CN101520566A - 液晶显示装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置以及一种电子设备。该液晶显示装置包括：驱动基板和对基板之间的液晶，以及被设置为构成显示区域的多个主像素，其中，在构成所述主像素的多个子像素中至少两个子像素中的每一个子像素中，设有液晶配向控制构件或用于基板距离设置的隔片；以及在所述至少两个子像素中设置有光屏蔽构件以分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片，所述光屏蔽构件在平视时的面积互不相同。

Description

液晶显示装置和电子设备

相关申请的交叉引用

本发明包含与2008年2月29日向日本专利局递交的日本专利申请JP2008-049789有关的主题，将其全部内容通过引用合并在此。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，其中把液晶密封到驱动基板和对基板之间所限定的空间中，以及本发明还涉及一种包括该液晶显示装置的电子设备。

背景技术

液晶显示装置具有如下结构：驱动基板，其上设有诸如薄膜晶体管(TFT)的驱动元件，以便分别与像素对应；以及对基板(countersubstrate)，其上形成有以预定距离彼此附着的滤色器等；以及液晶，被密封在驱动基板和对基板之间所限定的空间中。在用于显示彩色图像的液晶显示装置中，一个像素(主像素)由与三原色，即红(R)、绿(G)、蓝(B)，相对应的三个子像素组成。因此，通过驱动子像素来显示期望的彩色图像。

在这种液晶显示装置中，需要进行调整以通过使用所采用的具有R、G、B的滤色器而获得目标色度。特别是近年来，对白色的色温有很强的请求。结果，针对白色色度坐标的调整已经成为对白色色温的请求的重要因素。

这里，对于液晶显示装置中针对白色色温的调整，当材料没有发生改变时，采用这样一种技术，其调整液晶间隙(驱动基板和对基板之间所限定的距离)，或使用滤色器的膜厚度来调整R、G和B的单色色度。

然而，对于液晶间隙的调整来说，该调整仅能够使白色色度坐标在确定方向上移动。另外，对于R、G和B的单色色度的调整来说，除非颜色发生很大的改变，否则白色色度坐标不会移动。结果导致如下问题：颜色再现范围变得比目标范围更窄，或是坐标发生很大的偏差。

另一方面，尽管可以通过利用其他方式来取代液晶显示装置的背光从而改变白色色度坐标，然而背光的色度范围存在限制，因而可能无法执行超出该色度范围的调整。

为了应对这一情况，提出了改变像素尺寸以分别对应于颜色的方法，以及通过新提供用于每一像素内的光屏蔽的图案而调整与各颜色相对应的像素的色度的方法。例如，这些方法在日本专利待审公开No.2007-17619和2005-141180中有所描述。

发明内容

然而，对于改变像素尺寸以分别对应于颜色的方法来说，需要改变驱动电路的设计以分别对应于颜色，或者需要设计驱动电路以适合于最大像素。因此，该方法包括如下问题：对电路设计施加了很大的负担。另外，对于新提供用于每一像素内的光屏蔽的图案的方法来说，所出现的问题是对每一像素内的电路的设计带来了约束，从而降低了设计的自由度。

考虑到上述问题，因而需要提供这样一种液晶显示装置：其能够通过利用现有的光屏蔽构件对透射进行调整，而无需专门提供专用图案进行透射调整。此外，还需要提供包括该液晶显示装置的电子设备。

为了达到上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种液晶显示装置，包括驱动基板和对基板之间的液晶，以及被设置为构成显示区域的多个主像素，其中，在构成所述主像素的多个子像素的至少两个子像素中的每一个子像素中，设有液晶配向控制构件或用于基板距离设置的隔片；以及所述至少两个子像素中设置有光屏蔽构件，以分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片，所述光屏蔽构件在平视时的面积互不相同。

在该液晶显示装置中，在构成所述主像素的多个子像素中至少两个子像素中的每一个子像素中，设有液晶配向控制构件或隔片。为了防止由于液晶配向控制构件或隔片的存在所导致的配向扰动所引起的光泄露，光屏蔽构件被设置为分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片的位置。在本发明的实施例中，光屏蔽构件也用作调整子像素的透射系数的构件。结果，无需提供用于透射系数调整的图案作为另一个构件，就可以调整构成主像素的多个像素的透射系数之间的平衡。

这里，光屏蔽构件在平视时的外部形状可以与液晶配向控制构件或隔片相似。结果，能够实现由于液晶配向控制构件或隔片的存在所导致的液晶配向扰动所引起的光泄露的可靠防护与期望的透射系数调整之间的平衡。

另外，光屏蔽构件可以在显示区域内彼此独立地设置，这导致对透射系数的调整不会影响显示区域外围的电路图案的设计。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种电子设备，包括设置在主体底盘中的液晶显示装置，其中，在所述液晶显示装置中，液晶被密封在驱动基板和对基板之间，而且多个主像素被设置为构成显示区域；在构成所述主像素的多个子像素的至少两个子像素中的每一个子像素中，设有液晶配向控制构件或用于基板距离设置的隔片；以及所述至少两个子像素中设置有光屏蔽构件，以分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片，所述光屏蔽构件在平视时的面积互不相同。

在本发明的任意实施例中，液晶显示装置中的光屏蔽构件也用作用于子像素的透射系数调整的构件。结果，能够调整构成主像素的多个子像素的透射系数的平衡，而无需提供作为另一构件的用于透射系数调整的图案。

如上所述，根据本发明的实施例，在子像素的透射系数调整中，可以通过使用现有的光屏蔽构件来调整透射系数，而无需专门设置用于透射系数调整的专用图案。结果，可以执行期望的透射系数调整，同时保证了像素内的电路设计的自由度，从而能够精确地设置液晶显示装置的色度坐标。

附图说明

图1是根据本发明实施例的液晶显示装置的俯视图，其部分被剥离以显示内部结构；

图2是沿图1中的线A-A’的截面图；

图3是电路图，其示出图1中所示实施例的液晶显示装置中的驱动电路的示例，其中以块的形式部分地示出；

图4是示出图1所示实施例的液晶显示装置中的像素的结构示例的示意图；

图5A和5B分别是示出相关技术中的光屏蔽构件的结构示例以及示出图1所示实施例的液晶显示装置中的光屏蔽构件的结构示例的示意图；

图6是示出具有另一形状的光屏蔽构件的另一结构示例的示意图；

图7是示出具有又一形状的光屏蔽构件的又一结构示例的示意图；

图8是示出一个例子中的子像素结构的示意性截面图；

图9是示出另一个例子中的子像素结构的示意性截面图；

图10是示出另一个例子的子像素结构的示意性俯视图；

图11是示出又一个例子中的子像素结构的示意性截面图，其中滤色器被设有光屏蔽构件；

图12是示出又一个例子中的子像素结构的示意性俯视图，其中滤色器被设有光屏蔽构件；

图13是示出再一个例子中的子像素结构的示意性截面图，其中滤色器被设有光屏蔽构件，其结构包括液晶配向控制构件；

图14是示出应用本发明实施例的平板型模块状显示装置的示意图；

图15是作为应用本发明实施例的示例应用的电视机的透视图；

图16A和16B分别是作为应用本发明实施例的另一示例应用的数字相机的透视图，其中图16A是从前端看去的透视图，而图16B是从后端看去的透视图；

图17是示出作为应用本发明实施例的又一示例应用的笔记本型个人电脑的透视图；

图18是示出作为应用本发明实施例的又一示例应用的视频摄像机的透视图；

图19A和19G分别是：作为应用本发明实施例的又一示例应用的移动终端设备(例如移动电话)处于打开状态的正视图；其侧视图；其处于闭合状态的正视图；其左侧视图；其右侧视图；其俯视图；以及其仰视图；

图20是示出显示图像拾取设备的完整配置的框图，该设备应用了实施例中的液晶显示装置；

图21是示出图20中所示的显示图像拾取设备中提供的I/O显示面板的配置的框图；

图22是示出图21中所示的I/O显示面板的显示区域中每一个像素的配置的电路图；

图23是示出(以块的形式部分地)显示区域中每一个像素与用于进行读取的H驱动器之间的连接关系的电路图；以及

图24是示出背光的ON/OFF(接通/关断)状态与I/O显示面板的显示状态之间的关系的时序图。

具体实施方式

下文参考附图详细描述本发明的实施例。

液晶显示装置的整体结构

图1是根据本发明实施例的液晶显示装置的俯视图，其部分被剥离以显示内部结构。图2是沿图1中的线A-A’的截面图。下文将参考图1和2来描述根据本发明实施例的液晶显示装置的示意性结构。

图1和2中所示的液晶显示装置1包括：驱动基板10，其上形成有驱动电路；对(counter)基板20，被设置为面对驱动基板10；密封剂30，容纳于驱动基板10和对基板20之间；密封件32，密封用于注入密封剂30的入口30a；以及液晶层LC，其填充在驱动基板10和对基板20之间限定的空间中。

其中，驱动基板10包括驱动电路，所述驱动电路分别被设置在显示区域10a以及显示区域10a的外围区域10b中，其中显示区域10a被设置在液晶显示装置1的中心部分。如下文详细描述的，该驱动电路是像素电路和外围电路，且每一个均包括薄膜晶体管和电容器。

另外，例如在与栅极电极11的层相同的层中设置引出配线11b，该栅极电极11构成驱动基板10上的上述驱动电路的薄膜晶体管。例如，栅极电极11和引出配线11b均由钼(Mo)膜形成。此外，从与密封剂30交叠的位置到驱动基板10周边的位置之外设有引出配线11b。

在绝缘膜13上形成电路配线(未示出)等，该绝缘膜13覆盖栅极电极11和引出配线11b中的每一个。以及形成平面化绝缘膜15，以覆盖电路配线等。每一个均与电路配线相连的多个像素电极17被设置在平面化绝缘膜15上的显示区域10a中的矩阵中。

此外，设置配向膜(未示出)以覆盖多个像素电极17。

另一方面，对基板20具有与驱动基板10相同的形状。驱动基板10之上的一部分仅在外围方向中是开放的，沿着该外围方向引出驱动基板10中的引出配线11b。对基板20设有黑矩阵21，该黑矩阵21与液晶显示装置1中心部分处设置的显示区域10a周围的外围区域10b相对应。另外，黑矩阵21还可以被设置在与显示区域10a内部的每两个像素电极17之间的部分相对应的位置处。

另外，具有相应颜色的滤色器23被设置在显示区域10a中，由黑矩阵21包围。

此外，尽管这里有所省略，在显示区域10a的整个表面上，作为公共电极的对电极(counter electrode)和配向膜按照对电极和配向膜这样的顺序以叠片形式形成，以覆盖黑矩阵21和滤色器23中的每一个。

密封剂30连续地设在驱动基板10和对基板20之间所限定的空间的周界边缘，从而与驱动基板10和对基板20的侧周边相对，留下至少一个敞开部分作为入口30a。

例如，通过利用丝网印刷或分配器在一个基板侧以某种图案来涂抹密封剂30。这样，仅在设有入口30a的末端边缘方向上，从驱动基板10和对基板20的周界边缘稍靠内地设置密封剂30。结果，从显示区域10a侧到驱动基板10和对基板20的侧周边的入口30a的一部分处于形成颈状形状的状态。

密封件32应用于驱动基板10和对基板20的周边，以密封用于注入密封剂30的入口30a。

液晶层LC由液晶分子组成，每一个液晶分子具有根据液晶显示装置1的驱动模式而被选择的介电各向异性。要注意的是，除了液晶层LC之外，用于将驱动基板10和对基板20之间的距离设为预定状态的多个隔片容纳在驱动基板10和对基板20之间。这些隔片是预先在驱动基板10或对基板20上形成的柱形隔片。

另外，如果需要，其上形成有外部电路的柔性印刷电路板34可以连接至引出配线11b。

驱动电路的配置

图3是电路图，其示出上述液晶显示装置中的驱动电路的示例，其中以块的形式部分地示出。

如图中所示，在有源矩阵型液晶显示装置1中，在驱动基板10一侧的显示区域10a中，分别水平地和垂直地排布多个扫描线3和多个信号线5。此外，设置像素以使其分别与扫描线3和信号线5之间的交叉部分相对应。以这种方式，将显示区域10a配置为像素阵列部分。例如，每一个像素中设置的像素电路由像素电极17、薄膜晶体管Tr以及保持电容器Cs构成。

另一方面，在外围区域10b中设置扫描线驱动电路7和信号线驱动电路9。在此情形中，扫描线驱动电路7扫描并驱动扫描线3，而信号线驱动电路9向信号线5提供与亮度信息相对应的视频信号(即，输入信号)。

在上述面板配置中，通过薄膜晶体管Tr从相应的一个数据线5向像素写入的视频信号在保持电容器Cs中被保持，并通过扫描线驱动电路7的驱动操作把与这样被保持的信号的量相对应的电压提供给像素电极17。另一方面，向与保持电容器Cs的另一电极相连的、作为公共电极的对电极施加公共电势Vcom。结果，构成液晶层LC的液晶分子根据通过向像素电极17和对电极施加电压而产生的电场，在基板平面内以预定角度旋转，从而控制显示光的光透射。

要注意，上述像素电路的配置仅仅作为示例。因此，根据需要，可以通过在像素电路中设置电容器，或通过在像素电路中设置多个晶体管来配置像素电路。另外，根据像素电路设计的改变，向外围区域10b添加必要的驱动电路。另外，本发明的实施例可以应用于具有所有液晶驱动模式的液晶显示装置。此外，本发明的实施例可以应用于无源矩阵型液晶显示装置以及有源矩阵型液晶显示装置。在这种情况下，可以获得与有源矩阵型液晶显示装置相同的效果。

像素结构

图4是示出像素的结构示例的示意图。多个像素(主像素P)被设置在液晶显示装置1的显示区域10a中的矩阵中。每一个主像素P由多个子像素构成。在图4所示的结构示例中，一个主像素P由三个子像素构成，即与红色(R)相对应的子像素p1、与绿色(G)相对应的子像素p2、以及与蓝色(B)相对应的子像素p3。要注意，尽管构成主像素P的子像素的种类或部署可以采取不同于上文所述的种类或部署，但在这个实施例中，一个主像素P由分别与R、G和B相对应的三个子像素p1、p2和p3构成。

在每一个子像素p1、p2和p3中，薄膜晶体管和用于驱动液晶的像素电极形成在驱动基板10一侧，而具有子像素p1、p2和p3的R、G和B的滤色器形成在对电极20一侧。另外，在多个子像素p1、p2和p3中至少两个子像素的每一个中设有液晶配向控制构件或用于设置基板距离的隔片。

就是说，当垂直配向型液晶用作液晶的类型时，在对电极20一侧，在多个子像素p1、p2和p3中至少两个子像素的每一个中设置用于控制垂直配向型液晶的配向方向的凸出部分(液晶配向控制构件)。另外，即使在任意其他类型的液晶的情况下，也设有柱状隔片以精确设置驱动基板10和对基板20之间限定的间隙。当一个主像素P中存在多个子像素p1、p2和p3时，柱状隔片设在至少两个子像素的每一个中。

当这种液晶配向控制构件或柱状隔片设在至少两个子隔片的每一个中时，由于液晶配向控制构件或隔片的存在，会出现液晶的配向扰动。为了防止由于配向扰动所导致的光泄露，设置光屏蔽构件以便与液晶配向控制构件或隔片的位置相对应。在这种情况下，光屏蔽构件设在驱动基板10一侧上或设在对基板20一侧上，并与液晶配向控制构件或隔片的位置相对应。

在这个实施例的液晶显示装置1中，光屏蔽构件也用作调整子像素p1、p2和p3的透射系数的构件。因此，无需专门设置用于透射系数调整的图案作为另一构件，就可以调整构成主像素P的多个子像素p1、p2和p3的透射系数之间的平衡。

图5A和5B分别是示出相关技术中的光屏蔽构件的结构示例以及示出图1所示实施例的液晶显示装置中的光屏蔽构件的结构示例的示意图。这里，图5A和5B示出了由三个子像素p1、p2和p3构成的一个主像素P的光屏蔽构件S的结构示例。在图5A所示的相关技术的光屏蔽构件S的结构示例中，尽管在分别与R、G和B相对应的子像素p1、p2和p3中的每一个中设有两个光屏蔽构件S，所有光屏蔽构件S在平视(planarview)时的外部形状具有相同的尺寸。这里，平视指的是液晶显示装置1的显示区域10a的平面(参考图1)从前面被观察的状态。

另一方面，在图5B所示的实施例中，光屏蔽构件S设置在分别与R、G和B相对应的子像素p1、p2和p3中与G相对应的子像素p2以及与B相对应的子像素p3中的每一个中。此外，与R相对应的子像素p1中没有设置光屏蔽构件S。另外，设置在与G相对应的子像素p2中的两个光屏蔽构件S中的每一个与设置在与B相对应的子像素p3中的两个光屏蔽构件S中的每一个在平视时的外部形状尺寸互不相同。就是说，设置在与B相对应的子像素p3中的两个光屏蔽构件S中的每一个在尺寸上大于设置在与G相对应的子像素p2中的两个光屏蔽构件S中的每一个。通过使子像素p2和p3中的成对光屏蔽构件S的尺寸彼此不同，可以调整子像素p1、p2和p3的透射系数之间的平衡，从而能够改变白色色度坐标。

注意，在图5B所示的实施例中的光屏蔽构件S的结构示例中，成对的光屏蔽构件S分别设置在三个子像素p1、p2和p3中与G相对应的子像素p2以及与B相对应的子像素p3中。然而，在所有子像素p1、p2和p3中分别设有液晶配向控制构件或隔片的情况下，还可以采用这样的结构，即光屏蔽构件S分别设置在所有子像素p1、p2和p3中，以与该情况相对应，而且使设置在子像素p1、p2和p3中的光屏蔽构件S在平视时的外部形状分别具有不同的尺寸。

另外，使用光屏蔽构件S来调整透射系数取决于子像素中设置的光屏蔽构件S在平视时的面积。因此，当调整子像素p1、p2和p3的透射系数时，除了按照上述方式使成对的光屏蔽构件S在平视时的尺寸彼此不同之外，甚至当使用具有相同尺寸的光屏蔽构件S时，也可以根据所设置的光屏蔽构件的个数而执行子像素的透射系数的调整。

在本实施例的液晶显示装置1中，设置光屏蔽膜以便与被设置为子像素中的光屏蔽构件S的液晶配向控制构件或隔片相对应，该光屏蔽膜也用作子像素的透射系数的调整构件。结果，光屏蔽构件S在平视时的外部形状大于液晶配向控制构件或隔片在平视时的外部形状。另外，光屏蔽构件S在平视时的外部形状与液晶配向控制构件或隔片在平视时的外部形状类似。通过采用这种类似的外形，足以产生如下效果：抑制由于液晶配向控制构件或隔片的存在所引起的光泄露的影响。此外，可以精确地进行期望的透射系数的调整。

图6和7分别是示出具有其他形状的光屏蔽构件的其他结构示例的示意图。图6的结构示例示出了光屏蔽构件S具有矩形形状的情况，而图7的结构示例示出了光屏蔽构件S具有椭圆形状的情况。如图6和7中所示，除了光屏蔽构件S在平视时具有图5所示的圆形形状之外，可以采用各种形状以便和液晶配向控制构件或隔片在平视时的外部形状相对应。要注意，光屏蔽构件S在平视时的外部形状可能不是必需与液晶配向控制构件或隔片在平视时的外部形状精确相似，只要光屏蔽构件S在平视时的外部形状包含液晶配向控制构件或隔片在平视时的外部形状即可。

示例

图8是示出一个例子中的子像素结构的示意性截面图。即，图8示出了实施例中的液晶显示装置1的一个子像素的结构。具有垂直配向(VA)模式的液晶LC被应用于实施例中的液晶显示装置1，而且采用其中以正抗蚀剂在对基板20一侧上形成突起这样的结构以用于液晶配向控制构件40中的配向控制。

在液晶显示装置1中，隔片41设置在驱动基板10和对基板20之间。这样，隔片41在驱动基板10和对基板20之间设置了预定距离。将液晶LC注入驱动基板10和对基板20之间限定的空间中，其中在驱动基板10和对基板20之间设置了预定距离。在完成液晶LC的注入之后，利用密封件32对驱动基板10和对基板20之间设置的入口30a(参考图1)进行密封。

在液晶显示装置1中，液晶配向控制构件40设置在对基板20上的滤色器23一侧。另外，为了防止由于液晶配向控制构件40中及其周围的液晶配向扰动所导致的光泄露，在驱动基板10一侧设置光屏蔽构件S，其例如使用钼(Mo)图案形成。

液晶配向控制构件40具有大约12μm的直径，而由钼图案形成的光屏蔽构件S具有大约16μm的直径。其原因是光屏蔽图案的尺寸除了来自液晶配向控制构件40周围的光泄露的面积，还取决于对将驱动基板10和对基板20彼此附着的过程中的移动长度的估计液晶配向控制构件。

光屏蔽构件S的制作工艺可以和诸如驱动基板10上形成的晶体管的制作工艺相同，这是因为其设置在驱动基板10一侧上。结果，光屏蔽构件S能够以很高的精度制成。

另外，光屏蔽构件S设置在子像素中的显示区域(形成像素电极的区域)内的独立位置。这里所述的“独立位置”是指与扫描线和信号线均不连续的孤立位置。结果，可以在不影响扫描线和信号线的设计的情况下设计光屏蔽构件S(透射系数的调整)。

这里，表1示出了当用作光屏蔽构件S的钼(Mo)图案的尺寸发生改变时白色色度坐标的移动量的仿真结果。

表1

表1示出了使用与R、G和B分别相对应的子像素的相应子像素的孔径比之间的相同比例作为参考(ref)，在条件1-7的不同的孔径比的情况下，对白色色度坐标(u’，v’)的量、透射系数比率以及对比度系数(CR比)的仿真结果。条件1被选择作为来自表1所示的条件1至7的白色色度坐标的移动量以及光屏蔽构件的尺寸的组合之中的组合，在条件1中，对比度的减小可以降低，而不减小透射系数。实际上，在条件1下制造液晶显示装置。关于如此制造的液晶显示装置的实际特性，白色色度坐标的移动量以及透射系数均为期望的那样，而且对比度的照射为大约2％。

对比度和对比度的贡献均与单个颜色的亮度成比例，而且在该液晶显示装置中，取R:G:B＝3:7:1作为亮度比。因此，具有较少的透射系数劣化的与蓝色(B)相对应的子像素的光屏蔽面积得以增大，并获得具有相对较少的对比度劣化的与红色(R)相对应的子像素的高透射系数，从而在确保透射系数的同时使对比度的减小为最小。

另一示例

图9是示出另一个例子中的子像素结构的示意性截面图，而图10是示出另一个例子的子像素结构的示意性俯视图。

具有边缘场切换(FFS)模式的液晶LC应用于另一示例实施例。这样，公共电极17形成在驱动基板10一侧上，像素电极18通过绝缘膜15形成在驱动基板10一侧上。另外，滤色器23形成在对基板20一侧上。此外，由光隔片(PS)构成的隔片41设置在对基板20一侧上，以保持驱动基板10和对基板20之间的距离。由钼(Mo)图案形成的光屏蔽构件S设置在驱动基板10一侧上。

在液晶显示装置1中，通过在驱动基板10和对基板20之间设置隔片41，在驱动基板10和对基板20之间设置预定距离。通过设置在驱动基板10和对基板20之间设置的入口30a(参考图1)将液晶注入由驱动基板10和对基板20之间限定的空间中。在完成液晶的注入后，利用密封件32对驱动基板10和对基板20之间设置的入口30a(参考图1)进行密封。

在液晶显示装置1中，在驱动基板10一侧上面对隔片41的位置处形成光屏蔽构件S，以对来自由PS构成的隔片41的周围的光泄露进行光屏蔽，从而在对基板20上的滤色器23上获得任意颜色。

光屏蔽构件S的制作工艺可以和诸如驱动基板10上形成的晶体管的制作工艺相同，这是因为其设置在驱动基板10一侧上。结果，光屏蔽构件S能够以很高的精度制成。

另外，如图10中所示，光屏蔽构件S设置在子像素中的显示区域(形成像素电极的区域)内的独立位置。这里所述的“独立位置”指的是与扫描线和信号线均不连续的孤立位置。结果，可以在不影响扫描线和信号线的设计的情况下设计光屏蔽构件S(透射系数的调整)。

隔片41具有大约11μm的直径，而由钼(Mo)图案制成的光屏蔽构件S具有大约24μm的直径。如表2中所示，根据其中均设有光屏蔽构件S的像素所对应的颜色，白色色度坐标发生改变。表2示出了当隔片41和光屏蔽构件S设置在分别与R、G和B相对应的子像素中的每一个时白色色度坐标的变化(x-y颜色空间中的Δx和Δy)。

表2

 

	Δx	Δy
			红色列	-0.005	0.000
绿色列	-0.001	-0.008
			蓝色列	0.006	0.008

在另一示例中，考虑白色色度坐标的期望随其移动的方向，将隔片41和光屏蔽构件S设置在与红色(G)相对应的子像素中。另外，根据需要，可以将隔片41和光屏蔽构件S设置在分别与R、G和B相对应的每三个子像素中两个或更多个子像素中的每一个中。

又一示例

注意，滤色器中的黑色(BLK)可以用作与隔片41相对应地形成的光屏蔽构件S。在这种情况下，可以获得与上述相同的效果。图11是示出又一个例子中的子像素结构的示意性截面图，其中滤色器被设有光屏蔽构件。图12是示出又一个例子中的子像素结构的示意性俯视图，其中滤色器被设有光屏蔽构件。

在液晶显示装置1中，公共电极17、绝缘膜15以及像素电极18形成在驱动基板10一侧上，滤色器23形成在对基板20一侧上，隔片41设置在驱动基板10和对基板20之间，上述这种基本结构与上一示例中的相同。然而，这个示例与上一示例中不同之处在于，把对基板20上的滤色器23中设置的黑色图案用作与隔片41相对应地形成的光屏蔽构件S。黑色图案可以由通常用于滤色器中的铬氧化物或分散有颜料的光阻剂中任意一种而制成。

如图12中所示，光屏蔽构件S设置在子像素中的显示区域(像素电极的形成区域)内的独立位置。结果，可以在不影响扫描线和信号线的设计的情况下设计光屏蔽构件S(透射系数的调整)。另外，光屏蔽构件S在平视时的外部形状大于隔片41在平视时的外部形状。因此，光屏蔽构件S在平视时的外部形状与隔片41在平视时的外部形状相似。

再一示例

把对基板20上的滤色器23的黑色图案用作光屏蔽构件S的这种结构，甚至可以应用于其中设有图13所示的液晶配向控制构件40的结构中(再一示例)。就是说，在图13所示的结构中，液晶配向控制构件40设置在对基板20上的滤色器23一侧上，黑色图案的光屏蔽构件S形成在滤色器23中，与液晶配向控制构件40的位置相对应。黑色图案可以由通常用于滤色器中的铬氧化物或分散有颜料的光阻剂中任意一种而制成。

光屏蔽构件S设置在子像素中的显示区域(像素电极的形成区域)内的独立位置。结果，可以在不影响扫描线和信号线的设计的情况下设计光屏蔽构件S(透射系数的调整)。另外，光屏蔽构件S在平视时的外部形状大于液晶配向控制构件40在平视时的外部形状。因此，光屏蔽构件S在平视时的外部形状与液晶配向控制构件40在平视时的外部形状相似。

其他示例

在光屏蔽构件S被设在驱动基板10一侧的结构中，构成辅助电容器(Cs)的金属膜被转向光屏蔽构件S，并且延伸不对辅助电容器做出贡献的区域。结果，可以获得与光屏蔽构件S相同的效果。

另外，与隔片41相对应的光屏蔽构件S和用于子像素的透射系数调整的构件的组合使用绝不限于具有FFS模式的液晶。因此，只要类似地形成隔片41以及光屏蔽对于隔片41是必要的，就可以应用与隔片41相对应的光屏蔽构件S而无需考虑液晶的模式。特别地，使用滤色器的黑色图案作为光屏蔽构件S成为有效的手段，因为其不会对像素部分的设计产生影响。

实施例的效果

可使得滤色器的色度可以对应于与产品规格相对应的、不发生变化的白色色度坐标。因此，可以响应于期望的规格而抑制特性的降低。另外，由于预先设置的光屏蔽部分也用作光屏蔽构件S，仅通过简单地改变在驱动基板10或对基板20上形成图案的光刻过程的掩膜设计就可对其进行响应。结果，可以抑制制造时间的增大或成本上升。

接下来，针对根据本发明实施例的液晶显示装置的应用示例进行描述。

电子设备

实施例中的液晶显示装置包括平板型模块状液晶显示装置，如图14中所示。例如，通过如下方式来获得显示模块。就是说，设置像素阵列部分2002a，其中每一个像素均由液晶元件、薄膜晶体管、薄膜电容器、光接收元件等构成，并且形成在绝缘基板2002上彼此形成整体的矩阵中。粘合剂2021设置成围绕在像素阵列部分(像素矩阵部分)2002a。此外，由玻璃等制成的对基板2006被附着到绝缘基板2002，从而获得显示模块。根据需要，透明的对基板2006可以设有滤色器、保护膜、光屏蔽膜等。显示模块可以设有柔性印刷电路板(FPC)2023作为连接器，通过该连接器可以使得信号等在像素阵列部分2002a和外部之间进行输入/输出。

根据上述本发明实施例的液晶显示装置可以应用于所有领域的电子设备中的液晶显示装置，在每一种领域中，以图像或视频图像的形式来显示输入到该电子设备的视频信号或该电子设备中产生的视频信号。这些电子设备由图15、图19A至19G中所示的各种电子设备来代表，例如数字摄像机、笔记本型个人电脑、诸如移动电话的移动终端设备以及视频摄像机。在下文中，将针对应用根据本发明实施例的液晶显示装置的电子设备的示例进行描述。

图15是作为应用本发明实施例的示例应用的电视机的透视图。根据该示例应用的电视机包括由前面板102、滤色镜103等构成图像显示屏部分101。此外，通过使用根据本发明实施例的液晶显示装置作为图像显示屏部分101来制造该电视机。

图16A和16B分别是作为应用本发明实施例的另一示例应用的数字相机的透视图。图16A是当数字相机从前端看去时的透视图，而图16B是当数字相机从后端看去时的透视图。根据另一示例应用的数字相机包括用于闪光的发光部分111、显示部分112、菜单开关113、快门按钮114等。通过使用根据本发明实施例的液晶显示装置作为显示部分112来制造该数字相机。

图17是示出作为应用本发明实施例的又一示例应用的笔记本型个人电脑的透视图。根据又一示例应用的笔记本型个人电脑包括主体121、当输入字符等时被操作的键盘122、用于在其上显示图像的显示部分123等。通过使用根据本发明实施例的液晶显示装置作为显示部分123来制造该笔记本型个人电脑。

图18是示出作为应用本发明实施例的又一示例应用的视频摄像机的透视图。根据本发明又一示例应用的视频摄像机包括主体部分131、捕获对象的图像并被设置在向前侧的表面上的镜头132、当捕获对象的图像时被操作的开始/停止开关133、显示部分134等。通过使用根据本发明实施例的液晶显示装置作为显示部分134来制造该视频摄像机。

图19A和19G分别是示出作为应用本发明实施例的又一示例应用的移动终端设备(例如移动电话)的示意图。图19A是处于打开状态的移动电话的正视图，图19B是处于打开状态的移动电话的侧视图，图19C是处于闭合状态的移动电话的正视图，图19D是移动电话的左侧视图，图19E是移动电话的右侧视图，图19F是移动电话的俯视图，以及图19G是移动电话的仰视图。根据又一示例应用的移动电话包括上底盘141、下底盘142、连接部分(该示例中为铰链部分)143、显示部分144、子显示部分145、图片灯146、摄像头147等。通过使用根据本发明实施例的液晶显示装置作为显示部分144或子显示部分145来制造该移动电话。

显示图像拾取设备

根据本发明实施例的液晶显示装置可以应用于下文将描述的显示图像拾取设备。另外，该显示图像拾取设备可以应用于上述电子设备。图20示出了显示图像拾取设备的完整配置。显示图像拾取设备包括I/O显示面板2000、背光1500、显示装置电路1200、接收光驱动电路1300、图像处理部分1400、以及应用程序执行部分1100。

I/O显示面板2000由液晶显示(LCD)面板构成，其中多个像素以矩阵的形式设置在整个表面上。I/O显示面板2000具有显示功能和图像拾取功能。利用显示功能，基于显示数据来显示诸如预定图片或字符的图像，同时执行线顺序操作。此外，利用图像拾取功能，捕获接触或靠近I/O显示面板2000的对象的图像，这将在下文进行描述。另外，背光1500是用于I/O显示面板2000的光源，例如在背光1500中设置多个发光二极管。背光1500根据与I/O显示面板2000的操作同步的预定时序，高速地执行开/关操作。

显示驱动电路1200是用于驱动I/O显示面板2000(用于驱动线顺序操作)的电路，从而在I/O显示面板2000上显示基于显示数据的图像(从而执行显示操作)。

光接收电路1300是用于驱动I/O显示面板2000(用于驱动线顺序操作)的电路，从而在I/O显示面板2000中获得与接收光有关的数据(从而捕获对象的图像)。要注意，各个像素中与接收光有关的数据例如被累计在帧存储器1300A中的帧中，然后被输出到图像处理部分1400作为捕获的图像。

图像处理部分1400基于从接收光驱动电路1300输出的不给捕获图像来执行预定的图像处理(算术运算处理)，从而检测并获取与接触或靠近I/O显示面板2000的对象有关的信息(例如位置坐标数据，以及与对象的形状和尺寸有关的数据)。

应用程序执行部分1100基于从图像处理部分1400获得的检测结果，执行与预定应用软件相对应的处理。例如，给出如下处理作为上文所述的处理：把被检测对象的位置坐标包含在显示数据中、以及在I/O显示面板2000上显示该显示数据等。要注意，从应用程序执行部分1100产生的显示数据被提供给显示驱动电路1200。

接下来，将参考图21描述I/O显示面板2000的详细配置。I/O显示面板2000包括显示区域(传感器区域)2100、用于显示的H驱动器2200、用于显示的V驱动器2300、用于传感器读取的H驱动器2500以及用于传感器的驱动器2400。

显示区域(传感器区域)2100是通过其对来自背光1500的光进行调制以照射显示光的区域，并且对接触或靠近该区域的对象的图像进行捕获。此外，分别在矩阵中设置作为发光元件(显示元件)的液晶元件以及光接收元件(图像拾取元件)，这将在下文进行描述。

用于显示的H驱动器2200以及用于显示的V驱动器2300根据由显示驱动电路1200提供的用于显示驱动的显示信号和控制时钟，以线顺序的方式驱动显示区域2100内的像素的液晶元件。

用于传感器读取的H驱动器2500以及用于传感器的V驱动器2400以线顺序的方式驱动传感器区域2100内的像素的光接收元件，从而获取光接收信号。

接下来，参考图22描述显示区域2100中的每一个像素的详细配置。图22中所示的像素3100由作为显示元件的液晶元件以及由光接收元件构成。

具体地，在显示元件一侧中水平延伸的栅极电极3100h以及垂直延伸的漏极电极3100i之间的相交处设置由薄膜晶体管等构成的开关元件3100a。在开关元件3100a和对电极之间设置包括液晶的像素电极3100b。此外，开关元件3100a根据通过栅极电极3100h向其提供的驱动信号而导通(ON)或关断(OFF)。当开关元件3100a保持在接通状态时，通过漏极电极3100i，根据提供给开关元件3100a的显示信号，把像素电压施加到像素电极3100b，从而设置显示状态。

另一方面，在与显示元件相邻的光接收元件一侧上，设置例如由光电二极管等构成的光接收传感器3100c，从而将电源电压VDD提供给光接收传感器3100c。复位开关3100d和电容器3100e均与光接收传感器3100c相连。因此，与接收光的量相对应的电荷累积在电容器3100e中，而光接收传感器3100c由复位开关3100d复位。此外，这样累积的电荷通过缓冲放大器3100f并根据读取开关3100g接通的定时被提供给用于信号输出的电极3100j，然后被向外输出。另外，根据由复位电极3100k提供的信号来控制复位开关3100d的接通/关断操作，并且根据由读取控制电极3100m提供的信号来控制读取开关3100g的接通/关断操作。

接下来，将参考图23来描述显示区域2100中的每一个像素与用于传感器读取的H驱动器2500之间的连接关系。在显示区域2100中，并排显示用于红色(R)的子像素3100、用于绿色(G)的子像素3200以及用于蓝色(B)的子像素3300。

分别与子像素3100、3200和3300的光接收传感器3100c、3200c和3300c相连的电容器中累积的电荷分别由缓冲器3100f、3200f和3300f进行放大，并根据读取开关3100g、3200g和3300g被接通的定时，通过用于信号输出的电极提供给用于传感器读取的H驱动器2500。要注意，恒流源4100a、4100b和4100c分别与用于信号输出的电极相连，这导致用于传感器读取的H驱动器2500以高灵敏度分别检测与接收光的量相对应的信号。

接下来，详细描述应用了实施例的液晶显示装置1的显示图像拾取设备的操作。

首先，描述显示图像拾取设备的基本操作，即用于显示图像的操作以及用于捕获对象的图像的操作。

在显示图像拾取设备中，基于应用程序执行部分1100所提供的显示数据，在用于显示的驱动电路1200中产生用于显示的驱动信号。此外，根据驱动信号为I/O显示面板2000执行线顺序显示驱动，从而在I/O显示面板2000上显示图像。此时，背光1500也由显示驱动电路1200驱动，因而与I/O显示面板2000的操作同步地执行照射/非照射操作。

这里，参考图24描述背光1500的接通/关断状态与I/O显示面板2000的显示状态之间的关系。

在图24中，横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示垂直方向上的行(row)的位置，其中沿着该垂直方向连续扫描像素的光接收元件以用于图像捕获。

首先，例如当图像显示以(1/60)秒的帧周期进行时，在每一个帧时间周期的第一半((1/120)秒)的时期中，背光1500关闭(关断)，因而没有进行显示。另一方面，在每一个帧时间周期的第二半的时期中，背光1500开启(接通)。结果，将显示信号提供给像素，并显示与相关的帧时间周期相对应的图像。

如已经描述的那样，每一个帧时间周期的第一半时期是非照射时期，此时期中不会从I/O显示面板2000照射显示光。另一方面，每一个帧时间周期的第二半时期是照射时期，此时期中会从I/O显示面板2000照射显示光。

这里，当存在接触或靠近I/O显示面板2000的对象(例如指尖等)时，通过接收光驱动电路1300以线顺讯的方式执行接收光驱动操作，在I/O显示面板2000中的像素的光接收元件中捕获对象的图像。此外，把接收的光信号从光接收元件提供到接收光驱动电路1300。在接收光驱动电路1300中，来自像素的用于一帧的接收光信号被累积，然后输出到图像处理部分1400作为捕获的图像。

此外，图像处理部分1400基于捕获的图像来执行预定的图像处理(算术运算处理)。结果，检测到与接触或靠近I/O显示面板2000的对象有关的信息(位置坐标数据、与对象的形状和尺寸有关的数据等)。

作为示例，无效时期捕获的图像与有效时期捕获的图像之间的数据差使得能够消除外部光，因而能够基于有效时期中来自背光1500并由接触或靠近I/O显示面板2000的对象所反射的光而获得图像信息。进行图像处理等操作以从图像信息提取每一个均等于或大于预定阈值的数据，并对所提取的数据二值化，从而获得重力中心的坐标。结果，获得与接触或靠近I/O显示面板2000的对象有关的信息。

另外，当连同可见光从背光1500照射用于检测的红外光，通过执行用于照射红外光分量的接通/关断操作，通常开启背光1500以照射可见光分量。

本领域的技术人员可以理解，取决于设计要求和其他因素，在所附权利要求及其等同物的范围之内，可以进行各种修改、组合、子组合以及变更。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置，包括驱动基板和对基板之间的液晶，以及被设置为构成显示区域的多个主像素，

其中，在构成所述主像素的多个子像素的至少两个子像素中的每一个子像素中设有液晶配向控制构件或用于基板距离设置的隔片；以及

在所述至少两个子像素中设置有光屏蔽构件以分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片，所述光屏蔽构件在平视时的面积互不相同。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件在形状上与所述液晶配向控制构件或所述隔片在平视时的外部形状相似。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件在显示区域内彼此独立地设置。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件设置在所述驱动基板一侧上。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件设置在所述驱动基板一侧上所设置的透明电极内。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件设置在所述对基板一侧上。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述光屏蔽构件设置在所述对基板一侧上所设置的滤色器内。

8.一种电子设备，包括设置在主体底盘中的液晶显示装置，

其中，在所述液晶显示装置中，液晶被密封在驱动基板和对基板之间，而且多个主像素被设置为构成显示区域；

在构成所述主像素的多个子像素的至少两个子像素中的每一个子像素中，设有液晶配向控制构件或用于基板距离设置的隔片；以及

在所述至少两个子像素中设置有光屏蔽构件以分别对应于所述液晶配向控制构件或所述隔片，所述光屏蔽构件在平视时的面积互不相同。

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