(57)【要約】【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、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、表示品位の不良の発生の抑制とを両立する。【解決手段】液晶表示装置は、第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、ｎビットの入力画像データを取得し、入力画像データに基づいて、第１の画像データと、第２の画像データと、を生成する画像処理部と、を含む。画像処理部は、入力画像データを用いて、ｎビットよりも大きいビット数のガンマ処理済み画像データを生成し、ガンマ処理済み画像データを用いて生成された画像データ、又はガンマ処理済み画像データに対し、ｎビットで階調表現を拡張する拡張処理を、限られた階調範囲内において行う。【選択図】図６
2020134635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、
第１の画像を表示する第１の表示パネルと、
前記第１の表示パネルの背面側に配置され、第２の画像を表示する第２の表示パネルと、
入力画像データを取得し、前記入力画像データに基づいて、前記第１の画像に対応する第１の画像データと、前記第２の画像に対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部と、を含み、
前記画像処理部は、
前記入力画像データを用いて、ｎビットよりも大きいビット数のガンマ処理済み画像データを生成し、
前記ガンマ処理済み画像データを用いて生成された画像データ、又は前記ガンマ処理済み画像データに対し、前記ｎビットで階調表現を拡張する拡張処理を、限られた階調範囲内において行う、
液晶表示装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、
前記入力画像データに対し、前記ｎビットよりも大きいｍビットに対応する階調テーブルを参照してガンマ処理を行い、前記ｍビットの前記ガンマ処理済み画像データを生成するガンマ処理回路と、
前記入力画像データに対し、前記ガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、前記ｍビットの逆数乗算済み画像データを生成する逆数乗算回路と、
前記入力画像データの階調、又は前記逆数乗算済み画像データの階調が、前記限られた階調範囲にあるか否かを判別する第１の判別回路と、
前記ｍビットの前記逆数乗算済み画像データを用いて、前記ｎビットの前記第１の画像データを生成する第１の処理回路と、
を含み、
前記第１の処理回路は、前記第１の判別回路の判別結果に応じて、前記ｍビットの前記逆数乗算済み画像データに対して、前記ｎビットで階調表現を拡張する第１の拡張処理を行う、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる第１の入力階調範囲であり、
前記第１の判別回路が、
前記ｍビットの前記逆数乗算済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第１の入力階調範囲に対応する前記第１の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第１の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第１の処理回路が、前記第１の拡張処理を行う、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第２の画像データの出力階調の増加量が２．５以下となる第１の入力階調範囲であり、
前記第１の判別回路が、
前記ｍビットの前記逆数乗算済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第１の入力階調範囲に対応する前記第１の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第１の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第１の処理回路が、前記第１の拡張処理を行う、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記画像処理部が、
前記入力画像データの階調、又は前記ガンマ処理済み画像データの階調が、前記限られた階調範囲にあるか否かを判別する第２の判別回路と、
前記ｍビットの前記ガンマ処理済み画像データを用いて、前記ｎビットの前記第２の画像データを生成する第２の処理回路と、
を更に含み、
前記第２の処理回路は、前記第２の判別回路の判別結果に応じて、前記ｍビットの前記ガンマ処理済み画像データに対して、前記ｎビットで階調表現を拡張する第２の拡張処理を行う、
請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる第２の入力階調範囲であり、
前記第２の判別回路が、
前記ｍビットの前記ガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第２の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第２の処理回路が、前記第２の拡張処理を行う、
請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第２の画像データの出力階調の増加量が２．５未満となる第２の入力階調範囲であり、
前記第２の判別回路が、
前記ｍビットの前記ガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第２の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第２の処理回路が、前記第２の拡張処理を行う、
請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、
前記入力画像データに対し、前記ｎビットよりも大きいｐビットに対応する第１の階調テーブルを参照して第１のガンマ処理を行い、前記ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データを生成する第１のガンマ処理回路と、
前記入力画像データに対し、前記ｎビットよりも大きいｍビットに対応する第２の階調テーブルを参照して第２のガンマ処理を行い、前記ｍビットの第２のガンマ処理済み画像データを生成する第２のガンマ処理回路と、
前記入力画像データの階調、又は前記第１のガンマ処理済み画像データの階調が、前記限られた階調範囲にあるか否かを判別する第１の判別回路と、
前記ｐビットの前記第１のガンマ処理済み画像データを用いて、前記ｎビットの前記第１の画像データを生成する第１の処理回路と、
を含み、
前記第１の処理回路は、前記第１の判別回路の判別結果に応じて、前記ｐビットの前記第１のガンマ処理済み画像データに対して、前記ｎビットで階調表現を拡張する第１の拡張処理を行う、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる第１の入力階調範囲であり、
前記第１の判別回路が、
前記ｐビットの前記第１のガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第１の入力階調範囲に対応する前記第１の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第１の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第１の処理回路が、前記第１の拡張処理を行う、
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第２の画像データの出力階調の増加量が２．５未満となる第１の入力階調範囲であり、
前記第１の判別回路が、
前記ｐビットの前記第１のガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第１の入力階調範囲に対応する前記第１の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第１の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第１の処理回路が、前記第１の拡張処理を行う、
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記画像処理部が、
前記入力画像データの階調、又は前記第２のガンマ処理済み画像データの階調が、前記限られた階調範囲にあるか否かを判別する第２の判別回路と、
前記ｍビットの前記第２のガンマ処理済み画像データを用いて、前記ｎビットの前記第２の画像データを生成する第２の処理回路と、
を更に含み、
前記第２の処理回路は、前記第２の判別回路の判別結果に応じて、前記ｍビットの前記第２のガンマ処理済み画像データに対して、前記ｎビットで階調表現を拡張する拡張処理を行う、
請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる第２の入力階調範囲であり、
前記第２の判別回路が、
前記ｍビットの前記第２のガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第２の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第２の処理回路が、前記第２の拡張処理を行う、
請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記限られた階調範囲は、前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第１の画像データの出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ前記入力画像データの入力階調の増加量に対する、前記第２の画像データの出力階調の増加量が２．５未満となる第２の入力階調範囲であり、
前記第２の判別回路が、
前記ｍビットの前記第２のガンマ処理済み画像データの階調を、前記ｎビットに換算した階調が、前記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
前記入力画像データの階調が、前記第２の入力階調範囲に含まれると判別した場合に、
前記第２の処理回路が、前記第２の拡張処理を行う、
請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記入力画像データのビット数は、前記ｎビットである、
請求項１乃至１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば特許文献１参照）。具体的には例えば、表示面側と背面側とに配置された２枚の表示パネルのうち、表示面側に配置された表示パネルにカラー画像を表示し、背面側に配置された表示パネルに白黒画像を表示することにより、コントラストの向上を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９１２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の液晶表示装置では、階調表現が不足する場合に、表示画像に筋状の階調不連続領域が生じることがある。また、このような階調不連続領域の発生を抑制すべく、階調表現を拡張する拡張処理を実行した場合、表示画像にちらつきや表示ムラなどの表示品位の不良が生じるという問題が生じていた。
【０００５】
本開示は、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、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、表示品位の不良の発生の抑制とを両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、第１の画像を表示する第１の表示パネルと、前記第１の表示パネルの背面側に配置され、第２の画像を表示する第２の表示パネルと、入力画像データを取得し、前記入力画像データに基づいて、前記第１の画像に対応する第１の画像データと、前記第２の画像に対応する第２の画像データと、を生成する画像処理部と、を含み、前記画像処理部は、前記入力画像データを用いて、ｎビットよりも大きいビット数のガンマ処理済み画像データを生成し、ガンマ処理済み画像データを用いて生成された画像データ、又はガンマ処理済み画像データに対し、ｎビットで階調表現を拡張する拡張処理を、限られた階調範囲内において行う。
【発明の効果】
【０００７】
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、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、表示品位の不良の発生の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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模式的な平面図である。
【図２】図２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模式的な平面図である。
【図３】図３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模式的な平面図である。
【図４】図４は図２及び図３のＡ−Ａ´断面を示す模式的な断面図である。
【図５】図５は第１の実施形態に係る液晶表示装置の画素配置の他の例を示す模式的な平面図である。
【図６】図６は第１の実施形態に係る画像処理部の構成を示す模式的なブロック図である。
【図７】図７は第１の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。
【図８】図８は第１の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。
【図９】図９は第１の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。
【図１０】図１０は第１の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。
【図１１】図１１は第１の実施形態における入力画像データの入力階調に対する、第１の画像データと第２の画像データの出力階調を示すグラフである。
【図１２】図１２はディザリング処理の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３はディザリング処理の一例を示す模式図である。
【図１４】図１４はフレームレートコントロール処理の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の第１の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本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画像データ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１０を例に挙げて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１０の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、液晶表示装置１０は、液晶表示装置１０全体の表示面側に配置された第１の表示パネル１００と、第１の表示パネル１００より背面側に配置された第２の表示パネル２００と、第１の表示パネル１００に設けられた第１のソースドライバ１２０及び第１のゲートドライバ１３０を制御する第１のタイミングコントローラ１４０と、第２の表示パネル２００に設けられた第２のソースドライバ２２０及び第２のゲートドライバ２３０を制御する第２のタイミングコントローラ２４０と、第１のタイミングコントローラ１４０及び第２のタイミングコントローラ２４０に画像データを出力する画像処理部３００と、を含んでいる。第１の表示パネル１００は入力画像データに基づき生成された第１の画像データに対応する第１の画像（本実施形態においてはカラー画像）を第１の画像表示領域１１０に表示し、第２の表示パネル２００は入力画像データに基づき生成された第２の画像データに対応する第２の画像（本実施形態においては白黒画像）を第２の画像表示領域２１０に表示する。画像処理部３００は、外部のシステム（図示せず）から送信された入力画像データ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１４０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２４０に第２の画像データＤＡＴ２を出力する。また画像処理部３００は、第１のタイミングコントローラ１４０及び第２のタイミングコントローラ２４０に同期信号等の制御信号（図１では省略）を出力する。第１の画像データＤＡＴ１は第１の画像表示用の画像データであり、第２の画像データＤＡＴ２は第２の画像表示用の画像データである。バックライト（図１では省略）は、第２の表示パネル２００の背面側に配置されている。画像処理部３００の具体的な構成は後述する。なお、本実施形態においては、第１の画像がカラー画像である例を説明するが、第１の画像が白黒画像であってもよい。
【００１１】
図２は第１の表示パネル１００の概略構成を示す模式図であり、図３は第２の表示パネル２００の概略構成を示す模式図である。図４は、図２及び図３のＡ−Ａ´線に対応する断面図である。
【００１２】
図２及び図４を用いて、第１の表示パネル１００の構成について説明する。図４に示すように、第１の表示パネル１００は、背面側、即ちバックライト４００側に配置された薄膜トランジスタ基板１０１と、薄膜トランジスタ基板１０１よりも表示面側に配置され、薄膜トランジスタ基板１０１に対向するカラーフィルタ基板１０２と、薄膜トランジスタ基板１０１及びカラーフィルタ基板１０２の間に配置された液晶層１０３と、を含んでいる。第１の表示パネル１００の背面側、即ちバックライト４００側には偏光板１０４が配置されており、表示面側には偏光板１０５が配置されている。
【００１３】
薄膜トランジスタ基板１０１には、図２に示すように、第１方向（例えば列方向）に延在する複数のデータ線１１１と、第１方向とは異なる第２方向（例えば行方向）に延在する複数のゲート線１１２とが形成され、複数のデータ線１１１と複数のゲート線１１２とのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタ１１３が形成されている。第１の表示パネル１００を平面的に見て、隣り合う２本のデータ線１１１と隣り合う２本のゲート線１１２とにより囲まれる領域が１つのサブ画素１１４として規定され、該サブ画素１１４が行方向及び列方向に複数配置されている。複数のデータ線１１１は、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線１１２は、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板１０１には、サブ画素１１４ごとに画素電極１１５が形成されており、複数のサブ画素１１４に共通する１つの共通電極（図示せず）が形成されている。薄膜トランジスタ１１３を構成するドレイン電極はデータ線１１１に電気的に接続され、ソース電極は画素電極１１５に電気的に接続され、ゲート電極はゲート線１１２に電気的に接続されている。
【００１４】
図４に示すように、カラーフィルタ基板１０２には、各サブ画素１１４に対応して複数の着色部１０２ａが形成されている。各着色部１０２ａは、光の透過を遮断するブラックマトリクス１０２ｂで囲まれており、例えば矩形状に形成されている。また、複数の着色部１０２ａは、赤色の材料で形成され、赤色の光を透過する赤色部と、緑色の材料で形成され、緑色の光を透過する緑色部と、青色の材料で形成され、青色の光を透過する青色部と、を含んでいる。赤色部、緑色部、及び青色部は、行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の着色部が列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合う着色部１０２ａの境界部分にブラックマトリクス１０２ｂが形成されている。各着色部１０２ａに対応して、複数のサブ画素１１４は、図２に示すように、赤色部に対応する赤色サブ画素１１４Ｒと、緑色部に対応する緑色サブ画素１１４Ｇと、青色部に対応する青色サブ画素１１４Ｂと、を含んでいる。尚、第１の表示パネル１００では、１つの赤色サブ画素１１４Ｒ、１つの緑色サブ画素１１４Ｇ及び１つの青色サブ画素１１４Ｂを含んで１つの画素１２４を構成し、複数の画素１２４がマトリクス状に配置されている。
【００１５】
第１のタイミングコントローラ１４０は、周知の構成を備えている。例えば第１のタイミングコントローラ１４０は、画像処理部３００から出力される第１の画像データＤＡＴ１と第１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１２０及び第１のゲートドライバ１３０の駆動を制御するための各種タイミング信号（データスタートパルスＤＳＰ１、データクロックＤＣＫ１、ゲートスタートパルスＧＳＰ１、ゲートクロックＧＣＫ１）とを生成する（図２参照）。第１のタイミングコントローラ１４０は、第１の画像データＤＡ１と、データスタートパルスＤＳＰ１と、データクロックＤＣＫ１とを第１のソースドライバ１２０に出力し、ゲートスタートパルスＧＳＰ１とゲートクロックＧＣＫ１とを第１のゲートドライバ１３０に出力する。
【００１６】
第１のソースドライバ１２０は、ｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）で駆動するドライバであり、データスタートパルスＤＳＰ１及びデータクロック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）をデータ線１１１に出力する。第１のゲートドライバ１３０は、ｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）で駆動するドライバであり、ゲートスタートパルスＧＳＰ１及びゲートクロックＧＣＫ１に基づいて、ゲート信号（ゲート電圧）をゲート線１１２に出力する。
【００１７】
各データ線１１１には、第１のソースドライバ１２０からデータ電圧が供給され、各ゲート線１１２には、第１のゲートドライバ１３０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）から共通電圧が供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線１１２に供給されると、ゲート線１１２に接続された薄膜トランジスタ１１３がオンし、薄膜トランジスタ１１３に接続されたデータ線１１１を介して、データ電圧が画素電極１１５に供給される。画素電極１１５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４００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１００では、赤色サブ画素１１４Ｒ、緑色サブ画素１１４Ｇ、青色サブ画素１１４Ｂそれぞれの画素電極１１５に接続されたデータ線１１１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。尚、第１の表示パネル１００は、周知の構成を適用することができる。
【００１８】
次に、図３及び図４を用いて、第２の表示パネル２００の構成について説明する。図４に示すように、第２の表示パネル２００は、背面側、即ちバックライト４００側に配置された薄膜トランジスタ基板２０１と、表示面側に配置され、薄膜トランジスタ基板２０１に対向するカラーフィルタ基板２０２と、薄膜トランジスタ基板２０１及びカラーフィルタ基板２０２の間に配置された液晶層２０３と、を含んでいる。第２の表示パネル２００の背面側、即ちバックライト４００側には偏光板２０４が配置されており、表示面側には偏光板２０５が配置されている。第１の表示パネル１００の偏光板１０４と、第２の表示パネル２００の偏光板２０５との間には、拡散シート３０１が配置されている。
【００１９】
薄膜トランジスタ基板２０１には、図３に示すように、列方向に延在する複数のデータ線２１１と、行方向に延在する複数のゲート線２１２とが形成され、複数のデータ線２１１と複数のゲート線２１２とのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタ２１３が形成されている。第２の表示パネル２００を平面的に見て、隣り合う２本のデータ線２１１と隣り合う２本のゲート線２１２とにより囲まれる領域が１つの画素２１４として規定され、該画素２１４が行方向及び列方向に複数配置されている。複数のデータ線２１１は、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線２１２は、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板２０１には、画素２１４ごとに画素電極２１５が形成されており、複数の画素２１４に共通する１つの共通電極（図示せず）が形成されている。薄膜トランジスタ２１３を構成するドレイン電極はデータ線２１１に電気的に接続され、ソース電極は画素電極２１５に電気的に接続され、ゲート電極はゲート線２１２に電気的に接続されている。第１の表示パネル１００の各サブ画素１１４と、第２の表示パネル２００の各画素２１４とは、互いに１対１の関係で配置されており、平面視で互いに重なっている。例えば、図２に示す画素１２４を構成する赤色サブ画素１１４Ｒ、緑色サブ画素１１４Ｇ及び青色サブ画素１１４Ｂそれぞれと、図３に示す３個の画素２１４それぞれとが平面視で重なっている。尚、図５に示すように、第１の表示パネル１００の３個のサブ画素１１４（赤色サブ画素１１４Ｒ、緑色サブ画素１１４Ｇ、青色サブ画素１１４Ｂ）（図５（ａ）参照）と、第２の表示パネル２００の１個の画素２１４（図５（ｂ）参照）とが平面視で重なっていてもよい。
【００２０】
図４に示すように、カラーフィルタ基板２０２には、各画素２１４の境界部分に対応する位置に、光の透過を遮断するブラックマトリクス２０２ｂが形成されている。ブラックマトリクス２０２ｂで囲まれた領域２０２ａには、着色部は形成されておらず、例えばオーバーコート膜が形成されている。
【００２１】
第２のタイミングコントローラ２４０は、周知の構成を備えている。例えば第２のタイミングコントローラ２４０は、画像処理部３００から出力される第２の画像データＤＡＴ２と第２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２２０及び第２のゲートドライバ２３０の駆動を制御するための各種タイミング信号（データスタートパルスＤＳＰ２、データクロックＤＣＫ２、ゲートスタートパルスＧＳＰ２、ゲートクロックＧＣＫ２）とを生成する（図３参照）。第２のタイミングコントローラ２４０は、第２の画像データＤＡ２と、データスタートパルスＤＳＰ２と、データクロックＤＣＫ２とを第２のソースドライバ２２０に出力し、ゲートスタートパルスＧＳＰ２とゲートクロックＧＣＫ２とを第２のゲートドライバ２３０に出力する。
【００２２】
第２のソースドライバ２２０は、ｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）で駆動するドライバであり、データスタートパルスＤＳＰ２及びデータクロック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データ線２１１に出力する。第２のゲートドライバ２３０は、ｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）で駆動するドライバであり、ゲートスタートパルスＧＳＰ２及びゲートクロックＧＣＫ２に基づいて、ゲート電圧をゲート線２１２に出力する。
【００２３】
各データ線２１１には、第２のソースドライバ２２０からデータ電圧が供給され、各ゲート線２１２には、第２のゲートドライバ２３０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が供給される。ゲート電圧（ゲートオン電圧）がゲート線２１２に供給されると、ゲート線２１２に接続された薄膜トランジスタ２１３がオンし、薄膜トランジスタ２１３に接続されたデータ線２１１を介して、データ電圧が画素電極２１５に供給される。画素電極２１５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４００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２００では、白黒画像表示が行われる。尚、第２の表示パネル２００は、周知の構成を適用することができる。
【００２４】
図６は、画像処理部３００の具体的な構成を示すブロック図である。画像処理部３００は、第２の画像データ生成部３２０と、ガンマ処理回路３２１と、階調テーブル３２４と、逆数乗算回路３１１と、第１の判別回路３１２と、第１の処理回路３１３と、第２の判別回路３２２と、第２の処理回路３２３と、を含む。画像処理部３００は、ｎビット（本実施形態においては、ｎ＝１０とする。）の入力画像データＤａｔａに基づいて後述する画像処理を行い、第１の表示パネル１００が表示する第１の画像に対応する、ｎビットの第１の画像データＤＡＴ１と、第２の表示パネル２００が表示する第２の画像に対応する、ｎビットの第２の画像データＤＡＴ２とを生成する。また、画像処理部３００は、第１の画像と第２の画像とを合成した表示画像の合成ガンマ値（γ値）が所望の値（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の第１の階調と、第２の画像データＤＡＴ２の第２の階調とを決定する。
【００２５】
外部のシステムから送信されたｎビットの入力画像データＤａｔａは、画像処理部３００の第２の画像データ生成回路３２０と逆数乗算回路３１１とに入力される。なお、入力画像データＤａｔａ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Ｄａｔａが１０ビットの場合、赤色、緑色、青色を含む複数色それぞれの色を０〜１０２３の値で表すことができる。上記複数色には、少なくとも赤色、緑色及び青色を含み、さらに白色及び／又は黄色が含まれてもよい。以下では、一例として、上記複数色が赤色、緑色及び青色である場合を挙げる。また以下では、入力画像データＤａｔａの色情報を、「ＲＧＢ値」（［Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値］）と称す。例えば、入力画像データＤａｔａに対応する色が「白」の場合、赤色の値（Ｒ値）は［１０２３］で表され、緑色の値（Ｇ値）は［１０２３］で表され、青色の値（Ｂ値）は［１０２３］で表される。すなわち、「ＲＧＢ値」は［１０２３，１０２３，１０２３］で表される。また入力画像データＤａｔａに対応する色が「赤」の場合、「ＲＧＢ値」は［１０２３，０，０］で表され、入力画像データＤａｔａに対応する色が「黒」の場合、「ＲＧＢ値」は［０，０，０］で表される。
【００２６】
第２の画像データ生成回路３２０は、１０ビットの入力画像データＤａｔａを取得すると、入力画像データＤａｔａの色情報を示す各色の値（ここではＲＧＢ値：［Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値］）のうち最大値（Ｒ値、Ｇ値又はＢ値）を用いて、入力画像データＤａｔａを白黒画像データに変換する。具体的には、第２の画像データ生成回路３２０は、注目画素２１４に対応するＲＧＢ値において、該ＲＧＢ値のうち最大値を注目画素２１４の値に設定することにより、入力画像データＤａｔａを白黒画像データに変換する。第２の画像データ生成回路３２０は、白黒画像データに変換された入力画像データＤａｔａをガンマ処理回路３２１に出力する。
【００２７】
ガンマ処理回路３２１は、入力画像データＤａｔａに対し、ｎビットよりも大きいｍビット（本実施形態においては、ｍ＝１２とする。）に対応する階調テーブル３２４を参照してガンマ処理を行い、ｍビットのガンマ処理済み画像データを生成する。例えば、ガンマ処理回路３２１は、第２の表示パネル２００に対応する第２ガンマ特性に基づいて設定された第２ガンマ値γ２を用いて、１０ビットの画像データの階調を、１２ビットの画像データの階調に変換する。ガンマ処理回路３２１は、ガンマ処理を施したガンマ処理済み画像データを、逆数乗算回路３１１、第２の判別回路３２２、及び第２の処理回路３２３に出力する。
【００２８】
逆数乗算回路３１１は、取得した入力画像データＤａｔａに対して、ガンマ処理回路３２１から取得したガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、ｍビット（本実施形態においては、ｍ＝１２とする。）の逆数乗算済み画像データを生成する。
【００２９】
第１の判別回路３１２は、逆数乗算回路３１１から逆数乗算済み画像データを取得すると、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にあるか否かを判別する。この限られた階調範囲の設定方法と、第１の判別回路３１２の判別方法につき、以下、図１１を用いて説明する。なお、限られた階調範囲とは、全階調範囲を意味せず、例えば、１０ビット階調の場合、０〜１０２３までの全階調範囲の内の一部分の階調範囲のみを意味する。
【００３０】
図１１は、本実施形態における入力画像データＤａｔａの入力階調に対する、第１の画像データＤＡＴ１と第２の画像データＤＡＴ２の出力階調を示す図である。図１１に示す実線は、第１の画像データＤＡＴ１の階調特性を示し、図１１に示す一点鎖線は、第２の画像データＤＡＴ２の階調特性を示す。この図１１においては、入力画像データＤａｔａ、第１の画像データＤＡＴ１、及び第２の画像データＤＡＴ２が、それぞれｎビット（本実施形態においてはｎ＝１０とする。）の画像データである。
【００３１】
図１１に示すように、入力階調が１から２５６の階調範囲Ａにおいて、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となっている。このような範囲では、第１の画像データＤＡＴ１において、階調表現が不足する可能性が高い。即ち、表示画像における階調不連続領域が発生しやすい階調領域であることがわかる。
【００３２】
また、図１１に示すように、入力階調が１２８から２５６の階調範囲Ｂにおいて、入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５以下となっている。このような範囲では、第２の画像データＤＡＴ２において、階調表現が不足する可能性が高い。即ち、表示画像における階調不連続領域が発生しやすい階調領域であることがわかる。
【００３３】
したがって、上記限られた階調範囲としての第１の入力階調範囲の設定例と第１の判別回路３１２の判別例としては、以下の例を挙げることができる。
【００３４】
（第１の判別回路３１２の判別例１）
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる階調範囲Ａでは、第１の画像データＤＡＴ１において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この範囲について積極的に後述する第１の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例１においては、上記限られた階調範囲としての第１の入力階調範囲を、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲Ａに設定する。そして、第１の判別回路３１２は、ｍビット（本実施形態においてはｍ＝１２とする。）の逆数乗算済み画像データの階調を、ｎビットに換算した階調が、上記第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
【００３５】
本実施形態においては、ｍビットが１２ビットであり、ｎビットが１０ビットであるため、ｍビットの逆数乗算済み画像データを、ｎビットに換算するためには、４で割る必要がある。図１１に示す例においては、入力階調が１から２５６である第１の入力階調範囲において、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となっている。この第１の入力階調範囲における第１の画像データＤＡＴ１の出力階調は１６４から２５６となっている。そのため、逆数乗算済み画像データの階調を４で割った値が１６４から２５６の階調範囲に含まれる場合、即ち、逆数乗算済み画像データの階調が６５６から１０２４の範囲に含まれる場合は、第１の判別回路３１２は、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を出力する。なお、第１の判別回路３１２は、ｍビットの逆数乗算済み画像データの階調を用いて判別してもよい。
【００３６】
（第１の判別回路３１２の判別例２）
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる階調範囲Ａでは、第１の画像データＤＡＴ１において、階調表現が不足する可能性が高い。また、入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となる階調範囲Ｃでは、第２の画像データＤＡＴ２において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この二つの条件を満たす階調範囲Ｂについて積極的に後述する第１の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例２においては、上記限られた階調範囲としての第１の入力階調範囲を、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となる入力階調範囲Ｂに設定する。そして、第１の判別回路３１２は、ｍビット（本実施形態においてはｍ＝１２とする。）の逆数乗算済み画像データの階調を、ｎビットに換算した階調が、上記第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
【００３７】
本実施形態においては、ｍビットが１２ビットであり、ｎビットが１０ビットであるため、ｍビットの逆数乗算済み画像データを、ｎビットに換算するためには、４で割る必要がある。図１１に示す例においては、入力階調が１２８から２５６である第１の入力階調範囲において、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満であり、且つ入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となっている。そして、この第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調が１８１から２５６となっている。そのため、逆数乗算済み画像データの階調を４で割った値が１８１から２５６の階調範囲に含まれる場合、即ち、逆数乗算済み画像データの階調が７２４から１０２４の範囲に含まれる場合は、第１の判別回路３１２は、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を出力する。
【００３８】
第１の処理回路３１３は、逆数乗算回路３１１からｍビットの逆数乗算済み画像データを取得すると、この逆数乗算済画像データ用いて、ｎビットの第１の画像データＤＡＴ１を生成する。また、第１の処理回路３１３は、第１の判別回路３１２の判別結果に応じて、ｍビットの逆数乗算済み画像データに対して、ｎビットで階調表現を拡張する第１の拡張処理を行う。
【００３９】
例えば、第１の処理回路３１３は、第１の判別回路３１２から、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を取得した場合、１２ビットの逆数乗算済み画像データを１０ビットの第１の画像データＤＡＴ１に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。上記ディザリング処理により、入力画像データＤａｔａの１２ビットの階調を１０ビットで疑似的に表現することが可能となる。図１２は、ディザリング処理の一例を示す図である。図１２では、１０ビットの階調データを８ビットの階調データに変換する場合を示している。上記ディザリング処理は、誤差拡散法を用いてもよい。図１３は、誤差拡散法によるディザリング処理の一例を示す図である。誤差拡散法によれば、８ビットの階調データへの変換処理によって生じた誤差を周辺の画素に拡散させるフィードバック処理を行うことにより、画像の品質を向上させることができる。ディザリング処理及び誤差拡散法は、周知の技術を適用することができる。第１の処理回路３１３は、上記拡張処理を施した１０ビットの画像データを、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１４０に出力する。
【００４０】
このような構成により、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、ちらつきの発生の抑制とを両立することができる。即ち、第１の処理回路３１３が、ｍビットの逆数乗算済み画像データをｎビットの第１の画像データＤＡＴ１に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。そのため、表示画像における階調不連続領域の発生を抑制することができる。さらに、上記第１の処理回路３１３による第１の拡張処理は、第１の判別回路３１２から、逆数乗算済み画像データの階調が限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を取得した場合にのみ行う構成としているため、表示画像におけるちらつきの発生を抑制することができる。従って、本開示に係る液晶表示装置１０によれば、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、ちらつきの発生の抑制とを両立することができるのである。
【００４１】
なお、第１の処理回路３１３が、第１の判別回路３１２から、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果（例えば０）を取得した場合は、上述した第１の拡張処理を行うことなく、例えば、ｍビットの逆数乗算済み画像データにおける最下の（ｍ−ｎ）ビットの値を切り捨てるか、あるいは最下の（ｍ−ｎ＋１）ビットの値に１を加算することにより、ｍビットの逆数乗算済み画像データをｎビットの第１の画像データＤＡＴ１に変換して出力する。本実施形態においては、第１の処理回路３１３は、ｍビットの逆数乗算済み画像データにおける最下の２ビットの値が所定の値以上の場合は、逆数乗算済み画像データにおける最下の３ビット目に１を加算し、最下の２ビットの値が所定の値未満の場合は、最下の３ビット目に１を加算することなく切り捨てることにより、ｎビットの第１の画像データＤＡＴ１に変換して出力する。
【００４２】
更に本実施形態においては、上述した通り、画像処理部３００が、第２の判別回路３２２と第２の処理回路３２３とを含む。
【００４３】
第２の判別回路３２２は、ガンマ処理回路３２１から出力されたガンマ処理済み画像データの階調が限られた階調範囲にあるか否かを判別する。この限られた階調範囲の設定例と第２の判別回路３２２の判別例としては、以下の例を挙げることができる。
【００４４】
（第２の判別回路３２２の判別例１）
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる階調範囲Ａでは、第１の画像データＤＡＴ１において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この範囲については、少なくとも第２の画像データＤＡＴ２の生成に用いられるガンマ処理済み画像データについて積極的に後述する第２の拡張処理を行うことにより、第１の画像と第２の画像との合成画像における階調不連続領域の発生を抑制することが望ましい。そのため、判別例１においては、上記限られた階調範囲としての第２の入力階調範囲を、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる階調範囲Ａに設定する。そして、第２の判別回路３２２は、ｍビット（本実施形態においてはｍ＝１２とする。）のガンマ処理済み画像データの階調を、ｎビットに換算した階調が、上記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。なお、第２の判別回路３２２は、ｍビットのガンマ処理済み画像データの階調を用いて判別してもよい。
【００４５】
本実施形態においては、ｍビットが１２ビットであり、ｎビットが１０ビットであるため、ｍビットのガンマ処理済み画像データを、ｎビットに換算するためには、４で割る必要がある。図１１に示す例においては、入力階調が１から２５６である第２の入力階調範囲において、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる。この第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調が６から１０２３となっている。そのため、ガンマ処理済み画像データの階調を４で割った値が６から１０２３の階調範囲に含まれる場合、即ち、ガンマ処理済み画像データの階調が２４から４０９２の範囲に含まれる場合は、第２の判別回路３２２は、ガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する出力階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を出力する。
【００４６】
（第２の判別回路３２２の判別例２）
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる階調範囲Ａでは、第１の画像データＤＡＴ１において、階調表現が不足する可能性が高い。また、入力階調の増加量に対する、出力階調の増加量が２．５未満となる階調範囲Ｃでは、第２の画像データＤＡＴ２において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この二つの条件を満たす階調範囲Ｂについて積極的に後述する第２の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例２においては、上記限られた階調範囲としての第２の入力階調範囲を、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となる入力階調範囲Ｂに設定する。そして、第２の判別回路３２２は、ｍビット（本実施形態においてはｍ＝１２とする。）のガンマ処理済み画像データの階調を、ｎビットに換算した階調が、上記第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
【００４７】
本実施形態においては、ｍビットが１２ビットであり、ｎビットが１０ビットであるため、ｍビットの逆数乗算済み画像データを、ｎビットに換算するためには、４で割る必要がある。図１１に示す例においては、入力階調が１２８から２５６である第２の入力階調範囲において、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満であり、且つ入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となっている。そして、この第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調が７２４から１０２３となっている。そのため、ガンマ処理済み画像データの階調を４で割った値が７２４から１０２３の階調範囲に含まれる場合、即ち、ガンマ処理済み画像データの階調が２８９６から４０９２の範囲に含まれる場合は、第２の判別回路３２２は、ガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する出力階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を出力する。
【００４８】
第２の処理回路３２３は、ガンマ処理回路３２１からｍビットのガンマ処理済み画像データを取得すると、このガンマ処理済み画像データ用いて、ｎビットの第２の画像データＤＡＴ２を生成する。また、第２の処理回路３２３は、第２の判別回路３２２の判別結果に応じて、ｍビットのガンマ処理済み画像データに対して、ｎビットで階調表現を拡張する第２の拡張処理を行う。
【００４９】
例えば、第２の処理回路３２３は、第２の判別回路３２２から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を取得した場合、１２ビットのガンマ処理済み画像データを１０ビットの第２の画像データＤＡＴ２に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。上記ディザリング処理により、入力画像データＤａｔａの１２ビットの階調を１０ビットで疑似的に表現することが可能となる。第２の処理回路３２３は、上記拡張処理を施した１０ビットの画像データを、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２４０に出力する。
【００５０】
このように、第２の処理回路３２３が、ｍビットのガンマ処理済み画像データに対して、ｎビットで階調表現を拡張する第２の拡張処理を行うため、表示画像における階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができる。更に、第２の処理回路３２３は、第２の判別回路３２２から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を取得した場合にのみ上記第２の拡張処理を行う構成としているため、表示画像におけるちらつきの発生を抑制しながら、階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができるのである。
【００５１】
なお、第２の処理回路３２３が、第２の判別回路３２２から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果（例えば０）を取得した場合は、上述した第２の拡張処理を行うことなく、例えば、ｍビットのガンマ処理済み画像データにおける最下の（ｍ−ｎ）ビットの値を切り捨てるか、あるいは最下の（ｍ−ｎ＋１）ビットの値に１を加算することにより、ｍビットのガンマ処理済み画像データをｎビットの第２の画像データＤＡＴ２に変換して出力する。本実施形態においては、第２の処理回路３２３は、ｍビットのガンマ処理済み画像データにおける最下の２ビットの値が所定の値以上の場合は、ガンマ処理済み画像データにおける最下の３ビット目に１を加算し、最下の２ビットの値が所定の値未満の場合は、最下の３ビット目に１を加算することなく切り捨てることにより、ｎビットの第２の画像データＤＡＴ２に変換して出力する。
【００５２】
なお、第１の処理回路３１３、第２の処理回路３２３における、階調表現を拡張する拡張処理は、上述したディザリング処理に限定されず、例えば、フレームレートコントロール処理であってもよい。図１４は、フレームレートコントロール処理の一例を示す図である。例えば、６５階調を表す１０ビットの画像データを８ビットの画像データで表現する場合、時間軸方向（例えば４フレーム分）で平均化して６５階調を表現する。フレームレートコントロール処理は周知の方法を適用することができる。
【００５３】
なお、図６に示す構成においては、画像処理部３００が第２の判別回路３２２と第２の処理回路３２３を備える構成を例に挙げて説明したが、画像処理部３００が第２の判別回路３２２と第２の処理回路３２３を備えておらず、ガンマ処理回路３２１からのガンマ処理済み画像データを１０ビットに変換し、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２４０に出力する出力回路を別途備える構成としても構わない。ただし、上述した通り、画像処理部３００が第２の判別回路３２２と第２の処理回路３２３を備える構成とすることにより、表示画像におけるちらつきの発生を抑制しながら、階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができるため望ましい。
【００５４】
なお、画像処理部３００が、図７に示すように、ガンマ処理回路３２１が出力したガンマ処理済み画像データに対して平滑化処理を行うフィルタ回路３２５を更に含む構成としてもよい。
【００５５】
フィルタ回路３２５は、上記ガンマ処理済み画像データを取得すると、該ガンマ処理済み画像データに対して、各フレームにおいて全ての画素２１４に共通の平均値フィルタを用いて平滑化処理を行う。例えば、フィルタ回路３２５は、各画素２１４について、画素２１４を中心とする縦１１画素、横１１画素からなる画素領域をフィルタサイズとして、このフィルタサイズ内の輝度の平均値をその画素２１４の輝度とする処理を行う。フィルタサイズは、１１×１１の画素領域に限定されないが、各フレームにおいて全ての画素２１４に対して共通のフィルタサイズに設定される。またフィルタ形状は、正方形に限定されず円形でもよい。上記平滑化処理によれば、高周波成分が削除されるため輝度変化を滑らかにすることができる。フィルタ回路３２５は、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データを、逆数乗算回路３１１、第２の判別回路３２２、及び第２の処理回路３２３に出力する。
【００５６】
この場合、逆数乗算回路３１１は、入力画像データＤａｔａに対し、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、ｍビットの逆数乗算済み画像データを生成してもよい。
【００５７】
また、第２の判別回路３２２は、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲にあるか否かを判別してもよい。第２の判別回路３２２による判別方法は、上述した通りである。
【００５８】
なお、図７に示した例においては、第２の判別回路３２２が、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、図８に示すように、第２の判別回路３２２が、フィルタ回路３２５に入力される前のガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。更には、第２の判別回路３２２が、入力画像データＤａｔａの階調が、第２の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。その場合、入力画像データＤａｔａがｎビットであるため、ｍビットのガンマ処理済み画像データの階調を、ｎビットに換算するような処理は不要である。
【００５９】
なお、図６、７に示した例においては、第１の判別回路３１２が、逆数乗算回路３１１により出力された逆数乗算済み画像データの階調が、第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、図８に示すように、第１の判別回路３１２が、入力画像データＤａｔａの階調が、第１の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、第１の入力階調範囲の設定方法は上述した範囲と同様に設定すればよい。また、入力画像データＤａｔａが第１の入力階調範囲にあるか否かを判別する上では、入力画像データＤａｔａがｎビットであるため、ｍビットの逆数乗算済み画像データの階調を、ｎビットに換算するような処理は不要である。
【００６０】
なお、図６乃至８に示した例においては、画像処理部３００が逆数乗算回路３１１を含み、逆数乗算回路３１１が、入力画像データに対し、ガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、ｍビットの逆数乗算済み画像データを生成する例を示したが、本開示はそれに限定されない。
【００６１】
図９に示す例においては、画像処理部３００Ａは、第２の画像データ生成部３２０Ａと、第２のガンマ処理回路３２１Ａと、第２の階調テーブル３２４Ａと、第１のガンマ処理回路３１１Ａと、第１の階調テーブル３１４Ａと、第１の判別回路３１２Ａと、第１の処理回路３１３Ａと、第２の判別回路３２２Ａと、第２の処理回路３２３Ａとを含む。即ち、図９に示す例においては、画像処理部３００Ａが逆数乗算回路３１１を含まない代わりに、第１のガンマ処理回路３１１Ａ、第１の階調テーブル３１４Ａを含む構成としている。なお、図９に示す例において、第２のガンマ処理回路３２１Ａ、第２の階調テーブル３２４Ａは、図６等に示したガンマ処理回路３２１、階調テーブル３２４と同様の構成であるため、その説明を省略する。なお、図９に示す例においては、第２のガンマ処理回路３２１Ａが行うガンマ処理を第２のガンマ処理とし、第２のガンマ処理回路３２１Ａが出力する画像データを、第２のガンマ処理済み画像データとする。また、第２の判別回路３２２Ａ、第２の処理回路３２３Ａについても、図６等に示した第２の判別回路３２２、第２の処理回路３２３と同様の構成であるため、その説明を省略する。
【００６２】
図９に示す例においては、第１のガンマ処理回路３１１Ａは、入力画像データＤａｔａに対し、ｎビットよりも大きいｐビット（本実施形態においては、ｐ＝１４とする。）に対応する第１の階調テーブル３１４Ａを参照して第１のガンマ処理を行い、ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データを生成する。例えば、第１のガンマ処理回路３１１Ａは、第１の表示パネル１００に対応する第１ガンマ特性に基づいて設定された第１ガンマ値γ１を用いて、１０ビットの画像データの階調を、１４ビットの画像データの階調に変換する。第１のガンマ処理回路３１１Ａは、第１のガンマ処理を施したガンマ処理済み画像データを、第１の判別回路３１２Ａ、及び第１の処理回路３１３Ａに出力する。
【００６３】
ここで、上述した第１ガンマ値γ１及び第２ガンマ値γ２の設定方法について説明する。例えば、第１ガンマ値γ１及び第２ガンマ値γ２は、カラー画像である第１の画像と、白黒画像である第２の画像とを合成した合成画像の合成ガンマ値が２．２になるように設定される。例えば、第１の表示パネル１００の第１ガンマ特性、及び第２の表示パネル２００の第２ガンマ特性がともに、ガンマ値２．２の場合、第１の表示パネル１００の輝度をＬｍ、第２の表示パネル２００の輝度をＬｓとすると、合成輝度はＬｍ×Ｌｓで表される。この合成輝度Ｌｍ×Ｌｓを、入力画像データＤａｔａ、第１ガンマ値γ１、第２ガンマ値γ２で表すと、以下の式となる。
Ｌｍ×Ｌｓ＝(Ｄａｔａ＾γ１)＾２．２×(Ｄａｔａ＾γ２)＾２．２
＝Ｄａｔａ＾(γ１×２．２)×Ｄａｔａ＾(γ２×２．２)
＝Ｄａｔａ＾（γ１×２．２＋γ２×２．２)
よって、（γ１＋γ２)＝１となるように、第１ガンマ値γ１及び第２ガンマ値γ２を設定すれば、合成ガンマ値を２．２とすることができる。
【００６４】
図９に示す例においては、第１の判別回路３１２Ａは、第１のガンマ処理済み画像データの階調が、第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調範囲にあるか否かを判別する。第１の入力階調範囲の設定方法は、図６等を用いて示した例と同様である。即ち、第１の入力階調範囲の設定方法は、例えば、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲Ａや、入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第１の画像データＤＡＴ１の出力階調の増加量が１未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データＤａｔａの入力階調の増加量に対する、第２の画像データＤＡＴ２の出力階調の増加量が２．５未満となる入力階調範囲Ｂなどによって設定することが可能である。
【００６５】
本実施形態においては、ｐビットが１４ビットであり、ｎビットが１０ビットであるため、ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データを、ｎビットに換算するためには、１６で割る必要がある。従って、第１のガンマ処理済み画像データの階調を１６で割った値が上述した第１の入力階調範囲に対応する出力階調範囲に含まれる場合は、第１の判別回路３１２Ａは、第１のガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果（例えば１）を出力する。逆に、第１のガンマ処理済み画像データの階調を１６で割った値が上述した第１の入力階調範囲に対応する出力階調範囲に含まれない場合は、第１の判別回路３１２Ａは、第１のガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果（例えば０）を出力する。
【００６６】
第１の処理回路３１３Ａは、ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データを用いて、ｎビットの第１の画像データＤＡＴ１を生成する。また、第１の処理回路３１３Ａは、第１の判別回路３１２Ａの判別結果に応じて、ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データに対して、ｎビットで階調表現を拡張する第１の拡張処理を行う。
【００６７】
なお、画像処理部３００Ａが、図１０に示すように、第２のガンマ処理回路３２１Ａが出力した第２のガンマ処理済み画像データに対して平滑化処理を行うフィルタ回路３２５Ａを更に含む構成としてもよい。その場合、第２の判別回路３２２Ａが、上記平滑化処理が施された第２のガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよく、また、第２の判別回路３２２Ａが、フィルタ回路３２５に入力される前の第２のガンマ処理済み画像データの階調が、第２の入力階調範囲に対応する第２の画像データＤＡＴ２の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。更には、第２の判別回路３２２Ａが、入力画像データＤａｔａの階調が、第２の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、入力画像データＤａｔａがｎビットであるため、ｍビットの第２のガンマ処理済み画像データの階調を、ｎビットに換算するような処理は不要である。
【００６８】
なお、図９、１０に示した例においては、第１の判別回路３１２Ａが、第１のガンマ処理回路３１１Ａにより出力された第１のガンマ処理済み画像データの階調が、第１の入力階調範囲に対応する第１の画像データＤＡＴ１の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、第１の判別回路３１２Ａが、入力画像データＤａｔａの階調が、第１の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、第１の入力階調範囲の設定方法は上述した範囲と同様に設定すればよい。また、入力画像データＤａｔａが第１の入力階調範囲にあるか否かを判別する上では、入力画像データＤａｔａがｎビットであるため、ｐビットの第１のガンマ処理済み画像データの階調を、ｎビットに換算するような処理は不要である。
【００６９】
なお、本実施形態においては、入力画像データＤａｔａのビット数と、第１の画像データＤＡＴ１、第２の画像データＤＡＴ２のビット数とが、同じｎビットである例を用いて説明したが、本開示はそれに限定されない。即ち、第１の画像データＤＡＴ１、第２の画像データＤＡＴ２のビット数よりも大きいビット数の画像データ（例えばｍビットのガンマ処理済み画像データ）を用いて、ｎビットで階調表現を拡張する第１の拡張処理、第２の拡張処理を行う構成であれば、入力画像データＤａｔａのビット数と、第１の画像データＤＡＴ１、第２の画像データＤＡＴ２のビット数とが同一である必要はない。
【００７０】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置１０では、第１の表示パネル１００が表示面側に配置され、第２の表示パネル２００が背面側に配置される構成を例示したが、第１の表示パネル１００が背面側に配置され、第２の表示パネル２００が表示面側に配置される構成としてもよい。また、第１の表示パネル１００及び第２の表示パネル２００が、ともに白黒画像を表示する構成であってもよく、ともにカラー画像を表示する構成であってもよい。
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
１０  液晶表示装置、１００  第１の表示パネル、１０１  薄膜トランジスタ基板、１０２  カラーフィルタ基板、１０２ａ  着色部、１０２ｂ  ブラックマトリクス、１０３  液晶層、１０４  偏光板、１０５  偏光板、１１１  データ線、１１２  ゲート線、１１３  薄膜トランジスタ、１１４  サブ画素、１１４Ｒ  赤色サブ画素、１１４Ｇ  緑色サブ画素、１１４Ｂ  青色サブ画素、１１５  画素電極、１２４  画素、１２０  第１のソースドライバ、１３０  第１のゲートドライバ、１４０  第１のタイミングコントローラ、２００  第２の表示パネル、２０１  薄膜トランジスタ基板、２０２  カラーフィルタ基板、２０２ａ  領域、２０２ｂ  ブラックマトリクス、２０３  液晶層、２０４  偏光板、２０５  偏光板、２１１  データ線、２１２  ゲート線、２１３  薄膜トランジスタ、２１４  画素、２１５  画素電極、２２０  第２のソースドライバ、２３０  第２のゲートドライバ、２４０  第２のタイミングコントローラ、３００  画像処理部、３００Ａ  画像処理部、３０１  拡散シート、３２０  第２の画像データ生成部、３２１  ガンマ処理回路、３２４  階調テーブル、３１１  逆数乗算回路、３１２  第１の判別回路、３１３  第１の処理回路、３２２  第２の判別回路、３２３  第２の処理回路、３２５  フィルタ回路、３２０Ａ  第２の画像データ生成部、３２１Ａ  ガンマ処理回路、３２４Ａ  階調テーブル、３１１Ａ  第１のガンマ処理回路、３１４Ａ  第１の階調テーブル、３１２Ａ  第１の判別回路、３１３Ａ  第１の処理回路、３２０  第２の画像データ生成回路、３２２Ａ  第２の判別回路、３２３Ａ  第２の処理回路、３２５Ａ  フィルタ回路、４００  バックライト、Ｄａｔａ  入力画像データ、ＤＡＴ１  第１の画像データ、ＣＳ１  第１制御信号、ＤＡ１  第１の画像データ、ＤＳＰ１  データスタートパルス、ＤＣＫ１  データクロック、ＧＳＰ１  ゲートスタートパルス、ＧＣＫ１  ゲートクロック、ＤＡＴ２  第２の画像データ、ＣＳ２  第２制御信号、ＤＡ２  第２の画像データ、ＤＳＰ２  データスタートパルス、ＤＣＫ２  データクロック、ＧＳＰ２  ゲートスタートパルス、ＧＣＫ２  ゲートクロック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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