KR100868159B1 - 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 휘도 저하를 억제하면서 동화상 표시에 있어서의 움직임 불선명이나 잔상을 감소시키고, 또한 소비 전력을 억제할 수 있으며, 장치를 소형이며 경량으로, 그리고 긴 수명으로 할 수 있는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치를 제공한다. 제어 회로(16)의 광원 제어부(22)는 게이트 드라이버 제어부(18)로부터 게이트 드라이버(12)에 출력되는 래치 펄스 신호 LP에 동기하여, 각 광원 전원 회로(35∼38)에 대하여 발광 제어 신호를 출력한다. 각 광원 전원 회로(35∼38)는 입력된 발광 제어 신호에 기초하여, 냉음극관(30∼33)의 발광 상태를 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발광 상태 S1∼S3으로 전환하여, LCD 패널(2)을 표시 영역 이면으로부터 조명한다. 제1 단계의 발광 상태는 소등 상태 S1이고, 제2 단계의 발광 상태는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2이고, 제3 발광 상태는 제2 단계의 발광 상태의 거의 절반의 휘도가 얻어지는 중간 점등 상태 S3이다.
조명 장치, 휘도, 잔상, 냉음극관, 발광, 점등, 소등

Description

조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치{ILLUMINATION DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 래치 펄스 신호 LP의 입력에 동기하여 게이트 드라이버(12)로부터 각 게이트 버스 라인(6)에 출력되는 게이트 펄스 GP의 출력 타이밍과 각 발광 영역(25∼28)의 발광 휘도 B(25)∼B(28)를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 최대 점등 휘도에서의 조명 기간 및 중간 휘도 레벨을 변화시켜, 도 1에 도시한 TFT-LCD(1)의 표시 영역에 동화상을 표시시켰을 때의 표시 품질을 복수의 관찰자에 의한 주관적 평가로서 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면으로서, 도 5의 (a)는 도 4의 A-A선으로 절단한 단면으로, 본 실시 형태의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD(1)에 이용되는 조명 장치(사이드 라이트형 백 라이 트 유닛)(40)을 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면을 나타내고, 도 5의 (b)는 조명 장치(40)로부터의 조명광의 TFT-LCD(1)의 표시 영역 이면측에서의 휘도 분포를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치(40) 및 그것을 이용한 TFT-LCD(1)의 변형예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치(40)의 다른 변형예를 설명하는 도면으로서, 도 7의 (a)에 도시한 조명 장치(40)는 도광판(51, 52) 사이의 간극에 양면 반사 부재(64)를 배치한 상태를 나타내고, 도 7의 (b)는 양면 반사 부재(64)를 나타내고, 도 7의 (c)는 다른 양면 반사 부재(64)를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에서의 수학식 1에 대하여 설명하는 도면으로서, 도 8의 (a)는 도 7의 (c)의 확대도이고, 도 8의 (b)는 도광판(52)측의 단부면에서의 광의 진로를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 또 다른 변형예를 설명하는 도면으로서, 도 9의 (a)는 본 변형예에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 A-A선으로 절단한 단면으로, 본 실시 형태의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD(1)에 이용되는 조명 장치(사이드 라이트형 백 라이트 유닛)(40)를 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면을 나타내고, 도 9의 (c)는 조명 장치(40)로부터의 조명광의 TFT-LCD(1)의 표시 영역 이면측에서의 휘도 분포를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에서, 백 라이트 유닛의 1프레임 기간 중의 점등 시간의 비율(듀티(duty)비)을 바꾸고, 또한 계조 데이터에 가공을 가하여 액정 투과율의 조정을 행한 경우에, 원래의 화상과 화질 차이를 느끼는지의 주관 평가를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 표시 데이터 변환 회로(20)의 개략적인 동작 순서를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 표시 데이터 변환 회로(20)에 있어서의 명도 Y의 계산과 히스토그램 작성의 순서를 설명하는 흐름도.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 화상이 1프레임(화면) 내의 일부에만 있는 경우, 화상이 차지하는 화소 수 M을 계산하는 순서를 설명하는 흐름도.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 임계값 명도 Yα를 산출하는 순서를 설명하는 흐름도.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 광원의 듀티비의 선택에 이용하는 듀티비 선택용 룩업 테이블을 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 있어서, 임계값 명도 Yα에 대응시켜, 가공한 계조 데이터를 복수의 데이터 버스 라인(8)에 출력할 때의 제어값을 정하기 위한 신호 제어값 선택용 룩 업 테이블을 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에서의 듀티 구동의 예를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치로서의 사이드 라이트형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내는 도면.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치로서의 사이드 라이트형 백 라이트 유닛의 냉음극관 A, B를 듀티 구동하는 예를 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치로서, 냉음극관 A∼F가 패널 표시면의 이면에 배치된 스캔형 백 라이트 유닛을 나타내는 도면.
도 21은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 냉음극관 A∼F를 듀티 구동하는 예를 나타내는 도면.
도 22는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 사이드 라이트형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내는 도면.
도 23은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 사이드 라이트형 백 라이트 유닛의 냉음극관 A∼D를 듀티 구동하는 예를 나타내는 도면.
도 24는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 직하형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내는 도면.
도 25는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 직하형 백 라이트 유닛의 냉음극관 A∼H를 듀티 구동하는 예를 나타내는 도면.
도 26은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 직하형 백 라이트 유 닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내는 도면.
도 27은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치의 직하형 백 라이트 유닛의 LED의 A∼T를 듀티 구동하는 예를 나타내는 도면.
도 28은 도 1에 도시한 스캔형 백 라이트를 구비한 표시 장치에 있어서, 듀티비 80%로, 1프레임 기간의 처음의 20%는 소등하고, 남은 기간의 80%를 전체 점등하는 상태를 나타내는 도면.
도 29는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치를 이용하여 도 28의 백 라이트의 문제를 해결하기 위한 듀티 구동 방법을 나타내는 도면.
도 30은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 1에 따른 백 라이트 구조를 나타내는 도면.
도 31은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 1에 따른 백 라이트의 구동 파형을 나타내는 도면.
도 32는 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트 구조를 나타내는 도면.
도 33은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트의 구동 파형을 나타내는 도면.
도 34는 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트의 구체적인 타이밍차트를 나타내는 도면.
도 35는 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트의 구체적인 타이밍차트를 나타내는 도면.
도 36은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트의 구체적인 타이밍차트를 나타내는 도면.
도 37은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 3에 따른 백 라이트의 구체적인 타이밍차트를 나타내는 도면.
도 38은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 3에 따른 백 라이트의 구체적인 타이밍차트를 나타내는 도면.
도 39는 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 3에 따른 백 라이트에 있어서, 최대 점등 상태 S2에서의 전류값(상대값)을 10으로 하여, 도 38에서의 중간 점등 상태 S3, S4를 변화시켜, TFT-LCD(1)의 표시 영역에 동화상을 표시시켰을 때의 표시 품질을 복수의 관찰자에 의한 주관적 평가로서 나타낸 도면.
도 40은 냉음극관의 특성을 나타내는 도면.
도 41은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그 듀티 구동 방법을 이용한 효과를 나타내는 도면.
도 42는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그 듀티 구동 방법을 이용한 효과를 나타내는 도면.
도 43은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 실시예 4에 대하여 설명하는 도면.
도 44는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 실시예 4의 백 라이트 유닛(75)에 대하여, 도 37 또는 도 38에 도시한 듀티 구동을 행한 결과를 나타내는 도면.
도 45는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 비교예로서 종래의 직하형 백 라이트 구조 및 듀티 구동을 나타내는 도면.
도 46은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 비교예로서 종래의 직하형 백 라이트의 듀티 구동을 나타내는 도면.
도 47은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 실시예 5에 따른 백 라이트 유닛(75')을 나타내는 도면.
도 48은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 실시예 6에 따른 백 라이트 유닛(130)을 나타내는 도면.
도 49는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치의 실시예 7에 따른 백 라이트 구조를 나타내는 도면.
도 50은 LED의 발광 효율의 전류 의존성을 나타내는 도면.
도 51은 LED의 발광량의 전류 의존성을 나타내는 도면.
도 52는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치의 기본 구성을 나타내는 도면.
도 53은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치의 채광 요소의 제1 원리를 설명하는 도면.
도 54는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치의 채광 요소의 제2 원리를 설명하는 도면.
도 55는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치의 채광 요소의 제3 원리를 설명하는 도면.
도 56은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치의 채광 요소의 제4 원리를 설명하는 도면.
도 57은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-1에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 58은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-1에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 59는 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-1에 따른 조명 장치의 백 라이트 유닛(130)의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 60은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-1에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 도면.
도 61은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-1에 따른 액정 표시 장치의 구성의 변형예를 나타내는 블록도.
도 62는 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-2에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 63은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-3에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 64는 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-4에 따른 조명 장치의 단면 구성 나타내는 도면.
도 65는 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-5에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 66은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-6에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 67은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-6에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내는 도면.
도 68은 본 발명의 제5 실시 형태의 실시예 5-6에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 도면.
도 69는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치의 제조 방법을 나타내는 도면.
도 70은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판의 열 처리에 있어서의 열 처리 시간에 대한 편광판 흡수축의 컷트 파장 변화를 나타내는 도면.
도 71은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판을 70℃에서 열 처리한 경우의 편광판의 흡수축 방향의 투과 특성을 나타내는 도면.
도 72는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판의 열 처리 시간에 대한 수축률을 나타내는 도면.
도 73은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 열 충격 시험 시간과 도광판 변형량과의 관계를 나타내는 도면.
도 74는 종래의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD에 이용되는 직하형 백 라이트 유닛을 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면과, 해당 백 라이트 유닛으로부터의 조명광의 휘도 분포를 나타내는 도면.
도 75는 종래의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD에 이용되는 직하형 백 라이트 유닛을 표시 영역측에서 바라본 구성을 나타내는 도면.
도 76은 종래의 다른 스캔형의 조명 장치로서, 사이드 라이트형 백 라이트 유닛의 구성을 나타내는 도면.
도 77은 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-1의 주요부를 도시하는 개략적 구성도.
도 78은 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-1가 구비하는 타이밍 컨트롤러 내의 흑 표시 제어부의 구성을 나타내는 회로도.
도 79는 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-1의 동작을 나타내는 타이밍차트.
도 80은 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-2의 주요부를 도시하는 개략적 구성도.
도 81은 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-2가 구비하는 타이밍 컨트롤러 내의 흑 표시 제어부의 구성을 나타내는 회로도.
도 82는 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-3의 주요부를 도시하는 개략적 구성도.
도 83은 본 발명의 제7 실시 형태의 실시예 7-3이 구비하는 타이밍 컨트롤러 내의 흑 표시 제어부의 구성을 나타내는 회로도.
도 84는 종래의 액정 표시 장치의 일례의 주요부를 도시하는 개략적 구성도.
도 85는 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : TFT-LCD
2 : LCD 패널
4 : TFT
6 : 게이트 버스 라인
8 : 데이터 버스 라인
10 : 화소 전극
12 : 게이트 드라이버
14 : 데이터 드라이버
16 : 제어 회로
18 : 게이트 드라이버 제어부
20 : 표시 데이터 변환 회로
22 : 광원 제어부
25, 26, 27, 28 : 발광 영역
30, 31, 32, 33 : 냉음극관
35, 36, 37, 38 : 광원 전원 회로
본 발명은 액정 표시 장치의 표시 영역을 조명하는 조명 장치와, 그것을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 동화상 표시 시의 동화상 불선명이나, 잔상 현상을 개선하는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
[제1 종래 기술]
종래의 대표적 표시 장치인 CRT(Cathod Ray Tube)의 대체 수단으로서, 최근 TFT(Thin Film Transistor; 박막 트랜지스터) 등을 스위칭 소자로서 각 화소에 구비한 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치(이하, TFT-LCD라고 약기함)가 주류를 이루어 왔다.
TFT-LCD는, 원리적으로 각 화소에 기입된 계조 데이터가 1프레임 기간 동안에(수직 동기 신호 Vsync의 주기와 동등함) 유지된다. 이러한 홀드형 표시 방식에서는 동화상을 표시시켰을 때에, 신속한 화상 변화에 따라갈 수 없어 화상의 불선명이나 잔상 현상이 시인되는 화질 열화를 일으키는 경우가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 수직 동기 신호 Vsync에 동기시켜, 각 화소의 계조 데이터의 표시 기간을 1프레임 기간 내의 일정 기간으로 제한하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또한, 해당 방법을 실현하기 위해서, TFT-LCD의 화상 표시 영역을 조명하는 백 라이트 유닛 등의 조명 장치의 조명 영역을 해당 화상 표시 영역 내에서 복수로 분할하여, 각 분할 영역의 조명을 순차적으로 점멸시키도록 하여 각 분할 영역의 표시 기간(조명 기간)을 1프레임 기간 내의 일정 기간으로 제한하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 내지 특허 문헌 5 참조).
[제2 종래 기술]
보다 구체적으로는, 종래의 TFT-LCD용의 백 라이트 유닛의 광원에는 냉음극관(CCFL)이 이용되고 있으며, 이 냉음극관을 항상 점등시키면서 LCD의 표시 영역을 조명하고 있다. 냉음극관을 항상 점등 상태에서 동화상을 표시시키면, 예를 들면 16.7㎳의 프레임 기간(주기)에 계조 데이터를 재기입하여 동화상을 표시시키고자 한 경우, 액정 분자의 전계 강도 변화에 대한 응답 시간은 수십 ㎳이기 때문에, 액정 분자의 응답 완료 전에 다음의 계조 데이터가 기입되므로, 이 때문에 동화상 표시에 「불선명」이 일어난 것처럼 보이는 문제점이 생긴다.
또한, TFT-LCD에서는 임의의 프레임에서 기입된 계조 데이터는 다음 프레임에서 계조 데이터의 재기입이 될 때까지 유지되기 때문에, 추종시라고 불리는 인간 공학적 관점에 기초한 표시 불선명도 시인되기 때문에 동화상의 불선명의 정도가 커지는 문제가 있다.
상기 문제에 대해서는 비특허 문헌 1이나 비특허 문헌 2에 상세하게 설명되어 있다. 비특허 문헌 2에는 백 라이트 유닛의 냉음극관을 점멸시킴으로써 동화상 불선명을 개선하는 검토가 개시되어 있다.
그런데, 백 라이트 유닛의 냉음극관을 단순하게 점멸시키는 것만으로는, 이전 프레임의 잔상이 남아 이것이 화상 내의 이동체의 고스트로서 시인되게 된다. 특히 선분을 이동한 경우에는, 선분이 2중, 3중으로 보이는 잔상 현상으로 시인되어, 표시 품질을 현저히 저하시키는 원인이 되고 있다.
따라서, 이 고스트 대책으로서, 백 라이트 유닛을 복수 분할하여 계조 데이 터의 기입에 동기시켜 각 분할 영역의 광원을 점멸시키는 스캔 백라이트 방식이 제안되어 있다. 이를 실현하기 위해서, 형광관 등의 광원을 게이트 버스 라인(주사선)에 거의 평행하게 복수 배열하여, 복수의 분할 영역마다 광원을 순차적으로 점멸시키는 직하형(直下型) 백 라이트 유닛이 제안되어 있다.
도 74는 종래의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD에 이용되는 직하형 백라이트 유닛을 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면과, 해당 백 라이트 유닛으로부터의 조명광의 휘도 분포를 나타내고 있다. 도 74에서, TFT-LCD(1008)의 게이트 버스 라인(도시 생략)은 지면에 수직 방향으로 연장되어 있다. 또한, 1프레임의 표시 개시 라인은 도면 좌측의 「위(톱)」측에 있고, 최종 표시 라인은 도면 우측의 「아래(보텀)」측에 있다. 백 라이트 유닛(1000)은 도면의 「위」로부터 「아래」를 향하여 4분할되어 있다. 각 분할 영역은 단면 U자형의 램프 반사기(반사판)(1002)로 격리되고, 램프 반사기 내에는 게이트 버스 라인의 연장 방향으로 관축이 연장되는 냉음극관(1004)이 각각 배치되어 있다. 백 라이트 유닛(1000)의 광 사출구는 투과형 확산판(1006)을 사이에 두고 TFT-LCD(1008)의 표시 영역 이면에 배치되어 있다.
[제3 종래 기술]
최근, TFT-LCD(1008)의 대화면화 및 고휘도화가 진행되고 있지만, 백 라이트 유닛(1000)에 있어서도 발광관 개수를 늘려 발광 휘도의 향상을 도모할 필요가 생기고 있다.
또한, CRT에 대하여 TFT-LCD(1008)는 1프레임 동안, 광을 계속 출력하는 것 이 원인으로, 동화상 표시에 있어서 화상의 불선명이 발생하여, 임펄스 발광의 CRT보다 화질 성능이 뒤떨어진다(비특허 문헌 3). 이것을 대처하기 위해서, 특허 문헌 1에서 LCD의 임펄스화의 방법이 제안되고, 특허 문헌 2나 특허 문헌 6에서는 백 라이트 유닛(1000)을 1프레임 단위로 듀티(duty)(점멸) 구동시키고, 특허 문헌 7에서는 화상 데이터와 흑 기입을 교대로 행함으로써 임펄스화를 실현하는 기술이 제시되어 있다. 그러나, 단순히 듀티 구동하거나 흑 기입하기도 하면 광 출력 시간이 감소하여 표시의 휘도가 저하되므로, 동시에 백 라이트 유닛(1000)의 출력을 높일 필요가 생겼다.
[제4 종래 기술]
또한, 스캔형 또는 점멸형의 면 조명 장치 및 액정 표시 장치에서는 광원으로서 냉음극관이나 LED가 이용되고 있지만, 동화상의 품질 향상(윤곽의 흐려져 저감)을 위해서, 주파수 60㎐에서 점등과 소등을 반복하는 듀티 구동을 행하고 있다.
[제5 종래 기술]
도 75는 종래의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD에 이용되는 직하형 백라이트 유닛을 표시 영역 측에서 바라본 구성을 나타내고 있다. 도 75에 도시한 바와 같이 백 라이트 유닛(1000)은 도 75의 상측으로부터 하측을 향하여 4분할되어 있다. 각 분할 영역(1010∼1013)은 단면 U자형의 램프 반사기(반사판)(1002)(도 75에서는 도시 생략)로 격리되어 있다. 램프 반사기(1002) 내에는 TFT-LCD(1008)(도 75에서는 도시 생략)의 게이트 버스 라인의 연장 방향으로 관축이 연장되는 냉음극관(1004)이 각각 배치되어 있다. 백 라이트 유닛(1000)의 광 사출구는 투과형 확산판(1006)을 통하여 TFT-LCD(1008)의 표시 영역 이면에 배치되어 있다. 스캔형의 조명 장치로서는 이 직하형이 주류이다.
도 76은 다른 스캔형의 조명 장치로서, 사이드 라이트형 백 라이트 유닛의 구성을 나타내고 있다. 도 76에 도시한 바와 같이 백 라이트 유닛(1000)의 각 분할 영역(1010∼1013)은 상호 광학적으로 분리되어 면 내에 배열된 도광판(1020)을 각각 갖고 있다. 각 도광판(1020∼1023)의 양측 단부면에는 LED(1022) 등의 점 형상 광원이 각각 하나씩 배치되어 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특개평9-325715호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특개평11-202285호 공보
[특허 문헌 3]
일본 특개평11-202286호 공보
[특허 문헌 4]
일본 특개2000-321551호 공보
[특허 문헌 5]
일본 특개2001-125066호 공보
[특허 문헌 6]
일본 특개평5-303078호 공보
[특허 문헌 7]
일본 특개2001-184034호 공보
[특허 문헌 8]
일본 특개2000-194312호 공보
[비특허 문헌 1]
텔레비전 화상 정보 공학 핸드북 오옴사 P.70∼71
[비특허 문헌 2]
ASIA Display/IDW'01 P.1779-1780, 1781-1782
[비특허 문헌 3]
구리따 다이이찌로우(栗田泰市郎), 「홀드형 디스플레이의 표시 방식과 동화상 표시에 있어서의 화질」, 제1회 LCD 포럼 예고(豫告)
[비특허 문헌 4]
J. Hirakata et. al.: "High Quality TFT-LCD System for Moving Picture", SID 2002 Digest, p.1284-1287(2002)
[비특허 문헌 5]
D. Sasaki et. al.: "Motion Picture Simulation for Designing High-Picture-Quality Hold-Type Displays", SID 2002 Digest, p.926-929(2002)
[비특허 문헌 6]
K. Sekiya et. al.: "Eye-Trace Integration Effect on The Perception of Moving Pictures and A New Possibility for Reducing Blur on Hold-Type Displays", SID 2002 Digest, p.930-933(2002)
[비특허 문헌 7]
H. Ohtsuki et. al.: "18.1-inch XGA TFT-LCD with Wide Color Reproduction using High Power LED Backlighting", SID 2002 Digest, p.1154-1157(2002)
[비특허 문헌 8]
Gerald Harbers, 외 2명, "LED Backlighting for LCD-HDTV, [online], 인터넷 <URL:http://www.lumileds. com/pdfs/techpaperspres/IDMC_Paper.pdf>
[제1 종래 기술의 과제]
그런데, 제1 종래 기술인 경우, 조명 광원을 단순하게 점멸시키는 것으로는 표시 휘도의 저하가 현저하고, 저휘도로 화질이 낮은 LCD가 된다고 하는 문제가 생긴다. 예를 들면, 표시 영역을 5개의 분할 영역으로 분할하여 1프레임 내를 순차적으로 20%씩 조명하도록 한 경우에는, 1프레임 기간에서는 100% 조명 시의 1/5의 저휘도가 된다. 한편, 각 분할 영역에서의 점등 시간을 길게 하면 휘도는 상승하기는 하나 움직임 불선명 등의 화질 열화가 현저해진다는 문제가 생긴다.
[제2 종래 기술의 과제]
그런데, 제2 종래 기술의 도 74를 이용하여 설명한 직하형 백 라이트 유닛(1000)은 냉음극관(1004)이 TFT-LCD(1000)의 이면에 근접 배치되므로, 도 74 상단에 도시한 바와 같이 휘도 불균일을 일으키기 쉽다는 결점을 갖고 있다. 도 74 상단의 횡축은 TFT-LCD(1008)의 표시 영역 이면에서의 위치를 나타내고, 종축은 휘도를 나타내고 있다. 직하형 백 라이트 유닛(1000)은 도 74 상단의 휘도 분포 곡선에 도시한 바와 같이 냉음극관(1004) 바로 윗쪽과, 인접하는 냉음극관(1004)끼리의 경계에서 휘도 차가 생기기 쉽고, 이에 따라 휘도 불균일이 발생되기 쉽다고 하는 결점을 갖고 있다. 이 휘도 차를 느끼기 어렵게 하는 방법으로서, 투과형 확산판(1006)과 TFT-LCD(1008)와의 간극을 넓혀 조명광을 확산하여 혼합하거나, 투과형 확산판(1006)의 확산도를 높여, 냉음극관(1004) 바로 윗쪽으로 출사되는 광을 보다 확산시켜 균일하게 하거나 하는 방법이 채용되어 왔다. 그러나, 전자는 장치 두께가 증대되고, 후자에서는 확산광이 냉음극관에 재차 입사하여 흡수되어 광량이 저하되는 문제를 갖고 있다.
[제3 종래 기술의 과제]
상기 제3 종래 기술과 같이, 백 라이트 유닛(1000)의 냉음극관(1004)의 발광 휘도를 높여 고휘도화를 행하면 전력 증가나 비용 증가가 된다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 화면의 평균 휘도가 낮은 화상이 표시되는 경우라도, 냉음극관(1004)의 발광 휘도는 높은 상태이므로, TFT-LCD(1008)의 온도가 상승한다. 이 온도 상승을 억제하기 위한 냉각 구조도 개조가 필요하고, 경우에 따라서는 TFT-LCD(1008)의 장치 체적이 증가한다고 하는 문제가 생긴다.
[제4 종래 기술의 과제]
냉음극관이나 LED는 발광시키기 위해서 흘리는 전류나 공급 전력에 제한이 있기 때문에, 듀티 구동에서는 휘도를 높게 할 수 없다고 하는 문제가 생기고 있다. 즉, 공급하는 전류를 증가시키기 위해서는 냉음극관의 안정기가 대형화된다. 이 때문에, 안정기는 무겁고, 두껍고, 값이 비싸게 된다. 또한, 전류 증가에 따라 구동 전압이 높아지고, 냉음극관의 전광 변환 효율이 저하됨과 함께 수명이 짧아진다는 문제를 갖고 있다. 또한, 예를 들면 노트 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 전자 기기의 표시 장치에서는, 공급 전력에 대하여 엄격한 제한이 가해지고 있다. LED 등 고체 발광형의 광원에 있어서도, 전류 증가에 의해 전광 변환 효율이 저하됨과 함께 수명이 짧아진다고 하는 문제가 생긴다.
[제5 종래 기술의 과제]
제5 종래 기술의 도 75를 이용하여 설명한 직하형 백 라이트 유닛(1000)은 냉음극관(1004)이 TFT-LCD(1008)의 이면에 근접 배치되므로, 휘도 분포가 불균일하게 되기 쉽고, 표시 상의 휘도 불균일이 발생하기 쉽다고 하는 결점을 갖고 있다.
또한, 제4 종래 기술의 도 76을 이용하여 설명한 사이드 라이트형 백 라이트 유닛(1000)은 발광량이 비교적 크고 길이가 긴 냉음극관(1004) 등의 광원을 이용할 수 없기 때문에, 휘도가 낮다고 하는 문제를 갖고 있다.
본 발명의 목적은 표시 휘도 저하를 억제하면서 동화상 표시에 있어서의 움직임 불선명이나 잔상을 감소시킬 수 있는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 소비 전력을 억제할 수 있고, 장치를 소형이며 경량으로, 또한 긴 수명으로 할 수 있는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치의 표시 영역을 조명하는 조명 장치에 있어서, 발광 휘도를 변화시킬 수 있는 적어도 1개의 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 사출하는 적어도 1개의 발광 영역과, 상기 발광 영역을 소정의 최대 휘도로 발광시키는 최대 점등 상태와, 상기 최대 휘도보다 낮은 소정의 중간 휘도로 발광시키는 중간 점등 상태를 전환하는 광원 제어계를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치에 의해 달성된다.
[제1 실시 형태]
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다. 우선, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 표시 장치의 예로서 TFT-LCD(1)를 패널 표시면 측에서 바라본 모식적 상태를 나타내고 있다. LCD 패널(2)은 TFT(4)가 형성된 어레이 기판(도시 생략)과 공통 전극 Ce가 형성된 대향 기판(도시 생략)과의 2매의 유리 기판 사이에 액정 lc가 봉입되어 있다. 도시한 LCD 패널(2) 내에는 1화소의 등가 회로가 도시되어 있다. 어레이 기판 위에는, 예를 들면 도면 좌우 방향으로 연장되는 게이트 버스 라인(6)이 상하 방향으로 평행하게 복수 형성되어 있다. 도시하지 않은 절연막을 사이에 두고 도면 상하 방향으로 연장되는 데이터 버스 라인(8)이 좌우 방향으로 평행하게 복수 형성되어 있다. 이와 같이 종횡으로 형성된 게이트 버스 라인(6)과 데이터 버스 라인(8)에 의해 획정된 매트릭스 형상의 복수의 영역의 각각이 화소 영역이 된다. 각 화소 영역에는 화소 전극(10)이 형성되어 있다.
각 화소 영역의 게이트 버스 라인(6)과 데이터 버스 라인(8)과의 교차점 근 방에는 TFT(4)가 형성되고, TFT(4)의 게이트 전극 G는 게이트 버스 라인(6)에 접속되고, 드레인 전극 D는 데이터 버스 라인(8)에 각각 접속되어 있다. 또한, 소스 전극 S는 화소 전극(10)에 접속되어 있다. 게이트 버스 라인(6)은 게이트 드라이버(12)에 의해 구동되고, 데이터 버스 라인(6)은 데이터 드라이버(14)에 의해 구동된다. 데이터 드라이버(14)로부터 각 데이터 버스 라인(8)에 대하여 계조 전압(계조 데이터)이 출력되고, 어느 하나의 게이트 버스 라인(6)에 게이트 신호(게이트 펄스)가 출력되면, 해당 게이트 버스 라인(6)에 게이트 전극 G가 접속된 일련의 TFT(4)가 온 상태로 된다. 이들의 TFT(4)의 소스 전극 S에 접속된 화소 전극(10)에 계조 전압이 인가되어, 대향 기판측에 형성된 공통 전극 Ce와의 사이에서 액정 lc가 구동된다. 또한, 각 화소에는 화소 전극(10) 및 공통 전극 Ce와 액정 lc로 액정 용량 Clc가 형성되지만, 해당 액정 용량 Clc에 병렬로 축적 용량 Cs도 형성되어 있다.
TFT-LCD(1)는 PC(퍼스널 컴퓨터) 등의 시스템측으로부터 출력된 클럭 CLK 및 데이터 인에이블 신호 Enab 및 계조 데이터 Data 등이 입력되는 제어 회로(16)를 구비하고 있다.
게이트 드라이버(12)는, 예를 들면 시프트 레지스터를 구비하고 있으며, 제어 회로(16) 내의 게이트 드라이버 제어부(18)로부터 래치 펄스 신호 LP를 수취하여, 표시 개시 라인으로부터 순차적으로 게이트 펄스를 출력하여 선 순차 구동을 하도록 되어 있다.
또한, 제어 회로(16)는 표시 데이터 변환 회로(20)를 포함하고 있다. 표시 데이터 변환 회로(20)는, 예를 들면 표시해야 할 계조 데이터 Data와 그 이전의 계조 데이터 Data를 비교하여, 소정의 임계값을 초과하여 데이터값이 변화하면, 표시해야 할 계조 데이터 Data에 소정의 가중치 부여 처리 등을 실시하여 데이터 드라이버(14)에 계조 데이터 Data를 출력하는 기능을 갖고 있다.
또한, 제어 회로(16)는 LCD 채널(2)의 화상 표시 영역을 조명하는 조명 장치(24)를 제어하는 광원 제어부(22)를 포함하고 있다. 본 실시 형태의 조명 장치(24)는 일례로서, 직하형 백 라이트 유닛을 이용하고 있다. 본 예의 직하형 백 라이트 유닛은 복수(본 예에서는 4개)로 분할된 발광 영역(25∼28)을 갖고, LCD 패널(2)을 표시 영역 이면으로부터 조명할 수 있도록 배치되어 있다. 1프레임 중의 게이트 버스 라인 수를 L로 하면, 제1 발광 영역(25)은 표시 개시 라인인 제1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제L/4번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고 있다. 마찬가지로, 제2 발광 영역(26)은 제L/4+1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제2L/4번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고, 제3 발광 영역(27)은 제2L/4+1번째의 게이트 버스 라인(6)으로부터 제3L/4번째의 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고, 제4 발광 영역(28)은 제3L/4+1번째의 게이트 버스 라인(6)으로부터 제L번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고 있다.
각 발광 영역(25∼28)은 LCD 패널(2) 이면측이 게이트 버스 라인(6)의 연장 방향에 거의 평행한 광 사출용 개구가 형성되고, 그 이외에는 반사판 등으로 둘러싸인 구조로 되어 있다. 각 발광 영역(25∼28)의 반사판으로 둘러싸인 영역 내에는 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 휘도를 바꿀 수 있는, 예를 들면 막대 형상 의 냉음극관(30∼33)이 각각 관축 방향을 게이트 버스 라인(6)의 연장 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 각 냉음극관(30∼33)에는 각각 광원 전원 회로(35∼38)로부터 소정의 구동 전류가 흐르게 되어 있다. 광원 전원 회로(35∼38)는 제어 회로(16)의 광원 제어부(22)로부터의 전류 제어 신호에 기초하여, 적어도 3단계의 발광 상태를 각 냉음극관(30∼33)의 각각에 제공할 수 있게 되어 있다. 여기서, 제1 단계의 발광 상태는 소등 상태 S1이고, 제2 단계의 발광 상태는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2이고, 제3 발광 상태는 제2 단계의 발광 상태의 거의 절반의 휘도가 얻어지는 중간 점등 상태 S3이다. 단, 최대 점등 휘도란 냉음극관(30∼33)의 사양으로서 사출 가능한 최고 휘도를 반드시 의미하는 것은 아니고, 광원 전원 회로(35∼38)에 의해 조정된 휘도 범위 내에서의 최고 휘도도 포함된다. 적어도 광원 제어부(22) 및 광원 전원 회로(35∼38)를 포함하여 광원 제어계가 구성되어 있다.
제어 회로(16)의 광원 제어부(22)는 게이트 드라이버 제어부(18)로부터 게이트 드라이버(12)에 출력되는 래치 펄스 신호 LP에 동기하여, 각 광원 전원 회로(35∼38)에 대하여 발광 제어 신호를 출력하도록 되어 있다. 각 광원 전원 회로(35∼38)는 입력된 발광 제어 신호에 기초하여, 냉음극관(30∼33)의 발광 상태를 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발광 상태 S1∼S3으로 전환하여, LCD 패널(2)을 표시 영역 이면으로부터 조명한다.
도 2는 래치 펄스 신호 LP의 입력에 동기하여 게이트 드라이버(12)로부터 각 게이트 버스 라인(6)에 출력되는 게이트 펄스 GP의 출력 타이밍과 각 발광 영역(25 ∼28)의 발광 휘도 B(25)∼B(28)를 나타내고 있다. 가로 방향은 시간을 나타내고 있다. 여기서, 상술한 바와 같이 표시 영역에 L개의 게이트 버스 라인(6)이 있는 것으로 하여, 표시 개시 라인으로부터 순서대로 라인 번호 GL(1), GL(2), …, GL(L-1), GL(L)를 붙인다.
광원 제어부(22)는 표시 개시 라인인 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력시키기 위한 래치 펄스 LP에 동기하여, 광원 전원 회로(35)에 대하여 냉음극관(30)에 흘리는 전류를 제어하는 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 따라 광원 전원 회로(35)로부터 냉음극관(30)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 최대 점등 휘도의 거의 1/2의 중간 점등 상태 S3이 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 중간 점등 상태 S3으로 유지된다.
광원 제어부(22)는 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력하는 래피 펄스 LP가 출력되면 그에 동기하여 광원 전원 회로(35)에 소정의 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 광원 전원 회로(35)로부터 냉음극관(30)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2가 된다. 그 후, 1프레임 기간 f가 완료하여 다음의 프레임 기간 f가 개시되어 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 최대 점등 상태 S2로 유지된다. 다음 프레임 기간 f가 개시할 때마다 상기 동작은 반복된다.
이 조명 동작에 의해, 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 1프레임 기간 f의 종료 전 1/4프레임 기간에만 최대 점등 상태 S2가 되어, 1프레임(표시 영역)의 선두로부터 1/4프레임분을 최대 휘도로 조명한다. 그 이외의 1프레임 기간 f의 개시로부터 3/4프레임 시점까지는 발광 영역(25)의 발광 휘도 B(25)는 중간 점등 상태 S3을 유지하여 1프레임의 선두로부터 1/4프레임분을 중간 휘도로 조명한다.
다음으로, 발광 영역(26)에 주목하면, 광원 제어부(22)는 표시 개시 라인으로부터 1/4프레임분 이동한 게이트 버스 라인 GL(L/4+1)에 게이트 펄스 GP(L/4+1)를 출력시키기 위한 래치 펄스 LP에 동기하여, 광원 전원 회로(36)에 대하여 냉음극관(31)에 흘리는 전류를 제어하는 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 따라, 광원 전원 회로(36)로부터 냉음극관(31)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 최대 점등 휘도의 거의 1/2의 중간 점등 상태 S3이 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 중간 점등 상태 S3으로 유지된다.
광원 제어부(22)는 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력되면 그에 동기하여 광원 전원 회로(36)에 소정의 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 광원 전원 회로(36)로부터 냉음극관(31)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2가 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(L/4+1)에 게이트 펄스 GP(L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 최대 점등 상태 S2로 유지된다. 상기 동작은 프레임 기간 f의 주기로 반 복된다.
이 조명 동작에 의해, 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 1프레임 기간 f의 선두 1/4프레임 기간에만 최대 점등 상태 S2가 되어, 해당 기간 중에만 1프레임의 선두 1/4로부터 1/2까지의 영역의 1/4프레임분을 최대 휘도로 조명한다. 그 이외의 기간에서는 발광 영역(26)의 발광 휘도 B(26)는 중간 점등 상태 S3을 유지하여 1프레임의 선두 1/4로부터 1/2까지의 영역의 1/4프레임분을 중간 휘도로 조명한다.
다음으로, 발광 영역(27)에 주목하면, 광원 제어부(22)는 표시 개시 라인으로부터 1/2프레임분 이동한 게이트 버스 라인 GL(2L/4+1)에 게이트 펄스 GP(2 L/4+1)를 출력시키기 위한 래치 펄스 LP에 동기하여, 광원 전원 회로(37)에 대하여 냉음극관(32)에 흘리는 전류를 제어하는 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 따라 광원 전원 회로(37)로부터 냉음극관(32)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 최대 점등 휘도의 거의 1/2의 중간 점등 상태 S3이 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(L/4+1)에 게이트 펄스 GP(L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 중간 점등 상태 S3으로 유지된다.
광원 제어부(22)는 게이트 버스 라인 GL(L/4+1)에 게이트 펄스 GP(L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력되면 그에 동기하여 광원 전원 회로(37)에 소정의 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 광원 전원 회로(37)로부터 냉음극관(32)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2가 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(2L/4+1)에 게이트 펄스 GP(2L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 최대 점등 상태 S2로 유지된다. 상기 동작은 프레임 기간 f의 주기로 반복된다.
이 조명 동작에 의해, 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 1프레임 기간 f의 선두로부터 1/4 내지 1/2까지의 1/4프레임 기간에만 최대 점등 상태 S2가 되어, 해당 기간 중에만 1프레임의 1/2로부터 3/4까지의 영역의 1/4프레임분을 최대 휘도로 조명한다. 그 이외의 기간에서는 발광 영역(27)의 발광 휘도 B(27)는 중간 점등 상태 S3을 유지하여 1프레임의 선두 1/2로부터 3/4까지의 영역의 1/4프레임분을 중간 휘도로 조명한다.
마찬가지로 하여, 발광 영역(28)에서는 광원 제어부(22)는 표시 개시 라인으로부터 3/4프레임분 이동한 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력시키기 위한 래치 펄스 LP에 동기하여, 광원 전원 회로(38)에 대하여 냉음극관(33)에 흘리는 전류를 제어하는 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 따라, 광원 전원 회로(38)로부터 냉음극관(33)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 최대 점등 휘도의 거의 1/2의 중간 점등 상태 S3이 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(2L/4+1)에 게이트 펄스 GP(2L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 중간 점등 상태 S3으로 유지된다.
광원 제어부(22)는 게이트 버스 라인 GL(2L/4+1)에 게이트 펄스 GP(2L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력되면 그에 동기하여 광원 전원 회로(38)에 소정의 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 광원 전원 회로(38)로부터 냉음극관(33)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2가 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 최대 점등 상태 S2로 유지된다. 상기 동작은 프레임 기간 f의 주기로 반복된다.
이 조명 동작에 의해, 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 1프레임 기간 f의 1/2 내지 3/4까지의 1/4프레임 기간에만 최대 점등 상태 S2가 되어, 해당 기간 중에만 1프레임의 최하단 1/4의 영역을 최대 휘도로 조명한다. 그 이외의 기간에서는 발광 영역(28)의 발광 휘도 B(28)는 중간 점등 상태 S3을 유지하여 1프레임의 최하단의 1/4프레임분을 중간 휘도로 조명한다.
이상 설명한 점등 동작에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이 표시 영역 전체가 중간 휘도로 조명되고, 표시 영역을 게이트 버스 라인(6)에 평행한 띠 형상으로 세로 일렬로 4분할된 영역의 발광 휘도가 시계열로 순차적으로 최대가 되는 조명이 얻어진다.
본 실시의 형태에 따르면, 항상 최대 점등 휘도로 구동하는 종래의 홀드형의 조명 장치의 휘도에 대하여 5/8배(=1/4A+3/4×1/2A A: 최대 점등 휘도)의 휘도로, 휘도 저하를 충분히 억제하여 동화상 대응의 표시를 실현할 수 있다. 또한, 종래의 동화상 대응의 스캔형 조명 장치는 종래의 홀드형 조명 장치에 대하여 1/4배의 휘도가 되므로, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치에 따르면, 종래의 스캔형 조명 장치의 2.5배의 고휘도로의 표시를 실현할 수 있다.
본 실시의 형태에서는 1프레임 기간 f(예를 들면, 16.7㎳)에 대하여 1/4 주기에만 최대 점등 휘도로 조명하는 동작예를 나타내었지만, 최대 점등 휘도로의 조명 기간을 길게 할 수도 있고, 그에 따라 고휘도화를 한층 도모할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는 중간 점등 상태 S3에서의 중간 휘도를 최대 점등 휘도의 거의 1/2로 설정하여 설명하였지만, 그 이외의 중간 휘도 레벨로 하는 것도 물론 가능하다.
도 3은 최대 점등 휘도로의 조명 기간 및 중간 휘도 레벨을 변화시켜, 도 1에 도시한 TFT-LCD(1)의 표시 영역에 동화상을 표시시켰을 때의 표시 품질을 복수의 관찰자에 의한 주관적 평가로서 그래프화한 것이다.
도 3에서, 횡축은 최대 점등 상태 S2의 1프레임 기간 f에 대한 비율(%)을 나타내고 있으며, 종축은 1∼5단계의 평가점에 의한 평가를 나타내고 있다. 평가점 1은 동화상 표시에 있어서의 동화상 불선명이나 잔상 등이 「매우 방해가 된다」인 경우를 나타내고, 평가점 2는 이들이 「방해가 된다」인 경우를 나타내고 있다. 평가점 3은 동화상 불선명 등이 「신경쓰이나 참을 수 있다」인 경우이고, 평가점 4은 「차이는 알지만 참을 수 있다」인 경우이고, 평가점 5는 「정지 화상과 동등한 우수한 화질」인 경우이다.
도 3에서, ○ 표시를 연결한 직선(A)은 중간 점등 상태 S3의 휘도 레벨이 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨과 동일한 경우를 나타내고 있다. 따라서, 최대 점등 상태 S2의 1프레임 기간 f에 대한 비율(이하, 「최대 점등 상태 S2의 비율」이라고 약칭함) 여하에 관계없이, 1프레임 기간 f의 전역에서 최대 휘도 레벨로 조명된다. 즉, 홀드형 구동과 동등한 표시이고, 따라서 동화상 불선명이나 잔상이 매우 방해가 되는 화상 품질이고, 평가점은 1이 된다.
도 3에서, ×표시를 연결한 절선(B)은 중간 점등 상태 S3의 휘도 레벨이 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨의 거의 1/2인 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 4로 되어 있다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3이 얻어지고 있다.
도 3에서, ▲ 표시를 연결한 절선(C)은 중간 점등 상태 S3의 휘도 레벨이 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨의 30%인 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 5 근방으로 되어 있다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3이 얻어지고 있다.
도 3에서, ■ 표시를 연결한 절선(D)은 중간 점등 상태 S3의 휘도 레벨이 0(제로)으로, 최대 점등 상태 S2 이외에는 소등 상태 S1이 되는 경우를 나타내고 있다. 이는 종래의 스캔형 LCD의 조명 방법과 동일하다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 5 근방으로 된다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3 이상이 얻어지고 있다.
도 3에서, 중간 점등 상태 S3을 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨의 30% 정도로 해도, 절선(D)으로 나타내는 종래의 스캔형 LCD에 대하여 손색이 없는 표시 품질이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 중간 점등 상태 S3이 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨의 50% 정도까지이면 허용 범위라고 볼 수 있다.
또한, 최대 점등 상태 S2에서의 조명 시간은 1프레임 기간 f의 30% 이하이면 동화상 불선명이나 잔상이 거의 일어나지 않고, 50%까지는 허용 범위라고 볼 수 있다.
또, 본 실시의 형태에서는 화소 전극(10)에의 계조 데이터 Data의 기입 후 f/2 내지 3f/4 경과한 시점에서 해당 화소가 최대 휘도로 조명되도록 하고 있다. 이것은 액정 lc 중의 액정 분자의 전계 강도 변화에 대한 응답 시간을 고려한 것이고, 고속 응답 가능한 액정 재료를 이용하면, 예를 들면 계조 데이터 Data의 기입 후 f/4 내지 f/2 경과한 시점에서 해당 화소를 최대 휘도로 조명하도록 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치(24)는 게이트 펄스 GP의 출력 제어 신호(래치 펄스 LP)에 동기하여, 최대 점등 상태 S2와 중간 점등 상태 S3을 전환하는 점에 특징을 갖고 있다.
또한, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치(24)에서는 게이트 버스 라인(6)에 게이트 펄스 GP가 출력되고, 해당 게이트 버스 라인(6)에 접속되어 있는 TFT(4)가 온 상태로 되어 화소 전극(10)에 계조 데이터 Data가 기입되고, 이에 따라 액정 lc의 액정 분자가 원하는 경사각까지 경사 동작을 하고 있는 동안에는 중간 점등 상태 S3으로 유지하여, 대강 액정 분자의 경사 응답이 완료할 때에 최대 점등 상태 S2로 하도록 제어하고 있다. 이렇게 함에 따라, 최대 점등 상태 S2가 단시간일수록 움직임 불선명 등의 화질 열화를 개선할 수 있지만, 상태 S2 이외를 소등 상태 S1로 유지하고 있기 때문에 표시 화면이 저휘도로 되는 종래의 스캔형 LCD가 갖는 과제를 해결할 수 있다. 본 조명 장치(24)에서는 최대 점등 상태 S2가 단시간이라도, 중간 점등 상태 S3에 의해 소정의 중간 휘도 레벨로 조명이 계속되므로, 휘도 저하를 적게 할 수 있다.
본 조명 장치(24)를 이용하여 움직임 불선명 등의 화질 열화가 억제되는 것은 그 조명 방법이 인간의 눈이 변화를 강조하여 느낀다고 하는 인간 공학적 특징을 교묘히 이용하고 있는 것에 따른다. 즉, 중간 점등 상태 S3으로부터 최대 점등 상태 S2로 변화한 순간의 영상을 인간의 눈이 감지하여, 망막에 새긴다. 이 영상인식 동작이 1프레임마다 행해져 움직임 불선명이나 잔상의 시인을 방지한다. 한편, 인간은 망막에의 입사광의 적분값을 휘도로서 느끼기 때문에, 중간 점등 상태 S3에서의 광량과 최대 점등 상태 S2에서의 광량의 평균이 TFT-LCD(1)의 표시 영역의 휘도가 된다.
본 실시의 형태를 적용함으로써, 고휘도로, 움직임 불선명이 없는 액정 표시 장치를 간단하고 얇은 구조로 실현할 수 있고, 표시 품질의 개선이나, 장치의 저비용화 또는 소형화에 공헌할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 1프레임을 4분할한 스캔형 조명 장치를 설명하였지만, 1프레임을 N분할(N은 1이상의 정수)한 어느 경우에 대해서도 상기 실시 형태의 구성 및 방법을 적용 가능하다. 예를 들면, N=1인 경우에는 LCD 패널(2)의 표시 영역의 전체 화소에 계조 데이터 Data를 기입하는 동안에는 중간 점등 상태 S3으로 전체를 조명하고, 최종 라인의 화소 기입 후에 소정의 액정 응답 시간 경과 후에 최대 점등 상태 S2로 전체를 조명하도록 한다. 최대 점등 상태 S2는, 예를 들면 수직 블랭킹 기간에 실현한다. 이렇게 하면, 1개의 냉음극관(광원)을 이용하여, 휘도 저하를 억제하면서 동화상 불선명이나 잔상을 저감시킨 TFT-LCD를 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 직하형 백 라이트 유닛을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 도광판의 단부에 광원을 배치한 사이드 라이트형 백 라이트 유닛에 본 실시 형태의 구성과 방법을 적용해도 되는 것은 물론이다.
또, 본 실시의 형태에 이용한 조명 장치(24)에 있어서의 조명 구동 방법은, 예를 들면 자발광형의 평면 표시 장치인 EL(일렉트로 루미네센스) 표시 장치(유기 EL 소자나 무기 EL 소자를 이용하는 것)의 구동 방법에 적용해도 되는 것은 물론이다.
[제2 실시 형태]
본 발명의 제2 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한다. 우선, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성에 대하여 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. 도 4는 본 실시의 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있다. 도 4에 도시한 TFT-LCD(1)는 도 1을 이용하여 설명한 제1 실시 형태의 TFT-LCD(1)와 동일하고, 동일한 작용 기능을 발휘하는 구성 요소에는 도 1과 동일한 부호를 병기하여 그 설명은 생략한다. 도 5의 (a)는 도 4의 A-A선으로 절단한 단면으로서, 본 실시 형태의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD(1)에 이용되는 조명 장치(사이드 라이트형 백 라이트 유닛)(40)를 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면을 나타내고 있다. 도 5의 (b)는 조명 장치(40)로부터의 조명광의 TFT-LCD(1)의 표시 영역 이면측에서의 휘도 분포를 나타내고 있다.
본 실시 형태의 조명 장치(40)는 내부 도광한 광을 외부로 사출하는 구조를 갖는 도광판의 단부를 따라 냉음극관이 배치된 사이드 라이트형 백 라이트 유닛이다. 본 예의 사이드 라이트형 백 라이트 유닛은 복수(본 예에서는 4개)로 분할된 발광 영역(41∼43)을 포함하고, LCD 패널(2)을 표시 영역 이면으로부터 조명할 수 있도록 배치되어 있다.
1프레임 내의 게이트 버스 라인 수를 L로 하면, 제1 발광 영역(41)은 표시 개시 라인인 제1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제L/4번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고 있다. 마찬가지로, 제2 발광 영역(42)은 제L/4+1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제2L/4번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고, 제3 발광 영역(43)은 제2L/4+1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제3L/4번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고, 제4 발광 영역(44)은 제3L/4+1번째 게이트 버스 라인(6)으로부터 제L번째 게이트 버스 라인(6)까지를 조명 범위로 하고 있다.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 TFT-LCD(1) 이면에 대면하는 측의 거의 동일면 내에 2매의 도광판(51, 52)이 배치되어 있다. 도광판(51)은 제1 및 제2 발광 영역(41, 42)에 배치되고, 도광판(52)은 제3 및 제4 발광 영역(43, 44)에 배치되어 있다. 도광판(51)의 도광판(52)과 대면하는 단부와 대향하는 단부에는 냉음극관(46)이 배치되고, 도광판(52)의 도광판(51)과 대면하는 단부와 대향하는 단부에는 냉음극관(47)이 배치되어 있다.
또한, 제1 발광 영역(41)으로서 도광판(51)의 TFT-LCD(1)측과 반대측의 면에 인접하여 도광판(50)이 배치되어 있다. 도광판(50)의 일단부에는 냉음극관(45)이 배치되어 있다. 제4 발광 영역(44)으로서 도광판(52)의 TFT-LCD(1)측과 반대측의 면에 인접하여 도광판(53)이 배치되어 있다. 도광판(53)의 일단부에는 냉음극관(48)이 배치되어 있다. 냉음극관(45∼48)은, 예를 들면 직선 막대 형상으로 형성되어 있다. 또한, 냉음극관(45∼48)은 공급되는 전류를 제어함으로써 발광 휘도를 바꿀 수 있게 되어 있다.
각 냉음극관(45∼48)에는 각각 광원 전원 회로(35∼38)로부터 소정의 구동 전류가 흐르게 되어 있다. 광원 전원 회로(35∼38)는 제어 회로(16)의 광원 제어부(22)로부터의 전류 제어 신호에 기초하여, 적어도 3단계의 발광 상태를 각 냉음극관(45∼48)의 각각에 제공할 수 있게 되어 있다. 여기서, 제1 단계의 발광 상태는 소등 상태 S1이고, 제2 단계의 발광 상태는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점 등 상태 S2이고, 제3 발광 상태는 제2 단계의 발광 상태의 거의 절반의 휘도가 얻어지는 중간 점등 상태 S3이다. 여기서, 최대 점등 휘도란 냉음극관(45∼48)의 사양으로서 사출 가능한 최고 휘도를 반드시 의미하는 것은 아니고, 광원 전원 회로(35∼38)에 의해 조정된 휘도 범위 내에서의 최고 휘도도 포함된다.
이상 설명한 본 실시의 형태에 따른 조명 장치(40)는 도광판(도광 부재)(50)과 그 단부에 배치된 냉음극관(45)을 구비하여 일면으로부터 광을 사출하는 광원 유닛(50, 45)과, 도광판(51)과 그 단부에 배치된 냉음극관(46)을 구비한 광원 유닛(51, 46)을 적층한 구조로 되어 있다. 또한, 조명 장치(40)는 도광판(53)과 그 단부에 배치된 냉음극관(48)을 구비하여 일면으로부터 광을 사출하는 광원 유닛(53, 48)과, 도광판(52)과 그 단부에 배치된 냉음극관(47)을 구비한 광원 유닛(52, 47)을 적층한 구조로 되어 있다. 또한, 조명 장치(40)는 광원 유닛(51, 46)과, 광원 유닛(52, 47)을 동일 평면 상에 배치한 구조로 되어 있다. 또한, 광원 유닛(50, 45)과, 광원 유닛(53, 48)을 동일 평면 상에 배치한 구조로 되어 있다.
각 발광 영역(41∼44)은 LCD 패널(2) 이면측에 광 사출용 개구가 형성되고, 그 이외에는 확산 반사판(55)으로 둘러싸인 구조로 되어 있다. TFT-LCD(1) 이면과 조명 장치(40)의 광 사출용 개구와의 사이에는 확산 시트(60) 등이 배치되어 있다. 제1 발광 영역(41)의 도광판(50) 이면과, 제2 발광 영역(42)의 도광판(51) 이면, 및 제3 발광 영역(43)의 도광판(52) 이면과, 제4 발광 영역(44)의 도광판(53) 이면에는 각각 광 추출 구조(56∼59)로서, 예를 들면 광 산란 패턴이 인쇄되어 있다. 제1 발광 영역(41)의 도광판(51) 이면과, 제4 발광 영역(44)의 도광판(52) 이면에는 광 추출 구조는 형성되어 있지 않다.
이 광 추출 구조(56, 57)의 배치에 의해, 냉음극관(45)으로부터의 광의 대부분은 광 추출 구조(56)에 의해 산란하면서 도광판(50) 내를 도광하고, 도광판(51)의 제1 발광 영역(41) 부분을 투과하여 제1 발광 영역(41)으로부터 사출된다. 이 때, 일부의 광은 도광판(51)을 도광하여 광 추출 구조(57)에 의해 산란되어 제2 발광 영역(42)으로부터 사출된다. 또한, 일부의 광은 도광판(51)으로부터 도광판(52, 53)에 도광하여 광 추출 구조(58, 59)에 의해 산란되고, 제3 및 제4 발광 영역(43, 44)으로부터 사출된다. 즉, 냉음극관(45)으로부터의 대부분의 광은 제1 발광 영역(41)의 조명에 이용되고, 나머지가 제2 내지 제4 발광 영역(42∼44)의 조명에 이용된다.
마찬가지로 하여, 냉음극관(46)으로부터의 광의 대부분은 도광판(51) 내를 도광하여 광 추출 구조(57)에 의해 산란하면서 제2 발광 영역(42)으로부터 사출된다. 이 때, 일부의 광은 도광판(50, 52, 53)에 도광하여 광 추출 구조(56, 58, 59)에 의해 산란되어, 제1 발광 영역(41), 제3 및 제4 발광 영역(43, 44)으로부터 사출된다. 즉, 냉음극관(46)으로부터의 대부분의 광은 제2 발광 영역(42)의 조명에 이용되고, 나머지가 제1 발광 영역(41), 제3 및 제4 발광 영역(43, 44)의 조명에 이용된다.
한편, 광 추출 구조(58, 59)의 배치에 의해, 냉음극관(48)으로부터의 광의 대부분은 광 추출 구조(59)에 의해 산란하면서 도광판(53) 내를 도광하고, 도광판(52)의 제4 발광 영역(44) 부분을 투과하여 제4 발광 영역(44)으로부터 사출된다. 이 때, 일부의 광은 도광판(52)을 도광하여 광 추출 구조(58)에 의해 산란되어 제3 발광 영역(43)으로부터 사출된다. 또한, 일부의 광은 도광판(52)으로부터 도광판(51, 50)에 도광하여 광 추출 구조(57, 56)에 의해 산란되어, 제2 및 제1 발광 영역(42, 41)으로부터 사출된다. 즉, 냉음극관(48)으로부터의 대부분의 광은 제4 발광 영역(44)의 조명에 이용되고, 나머지가 제1 내지 제3 발광 영역(41∼43)의 조명에 이용된다.
마찬가지로 하여, 냉음극관(47)으로부터의 광의 대부분은 도광판(52) 내를 도광하여 광 추출 구조(58)에 의해 산란하면서 제3 발광 영역(43)으로부터 사출된다. 이 때, 일부의 광은 도광판(50, 51, 53)에 도광하여 광 추출 구조(56, 57, 59)에 의해 산란되어, 제1 발광 영역(41) 및 제2 발광 영역(43), 제4 발광 영역(44)으로부터 사출된다. 즉, 냉음극관(47)으로부터의 대부분의 광은 제3 발광 영역(43)의 조명에 이용되고, 나머지가 제1 및 제2 발광 영역(41, 42), 및 제4 발광 영역(44)의 조명에 이용된다.
도 4에 도시한 제어 회로(16)의 광원 제어부(22)는 게이트 드라이버 제어부(18)로부터 게이트 드라이버(12)에 출력되는 래치 펄스 신호 LP에 동기하여, 각 광원 전원 회로(35∼38)에 대하여 발광 제어 신호를 출력하도록 되어 있다. 각 광원 전원 회로(35∼38)는 입력된 발광 제어 신호에 기초하여, 냉음극관(41∼44)의 발광 상태를 제1 내지 제3 중 어느 하나의 발광 상태 S1∼S3으로 전환하여, LCD 패널(2)을 표시 영역 이면으로부터 조명한다.
이러한 구성에서, 제1 실시 형태의 도 2에 도시한 것과 마찬가지의 조명 구동이 행해진다. 본 실시 형태에서, 도 2의 발광 휘도 B(25)∼B(28)를 발광 휘도 B(41)∼B(44)라고 대체하여 그대로 적용하는 것으로 한다.
광원 제어부(22)는 표시 개시 라인인 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력시키기 위한 래치 펄스 LP에 동기하여, 광원 전원 회로(35)에 대하여 냉음극관(45)에 흘리는 전류를 제어하는 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 따라 광원 전원 회로(35)로부터 냉음극관(45)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 최대 점등 휘도의 거의 1/2의 중간 점등 상태 S3이 된다. 그 후, 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 중간 점등 상태 S3으로 유지된다.
광원 제어부(22)는 게이트 버스 라인 GL(3L/4+1)에 게이트 펄스 GP(3L/4+1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력되면 그에 동기하여 광원 전원 회로(35)에 소정의 발광 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 광원 전원 회로(35)로부터 냉음극관(45)에 흘리는 전류가 제어되어, 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 최대 점등 휘도가 얻어지는 최대 점등 상태 S2가 된다. 그 후, 1프레임 기간 f가 완료하여 다음의 프레임 기간 f가 개시되어 게이트 버스 라인 GL(1)에 게이트 펄스 GP(1)를 출력하는 래치 펄스 LP가 출력될 때까지, 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 최대 점등 상태 S2로 유지된다. 다음 프레임 기간 f가 개시할 때마다 상기 동작은 반복된다.
이 조명 동작에 의해, 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 1프레임 기간 f의 종료 전 1/4프레임 기간에만 최대 점등 상태 S2가 되어, 1프레임(표시 영역)의 선두로부터 1/4프레임분을 최대 휘도로 조명한다. 그 이외의 1프레임 기간 f의 개시로부터 3/4프레임 시점까지는 발광 영역(41)의 발광 휘도 B(41)는 중간 점등 상태 S3을 유지하여 1프레임의 선두로부터 1/4프레임분을 중간 휘도로 조명한다.
제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 하여, 발광 영역(42, 43, 44)에서의 발광 동작을 행함으로써, 도 2에 도시한 바와 같이 표시 영역 전체가 중간 휘도로 조명되고, 표시 영역을 게이트 버스 라인(6)에 평행한 띠 형상으로 세로 일렬로 4분할된 영역의 발광 휘도가 시계열로 순차적으로 최대가 되는 조명이 얻어진다. 본 설명에서는 최대 점등 상태 S2와 중간 점등 상태 S3을 전환하는 예를 들어 설명하였지만, 최대 점등 상태 S2와 소등 상태 S1을 전환하는 것이라도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
또한, 본 실시 형태에서는 2매의 도광판을 적층하여, 이것을 평면적으로 2조 배치한 구조로 설명하였지만, 적층 매수를 늘려도, 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 도 5에 도시하는 구성에서, 백 라이트의 오목부(발광 영역(42, 43)의 이면)에 광원 전원 회로(35∼38) 등을 배치하거나, 냉음극관(45, 48)을 배치하거나 하면 장치의 박형화나 소형화를 실현할 수 있다.
이와 같이 본 실시의 형태에 따른 조명 장치(40)는 사이드 라이트형임에도 불구하고, 하나의 발광 영역을 주로 조명하는 광원 유닛이 인접하는 다른 발광 영역에 광의 일부를 공급하고, 한편 해당 다른 발광 영역을 주로 조명하는 광원 유닛이 인접하는 해당 하나의 발광 영역에 광의 일부를 공급하여 상호 보완할 수 있기 때문에, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 균일한 휘도 분포 α를 실현할 수 있다. 또한, 도광 부재마다 단부면에 광원을 배치하고, 이 광원의 점등, 소등, 또는 점등, 감광을 개별적으로 제어함으로써, 동화상 표시에 적합한 액정 표시 장치의 조명 장치를 박형으로 실현할 수 있다.
다음으로, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치(40) 및 그것을 이용한 TFT-LCD(1)의 변형예를 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6에 도시하는 구성은 조명 장치(40)의 구성이 일부 다른 점을 제외하고 도 5에 도시한 구성과 동일하다. 도 6에 도시한 조명 장치(40)는 적층된 광원 유닛의 TFT-LCD(1)측 도광판(51, 52)과, 확산 시트(60)와의 사이에 광 혼합 영역(62)을 형성한 점에 특징을 갖고 있다.
광 혼합 영역(62)은 아크릴이나 폴리카보네이트 등으로 이루어지는 투명판, 해당 투명판에 파이버 등 굴절율이 다른 미소 재료를 혼합한 확산판, 또는 공기층으로 이루어진다. 0.5㎜∼10㎜의 공간의 공기층이면, 도 6의 (b)의 파선으로 도시한 공기층이 없는 경우의 휘도 분포 α(도 5의 (b)의 휘도 분포 α와 동일함)에 대하여, 발광 영역의 경계부의 휘도 변동이 완화되어 휘도 변화가 시인되지 않는 실선으로 나타내는 휘도 분포 β가 얻어진다.
본 실시예에 따르면, 발광 영역 경계의 미소한 휘도 변화가 서로 혼합되고, 경계부에서 시인되고 있었던 횡선 형상의 휘도 불균일을 완화 또는 소실할 수 있다.
또, 도 5 및 도 6에 도시한 조명 장치(40)에서는, 도광판(50∼53)의 광 추출 구조(56∼59)를 전부 도광판(50∼53) 하측에 배치하였지만, 제1 및 제4 발광 영역(41, 44)의 광 추출 구조(56, 59)를 도광판(50, 53) 상면에 각각 배치함으로써, 광 추출 구조(56∼59)를 일평면 내에 배치하여 휘도 균일화를 더욱 도모할 수 있다.
다음으로, 본 실시의 형태의 조명 장치의 다른 변형예에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7에 도시한 구성은 조명 장치(40)의 구성이 일부 다른 점을 제외하고 도 5에 도시한 구성과 동일하다. 도 7의 (a)에 도시하는 조명 장치(40)는 도광판(51, 52) 사이의 간극에, 도 7의 (b) 또는 (c)에 도시한 바와 같은 정반사, 또는 확산 반사하는 양면 반사 부재(64)를 배치한 점에 특징을 갖고 있다. 도 5 및 도 6에 도시한 조명 장치(40)의 제2 및 제3 발광 영역(42, 43)의 경계부에서는 일부의 광이 도광판 단부면에서의 표면 반사에 의해 광원측에 반사하여, 재차 도광하여 나머지가 단부면으로부터 사출하여 다른 쪽의 조명 영역에 입사된다. 이 때문에, 발광이 혼합되어 동화상 성능을 저하시킬 가능성이 있다. 따라서, 도광판(51, 52) 사이의 간극에 양면 반사판(64)을 배치한다. 이에 따라 발광의 혼합을 방지하여 동화상 성능을 향상시킬 수 있다.
도 7의 (b)는 도광판(51, 52)의 대향 단부면이 도광판(51, 52)의 광 사출면에 거의 직교하여 평행하게 대면하고, 그 간극에 양면 정반사판, 또는 양면 정반사 시트로 이루어지는 양면 반사 부재(64)를 배치한 구성을 나타내고 있다.
도 7의 (c)는 도광판(51, 52)의 대향 단부면에 이면측으로 뚫려있는 Λ 형상의 간극을 두고, 그 간극에 양면 정반사판, 또는 양면 정반사 시트로 이루어지는 양면 반사 부재(64)를 배치한 구성을 나타내고 있다. 도 7의 (b)에 도시한 양면 반사 부재(64)는 유한의 두께를 갖기 때문에, 도광판(51, 52)의 광 사출측(TFT-LCD(1)측)으로부터 보면 간극이 그림자로서 시인되어 휘도가 불균일하게 된다. 이에 대하여, 도 7의 (c)에 도시한 구성으로 함으로써, 양면 반사 부재(64)가 상면으로부터 보이지 않게 되어, 휘도 불균일의 개선에 효과를 발휘한다. 또, Λ 형상 정점부 근방에서 도광판끼리 접촉하도록 구성해도, 동화상 성능에 대하여 충분히 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
Λ 형상의 양면 반사 부재(64)의 꼭지각 θ은 도광체 굴절율을 n으로 하면, θ≤180°-4×sin-1(1/n) … (식 1)을 만족하도록 하는 것이 바람직하다. Λ 형상의 꼭지각이 상기 식의 θ보다 큰 경우, 도광판 내를 도광하여, 단부면에서 반사한 광 중, 일부는 도광판으로부터 상면으로 출사된다. 이 때문에, 액정 패널면 상에 선 상의 밝은 얼룩이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 상기 식 1을 만족하는 꼭지각 θ을 채용함으로써 단부면 반사광은 전부 도광하기 때문에, 이 휘도 불균일을 방지할 수 있게 된다.
식 1에 대하여 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8의 (a)는 도 7의 (c)의 확대도이고, 도 8의 (b)는 도광판(52) 측의 단부면에서의 광의 진로를 나타내고 있다. 도 8의 (b)에서, 도광판(52)의 사출광은 도광판(52) 하면의 광 추출 구조(58)의 인쇄 산란 패턴으로 산란된 광선으로 구성되어 있는 데 대하여, 단부면 A로부터의 입사광선이 도광판(52)으로부터 발광 영역으로 사출되면, 단부면 A로부터의 광선이 도달한 범위만이 고휘도가 되어 휘도가 불균일하게 된다.
꼭지각 θ은 단부면 A로부터의 입사광선이 도광판(52)의 사출면으로부터 사출되지 않는 조건으로 결정된다. 여기서, 단부면 A에 입사하는 광선의 입사각을 a, 단부면 A로부터 도광판(52) 내에 입사된 광선의 굴절각을 b, 단부면 A로부터 입사된 광선의 도광판(52)의 발광 영역 개구면으로의 입사각을 c, 도광판(52)의 굴절율을 n으로 한다. 도광판(52)의 Λ 형상부 단부면 A로부터의 입사광은 스넬의 법칙에 의해 굴절된다.
(1) sin(a)=n×sin(b)
(2) n×sin(c)=sin(d)
또한, 굴절각 b, 입사각 c는 다음의 식으로 표시된다.
(3) 90°=b+c+θ/2
여기서, d≥90°이면, 단부면 A로부터 도광판(52)에 입사된 광은 도광판(52)으로부터 사출되지 않는다.
(4) 또한, 어떤 방향으로부터도 입사될 가능성이 있기 때문에, a는 ±90°이 된다.
(1)은 b=sin-1(1/n)로 변형할 수 있고,
(2)는 c=sin-1(1/n)로 변형할 수 있다.
이들을 (3)에 도입하면
θ=180°-4×sin-1(1/n)
(4)의 조건으로부터,
θ≤180°-4×sin-1(1/n)
예를 들면, 통상의 도광판 재료인 PMMA인 경우에는 n=1.48이고, 따라서 θ=9.97°가 된다.
다음으로, 본 실시의 형태의 조명 장치의 또 다른 변형예에 대하여 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9에 도시하는 구성은 조명 장치(40)의 구성이 일부 다른 점을 제외하고 도 5에 도시한 구성과 동일하다. 도 9의 (a)는 본 변형예에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있다. 도 9의 (a)에 도시한 TFT-LCD(1)는 도 4를 이용하여 설명한 본 실시의 형태의 TFT-LCD(1)와 동일하고, 동일한 작용 기능을 발휘하는 구성 요소에는 도 4와 동일한 부호를 병기하여 그 설명은 생략한다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 A-A선으로 절단한 단면으로서, 본 실시 형태의 동화상 표시 대응의 TFT-LCD(1)에 이용되는 조명 장치(사이드 라이트형 백 라이트 유닛)(40)를 냉음극관의 관축 방향에 직교하는 면에서 절단한 단면을 나타내고 있다. 도 9의 (c)는 조명 장치(40)로부터의 조명광의 TFT-LCD(1)의 표시 영역 이면측으로부터의 휘도 분포를 나타내고 있다.
도 9에 도시하는 구성은 조명 장치(40)의 구성이 일부 다른 점을 제외하고 도 4에 도시한 구성과 동일하다. 도 9의 (a)에 도시한 조명 장치(40)는 광원 전원 회로(35∼38)에 각각 휘도 조정용 볼륨(70∼73)을 설치하고, 각 발광 영역(41∼44)으로부터의 출사 광량을 미세 조정하여 균일하게 할 수 있도록 한 점에 특징을 갖고 있다.
본래, 냉음극관마다 출사광량은 서로 다르다. 이 때문에, 제1 내지 제4 발광 영역(41∼44)마다 휘도가 다른 문제가 생기는 경우가 있다. 이 문제의 대책으로서 냉음극관을 1개마다 휘도 평가하여, 동일 휘도의 냉음극관을 조합하여 사용하는 것이 고려되지만 제조 비용이 높아진다고 하는 과제가 있다. 이에 대하여 본 구성으로 하면 염가로 휘도 변동을 저하시켜 표시면 휘도를 균일하게 할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시의 형태에 따르면, 균일한 휘도 분포가 얻어지는 동화상 표시에 적합한 액정 표시 장치를 소형이며 박형으로 제조할 수 있다.
[제3 실시 형태]
본 발명의 제3 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여, 도 10 내지 도 29 및 제1 실시 형태를 나타내는 도 1을 참조하여 설명한다. 본 실시의 형태는 상기 제3 종래의 기술이 갖는 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 조명 장치의 냉음극관의 점등 기간을 짧게 해도 냉음극관의 발광 휘도를 높일 필요가 없어 고품질의 동화상 화상을 얻을 수 있는 표시 장치를 실현한다.
백 라이트 유닛의 1프레임 기간 내의 점등 시간의 비율(듀티비)을 바꾸고, 계조 데이터에 가공을 가하여 액정 투과율의 조정을 행한 경우에, 원래의 화상과 화질 차이를 느끼는지의 주관 평가를 행하였다. 동일한 듀티비라 할지라도 화상 데이터에 따라 원 화상과 화질 차이를 느끼는 것과 느끼지 않는 것이 있다는 것을 알 수 있다. 이 주관 평가 결과의 예를 도 10에 도시한다. 도 10의 (a)는 듀티비 80%에 있어서의 주관 평가 결과를 나타내고, 도 10의 (b)는 듀티비 60%에 있어서의 주관 평가 결과를 나타낸다. 도 10의 횡축은 1프레임에 표시되는 0∼63의 64계조의 전체 계조 데이터의 평균값을 나타내고 있다. 종축은 화상 데이터의 가공으로 휘도 포화한 화소 수의 표시 화소 전체 수에 대한 비율(%)을 나타내고 있다. 액정 투과율의 조정에 의해 휘도 포화하는 고휘도 화소의 수를 조사하면, 화상의 내용에 따라 다르며, 전체 표시 화소 수에 대한 휘도 포화하는 화소 수의 비율을 듀티비 80%, 듀티비 60%인 경우 중 어느 경우라도, 휘도 포화하는 화소 비율이 표시 전체의 2% 이하이면, 화상의 전체 계조 데이터의 평균값(화상의 평균 휘도)에 무관하게 원 화상과의 화질 차이를 느끼지 않는 것을 알 수 있다. 개별 도시는 생략하였지만, 휘도 포화하는 화소가 전체의 2% 이하이면, 어떠한 화상이라도, 듀티비를 낮추어도 원래의 화상과 화질 차이를 느끼지 않는 것을 알 수 있었다.
이상으로부터, 화상 중에서 고휘도의 화소로부터 순서대로 일정 비율의 화소를 최대 표시 휘도로 하고, 이를 제외한 남은 화소의 각 휘도를, 백 라이트 유닛의 광원의 듀티비를 낮춤과 함께 액정 투과율을 높이는 것으로 재현함으로써, 듀티비를 낮추어도 동화상 표시 품질을 원래의 화상과 동등하게 할 수 있게 된다.
본 실시의 형태에 따른 액정 표시 장치는, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 도 1이나 도 4에 도시한 구성과 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 도 1 및 도 4와 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 병기하여 상세한 설명은 생략한다. TFT-LCD(1)는 매트릭스 형상으로 2차원 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 서브 픽셀의 광 투과율을 계조 데이터에 기초하여 변조하는 LCD 패널(2)을 갖고 있다. LCD 패널(2)의 표시 영역 이면에는 광을 조사하는 조명 장치(24)(또는 조명 장치(40), 이하 조명 장치(24)로 설명함)가 설치되어 있다. 조명 장치(24)는 광원(냉음극관(30∼33))과 함께 이들을 구동하는 광원 전원 회로(35∼38)를 구비하고 있다.
본 실시 형태의 제어 회로(16)에는 TET-LCD(1)를 구동하는 여러가지 회로 외에, 외부로부터 입력된 계조 데이터 Data를 해석하는 표시 데이터 변환 회로(20)가 설치되어 있다. 도 11은 표시 데이터 변환 회로(20)의 개략적인 동작 순서를 나타내고 있다. 도 11에 도시한 바와 같이 표시 데이터 변환 회로(20)는 제어 회로(16)에 입력된 1프레임분의 화소(R, G, B의 서브 픽셀의 조합)의 계조 데이터 Data를 기억하여(단계 S1), 각 화소에 대응하는 각각의 계조 데이터(R, G, B)로부터 명도 Y=r×R+g×G+b×B(r, g, b는 실수, 수치 0을 포함함)를 구하고(단계 S2), 화상의 명도 Y의 히스토그램을 작성한다(단계 S3). 계속해서, 1프레임 내의 화상 표시에 따른 화소 수 M을 산출하고(단계 S4), 화소 수 M과 소정의 휘도 포화 비율 p와의 곱인 일정수 t=M×p를 계산하고(단계 S5), 화상의 명도 Y의 히스토그램과 일정수 t로부터 임계값 명도 Yα를 결정한다(단계 S6). 계속해서, 임계값 명도 Yα에 기초하여 복수의 데이터 버스 라인(8)으로 가공한 계조 데이터를 출력함과 함께(단계 S7), 광원 전원 회로(35∼38)를 제어하는 광원 제어부(22)에 소정의 듀티비를 출력한다(단계 S8). 광원 제어부(22)는 해당 듀티비에 기초하여 광원 전원 회로(35∼38)를 제어하여 냉음극관(30∼33)을 소정의 듀티비로 점등시킨다.
예를 들면, 표시 데이터 변환 회로(20)는 광 투과율을 취득할 수 있는 최대 값(계조 데이터 Data를 취득할 수 있는 최대값)과, 조명 장치(24)의 조명량(듀티비)과의 곱이 임계값 명도 Yα와 같아지도록 듀티비를 결정하고, 임계값 명도 Yα 이상의 명도 Y의 화소의 계조 데이터는 광 투과율이 상기 최대값이 되도록 가공하고, 그 이외의 화소에서는 가공된 계조 데이터와 상기 결정된 듀티비와의 곱이 해당 화소의 원래의 계조 데이터의 명도 Y와 같아지도록 가공한다.
도 12는 표시 데이터 변환 회로(20)에 있어서의 명도 Y의 계산과 히스토그램 작성의 순서를 설명하는 흐름도이다. 표시 데이터 변환 회로(20)는 도시되지 않는 기억 장치(메모리)에 저장된 1프레임분의 계조 데이터 D(R, G, B)를 하나씩 순차적으로 판독하여(단계 S10, S11), 예를 들면 상수(r, g, b)=(0.2126, 0.7152, 0.0722)로서, 판독한 계조 데이터(R, G, B)에 대하여 명도 Y=r×R+g×G+b×B를 계산한다(단계 S12). 다음으로, 변수 s에 63을 세트하여(단계 S13), Y와 s의 값을 비교한다(단계 S14). Y≠s이면 단계 S15로 이행하여, s값을 1감하고 나서 재차 단계 S14에서 Y값과 s값과의 비교를 행하여, Y=s가 될 때까지 단계 S14, S15를 반복한다. Y=s가 되면 단계 S16으로 이행하여, 1프레임 중에 명도 Y=s가 출현한 개수를 나타내는 빈도 L(s)에 1을 가산하여 단계 S10으로 되돌아간다. 예를 들면, 단계 S11에서 계조 데이터(R, G, B)=(58, 30, 25)라고 판독하면, 단계 S12에서 명도 Y=35라고 산출되어, 1프레임 중에 명도 Y=35가 출현한 개수를 나타내는 빈도 L(35)의 값에 1이 가산된다(단계 S16). 단계 S10으로부터 단계 S16까지를 1프레임분의 계조 데이터 수만큼 반복함으로써, 1프레임 중의 명도 Y=0∼63의 빈도 L(0)∼L(63)의 각각의 값이 구해져 명도 Y의 히스토그램 L이 산출된다.
도 13은 화상이 1프레임(화면) 내의 일부에만 있는 경우, 화상이 차지하는 화소 수 M을 계산하는 순서를 설명하는 흐름도이다. 2차원 배열의 화소를 m행 n열로 하고, i행 j열의 계조 데이터(R, G, B)의 명도 Y가 0(즉, 노멀 블랙 모드로 흑 표시)이면 화소(x(i), y(i))에 있어서의 x(i)=y(j)=0으로 하고, 그 이외에는 x(i)=y(j)=1로 한다. 1프레임의 전체 화소에 대하여 명도 Y와 값 0과의 비교를 행하여 각 화소의 좌표(x(i), y(i))에 x(i)=y(j)=0 또는 x(i)=y(j)=1을 대입한다. 화상은 거의 사각형이므로, 상하 좌우의 열과 행으로 전부 흑(흑 표시가 되는 화소는 x(i)=y(j)=0이 됨)이 되는 것을 배경으로 간주하고, 그 이외를 화상으로서 선택하여 M으로 한다. 즉, x(i)=1의 개수와 y(i)=1의 개수를 계수하여 양자의 곱을 취함으로써 M이 구해진다. 예를 들면, 표시용 화소가 프레임 거의 중앙에 있는 경우에는 프레임 전체에서 xm행 yn열의 화소 중, 모든 영상 신호가 0의 x1∼xb행 및 xc∼xm행과, y1∼yf 열 및 yg∼yn열을 제외한 범위의 화소 수 M이 구해진다.
구체적으로는, 전체 i, j에서 x(i)=y(j)=0의 상태로부터, 도 13의 단계 S20에서, 변수 i=1, j=1로 세트하여, 변수 j=1과 열값 n+1을 비교한다(단계 S21). j=1<n+1이면, 데이터 판독이 최종 열 n까지 되어 있지 않기 때문에, 단계 S22로 이행하여 제1 행 제1 열의 화소(1, 1)의 명도 Y를 판독한다. 계속해서, 판독한 명도 Y와 값 0(제로)을 비교하여(단계 S23), Y>0이면, 화소(1, 1)에 흑 이외의 계조 데이터가 존재하므로, 단계 S24로 이행하여 x(1)에 값 1을 세트하고, y(1)에 값 1을 세트하여 단계 S25로 이행한다. Y=0인 경우에는 단계 S24를 실행하지 않고 단계 S25로 이행한다. 이 경우에는 x(1)=y(1)=0 상태이다.
계속해서, 단계 S25에서, 변수 i=1과 행값 m을 비교한다. i=1<m이면, 데이터 판독이 최종 행 m까지 되어 있지 않기 때문에, i의 값을 1 증가시키고 나서(단계 S26), 재차 단계 S21로 되돌아가 다음의 화소(2, 1)의 명도 Y를 판독하여 해당 명도 Y와 값 0을 비교하여(단계 S23), Y>0이면, (x(2), y(1))에서 x(2)=1, y(1)=1로 세트한다(단계 S24). 이 동작을 i=m이 될 때까지 반복함으로써, j=1열의 m개의 화소의 처리가 종료한다.
계속해서, 단계 S25로부터 단계 S27로 이행하여, i값을 초기값 0으로 세트하여, 변수 j의 값을 1 증가하고 나서 다시 단계 S21로 되돌아가 제1행 제2열의 화소(1, 2)의 명도 Y를 판독한다. 계속해서, 판독한 명도 Y와 값 0(제로)을 비교하여(단계 S23), Y>0이면, 화소(1, 2)에 흑 이외의 계조 데이터가 존재하므로, 단계 S24로 이행하여, (x(1), y(2))의 x(1)에 값 1을 세트하고, y(2)에 값 1을 세트하여 단계 S25로 이행한다. Y=0인 경우에는 단계 S24를 실행하지 않고 단계 S25로 이행한다. 이 경우에는 x(1)=y(2)=0 상태이다.
계속해서, 단계 S25에서, 변수 i=1과 행값 m을 비교한다. i=1<m이면, 데이터 판독이 최종 행 m까지 되어 있지 않기 때문에, i의 값을 1 증가시키고 나서(단계 S26), 재차 단계 S21로 되돌아가 다음의 화소(2, 2)의 명도 Y를 판독하여 해당 명도 Y와 값 0을 비교하여(단계 S23), Y>0이면, x(2)=1, y(2)=1로 세트한다(단계 S24). 이 동작을 i=m이 될 때까지 반복함으로써, j=2열의 m개의 화소의 처리가 종료한다. 이상의 동작을 반복하여 단계 S21에서 변수 j=n+1이 되면, 「판정」 루틴으로 이행한다.
「판정」 루틴에서는, 단계 S28에서 i=0, j=0으로 세트하고 나서, 단계 S29에서 i의 값을 1만큼 증가시켜, 변수 x에 x(i)의 값을 가산한다(단계 S30). 이 처리를 i=m(행)이 될 때까지 반복하여(단계 S31), i=m이 되면 단계 S32로 이행한다. 단계 S31까지의 처리로, 행 방향에서의 화상 표시에 이용되고 있는 화소의 존재 개수 x가 파악된다.
다음으로, 단계 S32에서, j의 값을 1만큼 증가시켜, 변수 y에 y(j)의 값을 가산한다(단계 S33). 이 처리를 j=n(열)이 될 때까지 반복하여(단계 S34), j=n이 되면 단계 S35로 이행한다. 단계 S34까지의 처리로, 열 방향에서의 화상 표시에 이용되고 있는 화소의 존재 개수 y가 파악된다.
다음으로, 단계 S35에서, 행 방향의 화상 표시용 화소 수 x와 열 방향의 화상 표시용 화소 수 y와의 곱을 구하여, 1프레임의 화상 표시용 화소 수 M이 구해진다.
도 14는 임계값 명도 Yα를 산출하는 순서를 설명하는 흐름도이다. 본 순서는 화상 표시용 화소 수 M과 소정 수 p에 기초하여, 최고 명도부터 순서대로 t=Mp개만 하위의 명도 Y를 임계값 명도 Yα로 하도록 되어 있다. 소정 수 p는 화상 가공에 의해 휘도 포화하는 비율을 나타내고, 도 10에 도시한 주관 평가 결과로부터, p=0.02(=2%) 이하가 바람직하다. 소정 수 p를 2%로 하여, 화상 표시용 화소 수 M=80000으로 하면, 일정수 t=Mp=80000×2(%)=1600이 된다. 명도 Y를 큰 것부터 순서대로 1600개 선택하므로, 단계 S1에서 i=63으로 세트하고, 빈도 L의 초기값으로 L=L(63)을 세트한다(단계 S41).
단계 S42에서, t=1600과 L=L(63)을 비교하여, 빈도 L(63)이 크면 단계 S45로 이행하여 임계값 명도 Yα=63으로 한다. t=1600≥L=L(63)이면, 단계 S43에서 i=63으로부터 1을 감하여 i=62로 하여, 단계 S44에서 L=L(63)+L(62)을 계산한다. 다시 단계 S42로 되돌아가 t=1600과 계산된 L을 비교하여, 빈도 L이 크면 단계 S45로 이행하여 임계값 명도 Yα=62로 한다. t=1600≥L이면, L=L(63)+L(62)+L(61) …를 반복하여, Yα를 정한다. 본 루틴에서는 L(63)+L(62)+L(61)과 같이 명도 L을 순차적으로 가산하고 있지만, 예를 들면 1600-L(63)이 0 이상인지, 1600-L(63)-L(62)이 0 이상인지를 순차적으로 판단하도록 해도 되는 것은 물론이다.
도 14에 도시한 순서에 의해 임계값 명도 Yα가 구해지면, 다음으로 조명의 제어값을 정한다. 예를 들면, 64계조 표시로서 γ(감마) 보정 등이 실시되어 계조와 휘도의 특성이 정해져 있는 것으로 한다. 도 15는 광원의 듀티비의 선택에 이용하는 듀티비 선택용 룩업 테이블을 나타내고 있다. 도 15에 도시하는 테이블은 도 14에 도시한 순서로 구해진 임계값 명도 Yα의 값에 대응하여 듀티비(%)가 정해져 있다.
듀티비는 계산으로 구해도 되지만, 계산식이 복잡한 경우에는 도 15에 도시한 바와 같은 테이블을 준비하는 것이 간편하다. 이 듀티비 선택용 룩업 테이블은 표시 데이터 변환 회로(20) 내의 도시되지 않는 메모리에 저장되어 있다. 표시 데이터 변환 회로(20)는 임계값 명도 Yα에 기초하여 해당 테이블로부터 소정의 듀티비 데이터를 선택하여 광원 제어부(22)에 출력하도록 되어 있다. 광원 제어부(22)는 입력된 듀티비 데이터에 기초하여 광원 전원 회로(35∼38)를 제어하여 냉음극관(30∼33)을 소정의 듀티비로 구동시킨다.
도 16은 임계값 명도 Yα에 대응시켜, 가공한 계조 데이터를 복수의 데이터 버스 라인(8)에 출력할 때의 제어값을 정하기 위한 신호 제어값 선택용 룩업 테이블을 나타내고 있다. 테이블에서 최상 행은 임계값 명도 Yα를 좌측으로부터 우측으로 내림 차순으로 표시하고 있으며, 최좌측 열은 원래의 계조를 내림 차순으로 표시하고 있다. 예를 들면, 표시 휘도가 임계값 명도 Yα=60에서 360㏅, 최대의 임계값 명도 Yα=63에서 400㏅인 경우, 명도 Y=63∼60은 액정층에서의 광 투과율이 100%가 되도록 원래의 계조 데이터를 가공한다. 또한, 명도 Y≤59에서는 액정층의 광 투과율이 원래의 광 투과율의 400/360=10/9배가 되도록 원래의 계조 데이터를 가공한다. 즉, 명도 Yα 이하의 명도 Yi의 표시 출력 휘도 Ii가, 각각 (I÷Iα)배되는 광 투과율로 변환된다. 이 제어값을 도 16과 같이 테이블로 하여 메모리에 저장해 두면 수시로 연산 처리를 생략할 수 있다.
또한, 듀티비는 최대 표시 출력 휘도 I(=최대 광 투과율×최대 조명량)에 대한, 임계값 명도 Yα의 출력 표시 휘도 Iα의 비율에 따라 발광부가 점등함으로써 결정된다.
이상의 도 11 내지 도 16에 도시한 구성 및 순서를 조합함으로써, 1프레임분의 계조 데이터(화상 데이터)를 메모리에 판독하면서, 명도 Y의 산출, 히스토그램 L의 생성을 행하고, 모든 계조 데이터를 판독한 후에 화상 표시용 화소 수 M을 산출하여, p=2%로 하여 일정값 t=Mp을 계산하여, 임계값 명도 Yα를 구할 수 있다. 도 15에 도시한 테이블에 의해 듀티비를 선택하여 광원 제어부(22)로 출력하고, 이 에 동기시켜 도 16에 도시한 테이블에 의해 가공한 계조 데이터를 각 데이터 버스 라인(8)으로 출력한다.
도 17은 듀티 구동의 예를 나타내고 있다. 가로 방향은 시간을 나타내고, 세로 방향은 광원(30∼33)의 점등(On)과 비점등(Off)을 나타내고 있다. 도면 좌측으로부터 우측으로, 듀티비 100%(전 프레임 점등), 듀티비 50%(프레임 후반 50% 점등), 듀티비 20%(프레임 최후로부터 바로 앞 20% 점등)를 나타내고 있다.
구체적인 실시예로서, 이상과 같은 회로를 FPGA로 구성하고, 17형 와이드의 표시 영역에서, 사이드 라이트형 백 라이트(디스플레이 상하에 형광관 배치), 또는 직하형 8등 백 라이트를 이용하여, 휘도 200∼800nit의 표시 휘도의 표시 장치를 제작하였다. 시판의 DVD에 의해 동화상을 재생시켜, 본 실시예의 표시 장치와, 종래의 통상의 표시 장치를 열거하여 동화상의 비교를 행한 결과, 본 실시예에 따른 표시 장치라도 종래의 표시와 손색이 없는 화상이 얻어지는 것을 확인하였다. 또한, 종래의 표시 장치의 백 라이트 점등의 듀티비를 100%로 하였을 때에, 본 실시예의 표시 장치에서의 듀티비의 평균은 50%이어서, 백 라이트의 전력 절약화에 효과를 발휘하는 것을 알 수 있었다.
또한, p(>2%)의 값을 더욱 크게 하면, 임계값 명도 Yα를 초과하는 명도 Y의 화소가 이산되어 있으면 화질에 대한 영향은 작지만, 해당 화소가 집합되어 있으면 화질 열화라고 판단되는 경우가 있다. 특히 화면의 중앙부에 화소가 집합되어 있는 경우에는 p가 동일해도 화질 열화라고 판단되는 경우가 있기 때문에, 화소의 집합/이산 상태를 데이터로서 추출하여 화질 열화 방지에 이용하도록 해도 되는 것은 물론이다. 이 경우에는 M개의 화소를 수 분할한 각각의 구획의 요소 수를 M1∼Ms로 하고, 이 M1∼Ms 각각의 요소에 있어서 상기 순서를 이용하도록 하면 된다.
또, 제어 회로(16)에 프레임 메모리 등이 없어도, 화상 데이터는 그대로 표시 데이터로서 흘리면서 1프레임(1/60 sec) 지연하여 본 실시의 형태에 기초하는 동작을 적용해도, 시판 DVD 등에 의한 동화상에서는 영상이 이상하게 보이거나 어둡게 보이거나 하는 지장은 생기지 않았다.
또한, 명도 Y가 0∼255(256계조)일 때에, 임계값 명도 Yα=0∼255에 대하여 조명 제어값이나 신호 제어값을 룩업 테이블로 해야 하는 부분을 0∼64로 간이화하여, 임계값 명도 Yα=0일 때에 0, 임계값 명도 Yα=1∼4일 때에 1, 임계값 명도 Yα=5∼8일 때에 2, …, 임계값 명도 Yα=253∼255일 때에 64로 하여 각 제어값을 변환하여 표시하여 전출 동화상을 관찰하였지만, 대략 양호하였다.
도 18 내지 도 27은 구체적인 예를 나타내고 있다. 도 18은 사이드 라이트형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내고 있다. 표시 영역 P의 상하에 냉음극관 A, B가 배치되어 있다. 도 19는 도 18에 도시한 냉음극관 A, B를 듀티 구동하는 예를 나타내고 있다. 가로 방향은 시간을 나타내고, 세로 방향은 냉음극관 A, B의 점등(On)과 비점등(Off)을 나타내고 있다. 도면 좌측으로부터 우측으로, 최초의 프레임에서는 냉음극관 A, B 모두 듀티비는 80%이지만, 냉음극관 A는 프레임 후반 80%에서 점등시키고, 냉음극관 B는 프레임 전반 80%에서 점등시키고 있다. 다음의 프레임에서는 냉음극관 A, B 모두 듀티비는 40%이지만, 냉음극관 A는 프레임 후반 40%에서 점등시키고, 냉음극관 B는 프레임 전방 40%에서 점등시키 고 있다.
도 20은 냉음극관 A∼F가 패널 표시면의 이면에 배치된 스캔형 백 라이트 유닛을 나타내고 있다. 도 21은 냉음극관 A∼F를 듀티 구동하는 예를 나타내고 있다. 가로 방향은 시간을 나타내고, 세로 방향은 냉음극관 A∼F의 점등(On)과 비점등(Off)을 나타내고 있다. 도면 좌측으로부터 우측으로, 냉음극관 A∼F 모두 듀티비는 80%로부터 다음에 40%로 되어 있다. 이 때, 냉음극관 A∼F의 점등 개시 시점(또는 소등 시점)을 순차적으로 소정 시간만큼 변이되도록 하여 스캔 상태를 형성하고 있다.
도 22는 사이드 라이트형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내고 있다. 표시 영역 P의 상측 중앙으로부터 좌우에 냉음극관 A, B가 배치되고, 표시 영역 P의 하측 중앙으로부터 좌우에 냉음극관 C, D가 배치되어 있다. 표시 영역 P의 중앙으로부터 좌측에는 화상 P1이 표시되고 우측에는 화상 P2가 표시되어 있다. 도 23은 도 22에 도시한 냉음극관 A∼D를 듀티 구동하는 예를 나타내고 있다.
도 24는 직하형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내고 있다. 표시 영역 P의 중앙으로부터 좌측에 냉음극관 A, C, E, G가 배치되고, 표시 영역 P의 중앙으로부터 우측에 냉음극관 B, D, F, H가 배치되어 있다. 표시 영역 P의 중앙으로부터 좌측에는 화상 P1이 표시되고 우측에는 화상 P2가 표시되어 있다. 도 25는 도 24에 도시한 냉음극관 A∼H를 듀티 구동하는 예를 나타내고 있다.
도 26은 직하형 백 라이트 유닛을 LCD 패널에 배치한 예를 나타내고 있다. 표시 영역 P의 중앙으로부터 좌측 2/3에 LED의 A∼C, H∼J, K∼M, P∼R이 매트릭스 형상으로 배치되고, 표시 영역 P의 중앙으로부터 우측 1/3에 LED의 D, E, I, J, N, O, S, T가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 표시 영역 P의 중앙으로부터 좌측 2/3에는 화상 P1이 표시되고 우측 1/3에는 화상 P2가 표시되어 있다. 도 27은 도 26에 도시한 LED의 A∼T를 듀티 구동하는 예를 나타내고 있다.
상기한 구체예에 설명하는 표시 장치의 임의의 표시 영역에 있어서, 백 라이트의 발광 시간이 짧아질수록, 액정 표시 장치에 특유의 동화상의 불선명을 개선할 수 있다.
이상의 실시예에서는 백 라이트의 듀티비의 평균이 50%였지만, 전체적으로 밝은 화상이 되면 듀티비는 100%에 근접한다. 듀티비가 100%에 근접하면, 동화상의 불선명 개선 효과는 작아진다. 따라서, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 바와 같은, 1프레임 내에서 전체 점등과 중간 점등의 2종류의 점등 상태를 설정하여, 중간 점등 시의 표시 휘도인 중간 휘도가 전체 점등 시의 표시 휘도인 전체 점등 휘도의 50%가 되도록 설정하였다.
예를 들면, 1프레임을 위에서부터 순서대로 4개의 영역으로 나누어, 각각의 영역에서 듀티 구동을 행하는 도 1에 도시한 스캔형 백 라이트를 구비한 표시 장치에 있어서, 도 28에 도시한 바와 같이 듀티비 80%로서, 1프레임 기간의 처음의 20%는 소등하고, 남은 기간의 80%를 전체 점등하는 것으로 한다. 이 경우, 1프레임 기간의 처음의 20%(제1 영역)의 시점 T2와 25%의 시점 T3과의 사이의 기간은 화소에 계조 데이터 Data가 기입 기간 T1의 도중(도면에서 V로 도시함)임에도 불구하고 백 라이트는 시점 T2에서 소등 상태 S1로부터 최대 점등 상태 S2로 변화하고 있다. 또한, 다음의 계조 데이터 Data가 기입되기 전의 고투과율일 때에는 소등한다. 1프레임 기간에 4영역에 맞춰 20%의 영역이 계조 데이터를 기입할 때에 점등 상태에서, 다음의 계조 데이터 기입 직전에 소등 상태이므로 남은 80%의 영역보다 광량이 낮게 느껴져, 표시 품질이 떨어진다.
도 29는 상기 종래의 문제를 해결하기 위한 듀티 구동 방법을 나타내고 있다. 도 29에 도시한 바와 같이, 1프레임 기간의 처음의 40%에서 백 라이트를 중간 점등 상태 S3으로 한다(1프레임 기간의 처음의 25%의 시간 T1에서 화소에 계조 데이터 Data가 기입된다). 계속해서, 남은 60%에서 백 라이트를 최대 점등 상태 S2로 한다. 이렇게 하면, 눈으로 확인함으로써 느끼는 표시 휘도는 변화없고, 액정이 거의 응답 완료의 시점에서 전체 점등으로 조명되므로 원하는 영상이 눈에 새겨진다. 따라서, 표시 전역에 걸쳐 화상의 동화상 불선명이 없고 양호한 표시 품질이 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시의 형태에 따르면, 동화상 중에서 고휘도인 화소의 순으로 일정 비율의 화소를 최대 표시 휘도로 하고, 이것을 제외한 남은 화소의 각 휘도를 백 라이트의 듀티비를 낮춰 액정 투과율을 높임으로써 재현하도록 하고 있다. 이에 의해, 백 라이트의 듀티비를 낮추어도 동화상 표시 품질을 원래의 화상과 동등하게 할 수 있고, 백 라이트의 전력 절약화가 가능하게 된다. 또한, 스캔형 백 라이트나 점멸형 백 라이트와의 조합에 의해, 동화상의 표시 품질을 유지하면서 화상 불선명을 개선한 보다 고품질의 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또, 본 실시의 형태는 액정 표시 장치에 적용하였지만, EL(일렉트로 루미네센스) 소자의 발광 제어에 이용할 수도 있다.
[제4 실시 형태]
본 발명의 제4 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 30 내지 도 51을 이용하여 설명한다. 듀티 구동은 계조 데이터 Data의 기입 타이밍에 동기시켜, 면 발광하는 조명 장치의 광원의 휘도를 직접 변조시키지만, 그 변조도는 종래 매우 높고, 예를 들면 휘도비 20 이상으로 할 필요가 있다고 고려되고 있었다. 그런데, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 광원을 완전하게 점등 또는 소등하는 듀티 구동이 아니어도 동화상의 표시 품질은 열화되지 않는다. 본 발명자들은 휘도비 2이상이면 충분한 표시가 얻어지는 것을 발견하였다. 이 지견에 따라 이하에 설명하는 신규한 듀티 구동을 행함으로써, 동화상의 표시 품질을 떨어뜨리지 않고, 표시를 고휘도화할 수 있어, 냉음극관의 발광 효율(전력비)을 높게 할 수 있으며, 또한 저전력화할 수 있다. 또한, 광원 수명을 길게 할 수 있음과 함께 전원을 소형, 경량, 박형으로 할 수 있다.
(실시예 4-1)
도 30은 본 실시 형태의 실시예 1에 따른 백 라이트 구조를 나타내고 있다. 본 실시예에서는 제1 실시 형태에 따른 도 1에 도시한 TFT-LCD(1)를 이용하고 있으며, 도 30은 조명 장치(24)를 제1 내지 제4 발광 영역의 광 사출 개구측에서 바라본 상태를 나타내고 있다. 광 사출 개구측에는 제2 실시 형태에서 설명한 확산 시트(60) 등도 배치되어 있다. 백 라이트는 직하형으로 각 발광 영역(25∼28)은 서 로 이웃하는 영역의 광이 혼합되도록 불완전하게 4분할되어 있다. 그 이외에는 도 1에 도시한 조명 장치(24)와 동일하다. 도 31은 실시예 1에 따른 백 라이트의 구동 파형을 도시한다. 도 31은 도 2와 실질적으로 동일하지만, 게이트 드라이버(12)로부터 각 게이트 버스 라인(6)에 출력되는 게이트 펄스 GP의 출력 타이밍을 나타내는 점에서는 동일하지만, 도 2에서는 발광 휘도 B(25)∼B(28)를 나타내고 있는 반면, 각 발광 영역(25∼28)의 각 냉음극관(30∼33)에 흘리는 전류 C(30)∼C(33)를 나타내고 있는 점이 다르다.
도 31에 도시한 바와 같이, 각 냉음극관(30∼33)에 흘리는 전류는 소정 화소에 계조 데이터가 기입되어 충분히 액정이 반응하여 투과율이 높아지고 나서 최대 점등 상태 S2로 조명하도록 듀티 구동된다. 각 냉음극관(30∼33)의 전류 상태(또는 전력 상태)는 최대 광량으로 조명할 때에 최대 전류(또는 최대 전력)로 되어 있지만, 그 이외일 때에도 전류는 흘러(또는 전력은 투입되어) 중간 점등 상태 S3이 유지되고 있다. 이 듀티 구동에서는 표시 데이터의 기입 사이클과 동일한 사이클로 상기 전류 상태(또는 전력 상태)가 반복된다. 이와 같이 본 실시예에서는 최대 전류(또는 최대 전력)가 아닐 때에도, 전류는 흐르고(또는 전력은 투입되고) 있는 것이 특징이다.
듀티 구동에 있어서 동화상 표시의 동화상 불선명이나 잔상 현상을 인간이 느끼는지의 여부는 최대 조사 상태 S2에서의 조명광량의 최대값과 그 시간 폭에 크게 의존하고 있다. 소정 주파수로 반복되는 최대 점등 상태 S2의 사이에서 최대값으로부터 대략 절반 이하의 중간 점등 상태 S3으로서도 동화상 표시의 품질은 변하 지 않는다.
그 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 전력 증가를 억제하면서 고휘도화를 도모할 수 있기 때문에, 냉음극관의 안정기를 대형화시킬 필요가 없고, 안정기를 가볍고 얇게 하여 저비용으로 제조할 수 있게 된다. 또한, 종래와 같은 전류 증가에 수반하는 구동 전압의 상승도 억제되기 때문에 냉음극관의 전광 변환 효율의 저하를 억제하여 관 수명을 길게 할 수 있다. 이와 같이 소정 시간만 최대 점등 상태 S2로 조명하고, 그 이외의 시간은 소등하고 있던 종래 방식과 비교하면, 본 실시 형태에 따르면 동화상 표시 품질은 동등하고, 고휘도화, 저전력화, 장치의 경량화·박형화·소형화, 장기 수명화가 가능하다.
(실시예 4-2)
도 32는 본 실시 형태의 실시예 2에 따른 백 라이트 구조를 나타내고 있다. 본 실시예에서는 상기 실시예 1과 마찬가지의 TFT-LCD(1)를 이용하고 있으며, 도 32는 실시예의 도 30과 같은 방향에서 바라본 상태를 나타내고 있다. 백 라이트는 직하형으로 각 발광 영역(25∼28)은 서로 이웃하는 영역의 광이 섞이도록 불완전하게 4분할되어 있다. 각 발광 영역(25∼28)에는 각각 2개의 냉음극관((30a, 30b), (31a, 31b), (32a, 32b), (33a, 33b))이 배치되어 있다.
도 33은 실시예 2에 따른 백 라이트의 구동 파형을 도시한다. 도 33의 각 파형은 실시예 1의 도 31과 실질적으로 동일하지만, 본 실시예에서는 각 발광 영역(25∼28)의 각각을 2개의 냉음극관의 세트로 조명하기 때문에, 도 33에 도시하는 각 전류 파형을 2개의 냉음극관의 조합으로 실현할 수 있다고 하는 이점을 갖고 있다.
보다 구체적으로, 도 34 내지 도 36을 이용하여 설명한다. 도 34 내지 도 36은 도 33과 마찬가지의 타이밍차트를 나타내고 있다. 도 34에 도시하는 경우에는 각 발광 영역의 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)에는 각각 소정 사이클로 최대 점등 상태 S2가 되고, 그 이외에는 소등 상태 S1이 된 전류를 공급하여 조명 구동을 행한다. 각 발광 영역의 냉음극관(30b, 31b, 32b, 33b)에는 세트가 되는 각 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)의 최대 점등 상태 S2로 소등 상태 S1이 되고, 그 이외에는 중간 점등 상태 S2가 된 전류를 공급하여 조명 구동을 행한다. 이에 의해, 도 33에 도시한 조명 구동 전류 파형으로 얻어지는 휘도와 동등한 휘도로 조명할 수 있다.
도 35에 도시하는 경우는, 각 발광 영역의 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)에는 각각 소정 사이클로 최대 점등 상태 S2보다 낮은 중간 점등 상태 S2'가 되는 저전류로 구동시키고, 그 이외에는 도 33에 도시한 중간 점등 상태 S3보다 어두운 중간 점등 상태 S3-1이 되는 저전류로 구동한다. 각 발광 영역의 냉음극관(30b, 31b, 32b, 33b)에는 세트가 되는 각 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)의 중간 점등 상태 S2'로 총합이 최대 점등 상태 S2가 되도록 차분의 중간 점등 상태 S3-3이 되는 저전류로 구동시켜, 각 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)의 중간 점등 상태 S3-1로 총합이 중간 점등 상태 S3이 되는 차분의 중간 점등 상태 S3-2가 되는 저전류로 구동시킨다. 이에 의해, 도 33에 도시한 조명 구동 전류 파형으로 얻어지는 휘도와 동등한 휘도로 조명할 수 있다.
도 36에 도시하는 경우에는, 각 발광 영역의 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)에는 각각 소정 사이클로 최대 점등 상태 S2보다 낮은 중간 점등 상태 S2"가 되는 저전류로 구동시키고, 그 이외에는 소등 상태 S1이 되도록 전류 공급을 차단한다. 각 발광 영역의 냉음극관(30b, 31b, 32b, 33b)에는 세트가 되는 각 냉음극관(30a, 31a, 32a, 33a)의 중간 점등 상태 S2"로 총합이 최대 점등 상태 S2가 되도록 차분의 중간 점등 상태 S3이 되는 저전류로 연속적으로 구동시킨다. 이에 따라, 도 33에 도시한 조명 구동 전류 파형으로 얻어지는 휘도와 동등한 휘도로 조명할 수 있다.
이와 같이 각 발광 영역(25∼28)의 냉음극관의 세트에 흘리는 전류를 제어함으로써 도 33에 도시한 조명 상태를 얻을 수 있다. 본 실시예에 설명하는 듀티 구동을 함으로써, 전력 증가를 억제하면서 고휘도화를 도모할 수 있기 때문에, 냉음극관의 안정기를 대형화시킬 필요가 없고, 안정기를 가볍고 얇게 하여 저비용으로 제조할 수 있게 된다. 또한, 종래와 같은 전류 증가에 수반하는 구동 전압의 상승도 억제되므로 냉음극관의 전광 변환 효율의 저하를 억제하여 관 수명을 길게 할 수 있다. 이와 같이 본 실시 형태에 따르면 동화상 표시 품질은 동등하고, 고휘도화, 저전력화, 장치의 경량화·박형화·소형화, 장기 수명화가 가능하다.
(실시예 4-3)
도 37 및 도 38을 이용하여 실시예 3에 대하여 설명한다. 도 37은 실시예 1의 도 31과 마찬가지로 백 라이트의 구동 파형을 도시한다. 본 실시예의 백 라이트 구조는 실시예 1의 도 30에 도시하는 것과 동일하다. 도 37에 도시하는 경우에 는 각 발광 영역의 냉음극관(30, 31, 32, 33)에 대하여, 각각 소정 사이클로 최대 점등 상태 S2가 되는 전류로 구동시키고, 그 이외에는 중간 점등 상태 S3이 되는 저전류(최대 점등 상태 S2의 전류값의 50%)로 구동함과 함께, 최대 점등 상태 S2로부터 중간 점등 상태 S3으로 이행할 때에, 소정 시간만 소등 상태 S1이 되도록 전류의 공급을 정지하는 기간을 설정하고 있다.
도 38에 도시하는 경우는, 각 발광 영역의 냉음극관(30, 31, 32, 33)에 대하여, 각각 소정 사이클로 최대 점등 상태 S2가 되는 전류로 구동시키고, 그 이외에는 중간 점등 상태 S3이 되는 저전류(최대 점등 상태 S2의 전류값의 50%)로 구동함과 함께, 최대 점등 상태 S2로부터 중간 점등 상태 S3으로 이행할 때에, 소정 시간만 소등 상태 S1보다는 밝고 중간 점등 상태 S3보다는 어두운 중간 점등 상태 S4가 되는 저전류(최대 점등 상태 S2의 전류값의 20%)를 공급하는 기간을 설정하고 있다.
이들 도 37 및 도 38에 도시한 바와 같이 최대 전류값(또는 최대 전력, 또는 최대 광량값)의 상태의 직후에, 순간적으로 크게 전류값(또는 전력, 또는 광량값)을 감소시킴으로써, 순간적으로 화상이 시인되어 직후에 소멸하도록 하여 인간이 느끼는 임펄스 효과를 크게 할 수 있다.
도 39는 최대 점등 상태 S2로의 전류값(상대값)을 10으로 하여, 도 38에서의 중간 점등 상태 S3, S4를 변화시켜, TFT-LCD(1)의 표시 영역에 동화상을 표시시켰을 때의 표시 품질을 복수의 관찰자에 의한 주관적 평가로서 그래프화한 것이다.
도 39에서, 횡축은 최대 점등 상태 S2의 1프레임 기간 f에 대한 비율(%)을 나타내고 있으며, 종축은 1∼5단계의 평가점에 의한 평가를 나타내고 있다. 평가점 1은 동화상 표시에 있어서의 동화상 불선명이나 잔상 등이 「매우 방해가 된다」인 경우를 나타내고, 평가점 2는 이들이 「방해가 된다」인 경우를 나타내고 있다. 평가점 3은 동화상 불선명 등이 「신경쓰이지만 참을 수 있다」인 경우이고, 평가점 4는 「차이는 알지만 참을 수 있다」인 경우이고, 평가점 5는 「정지 화상과 동등한 우수한 화질」인 경우이다.
도 39에서, ○ 표시를 연결한 직선(A)은 (최대 점등 상태 S2의 전류값, 중간 점등 상태 S4의 전류값, 중간 점등 상태 S3의 전류값)=(10, 10, 10)인 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 1프레임 기간 f에 대한 비율(이하, 「최대 점등 상태 S2의 비율」이라고 약칭함) 여하에 관계없이, 1프레임 기간 f의 전역에서 최대 휘도 레벨로 조명된다. 즉, 홀드형 구동과 동등한 표시이고, 따라서 동화상 불선명이나 잔상이 매우 방해가 되는 화상 품질로, 평가점은 1이 된다.
도 39에서, × 표시를 연결한 절선(B)은 (최대 점등 상태 S2의 전류값, 중간 점등 상태 S4의 전류값, 중간 점등 상태 S3의 전류값)=(10, 5, 5)인 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려워 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 4로 되어 있다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3이 얻어지고 있다.
절선(C)은 (최대 점등 상태 S2의 전류값, 중간 점등 상태 S4의 전류값, 중간 점등 상태 S3의 전류값)=(10, 2, 5)인 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 5 근방으로 되어 있다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3이 얻어지고 있다.
도 39에서, ● 표시를 연결한 절선(D)은 (최대 점등 상태 S2의 전류값, 중간 점등 상태 S4의 전류값, 중간 점등 상태 S3의 전류값)=(10, 0, 5)가 되는 경우를 나타내고 있다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 5근방이 된다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3 이상이 얻어지고 있다.
도 39에서, ■ 표시를 연결한 절선(E)은 (최대 점등 상태 S2의 전류값, 중간 점등 상태 S4의 전류값, 중간 점등 상태 S3의 전류값)=(10, 0, 0)이 되는 경우를 나타내고 있다. 이것은 종래의 스캔형 LCD의 조명 방법과 동일하다. 이 경우에는 최대 점등 상태 S2의 비율이 10%∼30% 정도까지는 동화상 불선명이나 잔상이 시인되기 어려운 우수한 화상 품질이 얻어지기 때문에 평가점은 5 근방이 된다. 또한, 최대 점등 상태 S2의 비율이 30%를 초과하면 서서히 평가는 낮아지지만 50% 정도까지는 평가점 3 이상이 얻어지고 있다.
도 39에서, 중간 점등 상태 S3을 최대 점등 상태 S2의 휘도 레벨의 30% 정도의 휘도 레벨로 해도, 절선(E)으로 나타내는 종래의 스캔형 LCD에 대하여 손색이 없는 표시 품질이 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 중간 점등 상태 S3을 최대 점 등 상태 S2의 휘도 레벨의 50% 정도의 휘도 레벨까지는 허용 범위라고 볼 수 있다.
또한, 최대 점등 상태 S2에서의 조명 시간은 1프레임 기간 f의 30% 이하이면 동화상 불선명이나 잔상이 거의 일어나지 않고, 50%까지는 허용 범위라고 볼 수 있다.
도 40은 냉음극관의 특성을 나타내고 있으며, 횡축은 냉음극관에 흘리는 전류를 나타내고, 종축은 듀티비를 나타내고 있다. 도 40에서 2개의 굵은 실선은 투입 전력의 등고선을 나타내는데, 한쪽은 전력 1.0인 경우이고, 다른 쪽은 전력 0.6인 경우를 나타내고 있다. 그 이외의 9개의 가는 실선은 휘도 20으로부터 휘도 100까지를 10 간격으로 변화를 주었을 때의 휘도의 등고선을 나타내고 있다. 도 40에서, 냉음극관에 흘리는 전류값이 커지면 냉음극관의 전광 변환 효율이 저하되어, 수명이 짧아지는 경향이 현저한 것을 알 수 있다. 또한, 냉음극관을 구동하는 안정기는 흘리는 전류값이 커지면 트랜스포머 등을 크게 할 필요가 생기기 때문에 안정기는 무겁고, 두껍고, 고가가 된다.
본 실시 형태에 따르면, 도 40에 도시한 바와 같은 냉음극관의 전광 변환 효율이나 관 수명의 문제를 해결할 수 있다. 도 41 및 도 42는 본 실시 형태의 조명 장치 및 그 듀티 구동 방법을 이용한 효과를 나타내고 있다. 도 41 및 도 42에 도시하는 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 광량을 나타내고 있다.
도 41의 (a)는 종래의 듀티 구동을 나타내고 있으며, 전력이 1.0(임의 단위: 이하, a. u.라고 약기함)이고, 냉음극관에 32㎃의 전류를 듀티비 33%로 흘렸을 때의 광량을 나타내고, 이에 따라(시간 평균) 휘도 1.0(a. u.)이 얻어지고 있는 상태 를 나타내고 있다. 한편, 도 41의 (b)는 본 실시의 형태에 따른 듀티 구동을 나타내고 있으며, 전력이 1.0(a. u.)이고, 냉음극관에 최대 점등 상태 S2로 13㎃의 전류를 듀티비 33%로 흘리고, 남은 67%를 5.2㎃의 전류를 냉음극관에 공급하여 중간 점등 상태 S3으로 하였을 때의 광량을 나타내고 있다. 이에 의해, 휘도 1.4(a. u.)가 얻어지고 있다.
이와 같이 본 실시의 형태에 따르면, 전력이 일정하면, 종래 비율로 휘도가 1.4배에서 전광 변환 효율도 약 1.4배가 된다. 본 실시 형태에 따르면, 대전류값은 종래의 2/5인 13㎃이다. 이에 의해, 예를 들면, 전력이 동등하고 종래의 표시 휘도 300칸델라의 표시 장치를, 동화상 화질을 떨어뜨리지 않고 휘도 420칸델라로 할 수 있다. 또한, 안정기는 경박단소로 저비용으로 할 수 있게 된다.
도 42의 (a)는 도 41의 (a)와 동일하다. 한편, 도 42의 (b)는 본 실시의 형태에 따른 듀티 구동을 나타내고 있으며, 전력이 1.0(a. u.)이고, 냉음극관에 최대 점등 상태 S2로 종래와 마찬가지의 32㎃의 전류를 듀티비 33%로 흘리고, 남은 67%의 동안을 7㎃의 전류를 냉음극관에 공급하여 중간 점등 상태 S3으로 하였을 때의 광량을 나타내고 있다. 이에 따르면, 종래 방식의 1.5배의 전력을 투입할 수 있고, 표시 휘도를 2배로 할 수 있다. 즉, 동일한 안정기를 이용하여, 종래 방식으로 표시 휘도 300칸델라의 표시 장치를, 본 실시 형태에서는 동화상 화질을 떨어뜨리지 않고, 휘도 600칸델라로 할 수 있다. 또한, 전광 변환 효율도 1.33배로 향상시킬 수 있다.
(실시예 4-4)
도 43을 이용하여 실시예 4에 대하여 설명한다. 도 43의 (a)는 본 실시예의 백 라이트 유닛(75)의 간략한 단면을 나타내고 있다. 도면 좌측이 도 1에 도시한 LCD 패널(2)의 표시 영역 상측에 대응하고, 도면 우측이 표시 영역 하측에 대응하고 있다. 예를 들면, 12개의 냉음극관(76a∼76l)이 4개마다 세트로 되어, 관축이 게이트 버스 라인(6)에 거의 평행하게 연달아 설치되어 있다. 냉음극관(76a∼76l)은 얇은 접시 형상 개체 내에 수납되어 있으며, 개체 내벽에는 확산 반사판(77)이 배치되어 있다. 냉음극관(76a∼76l)으로부터의 광은 광 사출용 개구에 설치된 확산판(78)을 통하여 도 43의 (a)에는 도시되지 않는 LCD 패널(2)에 사출되도록 되어 있다. 이 구조는 홀드형 LCD의 백 라이트 유닛으로서 본 경우에는 통상의 구성이다. 스캔 구동을 하지 않기 때문에, 각 조명 영역 사이에 칸막이는 존재하지 않는다.
이러한 구성의 백 라이트 유닛(75)에 있어서, 광원을 듀티 구동하면 주변 영역에도 광이 넘쳐, 칸막이가 없어도 충분히 동화상 불선명을 억제하는 효과가 발휘되지만, 본 실시의 형태의 듀티 구동을 하면, 또한 고휘도화, 전력 절약화, 장기 수명화 등의 효과가 있다. 도 43의 (b)는 도 43의 (a)에 도시하는 구성의 백 라이트 유닛(75)에 대하여, 냉음극관(76a∼76l)을 33%의 듀티비로 항상 어느 것이든 인접 4개가 점등하는 스캔 구동을 시켰을 때의 임의의 순간에서의 프레임 위치와 휘도와의 관계를 나타내고 있다. 도면 좌측이 도 1에 도시한 LCD 패널(2)의 표시 영역 상측에 대응하고, 도면 우측이 표시 영역 하측에 대응하고 있다. 냉음극관 내의 G(녹색) 형광체의 잔광 시간(8㎳)에 의해 곡선의 X 위치가 완만하게 되어 잔상 현상이 생기고 있지만, 충분히 동화상에 대응할 수 있는 화질이 얻어지고 있다.
백 라이트 유닛(75)에 대하여, 도 37 또는 도 38에 도시한 듀티 구동을 행한 결과를 도 44에 도시한다. 도 44의 횡축 및 종축은 도 43의 (b)와 마찬가지이다. 도 44에 도시하는 곡선의 X 위치는 도 43의 (b)에 도시하는 곡선의 X 위치보다 급격하게 되어 있어 잔상 현상을 보다 효과적으로 억제하고 있는 것을 알 수 있다.
보다 구체적으로는, 도 43, 44에 도시한 통상의 직하형 백 라이트에 있어서, 본 실시 형태의 듀티 구동을 이용하여, 종래와 같은 전류 공급 상태를 단순하게 이치(온/오프)로 하지 않고, 소광량의 상태에서 평탄성을 갖도록 하고 있다. 또한, 도 43의 (b), 도 44의 휘도 분포(조명광량 분포)는 다른 냉음극관으로부터의 조명광량, 형광체의 잔광 특성(액정 표시 장치와 백 라이트의 구동 사이클, 60사이클, 1프레임 기간 16.7msec에 대하여, G 형광체의 잔광 시간은 약 8msec로 무시할 수 없는 길이임)을 가미하여 완만하게 시간 변화하는 전류 변조로서, 실험적으로 조정하여 실현하고 있다. 도 37 또는 도 38에 도시한 듀티 구동 방법을 채용하여, 대전류로 구동한 직후에 형광체의 잔광을 상쇄시키기 위해서 전류를 크게 저하시킨 후에 완만하게 전류를 증가시키도록 하고 있다.
본 실시예에 따르면, 종래의 통상의 직하형 백 라이트 구조를 그대로 사용하여 동화상 화질의 열화가 없는 스캔 구동을 할 수 있으며, 또한 다수의 관의 광량을 혼합할 수 있기 때문에, 냉음극관에 비교적 큰 색 변동이나 휘도 변동이 존재해도 이들을 균일하게 하여 시인할 수 없도록 할 수 있다. 또한, 열화에 의한 색 변동이나 휘도 변동에 대해서도 마찬가지로 시인할 수 없게 할 수 있기 때문에, 표시 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
비교예로서 도 45 및 도 46에 종래의 직하형 백 라이트 구조 및 듀티 구동을 도시한다. 도 45의 (a)에 도시한 백 라이트(74)는 각 냉음극관(76a∼76l)의 각각의 사이에 칸막이(77)가 배치되어 있다. 그리고, 듀티 구동 시에는 도 45의 (b)에 도시한 바와 같이 냉음극관(76a∼76l)에 대하여 순차적으로 전류를 공급하여 하나씩 개별적으로 점등/소등시키고 있다. 백 라이트 유닛(74)에 대하여, 종래의 듀티 구동을 행한 결과를 도 46에 도시한다. 도 46의 횡축 및 종축은 도 43의 (b)와 마찬가지이다. 도 46으로부터, 동화상 불선명이나 잔상 현상이 일어나지 않는 것을 알 수 있지만, 전체 프레임 위치에서 일부(도 46에서 위치(114∼140) 부근)만이 점등하고 있고 다른 위치에서는 소등하고 있기 때문에, 원하는 휘도를 얻을 수 없는 것을 알 수 있다.
(실시예 4-5)
도 47은 실시예 5에 따른 백 라이트 유닛(75')을 나타내고 있다. 본 백 라이트 유닛(75')은 도 43의 (a)에 도시한 백 라이트 유닛(75) 또는 종래의 각 발광 영역 사이에 불완전한 칸막이가 형성된 백 라이트 유닛과, 광 사출용 개구의 확산판(78) 상에 사이드 라이트형 백 라이트 유닛을 배치한 예를 나타내고 있다. 사이드 라이트형 백 라이트 유닛은 프리즘 도광판(80)의 양단부에 항상 점등하여 균일 조명용의 냉음극관(79)이 배치되어 있다. 본 구성에 의해서도, 실시예 3과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4-6)
도 48은 실시예 6에 따른 백 라이트 유닛(130)을 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 백 라이트 유닛(130)은 적층하여 배치된 2매의 도광판(100, 100')을 구비하고 있다. 도광판(100, 100')은 4개의 발광 영역 B1, B2, A1, A2를 갖고 있다. 도면 하측의 도광판(100)의 일측 단부면에는 냉음극관(102a)이 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 다른측 단부면에는 냉음극관(102b)이 배치되어 있다. 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다. 발광 영역 B1의 도광판(100)은 냉음극관(102a) 측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b) 측의 두께가 두꺼워지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 또한, 발광 영역 A1의 도광판(100)은 냉음극관(102a) 측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102a) 측의 두께가 얇아지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 A1, B1의 대향면(114)에는 광 산란 요소인 산란층(116)이 형성되어 있다. 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다.
도광판(100)의 액정 표시 패널(2) 측에 적층하여 배치된 도광판(100')의 일측 단부면에는 냉음극관(102a')이 배치되어 있다. 또한, 도광판(100')의 다른측 단부면에는 냉음극관(102b')이 배치되어 있다. 도광판(100')은 냉음극관(102a', 102b')으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다. 발광 영역 B2의 도광판(100')은 냉음극관(102a')측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b')측의 두께가 두꺼워지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성 되어 있다. 또한, 발광 영역 A2의 도광판(100')은 냉음극관(102a')측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102b')측의 두께가 얇아지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 영역 A2, B2의 대향면(116)에는 광 산란 요소인 산란층(116)이 형성되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 B1에서는, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 B1에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B1에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B1에 도광한 광은 발광 영역 B1에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100)의 발광 영역 B1에서는 (냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 A1에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때 마다 작아져 간다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 A1에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A1에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A1에 도광한 광은 발광 영역 A1에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100)의 발광 영역 A1에서는 (냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100')의 발광 영역 B2에서는 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 B2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102a') 측으로부터 발광 영역 B2에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B2에 도광한 광은 발광 영역 B2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100')의 발광 영역 B2에서는 (냉음극관(102b') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b') 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102a') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a') 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100')의 발광 영역 A2에서는 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 A2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102b') 측으로부터 발광 영역 A2에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b') 측으로부터 발광 영역 A2에 도광한 광은 발광 영역 A2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100')의 발광 영역 B2에서는 (냉음극관(102a') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a') 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102b') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b') 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 B2, A2는 냉음극관(102a) 측으로부터의 광과 냉음극관(102b) 측으로부터의 광의 쌍방을 거의 채광하지 않는 비채광 영역으로 되어 있다. 또한, 도광판(100')의 발광 영역 B1, A1은 냉음극관(102a') 측으로부터의 광과 냉음극관(102b') 측으로부터의 광의 쌍방을 거의 채광하지 않는 비채광 영역 으로 되어 있다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 도광판(100')의 발광 영역 A2에서는 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B2에서는 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100, 100')은 적층하여 배치했을 때에, 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 채광되도록 되어 있다.
이상 설명한 백 라이트 유닛 상에, 사이드 라이트형 백 라이트 유닛이 더 배치되어 있다. 사이드 라이트형 백 라이트 유닛은 프리즘 도광판(80)의 양단부에 상시 점등의 균일 조명용의 냉음극관(79)이 배치되어 있다. 본 구성에 의해서도, 실시예 3과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4-7)
도 49는 본 실시 형태의 실시예 7에 따른 백 라이트 구조를 나타내고 있다. 본 실시예도 제1 실시 형태에 따른 도 1에 도시한 TFT-LCD(1)를 이용하고 있으며, 도 49는 사이드 라이트형 백 라이트 유닛(82)을 제1 내지 제4 발광 영역(25∼28)의 광 사출 개구측에서 바라본 상태를 나타내고 있다. 사이드 라이트형 백 라이트 유닛(82)은 도광판(83)의 양측에 각 발광 영역(25∼28)의 각각에 LED(발광 다이오드)((84a, 84b), (85a, 85b), (86a, 86b), (87a, 87b))가 배치되어 있다. 각 발광 영역(25∼28)은 서로 이웃하는 영역의 광이 섞이도록 불완전하게 4분할되 어 있다. 그 이외에는 도 1에 도시한 조명 장치(24)와 동일하다. 도 49에 도시한 구조의 백 라이트 유닛에 대하여 본 실시의 형태에 따른 듀티 구동을 적용해도 상기 실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
도 50은 LED의 발광 효율의 전류 의존성을 나타내고 있다. 횡축은 LED에 공급되는 전류를 나타내고, 종축은 발광 효율(a. u.)을 나타내고 있다. 도 51은 LED의 발광량의 전류 의존성을 나타내고 있다. 횡축은 LED에 공급하는 전류를 나타내고, 종축은 발광량(a. u.)을 나타내고 있다. 도 50, 51에서, 마름모형 표시를 연결한 곡선은 Ga 사원계(적색용)의 LED의 특성을 나타내고, 검은 색 동그라미 표시를 연결한 곡선은 GaN계 1(청색용)의 LED의 특성을 나타내고, 흰 색 동그라미 표시를 연결한 곡선은 GaN계 2(녹색용)의 LED의 특성을 나타내고 있다.
도 50 및 도 51에 도시한 바와 같이 녹(G) 발광, 청(B) 발광의 GaN계 LED는 냉음극관과 마찬가지로 전류 증가로 전광 변환 효율이 저하되는 것을 알 수 있다. 이 외, 전류, 듀티비, 전력, 전광 변환 효율, 발광량, 수명에 관하여, LED는 냉음극관과 마찬가지의 특성을 갖는다. 따라서, 상기한 실시 형태에서 냉음극관을 예로 들어 설명한 사항은 대부분이 LED에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 다른 방전관이나 고체 발광 소자도 거의 마찬가지의 특성의 경향을 갖기 때문에 상기 실시 형태는 거의 모든 광원에 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시의 형태에 따르면, 고휘도, 고전광 변환 효율, 저비용, 경박단소, 긴 수명의 색·휘도의 균일성이 우수하고, 동화상 화질이 우수한 표시 장치를 실현할 수 있다.
[제5 실시 형태]
본 발명의 제5 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 52 내지 도 68을 이용하여 설명한다. 우선, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치의 기본 구성에 대하여 도 52 내지 도 56을 이용하여 설명한다. 도 52는 본 실시의 형태에 따른 조명 장치의 기본 구성을 나타내고 있다. 도 52에 도시한 바와 같이 본 기본 구성에 의한 조명 장치는 대략 판 형상으로, 예를 들면 아크릴 제의 도광판(100)을 갖고 있다. 도광판(100)의 도면의 상측의 측 단부면에는 선 형상 광원의, 예를 들면 냉음극관(102b)이 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 도면의 하측의 측 단부면에는 냉음극관(102a)이, 예를 들면 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 도광판(100)은 광을 사출하는 광 사출면(112)과, 광 사출면(112)에 대향하는 대향면(114)을 갖고 있다. 또한, 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 A1, B1, A2, B2를 갖고 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A1, B1, A2, B2는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A1, B1, A2, B2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다.
발광 영역 A1, A2는 주로 냉음극관(102a) 측(또는 냉음극관(102b) 측)으로부터 도광되는 광을 도광판(110)의 외부로 채광하는 채광 요소를 갖고 있다. 발광 영역 B1, B2는 주로 냉음극관(102b) 측(또는 냉음극관(102a) 측)으로부터 도광되는 광을 도광판(110)의 외부로 채광하는 채광 요소를 갖고 있다. 한쪽의 냉음극관(102a)(또는 102b) 측으로부터 도광되는 광을 선택적으로 채광하는 발광 영역 A1, A2(또는 B1, B2)는 다른 쪽의 냉음극관(102b)(또는 102a) 측으로부터 도광되는 광을 선택적으로 채광하는 발광 영역 B1, B2(또는 A1, A2)와 교대로 배열하고 있다. 이에 의해, 동일한 냉음극관(102a, 102b) 측으로부터 도광되는 광을 선택적으로 채광하는 발광 영역 A1, A2(B1, B 2)가 상호 인접하지 않도록 되어 있다.
본 기본 구성에 의한 조명 장치는 선 형상 광원을 이용한 사이드 라이트형이다. 이 때문에, 휘도 불균일이 없는 양호한 표시 품질이 얻어진다. 또한, 본 기본 구성에 의한 조명 장치에서는 도광판(100)의 긴 변 방향으로 평행하게 발광 영역을 분할해도, 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 배치할 수 있다. 이 때문에, 발광량이 비교적 크고 길이가 긴 선 형상 광원을 이용할 수 있어, 높은 휘도가 얻어진다.
도 53은 본 기본 구성에 의한 조명 장치의 채광 요소의 제1 원리를 설명하는 도면이다. 도 53에 도시한 바와 같이, 도광판(100)의 일측 단부면(도 53에서는 좌측 단부면)에는 냉음극관(102a)이, 예를 들면 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 다른측 단부면(도 53에서는 우측 단부면)에는 냉음극관(102b)이 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 냉음극관(102a, 102b)의 주위에는 램프 반사기(110)가 배치되어 있다. 도광판(100)은 광을 사출하는 광 사출면(112)과, 광 사출면(112)에 대향하는 대향면(114)을 갖고 있다. 대향면(114) 표면에는 광을 산란 반사시키는 광 산란 요소로서 산란층(116)이 형성되어 있다. 산란층(116)은, 예를 들면 비즈 등이 혼입된 수지로 이루어져, 소정의 면적 계조로 형성된다. 또한, 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 2개의 발광 영역 A, B를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 B가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 A가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A, B는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A, B의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다. 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다.
발광 영역 A의 도광판(100)은 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇고, 중앙부측의 두께가 두꺼운 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 B의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇고, 중앙부측의 두께가 두꺼운 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 도광판(100)의 쐐기 형상은 광 산란 요소와 함께 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 B에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 B에서는 광선(L1)과 같이 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때 문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 B에서는 도광이 유지되지 않고, 광선(L4)과 같이 도광판(100)의 외부로 사출된다. 즉, 발광 영역 B에서는 (냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
발광 영역 A에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되고, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 A에서는 광선(L3)과 같이 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 A에서는 도광이 유지되지 않고, 광선(L2)과 같이 도광판(100)의 외부로 사출된다. 즉, 발광 영역 A에서는 (냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또, 산란층(116)의 공기측의 계면은 요철로 형성하는 것보다 평탄하게 형성하는 것이 좋다(소위, 벌크형의 산란 구조). 이에 의해, 냉음극관(102a) 측(냉음극관(102b) 측)으로부터의 광이 발광 영역 B(발광 영역 A)의 산란층(116)의 계면으로부터 공기층측에 사출되는 비율을 대폭 저감시킬 수 있다.
도 54는 본 기본 구성에 의한 조명 장치의 채광 요소의 제2 원리를 설명하는 도면이다. 도 54에 도시한 바와 같이 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 2개의 발광 영역 A, B를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 B가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 A가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A, B는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A, B의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다. 도광판(100)의 대향면(114)은 프리즘 형상으로 형성되어 있다. 프리즘 형상은 광을 채광하는 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 B의 대향면(114)은 냉음극관(102a) 측으로부터의 광이 프리즘면(118)에 입사되지 않고, 광선(L1)과 같이 그대로 발광 영역 A에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(118)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(118)에 입사된다. 프리즘면(118)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 광선(L4)과 같이 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 A의 대향면(114)은 냉음극관(102b) 측으로부터의 광이 프리즘면(119)에 입사되지 않고, 광선(L3)과 같이 그대로 발광 영역 B에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(119)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(119)에 입사된다. 프리즘면(119)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 광선(L2)과 같이 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다.
도 55는 본 기본 구성에 의한 조명 장치의 채광 요소의 제3 원리를 설명하는 도면이다. 도 55에 도시한 바와 같이 도광판(100)의 대향면(114) 표면에는 광을 산란 반사시키는 광 산란 요소로서 산란층(116)이 형성되어 있다. 또한, 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 2개의 발광 영역 A, B를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 A가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 B가 배치되어 있다.
발광 영역 A의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 두껍고, 중앙부측의 두께가 얇은 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 마찬가지로, 발광 영역 B의 도광판(100)은 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 두껍고, 중앙부측의 두께가 얇은 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A, B는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A, B의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다. 또한, 발광 영역 A, B는 완전하게는 분리되어 있지 않다. 도광판(100)의 쐐기 형상은 광 산란 요소와 함께 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 A에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 A에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B에 도광한 광은 발광 영역 B에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다.
발광 영역 B에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 B에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A에 도광한 광은 발광 영역 A에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다.
도 56은 본 기본 구성에 의한 조명 장치의 채광 요소의 제4 원리를 설명하는 도면이다. 도 56에 도시한 바와 같이 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 2개의 발광 영역 A, B를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 A가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 B가 배치되어 있다. 도광판(100)의 대향면(114)은 프리즘 형상으로 형성되어 있다. 프리즘 형상은 광을 채광하는 채광 요소로서 기능한다. 도광판(100)의 발광 영역 A, B는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A, B의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다.
발광 영역 A의 대향면(114)은 냉음극관(102a) 측으로부터의 광이 임의의 확률로 프리즘면(119)에 입사되고, 냉음극관(102b) 측으로부터의 광이 프리즘면(119)에 입사되지 않는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(119)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 프리즘면(119)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 B의 대향면(114)은 냉음극관(102b) 측으로부터의 광이 임의의 확률로 프리즘면(118)에 입사되고, 냉음극관(102a) 측으로부터의 광이 프리즘면(118)에 입사되지 않는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(118)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 프리즘면(118)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다.
이하, 본 실시의 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 실시예 5-1 내지 5-6을 이용하여 구체적으로 설명한다.
(실시예 5-1)
다음으로, 본 실시의 형태의 실시예 5-1에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 57 내지 도 61을 이용하여 설명한다. 도 57은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 57에 도시한 바와 같이 액정 표시 장치는 백 라이트 유닛(130)과, 제어 회로(16), 게이트 드라이버(12) 및 데이터 드라이버(14)로 이루어지는 구동 회로를 구비하고 있다. 백 라이트 유닛(130)은 광원 제어부(광원 구동 회로)(132)를 갖고 있다. 광원 제어부(132)는 제어 회로(16)에 접속되어 있다. 제어 회로(16)에는 PC 등의 시스템측으로부터 출력된 클럭 CLK, 데이터 인에이블 신호 Enab 및 계조 데이터 Data 등이 입력된다. 또한, 제어 회로(16)는 1프레임분의 화상 신호를 기억하는 프레임 메모리(도시 생략)를 갖고 있다. 제어 회로(16)에는 게이트 드라이버(12)와 데이터 드라이버(14)가 접속되어 있다. 게이트 드라이버(12)는, 예를 들면 시프트 레지스터를 구비하고 있으며, 제어 회로(16) 내의 게이트 드라이버 제어부로부터 래치 펄스 신호 LP를 수취하여, 표시 개시 라인으로부터 순차적으로 게이트 펄스를 출력하여 선 순차 구동을 하도록 되어 있다.
액정 표시 장치는 N개의 게이트 버스 라인(6-1∼6-N)(도 57에서는 4개만 나타내고 있음)을 표시 영역(134) 내에 갖고 있다. 각 게이트 버스 라인(6-1∼6-N)은 게이트 드라이버(12)에 접속되어 있다. 표시 영역(134)은 게이트 버스 라인(6)에 평행하게 연장되는 4개의 영역 B1, A1, B2, A2로 분할되어 있다. 영역 B1, A1, B2, A2는 백 라이트 유닛(130)의 대응하는 발광 영역 B1, A1, B2, A2에 의해 각각 조명된다. 영역 B1에는 게이트 버스 라인(6-1∼6-(N/4))이 배치되어 있다. 영역 A1에는 게이트 버스 라인(6-(N/4+1)∼6-(N/2))이 배치되어 있다. 영역 B2에는 게이트 버스 라인(6-(N/2+1)∼6-(3×N/4))이 배치되어 있다. 영역 A2에는 게이트 버스 라인(6-(3×N/4+1)∼6-N)이 배치되어 있다.
도 58은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 59는 본 실시예에 따른 조명 장치의 백 라이트 유닛(130)의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 58 및 도 59에 도시한 바와 같이 액정 표시 장치는 투과형의 LCD 패널(2)과 백 라이트 유닛(130)을 갖고 있다. 백 라이트 유닛(130)은 대략 판 형상의 도광판(100)을 갖고 있다.
도광판(100)의 일측 단부면(도 58 및 도 59에서는 좌측 단부면)에는 선 형상 광원의 냉음극관(102a)이, 예를 들면 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 다른측 단부면(도 58 및 도 59에서는 우측 단부면)에는 냉음극관(102b)이, 예를 들면 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치되어 있다. 냉음극관(102a, 102b)의 주위에는 램프 반사기(110)가 배치되어 있다. 도광판(100)은 광을 사출하는 광 사출면(112)과, 광 사출면(112)에 대향하는 대향면(114)을 갖고 있다. 대향면(114)에는 광 산란 요소가 되는 산란층(116)이 형성되어 있다. 또한, 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 B1, A1, B2, A2를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 B1이 배치되고, 발광 영역 B1에 인접하여 발광 영역 A1이 배치되어 있다. 발광 영역 A1에 인접하여 발광 영역 B2가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 A2가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 B1, A1, B2, A2는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 B1, A1, B2, A2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다.
발광 영역 B1, B2의 대향면(114)은 냉음극관(102a) 측으로부터의 광이 프리즘면(118)에 입사되지 않고, 그대로 냉음극관(102b) 측에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(118)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(118)에 입사된다. 프리즘면(118)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 A1, A2의 대향면(114)은 냉음극관(102b) 측으로부터의 광이 프리즘면(119)에 입사되지 않고, 그대로 냉음극관(102b) 측에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(119)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(119)에 입사된다. 프리즘면(119)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100)은 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 추출되도록 되어 있다.
LCD 패널(2)과 도광판(100)과의 사이에는 배광(配光) 특성을 향상시키는 복수의 배광 시트로 이루어지는 배광 시트군(136)이 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 대향면(114) 측에는 광을 산란시켜 반사시키는 반사 산란 시트(138)가 배치되어 있다.
도 60은 본 실시예에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내고 있다. 횡축 방향은 시간을 나타내고, 종축 방향은 계조 데이터의 기입 상태((기입/비기입)와 조명 장치의 점멸 상태(ON/OFF)를 나타내고 있다. 파형 a는 영역 B1에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고, 파형 b는 영역 A1에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고 있다. 파형 c는 영역 B2에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고, 파형 d는 영역 A2에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고 있다. 또한, 파형 e는 냉음극관(102a)의 점멸 상태를 나타내고, 파형 f는 냉음극관(102b)의 점멸 상태를 나타내고 있다. 도 60에 도시한 바와 같이 광원 제어부(132)는 래치 펄스 신호 LP에 동기하여 냉음극관(102a, 102b)을 프레임 주파수(예를 들면, 60㎐)와 같은 점멸 주파수로 소정 시간에만 발광시키고 있다. 또한, 광원 제어부(132)는 냉음극관(102a)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍과, 냉음극관(102b)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍을 약 8.4msec(1/2주기분)만큼 다르게 하고 있다.
영역 B1, B2의 화소에는 거의 동일한 타이밍에서 계조 데이터가 기입되고 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 멀티 스캔형이고, 게이트 드라이버(12)는 게이트 버스 라인(6-1, 6-(N/2+1), 6-2, 6-(N/2+2), …)의 순서로 게이트 펄스 GP를 출력한다. 즉, 영역 B1, B2의 게이트 버스 라인(6)이 교대로 주사되도록 되어 있다. 또한, 게이트 버스 라인(6-1)에 게이트 펄스 GP가 출력된 1/2 주기 후에 게이트 버스 라인(6-(N/4+1))에 게이트 펄스 GP가 출력되고, 그 후 게이트 버스 라인(6-(3×N/4+1), 6-(N/4+2), 12-(3×N/4+2, …)의 순서로 주사된다.
영역 B1, B2의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 B1, B2를 발광시키는 냉음극관(102b)이 점등한다. 또한, 냉음극관(102b)이 소등한 후에, 영역 B1, B2의 화소에 계조 데이터가 기입된다. 마찬가지로, 영역 A1, A2의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 A1, A2를 발광시키는 냉음극관(102a)이 점등한다. 또한, 냉음극관(102a)이 소등한 후에, 영역 A1, A2의 화소에 계조 데이터가 기입된다. 이와 같 이 계조 데이터가 기입되어 있는 영역측의 냉음극관은 소등하도록 되어 있다. 액정 표시 장치에서는 화소에 계조 데이터를 기입하고 나서 액정 분자가 소정의 경사 각도로 경사질 때까지 수 msec∼수십 msec의 시간이 걸리기 때문에, 계조 데이터가 기입되고 나서 냉음극관이 점등하기까지의 시간을 될 수 있는 한 확보하는 것이 양호한 동화상의 표시 품질을 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는 냉음극관(102a(102b))을 소등시킨 직후에 영역 A1, A2(B1, B2)의 계조 데이터의 기입(재기입)을 개시하여, 영역 A1, A2(B1, B2)의 계조 데이터의 기입이 종료하고 나서 냉음극관(102a(102b))을 점등시키기까지의 시간을 액정 분자의 응답 시간으로서 확보하고 있다.
본 실시예에서는 냉음극관(102a, 102b)의 점등 시간을 서로 동일하게 하고 있지만, 냉음극관(102a, 102b)의 점등 시간을 서로 다르게 해도 된다. 또한, 본 실시예에서는 냉음극관(102a, 102b)을 소정의 주파수로 점등/소등시키고 있지만, 냉음극관(102a, 102b)의 발광 휘도를 소정의 주파수로 변동시키도록 해도 된다.
본 실시예에 따른 조명 장치는 선 형상 광원인 냉음극관(102a, 102b)을 이용한 사이드 라이트형이다. 이 때문에, 휘도 불균일이 없는 양호한 표시 품질이 얻어진다. 또한, 본 실시예에 따른 조명 장치에서는 도광판(100)의 긴 변 방향에 평행하게 발광 영역을 분할해도, 냉음극관(102a, 102b)이 관축 방향을 도광판(100)의 긴 변 방향에 거의 평행하게 하여 배치할 수 있다. 이 때문에, 발광량이 비교적 크고 길이가 긴 선 형상 광원을 이용할 수 있다. 따라서, 휘도가 높은 스캔형 조명 장치를 실현할 수 있고, 동화상을 표시할 때에도 윤곽 흐려짐이 없는 양호한 표 시 품질을 얻을 수 있다.
도 61은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구성의 변형예를 나타내는 블록도이다. 도 61에 도시한 바와 같이, 본 변형예에서는 영역 B1, A1의 게이트 버스 라인(6-1∼6-(N/2))을 구동하는 게이트 드라이버(12)와, 영역 B2, A2의 게이트 버스 라인(6-(N/2+1)∼6-N)을 구동하는 게이트 드라이버(12')가 상호 독립적으로 설치되어 있다. 양 게이트 드라이버(12, 12')는 제어 회로(84)에 접속되어 있다. 게이트 드라이버(12)가 제어 회로(16)로부터 입력하는 래치 펄스 LP에 동기하여 게이트 버스 라인(6-1)에 게이트 펄스 GP를 출력하는 것과 동시에, 게이트 드라이버(12')는 게이트 버스 라인(6-(N/2+1))에 게이트 펄스 GP를 출력한다. 이와 같이 하여, 본 변형예에서는 게이트 드라이버(12)가 게이트 버스 라인(6-1, 6-2, …, 6-(N/2))의 순서로 주사함과 동시에, 게이트 드라이버(12')가 게이트 버스 라인(6-(N/2+1), 6-(N/2+2), …, 6-N)의 순서로 주사할 수 있게 되어 있다. 본 변형예에 의해서도, 상기 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(실시예 5-2)
우선, 본 실시의 형태의 실시예 5-2에 따른 조명 장치에 대하여 도 62를 이용하여 설명한다. 도 62는 본 실시예에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 62에 도시한 바와 같이 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 B1, A1, B2, A2를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 B1이 배치되고, 발광 영역 B1에 인접하여 발광 영역 A1이 배치되어 있다. 발광 영역 A1에 인접하여 발광 영역 B2가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 A2가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 B1, A1, B2, A2는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 B1, A1, B2, A2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다.
도광판(100)은 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 소정의 경사각으로 경사지고, 영역별로 서로 다른 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 A1, A2의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 가는 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 B1, B2의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 가는 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 영역 A1, B2의 대향면(114)의 경사각은 영역 B1, A2의 대향면(114)의 경사각에 비하여 작아지고 있다. 도광판(100)의 쐐기 형상은 광 산란 요소와 함께 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 B1, B2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광의 일부는 발광 영역 B1, B2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 A1, A2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광의 일부는 발광 영역 A1, A2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100)은 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 채광되도록 되어 있다. 본 실시예에 따르면, 실시예 5-1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(실시예 5-3)
다음으로, 본 실시의 형태의 실시예 5-3에 따른 조명 장치에 대하여 도 63을 이용하여 설명한다. 도 63은 본 실시예에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 63에 도시한 바와 같이 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 A1, B1, A2, B2를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 A1이 배치되고, 발광 영역 A1에 인접하여 발광 영역 B1이 배치되어 있다. 발광 영역 B1에 인접하여 발광 영역 A2가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 B2가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A1, B1, A2, B2는 일체적으로 형성되어 있으며, 각 발광 영역 A1, B1, A2, B2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다.
도광판(100)은 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 소정의 경사각으로 경사지고, 영역별로 서로 다른 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 A1, A2의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇은 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 B1, B2의 도광판(100)은 냉음극관(102a)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b)이 배치된 측 단부측의 두께가 얇은 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 영역 A2, B1의 대향면(114)의 경사각은 영역 A1, B2의 대향면(114)의 경사각에 비하여 작아지고 있다. 도광판(100)의 쐐기 형상은 광 산란 요소와 함께 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 발 광 영역 B1, B2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광의 일부는 발광 영역 B1, B2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광판(100) 내를 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란된다. 그런데, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 발광 영역 A1, A2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광의 일부는 발광 영역 A1, A2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100)은 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 채광되도록 되어 있다.
본 실시예에 따르면, 실시예 5-1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시예에 따른 백 라이트 유닛(130)을 이용한 액정 표시 장치에서는 냉음극관(102a, 102b)의 휘도 변조의 타이밍을 도 60에 도시하는 실시예 5-1의 휘도 변조의 타이밍의 반대로 함으로써, 휘도가 높은 스캔형 조명 장치를 실현할 수 있고, 동화상을 표시할 때에도 윤곽 흐려짐이 없는 양호한 표시 품질이 얻어진다.
(실시예 5-4)
다음으로, 본 실시의 형태의 실시예 5-4에 따른 조명 장치에 대하여 도 64를 이용하여 설명한다. 도 64는 본 실시예에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 64에 도시한 바와 같이 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 A1, B1, A2, B2를 갖고 있다. 냉음극관(102a) 측에는 발광 영역 A1이 배치되고, 발광 영역 A1에 인접하여 발광 영역 B1이 배치되어 있다. 발광 영역 B1에 인접하여 발광 영역 A2가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 B2가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 A1, B1, A2, B2는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 A1, B1, A2, B2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다. 도광판(100)의 대향면(114)은 프리즘 형상으로 형성되어 있다. 프리즘 형상은 광을 채광하는 채광 요소로서 기능한다.
발광 영역 B1, B2의 대향면(114)은 냉음극관(102a) 측으로부터의 광이 프리즘면(118)에 입사되지 않고, 그대로 냉음극관(102b) 측에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(118)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(118)에 입사된다. 프리즘면(118)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
발광 영역 A1, A2의 대향면(114)은 냉음극관(102b) 측으로부터의 광이 프리즘면(119)에 입사되지 않고, 그대로 냉음극관(102b) 측에 도광하는 프리즘 형상으로 되어 있다. 프리즘면(119)은 광 사출면(112)에 대하여, 예를 들면 40°∼45°의 경사각으로 형성되어 있다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터의 광은 임의의 확률로 프리즘면(119)에 입사된다. 프리즘면(119)에 입사된 광은 전반사 조건이 무너져 반사 또는 굴절에 의해 도광판(100)의 외부로 사출된다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1, A2에서는 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1, B2에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100)은 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 추출되도록 되어 있다. 본 실시예에 따르면, 실시예 5-1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(실시예 5-5)
다음으로, 본 실시의 형태의 실시예 5-5에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 65를 이용하여 설명한다. 도 65는 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 65에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 프론트 라이트 방식이고, 반사형의 LCD 패널(2)과, 프론트 라이트 유닛(131)을 갖고 있다. 프론트 라이트 유닛(131)의 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)의 관축 방향에 거의 평행하게 분할된 4개의 발광 영역 B1, A1, B2, A2를 갖고 있다. 냉음 극관(102a) 측에는 발광 영역 B1이 배치되고, 발광 영역 B1에 인접하여 발광 영역 A1이 배치되어 있다. 발광 영역 A1에 인접하여 발광 영역 B2가 배치되고, 냉음극관(102b) 측에는 발광 영역 A2가 배치되어 있다. 도광판(100)의 발광 영역 B1, A1, B2, A2는 일체적으로 형성되어 있고, 각 발광 영역 B1, A1, B2, A2의 경계에는 단면이 형성되어 있지 않다. 도광판(100)의 대향면(114)은 프리즘 형상으로 형성되어 있다. 프리즘 형상은 광을 채광하는 채광 요소로서 기능한다.
프론트 라이트 방식에서는 채광 요소로서 산란층(116) 등을 이용하는 것은 현명하지 않다. 이것은 산란층(116)에 의한 산란광은 LCD 패널(2)에 대하여 수직 방향으로 사출되지 않으므로, 저콘트라스트로 저휘도의 원인이 되기 때문이다. 또한, 관찰자측에도 광이 직접 사출되므로, 미광이나 저콘트라스트의 원인이 되어, 표시 품질을 저하시키기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서는 채광 요소를 프리즘 형상으로 하고 있다. 또한, 도광판(100)과 편광판(141)을 접합하고, LCD 패널(2)과 접합함으로써, 계면 반사를 저감시켜 표시 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
(실시예 5-6)
다음으로, 본 실시의 형태의 실시예 5-6에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 66 내지 도 68을 이용하여 설명한다. 도 66은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 67은 본 실시예에 따른 조명 장치의 단면 구성을 나타내고 있다. 도 66 및 도 67에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 백 라이트 유닛(130)은 적층하여 배치된 2매의 도광판(100, 100')을 갖고 있다. 도광판(100, 100')은 4개의 발광 영역 B1, B2, A1, A2를 갖고 있다. 도면에서 하측의 도광판(100)의 일측 단부면(도 66 및 도 67에서는 좌측 단부면)에는 냉음극관(102a)이 배치되어 있다. 또한, 도광판(100)의 다른측 단부면(도 66 및 도 67에서는 우측 단부면)에는 냉음극관(102b)이 배치되어 있다. 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다. 발광 영역 B1의 도광판(100)은 냉음극관(102a) 측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b) 측의 두께가 두꺼워지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 또한, 발광 영역 A1의 도광판(100)은 냉음극관(102a) 측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102a)의 두께가 얇아지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 발광 영역 A1, B1의 대향면(114)에는 광 산란 요소인 산란층(116)이 형성되어 있다. 도광판(100)은 냉음극관(102a, 102b)으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다.
도광판(100)의 액정 표시 패널(2)측에 적층하여 배치된 도광판(100')의 일측 단부면(도 66 및 도 67에서는 좌측 단부면)에는 냉음극관(102a')이 배치되어 있다. 또한, 도광판(100')의 다른측 단부면(도 66 및 도 67에서는 우측 단부면)에는 냉음극관(102b')이 배치되어 있다. 도광판(100')은 냉음극관(102a', 102b')으로부터의 광을 도광하는 도광 영역을 갖고 있다. 발광 영역 B2의 도광판(100')은 냉음극관(102a')측의 두께가 얇고, 냉음극관(102b')측의 두께가 두꺼워지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 또한, 발광 영역 A2의 도광판(100')은 냉음극관(102a')측의 두께가 두껍고, 냉음극관(102b')측의 두께가 얇아지도록 대향면(114)이 광 사출면(112)에 대하여 경사지고, 쐐기 형상으로 형성되어 있다. 영역 A2, B2의 대향면(116)에는 광 산란 요소인 산란층(116)이 형성되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 B1에서는, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 B1에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B1에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 발광 영역 B1에 도광한 광은 발광 영역 B1에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100)의 발광 영역 B1에서는 (냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 A1에서는, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 A1에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A1에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b) 측으로부터 발광 영역 A1에 도광한 광은 발광 영역 A1에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100)의 발광 영역 A1에서는 (냉음극관(102a) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a) 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102b) 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b) 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100')의 발광 영역 B2에서는, 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 B2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102a') 측으로부터 발광 영역 B2에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102a') 측으로부터 발광 영역 B2에 도광한 광은 발광 영역 B2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100')의 발광 영역 B2에서는 (냉음극관(102b') 측으로부터의 채광량/냉 음극관(102b') 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102a') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a') 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100')의 발광 영역 A2에서는, 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광은 대향면(114)에서 반사할 때에 산란층(116)에 의해 산란됨과 함께, 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 대향면(114)에서 반사할 때마다 작아진다. 이 때문에, 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광의 대부분은 발광 영역 A2에서는 도광이 유지되지 않고, 도광판(100)의 외부로 사출된다. 한편, 냉음극관(102b') 측으로부터 발광 영역 A2에 도광한 광은 대향면(114)에서 반사할 때에, 산란층(116)에 의해 산란되지만, 광은 도광판(100)의 쐐기 형상에 따라 반사할 때마다 집광되어, 광 사출면(112)에 대한 입사각이 커진다. 이 때문에, 냉음극관(102b') 측으로부터 발광 영역 A2에 도광한 광은 발광 영역 A2에서는 도광이 유지되어, 도광판(100)의 외부로 그다지 사출되지 않는다. 즉, 도광판(100')의 발광 영역 B2에서는 (냉음극관(102a') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102a') 측으로부터의 도광량)>(냉음극관(102b') 측으로부터의 채광량/냉음극관(102b') 측으로부터의 도광량)의 관계로 되어 있다.
도광판(100)의 발광 영역 B2, A2는, 냉음극관(102a) 측으로부터의 광과 냉음극관(102b) 측으로부터의 광의 쌍방을 거의 채광하지 않는 비채광 영역으로 되어 있다. 또한, 도광판(100')의 발광 영역 B1, A1은 냉음극관(102a') 측으로부터의 광과 냉음극관(102b') 측으로부터의 광의 쌍방을 거의 채광하지 않는 비채광 영역으로 되어 있다.
이와 같이 도광판(100)의 발광 영역 A1에서는, 냉음극관(102a) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B1에서는 냉음극관(102b) 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 도광판(100')의 발광 영역 A2에서는, 냉음극관(102a') 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광되고, 발광 영역 B2에서는 냉음극관(102b') 측으로부터 도광하는 광이 보다 많이 채광된다. 또한, 도광판(100, 100')은 적층되어 배치했을 때에, 모든 발광 영역 B1, A1, B2, A2에서 거의 균일하게 광이 채광되도록 되어 있다.
도 68은 본 실시예에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타내고 있다. 횡축 방향은 시간을 나타내고, 종축 방향은 계조 데이터의 기입 상태(기입/비기입)와 백 라이트 유닛(130)의 점멸 상태(ON/OFF)를 나타내고 있다. 파형 a는 발광 영역 B1에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고, 파형 b는 영역 B2에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고 있다. 파형 c는 영역 A1에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고, 파형 d는 영역 A2에서의 계조 데이터의 기입 상태를 나타내고 있다. 또한, 파형 e는 냉음극관(102b)의 점멸 상태를 나타내고, 파형 f는 냉음극관(102b')의 점멸 상태를 나타내고 있다. 파형 g는 냉음극관(102a)의 점멸 상태를 나타내고, 파형 h는 냉음극관(102a')의 점멸 상태를 나타내고 있다.
도 68에 도시한 바와 같이, 광원 제어부(132)(도 66에서는 도시 생략)는 래치 펄스 신호 LP에 동기하여 냉음극관(102a, 102b, 102a', 102b')을 프레임 주파수(예를 들면, 60㎐)와 같은 점멸 주파수로 소정의 시간에만 발광시키고 있다. 또한, 광원 제어부(132)는 냉음극관(102b)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍과, 냉음극관(102b')의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍을 약 4.2msec(1/4주기분)만 다르게 하고 있다. 마찬가지로, 냉음극관(102b')의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍과, 냉음극관(102a)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍은 약 4.2msec만 다르고, 냉음극관(102a)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍과, 냉음극관(102a')의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍은 약 4.2msec만 다르다. 또한, 냉음극관(102a')의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍과, 냉음극관(102b)의 발광 휘도를 최대로 하는 타이밍은 약 4.2msec만 다르다.
영역 B1의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 B1을 발광시키는 냉음극관(102b)이 점등한다. 또한, 냉음극관(102b)이 소등한 후에, 영역 B1의 화소에 계조 데이터가 기입된다. 영역 B2의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 B2를 발광시키는 냉음극관(102b')이 점등한다. 또한, 냉음극관(102b')이 소등한 후에, 영역 B2의 화소에 계조 데이터가 기입된다. 마찬가지로, 영역 A1의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 A1을 발광시키는 냉음극관(102a)이 점등한다. 또한, 냉음극관(102a)이 소등한 후에, 영역 A1의 화소에 계조 데이터가 기입된다. 영역 A2의 화소에 계조 데이터가 기입되고 나서 소정 시간 경과 후에, 발광 영역 A2를 발광시키는 냉음극관(102a')이 점등한다. 또한, 냉음극관(102a')이 소등한 후에, 영역 A2의 화소에 계조 데이터가 기입된다.
이와 같이 계조 데이터가 기입되어 있는 영역을 조명하는 냉음극관은 소등하 도록 되어 있다. 액정 표시 장치에서는 화소에 계조 데이터를 기입하고 나서 액정 분자가 소정의 경사 각도로 경사질 때까지 수 msec∼수십 msec의 시간이 걸리므로, 임의의 영역의 계조 데이터가 기입되고 나서 해당 영역을 조명하는 냉음극관이 점등하기까지의 시간을 될 수 있는 한 확보하는 것이 양호한 동화상의 표시 품질을 얻을 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는 냉음극관(102a)을 소등시킨 직후에 계조 데이터의 기입을 개시하고 있다.
본 실시예에 따르면, 실시예 5-1과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 본 실시의 형태에서는 실시예 5-1과 달리 멀티 스캔형의 액정 표시 장치가 필요없기 때문에, 구동 회로를 복잡화시키지 않고 스캔형의 조명 장치 및 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또, 본 실시예에서는 도광판(100, 100')이 4개로 분할된 발광 영역 A1, A2, B1, B2를 갖고 있지만, 이 분할 수는 임의이다.
본 실시의 형태에 따르면, 구성이 용이하고 소형이며 박형, 경량으로, 휘도 및 색이 균일한 스캔형의 조명 장치 및 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 본 실시의 형태에 따르면, 윤곽의 흐려짐없이 동화상 화질이 우수한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
[제6 실시 형태]
본 발명의 제6 실시 형태에 따른 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 도 69 내지 도 73을 이용하여 설명한다. 본 실시의 형태는 액정 표시 장치 또는 그에 이용되는 조명 장치에 첨부되는 편광판에 특징을 갖고, 액정 표시 장치의 패널면 또는 조명 장치의 도광판에 편광판을 접합하는 경우의 제조 방법에 특징을 갖고 있다.
일반적으로, 투과형 액정 표시 장치는 액정 패널 이면으로부터 입사된 광의 투과율을 액정층에서 변조하여 패널 표면으로 사출하도록 되어 있으며, 조명 장치로서 액정 패널 이면측에 백 라이트 유닛이 배치되어 있다. 한편, 모바일 용도에 이용되는 반사형 액정 표시 장치에서는 외광을 액정 패널 표면으로부터 입사하여 액정층 내를 통과시켜, 반사 전극으로 반사시켜 액정층에서 변조하여 패널 표면에 사출하도록 되어 있다.
일반적으로 반사형 액정 표시 장치는 외광이 적을 때의 보조용의 조명광원으로서 액정 패널 표면측에 프론트 라이트 유닛(예를 들면, 제5 실시 형태의 실시예 5-5(도 65) 참조)이 배치되어 있다. 프론트 라이트 유닛은 액정 패널 표면측에 배치된 투명판 형상의 도광판과, 도광판 중 적어도 일 측면측에 배치된 광원을 갖고 있다. 도광판의 표면측(외광 입사측)에는, 예를 들면 1㎜ 이하의 소 피치로 계단 형상으로 프리즘이 형성되어 있고, 도광판 측면의 광원으로부터 입사된 광이 면내 방향에 반사나 굴절하여 전파하면서, 액정 패널면의 전면에 거의 수직광을 출사하도록 되어 있다. 도광판은 투과율이 높고, 성형이 용이하며, 경량인 것이 필요하므로 백 라이트 유닛용의 도광판과 동일한 아크릴재가 다용된다.
도광판의 액정 패널 표면측의 광 사출면과 액정 패널 표면과의 사이에는 편광판이 배치되어 있다. 이 편광판을 도광판의 액정 패널 표면측의 광 사출면에 첨부하면, 도광판으로부터 액정 패널 표면으로 비교적 큰 입사각도로 입사하는 불필요한 광을 흡수하여, 화질의 저하(흑색 부분이 하얗게 들뜨는 현상 등)를 억제하여 높은 콘트라스트의 표시를 얻을 수 있다.
프론트 라이트 유닛은 주로 소형의 액정 표시 장치에서 사용되므로, 도광판에는 경량화 및 소형화가 요구된다. 이 때문에, 도광판은 두께 1㎜ 전후의 매우 얇은 판으로 형성되어 변형되기 쉬운 구조로 되어 있다. 이에 대하여, 도광판에 첨부한 편광판은 고온 하에서 0.3∼0.5%의 열수축이 생긴다. 이 때문에, 고온 하에서 편광판이 열 수축하면 도광판이 변형된다고 하는 문제가 생기고 있다. 예를 들면, 여름 날에 차 안에 방치하는 등으로 하여, 액정 표시 장치가 하루동안 고온 하에 놓인 경우, 편광판이 수축하여 도광판을 구부리고, 실온으로 복귀되어도 수축은 그대로 유지되므로, 도광판의 변형은 잔존한 상태 그대로이다. 프론트 라이트 유닛의 도광판의 외광 입사측에는 도광판의 표면 프리즘을 오염시키지 않도록, 보호 커버가 설치되어 있지만, 도광판이 굽어져 이 보호 커버와 당접하면, 양자가 문질러져 도광판에 상처가 나, 휘도 불균일 등 표시 품질에 악영향을 미치게 한다. 이를 회피하기 위해서 도광판과 보호 커버와의 거리를 미리 이격하면, 약 5㎜의 간격이 필요하게 되어, 이것은 장치의 두께를 두껍게 한다. 또한, 도광판 자체가 변형되면, 도광판의 중앙이 산이 되는 것처럼 팽창되어, 구 형상의 므와레 줄무늬가 생겨 표시 품질이 저하된다.
이 문제를 해결하기 위해서 본 실시의 형태에서는 편광판의 열수축은 불가역적이고, 열수축은 0.3∼0.5%로 포화하는 것을 발견하여, 편광판을 미리 열 처리하여 불가역인 수축을 시키고 나서 사용하도록 하였다. 열 처리는 소정의 온도 환경 내에 편광판을 일정 시간 방치함으로써 행한다. 이 때, 열 처리 온도를 100℃ 이상으로 하면, 편광판 자체의 열화가 생겨 급격히 편광도가 저하되어 표시의 콘트라스트가 낮아지므로 주의를 요한다. 또한, 열 처리 온도가 40℃ 이하가 되면, 편광판의 열수축의 진행이 늦어지므로 열 처리에 장시간을 필요로 하므로 현재의 제조 공정에서는 주의가 필요하다.
이러한 열 처리 온도의 범위를 감안하여, 편광판에 적절한 열 처리를 실시함으로써, 액정 표시 장치가 고온 하에 방치된 경우라도 도광판의 변형량을 작게 할 수 있어, 도광판과 보호 커버의 거리를 작게 하여 장치 용적을 작게 할 수 있다. 또한, 도광판의 변형을 작게 할 수 있어 므와레 줄무늬에 의한 표시 품질의 저하도 가볍게 할 수 있다. 또한, 환경 온도가 실온으로 되돌아가면 도광판의 변형이 원상태로 되돌아가므로, 표시 품질도 손상되지 않는다.
이하, 구체적인 실시예를 이용하여 설명한다. 도 69는 본 실시의 형태에 따른 조명 장치의 제조 방법을 나타내고 있다. 도 69에 도시한 바와 같이, 우선 편광판 열 처리 공정 91에서 편광판을 항온조 내에서 소정의 온도로 가열 처리한다. 그 후, 실온으로 복귀하고 나서 도광판에의 부착 공정 92로 이행하여, 부착기로 도광판 표면에 편광판을 부착한다. 계속해서, 오토 크레이브 처리를 실시한다(오토 크레이브 처리 공정 93). 다음으로, 램프 어셈블리의 부착 공정 94에서, 도광판에 광원 등을 부착하여 프론트 라이트가 완성한다.
다음으로, 상기한 편광판 열 처리 공정 91을 바람직하게 실시하기 위한 조건 등에 대하여 상세히 설명한다. 우선, 열 처리 온도와 열 처리 시간에 의해, 편광판의 흡수축의 투과율이 50%가 되는 파장의 변화(이하, 컷트 파장 이동량이라고 함)와 수축률 변화를 조사하였다(도 70 참조). 편광판은 제조 메이커가 권장하는 사용 상한 온도가 70℃ 전후인 것이 많아, 그 이상의 온도에 노출되면 편광판의 열화가 빨라지는 것이 알려져 있다. 이 편광판의 열화는 편광도의 열화이고, 흡수축의 컷트 파장을 측정하여 그 차이를 조사함으로써, 열화의 정도를 알 수 있다(도 71 참조).
도 70은 본 실시의 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판의 열 처리에 있어서의 열 처리 시간에 대한 편광판 흡수축의 컷트 파장 변화를 나타내고 있다. 횡축은 열 처리 시간(hr)을 나타내고, 종축은 컷트 파장 이동량(㎚)을 나타내고 있다. 도 70에서, 단피치의 파선은 편광판에 대한 열 처리 온도가 50℃인 데이터를 나타내고 있다. 마찬가지로, 일점쇄선은 열 처리 온도가 60℃인 데이터를 나타내고, 가는 실선은 열 처리 온도가 70℃인 데이터를 나타내고, 장피치의 파선은 열 처리 온도가 100℃인 데이터를 나타내고 있다. 또한, 굵은 실선은 17형 액정 표시 장치에 사용한 편광판의 컷트 파장 이동량을 나타내고 있으며, 열 처리하지 않은 편광판을 도광판에 첨부한 비교용의 데이터로, 도면에서 「17형 장치 내」라고 나타내고 있다.
도 70에 도시한 바와 같이, 굵은 실선으로 나타내는 「17형 장치 내」의 컷트 파장 이동량은 열 처리 500hr에서 -6㎚, 1000hr에서 -11㎚이었다. 이에 비하여, 50℃ 이상의 온도로 열 처리를 한 편광판은 열 처리 온도가 높아질수록 동일한 열 처리 시간에서의 컷트 파장 이동량이 증가하여 열화가 빨라진다. 여기서, 70℃ 이하의 열 처리 온도로, 열 처리 시간이 50hr까지이면, 컷트 파장 이동량은 -11㎚ 이하이고, 비교의 「17형 장치내」의 데이터에서는 최대 1000hr분의 열화에 상당하는 것을 알 수 있다. 이 1000hr은 17형 액정 표시 장치의 수명 시간의 3%로, 편광판 열 처리에 있어서의 열화의 양으로서 허용 범위로 하였다.
도 71은 본 실시의 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판을 70℃에서 열 처리한 경우의 편광판의 흡수축 방향의 투과 특성을 나타내고 있다. 횡축은 파장(㎚)을 나타내고, 종축은 투과율(%)을 나타내고 있다. 도 71에서, 실선은 열 처리 시간이 200시간에 있어서의 투과 특성을 나타내고, 파선은 열 처리 시간이 0시간(즉, 열 처리하지 않음)에 있어서의 투과 특성을 나타내고 있다. 열 처리를 하지 않은 경우에 비하여 편광판의 흡수축의 컷트 파장은 약 810㎚로부터 약 785㎚로 저하되고 있다.
도 72는 본 실시의 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 편광판의 열 처리 시간에 대한 수축률의 변화를 나타내고 있다. 횡축은 열 처리 시간(hr)을 나타내고, 종축은 수축률을 나타내고 있다. 도 72의 실선은 열 처리 온도가 70℃인 경우를 나타내고, 파선은 열 처리 온도가 60℃인 경우를 나타내고 있다. 편광판의 수축률은 열 처리 전후에, 편광판의 종횡의 변의 길이를 측정하여, 원래의 길이에 대한 변화분의 평균을 산출하였다. 열 처리 온도가 높을수록 편광판 수축이 빨라지므로, 본 예에서는 60℃와 70℃의 열 처리 온도에 대하여 나타내고 있다. 열 처리 시간이 100hr 이상에서는 양자의 열수축률은 동일하게 되지만, 열수축의 속도는 열 처리 온도가 70℃인 쪽이 빠르고, 40∼50hr의 처리로 편광판의 수축이 거의 포화한다. 도 70에 도시한 편광판 흡수축의 컷트 파장 이동량에 대해서도 50hr 이내의 열 처리 시간이 바람직한 것이 상기한 바와 같이 분명하므로, 열 처리 온도가 70℃에서 열 처리가 적당한 것을 알 수 있다. 또한, 도 72에서, 열 처리 온도를 70℃로 하면, 거의 열수축이 포화하는 40hr의 열 처리 시간이 바람직하다.
따라서, 열 처리 온도가 70℃, 열 처리 시간이 40hr에서 열 처리한 편광판을 도광판에 부착하여, 열충격 시험기에 걸어 도광판의 변형량을 측정하였다. 구체적으로는, 편광판이 부착된 도광판의 끝 변에 광원을 부착한 프론트 라이트 유닛을 액정 패널 위에 4변을 고정하여, 온도 60℃에서 25분 및 온도 -20℃에서 35분의 열충격 시험에 거쳤다. 도광판의 변형량은 도광판의 중앙부의 가장 융기한 부분과, 도광판의 가장자리와의 거리를 측정하여 변형량으로 하였다.
도 73은 본 실시의 형태에 따른 조명 장치에 있어서, 열충격 시험 시간과 도광판 변형량과의 관계를 나타내고 있다. 횡축은 열충격 시험 시간(hr)을 나타내고, 종축은 도광판의 변형량(㎜)을 나타내고 있다. 도 73에서, 실선은 열 처리를 실시한 편광판을 나타내고, 파선은 열 처리를 하지 않은 편광판을 나타내고 있다.
종래의 열 처리하지 않은 편광판(파선)은 열충격 시험 시간이 600hr에서 4.6㎜의 변형량이지만, 열 처리한 편광판(실선)은 충격 시험 시간이 600hr에서 1.0㎜의 변형량이고, 종래의 39%로 변형을 억제할 수 있었다.
이상과 같이 본 실시의 형태에 따르면, 편광판에 적절한 열 처리를 실시하여 미리 불가역인 열수축을 시키고 나서 도광판에 부착하여 프론트 라이트 유닛을 제조한다. 특히, 열수축의 양 α을 0<α≤0.3%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함에 따라, 액정 표시 장치가 고온 하에 방치된 경우라도 도광판의 변형량을 대폭 억제할 수 있다. 따라서, 도광판과 보호 커버의 거리도 1∼2㎜ 단축시킬 수 있어 장치 용적을 작게 할 수 있다. 또한, 도광판의 변형량이 작기 때문에 므와레 줄무늬도 가볍게 되고, 환경 온도가 실온으로 되돌아가면 변형되어 원래의 형상으로 되돌아가기 때문에 표시 품질도 떨어지지 않는다.
또, 본 실시의 형태에서는 편광판을 프론트 라이트 유닛의 도광판의 액정 패널 표면측의 광 사출면에 첨부하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이 외에도, 도광판의 외광 입사면측에 도광판을 부착한 경우나, 액정 패널면에 부착한 경우, 또는 백 라이트 유닛의 도광판에 부착한 경우에도 본 실시의 형태를 적용하여 소기의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 편광판의 구성에 대하여 구체적으로 설명하면, 예를 들면 폴리비닐 알콜(PVA)을 연신하여 요오드로 염색한 편광 필름 단체나, 해당 편광 필름의 양측에 보호막으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름을 부착한 구조의 편광판, 또는 선팽창 계수 등이 서로 다른 위상 차 필름 등이 적층된 편광판이 있다. 본 실시의 형태는 이들의 모든 편광판에 대하여 적용 가능하다.
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 여러가지의 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치를 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 단순 매트릭스형의 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 발광 영역이 4영역으로 분할되어 있는 경우를 주로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 임의의 분할수로 영역 분할할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는 TN 모드의 액정 표시 장치를 예로 들었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, MVA 모드나 IPS 모드 등의 다른 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다.
[제7 실시 형태]
본 발명의 제7 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 77 내지 도 85를 이용하여 설명한다. 본 실시의 형태는 수직 배향형의 액정 표시 영역을 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
도 84는 종래의 액정 표시 장치의 일례의 주요부를 도시하는 개략적 구성도이다(예를 들면, 특허 문헌 8 참조). 도 84에서, 참조 부호(201)는 박막 트랜지스터(TFT)를 스위칭 소자로서 이용한 액티브 매트릭스형의 컬러 액정 표시 패널로서, 수직 배향 모드로 동작하고, 참조 부호(202)는 컬러 액정 표시 패널(201)의 광원을 하는 백 라이트이고, 참조 부호(203)는 백 라이트(202)의 전원을 하는 인버터이다.
참조 부호(204)는 컬러 액정 표시 패널(201)에 형성되어 있는 데이터선에 RGB 신호를 출력하는 데이터 드라이버(데이터선 구동 회로), 참조 부호(205)는 컬러 액정 표시 패널(201)에 형성되어 있는 게이트선에 게이트 신호(주사 신호)를 출력하는 게이트 드라이버(게이트선 구동 회로)이다.
참조 부호(206)는 타이밍 컨트롤러이고, 표시 신호원(예를 들면, 컴퓨터)으로부터 주어지는 도트 클럭 DCLK, 수직 동기 신호 Vsync, 표시 신호 동기 신호(표시 신호 유효 영역 지정 신호) ENAB 및 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6 등을 입력하여 컬러 액정 표시 패널(201)을 구동하기 위해서 필요한 각종 신호를 데이터 드라이버(204) 및 게이트 드라이버(205)에 공급하는 타이밍 컨트롤러이다.
도 85는 도 84에 도시한 종래의 액정 표시 장치의 동작을 나타내는 타이밍차트로서, 타이밍 컨트롤러(206)에 입력하는 도트 클럭 DCLK와, 타이밍 컨트롤러(206)에 입력하는 수직 동기 신호 Vsync와, 타이밍 컨트롤러(206)에 입력하는 표시 신호 동기 신호 ENAB와, 타이밍 컨트롤러(206)에 입력하는 RGB 데이터 신호와, 타이밍 컨트롤러(206)로부터 데이터 드라이버(204)에 주어지는 RGB 데이터 신호를 나타내고 있다.
도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치에서는, 표시 신호원으로부터 주어지는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6은 표시 신호 동기 신호 ENAB에 동기하여 타이밍 컨트롤러(206)에 입력되고, 타이밍 조정되어 데이터 드라이버(204)에 공급된다.
도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치에서는, 컬러 액정 표시 패널(201)로서 수직 배향 모드로 동작하는 수직 배향형의 액정 표시 패널을 구비하고 있지만, 수직 배향형의 액정 표시 패널은, 화면이 전환되었을 때, 이전 화면에 표시되어 있는 계조에 「가장자리」가 존재하여(예를 들면, 배경을 흑색으로 하여, 「가장자리」가 있는 회색의 물체가 표시되어 있는 경우), 또한 다음 화면이 백색 표시인 경우에, 유지형의 잔상이 일어나기 쉽다고 하는 문제점을 갖고 있었다.
이 유지형의 잔상은 중간조(예를 들면, 회색)로부터 백으로 화면이 변화하는 부분에서는, 화면의 변화 시에, 액정의 배향이 흐뜨러지는 상황이 그대로 유지되 어, 배향이 정렬되어 있는 흑으로부터 백으로 변화하는 부분과의 차로서 보여지는 것으로 발생한다.
본 실시의 형태는 이러한 점을 감안하여, 수직 배향형의 액정 표시 영역을 갖는 경우에도, 유지형의 잔상이 일어나기 어렵도록 하여, 고품질의 화상 표시를 행할 수 있도록 한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시의 형태는 수직 배향형의 액정 표시 영역을 갖는 액정 표시 장치로서, 상기 액정 표시 영역의 구동 시에, 화면의 소정 영역을 흑 표시시킬 수 있는 흑 표시 제어부를 갖는다고 하는 것이다.
본 실시의 형태에 따르면, 액정 표시 영역의 구동 시에, 흑 표시 제어부에 의해 화면을 흑 표시시킬 수 있기 때문에, 액정의 배향을 정렬할 수 있다. 따라서, 유지형의 잔상이 일어나기 어렵도록 할 수 있다.
이하, 도 77∼도 83을 참조하여, 본 실시의 형태의 실시예 7-1∼7-3에 대하여 설명한다. 또, 도 77, 도 80 및 도 82에서, 도 84에 대응하는 부분에는 동일 부호를 병기하고, 그 중복 설명은 생략한다.
(실시예 7-1)
도 77은 실시예 7-1의 주요부를 도시하는 개략적 구성도이다. 실시예 7-1은 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치가 구비하는 인버터(203) 및 타이밍 컨트롤러(206)와 구성이 다른 인버터(207) 및 타이밍 컨트롤러(208)를 구비하고, 그 이외에 대해서는 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치와 마찬가지로 구성한 것이다.
인버터(207)는 점등 제어 단자(209)를 구비하고, 점등 제어 단자(209)가 L 레벨로 되는 기간은 백 라이트(202)의 점등 상태를 유지하고, 점등 제어 단자(209)가 H 레벨로 되는 기간은 백 라이트(202)를 소등 상태로 하는 것이다. 점등 제어 단자(209)에는 타이밍 컨트롤러(208)로부터 점등 제어 신호 SA가 주어진다.
타이밍 컨트롤러(208)는 흑 표시 제어부(210)를 구비하고, 흑 표시 제어부(210)로부터 출력되는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 데이터 드라이버(204)에 공급함과 함께, 흑 표시 제어부(210)에서 생성되는 흑 표시 제어 신호를 점등 제어 신호 SA로서 출력하도록 하고, 그 이외에 대해서는 종래 주지와 같이 구성한 것이다.
도 78은 흑 표시 제어부(210)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 78에서, 참조 부호(211)는 흑 표시 제어 신호 SB를 생성하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로이고, 참조 부호(212)는 표시 신호 동기 신호 ENAB(또는 수직 동기 신호 Vsync)와 도트 클럭 DCLK를 입력하여 프레임의 종료부를 검출하여, 1프레임에 1개의 프레임 종료부 검출 펄스 SC를 출력하는 프레임 종료부 검출 회로이다.
참조 부호(213)는 프레임 종료부 검출부(212)로부터 출력되는 프레임 종료부 검출 펄스 SC를 카운트하는 N진 펄스 카운터(N은, 예를 들면 60), 참조 부호(214)는 N진 펄스 카운터(213)의 출력을 디코드하여 N프레임에 1회, 1프레임 기간을 H 레벨로 하는 흑 표시 제어 신호 SB를 출력하는 디코더이다.
참조 부호(215)는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6 또는 흑 표시 데이터 신호를 선택하여 데이터 드라이버(204)에 공급하는 3계통 2입력 1출력형의 셀 렉터이고, SL은 셀렉트 제어 신호 입력 단자, A1∼A3, B1∼B3은 피선택 신호 입력 단자, X1∼X3은 출력 단자이다.
셀렉트 제어 신호 입력 단자 SL에는 흑 표시 제어 신호 SB가 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A1에는 R 데이터 신호 R0∼R6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A2에는 G 데이터 신호 G0∼G6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A3에는 B 데이터 신호 B0∼B6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에는 접지 전위 0V가 주어진다.
셀렉터(215)는 흑 표시 제어 신호 SB=L 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 A1∼A3에 주어지는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 선택하여 데이터 드라이버(204)에 공급하고, 흑 표시 제어 신호 SC=H 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에 주어지는 접지 전위 0V를 흑 표시 데이터 신호로서 데이터 드라이버(204)에 공급하도록 구성되어 있다.
도 79는 실시예 7-1의 동작을 나타내는 타이밍차트로서, 타이밍 컨트롤러(208)에 입력하는 도트 클럭 DCLK와, 타이밍 컨트롤러(208)에 입력하는 수직 동기 신호 Vsync와, 타이밍 컨트롤러(208)에 입력하는 표시 동기 신호 ENAB와, 타이밍 컨트롤러(208)에 입력하는 RGB 데이터 신호와, 타이밍 컨트롤러(208)로부터 데이터 드라이버(204)에 주어지는 RGB 데이터 신호를 나타내고 있다.
즉, 실시예 7-1에서는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(211)는 N프레임(예를 들면, 60프레임)에 1회, 1프레임 기간을 H 레벨로 하는 흑 표시 제어 신호 SB를 출력하기 때문에, 셀렉터(215)는 데이터 드라이버(204)에 대하여, N프레임 기간 중의 (N-1)프레임 기간은 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 공급하고, N프레임 기간 중의 1프레임 기간은 흑 표시 데이터 신호를 공급하여, 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되게 된다.
또한, 흑 표시 제어 신호 생성 회로(211)로부터 출력되는 흑 표시 제어 신호 SB가 점등 제어 신호 SA로서 인버터(207)의 점등 제어 단자(209)에 공급된다. 따라서, 흑 표시 제어부(210)의 제어에 의해 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되는 경우에는 백 라이트(202)는 소등 상태로 된다.
이와 같이 실시예 7-1에 따르면, N프레임 기간 중의 1프레임 기간은 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면을 표시시키도록 한 것에 의해, 수직 배향형의 컬러 액정 표시 패널(201)을 구비하고 있어도, 화면 전체의 액정의 배향을 정렬하여, 유지형의 잔상을 캔슬할 수 있으므로, 고품질의 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 흑 표시 제어부(210)의 제어에 의해 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되는 경우에는 백 라이트(202)는 소등 상태로 되기 때문에, 흑 표시 화면을 지각적으로 인식하는 것을 회피할 수 있다. 또, 흑 표시 제어부(210)의 제어에 의해 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되는 경우에도, 백 라이트(202)는 점등 상태를 유지하도록 해도 된다.
(실시예 7-2)
도 80은 실시예 7-2의 주요부를 도시하는 개략적 구성도이다. 실시예 7-2는 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치가 구비하는 인버터(203) 및 타이밍 컨트롤러(206)와 구성이 다른 인버터(216) 및 타이밍 컨트롤러(217)를 구비하고, 그 이 외에 대해서는 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치와 마찬가지로 구성한 것이다.
백 라이트(202)는 컬러 액정 표시 패널(201)의 수평 라인 수를 4m(m은, 예를 들면 192)으로 하면, 제1∼제m 수평 라인에 대응하여 제1 형광 램프, 제m+1∼제2m 수평 라인에 대응하여 제2 형광 램프, 제2m+1∼제3m 수평 라인에 대응하여 제3 형광 램프, 제3m+1∼제4m 수평 라인에 대응하여 제4 형광 램프를 구비하고 있다. 인버터(216)는 제1∼제4 형광 램프에 대응하여 점등 제어 단자(218-1∼218-4)를 구비하고 있다.
그리고, 인버터(216)는 점등 제어 단자(218-i)(단, i=1, 2, 3, 4)가 L 레벨로 되는 기간은 제i 형광 램프의 점등 상태를 유지하고, 점등 제어 단자(218-i)가 H 레벨로 되는 기간은 제i 형광 램프를 소등 상태로 하도록 구성되어 있다. 점등 제어 단자(218-i)에는 타이밍 컨트롤러(217)로부터 점등 제어 신호 SAi가 주어진다.
타이밍 컨트롤러(217)는 흑 표시 제어부(219)를 구비하고, 흑 표시 제어부(219)로부터 출력되는 RCB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 데이터 드라이버(204)에 공급함과 함께, 흑 표시 제어부(219)에서 점등 제어 신호 SA1∼SA4를 생성하도록 하고, 그 이외에 대해서는 종래 주지와 마찬가지로 구성한 것이다.
도 81은 흑 표시 제어부(219)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 81에서, 첨부 부호(220)는 표시 신호 동기 신호 ENAB(또는 수직 동기 신호 Vsync)와 도트 클럭 DCLK를 입력하여 제1 흑 표시 제어 신호 SB를 생성하는 흑 표시 제어 신호 생 성 회로로서, 도 78에 도시하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(211)와 동일한 회로 구성으로 되어 있다.
참조 부호(221)는 제2 흑 표시 제어 신호 SD를 생성하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로이고, 참조 부호(222)는 표시 신호 동기 신호 ENAB(또는 게이트 드라이버(205)용 클럭 GCLK)를 입력하여 수평 라인 수를 검출하고, m개의 수평 라인을 검출할 때마다 1개의 펄스 SE를 출력하는 수평 라인 수 검출 회로, 참조 부호(223)는 수평 라인 수 검출 회로(222)로부터 출력되는 펄스 SE를 카운트하는 4진 펄스 카운터이다.
참조 부호(224-1)는 4진 펄스 카운터(223)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(223)의 카운트값이 2인 동안에는, L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다. 참조 부호(224-2)는 4진 펄스 카운터(223)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(223)의 카운트값이 3인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다.
참조 부호(224-3)는 4진 펄스 카운터(223)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(223)의 카운트값이 4인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다. 참조 부호(224-4)는 4진 펄스 카운터(223)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(223)의 출력이 1인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다.
참조 부호(225-1∼225-4)는 JK 플립플롭이다. JK 플립플롭(225-1)은 J 단자에 수평 라인 수 검출 회로(222)로부터 출력되는 펄스 SE가 주어지고, K 단자에 디 코더(224-1)의 출력이 주어진다. JK 플립플롭(225-2)은 J 단자에 디코더(224-1)의 출력이 인가되어, K 단자에 디코더(224-2)의 출력이 주어진다.
JK 플립플롭(225-3)은 J 단자에 디코더(224-2)의 출력이 주어지고, K 단자에 디코더(224-3)의 출력이 주어진다. JK 플립플롭(225-4)은 J 단자에 디코더(224-3)의 출력이 주어지고, K 단자에 디코더(224-4)의 출력이 주어진다.
참조 부호(226)는 4입력 1출력형의 셀렉터이고, A∼D는 피선택 신호 입력 단자, SL1, SL2는 셀렉트 제어 신호 입력 단자이다. 셀렉터(226)는 SL1=L 레벨, SL2=L 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 A를 선택하고, SL1=L 레벨, SL2=H 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 B를 선택하고, SL1=H 레벨, SL2=L 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 C를 선택하고, SL1=H 레벨, SL2=H 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 D를 선택한다.
피선택 신호 입력 단자 A에는 JK 플립플롭(225-1)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 B에는 JK 플립플롭(225-2)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 C에는 JK 플립플롭(225-3)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 D에는 JK 플립플롭(225-4)의 출력이 주어진다.
참조 부호(227)는 흑 표시 영역 선정 회로로서, 흑 표시 영역 선정 신호 SF1, SF2와 점등 제어 신호 SA1∼SA4를 출력하고, 흑 표시 영역 선정 신호 SF1, SF2를 각각 셀렉터(226)의 셀렉트 제어 신호 입력 단자 SL1, SL2에 제공하고, 점등 제어 신호 SA1∼SA4를 인버터(216)의 점등 제어 단자(218-1∼218-4)에 제공하는 것이다.
흑 표시 영역 선정 회로(227)는 SF1=L 레벨, SF2=L 레벨로 되는 상태와, SF1=L 레벨, SF2=H 레벨로 되는 상태와, SF1=H 레벨, SF2=L 레벨로 되는 상태와, SF1=H 레벨, SF2=H 레벨로 되는 상태를 하나씩 순서대로 N프레임마다 취하는 것으로, 그 결과 셀렉터(226)는 JK 플립플롭(225-1∼225-4)의 출력을 하나씩 순서대로 N프레임마다 선택하여 출력하게 된다.
참조 부호(228)는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(220)로부터 출력되는 흑 표시 제어 신호 SB와 흑 표시 제어 신호 생성 회로(221)로부터 출력되는 흑 표시 제어 신호 SD를 AND 처리하는 AND 회로, 참조 부호(229)는 3계통 2입력 1출력형의 셀렉터이고, SL은 셀렉트 제어 신호 입력 단자, A1∼A3, B1∼B3은 피선택 신호 입력 단자, X1∼X3은 출력 단자이다.
셀렉트 제어 신호 입력 단자 SL에는 AND 회로(228)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A1에는 R 데이터 신호 R0∼R6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A2에는 G 데이터 신호 G0∼G6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A3에는 B 데이터 신호 B0∼B6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에는 접지 전위 0V가 주어진다.
셀렉터(229)는 AND 회로(228)의 출력=L 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 A1∼A3에 주어지는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 선택하여 데이터 드라이버(204)에 공급하고, AND 회로(228)의 출력=H 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에 주어지는 접지 전위 0V를 흑 표시 데이터 신호로서 데이터 드라이버(204)에 공급하도록 구성되어 있다.
실시예 7-2에서는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(220)는 N프레임(예를 들면, 60프레임)에 1회, 1프레임 기간을 H 레벨로 하는 흑 표시 제어 신호 SB를 출력하고, 흑 표시 제어 신호 생성 회로(221)는 JK 플립플롭(225-1∼225-4)의 출력을 하나씩 순서대로 N프레임마다 선택하여 출력하게 된다.
그 결과, AND 회로(228)는 제N+1 프레임의 제1∼제m 수평 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제2N+1 프레임의 제m+1∼제2m 수평 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제3N+1 프레임의 제2m+1∼제3m 수평 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제4N+1 프레임의 제3m+1∼제4m 수평 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하여, 이하 이 동작을 반복한다.
즉, 제1∼제m 수평 라인의 영역, 제m+1∼제2m 수평 라인의 영역, 제2m+1∼제3m 수평 라인의 영역, 제3m+1∼제4m 수평 라인의 영역이 하나씩 순서대로 N프레임마다 흑 표시되게 된다.
따라서, 본 예에서는 흑 표시 영역 선정 회로(227)는 제1∼제m 수평 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제1 형광 램프를 소등시키고, 제m+1∼제2m 수평 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제2 형광 램프를 소등시키고, 제2m+1∼제3m 수평 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제3 형광 램프를 소등시키고, 제3m+1∼제4m 수평 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제4 형광 램프를 소등시키도록, 점등 제어 신호 SA1∼SA4를 출력하도록 구성된다.
이와 같이 실시예 7-2에 따르면, 수직 방향으로 4분할한 화면 영역을 1영역씩 순서대로 N프레임마다 흑 화면을 표시시킬 수 있기 때문에, 수직 배향형의 컬러 액정 표시 패널(201)을 구비하고 있어도, 화면 전체의 액정의 배향을 정렬하여, 유지형의 잔상을 캔슬할 수 있다. 따라서, 고품질의 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 흑 표시 영역 선정 회로(227)가 출력하는 점등 제어 신호 SA1∼SA4에 의해 흑 표시되는 화면 영역에 대응하여 설치되어 있는 형광관을 소등시킬 수 있기 때문에, 흑 표시 화면을 지각적으로 인식하는 것을 회피할 수 있다. 또, 흑 표시 제어부(219)의 제어에 의해 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되는 경우에도, 백 라이트(202)는 점등 상태를 유지하도록 해도 된다.
(실시예 7-3)
도 82는 실시예 7-3의 주요부를 도시하는 개략적 구성도이다. 실시예 7-3은 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치가 구비하는 백 라이트(202), 인버터(203) 및 타이밍 컨트롤러(206)와 구성이 다른 백 라이트(202A), 인버터(230) 및 타이밍 컨트롤러(231)를 구비하고, 그 이외에 대해서는 도 84에 도시하는 종래의 액정 표시 장치와 마찬가지로 구성한 것이다.
백 라이트(202A)는 컬러 액정 표시 패널(201)의 수직 라인 수를 4n(n은, 예를 들면 256)으로 하면, 제1∼제n 수직 라인에 대응하여 제1 형광 램프, 제n+1∼제2n 수직 라인에 대응하여 제2 형광 램프, 제2n+1∼제3n 수직 라인에 대응하여 제3 형광 램프, 제3n+1∼제4n 수직 라인에 대응하여 제4 형광 램프를 구비하고 있다. 인버터(230)는 제1∼제4 형광 램프에 대응하여 각각 점등 제어 단자(232-1∼232-4)를 구비하고 있다.
그리고, 인버터(230)는 점등 제어 단자(232-i)(단, i=1, 2, 3, 4)가 L 레벨 로 되는 기간은 제i 형광 램프의 점등 상태를 유지하고, 점등 제어 단자(232-i)가 H 레벨로 되는 기간은 제i 형광 램프를 소등 상태로 하도록 구성되어 있다. 점등 제어 단자(232-i)에는 타이밍 컨트롤러(231)로부터 점등 제어 신호 SGi가 주어진다.
타이밍 컨트롤러(231)는 흑 표시 제어부(233)를 구비하고, 흑 표시 제어부(233)로부터 출력되는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 데이터 드라이버(204)에 공급함과 함께, 흑 표시 제어부(233)에서 점등 제어 신호 SG1∼SG4를 생성하도록 하고, 그 이외에 대해서는 종래 주지와 같이 구성한 것이다.
도 83은 흑 표시 제어부(233)의 구성을 나타내는 회로도이다. 도 83에서, 참조 부호(234)는 표시 신호 동기 신호 ENAB(또는 수직 동기 신호 Vsync)와 도트 클럭 DCLK를 입력하여 제1 흑 표시 제어 신호 SB를 생성하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로로서, 도 78에 도시하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(211)와 동일한 회로 구성으로 되어 있다.
참조 부호(235)는 제2 흑 표시 제어 신호 SH를 생성하는 흑 표시 제어 신호 생성 회로이고, 참조 부호(236)는 표시 신호 동기 신호 ENAB(또는 게이트 클럭 GCLK)와 도트 클럭 DCLK를 입력하여 도트 수를 검출하고, n개의 도트를 검출할 때마다 1개의 펄스 SI를 출력하는 도트 수 검출 회로, 참조 부호(237)는 도트 수 검출 회로(236)로부터 출력되는 펄스 SI를 카운트하는 4진 펄스 카운터이다.
참조 부호(238-1)는 4진 펄스 카운터(237)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(237)의 카운트값이 2인 동안은 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레 벨을 출력하는 디코더이다. 참조 부호(238-2)는 4진 펄스 카운터(237)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(237)의 카운트값이 3인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다.
참조 부호(238-3)는 4진 펄스 카운터(237)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(38)의 카운트값이 4인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다. 참조 부호(238-4)는 4진 펄스 카운터(237)의 출력을 디코드하여, 4진 펄스 카운터(237)의 카운트값이 1인 동안에는 L 레벨을 출력하고, 그 이외일 때에는 H 레벨을 출력하는 디코더이다.
참조 부호(239-1∼239-4)는 JK 플립플롭이다. JK 플립플롭(239-1)은 J 단자에 도트 수 검출 회로(236)로부터 출력되는 펄스 SI가 주어지고, K 단자에 디코더(238-1)의 출력이 주어진다. JK 플립플롭(239-2)은 J 단자에 디코더(238-1)의 출력이 주어지고, K 단자에 디코더(238-2)의 출력이 주어진다.
JK 플립플롭(239-3)은 J 단자에 디코더(239-2)의 출력이 주어지고, K 단자에 디코더(238-3)의 출력이 주어진다. JK 플립플롭(239-4)은 J 단자에 디코더(238-3)의 출력이 주어지고, K 단자에 디코더(238-4)의 출력이 주어진다.
참조 부호(240)는 4입력 1출력형의 셀렉터이고, A∼D는 피선택 신호 입력 단자, SL1, SL2는 셀렉트 제어 신호 입력 단자이다. 셀렉터(240)는 SL1=L 레벨, SL2=L 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 A를 선택하고, SL1=L 레벨, SL2=H 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 B를 선택하고, SL1=H 레벨, SL2=L 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 C를 선택하고, SL1=H 레벨, SL2=H 레벨일 때에는 피선택 신호 입력 단자 D를 선택한다.
피선택 신호 입력 단자 A에는 JK 플립플롭(239-1)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 B에는 JK 플립플롭(239-2)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 C에는 JK 플립플롭(239-3)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 D에는 JK 플립플롭(239-4)의 출력이 주어진다.
참조 부호(241)는 흑 표시 영역 선정 회로로서, 흑 표시 영역 선정 신호 SJ1, SJ2와 점등 제어 신호 SG1∼SG4를 출력하고, 흑 표시 영역 선정 신호 SJ1, SJ2를 각각 셀렉터(240)의 셀렉트 제어 신호 입력 단자 SL1, SL2에 인가하여, 점등 제어 신호 SG1∼SG4를 인버터(230)의 점등 제어 단자(232-1∼232-4)에 공급하는 것이다.
흑 표시 영역 선정 회로(241)는 SJ1=L 레벨, SJ2=L 레벨로 되는 상태와, SJ1=L 레벨, SJ2=H 레벨로 되는 상태와, SJ1=H 레벨, SJ2=L 레벨로 되는 상태와, SJ1=H 레벨, SJ2=H 레벨로 되는 상태를 1수평 주사마다 순서대로 하나씩 취하는 것으로, 그 결과 셀렉터(240)는 JK 플립플롭(239-1∼239-4)의 출력을 수평 주사마다 순서대로 하나씩 선택하여 출력하게 된다.
참조 부호(242)는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(234)로부터 출력되는 흑 표시 제어 신호 SB와 흑 표시 제어 신호 생성 회로(235)로부터 출력되는 흑 표시 제어 신호 SH를 AND 처리하는 AND 회로, 참조 부호(243)는 3계통 2입력 1출력형의 셀렉터이고, SL은 셀렉트 제어 신호 입력 단자, A1∼A3, B1∼B3은 피선택 신호 입력 단자, X1∼X3은 출력 단자이다.
셀렉트 제어 신호 입력 단자 SL에는 AND 회로(242)의 출력이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A1에는 R 데이터 신호 R0∼R6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A2에는 G 데이터 신호 G0∼G6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 A3에는 B 데이터 신호 B0∼B6이 주어지고, 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에는 접지 전위 0V가 주어진다.
셀렉터(243)는 AND 회로(242)의 출력=L 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 A1∼A3에 주어지는 RGB 데이터 신호 R0∼R6, G0∼G6, B0∼B6을 선택하여 데이터 드라이버(204)에 공급하고, AND 회로(242)의 출력=H 레벨인 경우에는 피선택 신호 입력 단자 B1∼B3에 주어지는 접지 전위 0V를 흑 표시 데이터 신호로서 데이터 드라이버(204)에 공급하도록 구성되어 있다.
실시예 7-3에서는 흑 표시 제어 신호 생성 회로(234)는 N프레임(예를 들면, 60프레임)에 1회, 1프레임 기간을 H 레벨로 하는 흑 표시 제어 신호 SB를 출력하고, 흑 표시 제어 신호 생성 회로(235)는 JK 플립플롭(239-1∼239-4)의 출력을 1수평 주사 후마다 순서대로 하나씩 선택하여 출력하게 된다.
그 결과, AND 회로(242)는 제N+1 프레임의 제1∼제n 수직 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제2N+1 프레임의 제n+1∼제2n 수직 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제3N+1 프레임의 제2n+1∼제3n 수직 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하고, 제4N+1 프레임의 제3n+1∼제4n 수직 라인의 주사 기간 동안 H 레벨을 출력하여, 이하 이 동작을 반복한다.
즉, 제1∼제n 수직 라인의 영역, 제n+1∼제2n 수직 라인의 영역, 제2n+1∼제3n 수직 라인의 영역, 제3n+1∼제4n 수직 라인의 주사 기간의 영역이 하나씩 순서대로 N프레임마다 흑 표시되게 된다.
따라서, 본 예에서는 흑 표시 영역 선정 회로(241)는 제1∼제n 수직 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제1 형광 램프를 소등시키고, 제n+1∼제2n 수직 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제2 형광 램프를 소등시키고, 제2n+1∼제3n 수직 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제3 형광 램프를 소등시키고, 제3n+1∼제4n 수직 라인의 영역을 흑 표시할 때에는 제4 형광 램프를 소등시키도록, 점등 제어 신호 SG1∼SG4를 출력하도록 구성된다.
이와 같이 실시예 7-3에 따르면, 수평 방향으로 4분할한 화면 영역을 N프레임마다 1영역씩 순서대로 흑 화면을 표시시킬 수 있기 때문에, 수직 배향형의 컬러 액정 표시 패널(201)을 구비하고 있어도, 화면 전체의 액정의 배향을 정렬하여, 유지형의 잔상을 캔슬할 수 있다. 따라서, 고품질의 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 흑 표시 영역 선정 회로(241)가 출력하는 점등 제어 신호 SG1∼SG4에 의해 흑 표시되는 화면 영역에 대응하여 설치되어 있는 형광관을 소등시킬 수 있기 때문에, 흑 표시 화면을 지각적으로 인식하는 것을 회피할 수 있다. 또, 흑 표시 제어부(233)의 제어에 의해 컬러 액정 표시 패널(201)에 흑 화면이 표시되는 경우에도, 백 라이트(202A)는 점등 상태를 유지하도록 해도 된다.
또, 실시예 7-1∼실시예 7-3에서는 N프레임마다 1프레임 기간 동안, 화면의 전체 영역 또는 일부 영역을 흑 표시하도록 하고 있다. 이 대신에, N프레임마다 연속적인 수 프레임 기간, 화면의 전체 영역 또는 일부 영역을 흑 표시하도록 해도 된다.
이상과 같이 본 실시의 형태에 따르면, 액정 표시 영역의 구동 시에, 흑 표시 제어부에 의해 화면을 흑 표시시킬 수 있기 때문에, 액정의 배향을 정렬할 수 있어, 수직 배향형의 액정 표시 영역을 갖는 경우에도, 유지형의 잔상이 일어나기 어렵도록 하여, 고품질의 화상 표시를 행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 표시 휘도 저하를 억제하면서 동화상 표시에 있어서의 움직임 불선명이나 잔상을 감소시킬 수 있는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 소비 전력을 억제할 수 있고, 장치를 소형 경량 또한 긴 수명으로 할 수 있는 조명 장치 및 그것을 이용한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

Claims (55)

  1. 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치의 표시 영역을 조명하는 조명 장치에 있어서,
    발광 휘도를 변화시킬 수 있는 적어도 1개의 광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 사출하는 적어도 1개의 발광 영역과,
    1 프레임 기간 내를, 상기 광원을 소정의 최대 휘도로 발광시키는 최대 점등 상태와, 상기 최대 휘도보다 낮은 소정의 중간 휘도로 발광시키는 중간 점등 상태로 전환하는 광원 전원 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 영역은, 상기 표시 영역을 조명할 때에, 상기 액정 표시 장치에 형성된 게이트 버스 라인의 연장 방향으로 평행하게 배치되는 광 사출용 개구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원 전원 회로는, 상기 액정 표시 장치에 형성된 복수의 게이트 버스 라인에 순차적으로 출력되는 게이트 펄스 중 어느 하나에 동기하여 상기 최대 점등 상태와 상기 중간 점등 상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간 점등 상태는 상기 최대 점등 상태의 휘도 레벨의 30% 이상 50% 이하의 휘도 레벨로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 최대 점등 상태에서의 조명 시간은 1프레임 기간의 10% 이상 50% 이하의 시간인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 도광판과 그 단부에 배치된 제1 광원을 구비하고, 제1 발광 영역을 주로 조명하며, 인접하는 제2 발광 영역에 광의 일부를 공급하는 제1 광원 유닛과,
    상기 제1 광원 유닛에 적층되고, 제2 도광판과 그 단부에 배치된 제2 광원을 구비하고, 상기 제2 발광 영역을 주로 조명하며, 인접하는 상기 제1 발광 영역에 광의 일부를 공급하는 제2 광원 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 도광판은 상기 제1 및 제2 발광 영역에 배치되고,
    상기 제1 도광판은 상기 제1 발광 영역에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    제3 도광판과 그 단부에 배치된 제3 광원을 구비하고, 제3 발광 영역을 주로 조명하며, 인접하는 제4 발광 영역에 광의 일부를 공급하는 제3 광원 유닛과,
    상기 제3 광원 유닛에 적층되고, 제4 도광판과 그 단부에 배치된 제4 광원을 구비하고, 상기 제4 발광 영역을 주로 조명하며, 인접하는 상기 제3 발광 영역에 광의 일부를 공급하는 제4 광원 유닛을 더 갖고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 도광판은 상기 제3 및 제4 발광 영역에 배치되고,
    상기 제4 도광판은 상기 제4 발광 영역에만 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 도광판과 상기 제4 도광판은 동일 평면 상에 배치되고,
    상기 제2 도광판과 상기 제3 도광판은 동일 평면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 조명 영역 상에 배치된 투과형 확산판과,
    상기 제1 내지 제4 조명 영역과 상기 투과형 확산판과의 사이에 배치된 광 혼합 영역을 더 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광 혼합 영역은 두께 0.5㎜∼10㎜의 공간 또는 투명 부재인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 도광판과 상기 제3 도광판과의 대향 단부 사이에, 정반사 또는 확산 반사하는 양면 반사판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 도광판과 상기 제3 도광판과의 대향 단부 사이는 이면측으로 뚫려있는 Λ 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 Λ 형상의 꼭지각 θ은 도광체의 굴절율을 n으로 하면,
    θ≤180°-4×sin-1(1/n)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원 전원 회로는 상기 발광 영역으로부터의 사출광의 휘도를 조정하는 휘도 조정용 볼륨을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 한 쌍의 기판과 상기 한 쌍의 기판 사이에 봉지된 액정을 구비하는 액정 표시패널과, 상기 액정 표시 패널을 조명하는 조명장치를 갖는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치에 있어서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 조명 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 제1항에 있어서,
    상기 발광 영역 내에 복수의 상기 광원을 구비하고,
    상기 복수의 광원에 흘리는 전류를 각각 제어하여, 상기 발광 영역을 소정의 최대 휘도로 발광시키는 최대 점등 상태와, 상기 최대 휘도보다 낮은 소정의 중간 휘도로 발광시키는 중간 점등 상태를 전환하는 광원 제어계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 광원 제어계는,
    상기 복수의 광원 중 적어도 1개에 대하여, 소정 주기로 상기 최대 점등 상태로 되고, 그 이외에는 소등 상태로 되도록 전류를 흘리고,
    남은 상기 광원에 대하여, 상기 최대 점등 상태 시에는 소등 상태로 되고, 그 이외에는 상기 중간 점등 상태로 되도록 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 광원 제어계는,
    상기 복수의 광원 중 적어도 1개에 대하여, 소정 주기로 상기 최대 점등 상태보다 낮은 제1 중간 점등 상태로 되고, 그 이외에는 상기 제1 중간 점등 상태보다 더 낮은 제2 중간 점등 상태로 되도록 전류를 흘리고,
    남은 상기 광원에 대하여, 상기 제1 중간 점등 상태 시에 조명 영역이 상기 최대 점등 상태로 되도록 제3 중간 점등 상태로 하고, 상기 제2 중간 점등 상태 시에 상기 조명 영역이 상기 중간 점등 상태로 되도록 제4 중간 점등 상태로 하도록 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 광원 제어계는,
    상기 복수의 광원 중 적어도 1개에 대하여, 항상 상기 중간 점등 상태로 되도록 전류를 흘리고,
    남은 상기 광원에 대하여, 조명 영역이 소정 주기로 상기 최대 점등 상태로 되고, 그 이외에는 소등 상태로 되도록 전류를 흘리는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 제어계는,
    상기 최대 점등 상태와 그 후의 상기 중간 점등 상태와의 사이에 소등 상태가 되도록 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  27. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 제어계는,
    상기 최대 점등 상태와 그 후의 상기 중간 점등 상태와의 사이에, 상기 중간 점등 상태보다 낮은 점등 상태가 되도록 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  28. 한 쌍의 기판과 상기 한 쌍의 기판 사이에 봉지된 액정을 구비하는 액정 표시패널과, 상기 액정 표시 패널을 조명하는 조명장치를 갖는 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치에 있어서,
    제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  29. 제1 및 제2 선 형상 광원과,
    상기 제1 선 형상 광원측으로부터 도광하는 광을 주로 외부로 채광하는 제1 채광 요소를 구비한 제1 발광 영역과, 상기 제2 선 형상 광원측으로부터 도광하는 광을 주로 외부로 채광하는 제2 채광 요소를 구비한 제2 발광 영역을 구비한 도광판과,
    상기 제1 및 제2 선 형상 광원을 소정의 점멸 주파수로, 서로 다른 타이밍에서 상호 동일한 점등 시간만 점등시키거나, 상기 제1 및 제2 선 형상 광원을 소정의 점멸 주파수로, 서로 다른 점등 시간에만 점등시키는 광원 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 채광 요소는 상기 도광판 표면에 형성된 프리즘 형상을 포 함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 채광 요소는 상기 도광판 표면에 형성된 광 산란 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  32. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 채광 요소는 상기 도광판의 쐐기 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  33. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 제1 및 제2 발광 영역을 각각 복수 구비하고,
    상기 제1 및 제2 발광 영역은 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  34. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 선 형상 광원은 상기 제2 발광 영역에 근접하여 배치되고,
    상기 제2 선 형상 광원은 상기 제1 발광 영역에 근접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  35. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 선 형상 광원은 상기 제1 발광 영역에 근접하여 배치되고,
    상기 제2 선 형상 광원은 상기 제2 발광 영역에 근접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  36. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 선 형상 광원측으로부터의 광을 상기 제1 발광 영역에 도광하는 제1 도광 영역과, 상기 제2 선 형상 광원측으로부터의 광을 상기 제2 발광 영역에 도광하는 제2 도광 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 도광 영역은 1매의 상기 도광판에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  37. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    상기 제1 선 형상 광원측으로부터의 광을 상기 제1 발광 영역에 도광하는 제1 도광 영역과, 상기 제2 선 형상 광원측으로부터의 광을 상기 제2 발광 영역에 도광하는 제2 도광 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 도광 영역은 적층하여 배치된 복수매의 상기 도광판에 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  38. 한 쌍의 기판과 상기 한 쌍의 기판 사이에 밀봉된 액정을 구비한 액정 표시 패널과, 상기 액정 표시 패널에 소정의 구동 신호를 공급하는 구동 회로와, 상기 액정 표시 패널을 조명하는 조명 장치를 구비하는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 조명 장치는 제29항 또는 제30항에 기재된 조명 장치가 이용되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 점멸 주파수는 상기 액정 표시 패널의 프레임 주파수와 같은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 발광 영역은 표시 영역의 주사 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  41. 제38항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 액정 표시 패널의 멀티 스캔을 행하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
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  47. 삭제
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