(57)【要約】【課題】外光が照射される環境であっても視認性を確保することが可能な表示装置を提供することにある。【解決手段】実施形態によれば、発光色が異なる複数の光源と、複数の光源によって照明される表示パネルと、表示パネルに画像をカラー表示するための第１の画像信号に基づいて複数の光源を時分割的に順次発光させる駆動部とを備える表示装置が提供される。表示装置は、判定部と、生成部とを具備する。判定部は、外光の影響によってカラー表示に対する視認性が低下しているかを判定する。生成部は、視認性が低下していると判定された場合、第１の画像信号から画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて第２の画像信号を生成する。駆動部は、第２の画像信号が生成された場合、当該第２の画像信号に基づいて表示パネルを駆動する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が異なる複数の光源と、前記複数の光源によって照明される表示パネルと、前記表示パネルに画像をカラー表示するための第１の画像信号に基づいて前記複数の光源を時分割的に順次発光させる駆動部とを備える表示装置において、
外光の影響によって前記カラー表示に対する視認性が低下しているかを判定する判定部と、
前記視認性が低下していると判定された場合、前記第１の画像信号から前記画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて第２の画像信号を生成する生成部と
を具備し、
前記駆動部は、前記第２の画像信号が生成された場合、当該第２の画像信号に基づいて前記表示パネルを駆動する
表示装置。
【請求項２】
外光による照度を計測する照度センサを更に具備し、
前記判定部は、前記照度センサによって計測された照度が予め定められた値以上である場合に、前記カラー表示に対する視認性が低下していると判定する
請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記生成部は、
前記照度センサによって計測された照度が予め定められた第１の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色の濃淡によって表されるグレースケール画像として表示するための第２の画像信号を生成し、
前記照度センサによって計測された照度が前記第１の値よりも大きい第２の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色によって表される二値画像として表示するための第２の画像信号を生成する
請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記第２の画像信号に基づいて前記表示パネルが駆動される場合に前記複数の光源による発光を停止する請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される高分子分散型液晶を有する光変調層と、
前記光変調層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と
を含み、
前記複数の光源は、前記表示パネルの側面に配置される
請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される液晶層と、
前記液晶層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と、
前記液晶層の背面側に沿うように設けられる透明性を有する導光板と
を含み、
前記複数の光源は、前記導光板の側面に配置される
請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像をカラー表示するための液晶表示装置としてはカラーフィルタを備える構成が一般的であるが、当該カラーフィルタは透過率の向上の妨げとなる。
そこで、各画素における赤色、緑色及び青色の光源（ＬＥＤ）の点灯を時分割で切り替えることによりカラー表示を実現する駆動方式（以下、フィールドシーケンシャル駆動方式と表記）が知られている。このフィールドシーケンシャル駆動方式によれば、カラーフィルタを必要としないため、液晶表示装置の透過率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したフィールドシーケンシャル駆動方式によってカラー表示を実現する液晶表示装置を例えば日中の屋外のような外光（太陽光等）が照射される環境で使用する場合、外光が光源の輝度を上回り、液晶表示装置に表示された画像の視認性が低下する。
【０００５】
そこで、本実施形態が解決しようとする課題は、外光が照射される環境であっても視認性を確保することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、発光色が異なる複数の光源と、前記複数の光源によって照明される表示パネルと、前記表示パネルに画像をカラー表示するための第１の画像信号に基づいて前記複数の光源を時分割的に順次発光させる駆動部とを備える表示装置が提供される。前記表示装置は、判定部と、生成部とを具備する。前記判定部は、外光の影響によって前記カラー表示に対する視認性が低下しているかを判定する。前記生成部は、前記視認性が低下していると判定された場合、前記第１の画像信号から前記画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて第２の画像信号を生成する。前記駆動部は、前記第２の画像信号が生成された場合、当該第２の画像信号に基づいて前記表示パネルを駆動する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る表示装置の構成の一例について模式的に示す図。
【図２】表示パネルの断面の一例を示す図。
【図３】光変調層の作用について説明するための図。
【図４】光変調層の作用について説明するための図。
【図５】光源の構成の一例を示す図。
【図６】第１電極及び第２電極の配置の一例を示す図。
【図７】駆動回路の構成の一例を示す図。
【図８】画像信号処理回路の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図９】外光が照射されていない環境においてカラー表示された対象画像の視認状態を表す図。
【図１０】外光が照射されている環境においてカラー表示された対象画像の視認状態を表す図。
【図１１】対象画像をグレースケール画像として表示した場合を表す図。
【図１２】対象画像を二値画像として表示した場合を表す図。
【図１３】本実施形態の変形例に係る表示装置の構成の一例について模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。  
図１は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例について模式的に示す図である。図１に示す表示装置１０は、表示パネル２０、光源３０及び表示パネル２０と光源３０とを駆動する駆動回路４０を備える。
【０００９】
本実施形態に係る表示装置１０は、例えば高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）を用いた高い透過率を有する液晶表示装置（透明ディスプレイ）であるものとする。詳細については後述するが、表示装置１０は、光変調層（高分子分散型液晶層）を有し、当該光変調層から射出される光によって画像を表示することができる。
以下の説明では、表示パネル２０の側面のうち光源３０からの光が入射する側面（つまり、光源３０によって照明される面）を光入射面２０Ａと称する。また、画像を表示する際に光が射出される表示パネル２０の上面を光照射面２０Ｂと称する。
【００１０】
図２は、図１に示す表示パネル２０の断面の一例を示す図である。図２に示すように、表示パネル２０は、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の間に保持された光変調層２４と、を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、光変調層２４に近接する側に向かって、透明基板２１、第１電極２２、及び、配向膜２３を順に備えている。第２基板ＳＵＢ２は、光変調層２４から離間する側に向かって、配向膜２５、第２電極２６及び透明基板２７を順に備えている。なお、第２基板ＳＵＢ２は、詳述しない走査線と、この走査線に直交する信号線と、走査線、信号線の交差付近に配置されるスイッチング素子とを備え、それら配線間を絶縁する各種絶縁膜等を備える。また、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、いずれもカラーフィルタを備えていない。
【００１１】
一対の透明基板２１及び２７のうちの透明基板２１は、第１電極２２が配置された面とは反対側に光照射面２０Ｂを有している。一方、透明基板２７は、透明基板２１との間に光変調層２４等を挟むように配置されている。透明基板２１及び２７は、光変調層２４を支持するものであり、一般に、可視光に対して透明な基板、例えば、ガラス板や、プラスチックフィルムによって構成されている。
【００１２】
一対の電極である第１電極２２及び第２電極２６のうちの第１電極２２は、透明基板２１の光変調層２４側の表面上に配置されたものであり、例えば面内全体にわたって形成された単一のシート状の電極である。第２電極２６は、透明基板２７の光変調層２４側の表面上に配置されたものであり、島状に形成されている。表示パネル２０においては複数の第２電極２６が配置されており、当該複数の第２電極２６の各々は、Ｘ方向及びＹ方向にマトリクス状に配置されている。第２電極２６の各々は、詳述しないスイッチング素子に接続され、上記の駆動回路４０によって駆動される。第１電極２２及び第２電極２６は、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide）等の透明な導電性材料からなる。透明な導電性材料は、可視光の吸収が小さい材料であることが好ましい。第１電極２２及び第２電極の２６の配置の詳細については後述する。
【００１３】
配向膜２３及び２５は、第１電極２２及び第２電極２６と光変調層２４との間に配置され、例えば光変調層２４に用いられる液晶やモノマーを配向させるものである。配向膜の種類としては、例えば垂直配向膜及び水平配向膜があるが、図２に示す構成例では、配向膜２３及び２５には水平配向膜が用いられている。水平配向膜としては、例えばポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂膜を配向処理することにより形成された配向膜が用いられる。配向処理は、例えばラビング処理や光配向処理等を含む。透明基板２１及び２７としてプラスチックフィルムを用いる場合には、当該透明基板２１及び２６の変形を抑制する観点から、製造工程において透明基板２１及び２７の表面に配向膜２３及び２５を塗布した後の焼成温度は低い方が好ましい。このため、配向膜２３及び２５としては、１００℃以下の温度で形成可能なポリアミドイミドを用いることが好ましい。
【００１４】
なお、配向膜２３及び２５は、液晶とモノマーとを配向させる機能を有していればよい。また、例えば第１電極２２及び第２電極２６間に電場または磁場を印加することによっても光変調層２４に用いられる液晶やモノマーを配向させることは可能であるため、このような場合には配向膜２３及び２５を用いなくてもよい。つまり、第１電極２２及び第２電極２６間に電場または磁場を印加させながら、紫外線を照射してモノマーを重合することで、電圧印加状態での液晶やモノマーの配向状態を固定させることができる。液晶やモノマーの配向に電圧を用いる場合には、配向用と駆動用とで別々の電極を形成してもよいし、例えば周波数によって誘電率異方性の符号が反転する二周波液晶等を液晶材料として用いてもよい。また、液晶やモノマーの配向に磁場を用いる場合には、液晶やモノマーとして磁化率異方性の大きい材料を用いることが好ましく、例えばベンゼン環の多い材料を用いることが好ましい。
【００１５】
光変調層２４は、一対の透明基板２１及び２７の間に配置されている。光変調層２４は、第１電極２２及び第２電極２６によって生じる電場の大きさや向きに応じて、光源２０からの光に対して全体的または部分的に散乱性または透明性を示すものである。具体的には、光変調層２４は、第１電極２２及び第２電極２６に電圧が印加されていないときに光源２０からの光に対して透明性を示し、第１電極２２及び第２電極２６に電圧が印加されているときに光源２０からの光に対して散乱性を示す。光変調層２４は、例えばバルク２４Ａと、バルク２４Ａ内に分散された微粒子状の複数の微粒子２４Ｂとを含む複合層（高分子分散型液晶層）である。バルク２４Ａ及び微粒子２４Ｂは、光学異方性を有している。
【００１６】
バルク２４Ａ及び微粒子２４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。バルク２４Ａは、例えば電場に対して応答しない筋状構造または多孔質構造となっているか、または微粒子２４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する筋状構造または棒状構造となっている。バルク２４Ａは、例えば低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。バルク２４Ａは、例えば配向膜２３及び２５の配向方向に沿って配向した、配向性及び重合性を有する材料（例えば、モノマー）を熱及び光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。
【００１７】
一方、微粒子２４Ｂは、例えば液晶材料を主に含んで構成されており、バルク２４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。微粒子２４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。微粒子２４Ｂ内に含まれる液晶分子としては、正の誘電率異方性を有するもの（いわゆるポジ型液晶）を用いることが好ましい。バルク２４Ａが筋状構造または棒状構造となっている場合、微粒子２４Ｂの液晶分子は、例えばバルク２４Ａの筋状構造または棒状構造の長軸方向（配向方向）と平行に配向する。
【００１８】
上記したバルク２４Ａを形成する配向性及び重合性を有するモノマーとしては、光学的に異方性を有しており、かつ、液晶と複合する材料であればよいが、本実施形態においては例えば紫外線で硬化する低分子モノマーであるものとする。電圧無印加の状態で、液晶材料と、低分子モノマーを重合化することにより形成されたもの（高分子材料）との光学的異方性の方向が一致していることが好ましいため、紫外線硬化前において、液晶材料と低分子モノマーが同一方向に配向していることが好ましい。微粒子２４Ｂとして液晶材料が用いられる場合であって、その液晶材料が棒状分子である場合には、使用するモノマー材料の形状も棒状であることが好ましい。以上のことから、モノマー材料としては重合性と液晶性とを併せ持つ材料を用いることが好ましく、例えば重合性官能基として、アクリレート基、メタクリレート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基及びエポキシ基からなる群から選ばれた少なくとも１つの官能基を有することが好ましい。これらの官能基は、紫外線、赤外線または電子線を照射したり、加熱したりすることによって重合させることができる。紫外線照射時の配向度の低下を抑制するために、多官能基をもつ液晶性材料を添加することも可能である。バルク２４Ａを上述した筋状構造とする場合には、バルク２４Ａの原料として、２官能液晶性モノマーを用いることが好ましい。また、バルク２４Ａの原料に対して、液晶性を示す温度の調整を目的として単官能モノマーを添加する、または、架橋密度の向上を目的として３官能以上のモノマーを添加することも可能である。
【００１９】
ここで、図３及び図４を参照して、上記した光変調層２４の作用について簡単に説明する。
図３は、第１電極２２及び第２電極２６に所定の電圧が印加されていない状態（以下、電圧無印加状態と表記）における光変調層２４の作用の概要を示す。
ここで、電圧無印加状態（つまり、光変調層２４に電場が生じていない状態）では、バルク２４Ａ（液晶性モノマー）の光軸と、微粒子２４Ｂ（液晶分子）の光軸の向きが互いに一致し、正面方向及び斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が極めて小さくなる。このため、例えば鎖線で示す側面から入射する光源３０からの光（入射光）Ｌ１１〜Ｌ１３は、光変調層２４内で散乱されることなく光変調層２４を透過する。なお、光源３０から透明基板２１または２７側に向かった光は全反射され、外部に射出されることはない。また、一点鎖線で示した透明基板２７の外側から当該透明基板２７、光変調層２４及び透明基板２１を貫通する方向に入射した光Ｌ２１及びＬ２２についても当該光変調層２４内で散乱されることなく光変調層２４を透過し、透明基板２７（の光照射面２０Ｂ）から射出される。このように電圧無印加状態では、光変調層２４は高い透明性を有する。
【００２０】
図４は、第１電極２２及び第２電極２６に所定の電圧が印加されている状態（以下、電圧印加状態と表記）における光変調層２４の作用の概要を示す。
ここで、電圧印加状態（つまり、光変調層２４に電場が生じている状態）では、バルク２４Ａの光軸の方向と、微粒子２４Ｂの光軸の方向とが交差し、正面方向及び斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなる。このため、光変調層２４においては高い散乱性が得られる。この場合、光源３０からの入射光Ｌ１１〜Ｌ１３は、光変調層２４内で散乱され、この散乱光Ｌ３１及びＬ３２が透明基板２１（の光照射面２０Ｂ）から射出される。これにより、例えば表示パネル２０（透明基板２１の光照射面２０Ｂ）が観察された場合には、散乱光Ｌ３１及びＬ３２を視認することができる。
【００２１】
すなわち、例えば表示パネル２０を正面から見ると、電圧無印加状態では、透明基板２７、光変調層２４及び透明基板２１を透過した光が視認される。一方、電圧印加状態では、光変調層２４において散乱されて射出された光源３０からの光が視認される。
なお、ここでは電圧印加状態で光変調層２４が高い散乱性を得るものとして説明したが、例えば電圧印加状態でバルク２４Ａの光軸と微粒子２４Ｂの光軸の向きが互いに一致するようにしておくことで、電圧無印加状態で光変調層２４が高い散乱性を得るような構成とすることも可能である。
【００２２】
次に、図５を参照して、図１に示す光源３０の構成について説明する。光源３０は、例えば複数の点状光源３３をＹ方向に一列に配置して構成されている。各点状光源３３は、光入射面２０Ａに向かって光を射出するようになっており、例えば光入射面２０Ａとの対向面に発光スポットを有する発光素子からなる。発光素子としては、例えばＬＥＤまたはレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）等を用いることができる。
【００２３】
複数の点状光源３３は、例えば所定数毎に、共通の基板３４上に配置されていてもよい。この場合、１つの基板３４と、その基板３４上に配置された複数の点状光源３３とにより、光源ブロック３５が構成される。基板３４は、例えば点状光源３３と駆動回路４０とを電気的に接続する配線が形成された回路基板であり、光源ブロック３５内の各点状光源３３は、この回路基板上に実装されている。
【００２４】
なお、共通の基板３４上に配置された各点状光源３３（光源ブロック３５内の各点状光源３３）は、それぞれ発光色が異なる。図５に示す例では、１つの基板３４上には３つの点状光源３３が配置されているが、当該３つの点状光源３３は、例えばそれぞれ赤色、緑色及び青色を発光する光源である。各光源ブロック３５内の複数の点状光源３３の駆動方式（つまり、画像を表示する際の表示装置１０の駆動方式）の詳細については後述する。
【００２５】
図６は、図２に示す第１電極２２及び第２電極２６の配置の一例を示す。第１電極２２及び第２電極２６は、光変調層２４を挟んで対向するように配置されている。第１電極２２は、上記したように例えば単一のシート状の形状を有している。一方、第２電極２６は、島状の形状を有し、マトリクス状に配置されている。このように配置された各第２電極２６は、互いに電気的に分離されており、個別独立の電圧を印加される。
【００２６】
なお、第１電極２２及び第２電極２６の形状は特に限定されるものではない。例えば帯状に形成されて所定の間隔で配列された複数の第１電極２２と、同様に帯状に形成されて所定の間隔で配列された複数の第２電極２６とが、互いに交差するように配置されていてもよい。
【００２７】
次に、本実施形態に係る表示装置１０が画像（映像）を表示する際の動作について説明する。駆動回路４０は、例えば表示セルと称される表示パネル２０の表示領域を分割した領域（表示単位）に対応する光変調層２４（の領域）に電場を発生させる電極に順次電圧を印加する制御を行う。なお、表示セルは、例えば上記した第１電極２２と１つの第２電極２６とが光変調層２４を挟んで対向する領域に相当する。
【００２８】
本実施形態においては、画像信号に基づく画像を表示する際の表示装置１０の駆動方式として、フィールドシーケンシャル駆動（方式）が採用されているものとする。
フィールドシーケンシャル駆動の場合、画像信号に基づく画像を表示する１フレーム期間は、赤色の点状光源３３が点灯する第１点灯期間、緑色の点状光源３３が点灯する第２点灯期間、及び、青色の点状光源３３が点灯する第３点灯期間を含む。一例では、第１乃至第３点灯期間は重複せず、赤色、緑色及び青色の点状光源３３は、それぞれ１フレーム期間において個別に点灯する。
【００２９】
上記した駆動回路４０は、第１乃至第３点灯期間において、１つの表示セルの第１電極２２及び第２電極２６に対し、赤色、緑色及び青色の各々の画像信号に応じた電圧を印加する制御を行う。
具体的には、例えば第１点灯期間において赤色を発光する点状光源（以下、赤色光源と表記）３３が点灯している場合、表示セルに対応する光変調層２４の領域には、赤色光源３３からの光（赤色の入射光）が入射される。ここで、表示セルに対応する第１電極２２及び第２電極２６に電圧を印加すると、表示セルに対応する光変調層２４内の領域は散乱状態となり、赤色の入射光の散乱光が射出される。なお、表示セルに対応する電極に印加される電圧の大きさまたは印加時間は、入射光の光強度と、表示セルの赤色成分に応じて決定される。
ここでは、第１点灯期間において赤色光源３３からの光が入射される場合について説明したが、第２及び第３点灯期間において緑色及び青色を発光する点状光源（以下、緑色光源及び青色光源と表記）３３から光が入射される場合についても同様である。
【００３０】
フィールドシーケンシャル駆動においては、上記したように光源３０において各光源ブロック３５内の同じ色の点状光源３３を一斉に点灯し、表示領域の各表示セルに対応する電極に順次電圧を印加した後に、各光源ブロック３５内の点状光源３３（つまり、光源３０の点灯色）を一斉に切り替えるという処理が繰り返される。
【００３１】
このようなフィールドシーケンシャル駆動によれば、駆動回路４０による制御に基づいて赤色成分、緑色成分及び青色成分（すなわち、発光色が異なる複数の点状光源３３）を時分割的に順次発光させることによって当該各成分の光を光変調層２４より順次射出させることができるため、画像信号に基づいて表示パネル２０を駆動して画像をカラー表示することができる。
【００３２】
なお、画像信号の全ての色成分が０の場合、表示セルに対応する第１電極２２及び第２電極２６は駆動されず、当該表示セルの透明状態が視認される。
上記の説明では画像信号に含まれる色成分が赤色成分、緑色成分及び青色成分である場合を想定しているが、例えば当該色成分がシアン、マゼンタ及び黄であってもよい。この場合には、緑色光源３３及び青色光源３３、赤色光源３３及び青色光源３３、赤色光源３３及び緑色光源３３をそれぞれ同時に点灯するようにすればよい。
【００３３】
また、光源３０において各点状光源３３が発光する色、または複数の点状光源３３が同時に発光する場合における当該複数の点状光源３３が発光する色の組み合わせ等は、適宜変更（選択）されても構わない。
上記したように本実施形態においては、光源３０（点状光源３３）から光変調層２４内に入射された光が当該光変調層２４から散乱光として射出されることによって画像信号に基づく画像をカラー表示する（つまり、カラー画像として表示する）。換言すれば、本実施形態に係る表示装置１０においては、光変調層２４に入射した光源３０からの光を選択的に散乱させることによって画像を表示する。
【００３４】
しかしながら、表示装置１０を外光が照射されるような環境（例えば、日中の屋外等）で使用する場合において、外光（太陽光）が光源３０からの光（散乱光）の輝度を上回る場合には、表示装置１０（表示パネル２０）におけるカラー表示に対する視認性が低下する。具体的には、光源３０からの光よりも高い輝度の外光が表示パネル２０の透明基板２１等を通過して光変調層２４に入射されると、電圧が印加されている電極に対応する表示セルにおいては当該外光も光源３０からの光と同様に散乱され、当該光変調層２４から射出される。すなわち、このような場合には上記した各点状光源３３からの光に加えて、より輝度の高い外光が光変調層２４から射出されている状態にあるため、当該各点状光源３３からの光（つまり、カラー表示）を視認することは困難である。
このため、本実施形態に係る表示装置１０は、外光の影響によってカラー表示に対する視認性が低下している場合には、画像をカラー表示ではなくモノクロ表示する機能を有している。以下、この機能について主に説明する。
【００３５】
図７は、主として図１に示す駆動回路４０の構成の一例を示す。駆動回路４０は、例えば表示パネル２０に備えられる基板上に実装され、照度センサ４１、画像信号処理回路４２、同期駆動回路４３、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５等を備える。
【００３６】
照度センサ４１は、表示装置１０の周辺の照度を計測する機能を有し、上記した外光の影響により表示装置１０においてカラー表示に対する視認性が低下しているか否かを判定するために用いられる。なお、照度センサ４１によって計測される照度は、明るさを表す物理量を含む。
【００３７】
画像信号処理回路４２は、表示装置１０に入力される画像信号（第１の画像信号）を取得する。画像信号には、例えば表示パネル２０の表示領域に対応する色情報が設定されている。画像信号は、上記した各表示セルにおける赤色成分、緑色成分及び青色成分の信号値を含む。すなわち、画像信号処理回路４２によって取得される画像信号は、画像をカラー表示するための信号である。以下、画像信号処理回路４２によって取得される画像信号を、便宜的に、カラー画像信号と称する。
【００３８】
画像信号処理回路４２は、判定部４２ａ及び生成部４２ｂを含む。判定部４２ａは、照度センサ４１によって計測された照度に基づいて、表示装置１０におけるカラー表示の視認性が低下しているか否かを判定するための機能部である。生成部４２ｂは、上記したカラー画像信号に基づいて、当該画像をモノクロ表示するための画像信号（第２の画像信号）を生成するための機能部である。以下、画像をモノクロ表示するための画像信号を、便宜的に、モノクロ画像信号と称する。
【００３９】
画像信号処理回路４２は、カラー表示の視認性が低下していないと判定された場合には、カラー画像信号を同期駆動回路４３に出力する。一方、画像信号処理回路４２は、カラー表示の視認性が低下していると判定された場合には、モノクロ画像信号を同期駆動回路４３に出力する。
【００４０】
同期駆動回路４３は、画像信号処理回路４２から画像信号（カラー画像信号またはモノクロ画像信号）を取得し、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５を同期駆動する。具体的には、表示セルに対するパネル駆動回路４４による電極の駆動と、光源駆動回路４５による光源３０からの光の入射とを同期させる。
【００４１】
同期駆動回路４３は、図７においては省略されているが、機能構成部としてタイミング生成部、表示セル駆動信号生成部及び光源駆動信号生成部を含む。
【００４２】
タイミング生成部は、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５の動作タイミングを同期させるための同期信号を生成する。タイミング生成部によって生成された同期信号は、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５に出力される。
表示セル駆動信号生成部は、画像信号処理回路４２によって出力された画像信号に基づいて、表示セルに対応する電極を駆動する表示セル駆動信号を生成し、同期信号とともにパネル駆動回路４４に出力する。表示セル駆動信号には、画像信号に応じた赤色成分、緑色成分及び青色成分に対応する各駆動値（電圧値）が設定される。
光源駆動信号生成部は、画像信号処理回路４２によって出力された画像信号に基づいて、表示セルに対応する赤色光源３３、緑色光源３３及び青色光源３３を駆動する光源駆動信号を生成し、光源駆動回路４５に出力する。
【００４３】
パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５は、同期駆動回路４３（タイミング生成部）によって出力された同期信号に従って同期駆動する。具体的には、光源駆動回路４５による光源駆動信号に基づく赤色光源３３の点灯に同期して、パネル駆動回路４４が表示セル駆動信号の対象となる表示セルの赤色成分に応じた電圧を当該表示セルの電極に印加する。これにより、パネル駆動回路４４によって電極に印加された電圧に応じた赤色の散乱光が表示セル駆動信号の対象となる表示セルから射出される。ここでは、赤色について説明したが、他の色についても同様である。
【００４４】
このようにパネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５が同期駆動することによって、表示セルに画像信号の赤色成分、緑色成分及び青色成分の表示が再現される。
なお、同期駆動回路４３では、各色成分を再現するため、画像信号に基づいて各点状光源（赤色光源、緑色光源及び青色光源）３３の発光時間または発光強度（輝度）と、電極に対する電圧印加時間または電圧の大きさとが適宜決定されるものとする。
【００４５】
次に、図８のフローチャートを参照して、図７に示す画像信号処理回路４２の処理手順の一例について説明する。
なお、本実施形態における画像信号処理回路４２は、例えば上記したカラー表示に対する視認性が低下している場合に画像をカラー表示ではなくモノクロ表示するための機能を実現するための専用ＩＣ（Integrated Circuit）として実装されている。
【００４６】
また、表示装置１０においては例えば所定のフレームレートに従って画像信号（カラー画像信号）が入力されるが、図８に示す処理は、当該画像信号が表示装置１０に入力される度に実行されるものとする。なお、画像信号は、例えばフレキシブル配線基板等を介して駆動回路４０と接続されているホスト装置から表示装置１０に入力される。画像信号は、ホスト装置以外の外部装置から入力されても構わない。以下、表示装置１０において入力される画像信号に基づいて表示される画像を対象画像と称する。
【００４７】
まず、画像信号処理回路４２は、上記したように表示装置１０に入力される画像信号を取得する（ステップＳ１）。この画像信号は、上記した対象画像をカラー表示するためのカラー画像信号であり、赤色成分、緑色成分及び青色成分（つまり、ＲＧＢ成分の信号値）を含む。
次に、画像信号処理回路４２は、照度センサ４１によって計測された照度（値）を取得する（ステップＳ２）。
【００４８】
ここで、図９に示すように表示装置１０（表示パネル２０）に対して外光が照射されていない環境（例えば、屋内等）において対象画像がカラー表示される（つまり、対象画像がカラー画像として表示される）場合、表示装置１０を使用するユーザは、カラー表示された対象画像（ここでは、カラー表示された「あ」の文字）を明確に視認することができる。
【００４９】
一方、図１０に示すように表示装置１０（表示パネル２０）に対して外光が照射されているような環境において対象画像がカラー表示される場合を想定する。この場合、表示装置１０においてカラー表示を行うためにフィールドシーケンシャル駆動が行われているが、光源２０からの光よりも輝度の高い外光が光変調層２４から散乱光として射出されるため、ユーザは、カラー表示された対象画像上の文字（カラー表示）を視認することができない。
【００５０】
このため、画像信号処理回路４２（判定部４２ａ）は、このような表示装置１０におけるカラー表示に対する外光の影響による視認性の低下を判定するために、ステップＳ２において取得された照度が第１の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００５１】
なお、第１の閾値としては、上記したカラー表示された画像を視認することができない程度の外光の明るさを表す値（照度）が設定されている。第１の閾値は、例えば画像信号処理回路４２内において予め保持されているものとする。これによれば、ステップＳ３において照度が第１の閾値を超えていると判定される場合には、外光によってカラー表示に対する視認性が低下していると判定される。一方、ステップＳ３において照度が第１の閾値を超えていないと判定される場合には、外光の影響によってカラー表示に対する視認性が低下していないと判定される。
【００５２】
ステップＳ３において照度が第１の閾値を超えていると判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、画像信号処理回路４２（生成部４２ｂ）は、ステップＳ１において取得されたカラー画像信号に基づいて対象画像をモノクロ表示する（つまり、対象画像をモノクロ画像として表示する）ための画像信号を生成する（ステップＳ４）。
【００５３】
なお、ステップＳ４において生成される画像信号は、対象画像を白色及び黒色の濃淡によって表されるグレースケール画像として表示するための画像信号（以下、グレースケール画像信号と表記）を含む。
具体的には、画像信号処理回路４２は、カラー画像信号に含まれるＲＧＢ成分（の信号値）を輝度（明度）ＹとＣｒ、Ｃｂという２つの色差とに変換する処理（以下、ＹＣｒＣｂ変換処理）を実行する。画像信号処理回路４２は、このＹＣｒＣｂ変換処理によって対象画像の輝度Ｙに関する信号（以下、輝度信号と表記）を抽出し、当該抽出された輝度信号に基づいてグレースケール画像信号（モノクロ画像信号）を生成する。
【００５４】
このようなグレースケール画像信号に基づいて対象画像（グレースケール画像）が表示された場合には、図１１に示すように、上述した図１０と比較して、外光が照射されているような環境であっても当該対象画像に対する視認性を向上させることができる。
【００５５】
ここで、上記したように対象画像をグレースケール画像として表示したとしても、外光が更に強いような環境においては当該対象画像（上の文字等）を視認することができない場合がある。
このため、画像信号処理回路４２（判定部４２ａ）は、このような表示装置１０におけるグレースケール画像（の表示）に対する外光による視認性の低下を更に判定するために、ステップＳ２において取得された照度が第２の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００５６】
なお、第２の閾値としては、上記したように対象画像をグレースケール画像として表示したとしても当該対象画像を視認することができない程度の外光の明るさを表す値であって、上述した第１の閾値よりも大きい値（照度）が設定されている。第２の閾値は、上述した第１の閾値と同様に、例えば画像信号処理回路４２内において予め保持されているものとする。
【００５７】
ステップＳ５において照度が第２の閾値を超えていると判定された場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、画像信号処理回路４２は、ステップＳ４において生成されたグレースケール画像信号（における輝度信号）に基づいて二値化処理を実行する。この二値化処理によれば、ステップＳ４において生成されたグレースケール画像信号が、所定の値よりも輝度が高い画素については例えば白色で表示し、当該所定の値よりも輝度が低い画素については例えば黒色で表示するための画像信号（第２の画像信号）に変換される。これにより、画像信号処理回路４２（生成部４２ｂ）は、対象画像を白色及び黒色によって表される二値画像として表示するための画像信号（以下、二値画像信号と表記）を生成する（ステップＳ６）。
【００５８】
このような二値画像信号に基づいて対象画像（二値画像）が表示された場合には、図１２に示すように、上述した図１１に示すグレースケール画像と比較して、更に対象画像に対する視認性を向上させることができる。
なお、ステップＳ３において第１の閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ１において取得されたカラー画像信号が同期駆動回路４３に出力され、同期駆動回路４３、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５が動作することによって対象画像がカラー画像として表示される。
【００５９】
また、ステップＳ５において第２の閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ４において生成されたグレースケール画像信号が同期駆動回路４３に出力され、同期駆動回路４３、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５が動作することによって対象画像がグレースケール画像として表示される。
【００６０】
また、ステップＳ６の処理が実行された場合には、ステップＳ６において生成された二値画像信号が同期駆動回路４３に出力され、上記したように同期駆動回路４３、パネル駆動回路４４及び光源駆動回路４５が動作することによって対象画像が二値画像として表示される。
【００６１】
なお、図８に示す処理においては、照度が第１の閾値を超えている場合には対象画像がグレースケール画像として表示され、照度が第２の閾値を超えている場合には対象画像が二値画像として表示されるものとして説明したが、例えばステップＳ４及びステップＳ５の処理が省略され、照度が第１の閾値を超えている場合に対象画像が二値画像として表示されるようにしてもよい。また、図８に示す処理においては、ステップＳ５及びＳ６の処理が省略されても構わない。
【００６２】
上記したように本実施形態においては、外光の影響によってカラー表示に対する視認性が低下していると判定された場合、対象画像をカラー表示するためのカラー画像信号（第１の画像信号）から当該対象画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて当該対象画像をモノクロ表示するためのモノクロ画像信号（第２の画像信号）を生成し、当該モノクロ画像信号に基づいて対象画像をモノクロ表示する。
【００６３】
すなわち、本実施形態においては、例えば表示パネル２０（の表示面）に対して外光が照射されているような環境で表示装置１０が使用される場合には当該環境においても視認しやすいモノクロ画像を表示することにより、当該外光が照射される環境であっても視認性を確保することができる。
【００６４】
なお、本実施形態において生成されるモノクロ画像信号は、対象画像をグレースケール画像として表示するためのグレースケール画像信号及び対象画像を二値画像として表示するための二値画像信号を含む。具体的には、照度センサ４１によって計測された照度が第１の閾値（予め定められた第１の値）以上である場合にはグレースケール画像信号を生成し、照度センサ４１によって計測された照度が第２の閾値（第１の値よりも大きい第２の値）以上である場合には二値画像信号を生成する。
【００６５】
本実施形態においては、このような構成により、カラー表示に対する視認性が低下する程度の照度（明るさ）の外光が照射されている場合にはグレースケール画像を表示することによって視認性を確保し、更に照度が高く、グレースケール画像であっても視認性を確保することができないような場合には二値画像を表示することによって視認性を確保することが可能となる。
【００６６】
ここで、本実施形態に係る表示装置１０は、光変調層２４に入射した光を選択的に散乱させることによって画像を表示する、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を用いた液晶表示装置を含む。このような表示装置１０は、カラーフィルタ及び偏光板等を備える必要がなく高い透過率を有するため、例えば自動車等の車内に設置されることによって、当該自動車の前方方向への視界を確保するとともに、当該自動車の現在の速度を表す文字や進行方向を示す矢印等（を含む画像）を表示するような態様で使用されることが想定される。
【００６７】
このような使用態様を想定した場合、ユーザは、表示装置１０（表示パネル２０）に表示される画像をカラーで視認することができなくても、当該画像に含まれる文字または矢印等を視認可能であれば十分な場合が多いと考えられる。
このため、本実施形態においては、外光の影響によりカラー表示に対する視認性が低下している場合には、少なくとも文字または矢印等を視認可能となるように対象画像をモノクロ表示する構成を採用している。このような構成によれば、ユーザは、外光が照射される環境であっても十分に表示装置１０を活用することができる。なお、このような観点によれば、本実施形態においては外光が照射されているような環境であっても例えば文字または矢印等を視認可能な態様で対象画像が表示されればよく、例えば文字または矢印等については黒色で表示し、他の領域（表示セル）については透明状態が視認されるような画像が表示されても構わない。
【００６８】
また、上記したように外光が照射される環境で表示装置１０が使用される場合（つまり、対象画像がグレースケール画像または二値画像として表示される場合）には、上記した光変調層２４に入射された外光が当該光変調層２４内で散乱されて射出されることにより、当該対象画像が表示される。すなわち、この場合には対象画像の表示に光源２０からの光は不要である。したがって、本実施形態においては、対象画像がモノクロ表示される場合（対象画像がグレースケール画像または二値画像として表示される場合）には、例えば光源駆動回路４５が光源２０による発光を停止する（つまり、光源２０を消灯させる）構成としても構わない。このような構成によれば、外光を利用して対象画像を表示することが可能な期間において省電力化を図ることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態においては照度センサ４１によって計測される照度に基づいてモノクロ画像信号（グレースケール画像信号及び二値画像信号）が生成されるものとして説明したが、ユーザと表示装置１０との位置関係等によっては、照度センサ４１によって計測される照度が第１の閾値を超えている場合であっても、ユーザがカラー表示を視認可能である場合がある。同様に、ユーザと表示装置１０との位置関係等によっては、照度センサ４１によって計測される照度が第１の閾値を超えていない場合であっても、ユーザがカラー表示を視認することが困難な場合がある。
【００７０】
このため、本実施形態においては、例えば表示装置１０を使用するユーザからの指示（当該表示装置１０に対するユーザの操作）等に従ってモノクロ画像信号が生成される（つまり、対象画像のカラー表示及びモノクロ表示が切り替えられる）構成であっても構わない。このような構成によれば、例えばカラー表示を視認可能であるにもかかわらず対象画像がモノクロ画像として表示される、またはカラー表示に対する視認性が低下しているにもかかわらずカラー表示が継続されるといった事態を回避することができ、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。更に、例えば予め定められた時間帯にのみモノクロ画像信号が生成されるような構成とすることも可能である。
なお、本実施形態においては表示装置１０が主として高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置であるものとして説明したが、本実施形態は、当該高分子型分散型液晶を用いた液晶表示装置以外の表示装置に適用されても構わない。
【００７１】
ここで、図１３を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図１３は、本変形例に係る表示装置の構成の一例について模式的に示す図である。
【００７２】
図１３に示す表示装置１００は、表示パネル２００、光源３００、表示パネル２００と光源３００とを駆動する駆動回路４００、及び、導光板５００を備える。
本変形例において、表示パネル２００は、互いに対向する第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣと、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。なお、本変形例において、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、詳述しないが、図２を参照して説明した第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２と同様に構成されている。第１偏光板ＰＬ１は第１基板ＳＵＢ１の外面に設けられ、第２偏光板ＰＬ２は第２基板ＳＵＢ２の外面に設けられている。
【００７３】
導光板５００は、透明性を有し、表示パネル２００の一方の面側に沿うように配置されている。図示した例では、導光板５００は、第１偏光板ＰＬ１に沿って配置されている。なお、光源から出射される光が直線偏光である場合、第１偏光板ＰＬ１を省略してもよい。
【００７４】
光源３００は、例えばＬＥＤ等を含み、導光板５００の側面に設けられている。光源３００からの光は、導光板５００及び表示パネル２００の液晶層ＬＣを介して、表示パネル２００の前面（表示面）から射出される。
駆動回路４００は、上述したホスト装置等から入力される画像信号に基づいて光源３００を駆動するとともに、光源３００の点灯期間に合わせて対応する色の画像信号に基づいて表示パネル２００を駆動する。表示パネル２００は、液晶層ＬＣに入射した光を選択的に透過させることによって画像を表示する。なお、前述した本実施形態と同様に、本変形例においても画像信号に基づくカラー画像を表示する際の表示装置１００の駆動方式としてフィールドシーケンシャル駆動（方式）が採用されているものとする。
【００７５】
ここで、本変形例において表示装置１００（表示パネル２００）の背面側から外光が照射される場合、光源３００からの光に加えて、より輝度の高い外光が液晶層を透過することになる。このため、表示装置１００を外光が照射されるような環境で使用する場合、当該外光の影響により光源３００からの光（つまり、カラー表示）を認識することは困難である。
したがって、本変形例においても外光が照射されるような環境で表示装置１００が使用される場合には、モノクロ画像信号（グレースケール画像信号または二値画像信号）を生成して画像をモノクロ画像として表示する構成を採用することが可能である。このような構成によれば、上述した本実施形態と同様に、外光が照射される環境であっても視認性を確保することが可能となる。
【００７６】
上記したように本実施形態は、例えばカラーフィルタを備えることなくフィールドシーケンシャル駆動によってカラー表示を実現する透過率の高い液晶表示装置であれば適用可能である。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００７８】
以下、本実施形態に係る発明を付記する。
［Ｃ１］
発光色が異なる複数の光源と、前記複数の光源によって照明される表示パネルと、前記表示パネルに画像をカラー表示するための第１の画像信号に基づいて前記複数の光源を時分割的に順次発光させる駆動部とを備える表示装置において、
外光の影響によって前記カラー表示に対する視認性が低下しているかを判定する判定部と、
前記視認性が低下していると判定された場合、前記第１の画像信号から前記画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて第２の画像信号を生成する生成部と
を具備し、
前記駆動部は、前記第２の画像信号が生成された場合、当該第２の画像信号に基づいて前記表示パネルを駆動する
表示装置。
［Ｃ２］
外光による照度を計測する照度センサを更に具備し、
前記判定部は、前記照度センサによって計測された照度が予め定められた値以上である場合に、前記カラー表示に対する視認性が低下していると判定する
［Ｃ１］記載の表示装置。
［Ｃ３］
前記生成部は、
前記照度センサによって計測された照度が予め定められた第１の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色の濃淡によって表されるグレースケール画像として表示するための第２の画像信号を生成し、
前記照度センサによって計測された照度が前記第１の値よりも大きい第２の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色によって表される二値画像として表示するための第２の画像信号を生成する
［Ｃ２］記載の表示装置。
［Ｃ４］
前記駆動部は、前記画像がモノクロ表示される場合に前記複数の光源による発光を停止する［Ｃ１］記載の表示装置。
［Ｃ５］
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される高分子分散型液晶を有する光変調層と、
前記光変調層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と
を含み、
前記複数の光源は、前記表示パネルの側面に配置される
［Ｃ１］記載の表示装置。
［Ｃ６］
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される液晶層と、
前記液晶層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と、
前記液晶層の背面側に沿うように設けられる透明性を有する導光板と
を含み、
前記複数の光源は、前記導光板の側面に配置される
［Ｃ１］記載の表示装置。
［Ｃ７］
発光色が異なる複数の光源と、前記複数の光源によって照明される表示パネルと、前記表示パネルに画像をカラー表示するための第１の画像信号に基づいて前記複数の光源を時分割的に順次発光させる駆動部とを備える表示装置が実行する表示方法であって、
外光の影響によって前記カラー表示に対する視認性が低下しているかを判定するステップと、
前記視認性が低下していると判定された場合、前記第１の画像信号から前記画像の輝度に関する輝度信号を抽出し、当該輝度信号に基づいて第２の画像信号を生成するステップと、
前記第２の画像信号が生成された場合、当該第２の画像信号に基づいて前記表示パネルを駆動するステップと
を具備する表示方法。
［Ｃ８］
前記表示装置は、外光による照度を計測する照度センサを更に備え、
前記判定するステップは、前記照度センサによって計測された照度が予め定められた値以上である場合に、前記カラー表示に対する視認性が低下していると判定するステップを含む
［Ｃ７］記載の表示方法。
［Ｃ９］
前記生成するステップは、
前記照度センサによって計測された照度が予め定められた第１の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色の濃淡によって表されるグレースケール画像として表示するための第２の画像信号を生成するステップと、
前記照度センサによって計測された照度が前記第１の値よりも大きい第２の値以上である場合、前記画像を白色及び黒色によって表される二値画像として表示するための第２の画像信号を生成するステップと
を含む
［Ｃ８］記載の表示方法。
［Ｃ１０］
前記画像がモノクロ表示される場合に前記複数の光源による発光を停止するステップを更に具備する［Ｃ７］記載の表示方法。
［Ｃ１１］
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される高分子分散型液晶を有する光変調層と、
前記光変調層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と
を含み、
前記複数の光源は、前記表示パネルの側面に配置される
［Ｃ７］記載の表示方法。
［Ｃ１２］
前記表示パネルは、
一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の間に配置される液晶層と、
前記液晶層に電圧を印加する第１の電極及び第２の電極と、
前記液晶層の背面側に沿うように設けられる透明性を有する導光板と
を含み、
前記複数の光源は、前記導光板の側面に配置される
［Ｃ７］記載の表示方法。
【符号の説明】
【００７９】
１０，１００…表示装置、２０，２００…表示パネル、２１，２７…透明基板、２２…第１電極、２３，２５…配向膜、２４…光変調層、２４Ａ…バルク、２４Ｂ…微粒子、２６…第２電極、３０，３００…光源、３３…点状光源、３４…基板、３５…光源ブロック、４０，４００…駆動回路、４１…照度センサ、４２…画像信号処理回路、４３…同期駆動回路、４４…パネル駆動回路、４５…光源駆動回路、５００…導光板。
【図１】
2017215510.tif 000003
【図２】
2017215510.tif 000004
【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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