(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示領域及び第２表示領域を有する画素部と、
互いに異なる色相を有する複数の光を順に前記第１表示領域に供給し、前記複数の光を順に前記第２表示領域に供給する光供給部と、
光学系と、
第１の走査線駆動回路と、第２の走査線駆動回路とを有し、
前記複数の光のうち、前記第１表示領域及び前記第２表示領域に並行して供給される２つの光の色相は、互いに異なり、
前記第１表示領域及び前記第２表示領域のそれぞれは、単数または複数行の画素を有し、
前記単数または複数行の画素は、右目に対応した画素と左目に対応した画素とを複数組有し、
前記複数の光を前記第１表示領域及び前記第２表示領域に供給することで、前記右目に対応した画素から第１の光が得られ、なおかつ、前記左目に対応した画素から第２の光が得られ、
前記光学系によって、前記第１の光の進行方向及び前記第２の光の進行方向は、互いに異なる向きにそれぞれ制御され、
前記第１の走査線駆動回路によって、前記第１の表示領域が有する走査線の電位が制御され、
前記第２の走査線駆動回路によって、前記第２の表示領域が有する走査線の電位が制御されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１表示領域及び第２表示領域を有する画素部と、
互いに異なる色相を有する複数の光を順に前記第１表示領域に供給し、前記複数の光を順に前記第２表示領域に供給する光供給部と、
光学系と、
第１の走査線駆動回路と、第２の走査線駆動回路とを有し、
前記複数の光のうち、前記第１表示領域及び前記第２表示領域に並行して供給される２つの光の色相は、互いに異なり、
前記第１表示領域及び前記第２表示領域のそれぞれは、単数または複数行の画素を有し、
前記単数または複数行の画素は、隣接した一対の画素を複数組有し、
前記複数の光を前記第１表示領域及び前記第２表示領域に供給することで、前記一対の画素の一方から第１の光が得られ、なおかつ、前記一対の画素の他方から第２の光が得られ、
前記光学系によって、前記第１の光の進行方向は観察者の右目に向けられるように、前記第２の光の進行方向は観察者の左目に向けられるように、それぞれ制御され、
前記第１の走査線駆動回路によって、前記第１の表示領域が有する走査線の電位が制御され、
前記第２の走査線駆動回路によって、前記第２の表示領域が有する走査線の電位が制御されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
第３の表示領域を有し、
前記第３の表示領域は、単数または複数行の画素を有し、
前記第１の表示領域が有する一の走査線が選択された直後に、前記第２の表示領域が有する一の走査線が選択され、
前記第２の表示領域が有する前記一の走査線が選択された直後に、前記第３の表示領域が有する一の走査線が選択されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
第１表示領域乃至第３表示領域を有する画素部と、
互いに異なる色相を有する複数の光を順に前記第１表示領域に供給し、前記複数の光を順に前記第２表示領域に供給する光供給部と、
光学系とを有し、
前記複数の光のうち、前記第１表示領域及び前記第２表示領域に並行して供給される２つの光の色相は、互いに異なり、
前記第１表示領域乃至前記第３表示領域のそれぞれは、単数または複数行の画素を有し、
前記単数または複数行の画素は、右目に対応した画素と左目に対応した画素とを複数組有し、
前記第１の表示領域が有する一の走査線が選択された直後に、前記第２の表示領域が有する一の走査線が選択され、
前記第２の表示領域が有する前記一の走査線が選択された直後に、前記第３の表示領域が有する一の走査線が選択され、
前記複数の光を前記第１表示領域及び前記第２表示領域に供給することで、前記右目に対応した画素から第１の光が得られ、なおかつ、前記左目に対応した画素から第２の光が得られ、
前記光学系によって、前記第１の光の進行方向及び前記第２の光の進行方向は、互いに異なる向きにそれぞれ制御されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
第１表示領域乃至第３表示領域を有する画素部と、
互いに異なる色相を有する複数の光を順に前記第１表示領域に供給し、前記複数の光を順に前記第２表示領域に供給する光供給部と、
光学系とを有し、
前記複数の光のうち、前記第１表示領域及び前記第２表示領域に並行して供給される２つの光の色相は、互いに異なり、
前記第１表示領域乃至前記第３表示領域のそれぞれは、単数または複数行の画素を有し、
前記単数または複数行の画素は、隣接した一対の画素を複数組有し、
前記第１の表示領域が有する一の走査線が選択された直後に、前記第２の表示領域が有する一の走査線が選択され、
前記第２の表示領域が有する前記一の走査線が選択された直後に、前記第３の表示領域が有する一の走査線が選択され、
前記複数の光を前記第１表示領域及び前記第２表示領域に供給することで、前記一対の画素の一方から第１の光が得られ、なおかつ、前記一対の画素の他方から第２の光が得られ、
前記光学系によって、前記第１の光の進行方向は観察者の右目に向けられるように、前記第２の光の進行方向は観察者の左目に向けられるように、それぞれ制御されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記画素は、トランジスタと、前記トランジスタを介して画像信号が与えられる液晶素子とを有し、
前記トランジスタは、活性層に酸化物半導体を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記酸化物半導体は、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ及びＯを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７において、前記酸化物半導体の水素濃度は、５×１０１９／ｃｍ３以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
三次元画像の表示を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元画像に対応した表示装置の市場が拡大傾向にある。三次元画像の表示は、両眼で立体の対象物を見たときに生ずるであろう、両眼間の網膜像の差異（両眼視差）を表示装置において作為的に作り出すことで、行うことができる。上記両眼視差を利用した三次元画像用の表示装置は、各種の表示方式が開発され商品化されているが、携帯情報端末や携帯型ゲーム機などの小型の表示装置では、パララックスバリア、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイなどの光学系を利用した直視タイプの表示方式が、主に採用されている。
【０００３】
ところで、三次元画像の表示を行う液晶表示装置も、二次元画像の表示を行う液晶表示装置と同様に、バックライトやフロントライトなどの光供給部における消費電力が、液晶表示装置全体の消費電力に大きく影響を及ぼす。特に、携帯情報端末や携帯型ゲーム機などの、電力の供給を常時受けることが困難な携帯用電子機器の場合、光供給部における消費電力が低いほど、長い連続使用時間を確保することができるので好ましい。光供給部における消費電力を低く抑える方法の一つとして、フィールドシーケンシャル駆動（ＦＳ駆動）が有効である。ＦＳ駆動は、異なる色相の光を発する複数の光源を順次点灯させることでカラーの画像を表示する駆動方法である。ＦＳ駆動ではカラーフィルタを用いる必要がないため、パネルの内部における光の損失を低減することができる。よって、光供給部からの光の利用効率を高めることができ、液晶表示装置全体の消費電力を低減させることができる。また、ＦＳ駆動では、１つの画素で各色に対応する画像の表示を行うことができるため、高精細な画像の表示を行うことができる。
【０００４】
下記の特許文献１には、パララックスバリアを用いることで、右目には右目用の画像が、左目には左目用の画像が映るようにし、三次元画像を表示する技術について開示されている。また、下記の特許文献２には、三次元画像の表示を行うことができる、ＦＳ駆動の液晶表示装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−０３６１４５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＦＳ駆動では、各色の画像が合成されずに個別に視認される、カラーブレイクと呼ばれる現象が起こりやすい。特に、カラーブレイクは動画を表示する際に顕著に起こりやすい。
【０００７】
また、パララックスバリア、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイなどの光学系を利用した三次元画像の表示方式では、右目に対応した画素からの光を右目に、左目に対応した画素からの光を左目に入射させる。よって、各行において、画像の表示に寄与する画素数が実際の画素数の半分となるため、高精細な画像の表示が妨げられる。
【０００８】
上述の課題に鑑み、本発明は、消費電力を低く抑え、カラーブレイクの発生を防ぎ、高精細なカラーの三次元画像の表示を行うことができる液晶表示装置の提案を課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様では、第１表示領域及び第２表示領域を少なくとも有する画素部と、互いに異なる色相を有する複数の光を第１表示領域及び第２表示領域のそれぞれに順に供給する光供給部と、光学系とを有する。そして、上記複数の光のうち、第１表示領域及び第２表示領域に並行して供給される２つの光の色相は、互いに異なるものとする。また、上記第１表示領域及び第２表示領域のそれぞれには、右目及び左目に対応した一対の画素が複数組配置されている。上記複数の光を第１表示領域及び第２表示領域に供給することで、右目に対応した画素から第１の光が得られ、なおかつ、左目に対応した画素から第２の光が得られる。すなわち、上記第１の光が右目用の画像情報を含んでおり、上記第２の光が左目用の画像情報を含んでいる。
【００１０】
さらに、上記第１の光と上記第２の光の進行方向は、上記光学系によって、互いに異なる方向に制御される。具体的に、第１の光の進行方向は、観察者の右目に向かうように、第２の光の進行方向は、観察者の左目に向かうように、それぞれ制御される。なお、上記光学系は、パララックスバリア、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイなどの、光の進行方向を制御する光学素子を意味する。光学系は、上記光学素子を幾つか組み合わせたものであっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、画素部を複数の表示領域に分割し、表示領域ごとに異なる色相の光を順次供給することで、フルカラー画像の表示を行う。よって、特定の時刻に着目すると、隣接する表示領域に供給される光の色相を、互いに異ならせることができる。よって、各色の画像が合成されずに個別に視認されるのを防ぐことができ、ＦＳ駆動の場合とは異なり、動画の表示を行う際に起きやすかったカラーブレイクの発生を防ぐことができる。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置は、カラーフィルタを用いる必要がないため、光供給部から発せられる光の利用効率を高めることができ、液晶表示装置全体の消費電力を低減させることができる。すなわち、本発明の一態様では、消費電力を低減できるというＦＳ駆動のメリットを享受しつつ、カラーブレイクの発生というＦＳ駆動のデメリットを防ぐことができる。
【００１２】
さらに、本発明の一態様では、１つの画素で各色に対応する画像の表示を行うことができるため、カラーフィルタ―方式に比べて高精細な画像の表示を行うことができる。よって、光学系を利用した三次元画像の表示方式を採用した場合であっても、各行において、画像の表示に寄与する画素数が低減するのを抑え、高精細な三次元画像の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】液晶表示装置のブロック図と、画素の配列の形態を示す模式図。
【図２】画素部と駆動回路の構成を示す図。
【図３】画素部における画像信号の書き込みのタイミングと、光供給部における光の供給のタイミングとを示す図。
【図４】各表示領域における画素の配列を示す図。
【図５】画素部と、パララックスバリアと、観察者の右目と左目の位置関係を示す図。
【図６】画素部と、レンチキュラーレンズと、観察者の右目と左目の位置関係を示す図。
【図７】レンチキュラーレンズとマイクロレンズアレイの斜視図。
【図８】液晶表示装置の構成を示すブロック図。
【図９】信号線駆動回路の構成を示す図。
【図１０】走査線駆動回路の構成を示す図。
【図１１】走査線駆動回路の動作を示すタイミングチャート。
【図１２】画素の上面図及び断面図。
【図１３】画素の上面図及び断面図。
【図１４】液晶表示装置の構造を示す斜視図。
【図１５】液晶表示装置の構造を示す斜視図。
【図１６】電子機器の図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
＜液晶表示装置１００の構成例＞
図１（Ａ）は、本発明の一態様に係る液晶表示装置の一形態を示すブロック図である。液晶表示装置１００は、画像の表示を行う画素部１０１と、画素部１０１から出る光の進行方向を制御する光学系１０２と、画素部１０１への光の供給を行う光供給部１０３とを有する。
【００１６】
画素部１０１は複数の画素１０４を有する。画素１０４は、液晶素子を有しており、画像信号に従って上記液晶素子が階調を表示することで、画素部１０１に画像を表示することができる。
【００１７】
また、画素部１０１は、複数の表示領域に分けられる。具体的に、図１（Ａ）では、画素部１０１が第１表示領域１０５ａと、第２表示領域１０５ｂと、第３表示領域１０５ｃとに分けられている場合を例示している。さらに、上記各表示領域は、複数の画素１０４を有している。そして、複数の画素１０４は、右目に対応した右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と、左目に対応した左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）とを含んでいる。
【００１８】
図１（Ｂ）に、画素１０４の配列の一形態を、模式的に示す。図１（Ｂ）において、右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）が右目に対応した画素１０４に相当し、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）が左目に対応した画素１０４に相当する。右目用画素１０４ａと左目用画素１０４ｂは、矢印で示した走査線が伸びている方向に沿って、交互に並んでいる。右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）に右目用画像が表示され、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）に左目用画像が表示されることで、三次元画像の表示を行うことができる。
【００１９】
光学系１０２には、例えばパララックスバリア、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイなどの光学素子を、１つ、または複数組み合わせて用いることができる。なお、光学系１０２は上記光学素子に限定されず、右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）から出る光の進行方向と、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）から出る光の進行方向とを、個別に制御できる光学素子であれば、本発明の一態様に係る液晶表示装置に用いることができる。また、液晶パネルをパララックスバリアの代わりとして用いることも可能である。
【００２０】
上記光学系１０２により、観察者は、右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）に表示された右目用画像を右目で選択的に見ることができ、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）に表示された左目用画像を左目で選択的に見ることができる。その結果、観察者は三次元画像を認識することができる。
【００２１】
また、光供給部１０３は、異なる色相の光を発する複数の光源を有する。そして、上記光源を順に、または同時に発光させることで、複数の色相に対応した光を画素部１０１に順に供給することができる。光供給部１０３の光源としては、冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、電場を加えることでルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が発生するＯＬＥＤ素子などを用いることができる。
【００２２】
＜画素部１０１の構成例＞
次いで、画素部１０１の具体的な構成について説明する。図２に、画素部１０１の回路図と、画素部１０１の動作を制御する駆動回路の構成を、一例として示す。
【００２３】
図２において、画素部１０１は、画素１０４を選択するための複数の走査線と、選択された画素１０４に画像信号を供給するための複数の信号線とを有している。
【００２４】
なお、図２では、画素部１０１が、第１表示領域１０５ａと、第２表示領域１０５ｂと、第３表示領域１０５ｃとに分けられている場合を例示している。そして、第１表示領域１０５ａ、第２表示領域１０５ｂ、及び第３表示領域１０５ｃが有する各画素１０４は、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘの少なくとも１つに接続されている。また、第１表示領域１０５ａが有する各画素１０４は、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのうち、走査線Ｇ１から走査線Ｇｊの少なくとも１つに接続されている。また、第２表示領域１０５ｂが有する各画素１０４は、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのうち、走査線Ｇｊ＋１から走査線Ｇ２ｊの少なくとも１つに接続されている。また、第３表示領域１０５ｃが有する各画素１０４は、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのうち、走査線Ｇ２ｊ＋１から走査線Ｇｙ（走査線Ｇ３ｊ）の少なくとも１つに接続されている。
【００２５】
なお、信号線への画像信号の供給は信号線駆動回路１０９によって制御され、走査線の電位は走査線駆動回路１１０によって制御されている。なお、図２では、３つの走査線駆動回路１１０によって、第１表示領域１０５ａが有する走査線Ｇ１から走査線Ｇｊの電位と、第２表示領域１０５ｂが有する走査線Ｇｊ＋１から走査線Ｇ２ｊの電位と、第３表示領域１０５ｃが有する走査線Ｇ２ｊ＋１から走査線Ｇｙの電位とが、それぞれ制御されている場合を例示している。しかし、本発明の一態様ではこの構成に限定されず、一の走査線駆動回路１１０によって、全ての表示領域が有する走査線の電位を制御するようにしても良い。
【００２６】
また、各画素１０４は、液晶素子１０６と、当該液晶素子１０６への画像信号の供給を制御するトランジスタ１０７と、液晶素子１０６の画素電極と共通電極間の電圧を保持するための容量素子１０８とを有する。液晶素子１０６は、画素電極と、共通電極と、画素電極と共通電極の間の電圧が印加される液晶を含んだ液晶層とを有している。
【００２７】
トランジスタ１０７は、液晶素子１０６の画素電極に、信号線の電位を与えるか否かを制御する。液晶素子１０６の共通電極には、所定の基準電位が与えられている。
【００２８】
液晶層には、例えば、サーモトロピック液晶またはリオトロピック液晶に分類される液晶材料を用いることができる。或いは、液晶層には、例えば、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、または、ディスコチック液晶に分類される液晶材料を用いることができる。或いは、液晶層には、例えば、強誘電性液晶、または反強誘電性液晶に分類される液晶材料を用いることができる。或いは、液晶層には、例えば、主鎖型高分子液晶、側鎖型高分子液晶、或いは、複合型高分子液晶などの高分子液晶、または低分子液晶に分類される液晶材料を用いることができる。或いは、液晶層には、例えば、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）に分類される液晶材料を用いることができる。
【００２９】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を液晶層に用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、カイラル剤や紫外線硬化樹脂を添加して温度範囲を改善する。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、視野角依存性が小さいため好ましい。
【００３０】
また液晶の駆動方法としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ブルー相モード、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＶＡ−ＩＰＳモード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを適用することが可能である。
【００３１】
なお、トランジスタが有するソース端子とドレイン端子は、トランジスタの極性及び各電極に与えられる電位の高低差によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、ｎチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる電極がソース端子と呼ばれ、高い電位が与えられる電極がドレイン端子と呼ばれる。また、ｐチャネル型トランジスタでは、低い電位が与えられる電極がドレイン端子と呼ばれ、高い電位が与えられる電極がソース端子と呼ばれる。以下、ソース電極とドレイン電極のいずれか一方を第１端子、他方を第２端子とし、トランジスタ１０７と液晶素子１０６の具体的な接続関係について説明する。
【００３２】
また、トランジスタのソース端子とは、活性層の一部であるソース領域、或いは活性層に接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレイン端子とは、活性層の一部であるドレイン領域、或いは活性層に接続されたドレイン電極を意味する。
【００３３】
具体的に、トランジスタ１０７のゲート電極は、第１表示領域１０５ａ、第２表示領域１０５ｂ、第３表示領域１０５ｃのいずれに含まれている画素１０４のトランジスタ１０７なのかによって異なるが、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのうちいずれか１つに接続されている。トランジスタ１０７の第１端子は信号線Ｓ１から信号線Ｓｘのいずれか１つに接続され、トランジスタ１０７の第２端子は、液晶素子１０６の画素電極に接続されている。
【００３４】
なお、画素１０４は、必要に応じて、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、容量素子、インダクタなどのその他の回路素子を、さらに有していても良い。
【００３５】
図２では、画素１０４において、一のトランジスタ１０７をスイッチング素子として用いている場合について示しているが、本発明はこの構成に限定されない。一のスイッチング素子として機能する複数のトランジスタを用いていても良い。複数のトランジスタが一のスイッチング素子として機能する場合、上記複数のトランジスタは並列に接続されていても良いし、直列に接続されていても良いし、直列と並列が組み合わされて接続されていても良い。
【００３６】
本明細書において、トランジスタが直列に接続されている状態とは、例えば、第１のトランジスタの第１端子と第２端子のいずれか一方のみが、第２のトランジスタの第１端子と第２端子のいずれか一方のみに接続されている状態を意味する。また、トランジスタが並列に接続されている状態とは、第１のトランジスタの第１端子が第２のトランジスタの第１端子に接続され、第１のトランジスタの第２端子が第２のトランジスタの第２端子に接続されている状態を意味する。
【００３７】
なお、本明細書において接続とは電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或いは伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介して間接的に接続している状態も、その範疇に含む。
【００３８】
また、回路図上は独立している構成要素どうしが接続されている場合であっても、実際には、例えば配線の一部が電極として機能する場合など、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。本明細書において接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【００３９】
そして、本発明の一態様では、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘのうち、信号線Ｓ１、信号線Ｓ３、、、、などの奇数番目の信号線に接続された画素１０４が、右目用画素に相当し、信号線Ｓ２、信号線Ｓ４、、、、などの偶数番目の信号線に接続された画素１０４が、左目用画素に相当するものとする。或いは、逆に、奇数番目の信号線に接続された画素１０４が左目用画素に相当し、偶数番目の信号線に接続された画素１０４が右目用画素に相当していても良い。
【００４０】
＜画素部１０１の動作例＞
次いで、図２に示す画素部１０１の動作の一例について説明する。
【００４１】
まず、走査線Ｇ１にパルスを有する信号が入力されることで、走査線Ｇ１が選択される。選択された走査線Ｇ１に接続された複数の各画素１０４において、トランジスタ１０７がオンになる。そして、トランジスタ１０７がオンの状態の時に、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘに画像信号の電位が与えられる。具体的には、奇数番目の信号線Ｓ１、信号線Ｓ３、、、には右目用画像に対応した画像信号の電位が、偶数番目の信号線Ｓ２、信号線Ｓ４、、、には左目用画像に対応した画像信号の電位が、それぞれ与えられる。そして、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘに与えられた画像信号の電位に従い、オンのトランジスタ１０７を介して、容量素子１０８に電荷が蓄積される。また、上記画像信号の電位は、オンのトランジスタ１０７を介して、液晶素子１０６の画素電極に与えられる。
【００４２】
液晶素子１０６では、画素電極と共通電極の間に与えられる電圧の値に従って、液晶分子の配向が変化し、透過率が変化する。よって、液晶素子１０６は、画像信号の電位によってその透過率が制御されることで、階調を表示することができる。
【００４３】
信号線Ｓ１から信号線Ｓｘへの画像信号の入力が終了すると、走査線Ｇ１の選択は終了する。走査線Ｇ１の選択が終了すると、該走査線Ｇ１を有する画素１０４において、トランジスタ１０７がオフになる。すると、液晶素子１０６は、画素電極と共通電極の間に与えられた電圧を保持することで、階調の表示を維持する。
【００４４】
そして、同様に、走査線Ｇ２から走査線Ｇｙが順に選択され、走査線Ｇ１が選択されていた期間と同様の動作が、走査線Ｇ２から走査線Ｇｙの各走査線に接続された画素１０４において順次繰り返される。上記動作により、第１表示領域１０５ａ、第２表示領域１０５ｂ、第３表示領域１０５ｃのそれぞれにおいて、奇数番目の信号線に接続された画素１０４が右目用画像を表示し、偶数番目の信号線に接続された画素１０４が左目用画像を表示することができる。
【００４５】
なお、本発明の一態様では、必ずしも走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙを順に選択する必要はない。例えば、複数の各表示領域から順に一つずつ走査線を選択しても良い。具体的には、例えば、第１の表示領域１０５ａが有する走査線Ｇ１を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行った後、第２の表示領域１０５ｂが有する走査線Ｇｊ＋１を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行い、次いで、第３の表示領域１０５ｃが有する走査線Ｇ２ｊ＋１を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行う。そして、次に、第１の表示領域１０５ａが有する走査線Ｇ２を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行った後、第２の表示領域１０５ｂが有する走査線Ｇｊ＋２を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行い、次いで、第３の表示領域１０５ｃが有する走査線Ｇ２ｊ＋２を選択して画素１０４への画像信号の書き込みを行う。上記動作を繰り返していくことで、全ての画素に画像信号の書き込みを行うことができる。
【００４６】
＜光供給部１０３の動作例＞
次いで、図１に示した液晶表示装置１００が有する、光供給部１０３の動作について説明する。
【００４７】
本発明の一態様に係る液晶表示装置では、複数のサブフレーム期間により１フレーム期間が構成されるように、駆動を行う。画素部１０１では、サブフレーム期間ごとに各色相に対応する画像信号が、各表示領域に書き込まれる。そして、１フレーム期間内に全ての色相に対応した画像信号が順に各表示領域に書き込まれることで、１画像が形成される。
【００４８】
一方、光供給部１０３では、各表示領域に供給する光の色相を、サブフレーム期間ごとに切り換える。すなわち、画素部１０１における上記画像信号の書き込みに同期するように、１フレーム期間内に全ての色相に対応した光が、順に各表示領域に供給される。また、１つのサブフレーム期間に着目すると、隣接する少なくとも２つの表示領域には、互いに異なる色相を有する光が、それぞれ並行して供給される。
【００４９】
図３に、画素部１０１における画像信号の書き込みのタイミングと、光供給部１０３における光の供給のタイミングとを示す。なお、図３において横方向は時間を表している。また、図３において縦方向は、第１表示領域１０５ａ、第２表示領域１０５ｂ、及び第３表示領域１０５ｃにおける、走査線の位置を示している。ただし、図３では、各表示領域が有する走査線を、４つのグループに分割した場合を例示している。すなわち、第１表示領域１０５ａが有する走査線Ｇ１乃至Ｇｊを、ＧＬ１−１乃至ＧＬ１−４までの４つのグループに分割し、第２表示領域１０５ｂが有する走査線Ｇｊ＋１乃至Ｇ２ｊを、ＧＬ２−１乃至ＧＬ２−４までの４つのグループに分割し、第３表示領域１０５ｃが有する走査線Ｇ２ｊ＋１乃至Ｇ３ｊを、ＧＬ３−１乃至ＧＬ３−４までの４つのグループに分割している。
【００５０】
まず、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、第１表示領域１０５ａに赤色に対応した画像信号の書き込みが行われ、第２表示領域１０５ｂに緑色に対応した画像信号の書き込みが行われ、第３表示領域１０５ｃに青色に対応した画像信号の書き込みが行われる。
【００５１】
具体的に図３では、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、ＧＬ１−１に属する走査線Ｇ１に接続された画素１０４に、赤色に対応した画像信号を書き込む。次いで、ＧＬ２−１に属する走査線Ｇｊ＋１に接続された画素１０４に、緑色に対応した画像信号を書き込む。次いで、ＧＬ３−１に属する走査線Ｇ２ｊ＋１に接続された画素１０４に、青色に対応した画像信号を書き込む。次いで、ＧＬ１−１に属する走査線Ｇ２に接続された画素１０４に、赤色に対応した画像信号を書き込む。
【００５２】
以下、同様の動作が、ＧＬ１−１に属する走査線に接続された画素１０４と、ＧＬ２−１に属する走査線に接続された画素１０４と、ＧＬ３−１に属する走査線に接続された画素１０４において、順に行われる。
【００５３】
そして、ＧＬ１−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、赤色に対応した画像信号が書き込まれたら、次にＧＬ１−２に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、ＧＬ１−１の場合と同様に、赤色に対応した画像信号を順に書き込む。また、ＧＬ２−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、緑色に対応した画像信号が書き込まれたら、次にＧＬ２−２に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、ＧＬ２−１の場合と同様に、緑色に対応した画像信号を順に書き込む。また、ＧＬ３−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、青色に対応した画像信号が書き込まれたら、次にＧＬ３−２に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、ＧＬ３−１の場合と同様に、青色に対応した画像信号を順に書き込む。
【００５４】
上記動作を順次繰り返すことで、最終的には、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、第１表示領域１０５ａが有する全ての画素１０４に、赤色に対応した画像信号が書き込まれる。また、第２表示領域１０５ｂが有する全ての画素１０４に、緑色に対応した画像信号が書き込まれる。また、第３表示領域１０５ｃが有する全ての画素１０４に、青色に対応した画像信号が書き込まれる。
【００５５】
一方、ＧＬ１−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、赤色に対応した画像信号が書き込まれた後、光供給部１０３から上記画素１０４に赤色の光が供給される。図３では、赤色に対応した画像信号が画素１０４に書き込まれる期間を、書き込み期間Ｔａ＿Ｒとし、光供給部１０３から画素１０４に赤色の光が供給される期間を、表示期間Ｔｒ＿Ｒとして示す。なお、ＧＬ１−１に属する走査線に接続された画素１０４への光の供給は、ＧＬ１−１以外の走査線に接続された画素１０４への画像信号の書き込みと、並行して行うことができる。
【００５６】
また、同様に、ＧＬ２−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、緑色に対応した画像信号が書き込まれた後、光供給部１０３から上記画素１０４に緑色の光が供給される。図３では、緑色に対応した画像信号が画素１０４に書き込まれる期間を、書き込み期間Ｔａ＿Ｇとし、光供給部１０３から画素１０４に緑色の光が供給される期間を、表示期間Ｔｒ＿Ｇとして示す。そして、ＧＬ２−１に属する走査線に接続された画素１０４への光の供給は、ＧＬ２−１以外の走査線に接続された画素１０４への画像信号の書き込みと、並行して行うことができる。
【００５７】
また、同様に、ＧＬ３−１に属する走査線に接続された全ての画素１０４に、青色に対応した画像信号が書き込まれた後、光供給部１０３から上記画素１０４に青色の光が供給される。図３では、青色に対応した画像信号が画素１０４に書き込まれる期間を、書き込み期間Ｔａ＿Ｂとし、光供給部１０３から画素１０４に青色の光が供給される期間を、表示期間Ｔｒ＿Ｂとして示す。そして、ＧＬ３−１に属する走査線に接続された画素１０４への光の供給は、ＧＬ３−１以外の走査線に接続された画素１０４への画像信号の書き込みと、並行して行うことができる。
【００５８】
そして、ＧＬ１−１の場合と同様に、ＧＬ１−２乃至ＧＬ１−４に属する走査線に接続された全ての画素１０４に対しても、光供給部１０３から順に赤色の光が供給される。その結果、最終的には、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、第１表示領域１０５ａに、赤色に対応した画像の一部が表示される。また、ＧＬ２−１の場合と同様に、ＧＬ２−２乃至ＧＬ２−４に属する走査線に接続された全ての画素１０４に対しても、光供給部１０３から順に緑色の光が供給される。その結果、最終的には、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、第２表示領域１０５ｂに、緑色に対応した画像の一部が表示される。また、ＧＬ３−１の場合と同様に、ＧＬ３−２乃至ＧＬ３−４に属する走査線に接続された全ての画素１０４に対しても、光供給部１０３から順に青色の光が供給される。その結果、最終的には、第１サブフレーム期間ＳＦ１において、第３表示領域１０５ｃに、青色に対応した画像の一部が表示される。
【００５９】
なお、図３では、画像信号が書き込まれた後、上記画像信号の電位に従って液晶層に含まれる液晶分子の配向の変化が収束するのを待ってから、画素１０４への光の供給を行う場合を例示している。そのため、例えば、書き込み期間Ｔａ＿Ｒが終了してから、表示期間Ｔｒ＿Ｒが開始されるまで、所定の時間が設けられている。上記所定の時間は、液晶の応答速度に合わせて定めることができる。
【００６０】
また、図３では、複数の各表示領域から順に一走査線ずつ選択し、選択された走査線に接続された画素に画像信号を書き込む場合を例に挙げている。しかし、本発明の一態様では、走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｙを順に選択し、選択された走査線に接続された画素に画像信号を書き込むようにしても良い。
【００６１】
次いで、第２のサブフレーム期間ＳＦ２及び第３のサブフレーム期間ＳＦ３においても、第１のサブフレーム期間ＳＦ１と同様の動作を繰り返す。ただし、第２のサブフレーム期間ＳＦ２では、第１表示領域１０５ａにおいて、青色に対応した画像信号の書き込み及び青色の光の供給を行い、第２表示領域１０５ｂにおいて、赤色に対応した画像信号の書き込み及び赤色の光の供給を行い、第３表示領域１０５ｃにおいて、緑色に対応した画像信号の書き込み及び緑色の光の供給を行うようにする。また、第３のサブフレーム期間ＳＦ３では、第１表示領域１０５ａにおいて、緑色に対応した画像信号の書き込み及び緑色の光の供給を行い、第２表示領域１０５ｂにおいて、青色に対応した画像信号の書き込み及び青色の光の供給を行い、第３表示領域１０５ｃにおいて、赤色に対応した画像信号の書き込み及び赤色の光の供給を行うようにする。
【００６２】
そして、第１表示領域１０５ａ、第２表示領域１０５ｂ、第３表示領域１０５ｃの全てにおいて、第１のサブフレーム期間ＳＦ１乃至第３のサブフレーム期間ＳＦ３が終了する、すなわち１フレーム期間が終了することで、フルカラーの画像を画素部１０１に表示することができる。なお、フルカラーの画像とは、異なる色相の色を複数用い、各色の階調により表示される画像を意味する。
【００６３】
また、図３では、各表示領域が有する走査線を、それぞれ４つのグループに分割した場合を例示している。しかし、各表示領域が有する走査線は必ずしも４つのグループに分割する必要は無く、４以外の数のグループで分割しても良いし、分割しなくとも良い。
【００６４】
また、図３では、上記グループごとに画像信号の書き込みが終了した時点で、光供給部からの光の供給を順次開始している。上記構成により、画素部の全ての画素において画像信号の書き込みが終了した時点で、光供給部からの光の供給を開始する場合よりも、表示期間を長く確保することができる、或いは１フレーム期間を短くすることができる。
【００６５】
また、図３では、書き込み期間において、光供給部１０３から画素１０４への光の供給は行われていない。しかし、書き込み期間が開始された直後は、液晶層における液晶分子の配向の変化は小さい。よって、書き込み期間が開始されてから液晶分子の配向の変化が観察者に視認されるまでの間は、光供給部１０３から画素１０４への光の供給を行うようにしても良い。ただし、書き込み期間の当初に画素１０４に供給される光の色相は、上記書き込み期間の前に設けられた表示期間における光の色相と同じとする。
【００６６】
また、上述したように、各表示領域は、右目用画素及び左目用画素を有しており、右目用画素には右目用画像の画像情報を有する画像信号が、左目用画素には左目用画像の画像情報を有する画像信号が、それぞれ入力される。図４に、図２に示した第１表示領域１０５ａと、第２表示領域１０５ｂと、第３表示領域１０５ｃとを構成する画素１０４の配列と、各画素１０４に入力される画像信号の画像情報とを、一例として模式的に示す。
【００６７】
図４では、第１表示領域１０５ａを構成する走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｊに接続された画素１０４のうち、奇数番目の信号線Ｓ１、信号線Ｓ３、信号線Ｓ５、、、に接続された右目用画素１０４ａに、赤色に対応した右目用画像の画像情報を有する画像信号（右Ｒ）が、書き込まれている。また、第１表示領域１０５ａを構成する走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｊに接続された画素１０４のうち、偶数番目の信号線Ｓ２、信号線Ｓ４、信号線Ｓ６、、、に接続された左目用画素１０４ｂに、赤色に対応した左目用画像の画像情報を有する画像信号（左Ｒ）が、書き込まれている。
【００６８】
さらに、図４では、第２表示領域１０５ｂを構成する走査線Ｇｊ＋１乃至走査線Ｇ２ｊに接続された画素１０４のうち、奇数番目の信号線Ｓ１、信号線Ｓ３、信号線Ｓ５、、、に接続された右目用画素１０４ａに、緑色に対応した右目用画像の画像情報を有する画像信号（右Ｇ）が、書き込まれている。また、第２表示領域１０５ｂを構成する走査線Ｇｊ＋１乃至走査線Ｇ２ｊに接続された画素１０４のうち、偶数番目の信号線Ｓ２、信号線Ｓ４、信号線Ｓ６、、、に接続された左目用画素１０４ｂに、緑色に対応した左目用画像の画像情報を有する画像信号（左Ｇ）が、書き込まれている。
【００６９】
さらに、図４では、第３表示領域１０５ｃを構成する走査線Ｇ２ｊ＋１乃至走査線Ｇ３ｊに接続された画素１０４のうち、奇数番目の信号線Ｓ１、信号線Ｓ３、信号線Ｓ５、、、に接続された右目用画素１０４ａに、青色に対応した右目用画像の画像情報を有する画像信号（右Ｂ）が、書き込まれている。また、第３表示領域１０５ｃを構成する走査線Ｇ２ｊ＋１乃至走査線Ｇ３ｊに接続された左目用画素１０４ｂのうち、偶数番目の信号線Ｓ２、信号線Ｓ４、信号線Ｓ６、、、に接続された画素１０４に、青色に対応した左目用画像の画像情報を有する画像信号（左Ｂ）が、書き込まれている。
【００７０】
このように、各色相に対応した右目用画像の画像情報を有する画像信号が、右目用画素１０４ａに書き込まれ、各色相に対応した左目用画像の画像情報を有する画像信号が、左目用画素１０４ｂに書き込まれることで、フルカラーの三次元画像の表示を行うことができる。
【００７１】
なお、上記駆動では、光供給部１０３として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に対応する光源を用いる構成について示したが、本発明の一態様では、当該構成に限定されない。本発明の一態様では、光供給部１０３に、任意の色の光を供給する光源を用いることが可能である。例えば、光供給部１０３に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）、若しくは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）の４色に対応した光源を組み合わせて用いること、又はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色に対応した光源を組み合わせて用いることなどが可能である。
【００７２】
また、白（Ｗ）の光を混色により形成するのではなく、白（Ｗ）の光を発する光源をさらに光供給部１０３に設けるようにしても良い。白（Ｗ）の光を発する光源は、発光効率が高いため、当該光源を用いて光供給部１０３を構成することで、消費電力を低減することが可能である。また、光供給部１０３が補色の関係にある２色の光を発する光源を有する場合（例えば、青（Ｂ）と黄（Ｙ）の２色を有する場合）、当該２色の光を混色することで白（Ｗ）の光を形成することも可能である。さらに、淡色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）、並びに濃色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の６色を組み合わせて用いること、又は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の６色を組み合わせて用いることなども可能である。
【００７３】
なお、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の光源を用いて表現できる色は、色度図上のそれぞれの発光色に対応する３点が描く三角形の内側に示される色に限られる。従って、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）の光源を用いた場合のように、色度図上の該三角形の外側に発光色が存在する光源を別途加えることで、当該液晶表示装置において表現できる色域を拡大し、色再現性を豊かにすることができる。
【００７４】
例えば、色度図の中心から、色度図上の青色の光源Ｂに対応する点に向かって概ね外側に位置する点で表される深い青色（Ｄｅｅｐ  Ｂｌｕｅ：ＤＢ）や、色度図の中心から、赤（Ｒ）に対応する色度図上の点に向かって概ね外側に位置する点で表されるより深い赤色（Ｄｅｅｐ  Ｒｅｄ：ＤＲ）を発する光源を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の光源を有する光供給部に加えて使用することができる。
【００７５】
なお、異なる色相を有する複数の光源を用いてフルカラー画像の表示を行う場合、単色の光源とカラーフィルタを組み合わせる場合とは異なり、上記複数の光源を順次切り換えて発光させる必要がある。そして、上記光源の切り換えが行われる周波数は、単色の光源を用いた場合のフレーム周波数よりも高い値に設定する必要がある。例えば、単色の光源を用いた場合のフレーム周波数を６０Ｈｚとすると、赤、緑、青の各色に対応する光源を用いて駆動を行う場合、光源の切り替えを行う周波数は、３倍の１８０Ｈｚとなる。よって、駆動回路も上記光源の周波数に合わせて動作させるので、非常に高い周波数で動作を行うことになる。しかし、上述したように、ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短い。そのため、ブルー相を示す液晶を液晶層に用いることで、画像信号の画素への書き込みを高速で行うことができ、フレーム周波数を高めることができる。特に、本発明の一態様のように、１フレーム期間が複数のサブフレーム期間で構成される場合、画素部への画像信号の書き込み回数がカラーフィルタ方式の場合よりも増えるため、フレーム周波数が低くなりやすい。しかし、本発明の一態様に係る液晶表示装置において、液晶素子が有する液晶層にブルー相を示す液晶を用いることで、フレーム周波数が低くなるのを防ぎ、カラーブレイクやフリッカの発生を防ぐことができる。
【００７６】
＜光学系１０２の構成例＞
本発明の一態様では、画素部１０１から出る光の進行方向を、光学系１０２により制御する。光学系１０２には、上述したように、パララックスバリア、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイなどの、光の進行方向を制御する光学素子や、液晶パネルなどを用いることができる。
【００７７】
図５に、画素部１０１と、パララックスバリア１２０と、観察者の右目１２２と左目１２３の位置関係を示す。
【００７８】
図５では、画素部１０１が有する複数の画素のうち、任意の一走査線に接続された１行の画素を示している。上記１行の画素は、交互に配置された右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）とを含んでいる。
【００７９】
また、図５では、光学系にパララックスバリア１２０を用いた例を示しており、パララックスバリア１２０には、光を遮る遮光部１２４と、光を通過させる開口部１２５とが交互に複数設けられている。そして、パララックスバリア１２０は、観察者の右目１２２及び左目１２３と画素部１０１とを結ぶ光の経路上に設けられている。
【００８０】
画素部１０１の右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）とから発せられた光の一部は、パララックスバリア１２０の開口部１２５を通過し、観察者の右目１２２または左目１２３に入射する。そして、開口部１２５の形状または大きさと、画素部１０１のサイズと、右目１２２と左目１２３の距離とを最適化することで、右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）からの光を右目１２２に、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）からの光を左目１２３に、選択的に入射させることができる。その結果、右目用画像と左目用画像とから構成される三次元画像を観察者に認識させることができる。
【００８１】
なお、パララックスバリア１２０は、画素部１０１を有する液晶パネル内に形成されていても良い。
【００８２】
次いで、光学系にレンチキュラーレンズを用いた場合について説明する。図６に、画素部１０１と、レンチキュラーレンズ１３０と、観察者の右目１２２と左目１２３の位置関係を示す。
【００８３】
図６では、図５と同様に、画素部１０１が有する複数の画素のうち、任意の一走査線に接続された１行の画素を示している。上記１行の画素は、交互に配置された右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）とを含んでいる。
【００８４】
図７（Ａ）にレンチキュラーレンズ１３０の斜視図を示す。レンチキュラーレンズ１３０は、蒲鉾型のレンズを複数連ねたような形状を有しており、半円形状の凸部において光が集光され、その進行方向が制御される。
【００８５】
図６において、レンチキュラーレンズ１３０が有する凸部の長手方向は、一走査線が伸びている方向、すなわち右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）の配列方向と、交差している。そして、レンチキュラーレンズ１３０は、観察者の右目１２２及び左目１２３と画素部１０１とを結ぶ光の経路上に設けられている。
【００８６】
画素部１０１の右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）と左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）とから発せられた光の一部は、レンチキュラーレンズ１３０によって集光され、観察者の右目１２２または左目１２３に入射する。そして、レンチキュラーレンズ１３０の焦点深度を最適化することで、右目用画素１０４ａ（Ｒｐｉｘ）からの光を右目１２２に、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）からの光を左目１２３に、選択的に入射させることができる。その結果、右目用画像と左目用画像とから構成される三次元画像を観察者に認識させることができる。
【００８７】
なお、光学系にマイクロレンズアレイを用いる場合も、レンチキュラーレンズを用いる場合と同様に、レンズの各凸部において光が集光されることで、左目用画素１０４ｂ（Ｌｐｉｘ）からの光を左目１２３に、選択的に入射させることができる。
【００８８】
図７（Ｂ）に、マイクロレンズアレイ１４０の斜視図を示す。マイクロレンズアレイ１４０は、複数の平凸レンズがマトリックス状に連なるように設けられている。
【００８９】
レンチキュラーレンズやマイクロレンズアレイのように、光を遮蔽せずに有効に活用することができる光学系を用いることで、３次元画像の輝度が２次元画像の輝度よりも著しく低くなるのを防ぐことができる。
【００９０】
一方、パララックスバリアは、上記レンチキュラーレンズやマイクロレンズアレイよりも画素に対する位置合わせが容易であり、また作製が容易である。
【００９１】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、画素部を複数の領域に分割し、領域ごとに異なる色相の光を順次供給することで、フルカラー画像の表示を行う。よって、特定の時刻に着目すると、隣接する領域に供給される光の色相を、互いに異ならせることができる。よって、各色の画像が合成されずに個別に視認されるのを防ぐことができ、ＦＳ駆動の場合とは異なり、動画の表示を行う際に起きやすかったカラーブレイクの発生を防ぐことができる。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置は、カラーフィルタを用いる必要がないため、光供給部から発せられる光の利用効率を高めることができ、液晶表示装置全体の消費電力を低減させることができる。すなわち、本発明の一態様では、消費電力を低減できるというＦＳ駆動のメリットを享受しつつ、カラーブレイクの発生というＦＳ駆動のデメリットを防ぐことができる。
【００９２】
さらに、本発明の一態様では、１つの画素で各色に対応する画像の表示を行うことができるため、カラーフィルタ―方式に比べて高精細な画像の表示を行うことができる。よって、光学系を利用した三次元画像の表示方式を採用した場合であっても、各行において、画像の表示に寄与する画素数が低減するのを抑え、高精細な三次元画像の表示を行うことができる。
【００９３】
（実施の形態２）
本明細書において液晶表示装置とは、コントローラなどの外付け回路を含んでいても良い。本実施の形態では、本発明の一態様に係る液晶表示装置が有する、外付け回路の構成と、画素部の動作を制御する駆動回路の構成について、例を挙げて説明する。
【００９４】
図８に、液晶表示装置４００の構成を、一例としてブロック図で示す。なお、ブロック図では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【００９５】
図８に示すように、本実施の形態の液晶表示装置４００は、複数の画像メモリ４０１と、画像処理回路４０２と、コントローラ４０３と、液晶パネル４０４と、光供給部４０５と、光供給部制御回路４０６と、光学系４０７とを有する。
【００９６】
液晶表示装置４００には、フルカラー画像に対応する画像データ（フルカラー画像データ４１１）が入力される。画像処理回路４０２は、複数の画像メモリ４０１へのフルカラー画像データ４１１の書き込みと、複数の画像メモリ４０１からのフルカラー画像データ４１１の読み出しとを行う。フルカラー画像データ４１１には、複数の色相にそれぞれ対応する画像データが含まれている。複数の各画像メモリ４０１には、各色相に対応する画像データがそれぞれ記憶される。
【００９７】
画像メモリ４０１は、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶回路を用いることができる。或いは、画像メモリ４０１に、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）を用いても良い。
【００９８】
画像処理回路４０２から、複数の画像メモリ４０１に記憶されている、各色相に対応する画像データの読み出しは、コントローラ４０３からの命令に従って行われる。複数の画像メモリ４０１から読み出された各色相に対応する画像データは、液晶パネル４０４に送られる。
【００９９】
また、コントローラ４０３は、フルカラー画像データ４１１に同期した駆動信号またはフルカラー画像の表示を行う際に用いられる電源電位を、液晶パネル４０４に供給する。
【０１００】
液晶パネル４０４は、各画素に液晶素子を有する画素部４０８と、信号線駆動回路４０９、走査線駆動回路４１０などの駆動回路とを有する。画素部４０８は、複数の表示領域を有している。図８では、画素部４０８が、第１表示領域４２０と第２表示領域４２１と第３の表示領域４２２とを有する場合を例示している。
【０１０１】
液晶パネル４０４に入力された各色相に対応する画像データは、信号線駆動回路４０９に与えられる。また、コントローラ４０３からの駆動信号または電源電位は、信号線駆動回路４０９または走査線駆動回路４１０に与えられる。
【０１０２】
なお、駆動信号には、信号線駆動回路４０９の動作を制御する信号線駆動回路用のスタートパルス信号ＳＳＰ、信号線駆動回路用のクロック信号ＳＣＫ、ラッチ信号ＬＰ、走査線駆動回路４１０の動作を制御する走査線駆動回路用のスタートパルス信号ＧＳＰ、走査線駆動回路用のクロック信号ＧＣＫ、パルス幅制御信号ＰＷＣなどが含まれる。
【０１０３】
光供給部４０５には、色相の異なる光を発する複数の光源が設けられている。コントローラ４０３は、光供給部制御回路４０６を介して光供給部４０５が有する光源の駆動を制御する。
【０１０４】
次いで、信号線駆動回路４０９の構成について説明する。図９に、信号線駆動回路４０９の構成を一例として示す。図９に示す信号線駆動回路４０９は、シフトレジスタ４５０、レベルシフタ４５１、デジタルバッファ４５２、第１記憶回路４５３、第２記憶回路４５４、アナログバッファ４５５を有している。
【０１０５】
信号線駆動回路４０９の動作について説明する。シフトレジスタ４５０に、スタートパルス信号ＳＳＰと、クロック信号ＳＣＫと、クロック信号ＳＣＫとは逆位相の電位を有するクロック信号ＳＣＫＢとが入力されると、シフトレジスタ４５０は、パルスが順次シフトするタイミング信号を生成する。
【０１０６】
シフトレジスタ４５０から出力されたタイミング信号は、レベルシフタ４５１においてその電位の振幅が調整された後、デジタルバッファ４５２を介して第１記憶回路４５３に入力される。
【０１０７】
第１記憶回路４５３には、画像信号ＩＭＧが入力される。第１記憶回路４５３にタイミング信号が入力されると、該タイミング信号のパルスに従って、画像信号ＩＭＧがサンプリングされ、第１記憶回路４５３が有する複数の記憶素子に順に書き込まれる。すなわち、シリアルで信号線駆動回路４０９に入力された画像信号ＩＭＧが、第１記憶回路４５３にパラレルで書き込まれる。第１記憶回路４５３に書き込まれた画像信号ＩＭＧは、保持される。
【０１０８】
なお、第１記憶回路４５３が有する複数の記憶素子に順に画像信号ＩＭＧを書き込んでも良いが、第１記憶回路４５３が有する複数の記憶素子をいくつかのグループに分け、該グループごとに並行して画像信号ＩＭＧを入力する、いわゆる分割駆動を行っても良い。なおこのときのグループ数を分割数と呼ぶ。例えば記憶素子を４つのグループに分けた場合、４分割で分割駆動することになる。
【０１０９】
第２記憶回路４５４には、ラッチ信号ＬＰが入力される。第１記憶回路４５３への、画像信号ＩＭＧの書き込みが一通り終了した後、帰線期間において、第２記憶回路４５４に入力されるラッチ信号ＬＰのパルスに従い、第１記憶回路４５３に保持されている画像信号ＩＭＧが、第２記憶回路４５４に一斉に書き込まれ、保持される。画像信号ＩＭＧを第２記憶回路４５４に送出し終えた第１記憶回路４５３では、再びシフトレジスタ４５０からのタイミング信号に従って、次の画像信号ＩＭＧの書き込みが順次行われる。この２順目の１ライン期間中には、第２記憶回路４５４に書き込まれ、保持されている画像信号ＩＭＧが、アナログバッファ４５５を介して信号線に送られる。
【０１１０】
次いで、各走査線駆動回路４１０の構成について説明する。図１０に、走査線駆動回路４１０の構成を一例として示す。図１０に示す走査線駆動回路４１０は、シフトレジスタ４６０、セレクタ４６１、レベルシフタ４６２、デジタルバッファ４６３を有している。
【０１１１】
図１１に示すタイミングチャートを用いて、図１０に示す走査線駆動回路４１０の動作について説明する。走査線駆動回路４１０において、シフトレジスタ４６０は、スタートパルス信号ＧＳＰと、クロック信号ＧＣＫと、クロック信号ＧＣＫとは逆位相の電位を有するクロック信号ＧＣＫＢとが入力されると、パルスが順次シフトする走査信号ＳＲＯＵＴを生成する。
【０１１２】
なお、図１０では、シフトレジスタ４６０が、複数のフリップフロップＧＳＲを有している場合を例示している。そして、複数のフリップフロップＧＳＲのそれぞれから、走査信号ＳＲＯＵＴが出力される。具体的には、初段のフリップフロップＧＳＲから走査信号ＳＲＯＵＴ１が出力され、二段目のフリップフロップＧＳＲから走査信号ＳＲＯＵＴ２が出力され、三段目のフリップフロップＧＳＲから走査信号ＳＲＯＵＴ３が出力される。すなわち、シフトレジスタ４６０がｙ段のフリップフロップＧＳＲを有しているならば、シフトレジスタ４６０から走査信号ＳＲＯＵＴ１乃至走査信号ＳＲＯＵＴｙが出力されることとなる。
【０１１３】
なお、図１０では、複数の走査線駆動回路４１０の１つを例示しているが、液晶表示装置４００が３つの走査線駆動回路４１０を有する場合、３つの各走査線駆動回路４１０が有するシフトレジスタ４６０から、それぞれ走査信号ＳＲＯＵＴが出力される。例えば、一段目の走査線駆動回路４１０が有するシフトレジスタ４６０から、走査信号ＳＲＯＵＴ１乃至走査信号ＳＲＯＵＴｊが出力され、二段目の走査線駆動回路４１０が有するシフトレジスタ４６０から、走査信号ＳＲＯＵＴｊ＋１乃至走査信号ＳＲＯＵＴ２ｊが出力され、三段目の走査線駆動回路４１０が有するシフトレジスタ４６０から、走査信号ＳＲＯＵＴ２ｊ＋１乃至走査信号ＳＲＯＵＴ３ｊが出力される。
【０１１４】
シフトレジスタ４６０から出力された走査信号ＳＲＯＵＴは、セレクタ４６１に入力される。また、セレクタ４６１には、パルス幅制御信号ＰＷＣも入力されている。セレクタ４６１は、走査信号ＳＲＯＵＴのパルスに従って、パルス幅制御信号ＰＷＣの電位の出力を制御することで、選択信号Ｇｏｕｔを生成する。
【０１１５】
なお、図１０では、複数の走査線駆動回路４１０の１つを例示しているが、液晶表示装置４００が３つの走査線駆動回路４１０を有する場合、図１１に示すように、パルス幅制御信号ＰＷＣ１乃至パルス幅制御信号ＰＷＣ６を用いる。
【０１１６】
具体的に、図１１では、一段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１に、パルス幅制御信号ＰＷＣ１及びパルス幅制御信号ＰＷＣ４が入力される。また、一段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１は、複数のセレクタＳＥＬを有しており、上記複数の各セレクタＳＥＬには、パルス幅制御信号ＰＷＣ１とパルス幅制御信号ＰＷＣ４のいずれか一方が入力される。上記構成により、一段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１において、選択信号Ｇｏｕｔ１乃至選択信号Ｇｏｕｔｊが生成される。
【０１１７】
同様に、二段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１に、パルス幅制御信号ＰＷＣ２及びパルス幅制御信号ＰＷＣ５が入力される。また、二段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１は、複数のセレクタＳＥＬを有しており、上記複数の各セレクタＳＥＬには、パルス幅制御信号ＰＷＣ２とパルス幅制御信号ＰＷＣ５のいずれか一方が入力される。上記構成により、二段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１において、選択信号Ｇｏｕｔｊ＋１乃至選択信号Ｇｏｕｔ２ｊが生成される。
【０１１８】
同様に、三段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１に、パルス幅制御信号ＰＷＣ３及びパルス幅制御信号ＰＷＣ６が入力される。また、三段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１は、複数のセレクタＳＥＬを有しており、上記複数の各セレクタＳＥＬには、パルス幅制御信号ＰＷＣ３とパルス幅制御信号ＰＷＣ６のいずれか一方が入力される。上記構成により、三段目の走査線駆動回路４１０が有するセレクタ４６１において、選択信号Ｇｏｕｔ２ｊ＋１乃至選択信号Ｇｏｕｔ３ｊが生成される。
【０１１９】
セレクタ４６１において生成された選択信号Ｇｏｕｔは、レベルシフタ４６２においてその電位の振幅が調整された後、デジタルバッファ４６３を介して画素部４０８の走査線に入力される。
【０１２０】
具体的には、選択信号Ｇｏｕｔ１乃至選択信号Ｇｏｕｔｊが、第１表示領域４２０が有する走査線Ｇ１乃至走査線Ｇｊにそれぞれ入力される。選択信号Ｇｏｕｔｊ＋１乃至選択信号Ｇｏｕｔ２ｊが、第２表示領域４２１が有する走査線Ｇｊ＋１乃至走査線Ｇ２ｊにそれぞれ入力される。選択信号Ｇｏｕｔ２ｊ＋１乃至選択信号Ｇｏｕｔ３ｊが、第３表示領域４２２が有する走査線Ｇ２ｊ＋１乃至走査線Ｇ３ｊにそれぞれ入力される。
【０１２１】
画素部４０８が有する画素は、走査線駆動回路４１０から入力された選択信号Ｇｏｕｔにより選択される。信号線駆動回路４０９から信号線を介して画素部４０８に送られた画像信号ＩＭＧは、上記選択された画素に入力される。
【０１２２】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図２に示す画素１０４の、具体的な構成について説明する。
【０１２４】
図１２（Ａ）に、画素の上面図を一例として示す。また、図１２（Ｂ）に、図１２（Ａ）の破線Ａ１―Ａ２、及び破線Ｂ１−Ｂ２における断面図を示す。
【０１２５】
図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す画素は、導電膜５０１が、走査線Ｇ、またはトランジスタ１０７のゲート電極として機能する。また、導電膜５０２は、信号線Ｓ、またはトランジスタ１０７の第１端子として機能する。導電膜５０３は、容量素子１０８が有する電極の一つとして機能する。導電膜５０４は、トランジスタ１０７の第２端子、または容量素子１０８が有する電極の別の一つとして機能する。
【０１２６】
導電膜５０１、導電膜５０３上にはゲート絶縁膜５０６が形成されている。トランジスタ１０７の活性層５０７は、導電膜５０１と重なる位置においてゲート絶縁膜５０６上に形成されている。
【０１２７】
また、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す画素では、導電膜５０３と導電膜５０２とが重なる位置において、ゲート絶縁膜５０６及び半導体膜５２０が設けられている。具体的には、導電膜５０３上にゲート絶縁膜５０６が設けられ、ゲート絶縁膜５０６上に半導体膜５２０が設けられ、半導体膜５２０上に導電膜５０２が設けられている。半導体膜５２０を導電膜５０２と導電膜５０３の間に設けることで、導電膜５０２と導電膜５０３の間に形成される寄生容量を小さく抑えることができる。
【０１２８】
また、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す画素では、導電膜５０１と導電膜５０２とが重なる位置において、ゲート絶縁膜５０６及び半導体膜５２３が設けられている。具体的には、導電膜５０１上にゲート絶縁膜５０６が設けられ、ゲート絶縁膜５０６上に半導体膜５２３が設けられ、半導体膜５２３上に導電膜５０２が設けられている。半導体膜５２３を導電膜５０１と導電膜５０２の間に設けることで、導電膜５０１と導電膜５０２の間に形成される寄生容量を小さく抑えることができる。
【０１２９】
なお、導電膜５０１、導電膜５０３は、絶縁表面を有する基板５００上に形成された一の導電膜を所望の形状に加工することで形成することができる。活性層５０７、半導体膜５２０、半導体膜５２３は、ゲート絶縁膜５０６上に形成された一の半導体膜を所望の形状に加工することで形成することができる。導電膜５０２、導電膜５０４は、ゲート絶縁膜５０６、活性層５０７、半導体膜５２０及び半導体膜５２３上に形成された一の導電膜を所望の形状に加工することで形成することができる。
【０１３０】
さらに、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す画素は、活性層５０７、半導体膜５２０、半導体膜５２３、導電膜５０２、導電膜５０４を覆うように、絶縁膜５１２が形成されている。そして、絶縁膜５１２に形成されたコンタクトホールを介して導電膜５０４と接するように、絶縁膜５１２上に導電膜５２１が形成されている。そして、導電膜５２１及び絶縁膜５１２上に、絶縁膜５１３が形成されている。そして、絶縁膜５１３上には画素電極５０５が形成されており、絶縁膜５１３に形成されたコンタクトホールを介して、導電膜５２１と画素電極５０５とが接している。
【０１３１】
なお、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示す画素では、導電膜５０４と画素電極５０５が、導電膜５２１を介して接続されているが、本発明の一態様では、導電膜５２１を設けずに、導電膜５０４と画素電極５０５が接する構成であっても良い。
【０１３２】
導電膜５０３と、導電膜５０４とが、ゲート絶縁膜５０６を間に挟んで重なり合っている部分が、容量素子１０８として機能する。
【０１３３】
また、本実施の形態では、導電膜５２１と画素電極５０５とが重なる位置において、画素電極５０５上にスペーサ５１０が形成されている。
【０１３４】
なお、図１２（Ａ）では、スペーサ５１０までが形成された画素の上面図を示している。図１２（Ｂ）では、スペーサ５１０までが形成されている基板５００と対峙するように、基板５１４が配置されている様子を示す。
【０１３５】
基板５１４上には対向電極５１５が形成されており、画素電極５０５と対向電極５１５の間には液晶を含む液晶層５１６が設けられている。画素電極５０５と、対向電極５１５と、液晶層５１６とが重なる部分に液晶素子１０６が形成される。
【０１３６】
透過型の液晶表示装置である場合、画素電極５０５と対向電極５１５には、例えば、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（ＩＴＳＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などの透光性を有する導電材料を用いることができる。反射型の液晶表示装置である場合は、対向電極５１５に、光を反射もしくは遮蔽する材料、例えば、窒化チタン、窒化ジルコニウム、チタン、タングステン、ニッケル、白金、クロム、銀、アルミニウム等を用いることができる。
【０１３７】
なお、画素電極５０５と液晶層５１６の間、または対向電極５１５と液晶層５１６の間に、配向膜を適宜設けても良い。配向膜は、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂を用いて形成することができ、その表面には、ラビングなどの、液晶分子を一定方向に配列させるための配向処理が施されている。ラビングは、配向膜に接するように、ナイロンなどの布を巻いたローラーを回転させて、上記配向膜の表面を一定方向に擦ることで、行うことができる。なお、酸化珪素などの無機材料を用い、配向処理を施すことなく、蒸着法で配向特性を有する配向膜を直接形成することも可能である。
【０１３８】
また、液晶層５１６を形成するために行われる液晶の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１３９】
なお、基板５１４上には、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐため、或いは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐために、光を遮蔽することができる遮蔽膜５１７が設けられている。遮蔽膜５１７には、カーボンブラック、二酸化チタンよりも酸化数が小さい低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜を形成することも可能である。
【０１４０】
なお、図１２では、画素電極５０５と対向電極５１５の間に液晶層５１６が挟まれている構造を有する液晶素子１０６を例に挙げて説明したが、本発明の一態様に係る液晶表示装置はこの構成に限定されない。ＩＰＳ型の液晶素子やブルー相を用いた液晶素子のように、一対の電極が共に一の基板に形成されていても良い。
【０１４１】
次いで、液晶素子が有する液晶層にブルー相を示す液晶を用いた場合の、図２に示す画素１０４の具体的な構成について説明する。
【０１４２】
図１３（Ａ）に、画素の上面図を一例として示す。また、図１３（Ｂ）に、図１３（Ａ）の破線Ｃ１―Ｃ２における断面図を示す。
【０１４３】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示す画素は、導電膜６０１が、走査線Ｇ、またはトランジスタ１０７のゲート電極として機能する。また、導電膜６０２は、信号線Ｓ、またはトランジスタ１０７の第１端子として機能する。導電膜６０３は、容量素子１０８が有する電極の一つとして機能する。導電膜６０４は、トランジスタ１０７の第２端子、または容量素子１０８が有する電極の別の一つとして機能する。
【０１４４】
導電膜６０１、導電膜６０３上にはゲート絶縁膜６０６が形成されている。トランジスタ１０７の活性層６０７は、導電膜６０１と重なる位置においてゲート絶縁膜６０６上に形成されている。さらに、活性層６０７、導電膜６０２、導電膜６０４を覆うように、絶縁膜６１２と、絶縁膜６１３とが順に形成されている。そして、絶縁膜６１３上には画素電極６０５及び共通電極６０８が形成されており、絶縁膜６１２及び絶縁膜６１３に形成されたコンタクトホールを介して、導電膜６０４と画素電極６０５とが接続されている。
【０１４５】
導電膜６０１、導電膜６０３は、絶縁表面を有する基板６００上に形成された一の導電膜を所望の形状に加工することで形成することができる。導電膜６０１、導電膜６０３上にはゲート絶縁膜６０６が形成されている。導電膜６０２、導電膜６０４は、活性層６０７及びゲート絶縁膜６０６上に形成された一の導電膜を所望の形状に加工することで形成することができる。
【０１４６】
なお、導電膜６０３と、導電膜６０４とが、ゲート絶縁膜６０６を間に挟んで重なり合っている部分が、容量素子１０８として機能する。
【０１４７】
また、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す画素では、導電膜６０３とゲート絶縁膜６０６の間に絶縁膜６０９が形成されている。そして、画素電極６０５と絶縁膜６０９とが重なる位置において、画素電極６０５上にスペーサ６１０が形成されている。
【０１４８】
なお、図１３（Ａ）では、スペーサ６１０までが形成された画素の上面図を示している。図１３（Ｂ）では、スペーサ６１０までが形成されている基板６００と対峙するように、基板６１４が配置されている様子を示す。
【０１４９】
基板６１４と、画素電極６０５及び共通電極６０８との間には、液晶を含む液晶層６１６が設けられている。画素電極６０５と、共通電極６０８と、液晶層６１６とを含む領域に液晶素子１０６が形成される。
【０１５０】
画素電極６０５と共通電極６０８には、例えば、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（ＩＴＳＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などの透光性を有する導電材料を用いることができる。
【０１５１】
液晶層６１６を形成するために行われる液晶の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１５２】
なお、基板６１４上には、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐため、或いは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐために、光を遮蔽することができる遮蔽膜が設けられていても良い。遮蔽膜には、カーボンブラック、二酸化チタンよりも酸化数が小さい低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜を形成することも可能である。
【０１５３】
なお、図１２または図１３において、トランジスタ１０７は、酸化物半導体などのワイドギャップ半導体を活性層５０７或いは活性層６０７に有していても良いし、非晶質、微結晶、多結晶又は単結晶である、シリコン又はゲルマニウムなどの半導体を活性層５０７或いは活性層６０７に有していても良い。
【０１５４】
酸化物半導体は、シリコンよりもバンドギャップが広く、真性キャリア密度がシリコンよりも低いため、酸化物半導体をトランジスタの活性層に用いることで、通常のシリコンやゲルマニウムなどの半導体を活性層に有するトランジスタに比べて、オフ電流が極めて低いトランジスタを実現することができる。
【０１５５】
なお、電子供与体（ドナー）となる水分又は水素などの不純物が低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることで高純度化された酸化物半導体（ｐｕｒｉｆｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、ｉ型（真性半導体）又はｉ型に限りなく近い。そのため、上記酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流が著しく低いという特性を有する。具体的に、高純度化された酸化物半導体は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による水素濃度の測定値が、５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１８／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７／ｃｍ３以下、更に好ましくは１×１０１６／ｃｍ３以下とする。また、ホール効果測定により測定できる酸化物半導体膜のキャリア密度は、１×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、更に好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満とする。また、酸化物半導体のバンドギャップは、２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。水分又は水素などの不純物濃度が十分に低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることで高純度化された酸化物半導体膜を用いることにより、トランジスタのオフ電流を下げることができる。
【０１５６】
ここで、酸化物半導体膜中の、水素濃度の分析について触れておく。半導体膜中の水素濃度測定は、ＳＩＭＳで行う。ＳＩＭＳは、その原理上、試料表面近傍や、材質が異なる膜との積層界面近傍のデータを正確に得ることが困難であることが知られている。そこで、膜中における水素濃度の厚さ方向の分布をＳＩＭＳで分析する場合、対象となる膜が存在する範囲において、値に極端な変動がなく、ほぼ一定の値が得られる領域における平均値を、水素濃度として採用する。また、測定の対象となる膜の厚さが小さい場合、隣接する膜内の水素濃度の影響を受けて、ほぼ一定の値が得られる領域を見いだせない場合がある。この場合、当該膜が存在する領域における、水素濃度の極大値又は極小値を、当該膜中の水素濃度として採用する。更に、当該膜が存在する領域において、極大値を有する山型のピーク、極小値を有する谷型のピークが存在しない場合、変曲点の値を水素濃度として採用する。
【０１５７】
具体的に、高純度化された酸化物半導体膜を活性層として用いたトランジスタのオフ電流が低いことは、いろいろな実験により証明できる。例えば、チャネル幅が１×１０６μｍでチャネル長が１０μｍの、酸化物半導体膜を活性層として用いたトランジスタであっても、ソース端子とドレイン端子間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。この場合、オフ電流をトランジスタのチャネル幅で除した数値に相当するオフ電流密度は、１００ｚＡ／μｍ以下であることが分かる。
【０１５８】
なお、酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物を用いたトランジスタの電気的特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。
【０１５９】
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種または複数種を含んでいてもよい。
【０１６０】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。また、上記酸化物半導体は、珪素を含んでいてもよい。
【０１６１】
なお、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素を含んでいてもよい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物は、無電界時の抵抗が十分に高くオフ電流を十分に小さくすることが可能であり、また、移動度も高いため、半導体装置に用いる半導体材料としては好適である。
【０１６２】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）の原子比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【０１６３】
しかし、これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間結合距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０１６４】
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしながら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低減することにより移動度を上げることができる。
【０１６５】
なお、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）である酸化物の組成が、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝Ａ：Ｂ：Ｃ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１）の酸化物の組成の近傍であるとは、ａ、ｂ、ｃが、（ａ―Ａ）２＋（ｂ―Ｂ）２＋（ｃ―Ｃ）２≦ｒ２を満たすことを言い、ｒは、例えば、０．０５とすればよい。他の酸化物でも同様である。
【０１６６】
なお、特に断りがない限り、本明細書でオフ電流とは、ｎチャネル型トランジスタにおいては、ドレイン端子をソース端子とゲート電極よりも高い電位とした状態において、ソース端子の電位を基準としたときのゲート端子の電位が０以下であるときに、ソース端子とドレイン端子の間に流れる電流のことを意味する。或いは、本明細書でオフ電流とは、ｐチャネル型トランジスタにおいては、ドレイン端子をソース端子とゲート電極よりも低い電位とした状態において、ソース端子の電位を基準としたときのゲート電極の電位が０以上であるときに、ソース端子とドレイン端子の間に流れる電流のことを意味する。
【０１６７】
また、シリコンよりもバンドギャップが広く、真性キャリア密度がシリコンよりも低い半導体材料の一例として、酸化物半導体の他に、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの化合物半導体を挙げることができる。酸化物半導体は、炭化シリコンや窒化ガリウムなどの化合物半導体とは異なり、スパッタリング法や湿式法などにより作製可能であり、量産性に優れるといった利点がある。また、炭化シリコンまたは窒化ガリウムとは異なり、酸化物半導体は室温でも成膜が可能なため、ガラス基板上への成膜、或いはシリコンを用いた集積回路上への成膜が可能である。また、酸化物半導体は、多結晶シリコン、微結晶シリコンなどの結晶性を有するシリコンや、炭化シリコン、窒化ガリウムなどとは異なり、第６世代以上の大型基板への対応が可能である。よって、酸化物半導体は量産性が高いというメリットを特に有する。また、トランジスタの性能（例えば電界効果移動度）を向上させるために結晶性の酸化物半導体を得ようとする場合でも、２５０℃から８００℃の熱処理によって容易に結晶性の酸化物半導体を得ることができる。
【０１６８】
液晶表示装置では、画像信号の電位の極性を、共通電極の電位を基準として反転させる反転駆動を行うことで、焼き付きと呼ばれる液晶の劣化を防ぐことができる。しかし、反転駆動を行うと、画像信号の極性が変化する際に信号線に与えられる電位の変化が大きくなるため、スイッチング素子として機能するトランジスタ１０７のソース端子とドレイン端子の電位差が大きくなる。特に、ブルー相を示す液晶を液晶層が含んでいる場合は上記電位差が非常に大きくなる。例えばＴＮ液晶を液晶層に含んでいる場合だと、上記電位差が十数Ｖ程度であるのに対し、ブルー相を示す液晶を液晶層が含んでいる場合は、上記電位差が数十Ｖにも及ぶ。よって、トランジスタ１０７は、閾値電圧がシフトするなどの特性劣化が生じやすい。また、液晶素子に保持されている電圧を維持するために、ソース端子とドレイン端子の電位差が大きくても、オフ電流が低いことが要求される。トランジスタ１０７に、シリコンまたはゲルマニウムよりもバンドギャップが大きく、真性キャリア密度が低い酸化物半導体などの半導体を用いることで、トランジスタ１０７の耐圧性を高め、オフ電流を著しく低くすることができる。よって、通常のシリコンやゲルマニウムなどの半導体材料で形成されたトランジスタを用いた場合に比べて、トランジスタ１０７の劣化を防ぎ、液晶素子に保持されている電圧を維持することができる。
【０１６９】
なお、トランジスタ１０７は、活性層５０７或いは活性層６０７の片側にだけ存在するゲート電極を少なくとも有していれば良いが、活性層５０７或いは活性層６０７を間に挟んで存在する一対のゲート電極を有していても良い。また、トランジスタ１０７は、単数のゲート電極と単数のチャネル形成領域を有するシングルゲート構造であっても良いし、電気的に接続された複数のゲート電極を有することで、チャネル形成領域を複数有する、マルチゲート構造であっても良い。
【０１７０】
また、導電膜５０１乃至導電膜５０４と、導電膜５２１と、導電膜６０１乃至導電膜６０４とは、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、アルミニウム、銅などの金属膜の下側もしくは上側にクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属膜を積層させた構成としても良い。また、アルミニウム又は銅は、耐熱性や腐食性の問題を回避するために、高融点金属材料と組み合わせて用いると良い。高融点金属材料としては、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウム等を用いることができる。また、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、Ｍｏ、は、酸化膜との密着性が高い。よって、下層にＣｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、或いはＭｏで構成される導電膜、上層にＣｕで構成される導電膜を積層し、上記積層された導電膜を導電膜５０１乃至導電膜５０４と、導電膜５２１と、導電膜６０１乃至導電膜６０４とに用いることで、酸化膜である絶縁膜と、導電膜５０１乃至導電膜５０４と、導電膜５２１と、導電膜６０１乃至導電膜６０４との密着性を高めることができる。
【０１７１】
活性層５０７或いは活性層６０７に酸化物半導体膜を用いる場合、酸化物半導体膜の成膜は、減圧状態に保持された処理室内に基板を保持し、処理室内の残留水分を除去しつつ水素及び水分が除去されたスパッタガスを導入し、ターゲットを用いて行うことができる。成膜時に、基板温度を１００℃以上６００℃以下、好ましくは２００℃以上４００℃以下としても良い。基板を加熱しながら成膜することにより、成膜した酸化物半導体膜に含まれる不純物濃度を低減することができる。また、スパッタリングによる損傷が軽減される。処理室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、排気手段としては、ターボポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。クライオポンプを用いて成膜室を排気すると、例えば、水素原子、水（Ｈ２Ｏ）など水素原子を含む化合物（より好ましくは炭素原子を含む化合物も）等が排気されるため、当該成膜室で成膜した酸化物半導体膜に含まれる不純物の濃度を低減できる。
【０１７２】
また、スパッタリング装置の処理室のリークレートを１×１０−１０Ｐａ・ｍ３／秒以下とすることで、スパッタリング法による成膜途中における酸化物半導体膜への、アルカリ金属、水素化物等の不純物の混入を低減することができる。また、排気系として上述した吸着型の真空ポンプを用いることで、排気系からのアルカリ金属、水素原子、水素分子、水、水酸基、または水素化物等の不純物の逆流を低減することができる。
【０１７３】
また、ターゲットの純度を、９９．９９％以上とすることで、酸化物半導体膜に混入するアルカリ金属、水素原子、水素分子、水、水酸基、または水素化物等を低減することができる。また、当該ターゲットを用いることで、酸化物半導体膜において、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の濃度を低減することができる。
【０１７４】
なお、スパッタ等で成膜された酸化物半導体膜中には、不純物としての水分又は水素（水酸基を含む）が多量に含まれていることがある。水分又は水素はドナー準位を形成しやすいため、酸化物半導体にとっては不純物である。そこで、酸化物半導体膜中の水分又は水素などの不純物を低減（脱水化または脱水素化）するために、酸化物半導体膜に対して、減圧雰囲気下、窒素や希ガスなどの不活性ガス雰囲気下、酸素ガス雰囲気下、又は超乾燥エア（ＣＲＤＳ（キャビティリングダウンレーザー分光法）方式の露点計を用いて測定した場合の水分量が２０ｐｐｍ（露点換算で−５５℃）以下、好ましくは１ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｂ以下の空気）雰囲気下で、加熱処理を施しておくことが望ましい。
【０１７５】
酸化物半導体膜に加熱処理を施すことで、酸化物半導体膜中の水分又は水素を脱離させることができる。具体的には、２５０℃以上７５０℃以下、好ましくは４００℃以上基板の歪み点未満の温度で加熱処理を行えば良い。例えば、５００℃、３分間以上６分間以下程度で行えばよい。加熱処理にＲＴＡ法を用いれば、短時間に脱水化又は脱水素化が行えるため、ガラス基板の歪点を超える温度でも処理することができる。
【０１７６】
なお、加熱処理装置は電気炉の他に、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導又は熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を備えていてもよい。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。気体には、アルゴンなどの希ガス、又は窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応しない不活性気体が用いられる。
【０１７７】
加熱処理においては、窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスに、水分又は水素などが含まれないことが好ましい。又は、加熱処理装置に導入する窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。
【０１７８】
なお、酸化物半導体は不純物に対して鈍感であり、膜中にはかなりの金属不純物が含まれていても問題がなく、ナトリウムのようなアルカリ金属が多量に含まれる廉価なソーダ石灰ガラスも使えると指摘されている（神谷、野村、細野、「アモルファス酸化物半導体の物性とデバイス開発の現状」、固体物理、２００９年９月号、Ｖｏｌ．４４、ｐｐ．６２１−６３３．）。しかし、このような指摘は適切でない。アルカリ金属は酸化物半導体を構成する元素ではないため、不純物である。アルカリ土類金属も、酸化物半導体を構成する元素ではない場合において、不純物となる。特に、アルカリ金属のうちＮａは、酸化物半導体膜に接する絶縁膜が酸化物である場合、当該絶縁膜中に拡散してＮａ＋となる。また、Ｎａは、酸化物半導体膜内において、酸化物半導体を構成する金属と酸素の結合を分断する、或いは、その結合中に割り込む。その結果、例えば、閾値電圧がマイナス方向にシフトすることによるノーマリオン化、移動度の低下等の、トランジスタの特性の劣化が起こり、加えて、特性のばらつきも生じる。この不純物によりもたらされるトランジスタの特性の劣化と、特性のばらつきは、酸化物半導体膜中の水素濃度が十分に低い場合において顕著に現れる。従って、酸化物半導体膜中の水素濃度が１×１０１８／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１７／ｃｍ３以下である場合には、上記不純物の濃度を低減することが望ましい。具体的に、二次イオン質量分析法によるＮａ濃度の測定値は、５×１０１６／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１６／ｃｍ３以下、更に好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。同様に、Ｌｉ濃度の測定値は、５×１０１５／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。同様に、Ｋ濃度の測定値は、５×１０１５／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。
【０１７９】
酸化物半導体膜中の水素の濃度を低減し、高純度化することで、酸化物半導体膜の安定化を図ることができる。また、ガラス転移温度以下の加熱処理で、キャリア密度が極端に少なく、バンドギャップの広い酸化物半導体膜を形成することができる。このため、大面積基板を用いてトランジスタを作製することができ、量産性を高めることができる。また、当該水素濃度が低減され高純度化された酸化物半導体膜を用いることで、耐圧性が高く、オフ電流の著しく低いトランジスタを作製することができる。上記加熱処理は、酸化物半導体膜の成膜以降であれば、いつでも行うことができる。
【０１８０】
なお、酸化物半導体膜は非晶質であっても良いが、結晶性を有していても良い。結晶性を有する酸化物半導体膜としては、ｃ軸配向を有した結晶性酸化物半導体（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＡＡＣとも呼ぶ）であっても、トランジスタの信頼性を高めるという効果を得ることができるので、好ましい。
【０１８１】
ＣＡＡＣで構成された酸化物半導体膜は、スパッタリング法によっても作製することができる。スパッタリング法によってＣＡＡＣを得るには酸化物半導体膜の堆積初期段階において六方晶の結晶が形成されるようにすることと、当該結晶を種として結晶が成長されるようにすることが肝要である。そのためには、ターゲットと基板の距離を広くとり（例えば、１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度）、基板加熱温度を１００℃〜５００℃、好適には２００℃〜４００℃、さらに好適には２５０℃〜３００℃にすると好ましい。また、これに加えて、成膜時の基板加熱温度よりも高い温度で、堆積された酸化物半導体膜を熱処理することで膜中に含まれるミクロな欠陥や、積層界面の欠陥を修復することができる。
【０１８２】
具体的に、ＣＡＡＣは、絶縁膜表面に平行なａ−ｂ面において六角形の格子を有する結合を有し、なおかつ、ａ−ｂ面に概略垂直なｃ軸配向を有する、六方晶構造の亜鉛を含む結晶を有する。
【０１８３】
ＣＡＡＣは、非晶質の酸化物半導体と比較して、金属と酸素の結合が秩序化している。すなわち、酸化物半導体が非晶質の場合は、個々の金属原子によって配位数が異なることも有り得るが、ＣＡＡＣでは金属原子の配位数はほぼ一定となる。そのため、微視的な酸素の欠損が減少し、水素原子（水素イオンを含む）やアルカリ金属原子の脱着による電荷の移動や不安定性を減少させる効果がある。
【０１８４】
従って、ＣＡＡＣで構成された酸化物半導体膜を用いてトランジスタを作製することで、トランジスタへの光照射またはバイアス−熱ストレス（ＢＴ）の付加を行った後に生じる、トランジスタのしきい値電圧の変化量を、低減することができる。よって、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。
【０１８５】
また、酸化物半導体膜を活性層５０７或いは活性層６０７に用いる場合、酸化物半導体膜に接するゲート絶縁膜５０６、絶縁膜５１２、ゲート絶縁膜６０６、絶縁膜６１２などの絶縁膜には、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などを用い、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム又は酸化タンタル、酸化イットリウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））等を含む膜を、単数で、又は複数積層させることで、形成することができる。
【０１８６】
酸素を含む無機材料を上記絶縁膜に用いることで、水分または水素を低減させるための加熱処理により酸化物半導体膜中に酸素欠損が発生していたとしても、酸化物半導体膜に上記絶縁膜から酸素を供給し、ドナーとなる酸素欠損を低減して化学量論組成比を満たす構成とすることが可能である。よって、チャネル形成領域を、ｉ型に近づけることができ、酸素欠損によるトランジスタ１０７の電気特性のばらつきを軽減し、電気特性の向上を実現することができる。
【０１８７】
また、酸化物半導体膜に接するゲート絶縁膜５０６、絶縁膜５１２、ゲート絶縁膜６０６、絶縁膜６１２などの絶縁膜は、第１３族元素及び酸素を含む絶縁材料を用いるようにしても良い。酸化物半導体には第１３族元素を含むものが多く、第１３族元素を含む絶縁材料は酸化物半導体との相性が良く、これを酸化物半導体膜に接する絶縁膜に用いることで、酸化物半導体膜との界面の状態を良好に保つことができる。
【０１８８】
第１３族元素を含む絶縁材料とは、絶縁材料に一又は複数の第１３族元素を含むことを意味する。第１３族元素を含む絶縁材料としては、例えば、酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムガリウム、酸化ガリウムアルミニウムなどがある。ここで、酸化アルミニウムガリウムとは、ガリウムの含有量（原子％）よりアルミニウムの含有量（原子％）が多いものを示し、酸化ガリウムアルミニウムとは、ガリウムの含有量（原子％）がアルミニウムの含有量（原子％）以上のものを示す。
【０１８９】
例えば、ガリウムを含有する酸化物半導体膜に接して絶縁膜を形成する場合に、絶縁膜に酸化ガリウムを含む材料を用いることで酸化物半導体膜と絶縁膜の界面特性を良好に保つことができる。例えば、酸化物半導体膜と酸化ガリウムを含む絶縁膜とを接して設けることにより、酸化物半導体膜と絶縁膜の界面における水素のパイルアップを低減することができる。なお、絶縁膜に酸化物半導体の成分元素と同じ族の元素を用いる場合には、同様の効果を得ることが可能である。例えば、酸化アルミニウムを含む材料を用いて絶縁膜を形成することも有効である。なお、酸化アルミニウムは、水を透過させにくいという特性を有しているため、当該材料を用いることは、酸化物半導体膜への水の侵入防止という点においても好ましい。
【０１９０】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１９１】
（実施の形態４）
図１４は、液晶表示装置の構造を示す、斜視図の一例である。図１４に示す液晶表示装置は、光学系１６３０と、画素部を有する液晶パネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、バックライトパネル１６０７と、回路基板１６０８と、信号線駆動回路の形成された基板１６１１とを有している。
【０１９２】
光学系１６３０と、液晶パネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、バックライトパネル１６０７とは、順に積層されている。バックライトパネル１６０７は、複数の光源で構成されたバックライト１６１２を有している。導光板１６０５内部に拡散されたバックライト１６１２からの光は、第１の拡散板１６０２、プリズムシート１６０３及び第２の拡散板１６０４によって、液晶パネル１６０１に照射される。
【０１９３】
なお、本実施の形態では、第１の拡散板１６０２と第２の拡散板１６０４とを用いているが、拡散板の数はこれに限定されず、単数であっても３以上であっても良い。そして、拡散板は導光板１６０５と液晶パネル１６０１の間に設けられていれば良い。よって、プリズムシート１６０３よりも液晶パネル１６０１に近い側にのみ拡散板が設けられていても良いし、プリズムシート１６０３よりも導光板１６０５に近い側にのみ拡散板が設けられていても良い。
【０１９４】
またプリズムシート１６０３は、図１４に示した断面が鋸歯状の形状に限定されず、導光板１６０５からの光を液晶パネル１６０１側に集光できる形状を有していれば良い。
【０１９５】
回路基板１６０８には、液晶パネル１６０１に入力される各種信号を生成する回路、またはこれら信号に処理を施す回路などが設けられている。そして、図１４では、回路基板１６０８と液晶パネル１６０１とが、ＣＯＦテープ１６０９を介して接続されている。また、信号線駆動回路の形成された基板１６１１が、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ＯＮ  Ｆｉｌｍ）法を用いてＣＯＦテープ１６０９に接続されている。
【０１９６】
図１４では、バックライト１６１２の駆動を制御する制御系の回路が回路基板１６０８に設けられており、該制御系の回路とバックライトパネル１６０７とがＦＰＣ１６１０を介して接続されている例を示している。ただし、上記制御系の回路は液晶パネル１６０１に形成されていても良く、この場合は液晶パネル１６０１とバックライトパネル１６０７とがＦＰＣなどにより接続されるようにする。
【０１９７】
なお、図１４では、光供給部として、液晶パネル１６０１の直下に配置される直下型のバックライト１６１２を用いている場合を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。本発明の一態様では、光供給部として、液晶パネル１６０１の端部に配置されたエッジライト型のバックライトを用いていても良い。或いは、本発明の一態様では、光供給部として、フロントライトを用いていても良い。
【０１９８】
図１５に、エッジライト型のバックライト１６２０を用いた、液晶表示装置の構造を斜視図で示す。図１５では、バックライト１６２０が導光板１６０５の端部に配置されている。バックライト１６２０から導光板１６０５に入射した光は、導光板１６０５の表面で反射を繰り返すことで、液晶パネル１６０１に供給される。
【０１９９】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０２００】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、カラーブレイクの抑制、低消費電力、高精細な三次元画像の表示という効果を得ることができる。よって、上記液晶表示装置を用いた電子機器は、低消費電力であり、視認性の高い三次元画像の表示を行うことができる。特に電力の供給を常時受けることが困難な携帯用の電子機器の場合、低消費電力である液晶表示装置を用いることで、連続使用時間が長くなるといったメリットが得られる。
【０２０１】
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１６に示す。
【０２０２】
図１６（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５００１、筐体５００２、表示部５００３、表示部５００４、マイクロホン５００５、スピーカー５００６、操作キー５００７、スタイラス５００８等を有する。本発明の一態様に係る液晶表示装置は、表示部５００３または表示部５００４に用いることができる。表示部５００３または表示部５００４に本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いることで、低消費電力であり、視認性の高い三次元画像の表示を行うことができる携帯型ゲーム機を提供することができる。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置を携帯型ゲーム機に用いることで、携帯型ゲーム機の連続使用時間を長くすることができる。なお、図１６（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部５００３と表示部５００４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。
【０２０３】
図１６（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体５２０１、表示部５２０２、キーボード５２０３、ポインティングデバイス５２０４等を有する。本発明の一態様に係る液晶表示装置は、表示部５２０２に用いることができる。表示部５２０２に本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いることで、低消費電力であり、視認性の高い三次元画像の表示を行うことができるノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置をノート型パーソナルコンピュータに用いることで、ノート型パーソナルコンピュータの連続使用時間を長くすることができる。
【０２０４】
図１６（Ｃ）は携帯情報端末であり、筐体５４０１、表示部５４０２、操作キー５４０３等を有する。本発明の一態様に係る液晶表示装置は、表示部５４０２に用いることができる。表示部５４０２に本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いることで、低消費電力であり、視認性の高い三次元画像の表示を行うことができる携帯情報端末を提供することができる。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置を携帯情報端末に用いることで、携帯情報端末の連続使用時間を長くすることができる。
【０２０５】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【０２０６】
本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１００    液晶表示装置
１０１    画素部
１０２    光学系
１０３    光供給部
１０４    画素
１０６    液晶素子
１０７    トランジスタ
１０８    容量素子
１０９    信号線駆動回路
１１０    走査線駆動回路
１２０    パララックスバリア
１２２    右目
１２３    左目
１２４    遮光部
１２５    開口部
１３０    レンチキュラーレンズ
１４０    マイクロレンズアレイ
４００    液晶表示装置
４０１    画像メモリ
４０２    画像処理回路
４０３    コントローラ
４０４    液晶パネル
４０５    光供給部
４０６    光供給部制御回路
４０７    光学系
４０８    画素部
４０９    信号線駆動回路
４１０    走査線駆動回路
４１１    フルカラー画像データ
４２０    表示領域
４２１    表示領域
４２２    表示領域
４５０    シフトレジスタ
４５１    レベルシフタ
４５２    デジタルバッファ
４５３    記憶回路
４５４    記憶回路
４５５    アナログバッファ
４６０    シフトレジスタ
４６１    セレクタ
４６２    レベルシフタ
４６３    デジタルバッファ
５００    基板
５０１    導電膜
５０２    導電膜
５０３    導電膜
５０４    導電膜
５０５    画素電極
５０６    ゲート絶縁膜
５０７    活性層
５１０    スペーサ
５１２    絶縁膜
５１３    絶縁膜
５１４    基板
５１５    対向電極
５１６    液晶層
５１７    遮蔽膜
５２０    半導体膜
５２１    導電膜
５２３    半導体膜
６００    基板
６０１    導電膜
６０２    導電膜
６０３    導電膜
６０４    導電膜
６０５    画素電極
６０６    ゲート絶縁膜
６０７    活性層
６０８    共通電極
６０９    絶縁膜
６１０    スペーサ
６１２    絶縁膜
６１３    絶縁膜
６１４    基板
６１６    液晶層
１０４ａ    右目用画素
１０４ｂ    左目用画素
１０５ａ    表示領域
１０５ｂ    表示領域
１０５ｃ    表示領域
１６０１    液晶パネル
１６０２    拡散板
１６０３    プリズムシート
１６０４    拡散板
１６０５    導光板
１６０７    バックライトパネル
１６０８    回路基板
１６０９    ＣＯＦテープ
１６１０    ＦＰＣ
１６１１    基板
１６１２    バックライト
１６２０    バックライト
１６３０    光学系
５００１    筐体
５００２    筐体
５００３    表示部
５００４    表示部
５００５    マイクロホン
５００６    スピーカー
５００７    操作キー
５００８    スタイラス
５２０１    筐体
５２０２    表示部
５２０３    キーボード
５２０４    ポインティングデバイス
５４０１    筐体
５４０２    表示部
５４０３    操作キー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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