CN1349125A - 具有改进的照明装置的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明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t₁内以第1电流、在第2期间t₂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(t₁×i_p－p(1)×v_p－p(1))/2+(t₂×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t₁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t₂内在该光源两端的电压的峰至峰值。E2被定义为(t₁+t₂)×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。

Description

具有改进的照明装置的液晶显示装置

(一)技术领域

本发明涉及液晶显示装置，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。

(二)背景技术

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。

(三)发明内容概述

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、特开平8-8083号的各公报中进行了论述，但即使参照这些文献，也难以发现适当地设定上述灯电流的切换时序的条件。

本发明的目的在于涉及液晶显示装置、高效率地提高安装在其上的液晶显示面板(液晶显示元件)上被显示的图像的亮度，此外，其目的在于解决伴随对该液晶显示面板照射光的光源的发热的各种问题。

本发明的另一目的在于，在液晶显示装置中以与阴极射线管同等的高的对比度显示图像或影像。

为了达到上述的目的，本发明提供以下那样结构的液晶显示装置。

按照本发明的一个实施例，提供一种液晶显示装置，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t₁内将第1振幅的第1交流电流、在第2期间t₂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{(t₁×i_p-p(1)×v_p-p(1))/2}+{(t₂×i_p-p(2)×v_p-p(2))/2}，i_p-p(1)＝在上述第1期间t₁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t₁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t₂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t₁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(t₁+t₂)×(I_eff×V_eff)，I_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂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t₁加上上述第2期间t₂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。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，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t₁内将灯电流供给上述至少一个光源、在第2期间t₂内停止将上述灯电流供给上述至少一个光源，其中，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(t₁×i_p-p×v_p-p)/2，i_p-p＝在上述第1期间t₁内流过上述至少一个光源的各自的一个的上述灯电流的峰至峰值，v_p-p＝在上述第1期间t₁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(t₁+t₂)×(I_eff×V_eff)，I_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的上述灯电流的有效值，以及V_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂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。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，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t₁内将具有第1有效值的第1电压、在第2期间t₂内将具有第2有效值的第2电压供给上述至少一个光源，上述第1电压产生在上述第1期间t₁内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的具有第1有效值i₁的第1电流，上述第2电压产生在上述第2期间t₂内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的具有第2有效值i₂的第2电流，上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁，其中，第1亮度对于第1电功率的比率大于第2亮度对于第2电功率的比率，其中，上述第1亮度是上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内由上述至少一个光源的上述各自的一个产生的亮度，上述第1电功率被定义为{(t₁×V₁×i₁)+(t₂×V₂×i₂)}/(t₁+t₂)，上述第2电功率被定义为(V_eff×i_eff)，V_eff是由在上述第1期间t₁内供给的上述第1电压和在上述第2期间t₂内供给的上述第2电压的组合产生的有效值，i_eff是由在上述第1期间t₁内流过的上述第1电流和在上述第2期间t₂内流过的上述第2电流的组合产生的有效值，上述第2亮度是由用上述第2电功率供给的上述至少一个光源的上述各自的一个产生的亮度。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，包括：液晶显示面板，具有多个像素；照明装置，具有端至端的长度为L(cm)的冷阴极管并将由上述冷阴极管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t₁内将第1电功率W₁(W)、在第2期间t₂内将第2电功率W₂(W)供给上述冷阴极管，上述第2电功率W₂低于上述第1电功率W₁，其中，上述第1电功率W₁对于上述端至端的长度为L的比率大于0.2W/cm，而上述第2电功率W₂对于上述端至端的长度为L的比率等于或小于0.1W/cm。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，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t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流、在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源的各自的一个，上述第1有效值i₁大于流过上述至少一个光源的上述各自的一个的灯电流的额定值，上述第2有效值i₂小于上述灯电流的上述额定值，其中，这样来选择上述第1有效值i₁、上述第2有效值i₂、上述第1期间t₁和上述第2期间t₂，使得由上述至少一个光源的上述各自的一个在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内产生的亮度的积分大于由被供给上述额定值的上述灯电流的上述至少一个光源的上述各自的一个在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内产生的亮度的积分。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，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；控制电路，被构成为在第1工作与第2工作之间切换，上述第1工作在第1期间t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流供给上述至少一个光源，上述第2工作在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源，上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁；以及温度检测电路，用来检测上述至少一个光源的温度，其中，上述温度检测电路在上述至少一个光源的外壁温度超过65℃时对上述控制电路发送信号，上述控制电路响应于上述信号，从上述第1工作切换到上述第2工作。

按照本发明的另一实施例，提供一种液晶显示装置，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；控制电路，被构成为在第1工作与第2工作之间切换，上述第1工作在第1期间t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流供给上述至少一个光源，上述第2工作在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源，上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁；以及亮度检测电路，用来检测上述至少一个光源的亮度，其中，上述亮度检测电路在该亮度在上述第1期间t₁内开始减少时对上述控制电路发送信号，上述控制电路响应于上述信号，从上述第1工作切换到上述第2工作。

(四)附图的简要说明

在整个附图中，相同的参照数表示类似的元件，其中：

图1是说明本发明的液晶显示装置的主要的构成要素的配置的示意图。

图2(a)是本发明的液晶显示装置中的具有侧缘(side edge)型的光源单元的一例的剖面结构的概略图，图2(b)是示出该光源单元的布局的斜视图，以及图2(c)是示出使图2(b)的光源单元高亮度化的另外的光源单元的布局的斜视图。

图3(a)是本发明的液晶显示装置中的具有正下方型的光源单元的一例的剖面结构的概略图以及图3(b)是示出该光源单元的布局的斜视图。

图4(a)是示出用图1中示出的控制电路CTRL实施了本发明的光源的点亮工作时的输入到初级侧的变换电路的直流电流的波形的波形图，图4(b)是示出输入到变压器TR的初级侧的交流电流的波形的波形图，图4(c)是示出用示波器测定了在次级侧的电路中产生的交流电流的波形的波形图，以及图4(d)是示出根据在次级侧的电路中产生的交流电流的用电流计测定的电流值所描绘的假想的电流波形的波形图。

图5是示出图1中示出的光源控制电路CTRL的具体的一例的电路图。

图6是说明在荧光灯等的放电管中的放电电流与在放电管中设置的电极间施加的电压的关系的曲线图。

图7是说明在包含荧光灯等的放电管的电路中产生的灯电流与在放电管内的电极间施加的灯电压的关系的曲线图。

图8是以冷阴极管为例示出与本发明的光源的点亮工作的放电管的参数的冷阴极管的剖面图和示出在其点亮时的沿长度方向的亮度分布的曲线图。

图9(a)是示出安装在本发明的液晶显示装置上的冷阴极管的壁面(外壁)温度和管内的汞蒸气压与亮度的关系的曲线图，以及图9(b)是示出供给在冷阴极管的内部设置的一对电极的电流与亮度的关系的曲线图。

图10是示出使本发明的液晶显示装置的光源熄灭点亮时的显示画面的白显示状态的像素的亮度变动的曲线图。

图11(a)涉及本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作的一例，是输入到液晶显示装置上的同步信号的时序图，图11(b)示出供给该液晶显示装置的一个像素的像素显示信号的波形图，图11(c)示出液晶显示装置的背光的点亮控制信号(初级侧电路的直流电流)的波形图，图11(d)示出该背光的亮度变动的波形图。

图12(a)和图12(b)分别是示出使点亮占空比和灯电流(CFL管电流)各自不同的4种液晶显示装置的光源的点亮工作持续了60分钟后的对于灯电流(横轴)的(a)各自的亮度和各自的壁面温度的曲线图。

图13(a)和图13(b)分别是分成以本发明的熄灭点亮形态使液晶显示装置的光源工作的情况和连续地使其点亮的情况示出该光源(冷阴极管)的亮度和壁面温度的随时间变化的曲线图。

图14是示出适合于本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作的控制电路的一例的示意图。

图15是示出适合于本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作的控制电路的另一例的示意图。

图16(a)、图16(b)、图16(c)和图16(d)分别是说明在适合于运动图像显示的液晶显示装置的驱动中本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作和与液晶显示装置的光源的连续工作组合起来时的液晶显示装置的显示画面中的各自的亮度变化、现有的液晶显示装置中的运动图像显示的对比度(CR)和本发明的液晶显示装置中的显示图像的对比度的曲线图。

图17(a)、图17(b)和图17(c)分别是示出有源矩阵型液晶显示装置的3种剖面结构的TN型、VA型和IPS型的示意图。

图18(a)涉及将本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮应用于动画显示时的实施例1，是示出与同步信号对应地输入到该液晶显示装置的一个像素的图像信号的波形(虚线)的波形图，图18(b)～图18(e)是与时间轴(横轴)相一致地分别示出与其对应的光源的亮度波形(虚线的横轴相当于暗电平)的波形图。

图19是示出具有图2(c)的布局的光源单元的变换电路和光源的连线形态的一例的平面图。

图20(a)～图20(e)涉及将本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮应用于动画显示时的实施例2，是与时间轴(横轴)相一致地分别示出光源的亮度波形(虚线的横轴相当于暗电平)的变动的波形图。

图21(a)和图21(b)分别是示出适合于本发明的液晶显示装置的光源单元的变换电路和光源的连线形态的2个例子的平面图。

图22(a)和图22(b)分别是示出适合于本发明的液晶显示装置的光源单元的变换电路和光源的另一连线形态的2个例子的平面图。

图23(a)和图23(b)分别是示出适合于本发明的液晶显示装置的光源单元的变换电路和光源的另一连线形态的2个例子的平面图。

图24涉及纳入在本发明的液晶显示装置中的侧缘型的光源单元，是示出在导光板的短边一侧配置光源的布局的一例的斜视图。

图25涉及纳入在本发明的液晶显示装置中的侧缘型的光源单元，是示出以L字型的光源包围导光板的侧面的布局的一例的斜视图。

图26(a)和图26(b)分别是示出具有图25的布局的光源单元的变换电路和光源的连线形态的2个例子的平面图。

图27(a)涉及纳入在本发明的液晶显示装置中的侧缘型的光源单元，是示出以U字型的光源包围导光板的侧面的布局的一例的斜视图，图27(b)是示出与该布局对应的光源单元的变换电路和光源的连线形态的一例的平面图。

图28(a)涉及纳入在本发明的液晶显示装置中的侧缘型的光源单元，是示出在导光板的一个侧面上设置了线状光源的布局的一例的斜视图，图28(b)是示出跨过导光板的二边设置了L字型的光源的布局的一例的斜视图，图28(c)是示出跨过导光板的三边设置了U字型的光源的布局的一例的斜视图。

图29(a)是示出具有图28(b)的布局的光源单元的变换电路和光源的连线形态的平面图，图29(b)是示出具有图28(c)的布局的光源单元的变换电路和光源的连线形态的平面图。

图30(a)和图30(b)涉及纳入在本发明的液晶显示装置中的正下方型的光源单元，是分别示出该光源单元中的变换电路和光源的连线形态的二例的平面图。

图31涉及针对动画显示而提出的液晶显示装置的光源的点亮形态，是分别示出光源(背光)的布局及其点亮时序的说明图。

具体实施方式

尽管在以上已叙述的任一种液晶显示装置中，也都能解决本发明要解决的课题和其它各种问题，但关于其细节却要在本发明的实施例中详细地叙述。

以下，参照与本发明的具体的实施例有关的附图，说明本发明的具体的实施例。在以下的说明所参照的附图中，对具有同一功能的部分附以同一符号，省略其重复的说明。

《液晶显示装置的结构》

在图1中，抽出液晶显示装置的一例中的与本发明有关的构成要素来示出。

在液晶显示装置的图像显示中使用的液晶显示面板(液晶显示元件)PNL具备：互相相对地配置的一对基板3和在该基板间封入的液晶层(未图示)；以及驱动元件31A、32A，对在一对基板3的至少一方上形成的像素电极供给图像信号，或控制图像信号的供给时序。在液晶显示面板PNL上、在上述基板的面内配置了多个具备这样的像素电极的像素。

在图1中，对液晶显示面板PNL照射光的照明装置LUM具备管状的荧光灯8(作为冷阴极管来例示，也称为光源)和导光板GLB。导光板GLB的上表面与液晶显示面板的一对基板3的一个(未图示)的下表面相对，而荧光灯8沿导光板的一个侧面被配置，因此，从液晶显示面板PNL的下表面来看，偏移到其横向侧。将具有这样的结构的照明装置称为侧光型、侧缘型、或缘光型。由荧光灯8发出的光从与其相对的导光板GLB的侧面输入到其内部后，从其上表面朝向液晶显示面板PNL(上述一对基板3的一个下表面)发射。作为该照明装置LUM用的荧光灯，例如可使用冷阴极管。从照明装置LUM入射到液晶显示面板PNL上的光hν借助于透过液晶显示面板在其上表面上显示出在该液晶显示面板上形成的图像。

控制上述光源(荧光灯8)的控制电路CTRL具备：用图1的虚线围住的镇流电容器CB、变压器TR、变换电路、调光电路和斩波器。从直流电源供给的直流电流比斩波电路中被变换为具有规定电位差的电压脉冲。例如，具有±20％的波动并连续地供给的12V的直流电压被变换为峰值电压保持为12V的矩形波。在下面的调光电路中，对于矩形的直流电压脉冲，利用脉冲宽度调制，设定所期望的电流值。利用该电流值来决定光源的亮度。被设定为所期望的电流的直流电流利用变换电路变换为交流电流，其后，输入到变压器TR中。该变压器TR对来自变换电路的交流电流供给在使荧光灯8点亮方面充分高的电位差。在控制电路CTRL中，将从直流电源到变压器TR的电路称为初级侧(低电压)电路，将从该变压器TR到荧光灯8为止的电路称为次级侧(高电压)电路。在控制电路CTRL的次级侧电路中设置镇流电容器CB。由于镇流电容器CB负担在荧光灯8的放电开始方面必要的高的交流电压与放电开始后的荧光灯8的灯电压的差，故起到将荧光灯8的放电电流限制于适当的值的稳定器的功能。

在图2(a)-图2(c)和图3(a)、图3(b)中原理性地示出图1中示出的液晶显示装置(除了控制电路外)的详细的结构。在图2(a)和图3(a)中示出了液晶显示装置的剖面图，在图2(b)、图2(c)和图3(b)中示出了安装液晶显示装置中的照明装置(光源单元)的斜视图。在任一图中，液晶显示装置都具备由以各自的主面相对的方式配置的一对基板3和被夹持在其间的液晶层(封入液晶分子或液晶分子与手性剂等的混合物)2构成的液晶显示面板和安装了荧光灯8的光源单元10。在图2(a)和图3(a)中，在与构成液晶显示元件的各自的基板3的液晶层2相反一侧的主面上设置偏振片1。此外，在一对基板3的至少一个液晶层2一侧的主面上以二维方式配置多个像素(未图示)。在图2(a)和图3(a)的任一图中示出的液晶显示装置中，其用户从图的上侧通过基板3的主面，看到作为液晶层的光透射率的图形被显示的图像。

图2(a)中示出的液晶显示装置的光源单元10因为具有在导光板11的相对的两侧面上分别配置了荧光灯8的结构，故将图1中示出的照明装置LUM称为相同的侧光型或侧缘型。侧光型的光源单元如图2(a)中所示，具备：具有以与上述液晶显示面板的下表面相对地配置的四边形的上表面的导光板；沿其侧面(四边形的至少一边)配置的管状的荧光灯8；将从该荧光灯8朝向导光板的相反一侧发射的光入射到导光板的侧面上的反射器7；以及使在导光板内朝向其下表面传播的光朝向其上表面反射且照射到液晶显示元件的下表面的反射膜9。在导光板11的上表面与液晶显示元件的下表面之间，例如配置包含一对漫射膜6和被其夹住的棱镜片5的光学片组4。作为光学片，可配置用来提高亮度的漫射片、反馈偏振光反射膜、控制出射光的角度依存性的透镜片。如上所述，在侧光型的液晶显示装置中，液晶显示元件的下表面不与荧光灯8相对，配置成与图2(b)中示出的导光板11的上表面相对。

与此不同，在图3(a)、图3(b)中示出的液晶显示装置中，光源单元10，因为多个荧光灯8被配置成与液晶显示元件的下表面相对(换言之，在如图3(a)的液晶显示装置的正下方)，故被称为正下方型。在正下方型的光源单元10中，这样来配置反射器7，使从荧光灯8发射到图的下侧的光反射而照射到图的上侧(液晶显示元件的下表面)。在反射器7中，有时形成用来消除多个荧光灯8和这些灯的间隙中的光强度的离散性的起伏。在光源单元10与液晶显示元件之间，与侧光型的情况相同，配置了光学片组4，但将在侧光型的光学片组4中配置在光源单元10一侧的漫射片6置换为漫射片6a。为了消除上述的多个荧光灯8和这些灯的间隙中的光强度的离散性，也有在该漫射片6a上形成光学图形的情况。

再有，例如在特开平7-281185号公报(和其对应的美国专利第5,640,216号)中记载了侧光型的液晶显示装置的详细的解说，例如在特开平5-257142号公报(和其对应的美国专利第5,432,626号)中记载了正下方型的液晶显示装置的详细的解说。

在上述的液晶显示装置中，利用对液晶层2的施加电场的增减，使其光透射率变化来显示图像。例如，在液晶层2中，在使液晶分子以扭曲角为90度左右取向的扭曲向列(TN)型或垂直取向(VA)型的TFT(薄膜晶体管)驱动的液晶显示装置(所谓有源矩阵型)或以扭曲角为200至260度取向的超扭曲向列(STN)型的时间分割驱动的液晶显示装置(所谓无源矩阵型)的液晶显示装置中，按照对液晶层2的施加电场的增加，其光透射率从最大值(白图像)变为最小值(黑图像)。另一方面，在沿基板面的方向施加对液晶层2施加的电场的被称为水平电场型(或面内开关型)的TFT驱动的液晶显示装置中，按照对液晶层2的施加电场的增加，其光透射率从最小值(黑图像)变为最大值(白图像)。

在TN型或垂直取向型的情况下，液晶层2的折射率各向异性Δn与盒厚(液晶层2的厚度)d的乘积Δn·d为0.2至0.6微米的范围在兼顾对比度与明亮度方面是所希望的，STN的情况的Δn·d为0.5至1.2微米的范围和水平电场型的Δn·d为0.2至0.5微米的范围是较为理想的。

《光源的控制电路》

图4(a)示出在图1示出的液晶显示装置中采用了本发明的光源的控制电路CTRL时的输入到变换电路的电流波形，图4(b)示出此时输入到变压器TR的初级侧的电流波形，图4(c)示出此时用串联地配置在连接变压器TR的次级侧与荧光灯8中的次级侧电路的示波器Os1测定的次级侧电路的电流波形，图4(d)示出此时基于用串联地配置在次级侧电路中的电流计AMM测定的次级侧电路的电流有效值的次级侧电路的假想的电流波形。

图5更具体地示出图1中示出的光源的控制电路的一例。图1的斩波电路相当于图5的电压控制电路V-Ctrl，图1的调光电路相当于图5的电流控制电路C-Ctrl和脉冲宽度调制控制元件(集成电路)PWM-Ctrl，变换器和变压器TR相当于变换器-变压器电路Inv-Trs。此外，在次级侧电路中设置了电流检测电路I_L-Sens(其功能在后面叙述)。在图5中示出的电路图中，电阻元件如R_V1、R_V2那样、电容元件如C_A、C_V那样、电感如L₁、L₂那样、二极管如D_a、D_v那样，晶体管如Q_V1、Q_V2那样，对拉丁字母添加下标来表示。此外，在变压器TR中示出的N_P表示其初级侧(Primary)的线圈的圈数，N_S表示其次级侧(Secondary)的线圈的圈数，N_B表示其缓冲器(Buffer)线圈的圈数。

在图5的控制电路中，将光源的点亮熄灭控制信号Blk输入到电压控制电路V-Ctrl中，将亮度控制信号Brt输入到电流控制电路C-Ctrl中。如果将点亮熄灭控制信号Blk输入给晶体管Q_V1，则从直流电源DCS连续地供给的电压V_IN经过二极管D_V、晶体管Q_V2和电阻元件R_V3，作为点亮熄灭控制电压S_(BLK)输入到脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl中。通过根据点亮熄灭控制信号Blk将电压V_IN间歇地输入到脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl中，使来自电压控制电路V-Ctrl的电压输出V_DC间歇地断续，成为具有规定的峰值电压的矩形波。只要不将点亮熄灭控制信号Blk输入到电压控制电路V-Ctrl中，其电压输出V_DC与其输入电压V_IN是相同的。

再有，在本实施例中，将输入到图1的控制电路CTRL的直流电流的电位差(图5中示出的V_IN与V_GND的电位差)设定为12V，但可根据液晶显示装置的规格，将该电位差适当地设定为5～30V的范围的任一值。此外，在图5中示出的直流电流的输入端子V_IN(高压侧)、V_GND(低压侧)中，V_GND的电位不限于所谓的接地电位，可以定为对于V_IN侧的电压具有规定的电位差的所谓控制电路的基准电压(集成电路中对V_CC而言V_EE那样的电位)。

另一方面，脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl接受亮度控制信号Brt和点亮熄灭控制电压S_(BLK)，将电流控制信号I_ctrl送给电流控制电路C-Ctrl。在电流控制电路C-Ctrl中，设置了隔断从电压控制电路V-Ctrl流到其中的直流电流的晶体管Q_ch。晶体管Q_ch接受由利用电流控制信号I_ctrl而工作的晶体管Q_C1、Q_C2构成的互补电路的输出，以规定的间隔隔断流到电流控制电路C-Ctrl中的电流，用对于单位时间的电流供给(隔断)时间的比来决定流到处于该电流控制电路的次级的变换器-变压器电路Inv-Trs的直流电流I_DC的值。脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl根据输入到其中的点亮熄灭控制电压S_(BLK)使由晶体管Q_Ch产生的电流的隔断时间增减，或在没有点亮熄灭控制电压S_(BLK)的输入的期间内，可以用晶体管Q_Ch继续隔断电流的方式使电流控制信号I_ctrl发生。

在本发明的控制电路的工作的一例中，以第1期间Δt_I和第2期间Δt_II交替地改变上述点亮熄灭控制信号Blk的脉冲间隔，输入到电压控制电路V-Ctrl中。换言之，以Δt_I+Δt_II的周期对点亮熄灭控制信号Blk进行调制。因此，输入到脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl中的点亮熄灭控制电压S_(BLK)也根据点亮熄灭控制信号Blk而被调制。脉冲宽度调制控制元件PWM-Ctrl检测点亮熄灭控制电压S_(BLK)的电压脉冲间隔的变动，决定从其输出的电流控制信号I_ctrl的脉冲或波形。图4(a)示出由如上那样被设定的电流控制信号I_ctrl引起的电流控制电路C-Ctrl的输出电流I_DC的波形的一例。

在变换器-变压器电路Inv-Trs的初级侧，将流过其中的直流电流I_DC变换为例如具有25kHz～150kHz的频率的交流电流。该交流电流的频率，例如在笔记本型计算机用的液晶显示装置中，设定为25kHz～40kHz的范围的某一值，在显示高精细图像的监视器用或电视用的液晶显示装置中，设定为40kHz～50kHz的范围的某一值。有随因构成显示画面的像素数的增加(例如，由于显示图像的高精细度化而被要求)引起的图像显示工作的高速化而将交流电流的频率设定得高的趋势，故不会限于上述的范围。此外，即使根据变压器TR的规格，频率的设定范围也不同，例如在使用压电型变压器的情况下，推荐使用100kHz～150kHz这样的高的频率范围，但由于由液晶显示装置得到的显示图像的高精细度化，也有设定为比上述范围高的频率的情况。通过在光源的控制电路的次级侧发生具有上述那样的频率的交流电流且供给荧光灯8，使荧光灯8在其长度方向上同样地点亮。在初级侧电路中，输入到变压器TR中的交流电流示出具有与利用电流控制电路C-Ctrl在每个期间Δt_I、Δt_II中供给的电流值对应的电流振幅的波形。图4(b)示出从初级侧电路输入到变压器TR中的交流电流的波形的一例。

另一方面，如果用与如图1中示出的荧光灯8串联连接的示波器Os1测定从变压器TR的次级侧输出的交流电流，则可得到图4(c)中示出的那样的波形。在该波形中，在期间Δt_II中成为平台(Flat)。这是因为，在荧光灯8的内部发生了放电的情况下，荧光灯8起到电阻元件R_L的作用，在不发生该放电的情况下，在其内部隔断电流路径。以荧光灯8为代表的放电管通过在其内部发生辉光放电，直接地或间接地发射光。在图6中示出在放电管的电极间施加的电压与对其供给的电流(放电电流)的关系的一例。

在荧光灯、特别是冷阴极管中，在其内部发生正规辉光放电这一点在使其作为光源来工作这方面是所希望的。为了在放电管内发生正规辉光放电，希望放电电流至少为2×10^-4A以上、较为理想的是在1×10^-3A(1mA)以上。另一方面，放电管内的放电在对其供给的电流不到2×10^-8A时不能自持，但在荧光灯中，即使在比其高得多的电流值、例如低于1×10^-3A(1mA)时，也有停止放电的情况。现在，本发明人从实验上确认了，在对于其保证寿命的额定电流为6mA的冷阴极管中，在对其供给的电流下降到2mA时存在放电停止的可能性。因为这样的情况，可产生在期间Δt_II中的图4(b)和4(c)的电流波形不同的现象。

如果将图4(c)中示出的电流波形认为是正弦波，则对于从期间Δt_I中的其电流峰值的差求出的峰值电流值I_P-P，用下式求出有效电流值。

I_eff＝I_P-P/2^1/2I_P-P×0.707          …(1)

次级侧电路的有效电流值也可用在图1中与荧光灯串联连接的电流计AMM来测定。但是，如果期间Δt_I+Δt_II短，则由此测定的有效电流值不得不成为都反映了第1期间Δt_I的供给电流和第2期间Δt_II的供给电流的值Ieff(0)，不能分别地示出第1期间和第2期间中的有效电流值。即使在该情况下，在交流电流的有效电流值Ieff(0)中，如果假定其波形为正弦波，则在其峰值电流值I_P-P(0)与有效电流值Ieff(0)之间，(1)式的关系成立。从该关系如图4(d)中示出的那样来描绘基于用电流计AMM测定的有效电流值Ieff(0)的假想的电流波形。

在图1的次级侧电路中，关于对荧光灯8施加的有效电压值，从用与其并联连接的示波器Os2测定的电压波形可分别得到第1期间Δt_I和第2期间Δt_II中的有效电压值Veff。但是，如果用与荧光灯8并联连接的电压计VMT测定该有效电压值，则不得不成为都反映了第1期间Δt_I的施加电压和第2期间Δt_II的施加电压的值Veff(0)。再有，从用示波器Os2测定的第1期间Δt_I和第2期间Δt_II中的各自的电压波形求出峰值电压值V_P-P，通过将该值代入(1)式的I_P-P中，各自的期间的有效电压值Veff可作为(1)式的Ieff来求出。

在上述的电流计AMM和电压计VMT中，例如使用对交流电流进行整流、变换为直流、来测定其有效电流值和有效电压值的所谓变换器方式的模拟测量仪。此外，也可用1/4自乘差方式的功率变换器直接检测功率值(Ieff×Veff的积)。再者，也可使用平均值整流交流电压计或时间分割乘法运算方式的功率计等的数字测量仪来代替这些模拟测量仪。

在次级侧电路中，与荧光灯8串联地连接了镇流电容器CB等的放电稳定元件。关于图1或图5中示出的控制电路的在次级侧的变压器TR的输出电压V_TR、在荧光灯8的电极间施加的电压(灯电压)V_L和对镇流电容器CB施加的电压V_C，存在下式的关系。

V_TR＝V_L+V_C

   ＝V_L+(I_L/jωC_o)                       …(2)

在(2)式中，I_L是对荧光灯8供给的灯电流，在将V_TR、V_L和V_C定为有效电压值时，I_L为上述的Ieff。C₀是镇流电容器CB的电容，ω是交流电流的角频率，j表示镇流电容器的电容是次级侧电路的阻抗的虚部(电抗)。

另一方面，在荧光灯8的内部发生了放电的情况下，荧光灯8起到电阻元件R_L的作用，其电阻值随灯电流I_L的上升而减少。其特性作为荧光灯8的「灯电流I_L对灯电压V_L的曲线」在图7中进行例示。在(2)式中，如果变压器TR的输出电压V_TR为恒定，则由对荧光灯8供给的灯电流I_L来决定对镇流电容器CB施加的电压V_C，由此决定在荧光灯8的电极间施加的灯电压V_L。在这样的过程后，在次级侧电路中(2)式的关系大致成立时，荧光灯8稳定地放电。该条件在图7中，作为上述荧光灯的灯电流I_L对灯电压V_L的曲线与「灯电流I_L对“变压器输出电压-镇流电容器电压的电位差(V_TR-V_C)”的曲线」的交点表示出来。

作为将本发明的光源的点亮方法应用于图1中示出的液晶显示装置的一例，重复地进行了下述工作：将上述第1期间Δt_I设定为10msec(毫秒＝10^-3秒)、对荧光灯8供给有效值10mA的灯电流I_L，将上述第2期间Δt_II设定为6.7msec，停止对荧光灯8供给灯电流I_L。此时，由于限于相当于一个周期Δt_I+Δt_II＝16.7msec的60％的期间(Δt_I/(Δt_I+Δt_II))内对荧光灯8供给灯电流，故荧光灯8以60％的占空比重复进行点亮熄灭。关于次级侧电路中的灯电流I_L，监视与荧光灯8串联地连线的示波器Os1的电流波形，调整并控制了输入到初级侧电路的调光电路中的亮度控制信号Blk，使得其峰值电流差I_P-P为14.1mA(相当于10mA的有效电流Ieff的2^1/2倍…参照图4(c))。这样，在周期性地使荧光灯8点亮熄灭时，与用与荧光灯8并联地连线的示波器Os2得到的上述第1期间Δt_I的电压波形的峰值电位差V_L(P-P)相比，荧光灯8的灯电压的有效值V_L1为617V。

另一方面，在该点亮熄灭工作的一周期中，如果将对荧光灯8供给的灯电流的有效值I_L换算为占空比100％(不是点亮熄灭而是连续地点亮)，则为6mA。根据宏观地看到的由该「Δt_I+Δt_II」构成的一个周期的灯电流的有效值Ieff(0)，假想地描绘图4(d)中示出的波形。如上所述，如果上述一个周期的时间缩短到某种程度，则与荧光灯8串联地连线的电流计AMM和并联地连线的电压计VMT将该一个周期或将其重复了多次时的次级侧电路的有效电流和有效电压作为宏观地得到的值来示出。如上所述，在周期性地使荧光灯8点亮熄灭时，用电流计AMM和并联地连线的电压计VMT分别测定的灯电流的有效值I_L为6mA，灯电压的有效值V_L1约为900V。

在将灯电流I_L的有效值设定为6mA、且以占空比100％使与在上述光源的点亮熄灭工作中使用的荧光灯相同的规格的荧光灯工作的情况下(连续点亮的情况)，灯电压的有效值V_L1同样为675V。这些值与上述的点亮熄灭工作的情况相同，即使在从示波器Os1、Os2的波形计算的值和用电流计AMM和电压计VMT测定的值的任一值中，也没有大的误差，它们大体上是一致的。

使用图1中示出的液晶显示装置，在使液晶显示面板PNL的一部分像素组为白显示的条件下，在如上所述以点亮熄灭荧光灯8的方式使其工作的情况和在以连续地点亮的方式使其工作的情况下，在比较透过液晶显示面板PNL的上述一部分像素组的光的亮度时，是势均力敌的。在此，所谓白显示，表示以该液晶层的光透射率为最大的方式设定对与上述一部分的像素组对应的液晶层的施加电场的液晶显示面板的工作。在上述已被白显示的一部分的像素组中，如果比较为得到100cd(烛光)/m²的亮度时荧光灯8消耗的功率，则在使荧光灯8点亮熄灭的工作条件(10mA，占空比：60％)下，为7.4W/100cd，比在使荧光灯8连续点亮的工作的条件(6mA，占空比：100％)下的8.1W/100cd低。该实验结果将使用图12(a)、12(b)在后面叙述，但任一功率值都可作为从用图1的示波器Os1得到的灯电流I_L的峰值电流差计算的有效值Ieff和从用示波器Os2得到的灯电压V_L的峰值电位差计算的有效值Veff的乘积来求出。

再有，在图1中示出的次级侧电路中，包含荧光灯8和镇流电容器CB，但由于在后者的流过其中的电流波形对于对其施加的电压的波形具有相位差，故起到电抗的作用。因此，从变压器TR对次级侧电路供给的功率事实上只被荧光灯8消耗。

因而，适合于减少为得到上述那样的规定的亮度所必要的光源的消耗电能的光源的点亮熄灭工作在以下的项目方面具有特征。

项目(a)…重复进行对光源(荧光灯)供给规定的灯电流的第1期间Δt₁和停止对上述光源供给灯电流的第2期间Δt₂。

项目(b)…第1期间Δt₁中的荧光灯8的电能消耗量P₁的计算：

在第1期间Δt₁中，从用分别与图1中示出的次级侧电路连接的示波器或与其类似的测量仪测定的灯电流和灯电压的「波形」求出各自的峰值强度I_P-P、V_P-P，将它们代入下式，计算出电能消耗量P₁。

P₁＝Δt₁×I_eff×V_eff

  ＝Δt₁×(I_P-P/2^1/2)×(V_P-P/2^1/2)

  ＝(Δt₁×I_P-P×V_P-P)/2  .........      (3)

项目(c)…计算基于已被测定的有效值的电能值P₂。

利用分别如图1中所示那样与次级侧电路连接的电流计和电压计测定由第1期间Δt₁和第2期间Δt₂构成的一个周期中的灯电流和灯电压的有效值Ieff、Veff，据此用下述式计算电能值P₂。

P₂＝(Δt₁+Δt₂)×(I_eff×V_eff)

再有，此时的Ieff、Veff是宏观地取得由(Δt₁+Δt₂)构成的周期中的各自的物理量而得到的值，与上述(3)式的Ieff、Veff的定义不同。

项目(d)…这样来控制上述规定的电流的供给条件，使得在由以上算出的P₁、P₂之间，P₁＜P₂成立。

项目(b)和(c)的任一电能值也作为上述点亮熄灭的一个周期中被消耗的功率，用该功率与供给该功率的时间的乘积来定义。

在本发明的液晶显示装置的光源的控制电路和光源的点亮工作中，上述点亮熄灭的一个周期中的功耗如上所述成为「P₁＜P₂」的原因如下。在次级侧电路中，对镇流电容器CB施加的电压从上述(2)式可知，与流过次级侧电路的电流(灯电流：I_L)成比例。因此，在使变压器TR的次级侧输出电压V_TR为恒定的情况下，与流过规定的次级侧电路的电流I_L相对应，决定在荧光灯8的电极间施加的电压V_L。在荧光灯8的点亮熄灭工作中，在如图1中所示根据用示波器Os1、Os2测定的波形分成上述第1期间Δt₁和第2期间Δt₂微观地求出该I_L、V_L的情况下，在第1期间Δt₁中的V_L的有效值中反映出与在Δt₁中流过次级侧电路的电流I_L的有效值对应的荧光灯8的电阻值R_L。在第2期间Δt₂中，由于因荧光灯8内部的放电的停止，荧光灯8的电阻R_L变为无限大，次级侧电路中的I_L的有效值实质上为「0」，在该期间中的荧光灯8的电能消耗量也为「0」。由此，P₁作为第1期间Δt₁中的荧光灯8的电能消耗量来次定。

与此不同，在如图1中所示利用电流计AMM和电压计VMT将第1期间Δt₁和第2期间Δt₂合在一起宏观地测定I_L和V_L的情况下，V_L的有效值与「Δt₁+Δt₂」的期间中的I_L的有效值对应地来决定。因此，V_L的有效值将「Δt₁+Δt₂」的期间中的荧光灯8的电阻值R_L作为与该期间中的I_L的有效值对应的宏观的值来反映。因而，在V_L的有效值中不反映期间Δt₁和Δt₂中的荧光灯8的电阻值的变动，此外，由于上述「Δt₁+Δt₂」的期间中的I_L的有效值也比在期间Δt₁中微观地求出的I_L的有效值小，故按照图7中示出的灯电流I_L对灯电压V_L的曲线而上升。根据这样的情况，在上述微观的测定和宏观的测定中，即使在「Δt₁+Δt₂」的期间中的供给次级侧电路的I_L的积分值相等，根据后者的灯电压V_L的上升，也有「P₁＜P₂」的关系成立的情况。

该关系是否成立，依赖于后述的Δt₁与Δt₂的时间的设定。例如，如特开平9-266078号公报中记载的那样，如果使两者的时间与次级侧电路的交流电流的频率的倒数相一致地设定为不到10^-4秒，则由微观的测定和宏观的测定得到的次级侧电流的有效值中，几乎看不到差别。与此不同，在本发明的荧光灯的点亮工作中，由于将Δt₁和Δt₂的时间设定得比在变换电路中发生的(上述次级侧电路的)交流电流的频率的倒数大，例如在初级侧电路中在Δt₁与Δt₂的各自的期间中生成多个交流脉冲，故在由微观的测定和宏观的测定得到的次级侧电流的有效值中可产生差别。

《荧光灯的规格和光源电路的设定和工作》

在本发明的液晶显示装置的光源的控制电路和光源的点亮工作中，例如用图1中示出的初级侧的斩波电路的电压控制和调光电路的电流控制来设定这样的「P₁＜P₂」的关系。在该调光电路的电流设定中，容许在上述第2期间Δt₂中在初级侧电路中产生某种程度的电流i₂。其原因是因为如参照图4(b)和4(c)已叙述的那样，即使在初级侧电路中产生电流i₂，如果与其对应的次级侧电路的交流电流低于决定放电管(在本实施例中，是荧光灯)内的自持放电的可否的放电电流的临界值，则放电管内的放电停止。此外，如已叙述的那样，也已发现荧光灯、特别是冷阴极管的放电在次级侧电路的电流值(有效值)下降到相当于其额定电流(有效值)的1/3的2mA时停止的可能性。另一方面，在次级侧电路中产生的交流电流的有效值与在初级侧电路产生的交流电流的有效值相对应。因而，为了在上述第1期间Δt₁中使荧光灯以其额定电流点亮、且使该荧光灯以满足上述「P₁＜P₂」的关系来工作，必须将调光电路控制成，将在上述初级侧电路中在上述第2期间Δt₂中产生的交流电流的有效值抑制为不到上述第1期间Δt₁中在初级侧电路发生的交流电流的有效值的1/3。

在以其额定电流进行第1期间中的荧光灯的点亮的情况下，可使上述电能「P₁＜P₂」的关系成立，但如果使在图1中从荧光灯8发射的光通向液晶显示面板PNL，则存在不能以充分的明亮度来显示在该液晶显示面板PNL上形成的图像的可能性。因而，在将本发明的荧光灯的点亮工作应用于液晶显示装置的情况下，希望将在第1期间Δt₁中对荧光灯供给的次级侧电路的交流电流(灯电流)设定得较高。

在灯电流(有效值)I_L的设定中，例如参照荧光灯(冷阴极管等)的技术规格书中记载的灯电流值(有效值)。该技术规格书由荧光灯制造商或安装了该荧光灯的液晶显示装置的制造商在产品出厂时添加在其产品上。该技术规格书中记载的灯电流值与该荧光灯的保证寿命相对应，该保证寿命是作为荧光灯的亮度下降到点亮开始时的值的50％(也有定义为70％的情况)所需要的点亮时间来定义的。此外，在该技术规格书中，记载了适合于上述灯电流值中的荧光灯的点亮工作的灯电压值(有效值)。这些灯电流值和灯电压值通常作为荧光灯不超过规定的温度、在上述保证寿命的期间内确定能点亮的条件的持续工作额定(continuous-duty rating)值来示出。在本说明书中，将技术规格书中记载的上述灯电流值和灯电压值方便地记为灯电流额定值和灯电压额定值。

在本发明的液晶显示装置中，将在次级侧电路中在上述第1期间Δt₁中对荧光灯供给的灯电流(有效值)I_L设定为比该灯电流额定值大。该灯电流的有效值I_L例如通过对控制电路CTRL的初级侧的调光电路中的直流电流的脉冲宽度进行调制来调整。关于调光电路中的电流控制，相对于与上述灯电流额定值对应的初级侧电路的交流电流(有效值)，在第1期间Δt₁中将有效电流值设定得高，在第2期间Δt₂中将有效电流值设定得低。

虽然决定荧光灯的自持放电的次级侧电路的电流的临界值随荧光灯的规格有若干变动，但对于内径为5mmφ以下的冷阴极管，估计为2mA或其以下。因而，推荐使上述第2期间Δt₂中的初级侧电路的交流电流的有效值比与次级侧电路的有效电流值为2mA对应的初级侧电路的交流电流的有效电流值低。

虽然关于第1期间Δt₁和第2期间Δt₂的时间的设定例随后详细地叙述，但根据上述灯电流额定值I_L(0)，对于如上述那样设定的灯电流的有效值I_L，推荐以满足下式的方式来设定。

I_L(0)≥I_L×{Δt₁/(Δt₁+Δt₂)}           …(4)

在初级侧电路的第1期间Δt₁的电流值i₁与第2期间Δt₂的电流值i₂的所希望的关系依赖于将次级侧电路中的第1期间Δt₁的有效电流值I_L设定为上述灯电流额定值I_L(0)的多少倍，但将这些电流值的比定为：i₂/i₁为不到1/3，较为理想的是定为1/(3n)以下(其中，n＝I_L/I_L(0)，n＞1)。

关于上述倍率的设定，从对液晶显示面板要求的明亮度的观点来看，希望研究其下限，从防止荧光灯的性能恶化的观点来看，希望研究其上限。考虑了实验和关于冷阴极管的文献的结果，导出了其推荐的范围为1.2≤n≤2.5，更为理想的是，1.5≤n≤2.0。

另一方面，在因技术规格书的丢失等使得荧光灯的灯电流额定值不明确的情况下，在求出荧光灯的自持放电停止的临界电流值(有效值)的基础上，可设定上述第1期间Δt₁中的初级侧电路的交流电流的有效值i₁或次级侧电路的交流电流的有效值I_L。例如，在次级侧电路的有效电流值为1～2mA的范围内荧光灯的放电停止的情况下，对于该临界值(或与其对应的初级侧电路的交流电流的有效值)，使第1期间Δt₁中的次级侧电路的有效电流值i₁(或初级侧电路的交流电流的有效值i₁)在比其5倍大且10倍以下的值的范围内变化，确认液晶显示装置的明亮度，设定为该范围内的某一值即可。

在本实施例中，特别是为了在「Δt₁+Δt₂」的期间中在「微观的消耗电能值P₁＜宏观的消耗电能值P₂」的条件下使液晶显示装置的光源工作，希望也注意控制电路CTRL的次级侧的电压分配。

对于具有上述的灯电流额定值和灯电压额定值的荧光灯，参照该技术规格书中记载的输出电流和输出启动电压(Starting Voltage)和能与该控制电路对应的荧光灯的管径和管长，来选择适合于该工作的控制电路(通常被称为变换器的产品)。所谓输出启动电压，是在开始与图1中示出的那样的控制电路CTRL的次级侧连接的荧光灯等的管球的内部的放电方面所需要的电压。不限于荧光灯，在管球中设置的一对电极，在其内部为无放电状态时，在该一对电极间次级侧电路被启动。在该管球内发生放电时，在该一对电极间暂时地被施加的比灯电压高的电压是输出启动电压。在对该一对电极施加输出启动电压的时刻，在次级侧电路中实质上不产生电流。因为这一点，在图7中，在放电开始时和放电开始后不使控制电路CTRL的变压器TR的次级侧输出电压V_TR变化的情况下，该控制电路中的输出启动电压相当于输出电压V_TR。

作为冷阴极管(荧光灯的一种)用的控制电路，例示初级侧的直流电源输入电压为12V、次级侧的输出电流为5mA、工作频率((2)式的ω)为55kHz且输出启动电压各不相同的3种产品A、B、C，关于在各自的产品的应用中被推荐的冷阴极管的管径和管长如下所述。该产品A、B、C的输出启动电压分别为900V、1200V、1350V。这些产品A、B、C都是与1根冷阴极管对应地被设计的控制电路。与此不同，在具有2.6mmφ或3.0mmφ的管径(外径)的冷阴极管的点亮工作中，在该冷阴极管的管长处于60～130mm的范围内的情况下，推荐利用上述产品A，在该冷阴极管的管长处于110～180mm的范围内的情况下，推荐利用上述产品B，在该冷阴极管的管长处于150～220mm的范围内的情况下，推荐利用上述产品C。另一方面，在具有4.1mmφ的管径(外径)的冷阴极管的点亮工作中，在该冷阴极管的管长处于60～160mm的范围内的情况下，推荐利用上述产品A，在该冷阴极管的管长处于130～220mm的范围内的情况下，推荐利用上述产品B。

上述的管径和管长在图8的冷阴极管中作为由OD和I_L示出的部位的尺寸而被定义。从该3种产品的比较可知，该管长越长、或该管径越小，冷阴极管的放电开始所需要的输出启动电压越上升。不限于在此叙述的冷阴极管用的控制电路，对荧光灯8供给交流电流的电路具有由处于放电工作中的荧光灯显示出的电阻和与该荧光灯串联连接的镇流电容器或电感等的元件显示出的电抗构成的阻抗。因而，如果比较具有互不相同的输出启动电压的上述3种控制电路，则在各自的变压器的次级侧输出电压和镇流电容器等的电抗的至少一个位置方面可看到差别。

近年来，随着液晶显示装置的对角线尺寸的扩大，例如存在对于对角线尺寸为15英寸的监视用液晶显示装置中使用管长为310mm的冷阴极管、对于对角线尺寸为18英寸的监视用液晶显示装置中使用管长为390mm的冷阴极管的趋势。如果将这些冷阴极管的管径(外径)扩大为4.1mmφ，则可将被推荐于具有上述的2.6mmφ或3.0mmφ的管径和处于150～220mm的范围内的管长的冷阴极管的上述产品C作为其交流电流供给电路来使用。

在具备具有5mA的灯电流额定值的、管径为2.6mmφ、管长为170mm的冷阴极管的图3(a)、3(b)中示出的液晶显示装置的例中，上述的产品B、C的控制电路可利用于各自的冷阴极管。再有，在该液晶显示装置中具备的冷阴极管的内径(图8的ID)为2.0mmφ，对各自的冷阴极管，具备图5中示出的控制电路。

在使用该液晶显示装置、将本发明的光源点亮设定为占空比50％、将第1期间Δt₁中的灯电流设定为10mA的例子中，比较产品B和产品C。在使用了产品B的情况下，由于其次级侧电路的电抗较大(镇流电容器的电容较小)，故以次级侧电路中产生的10mA的灯电流施加到镇流电容器(电抗元件)上的电压V_C上升。因而，由于施加到冷阴极管的电极间的V_R低于在该灯电流10mA的放电中需要的灯电压，故第1期间Δt₁中的冷阴极管的放电变得不稳定。该状况可参照图7的V_TR-V_C1的关系来得到理解。因此，在产品B中，必须或是提高初级侧电路的输入电压V_IN，或是增加变压器TR的次级侧线圈的圈数N_S，由此提高变压器TR的次级侧输出电压V_TR，使第1期间Δt₁中的冷阴极管的放电稳定。可将该处置模拟为将图7中示出的V_TR-V_C1的关系改变为V_TR’-V_C1的关系。另一方面，在使用了产品C的情况下，由于其次级侧电路的电抗小，故对于10mA的灯电流，以某种程度确保施加到冷阴极管的电极间的电压V_R。该状况可参照图7的V_TR-V_C2的关系来得到理解。此时，即使电压V_R低于冷阴极管的灯电流10mA的放电中所需要的灯电压，其程度也保持在对冷阴极管的稳定的放电来说为容许的范围内。

如果参照图1的次级侧电路来统一以上的比较，则可得到以下的结论。对荧光灯8施加的电压V_L作为从变压器TR的输出电压V_TR减去对镇流电容器CB施加的电压V_C的差来决定。对该镇流电容器等的元件施加的电压V_C与流过次级侧电路的电流(流过产生了放电的荧光灯8内的灯电流I_L)成正比，与镇流电容器的电容C₀成反比。因此，伴随增加对荧光灯8供给的灯电流I_L，在镇流电容器CB中产生的电压V_C上升，对荧光灯8施加的灯电压V_L下降。如上所述，在第1期间Δt₁中增加对荧光灯8供给的灯电流I_L的情况下，在上述次级侧电路中使对荧光灯8施加的灯电压V_L并不显著地低于适合于由该灯电流I_L产生的荧光灯8的稳定的放电的灯电压值(由图7的「灯电流I_L对灯电压V_L」的曲线决定)。

因而，在本发明的光源工作中，将与荧光灯连接的控制电路的变压器TR的输出电压V_TR设定得比通常的高，或使镇流电容器CB的电容C_O比通常的大，以确保适合于在上述第1期间Δt₁中供给的灯电流I_L下的荧光灯8的放电的灯电压V_L。在此所说的「通常」的值，是与该荧光灯的持续工作额定值对应地被选择的控制电路中的变压器的输出电压V_TR，是镇流电容器的电容C₀。由于这些值例如与荧光灯的管长相对应，故在用具有规定的管长的荧光灯进行本发明的点亮工作的情况下，推荐利用适合于具有该规定的值的10％以上、更为理想的是20％以上的管长的荧光灯的持续工作额定值的控制电路。

再有，上述的荧光灯的灯电流额定值和灯电压额定值，除了其管长和管径外，还依赖于其形状(例如，圆筒状、或将其弯曲成的L字状、U字状等)。此外，在图8中示出的圆筒状的荧光灯的情况下，其灯电流额定值和灯电压额定值还依赖于荧光灯的长度l_L(也称为灯长)、与灯长方向交叉的剖面中的内径ID与外径OD的比和密封在其内部的气体(汞等)的量。

荧光灯的保证寿命由在其管内的汞的消耗、或因荧光体的性能恶化引起的亮度下降的行进状况来决定。亮度下降的原因中的前者，是基于通过密封在荧光灯内的汞蒸气形成合金(汞齐)而难以发生激励涂敷在其内壁的荧光体的紫外线的现象。亮度下降的原因中的后者，是基于因涂敷在荧光灯的内壁的荧光体的性能恶化、可见光相对于紫外线的发生量降低的现象。

由对荧光灯的供给功率(灯输入)P(W)对于荧光灯的管长l_L(cm)之比P/l_L决定的管壁负荷越大，荧光体的性能恶化的行进越显著。因此，在冷阴极管中，大多将灯输入功率设定成管壁负荷在0.10～0.15的范围内。但是，在本发明的光源工作中，在上述第2期间中实际上隔断了荧光灯内部的电流。因而，即使与连续点亮相比在管壁负荷高的条件下进行上述第1期间中的荧光灯的点亮工作，也能在某种程度上抑制涂敷在其内壁的荧光体的性能恶化。例如，将第1期间中的灯输入P₁设定成管壁负荷(P₁/l_L)比0.2W/cm大，较为理想的是，设定成0.22W/cm以上。此外，最好将第2期间中的灯输入P₂设定成管壁负荷为0.1W/cm以下。但是，如果使第1期间中的灯输入P₁过高，则即使在本发明的光源工作中，也能加速荧光体的性能恶化。因而，在灯输入P₁的设定方面最好设置上限，例如将管壁负荷(P₁/l_L)抑制在0.3W/cm以下。

《第1期间Δt₁和第2期间Δt₂的时间设定》

如上所述，在对液晶显示装置中具备的荧光灯间歇地供给规定的灯电流的工作中，在由第1期间Δt₁(供给期间)中的灯电流的峰值强度I_P-P与对荧光灯的电极间施加的灯电压的峰值强度V_P-P计算的电能值P₁＝{(Δt₁×I_P-P×V_P-P)/2}比在从由上述第1期间和第2期间(点亮停止期间)构成的1个周期(Δt₁+Δt₂)中测定的灯电流的有效值I_eff和灯电压的有效值V_eff求出的电能值P₂＝(Δt₁+Δt₂)×(I_eff×V_eff)小时，在实验上确认了荧光灯的亮度比在上述第1和第2期间中用上述电能值P₂点亮荧光灯时的亮度高。一般来说，由于荧光灯的亮度与对该电极间供给的交流电流的有效值相比，依赖于最大值与最小值的差(峰值强度)，故即使连续地用上述电能值P₂点亮荧光灯时，如果将交流电流的波形设定成峰值强度比正弦波大，则亮度也得到提高。

但是，按照本发明，对于液晶显示装置中具备的荧光灯，一边交替地进行上述第1期间中的灯电流供给和上述第2期间中的灯电流供给的停止，一边能提高亮度。为了得到这样的优点，希望考虑上述的第1期间Δt₁和第2期间Δt₂的时间设定。如上所述，如果将在第1期间中供给的灯电流设定成其峰值强度更大，则在荧光灯的亮度上升的同时，其温度也上升。如果荧光灯的温度达到某个值，则荧光灯的亮度转而减少。因而，为了取出与在第1期间中对荧光灯供给的第1电流的波形对应的亮度的光而不在光源内发生损耗，希望将第1期间Δt₁设定得比因第1电流的供给引起的荧光灯的温升到达某个值所需要的时间短。

关于作为光源之一被使用的冷阴极管，图9(a)示出该温度(管内的汞蒸气压)与亮度的关系，以及图9(b)示出对在前者设置的一对电极供给的电流与亮度的关系。不限于冷阴极管，将在荧光灯或氙灯中从因气体的激励而发生的从正柱发射的光作为光源来利用，上述的荧光灯或氙灯是在管内设置的电极之间通过交流电流、由此激励密封在管内的气体等来进行点亮的。如图8中所示，正柱Yok具有对于电极间距离l_elec在双方的电极附近生成暗部的亮度分布。在上述冷阴极管中产生的正柱的亮度在电极间为最大(饱和的)的区域l₁₀₀或其最大值的90％以上的区域中，在其外壁上设置温度传感器，作为已被测定的值来示出上述冷阴极管的温度。

冷阴极管的亮度，如图9(a)中所示，依赖于其管内的汞蒸气压、换言之，依赖于管内存在的汞蒸气的量，在该汞蒸气量为某个值(在该例中，将汞蒸气压定为4.7Pa)以下的情况下，随该汞蒸气量的增加，管内的发光强度增加，冷阴极管本身的亮度也增加。此外，如图9(b)中所示，冷阴极管的亮度上升也与对其供给的电流的增加相对应。从图9(a)与图9(b)的比较可知，由于与对冷阴极管供给的电流的增加相对应的冷阴极管内部的电子流的增大，冷阴极管内的温度上升，与此相随，管内的汞蒸气量也增加。但是，如果汞蒸气量超过上述的某个值，则在管内产生的光缓慢地被汞气体吸收，其结果，冷阴极管的亮度也转而减少(图9(a))。该变化即使在图9(b)中也作为亮度对于供给电流的饱和而呈现出来。这样的现象不限于冷阴极管或汞蒸气，只要在光源(管球)在其内部包含激励材料的情况下，都可看到该现象。例如，在氙灯中也产生与冷阴极管同样的现象。

对于这样的现象，在本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作中，通过在上述第2期间Δt_II中实质上停止上述的第1期间Δt_I中的对荧光灯的灯电流供给(图1中的次级侧电路的电流)，在第2期间中使在第1期间中已上升的荧光灯的温度冷却，在使荧光灯内的汞气体量相对于上述某个值充分地降低后，再次开始对荧光灯的灯电流供给(下一个周期中的第1期间的工作)。由此，在每个周期中重复进行的第1期间的工作中，对荧光灯供给具有在荧光灯的连续点亮中导致其亮度下降那样的峰值强度交流电流，在第1期间中分别以高亮度使荧光灯点亮。

另一方面，在第2期间中，荧光灯的亮度从在第1期间中已达到的高的值转而减少。但是，从实验上发现，测定了将该荧光灯纳入到液晶显示装置中后从液晶显示面板射出的光的强度的结果，在液晶显示面板的被进行白显示的区域中的亮度减少因荧光灯的余辉的缘故延迟了预想的值以上。在图10的亮度曲线中将示出该状况(其细节在后面叙述)。

如上所述，在荧光灯中，利用对其供给的上述灯电流激励密封在其内部的汞蒸气而产生紫外线，用该紫外线激励涂敷在荧光灯内壁上的荧光体，使可见光发生。

利用表示图11(a)的输入到液晶显示装置中的同步信号(图像信息的传送时序)、图11(b)的液晶显示装置的一个像素中的图像显示信号、图11(c)的液晶显示装置的背光(光源)的点亮信号和图11(d)的从液晶显示装置的背光单元(光源单元)发射的光的亮度波形的图来说明本发明的液晶显示装置的光源驱动的一例。背光的点亮信号作为重复时间Δt_I+Δt_II部分的工作周期的波形来示出，其中，在上述时间Δt_I+Δt_II中，在上述初级侧电路中在Δt_I的时间(第1期间)内通过变压器TR对光源供给第1电流i_I，其次，在Δt_II的时间(第2期间)内通过变压器TR对光源供给比该第1电流i_I小的第2电流i_II。

在该例中，以将Δt_I和Δt_II设定成相等的50％的占空比对光源供给电流，将第2电流i_II的值抑制为大致0mA。但是，如上所述，只要第2电流i_II不超过某个值，在次级侧电路中就不产生电流。如果设想利用图11(c)中示出的初级侧电路中的背光点亮信号的波形在上述工作周期中对光源连续地(不管在第1和第2期间内，都是恒定的)供给光源所消耗的功率，则其中所需要的电流值(在此，为初级侧电路)作为上述第1电流i_I和上述第2电流i_II的中间值i_const在图中示出。但是，在上述工作周期的多个部分的时间内，如果连续地流过i_const的电流值，则光源的温度逐渐地上升，在光源内部，光缓慢地损耗掉。因此，与图11(c)的电流i_const相当的亮度被预测为与I_const(虚线)相当，其中，上述I_const是作为在图11(d)中与第1电流i_I相当的亮度(接受了第1电流的光源在第1期间内达达的亮度值)I_I与与第2电流i_II相当的亮度(接受了第2电流的光源在第2期间内达到的亮度值)I_II的中间值来示出，而实际上亮度却被显示出比该中间值低的I_const’(实线)的值。此外，由于伴随时间的经过，光源的温度上升，I_const(虚线)与I_const’(实线)的差从ΔI₁到ΔI₂缓慢地扩大。光源的亮度的预测值与实测值的偏离随时间经过而变大，这是因为，如使用图9(a)、9(b)已说明的那样，由于荧光灯(冷阴极管)的温度上升，在其内部存在的激励物质(汞或卤素分子等)增加，由此产生的光的吸收量增大。

但是，如图11(d)的第1期间Δt_I中的背光亮度波形所示那样，如果从停止了对光源(冷阴极管等)的电流供给的状态开始对其供给电流i_I，则其亮度缓慢地上升。从这一点可知，相对于该电流的供给开始时刻来说，以某种延迟来引发对冷阴极管供给了规定的电流时的管内温度的上升。

但是，如果考虑液晶显示装置中的图像数据信号的改写周期、例如在60Hz下的16.7msec、在120Hz下的8.4msec(这些值适合于动画显示)，则虽然希望将上述光源的工作周期设定成该周期以下，但从实验上发现，如果与该工作周期对应地设定上述第1和第2期间Δt_I、Δt_II的时间分配和上述第1和第2电流i_I、i_II，则可抑制因上述光源的温度上升而引起的亮度的下降。

以下叙述使用由上述定义得到的灯电流额定值6mA的冷阴极管、在连续地和间歇地点亮该冷阴极管的情况下与冷阴极管的壁面温度相关地进行了实验的结果。在哪一个实验中，都测定了从光源(冷阴极管)通过了液晶显示面板的像素的光强作为液晶显示面板的亮度。

液晶显示面板的亮度测定的前提条件如下所述。

液晶显示面板的亮度测定依据EIAJ(日本电子机械工业会规格)的ED-2522中规定的条件来进行，从对可见光区域(380nm～780nm)中的每个波长的光谱强度进行了视觉灵敏度校正(换算为人眼实际感觉的光量)得到的结果来导出。将液晶显示装置放置在暗室中，使亮度计离开液晶显示面板PNL50cm，且相对于其显示区域垂直地配置来实施该测定。作为在进行这样的测定方面合适的亮度计，例如推荐利用Photo-Research公司制造的PR704型。按照该装置，可将每单位立体角的光束的值作为不依赖于测定距离或测定面积的值来求出亮度。此外，例如也可分别测定上述Δt_I+Δt_II的部分的工作周期那样的所希望的时间中的亮度的积分值、该时间中的亮度的变动和液晶显示元件的显示画面内的亮度分布。

上述的亮度测定，也可应用于后述的对比度测定，用液晶显示面板的「使整个显示画面为白显示时的亮度/使整个显示画面为黑显示时的亮度」的比来求出该值。不限于该测定方法，例如也可对液晶显示面板传送使液晶显示面板的显示画面的一部分为白显示(对该部分中存在的像素组发送使这些像素组的光透射率为最大的图像信号)、而且使液晶显示面板的显示画面的另一部分为黑显示(对该另一部分中存在的像素组发送使这些像素组的光透射率为最小的图像信号)的测试图形信号、从其显示画面的图像作为由属于前者的规定的数目的像素构成的区域的亮度与由属于后者的、与前者的规定的数目相同的像素构成的区域的亮度的比来求出对比度。

在冷阴极管的正柱(在荧光灯中特征性的发光区域)产生的部分(在图8中，作为l₁₀₀示出的区域)的管表面(外壁)上设置热敏电阻，测定了光源(冷阴极管)的壁面温度。

依据以上的亮度测定方法，首先叙述从以灯电流额定值为6mA连续地工作的光源(冷阴极管)发射且透过液晶显示面板的显示画面中的已进行了白显示的像素(组)的光的亮度，另外叙述光源的壁面温度。

(1)在40℃的壁面温度下，从点亮开始约150秒，亮度饱和，在经过了200秒后，也未看到亮度减少。

(2)在60℃的壁面温度下，从点亮开始约15秒，亮度显示出最大值，其后，亮度缓慢地减少，在经过了200秒后，达到最大值的90％。

(3)在80℃的壁面温度下，从点亮开始约10秒，亮度显示出最大值，在其后的约10秒间，亮度急剧地减少到最大值的80％，以后，从点亮开始经过了200秒后，亮度缓慢地减少。

如果比较以上的结果，则从光源的点亮工作开始200秒后的亮度在(2)壁面温度60℃下为最高，但如果比较点亮开始后200秒内的亮度的最大值，则(3)壁面温度80℃下呈现最高的值。光源的壁面温度大致与光源内部的温度相对应，其值随对上述的光源供给的电流而上升。比较研究了该事实和上述实验结果后的结果，本发明人等作了下述构思：例如在有限的时间内对光源供给使壁面温度达到80℃的电流，每当壁面温度达到60℃时一度停止电流供给，在壁面温度为40℃以下的时刻，再次对光源供给电流，由此，即使从光源的点亮工作开始经过200秒，也可使液晶显示面板的亮度比上述比较实验的(2)高。根据该构思，提出了下述的光源的点亮方法，即，重复进行在第1期间Δt_I中对冷阴极管供给比其灯电流额定值大(例如其约2倍的)第1电流i_I，其后，在第2期间内供给比该第1电流i_I小的第2电流i_II的值的工作，确认了有关由此引起的冷阴极管的亮度的上升和该温度的上升的抑制的效果。

与上述的实验同样地在下述情况下进行了比较各自的亮度的实验，即，使用灯电流额定值为6mA的冷阴极管，用灯电流6mA、10mA分别连续地点亮上述冷阴极管的情况(点亮占空比：100％)和在上述第1期间Δt_I＝10msec内对其分别供给灯电流6mA、10mA，且在上述第2期间Δt_II＝6.7msec内停止灯电流的供给，重复进行上述工作使其熄灭点亮(点亮占空比：60％)。该实验结果的一部分(在灯电流6mA下的连续点亮和灯电流10mA下的熄灭点亮的比较)，如已在「光源的控制电路」的说明中引用的那样，由于灯电流10mA的熄灭点亮的消耗功率和在得到100cd的亮度方面所需要的功率的任一值都低，故比灯电流6mA下的连续点亮好。

在比较实验中，使用在显示画面的对角线尺寸为15英寸的IPS型(面内开关型、…也称为水平电场型)的液晶显示面板中组合了配置如图3(b)中所示的8根外径为2.6mmφ、内径为2.0mmφ的冷阴极管的光源单元的液晶显示装置，测定了该液晶显示面板的显示画面中的白显示区域的亮度。此外，8根冷阴极管的熄灭点亮与各自的冷阴极管的通断时序相一致。

图12(a)是有别于点亮占空比(60％和100％)而对分别对光源(冷阴极管)供给6mA、10mA的灯电流时的从点亮工作开始60分后的液晶显示面板(白显示部分)的测定亮度进行作图的结果。此外，图12(b)是有别于点亮占空比(60％和100％)而对分别对光源供给6mA、10mA的灯电流时的从点亮工作开始60分后的光源(冷阴极管)的壁面温度进行作图的结果。在图12(a)中示出的液晶显示面板的亮度中，点亮占空比60％-灯电流10mA的曲线6a与点亮占空比100％-灯电流6mA的曲线6b呈势均力敌的关系。但是，如图12(b)中所示，点亮占空比60％-灯电流10mA的曲线6a表示的冷阴极管的壁面温度比点亮占空比100％-灯电流6mA的曲线6b表示的冷阴极管的壁面温度低。

再者，在图13(a)、13(b)中分别示出由点亮占空比60％-灯电流10mA导致的冷阴极管的熄灭点亮和由点亮占空比100％-灯电流6mA导致的冷阴极管的连续点亮的从点亮工作开始经过90分的亮度和冷阴极管的壁面温度的推移。在任一情况下，面板亮度在点亮工作开始后显示出最大值(在熄灭点亮中，约420cd/m²，在连续点亮中，约470cd/m²)，其后，转而减少，但如果比较点亮工作开始后60分的值(在熄灭点亮中，约390cd/m²，在连续点亮中，约420cd/m²)，则得知，与连续点亮中的亮度减少率(11％)相比，熄灭点亮中的亮度减少率(7％)少。此外还得知，在点亮工作开始后90分时，连续点亮的亮度依然继续减少，而熄灭点亮的亮度保持在点亮工作开始后60分的值。

如果将点亮工作开始后60分的液晶显示装置的光源消耗的功率P(W)与进行了白显示的液晶显示元件的有效显示区域(像素组)的亮度Lmax(cd)的比率P/Lmax作为每100cd的值来求出，则在由点亮占空比60％-灯电流10mA导致的冷阴极管的熄灭点亮中，为7.4W/100cd，在由点亮占空比100％-灯电流6mA导致的冷阴极管的连续点亮中，为8.1W/100cd。从这一点得知，由点亮占空比60％-灯电流10mA导致的冷阴极管的熄灭点亮对每个面板亮度平均所需要的功率低8.6％。该不到10％的每面板亮度100cd平均所需要的功耗的差促进熄灭点亮中的冷阴极管(光源)的壁面温度的稳定，如果该至少为5％、或7％以上的差，则冷阴极管的亮度大体变得稳定。

因而，如果将上述的说明和「光源的控制电路」的说明合在一起，则按照由点亮占空比60％-灯电流10mA导致的冷阴极管的熄灭点亮，能得到下述优点：可抑制为得到规定的液晶显示面板的亮度所需要的功率，而且也可抑制点亮工作开始后的亮度变动。特别是，液晶显示面板的亮度的变动小、在从点亮工作开始60分以后大体为恒定的优点，在将该液晶显示面板组装在电视机中、提供2小时或比其长的影片或纪录片节目的视听方面，可大幅度地减少该用户的视觉负担。

光源的熄灭点亮的占空比也由液晶显示装置的用途来决定，但从经验上说，定为80％以下即可。此外，可一边依次增加该占空比、一边使第1电流减少，使光源连续点亮，相反，也可逐渐减小占空比，而达到液晶显示装置在不使用时的非点亮状态。在图14中示出适合于这样的工作的控制电路的一例。

来自液晶显示装置本体或安装液晶显示装置的电视机或计算机等的直流电源电压(例如，12V)通过输入端子20输入到控制电路中。利用调光电路23将直流电源电压变换为与应对光源施加的电压相对应的直流电压，利用设置在次级的变换电路21变换为交流电压。将该交流电压送到变压器22中。到此为止的电路结构与参照图1已叙述的初级侧电路相当。变压器22将上述交流电压升压为在光源(冷阴极管等的管球)的点亮方面充分高的电压，送给光源(荧光灯)8。从该变压器22到荧光灯8为止的电路结构与已叙述的次级侧电路相同。

在实施本发明的光源的熄灭点亮的情况下，间歇地将上述直流电源电压供给后级的电路以提供对光源供给的电流值。因此，在变换电路21的前级的例如调光电路23内设置对直流电源电压进行斩波的开关元件24。在用直流电源电压的斩波或隔断来设定上述的第2电流的情况下，设置开关控制电路25。也可在开关控制电路25中设置在液晶显示装置的维修方面具备的、能从控制电路的外部输入图像显示条件那样的信号端子。

如参照图7已说明的那样，为了利用规定的灯电流I_L在次级侧电路中使荧光灯(冷阴极管)稳定地放电，在该灯电流值中，使「灯电流I_L对灯电压V_L的曲线」(由荧光灯决定)与「灯电流I_L对“变压器输出电压-镇流电容器电压的电位差(V_TR-V_C)”的曲线」(由变换器输出电压和镇流电容器的电容决定)交叉这一点是很重要的。因而，由显示图像并用荧光灯的灯电流额定值连续地使灯点亮或用比其大的灯电流使其熄灭点亮的情况下，希望使后者中使用的镇流电容器的电容(C₀’)比前者的电容(C₀)大。因而，如图14中所示，也可在次级侧电路中并联地设置电容值不同的电容器，在荧光灯8的连续工作时和点亮熄灭工作时选择某一个电容器。按照该结构，由于可将连续点亮时的灯电流I_L抑制到必要的水平，故不会在必要的程度以上损害荧光灯8的寿命，此外，对于灯电流I_L的增减，可稳定地点亮荧光灯8。如果着眼于根据荧光灯的连续点亮和熄灭点亮的切换或熄灭点亮的占空比切换来增减灯电流I_L，则如图14中所示，如果以用附属于进行点亮工作的切换(连续/点亮熄灭、或占空比切换)的开关控制电路25或与其连动的灯电流切换开关25a来选择次级侧电路的电容器的方式来构成控制电路，则是方便的。图示的次级侧电路的电容器作成2个并联，但在根据占空比微细地调整灯电流I_L的情况下，也可设置3个或3个以上的多个并联的电容值不同的电容器。

另一方面，也可不改变镇流电容器的电容(C₀)而切换灯电流I_L。此时，如图7中所示，相对于灯电流的增加，使变压器TR的次级侧输出电压V_TR上升到V_TR’。为此，或是在变压器的初级侧输入部分中设置开关(选择器)，以便根据灯电流来选择变压器的初级侧圈数，或是提高初级侧直流电源的电压本身，利用开关元件24与灯电流的值相一致地通过斩波来调整初级侧电路的电压，或者在初级侧直流电源电路的输入端子上适当地设置附加的电压源，与灯电流的值相一致地使对于初级侧电路的输入电压增减。

另一方面，有时光源的温度随使用液晶显示装置的环境而显示出不测的变动。因而，希望根据光源的温度改变该点亮熄灭工作的占空比，或调整灯电流。在该观点中，在图15中示出适合于实施本发明的控制电路的一例。由在其中设置的电流计26测定与光源的温度对应的上述次级侧电路中的电流变动，送给电压调光方式的调光电路23。由此来调整上述第1和第2电流值。此外，也将从电流计26送出的上述电流变动的数据送给上述开关控制电路25，以调整对光源供给第1和第2电流i_I、i_II的时间的分配(占空比)。也可用上述开关控制电路25来调整第1和第2电流值i_I、i_II。可在光源的壁面上设置热敏电阻或热电偶、作为光源的壁面温度来监视，此外，也可在光源的附近设置受光元件(光电二极管等)、作为从光源的壁面发射的光强来监视，以代替利用在次级侧电路中的电流来监视光源的温度。

在使用图14和图15中分别示出的控制电路或根据其设计的其它的控制电路的某一种的情况下，关于占空比的切换，希望注意使规定的重复周期(上述第1期间Δt_I和上述第2期间Δt_II之和)为恒定或不超过该期间的某个时刻。其根据是因为，在应用了本发明的光源的点亮熄灭的液晶显示装置中，进行与阴极射线管等的阴极射线管型显示装置的脉冲扫描类似的图像重放。在脉冲扫描中，如果其频率低于某个水平，则产生显示画面的闪烁的问题。在将荧光灯用作家庭电气化产品的照明装置的情况下也出现该问题。在本发明的液晶显示装置的光源的点亮工作中，推荐这样来设定上述第1期间(点亮期间)Δt_I和上述第2期间(熄灭期间)Δt_II，使该频率不低于40Hz。因而，希望将由第1期间Δt_I和第2期间Δt_II构成的熄灭点亮工作的1个周期抑制在25msec以下。在液晶显示装置、特别是使用有源矩阵型的驱动方式的机种中，显示出在1帧期间(对全部像素的数据写入中所需要的时间)中与每个像素对应的液晶层的光透射率大体保持恒定的所谓维持型的图像显示工作。因而，即使1帧期间与光源的熄灭点亮工作的周期不同，或相位互相偏移，在图像显示工作中实质上也没有发生障碍。因此，在继续进行在规定的第1期间Δt_I中对光源供给第1电流流i_I、并且在规定的第2期间Δt_II中停止对光源的电流供给的点亮熄灭工作中，即使光源的温度上升、在熄灭点亮工作的1个周期中的亮度下降，通过只延长分配给第2期间Δt_II的时间、降低熄灭点亮的占空比，也可将该1周期中的光源的亮度保持为所希望的水平。

如上所述，按照本发明的液晶显示装置的光源点亮方法，由于在上述第2期间Δt_II中在次级侧电路内不产生灯电流，故预期光源的亮度要下降。此外，在作为上述第1期间Δt_I和上述第2期间Δt_II之和而示出的熄灭点亮的1个周期Δt_I+Δt_II中，限于该第1期间中连续地流过第1电流的情况的该交流电流的有效值I_Ieff与对于该电流供给的灯电压值(光源的电极间被施加的交流电压的有效值)V_Ieff和该1周期的时间Δt_I的乘积I_Ieff×V_Ieff×Δt_I与在该1个周期中在次级侧电路中连续地流过交流电流的情况的该交流电流的有效值I_Ceff与对于该电流供给的灯电压值(光源的电极间被施加的交流电压的有效值)V_Ceff和该1周期的时间的乘积I_Ceff×V_Ceff×(Δt_I+Δt_II)相等的情况下，预测从处于这些点亮工作中的双方的光源在上述1个周期内发射的光强的积分值在理论上相等，或在第1期间的开头在亮度的上升中需要时间的熄灭点亮中的光源的亮度积分值比连续点亮中的光源的亮度积分值低。但是，如果如图1中所示那样将这双方的光源与有源矩阵型的液晶显示元件组合起来，使各自的液晶显示元件的光透射率(例如，液晶显示元件的液晶层的取向状态)相一致，比较透过各自的液晶显示元件的光的亮度(以下，称为面板亮度)的上述1个周期中的积分值，则可得到下述那样的结果。

(4)如果测定透过各自的液晶显示元件的处于白显示状态的像素的光，则组装到熄灭点亮的光源中的液晶显示元件的亮度积分值比组装到连续点亮的光源中的液晶显示元件的亮度积分值大。

(5)如果测定透过各自的液晶显示元件的处于黑显示状态的像素的光，则组装到熄灭点亮的光源中的液晶显示元件的亮度积分值为组装到连续点亮的光源中的液晶显示元件的亮度积分值的约一半。

这样，通过进行本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮，与使光源连续点亮的情况相比，可使应进行白显示的像素的亮度变高，使应进行黑显示的像素的亮度变低。换言之，利用本发明的光源的熄灭点亮，无论在静止图像、运动图像的任一图像中，均可实现使液晶显示装置的显示图像的对比度比现有的光源的熄灭点亮的对比度有很大的提高。

再有，在得到了上述(4)和(5)的结果的实验中使用的有源矩阵型的液晶显示元件中，例如如特开平9-33951号(和其对应的美国专利第5,847,781号)中所示那样，在每个像素中设置有源元件(例如，薄膜晶体管)，通过该元件对在每个像素中设置的像素电极供给图像信号(电压信号)。因而，每个像素的光透射率由对应于对像素电极供给的图像信号的电压与夹住液晶层与像素电极相对的对置电极(也称为共用电极)的电压之差造成的液晶层内的液晶分子的取向来决定。所谓处于上述的白显示状态的像素，指的是将使存在于在其上设置的像素电极与对置电极之间的液晶层的光透射率(在图1中示出的液晶显示面板的主面的法线方向上传播的光的透射率)为最大的图像信号供给了在其中设置的有源元件的像素。此外，所谓处于上述的黑显示状态的像素，指的是将使存在于在其上设置的像素电极与对置电极之间的液晶层的光透射率为最小的图像信号供给了在其中设置的有源元件的像素。

关于利用本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮可得到上述的(4)结果的原因，参照图10，如下那样来说明。

图10是示出将上述第1期间Δt_I和上述第2期间Δt_II设定为相同的时间(Δt_I＝Δt_II，占空比为50％)并使组装在液晶显示元件中的光源进行了熄灭点亮时的白显示状态的亮度变动的曲线图。将熄灭点亮的1个周期(Δt_I+Δt_II)设定为16.7msec。从该曲线图可知，第2期间中的亮度并不急剧地到达0，为了衰减到第1期间的结束时刻(第2期间的开头)中的亮度的10％，需要相当于该第2期间的80～90％的时间。因而，作为被显示出亮度变动的曲线图与时间轴(作为表示亮度为0的线来显示)包围的区域的面积而被估计的亮度的积分值即使在第2期间Δt_II中相对于第1期间Δt_I的值来说，也成为不能忽略的值。可认为，图10中示出的使光源熄灭点亮时的液晶显示元件的亮度变动的曲线图中，将第1期间中的对光源的规定的灯电流的供给在其之后的第2期间中隔断，在从该第2期间到在其之后的另一个第1期间(下一个熄灭点亮周期)中，再次供给对光源的该规定的灯电流，由此，显示出图4(a)中示出的初级侧电路的直流电流波形那样的矩形的波形。但是，因为光源对于灯电流的供给开始的响应的延迟(在荧光灯中，从图13(a)、13(b)的亮度曲线的时刻0开始的上升中可看到)，即使在第1期间的任一前半部分中，亮度也并不急剧地上升，相应地预测亮度积分值也变小。但是，实际上在第2期间中可得到弥补在第1期间的前半部分中的亮度积分值的损失以上的大小的亮度积分值。

第2期间Δt_II中的亮度积分值(图10的灰色部分)来源于这种有很大代表性的光源所产生的余辉(After Glow)。如果以荧光灯为例，则在隔断了对荧光灯供给的灯电流后，有通过残留在荧光灯内发生的汞原子的激励剂或离子而产生余辉的情况，也有被这些激励剂或离子激励的荧光物质(被涂敷在荧光灯的内壁上)保持激励状态而产生余辉的情况。关于由前者产生的余辉，汞原子的激励剂或离子的寿命(在此，在隔断了灯电流后到激励剂或离子消失为止所需要的时间)为10^-8sec(秒)左右，非常短，由此引起的发光也急剧地衰减。另一方面，关于由后者产生的余辉，根据荧光物质的组成，到该发光完全地消失为止，有时需要1sec或更长的时间。

例如在「照明工学」(电气学会发行，欧姆社1999年刊行的第23版)的第79页中记载了涂敷在含冷阴极管的荧光灯的内壁上的荧光物质。其中，卤素磷酸钙：3Ca₃(PO₄)₂CaFCI/Sb，Mn(白色)、铕激活铝酸钡·镁：BaMg₂Al₁₆O₂₇/Eu(蓝)、铕激活锶·钙·钡氯硼磷酸盐：(Sr，Ca，Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂-nB₂O₃/Eu(蓝)、铈·铽激活铝酸镁：MgAl₁₁O₁₉/Ce，Tb(绿)、铈·铽激活硅磷酸镧：La₂O₃-0.2SiO₂-5.9P₂O₅/Ce，Tb(绿)、铕激活氧化钇：Y₂O₃/Eu(红)作为荧光灯用的荧光物质广泛地被使用。这些荧光物质都作为荧光晶体/激活剂来标记，激活剂在荧光物质中的其浓度或其种类、与荧光晶体的烧结(合成)条件下决定荧光物质的余辉特性等。在特开平8-190894号公报中公开了加快由荧光物质产生的余辉的衰减的技术，在特开平11-144685号公报中公开了延迟其衰减的技术。

即使不使用这些公报中记载的特别的技术，也能实现图10中示出的因余辉引起的第2期间中的亮度衰减的延迟，即使将在其内壁上涂敷了以上列举的那样的荧光物质的市售的荧光灯或液晶显示装置用冷阴极管作为光源来使用，其余辉消失的时间只要比25msec(如上所述，在抑制显示图像的闪烁的基础上，在第2期间中容许的最大的时间值)长，就不会损害本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮带来的效果。如果如图10中所示那样考虑余辉的强度随时间以对数函数的方式衰减，则希望打算设定的第2期间的1/2的时间经过后的亮度为第2期间的开始时刻的亮度的10％以上。

另一方面，参照图16(a)-16(d)，如下述那样说明由于本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮而得到上述的(5)的结果的原因。

在图16(a)中示出使该光源成为本发明的熄灭点亮状态来测定的结果作为由本发明人等提出的特愿平11-282641号(其对应的美国专利申请：第09/658,989号)申请的液晶显示装置的驱动方法得到的亮度波形，以及图16(b)中示出使该光源成为连续点亮状态来测定的结果。在图的各自的上侧示出的黑、明、黑的记载指的是相对于时间轴(横轴)使液晶显示元件的画面为黑显示的期间和比其明亮的显示(与白显示相比为暗的明显示)的期间，图16(a)中的显示时序与图16(b)中显示时序大体相同。在该液晶显示装置的驱动中，像素的明显示工作(也包含白显示)中的其光透射率相对于时间轴被调制为锯齿状。因此，在使光源连续地点亮的图16(b)的白显示时的亮度中也呈现明暗的变动。这样的明显示中的图像信号波形，在运动图像显示中，特别是在不会使运动物体在其轨迹上产生残像来显示的方面，是有效的。

如果比较图16(a)和图16(b)的黑显示时的亮度，则可知前者的亮度平均值为后者的亮度的一半。即使对液晶显示元件的像素供给黑显示的图像信号，只要光源点亮，其光也少量地通过像素而漏泄。因此，相对于亮度在理论上为0的暗电平，在与黑显示对应的期间中，图16(b)的亮度波形只显现1.2cd/m²。与此不同，相对于暗电平，在上述第1期间中，图16(a)的亮度波形也显现约1.2cd/m²，而在第2期间中显示出非常接近于暗电平的亮度。在该第2期间的亮度测定值中，由于也受到测定装置的暗电流的影响，故可以说实际上几乎处于暗电平。因而，如果在图16(a)的本发明的光源的熄灭点亮的周期中进行积分，则为0.6cd/m²(亮度平均值)。本发明的光源的熄灭点亮之所以如上述那样能抑制黑显示图像的亮度，可认为是由于在上述第2期间中在光源中产生的余辉因缩小像素的光透射率而几乎消失所引起的。

根据上述(4)和(5)的结果，如图16(d)中所示那样，与本发明的光源的熄灭点亮带来的显示图像的对比度CR的上升效果统一起来。另一方面，图16(c)显示出上述日经电子学杂志(1999.11.15)中记载的技术中的对比度CR的特征。比较图16(d)与图16(c)也可知，本发明在一帧的图像显示中，由于可扩展亮度的最大值与最小值之差，故即使在静止图像中，也能以600∶1或更高的对比度来显示。换言之，在液晶显示装置中，通过本发明中的方法使其中所备的光源熄灭点亮，可将在其显示画面中最暗(最黑)地显示的像素和以与其接近的灰度(暗的灰色)显示的像素的亮度与以往相比抑制得较低，因此，可重放与阴极射线管同等的鲜明的图像而不会使该显示画面发白。

如上所述可知，基于本发明人在实验上得到了的上述(4)和(5)的结果的本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮，利用其点亮占空比和灯电流的设定形态，可达到已叙述的本发明的目的和其它目的。此外，上述的说明基于使用荧光灯作为光源的例子，但即使将光源置换为氙灯等显示出规定的余辉特性的管球，也显示出同样的作用，可得到同样的优点。

如果将这些实验结果与研究统一起来，则本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮中的上述第1期间Δt_I和上述第2期间Δt_II以及作为其和的熄灭点亮周期的所希望的设定范围，其上限由防止显示画面中的闪烁(熄灭点亮周期)和防止显示画面的过热(第2期间)来决定，其下限由光源中的发光(放电)的上升(第1期间)和抑制光源的过热(第2期间)来决定。只要光源的温度不达到使其亮度下降的值，就使第1期间延长，但在抑制显示画面的闪烁方面，希望抑制到不足25msec，在该期间中，为了尽可能提高光源的亮度(也成为继该期间之后的第2期间中的余辉的初始值)且抑制光源的过热，例如设定为20msec以下，最好设定为15msec以下。此外，只要光源的余辉以规定的水平持续，可将第2期间延长得较长，但由于与第1期间相同的原因，希望抑制为不到25msec，如果考虑继该第2期间后的第1期间(下一个点亮周期)中的光源的发光的上升，例如抑制为10msec以下即可(由于如果第1期间的间隔短，则可开始光源的点亮而不对光源施加高的放电开始电压)。在光源的温度不达到使其亮度下降的范围内，也可缩短第2期间，但在有效地利用上述余辉的效果的基础上，例如设定为1msec以上、最好设定为2msec以上即可。在第1期间中，在再次开始在此之前的第2期间(之前的点亮周期)中已停止了的灯电流供给之后，希望给予光源的亮度足以达到规定的水平的时间，例如设定为1msec以上、最好设定为2msec以上即可。这些具体的时间分配是基于在上述的液晶显示装置中广泛地使用了的荧光灯(例如，冷阴极管或氙灯)中的知识，这些条件也可满足在「光源的控制电路」的说明中已叙述的熄灭点亮周期中的「微观的功耗值P₁＜宏观的功耗值P₂」的关系。但是，如果该光源的温度特性或余辉特性等不同，则根据其不同适当地重新设定即可。虽然可利用涂敷在其内壁的荧光物质的特性在使光源点亮的交流电流的约脉冲宽度的时间内消灭光源的余辉，但此时如果设定在降低光源的温度方面足够的第2期间，则由于第2期间的余辉消灭后的这部分时间的光源亮度停留于暗电平，使显示图像的最大亮度和对比度下降。因而，在利用由荧光物质发射可见光(白色光、或红、绿、蓝中的任一种的光或将上述光合成的光)的光源的情况下，希望利用余辉持续某种程度的长度的时间(例如，上述的25msec)的荧光物质。第2期间中的余辉在抑制黑显示像素的亮度的基础上，希望在第2期间中(从第1期间结束了的时刻到下一个第1期间开始之间)使其强度减少到第1期间的结束时刻(第2期间的开始时刻)的强度的50％以下。特别是，在本发明的液晶显示装置中，在进一步提高该显示图像的对比度方面，推荐这样来选择纳入液晶显示装置中的荧光灯的种类或涂敷在其内壁的荧光物质，使得第2期间结束时的余辉的强度为第2期间的开始时刻的强度的10％以下。

此外，在本发明的液晶显示装置的灯电流(图1的次级侧电路中产生的交流电流)的波形中，在上述第1期间Δt_I和上述第2期间Δt_II的任一期间中，也多次重复地呈现分别在与该交流电流的频率的一个周期对应的波形(脉冲)、例如在40kHz的频率下为25微秒＝25×10^-3msec(由沿时间轴相邻的电流峰值的间隔规定的)的一个周期中显示出极大值和极小值的波形。此外，在该第2期间Δt_II中在次级侧不产生交流电流的情况下，该期间也继续能包含多个上述一个周期的波形的程度。换言之，形成本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮的一个周期的上述第1期间Δt_I与上述第2期间Δt_II之和始终比作为使光源连续点亮的交流电流的频率的倒数而得到的时间长，反映出本发明的光源的熄灭点亮与特开平9-266078号公报中公开的熄灭点亮的技术思想的差别。

本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮，如上所述，不仅提高了显示图像的对比度，而且利用由此得到的光源控制电路的次级侧中的灯电流的控制来抑制配置在光源及其周边的光学元件的过热，此外还抑制了光源的功耗，由此带来以下的优点。

在参照图2(a)、2(b)叙述的侧光型的液晶显示装置中，其光源的温升在该液晶显示元件的显示画面内形成温度分布。在这种液晶显示装置中，液晶显示元件(面板PNL)利用框状的机架与光源单元一起安装，但容易受到来自经该机架传来的光源的热的影响。在图2(a)中示出的侧光型的液晶显示装置的情况下，构成液晶显示元件的一对基板3的表面温度在最接近于荧光灯8的部分(基板3的两端)上升到接近于50℃，而在离开荧光灯8最远的部分(基板3的中央)停留于约40℃。另一方面，液晶层2的光透射率相对于5℃的温度差，受到2～3％的变动，相对于10℃的温度差，受到5％的变动。因此，在使液晶显示元件的全部画面为黑显示时，由于该光透射率的差，在画面内产生显示不匀。

如果在该液晶显示装置中采用本发明的光源的熄灭点亮，则如上所述，由于可抑制光源的温升，故可将最接近于荧光灯8的部分和离开其最远的部分的温度差抑制为不到5℃，其结果，也解决了上述的显示不匀的问题。由光透射率引起的画面的亮度离散性，在该差值为5％以上的情况下，几乎被全部的用户所识别，如果将该差值抑制为3％以下，则对于大多数的用户来说，不会引起刺眼。因而，可一边利用温度记录法等测定液晶显示元件的画面中的温度分布，一边可调整本发明的光源的熄灭点亮中的点亮占空比和第1期间中的灯电流的设定。

此外，如已叙述的那样，根据液晶显示元件的种类，在其中使用的液晶组成物的转变温度不同。在图17(a)中示意性地示出扭曲向列型(TN型)的像素，在图17(b)中示意性地示出垂直取向型(VA型)的像素，在图17(c)中示意性地示出面内开关型(IPS型)的像素，在示意性地示出上述像素的3种有源矩阵型的液晶显示元件中各自使用的液晶组成物的转变温度，按照从图17(a)到图17(c)的顺序变低。因而，在IPS型的液晶显示元件中，容易受到由该显示画面的温升引起的图像显示性能的恶化，例如上述的显示不匀容易变得显著。这些3种液晶显示装置中，由于在液晶层LC中的液晶分子MOL的取向形态、控制其取向的电场的形成形态方面不同，故在各自的液晶层中包含的液晶组成物的种类(上述转变温度或介电常数的各向异性)也不同。此外，对液晶分子施加的电场的方向的不同表现在各自的像素中的像素电极PX和对置电极CT的配置的不同，在图17(a)的TN型或图17(b)的VA型中，在夹持液晶层LC的一对基板的一方SUB1上设置像素电极PX，在其另一方SUB2上设置对置电极CT，而在大多数的图17(c)的IPS型中，在一对基板的任一方上设置双方的电极。再者，在图17(a)的TN型中，像素电极PX和对置电极CT的某一方必须在像素区域内沿一对基板的某一主面与另一方的电极相对，但在图17(b)的VA型中，沿该主面各自的电极的位置也可错开，在图17(c)的IPS型中，必须配置成沿该主面隔开规定的间隙使双方的电极分离。因此，在组装液晶显示装置的情况下，根据在其中使用的液晶显示元件的种类，特别是在VA型或IPS型的情况下，可在该光源单元中设置例如在图14或图15中示出的控制电路以便能进行本发明的熄灭点亮。再有，关于TN型的液晶显示装置，例如在特开平9-33951号(和其对应的美国专利第5,847,781号)等中记载了详细的说明，关于VA型的液晶显示装置，例如在特开2000-122065号公报等中记载了详细的说明，关于IPS型的液晶显示装置，例如在特开平8-254712号公报和特开平9-15650号(和其对应的美国专利第5,754,266号)等中记载了详细的说明。

《运动图像显示中的实施例1》

以下说明使用本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮、在其显示画面上显示运动图像(运动的影像)的实施例。

液晶显示装置中的运动图像显示，相对于该图像数据信号的改写周期(在60Hz下为16.7msec，在120Hz下为8.4msec)，希望这样来进行在其中使用的液晶组成物(液晶层)的材料的配制，使得该材料的响应时间抑制在该数据信号的改写周期(上述16.7msec或8.4msec)以下。但是，在液晶材料的响应时间比上述的改写周期显著地延迟的情况下，由于发生鬼影现象(多重轮廓)，故最好使数据信号的改写周期与光源的发光强度的增减周期(上述的光源的工作周期)的时序错开。特别是，在将上述光源的熄灭点亮周期设定为数据信号的改写周期以下的情况下，该方法的优点变得显著。因而，通过例如在其间设定规定的相位差，可使图11(a)～11(d)中示出的由第1期间Δt_I和第2期间Δt_II构成的周期与显示图像信号的改写周期(图11中示出的同步信号Vsync)不同。

图18(a)～18(e)示出采用了本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮的液晶显示装置中的运动图像显示工作的实施例的一例，在使时间轴一致的情况下，图18(a)示出与同步信号Vsync对应地输入到该液晶显示元件的一个像素中的图像信号的波形，图18(b)示出以占空比75％(高亮度)点亮的光源(背光)的亮度波形，图18(c)示出以占空比50％(中亮度)点亮的光源的亮度波形，以及图18(d)示出以占空比25％(低亮度)点亮的光源的亮度波形。同步信号在t₀、t₁、t₂、…、t₆的各时刻，对像素供给图像信号，而光源的亮度波形都以与同步信号相同的周期熄灭点亮，其相位发生了偏移。在由所供给的熄灭点亮周期中的点亮期间(第1期间)和停止期间(第2期间)的分配得到的调光中，也可只将上述熄灭点亮周期设定为点亮期间或停止期间的某一方。如果就熄灭点亮周期的全部充当点亮期间，则对光源进行连续点亮，如果将其全部充当停止期间，则成为光源不照射液晶面板的所谓屏幕储备状态(暗显示状态)。但是，在该熄灭点亮周期中，常时地设置停止期间这一点，不仅减少光源中的功耗，而且也能改善光源的发光效率。此外，如图18(e)中所示，也可不改变占空比而提高点亮期间的亮度波幅值，以高亮度使光源熄灭点亮。

参照图2(a)～2(c)说明在这样的运动图像显示中使用的液晶显示装置的一例。在本例中，使用各自的厚度为0.7mm的一对玻璃基板3构成图2(a)中示出的侧光型液晶显示装置，在其一片基板上，在每个像素中形成了TFT驱动用的薄膜晶体管。在该一对基板3之间被夹持的液晶层2的介电常数各向异性Δε为正，Δn·d为0.41微米。此外，在液晶层2中被封入了的液晶分子的扭曲角为90度，但为了进一步加快液晶的响应速度，希望扭曲角为较低的70度等。在可抑制扭曲角的情况下，由于与之相适合的Δn·d进一步变小(例如，为0.35微米)，故必须缩小盒厚。

在本例中使用的光源单元10具有在导光板11的长边方向上各配置了1条、合计配置了2条的图2(b)的斜视图中示出那样的外径为4mmφ的荧光灯(冷阴极管)8的结构。

此外，在本例中，使用图1中示出那样的结构的光源的控制电路CTRL，将其次级侧的上述点亮期间(第1期间)的第1电流定为10mA(有效值)，将上述停止期间(第2期间)的第2电流定为0mA，一边调整占空比，一边供给荧光灯8。荧光灯8的表面温度如图13(a)中所示那样随时间而上升。另一方面，亮度如图13(a)中所示那样随时间而上升，其后暂时地稍微衰减，很快变得稳定。占空比越小，暂时的亮度的衰减就越低，但在任一情况下，在被显示的运动图像中呈现的亮度的衰减对于人的视觉来说为可忽略的程度。

如果以这种方式将占空比设定为50％以下，则可将荧光灯8的中央部的温升抑制为70℃以下，此外，液晶显示元件(液晶显示面板)的显示区域(有效显示区域)中的亮度的最大值与最小值之差为其平均值的20％以上。此外，即使将占空比抑制到50％以下，也可使亮度的最大值为200cd/m²以上，可使亮度的最小值抑制为2cd/m²以下。

在光源单元中使用的荧光灯8的灯外径提出为约2mm，但也可使用比它扩大了灯的外径和内径的外径为2.6mm的类型、增加了其玻璃管的壁厚的直径为3mm的类型、加粗其内径并增加了气体和/或汞的含量的直径为4mm以上的类型。一般来说，如果增加灯直径，则由于表面积增大，在散热方面是有利的。再者，如果增加荧光灯的外径，则也具有其点亮电压变低、其灯寿命(亮度减半值)延长的优点。

在使用直径(外径)2mm的冷阴极管(荧光灯)的情况下，与其长度无关，由于供给了6mA以上的管电流，导致冷阴极管发热，其发光效率(亮度)下降。与此不同，在外径2.5mm的荧光灯8中，可抑制其发热的影响。因此，由供给电流引起的荧光灯内的放电效率也得到提高，即使将占空比抑制为50％，也能得到充分的亮度。即使将冷阴极管的外径扩大为2.5mm以上、例如2.6mm、3.0mm、4.1mm，也可同样地再现这样的优点。

将图14中示出那样的调光电路纳入本例的液晶显示装置中，设定光源的点亮周期中的上述第1期间(点亮期间)与上述第2期间(停止期间)的比率的变化、使光源的灯点亮的施加功率的变化，也可同时进行这些设定。

此外，作为图2(a)的液晶显示装置，也可使用液晶层2的Δn·d为0.28微米，且以0度扭曲角平行地取向、施加与基板面平行的电场的IPS型的液晶显示元件。在图2(c)中示出适合于与这样的液晶显示元件组合的光源单元10的斜视图。由于IPS型的液晶显示元件与TN型或VA型的元件相比其像素的开口率低，故使用了在导光板11的长度方向的两侧配置了各2条、计4条的外径为4mmφ的冷阴极管的侧缘型的光源单元10。关于变换器的配置，如图19中所示那样，以1个变压器点亮2个荧光灯8。

《运动图像显示中的实施例2》

在本实施例中，说明适合于动画显示的光源的调制点亮。

在液晶显示装置中，为了得到与阴极射线管同等的动画显示特性，通过从常时地点亮背光变为分别具有点亮和停止期间的点亮熄灭(明灭)型点亮，可实现阴极射线管那样的脉冲发光。此时，如图20(a)的高亮度点亮、图20(b)的中亮度点亮、图20(c)的低亮度点亮各自所示的那样，也可相对于所供给的数据改写周期(同步信号Vsync)改变点亮熄灭的周期。

按照本例，在使用光源单元(背光系统)的液晶显示装置中，也能实现与CRT同等的脉冲发光，可实现动画显示。现有的液晶显示装置用的背光系统中，由于不管图像信号为明显示、暗显示，荧光灯常时地点亮，故能量效率变差。与此不同，通过与图像信号的信息量相一致地控制背光的照射量，荧光灯的发光效率提高，可谋求因功耗的节省、灯温升的受到抑制而引起的亮度的进一步提高。此外，在本例中，在图像暗时，减少背光的照射量，在图像明亮时，使背光的照射量增加。此时，也与背光明亮度、图像信号相一致地控制亮度与灰度特性的关系，即所谓的色调曲线。

这样，利用图像信号的明暗的信息，通过改变上述第1期间(点亮期间)与上述第2期间(停止期间)的时间比率，来控制背光的照射光量。此外，通过利用图像信号的运动的信息量改变点亮期间与停止期间的时间比率，通过在运动快的图像的情况下，缩短点亮时间，在运动慢的图像的情况下，加长点亮时间，可实现更美观的动画显示。此时，与上述光源的点亮期间与停止期间的比率无关，各点亮周期间的使该光源发光用的对灯施加的电流有效值大致为恒定即可。此外，通过提高第2期间的电流有效值、即使在该期间中也以比第1期间低的亮度使光源点亮，也可使光源的照射光量变化。例如，相对于图20(c)中的低亮度点亮，也可不使第2期间中的光源的亮度完全为0、进行图20(d)中所示那样的高亮度点亮或图20(e)中所示那样的中亮度点亮。

为了进行更完全的动画显示，不仅使背光系统进行脉冲发光，而且必须如图11(a)～11(d)所示那样使图像信号的数据扫描时序与光源的点亮熄灭的时序同步。一般来说，作为决定有源矩阵型的液晶显示元件中的图像信号的扫描时序的信号，有垂直同步信号或水平同步信号、点时钟信号、帧信号等，与这些扫描周期和点亮熄灭周期相一致地使对像素的图像数据供给与光源的熄灭点亮的扫描时序同步。在这样的实施例中，希望利用具有正下方型背光的光源单元，但即使在具有侧缘型背光的光源单元中，通过以显示画面的上下分割光学系统、例如由光源和导光板构成的装置，也是可能的。

此外，在侧缘型的背光中，也可均匀地设定该光源的熄灭点亮周期与显示图像信号的改写周期，对于在纳入侧缘型的背光的液晶显示装置(有源矩阵型)中设置了的n条扫描信号线(n是有助于图像显示的扫描信号线的总数)，使上述光源的点亮开始时间与位于其范围内的从第0.3×n至第0.7×n条的任一扫描信号线(例如，第n/2条的扫描信号线)信号扫描的开始时间同步。

如果例示液晶显示装置中的显示图像的精细度的规格来说明「n条的扫描信号线」，则例如，在使用1024条的影像信号线(在彩色图像显示的情况下，为其3倍的3072条)和768条扫描信号线进行图像显示的XGA级的液晶显示装置中，n＝768，在使用1600条的影像信号线(在彩色图像显示的情况下，其3倍的4800条)和1200条扫描信号线进行图像显示的UXGA级的液晶显示装置中，n＝1200。关于影像信号线和扫描信号线，在上述的有源矩阵型的液晶显示面板中，前者通过在各像素中设置的有源矩阵元件对在每个像素中设置的像素电极供给上述的数据信号(或图像数据信号)，后者控制有源矩阵元件中的数据信号的传送。因为这样的各自的功能，将前者称为数据信号线，此外，作为有源矩阵元件，因为广泛地使用具有接受数据信号的输入输出的源电极和漏电极、对该电极间的数据信号的传送进行导通/关断的栅电极的薄膜晶体管，故也将前者称为源信号线或漏信号线，将后者称为栅信号线。

在与UXGA级的彩色图像显示对应的液晶显示装置(n＝1200)的例子中，其第0.3n条扫描信号线与第360条扫描信号线相对应，其第0.7n条扫描信号线与第840条扫描信号线相对应。此外，对扫描信号线的信号扫描从第1条扫描信号线开始朝向第n条(在本例中，为第1200条)扫描信号线逐渐地开始。在这样的信号扫描的形态中，例如，如果使上述光源的点亮开始时间与相当于该第n/2条扫描信号线的第600条扫描信号线的信号扫描的开始时间同步，则对位于画面中央的像素组的图像信号的写入与背光点亮熄灭同步，可实现图像品质好的动画显示。这样的运动图像显示中，可相等地设定光源的熄灭点亮周期与显示图像信号的改写周期，而且使在液晶显示装置中设置的n条扫描信号线的第n＝1条(在1帧期间中最初供给扫描信号的信号线)的扫描时序从光源的熄灭点亮周期的开始时刻起延迟一定的时间。

另一方面，为了提高动画显示的对比度，希望上述光源的停止期间为点亮期间的1/20以上，停止期中的亮度积分值为点亮期间中的亮度积分值的90％以下。

《运动图像显示中使用的液晶显示装置的结构》

在使用本发明的液晶显示装置的光源的熄灭点亮、利用上述的方法进行动画显示的情况下，通过改进液晶显示装置本身的结构，可更完全地实现美观的动画显示。

这样的液晶显示装置具备：由相对地配置的一对基板(至少在其一方上设置电极)和在该基板间被夹持的液晶层构成的液晶显示面板；对上述电极施加与显示图像信号对应的电压用的控制装置；以及照射液晶显示面板的光源单元(背光系统)，上述光源单元由灯(光源)、反射来自灯的出射光的反射器和将被反射的光引导到液晶层中的导光板构成，在该导光板的侧面的至少1边的长度方向上配置灯，以由点亮期间和停止期间构成的周期对该光源进行熄灭点亮，而且，被构成为利用熄灭点亮的周期中的点亮期间和停止期间的时间比率和使上述光源发光用的功率值使上述液晶显示面板的照射光量变化。将这种液晶显示装置中具备的背光系统称为侧缘型，在上述导光板的厚度方向上配置1、2或3个所使用的灯(例如荧光灯)。此外，由显示装置的亮度、液晶盒的透射率来决定在导光板的4个边的哪个位置上配置灯。

在透射率高的TN(扭曲向列)型的液晶显示装置中，在导光板的长边上配置1个灯，但为了得到更高的亮度，也可在长边的2边上各配置1个，或在两短边上各配置1个。再者，也可以不是线状的直线类型，而是具有弯曲点的L字类型或コ字类型的灯。在透射率低的IPS模式中，也可在长边的2边上各配置2至3个灯。

再者，在具备了由相对地配置的一对基板(至少在其一方上设置电极)和在该基板间被夹持的液晶层构成的液晶显示面板、对上述电极施加与显示图像信号对应的电压用的控制装置以及照射液晶显示面板的光源的液晶显示装置中，上述光源由在液晶显示面板的有效显示区域的正下方(与有效显示区域相对地)配置的多个灯和反射各灯的光的多个反射器构成，该光源具有由点亮期间和停止期间构成的周期，而且，可利用该周期中的点亮期间和停止期间的时间比率和使该光源发光用的功率值使光源的照射光量变化。将这种液晶显示装置中设置的背光系统称为正下方型，根据液晶显示装置所要求的亮度和其画面尺寸，在液晶显示面板的长边方向上配置4至12个灯、或在短边方向上配置4至20个灯。

在侧缘型的背光系统中，以往，将灯配置在液晶显示面板的有效显示区域的外侧。这是为了防止因灯的发热而使液晶盒发热。液晶具有因温度变化而随之折射率的值发生变化、透射率发生变化的性质。因此，在局部地发热的情况下，该部分的透射率、即亮度或明亮度发生变化，成为显示不匀。但是，在该背光系统中应用本发明的熄灭点亮，此外，通过附加其控制用的电路，减少了来自背光系统的发热，难以造成液晶显示面板中的显示不匀。此外，可使背光系统中的灯配置处于显示区域的内侧，由此，可使包围液晶显示装置的显示画面的框的宽度变窄。

关于在以上的背光中使用的灯，可使用冷阴极荧光灯或热阴极荧光灯、或氙灯、真空荧光显示管。冷阴极荧光灯的特征在于其发热少，但为了更有效地防止发热(散热)，为了增大灯的表面积，将上述光源的灯直径定为3mm以上即可。此外，为了增加热导率，如果使上述光源的灯的玻璃厚度定为1mm以上，则在散热方面就更有效。可加粗光源的灯的直径，也可将灯中含有的气体置换为氙。

根据以上的说明，例示本发明的液晶显示装置的具体的结构。

在图21(a)中示出的背光系统(光源单元)中，具有用1个变压器点亮1个灯的变换器配置，但也可将其构成为如图21(b)中所示那样，用1个变压器使2个灯点亮。此时，由于在2个灯中共用变压器和镇流电容器等的部件，故可谋求因削减部件数目导致的成本降低。在此，所谓变换器，是点亮灯用的电路(该例在图1或图5中示出)的总称，包含将直流电压变为交流电压的变换电路、电流控制电路、频率调制电路、由变压器产生的升压电路等。此外，除了变压器外，也可使用压电元件。

图22(a)示出在导光板11的两侧各配置了3个荧光灯8的液晶显示装置的光源单元的平面图。在该光源单元中，对每个灯都使用了各自的变换器，但如果变换器的输出功率高，则如图22(b)中所示，也可将同一变换器连接到多个灯上。该光源单元在液晶的显示模式的透射率低的情况下或得到更高的亮度的情况下是有效的。再者，如图23(a)和23(b)中分别所示，也可在导光板11的两侧设置4至8个荧光灯。此时，将在导光板的一侧设置的多个荧光灯沿该一边并排成2列，以使其高压侧端子在导光板的一边的中部相对，在导光板的中央部的背面一侧(与液晶显示面板相反的面)配置变换器。

图24示出在导光板11的短边方向上配置了1×2个、计2个荧光灯8的侧缘型的光源单元。在此，在上侧灯和下侧灯中使用了各自的变换器，但也可使用同一变换器。该配置适合于大型的液晶显示装置，特别是适合于具有TN型或VA型那样的开口率大的像素的液晶显示面板的机种。

图25示出在导光板11的长边方向上配置了1×2个、计2个荧光灯8的侧缘型的光源单元。由于用被弯曲成L字型的2个荧光灯8包围导光板11的边缘，故格外地提高了光源单元的亮度，此外，由于分离地配置了2个荧光灯，故容易使从各自的灯发射的热散逸。再者，在该光源单元中不易产生显示不匀，在抑制液晶显示装置整体的尺寸方面也是有利的。

在图26(a)、26(b)中示出图25的光源单元中的变换器配置，但可用1个变压器进行1个或2个灯的点亮。特别是在用1个变压器点亮2个灯的情况下，通过使灯的高压侧接近于变压器，减少了功率损耗。

也可利用如在图27(a)、27(b)中所示那样的U字型的荧光灯8。使用L字型或U字型的荧光灯的优点是提高面板的周边、特别是角部的亮度。

图28(a)示出在导光板11的长边方向上配置了1个荧光灯8的侧缘型的光源单元。导光板11在厚度方向上具有楔型的剖面。此外，如图28(b)中所示，可将导光板作成平板，安装L字型的荧光灯8，也可如图28(c)中所示，安装U字型的荧光灯8。在TN型的液晶显示装置中，有产生显示画面的亮度随远离光源而变暗的问题的情况。在解决该问题的方面，图28(c)的光源单元的结构是合适的。

在图29(a)、29(b)中示出图28(b)、图28(c)中示出的光源单元中的变换器配置的例子。通常，在导光板11的下侧进行了用来反射光的白色点等的印刷，但如果使该点的印刷密度在接近于灯的部分处变疏、在远离灯的部分处变密，则可提高画面整体的均匀性。

图30(a)示出具有参照图3(a)、3(b)已说明的正下方型背光的液晶显示装置中的变换器的配置图。在基板3的长边方向上配置6至8个荧光灯8。此外，图30(b)是图30(a)的变例，在基板3的短边方向上配置12个荧光灯8。

如以上已说明的那样，在采用了本发明中具有特征的光源的点亮工作的液晶显示装置中，可提高其亮度而不增加该光源中的功耗和发热，此外，可抑制显示画面中的显示不匀的发生。因而，可实现在光源的发光效率和显示图像品质的均匀性方面优良的液晶显示装置。

此外，在本发明的液晶显示装置中，通过提高应进行明亮显示的像素的亮度并与此同时抑制应进行暗显示的像素的亮度，能够以与阴极射线管同等的高对比度显示图像或影像。

Claims (27)

1.一种液晶显示装置，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t₁内将第1振幅的第1交流电流、在第2期间t₂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{(t₁×i_p-p(1)×v_p-p(1))/2}+{(t₁×i_p-p(2)×v_p-p(2))/2}，

i_p-p(1)＝在上述第1期间t₁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t₁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t₂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t₂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(t₁+t₂)×(I_eff×V_eff)，

I_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂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t₁加上上述第2期间t₂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。

2.一种液晶显示装置，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t₁内将灯电流供给上述至少一个光源、在第2期间t₂内停止将上述灯电流供给上述至少一个光源，

其中，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(t₁×i_p-p×v_p-p)/2，

i_p-p＝在上述第1期间t₁内流过上述至少一个光源的各自的一个的上述灯电流的峰至峰值，

v_p-p＝在上述第1期间t₁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(t₁+t₂)×(I_eff×V_eff)，

I_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的上述灯电流的有效值，以及

V_eff是在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂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。

3.一种液晶显示装置，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t₁内将具有第1有效值V₁的第1电压、在第2期间t₂内将具有第2有效值V₂的第2电压供给上述至少一个光源，

上述第1电压产生在上述第1期间t₁内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的具有第1有效值i₂的第1电流，

上述第2电压产生在上述第2期间t₂内流过上述至少一个光源的上述各自的一个的具有第2有效值i₂的第2电流，

上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁，

其中，第1亮度对于第1电功率的比率大于第2亮度对于第2电功率的比率，

其中，上述第1亮度是上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内由上述至少一个光源的上述各自的一个产生的亮度，

上述第1电功率被定义为{(t₁×V₁×i₁)+(t₂×V₂×i₂)}/(t₁+t₂)，

上述第2电功率被定义为(V_eff×i_eff)，

V_eff是由在上述第1期间t₁内供给的上述第1电压和在上述第2期间t₂内供给的上述第2电压的组合产生的有效值，

i_eff是由在上述第1期间t₁内流过的上述第1电流和在上述第2期间t₂内流过的上述第2电流的组合产生的有效值，

上述第2亮度是由用上述第2电功率供给的上述至少一个光源的上述各自的一个产生的亮度。

4.一种液晶显示装置，其特征在于：

包括：

液晶显示面板，具有多个像素；

照明装置，具有端至端的长度为L(cm)的冷阴极管并将由上述冷阴极管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t₁内将第1电功率W₁(W)、在第2期间t₂内将第2电功率W₂(W)供给上述冷阴极管，

上述第2电功率W₂低于上述第1电功率W₁，

其中，上述第1电功率W₁对于上述端至端的长度为L的比率大于0.2W/cm，而上述第2电功率W₂对于上述端至端的长度为L的比率等于或小于0.1W/cm。

5.一种液晶显示装置，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t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流、在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源的各自的一个，

上述第1有效值i₁大于流过上述至少一个光源的上述各自的一个的灯电流的额定值，

上述第2有效值i₂小于上述灯电流的上述额定值，

其中，这样来选择上述第1有效值i₁、上述第2有效值i₂、上述第1期间t₁和上述第2期间t₂，使得由上述至少一个光源的上述各自的一个在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内产生的亮度的积分大于由被供给上述额定值的上述灯电流的上述至少一个光源的上述各自的一个在上述第1期间t₁加上上述第2期间t₂内产生的亮度的积分。

6.一种液晶显示装置，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；

控制电路，被构成为在第1工作与第2工作之间切换，

上述第1工作在第1期间t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流供给上述至少一个光源、在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源，上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁；以及

温度检测电路，用来检测上述至少一个光源的温度，

其中，上述温度检测电路在上述至少一个光源的外壁温度超过65℃时对上述控制电路发送信号，上述控制电路响应于上述信号，从上述第1工作切换到上述第2工作。

7.一种液晶显示装置，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；

控制电路，被构成为在第1工作与第2工作之间切换，

上述第1工作在第1期间t₁内将具有第1有效值i₁的第1电流供给上述至少一个光源，上述第2工作在第2期间t₂内将具有第2有效值i₂的第2电流供给上述至少一个光源，上述第2有效值i₂小于上述第1有效值i₁；以及

亮度检测电路，用来检测上述至少一个光源的亮度，

其中，上述亮度检测电路在该亮度在上述第1期间t₁内开始减少时对上述控制电路发送信号，上述控制电路响应于上述信号，从上述第1工作切换到上述第2工作。

8.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源包括：至少一个灯；反射器，用来从上述至少一个灯反射光；以及导光板，用来使从上述反射器反射的上述光导向上述液晶显示面板的液晶层，将上述至少一个灯沿上述导光板的至少一个侧面配置。

9.如权利要求8中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个灯包括沿上述导光板的两个各自的侧面配置的两个灯。

10.如权利要求8中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个灯包括沿上述导光板的一个侧面配置的一个灯。

11.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间不同。

12.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间相等，使启动上述至少一个光源的时间与启动从第(0.3×n)至第(0.7×n)条中的一条扫描线的时间同步，其中，n是在上述液晶显示面板中形成的扫描线的数目。

13.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间相等，使启动在上述液晶显示面板中形成的第1扫描线的时间比启动上述至少一个光源的时间延迟一个固定的时间。

14.如权利要求1中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2期间t₂等于或大于上述第1期间t₁的20分之一。

15.如权利要求2中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间不同。

16.如权利要求2中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间相等，使启动上述至少一个光源的时间与启动从第(0.3×n)至第(0.7×n)条中的一条扫描线的时间同步，其中，n是在上述液晶显示面板中形成的扫描线的数目。

17.如权利要求2中所述的液晶显示装置，其特征在于：

使上述第1期间t₁与上述第2期间t₂之和与上述液晶显示面板的图像帧期间相等，使启动在上述液晶显示面板中形成的第1扫描线的时间比启动上述至少一个光源的时间延迟一个固定的时间。

18.如权利要求3中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第2期间t₂等于或大于上述第1期间t₁的20分之一。

19.如权利要求3中所述的液晶显示装置，其特征在于：

由上述至少一个光源在上述第2期间t₂内产生的亮度的积分等于或低于在上述第1期间t₁内的上述至少一个光源的亮度的90％。

20.如权利要求4中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源是直径等于或大于2.5mm的管状灯。

21.如权利要求4中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源是玻璃径向壁厚等于或大于1mm的管状灯。

22.如权利要求5中所述的液晶显示装置，其特征在于：

由上述至少一个光源在上述第2期间t₂内产生的亮度的积分等于或低于在上述第1期间t₁内的上述至少一个光源的亮度的90％。

23.如权利要求5中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源至少在其长度的一个位置上被弯曲。

24.如权利要求6中所述的液晶显示装置，其特征在于：

由上述至少一个光源在上述第2期间t₂内产生的亮度的积分等于或低于在上述第1期间t₁内的上述至少一个光源的亮度的90％。

25.如权利要求6中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源是在其中包含氙的灯。

26.如权利要求7中所述的液晶显示装置，其特征在于：

由上述至少一个光源在上述第2期间t₂内产生的亮度的积分等于或低于在上述第1期间t₁内的上述至少一个光源的亮度的90％。

27.如权利要求7中所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述至少一个光源是在其中包含氙的灯。

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