TWI519628B - 液晶性化合物、液晶組成物、液晶元件以及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

液晶性化合物、液晶組成物、液晶元件以及液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶性化合物、液晶組成物、液晶元件、液晶顯示裝置以及其製造方法。
近年來，液晶應用於多種裝置，尤其是具有薄型且輕量的特徵的液晶顯示裝置(液晶顯示器)應用於廣泛領域的顯示器。
為了實現更大且更高清晰度的顯示畫面，需要較高的液晶回應速度，因此對其進行加速開發(例如，參照專利文獻1)。
作為能夠進行高速回應的液晶的顯示模式，可以舉出使用呈現藍相(blue phase)的液晶的顯示模式。使用呈現藍相的液晶的模式不需要對準膜且可以實現廣視角化，因此進一步展開實用化的研究(例如，參照專利文獻2)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2008-303381號
[專利文獻2]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能夠用於多種液晶裝置的新穎的液晶性化合物。
尤其是，本發明的目的之一是藉由使用該新穎的液晶性化合物，提供一種呈現藍相的溫度範圍寬的液晶組成物。
另外，本發明的目的之一是藉由使用上述液晶性化合物或上述液晶組成物，實現液晶元件及液晶顯示裝置的高對比度。
本發明之一具體實施例提供一種以通式(G1)(4-(4-n-烷基苯基(alkylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-nFCNF))表示的液晶性化合物。
在通式(G1)中，n是2至10的整數。
本發明之另一具體實施例提供一種含有上述液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))而成的液晶組成物。
本發明之另一具體實施例提供一種含有上述液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))、其他液晶性化合物及/或手性分子(chiral agent)而成的液晶組成物。
根據本發明之一具體實施例，上述液晶組成物是一種能夠呈現藍相的液晶組成物。
本發明之另一具體實施例提供一種使用上述液晶性化合物或上述液晶組成物的液晶元件或液晶裝置。
本發明可以提供一種新穎的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。本發明可以提供一種含有液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))且呈現藍相的溫度範圍寬的液晶組成物。
本發明可以提供一種使用該液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或液晶組成物，並實現更高的對比度的液晶元件或液晶顯示裝置。因此，可以提供一種高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
下面，參照圖式以詳細說明本發明之具體具體實施例例及實施例。但是，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域具有通常知識者可以很容易地理解一個事實就是在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以進行各樣的改變及修飾。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的具體具體實施例例所記載的內容中。另外，在以下說明的結構中，在不同的圖式之間共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相似功能的部分，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，該序數詞在本說明書中不表示用來指定本發明的特定名稱。
具體實施例1
下面，參照圖1A和圖1B對根據本發明之一具體實施例的液晶性化合物、液晶組成物以及使用該液晶性化合物或該液晶組成物的液晶元件或者液晶顯示裝置進行說明。圖1A和圖1B各是液晶元件或液晶顯示裝置的剖面圖。
根據本發明之一具體實施例的液晶性化合物是以通式(G1)表示的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。
在通式(G1)中，n是2至10的整數。
作為上述液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的具體例子，可以舉出：以結構式(103)表示的4-(4-n-丙基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-3FCNF)；以結構式(104)表示的4-(4-n-丁基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-4FCNF)：以結構式(105)表示的4-(4-n-戊基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-5FCNF)；以結構式(106)表示的4-(4-n-己基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-6FCNF)；以結構式(107)表示的4-(4-n-庚基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-7FCNF)；以結構式(108)表示的4-(4-n-辛基 苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-8FCNF)；以結構式(109)表示的4-(4-n-壬基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-9FCNF)；以結構式(110)表示的4-(4-n-癸基苯基(decylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-10FCNF)；以及以結構式(111)表示的4-(4-n-十一烷基苯基(undecylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-11FCNF)。
作為根據本發明之一具體實施例的液晶性化合物( PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的合成方法，可以應用各種反應。例如，藉由進行下述合成流程(A-1)所示的合成反應，可以合成以通式(G1)表示的根據本發明的一個具體實施例的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。另外，根據本發明之一具體實施例的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的合成方法不侷限於以下合成方法。
下面，對下述通式(G1)的合成方法進行說明。
在上述通式(G1)中，n表示2至10的整數。首先，對參照下述反應式(G-1)的通式(G1)的化合物的合成方法進行說明。
藉由進行4-(n-烷基苯基)苯甲酸(化合物1)與4-羥基-2,6-二氟苯腈(化合物2)的酯化反應，可以得到標的物4-(4-n-烷基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(G1 )(反應式(G-1))。在反應式(G-1)中，n表示2至10的整數，X1表示氯或羥基。
當X1為羥基時，作為酯化反應可以舉出使用酸催化劑的利用脫水縮合的酯化反應(加成消去反應)。當進行脫水縮合反應時，可以使用：濃硫酸、對甲苯磺酸等酸催化劑；1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺．鹽酸鹽(簡稱：EDC)；以及二環己基碳二亞胺(簡稱：DCC)。當使用EDC或DCC時，較佳為使用EDC，因為容易除去副產物。另外，標的物(G1)的合成不侷限於這些反應。
接著，對參照下述反應式(G-2)的通式(G1)的化合物的合成方法進行說明。
藉由進行n-烷基苯基化合物(化合物3)與苯甲酸4-氰-2,6-二氟苯基化合物(化合物4)的耦合反應，可以得到標的物4-(4-n-烷基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(G1)(反應式(G-2))。在反應式(G-2)中，n表示2至10的整數，X2表示硼酸、有機硼基、鹵化鋅基、有機錫基或鹵化鎂基等，X3表示氯、溴、碘或三氟甲磺酸 根等。
作為上述反應，可以舉出：鈴木-宮浦耦合反應；根岸耦合反應；熊田-玉尾-柯瑞(Corriu)耦合反應；以及右田-小杉-施蒂肋(Stille)耦合反應等。當進行這些反應時，作為能夠使用的催化劑，可以舉出：四(三苯基膦)鈀(0)；氯化鈀(II)；雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物；醋酸鈀(II)；以及[1,2-雙(二苯基膦基)乙烷]二氯化鎳(II)等。另外，在這些反應中，為了抑制副產物的生成，較佳為不使用水或醇。此外，標的物(G1)的合成不侷限於這些反應。
藉由上述步驟，可以合成根據本發明之一具體實施例的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。
根據本發明之一具體實施例的液晶組成物是含有上述液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))而成的液晶組成物。
在根據本發明之一具體實施例的液晶元件及液晶顯示裝置中，使用液晶性化合物(PPEP-nFCNF(簡稱))或者包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(簡稱))的液晶組成物。
另外，根據本發明之一具體實施例的液晶組成物是除了液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))之外，還含有其他液晶性化合物、非液晶性化合物及/或手性分子而成的液晶組成物。至少含有液晶性化 合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))及手性分子的液晶組成物可以用於呈現藍相的液晶組成物。
含有液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))及手性分子的液晶組成物是呈現藍相的溫度範圍寬的液晶組成物。因此，即使將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，所以其可靠度也高。
根據本發明之一具體實施例的液晶組成物包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))，也可以包含一種或兩種以上的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。另外，液晶組成物也可以包含其他液晶性化合物或非液晶性化合物，例如可以包含：以結構式(101)表示的4-(4-n-甲基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-1FCNF)；以結構式(102)表示的4-(4-n-乙基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-2FCNF)；4-(反式-4-n-丙基環己基)-3’,4’-二氟-1,1’-聯苯(簡稱：CPP-3FF)；以及4-n-戊基苯甲酸4-氰-3-二氟苯基(簡稱：PEP-5CNF)等。
手性分子用來引起液晶組成物的扭曲並使液晶組成物配向為螺旋結構而呈現藍相。作為手性分子，使用具有不對稱中心的化合物，該化合物與液晶組合物的相容性良好且扭曲力強。此外，手性分子是光學活性物質，其光學純度越高越好，最佳為99%以上。
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降低。
在液晶顯示裝置中，為了擴大呈現藍相的溫度範圍，較佳對液晶組成物添加聚合性單體(polymerizable monomer)，並進行高分子穩定化處理。作為聚合性單體，例如可以使用：由於熱進行聚合的熱聚合性(熱固化性 )單體(thermopolymerizable(thermosetting)monomer)；由於光進行聚合的光聚合性(光固化性)單體(photopolymerizable(photocurable)monomer)；或者由於熱及光進行聚合的聚合性單體等。另外，也可以對液晶組成物添加聚合引發劑。
聚合性單體可以是諸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等單官能團單體；諸如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等多官能團單體；或上述物質的混合物。此外，也可以是具有液晶性或非液晶性的聚合性單體，或者是兩者的混合物。
作為聚合引發劑，可以使用：由光的照射產生自由基的自由基聚合引發劑；由光的照射產生酸的酸產生劑；或由光的照射產生鹼的鹼產生劑。
例如，可以對上述液晶組成物添加光聚合性單體及光聚合引發劑，以光聚合性單體與光聚合引發劑起反應的波長的光照射液晶組成物而進行高分子穩定化處理。作為光聚合性單體，典型地可以使用紫外線聚合性單體。當作為光聚合性單體使用紫外線聚合性單體時，對液晶組成物照射紫外線即可。
高分子穩定化處理既可以對呈現各向同性相的液晶組成物進行，又可以對由溫度控制而呈現藍相的液晶組成物進行。另外，將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稱為藍相和各向同性相之間的相轉變溫度。作為高分子穩定化處理的 一個例子，可以將添加有光聚合性單體的液晶組成物加熱到其呈現各向同性相，然後逐漸降溫到轉變為藍相，隨後在保持呈現藍相的溫度的狀態下照射光。
圖1A和圖1B示出根據本發明之一具體實施例的液晶元件及液晶顯示裝置的例子。
根據本發明之一具體實施例的液晶元件，在一對電極層(電位不同的像素電極層230和共用電極層232)之間至少包括液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的液晶組成物208。
圖1A和圖1B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組成物208而對置的方式配置的液晶元件及液晶顯示裝置。圖1A和圖1B所示的液晶元件及液晶顯示裝置是對於液晶組成物208的像素電極層230和共用電極層232的配置不同的例子。
在圖1A所示的液晶元件及液晶顯示裝置中，在第一基板200與液晶組成物208之間，相鄰地設置有像素電極層230和共用電極層232。當採用圖1A所示的結構時，可以採用藉由產生實質平行於基板(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階的方式。
當將包含根據本發明之一具體實施例的液晶組成物作為上述呈現藍相的液晶性化合物的液晶組成物而用於液晶組成物208時，應用這種圖1A所示的結構係有利的。作 為液晶組成物208設置的該液晶組成物也可以包含有機樹脂。
藉由在像素電極層230與共用電極層232之間形成電場，來控制液晶。由於在液晶中形成水平方向的電場，因此可以使用該電場來控制液晶分子。呈現藍相的液晶組成物能夠進行高速回應，因此可以實現液晶元件及液晶顯示裝置的高性能化。即，由於可以在平行於基板的方向上控制配向為呈現藍相的液晶分子，因此可以擴大視角。
例如，由於呈現藍相的液晶組成物能夠進行高速回應，所以可以有利地應用於在背光裝置中配置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)或採用以時間分割的方式交替看左眼用影像和右眼用影像的阻擋眼鏡方式的三維顯示方式。
在圖1B所示的液晶元件及液晶顯示裝置中，夾持液晶組成物208在第一基板200及第二基板201之間而在第一基板200一側設置有像素電極層230，且在第二基板201一側設置有共用電極層232。當採用圖1B所示的結構時，可以採用藉由產生實質上垂直於基板的電場來在垂直於基板的面內移動液晶分子以控制灰階的方式。另外，也可以在液晶組成物208與像素電極層230之間設置對準膜202a，在液晶組成物208與共用電極層232之間設置對準膜202b。根據本發明之一具體實施例的液晶組成物可以用於各種結構的液晶元件以及各種顯示模式的液晶顯示裝 置。
隔著液晶組成物208相鄰的像素電極層230與共用電極層232之間的距離為：當對像素電極層230與共用電極層232之間施加規定的電壓時在像素電極層230與共用電極層232之間夾有的液晶組成物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。
液晶組成物208的厚度(膜厚度)的最大值較佳為1μm以上且20μm以下。
作為形成液晶組成物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。
雖然在圖1A和圖1B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，也可以利用使用偏光板及相位差板的圓偏振。此外，也可以使用背光等作為光源。
在本說明書中，將形成有半導體元件(例如電晶體)、像素電極層以及共用電極層的基板稱為元件基板(第一基板)，而將隔著液晶組成物與該元件基板對置的基板稱為對置基板(第二基板)。
作為根據本發明之一具體實施例的液晶顯示裝置，可以提供藉由透射來自光源的光來進行顯示的透射型液晶顯示裝置、藉由反射入射光來進行顯示的反射型液晶顯示裝置或具有透射型和反射型的兩者的半透射型液晶顯示裝置。
當使用透射型液晶顯示裝置時，存在於透射光的像素區域中的像素電極層、共用電極層、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。在圖1A所示的結構的液晶顯示裝置中，像素電極層和共用電極層較佳為具有透光性，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。
另一者，當使用反射型液晶顯示裝置時，在與液晶組成物的可見側相反一側設置反射透射液晶組成物的光的反射性構件(具有反射性的膜或基板等)即可。因此，設置在可見側與反射性構件之間且透射光的基板、絕緣膜、導電膜對可見光波長區中的光具有透光性。注意，在本說明書中透光性是指至少透射可見光的波長區中的光的性質。在圖1B所示的結構的液晶顯示裝置中，可以使與可見側相反一側的像素電極層或共用電極層具有反射性而將其用作反射性構件。
像素電極層230和共用電極層232可以使用選自如下物質中的一種或多種材料來形成：氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅(ZnO)混入到氧化銦中而成的導電材料(indium zinc oxide：氧化銦鋅)、將氧化矽(SiO2)混入到氧化銦中而成的導電材料、有機銦、有機錫、包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫；石墨烯；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；上述金屬的合金；以及上述金屬的氮化物。
作為第一基板200和第二基板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。
從而，可以提供一種新穎的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))。本發明可以提供一種含有液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))且呈現藍相的溫度範圍更寬的液晶組成物。
藉由使用該液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的液晶組成物，可以提供一種實現更高的對比度的液晶元件或液晶顯示裝置。因此，可以提供一種高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
本具體實施例可以與其他具體實施例所記載的結構適當地組合而實施。
具體實施例2
作為根據本發明的一個具體實施例之方式的液晶顯示裝置，可以提供被動矩陣型液晶顯示裝置和主動矩陣型液晶顯示裝置。在本具體實施例中，參照圖2A和圖2B及圖3A至圖3D對根據本發明的一個具體實施例之方式的 主動矩陣型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，多個源極佈線層(包括佈線層405a)以互相平行(在圖中，在上下方縱向延伸)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)配置為在與源極佈線層實質上正交的方向(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，並在實質上平行於閘極佈線層的方向，即，與源極佈線層實質上正交的方向(圖中，左右方向)上延伸。由源極佈線層、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共用電極層。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和圖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用作共用電極層。注意，電容器由第一電極層和公共佈線層形成。雖然共用電極層能在浮置狀態(電絕緣狀態)下工作，但可以將共用電極層的電位設定為固定電位，較佳為設定為處於不產生閃爍的電平(level)的共同電位附近的電位(作為資料傳輸的影像信號的中間電位)。
可以採用藉由產生平行或實質上平行於基板(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階的方式。對於這樣的方法，可以採用如圖2A和圖2B及圖3A至圖3D所示的用於IPS模式的電極結構。
作為如IPS模式等的橫向電場模式，在液晶組成物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共用電極層)。由此，在第一基板441上形成一者為像素電極層而另一者為共用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，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在電極間產生電場，所以它們為不同形狀或不彼此重疊。
另外，第一電極層447及第二電極層446，也可以應用用於FFS模式的電極結構。作為如FFS模式示出的橫向電場模式，在液晶組成物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)以及該開口圖案的下方的平板形狀的第二電極層(例如，共同電壓被提供給所有像素的共用電極層)。此時，在第一基板441上形成一者為像素電極層而另一者為共用電極層的第一電極層以及第二電極層，並且像素電極層和共用電極層配置為隔著絕緣膜(或者層間絕緣膜)堆疊。像素電極層和共用電極層中的一者形成在下方，並且具有平 板形狀，像素電極層和共用電極層中的另一者形成在上方，並且具有各種開口圖案，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在電極間產生電場，所以它們為不同形狀或不彼此重疊。
作為液晶組成物444，使用具體實施例1所示的液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或者包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的液晶組成物。此外，液晶組成物444也可以包含有機樹脂。在本具體實施例中，液晶組成物444包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))，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與共用電極層的第二電極層446之間形成電場，控制液晶組成物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。由於可以在平行於基板的方向上控制被配向為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
圖3A至圖3D示出第一電極層447及第二電極層446的其他實例。如圖3A至圖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為部分彼此堆疊的梳 齒狀，在圖3D中第一電極層447d及第二電極層446d為電極彼此嚙合的梳齒狀。另外，如圖3A至3C所示，當第一電極層447a、447b、447c分別地與第二電極層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的剖面圖中將它們表示為被分斷的多個電極層。此適用於本說明書的其他圖式。
電晶體420是逆交錯型的薄膜電晶體，其形成在具有絕緣表面的第一基板441上，並包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、半導體層403、用作源極電極層及汲極電極層的佈線層405a及405b。
對可以應用於本說明書所揭露的液晶顯示裝置的電晶體的結構沒有特別的限定，例如可以使用頂閘極結構或者底閘極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的方式設置有接觸於半導體層403的絕緣膜407、絕緣膜409，並且在絕緣膜409上堆疊有層間膜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：旋塗、浸漬、噴塗、液滴噴射法(如噴墨法)、印刷法(如絲網印刷或膠版印刷)、輥塗、幕塗、刮刀塗佈等。
將第一基板441與對置基板的第二基板442以在兩者之間夾著液晶組成物444的方式用密封材料固定。作為形成液晶組成物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，較佳為典型地使用可見光固化性樹脂、紫外線固化性樹脂、熱固化性樹脂。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、填料或耦合劑。
在本具體實施例中，為了藉由光照射對液晶組成物444進行高分子穩定化處理，作為具體實施例1所示的包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))和手性分子且呈現藍相的液晶組成物，使用添加有光聚合性單體和光聚合引發劑的液晶組成物。
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，從而形成液晶組成物444。作為所照射的光，採用用作液晶組成物444的液晶組成物所包含的光聚合性單體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，可以改善液晶組成物444呈現藍相的溫度範圍以 使其擴大。
再者，具有包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))及手性分子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，所以可以提高使用該液晶組成物的液晶元件及液晶顯示裝置的可靠性。
當使用如紫外線固化性樹脂等的光固化性樹脂作為密封材料並利用滴落法形成液晶組成物時，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。
在本具體實施例中，在第一基板441的外側(與液晶組成物444相反一側)上設置偏光板443a，而在第二基板442的外側(與液晶組成物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如相位差板、抗反射膜等的光學薄膜。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組成物的影響(由於進行分割步驟時的施力等而引起的配向混亂等)，較佳為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、側光等作為光源。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透射的方式進行照射。
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、石墨烯等。
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、以上金屬的合金和以上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為10000Ω/□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0.1Ω．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；或者由苯胺、吡咯和噻吩中的兩種以上而成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個膜或多個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，較佳為採用：在鋁層上堆疊有鉬層的雙層結構；在銅層上堆疊有鉬層的雙層結構；在銅層上堆疊有氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結構；或者堆疊有氮化鈦層和鉬層的雙層結構。作為三層結構，較佳為採用堆疊鎢層或氮化鎢層、鋁和矽的合金層或鋁和鈦的合金層與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(二甲基胺基)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，即可。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使該非晶半導體結晶化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。多晶矽的實例包括：使用藉由800℃以上的製程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℃以下的製程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，使原子數比為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，滿足Z>1.5X+Y的關係。
作為氧化物半導體層，可以使用包括不是具有單晶結構，又不是具有非晶結構，包括C軸配向的結晶(C Axis Aligned Crystal；也稱為CAAC)的氧化物。
在形成半導體層和佈線層的製程中，使用蝕刻製程來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。
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，較佳為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，可使用選自鈦(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可以使用利用乾處理或濕處理形成的無機絕緣膜或有機絕緣膜而成。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 醯胺或環氧樹脂等有機材料。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(磷矽酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷矽酸鹽玻璃)等。此外，作為絕緣膜407也可以使用氧化鎵膜。
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(bake)而可以用作絕緣膜407。
另外，還可以藉由堆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堆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，藉由使用該液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或該液晶組成物，可以提供實現一種更高的對比度的液晶元件或者液晶顯示裝置。因此，可以提供一種高可見度的高影像品質的液晶顯示裝置。
另外，由於包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))且呈現藍相的液晶組成物能夠進行高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
本具體實施例可以與其他具體實施例所記載的結構適 當地組合而實施。
具體實施例3
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全部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液晶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，本發明之具體實施利關於，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，多個像素的每一個具備用來將電流供給到顯示元件的裝置。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，或其他狀態。
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；將印刷線電路板設置於 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4A1、圖4A2和圖4B說明液晶顯示裝置的一個具體實施例的液晶顯示面板的外觀及剖面。圖4A1和圖4A2是使用密封材料4005將形成在第一基板4001上的電晶體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4B相當於沿著圖4A1、圖4A2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與液晶組成物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4A1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4A2是使用設置在第一基板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4A1是藉由COG方法安裝信號線驅動電路4003的例子，而圖4A2是藉由TAB方法安裝信號線驅動電路4003a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4B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及層間膜4021。
電晶體4010及4011可以使用具體實施例2或具體實施例3所示的電晶體。
此外，導電層也可以在層間膜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，或者導電層可以處於浮動狀態中。
此外，在層間膜4021上形成像素電極層4030及共用電極層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、共用電極層4031以及液晶組成物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。
作為液晶組成物4008，使用具體實施例1所示的液 晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或者包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))的液晶組成物。作為像素電極層4030和共用電極層4031，可以應用具體實施例1或具體實施例2所示的像素電極層及共用電極層的結構。
在本具體實施例中，液晶組成物4008包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))及手性分子，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。從而，本具體實施例是具體實施例1中的圖1A、具體實施例2中的圖3A至圖3D所示的像素電極層4030和共用電極層4031所具有的開口圖案。
藉由在像素電極層4030與共用電極層4031之間形成電場，可以控制液晶組成物4008的液晶。由於在液晶中形成水平(lateral)方向的電場，因此可以使用該電場控制液晶分子。由於可以在平行於基板的方向上控制被配向為呈現藍相的液晶分子，因此能夠擴大視角。
再者，包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))及手性分子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為穩定的，所以使用該液晶組成物的液晶元件及液晶顯示裝置可具有高可靠性。
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薄膜或聚酯薄膜間夾有鋁箔的薄片。
另外，元件符號4035是藉由選擇性地蝕刻絕緣膜而得到的柱狀間隔物，並且是為控制液晶組成物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。使用液晶組成物4008的液晶顯示裝置較佳為將液晶組成物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組成物的最厚部分的厚度(膜厚度)。
另外，雖然圖4A1、圖4A2和圖4B示出透射型液晶顯示裝置的例子，但本發明也可以應用於半透射型液晶顯示裝置及反射型液晶顯示裝置。
另外，在圖4A1、圖4A2和圖4B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。可根據偏光板的材料或製造製程的條件決定偏光板的位置。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4A1、圖4A2和圖4B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及電晶體的穩定性。
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，所以較佳為採用緻密的膜。可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。
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)、基於矽氧烷的樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。另外，也可以藉由堆疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層。
對堆疊的絕緣層的形成方法沒有特別的限制，可以根據其材料利用：濺射法、旋塗、浸漬法、噴塗法、液滴噴射法(噴墨法等)、印刷法(絲網印刷、膠版印刷等)、輥塗、幕塗、刮刀塗佈等。
作為像素電極層4030及共用電極層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、石墨烯等。
此外，像素電極層4030及共用電極層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；上述金屬的合金；和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及共用電極層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，所以較佳為將閘極線或源極線與驅動電路保護用的保護電路設置在同一基板上。保護電路較佳為使用非線性元件構成。
在圖4A1、圖4A2和圖4B中，連接終端電極4015由與像素電極層4030相同的導電膜形成，並且終端電極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。
連接終端電極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4A1、圖4A2以及圖4B中示出另行形成信號線驅動電路4003或4003a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，藉由使用該液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))或該液晶組成物，可以提供一種實現更高的對比度的液晶元件或液晶顯示裝置。因此，可以提供一種高可見度的高影像品質的液晶裝置。
另外，包含液晶性化合物(PPEP-nFCNF(n是2至10的整數)(簡稱))且呈現藍相的液晶組成物能夠進行高速回應，因此可以實現液晶顯示裝置的高性能化。
本具體實施例可以與其他具體實施例所記載的結構適當地組合而實施。
具體實施例4
可將本說明書中公開的液晶顯示裝置應用於多種電子裝置(包括遊戲機)。作為電子裝置，例如可以舉出電視機機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位相機、數位攝像機等影像拍攝裝置、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、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5A示出膝上型個人電腦，其由主體3001、外殼3002、顯示部3003以及鍵盤3004等構成。藉由將具體實施例1至3中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部3003，藉以提供高對比度、優異可見度且高可靠性的 膝上型個人電腦。
圖5B示出個人數位助理(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，有觸控筆3022。藉由將具體實施例1至3中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部3023，藉以提供高對比度、優異可見度且高可靠性的個人數位助理(PDA)。
圖5C是電子書閱讀器，該電子書閱讀器由兩個外殼，即外殼2701及外殼2703構成。外殼2701及外殼2703由絞件2711形成為一體，且可以以該絞件2711為軸進行開閉工作。藉由採用這種結構，可以如紙本書籍作用。
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5C中的顯示部2705)中可以顯示文章，而在左邊的顯示部(圖5C中的顯示部2707)中可以顯示影像。藉由將具體實施例1至3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、優異可見度且高可靠性的電子書閱讀器。當作為顯示部2705使用半透射型或反射型液晶顯示裝置時，預料在較明亮的情況下也被使用，因此可以設置太陽能電池而進行利用太陽能電池的發電及利用電池的充電。另外，當作為電池使用鋰離子電池時，有可以實現小型化等的優點。
此外，在圖5C中示出外殼2701具備操作部等的例子。例如，在外殼2701中具備電源開關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，電子書閱讀器也可以具有電子詞典的功能。
此外，電子書閱讀器也可以採用能夠以無線的方式收發資訊的結構。還可以採用以無線通訊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5D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、攝像機鏡頭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。藉由將具體實施例1至3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、優異可見度且高可靠性的行動電話。
另外，顯示面板2802具備觸控面板，圖5D使用虛線示出作為影像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同一面上設置攝像機鏡 頭2807，所以可以實現視訊電話。揚聲器2803及麥克風2804不侷限於音頻通話，還可以進行視訊通話、錄音、再生等。再者，滑動外殼2800和外殼2801而可以處於如圖5D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，除了上述功能以外，行動電話還可以具有紅外線通信功能、電視接收功能等。
圖5E示出數位攝像機，其由主體3051、顯示部A 3057、目鏡3053、操作開關3054、顯示部B 3055以及電池3056等構成。藉由將具體實施例1至3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，藉以提供高對比度、優異可見度且高可靠性的數位攝像機。
圖5F是電視機，該電視機由外殼9601和顯示部9603等構成。利用顯示部9603可以顯示影像。此外，在此示出利用支架9605支撐外殼9601的結構。藉由將具體實施例1至3中的任何一個所示的液晶顯示裝置應用於顯示部9603，藉以提供高對比度、優異可見度且高可靠性的電視機。
可以藉由利用外殼9601所具備的操作開關或另行提 供的遙控器進行電視機的操作。或者，也可以採用在遙控器中設置顯示部的結構，該顯示部顯示從該遙控器輸出的資訊。
另外，電視機採用具備接收機、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。
本具體實施例可以與其他具體實施例所記載的結構適當地組合而實施。
實施例1
在本實施例中，示出在具體實施例1中以結構式(103)表示的4-(4-n-丙基苯基(propylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-3FCNF)的合成例子。
〈4-(4-n-丙基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-3FCNF)的合成方法〉
在下述(B-1)中示出結構式(103)所表示的PPEP-3FCNF(簡稱)的合成流程。
將2.4g(10mmol)的4-(4-n-丙基苯基)苯甲酸、1.6g(10mmol)的2,6-二氟-4-羥基苯腈、0.18g(1.5mmol)的4-二甲基胺基吡啶、10mL的二氯甲烷放在50mL茄形燒瓶(recovery flask)中，並攪拌。在該混合物中加入2.2g(11mmol)的1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，在大氣室溫下將該混合物攪拌24小時。在經過預定時間之後，對獲得了的混合物添加水，使用二氯甲烷萃取該混合物的水層。合併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，獲得黃色固體。藉由利用矽膠柱層析法(展開劑：氯仿)純化該固體。濃縮所獲得的餾分而獲得黃色固體。藉由利用高效液相層析法(HPLC)(展開劑：氯仿)純化該固體。濃縮所獲得的餾分，得到標的物的3.5g的產率為93%的白色固體。
藉由蒸餾純化所得到的1.6g的白色固體，得到1.5g的產率為94%的標的物的白色固體。
藉由核磁共振法(NMR)，確認到上述化合物是標的物4-(4-n-丙基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(PPEP-3FCNF)。
以下示出所得到的物質(PPEP-3FCNF)的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=0.96(t，3H)，1.62-1.74(m，2H)，2.64(t，2H)，7.07(d，2H)，7.29(d，2H)，7.56(d，2H)，7.73(d，2H)，8.18(d，2H)。另外，圖8A至圖8C示出1H NMR圖。此外，圖8B是在圖8A中的6.5ppm至8.5ppm的範圍的放大圖。另外，圖8C是圖8A中的0.0ppm至3.0ppm的範圍的放大圖。
實施例2
在本實施例中，示出在具體實施例1中以結構式(105)表示的4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-5FCNF)的合成例子。
〈4-(4-n-戊基苯基)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(105)所表示的PPEP-5FCNF(簡稱)的合成流程。
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4-二甲基胺基吡啶、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-(3-二甲基胺基丙基)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。合併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)純化該固體。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)純化該固體。濃縮所獲得的餾分，得到標的物的2.7g的產率為79%的白色固體。
藉由蒸餾純化所得到的2.7g的白色固體，得到2.5g的產率為93%的標的物的白色固體。
藉由核磁共振法(NMR)，確認到上述化合物是標的物的4-(4-n-戊基苯基(pentylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(PPEP-5FCNF)。
以下示出所得到的物質的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=0.91(t，3H)，1.31-1.40(m，4H)，1.62-1.72(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9A至圖9C示出1H NMR圖。此外，圖9B是在圖9A中的6.5ppm至8.5ppm的範圍的放大圖。另外，圖9C是圖9A中的0.0ppm至3.0ppm的範圍的放大圖。
實施例3
在本實施例中，示出在具體實施例1中以結構式(107)表示的4-(4-n-庚基苯基(heptylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-7FCNF)的合成例子。
〈4-(4-n-庚基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-7FCNF)的合成方法〉
在下述(C-1)中示出結構式(107)所表示的PPEP-7FCNF(簡稱)的合成流程。
將2.0g(6.7mmol)的4-(4-n-庚基苯基)苯甲酸、1.0g(6.4mmol)的2,6-二氟-4-羥基苯腈、0.12g(0.98mmol)的4-二甲基胺基吡啶、6.7mL的二氯甲烷放在50mL茄形燒瓶中，並攪拌。在該混合物中加入1.4g(7.3mmol)的1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，在大氣室溫下將該混合物攪拌24小時。在經過預定時間之後，對獲得了的混合物添加水，使用二氯甲烷萃取該混合物的水層。合併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，獲得白色固體。藉由利用矽膠柱層析法(展開劑：甲苯)純化該固體。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)純化該固體。濃縮所獲得的餾分，得到標的物的2.3g的產率為79%的白色固體。
藉由蒸餾純化所得到的1.4g的白色固體，得到1.2g的產率為86%的標的物的白色固體。
藉由核磁共振法(NMR)，確認到上述化合物是標的物的4-(4-n-庚基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(PPEP-7FCNF)。
以下示出所得到的物質(PPEP-7FCNF)的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：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10A至圖10C示出1H NMR圖。此外，圖10B是在圖10A中的6.5ppm至8.5ppm的範圍的放大圖。另外，圖10C是圖10A中的0.0ppm至3.0ppm的範圍的放大圖。
實施例4
在本實施例中，示出在具體實施例1中以結構式(109)表示的4-(4-n-壬基苯基(nonylphenyl))苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-9FCNF)的合成例子。
〈4-(4-n-壬基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-9FCNF)的合成方法〉
在下述(D-1)中示出結構式(109)所表示的PPEP-9FCNF(簡稱)的合成流程。
將1.3g(5.2mmol)的(4-n-壬基苯基)硼酸、1.7g(5.0mmol)的4-溴苯甲酸(bromobenzoate)4-氰-3,5-二氟苯基、77mg(0.25mmol)的三(2-甲基苯基)膦、1.4g(0.010mol)的碳酸鉀放在50mL的三頸燒瓶中，對該燒瓶的內部進行氮置換。在對該混合物添加5.1mL的甲苯之後，藉由在減壓下攪拌來對該混合物進行脫氣。對該混合物添加11mg(0.050mmol)的醋酸鈀(II)，以90℃攪拌24小時。在經過預定時間之後，使用甲苯抽出了所得到的混合物的水層。合併所得到的抽出溶液和有機層，使用飽和食鹽水進行洗滌，然後使用硫酸鎂乾燥。藉由自然過濾分離該混合物，並且濃縮濾液以得到黃色油狀物。藉由利用矽膠柱層析法(在展開劑中，己烷：乙酸乙酯=5：1)純化該油狀物。濃縮所獲得的餾分而獲得黃色油狀物。藉由利用高效液相層析法(HPLC)(展開劑：氯仿)純化該油狀物。濃縮所獲得的餾分，得到標的物的0.88g的產率為38%的黃色油狀物。
藉由核磁共振法(NMR)，確認到上述化合物是標的物4-(4-n-壬基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(PPEP-9FCNF)。
以下示出所得到的物質(PPEP-9FCNF)的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=0.88(t，3H)，1.24-1.33(m，12H)，1.60-1.68(m，2H)，2.67(t，2H)，7.08(d，2H)，7.31(d，2H)，7.58(d，2H)，7.75(d，2H)，8.20(d，2H)。另外，圖11A至圖11C示出1H NMR圖。此外，圖11B是在圖11A中的6.5ppm至8.5ppm的範圍的放大圖。另外，圖11C是圖11A中的0.0ppm至3.0ppm的範圍的放大圖。
實施例5
在本實施例中，示出在具體實施例1中以結構式(111)表示的4-(4-n-十一烷基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-11FCNF)的合成例子。
〈4-(4-n-十一烷基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(簡稱：PPEP-11FCNF)的合成方法〉
在下述(E-1)中示出結構式(111)所表示的PPEP-11FCNF(簡稱)的合成流程。
將2.0g(5.7mmol)的4-(4-n-十一烷基苯基)苯甲酸、0.88g(5.7mmol)的2,6-二氟-4-羥基苯腈、0.11g(0.90mmol)的4-(N,N-二甲基)胺基吡啶、5.7mL的二氯甲烷放在50mL茄形燒瓶中，並攪拌。在該混合物中加入1.2g(6.3mmol)的1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)，在大氣室溫下將該混合物攪拌24小時。在經過預定時間之後，對獲得了的混合物添加水，使用二氯甲烷萃取該混合物的水層。合併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，獲得白色固體。藉由利用矽膠柱層析法(展開劑：甲苯)純化該固體。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)純化該固體。濃縮所獲得的餾分，得到標的物的1.7g的產率為61%的白色固體。
藉由核磁共振法(NMR)，確認到上述化合物是標的物4-(4-n-十一烷基苯基)苯甲酸4-氰-3,5-二氟苯基(PPEP-11FCNF)。
以下示出所得到的物質(PPEP-11FCNF)的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=0.88(t，3H)，1.27-1.33(m，16H)，1.63-1.68(m，2H)，2.67(t，2H)，7.08(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圖。此外，圖12B是在圖12A中的7.0ppm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。
實施例6
在本實施例中，製造使用包含實施例1至5所示的本發明的一個方式的液晶性化合物的液晶組成物的液晶元件(液晶元件1至5)和不應用本發明的液晶性化合物的比較液晶元件作為比較例，且分別進行了特性的評價。
表1至表5示出用於在本實施例中製造的液晶元件1至5的液晶組成物的結構。此外，表6示出用於比較液晶元件的液晶組成物的結構。在表1至表6中，所有混合比都是重量比。
在液晶元件1至5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4-(反式-4-n-丙基環己基)-3’,4’-二氟-1,1’-聯苯(簡稱：CPP-3FF)(臺灣大立高分子工業股份有限公司製造)，作為液晶4使用4-n-正戊基苯甲酸4-氰-3-二氟苯基(簡稱：PEP-5CNF)(臺灣大立高分子工業股份有限公司製造)，作為手性分子使用1,4：3,6-二脫水(dianhydro)-2,5-雙[4-(n-己基-1-氧基)苯甲酸)]山梨醇(簡稱：ISO-(6OBA)2)(日本綠化學株式會社(Midori Kagaku Co.,Ltd)製造)，作為聚合性單體使用非液晶性紫外線聚合的聚合性單體的甲基丙烯酸十二烷基酯(簡稱：DMeAc)(日本東京化成工業株式會社製造)、液晶性紫外線聚合的聚合性單體RM257(默克公司製造)，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)、手性分子：ISO-(6OBA)2(簡稱)、聚合性單體：RM257(默克公司製造)、甲基丙烯酸十二烷基酯(DMeAc)(簡稱)以及聚合引發劑：DMPAP(簡稱)的結構式。
此外，在表1至5所示的液晶元件1至5中：在液晶元件1中，作為液晶5還使用包含以下述結構式(103)表示的液晶性化合物的PPEP-3FCNF(簡稱)的液晶組成物，在液晶元件2中，作為液晶5還使用包含以下述結構式(105)表示的液晶性化合物的PPEP-5FCNF(簡稱)的液晶組成物，在液晶元件3中，作為液晶5還使用包含以下述結構式(107)表示的液晶性化合物的PPEP-7FCNF(簡稱)的液晶組成物，在液晶元件4中，作為液晶5還使用包含以下述結構式(109)表示的液晶性化合物的PPEP-9FCNF(簡稱)的液晶組成物，在液晶元件5中，作為液晶5還使用包含以下述結構式(111)表示的液晶性化合物的PPEP-11FCNF(簡稱)的液晶組成物。
液晶元件1至5及比較液晶元件藉由如下步驟來製造：在將像素電極層及共用電極層如圖3D所示那樣形成為梳齒狀的玻璃基板，且成為對置基板的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在各向同性相的狀態下攪拌的以表1至表5所示的比率混合表1至表5所示的材料的各液晶組成物而製造。
像素電極層及共用電極層利用濺射法、使用包含氧化 矽的銦錫氧化物(ITSO)而形成。此外，將其厚度設定為110nm(其寬度為2μm)，將像素電極層及共用電極層的各個寬度以及像素電極層與共用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秒的紫外線(照度為100mW/cm2)照射處理，然後在120℃下進行1小時的加熱處理。
在高分子穩定化處理之前，對液晶元件1至5及比較液晶元件的液晶組成物進行加熱處理而使它們為各向同性相。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。在測定中，使用偏光顯微鏡(MX-50奧林巴斯株式會社製造(液晶元件2、5及比較液晶元件)、MX61L奧林巴斯株式會社製造(液晶元件1、3、4))以及溫度調節器(HCS302-MK1000 INSTEC公司製造)。
此外，在各液晶元件1至5及每一比較液晶元件中，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液晶元件1至5及比較液晶元件設定為恆溫；紫外線(波長為365nm，照度為1.5mW/cm2(液晶元件1至4及比較液晶元件)、照度為10mW/cm2(液晶元件5))照射30分鐘。依此而實現高分子之穩定化處理。
與在高分子穩定化處理之前相同地，在高分子穩定化處理之後，也對液晶元件1至5及比較液晶元件的液晶組 成物進行加熱處理而使它們為各向同性相。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。
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(crossed nicols)；倍率為200倍。
表7示出液晶元件1至5及比較液晶元件中的高分子穩定化處理之前的呈現藍相的溫度範圍以及高分子穩定化處理之後的呈現藍相的溫度範圍的測定結果。
在高分子穩定化處理之前，液晶元件1呈現藍相的溫度範圍的上限為50.2℃，下限為42.4℃，但在高分子穩定化處理之後，液晶元件1呈現藍相的溫度範圍的上限上升到56.8℃，且在0℃下也確認到呈現藍相。
在高分子穩定化處理之前，液晶元件2呈現藍相的溫度範圍的上限為49.6℃，下限為41.8℃，但在高分子穩 定化處理之後，液晶元件2呈現藍相的溫度範圍的上限上升到65.2℃，且在0℃下也確認到呈現藍相。
在高分子穩定化處理之前，液晶元件3呈現藍相的溫度範圍的上限為50.2℃，下限為41.7℃，但在高分子穩定化處理之後，液晶元件3呈現藍相的溫度範圍的上限上升到59.3℃，且在0℃下也確認到呈現藍相。
在高分子穩定化處理之前，液晶元件4呈現藍相的溫度範圍的上限為49.0℃，下限為39.1℃，但在高分子穩定化處理之後，液晶元件4呈現藍相的溫度範圍的上限上升到58.9℃，且在0℃下也確認到呈現藍相。
在高分子穩定化處理之前，液晶元件5呈現藍相的溫度範圍的上限為51.1℃，下限為44.3℃，但在高分子穩定化處理之後，液晶元件5呈現藍相的溫度範圍的上限上升到62.4℃，且在0℃下也確認到呈現藍相。
因此，可以確認到在液晶元件1至5中藉由高分子穩定化處理可以大幅擴大呈現藍相的溫度範圍。
另一方面，在高分子處理之前，比較液晶元件呈現藍相的溫度範圍的上限為34.0℃，下限為26.3℃，至於在高分子穩定化處理之後，比較液晶元件呈現藍相的溫度範圍，可以確認到呈現藍相的下限為3.3℃，即高於0℃，上限的上升也不太大，為42.5℃，其結果是，呈現藍相的溫度範圍不比液晶元件1至5擴大。
從此可知，本發明的一個具體實施例之使用本實施例的新穎的液晶性化合物的液晶元件呈現較寬的藍相的溫度 範圍。
另外，對液晶元件1至5及比較液晶元件施加電壓，並對施加電壓的透射率以及對比度的特性進行評價。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1至5及比較液晶元件的狀態下。
圖6示出液晶元件1至5及比較液晶元件的施加電壓和透射率的關係，圖7示出液晶元件1至5及比較液晶元件的施加電壓和對比度的關係。根據圖6的透射率算出圖7中的對於施加電壓的對比度。明確而言，使用如下方法算出對比度，即在施加電壓為0V時的對比度為1，且各施加電壓的透射率除以施加電壓0V的透射率。注意，在圖6及圖7中，菱形的點示出液晶元件1的特性，四角形的點示出液晶元件2的特性，三角形的點示出液晶元件3的特性，叉符號的點示出液晶元件4的特性，圓形的點示出液晶元件5的特性，星號的點(asterisk data marker)示出比較液晶元件的特性。
如圖6所示，尤其是在施加電壓特別高的情況下，液晶元件1至5針對施加電壓的透射率高於比較液晶元件。再者，液晶元件1至5的在施加電壓為0V時的透射率低於比較液晶元件。在圖7中，液晶元件1至5的對比度與比較液晶元件的對比度之間的差異很顯著，在相同施加電壓下，液晶元件1至5的對比度高於比較液晶元件。
根據上述，可以確認到在含有本實施例的新穎的液晶性化合物而成的液晶組成物中呈現藍相的溫度範圍更寬。
另外，使用含有本實施例的新穎的液晶性化合物而成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。
200‧‧‧第一基板
201‧‧‧第二基板
202a‧‧‧對準膜
202b‧‧‧對準膜
208‧‧‧液晶組成物
230‧‧‧像素電極層
232‧‧‧共用電極層
401‧‧‧閘極電極層
402‧‧‧閘極絕緣層
403‧‧‧半導體層
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
420‧‧‧電晶體
441‧‧‧第一基板
442‧‧‧第二基板
443a‧‧‧偏光板
443b‧‧‧偏光板
444‧‧‧液晶組成物
446‧‧‧電極層
446a‧‧‧電極層
446b‧‧‧電極層
446c‧‧‧電極層
446d‧‧‧電極層
447‧‧‧電極層
447a‧‧‧電極層
447b‧‧‧電極層
447c‧‧‧電極層
447d‧‧‧電極層
2701‧‧‧外殼
2703‧‧‧外殼
2705‧‧‧顯示部
2707‧‧‧顯示部
2711‧‧‧絞件
2721‧‧‧電源開關
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‧‧‧攝像機鏡頭
2808‧‧‧外部連接端子
2810‧‧‧太陽能電池
2811‧‧‧外部記憶體插槽
3001‧‧‧主體
3002‧‧‧外殼
3003‧‧‧顯示部
3004‧‧‧鍵盤
3021‧‧‧本體
3022‧‧‧觸控筆
3023‧‧‧顯示部
3024‧‧‧操作按鈕
3025‧‧‧外部介面
3051‧‧‧本體
3053‧‧‧目鏡
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‧‧‧液晶組成物
4010‧‧‧電晶體
4011‧‧‧電晶體
4013‧‧‧液晶元件
4015‧‧‧連接終端電極
4016‧‧‧終端電極
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‧‧‧共用電極層
4032a‧‧‧偏光板
4032b‧‧‧偏光板
4034‧‧‧遮光層
9601‧‧‧外殼
9603‧‧‧顯示部
9605‧‧‧支架
在圖式中：圖1A和圖1B是說明具有液晶性化合物及液晶組成物的液晶元件或液晶顯示裝置的概念圖；圖2A和圖2B說明液晶顯示裝置的一種模式；圖3A至圖3D說明液晶顯示裝置的電極結構的一種模式；圖4A1、圖4A2及圖4B說明液晶顯示模組；圖5A至圖5F說明電子裝置；圖6是說明液晶元件1至5及比較液晶元件中的施加電壓與透射率的關係的圖；圖7是說明液晶元件1至5及比較液晶元件中的施加電壓與對比度的關係的圖；圖8A至圖8C是PPEP-3FCNF的1H NMR圖；圖9A至圖9C是PPEP-5FCNF的1H NMR圖；圖10A至圖10C是PPEP-7FCNF的1H NMR圖；圖11A至圖11C是PPEP-9FCNF的1H NMR圖；圖12A至圖12C是PPEP-11FCNF的1H NMR圖。

Claims (12)

  1. 一種以通式(G1)表示的液晶性化合物： 其中，n是除4以外的2至10的整數。
  2. 根據申請專利範圍第1項之液晶性化合物，其中n是6至10的整數。
  3. 一種包含以通式(G1)表示的液晶性化合物的液晶組成物： 其中，n是除4以外的2至10的整數。
  4. 根據申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中n是6至10的整數。
  5. 根據申請專利範圍第3項之液晶組成物，其還包含液晶性化合物、非液晶性化合物和手性分子(chiral agent)中的至少一者。
  6. 一種包含以通式(G1)表示的液晶性化合物的液晶元件： 其中，n是除4以外的2至10的整數。
  7. 根據申請專利範圍第6項之液晶元件，其中n是6至10的整數。
  8. 根據申請專利範圍第6項之液晶元件，其中該液晶元件能夠呈現藍相。
  9. 根據申請專利範圍第6項之液晶元件，其中該液晶元件在0℃能夠呈現藍相。
  10. 一種包括根據申請專利範圍第6項之液晶元件的液晶顯示裝置。
  11. 根據申請專利範圍第10項之液晶顯示裝置，其還包括：第一基板；該第一基板上的第一電極；該第一基板上的第二電極；該第一電極和該第二電極上的液晶層，該液晶層包含該液晶性化合物；以及該液晶層上的第二基板，其中，該液晶層夾在該第一基板與該第二基板之間。
  12. 根據申請專利範圍第11項之液晶顯示裝置，其中該第一電極設置在該第二電極上。
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