具有改进的照明装置的液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是一种液晶显示装置，它包含液晶显示面板和照明装置。交替地在第１期间ｔ＃－［１］内以第１电流、在第２期间ｔ＃－［２］内以第２电流供给该照明装置，使第１电能Ｅ１低于第２电能Ｅ２。其中，Ｅ１被定义为（ｔ＃－［１］×ｉ＃－［ｐ－ｐ］（１）×ｖ＃－［ｐ－ｐ］（１））／２＋（ｔ＃－［２］×ｉ＃－［ｐ－ｐ］（２）×Ｖ＃－［ｐ－ｐ］（２））／２，其中，ｉ＃－［ｐ－ｐ］（１）＝第１电流的峰至峰值，Ｖ＃－［ｐ－ｐ］（１）＝在上述第１期间ｔ＃－［１］内在该光源两端的电压的峰至峰值，ｉ＃－［ｐ－ｐ］（２）＝第２电流的峰至峰值，Ｖ＃－［ｐ－ｐ］（２）＝在上述第２期间ｔ＃－［２］内在该光源两端的电压的峰至峰值。Ｅ２被定义为（ｔ＃－［１］＋ｔ＃－［２］）×Ｉ＃－［ｅｆｆ］×Ｖ＃－［ｅｆｆ］，其中，Ｉ＃－［ｅｆｆ］和Ｖ＃－［ｅｆｆ］分别是该光源的电流和电压的有效值。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶显示装置，涉及适合于高效率地提高其显示画面的亮度并在该显示画面中使其均匀化的光源及其控制方法。
技术介绍
使用了液晶显示元件(也称为液晶显示面板)或电致发光元件(根据所使用的荧光材料的不同，分成有机类、无机类，以下称为EL元件)、场发射元件(Field Emission Device，以下称为FE元件)等的显示装置进行图像显示而不像阴极射线管(CRT)那样在显示画面的背面一侧设置以二维方式对电子束进行扫描用的空间(真空框体)。因而，这些显示装置与阴极射线管相比具有薄、轻并且功耗低的特征。根据这些显示装置的外观上的特征，有时将其称为平板显示器(Flat Panel Display)。使用了液晶显示元件、EL元件、场发射元件等的显示装置由于其对于阴极射线管有上述的优点的缘故，正在各种用途中代替使用了阴极射线管的显示装置而广泛地得到普及。在从阴极射线管到平板显示器的置换过程取得进展的背景中，也存在液晶显示元件或EL元件等图像品质的提高这样的技术革新。最近，由于多媒体及互联网的普及，对于动画显示的要求越来越强烈。例如，在使用了液晶显示元件的显示装置中，为了实现动画显示而对液晶材料及驱动方法进行了改进。但是，不限于使用了液晶显示元件的显示装置，在被称为所谓的平板显示器的显示装置中，为了显示与现有的阴极射线管同等的图像，高亮度化也正在成为重要的课题。为了得到与阴极射线管(CRT)同等的动画显示，必须进行使从电子枪射出的电子束对各像素扫描、使各自的像素的荧光体发光的脉冲型发光。与此不同，由于液晶显示装置中使用了荧光灯的背光系统产生维持型发光，故难以进行完全的动画显示。作为解决与液晶显示装置有关的上述课题的方法，已报道了改进液晶盒(在基板间封入了的液晶层)的液晶材料或显示模式、使用正下方型背光(与液晶显示元件的显示画面相对地配置多个荧光灯的光源结构)作为光源的方法。图31示出为进行动画显示而提出的正下方型背光的点亮工作方法的一例，示出与显示画面(虚线框)相对地配置了8根管状灯的正下方型背光的布局和示出在其中设置的各自的灯的各点亮开始时间的时序作为亮度波形。图31中示出的亮度波形示出在图的上侧呈凸状时亮度上升的情况。从图31可知，各自的荧光管的各点亮开始时间从配置在上侧的灯开始朝向配置在下面的灯依次被错开。该一系列的点亮工作与图像显示信号的扫描周期同步，在每1帧的图像显示期间(对显示画面的全部像素发送图像信号的期间)中重复进行。(参照「液晶」杂志，Vol.3，No.2(1999)，p99-p106)。另一方面，有根据传送到液晶显示装置的动画信号的场面调制光源的亮度的技术。该技术中，在构成动画信号的每个图像(如果比喻成影片，则为每个「场面」)中读出传送到液晶显示装置的图像信号的最大亮度数据、最小亮度数据和平均亮度数据，根据这些数据来控制供给光源的电流(以下，为灯电流)。如果将通常供给光源的电流定为基准电流(例如，4.5mA)，则在整体地明亮的图像的情况下，在某个期间内将灯电流设定为比基准电流高(例如，8mA)，其后，返回到基准电流。相反，在整体地暗的图像的情况下，将灯电流设定为比基准电流低(例如，1.5mA)。(参照「日经电子学」杂志，1999.11.15，no.757，1999，p139-p146)。在前者(整体地明亮的图像)的情况下，由于对光源供给比基准电流高的电流的部分，故光源的温升也大。在荧光灯的情况下，由于该温升，荧光灯内的汞(Hg)的蒸气压上升，在该荧光灯内，汞原子(汞蒸汽量)增加。另一方面，如果在荧光灯内存在剩余的汞原子，则由于汞原子与电子的碰撞，在荧光灯内产生的紫外线被汞原子吸收的概率变高，荧光灯本身的亮度下降。为了避免该影响，在上述期间内将灯电流设定为比上述基准电流大之后，在荧光灯内的汞蒸气压变化之前，使灯电流返回到基准电流。通过以这种方式使灯电流变化，可使荧光灯的亮度比对其供给基准电流时的亮度高。在后者(整体地暗的图像)的情况下，如果光源的亮度高，则必须抑制来自显示黑或接近于黑的颜色的像素的微小的光漏泄。在整体地暗的画面中，即使在画面内将光透射率设定成最高的像素中，应使之透过的光的绝对量也小。因此，将灯电流设定得比基准电流低，在抑制光源的亮度、缩小来自显示黑或接近于黑的颜色的像素的光漏泄的同时，使光源中的功耗降低。由于这两种技术的组合，在整个动画中看到的图像中的亮度的动态范围(最大亮度/最小亮度的比)扩展为现有的2.8倍，其对比度为400～500∶1，扩展为现有的液晶显示装置的2倍以上。
技术实现思路
概述在液晶显示装置中在按顺序重复地实施进行上述的正下方型背光点亮工作的技术的情况下，例如如果增加在正下方型背光中安装的灯(荧光灯)的根数，则不得不缩短在1个周期(相当于1帧部分)的点亮工作期间中所占的各灯的发光时间。因此，在正下方型背光整体中的亮度效率下降了。另一方面，如果为了提高显示图像的亮度而增加所施加于各灯的功率，则由于灯的发热，液晶盒在局部被加热，均匀性也下降。将密封在安装于液晶显示装置上的液晶显示元件的液晶盒中的液晶分子扭转到与该图像信息(对液晶盒施加的电场)对应的方向上，将液晶盒的光透射率设定为所希望的值，来进行在液晶显示装置中的图像显示。为了将液晶盒中的液晶分子可靠地扭转到与图像信息对应的方向上，有时在该液晶盒中与液晶分子一起添加手性剂。有时将包含这些添加物在液晶盒内存在的物质层称为「液晶层」。但是，如果液晶盒的温度局部地上升，则由于随着在该部分中存在的液晶分子的折射率的变化，液晶盒的光透射率在该部分中也发生变化，故在显示图像中产生「不匀」。再者，在该部分中液晶层的粘度下降，液晶分子的一部分的取向变得无序(液晶层的各向同性化)。因而，液晶盒的一部分的光透射率不响应于对液晶分子施加的电场，产生上述的显示不匀。与扭曲向列型(TN型)的液晶显示装置相比，在其液晶层的各向同性化的温度(也称为液晶转变温度或转变温度)低的垂直取向型(VA型)或水平电场型(也称为面内开关型…IPS型)的液晶显示装置中，较多地看到该问题。因此，难以进一步提高水平电场型的液晶显示装置的显示亮度。此外，在构成上述动画信号的每个图像中实施了调整光源亮度的技术的情况下，在实用上难以进行使对显示整体地明亮的图像时的光源供给的灯电流从比上述基准电流高的值下降到该基准电流的时序的设定。如上所述，为了使光源的亮度比对其供给了基准电流时的值高，必须使一度设定为比上述基准电流大的灯电流在荧光灯内的汞蒸气压变化之前返回到基准电流。但是，不得不根据例如光源(荧光灯)的温度变化的测定数据与光源亮度的相关性从经验上来设定以这种方式切换灯电流的时序。再者，在该技术中，由于根据各自的图像的明亮度使各自的图像显示时刻的光源亮度变化，故每个图像的对比度停留于在现有的液晶显示装置中能达到的程度。换言之，即使将该技术应用于液晶显示装置，在显示静止图像那样的在一定期间(将多个图像数据传送到液晶显示装置的期间)内图像的明亮度几乎不变化的影像的情况下，不能使其对比度提高。对液晶显示装置供给光源的电流与该光源的温度或亮度的关系，例如在特开平11-38381号、特开平9-260074号、特开平11-283759号、特开平7-175035号、特开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，其特征在于： 包括： 液晶显示面板，具有多个像素； 照明装置，具有至少一个光源并将由上述至少一个光源发出的光投射到上述液晶显示面板上；以及 电路，用来交替地在第１期间ｔ↓［１］内将第１振幅的第１交流电流、在第２期间ｔ↓［２］内将第２振幅的第２交流电流供给上述至少一个光源，上述第１振幅大于上述第２振幅， 其中，上述电路这样来控制上述第１交流电流和上述第２交流电流，使其满足下述关系： 第１电能Ｅ１低于第２电能Ｅ２，其中，上述第１电能Ｅ１被定义为｛（ｔ↓［１］×ｉ↓［ｐ－ｐ］（１）×ｖ↓［ｐ－ｐ］（１））／２｝＋｛（ｔ↓［２］×ｉ↓［ｐ－ｐ］（２）×ｖ↓［ｐ－ｐ］（２））／２｝， ｉ↓［ｐ－ｐ］（１）＝在上述第１期间ｔ↓［１］内流过上述至少一个光源的各自的一个的上述第１交流电流的峰至峰值， ｖ↓［ｐ－ｐ］（１）＝在上述第１期间ｔ↓［１］内在上述至少一个光源的上述各自的一个的两端的电压的峰至峰值， ｉ↓［ｐ－ｐ］（２）＝在上述第２期间ｔ↓［２］内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的上述第２交流电流的峰至峰值， ｖ↓［ｐ－ｐ］（２）＝在上述第２期间ｔ↓［２］内在上述至少一个光源的上述各自的一个的两端的电压的峰至峰值， 上述第２电能Ｅ２被定义为（ｔ↓［１］＋ｔ↓［２］）×（Ｉ↓［ｅｆｆ］×Ｖ↓［ｅｆｆ］）， Ｉ↓［ｅｆｆ］是在上述第１期间ｔ↓［１］加上上述第２期间ｔ↓［２］内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的电流的有效值，以及 Ｖ↓［ｅｆｆ］是在上述第１期间ｔ↓［１］加上上述第２期间ｔ↓［２］内在上述至少一个光源的上述各自的一个的两端的电压的有效值。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：平方纯一，小野记久雄，新谷晃，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，日立装置工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]