CN100392497C - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，包括：LCD面板，根据图像的各灰度数据调制按矩阵状排列的像素的透光率；照明装置，改变1帧期间中点亮时间的占空比来向上述各像素照射光；显示数据变换部，根据各灰度数据算出的明度和图像的明度直方图，判定1帧内的N个像素中与显示图像有关的M个像素，根据公式t＝M×p计算常数t，其中p为预先决定的使亮度饱和的像素比率，从图像的明度直方图与常数t决定阈值明度，根据阈值明度对各灰度数据进行加工并输出到LCD面板，将改变占空比的占空比数据输出到照明装置；明度根据各像素的灰度数据按照公式Y＝r×R+g×G+b×B求出，其中r、g、b是实数，包含数值0，Y为明度。

Description

液晶显示装置

本申请是原案申请号为200310104624.X的发明专利申请(申请日：2003年10月29日，发明名称：照明装置及使用其的液晶显示装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及照明液晶显示装置的显示区域的照明装置和使用其的液晶显示装置。尤其涉及改善动态图像显示时的动态图像模糊(ぼけ)和拖尾现象的照明装置和使用其的液晶显示装置。

背景技术

专利文献1：特开平9-325715号公报

专利文献2：特开平11-202285号公报

专利文献3：特开平11-202286号公报

专利文献4：特开2000-321551号公报

专利文献5：特开2001-125066号公报

专利文献6：特开平5-303078号公报

专利文献7：特开2001-184034号公报

专利文献8：特开2000-194312号公报

非专利文献1：テレビジヨン画像情報工学ハンドブツクオ一ム公司P70～71

非专利文献2：ASIA Display/IDW’01 P1779～1780，1781～1782

非专利文献3：栗田泰市郎，「ホ一ルド型デイスプレイの表示方式と動画表示における画質」，第一回LCD フオ一ラム予稿

非专利文献4：J.Hirakata et.al.：“High Quality TFT-LCD Systemfor Moving Picture”，SID 2002 Digest，p.1284-1287(2002)

非专利文献5：D.Sasaki et.al.：“Motion Picture Simulationfor Designing High-Picture-Quality Hold-Type Displays”，SID 2002Digest，p.926-929(2002)

非专利文献6：K.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)

非专利文献7：H.Ohtsuki et.al.：“18.1-inch XGA TFT-LCD withWide Color Reproduction using High Power LED-Backlighting”，SID2002 Digest，p.1154-1157(2002)

非专利文献8：Gerald Harbers、其他两人，“LED Backlighting forLCD-HDTV、[online]、因特网<URL：http://www.lumileds.com/pdfs/techpaperspres/IDMC_Paper.pdf>”

[第一现有技术]

作为现有的代表性显示装置CRT(阴极射线管)的替代装置，近年来，将TFT(薄膜晶体管)等作为开关元件设置在各像素中的有源矩阵型的液晶显示装置(下面简略记为TFT-LCD)正逐渐成为主流。

TFT-LCD在原理上是将各像素中写入的灰度数据保持1帧期间(等于垂直同步信号Vsync的周期)。用这种保持型显示方法显示动态图像时，不能追随快速的图像变化，产生视觉上可识别的图像模糊和拖尾现象等画质劣化。

为解决该问题，提出一种方法，即与垂直同步信号Vsync同步，将各像素的灰度数据的显示期间限制为1帧期间内的一定期间(例如参考专利文献1)。为实现该方法，将照明TFT-LCD的图像显示区域的背照灯单元等照明装置的照明区域在该图像显示区域内分割为多个，依次亮灭各分割区域的照明，将各分割区域的显示期间(照明期间)限制为1帧期间内的一定期间(例如参考专利文献2到专利文献5)。

[第二现有技术]

更具体地说，现有的TFT-LCD用的背照灯单元的光源利用冷阴极管(CCFL)，一直点亮该冷阴极管来照明LCD的显示区域。在冷阴极管一直为点亮状态下显示动态图像时，例如在按16.7ms的帧期间(周期)改写灰度数据来显示动态图像时，液晶分子对电场强度变化的响应时间为数十ms，因此在液晶分子的响应完成前，写入了下一灰度数据，因此，动态图像显示中产生看起来模糊的不良情况。

TFT-LCD中，在某帧中写入的灰度数据一直保持到在下一帧中进行灰度数据的改写为止，因此根据称为追踪目视(追従視)的人体工学观点，视觉上也识别到显示模糊，从而存在动态图像模糊程度增大的问题。

关于上述问题，在非专利文献1和非专利文献2中有详细说明。非专利文献2中，公开了通过亮灭背照灯单元的冷阴极管来改善动态图像模糊的探讨。

但是，仅通过简单地使背照灯单元的冷阴极管亮灭，前一帧的余像残留，其作为图像内的移动体的重影被看到。尤其是在移动了线条时，可看到线条看起来为2重、3重的拖尾现象，导致显示质量明显降低。

因此，作为该重影的对策，提出将背照灯单元分割为多个、与灰度数据的写入同步地亮灭各分割区域的光源的扫描背照灯方式。为实现这一方式，提出与栅极总线(扫描线)大致平行地配列多个荧光管等光源、在多个分割区域的每一个中依次亮灭光源的直下型背照灯单元。

图74表示用与冷阴极管的管轴方向正交的面切断现有的对应动态图像显示的TFT-LCD中应用的直下型背照灯单元的剖面、和来自该背照灯单元的照明光的亮度分布。图74中，TFT-LCD1008的栅极总线(未示出)在垂直于纸面的方向上延伸。1帧的显示开始线位于图左侧的(上(顶))侧，最终显示线位于图右侧(下(底))一侧。背照灯单元1000从图中的上向下被进行4分割。各分割区域用截面为U字形的灯反射器(反射板)1002隔离，在灯反射器内分别配置管轴在栅极总线的延伸方向上延伸的冷阴极管1004。背照灯单元1000的光射出口经由透射型扩散板1006配置在TFT-LCD1008的显示区域里面上。

[第三现有技术]

近年来，TFT-LCD1008的大屏幕化和高亮度化正在发展，背照灯单元1000也需要增加发光管根数来实现发光亮度的提高。

与CRT相反，由于TFT-LCD1008在1帧期间持续输出光，在动态图像显示中引起图像模糊，与脉冲(impulse)发光的CRT相比，画质性能劣化(非专利文献3)。为应对这一点，专利文献1中提出LCD的脉冲化的方法，专利文献2和专利文献6中提出以1帧为单位占空(亮灭)驱动背照灯单元1000的技术，专利文献7中提出通过交替进行图像数据和黑写入实现脉冲化的技术。但是，单单进行占空驱动或黑写入，光输出时间减少，显示的亮度降低，因此同时必须提高背照灯单元1000的输出。

[第四现有技术]

在扫描型或亮灭型的面照明装置和液晶显示装置中，作为光源，使用冷阴极管或LCD，但为了提高动态图像的质量(降低轮廓模糊)，按频率60Hz重复点亮和熄灭，进行占空驱动。

[第五现有技术]

图75表示从显示区域侧观察与原来的对应动态图像显示的TFT-LCD中使用的直下型背照灯单元的结构。如图75所示，背照灯单元1000从图中的上方向下方被4分割。各分割区域1010～1013用截面为U字形的灯反射器(反射板)1002(图75中未示出)隔离，在灯反射器1002内分别配置管轴在TFT-LCD1008(图75中未示出)的栅极总线的延伸方向上延伸的冷阴极管1004。背照灯单元1000的光射出口经由透射型扩散板1006配置在TFT-LCD1008的显示区域里面上。作为扫描型的照明装置，该直下型是主流。

图76表示作为另一扫描型照明装置的侧光型背照灯单元的结构。如图76所示，背照灯单元1000的各分割区域1010～1013分别具有彼此光学分离并排列在面内的导光板1020。各导光板1020～1023的两侧的端面上分别配置有LED1022等点状光源各一个。

[第一现有技术的问题]

但是，在第一现有技术的情况下，由于仅仅亮灭照明光源，显示亮度显著降低，导致LCD低亮度且画质低。例如，将显示区域分割为5个分割区域并在1个帧内依次每次20％地进行照明时，在1帧期间中，为100％照明时的1/5的低亮度。另一方面，各分割区域的点亮时间加长时，存在亮度上升但动作模糊等画质劣化变得显著的问题。

[第二现有技术的问题]

但是，由于使用第二现有技术的图74说明的直下型背照灯单元1000将冷阴极管1004接近TFT-LCD1000的里面配置，如图74的上部分所示，有容易产生亮度不均匀的缺点。图74的上部分的横轴表示TFT-LCD1008在显示区域里面上的位置，纵轴表示亮度。直下型背照灯单元1000如图74的上部分的亮度分布曲线所示，在冷阴极管1004正上和相邻的冷阴极管1004之间的边界上容易产生亮度差，因此有容易产生亮度不均匀的缺点。作为使该亮度差难以看到的方法，采用加宽透射型扩散板1006与TFT-LCD1008的间隙来扩散并混合照明光，或提高透射型扩散板1006的扩散度，进一步扩散向冷阴极管1004正上射出的光并使之均匀的方法。但是，采用前一方法，装置厚度增大，采用后一方法，扩散光再次入射到冷阴极管并被吸收，光量降低。

[第三现有技术的问题]

如上述第三现有技术所述，提高背照灯单元1000的冷阴极管1004的发光亮度进行高亮度化时，出现功率增大且成本增加的问题。而且，在画面的平均亮度低的图像被显示的情况下，冷阴极管1004的发光亮度仍很高，从而TFT-LCD1008的温度上升。用于抑制该温度上升的冷却结构也必须改造，有时会产生TFT-LCD1008的装置体积增大的问题。

[第四现有技术的问题]

由于为了使冷阴极管和LED发光而流过的电流和供电有限制，因此产生占空驱动不能提高亮度的缺点。即，为了增加供给的电流，导致冷阴极管的镇流器大型化。因此，镇流器又重又厚，而且价格增高。此外，随着电流增加，驱动电压增高，冷阴极管的光电变换效率降低，同时寿命缩短。又例如，笔记本个人计算机等便携式电子设备的显示装置对于供电有严格限制。对于LED等固体发光型光源，由于电流增加，光电变换效率降低，出现寿命缩短的问题。

[第五现有技术的问题]

使用第五现有技术的图75说明的直下型背照灯单元1000将冷阴极管1004接近TFT-LCD1000的里面配置，因此亮度分布容易不均匀，存在容易产生显示上的亮度不均匀的缺点。

使用第四现有技术的图76说明的侧光型背照灯单元1000不能使用发光量比较大且长度长的冷阴极管1004等光源，因此存在亮度低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种照明装置和使用其的液晶显示装置，其可抑制显示亮度降低，并且减少动态图像显示的动作模糊和拖尾。

本发明的目的是提供一种照明装置和使用其的液晶显示装置，其可抑制耗电，并使装置小型化、轻量化，而且可延长其寿命。

通过如下照明装置实现上述目的：该照明装置对有源矩阵型的液晶显示装置的显示区域进行照明，其特征在于，具有：可使发光亮度变化的至少一个光源；射出来自上述光源的光的至少一个发光区域；以及光源控制系统，其切换使上述光源以规定的最大亮度发光的最大点亮状态和使上述光源以比上述最大亮度低的规定的中间亮度发光的中间点亮状态。

附图说明

图1是表示根据本发明的第一实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的示意结构的图；

图2是表示根据本发明的第一实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，与锁存脉冲信号LP的输入同步地从栅极驱动器12向各栅极总线6输出的选通脉冲GP的输出定时和各发光区域25～28的发光亮度B(25)～B(28)的图；

图3是表示根据本发明的第一实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，改变最大点亮亮度的照明期间和中间亮度电平，多个观察者对在图1所示的TFT-LCD1的显示区域中进行动态图像显示时的显示质量进行的主观评价的图；

图4是表示根据本发明的第二实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的示意结构的图；

图5是表示根据本发明的第二实施方式的照明装置的示意结构的图，图5(a)是沿着图4的A-A线切断的剖面，表示沿着与冷阴极管的管轴方向正交的面切断本实施方式的对应动态图像显示的TFT-LCD1中使用的照明装置(侧光型背照灯单元)40的剖面，图5(b)表示来自照明装置40的照明光在TFT-LCD1的显示区域里面侧的亮度分布；

图6是表示根据本发明的第二实施方式的照明装置40和使用其的TFT-LCD1的变形例的图；

图7是说明根据本发明的第二实施方式的照明装置40的另一变形例的图，图7(a)所示的照明装置40表示在导光板51、52之间的间隙中配置两面反射部件64的状态，图7(b)是表示两面反射部件64的图，图7(c)是表示另一两面反射部件64的图；

图8是说明本发明的第二实施方式中的式1的图，图8(a)是图7(c)的放大图，图8(b)是表示导光板52侧的端面的光行进路径的图；

图9是说明根据本发明的第二实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的又一变形例的图，图9(a)是表示本变形例的照明装置和使用其的液晶显示装置的示意结构的图，图9(b)是沿着图9(a)的A-A线切断的剖面，表示沿着与冷阴极管的管轴方向正交的面切断本实施方式的对应动态图像显示的TFT-LCD1中使用的照明装置(侧光型背照灯单元)40的剖面图，图9(c)是表示来自照明装置40的照明光在TFT-LCD1的显示区域里面侧的亮度分布的图；

图10是表示在本发明的第三实施方式中，改变背照灯单元的1帧期间中的点亮时间的比率(占空比)，并对灰度数据进行加工来进行液晶透射率的调整时，对是否感觉到与原来的图像的画质差的主观评价的图；

图11是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的显示数据变换电路20的简要动作步骤的图；

图12是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的显示数据变换电路20的明度Y的计算和直方图作成步骤的流程图；

图13是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，在图像仅位于1帧(画面)内的一部分中时，计算图像占据的像素数M的步骤的流程图；

图14是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，计算阈值明度Yα的步骤的流程图；

图15是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，用于光源的占空比选择的占空比选择用查找表的图；

图16是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置中，用于与阈值明度Yα对应地决定将加工后的灰度数据输出到多个数据总线8时的控制值的信号控制值选择用查找表的图；

图17是表示本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的占空驱动的例子的图；

图18是表示在LCD面板(panel)上配置作为本发明的第三实施方式的照明装置的侧光型背照灯单元的例子的图；

图19是表示占空驱动作为本发明的第三实施方式的照明装置的侧光型背照灯单元的冷阴极管A、B的例子的图；

图20是表示作为本发明的第三实施方式的照明装置，将冷阴极管A～F配置在面板显示面的里面上的扫描型背照灯单元的图；

图21是表示占空驱动本发明的第三实施方式的照明装置的冷阴极管A～F的例子的图；

图22是表示将本发明的第三实施方式的照明装置的侧光型背照灯单元配置在LCD面板上的例子的图；

图23是表示占空驱动本发明的第三实施方式的照明装置的侧光型背照灯单元的冷阴极管A～D的例子的图；

图24是表示将本发明的第三实施方式的照明装置的直下型背照灯单元配置在LCD面板上的例子的图；

图25是表示占空驱动本发明的第三实施方式的照明装置的直下型背照灯单元的冷阴极管A～H的例子的图；

图26是表示将本发明的第三实施方式的照明装置的直下型背照灯单元配置在LCD面板上的例子的图；

图27是表示占空驱动本发明的第三实施方式的照明装置的直下型背照灯单元的LED的A～T的例子的图；

图28是表示在具有图1所示的扫描型背照灯的显示装置中，占空比为80％、1帧期间的开始20％为熄灭，其余期间80％为全点亮的状态的图；

图29是表示使用本发明的第三实施方式的照明装置来解决图28的背照灯的问题的占空驱动方法的图；

图30是表示本发明的第四实施方式的实施例1的背照灯结构的图；

图31是表示本发明的第四实施方式的实施例1的背照灯的驱动波形的图；

图32是表示本发明的第四实施方式的实施例2的背照灯结构的图；

图33是表示本发明的第四实施方式的实施例2的背照灯的驱动波形的图；

图34是表示本发明的第四实施方式的实施例2的背照灯的具体定时图的图；

图35是表示本发明的第四实施方式的实施例2的背照灯的具体定时图的图；

图36是表示本发明的第四实施方式的实施例2的背照灯的具体定时图的图；

图37是表示本发明的第四实施方式的实施例3的背照灯的具体定时图的图；

图38是表示本发明的第四实施方式的实施例3的背照灯的具体定时图的图；

图39是表示在本发明的第四实施方式的实施例3的背照灯中，将最大点亮状态S2的电流值(相对值)设为10，改变图38的中间点亮状态S3、S4，由多个观察者对使动态图像显示在TFT-LCD1的显示区域中时的显示质量进行主观评价的图；

图40是表示冷阴极管的特性的图；

图41是表示使用本发明的第四实施方式的照明装置及其占空驱动方法的效果的图；

图42是表示使用本发明的第四实施方式的照明装置及其占空驱动方法的效果的图；

图43是说明本发明的第四实施方式的照明装置的实施例4的图；

图44是表示对本发明的第四实施方式的照明装置的实施例4的背照灯单元75进行图37或图38所示的占空驱动的结果的图；

图45是表示作为本发明的第四实施方式的照明装置的比较例的现有的直下型背照灯结构和占空驱动的图；

图46是表示作为本发明的第四实施方式的照明装置的比较例的现有的直下型背照灯的占空驱动的图；

图47是表示本发明的第四实施方式的照明装置的实施例5的背照灯单元75’的图；

图48是表示本发明的第四实施方式的照明装置的实施例6的背照灯单元130的图；

图49是表示本发明的第四实施方式的照明装置的实施例7的背照灯结构的图；

图50是表示LED的发光效率的电流依赖性的图；

图51是表示LED的发光量的电流依赖性的图；

图52是表示本发明的第五实施方式的照明装置的基本结构的图；

图53是说明本发明的第五实施方式的照明装置的采光要素的第一原理的图；

图54是说明本发明的第五实施方式的照明装置的采光要素的第二原理的图；

图55是说明本发明的第五实施方式的照明装置的采光要素的第三原理的图；

图56是说明本发明的第五实施方式的照明装置的采光要素的第四原理的图；

图57是表示本发明的第五实施方式的实施例5-1的液晶显示装置的简要构成的框图；

图58是表示本发明的第五实施方式的实施例5-1的液晶显示装置的剖面结构的图；

图59是表示本发明的第五实施方式的实施例5-1的照明装置的背照灯单元130的剖面结构的图；

图60是表示本发明的第五实施方式的实施例5-1的照明装置和使用其的液晶显示装置的驱动方法的图；

图61是表示本发明的第五实施方式的实施例5-1的液晶显示装置的结构的变形例的框图；

图62是表示本发明的第五实施方式的实施例5-2的照明装置的剖面结构的图；

图63是表示本发明的第五实施方式的实施例5-3的照明装置的剖面结构的图；

图64是表示本发明的第五实施方式的实施例5-4的照明装置的剖面结构的图；

图65是表示本发明的第五实施方式的实施例5-5的液晶显示装置的剖面结构的图；

图66是表示本发明的第五实施方式的实施例5-6的液晶显示装置的剖面结构的图；

图67是表示本发明的第五实施方式的实施例5-6的照明装置的剖面结构的图；

图68是表示本发明的第五实施方式的实施例5-6的照明装置和使用其的液晶显示装置的驱动方法的图；

图69是表示本发明的第六实施方式的照明装置的制造方法的图；

图70是表示在本发明的第六实施方式的照明装置中，偏光板吸收轴的截止波长相对偏光板的热处理中的热处理时间变化的图；

图71是表示在本发明的第六实施方式的照明装置中，以70℃热处理偏光板时的偏光板的吸收轴方向的透射特性的图；

图72是表示在本发明的第六实施方式的照明装置中，偏光板的收缩率相对热处理时间的图；

图73是表示在本发明的第六实施方式的照明装置中，热冲击试验时间和导光板变形量的关系的图；

图74是表示用与冷阴极管的管轴方向正交的面切断原来的对应动态图像显示的TFT-LCD中使用的直下型背照灯单元的剖面、和来自该背照灯单元的照明光的亮度分布的图；

图75是表示从显示区域侧观察现有的对应动态图像显示的TFT-LCD中使用的直下型背照灯单元的结构的图；

图76是表示作为现有的另一扫描型照明装置的侧光型背照灯单元的结构的图；

图77是表示本发明的第七实施方式的实施例7-1的主要部分的简要结构图；

图78是表示本发明的第七实施方式的实施例7-1具有的定时控制器内的黑显示控制部的结构的电路图；

图79是表示本发明的第七实施方式的实施例7-1的动作的定时图；

图80是表示本发明的第七实施方式的实施例7-2的主要部分的简要结构图；

图81是表示本发明的第七实施方式的实施例7-2具有的定时控制器内的黑显示控制部的结构的电路图；

图82是表示本发明的第七实施方式的实施例7-3的主要部分的简要结构图；

图83是表示本发明的第七实施方式的实施例7-3具有的定时控制器内的黑显示控制部的结构的电路图；

图84是表示现有的液晶显示装置的一个例子的主要部分的简要结构的图；

图85是表示图84所示的现有的液晶显示装置的动作的定时图。

具体实施方式

[第一实施方式]

使用图1到图3说明本发明的第一实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。首先，使用图1对本实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的简要结构进行说明。图1表示从面板显示面侧观察作为显示装置的例子的TFT-LCD1的示意状态。LCD面板2在形成TFT4的阵列基板(未示出)和形成公共电极Ce的对置基板(未示出)这2块玻璃基板间封入液晶lc。图示的LCD面板2内表示出1个像素的等效电路。在阵列基板上，在上下方向上平行地形成多个例如在图中的左右方向上延伸的栅极总线6。经未示出的绝缘膜在左右方向上平行形成多个在图中上下方向上延伸的数据总线8。由这样纵横形成的栅极总线6和数据总线8界定的矩阵状的多个区域分别成为像素区域。在各像素区域中形成像素电极10。

各像素区域的栅极总线6和数据总线8的交叉点附近形成TFT4，TFT4的栅极G连接栅极总线6、漏极D连接数据总线8。源极S连接像素电极10。栅极总线6由栅极驱动器12驱动，数据总线6由数据驱动器14驱动。从数据驱动器14对各数据总线8输出灰度电压(灰度数据)，对任一栅极总线6输出栅极信号(选通脉冲)时，其栅极G与该栅极总线6连接的一连串的TFT4为接通状态。向与这些TFT4的源极S连接的像素电极10施加灰度电压，在其与对置基板侧形成的公共电极Ce之间驱动液晶lc。各像素中由像素电极10和公共电极Ce与液晶lc形成液晶电容Clc，与该液晶电容Clc并列地还形成存储电容Cs。

TFT-LCD1具有输入从PC(个人计算机)等系统侧输出的时钟CLK和数据使能信号Enab以及灰度数据Data等的控制电路16。

栅极驱动器12具有例如移位寄存器，从控制电路16内的栅极驱动器控制部18接受锁存脉冲信号LP，从显示开始线开始依次输出选通脉冲，依次进行线驱动。

控制电路16具有显示数据变换电路20。显示数据变换电路20例如具有以下功能：比较应该显示的灰度数据Data和此前的灰度数据Data，如果超出规定的阈值而数据值发生了变化时，则对应该显示的灰度数据Data进行规定的加权处理等，向数据驱动器14输出灰度数据Data。

另外，控制电路16具有用于对照明LCD面板2的图像显示区域的照明装置24进行控制的光源控制部22。本实施方式的照明装置24作为一个例子使用直下型背照灯单元。本例的直下型背照灯单元具有被分割为多个(本例中为4个)的发光区域25～28，配置为可从显示区域里面照明LCD面板2的状态。设1帧中的栅极总线数为L，则第一发光区域25将从作为显示开始线的第一个栅极总线6到第L/4个栅极总线6作为照明范围。同样，第二发光区域26将从第L/4+1个栅极总线6到第2L/4个栅极总线6作为照明范围，第三发光区域27将从第2L/4+1个栅极总线6到第3L/4个栅极总线6作为照明范围，第四发光区域28将从第3L/4+1个栅极总线6到第L个栅极总线6作为照明范围。

各发光区域25～28为在LCD面板2里面侧形成与栅极总线6的延伸方向大致平行的光射出用开口、其它部分用反射板等包围的结构。各发光区域25～28的用反射板等包围的区域内配置有可通过控制供给的电流来改变发光亮度的例如棒状的冷阴极管30～33，其各自的管轴方向与栅极总线6的延伸方向大致平行。从光源电源电路35～38向各冷阴极管30～33流过规定的驱动电流。光源电源电路35～38根据来自控制电路16的光源控制部22的电流控制信号，向各冷阴极管30～33分别提供至少3级发光状态。这里，第一级发光状态是熄灭状态S1，第二级发光状态是得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2，第三级发光状态是得到第二级发光状态的大致一半亮度的中间点亮状态S3。所谓最大点亮亮度并不意味着作为冷阴极管30～33的规格可射出的最高亮度，也包含由光源电源电路35～38调整的亮度范围内的最高亮度。至少包含光源控制部22和光源电源电路35～38来构成光源控制系统。

控制电路16的光源控制部22与从栅极驱动器控制部18向栅极驱动器12输出的锁存脉冲信号LP同步，对各光源电源电路35～38输出发光控制信号。各光源电源电路35～38根据输入的发光控制信号，将冷阴极管30～33的发光状态切换为第一到第三发光状态S1～S3之一，从显示区域里面照明LCD面板2。

图2表示与锁存脉冲信号LP的输入同步，从栅极驱动器12对各栅极总线6输出的选通脉冲GP的输出定时和各发光区域25～28的发光亮度B(25)～B(28)。横方向表示时间。这里，如上所述，显示区域中有L根栅极总线6，从显示开始线顺序分配线序号GL(1)、GL(2)、…GL(L-1)、GL(L)。

光源控制部22与向作为显示开始线的栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP同步，对光源电源电路35输出控制流向冷阴极管30的电流的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路35流向冷阴极管30的电流，发光区域25的发光亮度B(25)为最大点亮亮度的大致1/2的中间点亮状态S3。之后，在输出向栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域25的发光亮度B(25)一直维持中间点亮状态S3。

光源控制部22在输出向栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP时，与其同步地向光源电源电路35输出规定的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路35流向冷阴极管30的电流，发光区域25的发光亮度B(25)为可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2。之后，在完成1帧期间f、开始下一帧期间f并输出向栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP之前，发光区域25的发光亮度B(25)一直维持最大点亮状态S2。每次开始下一帧期间f时，重复上述动作。

通过该照明动作，发光区域25的发光亮度B(25)在1帧期间f结束前仅1/4帧期间为最大点亮状态S2，从1帧(显示区域)的开头开始的1/4帧部分用最大亮度照明。此外的从1帧期间f开始到3/4帧为止，发光区域25的发光亮度B(25)维持中间点亮状态S3，从1帧期间的开头开始用中间亮度照明1/4帧部分。

接着关注发光区域26，光源控制部22与用于向从显示开始线开始移动了1/4帧的栅极总线GL(L/4+1)输出选通脉冲GP(L/4+1)的锁存脉冲LP同步，对光源电源电路36输出控制流向冷阴极管31的电流的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路36流向冷阴极管31的电流，发光区域26的发光亮度B(26)为最大点亮亮度的大致1/2的中间点亮状态S3。之后，在输出向栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP之前，发光区域26的发光亮度B(26)一直维持中间点亮状态S3。

光源控制部22在输出向栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP时，与其同步地向光源电源电路36输出规定的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路36流向冷阴极管31的电流，发光区域26的发光亮度B(26)为可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2。之后，在输出向栅极总线GL(L/4+1)输出选通脉冲GP(L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域26的发光亮度B(26)一直维持最大点亮状态S2。按帧期间f的周期重复上述动作。

通过该照明动作，发光区域26的发光亮度B(26)仅在1帧期间f的开头1/4帧部分期间为最大点亮状态S2，仅该期间中从1帧的开头1/4到1/2的区域的1/4帧部分用最大亮度照明，其它期间中，发光区域26的发光亮度B(26)维持中间点亮状态S3，从1帧的开头1/4到1/2的区域的1/4帧部分用中间亮度照明。

接着关注发光区域27，光源控制部22与用于向从显示开始线开始移动了1/2帧的栅极总线GL(2L/4+1)输出选通脉冲GP(2L/4+1)的锁存脉冲LP同步，对光源电源电路37输出控制流向冷阴极管32的电流的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路37流向冷阴极管32的电流，发光区域27的发光亮度B(27)为最大点亮亮度的大致1/2的中间点亮状态S3。之后，在输出向栅极总线GL(L/4+1)输出选通脉冲GP(L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域27的发光亮度B(27)一直维持中间点亮状态S3。

光源控制部22在输出向栅极总线GL(L/4+1)输出选通脉冲GP(L/4+1)的锁存脉冲LP时，与其同步地向光源电源电路37输出规定的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路37流向冷阴极管32的电流，发光区域27的发光亮度B(27)为可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2。之后，在输出向栅极总线GL(2L/4+1)输出选通脉冲GP(2L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域27的发光亮度B(27)一直维持最大点亮状态S2。按帧期间f的周期重复上述动作。

通过该照明动作，发光区域27的发光亮度B(27)仅在1帧期间f的开头1/4到1/2的1/4帧期间为最大点亮状态S2，仅该期间中的从1帧的1/2到3/4的区域的1/4帧部分用最大亮度照明，其它期间中，发光区域27的发光亮度B(27)维持中间点亮状态S3，从1帧的开头1/2到3/4的区域的1/4帧部分用中间亮度照明。

同样，在发光区域28中，光源控制部22与向从显示开始线开始移动了3/4帧的栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP同步，对光源电源电路38输出控制流向冷阴极管33的电流的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路38流向冷阴极管33的电流，发光区域28的发光亮度B(28)为最大点亮亮度的大致1/2的中间点亮状态S3。之后，在输出向栅极总线GL(2L/4+1)输出选通脉冲GP(2L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域28的发光亮度B(28)一直维持中间点亮状态S3。

光源控制部22在输出向栅极总线GL(2L/4+1)输出选通脉冲GP(2L/4+1)的锁存脉冲LP时，与其同步地向光源电源电路38输出规定的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路38流向冷阴极管33的电流，发光区域28的发光亮度B(28)为可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2。之后，在输出向栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域28的发光亮度B(28)一直维持最大点亮状态S2。按帧期间f的周期重复上述动作。

通过该照明动作，发光区域28的发光亮度B(28)仅在1帧期间f的1/2到3/4的1/4帧期间为最大点亮状态S2，仅该期间中的1帧的最后1/4的区域用最大亮度照明。其它期间中，发光区域28的发光亮度B(28)维持中间点亮状态S3，1帧的最后的1/4帧部分用中间亮度照明。

通过以上说明的点亮动作，如图2所示，整个显示区域用中间亮度照明，并且可得到将显示区域以与栅极总线6平行的带状纵向一列地4分割的区域的发光亮度按时间系列依次变为最大的照明。

根据本实施方式，可用一直按最大点亮亮度驱动的原来的保持型的照明装置的亮度的5/8倍(＝1/4A+3/4×1/2A，A为最大点亮亮度)的亮度充分抑制亮度降低并实现对应动态图像的显示，现有的对应动态图像的扫描型照明装置为现有的保持型照明装置的1/4倍的亮度，因此根据本实施方式的照明装置，可实现现有的扫描型照明装置的2.5倍的高亮度显示。

本实施方式中，表示出对1帧期间f(例如16.7ms)只有1/4帧期间用最大点亮亮度照明的动作例子，但最大点亮亮度的照明期间可加长。由此，可实现进一步的高亮度化。本实施方式中，对将中间点亮状态S3的中间亮度设为最大点亮亮度的大致1/2的情况进行了说明，但也可设为其它的中间亮度电平。

图3是将多个观察者对改变最大点亮亮度的照明期间和中间亮度电平，在图1所示的TFT-LCD1的显示区域中进行动态图像显示时的显示质量进行的主观评价进行曲线化的结果。

图3中，横轴表示最大点亮状态S2相对1帧期间f的比例(％)，纵轴表示1～5级评价点的评价。评价点1表示动态图像显示中的动态图像模糊和拖尾等“非常严重”的情况，评价点2表示“严重”的情况，评价点3表示动态图像模糊等“比较明显但可以忍受”的情况，评价点4表示“有区别但可以忍受”的情况，评价点5是“与静止画面同等优质的画质”的情况。

图中，连接圆点标记的直线(A)表示中间点亮状态S3的亮度电平与最大点亮状态S2的亮度电平相同的情况。因此，不管最大点亮亮度S2相对1帧期间f的比例(下面简称为最大点亮状态S2的比例)如何，在1帧期间f的整个期间中以最大亮度电平照明。即为与保持型驱动同样的显示，因此图像质量为：动态图像模糊和拖尾非常严重，为评价点1。

图中连接×标记的折线(B)表示中间点亮状态S3的亮度电平为最大点亮状态S2的亮度电平的大致1/2的情况。在此情况下，最大点亮状态S2的比例为10％～30％时，可得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，评价点为4。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％时，得到评价点3。

图中连接三角形的折线(C)表示中间点亮状态S3的亮度电平为最大点亮状态S2的亮度电平的30％的情况。此时，最大点亮状态S2的比例为10％～30％时，可得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，评价点接近5。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％时，得到评价点3。

图中连接方块标记的折线(D)表示中间点亮状态S3的亮度电平为0、最大点亮状态S2以外为熄灭状态S1的情况。这是与原来的扫描型LCD的照明方法相同的方法。此时，最大点亮状态S2的比例为10％～30％时，可得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，评价点接近5。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％时，得到大于等于3的评价点。

图3中，即便中间点亮状态S3为最大点亮状态S2的亮度电平的30％左右，可得到与折线(D)表示的原来的扫描型LCD相比不逊色的显示质量。另外，如果中间点亮状态S3为最大点亮状态S2的亮度电平的50％左右以内，则可认为在允许范围内。

如果最大点亮状态S2的照明时间为1帧期间f的30％或小于30％，则几乎不产生动态图像模糊和拖尾，50％以内为允许范围。

本实施方式中，对像素电极10写入灰度数据Data后，在经过f/2到3f/4的时刻，用最大亮度照明该像素。这是考虑液晶lc中液晶分子对电场强度变化的响应时间，如果使用高速响应的液晶材料，例如在写入灰度数据Data后经过f/4到f/2的时刻，可用最大亮度照明该像素。

如以上说明，根据本实施方式的照明装置24具有与选通脉冲GP的输出控制信号(锁存脉冲LP)同步地切换最大点亮状态S2和中间点亮状态S3的特征。

根据本实施方式的照明装置24中，向栅极总线6输出选通脉冲GP，连接该栅极总线6的TFT4变为接通状态，向像素电极10写入灰度数据Data，由此，可进行控制，使液晶lc的液晶分子正在进行倾斜动作以达到希望的倾斜角的期间，维持中间点亮状态S3，而在液晶分子的倾斜响应大概完成了时，使其为最大点亮状态S2。由此，由于最大点亮状态S2时间短，可改善动作模糊等画质劣化，而状态S2以外维持在熄灭状态S1，因此，现有的扫描型LCD存在的显示画面亮度降低的问题得到克服。本照明装置24中，即便最大点亮状态S2时间短，由于通过中间点亮状态S3按规定的中间亮度电平继续照明，因此可减少亮度降低。

使用本照明装置24可抑制动态图像模糊等画质劣化，这是因为其照明方法巧妙地利用了人类的眼睛着重感觉变化的人体工学特征。即，人类眼睛感觉到从中间点亮状态S3变化为最大点亮亮度S2的瞬间的图像，将其留在视网膜上。该图像识别动作按一帧期间进行，可防止看到动态图像模糊和拖尾。另一方面，人类将入射到视网膜的光的积分值感觉为亮度，因此中间点亮状态S3的光量和最大点亮亮度S2的光量的平均为TFT-LCD1的显示区域的亮度。

通过采用本实施方式，可将高亮度、没有动态图像模糊的液晶显示装置作成简单的薄型结构，可促进显示质量的改善、装置成本的降低或小型化。

上述实施方式中，虽然用将1帧4分割的扫描型照明装置进行了说明，但将1帧N分割(N是1或大于1的整数)的情况下都可采用上述实施方式的结构和方法。例如N＝1的情况下，在LCD面板2的显示区域的全部像素中写入灰度数据Data的过程当中以中间点亮状态S3照明全体，在最终线的像素写入后经过规定的液晶响应时间后，以最大点亮亮度S2照明全体。最大点亮亮度S2例如在垂直消隐期间实现。这样，使用1个冷阴极管(光源)可实现抑制亮度降低并且减少动态图像模糊和拖尾的TFT-LCD。

上述实施方式中，以直下型背照灯单元为例作了说明，但不限于此，在导光板的端部配置光源的侧光型背照灯单元中也可采用本实施方式的结构和方法。

本实施方式中使用的照明装置24的照明驱动方法例如也适用于作为自发光型的平面显示装置的EL(电致发光)显示装置(使用有机EL元件或无机EL元件)的驱动方法。

[第二实施方式]

使用图4到图8对本发明的第二实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置进行说明。首先，使用图4和图5来说明本实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的简要结构。图4表示本实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置的简要结构。图4所示的TFT-LCD1与使用图1说明的第一实施方式的TFT-LCD1相同，实现相同的作用功能的构成要素标注与图1相同的符号并省略其说明。图5(a)是用图4的线A-A切断的剖面，表示用与冷阴极管的管轴方向正交的面切断本实施方式的对应动态图像显示的TFT-LCD1中使用的照明装置(侧光型背照灯)40的剖面。图5(b)表示来自照明装置40的照明光在TFT-LCD1的显示区域里面侧的亮度分布。

本实施方式的照明装置40是将冷阴极管沿着具有将内部传导的光射出到外部的结构的导光板的端部配置的侧光型背照灯单元。本例的侧光型背照灯单元具有分割为多个(本例中为4个)的分割区域41～43，并配置为可从显示区域里面照明LCD面板2的状态。

设1帧中的栅极总线数为L时，第一发光区域41将从作为显示开始线的第一栅极总线6到第L/4栅极总线6作为照明范围。同样，第二发光区域42将从第L/4+1栅极总线6到第2L/4栅极总线6作为照明范围，第三发光区域43将从第2L/4+1栅极总线6到第3L/4栅极总线6作为照明范围。第四发光区域44将从第3L/4+1栅极总线6到第L栅极总线6作为照明范围。

如图5(a)所示，在与TFT-LCD1里面相对的一侧的大致同一面内配置有2块导光板51、52。导光板51配置在第一和第二发光区域41、42中，导光板52配置在第三和第四发光区域43、44中。在和导光板51的与导光板52相对的端部相对的端部上配置有冷阴极管46。在和导光板51的与导光板52相对的端部相对的端部上配置有冷阴极管47。

在第一发光区域41中，和导光板51的与TFT-LCD1侧相反的一侧的面上相邻地配置着导光板50。在导光板50的一端部上配置有冷阴极管45。在第四发光区域44中，在和导光板52的与TFT-LCD1侧相反的一侧的面上相邻地配置着导光板53。在导光板53的一端部上配置有冷阴极管48。冷阴极管45～48例如形成为直线棒状。冷阴极管45～48可以通过控制供给的电流来改变发光亮度。

分别从光源电源电路35～38向冷阴极管45～48流过规定的驱动电流。光源电源电路35～38可以根据来自控制电路16的光源控制部22的电流控制信号，分别向每个冷阴极管45～48提供至少3级发光状态。这里，第一级发光状态是熄灭状态S1，第二级发光状态是可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2，第三级发光状态是可得到第二级发光状态的大致一半的亮度的中间点亮状态S3。这里，所谓最大点亮亮度并不意味着作为冷阴极管45～48的规格可射出的最高亮度，也包含由光源电源电路35～38调整的亮度范围内的最高亮度。

根据以上说明的本实施方式的照明装置40为将包括导光板(导光部件)50和在其端部配置的冷阴极管45并从一面射出光的光源单元(50，45)与包括导光板51和在其端部配置的冷阴极管46的光源单元(51，46)层叠的结构。而且，照明装置40为将包括导光板53和在其端部配置的冷阴极管48并从一面射出光的光源单元(53，48)与包括导光板52和在其端部配置的冷阴极管47的光源单元(52，47)层叠的结构。照明装置40为在同一平面上配置光源单元(51，46)和光源单元(52，47)的结构。并且，光源单元(50，45)和光源单元(53，48)配置在同一平面上。

各发光区域41～44为在LCD面板2里面侧形成光射出用开口、其他部分用扩散反射板55包围的结构。TFT-LCD1里面和照明装置40的光射出用开口之间配置有扩散片60等。在第一发光区域41的导光板50里面上、第二发光区域42的导光板51里面上、第三发光区域43的导光板52里面上、第四发光区域44的导光板53里面上例如分别印刷光散射图案，作为光取出结构56～59。在第一发光区域41的导光板51里面上和第四发光区域44的导光板52里面上不形成光取出结构。

通过配置该光取出结构56、57，来自冷阴极管45的光大部分由光取出结构56散射并在导光板50内导光，并透过导光板51的第一发光区域41部分，从第一发光区域41射出。此时部分光传导过导光板51，由光取出结构57散射，从第二发光区域42射出。另外，部分光从导光板51导向导光板52、导光板53，由光取出结构58、59散射，从第三、第四发光区域43、44射出。即，来自冷阴极管45的光大部分用于第一发光区域41的照明，其余的用于第二到第四发光区域42～44的照明。

同样，来自冷阴极管46的光大部分在导光板51内导光，由光取出结构57散射，从第二发光区域42射出。此时部分光导向导光板50、52、53，由光取出结构56、58、59散射，从第一发光区域41、第三和第四发光区域43、44射出。即，来自冷阴极管46的光大部分用于第二发光区域42的照明，其余的用于第一发光区域41、第三到第四发光区域43～44的照明。

另一方面，通过配置光取出结构58、59，来自冷阴极管48的光大部分由光取出结构59散射并在导光板53内导光，并透过导光板52的第四发光区域44部分，从第四发光区域44射出。此时部分光导向导光板52，由光取出结构58散射，从第三发光区域43射出。另外，部分光从导光板52导向导光板51、导光板50，由光取出结构57、56散射，从第二、第一发光区域42、41射出。即，来自冷阴极管48的光大部分用于第四发光区域44的照明，其余的用于第一到第三发光区域41～43的照明。

同样，来自冷阴极管47的光大部分在导光板52内导光，由光取出结构58散射，从第三发光区域43射出。此时部分光导向导光板50、51、53，由光取出结构56、57、59散射，从第一发光区域41、第二和第四发光区域43、44射出。即，来自冷阴极管47的光大部分用于第三发光区域43的照明，其余的用于第一发光区域41、第二和第四发光区域42、44的照明。

图4所示的控制电路16的光源控制部22与从栅极驱动器控制部18向栅极驱动器12输出的锁存脉冲信号LP同步，对各光源电源电路35～38输出发光控制信号。各光源电源电路35～38根据输入的发光控制信号，将冷阴极管41～44的发光状态切换为第一到第三发光状态S1～S3之一，从显示区域里面照明LCD面板2。

这种结构中，进行与第一实施方式的图2所示的同样的照明驱动。本实施方式中，读出发光亮度B(41)～B(44)来替代图2的发光亮度B(25)～B(28)。

光源控制部22与用于向作为显示开始线的栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP同步，对光源电源电路35输出控制流向冷阴极管45的电流的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路35流向冷阴极管45的电流，发光区域41的发光亮度B(41)为最大点亮亮度的大致1/2的中间点亮状态S3。之后，在输出向栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP之前，发光区域41的发光亮度B(41)一直维持中间点亮状态S3。

光源控制部22在输出向栅极总线GL(3L/4+1)输出选通脉冲GP(3L/4+1)的锁存脉冲LP时，与其同步地向光源电源电路35输出规定的发光控制信号。由此，控制从光源电源电路35流向冷阴极管45的电流，发光区域41的发光亮度B(41)为可得到最大点亮亮度的最大点亮状态S2。之后，在完成1帧期间f、开始下一帧期间f并输出向栅极总线GL(1)输出选通脉冲GP(1)的锁存脉冲LP之前，发光区域41的发光亮度B(41)一直维持最大点亮状态S2。每次开始下一帧期间f时，重复上述动作。

通过该照明动作，发光区域41的发光亮度B(41)仅在1帧期间f结束前的1/4帧期间为最大点亮状态S2，从1帧期间(显示区域)的开头开始的1/4帧部分用最大亮度照明。此外，从1帧期间f的开始到3/4帧时为止，发光区域41的发光亮度B(41)维持中间点亮状态S3，从1帧期间的开头开始用中间亮度照明1/4帧部分。

与第一实施方式说明的相同，通过进行发光区域42、43、44的发光动作，如图2所示，整个显示区域用中间亮度照明，并且可得到以与栅极总线6平行的带状将显示区域纵向一列地4分割的区域的发光亮度按时间系列依次变为最大的照明。本说明中，说明了切换最大点亮状态S2和中间点亮状态S3的例子，但切换最大点亮状态S2和熄灭状态S1也可得到同样效果。

本实施方式中，说明了将2块导光板层叠并将其平面地配置2组的结构，但增加层叠块数，也可得到同样效果。在图5所示结构中，如果在背照灯的凹陷部(发光区域42、43的里面)中配置光源电源电路35～38等，或配置冷阴极管45、48，则可实现装置的薄型化和小型化。

这样，本实施方式的照明装置40虽然是侧光型，由于以一个发光区域为主进行照明的光源单元向相邻的其他发光区域供给部分光，另一方面，以该其他发光区域为主进行照明的光源单元向相邻的该一个发光区域供给部分光来相互补充，使得如图5(b)所示，可实现均匀的亮度分布α。在每个导光部件中，在端面上配置光源，通过控制该光源的点亮、熄灭或分别控制点亮、减光可实现薄型的适合于动态图像显示的液晶显示装置的照明装置。

下面，使用图6说明本实施方式的照明装置40和使用其的TFT-LCD1的变形例。图6所示的结构除了照明装置40的部分结构不同外，与图5所示的结构相同。图6所示的照明装置40的特征在于：在层叠的光源单元的TFT-LCD1侧导光板51、52与扩散片60之间设置了光混合区域62。

光混合区域62由：丙烯酸或聚碳酸酯等所构成的透明板、在该透明板中混合光纤等折射率不同的微小材料的扩散板或空气层构成。如果是0.5mm～10mm的空间的空气层，与图6(b)的虚线所示的没有空气层时的亮度分布α(与图5(b)的亮度分布α相同)不同，可得到发光区域边界部的亮度偏差被缓和且看不到亮度变化的、实线所示的亮度分布β。

根据本实施方式，发光区域边界的微小亮度变化相互混合，可缓和边界部看到的横线状的亮度不均匀或使之消失。

图5和图6所示的照明装置40中，将导光板50～53的光取出结构56～59全部配置在导光板50～53下侧，但可通过在导光板50、53上面上分别配置第一和第四发光区域41、44的光取出结构56、59，在一个平面内配置光取出结构56～59，实现进一步的亮度均匀化。

接着，使用图7说明本实施方式的照明装置的其他变形例。图7所示的结构除了照明装置40的部分结构不同外，与图5所示的结构相同。图7(a)所示的照明装置40的特征在于：在导光板51、52之间的间隙中配置图7(b)或(c)所示的正反射或扩散反射的两面反射部件64。图5和图6所示的照明装置40的第二和第三发光区域42、43的边界部中，部分光通过导光板端面的表面反射而向光源侧反射，再次进行导光，其余的光从端面射出，入射到其他照明区域中。因此，存在发光被混合、降低动态图像性能的可能性。因此，在导光板51、52之间的间隙中配置两面反射部件64。由此，防止发光混合，提高动态图像性能。

图7(b)表示如下结构：导光板51、52的相对端面与导光板51、52的光射出面大致正交并且彼此平行地面对，在其间隙中配置两面正反射板或两面正反射片所构成的两面反射部件64。

图7(c)表示如下结构：在导光板51、52的相对端面上设置朝向里面侧开口的Λ形的间隙，在该间隙中配置两面正反射板或两面正反射片所构成的两面反射部件64。图7(b)所示的两面反射部件64具有有限厚度，因此从导光板51、52的光射出侧(TFT-LCD1侧)看时，间隙作为影子被看到，引起亮度不均匀。与此相反，通过采用图7(c)所示的结构，从上面看不到两面反射部件64，可以有效地改善亮度不均匀。即使在Λ形顶点部附近导光板彼此接触，对于动态图像性能，也能实现非常优越的效果。

Λ形的两面反射部件64的顶角θ在导光体的折射率为n时，最好是满足下式(1)：θ≤180°-4sin^-1(l/n)。Λ形的顶角大于上式的θ时，在导光板内导光，在端面反射的光中的一部分从导光板射出到上面。因此，液晶面板面上有时产生线条上的明亮度不均匀。从而，通过采用满足上述式1的顶角θ，可将端面反射光全部导光，可防止亮度不均匀。

用图8来说明式1。图8(a)是图7(c)的放大图，图8(b)表示导光板52侧的端面处的光的行进路径。图8(b)中，导光板52的射出光由导光板52的下面上的光取出结构58的印刷散射图案进行散射的光线构成，而来自端面A的入射光线从导光板52射出到发光区域时，仅来自端面A的光线到达的范围为高亮度，产生亮度不均匀。

顶角θ是由来自端面A的入射光线不从导光板52射出面射出的条件决定的。这里，设入射到端面A的光线的入射角为a，从端面A入射到导光板52内的光线的折射角为b，从端面A入射的光线对导光板52的发光区域开口面的入射角为c，导光板52的折射率为n。来自导光板52的Λ形部端面A的入射光根据斯奈尔法则折射。

(1)sin(a)＝n×sin(b)

(2)n×sin(c)＝sin(d)

折射角b和入射角c用下式表达：

(3)90°＝b+c+θ/2

这里，如果d≥90°，则从端面A向导光板52入射的光不从导光板52射出。

(4)由于哪个方向都可能入射，所以a为±90°。

(1)可变形为b＝sin^-1(l/n)，

(2)可变形为c＝sin^-1(l/n)。

将其代入(3)，有：

θ＝180°-4×sin^-1(l/n)

从(4)的条件得到：

θ≤180°-4×sin^-1(l/n)

例如，在作为通常的导光材料的PMMA的情况下，n＝1.48，因此θ＝9.97°。

接着，使用图9说明本实施方式的照明装置的另一变形例。图9所示的结构除照明装置40的部分结构不同外，与图5所示的结构相同。图9(a)表示本变形例的照明装置和使用其的液晶显示装置的简要结构。图9(a)所示的TFT-LCD1与使用图4说明的本实施方式的TFT-LCD1相同，对实现相同作用功能的构成要素标注与图4相同的符号，省略其说明。图9(b)是用图9(a)的A-A线切断的剖面，表示用与冷阴极管的管轴方向正交的面切断本实施方式的对应动态图像显示的TFT-LCD1中使用的照明装置(侧光型背照灯单元)40的剖面。图9(c)表示来自照明装置40的照明光在TFT-LCD1的显示区域里面侧的亮度分布。

图9所示的结构除照明装置40的部分结构不同外，与图4所示的结构相同。图9(a)所示的照明装置40的特征在于：在光源电源电路35～38中分别设置亮度调整用电位器70～73，对来自各发光区域41～44的射出光量进行微调使之均匀。

本来每个冷阴极管射出光量不同。因此，有时产生第一到第四发光区域41～44中各自亮度不同的问题。作为该问题的对策，虽然可以考虑对每根冷阴极管进行亮度评价，组合使用相同亮度的冷阴极管，但存在制造成本增高的问题。与此不同，根据本结构，可廉价地降低亮度偏差并使显示面亮度均匀。

如以上所说明，根据本实施方式，可制造小型且薄型的可得到均匀亮度分布的适合于动态图像显示的液晶显示装置。

[第三实施方式]

参考图10到图29和表示第一实施方式的图1，来说明本发明的第三实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。本实施方式是为了解决上述第三现有技术的问题而作出的，实现一种即便缩短照明装置的冷阴极管的点亮时间也不需要提高冷阴极管的发光亮度的可得到高质量的动态图像的显示装置。

在改变背照灯单元在1帧期间中的点亮时间的比率(占空比)，并对灰度数据进行加工来调整液晶透射率的情况下，进行是否感到与原来图像有画质差的主观评价。已经知道：即使是相同的占空比，根据图像数据，有时不会感到与原来图像的画质差，有时会感到与原来图像的画质差。图10示出该主观评价结果的例子。图10(a)表示占空比为80％的主观评价结果，图10(b)表示占空比为60％的主观评价结果。图10的横轴表示1帧中显示的0～63的64灰度的所有灰度数据的平均值。纵轴表示通过图像数据加工而亮度饱和的像素数相对于全部显示像素数的比率(％)。对随着液晶透射率的调整而亮度饱和的高亮度像素的数目进行调查发现：其随图像内容而不同，亮度饱和的像素数相对于全部显示像素数的比率在占空比为80％、占空比为60％两种情况下，如果亮度饱和的像素比率为全部显示的2％或小于2％，则与图像的全部灰度数据的平均值(图像的平均亮度)无关，都不会感到与原来图像的画质差。虽省略了个别图示，但如果亮度饱和的像素为全部的2％或小于2％，无论是哪种图像，即便降低占空比，也不会感到与原来图像的画质差。

根据以上所述，图像中按从高亮度的像素开始的顺序将一定比率的像素设为最大显示亮度，除此之外的其余像素的各自的亮度则通过在降低背照灯单元的光源的占空比的同时，提高液晶透射率来进行再现，从而即便占空比下降，也可实现与原来图像同等的动态图像质量。

本实施方式的液晶显示装置具有与第一和第二实施方式表示的图1和图4所示的结构相同的结构。对与图1和图4相同的构成要素标注相同符号，省略其说明。TFT-LCD1具有LCD面板2，该LCD面板2根据灰度数据，调制按矩阵状二维排列的红(R)、绿(G)、蓝(B)各子像素的光透射率。LCD面板2的显示区域里面上设置有照射光的照明装置24(或照明装置40，下面用照明装置24进行说明)。照明装置24包括光源(冷阴极管30～33)和同时驱动它们的光源电源电路35～38。

本实施方式的控制电路16中除驱动TFT-LCD1的种种电路外，还设置有分析从外部输入的灰度数据Data的显示数据变换电路20。图11表示显示数据变换电路20的简要动作步骤。如图11所示，显示数据变换电路20存储输入控制电路16的1帧部分的像素(R，G，B子像素的组合)的灰度数据Data(步骤S1)，从各像素对应的各个灰度数据(R，G，B)求出明度Y＝r×R+g×G+b×B(r，g，b是实数，包含数值0)(步骤S2)，作成图像的明度Y的直方图(步骤S3)。接着，算出与1帧内的与图像显示有关的像素数M(步骤S4)，计算作为像素数M与规定的亮度饱和比率p的积的一个常数t＝M×p(步骤S5)，从图像的明度Y的直方图和常数t决定阈值明度Yα(步骤S6)。接着，根据阈值明度Yα对多个数据总线8输出加工后的灰度数据(步骤S7)，同时向控制光源电源电路35～38的光源控制部22输出规定的占空比数据(步骤S8)。光源控制部22根据该占空比数据控制光源电源电路35～38，按规定的占空比点亮冷阴极管30～33。

例如，显示数据变换电路20决定占空比，使得光透射率可取得的最大值(灰度数据Data可取得的最大值)与照明装置24的照明量(占空比)的积等于阈值明度Yα；加工大于等于阈值明度Yα的明度Y的像素的灰度数据，使得光透射率为上述最大值，对其他像素进行加工，使得加工后的灰度数据与上述决定的占空比的积等于该像素的原来的灰度数据的明度Y。

图12是表示显示数据变换电路20的明度Y的计算和直方图作成步骤的流程图。显示数据变换电路20每次一个地依次读入在未示出的存储装置(存储器)中存储的1帧部分的灰度数据D(R，G，B)(步骤S10、S11)，对读入的灰度数据(R，G，B)计算明度Y＝r×R+g×G+b×B，例如作为常数(r，g，b)＝(0.2126，0.7152，0.0722)(步骤S12)。接着，将变量s设为63(步骤S13)，比较Y和s的值(步骤S14)。如果Y不等于s，则进入步骤S15，将s值减去1后再次在步骤S14中比较Y值和s值，重复步骤S14、S15，直到Y＝s。如果Y＝s，则进入步骤S16，向表示1帧中出现明度Y＝s的个数的频度L(s)加上1后返回步骤S10。例如，步骤S11中读入灰度数据(R，G，B)＝(58，30，25)，步骤S12算出明度Y＝35，向表示1帧中出现明度Y＝35的个数的频度L(35)的值加上1(步骤S16)。通过将步骤S10到步骤S16重复执行1帧部分的灰度数据的个数那么多次，求出1帧中明度Y＝0～63的频度L(0)～L(63)的各自的值，算出明度Y的直方图L。

图13是表示图像仅位于1帧(画面)内的一部分中时，计算图像占据的像素数M的步骤的流程图。设2维排列的像素为m行n列，如果i行j列的灰度数据(R，G，B)的明度Y为0(即，常黑模式下的黑显示)，则像素(x(i)，y(j))的x(i)＝y(j)＝0，其他像素的x(i)＝y(j)＝1。对于1帧的全部像素，比较明度Y和值0，向各像素的坐标(x(i)，y(j))中代入x(i)＝y(j)＝0或x(i)＝y(j)＝1。由于图像基本为四边形，所以上下左右的列和行全部为黑(为黑显示的像素是x(i)＝y(j)＝0)的像素被视为背景，将其他的像素作为图像选出，设其为M个。即，计算x(i)＝1的个数和y(j)＝1的个数，通过取二者的积来求出M。例如，在显示用像素基本位于帧中央的情况下，求出在整个帧中xm行yn列的像素中，除了全部的图像信号为0的x1～xb行和xc-xm行以及y1～yf列和yg～yn列之外的范围的像素数M。

具体说，全部i，j中，从x(i)＝y(j)＝0的状态开始，在图13的步骤S20中，将变量设为i＝1，j＝1，比较变量j＝1和列值n+1(步骤S21)。如果j＝1＜n+1，则数据读入未进行到最终列n，因此进入步骤S22，读入第一行第一列的像素(1，1)的明度Y。接着，对读入的明度Y和值0(零)进行比较(步骤S23)，如果Y＞0，则像素(1，1)中存在黑以外的灰度数据，因此进入步骤S24，对x(1)设定值1，对y(1)设定值1，进入步骤S25。Y＝0时，不执行步骤S24，进入步骤S25。此时，仍为x(1)＝y(1)＝0。

接着，步骤S25中，比较变量i＝1和行值m。如果i＝1＜m，则数据读入未进行到最终行m，所以i值增加1后(步骤S26)，再次返回步骤S21，读入下一个像素(2，1)的明度Y，将该明度Y与值0进行比较(步骤S23)，如果Y＞0，则将(x(2)，y(1))设定为x(2)＝1，y(1)＝1(步骤S24)。重复该动作，直到i＝m，结束j＝1列的m个像素的处理。

接着，从步骤S25进入步骤S27，将i值设为初始值0，将变量j的值增加1后再次返回步骤S21，读入第一行第二列的像素(1，2)的明度Y。接着，将读入的明度Y与值0(零)进行比较(步骤S23)，如果Y＞0，则像素(1，2)中存在黑以外的灰度数据，因此进入步骤S24，对(x(1)，y(2))的x(1)设定值1，对y(2)设定值1，进入步骤S25。Y＝0时，不执行步骤S24，进入步骤S25。此时，仍为x(1)＝y(2)＝0。

接着，步骤S25中，比较变量i＝1和行值m。如果i＝1＜m，则数据读入未进行到最终行m，所以将i值增加1后(步骤S26)，再次返回步骤S21，读入下一个像素(2，2)的明度Y，将该明度与值0进行比较(步骤S23)，如果Y＞0，则设定为x(2)＝1，y(2)＝1(步骤S24)。重复该动作，直到i＝m，结束j＝2列的m个像素的处理。重复以上动作，在步骤S21中变量变为j＝n+1后，进入判定例行程序。

判定例行程序中，在步骤S28中，设定为i＝0，j＝0后，在步骤S29中将i值仅增加1，将x(i)的值加到变量x中(步骤S30)。重复该处理直到i＝m行(步骤S31)，变为i＝m时后，进入步骤S32。通过到步骤S31为止的处理，可掌握行方向的图像显示用的像素的存在个数x。

接着，在步骤S32中，将j的值仅增加1，将y(j)的值加到变量y中(步骤S33)。重复该处理直到j＝n列(步骤S34)，变为j＝n后，进入步骤S35。通过到步骤S34为止的处理，可掌握列方向的图像显示用的像素的存在个数y。

接着，在步骤S35中，求出行方向的图像显示用像素数x和列方向的图像显示用像素数y的积，求出1帧的图像显示用像素数M。

图14是表示算出阈值明度Yα的步骤的流程图。本步骤根据图像显示用像素数M和规定常数p，将从最高明亮度开始顺序向下低t＝Mp个的明度Y设为阈值明度Yα。规定常数p表示通过图像加工亮度饱和的比率，根据图10所示的主观评价结果可知，最好是p＝0.02(＝2％)或小于该值。设规定数p＝2％、图像显示用像素数M＝80000时，常数t＝Mp＝80000×2％＝1600。为了从大的开始顺序选择1600个明度Y，步骤S1中，设为i＝63，频度L的初始值设为L＝L(63)(步骤S41)。

步骤S42中，比较t＝1600和L＝L(63)，如果频度L(63)大，则进入步骤S45，阈值明度Yα＝63。如果t＝1600≥L＝L(63)，则步骤S43中，从i＝63减去1，为i＝62，步骤S44中，计算L＝L(63)+L(62)。再次返回步骤S42，将t＝1600与所计算的L进行比较，如果频度L大，则进入步骤S45，阈值明度Yα＝62。如果t＝1600≥L，则重复L＝L(63)+L(62)+L(61)…，决定Yα。本例行程序中，像L(63)+L(62)+L(61)那样，依次将频度L相加，但是，当然也可以是：例如，依次判断1600-L(63)是否大于等于0，1600-L(63)-L(62)是否大于等于0。

根据图14所示的步骤求出阈值明度Yα后，接着决定照明的控制值。例如，在64灰度显示中，实施γ(gamma)校正等，决定灰度和亮度的特性。图15表示光源的占空比的选择中使用的占空比选择用查找表。图15所示的表根据图14的所示步骤求出的阈值明度Yα的值来决定占空比(％)。

虽然占空比可以通过计算求出，但在计算式复杂的情况下，准备图15所示的表比较简便。该占空比选择用查找表存储于显示数据变换电路20的未示出的存储器中。显示数据变换电路20根据阈值明度Yα，从该表选择规定的占空比数据，输出到光源控制部22。光源控制部22根据输入的占空比数据，控制光源电源电路35～38，按规定的占空比驱动冷阴极管30～33。

图16表示根据阈值明度Yα来决定将加工后的灰度数据输出到多个数据总线8时的控制值用的信号控制值选择用查找表。表中最上行以从左向右按降序表示阈值明度Yα，最左列按降序示出原来的灰度。例如，在显示亮度在阈值明度Yα＝60时为360cd，在最大阈值明度Yα＝63时为400cd的情况下，明度Y＝63～60加工原来的灰度数据，使得液晶层的光透射率为100％。明度为Y≤59时，加工原来的灰度数据，使得液晶层的光透射率为原来的光透射率的400/360＝10/9倍。即，变换为使小于等于明度Yα的明度Yi的显示输出亮度Ii各自变为(I÷Iα)的光透射率。如图16所示，将该控制值作成表存储在存储器中，则可省略随时的运算处理。

占空比是通过根据阈值明度Yα的输出显示亮度Iα相对于最大显示输出亮度I(＝最大光透射率×最大照明量)的比率点亮发光部来决定的。

通过组合以上图11到图16所示的结构和步骤，向存储器中读入1帧部分的灰度数据(图像数据)，并算出明度Y并生成直方图L，读入全部的灰度数据后，算出图像显示用像素数M，设p＝2％来计算常数值t＝Mp，可求出阈值明度Yα。通过图15所示的表选择占空比并向光源控制部22输出，与其同步地将根据图16所示的表加工后的灰度数据输出到各数据总线8。

图17表示占空驱动的例子。横方向表示时间，纵方向表示光源30～33的点亮(ON)和非点亮(OFF)。图中从左向右表示占空比为100％(全部帧点亮)、占空比为50％(帧后半50％点亮)、占空比为20％(从帧最后开始向前的20％点亮)。

作为具体实施例，将以上电路构成为FPGA，在17英寸(型)宽的显示区域中，使用侧光型背照灯(在显示器上下配置荧光管)或直下型8灯背照灯制作亮度为200～800nit的显示亮度的显示装置。由市场销售的DVD再现动态图像，将本实施例的显示装置和现有的通常的显示装置并列进行动态图像比较时，可确认本实施例的显示装置也可得到与现有的显示相比毫不逊色的图像。并且知道：在现有的显示装置的背照灯点亮的占空比为100％时，本实施例的显示装置的占空比平均为50％，有效地发挥了背照灯的节电效果。

将p(＞2％)值设为更大时，如果超出阈值明度Yα的明度Y的像素分散，则对画质影响小，而该像素集合在一起时，有时判断出画质劣化。尤其是在像素集合在画面中央部的情况下，即便p相同，有时也判断出画质劣化，因此可将像素的集合/离散状态作为数据提取出来，用于防止画质劣化。此时，将M个像素分割为多个的各个分区的要素数为M1～Ms时，对该M1～Ms各个要素可使用上述步骤。

控制电路16中即便没有帧存储器等，图像数据仍然可作为显示数据流入，并且通过延迟1帧(1/60sec)，应用根据本实施例的动作，在市场销售的DVD等再现的动态图像中，也不会产生图像变怪或看起来暗的故障。

明度Y为0～255(256灰度)时，本来应该将阈值明度Yα＝0～255的照明控制值和信号控制值作入查找表中，但可以简化为0～64，即按阈值明度Yα＝0时为0、阈值明度Yα＝1～4时为1、阈值明度Yα＝5～8时为2…、阈值明度Yα＝253～255时为64来变换各控制值并进行显示，这样观察前述的动态图像，大致比较良好。

图18到图27表示具体例子。图18是在LCD面板上配置侧光型背照灯单元的例子。显示区域P的上下配置冷阴极管A、B。图19表示占空驱动图18所示的冷阴极管A、B的例子。横方向表示时间，纵方向表示冷阴极管A、B的点亮(ON)和非点亮(OFF)。图中从左向右，在最初的帧中，冷阴极管A、B都是占空比为80％，但冷阴极管A在帧的后半80％点亮，冷阴极管B在帧的前半80％点亮。在下一帧中，冷阴极管A、B都是占空比为40％，但冷阴极管A在帧的后半40％点亮，冷阴极管B在帧的前半40％点亮。

图20表示将冷阴极管A～F配置在面板显示面的里面上的扫描型背照灯单元。图21表示占空驱动冷阴极管A～F的例子。横方向表示时间，纵方向表示冷阴极管A～F的点亮(ON)和非点亮(OFF)。图中从左向右，冷阴极管A～F都是从占空比为80％燃后变为40％。此时，冷阴极管A～F的点亮开始时刻(或熄灭时刻)依次错开规定时间来形成扫描状态。

图22表示将侧光型背照灯单元配置在LCD面板上的例子。从显示区域P的上侧中央开始向左右配置冷阴极管A、B，从显示区域P的下侧中央开始向左右配置冷阴极管C、D。从显示区域P的中央开始在左侧显示图像P1，在右侧显示图像P2。图23表示对图22所示的冷阴极管A～D进行占空驱动的例子。

图24表示将直下型背照灯单元配置在LCD面板上的例子。从显示区域P的中央开始向左侧配置冷阴极管A、C、E、G，从显示区域P的中央开始向右侧配置冷阴极管B、D、F、H。从显示区域P的中央开始在左侧显示图像P1，在右侧显示图像P2。图25表示对图24所示的冷阴极管A～H进行占空驱动的例子。

图26表示将直下型背照灯单元配置在LCD面板上的例子。从显示区域P的中央开始的左侧2/3内按矩阵状配置LEDA～C、H～J、K～M、P～R，从显示区域P的中央开始的右侧1/3内按矩阵状配置LEDD、E、I、J、N、O、S、T。从显示区域P的中央开始的左侧2/3内显示图像P1，在右侧1/3内显示图像P2。图27表示对图26所示的LEDA～T进行占空驱动的例子。

上述具体例子所示的显示装置的任意显示区域中，背照灯的发光时间越短，越能改善液晶显示装置特有的动态图像的模糊。

以上实施例中，背照灯的占空比的平均为50％，但如果为整体明亮的图像，则占空比接近100％。如果占空比接近100％，则动态图像的模糊改善效果小。因此，象第一和第二实施方式说明的那样，1帧内设置全点亮和中间点亮2种点亮状态、作为中间点亮时的显示亮度的中间亮度为作为全点亮时的显示亮度的全点亮亮度的50％。

例如，在具有将1帧从上向下顺序分为4个区域、在各个区域中进行占空驱动的图1所示的扫描型背照灯的显示装置中，如图28所示，占空比为80％，1帧期间的开始的20％熄灭，其余的80％期间为全点亮。此时，1帧期间的开始的20％(第一区域)的时刻T2和25％的时刻T3之间的期间不管是否是在向像素中写入灰度数据Data期间T1当中(图中用V表示)，背照灯在时刻T2从熄灭状态S1变化为最大点亮状态S2。在写入下一个灰度数据Data前为高透射率时却熄灭了。在1帧期间中将4个区域组合，20％的区域在写入灰度数据时为点亮状态，写入下一个灰度数据之前为熄灭状态，因此感到比其余的80％的区域光亮低，显示质量降低。

图29表示解决上述现有的问题的占空驱动方法。如图29所示，在1帧期间的开始的40％中将背照灯设为中间点亮状态S3(在1帧期间的开始的25％的时间T1向像素写入灰度数据Data)。接着，在其余的60％中将背照灯设为最大点亮状态S2。这样，视觉上感觉到的显示亮度没有变化，在液晶响应基本完成的时刻全部点亮照明，因此在眼睛里留下了希望的图像。从而得到在整个显示区域没有图像的动态图像模糊的良好的显示质量。

如以上所说明，根据本实施方式，按动态图像中高亮度的像素的顺序将一定比率的像素设为最大显示亮度，而通过降低背照灯的占空比并提高液晶透射率来再现其余像素的各亮度。由此，即便背照灯的占空比降低，也可以使动态图像显示质量仍与原来的图像相同，并且背照灯可节电。通过扫描型背照灯和亮灭型背照灯的组合，保持动态图像的显示质量，并且改善图像模糊，可实现高质量的液晶显示装置。本实施方式应用于液晶显示装置，但也可用于EL(电致发光)元件的发光控制。

[第四实施方式]

使用图30到图51说明本发明的第四实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。占空驱动与灰度数据Data的读入定时同步，直接调制面发光的照明装置的光源的亮度，但其调制度以前非常高，曾经认为例如亮度比必须大于等于20。然而，如第一实施方式说明的那样，即使不用将光源完全点亮或熄灭的占空驱动，动态图像的显示质量也不劣化。本发明人发现如果亮度比大于等于2，则可得到充分的显示。根据该理解，通过进行下面说明的新型的占空驱动，不会影响动态图像的显示质量，却可提高显示的亮度，可提高冷阴极管的发光效率(功率比)，可降低功率。另外，可延长光源寿命，并且使电源小型化、轻量化和薄型化。

(实施例4-1)

图30是表示本实施方式的实施例1的背照灯的结构。本实施例中，使用第一实施方式的图1所示的TFT-LCD1，图30表示从第一到第四发光区域的光射出开口侧观察照明装置24的状态。光射出开口侧也配置有第二实施方式说明的扩散片60等。背照灯为直下型，各发光区域25～28为使相邻区域的光混合而被不完全地4分割。此外，与图1所示的照明装置24相同。图31表示实施例1的背照灯的驱动波形。图31实质与图2相同，但表示从栅极驱动器12向各栅极总线6输出的选通脉冲GP的输出定时这一方面相同，而与图2中表示出发光亮度B(25)～B(28)不同，表示出流过各发光区域25～28的各冷阴极管30～33的电流C(30)～C(33)。

如图31所示，对流过各冷阴极管30～33的电流进行占空驱动，使得向规定像素写入灰度数据，液晶充分反应，透射率增高后，按最大点亮状态S2照明。各冷阴极管30～33的电流状态(或功率状态)在按最大光量照明时为最大电流(或最大功率)，但在其他时间也流过电流(接通电力)，维持中间点亮状态S3。该占空驱动中，按和显示数据写入周期相同的周期重复上述电流状态(或功率状态)。这样，本实施例的特征是：在非最大电流(或最大功率)时也流过电流(接入功率)。

在占空驱动中，人类能否感觉到动态图像显示的动态图像模糊和拖尾很大程度上依赖于最大照射状态S2下的照明光量的最大值及其时间宽度。即使在按规定频率重复的最大点亮状态S2之间，为从最大值降低大致一半的中间点亮状态S3，也不改变动态图像显示的质量。

因此，根据本实施方式，由于抑制功率增加并提高亮度，不需要大型的冷阴极管的镇流器，可将镇流器做得轻薄，以低成本制造。另外，原来的随着电流增加驱动电压上升的现象也得到抑制，因此可抑制冷阴极管的光电变换效率的降低，延长管寿命。这样，与在规定时间用最大点亮状态S2照明而在其他时间熄灭的现有方式相比，根据本实施方式，动态图像显示质量同样，可实现高亮度化、低耗电化、装置轻薄小型化并延长寿命。

(实施例4-2)

图32表示本实施方式的实施例2的背照灯结构。本实施例中，使用与上述实施例1同样的TFT-LCD1，图32表示从与实施例的图30相同的方向观察的状态。背照灯为直下型，各发光区域25～28为使相邻区域的光混合而被不完全地4分割。各发光区域25～28中分别配置有2根冷阴极管(30a、30b)，(31a、31b)，(32a、32b)，(33a、33b)。

图33表示实施例2的背照灯的驱动波形。图33的各波形与实施例1的图31实质相同，但本实施例中，各发光区域25～28中分别用2根冷阴极管组照明，因此具有图33所示的各电流波形可以用2根冷阴极管的组合来实现的优点。

使用图34到图36进行更具体的说明。图34到图36示出与图33同样的定时图。图34所示的情况下，向各发光区域的冷阴极管30a、31a、32a、33a分别供给电流进行照明驱动，使其在规定时间为最大点亮状态S2，在其他时间为熄灭状态S1。对各发光区域的冷阴极管30b、31b、32b、33b供给电流进行照明驱动，使其分别在与其成为一组的各冷阴极管30a、31a、32a、33a的最大点亮状态S2下为熄灭状态S1，在其他时间为中间点亮状态S2。由此，可按与图33所示的照明驱动电流波形得到的亮度同样的亮度来照明。

在图35所示的情况下，对各发光区域的冷阴极管30a、31a、32a、33a，分别在规定周期内以使其为低于最大点亮状态S2的中间点亮状态S2’的低电流进行驱动，在其他时间以使其为比图33所示的中间点亮状态S3暗的中间点亮状态S3-1的低电流进行驱动。对各发光区域的冷阴极管30b、31b、32b、33b，在与其成组的各冷阴极管30a、31a、32a、33a为中间点亮状态S2’时，以使其为与中间点亮状态S2’的总和为最大点亮状态S2的中间点亮状态S3-3的低电流进行驱动，在各冷阴极管30a、31a、32a、33a为中间点亮状态S3-1时，以使其为与中间点亮状态S3-1的总和为中间点亮状态S3的中间点亮状态S3-2的低电流进行驱动。由此，可用与图33所示的照明驱动电流波形得到的亮度同样的亮度照明。

在图36所示的情况下，对各发光区域的冷阴极管30a、31a、32a、33a，在各自的规定周期内以使其为低于最大点亮状态S2的中间点亮状态S2’’的低电流进行驱动，在其他时间切断供电使其为熄灭状态。通过对各发光区域的冷阴极管30b、31b、32b、33b，在与其成组的各冷阴极管30a、31a、32a、33a为中间点亮状态S2’’时，以使其为与中间点亮状态S2’’的总和为最大点亮状态S2的中间点亮状态S3的低电流连续进行驱动，使得可用与图33所示的照明驱动电流波形得到的亮度同样的亮度照明。

这样，通过控制流过各发光区域25～28的冷阴极管组的电流，可得到图33所示的照明状态。通过进行本实施例所示的占空驱动，抑制功率增加并实现高亮度化，因此不需要大型的冷阴极管的镇流器，可将镇流器做得轻薄，并以低成本进行制造。另外，原来的随着电流增加驱动电压上升的现象也得到抑制，因此可抑制冷阴极管的光电变换效率降低，延长管寿命。这样，根据本实施例，动态图像显示质量同等，可实现高亮度化、低耗电化、装置轻薄小型化并延长寿命。

(实施例4-3)

使用图37和38说明实施例3。图37与实施例1的图31同样表示背照灯的驱动波形。本实施例的背照灯的结构与实施例1的图30相同。在图37所示的情况下，对各发光区域的冷阴极管30、31、32、33，在各自的规定周期内以使其为最大点亮状态S2的电流进行驱动，在其他时间以使其为中间点亮状态S3的电流(最大点亮状态S2的电流值的50％)进行驱动，并且从最大点亮状态S2转换到中间点亮状态S3时，设有停止供给电流的期间，使得其只在规定时间内为熄灭状态S1。

在图38所示的情况下，对各发光区域的冷阴极管30、31、32、33，在各自的规定周期内以使其为最大点亮状态S2的电流进行驱动，在其他时间以使其为中间点亮状态S3的低电流(最大点亮状态S2的电流值的50％)进行驱动，并且从最大点亮状态S2转换到中间点亮状态S3时，设有在规定时间内供给使其为比熄灭状态S1明亮并且比中间点亮状态S3暗的中间点亮状态S4的低电流(最大点亮状态S2的电流值的20％)的期间。

如这些图37和图38所示，通过在最大电流值(或最大功率、最大光量值)状态之后，紧接着瞬间大幅降低电流值(或功率、光量值)，使得瞬间看到图像后马上进行熄灭，可增大人类感觉的冲击效果。

图39是由多个观察者对将最大点亮状态S2的电流值(相对值)设为10、改变图38的中间点亮状态S3、S4，在TFT-LCD1的显示区域上显示动态图像时的显示质量进行主观评价所得的曲线。

图39中，横轴表示最大点亮状态S2相对1帧期间f的比例(％)，纵轴表示1～5级评价点的评价。评价点1表示动态图像显示的动态图像模糊和拖尾等“非常严重”的情况，评价点2表示它们“严重”的情况，评价点3表示动态图像模糊等“比较明显但可以容忍”的情况，评价点4表示“有差别但可以容忍”的情况，评价点5是“与静止画面同等优质的画质”的情况。

图中，连接圆点标记的直线(A)表示(最大点亮状态S2的电流值、中间点亮状态S4的电流值、中间点亮状态S3的电流值)＝(10，10，10)的情况。此时，不管最大点亮状态S2相对1帧期间f的比例(下面简称为最大点亮状态S2的比例)如何，在1帧期间f的整个期间中以最大亮度电平照明。即显示与保持型驱动相同，因此图像质量为：动态图像模糊和拖尾非常严重，为评价点1。

图中，连接×标记的折线(B)表示(最大点亮状态S2的电流值、中间点亮状态S4的电流值、中间点亮状态S3的电流值)＝(10，5，5)的情况。这种情况下，最大点亮状态S2的比例为10％～30％左右时，得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，评价点为4。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％左右时，得到评价点3。

折线(C)表示(最大点亮状态S2的电流值、中间点亮状态S4的电流值、中间点亮状态S3的电流值)＝(10，2，5)的情况。这种情况下，最大点亮状态S2的比例为10％～30％左右时，得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，因此评价点接近5。当最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％左右时，得到评价点3。

图中连接黑圆的折线(D)表示(最大点亮状态S2的电流值、中间点亮状态S4的电流值、中间点亮状态S3的电流值)＝(10，0，5)的情况。这种情况下，最大点亮状态S2的比例为10％～30％左右时，得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，因此评价点接近5。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％左右时，得到评价点3。

图中，连接方块标记的折线(E)表示(最大点亮状态S2的电流值、中间点亮状态S4的电流值、中间点亮状态S3的电流值)＝(10，0，0)的情况。这是与现有的扫描型LCD的照明方法相同的方法。这种情况下，最大点亮状态S2的比例为10％～30％左右时，得到难以看到动态图像模糊和拖尾的优良图像质量，因此评价点更接近5。最大点亮状态S2的比例超出30％时，评价慢慢下降，到50％左右时，得到评价点3。

从图39可以看出，即便将中间点亮状态S3设定为最大点亮状态S2的亮度电平的30％左右的亮度电平，也可以得到与折线(E)表示的现有的扫描型LCD相比不逊色的显示质量。另外，如果中间点亮状态S3是最大点亮状态S2的亮度电平的50％左右以内的亮度电平，则可认为在允许范围内。

如果最大点亮状态S2的照明时间为1帧期间f的30％或小于30％，则几乎不产生动态图像模糊和拖尾，50％以内为允许范围。

图40表示冷阴极管的特性，横轴表示流向冷阴极管的电流，纵轴表示占空比。图中2根粗实线表示接入功率的等高线，表示1个为功率1.0、另一个为功率0.6的情况。其它的9根细实线表示用10个刻度划分从亮度20到亮度100时的亮度等高线。从图40看到，流向冷阴极管的电流值增大时，冷阴极管的光电变换效率降低，寿命缩短的倾向明显。驱动冷阴极管的镇流器在流过的电流值增大时需要增大变压器等，因此镇流器变重、变厚并且变得昂贵。

根据本实施方式，可解决图40所示的冷阴极管的光电变换效率和管寿命的问题。图41和图42表示使用本实施方式的照明装置及其占空驱动方法的效果。图41和图42所示的横轴表示时间，纵轴表示光量。

图41(a)表示现有的占空驱动，表示功率为1.0(任意单位，下面简单记作a.u.)、在冷阴极管中按占空比33％流过32mA的电流时的光量，并示出由此(时间平均)得到亮度1.0(a.u.)的状态。另一方面，图41(b)表示本实施方式的占空驱动，表示功率为1.0(a.u.)、在最大点亮状态S2下按占空比33％在冷阴极管中流过13mA的电流、在其余的67％期间向冷阴极管供给5.2mA的电流将其设为中间点亮状态S3时的光量，由此得到亮度1.4(a.u.)。

这样，根据本实施方式，功率恒定时，与原来相比，亮度为1.4倍，光电变换效率也为约1.4倍。根据本实施方式，大电流值为原来的2/5的13mA即可。由此，例如用同等功率，不影响动态图像质量，即可使原来的显示亮度为300坎德拉的显示装置的亮度变为420坎德拉。并且可使镇流器轻薄短小，且能以低成本进行制造。

图42(a)与图41(a)相同。另一方面，图42(b)表示本实施方式的占空驱动，功率为1.0(a.u.)，表示在最大点亮状态S2下按占空比33％在冷阴极管中流过与原来相同的32mA的电流、在其余的67％期间向冷阴极管供给7mA的电流使其为中间点亮状态S3时的光量，由此，可以接入原来方式的1.5倍的功率，可使显示亮度为2倍。即用同一镇流器，在本实施方式中，不影响动态图像质量，即可使原来方式的显示亮度为300坎德拉的显示装置的亮度变为600坎德拉。而且，光电变换效率也提高到1.33倍。

(实施例4-4)

使用图43说明实施例4。图43(a)表示本实施例的背照灯单元75的示意截面。图左侧对应图1所示的LCD面板2的显示区域上侧，图右侧对应显示区域下侧。例如，12根冷阴极管76a～76l每4根为一组，管轴大致与栅极总线6平行地连续设置。冷阴极管76a～76l容纳在薄皿状壳体内，在壳体内壁上配置有扩散反射板77。来自冷阴极管76a～76l的光经设置在光射出用开口中的扩散板78射出到图43(a)中未示出的LCD面板2。该结构是保持型LCD的背照灯单元的通常的结构。不进行扫描驱动，因此各照明区域间不存在分隔。

这种结构的背照灯单元75中，占空驱动光源时，周边区域中也溢有光，虽然即便没有分隔，也能发挥充分抑制动态图像模糊的效果，但进行本实施方式的占空驱动时，还具有高亮度化、节电、延长寿命等效果。图43(b)是表示对图43(a)所示的结构的背照灯单元75，按33％的占空比一直进行将冷阴极管76a～76l的任意相邻的4根冷阴极管点亮的扫描驱动时的某瞬间的帧位置和亮度的关系。图左侧对应图1所示的LCD面板2的显示区域上侧，图右侧对应显示区域下侧。由于冷阴极管内的G(绿色)荧光体的残光时间(8ms)，曲线的X位置坡度变小，产生拖尾现象，但可得到充分对应动态图像的画质。

图44表示对背照灯单元75进行图37或图38所示的占空驱动的结果。图44的横轴和纵轴与图43(b)相同。图44所示的曲线的X位置比图43(b)的陡峭，能更有效地抑制拖尾现象。

更具体地说，图43、44所示的通常的直下型背照灯中，使用本实施方式的占空驱动，不将原来的电流供给状态简单地设为二值(接通/断开)，使其在少光量的状态下具有平坦性。图43(b)、图44的亮度分布(照明光量分布)是作为加入来自其他冷阴极管的照明光量、荧光体的残光特性(相对于液晶显示装置和背照灯的驱动周期、60周期、1帧期间16.7msec而言，G荧光体的残光时间约为8msec的不能忽视的长度)使其平滑地随时间变化的电流调制，通过进行实验性调整来实现的。采用图37或图38所示的占空驱动方法，用大电流驱动后，为了抵消荧光体的残光，立即大幅度降低电流后平缓地增加电流。

根据本实施例，直接使用现有的通常的直下型背照灯结构，可进行没有画质劣化的扫描驱动，而且，可混合多个管的光量，因此，即便冷阴极管中存在比较大的色差和亮度差，也可将其均匀化而使得视觉上觉察不出。另外，对于劣化造成的色差和亮度差，可使之同样在视觉上觉察不出，因此可延长显示装置的寿命。

作为比较例，图45和图46中示出现有的直下型背照灯结构和占空驱动。图45(a)所示的背照灯74在各冷阴极管76a～761之间分别配置分隔件77。并且，占空驱动时，如图45(b)所示，依次对冷阴极管76a～76l供给电流，每次1个地分别点亮/熄灭。对背照灯单元74进行现有的占空驱动的结果在图46中示出。图46的横轴和纵轴与图43(b)相同。从图46可知，不产生动态图像模糊和拖尾现象，但由于整个帧位置上仅一部分(图中为位置114～140周围)点亮，其他位置熄灭，得不到希望的亮度。

(实施例4-5)

图47表示实施例5的背照灯单元75’。本背照灯单元75’表示图43(a)所示的背照灯单元75或现有的在各发光区域之间形成不完全分隔的背照灯单元以及光射出用开口的扩散板78上配置侧光型背照灯单元的例子。侧光型背照灯单元在棱镜导光板80两端部配置一直点亮均匀照明用的冷阴极管79。根据本结构也可得到与实施例3同样的效果。

(实施例4-6)

图48表示实施例6的背照灯单元130。本实施例的背照灯单元130具有层叠配置的2块导光板100、100’。导光板100、100’具有4个发光区域B1、B2、A1、A2。图中下方的导光板100的一侧端面上配置有冷阴极管102a。导光板100的另一侧端面上配置有冷阴极管102b。导光板100具有对来自冷阴极管102a、102b的光进行导光的导光区域。发光区域B1的导光板100形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a侧的厚度薄、冷阴极管102b侧的厚度厚的楔形形状。发光区域A1的导光板100形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a侧的厚度厚、冷阴极管102b侧的厚度薄的楔形形状。发光区域A1、B1的对置面114中形成有作为光散射要素的散射层116。导光板100具有对来自冷阴极管102a、102b的光进行导光的导光区域。

导光板100的层叠配置在液晶显示面板2侧的导光板100’的一侧端面上配置有冷阴极管102a’。导光板100’的另一侧端面上配置有冷阴极管102b’。导光板100’具有对来自冷阴极管102a’、102b’的光进行导光的导光区域。发光区域B2的导光板100’形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a’侧的厚度薄、冷阴极管102b’侧的厚度厚的楔形形状。发光区域A2的导光板100’形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a’侧的厚度厚、冷阴极管102b’侧的厚度薄的楔形形状。发光区域A2、B2的对置面114中形成有作为光散射要素的散射层116。

导光板100的发光区域B1中，从冷阴极管102b侧导出的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的光大多不能在发光区域B1中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧导向发光区域B1的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次被导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧导向发光区域B1的光在发光区域B1中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100的发光区域B1中，为(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)＞(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)关系。

导光板100的发光区域A1中，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的光大多不能在发光区域A1中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧导向发光区域A1的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次被导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧导向发光区域A1的光在发光区域A1中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100的发光区域A1中，为(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)＞(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)关系。

导光板100’的发光区域B2中，从冷阴极管102b’侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b’侧传导的光大多不能在发光区域B2中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a’侧导向发光区域B2的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次被导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a’侧导向发光区域B2的光在发光区域B2中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100’的发光区域B2中，为(来自冷阴极管102b’侧的采光量/来自冷阴极管102b’侧的导光量)＞(来自冷阴极管102a’侧的采光量/来自冷阴极管102a’侧的导光量)关系。

导光板100’的发光区域A2中，从冷阴极管102a’侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a’侧传导的光大多不能在发光区域A2中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b’侧导向发光区域A2的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次被导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b’侧导向发光区域A2的光在发光区域A2中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100’的发光区域B2中，为(来自冷阴极管102a’侧的采光量/来自冷阴极管102a’侧的导光量)＞(来自冷阴极管102b’侧的采光量/来自冷阴极管102b’侧的导光量)关系。

导光板100的发光区域B2、A2为不能取出来自冷阴极管102a侧的光与来自冷阴极管102b侧的光二者的非采光区域。导光板100’的发光区域B1、A1为不能取出来自冷阴极管102a’侧的光与来自冷阴极管102b’侧的光二者的非采光区域。

这样，导光板100的发光区域A1中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100’的发光区域A2中更多地取出从冷阴极管102a’侧传导的光，发光区域B2中更多地取出从冷阴极管102b’侧传导的光。导光板100、100’层叠配置时，全部发光区域B1、A1、B2、A2大致均匀地取出光。

以上说明的背照灯单元上配置有侧光型背照灯单元。侧光型背照灯单元在棱镜导光板80的两端部配置有一直点亮且均匀照明用的冷阴极管79。根据本结构，可得到与实施例3相同的效果。

(实施例4-7)

图49表示本实施方式的实施例7的背照灯结构。本实施例也采用第一实施方式的图1所示的TFT-LCD1，图49是从第一到第四发光区域25～28的光射出开口侧观察侧光型背照灯单元82的状态。侧光型背照灯单元82在导光板83的两侧，在各发光区域25～28上分别配置有LED(发光二极管)(84a、84b)、(85a、85b)、(86a、86b)、(87a、87b)。各发光区域25～28为使相邻区域的光混合而进行不完全的四分割。此外，与图1所示照明装置24相同。对图49所示结构的背照灯单元采用本实施方式的占空驱动，也可得到与上述实施例同样的效果。

图50表示LED的发光效率的电流依赖性。横轴表示供给LED的电流，纵轴表示发光效率(a.u.)。图51表示LED的发光量的电流依赖性。横轴表示供给LED的电流，纵轴表示发光量(a.u.)。两个图中，连接菱形标记的曲线表示Ga四元系(红色用)的LED特性，连接黑圆标记的曲线表示GaN系1(蓝色用)的LED的特性，连接白圆标记的曲线表示GaN系2(绿色用)的LED的特性。

如图50和图51所示，已知绿(G)发光、蓝(B)发光的GaN系LED与冷阴极管同样，电流增加则光电变换效率降低。此外，关于电流、占空比、功率、光电变换效率、发光量、寿命，LED具有与冷阴极管同样的特性。因此，上述实施方式中，以冷阴极管为例说明的事项对于LED基本适用。另外，其他放电管和固体发光元件也基本具有同样特性的倾向，因此上述实施例基本适用于全部光源。

如以上说明，根据本实施方式，可实现高亮度、高光电变换效率、低成本、薄轻短小、长寿命的颜色亮度均匀性优越且动态图像质量优越的显示装置。

[第五实施方式]

使用图52到图68说明本发明的第五实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。首先，使用图52到图56说明本实施方式的照明装置的基本结构。图52表示本实施方式的照明装置的基本结构。如图52所示，本基本结构的照明装置具有大致板状的例如丙烯酸制造的导光板100。导光板100的图的上方侧端面上配置线状光源例如冷阴极管102b并使其管轴方向与导光板100的长边方向大致平行。导光板100的图的下方侧端面上配置冷阴极管102a并使其管轴方向与导光板100的长边方向大致平行。导光板100具有射出光的光射出面112和与光射出面112相对的对置面114。导光板100具有在与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域A1、B1、A2、B2。导光板100的发光区域A1、B1、A2、B2形成为一体，各发光区域A1、B1、A2、B2的边界不形成切痕。

发光区域A1、A2具有主要将从冷阴极管102a侧(或冷阴极管102b侧)传导的光取出到导光板110外的采光要素。发光区域B1、B2具有主要将从冷阴极管102b侧(或冷阴极管102a侧)传导的光取出到导光板110外的采光要素。选择性地对从一个冷阴极管102a(或102b)侧传导的光进行采光的发光区域A1、A2(或B1、B2)与选择性地对从另一冷阴极管102b侧传导的光进行采光的发光区域B1、B2(或A1、A2)交替排列。因此，选择性地对从同一冷阴极管102a、102b侧传导的光进行采光的发光区域B1、B2(或A1、A2)彼此不相邻。

本基本结构的照明装置是使用线状光源的侧光型。因此，可得到没有亮度不均匀的良好质量。本基本结构的照明装置中，即便与导光板100的长边方向平行地分割发光区域，也可将冷阴极管102a、102b的管轴方向与导光板100的长边方向大致平行地配置。因此，可使用发光量比较大的长度长的线状光源，得到高亮度。

图53是说明本基本结构的照明装置的采光要素的第一原理的图。如图53所示，在导光板100的一侧端面(图53中为左侧端面)上例如配置有冷阴极管102a并使其管轴方向与导光板100的长边方向大致平行。在导光板100的另一侧端面(图53中为右侧端面)上配置有冷阴极管102b并使其管轴方向与导光板100的长边方向大致平行。冷阴极管102a、102b的周围配置有灯反射器110。导光板100具有射出光的光射出面112和与光射出面112相对的对置面114。对置面114表面上形成散射层116，作为使光散射反射的光散射要素。散射层116例如由混入小珠等的树脂构成，按规定的面积灰度形成。导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的2个发光区域A、B。冷阴极管102a侧配置有发光区域B，冷阴极管102b侧配置有发光区域A。导光板100的发光区域A、B形成为一体，发光区域A、B的边界不形成切痕。导光板100具有对来自冷阴极管102a、102b的光进行导光的导光区域。

发光区域A的导光板100形成为：配置冷阴极管102b的侧端部侧的厚度薄、中央部侧的厚度厚的楔形形状。发光区域B的导光板100形成为：配置冷阴极管102a的侧端部侧的厚度薄、中央部侧的厚度厚的楔形形状。导光板100的楔形形状与光散射要素一起用作采光要素。

发光区域B中，从冷阴极管102a侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧传导的光在发光区域B中像光线L1那样维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时，由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的光在发光区域B中不维持导光，像光线L4那样，射出到导光板100外。即，发光区域B中，为(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)＞(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)关系。

发光区域A中，从冷阴极管102b侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧传导的光在发光区域A中像光线L3那样维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时，由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的光在发光区域A中不维持导光，像光线L2那样，射出到导光板100外。即，发光区域A中，为(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)＞(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)关系。

这样，导光板100的发光区域A中，更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。平坦地形成散射层116的空气侧的界面比将其形成为凹凸更好(所谓的块状(bulk)散射结构)。因此可大幅度降低来自冷阴极管102a侧(冷阴极管102b侧)的光从发光区域B(发光区域A)的散射层116的界面射出到空气层侧的比率。

图54是说明本基本结构的照明装置的采光要素的第二原理的图。如图54所示，导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的2个发光区域A、B。冷阴极管102a侧配置有发光区域B，冷阴极管102b侧配置有发光区域A。导光板100的发光区域A、B形成为一体，发光区域A、B的边界不形成切痕。导光板100的对置面114形成为棱镜形状。棱镜形状用作采集的采光要素。

发光区域B的对置面114为不将来自冷阴极管102a侧的光入射到棱镜面118，而像光线L1那样，原样导入发光区域A的棱镜形状。棱镜面118以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102b侧的光以一定概率入射到棱镜面118。入射到棱镜面118的光由于不符合全反射条件被反射或折射而像光线L4那样射出到导光板100外。

发光区域A的对置面114为不将来自冷阴极管102b侧的光入射到棱镜面119，而像光线L3那样，原样导入发光区域B的棱镜形状。棱镜面119以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102a侧的光以一定概率入射到棱镜面119。入射到棱镜面119的光由于不符合全反射条件被反射或折射而像光线L2那样射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。

图55是说明本基本结构的照明装置的采光要素的第三原理的图。如图55所示，导光板100的对置面114表面上形成有散射层116，作为对光进行散射反射的光散射要素。导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的2个发光区域A、B。冷阴极管102a侧配置有发光区域A，冷阴极管102b侧配置有发光区域B。

发光区域A的导光板100形成为：配置冷阴极管102a侧端部侧的厚度厚、中央部侧的厚度薄的楔形形状。发光区域B的导光板100形成为：配置冷阴极管102b侧端部侧的厚度厚、中央部侧的厚度薄的楔形形状。导光板100的发光区域A、B形成为一体，各发光区域A、B的边界不形成切痕。发光区域A、B完全不分离。导光板100的楔形形状与光散射要素一起用作采光要素。

发光区域A中，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的光在发光区域B中大多不能维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧导向发光区域B的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时在每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧导向发光区域B的光在发光区域B中维持导光，很少射出到导光板100外。

发光区域B中，从冷阴极管102b侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的光在发光区域B中大多不能维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧导向发光区域A的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时在每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧导向发光区域A的光在发光区域A中维持导光，很少射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A中，更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B中，更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。

图56是说明本基本结构的照明装置的采光要素的第四原理的图。如图56所示，导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的2个发光区域A、B。冷阴极管102a侧配置有发光区域A，冷阴极管102b侧配置有发光区域B。导光板100的对置面114形成为棱镜形状。棱镜形状用作采光的采集要素。导光板100的发光区域A、B形成为一体，各发光区域A、B的边界不形成切痕。

发光区域A的对置面114为来自冷阴极管102a侧的光以一定概率入射到棱镜面119、来自冷阴极管102b侧的光不入射到棱镜面119的棱镜形状。棱镜面119以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。入射到棱镜面119的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

发光区域B的对置面114为来自冷阴极管102b侧的光按一定概率入射到棱镜面118、来自冷阴极管102a侧的光不入射到棱镜面118的棱镜形状。棱镜面118以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。入射到棱镜面118的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A中，更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B中，更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。

下面使用实施例5-1到5-6具体说明本实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。

(实施例5-1)

接着使用图57到图61说明本实施方式的实施例5-1的照明装置和使用其的液晶显示装置。图57是表示本实施例的非液晶显示装置的简要结构的框图。如图57所示，液晶显示装置具有背照灯单元130、控制电路16、由栅极驱动器12和数据驱动器14构成的驱动电路。背照灯单元130具有光源控制部(光源驱动电路)132。光源控制部132连接到控制电路16。控制电路16中输入PC等系统侧输出的时钟CLK、数据使能信号Enab和灰度数据Data等。控制电路16具有存储1帧部分的图像信号的帧存储器(未示出)。控制电路16上连接着栅极驱动器12和数据驱动器14。栅极驱动器12包括例如移位寄存器，从控制电路16内的栅极驱动器控制部接收锁存脉冲信号LP，从显示开始线依次输出选通脉冲，依次进行线驱动。

液晶显示装置在显示区域134内具有N根栅极总线6-1～6-N(图57中仅示出4根)。各栅极总线6-1～6-N连接到栅极驱动器12。显示区域134分割为与栅极总线6平行延伸的4个区域B1、A1、B2、A2。区域B1、A1、B2、A2分别被背照灯单元130的对应的发光区域B1、A1、B2、A2照明。区域B1中配置有栅极线6-1～6-(N/4)。区域A1中配置有栅极线6-(N/4+1)～6-(N/2)。区域B2中配置有栅极线6-(N/2+1)～6-(3×N/4)。区域A2中配置有栅极线6-(3×N/4+1)～6-N。

图58表示本实施例的液晶显示装置的截面结构。图59表示本实施例的照明装置的背照灯单元130的截面结构。如图58和图59所示，液晶显示装置具有透射型的LCD面板2和背照灯单元130。背照灯单元130具有大致板状的导光板100。

导光板的一侧端面(图58和图59中为左侧端面)上配置有线状光源的冷阴极管102a，并且例如使其管轴方向与光导板100的长边方向大致平行。导光板的另一侧端面(图58和图59中为右侧端面)上配置有线状光源的冷阴极管102b并且例如使其管轴方向与光导板100的长边方向大致平行。冷阴极管102a和102b周围配置有灯反射器110。导光板100具有射出光的光射出面112和与光射出面112相对的对置面114。对置面114上形成作为光散射要素的散射层116。导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域B1、A1、B2、A2。冷阴极管102a侧配置有发光区域B1，与发光区域B1相邻配置着发光区域A1。与发光区域A1相邻配置着发光区域B2，冷阴极管102b侧配置有发光区域A2。导光板100的发光区域B1、A1、B2、A2形成为一体，各发光区域B1、A1、B2、A2的边界不形成切痕。

发光区域B1、B2的对置面114为不将来自冷阴极管102a侧的光入射到棱镜面118，而原样导入冷阴极管102b侧的棱镜形状。棱镜面118以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102b侧的光以一定概率入射到棱镜面118。入射到棱镜面118的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

发光区域A1、A2的对置面114为不将来自冷阴极管102b侧的光入射到棱镜面119，而原样导入冷阴极管102b侧的棱镜形状。棱镜面119以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102a侧的光以一定概率入射到棱镜面119。入射到棱镜面119的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A1、A2中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1、B2中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100在全部发光区域B1、A1、B2、A2中均匀地取出光。

LCD面板2和导光板100之间配置有提高配光特性的多个配光片构成的配光片群136。导光板100的对置面114侧配置有使光散射并反射的反射散射片138。

图60表示本实施例的照明装置和使用其的液晶显示装置的驱动方法。横轴方向表示时间，纵轴方向表示灰度数据的写入状态(写入/非写入状态)和照明装置的亮灭状态(ON/OFF)。波形a表示区域B1中的灰度数据的写入状态，波形b表示区域A1中的灰度数据的写入状态。波形c表示区域B2中的灰度数据的写入状态，波形d表示区域A2中的灰度数据的写入状态。波形e表示冷阴极管102a的亮灭状态，波形f表示冷阴极管102b的亮灭状态。如图60所示，光源控制部132与锁存脉冲信号LP同步地按与帧频率(例如60Hz)相等的亮灭频率使冷阴极管102a、102b发光规定时间。光源控制部132使冷阴极管102a为最大发光亮度的定时和使冷阴极管102b为最大发光亮度的定时约相差8.4msec(1/2周期部分)。

区域B1、B2的像素中，按基本相同的定时写入灰度数据。本实施例的液晶显示装置是多重扫描型，栅极驱动器12按栅极总线6-1、6-(N/2+1)、6-2、6-(N/2+2)….的顺序输出选通脉冲GP。即，区域B1、B2的栅极总线6交替被扫描。向栅极总线6-1输出选通脉冲GP的1/2周期后，向栅极总线6-(N/4+1)输出选通脉冲GP，之后顺序扫描栅极总线6-(3×N/4+1)、6-(N/4+2)、12-(3N/4+2)…….。

在区域B1、B2的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域B1、B2发光的冷阴极管102b点亮。冷阴极管102b熄灭后，向区域B1、B2的像素中写入灰度数据。同样，在区域A1、A2的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域A1、A2发光的冷阴极管102a点亮。冷阴极管102a熄灭后，向区域A1、A2的像素中写入灰度数据。这样，写入灰度数据区域侧的冷阴极管熄灭。液晶显示装置中，从在像素中写入灰度数据开始到液晶分子按规定倾斜角度倾斜为止需要数msec～数十msec的时间，因此尽可能保持从写入灰度数据开始到点亮冷阴极管为止的时间可得到比较良好的动态图像显示质量。因此本实施例中，熄灭冷阴极管102a(102b)后马上开始区域A1、A2(B1、B2)的灰度数据写入(改写)，确保从区域A1、A2(B1、B2)的灰度数据写入结束开始到冷阴极管102a(102b)点亮为止的时间，作为液晶分子的响应时间。

本实施例中冷阴极管102a、102b的点亮时间彼此相同，但冷阴极管102a、102b的点亮时间也可以彼此不同。本实施例中，按规定频率点亮/熄灭冷阴极管102a、102b，但也可以按规定频率改变冷阴极管102a、102b的发光亮度。

本实施例的照明装置是使用作为线状光源的冷阴极管102a、102b的侧光型。因此，得到没有亮度不均匀的良好的显示质量。本实施例的照明装置中，即使与导光板100的长边方向大致平行地分割发光区域，也可配置冷阴极管102a、102b使其管轴方向与导光板100的长边方向大致平行。因此，可使用发光量比较大的长度长的线状光源。从而，可实现亮度高的扫描型照明装置，可得到动态图像显示时也没有轮廓模糊的良好显示质量。

图61是表示本实施例的液晶显示装置的结构的变形例的框图。如图61所示，本变形例中，驱动区域B1、A1的栅极总线6-1～6-(N/2)的栅极驱动器12和驱动区域B2、A2的栅极总线6-(N/2+1)～6-N的栅极驱动器12’彼此独立设置。两个栅极驱动器12、12’连接到控制电路84。栅极驱动器12与从控制电路16输出的锁存脉冲LP同步，在向栅极总线6-1输出选通脉冲GP的同时，栅极驱动器12’向栅极总线6-(N/2+1)输出选通脉冲GP。这样，本实施例中，栅极驱动器12按栅极总线6-1、6-2、….6-(N/2)的顺序扫描，同时栅极驱动器12’按栅极总线6-(N/2+1)、6-(N/2+2)、….6-N的顺序扫描。本变形例也可实现与上述实施例同样的效果。

(实施例5-2)

首先使用图62说明本实施方式的实施例5-2的照明装置。图62表示表示本实施例的照明装置的截面结构。如图62所示，导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域B1、A1、B2、A2。冷阴极管102a侧配置有发光区域B1，与发光区域B1相邻地配置发光区域A1。与发光区域A1相邻地配置发光区域B2，冷阴极管102b侧配置有发光区域A2。导光板100的发光区域B1、A1、B2、A2形成为一体，各发光区域B1、A1、B2、A2的边界不形成切痕。

导光板100形成为：对置面114相对光射出面112以规定的倾斜角倾斜的每个区域不同的楔形形状。发光区域A1、A2的导光板100形成为：配置冷阴极管102a侧的侧端部厚度厚、配置冷阴极管102b侧的侧端部厚度薄的楔形形状。发光区域B1、B2的导光板100形成为：配置冷阴极管102a侧的侧端部侧的厚度薄、配置冷阴极管102b侧的侧端部侧的厚度厚的楔形形状。例如区域A1、B2的对置面114的倾斜角比区域B1、A2的对置面114的倾斜角小。导光板100的楔形形状与光散射要素一起用作采光要素。

发光区域B1、B2中，从冷阴极管102a侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光在每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧传导的光在发光区域B1、B2中维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的部分光在发光区域B1、B2中不维持导光，射出到导光板100外。

发光区域A1、A2中，从冷阴极管102b侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光在每次由导光板100的楔形形状反射时聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧传导的光在发光区域A1、A2中维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的部分光在发光区域A1、A2中不维持导光，射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A1、A2中更多取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1、B2中更多取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100在全部发光区域B1、A1、B2、A2中均匀地取出光。根据本实施例，可得到与实施例5-1相同的效果。

(实施例5-3)

接着使用图63说明本实施方式的实施例5-3的照明装置。图63表示本实施例的照明装置的截面结构。如图63所示，导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域A1、B1、A2、B2。冷阴极管102a侧配置有发光区域A1，与发光区域A1相邻地配置发光区域B1。与发光区域B1相邻地配置发光区域A2，冷阴极管102b侧配置有发光区域B2。导光板100的发光区域A1、B1、A2、B2形成为一体，各发光区域A1、B1、A2、B2的边界不形成切痕。

导光板100形成为：对置面114相对光射出面112以规定的倾斜角倾斜的每个区域不同的楔形形状。发光区域A1、A2的导光板100形成为：配置冷阴极管102a侧的侧端部侧的厚度厚、配置冷阴极管102b侧的侧端部侧的厚度薄的楔形形状。发光区域B1、B2的导光板100形成为：配置冷阴极管102a侧的侧端部侧的厚度薄、配置冷阴极管102b侧的侧端部侧的厚度厚的楔形形状。例如区域A2、B1的对置面114的倾斜角比区域A1、B2的对置面114的倾斜角小。导光板100的楔形形状与光散射要素一起用作采光要素。

发光区域B1、B2中，从冷阴极管102a侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光在每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧传导的光在发光区域B1、B2中维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的部分光在发光区域B1、B2中不维持导光，射出到导光板100外。

发光区域A1、A2中，从冷阴极管102b侧传导过导光板100内的光由对置面114反射时被散射层116散射。但是，光在每次由导光板100的楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧传导的光在发光区域A1、A2中维持导光，很少射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的光部分在发光区域A1、A2中不维持导光，射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A1、A2中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1、B2中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100在全部发光区域B1、A1、B2、A2中均匀地取出光。

根据本实施例，可得到与实施例5-1相同的效果。使用本实施例的背照灯单元130的液晶显示装置中，通过使冷阴极管102a、102b的亮度调制的定时与图60所示的实施例5-1的亮度调制的定时相反，可实现亮度高的扫描型照明装置，在显示动态图像时也可得到没有轮廓模糊的良好的显示质量。

(实施例5-4)

接着使用图64说明本实施方式的实施例5-4的照明装置。图64表示本实施例的照明装置的截面结构。如图64所示，导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域A1、B1、A2、B2。冷阴极管102a侧配置有发光区域A1，与发光区域A1相邻地配置发光区域B1。与发光区域B1相邻地配置发光区域A2，冷阴极管102b侧配置有发光区域B2。导光板100的发光区域A1、B1、A2、B2形成为一体，各发光区域A1、B1、A2、B2的边界不形成切痕。导光板100的对置面114形成为棱镜形状，棱镜形状用作采光的采光要素。

发光区域B1、B2的对置面114为不将来自冷阴极管102a侧的光入射到棱镜面118，而原样导入冷阴极管102b侧的棱镜形状。棱镜面118以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102b侧的光以一定概率入射到棱镜面118。入射到棱镜面118的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

发光区域A1、A2的对置面114为不将来自冷阴极管102b侧的光入射到棱镜面119，而原样导入冷阴极管102b侧的棱镜形状。棱镜面119以相对光射出面112为例如40～45度的倾斜角形成。另一方面，来自冷阴极管102a侧的光以一定概率入射到棱镜面119。入射到棱镜面119的光由于不符合全反射条件被反射或折射而射出到导光板100外。

这样，导光板100的发光区域A1、A2中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1、B2中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100在全部发光区域B1、A1、B2、A2中均匀地取出光。根据本实施例，可得到与实施例5-1相同的效果。

(实施例5-5)

接着使用图65说明本实施方式的实施例5-5的液晶显示装置。图65表示本实施例的液晶显示装置的截面结构。如图65所示，本实施例的液晶显示装置是前照灯方式，具有反射型LCD面板2和前照灯单元131。前照灯单元131的导光板100具有与冷阴极管102a、102b的管轴方向大致平行地分割的4个发光区域B1、A1、B2、A2。冷阴极管102a侧配置有发光区域B1，与发光区域B1相邻地配置发光区域A1。与发光区域A1相邻地配置发光区域B2，冷阴极管102b侧配置有发光区域A2。导光板100的发光区域B1、A1、B2、A2形成为一体，各发光区域B1、A1、B2、A2的边界不形成切痕。导光板100的对置面114形成为棱镜形状。棱镜形状用作采光的采光要素。

前照灯方式中，将散射层116等用作采光要素是不明智的。这是由于散射层116的散射光不沿垂直于LCD面板2的方向入射。造成低对比度、低亮度。而且，由于在观察者侧也直接射出光，因此导致产生杂散光和低对比度，显示质量降低。因此，本实施例中，采光要素为棱镜形状。将导光板100和偏光板141贴合，再与LCD面板2贴合，可降低界面反射并进一步提高显示质量。

(实施例5-6)

接着使用图66到图68说明本实施方式的实施例5-6的照明装置和使用其的液晶显示装置。图66表示本实施例的液晶显示装置的截面结构。图67表示本实施例的照明装置的截面结构。如图66和图67所示，本实施例的背照灯单元130具有层叠配置的2块导光板100、100’。导光板100、100’具有4个发光区域B1、B2、A1、A2。图中下方的导光板100的一侧端面(图66和图67中为左侧端面)上配置有冷阴极管102a。导光板100的另一侧端面(图66和图67中为右侧端面)上配置有冷阴极管102b。导光板100具有对来自冷阴极管102a、102b的光进行导光的导光区域。发光区域B1的导光板100形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a侧的厚度薄、冷阴极管102b侧的厚度厚的楔形形状。发光区域A1的导光板100形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a侧的厚度厚、冷阴极管102b侧的厚度薄的楔形形状。发光区域A1、B1的对置面114上形成作为光散射要素的散射层116。导光板100具有对来自冷阴极管102a、102b的光进行导光的导光区域。

导光板100的层叠配置在液晶显示面板2侧的导光板100’的一侧端面(图66和图67中为左侧端面)上配置有冷阴极管102a’。导光板100’的另一侧端面(图66和图67中为右侧端面)上配置有冷阴极管102b’。导光板100’具有对来自冷阴极管102a’、102b’的光进行导光的导光区域。发光区域B2的导光板100’形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a’侧的厚度薄、冷阴极管102b’侧的厚度厚的楔形形状。发光区域A2的导光板100’形成为：对置面114相对光射出面112倾斜使得冷阴极管102a’侧的厚度厚、冷阴极管102b’侧的厚度薄的楔形形状。发光区域A2、B2的对置面114中，形成作为光散射要素的散射层116。

导光板100的发光区域B1中，从冷阴极管102b侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b侧传导的光大多不能在发光区域B1中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a侧导向发光区域B1的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次由导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a侧导向发光区域B1的光在发光区域B1中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100的发光区域B1中，为(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)＞(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)关系。

导光板100的发光区域A1中，从冷阴极管102a侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a侧传导的光大多不能在发光区域A1中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b侧导向发光区域A1的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次由导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b侧导向发光区域A1的光在发光区域A1中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100的发光区域A1中，为(来自冷阴极管102a侧的采光量/来自冷阴极管102a侧的导光量)＞(来自冷阴极管102b侧的采光量/来自冷阴极管102b侧的导光量)关系。

导光板100’的发光区域B2中，从冷阴极管102b’侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102b’侧传导的光大多不能在发光区域B2中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102a’侧导向发光区域B2的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次由导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102a’侧导向发光区域B2的光在发光区域B2中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100’的发光区域B2中，为(来自冷阴极管102b’侧的采光量/来自冷阴极管102b’侧的导光量)＞(来自冷阴极管102a’侧的采光量/来自冷阴极管102a’侧的导光量)关系。

导光板100’的发光区域A2中，从冷阴极管102a’侧传导的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时由于导光板100的楔形形状，相对光射出面112的入射角在每次由对置面114反射时减小。因此，从冷阴极管102a’侧传导的光大多不能在发光区域A2中维持导光，射出到导光板100外。另一方面，从冷阴极管102b’侧导向发光区域A2的光由对置面114反射时被散射层116散射，同时每次由导光板100楔形形状反射时被聚光，相对光射出面112的入射角增大。因此，从冷阴极管102b’侧导向发光区域A2的光在发光区域A2中维持导光，很少射出到导光板100外。即，导光板100’的发光区域B2中，为(来自冷阴极管102a’侧的采光量/来自冷阴极管102a’侧的导光量)＞(来自冷阴极管102b’侧的采光量/来自冷阴极管102b’侧的导光量)关系。

导光板100的发光区域B2、A2为来自冷阴极管102a侧的光与来自冷阴极管102b侧的光二者都不取出的非采光区域。导光板100’的发光区域B1、A1为来自冷阴极管102a’侧的光与来自冷阴极管102b’侧的光二者都不取出的非采光区域。

这样，导光板100的发光区域A1中更多地取出从冷阴极管102a侧传导的光，发光区域B1中更多地取出从冷阴极管102b侧传导的光。导光板100’的发光区域A2中更多地取出从冷阴极管102a’侧传导的光，发光区域B2中更多地取出从冷阴极管102b’侧传导的光。导光板100、100’层叠配置时全部发光区域B1、A1、B2、A2大致均匀地取出光。

图68表示本实施例的照明装置和使用其的液晶显示装置的驱动方法。横轴方向表示时间，纵轴方向表示灰度数据的写入状态(写入/非写入状态)和背照灯单元130的亮灭状态(ON/OFF)。波形a表示发光区域B1中的灰度数据的写入状态，波形b表示区域B2中的灰度数据的写入状态。波形c表示区域A1中的灰度数据的写入状态，波形d表示区域A2中的灰度数据的写入状态。波形e表示冷阴极管102b的亮灭状态，波形f表示冷阴极管102b’的亮灭状态。波形g表示冷阴极管102a的亮灭状态，波形h表示冷阴极管102a’的亮灭状态。

图68所示，光源控制部132(图66中未示出)与锁存脉冲信号LP同步，按与帧频率(例如60Hz)相等的亮灭频率使冷阴极管102a、102b、102a’、102b’发光规定时间。光源控制部132使冷阴极管102b为最大发光亮度的定时和使冷阴极管102b’为最大发光亮度的定时相差约4.2msec(1/4周期部分)。同样使冷阴极管102b’为最大发光亮度的定时和使冷阴极管102a为最大发光亮度的定时相差约4.2msec。光源控制部132使冷阴极管102a为最大发光亮度的定时和使冷阴极管102a’为最大发光亮度的定时相差约4.2msec。同样使冷阴极管102a’为最大发光亮度的定时和使冷阴极管102b为最大发光亮度的定时相差约4.2msec。

区域B1的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域B1发光的冷阴极管102b点亮。冷阴极管102b熄灭后，向区域B1的像素中写入灰度数据。区域B2的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域B2发光的冷阴极管102b’点亮。冷阴极管102b’熄灭后，向区域B2的像素中写入灰度数据。同样，区域A1的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域A1发光的冷阴极管102a点亮。冷阴极管102a熄灭后，向区域A1的像素中写入灰度数据。区域A2的像素中写入灰度数据后经过规定时间之后，使发光区域A2发光的冷阴极管102a’点亮。冷阴极管102a’熄灭后，向区域A2的像素中写入灰度数据。

这样，对写入灰度数据的区域进行照明的冷阴极管熄灭。液晶显示装置中，从在像素中写入灰度数据开始到液晶分子按规定倾斜角倾斜为止需要数msec～数十msec的时间，因此尽可能保持某区域的从写入灰度数据开始到点亮照明该区域的冷阴极管为止的时间可得到较良好的动态图像显示质量。因此本实施例中，熄灭冷阴极管102a后马上开始灰度数据写入。

根据本实施例，可得到与实施例5-1相同的效果。本实施例中，与实施例5-1不同，不需要多重扫描型的液晶显示装置，因此可实现不使驱动电路复杂化的扫描型的照明装置和液晶显示装置。本实施例中，具有将导光板100、100’四分割的发光区域A1、A2、B1、B2，但该分割数是任意的。

根据本实施例，实现构成容易且小型轻量，亮度和颜色均匀的扫描型照明装置和液晶显示装置。根据本实施例，可实现没有轮廓模糊的动态图像画质良好的液晶显示装置。

[第六实施方式]

使用图69到图73说明本发明的第六实施方式的照明装置和使用其的液晶显示装置。本实施方式的特征在于液晶显示装置或其使用的照明装置上贴附的偏光板、在液晶显示装置的面板面或照明装置的导光板上贴合偏光板的情况下的制造方法。

一般地，透射型液晶显示装置在液晶层调制从液晶面板里面入射的光的透射率并射出到面板表面，作为照明装置，在液晶面板里面侧配置背照灯单元。另一方面，移动设备中采用的反射型液晶显示装置中，从液晶面板表面入射外界光使之通过液晶层内，由反射电极反射，在液晶层调制，射出到面板表面。

一般地，反射型液晶显示装置在液晶面板表面侧配置有前照灯单元(参考例如第五实施方式的5-5(图65))，作为外界光少时的辅助用照明光源。前照灯单元具有在液晶面板表面侧配置的透明板状导光板和在导光板的至少一个侧面侧配置的光源。导光板的表面侧(外界光入射侧)按例如小于等于1mm的小间距形成台阶状棱镜，从导光板侧面的光源入射的光向面内方向反射或折射并进行传播，射出大致垂直于液晶面板面的整个面的垂直光。由于导光板必须透射率高、成型容易且重量轻，大多使用与背照灯单元使用的导光板相同的丙烯酸材料。

导光板的液晶面板表面侧的光射出面和液晶面板表面之间配置有偏光板。将该偏光板贴附在导光板的液晶面板表面侧的光射出面上时，按比较大的入射角度吸收从导光板入射到液晶面板表面的不需要的光，抑制画质降低(泛黑)，得到高对比度的显示。

前照灯单元主要在小型液晶显示装置中使用，因此要求导光板轻量化和小型化。因而，导光板用厚度1mm左右的极薄的板形成，其结构容易变形。与此相反，在导光板上贴附的偏光板在高温下产生0.3～0.5％的热收缩。因此，高温下偏光板热收缩时，就存在导光板变形的问题。例如在夏天将液晶显示装置放置在车中等，在高温下放置1天时，偏光板收缩，导光板弯曲，回到室温下收缩仍维持原状，因此导光板的变形保留下来。此外，前照灯单元的导光板的外界光入射侧设置有保护罩来防止弄脏导光板的表面棱镜，但是，当导光板弯曲而接触该保护罩时，会划伤导光板，而对显示质量造成产生亮度不均匀等不良影响。为避免这一点，如果预先拉开导光板与保护罩距离，需要约5mm间隔，导致装置厚度增大。另外，导光板自身变形时，导光板中央山形膨起，产生圆形莫尔条纹，显示质量降低。

为解决该问题，在本实施方式中，由于发现偏光板的热收缩是不可逆的，并且热收缩在0.3～0.5％范围中饱和，因此对偏光板预先进行热处理使之进行不可逆收缩后使用。通过将偏光板放置在规定温度环境中一定时间来进行热处理。此时要注意热处理温度在100度或大于100度时，产生偏光板自身的劣化，偏光度急剧降低，显示的对比度下降。热处理温度小于等于40度时，偏光板的热收缩进行缓慢，因此热处理需要很长时间，实际制造过程中必须注意。

考察这种热处理温度的范围，对偏光板实施适当的热处理，使得液晶显示装置放置在高温下时，也可以减小导光板的变形量，可以减小导光板和保护罩的距离，减小装置体积。由于可减小导光板的变形，因此也可减轻莫尔条纹导致的显示质量降低。此外，只要环境温度返回到室温，则导光板的变形也恢复原样，因此不会影响显示质量。

下面使用具体实施例进行说明。图69表示本实施方式的照明装置的制造方法。如图69所示，首先，在偏光板热处理工序91中，在恒温槽内以规定温度对偏光板进行加热处理。之后返回室温，进入对导光板的贴附工序92，由贴附机将偏光板贴附在导光板的表面。接着，实施高压釜处理(高压釜处理工序93)。随后，在灯组件安装工序94中，将光源安装在导光板上完成前照灯。

接着，详细说明实施上述偏光板热处理工序91的优选条件等。首先，根据热处理温度和热处理时间，调查偏光板的吸收轴的透射率为50％的波长变化(下面叫作截止波长移动量)和收缩率变化(参考图70)。由于制造商推荐的使用上限温度大多为70度左右，已经知道当偏光板暴露在大于等于该温度的温度下时，偏光板的劣化会提前。该偏光板的劣化是偏光度的劣化，通过测定吸收轴的截止波长，调查其偏差，可获知其劣化程度(参考图71)。

图70是在本实施方式的照明装置中，偏光板吸收轴的截止波长相对偏光板的热处理中的热处理时间的变化。横轴表示热处理时间(hr)，纵轴表示截止波长移动量(nm)。图中，短间距的虚线表示对偏光板进行热处理的温度为50度的数据。同样点划线表示热处理温度为60度的数据，细实线表示热处理温度为70度的数据，长间距的虚线表示热处理温度为100度的数据，粗实线表示用于17英寸液晶显示装置中的偏光板的截止波长移动量，表示将未热处理的偏光板贴附在导光板上的比较用数据，图中示出“17英寸装置内”。

如图70所示，粗实线表示的“17英寸装置内”的截止波长移动量在热处理500hr时为-6nm、在1000hr时为-11nm。与其相比，用50度或大于50度的温度进行了热处理的偏光板热处理温度越高，相同热处理时间的截止波长移动量增加，劣化越早。这里，如果以小于等于70度的热处理温度，热处理时间达50hr，则截止波长移动量小于等于-11nm，与用于比较的“17英寸装置内”的数据中的最大1000hr部分的劣化相当。该1000hr为17英寸液晶显示装置的寿命的3％，将其作为偏光板热处理的劣化量的允许范围。

图71表示在本实施方式的照明装置中，将偏光板以70度进行热处理时的偏光板的吸收轴方向的透射特性。横轴表示波长(nm)，纵轴表示透射率(％)。图中实线表示热处理时间为200小时的透射特性，虚线表示热处理时间为0小时(即不进行热处理)时的透射特性。与不进行热处理时相比，偏光板的吸收轴的截止波长从约810nm降低到约785nm。

图72表示本实施方式的照明装置中，偏光板的收缩率相对热处理时间的变化。横轴表示热处理时间(hr)，纵轴表示收缩率。图中实线表示热处理温度为70度时的情况，虚线表示热处理温度为60度时。偏光板的收缩率是通过在热处理前后测量偏光板的纵横边长、并计算其相对原来长度的变化部分的平均来算出的。热处理温度越高偏光板收缩越早，因此，本例中，对60和70度的热处理温度进行表示。热处理时间为100hr或大于100hr时，二者的热收缩率相同，但热收缩的速度是热处理温度为70度时较快，进行40～50hr的处理，偏光板的收缩几乎饱和。从上述可知，图70所示的偏光板吸收轴的截止波长移动量也是50hr以内的热处理时间比较理想，因此热处理温度在70度下进行热处理是适当的。从图72看到，如果热处理温度为70度，则希望为热处理几乎饱和的40hr的热处理时间。

因此，将以热处理温度为70度、热处理时间为40hr进行了热处理的偏光板贴附在导光板上，在热冲击试验机中测定导光板的变形量。具体说，将在贴附有偏光板的导光板的端边上安装光源的前照灯单元的四边固定于液晶面板上，以60度温度进行25分钟的热冲击试验以及在温度-20度下进行35分钟的热冲击试验。导光板的变形量是通过测定导光板的中央部的最高隆起部分与导光板的边缘的距离来求出的。

图73表示在本实施方式的照明装置中，热冲击试验时间和导光板变形量的关系。横轴表示热冲击试验时间(hr)，纵轴表示导光板的变形量(mm)。图中，实线表示进行了热处理的偏光板，虚线表示未进行热处理的偏光板。

原来的未进行热处理的偏光板(虚线)在热冲击试验时间为600hr时有4.6mm的变形量，热处理过的偏光板(实线)在热冲击试验时间为600hr时有1.0mm的变形量，可以将变形抑制到原来的39％。

如上，根据本实施方式，对偏光板实施适度的热处理，使其预先进行不可逆热收缩后，贴附在导光板来制造前照灯单元。特别是，热收缩量α最好在0＜α≤0.3％的范围中。这样，即使将液晶显示装置放置在高温下，也可大幅度地抑制导光板的变形量。因此，导光板和保护罩的距离也可以缩短1～2mm，可缩小装置体积。导光板的变形量小，因此莫尔条纹也变轻，如果环境温度返回室温，则变形消失回到原来的形状，不会影响显示质量。

本实施方式中，以将偏光板贴附在前照灯单元的导光板的液晶面板表面侧的光射出面上的情况为例进行了说明，但将本实施方式应用于将导光板贴附在导光板的外界光入射面侧的情况、贴附在液晶面板面的情况或贴附在背照灯单元的导光板上的情况，也可得到希望的效果。

偏光板的具体结构有例如将聚乙烯醇(PVA)延伸并用碘染色的偏光膜单体、在该偏光膜两侧贴附作为保护膜的例如三醋酸纤维素(TAC)膜的结构的偏光板、或者层叠线膨胀系数等不同的相位差膜等而成的偏光板。本实施方式可应用于所有这些偏光板。

本发明不限于上述实施方式，可以进行种种变形。

例如，上述实施方式中，例举了有源矩阵型液晶显示装置，但本发明不限于此，可应用于单纯矩阵型液晶显示装置。

上述实施例中，主要说明了将发光区域分割成四个区域的情况，但本发明不限于此，可用任意分割数进行区域分割。

另外，上述实施方式中，举出TN模式的液晶显示装置的例子，但本发明不限于此，也可应用在MVA模式或IPS模式等其他液晶显示装置中。

[第七实施方式]

使用图77到图85说明本发明的第七实施方式的液晶显示装置。本实施方式涉及具有垂直取向型的液晶显示区域的液晶显示装置。

图84是表示现有的液晶显示装置的一个例子的主要部分的简要结构图(参照例如专利文献8)。图84中，201是将薄膜晶体管(TFT)用作开关元件的有源矩阵型的彩色液晶显示面板，按垂直取向模式动作的202是作为彩色液晶显示面板201的光源的背照灯，203是作为背照灯202的电源的反相器。

204是向彩色液晶显示面板201上形成的数据线输出RGB信号的数据驱动器(数据线驱动电路)，205是向彩色液晶显示面板201上形成的栅极线输出栅极信号(扫描信号)的栅极驱动器(栅极线驱动电路)。

206是定时控制器，其输入从显示信号源(例如计算机)提供的点时钟DCLK、垂直同步信号Vsync、显示信号同步信号(显示信号有效区域指定信号)ENAB和RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6等并将驱动彩色液晶显示面板201所需要的各种信号提供给数据驱动器204和栅极驱动器205。

图85是表示图84所示的现有的液晶显示装置的动作的定时图，示出输入定时控制器206的点时钟DCLK、输入定时控制器206的垂直同步信号Vsync、输入定时控制器206的显示信号同步信号ENAB和输入定时控制器206的RGB数据信号以及从定时控制器206提供给数据驱动器204的RGB数据信号。

图84所示的现有的液晶显示装置中，从显示信号源提供的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6，与显示信号同步信号ENAB同步取入定时控制器206，被进行定时调整并提供给数据驱动器204。

图84所示的原来的液晶显示装置中，作为彩色液晶显示面板201，具有按垂直取向模式动作的垂直取向型的液晶显示面板，但垂直取向型的液晶显示面板在切换画面时，在前一画面上显示的灰度中存在“边缘”(例如以黑色为背景，显示有边缘的灰度物体时)并且下一画面是白色显示时，存在容易引起保持型的余像的问题。

该保持型的余像在画面从中间灰度(例如灰色)变化为白色的部分中，在画面变化时，液晶的取向混乱的状况原样保持，产生能够看到与从取向整齐的黑色变化为白色的部分的差别的情况。

鉴于这一点，本实施方式的目的是提供一种即使在具有垂直取向型的液晶显示区域的情况下，也难以引起保持型的余像，进行高质量图像显示的液晶显示装置。

本实施方式是具有垂直取向型的液晶显示区域的液晶显示装置，具有在驱动上述液晶显示区域时，能使画面的规定区域进行黑显示的黑显示控制部。

根据本实施方式，在驱动液晶显示区域时，通过黑显示控制部使画面进行黑显示，可使液晶的取向整齐。从而难以引起保持型的余像。

下面参考图77～图83说明本实施方式的实施例7-1～7-3。图77、80、82中，对与图84对应的部分标注相同符号并省略重复说明。

(实施例7-1)

图77是表示实施例7-1的主要部分的简要结构图。实施例7-1具有与图84所示的原来的液晶显示装置所具有的反相器203和定时控制器206结构不同的反相器207和定时控制器208，其他结构与图84所示的现有的液晶显示装置相同。

反相器207具有点亮控制端子209，点亮控制端子209为L电平期间维持背照灯202的点亮状态，点亮控制端子209为H电平期间使背照灯202为熄灭状态。从定时控制器208向点亮控制端子209提供点亮控制信号SA。

定时控制器208具有黑显示控制部210，将从黑显示控制部210输出的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6提供给数据驱动器204的同时，将黑显示控制部210生成的黑显示控制信号作为点亮控制信号SA输出，其他结构与原来公知结构相同。

图78是表示黑显示控制部210的结构的电路图。图78中，211是生成黑显示控制信号SB的黑显示控制信号生成电路，212是帧结束部检测电路，其输入显示信号同步信号ENAB(或垂直同步信号Vsync)和点时钟D CLK并检测帧结束部，输出1帧1个的帧结束部检测脉冲SC。

213是对从帧结束部检测电路212输出的帧结束部检测脉冲SC进行计数的N进制脉冲计数器(N例如为60)，214是解码器，其对N进制脉冲计数器213的输出进行解码，输出每N帧1次的1帧期间为H电平的黑显示控制信号SB。

215是选择RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6或黑显示数据信号并供给数据驱动器204的3系统2输入1输出型的选择器，SL是选择控制信号输入端子，A1～A3、B1～B3是被选择信号输入端子，X1～X3是输出端子。

对选择控制信号输入端子SL提供黑显示控制信号SB，对被选择信号输入端子A1提供R数据信号R0～R6，对被选择信号输入端子A2提供G数据信号G0～G6，对被选择信号输入端子A3提供B数据信号B0～B6，对被选择信号输入端子B1～B3提供接地电位0V。

选择器215在黑显示控制信号SB＝L电平时，选择对被选择信号输入端子A1～A3提供的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6并供给数据驱动器204，黑显示控制信号SC＝H电平时，将对被选择信号输入端子B1～B3提供的接地电位0V作为黑显示数据信号供给数据驱动器204。

图79是表示实施例7-1的动作的定时图，示出输入定时控制器208的点时钟DCLK和输入定时控制器208的垂直同步信号Vsync以及输入定时控制器208的显示信号同步信号ENAB、输入定时控制器208的RGB数据信号和从输入定时控制器208供给数据驱动器204的RGB数据信号。

即，在实施例7-1中，黑显示控制信号生成电路211每N帧(例如，60帧)1次地输出1帧期间为H电平的黑显示控制信号SB，因此选择器215对栅极驱动器204在N帧期间中的(N-1)帧期间供给RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6，在N帧期间中的1帧期间供给黑显示数据信号，在彩色液晶显示面板201上显示黑画面。

从黑显示控制信号生成电路211输出的黑显示控制信号SB作为点亮控制信号SA被供给反相器207的点亮控制端子209。因此，通过黑显示控制部210的控制，在彩色液晶显示面板201上显示黑画面时，背照灯202为熄灭状态。

这样，根据实施例7-1，N帧期间中的1帧期间，通过在彩色液晶显示面板201上显示黑画面，即便具有垂直取向型的彩色液晶显示面板201，也能使整个画面的液晶的取向整齐，消除保持型的余像，因此可进行高画质的图像显示。

此外，通过黑显示控制部210的控制在彩色液晶显示面板201上显示黑画面时，背照灯202为熄灭状态，因此可避免感觉到黑显示画面。另外，在通过黑显示控制部210的控制在彩色液晶显示面板201上显示黑画面时，也可以使背照灯202维持点亮状态。

(实施例7-2)

图80是表示实施例7-2的主要部分的简要结构图。实施例7-2具有与图84所示的现有的液晶显示装置具有的反相器203和定时控制器206结构不同的反相器216和定时控制器217，其他结构与图84所示的原来的液晶显示装置相同。

背照灯202在彩色液晶显示面板201的水平线数为4m(m为例如192)时，具有对应第一到第m水平线的第一荧光灯、对应第m+1到第2m水平线的第二荧光灯、对应第2m+1到第3m水平线的第三荧光灯、对应第3m+1到第4m水平线的第四荧光灯。反相器216包括对应第一到第四荧光灯的点亮控制端子218-1～218-4。

并且，反相器216在点亮控制端子218-i(其中i＝1、2、3、4)为L电平期间维持第一荧光灯的点亮状态，点亮控制端子218-i为H电平期间，使第i荧光灯为熄灭状态。从定时控制器217向点亮控制端子208-i提供点亮控制信号SAi。

定时控制器217具有黑显示控制部219，将从黑显示控制部219输出的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6提供给数据驱动器204的同时，在黑显示控制部219中生成点亮控制信号SA1～SA4，其他结构与原来公知结构相同。

图81是表示黑显示控制部219的结构的电路图。图81中，220是输入显示信号同步信号ENAB(或垂直同步信号Vsync)和点时钟D CLK并生成第一黑显示控制信号SB的黑显示控制信号生成电路，是与图78所示的黑显示控制信号生成电路211相同的电路结构。

221是生成第二黑显示控制信号SD的黑显示控制信号生成电路，222是水平线数检测电路，其输入显示信号同步信号ENAB(或栅极驱动器205用时钟GCLK)并检测水平线数，每检测出m根水平线就输出1个脉冲SE，223是4进制脉冲计数器，其对从水平线数检测电路222输出的脉冲SE进行计数。

224-1是解码器，其对4进制脉冲计数器223的输出进行解码，在4进制脉冲计数器223的计数值为2期间，输出L电平、其它时间输出H电平。224-2是解码器，其对4进制脉冲计数器223的输出进行解码，在4进制脉冲计数器223的计数值为3期间，输出L电平、其它时间输出H电平。

224-3是解码器，其对4进制脉冲计数器223的输出进行解码，在4进制脉冲计数器223的计数值为4期间，输出L电平、其它时间输出H电平。224-4是解码器，其对4进制脉冲计数器223的输出进行解码，在4进制脉冲计数器223的计数值为1期间，输出L电平、其它时间输出H电平。

225-1～225-4是JK触发器(flip-flop)。JK触发器225-1向J端子提供从水平线数检测电路222输出的脉冲SE、向K端子提供解码器224-1的输出。JK触发器225-2向J端子施加解码器224-1的输出、向K端子提供解码器224-2的输出。

JK触发器225-3向J端子提供解码器224-2的输出、向K端子提供解码器224-3的输出。JK触发器225-4向J端子提供解码器224-3的输出、向K端子提供解码器224-4的输出。

226是4输入1输出型的选择器，A～D是被选择信号输入端子，SL1、SL2是选择控制信号输入端子。选择器226在SL1＝L电平、SL2＝L电平时选择被选择信号输入端子A，在SL1＝L电平、SL2＝H电平时选择被选择信号输入端子B，在SL1＝H电平、SL2＝L电平时选择被选择信号输入端子C，在SL1＝H电平、SL2＝H电平时选择被选择信号输入端子D。

向被选择信号输入端子A提供JK触发器225-1的输出，向被选择信号输入端子B提供JK触发器225-2的输出，向被选择信号输入端子C提供JK触发器225-3的输出，向被选择信号输入端子D提供JK触发器225-4的输出。

227是黑显示区域选定电路，输出黑显示区域选定信号SF1、SF2和点亮控制信号SA1～SA4，分别将黑显示区域选定信号SF1、SF2提供给选择器226的选择控制信号输入端子SL1、SL2，将点亮控制信号SA1～SA4提供给点亮控制端子218-1～218-4。

黑显示区域选定电路227每N帧依次取SF＝L电平而SF2＝L电平的状态、SF＝L电平而SF2＝H电平的状态、SF＝H电平而SF2＝L电平的状态、SF1＝H电平而SF2＝H电平的状态中的一个，其结果是选择器226每N帧依次选择并输出JK触发器225-1～225-4的输出中的一个。

228是对从黑显示控制信号生成电路220输出的黑显示控制信号SB和从黑显示控制信号生成电路221输出的黑显示控制信号SD进行AND处理的AND电路，229是3系统2输入1输出型的选择器，SL是选择控制信号输入端子，A1～A3、B1～B3是被选择信号输入端子，X1～X3是输出端子。

向选择控制信号输入端子SL提供AND电路228的输出，向被选择信号输入端子A1提供R数据信号R0～R6，对被选择信号输入端子A2提供G数据信号G0～G6，对被选择信号输入端子A3提供B数据信号B0～B6，对被选择信号输入端子B1～B3提供接地电位0V。

选择器229在AND电路228的输出＝L电平时，选择对被选择信号输入端子A1～A3提供的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6并供给数据驱动器204，AND电路228的输出＝H电平时，将对被选择信号输入端子B1～B3提供的接地电位0V作为黑显示数据信号供给数据驱动器204。

实施例7-2中，黑显示控制信号生成电路220每N帧(例如60帧)1次地输出1帧期间为H电平的黑显示控制信号SB，黑显示控制信号生成电路221每N帧顺序选择并输出JK触发器225-1～225-4的输出中的一个。

其结果，AND电路228在第N+1帧的第1～第m水平线的扫描期间输出H电平，在第2N+1帧的第m+1～第2m水平线的扫描期间输出H电平，在第3N+1帧的第2m+1～第3m水平线的扫描期间输出H电平，在第4N+1帧的第3m+1～第4m水平线的扫描期间输出H电平，之后重复该动作。

即，每N帧顺序使第1～第m水平线的区域、第m+1～第2m水平线的区域、第2m+1～第3m水平线的区域、第3m+1～第4m水平线的区域中的一个进行黑显示。

因此，本例中，黑显示区域选定电路227输出点亮控制信号SA1～SA4，使得在使第1～第m水平线的区域黑显示时，熄灭第一荧光灯；在使第m+1～第2m水平线的区域黑显示时，熄灭第二荧光灯；在使第2m+1～第3m水平线的区域黑显示时，熄灭第三荧光灯；在使第3m+1～第4m水平线的区域黑显示时，熄灭第四荧光灯。

这样，根据实施例7-2，每N帧顺序使被沿垂直方向4分割的一个画面区域进行黑显示，因此即便具有垂直取向型的彩色液晶显示面板201，也能使整个画面的液晶的取向整齐，消除保持型的余像，从而可进行高画质的图像显示。

通过黑显示区域选定电路227输出的点亮控制信号SA1～SA4，可熄灭与黑显示的画面区域对应设置的荧光灯，因此可避免感觉到黑显示画面。在通过黑显示控制部219的控制在彩色液晶显示面板201上显示黑画面时，也可使背照灯202维持点亮状态。

(实施例7-3)

图82是表示实施例7-3的主要部分的简要结构图。实施例7-3具有与图84所示的现有的液晶显示装置具有的背照灯202、反相器203和定时控制器206结构不同的背照灯202A、反相器230和定时控制器231，其他结构与图84所示的原来的液晶显示装置相同。

背照灯202A在彩色液晶显示面板201的垂直线数为4n(n为例如256)时，具有对应第一到第n垂直线的第一荧光灯、对应第n+1到第2n垂直线的第二荧光灯、对应第2n+1到第3n垂直线的第三荧光灯、对应第3n+1到第4n垂直线的第四荧光灯。反相器230具有分别与第一到第四荧光灯对应的点亮控制端子232-1～232-4。

并且，反相器230在点亮控制端子232-i(其中i＝1、2、3、4)为L电平期间，维持第i荧光灯的点亮状态，点亮控制端子232-i为H电平期间，使第i荧光灯为熄灭状态。从定时控制器231向点亮控制端子232-i提供点亮控制信号SGi。

定时控制器231具有黑显示控制部233，将从黑显示控制部233输出的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6提供给数据驱动器204的同时，在黑显示控制部233中生成点亮控制信号SG1～SG4，其他结构与原来公知的结构相同。

图83是表示黑显示控制部233的结构的电路图。图83中，234是黑显示控制信号生成电路，其输入显示信号同步信号ENAB(或垂直同步信号Vsync)和点时钟D CLK并生成第一黑显示控制信号SB，是与图78所示的黑显示控制信号生成电路211相同的电路结构。

235是点数检测电路，其生成第二黑显示控制信号SH的黑显示控制信号生成电路，236是输入显示信号同步信号ENAB(或栅极驱动器205用时钟GCLK)并检测点数，每检测出n个点就输出1个脉冲SI，237是对从点数检测电路236输出的脉冲SI进行计数的4进制脉冲计数器。

238-1是解码器，其对4进制脉冲计数器237的输出进行解码，在4进制脉冲计数器237的计数值为2期间输出L电平、其它时间输出H电平。238-2是解码器，其对4进制脉冲计数器237的输出进行解码，在4进制脉冲计数器237的计数值为3期间输出L电平、其它时间输出H电平。

238-3是解码器，其对4进制脉冲计数器237的输出进行解码，在4进制脉冲计数器237的计数值为4期间输出L电平、其它时间输出H电平。238-4是解码器，其对4进制脉冲计数器237的输出进行解码，在4进制脉冲计数器237的计数值为1期间输出L电平、其它时间输出H电平。

239-1～239-4是JK触发器。JK触发器239-1向J端子提供从点数检测电路236输出的脉冲SI、向K端子提供解码器238-1的输出。JK触发器239-2向J端子施加解码器238-1的输出、向K端子提供解码器238-2的输出。

JK触发器239-3向J端子提供解码器239-2的输出、向K端子提供解码器238-3的输出。JK触发器239-4向J端子提供解码器238-3的输出、向K端子提供解码器238-4的输出。

240是4输入1输出型的选择器，A～D是被选择信号输入端子，SL1、SL2是选择控制信号输入端子。选择器240在SL1＝L电平、SL2＝L电平时选择被选择信号输入端子A，在SL1＝L电平、SL2＝H电平时选择被选择信号输入端子B，在SL1＝H电平、SL2＝L电平时选择被选择信号输入端子C，在SL1＝H电平、SL2＝H电平时选择被选择信号输入端子D。

向被选择信号输入端子A提供JK触发器239-1的输出，向被选择信号输入端子B提供JK触发器239-2的输出，向被选择信号输入端子C提供JK触发器239-3的输出，向被选择信号输入端子D提供JK触发器239-4的输出。

241是黑显示区域选定电路，其输出黑显示区域选定信号SJ1、SJ2和点亮控制信号SG1～SG4，分别将黑显示区域选定信号SJ1、SJ2提供给选择器240的选择控制信号输入端子SL1、SL2，将点亮控制信号SG1～SG4提供给反相器230的点亮控制端子232-1～232-4。

黑显示区域选定电路241每水平扫描以次顺序取SJ＝L电平而SJ2＝L电平的状态、SJ＝L电平而SJ2＝H电平的状态、SJ1＝H电平而SJ2＝L电平的状态、SJ＝H电平而SJ2-H电平的状态中的一个，其结果是选择器240每水平扫描一次顺序选择并输出JK触发器239-1～239-4的输出中的一个。

242是对从黑显示控制信号生成电路234输出的黑显示控制信号SB和从黑显示控制信号生成电路235输出的黑显示控制信号SH进行AND处理的AND电路，243是3系统2输入1输出型的选择器，SL是选择控制信号输入端子，A1～A3、B1～B3是被选择信号输入端子，X1～X3是输出端子。

向选择控制信号输入端子SL提供AND电路242的输出，向被选择信号输入端子A1提供R数据信号R0～R6，对被选择信号输入端子A2提供G数据信号G0～G6，对被选择信号输入端子A3提供B数据信号B0～B6，对被选择信号输入端子B1～B3提供接地电位0V。

选择器243在AND电路242的输出＝L电平时，选择对被选择信号输入端子A1～A3提供的RGB数据信号R0～R6、G0～G6、B0～B6并供给数据驱动器204，AND电路242的输出＝H电平时，将对被选择信号输入端子B1～B3提供的接地电位0V作为黑显示数据信号供给数据驱动器204。

实施例7-3中，黑显示控制信号生成电路234每N帧(例如60帧)1次地输出1帧期间为H电平的黑显示控制信号SB，黑显示控制信号生成电路235每水平扫描一次顺序选择并输出JK触发器239-1～239-4的输出中的一个。

其结果，AND电路242在第N+1帧的第1～第n垂直线的扫描期间输出H电平，在第2N+1帧的第n+1～第2n垂直线的扫描期间输出H电平，在第3N+1帧的第2n+1～第3n垂直线的扫描期间输出H电平，在第4N+1帧的第3n+1～第4n垂直线的扫描期间输出H电平，以后，重复该动作。

即，每N帧顺序地使第1～第n垂直线的区域、第n+1～第2n垂直线的区域、第2n+1～第3n垂直线的区域、第3n+1～第4n垂直线的区域中的一个进行黑显示。

因此，本例中，黑显示区域选定电路241输出点亮控制信号SG1～SG4，使得在使第1～第n垂直线的区域黑显示时，熄灭第一荧光灯；在使第n+1～第2n垂直线的区域黑显示时，熄灭第二荧光灯；在使第2n+1～第3n垂直线的区域黑显示时，熄灭第三荧光灯；在使第3n+1～第4n垂直线的区域黑显示时，熄灭第四荧光灯。

这样，根据实施例7-3，每N帧顺序地使水平方向4分割的画面区域中的一个进行黑显示，因此即便具有垂直取向型的彩色液晶显示面板201，也可使整个画面的液晶的取向整齐，消除保持型的余像，从而可进行高画质的图像显示。

通过黑显示区域选定电路241输出的点亮控制信号SG1～SG4，可熄灭与黑显示的画面区域对应设置的荧光灯，因此可避免视觉上识别到黑显示画面。在通过黑显示控制部233的控制在彩色液晶显示面板201上显示黑画面时，也可使背照灯202A维持点亮状态。

实施例7-1～7-3中，每N帧使画面的整个区域或部分区域黑显示1帧期间，但可由每N帧使画面的整个区域或部分区域黑显示连续数个帧期间来代替。

如上所示，根据本实施方式，在驱动液晶显示区域时，通过黑显示控制部使画面进行黑显示，因此可使整个画面的液晶的取向整齐，即便具有垂直取向型的液晶显示区域，也难以引起保持型的余像，从而可进行高画质的图像显示。

以上所述，根据本发明，可实现一种照明装置和使用其的液晶显示装置，其可抑制显示亮度降低，并且减少动态图像显示的动作模糊和拖尾。

根据本发明，可实现一种照明装置和使用其的液晶显示装置，其可抑制耗电，使装置小型化、轻量化，而且可延长其寿命。

Claims (3)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

LCD面板，其根据图像的各灰度数据调制按矩阵状排列的多个像素的透光率；

照明装置，其改变1帧期间中点亮时间的比率即占空比来向上述各像素照射光；

显示数据变换部，其根据上述各灰度数据算出各灰度数据的明度和图像的明度直方图，判定上述1帧内的N个像素中与显示图像有关的M个像素，根据公式t＝M×p计算常数t，其中p为预先决定的使亮度饱和的像素比率，并从图像的明度直方图与常数t决定阈值明度，根据上述阈值明度对上述各灰度数据进行加工并输出到上述LCD面板，同时将改变上述占空比的占空比数据输出到上述照明装置；

上述明度根据上述各像素的上述灰度数据按照公式Y＝r×R+g×G+b×B求出的，其中r、g、b是实数，包含数值0，Y为明度。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，

从上述明度直方图的最高明度，将按顺序向下低所述常数t个的明度设为所述阈值明度。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，

上述显示数据变换部决定上述占空比，使得上述灰度数据的最大值与上述占空比之积等于上述阈值明度，加工第一灰度数据使得加工后的第一灰度数据为所述最大值，其中第一灰度数据为大于等于上述阈值明度的明度的像素的灰度数据；加工第二灰度数据使得加工后的第二灰度数据与上述占空比之积等于加工前的第二灰度数据的明度，其中第二灰度数据为小于上述阈值明度的明度的像素的灰度数据。

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