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TWI521266B - 液晶顯示器 - Google Patents

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TWI521266B
TWI521266B TW097112291A TW97112291A TWI521266B TW I521266 B TWI521266 B TW I521266B TW 097112291 A TW097112291 A TW 097112291A TW 97112291 A TW97112291 A TW 97112291A TW I521266 B TWI521266 B TW I521266B
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TW
Taiwan
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liquid crystal
crystal display
backlight module
coordinate
green
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TW097112291A
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TW200942913A (en
Inventor
徐雅玲
林俊良
廖烝賢
Original Assignee
友達光電股份有限公司
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Publication date
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Priority to US12/129,657 priority patent/US20090251639A1/en
Publication of TW200942913A publication Critical patent/TW200942913A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
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    • G—PHYSICS
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Description

液晶顯示器
本發明是有關於一種液晶顯示器及其彩色濾光片，且特別是有關於一種使色彩表現更佳的液晶顯示器及其彩色濾光片。
一般而言，液晶顯示器大多採發光二極體(Light Emitting Diode,LED)及冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)作為背光源。由於發光二極體具有省電、環保、體積小、壽命長以及反應速度快等優點，所以發光二極體逐漸成為液晶顯示器主要採用的背光源。此外，為求液晶顯示器的輕薄特性以及其背光模組組裝的便利性，所以一般採用白光發光二極體(White LED)作為液晶顯示器的背光源，其中又以藍光發光二極體晶片(Blue LED Chip)搭配適於發出黃光的釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)的白光發光二極體最受歡迎。
然而，以藍光發光二極體晶片搭配YAG的所產生的白光作為背光源，使液晶顯示器的色彩表現仍有不足之處，相較於以冷陰極螢光燈管作為背光源的液晶顯示器，採用此種白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器在色彩表現上會有綠色偏黃的現象，進而使液晶顯示器的顯示品質無法達到國際電氣標準委會(International Electronic Commission,IEC)所制定的sRGB規格。sRGB規格是目前顯示器規格的重要依據，如表一所示。
在表一中，sRGB規格之紅色、綠色、藍色於CIE 1931色度座標(CIE 1931 Chromaticity Diagram)上的x座標為Rsx、Gsx、Bsx，而色度座標上的y座標為Rsy、Gsy、Bsy。其中，CIE 1931色度座標圖為國際照明委員會(Commission International de l’Echairage,CIE)所訂定，用以表示色域。
圖1繪示為習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器、以冷陰極螢光燈管作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。請參照圖1，CSWLED、CSCCFL分別表示以白光發光二極體、冷陰極螢光燈管作為背光源之液晶顯示器所表現的色域，CSsRGB表示sRGB規格所規範的色域。其中，CIE 1931色度座標圖中的色域通常是由三個頂點(色度座標)所組成，因此，色域CSWLED具有三個頂點(色度座標)為RW、GW及BW，色域CSCCFL具有三個頂點(色度座標)為RC、GC及BC，色域CSsRGB具有三個頂點(色度座標)為Rs、Gs及Bs。由圖1可知，色域CSCCFL與色域CSsRGB差異不大，而色域CSWLED與色域CSsRGB有一定程度的差異。因此，以冷陰極螢光燈管作為背光源之液晶顯示器的色彩表現接近 sRGB規格，但以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器的色彩表現仍有很大的進步空間。此外，頂點GC及Gs之座標相去不遠，而頂點GW及Gs之座標差異較大，亦即，相較於以冷陰極螢光燈管作為背光源之液晶顯示器，以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器在綠色的表現上會呈現偏黃的現象。
習知技術可利用調整黃色螢光粉的組成方式來修正白色發光二極體液晶顯示器之綠色偏黃的現象，此舉雖然可以稍微降低綠色偏黃之程度，但調整黃色螢光粉的組成方式的成效卻很有限，因此無法獲得顯著的改善。
本發明提供一種液晶顯示器，其藉由彩色濾光片之綠色濾光層搭配白光發光二極體的頻譜，以使綠色的顯示表現更佳。
本發明提供一種液晶顯示器，其可改善液晶顯示器綠色偏黃的缺點。
本發明提出一種液晶顯示器，其包括一背光模組以及一液晶顯示面板。背光模組之發光頻譜在小於波長470奈米以及波長520奈米至600奈米之間具有相對極大亮度峰值。液晶顯示面板配置於背光模組上方，其具有一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。其中，綠色濾光層滿足下列條件：在CIE標準C光源下，綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中 Gx 0.26且Gy 0.59。此外，在背光模組所提供的光源下，液晶顯示器所顯示的綠色畫面於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx’，y座標為Gy’，其中(-1.26)*Gy’+1.05Gx’0.28*Gy’+0.14，且Gy’0.6。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示器，其背光模組具有至少一個白光發光二極體，而白光發光二極體包括一藍光發光二極體晶片以及一黃色螢光體。其中，藍光發光二極體晶片適於發出一激發光線，而黃色螢光體適於被激發光線所激發而發光。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示器，其中背光模組包括直下式背光模組或側邊入光式背光模組。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示器，其液晶顯示面板包括二基板以及一液晶層，其中基板包括一薄膜電晶體陣列基板以及一彩色濾光基板，而液晶層夾於二基板之間。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示器，其液晶顯示面板包括二基板以及一液晶層，其中基板包括一彩色濾光薄膜在矩陣上的基板(COA)以及一具有一共通電極之對向基板，而液晶層夾於二基板之間。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示器，其液晶顯示面板包括二基板以及一液晶層，其中基板包括一矩陣層在彩色濾光薄膜上的基板(AOC)以及一具有一共通電極之對向基板，而液晶層夾於二基板之間。
本發明另提出一種液晶顯示器，包括一背光模組以及 一液晶顯示面板。背光模組之發光頻譜在波長520奈米至600奈米之間具有相對極大亮度峰值。液晶顯示面板配置於背光模組上方，其液晶顯示面板具有一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。其中，綠色濾光層滿足下列條件：在CIE標準C光源下，綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中Gx 0.26且Gy 0.59。
本發明另提出一種彩色濾光層，此彩色濾光層在CIE標準C光源下，其綠色濾光區於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中Gx 0.26且Gy 0.59。
本發明利用彩色濾光片之綠色濾光層之設計，可使液晶顯示器在採用白光發光二極體的情況下擁有良好的色彩表現，進一步使液晶顯示器發生綠色偏黃的現象獲得大幅改善。
為了讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖2A繪示為本發明之一實施例之液晶顯示器的示意圖。請參照圖2A，本實施例之液晶顯示器200包括一背光模組210以及一液晶顯示面板220。液晶顯示面板220配置於背光模組210的上方，且液晶顯示面板220包括一彩色濾光基板222、一薄膜電晶體陣列基板224以及一液晶層226，其中，彩色濾光基板222具有一紅色濾光層222R、 一綠色濾光層222G以及一藍色濾光層222B，而液晶層226夾於彩色濾光基板222與薄膜電晶體陣列基板224之間。
然而，本發明並不限定上述液晶顯示器200之架構必須是如圖2A所繪示，本領域具有通常知識者當可視產品需求而對作液晶顯示器200之架構作適當的更動，如圖2B與圖2C所示。
圖2B繪示為本發明之另一實施例之液晶顯示器的示意圖。請參照圖2B，液晶顯示器200包括一背光模組210以及一液晶顯示面板220。液晶顯示面板220包括一彩色濾光薄膜在矩陣上的基板(Color Filter On Array,COA)224’、一具有一共通電極之對向基板228以及一液晶層226，其中液晶層226夾於彩色濾光薄膜在矩陣上的基板224’與對向基板228之間。
圖2C繪示為本發明之又一實施例之液晶顯示器的示意圖。請參照圖2C，液晶顯示器200包括一背光模組210以及一液晶顯示面板220。液晶顯示面板220包括一矩陣層在彩色濾光薄膜上的基板(Array On Color Filter,AOC)222’、一具有一共通電極之對向基板228以及一液晶層226，其中液晶層226夾於矩陣層在彩色濾光薄膜上的基板222’與對向基板228之間。
在本實施例中，液晶顯示器200中的背光模組210可以是直下式背光模組或側邊入光式背光模組，且背光模組210的發光頻譜如圖2D所示。圖2D繪示為本發明之一實施例之背光模組發光頻譜圖。請參照圖2A與圖2D，背光 模組210之發光頻譜在小於波長470奈米具有相對極大第一亮度峰值，在波長520奈米至600奈米之間具有相對極大第二亮度峰值，且在大於波長600奈米不具有任何相對極大亮度峰值。相對極大第一亮度峰值大於相對極大第二亮度峰值。相對極大第一亮度峰值及相對極大第二亮度峰值均大於在大於波長600奈米所具有的任何亮度。
值得一提的是，上述之背光模組210具有至少一個白光發光二極體，也就是說，液晶顯示器200例如是一種以白光發光二極體作為背光源的液晶顯示器。而此白光發光二極體包括一藍光發光二極體晶片以及一黃色螢光體。其中，藍光發光二極體晶片適於發出一激發光線，此外，黃色螢光體適於被藍光發光二極體晶片發出的激發光線所激發而發光。
當然，在不同實施例中，液晶顯示器200的背光模組210可採用在波長520奈米至600奈米之間具有相對極大亮度峰值的發光頻譜，且所述相對極大亮度峰值大於在大於波長600奈米所具有的任何亮度。
圖3為本發明之一實施例之綠色濾光層在CIE 1931標準C光源照射下所能顯示之綠色的色度座標與sRGB規格之CIE 1931色度座標之比較圖。請參照圖3，在CIE 1931標準C光源下，本實施例之綠色濾光層222G於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中Gx 0.26且Gy 0.59。換言之，圖3中的CS222G,CL(斜線區域)表示綠色濾光層222G在CIE 1931標準C光源照射下所能顯示的 綠色。
圖4為本發明之一實施例之綠色濾光層在背光模組210提供的光源照射下所能顯示之綠色的色度座標與sRGB規格之CIE 1931色度座標之比較圖。請參照圖4，在背光模組210所提供的光源(如圖2D所示)下，液晶顯示面板220的綠色畫素220G(如圖2A所示)於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx’，y座標為Gy’，其中(-1.26)*Gy’+1.05Gx’0.28*Gy’+0.14，且Gy’0.6，則CS220G,BL(斜線區域)表示液晶顯示面板220在背光模組210所提供的光源照射下所能顯示的綠色。此外，CSsRGB表示sRGB規格所規範的色域。從圖4可知，液晶顯示器200在背光模組210所提供的光源照射下所能顯示的綠色表現可優於sRGB規格的綠色表現，更進一步地改善液晶顯示器200在綠色表現上的偏黃現象。
以下將搭配表二，列舉幾種具有前述之背光模組210以及綠色濾光層222G的液晶顯示器200，以進一步探討液晶顯示器200之綠色色度座標數值Gx’及Gy’。請參閱表二。
使用綠色濾光層Sample A的液晶顯示器為Sample A’，其中綠色濾光層Sample A在CIE 1931標準C光源照 射下所能顯示的綠色色度座標為(GAx,GAy)，且GAx及GAy滿足GAx 0.26及GAy 0.59。將綠色濾光層Sample A與背光模組210作搭配後，可以測得液晶顯示器Sample A’之CIE 1931色度座標的綠色色度座標數為(GAx’,GAy’)。此外，上述之色度座標(GAx’,GAy’)滿足(-1.26)*GAy’+1.05GAx’0.28*GAy’+0.14之關係式。
圖5為液晶顯示器Sample A’、習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。請參照圖5，CSA’及CSWLED分別表示液晶顯示器Sample A’及習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器所表現的色域，CSsRGB表示sRGB規格所規範的色域，此外，GA’、Gw及Gs分別表示液晶顯示器Sample A’、習知液晶顯示器及sRGB規格之CIE 1931色度座標的綠色色度座標。由圖5可知，液晶顯示器Sample A’的色域CSA’比習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器的色域CSWLED更為接近sRGB規格的色域CSsRGB，所以液晶顯示器Sample A’的顯示表現比習知液晶顯示器更好。此外，液晶顯示器Sample A’的色域CSA’可比習知的液晶顯示器的色域CSWLED更廣。
以下將搭配表三，再列舉幾種具有前述之背光模組210以及綠色濾光層222G的液晶顯示器200，以進一步探討液晶顯示器200之綠色色度座標數值Gx’及Gy’，請參閱表三。
表三
使用綠色濾光層Sample B、C的液晶顯示器分別為Sample B’、C’，其中綠色濾光層Sample B、C在CIE 1931標準C光源照射下所能顯示的綠色色度座標分別為(GBx,GBy)、(GCx,GCy)，且GBx及GBy滿足GBx 0.26及GBy 0.59，GCx及GCy滿足GCx 0.26及GCy 0.59。將綠色濾光層Sample B、C與背光模組210作搭配後，可以測得液晶顯示器Sample B’、C’之CIE 1931色度座標的綠色色度座標分別為(GBx’,GBy’)、(GCx’,GCy’)。此外，上述之色度座標(GBx’,GBy’)及色度座標(GCx’,GCy’)分別滿足(-1.26)*GBy’+1.05GBx’0.28*GBy’+0.14及(-1.26)*GCy’+1.05GCx’0.28*GCy’+0.14之關係式。
圖6為液晶顯示器Sample B’、C’、習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。請參照圖6，CSB’、CSC’及CSWLED分別表示液晶顯示器Sample B’、Sample C’及習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器所表現的色域，CSsRGB表示sRGB規格所規範的色域，此外，GB’、GC’、Gw及Gs分別表示液晶顯示器Sample B’、C’、習知液晶顯 示器及sRGB規格之CIE 1931色度座標的綠色色度座標。由圖6可知，液晶顯示器Sample B’、C’的色域CSB’、CSC’比習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器的色域CSWLED更為接近sRGB規格的色域CSsRGB，所以液晶顯示器Sample B’、C’的顯示表現比習知液晶顯示器更好。值得一提的是，GB’、GC’不僅比Gw更接近Gs，GB’、GC’，GB’、GC’還非常接近Gs，也就是說，液晶顯示器Sample B’、C’的綠色表現不僅比習知液晶顯示器有更好的綠色表現，此外，液晶顯示器Sample B’、C’之綠色表現還非常接近sRGB規格的綠色表現。
較特別的是，如表三所示，液晶顯示器Sample B’、C’之GBx’、GCx’分別為0.297、0.292，這些數值皆小於sRGB規格之Gsx(如表一所示，Gsx為0.3)，因此，在綠色表現上，液晶顯示器Sample B’、C’可比sRGB規格更好。
由於液晶顯示器Sample B’、C’的綠色顯示比習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器更好，此外，液晶顯示器Sample B’、C’的綠色表現非常接近sRGB規格，甚至優於sRGB規格的綠色表現，因此，液晶顯示器Sample B’、C’可進一步大幅改善液晶顯示器綠色偏黃的現象。
綜上所述，相較於sRGB規格，本發明所提出的綠色濾光層在CIE 1931標準C光源的照射下，具有較佳之綠色表現。除此之外，本發明之液晶顯示器在綠色濾光層與白光發光二極體背光模組的搭配下，不僅比習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器擁有更好的顯示表現以 及綠色表現，還比sRGB規格有更佳的綠色表現。因此，本發明之液晶顯示器可有效改善習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器呈現綠色偏黃的缺點。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
CSWLED、CSCCFL‧‧‧習知液晶顯示器的色域
RW、GW、BW、RC、GC、BC‧‧‧習知液晶顯示器的色度座標
200‧‧‧液晶顯示器
210‧‧‧背光模組
220‧‧‧液晶顯示面板
220G‧‧‧綠色畫素
222‧‧‧彩色濾光基板
222’‧‧‧矩陣層在彩色濾光薄膜上的基板
222R‧‧‧紅色濾光層
222G‧‧‧綠色濾光層
222B‧‧‧藍色濾光層
224‧‧‧薄膜電晶體陣列基板
224’‧‧‧彩色濾光薄膜在矩陣上的基板
226‧‧‧液晶層
228‧‧‧對向基板
CS220G,BL‧‧‧液晶顯示面板在背光模組所提供的光源照射下所能顯示的綠色
CS222G,CL‧‧‧綠色濾光層在CIE 1931標準C光源照射下所能顯示的綠色
CSA’、CSB’、CSC’‧‧‧液晶顯示器的色域
CSsRGB‧‧‧sRGB規格的色域
GA’、GB’、GC’‧‧‧液晶顯示器的色度座標
Rs、Gs、Bs‧‧‧sRGB規格的色度座標
圖1繪示為習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器、以冷陰極螢光燈管作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。
圖2A繪示為本發明之一實施例之液晶顯示器的示意圖。
圖2B繪示為本發明之另一實施例之液晶顯示器的示意圖。
圖2C繪示為本發明之又一實施例之液晶顯示器的示意圖。
圖2D繪示為本發明之一實施例之背光模組發光頻譜圖。
圖3為本發明之一實施例之綠色濾光層在CIE 1931標準C光源照射下所能顯示之綠色的色度座標與sRGB規格之CIE 1931色度座標之比較圖。
圖4為本發明之一實施例之綠色濾光層在背光模組210提供的光源照射下所能顯示之綠色的色度座標與sRGB規格之CIE 1931色度座標之比較圖。
圖5為液晶顯示器Sample A’、習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。
圖6為液晶顯示器Sample B’、C’、習知以白光發光二極體作為背光源之液晶顯示器以及sRGB規格之CIE 1931色度座標比較圖。
CSA’‧‧‧液晶顯示器的色域
CSsRGB‧‧‧sRGB規格的色域
CSWLED‧‧‧習知液晶顯示器的色域
GA’‧‧‧液晶顯示器的色度座標
Gs‧‧‧sRGB規格的色度座標
GW‧‧‧習知液晶顯示器的色度座標

Claims (7)

  1. 一種液晶顯示器，包括：一背光模組，該背光模組之發光頻譜在小於波長470奈米具有一相對極大第一亮度峰值，在波長520奈米至600奈米之間具有一相對極大第二亮度峰值，且在大於波長600奈米不具有任何相對極大亮度峰值，該相對極大第一亮度峰值大於該相對極大第二亮度峰值，該相對極大第一亮度峰值及該相對極大第二亮度峰值均大於在大於波長600奈米所具有的任何亮度；以及一液晶顯示面板，配置於該背光模組上方，而該液晶顯示面板具有一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層，且該綠色濾光層滿足下列條件：在CIE標準C光源下，該綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中Gx 0.26且Gy 0.59；以及在該背光模組所提供的光源下，該液晶顯示器所顯示的綠色畫面於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx’，y座標為Gy’，其中(-1.26)*Gy’+1.05Gx’0.28*Gy’+0.14，且Gy’0.6。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該背光模組具有至少一個白光發光二極體，而該白光發光二極體包括：一藍光發光二極體晶片，適於發出一激發光線；以及一黃色螢光體，適於被該激發光線所激發而發光。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該背光模組包括直下式背光模組或側邊入光式背光模組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示面板包括二基板以及一夾於該些基板之間的液晶層，且該些基板包括一薄膜電晶體陣列基板以及一彩色濾光基板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示面板包括二基板以及一夾於該些基板之間的液晶層，且該些基板包括一彩色濾光薄膜在矩陣上的基板(COA)以及一具有一共通電極之對向基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示面板包括二基板以及一夾於該些基板之間的液晶層，且該些基板包括一矩陣層在彩色濾光薄膜上的基板(AOC)以及一具有一共通電極之對向基板。
  7. 一種液晶顯示器，包括：一背光模組，該背光模組之發光頻譜在波長520奈米至600奈米之間具有一相對極大亮度峰值，該相對極大亮度峰值大於在大於波長600奈米所具有的任何亮度；以及一液晶顯示面板，配置於該背光模組上方，而該液晶顯示面板具有一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層，且該綠色濾光層滿足下列條件：在CIE標準C光源下，該綠色濾光層於CIE 1931色度座標上的x座標為Gx，y座標為Gy，其中Gx 0.26且Gy 0.59。
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