液晶面板、液晶显示装置和具备它的电视接收机的制作方法

专利名称：液晶面板、液晶显示装置和具备它的电视接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过对液晶施加电压而进行图像的显示的液晶面板和具备它的电视接收机。
背景技术：
液晶显示装置是具有高精细、薄型、轻量和低消耗电力等优点的平面显示装置。近年来，随着显示性能的提高、生产能力的提高以及相对于其它显示装置的价格竞争力的提高，液晶显示装置的市场规模急剧地扩大。在这样的液晶显示装置中，作为用以实现对比度的增大
和视角特性的改善的技术，提案有垂直取向方式(VA (VerticalAlignment)方式)的液晶显示装置。
在VA方式的液晶显示装置中，填充在基板之间的液晶在未施加电压的状态下相对于基板面大致垂直地取向。在这种状态下，射入液晶显示装置的光的偏光面在液晶层中几乎不旋转。另一方面，当施加电压时，液晶根据电压值以与相对于基板面的垂直的方向存在角度的状态取向。在这种状态下，射入液晶显示装置的光的偏光面在液晶层中旋转。由此，配置在液晶显示装置的光入射侧和光出射侧的两个偏光板以其偏光轴相互成为正交尼科尔的关系的方式配置，由此，能够实现无电压施加时为黑显示，施加电压时为白显示的常黑显示。
与例如TN方式比较，这种VA方式的对比度和视角特性良好。但是，在进行中间灰度显示的情况下，存在显示状态的视角依赖的问题。为了解决该问题，例如在专利文献1中，公开有在各像素内设定多个区域，使各区域中的液晶的取向方向各不相同的MVA (Multi domainVertical Alignment:多畴垂直取向)方式的液晶显示装置。
该液晶显示装置在现有的使用取向膜、封入有作为液晶材料的负型液晶的VA方式中，设置有畴限制单元，该畴限制单元在施加电压时，以使得液晶倾斜取向的取向方向在一个像素内成为多个方向的方式进行限制。
图12的(a) (C)是表示设置有畴限制单元的液晶显示装置的一个例子的截面图。在该图所示的例子中，在相对设置的两个基板之
间封入有液晶层，在这样的结构中，在上侧基板上设置有电极52，在下侧基板上设置有电极53，在电极52和电极53的液晶层侧的面上，分别形成有突起60，并以覆盖它们的方式设置有垂直取向膜62。
如图12 (a)所示，在无电压施加时，由于垂直取向膜62，液晶分子相对于基板面垂直取向。此外，因为突起60附近的液晶分子也要与突起60的斜面垂直地取向，所以突起60附近的液晶分子成为相对于基板面倾斜的状态。但是，在无电压施加时，在除突起60附近之外的绝大部分中，液晶分子相对于基板面大致垂直取向，因此能够得到黑显示。
另一方面，在施加电压时，液晶层内的电位分布为图12 (b)所示的状态。即，液晶层内的电位分布为，在没有突起60的部分与基板平行(电场与基板垂直)，但在突起60的附近相对于基板倾斜。
当施加电压时，液晶分子根据电场的强度倾斜，但是因为电场是与基板垂直的方向，所以在未通过摩擦规定倾斜方向的情况下，相对于电场倾斜的方位能够为360。的所有方向。
此处，如图12 (a)所示，当存在由于突起60的影响而事先倾斜的液晶分子时，其周围的液晶分子也会沿该方向倾斜，存在这样的液晶分子的特性。此外，如图12 (b)所示，电场在突起60的部分根据突起的斜面而倾斜，当施加电压时，负型液晶分子向与电场垂直的方向倾斜，该方向由于突起而与原来的倾斜方向一致，成为向更稳定的方向取向的状态。
由此，如图12 (c)所示，当突起60被形成时，由于该倾斜的取向效果、和突起60附近的倾斜的电场的双方的效果，在通过突起60形成的每一个区域，均能够形成液晶在所意图的方向上稳定地取向的状态。如果施加更强的电压，则液晶分子与基板大致平行。采用这样的结构，在被畴限制单元分割的各区域中，能够控制施加电压时的液晶的取向方向，因此能够获得良好的中间灰度显示的视野角特性。
专利文献1:日本国公开专利公报"日本特开平11一242225号公报(1999年9月7日公开)"
专利文献2:日本国公开专利公报"日本特开2002_107730号公报(2002年4月10日公开)"
专利文献3:日本国公开专利公报"日本特开2000—155317号公报(2000年6月6日公开)"

发明内容
但是，在采用上述结构的情况下，在无电压施加时，突起60附近的液晶分子倾斜。因此，由于该部分的液晶的双曲折性而发生漏光，存在对比度降低的问题。以下，更详细地说明该问题。
图13表示突起60与配置在光入射侧和光出射侧的两个偏光板的偏光轴之间的关系。如该图所示，在为MVA方式的液晶显示装置的情况下，突起60的中心线以与偏光轴成45度的角度的方式配置。这是因为，在施加电压时，液晶分子相对于偏光轴以45度的角度取向的情况下，由于液晶的双折射效果，光的透过率最好。
另一方面，在无电压施加时，存在于突起60的附近的液晶分子以与偏光轴成45度的角度倾斜。S卩，即使在无电压施加时，在突起60的附近(图中以A表示的区域)，光也会透过，从而产生漏光。由此，因为在无电压施加时黑显示的亮度变高，所以对比度降低。
此外，作为控制液晶的取向的方法，还有在像素电极、共用电极上设置开口部(狭缝)的方式。设置狭缝的效果如下。首先，在黑显示时，能够根据狭缝的形状使液晶分子倾斜取向，发挥与形成有上述突起60的情况相同的效果。此外，为了提高液晶的响应速度而在黑显示时稍微施加电压，由此能够使狭缝附近的液晶分子预先倾斜若干地取向，也能够由此进行液晶的取向控制。
在这样设置狭缝的情况下，也与设置突起60的情况一样，存在由于无电压施加时的漏光而引起对比度下降的问题。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，提供一种液晶面板和具有它的电视接收机，在黑显示时能够减少漏光，并且在中间灰度显示时和白显示时能够可靠地确保光的透过，能够实现高对比度的良好的显示。为了解决上述问题，本发明的液晶面板包括形成有像素电极、扫描信号线和数据信号线的有源矩阵基板；与它相对的对置基板；配置在上述有源矩阵基板和上述对置基板之间的液晶层；以及第一偏光板和第二偏光板，上述第一偏光板的偏光轴方向与上述第二偏光板的偏光轴方向正交，并通过垂直取向方式进行显示，该液晶面板的特征在于上述有源矩阵基板和上述对置基板的至少任意一方具备用于限制液晶的取向方向的取向限制构造部，在从与上述有源矩阵基板或上述对置基板的基板面垂直的方向看时，上述取向限制构造部中的、配置在形成有上述像素电极的区域内的部分的轮廓形状具有多个单位形状图案成为连续的形状的部分，其中，该单位形状图案包括与上述第一偏光板的偏光轴平行的部分和与上述第二偏光板的偏光轴平行的部分。
采用上述的结构，取向限制构造部的轮廓形状与第一偏光板的偏光轴平行或与第二偏光板的偏光轴平行。因此，在未对液晶层施加电压的状态下，存在于取向限制构造部附近的液晶分子也在与第一偏光板的偏光轴平行或与第二偏光板的偏光轴平行的方向倾斜。
在这种情况下，取向限制构造部附近的液晶分子倾斜，其倾斜方向为与偏光轴平行的方向。因此，因为在光透过液晶层时不会发生偏光方向的旋转，所以能够抑制漏光。
另一方面，在对液晶层施加电压的状态下，取向限制构造部附近的液晶分子交替地重复与第一偏光板的偏光轴平行地倾斜的区域和在与第二偏光板的偏光轴平行的方向倾斜的区域。由此，通过将来自这两方的区域的影响平均化，取向限制构造部附近以外的液晶分子在施加电压时以相对于偏光轴成为规定角度的状态倾斜。
此外，由于取向限制构造部的影响，在液晶层内产生的电场也发生倾斜，该电场的倾斜也交替地重复与第一偏光板的偏光轴平行的区域、和成为与第二偏光板的偏光轴平行的方向的区域。由此，由于来自这两个区域的电场的影响被平均化，取向限制构造部附近以外的液晶分子在施加电压时也以相对于偏光轴成为规定的角度的状态倾斜。
由此，当形成有上述那样的取向限制构造部时，利用由取向限制构造部自身的形状引起的取向效果、和取向限制构造部附近的倾斜的电场的双方的效果，在通过取向限制构造部形成的每个取向区域，能够形成液晶在所意图的方向上稳定地取向的状态。
因此，能够降低黑显示时的漏光，并且能够可靠地确保在中间灰度显示时和白显示时的光的透过，因此能够提供实现高对比度的良好的显示的液晶面板。
此外，本发明的液晶面板在上述的结构中还可以采用如下结构上述取向限制构造部成为以相对于上述第一偏光板的偏光轴或上述第二偏光板的偏光轴成规定的角度的线为中心线的形状，上述单位形状图案在上述中心线的左右分别连续地设置有多个。
采用上述的结构，能够在取向限制构造部的中心线的左右的区域设置液晶的取向方向被限制的区域。此外，因为取向限制构造部的中心线相对于第一偏光板的偏光轴或第二偏光板的偏光轴成规定的角度，所以能够使对液晶层施加电压的状态下的液晶的取向方向为能够可靠地确保光的透过率的方向。由此，能够更加提高对比度。
此外，本发明的液晶面板在上述的结构中也可以采用如下结构上述取向限制构造部的上述中心线相对于上述第一偏光板的偏光轴或上述第二偏光板的偏光轴成45度的角度。
采用上述的结构，因为取向限制构造部的中心线相对于上述第一偏光板的偏光轴或上述第二偏光板的偏光轴成45度的角度，所以能够
使对液晶层施加电压的状态下的液晶的取向方向为光的透过率最好的方向。由此，能够进一步提高对比度。
此外，本发明的液晶面板在上述的结构中也可以采用如下结构上述单位形状图案与上述第一偏光板的偏光轴平行的部分的长度和与上述第二偏光板的偏光轴平行的部分的长度相同。
采用上述结构，与第一偏光板的偏光轴平行的部分的长度和与第二偏光板的偏光轴平行的部分的长度相同。由此，通过将来自这双方的部分的影响平均化，取向限制构造部附近以外的液晶分子在施加电压时以相对于偏光轴成为大致45度的角度的状态倾斜。由此，能够使
对液晶层施加电压的状态下的液晶的取向方向为光的透过率最好的方向，因此能够进一步提高对比度。
此外，本发明的液晶面板在上述的结构中也可以采用如下结构上述单位形状图案是具有卯度的顶角的山形形状。
采用上述结构，能够使山形形状的一边与第一偏光板的偏光轴平
行，使山形形状的另一边与第二偏光板的偏光轴平行。由此，能够通
过比较单纯的形状设定取向限制构造部的轮廓形状。
此外，本发明的液晶面板在上述的结构中也可以采用如下结构
上述单位形状图案是具有90度的顶角的山形形状，并且通过多个该单
位形状图案连续而得到的山形形状的山顶部和山谷部的顶点的至少任
意一方是欠缺的形状或呈圆形的形状。
采用上述的结构，能够使山形形状的一边与第一偏光板的偏光轴
平行，使山形形状的另一边与第二偏光板的偏光轴平行。此外，因为
山形形状的山顶部和山谷部的顶点的至少任意一方是欠缺的形状或呈
圆形的形状，所以能够使取向限制构造部的轮廓形状比较容易制造。 此外，本发明的液晶面板在上述的结构中也可以采用如下结构
上述取向限制构造部是从上述有源矩阵基板和上述对置基板的至少任
意一方朝向上述液晶层侧呈突出的形状的突起部。
采用上述的结构，在无电压施加时，液晶分子要相对于基板面垂 直地取向，突起部附近的液晶分子也要相对于突起部的斜面垂直地取 向，因此，突起部附近的液晶分子成为相对于基板面倾斜的状态。此 夕卜，存在如下的液晶分子的特性，即，当存在由于突起部的影响而事 先倾斜的液晶分子时，在施加电压时其周围的液晶分子也沿该方向倾 斜。此外，电场在突起部根据突起的斜面而倾斜，当施加电压时液晶 分子向与电场垂直的方向倾斜，该方向由于突起而与原来倾斜的方向 一致，于是向更稳定的方向取向。由此，当形成有突起部时，利用由 该倾斜引起的取向效果、和突起部附近的倾斜的电场的双方的效果， 能够在通过突起部形成的每个区域，形成液晶在所意图的方向上稳定 地取向的状态。
此外，本发明的液晶面板在上述结构中还可以采用如下的结构-上述取向限制构造部是，由设置于上述有源矩阵基板的像素电极的开 口区域形成的狭缝，和由设置于上述对置基板的对置电极的开口区域 形成的狭缝的至少任意一方。
采用上述结构，在无电压施加时，液晶分子要相对于基板面垂直地取向，狭缝附近的液晶分子也要与狭缝的斜面垂直地取向，因此， 狭缝附近的液晶分子成为相对于基板面倾斜的状态。此外，存在如下 所述的液晶分子的特性，即，当存在由于狭缝的影响而事先倾斜的液 晶分子时，在施加电压时其周围的液晶分子也沿该方向倾斜。此外， 在狭缝中，电场根据狭缝的斜面倾斜，当施加电压时液晶分子向与电 场垂直的方向倾斜，该方向由于狭缝而与原来倾斜的方向一致，于是 向更稳定的方向取向。由此，当形成有狭缝时，利用由该倾斜引起的 取向效果、和狭缝附近的倾斜的电场的双方的效果，在通过狭缝形成 的每个区域，能够形成液晶在所意图的方向上稳定地取向的状态。
此外，通过设置本发明的液晶面板和液晶面板驱动部，还能够构 成液晶显示装置。
此外，在进行黑显示时也可以向像素施加若干的规定的电压。例 如通过施加接近阈值电压的规定的电压，在黑显示时液晶也稍微倾斜， 能够改善灰度等级从黑向白变化时的响应速度。此外，即使是阈值附 近或阈值以下的电压，当电压上升时，透过率也缓慢地上升。因此， 即使在黑显示时也施加电压，由此能够利用突起、狭缝等取向限制构 造部抑制与无电压施加时相比漏光变大、对比度降低的问题的发生。
此外，还能够构成具备本发明的液晶显示装置和接收电视广播的 调谐部的电视接收机。


图1 (a)和(b)表示从与有源矩阵基板和对置基板垂直的方向看 时的突起部或狭缝的轮廓形状，(a)是表示黑显示时的图，(b)是表 示中间灰度显示时的图。
图2 (a)和(b)是表示在本实施方式的液晶显示装置中设置有突 起部的情况下的概略结构的截面图，(a)是表示黑显示时的图，(b) 是表示中间灰度显示时的图。
图3 (a)和(b)是表示在本实施方式的液晶显示装置中设置有狭 缝的情况下的概略结构的截面图，(a)是表示黑显示时的图，(b)是 表示中间灰度显示时的图。
图4是表示第一偏光板、第二偏光板和液晶面板部的配置状态的分解立体图。
图5是有源矩阵基板中的一个像素电极及其周边的结构与在对置 基板上设置的突起部之间的配置关系的透视平面图。
图6 (a) (e)是表示突起部和狭缝的轮廓形状的变形的图。 图7是将本发明的一个实施方式的液晶显示装置的结构与其显示
部的等效电路一起加以表示的框图。
图8是表示从与有源矩阵基板和对置基板的基板面垂直的方向看
时，在形成有像素电极的区域(像素区域)中设置有突起部和狭缝的
情况下的配置关系的透视平面图。
图9是表示电视接收机用的显示装置的结构的框图。
图IO是表示调谐部和显示装置之间的连接关系的框图。
图11是表示将显示装置作为电视接收机时的机械的结构的一个例
子的分解立体图。
图12 (a) (c)是表示设置有畴限制单元的现有的液晶显示装
置的一个例子的截面图。
图13是表示在现有的结构中，突起与配置在光入射侧和光出射侧
的两个偏光板的偏光轴的关系的图。 符号的说明
1 液晶显示装置
2 显示控制电路
3 源极驱动器
4 栅极驱动器
5 光源驱动电路 10 液晶面板部 11A有源矩阵基板 11B对置基板 12A第一偏光板 12B第二偏光板 13A像素电极 13B对置电极 14A、 14B取向膜20 液晶层
24 液晶驱动面板
25 背光源 31突起部 32狭缝
42漏极电极 43漏极引出配线 44接触孔 45源极电极
52 电极
53 电极 60 突起
62垂直取向膜 80 Y/C分离电路 81视频色度电路 82 A/D变换器 83液晶控制器 84 液晶面板 85背光源驱动电路 86背光源 87微机
88灰度等级电路 90调谐部 100 TFT 300源极驱动器 400栅极驱动器 800显示装置 801第一框体 801a开口部 805操作用电路 806第二框体808支撑用部件
具体实施例方式
根据附图，对本发明的一个实施方式进行如下说明。 (液晶显示装置全体的结构)
图7是将本实施方式的液晶显示装置1的结构与其液晶面板部10
的等效电路一起进行表示的框图。该液晶显示装置1具备作为数据
信号线驱动电路的源极驱动器3、作为扫描信号线驱动电路的栅极驱动 器4、有源矩阵形的液晶驱动面板24、作为面状照明装置的背光源25、 用于驱动该背光源25的光源驱动电路5、用于控制源极驱动器3、栅 极驱动器4和光源驱动电路5的显示控制电路2。另外在本实施方式中， 液晶驱动面板24作为有源矩阵型的液晶驱动面板被实现，但是也可以 将液晶驱动面板24与源极驱动器3和栅极驱动器4 一体化而构成液晶 驱动面板。
上述液晶显示装置中的液晶驱动面板24包括多根(m根)作为 扫描信号线的栅极线GLl GLm、与这些栅极线GLl GLm的各个交 叉的多根(n根)作为数据信号线的源极线SLl SLn、以及与这些栅 极线GLl GLm和源极线SLl SLn的交叉点分别对应地设置的多个 (mxn个)像素形成部。这些像素形成部以矩阵状配置而构成像素阵 列。以下，将像素阵列的排列中的栅极线方向称为行方向，将源极线 方向称为列方向。
各像素形成部包括作为开关元件的TFTIOO，其栅极端子与通过 对应的交叉点的栅极线GLj连接，并且其源极端子与通过该交叉点的 源极线SLi连接；与该TFT100的漏极端子连接的像素电极；在上述多 个像素形成部共同设置的对置电极即共用电极Ec;和夹在共同设置于 上述多个像素形成部的像素电极与共用电极Ec之间的液晶层。而且， 通过由像素电极和共用电极Ec形成的液晶电容构成像素电容Cp。另 外，通常，为了在像素电容中可靠地保持电压，与液晶电容并联设置 辅助电容(保持电容)，但是，因为辅助电容在本实施方式中没有直接 的关系，所以省略其说明和图示。
通过源极驱动器3和栅极驱动器4，向各像素形成部的像素电极施加与应显示的图像相应的电位，从未图示的电源电路向共用电极Ec施 加规定电位Vcom。由此，向液晶施加与像素电极和共用电极Ec之间 的电位差相应的电压，通过该电压的施加，控制相对于液晶层的光的 透过量，由此进行图像显示。但是，为了通过向液晶层施加电压而控 制光的透过量，使用偏光板，在本实施方式中，假定配置有偏光板， 以使得成为常黑。因此，各像素形成部在该像素电容Cp上未施加电压 时形成黑的像素。
背光源25是从后方对上述液晶面板部10进行照明的面状照明装 置，使用例如作为线状光源的冷阴极管和导光板构成。该背光源25被 光源驱动电路5驱动而点亮，由此，从背光源25向液晶驱动面板24 的各像素形成部照射光。
显示控制电路2从外部的信号源接收表示应该显示的图像的数 字视频信号Dv、与该数字视频信号Dv对应的水平同步信号HSY和垂 直同步信号VSY、以及用于控制显示动作的控制信号Dc。此外，显示 控制电路2根据接收到的这些信号Dv、 HSY、 VSY、 Dc，作为用于使 液晶驱动面板24显示该数字视频信号Dv所表示的图像的信号，生成 并输出数据开始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK、闩锁选通(latch strobe)信号(数据信号施加控制信号)LS、极性反转信号P0L、表示 应该显示的图像的数字图像信号DA (相当于视频信号Dv的信号)、 栅极开始脉冲信号GSP、栅极时钟信号GCK、和栅极驱动器输出控制 信号(扫描信号输出控制信号)GOE。
如上所述，在显示控制电路2所生成的信号中，数字图像信号DA、 闩锁选通信号LS、数据开始脉冲信号SSP、数据时钟信号SCK和极性 反转信号POL被输入源极驱动器3，栅极开始脉冲信号GSP、栅极时 钟信号GCK和栅极驱动器输出控制信号GOE被输入栅极驱动器4。
源极驱动器3根据数字图像信号DA、数据开始脉冲信号SSP以及 数据时钟信号SCK、闩锁选通信号LS和极性反转信号POL，作为与 数字图像信号DA表示的图像的各水平扫描线中的像素值相当的模拟 电压，在每一个水平期间依次生成数据信号S (1) S (n)，并且将这 些数据信号S (1) S (n)分别施加至源极线SLl SLn。
栅极驱动器4根据栅极开始脉冲信号GSP (GSPa、 GSPb)和栅极时钟信号GCK (GCKa、 GCKb)、以及栅极驱动器输出控制信号GOE (GOEa、 GOEb)，生成扫描信号G (1) G (m)，通过将它们分别 施加至栅极线GLl GLm而有选择地驱动该栅极线GLl GLm。
如上所述，通过源极驱动器300和栅极驱动器400驱动液晶驱动 面板24的源极线SLl SLn和栅极线GLl GLm，由此，经与被选择 的栅极线GLj连接的TFT100向像素电容Cp施加源极线SLi的电压(i 二l n、 j = l m)。由此，在各像素形成部向液晶层施加与数字图像 信号DA相应的电压，通过该电压的施加，控制来自背光源25的光的 透过量，由此，在液晶驱动面板24显示来自外部的数据视频信号Dv 表示的图像。
(液晶显示装置的截面结构)
图2的(a)和(b)是表示本实施方式的液晶显示装置1的概略 结构的截面图。如该图所示，液晶显示装置1构成为具备液晶面板部 10、作为光源的背光源25、第一偏光板12A、第二偏光板12B。相对 于液晶面板部10，在配置有背光源25的一侧即光入射侧，配置有第一 偏光板12A，另一方面，相对于液晶面板部IO，在与配置有背光源25 的一侧相反的一侧即光出射侧，配置有第二偏光板12B。通过这样的 配置，从背光源25射出的光依次通过第一偏光板12A、液晶面板部10、 和第二偏光板12B而进行显示。
第一偏光板12A和第二偏光板12B是仅使规定的偏光方向的光透 过的偏光板，透过的偏光方向作为偏光轴被设定。图4是表示第一偏 光板12A、第二偏光板12B和液晶面板部10的配置状态的分解立体图。 如该图所示，第一偏光板12A和第二偏光板12B配置为偏光轴相互正 交。即，第一偏光板12A和第二偏光板12B以正交尼科尔的方式配置。
液晶面板部IO具备作为光透过性基板的有源矩阵基板IIA和对置 基板11B。有源矩阵基板IIA和对置基板11B以相互相对的方式配置， 在这些基板之间设置有塑料珠、柱状树脂结构物作为间隔物(未图示)， 并且基板间隔被保持为一定。而且，在这些基板的间隙中封入有液晶 层20。在本实施方式中，作为构成液晶层20的液晶，使用具有负的介 电常数各向异性的向列型液晶。
在有源矩阵基板UA的液晶层20 —侧的面上，设置有由ITO膜构成的像素电极13A。此外，进一步在像素电极13A的液晶层20 —侧的 面上，设置有使液晶相对于基板面垂直地取向的取向膜14A。
同样，在对置基板11B的液晶层20—侧的面上，设置有由ITO膜 构成的对置电极13B。此外，进一步在对置电极13B的液晶层20 —侧 的面上，设置有使液晶相对于基板面垂直地取向的取向膜14B。进一 步，在对置电极13B上形成有作为限制液晶的取向方向的取向限制构 造部的突起部31。另外，虽然未图示，但是在对置基板IIB上形成有 彩色滤光片、黑矩阵等。
通过以上的结构，液晶显示装置1作为MVA方式的液晶显示装置 发挥功能。即，液晶层20中的液晶在未被施加电压的状态下以相对于 基板面大致垂直的方式取向。在这样的状态下，射入液晶面板部10的 光的偏光面在液晶层中基本不旋转。另一方面，当施加电压时，液晶 根据电压值以与相对于基板面垂直的方向成角度的状态取向。在这样 的状态下，射入液晶面板部10的光的偏光面在液晶层中不旋转。由此， 配置在液晶显示装置的光入射侧和光出射侧的两个偏光板配置为其偏 光轴相互成为正交尼科尔的关系，由此能够实现在无电压施加时为黑 显示，在施加电压时为白显示的常黑显示。
另外，以形成有突起部31的部分为界，形成多个施加电压时的液 晶的取向方向分别不同的区域。由此，实现在各像素内设定多个区域， 且使各区域中的液晶的取向方向各自不同的MVA方式的液晶显示装 置1。
(像素电极和突起部的配置)
图5是表示有源矩阵基板11A中的一个像素电极13A及其周边的 结构、和设置在对置基板11B上的突起部31之间的配置关系的透视平 面图。如该图所示，在有源矩阵基板11A上设置有在行方向(图中的 左右方向)上延伸配置的栅极线GLp和在列方向(图中的上下方向) 上延伸配置的源极线SLq。
此外，在栅极线GLp和源极线SLq的交叉部分设置有作为有源元 件即开关元件的TFT 100。 TFT100具有与源极线SLq连接的源极电极 45、漏极电极42、由栅极线GLp形成的栅极电极和半导体层(未图示)。
漏极电极42与由构成配线部的导电层构成的漏极引出配线43连接。漏极引出配线43经分别贯穿层间绝缘膜的接触孔44与像素电极 13A连接。另外，在该图中，省略关于保持电容配线的图示。
而且，在从与有源矩阵基板IIA和对置基板11B的基板面垂直的 方向看时，在与形成有像素电极13A的区域(像素区域)对应的对置 基板11B上的区域中形成有突起部31。突起部31的轮廓形状在从与 有源矩阵基板IIA和对置基板11B的基板面垂直的方向看时，成为多 个单位形状图案连续的形状，其中，该单位形状图案包括与第一偏光 板12A的偏光轴平行的部分和与第二偏光板12B的偏光轴平行的部 分。另外，在该图中，上下方向和左右方向与第一偏光板12A的偏光 轴方向或第二偏光板12B的偏光轴方向对应。
在图5所示的例子中，突起部31大体上划分为两个部分。第一部 分是在该图中以从右上向左下的45度的角度的线为中心线的部分，第 二部分是在该图中以从左上向右下的45度的角度的线为中心线的部 分。第一部分的左下端部和第二部分的左上端部连续，由此，突起部 31成为在第一部分和第二部分的连续部分弯曲90度的形状。
此外，突起部31的轮廓形状为具有90度的顶角的山形形状沿上 述中心线反复的形状。此处，因为上述中心线相对于第一偏光板12A 的偏光轴或第二偏光板12B的偏光轴成45度的角度，所以山形形状的 一条边与第一偏光板12A的偏光轴平行，山形形状的另一条边与第二 偏光板12B的偏光轴平行。 (液晶的驱动方式)
此处，参照图2的(a)和(b)以及图1的(a)和(b)，说明本 实施方式中的液晶的驱动方式。如上所述，图2的(a)和(b)表示 液晶显示装置1的截面结构的概略，图1的(a)和(b)表示从与有 源矩阵基板IIA和对置基板11B的基板面垂直的方向观察时的突起部 31的轮廓形状。
首先，关于未对液晶层20施加电压的状态，参照图2 (a)和图1 (a)进行说明。在无电压施加时，由于取向膜14A、 14B的作用，液 晶分子相对于基板面垂直取向。由此，因为不产生液晶分子的双折射 作用，所以光不能透过。
另一方面，突起部31附近的液晶分子也要与突起部31的斜面垂说明书第15/22页
直地取向，因此，突起部31附近的液晶分子成为相对于基板面倾斜的 状态。
此处，因为突起部的轮廓形状历来为，与突起部的中心线平行，
即，相对于偏光轴成为45度的角度的直线，所以，在无电压施加时液 晶分子相对于偏光轴以45度的角度倾斜。g卩，即使在无电压施加时， 在突起部附近也会有光透过，从而产生漏光，并由此产生对比度降低 的问题。
对此，在本实施方式中，突起部31的轮廓形状为，与第一偏光板 12A的偏光轴平行，或与第二偏光板12B的偏光轴平行。因此，如图 1 (a)所示，突起部31的附近的液晶分子也在与第一偏光板12A的偏 光轴平行或与第二偏光板12B的偏光轴平行的方向倾斜。
在这样的情况下，突起部31的附近的液晶分子倾斜，其倾斜方向 为与偏光轴平行的方向。因此，光在通过液晶层20时不会发生偏光方 向的旋转，由此，能够抑制漏光，从而能够防止对比度的降低。
接着，关于对液晶层20施加电压的状态，参照图2(b)和图1 (b) 进行说明。在施加电压时，因为液晶分子根据电场的强度倾斜，而电 场为与基板垂直的方向，所以，在未通过摩擦规定倾斜方向的情况下， 相对于电场倾斜的方位能够是360。的所有的方向。
此处，存在如下的液晶分子的特性，即，当存在由于突起部31的 影响而事先倾斜的液晶分子时，其周围的液晶分子也沿该方向倾斜。 在图1 (a)所示的情况下，突起部31附近的液晶分子交替地重复与第 一偏光板12A的偏光轴平行地倾斜的区域和在与第二偏光板12B的偏 光轴平行的方向倾斜的区域。由此，通过将来自这两方的区域的影响 平均化，突起部31附近以外的液晶分子在施加电压时，如图1 (b)所 示，以相对于偏光轴成45度的角度倾斜。
此外，由于突起部31的影响，在液晶层20内产生的电场也发生 倾斜，该电场的倾斜也交替地重复与第一偏光板12A的偏光轴平行的 区域和与第二偏光板12B的偏光轴平行的方向的区域。由此，通过将
来自这两方的区域的电场的影响平均化，突起部31附近以外的液晶分 子在施加电压时，如图1 (b)所示，也以相对于偏光轴成45度的角度倾斜。 18如上所述，当形成有突起部31时，利用该倾斜的取向效果和突起 部31附近的倾斜的电场的双方的效果，在通过突起部31形成的每个 取向区域，均能够形成液晶在所意图的方向上稳定地取向的状态。如 果施加更强的电压，则液晶分子与基板大致平行。 (形成狭缝的情况下) 接着，对代替突起部31，形成有狭缝32的情况进行说明。图3 的(a)和(b)是表示形成有狭缝32的情况下的液晶显示装置1的概 略结构的截面图。如该图所示，在对置基板11B上形成有狭缝32。狭 缝32利用未形成有对置电极13B的区域，S卩，对置电极13B的开口区 域形成。另外，在形成有狭缝32的区域也形成有取向膜14B。关于其 它的结构，因为与图2的(a)和(b)所示的结构相同，所以在此处 省略其说明。
狭缝32的轮廓形状为如下方式即可，S卩，在从与有源矩阵基板11A 和对置基板11B的基板面垂直的方向看时，与上述的突起部31的轮廓 形状相同。采用这样的结构，以形成有狭缝32的部分为界，形成在施 加电压时液晶的取向方向各自不同的多个区域。由此，实现在各像素 内设定多个区域，且使各区域中的液晶的取向方向各自不同的MVA方 式的液晶显示装置l。
形成有狭缝32的情况下的液晶的驱动方式如下所述。首先，关于 未对液晶层20施加电压的状态，参照图3 (a)和图l (a)进行说明。 在无电压施加时，由于取向膜14A、 14B的作用，液晶分子相对于基 板面垂直取向。由此，因为不产生液晶分子的双折射作用，所以光不 能透过。
另一方面，狭缝32附近的液晶分子受到狭缝32的斜面的影响， 成为相对于基板面倾斜的状态。此外，为了提高液晶的响应速度而在 黑显示时稍微施加电压，能够使狭缝附近的液晶分子若干倾斜地取向， 由此，狭缝32附近的液晶分子也成为相对于基板面倾斜的状态。另外， 为了提高液晶的响应速度，在黑显示时稍微施加电压，在形成有突起 部31的情况下也有效。
此处，因为狭缝的轮廓形状历来为，与狭缝的中心线平行，艮口， 相对于偏光轴成45度的角度的直线，所以，在无电压施加时液晶分子相对于偏光轴以45度的角度倾斜。即，即使在无电压施加时，在狭缝
附近也会有光透过，从而产生漏光，并由此产生对比度降低的问题。
与此相对，在本实施方式中，狭缝32的轮廓形状为，与第一偏光 板12A的偏光轴平行，或与第二偏光板12B的偏光轴平行。因此，如 图1 (a)所示，存在于狭缝32附近的液晶分子也在与第一偏光板12A 的偏光轴平行或与第二偏光板12B的偏光轴平行的方向倾斜。
在这样的情况下，狭缝32附近的液晶分子倾斜，其倾斜方向为与 偏光轴平行的方向。因此，光在通过液晶层20时不会发生偏光方向的 旋转，由此，能够抑制漏光，从而能够防止对比度的降低。
接着，关于对液晶层20施加电压的状态，参照图3(b)和图1 (b) 进行说明。在施加电压时，液晶分子根据电场的强度倾斜，而在如图1 (a)所示的状态的情况下，狭缝32附近的液晶分子交替地重复与第 一偏光板12A的偏光轴平行地倾斜的区域和在与第二偏光板12B的偏 光轴平行的方向倾斜的区域。由此，通过将来自这两方的区域的影响 平均化，狭缝32附近以外的液晶分子在施加电压时，如图1 (b)所示， 以相对于偏光轴成45度的角度倾斜。
此外，由于狭缝32的影响，在液晶层20内产生的电场也发生倾 斜，该电场的倾斜也交替地重复与第一偏光板12A的偏光轴平行的区 域和成为与第二偏光板12B的偏光轴平行的方向的区域。由此，通过 将来自这两方的区域的电场的影响平均化，狭缝32附近以外的液晶分 子也在施加电压时，如图1 (b)所示，以相对于偏光轴成45度的角度 倾斜。
这样，当形成有狭缝32时，利用该倾斜的取向效果和狭缝32附 近的倾斜的电场的双方的效果，在通过狭缝32形成的每个取向区域， 均能够形成液晶在所意图的方向上稳定地取向的状态。如果施加更强 的电压，则液晶分子会与基板大致平行。 (突起部和狭缝的形成位置的变化)
另外，在图2的(a)和(b)所示的例子中，突起部31设置在对 置基板11B上，但是并不仅限于此，还可以设置在有源矩阵基板11A 上。此外，突起部31还可以设置在对置基板11B和有源矩阵基板11A 的双方上。同样，在图3的(a)和(b)所示的例子中，狭缝32通过在对置 电极13B形成开口区域而设置在对置基板11B上，但是并不仅限于此， 还可以通过在像素电极13A形成开口区域而设置在有源矩阵基板11A 上。此外，狭缝32还可以设置在对置基板11B和有源矩阵基板11A的
双方上。
进一步，突起部31和狭缝32双方还可以设置在对置基板11B和 有源矩阵基板11A的至少一方上。图8表示这样的结构的一个例子。 如该图所示，在从与有源矩阵基板IIA和对置基板11B的基板面垂直 的方向看时，在形成有像素电极13A的区域(像素区域)设置有突起 部31和狭缝32。突起部31设置在对置基板11B上，狭缝32作为有 源矩阵基板11A上的像素电极13的开口部设置。
被突起部31和狭缝32夹着的各个区域为，在中间灰度显示状态 时液晶分子倾斜取向的方向分别相差90度。图中的箭头概念地表示各 个取向区域例如畴D1、 D2、 D3、 D4的液晶分子的取向方向。在令液 晶分子的取向方向相互相对的畴D1、 D2和畴D3、 D4分别为一组时， 分别形成液晶分子倾斜取向的方向在分别相差90度的方向上相对的两 组即上述畴D1、 D2和畴D3、 D4。
而且，在液晶分子的取向方向相互相对的畴D1、 D2禾B畴D3、 D4 的各自之间，在对置基板11B上形成有突起部31，并在有源矩阵基板 11A上形成有狭缝32。因此，突起部31和狭缝32成为畴D1、 D2和 畴D3、 D4的各边界。利用这四个不同的畴D1、 D2、 D3、 D4，能够 实现视野角特性良好的MVA型液晶显示装置。 (突起部和狭缝的轮廓形状的变形)
接着，关于突起部31和狭缝32的轮廓形状的变形，参照图6的 (a) (e)进行说明。图6 (a)是相对于突起部31或狭缝32的中 心线的两侧，以中心线为中心左右对称地具有90度的顶角的山形形状
作为单位形状图案而形成有多个的例子。
图6 (b)是相对于突起部31或狭缝32的中心线的两侧，以中心
线为中心，具有卯度的顶角的山形形状相互不同地形成的例子。艮P， 以中心线为中心，在一方为山形形状的山顶部的位置在另一方为山形 形状的山谷部，在一方为山形形状的山谷部的位置在另一方为山形形
21状的山顶部的轮廓形状。换言之，突起部31或狭缝32的轮廓形状为， 以规定的宽度，与第一偏光板12A的偏光轴平行的部分和与第二偏光 板12B的偏光轴平行的部分交替地重复多次而形成的锯齿形状。
图6 (c)表示由与第一偏光板12A的偏光轴平行的边和与第二偏 光板12B的偏光轴平行的边构成的正方形以相对于偏光轴成45度的角 度连接多个，由此形成突起部31或狭缝32的图案。另外，该图案还 能够认为是图6 (a)所示的图案的变形，BP,形成有以中心线为中心 左右对称地具有90度的顶角的山形形状的例子的变形。另外，在该图 所示的例子中，相邻的正方形彼此通过顶点彼此接触而连接，但是相 邻的正方形彼此还可以离开若干的距离。
图6 (d)是在图6 (a)所示的图案中，山形形状的山顶部和山谷 部的顶点由于与中心线平行的直线而欠缺的例子。另外，顶点的欠缺 也可以只是山顶部或山谷部的一方。
此外，图6 (e)是在图6 (a)所示的图案中，山形形状的山顶部 和山谷部的顶点成为圆形的例子。其中，顶点的圆形也可以只有山顶 部或山谷部的一方。
在图6 (d)、图6 (e)所示的图案中，在山形形状的山顶部和山 谷部的顶点附近，液晶分子的取向方向不是与第一偏光板12A的偏光 轴平行或与第二偏光板12B的偏光轴平行的方向，因此，在黑显示时 产生若干的漏光，但是因为产生漏光的区域非常小，所以能够说其影 口向小。
另外，关于突起部31或狭缝32的轮廓形状，优选与相对于第一 偏光板12A或第二偏光板12B的偏光轴成45度的轮廓部分相比，成 45度以外的角度的轮廓部分更多，进一步，优选与相对于第一偏光板 12A或第二偏光板12B的偏光轴成45度的轮廓部分相比，相对于第一 偏光板12A或第二偏光板12B的偏光轴平行或垂直的轮廓部分更多。 这是因为有利于抑制漏光。
突起、狭缝的宽度(与中心线垂直的方向)的平均值优选为5 15pm。这是因为如果小于5pm，则取向限制能力变得极端小，响应速 度也变迟，另外如果大于15jLim，则比起透过率降低，响应速度的改善 效果小。轮廓图案的深度优选为2 15pm。上限根据突起、狭缝的宽度的 上限值决定。这是因为，由于漏光的范围(图13的A的部分的宽度) 为2]am左右，所以如果轮廓图案的深度浅于2nm，则不能够充分地覆 盖漏光的范围(图13的A的部分的宽度)，不能期待对比度提高的效果。
(黑显示时的电压施加)
此外，本发明的液晶显示装置，还可以如上述那样在黑显示时也 向像素施加若干的规定的电压。如果从无电压施加突然施加高的电压， 则产生与突起、狭缝分开的部分的液晶分子的倾斜方向不确定的期间， 存在响应速度降低的情况。通过施加接近阈值电压的规定的电压，黑 显示时的电压优选为0.2V以上，优选为液晶的阈值电压以下(透过率 急剧地上升的电压)例如1.5V以下。在黑显示时液晶也稍微倾斜，改 善灰度等级从黑变化为白时的响应速度。此外，即使是接近阈值或阈 值以下的电压，电压上升的同时透过率缓慢地上升。因此，通过在黑 显示时也施加电压，特别是在突起、狭缝等取向限制构造部，能够抑 制与无电压施加时相比，漏光变大，对比度降低的问题的发生。 (电视接收机的结构)
接着，说明将本发明的液晶显示装置用于电视接收机的例子。图9 是表示该电视接收机用的显示装置800的结构的框图。该显示装置800 包括Y/C分离电路80、视频色度电路81、 A/D变换器82、液晶控制 器83、液晶面板84、背光源驱动电路85、背光源86、微机(微型计 算机)87和灰度等级电路88。另外，上述液晶面板84是与本发明的 液晶显示装置对应的液晶面板，包括由有源矩阵型的像素阵列构成的 显示部和用于驱动该显示部的源极驱动器、栅极驱动器。
在上述结构的显示装置800中，首先，作为电视信号的复合彩色 视频信号Scv从外部被输入Y/C分离电路80，并在那里被分离为亮度 信号和色信号。这些亮度信号和色信号在视频色度电路81被变换为与 光的三原色对应的模拟RGB信号，进一步，该模拟RGB信号通过A/D 变换器82被变换为数字RGB信号。该数字RGB信号被输入液晶控制 器83。此外，在Y/C分离电路80中，还从被从外部输入的复合彩色 视频信号Scv取出水平和垂直同步信号，这些同步信号也经微机87被输入液晶控制器83中。
液晶控制器83根据来自A/D变换器82的数字RGB信号(与上述 数字视频信号Dv相当)输出驱动器用数据信号。此外，液晶控制器 83根据上述同步信号生成用于使液晶面板84内的源极驱动器和栅极 驱动器与上述实施方式同样地动作的定时控制信号，并将这些定时控 制信号供向源极驱动器和栅极驱动器。此外，在灰度等级电路88中， 生成彩色显示的三原色R、 G、 B各自的灰度等级电压，这些灰度等级 电压也被供给至液晶面板84。
在液晶面板84中，根据这些驱动器用数据信号、定时控制信号和 灰度等级电压，通过内部的源极驱动器、栅极驱动器等生成驱动用信 号(数据信号、扫描信号等)，根据这些驱动用信号，在内部的显示部 显示彩色图像。另外，为了利用该液晶面板84显示图像，有必要从液 晶面板84的后方照射光。在该显示装置800中，在微机87的控制下， 背光源驱动电路85驱动背光源86，由此，向液晶面板84的背面照射 光。
包括上述的处理，系统全体的控制由微机87进行。另外，作为从 外部输入的视频信号(复合彩色视频信号)，不仅能够使用基于电视广 播的视频信号，还能够使用由摄像机摄像的视频信号、经国际互联网 线路供给的视频信号等，在该显示装置800中，能够进行基于各种视 频信号的图像显示。
在利用上述结构的显示装置800显示基于电视广播的图像的情况 下，如图10所示，该显示装置800与调谐部90连接。该调谐部90将 从由天线(未图示)接收到的接收波(高频信号)中抽出应该接收的 频道的信号，变换为中间频率信号，通过对该中间频率信号进行检波 而取出作为电视信号的复合彩色视频信号Scv。该复合彩色视频信号 Scv如上所述被输入显示装置800，由该显示装置800显示基于该复合 彩色视频信号Scv的图像。
图11是表示将上述结构的显示装置作为电视接收机时的机械的结 构的一个例子的分解立体图。在图ll所示的例子中，电视接收机构成 为，作为其构成要素，除上述显示装置800之外还具有第一框体801 和第二框体806，并且以第一框体801和第二框体806将显示装置800包入并夹持的结构。在第一框体801上，形成有使由显示装置800显 示的图像透过的开口部801a。此外，第二框体806覆盖显示装置800 的背面侧，设置有用于操作该显示装置800的操作用电路805，并在下 方安装有支撑用部件808。
本发明不仅限于上述的各实施方式，能够在权利要求项所示的范 围内进行各种变更，适当地组合在不同的实施方式中分别公开的技术 方法而得到的实施方式，也包括在本发明的技术范围内。
产业上的可利用性
本发明的液晶显示装置能够应用于例如个人计算机的显示器、电 视接收机等各种显示装置。
权利要求
1.一种液晶面板，其包括形成有像素电极、扫描信号线和数据信号线的有源矩阵基板；与所述有源矩阵基板相对的对置基板；配置在所述有源矩阵基板和所述对置基板之间的液晶层；以及第一偏光板和第二偏光板，所述第一偏光板的偏光轴方向与所述第二偏光板的偏光轴方向正交，并通过垂直取向方式进行显示，该液晶面板的特征在于所述有源矩阵基板和所述对置基板的至少任意一方具备用于限制液晶的取向方向的取向限制构造部，在从与所述有源矩阵基板或所述对置基板的基板面垂直的方向看时，所述取向限制构造部中的、配置在形成有所述像素电极的区域内的部分的轮廓形状具有多个单位形状图案成为连续的形状的部分，其中，该单位形状图案包括与所述第一偏光板的偏光轴平行的部分和与所述第二偏光板的偏光轴平行的部分。
2. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于所述取向限制构造部成为以相对于所述第一偏光板的偏光轴或所述第二偏光板的偏光轴成规定的角度的线为中心线的形状，所述单位形状图案在所述中心线的左右分别连续地设置有多个。
3. 如权利要求2所述的液晶面板，其特征在于所述取向限制构造部的所述中心线相对于所述第一偏光板的偏光轴或所述第二偏光板的偏光轴成45度的角度。
4. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于-所述单位形状图案与所述第一偏光板的偏光轴平行的部分的长度和与所述第二偏光板的偏光轴平行的部分的长度相同。
5. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于所述单位形状图案是具有90度的顶角的山形形状。
6. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于所述单位形状图案是具有90度的顶角的山形形状，并且通过多个该单位形状图案连续而得到的山形形状的山顶部和山谷部的顶点的至少任意一方是欠缺的形状或者呈圆形的形状。
7. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于所述取向限制构造部是从所述有源矩阵基板和所述对置基板的至少任意一方朝向所述液晶层侧呈突出的形状的突起部。
8. 如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于所述取向限制构造部是，由设置于所述有源矩阵基板的像素电极的开口区域形成的狭缝、和由设置于所述对置基板的对置电极的开口区域形成的狭缝的至少任意一方。
9. 一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1 8中任一项所述的液晶面板；和进行对所述液晶面板的各像素施加电压的控制的液晶面板驱动部。
10. 如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于所述液晶面板驱动部在黑显示时也对像素施加规定的电压。
11. 一种电视接收机，其特征在于，包括权利要求9所述的液晶显示装置；和接收电视广播的调谐部。
全文摘要
本发明涉及液晶面板、液晶显示装置和具备它的电视接收机。在有源矩阵基板和对置基板的至少任意一方设置有用于限制液晶的取向方向的突起部。在从与有源矩阵基板或对置基板的基板面垂直的方向看时，突起部的轮廓形状为多个单位形状图案连续的形状，其中，该单位形状图案包括与第一偏光板的偏光轴平行的部分和与第二偏光板的偏光轴平行的部分。由此，能够提供能够降低黑显示时的漏光，并能够可靠地确保中间灰度显示时和白显示时的光的透过的可实现对比度高的良好的显示的液晶面板。
文档编号G02F1/1335GK101681065SQ20088001726
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月3日 优先权日2007年8月10日
发明者山田直 申请人:夏普株式会社