JP4955486B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルで表示する映像の濃淡度に応じて、光源ユニットから照射される光を適宜、遮る画像を表示する表示素子を設けて、高コントラスで液晶パネルに映像を表示できるようにした液晶表示装置に関する。

従来、液晶表示装置では、光源ユニットによる液晶パネルの照射方式として主に、サイドライト方式または直下型方式のいずれかが採用されている。また、昨今では、省電力化を図るため、光源ユニットの光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いる液晶表示装置が登場している。

図１２（ａ）は、複数のＬＥＤを直列的に並べた光源ユニット２をサイドライト方式で配置した従来の液晶表示装置１の構造（側方からの視図）を示している。この液晶表示装置１では、液晶パネル１ａ、光学シート１ｂ、導光板１ｃ、および反射シート１ｄを順次、積層配置すると共に、導光板１ｃの一側面部に光源ユニット２を対向配置して、導光板１ｃを介して液晶パネル１ａを照射するようにしている。導光板１ｃは、光源ユニット２が用いる点光源のＬＥＤからの光を面光源へと変換して液晶パネル１ａへ導く機能を有している。なお、小型の液晶表示装置では、導光板の角部に面取り的な斜面を形成し、その斜面に光源ユニットを対向配置することもある。

図１２（ｂ）は、複数のＬＥＤを格子状に並べた光源ユニット６を直下型方式で配置した従来の液晶表示装置５の構造（側方からの視図）を示している。この液晶表示装置５では、液晶パネル５ａ、光学シート５ｂ、拡散板５ｃ、および光源ユニット６を順次、積層配置し、光源ユニット６から発せられた光を、拡散板５ｃおよび光学シート５ｂを通過させて液晶パネル５ａへ到達するようにしている。なお、拡散板５ｃも、光源ユニット６のＬＥＤからの光を面光源へと変換する機能を有する。

光源ユニットで用いられるＬＥＤ（白色ＬＥＤ）で現在主流となっているものは、青色ＬＥＤの発光チップと蛍光体とを組み合わせたものであり、組み合わせる蛍光体の種類により主に２種類の発光特性を有するＬＥＤをつくれる。具体的には、青色ＬＥＤの発光チップと黄色の蛍光体（ＹＡＧ）とが組み合わされると、輝度を優先した白色ＬＥＤ（高輝度ＬＥＤと称す。）になり、青色ＬＥＤの発光チップと赤色と緑色の蛍光体とが組み合わされると、演色性を優先した白色ＬＥＤ（高演色ＬＥＤと称す。）になる。なお、演色性とは、ランプなどの光源がある物体を照らしたときに、その物体の色の見え方に及ぼす光源の性質をいい、演色性の代表的な指標としては、平均演色評価数Ｒａが用いられる。Ｒａは基準光源を１００として、１００に近いほど演色性が良いことを示す。

また、液晶パネルは一般に、光源ユニットにより照射されるため、表示する画像（映像）の中で色濃度が濃い領域は本来の色濃度を表現しにくく、画像全体で高コントラストが得られにくいが、下記の特許文献１では、光源に対する電力レベルを調整することで光源の明るさを部分的に変化させて画像の高コントラスト化を図ることが開示されている。さらに、点光源であるＬＥＤは通常、その近傍では十分な光の拡散を得られにくいので、ＬＥＤの近傍箇所に対応する液晶パネルの領域には、輝度ムラ等が生じやすくなる。このような輝度ムラを低減するため、下記の特許文献２では、液晶パネルを構成する各画素に設けられる透過領域と反射領域の面積を光源からの距離に応じて変化させる構成が開示されている。
特開２００６−１４７５７３号公報 特開２００５−４９６６４号公報

上述した特許文献１は、高コントラスト化を図るため、光源に対する電力レベルを調整しているが、液晶パネルに表示する動画映像の内容に合わせて、光源に対する電力レベルの次々と調整するのは困難であると共に、光源の電力レベルの調整は液晶表示装置としては大きめの電力を制御することになり、大きい電力容量に合わせた制御要素が必要になると云う問題がある。

また、液晶表示装置が小型で携帯可能であれば、ユーザと共に移動して屋外および屋内の両方で使用されるので、使用環境の変化に応じた表示性能が要求される。すなわち、屋外の使用では、太陽光に晒されることから、太陽光が液晶パネルに反射することに対応して、液晶パネルの輝度を高くする必要が生じ、一方、屋内では、室内光の下、画質を向上させるために、表示に対して演色性を高くする必要がある。そこで、光源として発光特性の異なる高輝度ＬＥＤと高演色ＬＥＤの２種類のＬＥＤを用い、屋外では両方のＬＥＤで液晶パネルを照射することで輝度を高め、屋内では高演色ＬＥＤのみで照射して演色性を高めようにすることが考えられる。

しかし、このように高輝度ＬＥＤおよび高演色ＬＥＤを光源として利用し、発光させるＬＥＤの切替を行う場合、液晶パネルの裏面側に配置される導光板は、いずれか一方のＬＥＤの発光特性に合わせて導光パターンを設計しなければならないため、液晶パネルの輝度ムラ（色ムラ）が問題になるおそれが生じる。

図１３（ａ）（ｂ）に基づいて、このような輝度ムラについて説明する。図１３（ａ）（ｂ）は、高輝度ＬＥＤ２ａ′と高演色ＬＥＤ２ｂ′をベース２ｃ′に交互に配置した光源ユニット２′で、導光板１ｃ′を介して液晶パネル１ａ′を照射するサイドライト方式の液晶表示装置１′を示している。導光板１ｃ′は、高演色ＬＥＤ２ｂ′の照射に合わせて液晶パネル１ａ′の輝度が均一化される導光パターンを有するので、図１３（ａ）に示すように、屋内での使用にあわせて高演色ＬＥＤ２ｂ′のみで照射を行った場合、液晶パネル１ａ′の中心部を含む領域（図中、波線で示す）が均一に照射され、輝度ムラは生じない。一方、図１３（ｂ）に示すように、屋外での使用にあわせて高輝度ＬＥＤ２ａ′および高演色ＬＥＤ２ｂ′の両方で照射を行うと、全体的な輝度が上昇するものの、高輝度ＬＥＤ２ａ′から照射された光が導光板１ｃ′で均一的に配分されず、高輝度ＬＥＤ２ａ′で照射される箇所において他に比べて明るい領域Ｒ１（図中、斜線で示す領域）が発生し、それにより領域Ｒ１で輝度ムラが生じる。

また、図１４（ａ）（ｂ）に示す液晶表示装置１″は、図１３（ａ）（ｂ）の液晶表示装置１′と同様に、高輝度ＬＥＤ２ａ″および高演色ＬＥＤ２ｂ″を含む光源ユニット２″で液晶パネル１ａ″を照射するものであるが、導光板１ｃ″は、高輝度ＬＥＤ２ａ″および高演色ＬＥＤ２ｂ″の両方で照射を行った場合に、各ＬＥＤ２ａ″、２ｂ″の光が均一的に配分される導光パターンを有する。そのため、図１４（ａ）に示すように、屋外での使用にあわせて両ＬＥＤ２ａ″、２ｂ″で照射を行うと、液晶パネル１ａ″の中心部を含む領域（図中、波線で示す）は均一に照射され、輝度ムラおよび色ムラは生じないが、図１４（ｂ）に示すように、屋内での使用に合わせて高演色ＬＥＤ２ｂ″のみで照射を行うと、高演色ＬＥＤ２ｂ″で照射された箇所が明るく浮かび上がるが、高輝度ＬＥＤ２ａ″に対応した範囲には、暗く落ち込んだ領域Ｒ２（図中、斜線で示す領域）が発生し、輝度ムラが生じる。

なお、高輝度ＬＥＤと高演色ＬＥＤは、それぞれが色の成分が異なる白色光を出しているので、輝度ムラの発生に伴い液晶パネルに色ムラが生じる。すなわち、高輝度ＬＥＤから発せられる光は、色の成分として青色と黄色のみから構成される擬似的な白色光であるが、高演色ＬＥＤから発せられる光は、青色、赤色、緑色から色成分が構成されて、より自然な白色光になっている。そのため、高輝度ＬＥＤで照射される領域と、高演色ＬＥＤで照射される領域とでは、表示コンテンツの色調が相違し色ムラが発生する。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、液晶パネルに表示される映像に含まれる色濃度の大きい箇所に対して光源から発せられる光を遮ることで、光源の電力レベルを調整しなくても、液晶パネルの表示映像の高コントラス化を図れるようにした液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した高コントラスト化を確保した上で、光源に高輝度ＬＥＤおよび高演色ＬＥＤを用いて各ＬＥＤの切替を行った場合、液晶パネルに輝度ムラおよび色ムラが生じないようにした液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルを照射する光源ユニットとを備える液晶表示装置において、前記液晶パネルの裏面側に配置した透過型表示素子と、前記液晶パネルに表示する画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した画像の輝度分布を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した輝度分布に応じたドットパターンを含むパターン画像を生成する生成手段と、前記生成手段が生成したパターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示される場合に、前記パターン画像を前記透過型表示素子に表示する処理を行う表示処理手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、液晶パネルの裏面側に配置した透過型表示素子に、液晶パネルで表示する画像の輝度分布に応じたパターン画像を、液晶パネルでの画像の表示に合わせて表示するので、光源ユニットから発せられた光の一部は、パターン画像により遮られるようになる。すなわち、パターン画像の生成手段は、液晶パネルに表示する画像において、輝度の低い箇所（画像濃淡の濃い箇所、画像の暗い箇所等に相当）に対して高密度でドットが存在し、輝度の高い箇所（画像濃淡の淡い箇所、画像の明るい箇所等に相当）に対してはドットを少なくしたパターン画像を生成するので、光源ユニットから発せられた光は、輝度の低い箇所ほどパターン画像により遮られ、液晶パネルへ到達しにくくなる。その結果、液晶パネルに表示される画像は、画像の暗い箇所（例えば、色の濃い箇所）がより暗くなり、一方、画像の明るい箇所は通常通り光源ユニットにより照射されることから、液晶パネルでの表示画像に対して高コントラストが得られるようになる。

なお、パターン画像の生成においては、輝度に関する閾値を設けて、閾値より低い箇所を輝度の低い箇所と判別すると共に、閾値より高い箇所を輝度の高い箇所と判別し、二値画像（例えば、モノクロ二階調の画像）としてパターン画像を生成してもよく、あるいは、複数の閾値を設けて、閾値ごとに判別を行い、多値画像（例えば、１６階調のグレースケール画像）としてパターン画像を生成してもよい。また、透過型表示素子には、透過型の液晶パネルを適用することが好適であり、表示するパターン画像で光りを遮る役割を果たす点より、透過型表示素子としてはカラーフィルタ無しのモノクロ液晶パネルを用いることで充分に役割を果たす（なお勿論、透過型表示素子として、カラーフィルタ付きの液晶パネルを用いることも可能である。）。

本発明に係る液晶表示装置は、前記液晶パネル、前記透過型表示素子、および前記光源ユニットの順序で積層的に配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、液晶パネル、透光性を有する透過型表示素子、および光源ユニットの順序で積層的に配置したので、いわゆる直下型方式で光源ユニットを配置する液晶表示装置に対して本発明を適用できるようになり、透過型表示素子に表示したパターン画像で、直下型方式で配置した光源ユニットからの光を適宜遮って、高コントラストの表示を液晶パネルで行えるようになる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記液晶パネルと、前記透過型表示素子との間に配置した矩形状の導光板を備え、前記光源ユニットは、前記導光板の一側面部に対向配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、導光板と反射板を配置すると共に、光源ユニットを導光板の一側面部に対向配置したので、いわゆるサイドライト方式で光源ユニットを配置する液晶表示装置に対して本発明を適用できるようになり、透過型表示素子に表示したパターン画像で、サイドライト方式で配置した光源ユニットからの光を適宜遮って、高コントラストの表示を液晶パネルで行えるようになる。

本発明に係る液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルに対向配置した矩形状の導光板を介して前記液晶パネルを照射する光源ユニットを備える液晶表示装置において、前記導光板の液晶パネルと反対側の面と対向配置した反射型表示素子と、前記液晶パネルに表示する画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した画像の輝度分布を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した輝度分布に応じたドットパターンを含むパターン画像を生成する生成手段と、前記生成手段が生成したパターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示される場合に、前記パターン画像を前記反射型表示素子に表示する処理を行う表示処理手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、導光板の液晶パネルとの反対側の面に反射型表示素子を配置し、その反射型表示素子に、液晶パネルで表示する画像の輝度分布に応じたパターン画像を、液晶パネルでの画像の表示に合わせて表示するので、光源ユニットから発せられた光の一部は、反射型表示素子で表示されたパターン画像により反射しなくなる。すなわち、パターン画像は、液晶パネルに表示する画像における輝度の低い箇所（画像濃淡の濃い箇所、画像の暗い箇所等に相当）に対して高密度でドットが存在し、輝度の高い箇所（画像濃淡の淡い箇所、画像の明るい箇所等に相当）に対してドットが少ないため、光源ユニットから発せられた光は、輝度の低い箇所ほどパターン画像で吸収されて反射しにくくなる一方、明るい箇所は反射型表示素子で反射されるので、液晶パネルの表示画像が高コントラストになる。なお、反射型表示素子としては、例えば、電子ペーパーを用いることが考えられる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記導光板には少なくともいずれか一つの角部に面取り的な斜辺部が形成してあり、前記光源ユニットは、前記斜辺部に対向するように配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、導光板の斜辺部に対向して光源ユニットを配置するので、小型の液晶表示装置に好適な構造においても、本発明を適用できるようになり、液晶パネルで高コントラストの画像を表示できる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記光源ユニットが、発光特性が相違する第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤを含み、前記第１ＬＥＤは、前記第２ＬＥＤに比べて高輝度であり、前記第２ＬＥＤは、前記第１ＬＥＤに比べて高演色性であり、前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤの両方を発光させる第１発光状態と、前記第２ＬＥＤを発光させる第２発光状態とを切り替える切替手段を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、光源ユニットが高輝度の第１ＬＥＤと、高演色の第２ＬＥＤを含むと共に、各ＬＥＤの発光状態を切替可能にしたので、高コントラストの画像表示を可能にした上で、屋内または屋外での使用に対応し得る表示性能を得られる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第１照射パターン画像を記憶する手段と、前記切替手段が第１発光状態に切り替えた場合、前記第１照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第１合成画像を生成する手段とを備え、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示される場合に、前記表示処理手段は前記第１合成画像を表示する処理を行うことを特徴とする。

本発明にあっては、第１発光状態に切り替えられると、第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤから発せられる光の照射分布に応じたドットパターンを含む第１照射パターン画像を、パターン画像に合成して第１合成画像を生成し、液晶パネルでの画像表示に合わせて、第１合成画像の表示処理を行うので、第１照射パターン画像によるドットパターンで両ＬＥＤから発せられる光の照射量が遮られて輝度ムラおよび色ムラの発生が低減し、高コントラストの画像を液晶パネルに表示することも確保できる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第２照射パターン画像を記憶する手段と、前記切替手段が第２発光状態に切り替えた場合、前記第２照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第２合成画像を生成する手段とを備え、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示される場合に、前記表示処理手段は前記第２合成画像を表示する処理を行うことを特徴とする。

本発明にあっては、第２発光状態に切り替えられると、第２ＬＥＤから発せられる光の照射分布に応じたドットパターンを含む第２照射パターン画像を、パターン画像に合成して第２合成画像を生成し、液晶パネルでの画像表示に合わせて、第２合成画像の表示処理を行うので、第２照射パターン画像のドットパターンにより第２ＬＥＤから発せられる光が幾分遮られて輝度ムラおよび色ムラの発生が低減し、その上で、高コントラストの画像を液晶パネルに表示できるようになる。

本発明にあっては、液晶パネルの裏面側に配置した透過型表示素子でパターン画像を表示することにより、液晶パネルに表示する画像の色の濃い箇所に対しては光源ユニットから発せられる光が遮られるので、光源ユニットを制御することなく、直下型方式またはサイドライト方式の液晶表示装置で高コントラストの画像を表示できる。
また、本発明にあっては、導光板の液晶パネルと反対側に配置した反射型表示素子でパターン画像を表示することにより、液晶パネルに表示する画像の色の濃い箇所については光源ユニットから発せられる光の反射が抑えられ、光源ユニットを制御することなく、高コントラストの画像を液晶パネルに表示できる。

本発明にあっては、導光板の斜辺部に対向して光源ユニットを配置するので、小型の液晶表示装置に好適な構造においても、高コントラストの画像を表示できる。
また、本発明にあっては、光源ユニットが高輝度の第１ＬＥＤおよび高演色の第２ＬＥＤを含んで、各ＬＥＤの発光状態を切替可能にしたので、高コントラストの画像表示を可能にした上で、屋内または屋外での使用に適した表示を行える。
さらに、本発明にあっては、各ＬＥＤの発光状態ごとに応じた照射パターン画像を含む合成画像を表示するので、輝度ムラおよび色ムラの発生を抑制して、高コントラストの画像を液晶パネルに表示できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１０の主要な内部構成を示すブロック図である。液晶表示装置１０は、携帯電話機またはデジタルビデオカメラのような表示パネル（液晶パネル）を有する機器に適用可能なものであり、また、ディスプレイ装置（例えば、ワンセグ放送対応のテレビジョン装置）にも適用できる。液晶表示装置１０は、表示データ取得部１１、同期信号発生部１２、遅延処理部１３、信号処理部１４、第１インタフェース部１５、フレームメモリ１６、パターン発生部１７、第２インタフェース部１８、各部１３〜１８等に対する全体的な各種制御を行う制御部１９、表示ユニット２０、操作部２８、メモリ２９（各種閾値を予め記憶）等を含んでいる。本実施形態の液晶表示装置１０は、表示ユニット２０に、表示素子（ＬＣＤパネル）として、通常の液晶パネル２１の他に、モノクロ液晶パネル２４を含んでいることが特徴である。

具体的に表示ユニット２０は、液晶パネル２１の裏面２１ｂの側に光学シート２２、導光板２３、モノクロ液晶パネル２４および反射シート２５を順に積層配置すると共に、平面視で矩形状の液晶パネル２１の一辺部２１ａに対応する矩形状の導光板２３の一側面部２３ａと対向するように、光源ユニット３０をサイドライト方式で配置している。なお、光源ユニット３０は、ベース３１に複数のＬＥＤ３２を配置した構成になっている（図４参照）。また、図４では、光源ユニット３０のＬＥＤ３２に、チップ型形状のものを示しているが、砲弾型やフラット型の形状のＬＥＤを適用することも勿論可能である。

液晶パネル２１は、カラーフィルタ付きＬＣＤパネルであり、第１インタフェース１５と接続されており、第１インタフェース１５から供給される画像（画像データ）を表示する。また、光学シート２２はＰＥＴ製であり、プリズムシートおよび拡散シート等の機能を有し、集光させて正面輝度を向上させると共に、液晶パネル２１に対する輝度向上、光の拡散、輝度ムラの低減等を行う。導光板２３は、光源ユニット３０から照射される光を反射シート２５による反射を利用して液晶パネル２１へ向かわせるものであり、一般的な導光パターンを有する。

モノクロ液晶パネル２４は、カラーフィルタ無しのアクティブマトリクス型の表示素子に相当する透過型ＬＣＤパネル（透過型表示素子に相当）であり、液晶パネル２１と同等のサイズのものが適用されている。モノクロ液晶パネル２４は、第２インタフェース部１８が接続されており、制御部１９の制御により、液晶パネル２１に画像が表示されることに合わせて、その画像に基づくパターン画像が第２インタフェース部１８から供給されることで、パターン画像を表示する。

次に、液晶表示装置１０の各部１１、１２、１３等について説明する。表示データ取得部１１は画像取得部に相当し、表示ユニット２０の液晶パネル２１に表示する画像に応じた画像データを取得する処理を行い、液晶表示装置１０の適用対象により、画像データの取得先は異なる。例えば、液晶表示装置１０がワンセグ放送対応のポータブルテレビジョン装置に適用された場合、表示データ取得部１１は、ポータブルテレビジョン装置に含まれるワンセグチューナから画像データを取得することになる。また、液晶表示装置１０がデジタルビデオカメラに適用された場合は、画像の撮像を行う撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）から表示データ取得部１１は画像データを取得することになる。なお、表示データ取得部１１は、取得した画像データ（動画を構成するフレームごとのデータ）をＲＧＢの信号単位で遅延処理部１３と、フレームメモリ１６へ順次送る。

同期信号発生部１２は、表示ユニット２０に含まれる液晶パネル２１の表示に応じた水平同期信号および垂直同期信号を発生するものであり、発生した同期信号を遅延処理部１３および制御部１９へ送る。

遅延処理部１３は、表示データ取得部１１が取得した画像データに応じた画像の液晶パネル２１での表示と、後述するモノクロ液晶パネル２４でのパターン画像の表示との同期を取るために、パターン発生部１７がパターン画像の生成等に要する時間だけ、表示データ取得部１１からの画像データを信号処理部１４へ送ることを遅延させる処理を同期信号（同期信号発生部１２で発生）に応じたタイミングで行う。また、信号処理部１４は、遅延処理部１３から送られる画像データに対して、表示ユニット２０で表示するための所要の処理を、同期信号に同期して行うものであり、所要の処理としては、例えばガンマ補正を行う。なお、信号処理部１４は、処理を施した画像データを第１インタフェース部１５へ送る。

第１インタフェース部１５は、信号処理部１４から送られた処理済みの画像データを表示ユニット２０の液晶パネル２１へ、同期信号発生部１２から送られる同期信号に同期して供給する処理を行う。なお、第１インタフェース部１５が画像データを液晶パネル２１へ供給することで、液晶パネル２１には画像データに応じた画像が表示される。

一方、モノクロ液晶パネル２４の処理に関係する部分として、液晶表示装置１０はフレームメモリ１６、パターン発生部１７、第２インタフェース部１８等を有すると共に、制御部１９が所要の制御を行う。フレームメモリ１６は、表示データ取得部１１から送られる画像データをフレーム単位で一時的に保存（記憶）する。また、フレームメモリ１６に記憶された画像は、制御部１９により、輝度分布が検出される。すなわち、制御部１９は、画像データに含まれる各画素が有する輝度成分の情報（輝度値）を検出し、検出した輝度値をメモリ２９に予め記憶している閾値と比較し、閾値を下回る輝度値に係る画素を特定する処理を行う。また、制御部１９は、その特定した画素で構成される領域（暗い領域。色の濃い領域）が一定の範囲を有しているか否かを、メモリ２９に予め記憶している範囲閾値と比較して判断し、範囲閾値を上回る領域を最終的に特定する。さらに制御部１９は、その特定した領域に係る画素位置をパターン発生部１７へ伝える処理を行う。

パターン発生部１７はパターン画像の生成手段に相当し、制御部１９から画素位置が伝えられると、その画素位置を特定する処理に使用されたフレーム単位の画像データ（フレームメモリ１６に一次的に保存されている画像データ）を利用して、伝えられた画素位置に黒色のドットを配置したパターン画像（画像データの検出された輝度分布に応じたドットパターンを含むパターン画像）を生成する処理を行う。また、パターン発生部１７は、生成したパターン画像を第２インタフェース部１８へ送る処理も行う。

図２（ａ）（ｂ）に基づいて、上述した制御部１９とパターン発生部１７が連携して行うパターン画像の生成に関する処理を具体的に説明する。図２（ａ）は、フレームメモリ１６に記憶された画像データに応じた画像Ｄ（画像データを表示した状態のイメージ）を示している。この画像Ｄは、流れ星と三日月が浮かぶ夕闇をバックに自動車が走行しているイラスト画像（アニメ動画を構成する１フレーム単位の画像）であり、夕闇の領域Ｄ１、自動車が走行する道路を含む領域Ｄ４、および自動車の前後タイヤに応じた領域Ｄ２、Ｄ３を含んでいる。制御部１９は、このような画像Ｄに対して、暗い領域（メモリ２９に記憶された閾値を下回る輝度値の画素を含む領域）を検出すると共に、検出した暗い領域の中で、一定の広さを有する領域を特定する。

この画像Ｄでは、制御部１９により、領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が、一定の広さを有する暗い領域として検出され、その検出した領域を構成する一定広さの範囲に含まれる画素位置が特定されてパターン発生部１７へ伝えられることになる。なお、自動車の輪郭線および道路を示す線などは、一定の広さ（メモリ２９に記憶した範囲閾値を下回る範囲に相当）を有しないので、このような線を構成する画素は、パターン発生部１７へ伝えられない。

図２（ｂ）は、パターン発生部１７が図２（ａ）に応じた画像Ｄの輝度分布に基づき生成したパターン画像Ｐを示し、制御部１９から伝えられた画素にドットを配置することで、画像Ｄの輝度分布に応じたドットパターンを含む画像が生成されている。具体的には、領域Ｐ１は、図２（ａ）の夕闇の領域Ｄ１に応じたドットパターンを含む範囲になっており、流れ星の箇所および三日月を表す箇所Ｐ５にはドットが含まれない状態（白抜きの状態）になっている。また、領域Ｐ４は、図２（ａ）の道路を含む領域Ｄ４に対応した範囲であり、この領域Ｄ４では、自動車の前後タイヤに応じた領域Ｐ２、Ｐ３のみに黒ドットが配置されたドットパターンを含むようになっている。

第２インタフェース部１８は表示処理手段に相当し、図２（ｂ）に示すようなパターン画像Ｐをパターン発生部１７から受け取ると、制御部１９による同期信号発生部１２の同期信号に応じたタイミングで、パターン画像Ｐを表示ユニット２０のモノクロ液晶パネル２４へ供給する処理を行う。なお、第２インタフェース部１８がパターン画像をモノクロ液晶パネル２４へ供給することで、液晶パネル２１での画像Ｄの表示に合わせて、モノクロ液晶パネル２４にパターン画像Ｐが表示されるようになる。

なお、上述した処理は、表示データ取得部１１が画像データ（動画を構成するフレーム単位の画像）を取得するごとに、順次行われており、各部１３、１４、１５、１７、１８等で行う処理は、制御部１９の制御指示により同期が取られた状態で行われる。それにより、液晶パネル２１で表示される画像Ｄと、モノクロ液晶パネル２４で表示されるパターン画像Ｐは、同期が取られた状態で所定のフレームレートで順次切り替わり、所定の動画が閲覧できるようになる。また、制御部１９は、操作部２８に設けられた各キーでユーザから動画表示の開始指示の操作を受け付けることで、これらの制御指示を行うと共に、操作部２８で動画表示の停止操作を受け付けると、上述した各部１３、１４等の処理を停止させる制御指示を行う。さらに、制御部１９は、操作部２８での動画表示の開始指示操作の受付に伴い、光源ユニット３０の各ＬＥＤ３２を発光（点灯）させる制御を行い、操作部２８での動画表示の停止操作の受付に伴い、光源ユニット３０の各ＬＥＤ３２を消灯させる制御を行う。

図３（ａ）（ｂ）は、図２（ａ）に示す画像Ｄが液晶パネル２１に表示された状態で、図２（ｂ）に示すパターン画像Ｐがモノクロ液晶パネル２４に表示された状態におけるモノクロ液晶パネル２４と反射シート２５の側方からの断面図を示し、より具体的には、図３（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図、図３（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図を示す。

図３（ａ）において、光Ｋ１、Ｋ２は、いずれも光源ユニット３０から発せられて導光板２３を通過してモノクロ液晶パネル２４の表示面２４ａへ向かう光を示している。光Ｋ１は、モノクロ液晶パネル２４の表示面２４ａで表示されるパターン画像Ｐの中の領域Ｐ４（図２（ａ）の画像Ｄにおいて道路を含む領域Ｄ４に対応した領域）に到達する。領域Ｐ４において図２（ｂ）のＡ−Ａ線の箇所では、ドットパターンが存在しないため、光Ｋ１は、透過型のモノクロ液晶パネル２４を通過して、反射シート２５（反射部材）の反射面２５ａで反射し、再度、モノクロ液晶パネル２４を通過して、導光板２３および光学シート２２を介して液晶パネル２１を照射する。

光Ｋ２は、モノクロ液晶パネル２４の表示面２４ａで表示されるパターン画像Ｐの中の領域Ｐ１（図２（ａ）の画像Ｄにおいて夕闇の領域Ｄ１に対応した領域）に到達する。領域Ｐ１において図２（ｂ）のＡ−Ａ線の箇所では、モノクロ液晶パネル２４に黒ドットのドットパターンが表示されているので、光Ｋ２は、モノクロ液晶パネル２４を通過できず、黒ドットで光量の殆どが吸収され、残りの一部のみが表示面２４ａで反射する。

また、図３（ｂ）においても、光Ｋ３〜Ｋ５は、光源ユニット３０から発せられた光であり、光Ｋ３は領域Ｐ４に当たることから、上述した図３（ａ）における光Ｋ１と同等に進み、光Ｋ４は領域Ｐ１に当たるので、光Ｋ２と同等に殆どの光量が吸収されることになる。光Ｋ５は、領域Ｐ１の中の領域Ｐ５（三日月を表す白抜きの箇所）にあたるので、光Ｋ１、Ｋ３と同様に、モノクロ液晶パネル２４を通過して、反射シート２５の反射面２５ａで反射し、再度、モノクロ液晶パネル２４を通過して、導光板２３および光学シート２２を介して液晶パネル２１を照射する。

図４は、上述したようにモノクロ液晶パネル２４にパターン画像Ｐを表示した状態で、液晶パネル２１に画像Ｄを表示した状態を示している。光源ユニット３０の各ＬＥＤ３２から発せられた光は、図３（ａ）（ｂ）に示すような反射状況になるため、画像Ｄの中の領域Ｄ１（流れ星および三日月の白抜きの箇所を除く）、Ｄ２、Ｄ３に対しては、光源ユニット３０の光が殆ど照射されなくなり、暗さが際だつようになる。また、画像Ｄの他の領域は、光源ユニット３０の光で照射されるため、通常の明るさ（輝度）を得られるので、結果として、液晶パネル２１で表示される画像は、色の濃い箇所（暗い箇所）が一段と濃度が濃くなり、液晶表示装置１０は、濃淡のはっきりした高コントラストの表示特性を得ることができる。

なお、第１実施形態に係る液晶表示装置１０は、上述した説明内容に限定されるものではなく種々の変形例が考えられる。たとえば、光源ユニット３０は、ＬＥＤ以外の光源を用いることが可能である。また、モノクロ液晶パネル２４には、画像の表示を行う箇所が白くなり、表示を行わない箇所は黒くなる所謂ホワイト液晶パネルを用いることも可能であり、この場合、パターン発生部１７は、図２（ｂ）のパターン画像Ｐにおいて、白抜きの箇所を白ドットで形成したドットパターンを含むパターン画像を生成して、その反転型のドットパターンのパターン画像をモノクロ液晶パネル２４で表示させることになる。

さらに、上述した説明では、メモリ２９に記憶される１つの閾値により、制御部１９からの伝えられる画素位置に基づき二値画像（モノクロ二階調の画像）のパターン画像Ｐをパターン発生部１７は生成しているが、メモリ２９に複数の閾値を記憶させて多値画像のパターン画像を生成するようにしてもよい。この場合、制御部１９は、画像データに含まれる各画素の輝度値を検出して、複数の閾値と比較し、閾値ごとに、閾値を下回る画素位置、上回る画素位置を特定し、それらを関連する閾値と共にパターン発生部１７へ伝えることになる。パターン発生部１７は、伝えられた画素位置と関連する閾値に基づき、所定の濃度のドットを配置したドットパターンを含む複数階調のパターン画像（例えば、１６階調のグレースケールのパターン画像）を生成して、モノクロ液晶パネル２４に表示させることになる。このような複数階調のパターン画像をモノクロ液晶パネル２４に表示させることで、より、細かく光（光量）の遮り具合を調整できるようになり、きめ細かく濃淡をコントロールした高コントラストの画像表示を行えるようになる。

さらにまた、図５は、第１実施形態の変形例に係る液晶表示装置に適用される表示ユニット２０′を示している。この表示ユニット２０′は、矩形状の液晶パネル２１′の長辺部２１ａ′と短辺部２１ｂ′が交わる角部に斜辺部２１ｃ′を形成し、その斜辺部２１ｃ′に対向するように光源ユニット３０′（複数のＬＥＤ３２ａ′を含む）を配置していることが特徴である。なお、液晶パネル２１′の裏面側に配置される光学シート２２′、導光板２３′、モノクロ液晶パネル２４′および反射シート２５′も、液晶パネル２１′と同等の周囲形状になっている。このような変形例の表示ユニット２０′では、光学ユニット３０′の配置をコンパクトに収めることができ、小型の表示機器に好適となる。

図６（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）は、別の変形例に係る液晶表示装置の表示ユニット４０を示している。この変形例の液晶表示装置が有する表示ユニット４０では、光源ユニット５０が計４個の高輝度ＬＥＤ（第１ＬＥＤに該当。図中、ハッチングを入れたＬＥＤ）５３と、計３個の高演色ＬＥＤ（第２ＬＥＤに該当）５２をベース５１に、交互に等間隔で配置し、図１３、１４に示す液晶表示装置１′、１″と同様に、屋外では輝度を高める一方、屋内では演色性を高めた表示を行えるようにしている。なお、表示ユニット４０は、液晶パネル４１、光学シート４２、導光板４３、モノクロ液晶パネル４４、反射シート４５を含んでいるものとする。

この変形例の液晶表示装置では、輝度ムラおよび色ムラの対策として、屋外等に対応した全ＬＥＤ５２、５３を発光させる発光状態（第１発光状態）では、図６（ａ）に示す全ＬＥＤ５２、５３の照射箇所の照射分布に応じた領域Ｒ１０に黒ドットのドットパターンを有する第１照射パターン画像Ｐ１０を、図２（ｂ）のパターン画像Ｐと合成した第１合成画像Ｐ′（図６（ｂ）参照）を生成し、液晶パネル４１にパターン画像Ｐに応じた画像Ｄを表示する場合に、その第１合成画像Ｐ′をモノクロ液晶パネル４４に表示させる。

さらに、屋内等に対応した高演色ＬＥＤ５３を発光させる発光状態（第２発光状態）では、図７（ａ）に示す高演色ＬＥＤ５２の照射箇所の照射分布に応じた領域Ｒ２０に黒ドットのドットパターンを有する第２照射パターン画像Ｐ２０を、図２（ｂ）のパターン画像Ｐと合成した第２合成画像Ｐ″（図７（ｂ）参照）を生成し、液晶パネル４１にパターン画像Ｐに応じた画像Ｄを表示する場合に、その第２合成画像Ｐ″をモノクロ液晶パネル４４に表示させるようにしている。以下、表示ユニット４０を有する第１実施形態の変形例に係る液晶表示装置について、もう少し詳しく説明するが、表示ユニット４０以外の部分については、図１の液晶表示装置１０に含まれる各部１１、１２等と同じ符号を用いて説明を行う。

まず、光源ユニット５０は、高輝度ＬＥＤ５３に、青色ＬＥＤの発光チップと黄色蛍光体（Ｃａ−αサイアロン）とから構成されている白色ＬＥＤを用いており、高演色ＬＥＤ５２には、青色ＬＥＤの発光チップと赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ_３）と緑色蛍光体（βサイアロン）とから構成されている白色ＬＥＤを用いている。

また、この変形例では操作部２８に、屋外用の表示パターンと屋内用の表示パターンを切り替える切替スイッチが含まれており、切替スイッチがユーザにより屋外用の表示パターン側へ操作されると、制御部１９は切替手段として、光源ユニット５０に含まれる高輝度ＬＥＤ５３および高演色ＬＥＤ５２の両方を発光させる状態（第１発光状態）に切り替える処理を行い、切替スイッチが屋内用の表示パターン側へ操作されると、光源ユニット５０に含まれる高演色ＬＥＤ５２を発光させる状態（第２発光状態）へ切り替える処理を行う。

さらに、メモリ２９には、図６（ａ）示す第１照射パターン画像Ｐ１０と、図７（ａ）に示す第２照射パターン画像Ｐ２０が予め記憶されているものとする。さらにまた、制御部１９は、第１発光状態において、メモリ２９に記憶された第１照射パターン画像Ｐ１０を読み出して、パターン発生部１７へ送り、パターン発生部１７では、送られた第１照射パターン画像Ｐ１０を、図２（ｂ）に示すパターン画像Ｐと合成して図６（ｂ）に示す第１合成画像Ｐ′を生成し、第２インタフェース部１８へ送る処理を行う。また、制御部１９は、第２発光状態において、メモリ２９に記憶された第２照射パターン画像Ｐ２０を読み出して、パターン発生部１７へ送り、パターン発生部１７では、送られた第２照射パターン画像Ｐ２０を、図２（ｂ）に示すパターン画像Ｐと合成して図７（ｂ）に示す第２合成画像Ｐ″を生成し、第２インタフェース部１８へ送る処理を行う。

なお、図６（ａ）は、第１照射パターン画像Ｐ１０のドットパターンを分かり易くするため、モノクロ液晶パネル４４に第１照射パターン画像Ｐ１０のみを表示した状態を示している。第１発光状態では、液晶パネル４１の光源ユニット５０に近い一辺部４１ａ側の範囲で、両ＬＥＤ５２、５３に照射される箇所（両ＬＥＤ５２、５３と対向する箇所）に応じた領域Ｒ１０が、他の箇所に比べて明るくなるため、輝度ムラおよび色ムラが生じる。領域Ｒ１０の輪郭形状は丁度、各ＬＥＤ５２、５３の中央部分に対向する箇所が鋭く突出した波形曲線Ｌ１０になっている。よって、第１照射パターン画像Ｐ１０は、このような領域Ｒ１０に黒ドットを配置して、各ＬＥＤ５２、５３の照射分布に応じたドットパターンを含むようにしている。

また、領域Ｒ１０では、明るくなっているレベルは一様ではなく、最も明るくなるのは各ＬＥＤ５２、５３の中心線に応じた箇所であり、その中心線から左右へ離れるほど、明るくなるレベルは落ちるので、領域Ｒ１０に配置する黒ドットの密度は、最も明るくなる箇所の密度を高めて、そこから左右へいくにつれて黒ドットの配置密度を徐々に低めている。

このような第１照射パターン画像Ｐ１０と、図２（ｂ）のパターン画像Ｐが合成された図６（ｂ）に示す第１合成画像Ｐ′がモノクロ液晶画面４４に表示されると、領域Ｐ１′、Ｐ２′、Ｐ３′では、光源ユニット５０からの光が遮られて光量が抑えられるので、上記と同様、液晶パネル４１に表示される画像は高コントラストになる（図４参照）。また、第１発光状態で光源ユニット５０の両ＬＥＤ５２、５３から照射される光量が強い箇所（光源ユニット５０の近傍箇所）では、図３（ａ）（ｂ）に示す光Ｋ２、Ｋ４のように、光源ユニット５０からの光が、モノクロ液晶パネル４４に表示された第１合成画像Ｐ′の領域Ｐ４′の中の領域Ｒ１０に相当するドットパターンで遮られるため、領域Ｒ１０に対応する箇所の光量が抑制されて、他の箇所と光量のバランスが保たれ、液晶パネル４１で表示される画像には輝度ムラおよび色ムラが生じなくなる。

また、図７（ａ）は、第２照射パターン画像Ｐ２０のドットパターンを分かり易くするため、モノクロ液晶パネル４４に第２照射パターン画像Ｐ２０のみを表示した状態を示している。第２発光状態では、液晶パネル４１の光源ユニット５０に近い一辺部４１ａ側の範囲で、高演色ＬＥＤ５２に照射される箇所（高演色ＬＥＤ５２と対向する箇所）に応じた領域Ｒ２０が、他の箇所に比べて明るくなるため、輝度ムラおよび色ムラが生じる。領域Ｒ２０の輪郭形状は丁度、高演色ＬＥＤ５２の中央部分に対向する箇所が鋭く突出した波形曲線Ｌ２０になっている。よって、第２照射パターン画像Ｐ２０は、このような領域Ｒ２０に黒ドットを配置して、高演色ＬＥＤ５２の照射分布に応じたドットパターンを含むようにしている。なお、領域Ｒ２０で明るくなっているレベルが一様でないことは、図６（ａ）に示す領域Ｒ１０と同様であり、領域Ｒ２０には明るさのレベルに応じた密度で黒ドットが配置されている。

このような第２照射パターン画像Ｐ２０と、図２（ｂ）のパターン画像Ｐが合成された図７（ｂ）に示す第２合成画像Ｐ″がモノクロ液晶画面４４に表示されると、領域Ｐ１″、Ｐ２″、Ｐ３″では、光源ユニット５０からの光が遮られて、液晶パネル４１に表示される画像は高コントラストになる（図４参照）。また、第２発光状態で光源ユニット５０の高演色ＬＥＤ５２から照射される光量が強い箇所（光源ユニット５０の近傍箇所）では、図３（ａ）（ｂ）に示す光Ｋ２、Ｋ４のように、光源ユニット５０からの光が、モノクロ液晶パネル４４に表示された第２合成画像Ｐ″の領域Ｐ４″の中の領域Ｒ２０に相当するドットパターンで遮られるため、領域Ｒ２０に対応する箇所の光量が抑制されて、他の箇所と光量のバランスが保たれ、液晶パネル４１で表示される画像には輝度ムラおよび色ムラが生じなくなる。

なお、図６、７に関連する構成および処理は、図５に示す変形例と組み合わせることも可能である。また、上述した図６、７に関する変形例の説明では、第１発光状態と第２発光状態との切替を、操作部２８に設けた切替スイッチでの操作指示に基づいて行うようにしているが、照度を検知する照度センサを用いて切替を行ってもよい。この場合は、照度センサを制御部１９に接続すると共に、メモリ２９に照度に係る閾値を記憶させ、照度センサが検知した値が閾値を上回る場合は、屋外にいると判定して第１発光状態に切り替えると共に、検知した値が閾値を下回る場合は、屋内に居ると判定して第２発光状態に切り替える制御を制御部１９が自動で行うことになる。また、光源ユニット５０の高輝度ＬＥＤ５３および高演色ＬＥＤ５２の数は、液晶パネル４１のサイズまたは仕様等に応じて適宜増減可能であり、さらに、高輝度ＬＥＤ５３および高演色ＬＥＤ５２の並ぶ順序は、図６、７に示す場合と逆にすることも可能である。

図８は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置６０を示している。液晶表示装置６０は、表示ユニット７０の構成以外は第１実施形態とほぼ同等の仕様になっており、表示データ取得部６１、同期信号発生部６２、遅延処理部６３、信号処理部６４、第１インタフェース部６５、フレームメモリ６６、パターン発生部６７、第２インタフェース部６８、全体的な各種制御を行う制御部６９、操作部８８、メモリ８９等を含んでいる。なお、これらの各部６１、６２等は第１実施形態と同様の処理を行うので説明を省略する。

第２実施形態の表示ユニット７０は、直下型方式で光源ユニット８０を配置したことが特徴であり、液晶パネル７１の裏面側に光学シート７２、拡散板７３、モノクロ液晶パネル７４、光源ユニット８０を順次、積層的に配置し、光源ユニット８０をモノクロ液晶パネル７４の液晶パネル７１との反対側の面７４ｂに対向させている。なお、光源ユニット８０は、複数のＬＥＤをベース８１へ格子状に配置したものとする（図９（ａ）（ｂ）参照）。第２実施形態の液晶表示装置６０は、処理等については第１実施形態と同等であり（パターン画像Ｐ等については、第１実施形態と同等の符号を用いる）、パターン発生部６７で、図２（ｂ）に示すパターン画像Ｐを発生させ、液晶パネル７１に画像Ｄが表示される場合に、モノクロ液晶パネル７４にパターン画像Ｐを表示させる。

図９（ａ）（ｂ）は、図２（ｂ）のパターン画像Ｐがモノクロ液晶パネル７４の表示面７４ａに表示された場合におけるモノクロ液晶パネル７４と光源ユニット８０の側方からの断面を示している。具体的には、図９（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図、図９（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図を示す。

図９（ａ）において、パターン画像Ｐの領域Ｐ１（夕闇に応じた暗い領域）に対向する範囲に配置された光源ユニット８０のＬＥＤ８２ａ〜８２ｅから発せられた光Ｋ１０〜Ｋ１４は、領域Ｐ１のドットパターンで遮られ、モノクロ液晶パネル７４をほとんど通過することができない。また、パターン画像Ｐの領域Ｐ４（道路に応じた明るい領域）に対向する範囲に配置された光源ユニット８０のＬＥＤ８２ｆ、８２ｇから発せられた光Ｋ１５、Ｋ１６は、パターン画像Ｐに含まれるドットパターンに遮られることなく、拡散板７３、光学シート７２も通過して液晶パネル７１に到達し、液晶パネル７１を照射する。

また、図９（ｂ）においては、光源ユニット８０のＬＥＤ８２ｈ、８２ｉ、８２ｋ、８２ｌから発せられた光Ｋ２０、Ｋ２１、Ｋ２３、Ｋ２４は、領域Ｐ１のドットパターンで遮られるが、三日月を表す白抜きの領域Ｐ５に対向するＬＥＤ８２ｊから発せられた光Ｋ２２は、領域Ｐ４に対向するＬＥＤ８２ｍ、８２ｎから発せられた光Ｋ２５、Ｋ２６と同様に、パターン画像Ｐに含まれるドットパターンに遮られることなく、拡散板７３、光学シート７２も通過して液晶パネル７１に到達し、液晶パネル７１を照射する。

このようなモノクロ液晶パネル７４でのパターン画像Ｐの表示により、液晶パネル７１に表示される画像Ｄの暗い領域は光源ユニット８０の光で照射されなくなる一方、液晶パネル７１に表示される画像Ｄの他の領域（暗くない領域）は通常通り、光源ユニット８０の光で照射されるため、高コントラストの表示を行えるようになる。なお、第２実施形態の液晶表示装置６０は、第１実施形態で述べたパターン画像Ｐを多値で生成する処理の変形例などを適用できる。

図１０は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置９０を示している。液晶表示装置９０は、表示ユニット１００の構成以外は第１実施形態とほぼ同等の仕様になっており、表示データ取得部９１、同期信号発生部９２、遅延処理部９３、信号処理部９４、第１インタフェース部９５、フレームメモリ９６、パターン発生部９７、第２インタフェース部９８、全体的な各種制御を行う制御部９９、操作部１０８、メモリ１０９等を含んでいる。これらの各部９１、９２等は第１実施形態と同様の処理を行うので説明を省略する。

また、表示ユニット１００は、液晶パネル１０１の裏面側へ、光学シート１０２、導光板１０３、および電子ペーパー１０４を順に積層配置すると共に、液晶パネル１０１に対向配置した矩形状の導光板１０３の一側面部１０３ａに対向して、複数のＬＥＤを含む光源ユニット１１０をサイドライト方式で配置している。なお、電子ペーパー１０４は、反射型表示素子に該当し、導光板１０３の液晶パネル１０１との反対側の面１０３ｂに対向するように配置されて第２インタフェース部９８と接続されており、表示面１０４ａ（図１１（ａ）（ｂ）参照）に当たった光を反射する特性を有する。

第３実施形態の液晶表示装置９０は、処理等については第１実施形態と同等であり（パターン画像Ｐ等については、第１実施形態と同等の符号を用いる）、パターン発生部９７で、図２（ｂ）に示すパターン画像Ｐを発生させ、液晶パネル１０１に画像Ｄ（図２（ａ）参照）が表示される場合に、電子ペーパー１０４にパターン画像Ｐを表示させる。

図１１（ａ）（ｂ）は、図２（ｂ）のパターン画像Ｐが電子ペーパー１０４の表示面１０４ａに表示された場合における電子ペーパー１０４の側方からの断面図を示している。具体的には、図１１（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図、図１１（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線における断面図を示す。

図１１（ａ）において、パターン画像Ｐの領域Ｐ１（夕闇に応じた暗い領域）に当たった光源ユニット１１０からの光Ｋ３１（導光板１０３を抜け出た光）は、領域Ｐ１のドットパターンでほとんどが吸収され、光量が低下する。また、パターン画像Ｐの領域Ｐ４（道路に応じた明るい領域）に当たった光Ｋ３０は、光量がほとんど落ちることなく、表示面１０４ａで反射して、導光板１０３、光学シート１０２を通過して液晶パネル１０１に到達し、液晶パネル１０１を照射する。

また、図１１（ｂ）においては、光源ユニット１１０のＬＥＤから発せられた光Ｋ３３は、領域Ｐ１のドットパターンでほとんどが吸収され光量が低下するが、三日月を表す白抜きの領域Ｐ５に当たった光Ｋ３４は、領域Ｐ４に当たった光Ｋ３２と同様に、パターン画像Ｐに含まれるドットパターンに吸収されることなく、ほとんど全反射して導光板１０３、光学シート１０２を通過して液晶パネル１０１に到達し、液晶パネル１０１を照射する。

このような電子ペーパー１０４の反射制御により、液晶パネル１０１に表示される画像Ｄの暗い領域は光源ユニット１１０の光で照射されなくなり、液晶パネル１０１に表示される画像Ｄの他の領域（暗くない領域）は通常通り、光源ユニット１１０の光で照射されるため、高コントラストの表示を行えるようになる。なお、第３実施形態の液晶表示装置９０でも、第１実施形態で述べた各種変形例の適用が可能である。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示すブロック図である。 （ａ）は液晶パネルに表示する画像を示す概略図、（ｂ）は（ａ）の画像に基づき生成されたパターン画像を示す概略図である。 （ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線におけるモノクロ液晶パネルおよび反射シートの概略断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線におけるモノクロ液晶パネルおよび反射シートの概略断面図である。 表示ユニットの液晶パネルが画像を表示した状態を示す正面方向からの概略図である。 変形例の表示ユニットを示す正面方向からの概略図である。 第１照射パターン画像を表示した状態を示す表示ユニットの概略図、（ｂ）は第１合成画像を示す概略図である。 第２照射パターン画像を表示した状態を示す表示ユニットの概略図、（ｂ）は第２合成画像を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示すブロック図である。 （ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線におけるモノクロ液晶パネルおよび光源ユニットの概略断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線におけるモノクロ液晶パネルおよび光源ユニットの概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示すブロック図である。 （ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線における電子ペーパーの概略断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ線における電子ペーパーの概略断面図である。 （ａ）は従来のサイドライト方式の液晶表示装置の主要部を示す側方からの概略図、（ｂ）従来の直下型方式の液晶表示装置の主要部を示す側方からの概略図である。 （ａ）は高演色ＬＥＤを発光させた状態を示す概略図、（ｂ）は高輝度ＬＥＤおよび高演色ＬＥＤを発光させた状態で輝度ムラが生じた状況を示す概略図である。 （ａ）は高輝度ＬＥＤおよび高演色ＬＥＤを発光させた状態を示す概略図、（ｂ）は高演色ＬＥＤを発光させた状態で輝度ムラが生じた状況を示す概略図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１３ 遅延処理部
１５ 第１インタフェース部
１６ フレームメモリ
１７ パターン発生部
１８ 第２インタフェース部
１９ 制御部
２０ 表示ユニット
２１ 液晶パネル
２３ 導光板
２４ モノクロ液晶パネル
３０ 光源ユニット
３２ ＬＥＤ
５２ 高演色ＬＥＤ（第２ＬＥＤ）
５３ 高輝度ＬＥＤ（第１ＬＥＤ）
１０４ 電子ペーパー
Ｄ 画像
Ｐ パターン画像
Ｐ′ 第１合成画像
Ｐ″ 第２合成画像

Claims (4)

1. 画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルに対向配置した導光板と、前記導光板の一側面部に対向配置してあり、前記導光板を介して前記液晶パネルを照射する光源ユニットとを備え、前記光源ユニットは、発光特性が相違する第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤを含み、前記第１ＬＥＤは、前記第２ＬＥＤに比べて高輝度であり、前記第２ＬＥＤは、前記第１ＬＥＤに比べて高演色性である液晶表示装置において、
   前記導光板の液晶パネルと反対側の面と対向配置した透過型表示素子と、
   前記液晶パネルに表示する画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部が取得した画像の輝度分布を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した輝度分布に応じたドットパターンを含むパターン画像を生成する生成手段と、
   前記パターン画像を前記透過型表示素子に表示する処理を行う表示処理手段と、
   前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤの両方を発光させる第１発光状態と、前記第２ＬＥＤを発光させる第２発光状態とを切り替える切替手段と、
   前記第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第１照射パターン画像を記憶する手段と、
   前記第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第２照射パターン画像を記憶する手段と、
   前記切替手段が第１発光状態に切り替えた場合、前記第１照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第１合成画像を生成する手段と、
   前記切替手段が第２発光状態に切り替えた場合、前記第２照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第２合成画像を生成する手段と
   を備え、
   前記表示処理手段は、
   前記第１合成画像が生成された場合、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示されるときに、前記第１合成画像を表示する処理を行い、
   前記第２合成画像が生成された場合、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示されるときに、前記第２合成画像を表示する処理を行うことを特徴とする液晶表示装置。
2. 画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルに対向配置した導光板と、前記導光板を介して前記液晶パネルを照射する光源ユニットとを備え、前記光源ユニットは、発光特性が相違する第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤを含み、前記第１ＬＥＤは、前記第２ＬＥＤに比べて高輝度であり、前記第２ＬＥＤは、前記第１ＬＥＤに比べて高演色性である液晶表示装置において、
   前記導光板の液晶パネルと反対側の面と対向配置した反射型表示素子と、
   前記液晶パネルに表示する画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部が取得した画像の輝度分布を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した輝度分布に応じたドットパターンを含むパターン画像を生成する生成手段と、
   前記パターン画像を前記反射型表示素子に表示する処理を行う表示処理手段と、
   前記第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤの両方を発光させる第１発光状態と、前記第２ＬＥＤを発光させる第２発光状態とを切り替える切替手段と、
   前記第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第１照射パターン画像を記憶する手段と、
   前記第２ＬＥＤから発せられた光で照射される箇所の照射分布に応じたドットパターンを含む第２照射パターン画像を記憶する手段と、
   前記切替手段が第１発光状態に切り替えた場合、前記第１照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第１合成画像を生成する手段と、
   前記切替手段が第２発光状態に切り替えた場合、前記第２照射パターン画像および前記パターン画像を合成した第２合成画像を生成する手段と
   を備え、
   前記表示処理手段は、
   前記第１合成画像が生成された場合、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示されるときに、前記第１合成画像を表示する処理を行い、
   前記第２合成画像が生成された場合、前記パターン画像に応じた画像が前記液晶パネルに表示されるときに、前記第２合成画像を表示する処理を行うことを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記導光板は、少なくともいずれか一つの角部に面取り的な斜辺部が形成してあり、
   前記光源ユニットは、前記斜辺部に対向するように配置してある請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 輝度値に係る閾値および範囲に係る閾値を記憶する記憶手段と、
   前記検出手段が検出した輝度分布を前記輝度値に係る閾値と比較して、前記輝度値に係る閾値を下回る画素を特定すると共に、その特定した画素で構成される領域を前記範囲に係る閾値と比較して、前記範囲に係る閾値を上回る領域を特定する特定手段と
   を備え、
   前記生成手段は、前記範囲に係る閾値を上回る領域に係る画素の位置に黒色のドットを配置して前記パターン画像を生成する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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