TWI286630B - Liquid crystal display device having an improved lighting device - Google Patents

Description

1286630 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種液晶顯示裝置，且係關於一種適於 有效增強顯示螢幕的亮度之光源，並使其均勻於整個顯示 螢幕區域，以及其控制方法。 使用液晶顯不兀件（亦稱爲液晶顯不面板）、電子照 明元件（其依使用的螢光材料分成有機系統與無機系統， 以下稱爲E L元件）、場致放射裝置（以下稱爲F E元件 )或類似物之顯示裝置顯示影像，無需用於二維地掃瞄電 子束之空間（真空外殻）在如冷陰極管（CRT)之顯示 螢幕的背面上。因此，此些顯示裝置具有相較於CR 丁它 們是薄且輕之特性，且功率消耗是低的。此些顯示裝置有 時因爲其外觀稱爲扁平面板顯示器。 使用液晶顯示元件、E L元件或場致放射裝置或類似 物之顯示裝置已廣泛地擴大，由於相對於CRT之上述優 點，以取代使用C R T於各種用途之顯示裝置。自 CRT s至扁平面板裝置之更換已進步之事實，亦是由於 液晶顯示元件或E L元件的影像品質加強之技術創新。隨 著最近多媒體或網際網路的普及，移動圖像的顯示已被強 烈需求。例如，於使用液晶顯示元件的顯示裝置中，液晶 材料或驅動方法已被用於實現移動圖像顯示。然而，於稱 爲扁平面板顯示器之顯示裝置以及使用液晶顯示元件的顯 示裝置中，亮度的增加是用以顯示品質上相等於習知 C R T之影像之重要因素。 爲了獲得品質上相等於習知C R T之移動圖像顯示， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4 - 1286630 A7 B7 五、發明説明（2) 必要地具有脈衝 束掃瞄在各像素 方面，例如，液 光產生，且因此 用以解決有 ，是用於液晶顯 材料或顯示模式 個螢光燈相對於 方法之改進。圖 背光的照明方法 示螢幕（以虛線 的設計，以及以 時間之時序。圖 度的提升。 如自圖3 1 時間是連續地自 管。一系列的發 ，且重複一個框 型光產生，如藉由以放射自電子 上以激勵各別像素對照明的磷光 晶顯示裝置經由螢光燈利用使用 ，完整的移動圖像顯示是困難的。 關所述的液晶顯示裝置之上述問 示晶粒（密封於基板間之液晶層 ，以及用於使用直射光背光（用 液晶顯示元件的顯示螢幕的光源 3 1顯示建議用於移動圖像顯示 的一個實例，其使用具有八個（ 標示的框）相對配置的管燈之直 亮度波形而論配置於其上之燈的 3 1所示之亮度波形顯示向上投 槍之電子 體。另一 的固定型 題的過程 )的液晶 於配置數 架構）的 之直射光 8 )與顯 射光背光 照明開始 射描述亮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 看衣 訂 土 是顯而易見的，各別的螢光管的照明開始 頂部的一個螢光管延遲至底部的一個螢光 光操作是與影像顯示信號的掃瞄週期同步 的每一影像顯示週期（用於轉移視頻信號 至顯示螢幕的所有像素之週期）。（參考” LIQUID CRYSTAL” 第 3 冊，第 2 期（1999)，第 99 至 1 0 6 頁） 另一方面，有一種技術用於依據傳輸至液晶顯示裝置 之移動圖像信號的景象而調變光源的亮度。在此技術中， 傳輸至液晶顯示裝置之視頻信號的最大亮度資料、最小亮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇乂297公釐） 1286630 A7 _____B7____ 五、發明説明（3 ) 度資料與平均亮度資料被讀取，構成移動圖像框之每一影 像（用於電影’每一”框”）以依據此資料控制供應至光 源的電流（以下稱爲燈電流）。假設正常供應至光源之電 流是參考電流（例如，4 · 5 m A )，於影像是明亮在整 個區域上的例子中’燈電流是設在高於參考電流（例如， 8 m A )之某一週期，且隨後回到參考電流中。相反地， 於影像是黑暗在整個區域上的例子中，燈電流是設在低於 參考電流（例如，1 · 5 m A )。（參考”日經電子” 1999年1 1月15曰出版，第75 7期（1999年 )第1 3 9至1 4 6頁） 於前者（全亮影像）的例子中，光源的溫度上升是多 出符合自參考電流供應至光源的電流增加之部份。於螢光 燈的例子中，螢光燈內之水銀（H g )的蒸汽壓力上升由 於其溫度的上升，且水銀原子（水銀蒸器的量）增加於螢 光燈內。另一方面，多餘的水銀原子是存在於螢光燈內， 增加了由於氫原子與電子之間的撞擊產生於螢光燈內的紫 外線被水銀原子汲收之可能性，且螢光燈的亮度降低。爲 避免此影響，燈電流是設定在高於參考電流於上述的週期 ’在此週期後，燈電流回到參考電流在螢光燈內的水銀蒸 汽壓力改變前。藉由改變上述的燈電流，螢光燈的亮度是 製成高於當參考電流是供應至其上之亮度時。 於後者（全暗影像）的例子中，當光源的亮度是高時 ’必要地抑制自顯示黑色或接近黑色的顏色之像素漏出少 量的光。於整個暗螢幕中，正如其光傳輸是設定在高於此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _·ί^裝 訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（4 ) 螢幕內之像素，將傳輸的光的絕對量是小。因此，燈電流 是設在低於參考電流，且光源的亮度被抑制以限制光自顯 示黑色或接近黑色的顏色之像素漏出，且光源的功率消耗 降低。 自此兩種技術的組合中，移動圖像影像中亮度的動態 範圍（最大亮度對最小亮度的比）整體上爲習知技術的 2 · 8倍，且對比是400 : 1與500 : 1之間，其是 不小於習知液晶顯示裝置的兩倍。 發明槪述 於實施依次地點亮如上述之直射光背光中光源之技術 於液晶顯示裝置之例子中，如果安裝在直射光背光上之燈 (螢光燈）的數量增加，例如，各燈於一個週期（符合一 個框）的發光操作的光產生持續時間應被縮短。因此，整 個直射光背光的亮度效率降低。 另一方面，當施加至各燈的功率被增加爲了提高顯示 影像的亮度時，液晶晶粒是藉由燈的加熱產生而局部加熱 ，且顯示均勻性亦降低。液晶顯示裝置中之影像顯示是藉 由扭轉密封於安裝在符合影像資訊（施加在液晶晶粒的場 )的方向之液晶顯示元件的液晶晶粒之液晶分子，以及改 變光傳輸至預期値而實施。爲了決定性地扭轉液晶晶粒內 的液晶分子於回應影像資訊的方向，手性試劑以及液晶分 子有時結合液晶晶粒。存在於含有此些添加物的液晶晶粒 內的一層物質有時稱爲”液晶層”。然而，當液晶晶粒的 -7- (請先閱讀背面之注意事項存填寫本育) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（5 ) 溫度局部地上升時，液晶晶粒的光傳輸依據存在於此部份 的液晶分子的折射率的變化而變化於此部份，且因此，不 均勻性發生於顯示影像。再者，液晶層的黏度降低於此部 份，且部份的液晶分子的方向變得散亂（液晶層變得各向 同性）。因此，部份的液晶晶粒的光傳輸無法符合施加至 液晶分子之電場，且發生上述的不均勻性顯示。相較於扭 轉向列型（丁 N型）的液晶顯示裝置中，此問題經常發生 於垂直校準型（VA型），其中液晶層變得各向同性的之 溫度是低的（其稱爲液晶材料的轉換溫度或轉換溫度）， 或於水平電場型的液晶顯示裝置中（於平面切換型或 I S P型）。因此，增加I S P型液晶顯示裝置的顯示亮 度是困難的。 再者’於爲了移動圖像信號所形成的每一影像調變光 源的亮度的技術之例子是應用在液晶顯示裝置中，用以降 低全亮影像之光源的大燈電流至參考電流之時序設定於實 際使用上是困難。如上述，爲了增加參考電流所提供之光 源的亮度，首先燈電流必須製成高於參考電流，且然後燈 電流必須回到參考電流在螢光燈內的水銀蒸汽壓力的改變 之前。然而，用以改變燈電流之時序，例如基本上光源（ 螢光燈）的溫度變化的量測資料與光源的亮度之間之相互 關必須係經驗地設定。再者，因爲於此技術中，在各別影 像顯示時間之光源亮度是依據各別影像的亮度而改變，每 一影像之對比維持可由習知液晶顯示裝置達到之値。換言 之，即使此技術是應用在液晶顯示裝置，於其亮度極少變 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 1286630 A7 B7 五、發明説明（6) 化於指定週期（數個影像資料傳送至液晶顯示裝置之週期 )之影像諸如靜態影像被顯示之例子，此對比不可能改變 0 供應至液晶顯示裝置的光源之電流與光源的溫度或亮 度之間的關係被詳述，例如，於諸如日本專利先行公開案 Hei 11 — 38381 (公開於 1999 年 2 月 12 日），9-260074(公開於1997年10月3日 )，11 一 283759 (公開於 1999 年 10 月 15 日），7—175035(公開於1995年7月14日 )及8 — 8083 (公開於1996年6月12日）之曰 本公告案中。然而，即使此些公告案被參考，尋找用以適 當地設定燈電流的切換時序之條件是困難的。 本發明的目的在於提供一種液晶顯示裝置，藉此裝置 ，配置在安裝於其上之液晶顯示面板上（液晶顯示元件） 之影像的亮度是有效的增強，且有關以光照明液晶顯示面 板之光源的加熱產生之各種問題被解決。 本發明的另一目的在於提供一種液晶顯示裝置，藉此 裝置，影像或視頻被顯示具有如C R T之高對比。 爲達到上述目的，本發明提供架構如下所述之液晶顯 示裝置。 依據本發明的實施例，提供一種裝置包含：液晶顯示 面板，具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源且投 射至少一個光源所產生之光在液晶顯示面板上；及電路， 用以輪流地供應於第一週期△ t t之第一振幅的第一交流電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1286630 A7 B7 五、發明説明（7) 流，及於第二週期△ t 2之第二振幅的第二交流電流至至少 一個光源，第一振幅是大於第二振幅，其中電流控制第一 交流電流及第二交流電流以滿足以下關係：第一功率E 1 是低於第二功率E2，第一功率E1是定義如{ (tix i p - p ( 1 ) x V p - p ( 1 ) / 2 ) } + { ( t 2 x i p - p (2) xVP-P (2)/2) } ，ip-p(l)=於第一週 期△ t i流經之至少一個光源的各別一者的第一交流電流的 峰間値，V p - p ( 1 )=於第一週期△ t :跨接之至少一個 光源的各別一者之電壓的峰間値，i p - P ( 2 )=於第二 週期△ t 2流經之至少一個光源的各別一者的第二交流電流 的峰間値，V p - p ( 2 )=於第二週期△ t 2跨接之至少一 .光源的各S!J —者之電壓的峰間値，第二功率E 2是定義 $D(tl+t2) x(IeffXVeff) ，Ieff 是於第一週 期△ t i加上第二週期△ t 2流經至少一個光源的各別一者 的電流的有效値，及V e f f是於第一週期△ t i加上第二週 期△ t 2跨接至少一個光源的各別一者的電壓的有效値。 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含：液晶 顯示面板，具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源 且投射至少一個光源所產生之光在液晶顯示面板上；及電 路，用以輪流地供應燈電流至至少一個光源於第一週期 △ t i，及停止供應燈電流至至少一個光源於第二週期 △ t 2，其中滿足以下關係：第一功率E 1是低於第二功率 E2，其中第一功率E 1是定義如（t iXi P-PxVP-P / 2 ) ，i p - P二於第一週期△ t i流經之至少一個光源的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 各別一者之燈電流的峰間値，V P - P =於第一週期△ t i跨 接之至少一個光源的各別一者之電壓的峰間値，第二功率 E2 是定義如（ti+ts) X( IeffXVeff) ，I e f f 是於第一週期△ t i加上第二週期△ t 2流經至少一個光源 的各別一者的電流的有效値，及V e f f是於第一週期△ t i 加上第二週期△ t 2跨接至少一個光源的各別一者的電壓的 有效値。 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含··液晶 顯示面板，具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源 且將至少一個光源所產生之光投射在液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應於第一週期△ t 1具有第一有效値 ' Vi之第一電壓，及於第二週期△ t 2具有第二有效値v2 之第二電壓至至少一個光源，第一電壓產生具有於第一週 期△t i流經至少一個光源的各別一者的第一有效値i i之 第一電流，第二電壓產生具有於第二週期△t 2流經至少一 個光源的各別一者的第二有效値i 2之第二電流，第二有效 値i 2是小於第一有效値i 1，其中第一亮度對第一電力的 第一比是大於第二亮度對第二電力的第二比，其中第一亮 度是於第一週期△ t i加上第二週期△ t 2之至少一個光源 的各別一者所產生之亮度，第一電力是定義如{( t iX VlXil) + (t2XV2Xi2)}/(tl+t2)，第 二電力是定義如（Veffxiefi)， v e f f是於第一週期△ t i所供應的第一電壓及於第二 週期△ t 2所供應的第二電壓的結合所產生之有效値， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 -~~ 1286630 A7 B7 五、發明説明（9 ) i e f f是流動於第一週期△ t ：l之第一電流與流動於第二週 期A t 2之第二電流的結合所產生之有效値，及第二亮度是 供應以第二電力之至少一個光源的各別一者所產生之亮度 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含：液晶 顯示面板，具有數個像素；照明裝置，具有端間長度L ( cm )的冷陰極管且將冷陰極管所產生的光投射在液晶顯示 面板上；及電路，用以輪流地供應於第一週期△ t i的第一 電力Wi(W)，及於第二週期Λ1：2的第二電力W2(W )至冷陰極管，第二電力W2是小於第一電，其中第 一電力W !對端間長度L的比是大於〇 · 2 W / cm，而第二 電力W 2對端間長度L的比是等於或小於〇 . 1 W / cm。

f I 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含：液晶 顯示面板，具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源 且將至少一個光源所產生的光投射在液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應於第一週期△ t 2具有第一有效値 i i的第一電流，及於第二週期△ t 2具有第二有效値i 2 的第二電流至至少一個光源的各別一者，第一有效値i 1是 大於流經至少一個光源的各別一者之燈電流的額定値，第 二有效値i 2是小於燈電流的額定値，其中第一有效値i i 、第二有效値i 2、第一週期At i與第二週期At 2的選 擇使得至少一個光源的各別一者所產生之亮度經過第一週 期△ t i加上第二週期△ t 2的積分是大於供應以額定値的 電流之至少一個光源的各別一者所產生之亮度經過第 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 燈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -12 i 1286630 A7 ________ B7 五、發明説明（1〇) 週期△ t !加上第二週期△ t 2的積分。 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含：液晶 顯不面板’具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源 且將至少一個光源所產生的光投射在液晶顯示面板上；及 控制電路，其架構以切換於第一操作與第二操作之間，第 一操作供應於第一週期△ t i具有第一有效値i i的第一電 流至至少一個光源，且第二操作供應於第二週期△ t 2具有 第二有效値i 2的第二電流至至少一個光源，第二有效値 i 2是小於第一有效値i i ;及溫度檢測器電路，用以檢測 至少一個光源的溫度，其中溫度檢測器電路傳送信號至控 制電路’當至少一個光源的外壁的溫度超過6 5。(：時，且 ;控制電路自第一操作切換至第二操作以回應該信號、。 依據本發明的另一實施例，提供一種裝置包含：液晶 顯示面板，具有數個像素；照明裝置，具有至少一個光源 且將至少一個光源所產生的光投射在液晶顯示面板上；及 控制電路，其架構以切換於第一操作與第二操作之間，第 一操作供應於第一週期△ t 1具有第一有效値i 1的第一電 流至至少一個光源，且第二操作供應於第二週期△ t 2具有 第二有效値i 2的第二電流至至少一個光源，第二有效値 i 2是小於第一有效値i I ;及亮度檢測器電路，用以檢測 至少一個光源的亮度，其中亮度檢測器電路傳送信號至控 制電路，當亮度開始時。 圖式簡單說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -13 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（11) 在附圖中，其中相同的參考號碼標示所有的圖式中之 相似的元件，且其中： 圖1是用以解說依據本發明之液晶顯示裝置的主要構 成元件的配置之簡圖； 圖2 ( a )是具有依據本發明之液晶顯示裝置中的側 邊型的光源單元之一實例的簡要橫截面圖’圖2 ( b )是 顯示光源單元的配置之透視圖’及圖2 ( c )是顯示另一 光源單元的配置之透視圖，其中圖2 ( b )的光源單元具 有較高的亮度； 圖3 ( a )是具有依據本發明之液晶顯示裝置中直射 光型之一實例的簡要橫截面圖’與圖3 ( b )是顯示光源 單元的配置之透視圖； 圖4 ( a )是顯示一次側上之反相電路中之直流電流 輸入的波形之波形圖，當依據本發明之光源的發光是藉由 圖1所示之控制電路CTRL而實施時，圖4 (b)是顯 示變壓器T R的一次側中之交流電流輸入的波形之波形圖 ，圖4 ( c )是顯示產生於二次側電路中之交流電流是藉 由示波器而量測的波形之波形圖，及圖4 ( d )是顯示基 於由產生於二次側電路中之交流電流的安培計所量測的電 流値所述之虛擬電路波形之波形圖； 圖5是顯示圖1所示之光源的控制電路C T R L的特 定例之電路圖； 圖6是用於解說螢光燈或類似物的放電管內的放電電 流與施加配置在放電管的電極之間之電壓間的關係之曲線 -14- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（12) 圖； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7是用於解說產生於包括螢光燈或類似物的放電管 的電路中之燈電流與施加在放電管內的電極之間之燈電壓 間的關係之曲線圖； 圖8是經由冷陰極管的例子顯示相關於依據本發明的 光源的發光之放電管的參數之冷陰極管的截面圖，以及顯 示發光時縱向之亮度分佈之曲線圖； 圖9 ( a )是顯示安裝在依據本發明之液晶顯示裝置 上之冷陰極管的壁表面（外壁）溫度，此管中之水銀蒸汽 壓力與亮度之間的關係之曲線圖，與圖9 ( b )是顯示供 應至配置於冷陰極管內之一對電極之電流與亮度之間的關 係之曲線圖； 』 圖1 0是顯現顯示白色在顯示螢幕上的狀態中之像素 的亮度之變化的曲線圖，當依據本發明之液晶顯示裝置的 光源閃爍時； 圖1 1 ( a )顯示輸入在相關於依據本發明之液晶顯 示裝置的光源的發光操作的一實例之液晶顯示裝置之同步 信號的時序，圖1 1 ( b )是供應至液晶顯示裝置的像素 之影像顯示信號的波形圖，圖1 1 ( c )是液晶顯示裝置 的背光的發光控制信號（一次側電路中的直流電流）的波 形圖，與圖1 1 ( d )是背光亮度變化的波形圖； 圖1 2 ( a )及圖1 2 ( b )是分別地顯示亮度相對 於燈電流（橫軸）與壁表面溫度相對於燈電流之之曲線圖 ，在四種不同於光作用比之發光與液晶顯示裝置的光源的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2〖〇X297公釐） -15 - 1286630 A7 B7 五、發明説明（13) 燈電流（C F L管電流）是連續達6 〇分鐘之後； 圖1 3 ( a )與圖1 3 ( b )是分別顯示液晶顯示裝 置的光源（冷陰極管）的亮度變化與壁表面溫度隨著時間 •之曲線圖，用於光源是以依據本發明的閃爍發光的方式而 操作之例子，與光源是受到連續發光之例子； 圖1 4是顯示適於依據本發明的液晶顯示裝置的光源 的發光之控制電路的另一實例之簡圖； 圖1 5是使用於依據本發明之液晶顯示裝置的光源的 發光操作之控制電路的實例之簡要電路圖； 圖 16 (a) 、16 (b) 、16 (c)及 16 (d )是用以解說液晶顯示裝置的螢幕亮度變化之曲線圖，當 本發明的閃爍發光是與較適於移動圖像顯示之驅動計劃結 合時，圖1 6 ( b )用以解說液晶顯示裝置的螢幕亮度改 變之曲線，當連續發光是與適於移動圖像顯示之驅動計劃 結合時，圖1 6 ( c )用以解說習知液晶顯示裝置之移動 圖像顯示的反差比（C R )，及圖1 6 ( d )是用以解說 依據本發明的液晶顯示裝置之顯示影像的反差比； 圖17 (a)'17(b)、及17 (c)是分別顯 示主動陣列型液晶顯示裝置的TN型、VA型、及I P S 型之簡要橫截面圖； 圖1 8 ( a )解說與同步信號同步地輸入實施例1中 之液晶顯示裝置的像素之影像信號的波形（虛線），其中 依據本發明之液晶顯示裝置的光源的閃爍發光是應用至移 動圖像顯示，及圖1 8 ( b )至1 8 ( e )解說符合使用 • 16- (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（14) 如圖1 8 ( a )中之相同時間軸（橫軸）之影像信號之光 源的亮度波形（虛線的橫軸符合暗位準）； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 9是顯示具有圖2 ( c )的配置之光源單元的反 相電路與光源的電路組態的一實例之平面圖； 圖2 0 ( a )至2 0 ( e )解說使用相同時間軸（橫 軸）之光源（虛線的橫軸符合暗位準）的亮度波形的變化 ，於依據本發明之液晶顯示裝置的光源的閃燦發光是應用 至移動圖像顯示之實施例2中； 圖21 (a)及21 (b)分別是顯示光源單元的反 相電路的兩個實施例與適於依據本發明之液晶顯示裝置之 光源的電路組態之平面圖； 圖2 2 ( a )及2 2 ( b )分別是顯示光源單元的反 相電路的兩個實施例與適於依據本發明之液晶顯示裝置之 光源的另一電路組態之平面圖； 圖2 3 ( a )及2 3 ( b )分別是顯示光源單元的反 相電路的兩個實施例與適於依據本發明之液晶顯示裝置之 光源的另一電路組態之平面圖； 圖2 4是顯示光源是配置在光導的短邊之配置的一實 例之透視圖，其相關於結合依據本發明之液晶顯示裝置之 側緣型的光源單元； 圖2 5是顯示光導的側是藉由L形光源包圍之配置的 一實例之透視圖，其相關於結合依據本發明之液晶顯示裝 置之側緣型的光源單元； 圖26 (a)及26 (b)是顯示具有圖25的配置 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐) -17: " 1286630 A7 B7 五、發明説明（15) 與光源的電路組態之光源單元的反相電路的兩實例之平面 圖； 圖2 7 ( a )是顯示光導的側是藉由u形光源包圍之 配置的一實例之透視圖，其相關於結合依據本發明之液晶 顯示裝置之側緣型的光源單元，與圖2 7 ( b )是顯示符 合此配置之光源的反相電路與電路組態的一實例之平面圖 > 圖2 8 ( a )是顯示直線光源是配置在光導的一側上

之配置的一實例之透視圖，其相關於結合依據本發明之液 晶顯示裝置之側緣型的光源單元，圖2 8 ( b )是顯示L 形光源是沿著光導的兩側而配置之配置的一實例之透視圖 V ，與圖2 8 ( c )是顯示U形光源是沿著光導的三側而配 置之配置的一實例之透視圖； 圖29 (a)是具有圖28 (b)的配置之光源的平 面圖，及圖29 (b)是顯示具有圖28 (c)的配置之 光源單元的反相電路與電路組態之平面圖； 圖30 (a)及30 (b)是顯示光源單元中之反相 電路與電路組態的兩實例之平面圖，其相關於結合依據本 發明之液晶顯示裝置之直射光型的光源單元；及 圖3 1是以建議用於移動圖像顯示之液晶顯示裝置的 光源的發光方式顯示光源（背光）的配置與發光時序之解 說圖。 符號說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂 •__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 1286630 A7 B7 五、發明説明（16) Δ t i 第一週期 Δ t I I 第二週期 1 極化器 1 0光源單元 1 1光導 2 液晶層 2 0輸入終端 2 1反相電路 2 2變壓器 2 3光控制電路 2 4切換元件 2 5切換控制電路 25a 燈電流切換開關 2 6安培計 3 基板 3 1 A > 3 2 A 驅動器元件 4 光學片組 5 稜形片 6 擴散膜 6 a擴散板 7 反射器 8 管形螢光燈 9 反射膜 A Μ Μ 安培計 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 1286630 A7 B7 五、發明説明（17) B1k 閃爍控制信號 B r t 亮度控制信號 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C B鎭流電容器 C 一 C t r 1 電流控制電路 C。電容器 C R反差比 CRT 冷陰極管 C T對電極 C T R L控制電路 d 晶粒間隙 DCS 直流電源供應器 D v二極體 E 1第一電力消耗（能量消耗） E 2第二電力消耗（能量消耗） F E場致放射裝置 G L B 光導 i C ◦ N S T中間値 I c t r 1 電流控制信號 I D內徑 I D C 直流電流 I e Γ Γ 有效電流値 i I第一電流 I I e f f有效値 i I I 第二電流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -20 - 1286630 A7 B7 五、發明説明（18) I 1及I I I 売度 I L燈電流 I L - S e n s 管形電流檢測器電路 I π ν - T r s 反相器變壓器電路 Ip-p 尖峰電流値 IPS 平面上切換 j電抗 1 1 〇 〇 區 L C液晶層 1 e 1 e c 距離 1 L管長度

Lmax(cd) 發光強度 L U Μ 發光裝置 MOL 液晶分子 η 掃瞄信號線 N s線圈數 〇D外徑 〇s 1 示波器 〇s 2 示波器 P ( W )供應功率 P i功率消耗（能量消耗） P 1 / 1 I*管壁負載 P 2功率消耗（能量消耗） P N L 液晶顯示面板 -21 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（19) P W Μ — C t r 1 脈衝寬度調變控制 P X 像素 電極 Q C 1及Q C 2 電晶體 Q c 1 電晶 體 Q v ] L 電晶 體 Q v Σ > 電晶 體 R L 電阻 元件 R L 電阻 元件 R V 3 電阻 元件 S (B L K ) 閃爍 控制電壓 S T N 超扭 轉向列型 S U B 1 電極 S U B 2 電極 T F T 薄膜 電晶體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 T N扭轉向列型 T R變壓器 V A垂直校準型 V c鎭流電容器電壓 V 〇 電壓 V - C t r 1 電壓控制電路 V D C 電壓輸出 V e f f 有效電壓値 V I e f f 燈電壓 V I N 輸入電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -22- r % 丨才 i

I 1286630 A7 _B7_____ 五、發明説明（2Q) V I N 輸入電壓 V t 燈電壓 V L C P - P ) 峰間電壓値 V L 1 有效値 V Μ T 伏特計 V ρ - ρ 尖峰電壓値 V R 電壓 V T R 輸出電壓 △ ε介質各向異性 0 角頻率 較佳實施例說明 於任一上述之液晶顯示裝置中，這是可能解決預期藉 由本發明解決之問題，及其它各種問題，這些問題的細節 將參考本發明的實施例說明。 本發明的特別實施例，以下將參考與其相關的附圖說 明。於以下說明所參考的附圖中，具有相同功能的部件是 以相同參考號碼而標示，其重複的說明被省略。 <液晶顯示裝置的構成> 圖1顯示液晶顯示裝置的一實例中之相關本發明的構 成元件。 使用於液晶顯示裝置的影像顯示之液晶顯示面板（液 晶顯示元件）是設置有相對配置的一對基板3，密封在基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210Χ297公釐） -23- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I 1286630 A7 B7 五、發明説明（21) 板之間之液晶層（未顯示），及用以供應顯示信號至形成 在此對基板3中至少一個上之像素電極，或控制顯示信號 的供應時序之驅動器元件3 1 A、3 2 A。於液晶顯示面 板P N L中，數個設有像素電極之像素是配置於基板的表 面。 於圖1中，用於以光照亮液晶顯示面板P N L之照明 裝置L UM是設有管形螢光燈8 (解說如冷陰極管，亦稱 爲光源）與光導G L B。此光導G L B的上表面是相對於 液晶顯示面板的此對基板3的一者（未顯示）的下表面， 然而螢光燈8是沿著光導的一側而配置，光導是因此轉移 至此側如自液晶顯示面板P N L的下表面所視。具有如上 述之架構之照明裝置被稱爲側光型、側邊型;或邊光型。產 生於螢光燈8之光自與其相對之光導G L B的側進入其中 ，其後自其上表面朝向液晶顯示面板P N L (此對基板3 的一者的下表面）照射。例如冷陰極管是使用作爲用於照 明裝置P N L之螢光燈8。已自照明裝置L U Μ進入液晶 顯示面板P N L之光h ν傳送穿過液晶顯示面板以顯示形 成在液晶顯示面板中之影像在其表面上。 用於控制光源（螢光燈8 )之控制電路C T R L是設 有鎭流電容器C B、變壓器TR、反相電路、光控制電路 及截斷器，如圖1中虛線所包圍之區域中所標示。供應自 直流供電器之直流電流被轉換成具有截斷器電路中之預定 電位差之電壓脈衝。例如，以2 0 %變化連續供應1 2 V 的直流電壓是轉換成尖峰電壓被固定在1 2 V之矩形波中 -24- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 __ 五、發明説明（22) ，於光控制電路中，預期電流値是藉由矩形直流電壓脈衝 的脈衝寬度調變而設定。光源的亮度是藉由電流値而決定 。設定成預期値之直流電流是藉由反相電路而轉換成交流 電流，然後輸入變壓器T R。此變壓器T R自反相電路分 配足夠電位差至交流電流以點亮螢光燈8。於控制電路C TRL中，自直流供電器至變壓器TR之電路被稱爲一次 側（低電壓）電路，而自變壓器T R至螢光燈8之電路被 稱爲二次側（高電壓）電路。鎭流電容器C B是配置於控 制電路C T R L的二次側電路中。鎭流電容器 C B具有螢光燈8開始放電所需之高交流電壓，與在開始 放電後之螢光燈8的燈電壓之間的電壓差，且作用如用以 限制螢光燈8的放電電流至適當値之穩定器。， 圖1所示之液晶顯示裝置（控制電路之外）的詳細架 構是槪念地顯示於圖2 (a)至（c)與3 (a)及3 ( b)。圖2 (a)與3 (a)顯示液晶顯示面裝置的截面 圖。圖2 ( b ) 、（ c )及3 ( b )顯示安裝在液晶顯示 裝置上之光裝置（光源單元）的透視圖。於此些圖式的任 一者中，液晶顯示裝置是設有：一對基板3，其中各別主 要表面是配置以相互相對；液晶顯示面板，包含固定於其 間之液晶層（液晶模組或液晶分子與手性試劑的混合物被 密封）2 ;及光源單元1〇，其中安裝有螢光燈8。而且 於圖2 ( a )與3 ( a )中，極化器1是附加在相對於液 晶層2之液晶顯示元件的兩個基板3的各別主要表面。再 者’數個像素（未顯不）是二維地配置在面向液晶層2之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 ： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 B7 __ 五、發明説明（23) 此對基板3的至少一個的主要表面上。於圖2 ( a )與3 (a )的任一者所不之液晶顯不裝置中’使用者自圖式的 上側經由基板3的主要表面看到顯示如液晶層的光傳輸的 圖案之影像。 圖2 ( a )所示之液晶顯示裝置的光源單元1 0具有 螢光燈8是配置在光導1 1的兩個相對側上之架構，此光 導因此稱爲側光型或如圖1所示之照明裝置L U Μ的例子 。如圖2 ( a )所示之側光型的光源單元包含··光導，具 有配置以面向液晶顯示面板的下表面之四邊形上表面；管 形螢光燈8，沿著其側（四邊形的至少一側）配置；反射 器7，用以將自燈8朝向相對於光導1 1之燈8的側照射 之光反射回去；及反射膜9 ，用以使光導內朝向光導的下 表面的傳播之光朝向光導的下表面反射，以照亮液晶顯示 元件的下表面。在光導1 1的上表面與液晶顯示元件的下 表面之間配置有包括例如一對擴散膜6與與夾在其間之稜 形片5之光學片組4。用以加強亮度之擴散片、極化逆向 反射膜或用以控制出射光的角度依附性之透鏡片作爲光學 片。如上述，側光型的液晶顯示裝置之配置使得液晶顯示 元件的下表面不會面向螢光燈8 ，然而面向圖2 ( b )所 示之光導11的上表面。 另一方面，於圖2 ( a )與3 ( a )之液晶顯示裝置 中，光源單元1 0被稱爲直射光型，因爲數個螢光燈8是 配置以相對液晶顯示元件的下表面（換言之，直接在如圖 3 ( a )所示之液晶顯示裝置下方）。於直射光型光源單 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

1286630 A7 B7 五、發明説明（24) 元1 0中，反射器7是配置使得自圖3 ( a )中之螢光燈 8向下照射之光被反射及向上突起於圖3 ( a )(朝向液 晶顯示元件的下表面）。反射器7有時形成有用以消除在 數個螢光燈8與其間的部份之間的光強度變化之皺紋。在 光源單元1 〇與液晶顯示元件之間，配置有如側光型的例 子中之光學片組4，然而側光型中配置在其光學片1 0側 上之光學片組4的擴散片6是以擴散板6 a更換。爲消除 數個螢光燈8與其間的部份之間的光強度變化，光學圖案 有時形成於擴散板6 a中。 側光型的液晶顯示裝置的詳細解說被說明，例如，於 對應於美國專利第5 · 6 4 0 · 2 1 6號（核發於 / 1 9 9 7年6月1 7日）之曰本專利先行公開案第 H e i 7 — 2 8 1 1 8 5號（先行公開於1 9 9 5年 1 0月2 7日），及直射光型的液晶顯示裝置的詳細解說 被說明，例如，於對應於美國專利第5 · 4 3 2 . 6 2 6 號（核發於1 9 9 5年7月1 1日）之日本專利先行公開 案第H e i 5 — 2 5 7 1 4 2號（先行公開於1 9 9 3 年1 0月8日）。 於上述之液晶顯示裝置中，光傳輸是藉由各種增加或 減少作用穿過液晶層2之電場以顯示影像。例如，於諸如 具有以約9 0度的扭轉角度定位之液晶層2的液晶分子之 扭轉向列（T N )型或液晶層2的垂直校準（V A )型的 T F T (薄膜電晶體）裝置的液晶顯示裝置（所謂的主動 陣列型），或具有以2 0 0至2 6 0度的扭轉角度定位之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~:27: '~~~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 __B7 _ 五、發明説明（25) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 液晶層2的液晶分子之超扭轉向列（S T N )型的時間多 工從動液晶顯示裝置（所謂的被動陣列型）之液晶顯示裝 置，光傳輸自最大値（白色影像）變化至最小値（黑色影 像）當作用穿過液晶層2之電場增加時。另一方面，於稱 爲水平場型（或平面內切換型）之T F T驅動器的液晶顯 示裝置中，其中電場是平行於基板的主要表面中而施加於 液晶層2內，光傳輸自最小値（黑色影像）變化至最大値 (白色影像）當作用至液晶層2之電場增加時。 於T N型或垂直校準型的例子中，液晶層2的雙折射 △ η與晶粒間隙d (液晶層2的厚度）的乘積△ η · d是 較佳地於0 · 2至0 · 6 // m的範圍，爲了對比與亮度之 間的相容性，相似地於S T N型的例子中，△ η · d是較 佳地於0 · 5至1 · 2 // m的範圍，且相似於水平場型的 例子，△ η · d是較佳地於〇 · 2至0 · 5 # m的範圍。 <光源的控制電路> 圖4 ( a )顯示輸入至反相電路之電流波形當依據本 發明之光源的控制電路C T R L被利用於圖1所示之液晶 顯示裝置時；圖4 (b)顯示輸入至符合圖4 (a)所輸 入之變壓益T R的一次側之電流波形；圖4 ( c )顯75符 合圖4 ( b )所輸入之變壓器T R的二次側之電流波形， 且藉由與二次側電路串聯連接之示波器〇 s 1所量測，其 中二次側電路連接變壓器T R的二次側與螢光燈8 ;及圖 4 ( d )顯示基於由與符合圖4 ( b )所輸入之二次側電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ 297公釐) -28 - 1286630 A7 B7 五、發明説明（26) 路串聯之安培計A Μ Μ所量測之二次側電路的電流的有效 値所計算之二次側電路的虛擬電流波形。

圖5另特別地顯示圖1所示之光源的控制電路的一實 例。圖1的截斷電路符合圖5的電壓控制電路V -C t r 1 ;圖1的光控制電路符合圖5的電壓控制電路V 一 C t r 1與用以脈衝寬度調變（積體電路）P W Μ -C t r 1之控制元件；及圖1的反相器與變壓器TR符合 反相器變壓器電路I n v - T r s。管形電流檢測器電路 I L 一 S e n s是配置於二次側電路（其功能將後述）。於 圖5所示之電路中，電阻元件；電容元件；電感二極體； 及電晶體是分別顯示，附加下標至字母文字，如R ν i、 R V 2 » C A、C V ； L 1、L 2 » Da、D v ;及 Q V 1、Q V 2 。再者，標示於變壓器TR之Np、Ns及Nb分別表示一 次側上線圏的圈數，二次側上線圈的圏數，及緩衝線圈的 圈數。 於圖5的控制電路中，光源的閃爍控制信號B 1 k及 亮度控制信-B r t是分別輸入於電壓控制電路V — C t r 1與電流控制電路C — C t r 1 。當閃爍控制信號 B 1 k被輸入至電晶體Q v :時，自直流電源供應器D C S 連續供應之電壓V ! n是經由二極體D v、電晶體Q v 2、及 電阻元件R v 3而輸入至脈衝寬度調變控制元件P W Μ — C t r 1作爲閃爍控制電壓S ( β L κ )。電壓V ! ν是依據閃 爍控制信號B 1 k間歇地輸入至脈衝寬度調變控制元件 P W Μ - C t 1· 1 ，因此，來自電壓控制電路V - -29- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（27) C 11 r 1之電壓輸出v d e是間歇地作用或間斷以產生具有 預定尖峰電壓之矩形波。電壓輸出VDC：是與輸入電壓v IN 相同’除非閃爍控制信號B 1 k是輸入至電壓控制電路V 一 C t r 1 中。 然而於本貫施例中，輸入至圖1 (圖5所示之V in與 v ◦ N D之間的電位差）的控制電路c T R L之直流電流的 電位差是設在1 2 V，但是依據液晶顯示裝置的規格此電 位差可適於設在自5至3 Ο V的範圍中之値。再者，在圖 5所示之直流電流的輸入終端v ! N (高電壓側）與V。N D (低電壓側）之間並未受限於所謂的接地電位，然而可以 是具有相對於V ! N側的電壓之預定差之所謂的控制電路的 參考電壓（如何於積體電路中之N E E相對於V c c之電位） 〇 另一方面，脈衝寬度調變控制元件P W Μ — C t I* 1 收到亮度控制信號B r t與閃爍控制電壓S ( b L κ )以傳送 電流控制信號I。t r !至電流控制電路C 一 C t r 1中。 電晶體Q。h收到包含由電流控制信號I。r ^所操作 的電晶體Q。i及Q。2之互補電路的輸出以切斷在固定區間 流入電流控制電路C 一 C t r 1之電流，因此決定流入接 在電流控制電路之後的反相器變壓器電路I n v — T r s 之直流電流I d c的値，基於電流（或切斷）時間相對於單 位時間的比。脈衝寬度調變控制元件P W Μ — C t r 1依 據輸入於其中之閃燦控制電壓S ( B ι* κ )由電晶體Q。h增加 或減少電流的切斷時間，或可產生電流控制信號I ^ t r 1使 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J· 項再填· 訂 d 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -30- 1286630 A7 ___ B7___ 五、發明説明（28) . 得電晶體Q。h可繼續以切斷電流於閃爍控制電壓S ( B L K ) 的輸入是缺少的期間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於依據本發明之控制電路的操作的一個實例中，閃爍 控制信號B 1 k是輸入至電壓控制電路V - C t r i中當 間隔地改變脈衝區間於第一週期△ t !與第二週期△ t ! ! 的每一者時。換言之，閃爍控制信號Β 1 k是以△ t ! + △ t !!的週期而調變。因此，輸入至脈衝寬度調變控制元 件P W Μ - C t r 1之閃爍控制電壓S ( b L κ )亦是依據閃 爍控制信號B 1 k而調變。脈衝寬度調變控制元件P W Μ 一 C t r 1檢測閃爍控制電壓S ( β L κ )的電壓脈衝區間的 變化以決定自其輸出之電流控制信號I。r 1的脈衝或波形 :'v。圖4 ( a )藉由如上述而設定之電流控制信號、I ^ 示電流控制電路C 一 C t I· 1的直流電流I D c的波形的一 個實例。 於反相器變壓器電路I n v — T r s的一次側中，流 入其中之直流電流I D c被轉換成具有例如2 5 k Η z至 1 5 0 k Η ζ的頻率之交流電流。交流電流的頻率被選擇 於2 5 k Η ζ至4 0 k Η ζ的範圍，例如用於筆記型個人 電腦之液晶顯示裝置中，且選擇於4 0 k Η ζ至 5 0 k Η ζ的範圍，例如於高解晰度監視器顯示器或電視 接收器用之液晶顯示之裝置。交流電流的頻率具有隨著影 像顯示操作的增加高速而設在較高値之傾向，由於構成顯 示螢幕（例如，這是影像顯示的解晰度的增加程度所需求 的）之像素的數量增加，且因此頻率是未受限前述之範圍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -31 · 1286630 A 7 B7 五、發明説明（29) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。再者，頻率的設定範圍亦依據變壓器T R S規格而變化 。例如，於使用壓電式變壓器的例子中’ l〇〇kHz至 1 ·5 0 k Η z的高頻範圍被建議，然而設定成上述範圍較 高的頻率由於液晶顯示裝置之高解晰度影像。具有上述之 頻率之交流電流是產生於光源的控制電路的二次側且供應 至螢光燈8，因此螢光燈8是沿著其管軸均勻地照亮。進 入一次側電路中之變壓器T R之交流電流顯不具有依據電 流控制電路C 一 C t r 1於各週期△ t !與△ t ! !所給定 的電流値的電流振輻之波形。圖4 ( b )顯示自一次側電 路輸入至變壓器T R之交流電流的波形的一個實例。 另一方面，當輸出自變壓器T R的二次側之交流電流 /是由與如圖1所示之螢光燈8串聯連接之示波器〇s 1所 量測時，如圖4 ( c )所示之波形被獲得。此波形是扁平 形於週期△ t 。這是因爲放電發生於螢光燈8內之例 子的事實，螢光燈8反而於無放電發生的例子中作用如電 阻元件R L，電流路徑被切斷。以螢光燈8代表的放電管產 生輝光放電於其中以直接或間接發射光。圖6顯示於放電 管的電極間的電壓與供應至其上之電流（放電電流）之間 的關係的一個實例。 於螢光燈中，尤其是冷陰極管，冷陰極管中之正常輝 光放電的產生是較佳地用於其操作作爲光源。爲了產生放 電管中之正常輝光放電，較佳地至少不小於2 X 1 0 — 4 A ，最佳地是不小於1 X 1 0 _ 3 A ( 1 m A )。另一方面， 放電管中之放電不可能自動保持當供應至其上之電流是小 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32 - 1286630 A7 B7________ 五、發明説明（3Q) 於2 X 1 〇 _ 8 A時，然而於螢光燈中’放電有時停止即使 電流是在遠大於2 X 1 0 _ 8 A的電流値以下之位準’例如 ,lxl〇-3A(lmA)，放電有時停止。實際上，本 發明人已實驗性地確認’用於其保證年限的額定電流是6 m A之冷陰極管，有放電停止的可能性當供應至其上之電 流降至2 m A時。自此事實，於週期△ t ! !中，圖4 ( b )的電流波形不同於圖4 ( c )的電流波形之現象可能發 生。 假設圖4 ( c )的電流波形是正弦波，有效電流値 I 是由以下公式而獲得，其使用獲得自週期△ t !中電 流尖峰間之差別之尖峰電流値I p - P。

Ierr=：Ip-p/2,/2= Ip-p x 0.707 ...(1) 二次側電路的有效電流値亦可藉由與圖1中之螢光燈 串聯連接之安培計A Μ Μ所量測。然而，當週期△ t ! + △ t ! !是短時，因此量測之有效電流値不可避免地導致反 射於第一週期△ t !的供應電流與於第二週期△ t ! !的供 應電流兩者之値Ieif(0)，且於第一週期與第二週期 中的有效電流値不可能分離顯示。而且於此例中，亦於交 流電流的有效電流値I e f f ( 〇 )中，假設其波形是正弦 波’公式（1 )的關係是可使用在尖峰電流値I P - P ( 〇 )與有效電流値I e f f ( 0 )之間。自安培計A Μ Μ所量 測的有效電流値I e f f ( 〇 )導出之虛擬電流波形可使用 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 •I· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33- 1286630 A7 B7 五、發明説明（31) 以上關係敘述如圖4 ( d )所示。 於圖1的二次側電路中，至於施加至螢光燈8之有效 電流値，第一週期△ t !與第二週期△ t ! !中之有效電流 値I e f f是分別獲得自由與螢光燈8並聯連接的示波器 〇s 2所量測之電壓波形。然而，當此有效電壓是由與螢 光燈8並聯連接的伏特計V Μ T所量測時，反射於第一週 期△ t !的施加電壓與於第二週期△ t !:的施加電壓兩者 之値V e f f ( 〇 )不可避免地發生。其應注意到，由自示 波器〇s 2所量測之第一週期△ t !與第二週期△ t ! !中 之分別電壓波形獲得尖峰電壓値V P - p，然後取代公式（ 1 )中I p - P的値，分別週期中之有效電壓値V e f f可計 算如公式（1 )中之I e f f。 例如可使用所謂的轉換器型類比計作爲上述的安培計 A Μ Μ與伏特計V Μ T，此類比計藉由整流交流電流然後 將其轉換成直流電流而提供有效電流値與有效電壓値。再 者，功率値（乘積IeffxVefi)可直接藉由四分之一平 方差型的功率轉換器而量測。更者，代替這些類比計，諸 如平均値整流型交流伏特計或時間多工乘法器型瓦特計之 數位計可被使用。 於二次側電路中，諸如鎭流電容器C B之放電穩定元 件是與螢光燈8串聯連接的。在圖1與5所示之控制電路 的二次側上，變壓器T R的輸出電壓V τ R施加在螢光燈8 的電極間之電壓（燈電壓）V l及施加通過鎭流電容器C b 之電壓V c形成下述公式給定的關係。 -34- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7_ 五、發明説明（32)

Vtr = Vl + Vc = VL+lL/(j6；Co) · · · (2) 於公式（2 ) ，I L是供應至螢光燈8之燈電流，且使

VtR、Vl與Vc爲有效電壓値，I L是上述的I eif。 C 〇表示鎭流電容器的電容；ω表示交流電流的角頻率； 以及j顯示鎭流電容器的電容產生二次側電路的阻抗的虛 部（電抗）。 另一方面，螢光燈8作用如電阻元件R L當放電正發生 於螢光燈8時，然而電阻値降低當燈電流I L增加時。此特 性是解說於圖7中如螢光燈8的”燈電壓對燈電流”曲線 。於公式（2)中，假設變壓器TR的輸出電壓Vtr是不 變，由供應至螢光燈8的燈電流I l所產生之通過鎭流電容 器CB的電壓Vc被決定。然後，當公式（2 )的關係是實 質地可利用於二次側電路時，螢光燈8繼續穩定地放電。 此條件是藉由燈電壓V L對燈電流I L的曲線，與輸出變壓 器電壓VTR減去鎭流電容器電壓Vc之間的電壓差（Vtr 一 V c )對圖7中之燈電流I l的曲線之交叉給定。 如依據本發明之光源的照明方法是應用至圖1所示之 液晶顯示裝置之實例，重覆第一週期△ t !是設定在 1 0 m s e c (毫秒=1 〇 - 3 m A )之操作，有效値1 0 m A是供應至螢光燈8於第一週期△ t !，第二週期 △ t ! !是設定在6 · 7 m s e c ，以及對螢光燈8之燈電 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標李（CNS ) A4規格（210X297公釐） -35- 1286630 A7 __B7___ 五、發明説明（33) 流I L的供應被停止於第二週期△ t Ϊ i。於此實施例中， 燈電流是供應至螢光燈8僅於符合此一週期的6 0 % ( )—個週期Ati+AtH的 部份，且然後，螢光燈是以6 0 %的負載比點亮。二次側 電路中之燈電流I L是藉由監視與螢光燈8串聯連接的示波 器〇s 1上之電流波形，且調節輸入至一次側電路的光控 制電路之閃爍控制信號B 1 k而控制，使得燈電流I l的尖 峰電流値Ip-p成爲1 4 · 1mA，其符合21/2乘以有 效電流I e f f 1 〇 m A (見圖4 ( c ))。當螢光燈8 是如上述之週期性地閃爍時，螢光燈8的燈電壓的有效値 V l i是於第一週期△ t !基於與螢光燈8並聯連接的示波 器:〇s 2上之電壓波形的峰間電'舊:値V I； ( p - p )而計算， 且被發現爲617V。 供應至上述閃爍操作中之螢光燈8之燈電流的燈電流 I L符合1 0 0 %負載比操作（無閃爍之連續照明操作）中 之燈電流的有效値6 0 m A。 使用由如上述之巨觀地考慮此一個週期” △ t ί + △ t η ”所獲得之燈電流的有效値I e f f ( 〇 )，虛擬連 續電流波形可被獲得如圖4 ( d )所示。當一個週期的長 度變短至如上述之某些程度時，與螢光燈8串聯連接之安 培計A Μ Μ，以及與螢光燈8串流連接之伏特計V Μ T顯 示於一或更多個週期之巨觀地量測之二次側電路的有效電 流與有效電壓。當螢光燈8是如上述之期間閃爍照明時， 由安培計A Μ Μ所量測之燈電流的有效値I L，及由伏特計 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -36- 1286630 A7 B7 五、發明説明（34) V Μ T所所量測之燈電壓的有效値V L i分別是6 m A與約 9 0 0 V。 於如使用於上述的光源的以上閃爍操作之螢光燈的規 格之相同規格的螢光燈是藉由設定在6 m A的燈電流I L的 有效値，且以1 0 0 %的負載比而操作的例子中，燈電壓 的有效値V l :是6 7 5 V。這些計算自示波器〇 s 1、 0 s 2上的波形之値與由安培計A Μ Μ與伏特計V Μ T所 量測之對應値大約一致而無大差別如上述之光源的閃爍操 作的例子。 在使用圖1的液晶顯示裝置的狀況下’部份的液晶顯 示面板P N L中之一組像素顯示白色影像’且螢光燈是閃 亮如上所述，穿過此部份的面板P N L中的此組像素之光 的亮度在如上述的螢光燈8的閃亮操作的例子中’及在螢 光燈8的連續發光操作的例子中是相等的。在此白色影像 的顯示意指液晶顯示面板被操作使得施加通過&，組像素 相關之液晶層之電場使穿過液晶層之光傳輸最大彳匕° 藉由此組像素顯示具有1 0 0 c d/m2的亮度之白色 影像所需之螢光燈8的功率消耗是7 · 4 W/ 1 0 0 c d 用於實施之閃亮操作以1 0 m A的燈電流與6 0 %的負載 比，其是低於以6 m A的燈電流與1 0 〇 %的負載比實施 之螢光燈8的連續發光所需的8 · lW/l〇〇cd。實 驗結果其後將與圖χ 2 ( a )與1 2 ( b )相關地詳細說 明。以上功率消耗的値是計算如有效電流値1 e f f與有效 電壓値的乘積，其中I 是計算自以圖1的示波 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -37- 1286630 A7 B7 五、發明説明（35) 器〇s 1所獲得之燈電流I L，而V e i f是計算自以圖1的 示波器0 s 2所獲得之燈電壓V L的尖峰電壓値。 圖1所示之二次側電路包含螢光燈8與鎭流電容器 C B。在後者中，流入其中之電流的波形具有相對於施加 穿過其中之電壓的波形，且因此，鎭流電容器C B作用如 電抗。因爲此，自變壓器T R供應至二次側電路之功率實 際上僅被螢光燈8消耗掉。 因此，爲了提供如上述之預期亮度，適於降低其功率 消耗之光源的閃爍操作，具有以下項目的特性： 項目（a )··用於供應預期燈電流至光源（螢光燈） 之第一週期△ t i，及用於停止供應燈電流至光源之第二週 ::期△ t 2是輪流地重複。 項目（b ):計算於第一週期△ t i之螢光燈8的功率 消耗（能量消耗）P ^ 尖峰燈電流値I p - P與尖峰電壓値V p - p是於第一週期 △ t i獲得自以連接於如圖1所示之二次側電路之示波器’ 或相似的量測儀器所量測之燈電流與燈電壓的波形，且然 後功率消耗（能量消耗）P i是於以下公式藉由取代値 I P - P與V p - p而獲得： Ρι = Δ tixIP-P與 νΡ·Ρ =Δ tiX(Ip-p/21/2)x(VP-p/21/2) =(Δ ti x Ip-p x Vp-p)/2 …（3) -38- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 ___B7 五、發明説明（36) 項目（C ):基於量測的有效値而計算功率消耗（能 量消耗）P 2 於包含第一週期△ t 11與第二週期△ t 2的一個週期之 燈電流與燈電壓的有效値I e f f與V e f f是藉由使用連接 於如圖1所示之二次側電路之安培計與伏特計而量測，然 後功率消耗（能量消耗）P 2是於以下公式藉由取代値 I e f f與V e f f而獲得： P2=(Atl+At2)x(IeffXVeff) 在此，I e f f與V e f f是藉由巨觀地考慮物理量於週 期（△ t i + △ t 2 )，且它們在定義上是不同於使用於公 式（3)之値IeH與Vefi。 項目（d ):電流被控制以滿足關係P i < P 2 項目（b )及（c )中之兩個功率消耗（能量消耗） 是於閃爍操作的一個週期中之功率消耗，且各功率消耗是 界定如電功率（能量消耗的時間率）與供應電力的時間之 乘積。 依據本發明於液晶顯示裝置的光源的控制電路與發光 操作中，於閃光操作的一個週期中之功率消耗滿足關係P 1 < P 2的理由如下： 於二次側電路中，施加通過鎭流電容器C B的電壓是 與流入二次側電路之電流（燈電流I l )成比例，因爲自公 式（2 )是顯而易見的。因此，於變壓器T R的二次側輸 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝. 訂 4 1286630 A7 B7 五、發明説明（37) 出電壓V T R是不變的例子中，施加在螢光燈8的電極間之 電壓V L是符合流過預定二次側電路之電流I L。用於螢光 燈8閃爍操作，於I e與V L是藉由分別考慮第一週期 △ t i與第二週期At 2使用圖1所示之示波器〇s 1與 〇s 2上之波形而微觀地量測之例子，於第一週期△ t i中 之電壓V 的有效値反射符合於第一週期△ t i流入二次側 電路之電流I L的有效値之螢光燈8的電阻値R l。於第二 週期△ t 2中，螢光燈8的電阻R I變成無窮大由於螢光燈 8內停止放電，且因此，二次側電路中之電流I L的有效値 實質地變成零，以及於第二週期△ t 2之螢光燈8的功率消 耗亦是零。因此，P 1代表於第一週期△ t」中之螢光燈8 、〆:的功率消耗。 另一方面，於電流I l與電壓Vl整體而言是藉由使用 如圖1所示之安培計A Μ Μ與伏特計V Μ T巨觀地量測於 第一週期△ t i與第二週期△ t 2的例子，V L的有效値是 符合於第一週期△ t i加上第二週期△ t 2的一個週期之 I t的有效値而決定。因此，V t的有效値反射於週期（ △ t i + △ t 2 )的電阻R L如符合於此週期中I L的有效値 之巨觀地電阻。因此，V L的有效値不會反射螢光燈8的電 阻値的變化於週期△ t i與△ t 2以後，且於週期（△ t i + △ t 2 )的I L的有效値亦是小於於週期△ t 2的微觀地 獲得之I l的有效値，因此，V L的有效値依據圖7所示之 燈電流I l對燈電壓V t的曲線而上升。因此，即使如果基 於微觀量測於週期（△ t i + △ t 2 )供應至二次側電路之 -40- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（38) I L的積分是等於基於巨觀量測之積分，關係” P i < p 2 ”有時滿足當巨觀量測之燈電壓V L增大時。 是否滿足關係” P 1 < P 2 ”依後述之△ t 1與△ t 2的 選擇而定。例如，如果△ t :與八t 2兩者被選擇短於 1 〇 -4秒使得其等於二次側電路中之交流電流的頻率的倒 數，如日本專利先行公開案He i 9 - 266078中 所述，在微觀量測與巨觀量測之間之二次側電路的有效値 有一點差別。另一方面，於依據本發明之螢光燈的發光操 作中，△ t i與△ t 2被選擇長於反相電路所產生之二次側 電路中之交流電流的倒數，且因此，於一次側電路中，數 個交流脈衝是產生於各△ t i與△ t 2，且藉此在微觀量測 與巨觀量測之間發生二次側電路的有效値之差別。: <螢光燈的規格與光源電路的設定與操作> 於依據本發明之液晶顯示裝置的光源之控制電路與光 源的發光操作，例如，關係” Ρ i < P 2 ”是藉由一次側的 截斷電路之電壓控制，與圖1所示之光控制電路之電流控 制而建立。於光控制電路所設定之電流中，某些量的電流 i 2的發生在一次側電路是可接受的於第二週期△ t 2。其 理由是，如與圖4 ( b )及4 ( c )相關所解說的，即使 電流i 2是產生於一次側電路中，當符合電流i 2之二次側 電路的交流電流是在能夠自動保持放電管（本實施例中之 螢光燈）中的放電之放電電流的臨界値之下時，於放電管 中之放電停止。再者，如前述，已發現的可能性爲，尤其 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） _ 41 - 1286630 A7 _B7 _ 五、發明説明（39) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 是冷陰極管之螢光燈的放電停止，當二次側電路的電流値 (有效値）下降至符合額定電流（有效値）的1 / 3之2 m A時。另一方面，產生於二次側電路之交流電流的有效 値符合產生於一次側電路的交流電流之有效値。因此，爲 了以額定電流之光的螢光燈於滿足關係” P i < P 2 ”之第 一週期△ t i，光控制電路必須被控制使得一次側電路中產 生於第二週期△ t 2之交流電流的有效値是受限小於一次側 電路中產生於第一週期△ t i之交流電流的有效値的1 / 3 〇 於螢光燈的發光於第一週期△ t i是實施在額定電流之 例子，這是可能滿足關係” P i < P 2 ” ，然而當發射自圖 1中之螢光燈8之光是投射至液晶:顯示面板P N L時，有 形成於液晶顯示面板P N L之影像不可能足夠亮之可能性 。因此，於依據本發明之螢光燈的發光操作應用至液晶顯 示裝置之例子中，較佳地，於第一週期△ t ^供應至螢光燈 之二次側電路的交流電流（燈電流）I l被選擇爲高。參考 螢光燈（諸如冷陰極管）的規格中所述之燈電流（有效値 )，例如，此規格是被安裝有螢光燈之螢光燈的製造者或 液晶顯示裝置的製造者附在產品上當運出產品時。此規格 中所述之燈電流値是考慮到螢光燈的保證服務年限而指定 ，此年限界定作爲逝去的點亮時間在螢光燈的亮度跌至其 初始亮度的5 0 % (有時7 0 % )之前。再者’於本說明 書中，說明適於在以上燈電流値之螢光燈的發光操作之燈 電壓値（有效値）。通常，此些燈電流與燈電壓被說明作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -42 - 1286630 A7 五、發明説明（4Q) 爲連續使用額定値’其指定能夠使發光操作超過保證服務 年限之條件而不會使螢光燈超過指定溫度。於本說明書中 ，爲了方便起見，螢光燈的規格中所述之燈電流與燈電壓 値是標示作爲燈電流與燈電壓額定値。 依據本發明之液晶顯示裝置中，二次側電路中於第一 週期△ t :供應至螢光燈8之燈電流（有效値）I L是設定 大於燈電流額定値。燈電流的有效値I L是藉由調變例如控 制電路C T R L的一次側電路上之光控制電路中之直流電 流的脈衝寬度而適應。光控制電路中之電流被控制使得符 合燈電流額定値之一次側電路中之交流電流（有效値）於 第一週期At i是高，而設定低於第二週期At 2。 雖然用於放電的自動保持之二次側電路中之電流的臨 界値多少隨著螢光燈的規格變化，其可以是2 m A或更低 用於具有不大於5 mm的內直徑之冷陰極管。因此建議爲， 於第二週期△ t 2之一次側電路中之交流電流的有效値是低 於符合二次側電路中之有效電流値2 m A之一次側電路中 之有效電流値。 設定第一週期△ t i與第二週期△ t 2的實例將被後述 。然而，其建議爲，基於燈電流額定I L ( 0 )設定如以上 所選擇之燈電流的有效値I 1«設定以滿足以下關係：

Il(0) Δ Κχ(Δ ίι/(Δ ti-f Δ t2)) …⑷ 於第一週期△ t i的電流値i 1與一次側電路中之第二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -43- ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（41) 週期△ 1； 2的電流値i 2之間的較佳關係依於第一週期 △ t 1的二次側電路中之有效電流値I L對燈電流額定I L (0 )的比而定，然而電流比i 2 / i I將小於1 / 3 ,較 佳地，l/(3n)或更低，其中n=IL/IL(0)， π > 1 〇 爲了 η的選擇，可預期地硏究以液晶顯示面板所需的 亮度的觀點之下限及以預防螢光管劣化的觀點之上限。藉 由實驗與查詢關於冷陰極管的參考書，其可發現以下關係 被推薦： 1 · 2SnS2 . 5 ，較佳地 1 · 5Sn ，或 η 盔 2 . 0 另一方面，於螢光管的燈電流額定因爲其規格被誤放 而未知之例子，例如，於第一週期△ t i的一次側電路中之 交流電流的有效値i i，或二次側電路中之有效電流値I l 可藉由量測臨界電流値（有效値）而設定，螢光管的自動 保持放電被停止在此臨界電流値中。例如，在螢光燈的放 電停止在二次側電路中之有效電流値於1至2 m A的範圍 之例子，藉由改變於第一週期△ t i的二次側電路的有效電 流値i 1，或一次側電路中之交流電流的有效値i 1於上述 臨界値5倍至1 0倍的範圍，或符合臨界値之一次側電路 中之交流電流的有效値，最佳地有效電流値可由確認液晶 顯示裝置的亮度而選擇自上述範圍。 於本實施例中，於週期（△ t i + △ t 2 )在功率消耗 (能量消耗）P i <功率消耗（能量消耗）P 2的條件下操 -44- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 ____B7 五、發明説明（42) 作液晶顯不裝置的光源，尤其，較佳地考慮控制電路 C T R L的二次側中之電壓分佈。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 適於上述燈電流與電壓額定的螢光燈的操作之控制電 路（通常稱爲反相器的產品）是由考慮其規格所述之輸出 電流與輸出起動電壓，以及螢光管的管直徑與控制電路可 操作的總管長度而選擇。在此，起動電壓是起動諸如連接 至如圖1所示之控制電路C T R L的二次側之螢光燈的管 內放電所需之電壓。於設於未受限於螢光燈的管內之一對 電極’當無放電存在於此管內時，二次側電路是開斷於此 對電極之間。起動電壓是暫時作用於此對電極間用以起動 此管內之放電且是高於燈電壓之電壓。當起動電壓是作用 在此封電極之間時，"實質上無電流是明顯地產生於二次側 電路中。因此，在一種例子中，於圖7中，控制電路 C T R L的變壓器丁 R的二次側輸出電壓VTR在起動放電 時並未改變在起動放電之後，起動電壓是輸出電壓VTR。 用於冷陰極管（一種螢光管）之控制電路，以下說明 三種A、B及C的產品，其一次側上的直流供電器輸入電 壓是1 2 V，其在二次側上之輸出電流是5 m A，及其操 作頻率（其符合公式（2)中的ω)是55kHz ，然而 其起動電壓是相互不同，且用於各別產品的應用之冷陰極 管的直徑與長度被建議。產品A、B及C的起動電壓分別 是 900V、120 0V 及 1350 V，這些產品 a、B 及C是設計用於僅操作一個冷陰極管之控制電路。用於具 有2 · 6隱或3 · 0 min的直徑之冷陰極管的發光操作，產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2197公釐） -45- 1286630 A7 •_B7__ 五、發明説明（43) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 品A、B及C是分別建議用於具有6 0至1 3 0 mm範圍、 1 1 0至1 8 0腿範圍及1 5 0至2 2 0態範圍的管長度 之冷陰極管。用於具有4·1薩直徑之冷陰極管的發光操 作，產品A及B是分別建議用於具有6 0至1 6 0臟範圍 及1 3 0至2 2 Omni範圍的管長度之冷陰極管。 此些冷陰極管的管直徑與長度是界定作爲圖8的冷陰 極管的〇D與1 L所標示之部件的尺寸。如自此三種產品的 比較是明顯的，當此長度變長時及當直徑變得更小時，冷 陰極管的起動放電所需之起動電壓上升。用於供應交流電 流至未受限於冷陰極管用之上述說明的控制電路中之螢光 燈8之電路具有含有螢光燈於放電操作所顯示的電阻，及 諸如鎭流電容器的元件所顯示之電抗之阻抗，以及與螢光 燈串聯連接之電感。因此，如果比較三種具有相互不同的 起動電壓之控制電路，它們是不同於變壓器的二次側輸出 電壓中至少一者，及諸如平衡電容器的電抗之電抗是不同 於最小位置。 近年來，因爲液晶顯示裝置的對角尺寸增大，將有具 有3 1 0 mm與3 9 0 mm的管長度之冷陰極管例如分別使用 於監視器用之1 5英吋與1 8英吋的對角尺寸的液晶顯示 裝置之傾向。如果冷陰極管的直徑（外直徑）增大至 4 · 1 mm，建議用於具有2 · 6画或3 · 0 mm直徑及 1 5 0至2 2 0丽範圍的長度之冷陰極管之產品C可使用 作爲交流電流供應電路用於具有放大直徑之冷陰極管。 於設有2 · 6酬直徑、1 7 0 _長度及5 m A燈電流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -46 - 1286630 A7 ___B7 ____ 五 '發明説明（44) 額定値的冷陰極管之液晶顯示裝置的例子，且顯示於圖3 (a )及3 ( b )中，產品B及C得控制電路可使用於各 冷陰極管。結合液晶顯示裝置之冷陰極管的內徑（圖8中 之I D)是2 · 0mm，且各冷陰極管是設有圖5所示之控 制電路。 依據本發明，產品B及C之間比較是以5 0 %的負載 比及1 0 m A的燈電流而實施於第一週期△ t :。 當使用產品B時，施加通過鎭流電容器（電抗元件） 之電壓V。是藉由產生於二次側電路的燈電流1 0 m A提升 因爲二次側電路的大電抗（因爲鎭流電容器的小電容器） 。因此，施加在冷陰極管的電極之電壓是在1 0mA的 :燈電流的放電所需之燈電壓以下，且冷陰極管的放電於第 一週期△ t i變得不穩定。此情況可藉由參考圖7的關係 Vtr— Vci 而 了解。 因此，於產品B中，這是需要藉由提升輸入電壓 至一次側電路，或增加變壓器T R的二次側線圈的繞圈數 Ns而穩定冷陰極管的放電於第一週期△ t :，藉此增大變 壓器T R的二次側輸出電壓V τ R。此符合改變於圖7所示 之關係Vtr — Vci至關係V’ tr— VC1。 另一方面，當使用產品C時’二次側電路的電抗是小 的，且因此於1 0 m A的燈電流施加在冷陰極管的電極間 之電壓Vr是確定在某一程度。此情況可藉由參考圖7的關 係V T R — V C 2而了解。於此例中，即使如果電壓V R是在 冷陰極管的燈電流1 〇 ηι A的放電所需的燈電壓以下，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 -47 - 0.. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 .1¾. 1286630 A7 B7 五、發明説明（45) 不足是在冷陰極管的穩定放電可接受之範圍。 藉由參考圖1的二次側電路扼要地說明上述的比較， 以下結論被獲得。 施加通過螢光燈8之電壓是自變壓器T R的輸出電 壓V τ R減去施加通過鎭流電容器C B之電壓V。所需的差 。施加通過諸如鎭流電容器的元件之電壓V。是與流過二次 側電路的電流（流過放電螢光燈8的燈電流I L )成比例， 且與鎭流電容器的電容器C。成反比例。因此，因爲供應至 螢光燈8之燈電流I L增大，通過鎭流電容器C B之電壓 V。增大，且通過螢光燈8之電壓V L減小。於供應·至螢光 燈8之燈電流I L增大於第一週期△ t i之例子中，施加通 6過二次側電路中之螢光燈8之電壓被設計成不是非常小 於適於螢光燈8在燈電流I L的穩定放電之燈電壓値（由圖 7中之燈電流I l對燈電壓V l的曲線所決定）。 因此，於依據本發明之光源的操作中，適於螢光燈8 在供應於第一週期△ t :之燈電流I L的放電之燈電壓V L 是藉由設定連接至螢光燈之控制電路中之變壓器T R的輸 出電壓VTR高於其正常値，或選擇鎭流電容器C B的電容 器C。高於其正常値而確定。在此，正常輸出電壓Vtr與 正常電容器C。是選擇符合螢光燈的連續操作額定之控制電 路中之變壓器的輸出電壓VTR與鎭流電容器的電容器C ^ 〇 輸出電壓V T R與電容器C。隨著例如所使用的螢光燈 的管長度變化，因此，於具有指定用於依據本發明之液晶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝· 訂 d 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -48- 1286630 A7 B7_ 五、發明説明（46) 顯示裝置的管長度之螢光燈的發光操作，建議利用符合具 有管長度在1 0 %之螢光燈的連續操作額定之控制電路， 較佳地，長於指定管長度的至少2 0 % 。 應注意到，上述的螢光燈的燈電壓額定與燈電流額定 依其形狀而定（例如，諸如圓柱形，L形或U形），除了 其管長度與其管直徑之外。於圖8所示之圓柱形螢光燈的 例子中，其亦依燈電壓額定與燈電流額定而定螢光燈的長 度1 l (亦稱爲燈長度），其內徑I D對其橫向截面的外徑 〇D的比，及密封於其中之氣體（諸如水銀）的量而定。 螢光燈的保證年限亦依水銀的消耗或其螢光體的劣化 所造成之亮度減小而定。水銀消耗所需的亮度的減低是由 於密封在螢光燈內之水銀氣體形成合金（汞合金）之現象 ，且其使激勵塗覆在此管的內壁上之螢光體之紫外線的困 難產生。螢光體的劣化所造成之亮度的降低是由於塗覆在 螢光燈的內壁上之螢光體劣化且因此使紫外線產生之可見 光的量減少之現象。 由至螢光燈的供應功率（燈輸入）P ( W )對螢光燈 的管長度li^ (cm)之比（Ρ/Il)而決定管壁負載越大 ，螢光體的劣化的進行越快。因此，通常於冷陰極管中， 燈輸入功率被選擇使得管壁負載是於0·1〇至0·15 (W / cm )的範圍。然而，於依據本發明之光源的發光操 作，流過螢光燈之電流是實質地切斷於第二週期△ t 2中如· 上所述。因此，甚至螢光燈於第一週期△ t i的發光操作被 切斷在管壁負載是高於連續發光的負載之狀態下，塗覆在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X29*7公釐) "49 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝. 訂 1286630 A7 _B7___ 五、發明说明（47) 此管的內壁上之螢光體的劣化可被抑制至某些程度。例如 ，於第一週期的燈輸入p i是設定使得管壁負載（p 1 / 1 L )是大於0 . 2 w /⑽’較佳地，〇 · 2 2 w / cm或更 高。再者，較佳地，於第二週期之燈輸入P 2是設定使得管 壁負載是〇 · 1W / cm或更低。然而，如果第一週期之燈 輸入P i是過高，螢光體的劣化被甚至加速在依據本發明之 光源的發光操作中。因此，較佳地設上限在燈輸入P 1上。 例如，管壁負載（P、/ 1 L )可以限制在0 · 3 W / cm或 更低。 <第一週期△ t ζ與第二週期△ t 2的設定>

如上述，在實驗上已確定，由間歇地供應指定燈電流 至液晶顯示裝置的螢光燈之間歇性發光操作提供比螢光燈 的連續發光操作更亮，當間歇性發光操作滿足以下關係時 :第一電力消耗（能量消耗）E 1是低於第二電力消耗（ 能量消耗）E 2，其中第一功率消耗（能量消耗）P i是界 疋如{ (ΔΐιχΙρ-ρχνρ-ρ)/2} ，Ιρ-ρ^1 燈電 流於第一週期（供應週期）△ t i的峰間値，V P — p =於第 一週期△ t i的螢光燈的電極間作用之燈電壓的峰間値，第 一功率消耗P2是界疋如{ (Δΐΐΐ + ΔΪ2) X(IeffX =於包含第一週期△11與第二週 期（熄燈週期）△ t 2的一個週期量測之燈電流的有效値， V e ί ί =於此一個週期（△ t i + △ t 2 )量測之燈電壓的 有效値，且在另一方面，螢光燈的連續發光操作連續地提 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -50- 1286630 A7 B7 五、發明説明（48) 供功率P 2於週期（△ t i + △ t 2 )。通常，螢光燈的亮 度依流在其電極間之交流電流的峰間値而定而不是交流電 流的有效値，因此，甚至於具有上述功率P 2之螢光燈的連 續發光操作其亮度可藉由自原始正弦波的峰間値增大交流 電流的峰間値而增大。 然而，依據本發明，亮度可由輪流地循環燈電流的供 應於第一週期，以及停止供應燈電流至液晶顯示裝置的螢 光燈於第二週期。爲確保此優點，可預期地仔細考慮對第 一週期△ t i與第二週期△ t 2的選擇。如上述，當供應於 第一週期的燈電流是設定使得峰間値變得更大時，螢光燈 的亮度增強且溫度亦升高。當螢光燈的溫度達到某一値時 (以下稱爲臨界溫度），螢光燈的亮度景V減弱。因此，較 佳地，爲確保符合於第一週期供應至螢光燈之第一電流的 波形之亮度而不會引起光源內的損失，第一週期△ t i是設 定短於在供應第一電流之後螢光燈花費以達到臨界溫度的 時間長度。 用於如光源的實例之冷陰極管，圖9 ( a )顯示在其 溫度（管內的水銀蒸汽壓力）與其亮度之間之關係，及圖 9 ( b )顯示流在一對配置於其中之的電極間的電流與亮 土 度之間之關係。不僅於冷陰極管中，且於螢光燈或氙燈， 其藉由交流電流流在其管內的電極間而產生光，且因此激 勵密封在其管內之氣體及其它物，發射自由氣體及其它物 的激勵所產生之陽極區之光是使用作爲光源。 如圖8所示，陽極區Y 〇 k具有產生黑暗空間於以距 -51 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 Μ Β7 五、發明説明（49) 離1 e i e。所間隔之兩個電極的附近之亮度分佈。冷陰極管 的溫度是以配置在其外壁上之溫度感·而量測於陽極區的 亮度之區1 1 ο 0是電極間的最大値（或是飽和），或亮度 是不小於最大値的9 0 %之區。 冷陰極管的亮度依管內的水銀蒸汽壓力而定，換言之 ，存在管內之水銀氣體的量，如圖9 ( a )所示，且於水 銀氣體的量是在某一値以下之例子（以下稱爲臨界水銀量 )，於此實例中，水銀蒸汽壓力爲4 · 7 P a ，管內的光 的強度以及冷陰極管的亮度其本身隨著水銀氣體的增加量 而上升。再者，如圖9 (b)所示，冷陰極管的亮度上升 亦符合供應至其上之電流的增加。 如自圖9 ( a )及圖9 ( :b ')之間的比較是明顯的， 由於冷陰極管內之電子流的增加依據供應至冷陰極管之電 流的增加，冷陰極管的溫度上升，且管內的水銀氣體的量 亦增加。然而，當水銀氣體的量超過臨界水銀量時，管內 產生的光是逐漸地被水銀氣體汲收，因此，冷陰極管的亮 度亦減小（見圖9 ( a ))。此改變亦表現如亮度對供應 電流的曲線中之飽和於圖9 ( b )。此種現象被觀察不僅 於冷陰極管或水銀氣體中，而且於含有可激勵材料於其中 之光源（管）。例如，相同現象亦將發生於氙燈如冷陰極 管的例子。 以此現象的觀點，於依據本發明之液晶顯示裝置的光 源的發光操作，供應此燈電流（圖1中之二次側電路的電 流）至螢光燈於第一週期△ t !是實質地中斷於第二週期 -5Z- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 _B7___ 五、發明説明（5C)) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) △ t ，因此降低於第一週期上升之螢光燈的溫度於第二 週期中，且減少螢光燈內之水銀氣體的量至足以在臨界水 銀量以下之値，然後燈電流對螢光燈的供應是再次起動， 其符合發光操作於包含第一與第二週期之一個接續週期的 第一週期。於供應至螢光燈於第一週期△ t !之交流電流具 有將造成亮度減小之此種大的峰間値，如果交流電流是供 應至螢光燈於連續發光操作，然而交流電流對螢光燈的供 應是循環於包含第一週期△ t !與第二週期△ t T !之一個 週期的第一週期△ t !，且因此螢光燈可被點亮以提供高亮 度於各第一週期中。 另一方面，於第二週期中，螢光燈的亮度是自產生於 第一週期之高値而降低。然而，在實驗上已發現，當自設 有此螢光燈之液晶顯示裝置的液晶顯示面板發射之光的強 度被量測時，液晶顯示面板中顯示之白色影像之區的亮度 比預期的更慢地減，因爲螢光燈的餘輝。此現象是由圖 1 0的亮度對時間曲線來表示（其細節將後述）。 如上述，於螢光燈中，密封於其內之水銀氣體是由供 應至其上之燈電流而激勵以產生紫外線，且塗覆在螢光燈 的內壁上之螢光體是藉由紫外線而激勵以產生可見光。 驅動依據本發明之液晶顯示裝置的光源的實例將參考 說明，圖1 1 ( a )顯不輸入至液晶顯不裝置之同步信號 (影像資訊的轉移時序），圖1 1 ( b )顯示用於液晶顯 示裝置的像素之影像顯示信號，圖1 1 ( c )顯示用於液 晶顯示裝置的背光（光源）之點亮信號，及圖1 1 ( d ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（51) 顯示自液晶顯示裝置的背光單元（光源）所發射之光的亮 度波形。用於背光之發光信號是顯示如具有包含時間△ t ! 與△ t : ^的操作週期之波形。於一次側電路中，第一電流 i !是時間△ t !(第一週期）經由變壓器T R而於供應至 光源，然後小於第一電流i !之第二電流i ί !是於時間 △ t (第二週期）經由變壓器TR而供應至光源。 於此實施例中，電流是隨著選擇相互相等之△t :與 △ t !!以5 0 %的負載比而供應，且第二電流被抑制至大 約0 m A。然而，如上述，無電流流動於二次側電路中， 除非第二電流i ί !超過某一値。 假使，一次側電路中由具有圖1 1 ( c )所示之上述 的操作週期與波形之背光發光信號操作的光源所消耗之功 率是連續地（固定功率無關第一與第二週期）之供應，電 流値（在此，於一次側電路中）是顯示如在第一電流i !與 第二電流i II之間之中間値i CONST。然而，當電流 i C：。N s τ是連續地流動於符合數個操作週期之時間長度時 ，光源的溫度逐漸地上升，且光源內的光逐漸地降低。因 此，雖然預期圖1 1 ( c )之電流i C。N S τ所產生的亮度 是由I C。N S Τ (虛線）表示之中間値，此中間値是在亮度 I !及I ! !之間如圖1 1 ( d )所示，其中I !是光源藉由 接收第一電流i !於第一週期所獲得的亮度，及I !!是光 源藉由接收第二電流i 於第二週期所獲得的亮度，實際 上，所產生的I C。N S T .値（實線）是低於中間値 I CONST。再者，I CONST (虛線）與 I CONST，（實線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝· 訂 1286630 A7 B7 - 52" 五、發明説明（） )之間的差別逐漸地擴大自△ t i至△ t 2，由於光源的溫 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 度上升隨著時間而過去。在光源的亮度的期待與量測値之 間的差別隨著時間的過去而增加的理由，在於本螢光燈內 的催化劑（諸如水銀與鹵素分子）增加，由於螢光燈（冷 陰極管）的溫度上升，且因此，汲收光的量增加，如相關 圖9(a)及9(b)的解說。 然而，如於圖11(d)的第一週期之背光亮度 波形中所示，當電流i !是再次供應至光源（諸如冷陰極管 )在對光源的電流供應已停止之後時，光源的亮度逐漸地 上升。明顯地自此點來看，管內之溫度上升是距開始供應 指定電流至冷陰極管的時間所延滯之某些時間。 附帶地，考慮到液晶顯示裝置中之影像資料信號的重 寫週期（框週期），例如，1 6 · 7 m s e c於6 0 Η z 及8 · 4 m s e c於1 2 0 Η ζ (此些値是適於顯示移動 圖像），較佳地，光源的操作週期是設在不大於此週期之 內。在實驗上已發現，當第一週期△ t !與第二週期 △ t ! !之間的時間分隔，第一電流i !與第二電流i ! !是 設定符合操作週期時，亮度的降低由於光源的溫度上升被 抑止。 以下說明具有如上所界定之6 m A的燈電流額定之冷 陰極管的連續發光與閃爍發光上之實驗結果，其包含冷陰 極管的壁溫度的量測。於此些實驗中，自光源（冷陰極管 )通過液晶顯示面板的像素之光強度被量測作爲液晶顯示 面板的売度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉 1286630 A7 __B7_ 五、發明説明（53 ) 用於液晶顯示面板的亮度的量測之條件如下： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 液晶顯示面板的亮度量測是依據E I A J (日本電子 工業協會）標準的ED — 2 5 2 2中提出之條件而實施， 及可見區（ 38 0. nm至780nm)中之每單位波長所 量測之光譜強度是藉由人眼（更正以符合人眼實際所感知 的光的強度）的發光功能而校準。 在此量測中，液晶顯示裝置置於暗室中，且亮度計是 設在距液晶顯示面板P N L 5 0 cm處以垂直於液晶顯示面 板P N L的顯示區。例如，由Photo Research Corp.所量測之 P R 7 0 4型亮度計被建議用於上述量測中。此設備亦可 量測每單位立體角的光通量，無關量測距離或量測區域。 : 再者，此設備可量測亮度對預期時間長1度的櫝分，例如， 包含△ t I與△ t I I之操作週期，於操作週期亮度中之變 化，及液晶顯示元件的顯示區域中之亮度分佈。 上述的亮度量測亦可應用在後述的對比量測’且對比 是由顯示白色影像在液晶顯示面板的整個顯示區域上所產 生之亮度，對顯示黑色影像在整個顯示區域上所產生之亮 度的比而提供。除了上述方法之外，例如，對比亦可由提 供測試圖案信號而量測，使得液晶顯示面板的顯示區域的 第一部份顯示白色影像，（第一部份中的像素是設有視頻 信號以最大化穿過其中之光傳輸）’且顯示區域的第二部 份顯示黑色影像（第二部份中的像素是設有信號以最小化 穿過其中之光傳輸），以及獲得包含第一部份中之第一數 目的像素之第一區的亮度’對包含第二部份中之第二數目 本紙張尺度· _目_鮮（eNS ) A4· (21GX297公楚1 -56- 1286630 A7 B7 五、發明説明（54) 的像素之第二區的亮度的比，第二數目是等於第一數目。 光源（冷陰極管）的壁表面溫度是由附接熱阻器至產 生陽極區（螢光燈的光產生區特性）之區（圖8中標示 1 1 Q 0的區）的附近之管表面（外壁）而量測。 於使用上述亮度量測過程的以下解說中，光源（冷陰 極管）是以6 m A的額定燈電流連續地點亮。以下說明發 射自光源且然後通過液晶顯示面板的白色影像顯示像素之 光所產生之亮度，用於各種管壁表面溫度。 (1 )於4 0 °C的管壁表面溫度，亮度在點亮開始之 後約1 5 0秒時飽和，且亮度的減小甚至在點亮開始之後 的2 0 0秒時尙未辨識。 (2 )於6 0 °C的管壁表面溫度，亮度在;點亮開始之 後約1 5秒時顯示其尖峰値，然後亮度緩慢地減小，且在 點亮開始之後的2 0 0秒時達到9 0 %的其尖峰値。 (3 )於8 0 °C的管壁表面溫度，亮度在點亮開始之 後約1 0秒時顯示其尖峰値，然後亮度在約1 0秒內快速 地降低至8 0 %的尖峰値，且然後亮度繼續快速地降低直 到在點亮開始之後的2 0 0秒時。 上述結果的比較顯示，在光源的點亮開始之後2 0 0 秒時之亮度的最大値被提供在（2 )，亦即，6 0 °C的管 壁表面溫度，然而在點亮開始之後2 0 0秒內的亮度的最 大値被提供在（3 )，亦即，8 0 °C的管壁表面溫度。光 源的管壁表面溫度通常符合光源內的溫度，且依據供應至 如上述之光源之電流而增加。 -57- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7__ 五、發明説明（55) 藉由硏究此事實與上述實驗的結果，本發明人已想像 到，液晶顯示面板的亮度可製作高於上述實驗（2 )所獲 得的亮度，甚至在光源的點亮開始之後的2 0 0秒時，藉 由供應足以提升管壁表面溫度至8 0 °C的電流，例如，用 以有限的時間長度，然後切斷此電流約當管壁表面溫度達 到6 0 °C時，且然後再次供應電流至光源當管壁表面溫度 降至4 或更低時。 基於此想法，本發明人已創造出點亮光源之方法，此 方法輪流地重覆第一步驟與第二步驟，其中第一步驟供應 高於其額定燈電流（例如，約兩倍的額定燈電流）的第一 電流i !至冷陰極管於第一週期△ t !，以及第二步驟供應 '低於第一電流i !的第二電流；i ::ί !於第二週期△ t ! !，且 它們已確定冷陰極管的亮度增加及其溫度上升的抑制的優 點。 以下說明連續發光與閃燦發光之間亮度比較上的實驗 ’其由使用如上述實驗的例子之具有6 m A的額定燈電流 的冷陰極管而實施。於兩個連續發光操作（具有1 〇 〇 % 的負載比），冷陰極管是分別操作於6 m A及1 〇 m A的 燈電流。於包含燈電流的輪流供應與切斷之倆個閃爍發光 操作（具有6 0 %的負載比），冷陰極管被分別供應以6 m A及1 〇 m a的燈電流，於1 0 m s e c的第一·週期 △ t I ’且冷陰極管的燈電流被切斷於6 · 7 m s e c的第 二週期△ t i !。關於在燈電流6 m A的連續發光與在燈電 流1 0 m A的閃爍發光間之部份結果已被參考於上述的< 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -58 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 •—Am 1286630 A7 B7 五、發明説明（56) 光源的控制電路 > 中，且其顯示在1 0 m A的燈電流之閃 爍發光是優在6 m A的燈電流之連續發光，因爲功率消耗 (能量消耗）及獲得1 0 0 c d的發光強度所需之電力兩 者在閃爍發光中是於在連續發光中。 於比較實驗中，使用液晶顯示裝置，其中I P S (平 面上切換）型（亦稱水平電場型）的1 5英吋螢幕對角線 液晶顯不面板是組裝有具有八個配置如圖1 1 ( B )所示 之2 · 6腿外直徑與2 . 0 mm內直徑的冷陰極管之光源單 元，且亮度是量測在液晶顯示面板的顯示螢幕的白色影像 顯示區。再者，八個冷陰極管的閃爍是與各別冷陰極管的 開/關時序同步。 圖1 2 ( a )顯示在發光操作開姶之後的6 0分時之 液晶顯示面板（白色影像顯示區）的亮度的量測結果，當 6 m A及1 〇 m A的燈電流是供應至用於6 0 %與1 〇〇 %的照明負載比之光源（冷陰極管）時。圖1 2 ( b )顯 示在發光操作開始之後的6 0分時之光源（冷陰極管）的 管壁表面溫度的量測結果，當6 m A及1 0 m A的燈電流 是供應至用於6 0 %與1 0 0 %的照明負載比之光源時。 圖1 2 ( a )顯示以具有6 0 %的負載比之1 〇 m A的燈 電流所產生之亮度（角線圖6 a )是大約等於以具有 1 0 0 %的負載比之6 m A的燈電流所產生之亮度（角線 圖6 b )。然而，圖1 2 ( b )顯示以具有6 0 %的負載 比之1 0 m A的燈電流之冷陰極管的管壁表面溫度（角線 圖6 a )是低於以具有1 〇 〇 %的負載比之6 m A的燈電 -59- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（57) 流之管壁表面溫度（角線圖6 b )。 再者，圖13 (a)及13 (b)顯示自點亮開始於 9 0分週期之冷陰極管的隨著時間的變化，分別地用於以 具有6 0 %的負載比之1 0 m A的燈電流之閃爍發光以及 以具有1 〇 〇 %的負載比之6 m A的燈電流之連續發光。 於此兩者發光操作中，面板亮度顯示其尖峰値（約4 2 0 c d/m2於閃爍發光，及約4 7 0 c d/m2於連續發光 )在點亮開始後，且然後減弱。在發光操作開始之後的 6 0分時之亮度是約3 9 0 c d/m2，連續發光之強度是 約4 2 0 c d /m 2，且這意指，閃爍發光的亮度減低率是 7 % ，且是小於連續發光之減低率其爲1 1 % 。在發光開 始之後的9 0分時，連續發光的亮度仍繼續減低，然而閃 燦發光的亮度保持在發光開始之後的6 〇分之相同亮度。 液晶顯示裝置的光源所消耗之電功率P ( W )對白色 影像顯示液晶顯示元件的有用顯示區（像素）的發光強度 L m a X ( c d )的比？/乙1118乂在發光開始之後的60 分是7 · 4W / ( 1 0 0 c d )於冷陰極管的以具有6 0 %的負載比之1 0 m A的燈電流之閃爍發光，以及8 · 1 W / ( 1 〇 〇 c d)於冷陰極管的以具有1 00%的負載 比之6 m A的燈電流之連續發光。此顯示以具有6 0 %的 負載比之1 0 m A的燈電流之閃爍發光中之給定面板亮度 所需之功率是小於連續發光中之功率8 · 6 % 。雖然小於 1 〇 % ，此1 〇 0 c d的照明強度所需之功率消耗差，是 非常有效用於閃爍發光中之冷陰極管（光源）的管壁表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -60 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr — 1286630 A7 B7 __ 五、發明説明（58) 溫度的穩定，且最小5 %較佳地最小7 %的功率消耗差可 實質地穩定亮度。 如自上述解說及 < 光源的控制電路 > 之以上解說被呈 現’藉由冷陰極管的閃爍發光在具有6 〇 %的負載比之 1 0 m A的燈電流，可獲得以下優點，獲得液晶顯示面板 的預定亮度所需的功率被抑制，及亮度隨著時間的變化在 點亮開始後亦被抑制。尤其，液晶顯示面板的亮度變化是 小且變得大約不變在距發光開始後的6 〇分之優點可相當 地減少觀賞者的視覺感官上的負擔，當液晶顯示面板結合 用於發表電影或文件程式之電視接收器達兩小時或更長時 〇 ' v 以經驗來說光源的閃爍發光的負載比可以魯8 0 %或 更低，雖然其一液晶顯示裝置的使用而定。再者，上述第 一電流i I可被降低然而負載比是積極地增加至光源的連續 發光，或相反地，負載比可逐漸地變成發光被停止於未使 用的液晶顯示裝置之狀態。適於此種操作之控制電路的一 個實例是顯示於圖1 4中。 來自液晶顯示裝置的主體結合液晶顯示裝置的電視裝 置或電腦之直流供電電壓（例如1 2 V )經由輸入終端 2 0進入控制電路。直流供電電壓是依據電壓轉換成直流 電壓，此電壓應藉由光控制電路2 3而供應至光源，且然 後是藉由提供於下一階段之反相電路2 1而轉換成交流電 壓。交流電壓是傳送至變壓器2 2中。目前爲止所述之電 路架構符合已述之一次側電路。變壓器2 2放大交流電壓 -61 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇 X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明说明（59) 至局到足以點売光源（冷陰極管或類似物）之電壓而將其 送至光源（螢光燈）8。來自變壓器2 2至螢光燈8之電 路架構稱爲先前所述之二次側’電路。 於依據本發明之光源的閃燥發光被實施之例子中，直 流供電電壓是間歇地供應至而後階段中之電路。最後，用 於截斷直流供電電壓之切換元件2 4被配置，例如，於反 相電路的先前階段中的光控制電路2 3。於上述第二電流 是由直流供電電壓的截斷或切斷而設定之例子，切換控制 電路2 5被配置。切換控制電路2 5可設有信號終端使得 影像顯示條件可輸入自控制電路的外側以製備用於液晶顯 示裝置的維護。 如關於圖7所述，這是需v要用於二次側電路中之螢光 燈（冷陰極管）的穩定放電在指定燈電流I l中，”指定燈 電流I l ”對燈電壓V L曲線（其依所使用之螢光燈而定） 及”燈電流I L ”對變壓器輸出電壓減去鎭流電容器電壓間 的電位差（V τ R — V。）曲線（其是由變壓器輸出電壓與 鎭流電容器的容量所決定）相互交叉在上述指定之燈電流 I L中。 因此，較佳地，於螢光燈是連續地點亮螢光燈的額定 燈電流或是閃爍點亮在高於額定燈電流的燈電流之例子， 使用於閃爍發光之鎭流電容器的電容C。是製作大於使用於 連續發光之電容C。。因此，如圖1 4所示，不同容量之兩 個電容可相互平行配置於二次側電路中，使得兩個電容中 的一者是依據螢光燈8是否連續點亮或閃爍點亮而選擇。 -62- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 _______ B7 五、發明説明（6〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以此架構，在連續發光時之燈電流I L可限制在需要位準， 螢光燈8的年限是不需要地降級，且螢光燈8可穩定地點 亮，無關燈電流I L的增加或減少。以燈電流I l是依據螢 光燈的連續發光或閃爍發光之間的切換或閃爍發光的負載 比的改變而增加或減少之事實，方便地架構控制電路使得 二次側電路的兩個電容中的一者是由含於或與切換控制電 路2 5互鎖之燈電流切換開關2 5 a而選擇，用以改變發 光操作（切換連續發光與閃爍發光操作之間，或改變負載 比）如圖1 4所示。於圖1 4中，此兩個電容是相互平行 地連接於二次側電路，然而三個或更多各具有各不同電容 的電容可平行地連接如果需要依據負載比微調燈電流I l。 另一方面，燈電流I E可被切換而無需改變鎭流電容器 的電容器（Co)。在此例中，如圖7所示，變壓器TR 的二次側輸出電壓V T R是依據燈電流的增加而提高至v T R 。最後，有一些方式，諸如：配置開關（選擇器）在變壓 器的一次側，爲了依據燈電流選擇變壓器的一次側上捲繞 圈數中的一者；提高一次側直流供電器的電壓本身，然後 依據燈電流由使用切換元件2 4截斷一次側電路電壓調整 提高的電壓；或配置額外的適當電壓源在一次側直流供電 電路的輸入終端以便依據燈電流而增加或減少輸入電壓至 一次側電路。 另一方面，光源的溫度有時顯示由使用的液晶顯示裝 置的環境所造成之突然變化。因此，預期地，依據光源的 溫度改變閃爍操作的負載比或調整燈電流。以此來看，適 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -63 - 1286630 Α7 Β7 五、發明説明（61) 於實施本發明之控制電路的一個實例是顯示於圖1 5中。 依據光源的溫度之二次側電路中的電流變化是由配置於其 內的安培計2 6所量測，且其信號被轉移至電壓光-控制 型的光控制電路2 3中。因此，上述之第一與第二電流被 調整。再者，代表來自安培計2 6的電流變化之資料亦被 傳送至切換控制電路2 5中，使得用於供應第一及第二電 流i !，i τ !至光源的時間週期之間的時間分隔（負載比 )被調整。第一及第二電流i !，i ! !可替代地由切換控 制電路2 5而調整。由使用二次側電路中的電流取代監視 光源的溫度，溫度可由附接至量測光源的管壁表面溫度之 光源的管壁表面之熱阻器或熱偶而被監視，或溫度可由發 射自以設於光源附近之光.敏元件.（諸如光電二極體）所量 測之光源的管壁表面之光的強度而被監視。 於使用圖1 4或圖1 6所示的控制電路或基於控制電 路所設計的其它控制電路之例子，當改變負載比時，可預 期地保持重複週期（上述之第一週期△ t !與上述第二週期 △ t ! Γ的總和）不變，或限制重複週期於某一適當週期。 理由是，於實施依據本發明之光源的閃爍發光操作之液晶 顯示裝置中，影像是以相似於使用在冷陰極管型顯示裝置 的脈衝掃瞄之方視複製。影像閃爍的問題發生於脈衝掃瞄 ，當其掃瞄頻率是選擇在某一位準以下時。此問題亦出現 於螢光燈被使用於作爲家庭電見的照明裝置之例子。 於依據本發明的液晶顯示裝置的光源的發光操作，建 議上述第一週期（開啓週期）！與上述第二週期（關閉 本紙張尺度i用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ΓβΓΙ 1286630 A7 _B7 _ 五、發明説明（62) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 週期）△ t II是選擇使得其操作頻率是不低於4 0 H z ° 因此，可預期地，包含第一週期△ t 1與第二週期△ t 1 1 的閃爍發光操作的週期是限制至2 5 m S e C或更小。液 晶顯示裝置，尤其，使用主動陣列型的驅動系統之裝置實 施所謂的保持型的影像顯示操作’其中與各像素相關之液 晶層的光傳輸是實質地保持不變於一個框週期（完成將資 料寫入所有的像素中所需之週期）。因此’即使一個框週 期是不同於光源的閃爍發光操作的週期’或即使影像框是 與閃燦發光異相，影像顯示操作將實質地不被干擾。因此 ，於閃爍發光操作中，其中第一電流i 1是供應至光源於預 定第一週期△ t !且此電流對光源的供應是停止於預定第二 週期t 1 ί，即使亮度被降低由於光源的溫度上升於閃燦 發光操作的一個重複週期，這是可能由增加僅分給第二週 期△ t 的時間長度，且因此減少閃爍發光的負載比而維 持光源的亮度的預期位準於閃爍發光操作的重複週期。 如上述，基於依據本發明之液晶顯示裝置的光源的發 光方法，燈電流並未產生於二次側電路於第二週期△ t !: ，因此光源的亮度的降低被期待。假使包含第一週期△ t Ϊ 與第二週期△ t ! i的閃燦發光的一個重複週期（△ t ! + △ t ! !)，且考慮以下兩個例子： 第一例子 第一電流是僅連續地供應於第一週期△ t !，且交流電 流提供電流的有效値I ! e f f及燈電壓V ! e f ί (作用於光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） · 65 - 1286630 A7 _B7__ 五、發明説明（63) 源的電極之間之交流電壓的有效値）。能量消耗是I Ϊ e f f x V I e f f χΔ t I 0 交流電流是連續地供應至二次側電路於一個重複週期 (△ t ! + △ t ! !)，且交流電流配置電流的有效値 I ί ί及燈電壓v 1 e f f (作用於光源的電極之間之交流 電壓的有效値）。此能量消耗是I ! f X V ! e f f X ( △ ti+At"))。 如果 I leii 、Vleii 與 I leffXVleffXAt I 是 分別等於 I ! e Η、V I e H 與 I ! e Η X V ! e Η X ( △ t ! + △ t ! !)，可以想到發射自經過重複週期（△ t ! + △ t )的光源之光的強度的積分是理論上相等於上述兩 個例子，或於閃爍發光（第一例）中之V光強度的積分，是 小於連續發光（第二例）中之光，第一例需要用於其亮度 提升至第一週期的開始的時間。圖1的主動陣列型的兩個 光強度的積分是分別以第一例與第二例之上述兩個條件而 操作，其中經由兩個液晶顯示元件之光傳輸是調整成相互 均等如藉由液晶顯示元件中之液晶分子的定向條件。以下 說明穿過兩個液晶顯示元件經過重複週期之光的亮度（以 下稱爲面板亮度積分）的積分的比較結果。 (4 )當量測穿過各別液晶顯示元件的白色影像顯示 像素之光時，與閃爍發光光源結合之液晶顯示元件的亮度 積分是大於與連續發光光源結合之液晶顯示元件的亮度積 分。 (5 )當量測穿過各別液晶顯示元件的黑色影像顯示 -66 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（64) 像素之光時，與閃燦發光光源結合之液晶顯示元件的亮度 積分變成與連續發光光源結合之液晶顯示元件的亮度積分 的大約一半。 如上述，藉由實施依據本發明之液晶顯示裝置的光源 的閃爍發光，這是可能使白色顯示像素的亮度更高，且使 黑色顯示像素的亮度分別低於光源的連續發光的例子中之 白色顯示像素的亮度。換言之，藉由依據本發明之光源的 閃爍發光，液晶顯示裝置的靜止或移動顯示影像的對比可 顯著地製作高於光源的習知閃燦發光的例子中之對比。 於使用於已提供上述的（4 )及（5 )的結果之實驗 之主動陣列型的液晶顯示元件中，主動元件（例如，薄膜 電晶體）是製備於各像素，如例如日本專利，先行公開案 He i 9 - 33951 (及對應美國專利 U S P 5，8 4 7，7 8 1 )中所揭示的，以及視頻信號 (電壓信號）是經由對應主動元件供應至各像素中之像素 電極。因此，各像素的光傳輸依液晶層內之液晶分子的定 向而定，此定向隨著依據供應至像素電極之視頻信號的電 壓，與面向具有插入其間之液晶層的像素電極之對電極（ 亦稱爲共同電極）上之電壓的差而變化。白色顯示像素意 指具有其供應有視頻信號之主動元件之像素，此像素最大 化其像素電極與對電極之間的液晶層的光傳輸（進行於垂 直至圖1所示之液晶顯示面板的主要表面的方向之光傳輸 )。黑色顯示像素意指具有其供應有視頻信號之主動元件 之像素，此像素最小化存在於其像素電極與對電極之間的 -67- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（65) 液晶層的光傳輸。 以下參考圖1 0說明上述（4 )的結果是藉由依據本 發明之液晶顯示裝置的光源的閃爍發光而獲得的理由。 圖1 0是顯示白色顯示狀態中隨著時間的亮度變化之 曲線，當與液晶顯示元件結合之光源是閃爍點亮時，以及 第一週期At !與第二週期^是相互均等（At △ t ^ i，亦即負載比=5 0 % )。閃爍照明的一個重複週 期（Δίι+Δί II)是設在1 6 · 7ms e c。如自此 曲線所呈現的，於第二週期之亮度並未徒峭地跌至零，且 其花費符合第二週期的8 0 %至9 0 %之時間以使亮度降 至在第一週期結束後之亮度的1 0 % (第二週期的開始） 。因此，當符合由顯示亮度的時間變化.之、曲線與時間軸（ 標示如顯示零亮度的線）包圍之區的區域之亮度的積分被 考慮時\甚至亮度經過第二週期△ t ί !的積分相較於亮度 在第一週期△ t !的積分不可能被忽略。 於閃爍發光中，指定燈電流是供應至光源於後續的第 二週期，然後電流被切斷於後續的第二週期，且然後指定 燈電流是再次供應至光源於後續的第一週期，因此被認爲 閃爍發光中之光源的亮度的時間變化應呈現相似於圖4 ( a )所示之一次側電路中之直流電流的波形之矩形波形， 以取代圖1 0所示之亮度的時間變化的曲線。亮度並不徒 峭地上升甚至於第一週期的前半部由於延滯（自圖1 3 ( a )及1 3 ( b )的亮度曲線的時間〇看出之上升於螢光 燈的例子中）以回應光源至燈電流的供應開始，且因此被 -68- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（66) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 認爲亮度的積分變得更少如此多。然而，實際上，亮度在 第二週期的積分補償亮度在第一週期的前半部的積分的損 失。 亮度在第二週期Δΐ II的此大積分（圖1 0中之陰影 區域）是由發生於光源中之餘輝而造成。以螢光燈爲例， 餘輝是由產生的螢光燈內剩餘的水銀原子的催化劑種類或 離子而產生在供應至螢光燈之燈電流後已.被切斷，或餘輝 被產生因爲催化劑種類或離子激勵的螢光材料（塗覆在螢 光燈的內壁上）被保持於激勵狀態。於先例中的餘輝，水 銀原子的催化劑種類或離子的年限（以下，催化劑種類或 離子停止以存在於燈電流已切斷後所需的時間）是非常短 的，約1 0 _ 8秒，且其亮度徒峭地衰減。另一方面，後例 中之餘輝有時需要1秒或更長直到亮度停止依螢光材料的 成分而存在。 塗覆在包括冷陰極管的螢光燈的內壁上之螢光材料被 說明例如，於”照明工程”（電氣學會，第2 3版， 1 9 9 9年，歐姆出版公司）的7 9頁。其中，鹵素磷酸 鈣：3Ca3(P〇4)2(CaFCl/Sb，Mn (白 色））’銪活化鋁酸鋇鎂：B a N g 2 A 1 i 6 〇 2 7 / E u (藍色），銪活化磷酸緦鈣鋇：（S r ，c a ，B a ) i 0 (P〇4) Cl2 - nB2〇3/Eu (藍色），鈽铽活化鋁 酸鎂：M g A 1 ! !〇1 9 / C e ，T b (綠色），鈽铽活化 矽磷酸鑭：La2〇3 - 〇 · 2S i 〇2-〇 . 9P2〇5/ Ce ’Tb (綠色），及銪活化氧化釔：Y2〇3/Eu ( 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) :69 1286630 A7 B7 五、發明説明（67) 紅色）是廣泛地使用作爲螢光燈用之螢光材料。這些螢光 材料被說明如螢光物質晶體/活化劑，且此活化劑依其螢 光材料中的濃度或其種類或其與螢光物質晶體結合之點火 (合成）狀態決定螢光材料的餘輝與其它特性。再者，加 速與延遲螢光材料的衰減之技術是分別揭示於日本專利先 行公開案He i 8 - 190894與11 — 1 4 4 6 8 5。 圖1 0所示之餘輝所造成於第二週期之亮度衰減的延 遲可被實現無需使用上述公開案所述之特別技術。即使具 有塗覆在它們內壁上如上列之螢光材料用於液晶顯示裝置 的商業用之螢光燈或冷陰極管被使用作爲光源，依據本發 明的液晶顯示裝置的光源的閃爍發光所提供之優點並未受 損，只要餘輝停止存在所需之'時間是長於2 5 m s e c ( 於第二週期用以抑制如上述之顯示影像的閃爍之最大允許 時間）。所考慮的事實在於，餘輝的強度隨著時間對數而 衰減，可預期到，在通過第二週期的一半後之亮度被選擇 爲此亮度的最少1 0 %在第二週期的開始。 以下說明上述結果（5)是參考圖16 (a)至16 (d )由依據本發明之液晶顯示裝置的光源的閃燦發光所 獲得之理由。 圖16 (a)與16 (b)分別顯示依據本發明之光 源的閃爍發光與光源的連續發光中之亮度波形的量測結果 ，其使用分別由本發明所提議及日本專利先行公開案 H e i 1 1 一 2 8 2 6 4 1 (對應的美國專利申請案 -70- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（68) 0 9 / 6 5 8，9 8 9 )所述之液晶顯示裝置的驅動方法 。顯示在圖16 (a)與16 (b)的上部之黑暗與光亮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’的說明，分別表示液晶顯示元件的螢幕顯示黑暗影像之週 期，及螢幕顯示隨著代表時間的橫座標之光亮影像（比白 色影像較暗的影像），且圖1 6 ( a )中之顯示時序是大 約相同如圖1 6 ( b )的顯示時序。於液晶顯示裝置的驅 動，像素的光亮影像顯示操作（包括白色影像顯示操作） 中之光傳輸是相對於時間軸以鋸齒狀波形調變。因此，亮 與暗之間的亮度變化亦呈現在顯示白色影像於圖1 6 ( b

)中之光源的連續發光的時間。此種光影像顯示中之視頻 影像信號波形是特別地有效用於顯示移動物體而不會產生 v移動圖像的顯示位置上的後像。 H 藉由比較在顯示於圖16 (a)與16 (b)之黑色 影像的時間之亮度，明顯地，圖1 6 ( a )的平均亮度是 圖1 6 ( b )的一半亮度。甚至於黑色影像之視〔頻信號 是指定給液晶顯示元件的像素，少量的光經由此像素漏出 只要此光源被點亮。因此，圖1 6 ( b )的亮度波形自符 合理論的零亮度位準之暗位準浮動達1 · 2 c d /m 2於黑 色顯不用之週期。另一方面，圖1 6 ( a )的売度波形自 暗位準浮動達1 · 2 c d /m 2於第一週期，然而顯示相當 接近暗位準之亮度於第二週期。因此量測的亮度値於第二 週期亦被量測裝置的暗電流所影響，它們實際上幾乎是在 暗位準。因此，亮度經過圖1 6 ( a )中依據本發明之光 源的閃爍發光的重複週期的積分是〇 . 6 c d /m 2 (平均 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -71 · 1286630 A7 B7 ____ 五、發明説明（69) 壳度）。被認爲，依據本發明之光源的閃燥發光能夠抑制 如上述之黑色影像顯示的亮度，因爲產生於第二週期之餘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輝幾乎被限制像素的光傳輸所熄燈。 基於以上結果（4 )與（5 )增加依據本發明的光源 的閃爍發光所獲得之顯示影像的反差比C R的效果是摘要 如圖16 (d)。另一方面，圖16 (c)顯示上述的日 經電子（1 9 9 9年1 1月1 1日）所述的技藝中之反差 比C R的特性。如自圖1 6 ( d )與1 6 ( c )之間的比 較被呈現，於本發明中，影像顯示的一框內之亮度的最大 與最小値之間的差可被增加，且因此，甚至不動的影像可 以6 0 0 ·· 1或更大的反差比而顯示。換言之，於液晶顯 示裝置中，依據本發明的光源的閃爍發光能夠抑制預期顯 示最暗（黑）位準或與其接近的位準（暗灰）之像素的亮 度至低於以習知技術獲得的位準之位準，且因此，能夠複 製冷陰極管位準品質的銳利影像不會使顯示螢幕呈現白色 〇 如上述’明顯地，基於本發明人實驗獲得的上述結果 (4 )與（5 )，依據本發明之液晶顯示裝置的光源的閃 燦發光由使用率與燈電流的適當選擇而實現已述的本發明 的目的及其它目的。再者，當先前解說是基於使螢光燈作 爲光源的例子時，甚至於光源是被顯示諸如氙燈的預期餘 輝特性之管所取代，相似的操作被顯示且相似優點可被獲 得。 此些貫驗的結果與硏究是摘要如下： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 72 - 1286630 A7 ____B7 五、發明説明（7〇) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於第一週期At !、第二週期△!： !!及作爲依據本發 明之液晶顯示裝置的光源的閃爍發光中的重複週期之第一 週期△ t Ϊ與第二週期△ t ! Ϊ的總和的較佳設定範圍，其 上限是考慮到顯示螢幕（閃爍發光週期△ t ! + △ t [ i ) 中閃爍的防止及顯示螢幕（第二週期At ! I的長度）的過 熱的防止而決定，以及其下限是考慮到光源（第一週期 △ t Ϊ)中亮度（放電）的上升速度及光源（第二週期 △ t H)的過熱的抑制而決定。 第一週期△ t Ϊ可被延長只要光源的溫度並未達到降低 其売度的値’然而較佳地限制第一週期小於2 5 in s e c 在考慮到抑制顯示螢幕的閃爍。再者，有利地設定第一週 :期△ t !至2 0 m s e c或更短，較佳地1 5 s e c或更短 用以最大化作爲餘輝的起始亮度之光源的亮度於抑制的第 二週期△ t ί !及同時抑制光源的過熱於第一週期△ t !。 澄齊年皆达时產苟員工消費合作钍印製 第二週期△ t ! !可延長只要光源的餘輝繼續保流指定 的強度位準，然而較佳地限制第一週期小於2 5 m s e c 在考慮到關於第一週期△ t I的相同理由。再者，有利地設 定第二週期△ t ! !至例如1 〇 m s e c或更小在考慮到光 源的亮度上升速度於含於後續重複週期（△ t ! + △ t ! ! )之後續第一週期△ t !，因爲光源的發光被起動無需供應 高放電起動電壓至光源，當兩個連續的第一週期△ t :之間 的間隔是短的時。第二週期△ t ! 1可被縮短至光源的溫度 上升不會造成其亮度的減小的範圍，然而有利地選擇第二 週期△ t I I例如爲小於1 m s e c，較佳地小於 本紙張尺度通用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公酱) :73 - " 一 1286630 A7 B7 五、發明説明（71) 2 m s e c用以達到餘輝所提供的最大優點。 再者，較佳地分配成第一週期△ t !足夠的時間長度以 使光源的亮度達到指定位準在燈電流的供應再次起動之後 ，此燈電流供應已被停止於含於上一個重複週期（△ t ! + △ t !!)之上一個第二週期At η，且有利地選擇第一週 期△ t I例如爲1 m s e c或更長’較佳地2 ni s e c或更 多。 第一週期△ t !與第二週期△ t ! !之間的以上指定時 間分隔是基於廣泛使用於液晶顯示裝置之螢光燈（例如， 冷陰極管或氙燈）的常識，且此些條件亦滿足”微觀電力 (能量）消耗P i <巨觀功率（能量）消耗P 2 ”的關係於 ,”光源的控制電路”段中已述的閃爍發光週期4。.:然而，如 果溫度特性或餘輝特性是不同，它們可依據特性適當地修 改。 光源的餘輝可停止於用於點亮光源之交流電流的脈衝 寬度程度的時間長度內，依塗覆在光源的內壁上之螢光材 料的特性而定，然而於此例子中，當第二週期△ t ! i被選 擇足以降低光源的溫度時，光源的亮度留在暗位準於第二 週期△ t !!的剩餘部份在餘輝的停止之後，且因此，此最 大亮度與顯示影像的反差比被降低。 因此，當使用螢光材料發射可見光（白；紅、綠、藍 或其混合）之光源被使用時，較佳地使用能夠產生持續達 至少某一時間週期（例如，如上述之2 5 m s e c )之餘 輝。較佳地，餘輝的強度跌至其強度的5 0 %或更低在第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -74 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1286630 A7 ____B7 五、發明説明（72) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一週期的結束（亦即在第二週期的開始），於第二週期（ 於自第一週期的結束至後續的第一週期的開始之時間長度 )，用以抑制黑色影像顯示像素的亮度。尤其於依據本發 明之液晶顯示裝置中，被建議，用於更加強顯示影像的反 差比，結合液晶顯示裝置之螢光燈的種類，或塗覆在其內 壁上之螢光材料被選擇，使得餘輝的強度在第二週期結束 變得不大於此強度的1 0 %在第二週期的開始。 再者，於依據本發明之液晶顯示裝置的燈電流（產生 於圖1的二次側電路之電流）的波形，數個各符合交流電 流頻率的一個循環之電流波，例如，顯示最大値與最小値 於沿時間軸的鄰接電流尖峰之間2 5 # s e C間隔（在 4 0kHz)的一個週期之各電流波，重複出現於各第一 週期A t !與第二週期△ t ^ !。再者，甚至於交流電流並 未產生於二次側電路於第二週期△ t !!之例子，各第二週 期△ t !!週期持續達符合數個上述晶體之時間的長度。 換言之，形成依據本發明之液晶顯示裝置的光源的閃 燦發光的一個週期之第一週期△ t !與第二週期△ t ! ^的 的光 8 念 增二 率發 7 觀 但的 頻爍 ο 術 不路 的閃 6 技 光電 流的 6 的 發制 電源 2 間 爍控 流光 I 之 閃源 交之 9 爍 的光 的明 閃 源制 源發 i 的 光控 光本 e } 的由 此據 Η 日 置制 亮依案 7 裝抑 點映開月 示且 續反公 ο 顯而 連實行 1 晶， 如事先年 液比 得此利 7 之差 獲且專 9 明反 於，本 9 發的 大間日 1 本像 久時於在 據影 永之示開。依示 和數揭公別 顯 總倒與{差 強 -75- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） 1286630 A7 __B7 五、發明説明（73) 次側電路中之燈電流而配置在其周圍之光源與光學元件的 過熱，並抑制光源中之功率消耗，因此本發明提供以下優 點。 於參考圖2 ( a )與2 ( b )解說之側光型液晶顯示 裝置’光源的溫度上升形成不均勻溫度分佈於液晶顯示元 件的顯示螢幕。於此種的液晶顯示裝置中，液晶顯示面板 (P N L )是由框形外殻與光源單元組合在一起，然而容 易地受到來自光源經由外殼傳輸的熱之影響。於圖2 ( a )所不之液晶顯不裝置的例子中，構成液晶顯示元件之一 對基板3的表面溫度上升至大約5 0 °C在其接近螢光燈的 位置（基板3的相反端），然而在距螢光燈8最遠的部份 •(基板3的中央），此溫度維持在約4 0 °C。另一方面， 液晶層2的光傳輸變成2至3 %用於5 °C的溫差以及變成 5 %用於1 0 °C的溫差。因此，當液晶顯示元件顯示黑色 影像在其整個螢幕區上時，不均勻的顯示發生於此螢幕由 於光傳輸的差別。 當依據本發明之光源的閃爍發光被利用於液晶顯示裝 置時，光源的溫度上升可被抑制，因此接近螢光燈8的部 份與最遠離的部份之間的溫差可被抑制至小於5 °C，結果 ，不均勻顯示的問題可被解決。至於由於光傳輸的差別之 顯示螢幕的亮度的不均勻性，不小於5 °/。之亮度差爲大多 數使用者所意識到，且抑制不小於3 %之亮度差不會引起 許多使用者的反對。因此，負載比與燈電流於依據本發明 之光源的閃燦發光的第一週期可由使用溫度記錄器或類似 -76- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 Μ __ Β7_ 五、發明説明（74) 物量測液晶顯示元件的螢幕中之溫度分佈而調整。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，如前述，使用於液晶顯示元件之液晶成份的轉 變溫度依液晶顯示元件的種類而不同。圖1 7 ( a )、 1 7 ( b )及1 7 ( c )分別扼要地顯示主動陣列型液晶 顯示元件的扭轉向列型（T N型）的像素，垂直校準型（ VA型）的像素，及平面切換型（I PS型）的像素，且 所使用之液晶成份的轉變溫度是低於圖1 7 ( a )至1 7 (c )的程度。因此，I p s型液晶顯示元件容易劣化於 影像顯示性能由於顯示螢幕的溫度上升，例如，先前顯示 之不均勻亦有顯著的傾向。因爲此三種液晶顯示裝置是相 互不同於其液晶層L C中之液晶分子M OL的定向方式， 用以產生電場之架搆控制液.晶分·子Μ 0 L的定向，以及含 於各別液晶分子的種類（諸如轉變溫度與介質各向異性中 之差別）。再者，應用至液晶分子之電場的方向差呈現如 各別像素中之對電極C Τ與像素電極Ρ X的配置之差別。 於圖17 (a)的ΤΝ型及圖17 (b)的VA型中，像 素電極Ρ X與對電極C T是分別配置在夾住液晶層L C於 其間之一對基板的一個電極S U B 1上，及此對基板的另 一電極SUB2上，然而於圖17 (c)的許多IPS型 中，兩者電極是配置在一對扁的任一者上。再者，於圖 17 (a)的TN型中，對電極CT與像素電極ρχ中的 一者是配置以與相同像素內此對基板中的一者的主要表面 平行之兩個電極Ρ X、C T的另一者對立，然而於圖丄7 (b )的V A型中，兩個電極可與主要表面平行而相互移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） 7jj ·~~ 1286630 A7 B7 五、發明説明（75) 動，且圖17 (c)的IPS型中，兩者電極必須與主要 表面平行以預定間隔關係而配置。因此，於液晶顯示裝置 的組裝，依據所使用之液晶顯示元件的種類，尤其在V A 型或I P S型中的例子，例如圖1 4或圖1 5所示之控制 電路可製備用於依據本發明之光源單元中之光源的閃爍發 光。 附帶地，T N型液晶顯示裝置的詳細解說是揭示於曰 本專利先行公開案H e i 9 - 3 3 9 5 1 (其對應案 USP5，847，781) ，VA型液晶顯示裝置的詳 細解說是揭示於日本專利先行公開案H e i 2 0 0 0 — 1 2 2 0 6 5 ，以及I P S型液晶顯示裝置的詳細解說是 揭示於日本專利先行公開案H e i 8 - 2 5 4 7 1 2與 9 — 15650 (其對應案 USP5，754，266) <移動圖像顯示中之實施例1 > 以下說明利用依據本發明之液晶顯示裝置用的光源的 閃爍發光顯示移動圖像（動態影像）在顯示螢幕上之實施 例。 至於預期用於移動圖像顯示之液晶顯示裝置，其中其 顯示資料信號的重寫週期爲（1 6 . 7 m s e c在 6〇Hz ，或 8 · 411：13 6(：在120^[2)，較佳地製 備使用於液晶顯示裝置之液晶分子（液晶層），使得液晶 分子限制其反應時間至小於其顯示資料信號（ -78- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 公釐） 1286630 A7 _ B7 五、發明説明（76) (請先閲讀背面之注意事項存填寫本貢) ί 6 . 7 m s e c或8 · 4 m s e c )的重寫週期的値。 然而’當液晶材料的反應速度相較於前述的重寫週期是非 常慢時’重像現像（多個亂真等量線）發生。因此，較佳 地不使資料信號的各重寫週期的發生，與包含來自光源（ 上述光源的操作週期）之光的強度增強時間與強度降低時 間之週期的發生同步化。藉由此技術而獲得的優點是可觀 的’尤其，當前述光源的閃爍發光的重複週期被選擇不大 於資料信號的重寫週期時。因此，包含圖1 1 ( a )至 11 (d)的第一週期At !與第二週期Δΐ η的重複週 期以及顯示影像信號（圖1 1 ( a )所示之同步信號）的 重寫週期是藉由提供此兩個週期之間的預定相位差而製作 ‘:成相互不同。 圖1 8 ( a )至1 8 ( e )由利用依據本發明之液晶 顯示裝置的光源的閃燦發光之液晶顯示裝置解說移動圖像 顯示操作的實施例。圖1 8 ( a )顯示輸入至與同步信號 t齊郎皆达財產笱員工消費合作社印製 同步之液晶顯示元件的一個像素之影像信號的波形，圖 1 8 ( b )顯示以7 5 % (高亮度）的負載比點亮之光源 (背光）的亮度波形，圖1 8 ( c )顯示以5 0 % (中亮 度）的負載比點亮之光源的亮度波形，以及圖1 8 ( d ). 顯示以2 5 % (低亮度）的負載比點亮之光源的亮度波形 ，而圖18 (d)與圖18 (e)解說使用如圖18 (a )中的相同時間軸（橫軸）之光源的亮度波形。此像素是 在與同步信號同步之時間t 〇、t i、t 2、、、t 6而供應 以影像信號，此光源的所有亮度波形具有如同步信號的週 ^紙張尺度適用中國國家標準（匚阳）人4規格（210父297公釐） -79 - 1286630 A7 B7 五、發明説明（77) 期之重複週期，然而它們是與同步信號異相。當光控制是 藉由調整特定閃爍發光週期的發光週期（第一週期）與熄 燈週期（第二週期）之間的時間分隔而實施時，亦可能地 分配所有上述閃爍發光週期給發光週期與熄燈週期中的唯 一者。如果閃爍發光週期是分配給發光週期，光源被連續 地點亮，且另一方面，如果閃爍發光週期是分配給熄燈週 期，光源產生光源並未照亮液晶面板之所謂的螢幕節省狀 態（暗影像顯示狀態）。然而，包含熄燈週期於閃爍發光 週期不僅減少光源的功率（能量）消耗，而且亦增進光源 的照明功效。再者，如圖1 8 ( e )所示，光源可由增加 亮度的峰間値於發光週期而閃爍點亮以產生高亮度無需改 :變負載比。 現在參考圖2 (a)至2 (c)，說明用以顯示移動 圖像之此種液晶顯示裝置的一個實施例。於本實施例中， 圖2 ( a )所示之側光型液晶顯示裝置是以一對〇 · 7 mm 厚的玻璃基板，數個配置在此玻璃基板上中的一者之像素 ，及數個配置在各T F T驅動用之像素之薄膜電晶體而形 成。液晶層2夾在此對基板3之間使得其介質各向異性 △ ε是正及Δη · d是0 · 41#m，其中d是液晶層的 厚度。在此，液晶層2的液晶分子的扭轉角度是9 0度， 而預期地採用諸如7 0度的低扭轉角度以增加液晶的反應 速度。當扭轉角度被降低時，需要減小晶粒間隔d以提供 適於較小扭轉角度之較小△ η · d値（例如〇 . 3 5 // m -80- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（7&) 使用於本實施例之光源單元1 〇是配置有兩個4 ηιηι外 徑的螢光燈（冷陰極管）8沿光導1 1的長邊而配置’各 邊一個，如圖2 ( b )的透視圖中所示。 於本較佳實施例，用於具有如圖1中所解說之架搆的 光源之控制電路C T R L被操作以供應1 0 m A的（有效 値）的第一電流於二次側中之發光週期（第一週期）’以 及於前述的熄燈週期（第二週期）之〇 m A的第二電流至 螢光燈8中，當負載比被調整時。螢光燈8的表面溫度隨 時間而上升如圖13 (a)所示。另一方面，首先亮度隨 時間增加如圖1 3 ( a )所示，然後暫時地些微衰減，且 很快地變穩定。亮度的暫時地衰減隨負載比的減少而降低 ，然而呈現於移動圖像之所有亮度衰減保特在人類感知可 忽略之位準。 以此方式，當此負載比是設定爲不大於5 0 %時，在 螢光燈8的中央部份之溫度上升是限制在7 0 °C或更低， 且液晶顯示元件（液晶顯示面板）中的顯示區（有效顯示 區）之亮度的最大與最小之間的差變成其平均値的2 0 % 或更多。再者，即使負載比是限制在5 0 %或更小時，可 能地獲得2 0 0 c d /m 2或更多的最大亮度，且限制亮度 的最小在2 c d /m 2或更小。 使用於光源單元的螢光燈8的外徑通常是約2 mni，亦 可能地使用具有增大的其外徑與其內徑之外徑2 . 6 ηιηι的 類型，具有增大的玻璃管的壁厚度之外徑3麵的類型，以 及具有增大的其內徑且具有增大的氣體及/或水銀量之直 -81 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 ¾齊郎知曰达忖4¾員X.消費合泎钍印製 A7 _B7____ 五、發明説明（79) 徑4画或更多的類型。一般而言，如果燈的直徑增加時， 其表面的區域增加，且因此此增大的燈直徑是有利於熱輻 射。再者，螢光燈的外徑的增加提供降低其開機電壓的一 些優點，且因此延長其燈壽命（亮度的一半壽命週期）。 當使用2 nim外徑的冷陰極管（螢光燈）時，冷陰極管 產生熱無關其縱向長度如果供應以不小於6 m A的燈電流 ，且藉此降低其照明效率（亮度）。另一方面，於0 · 5 nim外徑的螢光燈8的例子中，產生的熱的反效果被抑制， 因此由電流的供應之螢光燈內之放電效率增加，結果，足 夠的亮度可被獲得即使負載比是限制在5 0 % 。此優點可 由增加冷陰極管的外徑至〇 · 5 mm或更多而獲得，例如 2 · 6 mm、3 · 0 _、或 4 · 1 腿。 當圖1 4所不之光控制裝置組裝成本發明的液晶顯禾 裝置時，第一週期（發光週期）或第二週期（熄燈週期） 對光源的操作週期的比，供應於光源的燈的照明之電力（ 能量），或上述比與上述電力的結合發生變化。 再者，I P S型液晶顯示裝置可使用作爲圖2所示之 液晶顯不裝置’其中液晶層2提供〇 · 2 8 // γπ的値 △ η · d，液晶分子是以〇度的扭轉角度相互平行定向， 且電場是與基板的主要表面平行而施加。圖2 ( c )是有 助於與此種液晶顯示元件結合之光源單元1 〇的透視圖。 因爲I P S型液晶顯示元件中之像素的隙孔比相較於丁 N 型或V A型是較小的’ I p S型液晶顯示元件使用具有四 個4 ηιηι外徑的冷陰極管之側邊型光源單元1 〇，光導丄丄 本紙張尺度適财麵家辟（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 •up裝 1286630 A7 五、發明説明（8〇) 的各長邊有兩個冷陰極管。反配置是顯示於圖1 9中，其 中螢光燈8中的兩個是由各變壓器而驅動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} <移動圖像顯示中之實施例2 > 此實施例解說適於移動圖像顯示之光源的調變照明。 爲了由液晶顯示裝置獲得相等於冷陰極管的特性之移 動圖像顯示特性，可能地由閃燦發光包括發光週期與熄燈 週期之背光達到如C R 丁的例子中之脈衝型光產生，以取 代連續地點亮背光。於此例子中，如圖2 0 ( a )中之高 亮度照明、圖2 0 ( b )中之中亮度照明及圖2 0 ( c ) 中之低亮度照明所標示，閃爍週期可相對於指定的資料重 寫週期（同步信號的週期）而改變。 依據此實施例，大約相等於C R 丁的例子中之脈衝型 光產生可使用光源單元（背光系統）實現於液晶顯示裝置 ，且此使得移動圖像的顯示成爲可能。 :i齊曰迭吋^費合阼fi印製 液晶顯示裝置用之習知背光系統中之能量利用的效率 是不良的，因爲螢光燈是連續地點亮無論顯示信號是傾向 亮影像或暗影像。另一方面，藉由依據影像顯示信號的資 訊內容而控制來自背光的光強度，螢光燈的光度功效增加 ，而且，亮度是由電力（能量）消耗的節省及燈溫度上升 的抑制而增強。再者，於此實施例中，當顯示的影像是暗 時，來自背光的光量減少，且當顯示的影像是光亮時，來 自背光之光量增加。在此時，亮度與灰度特性之間的關係 ，所謂的色調曲線特性亦是依據背景的亮度與影像顯示信 -83- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（81) 號而控制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 來自背光的光量是由以此方式依據含於顯示信號的亮 度上之資訊，改變前述第一週期（發光週期）與前述的第 二週期（熄燈週期）之間的時間比而控制。再者，可能地 由依據含於顯示信號的移動上之資訊改變發光週期與熄燈 週期之間的時間比顯示更美麗的移動影像，且因此縮短用 於快速移動影像之照明時間，及延長用於緩慢移動影像之 照明時間。在此時，較佳地供應至點亮光源於各閃爍發光 週期之燈之電流的有效値是實質地保持不變，無關光源的 發光週期與熄燈週期之間的時間比。再者，亦可能地由增 加電流的有效値於第二週期，且因此點亮具有比第一週期 甚至第二週期較低的亮度之光源而改變來自光源的光量。 例如，與圖2 0 ( c )所示之低亮度照明的對比，無需完 全地降低光源的亮度至零於第二週期，高亮度照明可實施 如圖2 0 ( d )或中亮度照明可實施如圖2 0 ( e )。 :i齊郎知曰逄忖4苟員工消費合汴社印製 再者’爲了產生更完美的移動圖像顯示，需要不僅利 用脈衝光產生型的背光系統，而且使影像信號的掃猫與如 圖11 (a)至11 (d)所示之光源的閃爍同步化。一 般而言，作爲用以決定主動陣列型液晶顯示元件中之影像 信號的掃瞄時間之信號，有垂直同步信號、水平同步信號 、點定時信號、框信號、及其它信號，因此這些掃瞄週期 與閃爍週期被調整以使影像資料對像素供應與光源的閃爍 發光的掃猫同步化。預期於本實施例利用具有直射光型背 光之光源單元，然而，同樣地於具有側邊型背光之光源單 -84 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（82) 元，可能的分割例如含有光源與光導的組合之光學系統成 爲上半部與下半部。 於側邊型背光中，光源的閃爍週期及顯示影像信號的 重寫週期可選擇相互相等，且光源的點亮的起動時間可與 配置於自第（0 · 3 X η )條掃瞄線至（0 · 7 X η )條掃 瞄線的範圍之掃瞄信號線的信號掃瞄的起動時間同步化， 例如結合背光之液晶顯示裝置的主動陣列型液晶顯示裝置 的η條掃瞄線的第（0 · 5 X η )條掃瞄線，其中η是影 像顯示用之有效掃瞄信號線的總數。 此” η條掃瞄信號線”將藉由使用於由液晶顯示裝置 指定影像顯示解晰度的程度標準之特定實例來解說。於使 ;1用1 0 2 4條視頻·信號線（.3 xl 0 2 4條視頻信號線於 彩色影像顯示的例子中）與7 6 8條掃瞄信號線顯示影像 之X G A級的液晶顯示裝置，η數目是7 6 8條。以及於 使用1 6 0 0條視頻信號線（3 X 1 6 0 0條視頻信號線 於彩色影像顯示的例子中）與1 2 0 0條掃瞄信號線顯示 影像之U X G Α級的液晶顯示裝置，η數目是1 2 0 0條 〇 於主動陣列型液晶顯示面板中，視頻信號線經由配置 在各別像素的主動陣列元件供應資料信號（或顯示資料信 號）至配置在各別像素的像素電極，且掃瞄信號線控制在 主動陣列元件之資料信號的轉移。因爲以上的功能，視頻 信號線亦稱爲資料信號線。薄膜電晶體是廣泛地使用作爲 主動陣列元件，其具有分別用以輸入或輸出資料信號之源 -85- (請先閱讀背面之注意事項存填寫本買) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7________ 五、發明説明（83) 與汲電極，以及用以啓動與開關源與汲電極之資料信號的 轉移之聞電極’且因此視頻丨3號線亦稱爲源ίδ處線或汲 號線，而掃瞄信號線亦稱爲閘信號線。 於用於U X G A級的彩色影像顯示（η = 1 2 0 0 ) 的液晶顯示裝置的實施例中，第（0 · 3 X η )條掃瞄信 號線符合第3 6 0條掃瞄信號線，而第（0 · 7 X η )條 掃瞄信號線符合第8 4 0條掃瞄信號線。掃瞄信號線的信 號掃瞄是依序地自第一掃瞄信號線朝向第η條（第 1 2 0 0條於此例）掃瞄信號線而開始。以此信號掃瞄的 方式，如果點亮前述的光源的開始是與符合第（0 . 5 X η )條掃瞄信號線之第6 0 0條掃瞄信號線的信號掃瞄的 開始時間词步，.影像信·號寫.入位於螢幕的中央部之一組像 素是與背光的閃爍同步，結果，高品質的移動圖像顯示被 提供。 於此移動圖像顯示中，光源的閃爍週期可製成等於顯 示影像信號的重寫週期，且同時液晶顯示裝置的掃瞄信號 線的數目η中之第一（η = 1 )掃瞄信號線（首先供應以 掃瞄信號於一個框週期之信號線）的掃瞄時間可能被延遲 達距光源的閃爍週期的開始時間之指定時間。 另一方面，較佳地，光源的上述熄燈（〇F F )週期 的長度是選擇爲點亮（〇Ν )週期的長度的至少1 / 2 0 ，且亮度經過熄燈（〇F F )週期的積分是亮度經過點亮 週期的積分的最多9 0 %用以增進移動圖像顯示的反差比 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 今 訂 :i齊_^曰达吋查笱員11消費合泎钍印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） -86- 1286630 A7 ___B7 __ 五、發明説明（84) <使用於移動圖像顯示之液晶顯示裝置的結構> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ齊.¥fe»曰送；員X消費合作社印製 更完美且美麗移動圖像顯示是由改善液晶顯示裝置本 身的組態而實現，於依據本發明之液晶顯示裝置的光源的 閃爍發光是由使用於移動圖像顯示之上述技術而實施之例 子。液晶顯示裝置包含：液晶顯示面板，包含：其中至少 一者設有像素電極之一對相對基板與夾在其間之液晶層； 控制機構，用以供應符合顯示影像信號的電壓至像素電極 ;及光源單元（背光系統），用以照亮液晶顯示面板。光 源單元包含：燈（光源），用以反射發射自此燈之光之反 射器’及用以導引反射光朝向液晶層之光導。此燈是沿光 導的四邊的至少.一側而配置。此光源是隨含有發光週期與 熄燈週期的重複週期，且照亮液晶顯示面板之光量是藉由 選擇含於閃爍發光週期之發光週期與熄燈週期之間的時間 比，以及選擇用以點亮光源的電力（能量）而變化。安裝 於此種的液晶顯示裝置之背光系統稱爲側邊型，且至少一 個燈（例如，螢光燈）是配置在光導的厚度方向。光導的 四邊中之燈的位置是基於顯示裝置的預期亮度及通過液晶 晶粒的光傳輸而決定。 具有高光傳輸之T N型（扭轉向列）液晶顯示裝置是 設有沿光導的長邊的一個燈，且爲了獲得較高的亮度， T N型液晶顯示裝置可設有沿光導的兩個長邊中的各側的 一個燈，或可設有沿光導的兩個短邊中的各側的一個燈。 此燈可以是具有彎曲於其中之L或U形以取代直線形。 -87- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1286630 A7 B7 五、發明説明（85) 具有低光傳輸之I P S型液晶顯示裝置可設有沿光導 的兩個長邊中的各兩個或三個燈。 .以下說明本發明的另一實施例，液晶顯示裝置包含： 其中至少一者設有像素電極之一對相對基板與夾在其間之 液晶層；控制機構，用以供應符合顯示影像信號的電壓至 像素電極；及光源，用以照亮液晶顯示面板。光源包含： 在液晶顯示面板（配置以面向有效顯示區域）的有效顯示 區域正下方，及用以反射來自各燈之光之數個反射器，且 光源是隨含有發光週期與熄燈週期的重複週期而閃爍發光 ，且照亮液晶顯示面板的光量是由選擇含於閃爍發光週期 之發光週期與熄燈週期之間的時間比與選擇用以點亮光源 v的電力（能量）而變化。安裝於此種的液晶顯示裝置之背 光系統稱爲直射光型，且四至十二個燈（例如，螢光燈） 是配置在液晶顯示面板的長邊的方向，或四至十二個燈是 配置在液晶顯示面板的短邊的方向，依液晶顯示裝置所需 的亮度與其顯示螢幕大小而定。 側邊型背光系統中習知的燈已曾配置在液晶顯示面板 的有效顯示區的外側。 此是因爲此配置防止液晶晶粒受到此燈的熱而加熱。 此液晶呈現其折射率隨溫度變化且因此使其光傳輸變化之 特性。結果，如果液晶是局部加熱、傳輸、亦即亮度是局 部改變，結果產生不均勻顯示。然而，藉由施加本發明的 閃爍發光至背光系統且包括用於控制此操作之電路於背光 系統，背光系統所產生之熱降低’且因此顯示的不均勻性 ^^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 .#卜· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 「88- 1286630 A7 _____B7_ 五、發明説明（86) 幾乎不可能產生於液晶顯示面板。再者，背光系統中之燈 可配置在顯示區內，且因此周邊框包圍液晶顯示裝置的顯 示螢幕的寬度（框界）減小。 冷陰極螢光燈、熱陰極螢光燈、氙燈或真空螢光顯示 管可使用作爲用於前述背光之燈。雖然冷陰極螢光燈具有 產生微熱的特點，較佳地增大光源用之燈直徑至至少3画 ，藉由增大燈的表面的區域用於熱產生的有效防止（或熱 的有效輻射）。再者，增加光源的燈的玻璃厚度至1 irnn或 更多以及增加其熱比重，可提供更有效熱輻射。亦可能地 增加光源的燈直徑以及以氙氣更換含於燈中之氣體。 現將基於前述解說的依據本發明之液晶顯示裝置的更 ^具體組態。Ύ .. 圖2 1 ( a )所示之背光系統（光源單元）具有一個 燈以一個變壓器點亮之反相配置，然而背光系統可架構使 得兩個燈是以一個變壓器而點亮如圖2 1 ( b )所示。在 此例中，諸如變壓器與鎭流電容器的一些組件是同地使用 於兩個燈且因此，背光系統的成本可藉由組件數量的減少 而降低。使用於此的反相是用於點亮此燈的電流之一般術 語（例如被解說於圖1與5 )，且包括用於將直流電壓轉 換成交流電壓之轉換器電路，電流控制電路，頻率調變電 路及使用於變壓器與類似物之電壓放大電路。壓電元件可 被使用以取代變壓器。 圖2 2 ( a )是用於液晶顯示裝置之光源單元的平面 圖’其中三個螢光燈8是配置在光導1 1的各長邊。雖然 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） =89: 一~' ^衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（87) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 分開的反相是使用於光源單元中各燈，如果反相的輸出是 高，相同反相可連接至數個燈如圖2 2 ( b )所示。此類 形的光源單元是有效的，當液晶的顯示模式中的轉換是低 時或當更高的亮度被要求時。 再者，如圖23 (a)與23 (b)所示，四至八個 螢光燈可配置在光導1 1的各長邊。在此些例子中，配置 在光導的相同側之數個螢光燈是沿光導的一個側直線配置 ，使得它們哥電壓側終端相互面對在光導的一個側的中間 附近，且反相是配置在光導的中央部的後方（與液晶顯示 面板香對之表面）。 圖2 4顯示側邊型光源單元，其中一個螢光燈8是配 置在光導1 1的各短邊。在此例中，雖然兩個分開的反相 是分別使用於頂部與底部，此一個反相可共同地使用於此 兩個燈。此配置較佳地用於大型液晶顯示裝置中，尤其是 適用於具有液晶顯示面板、具有其像素、具有高孔隙比之 裝置，諸如T N型或V A型液晶顯示面板。 t齊半.0曰送忖4^7員工消費合作社印製 圖2 5顯示側邊型光源單元，其中一個螢光燈8是配 置在光導1 1的各長邊。因此光導1 1的周緣是以兩個L 形螢光燈8而圍繞，光源單元的亮度可改善明顯。因此兩 個螢光燈是相互間隔開，來自各燈的熱可輕易放射。再者 ，此光源單元幾乎不可能產生顯示的不均勻，其是有效用 於限制液晶顯不裝置的整個尺寸。 圖26 (a)與26 (b)解說圖25所示之光源單 元中的反相配置。一個變壓器可點亮一個或兩個燈。尤其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -90 - 1286630 A7 __B7 _ 五、發明説明（88) ’當兩個燈是以一個變壓器點亮時，功率損失是由放置燈 的高電壓側更接近變壓器而減小。 圖2 7 ( a )或2 7 ( b )所示之U形螢光燈亦可使 用作爲螢光燈8。由使用L形或U形螢光燈所獲得的優黑占 符合面板周邊附近之增強亮度，尤其，其角部份。 圖2 8 ( a )顯示側邊型光源單元，其中一個螢光大咨 8是沿光導1 1的長側中一者而配置。光導1丨具有*契 形橫截面於其厚度方向。再者，光導可以扁平板而形成， 且L形螢光燈8可與其結合如圖2 8 ( b )所示，或！1开多 螢光燈8可與其結合如圖2 8 ( c )所示。於τ N型液晶 顯示裝置中，有時引起以下問題，當此顯示螢幕中的位置 更遠離光源時，在此位置的亮度變得更暗。圖28 ( c ) 所示之光源單元的組態是有助於解決此問題。 圖28 (b)與28 (c)所示之光源單元中之反相 配置的實例是分別顯示於圖2 9 ( a )與2 9 ( b )中。 通常，大量的白點例如是印刷在光導1 1的底側上用於反 射施加在光導1 1的底側之光，且亮度在整個螢幕區域上 的不均勻是由降低接近此燈之白點的密度，及增加在遠離 燈的位置之白點的密度而增進。 圖30 (a)顯示具有相關圖3 (a)與3 (b)所 述之直射型背光系統之液晶顯示裝置中的反相配置。六至 八個螢光燈8是配置在基板3的長邊的方向。圖3 0 ( b )顯示圖3 0 ( a )所示之實例的修改，而二十個螢光燈 8是配置在基板3的短邊的方向。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -91 - --------«衣！ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j -訂 1286630 A7 B7 五、發明説明（89) 如上述，於利用依據本發明之光源的發光操作之液晶 顯示裝置，其亮度可被增加而不會增加在光源之消耗功率 熱產生，且顯示的不均勻的發生可被抑制。因此，可能地 實現具有光源的優越的照亮功效以及優越的顯示不均勻之 液晶顯示裝置。再者，本發明的液晶顯示裝置可顯示具有 如冷陰極管的例子中之高對比之圖像或視頻影像，其藉由 增加傾向用於明亮的影像之像素的亮度，且同時抑制傾向 用於暗影像之像素的亮度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .4. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -92-

Claims (1)

1286630 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 · 一種液晶顯不裝置，包含·· 液晶顯示面板，具有數個像素； 照明裝置，具有至少一個光源且投射該至少一個光源 所產生之光在該液晶顯示面板上；及 電路’用以Iro流地供應弟一週期t 1之第一^振幅的第一* 交流電流，及第二週期t 2之第二振幅的第二交流電流至該 至少一個光源， 該第一振幅是大於該第二振幅， 其中該電流控制該第一交流電流及該第二交流電流以 滿足以下關係： 第一功率E 1是低於第二功率E 2， 其中該第一功率E1是定義如丨（tix iP — P(l) xVP-p(l)/2)} + {(t2xip-p(2)x V p - p ( 2 ) / 2 }， i P - P ( 1 )=於該第一週期t i流經該至少一個光源 的各別一者的該第一交流電流的峰間値， V p 1 ( 1 )=於該第一週期t !跨接該至少一個光源 的各別一者之電壓的峰間値， i p - p ( 2 )=於該第二週期t 2流經該至少一個光源 的各別一者的該第二交流電流的峰間値’ V p - p ( 2 )=於該第二週期t 2跨接該至少一個光源 的各別一者之電壓的峰間値，該第二功率E2是定義如（tl+t2)X ( I e f f X (請先閲讀背面之注^\思事項再本莧) 袭· 訂 • i i-n HI am 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -93 - 1286630 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 1 e f f是於該第一週期t i加上該第二週期t 2流經該 至少一個光源的各別一者的電流的有效値，及 V ef f是於該第一週期t 1加上該第二週期t 2跨接該 至少一個光源的各別一者的電壓的有效値。 2 · —種液晶顯示裝置，包含： 液晶顯示面板，具有數個像素； 照明裝置，具有至少一個光源且投射該至少一個光源 所產生之光在該液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應燈電流至該至少一個光源於第 一週期t i，及停止供應該燈電流至該至少一個光源於第二 週期t 2， 其中滿足以下關係： 第一功率E 1是低於第二功率E 2，其中該第一功率 E1 是定義如（tix iP 一 PxVp_p)/ 2， i p - p =於該第一週期t :流經該至少一個光源的各別 一者之該燈電流的峰間値， V P - p =於該第一週期t i跨接該至少一個光源的各別 一者之電壓的峰間値， 該第二功率E 2是定義如（t i + t 2 ) X ( I e f f x V…）， I e f f是於該第一週期t i加上該第二週期t 2流經該 至少一個光源的各別一者的電流的有效値，及 V e，f是於該第一週期t i加上該第二週期t 2跨接該 至少一個光源的各別一者的電壓的有效値。 (請先閲脅背面之注意事項再本頁) -裝- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -94 - A8 B8 C8 D8 3 1286630 申請專利範圍 3 · —種液晶顯示裝置，包含： 液晶顯示面板，具有數個像素； 照明裝置，具有至少一個光源且將該至少一個光源所 產生之光投射在該液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應第一週期t i之具有第一有效値 Vi之第一電壓，及第二週期t 2之具有第二有效値V2i 第二電壓至該至少一個光源， . 該第一電壓產生具有於第一週期t i流經該至少一個光 源的該各別一者的第一有效値i 1之第一電流， 該第二電壓產生具有於第二週期t 2流經該至少一個光 源的該各別一者的第二有效値i 2之第二電流， 該第二有效値i 2是小於第一有效値i 1， 其中第一亮度對第一電力的第一比是大於第二亮度對 第二電力的第二比， 其中該第一亮度是於第一週期t i加上第二週期 t 2之該至少一個光源的該各別一者所產生之亮度， 該第一電力是定義如{ ( tixViX ii) + ( t2X V 2 X i 2 ) } / (tl+t2) ’ 該第二電力是定義如（VefiX i eff)， Ve f f是於第一週期t i所供應的該第一電壓及於第二 週期t 2所供應的該第二電壓的結合所產生之有效値， i 6 f f是流動於第一週期t i之該第一電流與流動於第 二週期t 2之該第二電流的結合所產生之有效値，及 該第二亮度是供應以該第二電力之該至少一個光源的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 ιέ 之 注 項 再 f丨 本 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -95- 1286630 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 該各別一者所產生之亮度。 4 . 一種液晶顯示裝置，包含： 液晶顯示面板，具有數個像素； 照明裝置，具有端間長度L ( cm )的冷陰極管且將冷 陰極管所產生的光投射在該液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應第一週期t i的第一電力 W 1 ( W )，及第二週期t2的第二電力W2(W)至該冷 陰極管， 該第二電力W2是小於該第一電力Wi， 其中該第一電力W :對端間長度L的比是大於0 · 2 W / cm，而該第二電力W 2對端間長度L的比是等於或小於 0 · 1 W / cm。 5 · —種液晶顯示裝置，包含： 液晶顯示面板，具有數個像素； 照明裝置，具有至少一個光源且將該至少一個光源所 產生的光投射在該液晶顯示面板上；及 電路，用以輪流地供應第一週期t i之具有第一有效値 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 i的第一電流，及第二週期t 2之具有第二有效値 i 2的第二電流至該至少一個光源的該各別一者， 該第一有效値i i是大於流經該至少一個光源的該各別 一者之燈電流的額定値， 該第二有效値i 2是小於該燈電流的該額定値， 其中該第一有效値i 1、第二有效値i 2、第一週期 t i與第二週期t 2的選擇使得該至少一個光源的該各別一 -96- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 1286630 々、申請專利範圍 5 者所產生之亮度經過第一週期t i加上第二週期t 2的積分 是大於供應以該.額定値的該燈電流之該至少一個光源的該 各別一者所產生之亮度經過該第一週期t 1加上該第二週期 t 2的積分。 6 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，進一步 包含： 溫度檢測器電路，用以檢測該至少一個光源的溫度， 其中當該至少一個光源的外壁的溫度超過6 5 °C時， 該溫度檢測器電路便於供應該第一交流電流至該至少一個 光源的該第一週期t χ期間傳送一信號至該電路，且該第二 交流電流於該第一週期t i期間開始被供應至該至少一個光 源以取代該第一交流電流，以回應該信號。 7 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，進一步 包含： 亮度檢測器電路，用以檢測該至少一個光源的亮度， 其中當亮度開始減小於第一週期t"時，該亮度檢測器 電路便於供應該第一交流電流至該至少一個光源的該第一 週期t !期間傳送一信號至該電路，且該該第二交流電流於 該第一週期t !期間開始被供應至該至少一個光源以取代該 第一交流電流，以回應該信號。 8 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該 至少一個光源包含至少一個燈，用以反射來自該至少一個 光源的光之反射器，以及用以導引來自該反射器的該光享月 向該液晶顯示面板的液晶層之光導面板，且該至少一個燈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1286630 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 6 是沿該光導面板的至少一側而配置。 9 ·如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中該 至少一個燈包括沿該光導面板的各別兩側配置之兩個燈。 1 〇 ·如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個燈包括沿該光導面板的一個側配置之一個燈。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 該第一週期t i與第二週期t 2的總和是作成不同於該液晶 顯示面板的圖像框週期。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 該第一週期與該第二週期t 2的總和作成等於該液晶顯 示面板的圖像框週期，且起動該至少一個光源的時間是與 自第（0 _ 3 X η )條至（〇 · 7 X η )條之掃瞄線中的一 者的起動時間同步化，其中η是形成於該液晶顯示面板之 掃瞄線的數目。 1 3 ·如申請專利範圍第1項之$液晶顯示裝置，其中 該第一週期t i與該第二週期t 2的總和作成等於該液晶顯 示面板的圖像框週期，且起動形成該液晶顯示面板的時間 延遲，距起動該至少一個光源的時間達一固定時間。 1 4 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 :該第二週期t 2是等於或大於第一週期t !的十二分之一 〇 . 1 5 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中 :該第一週期t i與該第二週期t 2的總和作成不同於該液 晶顯示面板的圖像框週期。 (請先閱續背面之注意事項再 I裝-- 訂 i. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX297公釐） -98- 1286630 as8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 7 1 6 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中 該第一週期t i與該第二週期t 2的總和作成等於該液晶顯 示面板的圖像框週期，且起動該至少一個光源的時間是與 自第（0 · 3 X η )條至（0 · 7 X η )條之掃瞄線中的一 者的起動時間同步化，其中η是形成於該液晶顯示面板之 掃瞄線的數目。 1 7 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中 該第一週期t :與該第二週期t 2的總和作成等於該液晶顯 不面板的圖像框週期’且起動形成該液晶顯不面板的時間 延遲，距起動該至少一個光源的時間達一固定時間。 1 8 ·如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中 該第二週期t 2是等於或大於第一週期t “勺十二分之一。 1 9 ·如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源所產生之亮度經過該第二週期t 2的積分是 等於或低於該至少一個光源的亮度的9 0%於該第一週期 t 1 ° 2 0 ·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源是具有等於或大於2 · 5 mm的直徑之管燈 〇 2 1 .如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源是具有等於或大於1 mm的玻璃徑向壁厚度 之管燈。 2 2 ·如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源所產生之亮度經過該第二週期t 2的積分是 請先閲讀背面之事項再 裘· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -99- A8 B8 C8 D8 1286630 穴、申請專利耗圍 8 等於或低於該至少一個光源的亮度的9 0%於該第一週期 t 1 ° 2 3 ·如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源是彎曲在其長度的至少一個位置。 2 4 ·如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源所產生的亮度經過該第二週期t 2的積分是 等於或低於該至少一個光源的亮度的9 0%於該第一週期 2 5 ·如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源是含氙於其中的燈。 2 6 ·如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中 g亥1至少一個光源所產生的売度經過該第二週期t 2的積分是 等於或低於該至少一個光源的亮度的9 0 %於該第~ _ t 1 ° 2 7 ·如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中 該至少一個光源是含氣於其中的燈。 (請先閲讀背面之注意事項再 —嚷-- 頁) 、π 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 00