TWI386688B - 顯示器及其顯示面板與彩色濾光片 - Google Patents

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Description

顯示器及其顯示面板與彩色濾光片
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種具有四色濾光膜之顯示器及其顯示面板與彩色濾光片。
平面顯示器(Flat Panel Display)係近年來最受矚目的顯示技術，其中不論是液晶顯示器、電漿顯示器(PDP)、或有機電激發光顯示器(OLED Display)等，由於均具有輕、薄、短、小、熱量與耗電低、以及幾無輻射傷害等優勢，因此在資訊消費市場上成長幅度相當驚人。
以彩色平面顯示器來說，其通常是藉由彩色濾光片來達成影像彩色化的效果。傳統的彩色濾光片主要是由紅色濾光膜、綠色濾光膜及藍色濾光膜所構成，但由於目前對於顯示器色彩亮度及飽和度要求愈來愈高，因此相關領域者業已朝向多色彩色濾光片進行研發。其中，又以能夠增加顯示器之亮度並節省能源的四色(紅、綠、藍、白)彩色濾光片最為廣泛地被開發及應用。
圖1繪示為習知四色彩色濾光片的示意圖。請參照圖1，彩色濾光片100包括基板102以及配置在基板102上的多個畫素104，且各畫素104均包括紅色濾光膜R、綠色濾光膜G、藍色濾光膜B及白色濾光膜W。
承上述，由於白色濾光膜W的色階偏黃，因此彩色濾光片100係藉由增加藍色濾光膜B之面積的方式，以使紅色濾光膜R、綠色濾光膜G、藍色濾光膜B及白色濾光膜W所混出的白光在色座標上的位置相近於紅色濾光膜R、綠色濾光膜G及藍色濾光膜B所混出的白光在色座標上的位置。
然而，在畫素104的面積為固定的情況下，若將藍色濾光膜B的面積加大，則需縮小白色濾光膜W的面積。如此一來，彩色濾光片100的光穿透率亦會隨之降低而無法提高顯示器所顯示的影像亮度。
有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種彩色濾光片，其可同時具有高穿透率及低色偏的特性。
本發明的再一目的是提供一種顯示面板，以顯示低色偏且高亮度的影像。
本發明的又一目的是提供一種顯示器，以便於在不影響影像色階且不增加消耗功率的前提下顯示高亮度影像。
本發明提出一種彩色濾光片，包括透光基板、紅色濾光膜、藍色濾光膜、綠色濾光膜以及白色濾光膜。其中，紅色濾光膜、藍色濾光膜、綠色濾光膜及白色濾光膜均配置於透光基板上。藍色濾光膜具有對應於第一波長的第一最大光穿透率，綠色濾光膜具有對應於第二波長的第二最大光穿透率，白色濾光膜具有對應於第三波長的第三最大光穿透率。而且，第三波長介於第一波長與第二波長之間，第三最大光穿透率大於第一最大光穿透率與第二最大光穿透率。
本發明提出一種顯示面板，包括第一基板、上述彩色濾光片以及顯示介質層。其中，彩色濾光片係配置於第一基板上方，而顯示介質層則是配置於第一基板與彩色濾光片之間。
本發明提出一種顯示器，包括上述之顯示面板與一背光模組。其中，背光模組包括用以提供光線的光源。顯示面板則是配置於背光模組上方。
在本發明之一實施例中，上述之第一波長為460奈米。
在本發明之一實施例中，上述之第二波長為530奈米。
在本發明之一實施例中，上述之白色濾光膜摻有青色顏料。
在本發明之一實施例中，穿透上述紅色濾光膜、綠色濾光膜及藍色濾光膜的色光係混成一白色混光，而此白色混光與穿透上述白色濾光膜之一白光在絕對色座標上的座標差值小於0.003。
在本發明之一實施例中，上述顯示面板的顯示介質層為液晶層。
在本發明之一實施例中，上述顯示面板的第一基板為主動元件陣列基板。
在本發明之一實施例中，上述光源所發出的光線與藍色濾光膜之光穿透率於第一波長與第二波長之間的積值為第一積值，與綠色濾光膜之光穿透率於第一波長與第二波長之間的積值為第二積值，與白色濾光膜之光穿透率於第一波長與第二波長之間的積值則為第三積值。其中，第三積值大於第一積值與第二積值之和的0.7倍。
在本發明之一實施例中，上述顯示器之光源為冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或發光二極體(light emitting diode,LED)。
本發明係透過調整白色濾光膜之穿透波長與穿透率之對應關係的方式，以解決四色之彩色濾光片的色偏問題。由此可知，本發明可在不縮減白色濾光膜之面積的前提下，解決四色之彩色濾光片的色偏問題，進而能夠同時兼顧顯示器所顯示之影像亮度及色階準確性。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下將以非自發光型的顯示器為實施例搭配圖式說明本發明之彩色濾光片，但其並非用以限定本發明。熟習此技藝者應該知道，本發明之彩色濾光片適用於任何可彩色化的顯示器。
圖2繪示為本發明之一實施例中顯示器的剖面示意圖。請參照圖2，顯示器200包括顯示面板300與背光模組400，其中背光模組400包括用以提供光線的光源410，而顯示面板300係配置於背光模組400上方。
值得注意的是，本發明並不在此限定背光模組400的型式，其可以是圖2所示之直下式背光模組，也可以是圖3所示之側邊入光式背光模組。此處係以冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)為例來說明背光模組400中的光源410，應用於背光模組400中的光源410也可以是發光二極體(light emitting diode,LED)。
請再次參照圖2，顯示面板300包括第一基板310、顯示介質層320以及彩色濾光片330，其中彩色濾光片330係配置於第一基板310上方，顯示介質層320則配置於第一基板310與彩色濾光片330之間。在本實施例中，顯示介質層320例如是液晶層(liquid crystal layer)，但本發明並不以此為限。
具體來說，第一基板310例如是主動元件陣列基板，如圖4所示。其中，第一基板310上係配置有由掃瞄配線(scan line)312、資料配線(data line)314、薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)316及畫素電極318所構成的主動元件陣列319。其中，各薄膜電晶體316係電性連接至對應之掃瞄配線312與資料配線314，而各畫素電極318則是透過薄膜電晶體316而與資料配線314電性連接。
如圖2所示，彩色濾光片300係配置於第一基板310上方，且其包括透光基板332及紅色濾光膜R、綠色濾光膜G、藍色濾光膜B及白色濾光膜W。其中，紅色濾光膜R、綠色濾光膜G、藍色濾光膜B及白色濾光膜W均配置於透光基板332上，並位於第一基板310與透光基板332之間。而且，彩色濾光片300上更配置有一遮光矩陣334，用以隔於相鄰之濾光膜之間，以提高顯示器200的對比度。
值得注意的是，紅色濾光膜R、綠色濾光膜G、藍色濾光膜B及白色濾光膜W的面積比可以是1:1:1:1，且在透光基板332上的排列方式如圖5A或圖5B所示，但本發明並不以此為限。
圖6繪示為本發明之彩色濾光片中，穿透藍色濾光膜B、綠色濾光膜G及白色濾光膜W之光線的波長-穿透率關係曲線示意圖。請同時參照圖2及圖6，曲線B'為穿透藍色濾光膜B之光線的波長-穿透率關係曲線，曲線G'為穿透綠色濾光膜G之光線的波長-穿透率關係曲線，曲線W'則為穿透白色濾光膜W之光線的波長-穿透率關係曲線。
由圖6可知，藍色濾光膜B具有對應第一波長λ1 的第一最大光穿透率T1 ，綠色濾光膜G具有對應第二波長λ2 的第二最大光穿透率T2 ，白色濾光膜W則具有對應第三波長λ3 的第三最大光穿透率T3 。也就是說，當波長等於第一波長λ1 的光線穿透藍色濾光膜B時，此光線的穿透率為第一最大光穿透率T1 。同樣地，當波長等於第二波長λ2 的光線穿透綠色濾光膜G時，此光線的穿透率為第二最大光穿透率T2 。而當波長等於第三波長λ3 的光線穿透白色濾光膜W時，此光線的穿透率為第三最大光穿透率T3 。
在本實施例中，第一波長λ1 例如是460奈米，第二波長λ2 例如是530奈米，第三波長λ3 則是介於第一波長λ1 與第二波長λ2 之間。而且，第三最大光穿透率T3 大於第一最大光穿透率T1 與第二最大光穿透率T2 。
值得一提的是，本實施例例如是透過在白色濾光膜W內摻入顆粒狀的青色顏料(cyan pigment)，以使其光穿透率與圖6所示之曲線W'相符。
請再次參照圖2及圖6，在本實施例之顯示器200中，背光模組400之光源410所發出之光線的頻譜BL與藍色濾光膜B之光穿透率TB 在第一波長λ1 與第二波長λ2 之間的積值為第一積值C1 ，且其與綠色濾光膜G之光穿透率TG 於第一波長λ1 與第二波長λ2 之間的積值為第二積值C2 ，而其與白色濾光膜W之光穿透率TW 於第一波長λ1 與第二波長λ2 之間的積值則為第三積值C3 。其中，第三積值C3 大於第一積值C1 與第二積值C2 之和的0.7倍。由數學式示之則為：
特別的是，當藍色濾光膜B、綠色濾光膜G與白色濾光膜W滿足上述式(1)時，則藉由穿透紅色濾光膜R、綠色濾光膜G及藍色濾光膜B之光線所混出的白光，與穿透白色濾光膜W之光線在絕對色座標上的座標差值小於0.003(即人眼所能辨識的最小值)。由此可知，本發明已大幅降低了彩色濾光片300的色偏程度。
綜上所述，本發明係藉由彩色濾光片之各濾光膜的穿透波長與穿透率之間的適當對應關係來改善色偏問題，因此本發明之彩色濾光片可以具有面積相同的四色濾光膜。換言之，本發明可在不縮減白色濾光膜之面積的前提下，解決四色之彩色濾光片的色偏問題，進而同時兼顧顯示器所顯示之影像亮度及色階準確性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．彩色濾光片
102．．．基板
104．．．畫素
200．．．顯示器
300．．．顯示面板
310．．．第一基板
312．．．掃瞄配線
314．．．資料配線
316．．．薄膜電晶體
318．．．畫素電極
319．．．主動元件陣列
320．．．顯示介質層
330．．．彩色濾光片
332．．．透光基板
334．．．遮光矩陣
400．．．背光模組
410．．．光源
B．．．藍色濾光膜
B'、G'、W'．．．曲線
G．．．綠色濾光膜
R．．．紅色濾光膜
T1 ．．．第一最大光穿透率
T2 ．．．第二最大光穿透率
T3 ．．．第三最大光穿透率
W．．．白色濾光膜
λ1 ．．．第一波長
λ2 ．．．第二波長
λ3 ．．．第三波長
圖1繪示為習知四色彩色濾光片的示意圖。
圖2繪示為本發明之一實施例中顯示器的剖面示意圖。
圖3繪示為本發明之另一實施例中顯示器的剖面示意圖。
圖4繪示為本發明之一實施例中顯示面板的第一基板之示意圖。
圖5A及圖5B分別繪示為本發明之不同實施例中彩色濾光片的部分示意圖。
圖6繪示為本發明之彩色濾光片中，穿透藍色濾光膜B、綠色濾光膜G及白色濾光膜W之光線的波長-穿透率關係曲線示意圖。
B'、G'、W'．．．曲線
T1 ．．．第一最大光穿透率
T2 ．．．第二最大光穿透率
T3 ．．．第三最大光穿透率
λ1 ．．．第一波長
λ2 ．．．第二波長
λ3 ．．．第三波長

Claims (22)

  1. 一種彩色濾光片，包括：一透光基板；一紅色濾光膜，配置於該透光基板上；一藍色濾光膜，配置於該透光基板上，其中該藍色濾光膜具有一第一最大光穿透率，且該第一最大光穿透率對應於一第一波長；一綠色濾光膜，配置於該透光基板上，其中該綠色濾光膜具有一第二最大光穿透率，且該第二最大光穿透率對應於一第二波長；以及一白色濾光膜，配置於該透光基板上，其中該白色濾光膜具有一第三最大光穿透率，且該第三最大光穿透率對應於一第三波長，而該第三波長介於該第一波長與該第二波長之間，該第三最大光穿透率大於該第一最大光穿透率與該第二最大光穿透率，其中在該第一波長與該第二波長之間，該光線對於藍色濾光膜之光穿透率具有一第一積值，該光線對於綠色濾光膜之光穿透率具有一第二積值，該光線對於該白色濾光膜之光穿透率具有一第三積值，且該第三積值大於該第一積值與該第二積值之和的一倍數，而該倍數係介於0至1之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中該第一波長為460奈米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中該第二波長為530奈米。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中該白色濾光膜摻有青色顏料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中穿透該 紅色濾光膜、該綠色濾光膜及該藍色濾光膜的色光係混成一白色混光，該白色混光與穿透該白色濾光膜之一白光在絕對色座標上的座標差值小於0.003。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中該倍數為0.7。
  7. 一種顯示面板，包括：一第一基板；一彩色濾光片，配置於該第一基板上方，且該彩色濾光片包括：一透光基板；一紅色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間；一藍色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該藍色濾光膜具有一第一最大光穿透率，且該第一最大光穿透率對應於一第一波長；一綠色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該綠色濾光膜具有一第二最大光穿透率，且該第二最大光穿透率對應於一第二波長；一白色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該白色濾光膜具有一第三最大光穿透率，且該第三最大光穿透率對應於一第三波長，而該第三波長介於該第一波長與該第二波長之間，該第三最大光穿透率大於該第一最大光穿透率與該第二最大光穿透率；以及一顯示介質層，配置於該第一基板與該彩色濾光片之間，其中在該第一波長與該第二波長之間，該光線對於 藍色濾光膜之光穿透率具有一第一積值，該光線對於綠色濾光膜之光穿透率具有一第二積值，該光線對於該白色濾光膜之光穿透率具有一第三積值，且該第三積值大於該第一積值與該第二積值之和的一倍數，而該倍數係介於0至1之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該第一波長為460奈米。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該第二波長為530奈米。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該白色濾光膜摻有青色顏料。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中穿透該紅色濾光膜、該綠色濾光膜及該藍色濾光膜的色光係混成一白色混光，該白色混光與穿透該白色濾光膜之一白光在絕對色座標上的座標差值小於0.003。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該第一基板為主動元件陣列基板。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該顯示介質層為液晶層。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板，其中該倍數為0.7。
  15. 一種顯示器，包括：一背光模組，包括一光源，適於提供一光線；以及一顯示面板，配置於該背光模組上方，該顯示面板包括：一第一基板；一彩色濾光片，配置於該第一基板上方，且該彩色 濾光片包括：一透光基板；一紅色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間；一藍色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該藍色濾光膜具有一第一最大光穿透率，且該第一最大光穿透率對應於一第一波長；一綠色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該綠色濾光膜具有一第二最大光穿透率，且該第二最大光穿透率對應於一第二波長；一白色濾光膜，配置於該透光基板上而位於該第一基板與該透光基板之間，其中該白色濾光膜具有一第三最大光穿透率，且該第三最大光穿透率對應於一第三波長，而該第三波長介於該第一波長與該第二波長之間，該第三最大光穿透率大於該第一最大光穿透率與該第二最大光穿透率；以及一顯示介質層，配置於該第一基板與該彩色濾光片之間，其中其中在該第一波長與該第二波長之間，該光線對於藍色濾光膜之光穿透率具有一第一積值，該光線對於綠色濾光膜之光穿透率具有一第二積值，該光線對於該白色濾光膜之光穿透率具有一第三積值，且該第三積值大於該第一積值與該第二積值之和的一倍數，而該倍數係介於0至1之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該第一波 長為460奈米。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該第二波長為530奈米。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該白色濾光膜摻有青色顏料。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中穿透該紅色濾光膜、該綠色濾光膜及該藍色濾光膜的色光係混成一白色混光，該白色混光與穿透該白色濾光膜之一白光在絕對色座標上的座標差值小於0.003。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該倍數為0.7。
  21. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該顯示介質層為液晶層。
  22. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中該光源為冷陰極螢光燈管或發光二極體。
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