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CN101657676A - 照明装置和具备它的显示装置 - Google Patents

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CN101657676A CN200880010910A CN200880010910A CN101657676A CN 101657676 A CN101657676 A CN 101657676A CN 200880010910 A CN200880010910 A CN 200880010910A CN 200880010910 A CN200880010910 A CN 200880010910A CN 101657676 A CN101657676 A CN 101657676A
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Abstract

本发明提供一种能够进行高画质的动态图像显示，且提高色纯度的显示装置，和用于该显示装置的、特别是减少灯影像不均的照明装置。其具备：以覆盖光源单元(5)的光放射面的方式具有第一散射层(4b)、第一聚光层(4a)、第二散射层(3b)、第二聚光层(3a)的照明装置(6)，上述光源单元(5)具备发出第一色的第一光源(31G)、和发出相对于第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源(31RB)；以0.5帧周期依次选择各扫描线GL的栅极驱动器(44)；在1帧期间的前半向第一色的像素写入数据信号，在后半向其他2色的像素写入数据信号的数据驱动器(43)；和在1帧期间的前半点亮第一光源且熄灭第二光源，在期间的后半点亮第二光源且熄灭第一光源的开关电路(46)。

Description

照明装置和具备它的显示装置
技术领域
本发明涉及作为显示装置的背光源使用的照明装置，和具备它的显示装置，尤其是涉及能够改良彩色显示时的色纯度的照明装置和具备它的显示装置。
背景技术
近年来，作为电视接收机等的显示装置，广泛使用具有低消耗电力、薄型、轻量等优点的液晶显示装置。液晶显示元件自身不发光，是所谓的非发光型的显示元件。因而，在液晶显示元件的例如一个主面，设置有面发光型的照明装置(所谓背光源)。
背光源，按照相对于液晶显示元件配置光源的方法，大体分为正下方型和侧光(也叫边缘光)型。正下方型背光源是通过在液晶显示元件的背面侧配置光源，并且在光源与液晶显示元件之间配置扩散板、棱镜片等，而构成为使均匀的面状光入射到液晶显示元件的背面全体，例如可以适当用于电视接收机用的大画面的液晶显示装置。
以往，作为背光的光源，多使用冷阴极荧光管(CCFT：Cold CathodeFluorescent Tube)。另外，近年来，随着开发具有比冷阴极荧光管更高的色彩再现性的发光二极管(LED：Light Emitting Diode)的进展，也适当使用LED作为背光源。
另外，以往，为了实现彩色显示，与液晶显示元件的各像素对应，设置有RGB3色的彩色滤光片。图16是将现有技术的有源矩阵型液晶显示元件中的有源矩阵基板的结构和与各像素对应的彩色滤光片的颜色共同表示的示意图。如图16所示，有源矩阵基板具备以矩阵状配置的扫描线GL和数据线DL、在扫描线GL与数据线DL的交点配置的TFT101、和与TFT101的漏极电极连接的像素电极102。在与该有源矩阵基板相对的对置基板(未图示)，以条纹状形成有RGB3色的彩色滤光片层。由此，如图16所示，与同一根数据线DL连接的1列像素都成为显示R、G、B中任意一个颜色的像素。例如，在图16中与数据线DL1连接的像素都成为显示红色(R)的像素。
在如此构成的有源矩阵型液晶显示元件中，对扫描线GL1、GL2、GL3、GL4……依次施加栅极脉冲(选择电压)时，与被施加有栅极脉冲的扫描线GL连接的TFT101成为ON状态，此时对数据线DL施加的灰度等级电压被写入TFT101。由此，与该TFT101的漏极电极连接的像素电极102的电位，变为与数据线DL的灰度等级电压相等。结果，在像素电极102与对置电极之间存在的液晶的取向状态根据灰度等级电压相应地变化，由此实现该像素的灰度等级显示。另一方面，对扫描线GL施加非选择电压的期间，TFT101成为断开状态，所以像素电极102的电位保持为写入时被施加的电位。
如上所述，在现有的液晶显示元件中，规则地配置RGB的3色的彩色滤光片，在1帧期间中依次选择扫描线GL，同时从数据线DL对与RGB各色对应的像素施加所希望的灰度等级电压，由此实现彩色显示。
此外，作为进行这样的彩色显示的现有的液晶显示元件的背光源使用的CCFT，一般为3波长管或4波长管。3波长管指的是具有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的波长的荧光管，4波长管指的是具有红色、绿色、蓝色、深红色的波长的荧光管。在3波长管的情况下，在管内封入有红色、绿色和蓝色的荧光体。在4波长管的情况下，在管内封入红色、绿色、蓝色和深红色的荧光体。在任何一种情况下，在点亮时都会混合各波长的光，所以作为在全部波段中具有发光光谱的光(白色光)向液晶显示元件照射。另外，在使用LED作为背光源的情况下，通过使用棱镜片、扩散板等，将从红色LED、绿色LED和蓝色LED(并且有时也使用白色LED)出射的各色光混合使其成为均匀的白色光，然后向液晶显示元件照射。
此处，因为使用具有红色、绿色、蓝色各色波段的光源作为背光源，所以会产生如下所述的问题。
图17是表示RGB3色彩色滤光片的分光透过特性的光谱图。如图17所示，在蓝色彩色滤光片和绿色彩色滤光片的分光透过光谱中，在大约470nm～570nm的范围存在重叠部分。此外，在绿色彩色滤光片和红色彩色滤光片的分光透过光谱中，在大约575nm～625nm的范围存在重叠部分。因此，在使用在全波段具有发光光谱的背光源的情况下，在这些重叠部分会发生混色，存在色纯度降低的问题。
例如，图18(a)表示3波长管的发光光谱，图18(b)表示使用该3波长管作为背光源的情况下的红色彩色滤光片的分光透过特性，图18(c)表示使用该3波长管作为背光源的情况下的绿色彩色滤光片的分光透过特性，图18(d)表示使用该3波长管作为背光源的情况下的蓝色彩色滤光片的分光透过特性。
由图18(c)可知，绿色的彩色滤光片的分光透过曲线，涉及到蓝色的波段。这意味着在应该显示为绿色的像素中混入蓝色成分。另外，由图18(d)可知，蓝色的彩色滤光片的分光透过曲线，也涉及到绿色的波段。这意味着在应该显示为蓝色的像素中混入绿色成分。这样的混色现象在使用4波长管作为背光源的情况下也是同样的，成为使色纯度劣化的原因。
另外，以往，为了提高色纯度，提出了对于具备RGB的3色彩色滤光片的液晶显示元件，使用RGB的3色的LED作为背光源，通过依次使各色LED闪亮，进行在1帧中顺序显示仅有红色的图像、仅有绿色的图像、仅有蓝色的图像的驱动方式(所谓场序列驱动)(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2003-271100号公报
发明内容
但是，在上述现有技术的结构中，例如当动态显示高分辨率图像的情况下帧率变高时，存在难以将1帧分割为3色进行显示的场序列驱动的问题。特别是，在液晶显示装置的情况下，至少在现在难以说液晶的响应速度足够高速，所以几乎不能通过场序列驱动实现高画质的动态图像显示。
本发明鉴于上述问题而完成，目的在于提供一种能够进行高画质的动态图像显示且色纯度提高的显示装置、和用于该显示装置的照明装置，而且尤其要使照明装置中的灯影像难以看见。
为了达成上述目的，本发明的照明装置作为显示装置的背光源使用，其具备发出第一色的光的第一光源，和发出相对于上述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源；上述第一光源和上述第二光源能够独立地进行点亮控制，并且，具有以覆盖内部具有上述第一光源和上述第二光源的光源单元的光放射面的方式从上述光源单元侧依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、和第二聚光层。
此外，本发明的显示装置，特征在于，包括：显示元件，其具备：以矩阵状配置的扫描线和数据线；与上述扫描线和数据线连接的开关元件；当上述开关元件通过上述扫描线的信号成为被接通状态时进行与从数据线写入的数据信号对应的灰度等级显示的像素部；与上述像素部对应配置，至少包括混合时呈白色的3色的滤光片的彩色滤光片；照明装置，其向上述显示元件射出面状光，具备发出上述3色中任一色即第一色的光的第一光源，和发出相对于上述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源，并且具有以覆盖内部具有上述第一光源和上述第二光源的光源单元的光放射面的方式从上述光源单元侧向上述显示元件依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、和第二聚光层；扫描线驱动部，其以在上述显示元件中显示1个图像的期间的半个周期中，向上述扫描线的各个依次供给选择信号；数据线驱动部，其在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向上述数据线供给应该向与上述第一色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号，在上述期间的前半和后半的另一方中，向上述数据线供给应该向与上述3色中上述第一色之外的2色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号；以及光源驱动部，其在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中使上述第一光源点亮并且使上述第二光源熄灭，在上述期间的前半和后半的另一方中使上述第二光源点亮并且使上述第一光源熄灭。
根据本发明，能够提供一种能够进行高画质的动态图像显示且色纯度提高的显示装置，和用于该显示装置的照明装置。特别是在照明装置中，具有以覆盖内部具有光源的光源单元的光放射面的方式从上述光源单元侧依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、第二聚光层，由此能够有效地降低因2种光源平面排列配置而容易产生的灯影像不均，实现本发明的显示装置的特长即高画质的动态图像显示和色纯度的进一步提高。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的概略结构的分解立体图。
图2是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置中使用的光学片的结构的部分截面图。
图3是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的概略结构的截面图。
图4是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的功能结构的框图。
图5是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的光源的点亮/熄灭定时、对数据线供给数据信号的定时和光源的发光量的关系的一个例子的时序图。
图6是表示本发明的第一实施方式的液晶显示装置的光源的点亮/熄灭定时、向数据线供给数据信号的定时与光源的发光量的关系的其它例子的时序图。
图7(a)是表示冷阴极荧光管31RB的分光特性的光谱图，图7(b)是表示冷阴极荧光管31G的分光特性的光谱图，图7(c)是表示点亮冷阴极荧光管31RB时透过红色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图，图7(d)是表示点亮冷阴极荧光管31G时透过绿色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图，图7(e)是表示点亮冷阴极荧光管31RB时透过蓝色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图。
图8是用3波长管作为背光源的现有技术的液晶显示装置和本实施方式的液晶显示装置的在CIE1931表色系中的色再现范围的色度图(NTSC比)NTSC色度图。
图9是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置的功能结构的框图。
图10是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置中的冷阴极荧光管的点亮定时的一个例子的时序图。
图11是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置中的冷阴极荧光管的点亮定时的其他例子的时序图。
图12是表示本发明的第二实施方式的液晶显示装置中的冷阴极荧光管的点亮定时的另一个其他例子的时序图。
图13是表示本发明的第三实施方式的液晶显示装置的功能结构的框图。
图14是表示本发明的第三实施方式的液晶显示装置具备的插补数据生成部的内部结构的框图。
图15是表示作为本发明的第一～第三实施方式的变形例的液晶显示装置中用作背光源的LED的配置的一个例子的平面图。
图16是将现有的有源矩阵型液晶显示元件中的有源矩阵基板的结构和与各像素对应的彩色滤光片的颜色共同表示的示意图。
图17是表示RGB的3色彩色滤光片的分光透过特性的光谱图。
图18(a)是表示3波长管的发光光谱的光谱图，图18(b)是表示用该3波长管作为背光源使用的情况下的红色彩色滤光片的分光透过特性的光谱图，图18(c)是表示用该3波长管作为背光源使用的情况下的绿色彩色滤光片的分光透过特性的光谱图，图18(d)表示用该3波长管作为背光源使用的情况下的蓝色彩色滤光片的分光透过特性的光谱图。
具体实施方式
本发明的照明装置，是作为显示装置的背光源使用的照明装置，具备发出第一色的光的第一光源，和发出相对于上述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源，上述第一光源和上述第二光源能够独立地控制点亮，且具有第一散射层、第一聚光层、第二散射层、第二聚光层，它们以覆盖内部具有上述第一光源和上述第二光源的光源单元的光放射面的方式从上述光源单元一侧依次被设置。
在上述照明装置中，上述第一聚光层和上述第二聚光层优选为在其光出射一侧表面配置有多个单位透镜的透镜片。通过使单位透镜的形状和排列间距适当化，能够使来自被散射层散射后的光源的光有效地聚光。
此外，上述透镜片优选具有透镜部，在该透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与上述轴正交的方向上并列排列有多个。这是因为能够容易地实现在透镜结构体的排列方向上形成有具有聚光作用的单位透镜组的透镜片。
并且，上述透镜片，优选为具有透镜部的双凸透镜状片(lenticularsheet)，在上述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与上述轴正交的方向上并列排列有多个。这是因为利用聚光特性优秀的双凸透镜状片，能够容易地实现聚光力高的透镜片。
此外，上述第一聚光层和上述第二聚光层，更优选以在各自的光出射侧表面形成的上述透镜结构体的排列方向正交的方式配置。通过这样，能够得到能够实现对比度高的显示图像的背光源。
此外，在上述照明装置中，优选使用通过粘合层将在光出射侧表面配置有多个单位透镜的透镜片与光散射片一体地形成的光学片，作为上述第一散射层和第一聚光层，以及上述第二散射层和上述第二聚光层。这样，4个具有光学功能的层的叠层变得可靠且容易，能够得到从降低制造成本和产品管理的观点来看都优秀的照明装置。
进而，上述光学片，优选在上述透镜片与上述光散射片之间具有在上述光散射片侧具有光反射性高的表面的光反射层，上述光反射层，在从各单位透镜的凸部顶点向上述透镜片的平坦面成垂线的部分与上述透镜片的上述单位透镜分别对应形成有开口部。这样，仅有散射角度限定在一定范围内的光入射到各透镜，所以不存在从倾斜方向入射到透镜的光，能够消除不在用户的视线方向上行进而向横向上无效地出射的光。
进而，上述透镜片优选为具有透镜部，在该透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与上述轴正交的方向上并列排列有多个。此外，上述透镜片，优选为具有透镜部的双凸透镜状片，在上述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与上述轴正交的方向上并列排列有多个。进而，作为上述第一散射层和上述第一聚光层的第一上述光学片，和作为上述第二散射层和上述第二聚光层的第二上述光学片，优选以在各自的光出射侧表面形成的上述透镜结构体的排列方向正交的方式叠层。如此，即使在使用通过粘合层使透镜片和光散射片一体地形成的光学片的情况下，也能够容易地实现该单位透镜，进而，能够实现能够得到对比度高的显示图像的背光源。
此外，在上述的照明装置中，优选上述第一色的光具有主要为绿色的波段的光谱，上述第二色的光具有主要为红色和蓝色的波段的光谱。或者，在上述照明装置中，优选上述第一色的光具有主要为蓝色的波段的光谱，上述第二色的光具有主要为红色和绿色的波段的光谱。
在上述照明装置中，上述第一光源和上述第二光源优选为冷阴极荧光管或热阴极荧光管。而且，优选分别设置有多个上述第一光源和上述第二光源，并且上述第一光源和上述第二光源每一根或每多根交替地配置。
此外，在上述照明装置中，优选上述第一光源为绿色发光二极管，上述第二光源由红色发光二极管和与上述红色发光二极管同时发光的蓝色发光二极管的组合构成。或者，在上述照明装置中，优选上述第一光源为蓝色发光二极管，上述第二光源由红色发光二极管和与上述红色发光二极管同时发光的绿色发光二极管的组合构成。
此外，本发明的显示装置，是包括以下部分的结构：显示元件，其具备：以矩阵状配置的扫描线和数据线；与上述扫描线和数据线连接的开关元件；当上述开关元件通过上述扫描线的信号成为被接通状态时进行与从数据线写入的数据信号对应的灰度等级显示的像素部；与上述像素部对应配置，至少包括混合时呈白色的3色的滤光片的彩色滤光片；照明装置，其向上述显示元件射出面状光，具备发出上述3色中任一色即第一色的光的第一光源，和发出相对于上述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源，并且具有以覆盖内部具有上述第一光源和上述第二光源的光源单元的光放射面的方式从上述光源单元侧向上述显示元件依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、和第二聚光层；扫描线驱动部，其以在上述显示元件中显示1个图像的期间的半个周期中，向上述扫描线的各个依次供给选择信号；数据线驱动部，其在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向上述数据线供给应该向与上述第一色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号，在上述期间的前半和后半的另一方中，向上述数据线供给应该向与上述3色中上述第一色之外的2色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号；以及光源驱动部，其在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中使上述第一光源点亮并且使上述第二光源熄灭，在上述期间的前半和后半的另一方中使上述第二光源点亮并且使上述第一光源熄灭。
其中，“混合时呈白色”，指的是被人眼识别为白色和几乎白色的状态，也可以不必是呈色彩学上的完全的白色的状态。
根据该结构，在显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向上述数据线供给应该向与上述第一色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号，在上述期间的前半和后半的另一方中，向上述数据线供给应该向与上述三色中第一色以外的2色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号，在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中点亮上述第一光源并熄灭上述第二光源，在上述期间的前半和后半的另一方中点亮上述第二光源并熄灭上述第一光源，由此，即使在各色彩色滤光片的分光透过曲线涉及到其他颜色的波段的情况下，也能够抑制色纯度的降低。
另外，在上述结构的显示装置中，其照明装置，特别是与第一散射层、第一聚光层、第二散射层、第二聚光层相关的部分中，优选采用上述本发明的照明装置的优选方式。通过这样做，能够有效地减少并列配置第一光源和第二光源的本发明的显示装置中的灯影像不均的发生。
并且，在上述结构的显示装置中，优选上述数据线驱动部，在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向上述数据线供给数据信号，上述数据信号使在与上述3色中上述第一色以外的2色的彩色滤光片对应的像素部进行黑灰度等级显示；上述数据线驱动部，在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的另一方中，向上述数据线供给数据信号，上述数据信号使在与上述第一色的彩色滤光片对应的像素部进行黑灰度等级显示。
这是因为通过在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半中，分别使不应该显示的颜色的像素部进行黑灰度等级显示，能够防止漏光的发生，能够进一步提高色纯度。
此外，上述结构中，优选上述照明装置中，上述第一光源和上述第二光源在与上述扫描线正交的方向上分别设置有多个；上述光源驱动部，在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，与向上述扫描线的选择信号的施加相同步，按配置顺序逐次点亮上述多个第一光源，在上述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的另一方中，与向上述扫描线的选择信号的施加相同步，按配置顺序逐次点亮上述多个第二光源。
这是因为根据该结构，能够防止相互接近配置的第一光源和第二光源的光相互混合，进一步提高色纯度。
此外，上述结构中，优选进一步具备插补数据生成部，其通过对在上述显示元件中显示1个图像的期间向上述数据线供给的数据信号、和在该期间的下一个期间向上述数据线供给的数据信号进行插补，生成在上述显示元件中显示1个图像的期间的后半向上述数据线供给的数据信号。这是因为特别是在显示动态图像的情况下，能够抑制色断裂(colorbreak)现象。
此外，在上述结构中，优选上述第一色的光，具有主要为绿色的波段的光谱，上述第二色的光，具有主要为红色和蓝色的波段的光谱。或者，在上述结构中，优选上述第一色的光，具有主要为蓝色的波段的光谱，上述第二色的光，具有主要为红色和绿色的波段的光谱。
此外，在上述结构中，优选上述第一光源和上述第二光源是冷阴极荧光管或热阴极荧光管。并且，在该结构中，优选上述第一光源和上述第二光源分别设置有多个，并且上述第一光源和上述第二光源每一根或每多根交替地配置。
此外，在上述结构中，可以是上述第一光源为绿色发光二极管，上述第二光源由红色发光二极管和与上述红色发光二极管同时发光的蓝色发光二极管的组合构成。或者，在上述结构中，也可以是上述第一光源为蓝色发光二极管，上述第二光源由红色发光二极管和与上述红色发光二极管同时发光的绿色发光二极管的组合构成。
以下参照附图说明本发明的照明装置和显示装置的优选实施方式。而且，以下举出将本发明的显示装置作为具备透过型液晶显示元件的电视接收机实施的情况为例进行说明，但是该说明并不限定本发明的适用对象。作为本发明的显示元件，能够使用例如半透过型液晶显示元件。此外，本发明的显示装置的用途，不仅限定于电视接收机。
[第一实施方式]
图1是说明本发明的一个实施方式的照明装置和具备它的液晶显示装置的概略图。如图1所示，本实施方式的液晶显示装置1，具备作为显示元件的液晶面板2，和用于使该液晶面板2显示图像的照明装置即背光源装置6。并且，背光源装置6具有：在内部具有多根冷阴极荧光管31的光源单元5、在该光源单元5与液晶面板2之间以覆盖光源单元5的光放射面5a的方式设置的第二光学片4、和在该第二光学片4上叠层设置的第一光学片3。
在图1所示的实施方式中，作为光源单元5具有的冷阴极荧光管31，交替排列作为发出例如绿色即第一光的第一光源的绿色冷阴极荧光管31G，和作为发出与其存在补色关系的例如品红色(红色+蓝色)的第二光的第二光源的品红色冷阴极荧光管31RB。因此，从该光源单元5的光放射面5a向液晶面板2发出的作为第一光的绿色光和作为第二光的品红色光，依次透过第二光学片4和第一光学片3，入射到液晶面板2。
该第一光学片3和第二光学片4，都是光散射片3b、4b和透镜片3a、4a叠层形成整体而成的。并且，第一光学片3和第二光学片4，都以光散射片3b、4b在光源单元5一侧，透镜片3a、4a在液晶面板2一侧的方式设置。因此，从对于从光源单元5发出的第一光和第二光的作用来看，依次叠层有使该第一光和第二光散射的第一散射层即光散射片4b、使其聚光的第一聚光层即透镜片4a、进一步使透过作为第一聚光层的透镜片4a的光再次散射的第二散射层即光散射片3b、进一步使其聚光的第二聚光层即透镜片3a。
其中，在以下的本发明中的光学片等的说明中，以从光源单元5发出的第一光和第二光的行进方向为基准，将光源单元5一侧作为光入射侧，将液晶面板2一侧作为光出射侧适当表现。根据该表现，能够说第一光学片3和第二光学片4都分别以在光入射侧配置光散射片3b、4b，且在光出射侧配置透镜片3a、4a的方式设置。
接着，使用图2详细说明本实施方式中使用的第一和第二光学片3、4。而且，在本实施方式中，第一光学片3和第二光学片4使用相同的部件，所以在以下说明中仅称为光学片，符号也表示为光学片3(4)。
图2是放大光学片3(4)的一部分的部分截面图。如图2所示，光学片3(4)，是将具有使从位于光入射侧的光入射面11入射的光源单元5发出的入射光13散射的功能的光散射片3b(4b)、和具有使由该光散射片3b(4b)散射后的光聚光的功能的透镜片3a(4a)通过粘合层18形成为一体的元件，在透镜片3a(4a)的光散射片3b(4b)侧，具有使透过光散射片3b(4b)的光反射的光反射层12。
此处，透镜片3a(4a)是使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COP(环烯烃聚合物)等，通过压出成型法、射出成型法、热压成型法等在光出射侧的表面形成有多个单位透镜的元件。在本实施方式的光学片3(4)的透镜片3a(4a)中，成为作为该单位透镜高度约50μm的半圆柱状的凸圆柱透镜16以140μm的间距在与半圆柱状形状的轴的方向正交的方向上并列排列有多个的双凸透镜状片。该双凸透镜状片的厚度约为150m。
光散射片3b(4b)，使用在聚苯乙烯树脂、PET膜等透光性树脂中包含有折射率不同的树脂珠、微粒子(填充物)的结构的物质，或将某一方的表面处理为栅网(mat)状的物质等，厚度为约75μm。其中，为了光学片3(4)的处理，以厚度2mm左右的扩散板构成该光散射片3b(4b)，确保作为在用作大面积的液晶显示装置的背光源时的光学片3(4)的强度。
该透镜片3a(4a)和光散射片3b(4b)，通过由紫外线硬化性丙烯酸树脂等粘合性物质构成的厚度约50μm的粘合层18被固定。其中，为了提高入射光13的光散射性，有时也在粘合层18中混入例如正球状的丙烯酸树脂填充物等的扩散材料。
如图2所示，光反射层12由开口部15部分与除此以外的反射膜14部分构成，上述开口部15部分是以从在透镜片3a(4a)上形成的单位透镜的凸部顶点P向透镜片的平坦面19所作的垂线与平坦面19相交的部分Q为中心而形成。因此，开口部15与所形成的单位透镜在数量上一对一地对应。而且，在本实施方式的背光源装置6中，光反射层12设定为与反射膜14部分和开口部15部分一共的面积相等，反射膜的厚度为15μm。
反射膜14例如涂布有白色墨水、含二氧化钛复合体等，起到在其光散射片3b(4b)侧的面使来自光散射片3b(4b)的光反射并再返回光散射片3b(4b)的作用。这样的图案化的反射膜14，能够利用印刷法、转印法、光刻法或将在透镜片上形成的透镜保持原状使用的自对准法等形成。
此外，开口部15，能够作为空气层保持空洞而使用，此外也能够使用透明性的树脂，但是在该情况下需要使用折射率低于透镜片3a(4a)的材料。
本实施方式的背光源装置6中，通过使用具有这样的光反射层12的光学片3(4)，作为入射到透镜片3a(4a)的光成为仅使散射角度限定在一定范围内的光入射到各单位透镜，所以没有从倾斜方向入射到单位透镜的光，能够消除不在用户的视线方向17上行进而向横向无效地出射的光。此外，散射角度不适当的光在光散射片3b(4b)侧被反射并散射，由此能够再次入射到透镜片3a(4a)，所以能够更加有效地利用来自光源单元5的入射光13。
作为这样的高性能的光学片，已知例如凸版印刷株式会社(ToppanPrinting Co.Ltd.)制造的“SAT(亮度提高膜)”(产品名称)。通过使用这样的高性能的光学片，能够有效地减少因在光源单元5中依次排列2色的荧光管31G、31RB而容易产生的灯影像不均，实现本发明的显示装置的特长即高画质的动态图像显示和色纯度的进一步提高。
其中，在上述高性能的光学片3(4)中，开口部15即空气层的宽度和厚度越大，越能够使没有被充分地去除的散射光入射到透镜片3a(4a)，所以不在用户的视线方向17上出射的光的成分会增加。另一方面，当空气层的宽度和厚度变小时，更加能够仅使被限制在一定范围内的散射光入射到透镜片3a(4a)，虽然对于图像显示有效的光的成分增加，但是根据情况有时从光学片3(4)出射的光会产生必要程度以上的更强的方向性，反而会被用户识别为不均。因而，开口部15的大小要根据光学片3(4)所要求的光学特性相应地适当决定。
此外，光反射层12可以是将具有规定厚度的层用粘合剂等固定在透镜片3a(4a)上的层，也可以是在透镜片3a(4a)的平坦面19的背面，以规定厚度形成反射膜14，由此形成实质上为开口部15的空气层。
以上，表示了在本实施方式中，使用高性能的光学片作为散射层和聚光层的情况，但是本发明的光源装置和使用它的显示装置并不限定于此，也可以使用2片没有光反射层而单纯地将散射片和透镜片叠层、粘合而一体化的光学片，作为第一光学片和第二光学片。此外，当然也能够通过从光源单元5一侧向液晶面板2一侧依次叠层第一散射片、第一透镜片、第二散射片、第二透镜片这4枚片，得到减少灯影像不均的效果。
此外，在上述光学片的说明中，作为透镜片，举例表示了在其光出射侧表面形成的单位透镜为半圆柱状的凸圆柱透镜，该凸圆柱透镜在与其轴正交的方向上并列排列有多个的双凸透镜状片的例子，但是作为本发明的照明装置的聚光层的透镜片并不限定于此。也能够使用如双凸透镜状片那样具有透镜部的元件，上述透镜部是具有规定的截面的柱状的透镜结构体，以其轴与片的面平行的方式，亦即使柱状形状横卧的方式，在与其轴正交的方向上并列排列有多个，或以分段状在2维方向上并列排列有多个微小的凸透镜的元件等，在现有技术中用于液晶显示装置的各种透镜片。
此外，作为具有透镜部的透镜片，在上述透镜部中，作为单位透镜的柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与其轴正交的方向上并列排列有多个，除上述双凸透镜状片以外，也经常使用柱状的透镜结构体的规定的截面形状为三角形的三角柱状的单位棱镜排列有多个的透镜片。此外，作为柱状的透镜结构体的规定的截面形状，除半圆形和三角形以外，也能够使用梯形、三角形或梯形与圆弧组合而成的形状等。进而，作为圆柱透镜，不限于图1和图2所示的规定的透镜截面形状为半圆的半圆柱状的透镜，也能够使用在圆柱状的第一透镜的顶部以2段重叠的方式叠层具有更小半径的第二圆柱状透镜的透镜，在该情况下，能够进一步提高基于透镜片的聚光作用。
接着说明2片透镜片的配置方向。
在图1所示的本实施方式中，第一光学片3，按照在其表面形成的双凸透镜状透镜的排列方向(图1中的箭头A方向)，即与形成凸圆柱透镜的半圆柱形状的轴的方向垂直的方向，与液晶面板2的显示画面的垂直(纵)方向大致平行的方式配置。此外，第二光学片4，按照在其表面形成的双凸透镜状透镜的排列方向(图1中的箭头B方向)在与液晶面板2的显示画面的水平(横)方向大致平行的方向上，即按照在2个光学片上形成的双凸透镜状透镜的排列方向正交的方式配置。
这样，作为聚光层的透镜片，在使用双凸透镜状片的情况下，或使用截面为三角形、梯形的柱状的单位棱镜并列设置有多个的透镜片的情况下等，当使用具有透镜部的透镜片的情况下，在上述透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与上述轴正交的方向上并列排列有多个，优选按照2个聚光层的柱状的透镜结构体的排列方向(与柱形状的轴的方向正交的方向)相互正交的方式配置。
这是因为，在双凸透镜状片、或具有截面为三角形、梯形的柱状的单位棱镜在与其轴正交的方向上并列排列有多个的透镜部的聚光层中，光的聚光方向被限制为与柱状的透镜结构体的排列方向相同的1个方向，而通过以在2片透镜片的聚光层上形成的透镜结构体的排列方向正交的方式配置，能够使如垂直方向和水平方向那样正交的2个方向的光有效地聚光，能够进一步提高显示图像的对比度。
此外，这里，所谓使在2个透镜片上形成的透镜结构体的排列方向正交，并不限定于在2个透镜片上形成的透镜结构体完全地正交的状态，换言之不限定于透镜结构体的排列方向所成的角度严格地为90度的情况。这是因为，由于配置透镜片时的制造上不可避免的误差，有时会使透镜结构体的排列方向所成的角度不完全为90度而存在有数度偏差的情况，但是在本实施方式所示的提高显示图像的对比度的效果，并不会因透镜结构体的排列方向的数度偏差而大幅降低。
进而，在本发明中，也并不排除以在2个透镜片上形成的透镜结构体的排列方向平行、即成为相同方向的方式配置的情况，另外也不排除不是正交而是以例如30度或45度的角度交叉地配置的情况。这是因为，利用本发明的特征即：从作为背光源的光源单元5的冷阴极荧光管31向显示元件依次叠层第一散射层、第一聚光层、第二散射层、第二聚光层，即从背光源放出的光依次受到散射作用、聚光作用、散射作用、聚光作用，有效降低由处于补色关系的2类背光源平面地并列配置而导致容易产生灯影像不均的效果，能够在实际应用中以充分足够的程度获得。
此外，在本实施方式中，将第一透镜片3配置在双凸透镜状透镜的排列方向与液晶面板2的显示画面的垂直方向大致平行的方向上，将第二透镜片4配置在双凸透镜状透镜的排列方向与液晶面板2的显示画面的水平方向大致平行的方向上。这是考虑到，如图1所示，使光源单元5的冷阴极荧光管31的排列方向为液晶面板2的显示画面的垂直方向，所以使与冷阴极荧光管31更接近一侧的第二透镜片的双凸透镜状透镜的排列方向与冷阴极荧光管31的排列方向正交，这样能够更有效地消除灯影像不均。另外，从液晶面板2的显示图像的视野角的观点出发，使与液晶面板2更接近一侧的第一透镜片的双凸透镜状透镜的排列方向为垂直方向是有利的。但是，这只是一个例子，也不排除将第一透镜片3和第二透镜片4的方向相反地配置。此外，2片透镜片优选以使在其表面形成的双凸透镜状透镜的排列方向准确地正交的方式配置，但是并不限定于此。
此外，已知使双凸透镜状透镜的排列方向与液晶面板2的像素的矩阵状排列方向完全平行时，双凸透镜状透镜的边界部分与液晶面板2的通常称为黑矩阵的遮光层之间会产生干涉，该干涉产生的莫尔条纹较明显而使图像质量降低。为了不产生这样的莫尔条纹，也可以将正交的2片透镜片以相对于液晶面板2略微旋转后的状态固定。
接着，用概略截面图即图3说明本发明的第一实施方式的照明装置和具备它的液晶显示装置的更加具体的结构。
如图3所示，在本实施方式的液晶显示装置1中，设置有以图3的上侧为视认侧(显示面一侧)而设置的液晶面板2，和在液晶面板2的非显示面一侧(图3的下侧)配置的对液晶面板2照射面状光的背光源装置6。
液晶面板2具备：液晶层21；夹持液晶层21的一对透明基板22、23；和在透明基板22、23的各外侧表面上分别设置的偏光板24、25。此外，在液晶面板2上，设置有用于驱动液晶面板2的驱动器26(在后文中说明的栅极驱动器或源极驱动器等)，连接有通过柔性印制基板27与驱动器26连接的驱动电路28。
液晶面板2是有源矩阵型的液晶面板，构成为通过向以矩阵状配置的扫描线和数据线供给扫描信号和数据信号，由此能够以像素单位驱动液晶层21。即，各像素，当在扫描线和数据线的各交点附近设置的TFT(开关元件)利用扫描线的信号而成为导通状态时，根据从数据线向像素电极写入的数据信号的电位电平改变液晶分子的排列状态，由此进行与数据信号相应的灰度等级显示。即，在液晶面板2中，从背光源装置6经偏光板24入射的光的偏光状态被液晶层21调制，且控制通过偏光板23的光量，由此显示所希望的图像。
在背光源装置6中，设置有在液晶面板2侧开口的有底状的箱体32，和在箱体32的液晶面板2侧设置的框状的框架34。此外，箱体32和框架34由金属或合成树脂构成，在框架34的上方设置有液晶面板2的状态下，用截面L字状的边框(bezel)36夹持。由此，背光源装置6安装在液晶面板2上，作为来自背光源装置6的照明光入射到液晶面板2的透过型的液晶显示装置1，形成为一体。
此外，背光源装置6具备以覆盖箱体32的开口部的方式设置的第一光学片3、第二光学片4、和在箱体32的内面设置的反射片33。此外，在背光源装置6，在反射膜33的上方设置多根冷阴极荧光管31，来自这些冷阴极荧光管31的光作为面状光向液晶面板2照射。此外，在图3中，为了简化，表示了具备8根冷阴极荧光管31的结构，但是根数并不限定于此。
这些多根冷阴极荧光管31中包括：其发光光谱在绿色波段(例如516nm附近)具有峰值的封入有绿色荧光体(例如日亚化学工业株式会社制造的NP-108)的冷阴极荧光管31G；和其发光光谱在红色(例如658nm附近)和蓝色(例如447nm附近)的波段具有峰值的封入有红色和蓝色荧光体(例如日亚化学工业株式会社制造的NP-320、NP-103)的冷阴极荧光管31RB。
冷阴极荧光管31G、31RB，以其长度方向与液晶面板2的扫描线的延伸方向平行的方式配置。此外，在图3中，表示了冷阴极荧光管31G和冷阴极荧光管31RB每1根交替配置的例子，但是也可以是冷阴极荧光管31G和冷阴极荧光管31RB每多个(例如每2根)交替配置的结构。
冷阴极荧光管31的根数，与液晶显示装置1的画面尺寸和各荧光管的亮度等相应为适合。此外，举一个例子，在液晶显示装置1的画面尺寸为所谓的37V型的情况下，优选为具备9根冷阴极荧光管31G和9根冷阴极荧光管31RB共计18根左右的结构。
关于第一光学片4和第二光学片3自身，已经详细说明，所以此处省略说明。这2片光学片3、4，其四边侧载置在设置于箱体32的上侧的框状的表面上，以插入设置有能够弹性形变的按压部件35并由箱体32的该表面与框架34的内表面夹持的状态安装在背光源装置6的内部。
反射片33例如由铝、银等光反射率高的金属薄膜构成，起到使冷阴极荧光管31的光向扩散板15反射的作为反射板的功能。由此，在背光源装置6中，能够提高来自冷阴极荧光管31的光的利用效率。此外，也可以是使用合成树脂制造的反射片材料，或是例如在箱体32的内表面涂布光反射率高的白色等的涂料，代替上述金属薄膜，由此使该内面作为反射板发挥功能的结构。该反射片33与冷阴极荧光管31、箱体32构成光源单元5。此外，箱体32的开口部相当于光源单元5的光放射面5a。
以下，参照图4更加详细说明液晶显示装置1的液晶面板2和背光源装置6的结构及其驱动方法。此外，图4是示意性地表示液晶面板2和背光源装置6的功能性关系的图，并不忠实地表示液晶面板2和背光源装置6的物理大小。
如前所述，液晶面板2是有源矩阵型液晶显示元件，如图4所示，具备：以矩阵状配置的扫描线GL和数据线DL；在扫描线GL和数据线DL的交点配置的TFT41；与TFT41的漏极电极连接的像素电极42；对扫描线GL依次供给选择信号的栅极驱动器44；对数据线供给数据信号的源极驱动器43；和对源极驱动器43和栅极驱动器44等供给时钟信号、定时信号等的控制器45。
此外，液晶显示装置1具备按照由控制器45供给的定时信号等控制背光源装置6的冷阴极荧光管31G和31RB的点亮/熄灭的开关电路46。开关电路46，通过使从交流电源等向冷阴极荧光管31G、31RB的电压供给ON/OFF，控制冷阴极荧光管31G和31RB的点亮/熄灭。此外，在本实施方式中，按照全部多根冷阴极荧光管31G被同时地ON/OFF控制，且全部多根冷阴极荧光管31RB也被同时地ON/OFF控制的方式构成开关电路46。
此外，图4所示的驱动器和控制器的结构只是一个例子，这些驱动类电路的安装方式是任意的。例如，这些驱动类电路，可以是其至少一部分在有源矩阵基板上整体地形成，也可以作为半导体芯片装载在基板上，或者也可以作为有源矩阵基板的外部电路被连接。此外，开关电路46可以设置在液晶面板2和背光源装置6的任意一个上。
在与该有源矩阵基板相对的对置基板(未图示)上，以条纹状形成有RGB3色的彩色滤光片层。在图4中，用R、G、B的记号表示与各像素对应的彩色滤光片的颜色。由此，如图4所示，与同一数据线DL连接的1列像素的全部，都是显示R、G、B的某一种颜色的像素。例如，图4中与数据线DL1连接的像素，都是显示红色(R)的像素。此外，此处表示了彩色滤光片为条纹状排列的例子，但是也可以是三角排列等其它的排列。
在这样构成的液晶面板2中，当对扫描线GL1、GL2、GL3、GL4……依次施加规定的电压的栅极脉冲(选择信号)时，与施加有栅极脉冲的扫描线GL连接的TFT41成为ON状态，在该时刻对数据线DL施加的灰度等级电压被写入TFT41。由此，与该TFT41的漏极电极连接的像素电极42的电位，与数据线DL的灰度等级电压相等。其结果是，在像素电极42与对置电极之间存在的液晶的排列根据灰度等级电压而变化，由此实现该像素的灰度等级显示。另一方面，对扫描线GL施加非选择电压的期间，由于TFT41为断开状态，所以像素电极42的电位保持为写入时被施加的电位。
如上所述构成的本实施方式的液晶显示装置1中，如图5所示，栅极驱动器44对于各扫描线GL，以在液晶面板2中显示1个图像的期间(1帧期间)的1/2的周期施加栅极脉冲。并且，开关电路46在该1帧期间的前半，点亮发出绿色光的冷阴极荧光管31G，熄灭冷阴极荧光管31RB。另外，开关电路46在该1帧期间的后半，熄灭发出绿色光的冷阴极荧光管31G，点亮冷阴极荧光管31RB。在图5中，最下段和从下数第二段分别表示冷阴极荧光管31G、31RB的发光量。
此外，源极驱动器43在1帧期间的前半，对于连接在与绿色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL2、DL5、DL8、……，供给应该对绿色的像素施加的数据信号。由此，在1帧期间的前半，仅显示1个图像中的绿色的像素部分。
此外，源极驱动器43在1帧期间的后半，对于连接在与红色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL1、DL4、DL7、……，供给应该对红色的像素施加的数据信号，并且对于连接在与蓝色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL3、DL6、DL9、……，供给应该对蓝色的像素施加的数据信号。由此，在1帧期间的前半，仅显示由1个图像中由红色的像素和蓝色的像素组成的部分。
例如数据信号为NTSC标准的影像信号的情况下，刷新率为60Hz，1帧期间的长度为16.7m秒。因此，如上所述，当在1帧期间的前半仅显示绿色的像素部分，在后半仅显示红色和蓝色的像素部分的情况下，因为余像效果而被人眼识别为3原色混合的图像。
此外，在1帧期间的前半，在发出绿色的光的冷阴极荧光管31G点亮期间，对于连接在与红色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL1、DL4、DL7、……供给的数据信号，和对于连接在与蓝色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL3、DL6、DL9、……供给的数据信号，可以维持紧接之前的帧的电位，也可以是规定的电位，但是优选为显示黑灰度等级的电位。这是因为通过进行黑灰度等级显示，能够遮蔽来自像素部的不需要的漏光。此外，上述漏光发生的理由如下所述。
作为一个理由，认为是冷阴极荧光管的驱动电路的ON/OFF信号的延迟或变弱。即，即使对在1帧期间的前半和后半应该切换点亮/熄灭的开关电路46进行切换控制，如果ON/OFF信号中存在延迟或变弱，则冷阴极荧光管实际上ON/OFF的定时会有偏差。由此，例如在帧的前半的初期，来自本来应该熄灭的冷阴极荧光管31RB的光，尽管很少，也会产生来自红色和蓝色像素的漏光。此外，作为上述以外的理由，还有冷阴极荧光管的ON/OFF延迟。即，冷阴极荧光管具有相对于点亮/熄灭的开关控制发光量不会立刻做出响应的特性。例如，如图6所示，即使对在1帧期间的前半和后半应该切换点亮/熄灭的开关电路46进行切换控制，冷阴极荧光管31G、31RB中熄灭的一方，并不会在开关电路46的切换后发光量立刻变为0。由此，例如在帧的前半的初期，来自本来应该熄灭的冷阴极荧光管31RB的光，尽管很少，也会产生来自红色和蓝色像素的漏光。
此处，如图6所示，在1帧期间的前半，对于连接在与红色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL1、DL4、DL7、……和连接在与蓝色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL3、DL6、DL9、……，如果施加使黑灰度等级显示的电位的数据信号，则能够防止这样的漏光，能够进一步提高色纯度。根据同样的理由，在1帧期间的后半，优选对于连接在与绿色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL2、DL5、DL8、……供给使黑灰度等级显示的电位的数据信号。
此处，对于利用本实施方式的结构的效果，与现有技术对比说明。
如图18(c)和图18(d)所示，在用3波长管或者4波长管作为背光源的现有结构中，存在应该显示绿色的像素中混入蓝色成分，应该显示蓝色的像素中混入绿色成分的问题。这是因为蓝色的彩色滤光片的分光透过曲线涉及到绿色波长带域，绿色的彩色滤光片的分光透过曲线涉及到蓝色波长带域而引起的。特别是人眼对绿色的波长成分敏感度高，所以在蓝色像素中混入有绿色成分的情况下，对于画质的负面影响较大。
与此相对，在本实施方式的结构中，在与蓝色彩色滤光片对应的像素显示时，由于仅点亮不具有绿色波长成分的冷阴极荧光管31RB，所以即使蓝色彩色滤光片的分光透过曲线涉及到绿色的波长带域，也不会在绿色波长带域产生发光光谱，不会引起混色。由此，实现了色纯度的提高。
特别是，如前所述，在显示绿色的像素的期间(1帧的前半)使红色和蓝色的像素为黑灰度等级，在显示红色和蓝色的像素的期间(1帧的后半)使绿色的像素为黑灰度等级，由此如图7(c)～图7(e)所示，能够使红色、绿色、蓝色分别没有混色地完全分离。此外，图7(a)是表示冷阴极荧光管31RB的分光特性的光谱图，图7(b)是表示冷阴极荧光管31G的分光特性的光谱图。图7(c)是表示点亮冷阴极荧光管31RB时透过红色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图，图7(d)是表示点亮冷阴极荧光管31G时透过绿色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图，图7(e)是表示点亮冷阴极荧光管31RB时透过蓝色彩色滤光片的像素的光的分光特性的光谱图。
图8是使用3波长管作为背光源的现有技术的液晶显示装置和本实施方式的液晶显示装置的在CIE1931表色系中的色再现范围的色度图(NTSC比)。其中，作为现有技术的液晶显示装置的背光源的上述3波长管，使用封入有发光光谱为绿色的波段(516nm附近)的荧光体(日亚化学工业株式会社制造的NP-108)、发光光谱为红色的波段(611nm附近)的荧光体(日亚化学工业株式会社制造的NP-340)、和发光光谱为蓝色的波段(450nm附近)的荧光体(日亚化学工业株式会社制造的NP-107)的荧光管。
根据图8可知，与现有技术的液晶显示装置比较，本实施方式的液晶显示装置色纯度有大幅提高。此外，关于NTSC比，现有技术的液晶显示装置为87.4％，与此相对，本实施方式的液晶显示装置为121.3％。
如上所述，利用本实施方式的液晶显示装置，与使用3波长管或4波长管作为背光源的现有技术的液晶显示装置相比较，能够提高色纯度。此外，通过以0.5帧周期供给栅极脉冲使画面的刷新率提高，但是如果是NTSC和PAL等的帧率，则液晶的响应速度能够追随，所以本实施方式的液晶显示装置能够充分地实现。
[第二实施方式]
以下说明本发明的第二实施方式的照明装置和具备它的液晶显示装置。其中，对于与第一实施方式中已说明的结构具有相同功能的结构，标注相同的参照符号，省略详细说明。
本实施方式的液晶显示装置，背光源装置6的冷阴极荧光管31G、31RB分别与液晶面板2的扫描线的扫描相同步，按配置顺序逐次被点亮，在这一点与第一实施方式的液晶显示装置不同。此外，关于在1帧期间的前半向与绿色的像素连接的数据线DL供给数据信号，在1帧期间的后半向与红色和蓝色的像素连接的数据线DL供给数据信号这一点，与第一实施方式相同。
此处，上述“同步”指的是在0.5帧期间内，以大致追随从液晶面板2的画面的上侧向下侧依次选择扫描线GL的方式，从液晶面板2的画面的上侧向下侧依次点亮冷阴极荧光管31G或31RB，并不需要使扫描线GL的选择定时与冷阴极荧光管31的点亮定时严格一致。
因此，如图9所示，本实施方式的液晶显示装置20，不具备第一实施方式的液晶显示装置1的开关电路46，而是改为具备控制冷阴极荧光管31G的点亮/熄灭的开关电路46a，和控制冷阴极荧光管31RB的点亮/熄灭的开光电路46b。此外，以下令液晶显示装置20具备冷阴极荧光管31G1～31G9和冷阴极荧光管31RB1～31RB9共计18根冷阴极荧光管。
开关电路46a依据从液晶面板2的控制器45供给的定时信号等，在1帧期间的前半，按顺序每次一根地点亮冷阴极荧光管31G1～31G9。即，冷阴极荧光管31G1～31G9在0.5帧时间内，从液晶面板2的画面的上侧向下侧(从图9的上侧到下侧)每次一根地依次点亮。在0.5帧时间内的液晶面板2的扫描线GL的选择顺序，也是从画面的上侧向下侧的方向。从而，在1帧期间的前半，对于与在液晶面板2中被施加选择信号的扫描线GL大致对应的位置，从冷阴极荧光管31G被照射光。
此外，开关电路46b依据从液晶面板2的控制器45供给的定时信号等，在1帧期间的后半，按顺序每次一根地点亮冷阴极荧光管31RB1～31RB9。即，冷阴极荧光管31RB1～31RB9在0.5帧时间内，从液晶面板2的画面的上侧向下侧(从图9的上侧到下侧)每次一根地依次点亮。在0.5帧时间内的液晶面板2的扫描线GL的选择顺序，也是从画面上侧向下侧的方向。从而，在1帧期间的后半，对于与在液晶面板2中被施加选择信号的扫描线GL大致对应的位置，从冷阴极荧光管31RB被照射光。
通过如上所述的开关电路46a和46b的控制，1帧期间中的冷阴极荧光管31G、31RB的点亮顺序，如图10所示，是31G1、31G2、31G3、……31G9、31RB1、31RB2、31RB3、……31RB9的顺序。如前所述，冷阴极荧光管具有相对于点亮/熄灭的开关控制发光量不会立刻做出响应的特性，但是在本实施方式中，相互位于接近位置的冷阴极荧光管31G和冷阴极荧光管31RB的组合不会同时发光。例如观察冷阴极荧光管31G1和其相邻的冷阴极荧光管31RB1的组合，从冷阴极荧光管31G1熄灭开始大约经过0.5帧期间之后冷阴极荧光管31RB1点亮。因而，来自冷阴极荧光管31G1的光，不会混入来自冷阴极荧光管31RB1的光。由此，能够进一步提高色纯度。
此外，在本实施方式的液晶显示装置20中，也与第一实施方式的液晶显示装置1同样，在1帧期间的前半，在发出绿色光的冷阴极荧光管31G点亮的期间，将对于连接在与红色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL1、DL4、DL7、……供给的数据信号，和对于连接在与蓝色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL3、DL6、DL9、……供给的数据信号，可以维持紧接之前的帧的电位，也可以是规定的电位，或者也可以是显示黑灰度等级的电位。
同样的，在1帧期间的后半，在冷阴极荧光管31RB点亮的期间，将对于连接在与绿色的彩色滤光片对应的像素电极42的数据线DL2、DL5、DL8、……供给的数据信号，可以维持紧接之前的帧的电位，也可以是规定的电位，也可以是显示黑灰度等级的电位。
此外，在上述说明中，使冷阴极荧光管31G1～31G9和冷阴极荧光管31RB1～31RB9，分别在1帧期间的前半和后半，每次一根地依次点亮。但是，只要相互位于接近位置的冷阴极荧光管31G和冷阴极荧光管31RB不同时发光，就能够得到防止混色的效果。从而，也可以考虑以下变形例。
例如，如图11所示，可以按照以下方式：在冷阴极荧光管31G1～31G9中，将邻接的2根以上作为一组，在1帧期间的前半使这些组依次点亮，在1帧期间的后半，也与上述内容同样地点亮驱动冷阴极荧光管31RB1～31RB9，如此构成开关电路46a和46b。此外，如图12所示，也可以按照依次被点亮的冷阴极荧光管的点亮期间重复的方式构成开关电路46a和46b。
[第三实施方式]
以下说明本发明的第三实施方式的照明装置和具备它的液晶显示装置。其中，对于与上述各实施方式中已说明的结构具有相同功能的结构，附加相同的参照符号，省略详细说明。
如图13所示，本实施方式的液晶显示装置30，进一步具备插补数据生成部47，其将在1帧期间的后半对数据线DL供给的数据信号，通过对在该帧期间中向该数据线DL供给的数据信号和在该帧期间的下一帧期间对该数据线DL供给的数据信号进行插补而生成，这一点与第一实施方式不同。
此外，在1帧期间的前半，点亮冷阴极荧光管31G熄灭冷阴极荧光管31RB，在后半点亮冷阴极荧光管31RB熄灭冷阴极荧光管31G，在这一点，本实施方式的液晶显示装置30与第一实施方式的液晶显示装置1相同。
图14是表示插补数据生成部47的内部结构的框图。如图14所示，插补数据生成部47，具备帧存储器471、472，和插补处理电路473。帧存储器471、472中分别收纳有1帧份的影像信号。
当在帧存储器471中收纳有第n帧的影像信号时，如果对插补数据生成部47重新输入接下来的第(n+1)帧的影像信号，则帧存储器471中收纳的第n帧的影像信号被移向帧存储器472，收纳在帧472中。之后，在帧存储器471中，收纳有重新输入的上述第(n+1)帧的影像信号。从而，在帧存储器471、472中，收纳有共计2帧份的影像信号。
插补处理电路473从帧存储器471、472读出第n帧和第(n+1)帧的影像信号，通过插补处理，生成相当于第(n+1/2)帧的影像信号。此外，作为插补处理电路473进行的插补处理，此处省略说明，能够使用公知的各种插补算法。
由插补处理电路473生成的相当于第(n+1/2)帧的影像信号，和帧存储器472中收纳的第n帧的影像信号，通过控制器45被供给到源极驱动器43。
然后，源极驱动器43，在第n帧的前半，将第n帧的影像信号中的绿色成分的数据信号供给到与绿色像素连接的数据线DL，在第n帧的后半，将由插补处理电路473生成的相当于第(n+1/2)帧的影像信号中红色和蓝色成分的数据信号供给到与红色和蓝色像素连接的数据线DL。
根据以上结构，特别是在显示动态图像的情况下，能够缓和伴随原色图像以时间序列分离显示时的色裂(也称为色断裂(colorbreak-up))现象的发生。
其中，在图13中，举例表示了与第一实施方式的液晶显示装置1同样具备开关电路46的结构，该开关电路46在1帧期间的前半点亮冷阴极荧光管31G熄灭冷阴极荧光管31RB，在后半点亮冷阴极荧光管31RB熄灭冷阴极荧光管31G，但是也可以是具备在第二实施方式中说明的开关电路46a、46b以代替该开关电路46的结构。
此外，上述各实施方式中说明的结构只是一个例子，本发明的技术范围并不仅限定于上述具体例子，能够进行各种变更。
例如，在上述各实施方式中，表示了用冷阴极荧光管作为背光源的例子，但是也能够改为使用热阴极荧光管。此外，实施方式中具体提到的荧光体，也仅是一个例子。
并且，除荧光管以外，也能够使用LED作为背光源装置6的光源。在该情况下，可以是如图15所示，在背光源装置6的箱体12(参照图3)的底面规则地配置RGB各色的LED51R、51G、51B以代替冷阴极荧光管31的结构。而且，可以在1帧期间的前半仅点亮绿色LED51G熄灭红色LED51R和蓝色LED51B，在1帧期间的后半点亮红色LED51R和蓝色LED51B熄灭绿色LED51G。
如图15所示在使用各色LED作为背光源装置6的光源的情况下，例如如果液晶显示装置的画面尺寸为37V型，则优选一共使用305个左右的LED。在该情况下，背光源装置6的消耗电力大约为246W。此外，在图15所示的例子，是将RGB各色的LED51R、51G、51B以51G、51R、51B、51R、51G这5个为重复单位规则地配置的结构，但是各色LED的配置和个数并不仅限定于这一个例子。
此外，用LED代替冷阴极荧光管31的情况下，也可以是在背光源装置6的箱体12(参照图3)的底面，配置有将RGB各色的发光元件搭载在一个封装包中的LED42的结构。在该LED42中，也能够分别进行RGB各色的发光元件的点亮/熄灭控制，所以可以在1帧期间的前半仅点亮绿色发光元件42G熄灭红色发光元件42R和蓝色发光元件42B，在1帧期间的后半点亮红色发光元件42R和蓝色发光元件42B熄灭绿色发光元件42G。在使用这样的LED42作为背光源装置6的光源的情况下，例如如果液晶显示装置的画面尺寸为37V型，则优选共使用1950个左右的LED。在该情况下，背光源装置6的消耗电力约为210W。
并且，背光源装置6不限定于如上所述的正下方型背光源，也可以是在导光体的侧面配置有光源的边缘型背光源。
此外，例如在上述各实施方式中，举例表示了具备RGB的3原色的彩色滤光片的结构，但是也能够作为具备CMY的3色的彩色滤光片的结构实施本发明。此外，本发明能够适用的彩色滤光片并不限定于3色彩色滤光片，具备混合时呈白色的3色(RGB或CMY)以外的颜色的、4色以上的彩色滤光片的结构也包括在本发明的技术范围内。此外，在上述各实施方式中，在1帧期间的前半显示1个图像中的绿色的像素部分，在后半显示红色和蓝色的像素部分，但是也可以在前半显示1个图像中的红色和蓝色的像素部分，在后半显示绿色的像素部分。
此外，在上述各实施方式中，举例表示了使用发出主要具有绿色的波段的光谱的光的光源和主要具有红色和蓝色的波段的光谱的光源这2种作为背光源装置的光源的结构。但是，因为使色纯度劣化的主要原因在于绿色和蓝色的混色，所以只要能够分离绿色成分和蓝色成分即可。因而，作为背光源装置的光源，使用发出主要具有蓝色的波段的光谱的光的光源和主要具有红色和绿色的波段的光谱的光源这2种的结构，也适于本发明的实施方式，显然也会起到与上述各实施方式同等的效果。此外，用LED作为背光源装置的光源的情况下，也可以是在1帧期间的前半和后半的一方中使蓝色发光二极管发光，在另一方中使红色发光二极管和绿色发光二极管同时发光的结构，会起到与上述各实施方式同等的效果。
产业上的利用可能性
本发明能够在产业上应用于作为显示装置的背光源使用的照明装置，和具备它的显示装置。

Claims (35)

1.一种照明装置，其作为显示装置的背光源使用，其特征在于：
具备发出第一色的光的第一光源，和发出相对于所述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源；
所述第一光源和所述第二光源能够独立地进行点亮控制，并且，
具有以覆盖内部具有所述第一光源和所述第二光源的光源单元的光放射面的方式从所述光源单元侧依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、和第二聚光层。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述第一聚光层和所述第二聚光层为在其光出射侧表面配置有多个单位透镜的透镜片。
3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于：
所述透镜片具有透镜部，在所述透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于：
所述透镜片为具有透镜部的双凸透镜状片，在所述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
5.如权利要求3或4所述的照明装置，其特征在于：
所述第一聚光层和所述第二聚光层，以在各自的光出射侧表面形成的所述透镜结构体的排列方向正交的方式配置。
6.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
作为所述第一散射层和所述第一聚光层，以及所述第二散射层和所述第二聚光层，使用在其光出射侧表面配置有多个单位透镜的透镜片与光散射片通过粘合层一体地形成的光学片。
7.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于：
所述光学片在所述透镜片和所述光散射片之间具有光反射层，所述光反射层在所述光散射片侧具有光反射性高的表面，
所述光反射层，在从各单位透镜的凸部顶点向所述透镜片的平坦面成垂线的部分与所述透镜片的所述单位透镜分别对应形成有开口部。
8.如权利要求6或7所述的照明装置，其特征在于：
所述透镜片具有透镜部，在所述透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
9.如权利要求8所述的照明装置，其特征在于：
所述透镜片为具有透镜部的双凸透镜状片，在所述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
10.如权利要求8或9所述的照明装置，其特征在于：
作为所述第一散射层和所述第一聚光层的第一所述光学片，与作为所述第二散射层和所述第二聚光层的第二所述光学片，以在各自的光出射侧表面形成的所述透镜结构体的排列方向正交的方式配置。
11.如权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述第一色的光具有主要为绿色的波段的光谱；
所述第二色的光具有主要为红色和蓝色的波段的光谱。
12.如权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述第一色的光具有主要为蓝色的波段的光谱；
所述第二色的光具有主要为红色和绿色的波段的光谱。
13.如权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述第一光源和所述第二光源为冷阴极荧光管或热阴极荧光管。
14.如权利要求13所述的照明装置，其特征在于：
所述第一光源和所述第二光源分别被设置有多个，并且所述第一光源和所述第二光源每一根或每多根交替地配置。
15.如权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述第一光源为绿色发光二极管，
所述第二光源由红色发光二极管和与所述红色发光二极管同时发光的蓝色发光二极管的组合构成。
16.如权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于：
所述第一光源为蓝色发光二极管，
所述第二光源由红色发光二极管和与所述红色发光二极管同时发光的绿色发光二极管的组合构成。
17.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示元件，其具备：以矩阵状配置的扫描线和数据线；与所述扫描线和数据线连接的开关元件；当所述开关元件通过所述扫描线的信号成为被接通状态时进行与从数据线写入的数据信号对应的灰度等级显示的像素部；与所述像素部对应配置，至少包括混合时呈白色的3色的滤光片的彩色滤光片；
照明装置，其向所述显示元件射出面状光，具备发出所述3色中任一色即第一色的光的第一光源，和发出相对于所述第一色存在补色关系的第二色的光的第二光源，并且具有以覆盖内部具有所述第一光源和所述第二光源的光源单元的光放射面的方式从所述光源单元侧向所述显示元件依次设置的第一散射层、第一聚光层、第二散射层、和第二聚光层；
扫描线驱动部，其以在所述显示元件中显示1个图像的期间的半个周期中，向所述扫描线的各个依次供给选择信号；
数据线驱动部，其在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向所述数据线供给应该向与所述第一色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号，在所述期间的前半和后半的另一方中，向所述数据线供给应该向与所述3色中所述第一色之外的2色的彩色滤光片对应的像素部写入的数据信号；以及
光源驱动部，其在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中使所述第一光源点亮并且使所述第二光源熄灭，在所述期间的前半和后半的另一方中使所述第二光源点亮并且使所述第一光源熄灭。
18.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于：
所述照明装置的所述第一聚光层和所述第二聚光层为，在其光出射侧表面配置有多个单位透镜的透镜片。
19.如权利要求18所述的显示装置，其特征在于：
所述透镜片具有透镜部，在所述透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
20.如权利要求19所述的显示装置，其特征在于：
所述透镜片为具有透镜部的双凸透镜状片，在所述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
21.如权利要求19或20所述的显示装置，其特征在于：
所述第一聚光层和所述第二聚光层，以在各自的光出射侧表面形成的所述透镜结构体的排列方向正交的方式配置。
22.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于：
作为所述照明装置的第一散射层和所述第一聚光层，以及所述第二散射层和所述第二聚光层，使用在其光出射侧表面配置有多个单位透镜的透镜片与光散射片通过粘合层一体地形成的光学片。
23.如权利要求22所述的显示装置，其特征在于：
所述光学片在所述透镜片和所述光散射片之间具有光反射层，所述光反射层在所述光散射片侧具有光反射性高的表面，
所述光反射层，在从各单位透镜的凸部顶点向所述透镜片的平坦面成垂线的部分与所述透镜片的所述单位透镜分别对应形成有开口部。
24.如权利要求22或23所述的显示装置，其特征在于：
所述透镜片具有透镜部，在所述透镜部中，柱状的透镜结构体以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
25.如权利要求24所述的显示装置，其特征在于：
所述透镜片为具有透镜部的双凸透镜状片，在所述透镜部中，半圆柱状的凸圆柱透镜以其轴与片的面平行的方式且在与所述轴正交的方向上并列排列有多个。
26.如权利要求24或25所述的显示装置，其特征在于：
作为所述第一散射层和所述第一聚光层的第一所述光学片，与作为所述第二散射层和所述第二聚光层的第二所述光学片，以在各自的光出射侧表面形成的所述透镜结构体的排列方向正交的方式配置。
27.如权利要求17～26的任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述数据线驱动部，在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，向所述数据线供给数据信号，所述数据信号使在与所述3色中所述第一色以外的2色的彩色滤光片对应的像素部进行黑灰度等级显示；
所述数据线驱动部，在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的另一方中，向所述数据线供给数据信号，所述数据信号使在与所述第一色的彩色滤光片对应的像素部进行黑灰度等级显示。
28.如权利要求17～26的任一项所述的显示装置，其特征在于：
在所述照明装置中，所述第一光源和所述第二光源在与所述扫描线正交的方向上分别设置有多个；
所述光源驱动部，在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的一方中，与向所述扫描线的选择信号的施加相同步，按配置顺序逐次点亮所述多个第一光源，在所述显示元件中显示1个图像的期间的前半和后半的另一方中，与向所述扫描线的选择信号的施加相同步，按配置顺序逐次点亮所述多个第二光源。
29.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
还具备插补数据生成部，其通过对在所述显示元件中显示1个图像的期间向所述数据线供给的数据信号、和在该期间的下一个期间向所述数据线供给的数据信号进行插补，生成在所述显示元件中显示1个图像的期间的后半向所述数据线供给的数据信号。
30.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一色的光具有主要为绿色的波段的光谱，
所述第二色的光具有主要为红色和蓝色的波段的光谱。
31.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一色的光具有主要为蓝色的波段的光谱，
所述第二色的光具有主要为红色和绿色的波段的光谱。
32.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一光源和所述第二光源为冷阴极荧光管或热阴极荧光管。
33.如权利要求32所述的显示装置，其特征在于：
在所述照明装置中，所述第一光源和所述第二光源分别被设置有多个，并且所述第一光源和所述第二光源每一根或每多根交替地配置。
34.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一光源为绿色发光二极管，
所述第二光源由红色发光二极管和与所述红色发光二极管同时发光的蓝色发光二极管的组合构成。
35.如权利要求17～26中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述第一光源为蓝色发光二极管，
所述第二光源由红色发光二极管和与所述红色发光二极管同时发光的绿色发光二极管的组合构成。
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