CN103698929A - 液晶显示元件、图像显示装置、驱动图像显示装置的方法和便携式设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示元件、图像显示装置、驱动图像显示装置的方法和便携式设备，公开了一种显示装置，能向多个视点显示各自的图像，其中，抑制由透射比的局部波动引起的问题；并且实现良好的三维显示特性。根据本发明的图像显示装置包括：液晶显示元件，其中，以矩阵形状排列至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素的多个显示单元；光学装置，在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；在显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电极；以及多个域区，其取向受由第一控制电极和第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制，并且具有不同的液晶分子取向状态。

Description

液晶显示元件、图像显示装置、驱动图像显示装置的方法和便携式设备

技术领域

本发明涉及可优选用于显示各种信息的液晶显示面板、图像显示装置、驱动图像显示装置的方法和终端装置。 

背景技术

目前，具有液晶显示面板的图像显示装置广泛用于液晶电视、用于个人计算机的显示器、便携式电子设备等等中。 

作为将电场施加到液晶显示面板的液晶层的方法，已知纵向电场模式和横向电场模式的方法。在纵向电场模式的液晶显示面板中，通过在液晶层两端设置的一对电极，将大致纵向的电场施加到液晶分子。作为纵向电场模式的这种液晶显示面板，已知TN（扭曲向列）模式、VA（垂直配向）模式、MVA（多象限垂直配向）模式等等的那些液晶显示面板。在横向电场模式的液晶显示面板中，在液晶层两端设置的一对基板的一个的内表面侧上，设置彼此绝缘的一对控制电极，以及将大致横向的电场施加到液晶分子。作为横向电场模式的这种液晶显示面板，已知一对电极在二维视图中不重叠的IPS（面内切换）模式和一对电极在二维视图中重叠的FFS模式的那些液晶显示面板。 

如图37所示，在IPS模式的液晶显示面板中，以梳齿状形成包括像素和公共电极的一对电极以便在彼此电绝缘的状态下啮合并且将电场施加到像素和公共电极间的横向中的液晶。横向中的电场使得液晶分子在面内方向中旋转以便实现传输光量的调整。IPS模式的液晶显示面板具有比纵向电场模式的液晶显示面板更宽视角的优点。 

在IPS模式的液晶显示面板中，在梳状电极间生成横向电场以及在梳状电极上生成纵向电场。因此，由于横向电场分量在梳状电极上变小，不可能足以旋转液晶分子和减小电极上的透射比。此外，已知在梳状电极端上改变施加电场的方式，因此生成正常地旋转的液晶分子的取向的状态下的象限和在相反方向中旋转的状态下的象限（反转象限），以及在两个象限间的边界中生成具有称为向错的不良取向的区域。因为具有低透射比并处于不稳定取向状态，象限间的边界变为显示质量或可靠性劣化的因素。面对这种问题，提出了一种梳状电极结构，其中，控制电极端部上的电场来稳定反转象限（日本专利公开No.10-026767（专利No.2973934）（专利文献1））。 

在FFS模式的液晶显示面板中，经绝缘膜，在不同层上设置包括公共和像素电极的一对电极，在液晶层侧上的公共或像素电极中形成缝隙状开口，以及通过缝隙状开口，将边缘电场施加到液晶层。因为具有能获得广视角和能提高其透射比以便提高图像对比度的效果，因此，近年来通常使用FFS模式的液晶显示面板。已知FFS模式的液晶显示面板的示例是：在基本与作为切换元件的薄膜晶体管TFT（薄膜晶体管）相同的平面上形成公共和像素电极的液晶显示面板；以及在TFT上设置公共和像素电极的液晶显示面板。 

如图38所示，在FFS模式的液晶显示面板中，其中，在TFT上设置公共和像素电极两者，TFT等等的表面被涂敷以层间树脂膜，以及在层间树脂膜的表面上形成下层电极（在此称为第一控制电极）和具有缝隙状开口的上层电极（在此称为第二控制电极）。在电极间绝缘膜上构成上层和下层电极，以及两个电极均包括透明电极。上层和下层电极均能被操作为像素和公共电极的任何一个。 

在FFS模式中也能生成上述的反转象限。此外，FFS模式具有由子像素中的一个电极生成的电场影响相邻子像素，不必要地移动相邻子像素中的液晶分子的问题。 

如图38所示，提出了一种像素结构，其中，减少缝隙的数量以便减少反转象限的影响并且增加彼此相邻的子像素的缝隙间的间隔以便抑制来自相邻像素的电场的影响（日本专利公开No.2007-248999（专利文献2））。 

近年来，已经广泛使用具有这种横向电场模式的液晶显示面板的移动电话和信息终端，以及随着移动电话和信息终端的进展，已经发生图像显示装置的小型化和更高清晰度。 

另一方面，取决于观察位置，使观察者能够观看不同图像的图像显示装置，即，能从多个视点观看不同的各个图像的图像显示装置，以及能使观察者三维地观看各自不同的图像，如视差图像的三维图像显示装置作为具有新附加值的图像显示装置已经受到关注。 

作为将不同的各个图像提供给多个视点的模式，已知合成用于各个视点的图像数据来在显示面板上显示该数据、通过包括透镜或具有缝隙的光栅（遮光板）的光学分离装置，分离所显示的合成图像，以及将图像提供给各个视点的模式。图像分离的原理基于通过使用光学装置，诸如具有缝隙的光栅或透镜，每一视点方向的可视像素的限制。作为图像分离装置，通常使用包括具有大量带状缝隙的光栅或排列单向地具有透镜效果的柱面透镜的柱状透镜的视差光栅。 

就消除戴特殊眼镜的需要和免除戴眼睛的不便而言，采用光学图像分离装置的三维图像显示装置适用合于由终端装置，诸如移动电话携带。已经商业化具有包括液晶显示面板和视差光栅的三维图像显示装置的移动电话（例如，见Nikkei Electronics，2003年1月6日，No.838,pp.26-27（非专利文献1））。 

然而，在上述模式中，即在使用光学分离装置，向多个视点提供 不同的各个图像的三维图像显示装置中，当观察者的视点位置移动来改变待观看的图像时，图像间的边界可能看起来暗。由于每一视点而改变的图像间的边界称为图像分离装置的主光轴。由于观看用于各个视点的像素间的非显示区（通常称为液晶显示面板中的黑矩阵的遮光部），使得在主光轴中出现亮度降低。在不具有任何光学分离装置的常规三维图像显示装置中，由观察者的视点移动引起的上述现象不会发生。因此，在多视角三维图像显示装置或包括光学分离装置的三维图像显示装置中出现的上述现象，观察者感到不协调的感觉或显示质量劣化。 

该亮度波动是通常称为3D云纹的现象。3D云纹是由于在不同角度方向中显示不同图像而产生的亮度的周期性不均匀（也可以称为颜色不均匀）。此外，3D云纹是亮度角度波动，以及当亮度角度波动高时，不利地影响三维视觉。 

通常，由分别具有不同周期性的结构的干扰产生的条纹图案称为“云纹条纹”。由于云纹条纹是取决于结构的周期性或间距而产生的干扰条纹，同时3D云纹是由于图像分离装置的图像形成特性而产生的亮度不均匀，因此，能区分云纹条纹和3D云纹并且应用在本说明书中。 

为解决由光学分离装置和遮光部引起的上述问题，提出了通过设计显示面板中的像素电极和遮光部的形状和排列来抑制显示质量劣化而制作的三维图像显示装置（例如日本专利公开No.2005-208567（专利No.4371012）（专利文献3）和日本专利公开No.10-186294）（专利No.3525995）（专利文献4））。 

图39是示出在日本专利公开No.2005-208567（专利No.4371012）（专利文献3）中公开的显示装置中的显示面板的平面图。在图39所示的显示面板中，在横向1012中的任何点，当假定显示面板的截面在垂直于排列柱面透镜1003a的方向中时，遮光部（布线1070和遮光部1076） 与开口的比例基本恒定。图39（A）示出了子像素具有梯形形状的示例，而图39（B）示出了子像素具有平行四边形形状的示例。 

在图39所示的显示面板中，即使当观察者在将分离图像的方向的横向1012中移动以改变观察方向时，待观察的遮光部的比例基本上恒定。换句话说，观察者从特定方向不是仅观看到遮光部，并且显示看起来不暗。由此，能防止由遮光区引起的显示质量的劣化。 

图39（B）所示的显示面板是应用IPS模式的横向电场模式的液晶显示面板。以平行四边形形状形成每一子像素，以及位于每一子像素上的梳状电极对朝向与纵向1011不同的方向倾斜并且沿平行四边形的斜边设置。每一个线改变平行四边形的斜边的方向，以及斜边变为在纵向1011中迂回前进的曲折斜边。梳状电极位于纵向1011中彼此相邻的子像素间相互不同的绘制方向中。 

图40是示意性地示出在日本专利公开No.10-186294（专利No.3525995）（专利文献4）中公开的三维图像显示装置中的像素的视图。图40（A）是示例在日本专利公开No.10-186294（专利No.3525995）（专利文献4）中所述的三维图像显示装置的像素排列的平面图，而图40（B）是像素的放大视图。在日本专利公开No.10-186294（专利No.3525995）（专利文献4）中公开的三维图像显示装置在水平方向中连续地提供基本上均匀的亮度并且垂直方向中的重叠区1013上附近的像素的总大小恒定并能等于垂直方向中的矩形区B的大小，因此，能整体上保持基本恒定的亮度。相应地，当同一图像输出到相邻像素列时，在观察者的眼睛穿过像素间的边界的情况下的亮度能因此保持在恒定水平。 

在日本专利公开No.2005-208567（专利No.4371012）（专利文献3）或日本专利公开No.10-186294（专利No.3525995）（专利文献4）中，像素重叠区的宽度变为串扰区，其中，从用于左眼的像素4R发出的光 和从用于右眼的像素4L发出的光彼此重叠而不能由光学装置分离。在现有技术的像素结构中，需要至少形成串扰区以便将纵向1011中的开口宽度设定在X方向中的恒定水平，因此，发生称为三维显示期间的3D串扰的左右眼的一个的图像到另一个的泄露。由于存在3D串扰可能导致三维感较差和以其增加值将诸如眼睛疲劳的影响施加在观察者上，期望将3D串扰的量设定在预定水平或更小。 

[引用列表] 

[专利文献] 

[专利文献1]日本专利公开No.10-026767（专利No.2973934） 

[专利文献2]日本专利公开No.2007-248999 

[专利文献3]日本专利公开No.2005-208567（专利No.4371012） 

[专利文献4]日本专利公开No.10-186294）（专利No.3525995） 

[非专利文献] 

[非专利文献]Nikkei Electronics，2003年1月6日，No.838,pp.26-27 

由于不可能控制诸如现有技术中的IPS或FFS模式的横向电场模式中的，如上所述的液晶显示面板中的子像素的液晶分子的均匀取向，难以均匀显示区中液晶层的透射比分布，以及由于液晶层和图像分离装置的透射比分布，在包括图像分离装置的三维显示装置中生成3D云纹。由于图像分离装置的图像分离方向中的亮度波动和亮度不均匀，放大现有技术中的横向电场模式中生成的透射比分布，以及与不具有任何图像分离装置的液晶显示面板相比，显著地劣化图像质量。 

在应用IPS模式的液晶显示面板中，如图39（B）所示，如上所述，由于电极上的液晶层的透射比减小，生成排列梳状电极的方向中的具有光亮和阴影的透射比分布。在透射比中的光亮和阴影的排列的方向和排列柱面透镜3a的方向基本重合的情况下，由柱面透镜1003a放大透射比中的光亮和阴影以生成3D云纹。 

本发明人发现图39（B）中所示的液晶显示面板中的下述问题。在通过摩擦经受取向处理的常规液晶显示面板中，通常使液晶分子的初始取向方向为单轴方向。因此，纵向1011变为图39（B）所示的液晶显示面板中的液晶分子的初始取向方向。在应用这种IPS模式的显示面板中，通过相对于梳状电极对的纵向1011增加倾角，某种程度上减少由液晶层的透射比分布引起的3D云纹。然而，当增加梳状电极对的倾角时，增加初始取向方向和梳状电极间的电场方向间的角度，因此减小用于在梳状电极间移动液晶分子的扭矩，以及不充分地旋转液晶分子以减小透射比。换句话说，发现应用常规横向电场模式的像素导致3D云纹和透射比间的折衷关系，以使得不可能实现3D云纹减少和透射比提高两者并且导致显示质量劣化。 

如上所述，在日本专利公开No.2005-208567（专利No.4371012）（引用文献3）或日本专利公开No.10-186294）（专利No.3525995）（引用文献4）中公开的现有技术中，即使在图像分离方向中，使纵向中的开口宽度恒定的像素结构中，通过驱动横向电场，透射比分布的不均匀发生时，由于透射比的局部波动，生成3D云纹。 

在日本专利公开No.10-026767（专利No.2973934））（引用文献1）中公开的抑制反转象限的结构中，尽管该结构具有固定/稳取向错来减少反转域区的效果，但是由于通过用于控制电场的电极增加遮光区，不可能充分地减少3D云纹。此外，由于当遮蔽液晶取向不稳定的象限边界和区域以稳定显示状态时，遮光部大大地折衷设计自由度，如在传统的示例的情形中，难以构成使垂直于图像分离方向的方向，即纵向中的开口宽度的波动在图像分离方向中恒定的像素。 

在日本专利公开No.2007-248999（引用文献2）中公开的像素结构中，增加缝隙间隔以减小相邻像素的波动，增加彼此相邻的像素间的具有低透射比的区域，由此折衷设计自由度，以致难以构成如在传统示例的情形下，使纵向开口在图像分离方向中恒定的像素。 

就这些问题，实现了本发明，并且涉及抑制由透射比的上述局部波动引起的问题和涉及在能向多个视点显示各个图像的显示装置中，实现良好的三维显示特性。 

发明内容

为实现上述目的，提供根据本发明的一种图像显示装置，包括：液晶显示元件，其中，以矩阵形状排列至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素的多个显示单元；光学装置，在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；在显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电极；以及多个域区（domain region），其取向受由第一控制电极和第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制，并且具有不同的液晶分子取向状态，其中，假定由光学装置分配的光的方向中的一个是第一方向以及与第一方向正交的方向是第二方向，光学装置的光学主轴有效地通过显示单元的中心点并且在第二方向中延伸；沿第一方向设置显示单元中的每一像素；在与第一方向相邻的每一像素上形成在第二方向中彼此重叠的重叠区；以及在重叠区的第二方向中排列的显示单元包括取决于显示单元形成的不同电场结构，以及沿光学主轴设置根据电场结构设置的各个域区。 

根据本发明，能通过在图像分离装置的主轴上构成处于不同液晶分子取向状态的多个域区以及使各个域区共存于图像分离装置的光学主轴上，补偿图像分离方向中的透射比的局部降低，以便减少3D云纹和实现更高透射比。此外，由于由第一控制电极和第二控制电极形成的稳定电场控制每一域区，能获得更高可靠性，而不会在操作期间干扰液晶取向状态。 

附图说明

图1是示例根据本发明的第一实施例的图像显示装置的平面图； 

图2是在X轴方向中，根据本发明的第一实施例的图像显示装置的截面图； 

图3是示例根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板中的像素的平面图； 

图4是示例根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板中的像素的平面图； 

图5是在Y轴方向中，由根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板的截面图； 

图6是由根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板中的像素的等效电路图，其中，（A）是示例子像素Pi+1,j-1和子像素Pi+1,j的像素对的等效电路图，以及（B）是示例子像素Pi,j和子像素Pi,j+1的像素对的等效电路图； 

图7是根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板的平面图； 

图8是示例由根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板的驱动极性的平面图； 

图9是示例输入到根据本发明的第一实施例的图像显示装置中的数据信号的驱动极性的平面图，其中（A）示例奇数帧中的驱动极性，以及（B）示例偶数帧中的驱动极性； 

图10是示例X-Y平面中的液晶层中的透射比分布的模拟结果； 

图11是示例在沿线段Y-Y'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果； 

图12是示例在沿线段B-B'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果； 

图13是示例在沿线段C-C'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果； 

图14是示例沿在由根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板的线段A-A'的截面中，液晶分子的移动的示意图； 

图15是示例在沿根据本发明的第一实施例的图像显示装置所具有 的显示面板的线段B-B'和线段C-C'的截面中的液晶分子的移动的示意图，其中，（A）是示例在根据第一实施例的显示面板中的显示操作期间的B-B'的截面的示意图；以及（B）示例在根据第一实施例的显示面板中的显示操作期间的C-C'的截面； 

图16是示例在X-Y平面的线段A-A'、线段B-B'、线段C-C'或线段D-D'中，移动液晶分子的方向的示意图，其中，在（A）中，虚线是沿绘制数据线D的方向并且垂直于线段A-A'的线，在图16（B）或（C）中，虚线是沿栅极线G的方向的曲折方向A或曲折方向B的线，以及每一虚线垂直于线段B-B'或线段C-C'；以及在（D）中，由于沿梯形像素基底上的布线的方向相邻设置的像素电极4PIX被公共电极4COM屏蔽并且远离公共电极4COM，在与像素电极4PIX间的布线方向垂直的方向中不产生电场； 

图17是示例远离基板界面的液晶层中的X-Y平面中的电场分布的模拟结果，其中，每一平面图示例在（A）Z=0.5μm,（B）Z=2.0μm或（C）Z=3.5μm中的等电位分布； 

图18是表示相对于Y方向中的平均透射比，X方向中的透射比波动的模拟结果； 

图19是表示在沿线段Y-Y'的截面或沿线段B-B'的截面中，平均透射比的电压特性的模拟结果； 

图20是在将半色调电位施加到像素电极的情况下，X-Y平面中的透射比分布的示例； 

图21是表示在使用柱状透镜的情况下的光学模型的截面图； 

图22是示例如（A）所示，为确定存在分离动作的范围中的曲率半径范围的最小值，以及如（B）所示，为确定存在分离动作的范围中的最大值，应用散焦的情况下的光学模型的截面图； 

图23是示例在根据本发明的第一实施例的图像显示装置中，由右和左眼的每一个观看到的图像的极性分布的示意图，其中，（A）示例在某一帧定时中，输出到用于右眼的像素的极性的分布，以及图23（B）示例在与图23（A）相同的帧定时中，输出到用于左眼的像素的极性的分布； 

图24是根据本发明的第一实施例的图像显示装置的亮度分布的示例； 

图25是表示根据本发明的第一实施例的图像显示装置中，曲折布线角Φ、3D云纹和3D串扰宽度的关系的图； 

图26是具有根据本发明的第一实施例的图像显示装置的便携式设备的示例，其中（A）示例肖像模式中的打开的图像平面；（B）示例风景模式中的打开的图像平面；以及（C）示例风景模式中的折叠图像平面； 

图27是示意性地示例聚光模式或空间模式中的光学模式的原理图，其中（A）示例表示在Y轴的某一位置，在截面（X-Y平面）中的图像分离的中心轴的线；以及（B）是称为空间图像模式、空间图像重构模式、空间图像再现模式、空间图像形式模式等等的模式的原理图； 

图28是根据本发明的第一实施例的第一变形的图像显示装置的显示面板的像素的放大视图； 

图29是根据本发明的第二实施例的图像显示装置的显示面板的像素的放大视图； 

图30是示例根据本发明的第三实施例的图像显示装置的平面图； 

图31是根据本发明的第三实施例的显示面板的放大像素的平面图，其中（A）是根据本发明的第三实施例的显示面板的放大像素的平面图，以及（B）是根据本发明的第三实施例的第一变形的显示面板的放大像素的平面图； 

图32是示例根据本发明的第四实施例的图像显示装置的平面图； 

图33是根据本发明的第四实施例的显示面板的放大像素的平面图，其中（A）是根据本发明的第四实施例的显示面板的放大像素的平面图，以及（B）是根据本发明的第四实施例的第一变形的显示面板的放大像素的平面图。 

图34是示例根据本发明的第五实施例的图像显示装置的示意图； 

图35是根据本发明的第五实施例的图像显示装置所具有的液晶透镜的截面图； 

图36是示例根据本发明的第五实施例的图像显示装置的像素的操 作的示意图，其中（A）是示例在液晶GRIN透镜处于开状态的情况下，驱动图像显示装置的状态的示意图；以及（B）是示例在液晶GRIN透镜处于关状态的情况下，驱动图像显示装置的状态的示意图。 

图37是示例在现有技术的图像显示装置中的显示面板的像素的平面图； 

图38是示例现有技术中的图像显示装置中的显示面板的像素的平面图； 

图39是示例现有技术中的图像显示装置中的显示面板的像素的平面图，其中，（A）示例子像素具有梯形形状的示例，以及图39（B）示例子像素具有平行四边形形状的示例；以及 

图40是示例现有技术中的图像显示装置中的显示面板的像素的平面图，其中，（A）是示例在日本专利公开No.10-186294（专利No.3525995）（专利文献4）中所述的三维图像显示装置中的像素排列的平面图，以及（B）是像素的放大视图。 

具体实施方式

[第一实施例] 

在下文中，将参考附图，具体地描述根据本发明的实施例的图像显示装置。现在将描述根据本发明的第一实施例的图像显示装置、图像显示装置所具有的显示面板，以及驱动图像显示装置的方法。在下述附图中，为确保附图的可见性，适当地改变和描述每一部件的大小和缩小比例尺。 

图1是示例根据第一实施例的图像显示装置的显示的平面图，而图2是沿线段X-X'的图1的显示的截面图。如图1和图2所示，根据第一实施例的像素显示装置1是用于三维显示的图像显示装置，包括：显示面板2，其中将液晶分子用作电光元件；柱状透镜3和背光12。柱状透镜3位于显示面侧，即显示面板2的用户侧。背光12位于显示面板2的、与柱状透镜3相对的侧上。 

如图1和图2所示，显示面板2是用于三维显示的液晶显示元件，包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素并且具有两个视点。在本实施例中，用于第一视点的像素是用于左眼的像素4L，以及用于第二视点的像素是用于右眼的像素4R。换句话说，显示面板2是以矩阵形状设置包括用于左眼的一个像素4L和用于右眼的一个像素4R的像素对，即显示单元4U和显示单元4U'的每一个的显示面板。此外，显示单元4U或4U'由子像素4S和4S'组成。当关注构成显示单元4U或4U'的每一像素时，在此将该像素称为“子像素”。子像素4S和4S'的每一个是最小单位的驱动像素，由输入一个数据信号的第一控制布线和输入一个栅极信号的第二控制布线驱动，并且以不同像素形状构成。第一控制布线和第二控制布线在此分别称为数据布线D和栅极线G。 

图3是示例根据本发明的第一实施例的显示面板中的像素的平面图。图1中所示的子像素4S和子像素4S'具有外形彼此不同的结构，并且每一个以栅极线G、数据线D和像素晶体管4TFT的不同连接关系的组合构成。然而，由于如图3所示，像素晶体管4TFT、栅极线G和数据线D的连接由黑矩阵60遮蔽，不必考虑每一连接关系。换句话说，子像素4S和子像素4S'是表示在二维视图的状态下它们的外形的不同并且不表示栅极线、数据线和像素晶体管的连接关系和颜色的区别的表达方式。同样也适用于像素4和像素4'。 

每一条线交替地设置子像素4S和子像素4S'。子像素4S和子像素4S'的每一个是对应于右眼像素4R和左眼像素4L的视点的每一个的子像素并且构成显示单元4U或4U'。构成具有彼此对称的外形的右眼像素4R和用于左眼的像素4L光学上等效。因此，当不必光学地区分和说明子像素4S和子像素4S'时，子像素4S和子像素4S'统称为子像素4S。类似地，当不必光学地区分和说明显示单元4U和显示单元4U'时，显示单元4U和显示单元4U'也统称为显示单元4U。特别地，当说明与三维显示有关的结构或操作时，子像素4S也称为“视点像素”。 

如图1所示，柱状透镜3具有透镜阵列，其中，在第一方向中，一维地排列多个柱面透镜3a。柱面透镜3a是具有带半圆柱形的凸部的一维透镜。延伸方向，即其纵向是第二方向，其是与显示面中的排列方向正交的方向。柱面透镜3a在延伸方向中不具有任何透镜效果，而是仅在为其正交方向的排列方向中具有透镜效果。因此，柱状透镜3a具有仅在柱面透镜3a的排列方向具有透镜效果的一维透镜阵列。此外，将柱面透镜3a的排列方向设定在重复地排列用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的方向中。此外，将柱面透镜3a设置成对应于上述显示单元4U和4U'。 

柱面透镜3a仅在与其延伸方向正交的方向中具有透镜效果，如上所述。此外，在本实施例中，提供透镜效果的方向与重复地排列用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的方向重合。因此，柱面透镜3a充当光线分离装置，能在不同方向中分离来自用于左眼的像素4L的光和来自用于右眼的像素4R的光。由此，柱状透镜3能在不同方向中，分离每一显示单元中由用于左眼的像素4L显示的图像和每一显示单元中由用于右眼的像素4R显示的图像。换句话说，柱状透镜3是充当图像分离装置或图像分布装置的光学构件。在本实施例中，以每一柱面透镜3a的主点，即透镜的顶点和像素表面，即设置用于左眼的像素4L或用于右眼的像素4R的表面间的距离，设定每一柱面透镜3a的焦距，但不限于此，可以在获得光学分离装置的分离性能的范围中适当地设定。 

在此，如下所述设定XYZ正交坐标系。在重复地排列用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的方向中，在一个显示单元中，从用于右眼的像素4R到用于左眼的像素4L的方向是+X方向，而其反方向是-X方向。+X方向和-X方向统称为X轴方向。此外，与X轴方向正交并且排列用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L的方向是Y轴方向。此外，与X轴方向和Y轴方向均正交的方向是Z轴方向。在Z轴方向中，从设置用于左眼的像素4L或用于右眼的像素4R的表面到柱状透镜3的方向是+Z方 向，而其反方向是-Z方向。+Z方向是朝向前，即观察者的方向。观察者观看显示面板2的+Z侧表面。此外，+Y方向是右手坐标系建立的方向。换句话说，当人的右手的拇指和食指分别指向+X方向和+Y方向时，其中指指向+Z方向。 

在此，第一方向是X轴方向，而第二方向是Y轴方向，以及通过应用XYZ正交坐标系，给出下述描述。除非具体说明，基于图像分离方向是横向，而垂直于图像分离方向的面内方向是X-Y平面上的二维视图中的纵向的假定给出说明。 

当如上所述设定XYZ正交坐标系时，柱面透镜3a的排列方向是X轴方向，而柱面透镜3a的纵向是Y轴方向。因此，沿X轴方向分离用于左眼的图像和用于右眼的图像。此外，在Y轴方向的单列中，排列包括用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的显示单元4U。X轴方向的像素对的排列周期基本上与柱面透镜的排列周期相同。对应于一个柱面透镜3a，设置在Y轴方向中排列的显示单元4U的列。 

如在此所使用的，在显示单元中设置的并且在图像分离方向中彼此相邻的子像素间的边界中，延伸到垂直于图像分离方向的方向的线段称为视点像素间的边界线43。此外，在显示单元间的边界中，延伸到垂直于图像分离方向的方向的线段称为显示单元间的边界线44。 

如图3所示，在柱状透镜3中，如下所述定义将取决于柱面透镜3a的结构设定的光学主轴。将指向柱面透镜3a的用户侧的凸面称为透镜凸部31，而将相邻柱面透镜3a间的凹陷称为透镜凹部32。此外，沿柱面透镜3a的纵向穿过透镜凸部31的虚线称为第一主轴33，而沿柱面透镜3a的纵向，穿过透镜凹部32的虚线称为第二主轴34。对应于在显示单元中设置的视点像素间的边界线43，设置第一主轴33，对应于显示单元间的边界线44，设置第二主轴34。 

在下述描述中，区分和使用意指显示面板的整个图像平面区的“显示”和意指一个子像素4S中的显示操作区的“显示区”。 

如图1所示，显示面板2是具有薄膜晶体管（TFT）的有源矩阵型液晶显示面板。像素晶体管4TFT充当用于将显示信号传输到每一像素的开关。通过流过连接到每一开关的栅极的栅极线G的栅极信号，操作该开关。在主基板2a的，更接近液晶层5的表面，即+Z轴侧表面上设置在列方向，即在Y轴方向中延伸的栅极线G1至G7。在下文中，将栅极线G1至G7统称为栅极线G。此外，在主基板2a的同一表面上，设置在行方向，即在X轴方向中延伸的数据线D1至D13。在下文中，将数据线D1至D13统称为数据线D。数据线D或栅极线G的数量不限于上述数字，而是可以取决于显示面板的像素的数量，适当地设定。 

如图1所示，子像素4S设置在由数据线D和栅极线G包围的区域中并且配备有像素电极4PIX、公共电极4COM和像素晶体管4TFT。换句话说，在栅极线G和数据线D的交叉点的附近，设置一个子像素（用于左眼的像素4L或用于右眼的像素4R）。 

在图1中，将连接到数据线Di和栅极线Gj的子像素表示为Pij（i和j是整数）以便阐明子像素和栅极线、数据线和像素晶体管间的连接关系。换句话说，P后的字符i是表示所连接的数据线的数量的数值，而字符i后的字符j是表示所连接的栅极线的数量的数值。例如，能将连接到数据线D3和栅极线G2的子像素表示为P32。当关注到子像素和数据以及栅极线间的连接关系来给出说明时，应用该表达方式。 

描述像素4和4'的排列结构。像素4和4'总的来说由多个显示单元构成。像素4和4'由显示单元4U和4U'的组合构成，以及每一显示单元配备有具有所需颜色的滤色器。如图1所示，像素4具有在Y轴方向顺序地排列显示单元4U'、4U和4U'的结构，而像素4'具有在Y轴方向顺序地排列显示单元4U、4U'和4U的结构。 

如图1所示，在显示面板2的显示上规则地设置像素4和像素4'。在X轴方向中重复地排列像素4或4'，而在Y轴方向中交替地排列像素4和像素4'。尽管本实施例提供以4行×3列的矩阵设置像素4和4'的结构，但像素的数量不限于此，而可以取决于显示面板的像素的数量，设置像素的预定数量。 

在本实施例中，一个像素由在Y轴方向中排列的三个显示单元4U和4U'组成，每一显示单元配备有滤色器RED61、GREEN62或BLUE63，以及在每一显示单元上排列颜色。在X轴方向中连续地延伸每一滤色器RED61、GREEN62或BLUE63而没有中断，同时在+Y方向中，以条纹状重复地排列RED61、GREEN62或BLUE63。在+Y方向中延伸的RED61、GREEN62或BLUE63的线称为像素线。滤色器的颜色的顺序不限于此。此外，颜色的种类也不限于此，而是可以以条纹状重复地排列由三种或多种颜色的M种颜色组成的滤色器。尽管在本实施例的相对基板2b的，更接近液晶层5的表面上设置滤色器和黑矩阵，但不限于此，它们也可以设置在更接近主基板2a的表面上。 

如图1所示，在Y轴方向中交替地排列显示单元4U和4U'，因此，每两条线，设置具有相同形状的每一显示单元。此外，每三条线，设置RED61、GREEN62或BLUE63，因此，在Y轴方向中，以每6条线的周期，设置具有相同形状和相同颜色的每一显示单元。 

假定在像素4中设置的显示单元4U和4U'的颜色的数量为M，以及视点像素的数量为N，像素4由包括M行×N列的像素的方形组成。换句话说，假定一个间距的像素为Pu，X轴方向中的子像素的间距为Px，以及Y轴方向中的子像素的间距为Py，下述关系表达式（1）成立。 

[表达式1] 

Pu＝M×Py＝N×Px           ...（1） 

根据本实施例的像素4具有M=3和N=2，以及由包括3行×2列的子像素的方形组成。 

在下文中，描述图像显示装置1具有的显示面板2的像素结构。图3是图像显示装置1的放大像素4的平面图，并且是举例来示例对应于图1中的子像素P53、P54、P74、P44、P64和P65的像素4的示意图。 

图4是示例基板2a的平面图，并且是示例在主基板2a侧上设置的像素电极4PIX和公共电极4COM的示意图。 

图5是Y轴方向中的图3的子像素4S的截面图。线段A-A'是表示在梯形像素的开口中设置的缝隙电极部的线段。此外，线段E-E'是表示在梯形的下基部上设置的公共电极4COM的区域的线段，而线段D-D'是表示在梯形的上基部上设置的公共电极4COM的区域的线段。图5是示例对应于一个子像素的部分的截面结构的截面图。 

如图4所示，在Y轴方向的像素4中设置的用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L的每一个上，排列三种颜色的任何一个。在像素4的每一子像素中设置像素电极4PIX，以及当单个地说明这些像素电极时，将每一像素电极4PIX称为4PR1、4PR2、4PR3、4PL1、4PL2或4PL3。 

如图2和图5所示，设置主基板2a和相对基板2b来设定显示面板2中的微小间隙，以及在该间隙中设置液晶层5。在主基板2a的，更接近液晶层5的侧面上，设置包括第一控制电极层41的第一控制电极和包括第二控制电极层42的第二控制电极。在第一控制电极的上层设置具有缝隙的第二控制电极，以及在每一子像素中，设置包括第一控制电极和第二控制电极的控制电极对。在第一控制电极和第二控制电极间设置绝缘层94，以及液晶层5中的液晶分子51的取向受由第一控制电极和第二控制电极间的电位差形成的电场控制。 

如图2和图5所示，在数据线或栅极线的上层上不设置像素电极4PIX，但数据和栅极线由公共电极COM覆盖。在本实施例中，包括第一控制电极层41的第一控制电极是像素电极4PIX，而包括第二控制电极层42的第二控制电极是公共电极4COM。 

如图3所示，在像素的二维视图中的像素电极4PIX间的每一间隙中，设置每一栅极线G。弯曲每一栅极线G，但在Y轴方向中延伸，同时弯曲若干次时。在X轴方向中排列若干栅极线G。此外，每一数据线D由黑矩阵60覆盖。在Y轴方向（未示出）中排列多个数据线D。每一数据线D也连接到像素晶体管，同时在黑矩阵的下层中弯曲，并且在X轴方向中延伸，同时弯曲若干次。 

在此，假定+Y方向是X-Y平面中的零度轴，将逆时针和顺时针方向中的每一布线的倾角分别定义成正角和负角。每一栅极线G在与每一子像素的图像分离方向不同的方向中，以角度Φ或Φ'倾斜并且连接在Y轴方向中排列的子像素。以角度Φ和Φ'倾斜的方向分别称为曲折方向A和B。在本实施例中，在曲折方向A73和曲折方向B74中的倾角具有关系Φ=-Φ'，以及栅极线G具有在每一子像素的Y轴方向中，交替地排列在曲折方向A73中延伸的每一布线和在曲折方向B74中延伸的每一布线。 

如图3和图4所示，公共电极4COM配备有在每一子像素的X轴方向中大大地延伸的多个缝隙。换句话说，设置缝隙以便缝隙的排列方向和柱面透镜3a的排列方向彼此正交。 

由于X轴方向中的每一缝隙的开口宽度大于Y轴方向中的开口宽度并且取决于曲折布线A或曲折布线B，设定X轴方向中的缝隙开口宽度，在每一子像素中形成的各个缝隙具有不同大小的结构。尽管根据本实施例，在每一子像素中形成三个缝隙，但不限于此，而是可以取 决于每一像素的间距，适当地设定缝隙的数量。 

图3中所示的黑矩阵60是覆盖像素晶体管4TFT和数据线D的遮光部。在本实施例中，具有防止从背光12发出的光通过观察者侧和遮蔽光的功能的材料表示为“遮光部”，但遮光部不特定地限制于黑矩阵60，而是指光不能通过的部分。每一数据线D或每一栅极线G采用具有低电阻的金属材料，并且两种线均包括从背光入射的光不能通过的材料。在除黑矩阵外的区域中，每一数据线D或每一栅极线G充当遮光部。在每一子像素4S中，除遮光部外的区域定义为开口。由于像素电极4PIX和公共电极4COM是透明电极，具有取决于像素电极4PIX的梯形形状的区域是子像素的开口。 

在该第一实施例中，除上述遮光部外的开口区域通常具有梯形形状。在下文中，将具有由遮光部形成的大致梯形形状的像素称为“梯形像素”。每一开口的形状不限于梯形形状，而是可应用平行四边形、多边形、椭圆、半圆形状。 

在X-Y平面中使用措辞“垂直”的情况下，垂直方向是指与Y轴方向平行的方向，以及上侧是+Y方向，而下侧是-Y方向。由于如上所述，考虑到除遮光部外的区域的形状，能将每一子像素4S的形状看作大致梯形形状，为了说明，每一子像素称为梯形像素，以及长短基底分别表示为下和上基底。 

在本实施例中，为简单表示X轴方向和Y轴方向中的每一子像素4S的每一开口的宽度，将Y轴方向中的每一子像素4S的开口宽度称为纵向开口宽度，以及将Y轴方向中每子像素间距的纵向开口宽度的比称为纵向开口比。考虑到每一子像素的Y-Z截面中的Y轴方向的透射比分布，将Y轴方向中的平均透射比称为纵向透射比并如下定义。将Y轴方向中的平均透射比定义为通过积分在某一X位置处的，某一Y轴距离的范围中的每一Y轴位置的透射比并将积分的透射比除以Y轴距离的范围而获 得的值。 

如图3所示，在显示面板2中，利用在图像分离方向中，即X轴方向中，彼此交替面对的梯形的斜边，排列包括具有梯形形状的子像素的用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L的列。在本实施例中，用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L的开口由在Y轴方向中开口彼此重叠的“开口重叠区X2”和开口彼此不重叠的“开口非重叠区X1”组成。 

如图3所示，每一梯形像素中的每一开口的上基部的长度是X1，而在X轴方向中彼此相邻的子像素中，具有大致梯形形状的开口彼此重叠的区域的，在X轴方向中的，宽度是X2。 

如图4所示，在公共电极4COM上，设置具有对应于大致梯形像素的斜边，即曲折布线A或曲折布线B的梯形形状的多个缝隙。在本实施例中，将公共电极4COM中的每一缝隙区称为缝隙开口。当关注显示单元中的缝隙时，用于右眼的每一像素4R和用于左眼的每一像素4L的缝隙开口由在Y轴方向中缝隙开口彼此重叠的“缝隙重叠区SX2”和缝隙开口彼此不重叠的“缝隙非重叠区SX1”组成。 

由此，关于X轴方向中的子像素的间距Px，下述关系表达式（2）成立。 

[表达式2] 

Px＝X1+X2＝SX1+SX2      ...（2） 

如图5所示，在每一子像素中，公共电极4COM配备有多个缝隙。在子像素开口中，Y轴方向中的缝隙间的电极宽度为W1并称为缝隙电极宽度W1。此外，Y轴方向中的每一缝隙的开口宽度为S并称为缝隙开口宽度S。此外，每一梯形像素的下基部的Y轴方向中的公共电极4COM的电极宽度是W2并称为基底电极宽度W2。此外，Y轴方向中的每一梯 形像素的上基部中的公共电极4COM的电极宽度为W3并称为上基底电极宽度W3。因此，关于Y轴方向中，缝隙的数量为z的子像素的间距Py，下述关系表达式（3）成立。 

[表达式3] 

Py＝z×S+(z+1)×W1+W2/2+W3/2    ...（3） 

如图5所示，经第四绝缘层94，在第一控制电极层41的上层上设置第二控制电极层42。在本实施例中，像素电极4PIX由第一控制电极层41组成，而公共电极4COM由第二控制电极层42组成。像素电极4PIX是在每一子像素中单独设置的电极，而公共电极4COM配备有在每一像素电极中的像素电极4PIX的上层中的缝隙图案。在每一子像素中，单独地驱动像素电极4PIX。公共电极4COM是电连接各个子像素并在所有子像素中具有公共电位的公共电极。 

黑矩阵60设置成用于相对基板2b的，更接近液晶层5的表面上的像素的遮光部。此外，在相对基板2b的，更接近液晶层5的表面上，设置滤色器。在滤色器和液晶层（未示出）间设置取向的膜。可以在滤色器和取向的膜间设置具有平整功能的外涂层。 

像素电极4PIX和公共电极4COM由导电透明电极组成。在公共电极4COM中，在Y轴方向中排列和设置在X轴方向中延伸的多个缝隙，沿曲折方向A或曲折方向B，设置缝隙端。换句话说，在本实施例中，公共电极4COM的缝隙端具有沿在曲折方向A和曲折方向B中，每一行弯曲的栅极线G设置的结构。此外，每一缝隙端的形状是沿曲折方向A或曲折方向B对角地处理的非矩形形状。此外，在X方向彼此相邻的子像素间，多个子像素中的缝隙端在Y轴方向中偏移。缝隙端的倾斜部设置成在与在X方向中彼此相邻的子像素间的曲折方向A或曲折方向B正交的方向中彼此面对。 

主基板2a设置在显示面板2的-Z方向侧上，而相对基板2b设置在+Z方向侧上。此外，偏振板11固定到主基板2a的-Z侧和相对基板2b的+Z侧。 

图6是根据第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板中的像素的等效电路图。图6（A）是示例子像素Pi+1,j-1和子像素Pi+1,j的像素对的等效电路图，而图6（B）是示例子像素Pi,j和子像素Pi,j+1的像素对的等效电路图。下标i和j是表示连接到像素晶体管4TFT的数据线Di和栅极线Gj的数目的整数。 

图6（A）是例如对应于图1中所示的子像素P93和P94的等效电路图，而图6（B）是例如对应于图1所示的子像素P85和P84的等效电路图。在对角方向中排列在图6（A）和（B）中所示的数据线D、栅极线G和像素晶体管4TFT的连接关系，同时偏移数据线的每一行。子像素4S和4S'通过交替地设置两个像素对，分布在显示面板2的显示上。换句话说，图1所示的显示面板2由在图6（A）或图6（B）的等效电路图中所示的两个像素对组成。 

如图6所示，在每一子像素中设置连接到像素电极4PIX的像素晶体管4TFT、用于控制像素晶体管4TFT的栅极线G、用于通过像素晶体管4TFT，将图像信号输入到像素电极的数据线D以及公共电极4COM。图6中所示的子像素4S和4S'形成连接到公共数据线的像素对。将在Y轴方向中跨越一个数据线设置的两个子像素对称为“垂直相邻像素对”。将由组成垂直相邻像素对的两个子像素4S和4S'包括的各个开关元件共同连接到夹在两个子像素间的数据线并且受不同栅极线控制。 

期望相对于垂直相邻像素对的中心点O，以相互点对称的关系，设置组成垂直相邻像素对的各个子像素。如在图3所示的显示面板2的情况下，像素布局具有相对于显示单元的中心点和垂直像素对的中心点的点对称的像素布局结构。此外，像素布局相对于通过显示单元的中 心点，与X轴平行的线段和通过垂直像素对的中心点，与Y轴平行的线段的线对称。 

如图6所示，在每一子像素的像素电极4PIX和公共电极4COM间，设置储能电容Cst，以及在更接近液晶层5的侧面上，形成像素电容Clc。换句话说，储能电容Cst是通过像素电极4PIX和公共电极4COM间的绝缘层94形成并且起维持由像素电极4PIX和公共电极4COM间的电场控制其取向的液晶分子的取向状态的作用的电容。像素电容Cst可以取决于液晶电容Clc设定并且可以通过改变像素电极和公共电极的重叠区、像素电极和公共电极间的层间膜的厚度和介电常数得以适当地调整。 

图7是由根据第一实施例的图像显示装置所具有的显示面板2的平面图。每一数据线D连接到数据驱动器22，以及从数据驱动器22输出的显示信号在预定定时（未示出）被提供给每一数据线D。此外，每一栅极线G连接到栅极驱动器23，以及以预定定时提供栅极信号。数据驱动器22和栅极驱动器23起使显示信号和栅极信号同步并且将信号提供给在显示图像平面20上设置的每一像素的作用。 

像素晶体管4TFT是MOS型薄膜晶体管，其中，源电极和漏电极的一个通过接触孔4CONT1连接到每一数据线D，而另一个通过另一接触孔4CONT2（未示出）连接到每一像素电极4PIX。本发明规定与每一像素电极连接的电极称为源电极，以及连接到每一数据线D的电极称为漏电极。此外，像素晶体管4TFT的栅电极连接到每一栅极线G。 

（元件的截面的结构） 

作为像素晶体管4TFT，使用将多晶硅用作半导体的多晶硅薄膜晶体管。例如，多晶硅是包含非常少量硼的P型半导体。换句话说，尽管像素晶体管4TFT是当栅电极的电位低于源电极和漏电极的电位时，变为处于源电极和漏电极间的导电状态的PMOS型薄膜晶体管，但不限于此，NMOS型薄膜晶体管也类似地适用。 

例如，通过在TFT基板2a上形成作为底涂层膜90的氧化硅层，接着形成非晶硅层，并多晶化非晶硅层，形成多晶硅像素晶体管4TFT的多晶硅层。作为用于多晶化非晶硅的方法，使用热退火法或激光退火法。特别地，使用激光的激光退火法，诸如准分子激光器允许增加玻璃基板的温度以便最小化加热和多晶化仅硅层。因此，通过使用激光退火法，能使用具有低熔点的无碱玻璃等等。因此，实现成本降低，由此，通常使用称为低温多晶硅的材料。在本实施例中，准分子激光器到玻璃基板的扫描方向是Y轴方向。通过省略退火步骤，能实现非晶硅薄膜晶体管。 

然后，氧化硅层形成为第一层间膜91，以便作为在多晶硅层上的栅绝缘层并且适当地图案化。在该过程中，除用作硅薄膜的半导体层的部分外的区域优选地掺杂离子来形成导体。作为图案化技术，使用光敏抗蚀剂的光图案化技术是可行的。例如，光敏抗蚀剂被旋涂、此后局部通过曝光机，诸如光刻机用光照射，并经受显影步骤，以便使光敏抗蚀剂膜仅留在图案保留的部分上。然后，通过干刻蚀等等，移除未保留光敏抗蚀剂膜的区域上的硅层，以及最终剥落光敏抗蚀剂膜。 

然后，形成和图案化非晶硅层和钨硅化物层以便形成栅电极等等。此时，还类似地形成栅电极所连接的栅极线、储能电容电极和储能电容线。然后，氧化硅层和氮化硅层形成为第二层间膜92并被适当地图案化，其后形成铝层和钛层以形成源电极和漏电极。此时，还可以同时形成数据线。 

然后，氮化硅层或有机平整膜层形成为第三层间膜93并被适当地图案化，以及此后，透明导电膜，诸如ITO（氮化铟锡）形成为第一控制电极层41并被图案化。第一控制电极层41通过图案化，变成像素电极4PIX。 

然后，绝缘膜，诸如氮化硅膜或有机平整层形成为第四层间膜94并被适当地图案化，此后，透明导电膜，诸如ITO（氧化铟锡）形成为第二控制电极层42，并被图案化。第二控制电极层42通过图案化变成公共电极4COM。 

因此，形成具有薄膜晶体管的像素结构。使用薄膜晶体管，还同时形成驱动栅极线、数据线和储能电容线的电路。 

如图5所示，底涂层膜90是具有平均膜厚度t0的绝缘体，第一层间膜94是具有平均膜厚度t1的绝缘体，第二层间膜92是具有平均膜厚度t2的绝缘体，第三层间膜93是具有平均膜厚度t3的绝缘体，以及第四层间膜94是具有平均膜厚度t4的绝缘体。 

如图2所示，通过第二层间膜92、第三层间膜93和第四层间膜94，形成栅极线G和公共电极4COM间生成的电容，以及栅极线G和公共电极4COM间的距离为t2+t3+t4。此外，如图5所示，通过第三层间膜93和第四层间膜94，形成数据线D和公共电极4COM间生成的电容，以及数据线D和公共电极4COM间的距离为t3+t4。换句话说，公共电极4COM和各个布线间生成的每单位面积的电容间的比较显示出将在公共电极4COM和栅极线G间形成的每单位面积的电容Cgc设定成低于在公共电极4COM和数据线D间形成的每单位面积的电容Cdc并且降低栅极线G的负载电容的结构。特别地，在根据本实施例的显示面板2中，根据视点的数量，设定栅极线的数量，因此，由于栅极线数量的增加，一个扫描的周期倾向于更短。在具有多个视点的这种显示面板中，降低栅极线G的负载电容很重要。 

如图2、图3和图5所示，在相邻像素电极4PIX间设置每一数据线D和定位成使得在二维视图中，数据线D和像素电极4PIX彼此不重叠。同样也适用于栅极线G。因此，能降低在栅极线G、数据线D和像素电极4PIX间生成的电容耦合。此外，期望增加第三层间膜93的膜厚度以便 降低栅极线G、数据线D和像素电极4PIX间的电容耦合。有必要将储能电容设定在预定水平或更高，以便保持像素电容Clc存在于像素电极4PIX和公共电极4COM间，并且期望减小第四层间膜94的膜厚度以便增加储能电容。换句话说，通过使第三层间膜93的膜厚度t3大于第四层间膜94的膜厚度t4，能同时实现电容耦合的降低和确保像素电容。通过将有机层间膜用在第三层间膜93中，可以提供平整功能。平整实现改进液晶分子的初始取向状态以便在黑色视域期间降低光的泄露以及提高显示性能。 

在下文中，描述用于驱动如上所述构成的、根据本实施例的图像显示装置的方法，特别是驱动期间的极性。图8是示例根据本实施例的图像显示装置的每一像素的极性的平面图。在本实施例中，使用如图9所示的点反转驱动，驱动到图像显示装置1的输入信号。图9（A）示例奇数帧中的驱动极性，而图9（B）示例偶数帧中的驱动极性。 

如图9所示，点反转驱动是相对于基准电位，反转每一个数据线传输的每一显示数据的极性、反转每一个栅极线，通过每一数据线传输的每一显示数据的极性，以及在每一帧中反转极性的驱动方法。点反转驱动也称为1H1V反转驱动。这是因为在水平方向（H方向）中排列的每一个数据线，或在垂直方向（V方向）中排列的每一个栅极线反转极性。 

参考图8，给出具体说明，图8示例根据某一帧中的点反转驱动的结果实现的每一像素的极性。首先，当选择栅极线G1时，将具有正极性的显示数据传送到数据线D1以及在像素P11中写入具有正极性的电压。此外，将具有负极性的显示数据传送到数据线D2。类似地，将具有正极性的显示数据传送到数据线D3、D5、D7、D9、D11和D13，而将具有负极性的显示数据传送到数据线D4、D6、D8、D10和D12。接着，当选择栅极线G2时，反转所有数据线的极性。换句话说，将具有负极性的显示数据传送到数据线D1、D3、D5和D7，而将具有正极性的 显示数据传送到数据线D2、D4和D6。此后，选择栅极线G3、G5和G7的情形与选择栅极线G1的情形类似，而选择栅极线G4、G6和G8的情形与选择栅极线G2的情形类似。当完成该帧时，在下一帧中进一步反转极性。换句话说，当选择栅极线G1、G3、G5和G7时，将具有负极性的显示数据传送到数据线D1、D3、D5、D7、D9、D11和D13，而将具有正极性的显示数据传送到数据线D2、D4、D6、D8、D10和D12。此外，当选择栅极线G2、G4和G6时，将具有正极性的显示数据传送到数据线D1、D3、D5、D7、D9、D11和D13，而将具有负极性的显示数据传送到数据线D2、D4、D6、D8、D10和D12。 

如图8所示，由用于右眼的像素4R组成的像素组具有获得2线点反转（2H1V点反转）效果的极性分布。此外，同样适用于由用于左眼的像素4L组成的像素组。因此，极性看作在水平方向（H方向）中排列的每两条数据线和在垂直方向（V）方向中排列的每一个栅极线反转。 

在本实施例中，当在每一像素中写入显示数据时，能抑制公共电极4COM的电位的波动。这是因为在某一栅极选择周期中，不仅写入具有正极性的显示数据的像素而且写入具有负极性的显示数据的像素均连接到公共电极4COM。此外，当关注对应于某一视点的列时，在一个栅极选择周期中，在对应于某一视点的子像素半列中，写入正负极性的一个极性。在下一栅极选择周期中，在剩余像素中写入不同于在前一栅极选择周期中写入的极性的另一极性。因此，能禁止储能电容线的电位朝一个极性波动，以及能降低出现延伸储能电容线的方向的串扰等等来实现高质量的显示。在根据本实施例的结构中，使用常规点反转驱动，能实现两线点反转效果和每一储能电容线的电位波动抑制效果，并且能以低成本实现高图像质量显示。 

如图8所示，在梯形的下基部中的Y轴方向中彼此相邻的子像素具有相同极性。由于在Y轴方向中彼此相邻的子像素具有彼此相同的极性，能降低到相邻像素的电场的泄露。Y轴方向中彼此相邻的像素是具 有不同颜色的像素以及颜色边界设置在每一梯形的基底一半的部分。因此，通过降低到具有不同颜色的相邻像素的电场的泄露，防止显示颜色混合。 

正极性和负极性表示相对于公共电极4COM的基准电位Vcom的每一像素电极的极性。点反转驱动中的基准电位的示例包括接近地电位的电位。然而，严格来说，为降低薄膜晶体管的馈通的影响，DC偏置通常被施加到公共电极电位并可以适当地调整。 

如图5所示，在显示面板2的主基板2a和相对基板2b间夹紧保持液晶层5。液晶层5是包括具有正介电各向异性的正液晶分子51的液晶材料，并且当每一像素电极4PIX和公共电极4COM的电位间的差值为0时均匀地取向。尽管在本实施例中说明了应用具有正介电各向异性的液晶材料的结构的操作效果，但具有负介电各向异性的液晶材料也提供类似的效果。 

使正液晶分子51的取向状态经受取向处理以便在像素电极4PIX和公共电极4COM间不存在电位差的初始状态中，每一液晶分子的纵向是相对于Y轴，以+(90-θ)度的角度旋转的方向（见图4的底部右手角）。换句话说，公共电极4COM的缝隙绘制方向和初始取向的方向间的角度为θ。初始取向方向被称为θLC方向。例如，将角度θ设定在8度。设置在液晶显示设备1的两侧上设置的，如上所述的两个偏振板的一个（第一偏振板）以便其吸收轴与每一液晶分子的纵向重合，以及设置另一偏振板以便其吸收轴与第一偏振板的吸收轴正交（见图1的底部右手角）。换句话说，显示面板2是常规黑色液晶显示面板。 

将主基板2a和相对基板2b间的间隙，即包括正液晶分子51的液晶层5的厚度设定成例如4μm。在本实施例中，将包括液晶分子51的液晶层5的厚度称为单元间隙。取决于延滞Δnd，可以适当地设置单元间隙。 

将Y轴方向中的公共电极4COM的缝隙电极宽度W1设定成3μm，而将Y轴方向中的缝隙开口宽度S设定成5μm。如上所述，将根据本实施例的单元间隙设定成4μm。换句话说，在本实施例中，实现单元间隙d大于缝隙电极宽度W1并小于缝隙开口宽度S，以及满足关系W1<d<S的结构。此外，缝隙电极宽度和缝隙开口宽度的间距，即缝隙间距S+W1为8μm并被设置成S+W1=2×d。 

当缝隙间距变大时，不可能有效地生成边缘电场，电极上层的电场变低，因此，在液晶层的透射比分布中，排列缝隙的方向中的透射比波动增加。为有效地利用边缘电场，需要主基板2a的界面侧中的液晶分子的密集移动。为在主基板2a的界面的附近，均匀地移动液晶分子，期望缝隙间距在d<S+W1<3×d的范围中。 

如图4所示，将在Y轴方向中彼此相邻的子像素间的边界上设置的公共电极4COM的Y轴方向中的宽度定义成电极宽度W2和W3。电极宽度W2表示在梯形的下基部中设置的公共电极4COM的宽度，而电极宽度W3表示在梯形的上基部中设置的公共电极4COM的宽度。将电极宽度W2和电极宽度W3设定成大于单元间隙。在每一梯形像素的下基部中设置的公共电极4COM的电极宽度W2为8μm，而在每一梯形像素的上基部中设置的公共电极4COM的电极宽度W3为20μm。换句话说，满足W2=2×d以及W3=5×d。 

如图4所示，沿在X轴方向中彼此相邻的子像素间的边界上的曲折布线部，设置缝隙端。缝隙端具有沿绘制每一曲折布线的方向的斜边，以及在X轴方向彼此相邻的子像素间，将斜边设置成彼此面对。斜边间的距离定义成在X轴方向中彼此相邻的子像素间的公共电极宽度W4。将公共电极4COM的电极宽度W4设定成大于单元间隙。在本实施例中，在梯形的斜边部中设置的公共电极4COM的电极宽度W4为6μm。 

当取决于电场，变换液晶分子的体积时，相对于展曲、扭曲和弯 曲的各个失真，弹力根据展曲弹性常数K11、扭曲弹性常数K22和弯曲弹性常数K33起作用。 

正液晶分子51在例如波长550nm，13.4的介电各向异性Δε、平行于液晶的方向的方向中17.3的介电常数以及弹性常数K11=12.1[pN]（皮牛顿）、K22=6.6[pN]以及K33=18.1[pN]，具有0.1的折射率各向异性Δn的物理特性值。液晶分子具有小于弯曲弹性常数K33的扭曲弹性常数K22，以致易于扭曲变换。 

使用商业上可获得的液晶分子取向模拟器，研究液晶分子的行为和电场分布。在本实施例中，为计算液晶层的取向，不仅需要二维模拟，而且需要三维模拟，使用能三维取向计算的模拟器中的一个的LCD-MASTER（由Shintech制造）。 

图10示例由液晶分子取向模拟器计算的、X-Y平面中的透射比分布。根据图8所示的驱动极性分布，设定施加到像素4的每一像素电极4PIX的电压值。换句话说，在图4所示的像素4的像素电极中，像素电极4PR1、4PL1和4PL2具有正极性，而像素电极4PR2、4PR3和4PL3处于负极性状态。将公共电极4COM的基准电位Vcom设定在0[V]，以及将负和正极性分别设定在Vn=-4[V]和Vp=+4[V]的施加电压。在图10中，较白部分表示较高透射比的区域，而较黑部分表示具有更低透射比的区域。每一计算是在一帧周期中的某一极性状态中计算的结果；然而，由于如在上述驱动方法的情况下，在每一帧周期反转极性，因此，在实际驱动期间，观察到在奇数和偶数帧中平均的透射光。 

在下文中，将更详细地描述模拟结果。 

图11是示例在沿线段Y-Y'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果，并且是示意性地示例沿线段E-E'、A-A'和D-D'的截面的视图。图14是示例沿由根据本发明的第一实施例的图像显示装置所 具有的显示面板的线段A-A'的截面中的液晶分子的运动的示意图。 

图16是示例X-Y平面中，线段A-A'、线段B-B'、线段C-C'和线段D-D'的每一个的中心中，移动液晶分子的旋转方向的示意图。在图16（A）中，虚线是沿绘制数据线D的方向并且与线段A-A'正交的线。在图16（B）或（C）中，虚线是沿绘制栅极线G的方向的曲折方向A或曲折方向B的线，以及每一虚线与线段B-B'或线段C-C'正交。在每一虚线和每一条线段的交叉的中心点，示例条形液晶分子51，并且示例其纵向。此外，在每一液晶分子的纵向中，示例了每一初始取向方向70和取决于每一电场的方向的每一液晶分子的旋转方向。 

在图16（A）中，通过每一像素电极和公共电极间的边缘电场，在与缝隙的纵向正交的方向中，生成平行于基板表面的电场分量E1和E1'。在图16（B）中，在与沿曲折布线的方向，相邻设置的具有不同极性的像素电极4PIX间的曲折布线的方向正交的方向中，生成电场E2。在图16（C）中，沿曲折布线的方向相邻设置的像素电极4PIX具有相同的极性，因此，在与曲折布线的方向正交的方向中，不生成横向中的任何电场分量。在图16（D）中，沿梯形像素的基部中的布线方向相邻设置的像素电极4PIX被公共电极4COM屏蔽并且远离公共电极4COM，因此，在与像素电极4PIX间的布线的方向正交的方向中，不产生任何电场。 

如图11所示，通过等位线83，取决于电场分布，改变液晶指向矢52的取向，能改变液晶层的延滞，并且获得透射比分布53。作为入射光源，应用标准光源D60。此外，设置主基板2a上的偏振板以便其吸收轴在初始取向状态下，与每一液晶指向矢52的纵向重合，而设置相对基板2b上的偏振板以便其吸收轴与主基板2a侧上的偏振板的吸收轴正交（见图7的底部右手角）。 

如图14所示，由于在像素电极4PL2和公共电极4COM间的电位差， 生成边缘电场81。边缘电场81中的电场分量E1和E1'是平行于基板表面的电场分量。电场分量充当用于在面内方向中旋转液晶分子51以便移动液晶分子的扭矩。由于边缘电场81包含Z方向中的电场分量，基板界面附近的液晶分子51在Z方向中直立。 

与基板界面平行的电场分量称为横向电场，而在边缘电场分量中，与垂直于基板表面的方向对角的方向中的电场分量称为斜向电场。尽管如上所述，主要由横向电场控制液晶分子的取向，但也可以由斜向电场控制该取向。 

如图11所示，尽管在主基板2a的公共电极4COM的附近的部分中，Z轴方向的竖立有所发生，但该部分中的液晶层的厚度为2μm，即，在等于或小于单元间隙一半的范围中。 

如图16（A）所示，由电场E1或E1'移动的液晶分子51的旋转方向是顺时针旋转方向，即负旋转方向。该旋转方向称为正常旋转方向。相反，如图16（B）所示，由电场E2移动的液晶分子51的旋转方向是逆时针方向，即正旋转方向。该旋转方向称为反转旋转方向。 

图12是示例在沿线段B-B'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果，而图13是示例在沿线段C-C'的截面中，液晶指向矢的取向和透射比分布的模拟结果。图15（A）是示例在根据第一实施例的显示面板的显示操作期间的截面B-B'的示意图，而图15（B）示例根据第一实施例的显示面板的显示操作期间的截面C-C'。 

如图15（A）所示，在区域B-B'的公共电极4COM和像素电极4PR2间生成边缘电场，以便在面内方向中形成电场分量E3。用相同的方式，在公共电极4COM和像素电极4PL2间生成边缘电场E3'。由于像素电极4PR2和像素电极4PL2具有不同的正负极性，在像素电极4PR2和像素电极4PL2间生成横向电场以便在面内方向中，通过电场分量E2，在公共 电极4COM上移动液晶分子。横向电场分量E2具有由于公共电极4COM的电极宽度W2小并且液晶分子的介电各向异性Δε高，生成跨越公共电极4COM的上层的横向电场的电场结构。横向电场使得公共电极4COM上的液晶分子移动，大大地增加公共电极4COM上的透射比。 

如图16（B）所示，由电场E2移动的液晶分子51的旋转方向是逆时针方向，即正常旋转方向。该旋转方向是相对于沿线段A-A'的液晶分子51的旋转方向的反转旋转方向。 

如图15（B）所示，在区域C-C'中的公共电极4COM和像素电极4PR3和4PL3间生成边缘电场，以及在面内方向中，由电场分量E4和E4'移动液晶分子。像素电极PR3和像素电极4PL3具有相同的极性和不生成在如图15（A）所示，具有不同极性的像素电极4PIX间形成的任何横向电场的电场结构。 

换句话说，线段C-C'和线段B-B'的不同之处在于如上所述，在线段C-C'中，很难驱动位于公共电极上的液晶分子，而在线段B-B'中，由横向电场E2驱动公共电极上的液晶分子51。在线段B-B'中，形成边缘电场E3和E3'，以及由边缘电场E3和E3'移动的液晶分子和由横向电场E2移动的液晶分子51取向为彼此追随并在相同方向中旋转。因此，充分地旋转和移动线段B-B'的反转旋转方向中移动的液晶分子51来提高透射比。此外，域区大于栅极线G的布线宽度并能充当子像素中的显示区的一部分。 

在Y轴方向彼此相邻的子像素间的边界中设置的公共电极4COM附近，由边缘电场驱动的液晶分子集中在公共电极端中，产生在公共电极4COM的中心部分的上层中很难产生横向或斜向电场的电场结构。在这种情况下，公共电极4COM的中心部分的液晶层基本保持初始取向的状态，该区域中的透射比降低，因此，减少到相邻像素的光泄露。由于Y轴方向中彼此相邻的子像素尤其变为颜色的边界，通过降低进入 相邻像素的电场的影响，降低由于混色的显示劣化。 

如图11所示，Y轴方向的线段E-E'中设置的公共电极4PIX的电极宽度为W2，而在线段D-D'中设置的公共电极4PIX的电极宽度为W3。像素电极4PL1和像素电极4PL2是被施加具有相同极性的电压并且跨越线段E-E'中的公共电极，在Y轴方向中彼此相邻的像素电极。此外，像素电极4PL2和像素电极4PL3是被施加彼此不同的电压并且跨越线段D-D'的公共电极，在Y轴方向中彼此相邻的像素电极。公共电极的宽度W3设置成大于W2。换句话说，在具有相同极性的像素电极间设置的公共电极4COM的宽度W2设定成小于在具有不同极性的像素电极间设置的公共电极的宽度W3。 

如图11所示，在线段D-D'中，彼此相邻的像素电极具有彼此不同的极性。此外，在线段D-D'中，将公共电极4COM的电极宽度W3设定成大于电极宽度W2，以及在公共电极宽度W3的下层中设置薄膜晶体管和数据布线。因此，能屏蔽从像素晶体管和数据线泄露的电场。此外，在线段D-D'中，即使彼此相邻的像素具有不同极性时，通过增加公共电极4COM的宽度，能相互降低电场对彼此相邻的像素的影响。如上所述，在线段D-D'的公共电极4COM上，液晶分子51不移动但基本上保持在初始取向的状态。相反，在线段E-E'中，彼此相邻的像素电极具有彼此相同的极性。将线段E-E'中的公共电极4COM的电极宽度W2设定成小于公共电极宽度W3，以及在公共电极宽度W2的下层中，仅设置数据布线。在线段E-E'中，尽管公共电极4COM的宽度小，但由于彼此相邻的像素的极性是相同的，能降低电场对彼此相邻的像素的影响。因此，在公共电极4COM上，液晶分子51不移动但基本上保持在初始取向的状态。因此，通过线段D-D'和线段E-E'中的公共电极4COM的结构，能屏蔽从像素薄膜晶体管或数据布线泄露的电场，能相互降低电场对Y轴方向中彼此相邻的像素的影响，以及通过有效布局，能预期更高开口比。 

关注液晶指向矢的操作来给出有关它的说明。液晶指向矢在图11 所示的线段E-E'和D-D'中的公共电极上，基本上保持在初始取向状态，以及公共电极上的透射比保持低。由于线段E-E'中的公共电极夹在具有相同极性的像素电极间，在公共电极4COM的附近设置的缝隙端中，主要生成边缘电场，以及在公共电极4COM上，仅生成由于该边缘电场的轻微纵向电场。由于线段D-D'中的公共电极4COM夹在具有不同极性的像素电极间，在电极上生成轻微横向电场，但不具有变换液晶指向矢52的取向的那种强度。因此，公共电极4COM上的液晶指向矢基本上不从初始取向移动，并且透射比低。 

此外，能如下所述，表示上述结构。增加像素电极和公共电极在Y轴方向中彼此重叠的宽度来获得储能电容，同时设定从一个子像素的像素电极生成的电场以便不影响具有不同极性的像素电极间的另一相邻子像素。此外，降低像素电极和公共电极在Y轴方向彼此重叠的宽度以期具有相同极性的像素电极间更高的开口比。 

在线段B-B'和线段C-C'中，公共电极4COM设置在G线的上层上，以及由公共电极4COM和像素电极4PIX屏蔽来自G线的电场。 

（X-Y平面中电场分布的说明） 

图17示例在Z轴方向中，在与主基板2a的界面的预定距离处，X-Y平面中的电场分布。假定主基板2a的界面具有Z=0μm，相对基板2b的界面具有Z=4.0μm。每一平面视图示例在（A）Z=0.5μm,（B）Z=2.0μm，或（C）Z=3.5μm，X-Y平面中的等电位分布。按（A）到（C）的顺序，示例从更接近主基板2a的侧面到更接近相对基板2b的侧面的界面，以及（B）中的平面视图示例在主基板2a和相对基板2b的界面的中心的位置。在图中，暗色部分表示负极性，而亮色部分表示正极性。 

如图17所示，当关注X-Y平面中的电场分量时，边缘电场81在更接近主基板2a的侧面的界面的区域最高，并且随着增加离更接近相对基板2b的侧面的界面，即主基板侧的距离增加而减小。此外，在X方向 中彼此相邻的子像素间的横向电场E2在主基板2a的侧面更低，并且在从单元间隔的中心，更接近相对基板2b的侧面中更高。 

图17中所示的液晶层的X-Y平面中的电场分布表示由于在公共电极4COM和像素电极4PIX间形成边缘电场的横向电场分量E1在更接近主基板2a的侧面中高，而由于同一层中的像素电极的横向电场E2在更接近相对基板2b的侧面中高。 

变换线段B-B'中的公共电极4COM上的液晶分子的取向来提高曲折布线部分的透射比的第一原因是在公共电极4COM的上层上形成强的横向电场层。电场层的原点不是在公共电极4COM和像素电极4PIX间生成的边缘电场，而是由在同一平面中相邻设置的、具有不同极性的像素电极间的电位差而感应的横向电场。换句话说，横向电场是同一平面中的电极间生成的电场并且由基本上平行于基板表面的横向电场分量组成，与边缘电场不同。在由斜向方向的电场分量组成的边缘电场中，液晶分子在到基板的法线的方向中稍微竖直。相反，在同一平面的电极间生成的横向电场中，能使平行于基板表面的扭矩有效地作用在到基板的法线的方向中不竖直的液晶分子51上。此外，横向电场是在正电极和负电极间生成的电位差，因此，与在线段A-A'的缝隙电极部分中生成的边缘电场相比，是足够强的电场。 

这种横向电场基本上仅由横向电场组成，与包括斜向方向的电场分量的边缘电场不同，并且处于基本上与IPS模式类似的液晶取向状态。 

第二原因是上述横向电场分量E2处于与线段B-B'中的边缘电场的横向电场分量E3或E3'大致平行的方向中，在共同的方向中，旋转由横向电场分量E2移动的液晶分子51和由边缘电场E3或E3'移动的液晶分子51，以及变换其取向，同时彼此追随。如图17所示，边缘电场的横向电场分量E3或E3'在更接近主基板2a的侧面中强，以及横向电场E2和 边缘电场的横向电场分量E3或E3'在单元间隙的中心部分中，在同一平面相互共存。换句话说，显示出易于变换由横向电场E2移动的液晶分子51的取向以及由更接近主基板2a的侧面中的边缘电场移动的液晶分子51并且在同一方向中彼此追随。以这种方式变换其取向的液晶分子51处于有力的稳定取向状态并且形成大于电极宽度的域区。域区不能通过施加到显示面板的静电或应力而稳定变换，但能提供高可靠性。 

通过由正电极和负电极间的电位差生成的非常强的横向电场，驱动液晶分子51。通过像素电极间设置的公共电极的宽度W4，调整横向电场的强度。通过强的横向电场和液晶分子51的介电各向异性Δε，产生充分地移动液晶分子51的这种扭矩。此外，公共电极具有屏蔽从栅极布线泄露的电场的效果并且能稳定地形成横向电场E2。 

作用在液晶分子51上的扭矩主要取决于液晶分子51的介电各向异性Δn、面内方向中的电场分量E的方向和强度、以及液晶分子51的初始取向方向θ。通过曲折方向A和曲折方向B的倾斜角，设定梯形的斜边部分中的像素电极间的电场分量的方向。通过改变曲折方向A和曲折方向B的倾斜角Φ，能适当地调整线段B-B'中的电压-透射比特性。 

由于如在根据本实施例的正液晶分子51的情况下，通过使液晶分子的扭曲弹性常数K22低于弯曲弹性常数K33，降低扭曲变换期间的自由能，电极上的液晶分子追随电极间的液晶分子并且更易于被扭曲和变换。因此，能更有效地提高电极上的液晶层的透射比。 

相反，与电极间的取向的情形类似，电极上的液晶的取向的状态在相对基板2b的界面附近保持初始取向，但与利用增加离相对基板2b的距离，电极间的取向的情形类似，实现Y轴方向的取向。 

图18是表示相对于Y轴方向的平均透射比，X方向的透射比波动的分布图。 

通过平均沿线段C-C'的截面中的域区的Y轴方向中的平均透射比，沿线段B-B'的截面中的域区的Y轴方向中的平均透射比基本上变成等于Y轴方向中的第一光学主轴33和第二光学主轴34中的平均透射比。通过以这种方式，使沿线段B-B'的截面中的域区和沿线段C-C'的截面中的域区彼此补偿，能提高图像分离边界的透射比来在主观许可的程度上降低3D云纹。 

图19是表示在沿线段Y-Y'的截面或沿线段B-B'的截面的域区的每一条线段方向中的平均透射比的电压-透射比特性。如在Y轴方向的上述平均透射比的情形中，在线段Y-Y'中，在某一电压处，计算X-Y平面中的透射比分布，以及通过在某一X位置的某一Y轴距离的范围中，积分每一Y轴位置的透射比，以及将积分的透射比除以Y轴距离的范围，确定平均透射比。通过计算每一电压的平均透射比，能确定电压-透射比特性。此外，在线段B-B'中，在线段B-B'的中心部分中产生的域区中，实施同一计算以便计算电压-透射比特性。 

在线段Y-Y'的域区中的低电压处的上升低于在线段B-B'的域区中，以及线段Y-Y'中的电压-透射比特性表示在约5.5[V]的最大峰值。相反，线段B-B'中的透射比在更低电压处急剧上升并且单调地增加。线段Y-Y'和线段B-B'的域区中的电压-透射比特性在3.6V和5.5V彼此交叉并且在电压范围（3.6V至5.5V）具有类似的值，尽管在较低电压处具有不同特性。 

图20是在将半色调电位施加到像素电极的情况下，X-Y平面中的透射比分布图的示例。示例是在设定像素电极的电压Vp=±2.5[V]的情况下的计算结果。发现在图10所示的X-Y平面中的透射比分布图中，线段Y-Y'和线段B-B'的两个域区中的透射比高，而在图20所示的X-Y平面的透射比分布图中，线段B-B'的域区中的透射比局部地比线段A-A'的域区中更高。线段B-B'中的域区和线段C-C'中的域区间的透射比差在中间 电压时高。因此，线段B-B'的域区中的透射比与X方向中，彼此相邻的子像素间的每一边界中的Y轴方向中的平均透射比的比率高。 

如上所述，实验结果和计算结果提示了由于像素电极4PIX和公共电极4COM是透明电极，光通过除公共电极的缝隙开口外的区域，在每一缝隙端，进一步获得由于每一象限形成的透射比分布。因此，发现在光通过显示面板2时的3D串扰不能由非重叠区X1或重叠区X2准确地表示，仅由每一开口的大小，或缝隙开口的非重叠区SX1或重叠区SX2指定，如图3和图4所示。因此，通过在如图10所示的液晶层透射比分布中，指定非重叠区PX1和重叠区PX2，能明确地表示显示面板2的像素结构和立体光学（stereoptical）特性间的关系。 

当通过图10所示的对比度，示出X-Y平面中的透射比分布时，对比度的变化在梯形像素的斜边附近大大地波动并且分成几个域区。夹在亮色（明亮颜色）区间的暗色（阴影色）边界是域区的边界，以及在边界附近，大大地改变液晶层的透射比分布。假定将透射比相对高于亮色区中的整个X-Y平面中的平均透射比的区域定义成高透射比域区，在显示单元4U中，主要存在通过由用于右眼的像素4R的像素电极和公共电极的边缘电场取向的液晶层的高透射比域区54a、通过由用于左眼的像素4L的像素电极和公共电极的边缘电场取向的液晶层的高透射比域区54b，以及由右和左像素的像素电极间产生的横向电场取向的液晶层的高透射比域区54c。此外，在显示单元4U'中，存在高透射比域区54a'和高透射比域区54b'。 

每一高透射比域区是连续地分布在基本上同一旋转方向中取向的液晶指向矢的区域。因此，在彼此不同的旋转方向，取向的液晶指向矢的域区间的边界中，液晶指向矢的方向不连续并且边界是暗区。 

例如，当通过平均用于整个X-Y平面中的若干像素的透射比获得的平均透射比为50%时，透射比连续地高于50%的区域中的一个是高透 射比域区。在高透射比域区中，两个高透射比域区54a和高透射比域区54b在Y轴方向中彼此重叠的区域是透射比重叠区PX2，而两个区域在Y轴方向中彼此不重叠的区域是透射比非重叠区PX1。取决于每一显示单元中的电场结构，在两个高透射比域区54a和54b间设置高透射比域区54c。此外，类似地，在两个高透射比域区54a'和高透射比域区54b'在Y轴方向中彼此重叠的区域上，设置高透射比重叠区域PX2，以及在两个高透射比域区54a'和高透射比域区54b'间，不存在由在右和左像素的像素电极间产生的横向电场取向的液晶分子的高透射比域区。 

因此，关于X轴方向中的子像素的间距Px，下述关系表达式（4）成立。 

[表达式4] 

Px=PX1+PX2     (4) 

图17的电场分布表示由图3所示的电极结构和图8所示的极性分布形成的显示单元中的电场结构，以及由电场结构控制其取向的液晶分子形成图10所示的每一显示单元中的每一域区。此外，当在正面查看图像平面时，每一域区设置在视点像素间的边界线43或显示单元间的边界线44上。在由开口非重叠区X1和缝隙非重叠区SX1中的电场结构控制其取向的液晶层的透射比分布对应于透射比非重叠区PX1，而由开口重叠区X2和缝隙重叠区SX2中的电场结构控制其取向的液晶层的透射比分布对应于透射比非重叠区PX1。因此，开口非重叠区X1、缝隙重叠区SX1、透射比重叠区PX1、开口非重叠区X2、缝隙非重叠区SX2和透射比非重叠区PX2是相位彼此分离的区域，以及通过控制每一区，抑制显示单元中的X方向中的纵向透射比的波动。 

详细地描述柱状透镜3充当图像分布装置的条件。在本实施例中，图像分布装置优选地分布沿彼此不同的方向中，排列用于左眼的像素和用于右眼的像素的第一方向，即X轴方向的每一像素发出的光。首先， 将参考图21，描述将图像分布效果发挥到最大的情形。 

柱状透镜3的主点，即顶点与像素间的距离为H，柱状透镜3的折射率为n，以及透镜间距为L。对应于图像分离方向中的一个视点的子像素的间距为P。换句话说，在本实施例中，在X轴方向中，用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的每一个的间距Px是P，而图像分离方向中的显示单元4U的排列间距Pu是2P。 

此外，柱状透镜3和观察者间的距离是最佳观察距离OD，而在距离OD的像素的扩展投影图像的每一周期，即在与距离OD的透镜分离并且平行于透镜的虚拟面上的用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的投影图像的宽度的每一周期是e。此外，在位于柱状透镜3的中心的柱面透镜3a的中心和位于X轴方向中的柱状透镜3端的柱面透镜3a的中心间的距离为WL，而位于显示面板2的中心、包括用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的显示像素的中心和位于X轴方向的显示面板2端的显示像素的中心间的距离为WP。此外，位于柱状透镜3的中心的柱面透镜3a中的光的入射和输出角分别为α和β，而位于X轴方向的柱状透镜3端的柱面透镜3a中的光的入射和输出角分别为γ和β。此外，距离WL和距离WP间的差为C，以及包含在距离WP的区域中的子像素的数量为2m。 

由于柱面透镜3a的排列间距L和子像素的排列间距P彼此关联，根据另一个来确定其中一个；然而，由于通常根据显示面板来设计柱状透镜，因此，将子像素的排列间距P用作常数。此外，通过选择柱状透镜3的材料来确定折射率n。相反，以期望值设定透镜和观察者间的观察距离OD和观察距离OD处的像素扩展投影图像的周期e。使用这些值，确定透镜的顶点和像素间的距离H以及透镜间距L。根据斯涅耳定律和几何关系，下述表达式（5）至（13）成立。 

[表达式5] 

n×sinα=sinβ  (5) 

[表达式6] 

OD×tanβ=e=eL=eR   (6) 

[表达式7] 

H×tanα=P   (7) 

[表达式8] 

n×sinγ=sinδ    (8) 

[表达式9] 

H×tanγ=C     (9) 

[表达式10] 

OD×tanδ=WL   (10) 

[表达式11] 

WP-WL=C     (11) 

[表达式12] 

WP=Pu×m=2×m×P    (12) 

[表达式13] 

WL=m×L      (13) 

首先，检验如上所述，最大程度发挥图像分布效果的情形。这是柱状透镜3的顶点和像素间的距离H设定成等于柱状透镜的焦距f的情形。因此，下述表达式（14）成立。假定透镜的曲率半径为r。通过下述表达式（15）确定曲率半径r。 

[表达式14] 

f=H       (14) 

[表达式15] 

r=H×(n-1)/n    (15) 

概述上述参数如下：像素的排列间距P是由显示面板确定的值；以及观察距离OD和像素放大的投影图像的周期e是通过显示装置的设定 值确定的值。折射率n是由材料，诸如透镜的质量确定。由它们导出的、透镜的排列间距L及透镜和像素间的距离H是用于确定来自每一像素的光投影在观察面上的位置的参数。用于改变图像分布效果的参数是透镜的曲率半径r。换句话说，当透镜和像素间的距离H固定时，右和左像素的图像模糊并且不能通过改变透镜的曲率半径明确地与其理想状态分开。换句话说，优选地确定分离为有效的曲率半径范围。 

首先，在透镜的分离动作存在的范围中，计算曲率半径范围的最小值。如图22（A）所示，优选地建立其基底是透镜间距L以及高度是焦距f的三角形与其基底是子像素间距P以及高度是H-f的三角形间的相似关系以便在分离动作存在的范围中，确定曲率半径范围的最小值。因此，下述表达式（16）成立并且能确定焦距的最小值fmin。 

[表达式16] 

fmin=H×L/(L+P)    (16) 

然后，由焦距计算曲率半径。使用表达式（15），如在下述表达式（17）中，能确定曲率半径的最小值rmin： 

[表达式17] 

rmin=H×L×(n-1)/(L+P)/n    (17) 

然后，计算最大值。如图22（B）所示，优选地建立其基底为透镜间距L和高度为焦距f的三角形与其基底为子像素间距P和高度为f-H的三角形间的相似关系以便在分离动作存在的范围中，确定最大值。 

因此，下述表达式（18）成立以及能确定焦距的最大值fmax。 

[表达式18] 

fmax=H×L/(L-P)     (18) 

然后，由焦距计算曲率半径。使用表达式（15），如在下述表达式（19）中，确定曲率半径的最大值rmax： 

[表达式19] 

rmax=H×L×(n-1)/(L-P)/n    (19) 

上述描述概述如下：为透镜发挥图像分布效果，需要由表达式（17）和表达式（19）表示的下述表达式（20）的范围中的透镜的曲率半径。 

[表达式20] 

H×L×(n-1)/(L+P)/n≤r≤H×L×(n-1)/(L-P)/n    (20) 

在上述描述中，描述了包括用于左眼的像素和用于右眼的像素的两视域三维图像显示装置，但本发明不限于此。例如，同样能适用于N视域模式的显示装置。换句话说，在N视域模式中，在显示单元间距Pu和子像素间距P中，关系Pu=N×P成立。在这种情况下，在距离WP的上述定义中，包含在距离WP的区域中的像素的数量优选地从2m改变成N×m。 

在本实施例的结构中，为实现更高图像质量，优选不取决于位置的完全恒定的纵向透射比。然而，处理遮光部的精度排除完全恒定纵向开口比，特别是在梯形开口的每一斜边部分中的顶点附近。由此，在本实施例中，如图22所示，能降低由处理遮光部的精度产生的影响以便通过从像素面移动和定位透镜的焦点，实现更高图像质量。在下文中，如上所述，通过从像素面移动和定位透镜的焦点设定模糊的区域来实现更高图像质量的技术称为“散焦效应”。此外，会被模糊的有效区，即散焦宽度称为“点直径SP”。在本实施例中，在图像分离方向，即X轴方向中被有效模糊的散焦宽度是点直径SP。点直径的大小取决于离透镜的焦点的位置的距离来确定，因此，能通过调整柱状透 镜片或相对基板2a的偏振板11的厚度来设定。 

柱状透镜片3将从显示用于右眼的图像的像素发出的光发射到观察者的右眼以及将从显示用于左眼的图像的像素发出的光发射到观察者的左眼以形成允许观察者三维视觉的区域。当观察者的右和左眼间的中间点位于预定区时，允许三维视觉的区域是三维视觉区，以及在具有沿三维视觉区中的X轴方向的长度的最长长度的位置和光学装置间的距离是最佳观察距离OD。 

X轴方向中的子像素间距是P，以及每一柱面透镜3a和显示面板2间的距离（在下文中，称为透镜至像素距离）为H。在观察距离OD处，观察面设定在与透镜面分离的位置，一个视点像素的扩展投影宽度为e，以及观察者的两眼之间的间隔为T。 

本实施例的图像显示装置包括在X轴方向中彼此相邻的子像素间，在Y轴方向中混合相互透射部分的区域，其中，X轴方向中的区域的宽度，即对应于透射比重叠区PK2的扩展投影宽度为TX2和TX2'。TX2处于在显示单元4U中，彼此相邻的子像素间混合相互透射部分的区域中，而TX2'处于X方向中，彼此相邻的显示单元4U间混合相互透射部分的区域中。 

由于当对应于显示单元4U时，两眼能观看三维图像，因此，期望当观看三维显示时，TX2设置在两眼间的间隔T中。此外，Y轴方向中不混合子像素间的透射部分的区域中的X轴方向的宽度，即对应于透射比非重叠区PX1的扩展投影宽度是TX1。期望当观看三维显示时，将左眼和右眼的每一个设置在TX1的范围中。 

成年男人的两眼间的间隔的平均值是65mm，具有±3.7mm的标准偏差，而成年女人的两眼间的间隔的平均值为62mm，具有±3.6mm的标准偏差（Neil A.Dodgson,“Variation and extrema of human  interpupillary distance”,Proc.SPIE Vol.5291）。因此，当为普通成年人设计根据本实施例的图像显示装置时，适合将两眼间的间隔T的值设定在62至65mm的范围中，例如为63mm。此外，年龄低于成年人的孩子的两眼间的间隔T根据他们的年龄分布在45mm至65mm的范围中（"Journal of Three Dimensional Images",Vol.24,No.4,2010年12月,Forum for Advancement of Stereoscopic Three Dimensional Image Technology and Arts,p.12,或3DC Safety Guidelines,2010年4月20日修改的Conforms with international guidelines"ISO IWA3"）。因此，当根据本实施例的图像显示装置应用于年龄小于成年人的人群和成年人时，期望将两眼间的间隔的值设定在45mm至65mm的范围中。 

图23是示例在根据本发明的第一实施例的图像显示装置中，由右和左眼的每一个观看到的图像极性的分布的示意图。图23（A）示例在某一帧时间中，输出到用于右眼的像素极性的分布，而图23（B）示例在与图23（A）相同的时间帧，输出到用于左眼的像素极性的分布。图8所示的极性分布通过上述图像分离装置，分布在相互不同的方向中，并且相对于右和左眼，变为反向模式，其基本上等效于2H1V反转驱动。因此，在根据本实施例的图像显示装置中，能获得2H1V反转的效果以便降低观察者的闪烁感。 

详细地描述根据本实施例的像素结构和透镜动作。 

首先，参考图，描述3D云纹的定义。图24是示例根据本发明的显示装置的亮度分布的图。假定+Z轴方向为0度，水平轴表示表示X-Z平面中的图像分离方向的角度γ和表示垂直于显示面的方向，即X-Z平面中的角度方向（见图24的左下角）。垂直轴中的亮度表示假定上述角度方向中的亮度分布的平均值为1的相对亮度分布。由表示点、角度和相对亮度的X-Y坐标（X,Y）的组合，表示该图中的某一点。 

角度方向中的正侧是对应于输出到右眼侧的图像的亮度分布，而 负侧是对应于输出到左眼侧的图像的亮度分布。虚线和点划线表示在将图像仅输出到用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L的一个像素的情况下的亮度分布，而粗线表示在两个像素上显示图像的情况下的亮度分布。 

在用于左眼的像素处于黑色视域以及用于右眼的像素处于白色视域的显示状态中测量的亮度分布是LBRW，而在用于左眼的像素处于白色视域以及用于右眼的像素处于黑色视域的显示状态中测量的亮度分布是LWRB。此外，在用于左眼的像素和用于右眼的像素均处于白色视域的显示状态中测量的亮度分布是LWRW，而在用于左眼的像素和用于右眼的像素均处于黑色视域的状态中测量的亮度分布是LBRB。取决于虚线表示的每一视点的亮度分布LBRW和LWRB的总和大致等于粗线的亮度分布LWRW。在图24所示的图的光学测量中，使用相对于角度方向，具有大致各向同性的亮度分布的平面源，生成入射光并且是均匀的，因此，能基本上用角度方向的透射比分布代替所测量的角度范围中的相对亮度的分布。 

设计根据本实施例的像素以便图像分离方向中的纵向透射比大致恒定，但由于在包括TFT生产工艺和面板生产工艺的步骤中的处理的精度，纵向透射比不会变得完全恒定，以及相对于X方向中的观察者位置，亮度波动可能局部地发生。特别地，当主基板2a和相对基板2b的重叠在Y轴方向大大偏离时，在遮光部的影响下，亮度波动很容易发生。此外，由于重叠区中的液晶层的透射比，在（X0,Y0）附近出现的亮度波动发生。亮度波动ΔYm称为3D云纹，并在下述表达式（21）和（22）中定义： 

[表达式21] 

Ym=(YL1+YR1)/2    (21) 

[表达式22] 

ΔYm=(Ym-YO)/Ym     (22) 

除非在此另外说明，上述ΔYm被用作用于3D云纹的评价指标。然 而，由于3D云纹ΔYm的主观外观取决于角度方向中的波动量，因此，考虑到相对于角度方向（图24中的γ轴方向）的3D云纹ΔYm的波动量，应用下述指标ΔYm/ΔXm。 

[表达式23] 

ΔYm/ΔXm=ΔYm/(XR1-XL1)   (23) 

如图21所示，右眼的观察范围eR和左眼的观察范围eL定义为下述表达式（24）和（25）： 

[表达式24] 

eR=XR2-X1        (24) 

[表达式25] 

eL=Xl-XL2       (25) 

在下述表达式（26）和（27）中，定义3D串扰。3DCT(R)是右眼区中的3D串扰，而3DCT(L)是左眼区中的3D串扰。 

[表达式26] 

3DCT(R)=(LBRW-LBRB)/(LWRW-LBRB)    (26) 

[表达式27] 

3DCT(L)=(LWRB-LBRB)/(LWRW-LBRB)    (27) 

此外，在表达式（28）和（29）中定义左眼和右眼区中的3D串扰的最小值如下： 

[表达式28] 

3DCT(R)min=(YR3-YR4)/(YR6-YR4)   (28) 

[表达式29] 

3DCT(L)min=(YL3-YL4)/(YL6-YL4)   (29) 

关于从上述表达式（26）至（29）计算的3D串扰，定义不大于预定3D串扰并且能有效地三维地查看的区域。在最佳观察距离，不大于预定3D串扰并且能没有任何不协调感地三维地查看的区域称为有效三 维视角V3D，而不小于预定3D串扰并且影响三维可视性的区域称为3D串扰角VCT。 

根据主观评价的结果，发现7.5%或以上的3D串扰对三维可视性有影响。换句话说，期望将3D串扰的有效三维视角V3D设定在3D串扰为7.5%或更小的范围中。 

作为主观评价的结果，发现30%或以上的3D云纹ΔYm对三维可视性有影响。换句话说，期望将3D云纹ΔYm设定在0或以上以及30%或以下的范围中。 

期望3D云纹ΔYm在角度方向中不急剧地波动。这是因为当3D云纹ΔYm相对于角度方向大致直角地波动时，主观上观察到3D云纹并且给观察者带来不协调感。通过优化上述柱状透镜的操作和散焦宽度，能降低相对于角度方向的3D云纹的波动量ΔYm/ΔXm以便减少由于3D云纹的不协调的主观感觉。 

通过补偿如图10所示，在Y轴方向中相邻地排列的两个显示单元4U和4U'的透射比的效果，减小图像分离方向中的纵向透射比的波动量，以便减少3D云纹。换句话说，通过Y轴方向中排列的每个数据线中的子像素，能补偿3D云纹。此外，在Y轴方向彼此相邻的显示单元的每一个中，能补偿透射比，以及在Y轴方向中相邻地排列的两个像素4和4'的每一颜色中，能补偿色调。 

图25是示出在根据本发明的第一实施例的图像显示装置中，曲折布线角Φ、3D云纹和3D串扰的关系的图。发现通过增加布线角Φ，减少3D云纹。3D串扰角Vct与视点分离角V0的比率高，但在布线角Φ=55度时为约46%。换句话说，相对于视点分离角V0，3D良好地可视的角度范围V3D是54%，以致在50%或以上，能确保三维视觉区。 

作为主观评价的结果，关于有效三维视角V3D和3D串扰角VCT，发现通过建立下述表达式（30），能获得三维图像质量可视的区域: 

[表达式30] 

0.5×VO＜V3D      (30) 

由于根据本实施例的子像素的宽高比率是Px:Py=3:2，结构倾斜角Φ具有56度的限制。因此，曲折布线的倾斜角Φ为理想0度或以上以及56度或以下。由于布线规则，以Φ=55度的布局设计具有限制。换句话说，在可实现布局中，满足0度<Φ≤55度，以及3D云纹在Φ=55度具有最小值。 

绘制缝隙电极的方向和液晶的初始取向间的可应用角θ为0度或以上以及90度或以下。换句话说，如图16（A）所示，基于Y轴方向的液晶的初始取向角θLC是（90-θ）度。此外，由于在Y轴方向中排列缝隙，相对于边缘电场E1的Y轴方向的边缘电场角ΦE1为0度。因此，初始取向方向θLC和边缘电场方向ΦE1间的角度为（90-θ）度。因此，初始取向方向θLC和边缘电场方向ΦE1间的可应用角在0度或以上以及90度或以下的范围中。 

曲折布线的可应用曲折方向A为0度或以上或55度或以下。如图16（B）所示，相对于Y轴方向的曲折方向A的角度为Φ，而相对于曲折方向A中的Y轴方向，横向电场E2的横向电场方向ΦE2为（90+Φ）。初始取向方向θLC和曲折布线A中的横向电场方向ΦE2间的角度为（θ+Φ）。因此，初始取向方向θLC和曲折布线A中的横向电场方向ΦE2间的可应用角度在0度或以上以及145度或以下的范围中。 

曲折布线的可应用曲折方向B处于-55度或以上以及0度或以下。如图16（C）所示，相对于Y轴方向的曲折方向B的角度为Φ'=-Φ，而曲折方向B中的边缘电场E3的边缘电场方向ΦE3为（-90-Φ）。初始取向方向θLC和曲折布线B中的边缘电场方向ΦE3间的角度为（Φ-θ）。因此，初始取向方向θLC和曲折布线A中的边缘电场ΦE3间的可应用 角度在-90度或以上以及55度或以下的范围中。 

能如下表示根据本实施例的栅极线、数据线和像素晶体管的连接关系。换句话说，在夹在多个数据线的任何两个间的每一像素列中，交替地设置通过像素开关，连接到一条数据线的像素以及通过像素开关，连接到另一数据线的像素，而在夹在多个栅极线的任意两个间的每一像素行中，交替地设置通过像素开关，连接到一个栅极线的像素以及通过像素开关，连接到另一栅极线的像素。优选设置像素以便数据线的数量比像素列的数量大1以便以这种方式设置像素。类似地，优选地设置像素以便栅极线的数量比像素行的数量大1。此外，栅极线、数据线和像素晶体管的连接关系不限于此，而是能通过取决于输入信号的极性驱动，设置栅极线、数据线和像素晶体管的连接关系，实现如图8所示的驱动极性和图10所示的液晶取向的控制来实现由本发明提供的优点。 

此外，本实施例提供绘制每一数据线的方向与图像分离方向重合的结构，但不限于此，绘制每一栅极线的方向与图像分离方向重合的结构也是可接受的。 

此外，子像素也可以以方形组成。以方形组成子像素的情形是指子像素中的X轴方向的间距Px等于Y轴方向的间距Py。换句话说，存在X方向的像素间距和Y方向的像素间距在重复地排列像素间距的方向中彼此不同的结构。在具有两个视点像素的像素的情况中，X方向的像素间距是Y方向的像素间距两倍长。 

在本实施例中，解释了以相对于垂直像素对的中心点对称的关系，设置组成垂直相邻像素对的每一像素。换句话说，这是指组成垂直相邻像素对的每一像素的薄膜晶体管的X轴方向中的位置相对于X轴方向中的垂直相邻像素对的中心线对称。本实施例不限于此，而是可以设置组成垂直相邻像素对的每一像素的薄膜晶体管的X轴方向中的位置 来通过改变遮光部的布局结构变成不对称。因此，能在每一像素中改变薄膜晶体管的位置，能在观察面的同一位置上，抑制多个薄膜晶体管的影响的冗余，因此，能实现更高图像质量。 

上述说明是用于在观察面上设置多个视点以及从显示面上的所有显示单元设定视点的每一个，发射用于每一视点的每一像素的光的模式。该模式也称为聚光模式，因为用于可应用视点的光会聚在某一预定视点上。聚光模式分成上述两视点模式中的三维显示装置和可进一步增加其视点数的多视点模式中的三维显示装置。包含通过柱面透镜的图像分离的中心轴的平面是包含从柱面透镜到观察者的线段和平行于Y轴的线段的平面。因此，如图27（A）所示，当关注表示在Y轴的某一位置的截面（X-Z平面）中的图像分离的中心轴的每一条线17时，构成表示像素分离的中心轴的每一条线17以便使光朝向观察者侧的视点会聚，以致能由右和左眼观察到相互独立的图像。聚光模式的特征在于再现和显示入射在观察者的眼睛上的光线。根据本实施例的图像显示装置1能有效地应用于这种聚光模式。 

如图27（A）所示，取决于观察者的视点的位置，设定从设置在柱状透镜3上的每一柱面透镜3a发出的光线的方向。表示图像分离的中心轴的每一条线17的方向指向观察者侧，以及相对于图像分离的中心轴，用于右眼的图像和用于左眼的图像分别分布到左眼55L和右眼55R。凸向地弯曲每一柱面透镜3a的表面，以及Z轴方向中的最高点是顶点。 

当每一柱面透镜3a和每一显示单元4U的间距彼此完全重合时，沿每一柱面透镜3a的顶点，在透镜凸部的纵向中延伸的虚线段能是第一主轴33。然而，当从垂直于显示面的方向观察彼此重叠的每一柱面透镜3a和每一显示单元4U时，在本实施例中，每一柱面透镜3a的间距L不同于每一显示单元4U的间距Pu，因此，每一柱面透镜3a的顶点不总是与每一显示单元4U的中心线的视点像素边界线43重合。这是因为表示图像分离的中心轴的每一条线17集中在观察者侧中的一个点上并且从 观察点所观察到的图像分离的中心轴因此变为视在光学主轴。在聚光模式中，期望即使当由某一位置的观察者观察到设置在显示器中的任一显示单元时，也将像素分离的边界观察成每一显示单元的中心轴43。换句话说，在聚光模式中，将从观察者的位置观察的图像分离的中心轴定义成第一主轴33。表示图像分离的主轴的线17处于大致垂直于显示面板2的显示的中心中的显示面的方向中，而除显示的中心外，表示像素分离的主轴的每一条线17处于从垂直于显示面的方向向观察者侧倾斜的方向中。 

此外，已经提出了称为空间图像模式、空间图像重构模式、空间图像再现模式、空间图像形成模式等等的模式。图27（B）示例原理图。在空间图像模式中，与聚光模式不同，不定位特定视点。此外，不同点在于显示以再现从空间中的物体发出的光。这种空间图像模式分成集成摄影模式、集成录像模式和集成成像模式的三维显示装置。在空间成像模式中，位于任一地点的观察者不会观察到整个显示面上，仅用于同一视点的像素。然而，存在具有由用于同一视点的像素形成的预定宽度的若干区。由于本发明在每一区域中能发挥与上述聚光模式相同的效果，因此，本发明还能有效地应用在空间图像模式中。 

如在此所使用的，“视点”不是指“由用户密切查看的显示区上的某一点（观察点）”，而是指“观察显示装置的位置（观察位置）”或“用户的每一眼睛应当位于的点或区域”。 

此外，偏振板11不固定到本实施例的显示装置所具有的显示面板2上，而是偏振板11可以设置在柱状透镜3的非加工面上。柱状透镜的非加工面是平面，因此，偏振板11能紧密地固定在柱状透镜上。通过改变偏振板11的位置，能易于调整透镜的顶点和每一像素间的距离H。因此，能提高设计自由度。 

关于根据本实施例的柱状透镜3，说明了将透镜面设置在用户侧的 方向的+Z方向中的表面上的结构，但不限于此，透镜面也可以设置在显示面板侧的方向的-Z方向的表面上。由于能减小透镜和每一像素间的距离，这种情形有利于更高分辨率。 

关于根据本实施例的柱状透镜3，即，用于控制光线的方向的图像分离装置，说明了设置在显示面板2的用户侧的方向的+Z方向中的表面上的情况下的结构，但不限于此，透镜也可以设置在背光侧的方向的-Z方向中的表面上。在这种情况下，由于观察者不直接观察透镜面，因此，能减少显示面板看起来远的不协调感。 

在将图像分离装置设置在背光上以便分离预定方向中的光线的结构中，也能获得本发明提供的优点。作为图像分离装置，能应用通过切换在背光上设置的光源，控制光线的方向的光学装置。使用根据时间，通过切换划分其方向的光线，能减少视点图像间的串扰以便进一步获得本发明提供的优点。 

关于根据本发明的显示装置所具有的图像分离装置，还可以应用交替地排列透明区和不透明区的视差光栅。作为视差光栅，也可以使用能通过液晶分子或MEMS快门，切换透明区和不透明区的光电元件。关于图像分离装置，将GRIN（梯度指数）透镜用作使用液晶的光电元件，也能获得由本发明提供的优点。 

图26示例具有根据本实施例的图像显示装置的便携式设备。在本实施例中，给出了用于第一视点的像素是用于左眼的像素4L以及用于第二视点的像素是用于右眼的像素4R的说明，但不限于此，用于第一视点的像素和用于第二视点的像素可以分别是用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L。因此，即使在旋转显示面板180度的状态下，通过排序图像数据，能以与初始状态相同的方式，观察三维显示。特别地，通过旋转其显示图像平面，能提高如图所示的便携式设备的可操作性，以及在手持该设备时，有必要提供不取决于显示面板的方向的信息。 

此外，不限于FFS模式的液晶驱动模式，能将另一液晶驱动模式应用于由根据本实施例的显示装置所具有的液晶显示面板。液晶驱动模式的示例包括横向电场模式中的IPS（面内切换）模式、AFFS（先进边缘场切换）模式等等。 

此外，即使在垂直取向模式中，通过控制更接近主基板2a的侧面中的电场，能驱动液晶分子，以及通过应用使纵向透射比在图像分离方向中恒定的结构，能获得由本发明提供的优点。垂直取向模式的示例包括实现多象限和降低视角依赖性的MVA（多象限垂直配向）模式、PVA（图案化垂直配向）模式、ASV（先进超级V）模式等等。此外，也能优选使用应用OCB（光学补偿弯曲）模式的液晶显示面板。 

说明了有关根据本实施例的显示面板，作为液晶分子用于光电元件的液晶显示面板。液晶显示面板不仅能应用于透射液晶显示面板，而且还应用于反射液晶显示面板、半透射液晶显示面板、透射区的比率高于反射区的比率的微反射液晶显示面板、反射区的比率高于透射区的比率的微透射液晶显示面板等等。此外，优选地将用于驱动显示面板的方法应用于TFT模式。TFT模式中的薄膜晶体管优选地不仅应用于使用非晶硅、低温多晶硅、高温多晶硅和单晶硅的薄膜晶体管，而且应用于使用有机物质，诸如并五苯、金属氧化物，诸如氧化锌、氧化物半导体，诸如IGZO和碳纳米管的薄膜晶体管。此外，本发明不取决于薄膜晶体管的结构。优选地能使用已知技术，诸如底栅型、顶栅型、错列型和反交错型。 

尽管在本实施例中，将移动电话例示为终端装置，但本发明不限于此，而是能应用于各种便携式终端装置，诸如PDA、个人TV、游戏机、数码相机、数码录像机和笔记本式个人计算机。本发明不仅能应用于便携式终端装置，而且能应用于各种固定型终端装置，诸如自动柜员机、自动贩卖机、监视器和电视接收机。 

尽管说明了有关在本实施例中，用于第一视点的像素是用于左眼的像素4L以及用于第二视点的像素是用于右眼的像素4R，本发明不限于此，而是可以应用于显示单元中，具有数量为N的视点的三维显示面板。在包括数量为N的视点的三维显示面板中，能应用最佳三维信息来显示每一视点中的三维图像，因此，能扩大良好观察三维图像的范围。由于能应用取决于视点位置的三维感，能提供具有真实感的三维图像。 

尽管描述了根据本实施例的液晶显示设备在液晶分子的基板侧界面上具有取向膜，但本发明不限于此，而是如果将液晶分子处理成在预定方向中取向，取向膜变得多不必要，因此，其不是本发明的基本构成特征。 

尽管描述了有关本实施例中，具有带单栅的像素结构的像素晶体管4TFT，但不限于此，像素晶体管4TFT可以具有双栅结构或三栅结构。通过应用多栅结构，诸如双栅结构或三栅结构，在薄膜晶体管的断开状态中，减少光漏电流，并且能抑制由背光或图像显示装置的外部照射的光而引起的TFT特性的劣化。因此，能减少闪烁、噪声和串扰，以及能提供高质量的图像显示装置。由于与通过使用非晶硅制备的薄膜晶体管相比，通过使用多晶硅制备的薄膜晶体管在源和漏极间特别具有低电阻，因此，制作上述多栅结构非常有效。此外，当增强背光的亮度来获得高分辨率像素的亮度时也很有效。 

尽管说明了有关在本实施例中，作为2H1V点反转驱动的用于左眼的图像和用于右眼的图像的驱动极性，但不限于此，作为1H1V点反转驱动的极性也可以存在于每一眼中。通过改变数据信号的输入极性，能适当地处理上述极性。通过取决于所存在的驱动极性，在图像分离装置的主轴上，构成具有不同液晶取向状态的多个域区并且定位和混合图像分离装置的光学主轴上的各个域区，能获得本发明提供的优点。因此，能补偿图像分离方向中的传输的局部降低，能减少3D云纹以及 能实现更高透射比。 

尽管描述了有关本实施例中，在图像分离装置的主轴上，每一子像素交替地设置和补偿不同液晶取向状态中的多个域区，但不限于此，也可以每主轴上排列的多个像素来补偿这些区域。 

[第一实施例的变形]矩形缝隙端 

图28是根据本发明的第一实施例的显示面板的第一变形。以矩形形状形成在公共电极4COM上设置的每一缝隙端。缝隙的窄边端平行于与图像分离方向垂直的方向，并且处于与曲折方向A或曲折方向B不同的方向。 

子像素中的缝隙具有取决于曲折方向A或曲折方向B，在X轴方向中的大小不同的，以及沿曲折布线方向，设置每一缝隙的窄边端的结构。每一缝隙具有在X轴方向中彼此相邻的子像素间，在X方向和Y方向中偏移和设置的结构。 

除本实施例中以上外的结构与上述第一实施例相同。 

在常规精加工过程中，难以以高精度加工和形成以锐角形状的缝隙端，以及当意图具有高精度的精加工时，产量减小。此外，具有锐角形状的缝隙要求使用具有高分辨率格栅的光掩膜，由此导致增加成本。在本变形中，由于缝隙端是直角，实现简易精加工，并且由于将光掩膜的最小格栅设定成大，因此，能实现更低成本。此外，即使当直角缝隙端的角形成圆以及在精加工工艺的影响下具有弯曲形状时，但也能获得类似的效果。因此，能使生产工艺容限大来实现更低成本。 

[第二实施例] 

图29是示例由根据本发明的第二实施例的图像显示装置具有的显示面板中的像素的放大视图。取决于液晶层的X-Y平面中的透射比分 布，设定遮光部的宽度。此外，Y轴方向中的遮光部的宽度在子像素的中心部分的X轴方向中波动来抑制由于加工梯形的斜边部分的精度的不均匀而引起的纵向透射比的波动。 

如图29所示，设置Y轴方向中的黑矩阵60的宽度以便朝每一子像素的开口中心区增加。在每一梯形像素的上基部上设置取决于液晶层的透射比，向子像素的开口区弯曲的黑矩阵60，以及在上基部的中心，黑矩阵60的宽度最大。 

连接每一梯形像素的上基部和斜边部分的区域中的Y轴方向的黑矩阵60的宽度WE3小于上底部的中心的Y轴方向的黑矩阵60的宽度WE3'。 

除本实施例的上述外的结构与上述第一实施例相同。 

如图24的亮度分布的示例中所示，即使将液晶层的透射比设定成大致恒定时，由于加工布线规则的精度，亮度波动发生。由于亮度的波动比有效三维视角V3D来说，更容易影响3D串扰角VCT，通过在3D观察角V3D的区域中，设置对应于亮度的波动的遮光层，抑制亮度的波动。换句话说，如在图24的（XR1,YR1）的情形，增加亮度的部分的遮光宽度增加到WB3'来抑制亮度。 

由于能取决于液晶层的透射比分布，设定遮光部，能提供具有减少的3D云纹和良好三维图像质量的三维图像显示装置。此外，能将生产加工容限设置成大来提高产量。 

[第三实施例] 

图30是示例根据本发明的第三实施例的图像显示装置所具有的显示面板的平面图，并且是特别示例子像素、数据线和栅极线的连接关系和驱动期间的极性分布的示意图。图31（A）是根据本发明的第三实 施例的显示面板中的放大像素的平面图。图31（B）是根据本发明的第三实施例的第一变形的显示面板中的放大像素的平面图。 

如图31所示，根据本实施例的像素4由包括3行×2列的子像素的方形组成，以及每一子像素由平行四边形形状组成。 

如图30所示，子像素4S和4S'由连接到像素电极4PIX的像素晶体管4TFT、用于控制像素晶体管4TFT的栅极线，以及用于通过像素晶体管4TFT，将图像信号输入到像素电极的数据线组成，以及由跨越一个栅极线设置和在Y轴方向中排列的两个子像素组成。在本实施例中，将两个子像素对称为垂直相邻像素对。由夹在两个子像素间的栅极线，共同控制包括在组成垂直相邻像素对的两个子像素中的各个开关装置，以及通过不同数据线，将图像信号输入到开关装置。 

如图31（A）所示，在公共电极4COM中形成在每一子像素的X轴方向中延伸的多个缝隙。X轴方向中的每一缝隙的开口宽度大于Y轴方向中的开口宽度，以及构成X轴方向中的开口宽度以在每一子像素的每一缝隙中具有相同的形状。 

沿曲折方向，以非矩形形状构成公共电极4COM中形成的缝隙末端，以及在X轴方向和Y轴方向中偏移和设置每一子像素中的每一缝隙。将视点像素边界43中的缝隙重叠宽度SX2设定成大于显示单元边界44中的缝隙重叠宽度SX2'。 

除本实施例中的上述外的结构与上述第一实施例相同。 

如上所述，通过改变每一像素和透镜间的距离，能调整点直径以便获得散焦效应。然而，通常，当生产柱状透镜3时，能使用诸如使用模具的模塑加工、光刻或喷墨的技术。即使当使用任一技术时，在每一柱面透镜3a的透镜凸部31中，比在彼此相邻的柱面透镜3a的透镜凹部 32中更容易确保预定形状，以及在透镜凸部31中，光学性能更高。此外，与透镜凸部31相比，难以移除不能从透镜凹部32剥离并且仍然保留在其上的残留物或粘到其上的杂质，其是劣化透镜凹部32的光学可分离性的因素。因此，在柱状透镜的透镜凸部和透镜凹部间，点直径SP不同，以及该差异是即使在同一平面中，也会生成散焦效应的分布的因素。 

当透镜凹部的点直径SP2大于透镜凸部的点直径SP1时，通过将具有更大点直径的区域应用于具有小缝隙重叠宽度SX2'的区域，能减少角度方向的亮度波动，即3D云纹。此外，由于在将缝隙重叠宽度SX2应用于具有小点直径的SP1的区域中，能减少3D云纹，因此，能获得3D云纹与3D串扰兼容的高质量的三维显示。 

除本实施例的上述外的效果与上述第一实施例相同。 

图31（B）是示例第三实施例的第一变形的像素平面图。子像素形状由平行四边形形状组成。设置在公共电极4COM上的每一缝隙端由矩形形状组成，以及在X方向中偏移和设置每一缝隙。在显示单元边界44中彼此相邻的子像素的缝隙在Y轴方向中彼此重叠的宽度设定成小。在本变形中，缝隙重叠宽度SX2'基本上为0。 

除本实施例的上文外的结构与上述第一实施例相同。 

由于在Y轴方向中相互偏移和设置在彼此相邻的子像素中，形成为矩形的缝隙端，因此，在与X轴方向不同的方向中，增加在彼此相邻的像素电极间生成的电场。能易于移动在彼此相邻的子像素间的液晶分子。 

除本实施例的上述外的效果与上述第二实施例相同。 

每一缝隙端的矩形形状不限于90度角的结构，而是可以具有弯曲的角的一部分的结构。由于与以矩形形状形成的情形相比，更易于控制过程，并且能使加工容限大，因此，能提高产量。 

[第四实施例] 

图32是示例根据本发明的第四实施例的图像显示装置所具有的显示面板的平面图，并且是具体示例子像素、数据线和栅极线的连接关系和驱动期间的极性分布的示意图。 

图33（A）是根据本发明的第四实施例的显示面板中的放大像素的平面图。此外，图33（B）是根据本发明的第四实施例的第一变形的显示面板中的放大像素的平面图。 

如图33（A）所示，根据本实施例的像素4由包括3行×2列的像素的方形组成，以及每一子像素由平行四边形形状组成。 

如图32所示，在图像分离方向的X轴方向中延伸数据线，在Y轴方向中延伸和设置跨越数据线的栅极线。子像素、像素晶体管4TFT、数据线D和栅极线G的连接关系在每一子像素4S中具有相同的结构。 

在公共电极4COM中形成每一子像素的X轴方向中延伸的多个缝隙。X轴方向中的每一缝隙的开口宽度大于Y轴方向中的开口宽度，以及在每一子像素中设置具有相同形状的多个缝隙。公共电极4COM的缝隙端不是直角，以及在Y轴方向中排列的缝隙在X轴方向中偏移并且沿曲折方向设置。视点像素边界43中的缝隙重叠宽度SX1与显示单元边界44中的缝隙重叠宽度SX2’相同。 

每一条线，在Y轴方向中重复地设置X方向中偏移的缝隙。换句话说，缝隙交替地设置在缝隙设置图案的图像分离方向中，并且能在图像分离方向中彼此相邻的像素间被补偿。 

除本实施例中的上述外的结构与上述第一实施例相同。 

本实施例不同于第三实施例之处在于视点像素边界43和显示单元边界44的结构相同。因此，不取决于柱状透镜3的光学分离性能，也能实现定位，以便允许提高设计自由度。 

本实施例中的效果与上述第一实施例相同。 

现在，将描述根据第四实施例的第一变形的显示面板。 

如图33（B）所示，在第一变形中，以矩形形状形成每一缝隙端。 

除本变形中的上述外的结构与上述第四实施例相同。 

本变形的效果与上述第四实施例的效果相同。 

[第五实施例] 

图34是示例根据本第五实施例的图像显示装置的截面图，而图35是示例由根据本实施例的图像显示装置所具有的液晶GRIN透镜的截面图。图36（A）是示例在液晶GRIN透镜处于开状态的情况下，驱动图像显示装置的状态的示意图，而图36（B）是示例在液晶GRIN透镜处于关状态的情况下，驱动图像显示装置的状态的示意图。 

如图34所示，图像显示装置1所具有的图像分离装置由包括液晶GRIN（梯度指数）透镜301的光学元件组成。 

如图35所示，通过控制电极304，控制夹在控制基板302和相对基板303间的液晶分子51中的电场，能改变液晶GRIN透镜301的折射率，以致能获得与透镜中类似的效果。在关状态下，不改变液晶GRIN透镜 301的折射率，并且该透镜正好透射光。在开状态下，沿在面板的纵向中，以条纹形式定位的电极，液晶分子快速地取向，并且起与柱状透镜3相同的作用。由一对控制电极304组成一个透镜元件，以及在液晶GRIN透镜301的平面中，以阵列形式排列透镜元件305。透镜元件305设置成对应于显示单元4U。 

在根据本实施例的显示面板2中，液晶层的厚度设定成4μm。相反，在包括液晶GRIN透镜的光学元件中，将液晶层的厚度设定成50μm，以便实现预定光学条件。 

液晶GRIN透镜301在开状态下，发挥透镜效果并且充当图像分离装置。此外，在关状态中，正好显示从每一显示单元的每一视点像素输出的图像而不被分离。因此，取决于预定信号，能切换2D图像和3D图像。 

此外，液晶GRIN透镜301能具有在以矩阵形式的元件水平，能被开-关控制的结构，以及在这种情况下，在显示平面中能控制部分透镜效果，以致能够在同一图片中同时显示3D图像和2D图像。 

在图34所示的图像显示装置中，取决于液晶GRIN透镜的开-关信号，能改变输入信号的极性。当液晶GRIN透镜处于开状态，即处于发挥透镜效果的状态时，如图36（A）所示，应用如在第一实施例中所述，能在每一眼上显示2H1V反转极性的驱动模式，而当液晶GRIN透镜处于关状态时，应用图36（B）所示的线反转驱动模式。 

除本实施例的上述外的结构与上述第一实施例相同。 

如图36（B）所示，当液晶GRIN透镜处于关状态时，在线反转驱动模式中驱动显示面板2。在每一子像素4S的梯形基部中，通过利用在垂直方向中，彼此相邻的像素电极间生成的横向电场，提高基部的透 射比。因此，能增加显示面板2的透射比，因此，能抑制背光亮度以节省电力。当液晶GRIN透镜处于关状态时，通过将公共图像输入到用于右眼的像素4R和用于左眼的像素4L来执行2D图像，实现与在通用液晶显示面板的情形下相同的用途。 

此外，当液晶GRIN透镜301处于关状态时，由于无图像分离性能，因此，不产生3D云纹，以及能消除在显示面板2的前部存在图像分离装置的不协调感。当在通常柱状透镜和视差光栅中增加间距时，易于观察到由该结构引起的不均匀性，即使在2D图像中，不协调感也会发生，因此，通过本结构，能提高显示质量。 

当在上述线反转驱动模式中，液晶GRIN透镜处于开状态时，提高每一子像素的梯形基部的透射比，因此，增加非重叠区PX1和重叠区PX2的纵向透射比间的差值，使得3D云纹增加。在本实施例中，当使液晶GRIN透镜处于开状态以发挥如图36（A）所示的透镜效果时，通过将2H1V反驱动模式应用于显示面板2，能获得与第一实施例相同的效果。换句话说，当液晶GRIN透镜处于开状态时，如在第一实施例中所述，通过在图像分离装置的主轴上，构成以不同液晶取向状态的多个域区以及在图像分离装置的光学主轴上，定位和混合各个域区，能补偿图像分离方向中的透射的局部减小来减少3D云纹。 

在本实施例中，在液晶GRIN透镜301的平面中，能单独地控制每一透镜元件中的透镜效果，因此，能够在同一图片中同时显示3D图像和2D图像。然而，由于液晶GRIN透镜的液晶层的厚度是显示面板2的液晶层的厚度的10倍或以上，响应速度变得相当低。因此，生成余像或串扰，使得在同一图像平面上频繁地切换3D图像和2D图像的视频内容的显示质量劣化。换句话说，对仅通过液晶GRIN透镜301的透镜效果的切换操作的3D图像和2D图像的显示操作来说，存在限制。 

在本实施例中，当液晶GRIN透镜处于开状态时，还能实现单独地 操作对应于一个透镜元件的显示单元4U上设置的用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的结构。在该结构中，能使在同一图片中显示具有相同分辨率的3D图像和2D图像。用于左眼的像素4L和用于右眼的像素4R的显示操作取决于显示面板2的单元间隙，因此，处于足够比在液晶GRIN透镜中更高的速度，并且在频繁地切换3D图像和2D图像的视频内容中发挥良好的显示性能。此外，当液晶GRIN透镜301处于关状态时，能提供不受折射率影响的高质量的2D图像。当液晶GRIN透镜处于关状态时，没有图像分离性能；因此，不必应用用于抑制分离图像的闪烁或3D云纹的驱动方法，并且通过选择具有更高透射比的驱动方法，能节省电力。 

根据本实施例的图像分离装置能提供相同的效果，只要该装置是能切换具有图像分离功能的状态和不具有图像分离功能的状态的光学元件。例如，能优选应用通过液晶切换，能切换光栅部的开和关的液晶快门型视差光栅。 

还能在液晶GRIN透镜301的控制基板302或相对基板303上设置防止静电电荷的电极。通过使处于恒定电位的电极接地，能抑制显示面板2和液晶GRIN透镜301的静电电荷来减少两者的液晶分子层的失向。因此，能提高可靠性和显示质量。 

如在下述附注中，也描述了一些或全部上述实施例，但这不是限制。 

（附注1） 

液晶显示元件，包括：以矩阵形状排列多个显示单元，所述多个显示单元至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素；光学装置，在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；在显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电 极；以及多个域区，所述域区的取向受由第一控制电极和第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制，并且具有不同的液晶分子取向状态，其中，假定由光学装置分配的光的一个方向是第一方向并且与第一方向正交的方向是第二方向，光学装置的光学主轴有效地通过显示单元的中心点并且在第二方向中延伸；沿第一方向设置显示单元中的每一像素；在与第一方向相邻的每一像素上形成在第二方向中彼此重叠的重叠区；以及在重叠区中在所述第二方向中排列的显示单元包括取决于显示单元形成的不同电场结构，并且沿光学主轴设置根据电场结构设置的对应的域区。 

（附注2） 

经绝缘膜，在第一控制电极的上层上设置的第二控制电极包括在第一方向中延伸的多个缝隙；控制电极的任何一个由能在每一像素中，独立地被驱动的像素电极组成；以及在第一方向中彼此相邻的像素电极间的部分在重叠区中在与第二方向不同的方向中倾斜，并且在第二方向中排列的每一显示单元中跨越光学主轴重复地设置。 

（附注3） 

第一控制电极是能在每一像素中被控制的像素电极；第二控制电极是公共电极，在所述公共电极中，取决于像素电极在第一控制电极的上层上设置在第二方向中排列的多个缝隙；公共电极在每一像素中具有公共电位；由在每一像素上设置的像素电极的电位，控制液晶分子的取向；以及在重叠区中跨越光学主轴，设置缝隙中的一些。 

（附注4） 

不与第一控制电极重叠地设置在重叠区中跨越光学主轴设置的控制布线。 

（附注5） 

设置第二控制电极来覆盖控制布线。 

（附注6） 

在第二方向中交替地设置第一行和第二行，在第一行中，在第一方向中交替地重复设置包括具有正极性或负极性的相同极性的显示数据信号的像素的显示单元，并且在第二行中，在第一方向中重复包括具有不同极性的像素的显示单元。 

（附注7） 

假定显示单元中的各个像素在第二方向中不彼此重叠的区域是非重叠区，在非重叠区中在第二方向中排列的每一显示单元中，设置由相同电场结构组成的域区；以及将非重叠区中的域区在第一方向中的宽度设定成大于在重叠区中设置的多个所述域区在第一方向中的宽度。 

（附注8） 

在第一方向彼此相邻的像素间的边界中，在第一方向和第二方向中偏移和设置在第二控制电极中设置的缝隙的端部。 

（附注9） 

缝隙的端部以非矩形形状形成并且沿重叠区设置。 

（附注10） 

缝隙的端部以矩形形状形成。 

（附注11） 

缝隙的端部是弯曲的。 

（附注12） 

像素的每一个具有梯形形状的开口并且设置成相对于显示单元的中心点对称。 

（附注13） 

像素的每一个具有平行四边形形状的开口。 

（附注14） 

将由光学装置放大的重叠区在图像分离方向中的扩展宽度设定成等于或小于在三维视觉范围最大的观察距离处的观察者的两眼间的宽度。 

（附注15） 

在第一方向中彼此相邻的像素电极间的倾斜角是相对于第二方向的倾斜角Φ或-Φ；以及将倾斜角Φ的范围设定在0度或以上并且55度或以下。 

（附注16） 

像素包括：连接到第一控制电极的开关装置、用于控制开关装置的栅极线，以及用于通过开关装置将图像信号输入到第一控制电极的数据线；包括跨越一个栅极线设置并且排列在第二方向中的两个像素的相邻像素对，构成用于驱动的基本单元；以及包括在两个像素中的各个开关装置受夹在两个像素间的公共栅极线控制并且连接到不同数据线。 

（附注17） 

像素包括：连接到第一控制电极的开关装置、用于控制开关装置的栅极线，以及用于通过开关装置将图像信号输入到第一控制电极的数据线；包括跨越一个数据线设置并且排列在第二方向中的两个像素的相邻像素对，构成用于驱动的基本单元；以及包括在两个像素中的各个开关装置连接到夹在两个像素间的公共数据线并且受不同栅极线控制。 

（附注18） 

每隔一个栅极线扫描栅极线；每一个栅极线，反转每一像素的电压极性；以及每一个数据线，反转每一传输的显示数据的极性。 

（附注19） 

假定第二方向和液晶初始取向方向θLC间的角度为（90-θ）度，并且第二方向和像素电极间的倾斜方向间的角度为Φ，液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（90-θ）度的第一区，液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（Φ+θ）度的第二区，以及液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（Φ-θ）度的第三区均至少设置在光学主轴上并且沿第二方向周期性地设置。 

（附注20） 

假定显示单元中的各个像素在第二方向彼此不重叠的区域是非重叠区，取决于重叠区中的液晶层的平均透射比，设定该非重叠区中的遮光部在第二方向中的宽度。 

（附注21） 

在非重叠区中弯曲遮光部；以及在像素的中心，第二方向中的遮光部的宽度最大。 

（附注22） 

液晶显示元件，包括：以矩阵形状排列多个显示单元，所述多个显示单元至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素；光学装置，取决于预定信号，在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；在显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电极；以及多个域区，所述多个域区的取向受所述第一控制电极和所述第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制并且 具有不同的液晶分子取向状态，其中，假定所述光学装置分配的光的一个方向是第一方向，与所述第一方向正交的方向是第二方向，显示单元中的各个像素在第二方向中彼此重叠的区域是重叠区，预定信号输入到光学装置的情形是3D模式，以及另一情形是2D模式，光学装置包括有效地通过显示单元的中心点并且在第二方向中延伸的光学主轴；在与第二方向不同的方向中，设置重叠区中的控制电极；在所述第二方向中排列的显示单元的每一个中重叠区重复地弯曲并设置成跨越光学主轴；沿重叠区在第二方向中排列的显示单元的每一个中设置处于不同液晶分子取向状态的区域的每一个；沿光学主轴，有效地周期性设置处于不同液晶分子取向状态的区域；以及像素的驱动极性在3D模式和2D模式间是不同的。 

（附注23） 

2D模式的显示状态导致在第二方向中排列包括具有相同极性的像素的显示单元的驱动极性；以及3D模式的显示状态导致在第二方向中交替地排列包括具有不同极性的像素的显示单元和包括具有相同极性的像素的显示单元的驱动极性。 

（附注24） 

在液晶显示元件中，以矩阵形状排列多个方形像素，所述多个方形像素包括至少两个子像素，并且在所述所述多个方形像素中，排列包括具有相同颜色的子像素的多个显示单元，其中，包括控制电极对以及处于不同液晶分子取向状态的多个域区，所述控制电极对包括在显示单元中的每一像素中设置的第一控制电极和第二控制电极，所述域区的取向受由第一控制电极和第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制；假定排列子像素的方向是第一方向，与第一方向正交的方向是第二方向，并且显示单元中的各个子像素在第二方向中彼此重叠的区域是重叠区，在与第二方向不同的方向中设置重叠区中的控制电极；在第二方向中排列的显示单元的每一个中弯曲和重复地设置重叠区；以及在重叠区中在第二方向中排列的每一显示单元中设置处于不 同液晶分子取向状态的区域的每一个。 

（附注25） 

一种便携式设备，包括根据附注1至24的任何一个所述的图像显示装置。 

参考附图列表 

1   图像显示装置 

2    显示面板 

2a   主基板 

2b   相对基板 

3   柱状透镜 

3a   柱面透镜 

4COM  公共电极 

4L   用于左眼的像素 

4U   显示单元 

4S    子像素 

4R   用于右眼的像素 

4TFT   像素晶体管 

4PIX、4PR1、4PR2、4PR3、4PL1、4PL2、4PL3  像素电极 

5   液晶层 

12   背光 

20   显示图像平面 

21   偏振板 

22   数据驱动器 

23   栅极驱动器 

24   连接基板 

30   飞眼透镜 

31   透镜凸部 

32   透镜凹部 

33   第一光学主轴 

34   第二光学主轴 

40   像素 

41   第一控制电极层 

42   第二控制电极层 

43   视点像素间的边界线 

44   显示单元间的边界线，像素间的边界线 

51   液晶分子 

52   液晶指向矢 

53   表示透射比分布的线 

54a、54b、54c   表示高透射比域区的示例的虚线 

55R    观察者的右眼 

55L   观察者的左眼 

57   梳状电极 

60   黑矩阵 

61   红 

62   绿 

63   蓝 

70   初始取向方向 

71   主基板偏振板吸收轴 

72   相对基板偏振板吸收轴 

73   曲折方向A 

74   曲折方向B 

81   边缘电场 

82   横向电场 

83   等电位线 

90   底涂层膜 

91   第一层间膜 

92   第二层间膜 

93   第三层间膜 

94   第四层间膜 

100  终端装置 

1003a  柱面透镜 

1011   纵向 

1012   横向 

1013   重叠区 

1014   非重叠区 

1015   突出部 

1041，1042   子像素 

1070   布线 

1075   开口 

1076   遮光部 

D，D1-D3   数据线 

G，G1-G3   栅极线 

Claims (27)

1.一种图像显示装置，包括：

液晶显示元件，在所述液晶显示元件中，以矩阵形状排列多个显示单元，所述多个显示单元至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素；

光学装置，所述光学装置在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；

在所述显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电极；以及

多个域区，所述域区的取向受由所述第一控制电极和所述第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制，并且具有不同的液晶分子取向状态，

其中，假定由所述光学装置分配的光的一个方向是第一方向并且与所述第一方向正交的方向是第二方向，

所述光学装置的光学主轴有效地通过所述显示单元的中心点并且在所述第二方向中延伸；

沿所述第一方向设置所述显示单元中的每一像素；

在与所述第一方向相邻的每一像素上形成在所述第二方向中彼此重叠的重叠区；以及

在所述重叠区中在所述第二方向中排列的所述显示单元包括取决于所述显示单元形成的不同电场结构，并且沿所述光学主轴设置根据所述电场结构设置的对应的域区。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

经绝缘膜在所述第一控制电极的上层上设置的所述第二控制电极包括在所述第一方向中延伸的多个缝隙；

所述控制电极的任何一个由能在每一像素中独立地被驱动的像素电极组成；以及

在所述第一方向中彼此相邻的像素电极间的部分在所述重叠区中在与所述第二方向不同的方向中倾斜，并且在所述第二方向中排列的每一显示单元中跨越所述光学主轴重复地设置。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述第一控制电极是能在每一像素中被控制的像素电极；

所述第二控制电极是公共电极，在所述公共电极中，取决于所述像素电极在所述第一控制电极的上层上设置在所述第二方向中排列的多个缝隙；

所述公共电极在每一像素中具有公共电位；

由在每一像素上设置的像素电极的电位，控制液晶分子的取向；以及

在所述重叠区中跨越所述光学主轴，设置缝隙中的一些。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

不与所述第一控制电极重叠地设置在所述重叠区中跨越所述光学主轴设置的控制布线。

5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中，

设置所述第二控制电极来覆盖所述控制布线。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

在所述第二方向中交替地设置第一行和第二行，在所述第一行中，在所述第一方向中交替地重复设置包括具有正极性或负极性的相同极性的显示数据信号的像素的显示单元，并且在所述第二行中，在所述第一方向中重复包括具有不同极性的像素的显示单元。

7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

假定所述显示单元中的各个像素在所述第二方向中不彼此重叠的区域是非重叠区，在所述非重叠区中在所述第二方向中排列的每一显示单元中，设置由相同电场结构组成的域区；以及

将所述非重叠区中的所述域区在所述第一方向中的宽度设定成大于在所述重叠区中设置的所述多个域区在所述第一方向中的宽度。

8.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

在所述第一方向彼此相邻的像素间的边界中，在所述第一方向和所述第二方向中偏移和设置在所述第二控制电极中设置的缝隙的端部。

9.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述缝隙的端部以非矩形形状形成并且沿所述重叠区设置。

10.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述缝隙的端部以矩形形状形成。

11.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述缝隙的端部是弯曲的。

12.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

像素的每一个具有梯形形状的开口并且设置成相对于所述显示单元的中心点对称。

13.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

像素的每一个具有平行四边形形状的开口。

14.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

将由所述光学装置放大的重叠区在图像分离方向中的扩展宽度设定成等于或小于在三维视觉范围最大的观察距离处的观察者的两眼间的宽度。

15.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

在所述第一方向中彼此相邻的像素电极间的倾斜角是相对于所述第二方向的倾斜角Φ或-Φ；以及

将所述倾斜角Φ的范围设定在0度或以上并且55度或以下。

16.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述像素包括：连接到所述第一控制电极的开关装置；用于控制所述开关装置的栅极线；以及用于通过所述开关装置将图像信号输入到所述第一控制电极的数据线；

包括跨越一个栅极线设置并且排列在所述第二方向中的两个像素的相邻像素对，构成用于驱动的基本单元；以及

包括在所述两个像素中的各个所述开关装置受夹在所述两个像素间的公共栅极线控制并且连接到不同数据线。

17.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述像素包括：连接到所述第一控制电极的开关装置；用于控制所述开关装置的栅极线；以及用于通过所述开关装置将图像信号输入到所述第一控制电极的数据线；

包括跨越一个数据线设置并且排列在所述第二方向中的两个像素的相邻像素对，构成用于驱动的基本单元；以及

包括在所述两个像素中的各个所述开关装置连接到夹在所述两个像素间的公共数据线并且受不同栅极线控制。

18.一种驱动根据权利要求16的任何一个所述的图像显示装置的方法，包括：

每隔一个栅极线扫描栅极线；

每一个栅极线，反转每一像素的电压极性；以及

每一个数据线，反转每一传输的显示数据的极性。

19.一种驱动根据权利要求17的任何一个所述的图像显示装置的方法，包括：

每隔一个栅极线扫描栅极线；

每一个栅极线，反转每一像素的电压极性；以及

每一个数据线，反转每一传输的显示数据的极性。

20.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

假定所述第二方向和液晶初始取向方向θLC间的角度为（90-θ）度，并且所述第二方向和所述像素电极间的倾斜方向间的角度为Φ，则液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（90-θ）度的第一区，液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（Φ+θ）度的第二区，以及液晶初始取向方向θLC和液晶驱动电场方向ΦE间的角度满足（Φ-θ）度的第三区均至少设置在所述光学主轴上并且沿所述第二方向周期性地设置。

21.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

假定所述显示单元中的各个像素在所述第二方向彼此不重叠的区域是非重叠区，取决于所述重叠区中的液晶层的平均透射比，设定所述非重叠区中的遮光部在第二方向中的宽度。

22.根据权利要求21所述的图像显示装置，其中，

在所述非重叠区中弯曲所述遮光部；以及

在像素的中心，所述第二方向中的遮光部的宽度最大。

23.一种图像显示装置，包括：

液晶显示元件，在所述液晶显示元件中，以矩阵形状排列多个显示单元，所述多个显示单元至少包括显示用于第一视点的图像的像素和显示用于第二视点的图像的像素；

光学装置，所述光学装置取决于预定信号，在相互不同的方向分配从显示用于第一视点的图像的像素发出的光和从显示用于第二视点的图像的像素发出的光；

在所述显示单元中的每一像素上设置的第一控制电极和第二控制电极；以及

多个域区，所述多个域区的取向受所述第一控制电极和所述第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制并且具有不同的液晶分子取向状态，

其中，假定所述光学装置分配的光的一个方向是第一方向，与所述第一方向正交的方向是第二方向，所述显示单元中的各个像素在所述第二方向中彼此重叠的区域是重叠区，预定信号输入到所述光学装置的情形是3D模式，以及另一情形是2D模式，

所述光学装置包括有效地通过所述显示单元的中心点并且在所述第二方向中延伸的光学主轴；

在与所述第二方向不同的方向中，设置所述重叠区中的控制电极；

在所述第二方向中排列的显示单元的每一个中所述重叠区重复地弯曲并设置成跨越所述光学主轴；

沿所述重叠区在第二方向中排列的显示单元的每一个中设置处于不同液晶分子取向状态的区域的每一个；

沿所述光学主轴，有效地周期性设置处于不同液晶分子取向状态的区域；以及

像素的驱动极性在所述3D模式和所述2D模式间是不同的。

24.根据权利要求23所述的图像显示装置，其中，

所述2D模式的显示状态导致在所述第二方向中排列包括具有相同极性的像素的显示单元的驱动极性；以及

所述3D模式的显示状态导致在所述第二方向中交替地排列包括具有不同极性的像素的显示单元和包括具有相同极性的像素的显示单元的驱动极性。

25.一种液晶显示元件，在所述液晶显示元件中，以矩阵形状排列多个方形像素，所述多个方形像素包括至少两个子像素，并且在所述所述多个方形像素中，排列包括具有相同颜色的子像素的多个显示单元，其中，

包括控制电极对以及处于不同液晶分子取向状态的多个域区，所述控制电极对包括在所述显示单元中的每一像素中设置的第一控制电极和第二控制电极，所述域区的取向受由所述第一控制电极和所述第二控制电极形成的斜向电场或横向电场控制；

假定排列子像素的方向是第一方向，与所述第一方向正交的方向是第二方向，并且所述显示单元中的各个子像素在所述第二方向中彼此重叠的区域是重叠区，

在与所述第二方向不同的方向中设置所述重叠区中的控制电极；

在所述第二方向中排列的显示单元的每一个中弯曲和重复地设置所述重叠区；以及

在所述重叠区中在所述第二方向中排列的每一显示单元中设置处于不同液晶分子取向状态的区域的每一个。

26.一种便携式设备，包括根据权利要求1所述的图像显示装置。

27.一种便携式设备，包括根据权利要求23所述的图像显示装置。

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