显示器及应用于该显示器的彩色滤光片和灯管 【技术领域】
本发明是关于一种显示器，特别是关于一种藉由彩色滤光片以进行彩色显示的液晶显示器。
背景技术
近年来液晶显示器已广泛运用于各领域中，从计算机、电视等中大型显示器，以致于汽车导航系统、行动电话、个人数字助理等小型显示器，皆可看到液晶显示器的应用。
液晶显示器包括一背光源与一液晶面板，液晶面板区分为阵列排列的像素单元(pixel)，可分别调控背光源的光线对个别像素单元的穿透率，而控制欲呈现的影像的灰阶。在液晶面板中包括一彩色滤光片，其包括多个蓝色滤光单元、多个绿色滤光单元与多个红色滤光单元；藉由彩色滤光片，液晶显示器得以呈现出具有彩色的影像。
以液晶显示器产品的观点来说，其显示品质主要以影像分辨率、显示亮度与彩色重现范围等方面考量的。以目前的技术而言，影像分辨率与显示亮度大体上已能符合需求，然而，液晶显示器的彩色重现范围仍然不够宽广，此方面技术上的不足，造成液晶显示器仍然有影像色彩失真与鲜艳度不足等缺点。
请参照图1，图1为一色彩坐标图。图中显示出国家电视系统协会(NTSC)所定义出的彩色重现范围10，以及习知液晶显示器所呈现出的彩色重现范围12。在液晶显示器的发展上，研发人员莫不致力于使得液晶显示器符合、甚至超越NTSC的彩色重现范围10，然而，以桌上型计算机或电视等液晶显示器而言，目前至多仅能达到NTSC的彩色重现范围10的75％，如图1中的彩色重现范围12所示。而笔记型计算机使用的液晶显示器甚至只能达到NTSC地彩色重现范围10的45％。
请参照图2，图2同时显示习知背光源的发光频谱与习知彩色滤光片的穿透率频谱。图2所示的图表相对应于图1彩色重现范围12符合的习知液晶显示器。图2中，横轴表示光波长，以nm为单位；右方的纵轴表示背光源的发光强度，左方的纵轴表示彩色滤光片的穿透率。其中，标号100B、100G及100R分别表示蓝色滤光单元、绿色滤光单元及红色滤光单元的穿透率(transmittance)频谱。以蓝色滤光单元为例，可参见穿透率频谱100B，约在450nm附近的光线具有最大的穿透率；因此若背光源提供白光(白光为各种波长光线的集合)，则其它波长的光线因不能穿透蓝色滤光单元而被滤除，而呈现出以450nm为主的蓝色光。
然而，背光源所提供的白光并非在各个波长都具有一样的强度，常用的背光源如萤光灯管或阴极射线管，其中利用多种萤光体，以至少发出三原色(红、蓝、绿)的光线，而混成白光。如图2所示，标号1001、1002与1004分别表示一蓝色萤光体、一绿色萤光体与一红色萤光体发光的主要波峰，在典型的背光源中，通常更具有一蓝绿色萤光体，其波峰介于蓝色萤光体波峰1001与绿色萤光体波峰1002之间，如图2标号1003所示。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种能符合NTSC彩色重现范围的显示器及应用于该显示器的彩色滤光片和灯管，来改善习知液晶显示器的影像色彩失真缺点。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器及应用于该显示器的彩色滤光片和灯管，来改善习知液晶显示器的鲜艳度不足缺点。
为此，本发明提出了一种液晶显示器，包括：一彩色滤光片，包括多个绿色滤光单元以及多个蓝色滤光单元，波长500nm的光线对于该等绿色滤光单元的穿透率为0.1％至60％，波长500nm的光线对于该等蓝色滤光单元的穿透率为0.1％至50％；以及一背光源，包括一第一萤光体，该第一萤光体的发光频谱具有介于440nm至460nm的一第一波峰。
本发明还提出了一种彩色滤光片，应用于一显示器，该显示器所具有的一背光源的发光频谱包括1)介于440nm至460nm的一第一波峰、2)介于540nm至550nm的一第二波峰、3)介于500nm至530nm的一第三波峰、以及4)介于605nm至615nm的一第四波峰，通过该背光源与该彩色滤光片的配合，该显示器可显示高色彩饱和度的影像，该彩色滤光片包括：
多个红色滤光单元；
多个蓝色滤光单元，且波长500nm的光线对于该等蓝色滤光单元的穿透率为0.1％至50％；以及
多个绿色滤光单元，且波长500nm的光线对于该等绿色滤光单元的穿透率为0.1％至60％。
本发明又提出了一种灯管，应用于一显示器的一背光源，该显示器所具有的一彩色滤光片包括1)多个红色滤光单元、2)多个蓝色滤光单元，且波长500nm的光线对于该等蓝色滤光单元的穿透率为0.1％至50％、以及3)多个绿色滤光单元，且波长500nm的光线对于该等绿色滤光单元的穿透率为0.1％至60％，藉由该背光源与该彩色滤光片的配合，该显示器可显示高色彩饱和度的影像，该灯管包括：
一第一萤光体，具有介于440nm至460nm的一第一波峰；
一第二萤光体，具有介于540nm至550nm的一第二波峰，且该第二波峰强度对于该第一波峰强度的比值介于0至3.6；以及
一第三萤光体，具有介于500nm至530nm的一第三波峰，且该第三波峰强度对于该第一波峰强度的比值介于0.8至2.7。
本发明的液晶显示器包括一液晶面板与一背光源。液晶面板可调控来自背光源的光线穿透率，以造成灰阶，液晶面板更包括一彩色滤光片，其包括多个蓝色滤光单元、多个绿色滤光单元与多个红色滤光单元。藉由不同的灰阶与彩色滤光片的配搭，液晶显示器可呈现彩色的画面与影像。背光源可为直下式背光模组、边侧式背光模组或其它种类的背光源，其中包含一灯管，可为萤光灯管或阴极射线管。
在本发明中，彩色滤光片与背光源的灯管具有特定的条件以相配合而增进液晶显示器的色彩饱和度。
关于彩色滤光片，在其穿透率频谱的波长500nm处，需满足下列二项条件：
a)波长500nm的光线对于绿色滤光单元的穿透率为0.1％至60％；以及
b)波长500nm的光线对于蓝色滤光单元的穿透率为0.1％至50％。
关于背光源，包括一第一萤光体(蓝色光所属范围)、一第二萤光体(绿光范围)、一第三萤光体(蓝绿光所属范围)、一第四萤光体(红光所属范围)。该第一萤光体的发光频谱具有介于440nm至460nm的一第一波峰。
可用以增进色彩表现的背光源条件为：
1)第二萤光体具有介于540nm至550nm的一第二波峰，第二波峰强度对于第一波峰强度的比值需介于0至3.6。
2)第三萤光体具有介于500nm至530nm的一第三波峰，第三波峰强度对于该第一波峰强度的比值介于0.8至2.7。
在以下各种实施例中，可清楚得知本发明所达成的功效，大体上，本发明所提供的各种实施例其中液晶显示器的彩色重现范围可涵盖NTSC彩色重现范围的标准，因此本发明所提供的液晶显示器具有足够的色彩鲜艳度；且，其彩色重现范围与NTSC标准高度相符，红、蓝、绿三色几乎都可座落于NTSC的定义点上，本发明所提供的液晶显示器改善了习知的色彩失真缺点。
也就是说，本发明藉由调控背光源中个别色光的频谱，并配合彩色滤光片穿透率的设计，可有效增进液晶显示器的彩色重现范围，达到符合、甚至超越NTSC标准的效果，如此，则可改善液晶显示器既有的影像色彩失真、与鲜艳度不足等缺点。
【附图说明】
图1为一色彩坐标图；
图2同时显示习知背光源的发光频谱与习知彩色滤光片的穿透率频谱；
图3为本发明的液晶显示器分解示意图；
图4A同时显示本发明背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图4B显示图4A实施例所呈现的色彩坐标图；
图5A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图5B显示图5A实施例所呈现的色彩坐标图；
图6A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图6B显示图6A实施例所呈现的色彩坐标图；
图7A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图7B显示图7A实施例所呈现的色彩坐标图；
图8A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图8B显示图8A实施例所呈现的色彩坐标图；
图9A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图9B显示图9A实施例所呈现的色彩坐标图；
图10A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；
图10B显示图10A实施例所呈现的色彩坐标图；
图11A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；以及
图11B显示图11A实施例所呈现的色彩坐标图。
附图标号说明：
NTSC的彩色重现范围10 彩色重现范围12
穿透率频谱100B、100G与100R 蓝色萤光体波峰1001
绿色萤光体波峰1002 蓝绿色萤光体波峰1003
红色萤光体波峰1004 液晶显示器20
液晶面板22 上基板221
下基板223 液晶层225
背光源24 反射底板241
灯管242 扩散片243
多层光学薄膜244 薄膜晶体管28
彩色滤光片26 蓝色滤光单元26B
绿色滤光单元26G 红色滤光单元26R
穿透率频谱200G、200B与200R 第一波峰2001
第二波峰2002 第三波峰2003
第四波锋2004 彩色重现范围40
【具体实施方式】
请参照图3，图3为本发明的液晶显示器分解示意图。液晶显示器20包括一液晶面板22与一背光源24。液晶面板22具有一上基板221与一下基板223，以将液晶层225封装夹层于其间。
多个薄膜晶体管28阵列排列地设置于下基板223之上，藉由薄膜晶体管28控制液晶分子的旋转角度，可调控来自背光源24的光线穿透率，以造成灰阶。
在液晶面板22中更包括一彩色滤光片26，其包括多个蓝色滤光单元26B、多个绿色滤光单元26G与多个红色滤光单元26R。
藉由不同的灰阶与彩色滤光片26的配搭，液晶显示器20可呈现彩色的画面与影像。
实施上，背光源24可为图3所示的直下式背光模组，包含一反射底板241、至少一灯管242、扩散片243与多层光学薄膜244。其中，灯管242可为萤光灯管或一阴极射线管，其中包含多种萤光体。背光源24并不以直下式背光模组为限，亦可为边侧式背光模组或其它种类的背光源。
本发明所提供的液晶显示器20，其彩色重现范围可符合NTSC标准(如图1标号10)，本发明人提供达成此目的的主要手段在于调控背光源24中个别色光的频谱，并配合彩色滤光片26中各色滤光单元的穿透率的设计，来达到增进液晶显示器20的彩色重现范围的目的。
请参照图4A与图4B，图4A同时显示本发明背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图4B显示图4A实施例所呈现的色彩坐标图。以下首先以图4A为例来说明本发明。
如上所述，彩色滤光片26包括多个绿色滤光单元26G、多个蓝色滤光单元26B与多个红色滤光单元26R，分别具有图4A所示的光线穿透率频谱200G、200B与200R。在本发明中，在波长500nm处，彩色滤光片26需满足下列二项条件：
a)波长500nm的光线对于绿色滤光单元26G的穿透率为0.1％至60％；
b)波长500nm的光线对于蓝色滤光单元26B的穿透率为0.1％至50％。
本发明人亦指出背光源24中各色萤光体的相互关系亦会影响到液晶显示器20整体的彩色重现范围，在反复实验后，归纳出背光源24符合下述二项条件，且与上述关于上述彩色滤光片26的二项条件(a与b)相符时，则可使得液晶显示器20的色彩表现较佳。其中，背光源24包括一第一萤光体(蓝色光所属范围)，该第一萤光体的发光频谱具有介于440nm至460nm的一第一波峰(图4A标号2001)。可用以增进色彩表现的背光源条件为：
1)背光源24若包括的一第二萤光体(绿光范围)，其具有介于540nm至550nm的一第二波峰(图4A标号2002)，则第二波峰2002强度对于该第一波峰2001强度的比值需介于0至3.6。
2)背光源24所包括的一第三萤光体(蓝绿光所属范围)具有介于500nm至530nm的一第三波峰(图4A标号2003)，且第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值介于0.8至2.7。
值得一提的是，背光源24中包括一第四萤光体，以提供红光所属范围的光线，其第四波锋2004可介于605nm至615nm。
<EX1>
以图4A、B的实施例而言，观察500nm处的穿透率频谱200B与200G可见，蓝色滤光单元26B的穿透率约在40％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在25％左右。而其中第二波峰2002强度对于该第一波峰2001强度的比值为0.90；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为0.95。
在此实施方式下，可参见图4B所示的本实施例彩色重现范围40可涵盖NTSC彩色重现范围10，因此本发明的液晶显示器20具有足够的色彩鲜艳度；且，彩色重现范围40与10二者的高度相符合，红、蓝、绿三色都没有与NTSC的定义不符的情况，所以液晶显示器20没有习知色彩失真的缺点。
<EX2>
以下藉由各种实施例，加强说明本发明。请参照图5A与图5B，图5A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图5B显示图5A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在33％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在25％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为0；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为1.24。
此实施方式下，可参见图5B所示的本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色是与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX3>
请参照图6A与图6B，图6A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图6B显示图6A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在25％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在25％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为0；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为2.21。
参见图6B，本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX4>
请参照图7A与图7B，图7A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图7B显示图7A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在33％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在33％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为1.23；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为1.60。
参见图7B，本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX4>
请参照图7A与图7B，图7A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图7B显示图7A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在33％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在33％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为1.23；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为1.60。
参见图7B，本实施例彩色重现范围40涵盖NTSC彩色重现范围10；且，彩色重现范围40与10二者的高度相符合，红、蓝、绿三色都几乎座落于NTSC的定义点上，采用本实施例的液晶显示器20无论在色彩鲜艳度与色彩真实度上都有良好的表现。
<EX5>
请参照图8A与图8B，图8A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图8B显示图8A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在25％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在35％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为2.19；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为1.69。
参见图8B，本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色是与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX6>
请参照图9A与图9B，图9A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图9B显示图9A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在20％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在33％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为0；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为2.31。
参见图9B，本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色是与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX7>
请参照图9A与图9B，图9A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图9B显示图9A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在20％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在33％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为2.85；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为2.18。
参见图9B，本实施例彩色重现范围40涵盖NTSC彩色重现范围10；且，彩色重现范围40与10二者的高度相符合，红、蓝、绿三色都几乎座落于NTSC的定义点上，采用本实施例的液晶显示器20无论在色彩鲜艳度与色彩真实度上都有良好的表现。
<EX8>
请参照图10A与图10B，图10A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图10B显示图10A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在33％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在33％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为1.65；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为1.74。
参见图10B，本实施例彩色重现范围40可涵盖且超越NTSC彩色重现范围10；而其中至少红色与蓝色是与NTSC的定义相符合，仅绿色稍超越NTSC的定义点。
<EX9>
请参照图11A与图11B，图11A同时显示本发明另一实施例背光源的发光频谱与彩色滤光片的穿透率频谱；图11B显示图11A实施例所呈现的色彩坐标图。
观察500nm处的穿透率频谱200B与200G，蓝色滤光单元26B的穿透率约在33％左右，而绿色滤光单元26G的穿透率约在40％左右。而其中第二波峰2002强度对于第一波峰2001强度的比值为1.66；第三波峰2003强度对于该第一波峰2001强度的比值为0.85。
参见图11B，本实施例彩色重现范围40涵盖NTSC彩色重现范围10；且，彩色重现范围40与10二者的高度相符合，红、蓝、绿三色都几乎座落于NTSC的定义点上，采用本实施例的液晶显示器20无论在色彩鲜艳度与色彩真实度上都有良好的表现。
综合上述各种实施例与本发明的详细说明，本发明的各项手役与其所达成的功效以清楚揭示。本发明所提供的各种实施例其中液晶显示器的彩色重现范围可涵盖甚至超越NTSC彩色重现范围的标准，因此本发明所提供的液晶显示器具有足够的色彩鲜艳度；且，其彩色重现范围与NTSC标准高度相符，红、蓝、绿三色几乎都可坐落于NTSC的定义点，或是超出NTSC定位点，而将NTSC定义点涵盖于其中，因此本发明所提供的液晶显示器改善了习知结构的色彩失真缺点。
本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例尔。对熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在申请专利范围内。