CN104927878A - 液晶组合物和包括其的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开液晶组合物和包括其的液晶显示装置。所述液晶组合物包括：第一类化合物和第二类化合物。所述第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物，其中各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R可为相同的或不同的。化学式1化学式2。

Description

液晶组合物和包括其的液晶显示装置

本申请要求于2014年3月19日提交的韩国专利申请No.10-2014-0032368的优先权，其全部内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明涉及液晶组合物和包括其的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示元件被用在手表、电子计算器、各种家用器具、测量装置、车用面板、文字处理器、电子调度器、印刷机、计算机、电视等中。

液晶显示方法的代表性实例可包括扭曲向列(“TN”)型、超扭曲向列(“STN”)型、动态光散射(“DLS”)型、宾-主(“GH”)型、面内切换(“IPS”)型、光学补偿双折射(“OCB”)型、电控双折射(“ECB”)型、垂直定向(“VA”)型、彩色超垂面(homeotropic)(“CSH”)型、铁电液晶(“FLC”)等。此外，在已知的静态驱动中通常使用多路驱动作为驱动方法，使得主要使用简单矩阵方法和当前通过薄膜晶体管(“TFT”)、薄膜二极管(“TFD”)等进行驱动的有源矩阵(AM)方法。

在所述显示方法中，与当前普通的TN型或STN型不同，IPS型、ECB型、VA型、CSH型等的特征在于使用具有负的介电各向异性(Δε)的液晶材料。在所述显示方法中，采用AM驱动的VA型液晶显示被用在要求宽视角的显示元件中。

低电压驱动、高速响应和宽的运行温度范围是基于VA型液晶显示等的液晶材料的特性。即，对于VA型显示，介电各向异性是负的，介电各向异性的绝对值是高的，粘度是低的，且向列相-各向同性液相转变温度(Tni)是高的。此外，当Δn×d(其为折射率各向异性(Δn)与盒间隙(cell gap)d的乘积)被设定时，液晶材料的折射率各向异性需要被控制在合适的范围内以与盒间隙对应。

此外，为了实施高速响应，显示元件的盒间隙可为小的，但是对盒间隙的减小存在限制。为了在不改变盒间隙的同时改善响应速度，使用具有预定的物理特性的液晶组合物是有用的。特别地，在输出三维(“3D”)图像的显示装置中，高速响应性质是重要的，使得液晶组合物的物理性质是重要的。

在此背景技术部分中公开的以上信息仅仅是为了加强对本发明的背景的理解，且因此其可包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本发明提供具有预定的物理性质和快的响应速度的液晶组合物、以及包括其的液晶显示装置。

在示例性实施方式中，液晶组合物包括：第一类化合物；和第二类化合物，其中所述第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物。

在化学式1和化学式2中，各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R为相同的或不同的。

所述第二类化合物包括由化学式3表示的第三化合物和由化学式4表示的第四化合物。

在化学式3和化学式4中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

所述第二类化合物进一步包括由化学式5表示的第五化合物、由化学式6表示的第六化合物、由化学式7表示的第七化合物和由化学式8表示的第八化合物的至少一种。

在化学式5至化学式8中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

所述液晶组合物包括所述第一化合物至所述第八化合物的每一种。

所述第一化合物的R基团和所述第二化合物的R基团为具有不同碳数的两种或更多种类型的烷基。

进一步包括由化学式9表示的第九化合物。

进一步包括由化学式10表示的第十化合物。

所述第三化合物、所述第四化合物、所述第七化合物和所述第八化合物的量之和大于约35重量百分比(重量％)，且所述第三化合物和所述第四化合物的量之和小于约35重量％，基于所述液晶组合物的总重量。

所述第一化合物的量为约20重量％-约35重量％，所述第二化合物的量为约5重量％-约15重量％，所述第五化合物的量为约10重量％-约14重量％，且所述第六化合物的量为约5重量％-约9重量％。

所述第九化合物和所述第十化合物的量之和为约4000ppm，基于所述液晶组合物的总重量，且所述第十化合物对所述第九化合物的重量比大于约0.1。

所述液晶组合物的旋转粘度(γ)为约95毫帕秒(mPa·s)-约105mPa·s，所述液晶组合物的弯曲弹性系数(K33)为约15皮牛(pN)-约19pN，且所述液晶组合物的介电各向异性(Δε)为约2.8-3.4。

在示例性实施方式中，液晶显示装置包括：第一基板；面对所述第一基板的第二基板；在所述第一基板和所述第二基板的至少一个上形成的场发生电极；以及在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其中所述液晶层包括液晶组合物，且其中所述液晶组合物包括第一类化合物和第二类化合物，所述第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物。

在化学式1和化学式2中，各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R为相同的或不同的。

所述第二类化合物包括由化学式3表示的第三化合物和由化学式4表示的第四化合物：

在化学式3和化学式4中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

所述第二类化合物进一步包括由化学式5表示的第五化合物、由化学式6表示的第六化合物、由化学式7表示的第七化合物和由化学式8表示的第八化合物的至少一种。

在化学式5至化学式8中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

所述第一化合物的R和所述第二化合物的R为具有不同碳数的两种或更多种类型的烷基。

所述液晶组合物进一步包括由化学式9表示的第九化合物和由化学式10表示的第十化合物。

所述液晶组合物包括所述第一化合物至所述第十化合物的每一种，并且所述第三化合物、所述第四化合物、所述第七化合物和所述第八化合物的量之和大于约35重量％，且所述第三化合物和所述第四化合物的量之和小于约35重量％，基于所述液晶组合物的总重量。

所述第一化合物的量为约20重量％-约35重量％，所述第二化合物的量为约5重量％-约15重量％，所述第五化合物的量为约10重量％-约14重量％，且所述第六化合物的量为约5重量％-约9重量％，基于所述液晶组合物的总重量。

所述第九化合物和所述第十化合物的量之和为约4000ppm，基于所述液晶组合物的总重量，且所述第十化合物对所述第九化合物的重量比大于约0.1。

所述液晶组合物的旋转粘度(γ)为约95mPa·s-约105mPa·s，所述液晶组合物的弯曲弹性系数(K33)为约15pN-约19pN，且所述液晶组合物的介电各向异性(Δε)为约2.8-约3.4。

根据示例性实施方式，通过使用新的液晶组合物，提供具有改善的响应速度的液晶显示装置。而且，减少了液晶显示装置中产生的斑点(stain)和线型余像(linear afterimage)。此外，可实现提供右眼图像和左眼图像两者的3D显示装置。

附图说明

本公开内容的以上和其它方面、优点和特征通过参照附图在其更详细的示例性实施方式中进行描述将变得更加明晰，在所述附图中：

图1是用于通过用紫外线照射液晶分子而向液晶分子提供预倾斜的过程的图解。

图2是液晶显示装置的示例性实施方式的一个像素的电路图。

图3是液晶显示装置的示例性实施方式的一个像素的平面图。

图4是沿着图3的线IV-IV截取的截面图。

图5是图3中所示的像素的基础结构的示例性实施方式的视图。

图6是立体图像显示装置的示例性实施方式的框图。

图7是图解对比例和示例性实施方式的电压保持率对时间的图。

图8是对比例的线型余像。

图9是图解对比例和示例性实施方式的通过横向(lateral)透射率(％)对电场紫外线(“UV”)能量(焦耳)度量的预倾斜变化的图。

具体实施方式

在下文中，将参照其中示出了各种实施方式的附图详细地描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以许多不同的形式体现，且不应解释为限于在本文中阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得所公开的内容是彻底的和完整的，并且将本发明的精神充分传达给本领域技术人员。

在附图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。将理解，当一个元件或层被称作“在”另外的元件或层“上”时，其可直接在所述另外的元件或层上，或者在其间还可存在中间元件。相反，当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。

将理解，尽管在本文中可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等以描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另一元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称作第二元件、组分、区域、层或部分。

本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而非意图为限制性的。如本文中所使用的，单数形式“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非有上下文清楚地另外说明。“或者”意味着“和/或”。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关的所列项目的一种或多种的任何和全部组合。将进一步理解，术语“包含”或“包括”当用在本说明书中时，说明存在所述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其集合。

而且，在本文中可使用相对术语例如“下部”或“底部”和“上部”或“顶部”来描述如图中所图解的一个元件与另外的元件的关系。将理解，除图中所示的方位之外，相对术语还意图涵盖装置的不同方位。例如，如果翻转所述图之一中的装置，则被描述为在其它元件“下部”侧的元件将被定向在所述其它元件的“上部”侧。因此，示例性术语“下部”取决于图的具体方位可涵盖“下部”和“上部”两种方位。类似地，如果翻转所述图之一中的装置，则被描述为“在”其它元件“下面”或“下方”的元件将被定向“在”所述其它元件“上方”。因此，示例性术语“在……下面”或“在……下方”可涵盖在……上方和在……下面两种方位。

如本文中使用的“约”或“大约”包括所述值以及由本领域的普通技术人员在考虑了所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的限制)的情况下确定的对于具体值在可接受的偏差范围内的平均值。例如，“约”可指相对于所述值的偏差在一个或多个标准偏差范围内，或者在±30％、20％、10％、5％范围内。

除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解，术语例如在常用字典中定义的那些应被解释为其含义与它们在相关领域和本公开内容的背景中的含义一致，并且将不对所述术语进行理想化或过度形式的意义的解释，除非在本文中清楚地如此定义。

在本文中参照作为理想化实施方式的示意图的截面图描述示例性实施方式。这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图解的形状的偏差。因此，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中所图解的区域的具体形状，而是包括由例如制造导致的形状上的偏差。例如，图解或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线型的特征。而且，图解的锐角可为圆形的。因此，在图中图解的区域本质上是示意性的，而且它们的形状不意图图解区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。

现在将参照图1和图3至图6描述向液晶分子提供预倾斜和形成定向层的过程。图1是通过用紫外(UV)线照射液晶分子而向液晶分子提供预倾斜的过程的图解。

将通过光例如紫外线聚合的化合物与液晶分子一起注射到两个显示面板100和200之间。在示例性实施方式中，所述化合物可为反应性介晶例如第九化合物或第十化合物，其将在下文中描述。包括第九化合物或第十化合物的所述化合物可为通过光例如紫外线聚合的反应性介晶。

接着，第一子像素电极191a和第二子像素电极191b被施加有数据电压并向上部面板200的公共电极270施加公共电压以对在两个显示面板100和200之间的液晶层3产生电场。因此，液晶层3的液晶分子31响应于所述电场在与微小分支194a、194b、194c和194d的长度方向平行的方向上倾斜，且在一个像素PX中的液晶分子31在总共四个方向上倾斜。

在对液晶层3产生电场之后，如果照射光例如紫外线，则反应性介晶聚合以形成与显示面板100和200连接的聚合物。液晶分子31的定向方向被确定为具有在由所述聚合物规定的方向上的预倾斜，如图1中所示。

而且，紫外线照射可以两个步骤进行。

进行施加电场的UV暴露过程。随后在不施加电场的同时进行使在电场暴露过程中未反应的反应性介晶硬化或消耗的荧光暴露过程。

形成液晶层3的液晶分子和反应性介晶如下所述。

在示例性实施方式中，液晶组合物包括无介电各向异性的中性液晶化合物(称作“第一类化合物”)和具有介电各向异性的极性液晶化合物(称作“第二类化合物”)。

第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物。

在化学式1和化学式2中，各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R可为相同的或不同的。

详细地说，化学式1包括两个烷基，且所述两个烷基可具有不同的碳数。化学式2也包括两个烷基，且所述两个烷基可具有不同的碳数。分别包括在化学式1和2中的烷基也可具有相同的碳数。

而且，第一化合物和第二化合物可包括两种或更多种不同的烷基。

在一个示例性实施方式中，第一化合物可包括具有两个或三个碳的烷基。在另一示例性实施方式中，第一化合物可包括具有四个碳的烷基。这同样适用于第二化合物。如上所述，在示例性实施方式中，包括包含两种或更多种不同的烷基的第一化合物和第二化合物的液晶组合物可改善液晶分子的稳定性。

第二类化合物可包括由化学式3表示的第三化合物和由化学式4表示的第四化合物。

在化学式3和化学式4中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'可为相同的或不同的。

包括预定含量的第三化合物和第四化合物的液晶组合物可适当地保持液晶层的粘度，即使中性液晶化合物不包括烯基也是如此。

第二类化合物可进一步包括由化学式5表示的第五化合物、由化学式6表示的第六化合物、由化学式7表示的第七化合物和由化学式8表示的第八化合物的至少一种。

在化学式5至化学式8中，R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'可为相同的或不同的。第五化合物至第八化合物被包括在液晶组合物中以提高液晶层的稳定性，且可具有适当的含量以保持液晶组合物的稳定性。

所述液晶组合物可进一步包括由化学式9表示的第九化合物和任选的由化学式10表示的第十化合物。

第九化合物和第十化合物是反应性介晶化合物，且反应性介晶在UV照射过程中可形成为定向层。

作为高度反应性介晶的第九化合物包括三联苯并具有许多反应性位点。

第十化合物是基于丙烯酰基的化合物，且在液晶层的形成已经完成之后，其预定的量可留在液晶层中。

在示例性实施方式中，所述液晶组合物可包括第一化合物至第十化合物的每一种。作为第一类化合物的第一和第二化合物是中性液晶化合物，作为第二类化合物的第三至第八化合物是极性液晶化合物，且第九和第十化合物是反应性介晶。所述反应性介晶形成预倾斜。

在所述示例性的液晶组合物中，第一化合物的量可为约20重量％-约35重量％，第二化合物的量可为约5重量％-约15重量％，第三化合物的量可为约10重量％-约14重量％，第四化合物的量可为约12重量％-约16重量％，第五化合物的量可为约10重量％-约14重量％，第六化合物的量可为约5重量％-约9重量％，第七化合物的量可为约6重量％-约10重量％，且第八化合物的量可为约8重量％-约12重量％。所述重量％是基于所述液晶组合物的总重量。

具体而言，第三化合物、第四化合物、第七化合物和第八化合物的含量之和可被控制为大于约35重量％，且第三化合物和第四化合物的含量之和可被控制为小于约35重量％，基于所述液晶组合物的总重量。这是为了改善液晶层的稳定性和以预定的程度保持液晶层的粘度。

而且，为了极性液晶组合物的适当溶解度，还可控制基于液晶组合物的总量的第七化合物和第八化合物的量。

此外，第九化合物和第十化合物的含量之和可为约4000百万分率(ppm)，且第十化合物的含量可为约50-200ppm，基于所述液晶组合物的总量。在示例性实施方式中，第十化合物对第九化合物的含量(重量)比可大于约0.1，且特别地，第十化合物对第九化合物的含量比可为约0.2-0.3。

在一些示例性实施方式中，所述液晶组合物包括第九化合物和第十化合物两者，然而在其它示例性实施方式中，所述液晶组合物可仅包括第九化合物。

包括第一化合物至第十化合物的所述液晶组合物可具有如下物理性质。

所述液晶组合物的旋转粘度(γ)可为约95-约105毫帕秒(mPa·s)，所述液晶组合物的弯曲弹性系数(K33)可为约15-约19皮牛(pN)，且所述液晶组合物的旋转粘度对弯曲弹性系数之比可小于约7.0。

而且，所述液晶组合物的介电各向异性(Δε)可为约2.8-约3.4。

此外，在确定作为液晶组合物的折射率各向异性(Δn)与盒间隙(d)的乘积的Δn×d时，液晶材料的折射率各向异性可被控制为具有适合于盒间隙的预定值。而且，可控制折射率各向异性Δn与盒间隙d的乘积使得盒间隙d可为约315纳米(nm)-约365nm。

具有这些物理性质和这些含量的液晶组合物展示改善的响应速度，且从而可用于要求高速响应物理性质的三维(3D)显示装置中。而且，由于包括中性液晶化合物的第一类化合物不包括烯基，可改善由于所述烯基引起的反应性介晶的反应性劣化、线型余像或斑点。

所描述的第一化合物至第八化合物的化学式和含量如表1中所示地表示。

表1

将参照图2描述包括上述液晶组合物的液晶显示装置、显示装置的信号线、和像素布置、及其驱动方法。图2是液晶显示装置的示例性实施方式的一个像素的电路图。

参照图2，在示例性实施方式中，液晶显示装置的一个像素PX包括多根信号线(其包括用于传送栅极信号的栅极线GL、用于传送数据信号的数据线DL和用于传送电压分配基准电压的电压分配基准电压线RL)，与所述多根信号线相连的第一、第二和第三切换元件Qa、Qb和Qc以及第一和第二液晶电容器Clca和Clcb。

第一和第二切换元件Qa和Qb分别与栅极线GL和数据线DL相连，且第三切换元件Qc与第二切换元件Qb的输出端子和电压分配基准电压线RL相连。

第一切换元件Qa和第二切换元件Qb为三端子元件，例如薄膜晶体管(TFT)，其控制端子与栅极线GL相连，其输入端子与数据线DL相连，第一切换元件Qa的输出端子与第一液晶电容器Clca相连，且第二切换元件Qb的输出端子与第二液晶电容器Clcb和第三切换元件Qc的输入端子相连。

第三切换元件Qc也是三端子元件，例如薄膜晶体管，并且其控制端子与栅极线GL相连，其输入端子与第二液晶电容器Clcb相连，且其输出端子与电压分配基准电压线RL相连。

当向栅极线GL施加栅极导通信号时，与栅极线GL相连的第一切换元件Qa、第二切换元件Qb和第三切换元件Qc被接通。于是，施加至数据线DL的数据电压通过接通的第一切换元件Qa和第二切换元件Qb施加至第一子像素电极PEa和第二子像素电极PEb。在此情况下，施加至第一子像素电极PEa和第二子像素电极PEb的数据电压是相同的，且第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb被充电至与公共电压和数据电压之间的差值相同的值。与此类似地，充在第二液晶电容器Clcb中的电压通过接通的第三切换元件分配。于是，充在第二液晶电容器Clcb中的电压值减少了公共电压与电压分配基准电压之间的差值。即，充在第一液晶电容器Clca中的电压高于充在第二液晶电容器Clcb中的电压。

如上所述，充在第一液晶电容器Clca中的电压和充在第二液晶电容器Clcb中的电压变得彼此不同。由于第一液晶电容器Clca的电压和第二液晶电容器Clcb的电压是彼此不同的，第一子像素和第二子像素中的液晶分子的倾斜角变得彼此不同，使得两个子像素的亮度变得彼此不同。于是，当适当地调节第一液晶电容器Clca的电压和第二液晶电容器Clcb的电压时，在侧面辨认的图像可变得尽可能地接近于在前面辨认的图像，从而改善侧面可视性。

在图解的示例性实施方式中，为了使充在第一液晶电容器Clca中的电压和充在第二液晶电容器Clcb中的电压是彼此不同的，液晶显示装置包括与第二液晶电容器Clcb和电压分配基准电压线RL相连的第三切换元件Qc。在另一示例性实施方式中，第二液晶电容器Clcb可与降压(step-down)电容器相连。

特别地，液晶显示装置包括第三切换元件Qc，该第三切换元件Qc包括与栅极线相连的第一端子、与第二液晶电容器Clcb相连的第二端子、和与降压电容器相连的第三端子，且充在第二液晶电容器Clcb中的电荷量的一部分被充在降压电容器中，使得第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb之间的充电电压可被不同地设定。此外，在示例性实施方式中，第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb与不同的数据线相连和接收不同的数据电压，使得第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb之间的充电电压可被不同地设定。另外，第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb之间的充电电压可通过多种其它方法不同地设定。

现在，将参照图3-5简要地描述图2中图解的液晶显示装置的结构的示例性实施方式。图3是液晶显示装置的一个像素的示例性实施方式的平面图，且图4是沿着图3的线IV-IV截取的图解示例性液晶显示装置的截面图。图5是液晶显示装置的示例性像素电极的基础区域的俯视图。

参照图3和图4，示例性液晶显示装置包括彼此面对的下部显示面板100和上部显示面板200、介于两个显示面板100和200之间的液晶层3、和附着在显示面板100和200的外表面的一对偏振器(未示出)。

首先，将描述下部显示面板100。

在由透明玻璃、塑料等形成的绝缘基板110上形成包括栅极线121和电压分配基准电压线131的栅极导体。

栅极线121包括第一栅电极124a、第二栅电极124b、第三栅电极124c和用于连接至另一层或外部驱动电路的宽的末端部分(未示出)。

电压分配基准电压线131包括第一存储电极135和136、以及参比电极137。在下部面板100上设置不与电压分配基准电压线131相连但与第二子像素电极191b重叠的第二存储电极138和139。

在栅极线121和电压分配基准电压线131上形成栅极绝缘层140。

在栅极绝缘层140上形成第一半导体154a、第二半导体154b和第三半导体154c。

在半导体154a、154b和154c上形成多个欧姆接触163a、165a、163b、165b、163c和165c。

在欧姆接触163a、165a、163b、165b、163c和165c以及栅极绝缘层140上形成包括第一源电极173a和第二源电极173b的多根数据线171、以及包括第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c和第三漏电极175c的数据导体。

数据导体以及设置在数据导体下面的半导体和欧姆接触可通过使用一个掩模同时形成。

数据线171包括用于与另一层或外部驱动电路连接的宽的末端部分(未示出)。

第一栅电极124a、第一源电极173a和第一漏电极175a与第一半导体154a一起形成第一薄膜晶体管Qa，且在半导体154a处、在第一源电极173a和第一漏电极175a之间形成所述薄膜晶体管的沟道。类似地，第二栅电极124b、第二源电极173b和第二漏电极175b与第二半导体154b一起形成第二薄膜晶体管Qb，且在半导体154b处、在第二源电极173b和第二漏电极175b之间形成所述薄膜晶体管的沟道。第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体154c一起形成第三薄膜晶体管Qc，且在半导体154c处、在第三源电极173c和第三漏电极175c之间形成所述薄膜晶体管的沟道。

第二漏电极175b与第三源电极173c相连，且包括宽地延伸的延伸部分177。

在数据导体171、173c、175a、175b和175c以及半导体154a、154b和154c的暴露部分上形成第一钝化层180p。第一钝化层180p可包括无机绝缘层，例如氮化硅或氧化硅。第一钝化层180p可防止滤色器230的颜料流入到半导体154a、154b和154c的暴露部分中。

在第一钝化层180p上形成滤色器230。滤色器230沿着两根相邻的数据线在竖直方向上延伸。在第一钝化层180p、滤色器230的边缘和数据线171上设置第一光阻挡部件220。

第一光阻挡部件220在数据线171中延伸，并设置在两个相邻的滤色器230之间。第一光阻挡部件220的宽度可大于数据线171的宽度。如上所述，将第一光阻挡部件220的宽度形成为大于数据线171的宽度，使得第一光阻挡部件220可防止从外部入射的光从数据线171的表面反射。于是，从数据线171的表面反射的光与穿过液晶层3的光发生干涉，从而防止液晶显示装置的对比度降低。

在滤色器230和第一光阻挡部件220上形成第二钝化层180q。

第二钝化层180q可包括无机绝缘层，例如氮化硅或氧化硅。第二钝化层180q防止滤色器230被剥落和抑制液晶层3被有机物质例如从滤色器230流入的溶剂所污染，从而防止缺陷例如在驱动屏幕时可能出现的余像。

分别在第一钝化层180p和第二钝化层180q中形成使第一漏电极175a和第二漏电极175b暴露的第一接触孔185a和第二接触孔185b。

在第一钝化层180p、第二钝化层180q和栅极绝缘层140中形成使参比电极137的一部分和第三漏电极175c的一部分暴露的第三接触孔185c，且第三接触孔185c被连接部件195覆盖。连接部件195使通过第三接触孔185c暴露的参比电极137和第三漏电极175c电连接。

在第二钝化层180q上形成多个像素电极191。各像素电极191包括第一子像素电极191a和第二子像素电极191b，第一子像素电极191a和第二子像素电极191b用介于其间的栅极线121彼此隔开，且在基于栅极线121的列方向上是相邻的。像素电极191可由透明材料例如氧化铟锡(“ITO”)或氧化铟锌(“IZO”)制成。像素电极191可由透明导电材料例如ITO或IZO，或者反射性金属例如铝、银、铬或其合金制成。

第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的每一个包括一个或多个图5中图解的基础电极、或者所述基础电极的变型。

第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别通过第一接触孔185a和第二接触孔185b与第一漏电极175a和第二漏电极175b物理和电连接，且分别从第一漏电极175a和第二漏电极175b接收数据电压。在此情况下，施加至第二漏电极175b的数据电压的一部分通过第三源电极173c分配，使得施加至第一子像素电极191a的电压的大小可大于施加至第二子像素电极191b的电压的大小。

向其施加数据电压的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b连同上部面板200的公共电极270一起产生电场以决定电极191和270之间的液晶层3的液晶分子31的方向。穿过液晶层3的光的亮度根据由此决定的液晶分子31的方向而变化。

在像素电极191上设置第二光阻挡部件330。第二光阻挡部件330被形成为覆盖其中设置有第一晶体管Qa，第二晶体管Qb，第三晶体管Qc，以及第一至第三接触孔185a、185b和185c的区域中的全部，并且设置成在与栅极线121的方向相同的方向上延伸以覆盖数据线171的一部分。第二光阻挡部件330可设置成与设置在一个像素的区域的两侧的两根数据线171的至少一部分重叠，以防止在数据线171和栅极线121的附近产生的光泄漏，以及防止在其中设置有第一晶体管Qa、第二晶体管Qb和第三晶体管Qc的区域处的光泄漏。

在形成第二光阻挡部件330之前，在其中设置有第一晶体管Qa，第二晶体管Qb，第三晶体管Qc，以及第一至第三接触孔185a、185b和185c的区域内设置第一钝化层180p、滤色器230和第二钝化层180q，使得可容易地区分第一晶体管Qa，第二晶体管Qb，第三晶体管Qc，以及第一至第三接触孔185a、185b和185c的位置。

在第二光阻挡部件330上设置第一定向层11。第一定向层11可为垂直定向层。

第一和第二定向层11和21可被形成为包括至少一种通常用作液晶定向层的材料例如聚酰胺酸或聚酰亚胺。定向层11和21可包括通过反应性介晶的UV照射形成的聚合物。

接着，将描述上部面板200。

在绝缘基板210上形成公共电极270。在公共电极270上形成第二定向层21。第二定向层21可为垂直定向层，且可由与所描述的第一定向层11相同的材料形成。

液晶层3具有负的介电各向异性，且可包括如上所述的第一化合物至第十化合物。特别地，第九化合物和第十化合物可通过UV照射过程进行反应以在定向层11和21上形成聚合物，且其一些可留在液晶层3中。特别地，第十化合物可留在液晶层3中。

液晶层3的液晶分子被定向使得在不存在电场的状态下其长轴垂直于两个显示面板100和200的表面。

参照图5描述基础电极199。

如图5中图解的，基础电极199的总体形状是四边形的，且包括十字形的主干(stem)部分，所述主干部分包括水平主干部分193和与水平主干部分193交叉的竖直主干部分192。此外，基础电极199被水平主干部分193和竖直主干部分192划分为第一子区Da、第二子区Db、第三子区Dc和第四子区Dd，且子区Da至Dd的每一个包括多个第一微小分支194a、多个第二微小分支194b、多个第三微小分支194c和多个第四微小分支194d。

第一微小分支194a从水平主干部分193或竖直主干部分192起在左上方向上倾斜地延伸，且第二微小分支194b从水平主干部分193或竖直主干部分192起在右上方向上倾斜地延伸。此外，第三微小分支194c从水平主干部分193或竖直主干部分192起在左下方向上倾斜地延伸，且第四微小分支194d从水平主干部分193或竖直主干部分192起在右下方向上倾斜地延伸。

第一至第四微小分支194a、194b、194c和194d与栅极线121或水平主干部分193形成大约45度(°)或135°的角。此外，两个相邻的子区Da、Db、Dc和Dd的微小分支194a、194b、194c和194d可彼此正交。

微小分支194a、194b、194c和194d的宽度可在约2.5微米(μm)-约5.0μm的范围内，且子区Da、Db、Dc和Dd中的相邻的微小分支194a、194b、194c和194d之间的间隙可在约2.5μm-约5.0μm的范围内。

根据另一实施方式，微小分支194a、194b、194c和194d的宽度可被增大，变得更接近于水平主干部分193或竖直主干部分192，且一个微小分支194a、194b、194c或194d中的最宽部分和最窄部分之间的差值可在约0.2μm-约1.5μm的范围内。

第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别通过第一接触孔185a和第二接触孔185b与第一漏电极175a和第二漏电极175b相连，且分别从第一漏电极175a和第二漏电极175b接收数据电压。在此情况下，第一至第四微小分支194a、194b、194c和194d的边(side)使电场扭曲并形成决定液晶分子31的倾斜方向的水平分量。电场的水平分量与第一至第四微小分支194a、194b、194c和194d的边几乎是平行的。于是，如图5中图解的，液晶分子31在与微小分支194a、194b、194c和194d的纵向方向平行的方向上倾斜。由于一个像素电极191包括其中微小分支194a、194b、194c和194d的纵向方向彼此不同的四个子区Da-Dd，液晶分子31倾斜的方向为约四个方向，且在液晶层3中形成其中液晶分子31的定向方向彼此不同的四个域(畴，domain)。如上所述，当液晶分子的倾斜方向被多样化时，增大了液晶显示装置的参考视角。

上述液晶组合物可用在具有高速响应的立体图像显示装置中，且将参照图6进行描述。图6是立体图像显示装置的示例性实施方式的框图。

如图6中图解的，示例性的立体图像显示装置包括使用者佩戴以观看三维图像的眼镜10、用于显示图像的液晶显示面板300、用于驱动液晶显示面板300的数据驱动器500和栅极驱动器400、以及用于控制数据驱动器500和栅极驱动器400的信号控制器600。

下文中，详细描述各部件，且首先描述液晶显示面板300。

液晶显示面板300包括多根栅极线G1-Gn和多根数据线D1-Dm。多根栅极线G1-Gn在水平方向上延伸，且多根数据线D1-Dm在与多根栅极线G1-Gn交叉的同时在竖直方向上延伸。

栅极线G1-Gn之一和数据线D1-Dm之一与一个像素PX相连，且一个像素PX包括与栅极线G1-Gn之一和数据线D1-Dm之一相连的切换元件Q。切换元件Q的控制端子与栅极线G1-Gn之一相连，输入端子与数据线D1-Dm之一相连，且输出端子与像素电极相连。像素电极形成液晶电容器的一个末端。在示例性实施方式中，一个像素可包括两个或更多个子像素，且在此情况下，所述子像素各自具有单独的像素电极。此外，各个子像素可具有单独的切换元件Q，或者可具有公共切换元件Q。

液晶显示面板300可显示三维图像和二维图像。对于待显示的每一帧，三维图像被分为用于左眼的图像和用于右眼的图像。结果，三维图像以比二维图像高的频率驱动。在本示例性实施方式中，二维图像以约60赫兹(Hz)显示，且三维图像以约120Hz或约240Hz显示。然而，在示例性实施方式中，可改变显示频率。此处，用于显示三维图像的三维图像频率和用于显示二维图像的二维图像频率可通过信号控制器600控制以便使液晶显示面板300以预定的频率运行。

常规的液晶组合物通常用在以60Hz驱动的显示装置中，且在用于驱动立体图像的120Hz或240Hz下性能可劣化。

信号控制器600响应于从外部输入的图像数据R、G和B以及图像数据R、G和B的控制信号例如竖直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE以根据液晶显示面板300的运行条件适当地处理图像数据R、G和B及其控制信号，然后产生和输出图像数据R'、G'和B'，栅极控制信号CONT1，数据控制信号CONT2，以及时钟信号。

栅极控制信号CONT1包括指示栅极导通脉冲(栅极信号GS的高段)的输出开始的垂直同步开始信号STV(下文中称作“STV信号”)和控制栅极导通脉冲的输出时间的栅极时钟信号CPV(下文中称作“CPV信号”)。

数据控制信号CONT2包括指示图像数据R'、G'和B'的输入开始的水平同步开始信号(“STH”)，以及指示向数据线D1-Dm施加相应的数据电压的负载信号(“TP”)。

同时，信号控制器600根据液晶显示面板300的显示图像输出用于开启/关闭眼镜10的左透镜和右透镜的眼镜同步信号3D_sync以使眼镜10同步。

液晶显示面板300的多根栅极线G1-Gn与栅极驱动器400相连，且栅极驱动器400根据由信号控制器600施加的栅极控制信号CONT1向栅极线G1-Gn交替地施加栅极导通电压(“Von”)和栅极关断电压(“Voff”)。

液晶显示面板300的多根数据线D1-Dm与数据驱动器500相连，且数据驱动器500从信号控制器600接收数据控制信号CONT2以及图像数据R'、G'和B'。数据驱动器500通过使用灰度电压产生器550中产生的模拟灰度电压将图像数据R'、G'和B'转换为数据电压，并将转换的数据电压传输至数据线D1-Dm。

在示例性实施方式中，灰度电压产生器550可作为在数据驱动器500内的部分电路形成或者以集成电路或芯片的形式附着至显示面板300的外侧。结果，数据驱动器500不接收来自外部的模拟电压，而仅接收数字信号，从而产生作为模拟电压的数据电压。

当液晶显示面板300的各像素PX的切换元件Q被接通时，数据电压被充在液晶电容器中。根据通过多种方法的反转驱动交替施加数据电压的正的数据电压和负的数据电压。在此情况下，由于在三维图像的情况下用于左眼的图像和用于右眼的图像被交替地显示，产生在用于左眼的图像和用于右眼的图像之间的充电率(充电速率，charging rate)的差异，使得产生所显示的亮度的差异，且使用者可观看到作为闪烁的亮度差异。即，在极性从负极性逆转为正极性的同时施加的用于左眼的图像或用于右眼的图像不具有足够的充电时间，使得充电率劣化。于是，与逆转信号一起施加的用于左眼的图像或用于右眼的图像需要补偿劣化的充电率，且从而也称作补偿用图像。同时，不是补偿用图像的用于左眼的图像或用于右眼的图像被称作非补偿用图像。补偿用图像和非补偿用图像可一对一地对应于划分的用于左眼的图像和用于右眼的图像。即，在补偿用图像为用于左眼的图像的情况下，非补偿用图像为用于右眼的图像，且在非补偿用图像为用于左眼的图像的情况下，补偿用图像为用于右眼的图像。

总之，本发明的示例性液晶组合物可应用于如上所述提供右眼图像和左眼图像的显示装置，且作为一个实例，如图6中所示，其可应用于眼镜型的立体显示装置。

接着，将参照图7至图9描述液晶显示装置中的示例性液晶组合物的效果。图7是对对比例和示例性实施方式的随时间的电压保持率进行比较的图。图8是对比例的线型余像，且图9是图解对比例和示例性实施方式的预倾斜变化的图。

所述示例性液晶组合物具有下表中所列的组成。

对示例性液晶显示装置和对比性液晶显示装置比较了随时间的电压保持率(“VHR”)的变化程度。结果示于图7中。

在对于示例性液晶显示装置和对比性液晶显示装置的初始实验之后，证实示例性液晶显示装置具有较高的电压保持率。

接着，在经过336小时(h)之后，测量电压保持率。在示例性液晶显示装置中，电压保持率在336小时之后为约99.6，且电压保持率在经过100分钟(min)之后为约99.26。相反，对于对比性液晶显示装置，电压保持率在336小时之后为约99.43，且电压保持率在经过100分钟之后为约99.12。

即，对于电压保持率，不论背光部件的输出时间为多少，证实示例性液晶显示装置均具有好得多的性能。

图8显示对比例所产生的线型余像的图像。

如图8中所示，在约504小时之后，证实对于对比例产生线型余像。相反，证实对于示例性液晶显示装置在经过约1000小时之后也没有产生线型余像。

于是，在示例性液晶显示装置中，线型余像的产生以及液晶层的可靠性也得以改善。

接着，图9显示示例性显示装置的斑点改善程度。图9的图显示根据电场能量的横向透射率(％)，且当横向透射率的变化程度是尖锐的时，其意味着容易产生斑点。即，随着斜率提高，斑点产生也增多。

参照表现了预定透射率的示例性液晶显示装置和对比性液晶显示装置，与对比性液晶显示装置相比，示例性液晶显示装置具有较平滑的斜率。即，图9显示对于示例性液晶显示装置而言，与对比性液晶显示装置相比，以低的灰度产生的斑点减少。

而且，当肉眼测量液晶显示装置的外围斑点(peripheral stain)时，示例性显示装置具有约0.5的外围斑点水平，而对比性液晶显示装置具有约2.1的外围斑点水平。即，证实在示例性液晶显示装置中外围斑点得以显著改善。

总之，如上所述，包括第一化合物至第十化合物的每一种的液晶组合物能够在具有预定的物理性质的同时提供3D特性所必需的高速响应。包括其的示例性液晶层的可靠性可得以改善，且可减少斑点和余像的产生。

虽然已经结合目前被认为是实践性的示例性实施方式描述了本发明，但将理解本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种改变和等同布置。

Claims (20)

1.液晶组合物，包括：

作为中性液晶化合物的第一类化合物；和

作为极性液晶化合物的第二类化合物，

其中所述第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物：

其中各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R为相同的或不同的。

2.权利要求1的液晶组合物，其中所述第二类化合物包括由化学式3表示的第三化合物和由化学式4表示的第四化合物：

其中R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

3.权利要求2的液晶组合物，其中所述第二类化合物进一步包括由化学式5表示的第五化合物、由化学式6表示的第六化合物、由化学式7表示的第七化合物和由化学式8表示的第八化合物的至少一种：

其中R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

4.权利要求3的液晶组合物，其中所述液晶组合物包括所述第一化合物至所述第八化合物的每一种。

5.权利要求1的液晶组合物，其中所述第一化合物的R和所述第二化合物的R为具有不同碳数的两种或更多种类型的烷基。

6.权利要求4的液晶组合物，进一步包括由化学式9表示的第九化合物：

7.权利要求6的液晶组合物，进一步包括由化学式10表示的第十化合物：

8.权利要求3的液晶组合物，其中所述第三化合物、所述第四化合物、所述第七化合物和所述第八化合物的量之和大于35重量％，且所述第三化合物和所述第四化合物的量之和小于35重量％，基于所述液晶组合物的总重量。

9.权利要求8的液晶组合物，其中所述第一化合物的量为20重量％-35重量％，

所述第二化合物的量为5重量％-15重量％，

所述第五化合物的量为10重量％-14重量％，且

所述第六化合物的量为5重量％-9重量％，

基于所述液晶组合物的总重量。

10.权利要求7的液晶组合物，其中所述第九化合物和所述第十化合物的量之和为4000ppm，基于所述液晶组合物的总重量，且所述第十化合物对所述第九化合物的重量比大于0.1。

11.权利要求10的液晶组合物，其中所述液晶组合物的旋转粘度为95mPa·s-105mPa·s，

所述液晶组合物的弯曲弹性系数为15pN-19pN，和

所述液晶组合物的介电各向异性为2.8-3.4。

12.液晶显示装置，包括：

第一基板；

面对所述第一基板的第二基板；

在所述第一基板和所述第二基板的至少一个上形成的场发生电极；以及

在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其中所述液晶层包括液晶组合物，且其中所述液晶组合物包括第一类化合物和第二类化合物，

其中所述第一类化合物包括由化学式1表示的第一化合物和由化学式2表示的第二化合物：

其中各R独立地为具有1-7的碳数的烷基，且各R为相同的或不同的。

13.权利要求12的液晶显示装置，其中所述第二类化合物包括

由化学式3表示的第三化合物和

由化学式4表示的第四化合物：

其中R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

14.权利要求13的液晶显示装置，其中所述第二类化合物进一步包括由化学式5表示的第五化合物、由化学式6表示的第六化合物、由化学式7表示的第七化合物和由化学式8表示的第八化合物的至少一种：

其中R和R'独立地为具有1-7的碳数的烷基，且R和R'为相同的或不同的。

15.权利要求12的液晶显示装置，其中所述第一化合物的R和所述第二化合物的R为具有不同碳数的两种或更多种类型的烷基。

16.权利要求14的液晶显示装置，其中所述液晶组合物进一步包括

由化学式9表示的第九化合物和

由化学式10表示的第十化合物：

17.权利要求16的液晶显示装置，其中：

所述液晶组合物包括所述第一化合物至所述第十化合物的每一种，并且其中所述第三化合物、所述第四化合物、所述第七化合物和所述第八化合物的量之和大于35重量％；且所述第三化合物和所述第四化合物的量之和小于35重量％，基于所述液晶组合物的总重量。

18.权利要求17的液晶显示装置，其中

所述第一化合物的量为20重量％-35重量％，

所述第二化合物的量为5重量％-15重量％，

所述第五化合物的量为10重量％-14重量％，且

所述第六化合物的量为5重量％-9重量％，

基于所述液晶组合物的总重量。

19.权利要求18的液晶显示装置，其中

所述第九化合物和所述第十化合物的量之和为4000ppm，基于所述液晶组合物的总重量，且

所述第十化合物对所述第九化合物的重量比大于0.1。

20.权利要求19的液晶显示装置，其中

所述液晶组合物的旋转粘度为95mPa·s-105mPa·s，

所述液晶组合物的弯曲弹性系数为15pN-19pN，和

所述液晶组合物的介电各向异性为2.8-3.4。