CN110389473B - 显示设备及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示设备，其具有一发光频谱。发光频谱是在显示最高灰阶的白色影像时产生且包括由380纳米至478纳米的一第一子发光频谱与由479纳米至780纳米的一第二子发光频谱，第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的一最大波峰波长。第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，第二子发光频谱乘以人眼函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分。第一积分与第二积分的比值介于40％至65％之间。

Description

显示设备及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种显示设备及其制作方法，特别是涉及用以保护使用者眼睛免于受到蓝光危害的一种显示设备及其制作方法。
背景技术
随着显示设备被广泛地被使用于各种类型的数字产品，人们观看屏幕的时间变得更长。因此，减少蓝光对使用者眼睛的危害是一重要的研究主题，特别是对必须连续或时常观看屏幕的人而言，例如需要观看屏幕上的放射影像的医师或放射师。传统上阻挡蓝光的方法是将抗蓝光滤光片贴附在显示设备上以抑制蓝光的强度。或者，另一传统上用来阻挡蓝光的方法是利用内嵌在显示设备中的软件来调整显示设备所产生的蓝光的强度。虽然这些方法可以保护使用者的眼睛，但其可能减少显示设备的整体亮度，或所显示的影像可能变得偏黄，进而降低显示设备的显示质量。
发明内容
根据一实施例，本发明提供一种显示设备。显示设备具有发光频谱，其是在显示最高灰阶的白色影像时产生。发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱与由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长。第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且第二子发光频谱乘以人眼函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分。第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
根据另一实施例，本发明提供一种显示设备的制作方法。首先，提供背光单元。然后，在背光单元上提供显示面板。显示面板包括彩色滤光层，且显示设备具有在显示最高灰阶的白色影像时产生的发光频谱。发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱与由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长。第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且第二子发光频谱乘以人眼函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分。第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
根据另一实施例，本发明提供一种显示设备的制作方法。首先，提供基板，然后在基板上形成多个发光元件。显示设备具有发光频谱，其是在显示最高灰阶的白色影像时产生。发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱与由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长。第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且第二子发光频谱乘以人眼函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分。第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
附图说明
图1所示为本发明一实施例与一比较实施例的显示设备所分别产生的发光频谱、一蓝光危害加权函数与一明视觉函数的示意图。
图2所示为本发明在CIE 1931xy色度图中的白色坐标点、白色坐标点所在的区域以及在CIE 1931色彩空间中的黑体曲线。
图3所示为本发明第一实施例的显示设备的制作方法的流程示意图。
图4A所示为本发明第一实施例的显示设备的剖视示意图。
图4B所示为本发明第一实施例的另一变化实施例的显示设备的剖视示意图。
图5A所示为比较实施例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图。
图5B所示为本发明第一实施例的第一范例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图。
图5C所示为本发明第一实施例的第二范例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图
图6所示为本发明第一实施例的第二变化实施例的显示设备的剖视示意图。
图7所示为本发明第一实施例的第三变化实施例与另一比较实施例的出射光的发光频谱与蓝色滤光片的穿透光谱。
图8所示为本发明第二实施例的显示设备的制作方法的流程示意图。
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所示为本发明第二实施例的一变化实施例的显示设备的剖视示意图。
附图标记说明：AE-阳极；BC11-第一波谷；BC21-第二波谷；BC12-第三波谷；BC22-第四波谷；BCF-蓝色滤光片；BLE、BLE'-蓝色发光元件；BS-下表面；BS1-下基板；BS2-上基板；BS3、BS4-基板；BU、BU'-背光单元；CE-阴极；CF-彩色滤光层；CL、CL'、CL"-光转换层；DD1、DD1'、DD1"、DD2、DD2'显示设备；DP-显示面板；ES-发光面；GCF-绿色滤光片；GLE、GLE'-绿色发光元件；IL、IL'-入射光；L1、L11、L2、L21-最大波峰波长；LC-液晶层；LE、LE'-发光元件；LGP-导光板；LL-发光层；M0、M1、M2-光转换材料；OL-出射光；OS-出射面；P1、P2、P3、P4-最大波峰；RCF-红色滤光片；RE-反射片；RLE、RLE'-红色发光元件；S1-第一子发光频谱；S2-第二子发光频谱；SPX1-红色子像素；SPX2-绿色子像素；SPX3-蓝色子像素；SS-侧面；T1、T2、T3、T4-白色坐标点；TFT-电路层；W1-第一波段；W2-第二波段；W3-第三波段；W4-第四波段；W5-第五波段；W6-第六波段。
具体实施方式
本发明可藉由参考以下的详细描述并同时结合附图来。为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，以下特列举本发明的实施例，并配合附图详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。须注意的是，为清楚绘示并使本领域技术人员可轻易地了解，本发明的各附图绘示部分的显示设备，且其中所示的元件可能未依照实际的比例绘制。另外，图中各元件的数量及尺寸以及角度仅作为示意，并非用来限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与权利要求书中会使用某些词汇来指称特定元件。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元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，「含有」与「包括」等词为开放式词语，因此其应被解释为「含有但不限定为…」之意。
应理解的是，当元件或膜层被称为「在另一元件或膜层上」或「连接到另一元件或膜层」时，它可以直接在另一个元件或膜层上或直接连接到另一个元件或膜层，或者两者之间可存在有其他元件或膜层。另一方面，当一元件被称为「直接在另一个元件或膜层上」或「直接连接到另一个构件或膜层」时，则两者之间不存在任何元件或膜层。
以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神下，将数个不同实施例中的不同特征进行重组、替换或混合以完成其他实施例。
在本发明中，显示设备具有一发光频谱，其是在显示最高灰阶的白色影像时产生，也就是说发光频谱的颜色为白色。具体而言，本发明的发光频谱是由显示设备所发出的出射光的光谱，且在所有实施例中，出射光定义为呈现在观察者(使用者)眼前的显示设备所产生的最终光学结果，因此发光频谱的量测是针对显示设备所发出的出射光进行。并且，白色影像是显示设备在最高灰阶的操作下所产生。举例来说，对于8位灰阶颜色而言，最高灰阶可为255，但不限于此。或者，最高灰阶的操作可以经由利用对应的驱动电压来驱动显示设备所对应的电路来进行。
图1所示为本发明一实施例与一比较实施例的显示设备所分别产生的发光频谱、一蓝光危害加权函数以及一明视觉函数的示意图。如图1所示，本实施例的发光频谱C1包括由380纳米至478纳米的一第一子发光频谱S1，以及由479纳米至780纳米的一第二子发光频谱S2。第一子发光频谱S1具有大于或等于453纳米的一最大波峰波长L1。举例来说，第一子发光频谱S1可具有用以形成蓝光的一第一波段W1，第一子发光频谱S1的第一波段W1在最大波峰波长L1具有最大强度的一最大波峰P1。本发明第一子发光频谱S1不限于具有一个波段。在一实施例中，第一子发光频谱S1的最大波峰波长L1可小于或等于478纳米。
再者，第二子发光频谱S2可例如具有一第二波段W2与一第三波段W3，分别用以形成绿光与红光，其中第二波段W2可具有介于480纳米至580纳米之间的一波峰P2，且第三波段W3可具有介于580纳米至780纳米之间的一波峰P3。本发明的第二子发光频谱S2不限于此。值得注意的是，发光频谱C1的颜色为白色，且显示设备所显示的白色影像可具有一白色坐标点，此白色坐标点位于CIE 1931xy色度图所需的白色区域内。在一实施例中，白色坐标点在CIE 1931xy色度图中的x值介于0.29至0.34之间，白色坐标点在CIE 1931xy色度图中的y值介于0.305至0.355之间，藉此当显示设备可在运作在最高灰阶时显示出具有正常白色坐标点的白色影像。
具体而言，参考图2，图2所示为本发明在CIE 1931xy色度图中的白色坐标点、白色坐标点所在的区域以及在CIE 1931色彩空间中的黑体曲线。区域TR为本发明的正常白色坐标点所在的区域。区域TR可被0.29与0.34的x值以及0.305与0.355的y值所定义与形成。据此，本实施例的发光频谱C1可被设计为具有位于区域TR中的任何一个白色坐标点。举例来说，如图2所示，设置在黑体曲线BB上的白色坐标点T1、T2、T3与T4可分别对应5000K、5500K、6500K与7000K的色温。由于白色坐标点T2、T3与T4是设置在区域TR内，且白色坐标点T1是设置在区域TR外，因此发光频谱C1可被设计为具有白色坐标点T2、T3与T4中的任何一个，以具有5500K、6500K与7000K中的任何一个色温。换句话说，本发明的发光频谱C1所产生的白色坐标点的色温可介于5500K至7000K之间，但不限于此。
另外，当蓝光的强度被调整得太低，显示设备所显示的影像很容易偏黄。相反地，当蓝光的强度被调整得太高，使用者的眼睛很容易受到伤害。因此，本发明提供平衡此两难的评估方法。此评估方法是用来提供第一比值。继续参考图1，具体而言，第一子发光频谱S1乘以蓝光危害加权函数B(λ)的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，也就是说第一积分是将第一子发光频谱S1与蓝光危害加权函数B(λ)的内积由380纳米积分至478纳米所计算得到。蓝光危害加权函数B(λ)如图1所示。第二子发光频谱乘以人眼函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分，也就是说，第二积分是将第二子发光频谱S2与人眼函数的内积由479纳米积分至780纳米所计算得到。人眼函数可例如为明视觉函数Y(λ)其描述在明亮地照明情况下人眼亮度视觉的光谱灵敏度，如图1所示。第一比值定义为第一积分与第二积分的比值。计算第一比值的方程式如下所示。
Figure BDA0001999963400000061
在上述方程式中，K为第一比值，λ为波长，Φ(λ)为发光频谱，其为波长的函数，B(λ)为蓝光危害加权函数，其也是波长的函数，而Y(λ)为明视觉函数，其也是波长的函数。值得注意的是，第一比值是当发光频谱C1、蓝光危害加权函数B(λ)与明视觉函数Y(λ)分别被归一化后所计算出。也就是说，发光频谱C1的最大强度被其自身相除而归一化为1，蓝光危害加权函数B(λ)的最大强度被其自身相除而归一化为1，且明视觉函数Y(λ)的最大强度被其自身相除而归一化为1。在本发明中，第一积分与第二积分的第一比值介于40％至65％之间，藉此当显示设备在最高灰阶的操作下所显示的偏黄影像被降低时，对使用者的眼睛的蓝光危害可尽可能地被降低。据此，可以同时达到降低蓝光危害并增加显示质量。
具体而言，由于第一积分是第一子发光频谱S1与蓝光危害加权函数B(λ)的内积由380纳米积分至478纳米所计算得到，所以第一积分可表示使用者眼睛受到蓝光危害的程度。第二积分是第二子发光频谱S2与人眼函数的内积由479纳米积分至780纳米所计算得到，所以第二积分可表示使用者眼睛看到黄光强度的程度。经由将第一比值设计为介于40％至65％之间，蓝光危害程度与黄光的强度的程度能够取得平衡，藉此，在运作在最高灰阶时，显示设备不但可以显示具有正常白色坐标点的白色影像，也可以降低蓝光危害的强度。举例来说，当使用者，例如医师或放射师，正在观看显示设备所显示的放射影像(例如X光影像或是核磁共振影像)时，所显示的放射影像不会具有色彩偏移(偏黄)而影响疑似案例的判断，且可以减少对于医师或放射师的眼睛在长时间观看放射影像时的蓝光危害。或者，在另一情况中，当使用者正在观看显示设备的网页，由于网页中多数的区域设定为白色，且本发明的显示设备可显示具有正常白色坐标点的白色影像，因此用户在观看网页时不会感觉到网页太过于偏黄。
在一些实施例中，发光频谱C1可选择性地符合用来评估蓝光危害的另一标准，也就是TUV的低蓝光测试标准。此标准提供第二比值，其定义为发光频谱由415纳米积分至455纳米的积分值与发光频谱由400纳米积分至500纳米的积分值的比值，且第二比值定义为小于50％。由于介于415纳米至455纳米之间的波长的光线对于使用者的眼睛有更多的伤害，因此透过发光频谱C1符合第二比值的标准可进一步降低蓝光危害。
相比发光频谱C1，比较实施例的发光频谱C2具有小于453纳米的最大波峰波长L2的最大波峰P4，例如等于440纳米。以发光频谱C1的最大波峰波长L1为453纳米以及比较实施例的发光频谱C2的最大波峰波长L2为440纳米为例，当发光频谱C1与发光频谱C2具有同样的5500K的色温，并且是由蓝光发光二极管搭配黄色荧光粉所产生时，发光光谱C1的第一比值与第二比值可分别为43.8％与49.5％，符合第一比值与第二比值的标准，但发光频谱C2的第一比值与第二比值分别为50.0％与76.8％，没有同时符合第一比值与第二比值的标准。具体而言，由于蓝光危害加权函数B(λ)的最大波峰波长为440纳米，因此具有最大波峰波长440纳米的比较实施例的发光频谱C2将对使用者的眼睛有较多的伤害。如上所述，由于发光频谱C1的最大波峰波长L1被设计为等于或大于453纳米，也就是发光频谱C1介于380纳米至480纳米之间的波峰从最大波峰P4位移至最大波峰P1，因此发光频谱C1可同时符合第一比值与第二比值的标准，进而降低蓝光危害并提供更好的显示质量。虽然蓝光危害可以透过将发光频谱的最大波峰波长设计为小于440纳米来降低，但具有最大波峰波长小于440纳米的发光频谱可能会进一步面临紫外光危害的问题。
在一些实施例中，发光频谱C1可具有一第一波谷BC11，介于第一波段W1与第二波段W2之间。由于最大波峰波长L1被设计为大于最大波峰波长L2，因此第一波谷BC11可具有大于对应发光频谱C2的第二波谷BC21的强度，但不限于此。举例来说，第一波谷BC11的强度与最大波峰P1的强度的比值可小于0.3且大于或等于0。在另一实施例中，以使用RGB芯片的光源为例，第一波谷BC11的强度与最大波峰P1的强度的比值可为小于0.1且大于或等于0。并且，随着最大波峰波长L1越大，第一波谷BC11的波长可越大。
在一些实施例中，发光频谱C2可具有一第四波段W4、一第五波段W5与一第六波段W6，其中第四波段W4对应发光频谱C1的第一波段W1且具有最大波峰P4，第五波段W5对应发光频谱C1的第二波段W2，且第六波段W6对应发光频谱C1的第三波段W3。第六波段W6可几乎与第三波段W3相同，但本发明不限于此。再者，发光频谱C1可具有一第三波谷BC12，介于第二波段W2与第三波段W3之间，且发光频谱C2可具有一第四波谷BC22，其中第三波谷BC12的强度可几乎与第四波谷BC22的强度相同，但本发明不限于此。并且，第五波段W5可具有实质上与第二波段W2的最大波峰P2相同的最大波峰，但本发明不限于此。
在一些实施例中，当最大波峰波长L1被设计为等于或大于453纳米时，介于480纳米至580纳米之间的波峰P2的强度与位于最大波峰波长L1的最大波峰P1的强度的比值定义为第三比值，此第三比值可介于40％至70％之间，使得发光频谱C1仍可具有位于区域TR中的白色坐标点。基于不同的发光元件，第三比值可能不同，将详细描述于下述实施例中。
以下叙述进一步描述显示设备的制作方法，以清楚表示调整或形成发光频谱以此符合第一比值与第二比值的标准的方法。参考图3与图4A。图3所示为本发明第一实施例的显示设备的制作方法的流程示意图，而图4A所示为本发明第一实施例的显示设备的剖视示意图。第一实施例的显示设备的制作方法可包括以下步骤。在本实施例中，显示设备DD1为非自发光显示设备，例如为液晶显示设备，但本发明不限于此。首先进行步骤S10，以提供背光单元BU。背光单元BU包括至少一发光元件LE，用以产生一蓝光。在本实施例中，背光单元BU可包括多个发光元件LE与设置在发光元件LE上的光转换层CL。本实施例的光转换层CL可覆盖发光元件LE，并用以将来自发光元件LE的蓝光转换为黄光，使得穿透光转换层CL的蓝光可以和黄光混合成由背光单元BU所发出的入射光IL，但本发明不限于此。在一实施例中，光转换层CL可包括光转换材料M0，用以将蓝光转换为一黄光，使得蓝光和黄光可以被混合成入射光IL，且入射光IL可为白光。入射光IL的白色坐标点在CIE 1931xy色度图中的x值与y值可与从显示设备DD1所量测到的出射光OL的白色坐标点的x值与y值相同或不相同。入射光IL的x值可小于出射光OL的x值，且入射光IL的x值与出射光OL的x值之间的一差值可小于或等于0.020。在另一实施例中，入射光IL的x值与出射光OL的x值之间的差值可小于或等于0.010。入射光IL的y值可小于出射光OL的y值，且入射光IL的y值与出射光OL的y值之间的一差值可小于或等于0.020。
举例来说，光转换材料M0可包括一量子点(quantum dot)材料、一荧光粉(phosphor)材料、一彩色滤光片材料，或一颜料(pigment)材料，但不限于此。在另一实施例中，光转换层CL可直接覆盖并接触发光元件。在另一实施例中，光转换层CL可被包括于各发光元件LE内。在另一实施例中，背光单元BU可不包括光转换层CL。
在步骤S10之后，进行步骤S12，以在背光单元BU上提供一显示面板DP，用以形成本实施例的显示设备DD1。显示面板DP包括一彩色滤光层CF，用以将入射光IL转换为具有符合第一比值标准的上述发光频谱C1的出射光OL。在本实施例中，发光频谱C1还可符合第二比值的标准，但不限于此。并且，显示面板DP还可包括一下基板BS1、一上基板BS2、一液晶层LC与一电路层TFT，其中液晶层LC是设置在下基板BS1与上基板BS2之间，电路层TFT是设置在下基板BS1与液晶层LC之间，且彩色滤光层CF是设置在液晶层LC与上基板BS2之间。下基板BS1与上基板BS2可为一硬基板或一可挠基板。举例来说，当显示设备DD1是液晶显示设备，下基板BS1的材料与上基板BS2的材料可包括玻璃、塑料、石英、蓝宝石、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)或其他适合的材料，但本发明不限于此。举例来说，彩色滤光层CF可包括一红色滤光片RCF对应于一红色子像素SPX1，一绿色滤光片GCF对应于一绿色子像素SPX2与一蓝色滤光片BCF对应于一蓝色子像素SPX3，其中红色子像素SPX1、绿色子像素SPX2与蓝色子像素SPX3可形成一像素，此像素用以产生具有白色的出射光OL，但本发明的子像素的形成方式不限于此。本领域技术人员应理解，显示面板DP还可具有其他层、元件或装置，例如偏光片、配向层、黑色矩阵、共享电极与光学膜，且电路层TFT可包括多个元件，例如像素电极、薄膜晶体管、扫描线、数据线与共享线，用以驱动显示面板，因此以下不再赘述。并且，本发明中发光频谱受到下基板BS1、上基板BS2、液晶层、电路层以及其他膜层、元件或装置所造成的偏移效果可被忽略。本发明的彩色滤光层CF的位置在此并不受限，其可设置于显示面板DP中的任何位置。举例来说，彩色滤光层CF可被设置在下基板BS1与液晶层LC之间。在另一实施例中，光转换层CL可设置于显示面板DP中且介于下基板BS1与彩色滤光层CF之间。
本发明的背光单元并不限于上述的实施例。参考图4B，图4B所示为本发明第一实施例的第一变化实施例的显示设备的剖视示意图。如图4B所示，第一变化实施例的显示设备DD1'与第一实施例的显示设备DD1的差别在于本变化实施例的背光单元BU'为一侧光式(edge-type)背光单元。具体而言，背光单元BU'包括至少一发光元件LE'与一导光板LGP，其中此至少一发光元件LE'是设置在导光板LGP的至少一侧，且发光元件LE'的一发光面ES面对导光板LGP的一侧面SS。据此，由发光元件LE'所产生的光线可进入侧面SS并且被引导至从导光板LGP的出射面OS射出，以成为入射光IL'，其中出射面OS可连接于或邻近于侧面SS。在本变化实施例中，背光单元BU'还可包括一光转换层CL'，光转换层CL'包括光转换材料M0，用以将蓝光转换为黄光。光转换层CL'可覆盖发光元件LE'的发光面ES。在一些实施例中，背光单元BU'可不包括光转换层CL'，且光转换材料M0可散布在导光板LGP中。在一些实施例中，背光单元BU'还可包括一反射片RE，用以将导光板LGP中的光线朝向出射面OS反射。反射片RE可设置在相对于出射面OS的导光板LGP的下表面BS。
下文还比较第一实施例的显示设备所产生不同最大波峰波长的发光频谱以及应用第一实施例显示设备的结构的比较实施例的发光频谱，其中第一实施例的发光频谱与比较实施例的发光频谱的差别在于，比较实施例的出射光的发光频谱具有小于453纳米的最大波峰波长。参考图5A、图5B与图5C，图5A所示为比较实施例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图，图5B所示为本发明第一实施例的第一范例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图，图5C所示为本发明第一实施例的第二范例的出射光的发光频谱与入射光的发光频谱的示意图。如图5A所示，发光频谱BL440表示比较实施例的背光单元所产生的入射光的发光频谱，且发光频谱C440表示比较实施例的显示设备所产生的出射光的发光频谱，且发光频谱C440是由发光频谱BL440所形成。入射光的发光频谱C440的最大波峰波长可实质上和出射光的发光频谱C440的最大波峰波长L2相同，例如约为440纳米。入射光的最大波峰波长与对应的出射光的最大波峰波长可差异可小于或等于2纳米。如图5B所示，在第一实施例的第一范例中，发光频谱BL453表示由背光单元所产生的入射光的发光频谱，且发光频谱C453表示显示设备所产生的出射光的发光频谱，且发光频谱C453是由发光频谱BL453所形成。入射光的发光频谱BL453的最大波峰波长可实质上和出射光的发光频谱C453的最大波峰波长L11相同，例如约为453纳米。入射光的最大波峰波长与对应的出射光的最大波峰波长L11差异可小于或等于2纳米。如图5C所示，在第一实施例的第二范例中，发光频谱BL460表示由背光单元所产生的入射光的发光频谱，且发光频谱C460表示显示设备所产生的出射光的发光频谱，且发光频谱C460是由发光频谱BL460所形成。入射光的发光频谱BL460的最大波峰波长可实质上和出射光的发光频谱C460的最大波峰波长L12相同，且大于最大波峰波长L11，例如约为460纳米。由于各入射光的最大波峰波长与对应的出射光的最大波峰波长之间的差异可小于或等于2纳米，出射光的最大波峰波长可被入射光的最大波峰波长调整，也就是说，出射光的最大波峰波长可以由背光单元的设计来调整。举例来说，比较实施例的显示设备与第一实施例的显示设备DD1的差别在于，比较实施例的发光元件与第一实施例的发光元件的具有不同的最大波峰波长，但不限于此。并且，在比较实施例中，第二波谷BC21的相对强度小于第四波段W4的波峰与第五波段W5的波峰，如图5A所示；在第一实施例的第一范例中，第一波谷BC11的相对强度小于最大波峰P1与最大波峰P2，如图5B所示；且第一实施例的第二范例的第一波谷BC11的相对强度大于第一范例的第一波谷BC11的相对强度。在另一实施例中，当发光频谱的最大波峰波长越大，介于最大波峰与介于480纳米至580纳米之间的波峰之间的波谷的波长可越大。
参考表1与表2，以及图4A、图5A、图5B与图5C。表1列出根据比较实施例与第一实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第一比值，而表2列出根据比较实施例与第一实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第二比值。由表1与表2可知，就第一实施例的显示设备DD1的发光频谱来说，当色温介于5500K至7000K之间且最大波峰波长介于453纳米至478纳米之间，发光频谱的第一比值可介于40％至65％之间。并且，发光光谱的第二比值可几乎小于50％。因此，透过发光元件，发光元件的出射光可被调整以符合第一比值与第二比值的标准。
表1
Figure BDA0001999963400000131
Figure BDA0001999963400000141
表2
Figure BDA0001999963400000142
在一些实施例中，参考表3以及图4A、图5A、图5B与图5C。表3列出根据比较实施例与第一实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第三比值。当色温介于5500K至7000K之间且最大波峰波长介于453纳米至478纳米之间，发光频谱的第三比值可选择性地介于40％至60％之间。并且，若色温越大，第三比值越小。
表3
Figure BDA0001999963400000143
Figure BDA0001999963400000151
显示设备的结构并不限于上述的实施例，且可具有其他不同变化实施例或实施例。为了简单地描述，下述变化实施例或实施例中相同的部件将标示为相同的标号。为了简单比较第一实施例和其变化实施例之间的差异，以及第一实施例和其他实施例之间的差异，下文将描述不同时实施例或变化实施例中的不同之处，而相同部分的特征将不再赘述。
参考图6，图6所示为本发明第一实施例的第二变化实施例的显示设备的剖视示意图。第二变化实施例的显示设备DD1"与第一实施例的显示设备DD1之间的差别在于，第二变化实施例的光转换层CL"可包括两个光转换材料M1、M2，分别用来将蓝光转换为红光以及将蓝光转换为绿光，藉此由发光元件所产生的蓝光、红光与绿光可混合成入射光IL。入射光IL可为一白光。在本实施例中，光转换材料M1、M2可包括量子点材料、荧光粉材料、一彩色滤光片材料或一颜料材料，但不限于此。在一些实施例中，光转换材料M1、M2也可应用至第一变化实施例的光转换层或导光板中。
参考表4与表5以及图6。表4列出根据另一比较实施例与第二变化实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第一比值，而表5列出比较实施例与第二变化实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第二比值。比较实施例的显示设备与第二变化实施例的显示设备DD1"之间的差别在于，比较实施例的发光元件与第二变化实施例的发光元件可具有不同的最大波峰波长，但不限于此。由表4与表5可知，就第一实施例的第二变化实施例的显示设备DD1"的发光频谱而言，当色温介于5500K至7000K之间，且最大波峰波长介于453纳米至478纳米之间时，发光频谱的第一比值可介于40％至65％之间。并且，发光频谱的第二比值可小于50％。
表4
Figure BDA0001999963400000161
表5
Figure BDA0001999963400000162
Figure BDA0001999963400000171
在一些实施例中，参考表6以及图6，表6列出根据比较实施例与第二变化实施例在不同最大波峰波长与不同色温时所计算得到的第三比值。当色温介于5500K至7000K之间且最大波峰波长介于453纳米至478纳米之间时，发光频谱的第三比值可选择性地介于45％至70％之间。并且，若色温越大，第三比值越小。
表6
Figure BDA0001999963400000172
参考图7以及图4A。图7所示为本发明第一实施例的第三变化实施例与另一比较实施例的出射光的发光频谱与蓝色滤光片的穿透光谱。在比较实施例中，穿透光谱CCF1为允许光线穿透的蓝色滤光片的穿透光谱，且发光频谱C450是藉由入射光穿透具有穿透光谱CCF1的蓝色滤光片而形成的出射光的光谱。穿透光谱CCF1可具有小于453纳米的最大波峰波长，例如穿透光谱CCF1在波长约450纳米具有最大波峰P5。也就是说，最大波峰P5靠近发光频谱C450的最大波峰，所以藉由光线穿透具有穿透光谱CCF1的蓝色滤光片而形成的发光频谱C450可例如具有例如450纳米的最大波峰波长。在第一实施例的第三变化实施例中，穿透光谱CCF2为蓝色滤光片BCF的穿透光谱，且发光频谱C455是藉由入射光穿透具有穿透光谱CCF2的蓝色滤光片BCF而形成的出射光的光谱。穿透光谱CCF2可具有最大峰値P6，此最大波峰P6的波长等于或大于453纳米，因此藉由将光线穿透具有穿透光谱CCF2的蓝色滤光片BCF所形成的发光频谱C455可具有例如456波长的最大波峰波长。据此，透过调整蓝色滤光片BCF的穿透光谱CCF2，出射光的发光频谱的最大波峰波长可被位移至等于或大于453纳米。
参考图8与图9。图8所示为本发明第二实施例的显示设备的制作方法的流程示意图，图9所示为本发明第二实施例的显示设备的剖视示意图。第二实施例的显示设备DD2的制作方法可包括以下步骤。首先进行步骤S20以提供一基板BS3。接着，在基板BS3上形成多个发光元件以形成显示设备DD2(步骤S22)。形成发光元件之后，还可形成一基板BS4以覆盖发光元件，藉此保护发光元件。显示设备DD2可为自发光显示设备。显示设备DD2可为无机发光二极管显示设备(例如QLED)或有机发光显示设备(例如OLED)，但不限于此。基板BS3与基板BS4可为硬质基板或可挠基板。举例来说，当显示设备DD2为自发光显示设备时，基板BS3的材料与基板BS4的材料可包括玻璃、塑料、石英、蓝宝石、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)或其他适合的材料中的至少一种，但本发明不限于此。基板BS4可为保护层。保护层可作为封装层、一阻隔膜或一阻隔层，用来保护发光二极管，避免受到湿气或氧气氧化。封装层、阻隔膜与阻隔层可包括有机材料、无机材料或有机材料与无机材料的堆栈(例如无机层、有机层与无机层的堆栈)。
发光元件可包括用来产生红光的红色发光元件RLE、用来产生绿光的绿色发光元件GLE与用来产生蓝光的蓝色发光元件BLE。各发光元件可包括阳极AE、发光层LL与阴极CE，依序堆栈在电路层TFT上。红光、绿光与蓝光可形成出射光OL，其具有白色影像的发光频谱CL1，所以藉由调整蓝色有机发光元件BLE的最大波峰波长，显示设备DD2的发光频谱可符合第一比值的标准，其中发光频谱CL1的白色影像是在红色发光元件RLE、绿色发光元件GLE与蓝色发光元件BLE被驱动在最高灰阶下时所形成。在一些实施例中，显示设备DD2的发光频谱还可符合第二比值的标准，或是符合第二比值与第三比值的标准。在本实施例中，用来驱动发光元件的电路层TFT可在提供基板BS3与形成发光元件之间形成，但不限于此。在另一实施例中，显示设备DD2可进一步包括至少一种的彩色滤光层CF与第一实施例的光转换层，设置在发光元件上，用以调整显示设备DD2的发光频谱。
在另一实施例中，发光元件可产生白光，且显示设备还可包括在发光元件上的彩色滤光片，藉此发光元件所产生的光线可作为入射光，且发光元件所产生的光线可穿透彩色滤光片以形成出射光，也就是说由彩色滤光片所发出的光线可作为出射光。藉由此设计，彩色滤光片可被用来调整发光频谱的出射光。
参考图10，图10所示为本发明第二实施例的一变化实施例的显示设备的剖视示意图。变化实施例的显示设备DD2'与第二实施例的显示设备DD2的差别在于，各发光元件为发光二极管芯片或是发光二极管封装件。在一实施例中，发光元件可包括用来产生红光的红色发光元件RLE'、用来产生绿光的绿色发光元件GLE'与用来产生蓝光的蓝色发光元件BLE'。举例来说，发光元件可为一般发光二极管，其芯片尺寸介于300微米至2毫米之间，小型发光二极管(mini-LED)，其芯片尺寸介于100微米至300微米之间，或是微型发光二极管(micro-LED)，其芯片尺寸介于1微米至100微米之间，或是包括量子点材料的一量子点发光二极管(QLED)。因此，透过调整蓝色发光元件BLE'的发光频谱的最大波峰波长，显示设备DD2'的发光频谱可符合第一比值、第二比值与第三比值的标准。
在另一实施例中，显示设备DD2'还可包括至少一种的彩色滤光层CF与第一实施例的光转换层，设置在发光元件上，以调整显示设备DD2'的发光频谱。
如上所述，本发明的显示设备的发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长且具有介于40％至65％之间的第一比值，藉此显示设备能够降低对使用者的眼睛造成的蓝光危害，并且还可在运作在最高灰阶时显示具有正常白色坐标点的白色影像。据此，可以同时达到降低蓝光危害并增加显示质量。
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 (20)

1.一种显示设备，具有发光频谱，其特征在于，
该发光频谱是在显示最高灰阶的白色影像时产生，
其中该发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱以及由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且该第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长，
其中该第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且该第二子发光频谱乘以明视觉函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分，以及
其中该第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括背光单元以及显示面板。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括多个无机发光元件。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括多个有机发光元件。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该白色影像具有一白色坐标点，该白色坐标点在CIE 1931xy色度图中的x值介于0.29至0.34之间，该白色坐标点在CIE 1931xy色度图中的y值介于0.305至0.355之间。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该发光频谱介于415纳米至455纳米之间的积分值与该发光频谱介于400纳米至500纳米之间的积分值的比值小于50％。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第一子发光频谱的该最大波峰波长小于或等于478纳米。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括用以产生蓝光的蓝色发光元件，以及用以将该蓝光转换为黄光的光转换层，且该蓝光以及该黄光混合成白光。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，该第一子发光频谱还包括位于该最大波峰波长的最大波峰，其中该发光频谱介于480纳米至580纳米之间的波峰的强度与该最大波峰的强度的比值介于40％至60％之间。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括用以产生蓝光的蓝色发光元件，以及设置在该蓝色发光元件上的光转换层，该光转换层包括两个光转换材料，用以分别将该蓝光转换为红光以及将该蓝光转换为绿光，且该蓝光、该红光以及该绿光混合成白光。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其特征在于，该第一子发光频谱还包括位于该最大波峰波长的最大波峰，其中该发光频谱介于480纳米至580纳米之间的波峰的强度与该最大波峰的强度的比值介于45％至70％之间。
12.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备包括具有穿透光谱的蓝色滤光片，该穿透光谱具有大于或等于453纳米的另一最大波峰波长。
13.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，其中该显示设备包括具有另一发光频谱的蓝色发光元件，且该另一发光频谱具有大于或等于453纳米且小于或等于478纳米的另一最大波峰波长。
14.一种显示设备的制作方法，其特征在于，包括：
提供背光单元；以及
提供显示面板，与该背光单元对应设置，
其中该显示设备在显示最高灰阶的白色影像时产生发光频谱，
其中该发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱，以及由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且该第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长，
其中该第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且该第二子发光频谱乘以明视觉函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分，以及
其中该第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
15.根据权利要求14所述的显示设备的制作方法，其特征在于，该背光单元包括用以产生蓝光的至少一蓝色发光元件以及覆盖该蓝色发光元件的光转换层，由该光转换层发射入射光，该显示面板包括彩色滤光层，且该彩色滤光层将该入射光转换为具有该发光频谱的出射光。
16.根据权利要求15所述的显示设备的制作方法，其特征在于，该光转换层包括光转换材料，用以将该蓝光转换为黄光。
17.根据权利要求15所述的显示设备的制作方法，其特征在于，该光转换层包括两个光转换材料，用以分别将该蓝光转换为红光以及将该蓝光转换为绿光。
18.根据权利要求14所述的显示设备的制作方法，其特征在于，该显示面板包括彩色滤光层，该彩色滤光层包括具有穿透光谱的蓝色滤光片，且该穿透光谱具有大于或等于453纳米的另一最大波峰波长。
19.一种显示设备的制作方法，其特征在于，包括：
提供基板；以及
在该基板上形成多个发光元件，
其中该显示设备在显示最高灰阶的白色影像中产生发光频谱，
其中该发光频谱包括由380纳米至478纳米的第一子发光频谱，以及由479纳米至780纳米的第二子发光频谱，且该第一子发光频谱具有大于或等于453纳米的最大波峰波长，
其中该第一子发光频谱乘以蓝光危害加权函数的乘积由380纳米积分至478纳米的积分值定义为第一积分，且该第二子发光频谱乘以明视觉函数的乘积由479纳米积分至780纳米的积分值定义为第二积分，且
其中该第一积分与该第二积分的比值介于40％至65％之间。
20.根据权利要求19所述的显示设备的制作方法，其特征在于，该些发光元件包括用以产生蓝光的蓝色发光元件，用以产生红光的红色发光元件以及用以产生绿光的绿色发光元件，且该蓝光、该红光以及该绿光混合成具有该发光频谱的出射光。
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