专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置，尤其是涉及一种包括在显示面侧具有透镜功能的显示面板的液晶透镜方式的三维显示装置。
背景技术：
在以往的显示装置中，存在不使用眼镜等而裸眼就能够切换二维QD)显示和三维(3D)显示的显示装置。上述显示装置例如是具备进行图像显示的第一液晶显示面板和配置在该第一液晶显示面板的显示面侧(观察者侧)并形成进行3D显示时使不同的光线入射到观察者的左右眼的视差障壁的第二液晶显示面板的液晶显示装置。在上述显示装置中，形成为如下结构通过控制第二液晶显示面板的液晶分子的取向，来改变第二液晶显示面板内的折射率，形成沿显示面的上下方向延伸并在左右方向上并列设置的透镜(柱状透镜、柱面透镜)区域，使与左右眼对应的像素的光转向观察者的视点。上述显示装置被称为液晶透镜方式的三维显示装置。
在液晶透镜方式的三维显示装置中，例如存在专利文献1所记载的自动立体视觉显示装置。在该专利文献1所记载的显示装置中，形成为如下结构在隔着液晶层相对配置的其中一个透明基板上形成面状电极，并且在另一个透明基板上形成沿透镜的形成方向延伸的条状电极(线状电极)，将线状电极沿透镜的排列方向并列设置。通过该结构，形成为控制对条状电极施加的电压和对面状电极施加的电压来控制液晶分子的折射率从而能够切换控制2D显示和3D显示的结构。
专利文献1 日本特表2009-520231号公报发明内容
然而，在专利文献1所记载的显示装置中，担心在进行3D显示时产生仅显示在规定的眼睛中的视差图像在另一只眼睛中也能够看到的所谓的串扰。当产生该串扰时，本来不应该看到的另一只眼睛的图像被重叠显示，导致3D显示的质量大幅下降，因此热切期望减少串扰。
本发明是鉴于这些问题而完成的，本发明的目的在于提供一种能够通过调整对液晶面板施加的电压来减少在利用形成柱面透镜的液晶透镜的显示装置中进行3D显示时的串扰的技术。
(1)为了解决上述问题，提供一种显示装置，其具备进行图像显示的显示面板、以及配置在上述显示面板的显示面侧上的液晶显示面板，上述液晶显示面板具备第一基板、 第二基板和液晶层，上述第一基板是具备面状透明电极的透明基板，上述第二基板具备由透明电极材料构成、沿第一方向延伸并在与上述第一方向相交叉的第二方向上并列设置的多个条状电极；以及重叠形成在上述多个条状电极上并沿上述第一方向延伸的多个条状的遮光部，并且该第二基板是与上述第一基板相对的透明基板，上述液晶层被上述第一基板和上述第二基板夹持，上述显示装置切换二维显示和三维显示来进行图像显示，其特征在于，通过控制上述液晶层的折射率，来形成作为视差障壁的柱面透镜，该柱面透镜沿上述第一方向延伸并在上述第二方向上并列设置。
(2)为了解决上述问题，提供一种显示装置，其具备进行图像显示的显示面板、以及配置在上述显示面板的显示面侧的液晶显示面板，其中，上述液晶显示面板具备第一基板、第二基板和液晶层，上述第一基板是具备面状的透明电极的透明基板，上述第二基板具备由具有遮光性的金属材料构成、沿第一方向延伸并在与上述第一方向相交叉的第二方向上并列设置的多个条状电极，并且该第二基板是与上述第一基板相对的透明基板，上述液晶层被上述第一基板和上述第二基板夹持，上述显示装置切换二维显示和三维显示来进行图像显示，其特征在于，通过控制上述液晶层的折射率，来形成作为视差障壁的柱面透镜，该柱面透镜沿上述第一方向延伸并在上述第二方向上并列设置。
根据本发明，在使用通过调整对液晶面板施加的电压来形成柱面透镜的液晶透镜的显示装置中，能够减少3D显示时的串扰，并提高显示图像质量。
从整个说明书的记载可以明确本发明的其它效果。
图1是说明本发明实施方式1的显示装置整体结构的截面图。
图2是说明本发明实施方式1的显示装置中第一液晶显示面板的概要结构的图。
图3是说明实施方式1的第一液晶显示面板中第一基板侧的薄膜晶体管结构的图。
图4是说明实施方式1的第一液晶显示面板中像素结构的图。
图5是说明本发明显示装置中第二液晶显示面板的详细结构的俯视图。
图6是图5所示的A-A线处的第二液晶显示面板的截面图。
图7A 图7C是说明以往的第二液晶显示面板中液晶分子的取向状态的图。
图8是说明以往的第二液晶显示面板中条状电极位置和液晶透镜的折射率的关系的图。
图9是说明本发明实施方式1的第二液晶显示面板中条状电极和液晶透镜的折射率的关系的图。
图10是说明在使用液晶透镜进行3D显示时观察者与第一液晶显示面板的关系的图。
图11是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置中遮光部占有率和波纹强度的测量结果的图。
图12是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置中电极占有率和串扰的测量结果的图。
图13A 图13D是说明本发明实施方式1的第二液晶显示面板中条状电极和遮光部以及对置电极的其它结构例的图。
图14是说明作为本发明的实施方式2的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。
图15A 图15F是说明本发明实施方式3的显示装置中第二液晶显示面板IXD2 的概要结构的图。
图16是说明本发明实施方式4的显示装置中第二液晶显示面板的概要结构的图。
图17是说明作为本发明实施方式5的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。
图18是说明本发明实施方式6的显示装置中第二液晶显示面板的概要结构的图。
图19是说明本发明实施方式7的显示装置中第二液晶显示面板的概要结构的图。
图20是说明本发明实施方式8的显示装置中的第二液晶显示面板的概要结构的图。
图21是说明作为本发明实施方式9的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。
图22k和图22B是说明具备本发明的显示装置的实施方式10的信息设备的概要结构的图。
附图标记的说明
BLU背光单元
IXDl第一液晶显示面板
LC 液晶
ADH粘接部件
IXD2、3第二液晶显示面板
Cs寄生电容
TFT薄膜晶体管
GL栅极线
DL漏极线
LZ 透镜
CH接触孔
POL、POLl、P0L2 偏振片
SPL副像素
PX、PX1、2 条状电极
WR布线部
BM遮光部
CT对置电极
DS, DSl电介质层
MT黑化技术层
RET相位差板(λ /4板)
MP便携式信息终端
TV电视装置
DIS显示装置
SUB11、21、31 第一基板
SUB12、22、32 第二基板具体实施方式
以下、使用
本发明的实施方式。其中，在下面的说明中，对同一结构要素附加相同的附图标记，并省略重复的说明。
<实施方式1>
〈整体结构〉
图1是说明本发明实施方式1的显示装置(液晶显示装置)的整体结构的截面图， 下面，根据图1说明实施方式1的显示装置的整体结构。其中，在下面的说明中，针对使用非发光型的第一液晶显示面板IXDl和背光装置来作为进行图像显示的显示面板的情况进行说明。即，显示面板具备液晶显示面板和背光装置。但是，进行图像显示的显示面板不限定于此，也可以使用其它的非发光型的显示面板、或者有机EL显示面板等自发光型的显示面板等。
实施方式1的液晶显示装置具备作为图像显示用的液晶显示面板的第一液晶显示面板IXDl和控制透射光的折射率来作为透镜(柱状透镜、柱面透镜)而发挥功能的第二液晶显示面板LCD2。实施方式1的液晶显示装置如图1所示那样从背光单元(背光装置) BLU开始按顺序分别重叠配置有第一液晶显示面板IXDl和第二液晶显示面板IXD2。S卩，在第一液晶显示面板LCDl的显示面侧(观察者侧)配置有第二液晶显示面板LCD2。此时，为了防止第一液晶显示面板IXDl和第二液晶显示面板IXD2的对位偏离，而通过粘接部件ADH 将第一液晶显示面板IXDl和第二液晶显示面板IXD2进行了固定。此外，粘接部件ADH由公知的树脂部件等形成，但是期望由具有与用作第一基板SUB11、SUB21和第二基板SUB12、 SUB22的透明基板(例如玻璃基板)大致相同的折射率的部件构成。
实施方式1的第二液晶显示面板IXD2例如由扭曲向列方式(以下记载为 TN(Twisted Nematic)方式)的液晶显示面板形成。在不对液晶显示面板IXD2的多个电极 (条状电极)分别施加电压的情况下，通过使来自第一液晶显示面板LCD 1的出射光(显示图像)保持原样直接透过(通过)，来使该显示装置进行2D显示。与此相对地，在对液晶显示面板IXD2的多个电极分别施加电压的情况下，液晶显示面板IXD2作为形成视差障壁的透镜而起作用，来使该显示装置进行3D显示，该透镜用于提供使来自第一液晶显示面板IXDl的出射光(显示图像)分开地入射到观察者的左右眼的两眼视差。这样，实施方式 1的第二液晶显示面板LCD2在不对液晶施加电场的状态下是使入射光保持原样直接透过的液晶显示面板，稍后详细记述其详细内容。此外，第二液晶显示面板LCD2不限定于TN方式，也可以是其它的方式。
另外，第一液晶显示面板IXDl也可以使用TN方式的液晶显示面板、VA(Vertical Alignment 垂直取向)方式的液晶显示面板以及IPSQn-Plane Switching 平面转换)方式的液晶显示面板等任意方式的液晶显示面板。此外，第一液晶显示面板LCDl是公知的液晶显示面板，因此省略漫射片等光学薄板、偏振片等的记载。
(第一液晶显示面板的结构)
图2是说明本发明实施方式1的显示装置中的第一液晶显示面板的概要结构的图，图3是说明实施方式1的第一液晶显示面板中第一基板侧的薄膜晶体管结构的图，图4 是说明实施方式1的第一液晶显示面板中的像素结构的图。其中，图中所示的X、Y分别表示X轴、Y轴。
如图2所示，实施方式1的液晶显示面板LCDl是公知的液晶显示面板，实施方式 1的液晶显示面板IXDl具备玻璃基板等公知的一对透明基板(第一基板SUB11、第二基板 SUB12)和液晶层(液晶分子LC)。一对透明基板相对配置，液晶层被一对透明基板夹持。在第一基板SUBll上形成公知的薄膜晶体管、像素电极等，在第二基板SUB12上形成有滤色片、公知的黑色矩阵等。此时，例如第一基板SUBll由大于第二基板SUB12的透明基板形成，在周边部形成有用于与外部进行连接的连接端子等。另外，第一基板SUBll和第二基板 SUB12通过沿着第二基板SUB12的周边部涂布成环状的公知的密封材料固定，将液晶密封在第一基板SUBll与第二基板SUB12之间。并且，在第一基板SUBll的背光装置侧(与液晶侧的面相对的面)配置第一偏振片P0L1，在第二基板SUB12的显示面侧(与液晶侧的面相对的面)配置第二偏振片P0L2，第一偏振片POLl和第二偏振片P0L2被配置成偏振方向形成90°。
其中，在实施方式1的液晶显示面板IXDl中，液晶被封入的区域中的由彩色显示用的红(R)、绿(G)、蓝(B)的各副像素构成的像素区域(下面记载为像素)即为显示区域。 因而，即使是在密封有液晶的区域内，没有形成像素的区域也不会成为显示区域。
在实施方式1的液晶显示面板IXDl中，如图3所示，在形成于第一基板SUBll的液晶侧的面上的显示区域内形成有沿图中X方向延伸并在Y方向上并列设置的多个栅极线 GL。还形成有沿图中Y方向延伸并在X方向上并列设置的多个漏极线DL。由漏极线DL和栅极线GL包围的矩形状的区域与形成在第二基板SUB12上的红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色片相对应，由该RGB的三个副像素SPL构成的各像素如图4所示那样在显示区域内被配置成矩阵状。此外，在实施方式1中，设为RGB的各副像素SPL在Y方向上并列设置，但是不限于此，也可以是RGB的各副像素SPL在X方向上并列设置等其它排列。
备副像素SPL具备根据来自栅极线GL的扫描信号而被导通的薄膜晶体管TFT、被提供灰度信号(灰度电压)的未图示的像素电极、以及形成在相邻的栅极线GL之间的寄生电容Cs。此外，对漏极线DL施加被施加到像素电极的灰度信号，该灰度信号通过处于导通状态的薄膜晶体管TFT以及配置在该薄膜晶体管TFT与该像素电极之间的接触孔CH而被提供给像素电极。另外，在为IPS方式的液晶显示面板的情况下，在形成有薄膜晶体管TFT 一侧的第一基板SUBll上具备未图示的公共电极，该公共电极被提供具有相对于灰度信号的电位成为基准的电位的通用信号。另外，在VA方式或TN方式的液晶显示面板的情况下， 在第二基板Srai2侧与滤色片等一起形成公共电极。
<第二液晶显示面板的结构>
图5是说明本发明的显示装置中第二液晶显示面板的详细结构的俯视图，图6是图5所示的A-A线处的第二液晶显示面板的截面图。下面，使用图5和图6详细说明实施方式1的第二液晶显示面板。其中，图中所示的X、Y、Z分别表示X轴、Y轴、Z轴。
如图5所示，实施方式1的第二液晶显示面板IXD2具备沿Y方向延伸并在X方向上并列设置的多个条状电极PX，各条状电极PX的一端与沿着第二液晶显示面板LCD2的长边侧的一边在X方向上延伸的布线部WR相连接。此外，Y方向与X方向相交叉。此时，第二液晶显示面板IXD2中的条状电极PX例如由ITOandium Tin Oxide 铟锡氧化物)JnO(氧化锌)类的透明电极材料形成，但是布线部WR不限定于透明电极。根据该结构，如在后面详细记述的那样，在实施方式1的第二液晶显示面板LCD2中，在相邻配置的一对条状电极PX 之间沿X方向并列设置有沿Y方向延伸的柱面透镜，将柱面透镜阵列形成为柱状。即，形成沿Y方向延伸并在X方向上并列设置的多个柱面透镜，多个柱面透镜即为视差障壁。此时， 形成第二液晶显示面板IXD2的柱面透镜阵列的区域是与第一液晶显示面板IXDl的显示区域相对应的位置。其结果，在实施方式1的液晶显示装置中，在观察者的左右两眼沿X方向排列的情况下，能够将不同像素的光、即不同视点的图像分别分配给观察者的左右两眼，从而能够产生立体视觉。
此时，如图6的截面图(图5的A-A线的截面)所示，实施方式1的第二液晶显示面板IXD2具备一对透明基板(透明的第一基板SUB21、透明的第二基板SUB22)以及液晶层(液晶分子LC)。一对透明电极相对配置，液晶层被一对透明基板夹持。在配置于图中上侧的第二基板SUB22的对置面侧(液晶侧的面)例如形成有由公知的黑色矩阵等的树脂部件构成、沿Y方向延伸并在X方向上并列设置的多个遮光部BM。遮光部BM的形状是条状。 在该遮光部BM的上层、即液晶侧形成有具有透光性的多个条状电极PX。另外，在条状电极 PX的并列设置方向上(在X方向上)，实施方式1的遮光部BM的宽度形成为与该条状电极 PX相同的宽度。即，条状电极PX沿X方向的宽度由与遮光部BM的宽度相同的宽度形成。
在实施方式1的显示装置的第二液晶显示面板IXD2中，液晶显示面板IXDl出射的光中的、入射到条状电极PX的光被遮光部BM(遮光体)遮挡，不从第二液晶显示面板 IXD2的显示面侧(观察者侧)出射。
此外，为了不产生视差而透射率变高，期望如上所述那样将条状电极PX和遮光部 BM相接近地进行配置。但是，不限定于此，也可以将条状电极PX与遮光部BM形成在不同的透明基板(第一基板SUB21、第二基板SUB22)上。另外，遮光部BM的形成材料不限于与黑色矩阵等相同的树脂材料，也可以是具有遮光性的其它材料。并且，条状电极PX的截面形状不限于矩形状，也可以是其它的形状。例如，为了在倾斜方向上产生电场，也可以设为梯形、圆弧形状。
另一方面，在第一基板SUB21的对置面侧(液晶侧的面)形成有由ITO、ZnO等透明导电膜形成的平板状电极(对置电极)CT。这样，在实施方式1的第二液晶显示面板IXD2 中，通过将条状电极PX与遮光部BM重叠形成，能够如后面详细记述的那样大幅地降低随着条状电极PX的形成位置处的折射率的紊乱而产生的串扰的影响，因此能够大幅地提高3D 显示时的图像质量。
<第二液晶显示面板的详细说明>
接着，图7A 图7C是说明以往的第二液晶显示面板中液晶分子的取向状态的图， 图8是说明以往的第二液晶显示面板中条状电极位置与液晶透镜的折射率的关系(曲线图 Gl)的图，图9是说明本发明的实施方式1的第二液晶显示面板中的条状电极位置与液晶透镜的折射率的关系(曲线图G2)的图，图10是用于说明使用液晶透镜进行3D显示时观察者与第一液晶显示面板的关系的图。下面，使用图7A 图10说明利用实施方式1的液晶显示装置进行的3D显示。此外，图7A是表示在对条状电极和对置电极施加了电场来进行 3D显示时在液晶透镜的形成部分处的电场的状态的图，图7B是表示在未对条状电极和对置电极施加电场来进行2D显示时在液晶透镜的形成部分处的液晶分子的状态的图，图7C 是表示在对条状电极和对置电极施加了电场来进行3D显示时在液晶透镜的形成部分处的液晶分子的状态的图。
如图7A所示，在以往的第二液晶显示面板IXD3中，在第二基板SUB32 ( —对基板中的配置在观察者侧的基板)的对置面侧形成有由透明导电材料构成的条状电极PX。另外，在夹持液晶层(液晶分子LC)相对配置的第一基板SUB 31的对置面侧形成有由透明导电材料形成的平板状的对置电极CT。在使用由这种结构构成的以往的第二液晶显示面板 IXD3的液晶显示装置中，在进行2D显示的情况下，在第一液晶显示面板IXDl上显示与2D 显示相对应的图像、即与以往的2D像显示相同的图。此时，在第二液晶显示面板IXD3(配置在第一液晶显示面板LCDl的观察者侧)中，对条状电极PX和对置电极CT施加相同的电压，在该期间没有产生电场。其结果，如图7B所示那样，液晶分子LC保持初始取向状态，来自第一液晶显示面板IXDl的所有像素的显示光到达观察者的左右眼睛，从而识别出2D显示的图像。
另一方面，在进行3D显示的情况下，在以往的第二液晶显示面板IXD3中，通过如图7A所示那样在条状电极PX和对置电极CT之间施加用箭头表示的电场EF，由此在相邻配置的条状电极PX之间形成沿Y方向延伸并在X方向上并列设置的多个柱面透镜(即，柱面透镜阵列)。即，如图7C所示那样，通过在条状电极PX与对置电极CT之间施加的电场EF， 来控制液晶分子的取向方向，在相邻的条状电极PX之间改变液晶分子的折射率(并进行控制)，形成了柱面透镜。
在此，本申请发明人发现，不容易如图7A所示那样在形成条状电极PX的区域控制液晶分子LC的取向方向以使电场EF的方向相对于X方向形成为相反的方向，在用点划线B示出的区域产生液晶取向的紊乱即向错(disclination)，其结果会导致折射率分布紊乱。从以往的第二液晶显示面板LCD3中的一对条状电极PX间在X方向上的折射率的测量结果、即图8的曲线图Gl明显可知，在相邻的条状电极PX之间、即区间P2 区间P3形成柱面透镜。与此相对地，明显可知在形成有条状电极PX的区间Pl 区间P2以及区间P3 区间P4，作为液晶透镜的柱面透镜的折射率大幅地紊乱，其结果会导致串扰增大。
这样，本申请发明人们测量利用液晶面板形成的柱面透镜阵列的特性，查明在相邻的透镜(柱面透镜)的边界部分产生的液晶分子的取向紊乱就是最大的原因。即，在施加用于形成各个柱面透镜的电场的条状电极内，在形成于相邻的透镜间的电极部分，条状电极与面状电极之间的区域产生向错、即液晶分子的取向紊乱，由于该取向紊乱，使折射率分布不形成透镜形状，因此导致产生了串扰。
因而，在实施方式1的第二液晶显示面板LCD2中，如上述的图6所示那样，在条状电极PX上重叠形成了遮光部BM。图9示出了在实施方式1的第二液晶显示面板IXD2中的一对条状电极PX间在X方向上的折射率的测量结果的曲线图G2。如图9所示，在一对条状电极PX间的区间P2 区间P3形成了柱面透镜，并且在形成有条状电极PX的区间Pl 区间P2以及区间P3 区间P4的区域，折射率发生紊乱的显示光被遮挡。其结果，在实施方式1的第二液晶显示面板LCD2中形成的成为视差障壁的柱面透镜中，降低了串扰。由此， 能够提高3D显示时的图像质量。此时，在使用以往的第二液晶显示面板LCD3的液晶显示装置中，产生了 6%的串扰，在实施方式1的液晶显示装置中将串扰减少一半为3%。此外， 较为理想的是，折射率以位置的二次函数发生变化，但是只要折射率分布以即使偏离了二次函数的折射率也不产生串扰的程度存在即可。例如，在两个视点的情况下，可以在透镜中心附近存在较小的折射率变化，在这种情况下，串扰较小。
另外，在实施方式1的显示装置中，通过对观察者的两眼赋予视差，能够进行裸眼 3D显示，因此例如图10所示那样，以预定的宽度形成了条状电极PX以对观察者的右眼RE 入射显示在第一液晶显示面板IXDl上的右眼用图像R、对左眼LE入射左眼用图像L。其中，条状电极PX的间隔根据观察者的视点位置而改变，因此左右眼的间隔B、第一液晶显示面板LCDl的像素间距P、形成在第二液晶显示面板LCD2中的透镜LZ的间距(透镜间距)Q 之间存在下述式1所示的关系。
[数1]
Q = 2P/ (1+P/B)…(式 1)
因而，实施方式1的液晶显示装置所具备的第一液晶显示面板IXDl和第二液晶显示面板LCD2针对预先设定的视点具有按照式1的像素间距P以及透镜间距Q。此外，实施方式1的液晶显示装置不限定于两个视点，也能够应用于两个视点以上的其它视点方式。
图11是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的遮光部占有率和波纹强度的测量结果(曲线图G3)的图，图12是表示作为本发明的显示装置的液晶显示装置的电极占有率和串扰的测量结果(曲线图G4 G6)的图。在此，图11所示的波纹强度示出了波纹的可见度，遮光部占有率c根据遮光部BM沿X方向的宽度S和透镜间距Q用c = S/Q进行定义。另外，图12所示的电极占有率r根据条状电极PX沿X方向的宽度W和透镜间距 Q用r = W/Q进行定义。图12所示的曲线图G4表示仅由透明电极形成的情况(遮光部占有率c为0的情况)，G5表示遮光部占有率c为0. 06的情况，G6表示电极宽度与遮光部宽度相同的情况。
从图11所示的曲线图G3明显可知，当减小电极宽度时，很难产生波纹。为了使波纹降低到不受影响的程度，需要将波纹强度设为0. 3以下，从曲线图G3期望将遮光部占有率设为0. 1以下。另外，为了形成与在障壁方式的3D中使用的电极占有率为0. 5的ITO电极相同程度的波纹强度0. 15以下，期望将遮光部占有率设为0. 05以下。
另外，在实施方式1的显示装置中，图6所示的条状电极PX的宽度与遮光部BM的宽度相同，为了将串扰设为3%以下，而期望如图12的曲线图G6所示那样，将电极占有率设为0. 05以上。
如以上所说明的那样，在作为实施方式1的显示装置的液晶显示装置中，在进行图像显示的第一液晶显示面板IXDl的显示面侧配置第二液晶显示面板IXD2，在进行3D显示时，在第二液晶显示面板LCD2中形成有成为视差障壁的柱面透镜，并且在第一液晶显示面板IXDl上显示与3D显示对应的影像。
另外，在第二液晶显示面板IXD2的一个透明基板上形成多个条状电极PX，在夹持液晶层相对配置的另一个透明基板上形成平板状的对置电极CT。并且，在进行3D显示时， 通过对多个条状电极PX和对置电极CT之间施加电场，来形成沿条状电极PX的延伸方向延伸且沿条状电极PX的并列设置方向进行并列设置的多个柱面透镜。因此，在进行3D显示时，多个柱面透镜形成视差障壁，进而形成了沿条状电极PX重叠形成的遮光部。通过遮光部遮挡通过随着液晶分子的取向紊乱而产生的折射率分布紊乱的区域的显示光，因此3D 显示时的串扰被大幅地降低，能够以高图像质量显示3D显示图像。
图13A 图13D是说明本发明实施方式1的第二液晶显示面板中的条状电极和遮光部以及对置电极的另一个结构例的图。在实施方式1的第二液晶显示面板LCD2中，如图 13A所示那样，在第二基板SUB22的表面形成遮挡部BM，在该遮挡部BM的上层形成有条状电极PX，但是不限定于此。例如也可以如图1 所示那样，在第二基板SUB22的表面形成条状电极PX，在该条状电极PX的上层形成遮光部BM。还可以如图13C所示那样，在第二基板SUB22的表面形成平板状的对置电极CT，在第一基板SUB21的表面将遮光部BM和条状电极 PX按该顺序形成。并且，还可以如图13D所示那样在第二基板SUB22的表面形成平板状的对置电极CT，在第一基板SUB21的表面将条状电极PX和遮光部BM接该顺序形成。特别是如图13B、图13D所示那样在比条状电极PX更靠液晶层LC的一侧形成遮光部BM的情况下， 能够将遮光部BM作为抗蚀剂来对条状电极PX进行蚀刻，因此能够得到能够防止随着遮光部BM的形成而导致制造工序增加这样特殊的效果。
<实施方式2>
图14是说明作为本发明实施方式2的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。 下面，根据图14说明实施方式2的液晶显示装置。其中，实施方式2的液晶显示装置除了形成在第二液晶显示面板LCD2上的遮光部BM的结构以外，其它的结构与实施方式1相同。 因而，在下面的说明中，详细说明遮光部BM和条状电极PX。另外，为了使说明简单，图14将第二基板SUB22形成在图中下侧，将第一基板SUB21形成在图中上侧。
如图14所示，在实施方式2的第二液晶显示面板IXD2中，在X方向、即条状电极 PX的并列设置方向上，遮光部BM的宽度S小于该条状电极PX的宽度W。此时，图14所示的遮光部BM在X方向侧的边缘部比条状电极PX在X方向侧的边缘部更靠近中心。即，实施方式2的条状电极PX的宽度W被形成为大于遮光部BM的宽度S，在X方向上，相比该遮光部BM的边缘部，条状电极PX的边缘部位于外侧。其结果，条状电极PX在液晶侧的表面的一部分从遮光部BM露出。
通过这样的结构，在实施方式2的第二液晶显示面板IXD2中，能够分别以不同的宽度形成由透明电极构成的条状电极PX沿X方向的宽度W和遮光部BM沿X方向的宽度S。 此时，从图12所示的曲线图G4 (仅由透明电极形成的情况下)和曲线图G5 (遮光部占有率为0. 06的情况下)明显可知，在电极占有率为0. 05以下以及0. 2以上的区域，串扰急剧增加。在电极占有率r较小的情况下，认为折射率分布的形成不充分而产生串扰。另一方面， 在电极占有率r较大的情况下，认为从条状电极PX上产生串扰。因而，在由ITO的透明电极材料形成条状电极PX的情况下，期望电极占有率r为0. 05以上或者0. 2以下。
S卩，在重视减少波纹的情况下，期望使遮光部BM的宽度S比条状电极PX的宽度 W窄。另外，期望遮光部BM的遮光部占有率C小于电极占有率r，并设为0. 1以下、尤其是 0. 05以下。
在此，在实施方式2的液晶显示装置中，由于条状电极PX由透明电极材料形成，因此从图12的曲线图G4和曲线图G5以及图11的曲线图G3明显可知，通过使遮光部的宽度 S变窄，能够减少波纹的产生，并能够提高2D显示时的亮度。此时，遮光部BM沿X方向的宽度S的下限受3D显示时的串扰限制，遮光部BM的宽度的上限受波纹和2D显示时的亮度限制。
这样，在实施方式2的液晶显示装置中的第二液晶显示面板IXD2中，由于使遮光部BM沿X方向的宽度S小于条状电极PX沿X方向的宽度W，因此除了能够得到实施方式1 的效果以外，还能够提高2D显示时的亮度。
此外，在实施方式2中，针对条状电极PX被形成为比遮光部BM更靠近第二基板 SUB22的情况进行了说明，但是也可以与图13A 图13D所示的实施方式1同样地将遮光部 BM形成在比条状电极PX更靠近第二基板SUB22的位置上。并且，也可以在第一基板SUB21上形成条状电极PX和遮光部BM，在第二基板SUB22上形成对置电极CT。
〈实施方式3>
图15A 图15F是说明本发明实施方式3的显示装置中的第二液晶显示面板IXD2 的概要结构的图。特别地，图15A和图15D是表示条状电极PX、液晶分子LC的预倾角以及初始取向方向的图，图15B和图15E是表示施加电场时的取向不良位置与条状电极PX的关系的图，图15C和图15F是表示条状电极PX与遮光部BM的位置关系的图。其中，实施方式 3的第二液晶显示面板LCD2仅是与条状电极PX重叠配置的遮光部BM沿X方向的形成位置不同，其它的结构与实施方式2相同。因而，在下面的说明中，详细说明遮光部BM的形成位置。
图15A表示液晶分子LC的长轴方向被初始取向为X方向且该液晶分子LC具有在长轴方向上的图中右侧相对于第二基板SUB22向上抬起那样的预倾角的情况。即，长轴方向并不是与第二基板SUB22平行，而与第二基板SUB22斜交。在这种情况下，当在条状电极 PX与未图示的对置电极CT之间施加电场EF时，如图15B所示那样在条状电极PX的图中左端侧、即在初始取向中液晶分子LC沿长轴方向的端部中没有向上抬起的侧(在X方向上更靠近第二基板SUB22的侧)形成取向不良位置DDP。因而，通过如图15C所示那样在条状电极PX沿X方向的图中左侧端部形成遮光部BM，除了上述的实施方式2的效果以外，还能够得到不增加遮光部BM沿X方向的宽度就能够有效地遮挡取向不良位置、即折射率分布紊乱的区域这样特殊的效果。在此，如图15C所示那样，在X方向上条状电极PX的图中左侧边缘部形成遮光部BM，条状电极PX的图中左侧边缘与遮光部BM的图中左侧边缘相重叠。
同样地，图15D表示初始取向为X方向的液晶分子LC在图中沿长轴方向的左侧具有如相对于第二基板SUB22向上抬起那样的预倾角的情况。即，长轴方向并不是与第二基板SUB22平行，而与第二基板SUB22斜交。在这种情况下，当在条状电极PX与对置电极CT 之间施加电场EF时，如图15E所示那样在条状电极PX的图中右端侧、即在初始取向中液晶分子LC沿长轴方向的端部内没有向上抬起的一侧(在X方向上更靠近第二基板SUB22的侧)形成取向不良位置DDP。因而，通过如图15F所示那样在条状电极PX沿X方向的图中左侧端部形成遮光部BM，除了上述的实施方式2的效果以外，不增加遮光部BM沿X方向的宽度就能够有效地遮挡取向不良位置、即折射率分布紊乱的区域。在此，如图15F所示那样，在X方向上条状电极PX的图中右侧边缘部形成遮光部BM，条状电极PX的图中右侧边缘与遮光部BM的图中右侧的边缘相重叠。
此外，在不具有预倾角的初始取向中，遮光部形成在条状电极PX的中央部附近。
(实施方式4)
图16是说明本发明实施方式4的显示装置中的第二液晶显示面板的概要结构的图。图16与实施方式2不同，表示条状电极PX沿X方向的宽度W小于遮光部BM沿X方向的宽度S的情况。因而，在下面的说明中，详细说明条状电极PX与遮光部BM的结构。
从图16明显可知，在X方向上，实施方式4的条状电极PX的宽度W小于遮光部BM 的宽度S。此时，条状电极PX被形成为比遮光部BM更靠近第二基板SUB22，遮光部BM重叠形成在该条状电极PX的上层，因此在X方向上、即在并列设置方向上，条状电极PX形成为被遮光部BM覆盖的结构。
在实施方式4的液晶显示装置中，也与上述实施方式2的液晶显示装置同样地，从图11和图12的曲线图G3 G6明显可知，在由ITO的透明电极材料形成条状电极PX的情况下，期望电极占有率r为0.05以上、或者0.2以下。另外，期望遮光部BM的遮光部占有率c设为0. 1以下、尤其是0. 05以下。并且，期望使电极占有率r大于遮光部占有率，且设为0. 05以上、0. 2以下。
此时，在实施方式4的液晶显示装置中，能够使遮光部BM沿X方向的宽度S变大， 因此能够大幅地降低3D显示时的串扰、即能够大幅地提高3D显示时的图像质量。
〈实施方式5>
图17是说明作为本发明实施方式5的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。 其中，在实施方式5的液晶显示装置中，仅第二液晶显示面板LCD2的条状电极PXl由具有遮光性的金属材料形成的结构不同，其它的结构与实施方式1的第二液晶显示面板LCD2相同。因而，在下面的说明中，详细说明条状电极PXl。
如图17所示，在实施方式5的第二液晶显示面板LCD2中也同样地，多个条状电极 PXl沿Y方向延伸并在X方向上并列设置，各条状电极PXl的一端与沿着第二液晶显示面板 LCD2的长边侧的一个边缘部并在X方向上延伸形成的布线部WR相连接。实施方式5的第二液晶显示面板IXD2具备一对透明基板(透明的第一基板SUB21、透明的第二基板SUB22) 和液晶层(液晶分子LC)。一对透明基板相对配置，液晶层被一对透明基板夹持。在配置在图中上侧的第二基板SUB22的对置面侧(液晶侧的面)例如通过反射率较小的Cr (铬)、 Mo (钼)、W (钨)、Ta (钽)、Nb (铌)等或者其合金构成的金属电极材料形成了条状电极PXl。
因而，与实施方式1同样地，由于条状电极PXl沿X方向的宽度即为遮光区域的宽度，因此能够获得与实施方式1的液晶显示装置相同的效果。
在实施方式5的显示装置的第二液晶显示面板IXD2中，液晶显示面板IXDl射出的光中入射到条状电极PXl的光被条状电极PXl自身(遮光体)遮挡，不会从第二液晶显示面板LCD2的显示面侧(观察者侧)射出。
并且，由于由具有遮光性的金属材料形成了条状电极PX1，因此不需要形成遮光部 BM的工序，能够获得不增加制造工序就能够形成遮光区域这样特殊的效果。但是，与实施方式1同样地，条状电极PXl的截面形状不限定于矩形，也可以是其它的形状。例如，为了不在斜方向上产生电场，也可以设为梯形、圆弧形状。
另外，在第一基板SUB21的对置面侧(液晶侧的面)形成有由ITO、ZnO等透明导电膜形成的平板状的电极(对置电极)CT。
根据以上所说明的结构，与实施方式1同样地，能够大幅地减少由于条状电极PXl 的形成位置处的折射率的紊乱所产生的串扰的影响，能够大幅地提高3D显示时的图像质量。
另外，关于条状电极PXl沿X方向的宽度，与实施方式1同样地，从图11的曲线图 G3明显可知，为了不产生波纹，期望遮光部BM的宽度、即遮光宽度较小。另一方面，为了使波纹降低到不受影响的程度，需要将波纹强度设为0.3以下，因此期望将遮光部占有率设为0. 1以下。另外，为了形成与用于障壁方式的3D的电极占有率0. 5的ITO电极相同程度的波纹强度0. 15以下，而期望将遮光部占有率设为0.05以下。并且，从图12的曲线图G6 明显可知，期望将电极占有率设为0. 05以上。
〈实施方式6>
图18是说明本发明实施方式6的显示装置中的第二液晶显示面板的概要结构的图，在实施方式6的第二液晶显示面板LCD2中，仅通过在由金属薄膜形成的第一条状电极 PXl与第二条状电极PX2之间设置电介体层DS来形成条状电极的结构是不同的，其它的结构与实施方式5相同。因而，在下面的说明中，详细说明条状电极。
如图18所示，在实施方式6的第二液晶显示面板LCD2中，在作为观察者侧的基板的第二基板SUB22上配置有条状电极，从第二基板SUB22侧开始层叠由金属材料形成的第二条状电极PX2、由电介体材料构成的电介体层DS以及由金属材料形成的第一条状电极 PXl，来形成了一个条状电极。即，一个条状电极具备由介电材料构成的介电薄膜，另外，具备至少两层以上的金属薄膜。在此，第二条状电极PX2的层厚形成为小于第一条状电极PXl 的膜厚。通过该结构，在实施方式6中，形成为如下结构使利用金属材料的条状电极的反射率下降，即使在观察者侧配置的第二基板SUB22上形成了条状电极，也将防止由于条状电极对外光等的反射所引起的图像质量下降。此时，在X方向上，第一条状电极PX1、第二条状电极PX2与电介体层DS以相等的宽度形成。
例如，第一条状电极PXl和第二条状电极、PX2由Cr形成，并且电介体层DS由 SiN (氮化硅)形成。在构成为第二条状电极PX2的膜厚为5nm、电介体层DS的膜厚为65nm、 第一条状电极PXl的膜厚为IOOnm的情况下，能够将电极在观察者侧的反射率降低到2%。 尤其是为了构成为与将ITO等设为条状电极时的反射率相同、或者该反射率以下的反射率，而期望将反射率设为3%以下，因此在实施方式6中能够防止图像质量的下降。
另外，在实施方式6的第二液晶显示面板IXD2中，通过将膜厚大于第二条状电极 PX2的作为金属层的第一条状电极PXl配置在液晶侧(对置面侧)，除了能够获得上述实施方式5的液晶显示装置的效果以外，还能够获得能够容易地取得与第一条状电极PXl的电接触这样特殊的效果。
此外，作为形成第一条状电极PXl和第二条状电极PX2的金属材料，期望是反射率较小的Cr、Mo、W、Ta、Nb等及其合金。另外，作为电介体层DS的材料，期望折射率较高，可以应用Si3N4 (氮化硅)、SiS (硫化锌)、TiO2 (氧化钛)、Ta2O5等。还可以使用ITO0
〈实施方式7>
图19是说明本发明实施方式7的显示装置中的第二液晶显示面板的概要结构的图。其中，在实施方式7的显示装置所具备的第二液晶显示面板LCD2中，在作为观察者侧的透明基板的第二基板SUB22上形成对置电极CT，在作为远离观察者侧的透明基板的第一基板SUB21上形成条状电极。除了该结构以及条状电极的结构以外，其它结构与实施方式 5的显示装置相同。因而，在下面的说明，详细说明条状电极。
从图19明显可知，在实施方式7中，重叠形成了条状电极PXl和黑化金属层MT。在此，条状电极PXl由金属材料构成，黑化金属层MT由黑化金属构成，在X方向上，条状电极 PXl的宽度与黑化金属层MT的宽度相等。从第二基板SUB22侧开始层叠条状电极PXl和黑化金属层MT，形成了一个条状电极。即，一个条状电极具备至少两层以上的金属膜。在此， 黑化金属层MT形成在条状电极PXl的液晶侧、即观察者侧，是为了防止反射而设置的。特别地，在实施方式7中，条状电极PXl由Cr形成，黑化金属层MT由使Cr发生氧化后的CrO 形成。通过设为这样的结构，能够获得能够降低来自观察者侧的外光等的反射率并能够防止图像质量的下降这样特殊的效果。
另外，通过对黑化金属层MT使用CrO，仅追加Cr的氧化工序就能够形成黑化金属层MT，因此除了上述实施方式5的液晶显示装置的效果以外，还能够抑制工序数的增加。
此外，条状电极PXl和黑化金属层MT的形成材料各自并不限定于Cr和CrO，例如也可以由Al (铝)形成条状电极PXl，对黑化金属层MT使用通过黑色耐酸铝处理使Al黑化得到的材料，还可以由其它的金属材料形成。
〈实施方式8>
图20是说明本发明实施方式8的显示装置中的第二液晶显示面板的概要结构的图。除了电介体层DSl的结构以外，其它的结构与实施方式5的第二液晶显示面板LCD2相同。因而，在下面的说明中，详细说明电介体层DSl和条状电极PXl。
从图20明显可知，在实施方式8的第二液晶显示面板IXD2所具备的第二基板 SUB22的液晶层LC侧的整个面、即对置面侧的整个面上形成由电介体材料形成的电介体层 DS1，在该电介体层DSl的上层形成有由具有遮光性的金属材料构成的条状电极PX1。此时， 例如电介体层DSl使用介电材料SiN形成为膜厚50nm，条状电极PXl使用Cr形成为lOOnm。 在不设置电介体层而在第二基板SUB22上直接形成由金属材料构成的Cr的条状电极PXl 的比较例的情况下，反射率是52 %。与此相对地，上述实施方式8的第二液晶显示面板IXD2 的情况下，形成SiN的电介体层DS1，在电介体层DSl的上层形成条状电极PX1，由此能够将反射率降低到34%。
因而，实施方式8的显示装置除了能够获得实施方式5的显示装置的效果以外，还能够获得能够降低反射率这样特殊的效果。另外，在实施方式8的第二液晶显示面板LCD2 中，仅追加在第二基板SUB22的整个面上形成电介体层DSl的工序，就能够降低由金属材料构成的条状电极PXl的反射率，因此还能够获得能够抑制制造工序的增加这样的效果。
此外，作为形成条状电极PXl的金属材料，期望使用反射率较小的Cr、Mo、W、Ta、Nb 等及其合金。另外，作为电介体层DSl的材料，期望折射率较高，可以应用Si3N4(氮化硅)、 ZnS (硫化锌)、TiO2 (氧化钛)、Ta2O5等。
〈实施方式9>
图21是说明作为本发明的实施方式9的显示装置的液晶显示装置的概要结构的图。除了配置在观察者侧的偏振片POL和相位差板(λ/4板)RET以外，其它结构与实施方式5的结构相同。因此，在下面的说明中，详细说明偏振片POL和相位差板(λ/4板)RET。
从图21明显可知，在实施方式9中，通过在λ/4板RET的观察者侧配置偏振片 P0L，来形成由λ/4板RET和偏振片POL的组合构成的圆偏振片。S卩，与实施方式5的结构不同，在第二液晶显示面板IXD2与偏振片POL之间配置有λ/4板RET。通过设为这样的结构，能够消除由金属材料构成的条状电极PXl的金属反射，因此除了能够获得实施方式5的显示装置的效果以外，还能够获得能够防止由于条状电极PXl对外光等的反射而引起的图像质量下降这样特殊的效果。
〈实施方式10>
图22A和图22B是说明具备本发明的显示装置的实施方式10的信息设备的概要结构的图。图22A表示将本申请发明的显示装置LCD应用于便携式信息终端MP的情况，图 22B表示将本申请发明的显示装置DIS应用于电视装置TV的情况。
如图22A所示，通过对便携式游戏机、便携式电话等便携式信息终端MP应用本申请发明的显示装置DIS，能够减少2D显示时的波纹，并且还能够降低3D显示时的串扰。其结果，能够提高2D显示时和3D显示时的图像质量。同样地，即使对电视装置TV应用本申请发明的显示装置DIS，也能够减少2D显示时的波纹，并且降低3D显示时的串扰，从而能够提高2D显示时和3D显示时的图像质量。
尽管已说明了目前被看作为本发明的特定实施例的这些实施例，但应当理解可以对这些实施例进行各种修改，并且意图是所附权利要求书涵盖所有这些修改而落入本发明的真实构思和范围内。
权利要求
1.一种显示装置，其具备进行图像显示的显示面板、以及配置在上述显示面板的显示面侧的液晶显示面板，其中，上述液晶显示面板具备第一基板、第二基板和液晶层， 上述第一基板是具备面状透明电极的透明基板，上述第二基板具备由透明电极材料构成、沿第一方向延伸并在与上述第一方向相交叉的第二方向上并列设置的多个条状电极；以及重叠形成在上述多个条状电极上并沿上述第一方向延伸的多个条状的遮光部，并且该第二基板是与上述第一基板相对的透明基板， 上述液晶层被上述第一基板和上述第二基板夹持， 上述显示装置切换二维显示和三维显示来进行图像显示，其特征在于， 通过控制上述液晶层的折射率，来形成作为视差障壁的柱面透镜，该柱面透镜沿上述第一方向延伸并在上述第二方向上并列设置。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，将上述条状电极沿上述第二方向的宽度形成为与上述遮光部的宽度相同。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，将上述条状电极沿上述第二方向的宽度形成为与上述遮光部的宽度不同。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，形成上述液晶层的液晶分子的初始取向的长轴方向与上述第一方向相交叉，与上述第二基板斜交，将上述条状电极沿上述第二方向的宽度形成为大于上述遮光部的宽度， 在上述液晶分子沿长轴方向的端部于上述第二方向上更靠近上述第二基板一侧的、上述条状电极的边缘部形成上述遮光部。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于， 上述显示面板具备液晶显示面板和背光装置。
6.一种显示装置，其具备进行图像显示的显示面板、以及配置在上述显示面板的显示面侧的液晶显示面板，其中，上述液晶显示面板具备第一基板、第二基板和液晶层， 上述第一基板是具备面状的透明电极的透明基板，上述第二基板具备由具有遮光性的金属材料构成、沿第一方向延伸并在与上述第一方向相交叉的第二方向上并列设置的多个条状电极，并且该第二基板是与上述第一基板相对的透明基板，上述液晶层被上述第一基板和上述第二基板夹持， 上述显示装置切换二维显示和三维显示来进行图像显示，其特征在于， 通过控制上述液晶层的折射率，来形成作为视差障壁的柱面透镜，该柱面透镜沿上述第一方向延伸并在上述第二方向上并列设置。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于， 上述条状电极具备由介电材料构成的介电膜。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于， 上述条状电极具备至少两层以上的金属薄膜。
9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，上述显示面板具备液晶显示面板和背光装置。
全文摘要
本发明提供一种显示装置，其具备进行图像显示的显示面板；以及配置在显示面板的显示面侧上、以沿第一方向延伸并在与第一方向相交叉的第二方向上并列设置的柱面透镜状控制折射率并形成视差障壁的第二液晶显示面板，切换二维显示和三维显示来进行图像显示，在该显示装置中，第二液晶显示面板具备第一基板和第二基板隔着液晶层相对配置而成的一对透明基板，第一基板具备面状透明电极，第二基板具备由透明电极材料构成、沿第一方向延伸并在第二方向上并列设置的透光性条状电极；以及重叠形成在条状电极上并沿第一方向延伸而成的线状遮光部。通过调整对液晶面板施加的电压，能够降低通过使用形成柱面透镜的液晶透镜的显示装置进行3D显示时的串扰。
文档编号G02F1/133GK102540527SQ20111036895
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月14日 优先权日2010年11月15日
发明者
冈真一郎, 宫泽敏夫, 小村真一, 斋藤辉儿, 杉田辰哉 申请人:株式会社日立显示器