TW201500816A - 顯示器 - Google Patents

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Abstract

一種顯示器，包括背光模組、顯示面板及彩色濾光層。背光模組包括其發光頻譜具有第一、第二及第三隆起的光源，其中第一隆起的峰值落在447至451 nm且半高寬為20至25 nm，第二隆起的峰值落在529至533 nm且半高寬為72至76nm，而第三隆起的峰值落在642至644 nm且半高寬為80至86 nm。顯示面板配置於背光模組上，而配置於背光模組上的彩色濾光層包括三個彩色濾光圖案，其中各個彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值個別重疊於各個隆起的半高寬範圍。

Description

顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種具有高美國國家電視系統委員會(National Television System Committee，以下簡稱NTSC)色飽合度的顯示器。
隨著網際網路與無線電通訊技術的發展，如筆記型電腦、行動電話、數位相機、及個人數位助理等可攜式資訊產品均快速地發展與成長，並且漸漸普及於個人。液晶顯示器具有薄型化、輕量化、低耗電量、無輻射污染、且能與半導體製程技術相容等優點，因此順應地應用於早期的簡易手錶、計算機等低資訊容量顯示產品的應用，漸漸擴及精細化的監視器或可攜式資訊產品。
NTSC色域是用以衡量顯示器之色彩表現的一個標準。藉由此標準，顯示器廠商可以定義出顯示器的色域表現能力，如一般的液晶顯示器標示75% NTSC，即代表其擁有75% NTSC色域大小之顯色能力。目前常見的顯示器的NTSC色彩表現的範圍大多落在72~80%。
本發明提供一種其NTSC色飽合度大於96%的顯示器。
本發明的顯示器，其包括一背光模組、一顯示面板以及一彩色濾光層。背光模組包括一光源，光源的發光頻譜具有一第一隆起、一第二隆起以及一第三隆起，其中第一隆起的峰值落在447nm至451nm，且第一隆起的半高寬為20nm至25nm，第二隆起的峰值落在529nm至533nm，且第二隆起的半高寬為72nm至76nm，而第三隆起的峰值落在642nm至644nm，且第三隆起的半高寬為80nm至86nm。顯示面板配置於背光模組上，而彩色濾光層配置於背光模組上，彩色濾光層包括至少一第一彩色濾光圖案、至少一第二彩色濾光圖案以及至少一第三彩色濾光圖案，其中第一彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於第一隆起的半高寬範圍，第二彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於第二隆起的半高寬範圍，而第三彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於第三隆起的半高寬範圍。
基於上述，在本發明之顯示器中，將彩色濾光層的彩色濾光頻譜與背光模組之光源的發光頻譜彼此搭配，同時調整背光模組之光源的光強度，以使顯示器的NTSC色飽和度提升到96%以上。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧顯示器
110‧‧‧背光模組
120‧‧‧顯示面板
130‧‧‧彩色濾光層
112‧‧‧光源
112a‧‧‧發光晶片
112b‧‧‧螢光粉
112c‧‧‧透明材質
114‧‧‧導光板
122‧‧‧第一基板
124‧‧‧第二基板
126‧‧‧顯示介質
132‧‧‧第一彩色濾光圖案
134‧‧‧第二彩色濾光圖案
136‧‧‧第三彩色濾光圖案
R‧‧‧紅色/紅光
G‧‧‧綠色/綠光
B‧‧‧藍色/藍光
P1‧‧‧第一隆起
P2‧‧‧第二隆起
P3‧‧‧第三隆起
圖1為本發明一實施例的顯示器的示意圖。
圖2為單顆發光二極體的示意圖。
圖3為彩色濾光層的波長及光穿透強度的關係圖。
圖4A為樣本1-12的色光波長與色光強度的示意圖。
圖4B為樣本13-15的色光波長與色光強度的示意圖。
圖4C為樣本6的色光波長與色光強度的示意圖。
有鑒於目前的顯示器的NTSC色飽合度的表現較不符合目前使用者對於顯示器的色域表現的要求，本案提出如下列實施例的其NTSC色飽合度可高達96%的顯示器。
圖1為本發明一實施例的顯示器的示意圖。請參考圖1，顯示器100包括一背光模組110、一顯示面板120以及一彩色濾光層130。背光模組110包括一光源112，顯示面板120配置於背光模組110上，而彩色濾光層130配置於背光模組110上。
詳細而言，上述的光源112為發光二極體光源，且單顆的發光二極體如圖2所示，其中發光二極體光源包括一發光晶片112a以及一螢光粉112b，其中螢光粉112b可選用硫化物螢光粉， 此螢光粉112b的激發光頻譜與發光晶片112a的發光頻譜不同，且螢光粉112b可以是藉由摻雜在覆蓋發光晶片112a的透明材質112c的方式而分布於發光晶片112a周圍。一般而言，發光晶片112a為藍光晶片，透明材質112c為矽膠，而藍光晶片產生的藍光激發螢光粉112b而產生黃光，所產生的黃光與藍光混合後形成白光因此光源112發出白光。不過，本發明不以此為限。在本實施例中，此螢光粉112b是由紅光螢光粉及綠光螢光粉調配而成，其中紅光螢光粉及綠光螢光粉的濃度比例、體積大小以及在透明材質112c內的散佈位置，會影響背光模組110的色彩均勻性與出光效率。
顯示器100可依照需求而選用直下式背光模組或是側邊入光式背光模組。在應用直下式背光模組的顯示器100中，背光模組的光源112置於顯示面板120之下，且背光模組的光源112與顯示面板120之間通常不另外設置其他改變光路徑的元件，簡單來說即是背光模組110所發出的光直射入顯示面板120中；而應用側邊入光式背光模組的顯示器100中，通常背光模組110還更包括一導光板114，其中光源112設置於導光板114的第一側，而顯示面板120設置於導光板114的第二側，且第一側與第二側相鄰。由於在應用側邊入光式背光模組110的顯示器100中，光源112並非是直接設置在顯示面板120的下方，且光源112面對導光板114出光，且藉由導光板114導正光的路徑之後讓光進入顯示面板120中。本實施例顯示器100的背光模組110是應用側邊入光式背光模組。
請繼續參考圖1，本實施例的顯示面板120包括一第一基板122、一第二基板124以及設置於第一基板122與第二基板124之間的一顯示介質126，此第一基板122可為主動元件陣列基板，而第二基板124可為對向基板，且顯示介質126可為液晶層、電濕潤顯示介質、電泳顯示介質或上述之組合。彩色濾光層130設置於第一基板122與第二基板124之間，並且可依照需求而設置在第一基板122上或是設置在第二基板124上。本發明並不侷限彩色濾光層130的設置位置，凡是讓顯示光線通過顯示介質126與彩色濾光層130之後才射出顯示面板120的設計都可以作為本發明的一種實施方式。
上述的彩色濾光層130包括至少一第一彩色濾光圖案132、至少一第二彩色濾光圖案134以及至少一第三彩色濾光圖案136，其中第一彩色濾光圖案132例如為藍色(B)濾光圖案，第二彩色濾光圖案134例如為綠色(G)濾光圖案，而第三彩色濾光圖案136例如為紅色(R)濾光圖案。
圖3為彩色濾光層的波長及光穿透強度的關係圖。請同時參考圖1及圖3，在本實施例中，第一彩色濾光圖案132的穿透頻譜的峰值落在452 nm至456 nm，且第一彩色濾光圖案132的穿透頻譜的半高寬為88 nm至92 nm。舉例來說，第一彩色濾光圖案132的材質包括下列式(1)所示的鈦青素(Phthalocyanine)系化合物(例如編號為B15：6的顏料)與下列式(2)所示的呫噸(Xanthene)系化合物或金屬複合物(例如紫色染料)，其中B15：6顏料的重量百 分比約為0.4~0.5且紫色染料的重量百分比約為0.6~0.5。
第二彩色濾光圖案134的穿透頻譜的峰值落在528 nm至532 nm，且第二彩色濾光圖案134的穿透頻譜的半高寬為96 nm至100 nm。舉例來說，第二彩色濾光圖案134的材質包括下列式(3)所示的鹵素-鈦青素(Halogen-Phthalocyanine)系化合物(例如編號為G58的顏料)與下列式(4)所示的偶氮(Azo)系化合物(例如編號為Y150的顏料)，其中G58顏料的重量百分比約為0.7~0.8且Y150顏料的重量百分比約為0.3~0.2。
第三彩色濾光圖案136的穿透頻譜的峰值落在725 nm至780 nm，且第三彩色濾光圖案136的穿透頻譜的峰值強度落在0.94至0.99。舉例而言，第三彩色濾光圖案136的材質包括下列式(5)所示的二酮咯並咯酮(DPP)系化合物(例如編號為R254的顏料)與下列式(6)所示的蒽醌(Anthraquinone)系化合物(例如編號為R177的顏料)，其中R254顏料的重量百分比約為0.52~0.58且R177顏料的重量百分比約為0.42~0.48。
上述的顏料組成可透過不同比例的調配而使各色彩色濾光圖案132、134或136有色度的偏移。因此，各色彩色濾光圖案132、134或136的組成材質與各組成材質的比例不以上述條件為限。
一般來說，當顯示器100的顯示介質126不會自行發光，例如顯示介質126的材質為液晶材料、電濕潤介質、電泳材料等時，顯示器100的光源112的發光頻譜與彩色濾光層130的穿透頻譜決定了顯示器100的顯示色彩。因此，以下基於顯示器100的結構設計了數個樣本進行顯示器100的顯示色彩的實驗，其中樣本1~樣本15都使用相同的彩色濾光層130，但是搭配著不同的光源112。值得一提的是，樣本1~樣本15中所設置的彩色濾光層130符合前述條件，此處不再重述。
圖4A表示樣本1-12中所使用的光源的發光頻譜，即表示光源的波長與發出強度的關係，而圖4B為樣本13-15中所使用的光源的發光頻譜，即表示光源的波長與發出強度的關係。請參照圖4A及圖4B，在本實施例中，上述光源112的發光頻譜具有一第一隆起P1、一第二隆起P2以及一第三隆起P3，其中第一隆起P1、第二隆起P2以及第三隆起P3分別對應於藍光、綠光與紅光的波長範圍。在本實施例中，第一隆起P1的峰值落在447 nm至451 nm，且第一隆起P1的半高寬為20 nm至25 nm，第二隆起P2的峰值落在529 nm至533 nm，且第二隆起P2的半高寬為72 nm至76 nm，而第三隆起P3的峰值落在642 nm至644 nm，且第三隆起的半高寬為80 nm至86 nm。
另外，下列表1為樣本1~15中，光源112在紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)的強度比，其中樣本6(如圖4C)的發光頻譜在此作為其他樣本的峰值比的基準。在樣本1-15中，藍光是由藉由光 源112的發光晶片112a所發出，因此所有樣本1-15的藍光發光峰值皆相同。紅光及綠光的峰值則會依據紅色螢光粉及綠色螢光粉的調配濃度等因素而有所不同。此外，表1中最後兩欄數值為光源112所發出白光在CIE 1931色彩座標系統的座標值。
上表2表示光源112與彩色濾光層130相互搭配之後，顯示器100的色彩表現，其中紅光(R)、綠光(G)、藍光(B)及白光(W)於CIE 1931的相關座標亦列於表2中。由表2的可知，樣本1-12的顯示器100在NTSC色飽和度可達到96%以上的要求。由上表2也可以知道，樣本13-15的顯示器100的NTSC色飽和度低於96%。
因此，由上述的表1與表2的可以知道，光源112符合於樣本1-12的設計時，顯示器100可以獲得理想的色彩飽和度。特別是，相較於樣本6的設計而言，光源112在綠光(G)的峰值比與紅光(R)的峰值比較佳是大於等於0.5且小於等於2。如此，光源112發出的白光在CIE 1931色彩座標系統的X座標落在0.241至0.338，而Y座標落在0.184至0.358，並且顯示器100的NTSC色飽和度達到96%以上。
由樣本13-15可以知道，當綠光(G)與紅光(R)其中一者的強度小於0.5或大於2的情況之下，其白光(W)在CIE 1931色彩座標系統的X座標落會在0.241至0.338的範圍之外，而Y座標落也會在0.184至0.358的範圍之外。此時，顯示器100的NTSC色飽和度低於96%，便不一定可以符合使用者或設計者對於顯示器100所要求的高色彩飽和度規範。
綜上所述，於本發明的顯示器中，經由決定光源的發光頻譜，以及使彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值對應重疊於光源的 發光頻譜的隆起的半高寬，並且調整光源中各色光的強度，可以達到讓顯示器的NTSC色飽和度提升至96%的功效，以符合使用者或設計者對於顯示器的更高規格的需求。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
P1‧‧‧第一隆起
P2‧‧‧第二隆起
P3‧‧‧第三隆起

Claims (15)

  1. 一種顯示器，包括：一背光模組，包括一光源，該光源的發光頻譜具有一第一隆起、一第二隆起以及一第三隆起，其中該第一隆起的峰值落在447nm至451nm，且該第一隆起的半高寬為20nm至25nm，該第二隆起的峰值落在529nm至533nm，且該第二隆起的半高寬為72nm至76nm，而該第三隆起的峰值落在642nm至644nm，且該第三隆起的半高寬為80nm至86nm；一顯示面板，配置於該背光模組上；以及一彩色濾光層，配置於該背光模組上，該彩色濾光層包括至少一第一彩色濾光圖案、至少一第二彩色濾光圖案以及至少一第三彩色濾光圖案，其中該第一彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於該第一隆起的半高寬範圍，該第二彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於該第二隆起的半高寬範圍，而該第三彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值重疊於該第三隆起的半高寬範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該第一彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值落在452nm至456nm，該第二彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值落在528nm至532nm，而該第三彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值落在725nm至780nm。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其中該第一彩色濾光圖案的穿透頻譜的半高寬為88nm至92nm。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其中該第二彩色濾 光圖案的穿透頻譜的半高寬為96nm至100nm。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其中該第三彩色濾光圖案的穿透頻譜的峰值強度落在0.94至0.99。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該背光模組的該光源包括一發光二極體光源。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示器，其中該發光二極體光源包括一發光晶片以及一螢光粉，該螢光粉分布於該發光晶片周圍，且該螢光粉的激發光頻譜與該發光晶片的發光頻譜不同。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的顯示器，其中該螢光粉為硫化物螢光粉。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的顯示器，其中該背光模組更包括一導光板，該光源設置於該導光板的一第一側，而該顯示面板設置於該導光板的一第二側，且該第一側與該第二側相鄰。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該背光模組的該光源發出一白光，該白光在CIE 1931色彩座標系統的X座標落在0.241至0.338，而Y座標落在0.184至0.358。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該顯示面板包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質，且該顯示介質設置於該第一基板與該第二基板之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示器，其中該彩色濾光層設置於該第一基板與該第二基板之間。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示器，其中該顯示介質 包括一液晶層、電濕潤顯示介質、電泳顯示介質或上述之組合。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其具有NTSC(National Television System Committee)色飽合度大於96%。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該背光模組的該光源發出一藍光、一綠光以及一紅光，該綠光的面積峰值比落於0.5與2之間，而該紅光的面積峰值比落於0.5與2之間。
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