專利名稱：液晶顯示器件以及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，以及配置有該液晶顯示器件的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
最近，通過驅(qū)動液晶顯示器件來顯示圖像的液晶顯示器由于其小型、 輕量和能量消耗小的特性，已被廣泛用于諸如電視機(jī)和監(jiān)視器圖像顯示單 元，以及諸如數(shù)碼相機(jī)和移動電話的信息終端。在上述液晶顯示器中，作 為液晶顯示器件的液晶顯示系統(tǒng)，已知的有使用向列型液晶的扭轉(zhuǎn)向歹'J(TN) 模式、垂直定向(VA)模式、平面轉(zhuǎn)換(IPS)模式、和邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)模式(參 見日本待審專利公開平-06-160878 )。另外，已知的有使用鐵電液晶、反鐵 電液晶等的顯示模式。
圖5說明典型的VA模式的液晶顯示器件的橫截面結(jié)構(gòu)。在這種液晶顯 示器件中，包括液晶分子500A的液晶層500被密封在驅(qū)動基板200和對向 基板(facing substrate)300之間。在驅(qū)動基板200和對向基^L 300各自面對的 平面上，提供有電極202和電極302、 4皮此不面對的線凸(linerprojection) 410、覆蓋在電極202和302以及線凸410上的定向膜400。在VA模式中， 沒有施加電壓的情況下，液晶分子500A基本上垂直于定向膜400的平面取 向。因此，液晶分子500A在鄰近線凸410的區(qū)域略孩i傾向于驅(qū)動基板200 和對向基板300的表面(也就是說提供了傾角(tilt))。另一方面，在除 了鄰近線凸410區(qū)域以外的區(qū)域中，液晶分子500A基本上垂直于驅(qū)動基板 200和對向基板300的表面取向。當(dāng)向該狀態(tài)下的液晶層500施加電壓時， 位于線凸410附近的液晶分子500A的傾斜向其它液晶分子500A依次傳遞， 那些液晶分子500A響應(yīng)從而采取倒下基本上與驅(qū)動基板200和對向基板
4300的表面水平的姿勢。因此，進(jìn)入的光得以調(diào)制。這是因為VA模式中的 液晶分子顯示負(fù)的介電各向異性；換言之，具有分子長軸方向的介電常數(shù) 小于分子短軸方向的介電常數(shù)的性質(zhì)。
然而，垂直于驅(qū)動基板200和對向基板300表面取向的液晶分子500A 響應(yīng)所施加電壓的倒下速度，與位于線凸410附近的液晶分子500A的倒下 速度之間存在差值，出現(xiàn)在施加電壓下液晶分子500 A的響應(yīng)速度整體上 延遲的問題。特別地，從黑色到中間色的漸變中，有待施加電壓的變化量 小，這進(jìn)一步促進(jìn)響應(yīng)速度的延遲。另外，可以通過縮短各線凸410之間 的距離來加快響應(yīng)速度；然而，由于線凸410的上表面對液晶顯示器件的 透射率沒有貢獻(xiàn)，出現(xiàn)當(dāng)液晶顯示器件中的凸部比例增加時透射率下降且 顯示特性變差的問題。
因此，日本待審專利公開No.2002-357830提出在上述VA模式下使液 晶分子從基板法線略微傾斜并通過使用高聚物材料保持該傾斜從而提供傾 角(tilt)的技術(shù)。具體地，將其中加入光聚合單體用于組成的液晶層密封 在基板之間，然后在通過施加電壓向液晶分子提供傾角的狀態(tài)下曝光以使 得單體聚合以便形成液晶顯示器件結(jié)構(gòu)。這樣，可以在沒有施加電壓的狀
態(tài)下預(yù)先設(shè)定液晶分子的倒下方向，這改善響應(yīng)速度。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在日本待審專利公開No.2002-357830的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)中， 單體的完全聚合不容易。即使存在少量未反應(yīng)的單體，液晶材料的電壓保 持性也會劣化，而這可能引起顯示性能變差。
鑒于上述內(nèi)容，期望提供能改善響應(yīng)性能同時保持良好的顯示性能的 液晶顯示器件，以及配置所述液晶顯示器件的液晶顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的第一液晶顯示器件包括一對彼此面對的基 板、在這對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由包括顯示向 列型液晶相的液晶分子和向該液晶分子提供傾角的分子的液晶材料構(gòu)成。 然而所述傾角是指相對于液晶分子取向方向的傾斜角度。換言之，向液晶 分子提供傾角是指改變相對于液晶分子取向方向的傾斜角度。
本發(fā)明的實施方案的第二液晶顯示器件包括一對彼此面對的基板、在 這對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由包括顯示向列型液晶相的液晶分子和由化學(xué)式1表示的具有偶極矩的彎曲型分子的液晶材料 構(gòu)成，而且所述液晶材料顯示順電相。
Wl W2
化學(xué)式1
(其中A是二價基團(tuán)；Wl和W2各自是單價基團(tuán)，而且各自可以相同 或不同；然而Wl-A-W2的鍵角可以小于180。；所述Wl-A-W2的鍵角是指 由Wl-A鍵和W2-A鍵形成的角度，并且表述"W1-A-W2的鍵角可以小于 180。"是指時間平均的鍵角小于180°)。
本發(fā)明的實施方案的液晶顯示器配置液晶顯示器件，該液晶顯示器件 包括一對彼此面對的基板、在這對基板之間提供的電極和液晶層，其中所 述液晶層由包括顯示向列型液晶相的液晶分子和向該液晶分子提供傾角的 分子的液晶材料構(gòu)成。
在本發(fā)明的實施方案的第一和第二液晶顯示器件以及液晶顯示器中， 液晶層包括向液晶分子提供傾角的分子、和化學(xué)式1中所示的具有偶極矩 的彎曲型分子，從而向所述液晶分子提供傾角而不使液晶分子的透射率和 電壓保持性變差。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的第一和第二液晶顯示器件以及液晶顯示器， 液晶層包括向液晶分子提供傾角的分子、和化學(xué)式1中所示的具有偶極矩 的彎曲型分子，從而向所述液晶分子提供傾角以及改善響應(yīng)性能的同時保 持良好的顯示性能。
本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的、特征以及優(yōu)點會從以下說明中更充分 地呈現(xiàn)。


圖1A和1B是顯示裝配在根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器上 的液晶顯示器件結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖2是裝有圖1A和1B中所示液晶顯示器件的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu) 的視圖。
圖3A和3B是顯示裝配在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的液晶顯示器上 的液晶顯示器件結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
6圖4A和4B是顯示圖3A和3B中所示液晶顯示器的平面結(jié)構(gòu)的視圖。 圖5是說明現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示器件的橫截面圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。 第一實施方案
圖1A和1B是裝配在根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的液晶顯示器上的液 晶顯示器件的橫截面示意圖，圖1A顯示沒有施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)，而圖 1B顯示施加驅(qū)動電壓下的狀態(tài)。該液晶顯示器件的顯示模式是所謂的垂直 定向(VA)模式。
如圖1A和1B所示，液晶顯示器件包括例如^皮此面對并布置在^皮此面 對的一對偏振器10之間的像素電極基板20和透明電極基板30、進(jìn)行布置 以便覆蓋像素電極基板20和透明電極基板30各自相向表面的定向膜40、 以及在中間具有定向膜40的像素電極基板20和透明電極基板30之間密封 的液晶層50。換言之，該液晶顯示器件包括在一對偏振器IO之間的像素 電極基板20和透明電極基板30、以及在像素電極基板20和透明電極基板 30之間，從而被定向膜40夾在中間的液晶層50。第一實施方案的液晶顯 示器件是所謂的透射液晶顯示器件。
偏振器10是具有使進(jìn)入的光經(jīng)過特定偏振組件傳輸?shù)墓δ艿墓鈱W(xué)元 件，其控制光的振動方向。
像素電極基板20具有如下結(jié)構(gòu)像素電極22布置在透明基板21上， 在其中形成包括驅(qū)動元件的驅(qū)動電路。透明基板21例如由透明(透光的) 材料例如玻璃和塑料構(gòu)成。
像素電極22是用于向液晶層50施加電壓的電極之一。例如存在多個 像素電極22以便以矩陣形式形成定向圖案。也就是說，每一像素電極22 獨立地和分別地提供有電勢。像素電極22例如是具有光透射率的透明電極， 以及例如由諸如氧化銦錫(ITO)等的透明電極材料構(gòu)成。
透明電極基板30具有的結(jié)構(gòu)包括在其中以條狀提供紅色(R)、綠色(G) 和藍(lán)色(B)濾光器(filter)的濾色器(color filter)(在圖中未示出)、以及基本上 在整個有效顯示區(qū)域上設(shè)置的透明電極32。
透明基板31例如由諸如玻璃和塑料的透明(透光的)材料構(gòu)成。透明電極32是用于向液晶層50施加電壓的另一電極，并且例如由諸如ITO的 透明電極材料構(gòu)成。
定向膜40用于在預(yù)定的定向狀態(tài)下定向液晶層50中所包含的液晶分 子50A。如上所述，定向膜40覆蓋在像素電極基板20和透明電極基板30 各自的內(nèi)表面之上；也就是說，覆蓋在像素電極基板20和透明電極基板30 的表面之上，所述表面在鄰近液晶層50的那側(cè)。更具體地，在像素電極基 板20側(cè)，定向膜40覆蓋在像素電極22和位于像素電極22附近的基板11 之上，而在透明電極基板30側(cè)，定向膜40覆蓋在透明電極32之上。定向 膜40例如由諸如聚酰亞胺的有機(jī)材料構(gòu)成，它是用于使液晶分子50A相對 于基板表面在垂直方向上定向的垂直定向膜。另外，定向膜40可以經(jīng)受摩 擦處理等以控制定向方向。
液晶層50包括顯示負(fù)介電各向異性和顯示向列型液晶相的液晶分子 50A,液晶材料包括向液晶分子50A提供傾角的分子50B。如圖1A所示， 液晶分子層50中，在沒有施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)下，液晶分子50A采取基本 上垂直于像素電極基板20和透明電極基板30的表面的姿勢；然而，由于 分子50B包含在液晶層50中，向位于分子50B附近的液晶分子50A提供 傾角。這樣，與沒有向液晶分子提供傾角的情況相比，響應(yīng)時間變短。因 此，響應(yīng)速度得到改善，而且通過含有提供傾角的分子50B可以獲得優(yōu)異 的響應(yīng)性能。
液晶材料優(yōu)選沒有自發(fā)極化(自發(fā)極化基本為零)。這是由于具有自發(fā) 極化的液晶材料的定向可能無序，因此轉(zhuǎn)換性能可能變差。以下是具體解 釋。假如液晶材料具有自發(fā)極化，在液晶層中形成自生電場，存在于液晶 材料中的離子在液晶材料中遷移以便中和其自生電場，從而電荷聚集在位 于液晶層和基板之間的絕緣層(定向膜等)上。這時，假如施加驅(qū)動電壓 并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，極化方向隨液晶材料定向方向的改變而逆轉(zhuǎn)，從而將聚集在 絕緣層中的電荷的容量(capacity)分成液晶材料和絕緣層。因此，假如狀態(tài) 恢復(fù)到未施加電壓的狀態(tài)，在液晶層中感生反向的電場(在下文中稱為反 向電場)。盡管該反向電場隨著由液晶層和絕緣層的并聯(lián)電路定義的時間常 數(shù)而衰減，但是反向電場使液晶材料的定向無序化，并可引起轉(zhuǎn)換性能的 變差。由于反向電場與液晶材料的自發(fā)極化的大小成比例，假如自發(fā)極化 為零，則不會產(chǎn)生由反向電場引起的液晶材料的定向無序，從而轉(zhuǎn)換性能不會變差。另外，作為測量自發(fā)極化的方法，給出了利用熱電性的方法、
利用D-E^茲滯的方法、觀測極化反向電流的方法等。
表述"具有自發(fā)極化者"例如是指具有宏觀極化的物質(zhì)，就其而言即使未 施加電場，也使分子的永久偶極矩有序排列或者使單個原子或離子從對稱 的平衡位置移動。作為具有自發(fā)極化并顯示液晶相的物質(zhì)，例如可給出鐵 電液晶(顯示液晶相的鐵電物質(zhì))、含鐵介電(ferridielectric )液晶(顯示液 晶相的含鐵介電物質(zhì))。術(shù)語"鐵電物質(zhì)"是指通過外加電場能使極化方向反 向的物質(zhì)，為具有自發(fā)極化者。術(shù)語"含鐵介電物質(zhì)，，是指由于以下情形而具 有宏觀極化的物質(zhì)盡管構(gòu)成偶極的分子偶極在彼此相反的方向上排列(極 矩彼此相抵消的排列)，但是在正向上偶極矩的大小與反向上的偶極矩大小 不同。如上所述，由于考慮到轉(zhuǎn)換性能的變差，這些鐵電液晶和含鐵介電 液晶用作液晶層50的液晶材料是不合需要的。
另一方面，表述"無自發(fā)極化者"是指例如沒有宏觀極化的物質(zhì)，就其而 言在將該物質(zhì)視為分子聚集體的情況下，盡管這些分子具有偶極矩，但是 這些偶極矩以隨機(jī)方向取向并且整體上相互抵消；或者是指以下物質(zhì)就 其而言在將該物質(zhì)視為原子、分子等經(jīng)過排列的固體物質(zhì)的情況下，單個 的原子或分子、或者組成該原子或分子的離子排列在對稱的平衡位置上而 沒有極化。作為沒有自發(fā)極化的物質(zhì)，例如可給出順電性物質(zhì)，即其中偶 極的方向在某一方向上不均勻，從而偶極在隨機(jī)方向上排列的介電物質(zhì)(總 偶極矩為零)。
類似于含鐵介電物質(zhì)，作為分子偶極在彼此相反的方向上排列的介電 物質(zhì)，可給出反鐵電物質(zhì)。因為在正向上的偶極矩大小與在反向上的偶極 矩大小彼此相等，該反鐵電物質(zhì)沒有自發(fā)極化。然而，在施加預(yù)定閾值或 更大的電壓從而產(chǎn)生電場的情況下，所有的偶極在電場方向上取向，從而 顯示出鐵電相(產(chǎn)生從反鐵電相到鐵電相的相變)。在將這樣一種反鐵電物 質(zhì)用作液晶材料以便通過強(qiáng)制相變而進(jìn)行使用的情況下，反鐵電物質(zhì)伴隨 有沿著液晶層的面內(nèi)方向的條狀疇生長(domain growth);因此，存在引起對 比率變差的風(fēng)險。因而，盡管反鐵電液晶(顯示液晶相的反鐵電物質(zhì))沒 有自發(fā)極化，但是反鐵電液晶不適合作為用于液晶層50的液晶材料。
如上所述，由于液晶分子50A顯示負(fù)介電各向異性，可得到高的孔徑 比(aperture ratio)和優(yōu)異的響應(yīng)性能。另外，介電各向異性(As)可由As =sl-s2得到，其中sl是液晶分子長軸方向上的介電常數(shù)，s2是液晶分子短軸 方向上的介電常數(shù)。介電常數(shù)s可由s-Cpd/S得到，其中Cp表示電容，"d" 表示液晶層的厚度，而"S"表示兩個基板重迭部分的面積。
分子50B具有偶極矩，優(yōu)選顯示諸如層列型液晶相和向列型液晶相的 液晶相，更優(yōu)選地顯示向列型液晶相以提高與液晶分子50A的相容性。
所述液晶材料優(yōu)選包括含量為0.5wt。/。至50wt。/。的分子50B。這是因為 在0.5wt。/。或更大的含量下可能獲得充分的效果，而在小于50wt。/。的含量下 可以獲得優(yōu)異的透射率，從而即使在分子50B顯示液晶相的情況下，也不 存在液晶層50的液晶材料產(chǎn)生自發(fā)極化的風(fēng)險。
作為分子50B，例如可以使用由化學(xué)式2表示的彎曲型分子。
人 Wi W2
化學(xué)式2
(其中A是二價基團(tuán)；Wl和W2各自是單價基團(tuán)，且每一個可以相同 或不同；然而Wl-A-W2的4定角可以小于180°)。
該彎曲型分子可以采用彎曲結(jié)構(gòu)，因此可容易地向位于該彎曲型分子 附近的液晶分子50A提供傾角。另夕卜，該彎曲型分子Wl-A-W2的鍵角優(yōu)選 為卯?；蚋?，更優(yōu)選為120°至155°。
作為化學(xué)式2中所示的"A"，例如給出化學(xué)式3表示的二價基團(tuán)。
x
化學(xué)式3
(其中X是氫(-H)、氯(-Cl)、溴(-Br)、氟(匿F)、硝基(-N02)或氰基(-CN); n是1或更大的整數(shù))。
化學(xué)式2中所示的W1和W2的至少一個可以是由化學(xué)式4表示的基團(tuán)，
10作為化學(xué)式4中所示的"B",可給出由化學(xué)式5表示的基團(tuán)，以及作為化學(xué)
式4中所示的"R1"，可給出由化學(xué)式6表示的基團(tuán)。
化學(xué)式4
(其中"B"是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二價基團(tuán)；Rl是由選自碳(C)、氫(H)、氧(O) 和氮(N)的元素構(gòu)成的二價基團(tuán)；n為l或更大的整數(shù)；然而在"n"為2或更 大的情況下，"B"或"R1"可以相同或不同；以及R2是具有1至20個碳的烷 基或烷氧基)。
<formula>formula see original document page 11</formula>
化學(xué)式5
(其中X是氫(-H)、氯(-Cl)、溴(-Br)、氟(-F)、硝基(-N02)或氰基(-CN))。
<formula>formula see original document page 11</formula>
化學(xué)式6
作為如上所述的彎曲型分子的例子，可給出由化學(xué)式7或化學(xué)式8表 示的化合物?；瘜W(xué)式8<formula>formula see original document page 12</formula>
不用說，只要它是化學(xué)式2中所示的彎曲型分子，就不限于化學(xué)式7 和化學(xué)式8中所示的化合物。另外，只要它是向液晶分子50A提供傾角的 分子，類似地它不限于化學(xué)式2中所示的彎曲型分子。
接著，參考圖2，將描述包括上述液晶顯示器件的液晶顯示器的結(jié)構(gòu)。圖2顯示包括圖1A和IB中所示的液晶顯示器件的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)。 如圖2所示，液晶顯示器包括顯示區(qū)60、在顯示區(qū)60中提供的多個像 素G、在顯示區(qū)60周圍提供的源驅(qū)動器61和柵驅(qū)動器62、用于控制源驅(qū) 動器61和柵驅(qū)動器62的定時控制器63、用于向源驅(qū)動器61和柵驅(qū)動器 62供應(yīng)電能的電源電路64。
顯示區(qū)60是顯示圖像的區(qū)域，而且是能夠通過矩陣形式的多個像素G 的定向顯示圖像的構(gòu)造區(qū)域。另夕卜，圖2顯示包括多個像素G的顯示區(qū)60, 并以放大比例單獨顯示對應(yīng)于四個像素G的區(qū)域。
在顯示區(qū)60中，多根源線71排列成行，多根柵線72排列成列。像素 G各自布置在這些源線71和柵線72彼此相交的位置上。像素G各自包括 像素電極22、液晶層50、晶體管121和電容器122。在每一晶體管121中， 源電極與源線71相連，柵電極與柵線72相連，以及漏電極與電容器122 和像素電極22相連。源線71各自與由其提供圖像信號的源驅(qū)動器61相連。 柵線72各自與由其依次提供掃描信號的柵驅(qū)動器62相連。
源驅(qū)動器61和柵驅(qū)動器62選擇所述多個像素G中的特定像素G。 定時控制器63向源驅(qū)動器61輸出圖像信號(例如對應(yīng)于紅色、綠色 和藍(lán)色的每一RGB圖像信號)以及用于控制源驅(qū)動器61操作的源驅(qū)動器 控制信號。另外，定時控制器63例如向柵驅(qū)動器62輸出控制柵驅(qū)動器62 工作的柵驅(qū)動器控制信號。作為源驅(qū)動器控制信號，例如可給出水平同步 信號、啟動外加信號(start plus signal )、源驅(qū)動器的時鐘信號等。作為柵驅(qū) 動器控制信號，例如可給出垂直同步信號、柵驅(qū)動器的時鐘信號等。 接著，參考圖1A、 1B和2，描述液晶顯示器的操作。 在液晶顯示器中，用以下方式在像素電極22和透明電極32之間施加 驅(qū)動電壓以便顯示圖像。具體地，通過從定時控制器63輸入源驅(qū)動器控制 信號，基于由定時控制器63輸入的圖像信號，源驅(qū)動器61單獨地將圖像 信號供給預(yù)定的源線71。另外，通過從定時控制器63輸入柵驅(qū)動器控制信 號，柵驅(qū)動器62在預(yù)定時機(jī)依次將掃描信號供給柵線72。因而，選擇像素 G,該像素G位于供給圖像信號的源線71與供給掃描信號的柵線72的相交 處，并且向該像素G施加驅(qū)動電壓。
在所選擇的像素G中，當(dāng)施加驅(qū)動電壓時，包含在液晶層50中的液晶 分子50A的定向根據(jù)像素電極22與透明電極32之間的電勢差由圖1A所示的狀態(tài)改變?yōu)閳D1B所示的狀態(tài)。具體地，在液晶層50中，當(dāng)施加驅(qū)動電 壓時，由于位于分子50B的附近而具有傾角的液晶分子50A,從圖1A所示 的施加驅(qū)動電壓之前的狀態(tài)，在自身的傾斜方向上倒下，而且該動作傳遞 給其它液晶分子50A。結(jié)果，大多數(shù)液晶分子50A響應(yīng)從而如圖1B所示采 取基本上水平(平行)于像素電極基板20和透明電極基板30的姿勢。因 此，使液晶層50的光學(xué)性能改變從而進(jìn)入該液晶顯示器件中的進(jìn)入光變?yōu)?調(diào)制過的發(fā)射光。根據(jù)該發(fā)射光，表現(xiàn)出灰度并顯示圖像。如圖1B中所示， 在分子50B顯示液晶相的情況下，分子50B自發(fā)地釆取沿著像素電極基板 20和透明電極基板30的表面的姿勢。然而，即使在分子50B不顯示液晶相 的情況下，隨著液晶分子50A姿勢的改變，分子50B也采取姿勢以使得沿 著像素電極基板20和透明電極基板30的表面伸展。
這樣，根據(jù)第一實施方案的液晶顯示器件和液晶顯示器，由于分子50B 包含在液晶層50中，在施加驅(qū)動電壓之前的階段中向液晶分子50A(預(yù)先) 提供傾角，以使得與其中沒有包含分子50B的情況相比，響應(yīng)性能(響應(yīng) 速度)得以改善。此外，不會引起諸如以下的問題在電極表面上提供線 凸的情況下?lián)耐干渎首儾睢⒁约霸谕ㄟ^由單體聚合得到的高分子材料提 供傾角的情況下?lián)囊壕Р牧系碾妷罕３中宰儾?。因此，可以保持?yōu)異的 顯示性能。另外，與在施加電壓的狀態(tài)下進(jìn)行單體聚合的情況相比，制備 工藝能夠得以簡化。
根據(jù)第一實施方案，作為液晶材料，假如使用基本上沒有自發(fā)極化的 順電液晶或者尤其是其自發(fā)極化基本為零的順電液晶，與使用具有自發(fā)極 化的鐵電液晶的情況相比，獲得較優(yōu)的轉(zhuǎn)換性能，這有效用于改善響應(yīng)性 能。另外，液晶材料包括含量范圍為0.5wt。/。至50wt。/。的分子50B，因此可 以進(jìn)一步預(yù)期獲得優(yōu)異顯示性能的保持和響應(yīng)性能的改善。
通過采用顯示液晶相的物質(zhì)、或者尤其是顯示向列型液晶相或?qū)恿行?液晶相的物質(zhì)作為分子50B，與液晶分子50A的相容性得以提高，而且這 有效用于改善響應(yīng)性能和保持顯示性能。
在第一實施方案中，已經(jīng)描述了在液晶分子50A包含在液晶層50時使 用顯示負(fù)介電各向異性的液晶分子的VA模式。然而，使用顯示正介電各向 異性的液晶分子的液晶顯示器件也可以通過含有向液晶層50提供傾角的分 子50B而獲得相似的操作和效果。
14接著，將描述本發(fā)明的另一實施方案(第二實施方案)。使用與上面第 一實施方案中相似的附圖標(biāo)記表示基本上相同的組件，由此適當(dāng)省略說明。 另外，將適當(dāng)省略與第 一 實施方式相似的操作和效果。
第二實施方案
圖3A和3B是作為第二實施方案中裝配在液晶顯示器上的液晶顯示器 件的橫截面示意圖。圖4A和4B是圖3A和3B的平面示意圖。圖3A和4A 顯示沒有施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)，圖3B和4B顯示施加有驅(qū)動電壓的狀態(tài)。 在3A、 3B、 4A和4B中所示的液晶顯示器件的顯示模式是所謂的IPS模式。 如圖3A和3B中所示，液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)包括在一對彼此面對的偏振器 10之間布置的彼此面對的電極基板80和透明基板90、以及在電極基板80 上提供的像素電極82和透明電極83。為簡單起見，在圖4A和4B中省略 了圖3A和3B所示的各基板的具體結(jié)構(gòu)。
電極基板80具有以下結(jié)構(gòu)其中像素電極82和透明電極83以預(yù)定間 距平行布置在具有包括驅(qū)動元件的驅(qū)動電路的透明電極81之上。透明電極 81例如由透明(透光的)材料諸如玻璃和塑料構(gòu)成。
像素電極82和透明電極83是向液晶層50施加電壓的電極。像素電極 82和透明電極83例如是具有光透射率的透明電極，以及由諸如氧化銦錫 (ITO)等的透明電極材料構(gòu)成。
透明電極基板90具有包括其中以條狀提供紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B) 濾光器的濾色器(在圖中未示出)的結(jié)構(gòu)，并且由諸如玻璃和塑料的透明 (透光的)材料構(gòu)成。
定向膜100用于以預(yù)定的定向狀態(tài)使包含在液晶層110中的液晶分子 110A進(jìn)行定向。這些定向膜100覆蓋電極基板80和透明基板90的相應(yīng)內(nèi) 表面；也就是說，覆蓋電極基板80和透明基板90的表面，該表面在鄰近 液晶層110的那側(cè)。另外，定向膜100可經(jīng)過摩擦處理等以便控制定向方 向。
液晶層110包括顯示正介電各向異性和顯示向列型液晶相的液晶分子 IIOA，以及包括向液晶分子IIOA提供傾角的分子110B的液晶材料。在液 晶分子層110中，如圖3A和4A所示，在沒有施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)下，液 晶分子110A釆取相對像素電極82和透明電極83傾斜(約45。)的姿勢， 并且基本上水平于像素電極80和透明基板90的表面；然而，因為分子110B包含在液晶層110中，向位于分子110B附近的液晶分子110A提供傾角。 從而，與沒有向液晶分子提供傾角的情況相比，響應(yīng)時間變短。因此，通 過含有分子110B，改善響應(yīng)速度和獲得優(yōu)異的響應(yīng)性能。
與第一實施方案相似，液晶材料優(yōu)選沒有自發(fā)極化或優(yōu)選地自發(fā)極化 基本為零。另外液晶材料優(yōu)選地顯示順電相。提供傾角的分子110B的結(jié)構(gòu) 與第一實施方案的情況相似。
裝有該液晶顯示器件的液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)與第一實施方案的情況 相似。
在液晶顯示器件中，當(dāng)施加驅(qū)動電壓時，根據(jù)像素電極82和透明電極 83之間的電勢差，包含在液晶層110中的液晶分子U0A的定向由圖3A和 圖4A示出的狀態(tài)改變成圖3B和4B示出的狀態(tài)。具體地，在液晶層110 中，當(dāng)施加驅(qū)動電壓時，由于位于分子110B的附近而具有傾角的液晶分子 110A,從圖3A和圖4A所示的施加驅(qū)動電壓之前的狀態(tài)，在自身傾斜的方 向上旋轉(zhuǎn)，并且該動作傳遞給其它液晶分子110A。結(jié)果，如圖3B和4B所 示，大多數(shù)液晶分子110A響應(yīng)從而采取基本上正交于像素電極82和透明 電極83、并基本上水平于電極基板80和透明基板90的表面的姿勢。另夕卜， 位于電極基板80和透明基板卯上方的液晶分子110A即使施加驅(qū)動電壓時 也幾乎沒有動作。如圖3B和4B所示，在分子IIOB顯示液晶相的情況下， 分子110B自發(fā)地采取基本上正交于像素電極82和透明電極83、并沿著像 素基板80和透明基板90的表面伸展的姿勢。然而，即使在分子110B不顯 示液晶相的情況下，隨著液晶分子IIOA姿勢的改變，分子110B采取基本 上正交于像素電極82和透明電極83、并沿著電極基板80和透明基板卯的 表面伸展的姿勢。
根據(jù)第二實施方案的液晶顯示器件和液晶顯示器，由于分子110B包含 在液晶層110中，在施加驅(qū)動電壓之前的階段中向液晶分子110A (預(yù)先) 提供傾角，以使得與其中沒有包含分子110B的情況相比，響應(yīng)性能得以改 善。因此，能夠維持優(yōu)異的顯示性能。
另外，在第二實施方案中，已經(jīng)描述了在液晶分子IIOA顯示向列型液 晶相時使用顯示正介電各向異性的液晶分子的IPS才莫式，液晶分子110A包 含在液晶層110中；然而，不用說，即使在顯示負(fù)介電各向異性的液晶分 子的情況下，通過包含提供傾角的分子IIOB也可以獲得相似的操作和效果。實施例
下面，將描述本發(fā)明的實施例。 (實施例1 )
通過下列步驟制造如圖1A和IB所示的根據(jù)第一實施方案的液晶顯示 器件(VA模式)。也就是，制備具有位于玻璃透明基板21上的ITO像素電極 22的像素電極基板20,以及具有位于玻璃透明基板31上的ITO透明電極 32的透明基板30。接著，分別在像素電極基板20和透明電極基板30之上 形成定向膜40。然后，使像素電極基板20和透明電極基板彼此面對以使得 各自的定向膜40相互面對，接著使密封材料在中間具有塑料珠的情況下密 封以便在這些基板之間設(shè)置4|Lim的單元間隙(cell gap)。接下來，將包括作 為顯示負(fù)介電各向異性和顯示向列型液晶相的液晶分子50A的MLC-7026 (Merck Ltd.,日本)以及作為提供傾角的分子50B的化學(xué)式7(1)所示化合物 的液晶材料密封在單元間隙中。此時，使化學(xué)式7(1)所示化合物在該液晶材 料中的含量為lwt%。最后，將偏振器10粘在透明基板21和31的外表面 上，也就是說，在面向形成定向膜40的平面的位置上，該透明基板21和 透明基板31在中間，以使得偏振器IO垂直于該偏振器10的吸收軸；從而 制成透射型液晶顯示器件。
(對比實施例1 )
除了液晶材料中不包含化學(xué)式7 (l)所示的化合物之外，釆取與實施例1 中相似的步驟。
檢驗實施例1和對比實施例1的響應(yīng)性能。對于響應(yīng)性能，在室溫下， 測量從沒有施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)到液晶分子在施加閾值或更大的驅(qū)動電壓 下全部倒下的狀態(tài)的時間(響應(yīng)時間)。
作為測量響應(yīng)時間的結(jié)果，實施例1顯示為33毫秒，對比實施例l顯 示為40毫秒。換言之，在VA模式的液晶顯示器件中，證實由于液晶層50 包含向顯示負(fù)介電各向異性的液晶分子50A提供傾角的分子50B(化學(xué)式2 所示的彎曲型分子)，可以改善響應(yīng)性能。另外，由于化學(xué)式7(1)所示的化 合物顯示液晶相而且顯示層列型液晶相，證實提供傾角的分子優(yōu)選是顯示 液晶相的分子，以及從與液晶分子50A的相容性的觀點來看還優(yōu)選是顯示 向列型液晶相的分子。不必說，上述液晶材料的自發(fā)極化為零，且液晶材 料顯示順電相。此外，對應(yīng)于化學(xué)式2所示化合物的Wl-A-W2鍵角的化學(xué)式7(1)所示化合物的鍵角，處于90。或更大并且小于180。的范圍內(nèi)，或者可 以在120。至155。的范圍內(nèi)，以便證實上述鍵角范圍是合適的范圍。 (實施例2)
接著，通過下列步驟制造圖3A、 3B、 4A和4B中所示的根據(jù)第二實施 方案的液晶顯示器件(IPS模式)。也就是，制備在玻璃透明基板81上配置的 ITO像素電極基板82、配置ITO透明電極83的電極基板80、以及玻璃透 明基板90。接著，分別在電極基板80和透明基板90上形成定向膜100。 然后，使電極基板80和透明基板90彼此面對以使得各自的定向膜100相 互面對，接著使密封材料在中間具有塑料珠的情況下密封以便在這些基板 之間設(shè)置4pm的單元間隙。接下來，將包括作為顯示正介電各向異性和顯 示向列型液晶相的液晶分子110A的MLC-15900 (Merck Ltd.,日本)以及作 為提供傾角的分子110B的化學(xué)式7(1)所示化合物的液晶材料密封在單元間 隙中。此時，使化學(xué)式7(1)所示化合物在該液晶材料中的含量為lwt%。最 后，將偏振器10粘在透明基板81和91的外表面上，也就是說，在面向形 成定向膜100的平面的位置上，該透明基板81或透明基板90在中間，以 使得偏振器10垂直于該偏振器10的吸收軸；從而制成透射型液晶顯示器 件。
(只十t匕實施仿j 2)
除了液晶材料中不包含化學(xué)式7 (1 )所示的化合物之外，采取與實施例2 中相似的步驟。
與實施例1和對比實施例1相似，4企-驗實施例2和對比實施例2的響 應(yīng)性能。
作為測量響應(yīng)時間的結(jié)果，實施例2顯示為43毫秒，對比實施例2顯 示為52毫秒。換言之，在IPS模式的液晶顯示器件中，證實由于液晶層100 包含向顯示正介電各向異性的液晶分子IIOA提供傾角的分子110B (化學(xué) 式2所示的彎曲型分子)，可以改善響應(yīng)性能。另外，由于化學(xué)式7(1)所示 的化合物顯示液晶相而且顯示層列型液晶相，證實提供傾角的分子優(yōu)選是 顯示液晶相的分子，以及從與液晶分子IIOA的相容性的觀點來看還優(yōu)選是 顯示層列型液晶相的分子。不必說，上述液晶材料的自發(fā)極化為零，且液 晶材料顯示順電相。此外，對應(yīng)于化學(xué)式2所示化合物的Wl-A-W2鍵角的 化學(xué)式7(1)所示化合物的鍵角，處于90?；蚋蟛⑶倚∮?80。的范圍內(nèi)，或者可以在120。至155。的范圍內(nèi)，以便證實上述鍵角范圍合適。
由實施例1和2以及對比實施例1和2的結(jié)果，不管在液晶材料中包
含的液晶分子顯示正介電各向異性還是負(fù)介電各向異性，證實只要液晶材
料包含向該液晶分子提供傾角的分子，就可改善響應(yīng)性能。特別地，證實
與IPS模式的液晶顯示器件的情況相比，在VA模式的液晶顯示器件中響應(yīng)
時間短而且可以獲得明顯的效果。
在上文中，結(jié)合實施方案和實施例已描述了本發(fā)明的液晶顯示器件和
裝配有所述液晶顯示器件的液晶顯示器；然而，本發(fā)明不限于該實施方案
和實施例所描述的方面。
具體地，例如，液晶顯示器件在實施方案和實施例中是VA模式或IPS
模式；然而，本發(fā)明不限于這些模式，該液晶顯示器件可以是TN模式或
FFS模式。
在實施方案和實施例中已描述了透射型液晶顯示器件和裝配有透射型 液晶顯示器件的液晶顯示器；然而，本發(fā)明并不限于這些。例如，可以使 用反射型液晶顯示器件。在反射型液晶顯示器件的情況下，像素電極由具 有光反射性的電極材料例如鋁構(gòu)成。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)設(shè)計要求和其它因素可以存在各 種變型、組合、次組合及改動，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價物范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，其包含一對彼此面對的基板；和在該對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由液晶材料構(gòu)成，所述液晶材料包含顯示向列型液晶相的液晶分子和向該液晶分子提供傾角的分子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述液晶材料的自發(fā)極 化為零。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述液晶材料顯示液晶 相和順電相。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述提供傾角的分子顯 示液晶相。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器件，其中所述提供傾角的分子顯 示向列型液晶相。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器件，其中所述提供傾角的分子顯 示層列型液晶相。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述提供傾角的分子是 由化學(xué)式1所示的彎曲型分子，人 Wl W2化學(xué)式1(其中A是二價基團(tuán)；Wl和W2各自是單價基團(tuán)；而Wl-A-W2的時 間平均鍵角小于180°)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述液晶分子顯示負(fù) 介電各向異性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述電極在該對基板 的兩者中形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述液晶分子顯示正 介電各向異性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述電極在該對基板 之一上形成，且產(chǎn)生具有平行于所述基板表面的分量(component)的側(cè)向電場。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示器件，其中由化學(xué)式1所示的彎 曲型分子Wl-A-W2的時間平均鍵角為90?；蚋蟆?br> 13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示器件，其中由化學(xué)式1所示的彎 曲型分子Wl-A-W2的時間平均鍵角為120°至155。。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器件，其中所述提供傾角的分子 在所述液晶材料中的含量為0.5wt至50wt%。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示器件，其中在化學(xué)式l中所示的 Wl和W2中的至少一個是由化學(xué)式2表示的基團(tuán)，<formula>formula see original document page 3</formula>化學(xué)式2(其中B是具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二價基團(tuán)；Rl是由選自碳(C)、氳(H)、氧(O) 和氮(N)的元素構(gòu)成的二價基團(tuán)；n是l或更大的整數(shù)，以及R2是1至20 碳的烷基或烷氧基)。
16. —種液晶顯示器件，其包含 一對4皮此面對的基4反；和 在該對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由包含顯示向列型液晶相的液晶分子和由化學(xué)式3表 示的具有偶極矩的彎曲型分子的液晶材料構(gòu)成，以及 所述液晶材料顯示順電相，<formula>formula see original document page 3</formula>化學(xué)式3(其中A是二價基團(tuán)；Wl和W2各自是單價基團(tuán)；以及Wl-A-W2的 時間平均鍵角小于180。)。
17. 具有液晶器件的液晶顯示器，所述液晶器件包含 一對纟皮此面對的基纟反；和在該對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由包含顯示向列型液晶相的液晶分子和向所述液晶分 子提供傾角的分子的液晶材料構(gòu)成。
全文摘要
提供一種能夠在保持顯示性能的同時改善響應(yīng)性能的液晶顯示器件、以及使用所述液晶顯示器件的液晶顯示器。提供的液晶顯示器件包括一對彼此面對的基板，在該對基板之間提供的電極和液晶層，其中所述液晶層由液晶材料構(gòu)成，該液晶材料包含顯示向列型液晶相的液晶分子和向所述液晶分子提供傾角的分子。
文檔編號G02F1/1337GK101551551SQ20081021031
公開日2009年10月7日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者芝原靖司 申請人:索尼株式會社