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WO2016104340A1 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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WO2016104340A1
WO2016104340A1 PCT/JP2015/085412 JP2015085412W WO2016104340A1 WO 2016104340 A1 WO2016104340 A1 WO 2016104340A1 JP 2015085412 W JP2015085412 W JP 2015085412W WO 2016104340 A1 WO2016104340 A1 WO 2016104340A1
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WO
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image
light
light source
display
subfield
Prior art date
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PCT/JP2015/085412
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English (en)
French (fr)
Inventor
正史 屋鋪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to US15/539,792 priority Critical patent/US10347194B2/en
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    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/16—Calculation or use of calculated indices related to luminance levels in display data

Definitions

  • the present application relates to a display device, and more particularly, to a display device having a function of allowing the back of a display screen to be seen through and a driving method thereof.
  • a display device such as a liquid crystal display device that includes a backlight and a display panel that displays an image by modulating light from the backlight.
  • a display device by controlling the turning on and off of the backlight in accordance with the timing of displaying an image, Technologies for realizing various display performances have been developed.
  • Japanese Patent No. 3912999 discloses a color display by combining a backlight capable of emitting red, green and blue light in a time-sharing manner with a liquid crystal panel, and synchronizing the switching of the liquid crystal element and the light emission of the backlight.
  • a field sequential type liquid crystal display device to be realized is disclosed.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-60944 discloses that a field sequential liquid crystal display device is used in an electronic camera having a monitor screen capable of displaying a captured subject image.
  • This liquid crystal display device uses a color display mode in which color display is performed by switching between lighting of backlights of R, G, and B colors and display of the liquid crystal shutter panel at high speed, and a liquid crystal shutter panel without lighting the backlight. It is possible to switch between a monochrome display mode for performing only display. Thereby, the electronic camera can operate with low power consumption even when the monitor screen is displayed.
  • the above conventional display device can improve the performance of the display device by backlight control.
  • the display device is not intended to realize, for example, a novel display mode that attracts attention or various image display modes.
  • the present application discloses a display device capable of realizing a variety of image display modes and a driving method thereof.
  • a display device includes a light source, a light guide plate having a light incident surface from the light source, and an output surface for emitting light of the light source that has entered from the incident surface, and the light guide plate.
  • the display panel Based on image data indicating a display panel provided on the exit surface and displaying an image by controlling the transmittance of incident light for each of a plurality of pixels, the display panel A panel driving unit that outputs a signal for controlling the transmittance of each pixel to the display panel, and a light source driving unit that drives the light source.
  • Light can pass through the back surface of the light guide plate, which is the surface facing the exit surface.
  • the light source driving unit drives the light source based on lighting control data indicating whether or not to turn on the light source when displaying an image indicated by the image data.
  • a transmittance of light incident on the display panel from the light source through the emission surface of the light guide plate is determined based on a signal from the panel driving unit.
  • a color image is displayed by controlling each pixel.
  • the transmittance of light that passes through the back surface of the light guide plate and enters the display panel is determined for each pixel based on a signal from the panel driving unit.
  • a transmitted light image including a transmissive region through which the rear of the display device can be seen is displayed.
  • a display device capable of realizing a variety of image display modes and a driving method thereof.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the backlight viewed from a direction perpendicular to the display surface.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the display surface of the display device.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of a surface perpendicular to the display surface of the display device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a display image in the color display mode.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a transmitted light image display mode.
  • 6 is a functional block diagram illustrating a detailed configuration example of the image processing unit of the display device illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation in a display device that performs field sequential display.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a detailed configuration example of the subfield generation unit 44 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a display image in the color display mode according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a transmitted light image display mode.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the color filter type display device 10.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device using a direct type backlight 41.
  • a display device includes a light source, a light guide plate having a light incident surface from the light source, and an output surface for emitting light of the light source that has entered from the incident surface, and the light guide plate.
  • the display panel Based on image data indicating a display panel provided on the exit surface and displaying an image by controlling the transmittance of incident light for each of a plurality of pixels, the display panel A panel driving unit that outputs a signal for controlling the transmittance of each pixel to the display panel, and a light source driving unit that drives the light source.
  • Light can pass through the back surface of the light guide plate, which is the surface facing the exit surface.
  • the light source driving unit drives the light source based on lighting control data indicating whether or not to turn on the light source when displaying an image indicated by the image data.
  • a transmittance of light incident on the display panel from the light source through the emission surface of the light guide plate is determined based on a signal from the panel driving unit.
  • a color image is displayed by controlling each pixel.
  • the transmittance of light that passes through the back surface of the light guide plate and enters the display panel is determined for each pixel based on a signal from the panel driving unit.
  • a transmitted light image including a transmissive region through which the rear of the display device can be seen is displayed.
  • the panel drive unit outputs a signal based on the image data to the display panel.
  • the light source driving unit can control whether or not to turn on the light source when displaying the image indicated by the image data.
  • the display panel displays a color image by controlling the transmittance of light incident on the display panel from the light source through the exit surface of the light guide plate.
  • the display panel includes a transmissive region in which the rear of the display device can be seen through by controlling the transmittance of light transmitted through the back surface of the light guide plate and incident on the display panel.
  • a transmitted light image is displayed. Therefore, the color image display mode and the transmitted light image display mode can be switched by controlling turning on and off of the light source when displaying an image. As a result, a variety of image display modes can be realized in the display device.
  • the image data includes a gradation value of each pixel in the image to be displayed.
  • the gradation value of the image data that causes the pixel to display white in the display of the color image corresponds to the gradation value of the transmittance at which light from the back of the light guide plate passes through the pixel in the display of the transmitted light image. It can be set as follows. Thereby, the region corresponding to white in the color image displayed when the light source is turned on becomes a transmissive region that can be seen through the back of the display device in the transmitted light image displayed when the light source is turned off. Therefore, an area corresponding to white in the display image is controlled by controlling turning on and off of the light source. It can be displayed in white or a transmissive region.
  • the display device may further include a subfield generation unit that generates a plurality of subfield images to be displayed in each of a plurality of subfield periods formed by dividing one frame period based on the image data.
  • the light source can be configured to emit a plurality of different colors.
  • the panel driving unit outputs a signal for sequentially displaying the plurality of subfield images to the display panel for each of a plurality of subfield periods in one frame period.
  • the light source driving unit switches a color to be emitted for each subfield period when the color image is displayed by turning on the light source.
  • the display panel can be driven in a field sequential manner. Thereby, since a color filter becomes unnecessary, the transparency of the transmission region in the transmitted light image can be improved.
  • a color image can be displayed when the light source is turned on, and a black and white image including a transmissive area can be displayed when the light source is turned off.
  • the subfield generation unit can make different the generation processing of the subfield image of the image displayed by turning on the light source and the generation processing of the subfield image of the image displayed by turning off the light source. Thereby, a subfield image suitable for a display image can be generated when the light source is turned on and off.
  • the subfield generation unit may generate a subfield image corresponding to a mixed color of the plurality of colors in addition to a subfield image corresponding to each of the plurality of colors of the light source.
  • the subfield generation unit uses the gradation value of the subfield image corresponding to each color as the gradation of the subfield image of the mixed color.
  • a process of changing according to the value can be executed.
  • the processing of changing the gradation value of the subfield image corresponding to each color according to the gradation value of the subfield image of the mixed color Can be configured not to execute.
  • the display panel can display a transmitted light image including only a transmissive area and a black area when displaying an image when the light source is turned off. Thereby, the difference of the display mode of a color image and a transmitted light image can be enlarged. Therefore, for example, a display mode that draws attention is possible in the display device.
  • the light source driving unit can switch on and off the light source while the panel driving unit displays an image based on the same image data on the display panel. Accordingly, it is possible to switch between color display and transmitted light image display while displaying the content of the same image data. Therefore, two display modes are possible with the same content. For example, an eye-catching display mode is possible.
  • a display device driving method includes a light source, a light guide plate having a light incident surface from the light source, and an emission surface that emits light of the light source that has entered from the incident surface,
  • a display device driving method comprising: a display panel that is provided so as to overlap the light exit surface of a light guide plate and displays an image by controlling a transmittance of incident light for each of a plurality of pixels. Light can pass through the back surface of the light guide plate, which is the surface facing the exit surface.
  • the driving method includes a step of outputting a signal for controlling the transmittance of each pixel of the display panel to the display panel based on image data indicating an image to be displayed on the display panel, and an image indicated by the image data.
  • FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the display device according to the first embodiment.
  • the display device 10 shown in FIG. 1 displays an image based on image data supplied from an external signal source 5.
  • the display device 10 includes a display panel 11 and a backlight 12 including a light source 19 and a light guide plate 18.
  • the light guide plate 18 guides light from the light source 19 to the display surface of the display panel 11.
  • the display panel 11 is provided so as to overlap the light guide plate 18.
  • the display panel 11 displays an image by controlling the transmittance of light incident on the display panel 11 for each of a plurality of pixels.
  • the display device 10 is a liquid crystal display device that controls the light transmittance for each pixel by controlling the alignment of the liquid crystal will be described.
  • the display device 10 includes an image processing unit 4 that processes image data and outputs data for driving the display panel 11 and the backlight 12, and a display control circuit. 13, a gate driver 14, a source driver 15, and a backlight control circuit 16.
  • the display panel 11 includes m gate lines G1 to Gm, n source lines S1 to Sn, and (m ⁇ n) pixel circuits 17.
  • the gate lines G1 to Gm are formed extending in the first direction (in the example of FIG. 1, the horizontal direction (lateral direction) of the display screen).
  • the source lines S1 to Sn are formed to extend in a direction intersecting the first direction (in the example of FIG. 1, the vertical direction (vertical direction) of the display screen).
  • the (m ⁇ n) pixel circuits 17 are provided corresponding to the intersections of the gate lines G1 to Gm and the source lines S1 to Sn, respectively.
  • the gate line can also be called a scan line
  • the source line can also be called a data line or a signal line.
  • the gate driver can also be called a scanning line driver circuit, and the source driver can be called a data line driver circuit.
  • the signal source 5 supplies the display device 10 with image data V1 indicating an image to be displayed every frame period.
  • the image data V1 supplied to the display device 10 is input to the image processing unit 4.
  • the image processing unit 4 processes the input image data V1 and outputs the processed image data V1 to the display control circuit 13, and controls the timing of displaying the image and lighting the light source 19 in the backlight 12.
  • the display control circuit 13 controls the source driver 15 and the gate driver 14 based on the image data, and causes the display panel 11 to output a signal for controlling the transmittance of each pixel of the display panel 11.
  • the display control circuit 13 outputs a control signal C1 and image data V2 to the source driver 15.
  • the control signal C1 includes, for example, a source start pulse and a source clock.
  • the source driver 15 drives the source lines S1 to Sn based on the control signal C2 and the image data V2.
  • the display control circuit 13 outputs a control signal C ⁇ b> 2 to the gate driver 14.
  • the gate driver 14 drives the gate lines G1 to Gm based on the control signal C2.
  • the control signal C2 includes, for example, a gate start pulse and a gate clock.
  • the gate driver 14 sequentially selects the gate lines G1 to Gm one by one at a timing according to the control signal C2. A selection voltage is applied to the selected gate line over one line period.
  • the source driver 15 applies a source voltage corresponding to the image data V2 to the source lines S1 to Sn at a timing according to the control signal C1 over one line period. As a result, the source voltage corresponding to the image data V2 is written to each of the n pixel circuits 17 connected to the selected gate line. This operation is sequentially repeated for the gate lines G1 to Gm. As a result, the source voltage corresponding to the image data V2 in each pixel circuit 17 is written, and the transmittance of each pixel is controlled.
  • the display panel 11 displays an image indicated by the image data V2.
  • the display control circuit 13, the gate driver 14, and the source driver 15 control the transmittance of each pixel of the display panel 11 based on the image data V ⁇ b> 1 and V ⁇ b> 2 indicating the image to be displayed on the display panel 11.
  • the panel driving unit is configured to output a signal to the display panel 11.
  • the image processing unit 4 outputs backlight data C3 indicating whether or not to turn on the light source 19 to the backlight control circuit 16.
  • the backlight control circuit 16 controls turning on and off of the light source based on the backlight data C3. For example, the backlight 12 is turned on when the backlight data C3 is 1, and is turned off when the backlight data C3 is 0.
  • the backlight control circuit 16 is an example of a light source driving unit that drives the light source 19.
  • a case where the display device 10 displays a color image by a field sequential method will be described as an example.
  • a color image is displayed by displaying different color screens for each of a plurality of subfields obtained by dividing one screen display period, that is, one frame period.
  • the backlight control circuit 16 switches the light emission color of the light source 19 in accordance with the timing when the display control circuit 13 displays sub-field images of different colors on the display panel 11 when displaying a color image.
  • the state of the backlight 12 (for example, lighting or extinguishing) can be controlled for each frame period by the backlight data C3 output from the backlight control unit 16, for example.
  • lighting control data indicating whether or not to turn on the backlight 12 when displaying the image indicated by the input image data V1 is received from the signal source 5, and one image is obtained based on the lighting control data. It is possible to control whether or not the backlight 12 is lit in one frame period to be displayed.
  • the display device 10 operates in a color image display mode for displaying a color image and a transmitted light image display mode for displaying a monotone image including a transmissive area through which the back of the display device 10 can be seen. be able to.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the backlight 12 as viewed from a direction perpendicular to the display surface.
  • the backlight 12 is an edge light type. That is, the light source 19 is disposed so as to face the side surface (the lower side surface in the example of FIG. 2) of the light guide plate 18.
  • the light source 19 is provided with, for example, RGB three-color light emitting diodes (LED: Light Emitting Diode).
  • the light guide plate 18 is formed of a transparent material.
  • the portion of the backlight 12 that overlaps the display screen of the display panel 11, that is, the display area where the pixels are arranged, is transparent.
  • the light source 19 is disposed at a position facing one side surface of the light guide plate 18, but the light source 19 may be disposed at a position facing a plurality of side surfaces of the light guide plate 18.
  • FIG. 3A and 3B are cross-sectional views of a plane perpendicular to the display surface of the display device 10.
  • FIG. 3A shows an example of a state in which a transmitted light image including a transmissive region in which the backlight 12 is turned off and the back of the display device 10 can be seen is displayed.
  • FIG. 3B shows an example of a state in which the backlight 12 is turned on to display a color image.
  • the display panel 11 is provided at a position overlapping the backlight 12 in the direction perpendicular to the display screen.
  • the display panel 11 includes two first and second substrates 25 and 22 and a liquid crystal 24 provided therebetween.
  • On one surface (for example, the surface opposite to the backlight 12) of the first substrate 25 gate lines G1 to Gm, source lines S1 to Sn, a pixel circuit 17, and the like are provided.
  • a polarizing plate 26 is provided on the other surface of the first substrate 25.
  • a common electrode (not shown) is formed on one surface of the second substrate 22 (for example, the surface on the backlight 12 side).
  • a polarizing plate 21 is provided on the other surface of the second substrate 22.
  • the first substrate 25 and the second substrate 22 can be formed of, for example, glass or resin.
  • the light guide plate 18 of the backlight 12 has an incident surface 18a for light from the light source 19 and 18b for emitting light from the light source 19 that has entered from the incident surface 18a.
  • the display panel 11 is provided so as to overlap the light exit surface 18 b of the light guide plate 18. That is, the backlight 12 is an illumination unit that irradiates one surface of the display panel 11 with light.
  • the display area on which the image of the display panel 11 is displayed can transmit light.
  • the backlight 12 is configured so that light can be transmitted through a portion overlapping the display screen of the display panel 11.
  • a member provided at a position overlapping in the direction perpendicular to the display area of the display panel 11 and the display screen is formed of a transparent material.
  • a light guide plate 18 capable of transmitting light in a direction perpendicular to the display screen is disposed on the back surface of the display panel 11. That is, no member that shields light is disposed on the back surface of the display panel 11.
  • a transparent material such as an acrylic plate is used for a member on the back side of the light guide plate 18, or nothing can be arranged on the back side of the light guide plate 18.
  • the light guide plate 18 has a configuration in which light from the light source 19 propagating through the light guide plate 18 is easily emitted from the emission surface 18 b facing the display panel 11 toward the display panel 11. Yes.
  • dots (not shown) that reflect incident light can be formed at predetermined intervals on the exit surface 18 b and the back surface 18 c of the light guide plate 18.
  • the light from the light source 19 that has entered from the incident surface 18 a of the light guide plate 18 travels while being totally reflected in the light guide plate 18.
  • the light from the light source 19 that has entered the dots on the back surface 18 c of the light guide plate 18 is reflected by the dots and is emitted from the emission surface 18 b of the light guide plate 18 toward the display panel 11.
  • the dots are formed, for example, by printing with white opaque ink (such as organic ultraviolet curable ink) or metal ink (such as aluminum or gold). Further, instead of printing dots, the surface of the light guide plate 18 can be processed into a shape in which light is easily reflected by a die press or laser processing.
  • the light guide plate 18 may be formed of a material that easily reflects light, without being limited to the form using the reflection due to the shape of the surface of the light guide plate 18.
  • the light guide plate 18 may include a reflection structure that reflects light traveling inside and emits the light to the outside.
  • the backlight 12 when the backlight 12 is turned on, the amount of light irradiated from the light source 19 through the light guide plate 18 to the display panel 11 passes through the back surface 18 b of the light guide plate 18 and reaches the display panel 11. More than for this reason, when the backlight 12 is turned on, the display panel 11 displays the color of the light from the backlight 12, and the back of the display device 10 is not seen through.
  • the display device 10 has a color display mode and a transmitted light image display mode.
  • the backlight 12 is turned on, and the display panel 11 displays a color image that does not include a transmissive area through which the back of the display device 10 can be seen.
  • the transmitted light image display mode the backlight 12 is turned off, and the display panel 11 displays a monotone image (transmitted light image) including a transmissive area.
  • the display panel 11 displays an image by controlling the transmittance of light incident on the display panel 11 for each pixel based on the signal of the panel drive unit in both the color display mode and the transmitted light image display mode. To do. In the color display mode, that is, when the backlight 12 is turned on when displaying an image, the display panel 11 transmits light that propagates from the light source 19 through the light guide plate 18 and enters the display panel 11 through the emission surface 18b. Will control the rate. In the case of the transmitted light image display mode, that is, when the backlight 12 is turned off when displaying an image, the display panel 11 enters the display panel 11 through the back surface 18c of the light guide plate 18 from the outside of the display device 10. The transmittance of light to be controlled is controlled. Thereby, the transmitted light image including the transmissive region can be displayed. In the transmissive region, the back of the display device 10 can be seen through.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a display image in the color display mode.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a transmitted light image display mode.
  • the region A1 is displayed in red
  • the region A2 is displayed in blue
  • the region A3 is displayed in yellow
  • the region A4 is displayed in white
  • the region A5 is displayed in green.
  • the display image shown in FIG. 5 includes a transmissive area A6 and an area A7 displayed in black. In the transmissive region A6, the thing B1 behind the display device 10 can be seen through.
  • each RGB light emitted from the backlight 12 displays a color corresponding to the transmittance adjusted by the display panel 11.
  • the transmitted light image display mode since the backlight 12 is turned off, light transmitted through the back surface of the light guide plate 18 is displayed in a pixel region having a sufficiently large transmittance, as in the region A6 of the image shown in FIG. Output to the front of the screen. Therefore, such a region becomes a transmissive region and the background of the display device 10 can be seen through.
  • This can be achieved, for example, by arranging a light guide plate 18 that allows light from the outside of the display device 10 to be transmitted from the back side of the display panel 11.
  • the transmissive region is not limited to a pixel region having the highest transmittance. For example, a region of a pixel that is controlled to have a transmittance such that the rear can be seen through can be included in the transmissive region.
  • the backlight 12 is not like the region A4 of the image shown in FIG. White is displayed by light.
  • a pixel having a sufficiently high transmittance becomes a highly transparent transmission region. Therefore, for example, in the display device 10, in the image data V ⁇ b> 1 input from the signal source 5, the gradation value region indicating “white” is displayed in white when the backlight is lit, and is transparent when the backlight is turned off. Can do.
  • the transparent display is a state where the back surface of the display device 10 can be seen through.
  • a color display can be performed when the backlight is turned on, and a monotone display including a transparent display area and a black (or gray scale) area can be performed when the backlight is turned off.
  • a monotone display including a transparent display area and a black (or gray scale) area can be performed when the backlight is turned off.
  • FIG. 6 is a functional block diagram illustrating a detailed configuration example of the image processing unit 4 of the display device 10 illustrated in FIG. 1.
  • the example shown in FIG. 6 is a configuration example in the case where the display device 10 is a field sequential method.
  • the image processing unit 4 includes a coordinate generation unit 41, a determination unit 42, a separation unit 43, a subfield generation unit 44, a backlight data generation unit 45, and a timing control unit 46.
  • the coordinate generation unit 41, the determination unit 42, and the separation unit 43 are circuits that detect the control information of the backlight 12 included in the input image data V1.
  • the image data V1 includes, for example, data for each of a plurality of pixels (for example, gradation values for each RGB of each pixel).
  • the coordinate generation unit 41 generates data indicating the coordinates (X, Y) of each pixel in the input image data.
  • the coordinate generation unit 41 has, for example, a memory (register) that can be rewritten from the outside for holding the horizontal total pixel number M and the vertical total line number N.
  • the coordinate generation unit 41 increments the horizontal counter (variable) by 1 each time pixel data is input.
  • the horizontal counter becomes equal to M
  • the vertical line counter (variable) is incremented by 1 at the next pixel data input, and the horizontal counter is returned to 1.
  • the coordinate generation unit 41 stores the values of the horizontal counter and the vertical counter as coordinate values (X, Y) when data of each pixel is input. Thereby, the coordinates (X, Y) of each pixel of the input image data V1 can be generated.
  • the upper left pixel in the image indicated by the image data V1 is the origin
  • X is the horizontal direction
  • Y is the vertical direction.
  • the determination unit 42 specifies data used as control information for the backlight 12 among a plurality of pixel data included in the image data.
  • the pixel value of specific coordinates for example, data of coordinates (0, 0) as an example
  • the control data of the backlight 12 is data indicating lighting / extinguishing (non-lighting) of the backlight 12.
  • the determination unit 42 can notify the separation unit 43 of, for example, a value indicating whether the value of each coordinate is the gradation value of the image to be displayed or the control data of the backlight 12 as the determination value.
  • the image data may have a part corresponding to the video display period of the image data and a part corresponding to the blanking period.
  • the control data of the backlight 12 can be included in a portion corresponding to the blanking period.
  • One frame period is divided into an image display period and a blanking period.
  • the image data V1 for one frame period has a portion corresponding to the image display period and a portion for the blanking period.
  • the portion corresponding to the image display period includes data (for example, gradation value) of each pixel corresponding to each pixel circuit 17.
  • the portion corresponding to the blanking period includes control data of the backlight 12 indicating whether or not the backlight 12 is lit in the frame period.
  • the separation unit 43 separates the data indicating the image to be displayed from the image data V1 and the control data of the backlight 12 according to the determination by the determination unit 42.
  • the separation unit 43 outputs data indicating an image included in the image data V1 to the subfield generation unit 44, and outputs control data of the backlight 12 included in the image data V1 to the backlight data generation unit 45.
  • the subfield generation unit 44 generates a plurality of subfield images to be displayed in each of a plurality of subfield periods obtained by dividing one frame period based on the input image data. For example, as display data for performing field sequential display from image data including gradation values of RGB colors in each pixel, each color of WRGB obtained by adding a mixed color W (white) to each RGB color A subfield image corresponding to is generated. The generated subfield image is output to the timing control unit 46.
  • the backlight data generation unit 45 generates control data for causing the light source 19 of the corresponding color to emit light in the subfield period corresponding to each color of WRGB, and outputs the control data to the timing control unit 46.
  • the backlight data generation unit 45 and the timing control unit 46 simultaneously emit RGB light sources in the subfield period corresponding to W (white), and correspond to the R light source and G in the subfield period corresponding to R. Control is performed so that the G light source emits light during the subfield period and the B light source emits light during the subfield period corresponding to B.
  • the backlight data generation unit 45 determines whether to turn on the backlight 12 for each frame based on control data indicating whether to turn on the backlight 12 when displaying the image indicated by the image data V1.
  • the backlight data indicating is generated. For example, when the RGB gradation values (R, G, B) at coordinates (0, 0) included in the image data are larger than the threshold value, the backlight 12 is turned on during the frame period for displaying the image data. When (R, G, B) is smaller than the threshold value, the backlight data can be generated so that the backlight 12 is turned off during the frame period.
  • the threshold value can be set to 128.
  • the backlight data is instructed to turn off the backlight.
  • the backlight is instructed to turn on the backlight.
  • Write data can be generated. The generated backlight data is input to the timing control unit 46.
  • control data of the backlight 12 is included in the input image data V1, but the control data of the backlight 12 may be input separately in addition to the image data V1.
  • the control data of the backlight 12 can be input simultaneously with the image data V1 or in association with the image data V1.
  • the image processing unit 4 inputs the control data to the backlight data generation unit 45 or the timing control unit 46 in synchronization with the image data V1 of one frame period or in association with the image data V1 of one frame period. can do.
  • the timing control unit 46 performs timing control to synchronize the display of each subfield image of WRGB and lighting of the WRGB backlight.
  • the backlight 12 includes a light source 19 that emits light of a plurality of colors, that is, RGB colors.
  • the timing control unit 46 generates a timing control signal that synchronizes the timing of irradiating each of the RGB colors and their mixed color W with the timing of displaying the RGBW sub-field images, and the display control circuit 13 and the backlight control circuit. 16 is output.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the timing of image data input, subfield image display, and backlight 12 lighting in the display device 10 that performs field sequential display in the color display mode.
  • the image data is input from the signal source 5 to the display device 10 every frame period at 60 Hz.
  • 1 frame period is divided into first to fourth subfield periods.
  • first to fourth subfield periods subfield images corresponding to the respective colors of WRGB are displayed.
  • the first to fourth subfield periods are displayed at 240 Hz, that is, at a frequency that is four times the frequency of the image data.
  • the display control circuit 13 causes the gate driver 14 and the source driver 15 to output a signal based on the data of the subfield image of the mixed color W to the display panel 11, and the backlight control circuit 16
  • the light 12 is caused to emit RGB light sources simultaneously.
  • the mixed color W that is, white light is emitted from the light source 19.
  • the W (white) field is displayed in the first subfield period.
  • the R (red) light source emits light to display the R (red) field
  • the G (green) light source emits light to display the G (green) field.
  • the B (blue) light source emits light and the B (blue) field is displayed.
  • the above field sequential display is performed in the color display mode.
  • the subfield images corresponding to the respective colors of WRGB are sequentially displayed in one frame period while the backlight 12 is turned off.
  • the transmission corresponding to any gradation between the gradation with the highest transmittance (total transparency) and the gradation with the lowest transmittance (black). Images are displayed at a rate. Therefore, in the transmitted light image display mode, a black and white image (totally transparent-black image) including a transmissive area is displayed.
  • the display device 10 can display, for example, a grayscale image between totally transparent and black. Alternatively, the display device 10 can also display a binary image including pixels that are completely transparent and black only.
  • a binary image can be displayed by setting the input image data V1 as a binary image.
  • the input image data V1 can be converted into a binary image by the image processing unit 4 to display the binary image.
  • the image processing unit 4 is configured so that the processing of the image data differs between the color display mode and the transmitted light image display mode.
  • the image processing unit 4 generates a color image generation unit that generates image data for displaying a color image based on the image data V1, and generates a transparent and black binary image based on the image data V1.
  • a configuration including a binary image generation unit and a switching unit that switches between image data output of the color image generation unit and image data output of the binary image generation unit based on data for controlling lighting of the backlight. it can.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a detailed configuration example of the subfield generation unit 44 shown in FIG.
  • the subfield generation unit 44 lights the light source 19 in the color display mode and generates a subfield image of an image to be displayed.
  • the light source 19 In the transmitted light image display mode, the light source 19 And a second generation unit 442 that generates a subfield image of an image to be displayed.
  • the subfield generation unit 44 based on the backlight data, a display data determination unit 443 that determines which subfield image of the first generation unit 441 or the second generation unit 442 is output as display data;
  • a selection unit 444 that selects a subfield image to be output as display data based on the determination of the display data determination unit 443 is provided.
  • the first generation unit 441 generates a subfield image corresponding to the mixed color W (white) in which RGB is mixed based on the gradation values of the RGB colors of the input image data V1. Further, the first generation unit 441 generates a subfield image corresponding to each RGB color based on the gradation values of each RGB color of the input image data V1. At this time, the first generation unit 441 changes the gradation value of each color of RGB in the image data V1 according to the gradation value of the subfield image of the mixed color W, and converts the gradation value of the subfield image of each color of RGB. It can be a gradation value.
  • the second generation unit 442 generates a subfield image corresponding to the mixed color W (white) in which RGB is mixed based on the gradation values of the RGB colors of the input image data V1. Further, the second generation unit 442 generates a subfield image corresponding to each color of RGB based on the gradation value of each color of RGB of the input image data V1. In that case, the 2nd production
  • the first generation unit 441 performs gradation values (Wout) corresponding to WRGB of display data as described below with respect to RGB gradation values (Rin, Gin, Bin) of input image data V1.
  • Rout, Gout, Bout can be determined.
  • min (Rin, Gin, Bin) represents a gradation value representing the lowest transmittance among RGB gradation values (Rin, Gin, Bin).
  • the first generation unit 441 compares the gradation values (Rin, Gin, Bin) of each pixel in the input image data V1, and the lowest gradation value min (Rin, Gin, Bin) in each pixel. This is determined as the gradation value Wout of the mixed color W.
  • a gradation value lower than min (Rin, Gin, Bin) can be set as the gradation value Wout of the mixed color W.
  • the first generation unit 441 subtracts the gradation value Wout of the mixed color W from the RGB gradation values (Rin, Gin, Bin) of each pixel in the image data V1 to obtain the gradation value of each RGB subfield. Calculate as
  • the second generation unit 442 performs gradation values (Wout, Rout, Gout) corresponding to WRGB of the display data as described below with respect to the RGB gradation values (Rin, Gin, Bin) of the input image data V1. , Bout) can be determined.
  • the second generation unit 442 uses the lowest gradation value min (Rin, Gin, Bin) among the gradation values (Rin, Gin, Bin) of each pixel in the input image data V1. Let it be the value Wout.
  • the second generation unit 442 uses the RGB gradation values (Rin, Gin, Bin) in the input image data V1 as the gradation values (Wout, Rout, Gout, Bout). That is, the process of changing the RGB gradation values (Rin, Gin, Bin) according to the gradation value Wout of the mixed color W is not executed.
  • the display data determination unit 443 outputs any subfield image of the first generation unit 441 and the second generation unit 442 as display data based on the image data V1 and the backlight data generated by the backlight data generation unit 45. Determine whether. As an example, in the image displayed with the backlight turned off, the subfield image of the pixel in which each RGB gradation value exceeds a predetermined threshold value uses the gradation value generated by the second generation unit 442. Judgment can be made. For example, it is determined that the gradation value calculated by the second generation unit 442 is used in the following case. Rin> R_threshold and Gin> G_threshold and Bin> B_threshold and backlight off
  • R_threshold, G_threshold, and B_threshold are predetermined threshold values for each color of RGB. Note that the display data determination unit 443 does not compare the gradation values (Rin, Gin, Bin) of these RGB colors with threshold values, and simply makes the above determination based only on whether or not the backlight is turned off. You may go.
  • the selection unit 444 selects whether to output the gradation value of the first generation unit 441 or the gradation value of the second generation unit 442 according to the determination of the display data determination unit 443.
  • the gradation value of the first generation unit 441 or the second generation unit 442 is selected and output for each pixel.
  • the configurations of the display data determination unit 443 and the selection unit 444 are not limited to this example. For example, it is also possible to select and output either the sub-field image of the first generation unit 441 or the second generation unit 442 for each image in one frame period based on only turning on or off of the backlight.
  • the subfield of the mixed color W is inserted, and the gradation of the RGB subfield is changed accordingly.
  • Color breakup color breakup
  • the transmitted light image display mode in which the backlight 12 is turned off and displayed if the gradation of the RGB subfield image is changed, the transparency may be lowered. Therefore, in the transmitted light image display mode, the transparency of the pixels for transparent display can be ensured by adopting a configuration in which the gradation value of the RGB subfield is not changed.
  • RGB subfield image corresponding to the mixed color W of the conventional method is inserted.
  • the gradation becomes “0”, and the transparency when the backlight is turned off decreases.
  • the sub-field of the mixed color W is inserted, if the RGB sub-field is left at “255” gradation, color breakup is likely to occur when performing color display by turning on the backlight.
  • WRGB subfield data generation (first generation unit 441) is performed by a method that prioritizes measures against color breakup, and when the backlight is turned off, WRGB is generated by a method that prioritizes transparency.
  • Data generation of the subfield (second generation unit 442) is performed.
  • generation of subfield images suitable for the color display mode and the transmitted light image display mode is not limited to the above example.
  • the first generation unit 441 and the second generation unit 442 may set a gradation value lower than the above-described min (Rin, Gin, Bin) as the gradation value of the mixed color W.
  • the second generation unit 442 can also set the gradation value of the subfield image obtained by adding other corrections to the RGB gradation value of the input image data V1.
  • the number of subfields in one frame period that is, the number of divisions in one frame period is set as the color display mode.
  • the transmitted light image display mode For example, in the transmitted light image display mode, the backlight 12 remains off during one frame period, so that only one or two subfields can be provided.
  • the gradation value of the subfield image can be determined based on the RGB gradation values of the input image data V1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a display image in the color display mode according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a transmitted light image display mode.
  • the image data V1 that is the basis of the display image of FIG. 9 and the display image of FIG. 10 is the same, and the backlight 12 is turned on in FIG. 9, and the backlight 12 is turned off in FIG. Therefore, in the example shown in FIG. 9, similarly to FIG. 4, the region A1 is displayed in red, the region A2 is displayed in blue, the region A3 is displayed in yellow, the region A4 is displayed in white, and the region A5 is displayed in green.
  • the areas A1, A2, A3, and A5 are displayed in a gray scale corresponding to the RGB gradation values, and the area A4 is transparent. That is, the region A4 becomes a transmissive region, and the thing B1 behind the display device 10 can be seen through.
  • an area that is “white display” when the backlight 12 is turned on is “transparent display” when the backlight 12 is turned off.
  • the gradation value for white display and the gradation value for transparent display both correspond to the gradation value that maximizes the transmittance of all the RGB colors.
  • the backlight control circuit 16 includes the backlight while the display control circuit 13 continuously displays images based on the same image data on the display panel 11 over a plurality of frame periods. 12 can be switched on and off.
  • the display device 10 can receive input of image data V1 of a still image and control data of the backlight 12 corresponding to the still image.
  • the display control circuit 13 causes the display panel 11 to display the same image data V1 image over a plurality of frame periods. In each of the plurality of frame periods, backlight data instructing to turn on or off the backlight 12 in each frame period is output from the backlight control circuit 16 to the backlight 12.
  • a light guide plate 18 that is transparent when the backlight 12 is turned off is disposed on the back surface of the liquid crystal 24, and a pixel region indicating “white” in the input image data is displayed in white when the backlight 12 is lit.
  • the display is transparent.
  • the same content (the same image data is input to the display device 10) is used when the backlight 12 is turned on and when the backlight 12 is turned off.
  • the light 12 is turned off, an area that is displayed in white when the backlight 12 is turned on can be displayed transparently. Thereby, the eye catching effect can be enhanced.
  • color display is performed when the backlight is turned on, and when the backlight is turned off, the display is completely invisible or monochrome display.
  • the white display portion is transparent and the back of the display You can see the object in Thereby, for example, a digital signage using the display device 10 can produce an effect that enhances the eye catching effect.
  • the conventional display appears to simply move the white square.
  • the white display portion (A4) is transparently displayed, so that different portions on the back side that are shielded by the display device 10 (the transparent display moves).
  • the visible area changes can be enhanced.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the color filter type display device 10.
  • a color filter 23 and a common electrode are provided on one surface of the second substrate 22 (in this example, the surface on the liquid crystal 24 side).
  • the three pixel circuits 17 arranged in the extending direction of the gate lines G1 to Gm or the extending direction of the source lines S1 to Sn are respectively a red (R) subpixel, a green (G) subpixel, and a blue (B) Functions as a sub-pixel.
  • These three pixel circuits 17 correspond to one color pixel.
  • the (m ⁇ n) pixel circuit 17 included in the display panel 11 corresponds to (m ⁇ n / 3) color pixels.
  • the light source 19 of the backlight 12 can emit white light.
  • RGB three-color light emitting diodes (LEDs), cold cathode fluorescent lamps (CCFLs), or the like can be provided.
  • Other configurations of the display device 10 can be the same as those in the first embodiment.
  • the display device 10 can include a direct type backlight instead of the edge light type backlight 12 described above.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device using a direct type backlight 41, which is a modification of the first and second embodiments.
  • the portion of the backlight 41 that overlaps the display area of the display panel 11 is transparent.
  • the backlight 41 is configured using a transparent light source and a transparent substrate.
  • the transparent light source for example, organic EL (Electroluminescence) or inorganic EL can be used.
  • a substantially transparent LED backlight can be configured by arranging a large number of thin and small LEDs on a substrate such as glass or plastic to transmit light for transparent display.
  • a substrate such as glass or plastic
  • the configuration of the transparent substrate include a configuration in which the substrate itself is formed of a transparent material, and a configuration in which the substrate is configured with a thin film (for example, a thickness of several nm or less) so that light can be transmitted. It is done.
  • the direct type backlight 4 having a transparent portion overlapping the display area of the display panel 11 can be used.
  • a display device to which the present invention can be applied is not limited to a liquid crystal display device.
  • the present invention can also be applied to other display devices (display devices other than liquid crystal display devices) that include a lighting unit that irradiates light on one surface of the display panel and has a function of showing through the back of the display screen. it can.
  • the display panel includes a display panel including a plurality of shutter elements that are two-dimensionally arranged and capable of controlling an on state in which light is transmitted and an off state in which light is blocked for each pixel, and a backlight.
  • the present invention can also be applied to a display device that switches an ON state and an OFF state of a shutter element in accordance with each bit of image data a plurality of times.
  • Image processing unit 10 Display device 11 Display panel 12 Backlight 13 Display control circuit 16 Backlight control circuit 18 Light guide plate 19 Light source

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Abstract

　表示装置（１０）は、光源（１９）と、導光板（１８）と、表示パネル（１１）と、表示パネル（１１）の画素毎の透過率を制御する信号を表示パネル（１１）に出力するパネル駆動部と、光源駆動部（１６）とを備える。導光板（１８）の出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっている。光源駆動部（１６）は、点灯制御データに基づいて、光源（１９）を駆動する。表示パネル（１１）は、光源（１９）の点灯時に画像を表示する場合は、各画素における光源（１９）から導光板の出射面を通った光の透過率を制御することでカラー画像を表示する。表示パネル（１１）は、光源（１９）の消灯時に画像を表示する場合は、導光板（１８）の背面を透過して表示パネル（１１）へ入射する光の各画素における透過率を制御することで、表示装置（１０）の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する。

Description

表示装置及びその駆動方法
　本願は、表示装置に関し、特に、表示画面の後方が透けて見える機能を有する表示装置及びその駆動方法に関する。
　例えば、液晶表示装置のように、バックライトと、バックライトの光を変調することによって画像を表示する表示パネルとを備える表示装置がある。このような表示装置において、画像を表示するタイミングに合わせてバックライトの点灯及び消灯を制御することで、
様々な表示性能を実現する技術が開発されている。
　一例として、特許第３９１２９９９号公報には、赤、緑、青色光が時分割で発光可能なバックライトと液晶パネルを組み合わせ、液晶素子のスイッチングとバックライトの発光とを同期させることによってカラー表示を実現するフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が開示されている。
　また、特開２００３－６０９４４号公報には、撮像された被写体像を表示可能なモニタ画面を有する電子カメラにおいて、フィールドシーケンシャル液晶表示装置を用いることが開示されている。この液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のバックライトの点灯と液晶シャッタパネルの表示とを高速で切り替えることによりカラー表示を行うカラー表示モードと、バックライトを点灯せずに液晶シャッタパネルによる表示のみを行う白黒表示モードとが切り替え可能となっている。これにより、電子カメラは、モニタ画面の表示させた状態でも低消費電力で動作できる。
特許第３９１２９９９号公報 特開２００３－６０９４４号公報
　上記従来の表示装置は、バックライト制御により、表示装置の性能の向上が可能になる。しかしながら、例えば、人目を引くような斬新な表示態様や、多様な画像の表示態様等を表示装置で実現するためのものではない。
　そこで、本願は、画像の表示態様の多様性を実現できる表示装置及びその駆動方法を開示する。
　本発明の一実施形態における表示装置は、光源と、前記光源から光の入射面と、前記入射面から入った前記光源の光を出射する出射面とを有する導光板と、前記導光板の前記出射面に重ねて設けられ、入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する表示パネルと、表示パネルに表示すべき画像を示す画像データに基づいて、前記表示パネルの画素毎の透過率を制御する信号を前記表示パネルに出力するパネル駆動部と、前記光源を駆動する光源駆動部とを備える。前記導光板の前記出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっている。前記光源駆動部は、前記画像データで示される画像を表示する時に前記光源を点灯させるか否かを示す点灯制御データに基づいて、前記光源を駆動する。前記表示パネルは、前記光源の点灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて前記光源から前記導光板の前記出射面を通って前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することでカラー画像を表示する。前記表示パネルは、前記光源の消灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて前記導光板の前記背面を透過して前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することで、前記表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する。
　本願開示によれば、画像の表示態様の多様性を実現できる表示装置及びその駆動方法が提供される。
図１は、実施形態１にかかる表示装置の構成例を示す機能ブロック図である。 図２は、表示面に垂直な方向から見たバックライトの構成例を示す図である。 図３Ａは、表示装置の表示面に垂直な面の断面図である。 図３Ｂは、表示装置の表示面に垂直な面の断面図である。 図４は、カラー表示モードの表示画像の一例を示す図である。 図５は、透過光画像表示モードの一例を示す図である。 図６は、図１に示す表示装置の画像処理部の詳細な構成例を示す機能ブロック図である。 図７は、フィールドシーケンシャル表示を行う表示装置における動作の一例を表す図である。 図８は、図６に示すサブフィールド生成部４４の詳細な構成例を示す機能ブロック図である。 図９は、実施形態２におけるカラー表示モードの表示画像の一例を示す図である。 図１０は、透過光画像表示モードの一例を示す図である。 図１１は、カラーフィルタ方式の表示装置１０の構成例を示す断面図である。 図１２は、直下型のバックライト４１を用いた表示装置の構成例を示す断面図である。
　本発明の一実施形態における表示装置は、光源と、前記光源から光の入射面と、前記入射面から入った前記光源の光を出射する出射面とを有する導光板と、前記導光板の前記出射面に重ねて設けられ、入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する表示パネルと、表示パネルに表示すべき画像を示す画像データに基づいて、前記表示パネルの画素毎の透過率を制御する信号を前記表示パネルに出力するパネル駆動部と、前記光源を駆動する光源駆動部とを備える。前記導光板の前記出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっている。前記光源駆動部は、前記画像データで示される画像を表示する時に前記光源を点灯させるか否かを示す点灯制御データに基づいて、前記光源を駆動する。前記表示パネルは、前記光源の点灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて前記光源から前記導光板の前記出射面を通って前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することでカラー画像を表示する。前記表示パネルは、前記光源の消灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて前記導光板の前記背面を透過して前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することで、前記表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する。
　上記構成においては、導光板の光の出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっている。パネル駆動部は、画像データに基づく信号を表示パネルへ出力する。光源駆動部は、画像データで示される画像を表示する時に光源を点灯させるか否かを制御することができる。表示パネルは、光源が点灯している場合には、光源から導光板の出射面を通って表示パネルへ入射する光の透過率を制御してカラー画像を表示する。また、光源が消灯している場合には、表示パネルは、導光板の背面を透過して表示パネルへ入射する光の透過率を制御して、表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する。そのため、画像を表示する時の光源の点灯及び消灯を制御することにより、カラー画像表示モードと、透過光画像表示モードとを切り替えることができる。その結果、表示装置において、画像の表示態様の多様性を実現することができる。
　前記画像データは、前記表示すべき画像における各画素の階調値を含む。前記カラー画像の表示において画素に白色を表示させる前記画像データの階調値は、前記透過光画像の表示において前記導光板の背面からの光が画素を透過する透過率の階調値に対応するよう設定することができる。これにより、光源点灯時に表示されるカラー画像における白色に対応する領域は、光源消灯時に表示される透過光画像では、表示装置の後方を透けて見える透過領域となる。そのため、光源の点灯及び消灯を制御することにより、表示画像における白色に対応する領域を。白色に表示にしたり、透過領域にしたりすることができる。
　表示装置は、１フレーム期間を分割してできる複数のサブフィールド期間のそれぞれに表示するための複数のサブフィールド画像を、前記画像データに基づいて生成するサブフィールド生成部をさらに備えることができる。この場合、前記光源は、互いに異なる複数の色を発光可能に構成できる。前記パネル駆動部は、１フレーム期間における複数のサブフィールド期間毎に、前記複数のサブフィールド画像を順次表示させる信号を前記表示パネルに出力する。前記光源駆動部は、前記光源を点灯させて前記カラー画像を表示する際に、前記サブフィールド期間毎に発光する色を切り替える。
　上記構成により、フィールドシーケンシャル方式で表示パネルを駆動することができる。これにより、カラーフィルタが不要になるので、透過光画像における透過領域の透明度を向上させることができる。また、光源点灯時にはカラー画像を表示し、光源消灯時には透過領域を含む白黒画像を表示することができる。
　前記サブフィールド生成部は、前記光源を点灯して表示する画像のサブフィールド画像の生成処理と、前記光源を消灯して表示する画像のサブフィールド画像の生成処理とを異ならせることができる。これにより、光源の点灯時及び消灯時それぞれにおいて、表示画像に適したサブフィールド画像を生成することができる。
　前記サブフィールド生成部は、前記光源の複数の色それぞれに対応するサブフィールド画像に加えて、前記複数の色の混合色に対応するサブフィールド画像を生成する構成とすることができる。この場合、サブフィールド生成部は、前記光源を点灯して表示する画像のサブフィールド画像の生成処理では、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を、前記混合色のサブフィールド画像の階調値に応じて変更する処理を実行することができる。また、前記光源を消灯して表示する画像のサブフィールド画像の処理では、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を、前記混合色のサブフィールド画像の階調値に応じて変更する前記処理を実行しないように構成することができる。
　上記構成により、光源点灯時のカラー画像表示においては、混合色に対応するサブフィールド画像を生成し、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を変更することで、色割れを抑制することができる。光源消灯時の透過光領域を含む透過光画像の表示においては、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を変更しないようにすることで、透過領域の透明度合いを向上させることができる。
　前記表示パネルは、前記光源の消灯時に画像を表示する場合に、透過領域及び黒領域のみを含む透過光画像を表示することができる。これにより、カラー画像と透過光画像との表示態様の差を大きくすることができる。そのため、例えば、表示装置において、人目を引くような表示態様が可能になる。
　前記光源駆動部は、前記パネル駆動部が、同じ画像データに基づく画像を前記表示パネルに表示させている間に、前記光源の点灯と消灯を切り替えることができる。これにより、同じ画像データのコンテンツを表示しながら、カラー表示と透過光画像の表示を切り替えることができる。そのため、同じコンテンツで２通りの表示態様が可能になる。例えば、人目を引く表示態様が可能になる。
　本発明の１つの実施形態における表示装置の駆動方法は、光源と、前記光源から光の入射面と、前記入射面から入った前記光源の光を出射する出射面とを有する導光板と、前記導光板の前記出射面に重ねて設けられ、入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の駆動方法である。前記導光板の前記出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっている。前記駆動方法は、表示パネルに表示すべき画像を示す画像データに基づいて、前記表示パネルの画素毎の透過率を制御する信号を前記表示パネルに出力する工程と、前記画像データで示される画像の表示に対応して前記光源を点灯させるか否かを示す点灯制御データに基づいて、前記光源を駆動する工程とを有する。前記光源の点灯時に画像を表示する場合は、前記信号により前記光源から前記導光板の前記出射面を通って前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することでカラー画像を表示し、前記光源の消灯時に画像を表示する場合は、前記信号により前記導光板の前記背面を透過して前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することにより、前記表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
　＜実施形態１＞
　（表示装置の構成例）
　図１は、実施形態１にかかる表示装置の構成例を示す機能ブロック図である。図１に示す表示装置１０は、外部の信号源５から供給される画像データに基づき画像を表示する。表示装置１０は、表示パネル１１と、光源１９及び導光板１８を含むバックライト１２とを備える。導光板１８は、光源１９の光を表示パネル１１の表示面へ導く。表示パネル１１は、導光板１８に重ねて設けられる。表示パネル１１は、表示パネル１１へ入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する。本実施形態では、一例として、表示装置１０は、液晶の配向を制御することにより、画素毎に光の透過率を制御する液晶表示装置である場合について説明する。
　表示パネル１１及びバックライト１２を制御する制御回路として、表示装置１０は、画像データを処理して表示パネル１１及びバックライト１２を駆動するためのデータを出力する画像処理部４と、表示制御回路１３、ゲートドライバ１４、ソースドライバ１５、及びバックライト制御回路１６を備える。
　表示パネル１１は、ｍ本のゲート線Ｇ１～Ｇｍ、ｎ本のソース線Ｓ１～Ｓｎ、及び（ｍ×ｎ）個の画素回路１７を含んでいる。ゲート線Ｇ１～Ｇｍは、第１方向（図１の例では、表示画面の水平方向（横方向））に延びて形成される。ソース線Ｓ１～Ｓｎは、第１方向と交差する方向（図１の例では表示画面の垂直方向（縦方向））に延びて形成される。（ｍ×ｎ）個の画素回路１７は、それぞれ、ゲート線Ｇ１～Ｇｍとソース線Ｓ１～Ｓｎとの各交差点に対応して設けられる。なお、ゲート線は、走査線と呼ぶこともでき、ソース線は、データ線又は信号線と呼ぶこともできる。また、ゲートドライバは走査線駆動回路、ソースドライバは、データ線駆動回路と呼ぶこともできる。
　信号源５は、表示装置１０に対して１フレーム期間ごとに表示すべき画像を示す画像データＶ１を供給する。表示装置１０に供給された画像データＶ１は、画像処理部４に入力される。画像処理部４は、入力された画像データＶ１を処理して、表示制御回路１３へ出力するとともに、画像の表示及びバックライト１２における光源１９の点灯のタイミング制御を行う。
　具体的には、表示制御回路１３は、画像データに基づいてソースドライバ１５及びゲートドライバ１４を制御して、表示パネル１１の画素毎の透過率を制御する信号を表示パネル１１に出力させる。表示制御回路１３は、ソースドライバ１５に制御信号Ｃ１及び画像データＶ２を出力する。制御信号Ｃ１には、例えば、ソーススタートパルス及びソースクロックが含まれる。ソースドライバ１５は、制御信号Ｃ２と画像データＶ２に基づいて、ソース線Ｓ１～Ｓｎを駆動する。表示制御回路１３は、ゲートドライバ１４に制御信号Ｃ２を出力する。ゲートドライバ１４は、制御信号Ｃ２に基づき、ゲート線Ｇ１～Ｇｍを駆動する。制御信号Ｃ２には、例えば、ゲートスタートパルスやゲートクロックが含まれる。
　ゲートドライバ１４は、制御信号Ｃ２に従うタイミングで、ゲート線Ｇ１～Ｇｍを１本ずつ順次選択する。選択されたゲート線には、１ライン期間にわたって選択電圧が印加される。ソースドライバ１５は、制御信号Ｃ１に従うタイミングで、ソース線Ｓ１～Ｓｎに対して、画像データＶ２に応じたソース電圧を１ライン期間にわたって印加する。これにより、選択されたゲート線に接続されたｎ個の画素回路１７に画像データＶ２に応じたソース電圧がそれぞれ書き込まれる。この動作が、ゲート線Ｇ１～Ｇｍについて順次繰り返される。その結果、各画素回路１７における画像データＶ２に応じたソース電圧が書き込まれ、各画素の透過率が制御される。表示パネル１１は、画像データＶ２で示される画像を表示する。
　このように、表示制御回路１３、ゲートドライバ１４、及びソースドライバ１５は、表示パネル１１に表示すべき画像を示す画像データＶ１、Ｖ２に基づいて、表示パネル１１の画素毎の透過率を制御する信号を表示パネル１１に出力するパネル駆動部として構成される。
　また、画像処理部４は、光源１９を点灯させるか否かを示すバックライトデータＣ３を、バックライト制御回路１６へ出力する。バックライト制御回路１６は、バックライトデータＣ３に基づいて、光源の点灯及び消灯を制御する。例えば、バックライト１２は、バックライトデータＣ３が１のとき点灯し、バックライトデータＣ３が０のとき消灯する。バックライト制御回路１６は、光源１９を駆動する光源駆動部の一例である。
　本実施形態では、表示装置１０が、一例として、フィールドシーケンシャル方式でカラー画像を表示する場合について説明する。フィールドシーケンシャル方式では、１画面の表示期間すなわち１フレーム期間を分割してできる複数のサブフィールド毎に異なる色の画面を表示することによって、カラー画像を表示する。バックライト制御回路１６は、カラー画像表示時には、表示制御回路１３によって、異なる色のサブフィールド画像が表示パネル１１に表示されるタイミングに合わせて、光源１９の発光色を切り替える。
　また、バックライト制御部１６から出力されるバックライトデータＣ３により、例えば、１フレーム期間ごとにバックライト１２の状態（例えば、点灯又は消灯）を制御することもできる。例えば、入力された画像データＶ１で示される画像を表示する時にバックライト１２を点灯するか否か示す点灯制御データを、信号源５から受信し、この点灯制御データに基づいて、１つの画像を表示する１フレーム期間において、バックライト１２を点灯するか否かを制御することができる。これにより、表示装置１０は、後述するように、カラー画像を表示するカラー画像表示モードと、表示装置１０の後ろが透けて見える透過領域を含むモノトーン画像を表示する透過光画像表示モードで動作することができる。
　バックライト１２は、表示パネル１１の背面に光を照射する。図２は、表示面に垂直な方向から見たバックライト１２の構成例を示す図である。図２に示す例では、バックライト１２は、エッジライト型である。すなわち、光源１９は、導光板１８の側面（図２の例では、下側の側面）に対向して配置される。光源１９には、例えば、ＲＧＢ３色の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等が設けられる。導光板１８は、透明な材料で形成される。バックライト１２のうち表示パネル１１の表示画面、すなわち画素が配置される表示エリアと重なる部分は透明である。なお、図２では、光源１９を導光板１８の１つの側面に対向する位置に配置しているが、光源１９を導光板１８の複数の側面に対向する位置に配置することもできる。
　図３Ａ及び図３Ｂは、表示装置１０の表示面に垂直な面の断面図である。図３Ａは、バックライト１２を消灯して表示装置１０の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する状態の例を示す。図３Ｂは、バックライト１２を点灯してカラー画像を表示する状態の例を示す。
　図３Ａ及び図３Ｂに示す例では、表示パネル１１は、バックライト１２と、表示画面に垂直な方向において重なる位置に設けられる。表示パネル１１は、２枚の第１基板２５及び第２基板２２と、これらの間に設けられる液晶２４を有する。第１基板２５の一方の面（例えば、バックライト１２と反対側の面）に、ゲート線Ｇ１～Ｇｍ、ソース線Ｓ１～Ｓｎ、及び画素回路１７等が設けられる。第１基板２５の他方の面には、偏光板２６が設けられる。第２基板２２の一方の面（例えば、バックライト１２側の面）には、共通電極（図示せず）が形成される。第２基板２２の他方の面には、偏光板２１が設けられる。第１基板２５及び第２基板２２は、例えば、ガラス又は樹脂で形成することができる。
　バックライト１２の導光板１８は、光源１９からの光の入射面１８ａと、入射面１８ａから入った光源１９の光を出射する１８ｂとを有する。表示パネル１１は、導光板１８の出射面１８ｂに重ねて設けられる。すなわち、バックライト１２は、表示パネル１１の一方の面に光を照射する照明部である。
　図３Ａに示すように、導光板１８の出射面１８ｂと対向する面である背面１８ｃにおいて、表示パネル１１の画像が表示される表示エリアすなわち表示画面と重なる領域は、光が透過可能となっている。バックライト１２は、表示パネル１１の表示画面と重なる部分は光が透過可能になるよう構成される。例えば、バックライト１２において、表示パネル１１の表示エリアと表示画面と垂直な方向において重なる位置に設けられる部材は、透明な材料で形成される。
　具体的には、表示パネル１１の背面には、表示画面に垂直な方向に光が透過可能な導光板１８が配置される。すなわち、表示パネル１１の背面に光を遮蔽する部材は配置されない。導光板１８の背面側の部材には、アクリル板等の透明素材が用いられるか、又は、導光板１８の背面に何も配置しない構成とすることができる。この構成により、表示パネル１１において光が透過するように液晶２４が制御された画素においては、表示装置１０の後方から導光板１８の背面を透過した光が、表示パネル１１の当該画素を通って表示画面の前方へ透過する。
　また、図３Ｂに示すように、導光板１８は、導光板１８を伝播する光源１９からの光が、表示パネル１１に対向する出射面１８ｂから表示パネル１１へ向けて出射しやすい構成となっている。例えば、導光板１８の出射面１８ｂ及び背面１８ｃには、入射した光を反射するドット（図示せず）を所定の間隔で形成することができる。導光板１８の入射面１８ａから入った光源１９の光は、導光板１８内を全反射しながら進む。導光板１８の背面１８ｃのドットに入射した光源１９からの光は、ドットに反射され、導光板１８の出射面１８ｂから表示パネル１１へ向かって出射される。
　ドットは、例えば、白色不透明インク（有機系の紫外線硬化型インク等）又は金属インク（アルミニウム又は金等）の印刷等によって形成される。また、印刷によるドットの代わりに、金型プレス又はレーザー加工により導光板１８の表面を光が反射しやすい形状に加工することができる。また、導光板１８の表面の形状による反射を利用する形態に限られず、光を反射しやすい材質によって導光板１８を形成してもよい。このように、導光板１８は、内部を進む光を反射して外部に出射する反射構造を備えることができる。
　このように、バックライト１２の点灯時には、光源１９から導光板１８を通って表示パネル１１に照射される光の量が、導光板１８の背面１８ｂを透過して表示パネル１１に達する光の量に比べて多くなる。そのため、バックライト１２の点灯時には、表示パネル１１には、バックライト１２の光による色が表示され、表示装置１０の後方が透けて見えることがなくなる。
　本実施形態では、表示装置１０は、カラー表示モードと、透過光画像表示モードを有する。カラー表示モードでは、バックライト１２が点灯し、表示パネル１１は、表示装置１０の後方が透けて見える透過領域を含まないカラー画像を表示する。透過光画像表示モードでは、バックライト１２が消灯し、表示パネル１１は、透過領域を含むモノトーン画像（透過光画像）を表示する。
　表示パネル１１は、カラー表示モードと、透過光画像表示モードのいずれにおいても、上記パネル駆動部の信号に基づいて表示パネル１１に入射する光の透過率を画素毎に制御することで画像を表示する。カラー表示モードの場合すなわち、画像を表示する時にバックライト１２を点灯する場合、表示パネル１１は、光源１９から導光板１８内を伝播し出射面１８ｂを通って表示パネル１１へ入射する光の透過率を制御することになる。また、透過光画像表示モードの場合すなわち、画像を表示する時にバックライト１２を消灯する場合、表示パネル１１は、表示装置１０の外側から導光板１８の背面１８ｃを透過して表示パネル１１へ入射する光の透過率を制御することになる。これにより、透過領域を含む透過光画像を表示することができる。透過領域では、表示装置１０の後方が透けて見える。
　図４は、カラー表示モードの表示画像の一例を示す図である。図５は、透過光画像表示モードの一例を示す図である。図４に示す例では、領域Ａ１は赤色、領域Ａ２は青色、領域Ａ３は黄色、領域Ａ４は白色、領域Ａ５は緑色で表示される。図５に示す表示画像は、透過領域Ａ６及び黒で表示される領域Ａ７を含む。透過領域Ａ６では、表示装置１０の後方のものＢ１が透けて見える。
　例えば、カラー表示モードでは、バックライト１２から照射されるＲＧＢそれぞれの光が、表示パネル１１で調整される透過率に応じた色を表示する。透過光画像表示モードでは、バックライト１２は消灯するので、透過率が十分に大きい画素の領域においては、図５に示す画像の領域Ａ６のように、導光板１８の背面を透過した光が表示画面の前方に出射する。そのため、そのような領域は、透過領域となって表示装置１０の背景が透けて見える。これは、例えば、表示装置１０の外からの光が背面から透過できる導光板１８を表示パネル１１の背面に配置することで可能になる。なお、透過領域は、透過率が最も高い画素の領域に限られない。例えば、後方が透けて見える程度の透過率となるように制御された画素の領域も、透過領域に含めることができる。
　例えば、カラー表示モードで、ＲＧＢ全ての色の透過率が十分に大きい画素（例えば、透過率が最大の画素）の領域においては、図４に示す画像の領域Ａ４のように、バックライト１２の光によって白色が表示される。これに対して、透過光画像表示モードでは、透過率が十分に大きい画素では、透明度の高い透過領域となる。そのため、例えば、表示装置１０では、信号源５から入力される画像データＶ１において、「白」を示す階調値の領域は、バックライト点灯時に白色表示となり、バックライト消灯時に透明表示とすることができる。透明表示は、表示装置１０の背面が透過して目視できる状態である。これにより、例えば、バックライト点灯時はカラー表示となり，バックライト消灯時は，透明表示の領域と黒（又はグレースケール）の領域とを含むモノトーン表示となる演出を行うことができる。このように、表示装置１０で可能な表示態様が多様化するので、画像による表現の幅を広げることができる。
　（画像処理部の詳細な構成例）
　図６は、図１に示す表示装置１０の画像処理部４の詳細な構成例を示す機能ブロック図である。図６に示す例は、表示装置１０がフィールドシーケンシャル方式である場合の構成例である。この例では、画像処理部４は、座標生成部４１、判定部４２、分離部４３、サブフィールド生成部４４、バックライトデータ生成部４５、タイミング制御部４６を備える。
　座標生成部４１、判定部４２及び分離部４３は、入力した画像データＶ１に含まれるバックライト１２の制御情報を検出する回路である。ここでは、１フレーム期間毎にバックライト１２を点灯するか否かを制御するための情報を検出する場合について、説明する。画像データＶ１には、例えば、複数の画素それぞれのデータ（一例として、各画素のＲＧＢそれぞれの階調値）が含まれる。座標生成部４１は、入力された画像データにおける各画素の座標（Ｘ，Ｙ）を示すデータを生成する。
　座標生成部４１は、例えば、水平総画素数Ｍと垂直総ライン数Ｎを保持するための外部から書き換え可能なメモリ（レジスタ）を有する。座標生成部４１は、画素のデータが入力される毎に水平カウンタ（変数）を１増加させる。水平カウンタがＭと等しくなった場合、次の画素のデータ入力で垂直ラインカウンタ（変数）を１増加させ、水平カウンタを１に戻す。座標生成部４１は、各画素のデータの入力時に、水平カウンタ及び垂直カウンタの値を、座標値（Ｘ，Ｙ）として保存する。これにより、入力された画像データＶ１の各画素の座標（Ｘ，Ｙ）を生成することができる。なお、この例では、画像データＶ１が示す画像における左上の画素を原点とし、Ｘを水平方向、Ｙを垂直方向とする。
　判定部４２は、画像データに含まれる複数の画素のデータのうち、バックライト１２の制御情報として用いるデータを特定する。例えば、画像データにおける予め決められた特定の座標（一例として、座標（０，０）のデータ）の画素値を、バックライト１２の制御情報を示す値すなわちバックライト１２の制御データと特定することができる。バックライト１２の制御データは、バックライト１２の点灯／消灯（非点灯）を示すデータである。判定部４２は、判定値として、例えば、各座標の値が、表示する画像の階調値か、又は、バックライト１２の制御データかを示す値を、分離部４３へ通知することができる。
　画像データは、画像データの映像表示期間に対応する部分とブランキング期間に対応する部分とを有する場合もある。この場合、バックライト１２の制御データは、ブランキング期間に対応する部分に含ませることができる。１フレーム期間は、画像表示期間とブランキング期間に分けられる。これに対応して、１フレーム期間の画像データＶ１は、画像表示期間に対応する部分とブランキング期間に対する部分とを有する。画像表示期間に対応する部分には、各画素回路１７に対応して、各画素のデータ（例えば、階調値）が含まれる。ブランキング期間に対応する部分には、当該フレーム期間においてバックライト１２を点灯させるか否かを示すバックライト１２の制御データが含まれる。
　分離部４３は、判定部４２による判定に従って、画像データＶ１のうち表示すべき画像を示すデータと、バックライト１２の制御データとを分離する。分離部４３は、画像データＶ１に含まれる画像を示すデータを、サブフィールド生成部４４に出力し、画像データＶ１に含まれるバックライト１２の制御データをバックライトデータ生成部４５に出力する。
　サブフィールド生成部４４は、１フレーム期間を分割してできる複数のサブフィールド期間のそれぞれに表示するための複数のサブフィールド画像を、入力された画像データに基づいて生成する。例えば、各画素におけるＲＧＢそれぞれの色の階調値を含む画像データから、フィールドシーケンシャル表示を行うための表示データとして、ＲＧＢそれぞれの色に、混合色Ｗ（白色）を加えたＷＲＧＢのそれぞれの色に対応するサブフィールド画像を生成する。生成されたサブフィールド画像は、タイミング制御部４６へ出力される。
　また、バックライトデータ生成部４５は、ＷＲＧＢの各色に対応するサブフィールド期間において、それぞれ対応する色の光源１９を発光させる制御データを生成しタイミング制御部４６へ出力する。例えば、バックライトデータ生成部４５及びタイミング制御部４６は、Ｗ（白色）に対応するサブフィールド期間ではＲＧＢの光源を同時に発光させ、Ｒに対応するサブフィールド期間にはＲの光源、Ｇに対応するサブフィールド期間にはＧの光源、Ｂに対応するサブフィールド期間にはＢの光源がそれぞれ発光するよう制御する。
　また、バックライトデータ生成部４５は、画像データＶ１で示される画像を表示する時にバックライト１２を点灯するか否かを示す制御データに基づいて、フレーム毎にバックライト１２を点灯させるか否かを示すバックライトデータを生成する。例えば、画像データに含まれる座標（０，０）のＲＧＢそれぞれの階調値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が閾値より大きい場合は、その画像データを表示するフレーム期間においてバックライト１２を点灯、上記（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が閾値より小さい場合は、そのフレーム期間においてバックライト１２を消灯するようにバックライトデータを生成することができる。画像データで示される階調の最大が２５５階調の場合、例えば、閾値を１２８とすることができる。この場合、階調値が（０，０，０）の場合は、バックライト消灯を指示するバックライトデータ、階調値が（２５５，２５５，２５５）の場合は、バックライト点灯を指示するバックライトデータを生成することができる。生成されたバックライトデータは、タイミング制御部４６へ入力される。
　なお、バックライト１２制御データの検出処理は、上記例に限られない。上記例では、入力された画像データＶ１にバックライト１２の制御データが含まれる形態であるが、バックライト１２の制御データは、画像データＶ１に加えて、別途、入力されてもよい。例えば、画像データＶ１と同時に、又は画像データＶ１に対応づけられてバックライト１２の制御データを入力することができる。この場合、画像処理部４は、制御データを、１フレーム期間の画像データＶ１と同期して又は１フレーム期間の画像データＶ１に対応付けて、バックライトデータ生成部４５又はタイミング制御部４６へ入力することができる。
　タイミング制御部４６は、ＷＲＧＢそれぞれのサブフィールド画像の表示と、ＷＲＧＢのバックライトの点灯を同期させるためのタイミング制御を行う。フィールドシーケンシャル方式の表示装置１０では、バックライト１２は、複数の色すなわちＲＧＢそれぞれの色の光を発光する光源１９を有する。タイミング制御部４６は、ＲＧＢそれぞれの色及びこれらの混合色Ｗを照射するタイミングと、ＲＧＢＷそれぞれのサブフィールド画像を表示するタイミングとを同期させるタイミング制御信号を、表示制御回路１３及びバックライト制御回路１６に出力する。
　図７は、カラー表示モードでフィールドシーケンシャル表示を行う表示装置１０における画像データの入力、サブフィールド画像表示、及びバックライト１２点灯のタイミングの一例を表す図である。図７に示す例では、画像データは、６０Ｈｚで１フレーム期間毎に、信号源５から表示装置１０へ入力される。
　１フレーム期間は、第１～第４サブフィールド期間に分割される。第１～第４サブフィールド期間は、ＷＲＧＢの各色に対応するサブフィールド画像がそれぞれ表示される。第１～第４サブフィールド期間は、２４０Ｈｚ、すなわち画像データの周波数の４倍の周波数で表示される。
　第１サブフィールド期間では、表示制御回路１３は、ゲートドライバ１４とソースドライバ１５に、混合色Ｗのサブフィールド画像のデータに基づく信号を表示パネル１１に出力させ、バックライト制御回路１６は、バックライト１２にＲＧＢの光源を同時に発光させる。これにより、混合色Ｗすなわち白色の光が光源１９から発光される。このようにして、第１サブフィールド期間に、Ｗ（白）フィールドが表示される。第２サブフィールド期間に、Ｒ（赤）の光源が発光してＲ（赤）フィールドが表示され、第３サブフィールド期間にＧ（緑）の光源が発光してＧ（緑）フィールドが表示され、第４サブフィールド期間に、Ｂ（青）の光源が発光してＢ（青）フィールドが表示される。
　上記のフィールドシーケンシャル表示は、カラー表示モードで行われる。透過光画像表示モードでは、バックライト１２は消灯したまま、ＷＲＧＢの各色に対応するサブフィールド画像が１フレーム期間に順次表示される。これにより、透過光画像表示モードでは、各画素において、最も透過率の高い階調（全透明）と、最も透過率の低い階調（黒）との間のいずれかの階調に対応する透過率で画像が表示される。そのため、透過光画像表示モードでは、透過領域を含む白黒画像（全透明－黒画像）が表示される。表示装置１０は、透過光画像表示モードにおいて、例えば、全透明と黒との間のグレースケールの画像を表示することができる。或いは、表示装置１０は、全透明と黒のみの画素を含んだ２値画像を表示することもできる。
　バックライト消灯時の透過光画像表示モードにおいて、例えば、入力される画像データＶ１を２値画像とすることで２値画像を表示することができる。或いは、入力された画像データＶ１を、画像処理部４で２値画像に変換することで、２値画像を表示することもできる。後者の場合は、画像データの処理が、カラー表示モードの場合と、透過光画像表示モードの場合とで異なるよう、画像処理部４が構成される。例えば、画像処理部４は、画像データＶ１に基づいてからカラー画像を表示するための画像データを生成するカラー画像生成部と、画像データＶ１に基づいて、透明と黒の２値画像を生成する２値画像生成部と、バックライトの点灯を制御するデータに基づいて、カラー画像生成部の画像データ出力と２値画像生成部の画像データ出力とを切り替える切り替え部とを有する構成とすることができる。
　（サブフィールド生成部の詳細な構成例）
　上記のサブフィールド生成部４４は、カラー表示モードにおけるサブフィールド画像の生成処理と、透過光画像表示モードにおけるサブフィールド画像の生成処理を異ならせることができる。図８は、図６に示すサブフィールド生成部４４の詳細な構成例を示す機能ブロック図である。
　図８に示す例では、サブフィールド生成部４４は、カラー表示モードで光源１９を点灯して表示する画像のサブフィールド画像を生成する第１生成部４４１と、透過光画像表示モードで、光源１９を消灯して表示する画像のサブフィールド画像を生成する第２生成部４４２とを有する。また、サブフィールド生成部４４は、バックライトデータに基づいて、第１生成部４４１又は第２生成部４４２のいずれのサブフィールド画像を表示データとして出力するかを判断する表示データ判定部４４３と、表示データ判定部４４３の判断に基づいて、表示データとして出力するサブフィールド画像を選択する選択部４４４を備える。
　第１生成部４４１は、入力された画像データＶ１のＲＧＢ各色の階調値に基づいて、ＲＧＢを混合した混合色Ｗ（白色）に対応するサブフィールド画像を生成する。さらに、第１生成部４４１は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの各色の階調値に基づいて、ＲＧＢ各色に対応するサブフィールド画像を生成する。その際、第１生成部４４１は、画像データＶ１のＲＧＢの各色の階調値を、混合色Ｗのサブフィールド画像の階調値に応じて変更したものを、ＲＧＢの各色のサブフィールド画像の階調値とすることができる。
　第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１のＲＧＢ各色の階調値に基づいて、ＲＧＢを混合した混合色Ｗ（白色）に対応するサブフィールド画像を生成する。さらに、第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの各色の階調値に基づいて、ＲＧＢの各色に対応するサブフィールド画像を生成する。その際、第２生成部４４２は、画像データＶ１のＲＧＢの各色の階調値を、各色に対応するサブフィールド画像の階調とすることができる。すなわち、第２生成部４４２は、画像データＶ１のＲＧＢの各色の階調値に、混合色Ｗのサブフィールド画像の階調値に応じた変更を加えない構成とすることができる。
　具体例として、第１生成部４４１は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）に対して、下記のように表示データのＷＲＧＢに対応する階調値（Ｗｏｕｔ、Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ）を決定することができる。下記において、ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）は、ＲＧＢの階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）のうち最も低い透過率を表す階調値を示す。
Wout = min (Rin , Gin, Bin)
Rout  = Rin - Wout
Gout  = Gin - Wout
Bout  = Bin - Wout
　すなわち、第１生成部４４１は、入力された画像データＶ１における各画素の階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を比較して、各画素において最も低い階調値ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を決定し、これを混合色Ｗの階調値Ｗｏｕｔとする。なお、ここで、ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）よりさらに低い階調値を、混合色Ｗの階調値Ｗｏｕｔとすることもできる。第１生成部４４１は、画像データＶ１における各画素のＲＧＢの階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）から混合色Ｗの階調値Ｗｏｕｔを引いた値を、ＲＧＢ各色のサブフィールドの階調値として算出する。
　第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）に対して、下記のように表示データのＷＲＧＢに対応する階調値（Ｗｏｕｔ、Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ）を決定することができる。
Wout = min (Rin , Gin, Bin)
Rout  = Rin
Gout  = Gin
Bout  = Bin
　すなわち、第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１における各画素の階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）において最も低い階調値ｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を混合色Ｗの階調値Ｗｏｕｔとする。ここで、第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１におけるＲＧＢ各色の階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を、各色に対応するサブフィールド画像の階調値（Ｗｏｕｔ、Ｒｏｕｔ、Ｇｏｕｔ、Ｂｏｕｔ）とする。すなわち、ＲＧＢの階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）を、混合色Ｗの階調値Ｗｏｕｔに応じて変更する処理を実行しない。
　表示データ判定部４４３は、画像データＶ１及びバックライトデータ生成部４５が生成したバックライトデータに基づいて、第１生成部４４１と第２生成部４４２のいずれのサブフィールド画像を表示データとして出力するかを判断する。一例として、バックライトを消灯して表示する画像において、各ＲＧＢの階調値が予め決められた閾値を越える画素のサブフィールド画像は、第２生成部４４２で生成された階調値を用いると判断することができる。例えば、下記の場合に、第２生成部４４２で算出された階調値を用いると判断される。
Rin > R_threshold かつ Gin > G_threshold かつ Bin > B_threshold かつバックライト消灯時
　ここで、Ｒ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、Ｇ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ及びＢ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、ＲＧＢの各色について予め決められた閾値である。なお、表示データ判定部４４３は、これらのＲＧＢ各色の階調値（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）について閾値との比較を行わず、単に、バックライト消灯時が否かのみに基づいて、上記判断を行ってもよい。
　選択部４４４は、表示データ判定部４４３の判断に従って、第１生成部４４１の階調値を出力するか、第２生成部４４２の階調値を出力するかを選択する。この例では、各画素について、第１生成部４４１又は第２生成部４４２の階調値が選択されて出力される。なお、表示データ判定部４４３及び選択部４４４の構成はこの例に限られない。例えば、バックライトの点灯又は消灯のみに基づいて、１フレーム期間の画像ごとに、第１生成部４４１又は第２生成部４４２のいずれかのサブフィールド画像を選択して出力することもできる。
　上記構成によれば、バックライト１２を点灯してカラー画像を表示するカラー表示モードでは、混合色Ｗのサブフィールドが挿入され、これに応じてＲＧＢのサブフィールドの階調が変更されるので、色割れ（カラーブレークアップ）を低減することができる。バックライト１２を消灯して表示する透過光画像表示モードで、これと同様に、ＲＧＢのサブフィールド画像の階調を変更すると、透明度が低下してしまう場合がある。そのため、透過光画像表示モードでは、ＲＧＢサブフィールドの階調値の変更は行わない構成とすることで、透明表示の画素の透明度を確保することができる。
　例えば、ＲＧＢをそれぞれ８ｂｉｔで表現したとき，白（Ｒ,Ｇ,Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）を透明表示とする場合，従来方式の混合色Ｗに対応するサブフィールド画像の挿入を行うと，ＲＧＢサブフィールド画像では“０”階調となり，バックライト消灯時の透明度が低下する。また、混合色Ｗのサブフィールドの挿入時でも、ＲＧＢサブフィールドを“２５５”階調のままとすると、バックライトを点灯してカラー表示を行う際、色割れが発生しやすくなる。そこで、上記例では、バックライト点灯時は，色割れ対策を優先する方法でＷＲＧＢのサブフィールドのデータ生成（第１生成部４４１）を行い，バックライト消灯時は，透明度を優先する方法でＷＲＧＢサブフィールドのデータ生成（第２生成部４４２）を行う。
　なお、カラー表示モード及び透過光画像表示モードそれぞれに適したサブフィールド画像の生成は、上記例に限られない。例えば、第１生成部４４１及び第２生成部４４２は、上記のｍｉｎ（Ｒｉｎ、Ｇｉｎ、Ｂｉｎ）よりさらに低い階調値を、混合色Ｗの階調値とすることもできる。また、第２生成部４４２は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの階調値に他の補正を加えたものをサブフィールド画像の階調値とすることもできる。
　また、カラー表示モードと透過光画像表示モードでサブフィールド画像の生成処理を異ならせる形態の変形例として、例えば、１フレーム期間におけるサブフィールドの数、すなわち１フレーム期間の分割数を、カラー表示モードと透過光画像表示モードで異ならせることができる。例えば、透過光画像表示モードでは、１フレーム期間においてバックライト１２は消灯したままなので、サブフィールドを、１又は２つだけにしてすることもできる。この場合、サブフィールド画像の階調値は、入力された画像データＶ１のＲＧＢの階調値に基づいて決定することができる。
　＜実施形態２＞
　図９は、実施形態２におけるカラー表示モードの表示画像の一例を示す図である。図１０は、透過光画像表示モードの一例を示す図である。図９の表示画像と図１０の表示画像の基となった画像データＶ１は同じであり、図９ではバックライト１２が点灯し、図１０ではバックライト１２が消灯している。そのため、図９に示す例では、図４と同様に、領域Ａ１は赤色、領域Ａ２は青色、領域Ａ３は黄色、領域Ａ４は白色、領域Ａ５は緑色で表示される。図１０に示す表示画像は、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ５は、ＲＧＢの階調値に対応するグレースケールで表示され、領域Ａ４は透明になる。すなわち、領域Ａ４は、透過領域となり、表示装置１０の後方のものＢ１が透けて見える。この例では、バックライト１２点灯時は「白色表示」となる領域がバックライト１２消灯時は「透明表示」となる。ここで、白色表示の階調値、及び、透明表示の階調値は、いずれも、ＲＧＢの全ての色で透過率を最も高くする階調値に相当する。
　このように、本実施形態では、バックライト制御回路１６は、表示制御回路１３が、同じ画像データに基づく画像を複数のフレーム期間にわたって連続して表示パネル１１に表示させている間に、バックライト１２に点灯と消灯を切り替えさせることができる。
　例えば、表示装置１０は、静止画像の画像データＶ１と、静止画像に対応するバックライト１２の制御データの入力を受けることができる。この場合、表示制御回路１３は、同じ画像データＶ１の画像を、複数フレーム期間にわたって表示パネル１１に表示させる。この複数フレーム期間のそれぞれにおいて、各フレーム期間のバックライト１２の点灯又は消灯を指示するバックライトデータが、バックライト制御回路１６からバックライト１２へ出力される。
　本実施形態の表示装置１０では、バックライト１２の消灯時に透明となる導光板１８を液晶２４の背面に配置し，入力画像データにおいて「白」を示す画素領域がバックライト１２点灯時は白色表示となり，バックライト１２消灯時は透明表示となる。このような表示装置１０において、バックライト１２点灯時とバックライト１２消灯時に同一コンテンツ（表示装置１０へ入力される画像データは同じ）を用いて、バックライト１２点灯時はカラー表示を行い、バックライト１２消灯時は、バックライト１２点灯時に白色表示となる領域が透明表示となる表示をすることができる。これにより、アイキャッチ効果を高めることが可能となる。
　従来の表示装置では，バックライト点灯時にカラー表示となり，バックライトを消灯すると、全く表示が見えなくなってしまうか、モノクロ表示となっていた。これに対して、本実施形態のように、バックライト点灯時に「白表示」となっている領域がバックライト消灯時に「透明表示」となるディスプレイでは、白表示部が透明表示となり，ディスプレイの背面にある物体を目視できるようになる。これにより、例えば、表示装置１０を用いたデジタルサイネージ等で、アイキャッチ効果を高める演出が可能となる。
　また，図９に示す画像において，領域Ａ４を上下左右に動かして表示する場合、従来のディスプレイでは，単に白い四角形が動いているだけに見える。これに対して、本実施形態のように，バックライト１２消灯時に白色表示部（Ａ４）が透明表示になる構成の場合、表示装置１０によって遮蔽されている背面の異なる部分（透明表示が動くことで，目視できる領域が変化する）を目視できるようになり，演出効果を高めることが可能となる。
　＜変形例＞
　（カラーフィルタを用いた構成の例）
　本発明の実施形態は、上記の実施形態に限られない。上記実施形態では、フィールドシーケンシャル方式の表示装置１０の場合について説明したが、カラーフィルタを備える表示装置１０にも、本発明を適用することができる。この場合、透過光画像表示モードでは、透過領域を含むカラー画像を表示することができる。図１１は、カラーフィルタ方式の表示装置１０の構成例を示す断面図である。
　図１１に示す例では、第２基板２２の一方の面（本例では、液晶２４側の面）に、カラーフィルタ２３と共通電極（図示せず）が設けられる。第１基板２５においては、ゲート線Ｇ１～Ｇｍの延びる方向又はソース線Ｓ１～Ｓｎの延びる方向に並ぶ３つの画素回路１７は、それぞれ、赤（Ｒ）サブ画素、緑（Ｇ）サブ画素、青（Ｂ）サブ画素として機能する。これら３つの画素回路１７は、１つのカラー画素に対応する。表示パネル１１に含まれる（ｍ×ｎ）の画素回路１７は、（ｍ×ｎ／３）のカラー画素に対応する。バックライト１２の光源１９は、白色光を照射するものとすることができる。光源１９として、例えば、ＲＧＢ３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cathode Fluorescent Lamp）等を設けることができる。その他の表示装置１０の構成は、上記実施形態１と同様にすることができる。
　（直下型バックライトの構成例）
　表示装置１０は、上記のエッジライト型のバックライト１２に代えて、直下型のバックライトを備えることができる。図１２は、上記実施形態１、２の変形例である、直下型のバックライト４１を用いた表示装置の構成例を示す断面図である。図１２に示す例では、バックライト４１の表示パネル１１の表示エリアに重なる部分は透明である。バックライト４１は、透明な光源と透明な基板を用いて構成される。透明な光源として、例えば、有機ＥＬ（Electroluminescence）又は無機ＥＬを用いることができる。また、透明表示のための光が透過する程度に薄く小さいＬＥＤをガラスやプラスチックなどの基板上に多数配置して、ほぼ透明なＬＥＤバックライトを構成することもできる。透明な基板の構成としては、例えば、基板自身が透明な材料で形成される構成、及び、基板を薄膜（例えば、厚さ数ｎｍ以下）で構成して光が透過可能とする構成等が挙げられる。このように、表示パネル１１の表示エリアに重なる部分が透明な直下型バックライト４を用いることができる。
　（液晶表示装置以外の適用例）
　また、本発明を適用できる表示装置は、液晶表示装置に限られない。表示パネルの一方の面に光を照射する照明部を備え、表示画面の後方を透けて見せる機能を有する他の表示装置（液晶表示装置以外の表示装置）にも、本発明を適用することができる。例えば、２次元状に配置され、光を通過させるオン状態と、光を遮断するオフ状態を画素ごとに制御可能な複数のシャッター素子を含む表示パネルと、バックライトとを備え、１フレーム期間において複数回、画像データの各ビットに応じてシャッター素子のオン状態とオフ状態を切り替える表示装置にも適用することができる。
４　画像処理部
１０　表示装置
１１　表示パネル
１２　バックライト
１３　表示制御回路
１６　バックライト制御回路
１８　導光板
１９　光源

Claims (8)

  1. 　光源と、
    　前記光源から光の入射面と、前記入射面から入った前記光源の光を出射する出射面とを有する導光板と、
    　前記導光板の前記出射面に重ねて設けられ、入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する表示パネルと、
    　表示パネルに表示すべき画像を示す画像データに基づいて、前記表示パネルの画素毎の透過率を制御する信号を前記表示パネルに出力するパネル駆動部と、
    　前記光源を駆動する光源駆動部とを備え、
    　前記導光板の前記出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっており、
    　前記光源駆動部は、前記画像データで示される画像を表示する時に前記光源を点灯させるか否かを示す点灯制御データに基づいて、前記光源を駆動し、
    　前記表示パネルは、前記光源の点灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて、前記光源から前記導光板の前記出射面を通って前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することでカラー画像を表示し、前記光源の消灯時に画像を表示する場合は、前記パネル駆動部の信号に基づいて、前記導光板の前記背面を透過して前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することで、前記表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する、表示装置。
  2. 　前記画像データは、前記表示すべき画像における各画素の階調値を含み、
    　前記カラー画像の表示において画素に白色を表示させる前記画像データの階調値は、前記透過光画像の表示において前記導光板の背面からの光が画素を透過する透過率の階調値に対応する、請求項１に記載の表示装置。
  3. 　１フレーム期間を分割してできる複数のサブフィールド期間のそれぞれに表示するための複数のサブフィールド画像を、前記画像データに基づいて生成するサブフィールド生成部をさらに備え、
    　前記光源は、互いに異なる複数の色を発光可能であり、
    　前記パネル駆動部は、１フレーム期間における複数のサブフィールド期間毎に、前記複数のサブフィールド画像を順次表示させる信号を前記表示パネルに出力し、
    　前記光源駆動部は、前記光源を点灯させて前記カラー画像を表示する際に、前記サブフィールド期間毎に発光する色を切り替える、請求項１又は２に記載の表示装置。
  4. 　前記サブフィールド生成部は、前記光源を点灯して表示する前記カラー画像のサブフィールド画像の生成処理と、前記光源を消灯して表示する前記透過光画像のサブフィールド画像の生成処理とを異ならせる、請求項１～３のいずれか１項に記載表示装置。
  5. 　前記サブフィールド生成部は、前記光源の複数の色それぞれに対応するサブフィールド画像に加えて、前記複数の色の混合色に対応するサブフィールド画像を生成し、
    　前記光源を点灯して表示する画像のサブフィールド画像の生成処理では、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を、前記混合色のサブフィールド画像の階調値に応じて変更する処理を実行し、
    　前記光源を消灯して表示する画像のサブフィールド画像の処理では、各色に対応するサブフィールド画像の階調値を、前記混合色のサブフィールド画像の値に応じて変更する前記処理を実行しない、請求項１～４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 　前記表示パネルは、前記光源の消灯時に画像を表示する場合に、前記透過領域及び黒領域のみを含む前記透過光画像を表示する、請求項１～５のいずれか１項に記載の表示装置。
  7. 　前記光源駆動部は、前記パネル駆動部が、同じ画像データに基づく画像を前記表示パネルに表示させている間に、前記光源の点灯と消灯を切り替える、請求項１～６のいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 　光源と、前記光源から光の入射面と、前記入射面から入った前記光源の光を出射する出射面とを有する導光板と、前記導光板の前記出射面に重ねて設けられ、入射した光の透過率を複数の画素毎に制御することで画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の駆動方法であって、
    　前記導光板の前記出射面と対向する面である背面を光が透過可能となっており、
    　表示パネルに表示すべき画像を示す画像データに基づいて、前記表示パネルの画素毎の透過率を制御する信号を前記表示パネルに出力する工程と、
    　前記画像データで示される画像の表示に対応して前記光源を点灯させるか否かを示す点灯制御データに基づいて、前記光源を駆動する工程とを有し、
    　前記光源の点灯時に画像を表示する場合は、前記信号により前記光源から前記導光板の前記出射面を通って前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することでカラー画像を表示し、
    　前記光源の消灯時に画像を表示する場合は、前記信号により前記導光板の前記背面を透過して前記表示パネルへ入射する光の透過率を画素毎に制御することにより、前記表示装置の後方が透けて見える透過領域を含む透過光画像を表示する、表示装置の駆動方法。
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