KR100851273B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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히로유키 미우라
하루유키 이시카와
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Abstract

액정 표시 장치는 액정 패널과 조명장치를 구비하고 있다. 조명장치는 면형상 발광 영역이 EL 소자로 구성되어 있다. 발광 영역은, 액정의 수직 주사 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 선형상 발광 영역으로 구성되어 있다. 복수의 선형상 발광 영역은, 액정의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록 발광 상태와 비발광 상태로 제어장치로부터의 지령 신호에 의해 전환된다. 선형상 발광 영역은, 적어도 당해 선형상 발광 영역의 바로 위에 있는 액정 부분의 구동 데이터 재기입 기간에 있어서는 비발광 상태가 되도록 제어된다.
액정 표시 장치, 면형상 발광 영역, 지령 신호, 구동 데이터

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 EL 소자로 구성된 면형상의 발광 영역을 구비하는 조명장치를 백라이트로서 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 컴퓨터, 휴대기기 등의 표시장치로서 널리 이용되고 있다. 최근 이들 표시장치에서는 정지화상뿐만 아니라 동화상의 표시도 이루어진다. 그러나 액정 표시 장치는, 동화상을 표시했을 때, CRT (Cathode Ray Tube) 와 비교하여 화질이 나쁜, 구체적으로는 잔상이 보여 움직임이 흐릿하다. 이 원인으로는, 액정은 빛을 투과시키는 상태 (투과 상태) 와, 빛의 투과를 저지하는 상태 (비투과 상태) 로 배열 (배향) 이 변화하는데 시간이 걸려, 백라이트가 항상 점등되어 있으면, 비투과 상태로 구동되는 부분의 배열 변화가 늦어져 잔상이 보이는 것을 들 수 있다.
동화상의 화질을 개선하는 액정 표시 장치로서, 특정 폭을 갖는 선형상 광을 액정의 주사 방향과 직교하는 방향으로 주사하는 주사형 백라이트를 구비한 표시장치가 제안되어 있다 (예를 들어 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1 에서는, 주사형 백라이트로서, 형광관의 출사광을 집광통에 의해 렌즈에 모아 렌즈에서 평행한 빛으로 하여 반사판에 맞추어 그 반사광을 액정 패널의 편광판에 투사하는 구성인 것이 제안되어 있다. 또한 특허 문헌 1 에서는, 다른 주사형 백라이트로서, 형광관의 출사광을 반사판 등으로 액정 패널 전체면과 대응하는 면형상으로 반사시키는 라이트부와, 상기 라이트부와 액정 패널 사이에 배치된 제 2 액정 패널로 이루어지는 주사판과, 상기 주사판과 액정 패널 사이에 배치되는 선택 반사판 및 편광판을 구비한 것도 제안되어 있다.
특허 문헌 1 에 제안된 표시장치에서는, 액정의 주사 방향과 직교하는 방향으로 선형상 광을 주사하고, 선형상 광의 주사에 동기하여 화소의 빛의 투과 또는 비투과 상태를 제어하기 때문에, 액정 패널 전체에 항상 백라이트의 빛이 조사되는 구성인 것과 비교하여 동화상의 화질이 향상된다. 그러나 특허 문헌 1 에 제안된 전자의 백라이트는, 광원을 형광관으로 하고 있으며, 슬릿이 형성된 집광관을 회전시켜 선형상 광을 주사 방향으로 이동시키는 구성이다. 그 때문에, 백라이트 전체의 두께나 중량이 커짐과 함께 기계적인 구동부가 존재하기 때문에 기구가 복잡해진다. 또, 특허 문헌 1 에 제안된 후자의 백라이트는, 광원을 형광관으로 하고 제 2 액정 패널로 선형상 광을 주사하는 구성이기 때문에, 기계적인 구동부는 존재하지 않지만 백라이트 전체의 두께나 중량이 커진다.
또한 특허 문헌 1 은 패시브형 (단순 매트릭스형) 의 액정 패널에 대한 적용을 전제로 한 백라이트를 개시하고 있으며, 액티브형의 액정 패널에 대한 적용에 관해서는 아무런 언급이 없다. 액티브형의 액정 패널에서는, 각 화소의 화상 데이터를 재기입하는 기간은 액정의 구동은 행해지고 있지만, 실제로는 액정의 구동이 행해지고 있는 것을 보여주지 않는 구성을 채용하고 있다. 만일 각 화소 의 화상 데이터를 재기입하는 기간에 선형상 광이 액정 패널에 조사되면, 비투과 상태로 해야 할 화소를 빛이 투과하여 화질이 나빠진다.
특허 문헌 1 : 일본 특허공개공보 2002-6766호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 목적은, 동화상의 표시시에 잔상이 보이는 것을 억제하여 화질을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, EL 소자로 구성된 면형상 발광 영역을 구비하는 조명장치를 백라이트로서 이용한 액정 표시 장치로서, 상기 면형상 발광 영역은, 액정의 수직 주사 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 선형상 발광 영역으로 구성되며, 상기 복수의 선형상 발광 영역은, 액정의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록, 발광 상태와 비발광 상태로 제어장치로부터의 지령 신호에 의해 전환 제어되고, 당해 선형상 발광 영역은, 적어도 바로 위에 있는 액정 부분의 구동 데이터 재기입 기간에 있어서는 비발광 상태가 되도록 제어되는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 선형상 발광 영역의 발광 상태로부터 비발광 상태로 전환할 때에는, 비발광 상태로 전환되는 당해 선형상 발광 영역과 교대하여 발광 상태로 전환되는 다른 선형상 발광 영역이 발광 상태가 된 후, 당해 선형상 발광 영역이 비발광 상태로 전환되는 것이 바람직하다.
상기 EL 소자는, 발광층과, 상기 발광층을 사이에 두도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극을 가지고, 상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극보다 큰 체적 저항률을 가지며, 또한 모든 선형상 발광 영역에 공통된 베타 전극으로 구성되며, 상기 제 2 전극은 각각 상기 선형상 발광 영역에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
바람직한 예에서는, 상기 제 1 전극은, 상기 액정의 수직 주사 방향에서의 적어도 일방의 단부에 단자부를 가지고, 상기 제어장치는, 상기 제 2 전극에 대한 온 듀티가 상기 단자부에 가까운 제 2 전극일수록 작아지도록 제 2 전극을 제어한다.
바람직한 예에서는, 상기 단자부는 상기 제 1 전극의 일방의 단부 또는 양단부에 설치되어 있다.
상기 각 제 2 전극은, 상기 제어장치로부터의 지령에 의해 1 프레임 중의 당해 제 2 전극의 온 기간 내에 PWM 조광 제어되는 것이 바람직하다.
상기 EL 소자는, 발광층과, 상기 발광층을 사이에 두도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극을 가지고, 상기 제 2 전극은, 상기 제 1 전극보다 작은 체적 저항률을 가지며, 또한 모든 선형상 발광 영역에 공통인 베타 전극으로 구성되며, 상기 제 1 전극은 각각 상기 선형상 발광 영역에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
바람직한 예에서는, 상기 조명장치에 대향하도록 배치된 액정 패널을 추가로 구비하며, 상기 제 1 전극은 투명함과 함께 상기 제 2 전극보다 액정 패널 쪽에 배치되어 있다.
상기 EL 소자는 유기 EL 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 EL 소자인 것이 바람직하다.
바람직한 예에서는, 상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 낮은 전압이 인가된 상태로부터 발광에 필요한 전압이 인가된 상태로 전환된다.
바람직한 예에서는, 상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 높은 전압 또는 발광에 필요한 전류보다 높은 전류가 주어진다.
상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태에 있어서 역바이어스 전압이 인가되는 것이 바람직하다.
상기 유기 EL 소자는 백색 발광을 행하며, 액정 패널은 컬러 필터를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 각 선형상 발광 영역은, 선순차 주사되는 화소 전극의 복수 열을 동시에 조명 가능한 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 선형상 발광 영역은 정상 상태에 있어서, 복수가 동시에 발광 상태가 되도록 제어되는 것이 바람직하다.
액정 표시 장치의 1 프레임 시간을 Tf, 액정의 응답 시간을 Tr, 상기 선형상 발광 영역의 행수를 N, 상기 선형상 발광 영역의 동시 점등 행수를 n 으로 한 경우, 상기 Tf, Tr, N, n 이 다음의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
{(Tf/N)+Tr}+(Tf/N)×n≤Tf
도 1(a) 는 본 발명의 액정 표시 장치의 모식도, 도 1(b) 는 액정 패널의 모식 부분 단면도, 도 1(c) 는 액정 패널과 조명장치의 모식 부분 단면도.
도 2 는 투명 전극과 대향 전극의 배치 관계를 나타내는 모식도.
도 3 은 구동 회로의 개략 구성도.
도 4 는 각 선형상 발광 영역의 발광 상태와 비발광 상태의 전환 시기를 나타내는 도면.
도 5 는 화소 전극에 대한 데이터 기록 시기와, 대향 전극의 온 듀티와의 관계를 나타내는 타임 차트.
도 6 은 다른 실시 형태에서의 투명 전극의 배치를 나타내는 모식도.
도 7 은 동일하게 조명장치의 모식 부분 단면도.
도 8 은 다른 실시 형태에서의 조명장치의 모식도.
도 9 는 동일하게 동시에 점등되는 선형상 발광 영역의 행수를 설정하는 조건을 설명하기 위한 도면.
도 10 은 다른 실시 형태에서의 액정의 응답 시간과 유기 EL 소자에 대한 인가전압과의 관계를 나타내는 타임 차트.
도 11 은 다른 실시 형태에서의 액정의 응답 시간과 유기 EL 소자에 대한 인가전압과의 관계를 나타내는 타임 차트.
도 12 는 다른 실시 형태에서의 유기 EL 소자의 구동 회로도.
도 13 은 동일하게 유기 EL 소자에 대한 인가전압의 파형을 나타내는 그래프.
도 14 는 다른 실시 형태에서의 유기 EL 소자의 구동 회로도.
도 15 는 동일하게 유기 EL 소자에 대한 인가전압의 파형을 나타내는 그래프.
도 16(a), (b) 는 다른 실시 형태에서의 조명장치의 부분 모식도.
도 17(a), (b) 는 다른 실시 형태에서의 조명장치의 부분 모식도.
도 18 은 다른 실시 형태에서의 조명장치 및 발광 장치를 나타내는 모식도.
도 19 는 다른 실시 형태에서의 PWM 조광을 나타내는 모식도.
도 20 은 다른 실시 형태에서의 선형상 발광 영역의 배치를 나타내는 모식도.
도 21(a), (b) 는 다른 실시 형태에서의 조명장치의 모식 부분 단면도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태를 도 1∼도 5 에 따라 설명한다.
도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치 (11) 는 풀 컬러 표시를 행하는 것이며, 투과형 액정 패널 (12) 과, 그 배면 (표시면과 반대측의 면) 측에 배치되는 백라이트로서의 조명장치 (13) 를 구비하고 있다.
액정 패널 (12) 은, 공지된 액티브 매트릭스형의 풀 컬러 표시용 액정 패널 과 기본적으로 동일한 구성이다.
도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 액정 패널 (12) 은, 한 쌍의 투명한 제 1 및 제 2 기판 (14, 15) 를 구비하고, 양 기판 (14, 15) 은 소정의 간격을 유지한 상태로 도시하지 않은 시일재에 의해 접합되어 있다. 양 기판 (14, 15) 사이에 액정 (16) 이 밀봉되어 있다. 기판 (14, 15) 은 예를 들어 유리제이다. 조명장치 (13) 측에 배치된 제 1 기판 (14) 의, 액정 (16) 과 대향하는 면에는, 각각 서브 화소를 구성하는 다수의 화소 전극 (17) 과, 그들 화소 전극 (17) 에 각각 접속된 다수의 박막 트랜지스터 (TFT ; 18) 가 형성되어 있다. 화소 전극 (17) 은 ITO (인듐 주석 산화물) 로 형성되어 있다. 3 개의 화소 전극 (17) 의 세트 각각이 1 개의 화소를 구성하고 있다. 또한 제 1 기판 (14) 의 액정 (16) 과 반대측의 면에는 편광판 (19) 이 배치 형성되어 있다.
제 2 기판 (15) 의 액정 (16) 과 대향하는 면에는 컬러 필터 (20) 가 형성되고, 컬러 필터 (20) 상에는 전체 화소 공통의 투명 전극 (21) 이 형성되어 있다. 투명 전극 (21) 도 ITO 로 형성되어 있다. 컬러 필터 (20) 는, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 투과하는 영역 (20a, 20b, 20c) 을 가지며, 그들 영역 (20a, 20b, 20c) 의 각각이 하나의 화소 전극 (17) 과 대응하고 있다. 인접하는 영역 (20a∼20c) 끼리는 블랙 매트릭스 (22) 로 구획되어 있다. 제 2 기판 (15) 의 액정 (16) 과 반대측의 면에는 편광판 (23) 이 형성되어 있다.
조명장치 (13) 는, EL 소자로 구성된 면형상 발광 영역을 구비하고 있다. 즉, 액정 표시 장치 (11) 는, EL 소자로 구성된 면형상 발광 영역을 구비하는 조 명장치 (13) 를 백라이트로서 이용하고 있다. 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 조명장치 (13) 는 투명한 기판 (24) 상에 형성된 EL 소자로서의 유기 EL 소자 (25) 를 구비하고 있다. 유기 EL 소자 (25) 는, 기판 (24) 측으로부터 순서대로, 제 1 전극으로서의 투명 전극 (26), 발광층으로서의 복수의 유기층 (27), 제 2 전극으로서의 복수의 대향 전극 (28) 을 적층하여 형성되어 있다. 유기 EL 소자 (25) 는, 유기층 (27) 이 수분 (수증기) 및 산소의 악영향을 받지 않도록 보호막 (29) 으로 피복되어 있다.
이 실시 형태에서는, 기판 (24) 으로서 투명한 유리기판이 사용되고 있다. 또한 투명 전극 (26) 이 양극을 구성하고, 대향 전극 (28) 이 음극을 구성한다. 투명 전극 (26) 은, 공지된 유기 EL 소자로 투명 전극으로서 사용되는 ITO (인듐 주석 산화물) 에 의해 형성되어 광투과성을 갖는다. 대향 전극 (28) 은, 금속, 예를 들어 알루미늄으로 형성되며 빛을 반사하는 기능을 갖는다. 유기 EL 소자 (25) 는, 유기층 (27) 으로부터 발해진 빛이 기판 (24) 측으로부터 취출되는 (출사되는) 이른바 보텀 이미션 타입으로 구성되어 있다. 보호막 (29) 은 예를 들어 질화 규소로 형성되어 있다.
유기 EL 소자 (25) 에 있어서, 액정 패널 (12) 과 대향하는 측에 배치되는 투명 전극 (26) 은 모든 발광 영역에 공통된 베타 전극으로 구성되어 있다. 한편, 유기층 (27) 을 사이에 두고 투명 전극 (26) 과 반대측에 배치되는 복수의 대향 전극 (28) 은, 투명 전극 (26) 보다 저항이 낮은 재료에 의해 선형상 (띠형상) 을 이루도록 형성되어 있다. 대향 전극 (28) 은, 액정 (16) 의 수직 주사 방향 (도 1(b), 도 1(c) 의 좌우 방향) 과 직교하는 방향 (도 1(b), 도 1(c) 의 지면과 수직 방향) 으로 연장되고 있으며, 그 길이 방향 일단에 단자 (28a) 를 가지고 있다 (도 2 참조). 각 유기층 (27) 은 1 개의 대향 전극 (28) 에 대응하고 있으며, 대응하는 대향 전극 (28) 과 마찬가지로 선형상으로 연장되어 있다. 각 대향 전극 (28) 과 대응하는 유기 EL 소자 (25) 의 부분은, 액정 (16) 의 수직 주사 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 선형상 발광 영역 (30) 을 구성하고 있으며, 복수의 선형상 발광 영역 (30) 에 의해 유기 EL 소자 (25) 의 면형상 발광 영역이 구성된다. 각 선형상 발광 영역 (30) 을 구성하는 유기층 (27) 및 대향 전극 (28) 은, 절연재로 이루어지는 격벽 (31) 에 의해, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 을 구성하는 유기층 (27) 및 대향 전극 (28) 으로부터 구획되고 있다.
유기층 (27) 은, 투명 전극 (26) 측으로부터 순서대로 정공 수송층 (32), 발광층 (33) 및 전자 수송층 (34) 을 적층하여 형성되어 있다. 발광층 (33) 은 백색 발광을 행하도록 구성되어 있다. 백색 발광을 행하는 구성으로는, 공지된 구성, 예를 들어 적, 녹, 청으로 발광하는 층을 평면적으로 미세하게 나누어 전체적으로 백색 발광으로 하는 구성, 적, 녹, 청으로 발광하는 층을 적층하여 전체적으로 백색 발광으로 하는 구성, 적, 녹, 청의 색소를 호스트 분자 혹은 고분자 중에 분산시키는 구성 등이 있다.
도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 각 선형상 발광 영역 (30) 의 폭은 1 화소분, 즉 3 개의 영역 (20a, 20b, 20c) 의 합계의 폭이 아니라, 복수 화소분의 영역 (20a, 20b, 20c) 의 합계 폭으로 형성되어 있다. 즉, 각 선형상 발광 영역 (30) 은 동시에 주사되는 1 열분의 액정의 화소 영역마다 형성되는 것이 아니라, 복수 열분의 화소 영역을 조명하는데 필요한 폭으로 형성되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 투명 전극 (26) 은 액정 (16) 의 주사 방향 (도 2 의 상하 방향) 에서의 양단부에 단자부 (35) 를 가지고 있다. 단자부 (35) 는 금속 (예를 들어 알루미늄) 제이며, 투명 전극 (26) 의 폭 방향 (도 2 의 좌우 방향) 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 대향 전극 (28) 은, 단자부 (35) 와 평행하게 연장되고, 또한 서로 일정 간격을 두고 배치되어 있다.
또, 도 1(b), 도 1(c) 및 도 2 는 실제의 액정 패널 (12) 및 조명장치 (13) 를 표현한 도면이 아니라, 그 구성을 설명하기 위해 모식적으로 나타낸 것이며, 각 구성요소의 크기나 두께의 비 등은 실제의 것과는 상이하다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 액정 패널 (12) 및 조명장치 (13) 로 구성되는 표시부 (36) 의 외측에는, TFT (18) 의 게이트 전극을 구동하는 게이트 드라이버 (37) 와 TFT (18) 의 소스 전극 (데이터 전극) 을 구동하는 소스 드라이버 (38) 가 형성되어 있다. 또, 표시부 (36) 의 외측에는 대향 전극 (28) 을 구동하는 드라이버 (39) 가 형성되어 있다. 각 드라이버 (37∼39) 는 제어장치 (40) 로부터의 제어 신호에 의해 구동 제어된다.
게이트 드라이버 (37) 는, 제어장치 (40) 로부터의 제어 신호에 기초하여 어드레스 신호 (순차 주사 신호) 를 TFT (18) 의 게이트 전극에 공급한다. 소스 드라이버 (38) 는, 제어장치 (40) 로부터의 제어 신호에 기초하여 데이터 신호를 TFT (18) 의 소스 전극에 공급한다. 화면 전체를 한 번 주사하는데 사용하는 시간, 즉 1 프레임 시간은 1/60초로 설정되어 있다. 따라서 어드레스 신호가 출력되는 시간 간격은, 어드레스 신호선의 수를 An 으로 하면 (1/60)×(1/An)초가 된다.
제어장치 (40) 는, 복수의 선형상 발광 영역 (30) 을 액정 (16) 의 수직 주사, 즉 어드레스 신호의 출력에 동기하여 순서대로 발광시키도록, 발광 상태와 비발광 상태로 전환 제어한다. 또, 도 4 는 각 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 상태와 비발광 상태의 전환 시기를 나타내는 도면이다. 상측의 도면은 각 대향 전극 (28) 의 온·오프의 시기를 나타내고, 하측의 도면은 각 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 상태 (흰색으로 나타내는 상태) 와 비발광 상태 (망점으로 나타내는 상태) 를 나타낸다. 도 4 에서는, 각 대향 전극 (28) 에 흐르는 전류 밀도가 동일하며, 각 대향 전극 (28) 의 1 프레임 시간 중에서의 온 기간이 동일한 경우를 모식적으로 나타내고 있다.
이 실시 형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 제어장치 (40) 는, 각 선형상 발광 영역 (30) 이 1 프레임 시간인 1/6 의 길이의 시간 간격으로 순서대로 발광 상태 (점등 상태) 가 되고, 정상 상태에서는 동시에 복수 (예를 들어 3 개) 의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 되도록 드라이버 (39) 에 지령 신호를 출력한다. 여기에서 「정상 상태」란, 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 상태로부터 비발광 상태로 전환할 때, 혹은 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때를 제외한 기간을 의미한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 상태로부터 비 발광 상태로 전환할 때에는, 비발광 상태로 전환되는 당해 선형상 발광 영역 (30) 과 교대하여 발광 상태로 전환되는 다른 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 된 후, 당해 선형상 발광 영역 (30) 이 비발광 상태로 전환되도록 제어장치 (40) 로부터 지령 신호가 드라이버 (39) 에 출력된다. 예를 들어 도 4 에 있어서, 번호 1 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태로부터 비발광 상태로 전환되고, 번호 4 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 이 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환될 때, 번호 4 의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태 (온 상태) 가 되어 일정시간 t 경과 후, 번호 1 의 선형상 발광 영역 (30) 이 비발광 상태가 된다. 이 일정시간 t 는 매우 단시간이며, 사람의 눈에는 변화가 거의 느껴지지 않는 시간이다.
도 4 에서는, 모식적으로 각 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태로 유지되는 기간을 동일하게 나타내었다. 그러나 투명 전극 (21) 은 체적 저항률이 대향 전극 (28) 과 비교하여 10배 이상 크고, 각 대향 전극 (28) 에 흐르는 전류의 전류 밀도는, 단자부 (35) 로부터 대향 전극 (28) 까지의 거리가 커짐에 따라 작아진다. 그 때문에, 각 대향 전극 (28) 의 1 프레임 시간 내에서의 온 기간이 동일하면 단자부 (35) 에 가까운 대향 전극 (28) 을 포함하는 선형상 발광 영역 (30) 일수록 휘도가 높아져, 발광 영역 전체적으로 휘도 불균일이 커진다. 이 실시 형태에서는 각 선형상 발광 영역 (30) 의 휘도를 거의 동등하게 하기 위하여, 제어장치 (40) 는 대향 전극 (28) 중 단자부 (35) 에 가까운 대향 전극 (28) 은 온 듀티 (OD) 가 작고, 단자부 (35) 로부터 먼 대향 전극 (28) 은 온 듀티 (OD) 가 커지 도록 제어한다.
도 5 는 화소 전극 (17) 에 대한 데이터 기록 시기와, 대향 전극 (28) 의 온 듀티 (OD) 의 관계를 나타내는 타임 차트이다. 제어장치 (40) 내에서는 클록에 의한 카운트를 행하고 있으며, 525 카운트가 1 프레임 시간에 상당한다. 그 중, 480 카운트 동안에 액정의 구동 데이터 재기입을 행하고 있다. 도 5 에 있어서는, 예를 들어 번호 1 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 복수의 화소 전극 (17) 에 대해서는, 제 4 카운트∼제 83 카운트 동안에 구동 데이터 재기입을 행하고 있다. 즉, 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 복수의 화소 전극 (17) 에 대해, 연속하는 80 카운트로 구동 데이터를 재기입하고 있다. 단자부 (35) 는 투명 전극 (26) 의 양단부에 형성되어 있고, 대향 전극 (28) 은 액정의 수직 주사 방향의 중앙에 대해 대칭으로 형성되어 있다. 그 때문에, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 번호 1, 6 으로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 과, 번호 2, 5 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 과, 번호 3, 4 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 이 각각 동일한 온 듀티 (OD) 로 제어된다. 도 5 에 있어서, 온 듀티 (OD) 는 화살표의 길이로 나타난다.
이 실시 형태에서는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 번호 1, 6 으로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 에서는 238 카운트 동안에 발광 상태가 되고, 번호 2, 5 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 에서는 264 카운트 동안에 발광 상태가 되고, 번호 3, 4 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 에서는 290 카운트 동안에 발광 상태가 된다. 따라서 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 로부터 가까운 선형상 발광 영역 (30) 에서는 온 듀티가 작아져, 결과적으로 전체로 휘도차가 작아진다. 또, 번호 1 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 은 462 카운트까지 발광 상태이며, 번호 4 로 나타내는 선형상 발광 영역 (30) 은 461 카운트로부터 발광 상태로 되어 있으므로, 461 카운트에서 462 카운트에 걸친 1 카운트분의 기간은 번호 1, 4 로 나타내는 양 선형상 발광 영역 (30) 에서의 발광 상태가 겹쳐 있다. 각 선형상 발광 영역 (30) 은, 제어장치 (40) 로부터의 지령 신호에 의해 발광 상태와 비발광 상태로 전환 제어된다. 그리고 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 의 부분을 조명하는 선형상 발광 영역 (30) 은, 적어도 당해 액정 (16) 부분의 구동 데이터 재기입 기간에서는 비발광 상태가 되도록 제어된다. 각 선형상 발광 영역 (30) 이 화소 전극 (17) 의 1 주사 라인분과 1 : 1 로 대응하고 있으면, 1 주사 라인분의 데이터 재기입 기간이 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 부분의 구동 데이터 재기입 기간이 된다. 그러나 이 실시 형태에서는, 각 선형상 발광 영역 (30) 이 화소 전극 (17) 의 80 카운트의 주사 라인분과 대응하고 있기 때문에, 80 카운트의 주사 라인분의 구동 데이터 재기입 기간 (T) 동안, 당해 선형상 발광 영역 (30) 은 비발광 상태로 유지된다. 그리고, 그 후 미리 설정된 기간, 온 상태로 유지된다.
다음에 상기와 같이 구성된 액정 표시 장치 (11) 의 작용을 설명한다.
액정 표시 장치 (11) 의 전원이 투입되어 액정 패널 (12) 의 표시 화면에 화상을 표시시킬 때, 액정 패널 (12) 에 있어서는, 제어장치 (40) 로부터의 지령 신호에 의해 게이트 드라이버 (37) 로부터 어드레스 신호가 출력되어 1 열마다 각 TFT (18) 가 온 상태가 되고, 소스 드라이버 (38) 로부터 출력된 데이터 신호에 의해 각 화소 전극 (17) 에 데이터가 기입된다. 기입된 데이터는 당해 화소 전극 (17) 의 도시하지 않은 축적 커패시터에 충방전 전하로서 축적된다. 그리고 다음의 데이터 기록이 행해질 때까지, 그 전하에 대응한 크기의 전압이 당해 화소 전극 (17) 에 인가되는 상태로 유지된다. 각 화소 전극 (17) 에 대한 인가전압이 클수록, 당해 화소 전극 (17) 에 대향하는 액정 (16) 의 부분을 투과하는 광량이 증가하게 된다. 화소 전극 (17) 에 대한 구동데이터의 재기입이 행해질 때는, 당해 화소 전극 (17) 과 대향하는 선형상 발광 영역 (30) 은 비발광 상태로 유지되기 때문에, 동화상의 화질이 향상된다. 따라서 이 액정 표시 장치 (11) 는, 동화상의 표시를 행하는 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터의 표시장치, 액정 텔레비전, DVD (디지털 비디오디스크) 레코더, 휴대전화기, 디지털 비디오카메라의 표시부 등에 적합하다.
조명장치 (13) 에서는, 제어장치 (40) 로부터의 지령 신호에 기초하여, 어드레스 신호와 동기하도록 드라이버 (39) 로부터 각 대향 전극 (28) 에 온 신호가 출력된다. 온 신호가 출력되고 있는 동안, 유기 EL 소자 (25) 에 전류가 흘러 발광층 (33) 이 백색 발광한다. 각 발광층 (33) 으로부터의 빛은, 기판 (24) 으로부터 액정 패널 (12) 을 향해 출사되고, 제 1 기판 (14) 으로부터 액정 패널 (12) 에 입사한다.
각 선형상 발광 영역 (30) 은, 액정 (16) 의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광한다. 단, 이 실시 형태에서는 액정 (16) 의 복수의 주사 라인분의 화소 전극 (17) 열과 1 개의 선형상 발광 영역 (30) 이 대향하고 있기 때문에, 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 대향 전극 (28) 에 대한 온 신호는, 당해 선형상 발광 영역 (30) 과 대향하는 복수의 화소 전극 (17) 열의 TFT (18) 에 대한 구동 데이터 재기입 (기록) 이 완료된 후에 출력된다.
그리고, 화소 전극 (17) 에 대한 전압의 인가상태에 대응한 양의 빛이 액정 (16) 을 투과하고, 투명 전극 (21) 을 거쳐 컬러 필터 (20) 의 각 영역 (20a∼20c) 을 투과한다. 액정 표시 장치 (11) 의 사용자는 컬러 필터 (20) 를 투과한 광에 의해 형성되는 화상을 액정 표시 장치 (11) 의 표시로서 시인 (視認) 한다.
컬러 화상을 표시할 때, 화상의 색은 각 화소에서의 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 혼합함으로써 원하는 색으로 조정된다. 이 실시 형태에서는, 조명장치 (13) 로부터는 거의 일정한 광량으로 백색광이 출사되고, 화소 전극 (17) 에 인가되는 인가전압의 크기에 따라 각 화소에서의 컬러 필터 (20) 를 투과하는 광량, 즉 각 화소에서의 삼원색의 혼합 비율이 조정된다.
상기 구성의 본 실시 형태에 있어서는 다음과 같은 작용·효과를 나타낸다.
(1) 액정 표시 장치 (11) 의 백라이트를 EL 소자로 구성함과 함께, 그 EL 소자의 면형상 발광 영역이 액정 (16) 의 수직 주사 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 선형상 발광 영역 (30) 으로 구성되어 있다. 복수의 선형상 발광 영역 (30) 은, 액정 (16) 의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록, 발광 상태와 비발광 상태로 제어장치 (40) 로부터의 지령 신호에 의해 전환 제어된다. 그리고 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 의 부분과 대응 하는 선형상 발광 영역 (30) 은, 적어도 당해 액정 (16) 부분의 구동 데이터 재기입 기간에 있어서는 비발광 상태가 되도록 제어된다.
따라서, 동화상의 표시시에 액정의 투과 상태와 비투과 상태 사이의 응답이 늦어져도 잔상이 보이는 것을 억제할 수 있어 화질을 향상시킬 수 있다. 또, 백라이트의 박형, 경량화 및 부품수의 감소를 도모할 수 있다. 게다가 액정 표시 장치 (11) 의 표시부 (36) 중 적어도 조명이 필요한 부분을 선택하여 발광시킴으로써, 액정 표시 장치 (11) 의 사용시에 조명장치 (13) 전체를 발광시키는 구성과 비교하여 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
(2) EL 소자는 유기 EL 재료의 박막으로 이루어지는 발광층 (33) 을 구비한 유기 EL 소자 (25) 이다. 따라서, 발광층에 무기 EL 재료를 사용한 무기 EL 소자와 비교하여 저전압으로 발광시킬 수 있다.
(3) 정상 상태에 있어서 복수의 선형상 발광 영역 (30) 이 동시에 발광하도록 제어됨과 함께, 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 상태로부터 비발광 상태로의 전환시에는, 비발광 상태로 전환되는 당해 선형상 발광 영역 (30) 과 교대하여 발광 상태로 전환되는 다른 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 된 후, 당해 선형상 발광 영역 (30) 이 비발광 상태로 전환된다. 복수의 선형상 발광 영역 (30) 이 동시에 발광하도록 제어되는 상태에서, 발광 상태의 선형상 발광 영역 (30) 과, 비발광 상태의 선형상 발광 영역 (30) 으로 전환을 동시에 지령하면, 일방이 발광 상태 (온 상태) 가 되기 전에 타방이 비발광 상태가 되는 경우가 생긴다. 그 경우, 발광 상태에 있는 선형상 발광 영역 (30) 의 수가 정상 상태보다 적어져, 발광 영역 전체에 흐르는 전류가 항상 일정해지도록 제어하는 경우에는, 그 동안 발광 상태의 선형상 발광 영역 (30) 에 과전류가 흐르는 상태가 되어 유기 EL 소자 (25) 의 수명이 짧아진다.
그러나 이 실시 형태에서는, 상기한 구성에 의해, 전환시에는 일시적으로 정상 상태보다 많은 수의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 되지만, 발광 상태가 되는 선형상 발광 영역 (30) 의 수가 정상 상태보다 적어지는 일은 없어, 각 선형상 발광 영역 (30) 에 과전류가 흐를 우려가 없다. 그 결과, 유기 EL 소자 (25) 의 내구성이 향상된다.
(4) 유기 EL 소자 (25) 에 있어서, 액정 패널과 대향하는 측에 배치되는 투명 전극 (26) 은 모든 발광 영역에 공통된 베타 전극으로 구성된다. 한편, 투명 전극 (26) 보다 저항이 낮은 재질로 형성됨과 함께 발광층 (33) 을 사이에 두고 투명 전극 (26) 과 반대측에 배치되는 대향 전극 (28) 은, 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 각 선형상 발광 영역 내에서의 액정의 수직 주사 방향과 수직인 방향의 휘도차를 억제할 수 있다.
(5) 투명 전극 (26) 은, 액정 (16) 의 수직 주사 방향의 단부에 단자부 (35) 를 갖는다. 대향 전극 (28) 중 단자부 (35) 에 가까운 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 작고, 단자부 (35) 로부터 먼 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 커지도록 제어된다. 즉, 전류 밀도가 큰 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 작고, 전류 밀도가 작은 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 크게 제어되기 때문에, 모든 선형상 발광 영역 (30) 의 휘도가 거의 동등해져 휘도 불균일이 억제된다.
(6) 유기 EL 소자 (25) 는 백색 발광을 하며, 액정 패널 (12) 은 컬러 필터 (20) 를 구비하고 있다. 따라서 풀 컬러 표시에 있어서도 화질이 좋은 동화상을 얻을 수 있다. 또, 백색광 이외의 발광 (예를 들어, 청색 발광) 과 색변환층과의 조합으로, 필요한 삼원색을 얻는 구성과 비교하여 컬러 필터 (20) 의 구성이 간단해진다. 또, 무기 EL 소자를 사용하는 경우와 비교하여, 컬러 표시장치에 사용할 수 있는 EL 재료의 다양성으로부터 EL 재료의 선택 자유도가 높아, 깨끗한 색을 재현하는 것이 용이해진다.
(7) 정상 상태에 있어서 동시에 복수의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태로 유지되기 때문에 각 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 되는 기간을 길게 할 수 있어, 항상 1 개의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광하는 구성과 비교하여 표시 화면 전체의 휘도를 높일 수 있다.
(8) 유기 EL 소자 (25) 의 양 전극 중, 유기층 (27) 에 대해 액정 패널 (12) 과 반대측에 배치되어 있는 대향 전극 (28) 이 빛을 반사하는 기능을 갖는다. 따라서 당해 전극을, 빛을 반사하는 기능을 가지지 않는 전극으로 형성하는 경우와 비교하여, 유기층 (27) 으로부터 대향 전극 (28) 을 향한 빛이 대향 전극 (28) 으로 효율적으로 반사되어, 투명 전극 (26) 으로부터 출사되는 빛의 양을 많게 할 수 있다.
다음에 선형상 발광 영역 (30) 의 구성이 상이한 다른 실시 형태에 대해 도 6 및 도 7 을 참조하여 설명한다. 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태에서는 발광 영역이 전체적으로 액정 (16) 의 수직 주사 방향의 길이가 긴 세로로 긴 직사각형상으로 형성되어 있다. 투명 전극 (26) 은, 세로로 긴 직사각형의 짧은 변과 평행하게 연장되도록 복수로 분할되어 있다. 각 투명 전극 (26) 의 양단부에 단자부 (35) 가 형성되어 있다. 즉 단자부 (35) 는, 세로로 긴 직사각형의 긴 변에 대응하는 개소에 형성되어 있다. 그리고, 대향 전극 (28) 은 베타 전극으로 구성됨과 함께 세로로 긴 직사각형의 짧은 변과 대응하는 개소에 한 쌍의 단자 (28a) 를 가지고 있다.
투명 전극 (26) 은 금속제 전극과 비교하여 체적 저항률이 크기 때문에, 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 로부터 투명 전극 (26) 의 중심까지의 거리가 짧은 것이 발광 영역 전체로서의 휘도의 균일성에 유리해진다.
도 1∼도 5 의 상기 실시 형태의 경우는, 발광 영역이 전체적으로 액정 (16) 의 수직 주사 방향과 직교하는 방향의 길이가 긴 가로로 긴 직사각형상으로 형성되어 있다. 따라서 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 는 가로로 긴 직사각형의 긴 변에 대응하는 개소에 형성하는 것이 유리해진다. 그러나 복수의 선형상 발광 영역 (30) 을 액정 (16) 의 수직 주사 방향과 직교하는 방향을 따라 연장되도록 형성하려면, 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 형상으로 형성되는 전극의 단자부를 액정 (16) 의 수직 주사 방향을 따라 배치할 필요가 있다. 그 때문에, 도 1∼도 5 의 상기 실시 형태에서는 복수의 선형상 발광 영역 (30) 을 형성할 때, 유기 EL 소자 (25) 의 전극 중 음극이 되는 대향 전극 (28) 이 선형상 발광 영역 (30) 에 각각 대응하도록 복수로 분할된다. 양극이 되는 투명 전극 (26) 은 베 타 전극으로 구성됨과 함께 그 단자부 (35) 가 가로로 긴 직사각형의 긴 변에 대응하여 형성된다.
이 실시 형태에서는 발광 영역 전체로서의 형상이 세로로 긴 직사각형이기 때문에, 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 를 세로로 긴 직사각형의 긴 변에 대응하여 형성하는 것이 휘도의 균일성면에서 유리해진다. 그래서 투명 전극 (26) 이 선형상 발광 영역 (30) 과 각각 대응하는 형상으로 복수로 분할되어 있다.
투명 전극 (26) 을 복수로 분할하는 경우에는, ITO 막이 형성된 투명한 기판 (24) 을 준비하고, ITO 막에 대해 에칭을 하고, 그것에 의해 양단에 단자부 (35) 를 구비한 복수의 투명 전극 (26) 을 형성한다. 그 후, 유기층 (27), 대향 전극 (28) 및 보호막 (29) 을 순서대로 형성한다.
도 1∼도 5 의 상기 실시 형태에서는 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 끼리를 구획하는 격벽 (31) 을 1 개의 투명 전극 (26) 상에 형성하였다. 그러나 이 실시 형태의 구성에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이 격벽 (31) 은 형성되지 않고, 인접하는 투명 전극 (26) 을 구획하는 홈 (41) 내가 유기층 (27) 으로 메워짐으로써, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 의 투명 전극 (26) 끼리의 절연이 확보되어 있다.
따라서 이 실시 형태에 있어서는, 복수의 선형상 발광 영역 (30) 으로 이루어지는 면상 발광 영역 전체의 형상이 세로로 긴 직사각형상으로 형성된 조명장치 (13) 에 있어서, 대향 전극 (28) 을 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하여 복수로 분할하는 경우와 비교하여, 발광 영역 전체로서의 휘도의 균일성이 향상된다. 또, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 간의 절연을 확보하는 격벽 (31) 이 불필요해져, 그 만큼 제조시의 공정수가 감소된다.
다음에 액정 표시 장치 (11) 에 동화상을 표시시킬 때, 화질을 보다 향상시키는 것이 가능하고, 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장시킬 수 있는 다른 실시 형태에 대해, 도 8 및 도 9 를 참조하여 설명한다.
이 실시 형태에서는 조명장치 (13) 의 구성은 도 1∼도 5 의 상기 실시 형태와 기본적으로 같지만, 조명장치 (13) 의 점등 제어, 즉 선형상 발광 영역 (30) 의 발광 제어 방법이 상이하다. 이 실시 형태에서는, 액정 표시 장치 (11) 의 1 프레임 시간을 Tf, 액정의 응답 시간을 Tr, 선형상 발광 영역 (30) 의 행수를 N, 선형상 발광 영역 (30) 의 동시 점등 행수를 n 으로 한 경우, 상기 Tf, Tr, N, n 이 다음의 관계를 만족하도록 구성되어 있다.
{(Tf/N)+Tr}+(Tf/N)×n≤Tf···(1)
Tf<{(Tf/N)+Tr}+(Tf/N)×(n+1)···(2)
단, 이 실시 형태에서는, 모든 선형상 발광 영역 (30) 이 동일한 폭으로 형성되어 있다.
다음에 상기 2 식의 근거에 대해 설명한다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 조명장치 (13) 가 갖는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수를 N (N 은 2 이상의 자연수) 로 하고, 그들 선형상 발광 영역 (30) 을 동시에 n 행씩 액정 (16) 의 수직 주사에 동기하여 순서대로 점등 (발광) 시키는 경우를 생각한다. 1 프레임 시간을 Tf 로 하면, 1 행의 선형상 발광 영역 (30) 과 대응하는 액정 (16) 의 복수 행의 수직 주사 시간은 Tf/N 가 된다.
도 9 는 선형상 발광 영역 (30) 의 점등 듀티를 설정하는 조건을 설명하기 위한 설명도이다. 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 액정 패널의 수직 주사 방향의 위치를 나타낸다. 또, 가로축을 따라 연장되는 띠형상의 영역은, 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 액정 패널의 영역에 상당한다. 도 9 에 있어서 사선을 친 부분은 발광 상태를 나타낸다.
도 9 에 있어서 맨 위의 선형상 발광 영역 (30) 에 대해 살펴본 경우, 그 선형상 발광 영역 (30) 과 대응하는 액정 (16) 의 복수 행에 대해, 구동 데이터 재기입 개시로부터 액정 (16) 이 응답을 마칠 때까지의 시간은 (Tf/N)+Tr 이 된다. 동화상의 화질을 높이기 위해서는, 이 동안에는 당해 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로 유지할 필요가 있다. 또, 동시 발광시키는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수가 n 이기 때문에, 하나의 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 되는 기간은 (Tf/N)×n 이 된다.
그리고, 선형상 발광 영역 (30) 을 상기 비발광 상태로 유지하는 기간 (Tf/N)+Tr 과, 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 되는 기간 (Tf/N)×n 이 1 프레임 시간 (Tf) 내에 있어야 하므로, (1) 식의 조건이 필요해진다. 이 조건 식은 동화상의 화질이 향상되는 조건이 된다.
또, n 이 최대가 되는 조건을 생각할 때, 동시 발광시키는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수를 n 보다 1 증가시켰을 때, 1 프레임에 대응하는 점등에 필요한 시간이 1 프레임 시간 (Tf) 보다 길어진 경우는, 어딘가에서 선형상 발광 영역 (30) 이 필요 이상으로 겹쳐 발광하고 있게 된다. 따라서 그러한 것을 피하는 조건으로서 (2) 식이 필요해진다. 이 조건 식은, 동시 점등시키는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수를 최대로 하기 위한 조건이 된다.
상기 (1), (2) 식을 바꿔 쓰면 다음 식이 된다.
(N-2)-(Tr/Tf)×N<n≤(N-1)-(Tr/Tf)×N···(3)
1 프레임 시간 (Tf) 및 액정의 응답 시간 (Tr) 은, 액정 패널 (12) 및 액정 (16) 의 성능에 따라 정해진다. 한편, 선형상 발광 영역 (30) 의 행수 (N) 를 몇 개로 할지는, 유기 EL 소자 (25) 의 제조 코스트, 가공 정밀도, 제어의 용이성 등의 요인으로 결정할 수 있다. 따라서 (3) 식을 만족하도록 선형상 발광 영역 (30) 의 행수 (N) 및 선형상 발광 영역 (30) 의 동시 점등 행수 (n) 를 설정함으로써 동화상의 화질을 양호하게 할 수 있으며, 동시 점등하는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수가 최대가 된다. 제어장치 (40) 는, 설정된 점등 상태가 되도록 드라이버 (39) 를 통하여 선형상 발광 영역 (30) 의 대향 전극 (28) 의 단자 (28a) 에 온 신호를 출력한다.
동시 점등하는 선형상 발광 영역 (30) 의 행수가 최대가 되면, 조명장치 (13) 로서 동일한 휘도에 있어서 각 선형상 발광 영역 (30) 의 피크 전류치가 최소가 되어, 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장시킬 수 있다. 또, 동일한 전력 소비량이라면, 전력 효율이 좋아져 조명장치 (13) 의 휘도가 향상된다. 그리고 피크시의 휘도를 최소로 할 수 있으므로 눈이 편하다.
다음에 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때, 유기 EL 소자 (25) 에 대한 인가전압을 높이는 일 없이 응답 시간을 단축할 수 있고, 고속 응답의 액정에 대응할 수 있는 다른 실시 형태에 대해 도 10 을 참조하여 설명한다.
유기 EL 소자는, 전기적으로는 다이오드 성분과, 다이오드 성분과 병렬 접속된 기생 용량 성분에 의한 구성으로 치환할 수 있다고 생각되고 있다. 그리고 유기 EL 소자는, 구동 전압이 인가되면 먼저 당해 유기 EL 소자의 전기용량에 상당하는 전하가 축적된다. 계속해서 당해 소자 고유의 일정한 전압 (발광 임계치) 에 이르면, 다이오드 성분의 양극측으로부터 발광층을 구성하는 유기층에 전류가 흐르기 시작하여 이 전류에 거의 비례하는 강도로 발광한다고 생각되고 있다.
유기 EL 소자의 구동 속도는 액정의 구동 속도와 비교해 빠르기 때문에, 액정 표시 장치 (11) 가 의사 임펄스 구동되지 않고, 또 조명장치 (13) 도 일반적인 백라이트와 같이 전체면 발광을 행하는 장치인 경우에는 특별히 문제는 없다. 그러나 액정 표시 장치 (11) 가 동화상의 화질 향상을 위해, 의사 임펄스 구동됨과 함께 액정의 응답성을 높일 수 있는 경우, 유기 EL 소자의 응답 시간도 단축화가 요구된다.
이 실시 형태에서는, 액정 표시 장치 (11) 를 의사 임펄스 구동할 때, 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환하기 위해 구동 전압을 유기 EL 소자 (25) 에 인가하는 인가방법이 상이하여, 이른바 프리차지라는 구동 방법을 이용하고 있다. 프리차지 없음의 경우, 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환하는 타이밍은, 도 10 의 중단에 나타내는 바와 같 이, 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 의 구동 데이터의 재기입이 종료된 후, 미리 설정된 소정 시간 경과 후의 시점 t1 이었다. 시점 t1 은, 예를 들어 당해 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 최초 라인의 액정에 대한 구동 데이터의 재기입 개시시점 ts 으로부터 마지막 라인의 액정에 대한 구동 데이터의 재기입이 종료되어, 그 액정의 응답이 완료되는 시점으로 설정된다. 액정의 응답이 완료된 시점이란, 일반적으로 액정의 응답이 90% 이상 완료된 시점을 의미한다.
이 실시 형태 (프리차지 있음) 에서는, 유기 EL 소자 (25) 는 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 낮은 전압이 인가된 상태로부터 발광에 필요한 전압이 인가되어 발광 상태로 전환된다. 예를 들어, 도 10 의 하단에 나타내는 바와 같이 유기 EL 소자 (25) 를 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때, 상기 소정의 타이밍 (시점 t1) 보다 전의 시점 t0 에서 발광에 필요한 소정의 전압 (Vf) 보다 낮은 전압 (Vp) 이 인가된 후, 시점 t1 에서 소정의 전압 (Vf) 이 인가된다. 시점 t0 은, 유기 EL 소자 (25) 에 전압 (Vp) 이 인가되고 나서 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적 (충전) 이 시점 t1 까지 완료되도록 설정된다. 시점 t0 은, 예를 들어 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적 완료까지의 시간을 시상수에 기초해 연산하여 설정하거나, 당해 유기 EL 소자 (25) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 의 마지막 라인의 재기입 개시 타이밍으로 설정하거나 해도 된다.
프리차지 없음의 경우에서는, 유기 EL 소자 (25) 는 시점 t1 에서 발광에 필 요한 소정의 전압 (Vf) 의 인가가 개시된 후, 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적이 완료하여, 당해 소자 고유의 일정한 전압에 이를 때까지의 시간 (Th) 이 경과한 시점 t2 에서 발광 상태가 된다. 한편, 이 실시 형태에서는, 시점 t1 에서 발광에 필요한 소정의 전압 (Vf) 의 인가가 개시되기 전에, 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적이 완료되고 있기 때문에, 시점 t1 에서 전압 (Vf) 의 인가가 개시되면, 프리차지 없음의 경우보다 단시간에 소정의 전압 (Vf) 에 이르러 발광 상태가 된다. 따라서, 유기 EL 소자 (25) 의 발광시의 응답 시간을 단축할 수 있으며, 고속 응답의 액정에 대응할 수 있다. 또, 발광 상태에서의 인가전압은 프리차지 없음의 경우와 동일하기 때문에, 전원의 전압을 변경할 필요는 없다.
다음에 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때, 유기 EL 소자 (25) 의 응답 시간을 단축할 수 있어 고속 응답의 액정에 대응 할 수 있는 다른 실시 형태에 대해 도 11 을 참조하여 설명한다. 또, 도 10 의 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
이 실시 형태에서는, 유기 EL 소자 (25) 는, 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 높은 전압 또는 발광에 필요한 전류보다 높은 전류가 공급되고 있으며, 이른바 오버드라이브라 하는 구동 방법을 이용하고 있다. 예를 들어, 도 11 의 하단에 나타내는 바와 같이, 오버드라이브 있음의 경우, 유기 EL 소자 (25) 를 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때, 선형상 발 광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 의 구동 데이터의 재기입이 종료된 후, 미리 설정된 시점 t1 (소정의 타이밍) 에서 발광에 필요한 전압 (Vf) 보다 높은 전압 (Vh) 이 인가된 후, 발광에 필요한 전압 (Vf) 이 인가된다. 소정의 타이밍 (시점 t1) 은, 도 11 의 중단에 나타내는 오버드라이브 없음의 경우와 동일하다. 전압 (Vh) 의 값 및 인가전압을 전압 (Vh) 으로부터 필요한 전압 (Vf) 으로 전환하는 타이밍은, 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분의 용량의 크기, 목적으로 하는 응답 시간 등에 기초하여 설정된다.
이 실시 형태에서는, 시점 t1 에서 발광에 필요한 소정의 전압 (Vf) 보다 높은 전압 (Vh) 이 인가된다. 오버드라이브 없음과 같이 전압 (Vf) 을 인가한 경우와 비교하여, 인가전압의 시동이 급해져, 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적이 완료할 때까지의 시간이 단축되고, 유기 EL 소자 (25) 는 오버드라이브 없음의 경우보다 단시간에 소정의 전압 (Vf) 에 이르러 발광 상태가 된다. 따라서 유기 EL 소자 (25) 의 발광시 응답 시간을 단축할 수 있어 고속 응답의 액정에 대응할 수 있다.
또, 유기 EL 소자 (25) 에 대해 발광에 필요한 소정의 전압 (Vf) 보다 높은 전압 (Vh) 이 인가되는 기간은, 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 전하의 축적 시간을 단축시키는데 필요한 단시간이다. 그리고 유기 EL 소자 (25) 의 기생 용량 성분에 대한 충전이 완료된 후, 유기 EL 소자 (25) 에 대한 실제 인가전압이 전압 (Vh) 까지 달하기 전에, 유기 EL 소자 (25) 에 대한 인가전압은 발광에 필요한 소정의 전압 (Vf) 으로 전환된다. 따라서, 유기 EL 소자 (25) 의 발광 상태에 있어서 유기 EL 소자 (25) 에 대한 실제 인가전압은 Vh 보다 낮아, 유기 EL 소자 (25) 의 발광 상태에서 휘도가 불필요하게 밝아지는 일은 없다. 그리고 유기 EL 소자 (25) 는, 목적의 밝기로 발광함과 함께, 발광 상태에 있어서 구동전력을 오버드라이브 없음의 경우와 비교하여 많이 소비하는 일도 없다.
또, 유기 EL 소자 (25) 를 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어할 때, 발광에 필요한 전류보다 높은 전류가 공급되는 구성으로 해도 된다. 이 경우도, 유기 EL 소자 (25) 를 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환할 때의 응답 시간을 단축할 수 있어 고속 응답의 액정에 대응할 수 있다.
다음에 유기 EL 소자 (25) 의 발광 시간을 삭감하는 일 없이 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장하는 것이 가능한 다른 실시 형태에 대하여, 도 12 및 도 13 을 참조하여 설명한다.
유기 EL 소자는, 전기적으로는 다이오드 성분과, 다이오드 성분과 병렬 접속된 기생 용량 성분에 의한 구성으로 치환할 수 있다고 생각되고 있다. 그리고 유기 EL 소자는, 다이오드 성분의 순방향 전류에 거의 비례한 강도로 발광하는 것이 알려져 있다. 또, 유기 EL 소자에 있어서는, 발광에 관여하지 않는 역방향의 전압 (역바이어스 전압) 을 인가함으로써 유기 EL 소자의 수명을 연장할 수 있다는 것이 경험적으로 알려져 있다.
이 실시 형태 (역바이어스 전압 있음) 에서는, 액정 표시 장치 (11) 를 의사 임펄스 구동할 때, 역바이어스 전압 없음의 경우는 유기 EL 소자 (25) 에 전압을 인가시키지 않는 상태, 즉 인가전압을 그라운드 레벨 (0V) 로 유지하는 비발광 상 태에 있어서, 유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압이 인가가능하게 구성되어 있다.
도 12 에 나타내는 바와 같이, 투명 전극 (26) 및 대향 전극 (28) 은 모두 복수의 선형상 발광 영역 (30) 에 각각 대응한 형상으로 형성되어 있다. 각 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 및 각 대향 전극 (28) 의 단자 (28a) 는, 각각 스위치 (42, 43) 를 통하여 전원 (E) 의 양극측 및 음극측에 선택적으로 접속 가능하게 구성되어 있다. 스위치 (42, 43) 는 드라이버 (39 ; 도 3 참조) 에 의해 제어된다. 스위치 (42) 를 통하여 단자부 (35) 가 전원 (E) 의 양극측에 접속되고 또한 스위치 (43) 를 통하여 단자 (28a) 가 전원 (E) 의 음극측에 접속되면, 유기 EL 소자 (25) 의 대응하는 선형상 발광 영역 (30) 에 순방향 전압이 인가되어 그 선형상 발광 영역 (30) 이 발광 상태가 된다. 한편, 스위치 (42) 를 통하여 단자부 (35) 가 전원 (E) 의 음극측에 접속되고 또한 스위치 (43) 를 통하여 단자 (28a) 가 전원 (E) 의 양극측에 접속되면, 유기 EL 소자 (25) 의 대응하는 선형상 발광 영역 (30) 에 역바이어스 전압이 인가되고 그 선형상 발광 영역 (30) 이 비발광 상태가 된다.
이 실시 형태에서는, 각 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 유기 EL 소자 (25) 의 부분은, 액정 (16) 의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록, 또한 당해 선형상 발광 영역 (30) 의 바로 위에 있는 액정 (16) 부분의 구동 데이터 재기입 기간은 비발광 상태가 되도록 제어된다. 유기 EL 소자 (25) 에는, 역바이어스 전압 없음의 경우에서는, 도 13 의 상단에 나타내는 바와 같이, 비발광 상태 에 있어서는 그라운드 레벨의 전압 (GND) 이 인가되고, 발광 상태에 있어서는 소정의 전압 (Vf) 이 인가된다. 한편, 이 실시 형태에서는, 유기 EL 소자 (25) 에는 도 13 의 하단에 나타내는 바와 같이, 발광 상태에 있어서는 소정의 전압 (Vf) 이 인가되고, 비발광 상태에 있어서는 역바이어스 전압 (-Vf) 이 인가된다. 따라서 외관상 전체면 발광이 되는 상태에 있어서, 휘도를 저하시키지 않고 유기 EL 소자 (25) 의 각 선형상 발광 영역 (30) 에 역바이어스 전압을 인가할 수 있고, 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장시킬 수 있다.
다음에 유기 EL 소자 (25) 의 발광 시간을 삭감하는 일 없이 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장하기 위하여, 유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압을 인가하는 것이 가능한 다른 실시 형태에 대하여, 도 14 및 도 15 를 참조하여 설명한다.
이 실시 형태에서는, 상기 실시 형태에 있어서 각 유기 EL 소자 (25) 에 인가되는 전압을 펄스폭 변조 제어 (PWM 제어) 가능하게 구성되어 있는 점이 상이하다. 또한 도 12 및 도 13 의 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
도 14 에 나타내는 바와 같이, 각 스위치 (42) 와 단자부 (35) 사이에 스위칭 소자 (44) 가, 각 스위치 (43) 와 단자 (28a) 사이에 스위칭 소자 (45) 가 각각 설치되어 있다. 스위칭 소자 (44, 45) 는, 도 15 의 하단에 나타내는 바와 같이, 그라운드 레벨을 센터값으로 한 정현파장의 전압이 유기 EL 소자 (25) 에 인가되도록 드라이버 (39) 에 의해 제어된다. 또, 도 15 에 있어서, 인가전압 (Vf) 은, 유기 EL 소자 (25) 가 발광하는데 필요한 임계값 전압이 아니라 인가시의 최대 전압이며, 유기 EL 소자 (25) 는 Vf 보다 낮은 인가전압으로 발광한다.
각 유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압과 순방향 전압을 교대로 인가하는 구성에 있어서, 도 12 및 도 13 의 상기 실시 형태와 같이 인가전압이 직사각형상의 파형인 경우는, 유기 EL 소자 (25) 에 가해지는 전계가 급격하게 변화하기 때문에, 소자의 열화를 앞당길 우려가 있다. 그러나 이 실시 형태에서는 유기 EL 소자 (25) 의 각 선형상 발광 영역 (30) 에 정현파장의 전압이 인가되기 때문에, 유기 EL 소자 (25) 에 가해지는 전계가 급격하게 변화하는 일이 없다. 따라서 유기 EL 소자 (25) 의 수명이 보다 연장된다.
유기 EL 소자 (25) 의 발광 시간을 삭감하는 일 없이 유기 EL 소자 (25) 의 수명을 연장시키기 위해, 유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압을 인가하는 것이 가능한 실시 형태로서, 수직 주사 귀선 시간 (Vertical Blanking Period) 에 있어서, 유기 EL 소자 (25) 의 각 선형상 발광 영역 (30) 에 역바이어스 전압을 인가하는 구성을 채용해도 된다. 수직 주사 귀선 시간이란, 1 프레임의 데이터에 대해 수직 주사가 완료하고 나서 다음 프레임의 데이터의 수직 주사가 개시될 때까지의 기간을 의미한다. 이 기간은 단시간이기 때문에, 모든 선형상 발광 영역 (30) 을 비발광 상태로 해도 사람에게는 시인되지 않는다.
이 실시 형태에서는, 투명 전극 (26) 및 대향 전극 (28) 의 일방은 베타 전극이어도 되고, 베타 전극에 형성된 측의 전극에 관해서는 스위치는 하나만 설치된다. 이 실시 형태에 있어서도, 유기 EL 소자 (25) 의 각 선형상 발광 영역 (30) 에 정기적으로 역바이어스 전압이 인가되기 때문에, 유기 EL 소자 (25) 의 수 명이 연장된다. 또, 상기 양 실시 형태와 비교하여 스위치의 수가 적어, 구조가 간단해진다.
유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압을 인가하는 시기는, 유기 EL 소자 (25) 의 비발광 상태일 때이면 되고, 유기 EL 소자 (25) 의 비발광 상태 동안의 임의의 시기이면 된다. 또, 역바이어스 전압이 직사각형상의 파형인 경우는, 역바이어스 전압을 인가한 상태로 발광 상태로의 전환 시기까지 유지하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광 상태로의 전환 시기보다 전에 인가전압을 그라운드 레벨로 전환하여, 그 후에 발광 상태로의 전환을 하도록 해도 된다.
다음에 인접하는 양 선형상 발광 영역 (30) 사이에 끼인 비발광 영역에 기인하는 암선을 눈에 띄지 않게 할 수 있는 실시 형태에 대해, 도 16(a), 도 16(b) 를 참조하여 설명한다. 또한, 도 1∼도 5 의 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
도 16(a) 에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 소자 (25) 가 설치된 기판 (24) 의 면에 있어서, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이, 즉 유기 EL 소자 (25) 가 존재하지 않는 부분에는, 선형상 발광 영역 (30) 과 평행하게 연장되는 V 자형 홈 (46) 이 설치되어 있다. V 자형 홈 (46) 의 벽면 (46a) 은, 광학 연마면 또는 경면으로 형성되어 있다. V 자형 홈 (46) 은, 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 기판 (24) 의 부분으로부터 출사되는 빛의 밝기 (휘도) 와, 선형상 발광 영역 (30) 사이에 끼인 기판 (24) 부분으로부터 출사되는 빛의 밝기 (휘도) 가 동등해지도록 설치되어 있다.
이 실시 형태에서는, 유기 EL 소자 (25) 가 발광하면, 유기 EL 소자 (25) 로부터의 빛은 투명한 기판 (24) 에 입사된다. 유기 EL 소자 (25) 는 등방성이기 때문에, 유기 EL 소자 (25) 로부터 출사되는 빛의 일부는 기판 (24) 에 대해 비스듬하게 입사한다. 그리고 도 16(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (24) 에 비스듬하게 입사한 빛의 일부가 V 자형 홈 (46) 의 벽면 (46a) 에서 반사하여, 기판 (24) 의 출사면과 직교하는 방향으로 나아간다. 따라서 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 기판 (24) 의 부분으로부터도, 선형상 발광 영역 (30) 과 대응하는 기판 (24) 의 부분으로부터 출사되는 빛과 동등한 밝기를 갖는 빛이 출사된다. 그 때문에, 각 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 조명장치 (13) 의 부분에 암선이 시인되는 것을 억제할 수 있다. 그리고 암선이 시인되는 구성과 비교하여 표시 품위가 향상된다.
V 자형 홈 (46) 의 벽면 (46a) 은 광학 연마면 또는 경면으로 형성되어 있다. 따라서 V 자형 홈 (46) 의 벽면 (46a) 이 광학 연마면 또는 경면으로 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여, 산란·흡수 등에 의한 빛의 감쇠가 적다. 그 때문에, V 자형 홈 (46) 으로 반사되고 기판 (24) 의 광출사측으로부터 출사하는 빛의 양이 증가하여, 유기 EL 소자 (25) 로부터 출사되는 빛을 유효하게 이용할 수 있다. V 자형 홈 (46) 의 개구 폭은, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이의 간격과 정확하게 대응하고 있지 않아도 되며, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이의 간격에 대해 다소 넓어도 되고 좁아도 된다.
도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, V 자형 홈 (46) 을 유기 EL 소자 (25) 가 설치되지 않은 기판 (24) 의 면에 있어서, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 부분에 설치해도 된다. 이 경우, 유기 EL 소자 (25) 로부터 기판 (24) 에 비스듬하게 입사하여 V 자형 홈 (46) 을 향해 나아간 빛의 일부는, V 자형 홈 (46) 내에 출사되어, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 조명장치 (13) 의 부분에 암선이 시인되는 것을 억제할 수 있다. 기판 (24) 의 굴절률은 약 1.5 이고 공기의 굴절률은 1 이기 때문에, 기판 (24) 으로부터 홈 (46) 내로의 입사각보다 출사각이 커진다. 따라서 V 자형 홈 (46) 은, 도 16(a) 에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 소자 (25) 가 설치되어 있는 기판 (24) 의 면에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 기판 (24) 의 양면에 V 자형 홈 (46) 을 설치해도 된다.
다음에, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이에 끼인 비발광 영역에 기인하는 암선을 눈에 띄지 않게 할 수 있는 다른 실시 형태에 대하여, 도 17(a), 도 17(b) 를 참조하여 설명한다. 또, 도 16(a), 도 16(b) 의 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
도 17(a) 에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 소자 (25) 가 설치된 면과 반대측의 기판 (24) 의 면에 있어서, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 의 사이의 부분에는 광산란부 (47) 가 선형상 발광 영역 (30) 을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 광산란부 (47) 는 V 자형 홈 (47a) 및 홈 (47a) 내에 수용된 광산란 부재 (47b) 를 포함한다. 광산란 부재 (47b) 는, 예를 들어 투명한 수지에 그 수지와 굴절률이 상이한 입자체 또는 분체를 분산시킨 것이 사용된다. 입자체 또는 분체 는, 빛을 흡수하지 않고 빛을 반사 혹은 굴절시키는 기능을 구비하고 있으면 되고, 투명할 필요는 없다. 입자체 또는 분체는 예를 들어 수지 또는 세라믹스로 형성되어 있다.
광산란 부재 (47b) 는, 투명한 수지에 입자체 또는 분체를 분산시킨 구성에 한정되지 않고, 투명한 수지 중에 기포가 존재하는 구성이나, 레이저광의 조사에 의해 투명한 수지의 내부에 손상 또는 굴절률이 주위와 상이한 부분이 형성된 구성으로 해도 된다.
이 실시 형태에서는, 유기 EL 소자 (25) 가 발광하면, 유기 EL 소자 (25) 로부터 출사되는 빛의 일부는 기판 (24) 에 대해 비스듬하게 입사한다. 그리고 도 17(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (24) 에 비스듬하게 입사한 빛의 일부가 광산란부 (47) 에서 산란하고, 일부가 기판 (24) 의 출사면과 직교하는 방향으로 나아간다. 따라서 선형상 발광 영역 (30) 과 대응하는 기판 (24) 의 부분뿐만 아니라 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 기판 (24) 의 부분으로부터도 빛이 출사된다. 그 때문에, 인접하는 양 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 조명장치 (13) 의 부분에 암선이 시인되는 것을 억제할 수 있다.
광산란부 (47) 를 기판 (24) 과 상이한 재질로 구성하는 대신에, 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이 기판 (24) 에 광산란부 (48) 가 직접 설치되는 구성으로 해도 된다. 광산란부 (48) 는 레이저광의 조사에 의해 기판 (24) 의 내부에 형성된 손상 또는 굴절률이 주위와 상이한 부분에 의해 구성되어 있다. 이 경우도, 유기 EL 소자 (25) 로부터 기판 (24) 에 비스듬하게 입사한 빛의 일부가 광산란부 (48) 에서 산란하고, 일부가 기판 (24) 의 출사면과 직교하는 방향으로 나아간다. 따라서 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 기판 (24) 의 부분으로부터도 빛이 출사된다. 그 때문에, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 조명장치 (13) 의 부분에 암선이 시인되는 것을 억제할 수 있다.
다음에 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이에 끼인 비발광 영역에 기인하는 암선을 눈에 띄지 않게 할 수 있는 다른 실시 형태에 대하여, 도 18 을 참조하여 설명한다. 도 1∼도 5 의 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 자세한 설명을 생략한다.
도 18 에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 소자 (25) 가 설치된 면과 반대측의 기판 (24) 의 면에는 광확산 시트 (49) 가 첩부 (貼付) 되어 있다. 또, 조명장치 (13) 와 액정 패널 (12) 사이에는, 2 장의 프리즘 시트 (50) 가 설치되어 있다. 광확산 시트 (49) 는, 액정 표시 장치에서 사용되는 공지된 구성, 예를 들어 투명한 수지 내에 수지와 굴절률이 상이한 입자체가 분산된 구성인 것이 사용된다. 2 장의 프리즘 시트 (50) 각각은, 꼭지각이 90°인 복수의 프리즘을 구비하고 있으며, 그들 프리즘이 연장되는 방향이 양 프리즘 시트 (50) 에서는 서로 직교하고 있다.
이 실시 형태에서는, 기판 (24) 의 광출사측에 광확산 시트 (49) 가 첩부되어 있기 때문에, 유기 EL 소자 (25) 로부터 기판 (24) 에 입사하고 기판 (24) 의 출사면으로부터 출사한 빛은, 광확산 시트 (49) 를 통과할 때 확산 (산란) 된다. 그 때문에, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 기판 (24) 의 부분 으로부터도 빛이 출사된다. 광확산 시트 (49) 를 거쳐 출사된 빛은, 프리즘 시트 (50) 로 집광되어 액정 패널 (12) 을 조명한다. 따라서, 인접하는 선형상 발광 영역 (30) 사이와 대응하는 조명장치 (13) 의 부분에 암선이 시인되는 것을 억제할 수 있다.
프리즘 시트 (50) 로서 꼭지각이 90°이외인 프리즘을 구비한 것을 사용하거나 프리즘 시트 (50) 를 1 장만 사용하거나 해도 된다. 또, 프리즘 시트 (50) 를 사용하지 않고 광확산 시트 (49) 만 사용해도 된다.
상기 각 실시 형태는 다음과 같이 변경되어도 된다.
각 선형상 발광 영역 (30) 의 휘도를 거의 동등하게 하는 방법은, 각 대향 전극 (28) 의 온으로부터 오프 및 오프로부터 온으로의 전환을 1 프레임 중에서 각 1 회로 하여 온 상태의 시간 길이에 의해 휘도를 조정하는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 1 프레임 중의 당해 대향 전극 (28) 의 온 기간 내에 PWM 조광 제어되는 구성으로 해도 된다. 도 19 는, 번호 1∼번호 3 으로 나타내는 대향 전극 (28) 에 대한 인가전압의 공급 상태를 나타내는 도면이다. 이 경우, 선형상 발광 영역 (30) 의 휘도 조정을 정밀도 좋게 실시할 수 있어, 투명 전극 (26) 의 내부 저항에 의한 휘도 불균일을 보다 저감시킬 수 있다.
액정 표시 장치로서 표시 화면의 수를 1 화면과 2 화면으로 전환 가능한 구성의 경우, 도 20 에 나타내는 바와 같이 면형상 발광 영역을 2 개 설치하여, 각각의 면형상 발광 영역마다 선형상 발광 영역 (30) 을 복수 열씩 설치해도 된다. 각 면형상 발광 영역의 선형상 발광 영역 (30) 을, 다른 면형상 발광 영역의 그것과는 독립적으로 제어 가능하게 구성해도 된다. 이 경우, 편측의 화면만 사용하는 상태에 있어서 쓸데없는 조명을 할 필요가 없어져, 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 표시 화면은 3 이상이어도 된다.
액정 패널 (12) 의 화면이 커져 1 프레임의 사이에 수직 주사하는 화소 전극 (17) 의 열수가 많은 표시장치에 있어서, 화면을 수직 주사 방향에 있어서 복수 분할하고, 분할된 각 영역마다 동시에 수직 주사를 하는 구성을 채용한 경우, 조명장치 (13) 에 있어서도 발광 영역을 그것에 대응하여 복수 분할한다. 그리고 분할된 각 영역마다 동시에, 선형상 발광 영역 (30) 이 액정 (16) 의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록, 대향 전극 (28) 의 온 상태를 제어하도록 해도 된다.
정상 상태에 있어서 복수의 선형상 발광 영역 (30) 이 동시에 발광 상태가 되는 구성 대신에, 하나의 선형상 발광 영역 (30) 이 순서대로 발광 상태가 되는 구성으로 해도 된다.
표시 화면의 휘도를 조정하는 방법으로서, 유기 EL 소자 (25) 에 공급되는 전원 전압을 조정하는 구성 대신에, 정상 상태에 있어서 동시에 발광 상태가 되는 선형상 발광 영역 (30) 의 수를 변경 가능한 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 저휘도의 경우는 선형상 발광 영역 (30) 이 하나씩 순서대로 발광 상태가 되도록 제어하고, 고휘도의 경우는 선형상 발광 영역 (30) 이 복수 개씩 순서대로 발광 상태가 되도록 제어한다.
대향 전극 (28) 은, 발광시에 복수 열의 화소 전극 (17) 에 대해 조명광을 조사 가능한 폭에 한정하지 않고, 1 열의 화소 전극 (17) 에 대해 조명광을 조사 가능한 폭으로 하고, 액정 (16) 의 수직 주사에 1 : 1 로 동기하여 발광 상태와 비발광 상태로 전환되는 구성으로 해도 된다.
대향 전극 (28) 의 폭은 모두 동일한 것에 한정하지 않고, 상이한 폭의 대향 전극 (28) 이 혼재하는 구성으로 해도 된다. 그러나 동일한 폭인 것이 대향 전극 (28) 의 온 듀티 (온·오프 시기) 의 제어나 대향 전극 (28) 의 온 기간 내에서의 PWM 조광 제어가 용이해진다.
유기 EL 소자 (25) 를 구성하는 한 쌍의 전극 중, 빛을 반사하는 기능을 가지지 않는 재질로 대향 전극 (28) 을 구성해도 된다.
기판 (14, 15, 24) 은 유리에 한정되지 않고, 투명한 수지 기판이나 필름이어도 된다.
발광층 (33) 은 백색 발광층에 한정되지 않고, 청색 발광층을 사용해도 된다. 이 경우, 컬러 필터 (20) 로서 색변환층을 구비한 컬러 필터를 사용함으로써, 컬러 필터 (20) 를 투과한 후의 빛이 R (적), G (녹), B (청) 의 화소에 대응하는 색의 빛이 된다. 따라서, 백색 발광층의 경우와 마찬가지로, 동일 색의 발광층으로 원하는 색을 재현할 수 있다.
투명 전극 (26) 은, 액정 (16) 의 수직 주사 방향의 일방의 단부에만 단자부 (35) 가 설치된 구성으로 해도 된다. 이 경우는, 대향 전극 (28) 중 단자부 (35) 에 가까운 대향 전극 (28) 일수록 온 듀티가 작고, 단자부 (35) 로부터 먼 대향 전극 (28) 일수록 온 듀티가 커지도록 제어된다. 즉, 전류 밀도가 큰 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 작고, 전류 밀도가 작은 대향 전극 (28) 은 온 듀티가 커지도록 제어된다. 그 때문에, 각 선형상 발광 영역 (30) 의 휘도가 거의 동등해져 휘도 불균일이 억제된다. 그러나 상기 실시 형태와 같이 양단부에 단자부 (35) 를 설치한 구성인 것이 제어가 용이해진다.
투명 전극 (26) 이 베타 전극으로 구성되며, 대향 전극 (28) 이 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 형상으로 형성된 유기 EL 소자 (25) 인 경우, 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 를 단자 (28a) 가 설치되는 기판 (24) 의 변과 동일한 변에 설치해도 된다. 단자부 (35) 는 양측 변에 설치해도 되고, 편측 변에 설치해도 된다. 이 경우, 예를 들어 도 21(a) 에 나타내는 바와 같이, 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 를 길게 형성함과 함께, 단자부 (35) 상의 유기층 (27) 에 가까운 부분에 절연막 (51) 이 설치된다. 대향 전극 (28) 은 절연막 (51) 상에 단자 (28a) 가 설치된다. 또, 도 21(b) 에 나타내는 바와 같이, 절연막 (51) 상에 대향 전극 (28) 의 전극 연장부 (28b) 가 설치되고, 전극 연장부 (28b) 와 전기적으로 접속하도록 대향 전극 (28) 의 단자 (28a) 가 절연막 (51) 상에 설치된 구성으로 해도 된다. 단자 (28a) 의 재질로는, 대향 전극 (28) 의 재질보다 녹슬기 어려운 재질, 예를 들어 투명 전극 (26) 의 재질과 동일한 것이 사용된다. 투명 전극 (26) 의 단자부 (35) 및 대향 전극 (28) 의 단자 (28a) 를 기판 (24) 의 동일한 변 위에 배치하면, 단자부 (35) 및 단자 (28a) 를 플렉시블 프린트 기판 (FPC) 을 통하여 접속할 때, FPC 의 수를 적게 할 수 있다. 그 때문에, 저비용화, 실장 작업의 용이화, 소형화를 도모할 수 있다.
대향 전극 (28) 이 베타 전극으로 구성되며, 투명 전극 (26) 이 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 형상으로 형성된 유기 EL 소자 (25) 의 경우에 있어서, 상기 실시 형태와 마찬가지로 단자 (28a) 를 단자부 (35) 가 설치되는 기판 (24) 의 변과 동일한 변에 설치해도 된다. 단자 (28a) 는 양측 변에 설치해도 되고, 편측 변에 설치해도 된다.
액정 패널 (12) 은 컬러 필터 (20) 를 구비하지 않는 흑백 표시 패널이어도 된다. 액정 패널 (12) 이 흑백 표시용 혹은 모노크롬 표시용인 경우, 조명장치 (13) 를 구성하는 EL 소자는 백색 발광을 행하는 발광층 (33) 을 갖는 EL 소자에 한정되지 않고, 다른 색으로 발광하는 발광층을 갖는 EL 소자이어도 된다.
각 선형상 발광 영역 (30) 의 비발광 상태에 있어서, 유기 EL 소자 (25) 에 역바이어스 전압을 인가하는 구성이 아니더라도, 제 1 전극 (이 실시 형태에서는 투명 전극 (26)) 및 제 2 전극 (이 실시 형태에서는 대향 전극 (28)) 의 양자를 선형상 발광 영역 (30) 에 대응하는 선형상으로 형성해도 된다.
액정 패널 (12) 측에 배치되는 투명 전극 (26) 의 체적 저항률보다 큰 체적 저항률의 재질로 형성된 대향 전극 (28) 을 사용하는 경우는, 투명 전극 (26) 을 선형상으로 하고 대향 전극 (28) 을 베타 전극으로 한다.
조명장치 (13) 는 보텀 이미션 타입에 한정하지 않고, 기판과 반대측으로부터 빛을 출사하는 탑 이미션 타입으로 해도 된다. 그 경우, 기판은 불투명해도 된다.
조명장치 (13) 는, EL 소자로서 유기층 (27) 대신에 유기 EL 층을 사용한 무 기 EL 소자를 구비한 구성으로 해도 된다. 이 경우, 유기 EL 소자 (25) 를 사용하는 경우와 달리, 유기 EL 소자 (25) 를 수분이나 산소로부터 보호하기 위한 보호 수단이 불필요해진다.

Claims (16)

  1. EL 소자로 구성된 면형상 발광 영역을 구비하는 조명장치를 백라이트로서 이용한 액정 표시 장치로서,
    상기 면형상 발광 영역은, 액정의 수직 주사 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 복수의 선형상 발광 영역으로 구성되며, 상기 복수의 선형상 발광 영역은, 액정의 수직 주사에 동기하여 순서대로 발광하도록, 발광 상태와 비발광 상태로 제어장치로부터의 지령 신호에 의해 전환 제어되고, 당해 선형상 발광 영역은, 적어도 바로 위에 있는 액정 부분의 구동 데이터 재기입 기간에 있어서는 비발광 상태가 되도록 제어되고
    상기 선형상 발광 영역의 발광 상태로부터 비발광 상태로 전환할 때에는, 비발광 상태로 전환된 당해 선형상 발광 영역과 교대하여 발광 상태로 전환되는 다른 선형상 발광 영역이 발광 상태가 된 후, 당해 선형상 발광 영역이 비발광 상태로 전환되는, 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 EL 소자는, 발광층과, 상기 발광층을 사이에 두도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극을 가지며,
    상기 제 1 전극은 상기 제 2 전극보다 큰 체적 저항률을 갖고, 또한 모든 선형상 발광 영역에 공통된 베타 전극으로 구성되며, 상기 제 2 전극은 각각 상기 선형상 발광 영역에 대응하는 형상으로 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은, 상기 액정의 수직 주사 방향에서의 적어도 일방의 단부에 단자부를 가지며,
    상기 제어장치는, 상기 제 2 전극에 대한 온 듀티가 상기 단자부에 가까운 제 2 전극일수록 작아지도록 제 2 전극을 제어하는, 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단자부는 상기 제 1 전극의 일방의 단부 또는 양단부에 설치되어 있는, 액정 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 제 2 전극은, 상기 제어장치로부터의 지령에 의해 1 프레임 중의 당해 제 2 전극의 온 기간 내에 PWM 조광 제어되는, 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 EL 소자는, 발광층과, 상기 발광층을 사이에 두도록 배치되는 제 1 전극 및 제 2 전극을 가지며,
    상기 제 2 전극은, 상기 제 1 전극보다 작은 체적 저항률을 갖고, 또한 모든 선형상 발광 영역에 공통인 베타 전극으로 구성되며, 상기 제 1 전극은 각각 상기 선형상 발광 영역에 대응하는 형상으로 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명장치에 대향하도록 배치된 액정 패널을 추가로 구비하며,
    상기 제 1 전극은 투명함과 함께 상기 제 2 전극보다 액정 패널 쪽에 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 3 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 EL 소자는 유기 EL 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 EL 소자인, 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 낮은 전압이 인가된 상태로부터 발광에 필요한 전압이 인가된 상태로 전환되는, 액정 표시 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태로부터 발광 상태로 전환 제어될 때, 발광에 필요한 전압보다 높은 전압 또는 발광에 필요한 전류보다 높은 전류가 주어지는, 액정 표시 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 EL 소자는, 비발광 상태에 있어서 역바이어스 전압이 인가되는, 액정 표시 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기 EL 소자는 백색 발광을 행하며, 액정 패널은 컬러 필터를 구비하고 있는, 액정 표시 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 3 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 선형상 발광 영역은, 선순차 주사되는 화소 전극의 복수 열을 동시에 조명 가능한 폭으로 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 3 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형상 발광 영역은 정상 상태에 있어서, 복수가 동시에 발광 상태가 되도록 제어되는, 액정 표시 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액정 표시 장치의 1 프레임 시간을 Tf, 액정의 응답 시간을 Tr, 상기 선형상 발광 영역의 행수를 N, 상기 선형상 발광 영역의 동시 점등 행수를 n 으로 한 경우, 상기 Tf, Tr, N, n 이,
    {(Tf/N)+Tr}+(Tf/N)×n≤Tf
    인 관계를 만족하는, 액정 표시 장치.
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