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TWI327245B - - Google Patents

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TWI327245B
TWI327245B TW094113934A TW94113934A TWI327245B TW I327245 B TWI327245 B TW I327245B TW 094113934 A TW094113934 A TW 094113934A TW 94113934 A TW94113934 A TW 94113934A TW I327245 B TWI327245 B TW I327245B
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TW
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color
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red
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TW094113934A
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TW200540522A (en
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Tatsuhiko Matsumoto
Koichiro Kakinuma
Takehiro Nakatsue
Shuichi Haga
Original Assignee
Sony Corp
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Description

1327245 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於背光裝置及使用於該背光裝置的彩色液 晶顯不裝置（LCD : Liquid Crystal Display)。 本申請係以在日本國2004年5月11日申請的日本專 利申請號碼2004- 1 5 1 568作爲基礎而主張優先權，參照該 申請而援用於本申請。
【先前技術】 提案取代電視播送的開始以來，長年被使用的CRT ( Cathode Ray Tube )，稱液晶顯示裝置（L C D : L i q u i d Crystal Display)、或電漿顯示器（PDP : Plasma Display Panel )之謀求比CRT薄型化的電視受像機而實用化。特 別是，使用彩色液晶顯示面板的彩色液晶顯示裝置，考慮 以低消耗電力可驅動、或伴隨大型的彩色液晶顯示面板的 低價格化等，加速的普及，爲今後可更期待發展的顯示裝 置。 彩色液晶顯示裝置係將透過型的彩色液晶顯示面板， 由背面側以背光裝置照明而使彩色圖像顯示的背光方式爲 主而使用。作爲背光裝置的光源，多運用使用了螢光管的 發出白色光的 CCFL( Cold Cathode Fluorescent Lamp 冷 陰極燈管）。 ⑧ 【發明內容】 5- (2) 1327245 [發明所欲解決的課題] 一般而言，以透過型的彩色液晶顯示裝置，例如：使 用了由具有如表示於第1圖的分光特性（光譜特性）的藍 色濾光片CFB0 ( 450nm)、綠色濾光片C F G 0 ( 5 2 5 n m ) 、紅色濾光片CFRO ( 615nm)所構成的3原色濾光片的彩 色濾光片，具備於每個彩色液晶顯示面板的像素。
對此，作爲彩色液晶顯示裝置的背光裝置的光源而使 用的3波長範圍型的CCFL所發光的白色光，表示如顯示 於第]圖的光譜，成爲在各種波長頻帶包含相異的強度的 光。 因而，藉由組合將如此的3波長範圍發光型的CCFL 作爲光源的背光裝置、與具備如上述的彩色濾光片的彩色 液晶顯示面板而再現的顏色，有色純度非常差的問題。 在第3圖、第4圖，表示具備將如上述的3波長範圍 型的CCFL作爲光源的背光裝置之彩色液晶顯示裝置的色 再現範圍。第3圖、第4圖係各個爲國際照明委員會（ CIE)制定的XYZ表色系的xy色度圖、u’.v’色度圖。 如第3圖、第4圖所示的具備以CCFL作爲光源的背 光裝置之彩色液晶顯示裝置的色再現範圍A，比以作爲彩 色電視的播送方式而採用的NTSC ( National Television
System Committee聯邦電視規格委員會）方式的規格而制 定的色再現範圍B’變爲更狹窄的範圍，不能充分對應現 行的電視播送。
而且，第3圖、第4圖中C爲國際照明委員會（CIE -6- (3) 1327245 )制定的色再現範圍。
另外’ C C F L係因爲在螢光管內封入水銀，因而認爲 有向環境的不良影響，今後，作爲背光裝置的光源，謀求 取代CCFL的光源。因而，作爲取代CCFL的光源，發光 —極體（L E D : L i g h t E m i 11 i n g D i 〇 d e )看來有希望。藉由 藍色發光二極體的開發，各個發出爲光的3原色的紅色、 綠色光、藍色光的發光二極體到齊。因而，以將此發光二 極體作爲背光裝置的光源’因爲經由彩色液晶顯示面板而 變高色光的色純度，可期待擴展色再現範圍至在NTSC方 式規定的範圍。 但是，使用了以發光二極體作爲光源的背光裝置的彩 色液晶顯示裝置的色再現範圍，還有不充分廣泛滿足以 NTSC方式規定的色再現範圍的問題。 因而，本發明係爲了解決如上述的問題而硏究出來， 以提供：能背光方式的液晶顯示裝置的廣色域化的背光裝 置、及具備此背光裝置的彩色液晶顯示裝置作爲技術課題
關於本發明的背光裝置的一個實施的形態，係將具備 由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍色光的3原色濾光片 所構成的彩色濾光片之透過型的彩色液晶顯示面板，由背 面側以白色光照明的背光裝置，該背光裝置係具備：發出 最大値波長Apr爲625nmS AprS'6 85nm的紅色光的紅色 發光二極體 '和發出最大値波長Apg爲505nmS ApgS 540nm的綠色光的綠色發光二極體、和發出最大値波長A (4) 1327245
Pb爲420nm$ ApbS465nm的藍色光的藍色發光二極體所 構成的光源、和混色由光源發光的紅色光、綠色光及藍色 光’成爲白色光的混色部；調整由紅色發光二極體、綠色 發光二極體 '藍色發光二極體發光的紅色光、綠色光及藍
色光的發光強度，將紅色光的光譜的半値寬hwr作爲 20nm $ hwr S 25nm、綠色光的光譜的半値寬 hwg作爲 3 Onm S hwg $ 40nm、藍色光的光譜的半値寬 hwb作爲 25nm$ hwbg 30nm。 另外，本發明的彩色液晶顯示裝置的一個實施的形態 ，係將具備由波長選擇透過紅色光、綠色光、藍色光的3 原色濾光片所構成的彩色濾光片之透過型的彩色液晶顯示 面板、和將彩色液晶顯示面板，由背面側以白色光照明的 背光裝置之彩色液晶顯示裝置，背光裝置係具備：由發出 最大値波長Apr爲625nmS AprS 685nm的紅色光的紅色 發光二極體、和發出最大値波長Apg爲505nmS ApgS 5 4 0nm的綠色光的綠色發光二極體、和發出最大値波長Λ pb爲420nmS ApbS465nm的藍色光的藍色發光二極體所 構成的光源、和混色由上述光源發光的紅色光、綠色光及 藍色光，成爲上述白色光的混色部；背光裝置係調整由紅 色發光二極體、綠色發光二極體、藍色發光二極體發光的 紅色光、綠色光及藍色光的發光強度，將紅色光的光譜的 半値寬hwr作爲20 nmS hwr S 25 nm、綠色光的光譜的半値 寬 hwg作爲 30nmShwgS40nm、藍色光的光譜的半値寬 hwb 作爲 25nm$ hwbS 30nm。 -8- (5) 1327245 適用本發明的背光裝置係藉由：發出最大値波長λΡΓ 爲625nm$ ；lpr$685nm的紅色光的紅色發光二極體、和 發出最大値波長λ pg爲505nmS又pgS 540nm的綠色光的 綠色發光二極體、和發出最大値波長爲420nm$ APb S 4 6 5 nm的藍色光的藍色發光二極體所構成的光源，混色 所發光的紅色光、綠色光及藍色光而產生白色光。然後’ - 以此白色光，從背面側照明具備由波長選擇透過紅色光' 綠色光、藍色光的3原色濾光片所構成的彩色濾光片之透 過型的彩色液晶顯示面板。 由此，提高以成爲光源的紅色發光二極體、綠色發光 二極體、藍色發光二極體發光的紅色光、綠色光、藍色光 的色純度，成爲能廣色域化已混色的白色光，如將NTSC (National Television System Committee)比作爲 100 % 以 上的，能達成色再現範圍。
另外，紅色光的最大値波長；Ipr的範圍，625nm$ λ pr‘ 685nm的上限値、及藍色光的最大値波長Apb的範圍 ，420nm$ Apb$465nm的下限値係因爲亦考慮比視感度 ，所以能最適的保持紅色發光二極體、藍色發光二極體的 功率效率。 另外，白色光的色溫爲調整由紅色發光二極體、綠色 發光二極體、及藍色發光二極體發光的紅色光、綠色光及 藍色光的發光強度，將紅色光的光譜的半値寬hwr作爲 20nm S hwr S 25nm、綠色光的光譜的半値寬 hwg作爲 30nm ‘ hwg各4〇nm、藍色光的光譜的半値寬 hwb作爲 ⑧ -9- (6) 1327245 25nmS hwbg 30nm 〇 由此’ 一面確保充分的亮度 '同時能成爲如所希望的 色溫的取白平衡。 本發明的更其他的目的’由本發明而得的有利點係由 在以下參照圖面而說明的實施的形態而更明瞭。
【實施方式】 以下，關於爲了實施本發明的最佳的形態，參照圖面 而詳細的說明。 而且，本發明係不被限定於以下的例子，在不逸脫本 發明的要旨的範圍內，當然能任意的變更。 本發明係例如：適用於如表示於第5圖的背光方式的 彩色液晶顯示裝置100 此彩色液晶顯示裝置1 00係由透過型的彩色液晶顯示 面板1 〇、和設置於此彩色液晶顯示面板1 0的背面側的背 光單元40所構成。此彩色液晶顯示裝置！ 〇〇，雖無圖示， 但按照必要，具備：使用收訊地上波和衛星波的類比調諧 器、和數位調諧器的收訊部、和各個處理以此收訊部收訊 的圖像訊號、聲音訊號的圖像訊號處理部、和使用輸出以 聲音訊號處理部處理過的聲音訊號的揚聲器之聲音訊號輸 出部等亦佳。 透過型的彩色液晶顯示面板10，具備：使爲以玻璃等 構成的透明的基板的TFT基板11與相對電極基板12相互 相對的配置，於其間隙，例如：封入扭轉向列型（TN ) -10- (7) 1327245
晶而構成的液晶層1 3。在TFT基板】1，係形成配置爲矩 陣狀的訊號線1 4、和掃描線〗5、和作爲配置於此訊號線 1 4 '掃描線1 5的交點的開關元件的薄膜電晶體1 6、像素 電極1 7。薄膜電晶體1 6係藉由掃描線]5而依序被選擇、 同時將由訊號線1 4供給的圖像訊號，寫入對應的像素電 極1 7。一方面，在相對電極基板1 2的內表面，形成相對 電極18及彩色濾光片19。 接著，說明關於彩色濾光片19。彩色濾光片19係分 割爲對應了各像素的複數的區段（segment )。例如：如 第6圖所示的，分割爲三原色的紅色濾光片CFR、綠色濾 光片 CFG、藍色濾光片 CFB的三個區段。彩色濾光片的 配列模式，如第6圖所示的條紋配列以外，雖無.圖示，但 有三角配列、正方配列等。 在此彩色液晶顯示裝置100，將如此的構成的透過型 的彩色液晶顯示面板1 0，以2片偏光板31、3 2挾持，在 藉由背光單元40從背面側照射白色光的狀態，藉由以動 態矩陣（active matrix)方式驅動，可使所希望的全彩圖 像顯示。 ⑤ 背光單元40係由背面側照明彩色液晶顯示面板〗0。 如第5圖所示，背光單元40係由具備光源、將混色從光 源出射的光的白色光，從光出射面20a面發光的背光裝置 2〇、和在此背光裝置20的光出射面20a上依序層疊擴散 板41、売度上昇薄膜42及擴散板43而構成。擴散板41 ' 43係使由光出射面20a出射的白色光擴散，進行在面發 -11 - (8) 1327245 光的亮度的均勻化。另外亮度上昇薄膜42係以將由光出 射囬2 0 a出射的白色光’能向光出射面2 〇 a的法線方向 上升，作使在面發光的亮度上昇的工作。
於第7圖表示背光裝置20的槪略構成圖。如第7圖 所示的’背光裝置20係將發紅色光的紅色發光二極體 21R、發綠色光的綠色發光二極體2IG'發藍色光的藍色 發光二極體21B作爲光源而使用。而且，於以下的說明、 在總稱紅色發光二極體21R、綠色發光二極體21G、藍色 發光二極體2 1 B的情況係單獨稱爲發光二極體2】.。 如第7圖所示的各發光二極體21係，在基板22上， 以所希望的順序配列爲一列，形成發光二極體單元2 1 η ( η 爲自然數）。在基板2 2上配列各發光二極體的順序係例 如’如第7圖所示的，如使綠色發光二極體2 1 G以等間隔 配置，已以等間隔配置後’在相鄰的綠色發光二極體21G 之間，交互配置紅色發光二極體21R、藍色發光二極體 2 1 B的順序。 發光二極體單元21η係按照背光單元40照明的彩色 液晶顯示面板10的尺寸，在爲背光裝置20的背光室23 內，成爲複數列被配置。 向背光室23內的發光二極體單元21η的配置的辦法 係如第7圖所示的，發光二極體單元21η的長邊方向爲成 爲如水平方向的配置亦佳，無圖示但發光二極體單元21η 的長邊方向爲成爲如垂直方向的配置亦佳，組合兩者亦佳 -12- (9) 1327245 而且，將發光二極體單元21η的長邊方向，如成爲水 平方向或垂直方向的配置的手法，係因爲與先前的作爲背 光裝置的光源而利用的CCFL配置的辦法爲相同，所以可 利用累積的設計訣竅，可減少成本、或縮短至製造必要的 時間。 由組裝入背光室2 3內的紅色發光二極體2 1 R、綠色 ^ 發光二極體21G、藍色發光二極體21Β所發的光，在該背 ^ 光室23內混色而成爲白色光。此時，由各發光二極體21 出射的紅色光、綠色光、藍色光，如在背光室23內一樣 的混色的，在各發光二極體21，配置透鏡、稜鏡、反射鏡 等，而儘量得到廣指向性的出射光。 由背光裝置20混色而出色的白色光，經由擴散板41 、亮度上昇薄膜42、擴散板43，對彩色液晶顯示面板1〇 變爲由·背面側照明。
此彩色液晶顯示裝置1 0 0係例如··由如第8圖所示的 驅動電路200而被驅動。 此驅動電路200係具備：供給彩色液晶顯示面板1 〇、 或背光裝置20的驅動電壓的電源部110、驅動彩色液晶顯 示面板10的X驅動（driver)電路120及Y驅動（driver )電路1 3 0、由外部供給的圖像訊號、或以該彩色液晶顯 示裝置100具備的無圖示之收訊部收訊，以圖像訊號部處 理的圖像訊號，經由輸入端子M0而供給的RGB程序處 理部150、連接此RGB程序處理部150的圖像記憶體160 及控制部170'驅動控制背光單元40的背光裝置20的背 -13- (10) 1327245 光驅動控制部1 8 0。 於此驅動電路200，輸入端子1 40而輸入的圖像信號
，由RGB程序處理部150，爲色度（chroma)處理等的訊 號處理，而且，由複合訊號（composite signal)變換爲適 於彩色液晶顯不面板〗〇的驅動的RGB分離（separate) 訊號，供給於控制部I 7 〇、同時經由圖像記億體]6 0而供 給X驅動電路120。 另外’控制部1 70係以按照RGB分離（separate )訊 號所定的時脈（t i m i n g )，控制X驅動電路1 2 0及Y驅動 電路1 3 0，以經由圖像記憶體1 6 0而供給X驅動電路1 2 0 的RGB分離訊號，由驅動彩色液晶顯示面板 10，按照 RGB分離訊號而顯示圖像。 背光驅動控制部1 80係由電源1 1 0供給的電壓，產生 脈衝寬度調變（PWM )訊號，驅動爲背光裝置20光源的 各發光二極體21。一般而言發光二極體的色溫係有相依於 動作電流的特性。因而，在一面得到所希望的亮度、同時 忠實的使色再現（將色溫作爲一定），使用脈衝寬度調變 訊號而驅動發光二極體21，有抑制顏色變化的必要。 使用者介面（user interface) 300係爲了實行：一邊 選擇在上述無圖示的收訊部收訊的頻道、一邊調整以同樣 無圖示的聲音輸出部輸出的聲音輸出量，由照明彩色液晶 顯示面板10的背光裝置20的白色光的亮度調節、白平衡 調節等的使用者介面。 例如由使用者介面300，在使用者作了亮度調節的情 (11) (11)
1327245 況，經由驅動電路200的控制部170而傳達亮度控 至背光驅動控制部]8 0。背光驅動控制部]8 0係按 度控制訊號，將脈衝寬度調變訊號的工作比（duty ，每個紅色發光二極體21R、綠色發光二極體21C 發光二極體21B改變，驅動控制紅色發光二極體2 色發光二極體21G、藍色發光二極體2IB。 在作爲本發明的實施形態而表示的彩色液晶顯 1〇〇，將由背光裝置20出射的白色光的白平衡，作 如色溫成爲1 〇 0 0 〇 ± 1 0 0 0 K (絕對溫度K e 1 v i η )。如 爲由背光裝置20出射的白色光的色溫，成爲 1 000Κ，以紅色發光二極體21R、綠色發光二極體 藍色發光二極體21Β發光的紅色光、綠色光、藍色 大値波長的強度比，非爲單純的1:1:1，有變更 的比例的必要。 在第9圖，表示紅色光、綠色光、藍色光的最 長，各個爲 640nm、525nm、450nm的情況的，將 的色溫作爲如 9000K、10000K、11000K的各波長 譜。由第9圖，了解紅色光、綠色光、藍色光的最 比，大約成爲0.9: 0.6: 1。 另外，在第10圖，在將表示於第9圖的結果 ( 9000K、10000K、11000K)，以各波長光的半値 。總之，可謂：將在背光裝置20的各發光二極體 紅色光、綠色光、藍色光的最大値強度比作爲0.9 1的情況，白色光的色溫成爲1 0000±I000K，此時 制訊號 照此亮 ratio ) h藍色 1 R、綠 示裝置 爲符合 此，因 1 0000 土 21G、 光的最 爲特定 大値波 白色光 光的光 大強度 每色溫 寬特定 發光的 :0.6 : 的各波 -15- (12) (12)
1327245 長光的半値寬爲 21nm (紅色光）、34nm (綠色 27nm (藍色光）。 因而，具備背光裝置2 0的紅色發光二極體2 色發光二極體21G、藍色發光二極體21B，其半値 爲 21nm(紅色光）、34nm(綠色光）、27nm (藍 的調整功率，可將白色光的色溫保持在上述的 I000K 。 實際上，由紅色發光二極體21R、綠色發光 21G、藍色發光二極體21B出射的紅色光、綠色光 光，各個的光譜的半値寬係例如：因爲製造批量（I 不同，因裝置而有若干的散亂，所以成爲包含上述 20nmS hwrS 25nm (紅色光）、30nmS hwgg 40nm 光）、25nmShwbS30nm (藍色光）的範圍。如在 內，白色光的色溫，可保持於上述的1〇〇〇〇±1〇〇〇Κ 增加由背光裝置20出射的白色光的亮度的情況， 圍內，如選擇半値寬廣泛的各發光二極體21而使 另外，在擴大紅色光、綠色光、藍色光的半値 有於後述的各發光二極體21的最大値波長範圍內 圖的選擇各個相異的最大値波長的發光二極體21 實現的情況。例如：若使用綠色發光二極體21<3爲 明，則在後述的綠色發光二極體2 1 G的最大値波長 ，有意圖的選擇最大値波長A PS相異的複數的綠色 極體21G而作爲光源使用’混色在各個發光的綠色 光）、 1 R、綠 寬如成 色光）. 1 0000 土 二極體 、藍色 I 〇 t )的 的値之 (綠色 此範圍 。在想 於此範 用爲佳 寬，亦 ，有意 使用而 例而說 範圍內 發光二 光，⑧ -16- (13) 1327245 在合計擴大作爲全體的綠色光半値寬。以外，在紅色光、 藍色光亦相同，有意圖的選擇各個相異的最大値波長的複 數的紅色發光二極體2 1 R、各個相異的最大値波長的複數 的藍色發光二極體21B而作爲光源而使用，可在合計擴大 半値寬。
綠色發光二極體2 1 G，因爲特別是由後述的比視感度 的關係，被要求擴大半値寬，所以作爲在綠色發光二極體 21G發光的綠色光的光譜的半値寬，如上述的可取範圍， 成爲30nm$hwgS40nm (綠色光），比起紅色光、藍色光 ，擴大5 n m的範圍。 在如此的構成的彩色液晶顯示裝置1〇〇，具備彩色液 晶顯示面板1 0的彩色濾光片1 9，例如：藉由如各個表示 於第1 1圖的分光特性的紅色濾光片CFR ( 63 5 nm )、綠色 濾光片 CFG(520nm)、藍色濾光片 CFB(455nm)而構 成。而且括弧內的數値係表示各濾光片的最大値透過波長 。此彩色濾光片19的紅色濾光片CFR(635 nm)的透過波 長頻帶，比起以先前的技術，表示於第1 4圖的紅色濾光 片CFR0(615nm)，因爲使其向長波長側位移20nm範圍 ，提高色純度、擴大色域’所以在綠色發光二極體21G發 光的綠色光的波長頻帶’儘可能不覆蓋在該紅色濾光片 CFR的透過波長頻帶。 另外，以紅色發光二極體21R發光的紅色光的波長頻 帶，因爲由此已被位移的紅色濾光片CFR的透過波長頻帶 而大略決定，在使紅色濾光片CFR的透過波長頻帶位移至 -17- (14) 1327245 長波長側，亦可防止紅色光的波長頻帶覆蓋綠色濾光片 CFG的透過波長頻帶。 雖無圖示，在將彩色濾光片1 9的藍色濾光片CFB位 移至短波長側的情況，亦可得相同的效果，可提高色純度 、擴大色域。
在將具備如此的彩色濾光片1 9的彩色液晶顯示面板 1 〇，以背光裝置2 0照明的情況，若不適切的選擇成爲光 源的紅色發光二極體21R、綠色發光二極體2 1G、藍色發 光二極體2 1 B的波長頻帶，則變成如在先前技術說明的 CCFL的色純度惡化，色域變狹。理想的爲將在綠色發光 二極體21G發光的綠色光的最大値波長作爲中心，儘可能 以紅色發光二極體21R發光的紅色光的最大値波長作爲長 波長側，儘量不透過綠色濾光片CFG，儘可能以藍色發光 二極體21B發光的藍色光的最大値波長作爲短波長側，儘 量不透過綠色濾光片CFG。 然而，對人的目光的感度（視感度），依波長而變爲 相異，如第12圖所示的，在5 55nm取最大値，爲帶著長 波長側、短波長側逐漸變低。第1 2圖爲將視感度爲最大 値的5 5 5 nm作爲1的比視感度曲線。 因而，因爲若將以紅色發光二極體21R發光的紅色光 的最大値波長、以藍色發光二極體21B發光的藍色光的最 大値波長，各個過於位移至長波長側、短波長側，則視感 度下降，所以爲了視感度提高，變爲需要非常高的功率。 因此，以紅色發光二極體21R發光的紅色光的最大値 -18- (15) 1327245 波長、以藍色發光二極體21B發光的藍色光的最大値波長 ，在不下降功率效率的範圍，各個位移至長波長側、短波 長側，變爲能提高色純度、擴大色域。
以下，各個位移爲背光裝置20的光源的紅色發光二 極體21R、綠色發光二極體21G、藍色發光二極體21B的 最大値波長，亦即，改變波長頻帶，一面避免上述的功率 效率的減低、同時決定成爲如色純度高、色域廣的白色光 的最適最大値波長頻帶。 具體的爲，先固定2個發光二極體的最大値波長，將 剩下一個的發光二極體，準備幾個最大値波長相異之物， 一面替換那些、同時取該時的NTSC (National Television
System Committee)比，將在NTSC比超過了 100%的情況 的波長頻帶，作爲使以紅色發光二極體21R、綠色發光二 極體21G、藍色發光二極體21B發光的最適的最大値波長 頻帶。此時，紅色光的最大値波長、藍色光的最大値波長 ，成爲不使由上述的視感度而決定的功率效率下降的範圍 內。 [紅色發光二極體21 R] 首先，固定藍色發光二極體21B、綠色發光二極體 21G的最大値波長，使用相異的最大値波長的紅色發光二 極體21R，測定NTSC比，求出紅色發光二極體21R的最 適的最大値波長頻帶。 第13A圖係表示在第11圖亦表示的彩色濾光片19的⑤ -19 - (16) 1327245 分光特性、和以紅色發光二極體2 1 R、綠色發光二極體 21G、藍色發光二極體21B發光的紅色光、綠色光、藍色 光的波長光譜的圖。紅色發光二極體2 1 R係備1 0個最大 値波長（ 600 +丨ON) nm的紅色發光二極體21RN(N = 0' ] 、2、···7、8、9) 〇
第13Β圖係表示測定在使用了最大値波長（ 600+ 1 0Ν )nm的紅色發光二極體21RN時的NTSC比的結果。如第 9 ( b )圖所示的，紅色發光二極體2 1 RN的最大値波長λ 卩1"爲 62511111$又？1^ 685 11111 以下時，：^丁50：比成爲100%以 上。 因而，紅色發光二極體2〗R的最適的最大値波長頻帶 Apr 係成爲 625nm$ Apr$ 685nm。 [綠色發光二極體21G] 接著，固定紅色發光二極體 21R、藍色發光二極體 21B的最大値波長，使用相異的最大値波長的綠色發光二 極體21G，測定NTSC比，求出綠色發光二極體21G的最 適的最大値波長頻帶。 第]4A圖係表示在第11圖亦表示的彩色濾光片19的 分光特性、和以紅色發光二極體 21R、綠色發光二極體 21G、藍色發光二極體21B發光的紅色光、綠色光、藍色 光的波長光譜的圖。綠色發光二極體21G係準備7個最大 値波長（ 495 + 10N) nm的綠色發光二極體21GN(N = 0、1 ⑤ -20- (17) 1327245 第14B圖係表示测定在使用了最大値波長（ 495 + 1 0N )nm的綠色發光二極體21 GN時的NTSC比的結果。如第 10(b)圖所示的，綠色發光二極體21GN的最大値波長 Apg 爲 505nm 各 ApgS 540nm 以下時，NTSC 比成爲 100% 以上。 因而，綠色發光二極體21G的最適的最大値波長頻帶 Apr 係成爲 505nmS ApgS 540nm。
[藍色發光二極體21B] 接著，固定紅色發光二極體21R、綠色發光二極體 2IG的最大値波長，使用相異的最大値波長的藍色發光二 極體21B，測定NTSC比，求出藍色發光二極體21B的最 適的最大値波長頻帶。 第〗5A圖係表示在第11圖亦表示的彩色濾光片19的 分光特性、和以紅色發光二極體21R、綠色發光二極體 -Φ 21G、藍色發光二極體21B發光的紅色光、綠色光、藍色 . 光的波長光譜的圖。藍色發光二極體21B係準備8個最大 値波長（410 + 10N) nm的藍色發光二極體21BN(N = 0、1 、2、*··5、6'7) 〇 第15Β圖係表示測定在使用了最大値波長（410 + 10Ν )nm的藍色發光二極體21ΒΝ時的NTSC比的結果。如第 11 (b)圖所示的，藍色發光二極體21 BN的最大値波長A 卩1)爲42〇11111$入？1)$46511111時，\丁3(：比成爲100%以上。 因而，藍色發光二極體21B的最適的最大値波長頻帶 ⑤ -21 - (18) 1327245 入卩1>係成爲42〇11111$久卩15$ 46511111 〇
如此將由紅色發光二極體21R、綠色發光二極體21G 、藍色發光二極體21B發光的紅色光、綠色光、藍色光的 最大値波長，各個作爲上述的範圍內，提高由背光裝置20 出射的白色光的色純度，比起將以先前的技術而表示的 CCFL作爲光源而使用的情況，可擴大色域。因而，可相 當的擴大彩色液晶顯示裝置100的色再現範圍。 在此，按照美國畫家孟賽爾（A.H.Munsell 1 8 5 8〜1918 )設計的顏色的顯示體系的孟賽爾表色系，使用被稱爲孟 賽爾色階（Munsell color cascade ) 768 色色表（color. chart)，驗證以紅色發光二極體21R、綠色發光二極體 21G'藍色發光二極體21B發光的紅色光、綠色光、藍色 光，在上述的最大値波長範圍內的情況的色再現範圍。 孟賽爾色階係將16灰階、48色相（ 16x48 = 768)， 以最高彩度的色材的顏色作成色票而作成的色表（color * Φ chart )。孟賽爾色階係將色素按照顏色的3屬性、亦即色 - 相、明度、彩度，各個如對應於3次元座標內的一點的配 列的表示體系。 第]6圖、第17圖係表示各個國際照明委員會（CIE )制定的在XYZ表色系的X y色度圖、u，ν’色度圖，各 個表示具備上述的各發光二極體21作爲光源的背光裝置 2〇的彩色液晶顯示裝置1 00之色再現範圍、同時將上述的 色表作爲”匚1”而繪製於色度圖中。表示於第]6圖、第17 圖的彩色液晶顯示裝置1 〇 0的色再現範圍，係上述的各發 -22- (19) 1327245 光二極體的最大値波長範圍，具體而言，由在紅色發光二 極體2]R爲62 5 nm刍λ pr各6 8 5 nm以下、在綠色發光二極 體21G爲505nm$ Apg各540nm、在藍色發光二極體21B 爲420nm$ ；lpbS465nm的範圍，將色再現範圍變爲最狹 窄的情況，在色度圖內以三角形表示。
孟賽爾色階係可認爲仿照實際存在的物體的色域的顏 色立體（將表示物體的顏色的三個要素（色相、彩度、明 度），看作三次元空間的座標，將顔色作爲該空間內之點 而表示）的外殼的色表。因而，驗證包含多少此色表的値 ，在評估彩色液晶顯示裝置1 00的彩色顯示器的色再現範 圍上爲非常的重要》 如第 16圖、第 17圖所示的，因爲逢成上述的 NTSC 100 %，各發光二極體21的最大値波長爲在此最大値 波長範圍，色再現範圍成爲最狹窄的情況，亦可大略包含 以孟賽爾色階定義的色表，所以彩色液晶顯示裝置1 00可 再現視覺上優良的鮮明的顏色。 而且，在第16圖、第17圖中，D係表示國際照明委 員會（CIE )制定的色再現範圍，E係表示關於本發明的 彩色液晶顯示裝置的色再現範圍。 本發明係不限定於參照圖面而說明的上述的實施例， 在不逸脫添附的申請專利範圍及其主旨，可進行各種的變 更、置換或與其同等之物之情事係爲該業者而明暸。 ⑤ 【圖式簡單說明】 -23- (20) 1327245 [第1圖]第]圖係表示具備先前所示的彩色液晶顯示 裝置的彩色液晶顯示面板的彩色濾光片的分光特性的圖。 [第2圖]第2圖係表示先前的彩色液晶顯示裝置具備 的的背光裝置的光源（CCFL)的光譜的圖。
[第3圖]第3圖係表示在XYZ表色系的X y色度圖中 ’作爲背光裝置的光源而使用CCFL的先前的彩色液晶顯 示裝置的色再現範圍的圖。 [第4圖]第4圖係表示在u’ ν’色度圖中，作爲背光裝 置的光源而使用CCFL的先前的彩色液晶顯示裝置的色再 現範圍的圖。 [第5圖]第5圖係作爲本發明的實施形態而表示的彩 色液晶顯不裝置的分解立體圖。 [第6圖]第6圖係表示彩色液晶顯示裝置具備的彩色 液晶顯示面板的彩色濾光片的平面圖。 [第7圖]第7圖係表示彩色液晶顯示裝置具備的彩色 液晶顯示面板的立體圖。 [第8圖]第8圖係表示驅動彩色液晶顯示裝置的驅動 電路的方塊電路圖。 [桌9圖]桌9圖爲表不在彩色液晶顯示裝置，在所希 望的色溫取得白平衡的情況，以各發光二極體發光的紅色 光、綠色光、藍色光的光譜的圖。 [第10圖]第10圖爲表示第9圖所示的每紅色光、綠 色光、藍色光的各光譜的所希望的色溫的半値寬的圖。 [第Π圖]第Π圖係表示具備彩色液晶顯示裝置的彩 -24 - (21) 1327245 色液晶顯示面板的彩色濾光片的分光特性的圖。 [第I 2圖]第1 2圖係表示一般的比視感度的圖。 [第13圖]第】3A圖係表示在使紅色發光二極體的最 大波長頻帶可變的情況，彩色濾光片的分光特性、和以各 發光二極體發出的光的光譜的圖、第13B圖爲表示NTSC 比的波長相依性的圖。
[第14圖]第14A圖係表示在使綠色發光二極體的最 大波長頻帶可變的情況，彩色濾光片的分光特性、和以各 發光二極體發出的光的光譜的圖、第14B圖.爲表示在使綠 色發光二極體的最大波長頻帶可變的情況，NTSC比的波 長相依性的圖。 [第15圖]第15A圖係表示在使藍色發光二極體的最 大波長頻帶可變的情況，彩色濾光片的分光特性、和以各 發光二極體發出的光的光譜的圖、第15B圖爲表示在使藍 色發光二極體的最大波長頻帶可變的情況，NTSC比的波 長相依性的圖。 [第16圖]第16圖係表示在XYZ表色系的X y色度圖 中，於本發明特定的最狹窄的情況的色再現範圍，而且根 據孟賽爾色階（Munsell color cascade)繪製色表（color chart)的圖。 [第】7圖]第17圖係表示在u’ ν’色度圖中，於本發明 特定的最狹窄的情況的色再現範圍，而且根據孟賽爾色階 (Munse】】 color cascade)繪製色表（c〇]or chart)的圖》 -25- (22)1327245 【主要元件之符號說明】
C F R :紅色濾光片 CFG :綠色濾光片 CFB :藍色濾光片 1 〇 :彩色液晶顯示面板 1 1 : TFT基板 1 2 :相對電極基板 1 3 :液晶層 1 4 :訊號線 1 5 :掃描線 1 6 :薄膜電晶體 1 7 :像素電極 1 8 :相對電極 1 9 :彩色濾光片
20 :背光裝置 20a :光出射面 21 R.:紅色發光二極體 21G:綠色發光二極體 21B:藍色發光二極體 21 :發光二極體 21η:發光二極體單元 21 RN:紅色發光二極體 21GN:綠色發光二極體 2 1ΒΝ :藍色發光二極體 -26- (23)1327245 22 :基板 2 3 :背光室 3〗：偏光板 3 2 :偏光板 40 :背光單元 41 :擴散板 42:亮度上昇薄膜
4 3 :擴散板 1 0 0 :彩色液晶顯不裝置 1 1 〇 :電源部 1 2 0 : X驅動電路 I 30 : Y驅動電路 1 4 0 :輸入端子 150: RGB程序處理部 ]6 0 :圖像記憶體
1 7 0 :控制部 180 :背光驅動控制部 200 :驅動電路 3 00 :使用者介面 -27 -

Claims (1)

1327245 十、申請專利範圍 公告本 第94 1 1 3934號專利申請案 中文申請專利範圍修正，本. …一 修正 光、 之透 民國1 $ 1· 一種背光裝置，將具備由波長選擇透過紅色 綠色光、藍色光的3原色濾光片所構成的彩色濾光片 過型的彩色液晶顯示面板，由背面側以白色光照明的背光 ^ 裝置， 其特徵爲：該背光裝置具備：由各發出最大値波長λ pr爲625 nmg AprS 685 nm的紅色光的多個紅色發光二極 體（21R)，和各發出最大値波長Apg爲5 05nm‘ApgS 540nm的綠色光的多個綠色發光二極體（21G)、和各發 出最大値波長又pb爲420nm$ Λ pb$465nm的多個藍色光 的藍色發光二極體（21B)所構成的光源，和 混色由上述光源發光的紅色光、綠色光及藍色光，成 en爲上述白色光的混色手段， 調整由上述紅色發光二極體、上述綠色發光二極體、 上述藍色發光二極體發光的上述紅色光、上述綠色光及上 述藍色光的發光強度，使上述紅色光的光譜的半値寬hwr 成爲20nmShwrS25nm、上述綠色光的光譜的半値寬hwg 成爲30nmShwgS40nm、上述藍色光的光譜的半値寬hwb 成爲 25nmS hwbS 30nm ; 上述綠色光的光譜的半値寬hwg比上述紅色光更寬 nm 1327245 2. 如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ’作爲使用於上述光源的上述紅色發光二極體，滿足最大 値波長；Ipr爲625nmg ；lpr$685nm，而且，使用最大値 波長Apr相異的複數的紅色發光二極體。 3. 如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ’作爲使用於上述光源的上述綠色發光二極體，滿足最大
値波長Apg爲505nm$ ApgS540nm，而且，使用最大値 波長Apg相異的複數的綠色發光二極體。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ’作爲使用於上述光源的上述藍色發光二極體，滿足最大 値波長Apb爲420nm$ ApbS465nm，而且，使用最大値 波長λ pb相異的複數的藍色發光二極體。
5.如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ’以使上述白色光的色溫成爲lOOOOilOOOK ( Kelvin絕 對溫度）地，調整上述紅色發光二極體、上述綠色發光二 極體、上述藍色發光二極體發光的上述紅色光、上述綠色 光及上述藍色光的發光強度。 6-如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ，上述光源，被配置於上述彩色液晶顯示面板之背面側， 由上述光源發光的紅色光，綠色光及藍色光被混色爲上述 白色光，由上述彩色液晶顯示面板之背面側照射。 7.如申請專利範圍第1項所記載的背光裝置，其中 ，構成上述光源的紅色發光二極體、綠色發光二極體、藍 色發光二極體係藉由脈衝寬度調變訊號而驅動的。 -2- 1327245 8. 一種彩色液晶顯示裝置，係將具備由波長選擇透 過紅色光、綠色光、藍色光的3原色濾光片所構成的彩色 濾光片之透過型的彩色液晶顯示面板、和被配置於上述彩 色液晶顯示面板的背面側而由上述彩色液晶顯示面板的背 面側照射白色光而照明的背光裝置之彩色液晶顯示裝置， 其特徵爲：上述背光裝置係具備：由各發出最大値波 長；Ipr爲625nmS AprS685nm的紅色光的多個紅色發光 ^ 二極體、和各發出最大値波長；Ipg爲 505nm S又pg S 540nm的多個綠色光的綠色發光二極體、和各發出最大値 波長Apb爲420nm$ Apb$465nm的多個藍色光的藍色發 光二極體所構成的光源、和混色由上述光源發光的紅色光 、綠色光及藍色光，成爲上述白色光的混色手段， 調整由上述紅色發光二極體、上述綠色發光二極體、 上述藍色發光二極體發光的上述紅色光、上述綠色光及上 述藍色光的發光強度，使上述紅色光的光譜的半値寬hwr 9 成爲2〇nmg hwrS 25nm、上述綠色光的光譜的半値寬hwg 成爲 30nm$hwgS40nm、使上述藍色光的光譜的半値寬 hwb 成爲 25nm$hwb$30nm; 上述綠色光的光譜的半値寬hwg比上述紅色光更寬 5nm ·=> 9. 如申請專利範圍第8項所記載的彩色液晶顯示裝 置，其中’作爲使用於上述光源的上述紅色發光二極體， 滿足最大値波長Apr爲625nmS AprS685nm，而且，使 用最大値波長；Ipr相異的複數的紅色發光二極體。 -3- 1327245 i〇.如申請專利範圍第8項所記載的彩色液晶顯示裝 置’其中，作爲使用於上述光源的上述綠色發光二極體， 滿足最大値波長Apg爲505nm$ ApgS540nm，而且，使 用最大値波長A pg相異的複數的綠色發光二極體。
1 1 _如申請專利範圍第8項所記載的彩色液晶顯示裝 置’其中，作爲使用於上述光源的上述藍色發光二極體， 滿足最大値波長又pb爲420nm彡ApbS465nm，而且，使 用最大値波長λ pb相異的複數的藍色發光二極體。 1 2 ·如申請專利範圍第8項所記載的彩色液晶顯示裝 置，其中，以使上述白色光的色溫成爲 10000±1000K( Kelvin絕對溫度）地，調整上述紅色發光二極體、上述 綠色發光二極體、上述藍色發光二極體發光的上述紅色光 、上述綠色光及上述藍色光的發光強度。
1 3 .如申請專利範圍第8項所記載的彩色液晶顯示裝 置，其中，構成上述光源的紅色發光二極體、綠色發光二 極體、藍色發光二極體係藉由脈衝寬度調變訊號而驅動的
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