液晶显示器件以及液晶显示器的制作方法

专利名称：液晶显示器件以及液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器件，以及配置有该液晶显示器件的液晶显示器。
背景技术：
最近，通过驱动液晶显示器件来显示图像的液晶显示器由于其小型、 轻量和能量消耗小的特性，已被广泛用于诸如电视机和监视器图像显示单 元，以及诸如数码相机和移动电话的信息终端。在上述液晶显示器中，作 为液晶显示器件的液晶显示系统，已知的有使用向列型液晶的扭转向歹'J(TN) 模式、垂直定向(VA)模式、平面转换(IPS)模式、和边缘场转换(FFS)模式(参 见日本待审专利公开平-06-160878 )。另外，已知的有使用铁电液晶、反铁 电液晶等的显示模式。
图5说明典型的VA模式的液晶显示器件的横截面结构。在这种液晶显 示器件中，包括液晶分子500A的液晶层500被密封在驱动基板200和对向 基板(facing substrate)300之间。在驱动基板200和对向基^L 300各自面对的 平面上，提供有电极202和电极302、 4皮此不面对的线凸(linerprojection) 410、覆盖在电极202和302以及线凸410上的定向膜400。在VA模式中， 没有施加电压的情况下，液晶分子500A基本上垂直于定向膜400的平面取 向。因此，液晶分子500A在邻近线凸410的区域略孩i倾向于驱动基板200 和对向基板300的表面(也就是说提供了倾角(tilt))。另一方面，在除 了邻近线凸410区域以外的区域中，液晶分子500A基本上垂直于驱动基板 200和对向基板300的表面取向。当向该状态下的液晶层500施加电压时， 位于线凸410附近的液晶分子500A的倾斜向其它液晶分子500A依次传递， 那些液晶分子500A响应从而采取倒下基本上与驱动基板200和对向基板
4300的表面水平的姿势。因此，进入的光得以调制。这是因为VA模式中的 液晶分子显示负的介电各向异性；换言之，具有分子长轴方向的介电常数 小于分子短轴方向的介电常数的性质。
然而，垂直于驱动基板200和对向基板300表面取向的液晶分子500A 响应所施加电压的倒下速度，与位于线凸410附近的液晶分子500A的倒下 速度之间存在差值，出现在施加电压下液晶分子500 A的响应速度整体上 延迟的问题。特别地，从黑色到中间色的渐变中，有待施加电压的变化量 小，这进一步促进响应速度的延迟。另外，可以通过缩短各线凸410之间 的距离来加快响应速度；然而，由于线凸410的上表面对液晶显示器件的 透射率没有贡献，出现当液晶显示器件中的凸部比例增加时透射率下降且 显示特性变差的问题。
因此，日本待审专利公开No.2002-357830提出在上述VA模式下使液 晶分子从基板法线略微倾斜并通过使用高聚物材料保持该倾斜从而提供倾 角(tilt)的技术。具体地，将其中加入光聚合单体用于组成的液晶层密封 在基板之间，然后在通过施加电压向液晶分子提供倾角的状态下曝光以使 得单体聚合以便形成液晶显示器件结构。这样，可以在没有施加电压的状
态下预先设定液晶分子的倒下方向，这改善响应速度。

发明内容
然而，在日本待审专利公开No.2002-357830的液晶显示器件的结构中， 单体的完全聚合不容易。即使存在少量未反应的单体，液晶材料的电压保 持性也会劣化，而这可能引起显示性能变差。
鉴于上述内容，期望提供能改善响应性能同时保持良好的显示性能的 液晶显示器件，以及配置所述液晶显示器件的液晶显示器。
根据本发明的实施方案的第一液晶显示器件包括一对彼此面对的基 板、在这对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由包括显示向 列型液晶相的液晶分子和向该液晶分子提供倾角的分子的液晶材料构成。 然而所述倾角是指相对于液晶分子取向方向的倾斜角度。换言之，向液晶 分子提供倾角是指改变相对于液晶分子取向方向的倾斜角度。
本发明的实施方案的第二液晶显示器件包括一对彼此面对的基板、在 这对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由包括显示向列型液晶相的液晶分子和由化学式1表示的具有偶极矩的弯曲型分子的液晶材料 构成，而且所述液晶材料显示顺电相。
Wl W2
化学式1
(其中A是二价基团；Wl和W2各自是单价基团，而且各自可以相同 或不同；然而Wl-A-W2的键角可以小于180。；所述Wl-A-W2的键角是指 由Wl-A键和W2-A键形成的角度，并且表述"W1-A-W2的键角可以小于 180。"是指时间平均的键角小于180°)。
本发明的实施方案的液晶显示器配置液晶显示器件，该液晶显示器件 包括一对彼此面对的基板、在这对基板之间提供的电极和液晶层，其中所 述液晶层由包括显示向列型液晶相的液晶分子和向该液晶分子提供倾角的 分子的液晶材料构成。
在本发明的实施方案的第一和第二液晶显示器件以及液晶显示器中， 液晶层包括向液晶分子提供倾角的分子、和化学式1中所示的具有偶极矩 的弯曲型分子，从而向所述液晶分子提供倾角而不使液晶分子的透射率和 电压保持性变差。
根据本发明的实施方案的第一和第二液晶显示器件以及液晶显示器， 液晶层包括向液晶分子提供倾角的分子、和化学式1中所示的具有偶极矩 的弯曲型分子，从而向所述液晶分子提供倾角以及改善响应性能的同时保 持良好的显示性能。
本发明的其它和进一步的目的、特征以及优点会从以下说明中更充分 地呈现。


图1A和1B是显示装配在根据本发明的第一实施方案的液晶显示器上 的液晶显示器件结构的横截面图。
图2是装有图1A和1B中所示液晶显示器件的液晶显示器的电路结构 的视图。
图3A和3B是显示装配在根据本发明的第二实施方案的液晶显示器上 的液晶显示器件结构的横截面图。
6图4A和4B是显示图3A和3B中所示液晶显示器的平面结构的视图。 图5是说明现有技术中的液晶显示器件的横截面图。
具体实施例方式
将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。 第一实施方案
图1A和1B是装配在根据本发明的第一实施方案的液晶显示器上的液 晶显示器件的横截面示意图，图1A显示没有施加驱动电压的状态，而图 1B显示施加驱动电压下的状态。该液晶显示器件的显示模式是所谓的垂直 定向(VA)模式。
如图1A和1B所示，液晶显示器件包括例如^皮此面对并布置在^皮此面 对的一对偏振器10之间的像素电极基板20和透明电极基板30、进行布置 以便覆盖像素电极基板20和透明电极基板30各自相向表面的定向膜40、 以及在中间具有定向膜40的像素电极基板20和透明电极基板30之间密封 的液晶层50。换言之，该液晶显示器件包括在一对偏振器IO之间的像素 电极基板20和透明电极基板30、以及在像素电极基板20和透明电极基板 30之间，从而被定向膜40夹在中间的液晶层50。第一实施方案的液晶显 示器件是所谓的透射液晶显示器件。
偏振器10是具有使进入的光经过特定偏振组件传输的功能的光学元 件，其控制光的振动方向。
像素电极基板20具有如下结构像素电极22布置在透明基板21上， 在其中形成包括驱动元件的驱动电路。透明基板21例如由透明(透光的) 材料例如玻璃和塑料构成。
像素电极22是用于向液晶层50施加电压的电极之一。例如存在多个 像素电极22以便以矩阵形式形成定向图案。也就是说，每一像素电极22 独立地和分别地提供有电势。像素电极22例如是具有光透射率的透明电极， 以及例如由诸如氧化铟锡(ITO)等的透明电极材料构成。
透明电极基板30具有的结构包括在其中以条状提供红色(R)、绿色(G) 和蓝色(B)滤光器(filter)的滤色器(color filter)(在图中未示出)、以及基本上 在整个有效显示区域上设置的透明电极32。
透明基板31例如由诸如玻璃和塑料的透明(透光的)材料构成。透明电极32是用于向液晶层50施加电压的另一电极，并且例如由诸如ITO的 透明电极材料构成。
定向膜40用于在预定的定向状态下定向液晶层50中所包含的液晶分 子50A。如上所述，定向膜40覆盖在像素电极基板20和透明电极基板30 各自的内表面之上；也就是说，覆盖在像素电极基板20和透明电极基板30 的表面之上，所述表面在邻近液晶层50的那侧。更具体地，在像素电极基 板20侧，定向膜40覆盖在像素电极22和位于像素电极22附近的基板11 之上，而在透明电极基板30侧，定向膜40覆盖在透明电极32之上。定向 膜40例如由诸如聚酰亚胺的有机材料构成，它是用于使液晶分子50A相对 于基板表面在垂直方向上定向的垂直定向膜。另外，定向膜40可以经受摩 擦处理等以控制定向方向。
液晶层50包括显示负介电各向异性和显示向列型液晶相的液晶分子 50A,液晶材料包括向液晶分子50A提供倾角的分子50B。如图1A所示， 液晶分子层50中，在没有施加驱动电压的状态下，液晶分子50A采取基本 上垂直于像素电极基板20和透明电极基板30的表面的姿势；然而，由于 分子50B包含在液晶层50中，向位于分子50B附近的液晶分子50A提供 倾角。这样，与没有向液晶分子提供倾角的情况相比，响应时间变短。因 此，响应速度得到改善，而且通过含有提供倾角的分子50B可以获得优异 的响应性能。
液晶材料优选没有自发极化(自发极化基本为零)。这是由于具有自发 极化的液晶材料的定向可能无序，因此转换性能可能变差。以下是具体解 释。假如液晶材料具有自发极化，在液晶层中形成自生电场，存在于液晶 材料中的离子在液晶材料中迁移以便中和其自生电场，从而电荷聚集在位 于液晶层和基板之间的绝缘层(定向膜等)上。这时，假如施加驱动电压 并进行转换，极化方向随液晶材料定向方向的改变而逆转，从而将聚集在 绝缘层中的电荷的容量(capacity)分成液晶材料和绝缘层。因此，假如状态 恢复到未施加电压的状态，在液晶层中感生反向的电场(在下文中称为反 向电场)。尽管该反向电场随着由液晶层和绝缘层的并联电路定义的时间常 数而衰减，但是反向电场使液晶材料的定向无序化，并可引起转换性能的 变差。由于反向电场与液晶材料的自发极化的大小成比例，假如自发极化 为零，则不会产生由反向电场引起的液晶材料的定向无序，从而转换性能不会变差。另外，作为测量自发极化的方法，给出了利用热电性的方法、
利用D-E^兹滞的方法、观测极化反向电流的方法等。
表述"具有自发极化者"例如是指具有宏观极化的物质，就其而言即使未 施加电场，也使分子的永久偶极矩有序排列或者使单个原子或离子从对称 的平衡位置移动。作为具有自发极化并显示液晶相的物质，例如可给出铁 电液晶(显示液晶相的铁电物质)、含铁介电(ferridielectric )液晶(显示液 晶相的含铁介电物质)。术语"铁电物质"是指通过外加电场能使极化方向反 向的物质，为具有自发极化者。术语"含铁介电物质，，是指由于以下情形而具 有宏观极化的物质尽管构成偶极的分子偶极在彼此相反的方向上排列(极 矩彼此相抵消的排列)，但是在正向上偶极矩的大小与反向上的偶极矩大小 不同。如上所述，由于考虑到转换性能的变差，这些铁电液晶和含铁介电 液晶用作液晶层50的液晶材料是不合需要的。
另一方面，表述"无自发极化者"是指例如没有宏观极化的物质，就其而 言在将该物质视为分子聚集体的情况下，尽管这些分子具有偶极矩，但是 这些偶极矩以随机方向取向并且整体上相互抵消；或者是指以下物质就 其而言在将该物质视为原子、分子等经过排列的固体物质的情况下，单个 的原子或分子、或者组成该原子或分子的离子排列在对称的平衡位置上而 没有极化。作为没有自发极化的物质，例如可给出顺电性物质，即其中偶 极的方向在某一方向上不均匀，从而偶极在随机方向上排列的介电物质(总 偶极矩为零)。
类似于含铁介电物质，作为分子偶极在彼此相反的方向上排列的介电 物质，可给出反铁电物质。因为在正向上的偶极矩大小与在反向上的偶极 矩大小彼此相等，该反铁电物质没有自发极化。然而，在施加预定阈值或 更大的电压从而产生电场的情况下，所有的偶极在电场方向上取向，从而 显示出铁电相(产生从反铁电相到铁电相的相变)。在将这样一种反铁电物 质用作液晶材料以便通过强制相变而进行使用的情况下，反铁电物质伴随 有沿着液晶层的面内方向的条状畴生长(domain growth);因此，存在引起对 比率变差的风险。因而，尽管反铁电液晶(显示液晶相的反铁电物质)没 有自发极化，但是反铁电液晶不适合作为用于液晶层50的液晶材料。
如上所述，由于液晶分子50A显示负介电各向异性，可得到高的孔径 比(aperture ratio)和优异的响应性能。另外，介电各向异性(As)可由As =sl-s2得到，其中sl是液晶分子长轴方向上的介电常数，s2是液晶分子短轴 方向上的介电常数。介电常数s可由s-Cpd/S得到，其中Cp表示电容，"d" 表示液晶层的厚度，而"S"表示两个基板重迭部分的面积。
分子50B具有偶极矩，优选显示诸如层列型液晶相和向列型液晶相的 液晶相，更优选地显示向列型液晶相以提高与液晶分子50A的相容性。
所述液晶材料优选包括含量为0.5wt。/。至50wt。/。的分子50B。这是因为 在0.5wt。/。或更大的含量下可能获得充分的效果，而在小于50wt。/。的含量下 可以获得优异的透射率，从而即使在分子50B显示液晶相的情况下，也不 存在液晶层50的液晶材料产生自发极化的风险。
作为分子50B，例如可以使用由化学式2表示的弯曲型分子。
人 Wi W2
化学式2
(其中A是二价基团；Wl和W2各自是单价基团，且每一个可以相同 或不同；然而Wl-A-W2的4定角可以小于180°)。
该弯曲型分子可以采用弯曲结构，因此可容易地向位于该弯曲型分子 附近的液晶分子50A提供倾角。另夕卜，该弯曲型分子Wl-A-W2的键角优选 为卯。或更大，更优选为120°至155°。
作为化学式2中所示的"A"，例如给出化学式3表示的二价基团。
x
化学式3
(其中X是氢(-H)、氯(-Cl)、溴(-Br)、氟(匿F)、硝基(-N02)或氰基(-CN); n是1或更大的整数)。
化学式2中所示的W1和W2的至少一个可以是由化学式4表示的基团，
10作为化学式4中所示的"B",可给出由化学式5表示的基团，以及作为化学
式4中所示的"R1"，可给出由化学式6表示的基团。
化学式4
(其中"B"是具有环状结构的二价基团；Rl是由选自碳(C)、氢(H)、氧(O) 和氮(N)的元素构成的二价基团；n为l或更大的整数；然而在"n"为2或更 大的情况下，"B"或"R1"可以相同或不同；以及R2是具有1至20个碳的烷 基或烷氧基)。
<formula>formula see original document page 11</formula>
化学式5
(其中X是氢(-H)、氯(-Cl)、溴(-Br)、氟(-F)、硝基(-N02)或氰基(-CN))。
<formula>formula see original document page 11</formula>
化学式6
作为如上所述的弯曲型分子的例子，可给出由化学式7或化学式8表 示的化合物。化学式8<formula>formula see original document page 12</formula>
不用说，只要它是化学式2中所示的弯曲型分子，就不限于化学式7 和化学式8中所示的化合物。另外，只要它是向液晶分子50A提供倾角的 分子，类似地它不限于化学式2中所示的弯曲型分子。
接着，参考图2，将描述包括上述液晶显示器件的液晶显示器的结构。图2显示包括图1A和IB中所示的液晶显示器件的液晶显示器的电路结构。 如图2所示，液晶显示器包括显示区60、在显示区60中提供的多个像 素G、在显示区60周围提供的源驱动器61和栅驱动器62、用于控制源驱 动器61和栅驱动器62的定时控制器63、用于向源驱动器61和栅驱动器 62供应电能的电源电路64。
显示区60是显示图像的区域，而且是能够通过矩阵形式的多个像素G 的定向显示图像的构造区域。另夕卜，图2显示包括多个像素G的显示区60, 并以放大比例单独显示对应于四个像素G的区域。
在显示区60中，多根源线71排列成行，多根栅线72排列成列。像素 G各自布置在这些源线71和栅线72彼此相交的位置上。像素G各自包括 像素电极22、液晶层50、晶体管121和电容器122。在每一晶体管121中， 源电极与源线71相连，栅电极与栅线72相连，以及漏电极与电容器122 和像素电极22相连。源线71各自与由其提供图像信号的源驱动器61相连。 栅线72各自与由其依次提供扫描信号的栅驱动器62相连。
源驱动器61和栅驱动器62选择所述多个像素G中的特定像素G。 定时控制器63向源驱动器61输出图像信号(例如对应于红色、绿色 和蓝色的每一RGB图像信号)以及用于控制源驱动器61操作的源驱动器 控制信号。另外，定时控制器63例如向栅驱动器62输出控制栅驱动器62 工作的栅驱动器控制信号。作为源驱动器控制信号，例如可给出水平同步 信号、启动外加信号(start plus signal )、源驱动器的时钟信号等。作为栅驱 动器控制信号，例如可给出垂直同步信号、栅驱动器的时钟信号等。 接着，参考图1A、 1B和2，描述液晶显示器的操作。 在液晶显示器中，用以下方式在像素电极22和透明电极32之间施加 驱动电压以便显示图像。具体地，通过从定时控制器63输入源驱动器控制 信号，基于由定时控制器63输入的图像信号，源驱动器61单独地将图像 信号供给预定的源线71。另外，通过从定时控制器63输入栅驱动器控制信 号，栅驱动器62在预定时机依次将扫描信号供给栅线72。因而，选择像素 G,该像素G位于供给图像信号的源线71与供给扫描信号的栅线72的相交 处，并且向该像素G施加驱动电压。
在所选择的像素G中，当施加驱动电压时，包含在液晶层50中的液晶 分子50A的定向根据像素电极22与透明电极32之间的电势差由图1A所示的状态改变为图1B所示的状态。具体地，在液晶层50中，当施加驱动电 压时，由于位于分子50B的附近而具有倾角的液晶分子50A,从图1A所示 的施加驱动电压之前的状态，在自身的倾斜方向上倒下，而且该动作传递 给其它液晶分子50A。结果，大多数液晶分子50A响应从而如图1B所示采 取基本上水平(平行)于像素电极基板20和透明电极基板30的姿势。因 此，使液晶层50的光学性能改变从而进入该液晶显示器件中的进入光变为 调制过的发射光。根据该发射光，表现出灰度并显示图像。如图1B中所示， 在分子50B显示液晶相的情况下，分子50B自发地釆取沿着像素电极基板 20和透明电极基板30的表面的姿势。然而，即使在分子50B不显示液晶相 的情况下，随着液晶分子50A姿势的改变，分子50B也采取姿势以使得沿 着像素电极基板20和透明电极基板30的表面伸展。
这样，根据第一实施方案的液晶显示器件和液晶显示器，由于分子50B 包含在液晶层50中，在施加驱动电压之前的阶段中向液晶分子50A(预先) 提供倾角，以使得与其中没有包含分子50B的情况相比，响应性能(响应 速度)得以改善。此外，不会引起诸如以下的问题在电极表面上提供线 凸的情况下担心透射率变差、以及在通过由单体聚合得到的高分子材料提 供倾角的情况下担心液晶材料的电压保持性变差。因此，可以保持优异的 显示性能。另外，与在施加电压的状态下进行单体聚合的情况相比，制备 工艺能够得以简化。
根据第一实施方案，作为液晶材料，假如使用基本上没有自发极化的 顺电液晶或者尤其是其自发极化基本为零的顺电液晶，与使用具有自发极 化的铁电液晶的情况相比，获得较优的转换性能，这有效用于改善响应性 能。另外，液晶材料包括含量范围为0.5wt。/。至50wt。/。的分子50B，因此可 以进一步预期获得优异显示性能的保持和响应性能的改善。
通过采用显示液晶相的物质、或者尤其是显示向列型液晶相或层列型 液晶相的物质作为分子50B，与液晶分子50A的相容性得以提高，而且这 有效用于改善响应性能和保持显示性能。
在第一实施方案中，已经描述了在液晶分子50A包含在液晶层50时使 用显示负介电各向异性的液晶分子的VA模式。然而，使用显示正介电各向 异性的液晶分子的液晶显示器件也可以通过含有向液晶层50提供倾角的分 子50B而获得相似的操作和效果。
14接着，将描述本发明的另一实施方案(第二实施方案)。使用与上面第 一实施方案中相似的附图标记表示基本上相同的組件，由此适当省略说明。 另外，将适当省略与第 一 实施方式相似的操作和效果。
第二实施方案
图3A和3B是作为第二实施方案中装配在液晶显示器上的液晶显示器 件的横截面示意图。图4A和4B是图3A和3B的平面示意图。图3A和4A 显示没有施加驱动电压的状态，图3B和4B显示施加有驱动电压的状态。 在3A、 3B、 4A和4B中所示的液晶显示器件的显示模式是所谓的IPS模式。 如图3A和3B中所示，液晶显示器件的结构包括在一对彼此面对的偏振器 10之间布置的彼此面对的电极基板80和透明基板90、以及在电极基板80 上提供的像素电极82和透明电极83。为简单起见，在图4A和4B中省略 了图3A和3B所示的各基板的具体结构。
电极基板80具有以下结构其中像素电极82和透明电极83以预定间 距平行布置在具有包括驱动元件的驱动电路的透明电极81之上。透明电极 81例如由透明(透光的)材料诸如玻璃和塑料构成。
像素电极82和透明电极83是向液晶层50施加电压的电极。像素电极 82和透明电极83例如是具有光透射率的透明电极，以及由诸如氧化铟锡 (ITO)等的透明电极材料构成。
透明电极基板90具有包括其中以条状提供红色(R)、绿色(G)和蓝色(B) 滤光器的滤色器(在图中未示出)的结构，并且由诸如玻璃和塑料的透明 (透光的)材料构成。
定向膜100用于以预定的定向状态使包含在液晶层110中的液晶分子 110A进行定向。这些定向膜100覆盖电极基板80和透明基板90的相应内 表面；也就是说，覆盖电极基板80和透明基板90的表面，该表面在邻近 液晶层110的那侧。另外，定向膜100可经过摩擦处理等以便控制定向方 向。
液晶层110包括显示正介电各向异性和显示向列型液晶相的液晶分子 IIOA，以及包括向液晶分子IIOA提供倾角的分子110B的液晶材料。在液 晶分子层110中，如图3A和4A所示，在没有施加驱动电压的状态下，液 晶分子110A釆取相对像素电极82和透明电极83倾斜(约45。)的姿势， 并且基本上水平于像素电极80和透明基板90的表面；然而，因为分子110B包含在液晶层110中，向位于分子110B附近的液晶分子110A提供倾角。 从而，与没有向液晶分子提供倾角的情况相比，响应时间变短。因此，通 过含有分子110B，改善响应速度和获得优异的响应性能。
与第一实施方案相似，液晶材料优选没有自发极化或优选地自发极化 基本为零。另外液晶材料优选地显示顺电相。提供倾角的分子110B的结构 与第一实施方案的情况相似。
装有该液晶显示器件的液晶显示器的电路结构与第一实施方案的情况 相似。
在液晶显示器件中，当施加驱动电压时，根据像素电极82和透明电极 83之间的电势差，包含在液晶层110中的液晶分子U0A的定向由图3A和 图4A示出的状态改变成图3B和4B示出的状态。具体地，在液晶层110 中，当施加驱动电压时，由于位于分子110B的附近而具有倾角的液晶分子 110A,从图3A和图4A所示的施加驱动电压之前的状态，在自身倾斜的方 向上旋转，并且该动作传递给其它液晶分子110A。结果，如图3B和4B所 示，大多数液晶分子110A响应从而采取基本上正交于像素电极82和透明 电极83、并基本上水平于电极基板80和透明基板90的表面的姿势。另夕卜， 位于电极基板80和透明基板卯上方的液晶分子110A即使施加驱动电压时 也几乎没有动作。如图3B和4B所示，在分子IIOB显示液晶相的情况下， 分子110B自发地采取基本上正交于像素电极82和透明电极83、并沿着像 素基板80和透明基板90的表面伸展的姿势。然而，即使在分子110B不显 示液晶相的情况下，随着液晶分子IIOA姿势的改变，分子110B采取基本 上正交于像素电极82和透明电极83、并沿着电极基板80和透明基板卯的 表面伸展的姿势。
根据第二实施方案的液晶显示器件和液晶显示器，由于分子110B包含 在液晶层110中，在施加驱动电压之前的阶段中向液晶分子110A (预先) 提供倾角，以使得与其中没有包含分子110B的情况相比，响应性能得以改 善。因此，能够维持优异的显示性能。
另外，在第二实施方案中，已经描述了在液晶分子IIOA显示向列型液 晶相时使用显示正介电各向异性的液晶分子的IPS才莫式，液晶分子110A包 含在液晶层110中；然而，不用说，即使在显示负介电各向异性的液晶分 子的情况下，通过包含提供倾角的分子IIOB也可以获得相似的操作和效果。实施例
下面，将描述本发明的实施例。 (实施例1 )
通过下列步骤制造如图1A和IB所示的根据第一实施方案的液晶显示 器件(VA模式)。也就是，制备具有位于玻璃透明基板21上的ITO像素电极 22的像素电极基板20,以及具有位于玻璃透明基板31上的ITO透明电极 32的透明基板30。接着，分别在像素电极基板20和透明电极基板30之上 形成定向膜40。然后，使像素电极基板20和透明电极基板彼此面对以使得 各自的定向膜40相互面对，接着使密封材料在中间具有塑料珠的情况下密 封以便在这些基板之间设置4|Lim的单元间隙(cell gap)。接下来，将包括作 为显示负介电各向异性和显示向列型液晶相的液晶分子50A的MLC-7026 (Merck Ltd.,日本)以及作为提供倾角的分子50B的化学式7(1)所示化合物 的液晶材料密封在单元间隙中。此时，使化学式7(1)所示化合物在该液晶材 料中的含量为lwt%。最后，将偏振器10粘在透明基板21和31的外表面 上，也就是说，在面向形成定向膜40的平面的位置上，该透明基板21和 透明基板31在中间，以使得偏振器IO垂直于该偏振器10的吸收轴；从而 制成透射型液晶显示器件。
(对比实施例1 )
除了液晶材料中不包含化学式7 (l)所示的化合物之外，釆取与实施例1 中相似的步骤。
检验实施例1和对比实施例1的响应性能。对于响应性能，在室温下， 测量从没有施加驱动电压的状态到液晶分子在施加阈值或更大的驱动电压 下全部倒下的状态的时间(响应时间)。
作为测量响应时间的结果，实施例1显示为33毫秒，对比实施例l显 示为40毫秒。换言之，在VA模式的液晶显示器件中，证实由于液晶层50 包含向显示负介电各向异性的液晶分子50A提供倾角的分子50B(化学式2 所示的弯曲型分子)，可以改善响应性能。另外，由于化学式7(1)所示的化 合物显示液晶相而且显示层列型液晶相，证实提供倾角的分子优选是显示 液晶相的分子，以及从与液晶分子50A的相容性的观点来看还优选是显示 向列型液晶相的分子。不必说，上述液晶材料的自发极化为零，且液晶材 料显示顺电相。此外，对应于化学式2所示化合物的Wl-A-W2键角的化学式7(1)所示化合物的键角，处于90。或更大并且小于180。的范围内，或者可 以在120。至155。的范围内，以便证实上述键角范围是合适的范围。 (实施例2)
接着，通过下列步骤制造图3A、 3B、 4A和4B中所示的根据第二实施 方案的液晶显示器件(IPS模式)。也就是，制备在玻璃透明基板81上配置的 ITO像素电极基板82、配置ITO透明电极83的电极基板80、以及玻璃透 明基板90。接着，分别在电极基板80和透明基板90上形成定向膜100。 然后，使电极基板80和透明基板90彼此面对以使得各自的定向膜100相 互面对，接着使密封材料在中间具有塑料珠的情况下密封以便在这些基板 之间设置4pm的单元间隙。接下来，将包括作为显示正介电各向异性和显 示向列型液晶相的液晶分子110A的MLC-15900 (Merck Ltd.,日本)以及作 为提供倾角的分子110B的化学式7(1)所示化合物的液晶材料密封在单元间 隙中。此时，使化学式7(1)所示化合物在该液晶材料中的含量为lwt%。最 后，将偏振器10粘在透明基板81和91的外表面上，也就是说，在面向形 成定向膜100的平面的位置上，该透明基板81或透明基板90在中间，以 使得偏振器10垂直于该偏振器10的吸收轴；从而制成透射型液晶显示器 件。
(只十t匕实施仿j 2)
除了液晶材料中不包含化学式7 (1 )所示的化合物之外，采取与实施例2 中相似的步骤。
与实施例1和对比实施例1相似，4企-验实施例2和对比实施例2的响 应性能。
作为测量响应时间的结果，实施例2显示为43毫秒，对比实施例2显 示为52毫秒。换言之，在IPS模式的液晶显示器件中，证实由于液晶层100 包含向显示正介电各向异性的液晶分子IIOA提供倾角的分子110B (化学 式2所示的弯曲型分子)，可以改善响应性能。另外，由于化学式7(1)所示 的化合物显示液晶相而且显示层列型液晶相，证实提供倾角的分子优选是 显示液晶相的分子，以及从与液晶分子IIOA的相容性的观点来看还优选是 显示层列型液晶相的分子。不必说，上述液晶材料的自发极化为零，且液 晶材料显示顺电相。此外，对应于化学式2所示化合物的Wl-A-W2键角的 化学式7(1)所示化合物的键角，处于90。或更大并且小于180。的范围内，或者可以在120。至155。的范围内，以便证实上述键角范围合适。
由实施例1和2以及对比实施例1和2的结果，不管在液晶材料中包
含的液晶分子显示正介电各向异性还是负介电各向异性，证实只要液晶材
料包含向该液晶分子提供倾角的分子，就可改善响应性能。特别地，证实
与IPS模式的液晶显示器件的情况相比，在VA模式的液晶显示器件中响应
时间短而且可以获得明显的效果。
在上文中，结合实施方案和实施例已描述了本发明的液晶显示器件和
装配有所述液晶显示器件的液晶显示器；然而，本发明不限于该实施方案
和实施例所描述的方面。
具体地，例如，液晶显示器件在实施方案和实施例中是VA模式或IPS
模式；然而，本发明不限于这些模式，该液晶显示器件可以是TN模式或
FFS模式。
在实施方案和实施例中已描述了透射型液晶显示器件和装配有透射型 液晶显示器件的液晶显示器；然而，本发明并不限于这些。例如，可以使 用反射型液晶显示器件。在反射型液晶显示器件的情况下，像素电极由具 有光反射性的电极材料例如铝构成。
本领域技术人员应当理解的是，根据设计要求和其它因素可以存在各 种变型、组合、次组合及改动，只要它们在所附权利要求或其等价物范围 内。
权利要求
1.一种液晶显示器件，其包含一对彼此面对的基板；和在该对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由液晶材料构成，所述液晶材料包含显示向列型液晶相的液晶分子和向该液晶分子提供倾角的分子。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述液晶材料的自发极 化为零。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述液晶材料显示液晶 相和顺电相。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述提供倾角的分子显 示液晶相。
5. 根据权利要求4所述的液晶显示器件，其中所述提供倾角的分子显 示向列型液晶相。
6. 根据权利要求4所述的液晶显示器件，其中所述提供倾角的分子显 示层列型液晶相。
7. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述提供倾角的分子是 由化学式1所示的弯曲型分子，人 Wl W2化学式1(其中A是二价基团；Wl和W2各自是单价基团；而Wl-A-W2的时 间平均键角小于180°)。
8. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述液晶分子显示负 介电各向异性。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述电极在该对基板 的两者中形成。
10. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述液晶分子显示正 介电各向异性。
11. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述电极在该对基板 之一上形成，且产生具有平行于所述基板表面的分量(component)的侧向电场。
12. 根据权利要求7所述的液晶显示器件，其中由化学式1所示的弯 曲型分子Wl-A-W2的时间平均键角为90。或更大。
13. 根据权利要求7所述的液晶显示器件，其中由化学式1所示的弯 曲型分子Wl-A-W2的时间平均键角为120°至155。。
14. 根据权利要求1所述的液晶显示器件，其中所述提供倾角的分子 在所述液晶材料中的含量为0.5wt至50wt%。
15. 根据权利要求7所述的液晶显示器件，其中在化学式l中所示的 Wl和W2中的至少一个是由化学式2表示的基团，<formula>formula see original document page 3</formula>化学式2(其中B是具有环状结构的二价基团；Rl是由选自碳(C)、氲(H)、氧(O) 和氮(N)的元素构成的二价基团；n是l或更大的整数，以及R2是1至20 碳的烷基或烷氧基)。
16. —种液晶显示器件，其包含 一对4皮此面对的基4反；和 在该对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由包含显示向列型液晶相的液晶分子和由化学式3表 示的具有偶极矩的弯曲型分子的液晶材料构成，以及 所述液晶材料显示顺电相，<formula>formula see original document page 3</formula>化学式3(其中A是二价基团；Wl和W2各自是单价基团；以及Wl-A-W2的 时间平均键角小于180。)。
17. 具有液晶器件的液晶显示器，所述液晶器件包含 一对纟皮此面对的基纟反；和在该对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由包含显示向列型液晶相的液晶分子和向所述液晶分 子提供倾角的分子的液晶材料构成。
全文摘要
提供一种能够在保持显示性能的同时改善响应性能的液晶显示器件、以及使用所述液晶显示器件的液晶显示器。提供的液晶显示器件包括一对彼此面对的基板，在该对基板之间提供的电极和液晶层，其中所述液晶层由液晶材料构成，该液晶材料包含显示向列型液晶相的液晶分子和向所述液晶分子提供倾角的分子。
文档编号G02F1/1337GK101551551SQ20081021031
公开日2009年10月7日 申请日期2008年3月31日 优先权日2007年3月30日
发明者芝原靖司 申请人:索尼株式会社