技术领域
[0001] 本
发明是有关于一种显示装置及其驱动方法，且特别是有关于一种发光
二极管显示装置及其驱动方法。
背景技术
[0002] 由于
发光二极管(light emitting diode，LED)显示装置具有有源式发光、高
亮度、高对比、低功耗等优点，为了满足高解析度的需求，由有源元件阵列
基板与阵列排列的微米发光二极管(micro-LED)组成的发光二极管显示装置是目前发展的方向之一。
[0003] 然而，发光二极管显示装置在低灰阶(亦即低亮度)的操作模式与高灰阶(亦即高亮度)的操作模式之间的国际照明学会(International Commission on Illumination，CIE)色座标的偏移相当大。如此一来，使得发光二极管显示装置在不同灰阶亮度的操作模式之间产生
颜色的变化，即出现所谓的
色偏问题。
发明内容
[0004] 本发明提供一种显示装置的驱动方法，使得显示装置在不同灰阶的操作模式之间具有较小的
色域变化。
[0005] 本发明提供一种显示装置，其次
像素在不同灰阶的操作模式之间具有较小的CIE色座标偏移。
[0006] 本发明
实施例的显示装置的驱动方法包括：提供显示装置，包括多个次像素，其中至少一次像素包括第一发光元件、第二发光元件以及
波长转换层，第一发光元件与第二发光元件并联，第一发光元件具有第一启动
电流且第二发光元件具有第二启动电流，第一启动电流小于第二启动电流，波长转换层
覆盖第一发光元件且未覆盖第二发光元件；在第一模式下对显示装置的至少一次像素施加第一电流，以启动第一发光元件，其中第一电流大于或等于第一启动电流且小于第二启动电流；以及在第二模式下对至少一次像素施加第二电流，以同时启动第一发光元件与第二发光元件，其中第二电流大于或等于第二启动电流。
[0007] 在本发明的一实施例中，第一电流可大于0微安培且小于或等于0.75微安培，第二电流可大于0.76微安培且小于或等于3.5微安培。
[0008] 在本发明的一实施例中，第一电流可大于0微安培且小于或等于0.5微安培，第二电流可大于0.76微安培且小于或等于1.5微安培。
[0009] 在本发明的一实施例中，显示装置的最高驱动灰阶为第L阶灰阶，在第一模式下至少一次像素的灰阶可大于或等于第1阶且小于第L/2阶，且在第二模式下至少一次像素的灰阶可大于或等于第L/2阶且小于或等于第L阶。
[0010] 在本发明的一实施例中，在第一模式以第一电流驱动至少一次像素时，第一发光元件发出的光的主波长范围可为254nm至470nm，且波长转换层受第一发光元件激发而发出的光的主波长范围可为510nm至560nm。
[0011] 在本发明的一实施例中，在第二模式以第二电流驱动至少一次像素时，第二发光元件所发出的光的主波长范围可为510nm至560nm。
[0012] 在本发明的一实施例中，在第一模式以第一电流驱动至少一次像素时，第一发光元件发出的光的主波长范围可为254nm至470nm，且波长转换层受第一发光元件激发而发出的光的主波长范围可为610nm至670nm。
[0013] 在本发明的一实施例中，在第二模式以第二电流驱动至少一次像素时，第二发光元件所发出的光的主波长范围可为610nm至670nm。
[0014] 在本发明的一实施例中，在第一模式以第一电流驱动至少一次像素时，波长转换层受第一发光元件激发而发出的光具有第一CIE色座标值(X1，Y1)，在第二模式以第二电流驱动时，第二发光元件所发出的光具有第二CIE色座标值(X2，Y2)，X1与X2的差值可小于0.05，且Y1与Y2的差值可小于0.1。
[0015] 在本发明的一实施例中，Y1与Y2的差值可小于0.03。
[0016] 本发明实施例的显示装置包括多个次像素。多个次像素中的至少一者包括第一发光元件、第二发光元件以及波长转换层。第一发光元件具有第一启动电流，第二发光元件并联于第一发光元件，且具有第二启动电流，第一启动电流小于第二启动电流。波长转换层覆盖第一发光元件且未覆盖第二发光元件。波长转换层受第一发光元件激发而发出的光在第一模式下具有第一CIE色座标值(X1，Y1)，第二发光元件在第二模式下所发出的光具有第二CIE色座标值(X2，Y2)。X1与X2的差值小于0.05，且Y1与Y2的差值小于0.1。第一模式下至少一次像素的灰阶范围为1至127，且第二模式下至少一次像素的灰阶范围为128至255。
[0017] 在本发明的一实施例中，波长转换层可包括
磷光粉、
荧光粉、
量子点、有机发光材料或其组合。
[0018] 在本发明的一实施例中，第一发光元件与第二发光元件可分别包括发光二极管。
[0019] 在本发明的一实施例中，发光二极管的尺寸范围可为1μm至100μm。
[0020] 在本发明的一实施例中，Y1与Y2的差值可小于0.03。
[0021] 在本发明的一实施例中，第二发光元件发出的光的主波长范围可为510nm至560nm，第一发光元件发出的光的主波长范围可为254nm至470nm，且波长转换层受第一发光元件激发而发出的光的主波长范围可为510nm至560nm。
[0022] 在本发明的一实施例中，第二发光元件发出的光的主波长范围可为610nm至670nm，第一发光元件发出的光的主波长范围可为254nm至470nm，且波长转换层受第一发光元件激发而发出的光的主波长范围可为610nm至670nm。
[0023] 在本发明的一实施例中，其中多个次像素的相邻二个次像素可分别包括第一发光元件、第二发光元件以及波长转换层，且两个次像素发出的光可分别具有不同的主波长范围。
[0024] 在本发明的一实施例中，两个次像素发出的光的主波长范围可分别为510nm至560nm以及610nm至670nm。
[0025] 基于上述，在本发明实施例的显示装置中，至少一次像素的波长转换层覆盖具有较小启动电流的第一发光元件，且未覆盖具有较大启动电流的第二发光元件。如此一来，在低灰阶的操作模式下，次像素中的发光元件所显示出来的
光源的CIE色座标由波长转换层决定。另一方面，在高灰阶的操作模式下，次像素中的发光元件所显示出来的光源的CIE色座标由第二发光元件以及波长转换层共同决定。由于波长转换层受到第一发光元件激发而发出的光的第一CIE色座标值相当接近于第二发光元件发出的光的第二CIE色座标值，故次像素在低灰阶模式与高灰阶模式之间的CIE色座标偏移状况可有效地降低且不影响影像的显示品质。
[0026] 以下结合
附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
[0027] 图1A是依照本发明一些实施例的显示装置的像素的上视示意图。
[0028] 图1B是依照本发明一些实施例的次像素的剖视示意图。
[0029] 图2是依照本发明另一些实施例的显示装置的像素的上视示意图。
[0030] 其中，附图标记：
[0031] 10、20：显示装置
[0032] 100、200：像素
[0033] 100a、100b、100c、200a、200b、200c：次像素
[0034] 102a、102b、202a、202b、202c：波长转换层
[0035] 202：基板
[0036] 204：有源阵列
[0037] 206：绝缘层
[0038] 208：连接结构
[0039] 210：间隔结构
[0040] BD、UD：第一发光元件
[0041] RD、GD、BD1：第二发光元件
[0042] S1：第一表面
[0043] S2：第二表面
具体实施方式
[0044] 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0045] 图1A是依照本发明一些实施例的显示装置10的像素100的上视示意图。
[0046] 请参照图1A，显示装置10包括像素100。像素100包括多个次像素。在一些实施例中，多个次像素包括红光次像素、绿光次像素以及蓝光次像素。举例而言，多个次像素可包括次像素100a、次像素100b以及次像素100c。次像素100a可为红光次像素，且次像素100a发出的光的主波长范围可为610nm至670nm。次像素100b可为绿光次像素，且次像素100b发出的光的主波长范围可为510nm至560nm。次像素100c可为蓝光次像素，且次像素100c发出的光的主波长范围可为254nm至470nm。在其他实施例中，多个次像素更可包括黄光次像素(未绘示)，其发出的光的主波长范围可为560nm至600nm。
[0047] 多个次像素中的至少一者可包括至少两个启动电流与主波长范围不同的发光元件，且包括波长转换层。波长转换层覆盖上述至少两个不同的发光元件的其中一者。具体而言，至少两个发光元件彼此并联，且其启动电流以及发出的光的主波长范围分别彼此不同。
[0048] 以次像素100a为例，次像素100a包括彼此并联的第一发光元件BD以及第二发光元件RD。在一些实施例中，第一发光元件BD与第二发光元件RD分别包括发光二极管。在一些实施例中，发光二极管的尺寸(亦即长、宽或高)的范围可为1μm至100μm。换言之，第一发光元件BD与第二发光元件RD可分别为微米发光二极管(micro-LED)或毫米发光二极管(mini-LED)。在一些实施例中，第一发光元件BD可为蓝光发光元件，其发出的光的主波长范围为254nm至470nm。第二发光元件RD可为红光发光元件，其发出的光的主波长范围为610nm至
670nm。第一发光元件BD具有第一启动电流，且第二发光元件RD具有大于第一启动电流的第二启动电流。在一些实施例中，第一发光元件BD的第一启动电流可大于0微安培且小于或等于5微安培，而第二发光元件RD的第二启动电流的范围可为0.01微安培至5微安培。
[0049] 在第一模式下，对次像素100a施加的电流大于或等于第一启动电流但小于第二启动电流。换言之，在第一模式下，仅会导通第一发光元件BD。在第一模式下，次像素100a接受到的电流可为第N阶灰阶电流。上述第N阶灰阶电流代表次像素100a的亮度(灰阶)为第N阶灰阶所对应到的电流。在一些实施例中，N的范围可为1至127。在第二模式下，对次像素100a施加的电流大于或等于第二启动电流。由此可知，在第二模式下，第一发光元件BD与第二发光元件RD两者均会被导通。在第二模式下，次像素100a接受到的电流可为第M阶灰阶电流。第M阶灰阶电流代表次像素100a的亮度(灰阶)为第M阶灰阶所对应到的电流。在一些实施例中，M的范围可为128至255。
[0050] 次像素100a更包括波长转换层102a。波长转换层102a覆盖第一发光元件BD，而未覆盖第二发光元件RD。换言之，波长转换层102a覆盖第一发光元件BD，且暴露出第二发光元件RD。第一发光元件BD导通时，第一发光元件BD所发出的光会激发波长转换层102a中的波长转换材料，以使第一发光元件BD所发出的光产生光
频谱上的偏移，亦即光颜色发生变化。由于在第一模式下仅导通第一发光元件BD，故次像素100a的发光波长特性由波长转换层
102a决定。在第二模式下，会导通第一发光元件BD与第二发光元件RD两者。因此，在第二模式下，次像素100a的发光特性由第二发光元件RD与波长转换层102a共同决定。在一些实施例中，波长转换层102a可包括磷光粉、荧光粉、量子点、有机发光材料或其组合，亦或包括其他具波长转换特性的膜层或元件结构。此外，所属领域中具有通常知识者可依据设计需求选用具有不同主波长范围的波长转换层，本发明并不以此为限。
[0051] 经由波长转换层102a所激发的光的主波长范围可不同于第一发光元件BD发出的光的主波长范围，且相同于或近似于第二发光元件RD发出的光的主波长范围。如此一来，在第一模式与第二模式下，次像素100a发出的光具有相同或近似的主波长范围。在一些实施例中，波长转换层102a与第二发光元件RD所发出的光的主波长范围均为610nm至670nm，而第一发光元件BD发出的光的主波长范围为254nm至470nm。
[0052] 在第一模式下，经由波长转换层102a所激发的光具有第一CIE色座标值(X1，Y1)。在第二模式下，第二发光元件RD发出的光具有第二CIE色座标值(X2，Y2)。此外，在第二模式下，波长转换层102a受第一发光元件BD的
光激发而发出的光仍具有第一CIE色座标值(X1，Y1)。特别来说，X1与X2的差值小于0.05，且Y1与Y2的差值小于0.1；在一些实施例中，Y1与Y2的差值更可小于0.03。由于高低灰阶之间的光能够有较小的色座标差异，且如此小的颜色差异较不易被人眼所辨识，因此可确保良好的显示品质。由于经由波长转换层102a发出的光的第一CIE色座标值相当接近于第二发光元件RD发出的光的第二CIE色座标值，故次像素
100a在第一模式与第二模式下的CIE色座标值相当接近。换言之，次像素100a在不同灰阶的操作模式之间可具有较小的CIE色座标偏移。
[0053] 一般而言，在低灰阶模式(第一模式)下，红光发光二极管(例如是第二发光元件RD)的
量子效率低于蓝光发光二极管(例如是第一发光元件BD)的量子效率。藉由在低灰阶模式下使用蓝光发光二极管(例如是第一发光元件BD)激发主波长范围在红光范围的波长转换层(例如是波长转换层102a)，则可提高红光次像素(例如是次像素100a)在低灰阶模式下的量子效率。
[0054] 在一些实施例中，相邻于次像素100a的次像素100b亦可包括两个启动电流及主波长范围不同的第一发光元件BD与第二发光元件GD。此外，次像素100b亦包括波长转换层102b。波长转换层102b覆盖第一发光元件BD，而并未覆盖第二发光元件GD。次像素100b相似于次像素100a，以下仅叙述两者的差异处，相同或相似处则不再赘述。在次像素100b中，第一发光元件BD发出的光的主波长范围为254nm至470nm，而第二发光元件GD与波长转换层
102b发出的光的主波长范围均为510nm至560nm。除此之外，第一发光元件BD的第一启动电流可大于0微安培且小于或等于5微安培，而第二发光元件GD的第二启动电流的范围可为
0.01微安培至5微安培。
[0055] 在一些实施例中，像素100中的一或多个次像素可不包括波长转换层，且具有一或多个相同的发光元件。举例而言，次像素100c包括两个相同的第一发光元件BD，且并未包括波长转换层。如此一来，次像素100c的发光特性单独地由第一发光元件BD决定。此外，所属领域中具有通常知识者可依据设计需求选用具有相近主波长范围但为不同启动电流的发光元件，且两发光元件皆未被波长转换层覆盖。
[0056] 请继续参照图1A，接下来，将以显示装置10为例说明本发明实施例的显示装置的驱动方法。
[0057] 本发明实施例的显示装置的驱动方法包括下列步骤。首先，提供如上所述的显示装置(例如是显示装置10)。
[0058] 在第一模式下，对至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)施加第一电流。第一电流大于或等于第一发光元件(例如是第一发光元件BD)的第一启动电流，且小于第二发光元件(例如是第二发光元件RD和/或第二发光元件GD)的第二启动电流。在一些实施例中，第一电流可大于0微安培，且小于或等于0.75微安培。在其他实施例中，第一电流可大于0微安培，且小于或等于0.5微安培。
[0059] 在第二模式下，对至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)施加第二电流。第二电流大于或等于第二发光元件(例如是第二发光元件RD和/或第二发光元件GD)的第二启动电流。在一些实施例中，第二电流可大于0.76微安培，且小于或等于3.5微安培。在其他实施例中，第二电流可大于0.76微安培，且小于或等于1.5微安培。
[0060] 在一些实施例中，显示装置(例如是显示装置10)的最高驱动灰阶为第L阶灰阶。在第一模式下，至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)的灰阶大于或等于第1阶且小于第2/L阶。另一方面，在第二模式下，至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)的灰阶大于或等于第L/2阶且小于等于第L阶。举例而言，显示装置10的最高驱动灰阶为第255阶。在第一模式下，次像素100a的灰阶范围为第1阶至第127阶。此外，在第二模式下，次像素100a的灰阶范围为第128阶至第255阶。
[0061] 在一些实施例中，在第一模式以第一电流驱动至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)时，经由波长转换层(例如是波长转换层102a和/或波长转换层102b)所激发的光具有第一CIE色座标(X1，Y1)。在第二模式以第二电流驱动至少一次像素(例如是次像素100a和/或次像素100b)时，第二发光元件(例如是第二发光元件RD和/或第二发光元件GD)所发出的光具有第二CIE色座标值(X2，Y2)，且经由波长转换层(例如是波长转换层102a和/或波长转换层102b)所激发的光仍具有第一CIE色座标值(X1，Y1)。X1与X2的差值小于0.05，且Y1与Y2的差值小于0.1。由于高低灰阶之间的光能够有较小的色座标差异，如此小的颜色差异较不易被人眼所辨识，因此可确保良好的显示品质。在一些实施例中，Y1与Y2的差值可更小于0.03，此时更能保持颜色显示上的一致性。
[0062] 基于上述，在本发明实施例的至少一次像素中，波长转换层覆盖具有较小启动电流的第一发光元件，且未覆盖具有较大启动电流的第二发光元件。如此一来，在低灰阶的操作模式下，上述至少一次像素的光的CIE色座标由覆盖第一发光元件的波长转换层决定。另一方面，在高灰阶的操作模式下，上述至少一次像素的光的CIE色座标由第二发光元件以及覆盖第一发光元件的波长转换层共同决定。由于波长转换层受到第一发光元件激发而发出的光的第一CIE色座标值相当接近于第二发光元件发出的光的第二CIE色座标值，故可有效地降低上述至少一次像素在低灰阶模式与高灰阶模式之间的CIE色座标偏移。换句话说，可降低显示装置在不同灰阶的操作模式下的色域变化。
[0063] 基于发光二极管制作过程中掺杂(doping)材料与工艺的影响，绿色发光二极管(例如是第二发光元件GD)与红色发光二极管(例如是第二发光元件RD)于低电流操作时的电流噪声频谱影响
力相对大于蓝色发光二极管(例如是第一发光元件BD)，这也导致了在低灰阶操作状况下，绿色发光二极管与红色发光二极管的整体颜色偏移情况变大。故其中又以第二发光元件RD所发出的光的主波长范围为610nm至670nm的红色光以及第二发光元件GD所发出的光的主波长范围为510nm至560nm的绿光更为需要。
[0064] 图1B是依照本发明一些实施例的次像素的剖视示意图。请参照图1B，接下来，将以次像素100b为例来更详尽地说明本发明一些实施例的次像素的剖面结构。
[0065] 次像素100b包括第一发光元件BD、第二发光元件GD以及波长转换层102b。第一发光元件BD、第二发光元件GD以及波长转换层102b皆设置于基板202上。举例而言，基板202可为玻璃基板。此外，基板202上可设置有有源阵列204。有源阵列204可包括排列为阵列的多个晶体管(未绘示)。有源阵列204上可设置有绝缘层206，且第一发光元件BD、波长转换层102b与第二发光元件GD可设置于绝缘层206上。举例而言，绝缘层206的材料可包括光阻材料。
[0066] 在一些实施例中，绝缘层206可经形成为阶梯形。阶梯形的绝缘层206可具有第一表面S1以及第二表面S2，且第一表面S1低于第二表面S2。第一发光元件BD与波长转换层102b可设置于第一表面S1上，且第二发光元件GD可设置于第二表面S2上。次像素100b的发光场型更可依混光及视
角等不同的需求分别调整第一表面S1与第二表面S2对于基板202的表面倾斜角度，本发明并不以此为限。在一些实施例中，更可于基板202上设置扩散层(未绘示)，以覆盖波长转换层102b与第二发光元件GD。如此一来，可使次像素100b的发光场型更为均匀。在其他实施例中，绝缘层206亦可具有相对均匀的厚度。换言之，第一发光元件BD、波长转换层102b以及第二发光元件GD皆可设置于绝缘层206的实质上等高的表面上。
[0067] 在一些实施例中，次像素100b更可包括连接结构208。连接结构208延伸于绝缘层206的表面上，且连接于第一发光元件BD与第二发光元件GD之间。此外，连接结构208更可贯穿绝缘层206，以连接至有源阵列204。在一些实施例中，间隔结构210可设置于次像素100b的相对的两侧的基板202上，以定义各次像素的像素范围。在其他实施例中，间隔结构210更可环绕次像素100b。举例而言，间隔结构210的材料可包括感光材料、高分子胶材、金属、陶瓷或其组合。
[0068] 图2是依照本发明另一些实施例的显示装置20的像素的上视示意图。请参照图1A与图2，显示装置20相似于显示装置10，以下仅说明差异处，相同或相似处则不再赘述。除此之外，在图1A与图2中，相同或相似的元件以相似的元件符号标示(例如波长转换层102a与波长转换层202a)。
[0069] 显示装置20的像素200包括次像素200a、次像素200b以及次像素200c，其分别为红光次像素、绿光次像素以及蓝光次像素。次像素200a、次像素200b以及次像素200c分别包括至少两个不同的第一发光元件与第二发光元件，且更包括波长转换层。举例而言，次像素200a包括第一发光元件UD、第二发光元件RD以及波长转换层202a。波长转换层202a覆盖第一发光元件UD，且并未覆盖第二发光元件RD。第一发光元件UD为紫外光发光元件，其发出的光的主波长范围为230nm至365nm。在一些实施例中，第一发光元件UD的启动电流的大于0微安培且小于或等于5微安培。
[0070] 相似地，次像素200b包括第一发光元件UD、第二发光元件GD以及波长转换层202b。次像素200c包括第一发光元件UD、第二发光元件BD1以及波长转换层202c。第二发光元件BD1相似于图1A所示的第一发光元件BD，只是第二发光元件BD1未被波长转换层202c覆盖。
在一些实施例中，波长转换层202c受第一发光元件BD激发而发出的光的主波长范围为
254nm至470nm。
[0071] 在本实施例的显示装置20的驱动方法中，在第一模式下以第一电流驱动至少一次像素(例如次像素200a、次像素200b和/或次像素200c)的第一发光元件UD。第一电流可大于0微安培且小于或等于5微安培。另一方面，在第二模式下以第二电流来驱动至少一次像素(例如次像素200a、次像素200b和/或次像素200c)的两个发光元件。第二电流的范围可为
0.01微安培至5微安培。
[0072] 相似于图1A所示的显示装置10，本实施例的显示装置20亦可降低在不同灰阶的操作模式之间光的CIE色座标偏移。此外，亦可降低显示装置20在不同灰阶的操作模式下的色域变化，亦即可有效改善色偏的问题。
[0073] 综上所述，在本发明实施例的显示装置中，至少一次像素的波长转换层覆盖具有较小启动电流的第一发光元件，且未覆盖具有较大启动电流的第二发光元件。如此一来，在低灰阶的操作模式下，次像素的显示光源的CIE色座标由波长转换层决定。另一方面，在高灰阶的操作模式下，次像素的显示光源的CIE色座标由第二发光元件以及波长转换层共同决定。由于波长转换层受到第一发光元件激发而发出的光的第一CIE色座标值相当接近于第二发光元件发出的光的第二CIE色座标值，故次像素在低灰阶模式与高灰阶模式之间的CIE色座标偏移可有效地降低。
[0074] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和
变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的
权利要求的保护范围。
