[发明专利]广色域膜及其制作方法和具有广色域膜的显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种广色域膜及其制作方法和具有广色域膜的显示装置，特别是以特定厚度与折射率制作的多层膜达成过滤特定光波段的广色域膜与设有此广色域膜的显示装置。

背景技术

显示器的功能就是能重现色彩，在色彩重现的技术中，可利用电脑图形处理将图像的颜色重现，而是否能将色彩完整地呈现出来，其中涉及显示器的色域（color gamut）表现能力。色域是颜色的子集，颜色子集最常见的应用是用来精确地代表一种特定环境下真实的色彩，例如一个色彩空间（color space）或是某个输出装置（如显示器）的显色范围。

一般的液晶显示器（Liquid Crystal Display,LCD）结构主要由背光模块（Backlight module）和一液晶面板（Liquid Crystal Panel）组成，液晶面板本身不会发光，必须通过背光模块提供光源。在制作显示器时，除了一般显示效能外（如分辨率、反应时间、对比、亮度），更着重于显示器色域（Color gamut）的大小，而色域的表现能力主要取决于背光模块的光源光谱特性和液晶面板上的滤光片光谱特性。

一般的液晶显示器其组成的背光模块，依其发光方式可以分成直下式（Direct backlight）与侧光式（Side backlight），直下式的背光模块如美国专利号US7481563以及US74257292所述则为直下式的背光模块设计，其发光源通过扩散板与扩散膜等光学元件扩散混光成为均匀光源后打向液晶面板。而US7252425与US7580091则为侧光式的背光模块，其发光源由导光板侧边打入混光成均匀光源再将光引导至液晶面板。直下式背光模块与侧光式背光模块的差异除了光源设置的方式与光学元件不同之外，主要差异是在于直下式背光模块所需求的空间一般较侧光式背光模块大，但是直下式背光模块比侧光模块容易制作地域性的光调节（Local dimming），如专利号US7740364所叙述乃是通过直下式背光模块的设置采用地域性的光调节来增加液晶显示画面的对比（Contrast ratio）。而侧光式背光模块由于使用导光板，其整机的厚度可以较为轻薄，也可以使用地域性的光调节方式，但由于各区域光线会有干扰的问题，不如直下式背光模块能区域式地调节明暗和对比度。

一般而言，由于液晶需要具有偏振（polarization）的光源来调制进入的光线，而背光模块中的光源一般为冷阴极灯管（CCFL）或发光二极管（LED）等无偏振的光源，也有其他类型的灯管如热阴极管（HCFL）、平面灯管（EFFL）、有机发光二极管（OLED）等，故光线进入液晶之前一般需要使用偏光板来将非光偏振的光源转换成为偏振光源。液晶显示器的基本结构可参考图1所描述的各层结构示意图，液晶显示器的每个像素由以下几个部分构成：

主要结构包括一液晶层101，其中有液晶分子，上下两侧为在液晶分子之间产生电场的透明电极（如氧化铟锡）形成的导电玻璃104,105，而介于液晶层101与导电玻璃104,105之间的配向膜102,103则以其具有沟槽的结构让液晶分子依序旋转排列。液晶层101的种类很多，如扭曲向列型液晶（Twisted Nematic，TN）面板，垂直配向型液晶（Vertical Alignment，VA），或平面转换型液晶（In-Plane Switching，IPS）等等，液晶层101的种类常会影响到面板的对比，视角和颜色和辉度（Brightness）等。

图中显示器结构的上半部具有一彩色滤光片（color filter）106，彩色滤光片106内部主要由彩色光阻层和黑色矩阵层（Black matrix）组成，其中彩色光阻大部分为红（Red,R）绿、（Green,G）、蓝（Blue,B）三色为主，彩色光阻能过滤光线，使其表现出各种颜色，而黑色矩阵层则能提高对比，防止各颜色混色的干扰漏光而造成颜色不纯或色域的下降，而驱动的电极则一般也ITO和ZNO等透明电极为主。接着，上下外侧有两个偏振方向互相垂直的偏振片107,108。

图1中的背光模块309主要提供均匀的光源，背光模块309一般由许多光学元件所构成（图中未显示），包括光源如CCFL与LED等光源，和光学板材如扩散板与导光板与光学膜片如增亮膜与扩散膜等。

成像时，当光线由背光模块109射出，光通过其中下方设置的偏振片108产生一个方向的偏振光（P光或S光），再经液晶层101，由其中电场与配向层102,103确定液晶分子的转向而旋转光线偏振方向，通过上方不同偏振方向的偏振片107确定通过光线的量，因此可以实现该像素的明灭与灰度的控制。