液晶显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种液晶显示装置。液晶显示装置被构造为使得子像素在彼此正交的第一方向和第二方向上以阵列形式设置；在第二方向上设置多个栅极线；在液晶显示装置上设置用于将光分配至第二方向的光学元件；通过几乎平行于液晶显示装置的表面的电场来控制液晶显示装置的液晶分子；并且将数据线设置为在第二方向上与彼此相邻的子像素之间的边界不同的位置处倾斜地划分子像素，其中数据线可以具有相对于第二方向的小角度，并且即使将子像素在第一方向上的开口的长度是恒定的，开口率也不极大劣化。
【专利说明】液晶显示装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于2012年10月19日提交的日本专利申请N0.2012-231866并要求其优先权权益，其公开内容在此通过弓I用以其整体并入。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种液晶显示装置，并且更具体地，涉及一种显示三维视频的液晶显示装置。
【背景技术】
[0004]近年来，存在一种对能够显示三维视频，即所谓的3D视频的显示器的快速增长需求。过去已经对显示三维视频的技术做出了大量的探讨和研究，并且目前仍在积极进行其研究和发展。在这些之中，当前被认为最有潜力的一种技术是使用双眼视差的技术。
[0005]主要将使用双眼视差的三维视频显示装置分类为两种类型。一种类型通过使用专用眼镜，向左眼和右眼示出不同的视频(下文称为“眼镜型”)。另一种类型在不使用专用眼镜的情况下，为左眼和右眼空间分离并且显示从三维视频显示装置输出的不同图像的光(下文称为“裸眼型”)。
[0006]前一眼镜型是适合下列情况的类型，其中多个观察者同时观看相对大的屏幕，并且其在电影院中使用，用于电视机，等等。后一裸眼型是适合下列情况的一种类型，其中单一观察者观看相对小的屏幕。裸眼型不使用专用眼镜，并且使得观察者能够易于观看三维视频，所以预期其应用于移动终端的显示器、数字静物照相机、摄像机和笔记本型计算机。
[0007]作为能够显示三维视频的裸眼型液晶显示装置的实例，存在一种在日本未审查专利公开2006-030512 (专利文献I)中公开的结构。如图27中所示，专利文献I公开了该液晶显示器，其中:在X轴方向和Y轴方向以矩阵形式设置了 3 X 3个像素；并且单个像素6由六个子像素61 (RR、RL、GR、GL、BR、BL)构成。在该液晶显示装置中，在由六个子像素61构成的单个像素6上，向观察者的左眼和右眼示出由R (红)、G (绿)和B (蓝)构成的两幅彩色图像。子像素RR向右眼显示红色图像，子像素RL向左眼示出红色图像。类似地，子像素GR、GL、BR和BL分别向右眼示出绿色图像，向左眼示出绿色图像，向右眼示出蓝色图像，和向左眼示出蓝色图像。在图27中，图示了一部分栅极线Gl至G9和一部分栅极线Dl至D6。
[0008]如图28和29中所示，该液晶显示装置采用下列结构，其中在具有以节距(pitch)PP在X轴方向和Y轴方向上布置的像素矩阵的液晶面板2上设置透镜阵列片3，其具有以在X轴方向上的节距PL成阵列布置的柱形透镜31。此外，如图29中所示，通过柱形透镜31，将从子像素RR向右眼发出的红光辐射至空间ZR。类似地，通过柱形透镜31，将向左眼发出的红光辐射至空间ZL。当观察者的右眼9R被设定在空间ZR中，并且左眼9L被设定于空间ZL中时，观察者仅能够通过右眼9R看到用于右眼的图像，并且仅能够通过左眼9L看到用于左眼的图像。因而，观察者能够将液晶显示装置上显示的图像视觉地识别为三维视频。在图29中，在子像素之间图示了遮光部80。
[0009]此外，该液晶显示装置也能够通过在用于右眼的子像素上和用于左眼的子像素上显示相同的图像来显示二维视频。考虑到这种当前情况，即用于显示图像的设备不总是显示三维视频，并且显示三维视频的比例较小，所以在实际使用方面，能够显示二维视频很重要。此外，为了显示二维视频，也需要宽视角性，通过该宽视角性，即使从任何方向角度观察液晶显示装置，所观察的显示视频都相同。
[0010]然而，通过上述在专利文献I中公开的液晶显示装置，存在下列问题，即当显示二维视频时，可能视觉地识别到水波纹。此外，未考虑到满足提高视角性的需求。
[0011]然后，将描述产生水波纹的机制。柱形透镜不对透镜的轴向方向展示透镜效果，但是对处于相对于轴的锐角的方向展示透镜效果。在图28的情况下，柱形透镜31的轴方向是Y轴方向，并且处于相对于轴的锐角的方向是X轴方向。如图29中所示，当液晶面板2被设置在液晶透镜31的焦点附近时，从液晶面板2发出的光被投射到相对于Z轴偏斜的方向上。根据柱形透镜31的顶点和液晶面板2的X轴位置之间的关系来确定其角度。因此，在从液晶面板2发出的光强度取决于X轴的位置而变化的情况下，光在强度方面的程度取决于发出光的角度而变化。也就是说，在液晶面板2上存在不辐射光的遮光部80并且遮光部80在Y轴方向延伸的情况下，在从柱形透镜31辐射的特定角度方向上不存在光，将其视觉识别为黑色。这是产生水波纹的机制。即使在使用视差屏障代替柱形透镜31的情况下，也发生完全相同的现象。
[0012]上述遮光部位于在液晶面板的X轴方向上彼此相邻设置的两个子像素之间。因而，被视觉识别为黑色的区域位于投射左眼图像的区域和投射右眼图像的区域的两个区域之间。当液晶显示装置正在显示三维视频时，观察者移动面部，以便左眼和右眼分别处于适当的位置，以便能够将图像视觉识别为三维视频。然而，当液晶显示装置正在显示二维视频时，观察者不能感测到该适当位置。因而，可能存在取决于面部的位置而使眼睛位于视觉识别为黑色的区域处的情况，这可能极大地劣化显示质量。作为抑制水波纹的技术，存在一种在日本未审查专利公开平10-`186294 (专利文献2)中公开的技术。图30示出专利文献2中公开的能够显示三维视频的液晶显示装置的子像素61。如上所述，由于从液晶面板发出的光强度取决于X轴的位置而变化，所以产生了水波纹。根据X轴的位置从液晶面板发出的光的强度等同于，当在X轴的位置处在Y轴方向上切割液晶面板的开口部时，开口部和遮光部之间的比。因而，为了克服水波纹，可以将开口部和遮光部之间的比设定为恒定的，而与X轴方向无关。关于专利文献2中公开的子像素61，在Y轴方向上延伸的遮光部相对于X轴以角度Θ偏斜。假设倾斜的遮光部的宽度为e，能够通过下列表达式表达遮光部在Y轴方向上的宽度d。
[0013]d = e/cos θ---(I)
[0014]在其中存在倾斜的遮光部的部分中，开口部的宽度是宽度b和c的和。当限定开口部的侧边Et和Eb平行时，宽度b和c的和变得恒定，而与X轴方向上的位置无关。同时，在其中不存在遮光部的区域中，开口部的宽度变得恒定，而与X轴方向上的位置无关，并且通过当限定开口部的侧边Et’和Eb平行时，将宽度f设定为等同于宽度d，来使开口部的宽度变得等同于宽度b和c的和。注意，侧边E1、E1’和Er彼此平行。
[0015]此外，作为在专利文献2中公开的另一种用于抑制水波纹的结构，存在图31中所示的像素布局。在该布局中，将显示相同信号的像素划分为两个子像素SPl和SP2，并且数据线62被设置在那些子像素之间。在制造工艺方面，对降低数据线62宽度的设定存在限制，所以难以在图30的情况下降低宽度e。这导致劣化开口率(numerical aperture)的问题。然而，在图31的情况下，能够相对于在相邻像素的边界部分中的遮光部关于Y轴的角度Θ 1，将在设置数据线62的部分中的遮光部关于Y轴的角度Θ2设定为小。因此，能够通过这种方式降低开口率的劣化。
[0016]作为抑制水波纹的技术，存在不同于专利文献2中所公开的技术的各种方法(日本未审查专利公开2008-092361 (专利文献3)和日本未审查专利公开2008-249887 (专利文献4))。
[0017]作为通过液晶显示装置获得宽视角性的技术，存在一种使用IPS (面内切换)模式的技术。IPS模式通过平行于构成液晶显示装置的基板表面的电场，来控制液晶分子的指向矢方向。液晶分子的指向矢平行于电场移动，并且难以在基板表面的法向方向上移动。因此，该模式展现了使得其视角性本质上优于其他模式的特性。
[0018]通常，在IPS模式液晶显示装置中，所有子像素共用的共用电极和每个子像素的像素电极以梳状(comb-like)形式布置在同一基板上，并且通过在那些电极之间产生的电场控制液晶分子。向共用电极施加特定电压，并且向个别子像素的像素电极施加根据将显示的视频的信号电压。为了写入信号电压，在每个子像素中设置TFT (薄膜晶体管)，其中源极电极连接至数据线，漏极电极连接至像素电极，并且栅极电极连接至栅极线。通过向数据线供应信号电压，同时将栅极线的电压设定为使TFT处于导电状态的电压，来将信号电压写入像素电极。
[0019]如上所述，通过IPS模式，通过共用电极和像素电极之间产生的电场来控制液晶分子。因而，当在共用电极和像素电极之间的电场受来自栅极线或数据线的电场影响时，发生故障，诸如串扰等等。特别地，数据线的电势根据将显示的视频而波动，所以需要屏蔽从数据线辐射的电场，以便至少防止诸如串扰等等的故障。关于遮蔽技术，存在一种日本未审查专利公开2002-323706 (专利文献5)中公开的技术。
[0020]图32示出了专利文献5中公开的IPS模式的像素布局。在每个像素中提供:布置成梳状形式的像素电极70和共用电极71、TFT64、数据线62、栅极线63、存储电容线67和共用电势布线68。图33是沿图32的线A-A’截取的截面图。如图33所示，在TFT基板4上，具有比数据线62更宽宽度的共用电极71经由层间膜46覆盖在数据线62上。通过采用这种结构，屏蔽了从数据线62辐射的电场，以便不影响在像素电极70和共用电极71之间的电场。因此，可以极大地抑制串扰。
[0021]然而，当专利文献2中公开的降低水波纹的像素布局(图30、图31)和专利文献5中公开的IPS模式的像素结构(图32、图33)被应用于专利文献I中公开的、显示三维视频的液晶显示装置(图27、图28、图29)时，就产生了极大地劣化开口率的新问题。将以简单方式描述其原因。
[0022]在专利文献2 (图30)中公开的用于降低水波纹的技术是如下技术，通过该技术，假定位于在X轴方向彼此相邻的子像素之间的、不辐射光的遮光部相对于柱形透镜的轴(Y轴)被倾斜地设置，并且遮光部在Y轴方向上的长度为d，则在X轴方向上在开口部的位置处不设置遮光部的位置(侧边Et’)，开口部在Y轴方向上的长度降低长度d。根据在X轴方向上彼此相邻的子像素之间的间距e以及在遮光部和X轴之间的偏斜Θ，来确定该d，并且为了降低d的值，有必要降低e和Θ的值。
[0023]当出于加宽液晶显示装置的视角的目的，应用专利文献5中公开的像素结构(图32和图33)时，需要以具有比数据线更宽的宽度的共用电极覆盖数据线，以便屏蔽来自e位置处的数据线的电场。在IPS模式中，通过共用电极和像素电极之间的电场控制液晶分子，使得难以在共用电极上产生由平行于基板表面的分量构成的电场。因而，液晶分子难以移动。这意味着，共用电极起遮光部的作用，并且对应于d的长度变长。同时，当将Θ设定为小时，相邻子像素的开口部在X轴方向彼此重叠的部分的长度变长。从重叠区域发出的光通过与相邻子像素发出的光混合而到达观察者的眼睛，所以观察者通过其中一只眼睛同时观察到用于左眼的图像和用于右眼的图像。有时可将其称为3D串扰，并且当光的混合率变高时，观察者难以将图像视觉识别为三维视频。也就是说，为了固定开口率，不能将Θ设定为小，所以极大地影响了开口率。
[0024]因此，研究通过应用专利文献2中公开的、图31中所示的技术来使Θ小。通过IPS模式，利用平行于基板表面的、在被布置成梳状形式的像素电极和共用电极之间产生的电场，来控制液晶分子的指向矢方向，以显示视频。因而，像素电极和共用电极上的液晶分子难以移动。因此，即使利用诸如ITO (铟锡氧化物)等等的透明导电膜形成像素电极和共用电极时，像素电极和共用电极结果也起不透射光的遮光部的作用。也就是说，在图31中所示的子像素SPl和SP2中，存在以像素电极和共用电极形成的大量遮光部，使得不满足抑制水波纹的条件。因此，虽然可以降低开口率的劣化，但是不能抑制水波纹。
[0025]如上所述，当采用相邻子像素之间的遮光部的宽度e变大的专利文献5的结构(图32和图33)时，极大地劣化开口率，或者不能抑制水波纹的产生。
[0026]因此，本发明的示例性目标在于提供一种液晶显示装置，其具有能够显示三维视频的宽视角性，通过该装置:能够抑制水波纹的产生；仅产生很少串扰；和能够实现高开口率。
【发明内容】
[0027]根据本发明示例性方面的液晶显示装置是如下液晶显示装置，其包括:第一基板；第二基板；和夹在第一基板与第二基板之间的液晶层，通过基本平行于那些基板的电场控制其液晶分子，并且该液晶显示装置的特征在于，包括:子像素，其在彼此正交的第一方向和第二方向上以阵列形式设置；光学元件，其在第二方向上分配光；栅极线，其被设置成向第二方向延伸；和数据线，其被设置成在第二方向上与彼此相邻的子像素之间的边界不同的位置倾斜地划分子像素。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置结构的立体图；
[0029]图2是示意性示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的像素布局的图示；
[0030]图3是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的结构的电路图；
[0031]图4是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的TFT基板上的像素布局的平面图；[0032]图5是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的CF基板上的像素布局的平面图；
[0033]图6是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0034]图7是根据第一示例性实施例的液晶显示装置的TFT基板的截面图；
[0035]图8是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0036]图9是示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的局部放大平面图；
[0037]图10是仅示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局中的一部分共用电极的平面图；
[0038]图11是仅示出根据第一示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部布局中的一部分共用电极和一部分像素电极的平面图；
[0039]图12是示出根据第二示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0040]图13是示出根据第二示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0041]图14是示出根据第三示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0042]图15是示出根据第三示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的局部放大平面图；
[0043]图16是仅示出根据第三示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局中的一部分共用电极和一部分像素电极的平面图；
[0044]图17是示出根据第四示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的平面图；
[0045]图18是示出根据第四示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的局部放大平面图；
[0046]图19是示出根据第四示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的布局的局部放大平面图；
[0047]图20是示出根据第四示例性实施例的液晶显示装置的子像素的开口部的X轴方向上的长度的X轴方向依赖性的图表；
[0048]图21是描述实例I的液晶显示装置的制造工艺的图示，其为示出其中完成栅极绝缘膜沉积的点的平面图；
[0049]图22是描述实例I的液晶显示装置的制造工艺的图示，其为示出其中完成产生第一接触的点的平面图；
[0050]图23是描述实例I的液晶显示装置的制造工艺的图示，其为示出其中完成产生第二接触的点的平面图；
[0051]图24是描述实例I的液晶显示装置的制造工艺的图示，其为示出其中完成沉积第三层间膜的点的平面图；[0052]图25是描述实例I的液晶显示装置的制造工艺的图示，其为示出其中完成共用电极图案化的点的平面图；
[0053]图26是示出实例I的液晶显示装置的共用电极和像素电极的布局的平面图；
[0054]图27是示出根据现有技术的液晶显示装置的像素布局的模型图示；
[0055]图28是示出根据现有技术的液晶显示装置的结构的立体图；
[0056]图29是描述从现有技术的液晶显示装置发出的光的焦点的图示；
[0057]图30是示出根据现有技术的液晶显示装置的像素开口部的平面图；
[0058]图31是示出根据现有技术的液晶显示装置的像素开口部的平面图；
[0059]图32是示出根据现有技术的液晶显示装置的像素布局的平面图；和
[0060]图33是示出根据现有技术的液晶显示装置的结构的截面图。
【具体实施方式】
[0061]现在将参考附图描述根据本发明示例性实施例的液晶显示装置。注意，为了确保图的可视性，视需要改变了每幅图中的各个结构性元件的尺寸和缩小比例。此外，每幅图中的阴影用于区别各个结构性元件，并且不意味着截断表面等等。在本说明书中，为了使其易于理解，即使相同结构性元件的形状和结构稍微不同，也对其使用相同标识符。在每个示例性实施例中，在所附权利要求范围内的“第一基板”实例为TFT基板，“第二基板”实例为CF(彩色滤光器)基板，“光学元件”的实例为透镜阵列片，“第一方向”的实例为Y轴方向，“第二方向”的实例为X轴方向，“第一电极”的实例为像素电极，“第二电极和第三电极”的实例为共用电极，“第一角度”的实例为角度α ,并且“第二角度”的实例为角度β。
[0062](第一示例性实施例)
[0063]根据第一示例性实施例的液晶显示装置能够显示用于左眼的图像和用于右眼的图像，并且能够通过向观察者的左和右眼显示彼此不同的图像，允许观察者视觉识别三维视频。
[0064]如图1中所示，第一示例性实施例的液晶显示装置I通过在液晶面板2上设置透镜阵列片3的方式形成，在透镜阵列片3中以阵列形式形成柱形透镜31。此外，在液晶面板2的透镜表面的相反侧中的表面上，设置背光21。
[0065]构成透镜阵列片3的每个柱形透镜31都在Y轴方向上延伸，并且沿X轴方向设置成阵列形式。柱形透镜31在Y轴方向(透镜的延伸方向)上不展现透镜效果，而是仅在X轴方向上展现透镜效果。也就是说，柱形透镜31起将设置在液晶面板2上的每个像素发出的光朝着X轴方向分配的光学元件的作用。
[0066]液晶面板2是如下结构，其中液晶层55夹在TFT基板4和CF基板5之间，并且在TFT基板4和CF基板5的与接触液晶层55的表面的相反侧的表面上设置诸如偏振板的光学膜(未不出)。对液晶层55中的液晶分子执行排列(alignment)处理，以便其指向矢方向变得基本平行于TFT基板4和CF基板5的表面。此外，在液晶面板2上，将用于显示右眼图像和左眼图像的子像素61 (图2)在X轴方向和Y轴方向上以矩阵布置。将柱形透镜31的焦点设定在CF基板5和液晶层55之间的界面附近。
[0067]图2是示意性示出液晶面板2的像素布局的示图。液晶面板2在X方向和Y方向上具有3X 3个像素6，并且每个像素6由布置成矩形形式的六个子像素61构成。构成单个像素6的六个子像素被布置成子像素RR、RL、GR、GL、BR和BL。子像素RR向右眼显示红色图像，子像素RL向左眼示出红色图像。类似地，子像素GR、GL、BR和BL每个分别向右眼示出绿色图像，向左眼示出绿色图像，向右眼示出蓝色图像，和向左眼示出蓝色图像。如图所示，布置在Y轴方向上的子像素61的行显示相同颜色的图像，并且依次在Y轴方向上布置显示颜色R、G和B的每一个的子像素行。
[0068]图3是示出液晶面板2的电路结构的图示。每个子像素61至少由TFT64、液晶电容65和存储电容66构成。在X轴方向上布置的子像素61的行中，设置单一栅极线63,并且同一行的所有子像素61的TFT64的栅极47 (图22)的端子都连接至相同的栅极线63。在Y轴方向上布置的子像素61的列中，设置单一数据线62，并且相同列的所有子像素61的TFT64的源极49 (图22)的端子都连接至相同的数据线62。液晶电容65由像素电极和共用电极构成。像素电极连接至TFT64的漏极48 (图22)的端子，并且共用电极连接至共用电势布线68。在构成存储电容66的两个电极中，一个电极连接至TFT64的漏极端子，并且另一电极连接至存储电容线67。
[0069]图4是TFT基板4上的像素布局，其示出限定透射光的开口部61a的结构。该图示示出在X轴方向和Y轴方向上布置2X3个子像素61的情况。子像素61被设置成在X轴方向上节距为PPx，并且在Y轴方向上节距为PPy。
[0070]图5示出对应于图4中所示的子像素61的CF基板5的布局。在CF基板5上，设置用于遮蔽光的BM (黑矩阵)54、用于透射对应于三原色的波长的光的R光阻51、G光阻52和B光阻53。BM54在X轴方向上具有长且薄的条形，并且在BM54之间设置R光阻51、G光阻52和B光阻53。不用说，对应于图2中所示的矩阵阵列地设定颜色光阻的顺序。
[0071]图6示出当叠置图4中所示的TFT基板4和图5中所示的CF基板5时，单一子像素61的开口部61a的布局。开口部61a在Y轴方向上的高度H由平行于Y轴的虚线E-E’和虚线F-F’限定，并且能够通过CF基板5的BM54 (图5)限定该高度H。虚线B-B’和虚线C-C’示出在X轴方向上的彼此相邻的两个子像素61之间的边界。在通过虚线E-E’、虚线F-F’、虚线B-B’和虚线C-C’分区的开口部61a中，设置共用电极和像素电极。共用电极由以下构成:相对于X轴以角度β偏斜的共用电极71Β，其为倾斜划分开口部61a的部分；和相对于X轴以角度α偏斜的共用电极71Α，其为倾斜划分开口部61a的部分。像素电极70相对于X轴以角度α偏斜,其被设置成与共用电极71Α交替地划分开口部61a。
[0072]图7示出沿图6中所示的虚线D-D’截取的TFT基板4的截面视图，其中使得数据线62被共用电极71B经由层间膜46覆盖的方式来设置数据线62。注意，构成图3中所示的子像素61的TFT64、存储电容66和栅极线63被设置在不同于图6中所示的开口部61a的区域中。
[0073]然后，将通过参考图8详细地描述在子像素61的开口部61a中的共用电极71A、7IB和像素电极70的布局。
[0074]共用电极71B具有宽度Ws，并且倾斜地划分开口部61a。在该情况下定义为使得共用电极71B的中心线和虚线E-E’之间的交叉点处于虚线B-B’的线上，并且中心线和虚线F-F’之间的交叉点处于虚线C-C’的线上。通过这种方式，共用电极71B的投射在开口部61a的X轴上的长度变为子像素61在X轴方向上的节距PPx。因而，应用下列表达式。
[0075]tan β = Η/PPx---(2)[0076]共用电极7IA和像素电极70具有彼此相等的宽度We，其在子像素61的开口部61a中以相等节距Pe在X轴方向上交替设置。假设开口部61a被共用电极71A和像素电极70划分的数目为n，则将η设定为偶数。在图8的情况下，η=6。此外，当共用电极71Α被设置在两个相邻子像素61a的边界之间的位置处，例如虚线Β-Β’上的位置处时，共用电极71A也被设置在作为另一边界的虚线C-C’上的位置处。
[0077]图9是通过相对于X轴以角度β偏斜来设置的共用电极71Β，以及通过相对于X轴以角度α偏斜来设置的像素电极70或共用电极71Α的交叉部分的放大视图，并且线G-G’是平行于X轴的辅助线。图9中的Jl、J2、J3、J4和J5示出像素电极70或共用电极71Α的中心线。J2示出共用电极71Β的一个侧边和中心线之间的交叉点，并且J4示出共用电极71Β的另一个侧边和中心线之间的交叉点。在此注意，J2和J4在X轴方向上的位置被设计成等同于像素电极70和共用电极7IA的布局。通过这种方式，线段J2-J4变得平行于Y轴。线段J2-K1是线段J1-J2的延长线，并且线段J4-K2是线段J5-J4的延长线。此外，通过使J3作为线段J2-J4的中心，将Κ2在Y轴方向上的位置设定为等同于J3的位置。假设共用电极71Β的宽度为Ws，沿平行于Y轴的直线切割的长度he能够表达如下。
[0078]he = Ws/cos β---(3)
[0079]此外，当以上述方式设定交叉部分时，三角形J2J3K1和三角形J4J3K2为全等三角形。因此，能够基于几何关系如下写出线段Κ1-Κ2的长度dc。
[0080]dc = Ws/(cos β X tan α )---(4)
[0081 ] 此外，假设共用电极71Α和像素电极70的节距为图8中所示的Pe，则将Pe设定成满足下列关系表达式。
[0082]Pe= (PPx+dc) /n---(5)
[0083]此外，关于角度α和H、PPx的关系，将dc设定为满足下列表达式。
[0084]tana = ηX (H_hc)/(mX (PPx+dc))---(6)
[0085]在此注意，m是自然数，并且在图8所示的实例情况下，m=l。将表达式(4)代入表达式(6)中的dc。然后，能够通过求解方程获得a。
[0086]然后，将描述动作。为了在显示面板2上显示图像，需要将根据图像的视频信号电压写入每个子像素61。在图3中，向给定栅极线63施加使TFT64变为导电状态的电压。此时，通过向所有的数据线62施加对应于一行子像素61的视频信号的电压，来将视频信号的电压经由TFT64写入液晶电容65和存储电容66。在完成视频信号写入后，将栅极线63的电压设定为使TFT64变得不导电的电压。由此，维持写入液晶电容65和存储电容66的视频信号的电压。通过对所有数据线63执行该动作，能够写入用于一个屏幕的视频信号。注意，向共用电势布线68施加恒定电压VC0M，并且向存储电容线67施加恒定电压VST。
[0087]通过上述动作，根据保持在像素电极处的视频信号电压和被施加至共用电极的电压VC0M，在每个子像素61的液晶电容65中产生电场。该电场的电力线以最小距离连接图6中所示的像素电极70和共用电极71A。在使用展现正介电常数各向异性的材料作为图1中所示的液晶层55的液晶材料的情况下，液晶分子的指向矢接收扭矩，从而变得平行于电力线，以便改变其排列。透射光的强度由于排列变化而变化，所以能够显示图像。在该排列变化中，以使得液晶分子的指向矢的方向在平行于TFT基板4的表面的同时在同一平面上旋转的方式来改变排列。通过根据第一示例性实施例的液晶显示装置，能够实现宽视角性，并且获得具有较少串扰的图像质量。此外，能够实现具有无水波纹、低3D串扰和开口率劣化低的效果。
[0088]首先，将描述实现宽视角性和不产生串扰的原因。第一示例性实施例的液晶显示装置使用IPS模式，其通过平行于TFT基板4的平面的电场来控制液晶分子的排列状态，该电场在被设置在TFT基板4上的像素电极70和共用电极7IA之间产生。通过IPS模式，液晶分子的指向矢在TFT基板4的法线方向上基本不具有分量。因而，当观察者从相对于法线的任何角度观察时，对比度都几乎无变化。因此，能够实现宽视角性。
[0089]此外，IPS模式下产生串扰的原因是主要从数据线62泄漏的电场，其影响在像素电极70和共用电极71A之间产生的电场强度。通过根据第一示例性实施例的液晶显示装置，数据线62被具有足够宽度的共用电极71B覆盖，所以主要从数据线62泄漏的电场几乎不对像素电极70和共用电极71之间产生的电场强度产生影响。因此，不产生串扰。
[0090]然后，将描述不具有水波纹和使得能够获得高开口率的原因。如上所述，当像素的开口部61a在Y轴方向上的长度在圆柱体透镜31的排列方向(X轴方向)中的位置处不同时，视觉识别水波纹。因而，当像素的开口部61a在Y轴方向上的长度和恒定，而与X轴方向上的位置无关时，不产生水波纹。在IPS模式的情况下，在共用电极71A和71B以及像素电极70上几乎不产生与TFT基板4的平面平行的电场，即使对那些电极使用透明电极。因而，能够将那些电极视为不透射光的遮光部。
[0091 ] 将描述根据第一示例性实施例的液晶显示装置的开口部61a在Y轴方向上的长度和。如图8中能够看到的，开口部61a由平行于Y轴的虚线E-E’以及虚线F-F’、共用电极71B、共用电极71A和像素电极70限定。能够通过从限定开口部61a的高度H减去不透射光的部分的和，来获得开口部61a在Y轴方向上的长度和。因此，通过将不透射光的部分分为由于共用电极71B产生的部分和由于共用电极71A和像素电极70产生的部分，来描述该部分的长度。
[0092]图10是省略图8中的共用电极71A和像素70的布局。在该图中，L和L’示出共用电极71B的中心线与虚线E-E’以及虚线F-F’交叉的点。在第一示例性实施例的液晶显示装置中，将开口部61a中共用电极71B被投射到X轴上的长度设定为等同于子像素61在X轴方向上的节距PPx。因而，假设在X轴方向上彼此相邻的两个子像素61的共用电极71B与虚线E-E’以及虚线F-F’交叉的点分别为M和N，点L和点M在X轴方向上的位置等同，并且点L’和点N在X轴方向的位置也等同。因此，基于几何关系，开口部61a在Y轴方向上被共用电极71B遮光的长度变为hc，而与X轴方向上的位置无关(图9)。
[0093]图11示出省略图8中的共用电极71B部分的布局。现在，将探讨子像素中的任意共用电极7IA或任意像素电极70在X轴方向的长度分量和在Y轴方向上的长度分量。如图10中所示，共用电极71B在X轴方向上以子像素节距倾斜设置。因而，任意共用电极71A和任意像素电极70在Y轴方向上必然以共用电极71B的宽度he (图9)量而比H短。因此，假设共用电极71A或像素电极70在Y轴方向上的长度分量为图11中所示的Hl或H2，应用下列关系表达式。
[0094]Hl+H2=H-hc—(7)
[0095]因而，能够如下表达共用电极7IA或像素电极70在X轴方向上的长度分量Wl和W20[0096]ffl+W2=(Hl+H2)/tana --- (8)
[0097]= (H-hc) /tan a
[0098]由于a被设定为使得适用表达式(6)的关系，因此可以如下写出表达式(8)。
[0099]Wl+W2=mX (PPx+dc)/n— (9)
[0100]这是共用电极71A和像素电极70在X轴方向上的节距的m倍的值。这意味着，任意共用电极71A或任意像素电极70与虚线E-E’交叉的、在X轴方向上的点匹配与其相邻的第m个电极与虚线F-F’交叉的、在X轴方向上的点。也就是说，m块共用电极71A或像素电极70以节距Pe设置。由于共用电极7IA和像素电极70的所有宽度都等同，并且与共用电极71B的交叉点为图9所示的关系，所以能够将开口部61a在Y轴方向上被共用电极71A和像素电极70遮光的长度与X轴方向上的位置无关地表达如下。
[0101]mXffe/cos α---(10)
[0102]因此，能够如下表达开口部61a在Y轴方向上被共用电极71B、共用电极71A和像素电极70遮光的长度，并且其值恒定，与X轴方向上的位置无关。
[0103]hc+mXffe/cos α---(11)
[0104]开口部61a在像素的Y轴方向上的长度是通过从开口高度H减去表达式(11)获得的值，所以其恒定而与在X轴方向上的位置无关。因此，不产生水波纹。
[0105]然后，将描述开口 率的劣化小的原因。在根据第一示例性实施例的液晶显示装置中，数据线62被设置在X轴方向上彼此相邻的子像素61之间，但是其被设置成倾斜地跨越子像素61 (图6和图7)。因而，数据线62和X轴之间的角度β变得小，所以即使起覆盖数据线62的遮蔽作用的共用电极71Β的宽度被充分加宽时，开口率的劣化也小。如图9中所示，这是因为当he更小时，开口率变得更大，并且随着β变得更小，he变得更小。
[0106]此外，在根据第一示例性实施例的液晶显示装置中，通过不同于β的角度α限定在X轴方向上彼此相邻的子像素61之间的边界。当α小时，进一步混合从相邻子像素61辐射的光，使得3D串扰更糟。然而，通过根据第一示例性实施例的液晶显示装置，能够单独地对α和β设定大数值。因此，能够降低3D串扰。
[0107]作为根据本发明的示例性优点，能够实现宽视角性和具有较少串扰的画面质量。此外，能够在不产生水波纹和3D串扰低的情况下，以较少劣化的开口率实现画面质量。
[0108](第二示例性实施例)
[0109]根据第二示例性实施例的液晶显示装置所具有的结构基本与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的结构相同，并且子像素的开口部的布局不同。因此，第二示例性实施例的像素布局和电路结构与第一示例性实施例的相同，并且在此也使用具有图5的布局的CF基板。图12示出当在根据第二示例性实施例的液晶显示装置中叠置TFT基板和CF基板时，子像素61的开口部61a的布局。
[0110]在第二示例性实施例的液晶显示装置中，存在开口部61a，其由限定子像素61的开口部61a在Y轴方向上的高度的虚线E-E’以及F-F’，以及限定彼此相邻的子像素61在X轴方向上的边界的虚线B-B’以及C-C’限定。虚线E-E’以及F-F’平行于X轴方向，并且能够通过CF基板5 (图5)的BM54来限定。设置相对于X轴方向以β偏斜的共用电极71Β，以倾斜地划分开口部61a，并且以在X轴方向上的节距Pe交替地设置相对于X轴方向以α偏斜的共用电极71Α和像素电极70。假设在X轴方向上通过共用电极71Α和像素电极70划分的开口部61a的数目是n，n为偶数。在图12的情况下，n=12。相对于第一实施例的液晶显示装置的情况的不同在于，共用电极7IA的宽度Wel和像素电极70的宽度We2不同。此外，虽然未示出，但是如在第一示例性实施例的液晶显示装置的情况，数据线也被设置在共用电极7IB下方。
[0111]在根据第二示例性实施例的液晶显示装置中，将共用电极71B的布局设计成与第一不例性实施例的相同。
[0112]因此,适用表达式(2)。
[0113]共用电极71B、共用电极71A和像素电极70彼此交叉的部分的布局如图9中所示，所以也如在第一示例性实施例的液晶显示装置的情况地应用表达式(3)和表达式(4)。将节距Pe和角度α设定成满足表达式(5)和表达式(6)。在此注意，在表达式(6)中，将m定义为偶数。在图12的情况下，m为2。能够对根据第二示例性实施例的液晶显示装置的驱动方法使用在第一示例性实施例的液晶显示装置中使用的相同方法。
[0114]通过根据第二示例性实施例的液晶显示装置，能够实现宽视角性并且获得具有较少串扰的图像质量。此外，能够实现无水波纹、低3D串扰和开口率劣化低的效果。
[0115]根据第二示例性实施例的液晶显示装置能够实现宽视角性并且获得较少串扰的图像质量的原因，与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0116]然后，将描述在第二示例性实施例的液晶显示装置中不产生水波纹的原因。不产生水波纹的条件在于，像素开口部在Y轴方向的长度等同，而与X轴方向上的位置无关。因此，将描述根据第二示例性实施例的液晶显示装置的像素开口部的Y轴方向上的长度。如在第一示例性实施例的液 晶显示装置的情况，被设置在子像素61的开口部61a中的共用电极7IB遮光的遮光部在Y轴方向上的长度为he。这很明显，因为共用电极7IB的布局被设计为与第一示例性实施例的液晶显示装置相同。
[0117]然后，将描述被设置在子像素61的开口部61a中的共用电极71A和像素电极70遮光的遮光部在Y轴方向上的长度。如图13中所示，设置在子像素61的开口部61a中的共用电极71A中的相邻共用电极7IA的三条中心线被定义为q_q’、r_r’和s_s，。在第二示例性实施例中，表达式(6)中的m为2。因而，中心线r-r’在X轴方向上的长度分量是Pe(图12)的两倍。因此，中心线r-r’和虚线E-E’之间的交叉点在X轴方向上的位置等同于中心线s-s’和虚线F-F’之间的交叉点在X轴方向上的位置，并且中心线r-r’和虚线F_F’之间的交叉点在X轴方向上的位置等同于中心线q_q’和虚线E-E’之间的交叉点在X轴方向上的位置。当如在该情况下，m为偶数时，在共用电极71A在X轴方向上与虚线E-E’交叉的位置处，不同的共用电极71A实质上与虚线F-F’交叉。此外，在共用电极71A在X轴方向上与虚线F-F’交叉的位置处，不同的共用电极71A实质上与虚线E-E’交叉。类似地，该关系也应用于像素电极70。当应用这种关系时，在X轴方向上的mXPe长度中，设置m/2块共用电极7IA和m/2块像素电极70。因此，能够通过使用Wel和We2，如下表达在Y轴方向上由共用电极7IA和像素电极70遮光的长度。
[0118]mX (Wel+ffe2)/(2Xcosa )--- (12)
[0119]如上所述，在Y轴方向上由共用电极71B、共用电极71A和像素电极70遮光的长度不变化，与X轴方向上的位置无关。因而，像素的开口部在Y轴方向上的长度恒定，与X轴方向上的位置无关，所以不产生水波纹。[0120]在第二示例性实施例的液晶显示装置中，能够实现降低3D串扰和抑制开口率劣化的效果的原因与在第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0121](第三示例性实施例)
[0122]根据第三示例性实施例的液晶显示装置具有与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的结构基本相同的结构，并且子像素的开口部的布局不同。因此，第三示例性实施例的像素布局和电路结构与第一示例性实施例的相同，并且在此也使用具有图5的布局的CF基板。图14示出当在根据第三示例性实施例的液晶显示装置中叠置TFT基板和CF基板时，子像素61的开口部61a的布局。
[0123]在第三示例性实施例的液晶显示装置中，存在开口部61a，其由限定子像素61的开口部61a在Y轴方向上的高度的虚线E-E’以及虚线F-F’，以及限定彼此相邻的子像素61在X轴方向上的边界的虚线B-B’以及虚线C-C’限定。虚线E-E’以及F-F’平行于X轴方向，并且能够通过CF基板5 (图5)的BM54来限定。设置共用电极71B，以倾斜地划分开口部61a，并且以在X轴方向上的节距Pe交替地设置共用电极7IA和像素电极70，共用电极71A和像素电极70相对于X轴方向以α偏斜，并且具有宽度We。假设在X轴方向上通过共用电极71A和像素电极70划分的开口部61a的数目是n，n为偶数。图14示出n=6的情况。在此假定共用电极71A设置在X轴方向上彼此相邻的子像素的一个边界上，则实质上共用电极7IA被设置在另一边界上。此外，虽然未示出，但是如在第一示例性实施例的液晶显示装置的情况，数据线也被设置在共用电极71B下方。将共用电极71B的中心线和虚线E-E’之间的交叉点设定为在虚线B-B’上，并且将其中心线和虚线F-F’之间的交叉点设定为在虚线C-C’上。
[0124]图15是共用电极71B与共用电极71A或像素电极70交叉的交叉部分的放大视图，并且线G-G’是平行于X轴的辅助线。在除交叉部分之外的部分中，共用电极71B相对于X轴以角度β偏斜，并且在交叉部分中，共用电极71Β被设置成与X轴平行。当如图所示，将共用电极的宽度定义为Ws时，`如下定义平行于X轴的部分中在Y轴方向上的长度he。
[0125]he = Ws/cos β---(13)
[0126]此外，将平行于X轴方向的部分中的共用电极7IB在X轴方向上的长度Wsl被设定成等于或长于长度Wel，长度Wel为共用电极7IA和像素电极70在X轴方向上的切割长度。此外，角度β被设定成满足下列关系表达式。
[0127]tan β = H/ (ΡΡχ-(η+1) Xffsl)---(14)
[0128]图15中的J1、J2、J3、J4和J5示出像素电极70或共用电极71A的中心线。J2示出在中心线和共用电极71B的一个侧边之间的交叉点，并且J4示出在中心线和共用电极71B另一个侧边之间的交叉点。在此注意，J2和J4在X轴方向上的位置被设计成对于像素电极70和共用电极71A的布局等同。通过该方式，线段J2-J4变得平行于Y轴。线段J2-K1是线段J1-J2的延长线，并且线段J4-K2是线段J5-J4的延长线。此外，通过使J3作为线段J2-J4的中心，将Kl和K2在Y轴方向上的位置设定为等同于J3的位置。当以上述方式设定交叉部分时，三角形J2J3K1和三角形J4J3K2为全等三角形。因此，能够基于几何关系如下写出线段K1-K2的长度dc。
[0129]dc = Ws/(cos β X tan α )---(15)
[0130]此外，假设共用电极71Α和像素电极70的节距为图14中所示的PeJf Pe设定为满足下列关系表达式。
[0131]Pe= (PPx+dc) /n---(16)
[0132]此外，关于角度α和H、PPx的关系，将dc设定为满足下列表达式。
[0133]tan a = nX (H-hc)/(mX (PPx+dc))---(17)
[0134]在此注意，m是自然数，并且在图14所示的实例情况下，m=l。将表达式(15)代入表达式(17)中的dc。然后，能够通过求解方程解出α。
[0135]能够对根据第三示例性实施例的液晶显示装置的驱动方法使用在第一示例性实施例的液晶显示装置中使用的相同方法。 [0136]通过根据第三示例性实施例的液晶显示装置，能够实现宽视角性并且获得具有较少串扰的图像质量。此外，能够实现无水波纹、低3D串扰和开口率劣化低的效果。此外，也能够实现简化液晶显示装置的设计的效果。
[0137]根据第三示例性实施例的液晶显示装置能够实现宽视角性并且获得较少串扰的图像质量的原因，如在根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0138]然后，将描述在第三示例性实施例的液晶显示装置中不产生水波纹的原因。不产生水波纹的条件在于，像素开口部在Y轴方向上的长度等同，而与X轴方向上的位置无关。因此，将描述根据第三示例性实施例的液晶显示装置的像素开口部在Y轴方向上的长度。能够通过从开口部61a的高度H中，减去光被共用电极7IB、共用电极7IA和像素电极70遮挡的部分在Y轴方向上的长度，来获得开口部61a在Y轴方向上的长度。因此，将通过将遮光部分为被共用电极71B遮挡的部分，以及被共用电极71A和像素电极70遮挡的部分，来描述遮光部。
[0139]将描述通过共用电极71B的遮光部在Y轴方向上的长度。共用电极71B由具有相对于X轴以角度β偏斜的部分，和平行于X轴的部分构成。如图15所示，通过平行于Y轴的线切割的，具有相对于X轴以角度β偏斜的部分的切割线的长度与表达式13中所示的he相同。因而，被共用电极71B遮光的部分在Y轴方向的长度恒定并且为hc，与在X轴方向上的位置无关。
[0140]然后，将描述被共用电极71A和像素电极70遮光的部分。图16是省略了图14中的共用电极7IB部分的布局。现在，将探讨在子像素61中的任意共用电极7IA或任意像素电极70在X轴方向上的长度分量以及在Y轴方向上的长度分量。被共用电极71B遮光的部分在Y轴方向上的长度恒定并且为hc，与X轴方向上的位置无关。因此，假设任意共用电极7IA或像素电极70在Y轴方向上的长度分量为图16中所示的Hl或H2，应用下列关系表达式。
[0141]Hl+H2=H-hc(18)
[0142]因而，能够如下写出共用电极7IA或像素电极70在X轴方向上的长度分量Wl和W20
[0143]ffl+W2=(Hl+H2)/tana --- (19)
[0144]= (H-hc) /tan α
[0145]由于将设定为使得适用表达式(17)的关系，所以能够如下重写表达式(19)。
[0146]Wl+W2=mX (PPx+dc)/n— (20)
[0147]这是表达式(16)中所示的、共用电极7IA和像素电极70在X轴方向上的节距的m倍的值。这意味着,任意共用电极71A或任意像素电极70与虚线E-E’交叉的在X轴方向上的点匹配与其相邻的第m个共用电极7IA或像素电极70与虚线F-F’交叉的在X轴方向上的点。也就是说，m块共用电极71A或像素电极70以节距Pe设置。由于共用电极71A和像素电极70的所有宽度都等同，并且交叉点和共用电极71B为图15所示的关系，所以能够与X轴方向上的位置无关地，如下表达被共用电极7IA和像素电极70遮光的开口部61a在Y轴方向上长度。
[0148]mXffe/cos α---(21)
[0149]如上所述，被共用电极7IB、共用电极7IA和像素电极70遮光的开口部61a在Y轴方向上的长度恒定，与X轴方向上的位置无关，所以不产生水波纹。
[0150]在第三示例性实施例的液晶显示装置中，能够实现降低3D串扰和抑制开口率劣化的效果的原因，与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0151]将描述实现能够简化根据第三示例性实施例的液晶显示装置的设计的效果的原因。为了制造液晶显示装置，需要通过光掩模形成微小形式的光阻，并且加工该材料。通常通过CAD (计算机辅助设计)软件完成光掩模的设计。为了在CAD软件上输入布局图案，需要输入布局的顶点坐标等等。通常由CAD软件的规范来限定坐标位的有效数字，并且不能获得无限精确度。在根据第一和第二示例性实施例的液晶显示装置中，在布局中包括角度α和β，并且该角度根据三角函数与子像素节距关联。三角函数基本都是无理数，并且需要在设计布局时执行一些类型的近似。 通常，液晶显示装置中使用的像素数大约在几十万至几百万之间，所以轻微的近似误差都可能积累至作为液晶显示装置不能忽略的数值。因而，当能够选择其三角函数值变为有理数的α和β时，能够防止上述错误。通过第三示例性实施例的液晶显示装置，从表达式14的关系选择β。在该表达式中，除了子像素节距外，存在能够由设计者任意设定的参数Wsl。因而，能够易于完成使上述误差变小的设定，使得能够简化设计。
[0152]在第三示例性实施例的液晶显示装置中，能够对共用电极71A和像素电极70的线宽度使用不同的值。在该情况下，将Wsl的值设定为比通过较大线宽度值除以cosa得到的值更大，并且将表达式(17)的m限制为2或者更大的偶数。不具有水波纹的原因在于，由于与第二示例性实施例相同的原因，被共用电极7IA和像素电极70遮光的部分在Y轴方向上的长度恒定，与在X轴方向上的位置无关。
[0153](第四示例性实施例)
[0154]根据第四示例性实施例的液晶显示装置具有与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的那些结构基本相同的结构，并且子像素的开口部的布局不同。因此，第四示例性实施例的像素布局和电路结构与第一示例性实施例的相同，并且在此也使用具有图5的布局的CF基板。图17示出当在根据第四示例性实施例的液晶显示装置中叠置TFT基板和CF基板时，子像素61的开口部61a的布局。
[0155]在第四示例性实施例的液晶显示装置中，存在开口部61a，其由限定子像素61的开口部61a在Y轴方向上的高度的虚线E-E’以及虚线F-F’，以及限定彼此相邻的子像素61在X轴方向上的边界的虚线B-B’以及虚线C-C’限定。虚线E-E’以及虚线F-F’平行于X轴方向，并且能够通过CF基板5 (图5)的BM54限定。设置相对于X轴以角度β偏斜并且具有宽度Ws的共用电极71Β，以倾斜地划分开口部61a，并且交替地设置相对于X轴以角度α偏斜并且具有宽度We的共用电极71Α和像素电极70，以划分开口部61a。假设通过共用电极7IA和像素电极70在X轴方向上划分的开口部6Ia的数目是η，η为偶数。图17示出η=6的情况。在此假定，共用电极7IA被设置在X轴方向上彼此相邻的子像素61的一个边界上，则实质上共用电极71Α被设置在另一边界上。此外，虽然未示出，但是如在第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下，数据线也被设置在共用电极71Β下方。此外，将共用电极71Β的中心线和虚线Ε-Ε’之间的交叉点设定为在虚线Β-Β’上，并且将其中心线和虚线F-F’之间的交叉点设定为在虚线C-C’上。假定子像素61在X轴方向上的节距为ΡΡχ，关于角度β、PPx和H应用下列关系。
[0156]tan β = Η/PPx---(22)
[0157]图18是共用电极71B与共用电极71A或像素电极70交叉的交叉部分的放大视图，并且线G-G’是平行于X轴的辅助线。分别将共用电极71A或像素电极70的两个侧边与共用电极71B的一个侧边交叉的点定义为T2、U2，并且将该两个侧边与共用电极71B的另一个侧边交叉的点定义为T3、U3。将Tl、T4定义为在共用电极7IA或像素电极70的一个侧边上的点，并且将U1、U4定义为共用电极71A或像素电极70的另一个侧边上的点，T1、T2、Τ3和Τ4都被设定在同一条线上，并且Ul、U2、U3和U4也都被设定在同一条线上。
[0158]通过上述方式设定共用电极71Β、共用电极71Α和像素电极70的交叉部分的布局，并且如下设定共用电极7IA和像素电极70的节距Pe。
[0159]Pe=PPx/n---(23)
[0160]此外，设定关于角度α和H、PPX、dc的关系，以满足下列表达式。
[0161]tana = nXH(mXPPx)---(24)
[0162]在此注意，m是自然数，并且在图17所示的实例情况下，m=l。
[0163]能够对根据第四示例性实施例的液晶显示装置的驱动方法使用第一示例性实施例的液晶显示装置中使用的同一种方法。
[0164]通过根据第四示例性实施例的液晶显示装置，能够实现宽视角性并且获得具有较少串扰的图像质量。此外，能够实现无水波纹、低3D串扰和开口率劣化低的效果。此外，也能够实现简化液晶显示装置的设计的效果。
[0165]根据第四示例性实施例的液晶显示装置能够实现宽视角性并且获得具有较少串扰的图像质量的原因，与在根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0166]然后，将描述在第四示例性实施例的液晶显示装置中不产生水波纹的原因。已经描述了，当像素的开口部61在Y轴方向上的长度取决于X轴方向上的位置而波动时，产生水波纹。根据波动量确定水波纹的程度。因而，将探讨根据第四示例性实施例的液晶显示装置的开口部61a在Y轴方向上的长度。根据第四示例性实施例的液晶显示装置具有在Y轴方向上具有恒定高度的开口部61a上设置通过共用电极71B、共用电极71A和像素电极70形成的遮光部的布局。将通过将遮光部分成一些区域来描述。
[0167]首先，将描述共用电极71B、共用电极7IA和像素电极70彼此不交叉的区域。将探讨共用电极71A和像素电极70与虚线E-E’和虚线F-F’交叉的部分。能够通过高度H和角度α表达任意共用电 极71Α或任意像素电极70与虚线F-F’交叉的点在X轴方向上的位置，以及中心线与虚线E-E’交叉的点在X轴方向上的位置。[0168]H/tan α --- (25)
[0169]在此注意，tana具有表达式(24)的关系，所以能够被重写如下。
[0170]mXPPx/n---(26)
[0171]该值为m乘以表达式(23)中所示的共用电极71A和像素电极70在X轴方向的节距。这意味着，任意共用电极71A或任意像素电极70与虚线E-E’在X轴方向上交叉的点匹配与其相邻的第m个电极与虚线F-F’在X轴方向上交叉的点。也就是说，以节距Pe设置m块共用电极71A或像素电极70。因此，在不具有交叉部分的区域中，在Y轴方向上被遮光的开口部61a的长度如下。
[0172]Ws/cos β +mXffe/cos α---(27)
[0173]然后，将探讨包括交叉部分的区域。包括交叉部分的区域被分区为更小的区域。图19是任意共用电极7IB或任意像素电极70和共用电极7IA的交叉部分附近的放大视图，其中点T2、T3、U2和U3的意思和图18相同。辅助线V1-V1’是平行于Y轴通过点T3的线，并且辅助线V2-V2’是平行于Y轴通过点T2的线。辅助线V3-V3’是平行于Y轴通过点U3的线，并且辅助线V4-V4’是平行于Y轴通过点U2的线。将探讨辅助线V1-V1’和辅助线V2-V2’之间的区域。在辅助线V1-V1’中，遮光部的Y轴方向的长度等同于表达式(27)，并且其随着更接近辅助线V2-V2’而变得更短。类似地，在辅助线V3-V3’和辅助线V4-V4’之间的区域中，在辅助线V4-V4’中，遮光部在Y轴方向的长度等同于表达式(27)，并且其随着更接近辅助线V3-V3’而变得更短。在辅助线V2-V2’和辅助线V3-V3’之间的区域中，遮光部在Y轴方向上的长度恒定。点T2和U3在X轴方向的位置根据宽度Ws、角度β、宽度We和角度α变化。当点Τ2和U3在X轴方向上的位置彼此匹配时，遮光部在Y轴方向上的长度变得最短。能够如下表达其值。
[0174]Ws/cos β + (m-1) Xffe/cos α---(28)
[0175]由于当点Τ2和U3在X轴方向上的位置彼此匹配，所以考虑到该状态下列关系适用而明显。
[0176]Ws/cos β = ffe/cos α---(29)
[0177]图20示出Y轴方向上的单个像素的开口部的X轴方向上的长度的位置依赖性的图示，其基于上述结果获得。也就是说，在X轴方向上的子像素的节距PPx中，存在其中Y轴方向上的开口部的长度比其他部分长的η块区域。在此将探讨其中在Y轴方向上的开口部61a的长度比其他部分长的区域的宽度Wc。在图18中，其为点T3和U2的距离的X轴方向分量，并且能够基于几何关系表达如下。
[0178]Wc= (Ws X cos a +ffe X cos β ) /sin ( α + β )---(30)
[0179]现在，将探讨宽度Wc的特定值。第四示例性实施例的示例性目标在于，提高显示主要适合移动设备的三维视频的裸眼型显示装置的图像质量。在用于移动设备的液晶显示装置中，响应于当前对实现高清晰度的需求，像素节距几乎为200 μ m或更小。当在此采取显示三维视频的2视点显示装置时， 作为第四示例性实施例中的子像素的节距的PPx和PPy的比例为3:2。此外，假设子像素的开口部的高度约为PPy的2/3，PPx和H的比例为9:4。第四实施例中的角度β满足表达式(22)的关系，角度β的值约为24度。考虑到工艺精确性等等，共用电极71Α的宽度We约为5 μ m，并且考虑到屏蔽来自数据线62的电场的目标，共用电极71B的宽度Ws约为15μπι。考虑到最初施加至液晶分子的扭矩，通常将角度α设定为约75-85度，并且将其值设定为80度。当将那些数值代入表达式(30)时，宽度Wc为7.4 μ m。在第四示例性实施例中，能够使用柱形透镜31作为用于空间分离和投射光的措施。当使用柱形透镜31时，能够通过改变与CF基板5和液晶层55 (图1)之间的界面的焦距，来控制会聚在界面上的光的宽度。因此，通过将该宽度设定为比Wc更宽，就能够将光的不均匀性拉平。宽度Wc的值与之前获得的7.4μπι—样小，能够将由图20所示的开口在Y轴方向上的长度不均匀性导致的亮度不均匀性充分拉平。因此，变得难以视觉识别到水波纹。
[0180]在第四示例性实施例的液晶显示装置中，能够实现降低3D串扰和抑制开口率降低的效果的原因，与根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。
[0181]能够简化根据第四示例性实施例的液晶显示装置的设计的效果的原因，与在根据第一示例性实施例的液晶显示装置的情况下所述的原因相同。为了设计液晶显示装置的光掩模，通过使其尽可能无误差，将布局中利用诸如三角函数的无理数定义的部分转换成有限有效数字非常重要。通过第四示例性实施例的液晶显示装置，在限定角度α和β的关系表达式(22)和(24)中，存在能够由设计者任意设定的许多变量。其实例可以为H、η和m。这意味着，α和β的可调范围宽。因此，能够简化设计。
[0182]通过第四示例性实施例的液晶显示装置，能够对共用电极7IA和像素电极70的线宽度使用不同的值。在该情况下，可以将表达式(24)中的m限制为2或更大的偶数。
[0183](实例I)
[0184]本文示出的实例I是第一至第四示例性实施例的液晶显示装置的具体制造方法。作为实例，所示的方法为通过使用LTPS工艺(低温多晶硅)制造根据第一示例性实施例的液晶显示装置的TFT基板4(图4)的情况。图21至25是示出制造工艺的每个步骤的平面图。图21示出将成为图22中所示的TFT64和存储电容66的电极中的一个的多晶硅膜的布局。能够通过如下方式获得多晶硅膜:在玻璃基板上沉积作为前体膜的a-Si (无定形硅)膜，在该玻璃基板上，沉积用于防止污染的基底膜；并且通过准分子激光退火方法等等，使其重结晶。在其上执行图案化，并且除了要形成TFT64的沟道的部分之外扩散杂质。在完成多晶硅膜的图案化之后，沉积栅极绝缘膜。作为栅极绝缘膜，能够使用单层SiO2膜、SiO2和SiN的层置I吴等等。
[0185]图22示出处于形成栅极金属膜和第一接触阶段的布局。在栅极绝缘膜上沉积栅极金属膜，并且执行图案化。通过栅极金属膜形成栅极线63和存储电容线67。TFT64和存储电容66在栅极金属膜和多晶硅膜彼此重叠的部分中形成。作为栅极金属膜，能够使用Cr、Al、W、Si，或者其中的两种或更多种金属的层叠膜。在对栅极金属膜图案化之后，沉积第一层间膜。作为第一层间膜，能够使用Si02、SiN，或者它们的层叠膜。之后，通过贯穿栅极绝缘膜和第一层间膜，来形成使得多晶硅膜和布线金属膜导通的第一接触41。
[0186]图23示出处于形成布线金属膜和第二接触的阶段的布局。在第一层间膜上沉积布线金属膜，并且执行图案化。利用布线金属膜形成数据线62。作为布线金属膜，能够使用诸如Cr或AL的金属以及诸如Mo或Ti的金属的层叠膜。在对布线金属膜图案化之后，沉积第二层间膜。作为第二层间膜，能够使用Si02、SiN、丙烯醛基(acryl)，或者其中的两种或更多种的层叠膜。之后，通过贯穿栅极绝缘膜、第一层间膜和第二层间膜，来形成使得多晶硅膜和像素电极导通的第二接触42。[0187]图24示出处于形成像素电极70的阶段的布局。作为像素电极70，能够使用诸如ITO (氧化铟锡)的透明导电膜，或者诸如Al的金属膜。像素电极70经由第二接触42 (图23)电连接至TFT64 (图22)。在对像素电极70图案化之后，沉积第三层间膜。
[0188]图25示出处于形成共用电极71A和71B的阶段的布局。作为共用电极，能够使用诸如ITO的透明导电膜，或者诸如Al的金属膜。如从图25中可见，共用电极7IA和7IB在顶侧和底侧以及左侧和右侧连接至与其相邻的子像素。虽然未示出，但是共用电极电连接至液晶面板外围中的布线金属膜，并且连接至共用电势布线68 (图3 )。
[0189]上述方法示出了通过不同金属层形成像素电极和共用电极的实例。然而，像素电极和共用电极也能够通过相同的金属层形成。图26示出以金属膜形成像素电极和共用电极的情况下的该金属膜的布局。在完成了图23的阶段之后，沉积将成为像素电极和共用电极的金属膜。如图26中图案化金属膜，以获得像素电极和共用电极。作为金属膜，能够使用诸如ITO的透明导电膜，或者诸如Al的金属膜。在该情况下，产生像素电极70被共用电极71B划分的部分。然而，能够通过如下方式将被划分的像素电极70彼此电连接:沉积其中插入杂质的多晶硅层，从而如图21中所示地由像素电极70重叠；并且在如图23所示的的两个点处提供第二接触42。
[0190]虽然本文示出使用LTPS工艺的制造实例，但是能够使用任何工艺，诸如a-SiTFT工艺、氧化物半导体工艺或者有机TFT工艺。此外，金属膜和绝缘膜的类型不限于作为特定实例示出的那些。重要之处在于，实施第一至第四示例性实施例的液晶显示装置，并且不受其使用的措施和材料的影响。
[0191]此外，通过第一至第四示例性实施例和实例1，能够使用除透镜阵列片之外的视差屏障。当使用视差屏障时，由于易于制造，所以能够削减成本。然而，液晶显示装置发出的大部分光被视差屏障遮挡，所以光使用效率变得劣化。根据液晶显示装置的用途确定将使用的类型。
[0192]虽然上文已经参考附图中所示的每个实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例中的每一个。关于本发明的结构和细节，能够应用本领域技术人员应明白的各种变化和变型。此外，本发明包括通过适当和互相组合上述实施例中的每一个的一部分或全部部分结构所获得的结构。
[0193]换句话说，本发明的目标在于，在通过使用柱形透镜阵列或视差屏障显示三维图像的液晶显示装置中，使用IPS (面内切换)模式来实现宽视角性的情况下，同时降低水波纹和实现闻开口率。
[0194]换句话说，在该液晶显示装置中，在彼此正交的第一方向和第二方向上，以阵列形式设置子阵列，在第二方向上设置多个栅极线，在液晶显示装置上设置用于将光分配至第二方向的光学元件，通过几乎平行于液晶显示装置的表面的电场来控制液晶显示装置的液晶分子，并且设置数据线，以在第二方向上与彼此相邻的子像素之间的边界不同的不同位置处，倾斜地划分子像素。通过如上所述地设置数据线，以倾斜地划分子像素，数据线能够相对于第二方向具有小角度。因而，即使将第一方向上的子像素的开口的长度被设定成恒定的，开口率也不极大劣化。
[0195]虽然能够如下总结上文公开的示例性实施例的一部分或全部部分，但是本发明不必仅限于下文的结构。[0196](补充说明I)
[0197]一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括:第一基板；第二基板；和被夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，通过几乎平行于那些基板的电场控制所述液晶层的液晶分子，其中所述液晶显示装置包括:
[0198]子像素，所述子像素在彼此正交的第一方向和第二方向上以阵列形式设置；
[0199]光学元件，所述光学元件在所述第二方向上分配光；
[0200]栅极线，所述栅极线被设置成向所述第二方向延伸；以及
[0201]数据线，所述数据线被设置成在所述第二方向上与彼此相邻的所述子像素之间的边界不同的位置处倾斜地划分所述子像素。
[0202](补充说明2)
[0203]根据补充说明I所述的液晶显示装置，其中:
[0204]所述子像素包括透射光的开口部；
[0205]在所述开口部中设置多个第一电极、多个第二电极和单个第三电极；
[0206]相对于所述第二方向以第一角度倾斜地、以等同间隔交替地设置所述第一电极和所述第二电极；
[0207]相对于所述第二方向以第二角度倾斜地设置所述第三电极；
[0208]通过在所述第一电极和所述第二电极之间的电势差来产生所述电场；并且
[0209]通过所述第三电极经由绝缘层覆盖所述数据线。
[0210](补充说明3)
[0211]根据补充说明2所述的液晶显示装置，其中:
[0212]所述第一电极和所述第二电极具有在所述开口部中与所述第三电极交叉的部分；并且
[0213]所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置匹配所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的另一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置。
[0214](补充说明4)
[0215]根据补充说明3所述的液晶显示装置，其中，所述第三电极在所述交叉部分中平行于所述第二方向。
[0216](补充说明5)
[0217]根据补充说明2、3或4所述的液晶显示装置，其中:
[0218]所述第一电极是根据所述子像素的每一个的电压被施加到的像素电极；并且
[0219]所述第二电极和所述第三电极是对所有子像素的共用电压被施加到的共用电极。
[0220](补充说明6)
[0221]根据补充说明2、3、4或5所述的液晶显示装置，其中:
[0222]所述第一基板是TFT基板，其中形成用于所述子像素的每一个的TFT ；
[0223]所述第二基板是彩色滤光器基板，其中形成对应于所述子像素的滤光器；
[0224]所述光学元件是由具有在所述第一方向上的轴向方向的多个柱形透镜构成的透镜阵列片；
[0225]所述TFT包括栅极、源极和漏极；并且[0226]所述栅极线连接至所述栅极，所述数据线连接至所述源极，并且所述像素电极连接至所述漏极。
[0227](补充说明7)
[0228]一种液晶显示装置，包括被夹在第一基板和第二基板之间的液晶，其中:
[0229]子像素在彼此正交的第一方向和第二方向上以阵列形式设置；
[0230]在所述第一基板上设置在所述第二方向上延伸的多个栅极线；
[0231]在所述液晶显示装置上设置用于在所述第二方向上分配光的光学元件；
[0232]通过几乎平行于所述液晶显示装置的表面的电场来控制所述液晶显示装置的液晶分子；并且
[0233]数据线被设置成在所述第二方向上与彼此相邻的所述子像素之间的边界不同的位置处倾斜地划分所述子像素。
[0234](补充说明8)
[0235]根据补充说明7所述的液晶显示装置，其中:
[0236]在所述子像素的开口部中设置多个第一电极、多个第二电极和单个第三电极；
[0237]相对于所述第二方向以第一角度倾斜地、以等同间隔交替地设置所述多个第一电极和所述多个第二电极；
[0238]相对于所述第二方向以第二角度倾斜地设置所述第三电极；
[0239]通过在所述第一电极和所述第二电极之间的电势差来产生所述电场；并且
[0240]通过所述第三电极经由绝缘层覆盖所述数据线。
[0241](补充说明9)
[0242]根据补充说明8所述的液晶显示装置，其中:
[0243]所述第一电极和所述第二电极具有在所述子像素的所述开口部中与所述第三电极交叉的部分；并且
[0244]所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置匹配所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的另一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置。
[0245](补充说明10)
[0246]根据补充说明8所述的液晶显示装置，其中:
[0247]所述第一电极和所述第二电极具有在所述子像素的所述开口部中与所述第三电极交叉的部分；
[0248]所述第三电极在所述交叉部分中平行于所述第二方向；并且
[0249]所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置匹配所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的另一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置。
【权利要求】
1.一种液晶显示装置，包括:第一基板；第二基板；和被夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，通过几乎平行于那些基板的电场控制所述液晶层的液晶分子，其中，所述液晶显示装置包括: 子像素，所述子像素在彼此正交的第一方向和第二方向上以阵列形式设置； 光学元件，所述光学元件在所述第二方向上分配光； 栅极线，所述栅极线被设置成向所述第二方向延伸；以及 数据线，所述数据线被设置成在所述第二方向上与彼此相邻的所述子像素之间的边界不同的位置处倾斜地划分所述子像素。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中: 所述子像素包括透射光的开口部； 在所述开口部中设置多个第一电极、多个第二电极和单个第三电极； 相对于所述第二方向以第一角度倾斜地、以等同间隔交替地设置所述第一电极和所述第二电极； 相对于所述第二方向以第二角度倾斜地设置所述第三电极； 通过在所述第一电极和所述第二电极之间的电势差来产生所述电场；并且 通过所述第三电极经由绝缘层覆盖所述数据线。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中: 所述第一电极和所述第二电极具有在所述开口部中与所述第三电极交叉的部分；并且所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置匹配所述第一电极和所述第二电极与所述第三电极的另一个侧边交叉的、在所述第二方向上的位置。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中 所述第三电极在所述交叉部分中平行于所述第二方向。
5.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中: 所述第一电极是像素电极，根据所述子像素的每一个的电压被施加到所述像素电极；并且 所述第二电极和所述第三电极是共用电极，对所有子像素的共用电压被施加到所述公用电极。
6.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中: 所述第一基板是TFT基板，其中形成用于所述子像素的每一个的TFT ； 所述第二基板是彩色滤光器基板，其中形成对应于所述子像素的滤光器； 所述光学元件是由具有在所述第一方向上的轴向方向的多个柱形透镜构成的透镜阵列片； 所述TFT包括栅极、源极和漏极；并且 所述栅极线连接至所述栅极，所述数据线连接至所述源极，并且所述像素电极连接至所述漏极。
【文档编号】G02F1/1362GK103777415SQ201310495266
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】关根裕之 申请人:Nlt科技股份有限公司