CN102722030B - 图像显示设备、图像显示设备的驱动方法和终端设备 - Google Patents

Abstract

一种图像显示设备、图像显示设备的驱动方法和终端设备。子像素具有像素电极4PIX、像素薄膜晶体管4TFT和充电电容器电极CS2。充电电容器电极CS2与充电电容器线CS形成在同一层中，并电连接至充电电容器线CS。经由绝缘膜将充电电容器4CS主要形成在充电电容器电极CS2与硅层4SI构成的电极之间。像素薄膜晶体管4TFT的源电极和漏电极中的一方经由接触孔4CONT1连接至数据线D，另一方经由接触孔4CONT2连接至像素电极4PIX。

Description

图像显示设备、图像显示设备的驱动方法和终端设备

参考引用

本申请基于2011年3月28日提交的日本专利申请No.2011-069393，包括说明书、权利要求书、附图和摘要。该日本专利申请的公开全部内容作为参考合并在此。

技术领域

本发明涉及一种图像显示设备、图像显示设备的驱动方法和终端设备，具体涉及一种朝着多个视点显示彼此不同的图像的设备，或者显示部分的配置，以提高显示图像质量。

背景技术

伴随着蜂窝电话和信息终端的进步，显示设备的尺寸不断减小，并且其实现高清显示的能力也不断进步。另一方面，具有新的附加值的显示设备正在得到关注，例如依据观看者观看显示设备的位置，允许观看者观看不同图像的显示设备，即，朝着多个视点提供彼此不同的图像的显示设备，以及基于彼此不同的图像产生视差图像以及向观看者提供立体图像的显示设备。

朝着多个视点提供彼此不同的图像的常规已知方案是对针对各个视点的多个图像数据进行合成，在显示单元上显示这多个图像数据，通过包括透镜、具有狭缝的阻光器(阻光板)的光学分离单元来分离显示的合成图像，并向各个视点提供图像。图像分离的原理基于使用光学单元(例如具有狭缝的阻光器或透镜)对依据视点方向可观看的像素进行限制。图像分离单元的示例包括视差阻光器(其是具有多个类似条纹的狭缝的阻光器)，以及具有柱面透镜的双凸镜状透镜，柱面透镜具有沿给定方向的透镜效应。

具有光学图像分离器的立体显示设备适合安装在便携式设备上，因为这种立体显示设备不需要使用特殊眼镜，从而没有附带眼镜的负担。在实际中，其上安装了立体显示器设备(包括液晶面板和视差阻光器)的便携式设备已经上市(例如，“NikkeiElectronics，No.838，”NikkeiPublishing，January6，2003，pp.26-27；下面称为非专利文献1)。

根据上述方案，即，使用光学分离单元朝着多个视点提供彼此不同的图像的显示设备，当观看者的视点位置移动以及要观看的图像改变时，在一些情况下图像与另一图像之间的边界看起来变暗。该现象源于被观看的视点的像素与像素间的非显示区域(阻光单元，在液晶面板的情况下，一般称为黑矩阵)。上述现象对于观看者的视点运动而言是固有的，在不具有光学分离单元的一般显示设备情况下是不会发生的。因此，由于发生在多视点显示设备或具有光学分离单元的立体显示设备上的上述现象，观看者会感觉到奇怪或显示质量下降。

该现象一般称为3D莫尔条纹(moire)。3D莫尔条纹是亮度的周期性变化(在一些情况下可以是颜色的变化)，源于不同角度方向上显示的不同视图。3D莫尔条纹是亮度角度波动，不会成为依赖于观看位置的问题。然而，当沿角度方向亮度的波动较大时，认为3D莫尔条纹对于立体观看具有不期望的效应。

已经提出了一种显示设备，显示单元的像素电极和阻光单元具有相应的形状和布局，设计为克服源于光学分离单元和阻光单元的问题，并且抑制显示质量的降低(例如，未审日本专利申请特开No.2005-208567，下面称为专利文献1)。

专利文献1公开了图29所示的显示设备。在沿水平方向1012的任意点上，在与柱面透镜1003a的排列方向正交的垂直方向1011上，专利文献1中公开的显示设备在显示元件的横截面中阻光部分(配线1070和阻光单元1076)与孔径之间具有实质上恒定的比率。因此，当观看者在水平方向1012(沿该方向分离图像)移动视点，并且观看方向改变时，观看的阻光部分的比率实质上恒定。因此，观看者不会在特定方向上时而仅观看到阻光部分，而没有较暗的显示。相应地，可以抑制源于阻光区域的显示质量下降。

此外，公开了适于专利文献1的显示设备的像素结构(例如未审日本专利申请特开No.2009-98311，下面称为专利文献2)。

专利文献2公开了如图30所示的包括像素的液晶显示设备。充电电容器线CS沿栅极线G的延伸方向布置，即，连接至在X轴方向上彼此相近的各个像素的充电电容器4GS。在X轴方向上彼此相近的各个像素中，沿Y轴方向像素薄膜晶体管的位置彼此不同，使得充电电容器线CS弯曲布置以连接这些晶体管。类似于像素薄膜晶体管，充电电容器4GS在每个像素中以实质上梯形形状布置在显示区的上底侧。相应地，充电电容器4CS可以有效地布置在构成相邻(adjoining)像素对4PAIR的相应像素的上底之间，从而进一步改善孔径比。

此外，在专利文献2公开的液晶显示设备中，充电电容器线CS与数据线D之间的相交布置在梯形倾斜部分处，使得充电电容器线CS与数据线D沿着彼此。优选的是尽可能多地减少沿着图像分离方向布置的配线，并且上述显示设备只具有数据线D。这进一步提高了图像质量。这是因为当沿着Y轴方向布置有充电电容器线CS时，充电电容器线CS的图像被图像分离单元放大，造成显示质量的显著劣化。

即，专利文献2的显示设备的栅极线G和充电电容器线CS沿图像分离方向延伸并形成在同一层上，以抑制源于图像分离单元和充电电容器线CS的图像劣化，同时减少工艺数量。

专利文献2公开了一种通过相同工艺来形成扫描线和电容器线以减少生产工艺数量的技术。具体地，对于一般小型显示设备，存在降低成本的巨大需求，并且希望配置层数尽可能少的像素阵列。

此外，对于显示设备的显示单元，需要提高所谓的孔径比，使像素间距更细，以提高高清显示容量并改善显示亮度，该孔径比由对显示亮度作出贡献的孔径与阻光部分之间的面积比来限定。

然而，为了实现图像的高清显示，有必要在原本较小的屏幕区域中布置大量像素，使得必须使像素尺寸更小。即，如何减小像素尺寸是技术问题。然而，具有更小尺寸的像素的实现几乎伴随着半导体技术的微加工的进步。

如上所述，存在像素变得更小的趋势，但不是始终能够与像素的细化成比例地减小电气和电子电路的尺寸，这种电路例如用于驱动液晶以调制光的开关器件和辅助电容器。这是因为开关器件和辅助电容器是通过微加工技术在例如半导体基板或玻璃基板等基板上形成的，但是由于半导体工艺的局限性，可实现的线宽度是有限的。此外，即使更精细的工艺在技术上是可能的，从工厂投入的角度来说，在一段时间上也会造成成本增加。

液晶显示设备的问题在于，由于上述伴随细化的局限性，阻挡关的区域增大，即，孔径比减小，整个显示设备的光利用效率降低。存在如下权衡关系：当试图通过像素细化来提高图像质量时，光利用效率降低。相应地，存在的技术问题在于实现高图像质量和高效率图像显示设备，并同时实现高清图像。

具体地，在小型显示设备的情况下，由于上述伴随细化的局限性，占据像素区域的配线的比率以及接触孔区域的比率极其大，孔径比的减小很显著。对于细化的像素，必须尽可能多地减少像素中配线的数量以及接触孔的数量。

此外，如在非专利文献1中公开的，近来立体图像显示设备及其应用的应用领域很广。作为示例，可以依据显示设备的应用来采用如下配置：沿着数据线延伸的方向执行图像分离。然而，本发明的发明人发现即使按照上述配置设计专利文献2公开的像素结构，同时保持专利文献1公开的像素的孔径形状和阻光形状，也无法实现高孔径比和高图像质量。

下面更具体地说明本发明的发明人的发现。如上所述，根据常规技术，栅极线延伸的方向与图像分离方向一致，因此可以得到与栅极线在同一层上形成的充电电容器线的延伸方向沿着与图像分离方向相同的方向，从而不与图像分离单元发生干扰。类似地，当将专利文献2中公开的像素结构应用于沿数据线延伸的方向分离图像的显示设备时，形成材料与数据线相同的充电电容器线必须沿图像分离方向延伸。

一般而言，在形成开关器件时为了保护数据线免受工艺固有的任何损害，通常在形成栅极线之后的工艺步骤中形成数据线，即，在基板上，数据线形成在栅极线之上的层中。如果数据线形成在栅极线之上的层中，并且数据线和充电电容器线形成在同一层，则充电电容器线不得不在每单位面积相对电容率(relativeelectricpermittivity)较小的层之间形成充电电容器，则不得不使用较大面积来形成给定的充电电容器。这导致孔径比不足，从而透射率降低。

此外，在专利文献2中公开的显示设备中，充电电容器4CS可以具有更高的每单位面积相对电容率，从而在与栅极线G形成在同一层上的硅层4SI与充电电容器电极之间时，可以减小面积。然而，在这种情况下，必须提供新接触孔4CONT以将充电电容器电极连接至充电电容器线CS，从而无法得到足够的像素孔径比，导致透射率降低。

此外，根据专利文献2中公开的显示设备的像素结构，与栅极电极在同一层上的充电电容器线CS沿图像分离方向横穿开关器件(TFT)的外周，使得沿位于梯形上底处的阻光部分的Y轴方向的宽度成为如下宽度：充电电容器线CS的线宽度加上与TFT区域的布线间隔。在不改变工艺规则的情况下，无法减小Y轴方向上实质上梯形的上底的宽度，从而在像素具有较窄间距的情况下，相对于Y轴方向上孔径区域的宽度，覆盖实质上梯形的上底的、沿Y轴方向的阻光部分的宽度变得较大。结果，孔径比下降。当图像分离单元加大覆盖实质上梯形的上底的阻光部分的图像时，观看者在视觉上将其识别为显示单元上的暗点或条纹，从而降低了显示质量。

在该说明书中，如上所述，亮度的周期性变化(在一些情况下可以是颜色的变化)，具体是源于不同角度方向上不同图像的显示的亮度角度波动，被定义为“3D莫尔条纹”。此外，针对其他视点的图像的混合以及图像到针对给定视点的图像的泄漏被定义为“3D串扰”。

一般而言，由具有不同周期的结构性对象的干涉产生的条纹图案称为“莫尔条纹”。莫尔条纹是依据结构性对象的周期性及其间距而产生的干涉条纹，3D莫尔条纹是由于图像分离单元的成像特性而产生的亮度变化。因此，在本说明书中3D莫尔条纹和莫尔条纹是不同的。

3D莫尔条纹不会成为依赖于观看位置的问题，但是当沿角度方向亮度波动较大时，对于立体观看可能具有不期望的效应，从而希望将亮度波动设定为等于或小于预定值。

发明内容

鉴于上述情况提出了本发明，本发明的示例目的是提供一种图像显示设备，一种图像显示设备的驱动方法以及终端设备，能够实现高孔径比和均匀亮度并提高图像质量。

为实现上述目的，根据本发明第一示例方面的图像显示设备包括：

显示元件，包括子像素，在显示元件上以矩阵形式布置有多个显示单位(unitofdisplay)，多个显示单位至少包括显示第一视点图像的子像素和显示第二视点图像的子像素；以及

光学分配器，沿第一方向分配从第一视点子像素和第二视点子像素发射的光；其中，

所述光学分配器具有平行于与第一方向正交的第二方向的光学轴；

每个子像素包括传送用于显示图像的显示信号的开关件、以及形成电容的充电电容器电极；

显示元件包括：数据线，沿第一方向延伸并提供显示信号；栅极线，沿第二方向延伸并控制开关件；以及充电电容器线，沿第二方向延伸并沿第二方向电连接充电电容器电极；

经由数据线之一彼此面对的一对子像素中的一个子像素的开关件连接至数据线和栅极线；

另一个子像素的开关件连接至与所述一个子像素的开关件连接的数据线相同的数据线，并连接至与所述一个子像素的开关件连接的栅极线不同的栅极线；

所述一对子像素中每个子像素的充电电容器电极以及开关件的电极是等同地电连接的；

栅极线的至少一部分沿着与所述第二方向不同的方向倾斜以与光学轴交叉；以及

至少一部分充电电容器线沿着栅极线设置。

根据本发明第二示例方面的图像显示设备是驱动根据第一示例方面的图像显示设备的方法，其中以每两条栅极线为单位扫描栅极线，以每两条栅极线为单位将像素的电压极性反转，并且以每两条数据线为单位将传送的显示信号的极性反转。

根据本发明第三示例方面的终端设备包括根据上述第一示例方面的图像显示设备。

本发明能够实现高孔径比和均匀亮度并提高图像质量。

附图说明

通过参照附图和如下详细描述，本发明的上述目的以及其他目的和优点将显而易见，附图中：

图1是根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的平面图；

图2是根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的横截面视图；

图3是根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的子像素的平面图；

图4是根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的子像素的平面图；

图5是根据本发明第一示例实施例的子像素中倾斜的配线的横截面视图；

图6是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的黑矩阵的平面图；

图7是示出了根据本发明第一示例实施例的显示元件的平面图；

图8是示出了其上安装有根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的便携式设备的透视图；

图9是示出了其上安装有根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的便携式设备的透视图；

图10是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示设备中至数据线的点反转驱动输入的极性的表；

图11是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示设备的子像素极性的示意图；

图12是示出了在使用双凸镜状透镜时的光学模型的横截面视图；

图13是示出了曲率半径最小以计算双凸镜状透镜的图像分离条件的状态的光学模型图；

图14是示出了曲率半径最大以计算双凸镜状透镜的图像分离条件的状态的光学模型图；

图15A是示出了根据本发明第一示例实施例子像素中垂直孔径宽度分布的图表；

图15B是示出了根据本发明第一示例实施例子像素中亮度分布的图表；

图16是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示设备示意亮度分布的图；

图17是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示设备如何收集光的概念图；

图18是示出了应用了空间图像方案的立体图像显示设备的概念图；

图19是示出了根据本发明第二示例实施例的图像显示设备的子像素的平面图；

图20是示出了根据本发明第二示例实施例的子像素中倾斜的配线的横截面视图；

图21是示出了根据本发明第三示例实施例的图像显示设备的子像素的平面图；

图22是示出了根据本发明第三示例实施例的子像素中倾斜的配线的横截面视图；

图23是示出了根据本发明第三示例实施例的子像素中倾斜的配线的横截面视图；

图24是示出了根据本发明第三示例实施例的修改实施例的图像显示设备的子像素的平面图；

图25是示出了根据本发明第三示例实施例的修改实施例的图像显示设备的黑矩阵的平面图；

图26A是示出了根据本发明第三示例实施例的图像显示设备的垂直孔径宽度分布的图表；

图26B是示出了根据本发明第三示例实施例的图像显示设备的亮度分布的图表；

图27是示出了根据本发明第四示例实施例的图像显示设备中至数据线的点反转驱动输入的极性的表；

图28是示出了根据本发明第四示例实施例的图像显示设备的子像素极性的示意图；

图29是示出了现有技术立体图像显示设备的显示元件的平面图；以及

图30是示出了现有技术立体图像显示设备的显示元件的平面图。

具体实施方式

参照附图详细说明根据本发明示例实施例的图像显示设备。

<第一示例实施例>

首先，说明根据本发明第一示例实施例的图像显示设备、图像显示设备的显示元件和图像显示设备的驱动方法。

如图1和2所示，根据本示例实施例的图像显示设备1包括显示元件2、双凸镜状透镜3和背光15。显示元件12是使用液晶分子作为电光元件的液晶板。双凸镜状透镜3设置在显示元件2的显示表面侧，即，最接近用户的那一侧。背光15放置在显示元件2的背面。

如图1所示，显示单位4U、4U’、4U”和4U”’在显示元件2的显示部分中布置成矩形。显示单位4U包括左眼像素4L和右眼像素4R，显示单位4U’、4U”和4U”’也包括左眼像素和右眼像素。换言之，显示元件2是包括用于显示左眼图像的子像素和用于显示右眼图像的子像素以用于从两个视点进行立体显示的液晶显示板。在以下说明中，构成显示单位4U、4U’、4U”和4U”’的像素称为“子像素”，而不再左眼像素4L和右眼像素4R之间进行区分。换言之，可以说显示单位4U包括彼此相邻的两个子像素4S。如图3和4所示，显示单位4U、4U’、4U”和4U”’在TFT基板2a上的布局不同；然而，它们全都包括左眼像素4L和右眼像素4R。因此，将它们集体称为“显示单位4U”，以说明共同结构。此外，在以下说明中，“显示部分”是指显示元件2的整个屏幕区域，“显示区域”是指子像素4S的孔径。

图2所示双凸镜状透镜3是透镜阵列，具有按照一维对齐方式布置的多个柱面透镜3a。柱面透镜3a是具有马掌形状的凸起部分的一维透镜。柱面透镜3a延伸的方向，即长度方向，在显示表面上与布置方向正交。柱面透镜3a在延伸方向上不具有透镜效应，而是仅在作为正交方向的布置方向上具有透镜效应。因此，柱面透镜3a可以用作仅在布置柱面透镜3a的方向上具有透镜效应的一维透镜阵列。柱面透镜3a的布置方向设定为交替布置左眼像素4L和右眼像素4R的方向。柱面透镜3a各自放置为与上述显示单位4U相对应。

如上所述，柱面透镜3a仅在正交于延伸方向的方向上具有透镜效应。在本示例实施例中，透镜效应发生的方向与交替布置左眼像素4L和右眼像素4R的方向一致。结果，柱面透镜3a用作能够在不同方向上分离来自左眼像素4L的光和来自右眼像素4R的光的光束分离单元。相应地，柱面透镜3a可以在不同方向上分离由每个显示单位的左眼像素4L显示的图像和由每个显示单位的右眼图像4R显示的图像。即，柱面透镜3a是用作图像分离单元和图像分配单元的光学组件。柱面透镜3a的焦距设定为柱面透镜3a的主点(即，透镜的顶点)与像素表面(即，布置有左眼像素4L或右眼图像4R的表面)之间的距离。

在以下说明中，为方便起见，如下定义X、Y和Z笛卡尔坐标系。在交替布置左眼像素4L和右眼像素4R的方向上，从右眼像素4R到左眼像素4L的方向被定义为+X方向，其相反方向定义为-X方向。+X方向和-X方向统称为X轴方向。此外，柱面透镜3a的长度方向定义为Y轴方向。此外，与X轴方向和Y轴方向两者正交的方向定义为Z轴方向，在Z轴方向上，从布置有左眼像素4L或右眼图像4R的表面到柱面透镜3a的方向定义为+Z方向，其相反方向定义为-Z方向。+Z方向朝向前，即，朝着用户，用户在+Z侧观看显示元件2的表面。+Y方向是建立右手坐标系的方向。即，当人右手的大拇指指向+X方向并且食指指向+Y方向时，中指指向+Z方向。在附图中，具有符号x的原点指示了从纸张的前面到后面的方向是正方向，具有实心圆的原点指示了从纸张的后面到前面的方向是正方向。

当如上定义了X、Y和Z笛卡尔坐标系时，柱面透镜3a的布置方向是X轴方向，沿着X轴方向分离左眼图像和右眼图像。此外，各自包括左眼像素4L和右眼像素4R的每个显示单位4U在Y轴方向上布置在一条线上。X轴方向上显示单位4U的布置周期实质上等于柱面透镜3a的布置周期。柱面透镜3a对应于沿Y轴方向布置显示单位4U的线。

如图11所示，在本示例实施例中，像素4P由沿Y轴方向布置的3个显示单位4U限定，每个显示单位4U的颜色为红、绿或蓝。各个颜色红、绿和蓝的滤色器沿X轴方向延伸，并且沿Y轴方向，以类似条纹的图案，重复地布置红、绿和蓝滤色器。滤色器的颜色顺序不限于该配置。此外，颜色种类不限于该配置，以类似条纹的图案重复地布置具有M个颜色的滤色器，M等于或大于3。在本示例实施例中，在液晶层5LC侧，在相对基板2b的表面上设置滤色器和黑矩阵。

如图2所示，显示元件2的TFT基板2a和相对基板2b布置为两者之间具有微小间隔，并且液晶层5LC布置在该间隔中。液晶层5LC设定为例如处于透明TN模式。本发明不限于该配置，可以采用其他液晶模式。TFT基板2a布置在显示元件2的-Z方向侧，相对基板2b布置在+Z方向侧。即，双凸镜状透镜3布置在相反基板2b的另一+Z侧。此外，极化板11粘贴在TFT基板2a的-Z侧和相反基板2b的+Z侧。

显示元件2是包括TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵液晶显示板。TFT用作向每个子像素提供显示信号的开关，流经与每个开关的栅极连接的栅极线G的栅极信号控制该开关。在本示例实施例中，沿列方向(Y轴方向)延伸的栅极线G1到G7布置在液晶层5LC侧TFT基板2a的表面上(+Z方向侧的表面)。下文中，栅极线G1到G7统称为栅极线G。此外，沿行方向(X轴方向)延伸的数据线D1到D13布置在TFT基板2a的相同表面上。下文中，数据线D1到D13统称为数据线D。这里，数据线D用于向薄膜晶体管提供显示数据信号。

在本示例实施例中，栅极线G弯曲但沿Y轴方向延伸过若干弯曲处，并沿X轴方向布置。此外，数据线D弯曲但沿X轴方向延伸过若干弯曲处，并沿Y轴方向布置。子像素4S(左眼像素4L或右眼像素4R)布置在栅极线G与数据线D的相交处附近。

具体地，图1中为了清楚示出每个子像素4S与栅极线G和数据线D的连接关系，例如，将连接至数据线D3和栅极线G2的子像素4S指示为P32。即，字母P之后的编号是数据线D的编号，前一编号之后的编号是栅极线G的编号。

如图3和4所示，子像素4S中设置有像素电极4PIX、像素薄膜晶体管4TFT以及充电电容器电极CS2。充电电容器电极CS2与充电电容器线CS形成在同一层中，并且电连接至充电电容器线CS。充电电容器4CS经由绝缘膜主要形成在充电电容器电极CS2与包括硅层4SI的电极之间。这里，硅层4SI与薄膜晶体管4TFT的硅层形成在同一层中。像素薄膜晶体管4TFT是MOS薄膜晶体管，其源电极或漏电极中的一个通过接触孔4CONT1连接至像素电极4PIX，并且另一方通过接触孔4CONT2连接至像素电极4PIX。因此，像素电极4PIX电连接至包括硅层4SI的电极，并具有相同电势。在本示例实施例中，连接至像素电极4PIX的电极称为源电极，连接至信号线的电极称为漏电极。像素薄膜晶体管4TFT的栅电极连接至栅极线G。此外，相对电极4COM形成在液晶层5LC侧的相对基板上，像素电容器4CLC形成在相对电极4COM与像素电极4PIX之间。

在图3和4中，由灰色、黑色、虚线和粗线分别指示接触孔CONT1、接触孔CONT2、像素电极4PIX和硅层4SI的相应轮廓。

在图1中，为了清楚显示每个子像素4S与栅极线G和数据线D的连接关系，提取并示出了图3所示的像素薄膜晶体管4TFT和像素电极4PIX。在图3和4中，适当地改变了结构性元件的相应尺寸和比例，以保持附图的可视性。

如图1所示，在本说明书中，相邻的栅极线G和数据线D包围的区域形成对应于子像素4S的像素区域。在这种子像素4S中形成孔径。

像素包括沿Y轴方向布置的三个显示单位4U，并且是具有3列乘2行的子像素的方形。当沿X轴方向的子像素4S的间距是Px，沿Y轴方向的子像素4S的间距是Py时，像素间距Pu是3xPy或2xPx，满足以下关系表达式：

[数学表达式1]

Pu＝2×Px＝3×Py

如图5所示，在液晶层5LC侧在相对基板2b上设置了黑矩阵60，作为覆盖子像素4S中除孔径之外的所有其他部分的阻光部分。此外，如图6所示，黑矩阵60覆盖像素薄膜晶体管4TFT、栅极线G和数据线D，并且以实质上梯形形状具有开口。在本示例实施例中，将除阻光部分以外的区域定义为孔径。换言之，黑矩阵60不存在的区域是孔径。此外，在本示例实施例中，使用术语“阻光部分”，但是不具体限制到黑矩阵60，而是阻挡光的那个部分。因此，黑矩阵60可以不设置在数据线D或栅极线G上，可以仅覆盖像素薄膜晶体管4TFT和充电电容器电极CS2。在这种情况下，数据线D和栅极线G用作阻光部分。

当本说明书使用XY平面上的表达“上”和“下”或“低”时，“上”或“下”方向是与Y轴方向平行的方向，“上”侧是+Y方向，“下”或“低”侧是-Y方向。如上所述，由于阻光部分的形状，子像素4S可以视为是梯形形状，从而在以下说明中，这种子像素称为实质上梯形像素，并且较长边定义为下底，较短边定义为上底。孔径形状不限于梯形，可以是平行四边形、多边形、椭圆形、半圆性等。

如图6所示，实质上梯形像素的孔径中上底的长度由附图标记X1指示。此外，沿X轴方向从阻光部分的中央到与实质上梯形像素的上底相交处，实质上梯形像素的斜边的长度由附图标记X2指示。则斜边区域中实质上梯形像素沿X方向的宽度是2×X2。此外，在X轴方向上相邻子像素中，实质上梯形像素的相应孔径沿X轴方向彼此交叠的区域的宽度由附图标记X3指示。此外，实质上梯形像素的孔径的孔径宽度由附图标记Y1指示。在实质上梯形像素的上底处沿阻光部分的Y方向的宽度为Y2，在实质上梯形像素的下底处布置的阻光线的沿Y方向的宽度是2×Y3。相应地，基于X轴方向上子像素4S的间距Px、Y轴方向上的间距Py、以及实质上梯形像素的阻光部分与孔径之间的关系，满足以下关系表达式。

[数学表达式2]

Px＝X1+2×X2

[数学表达式3]

Py＝Y1+Y2+2×Y3

图3和4所示像素薄膜晶体管4TFT是多晶硅薄膜晶体管，其使用多晶硅作为半导体。多晶硅的示例是包含微量硼的p型半导体。即，像素薄膜晶体管4TFT是PMOS薄膜晶体管，当相对于源电极或漏电极的电势，栅电极的电势变为低水平时，源电极和漏电极电导通。

例如通过在TFT基板2a上形成二氧化硅层，在其上形成无定形硅层并使无定形硅层成为多晶的，来形成多晶硅薄膜。使无定形硅层成为多晶的示例技术是热退火和激光退火。具体地，在使用例如受激准分子激光器等激光器进行激光退火的情况下，可以只加热硅层，并使该硅层成为多晶的，同时将玻璃基板的温度上升限制到最小。相应地，当采用激光退火时，可以使用具有低熔融点的无碱玻璃。因此，可以降低成本，使得多晶薄膜晶体管广泛使用并成为低温多晶硅。可以通过跳过退火步骤来实现无定形硅薄膜晶体管。

下面，在多晶体层上形成将作为栅极绝缘层的二氧化碳层，并按照需要对该层进行图案化。在该工艺中，优选的是在要用作硅薄膜的半导体层的那个部分之外的其他区域中掺杂离子，以使这些区域导电。该工艺可以用于形成硅层4SI。图案化的示例方案是使用光敏抗蚀剂的光学图案化。在示例情况下，在对光敏抗蚀剂进行旋转涂布之后，从例如步进器等曝光设备部分地发射光，光敏抗蚀剂的膜仅留在应该通过显影工艺来形成的图案所在的部分上。此后，通过干法蚀刻等去除没有留下光敏抗蚀剂膜的区域处的硅层，最后剥离光敏抗蚀剂膜。

接着，形成无定形硅层和硅化钨层，并对这些层进行图案化以形成栅电极等。此时，可以同时形成连接至栅电极的栅极线、充电电容器电极和充电电容器线。接着，按照需要，形成并图案化二氧化硅层和氮化硅层，并且形成铝层和钛层以形成源电极和漏电极。此时，可以同时形成数据线。

接着，形成氮化硅层并按需对其进行图案化，并且形成并图案化例如ITO(氧化铟锡)等透明导电膜，从而形成像素电极。通过上述工艺，可以形成具有薄膜晶体管的像素结构。可以使用该薄膜晶体管同时形成对栅极线、数据线和充电电容器线进行驱动的电路。

如图7所示，显示元件2是针对横向显示(宽屏)设计的显示板，长边沿X轴方向，短边沿Y轴方向。在示例中，显示元件2具有屏幕分辨率WVGA，沿X轴方向800个像素，沿Y轴方向480个像素。如上所述，显示单位4U由对应于两个视点的两个子像素构成。一个像素由三个显示单位4U构成，显示单位4U的颜色为三色。在这种情况下，显示单元6中使用的数据线和栅极线的数目如下：沿Y轴方向布置的数据线的数目是480x3＝1440，沿X轴方向布置的栅极线的数目是800x2＝1600。因此，图7所示显示元件2具有的数据线少于栅极线。

此外，在显示元件2的短边处，在TFT基板2a上安装有用于控制视频信号的驱动器IC7。驱动器IC7的输出连接至显示单元6的数据线。一般而言，驱动器IC7的输出管脚间距小于数据线间距。因此，必须散布从驱动器IC7的输出管脚向数据线延伸的配线，因此必需有到显示单元6的给定距离。随着针对相同输出管脚间距，进行连接的数据线的数目降低，显示单元6与驱动器IC7之间的距离可以减小。在以横向模式使用显示单元6的情况下，当数据线水平延伸，即沿X轴方向水平延伸至短边时，相比于当数据线垂直延伸至长边时，数据线的数目可以减少。因此，水平延伸的数据线允许更小的框架。此外，更小数目的数据线可以减少必需的驱动器IC7的数目，降低成本并降低驱动器IC7的工作负载。此外，可以在驱动器IC7中安装针对数据信号的复用器电路，并且可以在TFT基板2a上提供切换电路，该切换电路根据复用器电路的操作，以时间共享方式对驱动器IC7输出的数据信号进行排序。以这种方式，可以进一步减少从驱动器IC7的输出要连接的数据信号配线的数目。

在本示例实施例中，与像素薄膜晶体管同时地在TFT基板2a上形成对栅极线进行相继扫描的栅极驱动器电路。因此，可以减小显示元件2长边处的框架宽度。通过在短边处布置驱动器IC7，并通过在长边处集成栅极驱动器电路，可以减小显示元件2的框架的相应侧边。此外，通过减小框架的尺寸，可以减小显示元件2的尺寸。相应地，增大了从母板获得的显示元件2的个数，从而降低成本。此外，通过在TFT基板2a上一体地形成子像素和栅极驱动器电路，可以减少驱动器电路的部件的数目，带来成本降低和极少的能耗。

屏幕分辨率不限于上述配置。相应地，如果针对N个视点并且其中一个像素着色为K个颜色的显示元件2具有的屏幕分辨率为沿X轴方向布置Mx个像素，沿Y轴方向布置My个像素，在满足关系N×Mx＜K×My的情况下，这种显示元件2可以带来上述效果。

在本示例实施例中，如图3所示，栅极线G、充电电容器线CS和充电电容器电极CS2与像素薄膜晶体管4TFT的栅电极形成在同一层上。此外，充电电容器4CS形成在硅层4SI和充电电容器电极CS2之间。如上所述，硅层4SI通过接触孔4CONT1连接至数据线D，子像素4S中在像素电极4PIX侧提供的另一接触孔4CONT2用于在充电电容器4CS和像素电极4PIX中电连接硅层4SI。

在本示例实施例中，使用表达方式“相邻像素对”，这表示分别位于数据线D一侧的两个子像素连接至这些子像素之间的该数据线D。即，通过相邻像素对之间布置的数据线D向像素提供视频数据的数据电势，以配置相邻像素对。例如，如图3所示，在Y轴方向的左边并排布置的两个子像素4S配置成相邻像素对4PAIR1。此外，如图4所示，在Y轴方向的左边并排布置的两个子像素4S配置成相邻像素对4PAIR2。为说明共同结构，下文中将相邻像素对4PAIR1和4PAIR2统称为4PAIR。

通过不同的栅极线G，对配置成相邻像素对4PAIR的各个子像素进行控制以进行开关操作。在图3左侧的相邻像素对4PAIR中，在-Y方向侧的子像素4S由-X方向侧布置的栅极线控制，在+Y方向侧的子像素4S由+X方向侧布置的栅极线控制。

在图3中，在数据线D延伸的方向上(即，X轴方向上)相邻的相邻像素对4PAIR的两个子像素4S不连接至共同的数据线D，而是连接至不同的数据线D。这是因为在子像素4S沿Y轴方向偏移一个像素的状态下，相邻像素对4PAIR在X轴方向上相邻。这种布置使得能够将必须的配线数目减到最小，从而提高孔径比。

参照图1，将确认像素的布置关系。首先，关注于由像素P31和P32配置成的相邻像素对来进行说明。为简化说明，该相邻像素对表示为相邻像素对(P31，P32)。相邻像素对(P23，P22)和与相邻像素对(P31，P32)相邻的相邻像素对(P42，P43)沿+X方向。相邻像素对(P22，P23)具有作为共同数据线的数据线D2。短语“共同数据线”表示相邻像素对的各个像素连接至在各个像素之间布置的共同数据线，并且以预定时序在各个像素中写入通过该共同数据线提供的数据电势。相邻像素对(P31，P32)具有数据线D3作为共同数据线，从而可以表达为相邻像素对(P31，P32)和(P22，P23)彼此的共同数据线不同。注意各个共同数据线D彼此相邻。

另一相邻像素对(P42，P43)沿+X方向与相邻像素对(P31，P32)相邻。类似地，这些相邻像素对彼此的共同数据线不同。

此外，沿+X方向相对于相邻像素对(P23，P22)或相邻像素对(P42，P43)布置有相邻像素对(P34，P33)。与相邻像素对(P31，P32)类似，相邻像素对(P34，P33)具有数据线D3作为共同数据线。即，针对每个像素列，布置具有相同的数据线D作为共同数据线的相邻像素对。换言之，与配置右眼像素4R的相邻像素对连接的数据线D不连接至配置左眼像素4L的相邻像素对。

在由像素P22和P23配置的相邻像素对中，相对于共同数据线D2位于-Y方向侧的像素P22由位于-X方向侧的栅极线G2控制，相对于数据线D2位于+Y方向侧的像素P23由位于+X方向侧的栅极线G3控制。即，相邻像素对具有上下布置的相应子像素，以将共同数据线D夹在之间，+Y侧的子像素与+X侧的栅极线G连接。

相反，在由像素P31和P32配置的相邻像素对中，相对于共同数据线D3位于-Y方向侧的像素P32由位于+X方向侧的栅极线G2控制，相对于数据线D3位于+Y方向侧的像素P31由位于-X方向侧的栅极线G1控制。即，相邻像素对具有上下布置的相应子像素，以将共同数据线D夹在之间，+Y侧的子像素与-X侧的栅极线G连接。在沿+X方向相邻的子像素列中，+Y侧的子像素由-X侧的栅极线G控制的相邻像素对布置在相对于相邻数据线D的-Y侧。结果，沿着倾斜方向布置相同类型的相邻像素对。换言之，本示例实施例包括：相邻像素对，其中+Y侧的子像素连接至-X侧的栅极线G；以及相邻像素对，其中+Y侧的子像素连接至+X侧的栅极线G。

图3所示像素布局对应于图1中相邻像素对(P34，P33)与沿+X方向相邻的子像素P25和P45之间的关系。此外，图4所示像素布局对应于例如图1中相邻像素对(P31，P32)与子像素P22和P42之间的关系。通过在X方向和Y方向上交替地布置如图3和4所示的子像素，形成本示例实施例的显示元件2中TFT基板2a的像素阵列。

此外，以实质上梯形形状形成每个子像素中的显示区域，即，用于显示的区域。像素电极4PIX的形状也是对应于显示区域的形状的实质上梯形。可以表示出相邻像素对4PAIR1和4PAIR2，使得布置具有实质上梯形显示区域的两个子像素，以联结梯形的相应上底。像素薄膜晶体管4TFT布置在成实质上梯形形状的显示区域的上底处，并且配置相邻像素对4PAIR1和4PAIR2。在本示例实施例中，像素薄膜晶体管4TFT布置在相邻的子像素4S的上底之间，这些子像素的显示区域的上底彼此面对，以达到更大孔径比的目的。

充电电容器线CS布置为连接沿栅极线G的延伸方向(即，Y轴方向)相邻的子像素4S的各个充电电容器电极CS2。类似像素薄膜晶体管4TFT，在每个子像素中，充电电容器电极CS2布置在实质上梯形形状的显示区域的上底边处。因此，可以在构成相邻像素对4PAIR的子像素的相应上底之间高效地布置形成充电电容器4CS的区域，从而进一步提高孔径比。

在各个相邻像素对4PAIR1和4PAIR2处提供的像素薄膜晶体管4TFT可以各自采用形成为矩形形状并且一侧开口的双栅极结构，并且布置为使得各个开口侧彼此面对。充电电容器电极CS2形成在双栅极结构的像素薄膜晶体管4TFT之间，以彼此面对，并且充电电容器4CS形成在每个子像素4S处提供的硅层4SI与充电电容器电极CS2之间。

相邻像素对4PAIR1和4PAIR2中像素薄膜晶体管4TFT的相应沟道布置为与图像分离方向(即，X轴方向)平行。沟道是像素薄膜晶体管4TFT的工作部分，在整个子像素4S中应该是均匀的。在沟道区的上层处，数据线D沿着不同于图像分离方向(即，X轴方向)的方向倾斜。此外，在充电电容器电极CS2上数据线D沿着不同于图像分离方向的方向倾斜。如上所述，在像素薄膜晶体管4TFT和充电电容器电极CS2(两者都布置在梯形上底处)的上层处，数据线D沿X轴方向延伸通过多个弯曲部。在梯形上底处数据线D的弯曲使得能够实现数据线D的高效布置，从而提高孔径比。此外，由于像素薄膜晶体管4TFT的沟道布置为平行于X轴方向，所以在使用激光退火来形成多晶硅薄膜的情况下，通过根据受激准分子激光器扫描方向对像素薄膜晶体管4TFT的沟道进行等同地取向，可以使晶体管特性均匀。

充电电容器线CS电连接至充电电容器电极CS2。因此，构成相邻像素对4PAIR的各个子像素的充电电容器电极CS2具有相同电势。由于相邻像素对4PAIR中的实质上梯形像素联结在一起，使得梯形的相应上底彼此面对，所以可以通过提供共同充电电容器电极CS，减少浪费的空间，来高效地确保用于形成充电电容器4CS的面积。相应地，相比于常规技术可以增大孔径比并提高透射率。

如上所述，与构成右眼像素4R的相邻像素对4PAIR相连的数据线D不连接至构成左眼像素4L的相邻像素对4PAIR。因此，在奇数号的数据线D1、D3、D5、D7、D9、D11和D13以及偶数号的数据线D2、D4、D6、D8、D10和D12彼此独立地被驱动的情况下，右眼像素4R和左眼像素4L可以分离地工作以显示简化的视差图像。可以在显示元件2上安装双凸镜状透镜3的制造工艺中，通过分离地向偶数号数据线D提供信号和向奇数号数据线D提供信号，来简单地检查立体可视性；则可以改善后续工艺中的生产产出。可以每次向偶数号线或奇数号线提供相同信号。可以在TFT基板2a上与像素薄膜晶体管TFT并发地形成用于在偶数号和奇数号线之间改变输入信号的开关。这样，可以简化检查装置。

如图8和9所示，根据本示例实施例的图像显示设备1可以安装在蜂窝电话9上。在图8中，图像显示设备1的X轴方向是蜂窝电话9的屏幕的垂直方向，图像显示设备1的Y轴方向是蜂窝电话9的屏幕的水平方向。图8所示蜂窝电话9的屏幕部分具有包括转动轴的铰接件，并如图9所示可自由转动。因此，可以根据使用环境改变显示屏的取向，使得图像分离方向(即，X轴方向)实质上平行于将观看者的双眼相互连接的线，从而用户可以容易地观看立体显示。此外，由于根据本示例实施例的显示元件2具有上述窄的框架，所以可以将图像显示设备1合适地应用于便携式设备，而不会对便携式设备所需的功能、设计和可操作性造成劣化。

下面，描述根据本示例实施例的子像素结构及其效果。这里，垂直孔径比是在使用沿正交于图像分离单元的图像分离方向(在本示例实施例中，X轴方向)的方向延伸(Y轴方向)的线段切割子像素时，用Y轴方向上孔径的总宽度除以Y轴方向上子像素间距而得到的值。在多视点显示设备中，为了减少3D串扰的发生并提高立体图像质量，必须使垂直孔径比最大，同时保持子像素的垂直孔径比实质上恒定，而无论水平位置如何。这里，希望最大化垂直孔径比，同时无论图像分离方向如何，保持垂直孔径比实质上恒定。

首先，关于栅极线G和数据线D的布置，优选的是应该将栅极线G和数据线D布置在每个子像素周围。这使得能够减少配线之间的死空间并提高孔径比。换言之，优选的是避免如下配置：各个栅极线G或各个数据线D彼此相邻，而中间没有介入子像素。这是因为当相同类型的配线彼此相邻时，必须使配线间隔开来，以抑制任何短路，这种间隔成为减小孔径比的死空间。

具体而言，在立体图像显示设备的情况下，至少将图像分离方向设定为图像显示设备的水平方向。在本示例实施例中，具有平行于Y轴方向的光学轴30的柱面透镜3a覆盖沿X轴方向相邻的右眼像素4R和左眼像素4L。如图3、4和6所示，光学轴30在显示单位4U的中央处与栅极线G和充电电容器线CS交叉。光学轴30几乎与线A-A'重合。这里，线A-A'是平行于Y轴并沿X轴方向穿过显示单位4U中央的虚拟线。线B-B’是平行于Y轴并沿X轴方向穿过相邻像素对4PAIR的中央的虚拟线。

另一方面，如图17和18所示，根据观看者的观看位置确定从双凸镜状透镜3的柱面透镜3a发出的光的方向。表现了图像分离的中心轴的线17朝向观看者。相对于图像分离的中心轴，右眼和左眼图像分别传递给左眼55L和右眼55R。柱面透镜3a具有凸起曲面，该凸起曲面的沿Z轴方向的最高点是顶点。当柱面透镜3a和显示单位4U具有相同间距时，在透镜凸起部分的纵向上，沿柱面透镜3a的顶点延伸的虚拟线段将是光学轴30。然而，在本示例实施例中，当从垂直于显示表面的方向看柱面透镜3a和显示单位4U时，柱面透镜3a的间距L不同于显示单位4U的间距Pu，所以柱面透镜3a的顶点不是始终与显示单位4U的中心线A-A'重合。这是因为表现了图像分离的中心轴的线17在观看者处汇聚，观看者看到的图像分离中心轴用作了表观光学轴30。在该说明书中，将从观看者的位置看到的图像分离的中心轴定义为光学轴30。如图18所示，由于表示图像分离轴的线17垂直于显示表面，并且在垂直于显示表面的方向上观察到的光学轴30在显示元件2的显示部分的中央处与线A-A'重合，所以呈现了图3、4和6中的示意图。

此外，栅极线G和充电电容器线CS必须从布置方向弯折，以便无论图像分离方向上的位置如何，均获得几乎恒定的垂直孔径比。栅极线G和充电电容器线CS在它们的倾斜部分处彼此靠近，并沿着梯形的斜边延伸。可以在梯形孔径的倾斜部分和上底和下底结构处，通过例如上述弯曲结构等因素来制约垂直孔径比。更具体地，对于与倾斜部分交叉的垂直线(例如图3、4和6中的线A-A')，黑矩阵60覆盖栅极线G和充电电容器线CS的倾斜部分的沿Y轴方向的宽度以及黑矩阵60在几乎梯形的像素的下底处覆盖数据线D的沿Y轴方向的宽度会影响垂直孔径比。此外，对于与子像素4S的中心交叉的垂直线(例如，图3、4和6中的线B-B’)，黑矩阵60在上底处覆盖充电电容器像素CS2的以及在上底处覆盖数据线D的在Y轴方向上的宽度会影响垂直孔径比。

线A-A'和线B-B’两者共同之处在于，在实质上梯形像素的下底处，黑矩阵60沿Y轴方向的阻光宽度。因此，说明将Y轴方向上下底的宽度最小化的结构。如上所述，必须在位于下底处的阻光部分处布置至少一条数据线D。为了最小化Y轴方向上下底的宽度，优选的是只有一条数据线D应该是结构性对象。例如，当在下底处布置薄膜晶体管4TFT时，Y轴方向上下底的宽度增加了与这种晶体管对应的大小，使得其不是优选的。具体地，在线A-A'中，布置下底以使下底彼此交叠，Y轴方向上下底宽度的增大具有较大影响。因此，优选地，尽可能避免在实质上梯形像素的下底处布置结构性对象。相应地，可以在减小Y轴方向上下底宽度的同时减少工艺数量。

接着，讨论线A-A'处倾斜配线沿Y轴方向的宽度。配线在该倾斜部分处弯曲。因此，该弯曲增大了沿Y轴方向的宽度。例如，该倾斜部分沿Y轴方向的宽度是W1/cosθ，其中θ是相对于X轴的倾斜角，W1是倾斜部分的线宽度。例如，当θ是60度时，该倾斜部分沿Y轴方向的宽度是宽度的两倍。如上所述，该倾斜部分沿Y轴方向的宽度受到因子为宽度的1/cosθ的影响。减小倾斜部分沿Y轴方向的宽度非常重要。

为减小倾斜部分的宽度，优选的是在倾斜部分上提供尽可能少的结构。例如，如果在倾斜部分上提供像素薄膜晶体管4TFT，则宽度相应地增大，并且沿Y轴方向的宽度增大的因子为1/cosθ。因此，在倾斜部分上提供某种结构不是优选的。然而，如上所述，倾斜部分上必须提供至少一根栅极线G。

最后，说明沿线B-B’，在Y轴方向上上底的宽度。如上所述，由于难以在下底和倾斜部分处布置薄膜晶体管4TFT和充电电容器电极CS2，所以有必要将它们布置在上底处。此外，减小Y轴方向上上底的宽度很重要。从图3可以明显看出，上底处具有沿Y轴方向的最大宽度的结构性对象是像素薄膜晶体管4TFT。此外，充电电容器电极CS2和像素薄膜晶体管4TFT必须分隔开，以防止短路。因此在本发明中，在彼此连接至不同子像素的两个像素薄膜晶体管4TFT之间提供共同的充电电容器电极CS2，以减小Y轴方向上上底的宽度。

基于图6所示距离，沿线A-A'的垂直孔径比A和沿线B-B’的垂直孔径比B可以通过一些公式来表达：

[数学表达式4]

A＝(Y1+Y2-W1/cosφ)/(Y1+Y2+2×Y3)

[数学表达式5]

B＝Y1/(Y1+Y2+2×Y3)

这里，配线的倾斜角限定为相对于0度的+X方向，沿逆时针方向的正角度。每个子像素4S中栅极线G沿不同于图像分离方向的方向而倾斜。每个子像素4S中充电电容器线CS沿不同于图像分离方向的方向而倾斜，并且与子像素4S中与之相邻的栅极线G具有相同的倾斜角。

充电电容器线CS与子像素4S中与之相邻的栅极线G平行。在上底沿+Y方向面对的相邻像素对4PAIR的子像素中，-X侧的栅极线G具有倾斜角θ1，+X侧的栅极线G具有倾斜角θ2＝-θ1。在上底沿-Y方向面对的子像素中，-X侧的栅极线G具有倾斜角θ’1＝-θ1，+X侧的栅极线G具有倾斜角θ’2＝θ1。

栅极线G布置在沿X轴方向相邻的子像素间的边界处，在栅极线G的倾斜部分附近，相邻子像素的像素电极的相应端部彼此靠近。因此，在栅极线G的倾斜部分附近，由于像素电极4PIX和栅极线G产生的电场的影响，干扰了液晶分子的取向，很可能发生向错(disclination)。相应地，由于从背光泄漏的光，对比度可能减小。具体地，在具有图像分离单元的立体显示元件的情况下，子像素的局部光泄漏增强，出现亮度不均匀，造成显示质量的降低。相应地，希望在栅极线G的倾斜部分附近提供阻光层，以减少光泄漏。在本示例实施例中，如图5和6所示，由相对基板2b上提供的黑矩阵60来覆盖栅极线G的上层，以阻挡光。希望TFT基板2a上配线的倾斜部分的倾斜角等于黑矩阵60的倾斜部分的倾斜角。希望考虑到针对TFT基板2a和相对基板2b的失交叠的裕度，将黑矩阵60加宽。

可以适当地使用在TFT基板2a处提供的配线材料，以代替黑矩阵60来阻挡光。当在TFT基板2a侧提供阻光部分时，可以在基板上对阻光部分进行高精度的图案化，使得阻光层的线宽度可以设定为较小，因此可以增大孔径比。具体而言，通过减小阻光层的线宽度，可以减少在左右分离图像间的边界处产生的3D莫尔条纹，从而提高立体图像的显示质量。

由于黑矩阵60覆盖栅极线G的倾斜部分，所以垂直孔径比可能受到TFT基板2a与相对基板2b的交叠精度的影响，并发生变化。希望设计为源自交叠精度的垂直孔径比的波动在±10％的范围内。

此外，为了在所需子像素中提高孔径比，希望实质上梯形像素的上底的阻光部分宽度Y2应该小于Y轴方向上梯形孔径的宽度Y1，并且应该满足以下关系：

[数学表达式6]

Y1＞Y2

栅极线G位于显示单位4U的中央，并主要负责左右图像分离性能。具体而言，当栅极线G具有较大倾斜角时，左右子像素的图像混合的区域X3增大，3D串扰增加。因此，栅极线G的倾斜角不能大。具体地，如图6所示，优选的是在左右图像混合的区域X3中包括的孔径占像素孔径比的10％或更少。

此外，为了减少3D串扰，希望满足以下关系：

[数学表达式7]

X1＞X2

此外，为了减少3D串扰并提高孔径比，希望增大X1。则希望满足以下关系：

[数学表达式8]

X1＞(2xX2)＞X3

一般而言，从充电电容器4CS的形成角度来讲，当在薄膜晶体管4TFT附近布置充电电容器线CS时是最高效的。这从如下事实显而易见：充电电容器4CS形成在与像素薄膜晶体管4TFT的漏极连接的电极和与充电电容器线CS连接的电极之间。具体地，在本示例实施例中，充电电容器电极CS2设置在用于控制相邻像素对4PAIR的各个子像素4S的像素薄膜晶体管4TFT之间，并且相邻像素对4PAIR具有共同充电电容器电极CS2，使得高效地布局用于形成充电电容器4CS的区域，从而提高孔径比。

在实质上梯形像素的上底处的像素薄膜晶体管4TFT分别控制+Y侧的像素和-Y侧的像素，+Y侧的像素和-Y侧的像素沿Y轴方向相邻。因此，在充电电容器电极CS2与数据线D之间的相交处，数据线D布置为沿不同于图像分离方向的方向倾斜。如图3所示，在充电电容器电极CS2的上层处倾斜的数据线D以相对于图像分离方向成角度θD2布置，并且连接至用于驱动相邻像素对4PAIR的像素薄膜晶体管4TFT。在充电电容器电极CS2的上层处布置的数据线布置为沿不同于图像分离方向的方向倾斜，使得减小无用空间，但是该无用空间可以用作针对充电电容器电极CS2的空间。

将数据线D和像素薄膜晶体管4TFT的硅薄膜部分布置为堆叠。数据线D布置为在硅薄膜部分的上层处沿不同于图像分离方向的方向倾斜。数据线D与X轴方向之间的角度在硅薄膜的上层处是θD1。

对于梯形上底处的像素薄膜晶体管4TFT、数据线D和接触孔4CONT1和4CONT2，它们之间的关系是围绕设置在充电电容器电极CS2上的数据线D的中心点周围的点而对称。在本示例实施例中，这种晶体管布局和这种数据线D布局最小化布局面积，从而提供像素的孔径比。

可以在TFT基板2a侧布置阻光层和滤色器。这提高了交叠精度，使得可以减小阻光层的宽度并提供孔径比。此外，通过减小覆盖栅极线G的阻光层的宽度，可以减少3D莫尔条纹，从而提高显示质量。

下面说明根据本示例实施例采用上述配置的图像显示设备1的驱动方法，即，显示操作。在本示例实施例中，通过点反转驱动(dotinversiondriving)驱动图像显示设备1。如图10所示，点反转驱动是如下驱动技术：针对每条数据线使传输的显示数据的极性相对于基准电势而反转，针对每条栅极线使通过每条数据线传输的显示数据的极性反转，并针对每一帧使显示数据的极性反转。点反转驱动称为1H1V反转驱动。这是因为针对沿水平方向(H方向)布置的每条数据线和针对沿垂直方向(V方向)布置的每条栅极线，反转极性。

由于点反转驱动，图像显示设备1实现了给定帧中如图11所示的子像素的极性。首先，当选择栅极线G1时，向数据线D1传输具有正极性的显示数据，并在像素P11中写入具有正极性的电压。此外，向数据线D2传输具有负极性的显示数据。类似地，分别向数据线D3、D5、D7、D9、D11和D13传输具有正极性的多个显示数据，并分别向数据线D4、D6、D8、D10和D12传输具有负极性的多个显示数据。接着，当选择栅极线G2时，将所有数据线的相应极性反转。即，分别向数据线D1、D3、D5和D7传输具有负极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D4和D6传输具有正极性的多个显示数据。类似地，当分别选择栅极线G3、G5和G7时，应用与选择栅极线G1时的状态相同的状态，并且当选择栅极线G4时，应用与选择栅极线G2时的状态相同的状态。当该帧结束时，在下一帧中，进一步执行极性反转。即，当分别选择栅极线G1、G3、G5、G9、G11和G13时，分别向数据线D1、D3、D5和D7传输具有负极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D4、D6、D8、D10和D12传输具有正极性的多个显示数据。此外，当分别选择栅极线G2、G4和G6时，分别向数据线D1、D3、D5、D7、D9、D11和D13传输具有正极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D4、D6、D8、D10和D12传输具有负极性的多个显示数据。

由右眼像素4R配置的子像素组具有极性分布，该极性分布带来双线点反转(2H1V点反转)效果。对于由左眼像素4L配置的子像素组也是如此。因此，一只眼睛视觉上识别的图像的极性分布看起来似乎是针对沿水平方向(H方向)布置的每两条数据线D来反转极性，或者针对沿垂直方向(V方向)布置的每条栅极线G来反转极性。根据本发明示例实施例的极性分布的基本集合是沿X轴方向4个像素，沿Y轴方向4个像素，总共16个像素。

在本示例实施例中，当在每个像素中写入显示数据时，可以控制充电电容器线CS中的电势变化。这是因为对于相邻像素对4PAIR共同的充电电容器线CS不仅连接至在相继的两个栅极选择周期期间被写入具有正极性的显示数据的像素，还连接至被写入具有负极性的显示数据的像素。因此，可以抑制充电电容器线CS的电势朝着一侧极性的波动，并抑制在充电电容器线CS延伸的方向上发生的串扰，从而实现高质量显示。本示例实施例的配置通过一般的点反转驱动实现双线点反转效果以及每条充电电容器线CS的电势波动抑制效果，并使具有在相应底边侧相邻的梯形孔径的像素的相应极性相同。因此，以低成本实现了高质量显示。

点反转驱动中基准电势的示例是共同电极相对于像素电极的电势。然而，就精确的意义而言，向共同电极电势施加DC偏移，以减小薄膜晶体管4TFT的馈通(feed-through)效应，并且DC偏移不同于基准电势。

下文将描述根据本示例实施例的图像显示设备1的示例配置以及双凸镜状透镜3用作图像分配单元的条件。在本示例实施例中，图像分配单元必须将从各个子像素发出的光分配到不同方向，其中沿第一方向(即，X轴方向)布置有左眼像素4L和右眼像素4R。因此，首先将说明最大化图像分配效果的情况。

如图12所示，图像分离单元将从左眼像素4L和右眼像素4R发出的光分配到在表示图像分离中心轴的线17的任意侧的左眼和右眼观察区域。假设H是双凸镜状透镜3主点或顶点与子像素之间的距离，n是双凸镜状透镜3的折射率，L是透镜间距。这里，P是与沿图像分离方向的视点对应的子像素的间距。换言之，在本示例实施例中，左眼像素4L和右眼像素4R各自的沿X轴方向的间距Px是P。由左眼像素4L和右眼像素4R构成的显示单位4U的沿图像分离方向的布置间距Pu是2P。

此外，假设双凸镜状透镜3与观看者之间的距离是最优观看距离OD，并且距离OD处子像素的放大投影图像的周期(即，在平行于透镜并且与透镜相距距离OD的虚拟平面上左眼像素4L和右眼像素4R的投影图像的宽度的相应周期)是e。此外，假设沿X轴方向从位于双凸镜状透镜3的中央处的柱面透镜3a的中心到位于双凸镜状透镜3的端部的柱面透镜3a的中心的距离是WL，并且沿X轴方向从位于显示元件2的中央处的显示单位(即，左眼像素4L或右眼像素4R)的中心到位于显示元件2的端部处的显示单位4U的中心是WP。此外，假设位于双凸镜状透镜3的中央处的柱面透镜3a的光入射角和光出射角分别是α和β，并且沿X轴方向位于双凸镜状透镜3的端部的柱面透镜3a的光入射角和光出射角分别是γ和δ。此外，假设距离WL与距离WP之差是C，并且距离为WP的区域内包括的子像素的个数是2m。

柱面透镜3a的布置间距L与子像素的布置间距P彼此相关，使得一种间距都是根据另一种间距而设定的。一般而言，通常根据显示元件来设计双凸镜状透镜3，子像素的布置间距P采用常数。此外，通过选择双凸镜状透镜3的材料来设定折射率n。相反，透镜与观看者之间的观看距离OD以及在观看距离OD上像素放大投影图像的周期e设定为所需值。基于这些值，设定透镜的顶点与子像素之间的距离以及透镜间距L。基于Snell定律和几何关系，满足下面公式9到17。

[数学表达式9]

n×sinα＝sinβ

[数学表达式10]

OD×tanβ＝e

[数学表达式11]

H×tanα＝P

[数学表达式12]

n×sinγ＝sinδ

[数学表达式13]

H×tanγ＝C

[数学表达式14]

OD×tanδ＝WL

[数学表达式15]

WP-WL＝C

[数学表达式16]

WP＝Pu×m＝2×m×P

[数学表达式17]

WL＝m×L

将说明最大化图像分配效果的情况。这是如下情况：将双凸镜状透镜3的顶点与子像素之间的距离H依据双凸镜状透镜3的焦距f设定为相同。因此，满足下面公式18。当透镜的曲率半径为r时，可以根据下面公式19得到曲率半径r。

[数学表达式18]

f＝H

[数学表达式19]

r＝H×(n-1)/n

下面总结上述参数。即，根据显示元件2设定子像素的布置间距P，并且基于图像显示设备1的设置来设定观看距离OD以及像素放大投影图像的周期。基于透镜的材料等设定折射率n。根据上述参数导出的透镜布置间距L以及透镜与子像素间的距离H是用于设定位置的参数，该位置是来自每个子像素的光被投影到观看平面上的位置。透镜的曲率半径r是用于改变图像分配效果的参数。即，当透镜与像素之间的距离H是固定值时，如果将透镜的曲率半径r从理想值改变，则左右图像变得模糊，并且难以清楚地分离这些图像。即，如果获得使分离有效的曲率半径r，则是适当的。

首先，计算在透镜的分离效果有效的情况下曲率半径r的范围的最小值。如图13所示，为了具有分离效果，在以透镜间距L作为底边并以焦距f作为高度的三角形与以子像素间距P作为底边并以H-f作为高度的三角形之间应该满足相似关系。因此，满足下面公式20并且可以获得焦距的最小值fmin。

[数学表达式20]

fmin＝H×L/(L+P)

接着，基于焦距计算曲率半径r。基于公式19，可以根据以下公式21得到曲率半径r的最小值rmin。

[数学表达式21]

rmin＝H×L×(n-1)/(L+P)/n

接着，计算曲率半径r的最大值。如图14所示，为了具有透镜的分离效果，在以透镜间距L作为底边并以焦距f作为高度的三角形与以子像素间距P作为底边并以f-H作为高度的三角形之间应该满足相似关系。

因此，满足以下公式22，并且可以获得焦距的最大值fmax。

[数学表达式22]

fmax＝H×L/(L-P)

接着基于焦距计算曲率半径r。基于公式19，可以根据以下公式23获得曲率半径r的最大值rmax。

[数学表达式23]

rmax＝H×L×(n-1)/(L-P)/n

下面是上述说明的总结。为了使透镜带来图像分配效果，透镜曲率半径r必须在由以下从公式21和23导出的公式24所指示的范围内。

[数学表达式24]

H×L×(n-1)/(L+P)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L-P)/n

在上述说明中，说明了针对左眼像素4L和右眼像素4R的双视点立体图像显示设备，但是本发明不限于这种类型的图像显示设备。例如，本发明可以应用于针对N个视点的图像显示设备。即，根据N视点方案，显示单位4U的间距Pu和子像素间距P满足关系Pu＝N×P。在这种情况下，在针对距离WP的定义中，距离为WP的区域中包括的子像素的数目可以从2m改变到N×m。

根据上述本示例实施例的配置，为了实现图像质量的进一步提高，优选的是无论水平方向上的位置如何，垂直孔径比都应该是完全恒定的。然而，特别是在梯形孔径的倾斜部分的顶点附近，由于阻光部分等的形成精度，难以使垂直孔径比完全恒定。因此，根据本示例实施例，如图13和14所示，将透镜的焦点从子像素表面移开，以将图像模糊并且减小源于阻光部分的形成精度的影响，从而实现图像质量的提高。

下面将如上所述通过将透镜的焦点从子像素表面移开来设置模糊区域并提高图像质量的技术称为“散焦效应”。此外，将可以模糊的有效区域的宽度称为“斑点尺寸”。在本示例实施例中，在X轴方向上可以有效地模糊的宽度是斑点尺寸SP。斑点尺寸SP的尺寸是依据与透镜焦点位置的距离而设定的，并且可以通过调整双凸镜状透镜片以及相对基板2b的极化板11的厚度来设定斑点尺寸SP的尺寸。

当沿X轴方向梯形的斜边的宽度是WX1时，如图6所示，满足WX1＝W1/sinφ1，并且沿X轴方向从梯形孔径的斜边与其上底的相交处到斜边与下底的相交处的距离是2×X2。优选地，当透镜的焦点从子像素表面移开时斑点尺寸SP应该从等于或大于WX1到等于或小于2×X2的范围内。当斑点尺寸SP是WX1时，这是使梯形孔径的倾斜部分复合地(compositely)模糊的界限，并且优选的是应该将斑点尺寸SP设定为大于这一界限。当斑点尺寸SP为2×X2时，可以被模糊的区域可以延展到梯形孔径的斜边与其上底的相交处，并且延展到斜边与下底的相交处。然而，如果要模糊的区域进一步加大，则透镜的分离性能降低。因此，当优选地设计透镜的分离性能时，优选的是透镜曲率因子应该在满足以下公式25或26的范围内。

[数学表达式25]

H×L×(n-1)/(L+2×X2)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L+WX2)/n

[数学表达式26]

H×L×(n-1)/(L-WX2)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L-2×X2)/n

在本示例实施例中，当倾斜的充电电容器线CS沿X轴方向的宽度是WX2时，如图6所示，满足WX2＝W2/sinθ1。为了使充电电容器线CS与梯形斜边的相交处复合地模糊，优选的是斑点尺寸SP应该在等于或大于WX1与等于或小于2×(WX2+X2)之间的范围内。当斑点尺寸SP是WX1时，这是使梯形孔径的倾斜区域复合地模糊的界限，并且优选的是应该将斑点尺寸SP设定为大于这一界限。当斑点尺寸SP为2×(WX2+X2)时，可以被模糊的区域可以延展到充电电容器线CS与阻光部分的相交处。因此，降低源于充电电容器线CS的形成精度的影响，以实现图像质量的提高。当源于充电电容器线CS的形成精度对图像质量的影响较大时，这特别有效。然而，如果模糊水平再增大，3D串扰的水平增大，这不是优选的。因此，优选的是将透镜曲率设定在满足以下公式27或28的范围内。

[数学表达式27]

H×L×(n-1)/(L+2×WX2+2×X2)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L+WX1)/n

[数学表达式28]

H×L×(n-1)/(L-WX1)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L-2×WX2-2×X2)/n

下面详细说明根据本示例实施例的子像素结构和透镜的效果。首先，说明在本示例实施例中对3D莫尔条纹的定义。

根据本示例实施例的图像显示设备1具有如图15A所示的垂直孔径宽度分布，如图15B所示的亮度分布以及如图16所示的亮度分布。在图16中，横轴上观看位置X表示对图像分离方向进行指示的角度；垂直于显示表面的方向，即Z轴方向，为0度。纵轴上的亮度Y表示相对亮度。

观看者位置的-X侧是与至右眼侧的图像输出对应的亮度分布，+X侧是与至左眼侧的图像输出对应的亮度分布。虚线指示了当在右眼像素4R与左眼像素4L之间只通过一个子像素输出图像时的亮度分布，粗线指示了当通过两个子像素显示图像时的亮度分布。因此，由点线指示的对应于各个视点的亮度分布的总体等于由粗线指示的亮度分布。

设计根据本示例实施例的子像素，使得图像分离方向上垂直孔径比成为实质上恒定，但是由于通过TFT生产工艺和面板生产工艺的形成精度，垂直孔径比不是完全恒定的，并且亮度可能相对于观看者位置X而变化。具体而言，当在Y轴方向上TFT基板2a与相对基板2b的交叠具有较大程度的未对准时，亮度很可能变化，受到通过栅极线G阻挡光的黑矩阵60的影响。由于栅极线G的阻光部分，产生(X0，Y0)附近产生的亮度波动。这种亮度波动称为3D莫尔条纹，并且在本示例实施例中定义如下：

[数学表达式29]

YC＝(YL1+YR1)/2

[数学表达式30]

ΔYC＝(YC-Y0)/YC

[数学表达式31]

ΔYC/ΔXC＝ΔYC/(XR1-XL1)

此外，右眼的视觉可识别范围eR和左眼的视觉可识别范围eL定义如下：

[数学表达式32]

eR＝XR4

[数学表达式33]

eL＝-XL4

此外，根据图6满足以下关系：

[数学表达式34]

(XR3-XR1)∶(XL1-XR1)＝X1∶2×X2

本发明的发明人在主观评估结果中发现，在亮度波动在20％内的情况下，可以保持显示质量，而不会使观看者不适。因此，希望将图6中线A-A'处的垂直孔径比设计为将垂直孔径比的波动保持在20％内，并满足以下关系：

[数学表达式35]

0.8＜(Y1-W1/cosθ)/Y1＜1.2

上述图像显示设备1具有子像素4S，在子像素4S中，高效地放置数据线D、栅极线G、充电电容器电极CS2和开关装置，确保更高的立体图像质量，同时提高孔径比。

此外，在图像显示设备1中，开关元件和子像素4S相连，使得相邻像素对4PAIR是用于驱动的基本单元。相邻像素对4PAIR的充电电容器电极CS2电连接至由构成相邻像素对4PAIR的子像素4S共享的区域。根据本示例实施例的图像显示设备1可以减小相邻像素对4PAIR的充电电容器电极CS2的电势波动，减少闪烁和串扰。

此外，根据本示例实施例的图像显示设备1的黑矩阵60至少部分地覆盖栅极线G或充电电容器线CS，增大了生产工艺的裕度并提高产出率。此外，可以减小由于生产工艺导致的光学单元轴周围的亮度波动，提高了立体图像质量。

此外，在根据本示例实施例的图像显示设备1中，电连接至充电电容器电极CS2的充电电容器线CS至少部分地靠近栅极线G。因此阻挡了从栅极线G向液晶层泄漏的电场分量，并可以减少液晶分子的缺陷取向和/或向错。因此，孔径处液晶层的透射轮廓可以是均匀的，并且可以减少给定方向上由分配光的光学单元引起的不均匀亮度。

<第一示例实施例的修改实施例>

在本示例实施例中，栅极线G和数据线D的数目局限于为说明和容易理解本发明而必要的数目。然而，本示例实施例不限于此，这对本发明的实质没有任何影响。

在本示例实施例中，当栅电极处的电势相对于源电极或漏电极的电势变为较低水平时，像素薄膜晶体管4TFT在源电极与漏电极之间导通。相反，可以使用所谓的NMOS薄膜晶体管，当栅电极处的电势相对于源电极或漏电极的电势变为较高水平时，NMOS薄膜晶体管导通。

在本示例实施例中，像素的接触孔4CONT1和4CONT2布置为沿X轴方向从像素中心偏移。当通过透镜等图像分离单元在观看平面上执行放大投影时，将观看者的视点布置在像素中心附近的可能性很高。当接触孔4CONT1和4CONT2布置在像素中心附近时，液晶分子的取向受到干扰，这会不利地影响显示操作。因此，如果接触孔4CONT1和4CONT2布置在子像素中心附近，则在观看的最佳位置处显示质量可能劣化。因此，类似于本示例实施例，通过将接触孔4CONT1和4CONT2布置为从子像素中心附近偏移，来提高显示质量。此外，当构成相邻像素对的各个子像素布置为关于点对称时，可以防止接触孔4CONT1和4CONT2的相应X轴坐标彼此重合。这样，多个接触孔的影响在观看平面上的相同点处交叠，从而提高图像质量。

在本示例实施例中，说明了如下情况：相邻像素对4PAIR中每一对的相应子像素布置为关于点对称。这意味着构成相邻像素对4PAIR的各个子像素的像素薄膜晶体管4TFT的相应位置相对于相邻像素对4PAIR1和4PAIR2的X轴方向上的中心线而对称。本发明不限于这种配置，例如相邻像素对的各个像素的像素薄膜晶体管4TFT的相应位置可以在X轴方向上不对称。这允许相应子像素中薄膜晶体管的位置发生变化，以便防止多个薄膜晶体管在观看平面上的相同位置处具有冗余效应，从而提高图像质量。

此外，在本示例实施例中，考虑到相对基板2b与TFT基板2a之间的未对准，相对基板2b内作为阻光层的黑矩阵60大于TFT基板2a上子像素的线宽度。即，可以形成由TFT基板2a上配线形成的、覆盖子像素中除孔径之外的其他部分的阻光层。该阻光层可以覆盖像素孔径的至少一部分，并且由阻光层形成的孔径和像素的孔径可以具有相似形状。此外，由阻光层形成的孔径可以小于像素的孔径。即使相对基板2b与TFT基板2a未对准，这也抑制了孔径形状的变化，从而提高图像质量。

可以如下表述本示例实施例中栅极线G、数据线D和子像素的连接关系。即，夹在多条数据线D中任意两条之间的子像素列中交替地布置了通过像素开关连接至一条数据线D的子像素、以及通过像素开关连接至另一条数据线D的另一子像素，并且夹在多条栅极线G中任意两条之间的子像素行中交替地布置了在通过像素开关连接至一条栅极线G的子像素、以及通过像素开关连接至另一条栅极线G的另一子像素。为了采用这种布置，优选地，布置的数据线D的数目应该比像素行的数目大1。类似地，优选地，布置的栅极线G的数目应该比像素列的数目大1。

说明了如下情况：双凸镜状透镜3具有在+Z方向平面上布置的透镜表面，+Z方向是朝着用户的方向。然而，本发明不限于该配置，透镜表面可以步骤在朝着显示元件的-Z方向的平面上。在这种情况下，可以减小透镜与像素间的距离，使得该配置对于高清成像是有利的。

显示单位4U可以形成为方形。“形成为方形”表示显示单位4U沿X轴方向针对N个视点的间距Pu＝NxPx与其沿Y轴方向的间距Py一致。换言之，在重复地布置显示单位4U的方向上，显示单位4U的间距始终保持相同。

以上说明针对设定观看平面上多个视点以及使针对各个视点的子像素从所有显示单位4U朝着相应设定的视点发射光的技术。该技术称为光收集技术，因为朝着某一视点收集针对该视点的光。光收集技术归类为上述双视点类型立体图像显示设备以及视点数目更多的多视点类型立体图像显示设备。图17是示出了光收集技术的概念图。如图17所示，表示图像分离中心轴的线17汇聚在观看者的视点处，并且观看者可以用左眼和右眼观看独立的图像。光收集技术的特征在于再现并显示进入观看者眼睛的光束。本示例实施例的图像显示设备1可以有效地应用于光收集技术。

此外，提出了所谓的空间图像技术，空间图像再生技术、空间图像再现技术和空间图像形成技术。图18是空间图像技术的概念图。不同于光收集技术，空间图像技术不具有特定视点。然而，不同之处在于再现并显示从空间对象发出的光。空间图像技术通过整体摄影术(integralphotography)技术、整体视频制作技术(integralvideography)和整体成像技术归类到立体图像显示设备。根据空间图像技术，位于任意位置的观看者不是仅观看到针对整个显示平面上相同视点的图像。然而，存在多种具有预定宽度并由针对相同视点的像素形成的区域。本示例实施例的图像显示设备1可以在每个区域上产生与光收集技术的效果相同的效果，使得本示例实施例的图像显示设备1可以有效地应用于空间图像技术。

在以上说明中，术语“视点”表示“观看图像显示设备的位置(观看位置)”，或“观看者的眼睛应该位于的点或区域”，而不是“观看者注意到的显示区域上的点(观看点)”。

可以将极化板11应用在双凸镜状透镜3侧，而不是应用于根据本示例实施例的图像显示设备1中安装的显示元件2。此外，可以在靠近观看者一侧针对双凸镜状透镜3提供极化板11。以不同方式放置极化板11，可以简单地调整透镜顶点与子像素之间的距离H。因此，可以提高设计自由度。此外，在根据本示例实施例的图像显示设备1中安装的图像分离单元不限于双凸镜状透镜3，可以是包括交替的透明和不透明区的视差阻光器。视差阻光器可以是电光元件，其中通过液晶分子或MEMS快门来切换透明和不透明区。此外，可以使用GRIN(梯度指数，gradientindex)透镜、基于液晶的电光元件作为图像分离单元，来获得本示例实施例的效果。

本示例实施例的图像显示设备1的液晶显示元件不限于TN模式的液晶驱动方案，可以采用其他液晶驱动模式。水平电场模式中液晶驱动模式的示例是IPS(面内切换)方案、FFS(边缘场切换)方案和AFFS(先进边缘场切换)方案。此外，在垂直取向模式下，示例是MVA(多域垂直对准)方案(具有多域，以便减小视角依赖性)、PVA(图案化垂直对准)方案、和ASV(先进超V)方案。此外，可以使当地使用OCB(光学补偿弯曲)方案和膜补偿TN模式的液晶显示元件。

说明了如下情况：本示例实施例的显示元件2是液晶显示元件，利用液晶分子作为电光元件。显示元件2不限于透明液晶显示元件，而可以是反射型液晶显示元件、半透明液晶显示元件、略微反射型液晶显示元件(具有的透明区域的比率大于反射区域的比率)、以及略微透明液晶显示元件(具有的透明区域的比率小于反射区域的比率)等。此外，可以适当地应用TFT方案作为显示元件2的驱动方案。TFT方案中薄膜晶体管不仅可以由无定形硅、低温多晶硅、高温多晶硅和单晶硅形成，也可以由例如并五苯等有机材料、例如氧化锌金属氧化物或碳纳米管等形成。此外，本示例实施例的显示元件2不限于薄膜晶体管的特定结构。例如，可以适当地应用底栅型、顶栅型、交错型或反交错型。

此外，显示元件2可以是非液晶类型的显示元件，例如有机电致发光显示元件和PALC(等离子体寻址液晶)。在有机电致发光显示元件中，非发光区用作阻光区。将本示例实施例的阻光区的结构应用于非发光区，则可以带来相同效果。

在本示例实施例中，使用蜂窝电话作为终端设备的示例，但是本发明不限于该类型终端设备。例如，本发明可以应用于多种便携式终端设备，例如PDA、个人TV、游戏机、数字摄像机、数字录像机和膝上型计算机。此外，本发明不限于便携式设备，而是可以应用于多个固定型终端设备，例如自动柜员机、自动贩卖机、监视器和电视接收机。

[第二示例实施例]

下面描述根据本示例实施例的图像显示设备。

在根据本示例实施例的图像显示设备1中，如图19和20所示，在栅极线G的任意端均提供充电电容器线CS。换言之，在子像素4S中提供电连接至充电电容器电极CS2的两条充电电容器线CS。

根据本示例实施例的图像显示设备1在其他结构和驱动方法上与上述第一示例实施例相同。

根据本示例实施例的图像显示设备1具有两条充电电容器线CS。因此，如果由于某种工艺缺陷导致充电电容器线CS之一断开，则另一条充电电容器线CS可以电连接至充电电容器电极CS2并用作配线。因此，可以减少由于断开而导致的充电电容器线CS的失灵，提高产出率。

此外，根据本示例实施例的图像显示设备1中充电电容器线CS在栅极线G的任意侧，阻挡从栅极线G泄漏的电场。因此，可以减少子像素孔径处由来自栅极线G的电场引起的缺陷取向和/或向错。具体地，在正常黑模式下，这种缺陷取向和/或向错会引起漏光。因此，上述配置可以提高对比度。此外，在子像素孔径的特定位置处的漏光被图像分离单元放大并且看起来如同周期性不均匀。因此，上述配置可以用于提供立体图像质量。

[第三示例实施例]

下面描述根据本示例实施例的图像显示设备。

在根据本示例实施例的图像显示设备1中，如图21所示，在双凸镜状透镜3的透镜凸起部分31处提供栅极线G，并在双凸镜状透镜3的透镜凹入(1enstrough)部分32处提供栅极线G和充电电容器线CS。

这里，透镜凸起部分31的光学轴30称为第一轴，沿纵向延伸通过透镜凹入部分32的虚拟线称为第二轴。如图21所示，显示单位4U沿X轴方向的中心线A-A'几乎与第一轴重合。作为沿X轴方向彼此邻接的显示单位4U之间的边界线的线段F-F’和G-G'几乎与第二轴重合。

沿不同于图像分离方向的方向倾斜的栅极线G在透镜凸起部分31处与第一轴相交。两条充电电容器线CS和它们之间的栅极线G(这些线沿不同于图像分离方向的方向倾斜)在透镜凹入部分32处与第二轴相交。

在横截面视图中，线段D-D’处的栅极线G设置为如图22所示，线段E-E处的栅极线G设置为如图23所示。

根据本示例实施例的图像显示设备1在其他结构和驱动方法上与上述第一示例实施例相同。

图21中的线A-A'是左眼像素4L与右眼像素4R之间的边界线。由该部分引起的3D莫尔条纹对于观看者的不适感而言是一个问题。在根据本示例实施例的图像显示设备1中，可以将第一轴上倾斜的配线变窄，从而可以有效地抑制左眼像素4L与右眼像素4R之间的边界处的3D莫尔条纹。

[第三示例实施例的修改实施例]

下文描述根据本示例实施例的修改实施例。

根据本示例实施例的图像显示设备1的双凸镜状透镜3的特点在于，如图24和25所示，相比于透镜凸起部分31，透镜凹入部分32以较低精确度来处理，透镜凹入部分32具有低光学分离性能。

根据本示例实施例的图像显示设备1在其他结构和驱动方法上与上述第一示例实施例相同。

此外，为了制造双凸镜状透镜，一般可以使用如下技术：例如，使用模具(die)的模制技术、光刻和喷墨。利用任何技术，相比于相邻柱面透镜之间的凹入部分，柱面透镜的透镜凸起部分的给定形状可以更大程度得到确保。透镜凸起部分具有更高光学性能。相比于透镜凸起部分，从透镜凹入部分移除剥离或的残余以及粘附的异物是更困难的。这导致透镜凹入部分具有更低光学分离性能。此外，第一轴上小斑点直径对高分离性能作出贡献，而第二轴上大斑点直径对低分离性能作出贡献，导致显著的散焦。

当光学单元是GRIN(梯度指数)透镜作为基于液晶的电光元件时，折射率的变化在透镜凹入部分中比在透镜凸起部分中大。如双凸镜状透镜的情况一样，在透镜凹入部分处光学分离性能更低。除了GRIN透镜，在包括具有透镜效应的凹凸基板与液晶分子的组合的液晶透镜的情况下，凹凸基板的透镜凹入部分处的陡峭凸起形状也易于导致光学分离性能降低。

根据本示例实施例的图像显示设备1产生如图26所示的垂直孔径宽度分布和亮度分布。从这些分布可以看出，透镜凸起部分31处透镜轴上的光学分离性能高；因此，平衡了3D莫尔条纹和3D串扰，以提高立体显示性能。

在本示例实施例中，为了解决上述光学单元的问题，在凸起部分处倾斜配线较小；这样，从子像素4S发出的光被分配给具有较高光学分离性能的透镜凸起部分31。因此，可以高效地使用光，并提高透射率。此外，可以减少3D莫尔条纹，以提高立体图像质量。

[第四示例实施例]

下文描述根据本示例实施例的图像显示设备及其驱动方法。

如图27所示，与第一示例实施例一样，可以通过点反转驱动(2H1V反转驱动)来驱动根据本示例实施例的图像显示设备1。在显示数据传送方法上，根据本示例实施例的图像显示设备1的驱动方法不同于第一示例实施例。

由于2H1V反转驱动，图像显示设备1在给定帧中实现如图28所示的子像素的极性。首先，当选择栅极线G1时，向数据线D1传输具有正极性的显示数据，并在像素P11中写入具有正极性的电压。此外，向数据线D2、D3、D6、D7、D10和D11传输具有负极性的显示数据，并分别向数据线D4、D5、D8、D9、D11和D12传输具有正极性的多个显示数据。接着，当选择栅极线G2时，将所有数据线D的极性反转。即，分别向数据线D1、D4、D5、D8、D9、D11和D12传输具有负极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D3、D6、D7、D10和D11传输具有正极性的多个显示数据。此后，当分别选择栅极线G3、G5和G7时，应用与选择栅极线G1时的状态相同的状态，并且当选择栅极线G4和G6时，应用与选择栅极线G2时的状态相同的状态。当该帧结束时，在下一帧中，进一步执行极性反转。即，当分别选择栅极线G1、G3、G5、和G7时，分别向数据线D1、D4、D5、D8、D9、D11和D12传输具有负极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D3、D6、D7、D10和D11传输具有正极性的多个显示数据。此外，当分别选择栅极线G2、G4和G6时，分别向数据线D1、D4、D5、D8、D9、D11和D12传输具有正极性的多个显示数据，并分别向数据线D2、D3、D6、D7、D10和D11传输具有负极性的多个显示数据。

通过充电电容器线CS电连接至充电电容器电极CS2的像素是P11，P32，P31，P52，P51，P72，P71，P92，P91，P112，P111和P132。关于这种子像素组，当选择栅极线G1时写入的子像素是子像素P11，P31，P51，P71，P91和P111，在一帧中，在所选子像素中写入具有正极性的显示数据的子像素是P11，P51和P91，写入具有负极性的显示数据的子像素是P31，P71和P111。此后，在下一帧周期中，由栅极线G1选择的子像素反转各自的极性。因此，对于在选择栅极线G的周期中向各个子像素写入显示数据，共同充电电容器电极CS2不仅连接至写入具有正极性的显示数据的子像素，还连接至写入具有负极性的显示数据的子像素，并且以平衡的方式均匀地写入具有正极性的显示数据和具有负极性的显示数据。

这里，利用上述电连接关系，如图3和4所示，可以按照任何组合来布置相邻像素对4PAIR1和4PAIR2，以配置像素配线布局。

根据本示例实施例的图像显示设备1在其他结构和驱动方法上与上述第一示例实施例相同。

在根据本示例实施例的图像显示设备1中，当在扫描周期中在每个子像素中写入显示数据时，可以抑制充电电容器线CS的电势波动。这是因为每条充电电容器线CS不仅连接至写入具有正极性的显示数据的子像素，还连接至写入具有负极性的显示数据的子像素。因此，可以防止充电电容器线CS的电势朝着一侧极性波动，并且可以减少充电电容器线CS延伸方向上产生的串扰，从而实现高质量显示。

根据本示例实施例的图像显示设备1的配置可以在利用通常的反转驱动技术的同时，实现双线点反转效果，以及每条充电电容器线CS的电势波动抑制效果，并且可以使在梯形孔径的底边部分处邻接的像素具有相同极性。因此，可以低成本实现高质量图像显示。

可以在不背离本发明的最广范围和精神的前提下以多种形式改变和修改本发明。此外，上述示例实施例用于说明本发明而不是限制本发明的范围和精神。即，本发明的范围和精神由所附权利要求而非示例实施例指示。在本发明的范围和精神内的多种改变和修改及其等同物应该在本发明的范围和精神内。

上述示例实施例的一些或所有可以如以下附加注释一般得以表述，但是本发明不限于以下附加注释。

<附加注释1>

一种图像显示设备，包括：

显示元件，包括子像素，在显示元件上以矩阵形式布置有多个显示单位，多个显示单位至少包括显示第一视点图像的子像素和显示第二视点图像的子像素；以及

光学分配器，沿第一方向分配从第一视点子像素和第二视点子像素发射的光；其中，

所述光学分配器具有平行于与第一方向正交的第二方向的光学轴；

每个子像素包括传送用于显示图像的显示信号的开关件、以及形成电容的充电电容器电极；

显示元件包括：数据线，沿第一方向延伸并提供所述显示信号；栅极线，沿第二方向延伸并控制开关件；以及充电电容器线，沿第二方向延伸并沿第二方向电连接充电电容器电极；

经由数据线之一彼此面对的一对子像素中的一个子像素的开关件连接至数据线和栅极线；

所述一对子像素中的另一个子像素的开关件连接至与所述一对子像素中的所述一个子像素的开关件连接的数据线相同的数据线，并连接至与所述一对子像素中的所述一个子像素的开关件连接的栅极线不同的栅极线；

所述一对子像素中每个子像素的充电电容器电极以及开关件的电极是等同地电连接的；

所述栅极线的至少一部分沿不同于所述第二方向的方向倾斜以与光学轴交叉；以及

所述充电电容器线的至少一部分沿着栅极线设置。

<附加注释2>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

所述一对子像素中的一个子像素的充电电容器电极和另一子像素的充电电容器电极是一体形成的；以及

在平面视图中，在充电电容器电极或充电电容器线与数据线相交的部分处，所述数据线沿不同于第一方向的方向倾斜。

<附加注释3>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

沿第一方向彼此邻接的所述一对子像素连接至不同数据线。

<附加注释4>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

栅极线和充电电容器线设置在同一层中。

<附加注释5>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

围绕所述一对子像素的中心以点对称方式设置该对子像素中的一个子像素的开关件和另一子像素的开关件。

<附加注释6>

根据附加注释5的图像显示设备，其中：

沿第一方向设置所述一对子像素的开关件的操作部分。

<附加注释7>

根据附加注释6的图像显示设备，其中：

在开关件之上的层中，数据线沿不同于第一方向的方向倾斜。

<附加注释8>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

显示元件还包括：黑矩阵，覆盖栅极线或充电电容器线的一部分。

<附加注释9>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

由数据线和栅极线包围的孔径是近似梯形的；以及

开关件设置在孔径的上底处。

<附加注释10>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

充电电容器线是以如下方式设置的：在子像素中设置一条充电电容器线，并且分别沿着在该子像素的两端设置的两条栅极线之一设置该条充电电容器线。

<附加注释11>

根据附加注释1的图像显示设备，其中：

充电电容器线是以如下方式设置的：在子像素中设置两充电电容器线，并且分别沿着在该子像素的两端设置的两条栅极线设置这两条充电电容器线。

<附加注释12>

根据附加注释11的图像显示设备，其中：

围绕所述一对子像素的中心以点对称方式设置构成该对子像素的子像素。

<附加注释13>

根据附加注释12的图像显示设备，其中：

黑矩阵具有沿第一或第二方向的线对称形状。

<附加注释14>

根据附加注释10的图像显示设备，其中：

假设显示单位的中心处的光学轴是第一光学轴，沿第一方向邻接的显示单位之间的边界处的光学轴是第二光学轴，则将充电电容器线设置为与第二光学轴相交。

<附加注释15>

一种用于驱动根据附加注释1的图像显示设备的方法，其中：

以每两条栅极线为单位扫描栅极线，以每两条栅极线为单位将像素的电压极性反转，并且以每两条数据线为单位将传送的显示信号的极性反转。

<附加注释16>

一种终端设备，包括根据附加注释1的图像显示设备。

<附加注释17>

根据附加注释16的终端设备，其中：

终端设备是如下之一：蜂窝电话，个人信息终端，个人电视，游戏机，数字摄像机，录像机，视频播放器，笔记本个人计算机，自动柜员机和自动售货机。

参照一个或多个优选实施例描述和示出了本申请的原理，应该明显可见，可以在布置和细节方面修改优选实施例，而不背离本文公开的原理，并且本申请应该视为包括落入本文公开的主题内容的精神和范围内的所有修改和变型。

附图标记

1图像显示设备

2显示元件

2aTFT基板

2b相对基板

3双凸镜状透镜

3a柱面透镜

30光学轴

31透镜凸起部分

32透镜凹入部分

4U显示单位

4S子像素

4R右眼像素

4L左眼像素

4P像素

4PAIR1，4PAIR2相邻像素对

4PIX像素电极

4TFT像素薄膜晶体管

4CLC像素电容器

4CS充电电容器

4CONT1，4CONT2接触孔

4COM相对电极

4SI硅层

5LC液晶层

6显示单元

7驱动器IC

8柔性基板

9蜂窝电话

11极化板

15背光

16表示光束方向的线

17表示图像分离中心的线

55L左眼

55R右眼

60黑矩阵

G，G1，...，G7栅极线

D，D1，...，D13数据线

CS充电电容器线

CS2充电电容器电极

RED红色滤色器

GREEN绿色滤色器

BLUE蓝色滤色器

SP斑点直径

1011垂直方向(柱面透镜的纵向)

1012水平方向(柱面透镜的布置方向)

1003a柱面透镜

1041第一视点像素

1042第二视点像素

1070配线

1075孔径

1076阻光部分

Claims (16)

1.一种图像显示设备，包括：

显示元件，包括子像素，在显示元件上以矩阵形式布置有多个显示单位，多个显示单位至少包括显示第一视点图像的子像素和显示第二视点图像的子像素；以及

光学分配器，沿第一方向分配从第一视点子像素和第二视点子像素发射的光；其中，

所述光学分配器具有平行于与第一方向正交的第二方向的光学轴；

每个子像素包括传送用于显示图像的显示信号的开关件、以及形成电容的充电电容器电极；

显示元件包括：数据线，沿第一方向延伸并提供所述显示信号；栅极线，沿第二方向延伸并控制开关件；以及充电电容器线，沿第二方向延伸并沿第二方向电连接充电电容器电极；

经由数据线之一彼此面对的一对子像素中的一个子像素的开关件连接至数据线和栅极线；

所述一对子像素中的另一个子像素的开关件连接至与所述一对子像素中的所述一个子像素的开关件连接的数据线相同的数据线，并连接至与所述一对子像素中的所述一个子像素的开关件连接的栅极线不同的栅极线；

所述一对子像素中的一个子像素的充电电容器电极和另一子像素的充电电容器电极包括共享的公共充电电容器电极；

所述栅极线的至少一部分沿不同于所述第二方向的方向倾斜以与光学轴交叉；

所述充电电容器线的至少一部分沿着栅极线设置；

所述一对子像素中的一个子像素的充电电容器电极和另一子像素的充电电容器电极是一体形成的；

在平面视图中，在充电电容器电极或充电电容器线与数据线相交的部分处，所述数据线沿不同于第一方向的方向倾斜。

2.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

沿第一方向彼此邻接的所述一对子像素连接至不同数据线。

3.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

栅极线和充电电容器线设置在同一层中。

4.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

围绕所述一对子像素的中心以点对称方式设置该对子像素中的一个子像素的开关件和另一子像素的开关件。

5.根据权利要求4的图像显示设备，其中：

所述开关件是薄膜晶体管；以及

所述像素对中所述薄膜晶体管的沟道区域沿着所述第一方向布置。

6.根据权利要求5的图像显示设备，其中：

在开关件之上的层中，数据线沿不同于第一方向的方向倾斜。

7.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

显示元件还包括：黑矩阵，覆盖栅极线或充电电容器线的一部分。

8.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

由数据线和栅极线包围的孔径是近似梯形的；以及

开关件设置在孔径的上底处。

9.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

充电电容器线是以如下方式设置的：在子像素中设置一条充电电容器线，并且沿着分别在该子像素的两端设置的两条栅极线之一设置该条充电电容器线。

10.根据权利要求1的图像显示设备，其中：

充电电容器线是以如下方式设置的：在子像素中设置两充电电容器线，并且沿着分别在该子像素的两端设置的两条栅极线设置这两条充电电容器线。

11.根据权利要求10的图像显示设备，其中：

围绕所述一对子像素的中心以点对称方式设置构成该对子像素的子像素。

12.根据权利要求11的图像显示设备，其中：

黑矩阵具有沿第一或第二方向的线对称形状。

13.根据权利要求9的图像显示设备，其中：

假设显示单位的中心处的光学轴是第一光学轴，沿第一方向邻接的显示单位之间的边界处的光学轴是第二光学轴，则将充电电容器线设置为与第二光学轴相交。

14.一种用于驱动根据权利要求1的图像显示设备的方法，其中：

以每两条栅极线为单位扫描栅极线，以每两条栅极线为单位将像素的电压极性反转，并且以每两条数据线为单位将传送的显示信号的极性反转。

15.一种终端设备，包括根据权利要求1的图像显示设备。

16.根据权利要求15的终端设备，其中：

终端设备是如下之一：蜂窝电话，个人信息终端，个人电视，游戏机，数字摄像机，录像机，视频播放器，笔记本个人计算机，自动柜员机和自动售货机。