專利名稱：照明裝置及使用其的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明液晶顯示裝置的顯示區(qū)域的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。尤其涉及改善動態(tài)圖像顯示時的動態(tài)圖像模糊(ぼけ)和拖尾現(xiàn)象的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻1特開平9-325715號公報專利文獻2特開平11-202285號公報專利文獻3特開平11-202286號公報專利文獻4特開2000-321551號公報專利文獻5特開2001-125066號公報專利文獻6特開平5-303078號公報專利文獻7特開2001-184034號公報專利文獻8特開2000-194312號公報非專利文獻1テレビジヨン畫像情報工學(xué)ハンドブツクオ一ム公司P70～71非專利文獻2ASIA Display/IDW’01 P1779～1780，1781～1782非專利文獻3栗田泰市郎，「ホ一ルド型デイスプレイの表示方式と動畫表示におけゐ畫質(zhì)」，第一回LCDフオ一ラム予稿非專利文獻4J.Hirakata et.al.“High Quality TFT-LCD Systemfor Moving Picture”，SID 2002 Digest，p.1284-1287(2002)非專利文獻5D.Sasaki et.al.“Motion Picture Simulationfor Designing High-Picture-Quality Hold-Type Displays”，SID 2002Digest，p.926-929(2002)
非專利文獻6K.Sekiya et.al.“Eye-Trace Integration Effecton The Perception of Moving Pictures and A New Possibility forReducing Blur on Hold-Type Displays”，SID 2002 Digest，p.930-933(2002)非專利文獻7H.Ohtsuki et.al.“18.1-inch XGA TFT-LCD withWide Color Reproduction using High Power LED-Backlighting”，SID2002 Digest，p.1154-1157(2002)非專利文獻8Gerald Harbers、其他兩人，“LED Backlighting forLCD-HDTV、[online]、因特網(wǎng)<URLhttp//www.lumileds.com/pdfs/techpaperspres/IDMC_Paper.pdf>”[第一現(xiàn)有技術(shù)]作為現(xiàn)有的代表性顯示裝置CRT(陰極射線管)的替代裝置，近年來，將TFT(薄膜晶體管)等作為開關(guān)元件設(shè)置在各像素中的有源矩陣型的液晶顯示裝置(下面簡略記為TFT-LCD)正逐漸成為主流。
TFT-LCD在原理上是將各像素中寫入的灰度數(shù)據(jù)保持1幀期間(等于垂直同步信號Vsync的周期)。用這種保持型顯示方法顯示動態(tài)圖像時，不能追隨快速的圖像變化，產(chǎn)生視覺上可識別的圖像模糊和拖尾現(xiàn)象等畫質(zhì)劣化。
為解決該問題，提出一種方法，即與垂直同步信號Vsync同步，將各像素的灰度數(shù)據(jù)的顯示期間限制為1幀期間內(nèi)的一定期間(例如參考專利文獻1)。為實現(xiàn)該方法，將照明TFT-LCD的圖像顯示區(qū)域的背照燈單元等照明裝置的照明區(qū)域在該圖像顯示區(qū)域內(nèi)分割為多個，依次亮滅各分割區(qū)域的照明，將各分割區(qū)域的顯示期間(照明期間)限制為1幀期間內(nèi)的一定期間(例如參考專利文獻2到專利文獻5)。
更具體地說，現(xiàn)有的TFT-LCD用的背照燈單元的光源利用冷陰極管(CCFL)，一直點亮該冷陰極管來照明LCD的顯示區(qū)域。在冷陰極管一直為點亮狀態(tài)下顯示動態(tài)圖像時，例如在按16.7ms的幀期間(周期)改寫灰度數(shù)據(jù)來顯示動態(tài)圖像時，液晶分子對電場強度變化的響應(yīng)時間為數(shù)十ms，因此在液晶分子的響應(yīng)完成前，寫入了下一灰度數(shù)據(jù)，因此，動態(tài)圖像顯示中產(chǎn)生看起來模糊的不良情況。
TFT-LCD中，在某幀中寫入的灰度數(shù)據(jù)一直保持到在下一幀中進行灰度數(shù)據(jù)的改寫為止，因此根據(jù)稱為追蹤目視(追従視)的人體工學(xué)觀點，視覺上也識別到顯示模糊，從而存在動態(tài)圖像模糊程度增大的問題。
關(guān)于上述問題，在非專利文獻1和非專利文獻2中有詳細說明。非專利文獻2中，公開了通過亮滅背照燈單元的冷陰極管來改善動態(tài)圖像模糊的探討。
但是，僅通過簡單地使背照燈單元的冷陰極管亮滅，前一幀的余像殘留，其作為圖像內(nèi)的移動體的重影被看到。尤其是在移動了線條時，可看到線條看起來為2重、3重的拖尾現(xiàn)象，導(dǎo)致顯示質(zhì)量明顯降低。
因此，作為該重影的對策，提出將背照燈單元分割為多個、與灰度數(shù)據(jù)的寫入同步地亮滅各分割區(qū)域的光源的掃描背照燈方式。為實現(xiàn)這一方式，提出與柵極總線(掃描線)大致平行地配列多個熒光管等光源、在多個分割區(qū)域的每一個中依次亮滅光源的直下型背照燈單元。
圖74表示用與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷現(xiàn)有的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD中應(yīng)用的直下型背照燈單元的剖面、和來自該背照燈單元的照明光的亮度分布。圖74中，TFT-LCD1008的柵極總線(未示出)在垂直于紙面的方向上延伸。1幀的顯示開始線位于圖左側(cè)的(上(頂))側(cè)，最終顯示線位于圖右側(cè)(下(底))一側(cè)。背照燈單元1000從圖中的上向下被進行4分割。各分割區(qū)域用截面為U字形的燈反射器(反射板)1002隔離，在燈反射器內(nèi)分別配置管軸在柵極總線的延伸方向上延伸的冷陰極管1004。背照燈單元1000的光射出口經(jīng)由透射型擴散板1006配置在TFT-LCD1008的顯示區(qū)域里面上。
近年來，TFT-LCD1008的大屏幕化和高亮度化正在發(fā)展，背照燈單元1000也需要增加發(fā)光管根數(shù)來實現(xiàn)發(fā)光亮度的提高。
與CRT相反，由于TFT-LCD1008在1幀期間持續(xù)輸出光，在動態(tài)圖像顯示中引起圖像模糊，與脈沖(impulse)發(fā)光的CRT相比，畫質(zhì)性能劣化(非專利文獻3)。為應(yīng)對這一點，專利文獻1中提出LCD的脈沖化的方法，專利文獻2和專利文獻6中提出以1幀為單位占空(亮滅)驅(qū)動背照燈單元1000的技術(shù)，專利文獻7中提出通過交替進行圖像數(shù)據(jù)和黑寫入實現(xiàn)脈沖化的技術(shù)。但是，單單進行占空驅(qū)動或黑寫入，光輸出時間減少，顯示的亮度降低，因此同時必須提高背照燈單元1000的輸出。
在掃描型或亮滅型的面照明裝置和液晶顯示裝置中，作為光源，使用冷陰極管或LCD，但為了提高動態(tài)圖像的質(zhì)量(降低輪廓模糊)，按頻率60Hz重復(fù)點亮和熄滅，進行占空驅(qū)動。
圖75表示從顯示區(qū)域側(cè)觀察與原來的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD中使用的直下型背照燈單元的結(jié)構(gòu)。如圖75所示，背照燈單元1000從圖中的上方向下方被4分割。各分割區(qū)域1010～1013用截面為U字形的燈反射器(反射板)1002(圖75中未示出)隔離，在燈反射器1002內(nèi)分別配置管軸在TFT-LCD1008(圖75中未示出)的柵極總線的延伸方向上延伸的冷陰極管1004。背照燈單元1000的光射出口經(jīng)由透射型擴散板1006配置在TFT-LCD1008的顯示區(qū)域里面上。作為掃描型的照明裝置，該直下型是主流。
圖76表示作為另一掃描型照明裝置的側(cè)光型背照燈單元的結(jié)構(gòu)。如圖76所示，背照燈單元1000的各分割區(qū)域1010～1013分別具有彼此光學(xué)分離并排列在面內(nèi)的導(dǎo)光板1020。各導(dǎo)光板1020～1023的兩側(cè)的端面上分別配置有LED1022等點狀光源各一個。
但是，在第一現(xiàn)有技術(shù)的情況下，由于僅僅亮滅照明光源，顯示亮度顯著降低，導(dǎo)致LCD低亮度且畫質(zhì)低。例如，將顯示區(qū)域分割為5個分割區(qū)域并在1個幀內(nèi)依次每次20％地進行照明時，在1幀期間中，為100％照明時的1/5的低亮度。另一方面，各分割區(qū)域的點亮?xí)r間加長時，存在亮度上升但動作模糊等畫質(zhì)劣化變得顯著的問題。

但是，由于使用第二現(xiàn)有技術(shù)的圖74說明的直下型背照燈單元1000將冷陰極管1004接近TFT-LCD1000的里面配置，如圖74的上部分所示，有容易產(chǎn)生亮度不均勻的缺點。圖74的上部分的橫軸表示TFT-LCD1008在顯示區(qū)域里面上的位置，縱軸表示亮度。直下型背照燈單元1000如圖74的上部分的亮度分布曲線所示，在冷陰極管1004正上和相鄰的冷陰極管1004之間的邊界上容易產(chǎn)生亮度差，因此有容易產(chǎn)生亮度不均勻的缺點。作為使該亮度差難以看到的方法，采用加寬透射型擴散板1006與TFT-LCD1008的間隙來擴散并混合照明光，或提高透射型擴散板1006的擴散度，進一步擴散向冷陰極管1004正上射出的光并使之均勻的方法。但是，采用前一方法，裝置厚度增大，采用后一方法，擴散光再次入射到冷陰極管并被吸收，光量降低。
如上述第三現(xiàn)有技術(shù)所述，提高背照燈單元1000的冷陰極管1004的發(fā)光亮度進行高亮度化時，出現(xiàn)功率增大且成本增加的問題。而且，在畫面的平均亮度低的圖像被顯示的情況下，冷陰極管1004的發(fā)光亮度仍很高，從而TFT-LCD1008的溫度上升。用于抑制該溫度上升的冷卻結(jié)構(gòu)也必須改造，有時會產(chǎn)生TFT-LCD1008的裝置體積增大的問題。
由于為了使冷陰極管和LED發(fā)光而流過的電流和供電有限制，因此產(chǎn)生占空驅(qū)動不能提高亮度的缺點。即，為了增加供給的電流，導(dǎo)致冷陰極管的鎮(zhèn)流器大型化。因此，鎮(zhèn)流器又重又厚，而且價格增高。此外，隨著電流增加，驅(qū)動電壓增高，冷陰極管的光電變換效率降低，同時壽命縮短。又例如，筆記本個人計算機等便攜式電子設(shè)備的顯示裝置對于供電有嚴格限制。對于LED等固體發(fā)光型光源，由于電流增加，光電變換效率降低，出現(xiàn)壽命縮短的問題。
使用第五現(xiàn)有技術(shù)的圖75說明的直下型背照燈單元1000將冷陰極管1004接近TFT-LCD1000的里面配置，因此亮度分布容易不均勻，存在容易產(chǎn)生顯示上的亮度不均勻的缺點。
使用第四現(xiàn)有技術(shù)的圖76說明的側(cè)光型背照燈單元1000不能使用發(fā)光量比較大且長度長的冷陰極管1004等光源，因此存在亮度低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種照明裝置和使用其的液晶顯示裝置，其可抑制顯示亮度降低，并且減少動態(tài)圖像顯示的動作模糊和拖尾。
本發(fā)明的目的是提供一種照明裝置和使用其的液晶顯示裝置，其可抑制耗電，并使裝置小型化、輕量化，而且可延長其壽命。
通過如下照明裝置實現(xiàn)上述目的該照明裝置對有源矩陣型的液晶顯示裝置的顯示區(qū)域進行照明，其特征在于，具有可使發(fā)光亮度變化的至少一個光源；射出來自上述光源的光的至少一個發(fā)光區(qū)域；以及光源控制系統(tǒng)，其切換使上述光源以規(guī)定的最大亮度發(fā)光的最大點亮狀態(tài)和使上述光源以比上述最大亮度低的規(guī)定的中間亮度發(fā)光的中間點亮狀態(tài)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，與鎖存脈沖信號LP的輸入同步地從柵極驅(qū)動器12向各柵極總線6輸出的選通脈沖GP的輸出定時和各發(fā)光區(qū)域25～28的發(fā)光亮度B(25)～B(28)的圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，改變最大點亮亮度的照明期間和中間亮度電平，多個觀察者對在圖1所示的TFT-LCD1的顯示區(qū)域中進行動態(tài)圖像顯示時的顯示質(zhì)量進行的主觀評價的圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖，圖5(a)是沿著圖4的A-A線切斷的剖面，表示沿著與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷本實施方式的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD1中使用的照明裝置(側(cè)光型背照燈單元)40的剖面，圖5(b)表示來自照明裝置40的照明光在TFT-LCD1的顯示區(qū)域里面?zhèn)鹊牧炼确植?；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置40和使用其的TFT-LCD1的變形例的圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置40的另一變形例的圖，圖7(a)所示的照明裝置40表示在導(dǎo)光板51、52之間的間隙中配置兩面反射部件64的狀態(tài)，圖7(b)是表示兩面反射部件64的圖，圖7(c)是表示另一兩面反射部件64的圖；圖8是說明本發(fā)明的第二實施方式中的式1的圖，圖8(a)是圖7(c)的放大圖，圖8(b)是表示導(dǎo)光板52側(cè)的端面的光行進路徑的圖；圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的又一變形例的圖，圖9(a)是表示本變形例的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖，圖9(b)的下半部分是沿著圖9(a)的A-A線切斷的剖面，表示沿著與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷本實施方式的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD1中使用的照明裝置(側(cè)光型背照燈單元)40的剖面圖，圖9(b)的上半部分是表示來自照明裝置40的照明光在TFT-LCD1的顯示區(qū)域里面?zhèn)鹊牧炼确植嫉膱D；圖10是表示在本發(fā)明的第三實施方式中，改變背照燈單元的1幀期間中的點亮?xí)r間的比率(占空比)，并對灰度數(shù)據(jù)進行加工來進行液晶透射率的調(diào)整時，對是否感覺到與原來的圖像的畫質(zhì)差的主觀評價的圖；圖11是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的顯示數(shù)據(jù)變換電路20的簡要動作步驟的圖；圖12是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的顯示數(shù)據(jù)變換電路20的明度Y的計算和直方圖作成步驟的流程圖；圖13是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，在圖像僅位于1幀(畫面)內(nèi)的一部分中時，計算圖像占據(jù)的像素數(shù)M的步驟的流程圖；圖14是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，計算閾值明度Yα的步驟的流程圖；圖15是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，用于光源的占空比選擇的占空比選擇用查找表的圖；圖16是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置中，用于與閾值明度Yα對應(yīng)地決定將加工后的灰度數(shù)據(jù)輸出到多個數(shù)據(jù)總線8時的控制值的信號控制值選擇用查找表的圖；圖17是表示本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的占空驅(qū)動的例子的圖；圖18是表示在LCD面板(panel)上配置作為本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的側(cè)光型背照燈單元的例子的圖；圖19是表示占空驅(qū)動作為本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的側(cè)光型背照燈單元的冷陰極管A、B的例子的圖；圖20是表示作為本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置，將冷陰極管A～F配置在面板顯示面的里面上的掃描型背照燈單元的圖；圖21是表示占空驅(qū)動本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的冷陰極管A～F的例子的圖；圖22是表示將本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的側(cè)光型背照燈單元配置在LCD面板上的例子的圖；圖23是表示占空驅(qū)動本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的側(cè)光型背照燈單元的冷陰極管A～D的例子的圖；圖24是表示將本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的直下型背照燈單元配置在LCD面板上的例子的圖；圖25是表示占空驅(qū)動本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的直下型背照燈單元的冷陰極管A～H的例子的圖；圖26是表示將本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的直下型背照燈單元配置在LCD面板上的例子的圖；圖27是表示占空驅(qū)動本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置的直下型背照燈單元的LED的A～T的例子的圖；圖28是表示在具有圖1所示的掃描型背照燈的顯示裝置中，占空比為80％、1幀期間的開始20％為熄滅，其余期間80％為全點亮的狀態(tài)的圖；圖29是表示使用本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置來解決圖28的背照燈的問題的占空驅(qū)動方法的圖；圖30是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例1的背照燈結(jié)構(gòu)的圖；圖31是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例1的背照燈的驅(qū)動波形的圖；圖32是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例2的背照燈結(jié)構(gòu)的圖；圖33是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例2的背照燈的驅(qū)動波形的圖；圖34是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例2的背照燈的具體定時圖的圖；圖35是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例2的背照燈的具體定時圖的圖；圖36是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例2的背照燈的具體定時圖的圖；圖37是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例3的背照燈的具體定時圖的圖；圖38是表示本發(fā)明的第四實施方式的實施例3的背照燈的具體定時圖的圖；圖39是表示在本發(fā)明的第四實施方式的實施例3的背照燈中，將最大點亮狀態(tài)S2的電流值(相對值)設(shè)為10，改變圖38的中間點亮狀態(tài)S3、S4，由多個觀察者對使動態(tài)圖像顯示在TFT-LCD1的顯示區(qū)域中時的顯示質(zhì)量進行主觀評價的圖；圖40是表示冷陰極管的特性的圖；圖41是表示使用本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置及其占空驅(qū)動方法的效果的圖；圖42是表示使用本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置及其占空驅(qū)動方法的效果的圖；圖43是說明本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的實施例4的圖；圖44是表示對本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的實施例4的背照燈單元75進行圖37或圖38所示的占空驅(qū)動的結(jié)果的圖；圖45是表示作為本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的比較例的現(xiàn)有的直下型背照燈結(jié)構(gòu)和占空驅(qū)動的圖；圖46是表示作為本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的比較例的現(xiàn)有的直下型背照燈的占空驅(qū)動的圖；圖47是表示本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的實施例5的背照燈單元75’的圖；圖48是表示本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的實施例6的背照燈單元130的圖；圖49是表示本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置的實施例7的背照燈結(jié)構(gòu)的圖；圖50是表示LED的發(fā)光效率的電流依賴性的圖；圖51是表示LED的發(fā)光量的電流依賴性的圖；圖52是表示本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖；圖53是說明本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置的采光要素的第一原理的圖；圖54是說明本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置的采光要素的第二原理的圖；圖55是說明本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置的采光要素的第三原理的圖；圖56是說明本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置的采光要素的第四原理的圖；圖57是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-1的液晶顯示裝置的簡要構(gòu)成的框圖；圖58是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-1的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；
圖59是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-1的照明裝置的背照燈單元130的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖60是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-1的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法的圖；圖61是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-1的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例的框圖；圖62是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-2的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖63是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-3的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖64是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-4的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖65是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-5的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖66是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-6的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖67是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-6的照明裝置的剖面結(jié)構(gòu)的圖；圖68是表示本發(fā)明的第五實施方式的實施例5-6的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法的圖；圖69是表示本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置的制造方法的圖；圖70是表示在本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置中，偏光板吸收軸的截止波長相對偏光板的熱處理中的熱處理時間變化的圖；圖71是表示在本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置中，以70℃熱處理偏光板時的偏光板的吸收軸方向的透射特性的圖；圖72是表示在本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置中，偏光板的收縮率相對熱處理時間的圖；圖73是表示在本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置中，熱沖擊試驗時間和導(dǎo)光板變形量的關(guān)系的圖；
圖74是表示用與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷原來的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD中使用的直下型背照燈單元的剖面、和來自該背照燈單元的照明光的亮度分布的圖；圖75是表示從顯示區(qū)域側(cè)觀察現(xiàn)有的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD中使用的直下型背照燈單元的結(jié)構(gòu)的圖；圖76是表示作為現(xiàn)有的另一掃描型照明裝置的側(cè)光型背照燈單元的結(jié)構(gòu)的圖；圖77是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-1的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖；圖78是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-1具有的定時控制器內(nèi)的黑顯示控制部的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖79是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-1的動作的定時圖；圖80是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-2的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖；圖81是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-2具有的定時控制器內(nèi)的黑顯示控制部的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖82是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-3的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖；圖83是表示本發(fā)明的第七實施方式的實施例7-3具有的定時控制器內(nèi)的黑顯示控制部的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖84是表示現(xiàn)有的液晶顯示裝置的一個例子的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)的圖；圖85是表示圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置的動作的定時圖。
具體實施例方式使用圖1到圖3說明本發(fā)明的第一實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。首先，使用圖1對本實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)進行說明。圖1表示從面板顯示面?zhèn)扔^察作為顯示裝置的例子的TFT-LCD1的示意狀態(tài)。LCD面板2在形成TFT4的陣列基板(未示出)和形成公共電極Ce的對置基板(未示出)這2塊玻璃基板間封入液晶1c。圖示的LCD面板2內(nèi)表示出1個像素的等效電路。在陣列基板上，在上下方向上平行地形成多個例如在圖中的左右方向上延伸的柵極總線6。經(jīng)未示出的絕緣膜在左右方向上平行形成多個在圖中上下方向上延伸的數(shù)據(jù)總線8。由這樣縱橫形成的柵極總線6和數(shù)據(jù)總線8界定的矩陣狀的多個區(qū)域分別成為像素區(qū)域。在各像素區(qū)域中形成像素電極10。
各像素區(qū)域的柵極總線6和數(shù)據(jù)總線8的交叉點附近形成TFT4，TFT4的柵極G連接?xùn)艠O總線6、漏極D連接數(shù)據(jù)總線8。源極S連接像素電極10。柵極總線6由柵極驅(qū)動器12驅(qū)動，數(shù)據(jù)總線6由數(shù)據(jù)驅(qū)動器14驅(qū)動。從數(shù)據(jù)驅(qū)動器14對各數(shù)據(jù)總線8輸出灰度電壓(灰度數(shù)據(jù))，對任一柵極總線6輸出柵極信號(選通脈沖)時，其柵極G與該柵極總線6連接的一連串的TFT4為接通狀態(tài)。向與這些TFT4的源極S連接的像素電極10施加灰度電壓，在其與對置基板側(cè)形成的公共電極Ce之間驅(qū)動液晶1c。各像素中由像素電極10和公共電極Ce與液晶1c形成液晶電容C1c，與該液晶電容C1c并列地還形成存儲電容Cs。
TFT-LCD1具有輸入從PC(個人計算機)等系統(tǒng)側(cè)輸出的時鐘CLK和數(shù)據(jù)使能信號Enab以及灰度數(shù)據(jù)Data等的控制電路16。
柵極驅(qū)動器12具有例如移位寄存器，從控制電路16內(nèi)的柵極驅(qū)動器控制部18接受鎖存脈沖信號LP，從顯示開始線開始依次輸出選通脈沖，依次進行線驅(qū)動。
控制電路16具有顯示數(shù)據(jù)變換電路20。顯示數(shù)據(jù)變換電路20例如具有以下功能比較應(yīng)該顯示的灰度數(shù)據(jù)Data和此前的灰度數(shù)據(jù)Data，如果超出規(guī)定的閾值而數(shù)據(jù)值發(fā)生了變化時，則對應(yīng)該顯示的灰度數(shù)據(jù)Data進行規(guī)定的加權(quán)處理等，向數(shù)據(jù)驅(qū)動器14輸出灰度數(shù)據(jù)Data。
另外，控制電路16具有用于對照明LCD面板2的圖像顯示區(qū)域的照明裝置24進行控制的光源控制部22。本實施方式的照明裝置24作為一個例子使用直下型背照燈單元。本例的直下型背照燈單元具有被分割為多個(本例中為4個)的發(fā)光區(qū)域25～28，配置為可從顯示區(qū)域里面照明LCD面板2的狀態(tài)。設(shè)1幀中的柵極總線數(shù)為L，則第一發(fā)光區(qū)域25將從作為顯示開始線的第一個柵極總線6到第L/4個柵極總線6作為照明范圍。同樣，第二發(fā)光區(qū)域26將從第L/4+1個柵極總線6到第2L/4個柵極總線6作為照明范圍，第三發(fā)光區(qū)域27將從第2L/4+1個柵極總線6到第3L/4個柵極總線6作為照明范圍，第四發(fā)光區(qū)域28將從第3L/4+1個柵極總線6到第L個柵極總線6作為照明范圍。
各發(fā)光區(qū)域25～28為在LCD面板2里面?zhèn)刃纬膳c柵極總線6的延伸方向大致平行的光射出用開口、其它部分用反射板等包圍的結(jié)構(gòu)。各發(fā)光區(qū)域25～28的用反射板等包圍的區(qū)域內(nèi)配置有可通過控制供給的電流來改變發(fā)光亮度的例如棒狀的冷陰極管30～33，其各自的管軸方向與柵極總線6的延伸方向大致平行。從光源電源電路35～38向各冷陰極管30～33流過規(guī)定的驅(qū)動電流。光源電源電路35～38根據(jù)來自控制電路16的光源控制部22的電流控制信號，向各冷陰極管30～33分別提供至少3級發(fā)光狀態(tài)。這里，第一級發(fā)光狀態(tài)是熄滅狀態(tài)S1，第二級發(fā)光狀態(tài)是得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2，第三級發(fā)光狀態(tài)是得到第二級發(fā)光狀態(tài)的大致一半亮度的中間點亮狀態(tài)S3。所謂最大點亮亮度并不意味著作為冷陰極管30～33的規(guī)格可射出的最高亮度，也包含由光源電源電路35～38調(diào)整的亮度范圍內(nèi)的最高亮度。至少包含光源控制部22和光源電源電路35～38來構(gòu)成光源控制系統(tǒng)。
控制電路16的光源控制部22與從柵極驅(qū)動器控制部18向柵極驅(qū)動器12輸出的鎖存脈沖信號LP同步，對各光源電源電路35～38輸出發(fā)光控制信號。各光源電源電路35～38根據(jù)輸入的發(fā)光控制信號，將冷陰極管30～33的發(fā)光狀態(tài)切換為第一到第三發(fā)光狀態(tài)S1～S3之一，從顯示區(qū)域里面照明LCD面板2。
圖2表示與鎖存脈沖信號LP的輸入同步，從柵極驅(qū)動器12對各柵極總線6輸出的選通脈沖GP的輸出定時和各發(fā)光區(qū)域25～28的發(fā)光亮度B(25)～B(28)。橫方向表示時間。這里，如上所述，顯示區(qū)域中有L根柵極總線6，從顯示開始線順序分配線序號GL(1)、GL(2)、…GL(L-1)、GL(L)。
光源控制部22與向作為顯示開始線的柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP同步，對光源電源電路35輸出控制流向冷陰極管30的電流的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路35流向冷陰極管30的電流，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)為最大點亮亮度的大致1/2的中間點亮狀態(tài)S3。之后，在輸出向柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)一直維持中間點亮狀態(tài)S3。
光源控制部22在輸出向柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP時，與其同步地向光源電源電路35輸出規(guī)定的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路35流向冷陰極管30的電流，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)為可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2。之后，在完成1幀期間f、開始下一幀期間f并輸出向柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)一直維持最大點亮狀態(tài)S2。每次開始下一幀期間f時，重復(fù)上述動作。
通過該照明動作，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)在1幀期間f結(jié)束前僅1/4幀期間為最大點亮狀態(tài)S2，從1幀(顯示區(qū)域)的開頭開始的1/4幀部分用最大亮度照明。此外的從1幀期間f開始到3/4幀為止，發(fā)光區(qū)域25的發(fā)光亮度B(25)維持中間點亮狀態(tài)S3，從1幀期間的開頭開始用中間亮度照明1/4幀部分。
接著關(guān)注發(fā)光區(qū)域26，光源控制部22與用于向從顯示開始線開始移動了1/4幀的柵極總線GL(L/4+1)輸出選通脈沖GP(L/4+1)的鎖存脈沖LP同步，對光源電源電路36輸出控制流向冷陰極管31的電流的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路36流向冷陰極管31的電流，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)為最大點亮亮度的大致1/2的中間點亮狀態(tài)S3。之后，在輸出向柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)一直維持中間點亮狀態(tài)S3。
光源控制部22在輸出向柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP時，與其同步地向光源電源電路36輸出規(guī)定的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路36流向冷陰極管31的電流，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)為可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2。之后，在輸出向柵極總線GL(L/4+1)輸出選通脈沖GP(L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)一直維持最大點亮狀態(tài)S2。按幀期間f的周期重復(fù)上述動作。
通過該照明動作，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)僅在1幀期間f的開頭1/4幀部分期間為最大點亮狀態(tài)S2，僅該期間中從1幀的開頭1/4到1/2的區(qū)域的1/4幀部分用最大亮度照明，其它期間中，發(fā)光區(qū)域26的發(fā)光亮度B(26)維持中間點亮狀態(tài)S3，從1幀的開頭1/4到1/2的區(qū)域的1/4幀部分用中間亮度照明。
接著關(guān)注發(fā)光區(qū)域27，光源控制部22與用于向從顯示開始線開始移動了1/2幀的柵極總線GL(2L/4+1)輸出選通脈沖GP(2L/4+1)的鎖存脈沖LP同步，對光源電源電路37輸出控制流向冷陰極管32的電流的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路37流向冷陰極管32的電流，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)為最大點亮亮度的大致1/2的中間點亮狀態(tài)S3。之后，在輸出向柵極總線GL(L/4+1)輸出選通脈沖GP(L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)一直維持中間點亮狀態(tài)S3。
光源控制部22在輸出向柵極總線GL(L/4+1)輸出選通脈沖GP(L/4+1)的鎖存脈沖LP時，與其同步地向光源電源電路37輸出規(guī)定的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路37流向冷陰極管32的電流，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)為可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2。之后，在輸出向柵極總線GL(2L/4+1)輸出選通脈沖GP(2L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)一直維持最大點亮狀態(tài)S2。按幀期間f的周期重復(fù)上述動作。
通過該照明動作，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)僅在1幀期間f的開頭1/4到1/2的1/4幀期間為最大點亮狀態(tài)S2，僅該期間中的從1幀的1/2到3/4的區(qū)域的1/4幀部分用最大亮度照明，其它期間中，發(fā)光區(qū)域27的發(fā)光亮度B(27)維持中間點亮狀態(tài)S3，從1幀的開頭1/2到3/4的區(qū)域的1/4幀部分用中間亮度照明。
同樣，在發(fā)光區(qū)域28中，光源控制部22與向從顯示開始線開始移動了3/4幀的柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP同步，對光源電源電路38輸出控制流向冷陰極管33的電流的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路38流向冷陰極管33的電流，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)為最大點亮亮度的大致1/2的中間點亮狀態(tài)S3。之后，在輸出向柵極總線GL(2L/4+1)輸出選通脈沖GP(2L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)一直維持中間點亮狀態(tài)S3。
光源控制部22在輸出向柵極總線GL(2L/4+1)輸出選通脈沖GP(2L/4+1)的鎖存脈沖LP時，與其同步地向光源電源電路38輸出規(guī)定的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路38流向冷陰極管33的電流，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)為可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2。之后，在輸出向柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)一直維持最大點亮狀態(tài)S2。按幀期間f的周期重復(fù)上述動作。
通過該照明動作，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)僅在1幀期間f的1/2到3/4的1/4幀期間為最大點亮狀態(tài)S2，僅該期間中的1幀的最后1/4的區(qū)域用最大亮度照明。其它期間中，發(fā)光區(qū)域28的發(fā)光亮度B(28)維持中間點亮狀態(tài)S3，1幀的最后的1/4幀部分用中間亮度照明。
通過以上說明的點亮動作，如圖2所示，整個顯示區(qū)域用中間亮度照明，并且可得到將顯示區(qū)域以與柵極總線6平行的帶狀縱向一列地4分割的區(qū)域的發(fā)光亮度按時間系列依次變?yōu)樽畲蟮恼彰鳌?br> 根據(jù)本實施方式，可用一直按最大點亮亮度驅(qū)動的原來的保持型的照明裝置的亮度的5/8倍(＝1/4A+3/4×1/2A，A為最大點亮亮度)的亮度充分抑制亮度降低并實現(xiàn)對應(yīng)動態(tài)圖像的顯示，現(xiàn)有的對應(yīng)動態(tài)圖像的掃描型照明裝置為現(xiàn)有的保持型照明裝置的1/4倍的亮度，因此根據(jù)本實施方式的照明裝置，可實現(xiàn)現(xiàn)有的掃描型照明裝置的2.5倍的高亮度顯示。
本實施方式中，表示出對1幀期間f(例如16.7ms)只有1/4幀期間用最大點亮亮度照明的動作例子，但最大點亮亮度的照明期間可加長。由此，可實現(xiàn)進一步的高亮度化。本實施方式中，對將中間點亮狀態(tài)S3的中間亮度設(shè)為最大點亮亮度的大致1/2的情況進行了說明，但也可設(shè)為其它的中間亮度電平。
圖3是將多個觀察者對改變最大點亮亮度的照明期間和中間亮度電平，在圖1所示的TFT-LCD1的顯示區(qū)域中進行動態(tài)圖像顯示時的顯示質(zhì)量進行的主觀評價進行曲線化的結(jié)果。
圖3中，橫軸表示最大點亮狀態(tài)S2相對1幀期間f的比例(％)，縱軸表示1～5級評價點的評價。評價點1表示動態(tài)圖像顯示中的動態(tài)圖像模糊和拖尾等“非常嚴重”的情況，評價點2表示“嚴重”的情況，評價點3表示動態(tài)圖像模糊等“比較明顯但可以忍受”的情況，評價點4表示“有區(qū)別但可以忍受”的情況，評價點5是“與靜止畫面同等優(yōu)質(zhì)的畫質(zhì)”的情況。
圖中，連接圓點標記的直線(A)表示中間點亮狀態(tài)S3的亮度電平與最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平相同的情況。因此，不管最大點亮亮度S2相對1幀期間f的比例(下面簡稱為最大點亮狀態(tài)S2的比例)如何，在1幀期間f的整個期間中以最大亮度電平照明。即為與保持型驅(qū)動同樣的顯示，因此圖像質(zhì)量為動態(tài)圖像模糊和拖尾非常嚴重，為評價點1。
圖中連接×標記的折線(B)表示中間點亮狀態(tài)S3的亮度電平為最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的大致1/2的情況。在此情況下，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％時，可得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，評價點為4。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％時，得到評價點3。
圖中連接三角形的折線(C)表示中間點亮狀態(tài)S3的亮度電平為最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的30％的情況。此時，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％時，可得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，評價點接近5。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％時，得到評價點3。
圖中連接方塊標記的折線(D)表示中間點亮狀態(tài)S3的亮度電平為0、最大點亮狀態(tài)S2以外為熄滅狀態(tài)S1的情況。這是與原來的掃描型LCD的照明方法相同的方法。此時，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％時，可得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，評價點接近5。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％時，得到大于等于3的評價點。
圖3中，即便中間點亮狀態(tài)S3為最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的30％左右，可得到與折線(D)表示的原來的掃描型LCD相比不遜色的顯示質(zhì)量。另外，如果中間點亮狀態(tài)S3為最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的50％左右以內(nèi)，則可認為在允許范圍內(nèi)。
如果最大點亮狀態(tài)S2的照明時間為1幀期間f的30％或小于30％，則幾乎不產(chǎn)生動態(tài)圖像模糊和拖尾，50％以內(nèi)為允許范圍。
本實施方式中，對像素電極10寫入灰度數(shù)據(jù)Data后，在經(jīng)過f/2到3f/4的時刻，用最大亮度照明該像素。這是考慮液晶1c中液晶分子對電場強度變化的響應(yīng)時間，如果使用高速響應(yīng)的液晶材料，例如在寫入灰度數(shù)據(jù)Data后經(jīng)過f/4到f/2的時刻，可用最大亮度照明該像素。
如以上說明，根據(jù)本實施方式的照明裝置24具有與選通脈沖GP的輸出控制信號(鎖存脈沖LP)同步地切換最大點亮狀態(tài)S2和中間點亮狀態(tài)S3的特征。
根據(jù)本實施方式的照明裝置24中，向柵極總線6輸出選通脈沖GP，連接該柵極總線6的TFT4變?yōu)榻油顟B(tài)，向像素電極10寫入灰度數(shù)據(jù)Data，由此，可進行控制，使液晶1c的液晶分子正在進行傾斜動作以達到希望的傾斜角的期間，維持中間點亮狀態(tài)S3，而在液晶分子的傾斜響應(yīng)大概完成了時，使其為最大點亮狀態(tài)S2。由此，由于最大點亮狀態(tài)S2時間短，可改善動作模糊等畫質(zhì)劣化，而狀態(tài)S2以外維持在熄滅狀態(tài)S1，因此，現(xiàn)有的掃描型LCD存在的顯示畫面亮度降低的問題得到克服。本照明裝置24中，即便最大點亮狀態(tài)S2時間短，由于通過中間點亮狀態(tài)S3按規(guī)定的中間亮度電平繼續(xù)照明，因此可減少亮度降低。
使用本照明裝置24可抑制動態(tài)圖像模糊等畫質(zhì)劣化，這是因為其照明方法巧妙地利用了人類的眼睛著重感覺變化的人體工學(xué)特征。即，人類眼睛感覺到從中間點亮狀態(tài)S3變化為最大點亮亮度S2的瞬間的圖像，將其留在視網(wǎng)膜上。該圖像識別動作按一幀期間進行，可防止看到動態(tài)圖像模糊和拖尾。另一方面，人類將入射到視網(wǎng)膜的光的積分值感覺為亮度，因此中間點亮狀態(tài)S3的光量和最大點亮亮度S2的光量的平均為TFT-LCD1的顯示區(qū)域的亮度。
通過采用本實施方式，可將高亮度、沒有動態(tài)圖像模糊的液晶顯示裝置作成簡單的薄型結(jié)構(gòu)，可促進顯示質(zhì)量的改善、裝置成本的降低或小型化。
上述實施方式中，雖然用將1幀4分割的掃描型照明裝置進行了說明，但將1幀N分割(N是1或大于1的整數(shù))的情況下都可采用上述實施方式的結(jié)構(gòu)和方法。例如N＝1的情況下，在LCD面板2的顯示區(qū)域的全部像素中寫入灰度數(shù)據(jù)Data的過程當中以中間點亮狀態(tài)S3照明全體，在最終線的像素寫入后經(jīng)過規(guī)定的液晶響應(yīng)時間后，以最大點亮亮度S2照明全體。最大點亮亮度S2例如在垂直消隱期間實現(xiàn)。這樣，使用1個冷陰極管(光源)可實現(xiàn)抑制亮度降低并且減少動態(tài)圖像模糊和拖尾的TFT-LCD。
上述實施方式中，以直下型背照燈單元為例作了說明，但不限于此，在導(dǎo)光板的端部配置光源的側(cè)光型背照燈單元中也可采用本實施方式的結(jié)構(gòu)和方法。
本實施方式中使用的照明裝置24的照明驅(qū)動方法例如也適用于作為自發(fā)光型的平面顯示裝置的EL(電致發(fā)光)顯示裝置(使用有機EL元件或無機EL元件)的驅(qū)動方法。
使用圖4到圖8對本發(fā)明的第二實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置進行說明。首先，使用圖4和圖5來說明本實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)。圖4表示本實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)。圖4所示的TFT-LCD1與使用圖1說明的第一實施方式的TFT-LCD1相同，實現(xiàn)相同的作用功能的構(gòu)成要素標注與圖1相同的符號并省略其說明。圖5(a)是用圖4的線A-A切斷的剖面，表示用與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷本實施方式的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD1中使用的照明裝置(側(cè)光型背照燈)40的剖面。圖5(b)表示來自照明裝置40的照明光在TFT-LCD1的顯示區(qū)域里面?zhèn)鹊牧炼确植肌?br> 本實施方式的照明裝置40是將冷陰極管沿著具有將內(nèi)部傳導(dǎo)的光射出到外部的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板的端部配置的側(cè)光型背照燈單元。本例的側(cè)光型背照燈單元具有分割為多個(本例中為4個)的分割區(qū)域41～43，并配置為可從顯示區(qū)域里面照明LCD面板2的狀態(tài)。
設(shè)1幀中的柵極總線數(shù)為L時，第一發(fā)光區(qū)域41將從作為顯示開始線的第一柵極總線6到第L/4柵極總線6作為照明范圍。同樣，第二發(fā)光區(qū)域42將從第L/4+1柵極總線6到第2L/4柵極總線6作為照明范圍，第三發(fā)光區(qū)域43將從第2L/4+1柵極總線6到第3L/4柵極總線6作為照明范圍。第四發(fā)光區(qū)域44將從第3L/4+1柵極總線6到第L柵極總線6作為照明范圍。
如圖5(a)所示，在與TFT-LCD1里面相對的一側(cè)的大致同一面內(nèi)配置有2塊導(dǎo)光板51、52。導(dǎo)光板51配置在第一和第二發(fā)光區(qū)域41、42中，導(dǎo)光板52配置在第三和第四發(fā)光區(qū)域43、44中。在和導(dǎo)光板51的與導(dǎo)光板52相對的端部相對的端部上配置有冷陰極管46。在和導(dǎo)光板51的與導(dǎo)光板52相對的端部相對的端部上配置有冷陰極管47。
在第一發(fā)光區(qū)域41中，和導(dǎo)光板51的與TFT-LCD1側(cè)相反的一側(cè)的面上相鄰地配置著導(dǎo)光板50。在導(dǎo)光板50的一端部上配置有冷陰極管45。在第四發(fā)光區(qū)域44中，在和導(dǎo)光板52的與TFT-LCD1側(cè)相反的一側(cè)的面上相鄰地配置著導(dǎo)光板53。在導(dǎo)光板53的一端部上配置有冷陰極管48。冷陰極管45～48例如形成為直線棒狀。冷陰極管45～48可以通過控制供給的電流來改變發(fā)光亮度。
分別從光源電源電路35～38向冷陰極管45～48流過規(guī)定的驅(qū)動電流。光源電源電路35～38可以根據(jù)來自控制電路16的光源控制部22的電流控制信號，分別向每個冷陰極管45～48提供至少3級發(fā)光狀態(tài)。這里，第一級發(fā)光狀態(tài)是熄滅狀態(tài)S1，第二級發(fā)光狀態(tài)是可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2，第三級發(fā)光狀態(tài)是可得到第二級發(fā)光狀態(tài)的大致一半的亮度的中間點亮狀態(tài)S3。這里，所謂最大點亮亮度并不意味著作為冷陰極管45～48的規(guī)格可射出的最高亮度，也包含由光源電源電路35～38調(diào)整的亮度范圍內(nèi)的最高亮度。
根據(jù)以上說明的本實施方式的照明裝置40為將包括導(dǎo)光板(導(dǎo)光部件)50和在其端部配置的冷陰極管45并從一面射出光的光源單元(50，45)與包括導(dǎo)光板51和在其端部配置的冷陰極管46的光源單元(51，46)層疊的結(jié)構(gòu)。而且，照明裝置40為將包括導(dǎo)光板53和在其端部配置的冷陰極管48并從一面射出光的光源單元(53，48)與包括導(dǎo)光板52和在其端部配置的冷陰極管47的光源單元(52，47)層疊的結(jié)構(gòu)。照明裝置40為在同一平面上配置光源單元(51，46)和光源單元(52，47)的結(jié)構(gòu)。并且，光源單元(50，45)和光源單元(53，48)配置在同一平面上。
各發(fā)光區(qū)域41～44為在LCD面板2里面?zhèn)刃纬晒馍涑鲇瞄_口、其他部分用擴散反射板55包圍的結(jié)構(gòu)。TFT-LCD1里面和照明裝置40的光射出用開口之間配置有擴散片60等。在第一發(fā)光區(qū)域41的導(dǎo)光板50里面上、第二發(fā)光區(qū)域42的導(dǎo)光板51里面上、第三發(fā)光區(qū)域43的導(dǎo)光板52里面上、第四發(fā)光區(qū)域44的導(dǎo)光板53里面上例如分別印刷光散射圖案，作為光取出結(jié)構(gòu)56～59。在第一發(fā)光區(qū)域41的導(dǎo)光板51里面上和第四發(fā)光區(qū)域44的導(dǎo)光板52里面上不形成光取出結(jié)構(gòu)。
通過配置該光取出結(jié)構(gòu)56、57，來自冷陰極管45的光大部分由光取出結(jié)構(gòu)56散射并在導(dǎo)光板50內(nèi)導(dǎo)光，并透過導(dǎo)光板51的第一發(fā)光區(qū)域41部分，從第一發(fā)光區(qū)域41射出。此時部分光傳導(dǎo)到導(dǎo)光板51，由光取出結(jié)構(gòu)57散射，從第二發(fā)光區(qū)域42射出。另外，部分光從導(dǎo)光板51導(dǎo)向?qū)Ч獍?2、導(dǎo)光板53，由光取出結(jié)構(gòu)58、59散射，從第三、第四發(fā)光區(qū)域43、44射出。即，來自冷陰極管45的光大部分用于第一發(fā)光區(qū)域41的照明，其余的用于第二到第四發(fā)光區(qū)域42～44的照明。
同樣，來自冷陰極管46的光大部分在導(dǎo)光板51內(nèi)導(dǎo)光，由光取出結(jié)構(gòu)57散射，從第二發(fā)光區(qū)域42射出。此時部分光導(dǎo)向?qū)Ч獍?0、52、53，由光取出結(jié)構(gòu)56、58、59散射，從第一發(fā)光區(qū)域41、第三和第四發(fā)光區(qū)域43、44射出。即，來自冷陰極管46的光大部分用于第二發(fā)光區(qū)域42的照明，其余的用于第一發(fā)光區(qū)域41、第三到第四發(fā)光區(qū)域43～44的照明。
另一方面，通過配置光取出結(jié)構(gòu)58、59，來自冷陰極管48的光大部分由光取出結(jié)構(gòu)59散射并在導(dǎo)光板53內(nèi)導(dǎo)光，并透過導(dǎo)光板52的第四發(fā)光區(qū)域44部分，從第四發(fā)光區(qū)域44射出。此時部分光導(dǎo)向?qū)Ч獍?2，由光取出結(jié)構(gòu)58散射，從第三發(fā)光區(qū)域43射出。另外，部分光從導(dǎo)光板52導(dǎo)向?qū)Ч獍?1、導(dǎo)光板50，由光取出結(jié)構(gòu)57、56散射，從第二、第一發(fā)光區(qū)域42、41射出。即，來自冷陰極管48的光大部分用于第四發(fā)光區(qū)域44的照明，其余的用于第一到第三發(fā)光區(qū)域41～43的照明。
同樣，來自冷陰極管47的光大部分在導(dǎo)光板52內(nèi)導(dǎo)光，由光取出結(jié)構(gòu)58散射，從第三發(fā)光區(qū)域43射出。此時部分光導(dǎo)向?qū)Ч獍?0、51、53，由光取出結(jié)構(gòu)56、57、59散射，從第一發(fā)光區(qū)域41、第二和第四發(fā)光區(qū)域43、44射出。即，來自冷陰極管47的光大部分用于第三發(fā)光區(qū)域43的照明，其余的用于第一發(fā)光區(qū)域41、第二和第四發(fā)光區(qū)域42、44的照明。
圖4所示的控制電路16的光源控制部22與從柵極驅(qū)動器控制部18向柵極驅(qū)動器12輸出的鎖存脈沖信號LP同步，對各光源電源電路35～38輸出發(fā)光控制信號。各光源電源電路35～38根據(jù)輸入的發(fā)光控制信號，將冷陰極管41～44的發(fā)光狀態(tài)切換為第一到第三發(fā)光狀態(tài)S1～S3之一，從顯示區(qū)域里面照明LCD面板2。
這種結(jié)構(gòu)中，進行與第一實施方式的圖2所示的同樣的照明驅(qū)動。本實施方式中，讀出發(fā)光亮度B(41)～B(44)來替代圖2的發(fā)光亮度B(25)～B(28)。
光源控制部22與用于向作為顯示開始線的柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP同步，對光源電源電路35輸出控制流向冷陰極管45的電流的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路35流向冷陰極管45的電流，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)為最大點亮亮度的大致1/2的中間點亮狀態(tài)S3。之后，在輸出向柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)一直維持中間點亮狀態(tài)S3。
光源控制部22在輸出向柵極總線GL(3L/4+1)輸出選通脈沖GP(3L/4+1)的鎖存脈沖LP時，與其同步地向光源電源電路35輸出規(guī)定的發(fā)光控制信號。由此，控制從光源電源電路35流向冷陰極管45的電流，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)為可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2。之后，在完成1幀期間f、開始下一幀期間f并輸出向柵極總線GL(1)輸出選通脈沖GP(1)的鎖存脈沖LP之前，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)一直維持最大點亮狀態(tài)S2。每次開始下一幀期間f時，重復(fù)上述動作。
通過該照明動作，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)僅在1幀期間f結(jié)束前的1/4幀期間為最大點亮狀態(tài)S2，從1幀期間(顯示區(qū)域)的開頭開始的1/4幀部分用最大亮度照明。此外，從1幀期間f的開始到3/4幀時為止，發(fā)光區(qū)域41的發(fā)光亮度B(41)維持中間點亮狀態(tài)S3，從1幀期間的開頭開始用中間亮度照明1/4幀部分。
與第一實施方式說明的相同，通過進行發(fā)光區(qū)域42、43、44的發(fā)光動作，如圖2所示，整個顯示區(qū)域用中間亮度照明，并且可得到以與柵極總線6平行的帶狀將顯示區(qū)域縱向一列地4分割的區(qū)域的發(fā)光亮度按時間系列依次變?yōu)樽畲蟮恼彰鳌１菊f明中，說明了切換最大點亮狀態(tài)S2和中間點亮狀態(tài)S3的例子，但切換最大點亮狀態(tài)S2和熄滅狀態(tài)S1也可得到同樣效果。
本實施方式中，說明了將2塊導(dǎo)光板層疊并將其平面地配置2組的結(jié)構(gòu)，但增加層疊塊數(shù)，也可得到同樣效果。在圖5所示結(jié)構(gòu)中，如果在背照燈的凹陷部(發(fā)光區(qū)域42、43的里面)中配置光源電源電路35～38等，或配置冷陰極管45、48，則可實現(xiàn)裝置的薄型化和小型化。
這樣，本實施方式的照明裝置40雖然是側(cè)光型，由于以一個發(fā)光區(qū)域為主進行照明的光源單元向相鄰的其他發(fā)光區(qū)域供給部分光，另一方面，以該其他發(fā)光區(qū)域為主進行照明的光源單元向相鄰的該一個發(fā)光區(qū)域供給部分光來相互補充，使得如圖5(b)所示，可實現(xiàn)均勻的亮度分布α。在每個導(dǎo)光部件中，在端面上配置光源，通過控制該光源的點亮、熄滅或分別控制點亮、減光可實現(xiàn)薄型的適合于動態(tài)圖像顯示的液晶顯示裝置的照明裝置。
下面，使用圖6說明本實施方式的照明裝置40和使用其的TFT-LCD1的變形例。圖6所示的結(jié)構(gòu)除了照明裝置40的部分結(jié)構(gòu)不同外，與圖5所示的結(jié)構(gòu)相同。圖6所示的照明裝置40的特征在于在層疊的光源單元的TFT-LCD1側(cè)導(dǎo)光板51、52與擴散片60之間設(shè)置了光混合區(qū)域62。
光混合區(qū)域62由丙烯酸或聚碳酸酯等所構(gòu)成的透明板、在該透明板中混合光纖等折射率不同的微小材料的擴散板或空氣層構(gòu)成。如果是0.5mm～10mm的空間的空氣層，與圖6(b)的虛線所示的沒有空氣層時的亮度分布α(與圖5(b)的亮度分布α相同)不同，可得到發(fā)光區(qū)域邊界部的亮度偏差被緩和且看不到亮度變化的、實線所示的亮度分布β。
根據(jù)本實施方式，發(fā)光區(qū)域邊界的微小亮度變化相互混合，可緩和邊界部看到的橫線狀的亮度不均勻或使之消失。
圖5和圖6所示的照明裝置40中，將導(dǎo)光板50～53的光取出結(jié)構(gòu)56～59全部配置在導(dǎo)光板50～53下側(cè)，但可通過在導(dǎo)光板50、53上面上分別配置第一和第四發(fā)光區(qū)域41、44的光取出結(jié)構(gòu)56、59，在一個平面內(nèi)配置光取出結(jié)構(gòu)56～59，實現(xiàn)進一步的亮度均勻化。
接著，使用圖7說明本實施方式的照明裝置的其他變形例。圖7所示的結(jié)構(gòu)除了照明裝置40的部分結(jié)構(gòu)不同外，與圖5所示的結(jié)構(gòu)相同。圖7(a)所示的照明裝置40的特征在于在導(dǎo)光板51、52之間的間隙中配置圖7(b)或(c)所示的正反射或擴散反射的兩面反射部件64。圖5和圖6所示的照明裝置40的第二和第三發(fā)光區(qū)域42、43的邊界部中，部分光通過導(dǎo)光板端面的表面反射而向光源側(cè)反射，再次進行導(dǎo)光，其余的光從端面射出，入射到其他照明區(qū)域中。因此，存在發(fā)光被混合、降低動態(tài)圖像性能的可能性。因此，在導(dǎo)光板51、52之間的間隙中配置兩面反射部件64。由此，防止發(fā)光混合，提高動態(tài)圖像性能。
圖7(b)表示如下結(jié)構(gòu)導(dǎo)光板51、52的相對端面與導(dǎo)光板51、52的光射出面大致正交并且彼此平行地面對，在其間隙中配置兩面正反射板或兩面正反射片所構(gòu)成的兩面反射部件64。
圖7(c)表示如下結(jié)構(gòu)在導(dǎo)光板51、52的相對端面上設(shè)置朝向里面?zhèn)乳_口的Λ形的間隙，在該間隙中配置兩面正反射板或兩面正反射片所構(gòu)成的兩面反射部件64。圖7(b)所示的兩面反射部件64具有有限厚度，因此從導(dǎo)光板51、52的光射出側(cè)(TFT-LCD1側(cè))看時，間隙作為影子被看到，引起亮度不均勻。與此相反，通過采用圖7(c)所示的結(jié)構(gòu)，從上面看不到兩面反射部件64，可以有效地改善亮度不均勻。即使在Λ形頂點部附近導(dǎo)光板彼此接觸，對于動態(tài)圖像性能，也能實現(xiàn)非常優(yōu)越的效果。
Λ形的兩面反射部件64的頂角θ在導(dǎo)光體的折射率為n時，最好是滿足下式(1)θ≤180°-4sin-1(1/n)。Λ形的頂角大于上式的θ時，在導(dǎo)光板內(nèi)導(dǎo)光，在端面反射的光中的一部分從導(dǎo)光板射出到上面。因此，液晶面板面上有時產(chǎn)生線條上的明亮度不均勻。從而，通過采用滿足上述式1的頂角θ，可將端面反射光全部導(dǎo)光，可防止亮度不均勻。
用圖8來說明式1。圖8(a)是圖7(c)的放大圖，圖8(b)表示導(dǎo)光板52側(cè)的端面處的光的行進路徑。圖8(b)中，導(dǎo)光板52的射出光由導(dǎo)光板52的下面上的光取出結(jié)構(gòu)58的印刷散射圖案進行散射的光線構(gòu)成，而來自端面A的入射光線從導(dǎo)光板52射出到發(fā)光區(qū)域時，僅來自端面A的光線到達的范圍為高亮度，產(chǎn)生亮度不均勻。
頂角θ是由來自端面A的入射光線不從導(dǎo)光板52射出面射出的條件決定的。這里，設(shè)入射到端面A的光線的入射角為a，從端面A入射到導(dǎo)光板52內(nèi)的光線的折射角為b，從端面A入射的光線對導(dǎo)光板52的發(fā)光區(qū)域開口面的入射角為c，導(dǎo)光板52的折射率為n。來自導(dǎo)光板52的Λ形部端面A的入射光根據(jù)斯奈爾法則折射。
(1)sin(a)＝n×sin(b)(2)n×sin(c)＝sin(d)折射角b和入射角c用下式表達
(3)90＝b+c+θ/2這里，如果d≥90，則從端面A向?qū)Ч獍?2入射的光不從導(dǎo)光板52射出。
(4)由于哪個方向都可能入射，所以a為±90。
(1)可變形為b＝sin-1(1/n)，(2)可變形為c＝sin-1(1/n)。
將其代入(3)，有0＝180-4×sin-1(1/n)從(4)的條件得到0≤180-4×sin-1(1/n)例如，在作為通常的導(dǎo)光材料的PMMA的情況下，n＝1.48，因此θ＝9.97。
接著，使用圖9說明本實施方式的照明裝置的另一變形例。圖9所示的結(jié)構(gòu)除照明裝置40的部分結(jié)構(gòu)不同外，與圖5所示的結(jié)構(gòu)相同。圖9(a)表示本變形例的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)。圖9(a)所示的TFT-LCD1與使用圖4說明的本實施方式的TFT-LCD1相同，對實現(xiàn)相同作用功能的構(gòu)成要素標注與圖4相同的符號，省略其說明。圖9(b)的下半部分是用圖9(a)的A-A線切斷的剖面，表示用與冷陰極管的管軸方向正交的面切斷本實施方式的對應(yīng)動態(tài)圖像顯示的TFT-LCD1中使用的照明裝置(側(cè)光型背照燈單元)40的剖面。圖9(b)的上半部分表示來自照明裝置40的照明光在TFT-LCD1的顯示區(qū)域里面?zhèn)鹊牧炼确植肌?br> 圖9所示的結(jié)構(gòu)除照明裝置40的部分結(jié)構(gòu)不同外，與圖4所示的結(jié)構(gòu)相同。圖9(a)所示的照明裝置40的特征在于在光源電源電路35～38中分別設(shè)置亮度調(diào)整用電位器70～73，對來自各發(fā)光區(qū)域41～44的射出光量進行微調(diào)使之均勻。
本來每個冷陰極管射出光量不同。因此，有時產(chǎn)生第一到第四發(fā)光區(qū)域41～44中各自亮度不同的問題。作為該問題的對策，雖然可以考慮對每根冷陰極管進行亮度評價，組合使用相同亮度的冷陰極管，但存在制造成本增高的問題。與此不同，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可廉價地降低亮度偏差并使顯示面亮度均勻。
如以上所說明，根據(jù)本實施方式，可制造小型且薄型的可得到均勻亮度分布的適合于動態(tài)圖像顯示的液晶顯示裝置。
參考圖10到圖29和表示第一實施方式的圖1，來說明本發(fā)明的第三實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。本實施方式是為了解決上述第三現(xiàn)有技術(shù)的問題而作出的，實現(xiàn)一種即便縮短照明裝置的冷陰極管的點亮?xí)r間也不需要提高冷陰極管的發(fā)光亮度的可得到高質(zhì)量的動態(tài)圖像的顯示裝置。
在改變背照燈單元在1幀期間中的點亮?xí)r間的比率(占空比)，并對灰度數(shù)據(jù)進行加工來調(diào)整液晶透射率的情況下，進行是否感到與原來圖像有畫質(zhì)差的主觀評價。已經(jīng)知道即使是相同的占空比，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)，有時不會感到與原來圖像的畫質(zhì)差，有時會感到與原來圖像的畫質(zhì)差。圖10示出該主觀評價結(jié)果的例子。圖10(a)表示占空比為80％的主觀評價結(jié)果，圖10(b)表示占空比為60％的主觀評價結(jié)果。圖10的橫軸表示1幀中顯示的0～63的64灰度的所有灰度數(shù)據(jù)的平均值。縱軸表示通過圖像數(shù)據(jù)加工而亮度飽和的像素數(shù)相對于全部顯示像素數(shù)的比率(％)。對隨著液晶透射率的調(diào)整而亮度飽和的高亮度像素的數(shù)目進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)其隨圖像內(nèi)容而不同，亮度飽和的像素數(shù)相對于全部顯示像素數(shù)的比率在占空比為80％、占空比為60％兩種情況下，如果亮度飽和的像素比率為全部顯示的2％或小于2％，則與圖像的全部灰度數(shù)據(jù)的平均值(圖像的平均亮度)無關(guān)，都不會感到與原來圖像的畫質(zhì)差。雖省略了個別圖示，但如果亮度飽和的像素為全部的2％或小于2％，無論是哪種圖像，即便降低占空比，也不會感到與原來圖像的畫質(zhì)差。
根據(jù)以上所述，圖像中按從高亮度的像素開始的順序?qū)⒁欢ū嚷实南袼卦O(shè)為最大顯示亮度，除此之外的其余像素的各自的亮度則通過在降低背照燈單元的光源的占空比的同時，提高液晶透射率來進行再現(xiàn)，從而即便占空比下降，也可實現(xiàn)與原來圖像同等的動態(tài)圖像質(zhì)量。
本實施方式的液晶顯示裝置具有與第一和第二實施方式表示的圖1和圖4所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。對與圖1和圖4相同的構(gòu)成要素標注相同符號，省略其說明。TFT-LCD1具有LCD面板2，該LCD面板2根據(jù)灰度數(shù)據(jù)，調(diào)制按矩陣狀二維排列的紅(R)、綠(G)、藍(B)各子像素的光透射率。LCD面板2的顯示區(qū)域里面上設(shè)置有照射光的照明裝置24(或照明裝置40，下面用照明裝置24進行說明)。照明裝置24包括光源(冷陰極管30～33)和同時驅(qū)動它們的光源電源電路35～38。
本實施方式的控制電路16中除驅(qū)動TFT-LCD1的種種電路外，還設(shè)置有分析從外部輸入的灰度數(shù)據(jù)Data的顯示數(shù)據(jù)變換電路20。圖11表示顯示數(shù)據(jù)變換電路20的簡要動作步驟。如圖11所示，顯示數(shù)據(jù)變換電路20存儲輸入控制電路16的1幀部分的像素(R，G，B子像素的組合)的灰度數(shù)據(jù)Data(步驟S1)，從各像素對應(yīng)的各個灰度數(shù)據(jù)(R，G，B)求出明度Y＝r×R+g×G+b×B(r，g，b是實數(shù)，包含數(shù)值0)(步驟S2)，作成圖像的明度Y的直方圖(步驟S3)。接著，算出與1幀內(nèi)的與圖像顯示有關(guān)的像素數(shù)M(步驟S4)，計算作為像素數(shù)M與規(guī)定的亮度飽和比率p的積的一個常數(shù)t＝M×p(步驟S5)，從圖像的明度Y的直方圖和常數(shù)t決定閾值明度Yα(步驟S6)。接著，根據(jù)閾值明度Yα對多個數(shù)據(jù)總線8輸出加工后的灰度數(shù)據(jù)(步驟S7)，同時向控制光源電源電路35～38的光源控制部22輸出規(guī)定的占空比數(shù)據(jù)(步驟S8)。光源控制部22根據(jù)該占空比數(shù)據(jù)控制光源電源電路35～38，按規(guī)定的占空比點亮冷陰極管30～33。
例如，顯示數(shù)據(jù)變換電路20決定占空比，使得光透射率可取得的最大值(灰度數(shù)據(jù)Data可取得的最大值)與照明裝置24的照明量(占空比)的積等于閾值明度Yα；加工大于等于閾值明度Yα的明度Y的像素的灰度數(shù)據(jù)，使得光透射率為上述最大值，對其他像素進行加工，使得加工后的灰度數(shù)據(jù)與上述決定的占空比的積等于該像素的原來的灰度數(shù)據(jù)的明度Y。
圖12是表示顯示數(shù)據(jù)變換電路20的明度Y的計算和直方圖作成步驟的流程圖。顯示數(shù)據(jù)變換電路20每次一個地依次讀入在未示出的存儲裝置(存儲器)中存儲的1幀部分的灰度數(shù)據(jù)D(R，G，B)(步驟S10、S11)，對讀入的灰度數(shù)據(jù)(R，G，B)計算明度Y＝r×R+g×G+b×B，例如作為常數(shù)(r，g，b)＝(0.2126，0.7152，0.0722)(步驟S12)。接著，將變量s設(shè)為63(步驟S13)，比較Y和s的值(步驟S14)。如果Y不等于s，則進入步驟S15，將s值減去1后再次在步驟S14中比較Y值和s值，重復(fù)步驟S14、S15，直到Y(jié)＝s。如果Y＝s，則進入步驟S16，向表示1幀中出現(xiàn)明度Y＝s的個數(shù)的頻度L(s)加上1后返回步驟S10。例如，步驟S11中讀入灰度數(shù)據(jù)(R，G，B)＝(58，30，25)，步驟S12算出明度Y＝35，向表示1幀中出現(xiàn)明度Y＝35的個數(shù)的頻度L(35)的值加上1(步驟S16)。通過將步驟S10到步驟S16重復(fù)執(zhí)行1幀部分的灰度數(shù)據(jù)的個數(shù)那么多次，求出1幀中明度Y＝0～63的頻度L(0)～L(63)的各自的值，算出明度Y的直方圖L。
圖13是表示圖像僅位于1幀(畫面)內(nèi)的一部分中時，計算圖像占據(jù)的像素數(shù)M的步驟的流程圖。設(shè)2維排列的像素為m行n列，如果i行j列的灰度數(shù)據(jù)(R，G，B)的明度Y為0(即，常黑模式下的黑顯示)，則像素(x(i)，y(j))的x(i)＝y(tǒng)(j)＝0，其他像素的x(i)＝y(tǒng)(j)＝1。對于1幀的全部像素，比較明度Y和值0，向各像素的坐標(x(i)，y(j))中代入x(i)＝y(tǒng)(j)＝0或x(i)＝y(tǒng)(j)＝1。由于圖像基本為四邊形，所以上下左右的列和行全部為黑(為黑顯示的像素是x(i)＝y(tǒng)(j)＝0)的像素被視為背景，將其他的像素作為圖像選出，設(shè)其為M個。即，計算x(i)＝1的個數(shù)和y(j)＝1的個數(shù)，通過取二者的積來求出M。例如，在顯示用像素基本位于幀中央的情況下，求出在整個幀中xm行yn列的像素中，除了全部的圖像信號為0的x1～xb行和xc-xm行以及y1～yf列和yg～yn列之外的范圍的像素數(shù)M。
具體說，全部i，j中，從x(i)＝y(tǒng)(j)＝0的狀態(tài)開始，在圖13的步驟S20中，將變量設(shè)為i＝1，j＝1，比較變量j＝1和列值n+1(步驟S21)。如果j＝1＜n+1，則數(shù)據(jù)讀入未進行到最終列n，因此進入步驟S22，讀入第一行第一列的像素(1，1)的明度Y。接著，對讀入的明度Y和值0(零)進行比較(步驟S23)，如果Y＞0，則像素(1，1)中存在黑以外的灰度數(shù)據(jù)，因此進入步驟S24，對x(1)設(shè)定值1，對y(1)設(shè)定值1，進入步驟S25。Y＝0時，不執(zhí)行步驟S24，進入步驟S25。此時，仍為x(1)＝y(tǒng)(1)＝0。
接著，步驟S25中，比較變量i＝1和行值m。如果i＝1＜m，則數(shù)據(jù)讀入未進行到最終行m，所以i值增加1后(步驟S26)，再次返回步驟S21，讀入下一個像素(2，1)的明度Y，將該明度Y與值0進行比較(步驟S23)，如果Y＞0，則將(x(2)，y(1))設(shè)定為x(2)＝1，y(1)＝1(步驟S24)。重復(fù)該動作，直到i＝m，結(jié)束j＝1列的m個像素的處理。
接著，從步驟S25進入步驟S27，將i值設(shè)為初始值0，將變量j的值增加1后再次返回步驟S21，讀入第一行第二列的像素(1，2)的明度Y。接著，將讀入的明度Y與值0(零)進行比較(步驟S23)，如果Y＞0，則像素(1，2)中存在黑以外的灰度數(shù)據(jù)，因此進入步驟S24，對(x(1)，y(2))的x(1)設(shè)定值1，對y(2)設(shè)定值1，進入步驟S25。Y＝0時，不執(zhí)行步驟S24，進入步驟S25。此時，仍為x(1)＝y(tǒng)(2)＝0。
接著，步驟S25中，比較變量i＝1和行值m。如果i＝1＜m，則數(shù)據(jù)讀入未進行到最終行m，所以將i值增加1后(步驟S26)，再次返回步驟S21，讀入下一個像素(2，2)的明度Y，將該明度與值0進行比較(步驟S23)，如果Y＞0，則設(shè)定為x(2)＝1，y(2)＝1(步驟S24)。重復(fù)該動作，直到i＝m，結(jié)束j＝2列的m個像素的處理。重復(fù)以上動作，在步驟S21中變量變?yōu)閖＝n+1后，進入判定例行程序。
判定例行程序中，在步驟S28中，設(shè)定為i＝0，j＝0后，在步驟S29中將i值僅增加1，將x(i)的值加到變量x中(步驟S30)。重復(fù)該處理直到i＝m行(步驟S31)，變?yōu)閕＝m時后，進入步驟S32。通過到步驟S31為止的處理，可掌握行方向的圖像顯示用的像素的存在個數(shù)x。
接著，在步驟S32中，將j的值僅增加1，將y(j)的值加到變量y中(步驟S33)。重復(fù)該處理直到j(luò)＝n列(步驟S34)，變?yōu)閖＝n后，進入步驟S35。通過到步驟S34為止的處理，可掌握列方向的圖像顯示用的像素的存在個數(shù)y。
接著，在步驟S35中，求出行方向的圖像顯示用像素數(shù)x和列方向的圖像顯示用像素數(shù)y的積，求出1幀的圖像顯示用像素數(shù)M。
圖14是表示算出閾值明度Yα的步驟的流程圖。本步驟根據(jù)圖像顯示用像素數(shù)M和規(guī)定常數(shù)p，將從最高明亮度開始順序向下低t＝Mp個的明度Y設(shè)為閾值明度Yα。規(guī)定常數(shù)p表示通過圖像加工亮度飽和的比率，根據(jù)圖10所示的主觀評價結(jié)果可知，最好是p＝0.02(＝2％)或小于該值。設(shè)規(guī)定數(shù)p＝2％、圖像顯示用像素數(shù)M＝80000時，常數(shù)t＝Mp＝80000×2％＝1600。為了從大的開始順序選擇1600個明度Y，步驟S1中，設(shè)為i＝63，頻度L的初始值設(shè)為L＝L(63)(步驟S41)。
步驟S42中，比較t＝1600和L＝L(63)，如果頻度L(63)大，則進入步驟S45，閾值明度Yα＝63。如果t＝1600≥L＝L(63)，則步驟S43中，從i＝63減去1，為i＝62，步驟S44中，計算L＝L(63)+L(62)。再次返回步驟S42，將t＝1600與所計算的L進行比較，如果頻度L大，則進入步驟S45，閾值明度Yα＝62。如果t＝1600≥L，則重復(fù)L＝L(63)+L(62)+L(61)…，決定Yα。本例行程序中，像L(63)+L(62)+L(61)那樣，依次將頻度L相加，但是，當然也可以是例如，依次判斷1600-L(63)是否大于等于0，1600-L(63)-L(62)是否大于等于0。
根據(jù)圖14所示的步驟求出閾值明度Yα后，接著決定照明的控制值。例如，在64灰度顯示中，實施γ(gamma)校正等，決定灰度和亮度的特性。圖15表示光源的占空比的選擇中使用的占空比選擇用查找表。圖15所示的表根據(jù)圖14的所示步驟求出的閾值明度Yα的值來決定占空比(％)。
雖然占空比可以通過計算求出，但在計算式復(fù)雜的情況下，準備圖15所示的表比較簡便。該占空比選擇用查找表存儲于顯示數(shù)據(jù)變換電路20的未示出的存儲器中。顯示數(shù)據(jù)變換電路20根據(jù)閾值明度Yα，從該表選擇規(guī)定的占空比數(shù)據(jù)，輸出到光源控制部22。光源控制部22根據(jù)輸入的占空比數(shù)據(jù)，控制光源電源電路35～38，按規(guī)定的占空比驅(qū)動冷陰極管30～33。
圖16表示根據(jù)閾值明度Yα來決定將加工后的灰度數(shù)據(jù)輸出到多個數(shù)據(jù)總線8時的控制值用的信號控制值選擇用查找表。表中最上行以從左向右按降序表示閾值明度Yα，最左列按降序示出原來的灰度。例如，在顯示亮度在閾值明度Yα＝60時為360cd，在最大閾值明度Yα＝63時為400cd的情況下，明度Y＝63～60加工原來的灰度數(shù)據(jù)，使得液晶層的光透射率為100％。明度為Y≤59時，加工原來的灰度數(shù)據(jù)，使得液晶層的光透射率為原來的光透射率的400/360＝10/9倍。即，變換為使小于等于明度Yα的明度Yi的顯示輸出亮度Ii各自變?yōu)?I÷Iα)的光透射率。如圖16所示，將該控制值作成表存儲在存儲器中，則可省略隨時的運算處理。
占空比是通過根據(jù)閾值明度Yα的輸出顯示亮度Iα相對于最大顯示輸出亮度I(＝最大光透射率×最大照明量)的比率點亮發(fā)光部來決定的。
通過組合以上圖11到圖16所示的結(jié)構(gòu)和步驟，向存儲器中讀入1幀部分的灰度數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))，并算出明度Y并生成直方圖L，讀入全部的灰度數(shù)據(jù)后，算出圖像顯示用像素數(shù)M，設(shè)p＝2％來計算常數(shù)值t＝Mp，可求出閾值明度Yα。通過圖15所示的表選擇占空比并向光源控制部22輸出，與其同步地將根據(jù)圖16所示的表加工后的灰度數(shù)據(jù)輸出到各數(shù)據(jù)總線8。
圖17表示占空驅(qū)動的例子。橫方向表示時間，縱方向表示光源30～33的點亮(ON)和非點亮(OFF)。圖中從左向右表示占空比為100％(全部幀點亮)、占空比為50％(幀后半50％點亮)、占空比為20％(從幀最后開始向前的20％點亮)。
作為具體實施例，將以上電路構(gòu)成為FPGA，在17英寸(型)寬的顯示區(qū)域中，使用側(cè)光型背照燈(在顯示器上下配置熒光管)或直下型8燈背照燈制作亮度為200～800nit的顯示亮度的顯示裝置。由市場銷售的DVD再現(xiàn)動態(tài)圖像，將本實施例的顯示裝置和現(xiàn)有的通常的顯示裝置并列進行動態(tài)圖像比較時，可確認本實施例的顯示裝置也可得到與現(xiàn)有的顯示相比毫不遜色的圖像。并且知道在現(xiàn)有的顯示裝置的背照燈點亮的占空比為100％時，本實施例的顯示裝置的占空比平均為50％，有效地發(fā)揮了背照燈的節(jié)電效果。
將p(＞2％)值設(shè)為更大時，如果超出閾值明度Yα的明度Y的像素分散，則對畫質(zhì)影響小，而該像素集合在一起時，有時判斷出畫質(zhì)劣化。尤其是在像素集合在畫面中央部的情況下，即便p相同，有時也判斷出畫質(zhì)劣化，因此可將像素的集合/離散狀態(tài)作為數(shù)據(jù)提取出來，用于防止畫質(zhì)劣化。此時，將M個像素分割為多個的各個分區(qū)的要素數(shù)為M1～Ms時，對該M1～Ms各個要素可使用上述步驟。
控制電路16中即便沒有幀存儲器等，圖像數(shù)據(jù)仍然可作為顯示數(shù)據(jù)流入，并且通過延遲1幀(1/60sec)，應(yīng)用根據(jù)本實施例的動作，在市場銷售的DVD等再現(xiàn)的動態(tài)圖像中，也不會產(chǎn)生圖像變怪或看起來暗的故障。
明度Y為0～255(256灰度)時，本來應(yīng)該將閾值明度Yα＝0～255的照明控制值和信號控制值作入查找表中，但可以簡化為0～64，即按閾值明度Yα＝0時為0、閾值明度Yα＝1～4時為1、閾值明度Yα＝5～8時為2…、閾值明度Yα＝253～255時為64來變換各控制值并進行顯示，這樣觀察前述的動態(tài)圖像，大致比較良好。
圖18到圖27表示具體例子。圖18是在LCD面板上配置側(cè)光型背照燈單元的例子。顯示區(qū)域P的上下配置冷陰極管A、B。圖19表示占空驅(qū)動圖18所示的冷陰極管A、B的例子。橫方向表示時間，縱方向表示冷陰極管A、B的點亮(ON)和非點亮(OFF)。圖中從左向右，在最初的幀中，冷陰極管A、B都是占空比為80％，但冷陰極管A在幀的后半80％點亮，冷陰極管B在幀的前半80％點亮。在下一幀中，冷陰極管A、B都是占空比為40％，但冷陰極管A在幀的后半40％點亮，冷陰極管B在幀的前半40％點亮。
圖20表示將冷陰極管A～F配置在面板顯示面的里面上的掃描型背照燈單元。圖21表示占空驅(qū)動冷陰極管A～F的例子。橫方向表示時間，縱方向表示冷陰極管A～F的點亮(ON)和非點亮(OFF)。圖中從左向右，冷陰極管A～F都是從占空比為80％然后變?yōu)?0％。此時，冷陰極管A～F的點亮開始時刻(或熄滅時刻)依次錯開規(guī)定時間來形成掃描狀態(tài)。
圖22表示將側(cè)光型背照燈單元配置在LCD面板上的例子。從顯示區(qū)域P的上側(cè)中央開始向左右配置冷陰極管A、B，從顯示區(qū)域P的下側(cè)中央開始向左右配置冷陰極管C、D。從顯示區(qū)域P的中央開始在左側(cè)顯示圖像P1，在右側(cè)顯示圖像P2。圖23表示對圖22所示的冷陰極管A～D進行占空驅(qū)動的例子。
圖24表示將直下型背照燈單元配置在LCD面板上的例子。從顯示區(qū)域P的中央開始向左側(cè)配置冷陰極管A、C、E、G，從顯示區(qū)域P的中央開始向右側(cè)配置冷陰極管B、D、F、H。從顯示區(qū)域P的中央開始在左側(cè)顯示圖像P1，在右側(cè)顯示圖像P2。圖25表示對圖24所示的冷陰極管A～H進行占空驅(qū)動的例子。
圖26表示將直下型背照燈單元配置在LCD面板上的例子。從顯示區(qū)域P的中央開始的左側(cè)2/3內(nèi)按矩陣狀配置LEDA～C、H～J、K～M、P～R，從顯示區(qū)域P的中央開始的右側(cè)1/3內(nèi)按矩陣狀配置LEDD、E、I、J、N、O、S、T。從顯示區(qū)域P的中央開始的左側(cè)2/3內(nèi)顯示圖像P1，在右側(cè)1/3內(nèi)顯示圖像P2。圖27表示對圖26所示的LEDA～T進行占空驅(qū)動的例子。
上述具體例子所示的顯示裝置的任意顯示區(qū)域中，背照燈的發(fā)光時間越短，越能改善液晶顯示裝置特有的動態(tài)圖像的模糊。
以上實施例中，背照燈的占空比的平均為50％，但如果為整體明亮的圖像，則占空比接近100％。如果占空比接近100％，則動態(tài)圖像的模糊改善效果小。因此，象第一和第二實施方式說明的那樣，1幀內(nèi)設(shè)置全點亮和中間點亮2種點亮狀態(tài)、作為中間點亮?xí)r的顯示亮度的中間亮度為作為全點亮?xí)r的顯示亮度的全點亮亮度的50％。
例如，在具有將1幀從上向下順序分為4個區(qū)域、在各個區(qū)域中進行占空驅(qū)動的圖1所示的掃描型背照燈的顯示裝置中，如圖28所示，占空比為80％，1幀期間的開始的20％熄滅，其余的80％期間為全點亮。此時，1幀期間的開始的20％(第一區(qū)域)的時刻T2和25％的時刻T3之間的期間不管是否是在向像素中寫入灰度數(shù)據(jù)Data期間T1當中(圖中用V表示)，背照燈在時刻T2從熄滅狀態(tài)S1變化為最大點亮狀態(tài)S2。在寫入下一個灰度數(shù)據(jù)Data前為高透射率時卻熄滅了。在1幀期間中將4個區(qū)域組合，20％的區(qū)域在寫入灰度數(shù)據(jù)時為點亮狀態(tài)，寫入下一個灰度數(shù)據(jù)之前為熄滅狀態(tài)，因此感到比其余的80％的區(qū)域光亮低，顯示質(zhì)量降低。
圖29表示解決上述現(xiàn)有的問題的占空驅(qū)動方法。如圖29所示，在1幀期間的開始的40％中將背照燈設(shè)為中間點亮狀態(tài)S3(在1幀期間的開始的25％的時間T1向像素寫入灰度數(shù)據(jù)Data)。接著，在其余的60％中將背照燈設(shè)為最大點亮狀態(tài)S2。這樣，視覺上感覺到的顯示亮度沒有變化，在液晶響應(yīng)基本完成的時刻全部點亮照明，因此在眼睛里留下了希望的圖像。從而得到在整個顯示區(qū)域沒有圖像的動態(tài)圖像模糊的良好的顯示質(zhì)量。
如以上所說明，根據(jù)本實施方式，按動態(tài)圖像中高亮度的像素的順序?qū)⒁欢ū嚷实南袼卦O(shè)為最大顯示亮度，而通過降低背照燈的占空比并提高液晶透射率來再現(xiàn)其余像素的各亮度。由此，即便背照燈的占空比降低，也可以使動態(tài)圖像顯示質(zhì)量仍與原來的圖像相同，并且背照燈可節(jié)電。通過掃描型背照燈和亮滅型背照燈的組合，保持動態(tài)圖像的顯示質(zhì)量，并且改善圖像模糊，可實現(xiàn)高質(zhì)量的液晶顯示裝置。本實施方式應(yīng)用于液晶顯示裝置，但也可用于EL(電致發(fā)光)元件的發(fā)光控制。
使用圖30到圖51說明本發(fā)明的第四實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。占空驅(qū)動與灰度數(shù)據(jù)Data的讀入定時同步，直接調(diào)制面發(fā)光的照明裝置的光源的亮度，但其調(diào)制度以前非常高，曾經(jīng)認為例如亮度比必須大于等于20。然而，如第一實施方式說明的那樣，即使不用將光源完全點亮或熄滅的占空驅(qū)動，動態(tài)圖像的顯示質(zhì)量也不劣化。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果亮度比大于等于2，則可得到充分的顯示。根據(jù)該理解，通過進行下面說明的新型的占空驅(qū)動，不會影響動態(tài)圖像的顯示質(zhì)量，卻可提高顯示的亮度，可提高冷陰極管的發(fā)光效率(功率比)，可降低功率。另外，可延長光源壽命，并且使電源小型化、輕量化和薄型化。
(實施例4-1)圖30是表示本實施方式的實施例1的背照燈的結(jié)構(gòu)。本實施例中，使用第一實施方式的圖1所示的TFT-LCD1，圖30表示從第一到第四發(fā)光區(qū)域的光射出開口側(cè)觀察照明裝置24的狀態(tài)。光射出開口側(cè)也配置有第二實施方式說明的擴散片60等。背照燈為直下型，各發(fā)光區(qū)域25～28為使相鄰區(qū)域的光混合而被不完全地4分割。此外，與圖1所示的照明裝置24相同。圖31表示實施例1的背照燈的驅(qū)動波形。圖31實質(zhì)與圖2相同，但表示從柵極驅(qū)動器12向各柵極總線6輸出的選通脈沖GP的輸出定時這一方面相同，而與圖2中表示出發(fā)光亮度B(25)～B(28)不同，表示出流過各發(fā)光區(qū)域25～28的各冷陰極管30～33的電流C(30)～C(33)。
如圖31所示，對流過各冷陰極管30～33的電流進行占空驅(qū)動，使得向規(guī)定像素寫入灰度數(shù)據(jù)，液晶充分反應(yīng)，透射率增高后，按最大點亮狀態(tài)S2照明。各冷陰極管30～33的電流狀態(tài)(或功率狀態(tài))在按最大光量照明時為最大電流(或最大功率)，但在其他時間也流過電流(接通電力)，維持中間點亮狀態(tài)S3。該占空驅(qū)動中，按和顯示數(shù)據(jù)寫入周期相同的周期重復(fù)上述電流狀態(tài)(或功率狀態(tài))。這樣，本實施例的特征是在非最大電流(或最大功率)時也流過電流(接入功率)。
在占空驅(qū)動中，人類能否感覺到動態(tài)圖像顯示的動態(tài)圖像模糊和拖尾很大程度上依賴于最大照射狀態(tài)S2下的照明光量的最大值及其時間寬度。即使在按規(guī)定頻率重復(fù)的最大點亮狀態(tài)S2之間，為從最大值降低大致一半的中間點亮狀態(tài)S3，也不改變動態(tài)圖像顯示的質(zhì)量。
因此，根據(jù)本實施方式，由于抑制功率增加并提高亮度，不需要大型的冷陰極管的鎮(zhèn)流器，可將鎮(zhèn)流器做得輕薄，以低成本制造。另外，原來的隨著電流增加驅(qū)動電壓上升的現(xiàn)象也得到抑制，因此可抑制冷陰極管的光電變換效率的降低，延長管壽命。這樣，與在規(guī)定時間用最大點亮狀態(tài)S2照明而在其他時間熄滅的現(xiàn)有方式相比，根據(jù)本實施方式，動態(tài)圖像顯示質(zhì)量同樣，可實現(xiàn)高亮度化、低耗電化、裝置輕薄小型化并延長壽命。
(實施例4-2)圖32表示本實施方式的實施例2的背照燈結(jié)構(gòu)。本實施例中，使用與上述實施例1同樣的TFT-LCD1，圖32表示從與實施例的圖30相同的方向觀察的狀態(tài)。背照燈為直下型，各發(fā)光區(qū)域25～28為使相鄰區(qū)域的光混合而被不完全地4分割。各發(fā)光區(qū)域25～28中分別配置有2根冷陰極管(30a、30b)，(31a、31b)，(32a、32b)，(33a、33b)。
圖33表示實施例2的背照燈的驅(qū)動波形。圖33的各波形與實施例1的圖31實質(zhì)相同，但本實施例中，各發(fā)光區(qū)域25～28中分別用2根冷陰極管組照明，因此具有圖33所示的各電流波形可以用2根冷陰極管的組合來實現(xiàn)的優(yōu)點。
使用圖34到圖36進行更具體的說明。圖34到圖36示出與圖33同樣的定時圖。圖34所示的情況下，向各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30a、31a、32a、33a分別供給電流進行照明驅(qū)動，使其在規(guī)定時間為最大點亮狀態(tài)S2，在其他時間為熄滅狀態(tài)S1。對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30b、31b、32b、33b供給電流進行照明驅(qū)動，使其分別在與其成為一組的各冷陰極管30a、31a、32a、33a的最大點亮狀態(tài)S2下為熄滅狀態(tài)S1，在其他時間為中間點亮狀態(tài)S2。由此，可按與圖33所示的照明驅(qū)動電流波形得到的亮度同樣的亮度來照明。
在圖35所示的情況下，對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30a、31a、32a、33a，分別在規(guī)定周期內(nèi)以使其為低于最大點亮狀態(tài)S2的中間點亮狀態(tài)S2’的低電流進行驅(qū)動，在其他時間以使其為比圖33所示的中間點亮狀態(tài)S3暗的中間點亮狀態(tài)S3-1的低電流進行驅(qū)動。對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30b、31b、32b、33b，在與其成組的各冷陰極管30a、31a、32a、33a為中間點亮狀態(tài)S2’時，以使其為與中間點亮狀態(tài)S2’的總和為最大點亮狀態(tài)S2的中間點亮狀態(tài)S3-3的低電流進行驅(qū)動，在各冷陰極管30a、31a、32a、33a為中間點亮狀態(tài)S3-1時，以使其為與中間點亮狀態(tài)S3-1的總和為中間點亮狀態(tài)S3的中間點亮狀態(tài)S3-2的低電流進行驅(qū)動。由此，可用與圖33所示的照明驅(qū)動電流波形得到的亮度同樣的亮度照明。
在圖36所示的情況下，對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30a、31a、32a、33a，在各自的規(guī)定周期內(nèi)以使其為低于最大點亮狀態(tài)S2的中間點亮狀態(tài)S2”的低電流進行驅(qū)動，在其他時間切斷供電使其為熄滅狀態(tài)。通過對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30b、31b、32b、33b，在與其成組的各冷陰極管30a、31a、32a、33a為中間點亮狀態(tài)S2”時，以使其為與中間點亮狀態(tài)S2”的總和為最大點亮狀態(tài)S2的中間點亮狀態(tài)S3的低電流連續(xù)進行驅(qū)動，使得可用與圖33所示的照明驅(qū)動電流波形得到的亮度同樣的亮度照明。
這樣，通過控制流過各發(fā)光區(qū)域25～28的冷陰極管組的電流，可得到圖33所示的照明狀態(tài)。通過進行本實施例所示的占空驅(qū)動，抑制功率增加并實現(xiàn)高亮度化，因此不需要大型的冷陰極管的鎮(zhèn)流器，可將鎮(zhèn)流器做得輕薄，并以低成本進行制造。另外，原來的隨著電流增加驅(qū)動電壓上升的現(xiàn)象也得到抑制，因此可抑制冷陰極管的光電變換效率降低，延長管壽命。這樣，根據(jù)本實施例，動態(tài)圖像顯示質(zhì)量同等，可實現(xiàn)高亮度化、低耗電化、裝置輕薄小型化并延長壽命。
(實施例4-3)使用圖37和38說明實施例3。圖37與實施例1的圖31同樣表示背照燈的驅(qū)動波形。本實施例的背照燈的結(jié)構(gòu)與實施例1的圖30相同。在圖37所示的情況下，對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30、31、32、33，在各自的規(guī)定周期內(nèi)以使其為最大點亮狀態(tài)S2的電流進行驅(qū)動，在其他時間以使其為中間點亮狀態(tài)S3的電流(最大點亮狀態(tài)S2的電流值的50％)進行驅(qū)動，并且從最大點亮狀態(tài)S2轉(zhuǎn)換到中間點亮狀態(tài)S3時，設(shè)有停止供給電流的期間，使得其只在規(guī)定時間內(nèi)為熄滅狀態(tài)S1。
在圖38所示的情況下，對各發(fā)光區(qū)域的冷陰極管30、31、32、33，在各自的規(guī)定周期內(nèi)以使其為最大點亮狀態(tài)S2的電流進行驅(qū)動，在其他時間以使其為中間點亮狀態(tài)S3的低電流(最大點亮狀態(tài)S2的電流值的50％)進行驅(qū)動，并且從最大點亮狀態(tài)S2轉(zhuǎn)換到中間點亮狀態(tài)S3時，設(shè)有在規(guī)定時間內(nèi)供給使其為比熄滅狀態(tài)S1明亮并且比中間點亮狀態(tài)S3暗的中間點亮狀態(tài)S4的低電流(最大點亮狀態(tài)S2的電流值的20％)的期間。
如這些圖37和圖38所示，通過在最大電流值(或最大功率、最大光量值)狀態(tài)之后，緊接著瞬間大幅降低電流值(或功率、光量值)，使得瞬間看到圖像后馬上進行熄滅，可增大人類感覺的沖擊效果。
圖39是由多個觀察者對將最大點亮狀態(tài)S2的電流值(相對值)設(shè)為10、改變圖38的中間點亮狀態(tài)S3、S4，在TFT-LCD1的顯示區(qū)域上顯示動態(tài)圖像時的顯示質(zhì)量進行主觀評價所得的曲線。
圖39中，橫軸表示最大點亮狀態(tài)S2相對1幀期間f的比例(％)，縱軸表示1～5級評價點的評價。評價點1表示動態(tài)圖像顯示的動態(tài)圖像模糊和拖尾等“非常嚴重”的情況，評價點2表示它們“嚴重”的情況，評價點3表示動態(tài)圖像模糊等“比較明顯但可以容忍”的情況，評價點4表示“有差別但可以容忍”的情況，評價點5是“與靜止畫面同等優(yōu)質(zhì)的畫質(zhì)”的情況。
圖中，連接圓點標記的直線(A)表示(最大點亮狀態(tài)S2的電流值、中間點亮狀態(tài)S4的電流值、中間點亮狀態(tài)S3的電流值)＝(10，10，10)的情況。此時，不管最大點亮狀態(tài)S2相對1幀期間f的比例(下面簡稱為最大點亮狀態(tài)S2的比例)如何，在1幀期間f的整個期間中以最大亮度電平照明。即顯示與保持型驅(qū)動相同，因此圖像質(zhì)量為動態(tài)圖像模糊和拖尾非常嚴重，為評價點1。
圖中，連接×標記的折線(B)表示(最大點亮狀態(tài)S2的電流值、中間點亮狀態(tài)S4的電流值、中間點亮狀態(tài)S3的電流值)＝(10，5，5)的情況。這種情況下，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％左右時，得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，評價點為4。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％左右時，得到評價點3。
折線(C)表示(最大點亮狀態(tài)S2的電流值、中間點亮狀態(tài)S4的電流值、中間點亮狀態(tài)S3的電流值)＝(10，2，5)的情況。這種情況下，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％左右時，得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，因此評價點接近5。當最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％左右時，得到評價點3。
圖中連接黑圓的折線(D)表示(最大點亮狀態(tài)S2的電流值、中間點亮狀態(tài)S4的電流值、中間點亮狀態(tài)S3的電流值)＝(10，0，5)的情況。這種情況下，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％左右時，得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，因此評價點接近5。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％左右時，得到評價點3。
圖中，連接方塊標記的折線(E)表示(最大點亮狀態(tài)S2的電流值、中間點亮狀態(tài)S4的電流值、中間點亮狀態(tài)S3的電流值)＝(10，0，0)的情況。這是與現(xiàn)有的掃描型LCD的照明方法相同的方法。這種情況下，最大點亮狀態(tài)S2的比例為10％～30％左右時，得到難以看到動態(tài)圖像模糊和拖尾的優(yōu)良圖像質(zhì)量，因此評價點更接近5。最大點亮狀態(tài)S2的比例超出30％時，評價慢慢下降，到50％左右時，得到評價點3。
從圖39可以看出，即便將中間點亮狀態(tài)S3設(shè)定為最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的30％左右的亮度電平，也可以得到與折線(E)表示的現(xiàn)有的掃描型LCD相比不遜色的顯示質(zhì)量。另外，如果中間點亮狀態(tài)S3是最大點亮狀態(tài)S2的亮度電平的50％左右以內(nèi)的亮度電平，則可認為在允許范圍內(nèi)。
如果最大點亮狀態(tài)S2的照明時間為1幀期間f的30％或小于30％，則幾乎不產(chǎn)生動態(tài)圖像模糊和拖尾，50％以內(nèi)為允許范圍。
圖40表示冷陰極管的特性，橫軸表示流向冷陰極管的電流，縱軸表示占空比。圖中2根粗實線表示接入功率的等高線，表示1個為功率1.0、另一個為功率0.6的情況。其它的9根細實線表示用10個刻度劃分從亮度20到亮度100時的亮度等高線。從圖40看到，流向冷陰極管的電流值增大時，冷陰極管的光電變換效率降低，壽命縮短的傾向明顯。驅(qū)動冷陰極管的鎮(zhèn)流器在流過的電流值增大時需要增大變壓器等，因此鎮(zhèn)流器變重、變厚并且變得昂貴。
根據(jù)本實施方式，可解決圖40所示的冷陰極管的光電變換效率和管壽命的問題。圖41和圖42表示使用本實施方式的照明裝置及其占空驅(qū)動方法的效果。圖41和圖42所示的橫軸表示時間，縱軸表示光量。
圖41(a)表示現(xiàn)有的占空驅(qū)動，表示功率為1.0(任意單位，下面簡單記作a.u.)、在冷陰極管中按占空比33％流過32mA的電流時的光量，并示出由此(時間平均)得到亮度1.0(a.u.)的狀態(tài)。另一方面，圖41(b)表示本實施方式的占空驅(qū)動，表示功率為1.0(a.u.)、在最大點亮狀態(tài)S2下按占空比33％在冷陰極管中流過13mA的電流、在其余的67％期間向冷陰極管供給5.2mA的電流將其設(shè)為中間點亮狀態(tài)S3時的光量，由此得到亮度1.4(a.u.)。
這樣，根據(jù)本實施方式，功率恒定時，與原來相比，亮度為1.4倍，光電變換效率也為約1.4倍。根據(jù)本實施方式，大電流值為原來的2/5的13mA即可。由此，例如用同等功率，不影響動態(tài)圖像質(zhì)量，即可使原來的顯示亮度為300坎德拉的顯示裝置的亮度變?yōu)?20坎德拉。并且可使鎮(zhèn)流器輕薄短小，且能以低成本進行制造。
圖42(a)與圖41(a)相同。另一方面，圖42(b)表示本實施方式的占空驅(qū)動，功率為1.0(a.u.)，表示在最大點亮狀態(tài)S2下按占空比33％在冷陰極管中流過與原來相同的32mA的電流、在其余的67％期間向冷陰極管供給7mA的電流使其為中間點亮狀態(tài)S3時的光量，由此，可以接入原來方式的1.5倍的功率，可使顯示亮度為2倍。即用同一鎮(zhèn)流器，在本實施方式中，不影響動態(tài)圖像質(zhì)量，即可使原來方式的顯示亮度為300坎德拉的顯示裝置的亮度變?yōu)?00坎德拉。而且，光電變換效率也提高到1.33倍。
(實施例4-4)使用圖43說明實施例4。圖43(a)表示本實施例的背照燈單元75的示意截面。圖左側(cè)對應(yīng)圖1所示的LCD面板2的顯示區(qū)域上側(cè)，圖右側(cè)對應(yīng)顯示區(qū)域下側(cè)。例如，12根冷陰極管76a～76l每4根為一組，管軸大致與柵極總線6平行地連續(xù)設(shè)置。冷陰極管76a～76l容納在薄皿狀殼體內(nèi)，在殼體內(nèi)壁上配置有擴散反射板77。來自冷陰極管76a～76l的光經(jīng)設(shè)置在光射出用開口中的擴散板78射出到圖43(a)中未示出的LCD面板2。該結(jié)構(gòu)是保持型LCD的背照燈單元的通常的結(jié)構(gòu)。不進行掃描驅(qū)動，因此各照明區(qū)域間不存在分隔。
這種結(jié)構(gòu)的背照燈單元75中，占空驅(qū)動光源時，周邊區(qū)域中也溢有光，雖然即便沒有分隔，也能發(fā)揮充分抑制動態(tài)圖像模糊的效果，但進行本實施方式的占空驅(qū)動時，還具有高亮度化、節(jié)電、延長壽命等效果。圖43(b)是表示對圖43(a)所示的結(jié)構(gòu)的背照燈單元75，按33％的占空比一直進行將冷陰極管76a～76l的任意相鄰的4根冷陰極管點亮的掃描驅(qū)動時的某瞬間的幀位置和亮度的關(guān)系。圖左側(cè)對應(yīng)圖1所示的LCD面板2的顯示區(qū)域上側(cè)，圖右側(cè)對應(yīng)顯示區(qū)域下側(cè)。由于冷陰極管內(nèi)的G(綠色)熒光體的殘光時間(8ms)，曲線的X位置坡度變小，產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，但可得到充分對應(yīng)動態(tài)圖像的畫質(zhì)。
圖44表示對背照燈單元75進行圖37或圖38所示的占空驅(qū)動的結(jié)果。圖44的橫軸和縱軸與圖43(b)相同。圖44所示的曲線的X位置比圖43(b)的陡峭，能更有效地抑制拖尾現(xiàn)象。
更具體地說，圖43、44所示的通常的直下型背照燈中，使用本實施方式的占空驅(qū)動，不將原來的電流供給狀態(tài)簡單地設(shè)為二值(接通/斷開)，使其在少光量的狀態(tài)下具有平坦性。圖43(b)、圖44的亮度分布(照明光量分布)是作為加入來自其他冷陰極管的照明光量、熒光體的殘光特性(相對于液晶顯示裝置和背照燈的驅(qū)動周期、60周期、1幀期間16.7msec而言，G熒光體的殘光時間約為8msec的不能忽視的長度)使其平滑地隨時間變化的電流調(diào)制，通過進行實驗性調(diào)整來實現(xiàn)的。采用圖37或圖38所示的占空驅(qū)動方法，用大電流驅(qū)動后，為了抵消熒光體的殘光，立即大幅度降低電流后平緩地增加電流。
根據(jù)本實施例，直接使用現(xiàn)有的通常的直下型背照燈結(jié)構(gòu)，可進行沒有畫質(zhì)劣化的掃描驅(qū)動，而且，可混合多個管的光量，因此，即便冷陰極管中存在比較大的色差和亮度差，也可將其均勻化而使得視覺上覺察不出。另外，對于劣化造成的色差和亮度差，可使之同樣在視覺上覺察不出，因此可延長顯示裝置的壽命。
作為比較例，圖45和圖46中示出現(xiàn)有的直下型背照燈結(jié)構(gòu)和占空驅(qū)動。圖45(a)所示的背照燈74在各冷陰極管76a～76l之間分別配置分隔件77。并且，占空驅(qū)動時，如圖45(b)所示，依次對冷陰極管76a～76l供給電流，每次1個地分別點亮/熄滅。對背照燈單元74進行現(xiàn)有的占空驅(qū)動的結(jié)果在圖46中示出。圖46的橫軸和縱軸與圖43(b)相同。從圖46可知，不產(chǎn)生動態(tài)圖像模糊和拖尾現(xiàn)象，但由于整個幀位置上僅一部分(圖中為位置114～140周圍)點亮，其他位置熄滅，得不到希望的亮度。
(實施例4-5)圖47表示實施例5的背照燈單元75’。本背照燈單元75’表示圖43(a)所示的背照燈單元75或現(xiàn)有的在各發(fā)光區(qū)域之間形成不完全分隔的背照燈單元以及光射出用開口的擴散板78上配置側(cè)光型背照燈單元的例子。側(cè)光型背照燈單元在棱鏡導(dǎo)光板80兩端部配置一直點亮均勻照明用的冷陰極管79。根據(jù)本結(jié)構(gòu)也可得到與實施例3同樣的效果。
(實施例4-6)圖48表示實施例6的背照燈單元130。本實施例的背照燈單元130具有層疊配置的2塊導(dǎo)光板100、100’。導(dǎo)光板100、100’具有4個發(fā)光區(qū)域B1、B2、A1、A2。圖中下方的導(dǎo)光板100的一側(cè)端面上配置有冷陰極管102a。導(dǎo)光板100的另一側(cè)端面上配置有冷陰極管102b。導(dǎo)光板100具有對來自冷陰極管102a、102b的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。發(fā)光區(qū)域B1的導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a側(cè)的厚度薄、冷陰極管102b側(cè)的厚度厚的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1的導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a側(cè)的厚度厚、冷陰極管102b側(cè)的厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1、B1的對置面114中形成有作為光散射要素的散射層116。導(dǎo)光板100具有對來自冷陰極管102a、102b的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。
導(dǎo)光板100的層疊配置在液晶顯示面板2側(cè)的導(dǎo)光板100’的一側(cè)端面上配置有冷陰極管102a’。導(dǎo)光板100’的另一側(cè)端面上配置有冷陰極管102b’。導(dǎo)光板100’具有對來自冷陰極管102a’、102b’的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。發(fā)光區(qū)域B2的導(dǎo)光板100’形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a’側(cè)的厚度薄、冷陰極管102b’側(cè)的厚度厚的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A2的導(dǎo)光板100’形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a’側(cè)的厚度厚、冷陰極管102b’側(cè)的厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A2、B2的對置面114中形成有作為光散射要素的散射層116。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1中，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)出的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域B1中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B1的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次被導(dǎo)光板100楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B1的光在發(fā)光區(qū)域B1中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1中，為(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域A1中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A1的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次被導(dǎo)光板100楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A1的光在發(fā)光區(qū)域A1中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中，為(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域B2中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B2的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次被導(dǎo)光板100楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B2的光在發(fā)光區(qū)域B2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，為(來自冷陰極管102b’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b’側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102a’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a’側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域A2中，從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域A2中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A2的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次被導(dǎo)光板100楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A2的光在發(fā)光區(qū)域A2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，為(來自冷陰極管102a’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a’側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102b’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b’側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B2、A2為不能取出來自冷陰極管102a側(cè)的光與來自冷陰極管102b側(cè)的光二者的非采光區(qū)域。導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B1、A1為不能取出來自冷陰極管102a’側(cè)的光與來自冷陰極管102b’側(cè)的光二者的非采光區(qū)域。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域A2中更多地取出從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B2中更多地取出從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100、100’層疊配置時，全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2大致均勻地取出光。
以上說明的背照燈單元上配置有側(cè)光型背照燈單元。側(cè)光型背照燈單元在棱鏡導(dǎo)光板80的兩端部配置有一直點亮且均勻照明用的冷陰極管79。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可得到與實施例3相同的效果。
(實施例4-7)圖49表示本實施方式的實施例7的背照燈結(jié)構(gòu)。本實施例也采用第一實施方式的圖1所示的TFT-LCD1，圖49是從第一到第四發(fā)光區(qū)域25～28的光射出開口側(cè)觀察側(cè)光型背照燈單元82的狀態(tài)。側(cè)光型背照燈單元82在導(dǎo)光板83的兩側(cè)，在各發(fā)光區(qū)域25～28上分別配置有LED(發(fā)光二極管)(84a、84b)、(85a、85b)、(86a、86b)、(87a、87b)。各發(fā)光區(qū)域25～28為使相鄰區(qū)域的光混合而進行不完全的四分割。此外，與圖1所示照明裝置24相同。對圖49所示結(jié)構(gòu)的背照燈單元采用本實施方式的占空驅(qū)動，也可得到與上述實施例同樣的效果。
圖50表示LED的發(fā)光效率的電流依賴性。橫軸表示供給LED的電流，縱軸表示發(fā)光效率(a.u.)。圖51表示LED的發(fā)光量的電流依賴性。橫軸表示供給LED的電流，縱軸表示發(fā)光量(a.u.)。兩個圖中，連接菱形標記的曲線表示Ga四元系(紅色用)的LED特性，連接黑圓標記的曲線表示GaN系1(藍色用)的LED的特性，連接白圓標記的曲線表示GaN系2(綠色用)的LED的特性。
如圖50和圖51所示，已知綠(G)發(fā)光、藍(B)發(fā)光的GaN系LED與冷陰極管同樣，電流增加則光電變換效率降低。此外，關(guān)于電流、占空比、功率、光電變換效率、發(fā)光量、壽命，LED具有與冷陰極管同樣的特性。因此，上述實施方式中，以冷陰極管為例說明的事項對于LED基本適用。另外，其他放電管和固體發(fā)光元件也基本具有同樣特性的傾向，因此上述實施方式基本適用于全部光源。
如以上說明，根據(jù)本實施方式，可實現(xiàn)高亮度、高光電變換效率、低成本、薄輕短小、長壽命的顏色亮度均勻性優(yōu)越且動態(tài)圖像質(zhì)量優(yōu)越的顯示裝置。
使用圖52到圖68說明本發(fā)明的第五實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。首先，使用圖52到圖56說明本實施方式的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)。圖52表示本實施方式的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)。如圖52所示，本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置具有大致板狀的例如丙烯酸制造的導(dǎo)光板100。導(dǎo)光板100的圖的上方側(cè)端面上配置線狀光源例如冷陰極管102b并使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。導(dǎo)光板100的圖的下方側(cè)端面上配置冷陰極管102a并使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。導(dǎo)光板100具有射出光的光射出面112和與光射出面112相對的對置面114。導(dǎo)光板100具有在與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2的邊界不形成切痕。
發(fā)光區(qū)域A1、A2具有主要將從冷陰極管102a側(cè)(或冷陰極管102b側(cè))傳導(dǎo)的光取出到導(dǎo)光板110外的采光要素。發(fā)光區(qū)域B1、B2具有主要將從冷陰極管102b側(cè)(或冷陰極管102a側(cè))傳導(dǎo)的光取出到導(dǎo)光板110外的采光要素。選擇性地對從一個冷陰極管102a(或102b)側(cè)傳導(dǎo)的光進行采光的發(fā)光區(qū)域A1、A2(或B1、B2)與選擇性地對從另一冷陰極管102b(或102a)側(cè)傳導(dǎo)的光進行采光的發(fā)光區(qū)域B1、B2(或A1、A2)交替排列。因此，選擇性地對從同一冷陰極管102a、102b側(cè)傳導(dǎo)的光進行采光的發(fā)光區(qū)域A1、A2(或B1、B2)彼此不相鄰。
本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置是使用線狀光源的側(cè)光型。因此，可得到?jīng)]有亮度不均勻的良好質(zhì)量。本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置中，即便與導(dǎo)光板100的長邊方向平行地分割發(fā)光區(qū)域，也可將冷陰極管102a、102b的管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行地配置。因此，可使用發(fā)光量比較大的長度長的線狀光源，得到高亮度。
圖53是說明本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置的采光要素的第一原理的圖。如圖53所示，在導(dǎo)光板100的一側(cè)端面(圖53中為左側(cè)端面)上例如配置有冷陰極管102a并使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。在導(dǎo)光板100的另一側(cè)端面(圖53中為右側(cè)端面)上配置有冷陰極管102b并使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。冷陰極管102a、102b的周圍配置有燈反射器110。導(dǎo)光板100具有射出光的光射出面112和與光射出面112相對的對置面114。對置面114表面上形成散射層116，作為使光散射反射的光散射要素。散射層116例如由混入小珠等的樹脂構(gòu)成，按規(guī)定的面積灰度形成。導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的2個發(fā)光區(qū)域A、B。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A、B形成為一體，發(fā)光區(qū)域A、B的邊界不形成切痕。導(dǎo)光板100具有對來自冷陰極管102a、102b的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。
發(fā)光區(qū)域A的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102b的側(cè)端部側(cè)的厚度薄、中央部側(cè)的厚度厚的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域B的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a的側(cè)端部側(cè)的厚度薄、中央部側(cè)的厚度厚的楔形形狀。導(dǎo)光板100的楔形形狀與光散射要素一起用作采光要素。
發(fā)光區(qū)域B中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域B中像光線L1那樣維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時，由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域B中不維持導(dǎo)光，像光線L4那樣，射出到導(dǎo)光板100外。即，發(fā)光區(qū)域B中，為(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
發(fā)光區(qū)域A中，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域A中像光線L3那樣維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時，由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域A中不維持導(dǎo)光，像光線L2那樣，射出到導(dǎo)光板100外。即，發(fā)光區(qū)域A中，為(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A中，更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。平坦地形成散射層116的空氣側(cè)的界面比將其形成為凹凸更好(所謂的塊狀(bulk)散射結(jié)構(gòu))。因此可大幅度降低來自冷陰極管102a側(cè)(冷陰極管102b側(cè))的光從發(fā)光區(qū)域B(發(fā)光區(qū)域A)的散射層116的界面射出到空氣層側(cè)的比率。
圖54是說明本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置的采光要素的第二原理的圖。如圖54所示，導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的2個發(fā)光區(qū)域A、B。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A、B形成為一體，發(fā)光區(qū)域A、B的邊界不形成切痕。導(dǎo)光板100的對置面114形成為棱鏡形狀。棱鏡形狀用作采光要素。
發(fā)光區(qū)域B的對置面114為不將來自冷陰極管102a側(cè)的光入射到棱鏡面118，而像光線L1那樣，原樣導(dǎo)入發(fā)光區(qū)域A的棱鏡形狀。棱鏡面118以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102b側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面118。入射到棱鏡面118的光由于不符合全反射條件被反射或折射而像光線L4那樣射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域A的對置面114為不將來自冷陰極管102b側(cè)的光入射到棱鏡面119，而像光線L3那樣，原樣導(dǎo)入發(fā)光區(qū)域B的棱鏡形狀。棱鏡面119以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102a側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面119。入射到棱鏡面119的光由于不符合全反射條件被反射或折射而像光線L2那樣射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。
圖55是說明本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置的采光要素的第三原理的圖。如圖55所示，導(dǎo)光板100的對置面114表面上形成有散射層116，作為對光進行散射反射的光散射要素。導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的2個發(fā)光區(qū)域A、B。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B。
發(fā)光區(qū)域A的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a側(cè)端部側(cè)的厚度厚、中央部側(cè)的厚度薄的楔形形狀。同樣，發(fā)光區(qū)域B的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102b側(cè)端部側(cè)的厚度厚、中央部側(cè)的厚度薄的楔形形狀。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A、B形成為一體，各發(fā)光區(qū)域A、B的邊界不形成切痕。發(fā)光區(qū)域A、B不完全分離。導(dǎo)光板100的楔形形狀與光散射要素一起用作采光要素。
發(fā)光區(qū)域A中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域A中大多不能維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B的光在發(fā)光區(qū)域B中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域B中，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域B中大多不能維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A的光在發(fā)光區(qū)域A中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A中，更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B中，更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。
圖56是說明本基本結(jié)構(gòu)的照明裝置的采光要素的第四原理的圖。如圖56所示，導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的2個發(fā)光區(qū)域A、B。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B。導(dǎo)光板100的對置面114形成為棱鏡形狀。棱鏡形狀用作采光要素。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A、B形成為一體，各發(fā)光區(qū)域A、B的邊界不形成切痕。
發(fā)光區(qū)域A的對置面114為來自冷陰極管102a側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面119、來自冷陰極管102b側(cè)的光不入射到棱鏡面119的棱鏡形狀。棱鏡面119以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。入射到棱鏡面119的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域B的對置面114為來自冷陰極管102b側(cè)的光按一定概率入射到棱鏡面118、來自冷陰極管102a側(cè)的光不入射到棱鏡面118的棱鏡形狀。棱鏡面118以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。入射到棱鏡面118的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A中，更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B中，更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。
下面使用實施例5-1到5-6具體說明本實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。
(實施例5-1)接著使用圖57到圖61說明本實施方式的實施例5-1的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。圖57是表示本實施例的液晶顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)的框圖。如圖57所示，液晶顯示裝置具有背照燈單元130、控制電路16、由柵極驅(qū)動器12和數(shù)據(jù)驅(qū)動器14構(gòu)成的驅(qū)動電路。背照燈單元130具有光源控制部(光源驅(qū)動電路)132。光源控制部132連接到控制電路16?？刂齐娐?6中輸入PC等系統(tǒng)側(cè)輸出的時鐘CLK、數(shù)據(jù)使能信號Enab和灰度數(shù)據(jù)Data等?？刂齐娐?6具有存儲1幀部分的圖像信號的幀存儲器(未示出)?？刂齐娐?6上連接著柵極驅(qū)動器12和數(shù)據(jù)驅(qū)動器14。柵極驅(qū)動器12包括例如移位寄存器，從控制電路16內(nèi)的柵極驅(qū)動器控制部接收鎖存脈沖信號LP，從顯示開始線依次輸出選通脈沖，依次進行線驅(qū)動。
液晶顯示裝置在顯示區(qū)域134內(nèi)具有N根柵極總線6-1～6-N(圖57中僅示出4根)。各柵極總線6-1～6-N連接到柵極驅(qū)動器12。顯示區(qū)域134分割為與柵極總線6平行延伸的4個區(qū)域B1、A1、B2、A2。區(qū)域B1、A1、B2、A2分別被背照燈單元130的對應(yīng)的發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2照明。區(qū)域B1中配置有柵極線6-1～6-(N/4)。區(qū)域A1中配置有柵極線6-(N/4+1)～6-(N/2)。區(qū)域B2中配置有柵極線6-(N/2+1)～6-(3×N/4)。區(qū)域A2中配置有柵極線6-(3×N/4+1)～6-N。
圖58表示本實施例的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)。圖59表示本實施例的照明裝置的背照燈單元130的截面結(jié)構(gòu)。如圖58和圖59所示，液晶顯示裝置具有透射型的LCD面板2和背照燈單元130。背照燈單元130具有大致板狀的導(dǎo)光板100。
導(dǎo)光板100的一側(cè)端面(圖58和圖59中為左側(cè)端面)上配置有線狀光源的冷陰極管102a，并且例如使其管軸方向與光導(dǎo)板100的長邊方向大致平行。導(dǎo)光板100的另一側(cè)端面(圖58和圖59中為右側(cè)端面)上配置有線狀光源的冷陰極管102b并且例如使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。冷陰極管102a和102b周圍配置有燈反射器110。導(dǎo)光板100具有射出光的光射出面112和與光射出面112相對的對置面114。對置面114上形成作為光散射要素的散射層116。導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B1，與發(fā)光區(qū)域B1相鄰配置著發(fā)光區(qū)域A1。與發(fā)光區(qū)域A1相鄰配置著發(fā)光區(qū)域B2，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2的邊界不形成切痕。
發(fā)光區(qū)域B1、B2的對置面114為不將來自冷陰極管102a側(cè)的光入射到棱鏡面118，而原樣導(dǎo)入冷陰極管102b側(cè)的棱鏡形狀。棱鏡面118以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102b側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面118。入射到棱鏡面118的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域A1、A2的對置面114為不將來自冷陰極管102b側(cè)的光入射到棱鏡面119，而原樣導(dǎo)入冷陰極管102b側(cè)的棱鏡形狀。棱鏡面119以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102a側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面119。入射到棱鏡面119的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、A2中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1、B2中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100在全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2中大致均勻地取出光。
LCD面板2和導(dǎo)光板100之間配置有提高配光特性的多個配光片構(gòu)成的配光片群136。導(dǎo)光板100的對置面114側(cè)配置有使光散射并反射的反射散射片138。
圖60表示本實施例的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法。橫軸方向表示時間，縱軸方向表示灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)(寫入/非寫入狀態(tài))和照明裝置的亮滅狀態(tài)(ON/OFF)。波形a表示區(qū)域B1中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)，波形b表示區(qū)域A1中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)。波形c表示區(qū)域B2中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)，波形d表示區(qū)域A2中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)。波形e表示冷陰極管102a的亮滅狀態(tài)，波形f表示冷陰極管102b的亮滅狀態(tài)。如圖60所示，光源控制部132與鎖存脈沖信號LP同步地按與幀頻率(例如60Hz)相等的亮滅頻率使冷陰極管102a、102b僅在規(guī)定時間發(fā)光。光源控制部132使冷陰極管102a為最大發(fā)光亮度的定時和使冷陰極管102b為最大發(fā)光亮度的定時約相差8.4msec(1/2周期部分)。
區(qū)域B1、B2的像素中，按基本相同的定時寫入灰度數(shù)據(jù)。本實施例的液晶顯示裝置是多重掃描型，柵極驅(qū)動器12按柵極總線6-1、6-(N/2+1)、6-2、6-(N/2+2)、…的順序輸出選通脈沖GP。即，區(qū)域B1、B2的柵極總線6交替被掃描。向柵極總線6-1輸出選通脈沖GP的1/2周期后，向柵極總線6-(N/4+1)輸出選通脈沖GP，之后順序掃描柵極總線6-(3×N/4+1)、6-(N/4+2)、12-(3N/4+2)……。
在區(qū)域B1、B2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域B1、B2發(fā)光的冷陰極管102b點亮。冷陰極管102b熄滅后，向區(qū)域B1、B2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。同樣，在區(qū)域A1、A2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域A1、A2發(fā)光的冷陰極管102a點亮。冷陰極管102a熄滅后，向區(qū)域A1、A2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。這樣，寫入灰度數(shù)據(jù)的區(qū)域側(cè)的冷陰極管熄滅。液晶顯示裝置中，從在像素中寫入灰度數(shù)據(jù)開始到液晶分子按規(guī)定傾斜角度傾斜為止需要數(shù)msec～數(shù)十msec的時間，因此盡可能確保從寫入灰度數(shù)據(jù)開始到點亮冷陰極管為止的時間可得到比較良好的動態(tài)圖像顯示質(zhì)量。因此本實施例中，熄滅冷陰極管102a(102b)后馬上開始區(qū)域A1、A2(B1、B2)的灰度數(shù)據(jù)寫入(改寫)，確保從區(qū)域A1、A2(B1、B2)的灰度數(shù)據(jù)寫入結(jié)束開始到冷陰極管102a(102b)點亮為止的時間，作為液晶分子的響應(yīng)時間。
本實施例中冷陰極管102a、102b的點亮?xí)r間彼此相同，但冷陰極管102a、102b的點亮?xí)r間也可以彼此不同。本實施例中，按規(guī)定頻率點亮/熄滅冷陰極管102a、102b，但也可以按規(guī)定頻率改變冷陰極管102a、102b的發(fā)光亮度。
本實施例的照明裝置是使用作為線狀光源的冷陰極管102a、102b的側(cè)光型。因此，得到?jīng)]有亮度不均勻的良好的顯示質(zhì)量。本實施例的照明裝置中，即使與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行地分割發(fā)光區(qū)域，也可配置冷陰極管102a、102b使其管軸方向與導(dǎo)光板100的長邊方向大致平行。因此，可使用發(fā)光量比較大的長度長的線狀光源。從而，可實現(xiàn)亮度高的掃描型照明裝置，在動態(tài)圖像顯示時也可得到?jīng)]有輪廓模糊的良好顯示質(zhì)量。
圖61是表示本實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例的框圖。如圖61所示，本變形例中，驅(qū)動區(qū)域B1、A1的柵極總線6-1～6-(N/2)的柵極驅(qū)動器12和驅(qū)動區(qū)域B2、A2的柵極總線6-(N/2+1)～6-N的柵極驅(qū)動器12’彼此獨立設(shè)置。兩個柵極驅(qū)動器12、12’連接到控制電路84。柵極驅(qū)動器12與從控制電路16輸入的鎖存脈沖LP同步，在向柵極總線6-1輸出選通脈沖GP的同時，柵極驅(qū)動器12’向柵極總線6-(N/2+1)輸出選通脈沖GP。這樣，本變形例中，柵極驅(qū)動器12按柵極總線6-1、6-2、…、6-(N/2)的順序掃描，同時柵極驅(qū)動器12’按柵極總線6-(N/2+1)、6-(N/2+2)、…、6-N的順序掃描。本變形例也可實現(xiàn)與上述實施例同樣的效果。
(實施例5-2)首先使用圖62說明本實施方式的實施例5-2的照明裝置。圖62表示表示本實施例的照明裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖62所示，導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B1，與發(fā)光區(qū)域B1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域A1。與發(fā)光區(qū)域A1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域B2，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2的邊界不形成切痕。
導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112以規(guī)定的傾斜角傾斜的每個區(qū)域不同的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1、A2的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a側(cè)的側(cè)端部厚度厚、配置冷陰極管102b側(cè)的側(cè)端部厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域B1、B2的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度薄、配置冷陰極管102b側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度厚的楔形形狀。例如區(qū)域A1、B2的對置面114的傾斜角比區(qū)域B1、A2的對置面114的傾斜角小。導(dǎo)光板100的楔形形狀與光散射要素一起用作采光要素。
發(fā)光區(qū)域B1、B2中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域B1、B2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的部分光在發(fā)光區(qū)域B1、B2中不維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域A1、A2中，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域A1、A2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的部分光在發(fā)光區(qū)域A1、A2中不維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、A2中更多取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1、B2中更多取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100在全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2中大致均勻地取出光。根據(jù)本實施例，可得到與實施例5-1相同的效果。
(實施例5-3)接著使用圖63說明本實施方式的實施例5-3的照明裝置。圖63表示本實施例的照明裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖63所示，導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A1，與發(fā)光區(qū)域A1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域B1。與發(fā)光區(qū)域B1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域A2，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2的邊界不形成切痕。
導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112以規(guī)定的傾斜角傾斜的每個區(qū)域不同的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1、A2的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度厚、配置冷陰極管102b側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域B1、B2的導(dǎo)光板100形成為配置冷陰極管102a側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度薄、配置冷陰極管102b側(cè)的側(cè)端部側(cè)的厚度厚的楔形形狀。例如區(qū)域A2、B1的對置面114的傾斜角比區(qū)域A1、B2的對置面114的傾斜角小。導(dǎo)光板100的楔形形狀與光散射要素一起用作采光要素。
發(fā)光區(qū)域B1、B2中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域B1、B2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的部分光在發(fā)光區(qū)域B1、B2中不維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域A1、A2中，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)到導(dǎo)光板100內(nèi)的光由對置面114反射時被散射層116散射。但是，光在每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光在發(fā)光區(qū)域A1、A2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的部分光在發(fā)光區(qū)域A1、A2中不維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、A2中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1、B2中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100在全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2中大致均勻地取出光。
根據(jù)本實施例，可得到與實施例5-1相同的效果。使用本實施例的背照燈單元130的液晶顯示裝置中，通過使冷陰極管102a、102b的亮度調(diào)制的定時與圖60所示的實施例5-1的亮度調(diào)制的定時相反，可實現(xiàn)亮度高的掃描型照明裝置，在顯示動態(tài)圖像時也可得到?jīng)]有輪廓模糊的良好的顯示質(zhì)量。
(實施例5-4)接著使用圖64說明本實施方式的實施例5-4的照明裝置。圖64表示本實施例的照明裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖64所示，導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A1，與發(fā)光區(qū)域A1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域B1。與發(fā)光區(qū)域B1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域A2，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域A1、B1、A2、B2的邊界不形成切痕。導(dǎo)光板100的對置面114形成為棱鏡形狀，棱鏡形狀用作采光的采光要素。
發(fā)光區(qū)域B1、B2的對置面114為不將來自冷陰極管102a側(cè)的光入射到棱鏡面118，而原樣導(dǎo)入冷陰極管102b側(cè)的棱鏡形狀。棱鏡面118以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102b側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面118。入射到棱鏡面118的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
發(fā)光區(qū)域A1、A2的對置面114為不將來自冷陰極管102b側(cè)的光入射到棱鏡面119，而原樣導(dǎo)入冷陰極管102b側(cè)的棱鏡形狀。棱鏡面119以相對光射出面112為例如40～45度的傾斜角形成。另一方面，來自冷陰極管102a側(cè)的光以一定概率入射到棱鏡面119。入射到棱鏡面119的光由于不符合全反射條件被反射或折射而射出到導(dǎo)光板100外。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1、A2中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1、B2中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100在全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2中均勻地取出光。根據(jù)本實施例，可得到與實施例5-1相同的效果。
(實施例5-5)接著使用圖65說明本實施方式的實施例5-5的液晶顯示裝置。圖65表示本實施例的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖65所示，本實施例的液晶顯示裝置是前照燈方式，具有反射型LCD面板2和前照燈單元131。前照燈單元131的導(dǎo)光板100具有與冷陰極管102a、102b的管軸方向大致平行地分割的4個發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2。冷陰極管102a側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域B1，與發(fā)光區(qū)域B1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域A1。與發(fā)光區(qū)域A1相鄰地配置發(fā)光區(qū)域B2，冷陰極管102b側(cè)配置有發(fā)光區(qū)域A2。導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2形成為一體，各發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2的邊界不形成切痕。導(dǎo)光板100的對置面114形成為棱鏡形狀。棱鏡形狀用作采光的采光要素。
前照燈方式中，將散射層116等用作采光要素是不明智的。這是由于散射層116的散射光不沿垂直于LCD面板2的方向入射。造成低對比度、低亮度。而且，由于在觀察者側(cè)也直接射出光，因此導(dǎo)致產(chǎn)生雜散光和低對比度，顯示質(zhì)量降低。因此，本實施例中，采光要素為棱鏡形狀。將導(dǎo)光板100和偏光板141貼合，再與LCD面板2貼合，可降低界面反射并進一步提高顯示質(zhì)量。
(實施例5-6)下面，使用圖66到圖68說明本實施方式的實施例5-6的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。圖66表示本實施例的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)。圖67表示本實施例的照明裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖66和圖67所示，本實施例的背照燈單元130具有層疊配置的2塊導(dǎo)光板100、100’。導(dǎo)光板100、100’具有4個發(fā)光區(qū)域B1、B2、A1、A2。圖中下方的導(dǎo)光板100的一側(cè)端面(圖66和圖67中為左側(cè)端面)上配置有冷陰極管102a。導(dǎo)光板100的另一側(cè)端面(圖66和圖67中為右側(cè)端面)上配置有冷陰極管102b。導(dǎo)光板100具有對來自冷陰極管102a、102b的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。發(fā)光區(qū)域B1的導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a側(cè)的厚度薄、冷陰極管102b側(cè)的厚度厚的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1的導(dǎo)光板100形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a側(cè)的厚度厚、冷陰極管102b側(cè)的厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A1、B1的對置面114上形成作為光散射要素的散射層116。導(dǎo)光板100具有對來自冷陰極管102a、102b的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。
導(dǎo)光板100的層疊配置在液晶顯示面板2側(cè)的導(dǎo)光板100’的一側(cè)端面(圖66和圖67中為左側(cè)端面)上配置有冷陰極管102a’。導(dǎo)光板100’的另一側(cè)端面(圖66和圖67中為右側(cè)端面)上配置有冷陰極管102b’。導(dǎo)光板100’具有對來自冷陰極管102a’、102b’的光進行導(dǎo)光的導(dǎo)光區(qū)域。發(fā)光區(qū)域B2的導(dǎo)光板100’形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a’側(cè)的厚度薄、冷陰極管102b’側(cè)的厚度厚的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A2的導(dǎo)光板100’形成為對置面114相對光射出面112傾斜使得冷陰極管102a’側(cè)的厚度厚、冷陰極管102b’側(cè)的厚度薄的楔形形狀。發(fā)光區(qū)域A2、B2的對置面114中，形成作為光散射要素的散射層116。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1中，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域B1中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B1的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B1的光在發(fā)光區(qū)域B1中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B1中，為(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域A1中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A1的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A1的光在發(fā)光區(qū)域A1中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中，為(來自冷陰極管102a側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102b側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域B2中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102a’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B2的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次由導(dǎo)光板100的楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102a’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域B2的光在發(fā)光區(qū)域B2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，為(來自冷陰極管102b’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b’側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102a’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a’側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域A2中，從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時由于導(dǎo)光板100的楔形形狀，相對光射出面112的入射角在每次由對置面114反射時減小。因此，從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光大多不能在發(fā)光區(qū)域A2中維持導(dǎo)光，射出到導(dǎo)光板100外。另一方面，從冷陰極管102b’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A2的光由對置面114反射時被散射層116散射，同時每次由導(dǎo)光板100楔形形狀反射時被聚光，相對光射出面112的入射角增大。因此，從冷陰極管102b’側(cè)導(dǎo)向發(fā)光區(qū)域A2的光在發(fā)光區(qū)域A2中維持導(dǎo)光，很少射出到導(dǎo)光板100外。即，導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B2中，為(來自冷陰極管102a’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102a’側(cè)的導(dǎo)光量)＞(來自冷陰極管102b’側(cè)的采光量/來自冷陰極管102b’側(cè)的導(dǎo)光量)關(guān)系。
導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域B2、A2為幾乎對來自冷陰極管102a側(cè)的光與來自冷陰極管102b側(cè)的光二者都不取出的非采光區(qū)域。導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域B1、A1為幾乎對來自冷陰極管102a’側(cè)的光與來自冷陰極管102b’側(cè)的光二者都不取出的非采光區(qū)域。
這樣，導(dǎo)光板100的發(fā)光區(qū)域A1中更多地取出從冷陰極管102a側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B1中更多地取出從冷陰極管102b側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100’的發(fā)光區(qū)域A2中更多地取出從冷陰極管102a’側(cè)傳導(dǎo)的光，發(fā)光區(qū)域B2中更多地取出從冷陰極管102b’側(cè)傳導(dǎo)的光。導(dǎo)光板100、100’層疊配置時，全部發(fā)光區(qū)域B1、A1、B2、A2中大致均勻地取出光。
圖68表示本實施例的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法。橫軸方向表示時間，縱軸方向表示灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)(寫入/非寫入)和背照燈單元130的亮滅狀態(tài)(ON/OFF)。波形a表示發(fā)光區(qū)域B1中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)，波形b表示區(qū)域B2中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)。波形c表示區(qū)域A1中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)，波形d表示區(qū)域A2中的灰度數(shù)據(jù)的寫入狀態(tài)。波形e表示冷陰極管102b的亮滅狀態(tài)，波形f表示冷陰極管102b’的亮滅狀態(tài)。波形g表示冷陰極管102a的亮滅狀態(tài)，波形h表示冷陰極管102a’的亮滅狀態(tài)。
圖68所示，光源控制部132(圖66中未示出)與鎖存脈沖信號LP同步，按與幀頻率(例如60Hz)相等的亮滅頻率使冷陰極管102a、102b、102a’、102b’僅發(fā)光規(guī)定時間。光源控制部132使將冷陰極管102b設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時和將冷陰極管102b’設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時相差約4.2msec(1/4周期部分)。同樣，使將冷陰極管102b’設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時和將冷陰極管102a設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時相差約4.2msec；使將冷陰極管102a設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時和將冷陰極管102a’設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時相差約4.2msec。此外，使將冷陰極管102a’設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時和將冷陰極管102b設(shè)為最大發(fā)光亮度的定時相差約4.2msec。
區(qū)域B1的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域B1發(fā)光的冷陰極管102b點亮。冷陰極管102b熄滅后，向區(qū)域B1的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。區(qū)域B2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域B2發(fā)光的冷陰極管102b’點亮。冷陰極管102b’熄滅后，向區(qū)域B2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。同樣，區(qū)域A1的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域A1發(fā)光的冷陰極管102a點亮。冷陰極管102a熄滅后，向區(qū)域A1的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。區(qū)域A2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)后經(jīng)過規(guī)定時間之后，使發(fā)光區(qū)域A2發(fā)光的冷陰極管102a’點亮。冷陰極管102a’熄滅后，向區(qū)域A2的像素中寫入灰度數(shù)據(jù)。
這樣，對寫入灰度數(shù)據(jù)的區(qū)域進行照明的冷陰極管熄滅。液晶顯示裝置中，從在像素中寫入灰度數(shù)據(jù)開始到液晶分子按規(guī)定傾斜角傾斜為止需要數(shù)msec～數(shù)十msec的時間，因此盡可能保持某區(qū)域的從寫入灰度數(shù)據(jù)開始到點亮照明該區(qū)域的冷陰極管為止的時間可得到較良好的動態(tài)圖像顯示質(zhì)量。因此本實施例中，熄滅冷陰極管102a后馬上開始灰度數(shù)據(jù)寫入。
根據(jù)本實施例，可得到與實施例5-1相同的效果。本實施例中，與實施例5-1不同，不需要多重掃描型的液晶顯示裝置，因此可實現(xiàn)不使驅(qū)動電路復(fù)雜化的掃描型的照明裝置和液晶顯示裝置。本實施例中，具有將導(dǎo)光板100、100’四分割的發(fā)光區(qū)域A1、A2、B1、B2，但該分割數(shù)是任意的。
根據(jù)本實施例，實現(xiàn)構(gòu)成容易且小型輕量，亮度和顏色均勻的掃描型照明裝置和液晶顯示裝置。根據(jù)本實施例，可實現(xiàn)沒有輪廓模糊的動態(tài)圖像畫質(zhì)良好的液晶顯示裝置。
使用圖69到圖73說明本發(fā)明的第六實施方式的照明裝置和使用其的液晶顯示裝置。本實施方式的特征在于液晶顯示裝置或其使用的照明裝置上貼附的偏光板、在液晶顯示裝置的面板面或照明裝置的導(dǎo)光板上貼合偏光板的情況下的制造方法。
一般地，透射型液晶顯示裝置在液晶層調(diào)制從液晶面板里面入射的光的透射率并射出到面板表面，作為照明裝置，在液晶面板里面?zhèn)扰渲帽痴諢魡卧Ａ硪环矫?，移動設(shè)備中采用的反射型液晶顯示裝置中，從液晶面板表面入射外界光使之通過液晶層內(nèi)，由反射電極反射，在液晶層調(diào)制，射出到面板表面。
一般地，反射型液晶顯示裝置在液晶面板表面?zhèn)扰渲糜星罢諢魡卧?參考例如第五實施方式的5-5(圖65))，作為外界光少時的輔助用照明光源。前照燈單元具有在液晶面板表面?zhèn)扰渲玫耐该靼鍫顚?dǎo)光板和在導(dǎo)光板的至少一個側(cè)面?zhèn)扰渲玫墓庠?。?dǎo)光板的表面?zhèn)?外界光入射側(cè))按例如小于等于1mm的小間距形成臺階狀棱鏡，從導(dǎo)光板側(cè)面的光源入射的光向面內(nèi)方向反射或折射并進行傳播，射出大致垂直于液晶面板面的整個面的垂直光。由于導(dǎo)光板必須透射率高、成型容易且重量輕，大多使用與背照燈單元使用的導(dǎo)光板相同的丙烯酸材料。
導(dǎo)光板的液晶面板表面?zhèn)鹊墓馍涑雒婧鸵壕姘灞砻嬷g配置有偏光板。將該偏光板貼附在導(dǎo)光板的液晶面板表面?zhèn)鹊墓馍涑雒嫔蠒r，按比較大的入射角度吸收從導(dǎo)光板入射到液晶面板表面的不需要的光，抑制畫質(zhì)降低(泛黑)，得到高對比度的顯示。
前照燈單元主要在小型液晶顯示裝置中使用，因此要求導(dǎo)光板輕量化和小型化。因而，導(dǎo)光板用厚度1mm左右的極薄的板形成，其結(jié)構(gòu)容易變形。與此相反，在導(dǎo)光板上貼附的偏光板在高溫下產(chǎn)生0.3～0.5％的熱收縮。因此，高溫下偏光板熱收縮時，就存在導(dǎo)光板變形的問題。例如在夏天將液晶顯示裝置放置在車中等，在高溫下放置1天時，偏光板收縮，導(dǎo)光板彎曲，回到室溫下收縮仍維持原狀，因此導(dǎo)光板的變形保留下來。此外，前照燈單元的導(dǎo)光板的外界光入射側(cè)設(shè)置有保護罩來防止弄臟導(dǎo)光板的表面棱鏡，但是，當導(dǎo)光板彎曲而接觸該保護罩時，會劃傷導(dǎo)光板，而對顯示質(zhì)量造成產(chǎn)生亮度不均勻等不良影響。為避免這一點，如果預(yù)先拉開導(dǎo)光板與保護罩距離，需要約5mm間隔，導(dǎo)致裝置厚度增大。另外，導(dǎo)光板自身變形時，導(dǎo)光板中央山形膨起，產(chǎn)生圓形莫爾條紋，顯示質(zhì)量降低。
為解決該問題，在本實施方式中，由于發(fā)現(xiàn)偏光板的熱收縮是不可逆的，并且熱收縮在0.3～0.5％范圍中飽和，因此對偏光板預(yù)先進行熱處理使之進行不可逆收縮后使用。通過將偏光板放置在規(guī)定溫度環(huán)境中一定時間來進行熱處理。此時要注意熱處理溫度在100度或大于100度時，產(chǎn)生偏光板自身的劣化，偏光度急劇降低，顯示的對比度下降。熱處理溫度小于等于40度時，偏光板的熱收縮進行緩慢，因此熱處理需要很長時間，實際制造過程中必須注意。
考察這種熱處理溫度的范圍，對偏光板實施適當?shù)臒崽幚?，使得液晶顯示裝置放置在高溫下時，也可以減小導(dǎo)光板的變形量，可以減小導(dǎo)光板和保護罩的距離，減小裝置體積。由于可減小導(dǎo)光板的變形，因此也可減輕莫爾條紋導(dǎo)致的顯示質(zhì)量降低。此外，只要環(huán)境溫度返回到室溫，則導(dǎo)光板的變形也恢復(fù)原樣，因此不會影響顯示質(zhì)量。
下面使用具體實施例進行說明。圖69表示本實施方式的照明裝置的制造方法。如圖69所示，首先，在偏光板熱處理工序91中，在恒溫槽內(nèi)以規(guī)定溫度對偏光板進行加熱處理。之后返回室溫，進入對導(dǎo)光板的貼附工序92，由貼附機將偏光板貼附在導(dǎo)光板的表面。接著，實施高壓釜處理(高壓釜處理工序93)。隨后，在燈組件安裝工序94中，將光源安裝在導(dǎo)光板上完成前照燈。
接著，詳細說明實施上述偏光板熱處理工序91的優(yōu)選條件等。首先，根據(jù)熱處理溫度和熱處理時間，調(diào)查偏光板的吸收軸的透射率為50％的波長變化(下面叫作截止波長移動量)和收縮率變化(參考圖70)。由于制造商推薦的使用上限溫度大多為70度左右，已經(jīng)知道當偏光板暴露在大于等于該溫度的溫度下時，偏光板的劣化會提前。該偏光板的劣化是偏光度的劣化，通過測定吸收軸的截止波長，調(diào)查其偏差，可獲知其劣化程度(參考圖71)。
圖70是在本實施方式的照明裝置中，偏光板吸收軸的截止波長相對偏光板的熱處理中的熱處理時間的變化。橫軸表示熱處理時間(hr)，縱軸表示截止波長移動量(nm)。圖中，短間距的虛線表示對偏光板進行熱處理的溫度為50度的數(shù)據(jù)。同樣點劃線表示熱處理溫度為60度的數(shù)據(jù)，細實線表示熱處理溫度為70度的數(shù)據(jù)，長間距的虛線表示熱處理溫度為100度的數(shù)據(jù)，粗實線表示用于17英寸液晶顯示裝置中的偏光板的截止波長移動量，表示將未熱處理的偏光板貼附在導(dǎo)光板上的比較用數(shù)據(jù)，圖中示出“17英寸裝置內(nèi)”。
如圖70所示，粗實線表示的“17英寸裝置內(nèi)”的截止波長移動量在熱處理500hr時為-6nm、在1000hr時為-11nm。與其相比，用50度或大于50度的溫度進行了熱處理的偏光板熱處理溫度越高，相同熱處理時間的截止波長移動量增加，劣化越早。這里，如果以小于等于70度的熱處理溫度，熱處理時間達50hr，則截止波長移動量小于等于-11nm，與用于比較的“17英寸裝置內(nèi)”的數(shù)據(jù)中的最大1000hr部分的劣化相當。該1000hr為17英寸液晶顯示裝置的壽命的3％，將其作為偏光板熱處理的劣化量的允許范圍。
圖71表示在本實施方式的照明裝置中，將偏光板以70度進行熱處理時的偏光板的吸收軸方向的透射特性。橫軸表示波長(nm)，縱軸表示透射率(％)。圖中實線表示熱處理時間為200小時的透射特性，虛線表示熱處理時間為0小時(即不進行熱處理)時的透射特性。與不進行熱處理時相比，偏光板的吸收軸的截止波長從約810nm降低到約785nm。
圖72表示本實施方式的照明裝置中，偏光板的收縮率相對熱處理時間的變化。橫軸表示熱處理時間(hr)，縱軸表示收縮率。圖中實線表示熱處理溫度為70度時的情況，虛線表示熱處理溫度為60度時。偏光板的收縮率是通過在熱處理前后測量偏光板的縱橫邊長、并計算其相對原來長度的變化部分的平均來算出的。熱處理溫度越高偏光板收縮越早，因此，本例中，對60和70度的熱處理溫度進行表示。熱處理時間為100hr或大于100hr時，二者的熱收縮率相同，但熱收縮的速度是熱處理溫度為70度時較快，進行40～50hr的處理，偏光板的收縮幾乎飽和。從上述可知，圖70所示的偏光板吸收軸的截止波長移動量也是50hr以內(nèi)的熱處理時間比較理想，因此熱處理溫度在70度下進行熱處理是適當?shù)?。從圖72看到，如果熱處理溫度為70度，則希望為熱處理幾乎飽和的40hr的熱處理時間。
因此，將以熱處理溫度為70度、熱處理時間為40hr進行了熱處理的偏光板貼附在導(dǎo)光板上，在熱沖擊試驗機中測定導(dǎo)光板的變形量。具體說，將在貼附有偏光板的導(dǎo)光板的端邊上安裝光源的前照燈單元的四邊固定于液晶面板上，以60度溫度進行25分鐘的熱沖擊試驗以及在溫度-20度下進行35分鐘的熱沖擊試驗。導(dǎo)光板的變形量是通過測定導(dǎo)光板的中央部的最高隆起部分與導(dǎo)光板的邊緣的距離來求出的。
圖73表示在本實施方式的照明裝置中，熱沖擊試驗時間和導(dǎo)光板變形量的關(guān)系。橫軸表示熱沖擊試驗時間(hr)，縱軸表示導(dǎo)光板的變形量(mm)。圖中，實線表示進行了熱處理的偏光板，虛線表示未進行熱處理的偏光板。
原來的未進行熱處理的偏光板(虛線)在熱沖擊試驗時間為600hr時有4.6mm的變形量，熱處理過的偏光板(實線)在熱沖擊試驗時間為600hr時有1.0mm的變形量，可以將變形抑制到原來的39％。
如上，根據(jù)本實施方式，對偏光板實施適度的熱處理，使其預(yù)先進行不可逆熱收縮后，貼附在導(dǎo)光板來制造前照燈單元。特別是，熱收縮量α最好在0＜α≤0.3％的范圍中。這樣，即使將液晶顯示裝置放置在高溫下，也可大幅度地抑制導(dǎo)光板的變形量。因此，導(dǎo)光板和保護罩的距離也可以縮短1～2mm，可縮小裝置體積。導(dǎo)光板的變形量小，因此莫爾條紋也變輕，如果環(huán)境溫度返回室溫，則變形消失回到原來的形狀，不會影響顯示質(zhì)量。
本實施方式中，以將偏光板貼附在前照燈單元的導(dǎo)光板的液晶面板表面?zhèn)鹊墓馍涑雒嫔系那闆r為例進行了說明，但將本實施方式應(yīng)用于將導(dǎo)光板貼附在導(dǎo)光板的外界光入射面?zhèn)鹊那闆r、貼附在液晶面板面的情況或貼附在背照燈單元的導(dǎo)光板上的情況，也可得到希望的效果。
偏光板的具體結(jié)構(gòu)有例如將聚乙烯醇(PVA)延伸并用碘染色的偏光膜單體、在該偏光膜兩側(cè)貼附作為保護膜的例如三醋酸纖維素(TAC)膜的結(jié)構(gòu)的偏光板、或者層疊線膨脹系數(shù)等不同的相位差膜等而成的偏光板。本實施方式可應(yīng)用于所有這些偏光板。
本發(fā)明不限于上述實施方式，可以進行種種變形。
例如，上述實施方式中，例舉了有源矩陣型液晶顯示裝置，但本發(fā)明不限于此，可應(yīng)用于單純矩陣型液晶顯示裝置。
上述實施例中，主要說明了將發(fā)光區(qū)域分割成四個區(qū)域的情況，但本發(fā)明不限于此，可用任意分割數(shù)進行區(qū)域分割。
另外，上述實施方式中，舉出TN模式的液晶顯示裝置的例子，但本發(fā)明不限于此，也可應(yīng)用在MVA模式或IPS模式等其他液晶顯示裝置中。
使用圖77到圖85說明本發(fā)明的第七實施方式的液晶顯示裝置。本實施方式涉及具有垂直取向型的液晶顯示區(qū)域的液晶顯示裝置。
圖84是表示現(xiàn)有的液晶顯示裝置的一個例子的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖(參照例如專利文獻8)。圖84中，201是將薄膜晶體管(TFT)用作開關(guān)元件的有源矩陣型的彩色液晶顯示面板，按垂直取向模式動作的202是作為彩色液晶顯示面板201的光源的背照燈，203是作為背照燈202的電源的反相器。
204是向彩色液晶顯示面板201上形成的數(shù)據(jù)線輸出RGB信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動器(數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路)，205是向彩色液晶顯示面板201上形成的柵極線輸出柵極信號(掃描信號)的柵極驅(qū)動器(柵極線驅(qū)動電路)。
206是定時控制器，其輸入從顯示信號源(例如計算機)提供的點時鐘DCLK、垂直同步信號Vsync、顯示信號同步信號(顯示信號有效區(qū)域指定信號)ENAB和RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6等并將驅(qū)動彩色液晶顯示面板201所需要的各種信號提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204和柵極驅(qū)動器205。
圖85是表示圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置的動作的定時圖，示出輸入定時控制器206的點時鐘DCLK、輸入定時控制器206的垂直同步信號Vsync、輸入定時控制器206的顯示信號同步信號ENAB和輸入定時控制器206的RGB數(shù)據(jù)信號以及從定時控制器206提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的RGB數(shù)據(jù)信號。
圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，從顯示信號源提供的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6，與顯示信號同步信號ENAB同步取入定時控制器206，被進行定時調(diào)整并提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204。
圖84所示的原來的液晶顯示裝置中，作為彩色液晶顯示面板201，具有按垂直取向模式動作的垂直取向型的液晶顯示面板，但垂直取向型的液晶顯示面板在切換畫面時，在前一畫面上顯示的灰度中存在“邊緣”(例如以黑色為背景，顯示有邊緣的灰度物體時)并且下一畫面是白色顯示時，存在容易引起保持型的余像的問題。
該保持型的余像在畫面從中間灰度(例如灰色)變化為白色的部分中，在畫面變化時，液晶的取向混亂的狀況原樣保持，產(chǎn)生能夠看到與從取向整齊的黑色變化為白色的部分的差別的情況。
鑒于這一點，本實施方式的目的是提供一種即使在具有垂直取向型的液晶顯示區(qū)域的情況下，也難以引起保持型的余像，進行高質(zhì)量圖像顯示的液晶顯示裝置。
本實施方式是具有垂直取向型的液晶顯示區(qū)域的液晶顯示裝置，具有在驅(qū)動上述液晶顯示區(qū)域時，能使畫面的規(guī)定區(qū)域進行黑顯示的黑顯示控制部。
根據(jù)本實施方式，在驅(qū)動液晶顯示區(qū)域時，通過黑顯示控制部使畫面進行黑顯示，可使液晶的取向整齊。從而難以引起保持型的余像。
下面參考圖77～圖83說明本實施方式的實施例7-1～7-3。圖77、80、82中，對與圖84對應(yīng)的部分標注相同符號并省略重復(fù)說明。
(實施例7-1)圖77是表示實施例7-1的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。實施例7-1具有與圖84所示的原來的液晶顯示裝置所具有的反相器203和定時控制器206結(jié)構(gòu)不同的反相器207和定時控制器208，其他結(jié)構(gòu)與圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置相同。
反相器207具有點亮控制端子209，點亮控制端子209為L電平期間維持背照燈202的點亮狀態(tài)，點亮控制端子209為H電平期間使背照燈202為熄滅狀態(tài)。從定時控制器208向點亮控制端子209提供點亮控制信號SA。
定時控制器208具有黑顯示控制部210，將從黑顯示控制部210輸出的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的同時，將黑顯示控制部210生成的黑顯示控制信號作為點亮控制信號SA輸出，其他結(jié)構(gòu)與原來公知結(jié)構(gòu)相同。
圖78是表示黑顯示控制部210的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖78中，211是生成黑顯示控制信號SB的黑顯示控制信號生成電路，212是幀結(jié)束部檢測電路，其輸入顯示信號同步信號ENAB(或垂直同步信號Vsync)和點時鐘D CLK并檢測幀結(jié)束部，輸出1幀1個的幀結(jié)束部檢測脈沖SC。
213是對從幀結(jié)束部檢測電路212輸出的幀結(jié)束部檢測脈沖SC進行計數(shù)的N進制脈沖計數(shù)器(N例如為60)，214是解碼器，其對N進制脈沖計數(shù)器213的輸出進行解碼，輸出每N幀1次的1幀期間為H電平的黑顯示控制信號SB。
215是選擇RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6或黑顯示數(shù)據(jù)信號并供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的3系統(tǒng)2輸入1輸出型的選擇器，SL是選擇控制信號輸入端子，A1～A3、B1～B3是被選擇信號輸入端子，X1～X3是輸出端子。
對選擇控制信號輸入端子SL提供黑顯示控制信號SB，對被選擇信號輸入端子A1提供R數(shù)據(jù)信號R0～R6，對被選擇信號輸入端子A2提供G數(shù)據(jù)信號G0～G6，對被選擇信號輸入端子A3提供B數(shù)據(jù)信號B0～B6，對被選擇信號輸入端子B1～B3提供接地電位0V。
選擇器215在黑顯示控制信號SB＝L電平時，選擇對被選擇信號輸入端子A1～A3提供的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6并供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204，黑顯示控制信號SC＝H電平時，將對被選擇信號輸入端子B1～B3提供的接地電位0V作為黑顯示數(shù)據(jù)信號供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204。
圖79是表示實施例7-1的動作的定時圖，示出輸入定時控制器208的點時鐘DCLK和輸入定時控制器208的垂直同步信號Vsync以及輸入定時控制器208的顯示信號同步信號ENAB、輸入定時控制器208的RGB數(shù)據(jù)信號和從輸入定時控制器208供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的RGB數(shù)據(jù)信號。
即，在實施例7-1中，黑顯示控制信號生成電路211每N幀(例如，60幀)1次地輸出1幀期間為H電平的黑顯示控制信號SB，因此選擇器215對柵極驅(qū)動器204在N幀期間中的(N-1)幀期間供給RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6，在N幀期間中的1幀期間供給黑顯示數(shù)據(jù)信號，在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面。
從黑顯示控制信號生成電路211輸出的黑顯示控制信號SB作為點亮控制信號SA被供給反相器207的點亮控制端子209。因此，通過黑顯示控制部210的控制，在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面時，背照燈202為熄滅狀態(tài)。
這樣，根據(jù)實施例7-1，N幀期間中的1幀期間，通過在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面，即便具有垂直取向型的彩色液晶顯示面板201，也能使整個畫面的液晶的取向整齊，消除保持型的余像，因此可進行高畫質(zhì)的圖像顯示。
此外，通過黑顯示控制部210的控制在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面時，背照燈202為熄滅狀態(tài)，因此可避免感覺到黑顯示畫面。另外，在通過黑顯示控制部210的控制在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面時，也可以使背照燈202維持點亮狀態(tài)。
(實施例7-2)圖80是表示實施例7-2的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。實施例7-2具有與圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置具有的反相器203和定時控制器206結(jié)構(gòu)不同的反相器216和定時控制器217，其他結(jié)構(gòu)與圖84所示的原來的液晶顯示裝置相同。
背照燈202在彩色液晶顯示面板201的水平線數(shù)為4m(m為例如192)時，具有對應(yīng)第一到第m水平線的第一熒光燈、對應(yīng)第m+1到第2m水平線的第二熒光燈、對應(yīng)第2m+1到第3m水平線的第三熒光燈、對應(yīng)第3m+1到第4m水平線的第四熒光燈。反相器216包括對應(yīng)第一到第四熒光燈的點亮控制端子218-1～218-4。
并且，反相器216在點亮控制端子218-i(其中i＝1、2、3、4)為L電平期間維持第一熒光燈的點亮狀態(tài)，點亮控制端子218-i為H電平期間，使第i熒光燈為熄滅狀態(tài)。從定時控制器217向點亮控制端子208-i提供點亮控制信號SAi。
定時控制器217具有黑顯示控制部219，將從黑顯示控制部219輸出的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的同時，在黑顯示控制部219中生成點亮控制信號SA1～SA4，其他結(jié)構(gòu)與原來公知結(jié)構(gòu)相同。
圖81是表示黑顯示控制部219的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖81中，220是輸入顯示信號同步信號ENAB(或垂直同步信號Vsync)和點時鐘D CLK并生成第一黑顯示控制信號SB的黑顯示控制信號生成電路，是與圖78所示的黑顯示控制信號生成電路211相同的電路結(jié)構(gòu)。
221是生成第二黑顯示控制信號SD的黑顯示控制信號生成電路，222是水平線數(shù)檢測電路，其輸入顯示信號同步信號ENAB(或柵極驅(qū)動器205用時鐘GCLK)并檢測水平線數(shù)，每檢測出m根水平線就輸出1個脈沖SE，223是4進制脈沖計數(shù)器，其對從水平線數(shù)檢測電路222輸出的脈沖SE進行計數(shù)。
224-1是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器223的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器223的計數(shù)值為2期間，輸出L電平、其它時間輸出H電平。224-2是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器223的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器223的計數(shù)值為3期間，輸出L電平、其它時間輸出H電平。
224-3是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器223的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器223的計數(shù)值為4期間，輸出L電平、其它時間輸出H電平。224-4是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器223的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器223的計數(shù)值為1期間，輸出L電平、其它時間輸出H電平。
225-1～225-4是JK觸發(fā)器(flip-flop)。JK觸發(fā)器225-1向J端子提供從水平線數(shù)檢測電路222輸出的脈沖SE、向K端子提供解碼器224-1的輸出。JK觸發(fā)器225-2向J端子施加解碼器224-1的輸出、向K端子提供解碼器224-2的輸出。
JK觸發(fā)器225-3向J端子提供解碼器224-2的輸出、向K端子提供解碼器224-3的輸出。JK觸發(fā)器225-4向J端子提供解碼器224-3的輸出、向K端子提供解碼器224-4的輸出。
226是4輸入1輸出型的選擇器，A～D是被選擇信號輸入端子，SL1、SL2是選擇控制信號輸入端子。選擇器226在SL1＝L電平、SL2＝L電平時選擇被選擇信號輸入端子A，在SL1＝L電平、SL2＝H電平時選擇被選擇信號輸入端子B，在SL1＝H電平、SL2＝L電平時選擇被選擇信號輸入端子C，在SL1＝H電平、SL2＝H電平時選擇被選擇信號輸入端子D。
向被選擇信號輸入端子A提供JK觸發(fā)器225-1的輸出，向被選擇信號輸入端子B提供JK觸發(fā)器225-2的輸出，向被選擇信號輸入端子C提供JK觸發(fā)器225-3的輸出，向被選擇信號輸入端子D提供JK觸發(fā)器225-4的輸出。
227是黑顯示區(qū)域選定電路，輸出黑顯示區(qū)域選定信號SF1、SF2和點亮控制信號SA1～SA4，分別將黑顯示區(qū)域選定信號SF1、SF2提供給選擇器226的選擇控制信號輸入端子SL1、SL2，將點亮控制信號SA1～SA4提供給點亮控制端子218-1～218-4。
黑顯示區(qū)域選定電路227每N幀依次取SF＝L電平而SF2＝L電平的狀態(tài)、SF＝L電平而SF2＝H電平的狀態(tài)、SF＝H電平而SF2＝L電平的狀態(tài)、SF1＝H電平而SF2＝H電平的狀態(tài)中的一個，其結(jié)果是選擇器226每N幀依次選擇并輸出JK觸發(fā)器225-1～225-4的輸出中的一個。
228是對從黑顯示控制信號生成電路220輸出的黑顯示控制信號SB和從黑顯示控制信號生成電路221輸出的黑顯示控制信號SD進行AND處理的AND電路，229是3系統(tǒng)2輸入1輸出型的選擇器，SL是選擇控制信號輸入端子，A1～A3、B1～B3是被選擇信號輸入端子，X1～X3是輸出端子。
向選擇控制信號輸入端子SL提供AND電路228的輸出，向被選擇信號輸入端子A1提供R數(shù)據(jù)信號R0～R6，對被選擇信號輸入端子A2提供G數(shù)據(jù)信號G0～G6，對被選擇信號輸入端子A3提供B數(shù)據(jù)信號B0～B6，對被選擇信號輸入端子B1～B3提供接地電位0V。
選擇器229在AND電路228的輸出＝L電平時，選擇對被選擇信號輸入端子A1～A3提供的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6并供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204，AND電路228的輸出＝H電平時，將對被選擇信號輸入端子B1～B3提供的接地電位0V作為黑顯示數(shù)據(jù)信號供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204。
實施例7-2中，黑顯示控制信號生成電路220每N幀(例如60幀)1次地輸出1幀期間為H電平的黑顯示控制信號SB，黑顯示控制信號生成電路221每N幀順序選擇并輸出JK觸發(fā)器225-1～225-4的輸出中的一個。
其結(jié)果，AND電路228在第N+1幀的第1～第m水平線的掃描期間輸出H電平，在第2N+1幀的第m+1～第2m水平線的掃描期間輸出H電平，在第3N+1幀的第2m+1～第3m水平線的掃描期間輸出H電平，在第4N+1幀的第3m+1～第4m水平線的掃描期間輸出H電平，之后重復(fù)該動作。
即，每N幀順序使第1～第m水平線的區(qū)域、第m+1～第2m水平線的區(qū)域、第2m+1～第3m水平線的區(qū)域、第3m+1～第4m水平線的區(qū)域中的一個進行黑顯示。
因此，本例中，黑顯示區(qū)域選定電路227輸出點亮控制信號SA1～SA4，使得在使第1～第m水平線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第一熒光燈；在使第m+1～第2m水平線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第二熒光燈；在使第2m+1～第3m水平線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第三熒光燈；在使第3m+1～第4m水平線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第四熒光燈。
這樣，根據(jù)實施例7-2，每N幀順序使被沿垂直方向4分割的一個畫面區(qū)域進行黑顯示，因此即便具有垂直取向型的彩色液晶顯示面板201，也能使整個畫面的液晶的取向整齊，消除保持型的余像，從而可進行高畫質(zhì)的圖像顯示。
通過黑顯示區(qū)域選定電路227輸出的點亮控制信號SA1～SA4，可熄滅與黑顯示的畫面區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置的熒光燈，因此可避免感覺到黑顯示畫面。在通過黑顯示控制部219的控制在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面時，也可使背照燈202維持點亮狀態(tài)。
(實施例7-3)圖82是表示實施例7-3的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。實施例7-3具有與圖84所示的現(xiàn)有的液晶顯示裝置具有的背照燈202、反相器203和定時控制器206結(jié)構(gòu)不同的背照燈202A、反相器230和定時控制器231，其他結(jié)構(gòu)與圖84所示的原來的液晶顯示裝置相同。
背照燈202A在彩色液晶顯示面板201的垂直線數(shù)為4n(n為例如256)時，具有對應(yīng)第一到第n垂直線的第一熒光燈、對應(yīng)第n+1到第2n垂直線的第二熒光燈、對應(yīng)第2n+1到第3n垂直線的第三熒光燈、對應(yīng)第3n+1到第4n垂直線的第四熒光燈。反相器230具有分別與第一到第四熒光燈對應(yīng)的點亮控制端子232-1～232-4。
并且，反相器230在點亮控制端子232-i(其中i＝1、2、3、4)為L電平期間，維持第i熒光燈的點亮狀態(tài)，點亮控制端子232-i為H電平期間，使第i熒光燈為熄滅狀態(tài)。從定時控制器231向點亮控制端子232-i提供點亮控制信號SGi。
定時控制器231具有黑顯示控制部233，將從黑顯示控制部233輸出的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204的同時，在黑顯示控制部233中生成點亮控制信號SG1～SG4，其他結(jié)構(gòu)與原來公知的結(jié)構(gòu)相同。
圖83是表示黑顯示控制部233的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖83中，234是黑顯示控制信號生成電路，其輸入顯示信號同步信號ENAB(或垂直同步信號Vsync)和點時鐘D CLK并生成第一黑顯示控制信號SB，是與圖78所示的黑顯示控制信號生成電路211相同的電路結(jié)構(gòu)。
235是點數(shù)檢測電路，其生成第二黑顯示控制信號SH的黑顯示控制信號生成電路，236是輸入顯示信號同步信號ENAB(或柵極驅(qū)動器205用時鐘GCLK)并檢測點數(shù)，每檢測出n個點就輸出1個脈沖SI，237是對從點數(shù)檢測電路236輸出的脈沖SI進行計數(shù)的4進制脈沖計數(shù)器。
238-1是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器237的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器237的計數(shù)值為2期間輸出L電平、其它時間輸出H電平。238-2是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器237的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器237的計數(shù)值為3期間輸出L電平、其它時間輸出H電平。
238-3是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器237的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器237的計數(shù)值為4期間輸出L電平、其它時間輸出H電平。238-4是解碼器，其對4進制脈沖計數(shù)器237的輸出進行解碼，在4進制脈沖計數(shù)器237的計數(shù)值為1期間輸出L電平、其它時間輸出H電平。
239-1～239-4是JK觸發(fā)器。JK觸發(fā)器239-1向J端子提供從點數(shù)檢測電路236輸出的脈沖SI、向K端子提供解碼器238-1的輸出。JK觸發(fā)器239-2向J端子施加解碼器238-1的輸出、向K端子提供解碼器238-2的輸出。
JK觸發(fā)器239-3向J端子提供解碼器239-2的輸出、向K端子提供解碼器238-3的輸出。JK觸發(fā)器239-4向J端子提供解碼器238-3的輸出、向K端子提供解碼器238-4的輸出。
240是4輸入1輸出型的選擇器，A～D是被選擇信號輸入端子，SL1、SL2是選擇控制信號輸入端子。選擇器240在SL1＝L電平、SL2＝L電平時選擇被選擇信號輸入端子A，在SL1＝L電平、SL2＝H電平時選擇被選擇信號輸入端子B，在SL1＝H電平、SL2＝L電平時選擇被選擇信號輸入端子C，在SL1＝H電平、SL2＝H電平時選擇被選擇信號輸入端子D。
向被選擇信號輸入端子A提供JK觸發(fā)器239-1的輸出，向被選擇信號輸入端子B提供JK觸發(fā)器239-2的輸出，向被選擇信號輸入端子C提供JK觸發(fā)器239-3的輸出，向被選擇信號輸入端子D提供JK觸發(fā)器239-4的輸出。
241是黑顯示區(qū)域選定電路，其輸出黑顯示區(qū)域選定信號SJ1、SJ2和點亮控制信號SG1～SG4，分別將黑顯示區(qū)域選定信號SJ1、SJ2提供給選擇器240的選擇控制信號輸入端子SL1、SL2，將點亮控制信號SG1～SG4提供給反相器230的點亮控制端子232-1～232-4。
黑顯示區(qū)域選定電路241每水平掃描以次順序取SJ＝L電平而SJ2＝L電平的狀態(tài)、SJ＝L電平而SJ2＝H電平的狀態(tài)、SJ1＝H電平而SJ2＝L電平的狀態(tài)、SJ＝H電平而SJ2＝H電平的狀態(tài)中的一個，其結(jié)果是選擇器240每水平掃描一次順序選擇并輸出JK觸發(fā)器239-1～239-4的輸出中的一個。
242是對從黑顯示控制信號生成電路234輸出的黑顯示控制信號SB和從黑顯示控制信號生成電路235輸出的黑顯示控制信號SH進行AND處理的AND電路，243是3系統(tǒng)2輸入1輸出型的選擇器，SL是選擇控制信號輸入端子，A1～A3、B1～B3是被選擇信號輸入端子，X1～X3是輸出端子。
向選擇控制信號輸入端子SL提供AND電路242的輸出，向被選擇信號輸入端子A1提供R數(shù)據(jù)信號R0～R6，對被選擇信號輸入端子A2提供G數(shù)據(jù)信號G0～G6，對被選擇信號輸入端子A3提供B數(shù)據(jù)信號B0～B6，對被選擇信號輸入端子B1～B3提供接地電位0V。
選擇器243在AND電路242的輸出＝L電平時，選擇對被選擇信號輸入端子A1～A3提供的RGB數(shù)據(jù)信號R0～R6、G0～G6、B0～B6并供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204，AND電路242的輸出＝H電平時，將對被選擇信號輸入端子B1～B3提供的接地電位0V作為黑顯示數(shù)據(jù)信號供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器204。
實施例7-3中，黑顯示控制信號生成電路234每N幀(例如60幀)1次地輸出1幀期間為H電平的黑顯示控制信號SB，黑顯示控制信號生成電路235每水平掃描一次順序選擇并輸出JK觸發(fā)器239-1～239-4的輸出中的一個。
其結(jié)果，AND電路242在第N+1幀的第1～第n垂直線的掃描期間輸出H電平，在第2N+1幀的第n+1～第2n垂直線的掃描期間輸出H電平，在第3N+1幀的第2n+1～第3n垂直線的掃描期間輸出H電平，在第4N+1幀的第3n+1～第4n垂直線的掃描期間輸出H電平，以后，重復(fù)該動作。
即，每N幀順序地使第1～第n垂直線的區(qū)域、第n+1～第2n垂直線的區(qū)域、第2n+1～第3n垂直線的區(qū)域、第3n+1～第4n垂直線的區(qū)域中的一個進行黑顯示。
因此，本例中，黑顯示區(qū)域選定電路241輸出點亮控制信號SG1～SG4，使得在使第1～第n垂直線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第一熒光燈；在使第n+1～第2n垂直線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第二熒光燈；在使第2n+1～第3n垂直線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第三熒光燈；在使第3n+1～第4n垂直線的區(qū)域黑顯示時，熄滅第四熒光燈。
這樣，根據(jù)實施例7-3，每N幀順序地使水平方向4分割的畫面區(qū)域中的一個進行黑顯示，因此即便具有垂直取向型的彩色液晶顯示面板201，也可使整個畫面的液晶的取向整齊，消除保持型的余像，從而可進行高畫質(zhì)的圖像顯示。
通過黑顯示區(qū)域選定電路241輸出的點亮控制信號SG1～SG4，可熄滅與黑顯示的畫面區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置的熒光燈，因此可避免視覺上識別到黑顯示畫面。在通過黑顯示控制部233的控制在彩色液晶顯示面板201上顯示黑畫面時，也可使背照燈202A維持點亮狀態(tài)。
實施例7-1～7-3中，每N幀使畫面的整個區(qū)域或部分區(qū)域黑顯示1幀期間，但可由每N幀使畫面的整個區(qū)域或部分區(qū)域黑顯示連續(xù)數(shù)個幀期間來代替。
如上所示，根據(jù)本實施方式，在驅(qū)動液晶顯示區(qū)域時，通過黑顯示控制部使畫面進行黑顯示，因此可使整個畫面的液晶的取向整齊，即便具有垂直取向型的液晶顯示區(qū)域，也難以引起保持型的余像，從而可進行高畫質(zhì)的圖像顯示。
以上所述，根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)一種照明裝置和使用其的液晶顯示裝置，其可抑制顯示亮度降低，并且減少動態(tài)圖像顯示的動作模糊和拖尾。
根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)一種照明裝置和使用其的液晶顯示裝置，其可抑制耗電，使裝置小型化、輕量化，而且可延長其壽命。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，對有源矩陣型的液晶顯示裝置的顯示區(qū)域進行照明，其特征在于，具有可使發(fā)光亮度變化的至少一個光源；射出來自上述光源的光的至少一個發(fā)光區(qū)域；光源電源電路，其切換使上述光源以規(guī)定的最大亮度發(fā)光的最大點亮狀態(tài)和使上述光源以比上述最大亮度低的規(guī)定的中間亮度發(fā)光的中間點亮狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述發(fā)光區(qū)域在對上述顯示區(qū)域進行照明時，具有與在上述液晶顯示裝置上形成的柵極總線的延伸方向大致平行配置的光射出用開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于，上述光源電源電路與向上述液晶顯示裝置上形成的多個柵極總線依次輸出的選通脈沖之一同步，切換上述最大點亮狀態(tài)和上述中間點亮狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述中間點亮狀態(tài)的亮度電平設(shè)定為小于等于上述最大點亮狀態(tài)的亮度電平的50％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述最大點亮狀態(tài)的照明時間為小于等于1幀期間的50％的時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任意一項所述的照明裝置，其特征在于，具有第一光源單元，其包括第一導(dǎo)光板和在其端部配置的第一光源，主要照明第一發(fā)光區(qū)域，向相鄰的第二發(fā)光區(qū)域供給光的一部分；第二光源單元，其層疊在上述第一光源單元上，包括第二導(dǎo)光板和在其端部配置的第二光源，主要照明第二發(fā)光區(qū)域，向相鄰的上述第一發(fā)光區(qū)域供給光的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于，上述第一導(dǎo)光板配置在上述第一和第二發(fā)光區(qū)域，上述第二導(dǎo)光板僅配置在上述第一發(fā)光區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于，具有第三光源單元，其包括第三導(dǎo)光板和在其端部配置的第三光源，主要照明第三發(fā)光區(qū)域，向相鄰的第四發(fā)光區(qū)域供給光的一部分；第四光源單元，其層疊在上述第三光源單元上，包括第四導(dǎo)光板和在其端部配置的第四光源，主要照明第四發(fā)光區(qū)域，向相鄰的上述第三發(fā)光區(qū)域供給光的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于，上述第三導(dǎo)光板配置在上述第三和第四發(fā)光區(qū)域，上述第四導(dǎo)光板僅配置在上述第四發(fā)光區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置，其特征在于，上述第一導(dǎo)光板和上述第四導(dǎo)光板配置在同一平面上，上述第二導(dǎo)光板和上述第三導(dǎo)光板配置在同一平面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明裝置，其特征在于，還包括配置在上述第一到第四照明區(qū)域上的透射型擴散板；和配置在上述第一到第四照明區(qū)域與上述透射型擴散板之間的光混合區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明裝置，其特征在于，上述光混合區(qū)域是厚度為0.5mm～10mm的空間或透明部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述第二導(dǎo)光板和上述第三導(dǎo)光板的相對端部之間，配置有正反射或擴散反射的兩面反射板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于，上述第二導(dǎo)光板和上述第三導(dǎo)光板的相對端部之間形成向里面?zhèn)却蜷_的Λ形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于，上述Λ形狀的頂角θ在導(dǎo)光體的折射率為n時，滿足θ≤180°-4×sin-1(l/n)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到15任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述光源電源電路具有調(diào)整從上述發(fā)光區(qū)域射出的光的亮度的亮度調(diào)整用電位器。
17.一種有源矩陣型的液晶顯示裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1到16任意一項所述的照明裝置。
18.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括LCD面板，其根據(jù)各灰度數(shù)據(jù)調(diào)制按矩陣狀排列的多個像素的透光率；照明裝置，其改變1幀期間中點亮?xí)r間的比率即占空比來向上述各像素照射光；顯示數(shù)據(jù)變換部，其根據(jù)上述各灰度數(shù)據(jù)算出各自的明度和明度直方圖，根據(jù)預(yù)先決定的使亮度飽和的像素比率，從上述明度直方圖決定閾值明度，根據(jù)上述閾值明度對上述各灰度數(shù)據(jù)進行加工并輸出到上述LCD面板，同時將改變上述占空比的占空比數(shù)據(jù)輸出到上述照明裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述顯示數(shù)據(jù)變換部根據(jù)上述使亮度飽和的像素比率，從上述明度直方圖按明度從大到小的順序進行計數(shù)來決定上述閾值明度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述顯示數(shù)據(jù)變換部判定上述1幀內(nèi)的N個像素中顯示圖像的M(M≤N)個像素，根據(jù)上述M個像素數(shù)與上述使亮度飽和的像素比率之積決定上述閾值明度。
21.根據(jù)權(quán)利要求18到20任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述顯示數(shù)據(jù)變換部決定上述占空比，使得上述灰度數(shù)據(jù)的取得的最大值與上述占空比之積等于上述閾值明度，把大于等于上述閾值明度的明度的像素的灰度數(shù)據(jù)加工成上述最大值，對其他的像素進行加工，使得加工過的灰度數(shù)據(jù)與上述決定的占空比之積等于該像素原來的灰度數(shù)據(jù)的明度。
22.根據(jù)權(quán)利要求1到5任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述發(fā)光區(qū)域內(nèi)包括多個上述光源，上述光源控制系統(tǒng)分別控制流向上述多個光源的電流，切換使上述發(fā)光區(qū)域以規(guī)定的最大亮度發(fā)光的最大點亮狀態(tài)和使上述發(fā)光區(qū)域以比上述最大亮度低的規(guī)定的中間亮度發(fā)光的中間點亮狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照明裝置，其特征在于，上述光源控制系統(tǒng)使上述多個光源中的至少一個流過電流，使得其在規(guī)定周期變?yōu)樯鲜鲎畲簏c亮狀態(tài)，其它時間成為熄滅狀態(tài)，使其余的上述光源流過電流，使得其在上述最大點亮狀態(tài)時成為熄滅狀態(tài)，其它時間成為上述中間點亮狀態(tài)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照明裝置，其特征在于，上述光源控制系統(tǒng)使上述多個光源中的至少一個流過電流，使得其在規(guī)定周期變?yōu)楸壬鲜鲎畲簏c亮狀態(tài)低的第一中間點亮狀態(tài)，其它時間成為比上述第一中間點亮狀態(tài)還低的第二中間點亮狀態(tài)，使其余的上述光源流過電流，使得其在上述第一中間點亮狀態(tài)時成為第三中間點亮狀態(tài)以使得上述照明區(qū)域為上述最大點亮狀態(tài)，在上述第二中間點亮狀態(tài)時成為第四中間點亮狀態(tài)以使得上述照明區(qū)域為上述中間點亮狀態(tài)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的照明裝置，其特征在于，上述光源控制系統(tǒng)使上述多個光源中的至少一個流過電流，使得其一直為上述中間點亮狀態(tài)，使其余的上述光源流過電流，使得上述照明區(qū)域在規(guī)定周期變?yōu)樯鲜鲎畲簏c亮狀態(tài)，其它時間為熄滅狀態(tài)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22到25任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述光源控制系統(tǒng)控制電流，使得在上述最大點亮狀態(tài)和之后的上述中間點亮狀態(tài)之間可以有熄滅狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22到25任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述光源控制系統(tǒng)控制電流，使得在上述最大點亮狀態(tài)和之后的上述中間點亮狀態(tài)之間可以有比上述中間點亮狀態(tài)低的點亮狀態(tài)。
28.一種有源矩陣型的液晶顯示裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求22到27任意一項所述的照明裝置。
29.一種照明裝置，其特征在于，具有第一和第二線狀光源；導(dǎo)光板，其具有包括主要將從上述第一線狀光源側(cè)傳導(dǎo)的光取出到外部的第一采光要素的第一發(fā)光區(qū)域和包括主要將從上述第二線狀光源側(cè)傳導(dǎo)的光取出到外部的第二采光要素的第二發(fā)光區(qū)域；光源驅(qū)動電路，其按規(guī)定的亮滅頻率并且按彼此不同的定時僅將上述第一和第二線狀光源點亮大致相同的點亮?xí)r間，或按規(guī)定的亮滅頻率僅將上述第一和第二線狀光源點亮彼此不同的點亮?xí)r間。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的照明裝置，其特征在于，上述第一和第二采光要素包含在上述導(dǎo)光板表面上形成的棱鏡形狀。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的照明裝置，其特征在于，上述第一和第二采光要素包含在上述導(dǎo)光板表面上形成的光散射部件。
32.根據(jù)權(quán)利要求29到31任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述第一和第二采光要素包含上述導(dǎo)光板的楔形形狀。
33.根據(jù)權(quán)利要求29到32任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述導(dǎo)光板分別具有多個上述第一和第二發(fā)光區(qū)域，上述第一和第二發(fā)光區(qū)域交替排列。
34.根據(jù)權(quán)利要求29到33任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述第一線狀光源接近上述第二發(fā)光區(qū)域配置，上述第二線狀光源接近上述第一發(fā)光區(qū)域配置。
35.根據(jù)權(quán)利要求29到33任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述第一線狀光源接近上述第一發(fā)光區(qū)域配置，上述第二線狀光源接近上述第二發(fā)光區(qū)域配置。
36.根據(jù)權(quán)利要求29到35任意一項所述的照明裝置，其特征在于，還具有將來自上述第一線狀光源側(cè)的光導(dǎo)向上述第一發(fā)光區(qū)域的第一導(dǎo)光區(qū)域和將來自上述第二線狀光源側(cè)的光導(dǎo)向上述第二發(fā)光區(qū)域的第二導(dǎo)光區(qū)域，上述第一和第二導(dǎo)光區(qū)域配置在一塊上述導(dǎo)光板上。
37.根據(jù)權(quán)利要求29到35任意一項所述的照明裝置，其特征在于，還具有將來自上述第一線狀光源側(cè)的光導(dǎo)向上述第一發(fā)光區(qū)域的第一導(dǎo)光區(qū)域和將來自上述第二線狀光源側(cè)的光導(dǎo)向上述第二發(fā)光區(qū)域的第二導(dǎo)光區(qū)域，上述第一和第二導(dǎo)光區(qū)域分別配置在層疊配置的多塊上述導(dǎo)光板上。
38.一種液晶顯示裝置，包括具有一對基板和密封在上述一對基板之間的液晶的液晶顯示板、對上述液晶顯示板供給規(guī)定的驅(qū)動信號的驅(qū)動電路和對上述液晶顯示板照明的照明裝置，其特征在于，上述照明裝置使用權(quán)利要求29到37任意一項所述的照明裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述亮滅頻率等于上述液晶顯示板的幀頻率。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述第一和第二發(fā)光區(qū)域排列在上述顯示區(qū)域的掃描方向上。
41.根據(jù)權(quán)利要求38到40任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述驅(qū)動電路進行上述液晶顯示板的多重掃描。
42.根據(jù)權(quán)利要求18到22任意一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述明度是根據(jù)上述各像素的上述灰度數(shù)據(jù)(R，G，B)作為明度Y＝r×R+g×G+b×B求出的，其中，r、g、b是實數(shù)，包含數(shù)值0。
43.一種偏光板，其特征在于，在被貼附在照明裝置的導(dǎo)光板表面或液晶顯示裝置的液晶板面之前預(yù)先進行熱收縮。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的偏光板，其特征在于，在偏光膜的兩面上貼附保護膜而構(gòu)成，至少預(yù)先熱收縮上述偏光膜。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的偏光板，其特征在于，還具有相位差膜。
46.根據(jù)權(quán)利要求43到45任意一項所述的偏光板，其特征在于，上述熱收縮的量α為0＜α≤0.3％。
47.一種照明裝置，具有貼附有偏光板的導(dǎo)光板，其特征在于，上述偏光板中使用權(quán)利要求43到46任意一項所述的偏光板。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的照明裝置，其特征在于，在與液晶板組合時，上述偏光板貼附在上述導(dǎo)光板的上述液晶板側(cè)的面上。
49.一種液晶顯示裝置，具有貼附有偏光板的板面，其特征在于，上述偏光板中使用權(quán)利要求43到46任意一項所述的偏光板。
50.一種有源矩陣型的液晶顯示裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求47或48所述的照明裝置。
51.一種液晶顯示裝置，具有垂直取向型的液晶顯示區(qū)域，其特征在于，具有黑顯示控制部，該黑顯示控制部在上述液晶顯示區(qū)域驅(qū)動時，使畫面的規(guī)定區(qū)域進行黑顯示。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述黑顯示控制部每隔一定期間使整個畫面黑顯示1個或連續(xù)數(shù)個幀期間。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述黑顯示控制部每隔一定期間順序選擇在垂直方向上分割的多個畫面區(qū)域，使其黑顯示1個幀期間或連續(xù)數(shù)個幀期間。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述黑顯示控制部每隔一定期間順序選擇在水平方向上分割的多個畫面區(qū)域，使其黑顯示1個幀期間或連續(xù)數(shù)個幀期間。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述黑顯示控制部進行黑顯示期間，將使對應(yīng)黑顯示的畫面區(qū)域所設(shè)定的光源熄滅的信號提供給背照燈的電源部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明裝置和使用其的液晶顯示裝置，抑制顯示亮度降低，并且減少動態(tài)圖像顯示的動作模糊和拖尾，可抑制耗電，使裝置小型化、輕量化，而且可延長其壽命?？刂齐娐?6的光源控制部22與從柵極驅(qū)動器控制部18向柵驅(qū)動器12輸出的鎖存脈沖信號LP同步地向各光源電源電路35～38輸出發(fā)光控制信號。各光源電源電路35～38根據(jù)輸入的發(fā)光控制信號將冷陰極管30～33的發(fā)光狀態(tài)切換為第一到第三發(fā)光狀態(tài)S1～S3之一，從顯示區(qū)域里面對LCD面板2照明。第一級發(fā)光狀態(tài)是熄滅狀態(tài)S1，第二級發(fā)光狀態(tài)是可得到最大點亮亮度的最大點亮狀態(tài)S2，第三發(fā)光狀態(tài)是可得到第二級發(fā)光狀態(tài)的大致一半的亮度的中間點亮狀態(tài)S3。
文檔編號G09G5/10GK1499262SQ200310104
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者小林哲也, 弘, 鈴木敏弘, 理, 菅原真理, 也, 濱田哲也, 明, 林啟二, 山田文明, 武, 典, 古越靖武, 西戶正典 申請人:富士通顯示技術(shù)株式會社