專利名稱：液晶顯示模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示模塊，特別是涉及一種有效提升液晶顯示面板亮度的液晶顯示模塊。
背景技術：
液晶顯示器由于具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕、以及體積小等傳統(tǒng)陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)所制造的顯示器無法達到的優(yōu)點，與其它平板式顯示器，如等離子體(Plasma)顯示器及電發(fā)光(Electroluminance，EL)顯示器，成為近年來顯示器研究的主要課題，更被視為二十一世紀顯示器的主流。
現(xiàn)有液晶顯示器包括一背光模塊(Backlight Module)與一液晶顯示面板(Liquid Crystal Display Panel)。其中，背光模塊具有一光源裝置，其包括可分別發(fā)出紅色、綠色以及藍色光的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)。此外，液晶顯示面板以上述三色光作為顯示光源來顯示影像，液晶顯示面板包括一彩色濾光基板(Color Filter)、一有源元件陣列基板(Active Device ArraySubstrate)與一液晶層(Liquid Crystal Layer)，而液晶層配置于彩色濾光基板與有源元件陣列基板之間。
現(xiàn)有液晶顯示器的顯示原理如下。當背光模塊的光源裝置發(fā)光時，光線首先經(jīng)過一有源元件陣列基板。有源元件陣列基板接收外來信號而控制其上每一像素電極(Pixel Electrode)的電壓，使得液晶層的液晶分子呈現(xiàn)不同的排列方式，而依據(jù)液晶分子的排列方式則可決定光線通過液晶層的強度大小。若通過某像素電極的光線在像素電極電壓控制下可順利穿透液晶層，此光線最后經(jīng)由彩色濾光基板的濾光作用而顯示色彩于液晶顯示面板上。
請參考圖1，其繪示現(xiàn)有一種液晶顯示器發(fā)光二極管發(fā)光光譜與彩色濾光基板透射光譜的示意圖。圖1中“LCFR”表示現(xiàn)有一種彩色濾光基板中低純度的紅色濾光層的透射光譜曲線，“LCFG”表示低純度的綠色濾光層的透射光譜曲線，“LCFB”表示低純度的藍色濾光層的透射光譜曲線。此外，“LEDR”表示紅色發(fā)光二極管的光譜曲線，“LEDG”表示綠色發(fā)光二極管的光譜曲線，“LEDB“表示藍色發(fā)光二極管的光譜曲線。一般而言，在低純度彩色濾光基板的作用下，光線穿透彩色濾光基板的強度或穿透率較高，然而由圖1可知，各種顏色的濾光層除了可讓其對應的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線通過之外，由于其透射光譜更可能與其它顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光光譜有部分重疊，導致其它顏色的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線亦可能由此濾光層出射(以低純度的綠色濾光層的透射光譜曲線LCFG為例，其頻寬與LEDB和LEDR有所重疊)，使得發(fā)光二極管所發(fā)出的光線通過彩色濾光基板后的濾光效果不佳。
請參考圖1，圖1中“HCFR”表示現(xiàn)有另一種彩色濾光基板中高純度的紅色濾光層的透射光譜曲線，“HCFG”表示高純度的綠色濾光層的透射光譜曲線，“HCFB”表示高純度的藍色濾光層的透射光譜曲線。為了改善上述不佳的濾光效果，本現(xiàn)有彩色濾光基板三原色濾光層的純度增加，使得高純度彩色濾光基板透射光譜的頻寬與發(fā)光二極管發(fā)光光譜的頻寬不再如上述般部分重疊，因此提升彩色濾光基板的濾光效果。此外，請參考圖2，其繪示現(xiàn)有一種液晶顯示器彩色濾光基板的CIE色度圖(CIE ChromaticityDiagram)。由圖2中可知，提升彩色濾光基板三原色濾光層的純度(圖2中代號HCF的純度大于代號LCF的純度)，將使得液晶顯示器的NTSC(NationalTelevision System Committee)比率(或為顯示色域)加大。
經(jīng)由上述可知，在目前技術中，彩色濾光基板的濾光層多朝向高純度發(fā)展，以提高液晶顯示器的色彩純度，進而得到優(yōu)選的影像質量?？墒?，隨著彩色濾光基板的濾光層的純度提高，將相對產(chǎn)生制造成本增加、彩色濾光基板的光穿透率降低，而導致液晶顯示器的顯示亮度低落等缺點。值得一提的是，以往CRT顯示器所顯示的NTSC比率通常是維持在75％上下，然而這樣的顯示效果卻足以滿足一般使用者的需求。換言之，目前不斷朝向高色彩純度與高顯示質量的設計方向，雖然大幅增加了制作成本，但其所能提高的相對效益卻相當有限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種液晶顯示模塊，其在維持特定程度的顯示質量的前提之下，調整彩色濾光基板的濾光層的純度，以期增加濾光層的穿透率，因而提升液晶顯示面板的整體亮度。
基于上述目的或其它目的，本發(fā)明提出一種液晶顯示模塊，包括一背光模塊與一液晶顯示面板。其中，背光模塊具有一光源裝置，用以發(fā)出至少一第一色光、一第二色光以及一第三色光，其中第一色光的波長范圍介于450nm至460nm之間，第二色光的波長范圍介于520nm至540nm之間，而第三色光的波長范圍介于610nm至630nm之間。此外，液晶顯示面板以第一色光、第二色光與第三色光作為顯示光源來顯示影像，其中液晶顯示面板包括一彩色濾光基板、一有源元件陣列基板與一液晶層。彩色濾光基板具有至少一第一濾光層、一第二濾光層以及一第三濾光層，其中第一濾光層適于使第一色光通過，第二濾光層適于使第二色光通過，而第三濾光層適于使第三色光通過。有源元件陣列基板與彩色濾光基板相對，而液晶層配置于彩色濾光基板與有源元件陣列基板之間。在本發(fā)明中，第二濾光層的透射光譜的峰值介于520nm至540nm之間，且第二濾光層的透射光譜的半功率頻寬(FWHM)介于90nm至120nm之間，使得液晶顯示模塊顯示的NTSC比率介于72％至90％之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的光源裝置例如包括至少一第一發(fā)光二極管、至少一第二發(fā)光二極管以及至少一第三發(fā)光二極管，用以分別發(fā)出第一色光、第二色光與第三色光。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的有源元件陣列基板例如為一薄膜晶體管陣列基板(Thin Film Transistor Array Substrate)。薄膜晶體管陣列基板例如包括一透明基板、多條掃描線(Scan Line)與數(shù)據(jù)線(Data Line)、多個薄膜晶體管(Thin Film Transistor)與多個像素電極。其中，掃描線與數(shù)據(jù)配線配置于透明基板上，以區(qū)分出多個像素區(qū)域。此外，薄膜晶體管分別配置于像素區(qū)域內(nèi)，以通過其所對應的掃描線與數(shù)據(jù)配線進行驅動。另外，像素電極分別配置于像素區(qū)域內(nèi)，并耦接至其所對應的薄膜晶體管。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第一濾光層的透射光譜的峰值例如介于440nm至460nm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第一濾光層的透射光譜的半功率頻寬(FWHM)例如介于60nm至110nm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第三濾光層的透射光譜的峰值例如介于610nm至630nm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第三濾光層的透射光譜的半功率頻寬(FWHM)例如介于100nm至180nm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第一濾光層的膜厚例如介于1.0μm至1.8μm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第二濾光層的膜厚例如介于1.0μm至2.0μm之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，上述的第三濾光層的膜厚例如介于1.0μm至2.0μm之間。
基于上述，本發(fā)明在將液晶顯示模塊顯示的NTSC比率維持在72％至90％之間的前提之下，依據(jù)背光模塊所發(fā)出的三色光的波長范圍，來調整彩色濾光基板上的濾光層的純度，以增加濾光層的穿透率，進而提升液晶顯示面板的整體亮度。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下配合附圖以及優(yōu)選實施例，以更詳細地說明本發(fā)明。


圖1繪示現(xiàn)有一種液晶顯示器發(fā)光二極管發(fā)光光譜與彩色濾光基板透射光譜的示意圖。
圖2繪示現(xiàn)有一種液晶顯示器彩色濾光基板的CIE色度圖。
圖3繪示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種液晶顯示模塊的立體剖視示意圖。
圖4繪示圖3的發(fā)光二極管發(fā)光光譜與彩色濾光基板透射光譜的示意圖。
圖5繪示圖3的彩色濾光基板的CIE色度圖。
簡單符號說明LCF現(xiàn)有一種低純度彩色濾光基板的顯示色域LCFR現(xiàn)有一種彩色濾光基板中低純度的紅色濾光層的透射光譜曲線LCFG現(xiàn)有一種彩色濾光基板中低純度的綠色濾光層的透射光譜曲線LCFB現(xiàn)有一種彩色濾光基板中低純度的藍色濾光層的透射光譜曲線HCF現(xiàn)有另一種高純度彩色濾光基板的顯示色域HCFR現(xiàn)有另一種彩色濾光基板中高純度的紅色濾光層的透射光譜曲線
HCFG現(xiàn)有另一種彩色濾光基板中高純度的綠色濾光層的透射光譜曲線HCFB現(xiàn)有另一種彩色濾光基板中高純度的藍色濾光層的透射光譜曲線LEDR現(xiàn)有紅色發(fā)光二極管的光譜曲線LEDG現(xiàn)有綠色發(fā)光二極管的光譜曲線LEDB現(xiàn)有藍色發(fā)光二極管的光譜曲線100液晶顯示模塊110背光模塊112光源裝置112a第一發(fā)光二極管112b第二發(fā)光二極管112c第三發(fā)光二極管120液晶顯示面板122彩色濾光基板122a第一濾光層122b第二濾光層122c第三濾光層124有源元件陣列基板124a透明基板124b掃描線124c數(shù)據(jù)線124d薄膜晶體管124e像素電極124f像素區(qū)域126液晶層LCF’本發(fā)明一種低純度彩色濾光基板的顯示色域LCFR’本發(fā)明的第三濾光層的透射光譜曲線LCFG’本發(fā)明的第二濾光層的透射光譜曲線LCFB’本發(fā)明的第一濾光層的透射光譜曲線LEDR’本發(fā)明的光源裝置所發(fā)出的第三色光的光譜曲線
LEDG’本發(fā)明的光源裝置所發(fā)出的第二色光的光譜曲線LEDB’本發(fā)明的光源裝置所發(fā)出的第一色光的光譜曲線P1本發(fā)明的第一濾光層的透射光譜曲線峰值P2本發(fā)明的第二濾光層的透射光譜曲線峰值P3本發(fā)明的第三濾光層的透射光譜曲線峰值W1本發(fā)明的第一濾光層的透射光譜曲線的半功率頻寬W2本發(fā)明的第二濾光層的透射光譜曲線的半功率頻寬W3本發(fā)明的第三濾光層的透射光譜曲線的半功率頻寬具體實施方式
請參考圖3，其繪示本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一種液晶顯示模塊的立體剖視示意圖。本實施例的液晶顯示模塊100包括一背光模塊110與一液晶顯示面板120。其中，背光模塊110具有一光源裝置112，用以發(fā)出至少一第一色光、一第二色光以及一第三色光，其中第一色光的波長范圍介于450nm至460nm之間(例如為藍光)，第二色光的波長范圍介于520nm至540nm之間(例如為綠光)，而第三色光的波長范圍介于610nm至630nm之間(例如為紅光)。
光源裝置112例如包括至少一第一發(fā)光二極管112a、至少一第二發(fā)光二極管112b與至少一第三發(fā)光二極管112c，其用以分別發(fā)出上述第一色光、第二色光與第三色光。此外，液晶顯示面板120配置于背光模塊110上方，以接收第一色光、第二色光與第三色光，作為顯示用的光源。在本實施例中，液晶顯示面板120例如包括一彩色濾光基板122、一有源元件陣列基板124與一液晶層126。其中，彩色濾光基板122具有至少一第一濾光層122a、一第二濾光層122b以及一第三濾光層122c，其中第一濾光層122a適于使第一色光通過，第二濾光層122b適于使第二色光通過，而第三濾光層122c適于使第三色光通過。此外，有源元件陣列基板124與彩色濾光基板122相對，而液晶層126配置于彩色濾光基板122與有源元件陣列基板124之間。
請再參考圖3，有源元件陣列基板124例如為一薄膜晶體管陣列基板。薄膜晶體管陣列基板例如包括一透明基板124a、多條掃描線124b與數(shù)據(jù)線124c、多個薄膜晶體管124d與多個像素電極124e。其中，掃描線124b與數(shù)據(jù)配線124c配置于透明基板124a上，以區(qū)分出多個像素區(qū)域124f。此外，薄膜晶體管124d分別配置于這些像素區(qū)域124f內(nèi)，以通過這些掃描線124b與這些數(shù)據(jù)配線124c進行驅動。另外，像素電極124e分別配置于這些像素區(qū)域124f內(nèi)，并耦接至其所對應的薄膜晶體管124d，且像素電極124e的材料例如是銦錫氧化物(ITO)等透明導電材料。
本實施例的液晶顯示模塊100的顯示原理如下。背光模塊110的光源裝置112所發(fā)出的上述三色光經(jīng)由背光模塊110的結構設計使其行進方向朝向液晶顯示面板120。有源元件陣列基板124上的薄膜晶體管124b經(jīng)由掃瞄配線124b與數(shù)據(jù)配線124c的驅動，而控制其上每一像素電極124e的電壓，使得液晶層126的液晶分子(圖3未繪示)呈現(xiàn)不同的排列方式，而依據(jù)液晶分子的排列方式則可決定光線通過液晶層126的強度大小。若通過某像素電極124e的光線在像素電極124e電壓控制下可順利穿透液晶層126，此光線最后經(jīng)由彩色濾光基板122的濾光作用而顯示色彩于液晶顯示面板120上。
圖4繪示圖3的發(fā)光二極管發(fā)光光譜與彩色濾光基板透射光譜的示意圖，圖5繪示圖3的彩色濾光基板的CIE色度圖。為解決前述現(xiàn)有液晶顯示器的問題，本實施例依據(jù)背光模塊110所發(fā)出的三色光的波長范圍，來降低彩色濾光基板122上的濾光層的純度，以增加濾光層的穿透率。請同時參考圖3～5，圖4中“LEDB’”、“LEDG’”與“LEDR’”分別代表本實施例前述的光源裝置112所發(fā)出的第一色光、第二色光與第三色光的光譜曲線。為了使液晶顯示模塊100顯示的NTSC比率(圖5中LCF’所涵蓋范圍與NTSC所涵蓋范圍的重疊面積除以NTSC所涵蓋范圍的面積)介于72％至90％之間，例如可通過第二濾光層122b的材料的選擇或膜厚(介于1.0μm至2.0μm之間)的控制，使得第二濾光層122b的透射光譜LCFG’的峰值P2介于520nm至540nm之間，且第二濾光層122b的透射光譜LCFG’的半功率頻寬(FWHM)W2介于90nm至120nm之間。
值得注意的是，除了上述第二濾光層122b的透射光譜LCFG’的峰值P2與半功率頻寬W2的設定外，同理亦可搭配第一濾光層122a的材料的選擇或膜厚(介于1.0μm至1.8μm之間)的控制，使得第一濾光層122a的透射光譜LCFB’的峰值P1介于440nm至460nm之間，并使第一濾光層122a的透射光譜LCFB’的半功率頻寬(FWHM)W1介于60nm至110nm之間。另外，亦可搭配第三濾光層122c的材料的選擇或膜厚(介于1.0μm至2.0μm之間)的控制，使得第三濾光層122c的透射光譜LCFR’的峰值P3介于610nm至630nm之間，并使第三濾光層122c的透射光譜LCFR’的半功率頻寬(FWHM)W3介于100nm至180nm之間。因此，通過上述的設計方法，將可有效調整彩色濾光基板對于不同色光的濾光純度，以達到液晶顯示模塊100所設計顯示的NTSC比率。
綜上所述，本發(fā)明將液晶顯示器的顯示色彩純度維持在一特定范圍內(nèi)(NTSC比率介于72％至90％之間)，而并非無限制的朝向高純度色彩顯示發(fā)展。其中，依據(jù)背光模塊所發(fā)出的三色光的波長范圍，通過濾光層的材料的選擇或膜厚的控制，來調整濾光層的透射光譜的峰值與半功率頻寬，以增加濾光層的穿透率。因此，可有效降低彩色濾光基板的制作成本，有助于產(chǎn)品的量產(chǎn)，并可降低濾光層的膜厚，以提高整體的顯示亮度。
雖然本發(fā)明以優(yōu)選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種液晶顯示模塊，包括背光模塊，具有光源裝置，用以發(fā)出至少一第一色光、第二色光以及第三色光，其中該第一色光的波長范圍介于450nm至460nm之間，該第二色光的波長范圍介于520nm至540nm之間，而該第三色光的波長范圍介于610nm至630nm之間；液晶顯示面板，以該第一色光、該第二色光與該第三色光作為顯示光源來顯示影像，該液晶顯示面板包括彩色濾光基板，具有至少一第一濾光層、第二濾光層以及第三濾光層，其中該第一濾光層適于使該第一色光通過，該第二濾光層適于使該第二色光通過，而該第三濾光層適于使該第三色光通過；有源元件陣列基板，與該彩色濾光基板相對；以及液晶層，配置于該彩色濾光基板與該有源元件陣列基板之間，該第二濾光層的透射光譜的峰值介于520nm至540nm之間，且該第二濾光層的透射光譜的半功率頻寬介于90nm至120nm之間，使得該液晶顯示模塊顯示的NTSC比率介于72％至90％之間。
2.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該光源裝置包括至少一第一發(fā)光二極管、至少一第二發(fā)光二極管以及至少一第三發(fā)光二極管，用以分別發(fā)出該第一色光、該第二色光與該第三色光。
3.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該有源元件陣列基板為薄膜晶體管陣列基板。
4.如權利要求3所述的液晶顯示模塊，其中該薄膜晶體管陣列基板包括透明基板；多條掃描線與數(shù)據(jù)配線，配置于該透明基板上，以區(qū)分出多個像素區(qū)域；多個薄膜晶體管，分別配置于該些像素區(qū)域內(nèi)，以通過該些掃描線與該些數(shù)據(jù)配線進行驅動；以及多個像素電極，分別配置于該些像素區(qū)域內(nèi)，并耦接至其所對應的該些薄膜晶體管。
5.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第一濾光層的透射光譜的峰值介于440nm至460nm之間。
6.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第一濾光層的透射光譜的半功率頻寬介于60nm至110nm之間。
7.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第三濾光層的透射光譜的峰值介于610nm至630nm之間。
8.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第三濾光層的透射光譜的半功率頻寬介于100nm至180nm之間。
9.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第一濾光層的膜厚介于1.0μm至1.8μm之間。
10.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第二濾光層的膜厚介于1.0μm至2.0μm之間。
11.如權利要求1所述的液晶顯示模塊，其中該第三濾光層的膜厚介于1.0μm至2.0μm之間。
全文摘要
一種液晶顯示模塊，包括一背光模塊與一液晶顯示面板。背光模塊適于發(fā)出至少一第一色光、一第二色光以及一第三色光，其中第一色光的波長范圍介于450nm至460nm之間，第二色光的波長范圍介于520nm至540nm之間，第三色光的波長范圍介于610nm至630nm之間。液晶顯示面板包括一彩色濾光基板、一有源元件陣列基板與一液晶層，其中彩色濾光基板具有至少一第一濾光層、一第二濾光層以及一第三濾光層，其適于分別使上述三色光通過。其中，第二濾光層的透射光譜的峰值介于520nm至540nm之間，且第二濾光層的透射光譜的半功率頻寬介于90nm至120nm之間，使得液晶顯示模塊顯示的NTSC比率介于72％至90％之間。
文檔編號H01L29/786GK101038397SQ20061007183
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權日2006年3月16日
發(fā)明者謝鴻生 申請人:奇美電子股份有限公司