结构，且第一颜色调整材料与第二颜色调整材料可分别设置于多层结构中的同一层或不同层中。于另一变化实施例中，当各光源LS2所产生的光线可作为各显示单元DU3所显示的光线时，第三转换单元CL1c可不包括光转换材料，也就是说第三转换单元CL1c可由透明材料所形成。另外，本实施例的显示设备DA2还可包括另一基板Sub’，设置于光转换层CL1与光学膜108之间，但本发明不限于此。各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括基板Sub’的一部分。
请参考图10，所示为本发明第三实施例的显示设备的剖视示意图。为清楚显示本实施例的显示设备DA3，图10省略覆盖层、阻障膜以及光源的详细结构，但本发明不以此为限。如图10所示，相较于第二实施例的显示设备DA2，本实施例的各光源LS3是设置于光学膜108与光转换层CL1之间，因此显示设备DA3所产生的出射光OL是由基板Sub的下表面射出。为使出射光OL有效地由基板Sub的下表面射出，光学膜108与各光源LS3之间可选择性设置反射层。此外，本实施例的显示设备DA3还可省略基板Sub’。
请参考图11，所示为本发明第四实施例的显示设备的剖视示意图。如图11所示，相较于第一实施例的显示设备DA1，本实施例所提供显示设备DA4中的各光源LS4可包括无机的发光二极管(LED)，且显示单元DU1的发光二极管、显示单元DU2的发光二极管与显示单元DU3的发光二极管可产生不同颜色或光谱的光线。各发光二极管为具有用于发光的无机发光材料的芯片。一般LED的芯片尺寸位于300微米至2毫米的范围中。小型LED(mini-LED)的芯片尺寸位于100微米至300微米的范围中。微型LED的芯片尺寸位于1微米至100微米的范围中。于本实施例中，各显示单元DU1的光源LS4可包括与第一实施例类似的第一颜色调整材料与第二颜色调整材料。举例来说，第一颜色调整材料与第二颜色调整材料可设置于覆盖对应发光二极管上的封胶层中。
请参考图12，所示为本发明第五实施例的显示设备的剖视示意图。如图12所示，相较于第四实施例的显示设备DA4，本实施例所提供显示设备DA5中的各光源LS5可产生具有大致上相同光谱或大致上相同颜色的光线。举例来说，显示单元DU1、DU2、DU3的光源LS5的发光二极管可彼此相同。本实施例的显示设备DA2还可包括光转换层CL1，设置于光源LS5与光学膜108之间，并用以转换或调整光源LS5所产生光线的颜色。各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括光转换层CL1的一部分。由于本实施例的光转换层CL1可与第二实施例的光转换层相同，因此在此不多赘述。
请参考图13，所示为本发明第六实施例的显示设备的剖视示意图。如图13所示，相较于第一实施例的显示设备DA1，本实施例的显示设备DA6为非自发光显示设备。本实施例的显示设备DA6以液晶显示设备为例，但不以此为限。显示设备DA6大致上可包括显示面板DP与背光模块BM。背光模块BM设置于显示面板DP的背面，且背光模块BM至少包括背光单元BU，用以提供背光至显示面板DP，使得背光在穿透显示面板DP之后可显示出影像。本实施例的背光模块BM还可包括光转换层CL2，设置于背光单元BU与显示面板DP之间，用以转换或调整由背光单元BU所产生背光的光谱或颜色。光转换层CL2可包括量子点材料、彩色滤光片材料、荧光粉材料或染料材料。举例来说，当背光单元BU产生蓝光时，光转换层CL2可包括量子点材料，用以吸收背光单元BU所产生的蓝光，并产生黄光，以与蓝光混合成白光，进而作为背光，但不限于此。于一变化实施例中，背光单元BU也可产生白光。此外，背光模块BM可选择性另包括一光学膜110，设置于背光单元BU与光转换层CL2之间。
显示面板DP可包括第一基板Sub1、第二基板Sub2以及光调变层CA。第一基板Sub1与第二基板Sub2彼此相对设置，且光调变层CA设置于第一基板Sub1与第二基板Sub2之间。第一基板Sub1与第二基板Sub2可为硬质基板或软性基板。光调变层CA可用以调整由背光模块BM所产生的光线灰阶(或是光线强度)。由于本实施例的显示设备DA6为液晶显示设备，因此光调变层CA可为包含有多个液晶分子的液晶层，但不限于此。本实施例的显示面板DP可另包括第一偏光片PL1以及第二偏光片PL2，且第一基板Sub1与第二基板Sub2设置于第一偏光片PL1与第二偏光片PL2之间，以使光调变层CA可搭配第一偏光片PL1的偏振方向以及第二偏光片PL2的偏振方向来达至控制光线灰阶的目的。于本实施例中，第一基板Sub1与第一偏光片PL1设置于背光模块BM与光调变层CA之间，但不限于此。
此外，显示面板DP可另包括电路层102与另一光转换层CL3。电路层102用以控制光调变层CA，以调整光线的灰阶。于本实施例中，电路层102可设置于第一基板Sub1与光调变层CA之间，但不限于此。于一变化实施例中，电路层102也可设置于第二基板Sub2与光调变层CA之间。
本实施例的光转换层CL3设置于光调变层CA与第二基板Sub2之间，并用以转换或调整由背光模块BM所产生的光线的光谱或颜色，但光转换层CL3的位置并不限于此。于另一变化实施例中，光转换层CL3也可设置于光调变层CA与第一基板Sub1之间。本实施例的光转换层CL3可包括量子点材料、彩色滤光片材料、荧光粉材料或染料材料。值得说明的是，由于光转换层CL2与光转换层CL3均可具有调整背光颜色的能力，因此用以使出射光OL的出射光谱在第二波段具有第三强度积分的第一颜色调整材料M1与用以使第一强度积分大于第二强度积分的第二颜色调整材料M2的任一者可包含在显示单元DU1中的光转换层CL2的部分与显示单元DU1中的光转换层CL3的部分中的一者中，或者第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2的任一者可包含在显示单元DU1中的光转换层CL2的部分与显示单元DU1中的光转换层CL3的部分中的任一者中。由于本实施例的第一颜色调整材料M1与第二颜色调整材料M2可与上述第一实施例相同，因此在此不多赘述。举例来说，光转换层CL3可包括多个第一转换单元CL3a、多个第二转换单元CL3b以及多个第三转换单元CL3c，各第一转换单元CL3a分别对应各显示单元DU1，各第二转换单元CL3b分别对应各显示单元DU2，且各第三转换单元CL3c分别对应各显示单元DU3。各第一转换单元CL3a、各第二转换单元CL3b以及各第三转换单元CL3c可分别用以产生具有不同的光谱或颜色的光线，因此各第一转换单元CL3a的材料、各第二转换单元CL3b的材料以及各第三转换单元CL3c的材料可彼此不相同。并且，当各第一转换单元CL3a包括第一颜色调整材料M1以及第二颜色调整材料M2时，光转换层CL2可覆盖整个背光单元BU，但不限于此。于一变化实施例中，光转换层CL2也可包括多个第一转换单元、多个第二转换单元以及多个第三转换单元。于又一变化实施例中，当背光单元BU可产生白光时，由光转换层CL2的各第一转换单元产生的光线、由光转换层CL2的各第二转换单元产生的光线与由光转换层CL2的各第三转换单元产生的光线可混合出白光，以作为背光，且各第一转换单元、第二转换单元与第三转换单元可不一对一的分别对应各第一显示单元、各第二显示单元与各第三显示单元。
于本实施例中，各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括背光模块BM的一部分以及显示面板DP的一部分。举例来说，各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括背光单元BU的一部分、光学膜110的一部分、光转换层CL2的一部分、第一偏光片PL1的一部分、第一基板Sub1的一部分、电路层102的一部分、光调变层CA的一部分、光转换层CL3的一部分、第二基板Sub2的一部分、以及第二偏光片PL2的一部分，因此出射光OL可为各显示单元DU1所提供给使用者最终产出的光线，但本发明的各显示单元所包含的膜层不以此为限。
请参考图14，所示为本发明第七实施例的显示设备的剖视示意图。为清楚显示本实施例的显示设备DA7，图14省略第一偏光片、第二偏光片以及电路层，但本发明不以此为限。如图14所示，相较于第六实施例的显示设备DA6，本实施例的显示设备DA7可省略光转换层CL2与光学膜110，因此背光模块BM可由背光单元BU所构成。本实施例的光转换层CL3可包括与第六实施例相同的第一颜色调整材料与第二颜色调整材料，因此在此不多赘述。依据第三转换单元CL3c的材料，背光单元BU所产生的背光可例如为白光或蓝光，但不限于此。于本实施例中，显示设备DP可另包括光学膜108，设置于第二基板Sub2上。
请参考图15，所示为本发明第八实施例的显示设备的剖视示意图。如图15所示，相较于第七实施例的显示设备DA7，本实施例所提供的显示设备DA8的背光单元BU可包括多个光源LS8，且各显示单元DU1、DU2、DU3可分别包括光源LS8中对应的一者。换句话说，各显示单元DU1、DU2、DU3的背光并非同一个，而是各自透过对应的光源LS8所产生。于本实施例中，第一颜色调整材料以及第二颜色调整材料可包含在显示单元DU1中的光源LS8与第一转换单元CL3a中的一者中，或者第一颜色调整材料以及第二颜色调整材料中的任一者可包含在显示单元DU1中的光源LS8与第一转换单元CL3a中的任一者中。
请参考图16，所示为本发明第九实施例的显示设备的剖视示意图。如图16所示，相较于第六实施例的显示设备DA6，本实施例的显示面板DP的光转换层CL3’可设置于第二基板Sub2上，也就是第二基板Sub2设置于光转换层CL3’与光调变层CA之间。本实施例的显示设备DA9可另包括一第三基板Sub3，覆盖于光转换层CL3’上。举例来说，光转换层CL3’可设置于第二偏光片PL2与第三基板Sub3之间。
综上所述，本发明的显示设备针对产生红色出射光的显示单元提供对应最高灰阶的红色出射光的特定光谱轮廓。出射光谱由380纳米至543纳米的强度积分对出射光谱由第一波长至780纳米的强度积分与出射光谱由543纳米至第一波长之间的差值的比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％，或出射光谱的最大峰值与出射光谱的最大峰值的比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。因此，在本发明的显示设备中的显示单元对应最高灰阶的红色出射光可符合Rec.2020色域需求，还可提供人眼中的长视锥细胞的高感受度。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：
一显示单元，出射对应该显示设备的最高灰阶的一出射光具有一出射光谱，
其中，该出射光谱由543纳米至780纳米的最大峰值定义为一第一强度峰值对应一第一波长，该出射光谱由该第一波长至780纳米的强度积分定义为一第一强度积分，该出射光谱由543纳米至该第一波长的强度积分定义为一第二强度积分，该第一强度积分大于该第二强度积分，该出射光谱由380纳米至543纳米的强度积分定义为一第三强度积分，该第一强度积分减去该第二强度积分的差值定义为一第一差值，该第三强度积分与该第一差值的比例定义为一第一比例，且该第一比例大于或等于0.5％且小于或等于38.0％。
2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第一强度积分与该第二强度积分的总和定义为第一总和，该第三强度积分与该第一总和的比例定义为一第二比例，且该第二比例大于或等于0.05％且小于或等于4.00％。
3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该出射光谱由380纳米至496纳米的强度积分定义为一第四强度积分，该出射光谱由496纳米至543纳米的强度积分定义为一第五强度积分，该第五强度积分与该第四强度积分的比例定义为一第三比例，且该第三比例大于或等于1.0％且小于或等于77.0％。
4.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该出射光谱具有一第二波长与一第三波长，分别对应该第一强度峰值的一半强度，该第二波长小于该第三波长，该出射光谱由543纳米至该第二波长的强度积分定义为一第六强度积分，该出射光谱由该第三波长至780纳米的强度积分定义为一第七强度积分，该第六强度积分与该第七强度积分的比例定义为一第四比例，且该第四比例大于或等于37.0％且小于或等于99.0％。
5.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该出射光谱由380纳米至543纳米的最大峰值定义为一第二强度峰值，该第二强度峰值与该第一强度峰值的比例定义为一第五比例，且该第五比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。
6.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第一波长大于或等于604纳米且小于或等于644纳米。
7.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一第一基板与一第二基板；
一光调变层，设置于该第一基板与该第二基板之间；
一背光单元，该第一基板设置于该光调变层与该背光单元之间；以及
一光转换层，其中该光转换层设置于该背光单元与该第一基板之间、该光转换层设置于该光调变层与该第二基板之间、或该第一基板设置于该光调变层与该光转换层之间。
8.如权利要求7所述的显示设备，其特征在于，该光转换层包括一第一颜色调整材料以及一第二颜色调整材料，该出射光的该出射光谱的该第三强度积分对应该第一颜色调整材料，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该第二颜色调整材料。
9.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一基板；以及
多个光源，设置于该基板上。
10.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，在该显示单元中的该多个光源的其中之一包括一第一颜色调整材料以及一第二颜色调整材料，该出射光的该出射光谱的该第三强度积分对应该第一颜色调整材料，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该第二颜色调整材料。
11.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，还包括一光转换层，其中该光转换层设置于该多个光源上，该出射光的该出射光谱的该第三强度积分对应该光转换层，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该光转换层。
12.一种显示设备，其特征在于，包括：
一显示单元，出射对应该显示设备的最高灰阶的一出射光具有一出射光谱，
其中，该出射光谱由543纳米至780纳米的最大峰值定义为一第一强度峰值，该出射光谱由380纳米至543纳米的最大峰值定义为一第二强度峰值，该第二强度峰值与该第一强度峰值的比例定义为一第五比例，且该第五比例大于或等于0.1％且小于或等于1.5％。
13.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，该第一强度峰值对应一第一波长，且该第一波长大于或等于604纳米且小于或等于644纳米。
14.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，该第一强度峰值对应一第一波长，该出射光谱由该第一波长至780纳米的强度积分定义为一第一强度积分，该出射光谱由543纳米至该第一波长的强度积分定义为一第二强度积分，且该第一强度积分大于该第二强度积分。
15.如权利要求14所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一第一基板与一第二基板；
一光调变层，设置于该第一基板与该第二基板之间；
一背光单元，该第一基板设置于该光调变层与该背光单元之间；以及
一光转换层，其中该光转换层设置于该背光单元与该第一基板之间、该光转换层设置于该光调变层与该第二基板之间、或该第一基板设置于该光调变层与该光转换层之间。
16.如权利要求15所述的显示设备，其特征在于，在该显示单元中的该光转换层的部分包括一第一颜色调整材料与一第二颜色调整材料，该出射光的该出射光谱由380纳米至543纳米的一第三强度积分对应该第一颜色调整材料，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该第二颜色调整材料。
17.如权利要求14所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一基板；以及
多个光源，设置于该基板上。
18.如权利要求17所述的显示设备，其特征在于，在该显示单元中的该多个光源的其中之一包括一第一颜色调整材料以及一第二颜色调整材料，该出射光的该出射光谱由380纳米至543纳米的一第三强度积分对应该第一颜色调整材料，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该第二颜色调整材料。
19.如权利要求18所述的显示设备，其特征在于，还包括一光转换层，其中该光转换层设置于该多个光源上，该出射光的该出射光谱的该第三强度积分对应该光转换层，且该第一强度积分大于该第二强度积分的部分对应该光转换层。
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