专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种液晶显示器，尤其涉及一种具广色域的液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display; LCD)是目前广泛使用的一种平面显示 器，其具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点。 一般而言，液晶显示器包括 彩色滤光片、液晶层及背光源。然而，因彩色滤光片及液晶层的光学特性的 限制，使得液晶显示器无法完全呈现原始图像的真实色彩，换句话说，高色 彩重现(color reproduction)为先进液晶显示器的重要的效能特征。
图1为已知液晶显示器的示意图。如图1所示，液晶显示器100包括彩 色滤光片110、液晶层120、薄膜晶体管阵列单元130、扩散板(Diffoser)140 以及背光源150。彩色滤光片110包括周期性设置的多个红色像素区101、多 个绿色像素区102及多个蓝色像素区103。液晶显示器100根据多个栅极信号 控制薄膜晶体管阵列单元130的电路运作以写入多个数据信号至多个像素单 元，用以改变液晶层120的各像素区两端的电压差来改变液晶层120内的液 晶分子的排列状态，进而改变液晶层120的各像素区的穿透率，再通过背光 源150配合扩散板140所提供的均匀背光以显示图像。
虽然利用具有高演色性的彩色滤光片110与背光源150，可使液晶显示器 100所呈现的色域(Color Gamut)为NTSC(National Television Standards Committee,国家电视标准委员会)色域的100%以上，但液晶显示器100的输 出亮度会因此种高演色性的彩色滤光片110的低穿透率而显著降低，所以就 需要更高亮度的背光源150以维持图像亮度，如此会导致高背光功率消耗。
发明内容
依据本发明的实施例，其揭露一种具广色域的液晶显示器，其包括第一 背光源、第二背光源以及液晶面板。第一背光源的背光频谱主要包括第一亮
度峰值波长与第二亮度峰值波长。第一亮度峰值波长介于约400nm与约 480nm之间，第二亮度峰值波长介于约600nm与约700nm之间。第二背光源 的背光频谱主要包括介于约500nm与约580nm之间的第三亮度峰值波长。液 晶面板包括液晶层及彩色滤光片。液晶层具有多个液晶分子被控制以调整第 一背光源及第二背光源所提供背光的穿透率。彩色滤光片用以对穿透液晶层 的背光进行彩色滤光处理。
依据本发明的实施例，其另揭露一种具广色域的液晶显示器，其包括第 一背光源、第二背光源以及彩色滤光片。第一背光源的背光频谱主要包括第 一亮度峰值波长与第二亮度峰值波长。第一亮度峰值波长介于约400nm与约 480nm之间，第二亮度峰值波长介于约600nm与约700nm之间。第二背光源 的背光频谱主要包括介于约500nm与约580nm之间的第三亮度峰值波长。彩 色滤光片具有多个像素区，用以对第一背光源及第二背光源所提供背光进行 彩色滤光处理，其中多个像素区包括至少一透明像素区。
本发明的实施例提供的液晶显示器通过周期性地交替提供洋红色背光及 绿色背光，配合具红色像素区、透明像素区及蓝色像素区的彩色滤光片，以 实现广色域的图像输出。此外，由于彩色滤光片的透明像素区实质上涵盖三 分之一区域，所以可显著提高背光的平均穿透率。对相同背光强度而言，可 输出具更高亮度的图像，或对相同图像输出亮度而言，可降低背光源所提供 的背光强度以节省背光功率消耗。
图1为已知液晶显示器的示意图。
图2为本发明液晶显示器的较佳实施例示意图。图3为图2的彩色滤光片执行洋红色背光的滤光处理示意图。
图4为图2的彩色滤光片执行绿色背光的滤光处理示意图。
图5为图2的彩色滤光片执行第一背光源的第一实施例所提供洋红色背 光的滤光处理相关频谱示意图。
图6为图2的彩色滤光片执行第二背光源的第一实施例所提供绿色背光 的滤光处理相关频谱示意图。
图7显示在CIE1931色坐标图中，根据图9的数据所呈现本发明较佳实 施例的色域。
图8为图2的液晶显示器的运作示意图，其中横轴为时间轴。
图9为由本发明液晶显示器的第一背光源的第一实施例与第二背光源的
第一实施例所产生的背光，经彩色滤光片的滤光处理后的穿透光，在CIE1931
色坐标图的色坐标(x,y)数据。
图10为由本发明液晶显示器的第一背光源的第一实施例与第二背光源的
第一实施例所产生的背光，经彩色滤光片的滤光处理后的穿透光，在CIE1976
色坐标图的色坐标(u' ，v')数据。
附图标号
100、200"友晶显示器
101、201红色像素区
102绿色像素区
103、203蓝色像素区
110、210彩色滤光片
120、220液晶层
130、230薄膜晶体管阵列单元
140、240扩散板
150背光源
202透明像素区251 第一背光源
253 第一驱动器
261 第二背光源
263 第二驱动器
280 液晶面板
290 背光模块
510 洋红色背光频谱
520 红色像素区的滤光频谱
530 透明像素区的滤光频谱
540 蓝色像素区的滤光频谱
550 穿透光(R)的红光频谱
560 穿透光(M)的洋红光频谱
570 穿透光(B)的蓝光频谱
610 绿色背光频谱
650 穿透光(Y)的黄光频谱
660 穿透光(G)的绿光频谱
670 穿透光(C)的青绿光频谱
710、 720 色i或
Sdl 第一驱动信号
Sd2 第二驱动信号
Tp 前置时间
具体实施例方式
为让本发明更显而易懂，下文依本发明的液晶显示器，特举实施例配合 所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。 图2为本发明液晶显示器的较佳实施例示意图。如图2所示，液晶显示器200包括液晶面板280与背光模块290。液晶面板280包括彩色滤光片210、 液晶层220以及薄膜晶体管阵列单元230。背光模块290包括扩散板240、第 一背光源251、第一驱动器253、第二背光源261以及第二驱动器263。液晶 显示器200根据多个栅极信号控制薄膜晶体管阵列单元230的电路运作以写 入多个数据信号至多个像素单元，用以改变液晶层220的各像素区两端的电 压差来改变液晶层220内的液晶分子的排列状态，进而改变液晶层220的各 像素区的穿透率，再通过第一背光源251与第二背光源261配合扩散板240 所提供的均匀背光以显示图像。第一驱动器253用来提供第一驱动信号Sdl 以驱动第一背光源251，第二驱动器263用来提供第二驱动信号Sd2以驱动第 二背光源261。
彩色滤光片210包括周期性设置的多个红色像素区201 、多个透明像素区 202及多个蓝色像素区203。在一实施例中，彩色滤光片210的两相邻列的多 个红色像素区201、多个透明像素区202及多个蓝色像素区203依相同的顺序 排列。在另一实施例中，彩色滤光片210的两相邻列的多个红色像素区201、 多个透明像素区202及多个蓝色像素区203依相异的顺序排列。
第一背光源251的背光频谱主要包括第一亮度峰值波长与第二亮度峰值 波长。第一亮度峰值波长介于约400nm与约480nm之间。第二亮度峰值波长 介于约600nm与约700nm之间。也就是，第一背光源251用以提供洋红光 (MagentaLight)。在第一背光源251的第一实施例中，第一背光源251包括披 覆红色萤光粉层(Phosphor Powder Layer)的蓝色发光二极管(Light Emitting Diode, LED)。在第一背光源251的第二实施例中，第一背光源251包括蓝色 发光源与红色发光源，其中蓝色发光源可为蓝色发光二极管或蓝色有机发光 二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)，红色发光源可为红色发光二极管 或红色有机发光二极管。在第一背光源251的第三实施例中，第一背光源251 包括涂有蓝色萤光粉层与红色萤光粉层的冷阴极灯管(Cold-Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)。在第一背光源251的第四实施例中，第一背光源251包括涂有蓝色萤光粉层与红色萤光粉层的外电极灯管(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)。
第二背光源261的背光频谱主要包括介于约500nm与约580nm之间的亮 度峰值波长。也就是，第二背光源261为绿色发光源。在第二背光源261的 第一实施例中，第二背光源261包括绿色发光二极管。在第二背光源261的 第二实施例中，第二背光源261包括绿色有机发光二极管。在第二背光源261 的第三实施例中，第二背光源261包括涂有绿色萤光粉层的冷阴极灯管。在 第二背光源261的第四实施例中，第二背光源261包括涂有绿色萤光粉层的 外电极灯管。
图3为图2的彩色滤光片执行洋红色背光的滤光处理示意图。如图3所 示，红色像素区201执行滤光处理以将洋红色背光转换为红色穿透光(R);透 明像素区202执行洋红色背光的滤光处理后，输出洋红色穿透光(M);蓝色像 素区203执行滤光处理以将洋红色背光转换为蓝色穿透光(B)。图4为图2的 彩色滤光片执行绿色背光的滤光处理示意图。如图4所示，红色像素区201 执行滤光处理以将绿色背光转换为黄色穿透光(Y);透明像素区202执行绿色 背光的滤光处理后，输出绿色穿透光(G);蓝色像素区203执行滤光处理以将 绿色背光转换为青绿色(Cyan)穿透光(C)。
图5为彩色滤光片210执行第一背光源251的第一实施例所提供洋红色 背光的滤光处理相关频谱示意图。如图5所示，披覆红色萤光粉层的蓝色发 光二极管所提供光源的洋红色背光频谱510包括介于400nm与480nm之间的 第一亮度峰值与介于600nm与700nm之间的第二亮度峰值。红色像素区201 的滤光频谱520显示于光波长大于约600nm的背光具有高穿透率。透明像素 区202的滤光频谱530显示光波长在可见光频带380nm 780nm的背光均具 高穿透率。蓝色像素区203的滤光频谱540显示于光波长在约400nm至约 480nm的背光具有高穿透率。
第一背光源251所提供的洋红色背光经红色像素区201的滤光处理后，转换为具红光频谱550的穿透光(R)。第一背光源251所提供的洋红色背光经 透明像素区202的滤光处理后，几乎仍维持洋红色背光频谱510而输出具洋 红光频谱560的穿透光(M)。第一背光源251所提供的洋红色背光经蓝色像素 区203的滤光处理后，转换为具蓝光频谱570的穿透光(B)。
图6为彩色滤光片210执行第二背光源261的第一实施例所提供绿色背 光的滤光处理相关频谱示意图。如图6所示，绿色发光二极管所提供光源的 绿色背光频谱610包括介于500nm与580nm之间的亮度峰值。同理，第二背 光源261所提供的绿色背光经红色像素区201的滤光处理后，转换为具黄光 频谱650的穿透光(Y)。第二背光源261所提供的绿色背光经透明像素区202 的滤光处理后，几乎仍维持绿色背光频谱610而输出产生具绿光频谱660的 穿透光(G)。第二背光源261所提供的绿色背光经蓝色像素区203的滤光处理 后，转换为具青绿光频谱670的穿透光(C)。
图9为由第一背光源251与第二背光源261的第一实施例所产生的背光， 经彩色滤光片210的滤光处理后的穿透光，在CIE1931色坐标图的色坐标(x，y) 数据。如图9所示，对应于红光频谱550的色坐标为R(0.637,0.322)，对应于 黄光频谱650的色坐标为Y(0.393，0.570)，对应于绿光频谱660的色坐标为 G(0.185,0.744)，对应于青绿光频谱670的色坐标为C(0.064，0.711)，对应于蓝 光频谱570的色坐标为B(0.149，0.029)。
图7显示在CIE1931色坐标图中，根据图9的数据数据所呈现本发明较 佳实施例的色域。在图7中，色域710为国家电视标准委员会所制定的NTSC 色域，色域720为图9的色坐标R、 Y、 G、 C及B所呈现本发明较佳实施例 的色域。如图7所示，本发明较佳实施例的色域720约为NTSC色域710的 140%。
图10为由第一背光源251与第二背光源261的第一实施例所产生的背光， 经彩色滤光片210的滤光处理后的穿透光，在C正1976色坐标图的色坐标(u' ,v ')数据。如图10所示，对应于红光频谱550的色坐标为R(0.473,0.527)，对应于黄光频谱650的色坐标为Y(0.174,0.567)，对应于绿光频谱660的色坐标为 G(0.064，0.579)，对应于青绿光频谱670的色坐标为C(0.023，0.561)，对应于蓝 光频谱570的色坐标为B(0.204，0.076)。图10的色坐标R、 Y、 G、 C及B在 C正1976色坐标图中所呈现本发明较佳实施例的色域，约为C正1976色坐标 图的对应NTSC色域的150°/。。
图8为图2的液晶显示器的运作示意图，其中横轴为时间轴。在图8中， 由上往下分别显示红色像素的灰阶电压、透明像素的灰阶电压、蓝色像素的 灰阶电压、第一驱动信号Sdl以及第二驱动信号Sd2。如图8所示，在每一画 面时间中，均先延迟一前置时间Tp，等灰阶电压进入稳态后，第一驱动信号 Sdl或第二驱动信号Sd2才被使能以驱动第一背光源251或第二背光源261。 基本上，第一驱动器253及第二驱动器263周期性地交替驱动第一背光源251 及第二背光源261 ，用以周期性地交替提供洋红色背光及绿色背光。
举例而言，在第I画面时间内，红色像素的灰阶电压、透明像素的灰阶电 压及蓝色像素的灰阶电压经前置时间Tp而进入稳态后，第--驱动器253即输 出使能的第一驱动信号Sdl以驱动第一背光源251提供洋红色背光，洋红色 背光经红色像素区201滤光后输出红色穿透光(R)，洋红色背光经透明像素区 202滤光后输出洋红色穿透光(M)，洋红色背光经蓝色像素区203滤光后输出 蓝色穿透光(B)。在第(I+1)画面时间内，红色像素的灰阶电压、透明像素的灰 阶电压及蓝色像素的灰阶电压经前置时间Tp而进入稳态后，第二驱动器263 即输出使能的第二驱动信号Sd2以驱动第二背光源261提供绿色背光，绿色 背光经红色像素区201滤光后输出黄色穿透光(Y)，绿色背光经透明像素区202 滤光后输出绿色穿透光(G)，绿色背光经蓝色像素区203滤光后输出青绿色穿 透光(C)。其后，在第(I+2)画面时间内与第(I+3)画面时间内，分别重复上述第 I画面时间内与第(I+1)画面时间内的背光驱动运作。如此，红色穿透光(R)、 黄色穿透光(Y)、绿色穿透光(G)、青绿色穿透光(C)及蓝色穿透光(B)即可呈现 图7所示本发明较佳实施例的色域。综上所述，本发明液晶显示器通过周期性地交替提供洋红色背光及绿色 背光，配合具红色像素区、透明像素区及蓝色像素区的彩色滤光片，以实现 广色域的图像输出。此外，由于彩色滤光片的透明像素区实质上涵盖三分之 一区域，所以可显著提高背光的平均穿透率。相较于先前技术，对相同背光 强度而言，可输出具更高亮度的图像，或对相同图像输出亮度而言，可降低 背光源所提供的背光强度以节省背光功率消耗。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何具有 本发明所属领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种 更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。
权利要求
1. 一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包括有一第一背光源，其背光频谱包括一第一亮度峰值波长，介于约400nm与约480nm之间；以及一第二亮度峰值波长，介于约600nm与约700nm之间；一第二背光源，其背光频谱包括一第三亮度峰值波长，介于约500nm与约580nm之间；以及一液晶面板，包括一液晶层，其具有多个液晶分子被控制以调整所述第一背光源及所述第二背光源所提供背光的穿透率；以及一彩色滤光片，用以对穿透所述液晶层的背光进行彩色滤光处理。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器另包括一第一驱动器，用以驱动所述第一背光源；以及 一第二驱动器，用以驱动所述第二背光源。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一驱动器及所 述第二驱动器周期性地交替驱动所述第一背光源及所述第二背光源。
4. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括 披覆一红色萤光粉层的一蓝色发光二极管。
5. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括 一蓝色发光源及一红色发光源。
6. 如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，所述蓝色发光源为一 蓝色发光二极管或一蓝色有机发光二极管，所述红色发光源为一红色发光二 极管或一红色有机发光二极管。
7. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括涂有一蓝色萤光粉层与一红色萤光粉层的一冷阴极灯管。
8. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括 涂有一蓝色萤光粉层与一红色萤光粉层的一外电极灯管。
9. 如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述第二背光源包括 一绿色发光源。
10. 如权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于，所述绿色发光源为一绿色发光二极管或一绿色有机发光二极管。
11. 一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包括有 一第一背光源，其背光频谱包括一第一亮度峰值波长，介于约400nm与约480nm之间；以及 一第二亮度峰值波长，介于约600nm与约700nm之间；一第二背光源，其背光频谱包括一第三亮度峰值波长，介于约500nm与约580nm之间；以及 一彩色滤光片，具有多个像素区，用以对所述第一背光源及所述第二背 光源所提供背光进行彩色滤光处理，所述这些像素区包括至少一透明像素区。
12. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩色滤光片包 括多个红色像素区、多个透明像素区及多个蓝色像素区。
13. 如权利要求12所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩色滤光片的 两相邻列的多个红色像素区、多个透明像素区及多个蓝色像素区依相同的顺 序排列。
14. 如权利要求12所述的液晶显示器，其特征在于，所述彩色滤光片的 两相邻列的多个红色像素区、多个透明像素区及多个蓝色像素区依相异的顺 序排列。
15. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包 括披覆一红色萤光粉层的一蓝色发光二极管。
16. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括一蓝色发光源及一红色发光源。
17. 如权利要求16所述的液晶显示器，其特征在于，所述蓝色发光源为 一蓝色发光二极管或一蓝色有机发光二极管，所述红色发光源为一红色发光 二极管或一红色有机发光二极管。
18. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包 括涂有一蓝色萤光粉层与一红色萤光粉层的一冷阴极灯管。
19. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一背光源包括涂有一蓝色萤光粉层与一红色萤光粉层的一外电极灯管。
20. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述第二背光源包 括一绿色发光源。
21. 如权利要求20所述的液晶显示器，其特征在于，所述绿色发光源为 一绿色发光二极管或一绿色有机发光二极管。
22. 如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器另 包括一第一驱动器，用以驱动所述第一背光源；以及 一第二驱动器，用以驱动所述第二背光源。
23. 如权利要求22所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一驱动器及 所述第二驱动器周期性地交替驱动所述第一背光源及所述第二背光源。
全文摘要
提供一种液晶显示器，所述液晶显示器包括第一背光源、第二背光源及液晶面板。第一背光源用以提供洋红色背光，第二背光源用以提供绿色背光。第一及第二背光源被周期性地交替驱动以提供背光显示图像。液晶面板包括液晶层及彩色滤光片。液晶层的多个液晶分子被控制以调整第一及第二背光源所提供背光的穿透率。彩色滤光片包括多个红色像素区、多个透明像素区及多个绿色像素区，用以对穿透液晶层的背光进行彩色滤光处理。
文档编号G02F1/13GK101441351SQ20081018503
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者廖烝贤, 徐雅玲, 林俊良, 陈建凯 申请人:友达光电股份有限公司