特開 2022-182139 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182139

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20221201BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20221201BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

G09G3/36

G09G3/20 680D

G09G3/20 680H

G09G3/20 641Q

G02F1/133 505

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089503

(22)【出願日】2021-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】518078142

【氏名又は名称】上海天馬微電子有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100183955

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 悟郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100180334

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 洋美

(74)【代理人】

【識別番号】100177149

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 浩義

(74)【代理人】

【識別番号】100174067

【弁理士】

【氏名又は名称】湯浅 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136342

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 成美

(72)【発明者】

【氏名】本多 朋美

(72)【発明者】

【氏名】池野 英徳

(72)【発明者】

【氏名】杉本 光弘

【テーマコード（参考）】

2H193

5C006

5C080

【Ｆターム（参考）】

2H193ZA04

2H193ZA37

2H193ZD12

2H193ZF13

2H193ZF43

2H193ZG03

2H193ZG14

2H193ZH29

2H193ZH35

2H193ZH52

2H193ZQ06

2H193ZQ11

2H193ZQ16

5C006AA11

5C006AA22

5C006AF46

5C006BF15

5C006BF38

5C006BF39

5C006EA01

5C006FA19

5C006FA29

5C006FA54

5C080AA10

5C080BB05

5C080CC03

5C080CC07

5C080DD08

5C080DD20

5C080EE29

5C080FF11

5C080JJ02

5C080JJ05

5C080JJ06

(57)【要約】

【課題】表示品位の悪化を抑制できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１０は、カラー画像を表示する第１液晶表示パネル１００と、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネル２００と、第１液晶表示パネル１００の表示と第２液晶表示パネル２００の表示とを制御する表示制御部４００と、を備える。第２液晶表示パネル２００の応答時間は、第１液晶表示パネル１００の応答時間よりも長く、表示制御部４００は、第２液晶表示パネル２００の表示を、モノクロ画像を表示するモノクロ表示と全白表示とに切り替える。第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間以上である場合、表示制御部４００は第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カラー画像を表示する第１液晶表示パネルと、
前記第１液晶表示パネルの観察者側の面と反対側に位置して前記第１液晶表示パネルに重なり、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネルと、
前記第１液晶表示パネルの表示と前記第２液晶表示パネルの表示とを制御し、前記第２液晶表示パネルの表示を、前記モノクロ画像を表示するモノクロ表示と全白表示とに切り替える表示制御部と、を備え、
前記第２液晶表示パネルの応答時間は、前記第１液晶表示パネルの応答時間よりも長く、
前記第２液晶表示パネルの表示が前記モノクロ表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間以上である場合、前記表示制御部は、前記第２液晶表示パネルの表示を前記モノクロ表示から前記全白表示に切り替える、
液晶表示装置。

【請求項2】

前記第２液晶表示パネルの表示を前記第１応答時間で前記全白表示に切り替えた場合における、前記第２液晶表示パネルの表示が前記全白表示である状態の前記予め設定された階調間の応答時間を第２応答時間とし、前記第２液晶表示パネルの表示が前記全白表示である状態において、前記予め設定された階調間の応答時間が前記第２応答時間よりも短い場合、
前記表示制御部は、前記第２液晶表示パネルの表示を前記全白表示から前記モノクロ表示に切り替える、
請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記第２液晶表示パネルの表示が前記全白表示である状態において、前記予め設定された階調間の応答時間が、前記第２応答時間よりも予め設定された時間分短い、第３応答時間よりも短い場合、
前記表示制御部は、前記第２液晶表示パネルの表示を前記全白表示から前記モノクロ表示に切り替える、
請求項２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記第２液晶表示パネルの表示が前記全白表示である場合、前記表示制御部は、前記第１液晶表示パネルに入力されるカラー画像信号に対してガンマ補正を行う、
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記ガンマ補正は、前記第２液晶表示パネルの表示が前記モノクロ表示である状態における第１ガンマ特性と、前記第２液晶表示パネルの表示が前記全白表示である状態における第２ガンマ特性とを一致させる、
請求項４に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記第２液晶表示パネルの表示を前記モノクロ表示から前記全白表示に切り替える場合、前記表示制御部は、前記モノクロ表示と前記全白表示との間に、前記全白表示に切り替える直前に前記第２液晶表示パネルに表示された前記モノクロ画像の階調と前記全白表示との間の階調を有する画像を、前記第２液晶表示パネルに表示させる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記第１液晶表示パネルと前記第２液晶表示パネルは、横電界方式の液晶表示パネルであり、
前記第１液晶表示パネルはポジ型の第１液晶を備え、
前記第２液晶表示パネルはポジ型の第２液晶を備え、
前記第２液晶の分子短軸方向の誘電率は、前記第１液晶の分子短軸方向の誘電率よりも大きい、
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の液晶表示パネルを重ねることにより、コントラストを向上させた液晶表示装置が知られている。例えば、特許文献１は、観察者側に位置するカラー液晶パネルと、カラー液晶パネルの観察者側の面と反対側に位置する白黒液晶パネルと、を備える液晶表示装置を開示している。

【0003】

特許文献１の液晶表示装置では、透過率がそれぞれの液晶表示パネルの透過率の積となるため、透過率が低下する。一方、液晶表示パネルの透過率を向上させる方法として、横電界方式の液晶表示パネルにおいて、ネガ型液晶を使用することが知られている。特許文献２は、横電界方式の液晶表示パネルにおいてネガ型液晶を使用することにより、液晶分子の立ち上がりが抑えられ、最大透過率の低下が抑えられることを、開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００７／０４０１３９号

【特許文献2】特開２００３－１５１４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２のネガ型液晶を使用した横電界方式の液晶表示パネルを、特許文献１の液晶表示装置に適用すると、液晶表示装置の透過率は向上する。一方、ネガ型液晶を使用した液晶表示パネルの応答時間は、一般的に、ポジ型液晶を使用した液晶表示パネルの応答時間よりも長いので、特に応答時間が長くなる低温下において、表示品位の悪化（表示ぼけ、画像の尾引き等）が液晶表示装置に生じやすい。

【0006】

本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、表示品位の悪化を抑制できる液晶表示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】

【0007】

上記目的を達成するため、本開示の液晶表示装置は、
カラー画像を表示する第１液晶表示パネルと、
前記第１液晶表示パネルの観察者側の面と反対側に位置して前記第１液晶表示パネルに重なり、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネルと、
前記第１液晶表示パネルの表示と前記第２液晶表示パネルの表示とを制御し、前記第２液晶表示パネルの表示を、前記モノクロ画像を表示するモノクロ表示と全白表示とに切り替える表示制御部と、を備え、
前記第２液晶表示パネルの応答時間は、前記第１液晶表示パネルの応答時間よりも長く、
前記第２液晶表示パネルの表示が前記モノクロ表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間以上である場合、前記表示制御部は、前記第２液晶表示パネルの表示を前記モノクロ表示から前記全白表示に切り替える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間以上である場合、表示制御部が第２液晶表示パネルの表示を全白表示に切り替えるので、表示品位の悪化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係る液晶表示装置を示す模式図である。

【図2】実施形態１に係る第１液晶表示パネルと第２液晶表示パネルとバックライトの断面を示す模式図である。

【図3】第１液晶表示パネルの主画素と第２液晶表示パネルの主画素の対応関係の一例を示す模式図である。

【図4】第１液晶表示パネルの主画素と第２液晶表示パネルの主画素の対応関係の一例を示す模式図である。

【図5】実施形態１に係る液晶表示装置の最大応答時間の温度依存性の一例を示す図である。

【図6】実施形態１に係る表示制御部の構成を示すブロック図である。

【図7】実施形態２に係る液晶表示装置の最大応答時間の温度依存性の一例を示す図である。

【図8】実施形態３に係る、液晶表示装置の主画素の輝度と、第１液晶表示パネルと第２液晶表示パネルの表示との関係の一例を示す図である。

【図9】変形例に係る表示制御部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態に係る液晶表示装置について、図面を参照して説明する。

【0011】

＜実施形態１＞
図１～図６を参照して、本実施形態に係る液晶表示装置１０を説明する。液晶表示装置１０は、後述する、カラー画像を表示する第１液晶表示パネル１００とモノクロ画像を表示する第２液晶表示パネル２００とにより、カラー画像を表示する。

【0012】

液晶表示装置１０は、図１に示すように、パネル部５０と、バックライト３００と、表示制御部４００とを備える。パネル部５０は、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００とを有する。第１液晶表示パネル１００は、カラー画像を表示する。第２液晶表示パネル２００は、モノクロ画像を表示する。バックライト３００は、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００に光を照射する光源である。表示制御部４００は、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００の表示を制御する。さらに、表示制御部４００は、第２液晶表示パネルの表示をモノクロ表示と全白表示とに切り替える。ここで、モノクロ表示はモノクロ画像の表示を意味し、全白表示はすべての主画素の透過率を最大にした表示を意味する。

【0013】

（パネル部）
パネル部５０は、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００とを有する。第１液晶表示パネル１００は、観察者側に位置し、カラー画像を表示する。第２液晶表示パネル２００は、第１液晶表示パネル１００の観察者側の面と反対側（第１液晶表示パネル１００の背面側）に位置し、第１液晶表示パネル１００に重なる。また、第２液晶表示パネル２００は、モノクロ画像を表示する。

【0014】

（第１液晶表示パネル）
第１液晶表示パネル１００は、ポジ型液晶を使用した透過型横電界方式の液晶表示パネルである。第１液晶表示パネル１００は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によりアクティブマトリクス駆動される。

【0015】

第１液晶表示パネル１００は、マトリクス状に配列した主画素を有する。主画素は、赤色光を出射する赤色画素と、緑色光を出射する緑色画素と、青色光を出射する青色画素とから形成されている（いずれも図示せず）。なお、以下では、赤色画素と緑色画素と青色画素とを総称して、サブ画素と記載する場合がある。

【0016】

第１液晶表示パネル１００は、図２に示すように、第１ＴＦＴ基板１１０と、第１対向基板１２０と、第１液晶１３０と、第１偏光板１３２と、第２偏光板１３４と、第１ドライバ回路１３６とを備える。第１ＴＦＴ基板１１０と第１対向基板１２０は、第１液晶１３０を挟持する。第１偏光板１３２は第１ＴＦＴ基板１１０に設けられ、第２偏光板１３４は第１対向基板１２０に設けられる。

【0017】

第１ＴＦＴ基板１１０は、例えば、ガラス基板である。第１ＴＦＴ基板１１０の第１液晶１３０側の主面１１０ａには、サブ画素を選択するためのＴＦＴ、第１液晶１３０に電圧を印加する一対の電極、第１液晶１３０を配向する配向膜等が設けられる（いずれも図示せず）。

【0018】

さらに、第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａには、複数の共通配線と複数の信号配線と複数の走査配線が形成されている（いずれも図示せず）。共通配線は、第１液晶１３０に電圧を印加する一方の電極に共通電位を供給する。信号配線は、ＴＦＴを介して、第１液晶１３０に電圧を印加する他方の電極に電圧を供給する。走査配線は、ＴＦＴを動作させる電圧を供給する。サブ画素は信号配線と走査配線とに囲まれ、ＴＦＴが走査配線と信号配線との交差部に設けられている。
第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａと反対側の主面１１０ｂには、第１偏光板１３２が設けられている。

【0019】

第１対向基板１２０は、第１ＴＦＴ基板１１０に対向し、シール材１３８により第１ＴＦＴ基板１１０に貼り合わされている。第１対向基板１２０は、例えば、ガラス基板である。第１対向基板１２０の第１液晶１３０側の主面１１０ａには、カラーフィルタ層１２２、第１液晶１３０を配向する配向膜等が設けられている。カラーフィルタ層１２２は、例えば、ストライプ状のカラーフィルタである。カラーフィルタ層１２２の赤色カラーフィルタと緑色カラーフィルタと青色カラーフィルタのそれぞれは、光を遮るブラックマトリクスに囲まれ、赤色画素と緑色画素と青色画素のそれぞれに対応している。
第１対向基板１２０の主面１２０ａと反対側の主面１２０ｂには、第２偏光板１３４が設けられている。

【0020】

第１液晶１３０は、第１ＴＦＴ基板１１０と第１対向基板１２０とに挟持される。第１液晶１３０はポジ型のネマチック液晶である。第１液晶１３０は、配向膜により、第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａに平行な方向に配向している。また、第１液晶１３０は、電極から印加される電圧により、第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａに平行な面内で回転する。

【0021】

第１偏光板１３２は第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ｂに設けられ、第２偏光板１３４は第１対向基板１２０の主面１２０ｂに設けられる。第１偏光板１３２の透過軸と第２偏光板１３４の透過軸は、第１液晶１３０の配向方向に平行に配置されている。第１偏光板１３２は、接着層１５０により、後述する第２液晶表示パネル２００の第４偏光板２３４と貼り合わされている。

【0022】

第１ドライバ回路１３６は、第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａに設けられる。第１ドライバ回路１３６は、表示制御部４００から供給されるカラー画像信号に基づいて、走査配線と信号配線と共通配線に電圧を供給する。

【0023】

（第２液晶表示パネル）
第２液晶表示パネル２００は、図２に示すように、第１液晶表示パネル１００の背面側に位置し、接着層１５０により第１液晶表示パネル１００に貼り合わされている。第２液晶表示パネル２００は、モノクロ画像を表示する。第２液晶表示パネル２００の応答時間は、第１液晶表示パネル１００の応答時間よりも長い。ここで、応答時間が長いとは、同じ階調間の応答時間を比較した場合に、いずれの階調間の応答時間においても、応答時間が長いことを指す。

【0024】

本実施形態では、第２液晶表示パネル２００は、ネガ型液晶を使用した透過型横電界方式の液晶表示パネルである。第２液晶表示パネル２００は、ＴＦＴによりアクティブマトリクス駆動される。第２液晶表示パネル２００は、マトリクス状に配列した主画素を有する。第２液晶表示パネル２００の主画素は、第１液晶表示パネル１００の主画素に対応し、液晶表示装置１０の主画素は、第１液晶表示パネル１００の主画素と第２液晶表示パネル２００の主画素とから形成されている。
より具体的には、図３と図４に示すように、第２液晶表示パネル２００の１つの主画素は、第１液晶表示パネル１００の少なくとも１つの主画素に対応している。なお、図３は、第２液晶表示パネル２００の主画素と第１液晶表示パネル１００の主画素が、１対１に対応する構成を示している。図４は、第２液晶表示パネル２００の１つの主画素が、第１液晶表示パネル１００の複数の主画素に対応する構成を示している。

【0025】

第２液晶表示パネル２００は、第２ＴＦＴ基板２１０と、第２対向基板２２０と、第２液晶２３０と、第３偏光板２３２と、第４偏光板２３４と、第２ドライバ回路２３６とを備える。第２ＴＦＴ基板２１０と第２対向基板２２０は、第２液晶２３０を挟持する。第３偏光板２３２は第２ＴＦＴ基板２１０に設けられ、第４偏光板２３４は第２対向基板２２０に設けられる。なお、第２液晶表示パネル２００はカラーフィルタを備えていない。

【0026】

第２ＴＦＴ基板２１０は、例えば、ガラス基板である。第２ＴＦＴ基板２１０の第２液晶２３０側の主面２１０ａには、第１ＴＦＴ基板１１０の主面１１０ａと同様に、主画素を選択するためのＴＦＴ、第２液晶２３０に電圧を印加する一対の電極、第２液晶２３０を配向する配向膜、共通配線、信号配線、走査配線等が設けられる。ＴＦＴ、一対の電極、共通配線等の構成は、第１ＴＦＴ基板１１０のＴＦＴ、一対の電極、共通配線等と同様である。
第２ＴＦＴ基板２１０の主面２１０ａと反対側の主面２１０ｂには、第３偏光板２３２が設けられている。

【0027】

第２対向基板２２０は、第２ＴＦＴ基板２１０に対向し、シール材２３８により第２ＴＦＴ基板２１０に貼り合わされている。第２対向基板２２０は、例えば、ガラス基板である。第２対向基板２２０の第２液晶２３０側の主面２１０ａには、光を遮るブラックマトリクス層２２２、第２液晶２３０を配向する配向膜等が設けられている。ブラックマトリクス層は、格子状に設けられ、第２液晶表示パネル２００の主画素を画定している。
第２対向基板２２０の主面２２０ａと反対側の主面２２０ｂには、第４偏光板２３４が設けられている。

【0028】

第２液晶２３０は、第２ＴＦＴ基板２１０と第２対向基板２２０とに挟持される。第２液晶２３０はネガ型のネマチック液晶である。第２液晶２３０は、配向膜により、第２ＴＦＴ基板２１０の主面２１０ａに平行な方向に配向している。また、第２液晶２３０は、電極から印加される電圧により、第２ＴＦＴ基板２１０の主面２１０ａに平行な面内で回転する。

【0029】

第３偏光板２３２は第２ＴＦＴ基板２１０の主面２１０ｂに設けられ、第４偏光板２３４は第２対向基板２２０の主面２２０ｂに設けられる。第３偏光板２３２の透過軸と第４偏光板２３４の透過軸は、第２液晶２３０の配向方向に平行に配置されている。

【0030】

第４偏光板２３４は、接着層１５０により、第１液晶表示パネル１００の第１偏光板１３２と貼り合わされている。第４偏光板２３４の透過軸と第１偏光板１３２の透過軸は、平行に配置されている。

【0031】

第２ドライバ回路２３６は、第２ＴＦＴ基板２１０の主面２１０ａに設けられる。第２ドライバ回路２３６は、表示制御部４００から供給される信号に基づいて、走査配線と信号配線と共通配線に電圧を供給する。

【0032】

（バックライト）
バックライト３００は、図２に示すように、第２液晶表示パネル２００の背面側に配置される。バックライト３００は、例えば、直下型バックライトである。バックライト３００は、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）素子、反射シート、拡散シート等を備えている（いずれも図示せず）。

【0033】

（表示制御部）
表示制御部４００は、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００の表示を制御する。第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態において、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間Ｔ１以上である場合に、表示制御部４００は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える。また、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態において、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第２応答時間Ｔ２よりも短い場合に、表示制御部４００は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える。

【0034】

ここで、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間と第１応答時間Ｔ１は、表示装置に関する車載規格、液晶表示装置１０が搭載される電子機器の仕様等に基づいて設定される。例えば、表示装置に関する車載規格が、－２０℃における最も長い中間調間の応答時間を１８０ｍＳ以下と規定している場合、予め設定された階調間の応答時間は、最も長い中間調間の応答時間に設定される。また、第１応答時間Ｔ１は１８０ｍＳに設定される。以下では、最も長い中間調間の応答時間を、最大応答時間と記載する場合がある。
さらに、液晶表示装置１０の第２応答時間Ｔ２は、第１応答時間Ｔ１で第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替えた場合における、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態の応答時間を指す。

【0035】

図５は、液晶表示装置１０の最大応答時間の温度依存性の一例を示す。表示制御部４００は、例えば、パネル部５０の温度が周囲温度の低下により２５℃から低下し、液晶表示装置１０の最大応答時間が第１応答時間Ｔ１（１８０ｍＳ）以上となった場合に、第２液晶表示パネル２００をモノクロ表示から全白表示に切り替える。これにより、液晶表示装置１０の最大応答時間は、第２液晶表示パネル２００がモノクロ表示を維持する場合の最大応答時間に比べて短くなり、表示品位の悪化を抑制できる。すなわち、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間Ｔ１以上である場合に、表示制御部４００が、応答時間が長い第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替えるので、低温においても、液晶表示装置１０の応答時間が長くなることを抑えることができ、表示品位の悪化を抑制できる。
一方、表示制御部４００は、パネル部５０の温度が周囲温度の上昇により低温側（例えば－２５℃）から上昇し、液晶表示装置１０の最大応答時間が第２応答時間Ｔ２（図３では８５ｍＳ）よりも短くなった場合に、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替える。これにより、液晶表示装置１０は、より高コントラストのカラー画像を表示できる。

【0036】

次に、表示制御部４００の具体的構成を説明する。表示制御部４００は、図６に示すように、画像データ分配部４１０と、応答時間測定部４２０と、制御信号発生部４３０と、第１画像信号生成部４４０と、第２画像輝度信号生成部４５０と、第２画像信号生成部４６０とを備える。画像データ分配部４１０は、入力画像データを、第１画像信号生成部４４０と第２画像輝度信号生成部４５０とに分配する。応答時間測定部４２０は、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間を求める。制御信号発生部４３０は、第２液晶表示パネル２００の表示を選択し、選択した表示を表す制御信号を第１画像信号生成部４４０と第２画像信号生成部４６０とに送信する。

【0037】

第１画像信号生成部４４０は、第１階調変換部４４１を含み、第１液晶表示パネル１００に表示するカラー画像を生成する。また、第１画像信号生成部４４０は、生成されたカラー画像を表すカラー画像信号を第１液晶表示パネル１００へ送信する。第２画像輝度信号生成部４５０は、入力画像データから、第２液晶表示パネル２００に表示するモノクロ画像を生成するための輝度信号を生成する。第２画像信号生成部４６０は、第２画像輝度信号生成部４５０から送信された輝度信号に基づいて第２液晶表示パネル２００に表示するモノクロ画像を生成し、生成されたモノクロ画像を表すモノクロ画像信号を第２液晶表示パネル２００へ送信する。また、第２画像信号生成部４６０は、第２液晶表示パネル２００を全白表示にする信号を生成し、生成された信号を第２液晶表示パネル２００へ送信する。第２画像信号生成部４６０は、演算部４６１と第２階調変換部４６２とを含む。
以下では、第１液晶表示パネル１００に表示するカラー画像を表すカラー画像信号を、カラー画像信号と記載する場合がある。また、第２液晶表示パネル２００に表示するモノクロ画像を表すモノクロ画像信号をモノクロ画像信号と、第２液晶表示パネル２００を全白表示にする信号を全白表示信号と記載する場合がある。

【0038】

画像データ分配部４１０は、外部から入力された入力画像データを、第１画像信号生成部４４０と第２画像輝度信号生成部４５０とに分配する。

【0039】

応答時間測定部４２０は、フォトセンサ４２２により測定された液晶表示装置１０の光量の変化とクロック数とから、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間を求める。フォトセンサ４２２は、図２に示すように、第１液晶表示パネル１００の第２偏光板１３４の上に設けられている。応答時間測定部４２０は、予め設定された階調間の応答時間を表す信号を、制御信号発生部４３０に送信する。

【0040】

制御信号発生部４３０は、応答時間測定部４２０により求められた、予め設定された階調間の応答時間に基づいて、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示と全白表示のうちから選択する。

【0041】

具体的には、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間Ｔ１以上である場合、制御信号発生部４３０は、第２液晶表示パネル２００の表示として、全白表示を選択する。これにより、第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示から全白表示に切り替えられる。
一方、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間Ｔ１よりも短い場合、制御信号発生部４３０は、第２液晶表示パネル２００の表示として、モノクロ表示を選択する。これにより、第２液晶表示パネル２００の表示は、モノクロ表示に維持される。

【0042】

また、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第２応答時間Ｔ２よりも短い場合、制御信号発生部４３０は、第２液晶表示パネル２００の表示として、モノクロ表示を選択する。これにより、第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示からモノクロ表示に切り替えられる。
一方、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態において、予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第２応答時間Ｔ２よりも長い場合、制御信号発生部４３０は、第２液晶表示パネル２００の表示として、全白表示を選択する。これにより、第２液晶表示パネル２００の表示は、全白表示に維持される。

【0043】

制御信号発生部４３０は、選択した表示を表す制御信号を、第１画像信号生成部４４０と第２画像信号生成部４６０とに送信する。

【0044】

第１画像信号生成部４４０は、画像データ分配部４１０から分配された入力画像データから、第１液晶表示パネル１００に表示するカラー画像を生成する。具体的には、第１画像信号生成部４４０の第１階調変換部４４１が、分配された入力画像データを、第１液晶表示パネル１００に適した輝度－階調特性を有するカラー画像データに変換する階調変換を行う。データの変換には、例えば、入出力の関係を予め設定したルックアップテーブルが用いられる。
第１画像信号生成部４４０は、生成されたカラー画像を表すカラー画像信号を第１液晶表示パネル１００の第１ドライバ回路１３６へ送信する。

【0045】

第１画像信号生成部４４０は、制御信号発生部４３０が第２液晶表示パネル２００の表示として全白表示を選択した場合、カラー画像信号にガンマ補正を行うことが好ましい。例えば、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態において、液晶表示装置１０のガンマ値が２．２（第１液晶表示パネル１００のガンマ値を１．１、第２液晶表示パネル２００のガンマ値を１．１）に設定されている場合、第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示とすると、液晶表示装置１０のガンマ値は１．１となり、観察者は液晶表示装置１０の表示に違和感を覚えやすい。したがって、第１画像信号生成部４４０は、第２液晶表示パネル２００の表示がモノクロ表示である状態における液晶表示装置１０のガンマ特性（第１ガンマ特性）と第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態における液晶表示装置１０のガンマ特性（第２ガンマ特性）とを一致させる、ガンマ補正を行うことが特に好ましい。

【0046】

第２画像輝度信号生成部４５０は、入力画像データからモノクロ画像を生成するための輝度信号を生成する。図３と図４に示したように、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネル２００の主画素は、カラー画像を表示する第１液晶表示パネル１００の１つ以上の主画素に対応している。言い換えれば、第２液晶表示パネル２００の主画素の総数は、第１液晶表示パネル１００の主画素の総数以下である。したがって、第２液晶表示パネル２００の１つの主画素の輝度レベルを、その主画素に対応する第１液晶表示パネル１００の１つ又は複数の主画素のカラー画像データに基づいて求める必要がある。

【0047】

図３に示すように、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネル２００の１つの主画素に、カラー画像を表示する第１液晶表示パネル１００の１つの主画素が対応する場合、第１液晶表示パネル１００の１つの主画素のカラー画像データに基づいて、対応する第２液晶表示パネル２００の１つの主画素の輝度レベルを求める。また、別の方法として、入力画像データの各主画素における赤色の階調値と緑色の階調値と青色の階調値のうちの、最大の階調値を、第２液晶表示パネル２００の各主画素の輝度レベルとして、モノクロ画像の輝度レベルを求めてもよい。

【0048】

図４に示すように、モノクロ画像を表示する第２液晶表示パネル２００の１つ主画素が、カラー画像を表示する第１液晶表示パネル１００の複数の主画素に対応する場合、第１液晶表示パネル１００の主画素のそれぞれにおける、赤色の階調値と緑色の階調値と青色の階調値の平均値、頻出値、最小値、最大値等から、第２液晶表示パネル２００の主画素の輝度レベルを求める。求められた輝度レベルは、例えば、階調値であってもよい。

【0049】

第２画像輝度信号生成部４５０は、求められた輝度レベルを表す輝度信号を第２画像信号生成部４６０に送信する。

【0050】

第２画像信号生成部４６０は、制御信号発生部４３０が第２液晶表示パネル２００の表示としてモノクロ表示を選択した場合、第２画像輝度信号生成部４５０から送信された輝度信号に基づいて、第２液晶表示パネル２００に表示するモノクロ画像を生成する。また、第２画像信号生成部４６０は、制御信号発生部４３０が第２液晶表示パネル２００の表示として全白表示を選択した場合、第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示にする信号（全白表示信号）を生成する。第２画像信号生成部４６０は、モノクロ画像を表す信号（モノクロ画像信号）又は全白表示信号を、第２液晶表示パネル２００の第２ドライバ回路２３６へ送信する。

【0051】

第２画像信号生成部４６０は、平均化処理と階調変換とを施したモノクロ画像を生成する。第２画像信号生成部４６０の演算部４６１は、注目する主画素の所定の距離内に位置する主画素の輝度レベルを、例えば、注目する主画素からの距離に基づく加重平均により、平均化する。これにより、第２画像信号生成部４６０は、エッジをほかしたモノクロ画像を生成できる。さらに、第２画像信号生成部４６０の第２階調変換部４６２は、第２液晶表示パネル２００に適した輝度－階調特性を有するモノクロ画像データを生成する。第２階調変換部４６２の構成は、第１画像信号生成部４４０の第１階調変換部４４１と同様である。

【0052】

第２液晶表示パネル２００に送信されるモノクロ画像信号は、第２画像輝度信号生成部４５０により実施される輝度レベルの算出、平均化処理等により、第１液晶表示パネル１００に送信されるカラー画像信号に対して遅延する。そこで、表示制御部４００は、モノクロ画像信号とカラー画像信号の出力を同期させるために、図示しない同期回路を備えている。同期回路によって、第１液晶表示パネル１００のカラー画像に応じたモノクロ画像が、第２液晶表示パネル２００に表示されるので、液晶表示装置１０に適切なカラー画像が表示される。

【0053】

表示制御部４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等から構成される。表示制御部４００の機能は、例えば、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することによって実現される。

【0054】

以上のように、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が予め設定された第１応答時間Ｔ１以上である場合に、表示制御部４００が、応答時間が長い第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替えるので、液晶表示装置１０は、表示品位の悪化を抑制できる。また、表示制御部４００は、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が第２応答時間Ｔ２よりも短くなった場合に、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替えるので、液晶表示装置１０は、高コントラストで表示品位が高いカラー画像を表示できる。

【0055】

＜実施形態２＞
実施形態１では、表示制御部４００は、液晶表示装置１０の予め設定された階調間の応答時間が第２応答時間Ｔ２よりも短くなった場合に、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替えている。第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替える応答時間は、第３応答時間Ｔ３よりも短い応答時間であってもよい。第３応答時間Ｔ３は、第２応答時間Ｔ２よりも予め設定された時間Ｔｄ分短い応答時間である。本実施形態の液晶表示装置１０のその他の構成は実施形態１と同様であるので、ここでは、第３応答時間Ｔ３と時間Ｔｄについて説明する。

【0056】

まず、実施形態１における第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えについて、説明する。第２応答時間Ｔ２は、第１応答時間Ｔ１で第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替えた場合における、第１液晶表示パネル１００がカラー画像を表示し第２液晶表示パネル２００の表示が全白表示である状態の応答時間である。したがって、図５に示すように、液晶表示装置１０の応答時間が第１応答時間Ｔ１となるパネル部５０の温度と、液晶表示装置１０の応答時間が第２応答時間Ｔ２となるパネル部５０の温度は、ほぼ等しい。この場合、パネル部５０の温度が液晶表示装置１０の応答時間が第１応答時間Ｔ１又第２応答時間Ｔ２となる温度付近で上下すると、第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えが頻発する虞がある。第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えが頻発すると、観察者は表示を見づらくなる。

【0057】

そこで、本実施形態では、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替える応答時間を、第２応答時間Ｔ２よりも予め設定された時間Ｔｄ分短い第３応答時間Ｔ３に設定する。第３応答時間Ｔ３は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示とした状態における液晶表示装置１０の応答時間の温度依存性、第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示とした状態における液晶表示装置１０の応答時間の温度依存性、表示装置に関する車載規格、液晶表示装置１０が搭載される電子機器の仕様等に、基づいて設定される。

【0058】

本実施形態では、図７に示すように、第３応答時間Ｔ３を、第３応答時間Ｔ３で第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示からモノクロ表示に切り替えた場合における、液晶表示装置１０の応答時間が１００ｍＳとなる応答時間（図７では５４ｍＳ）に設定している。この場合、時間Ｔｄは３１ｍＳ（Ｔ２－Ｔ３＝３１）に設定される。すなわち、本実施形態では、表示制御部４００は、例えば、パネル部５０の温度が周囲温度の上昇により低温側（たとえば－２５℃）から上昇し、液晶表示装置１０の最大応答時間が第３応答時間Ｔ３（５４ｍＳ）よりも短くなった場合に、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替える。また、表示制御部４００は、実施形態１と同様に、パネル部５０の温度が周囲温度の低下により２５℃から低下し、液晶表示装置１０の最大応答時間が第１応答時間Ｔ１（１８０ｍＳ）以上となった場合に、第２液晶表示パネル２００をモノクロ表示から全白表示に切り替える。

【0059】

本実施形態では、図７に示すように、液晶表示装置１０の最大応答時間が第３応答時間Ｔ３となるパネル部５０の温度が－５℃であり、液晶表示装置１０の最大応答時間が第１応答時間Ｔ１となる温度が－１３℃であるので、パネル部５０の温度が液晶表示装置１０の応答時間が第１応答時間Ｔ１又第３応答時間Ｔ３となる温度付近で上下しても、第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えが頻発する虞は少ない。したがって、本実施形態の液晶表示装置１０は安定した表示を実現できる。

【0060】

以上のように、本実施形態では、第２液晶表示パネル２００を全白表示からモノクロ表示に切り替える応答時間を、第２応答時間Ｔ２よりも予め設定された時間Ｔｄ分短い第３応答時間Ｔ３に設定するので、第２液晶表示パネル２００の表示の切り替え回数を抑えて、液晶表示装置１０の安定した表示を実現できる。また、本実施形態の液晶表示装置１０は、実施形態１の液晶表示装置１０と同様に、表示品位の悪化を抑制できる。

【0061】

＜実施形態３＞
実施形態１と実施形態２では、液晶表示装置１０は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示と全白表示とに、直接切り替える。液晶表示装置１０は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える場合に、モノクロ表示と全白表示との間に、全白表示に切り替える直前に第２液晶表示パネル２００に表示されたモノクロ画像の階調と全白表示との間の階調を有する画像を、第２液晶表示パネル２００に表示してもよい。

【0062】

本実施形態では、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える場合、表示制御部４００は、全白表示に切り替える直前に第２液晶表示パネル２００に表示されたモノクロ画像の階調と全白表示との間の階調を有する画像（以下、中間調画像と記載）を生成する。また、本実施形態の表示制御部４００は、第２液晶表示パネル２００のモノクロ表示と全白表示との間に、生成した中間調画像を第２液晶表示パネル２００に表示させる。本実施形態の液晶表示装置１０のその他の構成は実施形態１又は実施形態２と同様であるので、ここでは、中間調画像について説明する。

【0063】

中間調画像は、表示制御部４００の第２画像信号生成部４６０により、少なくとも１つ生成される。本実施形態の第２画像信号生成部４６０は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える場合に、液晶表示装置１０の主画素のそれぞれにおける、全白表示に切り替える直前の輝度（階調）と全白表示に切り替えた直後の輝度（階調）とに基づいて、中間調画像を生成する。

【0064】

図８は、液晶表示装置１０に主画素の輝度と、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００の表示との関係の一例を示す図である。図８に示すように、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示とした状態と第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示とした状態とを比較すると、第２液晶表示パネル２００の表示を全白表示とした状態の主画素の輝度が高い（モノクロ表示における主画素が白である場合を除く）。
本実施形態の第２画像信号生成部４６０は、例えば、各主画素の全白表示に切り替える直前の輝度と全白表示に切り替えた直後の輝度との差のうち、最も大きな差に基づいて中間調画像の数（図８では中間調画像Ａ～Ｄの４つ）を設定する。また、本実施形態の第２画像信号生成部４６０は、各主画素の輝度が順次高くなる複数の中間調画像（中間調画像Ａ～Ｄ）を順次生成する。表示制御部４００は、生成された中間調画像（中間調画像Ａ～Ｄ）を表す信号を、モノクロ表示と全白表示との間に、第２液晶表示パネル２００に順次出力する。これにより、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える場合に、液晶表示装置１０の主画素の輝度が順次に高くなるので、観察者は第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えにより生じる違和感を覚え難くなる。なお、主画素の全白表示に切り替える直前の輝度と全白表示に切り替えた直後の輝度との差が小さい主画素については、輝度を順次に高くしなくともよい。

【0065】

以上のように、本実施形態の液晶表示装置１０は、第２液晶表示パネル２００の表示をモノクロ表示から全白表示に切り替える場合に、全白表示に切り替える直前に第２液晶表示パネル２００に表示されたモノクロ画像の階調と全白表示との間の階調を有する画像を表示するので、第２液晶表示パネル２００の表示の切り替えにより生じる観察者の違和感を抑えられる。また、本実施形態の液晶表示装置１０は、実施形態１の液晶表示装置１０と同様に、表示品位の悪化を抑制できる。

【0066】

＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0067】

例えば、実施形態１では、第１液晶表示パネル１００はポジ型液晶を用いた横電界方式の液晶表示パネルであり、第２液晶表示パネル２００はネガ型液晶を用いた横電界方式の液晶表示パネルであるが、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００の方式、液晶等は、これらに限定されない。第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００の方式は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等であってもよい。

【0068】

また、第１液晶表示パネル１００と第２液晶表示パネル２００が、ポジ型液晶を用いた横電界方式の液晶表示パネルであってもよい。第２液晶表示パネル２００の１つの主画素は、第１液晶表示パネル１００の少なくとも１つの主画素に対応しているので、第２液晶表示パネル２００の主画素の大きさは、第１液晶表示パネル１００の主画素の大きさと同じ、又は第１液晶表示パネル１００の主画素の大きさの複数倍となる。第２液晶表示パネル２００の主画素の大きさが第１液晶表示パネル１００の主画素の大きさの複数倍である場合、第２液晶表示パネル２００の主画素の開口率が大きくなると共に、画素設計の自由度も高くなるため、第２液晶表示パネル２００の透過率をより高くできる。さらに、第２液晶表示パネル２００に用いられる第２液晶２３０の分子短軸方向の誘電率が、第１液晶表示パネル１００に用いられる第１液晶１３０の分子短軸方向の誘電率よりも、大きいことが好ましく、１０％以上大きいことが更に好ましい。これにより、第２液晶表示パネル２００における液晶分子の立ち上がりを抑えて、第２液晶表示パネル２００の透過率を向上させることができる。第２液晶表示パネル２００は、サブ画素を有しておらず、更にカラーフィルタも備えていないので、主画素の透過率を高めやすく、第２液晶２３０の分子短軸方向の誘電率を大きくして第２液晶表示パネル２００の透過率を向上させることにより、より効果的に第１液晶表示パネル１００の透過率を向上させることができる。

【0069】

実施形態１では、応答時間測定部４２０は、フォトセンサ４２２により測定された液晶表示装置１０の光量の変化から、予め設定された階調間の応答時間を求める。表示制御部４００は、図９に示すように、応答時間測定部４２０に代えて温度－応答時間変換部５２０を備え、温度－応答時間変換部５２０は、パネル部５０に設けられた温度センサ５２２により測定された温度から、予め設定された階調間の応答時間を求めてもよい。この場合、温度－応答時間変換部５２０は、温度センサ５２２により測定された温度と、パネル部５０の温度と予め設定された階調間の応答時間との関係から、予め設定された階調間の応答時間を求める。パネル部５０の温度と予め設定された階調間の応答時間との関係は、予め測定されている。

【0070】

実施形態１～実施形態３の液晶表示装置１０は、パネル部５０に、加熱ヒータを有してもよい。これにより、周囲温度が低下しても、液晶表示装置１０の応答時間が長くなることが抑えられ、液晶表示装置１０の表示品位の悪化をより抑制できる。

【0071】

以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

【符号の説明】

【0072】

１０ 液晶表示装置、５０ パネル部、１００ 第１液晶表示パネル、１１０ 第１ＴＦＴ基板、１１０ａ，１１０ｂ 主面、１２０ 第１対向基板、１２０ａ，１２０ｂ 主面、１２２ カラーフィルタ層、１３０ 第１液晶、１３２ 第１偏光板、１３４ 第２偏光板、１３６ 第１ドライバ回路、１３８ シール材、１５０ 接着層、２００ 第２液晶表示パネル、２１０ 第２ＴＦＴ基板、２１０ａ，２１０ｂ 主面、２２０ 第２対向基板、２２０ａ，２２０ｂ 主面、２２２ ブラックマトリクス層、２３０ 第２液晶、２３２ 第３偏光板、２３４ 第４偏光板、２３６ 第２ドライバ回路、２３８ シール材、３００ バックライト、４００ 表示制御部、４１０ 画像データ分配部、４２０ 応答時間測定部、４２２ フォトセンサ、４３０ 制御信号発生部、４４０ 第１画像信号生成部、４４１ 第１階調変換部、４５０ 第２画像輝度信号生成部、４６０ 第２画像信号生成部、４６１ 演算部、 ４６２ 第２階調変換部、５２０ 温度－応答時間変換部、５２２ 温度センサ、Ｔ１ 第１応答時間、Ｔ２ 第２応答時間、Ｔ３ 第３応答時間、Ｔｄ 時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】