JP2004302312A - Illumination device and liquid crystal display - Google Patents

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JP2004302312A
JP2004302312A JP2003097368A JP2003097368A JP2004302312A JP 2004302312 A JP2004302312 A JP 2004302312A JP 2003097368 A JP2003097368 A JP 2003097368A JP 2003097368 A JP2003097368 A JP 2003097368A JP 2004302312 A JP2004302312 A JP 2004302312A
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liquid crystal
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light source
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crystal display
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JP2003097368A
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Takeshi Kamata
豪 鎌田
Hideshi Yoshida
秀史 吉田
Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
Keiji Hayashi
啓二 林
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Display Technologies Corp
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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device for a liquid crystal display which has a comparatively simple constitution and wherein an animation blur and image quality deterioration are eliminated without increasing its cost. <P>SOLUTION: This illumination device is so constituted as to have a light source by which the region to be irradiated of a liquid crystal panel is synchronized with a scanning signal of a display image. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の照明装置に関し、さらに詳しくは動画像の品質を向上させる反射型液晶表示装置の照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置の液晶パネルは、自身では発光しないので何らかの照明を必要とする。
液晶表示装置の照明方法には反射型、透過型、半透過型があるが、この中で反射型の液晶表示装置は液晶パネルの裏面または液晶パネルの内側に反射板を設けておき、外部からの光の反射を利用して表示を行っている。しかし、照明手段を内蔵していないので液晶本来の低消費電力という特長を生かすことができる反面、暗い場所では見にくいという欠点を持っている。
【0003】
さらに、現在の液晶表示装置には動画表示時の動画ぼけや尾引き現象という問題がある。とくにTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)等をスイッチング素子として各画素に備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、原理的に各画素に書き込まれた階調データが1フレーム期間中保持される。このようなホールド型の表示方式では、動画を表示させた際に、素早い画像変化に追従できずに画像のぼけや尾引きの現象が視認される画質劣化を生じることがある。
【0004】
すなわち、TFT型の液晶パネルで用いられる液晶にはTN(Twisted Nematic )、MVA(Multi−domain Vertical Alignment )、IPS(In Plane Switching)などのモードがあるが、応答速度は25ms程度と比較的低速である。中間調での応答はさらに遅く、100ms前後まで低下する。このため、動画像において物体の動きが数フレームにわたって遅延するので画質劣化が生じる。
【0005】
そのため、スキャンバックライト方式では、たとえば画面を4分割し、液晶パネルの書き込みが完了し、比較的時間の経過したブロックだけバックライトを点灯させることによって、応答の途中である中途半端な輝度を持った画素を表示しないようにし、見た目の応答性を改善している。
暗い場所では見にくいという欠点を補う方式としては、導光板型フロントライト照明あるいはチルトアップ式フロントライト照明がある。
【0006】
従来の液晶パネルの上に導光板型フロントライトを配置した反射型液晶表示装置の構成例を図7に示す。ここで、符号1は光源を、2は反射板を、3は導光板を、4は反射型液晶パネルをそれぞれ表している。
ここに見られるように、フロントライトは光源と導光板とからなり、光源から出た光は導光板の中を反射を繰り返しながら伝わり、液晶パネルの面に均一に到達する。光源としては冷陰極管または発光ダイオードが一般的に用いられ、光量の効率を上げるために光源の背面側には、内面に高反射率の膜を形成した反射板が設置されている。
【0007】
この方式の照明は、表示領域を照明することができるが、フロントライトを用いずに外光で利用する場合には、逆にパネルの反射率を低下させるという問題がある。また、導光板はアクリル樹脂等で作られており、面積にもよるがかなりの重量となり、反射型液晶表示装置の特徴である薄型・軽量を生かすことができない。
【0008】
このため、たとえば12インチ程度のノート型パソコンでは、フロントライト方式の液晶表示装置はほとんど実用化されておらず、透過型液晶表示装置が主流である。
透過型バックライトでは、光利用効率をあげることのできるDBEF(反射型偏光性フィルムの商品名で住友スリーエム製)やPCF(Polarization Conversion Film、偏光分離機能を利用したフィルムの商品名で日東電工製)といったフィルムを液晶パネルの偏光板とバックライトとの間に設置することで、最大40%近い輝度の改善を実現することができる。
【0009】
しかし、この方式は従来の反射型フロントライトの場合には、反射板と導光板との間に偏光板が入っている構成のために有効ではない。
これは、バックライトの場合には、DBEFやPCFにより反射された偏光がバックライトに戻り、導光板の中で反射を繰り返した後に再び輝度に寄与するが、反射型の導光板の場合には反射光は導光板を通過して表示装置の表側に出射されるために、コントラストを低下させ、著しく表示品質を低下させてしまうからである。
【0010】
また、スキャンバックライトは、PDP(Plasma Display)や有機EL(Electro Luminescence)などの他の平面ディスプレイに比べて液晶表示装置が劣っている応答速度の問題を改善できる手段として注目されているが、適用可能なのは透過型液晶表示装置に対してだけであり、徐々に画質が改善されている反射型の液晶表示装置に対しては適用できない。
【0011】
一方、従来の液晶パネルの上にチルトアップ式フロントライトを配置した反射型液晶表示装置の構成例を図8に示す。ここで符号5は反射板2と光源1とを支持する支持体を表している。なお、チルトアップ式フロントライトとは、液晶パネルを照射しないときにはライトを収納しておき、液晶パネルを照射するときに立ち上げて照明する、導光板を用いずに液晶の表示面側から液晶パネルを照射するタイプのフロントライトを意味している。
【0012】
しかしこの方式は、液晶パネル全体を均一に照射するのが難しいという問題のために定着しなかった。
これらの問題に対し、たとえば複数の蛍光管と、複数の蛍光管を被覆する導光板と、導光板の光出射側に配置された表示パネルと、蛍光管を順次点灯させる駆動手段とを具備する表示装置、および反射型の表示パネルと、反射型の表示パネルの光入射側に配置されたマイクロレンズアレイとを具備し、反射型の表示パネルの画素電極の一部に光拡散領域が形成されている表示装置が開示されている。しかし、この表示装置は多数の蛍光管(発光素子)を必要とするだけでなく、構成が複雑であり、コストがかかるという問題がある(例えば特許文献1参照。)。
【0013】
一方、透過型液晶表示装置では、液晶パネルの裏面に照明手段が配置されており、液晶パネルは光シャッタとして機能する。また、照明手段の違いにより、EL照明、FL(Fluorescent Lamp)照明の2つに分けられる。さらにFL照明はその構造によりサイドライト型と直下型に分けることができる。
しかし、透過型液晶表示装置の場合は多数の光源が必要であるため、消費電力を低減することが課題である。
【0014】
また、動画ぼけや尾引き現象という問題に対しては、光源の点灯時間を制御する方式の液晶表示装置とすることである程度の動画像輪郭劣化の発生を回避して動画表示特性を向上させることができるが、螢光管の本数が増えた時に走査の一周期中に占める各螢光管の発光時間が短くなり、輝度効率が低下して十分な輝度が得られず、また、透過型以外の形式の光源に対して同様に適用することが難しいという問題がある。
【0015】
この問題に対し、たとえば光源を表示画像の走査信号の開始時間に同期させて点滅し、かつ同一レベルの輝度信号が供給される時に、液晶パネルの表示輝度が各フレーム間で輝度値の時間積分値が均等になるようにすることで動画像輪郭劣化を解消するようにした液晶表示装置が開示されている。
ここでは、液晶パネルをホールド型発光ではなくインパルス型発光とする必要があるため、液晶パネルの表示データ(画像データ)あるいは走査信号データに同期させたインパルス型として点滅させている。
【0016】
しかし、光源の点灯時間を制御し、同時に輝度効率を低下させないためには、構成する光源として多数の線状ランプを必要とするので構成が複雑となり、コストがかかるという問題がある(例えば特許文献2参照。)。
また、半透過型液晶表示装置は、液晶パネルの裏面に反射性と透過性を合わせ持った半透過反射板を貼り付け、さらにその後ろに照明手段を配置し、明るいところでは照明を点灯して透過型として使うものである。しかし、反射型として用いた場合の視認性上げるためには反射率を高め、液晶としても透過率を上げる必要があるが、こうすることによりコントラストが低くなり視認性が劣るという結果になる。したがって、反射型と透過型の両方の性質を兼ね備えさせるのは困難なことである。
【0017】
一方、たとえば発光輝度を変化させることができる少なくとも1つの光源と、光源からの光を射出する少なくとも1つの発光領域と、発光領域を所定の最大輝度で発光させる最大点灯状態と、最大輝度より低い所定の中間輝度で発光させる中間点灯状態とを切り替える光源制御系とを有する、アクディブマトリクス型の液晶表示装置の表示領域を照明する照明装置が開示されている(たとえば出願番号2002−314955参照。)。
【0018】
この照明装置では、バックライト型においては動画表示時の動画ぼけや尾引き現象を改善することはできるが、構成が複雑となり、コストがかかるという問題がある。
【0019】
【特許文献1】
特開2000−321993号公報 (第19〜21頁、第1図および第36図)
【0020】
【特許文献2】
特開2001−108962号公報 (第9頁、第3図)
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、暗い場所でも見やすく、構成が比較的簡単でコストをかけることなく動画ぼけをなくし、かつ薄型化が可能な反射型液晶表示装置の照明装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上に述べた課題は、本発明の請求項1によれば、液晶パネルの被照射領域が表示画像の走査信号に同期する光源を有する照明装置とすることで達成される。
すなわち、光源による液晶パネルの被照射領域が、表示画像の走査信号に同期して移動する照明装置としている。この構成とすることで液晶パネルを走査信号に同期して照明することができ、動画表示時の動画ぼけや尾引き現象を改善することができると同時に、光源が1本で済むため、軽量・薄型とすることができる。 また、上に述べた課題は、本発明の請求項2によれば、該光源は、周囲に回転速度が可変な遮光機構を有する請求項1記載の照明装置とすることで達成される。
【0023】
すなわち、光源の周囲に回転速度が可変な遮光機構を構成している。この構成とすることで、液晶パネルを表示画像の走査信号に同期して移動する照明が光源と液晶パネルとの距離に応じて光量を変化させるように遮光機構の回転速度を周期的に変化させることで、照明位置に応じた光量とすることができ、光源と液晶パネルとの距離に応じて光の照射面積が変化することによる照射強度の変化を抑えることが可能となる。
【0024】
たとえば、点光源の場合には、原理的には距離の二乗に反比例して暗くなるので、照射位置に応じて光源の輝度を変えて補正する。たとえば光源がLEDの場合には、電流を変化させることで容易に実現することができる。
また、上に述べた課題は、本発明の請求項3によれば、該光源は、該液晶パネルとの間に反射鏡を有し、該反射体は、回転速度が可変な多面体からなり、回転することによって該液晶パネルの被照射領域を移動させるものである請求項1記載の照明装置とすることで達成される。
【0025】
すなわち、光源は、液晶パネルとの間に多面体からなる回転速度が可変な反射鏡を有するように構成している。この構成とすることで、液晶パネルを表示画像の走査信号に同期して移動する照明が、光源と液晶パネルとの距離に応じて光量を変化させるように、反射鏡の回転速度を周期的に変化させることで、照射位置に応じた光量とすることができる。
【0026】
また、上に述べた課題は、本発明の請求項4によれば、該光源と該液晶パネルとの間に第一の偏光板と第二の偏光板とを有し、該第一の偏光板と該第二の偏光板との偏光角が一致しており、該光源が照射する照射光のうち、該第一の偏光板の偏光方向と交叉する偏光は、該第一の偏光板で反射し、該光源に戻る照明装置とすることで達成される。
【0027】
すなわち、光源と液晶パネルとの間に介在させた第一の偏光板と第二の偏光板との偏光角を一致させておくことで、光源が照射する照射光のうち、第一の偏光板の偏光方向と交叉する偏光を第一の偏光板で反射して光源に戻るようにし、反射を繰り返して偏光角が一致したときに出射するようにすることで、光の利用効率を高めることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例1〕
図1は、本発明の原理を示す説明図である。ここでは反射型液晶パネルの断面図を8分割し、2ブロックづつを書き換える例を示している。すなわち、図1aは向かって左から5,6 番目のブロックを、1bは向かって左から7,8番目のブロックを、1cは向かって左から1,2番目のブロックを、1dは向かって左から3,4番目のブロックを、それぞれ書き換えているところを示している。これらは、それぞれ1/4フレーム時間の経過に対応している。
【0029】
また、図2は、本発明によるチルトアップ式フロントライトを用いた反射型液晶表示装置の照明装置の主要断面等を示す図であり、図2aは光源の一例として用いたチルトアップ式フロントライトの断面図を、図2bは遮光機構6の回転により照射光の方向が移動していく様子を示す図を、図2cは反射型液晶表示装置の断面図をそれぞれ示している。 符号6は光源の周囲を回転するスリットを有する遮光機構を、7は超小型モータを、8は液晶表示装置の筐体をそれぞれ表している。 なお、従来例での符号と一致するものは同じ番号で示している。
【0030】
この遮光機構6は、液晶パネルの書き換えと同期して回転するように構成している。この構成とすることにより、遮光機構6が回転するとスリットの位置は回転に伴って変化していくので、反射板2の開口部にあるスリットから外に取り出される光は、液晶パネル4をスキャンするように被照明領域を移動することができる。
【0031】
また、遮光機構6の内側を反射板2と同様に高反射率の膜を、たとえばめっきで形成しておくことにより、光の利用効率を高めることができる。
なお、図2aに示す例のように、遮光機構6に、たとえば4つのスリットを取り付けると、遮光機構6を回転させる光源の支持体付近に取り付けたたとえば図2bに示す超小型モータ7は、60Hzで液晶パネルを書き換えるには1秒間に15回、すなわち毎分900回転で回ることになる。また、遮光機構6は、液晶パネルの書き換えのタイミングと同期するように構成している。
【0032】
光源1は、スキャンが容易になるように、液晶パネルの長辺方向に平行に配置された線光源であることが好ましい。
〔実施例2〕
図3は、光源と液晶パネルとの間に回転する反射鏡を有し、反射鏡が回転することで光源による液晶パネルの被照射領域が移動する反射型液晶表示装置の照明装置の第二の実施例を示す図である。
【0033】
符号9は反射鏡であり、線状である光源1の長手方向と平行な回転軸を有している。ここでは、一例として断面が正六角形である反射鏡を示した。
この実施例の構成とすることで、チルトアップ式フロントライトとは異なり、光源からの光を回転する反射鏡に当てることで方向を変える構成としたものである。こうすることで、支持体に取り付けた照明装置をさらに簡単な構成とすることができる。
【0034】
反射体の構成は例示した形状に限らず、回転する反射鏡ではなく、たとえば弾性体に取り付けた反射鏡をカム機構で駆動する構成など、種々の変形が可能である。
なお、反射鏡9と図示しない液晶パネルとの距離によって液晶パネルの光の照射面積が変化するために照射強度が変化する。たとえば点光源の場合には距離の二乗に反比例して暗くなり、また線光源の場合には距離に比例して暗くなる。
【0035】
このため、照射位置に合わせて光源の輝度を変化させるように、レンズや反射鏡などの補正光学系を用いて均一な照射強度とする構成の一例を図4に示す。ここで、符号12は補正レンズを示している。
すなわち、遠くを照射するときには光を収束させることで、照射範囲を狭めて輝度を均一化させることができる。
【0036】
図5は、照射光量を調整する方法を示す図である。光源が冷陰極管の場合には、ここに示すように電圧印加のパルスと液晶パネルのフレーム周期とを一致させ、印加電圧パターンを発光光量が均一になるようにすることで、1フレーム内の照射光量を調整することができる。
また、印加電圧パターンではなく、電圧を変動させることによっても同様の効果が得られることは自明である。
【0037】
液晶の書き込みは一定速度で行われるため、照射位置も液晶パネルの表面で一定の速度で動くことが望ましい。したがって反射鏡を一定速度で回転させると、書き込み速度は液晶パネルの被照射位置が遠いほど早く、また近いほど遅くなってしまうので、被照射位置の移動速度が一定となるように、反射鏡の回転速度を周期的に変化するように構成することが望ましい。
【0038】
〔実施例3〕
図6は、光源から出射される光を偏光方向で分離し、偏光方向が一致しない光を光源側に反射させる反射型液晶表示装置の第三の実施例を示す図である。符号10は第一の偏光板を、11は第二の偏光板をそれぞれ示している。
光源1と反射型液晶パネル4との間に第一の偏光板10および第一の偏光板10の偏光角と一致する偏光面を有する第二の偏光板11を置くように構成する。これにより光源が照射する照射光のうち、第一の偏光板10の偏光方向と一致しない偏光を第一の偏光板10で反射させて光源に戻し、反射を繰り返すことで偏光角が一致したときに出射するので、光の利用効率を高めることができるという効果を生じる。
【0039】
以上、反射型液晶表示装置の照明装置および反射型液晶表示装置について説明したが、本照明装置は透過型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置に適用することもできる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶パネルの被照射領域が表示画像の走査信号に同期する光源を有するように構成することにより、液晶パネルを走査信号に同期して移動する照明装置とすることができ、動画表示時の動画ぼけや尾引き現象を改善することができると同時に、光源が1本で済むため、軽量・薄型とすることができるという効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を示す説明図。
【図2】本発明によるチルトアップ式フロントライトを用いた反射型液晶表示装置の照明装置の主要断面等を示す図。
【図3】反射型液晶表示装置の照明装置の第二の実施例を示す図。
【図4】補正光学系を用いて均一な照射強度とする構成の一例を示す図。
【図5】照射光量を調整する方法を示す図。
【図6】反射型液晶表示装置の照明装置の第三の実施例を示す図。
【図7】従来の導光板型フロントライトを配置した反射型液晶表示装置の構成例を示す図。
【図8】従来の液晶パネルの上にチルトアップ式フロントライトを配置した反射型液晶表示装置の構成例を示す図。
【符号の説明】
1 光源
2 反射板
3 導光板
4 反射型液晶パネル
5 支持体
6 遮光機構
7 超小型モータ
8 液晶表示装置の筐体
9 反射鏡
10 第一の偏光板
11 第二の偏光板
12 補正レンズ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device for a liquid crystal display device, and more particularly to a lighting device for a reflective liquid crystal display device that improves the quality of a moving image.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal panel of the liquid crystal display device does not emit light by itself, and therefore needs some illumination.
There are reflective, transmissive, and transflective types of illumination methods for liquid crystal display devices. Among them, a reflective liquid crystal display device has a reflective plate provided on the back surface of the liquid crystal panel or inside the liquid crystal panel, and is provided from the outside. Display is performed using the reflection of light. However, since it has no built-in illumination means, it can take advantage of the inherent low power consumption of liquid crystal, but has the disadvantage that it is difficult to see in dark places.
[0003]
Furthermore, current liquid crystal display devices have a problem of moving image blur and tailing phenomenon when displaying moving images. In particular, in an active matrix type liquid crystal display device in which each pixel includes a TFT (Thin Film Transistor) as a switching element, gradation data written in each pixel is held in principle for one frame period. In such a hold-type display method, when a moving image is displayed, image quality degradation may occur in which a blurring or tailing phenomenon of an image is visually recognized without being able to follow a quick image change.
[0004]
That is, the liquid crystal used in the TFT type liquid crystal panel includes modes such as TN (Twisted Nematic), MVA (Multi-domain Vertical Alignment), and IPS (In Plane Switching), but the response speed is relatively low at about 25 ms. It is. The response at halftone is even slower, dropping to around 100 ms. Therefore, the motion of the object in the moving image is delayed over several frames, so that the image quality is deteriorated.
[0005]
For this reason, in the scan backlight method, for example, the screen is divided into four parts, the writing of the liquid crystal panel is completed, and the backlight is turned on only for the blocks that have passed a relatively long time, thereby providing half-bright luminance which is in the middle of response. Pixels that are not displayed are not displayed, and the visual response is improved.
As a method for compensating for the disadvantage that it is difficult to see in a dark place, there is a light guide plate type front light illumination or a tilt-up type front light illumination.
[0006]
FIG. 7 shows a configuration example of a reflection type liquid crystal display device in which a light guide plate type front light is arranged on a conventional liquid crystal panel. Here, reference numeral 1 denotes a light source, 2 denotes a reflection plate, 3 denotes a light guide plate, and 4 denotes a reflection type liquid crystal panel.
As can be seen, the front light is composed of a light source and a light guide plate, and the light emitted from the light source travels through the light guide plate while being repeatedly reflected, and reaches the surface of the liquid crystal panel uniformly. As a light source, a cold cathode tube or a light emitting diode is generally used, and a reflector having a high-reflectance film formed on an inner surface is provided on the back side of the light source in order to increase the efficiency of light quantity.
[0007]
This type of illumination can illuminate the display area, but when used with outside light without using a front light, there is a problem in that the reflectance of the panel is reduced. Further, the light guide plate is made of an acrylic resin or the like, and the weight of the light guide plate depends on the area. Therefore, the light guide plate cannot take advantage of the thin and lightweight characteristics of the reflective liquid crystal display device.
[0008]
For this reason, for a notebook personal computer of, for example, about 12 inches, a front light type liquid crystal display device is hardly practically used, and a transmission type liquid crystal display device is mainly used.
In the case of transmissive backlights, Nitto Denko is a trade name of DBEF (a product name of a reflective polarizing film manufactured by Sumitomo 3M), PCF (Polarization Conversion Film), or a film using a polarization separation function, which can increase light use efficiency. ) Can be realized between the polarizing plate of the liquid crystal panel and the backlight, thereby achieving an improvement in luminance of nearly 40% at the maximum.
[0009]
However, this method is not effective in the case of a conventional reflection type front light because a polarizing plate is provided between the reflection plate and the light guide plate.
This is because, in the case of a backlight, the polarized light reflected by the DBEF or PCF returns to the backlight, and contributes to the luminance again after repeated reflection in the light guide plate. However, in the case of the reflective light guide plate, This is because the reflected light passes through the light guide plate and is emitted to the front side of the display device, so that the contrast is reduced and the display quality is significantly reduced.
[0010]
In addition, a scan backlight is attracting attention as a means for improving a response speed problem that a liquid crystal display device is inferior to other flat displays such as a PDP (Plasma Display) and an organic EL (Electro Luminescence). It can be applied only to a transmissive liquid crystal display device, and cannot be applied to a reflective liquid crystal display device whose image quality is gradually improved.
[0011]
On the other hand, FIG. 8 shows a configuration example of a reflection type liquid crystal display device in which a tilt-up type front light is arranged on a conventional liquid crystal panel. Here, reference numeral 5 denotes a support for supporting the reflection plate 2 and the light source 1. Note that the tilt-up front light is a device that houses the light when the liquid crystal panel is not illuminated, illuminates and illuminates when illuminating the liquid crystal panel, and uses the liquid crystal panel from the liquid crystal display surface side without using a light guide plate. Means a type of front light that emits light.
[0012]
However, this method has not been established due to the problem that it is difficult to uniformly irradiate the entire liquid crystal panel.
In order to solve these problems, for example, a plurality of fluorescent tubes, a light guide plate covering the plurality of fluorescent tubes, a display panel disposed on the light emitting side of the light guide plate, and a driving unit for sequentially lighting the fluorescent tubes are provided. A display device, and a reflective display panel; and a microlens array disposed on a light incident side of the reflective display panel, wherein a light diffusion region is formed in a part of a pixel electrode of the reflective display panel. The disclosed display device is disclosed. However, this display device not only requires a large number of fluorescent tubes (light emitting elements), but also has a problem that the configuration is complicated and the cost is high (for example, see Patent Document 1).
[0013]
On the other hand, in a transmissive liquid crystal display device, an illuminating unit is arranged on the back surface of a liquid crystal panel, and the liquid crystal panel functions as an optical shutter. Further, the illumination device is classified into two types, ie, EL illumination and FL (Fluorescent Lamp) illumination, depending on the difference in the illumination means. Further, FL lighting can be classified into a sidelight type and a direct type according to its structure.
However, in the case of a transmissive liquid crystal display device, since a large number of light sources are required, it is a problem to reduce power consumption.
[0014]
In order to solve the problem of moving image blur and tailing phenomenon, it is necessary to improve the moving image display characteristics by avoiding a certain degree of moving image contour deterioration by using a liquid crystal display device that controls the lighting time of the light source. However, when the number of fluorescent tubes increases, the emission time of each fluorescent tube in one scanning cycle is shortened, the luminance efficiency is reduced, and sufficient luminance cannot be obtained. There is a problem that it is difficult to similarly apply to the light source of the type.
[0015]
To solve this problem, for example, when the light source blinks in synchronization with the start time of the scanning signal of the display image and when the same level of the luminance signal is supplied, the display luminance of the liquid crystal panel becomes the time integral of the luminance value between frames. There is disclosed a liquid crystal display device in which moving image contour deterioration is eliminated by making the values equal.
Here, since the liquid crystal panel needs to be of the impulse type rather than the hold type, it is blinked as an impulse type synchronized with display data (image data) or scanning signal data of the liquid crystal panel.
[0016]
However, in order to control the lighting time of the light source and not to lower the luminance efficiency at the same time, a large number of linear lamps are required as a light source to compose, so that the configuration is complicated, and there is a problem that the cost is high (for example, Patent Document 1). 2).
In addition, the transflective liquid crystal display device has a transflective reflector having a combination of reflectivity and transmissivity attached to the back surface of the liquid crystal panel, and further arranged illuminating means behind it, and turns on the illumination in a bright place. It is used as a transmission type. However, in order to increase the visibility when used as a reflection type, it is necessary to increase the reflectance and also to increase the transmittance as a liquid crystal. However, this results in a decrease in contrast and poor visibility. Therefore, it is difficult to combine the properties of both the reflection type and the transmission type.
[0017]
On the other hand, for example, at least one light source capable of changing light emission luminance, at least one light emission region for emitting light from the light source, a maximum lighting state in which the light emission region emits light at a predetermined maximum luminance, and a lower state than the maximum luminance An illuminating device for illuminating a display area of an active matrix type liquid crystal display device having a light source control system for switching between an intermediate lighting state in which light is emitted at a predetermined intermediate luminance is disclosed (for example, see Application No. 2002-314955). .
[0018]
In this illumination device, the backlight type can improve the moving image blur and the trailing phenomenon at the time of displaying the moving image, but has a problem that the configuration becomes complicated and the cost increases.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-321993 (pp. 19-21, FIG. 1 and FIG. 36)
[0020]
[Patent Document 2]
JP 2001-108962 A (Page 9, FIG. 3)
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a lighting device for a reflective liquid crystal display device which is easy to see even in a dark place, has a relatively simple structure, eliminates blurring of moving images at no cost, and can be made thin.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned object is achieved according to claim 1 of the present invention by providing an illuminating device having a light source whose illuminated area of a liquid crystal panel is synchronized with a scanning signal of a display image.
In other words, the illumination device is configured such that a region to be illuminated by the light source on the liquid crystal panel moves in synchronization with a scanning signal of a display image. With this configuration, it is possible to illuminate the liquid crystal panel in synchronization with the scanning signal, thereby improving moving image blur and tailing at the time of displaying a moving image. At the same time, only one light source is required. It can be thin. In addition, the above-mentioned object is achieved according to claim 2 of the present invention, in which the light source is a lighting device according to claim 1 which has a light-shielding mechanism around which a rotation speed is variable.
[0023]
That is, a light blocking mechanism having a variable rotation speed is configured around the light source. With this configuration, the rotation speed of the light shielding mechanism is periodically changed so that the illumination that moves the liquid crystal panel in synchronization with the scanning signal of the display image changes the amount of light according to the distance between the light source and the liquid crystal panel. Thus, the light amount can be set according to the illumination position, and a change in the irradiation intensity due to a change in the light irradiation area according to the distance between the light source and the liquid crystal panel can be suppressed.
[0024]
For example, in the case of a point light source, the light becomes dark in inverse proportion to the square of the distance in principle, so that the correction is performed by changing the luminance of the light source according to the irradiation position. For example, when the light source is an LED, it can be easily realized by changing the current.
According to a third aspect of the present invention, the light source has a reflecting mirror between the light source and the liquid crystal panel, and the reflecting body is a polyhedron having a variable rotation speed. The illumination device according to claim 1, wherein an illuminated region of the liquid crystal panel is moved by rotation.
[0025]
That is, the light source is configured so as to have a reflecting mirror made of a polyhedron and having a variable rotation speed between the light source and the liquid crystal panel. With this configuration, the rotation speed of the reflecting mirror is periodically changed so that the illumination moving the liquid crystal panel in synchronization with the scanning signal of the display image changes the amount of light according to the distance between the light source and the liquid crystal panel. By changing it, the light amount can be set according to the irradiation position.
[0026]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display, comprising: a first polarizing plate and a second polarizing plate between the light source and the liquid crystal panel; The polarization angles of the plate and the second polarizer coincide with each other, and of the irradiation light emitted by the light source, polarized light that intersects with the polarization direction of the first polarizer is the first polarizer. This is achieved by an illumination device that reflects and returns to the light source.
[0027]
That is, by keeping the polarization angles of the first polarizing plate and the second polarizing plate interposed between the light source and the liquid crystal panel, the first polarizing plate of the irradiation light emitted by the light source can be adjusted. It is possible to enhance the light use efficiency by reflecting the polarized light intersecting with the polarization direction of the first polarizing plate and returning to the light source, and by emitting the light repeatedly when the polarization angle is matched by repeating the reflection. it can.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention. Here, an example is shown in which the sectional view of the reflection type liquid crystal panel is divided into eight and two blocks are rewritten. That is, FIG. 1a shows the fifth and sixth blocks from the left, 1b shows the seventh and eighth blocks from the left, 1c shows the first and second blocks from the left, and 1d shows the left and right blocks. And the third and fourth blocks are rewritten. These correspond to the lapse of 1/4 frame time, respectively.
[0029]
FIG. 2 is a diagram showing a main cross section and the like of a lighting device of a reflection type liquid crystal display device using the tilt-up front light according to the present invention. FIG. 2a shows a tilt-up front light used as an example of a light source. FIG. 2B is a cross-sectional view, FIG. 2B is a view showing how the direction of irradiation light is moved by the rotation of the light shielding mechanism 6, and FIG. 2C is a cross-sectional view of the reflective liquid crystal display device. Reference numeral 6 denotes a light shielding mechanism having a slit that rotates around the light source, 7 denotes a micro motor, and 8 denotes a housing of the liquid crystal display device. Note that the same reference numerals as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
[0030]
The light shielding mechanism 6 is configured to rotate in synchronization with rewriting of the liquid crystal panel. With this configuration, when the light shielding mechanism 6 rotates, the position of the slit changes with the rotation, so that light extracted from the slit in the opening of the reflector 2 scans the liquid crystal panel 4. Thus, the illuminated area can be moved.
[0031]
Further, by forming a film having a high reflectivity on the inside of the light shielding mechanism 6 by plating, for example, similarly to the reflection plate 2, the light use efficiency can be increased.
When four slits are attached to the light shielding mechanism 6 as in the example shown in FIG. 2A, for example, the micro motor 7 shown in FIG. In order to rewrite the liquid crystal panel, rotation is performed 15 times per second, that is, at 900 revolutions per minute. The light shielding mechanism 6 is configured to synchronize with the timing of rewriting the liquid crystal panel.
[0032]
The light source 1 is preferably a line light source arranged in parallel to the long side direction of the liquid crystal panel so as to facilitate scanning.
[Example 2]
FIG. 3 shows a second illumination device of a reflection type liquid crystal display device having a reflecting mirror that rotates between a light source and a liquid crystal panel, and an illuminated area of the liquid crystal panel is moved by the light source when the reflecting mirror rotates. It is a figure showing an example.
[0033]
Reference numeral 9 denotes a reflecting mirror having a rotation axis parallel to the longitudinal direction of the linear light source 1. Here, a reflector having a regular hexagonal cross section is shown as an example.
With the configuration of this embodiment, unlike the tilt-up type front light, the direction is changed by applying light from a light source to a rotating reflecting mirror. By doing so, the lighting device attached to the support can have a simpler configuration.
[0034]
The configuration of the reflector is not limited to the illustrated shape, and various modifications are possible, such as a configuration in which a reflecting mirror attached to an elastic body is driven by a cam mechanism instead of a rotating reflecting mirror.
Note that the irradiation intensity changes because the light irradiation area of the liquid crystal panel changes depending on the distance between the reflecting mirror 9 and the liquid crystal panel (not shown). For example, a point light source darkens in inverse proportion to the square of the distance, and a line light source darkens in proportion to the distance.
[0035]
For this reason, FIG. 4 shows an example of a configuration in which the illumination intensity is made uniform by using a correction optical system such as a lens or a reflecting mirror so that the luminance of the light source is changed according to the illumination position. Here, reference numeral 12 indicates a correction lens.
That is, when irradiating a distant place, by converging the light, the irradiation range can be narrowed and the luminance can be made uniform.
[0036]
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of adjusting the irradiation light amount. When the light source is a cold-cathode tube, as shown here, the pulse of the voltage application and the frame period of the liquid crystal panel are matched, and the applied voltage pattern is made uniform in the amount of emitted light, so that the The amount of irradiation light can be adjusted.
It is obvious that the same effect can be obtained by changing the voltage instead of the applied voltage pattern.
[0037]
Since writing of liquid crystal is performed at a constant speed, it is desirable that the irradiation position also moves at a constant speed on the surface of the liquid crystal panel. Therefore, when the reflecting mirror is rotated at a constant speed, the writing speed becomes faster as the irradiated position of the liquid crystal panel is farther and slower as the irradiated position is closer, so that the moving speed of the reflecting mirror is constant so that the moving speed of the irradiated position is constant. It is desirable that the rotation speed be changed periodically.
[0038]
[Example 3]
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the reflection type liquid crystal display device in which light emitted from the light source is separated in the polarization direction, and light whose polarization directions do not match is reflected toward the light source. Reference numeral 10 denotes a first polarizing plate, and 11 denotes a second polarizing plate.
The first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 11 having a polarization plane coinciding with the polarization angle of the first polarizing plate 10 are arranged between the light source 1 and the reflective liquid crystal panel 4. When the polarized light that does not match the polarization direction of the first polarizing plate 10 of the irradiation light emitted by the light source is reflected by the first polarizing plate 10 and returned to the light source, and the reflection is repeated, the polarization angle matches. Light, the effect of increasing the light use efficiency is produced.
[0039]
The illumination device and the reflection type liquid crystal display device of the reflection type liquid crystal display device have been described above. However, the illumination device can be applied to a transmission type liquid crystal display device or a transflective type liquid crystal display device.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the illuminating device that moves the liquid crystal panel in synchronization with the scanning signal by configuring the illuminated area of the liquid crystal panel to have the light source that synchronizes with the scanning signal of the display image It is possible to improve moving image blur and tailing at the time of displaying a moving image, and at the same time, it is possible to reduce the weight and thickness because only one light source is required.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main cross section and the like of an illumination device of a reflection type liquid crystal display device using a tilt-up type front light according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the illumination device of the reflection type liquid crystal display device.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration for making uniform irradiation intensity by using a correction optical system.
FIG. 5 is a diagram showing a method for adjusting the irradiation light amount.
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the illumination device of the reflection type liquid crystal display device.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a reflection type liquid crystal display device in which a conventional light guide plate type front light is arranged.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a reflective liquid crystal display device in which a tilt-up type front light is arranged on a conventional liquid crystal panel.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 reflector 3 light guide plate 4 reflective liquid crystal panel 5 support 6 light shielding mechanism 7 micro motor 8 liquid crystal display case 9 reflecting mirror 10 first polarizing plate 11 second polarizing plate 12 correction lens

Claims (5)

液晶パネルの被照射領域が表示画像の走査信号に同期する光源を有する
ことを特徴とする照明装置。
An illumination device, wherein an illuminated area of a liquid crystal panel has a light source synchronized with a scanning signal of a display image.
該光源は、周囲に回転速度が可変な遮光機構を有する
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein the light source has a light shielding mechanism having a variable rotation speed around the light source.
該光源は、該液晶パネルとの間に反射鏡を有し、
該反射鏡は、回転速度が可変な多面体からなり、回転することによって該液晶パネルの被照射領域を移動させるものである
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
The light source has a reflecting mirror between the light source and the liquid crystal panel,
2. The lighting device according to claim 1, wherein the reflecting mirror is made of a polyhedron whose rotation speed is variable, and moves the irradiated area of the liquid crystal panel by rotating.
該光源と該液晶パネルとの間に第一の偏光板と第二の偏光板とを有し、
該第一の偏光板と該第二の偏光板との偏光角が一致しており、
該光源が照射する照射光のうち、該第一の偏光板の偏光方向と交叉する偏光は、該第一の偏光板で反射し、該光源に戻る
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
Having a first polarizing plate and a second polarizing plate between the light source and the liquid crystal panel,
The polarization angles of the first polarizing plate and the second polarizing plate match,
The illumination according to claim 1, wherein, of the irradiation light emitted by the light source, polarized light that intersects the polarization direction of the first polarizing plate is reflected by the first polarizing plate and returns to the light source. apparatus.
請求項1記載の照明装置を有する
ことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising the lighting device according to claim 1.
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