液晶显示装置制造方法

液晶显示装置制造方法
【专利摘要】实施方式的液晶显示装置(1)具备阵列基板(6)、滤色器基板(5)、液晶层(7)、背光灯(4)、控制部(12)。阵列基板(6)具备与配置为矩阵状的多个像素对应的多个像素电极。滤色器基板(5)与阵列基板(6)对置，具备与多个像素对应的滤色器。液晶层(7)配设在阵列基板(6)和滤色器基板(5)之间。背光灯(4)配设在阵列基板(6)的背面侧。控制部(12)控制向像素电极施加液晶驱动电压的施加定时和背光灯(4)的发光定时。多个像素具有在横向较长的形状，在横向排列相同颜色，在纵向排列不同颜色，多个像素的在横向相邻的像素具有相对于相邻的像素的中心线呈线对称的形状，向与相邻的像素对应的像素电极施加了液晶驱动电压时，相邻的像素的液晶分子相对于中心线向呈线对称的方向倾倒。
【专利说明】液晶显示装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示装置。

【背景技术】
[0002]—般的液晶显不装置的液晶单兀具有由例如玻璃基板等透明基板对液晶层进行夹持的构造。液晶显示装置具备在液晶单元的正面(表面)及背面设置有偏振板、或者偏振板及相位差板的液晶面板。
[0003]在第I例中，液晶显示装置在观察者的相反侧、即液晶面板背面，作为光源具备背光灯单元。在第2例中，液晶显示装置除了背光灯单元之外，还利用室内光等外部光源。
[0004]在能够显示3维图像的液晶显示装置和能够进行视场角控制的液晶显示装置中，利用背光灯单元或外部光源的液晶面板根据其显示目的，控制从观察者侧、即液晶面板正面向外部出射的光的出射角。
[0005]作为能够显示3维图像的液晶显示装置或显示器装置，已知各种显示方式。这些显示方式包括使用眼镜的方式和不使用眼镜的方式。使用眼镜的方式包括利用颜色差异的彩色立体图方式或利用偏振光的偏光眼镜方式等。在利用眼镜的方式中，观察者在3维图像显示时需要佩戴专用的眼镜而较为繁琐。近年来，不需要眼镜的方式的需求变高。
[0006]正在研究为了对从液晶面板向单个或多个观察者(以下有时分别表达为“两眼式”、“多眼式”)出射的光进行角度调整而在液晶面板的正面或背面配设光控制元件的技术。
[0007]在不需要眼镜的能够显示3维图像的液晶显示装置中，有时使用光控制元件。
[0008]作为光控制元件的一例，存在将光学透镜2维排列而实现规则的折射的双凸透镜。双凸透镜通过将透明树脂等加工为片状并粘贴在液晶显示装置的正面或背面而使用。专利文献I (日本专利第4010564号公报)、专利文献2(日本专利第4213226号公报)公开了使用双凸透镜(双凸光屏)的3维图像显示技术。专利文献3?8(日本特开2010-506214号公报、日本特开2010-524047号公报、日本特开2010-541019号公报、日本特开2010-541020号公报、日本专利第4655465号公报、日本专利第3930021号公报)公开了具备凸状透镜的棱镜片。
[0009]专利文献9(日本特开2008-249887号公报)公开了滤色器的像素(着色像素)的各种排列与在该排列的方向上具备开口部的光线控制元件(双凸片)之间的关系。
[0010]此外，专利文献10 (日本特开2009-3002号公报)的例如权利要求1公开了在横向连续配设同种颜色的滤色器的技术。


【发明内容】

[0011]发明所要解决的课题
[0012]上述的专利文献I?8中使用了双凸透镜。专利文献I公开了如下的技术:将显示元件(像素或子像素)形成为平行四边形或三角形状，或者将显示元件偏移地配置，使得像素(也可以是子像素)排列与双凸光屏之间实质上具有角度。专利文献I与专利文献2同样，公开了给观察者带来连续的(平滑的)水平视差的技术。在专利文献I中，有时会由于实质上倾斜配置的像素排列和与该像素排列交叉的双凸光屏的边缘而在显示时产生毛边。在专利文献I中没有公开例如使用3维光控制元件将液晶分子的线对称的取向方向最优化的技术、或者使三角柱状棱镜与横长像素对应而切换3维图像和2维图像的技术。在专利文献I中，也没有公开在3维图像显示用的液晶显示装置中使用具备负的介电常数各向异性的液晶分子的技术。
[0013]专利文献2公开了在双凸光屏的主轴和像素排列之间设置偏移角的技术。在专利文献2中，通过赋予了偏移角的双凸光屏来减少3维图像显示的分辨率的损失，即使在观察者的头部移动的情况下也能够提供平滑的显示(画面平缓地切换)。但是，在专利文献2中，由于倾斜配置的双凸光屏的边缘与像素排列交叉，所以在显示中有时会产生毛边。专利文献2没有公开例如将液晶分子的线对称的取向方向与3维光控制元件之间的关系最优化的技术、或者使三角柱状棱镜与横长像素对应而切换3维图像和2维图像的技术。专利文献2没有公开在3维图像显示用的液晶显示装置中使用具备负的介电常数各向异性的液晶分子的技术。
[0014]在专利文献3?6中，3维图像显示中应用了光学补偿弯曲模式(OpticallyCompensated Bend:0CB)的液晶。在专利文献3?6中，只是从3维图像显示所需的液晶的响应时间的观点对OCB进行了说明。但是，专利文献3?6并没有公开将液晶面板所使用的液晶分子本身的配光最优化而能够进行明亮的3维图像显示及2维图像显示的液晶显示装置。例如，专利文献3?6并没有公开OCB液晶分子相对于右眼用图像的光源的配光角和左眼用图像的光源的配光角以何种方向排列最适于右眼?左眼用的3维图像显示。此外，OCB液晶与IPS(使用了水平取向的液晶分子的横电场的液晶面板)或VA(使用了垂直取向的液晶分子的纵电场的液晶面板)相比，视场角特性有时会下降。OCB液晶每当面板启动时都需要从作为初始取向的放射取向到驱动时的弯曲取向的翻移操作。因此，OCB液晶作为小型便携设备用的液晶显示装置有时并不合适。
[0015]专利文献3?7公开了具备专利文献8所公开的截面形状的双面棱镜片。专利文献3?7的液晶显示装置使用在背光灯单元的两侧设置的光源进行3维图像显示。但是，专利文献3?7与专利文献8同样，并没有公开如何消除在3维图像显示中容易发生的、由于棱镜片和液晶面板的干涉而导致的波纹。并且，专利文献3?7并没有公开将液晶面板所配设的液晶分子本身的配光最优化而能够进行明亮的3维图像显示和2维图像显示的液晶显示装置。
[0016]专利文献8公开了具备三角柱状棱镜列和平行的圆筒状透镜列、并使圆筒状透镜的焦点位置与棱镜的顶点一致的双面棱镜片。专利文献8的图1或图2示出了使用该双面棱镜片和背光灯单元所配设的两侧的光源来进行3维图像显示的技术。但是，在专利文献8的技术中，难以消除在3维图像显示中容易发生的、由于棱镜片和液晶面板的干涉而导致的波纹。此外，专利文献8并没有公开将液晶面板所使用的液晶分子本身的配光最优化而能够进行明亮的3维图像显示和2维图像显示的液晶显示装置。专利文献8没有考虑在彩色液晶显示装置中通常使用的滤色器与双面棱镜片之间的匹配性，没有公开双面棱镜片与横长像素之间的对应关系。此外，专利文献8没有公开从液晶面板中使用的液晶分子的取向或液晶动作的观点出发来进行最优化。
[0017]专利文献9公开了作为双凸片的光线控制元件和着色像素排列的组合。但是，专利文献9并没有公开如下的液晶显示装置:该液晶显示装置沿着观察者的2眼的排列方向形成长条的着色像素，在一个着色像素具备I个有源元件，通过相邻的着色像素各自的有源元件驱动液晶层时，在横向上相邻的像素之间，液晶分子的倾倒方向相对于该相邻的2个像素的纵向的中心轴成为线对称。此外，专利文献9没有公开由2个红色像素、2个绿色像素、2个蓝色像素这6个像素作为3维图像显示时的图像元素的技术。此外，专利文献9并没有公开如下的液晶显示装置:该液晶显示装置在阵列基板的与液晶层相反侧的面上，具备配设有固体发光元件阵列的边缘照明型的导光部、以及与影像信号及液晶分子的动作同步地向固体发光元件施加电压而使固体发光元件发光的单元。
[0018]专利文献10公开了在显示区域的长边方向排列同色的颜色要素(着色像素)而将颜色要素排列为条状的技术。但是，专利文献10并没有公开使用双凸透镜、使用例如在长边方向上线对称的液晶取向来显示3维图像的技术。专利文献10没有考虑固体发光元件与影像信号的同步，并不涉及3维图像显示技术。
[0019]对于3维图像的显示，希望提高显示品质。但是，专利文献I?10并没有公开通过有源元件来对液晶层进行线对称驱动的技术、以及与观察者的两眼排列方向一致的横长像素及其该液晶驱动、双凸透镜与固体发光元件的最佳结构。
[0020]本发明是鉴于以上情况而做出的，其目的在于提供一种液晶显示装置，消除3维图像显示时产生的波纹，更加明亮且有效地实现3维显示和2维显示。
[0021 ] 解决课题所采用的手段
[0022]在本方式中，液晶显示装置包括阵列基板、滤色器基板、液晶层、背光灯单元、控制部。阵列基板具备与配置为矩阵状的多个像素对应的多个像素电极。滤色器基板与阵列基板对置，具备与多个像素对应的滤色器。液晶层配设在阵列基板和滤色器基板之间。背光灯单元配设在阵列基板的与液晶层侧相反的背面侧。控制部控制向像素电极施加液晶驱动电压的施加定时和背光灯单元的发光定时。多个像素具有在横向较长的形状，在横向排列相同颜色，在纵向排列不同颜色。多个像素中的在横向上相邻的像素具有相对于相邻的像素的中心线呈线对称的形状。相邻的像素的液晶分子当与相邻的像素对应的像素电极被施加液晶驱动电压时向相对于中心线呈线对称的方向倾倒。
[0023]发明效果
[0024]在本发明的方式中，能够消除波纹等的显示不均，能够显示高显示品质的3维图像，能够对3维显示和2维显示进行切换，能够更明亮且有效地实现3维显示和2维显示。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1是表示第I实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。
[0026]图2是表示第I实施方式的光控制元件的圆柱状透镜及三角柱棱镜的一例的俯视图。
[0027]图3是表示第I实施方式的液晶显示装置的滤色器基板的一例的俯视图。
[0028]图4是表示第I实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。
[0029]图5是表示对相邻的2个像素中的一个像素的像素电极施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光的一例的截面图。
[0030]图6是表示对相邻的2个像素中的另一个像素的像素电极施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光的一例的截面图。
[0031]图7是表示对相邻的2个像素的像素电极施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光的一例的截面图。
[0032]图8是表示第I实施方式的液晶显示装置的相邻的2个像素的像素电极的形状的一例的俯视图。
[0033]图9是表示像素电极上形成的条纹的第I例的截面图。
[0034]图10是表示像素电极上形成的条纹的第2例的截面图。
[0035]图11是表示像素电极上形成的条纹的第3例的截面图。
[0036]图12是表示第2实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。
[0037]图13是表示第2实施方式的液晶显示装置的滤色器基板的一例的俯视图。
[0038]图14是表示第2实施方式的液晶显示装置的相邻的2个像素的像素电极的形状的一例的俯视图。
[0039]图15是表示第2实施方式的液晶显示装置的多个像素的像素电极的形状和液晶分子的倾倒方向的一例的俯视图。
[0040]图16是表示相邻的2个像素中的一个像素的像素电极及固体发光元件的同步的一例的截面图。
[0041]图17是表示相邻的2个像素中的另一个像素的像素电极及固体发光元件的同步的一例的截面图。

【具体实施方式】
[0042]以下参照【专利附图】

【附图说明】本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，对于相同或实质上相同的功能及构成要素赋予同一符号，并且省略说明或仅在必要的情况下说明。
[0043]在以下的实施方式中，仅说明特征性的部分，对于与通常的液晶显示装置的构成要素没有差异的部分省略说明。
[0044]在以下的实施方式中，像素也可以是子像素。液晶显示装置的显示单位作为一例，是由包括2个红色像素、2个绿色像素、2个蓝色像素的共6个像素形成的图像元素。但是，图像元素中包含的像素的数量能够自由变更。
[0045]在以下的实施方式中，将与观察者的右眼和左眼的排列方向平行的像素的排列方向作为横向，将与该横向垂直的像素的排列方向作为纵向。
[0046]着色像素具有横向长的形状。以下有时将横向记载为像素长边方向。着色像素具有纵向短的形状。以下有时将纵向记载为像素短边方向。
[0047]以下有时将同一颜色的2像素作为一组说明。此外，包含6像素的图像元素在横向上排列2个同色像素，在纵向上分别排列不同的3色的像素。
[0048][第I实施方式]
[0049]图1是表示本实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。该图1表示横向的截面。
[0050]液晶显示装置I中，作为基本的构成要素具备液晶面板2、偏振板3、背光灯单元4、控制部12等。偏振板3也可以是将相位差板贴合而形成。
[0051]在以下的各实施方式中，I对偏振板3也可以采用相交尼科尔构造。此外，也可以是，I对偏振板3的吸收轴平行，液晶显示装置I在任一方的偏振板3与液晶面板2之间具备将该任一方的偏振板3的第I直线偏振光变换为与该第I直线偏振光正交的第2直线偏振光的旋状元件。
[0052]液晶面板2包括滤色器基板5、阵列基板6、液晶层7。滤色器基板5与阵列基板6对置。液晶层7被夹在滤色器基板5和阵列基板6之间。
[0053]在本实施方式中，多个像素配置为矩阵状。
[0054]液晶面板2包括红色像素、绿色像素、蓝色像素。在本实施方式中,各像素在俯视时横向比纵向长。
[0055]如上述那样，横向指的是观察者的右眼81和左眼82的排列方向。在本实施方式中，相邻的同一颜色的像素沿横向(图1的横向截面的水平方向)排列。偏振板3、未图示的相位差板等配设在液晶面板2的正面(即表面，观察者侧的平面)侧及背面(与观察者相反侧的平面)侦U。
[0056]背光灯单元4在液晶面板2的背面(阵列基板6的与液晶层7侧相反的背面侧)经由偏振板3而配设。背光灯单元4中，作为基本的结构要素具备:例如LED(发光二极管)等固体发光元件91、92、作为三角柱状棱镜的阵列的光控制元件101、作为圆柱状透镜的阵列的光控制元件102、反射板11等。
[0057]图1所示的圆柱状透镜的阵列在与图1的横向截面垂直的方向上具有长边(长度)方向。作为三角柱状棱镜的阵列的光控制元件101和作为圆柱状透镜的阵列的光控制元件102也可以由丙烯树脂等形成，采用背靠背的一体成型品。
[0058]三角柱状棱镜的阵列的间距和圆柱状透镜的阵列的间距可以是1:1的关系，也可以如图1所示，三角柱状棱镜的阵列的间距比圆柱状透镜的阵列的间距更小。
[0059]如图2所示，圆柱状透镜的长边方向的轴与三角柱状棱镜的长边方向的轴具有角度Θ。
[0060]多个三角柱状棱镜相对于纵向具有角度Θ。多个三角柱状棱镜以微小的间距排列。角度Θ例如可以为3°?42°的范围。角度Θ也可以是比该范围大的角度。角度Θ设为不与偏振板及液晶取向的光学轴干涉的角度。
[0061]背光灯单元4例如可以具备扩散板、导光板、偏振分离膜、递归反射偏振元件等，但是在该图1中省略这些部件。
[0062]固体发光元件91、92例如可以采用发出在发光波段包括红、绿、蓝这3个波长的白色光的白色LED。固体发光元件91、92例如可以是将GaN系蓝色LED和YAG系荧光物质组合的模拟白色LED。为了提高显色性，也可以将红色LED等具有I种颜色以上主要峰值的LED与模拟白色LED —起使用。例如，也可以使用在蓝色LED上层叠了红色及绿色的荧光体的光源。
[0063]背光灯单元4也可以包括多个固体发光元件91和多个固体发光元件92。这种情况下，多个固体发光元件91和多个固体发光元件92也可以包括分别独立地发出红色、绿色、蓝色的某一个的LED。多个固体发光元件91和多个固体发光元件92可以包括发出紫外域的光的LED，也可以包括发出红外域的光的LED。
[0064]控制部12执行液晶显示装置I中的各种控制处理。例如，控制部12控制向像素电极221、222施加液晶驱动电压的施加定时和背光灯单元4的发光定时。例如，控制部12基于右眼用影像信号和左眼用影像信号，对固体发光元件91、92的发光定时和液晶层7的驱动电压的施加定时进行同步控制，从而实现3维图像显示。
[0065]另外，液晶显示装置I也可以具备受光元件13。这种情况下，受光元件13被用于基于光传感器的数据输入。例如，受光元件13检测从紫外域或红外域发光LED等发光元件出射的特定波长光。控制部12对检测到特定波长光的受光元件13的位置进行检测。此夕卜，例如控制部12基于受光元件13检测到的光，检测观察者的位置或手指等指示器的位置。受光元件13可以是由复合金属氧化物形成透明沟道层的氧化物半导体有源元件，也可以能够检测紫外域的光。受光元件13也可以是安装于液晶显示装置的框体的CMOS或CCD等摄像元件(摄像机)。这样的受光元件13除了触摸传感和摄像之外，还可以用于生物体认证和个人认证。此外，受光元件13例如也可以是在阵列基板6上配设为矩阵状的多个光传感器。
[0066]控制部12例如基于受光元件13的输出值来检测观测者的位置，基于观测者的位置调整来自固体发光元件91、92的出射光的出射角β。由此，能够调整向观察者的双眼(右眼81和左眼82)的出射角α，能够提高3维图像的视觉辨认性。
[0067]图3是表示本实施方式的液晶显示装置I的滤色器基板5的一例的俯视图。该图3是滤色器基板5的正视图，例示了从观察者观察滤色器基板5的状态。另外，在该图3中，为了比较像素的尺寸和圆柱状透镜的尺寸，作为参考而以虚线图示了包含圆柱状透镜的阵列的光控制元件102的截面。
[0068]各像素具有横向长的形状。在该图3中，各像素是在横向具有长边、在纵向具有短边的长方形。同色的2个像素并列配置。多个像素在横向排列相同颜色，在纵向排列不同颜色。多个像素中的在横向上相邻的像素具有相对于相邻的像素的中心线呈线对称的形状。多个像素包括由在横向上排列的绿像素G1、G2、红像素R1、R2、蓝像素Β1、Β2构成的图像元素。
[0069]黑矩阵BM将像素划分开。在该图3中，黑矩阵BM形成于在纵向上相邻的像素之间，在所述横向上相邻的像素之间不形成。即，黑矩阵BM形成于各像素的上边及下边。
[0070]在滤色器基板5下经由液晶层7配设有阵列基板6。换言之，滤色器基板5和阵列基板6彼此面对。在滤色器基板5和阵列基板6之间配设有液晶层7。阵列基板6具备有源元件14a、14b。作为有源元件14a、14b，例如使用薄膜晶体管(TFT)。另外，阵列基板6也可以具备其他有源元件来作为受光元件。
[0071]以下作为典型例说明像素G1、G2，但是其他像素也具有同样的特征。
[0072]2个像素Gl、G2的横向宽度Lp与半圆柱状透镜的宽度相应。像素Gl、G2除了驱动液晶层7的有源元件14a、14b之外，还可以具备作为光传感器使用的受光元件13。
[0073]图4是表示本实施方式的液晶显示装置I的一例的截面图。该图4相当于图3的A-A’截面。多个绿色像素Gl、G2沿横向(水平方向)排列而形成。
[0074]滤色器基板5具有在透明基板15上形成有黑矩阵BM、滤色器(着色层)16、透明树脂层17、对置电极181、182、取向维持层(或取向膜)251的结构。虽然在图4的截面中未图示黑矩阵BM，但是黑矩阵BM例如形成在透明基板15和滤色器16之间。对置电极18例如由透明导电膜(ITO)形成。滤色器基板5具备与多个像素对应的滤色器16。滤色器16中的绿滤光器与绿像素对应，红滤光器与红像素对应，蓝滤光器与蓝像素对应。
[0075]在液晶显示装置I中，滤色器基板5的透明基板15侧面向观察者，滤色器基板5的取向维持层251侧面向液晶层7。在该图4中省略了偏振板。
[0076]例如，2维图像显示中的对比度比3维图像显示更优先的情况下，例如也可以在由2个像素Gl、G2构成的像素组GS的端部的位置Pl及2个像素Gl、G2的中央部的位置P2形成纵向的黑矩阵BM。该位置P1、P2在图4的截面的垂直方向(液晶面板2的层叠方向)上是透明基板15和滤色器16之间。
[0077]为了缓和液晶显示中的串扰(缓和对相邻像素的影响)，也可以在位置Pl或P3形成作为共用电极起作用的对置电极。在此，位置P3在横向是像素组G2的端部的位置，在图4的截面的垂直方向是透明树脂层17与液晶层7之间的位置。
[0078]不需要液晶的高速响应的情况下，对置电极18在透明基板15和滤色器16之间作为板状电极或全版状々状)电极(不形成图案)形成。对置电极18也可以在滤色器16和黑矩阵BM之间作为板状电极或全版状电极形成。
[0079]像素Gl的对置电极181和像素G2的对置电极182相对于像素组GS的中心轴对称地形成。
[0080]阵列基板6是在透明基板19上形成有绝缘层20a、20b、共用电极211、212、绝缘层20c、像素电极221、222、取向维持层252的结构。例如，绝缘层20a?20c使用SiN。阵列基板6具备与多个像素G1、G2分别对应的多个像素电极221、222。
[0081]在液晶显示装置I中，阵列基板6的透明基板19侧成为液晶面板2的背面侧，阵列基板6的取向维持层252侧与液晶层7相互面对。
[0082]像素Gl的像素电极221和像素G2的像素电极222形成为相对于像素组GS的中心轴呈线对称。
[0083]同样，像素Gl的共用电极211和像素G2的共用电极212形成为相对于像素组GS的中心轴对称。
[0084]在本实施方式中，将像素组GS的电极结构设为线对称。S卩，相邻的2个像素G1、G2的电极的位置是线对称的。向像素电极221、222和共用电极211、212之间或像素电极221、222和对置电极181、182之间施加了电压的情况下，像素组GS中的液晶层7的液晶的倾斜成为线对称。
[0085]共用电极211、212和相同像素内的像素电极221、222在横向的位置具有宽度Dl
的重叠部分。该重叠部分能够作为辅助电容在液晶显示中使用。
[0086]共用电极211、212包括在横向上比像素电极221、222更向像素组GS的端部侧伸出的宽度D2的伸出部分(伸出电极)211a、212a。伸出部分211a、212a在反方向伸出。
[0087]共用电极211、212及像素电极221、222例如由透明导电膜形成。
[0088]在横向上相邻的像素中分别配设的共用电极211、212是相对于横向上相邻的像素G1、G2的中心线相互线对称的形状。
[0089]液晶层7包含具备初始垂直取向的液晶分子LI?L12。液晶分子LI?L12具有负的介电常数各向异性。
[0090]使用图5至图7说明伸出部分211a、212a的作用。
[0091]图5是表示对相邻的2个像素中的一个像素的像素电极221施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光231的一例的截面图。
[0092]在该图5中，有源元件14a向像素电极221施加电压。这样，产生从像素电极221向共用电极211的电场。此外，产生从像素电极221向对置电极181及对置电极182的倾斜电场。以与通过向像素电极221施加电压而产生的电力线垂直的方式，初始垂直取向的液晶分子LI?Lll向箭头241所示的方向倾倒。
[0093]通过这样的液晶动作，左方向的出射光231出射。出射光231的角度α如前述那样，通过光控制元件101、102来调整。
[0094]伸出部分211a上的液晶分子LI基于从像素电极221的边缘部朝向共用电极211a的实质上较强的电场而较大地快速倾倒。
[0095]液晶分子L2?Lll以液晶分子LI的倾倒为触发而依次瞬间倾倒。
[0096]在本实施方式中，在向像素Gl的像素电极221施加了电压的情况下，也能够使配置于相邻的像素G2的液晶L7?Lll倾倒，能够实现明亮的3维图像显示。
[0097]图6是表示向相邻的2个像素中的另一个像素的像素电极G2施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光232的一例的截面图。
[0098]在该图6中，有源元件14b向像素电极222施加电压。这样，产生从像素电极222向共用电极212的电场。此外，产生从像素电极222向对置电极182及对置电极181的倾斜电场。以与通过向像素电极222施加电压而产生的电力线垂直的方式，初始垂直取向的液晶分子L12?L2向箭头242所示的方向倾倒。该图6中的液晶分子L12?L2的倾倒方向是图5中的液晶分子LI?Lll的倾倒方向的反方向，相对于像素G1、G2的中心轴呈线对称。
[0099]通过这样的液晶动作，右方向的出射光232出射。出射光232的角度α如前述那样，通过光控制元件101、102来调整。
[0100]伸出部分212a上的液晶分子L12基于从像素电极222的边缘部朝向共用电极212a的实质上较强的电场而较大地快速倾倒。
[0101]液晶分子Lll?L2以液晶分子L12的倾倒为触发而依次瞬间倾倒。
[0102]在本实施方式中，在向像素G2的像素电极222施加了电压的情况下，也能够使配置于相邻的像素Gl的液晶L2?L6倾倒，能够实现明亮的3维图像显示。
[0103]通过同步地执行图5及图6所示的液晶动作和上述固体发光元件91、92的发光，能够进行3维图像显示，或者在右眼81方向与左眼82方向显示不同的图像。
[0104]图7是表示向相邻的2个像素G1、G2的像素电极221、222施加液晶驱动电压时的液晶动作和出射光231、232的一例的截面图。
[0105]在本实施方式中，向与相邻的像素Gl、G2对应的像素电极221、222施加了液晶驱动电压时，相邻的像素Gl、G2的液晶分子向相对于中心轴呈线对称的方向倾倒。
[0106]通过向相邻的2个像素Gl、G2的像素电极221、222施加电压，能够实现明亮且视场角大的2维图像显示。
[0107]这样，本实施方式的液晶显示装置I能够非常容易地进行3维图像和2维图像的切换。
[0108]在本实施方式中，使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子LI?L12进行了说明。但是，具有正的介电常数各向异性的液晶分子也能够同样地应用本实施方式。应用具有正的介电常数各向异性的液晶分子的情况下，液晶分子具有初始水平取向。被施加驱动电压时，长边方向与基板平面平行的液晶分子在与基板平面垂直的方向立起。
[0109]作为液晶材料，例如优选在分子构造内具备氟原子的液晶材料(以下称为氟系液晶)。氟系液晶的粘度和介电常数低，很少掺入离子性杂质。作为液晶材料使用氟系液晶的情况下，由杂质引起的电压保持率下降等性能的劣化变小，能够抑制显示不均及显示的烧屏(焼务付务)。作为具有负的介电常数各向异性的液晶，例如能够使用在室温附近复折射率为0.1左右的向列型液晶。作为具有正的介电常数各向异性的液晶，能够应用各种液晶材料。在与耗电抑制相比更要求高响应性的液晶显示装置中，可以使用具有大的介电常数各向异性的液晶。液晶层7的厚度没有特别限定。在本实施方式中能够有效应用的液晶层7的And例如大约为300nm?500nm的范围。在对取向维持层251、252的预倾角形成通过并用例如紫外线等的曝光来进行的情况下，水平取向需要较大的曝光量，相反，垂直取向可以是较小的曝光量。因此，从该取向处理的观点出发，优选具有垂直取向的液晶。
[0110]图8是表示第I实施方式的液晶显示装置的相邻的2个像素的像素电极的形状的一例的俯视图。
[0111]在像素电极221、222的液晶层7侧的表面形成有多个条纹(Flaw Lines)F。条纹F的长边方向与像素的长边平行。将条纹F的长边方向的长度设为Len。
[0112]通过在像素电极221、222的液晶层7侧的表面形成条纹F，能够减少像素G1、G2内的显示不均，能够使液晶分子迅速倾倒，能够使响应性高速化。
[0113]条纹F的短边方向是纵向。将条纹F的纵向的宽度设为F1。
[0114]将多个条纹F的纵向间隔(空间宽度)设为Fs。
[0115]在像素电极221、222的纵向宽度超过3μπι的情况下，或者在为了应对大型液晶显示器或250ppi (pixel per inch)以下的像素而以宽间距形成了宽度大的像素电极221、222的情况下，通过在像素电极221、222的表面形成条纹F，能够使液晶分子容易倾倒，能够使液晶取向带有起伏(fluctuat1n)。
[0116]例如，在像素电极221、222的表面形成有纵向宽度I μ m以下的I条以上的条纹F。例如，在像素电极221、222的表面形成有横向宽度Ιμπι以下的I条以上的条纹F。条纹F形成在像素电极221、222的液晶层7侧的表面，在像素电极221、222上形成的取向维持层252的液晶层7侧的表面形成依存于条纹F的纹理(texture)即可。
[0117]例如，通过透明导电膜形成了像素电极221、222的情况下，也可以对厚度150nm的像素电极221、222的表面以深度20nm?40nm、宽度0.5μπι?2μπι按线状实施轻微蚀刻而形成条纹F。例如，通过在像素电极221、222上形成50nm左右的膜厚薄的取向维持层252，条纹F的纹理在取向维持层252面露出。通过轻微蚀刻而在绝缘层20c形成的条纹F的深度可以设为50nm?1.0 μ m的范围。也可以是，俯视时像素电极221、222和共用电极211、212不重叠的部分，在与像素电极221、222的大致厚度相当的深度以条纹形状(狭缝状)形成空间。也可以是，在截面视时在条纹F形成锥面。通过蚀刻等形成的条纹F的底部宽度优选为Iym以下。多个条纹F之间的空间宽度Fs可以设为2μπι?8μπι左右。
[0118]图9是表示条纹F的形成方法的第I例的截面图。
[0119]在该图9中，对由透明导电膜(ITO)形成的像素电极221、222实施轻微蚀刻，在像素电极221、222的上表面形成条纹F。
[0120]图10是表示条纹F的形成方法的第2例的截面图。
[0121]在该图10中，在阵列基板6的绝缘层20c上预先形成条纹状的绝缘图案，通过在该绝缘图案上形成像素电极221、222，来在像素电极221、222的上表面形成条纹F。
[0122]图11是表示条纹F的形成方法的第3例的截面图。
[0123]在该图11中，对阵列基板6的绝缘层20c的表面进行蚀刻而形成条纹状的凹部，然后层叠透明导电膜，从而形成具有条纹F的像素电极。
[0124]在像素电极221、222和对置电极181、182之间形成倾斜电场后，在像素电极221、222上与该像素电极221、222平行地形成的条纹F，从而能够在像素电极221、222上得到均匀的液晶分子的“倾倒”。在不形成条纹F的宽度大的像素电极221、222中，在该像素电极221、222的俯视时的角部和中央部分，液晶分子成为“带偏的倾倒”，在像素电极221、222上或像素内容易产生透射率的明暗和不均。这样的明暗和不均成为像素的透射率下降的原因。此外，在条纹F的上部配置的液晶分子是垂直取向但却受到在条纹露出的纹理的影响，在低电压下容易倾倒，容易进行高速驱动。条纹F的条数能够根据像素电极221、222的宽度而形成I条?多条。像素电极221、222的宽度为3 μ m以下而较窄的情况下，也可以不形成条纹F。
[0125]在本实施方式中，对置基板181、182是透明电极，可以设为条状的图案。例如，也可以是，为了感测手指等的触摸动作，而感测在具备条状图案的对置电极181、182和阵列基板6的共用电极211、212之间形成的静电容。由此，能够在液晶显示装置I中具备触摸传感功能。
[0126]取向维持层251、252例如如下这样形成:预先形成感光性的取向膜，在液晶单元化后，例如向像素电极221、222、共用电极211、212、对置电极181、182的至少2个电极间一边施加电压一边照射光，对感光性的取向膜赋予预倾形成功能，从而形成了取向维持层251,252ο形成感光性的取向膜、在液晶单元化后施加电压而在取向膜形成预倾的手法也被称为FPA或PSA。但是，通过在像素电极221、222的表面预先形成上述条纹F，使用对感光性的取向膜均匀地形成了预倾的取向维持层251、252，能够比FPA或PSA更容易地赋予预倾形成功能。
[0127]取向维持层251在滤色器基板5中直接或间接地形成在对置电极181、182上。取向维持层252在阵列基板6中直接或间接地形成在像素电极221、222上。
[0128]取向维持层251、252也可以是在电场下通过光照射等被赋予了预倾角的有机膜。取向维持层251、252形成在与液晶层7相接的位置。通过光或热线等放射线、或者在电场下赋予的这些放射线对使液晶分子垂直取向的取向膜赋予相对于液晶的预倾形成功能，从而形成取向维持层251、252。作为放射线也可以使用紫外线。在单位子像素或单位像素内的平坦面部分形成的取向维持层251、252所带来的预倾形成功能在实用方面来说，在0.1°?
1.5°的范围、更优选0.1°?1°的范围内对液晶赋予预倾。液晶显不装置I为了有效利用倾斜电场，在低于1°的微小的预倾角下也能够顺畅地驱动液晶层7的液晶分子。在常黑的垂直取向的液晶中，由取向维持层251、252赋予的预倾角越小，越能够减少黑显示时的漏光，能够得到高的对比度。但是，通常在预倾角小的垂直取向的液晶中，低电压侧的液晶驱动电压变高，从黑显示到中间色调显示的再现性下降。
[0129]若使用取向维持层251、252，则即使是微小的预倾角也能够以低电压进行液晶响应快的中间色调显示。此外，能够通过低电压驱动而低耗电化。另外，预倾角指的是，不施加液晶驱动电压时的、液晶分子的长轴相对于基板面的法线方向的倾斜角度。垂直取向液晶的预倾角大于1.5°时，存在由于漏光而对比度下降的倾向。因此，从对比度的观点来看，预倾角越小越好。本实施方式的电极结构通过形成在像素电极221、222和伸出部分211a、212a之间、以及形成在像素电极221、222和对置电极181、182之间的倾斜电场，能够进行更高速的液晶响应及更顺畅的中间显示。
[0130]作为用于形成具有预倾角的取向维持层221、222的取向处理前的取向膜，例如，也可以使用含有感光性聚硅氧烷或含有感光性聚硅氧烷和聚酰胺酸或聚酰亚胺等聚合物的物质。此外，作为取向膜，也可以使用以娃氧烧肉桂酸酯(polysiloxane cinnamate)为代表的硅氧烷系聚合物。此外，作为取向膜，也可以使用感光性聚酰亚胺或感光性的聚合性液晶材料等的涂膜。此外，作为取向膜，也可以使用利用了偶氮苯衍生物的光取向膜或者包含主链具有三键的聚酰胺酸的光取向膜。另外，预倾角例如通过Journal of AppliedPhysics, Vol.48 N0.5, p.1783-1792(1977)所记载的晶体旋转法等来测定。
[0131]以下说明取向维持层251、252的结构和制造方法。
[0132]取向维持层(被赋予了预倾角的取向膜)251、252分别形成在滤色器基板5和阵列基板6的与液晶层7相接一侧的电极表面。
[0133]在滤色器基板5及阵列基板6中，印刷垂直取向剂而形成垂直取向膜。例如，垂直取向剂使用预先在η-甲基-2-吡咯烷酮和丁氧基乙醇的混合溶剂中溶解的感光性聚硅氧烷和聚酰胺酸的混合物。印刷后的干燥温度设为180°C，垂直取向膜的膜厚例如均设为约60nmo
[0134]作为液晶的密封部，在滤色器基板5上印刷含有3.6μπι的球状空间的环氧粘接齐U，在该滤色器基板5的中央滴落介电常数各向异性为负的液晶，在避免空气进入的状态下将阵列基板6贴合，形成液晶单元。该液晶单元进行一次加温而将液晶设为各向同性。
[0135]接着，向阵列基板6的像素电极221、222施加交流的电压，同时从液晶层7的相反侧的透明基板19的玻璃面的法线方向(与玻璃面垂直的朝向)以1000J/m2照射非偏振的紫外光。另外，将对置电极181、182及共用电极211、212设为OV的接地电位。
[0136]通过驱动电压的大小、电压的施加方法、紫外光的照射量、来自倾斜方向的偏振紫外光的并用等，能够对取向膜赋予各种预倾角而形成取向维持层251、252。在本实施方式中，阵列基板6上的取向维持层252的预倾角大约设为0.4°?0.9°的范围，在横向，液晶分子向共用电极211、212从像素电极221、222伸出的方向倾倒。
[0137]在进行了取向处理的液晶单元的双面粘贴偏振板而形成液晶显示装置I。本实施方式的液晶显示装置I在未施加液晶驱动电压时的常黑下几乎没有漏光，能够实现良好的黑显示。
[0138]此外，本实施方式的液晶显示装置I应用由像素电极221、222、共用电极211、212、对置电极181、182进行的倾斜电场驱动方式，所以即使与取向维持层251、252相接的液晶层7的预倾角微小，也能够在低电压侧进行良好的中间色调显示。
[0139]在本实施方式的液晶显示装置I的取向维持层251、252的制造中，对像素电极221,222施加交流电压，将共用电极211、212及对置电极181、182作为共用电位的地线，通过照射紫外光，对取向维持层251、252赋予预倾形成功能。能够根据液晶显示装置I的各种尺寸、液晶层7的材料特性、取向维持层251、252的形成所使用的取向膜等，适当调整电压的施加手法、光照射量、曝光的波长。例如，交流电压也可以是非对称性矩形波。此外，关于液晶驱动电压的施加,可以将像素电极221、222、共用电极211、212、对置电极181、182的某一个设为浮动状态，或者将共用电位偏置为正或负等，能够进行各种调整。
[0140]在以上说明的本实施方式的液晶显示装置I中，能够消除波纹等显示不均，能够提高3维图像的显示品质，能够进行明亮的显示，能够容易地切换3维图像显示和2维图像显示。以下具体说明该效果。
[0141]在本实施方式中形成横长的像素。在该结构中，在横向排列绿像素的行、红像素的行、蓝像素的行。
[0142]在通常的纵长的像素中，在横向排列红像素、绿像素、蓝像素这3种像素，为了驱动位于像素下部的有源元件，需要在纵向具有发送3种颜色的影像信号的驱动器。
[0143]与此相对，在本实施方式中，在横向按同色排列横长的像素，在纵向以条状排列不同的3种颜色，所以像素的驱动器是通常的像素的1/3的个数即可，能够以低成本制造液晶面板2。承担影像信号的驱动器耗电较高，因此，在本实施方式中能够提供低耗电的液晶显示装置I。
[0144]此外，本发明的液晶显示装置I的各色的像素，横向的像素宽度为横长且为一定的宽度，所以与纵长且倾斜的像素的情况相比，能够以图像元素单位实现没有颜色不均的高品质的显示。进而，能够将可见光域、低感度的氧化物半导体的薄膜晶体管作为液晶驱动的有源元件14a、14b使用，所以能够提供黑矩阵BM较细且开口率高的液晶显示装置I。
[0145]在本实施方式中，能够消除在以往的3维图像显示中成为问题的波纹等显示不均，并且能够以简单的结构在明亮的显示下实现3维图像显示和2维图像显示的切换。
[0146]本实施方式的液晶显示装置I能够应用在设置于便携电话、游戏设备、平板终端、笔记本PC (个人计算机)、电视机、汽车仪表盘等的显示装置。
[0147]另外，作为本实施方式的变形例，液晶显示装置I为了消除波纹，也可以还具备具有与多个三角柱状棱镜的长边方向大致垂直的长边方向的多个三角柱状棱镜。
[0148]此外，为了进行更有效的3维图像显示，也可以使多个三角柱状棱镜的长边方向和多个半圆柱状透镜的长边方向大体平行，将三角柱棱镜的宽度设为像素的横向长度的2倍。
[0149]半圆柱状透镜的宽度能够设为横向的2个像素的宽度的整数倍。
[0150]也可以在阵列基板6和背光灯单元4之间、或者滤色器基板5的与液晶层7侧相反的表面侧(观察者侧)还设置包括多个半圆柱状透镜的阵列的其他光控制元件。此外，该其他光控制元件中包括的半圆柱状透镜的长边方向也可以设为与横向成直角。
[0151][第2实施方式]
[0152]图12是表示本实施方式的液晶显示装置的一例的截面图。该图12是横向的截面图。
[0153]液晶显示装置30中，作为基本的结构要素，具备液晶面板26、偏振板3、背光灯单元27等。另外，液晶显示装置30与上述第I实施方式的液晶显示装置I同样，也可以具备控制部12、受光元件13。
[0154]在背光灯单元27的两端配置有固体发光元件91、92。偏振板3也可以通过将相位差板贴合而形成。
[0155]液晶面板26具有使滤色器基板28和阵列基板6对置、并在滤色器基板28和阵列基板6之间具备液晶层7的结构。在液晶面板26中，包括红色像素、绿色像素、蓝色像素的多个横长形状的像素沿横向排列。在本实施方式中，以同一颜色相邻的方式沿横向排列。偏振板3和未图示的相位差板等设置在液晶面板2的正面及/或背面。本实施方式的液晶显示装置30的主要结构与上述第I实施方式大致相同。
[0156]本实施方式的液晶显示装置30与第I实施方式的液晶显示装置I相比，存在两点变更。
[0157]作为第I变更点，作为光控制元件101的三角柱状棱镜的阵列和作为光控制元件102的圆柱状透镜的阵列的双方与横向及液晶面板26的法线方向垂直(与图12的截面垂直)。并且，三角柱状棱镜和圆柱状透镜的双方设为与2个像素幅Lp相同的宽度。
[0158]作为第2变更点，沿横向排列的像素是具有相对于该横向具有角度Y的长边和与纵向平行的短边的平行四边形。作为角度Y，例如设定在大约5°?30°的范围，例如设定为15°。通过将沿横向排列的像素设为具有该角度Y的平行四边形，能够缓和波纹。
[0159]图13是表示本实施方式的液晶显示装置30的滤色器基板28的一例的俯视图。该图13是滤色器基板28的正视图，例示了从观察者观察滤色器基板28的状态。
[0160]在图13中，同颜色的像素在像素的纵向的短边相邻。横向的像素的排列是V字状的同色的2个像素重复的图案。在横向，彼此相邻的像素相对于中心线对称。另外，横向的像素的排列也可以是倒V字状的同色的2个像素重复的图案。
[0161]像素为了减少波纹而具有角度Y，并且在横向排列同颜色的像素，由此，能够实现波纹及颜色不均较少的3维图像显示。通过在横向相邻的像素之间不形成黑矩阵BM，能够实现波纹更少、更明亮的3维图像显示。
[0162]例如，基于绿色像素G1、G2、红色像素R1、R2、蓝色像素B1、B2形成第I图像元素，基于绿色像素G3、G4、红色像素R3、R4、蓝色像素B3、B4形成第2图像元素。
[0163]图14是表示本实施方式的液晶显示装置30的相邻的2个像素G1、G2的像素电极221,222的形状的一例的俯视图。
[0164]进而，图15是表示本实施方式的液晶显示装置30的多个像素Gl?G4、R1?R4、BI?B4的像素电极221、222的形状和液晶分子的倾倒方向的一例的俯视图。
[0165]在该图14及图15中，在俯视时排列与横向具有角度Y的平行四边形的像素。图14例示了像素G1、G2的平面形状，图15例示了绿色像素Gl?G4、红色像素Rl?R4、蓝色像素BI?B4的平面形状。
[0166]在像素Gl?G4、Rl?R4、BI?B4中都配设有有源元件14a或有源元件14b。
[0167]有源元件14a、14b例如是具有2种以上金属氧化物的透明沟道层的、氧化物半导体的薄膜晶体管。经由有源元件14a、14b分别向像素Gl?G4、R1?R4、B1?B4的像素电极221或像素电极222施加了液晶驱动电压时，像素电极221或像素电极222上的液晶分别向箭头311、312方向倾倒。箭头311、312相对于横向具有角度Y。箭头311、312相对于相邻像素的中心轴呈线对称。在像素电极221或像素电极222的表面形成有条纹F。通过该条纹F，能够实现液晶响应的高速化和像素内显示的均匀化。条纹F能够与第I实施方式同样地形成。
[0168]图16是表示相邻的2个像素中的一个像素的像素电极221及固体发光元件91的同步的一例的截面图。
[0169]图17是表示相邻的2个像素中的另一个像素的像素电极222及固体发光元件92的同步的一例的截面图。
[0170]该图16及图17例示了 2个像素Gl、G2的截面，表示光控制元件101、102在3维图像显示中的作用。
[0171]通过向图16的像素电极221施加液晶驱动电压，图16的左侧的像素Gl的液晶分子L21、L22倾倒。与向该像素电极221的电压施加同步地使固体发光兀件91发光。如图16所示，从该固体发光元件91出射的光透过光控制元件101的三角柱棱镜、光控制元件102的圆柱状透镜，作为出射光321向观察者的右眼81的方向出射。出射角度α能够主要基于三角柱棱镜的前端角度ε和圆柱状棱镜的曲率!■来设定。例如，通过调整三角柱棱镜的前端角度的大小，能够使左侧的固体发光元件91的出射光向相反的左眼81的方向出射。
[0172]同样，通过向图17的像素电极222施加液晶驱动电压，图17的右侧的像素G2的液晶分子L23、L24倾倒。与向该像素电极222的电压施加同步地使固体发光元件92发光。如图17所示，从该固体发光元件92出射的光透过光控制元件101的三角柱棱镜、光控制元件102的圆柱状透镜，作为出射光322向观察者的左眼82的方向出射。
[0173]如上述那样，通过对像素Gl、G2的平面形状在横向上赋予角度Y，能够大大缓和3维图像显示的波纹。进而，通过在纵向不配设黑矩阵BM，能够减少像素和光控制元件101、102之间的校准误差所导致的波纹。想要使液晶显示时的对比度优先的情况下，也可以在纵向具备划分像素的黑矩阵BM。
[0174]本实施方式的液晶显示装置30的阵列基板6的像素电极221、222及共用电极211、212的材料例如能够使用ITO或IZO等导电性的金属氧化物薄膜。
[0175]像素电极221、222和共用电极211、212在其厚度方向通过绝缘层20c而电绝缘。滤色器16、透明树脂层17及绝缘层20a?20c的厚度能够通过液晶层7的厚度、介电常数、施加电压、驱动条件来调整。
[0176]绝缘层20a?20c是SiNx (氮化娃)的情况下,绝缘层20a?20c的实用的膜厚范围例如是0.1 μ m?1.0 μ m。在本实施方式的液晶显示装置30中，能够更有效地利用倾斜电场，所以能够将驱动电压施加时的电力线的所及范围在包含液晶层7及透明树脂层17、滤色器16的膜厚方向上扩展。由此，能够提高光的透射率。为了像这样提高透射率，也可以是，对置电极181、182配设在透明基板17和滤色器16之间。通过相对于作为导电性金属氧化物的ITO具有低接触性的铝合金的单层来形成栅极布线及源极布线等信号线的技术，例如在特开2009-105424号公报中公开。在像素电极221、222上进一步层叠绝缘层可获得缓和液晶驱动时的液晶的烧屏(影响电荷偏移或蓄积)的效果，较为优选。
[0177]信号线例如可以不是铝线，而是铜线。信号线含有铜的情况下，例如可以是，信号线通过在阵列基板6的厚度方向上层叠了铜和钛的多层构造、或者层叠了铜和钛和硅的多层构造等来形成。信号线中含有的钛例如也可以用钥、钨或其他高熔点金属来代替。
[0178]有源元件91、92在沟道层是可见域透明的氧化物半导体的薄膜晶体管的情况下，能够使黑矩阵BM等的遮光层的图案的线宽较细，能够提高液晶显示装置30的明亮度。液晶显示装置30使用氧化物半导体的薄膜晶体管的情况下，能够有效地进行光取向，提高液晶显示装置30的可靠性。在使用添加了光聚合性的单体的液晶的以往的PSA技术中，由于与硅半导体有关的占据较大面积的薄膜晶体管的遮光部或用于划分被着色的像素的黑矩阵BM、由紫外光透射率差的滤色器等的紫外光遮光导致的未聚合的单体残留和固化不充分的光取向膜等，液晶显示装置的可靠性可能会下降。但是，如本实施方式那样，通过使用氧化物半导体的薄膜晶体管，能够减少遮光部面积，在更大的面积进行曝光，大幅提高可靠性。与这样的氧化物半导体的薄膜晶体管相比，硅半导体的薄膜晶体管对可见域的光具有感度，需要利用黑矩阵BM等的遮光层将薄膜晶体管大面积地遮光。
[0179]氧化物半导体能够应用可见域透明的复合金属氧化物。以这些金属氧化物为成分的半导体材料是含有锌、铟、锡、钨、镁、镓中的2种以上元素的氧化物，例如可以将氧化锌、氧化铟、氧化铟锌、氧化锡、氧化鹤(WO)、氧化锌镓铟(In-Ga-Zn-O)、氧化铟镓等(In-Ga-O)、氧化锋锡(Zn-Sn-O)、氧化锋娃-锡(Zn-Sn-S1-O)等作为材料使用，也可以使用其他材料。这些材料实质上是透明的，优选带隙为2.SeV以上，更优选3.2eV以上。这些材料的构造可以是单晶、多晶、微晶、晶体/非晶的混晶、纳米晶体散布非晶、非晶中的某一个。氧化物半导体层的膜厚优选1nm以上。氧化物半导体层使用溅射法、脉冲激光堆积法、真空蒸锻法、CVD (Chemical Vapor Deposit1n)法、MBE (Molecular Beam Epitaxy)法、喷墨法、印刷法等方法来形成。氧化物半导体层优选通过溅射法、脉冲激光堆积法、真空蒸镀法、喷墨法、印刷法形成。在溅射法中，可以使用RF磁控管溅射法、DC溅射法，但是优选使用DC溅射法。溅射用的出发材料(靶材料)可以使用氧化物陶瓷材料或金属靶材料。作为真空蒸镀，可以使用加热蒸镀、电子束蒸镀、离子电镀法。作为印刷法，可以使用转印印刷、柔性印刷、凹版印刷、凹版胶印等，但是也可以使用其他方法。作为CVD法，可以使用热线CVD法、等离子CVD法等。此外，也可以是，将上述金属的无机盐(例如氯化物)的水合物溶解于酒精中并烧制、烧结而形成氧化物半导体，使用其他方法。
[0180]在此，说明氧化物半导体的薄膜晶体管及阵列基板6的结构。阵列基板6如图16所示，在透明基板(例如玻璃基板)19上依次形成绝缘层20a、20b、共用电极211、212、绝缘层20c、像素电极221、222、取向维持层252。阵列基板6具备用于向像素电极221、222施加液晶驱动电压的有源元件14a、14b、以及与有源元件14a、14b电连接的栅极线及源极线。
[0181]有源元件14a、14b例如具有底栅型顶部接触蚀刻阻挡层构造。或者，有源元件14a、14b例如也可以采用除去了蚀刻阻挡层的底栅型顶部接触构造或背沟道构造。晶体管构造不限于底栅构造，也可以是顶栅构造、双栅构造(double-gate)或对栅构造(dualgate)。
[0182]在有源元件14a、14b的制造中，首先通过DC磁控管溅射法形成140nm的ITO薄膜。接着，将ITO薄膜图案形成为期望的形状，形成栅电极及辅助电容电极。然后，在其上使用等离子CVD法以SiH4、NH3> H2为原料气体形成350nm的SiHx薄膜，作为透明绝缘层的栅极绝缘膜。进而，作为沟道层，使用InGaZnO4祀通过DC派射法形成40nm的非晶In-Ga-Zn-O薄膜，图案形成为期望的形状，形成透明的沟道层。进而，使用Si3H4靶通过RF溅射法一边导入Ar及O2 —边形成S1N薄膜，图案形成为期望的形状，形成沟道保护层。进而，通过DC磁控管溅射法形成140nm的ITO薄膜，图案形成为期望的形状，形成源.漏电极。
[0183]在以上说明的本实施方式的液晶显示装置30中，能够得到与上述第I实施方式的液晶显示装置I同样的效果。
[0184][第3实施方式]
[0185]在本实施方式中，例示上述第I及第2实施方式的滤色器基板5、28中使用的透明树脂及有机颜料等。
[0186](透明树脂)
[0187]在黑矩阵BM、滤色器16的形成中使用的感光性着色组成物除了颜料分散体之外，还含有多官能单体、感光性树脂或非感光性树脂、聚合开始剂、溶剂等。例如，将感光性树脂及非感光性树脂等这样的、在本实施方式中能够使用的透明性高的有机树脂统称为透明树脂。
[0188]作为透明树脂，能够使用热塑性树脂、热固性树脂或感光性树脂。作为热塑性树月旨，例如能够使用缩丁醛树脂、苯乙烯-马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯系树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。此外，作为热固性树脂，例如能够使用环氧树脂、苯胍胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、酚醛树脂等。热固性树脂也可以通过三聚氰胺树脂与含有异氰酸酯基的化合物反应而生成。
[0189](碱可溶性树脂)
[0190]本实施方式中使用的黑矩阵BM等遮光图案、透明图案、滤色器16的形成优选使用能够通过光蚀刻进行图案形成的感光性树脂组成物。这些透明树脂优选为被赋予了碱可溶性的树脂。作为碱可溶性树脂，可以使用含有羧基或羟基的树脂，也可以使用其他树脂。作为碱可溶性树脂，例如能够使用环氧丙烯酸酯系树脂、线型酚醛系树脂、聚乙烯酚系树脂、丙烯酸系树脂、含有羧基的环氧树脂、含有羧基的聚氨酯树脂等。这些当中，作为碱可溶性树脂，优选使用环氧丙烯酸酯系树脂、线型酚醛系树脂、丙烯酸系树脂，特别优选使用环氧丙烯酸酯系树脂或线型酚醛系树脂。
[0191](丙烯树脂)
[0192]作为本实施方式中能够应用的透明树脂的代表，示例以下的丙烯酸系树脂。
[0193]作为丙烯酸系树脂，能够使用作为单量体使用如下物质而得到的聚合物，该物质例如为:(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯等含有羟基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等含有醚基的(甲基)丙烯酸酯；以及(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等。
[0194]另外，在此例示的单量体可以单独使用，或者也可以并用2种以上。而且，丙烯树脂也可以使用通过能够与这些单量体进行共聚的苯乙烯、环己基马来酰亚胺或苯基马来酰亚胺等化合物得到的共聚物。
[0195]此外，例如可以使通过将(甲基)丙烯酸等具有烯属不饱和基团的羧酸共聚合而得到的共聚物与缩水甘油醚甲基丙烯酸酯等含有环氧基及不饱和双键的化合物反应，由此生成具有感光性的树脂。例如，还可以使通过将缩水甘油醚甲基丙烯酸酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物或该聚合物和其他(甲基)丙烯酸酯的共聚物与(甲基)丙烯酸等含有羧酸的化合物加成，由此生成具有感光性的树脂。
[0196](有机颜料)
[0197]作为红色颜料，例如能够使用C.1.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4,81:1,81:2,81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272,279 等。
[0198]作为黄色颜料，例如能够使用C.1.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、
15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214 等。
[0199]作为蓝色颜料，例如能够使用C.1.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:
6、16、22、60、64、80 等，其中优选 C.1.Pigment Blue 15:6。
[0200]作为紫色颜料，例如能够使用C.1.Pigment V1let 1、19、23、27、29、30、32、37、
40、42、50 等，其中优选 C.1.Pigment V1let 23。
[0201]作为绿色颜料，例如能够使用C.1.Pigment Green 1、2、4、7、8、10、13、14、15、
17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，其中优选作为卤化锌酞菁绿色颜料的C.1.Pigment Green 58。
[0202](黑矩阵BM的色料)
[0203]黑矩阵BM的层中包含的遮光性的色料，是通过在可见光波长区域具有吸收而表现出遮光功能的色料。在本实施方式中，遮光性的色料例如能够使用有机颜料、无机颜料、染料等。作为无机颜料，例如能够使用炭黑、氧化钛等。作为染料，例如能够使用偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。关于有机颜料，能够采用所述的有机颜料。另外，遮光性成分可以使用I种，也可以按适当的比例组合2种以上。此外，可以通过这些色料的表面的树脂被覆进行高体积电阻化，也可以通过对树脂的母材提高色料的含有比率而赋予些许的导电性来进行低体积电阻化。但是，这样的遮光性材料的体积电阻值约为IXlO8?1Χ1015Ω ?cm的范围，所以不至于对透明导电膜的电阻值产生影响。同样，遮光层的相对介电常数也能够根据色料的选择或含有比率而在约3?20的范围内调整。黑矩阵BM的涂膜、着色像素的涂膜、透明树脂层的相对介电常数能够根据液晶显示装置1、30的设计条件及液晶驱动条件在所述的相对介电常数的范围内调整。
[0204]在本实施方式中，不需要像使用非晶硅等硅系的薄膜晶体管的情况那样形成较大的遮光部。能够消除使用硅系的薄膜晶体管时的像素内的黑矩阵图案的偏倚、以及对光控制元件101、102的校准不良等所导致的波纹。
[0205]上述的各实施方式能够在不改变本发明的主旨的范围内进行各种变更而应用。上述的各实施方式能够自由地组合使用。
【权利要求】
1.一种液晶显示装置，其特征在于，具备: 阵列基板，具备与配置为矩阵状的多个像素对应的多个像素电极； 滤色器基板，与所述阵列基板对置，具备与所述多个像素对应的滤色器， 液晶层，配设在所述阵列基板和所述滤色器基板之间； 背光灯单元，配设在所述阵列基板的与液晶层侧相反的背面侧；以及控制部，控制向所述像素电极施加液晶驱动电压的施加定时和所述背光灯单元的发光定时， 所述多个像素具有横向长的形状，在所述横向排列相同颜色，在纵向排列不同颜色，所述多个像素的在横向相邻的像素具有相对于所述相邻的像素的中心线呈线对称的形状， 向与所述相邻的像素对应的所述像素电极施加了液晶驱动电压时，所述相邻的像素的液晶分子向相对于所述中心线呈线对称的方向倾倒。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述液晶层具有负的介电常数各向异性， 所述多个像素包括由2个红像素、2个绿像素和2个蓝像素构成的图像元素， 所述阵列基板包括用于划分所述像素的黑矩阵， 所述背光灯单元是具备固体发光元件阵列的边缘照明型单元， 所述控制部基于影像信号，在向所述像素电极施加液晶驱动电压的施加定时和所述背光灯单元的发光定时之间进行同步控制。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置， 所述黑矩阵形成于在所述纵向相邻的像素之间，而在所述横向相邻的像素之间不形成。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置， 还具备: 多个有源元件，分别与所述多个像素电极电连接，由作为透明沟道材料而使用了复合金属氧化物的氧化物半导体形成。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述多个像素是具有与所述横向具有角度Y的长边和与所述纵向平行的短边的平行四边形。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置， 所述横向相邻的2个像素是相同颜色且V字状或倒V字状， 该V字状或倒V字状的图案在所述横向上重复。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述多个像素是在所述横向具有长边、在所述纵向具有短边的长方形。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述多个像素电极具备与所述像素的长边平行的条纹，具有相对于所述相邻的像素的中心线呈线对称的形状。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述多个像素电极具备与所述像素的长边平行的狭缝，具有相对于所述相邻的像素的中心线呈线对称的形状。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述阵列基板在透明基板上具备多个共用电极、绝缘层、所述像素电极， 所述共用电极在俯视时与同一像素内的所述像素电极部分重叠， 所述横向相邻的像素中分别配设的所述共用电极相对于所述横向相邻的像素的中心线呈线对称。
11.如权利要求1所述的液晶显示装置， 还具备: 光控制元件，配置在所述阵列基板和所述背光灯单元之间，包括多个三角柱状棱镜的阵列和多个半圆柱状透镜的阵列， 所述多个三角柱状棱镜的长边方向和所述多个半圆柱状透镜的长边方向具有不平行的规定角度。
12.如权利要求1所述的液晶显示装置， 还具备: 光控制元件，配置在所述阵列基板和所述背光灯单元之间，包括多个三角柱状棱镜的阵列和多个半圆柱状透镜的阵列， 多个三角柱状棱镜的长边方向和所述多个半圆柱状透镜的长边方向大体平行， 所述三角柱棱镜的宽度是所述像素的横向的长度的2倍。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置， 所述半圆柱状透镜的宽度是所述横向的2个像素的宽度的整数倍。
14.如权利要求1所述的液晶显示装置， 在所述阵列基板和所述背光灯单元之间、或者所述滤色器基板的与液晶层侧相反的表面侧还具备包括多个半圆柱状透镜的阵列的光控制元件， 所述多个半圆柱状透镜的长边方向与所述横向成直角。
15.如权利要求1所述的液晶显示装置， 所述液晶层含有垂直取向的液晶分子。
16.如权利要求1所述的液晶显示装置， 还具备用于检测从观察者侧入射的光的受光元件， 所述控制部基于所述受光元件测定到的数据，调整所述背光灯单元的光的出射角。
【文档编号】H04N9/30GK104246587SQ201380020568
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年4月18日
【发明者】岛康裕, 中田央, 福吉健藏 申请人:凸版印刷株式会社