TWI386726B - 液晶顯示器及發光方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器及發光方法

本發明是有關於一種液晶顯示器及發光方法，且特別是有關於一種可發出綠色光的液晶顯示器及發光方法。

隨著顯示科技之發展，液晶顯示裝置之應用係越來越普遍。液晶顯示裝置通常係利用背光源及彩色濾光片相互配合來顯示全彩之畫面。背光源可為冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)或發光二極體(Light Emitting Diode,LED)。由於發光二極體具有體積小、低污染及省電之優點，因此，發光二極體受到業界之青睞。

以發光二極體作為液晶顯示裝置之背光源來舉例說明。發光二極體所發出之顏色光，例如是白光，係通過彩色濾光片來改變其之發光頻譜，使得液晶顯示裝置可顯示不同顏色之畫面。因此，液晶顯示裝置之色彩表現往往係取決於發光二極體之發光頻譜與彩色濾光片之穿透頻譜。

然而，在低成本的考量下，現有之低價發光二極體在配合彩色濾光片時，液晶顯示裝置所發出之綠色光往往有飽和度不足的情況，使得液晶顯示裝置之整體的色彩表現不佳。因此，如何在低成本之考量下，選用適當的發光二極體及彩色濾光片，以提升液晶顯示裝置之畫面的色彩表現，乃為業界努力之課題之一。

本發明係有關於一種液晶顯示器及發光方法，其藉由白光與彩色濾光片之相互配合來提升綠色光之飽和度，使得根據本發明之液晶顯示器可具有良好的色彩表現。

根據本發明之一實施例，提出一種液晶顯示器，包括背光源及液晶顯示面板。背光源用以發出白光。白光之歸一化(normalized)之發光頻譜具有第一峰值(peak)及第二峰值。第一峰值係實質上等於1。對應於第一峰值之波長係小於對應於第二峰值之波長，且第二峰值之半高寬小於100奈米。液晶顯示面板設置於背光源之一側，且具有彩色濾光片。彩色濾光片之一部分係用以過濾白光並發出綠色光。用以發出綠色光之部分之彩色濾光片之穿透頻譜與白光之歸一化之發光頻譜相交於第一交會點及第二交會點。對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈米。

根據本發明之另一實施例，提出一種發光方法，包括以下步驟。首先，產生白光。白光之歸一化之發光頻譜具有第一峰值及第二峰值。第一峰值係實質上等於1。對應於第一峰值之波長係小於對應於第二峰值之波長，且第二峰值之半高寬小於100奈米。接著，利用液晶顯示面板之彩色濾光片之一部分過濾白光並發出綠色光。發出綠色光之部分之彩色濾光片之穿透頻譜與白光之歸一化之發光頻譜相交於第一交會點及第二交會點。對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈 米。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明之一實施例所提出之液晶顯示器，包括背光源及液晶顯示面板。背光源用以發出白光。白光之歸一化之發光頻譜具有第一峰值及第二峰值。第一峰值係實質上等於1。對應於第一峰值之波長係小於對應於第二峰值之波長，且第二峰值之半高寬小於100奈米。此處之半高寬意指具有第二峰值之波形於其1/2第二峰值處所對應之兩個波長的差值。液晶顯示面板設置於背光源之一側，且具有彩色濾光片。彩色濾光片之一部分係用以過濾白光並發出綠色光。用以發出綠色光之濾光片的穿透頻譜與白光歸一化後之發光頻譜相交於第一交會點及第二交會點。對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈米。

請參照第1圖，其繪示根據本發明一較佳實施例之液晶顯示器之示意圖。液晶顯示器200包括背光源210及液晶顯示面板230。液晶顯示面板230設置於背光源210之一側。背光源210例如是包括數個發光二極體211，用以發出白光W。

液晶顯示面板230具有上基板230a、下基板230b、絕緣層232、配向膜233a及233b、畫素電極234、保護層 235、液晶層236、共同電極237、薄膜電晶體239及彩色濾光片231。薄膜電晶體239之閘極(未標號)、絕緣層232、薄膜電極體239之主動層(未標號)、汲極(未標號)及源極(未標號)、保護層235、畫素電極234及配向膜233b係依序設置於下基板233b上。畫素電極234係電性耦接於薄膜電晶體239之源極。彩色濾光片231、共同電極237及配向膜233a係依序設置於上基板230a上。液晶層236係密封於上基板230a與下基板230b之間。

於本實施例中，彩色濾光片231具有黑色矩陣BM、紅色濾光層231R、藍色濾光層231B及綠色濾光層231G。當背光源210之發光二極體211所發出的白光W通過液晶顯示面板230時，紅色濾光層231R、藍色濾光層231B及綠色濾光層231G係過濾白光W並分別發出紅色光R、藍色光B及綠色光G。

請同時參照第2圖，其繪示第1圖中之背光源之發光頻譜及綠色濾光層之穿透頻譜之示意圖。第2圖中之左縱座標、右縱座標及橫座標分別表示歸一化之光強度、單位光強度(cd/單位)及波長(nm)。右縱座標上之數值y1~y12分別表示y1~y12個單位之光強度。白光W之歸一化之發光頻譜係以虛線L1表示，且對應於左縱座標。用以發出綠色光G之部分之彩色濾光片231，也就是綠色濾光層231G，的穿透頻譜係以實線L2表示，且對應於右縱座標。

本實施例之白光W例如是由數個藍色發光二極體發出藍色光來激發設置於其上之螢光物質而產生。如第2圖 所示，白光W之歸一化之發光頻譜L1具有第一峰值P1及第二峰值P2，且第一峰值P1係實質上等於1。對應於第一峰值P1之波長wP1係小於對應於第二峰值P2之波長wP2，且第二峰值P2之半高寬FWHM小於100奈米。

用以發出綠色光G之部分之彩色濾光片231，也就是綠色濾光層231G，之穿透頻譜L2與白光W之歸一化之發光頻譜L1係相交於第一交會點I1及第二交會點I2。於本實施例中，對應於第一交會點I1之波長wI1與對應於第二交會點I2之波長wI2的差值D係小於127奈米。如此一來，綠色光G之色彩表現係具有較佳的飽和度。

與未選擇發出綠色光之彩色濾光片的穿透頻譜與白光歸一化後之發光頻譜的兩個交會點之間距的情況相較，本實施例之液晶顯示器200所發出之綠色光G具有較佳的飽和度，且可避免綠色光G之顏色產生偏差之情況，使得液晶顯示器200具有良好的色彩表現。

於本實施例中，第1圖中之背光源210係以直下式背光源為例做說明，但不以此為限。此技術領域中具有通常知識者應明瞭，只要是可提供白光至液晶顯示面板230中之背光源，例如是側光式之背光源，皆可應用於本實施例中。

茲將本實施例之液晶顯示器200進一步說明如下。較佳地，如第2圖所示之白光W之歸一化之發光頻譜L1的第一峰值P1係大於第二峰值P2，且對應於第二峰值P2之波長wP2大於500奈米。再者，為了具有更富飽和度之 綠色光來提升液晶顯示器200之色彩表現，本實施例中之波長wI1與波長wI2的差值D的範圍係可為90至127奈米，但並不以此為限。只要白光之歸一化之發光頻譜與用以發出綠色光之部分之彩色濾光片在相互配合下，使得對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈米，皆可應用於本實施例中。

如第1圖所示，本實施例之彩色濾光片231包括紅色濾光層231R、藍色濾光層231B及綠色濾光層231G，且綠色濾光層231G係用以過濾白光W以發出綠色光G。然而，本實施例並不以利用具有紅色濾光層、藍色濾光層及綠色濾光層之彩色濾光片為限。具有其他可過濾白光以發出兩種以上之顏色光來混合出綠色光的彩色濾光片亦可應用於本實施例中。以下將舉例說明。當然，此技術領域中具有通常知識者應明瞭，無論係利用任何數量之顏色光來混合出綠色光之彩色濾光片皆可應用於本實施例中。

請參照第3圖，其繪示另一種液晶顯示器之示意圖。液晶顯示器200’之彩色濾光片231’例如是包括第一顏色濾光層231a’、第二顏色濾光層231b’、紅色濾光層231R’及藍色濾光層231B’。第一顏色濾光層231a’之顏色例如是黃色，且第二顏色濾光層231b’之顏色例如是青色。第一顏色濾光層231a’及第二顏色濾光層231b’係過濾白光W以發出綠色光G’，且紅色濾光層231R’及藍色濾光層231B’係過濾白光W以分別發出紅色光R’及藍色光B’。

第一顏色濾光層231a’與第二顏色濾光層231b’之等 效穿透頻譜與白光W之歸一化之發光頻譜係相交於第一交會點與第二交會點，使得對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈米。因此，液晶顯示器200’亦可用以避免綠色光G’之顏色產生偏差的情況。如此，液晶顯示器200’之綠色光G’係具良好的飽和度，使得液晶顯示器200’之色彩表現提升。當然，此處之第一顏色濾光層之顏色及第二顏色濾光層之顏色僅為一例子，並非用以限定本發明。

請參照第4圖，其繪示根據本發明之一較佳實施例之發光方法流程圖。第4圖中之發光方法係利用第1圖中之液晶顯示器200來說明。然而，此技術領域中具有通常知識者應明瞭，發光方法並不限定於第4圖中之步驟及步驟之順序，且亦無限定於僅可利用第1圖中之液晶顯示器200來執行。

如第4圖所示，發光方法包括以下之步驟。首先，於步驟501中，利用第1圖中之背光源210來產生白光W。如第2圖所示，白光W之歸一化之發光頻譜L1具有第一峰值P1及第二峰值P2，且第一峰值P1係實質上等於1。對應於第一峰值P1之波長wP1係小於對應於第二峰值P2之波長wP2，且第二峰值P2之半高寬FWHM小於100奈米。

接著，於步驟503中，利用第1圖中之液晶顯示面板230之彩色濾光片231之部分，例如是其之綠色濾光層231G，來過濾白光W並發出綠色光G。發出綠色光G之 綠色濾光層231G之穿透頻譜L2與白光W之歸一化之發光頻譜L1相交於第一交會點I1及第二交會點I2。由於對應於第一交會點I1之波長wI1與對應於第二交會點I2之波長wI2的差值係小於127奈米，因此，綠色光G係具有良好的飽和度。

當然，第4圖中之發光方法亦可利用第3圖中之液晶顯示器200’來執行各個步驟，且於第4圖中之步驟503係利用液晶顯示面板230’之彩色濾光片231’的第一顏色濾光層231a’及第二顏色濾光層231b’來過濾白光W以發出綠色光G’。第一顏色濾光層231a’與第二顏色濾光層231b’之等效穿透頻譜與白光W之歸一化之發光頻譜係相交於第一交會點與第二交會點，使得對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值係小於127奈米。如此，綠色光G’係具有較佳的飽和度。此處之第一顏色濾光層231a’之顏色例如為黃色，且第二顏色濾光層231b’之顏色例如為青色。

另外，較佳地，步驟501中所形成之白光W的歸一化之發光頻譜L1的第一峰值P1係大於第二峰值P2，且對應於第二峰值P2之波長wP2係大於500奈米。再者，於本實施例中，若欲進一步提高第1圖中之綠色光G之飽和度，亦可藉由限定對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波長的差值，例如是選擇兩個交會點所分別對應之波長的差值之範圍為90至127奈米，的範圍來達成。然而，對應於第一交會點之波長與對應於第二交會點之波 長的差值的範圍並不以此為限。

本發明上述實施例所揭露之液晶顯示器及發光方法，其規範背光源之發光頻譜與用以發出綠色光之部分的彩色濾光片之穿透頻譜，使得背光源之發光頻譜與該部分之彩色濾光片之穿透頻譜之兩個交會點所分別對應之波長的差值係小於127奈米。如此，根據本實施例所發出之綠色光係具有良好的飽和度，使得本實施例之液晶顯示器可具有良好的色彩表現。

綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。

200、200’‧‧‧液晶顯示器

210‧‧‧背光源

230、230’‧‧‧液晶顯示面板

230a‧‧‧上基板

230b‧‧‧下基板

231、231’‧‧‧彩色濾光片

231a’‧‧‧第一顏色濾光層

231B、231B’‧‧‧藍色濾光層

231b’‧‧‧第二顏色濾光層

231G‧‧‧綠色濾光層

231R、231R’‧‧‧紅色濾光層

232‧‧‧絕緣層

233a、233b‧‧‧配向膜

234‧‧‧畫素電極

235‧‧‧保護層

236‧‧‧液晶層

237‧‧‧共同電極

239‧‧‧薄膜電晶體

B、B’‧‧‧藍色光

D‧‧‧差值

FWHM‧‧‧半高寬

G、G’‧‧‧綠色光

11‧‧‧第一交會點

12‧‧‧第二交會點

L1‧‧‧白光之歸一化之發光頻譜

L2‧‧‧綠色濾光層之穿透頻譜

P1‧‧‧第一峰值

P2‧‧‧第二峰值

R、R’‧‧‧紅色光

W‧‧‧白色光

wI1、wI2、wP1、wP2‧‧‧波長

第1圖繪示根據本發明一較佳實施例之液晶顯示器之示意圖。

第2圖繪示第1圖中之背光源之發光頻譜及綠色濾光層之穿透頻譜之示意圖。

第3圖繪示另一種液晶顯示器之示意圖。

第4圖繪示根據本發明之一較佳實施例之發光方法流程圖。

D‧‧‧差值

FWHM‧‧‧半高寬

I1‧‧‧第一交會點

I2‧‧‧第二交會點

L1‧‧‧白光之歸一化之發光頻譜

L2‧‧‧綠色濾光層之穿透頻譜

P1‧‧‧第一峰值

P2‧‧‧第二峰值

wI1、wI2、wP1、wP2‧‧‧波長

Claims (14)

1. 一種液晶顯示器，包括：一背光源，用以發出一白光，該白光歸一化之發光頻譜具有一第一峰值(peak)及一第二峰值，該第一峰值係實質上等於1，對應於該第一峰值之波長係小於對應於該第二峰值之波長，且該第二峰值之半高寬小於100奈米；以及一液晶顯示面板，設置於該背光源之一側，且具有一彩色濾光片，該彩色濾光片之一部分係用以過濾該白光並發出一綠色光，該用以發出該綠色光之該部分之彩色濾光片之穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜相交於一第一交會點及一第二交會點，對應於該第一交會點之波長與對應於該第二交會點之波長的差值係小於127奈米。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該彩色濾光片包括一綠色濾光層，該綠色濾光層之穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜相交於該第一交會點及該第二交會點，該綠色濾光層係過濾該白光以發出該綠色光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該彩色濾光片包括一第一顏色濾光層及一第二顏色濾光層，該第一顏色濾光層與該第二顏色濾光層之等效穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜相交於該第一交會點與該第二交會點，該第一顏色濾光層及該第二顏色濾光層係過濾該白光以發出該綠色光。
4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示器，其中該第一顏色濾光層之顏色係實質上為黃色，且該第二顏色濾光層之顏色係實質上為青色。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中對應於該第一交會點之波長與對應於該第二交會點之波長的差值的範圍係為90至127奈米。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中對應於該第二峰值之波長係大於500奈米。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一峰值係大於該二峰值。
8. 一種發光方法，包括：(a)產生一白光，該白光之歸一化之發光頻譜具有一第一峰值及一第二峰值，該第一峰值係實質上等於1，對應於該第一峰值之波長係小於對應於該第二峰值之波長，且該第二峰值之半高寬小於100奈米；以及(b)利用一液晶顯示面板之一彩色濾光片之一部分過濾該白光並發出一綠色光，發出該綠色光之該部分之彩色濾光片之穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜相交於一第一交會點及一第二交會點，對應於該第一交會點之波長與對應於該第二交會點之波長的差值係小於127奈米。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光方法，其中該彩色濾光片包括一綠色濾光層，該綠色濾光層之穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜係相交於該第一交會點及 該第二交會點，步驟(b)係利用該綠色濾光層來過濾該白光以發出該綠色光。
10. 如申請專利範圍第8項所述之發光方法，其中該彩色濾光片包括一第一顏色濾光層及一第二顏色濾光層，該第一顏色濾光層與該第二顏色濾光層之等效穿透頻譜與該白光之歸一化之發光頻譜相交於該第一交會點與該第二交會點，步驟(b)係利用該第一顏色濾光層及該第二顏色濾光層來過濾該白光以發出該綠色光。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光方法，其中該第一顏色濾光層之顏色係實質上為黃色，且該第二顏色濾光層之顏色係實質上為青色。
12. 如申請專利範圍第8項所述之發光方法，其中對應於該第一交會點之波長與對應於該第二交會點之波長的差值的範圍係為90至127奈米。
13. 如申請專利範圍第8項所述之發光方法，其中對應於該第二峰值之波長係大於500奈米。
14. 如申請專利範圍第8項所述之發光方法，其中該第一峰值係大於該二峰值。