CN100520531C - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示器,此液晶显示器包括背光模块以及液晶显示面板。背光模块具有至少一个白光光源,且背光模块的标准化发光频谱为BL(λ)。液晶显示面板配置于背光模块上方,而液晶显示面板包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层,其中两个基板其中之一具有红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层,绿色滤光层与背光模块满足下列关系:E=C/D,且E≥0.8,A定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长,B定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长,C定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)在A与B区间内的积分和,而D定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)在大于B以上的区间的积分和,且CFGreen(λ)为该绿色滤光层的穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。本发明的液晶显示器具有良好的色饱和度以及色彩再现性。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器,且特别涉及一种具有良好的色彩再现性的液晶显示器。
背景技术
由于液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)具备体积小、高画质、低消耗功率、无辐射等优点,近年来已超越传统的阴极射线管(Cathode RayTube,CRT)显示器成为显示器的主流。然而,与阴极射线管显示器相比,液晶显示器通常需要背光源才可显示图像。一般液晶显示器常用的背光源有冷阴极荧光灯(Cold-Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)、冷阴极平面荧光灯(Cold-Cathode Flat Fluorescent Lamp,CCFFL),或是发光二极管。
白光发光二极管具有发热量低、省电、寿命长、反应速度快、体积小以及可平面封装等优点,其出现已被视为一场“白光照明革命”。而在应用市场方面,白光发光二极管因其省电、体积小以及反应速度快等优点而逐渐被应用在手持式或是可携式显示器的背光模块上。然而,一般常用的白光发光二极管多采用蓝光发光二极管芯片搭配上钇铝石榴粉(Yttrium AluminumGarnet,YAG),虽然其具有封装方便及体积小的优点,但是其在色彩饱和度的表现上仍显不足。相比于具有冷阴极荧光管的背光模块,具有白光发光二极管的背光模块容易使液晶显示器所显示的图像出现色偏的现象,例如液晶显示器所显示的红色容易出现偏橘的现象。
图1A为公知的液晶显示器的绿色色度坐标图。请参考图1A,公知的液晶显示器在显示绿色色彩时,其绿色色坐标多落在图1A的区域10以外,此时会造成所显示的绿色偏黄。换言之,若液晶显示器要正常显示绿色色彩时,其绿色色坐标应落于图1A的区域10内。然而,受限于白光发光二极管(即蓝光发光二极管芯片搭配上钇铝石榴粉的结构),公知的液晶显示器在显示绿色色彩时,通常会产生绿色色偏。
图1B为CIE 1931标准色度坐标图。请参考图1B,公知的液晶显示器在显示红色色彩时,其红色色坐标多落于图1B的区域11范围内,此时会造成所显示的红色偏橘。同样地,受限于白光发光二极管(即蓝光发光二极管芯片搭配上钇铝石榴粉的结构),公知的液晶显示器在显示红色时,容易产生红色色偏。
由公知的技术得知,当具有前述的白光发光二极管的液晶显示器在显示色彩时,其所显示的绿色与红色会产生色偏。此现象导致公知的液晶显示器的色饱和度(color saturation)不佳。
发明内容
本发明提供一种液晶显示器,其所显示的绿色具有良好的再现性。
本发明提供一种液晶显示器,其具有良好的色饱和度。
本发明另提供一种液晶显示器,其所显示的红色具有良好的再现性。
本发明提出一种液晶显示器,此液晶显示器包括背光模块以及液晶显示面板。其中,背光模块具有至少一个白光光源,而此背光模块的标准化发光频谱为BL(λ)。另外,液晶显示面板配置于背光模块上方,此液晶显示面板包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层,两个基板其中之一具有红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层,绿色滤光层与背光模块满足下列关系:
E=C/D,且E≥0.8,
其中A定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长,B定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长,C定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)在A与B区间内的积分和,而D定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)在大于B以上的区间的积分和,且CFGreen(λ)为绿色滤光层的穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数(colormatching function)。本发明还提出一种液晶显示器,此液晶显示器包括:背光模块以及液晶显示面板。其中,背光模块具有至少一个白光光源,而此背光模块的标准化发光频谱为BL(λ)。另外,液晶显示面板配置于背光模块上方,此液晶显示面板包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层,两个基板其中之一具有红色滤光层、彩色滤光层以及蓝色滤光层,彩色滤光层包括绿色滤光层、青色滤光层与黄色滤光层至少其中之一,且彩色滤光层与背光模块满足下列关系:
E’=C/D,且E’≥0.8,
其中A定义为CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长,B定义为CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长,C定义为CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)在A与B区间内的积分和,而D定义为CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)在大于B以上的区间的积分和,且CFX(λ)为彩色滤光层的有效穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。
在上述液晶显示器的一实施例中,绿色滤光层、青色滤光层与黄色滤光层的面积比例为a:b:c,而彩色滤光层的有效穿透频谱的定义为:
其中CFGreen(λ)为绿色滤光层的穿透频谱,CFCyan(λ)为青色滤光层的穿透频谱,而CFYellow(λ)为黄色滤光层的穿透频谱,且a、b、c大于或等于零,但a、b、c不同时为零。本发明还提出一种液晶显示器,此液晶显示器包括:背光模块以及液晶显示面板。其中,背光模块具有至少一个白光光源,而此背光模块的标准化发光频谱为BL(λ)。另外,液晶显示面板配置于背光模块上方,此液晶显示面板包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层,两个基板其中之一具有红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层,红色滤光层与背光模块满足下列关系:
A/B≥1.76,
其中A定义为CFRed(λ)×BL(λ)×x(λ)在波长525纳米至625纳米之间的光强度最大值,而B定义为CFRed(λ)×BL(λ)×y(λ)在波长525纳米至625纳米之间的光强度最大值,且CFRed(λ)为该红色滤光层的穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。
在本发明的一实施例中,上述的背光模块包括直下式背光模块或侧边入光式背光模块。
在本发明的一实施例中,上述的白光光源包括白光发光二极管。
在本发明的一实施例中,上述的基板包括薄膜晶体管阵列基板以及彩色滤光基板。
在本发明的一实施例中,上述的基板包括COA(Color Filter On Array)基板以及具有共通电极的对向基板。
在本发明的一实施例中,上述的基板包括AOC(Array On Color Filter)基板以及具有共通电极的对向基板。
综上所述,本发明将滤光层的发光频谱与背光模块的透光频谱乘积,再将此乘积分别与色彩转换函数相乘,并使相乘后的结果满足特定关系式,以改善液晶显示器的色偏现象。因此,本发明的液晶显示器具有良好的色饱和度以及色彩再现性。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
图1A为公知的液晶显示器的绿色色度坐标图。
图1B为CIE 1931标准色度坐标图。
图2A为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。
图2B为标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)与标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的示意图。
图2C为表一中9种不同色坐标的示意图。
图3A为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。
图3B为图3A的彩色滤光层局部俯视图。
图4为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。
图5A为背光模块的标准化发光频谱BL(λ)与红色滤光层的透光频谱CFRed(λ)乘积示意图。
图5B与图5C分别为色彩转换函数x(λ)、y(λ)的示意图。
图5D为标准化的光强度分布CFRed(λ)×BL(λ)×x(λ)与CFRed(λ)×BL(λ)×y(λ)的比较示意图
图6为表二中6种不同色坐标的示意图。
并且,上述附图中的各附图标记说明如下:
10、11、20 区域
100、200、300 液晶显示器
110、210、310 背光模块
112、212、312 白光光源
120、220、320 液晶显示面板
122、222、324 红色滤光层
124、242、322 绿色滤光层
126、226、326 蓝色滤光层
130、230、330 液晶层
140、240、340 滤光层
224 彩色滤光层
244 青色滤光层
246 黄色滤光层
具体实施方式
第一实施例
图2A为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。请参考图2A,本实施例的液晶显示器100包括背光模块110、液晶显示面板120。背光模块110是由至少一个白光光源112所构成,而白光光源112例如是白光发光二极管或白光有机发光二极管,且背光模块110的标准化发光频谱为BL(λ)。液晶显示面板120配置于背光模块110上方,且液晶显示面板120包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层130。两个基板其中之一具有红色滤光层122、绿色滤光层124以及蓝色滤光层126。本发明并不限定白光发光二极管的型态,其可以采用由蓝光发光二极管芯片以及钇铝石榴粉所构成的白光发光二极管、由多个能够发出不同色光的发光二极管芯片所构成的白光发光二极管,或是其它型态的白光发光二极管。
在本实施例中,背光模块110的标准化发光频谱为BL(λ),绿色滤光层124的透光频谱为CFGreen(λ),背光模块110的标准化发光频谱BL(λ)与绿色滤光层124的透光频谱CFGreen(λ)相乘后,再分别乘上色彩转换函数x(λ)、y(λ),则可得到两个标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)与CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)。
图2B为标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)与标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的示意图。请参照图2B,标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长定义为A,而标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长定义为B。接着,将标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)做积分,积分范围从波长A至波长B,以获得积分后的数值C。同样的,将另一标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)做积分,积分范围从波长B至无限大,以获得积分后的数值D。最后,定义一关系式:E=C/D,并使E≥0.8。数值C、数值D以及数值E会随着不同的标准化发光频谱BL(λ)以及不同的透光频谱CFGreen(λ)而变化,会产生不同C与D值,因此,本实施例可通过调整绿色滤光层124的透光频谱CFGreen(λ)或是背光模块110的标准化发光频谱BL(λ),使其满足E≥0.8的条件,以改善公知的液晶显示器显示绿色时所产生色偏的情形。
由于不同的数值A、数值B、数值C、数值D以及数值E所对应到的色坐标(Gx,Gy)有所不同,不同的透光频谱CFGreen(λ)会产生不同的A、B、C与D值。因此,本实施例列举出多种不同的色坐标(Gx,Gy)所对应到的数值A、数值B、数值C、数值D以及数值E参数来说明本实施例,并整理于表一中。
图2C为表一中9种不同色坐标的示意图。请参考图2C以及表一,当E≥0.8时,对应的色坐标(Gx,Gy)将落在区域20内,如I、II、VI以及VII所示。反之,当E<0.8时,对应的色坐标(Gx,Gy)将落在区域20外,此时液晶显示器所显示绿色会有色偏的现象,如III、IV、V、VIII以及IX所示。表一中的各数值仅是用以说明,其并非用以限定本发明。
表一
(Gx,Gy) | A(nm) | B(nm) | C | D | E | ||
I | (0.314,0.578) | 576 | 546 | 9.34 | 11.60 | 0.805 | OK |
II | (0.294,0.606) | 571 | 543 | 8.39 | 9.40 | 0.893 | OK |
III | (0.334,0.602) | 570 | 553 | 4.15 | 6.55 | 0.634 | X |
IV | (0.326,0.614) | 569 | 551 | 4.17 | 5.94 | 0.702 | X |
V | (0.310,0.610) | 571 | 554 | 3.85 | 6.10 | 0.631 | X |
VI | (0.273,0.612) | 559 | 536 | 6.38 | 7.20 | 0.886 | OK |
VII | (0.260,0.627) | 559 | 536 | 6.13 | 6.42 | 0.954 | OK |
VIII | (0.343,0.613) | 572 | 547 | 8.30 | 10.87 | 0.764 | X |
IX | (0.336,0.606) | 576 | 550 | 7.41 | 9.38 | 0.790 | X |
第二实施例
图3A为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。请参考图3A,本实施例的液晶显示器200与液晶显示器100相似,但是二者主要差异之处在于,本实施例的液晶显示器200的彩色滤光层224包括绿色滤光层242、青色滤光层244与黄色滤光层246至少其中之一。
图3B为图3A的彩色滤光层224局部俯视图。请参考图3B,绿色滤光层242、青色滤光层244与黄色滤光层246的面积比例为a:b:c。由于彩色滤光层224包括具有不同色彩及不同穿透率的滤光层,因此,定义彩色滤光层224的有效穿透频谱为CFX(λ)。其中,绿色滤光层242的穿透频谱定义为CFGreen(λ),青色滤光层244的穿透频谱定义为CFCyan(λ),而黄色滤光层246的穿透频谱定义为CFYellow(λ)。彩色滤光层224由上述的绿色滤光层242、青色滤光层244与黄色滤光层246所组合而成,因而彩色滤光层224的有效穿透频谱CFX(λ)定义为:
其中,a、b、c的比例值为大于或等于零,且a、b、c的比例值不可同时为零。
在本实施例中,背光模块210的标准化发光频谱为BL(λ),彩色滤光层224的有效透光频谱为CFX(λ),背光模块210的标准化发光频谱BL(λ)与彩色滤光层224的透光频谱CFX(λ)相乘后,再分别乘上色彩转换函数x(λ)、y(λ),则可得到两个标准化的光强度分布CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)与CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)。
接着,如同前实施例所定义的方式,将标准化的光强度分布CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长定义为A,而标准化的光强度分布CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长定义为B。接着,将标准化的光强度分布CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)做积分,积分范围从波长A至波长B,以获得积分后的数值C。同样的,将另一标准化的光强度分布CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)做积分,积分范围从波长B至无限大,以获得积分后的数值D。
最后,定义一关系式:E’=C/D,并使E’≥0.8。数值C、数值D以及数值E’会随着不同的标准化发光频谱BL(λ)以及不同的有效透光频谱CFX(λ)而变化,会产生不同C与D值,因此,本实施例可通过调整彩色滤光层224的透光频谱CFX(λ)或是背光模块210的标准化发光频谱BL(λ),使其满足E’≥0.8的条件,以改善公知的液晶显示器显示绿色时所产生色偏的情形。
第三实施例
图4为本发明的液晶显示器的局部剖面示意图。请参考图4,本实施例的液晶显示器300包括背光模块310、液晶显示面板320。背光模块310至少配置一个白光光源312于其上,而白光光源312例如是白光发光二极管或白光有机发光二极管,且背光模块310的标准化发光频谱标准化为BL(λ)。液晶显示面板320配置于背光模块320上方,液晶显示面板320包括两个基板以及位于两个基板之间的液晶层330。两个基板其中之一具有红色滤光层324、绿色滤光层322以及蓝色滤光层326。如前实施例中所述,本发明并不限定白光发光二极管的型态。
图5A~5D为本实施例的光频谱转换的流程图。图5A为背光模块310的标准化发光频谱BL(λ)与红色滤光层324的透光频谱CFRed(λ)乘积示意图。图5B与图5C分别为色彩转换函数x(λ)、y(λ)的示意图。而图5D为标准化的光强度分布CFRed(λ)×BL(λ)×x(λ)与CFRed(λ)×BL(λ)×y(λ)的比较示意图。请参考图5A~5D,背光模块310的标准化发光频谱为BL(λ),红色滤光层324的透光频谱为CFRed(λ),背光模块310的标准化发光频谱BL(λ)与红色滤光层324的透光频谱CFRed(λ)相乘后,再分别乘上色彩转换函数x(λ)、y(λ),则可得到两个标准化的光强度分布CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)与CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)。标准化的光强度分布CFRed(λ)×BL(λ)×x(λ)在光波长范围525纳米至625纳米之间的光强度最大值定义为A。而标准化的光强度分布CFRed(λ)×BL(λ)×y(λ)在光波长范围525纳米至625纳米之间的光强度最大值定义为B。最后,定义一关系式A/B≥1.76。不同的透光频谱CFRed(λ)会产生不同A与B值。因此,通过调整红光滤光层324的透光频谱CFRed(λ)或是背光模块310的标准化发光频谱BL(λ),使其满足关系式A/B≥1.76,以改善公知的液晶显示器显示红色时所产生色偏的情形。
不同的透光频谱CFred(λ)会产生不同的A与B值。因此,在本实施例中,列举多个不同参数A与参数B所产生的(Rx,Ry)色坐标来说明本实施例。图6为表二中6种不同色坐标的示意图。不同的透光频谱CFRed(λ)所对应不同的参数A与B分别依本实施例的上述定义式,整理于表二中。
请参考图6以及表二,当A/B≥1.76时,对应的色坐标(Rx,Ry)的Ry≤0.340,则公知的液晶显示器所显示红色时产生的色偏可获得改善,例如是设定为(B)、(C)、(D)以及(E)。反之,当参数A/B<1.76时,对应的色坐标(Rx,Ry)的Ry>0.340,则公知的液晶显示器所显示红色时会发生色偏,例如是设定为III、IV、V、VIII以及IX。表二中的各数值仅是用以说明,其并非用以限定本发明。
表二
值得一提的是,于上述实施例中,上述的背光模块可以为直下式背光模块或侧边入光式背光模块。且上述的白光光源包括白光发光二极管或白光有机发光二极管。另外,上述的两个基板包括薄膜晶体管阵列基板以及彩色滤光基板,以及上述的两个基板包括AOC(Array On Color Filter)基板以及具有共通电极的对向基板。最后,上述的两个基板包括COA(Color Filter OnArray)基板以及具有共通电极的对向基板。
综上所述,本发明的液晶显示器至少具有下列优点。首先,通过调整绿色滤光层与背光模块的频谱,并满足特定关系式,即能改善液晶显示器在显示绿色时所产生色偏的情形。再者,调整各个彩色滤光层与背光模块的频谱,并满足特定关系式,也可改善液晶显示器在显示绿色时所产生色偏的情形。除此之外,调整红色滤光层与背光模块的频谱,并满足特定关系式,则可改善液晶显示器在显示红色时所产生的色偏情形。最后,由于本发明具有改善液晶显示器在显示色彩时所产生的色偏,因此本发明的液晶显示器具有良好的色彩再现性以及色彩饱合性。
虽然本发明已以优选实施例公开如上,但是其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,当可作一些改动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种液晶显示器,包括:
背光模块,具有至少一个白光光源,其中该背光模块的标准化发光频谱为BL(λ);以及
液晶显示面板,配置于该背光模块上方,而该液晶显示面板包括两个基板以及位于所述两个基板之间的液晶层,其中所述两个基板其中之一具有红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层,该绿色滤光层与该背光模块满足下列关系:
E=C/D,且E≥0.8,
其中A定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长,B定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长,C定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×x(λ)在A与B区间内的积分和,而D定义为CFGreen(λ)×BL(λ)×y(λ)在大于B以上的区间的积分和,且CFGreen(λ)为该绿色滤光层的穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其中该白光光源包括白光发光二极管。
3.如权利要求1所述的液晶显示器,其中该白光光源包括白光有机发光二极管。
4.一种液晶显示器,包括:
背光模块,具有至少一个白光光源,其中该背光模块的标准化发光频谱为BL(λ);以及
液晶显示面板,配置于该背光模块上方,而该液晶显示面板包括两个基板以及位于所述两个基板之间的液晶层,其中所述两个基板其中之一具有红色滤光层、彩色滤光层以及蓝色滤光层,该彩色滤光层包括绿色滤光层、青色滤光层与黄色滤光层至少其中之一,且该彩色滤光层与该背光模块满足下列关系:
E’=C/D,且E’≥0.8,
其中A定义为CFX(λ)×BL(λ)×x(λ)的峰值所对应的波长,B定义为CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)的峰值所对应的波长,C定义为CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)在A与B区间内的积分和,而D定义为CFX(λ)×BL(λ)×y(λ)在大于B以上的区间的积分和,且CFX(λ)为该彩色滤光层的有效穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。
5.如权利要求4所述的液晶显示器,其中该绿色滤光层、该青色滤光层与该黄色滤光层的面积比例为a:b:c,而该彩色滤光层的有效穿透频谱的定义为:
其中CFGreen(λ)为该绿色滤光层的穿透频谱,CFCyan(λ)为该青色滤光层的穿透频谱,而CFYellow(λ)为该黄色滤光层的穿透频谱,且a、b、c大于或等于零,a、b、c不同时为零。
6.如权利要求4所述的液晶显示器,其中该背光模块包括直下式背光模块或侧边入光式背光模块。
7.如权利要求4所述的液晶显示器,其中该白光光源包括白光发光二极管。
8.一种液晶显示器,包括:
背光模块,具有至少一个白光光源,其中该背光模块的标准化发光频谱为BL(λ);以及
液晶显示面板,配置于该背光模块上方,而该液晶显示面板包括两个基板以及位于所述两个基板之间的液晶层,其中所述两个基板其中之一具有红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层,该红色滤光层与该背光模块满足下列关系:
A/B≥1.76,
其中A定义为CFRed(λ)×BL(λ)×x(λ)在波长525纳米至625纳米之间的光强度最大值,而B定义为CFRed(λ)×BL(λ)×y(λ)在波长525纳米至625纳米之间的光强度最大值,且CFRed(λ)为该红色滤光层的穿透频谱,x(λ)、y(λ)为色彩转换函数。
9.如权利要求8所述的液晶显示器,其中该背光模块包括直下式背光模块或侧边入光式背光模块。
10.如权利要求8所述的液晶显示器,其中该白光光源包括白光发光二极管。
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