CN101445732A - 液晶组合物和含有该液晶组合物的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明披露液晶组合物和包含该液晶组合物的液晶显示器,所述液晶组合物包括:第一类,所述第一类包括式I表示的含氟液晶化合物(n=1、2或3),以及第二类,所述第二类包括至少一种式III、IV和V表示的中性液晶化合物。在式I中,W1和W2各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,式I、III、IV和V表示的液晶化合物含有R1、R2和R5~R10,所述R1、R2和R5~R10为氢原子以及端基为1~12个碳原子的烷基、烷氧基和烯基中的任意一个,以及第一子类的含量基于第一类和第二类的总含量为6wt%或以下,条件是n=1的第一类液晶化合物为第一子类和n=2或3的第一类液晶化合物为第二子类。

Description

液晶组合物和含有该液晶组合物的液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶组合物和含有该液晶组合物的液晶显示器。
背景技术
目前,液晶显示器(LCD)是使用最为广泛的平板显示器之一。液晶显示器具有两个显示板和一个液晶层,在所述显示板中形成有场发生电极(fieldgenerating electrode),所述液晶层插在两个显示板之间。在液晶显示器中,向场发生电极施加电压以致产生电场,然后由该电场决定液晶层液晶分子的排列。从而,控制穿过液晶层的透光度。在液晶显示器中,通过控制透光度以使液晶获得所需图像是非常重要的。具体地,根据广阔的使用范围,需要保证液晶显示出各种特性,例如低电压驱动(low voltage driving)、高电压保持率(voltage holding ratio)(VHR)、宽视角、宽工作温度范围和高速响应。液晶组合物包含经混合的各种液晶组分,以致满足上述各种特性。
然而,除液晶组合物以外,在液晶层中还存在大量离子杂质。离子杂质可能降低液晶显示器的电压保持率(VHR),并沿液晶层中所形成的电场横向传输并且集中在预定位置,例如集中在场发生电极的边界。从外部可观察到离子杂质集中的位置为残留图像。
发明内容
根据本发明的示例性实施方案,保持电压保持率并避免残留图像的液晶组合物包括:第一类,所述第一类包含由式I表示的含氟液晶化合物,其中(n=1、2或3):
Figure A200710169389D00061
以及第二类,所述第二类包含至少一种式III、IV和V表示的中性液晶化合物:
Figure A200710169389D00071
在式I中,W1和W2各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,由式I、III、IV和V表示的液晶化合物具有R1、R2和R5~R10,所述R1、R2和R5~R10为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个,并且第一子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约6wt%或以下,条件是n=1的第一类液晶化合物为第一子类,以及n=2或3的第一类液晶化合物为第二子类。
在液晶组合物中,第四子类的含量基于第一类和第二类的总含量可为约7wt%或以下,条件是其端基中不具有烯基的第二类中性液晶化合物为第三子类,以及端基中具有烯基的第二类中性液晶化合物为第四子类。
所述液晶组合物可以不包括第四子类。
所述液晶组合物可以不包括第一子类。
第一类还可包含式II表示的含氟液晶化合物,其中(n=1、2或3)。
Figure A200710169389D00072
在式II中,W3、W4和W5各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,式II表示的液晶化合物含有R3和R4,所述R3和R4为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个。
在式II表示的含氟液晶化合物中,第五子类的含量基于第一类和第二类的总含量可为约8wt%或以下,条件是n=1的液晶化合物为第五子类,以及n=2或3的液晶化合物为第六子类。
所述液晶组合物可以不包括第五子类。
第二子类和第六子类的含量基于所述液晶组合物的总含量可为约10~25wt%。
第一类和第二类的含量基于所述液晶组合物的总含量可为约20~80wt%。
根据本发明的示例性实施方案,液晶显示器包括第一基板、面向第一基板的第二基板、形成在第一基板和第二基板中至少一个上的一对场发生电极、以及插在第一基板和第二基板之间的液晶层。
所述液晶层含有液晶组合物,所述液晶组合物包括:第一类,所述第一类包含式I(n=1、2或3)表示的含氟液晶化合物;以及第二类,所述第二类包含至少一种式III、IV和V表示的中性液晶化合物。
Figure A200710169389D00081
在式I中,W1和W2各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,式I、III、IV和V表示的液晶化合物含有R1、R2和R5~R10,所述R1、R2和R5~R10为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个,第一子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约6wt%或以下,条件是n=1的第一类液晶化合物为第一子类,以及n=2或3的第一类液晶化合物为第二子类。
所述液晶显示器还可包括确定液晶层中液晶化合物倾斜方向的倾斜方向确定元件(inclination direction determination member)。
所述倾斜方向确定元件可包括形成在场发生电极中的切口(cutout)或形成在场发生电极上的突起(protusion)。
附图说明
图1为本发明示例性实施方案的液晶显示器的薄膜晶体管阵列板的平面布置图。
图2为本发明示例性实施方案的液晶显示器的共用电极板(commonelectrode panel)的平面布置图。
图3为包括图1所示薄膜晶体管阵列板和图2所示共用电极板的液晶显示器的平面布置图。
图4和5为沿线IV-IV和V-V截取的图3所示液晶显示器的截面图。
图6为显示液晶显示器电压保持率的柱状图,所述液晶显示器包含本发明实施例的液晶组合物。
具体实施方式
此后,将给出本发明示例性实施方案的液晶组合物的说明。
所述液晶组合物包括具有不同物理性能的各种液晶化合物。
液晶具有构成中心的核心基团(core group),以及与核心基团相连的端基和/或侧基。
所述核心基团可包括选自苯基、环己基和杂环的环状基团。
所述端基和/或侧基可包括非极性基团,例如烷基、烷氧基和烯基,和/或极性基团,例如氟原子,并且液晶的物理性质取决于端基和/或侧基。
本发明示例性实施方案的液晶组合物包括具有介电各向异性的含氟化合物和不具有介电各向异性的中性化合物(neutral compound)。
所述含氟化合物包括式I所示的化合物。
Figure A200710169389D00091
在式I中,W1和W2中的至少一个可包括氟原子,并可为选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H中的任意一个。R1和R2可独立地为氢原子,或者具有1~12个碳原子的烷基、烷氧基或烯基。
环己基的个数即n可为1、2或3。然而,液晶化合物的n不等于1是优选的。如果液晶化合物的n等于1,那么n=1的液晶化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约6wt%或以下是优选的。
n=1的液晶化合物与电压保持率(VHR)和线残留图像有关,以下将对其进行说明。
含氟化合物还包括式II所示的化合物。
在式II中,W3、W4和W5中的至少一个可包含氟原子,并可为选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H中的任意一个。R3和R4可独立地为氢原子,或具有1~12个碳原子的烷基、烷氧基或烯基。
环己基的个数即n可为1、2或3。然而,液晶化合物的n不等于1是优选的。如果液晶化合物的n等于1,那么n=1的液晶化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约8wt%或以下是优选的。
n=1的液晶化合物与电压保持率(VHR)和线残留图像有关,以下将对其进行说明。
含氟化合物的含量基于液晶组合物的总含量可为约20~80wt%。
在含氟化合物之中,式I所示化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约5~40wt%是优选的。在所述含量小于约5wt%的情况下,介电各向异性可能劣化,在所述含量大于约40wt%的情况下,可能改变相变温度(Tni),从而导致结晶。
对于式I所示的化合物,n=2或3的化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约10~25wt%是优选的。
式II所示化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约40wt%或以下是优选的。在所述含量大于约40wt%的情况下,可能改变相变温度,从而导致结晶。
至于式II所示的化合物,n=2或3的化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约10~25wt%是优选的。
中性化合物可包括选自式III、IV和V中的一个或多个。
Figure A200710169389D00111
在上式中,R5~R10可相同或不同,且可选自具有1~12个碳原子的烷基、烷氧基和烯基。
R5~R10不包含烯基是优选的。在R5~R10中的任意一个包含烯基的情况下,要求含烯基的化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约7wt%或以下。
中性化合物可控制液晶组合物的粘度,并且所述中性化合物的含量基于液晶组合物的总含量为约20~80wt%是优选的。
在所述化合物之中,式III、IV和V所示液晶化合物的含量基于液晶组合物的总含量分别为约10~45wt%、约10~45wt%和约0~20wt%是优选的。
对于本发明示例性实施方案的包括含氟液晶化合物的液晶组合物,包含环己基个数为1(n=1)的化合物是优选的。在所述中性化合物之中,为提高电压保持率并改善线残留图像,端基中具有烯基的化合物是优选。
首先,对电压保持率进行了评价。
Figure A200710169389D00112
Figure A200710169389D00121
制备用于测试的九个显示板,所述各显示板均包括具有场发生电极的两个基板和插在基板之间的液晶层。用于测试的显示板含有不同的液晶组合物,其中约80~90wt%构成液晶组合物的组分彼此相同,而约10~20wt%的组分不同。
在九个用于测试的显示板之中,显示板1~5供检测电压保持率,其中所述显示板包含端基中具有烯基的中性化合物并且所述显示板包含约80~90wt%的共用组分和下式1~5所示的中性化合物。在用于测试的九个显示板之中,提供显示板6~9,根据式I或II所示含氟化合物中的环己基个数(n)测试电压保持率,并且所述显示板包含共用组分和下式6~9所示的含氟化合物:
Figure A200710169389D00122
Figure A200710169389D00131
在用于测试的显示板于约120℃老化约48小时之后,对电压保持率的减小进行评价。将参考图6对结果进行说明。图6为显示液晶显示器的电压保持率的柱状图,所述液晶显示器包含本发明实施例的液晶组合物。
在图6中,左边的柱显示老化前的电压保持率,右边的柱显示老化后的电压保持率。
参考图6,显示板1的电压保持率在老化后明显减小,所述显示板1包含端基中具有烯基的中性化合物,而显示板2、3、4和5的电压保持率在老化后仅稍有减小,所述显示板2、3、4和5包含端基中不具有烯基的中性化合物。
此外,如果将显示板6与显示板7相比,则可以看出老化后两者在电压保持率的减小上存在明显的差异,在所述显示板6中,式I所示的含氟化合物中,环己基的个数为1(n=1),在所述显示板7中,环己基的个数为2(n=2)。
此外,如果将显示板8与显示板9相比,则也可以看出老化后两者在电压保持率的减小上存在明显的差异,在所述显示板8中,式II所示的含氟化合物中,环己基的个数为1(n=1),在所述显示板9中,环己基的个数为2(n=2)。
可规定式I或II所示的并且环己基个数为1(n=1)的含氟化合物的含量,以及端基中具有烯基的中性化合物的含量,以防止电压保持率在驱动后明显减小。
接下来,对线残留图像进行评价。
制备用于测试的显示板,所述显示板包括具有场发生电极的两个基板和插在所述基板之间的液晶层。在所述显示板中设置多个像素。在按照长度和宽度交替设置的像素部分上描绘黑色标记,并在剩余像素上描绘白色标记,以形成点阵型黑/白图案。
接下来,经过一段预定时间之后,除去黑/白标记,在所述显示板的颜色在从黑色到白色的均匀灰度范围内改变的同时,观察整个显示板,以确定在各像素的边界处是否出现线斑(linear spot)。测量形成线斑所用的时间(此后,称为“线残留图像显示时间”)。线残留图像显示时间是一指数,该指数显示在没有线残留图像形成的情况下液晶显示器驱动了多长时间。线残留图像显示时间越长,线残留图像特性越好。
本发明人制备了三个用于测试的显示板并采用上述方法评价了线残留图像,所述三个显示板基于液晶组合物的总含量分别包括约0wt%、约7wt%和约45wt%式1所示的中性化合物。
结果,在显示板不包含端基中具有烯基的中性化合物的情况下(0wt%),在约2400小时之后,仍没有形成线残留图像。包括约7wt%和约45wt%中性化合物的显示板的线残留图像显示时间为约2000小时和约420小时。
从而,可以证实线残留图像的存在明显取决于中性化合物端基中的烯基含量,具体地,如果端基中具有烯基的中性化合物的含量为约7wt%或以下,那么可以保证2000小时或以上的线残留图像显示时间。此外,可以看出中性化合物的端基中不具有烯基的情况下,保证了最大的线残留图像显示时间。
在中性化合物的端基中具有烯基的情况下,烯基双键的位置可为离子杂质的反应位置。从而,离子杂质可与中性化合物的端基键合,从而使在液晶组合物制成之后仍残留下来。在液晶显示器的驱动过程中,离子杂质沿液晶层中形成的电场横向传输而定位在预定位置,例如场发生电极的边界。如果离子杂质与液晶分子键合,则改变了折射各向异性,从而造成线残留图像。
此外,本发明人制备了三个用于测试的显示板并采用上述方法评价了线残留图像,所述三个显示板基于液晶组合物的总含量分别包含约0wt%、约6wt%和约20wt%式6所示的含氟化合物。
结果,对于不包含式6所示的含氟化合物的显示板(0wt%),甚至在约2400小时之后,仍没有形成线残留图像。包括约6wt%和约20wt%式6所示含氟化合物的显示板的线残留图像显示时间分别为约2000小时和约600小时。
同样地,本发明人制备了三个用于测试的显示板并采用上述方法评价了线残留图像,所述三个显示板基于液晶组合物的总含量分别包含约0wt%、约8wt%和约20wt%式8所示的含氟化合物。
结果,对于不包含式8所示的含氟化合物的显示板(0wt%),甚至在约2400小时之后,仍没有形成线残留图像。包括约8wt%和约20wt%式8所示含氟化合物的显示板的线残留图像显示时间分别为约2000小时和约600小时。
从而,可以证实线残留图像的存在明显取决于含氟化合物中环己基的个数,具体地,如果式6和8所示化合物的含量基于液晶组合物的总含量为6wt%或以下和8wt%或以下,那么可以保证2000小时或以上的线残留图像显示时间。此外,可以看出在式6和8所示化合物不存在的情况下,保证了最大的线残留图像显示时间。
因而,在本发明中,包含一个环己基的含氟化合物是优选的,并且端基中具有烯基的中性化合物是优选的,从而减少了与离子杂质的反应。从而,可减少离子杂质所造成的液晶组合物折射各向异性的改变,以改进线残留图像特性。
可以证实本发明示例性实施方案的液晶组合物具有高的电压保持率和线残留图像显示时间,还具有所需的介电各向异性、折射各向异性和旋转粘度。
详细地,具有正介电各向异性的液晶组合物具有+3至+20的介电各向异性(Δε)、0.060~0.180的折射各向异性(Δn)以及50~250mPa·s的旋转粘度,而具有负介电各向异性的液晶组合物具有-3.6至-2.8的介电各向异性、0.085~0.095的折射各向异性以及21~165mPa·s的旋转粘度。
此后将参考显示本发明示例性实施方案的附图,更充分地描述本发明。本领域技术人员应当理解的是,在不背离本发明的精神或范围的情况下,可以各种不同的方式对所述实施方案进行改进。
在附图中,为了清楚起见,放大了层、膜、板、区域等的厚度。在整个说明书中,相似的标记始终指相似的单元。应当理解的是,当称例如层、膜、区域或基板等单元在另一单元“上”时,该单元可直接在所述另一单元上,或者还可存在插入单元(intervening element)。相反,当称单元“直接在另一单元上”时,不存在插入单元。现将参考图1-5给出本发明示例性实施方案的液晶显示器的详细说明。
图1为本发明示例性实施方案的液晶显示器的薄膜晶体管阵列板的平面布置图,图2为本发明示例性实施方案的液晶显示器的共用电极板的平面布置图,图3为包括图1所示薄膜晶体管阵列板和图2所示共用电极板的液晶显示器的平面配置图,以及图4和图5为沿线IV-IV和V-V截取的图3所示液晶显示器的截面图。
参考图1-5,本发明示例性实施方案的液晶显示器包括彼此相对的薄膜晶体管阵列板100和共用电极显示板200,以及插在板100和200之间的液晶层3。
首先,将参考图1、3、4和5描述薄膜晶体管阵列板100。
在由例如透明玻璃或塑料制成的绝缘基板110上,形成多个栅极线(gateline)121和多个存储电极线131。
栅极线121传输栅极信号(gate signal),并沿水平方向延伸。每条栅极线121均包括多个向上突起的栅极电极124以及具有大面积以致与另一层或外驱动电路相连的端部129。可在附着于基板110的柔性印刷电路膜(未示出)上、或者直接在基板110上提供产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出),或者集成栅极驱动电路与基板110。在集成栅极驱动电路与基板110的情况下,栅极线121延伸并可与栅极驱动电路直接相连。
向存储电极线131施加预定的电压,每条存储电极线131均包括几乎平行于栅极线121而延伸的干线(stem line),多个第一、第二、第三和第四存储电极133a、133b、133c和133d,以及从干线分支出来的多条连接线133e。在两条相邻栅极线121之间提供各存储电极线131,并且干线更接近于两条相邻栅极线121中上面那条。
第一和第二存储电极133a和133b沿垂直方向延伸而彼此相对。每个第一存储电极133a均具有与支线相连的固定端和与固定端相对的自由端,所述自由端具有突起。第三和第四存储电极133c和133d从第一存储电极133a的中心分别斜向延伸至第二存储电极133b的上部和下部。连接线133e连接相邻的存储电极133a至133d。然而,可以各种不同的方式改进存储电极线131的形状和排列。
栅极线121和存储电极线131可由低阻抗导电材料制成,例如,诸如铝(Al)或铝合金等铝基金属、诸如银(Ag)或银合金等银基金属、诸如铜(Cu)或铜合金等铜基金属、诸如钼(Mo)或钼合金等钼基金属、铬(Cr)、钽(Ta)或钛(Ti)。此外,栅极线121和存储电极线131可具有多层结构,所述多层结构包括物理性质各异的两个导电层(未示出)。
栅极线121和存储电极线131的边(side)相对于基板110的表面是倾斜的,并且倾角优选为约30°~80°。
在栅极线121和存储电极线131上,形成由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO2)制成的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上,形成由氢化非晶硅(可简写为氢化a-Si)或多晶硅制成的多个半导体带151。半导体带151主要沿垂直方向延伸并具有朝栅极电极124突出的多个突起154。
在半导体带151上形成多个欧姆接触条纹161和岛165。欧姆接触161和165可由例如n+氢化非晶硅等材料制成,所述n+氢化非晶硅掺杂了大量例如磷或硅化物等n型杂质。每条欧姆接触条纹161均具有多个突起163,并且将一对突起163和欧姆接触岛165置于半导体带151的各突起154上。
半导体带151和欧姆接触161、165的边相对于基板110的表面也是倾斜的,并且倾角为约30°~80°。
在欧姆接触161、165和栅极绝缘层140上,形成多个数据线171、多个漏电极175和多个孤立的金属片178。数据线171传输数据信号,并主要沿垂直方向延伸而与栅极线121、存储电极线131的支线和连接线133e相交。每条数据线171均具有多个朝向栅极电极而延伸的源电极173,以及用于与其它层或外驱动电路相连的宽端179。可在附着在基板110上的柔性印刷电路膜(未示出)上、或者直接在基板110上提供产生数据电压的数据驱动电路(未示出),或集成数据驱动电路与基板110。在集成数据驱动电路与基板110的情况下,数据线171可与所述电路直接相连。
形成漏电极175而使其与数据线171分离,并且面对源电极173,栅极电极124插入在它们之间。每条漏电极175均具有宽端和被源电极173环绕的棒状端。
一个栅极电极124、一个源电极173和一个漏电极175连同半导体带151的突起154形成单个薄膜晶体管(TFT),薄膜晶体管的沟道形成在源电极173和漏电极175之间的突起154中。
将孤立的金属片178置于邻近第一存储电极133a的栅极线121上。
类似于栅极线121,数据线171、漏电极175和孤立的金属片178可由低阻抗导电材料制成。
数据线171、漏电极175和孤立的金属片178的边相对于基板110的表面也是倾斜的,并且倾角优选为约30°~80°。
仅在位于欧姆接触161和165之下的半导体带151与位于欧姆接触161和165之上的数据线171和漏电极175之间形成欧姆接触161和165,以降低其间的接触阻抗。
在数据线171、漏电极175、孤立的金属片178和半导体带151的暴露部分上形成钝化层180。钝化层180由无机绝缘材料或有机绝缘材料制成,并具有平坦的表面。无机绝缘材料的实例包括SiNx和SiO2。然而,钝化层180可具有由无机下层和有机上层构成的双层结构,以致具有优异的介电层绝缘特性而不损害半导体带151的暴露部分。
在钝化层180上形成多个像素电极191、多个跨线路(overpass)83和多个接触辅助物(contact assistant)81、82。像素电极191、跨线路83和接触辅助物81、82可由例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明导电材料或例如Al、Ag、Cr或它们的合金等反射金属制成。
像素电极191经由接触孔185与漏电极175物理连接和电连接,并从漏电极175向像素电极191施加数据电压。
施加了数据电压的像素电极191连同施加了普通电压的另一显示板200的共用电极270形成电场,从而确定插在两电极191和270之间的液晶层3中液晶分子310的取向。穿过液晶层3的光的偏振随如上确定的液晶分子310的取向而改变。像素电极191和共用电极270形成电容器(此后,称作“液晶电容器”),甚至在薄膜晶体管被关掉之后仍保持施加的电压。
像素电极191与包括存储电极133a~133d的存储电极线131重叠。像素电极191以及与像素电极191电连接的漏电极175与存储电极线131重叠,从而形成电容器。将这些电容器称作“存储电容器”。所述存储电容器改进了液晶电容器的电压保持性。
每个像素电极191均具有几乎与栅极线121或数据线171平行的四个主边,并且其四个角已经进行了倒角。因而,像素电极为准矩形(almostrectangular)。相对于栅极线121,像素电极191的倒棱的角为约45°。每个像素电极191均具有中心切口91、下切口92a和上切口92b,并被切口91~92b分为多个分区。切口91~92b相对于将像素电极191分为两部分的假想水平中心线几乎是反对称性的。
下切口92a和上切口92b在像素电极191的左边和右边之间斜向延伸,并与第三存储电极133c和第四存储电极133d重叠。下切口92a和上切口92b分别位于像素电极191水平中心线的下部和上部。下切口92a和上切口92b相互垂直,并与栅极线121成约45°角。
中心切口91沿像素电极191的水平中心线延伸,并具有形成在其右边上的开口。中心切口91的开口具有几乎与下切口92a和上切口92b平行的一对斜边。中心切口91具有水平部分和与水平部分相连的一对斜线。水平部分沿像素电极191的水平中心线短短地延伸,一对斜线从水平部分延伸至像素电极191的右边,几乎与下切口92a和上切口92b平行。
从而,像素电极191的下部被下切口92a分为两个区域,其上部被上切口92b分为两个区域。在这种情况下,所述区域或切口的个数可随设计要素而改变,例如像素电极191的大小、像素电极191横边和竖边的长度比、液晶层3的类型或特性。
跨线路83与栅极线121相交,并通过接触孔183a和183b与存储电极131的暴露部分和第一存储电极133自由端的暴露端相连,所述接触孔183a和183b彼此相对,栅极线121在所述两接触孔之间。存储电极133a和133b、存储电极线131和跨线路83可用于补救栅极线121、数据线171或薄膜晶体管的缺陷。
接触辅助物81、82分别通过接触孔181、182与栅极线121的端部129和数据线171的端部179相连。接触辅助物81和82对栅极线121的端部129和数据线171的端部179与外部器件的连接进行补充,还对它们进行保护。
接下来,参考图2~4,将对共用电极板200进行描述。
在透明玻璃或塑料制成的绝缘基板210上形成光阻挡元件220(lightblocking member)。光阻挡元件220称为黑色矩阵并防止像素电极191之间的漏光。光阻挡元件220面向像素电极191并具有形状几乎与像素电极191相同的多个开口225。然而,光阻挡元件220可具有对应于栅极线121和数据线171的部分,以及对应于薄膜晶体管的部分。
此外,在基板210上形成多个滤色片230。将大多数滤色片230置于被光阻挡元件220围绕的区域中,并可沿垂直方向的一排像素电极191延伸。每个滤色片230均可显示三基色之一,例如红、绿和蓝。
在滤色片230和光阻挡元件220上形成外罩层(overcoat)250。外罩层250可由(有机)绝缘构件制成,防止滤色片230暴露于外界,并提供平坦的表面。可略去所述外罩层。
在所述外罩层250上形成共用电极270。共用电极270由例如ITO或IZO等透明导电材料制成,并在共用电极270上形成多个切口71、72a和72b。
一组切口71~72b面向像素电极191之一并包括中心切口71、下切口72a和上切口72b。将各切口71~72b置于相邻的像素电极191的切口91a~92b之间或像素电极191的切口92a、92b与倒棱之间。此外,每个切口71~72b均具有至少一个几乎平行于像素电极191的下切口92a或上切口92b而延伸的斜边。切口71~72b相对于像素电极191的水平中心线几乎是反对称性的。
下切口72a和上切口72b均具有斜线、水平部分和垂直部分。斜线基本上从像素电极191的上边或下边延伸至像素电极191的左边。水平部分和垂直部分沿像素电极191的边从斜线的端部延伸从而与像素电极191的边重叠,并与所述斜线成钝角。
每个中心切口71均具有中心水平部分、一对斜线和一对纵向垂直部分。每个中心水平部分均基本上沿像素电极191的水平中心线从像素电极191的左边延伸至其右边。从中心水平部分的端部至像素电极191的右边,一对斜线与中心水平部分成钝角,并分别几乎平行于下切口72a和下切口72b延伸。纵向垂直部分沿像素电极191的右边从对应斜线的端部延伸从而与所述右边重叠,并与所述斜线成钝角。
切口71~72b的个数可随设计要素而改变。光阻挡元件220可与切口71~72b重叠,以防止切口71~72b周围的漏光。
当向共用电极270施加普通电压并向像素电极191施加数据电压时,产生几乎垂直于显示板100和200表面的电场。液晶分子310的取向随电场而改变,使得液晶分子310的纵轴垂直于电场方向。
场发生电极191和270的切口71~72b和91~92b以及像素电极191的边产生水平分量,该水平分量通过变换电场而确定液晶分子310的倾斜方向。电场的水平分量几乎垂直于切口71~72b和91~92b的边以及像素电极191的边。
参考图3,一组切口71~72b和91~92b将一个像素电极191分为多个分区(subarea),各分区均具有与像素电极191的主边(primary edge)成斜角的两个主边。分区的主边和偏振器(polarizer)12、22的偏振轴约成45°,由此使光效率最大化。
由于垂直于主边形成分区中大多数液晶分子310,所以存在四个倾斜方向。因而,液晶显示器的参考视角由于液晶分子310的各种取向而增大。
可以各种不同的方式改进切口71~72b和91~92b的形状和排列。
可以以突起(未示出)或凹陷(未示出)替换切口71~72b和91~92b中的至少一个。突起可由有机材料或无机材料制成,并可将其置于场发生电极191和270之上或之下。
将定位层11和21施加在显示板100和200的内表面上,并可为垂直定位层(homeotropic alignment layer)。
将起偏器12和22置于显示板100和200的外表面上,两起偏器12和22的偏振轴(X,Y)相互垂直,并且相对于斜向切口92a、92b以及切口71~72b的斜线约成45°。
对于本发明示例性实施方案的包含含氟液晶化合物的液晶组合物,包含环己基个数为1(n=1)的化合物是优选的。在中性化合物之中,为了提高电压保持率并改进线残留图像,包含端基中具有烯基的化合物是优选的。对于反射液晶显示器,可略去两个起偏器12和22中的任何一个。
本发明示例性实施方案的液晶显示器还可包括延迟膜(retardationlayer)(未示出),用于补偿液晶层3的延迟。所述液晶显示器还可包括向起偏器12和22、延迟膜、显示板100和200以及液晶层3发射光的照明单元(背光单元)(未示出)。
所述液晶层3具有负介电各向异性,并对其进行定向,使得不施加电场时液晶层3的液晶分子310纵轴几乎与两个显示板100和200的表面垂直。因而,入射光不穿过交叉起偏器12和22并被阻挡。
所述液晶层3包括含有多种液晶化合物的液晶组合物。由于对所述液晶组合物已进行了描述,所以将略去其说明。
在本示例性实施方案中,仅描述了液晶显示器的垂直排列(VA)模式(vertically aligned mode)。然而,本领域技术人员易于理解的是,本发明可应用于液晶显示器的水平取向模式,例如扭转向列(TN)或面内切换(in-planeswitching)(IPS)。
尽管结合目前所认为的实际示例性实施方案对本发明进行了描述,但应当理解的是本发明不限于公开的实施方案;相反的是,本发明意图包括所附权利要求的构思和范围内的各种改进和等价排列。

Claims (20)

1.一种液晶组合物,其包括:
第一类,所述第一类包含式I表示的含氟液晶化合物,其中n=1、2或3,
Figure A200710169389C00021
以及第二类,所述第二类包含至少一种式III、IV和V表示的中性液晶化合物:
Figure A200710169389C00022
其中W1和W2独立地为选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H中的一个,
式I、III、IV和V表示的液晶化合物含有R1、R2和R5~R10,所述R1、R2和R5~R10为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个,以及
第一子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约6wt%或以下,条件是n=1的第一类液晶化合物为第一子类,以及n=2或3的第一类液晶化合物为第二子类。
2.权利要求1的液晶组合物,其中第四子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约7wt%或以下,条件是端基中不具有烯基的第二类中性液晶化合物为第三子类,以及端基中具有烯基的第二类中性液晶化合物为第四子类。
3.权利要求2的液晶组合物,其不包括第四子类。
4.权利要求2的液晶组合物,其不包括第一子类。
5.权利要求2的液晶组合物,其中第一类还包含式II(n=1、2或3)表示的含氟液晶化合物,
Figure A200710169389C00031
其中W3、W4,和W5各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,以及
式II表示的液晶化合物具有R3和R4,所述R3和R4为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个。
6.权利要求5的液晶组合物,其中在式II表示的含氟液晶化合物中,第五子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约8wt%或以下,条件是n=1的液晶化合物为第五子类,以及n=2或3的液晶化合物为第六子类。
7.权利要求6的液晶组合物,其不包括第五子类。
8.权利要求6的液晶组合物,其中第二子类和第六子类的含量基于液晶组合物的总含量为约10~25wt%。
9.权利要求1的液晶组合物,其中第一类和第二类的含量基于液晶组合物的总含量分别为约20~80wt%。
10.一种液晶显示器,其包括
第一基板;
面向第一基板的第二基板;
形成在第一基板和第二基板中至少一个上的一对场发生电极;以及
插在第一基板和第二基板之间的液晶层,
其中所述液晶层含有液晶组合物,所述液晶组合物包括:
第一类,所述第一类包含式I表示的含氟液晶化合物,其中(n=1、2或3),
以及第二类,所述第二类包含至少一种式III、IV和V表示的中性液晶化合物,
Figure A200710169389C00041
其中W1和W2各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,式I、III、IV和V表示的液晶化合物含有R1、R2和R5~R10,所述R1、R2和R5~R10为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个,以及
第一子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约6wt%或以下,条件是n=1的第一类液晶化合物为第一子类,以及n=2或3的第一类液晶化合物为第二子类。
11.权利要求10的液晶显示器,其中第四子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约7wt%或以下,条件是端基中不具有烯基的第二类中性液晶化合物为第三子类,以及端基中具有烯基的第二类中性液晶化合物为第四子类。
12.权利要求11的液晶显示器,其不包括第四子类。
13.权利要求11的液晶显示器,其不包括第一子类。
14.权利要求11的液晶显示器,其中第一类还包含式II(n=1、2或3)表示的含氟液晶化合物,
其中,W3、W4和W5各自独立地选自-F、-CF3、-CF2H、-OCF3和-OCF2H,以及
式II表示的液晶化合物含有R3和R4,所述R3和R4为氢原子以及作为端基的C1~C12烷基、烷氧基和烯基中的任意一个。
15.权利要求14的液晶显示器,其中在式II表示的含氟液晶化合物中,第五子类的含量基于第一类和第二类的总含量为约8wt%或以下,条件是n=1的液晶化合物为第五子类,以及n=2或3的液晶化合物为第六子类。
16.权利要求15的液晶显示器,其不包括第五子类。
17.权利要求15的液晶显示器,其中第二子类和第六子类的含量基于液晶组合物的总含量为约10~25wt%。
18.权利要求10的液晶显示器,其中第一类和第二类的含量基于液晶组合物的总含量为约20~80wt%。
19.权利要求10的液晶显示器,其还包括:
确定液晶层中液晶化合物倾斜方向的倾斜方向确定元件。
20.权利要求19的液晶显示器,其中倾斜方向确定元件包括形成在场发生电极中的切口或形成在场发生电极上的突起。
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