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TWI442139B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI442139B
TWI442139B TW100125807A TW100125807A TWI442139B TW I442139 B TWI442139 B TW I442139B TW 100125807 A TW100125807 A TW 100125807A TW 100125807 A TW100125807 A TW 100125807A TW I442139 B TWI442139 B TW I442139B
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backlight
liquid crystal
crystal display
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Ying Li Wang
Chien Shen
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Au Optronics Corp
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Description

液晶顯示裝置
本申請案是有關於一種液晶顯示裝置，且特別是有關於一種具有良好色彩飽和度(color saturation)之液晶顯示裝置。
由於液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display，LCD)具備體積小、高畫質、低消耗功率、無輻射等優點，近年來已超越傳統的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示裝置成為顯示裝置的主流。然而，與陰極射線管顯示裝置相比，液晶顯示裝置通常需要背光源方可顯示影像。一般液晶顯示裝置常用的背光源有冷陰極螢光燈(Cold-Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)背光源以及發光二極體(Light Emitting Diode，LED)背光源。
白光發光二極體具有發熱量低、省電、壽命長、反應速度快，體積小以及可平面封裝等優點，其出現已被視為一場「白光照明革命」。而在應用市場方面，白光發光二極體因其省電、體積小以及反應速度快等優點而逐漸被應用在可攜式顯示裝置以及電視的背光模組上。
一般常用的白光發光二極體封裝多採用藍光發光二極體晶片搭配上釔鋁石榴粉(Yttrium Aluminum Garnet，YAG)，其具有封裝方便及體積小的優點。近年來，量子點螢光材料已逐漸被應用於發光二極體中。量子點螢光材料是由數個或數十個原子所構成的準零維度(quasi-zero-dimensional)奈米材料，由於量子點螢光材料內部的電子在三度空間的運動都會受到侷限，故其光電特性與塊狀(bulk)型態的螢光材料差異極大。舉例而言，在受到相同的激發光源照射之後，不同尺寸之量子點螢光材料會發出不同波長的二次光線。若將不同尺寸之量子點螢光材料混合，並以相同的激發光源照射這些經過適當混合後的量子點螢光材料，將可同時產生多種不同波長的二次光線。
相較於傳統的有機螢光材料，量子點螢光材料的發光具有較佳的發光效率，因此若將量子點螢光材料應用於液晶顯示器的背光源中，預期將有助於提升液晶顯示器的彩色飽和度(NTSC%)。然而，量子點螢光材料雖可改善液晶顯示器的彩色飽和度，但卻面臨白點色座標偏移的問題。因此，如何改善量子點螢光材料所導致之白點色座標偏移的問題，實為目前亟欲解決的問題之一。
本申請案提供一種液晶顯示裝置，其具有良好的色彩飽和度以及白色表現。
本申請案提供一種液晶顯示裝置，其包括一背光源以及一液晶顯示面板。背光源包括一激發光源以及一量子點螢光材料(quantum dot remote phosphor)，其中背光源之發光頻譜在波長介於445奈米至455奈米之間具有相對極大亮度峰值BL1，背光源之發光頻譜在波長介於528奈米至538奈米之間具有相對極大亮度峰值BL2，而背光源的發光頻譜在波長介於618奈米至628奈米之間具有相對極大亮度峰值BL3，且相對極大亮度峰值BL1高於相對極大亮度峰值BL2。液晶顯示面板配置於背光源上方，而液晶顯示面板具有一紅色濾光層、一綠色濾光層、一藍色濾光層以及一黃色濾光層，而紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層的面積分別為AR 、AG 、AB 、AY ，且AR 、AG 、AB 、AY 滿足下列條件：
0.75<AR /AG <0.85；
0.3<AR /AB <0.4；以及
0.95<AR /AY <1.05。
在本申請案之一實施例中，前述之紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層滿足下列條件：在背光源照射下，紅色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Rx ，y 座標為Ry ，其中0.665<Rx <0.675，0.305<R y <0.315；在背光源照射下，綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Gx ，y 座標為Gy ，其中0.235<Gx <0.245，0.690<Gy <0.700；在背光源照射下，藍色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Bx ，y 座標為By ，其中0.150<Bx <0.160，0.060<By <0.070；以及在背光源照射下，黃色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Yx ，y 座標為Yy ，其中0.430<Yx <0.440，0.530<Yy <0.540。
在本申請案之一實施例中，前述之相對極大亮度峰值BL1高於相對極大亮度峰值BL3。
在本申請案之一實施例中，BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
在本申請案之一實施例中，在背光源照射下，該液晶顯示面板所顯示的白點之色座標為(Wx ,Wy )，而0.275<Wx <0.285，且0.285<Wy <0.295。
在本申請案之一實施例中，AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1。
在本申請案之一實施例中，前述之背光源包括直下式背光源或側面入光式背光源。
在本申請案之一實施例中，前述之激發光源包括一發光二極體晶片封裝體，而發光二極體晶片封裝體包括一承載器、一發光二極體晶片以及一封裝膠體。發光二極體晶片適於發出一激發光線，發光二極體晶片配置於承載器上並且與承載器電性連接。封裝膠體包覆部分承載器以及發光二極體晶片，其中量子點螢光材料分佈於封裝膠體內，且位於激發光線的傳遞路徑上。
在本申請案之一實施例中，前述之激發光源包括一發光二極體晶片封裝體，而發光二極體晶片封裝體包括一承載器、一發光二極體晶片以及一封裝膠體。發光二極體晶片適於發出一激發光線，發光二極體晶片配置於承載器上並且與承載器電性連接，其中量子點螢光材料覆蓋發光二極體晶片，且位於激發光線的傳遞路徑上。封裝膠體包覆部分承載器以及發光二極體晶片。
本申請案藉由控制紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層的面積比例，以改善量子點螢光材料所導致之白點色座標偏移的問題，故本申請案之液晶顯示裝置能夠兼顧色彩飽和度以及白色表現。
為讓本申請案之上述和其他目的、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。
圖1為本發明一實施例之液晶顯示裝置的示意圖，而圖2為圖1中背光源的頻譜。請參照圖1與圖2，本實施例之液晶顯示裝置100包括一背光源110以及一液晶顯示面板120。背光源110包括一激發光源112以及一量子點螢光材料114，其中背光源110之發光頻譜在波長介於445奈米至455奈米之間具有相對極大亮度峰值BL1，背光源110之發光頻譜在波長介於528奈米至538奈米之間具有相對極大亮度峰值BL2，而背光源110的發光頻譜在波長介於618奈米至628奈米之間具有相對極大亮度峰值BL3，且相對極大亮度峰值BL1高於相對極大亮度峰值BL2。液晶顯示面板120配置於背光源110上方，而液晶顯示面板120具有一紅色濾光層120R、一綠色濾光層120G、一藍色濾光層120B以及一黃色濾光層120Y，而紅色濾光層120R、綠色濾光層120G、藍色濾光層120B、黃色濾光層120Y的面積分別為AR 、AG 、AB 、AY ，且AR 、AG 、AB 、AY 滿足下列不等式(1)～(3)：
0.75<AR /AG <0.85‧‧‧(1)
0.3<AR /AB <0.4　‧‧‧(2)
0.95<AR /AY <1.05‧‧‧(3)
在本申請案中，紅色濾光層120R、綠色濾光層120G、藍色濾光層120B、黃色濾光層120Y面積比例可被視為單一顯示畫素中紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素、黃色子畫素的面積比例。在一較佳實施例中，紅色濾光層120R、綠色濾光層120G、藍色濾光層120B、黃色濾光層120Y的面積比例可以為AR ：AG ：AB ：AY ，且AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1。換言之，在單一顯示畫素中，紅色子畫素、綠色子畫素、藍色子畫素、黃色子畫素的面積比例亦為AR ：AG ：AB ：AY ，且AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1，如圖2所示。
在本實施例中，紅色濾光層120R、綠色濾光層120G、藍色濾光層120B、黃色濾光層120Y之色度座標例如需滿足下列條件：在背光源110照射下，紅色濾光層120R於CIE 1931色度座標上的x 座標為Rx ，y 座標為Ry ，其中0.665<Rx <0.675，0.305<Ry <0.315；在背光源110照射下，綠色濾光層120G於CIE 1931色度座標上的x 座標為Gx ，y 座標為Gy ，其中0.235<Gx <0.245，0.690<Gy <0.700；在背光源110照射下，藍色濾光層120B於CIE 1931色度座標上的x 座標為Bx ，y 座標為By ，其中0.150<Bx <0.160，0.060<By <0.070；以及在背光源110照射下，黃色濾光層120Y於CIE 1931色度座標上的x 座標為Yx ，y 座標為Yy ，其中0.430<Yx <0.440，0.530<Yy <0.540。
在本申請案之一較佳實施例中，前述之Rx 約為0.667，前述之Ry 約為0.310，前述之Gx 約為0.239，前述之Gy 約為0.692，前述之Bx 約為0.155，前述之By 約為0.063，前述之Yx 約為0.434，而前述之Yy 約為0.535。
在本實施例中，相對極大亮度峰值BL1係高於相對極大亮度峰值BL2，且相對極大亮度峰值BL1係高於相對極大亮度峰值BL3。在一較佳實施例中，相對極大亮度峰值BL1、BL2、BL3之比例關係為BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
在本實施例中，在背光源100照射下，液晶顯示面板120所顯示的白點之色座標為(Wx ,Wy )，而0.275<Wx <0.285，且0.285<Wy <0.295。在一較佳實施例中，前述之Wx 約為0.283，而前述之Wy 約為0.291，且液晶顯示面板120能夠提供的彩色飽和度(NTSC%)約為95.3%。
如圖1所示，本實施例之背光源110例如為側面入光式背光源，其除了包括激發光源112以及一量子點螢光材料114之外，還可進一步包括了一導光板116。值得注意的是，本實施例之背光源110亦可以是直下式背光源，其中同樣是包括前述之激發光源112以及量子點螢光材料114，差別僅在於激發光源112以及量子點螢光材料114是直接設置液晶顯示面板120下方，以提供顯示所需要的光線。
圖3A與圖3B為兩種不同激發光源與量子點螢光材料之結合設計。請參照圖3A，本實施例之激發光源112例如係以發光二極體晶片封裝體之型態呈現，而發光二極體晶片封裝體包括一承載器112a、一發光二極體晶片112b以及一封裝膠體112c。發光二極體晶片112b適於發出一激發光線L，發光二極體晶片112b配置於承載器112a上並且與承載器112a電性連接。封裝膠體112c包覆部分承載器112a以及發光二極體晶片112b，其中量子點螢光材料114係隨機且均勻地分佈於封裝膠體112c內，且位於激發光線L的傳遞路徑上。
請參照圖3B，在本申請案之另一實施例中，激發光源112同樣係以發光二極體晶片封裝體之型態呈現，而發光二極體晶片封裝體包括一承載器112a、一發光二極體晶片112b以及一封裝膠體112c。發光二極體晶片112b適於發出一激發光線L，發光二極體晶片112b配置於承載器112a上並且與承載器112a電性連接，其中量子點螢光材料114覆蓋發光二極體晶片112b，且位於激發光線L的傳遞路徑上。此外，封裝膠體112c包覆部分承載器112a以及發光二極體晶片112b。
本申請案藉由控制紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層的面積比例，以改善量子點螢光材料所導致之白點色座標偏移的問題，故本申請案之液晶顯示裝置能夠兼顧色彩飽和度以及白色表現。
【實施例】
當背光源的頻譜為圖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之左側所記載的數值，且AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1時，液晶顯示面板所顯示的白點之色座標為(0.283,0.291)，且液晶顯示面板所能夠提供的彩色飽和度(NTSC%)約為95.3%。RY、GY、BY、YY分別為在上述背光源下，紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層的明度。
當背光源的頻譜為圖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之左側所記載的數值，且AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1時，液晶顯示面板所顯示的白點之色座標為(0.341,0.352)，且液晶顯示面板所能夠提供的彩色飽和度(NTSC%)僅為86.9%。
從上述之表1與表2可知，本申請案之背光源的頻譜對於白點的色座標有一定程度的影響。在選擇適當的背光源頻譜後，透過控制紅色濾光層、綠色濾光層、藍色濾光層、黃色濾光層的面積比例(即AR ：AG ：AB ：AY )，將可以有效地改善白點色座標偏移的問題。
雖然本申請案已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本申請案，任何熟習此技藝者，在不脫離本申請案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本申請案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．液晶顯示裝置
110．．．背光源
112．．．激發光源
112a．．．承載器
112b．．．發光二極體晶片
112c．．．封裝膠體
L．．．激發光線
114．．．量子點螢光材料
116．．．導光板
120．．．液晶顯示面板
120R．．．紅色濾光層
120G．．．綠色濾光層
120B．．．藍色濾光層
120Y．．．黃色濾光層
BL1、BL2、BL3．．．相對極大亮度峰值
AR 、AG 、AB 、AY ．．．面積
圖1為本發明一實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
圖2為圖1中背光源的頻譜。
圖3A與圖3B為兩種不同激發光源與量子點螢光材料之結合設計。
圖4為實驗例之背光源的頻譜。
BL1、BL2、BL3．．．相對極大亮度峰值
AR 、AG 、AB 、AY ．．．面積

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一背光源，包括一激發光源以及一量子點螢光材料(quantum dot remote phosphor)，其中該背光源之發光頻譜在波長介於445奈米至455奈米之間具有相對極大亮度峰值BL1，該背光源之發光頻譜在波長介於528奈米至538奈米之間具有相對極大亮度峰值BL2，而該背光源的發光頻譜在波長介於618奈米至628奈米之間具有相對極大亮度峰值BL3，且相對極大亮度峰值BL1高於相對極大亮度峰值BL2；以及一液晶顯示面板，配置於該背光源上方，而該液晶顯示面板具有一紅色濾光層、一綠色濾光層、一藍色濾光層以及一黃色濾光層，而該紅色濾光層、該綠色濾光層、該藍色濾光層、該黃色濾光層的面積分別為AR 、AG 、AB 、AY ，且AR 、AG 、AB 、AY 滿足下列條件：0.75<AR /AG <0.85；0.3<AR /AB <0.4；以及0.95<AR /AY <1.05。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該紅色濾光層、該綠色濾光層、該藍色濾光層、該黃色濾光層滿足下列條件：在該背光源照射下，該紅色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Rx ，y 座標為Ry ，其中0.665<Rx <0.675，0.305<Ry <0.315；在該背光源照射下，該綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Gx ，y 座標為Gy ，其中0.235<Gx <0.245，0.690<Gy <0.700；在該背光源照射下，該藍色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Bx ，y 座標為By ，其中0.150<Bx <0.160，0.060<By <0.070；以及在該背光源照射下，該黃色濾光層於CIE 1931色度座標上的x 座標為Yx ，y 座標為Yy ，其中0.430<Yx <0.440，0.530<Yy <0.540。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中相對極大亮度峰值BL1高於相對極大亮度峰值BL3。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中BL1：BL2：BL3=1：0.63：0.657。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中在該背光源照射下，該液晶顯示面板所顯示的白點之色座標為(Wx ,Wy )，而0.275<Wx <0.285，且0.285<Wy <0.295。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中AR ：AG ：AB ：AY =1：1.3：3：1。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該背光源包括直下式背光源或側面入光式背光源。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該激發光源包括一發光二極體晶片封裝體，該發光二極體晶片封裝體包括：一承載器；一發光二極體晶片，適於發出一激發光線，該發光二極體晶片配置於該承載器上並且與該承載器電性連接；以及一封裝膠體，包覆部分該承載器以及該發光二極體晶片，其中該量子點螢光材料分佈於該封裝膠體內，且位於該激發光線的傳遞路徑上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該激發光源包括一發光二極體晶片封裝體，該發光二極體晶片封裝體包括：一承載器；一發光二極體晶片，適於發出一激發光線，該發光二極體晶片配置於該承載器上並且與該承載器電性連接，其中該量子點螢光材料覆蓋該發光二極體晶片，且位於該激發光線的傳遞路徑上；以及一封裝膠體，包覆部分該承載器以及該發光二極體晶片。
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