TW201421117A - 顯示裝置 - Google Patents

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Chia-Hao Li
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Abstract

一種顯示裝置,包括至少一發光元件與一彩色濾光圖案。發光元件用以提供白光,其具有一白點色座標Wx與Wy,其中0.23<Wx<0.27,0.22<Wy<0.25。彩色濾光圖案包括一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。紅色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係介於720奈米與780奈米之間,且其相對強度大體上係介於0.95與1之間。綠色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為534±2奈米,且其相對強度大體上係介於0.88與0.91之間。藍色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為449±2奈米,且其相對強度大體上係介於0.83與0.87之間。

Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置,尤指一種可顯示出sRGB色域空間涵蓋率大於99%之顯示裝置。
色域空間是用來衡量顯示裝置所能表現出的顏色多樣性的一種方式,而目前常見的色域空間規範為國際電工技術委員(IEC)所制定的sRGB(standard RGB)色域空間,以及adobe所制定的adobe RGB色域空間。當顯示裝置所顯示出的色域空間與色域空間規範的涵蓋率(coverage)愈高時,便可以達到較高的色彩再現性。對於液晶顯示裝置而言,其顏色的表現主要取決於光源的頻譜與彩色濾光片的穿透頻譜的搭配。由於顯示裝置的應用已不限於監視器(monitor)與電視(TV),人類對於顯示裝置的色彩表現要求不斷提升,因此提升顯示裝置所顯示出的顯示畫面的色域空間為目前顯示裝置在發展上的一大課題。
本發明之目的之一在於提供一種具有高色彩再現性的顯示裝置。
本發明之一實施例提供一種顯示裝置,包括至少一發光元件與一彩色濾光圖案。發光元件用以提供一白光,白光具有一白點色座標 (Wx,Wy),其中0.23<Wx<0.27,0.22<Wy<0.25。彩色濾光圖案包括一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。紅色濾光層用以使白光在穿透紅色濾光層後轉換成一紅光,其中紅色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係介於720奈米與780奈米之間,且紅色濾光層之穿透頻譜的最高峰的相對強度大體上係介於0.95與1之間。綠色濾光層用以使白光在穿透綠色濾光層後轉換成一綠光,其中綠色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為534±2奈米,且綠色濾光層之穿透頻譜的最高峰的相對強度大體上係介於0.88與0.91之間。藍色濾光層用以使白光在穿透藍色濾光層後轉換成一藍光,其中藍色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為449±2奈米,且藍色濾光層之穿透頻譜的最高峰的相對強度大體上係介於0.83與0.87之間。
本發明之顯示裝置使用符合上述定義的彩色濾光片並搭配符合上述定義的發光元件,因此顯示出的顯示畫面的sRGB色域空間涵蓋率可大於99%,故具有極佳的色彩再現性。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明,下文特列舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第1圖。第1圖繪示了本發明之顯示裝置的示意圖。本實 施例之顯示裝置係為非自發光型顯示裝置,例如液晶顯示裝置,但不以此為限。本實施例之顯示裝置可為其它適合之顯示裝置。如第1圖所示,本實施例之顯示裝置1包括背光模組10與顯示面板20。背光模組10係設置於顯示面板20之下方,且背光模組10包括至少一發光元件12,用以提供白光W給顯示面板20。白光W具有白點色座標(Wx,Wy),其中Wx與Wy大體上位於下列範圍內:0.23<Wx<0.27,且0.22<Wy<0.25。本實施例之顯示面板20係為非自發光型顯示面板,例如液晶顯示面板,但不以為限。在本實施例中,顯示面板20包括陣列基板22、對向基板24、複數個紅色次畫素21R、複數個綠色次畫素21G、複數個藍色次畫素21B、顯示介質層26、主動開關元件28、彩色濾光圖案30與遮光圖案32。陣列基板22與對向基板24彼此面對設置,而顯示介質層(例如液晶層)26係設置於陣列基板22與對向基板24之間。主動開關元件28可為例如薄膜電晶體元件,設置於陣列基板22上並分別位於紅色次畫素21R、綠色次畫素21G與藍色次畫素21B內。彩色濾光圖案30與遮光圖案32係設置於對向基板24上。在另一實施例中,彩色濾光圖案30與遮光圖案32亦可設置於陣列基板22上。彩色濾光圖案30包括紅色濾光層30R位於紅色次畫素21R內、綠色濾光層30G位於綠色次畫素21G內,以及藍色濾光層30B位於藍色次畫素21B內,其中紅色濾光層30R用以使白光W在穿透紅色濾光層30R後轉換成紅光R,綠色濾光層30G用以使白光W在穿透綠色濾光層30G後轉換成綠光G,且藍色濾光層30B用以使白光W在穿透藍色濾光層30B後轉換成藍光B。穿透彩色濾光圖案30的紅光R、綠光G 與藍光B可以顯示出全彩的顯示畫面。遮光圖案(例如黑色矩陣圖案)32係設置於相鄰之彩色濾光圖案30之間,用以遮蔽漏光。顯示面板20更可進一步包括顯示元件(圖未示)例如閘極線、資料線、畫素電極、共通電極、儲存電容線、儲存電容、配向膜、偏光片等,該等顯示元件之配置方式與功能為該領域具通常知識者知悉,在此不再贅述。
在本實施例中,發光元件12所發出之白光W具有白點色座標(Wx,Wy),其中Wx與Wy大體上位於下列範圍內:0.23<Wx<0.27,且0.22<Wy<0.25。另外發光元件12所發出之白光W的頻譜具有三個波峰,其中藍光的最高峰大體上介於442奈米與446奈米之間,且其半高寬大體上介於15奈米與25奈米之間;綠光的最高峰大體上介於528奈米與532奈米之間,且其半高寬大體上介於65奈米與85奈米之間;紅光的最高峰大體上介於628奈米與632奈米之間,且其半高寬大體上介於70奈米與100奈米之間。發光元件12包括白光發光二極體元件。白光發光二極體元件較佳包括藍光發光二極體晶片與黃色螢光粉,其中黃色螢光粉可將藍光發光二極體晶片發出之部分藍光轉換為黃光,而藍光與黃光經混光後可形成白光。黃色螢光粉之材料包括矽酸鹽系(silicate base)螢光材料。矽酸鹽系螢光材料的晶體結構為單斜晶系(monoclinic),其化學式可表示為M2SiO4,其中M可為鹼土族金屬元素例如鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)等。此外在。矽酸鹽系螢光材料中,依據不同的波長需求,可摻入其它元素例如銪、鍺、鋁或磷,且上述元素可取代部分的鹼土族金 屬元素的位置。舉例而言,本實施例中,矽酸鹽系螢光材料包括銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽(BaSrSiO4:Eu2+)與銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽(SrLi2SiO4:Eu2+)所組成的混合物,其中銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽佔上述混合物之比例大體上介於59%與73%之間,而銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽佔上述混合物之比例大體上介於27%與41%之間,但不以此為限。在其它較佳實施例中,銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽與銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽的混合比例可加以調整,或是加入其它材料。此外,黃色螢光粉之矽酸鹽系螢光材料可為其它適合的材料或混合物,或者黃色螢光粉之材料亦不限定為矽酸鹽系螢光材料,而可為其它適合的螢光材料。
請參考表1,並一併參考第2圖至第9圖。表1列舉了本實施例之發光元件之黃色螢光粉所使用的矽酸鹽系螢光材料的比例與發光元件所發出之白光的色座標與的關係。第2圖繪示了本實施例之樣本1之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第3圖繪示了本實施例之樣本2之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第4圖繪示了本實施例之樣本3之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第5圖繪示了本實施例之樣本4之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第6圖繪示了本實施例之樣本5之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第7圖繪示了本實施例之樣本6之發光元件所發出之白光的頻譜圖,第8圖繪示了本實施例之樣本7之發光元件所發出之白光的頻譜圖,以及第9圖繪示了本實施例之樣本8之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
樣本1-8及樣本a-b之發光元件所使用的矽酸鹽系螢光材料是分別由不同比例的鋇鍶矽酸鹽與鍶鋰矽酸鹽所組成的混合物。由表1所列舉的實驗結果顯示,在樣本1-8中,銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽佔混合物之比例大體上介於59%與73%之間,亦即銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽佔該混合物之比例大體上介於27%與41%之間,且在此比例範圍內,發光元件所發出之白光具有的白點色座標Wx與Wy會位於下列範圍內:0.23<Wx<0.27,且0.22<Wy<0.25,而符合本實施例顯示裝置所需之白光光源的規格。
請參考第10圖,並一併參考第1圖。第10圖繪示了本發明之一實施例之彩色濾光圖案之穿透頻譜圖。如第10圖所示,曲線A繪示了紅色濾光層30R的穿透頻譜,其中紅色濾光層30R的穿透頻譜最高峰大體上係介於720奈米與780奈米之間,且其相對強度大體上係介於0.95與1之間;曲線B繪示了綠色濾光層30G之穿透頻譜,其中綠色濾光層30G之穿透頻譜的最高峰大體上係為534±2奈米,其半高寬大體上介於102奈米與106奈米之間,且其相對強度大體上係介於0.88與0.91之間;以及曲線C繪示了藍色濾光層30B之穿透頻譜,其中藍色濾光層30B之穿透頻譜的最高峰大體上係為449±2奈米,其半高寬大體上介於108奈米與113奈米之間,且其相對強度大體上係介於0.83與0.87之間。
在本實施例中,紅色濾光層30R的材料可包括例如吡咯并吡咯二酮系(DPP(Diketo-pyrrolopyrrole)系)的顏料(如下列化學結構式(1)所示)以及蒽醌系(Anthraquinone系)的顏料(如下列化學結構式(2)所示)的混合物,或例如由上述DPP系的顏料以及Anthraquinone系的顏料的混合物所組成:
紅色濾光層30R的材料並不以上述材料為限,而可為任可具有紅色濾光效果之材料。上述DPP系的顏料以及Anthraquinone系的顏料的組成比例可視所欲達成之紅色濾光效果而加以調配。
綠色濾光層30G的材料可包括例如鹵素-酞花青系(Halogen-Phthalocyanine系)的顏料(如下列化學結構式(3)所示)以及偶氮系(Azo系)的顏料(如下列化學結構式(4)所示)的混合物,或由上述Halogen-Phthalocyanine系的顏料以及Azo系的顏料的混合物所組成:
綠色濾光層30G的材料並不以上述材料為限,而可為任可具有綠色濾光效果之材料。上述Halogen-Phthalocyanine系的顏料以及 Azo系的顏料的組成比例可視所欲達成之綠色濾光效果而加以調配。
藍色濾光層30B的材料可包括例如酞花青系(Phthalocyanine系)的顏料(如下列化學結構式(5)所示)以及蒽醌系(Anthraquinone系)的顏料(如下列化學結構式(6)所示)的混合物,或由上述Phthalocyanine系的顏料以及Anthraquinone系的顏料的混合物所組成:
藍色濾光層30B的材料並不以上述材料為限,而可為任可具有藍色濾光效果之材料。上述Phthalocyanine系的顏料以及Anthraquinone系的顏料的組成比例可視所欲達成之藍色濾光效果而加以調配。
請參考表2-1與表2-2,並一併參考表1。表2-1與表2-2列舉了本實施例之顯示裝置之顯示畫面的色域空間的紅點色座標、綠點色座標、藍點色座標、白點色座標、NTSC色域空間涵蓋率與sRGB 色域空間涵蓋率。根據國際電工技術委員(IEC)所制定的sRGB色域空間的規格,紅點色座標為(0.64,0.33)、綠點色座標為(0.3,0.6)且藍點色座標為(0.15,0.06)。樣本1-8之發光元件所提供之白光的白點色座標Wx與Wy位於下列範圍內:0.23<Wx<0.27,且0.22<Wy<0.25(如表1所示),因此樣本1-8之顯示裝置之顯示畫面的色域空間的sRGB色域空間涵蓋率可大於99%(如表2-2所示)。另一方面,樣本a-b所提供之白光的白點色座標Wx與Wy未位於上述範圍內(如表1所示),因此樣本a-b之顯示裝置之顯示畫面的色域空間的sRGB色域空間涵蓋率小於99%(如表2-2所示)。
本發明之發光元件所提供的白光的白點色座標位於下列範圍內:0.23<Wx<0.27,0.22<Wy<0.25。另外,紅色濾光層之穿透頻譜的最高峰大體上係介於720奈米與780奈米之間,且其相對強度大體上係介於0.95與1之間;綠色濾光層之穿透頻譜的最高峰大體上係為534±2奈米,且其相對強度大體上係介於0.88與0.91之間;藍色濾光層之穿透頻譜的最高峰大體上係為449±2奈米,且其相對強度大體上係介於0.83與0.87之間。本發明之顯示裝置使用符 合上述定義的彩色濾光片並搭配符合上述定義的發光元件,因此顯示出的顯示畫面的sRGB色域空間涵蓋率可大於99%,故具有極佳的色彩再現性。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧背光模組
20‧‧‧顯示面板
12‧‧‧發光元件
W‧‧‧白光
22‧‧‧陣列基板
24‧‧‧對向基板
21R‧‧‧紅色次畫素
21G‧‧‧綠色次畫素
21B‧‧‧藍色次畫素
26‧‧‧顯示介質層
28‧‧‧主動開關元件
30‧‧‧彩色濾光圖案
32‧‧‧遮光圖案
30R‧‧‧紅色濾光層
30G‧‧‧綠色濾光層
30B‧‧‧藍色濾光層
R‧‧‧紅光
G‧‧‧綠光
B‧‧‧藍光
A‧‧‧曲線
B‧‧‧曲線
C‧‧‧曲線
第1圖繪示了本發明之顯示裝置的示意圖。
第2圖繪示了本實施例之樣本1之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第3圖繪示了本實施例之樣本2之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第4圖繪示了本實施例之樣本3之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第5圖繪示了本實施例之樣本4之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第6圖繪示了本實施例之樣本5之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第7圖繪示了本實施例之樣本6之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第8圖繪示了本實施例之樣本7之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第9圖繪示了本實施例之樣本8之發光元件所發出之白光的頻譜圖。
第10圖繪示了本發明之一實施例之彩色濾光圖案之穿透頻譜圖。
A‧‧‧曲線
B‧‧‧曲線
C‧‧‧曲線

Claims (11)

  1. 一種顯示裝置,包括:至少一發光元件,用以提供一白光,其中該白光具有一白點色座標Wx與Wy,0.23<Wx<0.27,0.22<Wy<0.25;以及一彩色濾光圖案,包括:一紅色濾光層,用以使該白光在穿透該紅色濾光層後轉換成一紅光,其中該紅色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係介於720奈米與780奈米之間,且該紅色濾光層之該穿透頻譜的該最高峰的相對強度大體上係介於0.95與1之間;一綠色濾光層,用以使該白光在穿透該綠色濾光層後轉換成一綠光,其中該綠色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為534±2奈米,且該綠色濾光層之該穿透頻譜的該最高峰的相對強度大體上係介於0.88與0.91之間;以及一藍色濾光層,用以使該白光在穿透該藍色濾光層後轉換成一藍光,其中該藍色濾光層之一穿透頻譜的一最高峰大體上係為449±2奈米,且該藍色濾光層之該穿透頻譜的該最高峰的相對強度大體上係介於0.83與0.87之間。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該白光之一頻譜包括: 一藍光頻譜,該藍光頻譜之一最高峰大體上(substantially)介於442奈米與446奈米之間,且該藍光頻譜之一半高寬大體上介於15奈米與25奈米之間;一綠光頻譜,該綠光頻譜之一最高峰大體上介於528奈米與532奈米之間,且該綠光頻譜之一半高寬大體上介於65奈米與85奈米之間;以及一紅光頻譜,該紅光頻譜之一最高峰大體上介於628奈米與632奈米之間,且該紅光頻譜之一半高寬大體上介於70奈米與100奈米之間。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該紅光、該綠光與該藍光所組成之一顯示畫面的色域空間之sRGB(standard RGB)色域空間涵蓋率大於99%。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置,其中該至少一發光元件包括一白光發光二極體元件。
  5. 如請求項4所述之顯示裝置,其中該白光發光二極體元件包括一藍光發光二極體晶片與複數個黃色螢光粉。
  6. 如請求項5所述之顯示裝置,其中該等黃色螢光粉之材料包括矽酸鹽系(silicate base)螢光材料。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置,其中矽酸鹽系螢光材料包括銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽(BaSrSiO4:Eu2+)與銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽(SrLi2SiO4:Eu2+)所組成的一混合物。
  8. 如請求項7所述之顯示裝置,其中銪摻雜之鋇鍶矽酸鹽佔該混合物之比例大體上介於59%與73%之間。
  9. 如請求項7所述之顯示裝置,其中銪摻雜之鍶鋰矽酸鹽佔該混合物之比例大體上介於27%與41%之間。
  10. 如請求項1所述之顯示裝置,另包括一非自發光型顯示面板位於該至少一發光元件上方,其中該彩色濾光圖案係位於該非自發光型顯示面板中。
  11. 如請求項10所述之顯示裝置,其中該非自發光型顯示面板包括一液晶顯示面板。
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