JP2004286803A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】厚さを薄くし、かつ表示画面の全面にわたって動画ボヤケを改善した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】表面の中央領域ＡＲ２に光反射パターンＰＴＮ１を有し、少なくとも１つの側面に対向して第１の線状光源ＣＦＬ１を設置した透明な第１の導光体ＧＬＢ１と、表面の上側領域ＡＲ１に光反射パターンＰＴＮ２を、下側領域ＡＲ３に光反射パターンＰＴＮ３を有し、少なくとも１つの側面に対向して第２の線状光源ＣＦＬ２を設置した透明な第２の導光体ＧＬＢ２とでバックライトを、液晶パネルＰＮＬに積層し、前記第１の導光体の表面に有する光反射パターンと前記第２の導光体の表面に有する光反射パターンを異ならせ、第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２とを異なるタイミングで間欠発光させる。
【選択図】 図１
【解決手段】表面の中央領域ＡＲ２に光反射パターンＰＴＮ１を有し、少なくとも１つの側面に対向して第１の線状光源ＣＦＬ１を設置した透明な第１の導光体ＧＬＢ１と、表面の上側領域ＡＲ１に光反射パターンＰＴＮ２を、下側領域ＡＲ３に光反射パターンＰＴＮ３を有し、少なくとも１つの側面に対向して第２の線状光源ＣＦＬ２を設置した透明な第２の導光体ＧＬＢ２とでバックライトを、液晶パネルＰＮＬに積層し、前記第１の導光体の表面に有する光反射パターンと前記第２の導光体の表面に有する光反射パターンを異ならせ、第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２とを異なるタイミングで間欠発光させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に高輝度で動画表示特性に優れた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやその他の機器の高精細度カラーモニターとして液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。
【０００３】
特に、後者の形式の液晶表示装置はアクティブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等から液晶表示装置の主流となっている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式と、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置などが知られている。
【０００４】
上記した各種の液晶表示装置には、液晶パネルを背面すなわち観察側から照明する照明光源装置（一般に、バックライトと称する）、あるいは液晶パネルの前面から照明する光源装置（一般に、フロントライトと称する）を備えたものがある。照明光源装置には、透明材料からなる導光体の側面にランプ（線状光源：冷陰極蛍光管が一般的であるが、複数の発光ダイオードを配列したものもある）を設置したサイドエッジ方式と、液晶パネルの真下にランプを設置した、所謂直下型方式とが知られている。
【０００５】
図１８は本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。この種の液晶表示装置は、液晶パネルＰＮＬと、この液晶パネルＰＮＬの周辺にデータ信号線（ドレイン信号線またはドレイン線、信号線あるいはデータ線とも言う）を駆動する駆動回路（ＩＣチップ等）すなわちドレインドライバＤＤＲ、走査信号線（ゲート信号線、またはゲート線、あるいは信号線とも言う）を駆動する駆動回路（ＩＣチップ等）すなわちゲートドライバＧＤＲを有し、これらドレインドライバＤＤＲとゲートドライバＧＤＲに画像表示のための表示データやクロック信号、階調電圧などを供給する表示制御手段である表示制御装置（画像データ書込み制御回路）ＣＲＬ、電源回路ＰＷＵを備えている。
【０００６】
そして、この液晶パネルＰＮＬを照明する照明光源として、例えば線状光源ＣＦＬを少なくとも１つの側面に対向して配置した導光体で構成したバックライトを設置している。図１８では、線状光源ＣＦＬのみを示す。この線状光源ＣＦＬは外部から供給される照明電源入力から線状光源ＣＦＬの点灯電流を生成するインバータＩＮＶからの電流で点灯される。
【０００７】
また、液晶パネルの周辺には、パソコンやテレビ受像回路などの外部信号ソースからの表示データと制御信号クロック、表示タイミング信号、同期信号を受ける表示制御装置ＣＲＬを有する。表示制御装置ＣＲＬには、階調基準電圧生成部、タイミングントローラＴＣＯＮなどが備えられており、外部からの表示データを液晶パネルＰＮＬでの表示に適合した形式のデータに変換する。
【０００８】
ゲートドライバＧＤＲとドレインドライバＤＤＲに対する表示データとクロック信号は図１８に示したように供給される。ドレインドライバＤＤＲの前段のキャリー出力ＣＹは、そのまま次段のドレインドライバのキャリー入力に与えられる。
【０００９】
図１９はインパルス型発光特性をもつＣＲＴとホールド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答特性の説明図であり、（ａ）はＣＲＴの輝度応答特性、（ｂ）は液晶表示装置（ＬＣＤ）の輝度応答特性を示す。ＣＲＴでは、（ａ）に示したように、表示信号に応じた表示画面の輝度は、当該表示信号に応じた電子ビームの射突で励起される蛍光体の発光特性に依存したインパルス型の特性をもつ。図示されたように、表示信号が印加される周期である各フレームでは、当該フレームの最初の時点での発光は短時間で立ち下がる。
【００１０】
これに対し、液晶表示装置の表示画面（液晶パネル）の輝度は、液晶層を構成する液晶組成物自体が図１９（ｂ）に示したような立ち上がり／立ち下がり特性（液晶分子の配向変化特性）を有しているため、同（ｂ）に実線で示したホールド型の輝度応答特性をもつ。このような輝度応答特性のために、動画を表示したときに所謂ボヤケ（動画ボヤケ）が生じる。
【００１１】
図２０は液晶表示装置等のホールド特性を有する表示装置で動画を表示した場合のボヤケ発生のメカニズムを説明する模式図である。同図（ａ）は液晶表示装置ＬＣＤの背景画面の一部に矢印方向Ａに移動する黒の表示を行った場合を示し、同図（ｂ）はその黒／白の境界部分の拡大図、同図（ｃ）はボヤケ発生原因の説明図、同図（ｄ）はボヤケ状態を示す同図（ｂ）と同様の拡大図を示す。図中、単位四角は画素を示す。
【００１２】
図２０の（ｂ）の黒／白の境界部分の一行を時系列に表示した同図（ｃ）に示したように、表示画像の矢印Ａ方向への移動に伴い、視線は図中に右下斜めに引いた矢印Ｂのように移動する。１フレームの表示の移動中にもその間に表示される画素の輝度が保持（ホールド）される。輝度は画素の輝度を積分したものであるため、同図（ｄ）に黒／白の境界部分に中間的な輝度で示したようなボヤケが発生する。
【００１３】
一方、インパルス型のＣＲＴでは、このようなボヤケは生じない。すなわち、図２１はホールド特性を有しないＣＲＴで動画表示を行った場合の図２０の（ｃ）と同様の模式図であり、１フレームの間の画像の移動の間での画素は表示されないため、表示画像の矢印Ａ方向への移動に伴い、視線が矢印Ｂのように移動してもボヤケは発生しない。なお、この種の従来技術を開示したものとしては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献１、非特許文献２等を挙げることができる。
【００１４】
【特許文献１】
特表平８−５００９１５号公報
【特許文献２】
特開昭６４−８２０１９号公報
【特許文献３】
特開平６−１３８４５９号公報
【非特許文献１】
Ｋ．Ｓｕｅｏｋａ，Ｈ．Ｎａｋａｙａｍａ ａｎｄ Ｙ．Ｔａｉｒａ 「ＩＤＲＣ ’９７ Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ．２０３（１９９７）
【非特許文献２】
吉原，牧野，井上 「ＬＣＤがＣＲＴモニタ市場に食い込むには−動画表示の観点から−、液晶学会 ＬＣＤフォーラム主催、ｐ１９９８
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の動画ボヤケを改善する方法として、液晶パネルへの画像データ書込み（フレーム周期）タイミングに同期させて照明装置を間欠的に点灯させるブリンクバックライトと称する点灯方式が知られている。例えば、液晶パネルの画面中央部の画像データ書込みタイミングに同期させてバックライト全面を間欠点灯した場合、同期のとれている画面中央部では動画ボヤケの改善効果が得られるが、それ以外の部分（特に画面上部と下部）では動画ボヤケの改善効果は得られない。この方式は導光体型バックライト（すなわち、サイドエッジ方式と称する導光体の辺に線状光源を設置したもの）と直下型バックライトの何れにも適用することができる。
【００１６】
表示画面全体にわたって動画ボヤケを改善するには、複数の光源を液晶パネルの直下に配置した構成とし、液晶パネルへの画像データの書込みに同期させながらそれぞれの光源のタイミングをずらしながら順次間欠点灯させればよい。しかし、その場合の光源は直下型に限られるので、液晶表示装置全体の厚みが厚くなる。
【００１７】
本発明の目的は、厚さを薄くし、かつ表示画面の全面にわたって動画ボヤケを改善した液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成を記述する。すなわち、少なくとも一方にデータ信号線およびデータ電極と走査信号線および走査電極を有する対向配置された一対の基板および該一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、外部から入力する表示画像信号とタイミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号に応じた電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネルを照明する光源および該光源を点滅させる照明電源とを有する液晶表示装置において、次のような構成とした。
【００１９】
前記面状光源を、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第１の導光体と当該第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源と、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第２の導光体と当該第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源とで構成する。
【００２０】
前記液晶パネルと前記第１の導光体および前記第２の導光体を、それぞれの厚み方向に積層して配置し、前記第１の導光体の表面に有する光反射パターンと前記第２の導光体の表面に有する光反射パターンを異ならせ、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源とを、異なるタイミングで間欠発光させる。
【００２１】
前記第１の線状光源を駆動する第１の電源と、前記第２の線状光源を駆動する第２の電源と、前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを独立して制御する電源オン／オフ制御手段を備え、前記電源オン／オフ制御手段で制御される前記第１の電源と前記第２の電源により前記第１の線状光源と前記第２の線状光源を間欠発光させる。
【００２２】
前記液晶パネルへの画像データの書き込みを制御する画像データ書込み制御回路を備え、前記電源オン／オフ制御手段は、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに画像データを書き込むタイミングと同期して前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを制御する。
【００２３】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光のタイミングを、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに書き込む画像データのフレーム周期の約１／２の時間だけずらす。
【００２４】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光の１周期あたりの発光時間を、それぞれ前記フレーム周期の８０％以下とする。
【００２５】
前記第１の導光体の面内輝度分布を前記液晶パネルの中央部付近で最も高くし、前記第２の導光体の面内輝度分布を前記第１の導光体の面内輝度分布と異ならせた。
【００２６】
前記第１の導光体および／または前記第２の導光体の面内輝度分布に、前記液晶パネルの有効表示領域内において発光しない領域を有せしめた。
【００２７】
前記第１の導光体と前記第２の導光体の断面を共に矩形、あるいは共に楔形とし、あるいは前記第１の導光体と前記第２の導光体の断面形状を異ならせた。
【００２８】
前記第１の導光体と前記第２の導光体に有する光反射パターンを、当該各導光体の表面にインクの印刷で形成した所定のパターンとした。
【００２９】
前記第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源は複数とした。また、前記第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源を複数とした。
【００３０】
前記複数の導光体を、前記液晶パネルの観察面と反対側である背面に設置し、前記液晶パネル側から前記第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層した。
【００３１】
前記複数の導光体を、前記液晶パネルの観察面側に設置し、前記液晶パネル側から第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層した。
【００３２】
前記複数の導光体は、前記液晶パネルの観察面側に前記第１の導光体を設置し、前記観察面と反対側である背面に前記第２の導光体を設置した。
【００３３】
また、本発明は、前記第１の導光体と前記第２の導光体に有する光反射パターンを、当該導光体の表面形状または表面状態に加工を施して形成した所定のパターン、または形成方法が互いに異なる所定の光反射パターンとした。
【００３４】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源として冷陰極蛍光ランプ、あるいは線状に配列された複数の発光ダイオード列とした。また、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源として、発光原理が互いに異なる光源を用いた。
【００３５】
前記面状光源は、導光体と線状光源の組合せからなる少なくとも３組以上とし、前記液晶パネルと前記３組以上の面状光源を構成する導光体をその厚み方向に積層し、前記３組以上の導光体に有する光反射パターンが互いに異なるものとし、それらの線状光源を異なるタイミングで間欠発光させる。
【００３６】
本発明では、前記第１の導光体の面内輝度分布は液晶パネルの中央部付近の輝度が最も高く、第２の導光体の面内輝度分布は第１の導光体の面内輝度分布とは異なるように設定される。そして、前記第１の線状光源と第２の線状光源の間欠点灯のタイミングは液晶パネルへの画像データの書込みタイミングと同期をとって設定され、互いに画像データ書込みのフレーム周期の約１／２の時間だけずれて設定されることにより、表示画面全面にわたって動画ボヤケが改善される。
【００３７】
液晶パネルと第１の導光体と第２の導光体は、それらの厚み方向に積層して配置する構造であるため、液晶表示装置の厚さを直下型バックライト方式のそれよりも薄くすることができる。
【００３８】
以上、本発明の代表的な構成とその作用を記述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能である。また、本発明の他の目的および構成は後述する実施の形態の記述から明らかになるであろう。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図であり、図１（ａ）は表示画面側（観察側）からみた平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。本実施例は、液晶パネルＰＮＬの背面に拡散板ＳＣを介して第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２をこの順で積層してたバックライト方式の液晶表示装置である。また、必要に応じて液晶パネルＰＮＬと拡散板ＳＣの間にプリズムシートを１枚乃至２枚配置されることもある。そして、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２のそれぞれの側面（辺）に対向して第１の線状光源ＣＦＬ１、第１の線状光源ＣＦＬ２が配置されている。なお、第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２には、それらの長手方向にランプ反射板ＬＲＦ１、ＬＲＦ２がそれぞれ配置されている。第２の導光体ＧＬＢ２のさらに背面には反射板ＲＦが設置されている。
【００４０】
第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２は、図１（ａ）に液晶パネルの観察面方向（矢印Ｖで示す）から透視して示すように、図１（ａ）のＹ−Ｙ線方向で、上側領域ＡＲ１、中央領域ＡＲ２、下側領域ＡＲ３を有している。図１（ｂ）に斜線を付して示したように、第１の導光体ＧＬＢ１では中央領域ＡＲ２が発光領域、第２の導光体ＧＬＢ２では上側領域ＡＲ１と下側領域ＡＲ３が光出力部となっている。
【００４１】
図２は本発明による液晶表示装置の第１実施例における第１の導光体ＧＬＢ１の中央領域ＡＲ２が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図、図３は第２の導光体ＧＬＢ２の上側領域ＡＲ１と下側領域ＡＲ３が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１は図１（ｂ）に示したように、第２の導光体ＧＬＢ２側に形成され、第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２，ＰＴＮ３も図１（ｂ）に示したように、第２の導光体ＧＬＢ２の背面にそれぞれインク印刷で形成されている。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１の中央領域ＡＲ２に形成される光反射パターンＰＴＮ１は、上側で大径、下側に行くにしたがって小径のドット形状である。
【００４２】
同様に、第２の導光体ＧＬＢ１の上側領域ＡＲ２と下側領域ＡＲ３に形成される光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３は、それぞれの上側で大径、下側に行くにしたがって小径のドット形状、かつ上側の径が下側の径より相対的に小径となっている。なお、これらの光反射パターンの形状は、図示したようなドット形に限らず、これと同様の光反射機能をもつ他の形状、あるいは導光体の表面形状または表面状態に加工を施して形成した所定のパターンとしてもよい。そして、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２に設ける光反射パターンのそれぞれは、インク印刷と表面形状または表面状態に加工を互いに組み合わせたものとしてもよい。
【００４３】
図４は図２および図３に示した本発明の第１実施例における第１の導光体と第２の導光体の液晶パターン上での輝度分布の説明図である。図４（ａ）は第１の導光体の輝度分布、図４（ｂ）は第２の導光体の輝度分布を示す。符号Ｂは輝度の大きさで、矢印方向に沿って輝度が大となることを示す。なお、以下の各実施例における断面図では、光反射パターンの図示は省略する。
【００４４】
図５は本発明の液晶表示装置の第１実施例の構成の説明図である。なお、図５では導光体に有する光反射パターンは図示を省略してある。図５において、液晶パネルと導光体等の配置は図１（ｂ）に示したとおりである。符号ＣＲＬは画像データ書込み制御回路、ＩＮＶは線状光源に電力を供給するインバータ電源である。インバータ電源、ＰＣＲは電源オン／オフ制御手段、ＰＷＳ１は第１の線状光源ＣＦＬ１を駆動する第１の電源、ＰＷＳ２は第２の線状光源ＣＦＬ２を駆動する第２の電源である。そして、電源オン／オフ制御手段は画像データ書込み制御回路ＣＲＬからの画像データ書込みに同期したタイミング信号Ｔに基づいて第１の電源ＰＷＳ１と第２の電源ＰＷＳ２を制御して第１の線状光源ＣＦＬ１と第１の線状光源ＣＦＬ２をそれぞれ制御する。
【００４５】
図６は本発明の液晶表示装置の第１実施例における駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを５０％とした。図６（ａ）は図１（ａ）の中央領域ＡＲ１のＡ部における液晶パネルＰＮＬのゲート線は、各フレーム（１Ｆ）の先頭位置のｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、・・・のタイミングＡｇｓｔで選択される。また、図６（ｂ）は同中央領域のＡ部における光透過率の応答特性、図６（ｃ）は第１の線状光源ＣＦＬ１の発光タイミング（斜線部）、図６（ｄ）は第２の線状光源ＣＦＬ２の発光タイミング（斜線部）、図６（ｅ）は液晶パネルＰＮＬの中央領域ＡＲ１のＡ部における光透過率の応答特性および当該Ａ部の光出力（斜線部）、図６（ｆ）は液晶パネルＰＮＬの下側領域ＡＲ３のＢ部における光透過率の応答特性および当該Ｂ部の光出力（斜線部）を示す。なお、Ａ部およびＢ部はそれぞれの領域の代表点である。
【００４６】
図６の（ａ）〜（ｄ）に示したタイミングで第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２を間欠発光させることで、図６の（ｅ）と（ｆ）に示したように液晶パネルＰＮＬの中央領域のＡ部およびＢ部とも、動画ボヤケの無い画像が表される。すなわち、第１の線状光源ＣＦＬ１の間欠駆動は図６（ｃ）の斜線部分の領域がオンになるように制御する。液晶パネルＰＮＬの中央領域ＡＲ１の光透過率の応答特性は図６（ｂ）に示したように、立ち上がりと立ち下がりが緩やかなので、第１の線状光源ＣＦＬ１の発光のタイミングはゲート選択の周期の後半分で発光することが望ましい（図６（ｃ）参照）。
【００４７】
一方、第２の線状光源ＣＦＬ２の間欠駆動は、第１の線状光源ＣＦＬ１の間欠駆動のタイミングに対して画像データ書込みのフレーム周期の約１／２の時間だけずれて図６（ｄ）の斜線部の領域がオンになるように制御する。図１（ａ）に示した液晶パネルの画面中央領域のＡ部の光出力は、図６の（ｅ）の斜線部となり、動画ボヤケは発生しない。また、図１（ａ）に示した液晶パネルの画面下側領域のＢ部の光出力は、図６の（ｆ）の斜線部となり、ここでの動画ボケも発生しない。このように、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができる。
【００４８】
図７は本発明の液晶表示装置の第１実施例における他の駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを６０％とした。図７の各波形は図６の同様の符号の波形と同意味を示す。バックライトの点灯のデューテーを１フレームの半分すなわちデューテーが５０％より大きくなると、例えば図７に示した６０％とした場合、図７（ｃ）に示す第１の線状光源ＣＦＬ１の発光開始のタイミングがｔ１に近づくために、Ａ部における液晶パネルＰＮＬの光透過率が十分に立ち上がっていない状態で第１の線状光源ＣＦＬ１が発光を始めるために、動画ボヤケはやや低下するが、表示画面の輝度は高くなる。
【００４９】
このように、デューテーを大きくし過ぎると動画ボヤケの改善効果が低下するので、デューテーは８０％以下とすべきである。なお、図６の場合と同様に、液晶パネルＰＮＬの光透過率の応答特性を考慮して、線状光源の発光タイミングはゲート線の選択周期の後半部分で発光するように制御するのは好ましい。
【００５０】
図８は本発明の液晶表示装置の第１実施例におけるさらに他の駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを４０％とした。図８の各波形は図６および図７の同様の符号の波形と同意味を示す。バックライトの点灯のデューテーを１フレームの半分すなわちデューテーが５０％より小さくなると、例えば図８に示した４０％とした場合、図８（ｃ）に示す第１の線状光源ＣＦＬ１の発光開始タイミングとｔ１との時間間隔が大きくなるために、Ａ部における液晶パネルＰＮＬの光透過率が十分に立ち上がった状態で、第１の線状光源ＣＦＬ１が発光を始めるので、動画ボヤケはさらに改善されるが、表示画面の輝度は低くなるので注意すべきである。
【００５１】
なお、図６の場合と同様に、この場合もまた液晶パネルＰＮＬの光透過率の応答特性を考慮して、線状光源の発光タイミングはゲート線の選択周期の後半部分で発光するように制御するのは好ましい。
【００５２】
図９と図１０は本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図２および図３と同様の導光体の平面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１の配置と第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３が部分的に異なるようにした。図９は第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１の配置を示し、液晶パネルの中央領域ＡＲ１と上側領域ＡＲ２および下側領域ＡＲ３に若干はみ出して形成される。このはみ出し部に形成される光反射パターンの大きさ（光反射量）は隣接する中央領域ＡＲ１に有する光反射パターンの大きさより小さくされている。
【００５３】
図１０は第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３の配置を示し、液晶パネルの中央領域ＡＲ１に若干はみ出して形成される。このはみ出し部に形成される光反射パターンの大きさも隣接する上側領域および下側領域ＡＲ２とＡＲ３に有する光反射パターンの大きさより小さくされている。
【００５４】
図１１は本発明による液晶表示装置の第２実施例を構成する第１の導光体と第２の導光体の液晶パネルの画面上での上下方向輝度分布の説明図である。図１１（ａ）は第１の導光体ＧＬＢ１の輝度分布を、図１１（ｂ）は第２の導光体ＧＬＢ２の輝度分布を示す。図９および図１０における各光反射パターンの分布は図１１で説明するように、液晶パネルの画面上での輝度分布および動画ボケ修正に段差が無いような大きさに形成される。本実施例により、図１１に示した第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２の発光輝度が液晶パネルの画面上で合成され、中央領域と上下領域の境界部分での輝度むらが低減されると共に、動画ボヤケ修正の段差も滑らかになって、高画質の動画表示が得られる。
【００５５】
図１２は本発明による液晶表示装置の第３実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２のそれぞれの対向する２辺に線状光源を配置した。すなわち、第１の導光体ＧＬＢ１には２本の線状光源ＣＦＬ１−１とＣＦＬ１−２を、第２の導光体ＧＬＢ２にも２本の線状光源ＣＦＬ２−１とＣＦＬ２−２を配置し、それぞれの線状光源にランプ反射板ＬＲＦ１−１，ＬＲＦ１−２、ＬＲＦ２−１，ＬＲＦ２−２を設けてある。他の構成は図１（ｂ）と同様である。本実施例によれば、第１の実施例における液晶パネルの画面上での輝度をさらに向上させることができる。
【００５６】
図１３は本発明による液晶表示装置の第４実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２を断面が楔形のものを用い、その厚みの大きい辺側と厚みの薄い辺側を重ね合わせた。他の構成は図１（ｂ）と同様である。本実施例によれば、平板型の導光体を２枚重ね合わせた第１実施例に比べて液晶表示装置の全体厚みを低減でき、かつ重量も軽くすることができる。
【００５７】
図１４は本発明による液晶表示装置の第５実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。本実施例では、第２の導光体ＧＬＢ２として断面が楔形の厚みが薄い辺側を突き合わせた図示形状とした。他の構成は図１２と同様である。本実施例によれば、第３実施例に比べて液晶表示装置の重量を軽くすることができる。
【００５８】
図１５は本発明による液晶表示装置の第６実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。本実施例では、図１２における第２の導光体ＧＬＢ２を二分割して一方を第３の導光体ＧＬＢ３として上下方向に併置した合計３枚の導光体で構成した。斜線で示した発光領域をゲート線の選択タイミングに合わせて第３の導光体ＧＬＢ３、第１の導光体ＧＬＢ１、第２の導光体ＧＬＢ２の順にタイミングをずらせて発光させる。駆動タイミングは前記した駆動波形に準じる。なお他の構成は図１２と同様である。本実施例によれば、さらに動画ボヤケの改善が可能となり、より高画質の表示を得ることができる。
【００５９】
図１６は本発明による液晶表示装置の第７実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例は、図１（ｂ）で説明した第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２を液晶パネルＰＮＬの観察側（矢印Ｖで示す）に設置した、所謂フロントライト型の液晶表示装置である。本実施例の他の構成および発光タイミングは前記実施例と同様である。本実施例により、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができフロントライト型の液晶表示装置を提供できる。
【００６０】
図１７は本発明による液晶表示装置の第８実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例は、図１（ｂ）で説明した第１の導光体ＧＬＢ１を液晶パネルＰＮＬの観察側（矢印Ｖで示す）に設置し、第２の導光体ＧＬＢ２を液晶パネルＰＮＬの背面に設置した、所謂フロントライト／バックライト併用型の液晶表示装置である。本実施例の他の構成および発光タイミングは前記実施例と同様である。本実施例により、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができフロントライト／バックライト併用型の液晶表示装置を提供できる。
【００６１】
なお、上記実施例における線状光源は、冷陰極蛍光ランプに限るものではなく、例えば複数の発光ダイオードを配列したもの、その他の線状発光デバイスを用いることができる。
【００６２】
以上各実施例で説明した本発明による液晶表示装置は、ノートパソコンやディスクトップパソコンのモニター、携帯電話機、その他の各種機器の動画対応の表示デバイスとして使用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶パネルの背面あるいは前面に備える、所謂サイドエッジ型の照明装置の発光を少なくとも２枚の導光体に有する線状光源の点灯タイミングを液晶パネルの画像データの書込みタイミングに同期させて領域毎に制御することで、画像が移動する動画表示におけるボヤケの発生を抑制して動画表示特性を向上させることができ、高輝度で視覚特性の優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第１実施例における第１の導光体の中央領域が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第１実施例における第２の導光体の上側領域と下側領域が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。
【図４】図２および図３に示した本発明の第１実施例における第１の導光体と第２の導光体の液晶パターン上での輝度分布の説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第１実施例の構成の説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１実施例における駆動波形図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第１実施例における他の駆動波形図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第１実施例におけるさらに他の駆動波形図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図２と同様の導光体の平面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図３と同様の導光体の平面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の第２実施例を構成する第１の導光体と第２の導光体の液晶パネルの画面上での上下方向輝度分布の説明図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の第３実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の第４実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の第５実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。
【図１５】本発明による液晶表示装置の第６実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。
【図１６】本発明による液晶表示装置の第７実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１７】本発明による液晶表示装置の第８実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１８】本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。
【図１９】インパルス型発光特性をもつＣＲＴとホールド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答特性の説明図である。
【図２０】液晶表示装置等のホールド特性を有する表示装置で動画を表示した場合のボヤケ発生のメカニズムを説明する模式図である。
【図２１】ホールド特性を有しないＣＲＴで動画表示を行った場合の図２０の（ｃ）と同様の模式図である。
【符号の説明】
ＰＮＬ・・・・液晶パネル、ＧＬＢ１・・・・第１の導光体、ＧＬＢ２・・・・第２の導光体、ＣＦＬ１・・・・第１の線状光源、ＣＦＬ２・・・・第２の線状光源、ＬＲＦ１，ＬＲＦ２・・・・ランプ反射板、ＳＣ・・・・拡散板、ＲＦ・・・・反射板、ＰＴＮ１，ＰＴＹＮ２，ＰＴＮ３・・・・光反射パターン、ＡＲ１・・・・上側領域、ＡＲ２・・・・中央領域、ＡＲ３・・・・下側領域。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に高輝度で動画表示特性に優れた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやその他の機器の高精細度カラーモニターとして液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。
【０００３】
特に、後者の形式の液晶表示装置はアクティブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等から液晶表示装置の主流となっている。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式と、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置などが知られている。
【０００４】
上記した各種の液晶表示装置には、液晶パネルを背面すなわち観察側から照明する照明光源装置（一般に、バックライトと称する）、あるいは液晶パネルの前面から照明する光源装置（一般に、フロントライトと称する）を備えたものがある。照明光源装置には、透明材料からなる導光体の側面にランプ（線状光源：冷陰極蛍光管が一般的であるが、複数の発光ダイオードを配列したものもある）を設置したサイドエッジ方式と、液晶パネルの真下にランプを設置した、所謂直下型方式とが知られている。
【０００５】
図１８は本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。この種の液晶表示装置は、液晶パネルＰＮＬと、この液晶パネルＰＮＬの周辺にデータ信号線（ドレイン信号線またはドレイン線、信号線あるいはデータ線とも言う）を駆動する駆動回路（ＩＣチップ等）すなわちドレインドライバＤＤＲ、走査信号線（ゲート信号線、またはゲート線、あるいは信号線とも言う）を駆動する駆動回路（ＩＣチップ等）すなわちゲートドライバＧＤＲを有し、これらドレインドライバＤＤＲとゲートドライバＧＤＲに画像表示のための表示データやクロック信号、階調電圧などを供給する表示制御手段である表示制御装置（画像データ書込み制御回路）ＣＲＬ、電源回路ＰＷＵを備えている。
【０００６】
そして、この液晶パネルＰＮＬを照明する照明光源として、例えば線状光源ＣＦＬを少なくとも１つの側面に対向して配置した導光体で構成したバックライトを設置している。図１８では、線状光源ＣＦＬのみを示す。この線状光源ＣＦＬは外部から供給される照明電源入力から線状光源ＣＦＬの点灯電流を生成するインバータＩＮＶからの電流で点灯される。
【０００７】
また、液晶パネルの周辺には、パソコンやテレビ受像回路などの外部信号ソースからの表示データと制御信号クロック、表示タイミング信号、同期信号を受ける表示制御装置ＣＲＬを有する。表示制御装置ＣＲＬには、階調基準電圧生成部、タイミングントローラＴＣＯＮなどが備えられており、外部からの表示データを液晶パネルＰＮＬでの表示に適合した形式のデータに変換する。
【０００８】
ゲートドライバＧＤＲとドレインドライバＤＤＲに対する表示データとクロック信号は図１８に示したように供給される。ドレインドライバＤＤＲの前段のキャリー出力ＣＹは、そのまま次段のドレインドライバのキャリー入力に与えられる。
【０００９】
図１９はインパルス型発光特性をもつＣＲＴとホールド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答特性の説明図であり、（ａ）はＣＲＴの輝度応答特性、（ｂ）は液晶表示装置（ＬＣＤ）の輝度応答特性を示す。ＣＲＴでは、（ａ）に示したように、表示信号に応じた表示画面の輝度は、当該表示信号に応じた電子ビームの射突で励起される蛍光体の発光特性に依存したインパルス型の特性をもつ。図示されたように、表示信号が印加される周期である各フレームでは、当該フレームの最初の時点での発光は短時間で立ち下がる。
【００１０】
これに対し、液晶表示装置の表示画面（液晶パネル）の輝度は、液晶層を構成する液晶組成物自体が図１９（ｂ）に示したような立ち上がり／立ち下がり特性（液晶分子の配向変化特性）を有しているため、同（ｂ）に実線で示したホールド型の輝度応答特性をもつ。このような輝度応答特性のために、動画を表示したときに所謂ボヤケ（動画ボヤケ）が生じる。
【００１１】
図２０は液晶表示装置等のホールド特性を有する表示装置で動画を表示した場合のボヤケ発生のメカニズムを説明する模式図である。同図（ａ）は液晶表示装置ＬＣＤの背景画面の一部に矢印方向Ａに移動する黒の表示を行った場合を示し、同図（ｂ）はその黒／白の境界部分の拡大図、同図（ｃ）はボヤケ発生原因の説明図、同図（ｄ）はボヤケ状態を示す同図（ｂ）と同様の拡大図を示す。図中、単位四角は画素を示す。
【００１２】
図２０の（ｂ）の黒／白の境界部分の一行を時系列に表示した同図（ｃ）に示したように、表示画像の矢印Ａ方向への移動に伴い、視線は図中に右下斜めに引いた矢印Ｂのように移動する。１フレームの表示の移動中にもその間に表示される画素の輝度が保持（ホールド）される。輝度は画素の輝度を積分したものであるため、同図（ｄ）に黒／白の境界部分に中間的な輝度で示したようなボヤケが発生する。
【００１３】
一方、インパルス型のＣＲＴでは、このようなボヤケは生じない。すなわち、図２１はホールド特性を有しないＣＲＴで動画表示を行った場合の図２０の（ｃ）と同様の模式図であり、１フレームの間の画像の移動の間での画素は表示されないため、表示画像の矢印Ａ方向への移動に伴い、視線が矢印Ｂのように移動してもボヤケは発生しない。なお、この種の従来技術を開示したものとしては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献１、非特許文献２等を挙げることができる。
【００１４】
【特許文献１】
特表平８−５００９１５号公報
【特許文献２】
特開昭６４−８２０１９号公報
【特許文献３】
特開平６−１３８４５９号公報
【非特許文献１】
Ｋ．Ｓｕｅｏｋａ，Ｈ．Ｎａｋａｙａｍａ ａｎｄ Ｙ．Ｔａｉｒａ 「ＩＤＲＣ ’９７ Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ．２０３（１９９７）
【非特許文献２】
吉原，牧野，井上 「ＬＣＤがＣＲＴモニタ市場に食い込むには−動画表示の観点から−、液晶学会 ＬＣＤフォーラム主催、ｐ１９９８
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の動画ボヤケを改善する方法として、液晶パネルへの画像データ書込み（フレーム周期）タイミングに同期させて照明装置を間欠的に点灯させるブリンクバックライトと称する点灯方式が知られている。例えば、液晶パネルの画面中央部の画像データ書込みタイミングに同期させてバックライト全面を間欠点灯した場合、同期のとれている画面中央部では動画ボヤケの改善効果が得られるが、それ以外の部分（特に画面上部と下部）では動画ボヤケの改善効果は得られない。この方式は導光体型バックライト（すなわち、サイドエッジ方式と称する導光体の辺に線状光源を設置したもの）と直下型バックライトの何れにも適用することができる。
【００１６】
表示画面全体にわたって動画ボヤケを改善するには、複数の光源を液晶パネルの直下に配置した構成とし、液晶パネルへの画像データの書込みに同期させながらそれぞれの光源のタイミングをずらしながら順次間欠点灯させればよい。しかし、その場合の光源は直下型に限られるので、液晶表示装置全体の厚みが厚くなる。
【００１７】
本発明の目的は、厚さを薄くし、かつ表示画面の全面にわたって動画ボヤケを改善した液晶表示装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成を記述する。すなわち、少なくとも一方にデータ信号線およびデータ電極と走査信号線および走査電極を有する対向配置された一対の基板および該一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、外部から入力する表示画像信号とタイミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号に応じた電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネルを照明する光源および該光源を点滅させる照明電源とを有する液晶表示装置において、次のような構成とした。
【００１９】
前記面状光源を、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第１の導光体と当該第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源と、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第２の導光体と当該第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源とで構成する。
【００２０】
前記液晶パネルと前記第１の導光体および前記第２の導光体を、それぞれの厚み方向に積層して配置し、前記第１の導光体の表面に有する光反射パターンと前記第２の導光体の表面に有する光反射パターンを異ならせ、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源とを、異なるタイミングで間欠発光させる。
【００２１】
前記第１の線状光源を駆動する第１の電源と、前記第２の線状光源を駆動する第２の電源と、前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを独立して制御する電源オン／オフ制御手段を備え、前記電源オン／オフ制御手段で制御される前記第１の電源と前記第２の電源により前記第１の線状光源と前記第２の線状光源を間欠発光させる。
【００２２】
前記液晶パネルへの画像データの書き込みを制御する画像データ書込み制御回路を備え、前記電源オン／オフ制御手段は、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに画像データを書き込むタイミングと同期して前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを制御する。
【００２３】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光のタイミングを、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに書き込む画像データのフレーム周期の約１／２の時間だけずらす。
【００２４】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光の１周期あたりの発光時間を、それぞれ前記フレーム周期の８０％以下とする。
【００２５】
前記第１の導光体の面内輝度分布を前記液晶パネルの中央部付近で最も高くし、前記第２の導光体の面内輝度分布を前記第１の導光体の面内輝度分布と異ならせた。
【００２６】
前記第１の導光体および／または前記第２の導光体の面内輝度分布に、前記液晶パネルの有効表示領域内において発光しない領域を有せしめた。
【００２７】
前記第１の導光体と前記第２の導光体の断面を共に矩形、あるいは共に楔形とし、あるいは前記第１の導光体と前記第２の導光体の断面形状を異ならせた。
【００２８】
前記第１の導光体と前記第２の導光体に有する光反射パターンを、当該各導光体の表面にインクの印刷で形成した所定のパターンとした。
【００２９】
前記第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源は複数とした。また、前記第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源を複数とした。
【００３０】
前記複数の導光体を、前記液晶パネルの観察面と反対側である背面に設置し、前記液晶パネル側から前記第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層した。
【００３１】
前記複数の導光体を、前記液晶パネルの観察面側に設置し、前記液晶パネル側から第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層した。
【００３２】
前記複数の導光体は、前記液晶パネルの観察面側に前記第１の導光体を設置し、前記観察面と反対側である背面に前記第２の導光体を設置した。
【００３３】
また、本発明は、前記第１の導光体と前記第２の導光体に有する光反射パターンを、当該導光体の表面形状または表面状態に加工を施して形成した所定のパターン、または形成方法が互いに異なる所定の光反射パターンとした。
【００３４】
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源として冷陰極蛍光ランプ、あるいは線状に配列された複数の発光ダイオード列とした。また、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源として、発光原理が互いに異なる光源を用いた。
【００３５】
前記面状光源は、導光体と線状光源の組合せからなる少なくとも３組以上とし、前記液晶パネルと前記３組以上の面状光源を構成する導光体をその厚み方向に積層し、前記３組以上の導光体に有する光反射パターンが互いに異なるものとし、それらの線状光源を異なるタイミングで間欠発光させる。
【００３６】
本発明では、前記第１の導光体の面内輝度分布は液晶パネルの中央部付近の輝度が最も高く、第２の導光体の面内輝度分布は第１の導光体の面内輝度分布とは異なるように設定される。そして、前記第１の線状光源と第２の線状光源の間欠点灯のタイミングは液晶パネルへの画像データの書込みタイミングと同期をとって設定され、互いに画像データ書込みのフレーム周期の約１／２の時間だけずれて設定されることにより、表示画面全面にわたって動画ボヤケが改善される。
【００３７】
液晶パネルと第１の導光体と第２の導光体は、それらの厚み方向に積層して配置する構造であるため、液晶表示装置の厚さを直下型バックライト方式のそれよりも薄くすることができる。
【００３８】
以上、本発明の代表的な構成とその作用を記述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能である。また、本発明の他の目的および構成は後述する実施の形態の記述から明らかになるであろう。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図であり、図１（ａ）は表示画面側（観察側）からみた平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。本実施例は、液晶パネルＰＮＬの背面に拡散板ＳＣを介して第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２をこの順で積層してたバックライト方式の液晶表示装置である。また、必要に応じて液晶パネルＰＮＬと拡散板ＳＣの間にプリズムシートを１枚乃至２枚配置されることもある。そして、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２のそれぞれの側面（辺）に対向して第１の線状光源ＣＦＬ１、第１の線状光源ＣＦＬ２が配置されている。なお、第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２には、それらの長手方向にランプ反射板ＬＲＦ１、ＬＲＦ２がそれぞれ配置されている。第２の導光体ＧＬＢ２のさらに背面には反射板ＲＦが設置されている。
【００４０】
第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２は、図１（ａ）に液晶パネルの観察面方向（矢印Ｖで示す）から透視して示すように、図１（ａ）のＹ−Ｙ線方向で、上側領域ＡＲ１、中央領域ＡＲ２、下側領域ＡＲ３を有している。図１（ｂ）に斜線を付して示したように、第１の導光体ＧＬＢ１では中央領域ＡＲ２が発光領域、第２の導光体ＧＬＢ２では上側領域ＡＲ１と下側領域ＡＲ３が光出力部となっている。
【００４１】
図２は本発明による液晶表示装置の第１実施例における第１の導光体ＧＬＢ１の中央領域ＡＲ２が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図、図３は第２の導光体ＧＬＢ２の上側領域ＡＲ１と下側領域ＡＲ３が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１は図１（ｂ）に示したように、第２の導光体ＧＬＢ２側に形成され、第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２，ＰＴＮ３も図１（ｂ）に示したように、第２の導光体ＧＬＢ２の背面にそれぞれインク印刷で形成されている。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１の中央領域ＡＲ２に形成される光反射パターンＰＴＮ１は、上側で大径、下側に行くにしたがって小径のドット形状である。
【００４２】
同様に、第２の導光体ＧＬＢ１の上側領域ＡＲ２と下側領域ＡＲ３に形成される光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３は、それぞれの上側で大径、下側に行くにしたがって小径のドット形状、かつ上側の径が下側の径より相対的に小径となっている。なお、これらの光反射パターンの形状は、図示したようなドット形に限らず、これと同様の光反射機能をもつ他の形状、あるいは導光体の表面形状または表面状態に加工を施して形成した所定のパターンとしてもよい。そして、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２に設ける光反射パターンのそれぞれは、インク印刷と表面形状または表面状態に加工を互いに組み合わせたものとしてもよい。
【００４３】
図４は図２および図３に示した本発明の第１実施例における第１の導光体と第２の導光体の液晶パターン上での輝度分布の説明図である。図４（ａ）は第１の導光体の輝度分布、図４（ｂ）は第２の導光体の輝度分布を示す。符号Ｂは輝度の大きさで、矢印方向に沿って輝度が大となることを示す。なお、以下の各実施例における断面図では、光反射パターンの図示は省略する。
【００４４】
図５は本発明の液晶表示装置の第１実施例の構成の説明図である。なお、図５では導光体に有する光反射パターンは図示を省略してある。図５において、液晶パネルと導光体等の配置は図１（ｂ）に示したとおりである。符号ＣＲＬは画像データ書込み制御回路、ＩＮＶは線状光源に電力を供給するインバータ電源である。インバータ電源、ＰＣＲは電源オン／オフ制御手段、ＰＷＳ１は第１の線状光源ＣＦＬ１を駆動する第１の電源、ＰＷＳ２は第２の線状光源ＣＦＬ２を駆動する第２の電源である。そして、電源オン／オフ制御手段は画像データ書込み制御回路ＣＲＬからの画像データ書込みに同期したタイミング信号Ｔに基づいて第１の電源ＰＷＳ１と第２の電源ＰＷＳ２を制御して第１の線状光源ＣＦＬ１と第１の線状光源ＣＦＬ２をそれぞれ制御する。
【００４５】
図６は本発明の液晶表示装置の第１実施例における駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを５０％とした。図６（ａ）は図１（ａ）の中央領域ＡＲ１のＡ部における液晶パネルＰＮＬのゲート線は、各フレーム（１Ｆ）の先頭位置のｔ１ 、ｔ２ 、ｔ３ 、・・・のタイミングＡｇｓｔで選択される。また、図６（ｂ）は同中央領域のＡ部における光透過率の応答特性、図６（ｃ）は第１の線状光源ＣＦＬ１の発光タイミング（斜線部）、図６（ｄ）は第２の線状光源ＣＦＬ２の発光タイミング（斜線部）、図６（ｅ）は液晶パネルＰＮＬの中央領域ＡＲ１のＡ部における光透過率の応答特性および当該Ａ部の光出力（斜線部）、図６（ｆ）は液晶パネルＰＮＬの下側領域ＡＲ３のＢ部における光透過率の応答特性および当該Ｂ部の光出力（斜線部）を示す。なお、Ａ部およびＢ部はそれぞれの領域の代表点である。
【００４６】
図６の（ａ）〜（ｄ）に示したタイミングで第１の線状光源ＣＦＬ１と第２の線状光源ＣＦＬ２を間欠発光させることで、図６の（ｅ）と（ｆ）に示したように液晶パネルＰＮＬの中央領域のＡ部およびＢ部とも、動画ボヤケの無い画像が表される。すなわち、第１の線状光源ＣＦＬ１の間欠駆動は図６（ｃ）の斜線部分の領域がオンになるように制御する。液晶パネルＰＮＬの中央領域ＡＲ１の光透過率の応答特性は図６（ｂ）に示したように、立ち上がりと立ち下がりが緩やかなので、第１の線状光源ＣＦＬ１の発光のタイミングはゲート選択の周期の後半分で発光することが望ましい（図６（ｃ）参照）。
【００４７】
一方、第２の線状光源ＣＦＬ２の間欠駆動は、第１の線状光源ＣＦＬ１の間欠駆動のタイミングに対して画像データ書込みのフレーム周期の約１／２の時間だけずれて図６（ｄ）の斜線部の領域がオンになるように制御する。図１（ａ）に示した液晶パネルの画面中央領域のＡ部の光出力は、図６の（ｅ）の斜線部となり、動画ボヤケは発生しない。また、図１（ａ）に示した液晶パネルの画面下側領域のＢ部の光出力は、図６の（ｆ）の斜線部となり、ここでの動画ボケも発生しない。このように、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができる。
【００４８】
図７は本発明の液晶表示装置の第１実施例における他の駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを６０％とした。図７の各波形は図６の同様の符号の波形と同意味を示す。バックライトの点灯のデューテーを１フレームの半分すなわちデューテーが５０％より大きくなると、例えば図７に示した６０％とした場合、図７（ｃ）に示す第１の線状光源ＣＦＬ１の発光開始のタイミングがｔ１に近づくために、Ａ部における液晶パネルＰＮＬの光透過率が十分に立ち上がっていない状態で第１の線状光源ＣＦＬ１が発光を始めるために、動画ボヤケはやや低下するが、表示画面の輝度は高くなる。
【００４９】
このように、デューテーを大きくし過ぎると動画ボヤケの改善効果が低下するので、デューテーは８０％以下とすべきである。なお、図６の場合と同様に、液晶パネルＰＮＬの光透過率の応答特性を考慮して、線状光源の発光タイミングはゲート線の選択周期の後半部分で発光するように制御するのは好ましい。
【００５０】
図８は本発明の液晶表示装置の第１実施例におけるさらに他の駆動波形図である。ここでは、バックライトの点灯のデューテーを４０％とした。図８の各波形は図６および図７の同様の符号の波形と同意味を示す。バックライトの点灯のデューテーを１フレームの半分すなわちデューテーが５０％より小さくなると、例えば図８に示した４０％とした場合、図８（ｃ）に示す第１の線状光源ＣＦＬ１の発光開始タイミングとｔ１との時間間隔が大きくなるために、Ａ部における液晶パネルＰＮＬの光透過率が十分に立ち上がった状態で、第１の線状光源ＣＦＬ１が発光を始めるので、動画ボヤケはさらに改善されるが、表示画面の輝度は低くなるので注意すべきである。
【００５１】
なお、図６の場合と同様に、この場合もまた液晶パネルＰＮＬの光透過率の応答特性を考慮して、線状光源の発光タイミングはゲート線の選択周期の後半部分で発光するように制御するのは好ましい。
【００５２】
図９と図１０は本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図２および図３と同様の導光体の平面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１の配置と第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３が部分的に異なるようにした。図９は第１の導光体ＧＬＢ１の光反射パターンＰＴＮ１の配置を示し、液晶パネルの中央領域ＡＲ１と上側領域ＡＲ２および下側領域ＡＲ３に若干はみ出して形成される。このはみ出し部に形成される光反射パターンの大きさ（光反射量）は隣接する中央領域ＡＲ１に有する光反射パターンの大きさより小さくされている。
【００５３】
図１０は第２の導光体ＧＬＢ２の光反射パターンＰＴＮ２およびＰＴＮ３の配置を示し、液晶パネルの中央領域ＡＲ１に若干はみ出して形成される。このはみ出し部に形成される光反射パターンの大きさも隣接する上側領域および下側領域ＡＲ２とＡＲ３に有する光反射パターンの大きさより小さくされている。
【００５４】
図１１は本発明による液晶表示装置の第２実施例を構成する第１の導光体と第２の導光体の液晶パネルの画面上での上下方向輝度分布の説明図である。図１１（ａ）は第１の導光体ＧＬＢ１の輝度分布を、図１１（ｂ）は第２の導光体ＧＬＢ２の輝度分布を示す。図９および図１０における各光反射パターンの分布は図１１で説明するように、液晶パネルの画面上での輝度分布および動画ボケ修正に段差が無いような大きさに形成される。本実施例により、図１１に示した第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２の発光輝度が液晶パネルの画面上で合成され、中央領域と上下領域の境界部分での輝度むらが低減されると共に、動画ボヤケ修正の段差も滑らかになって、高画質の動画表示が得られる。
【００５５】
図１２は本発明による液晶表示装置の第３実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２のそれぞれの対向する２辺に線状光源を配置した。すなわち、第１の導光体ＧＬＢ１には２本の線状光源ＣＦＬ１−１とＣＦＬ１−２を、第２の導光体ＧＬＢ２にも２本の線状光源ＣＦＬ２−１とＣＦＬ２−２を配置し、それぞれの線状光源にランプ反射板ＬＲＦ１−１，ＬＲＦ１−２、ＬＲＦ２−１，ＬＲＦ２−２を設けてある。他の構成は図１（ｂ）と同様である。本実施例によれば、第１の実施例における液晶パネルの画面上での輝度をさらに向上させることができる。
【００５６】
図１３は本発明による液晶表示装置の第４実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例では、第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２を断面が楔形のものを用い、その厚みの大きい辺側と厚みの薄い辺側を重ね合わせた。他の構成は図１（ｂ）と同様である。本実施例によれば、平板型の導光体を２枚重ね合わせた第１実施例に比べて液晶表示装置の全体厚みを低減でき、かつ重量も軽くすることができる。
【００５７】
図１４は本発明による液晶表示装置の第５実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。本実施例では、第２の導光体ＧＬＢ２として断面が楔形の厚みが薄い辺側を突き合わせた図示形状とした。他の構成は図１２と同様である。本実施例によれば、第３実施例に比べて液晶表示装置の重量を軽くすることができる。
【００５８】
図１５は本発明による液晶表示装置の第６実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。本実施例では、図１２における第２の導光体ＧＬＢ２を二分割して一方を第３の導光体ＧＬＢ３として上下方向に併置した合計３枚の導光体で構成した。斜線で示した発光領域をゲート線の選択タイミングに合わせて第３の導光体ＧＬＢ３、第１の導光体ＧＬＢ１、第２の導光体ＧＬＢ２の順にタイミングをずらせて発光させる。駆動タイミングは前記した駆動波形に準じる。なお他の構成は図１２と同様である。本実施例によれば、さらに動画ボヤケの改善が可能となり、より高画質の表示を得ることができる。
【００５９】
図１６は本発明による液晶表示装置の第７実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例は、図１（ｂ）で説明した第１の導光体ＧＬＢ１と第２の導光体ＧＬＢ２を液晶パネルＰＮＬの観察側（矢印Ｖで示す）に設置した、所謂フロントライト型の液晶表示装置である。本実施例の他の構成および発光タイミングは前記実施例と同様である。本実施例により、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができフロントライト型の液晶表示装置を提供できる。
【００６０】
図１７は本発明による液晶表示装置の第８実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。本実施例は、図１（ｂ）で説明した第１の導光体ＧＬＢ１を液晶パネルＰＮＬの観察側（矢印Ｖで示す）に設置し、第２の導光体ＧＬＢ２を液晶パネルＰＮＬの背面に設置した、所謂フロントライト／バックライト併用型の液晶表示装置である。本実施例の他の構成および発光タイミングは前記実施例と同様である。本実施例により、液晶パネルＰＮＬの表示画面の全面にわたって動画ボヤケの発生を抑制し、高画質の動画表示を得ることができフロントライト／バックライト併用型の液晶表示装置を提供できる。
【００６１】
なお、上記実施例における線状光源は、冷陰極蛍光ランプに限るものではなく、例えば複数の発光ダイオードを配列したもの、その他の線状発光デバイスを用いることができる。
【００６２】
以上各実施例で説明した本発明による液晶表示装置は、ノートパソコンやディスクトップパソコンのモニター、携帯電話機、その他の各種機器の動画対応の表示デバイスとして使用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶パネルの背面あるいは前面に備える、所謂サイドエッジ型の照明装置の発光を少なくとも２枚の導光体に有する線状光源の点灯タイミングを液晶パネルの画像データの書込みタイミングに同期させて領域毎に制御することで、画像が移動する動画表示におけるボヤケの発生を抑制して動画表示特性を向上させることができ、高輝度で視覚特性の優れた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第１実施例における第１の導光体の中央領域が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第１実施例における第２の導光体の上側領域と下側領域が発光領域となるようにするために当該導光体に形成する光反射パターン例の説明図である。
【図４】図２および図３に示した本発明の第１実施例における第１の導光体と第２の導光体の液晶パターン上での輝度分布の説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第１実施例の構成の説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１実施例における駆動波形図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第１実施例における他の駆動波形図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第１実施例におけるさらに他の駆動波形図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図２と同様の導光体の平面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明する図３と同様の導光体の平面図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の第２実施例を構成する第１の導光体と第２の導光体の液晶パネルの画面上での上下方向輝度分布の説明図である。
【図１２】本発明による液晶表示装置の第３実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１３】本発明による液晶表示装置の第４実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１４】本発明による液晶表示装置の第５実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。
【図１５】本発明による液晶表示装置の第６実施例の構成を説明する図１２と同様の断面図である。
【図１６】本発明による液晶表示装置の第７実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１７】本発明による液晶表示装置の第８実施例の構成を説明する図１（ｂ）と同様の断面図である。
【図１８】本発明を適用する一般的なアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。
【図１９】インパルス型発光特性をもつＣＲＴとホールド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答特性の説明図である。
【図２０】液晶表示装置等のホールド特性を有する表示装置で動画を表示した場合のボヤケ発生のメカニズムを説明する模式図である。
【図２１】ホールド特性を有しないＣＲＴで動画表示を行った場合の図２０の（ｃ）と同様の模式図である。
【符号の説明】
ＰＮＬ・・・・液晶パネル、ＧＬＢ１・・・・第１の導光体、ＧＬＢ２・・・・第２の導光体、ＣＦＬ１・・・・第１の線状光源、ＣＦＬ２・・・・第２の線状光源、ＬＲＦ１，ＬＲＦ２・・・・ランプ反射板、ＳＣ・・・・拡散板、ＲＦ・・・・反射板、ＰＴＮ１，ＰＴＹＮ２，ＰＴＮ３・・・・光反射パターン、ＡＲ１・・・・上側領域、ＡＲ２・・・・中央領域、ＡＲ３・・・・下側領域。
Claims (16)
- 少なくとも一方にデータ信号線およびデータ電極と走査信号線および走査電極を有する対向配置された一対の基板および該一対の基板間に液晶層を挟持した液晶パネルと、外部から入力する表示画像信号とタイミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号に応じた電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネルを照明する光源および該光源を点滅させる照明電源とを有する液晶表示装置であって、
前記面状光源は、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第１の導光体と当該第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源と、表面に光反射パターンを有して所定の厚みをもつ透明板体で形成された少なくとも第２の導光体と当該第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源とを有し、
前記液晶パネルと前記第１の導光体および前記第２の導光体は、それぞれの厚み方向に積層して配置され、
前記第１の導光体の表面に有する光反射パターンと前記第２の導光体の表面に有する光反射パターンは異なり、
前記第１の線状光源と前記第２の線状光源とは、異なるタイミングで間欠発光することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の線状光源を駆動する第１の電源と、前記第２の線状光源を駆動する第２の電源とを備え、前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを独立して制御する電源オン／オフ制御手段を備え、前記電源オン／オフ制御手段で制御される前記第１の電源と前記第２の電源により前記第１の線状光源と前記第２の線状光源を間欠発光させることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１または２に記載の液晶表示装置において、前記液晶パネルへの画像データの書き込みを制御する画像データ書込み制御回路を備え、前記電源オン／オフ制御手段は、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに画像データを書き込むタイミングと同期して前記第１の電源と前記第２の電源のオン／オフを制御することを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項３に記載の液晶表示装置おいて、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光のタイミングが、前記画像データ書込み制御回路が前記液晶パネルに書き込む画像データのフレーム周期の約１／２の時間だけのずれを有することを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項３または４に記載の液晶表示装置おいて、前記第１の線状光源と前記第２の線状光源の間欠発光の１周期あたりの発光時間は、それぞれ前記フレーム周期の８０％以下であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体の面内輝度分布は、前記液晶パネルの中央部付近で最も高く、前記第２の導光体の面内輝度分布は、前記第１の導光体の面内輝度分布と異なることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１または６に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体および／または前記第２の導光体の面内輝度分布は、前記液晶パネルの有効表示領域内において発光しない領域を有することを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体と前記第２の導光体の形状は共に断面が矩形であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体と前記第２の導光体の形状は共に断面が楔形であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体と前記第２の導光体の断面形状が異なることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体と前記第２の導光体に有する光反射パターンは、当該各導光体の表面にインクの印刷で形成した所定のパターンであることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第１の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第１の線状光源は複数であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記第２の導光体の少なくとも１つの側面に対向して配置された第２の線状光源は複数であることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記複数の導光体は前記液晶パネルの観察面と反対側である背面に設置され、前記液晶パネル側から前記第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記複数の導光体は前記液晶パネルの観察面側に設置され、前記液晶パネル側から第１の導光体、前記第２の導光体の順に積層されていることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記複数の導光体は前記液晶パネルの観察面側に前記第１の導光体が設置され、前記観察面と反対側である背面に前記第２の導光体が設置されていることを特徴とする液晶表示装置。
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