CN106244170A - 液晶显示器 - Google Patents

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CN106244170A
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liquid crystal
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carbon atom
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金施昕
申范秀
张惠琳
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Samsung Display Co Ltd
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Abstract

液晶显示器包括：第一基板；设置在所述第一基板上的第一电极和第二电极；介于所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘层；面对所述第一基板的第二基板；以及设置在所述第一和第二基板之间的液晶层，其中所述液晶层包括至少一种由化学式A或B表示的含有氟取代基的极性液晶分子。K、n、X1和X2、L1和L2、R1和R2、L3和L4以及R3如说明书中所定义的。

Description

液晶显示器
本申请要求于2015年6月12日提交的韩国专利申请No.10-2015-0083592的优先权和由其产生的所有权益，其整个内容全部在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及液晶(LC)组合物和包括其的液晶显示器(LCD)。
背景技术
液晶显示器(LCD)是广泛使用的平板显示器，其包括两片彼此面对的显示面板、介于其间的液晶(LC)层、以及设置在所述两片显示面板的至少一个中的场产生电极(例如像素电极、公共电极等)。
LCD配置成通过向所述场产生电极施加电压和在LC层中产生电场，而决定LC层内的LC分子的取向和调节透射通过LC层的光的透射率。
在LCD中，LC层的组合物在调节光透射率和实现期望的图像方面起作用。特别地，随着LCD的用途多样化，期望优化LC组合物以实现多种特性例如低电压驱动、高的电压保持率(“VHR”)、宽的视角、宽的运行温度范围、高的响应速率、和高的透射率。
为了获得具有高速响应特性和高的透射率的LCD，已经进行研究以改善LC组合物的物理性质如旋转粘度、折射率等。
在本背景部分中公开的以上信息仅为了增强本发明的背景的理解且因此其可包含不形成在本国对于本领域普通技术人员而言已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
示例性实施方式提供能够在保持驱动电压的同时改善透射率的液晶(LC)组合物。还提供包括所述LC组合物的液晶显示器(LCD)。
在示例性实施方式中，LC组合物包括至少一种由化学式A或化学式B表示的含有氟取代基的极性LC分子。
化学式A
化学式B
在化学式A和B中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，连接于所述1,4-亚环己基或1,4-亚苯基的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，且n为1或2；在化学式A中，X1和X2彼此独立地为单键、-CH2-、-CH2CH2-、-CF2-、-CH2O-、或-OCH2-，L1和L2彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷基、或具有1-9个碳原子的烷氧基、或具有2-9个碳原子的烯基；和在化学式B中，L3和L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R3为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式C或化学式D表示的正性LC分子。
化学式C
化学式D
在化学式C和化学式D中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃，连接于所述1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，L1-L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，n为1或2，且R4和R5彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式E表示的LC分子。
化学式E
在化学式E中，R为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式F表示的LC分子。
化学式F
在化学式F中，K为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基，且n为1或2。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式G表示的LC分子。
化学式G
在化学式G中，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述含有氟取代基的极性LC分子可以所述液晶组合物的总重量的约5重量％-约30重量％的量存在。
在示例性实施方式中，LCD包括：第一基板；设置在所述第一基板上的第一电极和第二电极；介于所述第一电极和第二电极之间的绝缘层；面对所述第一基板的第二基板；以及设置在所述第一和第二基板之间的LC层。所述LC层包括至少一种由化学式A或化学式B表示的含有氟取代基的极性LC分子。
化学式A
化学式B
在化学式A和B中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，连接于所述1,4-亚环己基或1,4-亚苯基的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，且n为1或2；在化学式A中，X1和X2彼此独立地为单键、-CH2-、-CH2CH2-、-CF2-、-CH2O-、或-OCH2-，L1和L2彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基；和在化学式B中，L3和L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R3为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC层可进一步包括至少一种由化学式C或化学式D表示的正性LC分子。
化学式C
化学式D
在化学式C和化学式D中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃，连接于包括在1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃中的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，L1-L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，n为1或2，且R4和R5彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC层可进一步包括至少一种由化学式E表示的LC分子。
化学式E
在化学式E中，R为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述LC层可进一步包括至少一种由化学式F表示的LC分子。
化学式F
在化学式F中，K为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基，且n为1或2。
在示例性实施方式中，所述LC层可进一步包括至少一种由化学式G表示的LC分子。
化学式G
在化学式G中，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，所述含有氟取代基的极性LC分子可以所述液晶层的总重量的约5重量％-约30重量％的量存在。
在示例性实施方式中，所述绝缘层可设置在所述第一电极上，且所述第二电极可设置在所述绝缘层上。
在示例性实施方式中，所述第一电极可为板状的(片状的)，且所述第二电极可包括多个分支电极。
在示例性实施方式中，所述多个分支电极可与板状第一电极重叠。
在示例性实施方式中，所述第二电极可通过限定在所述绝缘层中的接触孔电连接到薄膜晶体管。
在示例性实施方式中，当未向所述LC层施加电场时，包括在所述LC层中的LC分子可在平行于所述分支电极的方向上倾斜。
在示例性实施方式中，所述LCD可进一步包括设置于所述第二电极上的定向层，且所述定向层可摩擦或光定向以平行于所述分支电极。
在示例性实施方式中，当向所述LC层施加电场时，所述LC分子在平行于所述电场的方向上倾斜。
所述第一电极可在对应于单位像素的部分中为板状的。
根据各种示例性实施方式，本文中所述的包括极性LC分子的示例性LC组合物可用于正型的面内转换(IPS)模式LCD，由此在保持透射率的同时改善所述LCD的驱动电压。
附图说明
通过参照附图进一步详细地描述本公开内容的示例性实施方式，本公开内容的以上和其它优点和特征将变得更加明晰，其中：
图1是示例性液晶显示器(LCD)的顶部俯视图。
图2是沿着线II-II所取的图1的横截面图。
图3是显示在示例性的面线转换(PLS)模式LCD中在存在或不存在电场的情况下液晶(LC)分子的取向的示意性横截面图。
图4是示意性地说明LC指向矢(director)的图。
图5A和5B是说明LC分子的垂直组分的介电常数和透射率之间的关系的图。
图6是说明对于LC组合物而言平均介电常数对透射率的提高率(％)的图。
图7是作为图3的示例性实施方式的变型的示例性面内转换(IPS)模式LCD的示意性横截面图。
具体实施方式
现将在下文中参照其中示出示例性实施方式的附图更充分地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以多种不同的方式修改，所有修改都不背离本发明的精神或范围。相反，提供本文中引入的示例性实施方式以使所公开的内容全面和完整并且将本发明的精神充分地传达给本领域技术人员。
在图中，为了清楚，可放大层和区域的厚度。另外，当一个层被描述为形成在另外的层或基板上时，这意味着所述层可直接形成在所述另外的层或基板上，或者第三层可介于所述层和所述另外的层或基板之间。在说明书中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
将理解，当一个元件被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者其间可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分(部件)、区域、层和/或部分，但这些元件、组分(部件)、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分(部件)、区域、层或部分区别于另外的元件、组分(部件)、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“组分(部件)”、“区域”、“层”或“部分”可称为第二元件、组分(部件)、区域、层或部分。
本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(a，an)”和“所述(该)”意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非内容清楚地另外指明。“或”意味着“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举条目的一个或多个的任何和全部组合。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”、或者“含有”和/或“含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件(要素)、和/或组分(部件)，但不排除存在或增加一种或多种另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件(要素)、组分(部件)、和/或其集合。
此外，相对术语例如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”可在本文中用于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，除图中所描绘的方位之外，相对术语还意图包括器件的不同方位。例如，如果翻转图之一中的器件，则被描述为在另外的元件的“下部”侧的元件将定向在另外的元件的“上部”侧。因此，取决于图的具体方位，示例性术语“下部”可涵盖“下部”和“上部”两种方位。类似地，如果将图之一中的器件翻转，则被描述为“在”另外的元件“下面”或“之下”的元件将定向在所述另外的元件“上方”。因此，示例性术语“在……下面”或“在……之下”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”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到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)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着在所陈述的值的一种或多种标准偏差内，或者在所陈述的值的±30％、20％、10％、或5％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)所具有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，应被解释为具有与它们在相关领域和本公开内容的背景中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度形式的意义进行解释，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横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的形状的偏差。因而，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中所示的区域的具体形状，而是应包括由例如制造所导致的形状方面的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所图示的尖锐的角可为圆形的。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不意图图示区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。
使用标准命名法描述化合物。例如，未被任何指示的基团取代的任何位置理解为其化合价被所指示的键、或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连接点。例如，-CHO通过羰基的碳连接。
在示例性实施方式中，液晶(LC)组合物包括至少一种含有氟取代基的极性LC分子，其由化学式A或化学式B表示。
化学式A
化学式B
在化学式A和B中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。连接于包括在所述1,4-亚环己基或1,4-亚苯基中的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，且n为1或2。在化学式A中，X1和X2彼此独立地为单键、-CH2-、-CH2CH2-、-CF2-、-CH2O-、或-OCH2-；L1和L2彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3；且R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基；和在化学式B中，L3和L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R3为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
在示例性实施方式中，与由化学式R表示的对比例的极性LC分子相比，所述含有氟取代基的极性LC分子可在次轴(短轴)的方向上具有另外的极性。
化学式R
在化学式R中，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
具体地，在化学式A和B中，所述极性LC分子的组分在沿着主轴(长轴)的方向即水平方向上彼此连接，且两个氟原子在沿着次轴的方向上分布在所述主轴的一侧上(即，一侧分布的)，由此导致在次轴的方向上的提高的极性。特别地，在化学式A和B中，两个氟原子存在于脂族碳原子上，而非更自由地旋转的苯基碳原子上。
化学式A
化学式B
在示例性实施方式中，含有一侧分布的氟取代基的极性LC分子可以所述LC组合物的总重量的约5重量％-约30重量％的量存在。当将该量的含有一侧分布的氟取代基的极性LC分子添加至所述LC组合物时，可获得期望的物理性质。然而，如果所述极性LC分子的量超过30重量％，所述液晶组合物可无法产生LC相。
在示例性实施方式中，所述含有一侧分布的氟取代基的极性LC分子的垂直介电常数(ε⊥)可为约9或更多。如本文中使用的，垂直介电常数是指在分子的次轴的方向上的介电常数。
由化学式A表示的化合物可根据以下所示的合成实施例形成。然而，合成方法不限于该示例性实施方式，且还可使用多种替代的合成方法来形成化学式A的化合物。
[合成实施例]
在该合成实施例中所示的氟化试剂“DAST”为三氟化N,N-二乙氨基硫。在本示例性实施方式中，DAST可用作用于通过使羰基脱氧而进行氟取代的试剂。然而，该试剂不限于此，且可使用以固体形式更稳定的其它试剂代替D A S T进行羰基的氟取代。其它氟化试剂的实例包括SeF4、DASTN,N-二甲基-1,1,2,2-四氟乙基胺(TFEDMA)、和
表1显示化学式R-1(化学式R的实例)、化学式A-1(化学式A的实例)、和化学式B-2(化学式B的实例)的相应的相转变温度(Tni)、折射率各向异性(Dn)、水平介电常数(ε∥)、垂直介电常数(ε⊥)、和旋转粘度(Y1)。在表1中，Δε是指水平介电常数和垂直介电常数之间的差。
(表1)
*毫帕-秒
参照表1，化学式R-1表示一系列具有最高极性的LC分子。由化学式A-1和化学式B-1表示的示例性LC分子具有与由化学式R-1表示的那些几乎相同的水平介电常数(ε∥)，但由于较大的垂直介电常数(ε⊥)而具有相对高的负的介电各向异性。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式C或化学式D表示的正性LC分子。
化学式C
化学式D
在化学式C和化学式D中，K各自独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃，且连接于所述1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟；L1-L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3；n为1或2；且R4和R5彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
由化学式C表示的LC分子和由化学式D表示的LC分子用于保持整个LC组合物的介电各向异性。具体地，由于由化学式C表示的LC分子和由化学式D表示的LC分子具有正极性和高的介电常数，故它们可被包括一侧分布的氟取代基的示例性的负性LC分子抵消(offset)，从而不负面地影响介电各向异性。
在示例性实施方式中，至少一种由化学式C或化学式D表示的正性LC分子可以所述LC组合物的总重量的约10重量％-30重量％的量存在。
在示例性实施方式中，至少一种由化学式C或化学式D表示的正性LC分子的水平介电常数(ε∥)可为约20或更多。
由化学式C表示的正性LC分子可具有由化学式C-1、化学式C-2、和化学式C-3表示的结构。
化学式C-1
化学式C-2
化学式C-3
由化学式D表示的正性LC分子可具有由化学式D-1表示的结构。
化学式D-1
表2显示具有由化学式C-1、化学式C-2、化学式C-3、和化学式D-1表示的结构的LC分子各自的相转变温度(Tni)、折射率各向异性(Dn)、水平介电常数(ε∥)、垂直介电常数(ε⊥)、和旋转粘度(Y1)。
(表2)
Tni(℃) Dn ε∥ ε⊥ Δε Y1(mPa·s)
化学式C-1 0 0.13 25.6 3.0 22.6 36
化学式D-1 48 0.21 23.4 3.0 20.4 101
化学式C-2 100 0.15 33.2 3.2 30.0 200
化学式C-3 99 0.20 34.2 3.2 31.0 231
参照表2，由化学式C-1、化学式C-2、化学式C-3、和化学式D-1表示的正性LC分子具有20或更多的正的介电各向异性。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式E表示的LC分子。
化学式E
在化学式E中，R为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
所述由化学式E表示的LC分子用于调节整个LC组合物的相转变温度(Tni)。
在示例性实施方式中，所述由化学式E表示的LC分子可以所述LC组合物的总重量的约10重量％或更少的量存在。
所述由化学式E表示的LC分子可具有由化学式E-1表示的结构。
化学式E-1
表3显示具有由化学式E-1表示的结构的LC分子的相转变温度(Tni)、折射率各向异性(Dn)、水平介电常数(ε∥)、垂直介电常数(ε⊥)、和旋转粘度(Y1)。
(表3)
Tni(℃) Dn ε∥ ε⊥ Δε Y1(mPa·s)
195 0.15 17.9 3.0 14.9 286
参照表3，由化学式E-1表示的LC分子的相转变温度(Tni)为195℃，这是相对高的。
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式F表示的LC分子。
化学式F
在化学式F中，K为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基，且n为1或2。
所述由化学式F表示的LC分子可具有由化学式F-1和化学式F-2表示的结构。
化学式F-1
化学式F-2
在示例性实施方式中，所述LC组合物可进一步包括至少一种由化学式G表示的LC分子。
化学式G
在化学式G中，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
所述由化学式G表示的LC分子用于调节整个LC组合物的相转变温度和折射率各向异性(Dn)。
在示例性实施方式中，所述由化学式G表示的LC分子可以基于所述LC组合物的总重量的约5-约20重量％的量存在。
所述由化学式G表示的LC分子可具有由化学式G-1表示的结构。
化学式G-1
表4显示具有由化学式F-1、化学式F-2、和化学式G-1表示的结构的LC分子各自的相转变温度(Tni)、折射率各向异性(Dn)、水平介电常数(ε∥)、垂直介电常数(ε⊥)、和旋转粘度(Y1)。
(表4)
Tni(℃) Dn ε∥ ε⊥ Δε Y1(mPa·s)
化学式F-1 42 0.04 2.5 3.0 -0.5 16
化学式F-2 160 0.19 2.5 3.0 -0.5 200
化学式G-1 140 0.27 2.5 3.0 -0.5 78
参照表4，由化学式G-1表示的LC分子具有140℃的相转变温度(Tni)和0.27的折射率各向异性(Dn)，这些是相对高的。
现将参照附图描述使用上述LC组合物形成的液晶显示器(LCD)。
图1是LCD的示例性实施方式的顶部俯视图。图2是沿着线II-II所取的图1的横截面图。
参照图1和2，示例性LCD包括彼此面对的下部面板100和上部面板200、以及介于其间的LC层3。
将首先描述下部面板100。
包括栅极线121的栅导体形成于由透明玻璃或塑料形成的第一基板110上。
栅极线121可包括栅电极124以及用于与另外的层或外部驱动电路连接的宽的末端部分(未示出)。栅极线121可由如下制成：基于铝的金属例如铝(Al)或铝合金、基于银的金属例如银(Ag)或银合金、基于铜的金属例如铜(Cu)或铜合金、基于钼的金属例如钼(Mo)或钼合金、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)等。栅极线121可具有单层结构，或可具有其中包括至少两个具有不同物理性质的导电层的多层结构。
由硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiOx)形成的栅绝缘层140形成于栅极线121上。栅绝缘层140可具有其中包括至少两个具有不同物理性质的绝缘层的多层结构。
由非晶硅或多晶硅形成的半导体层154设置在栅绝缘层140上。半导体层154还可由氧化物半导体形成。
欧姆接触163和165形成于半导体层154上。欧姆接触163和165可由例如其中以高浓度掺杂n-型杂质例如磷的n+氢化非晶硅、或硅化物的材料制成。可使欧姆接触163和165成对以设置于半导体层154上。如果半导体层154为氧化物半导体，则可省略欧姆接触163和165。
包括包含源电极173的数据线171和漏电极175的数据导体形成于欧姆接触163和165以及栅绝缘层140上。
数据线171包括用于与另外的层或外部驱动电路连接的宽的末端部分(未示出)。数据线171传输数据信号，并且基本上在垂直方向上延伸以与栅极线121交叉。
在该情况下，数据线171可包括弯曲部分，其弯曲以获得LCD的最大透射率，且所述弯曲部分可在像素区域的中间区中彼此相遇以形成V-形。
源电极173为数据线171的一部分，且设置于与数据线171相同的线上。形成漏电极175使得其在平行于源电极173的方向上延伸。因此，漏电极175平行于数据线171的一部分。
栅电极124、源电极173及漏电极175与半导体层154一起形成一个薄膜晶体管。所述薄膜晶体管的沟道在源电极173和漏电极175之间在半导体层154的部分中形成。
由于LCD的示例性实施方式包括设置于与数据线171相同的线上的源电极173和平行于数据线171延伸的漏电极175，故可增加所述薄膜晶体管的宽度，而甚至不增加由数据导体占据的面积，由此增加所述LCD的开口率。
数据线171和漏电极175可由难熔金属例如钼、铬、钽、钛等或其合金形成，且可具有其中包括难熔金属层和低电阻导电层的多层结构(未示出)。在示例性实施方式中，所述多层结构可为如下的双层：铬或钼(合金)下部层和铝(合金)上部层；或如下的三层：钼(合金)下部层、铝(合金)中间层、和钼(合金)上部层。
第一钝化层180a设置于数据导体171、173和175、栅绝缘层140、以及半导体层154的暴露部分上。第一钝化层180a可由有机材料或无机绝缘材料形成。
第二钝化层180b形成于第一钝化层180a上。第二钝化层180b可由有机绝缘材料形成。
第二钝化层180b可为滤色器且可显示原色之一。原色可为例如三原色如红色、绿色、和蓝色，或者黄色、青色、品红色等。可进一步包括用于显示原色的混合色或白色以及原色的滤色器230。如果第二钝化层180b为滤色器，可在(以下描述的)上部面板200中将滤色器230省略。替代地，第二钝化层180b可由有机绝缘材料形成，且可在第一钝化层180a和第二钝化层180b之间形成滤色器230。
公共电极270设置于第二钝化层180b上。公共电极270可在整个基板110上作为整板形成，同时具有平面形状，且包括设置于与漏电极175的外围对应的区域中的开口138。开口138可在平行于栅极线121的方向上延伸，且还可作为与数据线171重叠的单独的(分开的)部分形成。即，在本示例性实施方式中，公共电极270可具有板状，其不是分割的，而是在对应于单位像素的区域中连接。在该情况下，在朝着栅极线121的方向上彼此相邻的像素的公共电极270的部分可经由连接部分271彼此连接。
设置于相邻像素中的公共电极270彼此连接，且可被提供有从外部供应的恒定公共电压。
绝缘层180c设置于公共电极270上。绝缘层180c可由有机材料或无机绝缘材料形成。
像素电极191设置于绝缘层180c上。像素电极191包括基本上平行于数据线171的弯曲部分的弯曲边缘。像素电极191具有多个切口91且包括设置于相邻切口91之间的多个分支电极192。当从平面图观看时，多个分支电极192与公共电极270重叠。
像素电极191为第一场产生电极或第一电极，而公共电极270为第二场产生电极或第二电极。像素电极191和公共电极270可产生边缘场等。
使漏电极175暴露的接触孔185形成于第一钝化层180a、第二钝化层180b、和绝缘层180c中。像素电极191经由接触孔185物理和电连接到漏电极175，并接收来自漏电极175的电压。
第一定向层11形成于像素电极191和绝缘层180c上。第一定向层11可为水平定向层，且在预定方向上摩擦。然而，第一定向层11不限于摩擦的定向层，且还可作为光定向层形成。
现将描述上部面板200。
光阻挡部件220形成于面对第一基板110的第二基板210的表面上。第二基板210可由透明玻璃或塑料形成。光阻挡部件220称为黑矩阵(黑底)，且用于防止光的泄漏。
多个滤色器230也形成于第二基板210的表面上，所述表面为面对第一基板110的表面。当下部面板100的第二钝化层180b为滤色器时，或者当在下部面板100中形成滤色器时，可省略上部面板200的滤色器230。另外，上部面板200的光阻挡部件220也可形成于下部面板100上。
罩面层(overcoat)250形成于滤色器230和光阻挡部件220上，且罩面层250面对第一基板110。罩面层250可由(有机)绝缘材料制成，且防止滤色器230被暴露并提供平滑表面。罩面层250是任选的且可被省略。
第二定向层21形成于罩面层250和液晶层3之间。第二定向层21可由与第一定向层11相同的材料形成。
LC层3介于下部面板100和上部面板200之间。在本示例性实施方式中，LC层3包括含有一侧分布的氟取代基的极性LC分子，且具体地，所述LC组合物的以上描述可适用于LC层。
图3为示意性横截面图，其说明取决于在LCD中存在或不存在电场的LC层中的示例性液晶(LC)分子的取向。
参照图3，根据本示例性实施方式的第一定向层11和第二定向层21可摩擦以平行于多个分支电极192。然而，当第一定向层11和第二定向层21由光定向材料形成时，第一定向层11和第二定向层21的表面可光定向以平行于多个分支电极192。
可使LC层3的LC分子310排列，使得其长轴平行于显示面板100和200。特别地，根据本示例性实施方式，在其中未施加电场的“关闭”状态中，LC分子310的长轴可排列成平行于多个分支电极192。换句话说，LC分子310在分支电极192延伸的相同的方向上倾斜。
在本示例性实施方式中，在其中施加电场的“接通”状态中，LC分子310的长轴可定向以平行于电场。示例性LCD为正型、面内转换(IPS)模式LCD，且因此，LC层3可由如下的LC材料形成：所述LC材料的整个LC组合物具有正极性。具体地，图3中所示的LCD为其中平面场产生电极和线性场产生电极在绝缘层介于其间的情况下产生LC层3的电场的面线转换(PLS)模式LCD。这样的正型IPS模式LCD具有如下的问题：在分支电极192和相邻分支电极192之间的开口部分中透射率通常降低。然而，不受理论限制，由于示例性LC组合物包括包含一侧分布的氟取代基的正性LC分子，因此整个LC组合物的平均介电常数可提高，由此提高LCD的透射率。
参照图4、5A和5B，描述了LC分子的垂直介电常数(ε⊥)和透射率之间的关系。参照图6-7，在正型IPS模式LCD中，将描述根据平均介电常数的透射率。
图4是示意性地说明LC指向矢的图。图5A和5B是说明LC分子的垂直组分的介电常数和透射率之间的关系的图。
参照图4，随着LC指向矢的垂直介电常数(ε⊥)增加，沿着长轴(光学轴)方向的偶极矩角也增加。如图5A和5B中所示，所述LC指向矢的倾斜角可通过局部垂直电场而降低(θ→θ')，所述局部垂直电场与这样的偶极矩角的增加有关。因此，与不包括包含一侧分布的氟取代基的示例性的极性LC分子的正型IPS模式LCD相比，透射率可提高。
表5显示随着垂直介电常数(ε⊥)和水平介电常数(ε∥)增加，正型IPS模式LCD中的透射率和驱动电压。图6是说明透射率如何根据所述LC组合物的平均介电常数变化的图。图6以图的形式说明以下表5中的数据。
平均介电常数可由方程1表示。
(表5)
参照表5和图6，随着所述LC组合物的平均介电常数增加，透射率改善。另外，随着垂直介电常数(ε⊥)和水平介电常数(ε∥)同时增加，驱动电压可不增加，而是可保持在低水平。因此，由于示例性LCD不仅包括含有一侧分布的氟取代基的极性LC分子，还包括至少一种由化学式C或化学式D表示的具有约20或更多的水平介电常数(ε∥)的正性LC分子，因此透射率可在不增加驱动电压的情况下得以改善。
回到参照图1和2，像素电极191接收来自漏电极175的数据电压，且公共电极270接收来自置于显示区域的外部的公共电压施加单元的恒定公共电压。
作为场产生电极，像素电极191和公共电极270产生电场，因而设置于这两个场产生电极191和270上的LC层3的LC分子可在垂直或平行于电场的方向上旋转。取决于所述LC分子的旋转方向，传输通过所述LC层的光的偏振改变。
这样，通过在单个显示面板100上形成两个场产生电极191和270，LCD的透射率可提高且可实现宽的视角。
根据所说明的示例性实施方式的LCD，公共电极270具有平坦的平面形状且像素电极191具有多个分支电极，但是根据LCD的另一示例性实施方式，像素电极191可具有平坦的平面形状且公共电极270可具有多个分支电极。
本发明可适用于如下的所有其它情况：其中，在第一基板110上两个场产生电极在绝缘层介于其间的情况下彼此重叠，在所述绝缘层下面形成的第一场产生电极具有平坦的平面形状，且在所述绝缘层上形成的第二场产生电极具有多个分支电极。
可在显示面板100和200的外表面处提供偏振器(未示出)。所述偏振器的透射轴彼此垂直，且所述透射轴的任一个可平行于栅极线121。在反射型LCD中，可省略两个偏振器之一。
图7是作为图3的示例性实施方式的变型的示例性IPS模式LCD的示意性横截面图。
参照图7，不同于图3中描绘的PLS模式LCD，示出正型IPS模式LCD，其中像素电极191和公共电极270两者都形成为线性场产生电极。由于本示例性实施方式产生水平电场且定向层的定向方向平行于线性电极，因此如在图3的示例性实施方式中那样，IPS LCD可使用以上描述的示例性LC组合物形成。
现将描述LC组合物的示例性实施方式及其相应的物理性质。
表6显示示例性实施方式1、示例性实施方式2和对比例的LC组合物中的组分。在表6中，R1和R2表示烷基，且在标记R1和R2的栏中的数字表示所述烷基中的碳原子数。
(表6)
表7显示对比例、示例性实施方式1、和示例性实施方式2以及负型PLS模式的LC组合物的物理性质。
(表7)
参照表7，包括示例性实施方式1和2的LC组合物的LCD可容许在与对比例相同的驱动电压下具有提高的透射率的设计。尽管负型PLS模式LCD在透射率方面优越，但是它具有如下的缺点：它具有高的驱动电压。
尽管已经关于目前被认为是实践性的示例性实施方式的内容描述了本发明，但是将理解，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多种变型和等同布置。

Claims (10)

1.液晶显示器，其包括：
第一基板；
设置在所述第一基板上的第一电极和第二电极；
介于所述第一电极和所述第二电极之间的绝缘层；
面对所述第一基板的第二基板；以及
设置在所述第一和第二基板之间的液晶层，其中所述液晶层包括至少一种由化学式A或化学式B表示的含有氟取代基的极性液晶分子：
其中，在化学式A和B中，K各自彼此独立地为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，连接于所述1,4-亚环己基或1,4-亚苯基的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，且n为1或2；
在化学式A中，X1和X2彼此独立地为单键、-CH2-、-CH2CH2-、-CF2-、-CH2O-、或-OCH2-，L1和L2彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基；和
在化学式B中，L3和L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，且R3为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶层进一步包括至少一种由化学式C或化学式D表示的正性液晶分子：
其中，在化学式C和化学式D中，K各自独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃，连接于包括在1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃、或吡喃中的碳环的基团全部为氢或所述基团的至少一个为氟，L1-L4彼此独立地为-H、-F、-CF3、或-OCF3，n为1或2，且R4和R5彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述液晶层进一步包括至少一种由化学式E表示的液晶分子：
其中，在化学式E中，R为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
4.如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述液晶层进一步包括至少一种由化学式F表示的液晶分子：
其中，在化学式F中，K为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，且R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基，且n为1或2。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其中所述液晶层进一步包括至少一种由化学式G表示的液晶分子：
其中，在化学式G中，R1和R2彼此独立地为具有1-9个碳原子的烷氧基或烷基或者具有2-9个碳原子的烯基。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述绝缘层设置在所述第一电极上且所述第二电极设置在所述绝缘层上。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其中所述第一电极为板状的且所述第二电极包括多个分支电极。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述多个分支电极与板状第一电极重叠。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中当未向所述液晶层施加电场时，包括在所述液晶层中的液晶分子在平行于所述分支电极的方向上倾斜。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，进一步包括设置于所述第二电极上的定向层，其中所述定向层摩擦或光定向以平行于所述分支电极。
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