JP5390326B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、２０世紀に表示装置の主流であったＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、一般にブラウン管と称される）に比べて薄型軽量にできるという強みに加え、視野角拡大技術や動画技術の開発等、画質向上技術の進歩に伴い、その用途および市場は、デスクトップ型パーソナルコンピューター用のモニター、あるいは印刷やデザイン向け用のモニター、家庭用テレビ等に拡大された。

これらの用途では、良好な色再現性、及び、高いコントラスト比に対する要求が強い。液晶表示装置におけるコントラスト比は、黒表示における輝度がゼロでなく有限の値（以下、黒輝度と称する）を持つことから、液晶パネルの有効透過率で決まる白表示における輝度（以下、白輝度と称する）を黒輝度で除した値で定義される。

なお、特許文献１には、映像の特徴量と周囲の明るさに応じて適切な画面表示輝度を実現するとともに、消費電力を十分に低減させることが可能な表示装置が開示されている。

特開２００７−２４１２３６号公報

ここで、家庭用テレビ等のカラー表示の液晶表示装置においては、オフィス環境とは異なり、比較的暗い部屋で、映画のような暗い画像を視聴する機会も多く、このような場合における画質性能の向上が要求される。

しかし、人間の視知覚特性は、明るい環境と暗い環境では見え方が異なり、いわゆる薄明視条件下では、プルキンエシフトが生じて、視感度の最大波長が、５５５ｎｍ（明所視における視感度の最大波長）から５０７ｎｍ（暗所視における視感度の最大波長）へとシフトする。このため、薄明視では、明所視で感じる色調と異なるため、薄明視の場合と明所視の場合とで画像の感じられ方が大きく異なることとなる。

プルキンエシフトは、例えば、黒輝度で発光する画素や、黒輝度と同程度の輝度で発光する画素を多く含んだ暗い画像を、暗い部屋で視聴するような場合に生じる。そしてこの場合において、視聴者は、画質性能が劣化しているように感じられる。具体的には、暗い環境において暗い画像を視聴する視聴者には、画像に青味が帯びているように感じられることとなる。

本発明は、暗い環境において暗い画像を視聴する視聴者に対して、画質性能を向上させた画像を表示する液晶表示装置を提供することを目的とする。なお、上記した課題以外のその他の課題は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。

本発明は、上記課題に鑑みて、配列された複数の画素の透過率を制御してカラー表示をする液晶パネルと、前記液晶パネルに向けて光を発する光源ユニットとを有する液晶表示装置であって、前記液晶パネルが配置される環境における環境照度を検知する明るさ検出手段と、入力された画像信号から、表示対象の画像の輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段と、前記環境照度が予め定められた照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが予め定められた輝度基準値以下となるか否かを判定する判定手段と、前記画像信号を、前記液晶パネルの制御信号に変換する画像信号変換手段とを有し、前記画像信号変換手段は、前記環境照度が前記照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記表示対象の画像の彩度を補償して前記制御信号に変換する、ことを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記液晶パネルは、赤色、緑色、青色に発光することによりカラー表示し、前記画像信号変換手段は、前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、青色に発光する画素の透過率を低下させる、又は、赤色に発光する画素もしくは緑色に発光する画素の透過率を向上させることにより、前記表示対象の画像の彩度を補償する、ことを特徴としてもよい。なお、透過型液晶パネルは、その背面に配置されたバックライトからの光の透過光強度を調整することが役割であり、厳密には液晶パネルの画素自身が発光しているのではないが、観察者にとっての表示画像は、液晶パネルから出射される光であるので、特に表現上の区別をしていない。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、少なくとも前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合において、前記光源ユニットは、前記環境照度もしくは前記輝度レベルの少なくとも一方が低下するに従って、前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度が低減される、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、少なくとも前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合において、前記光源ユニットは、前記環境照度もしくは前記輝度レベルの少なくとも一方が低下するに従って、前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度が低減され、前記画像信号変換手段は、前記光源ユニットが前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度が低減されるに従って、前記表示対象の画像を表示するために制御される前記複数の画素の透過率の上限を向上させつつ補償する、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記照度基準値は、該液晶表示装置が照らされる垂直照明が５０ルクスとなる環境において、前記明るさ検出手段から検出される値であって、前記輝度レベルが、前記表示対象の画像における最大輝度値である場合には、前記輝度基準値は５０ニットであり、前記輝度レベルが、前記表示対象の画像における平均輝度値である場合には、前記輝度基準値は２０ニットである、ことを特徴としてもよい。なお、ニット（ｎｔ）の定義は、１平方メートルの平面光源の光度がその平面と垂直な方向に於いて１ｃｄであるとき、その方向における輝度、であり、１ｎｔ＝１ｃｄ／ｍ^２である。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記液晶パネルによって表示される黒表示の色度は、暗所視の分光視感効率を用いたＬＡＢ表色系において、彩度Δａｂが３．４を超えず、座標軸ａ，ｂともに０以下の値である、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記液晶パネルは、４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長の光を吸収する色素を含む層を有する、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記環境照度が前記照度基準値以下、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合の前記光源ユニットの前記液晶パネルへの発光における分光特性は、前記環境照度が前記照度基準値よりも大きい、または、前記輝度レベルが前記輝度基準値よりも大きい場合の前記光源ユニットの前記液晶パネルへの発光における分光特性よりも、４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の光の割合が低い、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記画像信号変換手段は、前記画像信号を前記制御信号に変換するための補償制御情報を含み、前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記補償制御情報に従って前記画像信号を変換する、ことを特徴としてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置の一態様では、前記補償制御情報は、明所視の分光視感効率よりも低い分光視感効率に基づいて生成されるテーブルおよび関係式であって、前記画像信号は、前記テーブルおよび前記関係式に従って、前記制御信号に変換される、ことを特徴としてもよい。

本発明は、暗い環境において暗い画像を視聴する視聴者に対して、画質性能を向上させた画像を表示する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の機能的構成とハードウェア構成を表すブロック図である。 色の心理物理量を表すための等色関数を説明する図である。 暗所視の分光視感効率に基づくＬＡＢ表色系の色度座標を示す図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を説明する模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一画素（ドット）付近の模式断面図である。 本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置のアクティブ素子付近の模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板の一絵素付近の模式図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一画素の拡大平面図である。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一絵素付近の模式断面図である。 ＣＩＥ１９７６ｕ’ｖ’色度座標図であり、第一の黒の例を示す図である。 薄明視条件下の被験者による、図１０に記載された第一の黒の色付きの良否判定を示す図である。 薄明視条件下の被験者による、暗所視用のルックアップテーブルで補償された黒表示の色付きの良否判定を示す図である。 図１２の各黒表示を明所視の分光視感効率を用いて他の色度座標にプロットした様子を示す図である。

次に、図１〜図９を参照して、本発明による液晶表示装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内に於いて当業者によってさまざまな変更及び修正が可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の機能的構成とハードウェア構成を表すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶パネル１２０と光源ユニット１１０（バックライト）を含み、さらに、周囲環境の明るさ（以下、環境照度）を検知する明るさセンサ１０１（明るさ検出手段）と、環境照度と画像信号とを受け入れて、これらが所定の条件を満足するか否かを判定する判定手段１０２と、判定手段１０２の判定結果に基づいて画像信号を変換して液晶パネル１２０に制御信号を出力する画像信号変換手段１０３と、を含んでいる。

また、判定手段１０２は、輝度レベル取得手段１０５を含んでいる。まず、輝度レベル取得手段１０５は、入力された画像信号から、液晶パネル１２０で表示対象となる画像の輝度レベルを取得する。そして判定手段１０２は、取得された輝度レベルと、明るさセンサ１０１が検知した環境照度とに従って、これらがそれぞれの基準値以下となるか否かを判定する。輝度レベルが予め定められた基準値（以下、輝度基準値）以下、かつ、環境照度が予め定められた基準値（以下、照度基準値）以下となる場合に、画像信号変換手段１０３は視聴者において生じるプルキンエシフトの影響を補償するように、入力された画像信号を制御信号に変換する。なお、判定手段１０２および画像信号変換手段１０３は、例えば、液晶表示装置の周辺回路において実装される。

本実施形態における画像信号変換手段１０３は、輝度レベルが輝度基準値以下、かつ、環境照度が照度基準値以下となる場合に適用する暗所視ＬＵＴ１０６（暗所視のルックアップテーブル）と、それ以外の場合に適用する明所視ＬＵＴ１０７（明所視のルックアップテーブル）とを保持している。特に、暗所視ＬＵＴ１０６は、画像信号変換手段１０３において含まれるＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段において補償制御情報として保持される。補償制御情報は、入力された画像信号を補償して液晶パネルの制御信号に変換するための情報であって、当該補償制御情報に従って、画像信号が液晶パネル１２０の透過率を制御する制御信号に変換されることで、表示される画像の彩度が補償される。補償制御情報は、後述するように、暗所視における分光視感効率に基づいて生成される。なお、以下において、輝度レベルが輝度基準値以下、かつ、環境照度が照度基準値以下となる場合を、視聴者において薄明視が生じる条件として説明するものとする。しかし、薄明視となるか否かは、視聴者の個人差、および、網膜照度によって左右されるため、上記の場合において視聴者において薄明視が必ずしも生じているわけではなく、上記の場合以外において薄明視が生じている場合も想定される。

ここで、輝度レベルとは、表示対象となる画像における輝度の大きさに関する特徴量を示すものであり、１フレームの画像が有する階調の最大値であってもよいし、１フレームの画像における階調の平均値であってもよい。また、本実施形態では、輝度レベルとして、１フレームの画像が有する階調の最大値が輝度換算された最大輝度値を採用するが、１フレームの画像における階調の平均値が輝度換算された平均輝度値を採用してもよいし、最大輝度値と平均輝度値の双方を採用してもよいし、これらを組み合わせた特徴量を採用するようにしてもよい。なお、これらの場合において、画像信号から最大輝度値や平均輝度値を導出する場合には、光源ユニット１１０が発光するデフォルトの輝度を前提とする。

また、本実施形態に係る光源ユニット１１０は、薄明視となる条件において、輝度レベルにしたがって液晶パネル１２０に向けて発光する輝度が制御される。具体的には、少なくとも環境照度と輝度レベルとが基準値以下となる場合に、判定手段１０２を介して輝度レベルの情報を光源ユニット１１０は受信して、輝度レベルが低下するのに従って、光源ユニット１１０が発光する輝度を低減させる。暗所視に近づくにつれて、光源ユニット１１０の輝度を低減することで、黒表示における黒輝度や黒表示に近い表示の輝度を小さくし、暗い画像が良好に表現される。なお、薄明視となる条件において、環境照度が低下するのに従って、光源ユニット１１０が発光する輝度を低減させても、暗い画像が良好に表現される。

ここで特に、薄明視の場合においては、暗所視に近づくにつれて青色が認識されやすくなる。そして、輝度レベルが輝度基準値以下となるような暗い画像では、黒表示や黒表示に近い表示の画素を多く含んでいる。薄明視が生ずる場合に彩度を補償するためには、青色に発光する画素の透過率を下げることや、赤色・緑色に発光する画素の透過率を向上させることが考えられる。しかし、表示対象の画像における透過率が全般的に低くなる暗い画像において、彩度を補償するためには、後者で対応することが多くなり明度が向上しやすくなる。したがって、環境照度が照度基準値以下で、かつ、輝度レベルが輝度基準値以下となる場合において、輝度レベル（あるいは環境照度）がさらに低下するに従って、光源ユニット１１０の輝度を低減することで、彩度の補償するために明度が向上するのを抑制でき、暗い画像が良好に表現される。なお、光源ユニット１１０の輝度は、輝度レベル（あるいは環境照度）が低下するのに従って、線形的、あるいは非線形的、段階的に暗くしてもよいし、環境照度と輝度レベルの双方の値を関数として、光源ユニットの輝度を低減するようにしてもよい。

また、環境照度が照度基準値以下で、かつ、輝度レベルが輝度基準値以下となる場合には、画像信号変換手段１０３は、光源ユニット１１０の輝度を低下させるのに従って、表示対象の画像を表示する液晶パネル１２０の画素の透過率の上限を向上させる。すなわち、画像信号変換手段１０３は、輝度レベル（あるいは環境照度）が低下するのに従って、表示対象の画像を表示するために制御される液晶パネルの画素の透過率の上限を向上させつつ、補償する。これにより、薄明視条件下において、液晶駆動範囲が有効に活用されて鮮明な画像が表示される。

本実施形態では、視聴者にとって薄明視条件下となる場合には、暗所視ＬＵＴ１０６に従って画像信号が制御信号に変換されて、液晶パネル１２０に出力される。暗所視ＬＵＴ１０６は、暗所視の分光視感効率に基づく画像表示に変換するルックアップテーブルである。また、視聴者にとって明所視条件となる場合（薄明視とならない条件、すなわち、輝度レベルが輝度基準値よりも大きくなる、もしくは、環境照度が照度基準値よりも大きくなる場合）には、明所視ＬＵＴ１０７に従って画像信号が変換されて、液晶パネル１２０に出力される。明所視ＬＵＴ１０７は、明所視の分光視感効率に基づく画像表示に変換するルックアップテーブルである。なお、画像信号が明所視条件における液晶パネル１２０の透過率を制御する信号に対応している場合には、特に明所視ＬＵＴ１０７を設けずともよい。

一般的に色度座標（ＣＩＥ１９３１ｘｙ、ＣＩＥ１９７６ｕ’ｖ’、ＬＡＢ表色系においては、いずれもＸＹＺの値で定義される）は、明所視の分光視感効率を用いて求められている。これに対し、暗所視ＬＵＴ１０６には、暗所視の分光視感効率を用いて変換された色度座標が用いられる。まず、具体的には、ＣＩＥ表色系の色度座標（ｘ、ｙ）は、等色関数

、

、

（図２に示す）を用いて求められる三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚで、下記数式（１）〜（５）のように定義される。

ここで、ｋは便宜上用いられる係数、

は一絵素（画像としての最小単位で、三原色であれば赤、緑、青の３ドットで構成される）の分光放射輝度である。図２に示す等色関数

は、明所視の分光視感効率と等しく、Ｙは一絵素の輝度に相当する。

ここで暗所視の場合には、暗所視の分光視感効率

（図２に示す）を用いて、数式(２)、(４)、(５)は数式(６)〜(８)に置き換えられる。数式（６）〜（８）では、それぞれ、暗所視（Scotopic vision）の分光視感効率を用いて値が導出されることから、添え字Sをつける。

人間の視知覚は、周囲が暗くなるに従って、明所視、薄明視、暗所視と変わることが知られている。これらは、測光条件や環境照度、あるいは網膜照度から、というさまざまな条件で定義されており、ある閾値において切り替わるわけではないが、例えば、視野内、すなわち網膜に入る光が１００ｎｉｔｓ以上となる場合には完全な明所視になる。そして、例えば、月がない星空のもと（環境照度０．０１ルクス以下）で、明暗だけがおぼろげに認識されて色はほとんど認識されないという状態では、ほぼ完全な暗所視であるといえる。したがって、この間の条件が薄明視と考えることができるが、薄明視条件下では、明所視に近い状態から暗所視に近い状態に至る間で、視感度（分光視感効率）が、徐々に明所視から暗所視へシフト（プルキンエシフト）すると考えられる。なお、本実施形態では、薄明視となる条件において暗所視の分光視感効率を用いて導出された暗所視ＬＵＴ１０６を用いている。ここで、薄明視から暗所視に近づくにつれて、暗所視の分光視感効率に徐々に近づくような分光視感効率を用いて導出される複数のテーブルや関係式を用いて、表示対象の画像の彩度が補償されるようにしてもよい。いずれにしても、明所視の分光視感効率よりも低い分光視感効率に基づいて生成されるテーブルや関係式によって、彩度が補償されればよい。そして、明所視の分光視感効率よりもピークが低くなる暗所視の分光視感効率に基づいて生成されるテーブルと関係式とを用いて彩度が補償されるようにすることで、回路規模を小さくしつつ補償精度を向上できる。

黒表示は、通常ＲＧＢの３ドットの階調がゼロ（厳密には、テレビの入力信号では１６階調が実質的な黒表示となる場合があるので、通常の視聴条件での最小輝度が黒表示である）で表される。透過型液晶表示装置の場合には、上述したように、全ドットが階調ゼロとなっても輝度はゼロにならず黒輝度を有する。全ドットの階調がゼロの黒表示、あるいは、上述したような実質的な黒表示における黒輝度は、有限の輝度（Ｙ）を有するため色度座標が与えられる。本明細書では、明所視となる条件（本実施形態では、薄明視とならない条件、すなわち、輝度レベルが輝度基準値よりも大きくなる、もしくは、環境照度が照度基準値よりも大きくなる場合）の黒表示を第一の黒として、以後説明する。

また、本実施形態では、薄明視となる条件（本実施形態では、輝度レベルが輝度基準値以下、かつ、環境照度が照度基準値以下となる場合）において、輝度レベルが低下するに従って２段階で光源ユニット１１０が発光する輝度を低下させる。そこで、薄明視となる条件において、２段階のうちの輝度レベルが高い場合の黒表示を第二の黒とし、輝度レベルが低い場合の黒表示を第３の黒とするようにしてもよい。この場合には、第一の黒、第二の黒、第三の黒という順に、光源ユニット１１０の輝度が低下して黒輝度が低下する。なお、光源ユニット１１０に多色のＬＥＤを用いる場合は、輝度だけでなく彩度も調整できるため、画像信号変換手段１０３による彩度の補償と共に、光源ユニット１１０の色度の制御を組み合わせて第二の黒、第三の黒を設定してもよい。本実施形態では、第二、あるいは第三の黒を表示する場合において、薄明視となる条件（例えば、環境照度が５０ルクス以下であって、画像信号による１フレームの画像の緑色に発光する画素の最大輝度値が５０ｎｉｔｓ以下）となるために、第一の黒を表示する場合とは異なり、暗所視の色度座標を基にしたルックアップテーブルが適用される。このときの黒色度は、下記の数式（９）、数式（１０）で定義されるＬＡＢ表色系で示される値において、数式（１１）で定義されるΔａ_ｓｂ_ｓが３．４以下を満たし、ａ、ｂともに０もしくは負の値に設定される。

発明者らは、述べ２４人（年齢構成は２０歳代から６０歳代、男性１８人、女性６人）に対して主観評価を実施した。その結果、周囲が暗く（例えば環境照度が５０ルクス以下）、１フレームの画像信号（ある同一の一画面）の最大輝度値が５０ｎｉｔｓ以下、あるいは１フレームの画像信号の平均輝度値が２０ｎｉｔｓ以下となるような条件では、明所視において同じ画面を見ても、明らかに色が違って見える、あるいは、何となく色が違うという評価結果を全員から得た。また、ほぼ暗室となるような条件（映画館と同等）で、１フレームの画像信号（ある同一の一画面）の最大輝度値が１０ｎｉｔｓ未満では、全員が「明らかに色が違って見える」と回答した。

発明者らが行った主観評価により、垂直照明が５０ルクス程度、あるいは読書がなんとか可能な照明条件では、プルキンエシフトが起こり、見え方としては明所視よりも暗所視の分光視感効率が優性になる。すなわち、色が違って見えてくると判断できる結果が得られた。従って、本実施形態では、明るさを検出する明るさセンサ１０１を備え、明るさセンサ１０１から受信した環境照度が判定手段１０２において、５０ルクス以下であると判定されたとき、判定手段１０２は、画像信号における輝度レベルの判定を開始するようにする。本実施形態に係る明るさセンサ１０１は、判定の正確を期すため、垂直照明の検出のために液晶表示装置の上部フレームに配置されたセンサである。表示画面下部にセンサを配置する場合には、照度基準値を１０ルクス以下、とする必要があり、この値が、上部フレームに明るさセンサ１０１を配置する場合に、垂直照明が５０ルクスとなる環境で検知される値に対応することとなる。

輝度レベル取得手段１０５は、画像信号における１フレームにおける最大輝度値や平均輝度値は、ヒストグラム解析を行うことによって行う。明所視となるか暗所視となるかは、人間の視知覚が、網膜が受容する光の総量、視野内への輝度総量に依存する。したがって、例えば、平均輝度値が３０ｎｉｔｓ以下であり、かつ最大輝度値が５０ｎｉｔｓ以下であるとき、暗所視ＬＵＴ１０６を参照して彩度を補償するように、輝度基準値を設けてもよい。なお、本実施形態にかかる輝度レベル取得手段１０５は、画像信号における１フレームにおける最大輝度値を取得しているが、複数フレームにおける最大輝度値の平均値を取得してもよい。また、画像信号変換手段１０３は、輝度レベルを取得した表示対象となる１フレームの画像の、次に表示対象となるフレームの画像の彩度を補償するのであってもよい。

判定手段１０２による判定は、上記のようにそれぞれの上限値の並立条件でもよいが、例えば、照度基準値の判定に対し、Ｉ：５０ルクス以下２０ルクス以上、II：２０ルクス未満１０ルクス以上、III：１０ルクス未満というように複数の範囲を設けてもよい。Ｉ判定については平均輝度値１５ｎｉｔｓ以下、最大輝度値３５ｎｉｔｓ以下、II判定については平均輝度値２０ｎｉｔｓ以下、最大輝度値５０ｎｉｔｓ以下、III判定については平均輝度値３０ｎｉｔｓ以下、最大輝度値７０ｎｉｔｓ以下というように、２つの輝度値の特徴量を組み合わせた輝度基準値を、範囲毎に異なる条件として設けてもよい。これは、環境照度と表示対象の画像の両方が視野入ると考え、視野への総光量による判定である。環境照度が低い場合には、薄明視となりやすいことから、平均輝度値と最大輝度値による輝度基準値を増大させている。

次に、被験者１６人に対して、種々の黒表示を見せ、暗室において良好な黒（色付きが少なく、良好な黒と感じる）を判定してもらったところ、Δａ_ｓｂ_ｓ＜３．４、かつ、ａ、ｂともに０もしくは負の値を満たす色度としたときに、８０％が良好な黒、と答えた。図３は、暗所視の分光視感効率に基づくＬＡＢ表色系の色度座標を示す図である。Δａ_ｓｂ_ｓ＜３．４、かつ、ａ、ｂともに０もしくは負の値を満たす範囲を図３の網掛け部で示す。なお、暗室における黒表示が、図３の網掛け部の範囲となるか否かについては、本実施形態における液晶表示装置を、例えば完全な暗室に配置して全画素を黒表示とし、当該液晶表示装置に向けて配置された分光放射輝度計で計測された計測値、分光放射輝度の値を用いて、式（１），（３），（６），（９），（１０）により判断される。

ＬＡＢ表色系においては、心理４原色を用いて表され、ａ軸が赤（正）、緑（負）、ｂ軸が黄色（正）、青（負）の色を示す。原点ゼロが無彩色を示す。Δａ_ｓｂ_ｓは、色の彩度を示す指標であり、この値が大きければ大きいほど、色の鮮やかさが増すといえる。Δａ_ｓｂ_ｓ＜３．４、かつ、ａ、ｂともに負の値である第３象限は、色の名前で表すならば、青〜シアン〜緑の範囲を示している。

家庭におけるテレビ視聴時の周囲環境は、大きく分けて、昼間や夜間の明るい照明の部屋等、環境照度が明るい場合、夜間の暗めの照明の部屋で環境照度が暗い場合の２種に分かれる。また、視聴するコンテンツとしては、ニュース、情報番組、バラエティなど、入力される画像信号の平均階調値が（最大輝度２５５階調の輝度を１００％とした場合）４０％前後の明るい場合と、ホラー映画、ファンタジー映画、ＳＦ映画等の平均階調値が１５％以下であるような暗い画面が続く場合等さまざまである。

本実施形態に係る液晶表示装置では、環境やコンテンツが異なる視聴条件に於いて、常に良好な画質を提供するためには、最も重要とされる黒表示を、少なくとも２種、第一の黒として明所視環境下の黒、第二の黒として薄明視となる環境下の黒を提供する。

なお、上記の本実施形態のように、薄明視となる環境において、輝度レベルが低下するに従って、２段階で光源ユニット１１０の輝度を落として、第二の黒、第三の黒となるようにしてもよいし、テレビ局の番組制作室や、ほぼ完全な暗室（環境照度１ルクス以下）で視聴する場合を想定して、薄明視となる環境において、環境照度が低下するに従って、光源ユニット１１０の輝度を落として、第二の黒、第二の黒よりもさらに暗い暗所視用の黒を第三の黒として用意してもよい。

本実施形態における薄明視用表示を制御するための暗所視ＬＵＴ１０６は、一般に用いられるＣＩＥ１９３１ｘｙ色度座標、ＣＩＥ１９７６ｕ’ｖ’色度座標ではなく、ＬＡＢ表色系に従って決定される。なぜならば、ｘｙ色度、ｕ’ｖ’色度座標は、いずれも画像の明るさに対する尺度がない。人間の視知覚を考慮する際には、明るさ（輝度）の尺度が必要となる。例えば、同じｕ’ｖ’色度座標となる黒表示であっても、一方は０．３ｎｉｔｓ、他方は０．６ｎｉｔｓである液晶表示装置があったとすると、ほぼ全ての視聴者は前者の黒表示を好む。また、一方が０．３ｎｉｔｓでかなり赤みを帯びた黒、他方が０．６ｎｉｔｓでほとんど無彩色である黒であった場合には、かなりの視聴者は後者の黒表示を好む。これに対し、ＬＡＢ表色系におけるΔａ_ｓｂ_ｓで制御する黒表示は、数式（９）、（１０）に示すように明るさを表すＹの値が大きく関与する。このため、ｕ’ｖ’色度座標が等しくても、明るさが異なれば異なるΔａ_ｓｂ_ｓとなるので、第二の黒を設定する尺度として有効である。

以上において説明した薄明視条件を判断するための明るさセンサ１０１ならびに判定手段１０２、表示対象となる画像の輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段１０５、第二の黒を表示するための暗所視用のルックアップテーブル（暗所視ＬＵＴ１０６）と画像信号変換手段１０３を備えた液晶表示装置１および液晶表示装置２について、具体的に以下説明する。

［液晶表示装置１］
図４は、本実施形態に係る液晶表示装置１を説明する模式断面図である。本実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶セル１５と、液晶セル１５の外側に形成される上偏光板（検光子）１１及び下偏光板（偏光子）１２と、光学シート１７と、光源ユニット１１０を含んで構成される。光源ユニット１１０は、光学シート１７を介して、液晶セル１５の外側に検光子１１及び偏光子１２を備えた液晶パネル１２０に光を供給する。また、図５は、本実施形態に係る液晶表示装置１の一画素（ドット）付近の模式断面図である。図６は、本実施形態に係る液晶表示装置１のアクティブマトリクス基板の一画素付近の構成を示す模式図であり、図７は、本実施形態に係る液晶表示装置１のカラーフィルタ基板の一絵素（本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ画素による三ドットで構成する一ピクセル）付近の模式図である。

本実施形態にかかる液晶表示装置１は、液晶パネル１２０（液晶セルに偏光子、検光子を貼付）、光源ユニット１１０を有すると共に、液晶パネルの周辺回路を有し、図１において示されるように判定手段１０２や画像信号変換手段１０３が実装される。

[アクティブマトリクス基板]
アクティブマトリクス基板３１上には、ＩＴＯ（インジウム−ティン−オキサイド）からなる光学的にほぼ透明な共通電極（コモン電極）３３、Ｍｏ／Ａｌ（モリブデン／アルミニウム）からなる走査電極（ゲート電極）３４、および共通電極配線（コモン配線）４６がＩＴＯ共通電極３３に重なるように形成される。そして、この共通電極３３、ゲート電極３４、および共通電極配線４６を被覆するように窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３７が形成される。また、走査電極３４上には、ゲート絶縁膜３７を介してアモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる半導体膜４１が配置され、アクティブ素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の能動層として機能する。また、半導体膜４１のパターンの一部に重畳するようにＣｒ／Ｍｏ（クロム／モリブデン）よりなる信号電極（ドレイン電極）３６と画素電極（ソース電極）配線４８が配置され、これら全てを被覆するように窒化ケイ素からなる保護絶縁膜３８が形成される。なお、電極材料は本実施形態に限定されない。例えば、ＩＴＯは透明電極材料であるＩＺＯでもよいし、配線には銅を用いた電極材料であってもよい。

また、図６に示すように、保護絶縁膜３８において形成されたスルーホール４５を介して、メタル（Ｃｒ／Ｍｏ）の画素電極（ソース電極）配線４８に接続するＩＴＯ画素電極（ソース電極）３５が保護絶縁膜３８上に配置されている。また、図８は、本実施形態に係る液晶表示装置の一画素の拡大平面図である。図８で示されるように、平面的には一画素の領域に於いて、ＩＴＯ共通電極（コモン電極）３３は平板状に形成されており、ＩＴＯ画素電極（ソース電極）３５が約８度傾いて櫛歯状に形成されている。本実施形態に係る液晶表示装置は、対角３７インチであって１９２０×ＲＧＢ×１０８０画素のフルハイビジョン対応の画素数を有する。

[カラーフィルタ基板]
図７に示すように、カラーフィルタ基板３２上には、ブラックレジストを用いて定法であるフォトリソグラフィー法により、塗布、プリベーク、露光、現像、リンス、ポストベークの工程を経てブラックマトリクス４４が形成される。ブラックマトリクス４４は、光学濃度が３以上となるように膜厚が設定される。

次に、カラーレジスト３色を用いて、定法であるフォトリソグラフィー法に従い、塗布、プリベーク、露光、現像、リンス、ポストベークの工程を経てカラーフィルタ層を形成した。本実施形態では、青が３．０μｍ、緑が２．８μｍ、赤が２．７μｍとしているが、膜厚は所望の色純度、もしくは液晶層の厚みに対して適宜あわせればよい。本実施形態では、ブラックマトリクス４４は、１画素を取り囲むように形成したが、アクティブマトリクス基板３１の走査電極３４と重なる領域に形成される。また、一般にインクジェット方式と呼ばれる方法で作成したカラーフィルタ基板３２を用いてもよい。

カラーフィルタの分光特性として、青フィルターでは４８０ｎｍ以上の分光透過光強度が、例えば青フィルターの最大分光透過光強度に対して１０％以下であるように十分に低く、緑フィルターでは、５１０ｎｍ以下の分光透過光強度が、例えば緑フィルターの最大分光透過光強度に対して１０％以下であるように十分に低い材料を用いた場合、薄明視における色調変化を抑制することができ、暗所視ルックアップテーブルの変換制御を容易にできる効果がある。本実施形態において、薄明視条件下で適用する暗所視の分光視感効率が波長５０７ｎｍにピークを持つことから、暗い環境では人間の視知覚特性が劇的に変化するため、この波長近辺に発光特性を有していなければ、明所視環境、薄明視環境での見え方の差を小さくできる。具体的には、例えば、４８０〜５２０ｎｍの波長の光を吸収する色素をカラーフィルタ層４２内に添加するか、オーバーコート層４３に添加するか、４８０〜５２０ｎｍの波長の光を吸収する色素層を別途積層する等の手段がある。

次に、平坦化とカラーフィルタ層４２の保護を目的として、オーバーコート層４３が形成される。塗布後、光感応性樹脂であるならば、紫外線照射及び加熱により硬化させるか、あるいは熱硬化性樹脂ならば、所定の温度、時間で硬化させる。オーバーコート層４３は、カラーフィルタ層４２が画素内で比較的平坦である場合、かつ、カラーフィルタ層４２からの不純物等による液晶汚染が防止できるのであれば、形成しなくても構わない。

次に、柱状スペーサー４７が、感光性樹脂を用いて、定法であるフォトリソグラフィー法とエッチング処理により、赤画素同士に挟まれたブラックマトリクス上に、ほぼ３．９μｍの高さで形成される。なお、柱状スペーサー４７の位置は、必要に応じて任意の位置に形成でき、本実施形態に限定されない。また、ボールスペーサーを用いて、所定の位置に選択配置する方法でもよい。

[液晶パネル]
アクティブマトリクス基板３１、カラーフィルタ基板３２のそれぞれには、ポリアミック酸ワニスが印刷形成され、例えば２３０℃３０分の加熱処理によって約１００ｎｍの緻密なポリイミド膜からなる配向膜２２、２３が形成され、配向膜２２、２３はラビング等で配向処理がなされる。配向膜材料には特に限定はなく、たとえば、ジアミンとして２、２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニルプロパン］、酸無水物としてピロメリット酸二無水物を用いたポリイミドやアミン成分としてパラフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタンなどを用い、酸無水物成分として脂肪族テトラカルボン酸二無水物やピロメリット酸に無水物などを用いたポリイミドでもよい。また、例えば２００℃程度の低温で焼成ができる可溶性ポリイミドによる配向膜形成でもよい。また、本実施形態ではラビング法を用いたが、これに限定されることはなく、例えば、光感応性の配向膜材料を用いて、偏光紫外線照射による配向膜形成であってもよいし、ダイヤモンドライクカーボンを用いたイオンビーム法であってもよい。本実施形態では、液晶配向方向を図８に示す走査電極３４の方向、すなわち図面の水平方向とした。

次に、一方の基板周辺部にシール剤を塗布し、ネマティック液晶組成物をインクジェット方式で塗布し、アクティブマトリクス基板３１とカラーフィルタ基板３２を相対させて液晶セル１５が組み立てられる。

アクティブマトリクス基板３１とカラーフィルタ基板３２のそれぞれに、偏光子１２、検光子１１が貼付される。本実施形態では、偏光子１２の偏光軸は液晶配向方向と同一の方向とし、検光子１１は偏光子と直交する方向とする。なお、偏光軸をそれぞれ逆とする方向でもよい。偏光子には、視野角補償層として、光学位相差フィルムが具備されている。

視野角補償層は、位相差フィルムでもよいし、負の一軸性を有する偏光層を視野角補償層として形成する方法でもよい。

[光源ユニット]
光源ユニット１１０の構成は、光源として三波長蛍光管を用いる直下型、発光ダイオードを用いる直下型あるいはサイドライト型、有機ＥＬを用いた平面光源等、任意に選択できる。光源ユニット１１０と液晶パネル１２０との間には、光学シート１７が配置される。光学シート１７は、直下型、平面光源であれば、拡散板、拡散シート、プリズムシート、偏光変換シートなどを用いる。サイドライト型であれば、これに導光板が必要になる。なお、蛍光管は、熱陰極管、冷陰極管、どちらでもよい。

また、光源が有する発光特性（分光）において、４８０ｎｍから５３０ｎｍの波長の間に発光がない光源を用いる場合、薄明視における色調変化を抑制することができ、暗所視用のルックアップテーブル（暗所視ＬＵＴ１０６）による画像信号の補償制御を容易にできる効果がある。薄明視条件下で適用する暗所視の分光視感効率が波長５０７ｎｍにピークを持つことから、暗い環境において、人間の視知覚特性が劇的に変化するため、この波長近辺に発光特性を有していなければ、明所視環境、薄明視環境での見え方の差を小さくできるためである。

なお、明所視となる場合と、薄明視となる場合とで、光源ユニット１１０の分光特性を変化させることができる光源ユニット１１０を用いてもよい。具体的には、環境照度が照度基準値以下、かつ、輝度レベルが輝度基準値以下となる場合の分光放射輝度は、環境照度が照度基準値よりも大きい、又は、輝度レベルが輝度基準値よりも大きい場合の分光放射輝度よりも、４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長における放射輝度の割合が低くなる。

［液晶表示装置２］
本実施形態に係る液晶表示装置２においては、図９に示すように、垂直配向モードによる液晶セルを用いる。垂直配向モードの液晶パネル１２０の製造について、以下に簡単に示すが、定法に従うものであり、本明細書の記載に限定されない。

[カラーフィルタ基板]
カラーフィルタ基板は、厚さ０.７ｍｍの無アルカリガラス基板３２上に、連続スパッタリングによって、クロムを１６０ｎｍ、酸化クロム膜を４０ｎｍの厚さで成膜し、ポジ型レジストを塗布、プリベーク、露光、現像、エッチング、剥離、洗浄の工程を経てブラックマトリクス４４を形成した。次に、各色カラーレジストを用いて、定法であるフォトリソグラフィー法に従い、塗布、プリべーク、露光、現像、リンス、ポストベークの工程を経て、カラーフィルタを形成した。実施形態２では、主画素の赤が２．５μｍ、緑が２．７μｍ、青が２．９μｍ、副画素の赤が２．２μｍ、緑が２．４μmとしたが、膜厚は所望の色純度、もしくは液晶層厚に対して適宜合わせればよい。

次に、ＩＴＯをスパッタにより１４０ｎｍの厚さで真空蒸着し、２４０℃９０分間加熱により結晶化、フォト工程、エッチング処理により、共通電極のパターンを形成した。共通電極３３の開口部は、画素電極３５の開口部を中間に挟む。次に、柱状スペーサーを感光性樹脂を用いて、定法であるフォトリソグラフィー法とエッチングにより、青画素同士に挟まれたブラックマトリクス上に、ほぼ３.５μｍの高さで形成した。

[アクティブマトリクス基板]
アクティブマトリクス基板として厚さ０.７ｍｍの無アルカリガラスの基板３１上には、Ｍｏ／Ａｌ（モリブデン／アルミニウム）からなる走査電極（ゲート電極）３４（図示せず）を形成した。同層に、保持容量電極がクロムやアルミニウムで形成してもよい（図示せず）。これらを被覆するようにゲート絶縁膜３７が形成され、信号電極（ドレイン電極）３６と薄膜トランジスタを形成した（図示せず）。それらを被覆するように保護絶縁膜３８が形成され、その上に開口パターンを有する画素電極３５をＩＴＯで形成した。なお、ＩＺＯなどの透明導電体を用いてもよい。画素数は１９２０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応）本の信号電極３６と１０８０本の走査電極３４から構成されるアクティブマトリクス基板が得られた。

[液晶セル]
アクティブマトリクス基板、カラーフィルタ基板に配向膜２２、２３をそれぞれ形成した。実施形態２に係る配向膜２２、２３は、垂直配向となっている。基板の周辺部にシール剤を塗布し、負の誘電異方性を有する液晶材料をＯＤＦ法によって滴下封入し、液晶パネル１２０を組み立てた。偏光板１１、１２は、入射側偏光板１２の透過軸を基板の長辺方向、出射側偏光板１１の透過軸を基板短辺方向として直交させた。偏光板には、視角特性を補償する複屈折性フィルムを具備する視野角補償偏光板を用いた。その後、液晶パネル１２０に、周辺回路、光源ユニット１１０などを接続して液晶モジュールとし、液晶表示装置２を得た。光源ユニット１１０にはＬＥＤを用いた。

なお、本実施例では、ＩＴＯの切り欠けパターンを用いたＰＶＡモードの液晶表示装置を用いたが、カラーフィルタ基板に突起を設けるＭＶＡ方式の場合には、ＩＴＯ形成後、突起のプロセスを経てから柱状スペーサーの工程に進む。

以下、上記の実施形態に係る液晶表示装置１、及び液晶表示装置２を用いて、薄明視条件下での良好な黒表示を実現する液晶表示装置の実施例を説明する。視聴者への黒表示制御であるため、液晶表示装置１、及び２の液晶表示モードはどちらを適用してもよい。各液晶表示装置の違いは、明所視における第一の黒の黒表示に差がでることである。例えば、上記の実施形態に係る液晶表示装置１及び２に、色温度が異なる光源を組み合わせて、図１０に示す黒表示を表示したところ、被験者はいずれも良好な黒と判定した。図１０はＣＩＥ１９７６ｕ’ｖ’色度座標図であり、図中、△で示す位置が無彩色の色域である。この点から距離が離れるほど、色付く（この場合は青みが増す）ことを示しているが、周囲環境が明るい（この場合は２５０ルクス）明所視条件下においては、黒輝度がある程度低ければ（この場合はいずれも０．６ｎｉｔｓ以下）、いずれも良好な黒と判定される。

ここで、まず比較として、明るさセンサ１０１や画像信号変換手段１０３等を有していない液晶表示装置１及び液晶表示装置２を用いて、薄明視条件下（周囲環境１０ルクス）で、被験者に黒表示を示した。被験者の過半数が良好な黒と回答した液晶表示装置を○で、被験者の過半数が色付きが気になり良好ではないと回答した液晶表示装置を×として、図１１に示す。無彩色の色度座標の距離と、良好な黒の判定が一致しないことが明らかである。

次に、本実施例に係る液晶表示装置１および液晶表示装置２を用いて、画像信号変換手段１０３における暗所視ＬＵＴ１０６が適用されて彩度が補償された第二の黒を表示させた。本実施例では、第二の黒を表示する際の光源ユニット１１０の輝度を、第一の黒を表示する場合よりも半減させており、青色、赤色、緑色に発光する画素によって黒表示の彩度を変化させている。図１２は、薄明視条件下の被験者による、暗所視用のルックアップテーブルで補償された黒表示の色付きの良否判定を示す図である。比較のために、黒表示の階調を故意に制御した表示も合わせて記載している。そして、良好な黒と回答した被験者が過半数である液晶表示装置を◇で、過半数が色付きが気になり良好ではないと回答した液晶表示装置を×で示す。図１２で示すように、Δａ_ｓｂ_ｓが３．４以下であり、ａ，ｂともに負の値となる範囲が、良好な黒表示となると判定され、それ以外では色付きが気になると判定される。

なお、暗所視の分光視感効率に基づくルックアップテーブルを適用した補償制御をしない場合には、本実施例で表示した図１２の黒色度は、図１３に示す値にプロットされる。図１３に示す色度座標では、原点からの距離と合否判定が一致しないため、良好な黒表示をするための暗所視ＬＵＴ１０６を導出することができない。

また、上記の実施形態に係る第二の黒の黒表示は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置等の光利用効率が高い液晶表示装置において有効に作用する。なぜならば、光の利用効率が高い液晶表示装置は、白表示の分光透過特性において、視感効率が高い波長５５０ｎｍ付近の透過光強度が高い場合が多い。これは、主に液晶の複屈折を利用した分光特性である。このとき、液晶パネル１２０としての透過光は、色温度が低めになり、若干黄色みを帯びるような色度になる。液晶表示装置に於いて、白表示の色温度はほぼ１２０００Ｋに設定されるため、このような液晶パネルには、光源の色温度は例えば２００００Ｋというように高い光源が必要になる。一方、黒表示に於いては、液晶の複屈折に起因する分光ではなく、液晶やカラーフィルタの光散乱、直交偏光子の偏光度の波長依存性等により、短波長の光の光漏れが発生しやすくなり青みが強くなる。これに対して、色温度が高い光源の光が透過するため、黒表示が強い青みを帯びる状況になりやすい。そして、薄明視では、青に対する感度が高くなるため、青みがより強調される。

１１ 上偏光板(検光子)、１２ 下偏光板（偏光子）、１５ 液晶セル、１７ 光学シート、２１ 液晶層、２２，２３ 配向膜、３１ アクティブマトリクス基板、３２ カラーフィルタ基板、３３ 共通電極（コモン電極）、３４ 走査電極（ゲート電極）、３５ 画素電極(ソース電極)、３６ 信号電極（ドレイン電極）、３７ 絶縁膜、３８ 保護絶縁膜、４１ 半導体膜、４２ カラーフィルタ（着色）層、４３ オーバーコート層、４４ ブラックマトリクス、４５ スルーホール、４６ 共通電極配線、４７ 柱状スペーサー、４８ 画素電極配線、１０１ 明るさ検出手段、１０２ 判定手段、１０３ 画像信号変換手段、１０５ 輝度レベル取得手段、１０６ 暗所視ＬＵＴ、１０７ 明所視ＬＵＴ、１１０ 光源ユニット、１２０ 液晶パネル。

Claims (6)

1. 配列された複数の画素の透過率を制御してカラー表示をする液晶パネルと、前記液晶パネルに向けて光を発する光源ユニットとを有する液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルが配置される環境における環境照度を検知する明るさ検出手段と、
   入力された画像信号から、表示対象の画像の輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段と、
   前記環境照度が予め定められた照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが予め定められた輝度基準値以下となるか否かを判定する判定手段と、
   前記画像信号を、前記液晶パネルの制御信号に変換する画像信号変換手段とを有し、
   前記画像信号変換手段は、
   前記環境照度が前記照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記表示対象の画像の彩度を補償して前記制御信号に変換し、
   前記液晶パネルは、赤色、緑色、青色に発光することによりカラー表示し、
   前記画像信号変換手段は、
   前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、青色に発光する画素の透過率を低下させる、又は、赤色に発光する画素もしくは緑色に発光する画素の透過率を向上させることにより、前記表示対象の画像の彩度を補償し、
   前記光源ユニットは、
   少なくとも前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合において、前記環境照度もしくは前記輝度レベルの少なくとも一方が低下するに従って、前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度を低減し、
   前記環境照度が前記照度基準値以下、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合の前記光源ユニットの前記液晶パネルへの発光における分光特性は、
   前記環境照度が前記照度基準値よりも大きい、または、前記輝度レベルが前記輝度基準値よりも大きい場合の前記光源ユニットの前記液晶パネルへの発光における分光特性よりも、４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の光の割合が低く、
   前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記液晶パネルによって表示される黒表示の色度は、暗所視の分光視感効率を用いたＬＡＢ表色系において、彩度Δａｂが３．４を超えず、座標軸ａ，ｂともに０以下の値である、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 配列された複数の画素の透過率を制御してカラー表示をする液晶パネルと、前記液晶パネルに向けて光を発する光源ユニットとを有する液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルが配置される環境における環境照度を検知する明るさ検出手段と、
   入力された画像信号から、表示対象の画像の輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段と、
   前記環境照度が予め定められた照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが予め定められた輝度基準値以下となるか否かを判定する判定手段と、
   前記画像信号を、前記液晶パネルの制御信号に変換する画像信号変換手段とを有し、
   前記画像信号変換手段は、
   前記環境照度が前記照度基準値以下となり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記表示対象の画像の彩度を補償して前記制御信号に変換し、
   前記液晶パネルは、赤色、緑色、青色に発光することによりカラー表示し、
   前記画像信号変換手段は、
   前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、青色に発光する画素の透過率を低下させる、又は、赤色に発光する画素もしくは緑色に発光する画素の透過率を向上させることにより、前記表示対象の画像の彩度を補償し、
   前記光源ユニットは、
   少なくとも前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合において、前記環境照度もしくは前記輝度レベルの少なくとも一方が低下するに従って、前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度を低減し、
   前記液晶パネルは、４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の波長の光を吸収する色素を含む層を有し、
   前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記液晶パネルによって表示される黒表示の色度は、暗所視の分光視感効率を用いたＬＡＢ表色系において、彩度Δａｂが３．４を超えず、座標軸ａ，ｂともに０以下の値である、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された液晶表示装置において、
   少なくとも前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合において、
   前記画像信号変換手段は、
   前記光源ユニットが前記液晶パネルに向けて発光する光の輝度が低減されるに従って、前記表示対象の画像を表示するために制御される前記複数の画素の透過率の上限を向上させつつ補償する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１又は２に記載された液晶表示装置において、
   前記照度基準値は、該液晶表示装置が照らされる垂直照明が５０ルクスとなる環境において、前記明るさ検出手段から検出される値であって、
   前記輝度レベルが、前記表示対象の画像における最大輝度値である場合には、前記輝度基準値は５０ニットであり、前記輝度レベルが、前記表示対象の画像における平均輝度値である場合には、前記輝度基準値は２０ニットである、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１又は２に記載された液晶表示装置において、
   前記画像信号変換手段は、
   前記画像信号を前記制御信号に変換するための補償制御情報を含み、
   前記環境照度が前記照度基準値以下であり、かつ、前記輝度レベルが前記輝度基準値以下となる場合に、前記補償制御情報に従って前記画像信号を変換する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項５に記載された液晶表示装置において、
   前記補償制御情報は、明所視の分光視感効率よりも低い分光視感効率に基づいて生成されるテーブルおよび関係式であって、
   前記画像信号は、前記テーブルおよび前記関係式に従って、前記制御信号に変換される、
   ことを特徴とする液晶表示装置。

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