CN113917726A - 显示设备 - Google Patents

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CN113917726A
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China
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light
display
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display device
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Inventor
林小郎
蔡宗翰
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Innolux Corp
Original Assignee
Innolux Display Corp
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Abstract

本发明公开了一种显示设备，其包括能发射出绿色输出光的显示单元，所述绿色输出光是最终被显示的光且具有一输出光谱，对应于所述显示单元的一最高灰阶。所述输出光谱在494纳米至575纳米范围的强度积分值定义为一第一强度积分，所述输出光谱在380纳米至493纳米范围的强度积分值定义为一第二强度积分，所述输出光谱在576纳米至780纳米范围的强度积分值定义为一第三强度积分，所述第二强度积分和所述第三强度积分的总和定义为一第一积分总和，所述第一积分总和对所述第一强度积分的比值定义为一第一比值，且所述第一比值大于0.0％且小于或等于37.0％。

Description

显示设备
本申请是申请日为2018年04月16日、申请号为201810339843.2、发明名称为“显示设备”的发明专利申请的分案申请。
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(color gamut)的显示设备。
背景技术
现今的显示设备具有可移植性、低功耗和低辐射等优点，因此已广泛应用于各种信息产品，例如桌面计算机、笔记本计算机、智能型手机、汽车显示器和抬头显示器(headup display)。
一般而言，显示设备所产生的绿光的输出光谱会设计成具有较高的峰值和较小的半高宽(full width at half maximum,FWHM)，例如小于40纳米(nm)，以提供更纯的绿光而满足超高画质标准的Rec.2020国际标准色域的高色域应用。然而，这种设计会降低人眼的M型锥状细胞(M size cone cell)对绿光的感知力(perception)。因此，要研发出一种显示设备，其所发出的绿光能够接近或符合Rec.2020国际标准色域要求，又能同时使M型锥状细胞有高感知力，对业界来说仍是一重要的课题。
发明内容
本发明的一实施例提供了一种显示设备，其包括能发射出绿色输出光的显示单元，所述绿色输出光是最终被显示的光，且所述绿色输出光具有一输出光谱，对应于所述显示单元的一最高灰阶。所述输出光谱在494纳米至575纳米范围的强度积分值定义为一第一强度积分，所述输出光谱在380纳米至493纳米范围的强度积分值定义为一第二强度积分，所述输出光谱在576纳米至780纳米范围的强度积分值定义为一第三强度积分，所述第二强度积分和所述第三强度积分的总和定义为一第一积分总和，所述第一积分总和对所述第一强度积分的比值定义为一第一比值，且所述第一比值大于0.0％且小于或等于37.0％。
附图说明
图1所示为本发明显示设备的第一实施例的剖面示意图。
图2所示为本发明显示设备的第一实施例的子像素显示单元的配置示意图。
图3所示为本发明显示设备的第一实施例的其中一个显示单元的输出光谱示意图。
图4所示为Rec.2020国际标准色域覆盖率对本发明显示设备DP1的显示单元DU1的第一比例的曲线示意图。
图5所示为本发明第一实施例的变化实施例的显示设备的其中一个显示单元的输出光谱的示意图。
图6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其中一个显示单元的输出光谱的示意图。
图7所示为本发明第一实施例的部分光转换层的放大剖面示意图。
图8所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第一变化结构的俯视示意图。
图9所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第二变化结构的俯视示意图。
图10所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第三变化结构的俯视示意图。
图11所示为本发明显示设备的第一实施例的另一变化实施例的显示单元的配置俯视示意图。
图12所示为本发明显示设备的第二实施例的剖面示意图。
图13所示为本发明显示设备的第三实施例的剖面示意图。
图14所示为本发明显示设备的第四实施例的剖面示意图。
图15所示为本发明显示设备的第五实施例的剖面示意图。
图16所示为本发明显示设备的第六实施例的剖面示意图。
图17所示为本发明显示设备的第七实施例的剖面示意图。
图18所示为本发明显示设备的第八实施例的剖面示意图。
图19所示为本发明显示设备的第九实施例的剖面示意图。
图20所示为本发明显示设备的第十实施例的剖面示意图。
附图标记说明：100-显示面板；102-第一基板；104-第二基板；106-显示电路阵列；108-光调变层；110-光转换层；1101、1101A、1101B、1101C-第一转换单元；1102-第二转换单元；1103-第三转换单元；110a-第一光转换部；110b-第二光转换部；110c-第三光转换部；112-第一偏光片；114-第二偏光片；116-光学膜；118-第三基板；120-光源层；1201-第一发光单元；1202-第二发光单元；1203-第三发光单元；120a-阳极层；120b-发光层；120c-阴极层；126-覆盖层；128-阻隔膜；200-背光模块；202、202’-背光单元；204-光学膜；206-光转换层；DP1～DP10-显示设备；DU1-第一显示单元；DU2-第二显示单元；DU3-第三显示单元；I1-第一强度积分；I2-第二强度积分；I3-第三强度积分；M1、M2-色彩调整材料；P1-第一强度峰值；P2-第二强度峰值；P2’-副第二强度峰值；P3-第三强度峰值；PX-像素。
具体实施方式
通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本发明，须注意的是，为了使读者能容易了解及图式的简洁，本发明中的多张图式只绘出显示器的一部分，且图式中的特定组件并非依照实际比例绘图。此外，图中各组件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本发明的范围。
本发明通篇说明书与后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。本文并不意在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」等词为开放式词语，因此其应被解释为「含有但不限定为…」之意。
当相应的构件例如膜层或区域被称为「在另一构件(或其变体)上」或「延伸到另一个构件」时，它可以直接在另一个构件上或直接延伸到另一个构件，或者两者之间可存在有其他构件。另一方面，当构件被称为「直接在另一个构件(或其变体)上」或「直接延伸到另一个构件」时，则两者之间不存在任何构件。另外，当构件被称为「耦接于另一个构件(或其变体)」时，它可以直接地连接到此另一构件，通过一或多个构件间接地连接(例如电性接)到此另一构件。
应了解到，当组件或膜层被称为在另一个组件或膜层「上」或「连接到」另一个组件或膜层时，它可以直接在此另一组件或膜层上或直接连接到此另一组件或层，或者两者之间存在有插入的组件或膜层。相反地，当组件被称为「直接」在另一个组件或膜层「上」或「直接连接到」另一个组件或膜层时，两者之间不存在有插入的组件或膜层。
当本发明的描述中使用术语「包括」、「包含」及/或「具有」时，其指定了相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在，但不排除一个或多个相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在。
须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神下，将多个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
在本发明中，所有实施例的显示器的显示单元是用于向观看者显示影像的子像素或像素，各显示单元分别为一堆栈结构，其包括被配置为能发出具有亮度和颜色的光线的所有相关膜层、相关组件或相关部分。对于液晶显示器而言，显示单元是指子像素，例如各显示单元可以包括液晶层的相关部分、偏振片的相关部分、背光的相关部分以及相关的基板、驱动电路与彩色滤光片。对于自发光显示器而言，例如无机发光二极管显示器(light-emitting diode display，LED)与有机发光显示器(organic light-emitting diodedisplay，OLED)，显示单元是指子像素或像素，而各显示单元可以包括相关的自发光源、相关的光转换层、光学膜层的相关部分、相关的基板以及驱动电路。另外，多个显示单元可以具有共享的膜层、共享的组件或共其他用部分。
在本发明中，所有实施例中所提到的输出光是指从显示器的显示单元(或多个显示单元)到观看者的眼睛的最终光学结果，而输出光的输出光谱的测量则是从显示器外测量，且这些输出光谱的测量是对应于显示器的特定一个或多个显示单元的最高灰阶，也就是说，例如以最高驱动电压或最高驱动电流驱动对应的电路，使特定一个或多个显示单元在最大灰阶的操作下，对此(些)显示单元所产生的输出光进行测量，以得到输出光谱。
请参考图1到图3，图1所示为本发明显示设备的第一实施例的剖面示意图，图2所示为本发明显示设备的第一实施例的子像素显示单元的配置俯视示意图，图3所示为本发明显示设备的第一实施例的其中一个显示单元的输出光谱示意图。根据本实施例，显示设备DP1包括至少一显示单元DU1。在本实施例中，显示设备DP1还可选择性地包括一个或多个显示单元DU2和一个或多个显示单元DU3，用以发射出和显示单元DU1具有不完全相同的光谱的光线。具体而言，显示单元DU1发射出的光线、显示单元DU2发射出的光线以及显示单元DU3发射出的光线分别具有不同的光谱。如图1和图2所示，本实施例显示设备DP1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彼此交替并排设置。另外，第一显示单元DU1的其中一个、第二显示单元DU2的其中一个与第三显示单元DU3的其中一个可形成一像素PX，并且在各像素PX中，第一显示单元DU1设置在第二显示单元DU2与第三显示单元DU3之间，但显示单元的配置方式不以此为限。
各显示单元DU1、各显示单元DU2以及各显示单元DU3分别由多个组件所构成，其结构在下文详细介绍。在本实施例中，显示设备DP1举例为液晶显示设备。显示设备DP1实质上包括一显示面板100以及一背光模块200。显示面板100包括一第一基板102、相对第一基板104设置的一第二基板104、用来驱动装置的一显示电路阵列106、一光调变层108以及至少一光转换层110，其中第二基板104相反于第一基板102的一侧为显示设备DP1的显示面。本实施例的显示面板100还可包括一第一偏光片112以及一第二偏光片114。显示电路阵列106、光调变层108以及光转换层110设置在第一基板102和第二基板104之间。在本实施例中，光调变层108可以设置在显示电路阵列106以及光转换层110之间。在其他实施例中，显示电路阵列106可设置在光调变层108和光转换层110之间，或者光转换层110可设置在光调变层108和显示电路阵列106之间。第一偏光片112是设置在第一基板102相反于第二基板104的一侧，且第二偏光片114是设置在第二基板104相反于第一基板102的一侧。一光学膜116还可以选择性地设置在第一偏光片112或第二偏光片114上。另外，显示设备DP1还可包括其他并未绘示于图1的组件和膜层，例如绝缘层、配向层或封胶层。第一基板102以及第二基板104可为例如玻璃基板、塑料基板、石英基板或蓝宝石基板等硬质基板，也可为例如聚亚酰胺材料(polyimide,PI)或聚对苯二甲酸乙二酯材料(polyethylene terephthalate,PET)等可挠式基板，但不以此为限。显示电路阵列106设置在第一基板102上，例如可包括(但不限于)晶体管(transistor)、栅极线(gate line)、资料线(data line)、共享电极线(common line)、电极、电容或其他驱动组件与部件。
光调变层108设置在显示电路阵列106上且设置于第一基板102和第二基板104之间。由背光模块200发出的光线会经过光调变层108而控制对应的灰阶(或光强度)。由于本实施例的显示设备DP1为液晶显示设备，因此光调变层108可为液晶层且包括多个液晶分子或是双折射(birefringence)材料，但不以此为限。
在本实施例中，光转换层110是设置在光调变层108以及第二基板104之间，用以转换或调整由背光模块200所发射出的并穿过光调变层108的光线的光谱或颜色。本实施例的光转换层110包括第一转换单元1101、第二转换单元1102以及第三转换单元1103彼此交替并排设置，其中这些转换单元可包括彩色滤光(color filter)材料、量子点(quantum dot)材料、磷光(phosphor)材料或两种以上上述材料的组合。由第一转换单元1101、第二转换单元1102以及第三光转换单元1103射出的光线可分别具有不同的光谱或颜色，因此，第一转换单元1101、第二转换单元1102以及第三转换单元1103内的材料可以不完全相同。各第一转换单元1101、第二光转换单元1102以及第三光转换单元1103分别对于其中一个显示单元。举例而言，本实施例的其中一个第一转换单元1101对应于其中一个显示单元DU1，且可以将背光模块200发射出的光线转换为绿光，该绿光在波长495纳米到570纳米的范围内具有一最大峰值；本实施例的其中一个第二转换单元1102对应于其中一个显示单元DU2，且可以将背光模块200发射出的光线转换为蓝光，且该蓝光在波长400纳米到493纳米的范围内具有一最大峰值；以及本实施例的其中一个第三转换单元1103对应于其中一个显示单元DU3，且可以将背光模块200发射出的光线转换为红光，该红光在波长543纳米到750纳米的范围内具有一最大峰值。例如，第一转换单元1101、第二转换单元1102以及第三转换单元1103分别包括绿色滤光材料、蓝色滤光材料及红色滤光材料，且显示单元DU1、显示单元DU2、显示单元DU3分别表示绿色子画素、蓝色子画素及红色子画素。因此，一个像素PX由显示单元DU1的其中一个、显示单元DU2的其中一以及显示单元DU3的其中一个所构成，但不以此为限。在其他实施例中，不同子画素可能有不同的数量。
背光模块200邻近于第一偏光片112设置。本实施例的背光模块200会发出白光并传递至显示面板100。在本实施例中，背光模块200包括具有发光二极管(light-emittingdiode,LED)的背光单元202、选择性设置在背光单元202上的光学膜204以及设置在光学膜204上的光转换层206，其中背光单元202发出蓝光，且光转换层206例如可包括量子点材料，用来将背光单元202发出的蓝光转换为白光，但不以此为限。在其他实施例中，背光单元202可以直接发出白光且不需要光转换层206。举例而言，背光单元202可包括一个或多个白光源，或可包括三种能发出不同颜色(例如为红色、绿色及蓝色)的光源以混合成白光。
在本实施例中，各显示单元DU1分别包括背光模块200的一部分以及显示面板100的一部分。具体而言，各显示单元DU1分别包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光调变层108的一部分、光转换层110的一部分(例如其中一个第一转换单元1101)、第二基板104的一部分以及其他相关的组件或膜层，如图1所示。类似地，各显示单元DU2分别包括背光模块200的一部分、第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光调变层108的一部分、光转换层110的一部分(例如其中一个第二转换单元1102)、第二基板104的一部分以及其他相关的组件或膜层，而各显示单元DU3分别包括背光模块200的一部分、第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光调变层108的一部分、光转换层110的一部分(例如其中一个第三转换单元1103)、第二基板104的一部分以及其他相关的组件或膜层。输出光可视为显示设备中各显示单元DU1、DU2及DU3最终进入观看者(使用者)眼睛的光线，且输出光的输出光谱是从显示设备外所测量。
如上所述，第一转换单元1101是用来将背光模块200所发出的光线(输入光)转换为输出光，此输出光所具有光谱的最大峰值对应的波长范围例如为494纳米到575纳米。值得一提的是，第一转换层1101可包括色彩调整材料(例如量子点材料或颜料)，用来使输出光的输出光谱在波长380纳米到493纳米的范围或波长576纳米到780纳米的范围具有至少一峰值。如图1和图3所示，显示设备DP1的其中一个显示单元DU1所发出的输出光具有对应最高灰阶的输出光谱，也就是说该显示单元DU1的该输出光是在该显示单元DU1在最高灰阶的操作下所发出的，举例而言，此时该显示单元DU1是以最大操作电压所驱动，但不以此为限。在显示单元DU1的输出光的该输出光谱(对应显示设备DP1的最大灰阶)中，输出光谱在494纳米至575纳米范围的强度积分值定义为一第一强度积分I1，输出光谱在380纳米至493纳米范围的强度积分值定义为一第二强度积分I2，输出光谱在576纳米至780纳米范围的强度积分值定义为一第三强度积分I3。根据本发明，第二强度积分I2和第三强度积分I3的总和定义为一第一积分总和，而第一积分总和与第一强度积分I1的比值定义为一第一比值，并且第一比值大于0.0％且小于或等于37.0％。在本实施例中，因为第一转换单元1101的设计，第二强度积分I2和第三强度积分I3皆大于0，如前所述。然而，在其他实施例中，只要第二强度积分I2和第三强度积分I3的至少一个大于0且第一比值不大于37.0％，那么第二强度积分I2和第三强度积分I3的其中一个可以为0。需注意的是，图3中的输出光谱是显示单元DU1在最大灰阶操作下且显示单元DU2和显示单元DU3在最小灰阶操作下所测量得到。换句话说，在测量过程中，显示设备DP1中的显示单元DU1是开启的而显示单元DU2及显示单元DU3都是关闭的，如图1所示。另外，输出光谱在494纳米至575纳米范围的最大强度峰值定义为一第一强度峰值P1，输出光谱在380纳米至493纳米范围的最大强度峰值定义为一第二强度峰值P2，并且输出光谱在380纳米至493纳米范围可以存在有一第二峰值，定义为副第二强度峰值P2＇。另外，输出光谱在576纳米至780纳米范围存在有一最大强度峰值，其定义为一第三强度峰值。
请参考图4，图4所示为Rec.2020国际标准色域覆盖率对本发明显示设备DP1的显示单元DU1的第一比例的曲线示意图，其中x坐标的能量比例代表如上所述的第一比值，而图中所绘示的三个曲线分别表示本发明的前述输出光谱在527纳米、532纳米及537纳米波长具有最大峰值(图3所示的第一强度峰值P1)的输出光谱的Rec.2020国际标准色域覆盖率的测量结果。Rec.2020国际标准色域覆盖率的图表是当显示设备DP1的显示单元DU1对应于最大灰阶时用以发出纯绿光时所测量。并且，在测量过程中显示设备DP1的显示单元DU1例如为开启的且是以最大操作电压所驱动，而显示单元DU2及显示单元DU3都是关闭的。根据本发明显示设备DP1的第一比值的设计，显示单元DU1输出光的输出光谱的Rec.2020国际标准色域覆盖率大于或等于60％，因此显示单元DU1能够符合Rec.2020国际标准高色域的要求。如图4所示，以第一强度峰值P1具有相同波长的同一条曲线而言，当显示单元DU1输出光的输出光谱的第一比值越低，则其Rec.2020国际标准色域覆盖率会越高；而在三条曲线中，第一强度峰值P1的对应波长较短时，则其Rec.2020国际标准色域覆盖率较高，例如代表527纳米波长的曲线。此外，比较图4中三条曲线的趋势，可以了解当第一比值接近37.0％时，此三个例子中的Rec.2020国际标准色域覆盖率的数值彼此相接近。换句话说，当第一比值接近37.0％时，显示单元DU1的输出光谱的最大峰值所对应的波长数值对于Rec.2020国际标准色域覆盖率的影响会降低，而当第一比值接近0.0％时，此三个例子的Rec.2020国际标准色域覆盖率的数值彼此差异较大。因此，将第一比值设计为接近37.0％的优点之一在于背光单元202或背光模块200中的光源选择可更为弹性，因为所选择的光源的波长参数对于输出光的Rec.2020国际标准色域覆盖率的影响较小。然而，根据本发明，第一比值并不需要尽可能地接近37.0％，且本发明设计的主要精神之一在于使显示单元DU1的输出光谱具有大于0.0％且小于或等于37.0％的第一比值，以用来使其所输出的纯绿光对Rec.2020国际标准色域覆盖率大于60.0％且接近100％。
请参考图5及图6，图5所示为本发明第一实施例的变化实施例的显示设备的其中一个显示单元的输出光谱的示意图，图6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其中一个显示单元的输出光谱的示意图。相较于第一实施例的图3，图5所示的变化实施例的输出光谱具有第一强度积分I1、第二强度积分I2以及其所对应的的一强度峰值P1、第二强度峰值P2以及副第二强度峰值P2’。然而，图5所示的输出光谱在波长576纳米至780纳米的范围几乎不具有第三强度峰值P3，或是第三强度积分I3约为0。在此变化实施例中，第二强度积分I2与第一强度积分I1的比值定义为一第二比值，此第二比值大于0.0％且小于37.0％。另一方面，在图6所示的另一变化实施例的输出光谱中，其具有第一强度峰值P1、第三强度峰值P3、第一强度积分I1以及第三强度积分I3，但是几乎不具有第二强度峰值P2和第二强度积分I2。在图6所示的变化实施例中，第三强度积分I3与第一强度积分I1的比值定义为一第三比值，此第三比值大于0.0％且小于37.0％。在这些变化实施例中，当显示单元DU1对应最大灰阶时，显示单元DU1的输出光的输出光谱的Rec.2020国际标准色域覆盖率仍然大于或等于60％。
请再次参考第一实施例的图3，主峰比值定义为第二强度峰值P2与第一强度峰值P1的比值或是第三强度峰值P3与第一强度峰值P1的比值的其中一者。具体而言，根据本实施例，第二强度峰值P2与第一强度峰值P1的比值定义为一第四比值，并且此第四比值大于或等于1.0％且小于或等于15.0％。另外，根据本实施例，第三强度峰值P3与第一强度峰值P1的比值定义为一第五比值，并且此第五比值大于或等于1.0％并小于或等于15.0％。表1所示为本实施例不同样本OL-1至OL-8的主峰比值的数据，其中第一强度峰值P1的波长分别为527纳米(nm)、528纳米、529纳米、530纳米、531纳米、532纳米、533纳米、534纳米、535纳米、536纳米以及537纳米。主峰比值的数值取决于峰的波长、光转换层110的特性、背光模块200，甚至是第一偏光片112、第二偏光片114、光学膜116以及其他显示单元DU1的组件，所有这些参数都可以使主峰比值在1.0％至15.0％的范围之内变化，或是在3.0％至14.5％的范围之内变化。
表1：样本OL-1至OL-8的主峰比值
Figure BDA0003305799480000111
Figure BDA0003305799480000121
本发明的显示设备DP1还具有和输出光谱的峰强度比值相关的其他性质。如表2所示，副第二强度峰值P2’与第二强度峰值P2的比值定义为第一副峰比值，其落在7.0％至75.0％的范围。如表3所示，副第二强度峰值P2’与第三强度峰值P3的比值定义为第二副峰比值，其落在12.0％至89.0％的范围。如表4所示，第二强度峰值P2与第三强度峰值P3的比值定义为第三副峰比值，其落在119.0％至162.0％的范围。第一副峰比值、第二副峰比值以及第三副峰比值取决于峰的波长、光转换层110的特性以及任何其他用以形成显示单元DU1的组件。
表2：样本OL-1至OL-4的第一副峰比值
Figure BDA0003305799480000122
表3：样本OL-1至OL-4的第二副峰比值
Figure BDA0003305799480000123
Figure BDA0003305799480000131
表4：样本OL-1至OL-4的第三副峰比值
Figure BDA0003305799480000132
请参考图7，图7所示为本发明第一实施例的部分光转换层的放大剖面示意图。光转换层110可包括单层结构或多层结构。在本实施例中，光转换层110的其中一个第一转换单元1101如图7所示包括至少两个光转换部：第一光转换部110a以及第二光转换部110b，且第一光转换部110a内所包括的材料和第二光转换部110b内所包括的材料不相同。第一光转换部110a包括色彩调整材料M1。色彩调整材料M1包括量子点，其中量子点例如可以将背光模块200所发出的光线转换为具有最大峰值落在494纳米至575纳米范围的输出光谱的输出光，并且此量子点在以下的叙述被称为绿色量子点材料。第二光转换部110b设置在第一光转换部110a上，并且包括可以调整输出光的输出光谱以让输出光谱在波长380纳米至493纳米或576纳米至780纳米的范围内具有至少一峰值的色彩调整材料M2。其中，色彩调整材料M2可包括量子点材料、颜料或其他合适的材料。举例而言，色彩调整材料M2可包括淡黄色(yellowish)量子点材料或是淡蓝色(bluish)量子点材料的其中之一，其中淡黄色量子点材料是一种可以将背光模块200所发出的光线转换为具有峰值落在576纳米至780纳米波范围的输出光谱的输出光的色彩调整材料，而淡蓝色量子点材料是一种可以将背光模块200所发出的光线转换为在380纳米至493纳米波长范围内具有至少一峰值的输出光谱的输出光的色彩调整材料，但不以此为限。在本实施例中，举例而言，色彩调整材料M2可以为淡黄色量子点材料。在其他实施例中，第一光转换部110a及第二光转换部110b可以都包括色彩调整材料，且其中一个光转换部的色彩调整材料和另一个光转换部的色彩调整材料不相同。
请参考图8至图10，图8所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第一变化结构的俯视示意图，图9所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第二变化结构的俯视示意图，而图10所示为本发明显示设备的第一实施例的第一转换单元的第三变化结构的俯视示意图。如图8所示，第一转换单元1101A的其中一个可包括多个部分，其包括第一光转换部110a、第二光转换部110b以及第三光转换部110c。第二光转换部110b以及第三光转换部110c分别设置在第一转换单元1101的角落，而第一光转换部110a为第一转换单元1101中的其他部分，并且第一光转换部110a的面积大于第二光转换部110b以及第三光转换部110c。第一光转换部110a中的色彩调整材料M1包括绿色量子点材料，第二光转换部110b中的色彩调整材料M2包括黄色量子点材料，第三光转换部110c中的色彩调整材料M3包括蓝色量子点材料，但不以此为限。如图9所示，和图8中第一转换单元1101A的主要不同之处在于，图9中的单个第一转换单元1101B只具有一个第二光转换部110b和一个第三光转换部110c，其中第二光转换部110b和第三光转换部110c是设置在第一光转换部110a中的相反侧。如图10所示，第一转换单元1101C可以为绿色滤光片，其具有掺杂物的或是具有彩色转换材料或前述色彩调整材料的混合物，例如同时具有色彩调整材料M1以及色彩调整材料M2，但不以此为限。
需注意的是，上述第一光转换部110a、第二光转换部110b以及/或第三光转换部110c可以为显示单元DU1的两个或两个以上的第一转换单元1101、1101A、1101B或1101C中共享部分。换句话说，两个或两个以上的第一转换单元1101、1101A、1101B或1101C可以同时共用光转换层110中的一或多个膜层。
请参考图11，图11所示为本发明显示设备的第一实施例的另一变化实施例的显示单元的配置俯视示意图。本变化实施例的显示设备DP1’的显示单元DU1、显示单元DU2以及显示单元DU3的配置和第一实施例中的配置不同。在本变化实施例中，显示单元DU1的其中两个、显示单元DU2的其中一个以及显示单元DU3的其中一个形成像素PX，且一个画素中两个显示单元DU1是设置在显示单元DU2以及显示单元DU3之间。另外，显示单元DU1、显示单元DU2及显示单元DU3的尺寸可以不相同。在本变化实施例中，显示单元DU1的尺寸小于显示单元DU3的尺寸，且显示单元DU3的尺寸小于显示单元DU2的尺寸，但不以此为限。此外，显示单元DU1、显示单元DU2及显示单元DU3的发光形状或发光面积可以不相同。举例而言，本变化实施例中显示单元DU1的发光形状为圆形，显示单元DU2的发光形状为矩形，而显示单元DU3的发光形状为长条状，但不以此为限。
本发明的显示设备并不以上述实施例和变化实施例为限，且可以具有其他的实施例。为了简化描述，以下的实施例或变化实施例中的相同构造以相同的标号进行标注，为了更容易地比较实施例或变化实施例之间的差异，以下描述将详细描述不同实施例或变化实施例之间的不同之处，并不再对相同的特征作赘述。
请参考图12，图12所示为本发明显示设备的第二实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于显示设备DP2的背光模块200不包括图1所示的光转换层206。在本实施例中，背光单元202发出白光，因此不需要光转换层206。在本实施例显示设备DP2的显示单元DU1中，其输出光的输出光谱的第一强度积分、第二强度积分以及第三强度积分彼此之间的关系(例如上述第一比值、第二比值以及第三比值)以及输出光的输出光谱的各强度峰值彼此之间的关系(例如上述第四比值与第五比值)可以和上述第一实施例中的显示设备DP1相同。需注意的是，以下所介绍的其他实施例的显示单元DU1的最终输出光的输出光谱中的各强度积分及各强度峰值也和第一实施例具有相同或相似的相对关系，将不再重复赘述。
请参考图13，图13所示为本发明显示设备的第三实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于显示设备DP3的背光模块200包括多个背光单元202，这些背光单元202可例如包括发光二极管(LED)、次毫米无机发光二极管(mini-LED)或微型无机发光二极管(micro-LED)。无机发光二极管是一种具有无机发光材料并且可以用以发光的芯片。一般无机发光二极管的芯片尺寸范围为300微米(micrometer,μm)至2毫米(millimeter,mm)。次毫米无机发光二极管的芯片尺寸范围为100微米至300微米。微型无机发光二极管的芯片尺寸范围为1微米至100微米。在本实施例中，各第一显示单元DU1包括背光单元202的其中之一、光学膜204的一部分、第一偏光片112的一部分、第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光调变层108的一部分、第一转换单元1101的其中之一、第二基板104的一部分、第二偏光片114的一部分以及光学膜116的一部分。
请参考图14，图14所示为本发明显示设备的第四实施例的剖面示意图。相较于第一实施例，显示设备DP4的背光模块200包括了会产生蓝光的背光单元202’，其取代图1所示的背光单元202。另外，本实施例的第二基板104设置在光调变层108和光转换层110之间，且第三基板118设置在光转换层110和第二偏光片114之间。在本实施例中，光转换层110可以为包含量子点的膜或层，其中第一转换单元1101包括可以将蓝光转换为绿光的绿色量子点材料，且第二转换单元1102包括可以将蓝光转换为红光的红色量子点材料，而第三转换单元1103可不包括量子点材料于其中，但不以此为限。
请参考图15，图15所示为本发明显示设备的第五实施例的剖面示意图。如图15所示，本实施例的显示设备DP5是有机发光二极管(OLED)显示设备，包括第一基板102、用来驱动的显示电路阵列106、光源层120、覆盖(capping)层126、阻隔(barrier)膜128以及光学膜116，其中覆盖层126、阻隔膜128以及光学膜116为选择性地设置并且可以用其他膜层取代。在本实施例中，光源层120是设置在显示电路阵列106上且电性连接显示电路阵列106的电路。光源层120包括阳极层120a、发光层120b以及阴极层120c。发光层120b包括有机发光材料并且包括多个第一发光单元1201、多个第二发光单元1202以及多个第三发光单元1203，能分别产生具有不同光谱的光线，换句话说，此三种发光单元分别会产生不同颜色的光线。举例而言，第一发光单元1201发出绿光，此绿光在波长490纳米到575纳米的范围中具有一最大峰值；第二发光单元1202发出蓝光，此蓝光在波长380纳米到490纳米的范围中具有一最大峰值；而第三发光单元1203发出红光，此红光在波长580纳米到780纳米的范围中具有一最大峰值，但不以此为限。各第一发光单元1201以及对应的部分阳极层120a和部分阴极层120c分别形成一光源；各第二发光单元1202以及对应的部分阳极层120a和部分阴极层120c分别形成一光源；而各第三发光单元1203以及对应的部分阳极层120a和部分阴极层120c分别形成一光源。在本实施例中，各显示单元DU1包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分(例如显示电路阵列106中的一电路)、光源层120的一部分(例如上述具有一个第一发光单元1201的光源)、覆盖层126的一部分、阻隔膜128的一部分以及光学膜116的一部分。显示单元DU2和显示单元DU3的配置可以有类似的结构，但具有不同的发光单元，其中显示单元DU2和显示单元DU3分别包括第二发光单元1202的其中之一和第三发光单元1203的其中之一。显示设备DP5的显示单元DU1、DU2及DU3还可包括其他组件或膜层，例如绝缘层的相关部分或密封层的相关部分，但不以此为限。在本实施例中，第一发光单元1201包括一种或一种以上的色彩调整材料，其中在第一发光单元1201中的色彩调整材料使输出光的输出光谱在波长380纳米至493纳米的范围内或是576纳米至780纳米的范围内具有至少一峰值。需注意的是，输出光可被视为显示设备的显示单元对观看者所发出的最终视觉光，而输出光的输出光谱由显示设备外测量。
请参考图16，图16所示为本发明显示设备的第六实施例的剖面示意图。相较于第五实施例，显示设备DP6的光源层120中的第一发光单元1201、第二发光单元1202以及第三发光单元1203分别包括会产生不同光谱的光线的量子点发光二极管(quantum-dot lightemitting diode,QLED)，其中可以有混合的有机发光材料和量子点。举例而言，本实施例中第一发光单元1201中的量子点发光二极管发出绿光，第二发光单元1202中的量子点发光二极管发出蓝光，第三发光单元1203中的量子点发光二极管发出红光。各第一发光单元1201包括一种或一种以上色彩调整材料，以使输出光的输出光谱在波长380纳米到493纳米的范围或波长576纳米到780纳米的范围内具有至少一峰值。在本实施例中，各显示单元DU1包括光源层120内的一光源(例如第一发光单元1201的其中一个)，各显示单元DU2包括光源层120内的一光源(例如第二发光单元1202的其中一个)，各显示单元DU3包括光源层120内的一光源(例如第三发光单元1203的其中一个)。另外，各显示单元DU1、DU2及DU3分别还包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分(例如电路)以及光学膜116的一部分。阴极层、阳极层、选择性的阻隔层以及选择性的覆盖层则不再赘述。
请参考图17，图17所示为本发明显示设备的第七实施例的剖面示意图。相较于第六实施例，显示设备DP7的光源层120中的第一发光单元1201、第二发光单元1202以及第三发光单元1203分别被发出不同光线(具有不同光谱)的微型无机发光二极管或次毫米无机发光二极管所取代。次毫米无机发光二极管的芯片范围为50微米至400微米。微型无机发光二极管的芯片尺寸范围为1微米至50微米。第一发光单元1201包括和本发明第六实施例相似的色彩调整材料，不再赘述。在本实施例中，各显示单元DU1包括光源层120内的一光源(例如第一发光单元1201的其中一个)，各显示单元DU2包括光源层120内的一光源(例如第二发光单元1202的其中一个)，各显示单元DU3包括光源层120内的一光源(例如第三发光单元1203的其中一个)。另外，各显示单元DU1、DU2及DU3还包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分以及光学膜116的一部分。
请参考图18，图18所示为本发明显示设备的第八实施例的剖面示意图。相比第七实施例，本实施例光源层120中发出相同光谱或相同颜色光线的微型无机发光二极管(或次毫米无机发光二极管)可以不包括色彩调整材料。另外，本实施例中的显示设备DP8还包括设置在光源层120以及光学膜116之间的光转换层110。光转换层110可以设置在光源层120的光源上相反于第一基板102的一侧，用以转换并且调整从光源层120所发出的光谱及/或颜色。本实施例的光转换层110包括第一转换单元1101、第二转换单元1102以及第三转换单元1103彼此并排排列。从光源层120中的第一发光单元1201、第二发光单元1202以及第三发光单元1203所发出的光可以为蓝光，而光转换层110可包括彩色滤光材料、量子点材料、磷光材料、颜料或两种或更多上述材料的组合。第一转换单元1101包括可以将蓝光转换为绿光的材料，第三转换单元1103包括可以将蓝光转换为红光的材料，而第二转换单元1102可以不包括色彩调整材料或是包括可以调整蓝光光谱的材料，但不以此为限。在本实施例中，第一转换单元1101还包括色彩调整材料，用来使输出光的输出光谱在波长380纳米到493纳米范围或波长576纳米到780纳米的范围具有至少一峰值，此结构设计相似于第一实施例，不再赘述。在本实施例中，各显示单元DU1包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光源层120的一部分(例如第一发光单元1201)、第一转换单元1101以及光学膜116的一部分)。显示单元DU2和DU3的配置类似于显示单元DU1，然而，显示单元DU2包括第二发光单元1202以及第二转换单元1102，而显示单元DU3包括第三发光单元1203以及第三转换单元1103。
请参考图19，图19所示为本发明显示设备的第九实施例的剖面示意图。相比第五实施例，本实施例显示设备DP9的光源层120的光源中的有机发光材料发出蓝光且不包括色彩调整材料，而显示设备DP9的光转换层110的材料和功能可以参考第八实施例。本实施例的光转换层110设置在光源层120上相反于第一基板102的一侧。在本实施例中，第一转换单元1101包括色彩调整材料，可以使输出光的输出光谱在波长380纳米到493纳米的范围或波长在576纳米到780纳米的范围具有至少一峰值，相似于第一实施例且不再赘述。在本实施例中，各显示单元DU1包括光转换层110的一部分(例如第一转换单元1101的其中一个)，各显示单元DU2包括光转换层110的一部分(例如第二转换单元1102的其中一个)，且各显示单元DU3包括光转换层110的一部分(例如第三转换单元1103的其中一个)。另外，各显示单元DU1、DU2及DU3还分别包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光源层120的一部分、第二基板104的一部分以及光学膜116的一部分。
请参考图20，图20所示为本发明显示设备的第十实施例的剖面示意图。相比第五实施例，本实施例显示设备DP10的光源层120的光源发出白光，且第二基板104与光转换层110分别设置在光源层120的两侧，其中光转换层110是设置在显示电路阵列106和光源层120之间，并且第二基板104是设置在光源层120上相反于光转换层110的一侧。值得注意的是，图20中光源层120所发出的光线可以被第二基板104反射并向下行进，换句话说，第一基板102相反于第二基板104的一侧是显示设备DP10的显示面。在本实施例中，各第一转换单元1101包括色彩调整材料，其可以使输出光的输出光谱在波长在380纳米到493纳米的范围或波长在576纳米到780纳米的范围具有至少一峰值，相似于第一实施例且将不再重复赘述。在本实施例中，各显示单元DU1包括光转换层110的一部分(例如第一转换单元1101的其中一个)，各显示单元DU2包括光转换层110的一部分(例如第二转换单元1102的其中一个)，且各显示单元DU3包括光转换层110的一部分(例如第三转换单元1103的其中一个)。另外，各显示单元DU1、DU2及DU3还分别包括第一基板102的一部分、显示电路阵列106的一部分、光源层120的一部分及第二基板104的一部分。
综上所述，本发明的显示设备提供发射绿色输出光的显示单元，并且此绿色输出光在最高灰阶下具有特定的光谱曲线。该输出光谱在波长380纳米到493纳米范围以及576纳米到780纳米范围的强度积分的积分总和对输出光谱在波长380纳米到493纳米范围的强度积分的比值大于0.0％且小于或等于37.0％。输出光谱在380纳米到493纳米波长范围的峰值对494纳米到575纳米波长范围的峰值的比值大于1.0％且小于或等于15.0％。用来发出绿光的显示单元的输出光的上述光谱曲线与特性可以藉由设置、调整或设计显示单元内所包括的组件或膜层而得到，例如将光转换层或色彩调整材料设置在彩色滤光片中或是光源内的发光单元中，但不以此为限。举例而言，位在光转换层内或是位在显示单元的光源内的色彩调整材料可以使显示单元的输出光的输出光谱在波长380纳米到493纳米的范围以及在波长576纳米到780纳米的范围内具有至少一峰值，并且因此可以适当地调整输出光谱在380纳米到493纳米波长范围及/或576纳米到780纳米波长范围的强度积分对494纳米到575纳米波长范围的强度积分的比值。因此，本发明中显示设备的显示单元对应于最高灰阶时所发出的绿色输出光可以同时符合Rec.2020国际标准色域并且使人眼的M尺寸锥形细胞有高感知能力。根据上述，使用者的感知经验能获得提升。
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 (10)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：
一显示单元，能发射出一绿色输出光，所述绿色输出光是最终被显示的光，且所述绿色输出光具有一输出光谱，对应于所述显示单元的一最高灰阶；
其中，所述输出光谱在494纳米至575纳米范围的强度积分值定义为一第一强度积分，所述输出光谱在380纳米至493纳米范围的强度积分值定义为一第二强度积分，所述输出光谱在576纳米至780纳米范围的强度积分值定义为一第三强度积分，所述第二强度积分和所述第三强度积分的总和定义为一第一积分总和，所述第一积分总和对所述第一强度积分的比值定义为一第一比值，且所述第一比值大于0.0％且小于或等于37.0％。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一第一基板；
一第二基板，和所述第一基板相对设置；
一光调变层，设置在所述第一基板和所述第二基板之间；以及
一背光模块，邻近所述第一基板设置；
其中，所述显示单元包括所述第一基板的一部分、所述第二基板的一部分、所述光调变层的一部分以及所述背光模块的一部分。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，还包括一光转换层，其中所述光转换层是设置在所述背光模块和所述第一基板之间，且所述显示单元还包括所述光转换层的一部分。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述光转换层包括一量子点材料。
5.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，还包括一光转换层，其中所述光转换层是设置在所述第二基板和所述光调变层之间，且所述显示单元还包括所述光转换层的一部分。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其特征在于，所述光转换层包括一滤光材料。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，还包括：
一第一基板；
一显示电路阵列，设置在所述第一基板上；以及
一光源层，设置在所述显示电路阵列上；
其中，所述显示单元包括所述第一基板的一部分、所述显示电路阵列的一部分以及所述光源层的一部分。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述光源层包括阳极层、发光层以及阴极层。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，还包括一光转换层，其中所述光转换层设置在所述光源层相反于所述第一基板的一侧，且所述显示单元还包括所述光转换层的一部分。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述光转换层包括一滤光材料。
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