JP5186597B2 - 表示装置および表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置および表示方法に関し、より詳しくは複数の表示パネルを使用することにより継ぎ目の無い一枚の画面を得る表示装置（以下、シームレスディスプレイという）および表示方法に関するものである。

近年、軽量で薄型のディスプレイの需要が高まるにつれ、特に大型の液晶パネルを使用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置が多く見られる。しかし、液晶パネルの大型化には多くの技術的な制約が伴うため、従来から複数の表示装置を組み合わせて大型化を擬似的に実現する試みがなされている。

しかしながら、この試みによると、各表示装置は額縁領域を有するため、複数の表示装置間の継ぎ目が見えるという問題がある。この問題は液晶表示装置に限らず、ＰＤＰ、有機ＥＬ表示装置など、直視型の表示装置に共通の問題である。

例えば、下掲の特許文献１には、表示パネル全面を覆う光ファイバフェイスプレートを有し、表示領域から出射される光を光ファイバフェイスプレートによって非表示領域まで導光することによって、継ぎ目の無い表示を行う構成が開示されている。

また、特許文献２には、表示ユニットをタイル状に敷き詰めた表示パネルの全面に光ファイバフェイスプレート複合体を設け、個々の表示ユニットでは、表示領域から出射される光を、表示領域の周囲に形成された非表示領域へ、個々の光ファイバフェイスプレートによって拡大するように導光することによって、全体として継ぎ目の無い表示を行う構成が開示されている。

さらに、特許文献３には、表示パネルのほぼ全面に、薄膜を所定の角度に傾けて形成した、多数の傾斜薄膜とその傾斜薄膜の間に充填される透明体からなる光補償手段を有し、表示領域から出射される光を光補償手段で非表示領域まで導光することによって、継ぎ目の無い表示を行う構成が開示されている。

日本国公開特許公報「特開平７−１２８６５２号公報（１９９５年５月１９日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０００−５６７１３号公報（２０００年２月２５日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００１−５４１４号公報（２００１年１月１２日公開）」

ところが、上記特許文献１〜３に開示された技術では、表示パネルのほぼ全面を覆う光ファイバフェイスプレート、もしくは多数の傾斜薄膜とその傾斜薄膜の間に充填される透明体からなる光補償手段が必要であり、特に大型の表示装置においては、製造方法およびコストの観点から現実的ではない。

また、表示パネルの継ぎ目の部分に対応して、部分的に光路変換手段を使用した場合、表示画像の当該部分に他の部分とは異なる輝度の低下や色シフトが生じるため、継ぎ目のない一枚の画像が表示される場合でも見る者に違和感を生じさせてしまう。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、シームレスディスプレイにおいて、見る者が違和感を生じないような、または違和感が低減されるように表示することができる表示装置および表示方法を提供することにある。

本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、前記画像を表示するための複数の表示素子が、表示領域においてマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されていない額縁領域が設けられた表示パネルと、前記表示領域の表示面と反対側の裏面に向けて、面発光するバックライトと、前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備え、前記バックライトの発光面における単位面積あたりの輝度が、前記表示領域中、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域の方が大きいことを特徴とする。

また、本発明に係る表示方法は、上記の課題を解決するために、画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されていない額縁領域が設けられた表示パネルと、前記表示領域の表示面と反対側の裏面に向けて、面発光するバックライトと、前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備えた表示装置の表示方法であって、前記バックライトの単位面積あたりの輝度を、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域において大きくすることを特徴とする。

上記の構成において、導光素子は、表示素子から発せられる光の一部を表示素子が配列されていない額縁領域へ導くので、額縁領域にも、画像を表示することができる表示装置を提供することができる。

この場合に、バックライトの発光面における単位面積あたりの輝度が、導光素子の設けられている領域において相対的に大きくなっているので、導光素子に起因した輝度の低下を補償することができる。

この結果、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間において、表示装置から発せられる輝度差を低減し、見る者に違和感を生じさせないという効果を奏する。

なお、上記表示素子は、バックライトから出射された光の透過率を画像信号に応じて変調できる構成であればよい。

本発明に係る表示装置および表示方法では、以上のように、バックライトの発光面における単位面積あたりの輝度を、前記表示領域中、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域において大きくしたので、導光素子に起因した輝度の低下を補償することができる。この結果、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間における表示装置の輝度差を低減し、見る者に違和感を生じさせないという効果を奏する。

本発明の実施の形態１の液晶表示装置の原理的な構成を概略的に示す平面図である。 上記液晶表示装置の構成を応用した液晶表示装置を概略的に示す斜視図であり、（ａ）は液晶表示パネルが１枚の場合を示し、（ｂ）は２枚の液晶表示パネルを結合した場合を示している。 本発明の実施の形態１の液晶表示パネルおよび導光素子の構造を示す部分断面図である。 上記液晶表示パネルと各種駆動部とによって構成されたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明不使用時の通常表示領域および表示領域端部における液晶表示装置の階調−輝度特性を示すグラフである。 図４に示す表示制御回路の構成を示すブロック図である。 図６に示すデータ補正部の構成を示すブロック図である。 図７に示す各色ＲＡＭの内部構成を示す概略図であり、（ａ）は一構成例を示し、（ｂ）は他の構成例を示している。 本発明使用時の通常表示領域および表示領域端部における液晶表示装置の階調−輝度特性を示すグラフである。 図７に示す各色ＲＡＭが備えるＬＵＴの一例を示す図である。 本発明使用時の通常表示領域および表示領域端部における液晶表示装置の階調−輝度特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態２のアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 図１２に示す表示制御回路の全体構成を示すブロック図である。 図１３に示すデータ補正部の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２のバックライト補正パターンおよび階調補正パターンの選択方法の１つの例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２のバックライト補正パターンごとにおける液晶表示装置の階調−輝度特性を示すグラフである。 図１４に示す各色ＲＡＭが備えるＬＵＴの一例をバックライト補正パターンごとに示す図である。 本発明の実施の形態２のバックライト補正パターンおよび階調補正パターンの選択方法の別の例を示すフローチャートである。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図２は、本実施形態の液晶表示装置（表示装置）の概略的な構造を示す斜視図であり、図２の（ａ）および（ｂ）の液晶表示装置は、液晶表示パネル２と導光素子４とを備えている。図２の（ａ）の液晶表示装置では、矩形状の液晶表示パネル２の周辺領域のうち、左右に対向する２辺に沿った周辺領域において、２つの導光素子４がそれぞれ液晶表示パネル２上に取り付けられている。また、図２の（ｂ）の液晶表示装置では、２つの液晶表示パネル２がその端部を互いに近接するように設けられており、各液晶表示パネル２上に取り付けられた導光素子４同士は互いに隙間なく接している。

さらに液晶表示パネル２の表示面の相対角度を変化させることができるよう、液晶表示パネル２同士は図示されない可動機構（例えばヒンジ等）により接続されている。なお、このような可動機構は一例であって省略されてもよく、例えば２つの液晶表示パネルが、それらの端部が互いに接するよう固定されていてもよい。また、液晶表示パネルは２つに限られず、３つ以上の液晶表示パネルが互いに接続されていてもよい。

上記液晶表示パネル２には、画像を表示するための図示しない複数の表示素子がマトリクス状に配列された表示領域と、前記表示素子が配列されていないために表示を行うことができない表示領域周辺の領域（以下「額縁領域」という）とが設けられている。

上記導光素子４は、例えば、ファイバ（フェイス）プレートであり、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く機能、言い換えれば、液晶表示パネル２の表示領域（表示面）を変更する機能を有している。

ここで、ファイバプレートとは、数μｍ径のシングルファイバを束ねた形状であって、それぞれのシングルファイバは、光を伝達するコアガラスと、これを被覆するように配され、これとは異なる屈折率を有するクラッドガラスと、コアガラスから漏れた光を吸収する吸収体とからなる。このシングルファイバは、それぞれ他のシングルファイバと干渉せず光を伝達することができるので、（全てのシングルファイバの入射面である）ファイバプレートの入射面に与えられる画像はそのまま出射面から得られる。

したがって、このようなファイバプレートである導光素子４で液晶表示パネル２により表示される画像の一部を光路変換することにより、図２の（ａ）の形態において、上記額縁領域にも画像を表示することができる。また、導光素子４での同様の光路変換により、図２の（ｂ）の形態において、切れ目または継ぎ目のない（シームレスな）一枚の画像を表示することができる。このことについて以下に詳しく説明する。

一般的に液晶表示パネルの周囲には表示を行うことができない額縁領域が設けられている。この額縁領域は製造時にクリアランスとして必要となるため設けられている。すなわち液晶パネルを構成する基板は、一枚の元基板に複数個形成された後に１つずつ切り離されて製造される。したがって、額縁領域は切り離される部分のクリアランスとして必要となる。

また、この額縁領域は液晶を封止するシール剤を塗布する領域や信号配線、予備配線、検査用配線、接続配線、または外部回路との接続端子を設けるための領域として使用される。

したがって、このような額縁領域を有する液晶表示パネル２は、その額縁領域で画像を表示することができないし、複数の液晶表示パネルをその一辺を互いに接するように配置して、大型の表示画面を構成しても全体としてシームレスな一枚の表示画像を得ることができない。

そこで、図３に示すように、液晶表示パネル２の表示領域のうち、端部近傍部分（以下、表示領域端部という）Ａ２の上、および表示領域外となる額縁領域Ａ３の上に上記導光素子４を設けることにより、表示領域端部Ａ２の画像を額縁領域Ａ３上へ光路変換して表示させる。このことによりシームレスな一枚の表示画像を得ることができる。以下、図３を参照して、このような液晶表示パネル２および導光素子４の構造について説明する。

図３は、液晶表示パネル２および導光素子４の構造を示す部分断面図である。なお図３では、液晶表示パネル２（実際には後述するバックライト装置における導光板１１６）から出射される光の進路（光路）６ａ、６ｂが太線および矢印により例示されている。また、図３に示される透明カバー５は、図２には示されていないが、液晶表示パネル２および導光素子４を保護するために設けられている。

この図３には、図２に示される液晶表示パネルを長手方向（図２中の左右方向）に沿って切断した場合における導光素子４近傍部分を拡大した、液晶表示パネル２および導光素子４の断面が主に示されている。

ファイバプレートであるこの導光素子４は、液晶表示パネル２からの光が入射する底面（すなわちファイバプレートを構成する全てのシングルファイバの光入射面）が液晶表示パネル２の表示領域端部Ａ２上に接着されている。またこの導光素子４は、液晶表示パネル２からの光が出射する上側の斜面（すなわち全てのシングルファイバの光出射面）が表示領域端部Ａ２直上から液晶表示パネル２の額縁領域Ａ３直上までの範囲をカバーする（差し掛かる）ような形状となっている。

そのため、液晶表示パネル２の表示領域端部Ａ２から出射され導光素子４に入射された光は、この導光素子４により光路変換されて額縁領域Ａ３直上方向へも出射されることになるので、表示ができない額縁領域Ａ３があたかも存在しないかのような画像が表示される。

この液晶表示パネル２は、バックライト装置に含まれる図示されない発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの光源から与えられる光の透過量を画素毎に制御することにより各種表示を行うため、その上面に偏光板１１０ａが貼り付けられたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１１１と、その下面に偏光板１１０ｂが貼り付けられたＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板１１３と、これらの基板間に挟持された液晶層１１２とを備えている。

またバックライト装置は、その上面を液晶表示パネル２の下面に接するよう設けられており、その端部に図示されない上記光源が設けられ、この光源からの光を照明面から面状に放つ導光板１１６と、この導光板１１６の上面側（照明面側）に配置されたレンズシートや光拡散シート等からなるレンズシート類１１５と、上記導光板１１６の下面側（照明面の反対側）に貼り付けられた反射シート１１７とを備えている。

このバックライト装置の光源からの光は導光板１１６の所定の光入射面から入射された後、導光板１１６全体に拡散されることにより、レンズシート類１１５の照明面（発光面）から面状に放射される。このように放射された光のうち、液晶表示パネル２の表示領域端部Ａ２から出射される光は導光素子４を通り、液晶表示パネル２の表示領域端部Ａ２以外の表示領域（以下「通常表示領域」という）Ａ１から出射される光は導光素子４を通らないで装置外部へ出射され表示画像を形成する。

次に、このような表示画像を形成するための液晶表示装置の全体構成およびその動作について説明する。

図４は、本発明の実施形態１に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示制御回路７、映像信号線駆動回路（ソースドライバ）８、走査信号線駆動回路（ゲートドライバ）９、および共通電極駆動回路１１からなる駆動制御部と、液晶表示パネル２と、バックライト装置３およびバックライト駆動回路１０からなるバックライト部とを備えている。

なお、表示制御回路７および映像信号線駆動回路８は、別個の大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下「ＬＳＩ」と略称する）チップで構成されることが多いが、ここでは１つのＬＳＩチップ（ＲＡＭ内蔵型ソースドライバ）で構成されるものとする。なお、これに走査信号線駆動回路９を加えた駆動制御回路が１つのＬＳＩチップで構成されていてもよいし、チップではなく液晶パネルのガラス基板上にモノリシックに形成されてもよい。

図４に示される液晶表示パネル２の表示部は、複数本（Ｍ本）の映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）と、複数本（Ｎ本）の走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（Ｎ）と、それら複数本の映像信号線と複数本の走査信号線との交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（Ｍ×Ｎ個）の画素形成部（図示しないが上記表示素子に相当する）とを含んでいる。

各画素形成部は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬ（ｎ）にゲート端子が接続されるとともに当該交差点を通過する映像信号線ＳＬ（ｍ）にソース端子が接続されたスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ、図示せず）と、そのＴＦＴのドレイン端子に接続された画素電極（図示せず）と、上記複数個の画素形成部に共通に設けられた共通電極（「対向電極」ともいう、図示せず）と、上記各画素電極と共通電極との間に挟持された電気光学素子としての液晶層とによって構成される。

なお、各画素形成部は、実際にはＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）の各画素形成部により形成されるＲＧＢの各色の画素が一組となって一つのカラー画素を形成することになる。ここで、色の種類はＲＧＢの３種類に限られず、ＲＧＢＹＣＭ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青、Ｙ：黄、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ）の６色の中から任意に複数種類選択したものであってもよい。また、本実施形態では、例えば各画素形成部の液晶層への印加電圧の正負極性を表示部における行毎に反転させ、かつ１フレーム毎にも反転させる駆動方式であるライン反転駆動方式が採用される。

表示制御回路７は、外部から送られる画像信号ＤＡＴとタイミング制御信号ＴＳとを受け取り、デジタル画像信号ＤＶと、表示部に画像を表示するタイミングを制御するためのソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、ゲートクロック信号ＧＣＫ、および極性反転信号φを出力する。また、この表示制御回路７は、受け取った画像信号ＤＡＴに対して通常表示領域Ａ１と表示領域端部Ａ２との表示特性（ガンマ特性など）の差異を補償するように適宜の補正（ガンマ補正など）を行い、デジタル画像信号ＤＶ（補正画像信号）として出力する。この動作および構成の詳細については後述する。

映像信号線駆動回路８は、表示制御回路７から出力されたデジタル画像信号ＤＶ、ソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、表示部内の各画素形成部の画素容量を充電するために駆動用映像信号を各映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）に印加する。このとき、映像信号線駆動回路８では、ソースクロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）に印加すべき電圧を示すデジタル画像信号ＤＶが順次保持される。

そして、ラッチストローブ信号ＬＳのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル画像信号ＤＶがアナログ電圧に変換される。変換されたアナログ電圧は、駆動用映像信号として全ての映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）に一斉に印加される。すなわち、本実施形態においては、映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）の駆動方式には線順次駆動方式が採用されている。なお、各映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）に印加される映像信号は、表示部の交流化駆動のために、極性反転信号φに応じてその極性が反転する。

走査信号線駆動回路９は、表示制御回路７から出力されたゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、各走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（Ｎ）にアクティブな走査信号を順次印加する。

共通電極駆動回路１１は、液晶の共通電極に与えるべき電圧である共通電圧Ｖｃｏｍを生成する。本実施形態では、映像信号線の電圧の振幅を小さくするために、交流化駆動に応じて共通電極の電位をも変化させるものとする。この共通電極駆動回路は、上記表示制御回路７または上記走査信号線駆動回路９内に設けられていてもよい。

以上のようにして、各映像信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（Ｍ）に駆動用映像信号が印加され、各走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（Ｎ）に走査信号が印加されることにより、液晶層の光透過率が制御され、液晶表示パネル２の表示部に画像が表示される。

図５は、前記通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の単位面積あたりの輝度（以下、面輝度という）と前記表示領域端部Ａ２のうちシングルファイバの光路長が最大となるところにおける液晶表示装置の面輝度とを比較したグラフである。ここでは、液晶表示パネルの透過率を７％、導光素子のシングルファイバの光路長が最大となるところの透過率を３０％、バックライトの発光面の面輝度を通常表示領域Ａ１と表示領域端部Ａ２とで等しく５２００ｃｄ／ｍ^２とし、通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の面輝度が最大階調時に３６０ｃｄ／ｍ^２となるように設定している。

図５から、通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の面輝度に対して、表示領域端部Ａ２のうちシングルファイバの光路長が最大となるところにおける液晶表示装置の面輝度は約３０％に減衰していることがわかる。

このように、導光素子の設けられている領域で輝度低下が生じる上に、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度低下の程度にはばらつきがあるため色シフト等も生じることにより、導光素子の設けられている領域と設けられていない領域の境界がはっきりと観察者に認識され、観察者に違和感が生じてしまう。つまり、図２の（ａ）の液晶表示装置においては、額縁領域がはっきりと認識されることになるし、図２の（ｂ）の液晶表示装置においては、ディスプレイ間の境界がはっきりと認識され１つのディスプレイに見えることに観察者が違和感を抱いてしまう。

ここで、このような問題を解決するために、液晶表示パネルの透過率を操作して補正、例えば通常表示領域Ａ１のガンマ特性が表示領域端部Ａ２のガンマ特性と合うように各階調における輝度を低下させるように、通常表示領域Ａ１の表示素子に与える画像信号を補正することも考えられる。すなわち、分かり易くいえば、通常表示領域Ａ１の最大輝度より低くならざるを得ない表示領域端部Ａ２の最大輝度を最早増大させることはできないため、通常表示領域Ａ１のガンマ特性に表示領域端部Ａ２のガンマ特性を合わせることは不可能である。したがって、低下した前記表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の面輝度に通常表示領域Ａ１の面輝度を合わせこむことになるため、本来の液晶表示装置が有する表示特性を大きく損なうことになってしまう。

そこで、前記バックライト装置３の発光面、すなわちレンズシート類１１５の照明面における単位面積あたりの輝度が、前記導光素子４の設けられていない通常表示領域Ａ１よりも、前記導光素子４の設けられている表示領域端部Ａ２の方で大きくなるようにする。

具体的には、通常表示領域Ａ１を照明する光源の輝度より、表示領域端部Ａ２を照明する光源の輝度が高くなるように、例えば光源の駆動電流を調節する方法、あるいは通常表示領域Ａ１を照明する光源より発光能力が大きい光源を表示領域端部Ａ２用に用いるという方法を採用してもよい。なお、本実施例では、通常表示領域Ａ１および表示領域端部Ａ２それぞれのために配置する光源の数を調節する場合について、以下に説明する。

図１の液晶表示装置の平面図に示すように、バックライト装置３に光源として複数のＬＥＤ２０３を設け、ＬＥＤ２０３の配置面Ｂにおいて、表示領域端部Ａ２に対応して配置されたＬＥＤ２０３の単位面積あたりの個数を、通常表示領域Ａ１に対応して配置されたＬＥＤ２０３の単位面積あたりの個数より多くする。

これにより、表示領域端部Ａ２におけるバックライト装置３の発光面の面輝度を通常表示領域Ａ１におけるバックライト装置３の発光面の面輝度に比べて大きくすることが可能となり、表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の輝度低下を抑制することができることとなる。その結果として、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間における表示装置から発せられる輝度差を低減し、見る者に違和感を生じさせないという効果を奏する。

なお、ここでは表示領域端部Ａ２に対応して配置されたＬＥＤの単位面積あたりの個数を増加したが、１個あたりの最大輝度が大きいＬＥＤを使用してもよい。また、バックライトはエッジライト型、直下型いずれも可能であり、光源としてもＬＥＤに限られない。

図９は、通常表示領域Ａ１におけるバックライトの発光面の面輝度を５２００ｃｄ／ｍ^２、表示領域端部Ａ２におけるバックライトの発光面の面輝度を１７３００ｃｄ／ｍ^２としたときの通常表示領域Ａ１、表示領域端部Ａ２における画像信号補正前の入力階調−出力輝度特性（ガンマ特性）および両領域における画像信号補正後のガンマ特性を示している。

表示領域端部Ａ２におけるバックライトの発光面の面輝度を、通常表示領域Ａ１におけるバックライトの発光面の面輝度より大きくしているため、表示領域端部Ａ２の出力輝度は、入力階調の全範囲にわたって、通常表示領域Ａ１の出力輝度を上回っていることがわかる。

なお、表示領域端部Ａ２におけるバックライトの発光面の面輝度は、両領域における最大階調時の輝度（最大階調輝度）を等しくするように調整するのが好ましい。これは、両領域における最大階調輝度を等しくすることによって、両領域間の輝度差を低減することができるからである。ただし、この面輝度の調整は上記方法に限られない。詳細は以下に説明する。

なお、上記最大階調輝度とは、通常表示領域Ａ１および表示領域端部Ａ２のそれぞれにおいて、最大階調を表示するときの液晶表示装置の単位面積あたりの最大輝度のことである。

通常表示領域Ａ１と表示領域端部Ａ２各領域における画像信号補正前のガンマ特性を比較すると明らかなように、最大階調時の輝度はほぼ合っているものの、その他の階調においてはガンマ特性に大きな差異が生じているため、前記画像信号ＤＡＴのガンマ補正を行う必要がある。

この場合、異なる色を発する複数種類の素子全てについて、ガンマ補正を、色によらず一律に行うのが最も容易である。例えば、図１０は、図９に示したガンマ補正曲線に対応して、通常表示領域Ａ１に対するガンマ補正を行うルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）２および表示領域端部Ａ２に対するガンマ補正を行うＬＵＴ１を示している。ガンマ補正を、色によらず一律に行う場合、例えば、入力階調２５５に対する出力階調を、どの色についても、通常表示領域Ａ１では２５５とし、表示領域端部Ａ２では、２５０とする。また、入力階調１１に対する出力階調を、どの色についても、通常表示領域Ａ１では３７とし、表示領域端部Ａ２では、５とする。

これにより、どの色の階調値も同じ値で表示を行う無彩色表示の場合に、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間で生じる輝度の違いを簡単な方法で低減することができる。すなわち、ＬＵＴを色ごとに用意する必要が無くなるので、ガンマ補正を行う構成が簡素化され、ＬＵＴの記憶領域を節約することもできる。

また、全ての色について同一のガンマ補正を行った場合には、その補正の後にさらに色シフトが大きい色の画像信号のみをガンマ補正するという方法もある。例えば、本実施形態で導光素子４に使用したファイバプレートが通過した光を黄色にシフトする特性を持っている場合、青色の画像信号のみを、その輝度を大きくする方向で補正するとよい。

また、ＲＧＢの色ごとにガンマ補正を独立して行うのがより精度良く補正を行ううえで好ましい。このとき、色シフトが大きい色の画像信号のみをガンマ補正してもよいし、ＲＧＢの色全てについて、各色のガンマ特性に応じたガンマ補正を行うと、精度を高めるうえでは最も好ましい。

つぎに、表示制御回路７内の構成および動作について説明する。図６は、本実施形態における前記表示制御回路７の構成を示すブロック図である。この表示制御回路７は、上記液晶表示装置を構成する各部間の信号授受に関してタイミング制御を行うタイミング制御部１３と、マトリクス状に配列された表示素子のうち、表示領域端部Ａ２に配置される表示素子の位置を特定する情報として、後述する補正領域アドレスＡＤを記憶する補正領域アドレス記憶部１４と、画像信号ＤＡＴに含まれる画素値（表示階調データ）を受けとり、その画素値を与える表示素子の表示領域上の位置情報を、補正領域アドレス記憶部１４に記憶されている補正領域アドレスＡＤと対照することによって、表示領域端部Ａ２に属する表示素子を特定し、その特定した表示素子に与える上記画素値を補正するデータ補正部１２（画像信号補正部）とを含む。

図６に示されるタイミング制御部１３は、外部から送られるタイミング制御信号ＴＳを受け取り、データ補正部１２の動作を制御するための制御信号ＣＴと、液晶表示パネル２の表示部に画像を表示するタイミングを制御するためのソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、ゲートクロック信号ＧＣＫ、および極性反転信号φとを出力する。

補正領域アドレス記憶部１４は、マトリクス状に配列された表示素子のうち、画像信号を補正する表示素子の位置を特定する情報の一例として、データ補正部１２に含まれる後述する各色用のＲＡＭ上のアドレスのうち、表示領域端部Ａ２に配置される表示素子に対して与えられるべき画素値が格納される複数のメモリセルの各アドレス（補正領域アドレスＡＤ）を記憶している。

なお、補正する表示素子の位置を特定する情報として、ＲＡＭ上のアドレスに限定されるものではない。要するに、マトリクス状に配列された表示素子の位置を特定できればよいので、マトリクス状の配列に二次元座標系を適用することによって、（ｘ，ｙ）座標で表示素子の位置を特定することもできる。

データ補正部１２は、画像信号ＤＡＴに含まれる画素値（表示階調データ）を受けとり、（一時的に）後述するＲＡＭに格納するとともに、画素値を格納したＲＡＭ内のメモリセルのアドレスを記憶する。その後、データ補正部１２は、タイミング制御部１３からの制御信号ＣＴに基づき、上記ＲＡＭに記憶される画素値を順次読み出し、読み出された画素値のアドレスが補正領域アドレス記憶部１４に記憶された補正領域アドレスＡＤのいずれかに合致する場合、上記画素値を補正する。もしくは、前記読み出された画素値のアドレスが前記補正領域アドレスＡＤに合致する場合と合致しない場合とに分け、それぞれの画素値の少なくとも一方を補正する。

すなわち、データ補正部１２は、導光素子４の設けられている表示領域端部Ａ２のガンマ特性と、導光素子４の設けられていない通常表示領域Ａ１のガンマ特性とを互いに近づけるように、前記画像信号ＤＡＴのうち、表示領域端部Ａ２の表示素子に与えられるべき画像信号および通常表示領域Ａ１の表示素子に与えられるべき画像信号の少なくとも一方を補正するガンマ補正を行い、それにより得られた結果をデジタル画像信号ＤＶとして出力する。このようなデータ補正部１２の詳しい構成および動作につき、図７を参照して説明する。

図７は、本実施形態における表示制御回路７に含まれるデータ補正部１２の構成を示すブロック図である。このデータ補正部１２は、表示領域端部Ａ２に位置する青色画素のための表示データＤＡＴｂを補正するＬＵＴを記憶する青色用ＲＡＭ１０１と、表示領域端部Ａ２に位置する緑色画素のための表示データＤＡＴｇを補正するＬＵＴを記憶する緑色用ＲＡＭ１０２と、表示領域端部Ａ２に位置する赤色画素のための表示データＤＡＴｒを補正するＬＵＴを記憶する赤色用ＲＡＭ１０３と、これら青色用ＲＡＭ１０１、緑色用ＲＡＭ１０２、および赤色用ＲＡＭ１０３（以下「各色用ＲＡＭ」と総称する）を制御するＲＡＭ制御部１５と、表示領域端部Ａ２に位置する画素の画素値を補正するように指示を送る補正領域制御部１６とを備えている。

また、ここではＬＵＴを用いたが、ＬＵＴを用いず、画像信号ＤＡＴに含まれる画素値に補正係数を乗じる演算が行われるようにしてもよい。なお、各色用ＲＡＭは３つの半導体チップからなるが、１つの半導体チップにおける３つの異なる記憶領域であってもよいし、補正領域アドレス記憶部１４を構成する半導体メモリなどの一部であってもよい。

ＲＡＭ制御部１５は、タイミング制御部１３から送られた制御信号ＣＴに基づき、ＲＡＭ制御信号ＣＳを出力する。ＲＡＭ制御信号ＣＳは、例えば青色画素の表示データＤＡＴｂに含まれる画素値を青色用ＲＡＭ１０１内のメモリセルに順次格納するための、それらメモリセルのアドレスと、各色用ＲＡＭに格納されたＬＵＴのうち、適切なＬＵＴを指定するための読み出しアドレスとを含んでいる。

補正領域制御部１６は、ＲＡＭ制御部１５からのＲＡＭ制御信号ＣＳを受け取り、現在各色用ＲＡＭに書き込んでいる画素値に対応するメモリセルのアドレスをＲＡＭ制御信号ＣＳから取得する。さらに、補正領域制御部１６は、取得したメモリセルのアドレスと、補正領域アドレス記憶部１４から読み出した補正領域アドレスＡＤとを比較し、合致している場合には、合致しているアドレスのメモリセルから画素値を読み出し、ＲＡＭ制御部１５によって指定されたＬＵＴに、読み出した画素値を入力するように指示する補正指示信号ＳＳを各色用ＲＡＭに与える。

図８は、各色用ＲＡＭの内部構成の例を２つ簡易に示したものである。図８の（ａ）は、各色用ＲＡＭが表示領域端部Ａ２に対応するＬＵＴのみを備えている場合を示し、図８の（ｂ）は、通常表示領域Ａ１および表示領域端部Ａ２のそれぞれに対応するＬＵＴを両方備えている場合を示している。

図８の（ａ）の場合、補正指示信号ＳＳが例えばＢ用ＲＡＭ１０１に入力されたときには、ＲＡＭ制御信号ＣＳによって指定されたＬＵＴが用いられるように図中上側のルートを進み、ＲＡＭ制御信号ＣＳによって指示された表示領域端部Ａ２に対応する画素値がＢ用ＲＡＭ１０１内の記憶領域から読み出され、ＬＵＴにより補正され、補正画像信号ＤＶとして出力される。

次に、補正指示信号ＳＳがＢ用ＲＡＭ１０１に入力されないときには、図中下側のルートを進み、ＲＡＭ制御信号ＣＳによって指示された通常表示領域Ａ１に対応する画素値がＢ用ＲＡＭ１０１内の記憶領域から読み出され、補正されずそのまま補正画像信号ＤＶとして出力される。

この場合、通常表示領域Ａ１の表示特性を基準として、表示領域端部Ａ２の表示特性を通常表示領域Ａ１の表示特性に合わせる補正が行なわれる。また、この場合、図８の（ｂ）の場合に比べてＬＵＴの個数を少なくし、ＲＡＭ容量を小さくすることができるという効果がある。

一方、図８の（ｂ）において、補正指示信号ＳＳがＢ用ＲＡＭ１０１に入力されたときには、ＲＡＭ制御信号ＣＳによって指定されたＬＵＴ１が用いられるように図中上側のルートを進み、表示領域端部Ａ２に対応する画素値がＢ用ＲＡＭ１０１内の記憶領域から読み出され、ＬＵＴ１により補正され、補正画像信号ＤＶとして出力される。

次に、補正指示信号ＳＳがＢ用ＲＡＭ１０１に入力されないときには、ＲＡＭ制御信号ＣＳによって指定されたＬＵＴ２が用いられるように図中下側のルートを進み、通常表示領域Ａ１に対応する画素値がＢ用ＲＡＭ１０１内の記憶領域から読み出され、ＬＵＴ２により補正され、補正画像信号ＤＶとして出力される。

この場合、基準となる表示特性を定めておき、通常表示領域Ａ１および表示領域端部Ａ２のそれぞれの表示特性を、上記基準となる表示特性に合わせる補正が行なわれる。また、この場合、通常表示領域Ａ１と表示領域端部Ａ２の両方に対応するそれぞれの画像信号ＤＡＴを補正することができ、両領域間の表示特性の差異をより小さくするとともに、最適な表示特性を得ることができるという効果がある。

続いて、画像信号の補正の方法について説明する。表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の最大階調時の面輝度を通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の最大階調時の面輝度と一致するように設定した場合、画像信号の補正の方法は以下の２通りが考えられる。

（１）導光素子の設けられている領域のガンマ特性を、導光素子の設けられていない領域のガンマ特性に合わせる。

（２）導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、導光素子の設けられていない領域のガンマ特性の両方を、ある基準のガンマ特性に合わせる。

図９は、上記（２）の方法によりガンマ特性を補正する場合を示し、図１０は、そのときの通常表示領域Ａ１に対応するＬＵＴ２および表示領域端部Ａ２に対応するＬＵＴ１を示している。

図９および図１０から分かるように、上記（２）の方法では、基準のガンマ特性が、表示領域端部Ａ２のガンマ特性と通常表示領域Ａ１のガンマ特性との中間的な特性になるため、通常表示領域Ａ１については、出力輝度を大きくするようなガンマ補正を行うのに対し、表示領域端部Ａ２については、出力輝度を小さくするようなガンマ補正を行うことになる。

一方、表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の最大階調時の面輝度が、通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の最大階調時の面輝度を超えないように設定した場合、以下の２通りの補正方法が考えられる。

（１）導光素子の設けられていない領域のガンマ特性を、導光素子の設けられている領域のガンマ特性に合わせる。

（２）導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、導光素子の設けられていない領域のガンマ特性の両方を、ある基準のガンマ特性に合わせる。

この場合の詳細な説明については省略する。

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１１ないし１８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１では、表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の最大階調時の面輝度が通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の最大階調時の面輝度と一致するように設定された場合、例えば黒画像（０階調）を表示すると、表示領域端部Ａ２におけるバックライト輝度を増大させたことにより、図１１に示されるように、表示領域端部Ａ２の黒画像表示が通常表示領域Ａ１の黒画像表示に比べてより明るくなり、観察者は違和感を抱く。

例えば、図１１は、表示領域端部Ａ２の黒画像表示（入力０階調）時において、約４ｃｄ／ｍ^２の面輝度が観測されており、やや灰色がかった黒が表示されていることを示している。

一方、この問題に対応するために、図１０に示されるＬＵＴのように、通常表示領域Ａ１の黒画像表示近傍（０階調近傍）を、表示領域端部Ａ２の黒画像表示に合わせるために輝度をあげる（入力０階調に対して、出力２７階調とする）と、表示領域端部Ａ２の方がガンマ特性の傾きが低階調時に大きくなるため、通常表示領域Ａ１の階調分を十分に表現できない(異なる階調でも同一の輝度を持つ階調が通常表示領域Ａ１のＬＵＴ２には存在してしまう)といった問題や、黒浮きが生じるといった問題が生じてしまう。

なお、上記の黒浮きとは、入力０階調に対して、本来は表示されるべき黒が、灰色がかった黒として表示される現象である。

上記問題を改善するため、実施の形態２では、画像信号ＤＡＴの平均階調に応じてバックライト輝度を複数パターンで制御すると共に、表示領域端部Ａ２の表示素子に与える画像信号を前記複数パターンに応じた補正パターンによって補正することにより、通常表示領域Ａ１と表示領域端部Ａ２とのガンマ特性などを合わせている。

図１２は、本発明の実施形態２に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。実施の形態１と比較すると、バックライト駆動回路１０は、画像信号ＤＡＴの平均階調に応じてバックライトを駆動するように構成されている。

すなわち、バックライト駆動回路１０は、バックライトの駆動電流を制御するためのバックライト制御信号ＢＬを表示制御回路７から受け取り、そのバックライト制御信号ＢＬに応じてバックライト装置３に印加する駆動電流を制御している。

図１３は、本発明の実施形態２における表示制御回路７の全体構成を示すブロック図である。実施の形態１（図６）と比較すると、入力階調判定部１７（平均階調検出部およびバックライト制御部）が追加されている。入力階調判定部１７は、上記したように画像信号ＤＡＴのうち、表示領域端部Ａ２の画像信号の平均階調を算出し、算出された平均階調に応じて、表示領域端部Ａ２におけるバックライトの駆動電流を制御する上記バックライト制御信号ＢＬおよび補正階調パターンを選択する制御信号ＢＳを出力する。なお、出力された前記制御信号ＢＳは、データ補正部１２に入力される。

図１４は、本発明の実施形態２における表示制御回路７に含まれるデータ補正部１２の構成を示すブロック図である。基本的な構成は第１の実施形態と変わらないが、各色用ＲＡＭが表示領域端部Ａ２（ファイバエリア）用のＬＵＴを階調補正パターンの数に応じて複数有している点において異なる。また、画像信号ＤＡＴのうち、表示領域端部Ａ２の画像信号の平均階調に応じて、表示領域端部Ａ２における上述した補正階調パターンに対応したＬＵＴを選択するために、制御信号ＢＳが上記ＲＡＭ制御部１５に入力される。ＲＡＭ制御部１５は、制御信号ＢＳによって指示された補正階調パターンに適合したＬＵＴを選択する上記ＲＡＭ制御信号ＣＳを該当する各色用ＲＡＭに出力する。

図１５は、表示領域端部Ａ２の画像信号の平均階調に応じてバックライトの駆動電流および画像信号の階調補正を３種類のパターンに分けるフローチャートを示している。ここでは、平均階調１３４以上、平均階調２７以上１３３未満、平均階調２７未満の３通りに分けており、表示領域端部Ａ２の補正パターンを、平均階調が１３４以上のときにバックライトパターン１および階調補正パターン１とし、平均階調２７以上１３３未満のときにバックライトパターン２および階調補正パターン２とし、平均階調２７未満のときにバックライトパターン３および階調補正パターン３としている。いくつのパターンに分けるか、またどの階調で分けるかは例えば以下の式１を用いて以下に説明するように求めることができる。

（式１）
ｄ輝度（表示領域端部）／ｄ階調（表示領域端部）≧ｄ輝度（通常表示領域）／ｄ階調（通常表示領域）
図１６（ａ）は、実施の形態１の図９に示されるように、表示領域端部Ａ２における液晶表示装置の最大階調の面輝度を、通常表示領域Ａ１における液晶表示装置の最大階調の面輝度に合わせた場合において、図１５のフローチャートに示される平均階調の選別値（１３４および２７）を上記式１を用いてどのように決めるかを示すグラフである。

より具体的には、図１６の（ａ）は、画像信号補正前の通常表示領域Ａ１における、液晶表示装置のガンマ特性（曲線ａ）と、表示領域端部Ａ２において、平均階調の大きさに適合したバックライトパターン１ないし３に従ってバックライトの光量を調節したときの液晶表示装置のガンマ特性（曲線ｂ，ｃ，ｄ）を示している。なお、図１６の（ｂ）ないし（ｄ）は、バックライトパターン１ないし３を階調−輝度曲線としてそれぞれ表示したものである。

まず、バックライトパターン１とバックライトパターン２とを切り換えるための平均階調の選別値（１３４）の決め方を説明する。バックライトパターン１に従ってバックライトの光量を調節したときの表示領域端部Ａ２における液晶表示装置のガンマ特性（図１６の（ａ）中の曲線ｂ）と通常表示領域Ａ１における液晶表示装置のガンマ特性（図１６の（ａ）中の曲線ａ）を比較し、上記式１の条件を満足する階調範囲を調べると、階調１３４未満の階調範囲では上記式１を満足するが、階調１３４以上の階調範囲では上記式１を満足しなくなることがわかる。

これにより、上記式１を満たさない（上記曲線ａの傾きが上記曲線ｂの傾きより大きい）領域、すなわち階調１３４以上の階調範囲においては、バックライトパターン１をそのまま適用しバックライトの駆動電流を下げない。この結果、図１６の（ｂ）に示すように、最大階調表示時の液晶表示装置の面輝度は約３６０ｃｄ／ｍ^２に維持されている。

次に、上記式１を満たす（上記曲線ｂの傾きが上記曲線ａの傾きより大きい）領域、すなわち階調１３４未満の階調範囲においては、バックライトパターン２を適用しバックライトの駆動電流を下げている。つまり、表示領域端部Ａ２の平均階調が低くなるに連れて、表示領域端部Ａ２におけるガンマ特性の傾きが大きくなり、通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現できない（異なる階調でも同一輝度の階調が存在してしまう）ため、低階調時には、表示領域端部Ａ２におけるバックライトの駆動電流を下げ、さらに通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現できるように表示領域端部Ａ２における階調補正パターンにより画像信号を補正している。階調補正パターンについては後ほど説明する。

そして、図１６の（ａ）の曲線ｃに示されるバックライトパターン２に対応したガンマ特性は、１３４階調未満において通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現できる（異なる階調でも同一輝度の階調が存在しない）ように、バックライトの駆動電流を下げて作成されている。本実施形態の場合、図１６の（ｃ）に示されるように、最大階調表示時の液晶表示装置の面輝度を約１００ｃｄ／ｍ^２となるように、バックライトの光量を調整している。

次に、バックライトパターン２とバックライトパターン３とを切り換える平均階調の選別値（２７）の決め方を説明する。上記と同様にバックライトパターン２に従ってバックライトの光量を調節したときの表示領域端部Ａ２における液晶表示装置のガンマ特性（図１６の（ａ）中の曲線ｃ）と通常表示領域における液晶表示装置のガンマ特性（図１６の（ａ）中の曲線ａ）を比較し、上記式１の条件を満足する階調範囲を調べると、階調２７以上の階調範囲では上記式１を満足しないが、階調２７未満の階調範囲になると上記式１を満足することがわかる。

これにより、上記式１を満たさない領域ではバックライトパターン２を適用しバックライトの駆動電流を下げず、上記式１を満たす領域ではバックライトパターン３を適用しバックライトの駆動電流をさらに下げている。ここで、バックライトの駆動電流の下げ方も上述したのと同様である。本実施の形態の場合、図１６の（ｄ）に示されるように、最大階調表示時の液晶表示装置の面輝度を約６ｃｄ／ｍ^２となるように、バックライトの光量を調整している。

上述のようにバックライトの駆動電流を制御する３つのパターンに分割した結果、表示領域端部Ａ２の平均階調が１３４階調以上の場合に、さらに画像信号を補正することにより、通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現することができ、表示領域端部Ａ２の平均階調が２７階調以上１３３階調以下の場合、および表示領域端部Ａ２の平均階調が２６階調以下の場合においても同様に、通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現することができる。

なお、平均階調を表示領域端部Ａ２全体について求めたが、これに限定されない。例えば、液晶表示パネル２の表示領域に合わせて、ＬＥＤのような光源をマトリクス状に配列し、拡散板等と組み合わせて面光源を構成する場合に、上記制御を適用することができる。すなわち、表示領域端部Ａ２を複数の小領域に分割し、小領域毎に平均階調を求め、小領域に対応するＬＥＤの光量と画像信号とを、上記と同様に図１５のフローチャートに基づいて制御してもよい。

図１７は、図１５のフローチャートに示される階調補正パターン１ないし３におけるＬＵＴを示している。それぞれの階調補正パターンは、図１６の（ｂ）ないし（ｄ）のバックライトパターン１ないし３と連動し、階調補正パターン１は１３４階調以上の場合、階調補正パターン２は２７階調以上１３３階調以下の場合、階調補正パターン３は２６階調以下の場合において、表示領域端部Ａ２のガンマ特性が通常表示領域Ａ１のガンマ特性に近似し、かつ通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現することができる（異なる階調でも同一輝度の階調が存在しない）ように調整されている。この結果、観察者にとって両領域間の境目が存在しないかのように違和感なく表示画像を見ることができる。

より具体的には、階調補正パターン１の場合、バックライトはバックライトパターン１によって制御され、バックライトの駆動電流を下げないので、通常表示領域Ａ１および表示領域端部Ａ２における最大階調時の輝度を最大輝度（例えば３６０ｃｄ／ｍ^２）に等しく設定した場合には、表示領域端部Ａ２では、全ての階調範囲の表示画像が、通常表示領域Ａ１の同じ階調の表示画像より明るく見えてしまう。このため、階調補正パターン１によれば、全ての階調範囲において、入力階調に対する出力階調を、表示領域端部Ａ２において通常表示領域Ａ１より下げるように、画像信号が補正される。

また、階調補正パターン２の場合、バックライトはバックライトパターン２によって制御され、最大階調表示時の液晶表示装置の面輝度が約１００ｃｄ／ｍ^２となるように、バックライトの駆動電流を下げるので、階調補正パターン２によれば、低階調および中階調の範囲において、通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現することができるように、画像信号が補正される。これにより、バックライトパターン１では十分に再現できない通常表示領域Ａ１の低階調および中階調の色味を表現することが可能になる。

さらに、階調補正パターン３の場合、バックライトはバックライトパターン３によって制御され、最大階調表示時の液晶表示装置の面輝度が約６ｃｄ／ｍ^２となるように、バックライトの駆動電流を下げるので、階調補正パターン３によれば、特に低階調の範囲において、通常表示領域Ａ１に対応する階調を十分に表現することができるように、画像信号が補正される。これにより、バックライトパターン２では十分に再現できない通常表示領域Ａ１の低階調の色味を表現することが可能になる。また、バックライトパターン２では十分に表現できなかった１ｃｄ／ｍ^２以下の輝度を表現できるようになるためコントラストも向上する。

なお、ここでは平均階調に応じて３パターンに分けた例を示したが、それに限られず、図１８のフローチャートで示すように、２パターンに分けても効果は十分に得ることは可能である。この場合、３パターンに分けた時よりも、違和感を失くす効果は少ないかもしれないものの、設計を簡易にすることができたり、メモリを減らすなどコストを削減することも可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記導光素子の設けられている領域において前記表示装置の単位面積あたりの最大輝度が、前記導光素子の設けられていない領域において前記表示装置の単位面積あたりの最大輝度にほぼ等しいことを特徴とする。

上記の構成において、前記導光素子の設けられている領域と設けられていない領域との間で、それぞれの最大輝度がほぼ等しくなるように、前記バックライトの輝度が調整されている。したがって、両者の領域間における表示装置から発せられる輝度差を低減し、見る者に違和感を生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記バックライトは、複数の光源を備え、前記光源の配置面における単位面積あたりの光源の個数に関し、前記導光素子の設けられている領域に対応して配置された光源が、前記導光素子の設けられていない領域に対応して配置された光源よりも多いことを特徴とする。

上記の構成によれば、前記導光素子の設けられている領域において、光源の配置面における単位面積あたりの光源の個数を相対的に多くすることによって、導光素子に起因した輝度の低下を補償することができる。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記バックライトは、複数の光源を備え、前記導光素子の設けられている領域に対応して配置される光源１つあたりの最大発光輝度が、前記導光素子の設けられていない領域に対応して配置される光源１つあたりの最大発光輝度よりも大きいことを特徴とする。

上記の構成によれば、前記導光素子の設けられている領域において、最大発光輝度、言い換えれば発光能力が相対的に大きい光源を配置することによって、導光素子に起因した輝度の低下を補償することができる。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを互いに近づけるように、前記画像信号のうち、前記導光素子の設けられている領域の表示素子に与える画像信号および前記導光素子の設けられていない領域の表示素子に与える画像信号の少なくとも一方を補正するガンマ補正により得られた結果を、補正画像信号として出力する画像信号補正部を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る表示方法は、上記の課題を解決するために、前記導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを互いに近づけるように、前記画像信号のうち、前記導光素子の設けられている領域の表示素子に与えられるべき画像信号および前記導光素子の設けられていない領域の表示素子に与えられるべき画像信号の少なくとも一方を補正するガンマ補正により得られた結果を補正画像信号として出力する画像信号補正ステップと、前記画像信号補正ステップにおいて得られる補正画像信号に応じて、前記導光素子の設けられている領域の表示素子を駆動する駆動ステップとを備えたことを特徴とする。

上記の構成によれば、上記した輝度差の低減のみならず、導光素子の設けられている領域のガンマ特性と導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを近似させるので、見る者に違和感を一層生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、前記画像信号補正部は、前記異なる色のうち、少なくとも１色について、前記ガンマ補正を行うことを特徴とする。

上記の構成によれば、導光素子の設けられている領域のガンマ特性と導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とをさらに近似させるので、見る者に違和感をより一層生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、前記画像信号補正部は、前記異なる色全てについて、前記ガンマ補正を行うことを特徴とする。

上記の構成によれば、導光素子の設けられている領域のガンマ特性と導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とをさらに近似させるので、見る者に違和感をより一層生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置では、上記の課題を解決するために、前記画像信号補正部は、前記ガンマ補正を、色によらず一律に行うことを特徴とする。

上記の構成によれば、異なる色全てについて同じガンマ補正を行う。つまり、表示装置に白表示から黒表示までの全階調について無彩色を表示させるように、どの色の入力階調も同じ値にした場合、出力階調は色に依らず同じ値になる。これにより、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間で生じる輝度の違いを簡単な方法で低減し、見る者に違和感をより生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記画像信号を受け取り、前記導光素子の設けられている領域に入力される前記画像信号の平均階調を検出する平均階調検出部と、前記バックライトを駆動する駆動電流を制御するバックライト制御部とを備え、前記平均階調の値が基準値を下回るとき、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させることを特徴とする。

上記の構成において、導光素子の設けられている領域のバックライトの発光面における単位面積あたりの輝度を大きくしているために、当該領域における特に低階調の画像表示が導光素子の設けられていない領域と比較して高い輝度になるという現象が見られる。

これに対し、上記の構成によれば、平均階調の値が基準値を下回る低階調時に、バックライトの輝度を抑える結果、低階調の画像が本来の階調に近い状態で良好に表示されるので、高コントラストを実現可能な表示装置を提供できるという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、最低階調から最高階調までの全階調範囲を、少なくとも３つの階調範囲に区分するように、前記基準値として、少なくとも２つの基準値が設定され、前記平均階調の値が含まれる階調範囲に応じたパターンによって、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させることを特徴とする。

上記の構成において、全階調範囲を、少なくとも２つの基準値によって少なくとも３つの階調範囲に区分するので、平均階調の値が基準値を下回る階調範囲は、低階調側に少なくとも２つ存在する。その少なくとも２つの階調範囲のうち、上記２つの基準値のうち、値が小さい方の基準値を下回る、より低階調側の階調範囲と、値が大きい方の基準値を下回る、より高階調側の階調範囲とでは、階調変化に対する輝度変化の程度が異なる。

したがって、階調変化に対する輝度変化の程度に合わせて、駆動電流の低減のさせ方を変えることが好ましい。すなわち、全階調範囲の区分数を増やし、それに合わせてバックライトの駆動電流の制御パターンを増やすほど、導光素子の設けられている領域と導光素子の設けられていない領域との間で生じる輝度や色味の違いを低減し、見るものに違和感をより生じさせないという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記画像信号を受け取り、前記導光素子の設けられている領域に入力される前記画像信号の平均階調を検出する平均階調検出部と、前記バックライトを駆動する駆動電流を制御するバックライト制御部とを備え、前記平均階調の値が基準値を下回るとき、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させるとともに、前記画像信号補正部は、前記バックライト制御部が、前記駆動電流を低減させるパターンに応じて、ガンマ補正のパターンを変えることを特徴とする。

これにより、平均階調の値が基準値を下回る低階調時に、バックライトの輝度を抑える結果、低階調の画像が本来の階調に近い状態で良好に表示されるので、高コントラストを実現可能な表示装置を提供できるという効果と、導光素子の設けられている領域のガンマ特性と導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを近似させるので、見る者に違和感を一層生じさせないという効果とを併せて奏する、一層高品位の表示を行う表示装置を提供することができる。
本発明に係る表示装置では、上記の課題を解決するために、前記表示パネルは、液晶表示パネルであることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、上記の課題を解決するために、前記表示パネルは、少なくとも１つの他の表示パネルと近接または接するよう複数個備えられ、前記導光素子と、前記他の表示パネルに設けられる他の導光素子とは、互いに隙間無く接するように配置されていることを特徴とする。

上記の構成において、額縁のある表示パネルを複数接続したディスプレイを、あたかも額縁がなく一つにつながったディスプレイであるように違和感なく見せることができるという効果を奏する。

なお、ある着目した請求項に記載された構成と、その他の請求項に記載された構成との組み合わせが、その着目した請求項で引用された請求項に記載された構成との組み合わせのみに限られることはなく、本発明の目的を達成できる限り、その着目した請求項で引用されていない請求項に記載された構成との組み合わせが可能である。

本発明は、種々の直視型の表示装置に適用することができる。

１ 表示装置
２ 液晶表示パネル
３ バックライト
４ 導光素子
５ 透明カバー
６ａ、６ｂ 光路
７ 表示制御回路
８ 映像信号線駆動回路
９ 走査信号線駆動回路
１０ バックライト駆動回路
１１ 共通電極駆動回路
１２ データ補正部
１３ タイミング制御部
１４ 補正領域アドレス記憶部
１５ ＲＡＭ制御部
１６ 補正領域制御部
１７ 入力判定部（平均階調検出部およびバックライト制御部）
１０１ Ｂ用ＲＡＭ
１０２ Ｇ用ＲＡＭ
１０３ Ｒ用ＲＡＭ
１１０ａ、１１０ｂ 偏光板
１１１ ＴＦＴ基板
１１２ 液晶層
１１３ ＣＦ基板
１１５ レンズシート類
１１６ 導光板
１１７ 反射シート
２０３ ＬＥＤ
Ａ１ 通常表示領域
Ａ２ 表示領域端部
Ａ３ 額縁領域
ＧＬ（ｋ） 走査信号線（ｋ＝１，２，３，…）
ＳＬ（ｊ） 映像信号線（ｊ＝１，２，３，…）
ＤＡＴ（ｒ、ｇ、ｂ） 画像信号（赤、緑、青）
ＤＶ（ｒ、ｇ、ｂ） 補正画像信号（赤、緑、青）
ＡＤ 補正領域アドレス
ＣＴ、ＣＳ、ＳＳ、ＢＳ 制御信号
ＢＬ バックライト制御信号

Claims (14)

1. 画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
   前記画像を表示するための複数の表示素子が、表示領域においてマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されていない額縁領域が設けられた表示パネルと、
   前記表示領域の表示面と反対側の裏面に向けて、面発光するバックライトと、
   前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備え、
   前記バックライトの発光面における単位面積あたりの輝度が、前記表示領域中、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域の方が大きくて、
   前記表示装置は、前記導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、前記導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを互いに近づけるように、前記画像信号のうち、前記導光素子の設けられている領域の表示素子に与える画像信号および前記導光素子の設けられていない領域の表示素子に与える画像信号の少なくとも一方を補正するガンマ補正により得られた結果を、補正画像信号として出力する画像信号補正部を備えたこと
   を特徴とする表示装置。
2. 前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、前記画像信号補正部は、前記異なる色のうち、少なくとも１色について、前記ガンマ補正を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、前記画像信号補正部は、前記異なる色全てについて、前記ガンマ補正を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記画像信号補正部は、前記ガンマ補正を、色によらず一律に行うこと
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記画像信号を受け取り、前記導光素子の設けられている領域に入力される前記画像信号の平均階調を検出する平均階調検出部と、
   前記バックライトを駆動する駆動電流を制御するバックライト制御部とを備え、
   前記平均階調の値が基準値を下回るとき、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させるとともに、
   前記画像信号補正部は、前記バックライト制御部が、前記駆動電流を低減させるパターンに応じて、ガンマ補正のパターンを変えること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記画像信号を受け取り、前記導光素子の設けられている領域に入力される前記画像信号の平均階調を検出する平均階調検出部と、
   前記バックライトを駆動する駆動電流を制御するバックライト制御部とを備え、
   前記平均階調の値が基準値を下回るとき、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の表示装置。
7. 画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
   前記画像を表示するための複数の表示素子が、表示領域においてマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されていない額縁領域が設けられた表示パネルと、
   前記表示領域の表示面と反対側の裏面に向けて、面発光するバックライトと、
   前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備え、
   前記バックライトの発光面における単位面積あたりの輝度が、前記表示領域中、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域の方が大きくて、
   前記画像信号を受け取り、前記導光素子の設けられている領域に入力される前記画像信号の平均階調を検出する平均階調検出部と、
   前記バックライトを駆動する駆動電流を制御するバックライト制御部とを備え、
   前記平均階調の値が基準値を下回るとき、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させること
   を特徴とする表示装置。
8. 最低階調から最高階調までの全階調範囲を、少なくとも３つの階調範囲に区分するように、前記基準値として、少なくとも２つの基準値が設定され、前記平均階調の値が含まれる階調範囲に応じたパターンによって、前記バックライト制御部は、前記駆動電流を低減させること
   を特徴とする請求項６または請求項７に記載の表示装置。
9. 前記導光素子の設けられている領域において前記表示装置の単位面積あたりの最大輝度が、前記導光素子の設けられていない領域において前記表示装置の単位面積あたりの最大輝度にほぼ等しいこと
   を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記バックライトは、複数の光源を備え、
    前記光源の配置面における単位面積あたりの光源の個数に関し、前記導光素子の設けられている領域に対応して配置された光源が、前記導光素子の設けられていない領域に対応して配置された光源よりも多いこと
    を特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記バックライトは、複数の光源を備え、
    前記導光素子の設けられている領域に対応して配置される光源１つあたりの最大発光輝度が、前記導光素子の設けられていない領域に対応して配置される光源１つあたりの最大発光輝度よりも大きいこと
    を特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記表示パネルは、液晶表示パネルであること
    を特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の表示装置。
13. 前記表示パネルは、少なくとも１つの他の表示パネルと近接または接するよう複数個備えられ、
    前記導光素子と、前記他の表示パネルに設けられる他の導光素子とは、互いに隙間無く接するように配置されていること
    を特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の表示装置。
14. 画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されていない額縁領域が設けられた表示パネルと、前記表示領域の表示面と反対側の裏面に向けて、面発光するバックライトと、前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光の一部を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備えた表示装置の表示方法であって、
    前記バックライトの単位面積あたりの輝度を、前記導光素子の設けられていない領域よりも、前記導光素子の設けられている領域において大きくするとともに、
    前記導光素子の設けられている領域のガンマ特性と、前記導光素子の設けられていない領域のガンマ特性とを互いに近づけるように、前記画像信号のうち、前記導光素子の設けられている領域の表示素子に与える画像信号および前記導光素子の設けられていない領域の表示素子に与える画像信号の少なくとも一方を補正するガンマ補正により得られた結果を、補正画像信号として出力する画像信号補正ステップと、
    前記画像信号補正ステップにおいて得られる補正画像信号に応じて、前記導光素子の設けられている領域の表示素子を駆動する駆動ステップとを備えたこと
    を特徴とする表示方法。

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