JP2019148774A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、低階調域における色再現性の向上を図る。【解決手段】液晶表示装置は、少なくとも２以上の相互に異なる複数の色のカラーフィルタを有する第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの背面側において、前記第１の表示パネルと重ね合わせて配置され、カラーフィルタを有さない第２の表示パネルと、前記第２の表示パネルの背面側に配置され、複数の色の光をそれぞれ異なるタイミングで前記第２の表示パネルに向かって照射するバックライトと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

従来、液晶表示装置のコントラストを向上させる技術として、２枚の表示パネルを重ね合わせて、入力画像データに基づいて、それぞれの表示パネルに画像を表示させる技術が提案されている。例えば、下記特許文献においては、表示面側に配置され、カラーフィルタを有する第１の表示パネルと、第１の表示パネルの背面側に配置され、カラーフィルタを有さない第２の表示パネルと、第２の表示パネルの背面側に配置され、第２の表示パネルの背面側から表示面側に向けて白色光を照射するバックライトと、を含む液晶表示装置が開示されている。

国際公開第２００７／０４０１３９号

しかし、従来の液晶表示装置では、低階調域における色再現性の更なる向上が課題となっていた。即ち、上記従来の構成においては、両表示パネルをあわせた全体のガンマ値が所望の値になるように調整すると、低階調域における第１の表示パネルの透過率がほとんど変化しないため、所望の色を表示することが難しく、低階調域における色再現性の向上が課題となっていた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、低階調域における色再現性を向上させることにある。

上記課題を解決するために、本開示に係る液晶表示装置は、少なくとも２以上の相互に異なる複数の色のカラーフィルタを有する第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの背面側において、前記第１の表示パネルと重ね合わせて配置され、カラーフィルタを有さない第２の表示パネルと、前記第２の表示パネルの背面側に配置され、複数の色の光をそれぞれ異なるタイミングで前記第２の表示パネルに向かって照射するバックライトと、を含む。

本開示に係る液晶表示装置によれば、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、低階調域における色再現性の向上を実現することができる。

図１は第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。 図２は上記液晶表示装置の概略構成を模式的に示す図である。 図３Ａは上記液晶表示装置におけるフィールドシーケンシャル方式を説明するための図である。 図３Ｂは上記液晶表示装置におけるフィールドシーケンシャル方式を説明するための図である。 図４は第１の実施形態に係る第１の表示パネルの概略構成を示す平面図である。 図５は第１の実施形態に係る第２の表示パネルの概略構成を示す平面図である。 図６は図４及び図５の６−６´線に対応する断面図である。 図７は合成ガンマ値が２．２のときの透過率特性（輝度特性）を示すグラフである。 図８は第１の実施形態に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。 図９は第１の実施形態に係る第１透過率特性を示すグラフである。 図１０は第１の実施形態に係る第２透過率特性を示すグラフである。

[第１の実施形態]
本開示における第１の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。以下に示す各実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する複数の表示パネルと、それぞれの表示パネルを駆動する複数の駆動回路（複数のソースドライバ、複数のゲートドライバ）と、それぞれの駆動回路を制御する複数のタイミングコントローラと、外部から入力される入力映像信号に対して画像処理を行い、それぞれのタイミングコントローラに画像データを出力する画像処理部と、複数の表示パネルに背面側から光を照射するバックライトと、を含んでいる。表示パネルの数は限定されず２枚以上であればよい。また複数の表示パネルは、観察者側から見て前後方向に互いに重ね合わされて配置されており、それぞれが画像を表示する。以下では、２枚の表示パネルを備える液晶表示装置ＬＣＤを例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置ＬＣＤは、観察者に近い位置（表示面側）に配置された第１の表示パネルＬＣＰ１と、第１の表示パネルＬＣＰ１より観察者から遠い位置（背面側）に配置された第２の表示パネルＬＣＰ２と、第１の表示パネルＬＣＰ１及び第２の表示パネルＬＣＰ２を貼り合わせる接着層ＳＥＦＩＬと、第２の表示パネルＬＣＰ２の背面側に配置されたバックライトＢＬと、表示面側から第１の表示パネルＬＣＰ１及び第２の表示パネルＬＣＰ２を覆うフロントシャーシＦＳとを含んでいる。

図２は、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの概略構成を模式的に示す図である。図２に示すように、第１の表示パネルＬＣＰ１は、第１のソースドライバＳＤ１と第１のゲートドライバＧＤ１とを含み、第２の表示パネルＬＣＰ２は、第２のソースドライバＳＤ２と第２のゲートドライバＧＤ２とを含んでいる。また液晶表示装置ＬＣＤは、第１のソースドライバＳＤ１及び第１のゲートドライバＧＤ１を制御する第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１と、第２のソースドライバＳＤ２及び第２のゲートドライバＧＤ２を制御する第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２と、第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１及び第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２に画像データを出力する画像処理部ＩＰＵと、を含んでいる。第１の表示パネルＬＣＰ１は入力映像信号に応じた画像を第１の画像表示領域ＤＩＳＰ１に表示し、第２の表示パネルＬＣＰ２は入力映像信号に応じた画像を第２の画像表示領域ＤＩＳＰ２に表示する。画像処理部ＩＰＵは、外部のシステム（図示せず）から送信された入力映像信号Ｄａｔａを受信し、後述する画像処理を実行した後、第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１に第１の画像データＤＡＴ１を出力し、第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２に第２の画像データＤＡＴ２を出力する。また画像処理部ＩＰＵは、第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１及び第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２に同期信号等の制御信号（図２では省略）を出力する。

本実施形態における液晶表示装置ＬＣＤは、所謂フィールドシーケンシャル（ＦＳＣ）方式の駆動によりカラー画像を表示する。フィールドシーケンシャル方式とは、図３Ａに示すように、バックライトＢＬが、複数の色、例えば３色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））のＬＥＤを１フィールド内で順次切り替えて点灯させて、赤色、緑色、青色の３色の画面を切り替えることによってカラー画像を認識させる方式である。

本実施形態においては、図３Ｂに示すように、バックライトＢＬが、１フィールド内において、複数の色の光をそれぞれ異なるタイミングで第２の表示パネルＬＣＰ２に向かって照射する。第２の表示パネルＬＣＰ２は、１フィールド内において、バックライトＢＬの切り替えタイミングに応じて、複数の色（本実施形態においては３色）に対応する画像を切り替えて表示する。より具体的には、第１の表示パネルＬＣＰ１に設けられた各色の画素と平面視で重畳する各画素につき、上記切り替えタイミングに応じて、データ信号の入力タイミングを切り替えることにより、複数の色に対応する画像を切り替えて表示している。一方、第１の表示パネルＬＣＰ１は、上記タイミングによらず、１フィールド内において、複数の色のカラーフィルタのそれぞれに対応する画素に対して、入力画像信号に対応するデータ信号を入力し続ける。なお、第１の表示パネルＬＣＰ１については、全ての画素についてデータ信号が入力されているが、第２の表示パネルＬＣＰ２においては、上述したとおり、上記切り替えタイミングに応じて、３色の画像を切り替えて表示しているため、表示装置ＬＣＤ全体としては、１フィールド内で、３色に対応する画像が、順次表示される構成となっている。

なお、上記実施形態においては、第２の表示パネルＬＣＰ２は、１フィールド内において、バックライトＢＬの切り替えタイミングに応じて、複数の色に対応する画像を切り替えて表示しているが、これに限定されない。つまり、バックライトＢＬの点灯と消灯のタイミングが、第２の表示パネルＬＣＰ２に各色に対応する入力画像信号の入力を開始する、または異なる色に切り替えるタイミングと同じでなくても良い。例えば、第２の表示パネルＬＣＰ２に赤色に対応する入力画像信号の入力を開始して一定時間経過後に、赤色のバックライトＢＬを点灯しても良い。また、第２の表示パネルＬＣＰ２に赤色から緑色に対応する入力画像信号の入力に切り替える前に、赤色のバックライトＢＬを消灯しても良い。

図４は本実施形態に係る第１の表示パネルＬＣＰ１の概略構成を示す平面図であり、図５は本実施形態に係る第２の表示パネルＬＣＰ２の概略構成を示す平面図である。図６は、図４及び図５の６−６´切断線における断面図である。

図４及び図６を用いて、第１の表示パネルＬＣＰ１の概略構成について説明する。図６に示すように、第１の表示パネルＬＣＰ１は、バックライトＢＬ側に配置された第１の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１と、観察者側に配置され、第１の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１に対向する第１の対向基板ＴＩＳ１と、第１の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１及び第１の対向基板ＴＩＳ１の間に配置された第１の液晶層ＬＣ１と、を含んでいる。第１の表示パネルＬＣＰ１のバックライトＢＬ側（背面側）には第２の偏光板ＰＯＬ２が配置されており、観察者側（表示面側）には第１の偏光板ＰＯＬ１が配置されている。

第１の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１には、図４に示すように、第１の方向（例えば列方向）に延在する複数のソース線ＳＬと、第１の方向とは異なる第２の方向（例えば行方向）に延在する複数のゲート線ＧＬとが形成され、複数のソース線ＳＬと複数のゲート線ＧＬとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。第１の表示パネルＬＣＰ１を平面的に見て、隣り合う２本のソース線ＳＬと隣り合う２本のゲート線ＧＬとにより囲まれる領域が１つのサブ画素ＳＰＩＸとして規定され、該サブ画素ＳＰＩＸがマトリクス状（行方向及び列方向）に複数配置されている。複数のソース線ＳＬは、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線ＧＬは、列方向に等間隔で配置されている。第１の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ１には、サブ画素ＳＰＩＸごとに画素電極ＰＸが形成されており、複数のサブ画素ＳＰＩＸに共通する１つの共通電極が形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴを構成するソース電極はソース線ＳＬに電気的に接続され、ドレイン電極はコンタクトホールを介して画素電極ＰＸに電気的に接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに電気的に接続されている。

図６に示すように、第１の対向基板ＴＩＳ１には、各サブ画素ＳＰＩＸに対応して複数のカラーフィルタＣＬ（着色層）が形成されている。各カラーフィルタＣＬは、光の透過を遮断する第１のブラックマトリクＢＭ１で囲まれており、例えば矩形状に形成されている。また、複数のカラーフィルタＣＬは、赤色の材料で形成され、赤色の光を透過する赤色カラーフィルタと、緑色の材料で形成され、緑色の光を透過する緑色カラーフィルタと、青色の材料で形成され、青色の光を透過する青色カラーフィルタと、を含んでいる。本実施形態における赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、及び青色カラーフィルタは、図４に示すように、行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色のカラーフィルタが列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合うカラーフィルタＣＬの境界部分に第１のブラックマトリクスＢＭ１形成されている。各カラーフィルタＣＬに対応して、複数のサブ画素ＳＰＩＸは、図２に示すように、赤色カラーフィルタに対応する赤色サブ画素ＰＩＸＲと、緑色カラーフィルタに対応する緑色サブ画素ＰＩＸＧと、青色カラーフィルタに対応する青色サブ画素ＰＩＸＢと、を含んでいる。尚、第１の表示パネルＬＣＰ１では、１つの赤色サブ画素ＰＩＸＲ、１つの緑色サブ画素ＰＩＸＧ及び１つの青色サブ画素ＰＩＸＢを含んで１つの第１の画素ＰＩＸ１を構成し、複数の第１の画素ＰＩＸ１がマトリクス状に配置されている。なお、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、及び青色カラーフィルタの配置関係は、上述した構成に限定されない。

第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１は、画像処理部ＩＰＵから出力される第１の画像データＤＡＴ１と第１の制御信号ＣＳ１（クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等）とに基づいて、第１の画像データＤＡ１と、第１のソースドライバＳＤ１及び第１のゲートドライバＧＤ１の駆動を制御するための各種タイミング信号（第１のデータスタートパルスＤＳＰ１、第１のデータクロックＤＣＫ１、第１のゲートスタートパルスＧＳＰ１、第１のゲートクロックＧＣＫ１）とを生成する（図４参照）。第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１は、第１の画像データＤＡ１と、第１のデータスタートパルスＤＳＰ１と、第１のデータクロックＤＣＫ１とを第１のソースドライバＳＤ１に出力し、第１のゲートスタートパルスＧＳＰ１と第１のゲートクロックＧＣＫ１とを第１のゲートドライバＧＤ１に出力する。

第１のソースドライバＳＤ１は、第１のデータスタートパルスＤＳＰ１及び第１のデータクロックＤＣＫ１に基づいて、第１の画像データＤＡ１に応じたデータ信号（データ電圧）をソース線ＳＬに出力する。第１のゲートドライバＧＤ１は、第１のゲートスタートパルスＧＳＰ１及び第１のゲートクロックＧＣＫ１に基づいて、ゲート信号（ゲート電圧）をゲート線ＧＬに出力する。

各ソース線ＳＬには、第１のソースドライバＳＤ１からデータ電圧が供給され、各ゲート線ＧＬには、第１のゲートドライバＧＤ１からゲート電圧が供給される。共通電極には、コモンドライバ（図示せず）から共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線ＧＬに供給されると、ゲート線ＧＬに接続された薄膜トランジスタＴＦＴがオンし、薄膜トランジスタＴＦＴに接続されたソース線ＳＬを介して、データ電圧が画素電極ＰＸに供給される。画素電極ＰＸに供給されたデータ電圧と、共通電極に供給された共通電圧Ｖｃｏｍとの差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライトＢＬの光の透過率を制御することによって画像表示を行う。第１の表示パネルＬＣＰ１では、赤色サブ画素ＰＩＸＲ、緑色サブ画素ＰＩＸＧ、青色サブ画素ＰＩＸＢそれぞれの画素電極ＰＸに接続されたソース線ＳＬに、所望のデータ電圧を供給することにより、カラー画像表示が行われる。

次に、図５及び図６を用いて、第２の表示パネルＬＣＰ２の構成について説明する。図６に示すように、第２の表示パネルＬＣＰ２は、バックライトＢＬ側（背面側）に配置された第２の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２と、観察者側（表示面側）に配置され、第２の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２に対向する第２の対向基板ＴＩＳ２と、第２の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２及び第２の対向基板ＴＩＳ２の間に配置された第２の液晶層ＬＣ２と、を含んでいる。第２の表示パネルＬＣＰ２のバックライトＢＬ側（背面側）には第４の偏光板ＰＯＬ４が配置されており、観察者側には第３の偏光板ＰＯＬ３が配置されている。第１の表示パネルＬＣＰ１の第２の偏光板ＰＯＬ２と、第２の表示パネルＬＣＰ２の第３の偏光板ＰＯＬ３との間には、接着層ＳＥＦＩＬが配置されている。

第２の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２には、図５に示すように、列方向に延在する複数のソース線ＳＬと、行方向に延在する複数のゲート線ＧＬとが形成され、複数のソース線ＳＬと複数のゲート線ＧＬとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。第２の表示パネルＬＣＰ２を平面的に見て、隣り合う２本のソース線ＳＬと隣り合う２本のゲート線ＧＬとにより囲まれる領域が１つの第２の画素ＰＩＸ２として規定され、該第２の画素ＰＩＸ２がマトリクス状（行方向及び列方向）に複数配置されている。複数のゲート線ＧＬは、列方向に等間隔で配置されている。第２の薄膜トランジスタ基板ＴＦＴ２には、第２の画素ＰＩＸ２ごとに画素電極ＰＸが形成されており、複数の第２の画素ＰＩＸ２に共通する１つの共通電極が形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴを構成するソース電極はソース線ＳＬに電気的に接続され、ドレイン電極はコンタクトホールを介して画素電極ＰＸに電気的に接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに電気的に接続されている。第１の表示パネルＬＣＰ１の各第１の画素ＰＩＸ１と、第２の表示パネルＬＣＰ２の各第２の画素ＰＩＸ２とが、平面視で互いに重なっている。例えば、図４に示した、赤色サブ画素ＰＩＸＲ、緑色サブ画素ＰＩＸＧ及び青色サブ画素ＰＩＸＢを含む１個の第１の画素ＰＩＸ１と、図５に示した、１個の第２の画素ＰＩＸ２とが平面視で互いに重なっている。尚、第１の表示パネルＬＣＰ１の各サブ画素ＳＰＩＸと、第２の表示パネルＬＣＰ２の各第２の画素ＰＩＸ２とが、例えば、互いに１対１の関係で配置されてもよく、各サブ画素ＳＰＩＸと、各第２の画素ＰＩＸ２との対応関係は上述の構成に限定されない。

図６に示すように、第２の対向基板ＴＩＳ２には、各第２の画素ＰＩＸ２の境界部分に対応する位置、すなわち平面視でソース線ＳＬに重なる位置に、第２のブラックマトリクスＢＭ２が形成されている。第２のブラックマトリクスＢＭ２で囲まれた領域には、カラーフィルタ層（着色部）は形成されておらず、例えばオーバーコート膜ＯＣが形成されている。

第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２は、画像処理部ＩＰＵから出力される第２の画像データＤＡＴ２と第２の制御信号ＣＳ２（クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等）とに基づいて、第２の画像データＤＡ２と、第２のソースドライバＳＤ２及び第２のゲートドライバＧＤ２の駆動を制御するための各種タイミング信号（第２のデータスタートパルスＤＳＰ２、第２のデータクロックＤＣＫ２、第２のゲートスタートパルスＧＳＰ２、第２のゲートクロックＧＣＫ２）とを生成する（図５参照）。第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２は、第２の画像データＤＡ２と、第２のデータスタートパルスＤＳＰ２と、第２のデータクロックＤＣＫ２とを第２のソースドライバＳＤ２に出力し、第２のゲートスタートパルスＧＳＰ２と第２のゲートクロックＧＣＫ２とを第２のゲートドライバＧＤ２に出力する。

第２のソースドライバＳＤ２は、第２のデータスタートパルスＤＳＰ２及び第２のデータクロックＤＣＫ２に基づいて、第２の画像データＤＡ２に応じたデータ電圧をソース線ＳＬに出力する。第２のゲートドライバＧＤ２は、第２のゲートスタートパルスＧＳＰ２及び第２のゲートクロックＧＣＫ２に基づいて、ゲート電圧をゲート線ＧＬに出力する。

各ソース線ＳＬには、第２のソースドライバＳＤ２からデータ電圧が供給され、各ゲート線ＧＬには、第２のゲートドライバＧＤ２からゲート電圧が供給される。共通電極には、コモンドライバから共通電圧Ｖｃｏｍが供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線ＧＬに供給されると、ゲート線ＧＬに接続された薄膜トランジスタＴＦＴがオンし、薄膜トランジスタＴＦＴに接続されたソース線ＳＬを介して、データ電圧が画素電極ＰＸに供給される。画素電極ＰＸに供給されたデータ電圧と、共通電極に供給された共通電圧Ｖｃｏｍとの差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライトＢＬの光の透過率を制御することによって画像表示を行う。第２の表示パネルＬＣＰ２では、白黒画像表示が行われる。

上述した構成により、コントラストの向上と低階調域における色再現性を向上とを両立させることができる。即ち、本開示の液晶表示装置ＬＣＤでは、第１の表示パネルＬＣＰ１と第２の表示パネルＬＣＰ２とを重ね合わせて表示させ、２枚の表示パネルの透過率を調整することにより、コントラストの向上を図ることができる。また、本開示のバックライトＢＬが、例えば３色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））のＬＥＤバックライトを１フィールド内で順次切り替えて点灯する構成としているため、たとえ低階調域における第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率がほとんど変化しないような場合であっても、第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率を変化させることで所望の色を再現することができ、低階調域における色再現性の向上を図ることができる。

上述した構成により、低階調域において第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率がほとんど変化しないような場合であっても、バックライトＢＬの光と第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率を変化させることで所望の色を再現することができるため、以下に説明する画像処理を採用することが可能となる。以下の画像処理を採用することにより、更に、視差妨害の抑制を図ることが可能となる。視差妨害とは、例えば第１の表示パネルＬＣＰ１と第２の表示パネルＣＬＰ２とが同一の１本の線を表示する際、その１本の線を見る人の角度によって第１の表示パネルＬＣＰ１と第２の表示パネルＬＣＰ２の相対的な表示位置が異なるため、ユーザーが液晶表示装置ＬＣＤの表示面を斜め方向から見た場合において、１本の線が２本に見えてしまうことを意味する。

本実施形態における液晶表示装置ＬＣＤは、図７に示すように、第１の表示パネルＬＣＰ１及び第２の表示パネルＬＣＰ２の合成ガンマ値（γ）が２．２の透過率特性を有し、第１の表示パネルＬＣＰ１及び第２の表示パネルＬＣＰ２が、それぞれｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）の画像データに基づいて画像を表示するものとする。

図８は、画像処理部ＩＰＵの構成を示すブロック図である。画像処理部ＩＰＵは、第１の階調決定部３１１と、第１の階調ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３１２と、第１の画像出力部３１３と、白黒画像データ生成部３２１と、第２の階調決定部３２２と、第２の階調ＬＵＴ３２３と、第２の画像出力部３２４と、を含んでいる。

画像処理部ＩＰＵは、ｍビット（本実施形態においては、ｍ＝１０とする。）の入力画像データＤｉｎに基づいて後述する画像処理を行い、例えば、第１の表示パネルＬＣＰ１用の１０ビットのカラー画像の第１の画像データＤＡＴ１と、第２の表示パネルＬＣＰ２用の１０ビットの白黒画像の第２の画像データＤＡＴ２とを生成する。また、画像処理部ＩＰＵは、カラー画像と白黒画像とを合成した表示画像（合成階調）の合成ガンマ値が目標の値（本実施形態においては、γ＝２．２とする。）になるように、第１の画像データＤＡＴ１の階調と、第２画像データＤＡＴ２の階調とを決定する。

具体的には、画像処理部ＩＰＵは、外部のシステムから送信された１０ビットの入力画像データＤｉｎを受信すると、入力画像データＤｉｎを、第１の階調決定部３１１と白黒画像データ生成部３２１とに転送する。尚、入力画像データＤｉｎは、例えば輝度情報（階調情報）と色情報とを含んでいる。色情報は、色を指定するための情報であり、例えば、入力画像データＤｉｎが１０ビットの場合、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色を含む複数色それぞれの色を０〜１０２４の値で表すことができる。上記複数色には、少なくともＲ色、Ｇ色及びＢ色を含み、さらにＷ（白）色及び／又はＹ（黄）色が含まれてもよい。上記複数色がＲ色、Ｇ色及びＢ色である場合、入力画像データＤｉｎの色情報は、「ＲＧＢ値」（［Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値］）で表される。例えば、入力画像データＤｉｎに対応する色が「白」の場合、「ＲＧＢ値」は［１０２４，１０２４，１０２４］で表され、入力画像データＤｉｎに対応する色が「赤」の場合、「ＲＧＢ値」は［１０２４，０，０］で表され、入力画像データＤｉｎに対応する色が「黒」の場合、「ＲＧＢ値」は［０，０，０］で表される。

第１の階調決定部３１１は、外部のシステムから１０ビットの入力画像データＤｉｎを取得すると、第１の階調ＬＵＴ３１２を参照して、１０ビットのカラー画像データに対応する階調を決定する。第１の階調ＬＵＴ３１２には、第１の表示パネルＬＣＰ１用の第１の階調特性に基づいて、１０ビットの出力階調が対応付けられている。第１の階調決定部３１１は、第１の階調特性に基づいて、１２ビットの入力画像データＤｉｎ（入力階調）に対応する１０ビットの出力階調を決定し、決定した出力階調に対応する１０ビットのカラー画像データを第１の画像出力部３１３に出力する。

白黒画像データ生成部３２１は、１０ビットの入力画像データＤｉｎを取得すると、入力画像データＤｉｎの色情報を示す各色の値（ここではＲＧＢ値：［Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値］）を用いて、各色に対応するサブフィールドごとに白黒画像データを生成する。白黒画像データ生成部３２１は、生成した１０ビットの白黒画像データを第２の階調決定部３２２に出力する。

第２の階調決定部３２２は、白黒画像データ生成部３２１により生成された１２ビットの白黒画像データを取得すると、第２の階調ＬＵＴ３２３を参照して、１０ビットの白黒画像データに対応する階調を決定する。第２の階調ＬＵＴ３２３には、表示パネル２００用の第２の階調特性に基づいて、１２ビットの入力階調に対する１０ビットの出力階調が対応付けられている。第２の階調決定部３２２は、第２の階調特性に基づいて、１２ビットの白黒画像データ（入力階調）に対応する１０ビットの出力階調を決定し、決定した出力階調に対応する１０ビットの白黒画像データを第２の画像出力部３２４に出力する。

第１の画像出力部３１３は、１０ビットのカラー画像データを第１の画像データＤＡＴ１として第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１に出力し、第２の画像出力部３２４は、１０ビットの白黒画像データを第２の画像データＤＡＴ２として第２のタイミングコントローラＴＣＯＮ２に出力する。また画像処理部ＩＰＵは、第１のタイミングコントローラＴＣＯＮ１に第１制御信号ＣＳ１を出力し、第２のタイミングコントローラ２４０に第２の制御信号ＣＳ２を出力する（図４及び図５）。

図９は、第１の表示パネルＬＣＰ１の入力階調に対する第１透過率特性を示すグラフであり、図１０は、第２の表示パネルＬＣＰ２の入力階調に対する第２透過率特性を示すグラフである。図９においては、入力階調の対数を横軸に表示し、第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率の対数を縦軸に表示している。なお、図９に示す透過率は、最大階調時の透過率を１として正規化した正規化透過率である。また、図１０においては、入力階調の対数を横軸に表示し、第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率の対数を縦軸に表示している。なお、図１０に示す透過率は、最大階調時の透過率を１として正規化した正規化透過率である。

第１の表示パネルＬＣＰ１は、第１の画像データＤＡＴ１を第１の画像出力部３１３から受信すると、図９に示す第１透過率特性を有するカラー画像を表示する。図９に示すように、第１の表示パネルＬＣＰ１の第１透過率特性は、入力階調が３９（第１の階調）のときに屈曲する第１の屈曲点Ａを有し、第１の階調以下の傾きが、第１の階調以上の傾きよりも小さくなっている。また、入力階調を１（最低階調）から３９（第１の階調）まで変化させた場合における第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率の変化量が、入力階調を最低階調から最大階調である１０２３まで変化させた場合における第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率の変化量の１０％以内となるようにしており、更に望ましくは１％以内としている。本実施形態においては、この値が０．０８％となっている。更に、入力階調を３９（第１の階調）から１０２３（最大階調）まで変化させた場合における第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率の変化が、入力階調を１０２３（最大階調）とした時における第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率の９０％以上となるようにしている。なお、本実施形態においては、第１の階調の値が最大階調の値の約３．８％であり、最大階調の１０％以下の低階調域に第１の階調が存在する。

第２の表示パネルＬＣＰ２は、第２の画像データＤＡＴ２を第２の画像出力部３２４から受信すると、図１０に示す第２透過率特性を有する白黒画像を表示する。図１０に示すように、第２の表示パネルＬＣＰ２の第２透過率特性は、入力階調が３７（第２の階調）のときに屈曲する第２の屈曲点Ｂを有し、第２の階調以下の傾きが、第２の階調以上の傾きよりも大きくなっている。また、入力階調を１（最低階調）から３７（第２の階調）まで変化させた場合における第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率の変化量が、入力階調を最低階調から最大階調である１０２３まで変化させた場合における第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率の変化量の９０％以上となるようにしており、更に望ましくは９９％以上としている。本実施形態においては、この値が９９．４％となっている。更に、入力階調を３７（第２の階調）から１０２３（最大階調）まで変化させた場合における第２の表示パネルＣＬＰ２の透過率の変化が、入力階調を１０２３（最大階調）とした時における第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率の１０％以内となるようにしている。なお、本実施形態においては、第２の階調の値が最大階調の値の約３．６％であり、最大階調の１０％以下の低階調域に第２の階調が存在する。

そして、図９、１０に示すように、第１の表示パネルＬＣＰ１の第１透過率特性が第１の屈曲点を有する第１の階調と、第２の表示パネルのＬＣＰ２の第２透過率特性が第２の屈曲点を有する第２の階調との差が、最大階調の１０％以内となるようにしている。望ましくは、第１の階調と第２の階調との差が、最大階調の５％以内であることが望ましく、更には、１％以内であることが望ましい。本実施形態においては、第１の階調が３９であり、第２の階調が３７であるため、第１の階調と第２の階調との差は、最大階調である１０２３の約０．２％としている。

このような画像処理を採用することにより、視差妨害の抑制を図ることが可能となる。即ち、第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率が入力階調の変化に応じて大きく変化する第２の階調よりも低階調域側においては、第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率が入力階調の変化に応じてほとんど変化しない。一方、第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率が入力階調の変化に応じて大きく変化する第１の階調よりも高階調域側においては、第２の表示パネルＬＣＰ２の透過率が入力階調の変化に応じてほとんど変化しない。そのため、複数のパネルの透過率が入力階調の変化に応じて同時に大きく変化することがなく、その結果として、視差妨害の抑制を図ることが可能となる。

なお、上述した画像処理を採用した場合、低階調域において第１の表示パネルＬＣＰ１の透過率がほとんど変化しない構成となるが、本開示に示す液晶表示装置ＬＣＤが、所謂フィールドシーケンシャル方式を採用し、且つ第２の表示パネルＴＣＯＮ２の透過率を定階調域において大きく変化させることが可能な構成としているため、低階調域における色再現性を担保することができる。従って、本開示に示す構成によれば、視差妨害の抑制と低階調域における色再現性の向上の両立を図ることが可能となる。

なお、上述した画像処理は、フィールドシーケンシャル方式を採用しないような場合においても有効である。例えば、第１の表示パネルＬＣＰ１のみならず、第２の表示パネルＬＣＰ２がカラーフィルタを有する構成であれば、視差妨害の抑制と低階調域における色再現性の向上の両立を図ることが可能となる。

なお、入力画像データＤｉｎのビット数や、カラー画像データ、白黒画像データのビット数は上述のビット数に限定されない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

ＬＣＤ 液晶表示装置、ＬＣＰ１ 第１の表示パネル、ＬＣＰ２ 第２の表示パネル、ＳＥＦＩＬ 接着層、ＢＬ バックライト、ＦＳ フロントシャーシ、ＴＦＴ１ 第１の薄膜トランジスタ基板、ＴＦＴ２ 第２の薄膜トランジスタ基板、ＴＩＳ１ 第１の対向基板、ＴＩＳ２ 第２の対向基板、ＬＣ１ 第１の液晶層、ＬＣ２ 第２の液晶層、ＣＬ カラーフィルタ、ＢＭ１ 第１のブラックマトリクス、ＢＭ２ 第２のブラックマトリクス、ＯＣ オーバーコート膜、ＰＯＬ１ 第１の偏光板、ＰＯＬ２ 第２の偏光板、ＰＯＬ３ 第３の偏光板、ＰＯＬ４ 第４の偏光板、Ｄａｔａ 入力映像信号、ＩＰＵ 画像処理部、ＤＡＴ１ 第１の画像データ、ＤＡＴ２ 第２の画像データ、ＴＣＯＮ１ 第１のタイミングコントローラ、ＴＣＯＮ２ 第２のタイミングコントローラ、ＳＤ１ 第１のソースドライバ、ＧＤ１ 第１のゲートドライバ、ＳＤ２ 第２のソースドライバ、ＧＤ２ 第２のゲートドライバ、ＤＩＳＰ１ 第１の画像表示領域、ＤＩＳＰ２ 第２の画像表示領域、ＣＳ１ 第１の制御信号、ＣＳ２ 第２の制御信号、ＤＡ１ 第１の画像データ、ＤＡ２ 第２の画像データ、ＤＳＰ１ 第１のデータスタートパルス、ＤＳＰ２ 第２のデータスタートパルス、ＤＣＫ１ 第１の第２のデータクロックＤＣＫ２ 第２のデータクロック、ＧＳＰ１ 第１のゲートスタートパルス、ＧＳＰ２ 第２のゲートスタートパルス、ＧＣＫ１ 第１のゲートクロック、ＧＣＫ２ 第２のゲートクロック、ＳＬ ソース線、ＧＬ ゲート線、 ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、ＳＰＩＸ サブ画素、ＰＩＸＲ 赤色サブ画素、ＰＩＸＧ 緑色サブ画素、ＰＩＸＢ 青色サブ画素、ＰＩＸ１ 第１の画素、ＰＩＸ２ 第２の画素、ＰＸ 画素電極、３１１ 第１の階調決定部、３１２ 第１の階調ＬＵＴ、３１３ 第１の画像出力部、３２１ 白黒画像データ生成部、３２２ 第２の階調決定部、３２３ 第２の階調ＬＵＴ、３２４ 第２の画像出力部。

Claims (12)

1. 少なくとも２以上の相互に異なる複数の色のカラーフィルタを有する第１の表示パネルと、
   前記第１の表示パネルの背面側において、前記第１の表示パネルと重ね合わせて配置され、カラーフィルタを有さない第２の表示パネルと、
   前記第２の表示パネルの背面側に配置され、複数の色の光をそれぞれ異なるタイミングで前記第２の表示パネルに向かって照射するバックライトと、
   を含む液晶表示装置。
2. 入力画像信号に基づいて、一つの画像を表示する１フィールド期間において、前記バックライトは、前記複数の色の光を異なるタイミングで照射し、
   前記第２の表示パネルは、異なるタイミングで、前記複数の色に対応する画像を切り替えて表示する、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記１フィールド期間において、
   前記第１の表示パネルは、前記複数の色のカラーフィルタのそれぞれに対応する各画素に、前記入力画像信号に対応するデータ信号を入力し続ける、
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 入力映像信号に基づいて、前記第１の表示パネルに対応する第１の画像データと、前記第２の表示パネルに対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部を更に含み、
   前記画像処理部が、前記入力映像信号に対応する入力階調を最低階調から第１の階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から最大階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量の１０％以内となるように、前記第１の画像データを生成し、
   前記画像処理部が、前記入力階調を前記最低階調から第２の階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から前記最大階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量の９０％以上となるように、前記第２の画像データを生成し、
   前記第１の階調と前記第２の階調との差が、前記最大階調の１０％以内である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記画像処理部が、前記入力階調を前記最低階調から前記第１の階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から前記最大階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量の１％以内となるように、前記第１の画像データを生成し、
   前記画像処理部が、前記入力階調を前記最低階調から前記第２の階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から前記最大階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量の９９％以上となるように、前記第２の画像データを生成する、
   請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 入力映像信号に基づいて、前記第１の表示パネルに対応する第１の画像データと、前記第２の表示パネルに対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部を更に含み、
   前記入力映像信号に対応する入力階調の対数を横軸に表示し、前記第１の表示パネルの透過率の対数を縦軸に表示するグラフが、
   第１の階調で屈曲する第１の屈曲点を有し、前記第１の階調以下の傾きが、前記第１の階調以上の傾きよりも小さく、
   第２の階調で屈曲する第２の屈曲点を有し、前記第２の階調以下の傾きが、前記第２の階調以上の傾きよりも大きく、
   前記第１の階調と前記第２の階調との差が、前記最大階調の１０％以内である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１の階調と前記第２の階調との差が、前記最大階調の５％以内である、
   請求項４に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１の階調と前記第２の階調との差が、前記最大階調の１％以内である、
   請求項４に記載の液晶表示装置。
9. 入力映像信号に基づいて、前記第１の表示パネルに対応する第１の画像データと、前記第２の表示パネルに対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部を更に含み、
   前記画像処理部が、前記入力映像信号に対応する入力階調を最低階調から第１の階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から最大階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量の１０％以内となるように、前記第１の画像データを生成し、
   前記第１の階調は、前記最大階調の１０％以下である、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記画像処理部が、前記入力映像信号に対応する前記入力階調を前記最低階調から前記第１の階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から前記最大階調まで変化させた場合における前記第１の表示パネルの透過率の変化量の１％以内となるように、前記第１の画像データを生成する、
    請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 入力映像信号に基づいて、前記第１の表示パネルに対応する第１の画像データと、前記第２の表示パネルに対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部を更に含み、
    前記画像処理部が、前記入力映像信号に対応する入力階調を最低階調から第２の階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から最大階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量の９０％以上となるように、前記第２の画像データを生成し、
    前記第２の階調は、前記最大階調の１０％以下である、
    請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記画像処理部が、前記入力映像信号に対応する前記入力階調を前記最低階調から前記第２の階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量が、前記入力階調を前記最低階調から前記最大階調まで変化させた場合における前記第２の表示パネルの透過率の変化量の９９％以上となるように、前記第２の画像データを生成する、
    請求項１１に記載の液晶表示装置。
    
    

Images