CN101031631A - 液晶组成物以及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

一种液晶组成物，充分具有高的向列相上限温度、低的向列相下限温度、低黏度、适当的光学各向异性、低临界电压、大的比电阻等特性中的多种特性。本发明的目的是提供具有多种特性之间性能均衡的液晶组成物、一种含有这种组成物的液晶显示元件、一种AM元件，含有具有低黏度、0.10～0.15的光学各向异性、以及低临界电压的组成物，并且具有响应时间短，电压保持率高等特性。其中最主要的目的是提供元件的短的响应时间。这种液晶组成物含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，具有正的介电各向异性、以及具有向列相。其中，R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。

Description

液晶组成物以及液晶显示元件
技术领域
本发明是关于适合于AM(active matrix，主动矩阵)元件等的液晶组成物，以及含有这种组成物的AM元件。特别是关于具有向列相的组成物，以及介电各向异性为正的组成物。
背景技术
对于液晶显示元件来讲，根据液晶的动作模式分为PC(phase change，相变)、TN(twisted nemtic，扭转向列)、STN(super twisted nematic，超扭转向列)、ECB(electrically controlled birefringence，电控双折射)、OCB(optically compensated bend，光学补偿弯曲)、IPS(in-plane switching，板内切换)、VA(vertical alignment，垂直配向)等类型。根据元件的驱动方式分为PM(passive matrix，被动矩阵)型和AM(active matrix，主动矩阵)型。PM分为静态(static)和多路(multiplex)等类型。AM分为TFT(thinfilm transistor，薄膜晶体管)、MIM(metal insulator metal，金属-绝缘层-金属)等类型。TFT的类型有非晶硅(amorphous silicon)和多晶硅(polycrystalsilicon)。后者根据制造工艺分为高温型和低温型。液晶显示元件根据光源的类型分为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光和背光两种光源的半透过型。
这些元件中含有具有适当特性的液晶组成物。这种液晶组成物具有向列相。为了获得具有良好的一般特性的AM元件，需要提高组成物的一般特性。两种一般特性之间的关联归纳表示在下述表1中。以市场上销售的AM元件为基础，对组成物的一般特性作进一步地说明。向列相的温度范围关系到元件能够使用的温度范围。向列相的上限温度在70℃以上为佳，向列相的下限温度在-20℃以下为佳。组成物的黏度关系到元件的响应时间。为了在元件上显示动态画面，响应时间短为佳。因此，对于组成物来讲，黏度低为佳。在低温下，黏度低则更佳。
表1  组成物和AM元件的一般特性
  No   组成物的一般特性   AM元件的一般特性
  1   向列相的温度范围大   能够使用的温度范围大
  2   黏度低1)   响应时间短
  3   光学各向异性适当   对比度大
  4   临界电压低   耗电量小，对比度大
  5   比电阻大   电压保持率高，对比度大
1)能够缩短向液晶单元内注入组成物的时间。
组成物的光学各向异性关系到元件的对比度。为了使元件的对比度达到最大，组成物的光学各向异性(Δn)和元件的单元间隙(d)的乘积(Δn□d)设计在大约0.45μm。因此，组成物的光学各向异性主要在0.08～0.12的范围内。近年来，为了缩短元件的响应时间，Δn·d变为设计在0.38～0.42μm。在这种情况下，组成物的光学各向异性是在0.10～0.15的范围。组成物的低临界电压有助于减少元件的电力消耗和增大对比度。因此，低的临界电压为佳。组成物的比电阻大有助于提高元件的电压保持率和增大对比度。因此，在初期阶段时，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的比电阻的组成物为佳。长时间使用后，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的比电阻的组成物为佳。
以往的组成物公开在下列的专利文献1～7中。专利文献3、4和6是关于强介电性液晶组成物(具有近晶相的组成物)。专利文献2和5是关于具有向列相，并且介电各向异性为负的液晶组成物。另外，专利文献1和7是关于具有向列相，并且介电各向异性为正的液晶组成物。
[专利文献1]
日本专利特开昭第60-51135号公报(US4,594,465、EP0132377A2)
[专利文献2]
日本专利特表平第1-500860号公报(WO88/02130A2)
[专利文献3]
日本专利特表平第1-503455号公报(WO87/07890A2)
[专利文献4]
日本专利特开平第4-279695号公报
[专利文献5]
日本专利特开平第9-183974号公报(GB2300642A)
[专利文献6]
日本专利特表平第10-501019号公报(WO95/33802A1)
[专利文献7]
专利合作协定第2004/035710号公报
所期望的AM元件是要具有能够使用的温度范围广、响应时间短、对比度大等的特性。响应时间即使缩短1毫秒也是所期望的。因此，特别期望组成物具有高的向列相上限温度、低的向列相下限温度、低黏度、有适当大小的光学各向异性、低的临界电压、大的比电阻等特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶组成物，充分具有高的向列相上限温度、低的向列相下限温度、低黏度、适当的光学各向异性、低临界电压、大的比电阻等特性中的多种特性。其目的是提供具有多种特性之间性能均衡的液晶组成物。其目的是提供一种含有这种组成物的液晶显示元件。其目的是提供一种含有具有低黏度、0.10～0.15的光学各向异性、以及低临界电压的组成物，并且具有响应时间短，电压保持率高等特性的AM元件。其中最主要的目的是提供元件的短的响应时间。
本发明是关于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，具有正的介电各向异性、具有向列相的液晶组成物，以及含有这种组成物的液晶显示元件。
Figure A20058003246800131
其中，R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
[发明的效果]
本发明的组成物，充分具有高的向列相上限温度、低的向列相下限温度、低黏度、适当的光学各向异性、低临界电压、大的比电阻等特性中的多种特性。这种组成物具有适中的、性能均衡的多种特性。本发明的元件含有这种组成物。含有具有低黏度、0.10～0.15的光学各向异性、以及低临界电压的组成物的元件，具有响应时间短、电压保持率高的特性，适合于作为AM元件。特别是，此元件具有短的响应时间。
为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
本说明书中使用的术语如下。本发明的液晶组成物以及本发明的液晶显示元件分别省略记作“组成物”和“元件”。液晶显示元件是液晶显示屏和液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”是指在25℃时具有向列相、近晶相等液晶相的化合物，或者在25℃时虽然不具有液晶相，但是其组成物的成分是有用的化合物。光学活性的化合物不包括在液晶性化合物中。从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物省略记作“化合物(1)”。由式(1)所表示的化合物群也省略记作“化合物(1)”。对于其它分子式表示的化合物，省略方式相同。
式(1)中“R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基”的意思是在一种化合物(1)中R11和R12必须具是有不同的碳原子数的烷基。例如，在组成物的成分中含有两种化合物(1)的情况时，一种化合物中的R11和R12是具有不同碳原子数的烷基。另一种的化合物(1)的R11和R12也是具有不同碳原子数的烷基。
“从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物”的意思是至少选择一种化合物(1)作为组成物的成分。选择两种以上的化合物(1)作为组成物的成分也可以。对于其它的分子式也同样。
“从式(2)～式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物”的意思是至少混合化合物(2)～化合物(7)之中的任何一种作为组成物的成分。从化合物(2)～化合物(7)的任何一个式中，选择两种以上的化合物作为组成物的成分也可以。从化合物(2)～化合物(7)之中的几个式中，选择两种以上的化合物作为组成物的成分也可以。对于其它分子式也同样。
“第一成分的比例”的意思是指当第一成分是一种化合物时，那种化合物的比例。当第一成分是两种以上的化合物时，其意思是指组成第一成分的化合物的合计的比例。“第二成分的比例”的意思与此相同。
“第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物”的意思是第二成分仅从化合物(2)中选择，并且第二成分中不含有化合物(2)以外的化合物。对于第三成分以及其它分子式也同样。
“式(1)所表示的化合物群”的意思是当化合物(1)是一种时，就指的是那种化合物。当化合物(1)是两种以上时，指的是两种以上的化合物(1)的全部。对于其它分子式也同样。
向列相的上限温度省略记作“上限温度”。向列相的下限温度省略记作“下限温度”。“比电阻大”的意思是组成物在初期阶段时，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的比电阻，并且长时间使用后，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的比电阻。“电压保持率高”的意思是元件在初期阶段时，不仅在室温下，而且在高温下也具有高的电压保持率，并且长时间使用后，不仅在室温下，而且在高温下也具有高的电压保持率。在说明光学各向异性等的特性时，使用的是实施例中所记载的方法测得的测量值。成分以及液晶性化合物的比例(百分比)是以液晶性化合物的总重量为基准的重量百分比(重量％)。
本发明的详细内容如以下各项所述。
1.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800141
其中，R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
2.如第1项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内。
3.如第1项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内。
4.如第1项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内。
5.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分、以及含有从式(2)～式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为另一种必须成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800151
其中，R1是烷基；R3是烷基或者烯基；R4是烷基、烯基、或者是任意的氢原子被氟原子替换后的烯基。R5是烷基或者烷氧基；R6是烷基或者烷氧甲基；R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基；A1和A6分别为1，4-亚环己基(1，4-cyclohexylene)或者1，4-苯撑(1，4-phenylene)；A2是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基(1，3-dioxane-2，5-diyl)、或者1，4-苯撑；A3是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑(2-fluoro-1，4-phenylene)、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑(2，6-difluoro-1，4-phenylene)；A4是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、或者2-氟基-1，4-苯撑；A5是1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A7是1，4-苯撑或者2-氟基-1，4-苯撑；Z1是单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或者-COO-；Z2是单键或者-(CH2)2-；Z3是单键或者-CF2O-；Z4是单键或者-COO-；X1和X2分别为氢原子或者氟原子；Y1是氟原子、氯原子、-OCF3-、或者-OCF2H；并且Y2是氟原子或者氯原子。
6.如第5项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内。
7.如第5项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内。
8.如第5项中所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内。
9.如第1～8项中的任何一项所述的液晶组成物，具有0.10～0.15的光学各向异性。
10.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分、从式(2)～式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分、以及从式(5)～式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800161
其中，R1是烷基；R3是烷基或者烯基；R4是烷基、烯基、或者是任意的氢原子被氟原子替换后的烯基。R5是烷基或者烷氧基；R6是烷基或者烷氧甲基；R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基；A1和A6分别为1，4-亚环己基或者1，4-苯撑；A2是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基或者1，4-苯撑；A3是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A4是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、或者2-氟基-1，4-苯撑；A5是1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A7是1，4-苯撑或者2-氟基-1，4-苯撑；Z1是单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或者-COO-；Z2是单键或者-(CH2)2-；Z3是单键或者-CF2O-；Z4是单键或者-COO-；X1和X2分别为氢原子或者氟原子；Y1是氟原子、氯原子、-OCF3-、或者-OCF2H；并且Y2是氟原子或者氯原子。
11.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
12.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
13.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
14.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
15.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
16.如第10项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
17.如第10～16项中的任何一项所述的液晶组成物，第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
18.如第10～16项中的任何一项所述的液晶组成物，第三成分是从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
19.如第10～16项中的任何一项所述的液晶组成物，第三成分是从式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
20.如第10～16项中的任何一项所述的液晶组成物，第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
21.如第10～16项中的任何一项所述的液晶组成物，第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
22.如第10～21项中的任何一项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
23.如第10～21项中的任何一项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至不到10重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
24.如第10～21项中的任何一项所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
25.如第10～24项中的任何一项所述的液晶组成物，具有0.10～0.15的光学各向异性。
26.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(2-1)、式(3-1)～式(3-6)、以及式(4-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，从式(5-1)、式(5-2)、式(6-1)、式(6-2)、以及式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800181
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
27.如第26项中所述的液晶组成物，第二成分是从式(3-3)～式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，而且第三成分是从式(5-1)、式(5-2)、式(6-1)、以及式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
28.如第26或者第27项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
29.如第26或者第27项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
30.如第26或者第27项所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
31.如第26～30项中的任何一项所述的液晶组成物，具有0.10～0.15的光学各向异性。
32.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(3-3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，并且从式(5-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800191
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
33.如第32项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
34.如第32项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
35.如第32项所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
36.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，含有从式(3-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
Figure A20058003246800192
其中，R1是烷基。
37.如第36项所述的液晶组成物，含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
Figure A20058003246800193
其中，R1是烷基。
38.如第37项所述的液晶组成物，含有从式(3-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
其中，R1是烷基。
39.如第36项所述的液晶组成物，含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，以及从式(3-4)、式(3-5)和式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
Figure A20058003246800202
其中，R1是烷基。
40.如第39项所述的液晶组成物，含有从式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分。
Figure A20058003246800203
其中，R1和R2分别为烷基。
41.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
其中，R1是烷基。
42.如第41项所述的液晶组成物，含有从式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
其中，R1是烷基。
43.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，含有从式(3-5)和式(4-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
Figure A20058003246800211
其中，R1是烷基。
44.一种液晶组成物，含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(3-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(3-3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，并且从式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相。
Figure A20058003246800212
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
45.如第44项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，并且作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
46.如第44项所述的液晶组成物，第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，并且作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
47.如第44项所述的液晶组成物，第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
48.如第44～47项中的任何一项所述的液晶组成物，含有从式(3-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分。
其中，R1是烷基。
49.如第44～47项中的任何一项所述的液晶组成物，含有从式(3-4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，从式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分。
Figure A20058003246800222
其中，R1和R2分别为烷基。
50.如第32～49项中的任何一项所述的液晶组成物，具有0.10～0.15的光学各向异性。
51.一种液晶显示元件，含有第1～50项中的任何一项所述的液晶组成物。
52.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-1)所表示的化合物，其比例在5重量％至35重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800223
其中，R1是烷基。
53.如第52项所述的液晶组成物，另外还含有式(2-1)所表示的化合物，其比例在3重量％至35重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800224
其中，R1是烷基。
54.如第53项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-2)所表示的化合物，其比例在3重量％至30重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800225
其中，R1是烷基。
55.如第52项所述的液晶组成物，另外还含有的式(2-1)所表示的化合物，其比例在3重量％至35重量％的范围内，作为第二成分，以及式(3-4)、式(3-5)、和式(3-6)所表示的化合物，其比例在2重量％至25重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800231
其中，R1是烷基。
56.如第55项所述的液晶组成物，另外还含有式(7-1)所表示的化合物，其比例在2重量％至20重量％的范围内，作为第三成分。
Figure A20058003246800232
其中，R1和R2分别为烷基。
57.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，另外还含有式(2-1)所表示的化合物，其比例在3重量％至35重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800233
其中，R1是烷基。
58.如第57项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-6)所表示的化合物，其比例在3重量％至20重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800234
其中，R1是烷基。
59.如第32～35项中的任何一项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-5)和式(4-1)所表示的化合物，其比例在5重量％至30重量％的范围内，作为第二成分。
Figure A20058003246800235
其中，R1是烷基。
60.如第44～47项中的任何一项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-2)所表示的化合物，其比例在3重量％至30重量％的范围内，作为第二成分。
其中，R1是烷基。
61.如第44～47项中的任何一项所述的液晶组成物，另外还含有式(3-4)所表示的化合物，其比例在3重量％至25重量％的范围内，作为第二成分，式(6-2)所表示的化合物，其比例在3重量％至15重量％的范围内，作为第三成分，以及式(7-1)所表示的化合物，其比例在2重量％至20重量％的范围内，作为第三成分。
Figure A20058003246800242
其中，R1和R2分别为烷基。
62.如第53～62项中的任何一项所述的液晶组成物，具有0.10～0.15的光学各向异性的组成物。
63.一种液晶显示元件，含有第52～62项中的任何一项所述的液晶组成物。
64.如第1～50，52～62项所述的液晶组成物，另外还含有抗氧化剂。
65.如第64项所述的液晶组成物，抗氧化剂是式(10)所表示的化合物。
Figure A20058003246800243
其中，n是1～9的整数。
66.如第64项或者第65项所述的液晶组成物，相对于液晶性化合物的总重量，抗氧化剂的比例在50至600ppm。
67.一种液晶显示元件，含有第64～66项中的任何一项所述的液晶组成物。
本发明还包括下述几项。1)向列相的上限温度在70℃以上，而且向列相的下限温度在-20℃以下的上述组成物；2)还含有光学活性的化合物的上述组成物；3)含有上述组成物的AM元件；4)含有上述组成物，而且具有TN、ECB、OCB、以及IPS模式的元件；5)含有上述组成物的透过型元件；6)把上述组成物作为具有向列相的组成物使用；7)在上述组成物中添加光学活性的化合物，作为光学活性的组成物使用。
按以下的顺序对本发明的组成物进行说明。第一，对本发明的要点给予说明。第二，说明组成物中成分化合物的构成。第三，说明成分化合物的主要特性，以及这些化合物对于组成物产生的主要效果。第四，说明所期望的成分化合物的比例，以及其根据。第五，说明所期望的成分化合物的形态。第六，给出成分化合物的具体例子。第七，说明成分化合物的合成法。最后，说明组成物的用途。
第一，说明本发明的要点。
本发明的第一要点是从组成物的光学各向异性的差异中，发现了化合物(1)的效果的显示方式的不同。通过实验进行说明。对化合物(1)用在具有比较小的光学各向异性的组成物中时的情形，与用在具有比较大的光学各向异性的组成物中时的情形进行了比较。结果归纳表示在表2中。表2中的No.1和No.2的组成物是组成物的光学各向异性被调整在0.1以下时的情形，No.3和No.4是组成物的光学各向异性被调整在0.1以上时的情形。No.1和No.3的组成物是没有混合化合物(1)时的实例，No.2和No.2的组成物是混合了化合物(1)的实例。再有，对于No.1～No.4的组成物，介电各向异性调整为正，而且上限温度以及临界电压被调整在相同数值上。由这个表可知，当使用化合物(1)，把其调制在具有比较小的光学各向异性的组成物中时，没有发现化合物(1)的有用性。当使用化合物(1)，把其调制在具有比较大的光学各向异性的组成物中时，能够看到化合物(1)的有用性。其中所说的有用性指的是旋转黏度(γ1)以及响应时间的特性优异的意思。这些发现是本发明的第一要点。
表1  化合物(1)的特征
Figure A20058003246800251
本发明的第二要点是发现了当化合物(1)的左侧末端和右侧末端的烷基的碳原子数不同时，影响到组成物的特性的优劣。通过实验进行说明。对化合物(1)的R11和R12的碳原子数相同时的情形，与化合物(1)的R11和R12的碳原子数不同时的情形进行了比较。结果归纳表示在表3中。表3中No.5的组成物是混合了具有R11和R12为不同碳原子数的烷基的化合物的情形，No.6和No.7的组成物是混合了具有R11和R12为相同碳原子数的烷基的化合物的情形。这些组成物的介电各向异性被调整为正。由这个表可知，当R11和R12是具有相互不同的碳原子数时，组成物以及元件的特性有所提高。也就是说，能够进一步降低了向列相的下限温度，而且能够进一步了降低旋转黏度。这个发现是本发明的第二要点。
表3  化合物(1)中的R1与R2的区别
Figure A20058003246800262
Figure A20058003246800271
第二，说明组成物中成分化合物的构成。本发明的组成物可以分类成组成物A和组成物B。组成物A可以含有其它的化合物。“其它的化合物”是指液晶性化合物、添加物、不纯物等。其中的液晶性化合物不同于化合物(1)～化合物(7)。在组成物中混合这样的液晶性化合物的目的是为了进一步调整特性。其中的添加物是指光学活性的化合物、色素、抗氧化剂等。在组成物中混合光学活性的化合物的目的是为了诱发液晶的螺旋结构产生扭曲角。为了适用于GH(Guest host，宾主)模式的元件，在组成物中混合色素。为了防止在空气中因加热导致比电阻降低，并且为了使元件在长时间使用之后，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的电压保持率，在组成物中混合抗氧化剂。抗氧化剂是由式(10)表示的化合物等。不纯物是在成分化合物的合成等的生产过程中混入的化合物等。
组成物B仅指的是实质上从化合物(1)～(7)的任何一种中选出的化合物。所谓“实质上”的意思是组成物中不含有与这些化合物不同的液晶性化合物。“实质上”的意思还指的是，组成物中还可以含有添加物、不纯物等。组成物B与组成物A相比，成分的数量少。从降低成本上讲，组成物B比组成物A好。由于通过混合其它的液晶性化合物，能够进一步调整物理特性，所以组成物A比组成物B好。
与化合物(1)～化合物(7)不同，液晶性化合物中包括具有氰基的化合物。这样的化合物具有如式(8-1)～式(8-3)那样的部分构造。这样的液晶性化合物可以混合到用在具有IPS等模式的元件的组成物中。但是，由于这种化合物将降低组成物的比电阻，所以最好不混合到用在TN-TFT元件等的组成物中。光学活性的化合物的例子如式(9-1)～式(9-4)所示。
Figure A20058003246800281
对于上述第1项～第4项的组成物来讲，为了驱动元件，进一步混入具有10以上的介电各向异性的液晶性化合物作为一种成分为佳。为了进一步缩短元件的响应时间，进一步混入具有10以上的介电各向异性的液晶性化合物，以及进一步混入介电各向异性不到10的液晶性化合物为更佳。
对于上述第5项～第9项的组成物来讲，作为另一种必须的成分，从化合物(2)～化合物(4)的任何一种中选择时，为了进一步缩短元件的响应时间，进一步混入介电各向异性不到10的液晶性化合物为佳。作为另一种必须的成分，从化合物(5)～化合物(7)的任何一种中选择时，为了驱动元件，进一步混入具有10以上的介电各向异性的液晶性化合物为佳。
第三，说明成分化合物的主要特性，以及这些化合物对于组成物产生的主要效果。根据本发明的目的，成分化合物的主要特性归纳表示在表4中。表4中符号的意思是，L为大或者高，M为中等程度，S为小或者低。O是表示介电各向异性基本为零(或者极小)。
表4  化合物的特性
  化合物(1)   化合物(2)   化合物(3)   化合物(4)   化合物(5)   化合物(6)   化合物(7)
  上限温度   M   S   M   L   S   M   L
  粘度   S   M～L   M～L   M～L   S   S～M   S～M
  光学各向异性   L   M   M   M   S   M   M～L
  介电各向异性   O   S～L   S～L   M～L   O   O   O
  比电阻   L   L   L   L   L   L   L
有代表性的成分化合物的介电各向异性归纳在表5中。从表5可知，用于驱动元件的低临界电压主要依存于本发明的第二成分。表5中的化合物名称是依据表6的表示法表示的。
表5  化合物的介电各向异性
  成分   所希望的化合物序号 化合物   介电各向异性
  第一成分   (1) 2-BB(F，F)B-3   6.0
  第二成分   (2-8) 5-HX B(F，F)-F   10.3
  (3-3) 3-BB(F，F)XB(F，F)-F   27.7
  (4-1) 3-HHBB(F，F)-F   13.0
  第三成分   (5-1) 5-HH-V   -1.3
  (6-1) V-HHB-1   3.4
  (7-1) 5-HBB(F)B-2   4.0
成分化合物对于组成物产生的主要效果如下。化合物(1)是提高组成物的光学各向异性，而且提高临界电压。化合物(2)～化合物(4)是降低组成物的临界电压。化合物(2)是降低组成物的上限温度。化合物(3)是提高组成物的上限温度。化合物(4)是进一步提高组成物的上限温度。化合物(5)～(6)是降低组成物的黏度，而且提高临界电压。化合物(5)是降低组成物的上限温度。化合物(6)是提高组成物的上限温度。化合物(7)是进一步提高组成物的上限温度。
对于这些化合物作进一步地说明。化合物(2)包括化合物(2-1)～化合物(2-8)。在这些化合物中，特别是化合物(2-1)在降低组成物的下限温度的同时降低组成物的黏度。
化合物(3)包括化合物(3-1)～化合物(3-36)。在这些化合物中，化合物(3-1)～化合物(3-6)特别具有以下的特点。化合物(3-1)是提高光学各向异性、提高上限温度，而且降低黏度。化合物(3-2)是提高组成物的上限温度、降低下限温度，而且降低黏度。化合物(3-3)是提高组成物的光学各向异性，而且大幅度地降低临界电压。化合物(3-4)是提高组成物的光学各向异性、降低下限温度。化合物(3-5)是降低组成物的光学各向异性、降低黏度。化合物(3-6)是降低组成物的光学各向异性，特别使临界电压降低。
化合物(4)包括化合物(4-1)～化合物(4-6)。在这些化合物中，化合物(4-1)是降低组成物的黏度。化合物(5)包括化合物(5-1)～化合物(5-6)。在这些化合物中，化合物(5-1)和化合物(5-2)是特别使组成物的黏度降低。化合物(5-1)是降低组成物的下限温度。
化合物(6)包括化合物(6-1)～化合物(6-8)。在这些化合物中，化合物(6-1)和化合物(6-2)是特别使组成物的黏度降低。化合物(6-1)是降低组成物的下限温度。化合物(7)包括化合物(7-1)～化合物(7-5)。这些化合物中，化合物(7-1)是特别提高组成物的光学各向异性。
第四，说明所期望的成分化合物的比例，以及其根据。
所期望的第一成分的比例是，为了提高组成物的光学各向异性，在3％以上为佳，为了降低下限温度，在50％以下为佳。比例在3％至小于10％，或者10％至50％为更佳。为了降低组成物的光学各向异性、进一步降低下限温度，比例在3％至小于10％为佳。为了提高组成物的光学各向异性，比例在10％至50％为佳。是为了提光学各向异性，而且进一步降低下限温度，特别期望的比例是11％至40％，11％至30％为更佳。
所期望的第二成分的比例是，为了降低组成物的临界电压，在10％以上为佳，而且为了降低下限温度，在80％以下为佳。为了进一步降低组成物的临界电压，以及进一步降低下限温度，比例在15％至80％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是25％至75％。
所期望的第三成分的比例是，为了提高组成物的上限温度，在10％以上为佳，为了降低下限温度，在80％以下为佳。为了进一步提高组成物的上限温度，以及降低下限温度，比例在15％至75％为更佳。为了特别地提高组成物的上限温度，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是20％至65％。
对于构成第二成分和第三成分的各种化合物，混合时所期望的含有量进行说明。化合物(2-1)的比例是，为了降低组成物的下限温度，在3％以上为佳，为了提高上限温度，在35％以下为佳。为了进一步提高组成物的上限温度，比例在3％至30％为更佳。为了特别地提高组成物的上限温度，特别期望的比例是3％至25％。
化合物(3-1)的比例是，为了提高组成物的上限温度，在5％以上为佳，为了降低下限温度，在35％以下为佳。为了进一步提高组成物的上限温度，以及进一步降低下限温度，比例在10％至30％为更佳。为了特别地降低组成物的下限温度，特别期望的比例是10％至25％。
化合物(3-2)的比例是，为了提高组成物的上限温度，在3％以上为佳，为了降低下限温度，在30％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在3％至25％为更佳。为了特别地提高组成物的上限温度，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是5％至20％。
化合物(3-3)的比例是，为了降低组成物的临界电压，在3％以上为佳，为了降低组成物的下限温度，在40％以下为佳。为了进一步降低组成物的临界电压，以及进一步降低下限温度，比例在5％至35％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，以及特别地降低组成物的下限温度，特别期望的比例是10％至30％。
化合物(3-4)的比例是，为了降低组成物的临界电压，在3％以上为佳，为了降低组成物的下限温度，在25％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在3％至20％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是5％至15％。
化合物(3-4)、化合物(3-4)和化合物(3-4)和在一起所占的比例是，为了降低组成物的临界电压，在2％以上为佳，为了降低下限温度，在25％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在2％至20％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，特别期望的比例是2％至15％。
化合物(3-6)的比例是，为了降低组成物的临界电压，在3％以上为佳，为了降低组成物的下限温度，在20％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在3％至15％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是5％至10％。
化合物(3-5)和化合物(4-1)和在一起所占的比例是，为了降低组成物的临界电压，在5％以上为佳，为了降低下限温度，在30％以下为佳。为了进一步降低组成物的临界电压，以及进一步降低下限温度，比例在10％至25％为更佳。为了特别地降低组成物的临界电压，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是15％至20％。
化合物(5-1)的比例是，为了降低组成物的黏度，在11％以上为佳，为了降低下限温度，在50％以下为佳。为了进一步降低组成物的黏度，以及进一步降低下限温度，比例在15％至45％为更佳。为了特别地降低组成物的黏度，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是20％至40％。
化合物(5-1)和化合物(5-2)和在一起所占的比例是，为了降低组成物的黏度，在11％以上为佳，为了降低下限温度，在50％以下为佳。为了进一步降低组成物的黏度，以及进一步降低下限温度，比例在15％至45％为更佳。为了特别地降低组成物的黏度，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是20％至40％。
化合物(6-2)的比例是，为了提高组成物的上限温度，在3％以上为佳，为了降低下限温度，在15％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在3％至10％为更佳。为了特别地降低组成物的下限温度，特别期望的比例是3％至5％。
化合物(6-1)和化合物(6-2)和在一起所占的比例是，为了提高组成物的上限温度，在3％以上为佳，为了降低下限温度，在45％以下为佳。为了进一步提高组成物的上限温度，以及进一步降低下限温度，比例在5％至40％为更佳。为了特别地提高组成物的上限温度，以及特别地降低下限温度，特别期望的比例是10％至35％。
化合物(7-1)的比例是，为了提高组成物的光学各向异性，在2％以上为佳，为了降低下限温度，在20％以下为佳。为了进一步降低组成物的下限温度，比例在2％至15％为更佳。为了特别地降低下限温度，特别期望的比例是2％至10％。
为了防止在空气中因加热导致比电阻降低，并且为了使元件在长时间使用后，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的电压保持率，有一种方法是在组成物中添加抗氧化剂。在组成物中添加抗氧化剂时，为了发挥其效果，抗氧化剂的添加量在50ppm以上为佳，为了提高组成物的上限温度，或者降低下限温度，添加量在600ppm以下为佳。100ppm至300ppm为更佳。此添加量的比例是以液晶性化合物的总重量为基准。
本发明的组成物中，为了获得良好的特性，第一成分、第二成分和第三成分和在一起的比例在70％以上为佳。比例在90％以上为更佳。
第五，说明所期望的成分化合物的形态。在成分化合物的化学式中，复数的化合物中使用了R1的记号。在这些化合物中，R1的含义可以是相同的，也可以是不同的。例如，有在化合物(2)中的R1是乙基，化合物(4)中的R1是乙基这样的情形。还有化合物(2)中的R1是乙基，化合物(4)中的R1是丙基的情形。这一规定还适用于R2，A1，Z1，X1，Y1，n等记号。
R1和R2是直链的碳原子数1～10的烷基为佳。R3是直链的碳原子数1～10的烷基，或者是直链的碳原子数2～10的烯基为佳。为了降低制造成本，R3是直链的碳原子数1～10的烷基为更佳。R4是直链的碳原子数1～10的烷基、直链的碳原子数2～10的烯基、或者是用氟原子替换了任意氢原子的直链的碳原子数2～10的烯基为佳。R5是直链的碳原子数1～10的烷基，或者是直链的碳原子数1～10的烷氧基为佳。R6是直链的碳原子数1～10的烷基，或者是直链的碳原子数1～10的烷氧甲基为佳。R7是直链的碳原子数2～10的烯基为佳。R11和R12是直链的碳原子数1～10的烷基为佳。但是，在一种化合物中，R11和R12必须具有不同的碳原子数。
除了化合物(2-1)以外，烷基是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基为佳。为了降低黏度，烷基是乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基为更佳。但是，在一种化合物中，R11和R12必须具有不同的碳原子数。对于这些烷基来讲，直链烷基比分叉的好。
在化合物(2-1)中，烷基是丙基、戊基、或者庚基为佳。为了降低黏度，在化合物(2-1)中，烷基是丙基或者戊基为更佳。为了降低黏度，在化合物(2-1)中，特别期望的烷基是丙基。对于这些烷基来讲，直链烷基比分叉的好。
烯基是乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或者5-己烯基为佳。为了降低黏度等，烯基是乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或者3-戊烯基为更佳。在这些烯基中，所期望的-CH＝CH-的立体构型是由双键的位置来决定。为了降低黏度等，对于1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基，这样的烯基以反位为佳。对于2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基，这样的烯基以顺位为佳。对于这些烯基来讲，直链烯基比分叉的好。
用氟原子替换了任意的氢原子后的烯基是2，2-二氟-乙烯基、3，3-二氟-2-丙烯基、4，4-二氟-3-丁烯基、5，5-二氟-4-戊烯基为佳。为了降低黏度等，2，2-二氟-乙烯基和4，4-二氟-3-丁烯基为更佳。对于这些用氟原子替换了任意的氢原子后的烯基来讲，直链烯基比分叉的好。
烷氧基是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或者庚氧基为佳。为了降低黏度等，烷氧基是甲氧基和乙氧基为更佳。对于这些烷氧基来讲，直链烷氧基比分叉的好。
烷氧甲基是甲氧甲基、乙氧甲基、丙氧甲基、丁氧甲基、或者戊氧甲基为佳。为了降低化合物的黏度等，烷氧甲基是甲氧甲基为更佳。对于这些烷氧甲基来讲，直链烷氧甲基比分叉的好。
A1和A6分别为1，4-亚环己基或者1，4-苯撑。A2是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、或者1，4-苯撑。为了降低黏度，A2是1，4-亚环己基或者1，4-苯撑为佳。A3是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑。为了降低黏度，A3是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑为佳。A4是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、或者2-氟基-1，4-苯撑。A5是1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑。A7是1，4-苯撑或者2-氟基-1，4-苯撑。
为了提高上限温度，对于记号中以及构造式中的1，4-亚环己基或者1，3-二氧陆圜-2，5-二基的立体构型是顺位比反位好。2，6-二氟基-1，4-苯撑的氟基处于使化合物的介电各向异性增大的位置上。例如，参照化合物(3-3)等。2，6-二氟基-1，4-苯撑的氟基可以位于环的右侧，也可以位于左侧。为了降低黏度，如化合物(7-1)等那样，位于右侧为佳。
Z1是单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或者-COO-。为了降低黏度，Z1是单键、-(CH2)2-、或者-CF2O-为佳。为了进一步降低黏度，Z1是单键为更佳。Z2是单键或者-(CH2)2-。为了降低黏度，Z2是单键为佳。Z3是单键或者-CF2O-。为了降低黏度，Z3是单键为佳。Z4是单键或者-COO-。为了降低黏度，Z4是单键为佳。
这些-COO-或者-CF2O-的结合基处于使化合物的介电各向异性增大的位置上。例如，参照化合物(2-7)、化合物(2-8)等。
X1和X2是独立的氢原子或者氟原子。为了降低黏度，X1和X2都是氢原子为佳。为了提高介电各向异性，X1和X2都是氟原子为佳。为了降低黏度，而且提高介电各向异性，X1和X2分别是氢原子和氟原子为佳。
Y1是氟原子、氯原子、-OCF3、或者-OCF2H-。为了降低黏度，Y1是氟原子、氯原子、或者-OCF3为佳，Y1是氟原子或者氯原子为更佳。Y2是氟原子或者氯原子。为了降低黏度，Y2是氯原子为佳。
第六，给出成分化合物的具体例子。在下述所期望的化合物中，R11和R12分别为烷基，以直链的碳原子数1～10的烷基为佳。R7是烯基，以直链的碳原子数2～10的烯基为佳。更佳的烷基和烯基，如已经说明的那样。对于这些所期望的化合物，为了提高上限温度，1，4-亚环己基以及1，3-二氧陆圜-2，5-二基的立体构型是顺位比反位好。
为了降低下限温度和降低黏度，化合物(1)中的R11和R12组合以乙基和丙基、乙基和戊基、丙基和戊基、丙基和丁基为佳。对于这些烷基来讲，直链烷基比分叉的好。
化合物(2)是化合物(2-1)～化合物(2-8)为佳。为了降低黏度和降低下限温度，化合物(2)是化合物(2-1)和化合物(2-2)为更佳。为了降低下限温度，特别期望的化合物(2)是化合物(2-1)。
化合物(3)是化合物(3-1)～化合物(3-36)为佳。为了降低黏度，化合物(3-1)～化合物(3-12)为更佳，特别期望的化合物(3)是化合物(3-1)～化合物(3-6)。
对于化合物(3-1)～化合物(3-6)，为了提高上限温度，以化合物(3-1)和化合物(3-2)为佳。为了提高上限温度，而且提高光学各向异性，以化合物(3-1)为佳。为了提高上限温度，而且降低下限温度，以化合物(3-2)为佳。
对于化合物(3-1)～化合物(3-6)，为了提高介电各向异性，以化合物(3-3)～化合物(3-6)为佳。为了提高介电各向异性，而且提高光学各向异性，以化合物(3-3)和化合物(3-4)为佳。为了提高介电各向异性，而且降低光学各向异性，以化合物(3-5)和化合物(3-6)为佳。
对于化合物(3-3)和化合物(3-4)，为了进一步提高介电各向异性，以化合物(3-3)为佳。为了进一步降低黏度，以化合物(3-4)为佳。对于化合物(3-5)和化合物(3-6)，为了进一步降低介电各向异性，以化合物(3-6)为佳。为了进一步降低黏度，以化合物(3-5)为佳。
化合物(4)是化合物(4-1)～化合物(4-6)为佳。为了降低黏度，化合物(4)是化合物(4-1)和化合物(4-2)为更佳，特别期望的化合物(4)是化合物(4-1)。
化合物(5)是化合物(5-1)～化合物(5-6)为佳。为了降低黏度，化合物(5)是化合物(5-1)～化合物(5-3)为更佳，特别期望的化合物(5)是化合物(5-1)和化合物(5-2)。对于化合物(5-1)和化合物(5-2)，为了进一步降低下限温度，以化合物(5-1)为佳，为了降低制造成本，以化合物(5-2)为佳。
化合物(6)是化合物(6-1)～化合物(6-8)为佳。为了降低黏度，化合物(6)是化合物(6-1)～化合物(6-3)为更佳，特别期望的化合物(6)是化合物(6-1)和化合物(6-2)。对于化合物(6-1)和化合物(6-2)，为了进一步降低下限温度，以化合物(6-1)为佳，为了降低制造成本，以化合物(6-2)为佳。
化合物(7)是化合物(7-1)～化合物(7-5)为佳。为了降低黏度，化合物(7)是化合物(7-1)～化合物(7-3)为更佳，特别期望的是化合物(7-1)。
Figure A20058003246800361
Figure A20058003246800371
Figure A20058003246800391
在组成物中添加抗氧化剂时，抗氧化剂是化合物(10)为佳。
n是1～9的整数为佳。n是1、3、5、7、9为更佳。特别期望的n是1和7。n是1时的化合物，由于挥发性大，能有效地防止在空气中因为加热导致的比电阻降低。n是7时的化合物，由于挥发性小，能有效地使元件在长时间使用后，不仅在室温下，而且在高温下也具有大的电压保持率。
第七，说明成分化合物的合成法。这些化合物能够通过已知的方法合成。化合物(1)用日本专利特开昭第60-51135号公报中记载的方法合成。化合物(2-1)用日本专利特开昭第58-126823号公报中记载的方法合成。化合物(3-3)用日本专利特开第2000-95715号公报中记载的方法合成。化合物(4-1)用改进日本专利特开平第2-233626号公报中记载的方法合成。化合物(5-1)用日本专利特开昭第61-27928号公报中记载的方法合成。化合物(6-2)用日本专利特开昭第57-165328号公报中记载的方法合成。化合物(7-1)用日本专利特开平第2-237949号公报中记载的方法合成。
没有记载合成法的化合物能够根据《有机合成》(Organic Syntheses，John Wiley & Sons，Inc)，《有机反应》(Organic Reactions，John Wiley &Sons，Inc)，《综合有机合成》(Comprehensive Organic Syntheses，Pergamon Press)，《新实验化学讲座》(丸善)等书中记载的方法合成。式(10)的n是1的化合物是在市场上销售的。例如，Aldrich公司出售这种化合物。式(10)的n是7的化合物等能够根据美国专利3660505号说明书中记载的方法合成。组成物是用这样得到的化合物，采用众所周知的方法调制成的。例如，把作为成分的化合物混合在一起，通过加热使其相互溶解。
最后，说明组成物的用途。大部分的组成物具有-20℃以下的下限温度，70℃以上的上限温度，以及0.10～0.15的光学各向异性。含有这种组成物的元件具有大的电压保持率。这种组成物适合于AM元件。这种组成物特别适合于透过型的AM元件。通过控制成分化合物的比例，并且混合其它的液晶性化合物，可以调制成具有0.07～0.18的光学各向异性的组成物，还可以调制成具有0.06～0.20的光学各向异性的组成物。这种组成物可以作为具有向列相的组成物使用，通过添加光学活性的化合物，可以作为光学活性的组成物使用。
这种组成物可以用在AM元件中。还可以用在PM元件中。这种组成物还可以用在具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA等模式的元件中。以使用在具有TN、ECB、OCB、或者IPS模式的元件中为佳。这些元件可以是反射型、透过型，或者半透过型也可以。以使用在透过型元件中为佳。还可以用在非晶硅TFT元件中，或者多晶硅TFT元件中。例如，把这种组成物微胶囊化后制作的NCAP(nematic curvilinear aligned phase，弧线排列向列)元件，或者在组成物中形成了三维网格状高分子的PD(polymerdispersed，聚合物分散)元件等，还可以使用在PN(polymer network，聚合物网络)元件中。
通过实施例对本发明作详细说明。本发明不受下述实施例的限制。比较例和实施例中的化合物用记号表示，其定义表示在下面的表6中。表6中，1，4-亚环己基和1，3-二氧陆圜-2，5-二基的立体构型是反位。-CH＝CH-的结合基的立体构型是反位。实施例中记号后括号内的数字对应于所期望的化合物的序号。记号(-)是表示其它的液晶性化合物的意思。液晶性化合物的比例(百分比)是以总重量为基准的重量百分比(重量％)。最后，汇总了组成物的特性值。
表6  用记号表示的化合物的标记法
R-(A1)-Z1-……-Zn-(An)-X
Figure A20058003246800411
Figure A20058003246800421
组成物是测量了液晶性化合物等的成分的重量之后，经过混合调制而成。因此，容易计算出成分的重量％。但是，用气体色谱分析不容易正确地计算出成分的比例。因为修正系数随液晶性化合物的种类而变化。幸好修正系数大致为1。并且，成分化合物中1重量％的偏差对组成物的特性影响小。所以，在本发明中，可以把气体色谱图上的成分峰值的面积比视为成分化合物的重量％。也就是说，可以认为气体色谱分析的结果(峰值的面积比)不用经过修正，就等价于液晶性化合物的重量％。
试样是组成物时，就对组成物直接进行了测量，记录了得到的结果。试样是化合物时，把15重量％的化合物和85重量％的母液晶混合在一起调制成试样。从测量得到的数值，用外插法算出化合物的特性值。外插值＝(试样的测量值-0.85×母液晶的测量值)/0.15。在这个比例下，当近晶相(或者结晶)在25℃下析出时，对化合物和母液晶的比例，按10重量％：90重量％、5重量％：95重量％、1重量％：99重量％的顺序进行了变化。用外插法求出了化合物的上限温度、光学各向异性、黏度、和介电各向异性的数值。
母液晶的组成如下。
Figure A20058003246800422
特性值的测量采用了下述的方法。其中多数是日本电子机械工业会规格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ·ED-2521A中记载的方法，以及其改进后的方法。测量用的TN元件上没有安装TFT。
向列相的上限温度(NI；℃)：把试样放在备有偏光显微镜的融点测量装置的热托盘上，以1℃/分钟的速度加热。测量了当试样的一部分由向列相变化到各向同性液体时的温度。向列相的上限温度省略记为“上限温度”。
向列相的下限温度(Tc；℃)：把具有向列相的试样放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、和-40℃的冷冻箱中保存10天后，液晶相进行了观察。例如，试样在-20℃下仍然是近晶相，在-30℃下变成结晶或者近晶相时，记录为Tc≤-20℃。向列相的下限温度省略记为“下限温度”。
黏度(η；20℃下测量；mPa·s)：测量使用了E型旋转黏度计。
旋转黏度(γ1；25℃下测量；mPa·s)：测量是按照M.Imai et al.，MolecularCrystals and Liquid Crystals，Vol.259，37(1995)中所记载的方法。试样放在两层玻璃基板的间隔(液晶单元间隔)为5μm，扭转角为0°的TN元件中。在TN元件上加电压，从16伏特开始，以0.5伏特的间隔，逐渐增加到19.5伏特。在停止加电压0.2秒后，仅加一个矩形波电压(矩形脉冲；0.2秒)，然后停止加电压(2秒)，这样的条件下重复施加电压。对这样由于加电压产生的过渡电流(transient current)的峰值电流(peak current)和峰值时间(peak time)进行了测量。由这些测量值，根据M.Imai等的论文中，第40页上的计算公式(8)，求出旋转黏度值。在这个计算中必须知道的介电各向异性的数值是用下述的介电各向异性的测量方法，对此旋转黏度测量时使用的元件进行测量后求出的。
光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下测量)：测量使用的是波长589nm，目镜上装有偏光板的阿贝折射计(Abbe refractometer)。向一个方向磨擦主棱镜的表面之后，把试样滴在主棱镜上。当偏光方向与磨擦方向平行时，测量了折射率n‖。当偏光方向与磨擦的方向垂直时，测量了折射率n⊥。光学各向异性的数值根据公式，Δn＝n‖-n⊥，计算出。
介电各向异性(Δε；在25℃下测量)：试样放在两层玻璃基板的间隔(液晶单元间隔)为9μm，扭转角为80度的TN元件中。在这个元件上加正弦波电压(10V，1kHz)，2秒钟后，对液晶分子长轴方向上的介电率(ε‖)进行了测量。在这个元件上加正弦波电压(0.5V，1kHz)，2秒钟后，对液晶分子短轴方向上的介电率(ε⊥)进行了测量。介电各向异性的数值根据公式，Δε＝ε‖-ε⊥，计算出。
临界电压(Vth；在25℃下测量；V)：测量使用的是大冢电子株式会社制造的LCD5100型亮度计。光源是卤素灯。试样放在两层玻璃基板的间隔(液晶单元间隔)为5.0μm，扭转角为80度的常时亮态模式(normally whitemode)的TN元件中。在这个元件上加电压(32Hz，矩形波)，从0V开始，以0.02V的间隔，逐渐增加到10V。这时，光从垂直方向照射到元件上，对透过元件的光量进行了测量。以光量达到最大时的透过率为100％，光量为最小时的透过率为0％，作出电压-透过率曲线。临界电压是透过率为90％时的电压。
电压保持率(VHR；在25℃和100℃下测量；％)：测量使用的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，两层玻璃基板的间隔(液晶单元间隔)为6μm。试样放入元件内后，用在紫外线下重合的粘着剂密封。在这个TN元件上，加脉冲电压(5V、60微秒)使其充电。用高速电压计以16.7毫秒的间隔，测量了电压的衰减，求出了单位周期内电压曲线和横轴之间的面积A。面积B为没有衰减时的面积。电压保持率是相对于面积B，面积A的百分率。在25℃下测量得到的电压保持率用VHR-1表示。在100℃下测量得到的电压保持率用VHR-2表示。然后，对这个TN元件在100℃下加热250小时。VHR-3是加热后的元件在25℃下，测得的电压保持率。VHR-4是加热后的元件在100℃下，测得的电压保持率。VHR-1和VHR-2相当于初期阶段的评价。VHR-3和VHR-4相当于元件长期使用后的评价。
响应时间(τ；在25℃下测量；毫秒)：测量使用的是大冢电子株式会社制造的LCD5100型亮度计。光源是卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设置在5kHz。试样放在两层玻璃基板的间隔(液晶单元间隔)为5.0μm，扭转角为80度的常时亮态模式(normally white mode)的TN元件中。在这个元件上加矩形波电压(60Hz、5V、0.5秒)。这时，光从垂直方向照射到元件上，对透过元件的光量进行了测量。以光量达到最大时的透过率为100％，光量为最小时的透过率为0％。上升时间(τr：rise time)是透过率从90％变化到10％所要的时间。下降时间(τf：fall time)是透过率从10％变化到90％所要的时间。响应时间是这样求出的上升时间与下降时间的和。
气体色谱分析：测量使用的是岛津制作所制造的GC-14B型气相色谱仪。载气为氦气(2ml/分钟)。试样气化室温度设定在280℃，检测器(FID)设定在300℃。成分化合物的分离使用的是Agilent Technologies Inc.制造的毛细管柱DB-1(长30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm；固定液相是二甲基聚硅氧烷；无极性)。此柱在200℃下保持2分钟后，以每分钟升高5℃的速度，升温到280℃。试样在丙酮溶液中(0.1重量％)调制后，将1μl试样注入到试样气化室。记录仪是岛津制作所制造C-R5A型数据处理机(Chromatopac)，或者与此等同的仪器。得到的气相色谱表示出对应于成分化合物的峰的保持时间和峰的面积。
用于稀释试样的溶媒可以是三氯甲烷、己烷等。为了分离成分化合物，也可以使用以下的毛细管柱。Agilent Technologies Inc.制造的HP-1(长30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)，Restek Corporation制造的Rtx-1(长30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)，SGE International Pty.Ltd制造的BP-1(长30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。为了防止化合物的峰重合，也可以使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M50-025(长50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。气相色谱上峰的面积的比相当于成分化合物的比例。成分化合物的重量％与各个峰的面积比不完全一致。但是，对于本发明来讲，使用这些毛细管柱时，可以认为成分化合物的重量％与各个峰的面积一致。因为成分化合物的修正系数差别不大。
比较例1
从日本专利特开昭第60-51135号公报(US4,594,465、EP0132377A2)公开的组成物中选择了混合物1。其理由是因为组成物中不含有光学活性的化合物以及具有负的介电各向异性的化合物。这个组成物的成分和特性如下所示。这个组成物是下限温度高、光学各向异性大、γ1大、VHR-2小、响应时间长。
5-BB(F)B-5            20％
3-BB(F)B-5            20％
2-BB-C                10％
4-BB-C                10％
2-HB-C                10％
4-HB-C                10％
3-B(F)B2H-3           20％
NI＝82..6℃；Tc≤0℃；Δn＝0..188；Δε＝6..7；γ1＝144..2mPa·s；Vth＝1..98V；VHR-1＝99..0％；VHR-2＝52..6％；τ＝16..4ms。
比较例2
从专利合作协定第WO2004/0375710A1号公报中公开的组成物中选择了实施例4-a)。其理由是γ1值公开，而且是具有最小γ1值的组成物。这个组成物的成分和特性如下所示。这个组成物是光学各向异性小、γ1大、响应时间长。
3-HH-5                3％
1V-HH-3               4％
1-HHB(F，F)-F         10％
2-HHB(F，F)-F         8％
3-HHB(F，F)-F         9％
2-HHB(F)-OCF3         12％
2-HHB-OCF3            8％
3-HHB-OCF3            8％
4-HHB-OCF3            5％
5-HHB-OCF3            7％
2-BB(F，F)XB(F，F)-F  6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F  9.5％
2-HB(F)B(F，F)-F      3.5％
3-HHB(F)B(F，F)-F     5％
3-HBBH-3              2％
NI＝89.6℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.094；Δε＝8.8；γ1＝122.1mPa·s；Vth＝1.25V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.1％；τ＝21.3ms。
比较例3
从专利合作协定第WO2004/0375710A1号公报中公开的组成物中选择了实施例3-b)-M3A+1.0wt％ PGP-2-2。其理由是组成物中含有本发明的化合物(1)。这个组成物的成分和特性如下所示。这个组成物是上限温度低、下限温度高、光学各向异性小、响应时间长。
V-HH-5                7.9％
5-HB-3                23.8％
2-HHB(F，F)-F         11.9％
3-HHB(F，F)-F         11.9％
5-HHB(F，F)-F         7.9％
3-HHB-1               7.9％
V-HHB(F)-F            7.9％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F  19.8％
2-BB(F)B-2            1.0％
NI＝39.6℃；Tc＜-10℃；Δn＝0.072；Δε＝5.3；γ1＝56.0mPa·s；Vth＝1.09V；VHR-1＝99.6％；VHR-2＝92.2％；τ＝24.6ms。
实施例1
2-BB(F)B-3  (1)      12％
2-HBB-F     (3-1)    4％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    20％
V-HH-3      (5-1)    40％
V-HHB-1     (6-1)    14％
NI＝70.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.109；Δε＝3.9；γ1＝43.2mPa·s；Vth＝1.91V；VHR-1＝99.5％；VHR-2＝92.0％；τ＝7.1ms。
实施例2
2-BB(F)B-3  (1)      13％
3-HB-CL     (2-1)    5％
2-HBB-F     (3-1)    4％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    17％
V-HH-3      (5-1)    37％
V-HHB-1     (6-1)    8％
V2-HHB-1    (6-1)    6％
NI＝70.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.110；Δε＝3.5；γ1＝44.0mPa·s；Vth＝2.00V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.5％；τ＝8.6ms。
实施例3
2-BB(F)B-3  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    5％
2-HBB-F     (3-1)    5％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-HHB-CL    (3-2)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    24％
V-HH-3      (5-1)    16％
1V-HH-3     (5-1)    10％
V-HHB-1     (6-1)    10％
V2-HHB-1    (6-1)    10％
NI＝79.8℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.111；Δε＝5.4；γ1＝61.7mPa·s；Vth＝1.88V；VHR-1＝99.5％；VHR-2＝92.3％；τ＝9.5ms。
实施例4
2-BB(F)B-5  (1)      4％
2-BB(F)B-3  (1)      7％
3-BB(F)B-5  (1)      3％
3-HB-CL     (2-1)    7％
2-HBB-F     (3-1)    2％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-HHB-CL    (3-2)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    17％
V-HH-3      (5-1)    19％
1V-HH-3     (5-1)    12％
V-HHB-1     (6-1)    7％
3-HHB-1     (6-2)    5％
NI＝80.6℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.119；Δε＝3.9；γ1＝56.9mPa·s；Vth＝2.17V；VHR-1＝99.6％；VHR-2＝92.7％；τ＝8.3ms。
实施例5
2-BB(F)B-5  (1)      6％
3-BB(F)B-5  (1)      6％
3-HB-CL     (2-1)    2％
2-HBB-F     (3-1)    6％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    18％
3-HHXB(F，F)-F
            (3-6)    2％
V-HH-3      (5-1)    32％
V-HHB-1     (6-1)    12％
V2-HHB-1    (6-1)    4％
NI＝77.7℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.114；Δε＝4.0；γ1＝54.6mPa·s；Vth＝2.02V；VHR-1＝99.8％；VHR-2＝92.6％；τ＝8.9m。
实施例6
2-BB(F)B-5  (1)      6％
2-BB(F)B-3  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    11％
2-HBB-F     (3-1)    6％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HBB(F，F)-F
            (3-4)    10％
2-HHB(F，F)-F
            (3-5)    2％
V-HH-3      (5-1)    21％
V-HHB-1     (6-1)    10％
3-HHB-1     (6-2)    6％
5-HBB(F)B-2
            (7-1)    2％
NI＝80.7℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.120；Δε＝4.0；γ1＝62.8mPa·s；Vth＝2.06V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.3％；τ＝9.4ms。
实施例7
2-BB(F)B-5  (1)      6％
2-BB(F)B-3  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    14％
2-HBB-F     (3-1)    6％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HBB(F，F)-F
            (3-4)    10％
V-HH-3      (5-1)    20％
V-HHB-1     (6-1)    10％
3-HHB-1     (6-2)    6％
5-HBB(F)B-2
            (7-1)    2％
NI＝78.7℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.121；Δε＝3.9；γ1＝60.3mPa·s；Vth＝2.07V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.2％；τ＝9.3ms。
实施例8
2-BB(F)B-3  (1)      9％
2-BB(F)B-5  (1)      9％
3-BB(F)B-5  (1)      9％
3-HB-CL     (2-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    22％
V-HH-3      (5-1)    15％
1V-HH-3     (5-1)    10％
V-HHB-1     (6-1)    10％
V2-HHB-1    (6-1)    10％
NI＝78.8℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.135；Δε＝4.3；γ1＝63.9mPa·s；Vth＝2.24V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝99.1％；τ＝8.2ms。
实施例9
2-BB(F)B-3  (1)      8％
2-BB(F)B-5  (1)      8％
3-BB(F)B-5  (1)      8％
3-HB-CL     (2-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    22％
3-HHXB(F，F)-F
            (3-6)    8％
V-HH-3      (5-1)    15％
1V-HH-3     (5-1)    8％
V-HHB-1     (6-1)    9％
V2-HHB-1    (6-1)    9％
NI＝79.0℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.131；Δε＝5.2；γ1＝65.9mPa·s；Vth＝2.08V；VHR-1＝99.6；VHR-2＝92.0％；τ＝8.3ms。
实施例10
2-BB(F)B-3  (1)      8％
3-HB-CL     (2-1)    4％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    28％
3-HHXB(F，F)-F
            (3-6)    8％
V-HH-3      (5-1)    11％
1V-HH-3     (5-1)    11％
V-HHB-1     (6-1)    13％
V2-HHB-1    (6-1)    13％
3-HHB-1     (6-2)    4％
NI＝80.4℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.112；Δε＝6.4；γ1＝65.4mPa·s；Vth＝1.78V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝91.9％；τ＝8.5ms。
实施例11
2-BB(F)B-3  (1)      9％
2-BB(F)B-5  (1)      4％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    22％
3-HHB(F，F)-F
            (3-5)    10％
3-HHBB(F，F)-F
            (4-1)    6％
V-HH-3      (5-1)    32％
V-HHB-1     (6-1)    13％
V2-HHB-1    (6-1)    4％
NI＝79.3℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.111；Δε＝5.7；γ1＝57.2mPa·s；Vth＝1.73V；VHR-1＝99.5％；VHR-2＝92.3％；τ＝8.1ms。
实施例12
2-BB(F)B-5  (1)      4％
3-BB(F)B-4  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    21％
2-HBB-F     (3-1)    7％
3-HBB-F     (3-1)    7％
5-HBB-F     (3-1)    7％
2-HHB-CL    (3-2)    7％
3-HHB-CL    (3-2)    7％
5-HHB-CL    (3-2)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HH-4      (5-2)    21％
NI＝79.3℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.113；Δε＝3.8；γ1＝63.1mPa·s；Vth＝2.10V；VHR-1＝99.6％；VHR-2＝92.2％；τ＝10.6m。
实施例13
2-BB(F)B-5  (1)      6％
3-BB(F)B-4  (1)      6％
3-BB(F)B-5  (1)      7％
3-HB-CL     (2-1)    13％
2-HBB-F     (3-1)    6％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HBB(F，F)-F
            (3-4)    10％
V-HH-3      (5-1)    20％
3-HHB-1     (6-2)    3％
5-HBB(F)B-2 (7-1)    7％
NI＝84.1℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.140；Δε＝4.0；γ1＝73.3mPa·s；Vth＝2.23V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.3％；τ＝9.0ms。
实施例14
2-BB(F)B-5  (1)      6％
2-BB(F)B-3  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    8％
5-HEB-F     (2-3)    2％
5-H2B(F)-F  (2-5)    2％
5-HXB(F，F)-F
            (2-8)    2％
2-HBB-F     (3-1)    5％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HBB(F，F)-F
            (3-4)    10％
V-HH-3      (5-1)    16％
VFF-HH-3    (5-3)    2％
3-HB-O2     (5-6)    2％
V-HHB-1     (6-1)    10％
3-HHB-O1    (6-3)    2％
VFF-HHB-1   (6-4)    2％
V-HBB-1     (6-7)    3％
3-HHEH-3    (6-8)    2％
1O1-HBBH-3  (7-4)    2％
NI＝78.8℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.117；Δε＝3.9；γ1＝61.5mPa·s；Vth＝2.04V；VHR-1＝99.5％；VHR-2＝92.1％；τ＝9.8ms。
实施例15
2-BB(F)B-5  (1)      6％
3-BB(F)B-4  (1)      6％
3-BB(F)B-5  (1)      7％
3-HB-CL     (2-1)    13％
2-HBB-F     (3-1)    6％
3-HBB-F     (3-1)    6％
5-HBB-F     (3-1)    6％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HH2B(F，F)-F
            (3-29)    2％
3-H2GB(F，F)-F
            (3-32)    2％
3-HHEB(F，F)-F
            (3-34)    2％
3-HB(F)B(F，F)-F
             (3-35)    4％
V-HH-3       (5-1)     20％
3-HHB-1      (6-2)     3％
5-HBB(F)B-2  (7-1)     3％
5-HB(F)BH-2  (7-2)     2％
3-HHEBH-3    (7-5)     2％
NI＝85.5℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.132；Δε＝4.1；γ1＝72.8mPa·s；Vth＝2.19V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.2％；τ＝8.8ms。
实施例16
2-BB(F)B-3  (1)      9％
2-BB(F)B-5  (1)      4％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    22％
3-HHB(F，F)-F
            (3-5)    4％
V-HHB(F)-F  (3-15)   2％
3-HHB(F)-OCF2H
            (3-18)   2％
5-GHB(F，F)-F
            (3-33)   2％
3-HH2BB(F，F)-F
            (4-2)    2％
3-BB(F)B(F)B(F，F)-F
            (4-4)    2％
3-HBB(F，F)XB(F，F)-F
            (4-5)    2％
V-HH-3      (5-1)    32％
V-HHB-1     (6-1)    13％
V2-HHB-1    (6-1)    4％
NI＝76.8℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.114；Δε＝6.2；γ1＝63.3mPa·s；Vth＝1.68V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.3％；τ＝9.7ms。
实施例17
2-BB(F)B-5  (1)      4％
3-BB(F)B-4  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    21％
2-HBB-F     (3-1)    7％
3-HBB-F     (3-1)    7％
5-HBB-F     (3-1)    7％
2-HHB-CL    (3-2)    6％
3-HHB-CL    (3-2)    6％
5-HHB-CL    (3-2)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HHB-OCF3  (3-8)    2％
3-HH-4      (5-2)    21％
NI＝78.7℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.110；Δε＝3.9；γ1＝64.2mPa·s；Vth＝2.09V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.5％；τ＝10.9ms。
实施例18
2-BB(F)B-5  (1)      4％
3-BB(F)B-4  (1)      4％
3-HB-CL     (2-1)    21％
2-HBB-F     (3-1)    7％
3-HBB-F     (3-1)    7％
5-HBB-F     (3-1)    7％
2-HHB-CL    (3-2)    7％
3-HHB-CL    (3-2)    7％
5-HHB-CL    (3-2)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    10％
3-HH-4      (5-2)    19％
1O1-HH-3    (-)      2％
NI＝79.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.113；Δε＝3.8；γ1＝63.8mPa·s；Vth＝2.12V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.2％；τ＝10.5ms。
实施例19
2-BB(F)B-3  (1)      12％
2-HBB-F     (3-1)    4％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    20％
V-HH-3      (5-1)    40％
V-HHB-1     (6-1)    14％
这个组成物中添加了300ppm式(10)的n为1的化合物。这时的组成物的特征如下。NI＝70.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.109；Δε＝3.9；γ1＝43.2mPa·s；Vth＝1.91V；VHR-1＝99.5％；VHR-2＝92.0％；τ＝7.1ms。
实施例20
2-BB(F)B-3  (1)      13％
3-HB-CL     (2-1)    5％
2-HBB-F     (3-1)    4％
3-HBB-F     (3-1)    5％
5-HBB-F     (3-1)    5％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F
            (3-3)    17％
V-HH-3      (5-1)    37％
V-HHB-1     (6-1)    8％
V2-HHB-1    (6-1)    6％
这个组成物中添加了200ppm式(10)的n为7的化合物。这时的组成物的特征如下。NI＝70.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.110；Δε＝3.5；γ1＝44.0mPa·s；Vth＝2.00V；VHR-1＝99.7％；VHR-2＝92.5％；τ＝8.6ms。
[在工业上的利用可能性]
液晶组成物以及这种组成物是具有向列相，介电各向异性为正的组成物，适用于AM(active matrix，主动矩阵)等元件。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (54)

1.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
其中，R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
2.根据权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内。
3.根据权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内。
4.根据权利要求1所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内。
5.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分、以及含有从式(2)～式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为另一种必须成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
Figure A2005800324680002C2
Figure A2005800324680002C3
Figure A2005800324680002C4
其中，R1是烷基；R3是烷基或者烯基；R4是烷基、烯基、或者是用任意的氢原子被氟原子替换后的烯基；R5是烷基或者烷氧基；R6是烷基或者烷氧甲基；R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基；A1和A6分别为1，4-亚环己基或者1，4-苯撑；A2是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基或者1，4-苯撑；A3是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A4是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、或者2-氟基-1，4-苯撑；A5是1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A7是1，4-苯撑或者2-氟基-1，4-苯撑；Z1是单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或者-COO-；Z2是单键或者-(CH2)2-；Z3是单键或者-CF2O-；Z4是单键或者-COO-；X1和X2分别为氢原子或者氟原子；Y1是氟原子、氯原子、-OCF3-、或者-OCF2H；并且Y2是氟原子或者氯原子。
6.根据权利要求5所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内。
7.根据权利要求5所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内。
8.根据权利要求5所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内。
9.根据权利要求1～8中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于具有0.10～0.15的光学各向异性。
10.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分、从式(2)～式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分、以及从式(5)～式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
Figure A2005800324680003C1
其中，R1是烷基；R3是烷基或者烯基；R4是烷基、烯基、或者是任意的氢原子被氟原子替换后的烯基；R5是烷基或者烷氧基；R6是烷基或者烷氧甲基；R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基；A1和A6分别为1，4-亚环己基或者1，4-苯撑；A2是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、或者1，4-苯撑；A3是1，4-亚环己基、1，3-二氧陆圜-2，5-二基、1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A4是1，4-亚环己基、1，4-苯撑、或者2-氟基-1，4-苯撑；A5是1，4-苯撑、2-氟基-1，4-苯撑、或者2，6-二氟基-1，4-苯撑；A7是1，4-苯撑或者2-氟基-1，4-苯撑；Z1是单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或者-COO-；Z2是单键或者-(CH2)2-；Z3是单键或者-CF2O-；Z4是单键或者-COO-；X1和X2分别为氢原子或者氟原子；Y1是氟原子、氯原子、-OCF3-、或者-OCF2H；并且Y2是氟原子或者氯原子。
11.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
12.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
13.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
14.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
15.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
16.根据权利要求10所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
17.根据权利要求10～16中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
18.根据权利要求10～16中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第三成分是从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
19.根据权利要求10～16中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第三成分是从式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
20.根据权利要求10～16中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
21.根据权利要求10～16中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第三成分是从式(5)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(7)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
22.根据权利要求10～21中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
23.根据权利要求10～21中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
24.根据权利要求10～21中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
25.根据权利要求10～24中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于具有0.10～0.15的光学各向异性。
26.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(2-1)、式(3-1)～式(3-6)、以及式(4-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，从式(5-1)、式(5-2)、式(6-1)、式(6-2)、以及式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
Figure A2005800324680005C1
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
27.根据权利要求26所述的液晶组成物，其特征在于第二成分是从式(3-3)～式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，并且第三成分是从式(5-1)、式(5-2)、式(6-1)、以及式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物。
28.根据权利要求26或27所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
29.根据权利要求26或27所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
30.根据权利要求26或27所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分的比例在10重量％至85重量％的范围内，并且第三成分的比例在10重量％至80重量％的范围内。
31.根据权利要求26～30中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于具有0.10～0.15的光学各向异性。
32.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(3-3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，并且从式(5-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
Figure A2005800324680006C1
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
33.根据权利要求32所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
34.根据权利要求32所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
35.根据权利要求32所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，作为第二成分的式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，第三成分中式(5-1)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内，并且式(6-1)和式(6-2)所表示的化合物的比例在3重量％至45重量％的范围内。
36.根据权利要求32～35中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680007C1
其中，R1是烷基。
37.根据权利要求36所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680007C2
其中，R1是烷基。
38.根据权利要求37所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
其中，R1是烷基。
39.根据权利要求36所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，以及从式(3-4)、式(3-5)和式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680007C4
其中，R1是烷基。
40.根据权利要求39所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分；
Figure A2005800324680007C5
其中，R1和R2分别为烷基。
41.根据权利要求32～35中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680008C1
其中，R1是烷基。
42.根据权利要求41所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-6)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680008C2
其中，R1是烷基。
43.根据权利要求32～35中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-5)和式(4-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680008C3
其中，R1是烷基。
44.一种液晶组成物，其特征在于含有从式(1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第一成分，从式(2-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、从式(3-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物、以及从式(3-3)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，并且从式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分，具有正的介电各向异性，而且具有向列相；
其中，R1和R2分别为烷基；R7是烯基；而且R11和R12是彼此碳原子数互不相同的烷基。
45.根据权利要求44所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至50重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，并且作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
46.根据权利要求44所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在3重量％至小于10重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，并且作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
47.根据权利要求44所述的液晶组成物，其特征在于第一成分的比例在10重量％至50重量％的范围内，第二成分中式(2-1)所表示的化合物的比例在3重量％至35重量％的范围内、式(3-1)所表示的化合物的比例在5重量％至35重量％的范围内、式(3-3)所表示的化合物的比例在3重量％至40重量％的范围内，作为第三成分的式(5-1)和式(5-2)所表示的化合物的比例在11重量％至50重量％的范围内。
48.根据权利要求44～47中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分；
Figure A2005800324680009C1
其中，R1是烷基。
49.根据权利要求44～47中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于含有从式(3-4)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第二成分，从式(6-2)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物，和从式(7-1)所表示的化合物群中选出的至少一种化合物作为第三成分；
Figure A2005800324680009C2
其中，R1和R2分别为烷基。
50.根据权利要求32～49中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于具有0.10～0.15的光学各向异性。
51.根据权利要求1～50中的任何一项所述的液晶组成物，其特征在于另外还含有抗氧化剂。
52.根据权利要求51所述的液晶组成物，其特征在于抗氧化剂是式(10)所表示的化合物；
其中，n是1～9的整数。
53.根据权利要求51或52所述的液晶组成物，其特征在于相对于液晶性化合物的总重量，抗氧化剂的比例在50至600ppm。
54.一种液晶显示元件，其特征在于含有权利要求1～53中的任何一项所述的液晶组成物。
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