CN102346330B

CN102346330B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN102346330B
Application number: CN 201110108621
Authority: CN
Inventors: 王英力; 刘韵宜; 林俊良; 陈建凯; 廖烝贤
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-04-18
Also published as: CN102346330A; CN101984373A

Abstract

本发明有关于一种液晶显示装置，包括背光源与液晶显示面板。背光源的发光频谱在波长介于460纳米至480纳米、波长介于505纳米至525纳米以及波长介于610纳米至630纳米之间具有相对极大亮度峰值。液晶显示面板配置于背光源上方，且液晶显示面板具有红色滤光层(R_x，R_y，RY)、绿色滤光层(G_x，G_y，GY)、蓝色滤光层(B_x，B_y，BY)及黄色滤光层(Y_x，Y_y，YY)。在背光源下，红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层满足下列条件：R_x≥0.654；R_y≤0.330；G_x≤0.253；G_y≥0.605；B_x≤0.136；B_y≤0.146；Y_x≤0.408；Y_y≤0.534；0.83≤RY/GY≤0.87；0.86≤GY/BY≤0.92；0.83≤BY/YY≤0.87；以及1.5≤YY/RY≤1.55。本发明提供的液晶显示装置具有良好的色彩饱和度以及白色表现。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示装置，且特别是有关于一种以具有良好色彩饱和度(color saturation)的液晶显示装置。

背景技术

由于液晶显示装置(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 Ray Tube，CRT)显示装置成为显示装置的主流。然而，与阴极射线管显示装置相比，液晶显示装置通常需要背光源方可显示影像。一般液晶显示装置常用的背光源有冷阴极荧光灯(Cold-CathodeFluorescent Lamp，CCFL)背光源以及发光二极管背光源。

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可携式显示装置以及电视的背光模块上。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 Aluminum Garnet，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。此外，由于白光发光二极管为点光源，因此必须搭配多片光学膜片(如扩散片、导光板、增光片等)方可呈现出均匀的面光源，导致背光源的整体厚度以及制造成本难以降低。

近年来，已有许多研发者提出以有机电激发光元件作为背光源的设计概念，以减少光学膜片的使用，图1即为Eastman Kodak公司所发展出的两种有机电激发光元件OLED-1、OLED-2的频谱，而图2为使用有机电激发光元件OLED-1、OLED-2作为背光源的液晶显示装置的CIE 1931色度坐标图(chromaticity diagram)。

当使用Eastman Kodak公司的有机电激发光元件OLED-1、OLED-2作为背光源时，液晶显示装置所显示的红色、绿色、蓝色、白色的色坐标(x，y)与明度(Y)记录于下表中。此外，液晶显示装置的彩色饱和度(NTSC％)亦记录于下表中。

	Rx Ry RY	Gx Gy GY	Bx By BY	Wx Wy WY	NTSC％
						Patent OLED1	0.639 0.337 5.29	0.250 0.580 14.77	0.139 0.064 3.22	0.255 0.254 7.76	72.1
Patent OLED2	0.646 0.343 7.56	0.259 0.544 13.27	0.120 0.112 2.99	0.325 0.326 7.94	61.7

从上表可知，当使用Eastman Kodak公司的有机电激发光元件OLED-1及OLED-2作为背光源时，液晶显示装置所显示的白色的色坐标分别为(0.255，0.254)及(0.325，0.326)，与一般电视产品中的白色色坐标(0.28，0.29)有明显的差异。此外，当使用Eastman Kodak公司的有机电激发光元件OLED-1及OLED-2作为背光源时，液晶显示装置的彩色饱和度(NTSC％)仅分别为72.1％及61.7％(如图2所示)。很明显地，当使用Eastman Kodak公司的有机电激发光元件OLED-1及OLED-2作为背光源时，会面临色彩饱和度不佳以及白色色坐标不符合预期的问题。

发明内容

本发明提供一种液晶显示装置，其具有良好的色彩饱和度以及白色表现。

本发明提供一种液晶显示装置，其包括一背光源以及一液晶显示面板。背光源的发光频谱在波长介于460纳米至480纳米、波长介于505纳米至525纳米以及波长介于610纳米至630纳米之间具有相对极大亮度峰值。液晶显示面板配置于背光源上方，而液晶显示面板具有一红色滤光层、一绿色滤光层、一蓝色滤光层以及一黄色滤光层，而前述的红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层满足下列条件：在背光源下，红色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为R_x，y坐标为R_y，明度为RY，且R_x≥0.654，R_y≤0.330；在背光源下，绿色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为G_x，y坐标为G_y，明度为GY，其中G_x≤0.253，G_y≥0.605，且0.83≤RY/GY≤0.87；在背光源下，蓝色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为B_x，y坐标为B_y，明度为BY，其中B_x≤0.136，B_y≤0.146，且0.86≤GY/BY≤0.92；以及在背光源下，黄色滤光层于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Y_x，y坐标为Y_y，明度为YY，其中Y_x≤0.408，Y_y≤0.534，而0.83≤BY/YY≤0.87，且1.5≤YY/RY≤1.55。

在本发明一实施例中，前述的背光源为一有机电激发光元件。

在本发明一实施例中，背光源在波长介于460纳米至480纳米具有相对极大亮度峰值BL1，背光源在波长介于505纳米至525纳米具有相对极大亮度峰值BL2，背光源在波长介于610内米至630纳米具有相对极大亮度峰值BL3，且BL1∶BL2∶BL3＝0.97∶0.99∶0.77。

在本发明一实施例中，背光源在波长约为470纳米具有相对极大亮度峰值BL1，背光源在波长约为515纳米具有相对极大亮度峰值BL2，背光源在波长约为620内米具有相对极大亮度峰值BL3，且BL1∶BL2∶BL3＝0.97∶0.99∶0.77。

在本发明一实施例中，R_x+G_y+B_y+Y_y≥1.939。

在本发明一实施例中，0.664≥R_x≥0.654、0.330≥R_y≥0.320、0.253≥G_x≥0.243、0.615≥G_y≥0.605、0.136≥B_x≥0.126、0.146≥B_y≥0.136、0.408≥Y_x≥0.398，且0.534≥Y_y≥0.524。

在本发明一实施例中，液晶显示面板包括多个像素，各个像素包括多个子像素，各个像素中的各个子像素对应于红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层或黄色滤光层分布，且在同一像素内，子像素的面积满足下列关系式：

2.9≤A_R/A_G≤3.1；

0.40≤A_R/A_B≤0.45；

2.8≤A_R/A_Y≤3.2；以及

其中A_R为对应于红色滤光层的至少一个子像素的面积，A_G为对应于绿色滤光层的至少一个子像素的面积，A_B为对应于蓝色滤光层的至少一个子像素的面积，且A_Y为对应于黄色滤光层的至少一个子像素的面积。

在本发明一实施例中，A_R∶A_G∶A_B∶A_Y＝3∶1∶7∶1。

综上所述，本发明采用发光频谱在波长介于460纳米至480纳米、波长介于505纳米至525纳米以及波长介于610纳米至630纳米之间具有相对极大亮度峰值的背光源，并使红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、黄色滤光层在此背光源下呈现出特定的色坐标与明度，以使液晶显示装置所显示的白色色坐标更接近(0.28，0.29)。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为Eastman Kodak公司所发展出的两种有机电激发光元件OLED-1、OLED-2的频谱；

图2为使用有机电激发光元件OLED-1、OLED-2作为背光源的液晶显示装置的CIE 1931色度坐标图；

图3为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图；

图4为图3中背光源的频谱；

图5A为图3中红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层的穿透频谱；

图5B为图3中黄色滤光层的穿透频谱；

图6为使用本实施例的液晶显示装置的CIE 1931色度坐标图；

图7A至图7C分别为本申请案一实施例的像素的俯视示意图。

其中，附图标记：

100：液晶显示装置

110：背光源

120：液晶显示面板

120R：红色滤光层

120G：绿色滤光层

120B：蓝色滤光层

120Y：黄色滤光层

BL1、BL2、BL3：相对极大亮度峰值

BL_R、BL_G、BL_B：相对极大峰值

P：像素

SP_R、SP_G、SP_B、SP_Y：子像素

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

图3为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图，而图4为图3中背光源的频谱。请参照图3与图4，本实施例的液晶显示装置100包括一背光源110以及一液晶显示面板120。背光源110例如为一有机电激发光元件，且背光源110的发光频谱在波长介于460纳米至480纳米、波长介于505纳米至525纳米以及波长介于610纳米至630纳米之间具有相对极大亮度峰值，如图4所示。在本实施例中，背光源110在波长介于460纳米至480纳米具有相对极大亮度峰值BL1，背光源110在波长介于525纳米至525纳米具有相对极大亮度峰值BL2，背光源110在波长介于610纳米至630纳米具有相对极大亮度峰值BL3，且BL1∶BL2∶BL3＝0.97∶0.99∶0.77。举例而言，背光源110在波长约为470纳米具有相对极大亮度峰值BL1，背光源110在波长约为515纳米具有相对极大亮度峰值BL2，背光源110在波长约为620纳米具有相对极大亮度峰值BL3，且BL1∶BL2∶BL3＝0.97∶0.99∶0.77。

从图3可知，液晶显示面板120配置于背光源110上方，而液晶显示面板120具有一红色滤光层120R、一绿色滤光层120G、一蓝色滤光层120B以及一黄色滤光层120Y，而前述的红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B以及黄色滤光层120Y满足下列条件：

红色滤光层120R

在背光源110下，红色滤光层120R于CIE 1931色度坐标上的x坐标为R_x，y坐标为R_y，明度为RY，且R_x≥0.654，R_y≤0.330。换言之，在具有图4的频谱的背光源110照射下，穿过红色滤光层120R的红光的色坐标为(R_x，R_y)，且此红光的明度为RY。在一较佳实施例中，0.664≥R_x≥0.654，且0.330≥R_y≥0.320。

绿色滤光层120G

在背光源110下，绿色滤光层120G于CIE 1931色度坐标上的x坐标为G_x，y坐标为G_y，明度为GY，其中G_x≤0.253，G_y≥0.605，且0.83≤RY/GY≤0.87。换言之，在具有图4的频谱的背光源110照射下，穿过绿色滤光层120G的绿光的色坐标为(G_x，G_y)，且此绿光的明度为GY。在一较佳实施例中，0.253≥G_x≥0.243，且0.615≥G_y≥0.605。

蓝色滤光层120B

在背光源110下，蓝色滤光层120B于CIE 1931色度坐标上的x坐标为B_x，y坐标为B_y，明度为BY，其中B_x≤0.136，B_y≤0.146，且0.86≤GY/BY≤0.92。换言之，在具有图4的频谱的背光源110照射下，穿过蓝色滤光层120B的蓝光的色坐标为(B_x，B_y)，且此蓝光的明度为BY。在一较佳实施例中，0.136≥B_x≥0.126，且0.146≥B_y≥0.136。

黄色滤光层120B

在背光源110下，黄色滤光层120Y于CIE 1931色度坐标上的x坐标为Y_x，y坐标为Y_y，明度为YY，其中Y_x≤0.408，Y_y≤0.534，而0.83≤BY/YY≤0.87，且1.5≤YY/RY≤1.55。换言之，在具有图4的频谱的背光源110照射下，穿过绿色滤光层120G的绿光的色坐标为(Y_x，Y_y)，且此绿光的明度为YY。在一较佳实施例中，0.408≥Y_x≥0.398，且0.534≥Y_y≥0.524。

整体而言，在本发明的一实施例中，红色滤光层120R于CIE 1931色度坐标上的x坐标为R_x、绿色滤光层120G于CIE 1931色度坐标上的y坐标为G_y、蓝色滤光层120B于CIE 1931色度坐标上的y坐标为B_y以及黄色滤光层120Y于CIE 1931色度坐标上的y坐标为Y_y须满足R_x+G_y+B_y+Y_y≥1.919的关系式。在一较佳实施例中，须满足R_x+G_y+B_y+Y_y≥1.939的关系式。

图5A为图3中红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B的穿透频谱，而图5B为图3中黄色滤光层120Y的穿透频谱。从图5A与图5B可知，红色滤光层120R在波长介于700内米至730内米具有相对极大峰值BL_R，绿色滤光层120G在波长介于520内米至550纳米具有相对极大峰值BL_G，蓝色滤光层120B在波长介于450纳米至470内米具有相对极大峰值BL_B，而黄色滤光层120Y在波长介于570纳米至600纳米具有相对极大峰值BL_Y。

图6为使用本实施例的液晶显示装置的CIE 1931色度坐标图。请参照图4与图6，当使用图4的频谱的背光源110时，液晶显示装置100所显示的红色、绿色、蓝色、白色的色坐标(x，y)与明度(Y)记录于下表中。此外，液晶显示装置的彩色饱和度(NTSC％)亦记录于下表中。

	Rx Ry RY	Gx Gy GY	Bx By BY	Yx Yy YY	Wx Wy WY	NTSC％
							RGBY	0.659 0.325 5.21	0.243 0.610 6.05	0.131 0.141 6.79	0.403 0.529 7.97	0.285 0.292 4.56	75.0

从上表可知，当使用图4的频谱的背光源110时，液晶显示装置100所显示的白色的色坐标为(0.285，0.292)，与一般电视产品中的白色色坐标(0.28，0.29)差异不明显。此外，当使用图4的频谱的背光源110时，液晶显示装置100的彩色饱和度(NTSC％)可达75％(如图6所示)。很明显地，当使用图4的频谱的背光源110时，液晶显示装置100的色彩饱和度获得一定程度的增进，且液晶显示装置100所显示的白色的色坐标十分接近电视产品的设计需求。

图7A至图7C分别为本申请案一实施例的像素的上视示意图。请参照图7A至图7C，为了进一步提升液晶显示装置100中蓝色子像素的显示亮度(brightness)，本实施例调整液晶显示装置100中各个子像素的面积比例，以进一步地提升液晶显示装置100的显示质量。从图7A至图7C可知，本实施例的液晶显示面板100包括多个像素P，各个像素P包括多个子像素SP_R、SP_G、SP_B、SP_Y，各个像素P中的各个子像素SP_R、SP_G、SP_B、SP_Y分别对应于红色滤光层120R、绿色滤光层120G、蓝色滤光层120B、黄色滤光层120Y分布，且在同一像素P内，对应于红色滤光层120R的至少一个子像素SP_R的面积为A_R；对应于绿色滤光层120G的至少一个子像素SP_G的面积为A_G；对应于蓝色滤光层120B的至少一个子像素SP_B的面积为A_B；且对应于黄色滤光层120Y的至少一个子像素SP_Y的面积为A_Y。此外，前述的面积A_Y、A_G、A_B、A_Y需满足下列关系式：

2.9≤A_R/A_G≤3.1；

0.40≤A_R/A_B≤0.45；以及

2.8≤A_R/A_Y≤3.2。

从图7A至图7C中可知，在本实施例中，子像素SP_R、SP_G、SP_B、SP_Y的面积比例较佳是3∶1∶7∶1。此外，在图7A与图7B所绘示的像素P中，子像素SP_R、SP_G、SP_B、SP_Y的数量皆为1个。详言之，子像素SP_R、SP_G、SP_Y例如排列成同一列，而子像素SP_B则位于另一列(如图7A所绘示)或同一行，或是子像素SP_B位于另一行(如图7B所绘示)。

承上述，在图7C所绘示的像素P中，子像素SP_G、SP_B、SP_Y的数量皆为1个，而子像素SP_R的数量为2个。子像素SP_R、SP_G、SP_Y，其中子像素SP_R、SP_G、SP_Y例如排列于子像素SP_B的两侧。详言之，子像素SP_R、SP_G在行方向上彼此对齐且位于子像素SP_B的一侧，而子像素SP_R、SP_Y在行方向上彼此对齐且位于子像素SP_B的另一侧。

【实验例】

下表为不同R_x、R_y、G_x、G_y、B_x、B_y、Y_x、Y_y、RY、GY、BY、YY所对应到的W_x、W_y、WY以及彩色饱和度(NTSC％)。从下表可以清楚得知，本申请案的液晶显示装置所显示的白色的色坐标皆十分接近(0.28，0.29)，且仍有高于70％的彩色饱和度。

Rx Ry RY	Gx Gy GY	Bx By BY	Yx Yy YY	Wx Wy WY	NTSC％
						0.659 0.325 5.21	0.248 0.610 6.05	0.131 0.141 6.79	0.403 0.529 7.97	0.285 0.292 4.56	71.4
0.664 0.325 5.21	0.253 0.610 6.05	0.136 0.141 6.79	0.403 0.529 7.97	0.289 0.292 8.67	71.4
						0.654 0.325 5.21	0.244 0.610 6.05	0.127 0.141 6.79	0.398 0.529 7.97	0.281 0.292 8.67	71.3
0.659 0.330 5.21	0.248 0.615 6.05	0.131 0.145 6.79	0.403 0.534 7.97	0.286 0.298 8.67	71.6
						0.659 0.320 5.21	0.248 0.605 6.05	0.131 0.136 6.79	0.403 0.524 7.97	0.283 0.285 8.67	71.4

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一背光源，该背光源的发光频谱在波长介于460纳米至480纳米之间具有相对极大亮度峰值BL1、在波长介于505纳米至525纳米之间具有相对极大亮度峰值BL2以及在波长介于610纳米至630纳米之间具有相对极大亮度峰值BL3；以及

一液晶显示面板，配置于该背光源上方，而该液晶显示面板具有一红色滤光层、一绿色滤光层、一蓝色滤光层以及一黄色滤光层，而该红色滤光层、该绿色滤光层、该蓝色滤光层、该黄色滤光层满足下列条件：

在该背光源下，该红色滤光层于CIE1931色度坐标上的x坐标为R_x，y坐标为R_y，明度为RY，其中R_x≥0.654，R_y≤0.330；

在该背光源下，该绿色滤光层于CIE1931色度坐标上的x坐标为G_x，y坐标为G_y，明度为GY，其中G_x≤0.253，G_y≥0.605，且0.83≤RY/GY≤0.87；

在该背光源下，该蓝色滤光层于CIE1931色度坐标上的x坐标为B_x，y坐标为B_y，明度为BY，其中B_x≤0.136，B_y≤0.146，且0.86≤GY/BY≤0.92；以及

在该背光源下，该黄色滤光层于CIE1931色度坐标上的x坐标为Y_x，y坐标为Y_y，明度为YY，其中Y_x≤0.408，Y_y≤0.534，而0.83≤BY/YY≤0.87，且1.5≤YY/RY≤1.55。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该背光源为一有机电激发光元件。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，BL1：BL2：BL3=0.97：0.99：0.77。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，R_x+G_y+B_y+Y_y≥1.919。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，R_x+G_y+B_y+Y_y≥1.939。

6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，0.664≥R_x≥0.654、0.330≥R_y≥0.320、0.253≥G_x≥0.243、0.615≥G_y≥0.605、0.136≥B_x≥0.126、0.146≥B_y≥0.136、0.408≥Y_x≥0.398，0.534≥Y_y≥0.524。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示面板包括多个像素，各该像素包括多个子像素，各该像素中的各该子像素对应于该红色滤光层、该绿色滤光层、该蓝色滤光层或该黄色滤光层分布，且在同一像素内，该些子像素的面积满足下列关系式：

2.9≤A_R/A_G≤3.1；

0.40≤A_R/A_B≤0.45；

2.8≤A_R/A_Y≤3.2；以及

其中A_R为对应于该红色滤光层的至少一个子像素的面积，A_G为对应于该绿色滤光层的至少一个子像素的面积，A_B为对应于该蓝色滤光层的至少一个子像素的面积，且A_Y为对应于该黄色滤光层的至少一个子像素的面积。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，A_R：A_G：A_B：A_Y=3：1：7：1。