TW201300508A - 液晶組成物及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的之一是提供一種在更寬的溫度範圍內呈現藍相的液晶組成物。本發明的目的之一是提供在液晶顯示裝置中呈現能夠實現更高的對比度的藍相的液晶組成物。在呈現藍相的液晶組成物中，具有包含結構式(100)所表示的化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑。在液晶顯示裝置中，將具有包含結構式(100)所表示的化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層。□

Description

液晶組成物及液晶顯示裝置
本發明關於一種液晶組成物、液晶顯示裝置及其製造方法。
作為薄型及輕量化的顯示裝置(所謂的平板顯示器)，已競相開發出具有液晶元件的液晶顯示裝置、具有自發光元件的發光裝置、場致發射顯示器(FED)等。
液晶顯示裝置需要液晶分子的回應速度的高速化。液晶的顯示模式多種多樣，其中作為能夠進行高速回應的液晶模式，可以舉出FLC(Ferroelectric Liquid Crystal；鐵電液晶)模式、OCB(Optical Compensated Birefringence；光學補償雙折射)模式、以及使用呈現藍相(blue phase)的液晶的模式。
尤其是，使用呈現藍相的液晶的模式由於不需要使用對準膜，並且可以獲得廣視角化，因此進一步展開邁向實用化的研究(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1是為了擴大出現藍相的溫度範圍而對液晶進行高分子穩定化處理的報告。
[專利文獻1]國際專利申請公開第2005-090520號
本發明的目的之一是提供一種呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。
本發明的目的之一是提供一種實現更高對比度的液晶顯示裝置。
在本說明書中所公開的發明的結構的一個方式是一種液晶組成物，其中具有包含下述結構式(100)所表示的化合物的向列液晶及手性試劑並呈現藍相。在本說明書中，下述結構式(100)所表示的化合物稱為4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3，5-二氟苯基(簡稱：PPEP-5FCNF)。
在本說明書中所公開的發明的結構的另一個方式是一種液晶組成物，其中具有包含下述結構式(100)所示的化合物的向列液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發劑並呈現藍相的液晶組成物。
作為呈現藍相的液晶組成物包括液晶和手性試劑。手性試劑用於使液晶對準為螺旋結構並顯示出藍相。例如，使液晶組成物混合有5wt%以上的手性試劑即可。
作為手性試劑，使用與液晶的相溶性良好並且扭曲力(twisting power)強的材料。另外，較佳使用R體和S體中的一方，而不使用R體和S體的比例為50:50的外消旋體(racemic body)。
呈現藍相的液晶組成物根據條件而呈現膽固醇相、膽甾藍相、各向同性相等。
藍相的膽甾藍相呈現於具有螺距(helical pitch)為500nm以下的間距相對較短的膽固醇相的液晶組成物中。液晶的對準具有雙扭轉結構。由於具有可見光的波長以下的序列，因此液晶材料為透明，藉由施加電壓改變對準序列(alignment order)，從而產生光學調變作用。因為藍相在光學上具有各向同性，所以沒有視角依賴性，不需要形成對準膜，因此可以實現顯示影像品質的提高及成本的削減。
藍相僅在窄溫度範圍之內呈現；因此，將光固化樹脂和光聚合引發劑添加到液晶組成物，並且進行高分子穩定化處理，以便拓寬溫度範圍。以這樣的方式進行高分子穩定化處理：用具有能與光固化樹脂和光聚合引發劑反應的波長的光照射包含液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發劑的液晶組成物。
例如，在藉由控制液晶組成物的溫度而呈現藍相的狀態下，對液晶組成物照射光來進行高分子穩定化處理。藍相和各向同性相之間的相轉變溫度是指當升溫時從藍相轉變到各向同性相的溫度或者當降溫時從各向同性相轉變到藍相的溫度。作為高分子穩定化處理的一個例子，可以將液晶層加熱到其呈現各向同性相，然後逐漸降溫到轉變為藍相，在保持呈現藍相的溫度的狀態下對其照射光。另外，當將紫外線固化樹脂(UV固化樹脂)用作液晶組成物所包含的光固化樹脂時，對液晶層照射紫外線即可。
可以將上述呈現藍相的液晶組成物用於液晶顯示裝置的液晶層。呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。
藉由將該呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以提供實現更高對比度的液晶顯示裝置。
下面，將參照附圖對實施方式進行詳細說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本發明的宗旨及其範圍。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在下面所示的實施方式所記載的內容中。注意，在以下說明的結構中，在不同的附圖之間共同使用同一附圖標記來表示同一部分或具有同一功能的部分，而省略其重複說明。
注意，為方便起見，附加了第一、第二或第三序數詞，而其並不表示製程順序或疊層順序。另外，本說明書中的序數詞並不表示規定本發明的特定名稱。
在本說明書中，半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路以及電子設備都是半導體裝置。
實施方式1
參照圖1對在本說明書中公開的發明的結構的一個方式的液晶組成物及使用該液晶組成物的液晶顯示裝置進行說明。圖1是液晶顯示裝置的剖面圖。
根據本實施方式的液晶組成物是具有包含下述結構式(100)所示的化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。
根據本實施方式的液晶組成物是具有包含下述結構式(100)所示的化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發劑並呈現藍相的液晶組成物。
作為呈現藍相的液晶組成物包括液晶和手性試劑。手性試劑用於使液晶對準為螺旋結構並顯示出藍相。例如，使液晶組成物混合有5wt%以上的手性試劑即可。
作為手性試劑，使用與液晶的相溶性良好並且扭曲力(twisting power)強的材料。另外，較佳使用R體和S體中的一方，而不使用R體和S體的比例為50:50的外消旋體(racemic body)。
呈現藍相的液晶組成物根據條件而呈現膽固醇相、膽甾藍相、各向同性相等。
藍相的膽甾藍相呈現於具有螺距(helical pitch)為500nm以下的間距相對較短的膽固醇相的液晶組成物中。液晶的對準具有雙扭轉結構。由於具有可見光的波長以下的序列，因此液晶材料為透明，藉由施加電壓改變對準序列(alignment order)，從而產生光學調變作用。因為藍相在光學上具有各向同性，所以沒有視角依賴性，不需要形成對準膜，因此可以實現顯示影像品質的提高及成本的削減。
藍相僅在窄溫度範圍之內呈現；因此，將光固化樹脂和光聚合引發劑添加到液晶組成物，並且進行高分子穩定化處理，以便拓寬溫度範圍。以這樣的方式進行高分子穩定化處理：用具有能與光固化樹脂和光聚合引發劑反應的波長的光照射包含液晶、手性試劑、光固化樹脂以及光聚合引發劑的液晶組成物。
例如，在藉由控制液晶組成物的溫度而呈現藍相的狀態下，對液晶組成物照射光來進行高分子穩定化處理。藍相和各向同性相之間的相轉變溫度是指當升溫時從藍相轉變到各向同性相的溫度或者當降溫時從各向同性相轉變到藍相的溫度。作為高分子穩定化處理的一個例子，可以將液晶層加熱到其呈現各向同性相，然後逐漸降溫到轉變為藍相，在保持呈現藍相的溫度的狀態下對其照射光。另外，當將紫外線固化樹脂(UV固化樹脂)用作液晶組成物所包含的光固化樹脂時，對液晶層照射紫外線即可。
光固化樹脂既可以使用如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯(methacrylate)等的單官能團單體(monofunctional monomer)，又可以使用如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等的多官能團單體(polyfunctional monomer)，還可以使用上述物質的混合物。此外，光固化樹脂可以使用液晶性(液晶性單官能團單體、液晶性多官能團單體)、非液晶性(非液晶性單官能團單體、非液晶性多官能團單體)或者混合它們兩者。光固化樹脂只要選擇能夠根據使用的光聚合引發劑的反應波長的光進行固化的樹脂即可，典型地可以使用紫外線固化樹脂。
作為光聚合引發劑，可以使用：由光的照射產生自由基的自由基聚合引發劑、產生酸的酸產生劑以及產生鹼的鹼產生劑。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以其可靠性也高。
本說明書所公開的呈現藍相的液晶組成物可以用於液晶顯示裝置的液晶層。圖1示出將本說明書所公開的呈現藍相的液晶組成物用於液晶顯示裝置的液晶層的例子。
圖1示出第一基板200和第二基板201以夾持使用呈現藍相的液晶組成物的液晶層208的方式而對置地配置的液晶顯示裝置。在第一基板200與液晶層208之間相鄰地設置像素電極層230和公共電極層232。
在包括使用呈現藍相的液晶組成物的液晶層的液晶顯示裝置中，可以使用藉由產生與基板大致平行(即，水平方向)的電場，來在與基板平行的面內移動液晶分子，而控制灰度的方式。
隔著液晶層208相鄰的像素電極層230和公共電極層232的距離為：當對像素電極層230及公共電極層232分別施加所定的電壓時在像素電極層230與公共電極層232之間夾有的液晶層208的液晶回應的距離。根據該距離適當地控制所施加的電壓。
液晶層208的厚度(膜厚度)的最大值較佳為1μm以上且20μm以下。
作為形成液晶層208的方法，可以使用分配器法(滴落法)或在使第一基板200與第二基板201彼此貼合之後利用毛細現象等注入液晶的注入法。
作為液晶層208使用具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。
藉由在像素電極層230與公共電極層232之間形成電場，可以控制液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。此外，由於可以在平行於基板的方向上控制被對準為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以將該液晶組成物用於液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
另外，由於具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以得到高對比度，所以可以提供高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
例如，由於能夠高速響應，所以適當地應用於在背光燈裝置中配置RGB的發光二極體(LED)等，並以時間分割的方式進行彩色顯示的繼時加法混色法(場序制方法)或以時間分割的方式交替看左右的影像的阻擋眼鏡方式的三維顯示方式。
另外，雖然在圖1中未圖示，但是適當地設置偏光板、相位差板、抗反射膜等的光學薄膜等。例如，也可以使用利用偏光板及相位差板的圓偏振。此外，也可以使用背光燈等作為光源。
在本說明書中，形成有半導體元件(例如電晶體)、像素電極層、公共電極層的基板稱作元件基板(第一基板)，而與該元件基板隔著液晶層相對的基板稱作對對置基板(第二基板)。
將具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶顯示裝置，可以提供透過來自光源的光來顯示的透過型液晶顯示裝置、反射入射光來顯示的反射型液晶顯示裝置或具有透過型和反射型的兩者的半透過型液晶顯示裝置。
當使用透過型液晶顯示裝置時，存在於透過光的像素區域中的第一基板、第二基板、其他絕緣膜、導電膜等對可見光波長區中的光具有透光性。較佳的是，像素電極層、公共電極層具有透光性，但是，在具有開口圖案的情況下根據其形狀也可以使用金屬膜等的非透光材料。
另一方面，當使用反射型液晶顯示裝置時，在液晶層的與可見側相反一側設置透過液晶層的光反射的反射性構件(具有反射性的膜或基板等)即可。因此，對可見光波長區中的光具有透光性的透過光的基板、絕緣膜、導電膜設置在可見側與反射性構件之間。注意，在本說明書中透光性是指至少在可見光的波長區中具有透過光的性質。
可以使用選自氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅(ZnO)混入氧化銦中而成的IZO(indium zinc oxide：氧化銦鋅)、將氧化矽(SiO2)混入氧化銦中而成的導電材料、有機銦、有機錫、含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦或含氧化鈦的氧化銦錫、諸如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)之類的金屬、以上金屬的合金、或以上金屬的氮化物中的一種或多種材料形成像素電極層230和公共電極層232。
作為第一基板200及第二基板201可以使用如硼矽酸鋇玻璃或硼矽酸鋁玻璃等的玻璃基板、石英基板或者塑膠基板等。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。
藉由將該呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以提供實現更高對比度的液晶顯示裝置。
實施方式2
在本說明書中公開的發明可以應用於被動矩陣型的液晶顯示裝置和主動矩陣型的液晶顯示裝置的兩者。在本實施方式中，參照圖2A和2B及圖3A至3D對將在本說明書中公開的發明應用於主動矩陣型的液晶顯示裝置的例子進行說明。
圖2A是液晶顯示裝置的平面圖，並且表示一個像素。圖2B是沿著圖2A的線X1-X2的剖面圖。
在圖2A中，多個源極電極佈線層(包括佈線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相分離的狀態配置。多個閘極佈線層(包括閘極電極層401)配置為在與源極電極佈線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離。公共佈線層408配置在與多個閘極佈線層的每一個相鄰的位置，並在大致平行於閘極佈線層的方向，即，與源極電極佈線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極電極佈線層、公共佈線層408及閘極佈線層圍繞為大致矩形的空間，並且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及公共佈線層。驅動像素電極層的電晶體420配置在圖中的左上角。多個像素電極層和多個電晶體以矩陣來配置。
在圖2A和2B的液晶顯示裝置中，與電晶體420電連接的第一電極層447用作像素電極層，並且與公共佈線層408電連接的第二電極層446用作公共電極層。注意，電容器由第一電極層和公共佈線層形成。雖然公共電極層能工作於浮置狀態(電絕緣狀態)，但可以將公共電極層的電位設定為固定電位，較佳設定為處於不產生閃爍的電平的公共電位附近的電位(作為資料傳輸的視頻信號的中間電位)。
可以採用藉由產生大致平行於基板(即，水平方向)的電場來在平行於基板的面內移動液晶分子以控制灰度的方式。對於這樣的方法，可以採用如圖2A和2B及圖3A至3D所示的用於IPS模式的電極結構。
作為如示出的IPS模式等的橫向電場模式，在液晶層的下方配置具有開口圖案的第一電極層(例如，電壓根據每個像素被控制的像素電極層)以及第二電極層(例如，共同電壓被提供給所有像素的公共電極層)。由此，在第一基板441上形成一方為像素電極層而另一方為公共電極層的第一電極層447以及第二電極層446，並且至少第一電極層和第二電極層之一形成在層間膜上。第一電極層447及第二電極層446不是平面形狀，而具有各種開口圖案，包括彎曲部分或分叉的梳齒狀。由於第一電極層447以及第二電極層446在其電極層間產生電場，所以將它們配置為相同形狀且不互相重疊。
作為液晶層444使用實施方式1所示的具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。液晶層444在藉由高分子穩定化處理呈現藍相的狀態(也稱為顯示藍相的狀態)下設置在液晶顯示裝置中。
藉由在像素電極層的第一電極層447與公共電極層的第二電極層446之間形成電場，控制液晶層444的液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。此外，由於可以在平行於基板的方向上控制被對準為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
圖3A至3D示出第一電極層447及第二電極層446的其他例子。如圖3A至3D的俯視圖所示，第一電極層447a至447d以及第二電極層446a至446d交替地形成，在圖3A中第一電極層447a及第二電極層446a為具有起伏的波浪形狀，在圖3B中第一電極層447b以及第二電極層446b為具有同心圓狀的開口部的形狀，在圖3C中第一電極層447c以及第二電極層446c為梳齒狀且一部分為彼此層疊的形狀，在圖3D中第一電極層447d及第二電極層446d為梳齒狀且電極為彼此嚙合的形狀。另外，如圖3A至3C所示，當第一電極層447a、447b、447c與第二電極層446a、446b、446c重疊時，在第一電極層447與第二電極層446之間形成絕緣膜，並在不同的膜上形成第一電極層447以及第二電極層446。
注意，第一電極層447、第二電極層446為具有開口圖案的形狀，在圖2B的剖面圖中表示為被分斷的多個電極層。這是與本說明書的其他附圖同樣。
電晶體420是反交錯的薄膜電晶體，其形成在具有絕緣表面的基板的第一基板441上，並包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、半導體層403、用作源極電極層或汲極電極層的佈線層405a、405b。
對可以應用於本說明書所公開的液晶顯示裝置的電晶體的結構沒有特別的限定，例如可以使用頂閘結構或者底閘結構的交錯型和平面型等。另外，電晶體可以具有形成有一個通道形成區的單閘極結構、形成有兩個通道形成區的雙閘極結構或形成有三個通道形成區的三閘極結構。此外，也可以是具有隔著閘極絕緣層配置在通道區上下的兩個閘極電極層的雙閘型結構。
以覆蓋電晶體420並接觸於半導體層403的方式設置有絕緣膜407、絕緣膜409，並且在絕緣膜409上層疊有層間膜413。
對層間膜413的形成方法沒有特別的限制，可以根據其材料利用如下方法及設備：方法諸如旋塗、浸漬、噴塗、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等)；設備諸如輥塗機、幕塗機、刮刀塗佈機等。
將第一基板441與對置基板的第二基板442以其之間夾著液晶層444的方式用密封材料固定。作為形成液晶層444的方法，可以使用分配器法(滴落法)或在將第一基板441與第二基板442貼合之後利用毛細現象等來注入液晶的注入法。
作為密封材料，較佳典型地使用可見光固化樹脂、紫外線固化樹脂、熱固化樹脂。典型的是，可以使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、胺樹脂等。此外，也可以包括光(典型為紫外線)聚合引發劑、熱固化劑、填料、耦合劑。
作為液晶層444使用實施方式1所示的具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。
將該液晶組成物在第一基板441與第二基板442之間的空隙充填之後，照射光進行高分子穩定化處理，從而形成液晶層444。作為光採用液晶層所包含的光固化樹脂以及光聚合引發劑起反應的波長的光。藉由利用該光照射的高分子穩定化處理，可以改善並擴大液晶層444呈現藍相的溫度範圍。
再者，具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以將該液晶組成物用於液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
當使用如紫外線固化樹脂等的光固化樹脂作為密封材料並利用滴落法形成液晶層時，還可以藉由高分子穩定化處理的光照射製程進行密封材料的固化。
在本實施方式中，在第一基板441的外側(與液晶層444相反一側)上設置偏光板443a，而在第二基板442的外側(與液晶層444相反一側)上設置偏光板443b。另外，除了設置偏光板之外還可以設置相位差板、抗反射膜等的光學薄膜等。例如，也可以使用利用偏光板及相位差板的圓偏振。根據上述製程可以完成液晶顯示裝置。
另外，當使用大型的基板製造多個液晶顯示裝置(即，將一個基板分割成多個面板)時，可以在進行高分子穩定化處理之前或者在設置偏光板之前進行分割步驟。考慮到分割步驟對液晶層的影響(由於進行分割步驟時的施力等而引起的對準混亂等)，較佳在進行第一基板和第二基板的貼合之後且在進行高分子穩定化處理之前進行分割步驟。
雖然未圖示，但是可以使用背光燈、側光燈等作為光源。光源以從元件基板的第一基板441一側向可見側的第二基板442透過的方式進行照射。
作為第一電極層447、第二電極層446，可以使用具有透光性的導電材料諸如包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(下面表示為ITO)、銦鋅氧化物、添加有氧化矽的銦錫氧化物等。
另外，可以使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)等的金屬、以上金屬的合金以及這些金屬的氮化物中的一種或多種形成第一電極層447及第二電極層446。
此外，第一電極層447、第二電極層446可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電組成物形成。使用導電組成物形成的像素電極的薄層電阻較佳為10000 Ω/□以下，並且其波長為550nm時的透光率較佳為70%以上。另外，導電組成物所包含的導電高分子的電阻率較佳為0.1 Ω‧cm以下。
作為導電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物以及苯胺、吡咯和噻吩中的兩種以上的共聚物或其衍生物。
可以在第一基板441與閘極電極層401之間設置用作基底膜的絕緣膜。基底膜用於防止雜質元素從第一基板441擴散，而且可以使用選自氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜以及氧氮化矽膜中的一層膜或疊層膜形成具有單層結構或疊層結構的基底膜。閘極電極層401可以藉由使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以這些金屬材料為主要成分的合金材料的單層或疊層來形成。當將具有遮光性的導電膜用作閘極電極層401時，可以防止來自背光燈的光(從第一基板441入射的光)入射到半導體層403。
例如，作為閘極電極層401的雙層的疊層結構，較佳採用：在鋁層上層疊有鉬層的雙層疊層結構；在銅層上層疊有鉬層的雙層結構；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結構；或者層疊有氮化鈦層和鉬層的雙層結構。作為三層疊層結構，較佳採用層疊鎢層或氮化鎢層、鋁和矽的合金或鋁和鈦的合金層、以及氮化鈦層或鈦層的疊層結構。
藉由利用電漿CVD法或濺射法等並使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層或氮氧化矽層的單層或疊層，可以形成閘極絕緣層402。另外，作為閘極絕緣層402，還可以藉由使用有機矽烷氣體的CVD法而形成氧化矽層。作為有機矽烷氣體，可以使用如正矽酸乙酯(TEOS：化學式為si(OC2H5)4)、四甲基矽烷(TMS：化學式為Si(CH3)4)、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三乙氧基矽烷(SiH(OC2H5)3)、三(二甲基氨基)矽烷(SiH(N(CH3)2)3)等的含矽化合物。
對用於半導體層403的材料沒有特別的限制，根據電晶體420所需的特性而適當地設定。以下對可用於半導體層403的材料的例子進行說明。
作為形成半導體層403的材料，可以使用如下材料：藉由使用以矽烷或鍺烷為代表的半導體材料氣體的氣相生長法或濺射方法製成的非晶半導體；藉由利用光能或熱能將該非晶半導體結晶而形成的多晶半導體；微晶半導體等。可以藉由濺射法、LPCVD法或電漿CVD法等形成半導體層。
作為非晶半導體，可以典型地舉出氫化非晶矽等。作為結晶半導體，可以典型地舉出多晶矽等。多晶矽包括如下多晶矽：使用藉由800℃以上的工藝溫度形成的多晶矽作為主要材料的所謂高溫多晶矽；使用藉由600℃以下的工藝溫度形成的多晶矽作為主要材料的所謂低溫多晶矽；以及使用促進結晶化的元素等使非晶矽結晶化而成的多晶矽等。當然，如上所述，也可以使用微晶半導體或在半導體層的一部分包含結晶相的半導體。
另外，也可以使用氧化物半導體，作為氧化物半導體，可以使用四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn-O類、三元金屬氧化物的In-Ga-Zn-O類、In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、二元金屬氧化物的In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、Zn-Mg-O類、Sn-Mg-O類、In-Mg-O類、In-Ga-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類等。此外，也可以使上述氧化物半導體包含SiO2。在此，例如In-Ga-Zn-O類氧化物半導體是指至少包含In、Ga及Zn的氧化物，且對其組成比沒有特別的限制。此外，也可以包含In、Ga及Zn以外的元素。
此外，氧化物半導體層可以使用由化學式InMO3(ZnO)m(m>0)表示的薄膜。這裏，M表示選自Ga、Al、Mn及Co中的一種或多種金屬元素。例如，作為M，有Ga、Ga及Al、Ga及Mn或Ga及Co等。
另外，當作為氧化物半導體使用In-Zn-O類的材料時，將原子數比為In/Zn=0.5至50，較佳為In/Zn=1至20，更佳為In/Zn=1.5至15。藉由使Zn的原子數比設定為上述範圍，可以提高電晶體的場效應遷移率。在此，當化合物的原子數比為In：Zn：O=X：Y：Z時，Z>1.5X+Y。
在形成半導體層和佈線層的製造製程中，蝕刻製程用於將薄膜加工成所希望的形狀。作為蝕刻製程，可以使用乾蝕刻或濕蝕刻。
作為用於乾蝕刻的蝕刻裝置，可以使用如下裝置：使用反應性離子蝕刻法(RIE法)的蝕刻裝置、使用ECR(Electron Cyclotron Resonance，即電子迴旋共振)或ICP(Inductively Coupled Plasma，即感應耦合電漿)等高密度電漿源的乾蝕刻裝置。此外，作為與ICP蝕刻設備相比可以在寬廣的區域上獲得均勻的放電的乾蝕刻裝置，存在ECCP(Enhanced Capacitively Coupled Plasma，即增強型電容耦合電漿)模式的蝕刻裝置，其中上部電極接地，並且下部電極連接到13.56MHz的高頻電源，並且進一步連接到3.2MHz的低頻電源。即使在例如使用長度超過3 m的第十代基板的基板時仍可以採用該ECCP模式蝕刻裝置。
適當地調節蝕刻條件(施加到線圈型電極的電力量、施加到基板一側的電極的電力量、基板一側的電極溫度等)，以便可以蝕刻為所希望的加工形狀。
根據材料適當地調節蝕刻條件(諸如蝕刻液、蝕刻時間以及溫度等)，以蝕刻為所希望的形狀。
作為用作源極電極層或汲極電極層的佈線層405a、405b的材料，可以舉出：選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素；以上述元素為成分的合金；組合上述元素的合金膜等。另外，當進行熱處理時，較佳使該導電膜具有承受該熱處理的耐熱性。例如，因為Al單體有耐熱性低並且容易腐蝕等的問題，所以將Al與耐熱性導電材料組合而形成導電膜。作為與Al組合的耐熱導電材料，使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、sc(鈧)中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜或者以上述元素為成分的氮化物，而形成導電膜。
可以在不接觸於大氣的情況下連續地形成閘極絕緣層402、半導體層403、用作源極電極層或汲極電極層的佈線層405a、405b。藉由不接觸於大氣地連續進行成膜，可以在不被大氣成分或浮游在大氣中的污染雜質元素污染的狀態下形成各疊層介面，因此，可以降低電晶體的特性的不均勻性。
另外，半導體層403僅被部分性地蝕刻，而具有槽部(凹部)。
覆蓋電晶體420的絕緣膜407、絕緣膜409可以使用利用乾式法或濕式法形成的無機絕緣膜或有機絕緣膜。例如，可以使用利用CVD法或濺射法等形成的氮化矽膜、氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等。另外，可以使用如聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯、聚醯胺或環氧等有機材料。另外，除了使用上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。此外，作為絕緣膜407可以使用氧化鎵。
另外，矽氧烷類樹脂相當於以矽氧烷類材料為起始材料而形成的包含Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷類樹脂還可以使用有機基(例如烷基或芳基)或氟基作為取代基。此外，有機基也可以包括氟基團。矽氧烷類樹脂藉由塗敷法形成膜並藉由焙燒而可以用作絕緣膜407。
另外，還可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜來形成絕緣膜407、絕緣膜409。例如，還可以採用在無機絕緣膜上層疊有機樹脂膜的結構。
另外，藉由使用由多色調掩模形成的具有多種(典型的是兩種)厚度的區域的抗蝕劑掩模，可以縮減抗蝕劑掩模數，因而可以實現製程的簡化及低成本化。
如上所述，由於具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以得到高對比度，所以可以提供高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
實施方式3
參照圖4A和4B及圖5A至5D對將在本說明書中公開的發明應用於主動矩陣型的液晶顯示裝置的其他例子進行說明。
圖4A是液晶顯示裝置的平面圖，並且表示一個像素。圖4B是沿著圖4A的線X3-X4的剖面圖。
在圖4A中，多個源極電極佈線層(包括佈線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方向上延伸)且互相分離的狀態配置。多個閘極佈線層(包括閘極電極層401)配置為在與源極電極佈線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸且彼此分離。公共佈線層(公共電極層)配置在與多個閘極佈線層的每一個相鄰的位置，並在大致平行於閘極佈線層的方向，即，與源極電極佈線層大致正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極電極佈線層、公共佈線層(公共電極層)及閘極佈線層圍繞為大致矩形的空間，並且在該空間中配置有液晶顯示裝置的像素電極層以及公共電極層。驅動像素電極層的電晶體430配置在圖中的左上角。多個像素電極層和多個電晶體以矩陣來配置。
在圖4A和4B的液晶顯示裝置中，與電晶體430電連接的第一電極層447用作像素電極層，並且與公共佈線層電連接的第二電極層446用作公共電極層。另外，如在圖4A和4B中示出那樣，第二電極層446也兼作像素中的公共佈線層，相鄰的像素之間用公共電極層419彼此電連接。此外，電容器由像素電極層和公共電極層形成。雖然公共電極層能工作於浮置狀態(電絕緣狀態)，但可以將公共電極層的電位設定為固定電位，較佳設定為處於不產生閃爍的電平的公共電位附近的電位(作為資料傳輸的視頻信號的中間電位)。
可以採用藉由產生大致平行於基板(即，水平方向)的電場來在平行於基板的面內移動液晶分子以控制灰度的方式。對於這樣的方法，可以採用如圖4A和4B及圖5A至5D所示的用於FFS模式的電極結構。
在FFS模式等的橫向電場中，在液晶層的下方配置具有開口圖案的第一電極層(例如像素電極層，其每個像素的電壓均受控制)，還在該開口圖案的下方配置具有平坦形狀的第二電極層(例如公共電極層，其中對所有像素施加公共電壓)。因此，在第一基板441上，形成第一電極層和第二電極層，其中的一個是像素電極層並且其中另一個是公共電極層，並且像素電極層和公共電極層配置為以便用介於其間的絕緣膜(或層間絕緣膜)層疊。像素電極層和公共電極層中的一個在另一個下方形成且具有平坦形狀，而另一個在一個上形成，且具有包括彎曲部或分支梳狀部的多種開口圖案。由於第一電極層447以及第二電極層446在其電極層間產生電場，所以將它們配置為相同形狀且不互相重疊。
在本實施方式中示出將像素電極層的第一電極層447為具有開口圖案(縫隙)的電極層，而將公共電極層的第二電極層446為平坦形狀的電極層的例子。
為了在第一電極層447及第二電極層446之間產生電場，以平板形狀的第二電極層446和第一電極層447的開口圖案(縫隙)彼此重疊。
作為液晶層444使用實施方式1所示的具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。
藉由在第一電極層447與第二電極層446之間形成電場，控制液晶層444的液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。此外，由於可以在平行於基板的方向上控制被對準為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以將該液晶組成物用於液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
圖5A至5D示出第一電極層447及第二電極層446的例子。如圖5A至5D所示，第一電極層447e至447h與第二電極層446e至446h配置為彼此重疊，在第一電極層447e至447h與第二電極層446e至446h之間形成絕緣膜，在不同的膜上分別形成第一電極層447e至447h與第二電極層446e至446h。
如圖5A至5D的俯視圖所示，在第二電極層446e至446h上形成有形成為各種圖案的第一電極層447e至447h。在圖5A中，第二電極層446e上的第一電極層447e具有V型。在圖5B中，第二電極層446f上的第一電極層447f具有同心圓狀。在圖5C中，第二電極層446g上的第一電極層447g具有梳狀且電極彼此咬合的形狀。在圖5D中，第二電極層446h上的第一電極層447h具有梳狀。
電晶體430是反交錯的薄膜電晶體，其形成在具有絕緣表面的基板的第一基板441上，並包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、半導體層403、源極區或汲極區404a、404b、用作源極電極層或汲極電極層的佈線層405a、405b。第一電極層447在第一基板441上與閘極電極層401形成在同一層中，並且其在像素中為平板形狀的電極層。
如電晶體430那樣可以採用在半導體層403與用作源極電極層或汲極電極層的佈線層405a、405b之間設置源極區或汲極區404a、404b的結構。作為源極區或汲極區404a、404b可以使用其電阻比半導體層403低的半導體層等。
覆蓋電晶體430地設置有與半導體層403接觸的絕緣膜407。在絕緣膜407上設置有層間膜413，在層間膜413上設置有像素中平坦形狀的第二電極層446，在第二電極層446上隔著絕緣膜450形成具有開口圖案的第一電極層447。因此，第一電極層447和第二電極層446在其間夾著絕緣膜450重疊而配置。
另外，在本實施方式中可以採用將第一電極層447及第二電極層446為透光性的電極層的透過型液晶顯示裝置。此外，也可以將平坦形狀的第二電極層446為反射性的電極層，而採用反射型液晶顯示裝置。
如上所述，由於具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以得到高對比度，所以可以提供高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
實施方式4
在本說明書中公開的發明可以應用於被動矩陣型的液晶顯示裝置和主動矩陣型的液晶顯示裝置的兩者。參照圖6A和6B說明被動矩陣型的液晶顯示裝置的例子。圖6A示出液晶顯示裝置的俯視圖，並且圖6B示出沿著圖6A的線G-H的剖面圖。另外，雖然在圖6A中省略液晶層1703、對置基板的基板1710、偏光板1714b等而未對其進行圖示，但是如圖6B所示分別設置。
圖6A和6B示出設置有偏光板1714a的基板1700和設置有偏光板1714b的基板1710以夾持使用具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物的液晶層1703的方式而對置地配置的液晶顯示裝置。在基板1700與液晶層1703之間設置有公共電極層1706a、1706b、1706c、絕緣膜1707以及像素電極層1701a、1701b、1701c。
像素電極層1701a、1701b、1701c、公共電極層1706a、1706b、1706c是具有開口圖案的形狀，並且在液晶元件1713的像素區域中具有長方形的開口(縫隙)。
作為液晶層1703使用實施方式1所示的具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。
藉由在像素電極層1701a、1701b、1701c與公共電極層1706a、1706b、1706c之間形成電場，控制液晶層1703的液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。此外，由於可以在平行於基板的方向上控制被對準為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以將該液晶組成物用於液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
另外，可以設置用作濾色片的著色層。另外，濾色片既可以設置在基板1700和基板1710的相對於液晶層1703為內側，又可以設置在基板1710和偏光板1714b之間、或者在基板1700和偏光板1714a之間。
濾色片在液晶顯示裝置進行全彩色顯示的情況下使用呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的材料形成即可，在進行單色顯示的情況下不設置著色層或者使用至少呈現一種顏色的材料形成即可。另外，當在背光燈裝置中配置RGB的發光二極體(LED)等，並且採用藉由時間分割進行彩色顯示的繼時加法混色法(field sequential method：場序制方法)時，有時不設置濾色片。
可以使用選自氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅(ZnO)混入氧化銦中而成的IZO(indium zinc oxide：氧化銦鋅)、將氧化矽(SiO2)混入氧化銦中而成的導電材料、有機銦、有機錫、含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦或含氧化鈦的氧化銦錫、諸如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)或銀(Ag)等的金屬、以上金屬的合金、或以上金屬的氮化物中的一種或多種材料形成像素電極層1701a、1701b、1701c、和公共電極層1706a、1706b、1706c。
如上所述，由於具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以得到高對比度，所以可以提供高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合來實施。
實施方式5
可以在實施方式1至4中的任一種所示的液晶顯示裝置中設置遮光層(黑矩陣)。另外，與實施方式1至4相同的部分可以使用相同的材料及製造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細說明。
遮光層既可以設置在夾持液晶層並固定的一對基板的內側(液晶層一側)，又可以設置在基板的外側(與液晶層相反一側)。
當在液晶顯示裝置中一對基板的內側設置遮光層時，遮光層既可以形成在設置有像素電極層的元件基板一側，又可以形成在對置基板一側。遮光層也可以另行設置，在實施方式2或實施方式3那樣的主動矩陣型的液晶顯示裝置時，也可以形成為設置在元件基板上的層間膜。例如，在實施方式2的圖4A和4B的液晶顯示裝置中採用在層間膜413的一部分使用遮光層的結構即可。
遮光層使用對光進行反射或吸收的具有遮光性的材料。例如，可以使用黑色的有機樹脂，將顏料類的黑色樹脂、碳黑、鈦黑等混合到感光性或非感光性的聚醯亞胺等的樹脂材料中形成即可。另外，還可以使用遮光性的金屬膜，例如可以使用如鉻、鉬、鎳、鈦、鈷、銅、鎢或鋁等。
對遮光層的形成方法沒有特別的限制，可以根據其材料使用如蒸鍍法、濺射法、CVD法等的乾式法、或如旋轉塗敷、浸漬、噴塗、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等)等的濕式法，並根據需要藉由蝕刻法(乾蝕刻或濕蝕刻)加工成所希望的圖案。
由於遮光層用作層間膜413的一部分，所以較佳使用黑色的有機樹脂。
當作為層間膜的一部分將遮光層直接形成在元件基板上時，不發生遮光層與像素區域之間的位置對準的偏差問題，可以對形成區進行更精密的控制，並可以應對微細圖案的像素。
在採用在元件基板上形成遮光層的液晶顯示裝置的結構的情況下，對液晶層進行用於高分子穩定化的光照射時，不由遮光層從對置基板一側照射的光吸收或遮斷，所以可以對液晶層整體均勻地照射光。由此，可以防止因為光聚合的不均勻而引起的液晶的對準混亂及由此帶來的顯示不均勻等。
在液晶顯示裝置中遮光層設置在與電晶體的半導體層或接觸孔重疊的區域或像素間等即可。
像這樣，由於藉由設置遮光層，遮光層可以遮斷向電晶體的半導體層的光的入射，因此具有可以抑制由光入射而引起的電晶體的電特性的變動而使其穩定的作用。另外，遮光層還可以防止向相鄰的像素的漏光，並可以覆蓋由容易發生在接觸孔上的液晶的對準缺陷而引起的漏光等的顯示不均勻。因此，可以實現液晶顯示裝置的高清晰化以及高可靠性。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合來實施。
實施方式6
在本實施方式中示出進行彩色顯示的液晶顯示裝置的例子。可以將濾色片設置在實施方式1至5中的任一種所示的液晶顯示裝置中而進行彩色顯示。另外，與實施方式1至5相同的部分可以使用相同的材料及製造方法，而省略對同一部分或具有同樣的功能的部分的詳細說明。
濾色片在液晶顯示裝置進行全彩色顯示的情況下使用呈現紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的材料形成即可，在進行黑白以外的單色顯示的情況下使用至少呈現一種顏色的材料形成即可。
明確而言，在液晶顯示裝置中設置用作濾色層的著色層。濾色層既可以設置在夾持液晶層並固定的一對基板的內側(液晶層一側)，又可以設置在基板的外側(與液晶層相反一側)。
首先，對在液晶顯示裝置中在一對基板的內側設置濾色層的情況進行說明。濾色層既可以形成在設置有像素電極層的元件基板一側，又可以形成在對置基板一側。濾色層也可以另行設置，在實施方式2或實施方式3那樣的主動矩陣型的液晶顯示裝置時，也可以形成為設置在元件基板上的層間膜。例如，在實施方式2的圖2A和2B中的液晶顯示裝置中是作為層間膜413使用用作濾光層的彩色的透光樹脂層的結構即可。
當將層間膜作為濾色層直接形成在元件基板上時，不發生濾色層和像素區域的位置對準的偏差問題，可以對形成區進行更精密的控制，並可以應對微細圖案的像素。此外，由於使用同一絕緣層兼作層間膜和濾色層，所以具有製程簡化、低成本化等的優點。
另外，在採用在元件基板上形成濾色層的液晶顯示裝置的結構的情況下，對液晶層進行用於高分子穩定化的光照射時，不由濾色層從對置基板一側照射的光吸收，所以可以對液晶層整體均勻地照射光。由此，可以防止因為光聚合的不均勻而引起的液晶的對準混亂及由此帶來的顯示不均勻等。
作為用作濾色層的彩色透光樹脂，可以使用感光性或非感光性有機樹脂。當使用感光性有機樹脂層時，可以縮減抗蝕劑掩模數，從而簡化製程，所以是較佳的。
彩色是指除了黑、灰、白等的無彩色之外的顏色，為了將著色層用作濾色片，使用只透過被著色的彩色的光的材料來形成著色層。至於彩色，可以使用紅色、綠色、藍色等。另外，還可以使用青色(cyan)、品紅色(magenta)、黃色(yellow)等。只透過被著色的彩色的光意味著：在著色層中透過的光在其彩色的光的波長中具有峰值。
濾色層考慮所包含的著色材料的濃度與光的透過率的關係以適當地控制最適合的膜厚度即可。
當根據彩色的顏色而彩色的透光樹脂層的厚度不同或者具有起因於遮光層、電晶體的凹凸時，可以層疊能夠透過可見光區的波長的光(即所謂的無色透明)的絕緣層，以使層間膜表面平坦化。藉由提高層間膜的平坦性，形成在其上的像素電極層等的覆蓋性得到提高，並可以使液晶層的間隙(厚度)均勻，由此可以進一步地提高液晶顯示裝置的可見度而實現高影像品質化。
當將濾色片設置在基板的外側時，可以使用黏合層將濾色片與基板接觸地設置。作為將濾色片設置在對置基板的外側時的製程順序，在由光照射進行藍相的高分子穩定處理之後，在對置基板的外側設置濾色片。
可以使用背光燈、側光燈等作為光源。藉由光源透過濾色片照射到可見側，可以進行彩色顯示。作為光源，可以使用冷陰極管或白色的二極體。此外，也可以設置反射片、擴散片、偏光板、相位差片等的光學構件。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合來實施。
因此，在高對比度且低耗電量的液晶顯示裝置中，可以賦予彩色顯示功能。
實施方式7
藉由製造電晶體並將該電晶體用於像素部及驅動電路，可以製造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，可以藉由將使用電晶體的驅動電路的一部分或整體一起形成在與像素部同一基板上來形成系統整合型面板(system-on-panel)。
液晶顯示裝置包括作為顯示元件的液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。
另外，液晶顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模組。再者，在相當於製造該液晶顯示裝置的過程中的顯示元件完成之前的一個方式的元件基板中，多個像素的每一個分別具備用來將電流供給到顯示元件的單元。明確而言，元件基板既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態，又可以是形成成為像素電極的導電膜之後且藉由蝕刻形成像素電極之前的狀態，可以採用所有方式。
注意，本說明書中的液晶顯示裝置是指影像顯示裝置、顯示裝置、或光源(包括照明裝置)。另外，液晶顯示裝置還包括安裝有連接器諸如FPC(Flexible Printed Circuit；撓性印刷電路)、TAB(Tape Automated Bonding；載帶自動接合)帶或TCP(Tape Carrier Package；載帶封裝)的模組；將印刷線路板設置於TAB帶或TCP端部的模組；藉由COG(Chip On Glass；玻璃上晶片)方式將IC(積體電路)直接安裝到顯示元件上的模組。
參照圖7A1、7A2和7B說明相當於液晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板的外觀及剖面。圖7A1和7A2是使用密封材料4005將形成在第一基板4001上的薄膜電晶體4010、4011、以及液晶元件4013密封在第二基板4006與第一基板4001之間的面板的俯視圖，圖7B相當於沿著圖7A1、7A2的線M-N的剖面圖。
以圍繞設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描線驅動電路4004的方式設置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅動電路4004上設置有第二基板4006。因此，像素部4002和掃描線驅動電路4004與液晶層4008一起由第一基板4001、密封材料4005、以及第二基板4006密封。
此外，在圖7A1中，在第一基板4001上的與由密封材料4005圍繞的區域不同的區域中安裝有信號線驅動電路4003，該信號線驅動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另行準備的基板上。另外，圖7A2是使用形成在第一基板4001上的電晶體形成信號線驅動電路的一部分的例子，其中在第一基板4001上形成有信號線驅動電路4003b，並且在另行準備的基板上安裝有由單晶半導體膜或多晶半導體膜形成的信號線驅動電路4003a。
另外，對於另行形成的驅動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以採用COG方法、引線接合方法或TAB方法等。圖7A1是藉由COG方法安裝信號線驅動電路4003的例子，而圖7A2是藉由TAB方法安裝信號線驅動電路4003的例子。
此外，設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描線驅動電路4004包括多個電晶體。在圖7B中例示像素部4002所包括的電晶體4010和掃描線驅動電路4004所包括的電晶體4011。在電晶體4010、4011上設置有絕緣層4020、層間膜4021。
電晶體4010、4011可以使用實施方式2或實施方式3所示的電晶體。
此外，導電層可以在層間膜4021或者絕緣層4020上設置，使得與用於驅動電路的電晶體4011的半導體層的通道形成區重疊。導電層可以具有與電晶體4011的閘極電極層相同的電位或者不同的電位，並且可以用作第二閘極電極層。此外，導電層的電位可以是GND、0V、或者導電層可處於浮動狀態中。
此外，在層間膜4021上形成像素電極層4030及公共電極層4031，像素電極層4030與電晶體4010電連接。液晶元件4013包括像素電極層4030、公共電極層4031以及液晶層4008。注意，在第一基板4001及第二基板4006的外側分別設置有偏光板4032a、4032b。此外，在本實施方式中，如實施方式2的圖2A和2B所示那樣像素電極層4030及公共電極層具有開口圖案的形狀，但是如實施方式3那樣也可以採用像素電極層和公共電極層中的一方是具有平坦形狀的電極層的結構。可以應用實施方式2至4中的任一種所示那樣的像素電極層及公共電極層的結構。
作為液晶層4008使用實施方式1所示的具有包含化合物(PPEP-5FCNF(簡稱))的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物。此外，該液晶組成物也可以包含光固化樹脂及光聚合引發劑。
藉由在像素電極層4030與公共電極層4031之間形成電場，可以控制液晶層4008的液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。此外，由於可以在平行於基板的方向上控制被對準為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。因此，即使該液晶組成物用於發生溫度變化的多種用途，其特性也不容易變化並穩定，所以將該液晶組成物用於液晶層的液晶顯示裝置的可靠性提高。
另外，作為第一基板4001、第二基板4006可以使用具有透光性的玻璃、塑膠等。作為塑膠，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics；纖維增強塑膠)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。此外，也可以採用由PVF薄膜或聚酯薄膜夾有鋁箔的薄片。
另外，附圖標記4035是藉由選擇性地蝕刻絕緣膜而得到的柱狀間隔物，並且是為控制液晶層4008的厚度(單元間隙)而設置的。另外，還可以使用球狀的間隔物。此外，使用液晶層4008的液晶顯示裝置較佳將液晶層的厚度的單元間隔設定為1μm以上且20μm以下。注意，在本說明書中，單元間隙的厚度是指液晶層的最厚部分的厚度(膜厚度)。
另外，雖然圖7A1、7A2和7B示出透過型液晶顯示裝置的例子，但本發明也可以應用於半透過型液晶顯示裝置或反射型液晶顯示裝置。
另外，在圖7A1、7A2和7B的液晶顯示裝置中，雖然示出在基板的外側(可見側)設置偏光板的例子，但也可以將偏光板設置在基板的內側。根據偏光板的材料或製造製程的條件適當地進行設定即可。另外，還可以設置用作黑矩陣的遮光層。
也可以作為層間膜4021的一部分形成濾色層或遮光層。在圖7A1、7A2和7B中示出遮光層4034以覆蓋電晶體4010、4011上方的方式設置在第二基板4006一側的例子。藉由設置遮光層4034可以進一步地提高對比度並薄膜電晶體的穩定性。
電晶體還可以採用由用作保護膜的絕緣層4020覆蓋的結構，但沒有特別的限制。
另外，因為保護膜用來防止浮游在大氣中的有機物、金屬物、水蒸氣等的污染雜質的侵入，所以較佳採用緻密的膜。使用濺射法並利用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或疊層而形成保護膜，即可。
另外，當形成具有透光性的絕緣層作為平坦化絕緣膜時，可以使用具有耐熱性的有機材料如聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯、聚醯胺或環氧樹脂等。另外，除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)、矽氧烷基樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。另外，也可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層。
對層疊的絕緣層的形成方法沒有特別的限制，而可以根據其材料利用如下方法及設備：濺射法、旋塗、浸漬、噴塗、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等)等的方法；輥塗機、幕塗機、刮刀塗佈機等的設備。
作為像素電極層4030及公共電極層4031，可以使用具有透光性的導電材料諸如包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(下面表示為ITO)、銦鋅氧化物、添加有氧化矽的銦錫氧化物等。
此外，像素電極層4030及公共電極層4031可以使用選自鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)、銅(Cu)、以及銀(Ag)等的金屬、或上述金屬的合金、或上述金屬的氮化物中的一種或多種來形成。
此外，像素電極層4030及公共電極層4031可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電組成物形成。
此外，供給到另行形成的信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供給的。
此外，因為電晶體容易由於靜電等發生損壞，所以較佳將閘極線或源極電極線與驅動電路保護用的保護電路設置在同一基板上。保護電路較佳使用非線性元件構成。
在圖7A1、7A2和7B中，連接端子電極4015由與像素電極層4030相同的導電膜形成，並且端子電極4016由與電晶體4010、4011的源極電極層和汲極電極層相同的導電膜形成。
連接端子電極4015藉由各向異性導電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
此外，雖然在圖7A1、7A2以及7B中示出另行形成信號線驅動電路4003並將它安裝在第一基板4001的例子，但是不侷限於該結構。既可以另行形成掃描線驅動電路而安裝，又可以另行僅形成信號線驅動電路的一部分或掃描線驅動電路的一部分而安裝。
如上所述，由於具有包含PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶及手性試劑並呈現藍相的液晶組成物用於液晶層，可以得到高對比度，所以可以提供高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，呈現藍相的液晶組成物具有1msec以下的回應時間而實現高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結構適當地組合而實施。
實施方式8
可將本說明書中公開的液晶顯示裝置應用於多種電子設備(包括遊戲機)。作為電子設備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位相機、數碼攝像機等影像拍攝裝置、數碼相框、行動電話機(也稱為手機、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、移動資訊終端、聲音再現裝置、彈子機等大型遊戲機等。
圖8A示出電子書閱讀器(也稱為E-book)，可以具有外殼9630、顯示部9631、操作鍵9632、太陽能電池9633以及充放電控制電路9634。圖8A所示的電子書閱讀器可以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理等。另外，在圖8A中，作為充放電控制電路9634的一例，示出具有電池9635和DCDC轉換器(以下簡稱為轉換器)9636的結構。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部9631，可以提供高對比度、良好的可見度且低耗電量的電子書閱讀器。
藉由採用圖8A所示的結構，當將半透過型液晶顯示裝置或反射型液晶顯示裝置用於顯示部9631時，可以預料電子書閱讀器在較明亮的情況下也被使用，所以可以高效地進行利用太陽能電池9633的發電以及利用電池9635的充電，所以是較佳的。注意，太陽能電池9633是較佳的，因為它可以適當地設置在外殼9630的空餘空間(表面或背面)而高效地進行電池9635的充電。注意，當作為電池9635使用鋰離子電池時，有可以謀求實現小型化等的優點。
此外，參照圖8B所示的方方塊圖而說明圖8A所示的充放電控制電路9634的結構及工作。圖8B示出太陽能電池9633、電池9635、轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至SW3、顯示部9631，並且，電池9635、轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至SW3相當於充放電控制電路9634。
首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發電時的工作的實例。利用轉換器9636對太陽能電池9633所發的電力進行升壓或降壓，以得到用來對電池9635進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器9637將其升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。此外，當不進行顯示部9631上的顯示時，使SW1截止並使SW2導通，以對電池9635進行充電，即可。
接著，說明在不利用外光使太陽能電池9633發電時的工作的實例。藉由使SW3導通並且利用轉換器9637對電池9635所蓄的電力進行升壓或降壓。並且，當使顯示部9631工作時，利用來自電池9635的電力。
注意，雖然作為充電方法的一例而示出太陽能電池9633，但是也可以利用其他方法對電池9635進行充電。此外，也可以組合其他充電方法進行充電。
圖9A示出筆記本個人電腦，由主體3001、外殼3002、顯示部3003以及鍵盤3004等構成。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部3003，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的筆記本個人電腦。
圖9B示出可攜式資訊終端(PDA)，在主體3021中設置有顯示部3023、外部介面3025以及操作按鈕3024等。另外，作為操作用附屬部件，有觸屏筆3022。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部3023，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的可攜式資訊終端(PDA)。
圖9C示出電子書閱讀器的一個例子。例如，電子書閱讀器2700由兩個外殼，即外殼2701及外殼2703構成。外殼2701及外殼2703由軸部2711形成為一體，且可以以該軸部2711為軸進行開閉工作。藉由採用這種結構，可以進行如紙的書籍那樣的工作。
外殼2701組裝有顯示部2705，而外殼2703組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結構既可以是顯示連屏畫面的結構，又可以是顯示不同的畫面的結構。藉由採用顯示不同的畫面的結構，例如在右邊的顯示部(圖9C中的顯示部2705)中可以顯示文章，而在左邊的顯示部(圖9C中的顯示部2707)中可以顯示影像。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部2705和顯示部2707，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的電子書閱讀器2700。
此外，在圖9C中示出外殼2701具備操作部等的例子。例如，在外殼2701中具備電源2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意，在與外殼的顯示部相同的平面上可以設置鍵盤、指向裝置等。另外，也可以採用在外殼的背面或側面具備外部連接端子(耳機端子、USB端子等)、記錄媒體插入部等的結構。再者，電子書閱讀器2700也可以具有電子詞典的功能。
此外，電子書閱讀器2700也可以採用能夠以無線的方式收發資訊的結構。還可以採用以無線的方式從電子書伺服器購買所希望的書籍資料等，然後下載的結構。
圖9D示出行動電話，由外殼2800及外殼2801的兩個外殼構成。外殼2801具備顯示面板2802、揚聲器2803、麥克風2804、指向裝置2806、影像拍攝用透鏡2807、外部連接端子2808等。此外，外殼2800具備對行動電話進行充電的太陽能電池2810、外部儲存槽2811等。另外，在外殼2801內組裝有天線。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示面板2802，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的行動電話。
另外，顯示面板2802具備觸摸屏，圖9D使用虛線示出作為映射而被顯示出來的多個操作鍵2805。另外，還安裝有用來將由太陽能電池2810輸出的電壓升壓到各電路所需的電壓的升壓電路。
顯示面板2802根據使用方式適當地改變顯示的方向。另外，由於在與顯示面板2802同一面上設置影像拍攝用透鏡2807，所以可以實現可視電話。揚聲器2803及麥克風2804不侷限於音頻通話，還可以進行可視通話、錄音、再生等。再者，滑動外殼2800和外殼2801而可以處於如圖9D那樣的展開狀態和重疊狀態，所以可以實現適於攜帶的小型化。
外部連接端子2808可以與AC適配器及各種電纜如USB電纜等連接，並可以進行充電及與個人電腦等的資料通訊。另外，藉由將記錄媒體插入外部儲存槽2811中，可以對應於更大量資料的保存及移動。
另外，也可以是除了上述功能以外還具有紅外線通信功能、電視接收功能等的行動電話。
圖9E示出數碼攝像機，其由主體3051、顯示部A 3057、取景器3053、操作開關3054、顯示部B 3055以及電池3056等構成。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部A 3057及顯示部B 3055，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的數碼攝像機。
圖9F示出電視裝置的一例。在電視裝置9600中，外殼9601組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示映射。此外，在此示出利用支架9605支撐外殼9601的結構。藉由將實施方式1至7中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部9603，可以提供高對比度、良好的可見度且高可靠性的電視裝置9600。
可以藉由利用外殼9601所具備的操作開關或另行提供的遙控操作機進行電視裝置9600的操作。或者，也可以採用在遙控操作機中設置顯示部的結構，該顯示部顯示從該遙控操作機輸出的資訊。
另外，電視裝置9600採用具備接收機、數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而也可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(在發送者和接收者之間或在接收者之間等)的資訊通信。
本實施方式可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施例1
在本實施例中，製造本發明的一個方式的液晶元件和不應用本發明的比較液晶元件作為比較例而分別進行了特性的評價。
表1示出用於在本實施例中製造的液晶元件的液晶組成物的結構。此外，表2示出用於比較液晶元件的液晶組成物的結構。在表1和表2中，所有混合比都是重量比。
在液晶元件及比較液晶元件中，作為液晶1使用MDA-00-3506(默克公司製造)，作為液晶2使用NEDO LC-C(默克公司製造)，作為液晶3使用CPP-3FF(簡稱)，作為液晶4使用PEP-5CNF(簡稱)，作為手性試劑使用ISO-(6OBA)2(簡稱)，作為液晶性紫外線固化樹脂使用RM257(默克公司製造)，作為非液晶性紫外線固化樹脂使用甲基丙烯酸十二烷基酯((DMeAc)(簡稱)(日本東京化成工業株式會社製造))以及作為聚合引發劑使用DMPAP(簡稱)(日本東京化成工業株式會社製造)。另外，以下示出在本實施例中使用的液晶3：CPP-3FF(簡稱)，液晶4：PEP-5CNF(簡稱)，手性試劑：ISO-(6OBA)2(簡稱)、液晶性紫外線固化樹脂：RM257(默克公司製造)，非液晶性紫外線固化樹脂：甲基丙烯酸十二烷基酯((DMeAc)(簡稱)(日本東京化成工業株式會社製造))以及聚合引發劑：DMPAP(簡稱)(日本東京化成工業株式會社製造)的結構式。
此外，在表1所示的液晶元件中，作為液晶5還使用具有包含下述結構式(100)所表示的化合物的PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶的液晶組成物。
液晶元件及比較液晶元件藉由如下步驟製造：在將像素電極層及公共電極層如圖3D所示那樣形成為梳狀的玻璃基板與成為對置基板德玻璃基板之間具有空隙(4 μm)並使用密封材料貼合之後，利用注入法在基板之間注入表1或表2所示的各液晶組成物而製造。像素電極層及公共電極層利用濺射法使用包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)形成。此外，將其厚度設定為110nm，將像素電極層及公共電極層的各個寬度以及像素電極層與公共電極層之間的距離設定為2μm。此外，作為密封材料使用紫外線及熱固化型密封材料，作為固化處理進行90秒間的紫外線(放射照度為100mW/cm2)的照射處理，然後在120℃下進行1小時的加熱處理。
在此進行液晶元件及比較液晶元件的高分子穩定化評價。為了進行高分子穩定化評價使用偏光顯微鏡(MX-50奧林巴斯株式會社製造)以及溫度調節器(MK1000 INSTEC公司製造)。
使液晶元件及比較液晶元件的液晶組成物為各向同性相。在使用溫度調節器以每分鐘降溫1.0℃的同時使用偏光顯微鏡進行觀察，進行液晶組成物呈現藍相的溫度範圍的測定。
此外，在各個液晶元件及比較液晶元件中，在如下條件下進行高分子穩定化處理：在呈現藍相的溫度範圍的任意溫度下其設定為恒溫；將紫外線(波長為365nm，放射照射為1.5mW/cm2)照射30分鐘。
上述觀察的測定條件為如下條件：在偏光顯微鏡中測定模式為反射；偏振器為正交尼科耳；倍率為200倍。
高分子穩定化處理之前的呈現藍相的溫度範圍是在液晶元件中上限49.6℃且下限41.8℃，但高分子穩定化處理之後的呈現藍相的溫度範圍是其上限上升到65.2℃，且在10℃下也確認到呈現藍相。因此，確認到在液晶元件中藉由高分子穩定化處理可以極大擴大呈現藍相的溫度範圍。
另一方面，在比較液晶元件中高分子處理之前的呈現藍相的溫度範圍是上限34.0℃且下限26.3℃，高分子穩定化處理之後的呈現藍相的溫度範圍在10℃下確認到呈現藍相，但溫度不上升，即上限為42.5℃，其結果是呈現藍相的溫度範圍不與液晶元件相比擴大。
從此可知，在本發明的一個方式的本實施例的液晶元件中，呈現藍相的溫度範圍寬。
另外，進行對液晶元件及比較液晶元件施加電壓而對於外加電壓的透過率以及對比度的特性評價。在如下測定條件下進行特性評價：使用液晶評價裝置(LCD-7200日本大塚電子株式會社製造)；光源是鹵燈；溫度是室溫；在使用正交尼科耳的偏振器夾住液晶元件及比較液晶元件的狀態下。
圖10示出液晶元件及比較液晶元件的外加電壓和透過率的關係，圖11示出液晶元件及比較液晶元件的外加電壓和對比度的關係。根據圖10的透過率算出圖11中的對於外加電壓的對比度。明確而言，使用如下方法算出對比度，即外加電壓0V的對比度為1，各外加電壓的透過率除以外加電壓0V的透過率。注意，在圖10及圖11中，白色圓點示出液晶元件，而白色四方形示出比較液晶元件。
如圖10所示那樣，液晶元件的對於外加電壓的透過率高於比較液晶元件。再者，液晶元件的在外加電壓為0V時的透過率低於比較液晶元件。在圖11的對比度中液晶元件與比較液晶元件之間的差異很顯著，在同一外加電壓中液晶元件的對比度高於比較液晶元件。
根據上述，可以確認到在具有包含本實施例的PPEP-5FCNF(簡稱)的向列液晶的液晶組成物中呈現藍相的溫度範圍更寬。
另外，包含本實施例的液晶組成物的液晶元件具有高對比度，從而使用該液晶元件的液晶顯示裝置也可以實現高對比度。
實施例2
以下描述在實施例1中使用的4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3，5-二氟苯基(簡稱：PPEP-5FCNF)的合成方法。
〈4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3，5-二氟苯基(簡稱：PPEP-5FCNF)的合成方法〉
在下述(A-1)中示出結構式(100)所表示的PPEP-5FCNF(簡稱)的合成圖解。
將2.3g(8.6mmol)的4-(4-n-戊基苯基)苯甲酸、1.3g(8.4mmol)的2，6-二氟-4-羥基苯腈、0.16g(1.3mmol)的4-二甲基氨基吡啶、8.6mL的二氯甲烷放在50mL茄形燒瓶中，並攪拌。在該混合物中加入1.8g(9.4mmol)的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，在大氣室溫下將該混合物攪拌18個小時。在經過預定的時間之後，對獲得了的混合物添加水，使用二氯甲烷萃取水層。混合獲得了的萃取液和有機層，使用飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和食鹽水洗滌之後，使用硫酸鎂乾燥。對該混合物進行自然過濾，並且濃縮獲得了的濾液，獲得淺棕色(light brown)的固體。藉由利用矽膠柱層析法(展開劑：甲苯)精製該固體。濃縮所獲得的餾分而獲得白色固體。藉由利用高效液相層析法(HPLC)(展開劑：氯仿)精製該固體。濃縮所獲得的餾分，得到目的物的2.7g的收率為79%的白色固體。
藉由蒸餾精製所得到的2.7g的白色固體，得到收率為2.5g、回收率為93%的目的物的白色固體。
藉由核磁共振測量(NMR)，確認到上述化合物是目的物的4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3，5-二氟苯基(PPEP-5FCNF)。
以下示出所得到的化合物的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300 MHz)：δ(ppm)=0.89(t，3H),1.30-1.34(m,8H),1.63-1.69(m,2H),2.67(t,2H),7.09(d，2H)，7.31(d，2H)，7.58(d，2H)，7.75(d，2H)，8.20(d，2H)。另外，圖12A至12C示出1H NMR的圖。此外，圖12B是在圖12A中的6.5ppm至8.5ppm的範圍的放大圖。另外，圖12C是圖12A中的0.0ppm至3.0ppm的範圍的放大圖。
200．．．第一基板
201．．．第二基板
208．．．液晶層
230．．．像素電極層
232．．．公共電極層
401．．．閘極電極層
402．．．閘極絕緣層
403．．．半導體層
404a．．．源極區或汲極區
404b．．．源極區或汲極區
405a．．．佈線層
405b．．．佈線層
407．．．絕緣膜
408．．．公共佈線層
409．．．絕緣膜
413．．．層間膜
419．．．公共電極層
420．．．電晶體
430．．．電晶體
441．．．第一基板
442．．．第二基板
444．．．液晶層
443a．．．偏光板
443b．．．偏光板
446．．．第二電極層
446a．．．第二電極層
446b．．．第二電極層
446c．．．第二電極層
446d．．．第二電極層
446e．．．第二電極層
446f．．．第二電極層
446g．．．第二電極層
446h．．．第二電極層
447．．．第一電極層
447a．．．第一電極層
447b．．．第一電極層
447c．．．第一電極層
447d．．．第一電極層
447e．．．第一電極層
447f．．．第一電極層
447g．．．第一電極層
447h．．．第一電極層
450．．．絕緣膜
1700．．．基板
1701a．．．像素電極層
1701b．．．像素電極層
1701c．．．像素電極層
1703．．．液晶層
1706a．．．公共電極層
1706b．．．公共電極層
1706c．．．公共電極層
1707．．．絕緣膜
1710．．．基板
1713．．．液晶元件
1714a．．．偏光板
1714b．．．偏光板
2700．．．電子書閱讀器
2701．．．外殼
2703．．．外殼
2705．．．顯示部
2707．．．顯示部
2711．．．軸部
2721．．．電源
2723．．．操作鍵
2725．．．揚聲器
2800．．．外殼
2801．．．外殼
2802．．．顯示面板
2803．．．揚聲器
2804．．．麥克風
2805．．．操作鍵
2806．．．指向裝置
2807．．．影像拍攝用透鏡
2808．．．外部連接端子
2810．．．太陽能電池
2811．．．外部儲存槽
3001．．．主體
3002．．．外殼
3003．．．顯示部
3004．．．鍵盤
3021．．．主體
3022．．．觸屏筆
3023．．．顯示部
3024．．．操作按鈕
3025．．．外部介面
3051．．．主體
3053．．．取景器
3054．．．操作開關
3055．．．顯示部(B)
3056．．．電池
3057．．．顯示部(A)
4001．．．第一基板
4002．．．像素部
4003．．．信號線驅動電路
4003a．．．信號線驅動電路
4003b．．．信號線驅動電路
4004．．．掃描線驅動電路
4005．．．密封材料
4006．．．第二基板
4008．．．液晶層
4010．．．電晶體
4011．．．電晶體
4013．．．液晶元件
4015．．．連接端子電極
4016．．．端子電極
4018．．．FPC
4019．．．各向異性導電膜
4020．．．絕緣層
4021．．．層間膜
4030．．．像素電極層
4031．．．公共電極層
4032a．．．偏光板
4032b．．．偏光板
4034．．．遮光層
9600．．．電視裝置
9601．．．外殼
9603．．．顯示部
9605．．．支架
9630．．．外殼
9631．．．顯示部
9632．．．操作鍵
9633．．．太陽能電池
9634．．．充放電控制電路
9635．．．電池
9636．．．轉換器
9637．．．轉換器
在附圖中：
圖1是說明液晶組成物的示意圖；
圖2A和2B是說明液晶顯示裝置的一個方式的圖；
圖3A至3D是說明液晶顯示裝置的電極結構的一個方式的圖；
圖4A和4B是說明液晶顯示裝置的一個方式的圖；
圖5A至5D是說明液晶顯示裝置的電極結構的一個方式的圖；
圖6A和6B是說明液晶顯示裝置的一個方式的圖；
圖7A1、7A2及7B是說明液晶顯示模組的圖；
圖8A和8B是說明電子設備的圖；
圖9A至9F是說明電子設備的圖；
圖10是說明液晶元件中的外加電壓和透過率的關係的圖；
圖11是說明液晶元件中的外加電壓和對比度的關係的圖；
圖12A至12C是PPEP-5FCNF的1H NMR圖。
200．．．第一基板
201．．．第二基板
208．．．液晶層
230．．．像素電極層
232．．．公共電極層

Claims (8)

  1. 一種液晶組成物，包括：手性試劑，以及包含下述結構式所表示的化合物的向列液晶， 其中，該液晶組成物呈現藍相。
  2. 一種包括具有權利要求1該的液晶組成物的液晶層的液晶顯示裝置。
  3. 一種液晶組成物，包括：手性試劑；單體；光聚合引發劑，以及包含下述結構式所表示的化合物的向列液晶， 其中，該液晶組成物呈現藍相。
  4. 根據申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，該單體為單官能團單體或多官能團單體。
  5. 根據申請專利範圍第4項之液晶組成物，其中，作為該單官能團單體包括液晶性單官能團單體並且，作為該多官能團單體包括液晶性多官能團單體，
  6. 根據申請專利範圍第4項之液晶組成物，其中，作為該單官能團單體包括非液晶性單官能團單體，並且，作為該多官能團單體包括非液晶性多官能團單體。
  7. 一種液晶顯示裝置，包括：液晶層，該液晶層包括液晶組成物，其中，該液晶組成物呈現藍相，並且，該液晶組成物包括：手性試劑；聚合物；光聚合引發劑，以及包含下述結構式所表示的化合物的向列液晶，
  8. 根據申請專利範圍第7項之液晶組成物，其中，該聚合物為單官能團聚合物或多官能團聚合物。
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