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TWI601124B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI601124B
TWI601124B TW102130621A TW102130621A TWI601124B TW I601124 B TWI601124 B TW I601124B TW 102130621 A TW102130621 A TW 102130621A TW 102130621 A TW102130621 A TW 102130621A TW I601124 B TWI601124 B TW I601124B
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黃士展
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群創光電股份有限公司
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，特別關於一種具有高色域及較佳顯示色彩品質之顯示裝置。
隨著科技的進步，平面顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，尤其是液晶顯示裝置，因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類之電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型電腦、平板電腦及其它顯示器等。
液晶顯示裝置主要包含一液晶顯示面板(LCD Panel)以及一背光模組(Backlight Module)。其中，液晶顯示面板具有一薄膜電晶體基板、一彩色濾光基板以及一夾設於兩基板間的液晶層，兩基板與液晶層可形成複數個陣列設置的畫素。另外，背光模組可發出光線穿過液晶顯示面板，並經由液晶顯示面板之各畫素顯示色彩而形成一影像。
在顯示裝置的設計中，顏色品味是一項很重要的設計因素，而它可以藉由色度座標來具體呈現，例如對一顯示面板而言，其所發出的光線可對應至一CIE 1931色度座標上，而在色度座標中，三原色(藍、綠及紅色)皆有其對應的色點，即色度三角形的三個頂點。目前較普及的色度規格為sRGB，其在CIE 1931色度座標中之藍色色點的座標為(0.15,0.06)，綠色色點的座標為(0.3,0.6)，紅色色點的座標為(0.64,0.33)。假使三原色色點偏離sRGB標準色點座標太多，則代表顯示面板的影像顏色有失真的可能而使畫面顯示不佳，以致使用者觀看的品質降低。另外，高色域(high color gamut)代表顯示裝置能夠顯示出較多的色彩範圍，也是各大廠家積極追求的目標之一。
因此，如何提供一種顯示裝置，可同時具有高色域及較佳顯 示品質而提升產品競爭力，實為當前重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種具有高色域及較佳顯示品質而可提升產品競爭力之顯示裝置。
為達上述目的，依據本發明之一種顯示裝置包括一顯示面板，顯示面板於最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)顯示一綠色畫面時發射出一綠色光線，綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，顯示面板於最高灰階顯示一藍色畫面時發射出一藍色光線，藍色光線具有一藍色能量與一藍色色點，綠色能量與藍色能量比值係介於0.7與1.5之間，綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，綠色色點座標範圍係介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717之間，y座標係介於0.68與0.72之間。
在一實施例中，綠色能量與藍色能量之比值更介於0.7與1.2之間。
在一實施例中，綠色能量與藍色能量之比值更介於0.75與1.1之間。
在一實施例中，顯示面板於最高灰階顯示一紅色畫面時發射出一紅色光線，紅色光線具有一紅色能量與一紅色色點，紅色能量與藍色能量比值係介於1.2與2.6之間，且紅色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，紅色色點座標範圍係介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618之間，x座標係介於0.66與0.70之間。
在一實施例中，紅色能量與藍色能量之比值更介於1.2與1.7之間。
在一實施例中，紅色能量與藍色能量之比值更介於1.25與1.6之間。
在一實施例中，藍色光色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，且藍色色點座標範圍係介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174之間，y座標係介於0.04與0.08之間。
在一實施例中，綠色能量與藍色能量之比值更介於1.0與1.5 之間。
在一實施例中，紅色能量與藍色能量之比值更介於2.0與2.6之間。
在一實施例中，光線之紅色能量與藍色能量之比值更介於2.1與2.5之間。
在一實施例中，綠色色點座標範圍更介於方程式y=-48.85x2+23.452x-2.1174與方程式y=-48.85x2+26.383x-2.8649之間，y座標更介於0.69與0.71之間。
在一實施例中，紅色色點座標範圍更介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2318與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2518之間，x座標更介於0.67與0.69之間。
在一實施例中，藍色色點座標範圍更介於方程式y=-168.72x2+53.687x-4.155與方程式y=-168.72x2+60.436x-5.2962之間，y座標係介於0.05與0.07之間。
在一實施例中，綠色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55。
在一實施例中，紅色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且紅色色點之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5。
在一實施例中，藍色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。
承上所述，在本發明之顯示裝置中，顯示面板於最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)顯示一綠色畫面時發射出一綠色光線，綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，顯示面板於最高灰階顯示一藍色畫面時發射出一藍色光線，藍色光線具有一藍色能量與一藍色色點，綠色能量與藍色能量比值係介於0.7與1.5之間，綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，綠色色點座標範圍係介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717之間，y座標係介於0.68與0.72之間。藉此，上述色點範圍符合接近sRGB規範之色調設計，並與sRGB規範之色點實質上同色調且往高色域方向延伸，使得本發明之顯示裝置具有高 色域及較佳顯示品質而可提升產品競爭力。
1‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧顯示面板
111‧‧‧第一基板
112‧‧‧第二基板
1121‧‧‧彩色濾光層
113‧‧‧液晶層
12‧‧‧背光模組
A1~F1、A2~F2‧‧‧方程式
O、P、Q‧‧‧區域
圖1A為本發明較佳實施例之一種顯示裝置的示意圖。
圖1B為圖1A之顯示面板的示意圖。
圖2為穿出顯示面板之光線的強度頻譜示意圖。
圖3A為本發明之顯示面板所發射出之光線對應之一CIE 1931 xy色度座標的示意圖。
圖3B、圖3C及圖3D分別為圖3A之區域O、P、Q之放大示意圖。
圖4為本發明之顯示面板所發射出之光線對應之一CIE 1976 u'v'色度座標的示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種顯示裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖1A及圖1B所示，其中，圖1A為本發明較佳實施例之一種顯示裝置1的示意圖，而圖1B為圖1A之顯示面板11的示意圖。
顯示裝置1包括一顯示面板11以及一背光模組12，顯示面板11與背光模組12相對設置。於此，顯示面板11為一液晶顯示面板，其包含一第一基板111、一第二基板112以及一液晶層113。第一基板111例如是一薄膜電晶體基板，第二基板112例如是一彩色濾光基板，而液晶層113則夾置於第一基板111與第二基板112之間。其中，第一基板111與第二基板112可使用玻璃基板、透明壓克力基板或可撓性基板(flexible substrate)，或使用觸控基板。在本實施例中，第二基板112包含一彩色濾光層1121，彩色濾光層1121包含一藍色濾光部、一綠色濾光部以及一紅色濾光部(圖未顯示)。當背光模組12之背光源所發出之光線穿透彩色濾光層1121之藍色濾光部時，其可形成顯示面板11之光線的藍色能量，並可由光線之藍光頻譜呈現；當背光模組12之背光源所發出之光線穿透綠色濾光部時，其可形成顯示面板11之光線的綠色能量，並可由光線之綠光頻譜呈現；當背光模組12之背光源所發出之光線穿透紅色濾光部時，其可形成 顯示面板11之光線的紅色能量，並可由光線之紅光頻譜呈現。本實施例中，係以彩色濾光層1121位於第二基板112為例，於其他實施例中，彩色濾光層1121可設置於第一基板111上。
請參照圖2所示，其為穿出顯示面板11之光線的強度頻譜示意圖。其中，縱軸之強度為任意單位。
如圖2所示，強度頻譜包含一綠光頻譜、一藍光頻譜以及一紅光頻譜。綠光頻譜係指當顯示面板11僅顯示綠色最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)的畫面時所得之頻譜，紅光頻譜係指當顯示面板11僅顯示紅色最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)的畫面時所得之頻譜，而藍光頻譜係指當顯示面板11僅顯示藍色最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)的畫面時所得之頻譜。
於此，綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，綠色能量係對應綠光頻譜之一積分面積(即綠光頻譜之曲線下的面積)，紅色光線具有一紅色能量與一紅色色點，紅色能量係對應紅光頻譜之一積分面積(即紅光頻譜之曲線下的面積)，而綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，藍色能量係對應藍光頻譜之一積分面積(即藍光頻譜之曲線下的面積)。因此，顯示面板11的藍色、綠色、紅色光能量的計算方式為：
藍光能量：
綠光能量：
紅光能量：
其中，BLU(λ)表示背光源的能量分布頻譜，BCF(λ)表示藍色濾光部的穿透頻譜，GCF(λ)表示綠色濾光部的穿透頻譜，RCF(λ)表示紅色濾光部的穿透頻譜，CELL(λ)代表顯示面板11扣除彩色濾光層(CF)後的液晶面板穿透頻譜，λ為波長，380與780係指計算此積分的波長範圍，其係以奈米(nm)為單位，其積分所得之藍光、綠光、紅光能量單位為光瓦。由上可知，可藉由個別設計而改變背光源BLU(λ)、 各顏色之濾光部CF(λ)或液晶穿透頻譜CELL(λ)或互相搭配的不同，來調整各顏色的能量變化以符合設計需求的白色色點規格，使顯示裝置1具有較佳的顯示品質而提升產品競爭力。因此，隨著白色色點規格的不同，RGB的顏色設計就會有所不同，也就是RGB色點與能量比例的設計也會有所不同。因此，本發明希望透過科學化調整RGB能量的比例來控制色點的變異，以達到設計需求的白色色點規格。
請參照圖3A所示，其為本發明之顯示面板11所發射出之光線對應之一CIE 1931 xy色度座標的示意圖。其中，於CIE 1931色度圖之光譜軌跡線之線上與範圍內屬於實際存在的顏色，即為實色(real color)，反之，色度光譜軌跡線外的色度點實際上並不存在，即為虛色(imaginary color)。
在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之綠色色點實質上同色調(hue)且往高色域方向延伸(即沿著sRGB之綠色色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示綠色畫面時所發出之綠色光線所測得的綠色色光能量，以及顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面時所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制綠色能量與藍色能量之比值介於0.7與1.5之間，則顯示面板11所發出之綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，且綠色色點座標範圍係介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766(方程式A1)與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717(方程式B1)之間，且y座標係介於0.68與0.72之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的綠色色調外，此範圍相較於NTSC的綠點更接近光譜軌跡線上550nm波長的位置，因為人眼對550nm波長的光線之靈敏度最高，因此可提升顯示器的穿透率。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之紅色色點實質上同色調且往高色域方向延伸(即沿著sRGB之紅色色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1亦設計，由顯示面板 11於最高灰階(例如255灰階)顯示紅色畫面所發出之紅色光線所測得的紅色色光能量，以及由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制紅色能量與藍色能量之比值介於1.2與2.6之間，則顯示面板11所發出之紅色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，紅色色點座標範圍係介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218(方程式C1)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618(方程式D1)之間，且x介於0.66與0.70之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的紅色色調外，色純度的提升使得顏色表現更為鮮豔。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合sRGB規範之色調設計，以接近sRGB規範之藍色實質色點，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面時所發出之藍色光線所測得的藍色色光能量，且顯示面板11所發出之藍色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，藍色色點座標範圍係介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635(方程式E1)與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174(方程式F1)之間，y座標係介於0.04與0.08之間。
因顯示器應用廣泛，針對不同的地區人種及大小尺寸等不同因素，會有不同的色點設計。因此，若顯示器之白點希望設定於較高色溫時，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之綠色點實質上同色調且往高色域方向延伸(即沿著sRGB之綠色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示綠色畫面時所發出之綠色光線所測得的綠色色光能量，以及顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制綠色能量與藍色能量之比值介於0.7與1.2之間，則顯示面板11所發出之綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，且綠色色點座標範圍係介於方程式-48.85x2+21.987x-1.7766(方程式A1)與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717(方程式B1)之間，且y介於0.68與0.72之間。較佳者，綠色能量與藍色能量之比值更介於0.75 與1.1之間，且如圖3B的放大圖所示，綠色色點座標範圍更介於方程式y=-48.85x2+23.452x-2.1174(方程式A2)與方程式y=-48.85x2+26.383x-2.8649(方程式B2)之間，y座標更介於0.69與0.71之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的綠色色調外，此範圍相較於NTSC的綠點更接近光譜軌跡線上550nm波長的位置，因為人眼對550nm波長(純綠光)的光線之感度最高，因此可提升顯示器的穿透率。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之紅色點實質上同色調且往高色域方向延伸(即沿著接近sRGB之紅色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示紅色畫面時所發出之紅色光線所測得的紅色色光能量，以及顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制紅色能量與藍色能量之比值介於1.2與1.7之間，則顯示面板11所發出之紅色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，且紅色色點座標範圍係介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218(方程式C1)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618(方程式D1)之間，x座標係介於0.66與0.70之間。較佳者，紅色能量與藍色能量之比值更介於1.25與1.6之間，且如圖3C的放大圖所示，紅色色點座標範圍更介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2318(方程式C2)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2518(方程式D2)之間，x座標更介於0.67與0.69之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的紅色色調外，由於人眼對紅色的顏色差異度辨識較為明顯，因此相較於NTSC或sRGB紅色的色純度提升使得顏色表現的更為鮮豔。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以接近sRGB規範之藍色實質上同色調色點，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面時所發出之藍色光線所測得的藍色色光能量，且顯示面板11所發出之藍色色點對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，藍色色點座標範圍係介於方程式y=-168.72x2+ 50.312x-3.635(方程式E1)與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174(方程式F1)之間，x座標係介於0.04與0.08之間。較佳者，如圖3D之放大圖所示，藍色色點座標範圍更介於方程式y=-168.72x2+53.687x-4.155(方程式E2)與方程式y=-168.72x2+60.436x-5.2962(方程式F2)之間，y座標更介於0.05與0.07之間。
於此情況下，該光線對應於CIE 1931 xy色度座標之白點的x座標係介於0.28±0.010內，而y座標係介於0.29±0.010內。換言之，光線對應於CIE 1931 xy色度座標的白點座標為(0.28,0.29)，且白點之x與y座標的變動範圍均在±0.010內，而其對應的RGB能量比分別為：0.7≦G/B≦1.2以及1.2≦R/B≦1.7。
另外，請參照圖4所示，其為本發明之顯示面板11所發射出之光線對應之一CIE 1976 u'v'色度座標的示意圖。
如圖4所示，為了使由顯示面板11所發出光線於最高灰階(例如255灰階)的條件下所測得的色光具有較佳的色彩均勻性，本發明亦將符合上述能量比(G/B、R/B)範圍之色點由CIE 1931 xy色度座標轉換成CIE 1976 u'v'色度座標。其中，在CIE 1976 u'v'色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之綠色色點、紅色色點及藍色色點實質上同色調且往高色域方向延伸，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，該綠色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55，該紅色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且紅色色點之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5，而該藍色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。自CIE 1976 u'v'色度座標來看，紅色的色度範圍明顯往高色域延伸，由於人眼對紅色的顏色差異度辨識較為明顯，因此於本設計中將紅色的色純度提升，會使得人眼感覺顯示面板的顏色更為鮮豔，顯示畫面品質亦更為提升。
因色光能量頻譜可藉由設計濾光部CF(λ)的穿透頻譜來調整，所以可藉由調整濾光部的材料種類(例如R254、R177、G7、G36、G58、Y150、Y138、Y139、B15：6等)及其重量百分比來調整能量變化。例如可 設計藍色濾光層之穿透頻譜峰值介於440nm至460nm之間，綠色濾光層之穿透頻譜峰值介於500nm至550nm之間，並調整顯示面板11於最高灰階時之綠光能量相對於藍光能量的比值介於0.7至1.2之間，及紅色能量與該藍色能量之比值係介於1.2與1.7之間，使得綠色色點座標對應於CIE 1931色度座標之範圍介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766(方程式A1)與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717(方程式B1)之間，而y座標介於0.68與0.72之間、紅色色點座標範圍介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218(方程式C1)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618(方程式D1)之間，而x座標介於0.66與0.70之間，以及藍色色點座標範圍介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635(方程式E1)與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174(方程式F1)之間，而y座標介於0.04與0.08之間。另外，於符合上述能量比，綠色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55，紅色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且紅色色點之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5，而藍色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。藉此，即可使顯示面板11所發射出之光線與sRGB規範實質上同色調，且往高色域方向延伸，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。
另外，亦可藉由設計背光源BLU(λ)來調整能量比例。例如，當背光源為藍色LED搭配紅色跟綠色螢光粉之種類時，其背光源具有一頻譜，藉由改變螢光粉之材料種類或其重量百分比，或改變輸入背光源之電流，可設計藍色光之峰值大致介於440nm至460nm之間，綠色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於500nm至550nm，紅色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於600nm至660nm；或是，例如背光源為藍色LED搭配黃色螢光粉時，亦可藉由改變螢光粉之材料種類或其重量百分比，或改變輸入背光源之電流，其藍色光波形之峰值可大致介於440nm至460nm之間，黃色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於550nm至580nm，以調整各顏色之最高灰階下之綠光能量與藍光能量及紅光能量與藍光能量的比例。另外，亦可設計不同顏色畫素的液晶面板穿透頻譜CELL(λ)或上述條件之互相搭 配來調整能量比例。另外，背光模組之背光源的能量部分可藉由調整其螢光粉的種類成分及其比例來達到上述之範圍，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。其中，螢光粉可例如包含硫化物螢光粉、氮化物螢光粉或矽酸鹽類螢光粉等。
另外，因顯示器應用廣泛，針對不同的地區人種及大小尺寸等不同因素，會有不同的色點設計。因此，若顯示器之白點希望設定於較低色溫設計時，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之綠色點實質上同色調且往高色域方向延伸(即沿著sRGB之綠色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示綠色畫面時所發出之綠色光線所測得的綠色色光能量，以及顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制綠色能量與藍色能量之比值介於1.0與1.5之間，則顯示面板11所發出之綠色光線對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，且綠色色點座標範圍係介於方程式-48.85x2+21.987x-1.7766(方程式A1)與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717(方程式B1)之間，且y介於0.68與0.72之間。較佳者，綠色能量與藍色能量之比值更介於1.1與1.4之間，且如圖3B的放大圖所示，綠色色點座標範圍更介於方程式y=-48.85x2+23.452x-2.1174(方程式A2)與方程式y=-48.85x2+26.383x-2.8649(方程式B2)之間，y座標更介於0.69與0.71之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的綠色色調外，此範圍相較於NTSC的綠點更接近光譜軌跡線上550nm波長的位置，因為人眼對550nm波長(純綠光)的光線之感度最高，因此可提升顯示器的穿透率。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之紅色點實質上同色調且往高色域方向延伸(即沿著sRGB之紅色點之實質上同色調往外側延伸)，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示紅色畫面時所發出之紅色光線所測得的 紅色色光能量，以及顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面所發出之藍色光線的藍色色光能量中，係控制紅色能量與藍色能量之比值介於2.0與2.6之間，則顯示面板11所發出之紅色光線對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，且紅色色點座標範圍係介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218(方程式C1)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618(方程式D1)之間，x座標係介於0.66與0.70之間。較佳者，紅色能量與藍色能量之比值更介於2.1與2.5之間，且如圖3C的放大圖所示，紅色色點座標範圍更介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2318(方程式C2)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2518(方程式D2)之間，x座標更介於0.67與0.69之間。除了可使顯示面板11維持接近於sRGB規範的紅色色調外，由於人眼對紅色的顏色差異度辨識較為明顯，因此相較於NTSC或sRGB紅色的色純度提升使得顏色表現的更為鮮豔。
另外，在CIE 1931 xy色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以接近sRGB規範之藍色實質上同色調色點，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，本發明之顯示裝置1係設計，由顯示面板11於最高灰階(例如255灰階)顯示藍色畫面時所發出之藍色光線所測得的藍色色光能量，且顯示面板11所發出之藍色光線對應於CIE 1931 xy色度座標之實色範圍內，藍色色點座標範圍係介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635(方程式E1)與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174(方程式F1)之間，y座標係介於0.04與0.08之間。較佳者，如圖3D之放大圖所示，藍色色點座標範圍更介於方程式y=-168.72x2+53.687x-4.155(方程式E2)與方程式y=-168.72x2+60.436x-5.2962(方程式F2)之間，y座標更介於0.05與0.07之間。
於此情況下，該光線對應於CIE 1931 xy色度座標之白點的x座標係介於0.313±0.010內，而y座標係介於0.329±0.010內。換言之，光線對應於CIE 1931 xy色度座標的白點座標為(0.313,0.329)，且白點之x與y座標的變動範圍均在±0.010內，而其對應的RGB能量比分別為：1.0≦G/B≦1.5以及2.0≦R/B≦2.6。
另外，請再參照圖4所示，為了使由顯示面板11所發出光 線於最高灰階(例如255灰階)的條件下所測得的色光具有較佳的色彩均勻性，本發明亦將符合上述能量比(G/B、R/B)範圍之色點由CIE 1931 xy色度座標轉換成CIE 1976 u'v'色度座標。其中，在CIE 1976 u'v'色度座標上，為了符合接近sRGB規範之色調設計，以與sRGB規範之綠色色點、紅色色點及藍色色點實質上同色調且往高色域方向延伸，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質，綠色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55，紅色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且紅色色點之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5，而藍色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。自CIE 1976 u'v'色度座標來看，紅色的色度範圍明顯往高色域延伸，因為人眼對紅色的顏色差異度辨識較為明顯，因此於本設計中將紅色的色純度提升，會使得人眼感覺顯示面板的顏色更為鮮豔，顯示畫面品質亦更為提升。
因能量可藉由設計濾光部CF(λ)的穿透頻譜來調整，所以可藉由調整濾光部的材料種類(例如R254、R177、G7、G36、G58、Y150、Y138、Y139、B15：6等)及其重量百分比來調整能量變化。例如可設計藍色濾光層之穿透頻譜峰值介於440nm至460nm之間，綠色濾光層之穿透頻譜峰值介於500nm至550nm之間，並調整顯示面板11於最高灰階時之綠光能量相對於藍光能量的比值介於1.0至1.5之間，及紅色能量與該藍色能量之比值係介於2.0與2.6之間，使得綠色色點座標範圍介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766(方程式A1)與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717(方程式B1)之間，而y座標介於0.68與0.72之間、紅色色點座標範圍介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218(方程式C1)與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618(方程式D1)之間，而x座標介於0.66與0.70之間，以及藍色色點座標範圍介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635(方程式E1)與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174(方程式F1)之間，而y座標介於0.04與0.08之間。另外，於符合上述能量比，綠色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55，紅色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且紅色色點 之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5，而藍色光線對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。藉此，即可使顯示面板11所發射出之光線與sRGB規範實質上同色調，且往高色域方向延伸，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。
因色光能量頻譜可藉由設計濾光部CF(λ)的穿透頻譜來調整，所以可藉由調整濾光部的材料種類(例如R254、R177、G7、G36、G58、Y150、Y138、Y139、B15：6等)及其重量百分比來調整能量變化。例如可設計藍色濾光層之穿透頻譜峰值介於440nm至460nm之間，綠色濾光層之穿透頻譜峰值介於500nm至550nm之間，並調整顯示面板11於最高灰階時之綠光能量相對於藍光能量的比值介於1.0至1.5之間，及紅色能量與該藍色能量之比值係介於2.0與2.6之間，使得綠色色點之u'座標介於0.05與0.1之間，v'座標大於0.55、紅色色點之u'座標介於0.5與0.55之間，v'座標大於0.5，以及藍色色點之u'座標介於0.15與0.2之間，v'座標介於0.1與0.2之間。藉此，即可使顯示面板11所發射出之光線與sRGB規範之三色點同色調，且往高色域方向延伸，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。另外，背光模組之背光源的能量部分可藉由調整其螢光粉的種類成分及其比例來達到上述之範圍，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。
另外，亦可藉由設計背光源BLU(λ)來調整能量比例。例如，當背光源為藍色LED搭配紅色跟綠色螢光粉之種類時，其背光源具有一頻譜，藉由改變螢光粉之材料種類或其重量百分比，或改變輸入背光源之電流，可設計藍色光之峰值大致介於440nm至460nm之間，綠色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於500nm至550nm，紅色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於600nm至660nm；或是，例如背光源為藍色LED搭配黃色螢光粉時，亦可藉由改變螢光粉之材料種類或其重量百分比，或改變輸入背光源之電流，其藍色光波形之峰值可大致介於440nm至460nm之間，黃色螢光粉之放射頻譜之峰值大致介於550nm至580nm，以調整各顏色之最高灰階下之綠光能量與藍光能量及紅光能量與藍光能量的比例。另外，亦可 設計不同顏色畫素的液晶面板穿透頻譜CELL(λ)或上述條件之互相搭配來調整能量比例。另外，背光模組之背光源的能量部分可藉由調整其螢光粉的種類成分及其比例來達到上述之範圍，使顯示面板11具有高色域及較佳顯示品質而提升產品競爭力。其中，螢光粉可例如包含硫化物螢光粉、氮化物螢光粉或矽酸鹽螢光粉等。
此外，本發明之顯示面板11亦可應用其他技術而有不同的變化態樣，例如可將彩色濾光層設置於薄膜電晶體陣列之一側(color filter on array,COA)、或將薄膜電晶體陣列設置於彩色濾光基板上(TFT on CF，亦稱為TOC或array on CF)，並不加以限制。
綜上所述，在本發明之顯示裝置中，顯示面板於最高灰階(以8-bit色階而言為255灰階)顯示一綠色畫面時發射出一綠色光線，綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，顯示面板於最高灰階顯示一藍色畫面時發射出一藍色光線，藍色光線具有一藍色能量與一藍色色點，綠色能量與藍色能量比值係介於0.7與1.5之間，綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，綠色色點座標範圍係介於方程式y=-48.85x2+21.987x-1.7766與方程式y=-48.85x2+27.849x-3.2717之間，y座標係介於0.68與0.72之間。藉此，上述色點範圍符合接近sRGB規範之色調設計，並與sRGB規範之色點實質上同色調且往高色域方向延伸，使得本發明之顯示裝置具有高色域及較佳顯示品質而可提升產品競爭力。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
A1~F1‧‧‧方程式
O、P、Q‧‧‧區域

Claims (16)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板，其於最高灰階顯示一綠色畫面時發射出一綠色光線，該綠色光線具有一綠色能量與一綠色色點，其於最高灰階顯示一藍色畫面時發射出一藍色光線，該藍色光線具有一藍色能量與一藍色色點，其中，該綠色能量與該藍色能量比值係介於0.7與1.5之間，且該綠色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，該綠色色點座標範圍係介於方程式y=-48.85 x2+21.987x-1.7766與方程式y=-48.85 x2+27.849x-3.2717之間，y座標係介於0.68與0.72之間，其中，該顯示面板於最高灰階顯示一紅色畫面時發射出一紅色光線，該紅色光線具有一紅色能量與一紅色色點，該紅色能量與該藍色能量比值係介於1.2與2.6之間，且該紅色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，該紅色色點座標範圍係介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2218與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2618之間，x座標係介於0.66與0.70之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該綠色能量與該藍色能量之比值更介於0.7與1.2之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中該綠色能量與該藍色能量之比值更介於0.75與1.1之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該紅色能量與該藍色能量之比值更介於1.2與1.7之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該紅色能量與該藍色能量之比值更介於1.25與1.6之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該藍色色點對應於CIE 1931 xy色度座標上，且該藍色色點座標範圍係介於方程式y=-168.72x2+50.312x-3.635與方程式y=-168.72x2+63.81x-5.9174之間，y座標係介於0.04與0.08之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該綠色能量與該藍色能量 之比值更介於1.0與1.5之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該綠色能量與該藍色能量之比值更介於1.1與1.4之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該紅色能量與該藍色能量之比值更介於2.0與2.6之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該紅色能量與該藍色能量之比值更介於2.1與2.5之間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該綠色色點座標範圍更介於方程式y=-48.85x2+23.452x-2.1174與方程式y=-48.85x2+26.383x-2.8649之間，y座標更介於0.69與0.71之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該紅色色點座標範圍更介於方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2318與方程式y=-2.021x2+2.1871x-0.2518之間，x座標更介於0.67與0.69之間。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置，其中該藍色色點座標範圍更介於方程式y=-168.72x2+53.687x-4.155與方程式y=-168.72x2+60.436x-5.2962之間，y座標係介於0.05與0.07之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該綠色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且該綠色色點之u'座標範圍係介於0.05與0.1之間，v'座標係大於0.55。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該紅色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且該紅色色點之u'座標範圍係介於0.5與0.55之間，v'座標係大於0.5。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該藍色色點對應於CIE 1976 u'v'色度座標上，且該藍色色點之u'座標係介於0.15與0.2之間，v'座標係介於0.1與0.2之間。
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