TWI514027B - 液晶顯示器 - Google Patents

Description

液晶顯示器

本發明係關於一種液晶顯示器，尤指一種利用具有高穿透率的藍色彩色濾光片，讓使用低色溫高發光效率的白光發光二極體背光源之液晶顯示器達到高色溫的規格。

由於具有低耗電以及較長的使用壽命等優點，發光二極體(light emitting diode，LED)已逐漸成為新一代液晶電視與液晶顯示器背光源的選擇。使用於液晶顯示器之白光發光二極體(white light emitting diode，WLED)背光源係藉由混合發出紅光、綠光以及藍光之發光二極體加以實現，然而利用三色的發光二極體在排列上需要較多的發光二極體單位，故增加了背光源的製造成本。而白光發光二極體背光源亦可藉由在藍光發光二極體上摻入能散發出紅光與綠光之螢光粉以達到在單一的發光二極體上產生白光的效果。當摻雜至藍光發光二極體中的螢光粉濃度提升時，該發光二極體的發光效率亦能隨之提升。

習知用於電視機與液晶顯示器之背光源的白光發光二極體為了達到約9500凱氏(Kelvin，K)的色溫規格，需使用具有高色溫的白光發光二極體。然而，具有高色溫的白光發光二極體相較於低色溫的白光發光二極體在發光效率的表現上較為不足，因此必須仰賴增 加白光發光二極的數量以提升顯示器的整體亮度，增加發光二極體的製作成本與製程的複雜度。現階段在色溫的考量下，業界往往無法使用具有較高發光效率的白光發光二極體作為液晶顯示器之背光源，因此在顧慮色溫規格的同時無法兼顧節能與降低製作成本的考量。

發明之主要目的之一在於提供一種使用高穿透率的藍色彩色濾光片之液晶顯示器，以解決習知技術無法同時兼顧高色溫與高發光效率的問題。

為達上述目的，本發明提供了一種液晶顯示器，包括一白光發光二極體背光源，用以提供一白光，以及複數個紅色次畫素，複數個綠色次畫素與複數個藍色次畫素。本發明之各藍色次畫素具有一藍色彩色濾光片，且各藍色彩色濾光片具有一藍光波長-穿透率關係曲線，其中藍光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率與最大穿透率所對應之一半波寬(full width at half maximum，FWHM)之一比值係大於或等於0.0075(100%/nm)，且大體上介於0.0075至0.01(100%/nm)之間。

為達上述目的，本發明另提供了一種藍色彩色濾光片，此一藍色彩色濾光片具有一藍光波長-穿透率關係曲線，其中藍光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率與最大穿透率所對應之一半波寬之一比 值係大於或等於0.0075(100%/nm)，且較佳大體上介於0.0075至0.01(100%/nm)之間。

本發明之液晶顯示器藉由使用一種藍色彩色濾光片，使液晶顯示器之各藍色次畫素能達到相較於習知藍色彩色濾光片更高的穿透率，且在藍色次畫素具有高穿透率的情況下，液晶顯示器所顯示之整體色溫與亮度亦能有效的提升。因此，在搭配使用本發明之藍色彩色濾光片下，本發明之液晶顯示器能在滿足電視與液晶顯示裝置的高色溫規格(約9500K)的條件下，使用具有高發光效率但低色溫之白光發光二極體背光源。本發明之液晶顯示器藉由使用高發光效率之白光發光二極體背光源能有效減少背光源所需之白光發光二極體總數量，進而達到兼顧節能與降低製作成本的目標。

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圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器100。如第1圖所示，本發明之液晶顯示器100包括一液晶顯示面板20及一白光發光二極體背光源10，用以提供一白光，其中白光發光二極體背光源10係為一具有高發光效率之背光源，但並不以此為限。此外，本發明之白光發光二極體背光源10可藉由一藍光發光二 極體添加綠色與紅色螢光粉以散發出白光，但並不以此為限，例如本發明之白光發光二極體背光源10亦可由藍光發光二極體添加黃色螢光粉以散發出白光。本發明之液晶顯示器100另包括複數個紅色次畫素RP，複數個綠色次畫素GP以及複數個藍色次畫素BP，其中各紅色次畫素RP具有一紅色彩色濾光片RCF對應設置於紅色次畫素RP之中、各綠色次畫素GP具有一綠色彩色濾光片GCF對應設置於綠色次畫素GP之中以及各藍色次畫素BP具有一藍色彩色濾光片BCF對應設置於藍色次畫素BP之中。為了簡化說明以及圖示，第1圖僅繪示出一紅色次畫素RP、一綠色次畫素GP以及一藍色次畫素BP。本發明之液晶顯示器100之白光發光二極體背光源10在與各紅色彩色濾光片RCF，各綠色彩色濾光片GCF以及各藍色彩色濾光片BCF的搭配使用下係大體上具有一色溫範圍介於6500K至18000K之間。

為了清楚說明本發明之光發光二極體背光源之發光效率(luminance/watt，lm/W)與色溫之關係，請參考表1，表1表列出了白光發光二極體背光源之發光效率與色溫關係。如表1所示，第一 白光發光二極體LEDA、第二白光發光二極體LEDB與第三白光發光二極體LEDC係為三個可用於液晶顯示器中之背光源之白光發光二極體，其中第一白光發光二極體LEDA相較於第二白光發光二極體LEDB與第三白光發光二極體LEDC具有最高的發光效率。例如第一白光發光二極體LEDA的發光效率為66(lm/W)、第二白光發光二極體LED的的發光效率為56(lm/W)，且第三白光發光二極體LEDC的發光效率為49(lm/W)。然而，在色溫的表現方面，具有較高發光效率的第一白光發光二極體LEDA的色溫係低於具有較低發光效率的第二白光發光二極體LED與第三白光發光二極體LEDC的色溫。例如第一白光發光二極體LEDA的色溫為13250K、第二白光發光二極體LED的色溫為27399K，且第三白光發光二極體LEDC的色溫為35000K。由上述可知，具有高發光效率的白色發光二極體，往往具有相對較低的色溫。

請參考第2圖，第2圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之藍色彩色濾光片BCF與一對照組之藍色彩色濾光片PBCF之藍光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖，其中第2圖之X軸為波長(wavelength)，單位為奈米(nanometers，nm)，Y軸為本發明之藍色彩色濾光片BCF之穿透率，單位為100%。如第2圖所示，本發明之藍色彩色濾光片BCF相較於對照組之藍色彩色濾光片PBCF具有較佳的穿透率。此外，本發明之藍色彩色濾光片BCF具有一藍光波長-穿透率關係曲線，其中藍光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率A與其所對應之一半波寬B之一比值(A/B值)係大於或等於 0.0075(100%/nm)，且較佳大體上介於0.0075至0.01(100%/nm)之間，但不以此為限。最大穿透率A係為藍光波長-穿透率關係曲線之最高峰值所對應之穿透率(穿透率為一相對值且不具單位)，半波寬B則為藍光波長-穿透率關係曲線之最大穿透率A之最高峰值之一半所對應之波段範圍。

此外，請參考以下式I，式I繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之藍色彩色濾光片BCF材料之化合物。式I所示之化合物使本發明之藍色彩色濾光片BCF具有一相較於對照組之藍色彩色濾光片PBCF更佳的穿透率，且本發明較佳實施例之藍色彩色濾光片BCF所使用之化合物材料並不以此為限。此外，本實施例之藍色彩色濾光片BCF係藉由染料、光阻或是多膜層所構成，但並不以此為限。本實施例之液晶顯示裝置主要係藉由提升藍色彩色濾光片BCF之穿透率以增加藍光量的輸出，且由於藍光相較於紅光與綠光色彩的表現上具有更高的色溫，因此能夠有效提升本發明之白色發光二極體背光源的整體色溫表現。

請參考第3圖與第4圖，第3圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之紅色彩色濾光片RCF與一對照組之紅色彩色濾光片PRCF之紅光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖，第4圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之綠色彩色濾光片GCF與一對照組之綠色彩色濾光片PGCF之綠光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖。如第3圖所示，相較於對照組之紅色彩色濾光片PRCF，本實施例之紅色彩色濾光片RCF整體上具有更佳的穿透率。本發明之液晶顯示器之紅色彩色濾光片RCF具有一紅光波長-穿透率關係曲線，且紅光波長-穿透率關係曲線具有一最大穿透率A，其中最大穿透率A與其所對應之一半波寬B之一比值係大於或等於0.0031(100%/nm)，且較佳大體上介於0.0031至0.0048(100%/nm)之間，但不以此為限。此外，值得說明的是，本實施例之紅色彩色濾光片RCF之紅光波長-穿透率關係曲線並非為一完整的波形，因此在計算最大穿透率A所對應之半波寬B時，紅光波長-穿透率關係曲線之最大穿透率A值之二分之一係為一第一基準點P1，第一基準點P1以一水平方向所對應到之紅光波長-穿透率關係曲線係為一第二基準點P2，其中第一基準點P1到第二基準點P2之間的距離係為半波寬B之二分之一，因此將第一基準點P1與第二基準點P2之間所對應之光波波段乘以二以求得紅光波長-穿透率關係曲線之半波寬B。此外，如第4圖所示，相較於對照組之綠色彩色濾光片PGCF，本實施例之綠色彩色濾光片GCF亦具有更佳的穿透率。本實施例之綠色彩色濾光片GCF具有一綠光波長-穿透率關係曲線，且綠光波長-穿透率關係曲 線具有一最大穿透率A，其中最大穿透率A與其所對應之一半波寬B之一比值係大於或等於0.0074(100%/nm)，且較佳大體上介於0.0074至0.0082(100%/nm)之間，但不以此為限。

請參考表2，表2表列出了本發明之較佳實施例之液晶顯示器之色溫表現，其中藍色彩色濾光片BCF、紅色彩色濾光片RCF與綠色彩色綠光片GCF所對應之x與y係分別為色座標圖之藍色、紅色與綠色之色座標。此外，表2亦繪示出了本發明之液晶顯示器在整體表現上於色座標圖中所能達到之白光色座標W，並以wx、wy作為白光色座標W之表示。如表2所示，本發明之較佳實施例之液晶顯示器之背光源之白光發光二極體LEDA在搭配使用上述之藍色彩色濾光片BCF、紅色彩色濾光片RCF與綠色彩色綠光片GCF的配置下能有效的達到9450K的色溫表現，滿足新一代電視與液晶顯示器的規格。本實施例之液晶顯示裝置主要係藉由提升藍色彩色濾光片BCF之穿透率以增加藍光量的輸出，且由於藍光相較於紅光與綠光具有更高的色溫，因此能夠有效提升本發明之白色發光二極體背光源LEDA的色溫。此外，在紅色彩色濾光片與綠色彩色濾光片之穿 透率亦提升的狀態下，本實施例之液晶顯示裝置之白光發光二極體背光源能更進一步的提升其發光效率，達到兼顧節能與規格的需求。

綜上所述，本發明之液晶顯示器藉由提供上述之紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片以及藍色彩色濾光片使液晶顯示器之各紅色次畫素、綠色次畫素與藍色次畫素能達到更佳的穿透率表現，且在藍色次畫素具有高穿透率的情況下，液晶顯示器所顯示之整體色溫與亮度亦能有效的提升。因此，在搭配使用本發明之藍色彩色濾光片下，本發明之液晶顯示器能在滿足新一代電視與液晶顯示器的高色溫規格下，使用具有高發光效率低色溫之白光發光二極體背光源。本發明之液晶顯示器藉由使用高發光效率之白光發光二極體背光源能有效減少背光源所需之白光發光二極體數量，進而達到兼顧節能與降低製作成本的目標。

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。

10‧‧‧白光發光二極體背光源

20‧‧‧液晶顯示面板

100‧‧‧液晶顯示器

BCF‧‧‧藍色彩色濾光片

PBCF‧‧‧對照組之藍色彩色濾光片

RCF‧‧‧紅色彩色濾光片

PRCF‧‧‧對照組之紅色彩色濾光片

GCF‧‧‧綠色彩色濾光片

PGCF‧‧‧對照組之綠色彩色濾光片

P1‧‧‧第一基準點

P2‧‧‧第二基準點

A‧‧‧最大穿透率

B‧‧‧半波寬

RP‧‧‧紅色次畫素

GP‧‧‧綠色次畫素

BP‧‧‧藍色次畫素

第1圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器。

第2圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之藍色彩色濾光片與一對照組之藍色彩色濾光片之藍光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖。

第3圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之紅色彩色濾光片與 一對照組之紅色彩色濾光片之紅光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖。

第4圖繪示了本發明較佳實施例之液晶顯示器之綠色彩色濾光片與一對照組之綠色彩色濾光片之綠光波長-穿透率關係曲線之比較示意圖。

BCF‧‧‧藍色彩色濾光片

PBCF‧‧‧對照組之藍色彩色濾光片

A‧‧‧最大穿透率

B‧‧‧半波寬

Claims (5)

1. 一種液晶顯示器，包括：一白光發光二極體背光源，用以提供一白光，其中該白光發光二極體背光源係為一低色溫白光發光二極體背光源，且該白光之色溫為13250K、27399K或35000K；以及複數個紅色次畫素，複數個綠色次畫素以及複數個藍色次畫素；其中各該藍色次畫素具有一藍色彩色濾光片，且各該藍色彩色濾光片具有一藍光波長-穿透率關係曲線，其中該藍光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率與該最大穿透率所對應之一半波寬之一比值係大於或等於0.0075(100%/nm)，其中該液晶顯示器之色溫係介於9500K至18000K之間。
2. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中各該紅色次畫素具有一紅色彩色濾光片。
3. 如請求項2所述之液晶顯示器，其中該紅色彩色濾光片具有一紅光穿透率，且各該紅色彩色濾光片具有一紅光波長-穿透率關係曲線，其中該紅光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率與該最大穿透率所對應之一半波寬之一比值係大於或等於0.0031(100%/nm)。
4. 如請求項1所述之液晶顯示器，其中各該綠色次畫素具有一綠色 彩色濾光片。
5. 如請求項4所述之液晶顯示器，其中該綠色彩色濾光片具有一綠光穿透率，且各該綠色彩色濾光片具有一綠光波長-穿透率關係曲線，其中該綠光波長-穿透率關係曲線之一最大穿透率與該最大穿透率所對應之一半波寬之一比值係大於或等於0.0074(100%/nm)。