(57)【要約】【課題】駆動回路の複雑化を招くことなく高コントラストの画像表示を実現することのできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶表示装置１０は、画像表示エリア２１と非表示エリア２２とに区分され、該画像表示エリアにおいて画像表示を行う液晶表示パネルを有する画像表示用パネル２と、画像表示用パネル２に光を照射するバックライトユニット（光源）３との間に、画像表示用パネル２に表示される画像に合わせてバックライトユニット３からの光の透過率を変化させる液晶表示パネルを有するエリア表示用パネル（調光用パネル）１を備えている。エリア表示用パネル１は、画像表示用パネル２における画像表示エリア２１の形状に一致した形状の複数の画素電極１１（１１ａ〜１１ｆ）を有しており、画像表示エリア２１の形状に合わせて、バックライトからの光を透過させる画素電極と、バックライトからの光を透過させない画素電極とが決められている。【選択図】図１
2009042315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルを有し、該液晶表示パネル内において画像表示エリアと非表示エリアとに区分され、該画像表示エリアにおいて画像表示を行う画像表示用パネルと、該画像表示用パネルに光を照射する光源とを備えた液晶表示装置において、
上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、
上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、
上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記画像表示用パネルには、上記画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態が存在し、
上記複数の表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアの形状に一致するように、上記調光用パネルに設けられた上記画素電極のうち、上記光源からの光を透過させる画素電極が決められることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記調光用パネルには、上記画素電極のそれぞれに表示される画像の階調値を変化させる駆動部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する液晶表示装置とを備えており、
上記液晶表示装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置であることを特徴とするテレビ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に調光用の液晶パネルを使用してコントラストを向上させた液晶表示装置及びテレビ受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型で薄い表示装置として、フラットパネルディスプレイが市場に普及してきている。フラットパネルディスプレイが身近になるにつれ、その表示性能の向上が望まれている。
【０００３】
フラットパネルディスプレイの一方式としての液晶表示装置は、自ら発光しないことから、画像の表示を司る液晶パネルと、この液晶パネルに対して光を照明するバックライトとを有している。このような液晶表示装置では、バックライトは常時点灯状態としておき、バックライトの光出射側に置かれた液晶パネルで、透過する光の量をコントロールしている。
【０００４】
通常、液晶パネルの正面および背面には偏光板がそれぞれ配置され、バックライトから照射された光の入射側の偏光板を通った直線偏光を、液晶パネルで画素毎に変調を行い、出射側の偏光板で検光している。この場合、液晶パネルの正面および背面に配置された２枚の偏光板で如何に効率よく光を吸収させるかで、黒表示の表示品位が決まる。
【０００５】
しかし、常時バックライトが点灯しているために、たとえ液晶パネルが黒を表示する状態であっても、液晶パネルの中の液晶配向乱れ、各膜間の屈折率差やカラーフィルター顔料での散乱、光学補償の限界など様々な原因によって、入射側と出射側との偏光板でできるクロスニコル条件を充分満足しなかった光が出射側の偏光板から幾らか抜けてしまう。
【０００６】
この漏れ光は、暗室で黒表示をして観察すると、画面がグレーに浮いていることで観察され、コントラスト（白表示と黒表示との光量差）を低減させる要因となっており、液晶表示装置の高品位画像への課題の一つである。
【０００７】
このような課題に対して、例えば、特許文献１，２では、ＬＥＤを光源としたバックライトユニットを持ち、それぞれを対応する画像領域に合わせて調光することで、表示品位の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００２−９９２５０（２００２年４月５日公開）
【特許文献２】特開２００２−９１３８５（２００２年３月２７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなＬＥＤを光源としたバックライトによる調光では、発光点が点発光に近いこともあり、必要輝度を得るためには多数のＬＥＤを敷き詰めなければならない。これによってバックライト駆動回路などの複雑化、およびコスト高を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動回路の複雑化を招くことなく高コントラストの画像表示を実現することのできる液晶表示装置およびテレビ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、液晶表示パネルを有し、該液晶表示パネル内において画像表示エリアと非表示エリアとに区分され、該画像表示エリアにおいて画像表示を行う画像表示用パネルと、該画像表示用パネルに光を照射する光源とを備えた液晶表示装置において、上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の液晶表示装置には、画像表示用パネルと光源との間に、画像表示用パネルに表示される画像に合わせて光源からの光の透過率を変化させることのできる調光用パネルが配置されている。そして、上記調光用パネルに設けられた画素電極の形状は、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に一致している。
【００１２】
上記の構成によれば、調光用パネルの画素電極が、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に合わせて形成されているため、所定の画像表示エリアに対して調光用パネルの対応する画素電極を使用して調光を行うことができる。つまり、特定の画像表示エリアにおいて画像表示を行うときには、調光用パネルの対応する画素電極に明るい画像を表示させる（すなわち、光の透過率を高くする）ことにより、当該画像表示エリアをより明るく表示することができる。また、調光用パネルの画素電極が、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に合わせて形成されているため、非表示エリアについては、調光用パネルの対応する画素電極から光を透過させないようにして、バックライトからの光が調光用パネルから漏れることを防止し、より黒く沈んだ表示とすることができる。
【００１３】
したがって、本発明によれば、バックライト制御回路などのような複雑な回路を使用することなく、高コントラストの表示を実現することができる。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、情報を提示するエリアが予め定められているインフォメーション用の液晶表示パネルなどのような、パネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示パネルに好適に利用することができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置において、上記画像表示用パネルには、上記画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態が存在し、上記複数の表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアの形状に一致するように、上記調光用パネルに設けられた上記画素電極のうち、上記光源からの光を透過させる画素電極が決められることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、画像表示用パネルがそれぞれの表示状態である場合において、各画像表示エリアに対して調光用パネルの画素電極によって調光を行うことができる。また、第１の表示状態では画像表示エリアとなり、第２の表示状態では非表示エリアとなる領域に関しては、調光用パネルにおいて該当する領域の画素電極の透過率を変化させることで、表示される画像に合わせた調光を行うことができる。つまり、第１の表示状態では明るい表示を実現し、第２の表示状態ではより沈んだ黒表示とすることができる。
【００１７】
本発明の液晶表示装置において、上記調光用パネルには、上記画素電極のそれぞれに表示される画像の階調値を変化させる駆動部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、上記のような駆動回路によって上記画素電極に印加する電圧を変化させることによって、調光用パネルが、例えば、黒から白までの階調表示を行うことができ、画像表示エリアごとに異なる階調で表示を行うことができる。そのため、画像表示用パネルと調光用パネルという２枚のパネルを用いて、よりきめ細かな階調表現を行うことができ、表示品位をさらに向上させることができる。
【００１９】
本発明にかかるテレビ受信装置は、テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する液晶表示装置とを備えており、上記液晶表示装置は、上記の何れかの液晶表示装置であることを特徴としている。
【００２０】
本発明のテレビ受信装置は、上記の液晶表示装置を備えていることにより、コントラストが高く、表示品位の向上した画像表示を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる液晶表示装置は、以上のように、上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められているというものである。
【００２２】
したがって、本発明によれば、バックライト制御回路などのような複雑な回路を使用することなく、高コントラストの表示を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について図１〜図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
本実施の形態では、車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用ディスプレイなどといったパネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示装置を例に挙げて説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
本実施の形態にかかる液晶表示装置１０は、図１に示すように、画像表示用パネル２とバックライトユニット（光源）３との間に、エリア表示用パネル（調光用パネル）１を配置した構造である。なお、図１では、画像表示用パネル２とエリア表示用パネル１との間に設けられている散乱板４１、および、バックライトユニット３に設けられている光拡散板などの光学フィルムの図示は省略している。
【００２６】
エリア表示用パネル１は、液晶表示パネルで構成されており、パネル面には互いに形状の異なる複数の画素電極１１（１１ａ〜１１ｆ）が設けられている。これにより、エリア表示用パネル１は、画像表示用パネル２に表示される画像に合わせてバックライトユニット３から照射された光の透過率を、各画素電極１１（１１ａ〜１１ｆ）によってそれぞれ異ならせることができる。そして、各画素電極１１（１１ａ〜１１ｆ）は、画像表示用パネル２における画像表示エリアの形状に合わせて、バックライトユニット３からの光を透過させたり、バックライトユニット３からの光を遮ったりしている。
【００２７】
画像表示用パネル２は、複数の画素（図示せず）がマトリクス状に配置された画像表示面（内部領域とも呼ぶ）２ａを有する液晶表示パネルからなる。つまり、画像表示用パネル２を構成している液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素に対してＴＦＴ素子などのスイッチング素子が設けられている、いわゆるアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。
【００２８】
バックライトユニット３は、複数の蛍光灯を光源とし、エリア表示用パネル１および画像表示用パネル２に対向する面を光出射面３ａとして、該光出射面３ａからエリア表示用パネル１および画像表示用パネル２に向かって光を照射するようになっている。
【００２９】
図２は、液晶表示装置１０のより具体的な構成を示す断面図である。
【００３０】
図２に示すように、エリア表示用パネル１は、画像表示用パネル２とバックライトユニット３との間に位置している。エリア表示用パネル１は、２枚の基板１０１ａ・１０１ｂに挟まれた液晶層１４を有しており、バックライトユニット３側の偏光板１５と画像表示用パネル２の光入射側の偏光板（本実施の形態では、偏光板２５ａ）とで、グレースケール表示が可能なパネル構成となっている。
【００３１】
画像表示用パネル２は、ガラス基板２０１ａ・２０１ｂ間に液晶層２４を有しており、複数の画素（図示せず）がマトリクス状に配置された液晶表示パネルからなる。画像表示用パネル２を構成する液晶表示パネルとしては、表示装置として一般的に使用される液晶表示パネルを使用することができる。ガラス基板２０１ａ・２０１ｂのそれぞれの外側には、クロスニコルの関係にある偏光板２５ａ・２５ｂが配置されている。
【００３２】
また、画像表示用パネル２の表示面は、複数の画素が配置され、画像が表示される内部領域２ａと、該内部領域の外側に設けられた額縁領域２ｂとに区分される。さらに、内部領域２ａは、実際に画像が表示される画像表示エリア２１と、画像が表示されない（すなわち、黒表示状態である）非表示エリア２２（図１において網掛けを付した部分）とに区分されている。
【００３３】
本実施の形態の画像表示用パネル２は、例えば、図５（ａ）に示すようなテレビ映像またはカーナビゲーション表示などの画像を表示する画像表示状態（第１の表示状態）と、図６（ａ）に示すようなスピードメータおよび燃料メータなどの各種計器を表示する計器類表示状態（第２の表示状態）というように、場合によって、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行うことが可能である。図１では、表示状態の一例として、テレビ映像を表示した状態を示している。
【００３４】
また、エリア表示用パネル１の表示面側（バックライトユニット３側と反対側）の偏光板は、画像表示用パネル２の偏光板２５ａと兼ねることができる。そこで、本実施の形態では、図２に示すように、エリア表示用パネルの表示面側の偏光板を省略している。ここでは、エリア表示用パネル１の偏光板１５と画像表示用パネル２の背面側（バックライトユニット３側）の偏光板２５ａとはクロスニコルの関係を有している。
【００３５】
但し、本発明は上記のような構成に限定されることはなく、エリア表示用パネル１と散乱板４１との間に、さらに偏光板を配置してもよい。つまり、散乱板４１を２枚の偏光板で挟むようにしてもよい。この場合は、エリア表示用パネル１で乱された偏光を吸収することができるので更にコントラストを向上させることが可能である。
【００３６】
また、画像表示用パネル２とエリア表示用パネル１との間には、散乱板４１が設置されている。この散乱板４１によって、エリア表示用パネル１を透過した光を散乱させることで、該エリア表示用パネル１の表示境界（すなわち、画素電極１１の境界）を暈すことができる。
【００３７】
なお、エリア表示用パネル１と画像表示用パネル２との間は、ある間隔ｄをおいて設置され、散乱板４１は、画像表示用パネル２に接触するように設置されるのが好ましい。このように、エリア表示用パネル１と画像表示用パネル２とを所定の間隔をあけて配置することにより、各パネルの間に設置された散乱板４１による暈しの効果をさらに高めるばかりでなく、エリア表示用パネル１から出射した偏光が散乱板４１で乱されることを抑制しつつ拡散の効果を得られることができるというメリットがある。
【００３８】
バックライトユニット３は、光源として蛍光管からなるランプ３８を使用した一般的なバックライトである。したがって、バックライトユニット３では、出射面全体で、若しくは蛍光管毎にある程度の調光は可能であるが、出射面を分割して分割されたエリア毎に調光できるようにはなっていない。
【００３９】
また、蛍光管からなるバックライトユニット３において、エリア毎に分割するには、エリア毎に蛍光管を設け、ＯＮ−ＯＦＦ可能な機構にしなくてはならないため、以下のような種々の問題が生じる。
【００４０】
例えば、エリアの形状に応じて蛍光管を配置する場合、蛍光管自体の形状が複雑になる。また、蛍光管の大きさによってエリアサイズに限界が生じ、細かいエリアに対応できない。さらに、エリアの数が多くなれば、蛍光管の駆動用回路が複雑になる。
【００４１】
しかしながら、本実施の形態では、各画像表示エリアの階調表現をエリア表示用パネル１の液晶にて調節するため、バックライトユニット３は、常時点灯状態とすることができる。そのため、上述のような蛍光管で構成されるバックライトユニット３側への負担はなく、機構が簡単となる。
【００４２】
なお、バックライトユニット３の表面（エリア表示用パネル１との対向面）には、散乱板３７、プリズムシート３６などの光学フィルムが配置されている。
【００４３】
上記構成の液晶表示装置１０においては、表示画像はエリア表示用パネル１と画像表示用パネル２との２枚のパネルを通して表現されることになる。これにより、画像表示エリアは、例えばエリア表示用パネルにおける画素電極を白表示とする（バックライトユニット３からの光を透過させる）ことによって、明るい表示が実現できるとともに、非表示エリアは、エリア表示用パネルおよび画像表示用パネルがともに黒表示となり、これらの黒表示を合わせてより沈んだ黒で表現されることになる。即ち、黒表現はエリア表示用パネル１で黒を表示した（すなわち、バックライトユニット３からに光を透過させない）時の漏れ光をバックライト光として、画像表示用パネル２を表示することになるため、暗い部分の表示階調幅が広がったともいえる。
【００４４】
つまり、本発明では、一枚の画像表示用パネル２での白表示を最大として、ここから暗い方向の階調表現が広がり、黒表示は２枚の黒表示状態を通した表現となるので、黒表示は１枚の表示パネルよりもより沈んだ黒となる。このため、画像としてはより締まった画像となり、コントラストが向上することになる。
【００４５】
次に、エリア表示用パネル１の構造について詳細に説明する。
【００４６】
図３には、エリア表示用パネル１の平面の構造を示す。図３では、エリア表示用パネル１のガラス基板１０１ａ上に形成された画素（画素電極１１）および信号配線１６などを示している。また、図４には、図３に示すエリア表示用パネル１のＸ−Ｘ’線断面の構造を示す。
【００４７】
図３に示すように、エリア表示用パネル１は、各形状の画素電極１１（１１ａ〜１１ｆ）が配置されている内部領域１ａと、外縁部１ｂ（画像表示用パネル２の額縁領域に相当する部分、図３で斜線を付した部分）とに分けられる。そして、外縁部１ｂのさらに外側には、各画素電極１１を駆動するための駆動用ドライバ（駆動部）１３が設けられている。
【００４８】
内部領域１ａには、画像表示用パネル２における画像表示エリアの形状に合わせて形成された各画素電極１１ａ〜１１ｂが、各画像表示エリアに対応するように配置されている。
【００４９】
なお、本発明では、画像表示用パネルが、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で表示状態を切替え可能である場合には、各画像表示状態における画像表示エリアに対応するように画素電極の形状が規定されていることが好ましい。
【００５０】
これにより、各画像表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアに合わせてエリア表示用パネルによる調光を行うことができ、表示品位をより向上させることができる。
【００５１】
そこで、本実施の形態のエリア表示用パネル１では、図３に示すような各形状の画素電極１１ａ〜１１ｆが形成されている。
【００５２】
また、上記エリア表示用パネル１の外縁部１ｂには、図３に示すように、画像表示用パネル２に余分な光の回り込みが無いように、遮光処理が施されている。
【００５３】
本実施の形態では、エリア表示用パネル１では、階調表現が可能であること、パネルコストを低く抑えるという観点から、その表示方式としてセグメント表示の方式を採用している。セグメント表示方式では各画素毎に駆動用の信号配線が設けられている。つまり、図３に示すように、全ての画素電極１１ａ〜１１ｆと駆動用ドライバ１３との間にそれぞれ信号配線１６が設けられている。そして、駆動用ドライバ１３から各画素電極への印加電圧を変化させることによって、各画素電極１１ａ〜１１ｆにおいて、白から黒までの階調表示を行うことができ、画像の輝度を調節することができる。
【００５４】
エリア表示用パネル１の構造について、図４に示す断面図を参照にさらに詳細に説明する。
【００５５】
エリア表示用パネル１は、基板１０１ａ・１０１ｂ間に液晶層１４を挟んだ構成をしている。ここで基板１０１ａ・１０１ｂは、透明な基板であればよいので、その材料としては、ガラス、プラスチック、透明樹脂フィルムなどを使用することができる。
【００５６】
２枚の基板のうち一方の基板１０１ａには、信号配線１６と層間絶縁層１８を介して画素電極１１となる透明電極が形成されており、他方の基板１０１ｂには、全面に対向電極１７となる透明電極が形成されている。そして、これら透明電極の表面に、配向膜（図示せず）が形成された後、基板１０１ａ及び基板１０１ｂを所望の距離をおいて対向配置し、この間に液晶が封入されている。このようにして、エリア表示用パネル１を構成する液晶表示パネルが形成される。
【００５７】
以下には、エリア表示用パネル１の製造方法について説明する。
【００５８】
基板１０１ａとして、先ずガラス基板上にスパッタリングで、信号配線１６の材料であるＡｌとＭｏとをこの順番で連続して成膜する。信号配線１６の材料は、これらに限定されるものではなく、Ａｌの替わりにＣｕ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金を使用してもよい。また、Ｍｏの替わりにＴｉ、Ｔａなどの高融点金属を用いてもよい。なお、低抵抗と配線形成にウエットエッチングを利用するためには、信号配線の材料としてＡｌとＭｏを選び、その膜厚を、Ａｌを３０００Å、Ｍｏを１０００Åとすることが好ましい。
【００５９】
次に、成膜した金属膜を配線に加工すべく、フォトレジストを塗布しフォトリソグラフィによりレジストに配線パターンを形成する。その後、エッチング液によりＡｌ、Ｍｏ膜をウエットエッチング処理する。エッチング処理後、レジストを剥離し、信号配線１６を形成する。各信号配線１６の幅は、例えば１００μｍとすればよい。
【００６０】
形成された信号配線１６の上には画素電極１１との間に配置される層間絶縁層１８として、感光性アクリル樹脂を塗布する。そして、フォトリソグラフィにより、層間絶縁層１８にコンタクトホールを形成する。
【００６１】
次に、上記基板１０１ａの層間絶縁層１８上に、スパッタにて画素電極１１となる透明電極としてＩＴＯ膜を成膜する。ＩＴＯ膜と信号配線１６とは、層間絶縁層１８に形成されたコンタクトホールを介して接続される。
【００６２】
上記ＩＴＯ膜には、スパッタリング成膜が行なわれた後、レジストが塗布され、フォトリソグラフィにて、各画素電極の形状にレジストパターンを形成する。このレジストパターンに基づいて、ウエットエッチングによりＩＴＯ膜が加工され、各形状の画素電極１１が形成される。
【００６３】
もう一方の基板１０１ｂには、対向電極１７として全面に透明電極であるＩＴＯ膜がスパッタリングで成膜されている。
【００６４】
上記構成の基板１０１ａ及び基板１０１ｂには、さらに、配向膜（図示せず）が成膜される。配向膜は、例えば、ポリイミド膜を５００Åの厚さで印刷により成膜して形成する。この後必要に応じ、液晶の配向処理としてラビングや紫外線照射を行い、各基板はシール樹脂（図示せず）をパネル外周に形成し貼り合わされた後、基板間に液晶材料が注入され、エリア表示用パネル１が形成される。
【００６５】
なお、本実施の形態では、液晶の配向は垂直配向とし、上部、下部基板の隙間は、５μｍとしている。また、この両基板間距離を保証する方法としては、ビーズを基板全面に散布する方法などが利用できる。但し、本発明では、エリア表示用パネル１として用いる液晶パネルの配向は、垂直配向に限定されるものではなく、他の配向であってもよい。
【００６６】
上記のようにして製造されたエリア表示用パネル１には、さらに、駆動用ドライバ１３が配置される。ここでは、左右に駆動用ドライバ１３を配置し、各画素１１を左右両側から駆動する例を示している。図４に示したエリア表示用パネル１の断面図において、エリア表示用パネル１を構成する２枚の基板のうち、信号配線を形成した基板１０１ａは、端部に駆動用ドライバ１３を搭載する領域を有しており、各信号配線１６は、駆動用ドライバ１３のドライバ端子に接続されるように形成されている。
【００６７】
なお、画素１１への信号配線１６の配置の仕方は、図３，４に示すような例に限定されるものではない。
【００６８】
続いて、画像表示用パネル２が、例えば、図５（ａ）に示すようなテレビ映像またはカーナビゲーション表示などの画像を表示する画像表示状態（第１の表示状態）と、図６（ａ）に示すようなスピードメータおよび燃料メータなどの各種計器を表示する計器類表示状態（第２の表示状態）というように、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行う場合の、エリア表示用パネル１における表示状態について説明する。
【００６９】
図５は、液晶表示装置１０が第１の表示状態である場合の図である。図５（ａ）は、画像表示用パネル２の表示状態を示す図であり、図５（ｂ）は、エリア表示用パネル１の表示状態を示す図である。
【００７０】
図６は、液晶表示装置１０が第２の表示状態である場合の図である。図６（ａ）は、画像表示用パネル２の表示状態を示す図であり、図６（ｂ）は、エリア表示用パネル１の表示状態を示す図である。
【００７１】
図５（ａ）に示すように、第１の表示状態においては、画像表示用パネル２の内部領域２ａには、３箇所の画像表示エリア２１ａ・２１ａ・２１ａが存在する。このとき、エリア表示用パネル１では、図５（ｂ）に示すように、上記３箇所の画像表示エリア２１ａ・２１ａ・２１ａに対応する画素電極１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｅ・１１ｆにおいては、一定の階調値で表示が行われている。つまり、画像表示エリアに対応する画素電極１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｅ・１１ｆでは、様々な透過率でバックライトからの光が透過される。一方、非表示エリアに相当する画素電極１１ｄについては、黒表示が行われており、バックライトユニット３からの光は、エリア表示用パネル１で遮光されている。つまり、非表示エリアに対応する画素電極１１ｄでは、バックライトからの光が透過されない。
【００７２】
次に、画面の切り替りによって、例えば、第２の表示状態になると、画像表示用パネル２の内部領域２ａには各計器類が表示されるため、図６（ａ）に示すように、４箇所の画像表示エリア２１ｂ・２１ｂ・２１ｂ・２１ｂが形成される。このとき、エリア表示用パネル１では、図６（ｂ）に示すように、上記４箇所の画像表示エリア２１ｂ・２１ｂ・２１ｂ・２１ｂに対応する画素電極１１ｂ・１１ｃ・１１ｄ・１１ｆにおいては、一定の階調値で表示が行われている。一方、非表示エリアに相当する画素電極１１ａ・１１ｅについては、黒表示が行われており、バックライトユニット３からの光は、エリア表示用パネル１で遮光されている。
【００７３】
なお、エリア表示パネル１では、各画素電極に接続されている駆動用ドライバからの印加電圧を変化させることによって、各画素電極１１ａ〜１１ｆ間でそれぞれ異なる階調値で表示を行うことができる。
【００７４】
続いて、上記構成の液晶表示装置において、画像表示するための動作について、図７に示すブロック図を参照しながら以下に説明する。
【００７５】
図７は、本実施の形態にかかる液晶表示装置を構成するエリア表示パネル１と画像表示用パネル２とにそれぞれ映像信号を供給するための映像信号供給回路の概略構成ブロック図である。この映像信号供給回路は、液晶コントローラなどに備えられている。
【００７６】
上記映像信号供給回路は、図７に示すように、外部から入力された映像信号を一時的に蓄えるフレームメモリ３０１と、該フレームメモリ３０１に蓄えられた映像信号から、エリア表示パネル１への表示信号を生成するためのエリア表示信号生成回路３０２と、該フレームメモリ３０１に蓄えられた映像信号から、画像表示用パネル２への表示信号を生成するための画像表示信号生成回路３０３とで構成されている。
【００７７】
上記エリア表示信号生成回路３０２は、フレームメモリ３０１に蓄えられた映像信号から輝度信号のみを抽出し、エリア毎に階調を決定するためにエリア分離、階調レベル測定を行い、エリア表示用階調を決定し、このエリア表示用階調信号をエリア表示信号としてエリア表示パネル１へ出力するようになっている。
【００７８】
一方、上記画像表示信号生成回路３０３は、フレームメモリ３０１に蓄えられた映像信号から輝度信号と色信号の両方を抽出し、対応エリアの画素の色、階調を補正し、この補正された色信号及び階調信号を画像表示信号として画像表示用パネル２へ出力するようになっている。
【００７９】
具体的には、上記エリア表示信号生成回路３０２では、フレームメモリ３０１に蓄えられている映像信号から輝度信号を抽出したのち、該輝度信号に対して、エリア毎に階調を決めるために、画素の位置に対してエリアを対応させるマッピング処理を行い、階調レベルを測定するようになっている。したがって、上記のエリア表示信号生成回路３０２では、エリア分離、階調レベル測定としている。
【００８０】
次に、各エリアに対して、基準となる階調を決定する。この基準となる階調はエリア全体をこの階調で表示することを意味しており、エリアに対応する各画素の階調から決定される。例えば、あるエリアに対応する画像表示パネルの画素群の階調が高く白っぽい画像であれば、エリア表示用パネルにおけるそのエリアの画素電極を画素群の一番高い階調数で表示させても良い。
【００８１】
本構成の液晶表示装置では、輝度信号と色信号の両方で画像表示を行う画像表示用パネル２と、輝度信号から作った濃淡信号から濃淡画像表示を行うエリア表示パネル１とを組み合わせて全体画像を表示するようになっている。そのため、輝度情報については、２枚のパネルを通して表現されることになる。従って、透過型液晶パネルのように光を透過させて階調表現をするパネルは、双方のパネルの階調の積が表示階調となるので、明るい画像に対してエリア表示パネル１側で階調を低くすると全体に暗く、黒っぽい画像になってしまう。
【００８２】
一方、画像表示用パネル２の画素群全体が暗い階調で表現されている場合は、そのエリアに対応する画素の輝度情報全体の平均値としてもよいし、平均よりも暗めに設定してもよい。このようにエリアに対応する画素の階調レベルを測定し、その性格に合わせて基準階調を決定する。ここでは、予め性格に合わせた階調ルックアップテーブルを回路内にもたせ、エリアに対応する画素階調レベルに合わせてルックアップテーブルから適宜読み出すことよって基準階調を決定してもよい。
【００８３】
以上のように、エリア表示パネル１の階調が決定されると、それに合わせて画像表示用パネル２の画像の補正が必要となる。前述したように２枚のパネルに光を透過して画像表示するため、エリア表示の階調によって、色情報にも補正を与えないと、色表現がずれてしまうためである。
【００８４】
このようにして生成された画像表示用パネル２への画像（画像表示信号）と、エリア表示パネル１への画像（エリア表示信号）をそれぞれ同期させて表示させ全体の画像表示とすることができる。なお、エリア表示用の階調を決定した後に、各エリアの濃淡をより滑らかにするために補正を行ってもよい。
【００８５】
このように、本実施の形態の液晶表示装置１０では、画像表示用パネル２における画像表示エリアが状況によって切り替り、そのエリアの形状が変化すると、それに応じて、エリア表示用パネル１の画素電極１１の表示状態も変化する。
【００８６】
つまり、画面が切り替り、画像表示エリアが変化した場合でも、同様に、画像表示エリアに対応したエリア表示用パネルの画素電極は、階調表示を行うことでバックライトを調光する。また、非表示エリアに対応したエリア表示用パネルの画素電極は、黒表示を行うことでバックライトを遮光する。これによって、画像表示エリアは明るい表示となり、非表示エリアはより黒く沈んだ表示となるため、高コントラスト化が実現できる。
【００８７】
ところで、２枚の表示パネルを重ね合わせて構成される従来の表示装置としては、例えば、特許文献３（特開２００１−２９６５４６（２００１年１０月２６日公開））および非特許文献１（実開平６−１０９７５（１９９４年２月１０日公開））に記載されているものがある。
【００８８】
上記特許文献３に記載のディスプレイアセンブリは、セグメント表示パネル同士の積層構造となっており、それぞれの表示装置がＯＮ−ＯＦＦ表示の機能を有している。一方、本発明は、上述したように、ＴＦＴ素子などのアクティブ素子を有する画像表示用パネルと、セグメント表示方式を採用したエリア表示用パネルとの積層構造となっている。この点で、本発明は、上記の従来技術と異なっている。
【００８９】
また、非特許文献１に記載の液晶表示装置は、表側にセグメント方式の表示パネル（セグメント表示パネル）を、裏側にＴＦＴ素子を有する表示パネル（ＴＦＴ表示パネル）を備えているものであり、表側のセグメント表示パネル内に構成されたブラックマスクによってＴＦＴ表示パネルを見切っているという特徴を有している。これに対して、本発明では、上述のように、表側に画像表示用パネル、裏側にエリア表示用パネルを備えた構成になっており、エリア表示用パネルを駆動して黒表示とすることによって、バックライト光を遮るというブラックマスクとしての役割を果たしている。この点では、上記の従来技術とが異なっている。
【００９０】
そして、本発明によれば、エリア表示用パネルが調光の役割を果たすことによって、画像表示エリアごとに表示の高コントラスト化を図ることができ、表示品位を向上させることができる。
【００９１】
本発明の液晶表示装置は、パネル内で表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれるような画像表示を行う表示装置に好適に利用することができる。このような液晶表示装置としては、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用ディスプレイなどが挙げられる。
【００９２】
本発明によれば、バックライト制御回路を使用して表示される画像に合わせてバックライトの調光を行うといった複雑な制御を行うことなく、コントラストの高い表示を実現することができる。
【００９３】
図８、図９には、本発明の液晶表示装置をインフォメーション用ディスプレイの一例である電子棚札に適用した場合の図を示す。
【００９４】
電子棚札として利用される液晶表示装置４００の液晶表示パネルは、画像表示用パネル４０２と、エリア表示用パネル４０１とを重ね合わせて形成されている。
【００９５】
ここで、画像表示用パネル４０２が、例えば、図８（ａ）に示すような例えば商品名、商品の様々な情報などを表示する状態（第１の表示状態）と、図９（ａ）に示すような商品の値段などを表示する状態（第２の表示状態）というように、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行う場合の、エリア表示用パネル４０１における表示状態について説明する。
【００９６】
図８は、液晶表示装置４００が第１の表示状態である場合の図である。図８（ａ）は、画像表示用パネル４０２の表示状態を示す図であり、図８（ｂ）は、エリア表示用パネル４０１の表示状態を示す図である。
【００９７】
図９は、液晶表示装置４００が第２の表示状態である場合の図である。図９（ａ）は、画像表示用パネル４０２の表示状態を示す図であり、図９（ｂ）は、エリア表示用パネル４０１の表示状態を示す図である。
【００９８】
次に、本発明の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信装置について、図１０，１１を参照しながら以下に説明する。
【００９９】
図１０は、上述した液晶表示装置１０をテレビジョン受信装置用の表示装置として使用する場合の回路ブロックを示す。
【０１００】
液晶表示装置１０は、図１０に示すように、Ｙ/Ｃ分離回路５００、ビデオクロマ回路５０１、Ａ/Ｄコンバータ５０２、液晶コントローラ５０３、第１の液晶パネル（画像表示用パネル）２、第２の液晶パネル（調光用パネル）１、バックライト駆動回路５０５、バックライトユニット３、マイコン５０７、階調回路５０８を備えた構成となっている。
【０１０１】
上記構成の液晶表示装置１０において、まず、テレビ信号の入力映像信号は、Ｙ／Ｃ分離回路５００に入力され、輝度信号と色信号に分離される。輝度信号と色信号はビデオクロマ回路５０１にて光の３原色である、Ｒ、Ｇ、Ｂに変換され、さらに、このアナログＲＧＢ信号はＡ／Ｄコンバータ５０２により、デジタルＲＧＢ信号に変換され、液晶コントローラ５０３に入力される。
【０１０２】
第１の液晶パネル２では液晶コントローラ５０３からのＲＧＢ信号が所定のタイミングで入力されると共に、階調回路５０８からのＲＧＢそれぞれの階調電圧が供給され、画像が表示されることになる。また、第２の液晶パネル１に対しても、各画素電極に所定のタイミングで階調表示を行うための信号が入力される。これらの処理を含め、システム全体の制御はマイコン５０７が行うことになる。
【０１０３】
なお、映像信号として、テレビジョン放送に基づく映像信号、カメラにより撮像された映像信号、インターネット回線を介して供給される映像信号、ＤＶＤに記録された映像信号など、様々な映像信号に基づいて表示可能である。
【０１０４】
さらに、図１１に示すチューナ部６００ではテレビジョン放送を受信して映像信号を出力し、液晶表示装置１０ではチューナ部６００から出力された映像信号に基づいて画像（映像）表示を行う。
【０１０５】
上記のテレビ受信装置は、液晶表示装置１０を備えていることによって、コントラストが高く、表示品位の向上した画像表示を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の液晶表示装置を用いれば、高コントラストの表示を行うことができる。本発明の液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用の液晶表示パネルなどのような、パネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示パネルに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置のより詳しい構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置に備えられたエリア表示用パネルの画素電極配置を示す平面図である。
【図４】図３に示すエリア表示用パネルのＸ−Ｘ’線断面を示す図である。
【図５】図１に示す液晶表示装置の第１の表示状態を示す平面図である。（ａ）は、画像表示用パネルの表示状態を示す図であり、（ｂ）は、エリア表示用パネルの表示状態を示す図である。
【図６】図１に示す液晶表示装置の第２の表示状態を示す平面図である。（ａ）は、画像表示用パネルの表示状態を示す図であり、（ｂ）は、エリア表示用パネルの表示状態を示す図である。
【図７】本発明の液晶表示装置を駆動するための駆動回路を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の液晶表示装置における第１の表示状態を示す平面図である。（ａ）は、画像表示用パネルの表示状態を示す図であり、（ｂ）は、エリア表示用パネルの表示状態を示す図である。
【図９】図８に示す液晶表示装置の第２の表示状態を示す平面図である。（ａ）は、画像表示用パネルの表示状態を示す図であり、（ｂ）は、エリア表示用パネルの表示状態を示す図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信装置の概略ブロック図である。
【図１１】図１０に示すテレビジョン受信装置におけるチューナ部と液晶表示装置との関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１        エリア表示用パネル（調光用パネル）
２        画像表示用パネル
３        バックライトユニット（光源）
１０        液晶表示装置
１１（１１ａ〜１１ｆ）    画素電極
１３        駆動用ドライバ（駆動部）
１６        信号配線
２１（２１ａ・２１ｂ）    画像表示エリア
２２        非表示エリア
【図１】
2009042315.tif 000003
【図２】
2009042315.tif 000004
【図３】
2009042315.tif 000005
【図４】
2009042315.tif 000006
【図５】
2009042315.tif 000007
【図６】
2009042315.tif 000008
【図７】
2009042315.tif 000009
【図８】
2009042315.tif 000010
【図９】
2009042315.tif 000011
【図１０】
2009042315.tif 000012
【図１１】
2009042315.tif 000013