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CN102323692B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括背光源与液晶显示面板。背光源包括激发光源与量子点荧光材料，其中背光源的发光频谱在波长介于445纳米至455纳米之间、528纳米至538纳米之间、618纳米至628纳米之间分别具有相对极大亮度峰值BL1、BL2、BL3，且相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL2。液晶显示面板配置于背光源上方，而液晶显示面板具有红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层及黄色滤光层，而红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的面积分别为AR、AG、AB、AY，且AR、AG、AB、AY满足下列条件：0.75＜AR/AG＜0.85；0.3＜AR/AB＜0.4；以及0.95＜AR/AY＜1.05。

Description

液晶显示装置
【技术领域】
本申请案是有关于一种液晶显示装置，且特别是有关于一种具有良好色彩饱和度(color saturation)的液晶显示装置。
【背景技术】
由于液晶显示装置（Liquid Crystal Display，LCD）具备体积小、高画质、低消耗功率、无辐射等优点，近年来已超越传统的阴极射线管（CathodeRay Tube，CRT）显示装置成为显示装置的主流。然而，与阴极射线管显示装置相比，液晶显示装置通常需要背光源方可显示影像。一般液晶显示装置常用的背光源有冷阴极荧光灯(Cold-Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)背光源以及发光二极管(Light Emitting Diode，LED)背光源。
白光发光二极管具有发热量低、省电、寿命长、反应速度快、体积小以及可平面封装等优点，其出现已被视为一场「白光照明革命」。而在应用市场方面，白光发光二极管因其省电、体积小以及反应速度快等优点而逐渐被应用在可携式显示装置以及电视的背光模块上。
一般常用的白光发光二极管封装多采用蓝光发光二极管芯片搭配上钇铝石榴粉(Yttrium Aluminum Garnet，YAG)，其具有封装方便及体积小的优点。近年来，量子点荧光材料已逐渐被应用于发光二极管中。量子点荧光材料是由数个或数十个原子所构成的准零维度(quasi-zero-dimensional)纳米材料，由于量子点荧光材料内部的电子在三度空间的运动都会受到局限，故其光电特性与块状(bulk)型态的荧光材料差异极大。举例而言，在受到相同的激发光源照射之后，不同尺寸的量子点荧光材料会发出不同波长的二次光线。若将不同尺寸的量子点荧光材料混合，并以相同的激发光源照射这些经过适当混合后的量子点荧光材料，将可同时产生多种不同波长的二次光线。
相较于传统的有机荧光材料，量子点荧光材料的发光具有较佳的发光效率，因此若将量子点荧光材料应用于液晶显示器的背光源中，预期将有助于提升液晶显示器的彩色饱和度(NTSC%)。
在公开号US2011/0156575A1，公开日：2011年6月30日，题为“使用量子点荧光粉的显示装置及其制造方法”的一美国专利申请中介绍了发光单元具有发光芯片和多个量子点荧光粉并产生一色光。
然而，量子点荧光材料虽可改善液晶显示器的彩色饱和度，但却面临白点色坐标偏移的问题。因此，如何改善量子点荧光材料所导致的白点色坐标偏移的问题，实为目前亟欲解决的问题之一。
【发明内容】
本申请案提供一种液晶显示装置，其具有良好的色彩饱和度以及白色表现。
本申请案提供一种液晶显示装置，其包括一背光源以及一液晶显示面板。背光源包括一激发光源以及一量子点荧光材料(quantum dot remotephosphor)，其中背光源的发光频谱在波长介于445纳米至455纳米之间具有相对极大亮度峰值BL1，背光源的发光频谱在波长介于528纳米至538纳米之间具有相对极大亮度峰值BL2，而背光源的发光频谱在波长介于618纳米至628纳米之间具有相对极大亮度峰值BL3，且相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL2。液晶显示面板配置于背光源上方，而液晶显示面板具有一红色滤光层、一绿色滤光层、一蓝色滤光层以及一黄色滤光层，而红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的面积分别为AR、AG、AB、AY，且AR、AG、AB、AY满足下列条件：
0.75<AR/AG<0.85；
0.3<AR/AB<0.4；以及
0.95<AR/AY<1.05。
在本申请案的一实施例中，前述的红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层满足下列条件：
在背光源照射下，红色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Rx，y坐标为Ry，其中0.665<Rx<0.675，0.305<Ry<0.315；
在背光源照射下，绿色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Gx，y坐标为Gy，其中0.235<Gx<0.245，0.690<Gy<0.700；
在背光源照射下，蓝色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Bx，y坐标为By，其中0.150<Bx<0.160，0.060<By<0.070；以及
在背光源照射下，黄色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Yx，y坐标为Yy，其中0.430<Yx<0.440，0.530<Yy<0.540。
在本申请案的一实施例中，前述的相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL3。
在本申请案的一实施例中，BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
在本申请案的一实施例中，在背光源照射下，该液晶显示面板所显示的白点的色坐标为(Wx,Wy)，而0.275<Wx<0.285，且0.285<Wy<0.295。
在本申请案的一实施例中，AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1。
在本申请案的一实施例中，前述的背光源包括直下式背光源或侧面入光式背光源。
在本申请案的一实施例中，前述的激发光源包括一发光二极管芯片封装体，而发光二极管芯片封装体包括一承载器、一发光二极管芯片以及一封装胶体。发光二极管芯片适于发出一激发光线，发光二极管芯片配置于承载器上并且与承载器电性连接。封装胶体包覆部分承载器以及发光二极管芯片，其中量子点荧光材料分布于封装胶体内，且位于激发光线的传递路径上。
在本申请案的一实施例中，前述的激发光源包括一发光二极管芯片封装体，而发光二极管芯片封装体包括一承载器、一发光二极管芯片以及一封装胶体。发光二极管芯片适于发出一激发光线，发光二极管芯片配置于承载器上并且与承载器电性连接，其中量子点荧光材料覆盖发光二极管芯片，且位于激发光线的传递路径上。封装胶体包覆部分承载器以及发光二极管芯片。
本申请案通过控制红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的面积比例，以改善量子点荧光材料所导致的白点色坐标偏移的问题，故本申请案的液晶显示装置能够兼顾色彩饱和度以及白色表现。
为让本申请案的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图。
图2为图1中背光源的频谱。
图3A与图3B为两种不同激发光源与量子点荧光材料的结合设计。
图4为实验例的背光源的频谱。
【主要组件符号说明】
100：液晶显示装置
110：背光源
112：激发光源
112a：承载器
112b：发光二极管芯片
112c：封装胶体
L：激发光线
114：量子点荧光材料
116：导光板
120：液晶显示面板
120R：红色滤光层
120G：绿色滤光层
120B：蓝色滤光层
120Y：黄色滤光层
BL1、BL2、BL3：相对极大亮度峰值
AR、AG、AB、AY：面积
【具体实施方式】
图1为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图，而图2为图1中背光源的频谱。请参照图1与图2，本实施例的液晶显示装置100包括一背光源110以及一液晶显示面板120。背光源110包括一激发光源112以及一量子点荧光材料114，其中背光源110的发光频谱在波长介于445纳米至455纳米之间具有相对极大亮度峰值BL1，背光源110的发光频谱在波长介于528纳米至538纳米之间具有相对极大亮度峰值BL2，而背光源110的发光频谱在波长介于618纳米至628纳米之间具有相对极大亮度峰值BL3，且相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL2。液晶显示面板120配置于背光源110上方，而液晶显示面板120具有一红色滤光层120R、一绿色滤光层120G、一蓝色滤光层120B以及一黄色滤光层120Y，而红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B、黄色滤光层120Y的面积分别为AR、AG、AB、AY，且AR、AG、AB、AY满足下列不等式(1)～(3)：
0.75<AR/AG<0.85…(1)
0.3<AR/AB<0.4…(2)
0.95<AR/AY<1.05…(3)
在本申请案中，红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B、黄色滤光层120Y面积比例可被视为单一显示画素中红色子画素、绿色子画素、蓝色子画素、黄色子画素的面积比例。在一较佳实施例中，红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B、黄色滤光层120Y的面积比例可以为AR：AG：AB：AY，且AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1。换言的，在单一显示画素中，红色子画素、绿色子画素、蓝色子画素、黄色子画素的面积比例亦为AR：AG：AB：AY，且AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1，如图2所示。
在本实施例中，红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B、黄色滤光层120Y的色度坐标例如需满足下列条件：在背光源110照射下，红色滤光层120R于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Rx，y坐标为Ry，其中0.665<Rx<0.675，0.305<Ry<0.315；在背光源110照射下，绿色滤光层120G于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Gx，y坐标为Gy，其中0.235<Gx<0.245，0.690<Gy<0.700；在背光源110照射下，蓝色滤光层120B于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Bx，y坐标为By，其中0.150<Bx<0.160，0.060<By<0.070；以及在背光源110照射下，黄色滤光层120Y于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Yx，y坐标为Yy，其中0.430<Yx<0.440，0.530<Yy<0.540。
在本申请案的一较佳实施例中，前述的Rx约为0.667，前述的Ry约为0.310，前述的Gx约为0.239，前述的Gy约为0.692，前述的Bx约为0.155，前述的By约为0.063，前述的Yx约为0.434，而前述的Yy约为0.535。
在本实施例中，相对极大亮度峰值BL1系高于相对极大亮度峰值BL2，且相对极大亮度峰值BL1系高于相对极大亮度峰值BL3。在一较佳实施例中，相对极大亮度峰值BL1、BL2、BL3的比例关系为BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
在本实施例中，在背光源100照射下，液晶显示面板120所显示的白点的色坐标为(Wx,Wy)，而0.275<Wx<0.285，且0.285<Wy<0.295。在一较佳实施例中，前述的Wx约为0.283，而前述的Wy约为0.291，且液晶显示面板120能够提供的彩色饱和度(NTSC%)约为95.3%。
如图1所示，本实施例的背光源110例如为侧面入光式背光源，其除了包括激发光源112以及一量子点荧光材料114的外，还可进一步包括了一导光板116。值得注意的是，本实施例的背光源110亦可以是直下式背光源，其中同样是包括前述的激发光源112以及量子点荧光材料114，差别仅在于激发光源112以及量子点荧光材料114是直接设置液晶显示面板120下方，以提供显示所需要的光线。
图3A与图3B为两种不同激发光源与量子点荧光材料的结合设计。请参照图3A，本实施例的激发光源112例如系以发光二极管芯片封装体的型态呈现，而发光二极管芯片封装体包括一承载器112a、一发光二极管芯片112b以及一封装胶体112c。发光二极管芯片112b适于发出一激发光线L，发光二极管芯片112b配置于承载器112a上并且与承载器112a电性连接。封装胶体112c包覆部分承载器112a以及发光二极管芯片112b，其中量子点荧光材料114系随机且均匀地分布于封装胶体112c内，且位于激发光线L的传递路径上。
请参照图3B，在本申请案的另一实施例中，激发光源112同样系以发光二极管芯片封装体的型态呈现，而发光二极管芯片封装体包括一承载器112a、一发光二极管芯片112b以及一封装胶体112c。发光二极管芯片112b适于发出一激发光线L，发光二极管芯片112b配置于承载器112a上并且与承载器112a电性连接，其中量子点荧光材料114覆盖发光二极管芯片112b，且位于激发光线L的传递路径上。此外，封装胶体112c包覆部分承载器112a以及发光二极管芯片112b。
本申请案通过控制红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的面积比例，以改善量子点荧光材料所导致的白点色坐标偏移的问题，故本申请案的液晶显示装置能够兼顾色彩饱和度以及白色表现。
【实施例】
当背光源的频谱为图2所示（即BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657），Rx、Ry、RY、Gx、Gy、GY、Bx、By、BY、Yx、Yy、YY符合表1的左侧所记载的数值，且AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1时，液晶显示面板所显示的白点的色坐标为(0.283,0.291)，且液晶显示面板所能够提供的彩色饱和度(NTSC%)约为95.3%。RY、GY、BY、YY分别为在上述背光源下，红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的明度。
表1
当背光源的频谱为图4所示（即BL1<BL2，且BL1<BL3），Rx、Ry、RY、Gx、Gy、GY、Bx、By、BY、Yx、Yy、YY符合表1的左侧所记载的数值，且AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1时，液晶显示面板所显示的白点的色坐标为(0.341,0.352)，且液晶显示面板所能够提供的彩色饱和度(NTSC%)仅为86.9%。
表2
从上述的表1与表2可知，本申请案的背光源的频谱对于白点的色坐标有一定程度的影响。在选择适当的背光源频谱后，透过控制红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层的面积比例（即AR：AG：AB：AY），将可以有效地改善白点色坐标偏移的问题。
虽然本申请案已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本申请案，任何熟习此技艺者，在不脱离本申请案的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本申请案的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，包括：
一背光源，包括一激发光源以及一量子点荧光材料(quantum dotremote phosphor)，其中该背光源的发光频谱在波长介于445纳米至455纳米之间具有相对极大亮度峰值BL1，该背光源的发光频谱在波长介于528纳米至538纳米之间具有相对极大亮度峰值BL2，而该背光源的发光频谱在波长介于618纳米至628纳米之间具有相对极大亮度峰值BL3，且相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL2；以及
一液晶显示面板，配置于该背光源上方，而该液晶显示面板具有一红色滤光层、一绿色滤光层、一蓝色滤光层以及一黄色滤光层，其特征在于，
而该红色滤光层、该绿色滤光层、该蓝色滤光层、该黄色滤光层的面积分别为AR、AG、AB、AY，且AR、AG、AB、AY满足下列条件：
0.75<AR/AG<0.85；
0.3<AR/AB<0.4；以及
0.95<AR/AY<1.05。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该红色滤光层、该绿色滤光层、该蓝色滤光层、该黄色滤光层满足下列条件：
在该背光源照射下，该红色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Rx，y坐标为Ry，其中0.665<Rx<0.675，0.305<Ry<0.315；
在该背光源照射下，该绿色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Gx，y坐标为Gy，其中0.235<Gx<0.245，0.690<Gy<0.700；
在该背光源照射下，该蓝色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Bx，y坐标为By，其中0.150<Bx<0.160，0.060<By<0.070；以及
在该背光源照射下，该黄色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Yx，y坐标为Yy，其中0.430<Yx<0.440，0.530<Yy<0.540。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，相对极大亮度峰值BL1高于相对极大亮度峰值BL3。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在该背光源照射下，该液晶显示面板所显示的白点的色坐标为(Wx,Wy)，而0.275<Wx<0.285，且0.285<Wy<0.295。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，AR：AG：AB：AY=1：1.3：3：1。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该背光源包括直下式背光源或侧面入光式背光源。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该激发光源包括一发光二极管芯片封装体，该发光二极管芯片封装体包括：
一承载器；
一发光二极管芯片，适于发出一激发光线，该发光二极管芯片配置于该承载器上并且与该承载器电性连接；以及
一封装胶体，包覆部分该承载器以及该发光二极管芯片，其中该量子点荧光材料分布于该封装胶体内，且位于该激发光线的传递路径上。
9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该激发光源包括一发光二极管芯片封装体，该发光二极管芯片封装体包括：
一承载器；
一发光二极管芯片，适于发出一激发光线，该发光二极管芯片配置于该承载器上并且与该承载器电性连接，其中该量子点荧光材料覆盖该发光二极管芯片，且位于该激发光线的传递路径上；以及
一封装胶体，包覆部分该承载器以及该发光二极管芯片。
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