專利名稱：液晶顯示器背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊及顯示裝置，且特別是涉及一種具有較佳的色彩飽和度的背光模塊及顯示裝置，以及一種增進顯示裝置色域的方法。
背景技術(shù)：
下一代大尺寸顯示器，例如液晶電視，正廣泛地被研究發(fā)展，因為液晶電視有尺寸大、畫質(zhì)優(yōu)、輝度高以及視角廣等優(yōu)點；然而液晶電視本身不會自發(fā)光，因此，用于液晶電視的背光模塊就扮演著非常重要的角色。
現(xiàn)有背光模塊的光源包含冷陰極熒光燈管(cold cathodefluorescent lamps，CCFL)、發(fā)光二極管(light emitting diodes，LED)、外部電極燈管(external electrode fluorescent lamps，EEFL)、場發(fā)射裝置(field emission devices，F(xiàn)ED)、或平面燈板(flat lamp plates)。目前大部分顯示器產(chǎn)品都是使用冷陰極熒光燈管作為光源，但是由于受限于熒光材料的使用與技術(shù)上的限制，使用冷陰極熒光燈管所呈現(xiàn)的畫質(zhì)，以及色彩飽和度與全彩像素的顯示都未達到最佳化。
圖1顯示各種光源相對于美國國家電視標準委員會(NationalTelevision Standards Committee，以下簡稱NTSC)的CIE色坐標圖，包含冷陰極熒光燈管與發(fā)光二極管作為背光源時的色彩飽和度。圖1中具有一個馬蹄形形狀的外圍曲線，附圖標記以100表示，該外圍曲線可見的顏色都是純的。而馬蹄形里面的顏色包含有各顏色的混光，例如，純紅色加上純藍色的混光就成為暗紅色。馬蹄形里面的顏色更包含有各純顏色與白色的混光，例如，純紅色加上白色就成為粉紅色的混光。也就是馬蹄形形狀內(nèi)所包含的顏色是全彩的范圍，而該全彩的范圍是人的眼睛可察覺的。對人眼視覺而言，展現(xiàn)在彩色顯示器上會盡可能與原來的景象接近。
如圖1所示，以冷陰極熒光燈管作為光源的色域圖形，附圖標記以102表示，相對于NTSC TV的色域圖形104的色彩飽和度(100％)只占了73％，其不足以獲得一幅全彩的畫面。另外，以發(fā)光二極管為光源的色域圖形占有相當大的區(qū)域，附圖標記以106表示，然而，當發(fā)光二極管作為一個具有彩色濾光片基板的顯示器的背光源時，由于具有紅(R)、藍(B)、綠(G)的發(fā)光二極管的各頻譜很窄，因此發(fā)射出來的波長屬單色光源，所以使用發(fā)光二極管作為背光模塊時，雖然可以獲得較高的NTSC，但彩色濾光片的頻譜很寬，因此發(fā)光二極管背光模塊搭配具有彩色濾光片基板的顯示器面板時，會將原發(fā)光二極管的NTSC有所抵消而造成色彩飽和度的損失。
圖2為RGB發(fā)光二極管光譜與彩色濾光片光譜在不同波長下的比較圖。圖中顯示RGB發(fā)光二極管光譜在波峰處的頻譜比彩色濾光片窄，因此波長顏色的表現(xiàn)RGB發(fā)光二極管比彩色濾光片純；由彩色濾光片的頻譜圖可知，在短波長處，即綠光波長與藍光波長交接處有重疊區(qū)，這將大幅降低顏色的純度。當我們使用一個發(fā)光二極管作為背光模塊的背光源時，該發(fā)光二極管并搭配彩色濾光片一起測量，得到其NTSC約99％，此時發(fā)光二極管各顏色的波長分別為紅光633nm、綠光519nm與藍光450nm，其如圖3所示。這表示即便以發(fā)光二極管取代冷陰極熒光燈管作為光源時，仍然無法滿足顯示器色彩飽和度的需求。
因此我們提出一種新的提升色彩飽和度的方法且同時又能輕易制作的結(jié)構(gòu)，以提升顯示器的色彩飽和度與全彩化的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示器的背光模塊，用以增進液晶顯示器具有更廣泛的色域。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示裝置，使該顯示裝置有更廣泛的色域，以達到全彩化的需求。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種增進顯示裝置色域的方法，以達到全彩化的需求。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示器背光模塊，該液晶顯示器背光模塊包含一個殼體、一個光源、以及一個濾光層。該光源位于殼體內(nèi)，用以發(fā)射一束包含紅光、綠光或藍光的光，而濾光層位于光源上方，用以濾除部分波長的光，該濾除部分波長的光包含紅光、綠光、及藍光中至少二者的重疊部分。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明又提供一種顯示裝置，該顯示裝置包含一個背光模塊，包含一個殼體；以及一個光源，位于該殼體內(nèi)，用以發(fā)射包含紅光、綠光、及藍光；一個顯示面板，位于該背光模塊的上方，包含一個薄膜晶體管陣列基板與一個彩色濾光片基板；以及一個濾光層，位于該背光模塊上方，用以濾除部分的光，該濾除部分的光包含該紅光、該綠光、及該藍光中至少二者的一個重疊部分。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明也提供一種增進顯示裝置色域的方法，該顯示裝置包含一個光源用以發(fā)射光、以及一個薄膜晶體管陣列基板與一個彩色濾光片基板所組成的一個顯示面板，該方法包含首先通過一個光譜儀獲得從該光源所發(fā)射的光的光譜，其中該光的光譜具有一束第一波長范圍的紅光、一束第二波長范圍的綠光、及一束第三波長范圍的藍光；接著決定該光譜中的一個第四波長范圍，其范圍包含該第一波長范圍的紅光、該第二波長范圍的綠光、及該第三波長范圍的藍光的至少二者的一個重疊部分；再者提供至少一個濾光層，用以濾除該第四波長范圍的光。
因此，依據(jù)本發(fā)明的背光模塊、顯示裝置、或者提供一種增進顯示裝置色域的方法，都可以提升顯示影像的質(zhì)量以達到全彩化的需求，特別是與傳統(tǒng)技術(shù)中以冷陰極熒光燈管作為光源、或者以發(fā)光二極管作為光源并搭配彩色濾光片基板一起來作一個比較，都有過之而無不及。通過濾除由光源發(fā)射的藍光與綠光部分波長的重疊部分，或者是濾除由光源發(fā)射的紅光與綠光部分波長的重疊部分，未濾除的光通過彩色濾光片基板后將導(dǎo)致產(chǎn)生一束絕對純色彩的光，因此顯示器可以獲得較高的NTSC與較佳的色彩再現(xiàn)性。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出一個較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1是顯示以一般冷陰極熒光燈管與發(fā)光二極管作為背光源時的色彩飽和度相對于NTSC TV的CIE色坐標圖。
圖2是顯示一般RGB發(fā)光二極管光譜與一般彩色濾光片光譜在不同波長下的比較圖。
圖3是顯示以圖2所示的一般RGB發(fā)光二極管作為背光源搭配一般彩色濾光片光譜時的色彩飽和度，相對于NTSC TV的CIE色坐標圖。
圖4a至4f是分別顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的背光模塊與顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是顯示本發(fā)明以RGB發(fā)光二極管作為光源以及搭配濾光層后的光譜圖。
圖6是顯示以CIE色坐標圖表示本發(fā)明的NTSC TV色域曲線、RGB發(fā)光二極管色域曲線、以及RGB發(fā)光二極管上方增設(shè)濾光層結(jié)構(gòu)的色域曲線。
圖7是顯示本發(fā)明的濾光層的較佳實施例。
具體實施例方式
有鑒于此，為了降低彩色濾光片對光源發(fā)射的光的光譜所造成的損失，本發(fā)明設(shè)計一個濾光層位于如以發(fā)光二極管作為光源的出光處，利用此濾光層先行濾波，也就是濾除由光源發(fā)射的藍光與綠光部分波長的重疊部分，或者是濾除由光源發(fā)射的紅光與綠光部分波長的重疊部分，使得經(jīng)過彩色濾光片的紅(R)、藍(B)、綠(G)光譜分開，使光純化，因此顯示器可獲得較高的NTSC與較佳的色彩再現(xiàn)性。
請參考圖4a，該圖是顯示本發(fā)明的一個較佳實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖，該顯示裝置200包含了背光模塊210與顯示面板240。該背光模塊210包含一個殼體212、一個光源214、以及一個濾光層216。光源214位于殼體212內(nèi)，用以發(fā)射包含紅光、綠光或藍光的光。然而，光源214并不局限于任一發(fā)光源，可以是冷陰極熒光燈管、發(fā)光二極管、外部電極燈管、場發(fā)射裝置、或平面燈板。而濾光層216位于光源214的上方，用以濾除部分的光，該部分的光包含紅光、綠光、及藍光中至少二者的重疊部分；也就是說，此部分的光具有的波長范圍是紅光與綠光的重疊部分，或者此部分的光具有的波長范圍是綠光與藍光的重疊部分。因此，光線將產(chǎn)生一束絕對純色彩的紅光、綠光、及藍光，使顯示裝置200的色彩飽和度大大提升。
該濾除掉的部分的光并不嚴格限制在整段重疊部分的區(qū)域，而是依據(jù)顯示器所要顯示的質(zhì)量作調(diào)整。一般來說，決定濾掉哪一段范圍的波長，是利用FWHM(full-width half maximum)半幅弦寬理論；也就是說，濾除掉的重疊部分的波長范圍是介于相鄰的藍光最大強度的二分之一的波長與相鄰綠光最大強度的二分之一的波長之間，或相鄰的綠光最大強度的二分之一的波長與相鄰紅光最大強度的二分之一的波長之間。
該濾除掉哪一段波長范圍的光，可以由以下步驟來決定。首先，以一個光譜儀決定從一個光源所發(fā)射的光的光譜，該光譜包含紅光波峰、藍光波峰以及綠光波峰。接著，選擇該光的波長范圍包含紅光、綠光、及藍光中至少二者的重疊部分，且該重疊部分是可被人眼看到并決定的。
濾除掉哪一段波長范圍的光，也可以由以下步驟來決定。首先，光源發(fā)射的光線通過顯示器面板時所獲得的光譜，該光譜包含紅光波峰、藍光波峰以及綠光波峰。以上步驟也可以一個光譜儀量測從光源發(fā)射的光線的光譜與光線通過彩色濾光片的光譜，再將兩個光譜相加以獲得一個包含紅光波峰、藍光波峰以及綠光波峰的光譜。接著，選擇的光的波長范圍包含紅光、綠光、及藍光中至少二者的重疊部分，且該重疊部分是可被人眼看到并決定的。
請參考圖5，該圖為本發(fā)明的一個較佳實施例的光譜圖，如圖5所示，RGB發(fā)光二極管發(fā)射的光線包含紅光226、綠光224、及藍光223，藍光223與綠光224具有一個重疊部分，此重疊部將使色彩表現(xiàn)不純。而本發(fā)明利用增設(shè)一個濾光層的設(shè)計以濾除該重疊部分范圍內(nèi)不純的光線，以增加光線色彩純度。例如，增設(shè)此濾光層后的光譜圖如圖5的虛線228所示，也就是波長范圍從470nm至500nm的光線將會被濾掉，并且波長范圍從542nm至616nm的光線也會被濾掉。圖中的A點表示藍光最大強度的二分之一波長，是在約470nm處，而B點表示綠光最大強度的二分之一波長，是在約500nm處。因此，本發(fā)明的實施例所要濾除的部分光，其波長范圍就是介于A點與B點之間，包含了藍光與綠光的重疊部分。同時，由圖5也可以看出，波長范圍從542nm至616nm的被濾除的光線，其強度低于綠光或紅光的最大強度的二分之一。
圖6顯示各種情況下的色域圖并以CIE色坐標圖表示，包含NTSC TV色域曲線230、RGB發(fā)光二極管色域曲線232、以及RGB發(fā)光二極管搭配上方增設(shè)濾光層結(jié)構(gòu)的色域曲線234。如圖6所示，RGB發(fā)光二極管的色域曲線232所代表的色彩飽和度是NTSC TV色彩飽和度的99.79％，以及RGB發(fā)光二極管搭配上方增設(shè)濾光層結(jié)構(gòu)的色域曲線234所代表的色彩飽和度是NTSC TV色彩飽和度的約120％，因此，依據(jù)本發(fā)明的方法將可以明顯改善其色彩飽和度。
本發(fā)明的濾光層位于以發(fā)光二極管作為光源的出光處，用以先行濾除不純的光線，而獲得一束絕對純色彩的光，因此顯示器可以獲得較高的NTSC與較佳的色彩再現(xiàn)性。濾光層是由一層或一層以上的金屬氧化物膜涂布于基板上所形成，例如玻璃基板，且位于背光模塊光源的上方。其中該金屬氧化物膜的厚度與折射率對應(yīng)于要濾除的光的波長。若要濾除更多部分波長的光，可以考慮二片或更多層的濾光層，此多層濾光層可以形成在基板的同一側(cè)或相反側(cè)，或者形成在不同的基板上。圖7即為本發(fā)明的一片濾光層形成在基板上的實施例，此濾光層300包含一個玻璃基板302以及一個金屬氧化物膜304涂布于玻璃基板302的表面，此金屬氧化物膜304的厚度較佳地是1μm至10μm，但不限于此，是依據(jù)我們要濾除的光線的波長而定的。
上述的背光模塊更包含一個光學(xué)膜片組位于光源上方，例如擴散板、棱鏡片、導(dǎo)光板……等等，而濾光層可以置放于光源與光學(xué)膜片組之間，或置放于光學(xué)膜片組的上方，或直接涂覆在任一光學(xué)膜片的表面上，例如是涂布在擴散板、棱鏡片、或?qū)Ч獍宓谋砻妗?br> 參考圖4a，在本發(fā)明的一個較佳實施例里，光學(xué)膜片組220是位于背光模塊210中的光源214的上方，而濾光層216是位于光學(xué)膜片組220的上方。參考圖4c，濾光層216是在光學(xué)膜片組220與光源214之間。
更進一步參考圖4a至4f，該顯示裝置包含背光模塊、濾光層216、以及由薄膜晶體管陣列基板218以及彩色濾光片基板222所組成的顯示面板240。各圖分別顯示濾光層216位于各種不同位置的配置。
例如，濾光層216可以置于光源214上方，如介于光學(xué)膜片組220與顯示面板240之間(圖4a)；或者置于彩色濾光片基板222上方(圖4b)；或介于光學(xué)膜片組220與光源214之間(圖4c)；更或者置于薄膜晶體管陣列基板218及彩色濾光片基板222所組成的顯示面板240內(nèi)部(圖4d和4e)。此外，濾光層216可以直接涂布在光學(xué)膜片組220上或顯示面板240的內(nèi)、外側(cè)，如薄膜晶體管陣列基板218及彩色濾光片基板222。此外，顯示裝置更可以包含一個偏光板，且濾光層可直接涂布于偏光板上。如圖4f所示，顯示裝置200包含偏光板213，置于彩色濾光片基板222上方，以及偏光板211，置于薄膜晶體管陣列基板218下方，而濾光層216置于偏光板213上方，或者可置于偏光板211下方(未示出)，更或者濾光層216可以直接涂布于偏光板上。因此，依據(jù)本發(fā)明提供的顯示裝置與方法，將可以輕易且有效地提升顯示器的色彩飽和度，也就是可以獲得較高的NTSC與較佳的色彩再現(xiàn)性。
雖然本發(fā)明已經(jīng)以較佳實施例公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以做出一些變更與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以后附的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的背光模塊，包含一個殼體；一個光源，位于該殼體內(nèi)部，用以發(fā)射光，該光包含一束紅光、一束綠光、及一束藍光；以及一個濾光層，位于該光源上方，用以濾除部分波長的光，該部分波長的光包含該紅光、該綠光、及該藍光中至少二者的一個重疊部分。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該重疊部分的光的波長范圍介于相鄰藍光最大強度的二分之一的波長與相鄰綠光最大強度的二分之一的波長之間，或相鄰綠光最大強度的二分之一的波長與相鄰紅光最大強度的二分之一的波長之間。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的背光模塊，更包含一個光學(xué)膜片組。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該濾光層位于該光學(xué)膜片組與該光源之間。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該濾光層位于該光學(xué)膜片組的上方。
6.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該光學(xué)膜片組至少由一個擴散板、一個棱鏡片、及一個導(dǎo)光板之一構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該濾光層涂覆于該光學(xué)膜片組上。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該濾光層包含一個金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜沉積在一個基板上。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該金屬氧化物膜的厚度與折射率對應(yīng)于濾除部份的光的波長。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器的背光模塊，其中該光源包含一個冷陰極熒光燈管、一個發(fā)光二極管、一個外部電極燈管、一個場發(fā)射裝置、或一個平面燈板。
11.一種顯示裝置，包含一個背光模塊，包含一個殼體；以及一個光源，位于該殼體的內(nèi)部，用以發(fā)射光，該光包含一束紅光、一束綠光、及一束藍光；一個顯示面板，位于該背光模塊的上方，包含一個薄膜晶體管陣列基板與一個彩色濾光片基板；以及一個濾光層，位于該背光模塊上方，用以濾除部分的光，該部分的光包含該紅光、該綠光、及該藍光中至少二者的一個重疊部分。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該重疊部分的光的波長范圍介于相鄰藍光最大強度的二分之一的波長與相鄰綠光最大強度的二分之一的波長之間，或相鄰綠光最大強度的二分之一的波長與相鄰紅光最大強度的二分之一的波長之間。
13.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該濾光層位于該背光模塊與該顯示面板之間。
14.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該濾光層位于該顯示面板上。
15.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該濾光層涂覆于該顯示面板上。
16.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該濾光層涂覆于該彩色濾光片基板上。
17.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該濾光層涂覆于該薄膜晶體管陣列基板上。
18.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，更包含一個偏光板，該偏光板位于該顯示面板外側(cè)，且該濾光層涂覆于該偏光板上。
19.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，更包含一個光學(xué)膜片組，該光學(xué)膜片組位于該背光模塊上。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其中該光學(xué)膜片組至少由一個擴散板、一個棱鏡片、及一個導(dǎo)光板之一構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求20所述的顯示裝置，其中該濾光層涂覆于該光學(xué)膜片組上。
22.如權(quán)利要求第11項所述的顯示裝置，其中該濾光層包含一個金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜沉積于一個基板上。
23.如權(quán)利要求22所述的顯示裝置，其中該金屬氧化物膜的厚度與折射率對應(yīng)于濾除部份的光的波長。
24.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中該光源包含一個冷陰極熒光燈管、一個發(fā)光二極管、一個外部電極燈管、一個場發(fā)射裝置、或一個平面燈板。
25.一種增進顯示裝置的色域的方法，該顯示裝置包含一個光源用以發(fā)射光、以及一個薄膜晶體管陣列基板與一個非彩色濾光片基板所組成的一個顯示面板，該方法包含通過一個光譜儀獲得從該光源所發(fā)射的光的光譜，其中該光的光譜具有一束第一波長范圍的紅光、一束第二波長范圍的綠光、及一束第三波長范圍的藍光；決定該光譜中的一個第四波長范圍，其范圍包含該第一波長范圍的紅光、該第二波長范圍的綠光、及該第三波長范圍的藍光的至少二者的一個重疊部分；以及提供至少一個濾光層，用以濾除該第四波長范圍的光。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該光的光譜是由該光從該光源發(fā)射而進一步通過該顯示面板后所獲得的。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該光的光譜是通過從該光源發(fā)射的光的一個第一光譜與該顯示面板的一個第二光譜相加而獲得的。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該重疊部分的光的波長范圍介于相鄰藍光最大強度的二分之一的波長與相鄰綠光最大強度的二分之一的波長之間，或相鄰綠光最大強度的二分之一的波長與相鄰紅光最大強度的二分之一的波長之間。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該濾光層包含一個金屬氧化物膜，該金屬氧化物膜的厚度與折射率對應(yīng)于濾除部份的光的波長。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種背光模塊或顯示裝置，其光源上方具有一個濾光片用以濾除一部分的光，而此部分的光包含紅光、綠光、及藍光中至少二者的重疊部分。當光源所發(fā)射的光，經(jīng)由濾光片濾除掉上述重疊部分的光后，可以提高光線顏色純度，而具有此濾光片的顯示器也因此提升其色彩飽和度。
文檔編號G02B5/23GK101017279SQ200610006808
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月7日
發(fā)明者張之禮, 黃季仁, 高宏成, 孫慶成, 李正中 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司