CN103189471B - 液晶组成物、液晶显示元件及液晶组成物的用途 - Google Patents

液晶组成物、液晶显示元件及液晶组成物的用途 Download PDF

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Abstract

提供一种液晶组成物、液晶显示元件以及液晶组成物的用途。该液晶组成物含有作为第一成分的具有光学异向性大及黏度小的特定二环化合物、及作为第二成分的具有上限温度大及介电常数异向性大的特定化合物，而其亦可含有作为第三成分的具有黏度小的特定化合物、作为第四成分的具有介电常数异向性大的特定化合物、及作为第五成分的具有介电常数异向性大的特定化合物，且液晶组成物具有负介电常数异向性。以及，该液晶显示元件含有该组成物。

Description

液晶组成物、液晶显示元件及液晶组成物的用途
技术领域
本发明主要涉及适于AM(activematrix，主动矩阵)元件等的液晶组成物及含有该组成物的AM元件等。特别是，涉及介电常数异向性为负的液晶组成物，且涉及含有该组成物的IPS(in-planeswitching，横向电场切换)模式、VA(verticalalignment，垂直配向)模式、FFS(FringeFieldSwitching，边界电场切换)模式或PSA(polymersustainedalignment，聚合物稳定配向)模式的元件等。
背景技术
在液晶显示元件中，基于液晶的运作模式的分类为，PC(phasechange，相变化)、TN(twistednematic，扭转向列)、STN(supertwistednematic，超扭转向列)、ECB(electricallycontrolledbirefringence，电场控制双折射)、OCB(opticallycompensatedbend，光学补偿双折射)、IPS(in-planeswitching，横向电场切换)、VA(verticalalignment，垂直配向)、FFS(fringefieldswitching，边界电场切换)、PSA(Polymersustainedalignment，聚合物稳定配向)模式等。基于元件的驱动方式的分类为PM(passivematrix，被动矩阵)与AM(activematrix，主动矩阵)。PM可分类为静态式(static)与多工式(multiplex)等，AM可分类为TFT(thinfilmtransistor，薄膜电晶体)、MIM(metalinsulatormetal，金属-绝缘层-金属)等。TFT的分类为非晶硅(amorphoussilicon)及多晶硅(polycrystalsilicon)。多晶硅为根据制造制程而可分类为高温型与低温型。基于光源的分类为，利用自然光的反射型、利用背光源(backlight)的穿透型，以及利用自然光与背光源的两者的半穿透型。
这些元件含有具有适当特性的液晶组成物，而该液晶组成物具有向列相。在获得具有良好的一般特性的AM元件时，将使组成物的一般特性被提高。将二者的一般特性的关联汇总于下述的表1中。基于市售的AM元件而对组成物的一般特性进一步加以说明。向列相的温度范围与元件的可使用的温度范围相关联。向列相的较佳的上限温度为约大于等于70℃，且向列相的较佳的下限温度为约小于等于-10℃。组成物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态影像(movingimage)，短响应时间为较佳。因此，较佳的是组成物的粘度小，更佳的是于低温度下的粘度小。
表1.组成物与AM元件的一般特性
1)可缩短将组成物注入于液晶单元(cell)中的时间
组成物的光学异向性与元件的对比度相关联。组成物的光学异向性(Δn)与元件的单元间隙(d)的乘积(Δn×d)是以使对比度成为最大的方式来进行设计。适当的乘积的值依存于运作模式的种类。在VA模式的元件中，适当的乘积的值是在约0.30μm～约0.45μm的范围，在IPS模式或FFS模式的元件中，适当的乘积的值是在约0.20μm～约0.30μm的范围。在此情形时，于小单元间隙的元件中，具有大光学异向性的组成物为较佳。组成物的绝对值大的介电常数异向性有助于元件的低临界电压、小消耗电力与大对比度。因此，绝对值大的介电常数异向性为较佳。组成物的大电阻率有助于元件的大电压保持率与大对比度。因此，在初期阶段，不仅在室温下而且在高温度下均具有大电阻率的组成物为较佳。于长时间使用后，不仅在室温下而且在高温度下均具有大的电阻率的组成物为较佳。组成物对于紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。当这些的稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影机、液晶电视等中所使用的AM元件而言为较佳。
在具有TN模式的AM元件中，使用具有正介电常数异向性的组成物。另一方面，在具有VA模式的AM元件中，使用具有负介电常数异向性的组成物。在具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，使用具有正或负介电常数异向性的组成物。在具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或负介电常数异向性的组成物。具有负介电常数异向性的液晶组成物的例子揭示于如下所述的专利文献1～4中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-270026号公报
专利文献：国际公开2007-108307号手册
专利文献3：日本专利特开2008-19425号公报
专利文献4：日本专利特表2008-505235号公报
理想的AM元件具有如下等特性：可使用的温度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电压保持率大、寿命长。理想的是比1毫秒更短的响应时间。因此，组成物的理想的特性为：向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性适当、正或负介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等。
发明内容
发明欲解决的问题
本发明的一个目的是一种液晶组成物，在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性适当、负介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等特性中，满足至少一种特性。其他目的是一种在至少2种特性间具有适当的平衡的液晶组成物，特别是满足上限温度高、负介电常数异向性大及黏度小的液晶组成物。另一目的是一种含有此种组成物的液晶显示元件。又一目的是一种液晶组成物，具有光学异向性小或光学异向性大的适当光学异向性、负介电常数异向性大、对紫外线稳定性高等特性，以及一种AM元件，具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性。
解决问题采用的手段
本发明提出一种液晶组成物，其含有作为第一成分的选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，以及作为第二成分的选自以式(2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，且该液晶组成物具有负介电常数异向性，以及一种含有此组成物的液晶显示元件。
此处，R1及R2独立为碳数1～12的烷基；R3及R4独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；环A独立为
或
且至少一个环A为
或
Z1独立为单键、亚乙基或亚甲氧基；m为1或2。
发明的效果
本发明的优点是一种液晶组成物，在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性适当、负介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等特性中，满足至少一种特性。本发明的一个方面是一种在至少2种特性间具有适当的平衡的液晶组成物。另一方面是含有此种组成物的液晶显示元件。其他方面是具有光学异向性适当、负介电常数异向性大、对紫外线稳定性高等特性的组成物，以及具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等的AM元件。
具体实施方式
本说明书中的用语的使用方法如下所述。有时将本发明的液晶组成物或本发明的液晶显示元件分别简称为“组成物”或“元件”。液晶显示元件为液晶显示面板及液晶显示模组的总称。“液晶性化合物”是指，具有向列相、层列相等的液晶相的化合物，或者虽然不具液晶相但可作为组成物的成分的有用化合物。该有用化合物例如具有如1,4-亚环己基(1,4-cyclohexylene)或1,4-亚苯基(1,4-phenylene)之类的六元环，且其分子结构为棒状(rodlike)。有时将光学活性化合物及可聚合的化合物添加至组成物中。这些化合物即使是液晶性化合物，于此亦分类为添加物。有时将选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物简称为“化合物(1)”。“化合物(1)”是指以式(1)所表示的一种化合物或2种以上化合物。关于以其他式所表示的化合物亦相同。“任意的”表示不仅是位置而且个数亦可自由地选择，但不包含个数为0的情况。
有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。“电阻率大”是指，组成物在初期阶段不仅在室温下且在接近向列相的上限温度的温度下具有大电阻率，而且在长时间使用后不仅在室温下且在接近向列相的上限温度的温度下亦具有大电阻率。“电压保持率大”是指元件在初期阶段不仅在室温下且在接近向列相的上限温度的温度下具有大电压保持率，而且在长时间使用后不仅在室温下且在接近向列相的上限温度的温度下亦具有大电压保持率。在说明光学异向性等的特性时，使用通过实例中所记载的测定方法而获得的值。第一成分为一种化合物或2种以上的化合物。“第一成分的比例”为以基于液晶组成物的总重量的第一成分的重量百分率(wt%)来表示。其中第二成分的比例等亦相同。于组成物中所混合的添加物的比例以基于液晶组成物的总重量的重量百分率(wt%)或重量百万分率(ppm)来表示。
在成分化合物的化学式中，将R3的记号用于多种化合物中。在这些化合物的任意的2个化合物中，所选择的R3可相同亦可不同。例如，存在化合物(2)的R3为乙基，化合物(2-1)的R3为乙基的例子。亦存在化合物(2)的R3为乙基，化合物(2-1)的R3为丙基的例子。此规则亦适用于R4、R5等中。
本发明为下述的项等。
1、一种液晶组成物，其含有作为第一成分的选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，以及作为第二成分的选自以式(2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，且该液晶组成物具有负介电常数异向性。
此处，R1及R2独立为碳数1～12的烷基；R3及R4独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；环A独立为
或
且至少一个环A为
或
Z1独立为单键、亚乙基(ethylene)或亚甲氧基(methyleneoxy)；m为1或2。
2、如第1项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自以式(2-1)～式(2-8)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R3及R4独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
3、如第2项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自以式(2-4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
4、如第2项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自以式(2-8)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
5、如第1项至第4项中任一项所述的液晶组成物，基于液晶组成物的总重量，第一成分的比例为5wt%～40wt%的范围，且第二成分的比例为5wt%～95wt%的范围。
6、如第1项至第5项中任一项所述的液晶组成物，还含有作为第三成分的选自以式(3)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R5及R6独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基或任意的氢经氟取代的碳数2～12的烯基；环B、环C及环D独立为1,4-亚环己基(1,4-cyclohexylene)、1,4-亚苯基(1,4-phenylene)、2-氟-1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基；Z2及Z3独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基(carbonyloxy)；n为0、1或2，且n为0时，环C及环D中的至少一个为1,4-亚环己基。
7、如第6项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自以式(3-1)～式(3-12)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R5及R6独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基或任意的氢经氟取代的碳数2～12的烯基。
8、如第7项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自以式(3-1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
9、如第7项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自以式(3-7)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
10、如第6项至第9项中任一项所述的液晶组成物，基于液晶组成物的总重量，第三成分的比例为10wt%～90wt%的范围。
11、如第1项至第10项中任一项所述的液晶组成物，还含有作为第四成分的选自以式(4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R7及R8独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；环E及环F独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基；Z4及Z5独立为单键、亚乙基或亚甲氧基；X1及X2独立为氟或氯；Y1为氢或甲基；p为1、2或3，q为0或1，且p与q的和为1、2或3。
12、如第11项所述的液晶组成物，其中第四成分是选自以式(4-1)～式(4-9)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
R7及R8独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
13、如第12项所述的液晶组成物，其中第四成分是选自以式(4-1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
14、如第12项所述的液晶组成物，其中第四成分是选自以式(4-4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
15、如第12项所述的液晶组成物，其中第四成分是选自以式(4-6)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
16、如第11项至第15项中任一项所述的液晶组成物，基于液晶组成物的总重量，第四成分的比例为5wt%～80wt%的范围。
17、如第1项至第16项中任一项所述的液晶组成物，还含有作为第五成分的选自以式(5)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R9及R10独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；环G及环I独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基；Z6及Z7独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基；r为0、1或2，s为0或1，且r与s的和为1或2。
18、如第17项所述的液晶组成物，其中第五成分是选自以式(5-1)～式(5-5)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
此处，R9及R10独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
19、如第18项中所述的液晶组成物，其中第五成分是选自以式(5-4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物。
20、如第17项至第19项中任一项所述的液晶组成物，基于液晶组成物的总重量，第五成分的比例为5wt%～40wt%的范围。
21、如第1项至第20项中任一项所述的液晶组成物，其中向列相的上限温度为大于等于70℃，于波长589nm下的光学异向性(25℃)为大于等于0.08，且于频率1kHz下的介电常数异向性(25℃)为小于等于-2。
22、一种液晶显示元件，其含有如第1项至第21项中任一项所述的液晶组成物。
23、如第22项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为VA模式、IPS模式、FFS模式或PSA模式，液晶显示元件的驱动方式为主动矩阵方式。
24、一种液晶组成物的用途，其用于如第22项或第23项中任一所述的液晶显示元件中。
本发明亦包括如下的项。1)还含有光学活性化合物的上述组成物、2)还含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、消泡剂等添加物的上述组成物、3)含有上述组成物的AM元件、4)含有上述组成物，且具有TN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA或PSA的模式的元件、5)含有上述组成物的穿透型元件、6)将上述组成物用作具有向列相的组成物的用途、7)通过于上述组成物中添加光学活性化合物而将其用作光学活性组成物的用途。
依照如下顺序对本发明的组成物进行说明。第一，说明组成物中的成分化合物的构成。第二，说明成分化合物的主要特性及该化合物对组成物带来的主要效果。第三，说明组成物中的成分的组合、成分化合物的较佳比例及其根据。第四，说明成分化合物的较佳形态。第五，表示成分化合物的具体例。第六，说明亦可混合于组成物中的添加物。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，说明组成物中的成分化合物的构成。本发明的组成物可分类为组成物A与组成物B。组成物A除了选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)的化合物外，亦可还含有其他的液晶性化合物、添加物、杂质等。“其他的液晶性化合物”是与化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)不同的液晶性化合物。此种化合物是以进一步调整特性的目的而混合于组成物中。在其他的液晶化合物中，从对热或紫外线的稳定性的观点看，较好的是氰基化合物较少。更佳的是氰化合物的比例为0wt%。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、可聚合的化合物、聚合起始剂等。杂质为于成分化合物的合成等制程中混入的化合物等。此化合物即使是液晶性化合物，于此处亦被分类为杂质。
组成物B实质上仅由选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)的化合物所形成。“实质上”是指除了添加物及杂质外，组成物不含与这些化合物不同的液晶性化合物。与组成物A相比，组成物B的成分数较少。由降低成本的观点考虑，组成物B较组成物A更佳。由通过混合其他的液晶性化合物而进一步可调整物性的观点考虑，组成物A较组成物B更佳。
第二，说明成分化合物的主要特性及该化合物对组成物的特性带来的主要效果。基于本发明的效果将成分化合物的主要特性汇总于表2中。于表2的记号中，L表示大或高，M表示中等程度、S表示小或低。记号L、M、S是基于成分化合物的间的定性比较的分类，0(zero)是指值大体上为0。
表2.化合物的特性
化合物 (1) (2) (3) (4) (5)
上限温度 M M～L S～L M～L M
黏度 S M～L S～M M～L L
光学异向性 M～L M S～L M～L M～L
介电常数异向性 0 L 0 L L
电阻率 L L L L L
在组成物中混合成分化合物时，成分化合物对组成物的特性带来的主要效果如下所示。化合物(1)为降低下限温度、提高光学异向性、降低黏度。化合物(2)为提高介电常数异向性的绝对值、降低下限温度、降低黏度。化合物(3)为降低粘度、调节适当的光学异向性、降低下限温度。化合物(4)为提高介电常数异向性的绝对值、降低下限温度、降低黏度。化合物(5)为提高介电常数异向性的绝对值、降低下限温度。
第三，说明组成物中的成分的组合、各成分的较佳比例及其根据。组成物中的成分的组合为，第一成分+第二成分、第一成分+第二成分+第三成分、第一成分+第二成分+第四成分、第一成分+第二成分+第五成分、第一成分+第二成分+第三成分+第四成分、第一成分+第二成分+第三成分+第五成分、第一成分+第二成分+第四成分+第五成分、第一成分+第二成分+第三成分+第四成分+第五成分。
为了提高上限温度或降低粘度，组成物中的成分的较佳组合为第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。为了提高介电常数异向性的绝对值、降低粘度或降低下限温度，组成物中的成分的较佳组合为第一成分+第二成分+第三成分+第四成分+第五成分。
为了提高光学异向性及降低黏度，第一成分的较佳比例为约大于等于5wt%，为了降低下限温度，第一成分的较佳比例为约小于等于40wt%。更佳比例为约10wt%～约35wt%的范围。特较佳比例为约15wt%～约30wt%的范围。
为了提高介电常数异向性的绝对值，第二成分的较佳比例为约大于等于5wt%，为了降低下限温度，第二成分的较佳比例为约小于等于95wt%。为了降低黏度，更佳比例为约10wt%～约70wt%的范围。特较佳比例为约20wt%～约50wt%的范围。
为了降低黏度，第三成分的较佳比例为约大于等于10wt%，为了降低下限温度，第三成分的较佳比例为约小于等于90wt%。更佳比例为约20wt%～约80wt%的范围。特较佳比例为约30wt%～约70wt%的范围。
为了提高介电常数异向性的绝对值，第四成分的较佳比例为约大于等于5wt%，为了降低下限温度，第四成分的较佳比例为约小于等于80wt%。更佳比例为约15wt%～约70wt%的范围。特较佳比例为约30wt%～约60wt%的范围。
为了提高介电常数异向性的绝对值，第五成分的较佳比例为约大于等于5wt%，为了降低下限温度，第五成分的较佳比例为约小于等于40wt%。更佳比例为约7wt%～约30wt%的范围。特较佳比例为约10wt%～约20wt%的范围。
第四，说明成分化合物的较佳形态。
R1及R2独立为碳数1～12的烷基；R3、R4、R7、R8、R9及R10独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；R5及R6独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基或任意的氢经氟取代的碳数2～12的烯基。
为了降低下限温度，较佳的R1及R2为碳数1～5的烷基。为了降低粘度，更佳的R1及R2为碳数1～3的烷基。为了降低下限温度或降低粘度，较佳的R3、R4、R7、R8、R9或R10为碳数1～12的烷基或碳数2～12的烯基。为了提高介电常数异向性的绝对值，更佳的R4、R8或R10为碳数1～12的烷氧基。为了降低下限温度或降低粘度，较佳的R5及R6为碳数2～12的烯基，为了提高对紫外线或热的稳定性，较佳的R5及R6为碳数1～12的烷基。
较佳的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。为了降低粘度，更佳的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
较佳的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。为了降低粘度，更佳的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
较佳的烯基为乙烯基、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5-己烯基。为了降低粘度，更佳的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。这些烯基中的-CH=CH-的较佳立体构型为依存于双键的位置。自为了降低粘度等而考虑，于如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之类的烯基中，较佳的是反式(trans-)。于如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中，较佳的是顺式(cis-)。于这些烯基中，直链的烯基较分枝的烯基为更佳。
任意的氢经氟取代的烯基的较佳例为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-戊烯基及6,6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度，更佳例为2,2-二氟乙烯基及4,4-二氟-3-丁烯基。
烷基不含环状烷基，烷氧基不含环状烷氧基，烯基不含环状烯基。
m为1或2。为了提高上限温度，较佳的m为2，为了降低粘度，较佳的m为1。
n为0、1或2。为了提高上限温度，较佳的n为2，为了降低粘度，较佳的n为0。为了降低粘度，更佳的n为0。
p为1、2或3，q为0或1，且p与q的和为1、2或3。为了降低粘度，较佳的p为1或2。为了提高光学异向性，较佳的q为1，为了降低粘度，较佳的q为0。
r为0、1或2，s为0或1，且r与s的和为1或2。为了提高上限温度，较佳的r为2，为了降低粘度，较佳的r为1。为了提高上限温度，较佳的s为1，为了降低下限温度，较佳的s为0。
环A独立为
或
且至少一个环A为
或
m为2时的2个环A可相同亦可不同。为了提高介电常数异向性，较佳的环A为
为了提高光学异向性，较佳的环A为1,4-亚苯基。
环B、环C及环D独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基，在此处n为0时，环C及环D中的至少一个为1,4-亚环己基，n为2时的任意的2个环B可相同亦可不同。为了提高上限温度，较佳的环B、环C或环D为1,4-亚环己基，为了提高光学异向性，较佳的环B、环C或环D为1,4-亚苯基。
环E及环F独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，p为2或3时的任意的2个环E可相同亦可不同。为了提高上限温度，较佳的环E或环F为1,4-亚环己基，为了提高光学异向性，较佳的环E或环F为1,4-亚苯基。
环G及环I独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，r为2时的2个环G可相同亦可不同。为了提高上限温度，较佳的环G或环I为1,4-亚环己基，为了降低下限温度，较佳的环G或环I为1,4-亚苯基。
为了提高上限温度，有关1,4-亚环己基的立体构型，反式较顺式为更佳。
X1及X2独立为氟或氯。为了降低粘度，较佳的X1或X2为氟。
Y1为氢或甲基。为了降低粘度，较佳的Y1为氢，为了提高对紫外线或热的稳定性，较佳的Y1为甲基。
Z1独立为单键、亚乙基或亚甲氧基，m为2时的任意的2个Z1可相同亦可不同。为了降低粘度，较佳的Z1为单键或亚乙基，为了提高介电常数异向性的绝对值，较佳的Z1为亚甲氧基。
Z2及Z3独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基，n为2时的2个Z2可相同亦可不同。为了降低粘度，较佳的Z2或Z3为单键，为了提高介电常数异向性，较佳的Z2或Z3为亚甲氧基或羰氧基。
Z4及Z5独立为单键、亚乙基或亚甲氧基，p为2或3时的任意的2个Z4可相同亦可不同。为了降低粘度，较佳的Z4或Z5为单键或亚乙基，为了提高介电常数异向性，较佳的Z4或Z5为亚甲氧基。
Z6及Z7独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基，r为2时的2个Z6可相同亦可不同。为了降低粘度，较佳的Z6或Z7为单键，为了提高介电常数异向性，较佳的Z6或Z7为亚甲氧基或羰氧基。
第五，表示成分化合物的具体例。
于下述的较佳的化合物中，R11及R12独立为具有碳数1～7的直链烷基。R13为碳数1～12的直链烷基或碳数2～12的直链烯基。R14为碳数1～12的直链烷基、碳数1～12的直链烷氧基或碳数2～12的直链烯基。
较佳的化合物(1)为化合物(1-1)。较佳的化合物(2)为化合物(2-1-1)～化合物(2-8-1)。更佳的化合物(2)为化合物(2-3-1)～化合物(2-8-1)。特较佳的化合物(2)为化合物(2-3-1)、化合物(2-4-1)及化合物(2-8-1)。较佳的化合物(3)为化合物(3-1-1)～化合物(3-12-1)。更佳的化合物(3)为化合物(3-1-1)及化合物(3-4-1)～化合物(3-12-1)。特较佳的化合物(3)为化合物(3-1-1)、化合物(3-6-1)、化合物(3-7-1)及化合物(3-12-1)。较佳的化合物(4)为化合物(4-1-1)～化合物(4-9-1)。更佳的化合物(4)为化合物(4-1-1)～化合物(4-7-1)。特较佳的化合物(4)为化合物(4-1-1)、化合物(4-3-1)、化合物(4-4-1)、化合物(4-6-1)及化合物(4-7-1)。较佳的化合物(5)为化合物(5-1-1)～化合物(5-5-1)。更佳的化合物(5)为化合物(5-4-1)。
第六，说明亦可混合于组成物中的添加物。此种添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、可聚合的化合物、聚合起始剂等。以引起液晶的螺旋结构以赋予扭旋角目的，于组成物中混合光学活性化合物。此种化合物的例为化合物(6-1)～化合物(6-4)。光学活性化合物的较佳比例为约小于等于5wt%。更佳比例为约0.01wt%～约2wt%的范围。
为了防止由于在大气中进行加热所造成的电阻率降低，或者为了即使在长时间使用元件后不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下均维持大的电压保持率，于组成物中混合抗氧化剂。
抗氧化剂的较佳例是w为1～9的整数的化合物(7)等。在化合物(7)中，较佳的w为1、3、5、7或9。更佳的w为1或7。w为1的化合物(7)的挥发性大，因此于防止由于在大气中进行加热所造成的电阻率降低时有效。w为7的化合物(7)的挥发性小，因此即使在长时间使用元件后，不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下均维持大的电压保持率有效。为了获得该效果，抗氧化剂的较佳比例为约大于等于50ppm；为了不降低上限温度或者不提高下限温度，抗氧化剂的较佳比例为约小于等于600ppm。更较佳比例为约100ppm～约300ppm的范围。
紫外线吸收剂的较佳例为二苯甲酮(benzophenone)衍生物、苯甲酸酯(benzoate)衍生物、三唑(triazole)衍生物等。如具有位阻(sterichindrance)的胺之类的光稳定剂亦较佳。为了获得该效果，这些吸附剂或稳定剂的较佳比例为约大于等于50ppm；为了不降低上限温度或者为了不提高下限温度，这些吸附剂或稳定剂的较佳比例为约小于等于10000ppm。更佳比例为约100ppm～约10000ppm的范围。
为了适合于GH(guesthost，宾主)模式的元件，于组成物中混合如偶氮(azo)系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等之类的二色性色素(dichroicdye)。色素的较佳比例为约0.01wt%～约10wt%的范围。为了防止起泡，于组成物中混合二甲基硅油(dimethylsiliconeoil)、甲基苯基硅油(methylphenylsiliconeoil)等的消泡剂。为了获得该效果，消泡剂的较佳比例为约大于等于1ppm；为了防止显示不良，消泡剂的较佳比例为约小于等于1000ppm。更佳比例为约1ppm～约500ppm的范围。
为了适合于PSA(polymersustainedalignment，聚合物稳定配向)模式的元件，于组成物中混合可聚合的化合物。可聚合的化合物的较佳例为丙烯酸酯(acrylate)、甲基丙烯酸酯(methacrylate)、乙烯系(vinyl)化合物、乙烯基氧基(vinyloxy)化合物、丙烯基醚(propenylether)、环氧(epoxy)化合物(环氧乙烷、环氧丙烷)、乙烯基酮(vinylketone)等具有可聚合的基的化合物。特较佳的例为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。为了获得该效果，可聚合的化合物的较佳比例为约大于等于0.05wt%；为了防止显示不良，可聚合的化合物的较佳比例为约小于等于10wt%。更佳比例为约0.1wt%～约2wt%的范围。可聚合的化合物，较佳的是于光聚合起始剂等的适当的起始剂的存在下，通过UV照射等而聚合。用以聚合的适当的条件、起始剂的适当的类型及适当的量，对于本领域技术人员而言为已知的，于文献中有所记载。例如作为光起始剂的Irgacure651(注册商标)、Irgacure184(注册商标)，或Darocure1173(注册商标)(巴斯夫(BASF))对于自由基聚合(radicalpolymerization)而言较为适当。聚合起始剂的较佳比例为可聚合的化合物的约0.1wt%～约5wt%的范围，更佳比例为约1wt%～约3wt%的范围。
第七，说明成分化合物的合成法。这些化合物可通过已知的方法而合成。对合成法加以例示。化合物(1-1)可通过日本专利特开昭52-53783号公报中所记载的方法而合成。化合物(2-4-1)可通过日本专利特开2000-008040号公报中所记载的方法而合成。化合物(3-1-1)可通过日本专利特开昭59-70624号公报中所记载的方法而合成。化合物(4-1-1)及化合物(4-4-1)可通过日本专利特表平2-503441号公报中所记载的方法而合成。化合物(4-7-1)及可通过日本专利特开昭57-114532号公报中所记载的方法而合成。化合物(5-4-1)可通过日本专利特开2005-290349号公报中所记载的方法而合成。抗氧化剂为市售物。式(7)的w为1的化合物可自艾德里奇公司(Sigma-AldrichCorporation)而获得。w为7的化合物(7)等，可通过美国专利3660505号说明书中所记载的方法而合成。
未记载合成法的化合物可通过有机合成(OrganicSyntheses,约翰威立父子公司(JohnWiley&Sons,Inc))、有机反应(OrganicReactions,约翰威立父子公司(JohnWiley&Sons,Inc))、综合有机合成(ComprehensiveOrganicSynthesis,培格曼出版(PergamonPress))、新实验化学讲座(丸善)等书籍中所记载的方法而合成。组成物可由如此所得的化合物通过公知的方法而制备。例如，将成分化合物加以混合，继而通过加热使其相互溶解。
最后，说明组成物的用途。大部分的组成物主要具有约小于等于-10℃的下限温度、约大于等于70℃的上限温度，且具有约0.07～约0.20的范围的光学异向性。含有该组成物的元件具有大电压保持率。该组成物适于AM元件。该组成物特别适于穿透型的AM元件。通过控制成分化合物的比例或者混合其他的液晶性化合物，亦可调制具有约0.08～约0.25的范围的光学异向性的组成物。该组成物可作为具有向列相的组成物而使用，通过添加光学活性化合物而能够作为光学活性组成物而使用。
该组成物能够使用于AM元件中。另外亦能够使用于PM元件中。该组成物能够使用于具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、PSA等模式的AM元件及PM元件中。特较佳的是，使用于具有IPS、FFS或VA模式的AM元件中。这些元件亦可为反射型、穿透型或半穿透型。较佳的是使用于穿透型的元件中。亦能够使用于非晶硅-TFT元件或多晶硅-TFT元件中。亦可使用于将该组成物微胶囊(microcapsule)化而制作的NCAP(nematiccurvilinearalignedphase，向列曲线排列相)型元件、或者于组成物中形成三维网状高分子的PD(polymerdispersed，聚合物分散)型元件中。
[实例]
为了进行组成物及组成物中所含有的化合物的评价，将组成物及该化合物作为测定目标物。测定目标物为组成物时，直接将其作为试样而进行测定，并记载所得的值。测定目标物为化合物时，通过将该化合物(15wt%)混合于母液晶(85wt%)中而调制测定用试样。由测定所得的值，通过外插法(extrapolationmethod)而算出化合物的特性值。(外插值)={(测定用试样的测定值)-0.85×(母液晶的测定值)}/0.15。于该比例下，于25℃下析出层列相(或结晶)时，将化合物与母液晶的比例依序变更为10wt%：90wt%、5wt%：95wt%、1wt%：99wt%。通过该外插法求出与化合物相关的上限温度、光学异向性、粘度及介电常数异向性的值。
母液晶的成分与其的比例为如下所示。
特性值的测定为依照下述方法进行。该些测定方法多为日本社团法人电子情报技术产业协会(JapanElectronicsandInformationTechnologyIndustriesAssociation，以下称JEITA)所审议制定的JEITA规格(JEITAED-2521B)中所记载的方法，或者对其进行修改而成的方法。
向列相的上限温度(NI；℃)：于备有偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上放置试样，以1℃/分钟的速度进行加热。而且，对试样的一部分自向列相变化为等向性液体时的温度进行测定。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
向列相的下限温度(TC；℃)：将具有向列相的试样放入至玻璃瓶中，于0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷冻器中保管10日后，观察液晶相。例如，试样于-20℃下保持为向列相，于-30℃下变化为结晶或层列相时，将TC记载为≦-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
黏度(整体粘度；η；于20℃下测定；mPa·s)：测定中使用E型旋转粘度计。
光学异向性(折射率异向性；Δn；于25℃下测定)：使用波长589nm的光，通过于接目镜上安装了偏光板的阿贝折射计(Abberefractometer)来进行测定。于一个方向对主棱镜的表面进行摩擦(rubbing)后，将试样滴加至主棱镜上。于偏光方向与摩擦方向平行时，测定折射率n||。于偏光方向与摩擦方向垂直时，测定折射率n⊥。根据Δn=n||－n⊥的式计算出光学异向性的值。
介电常数异向性(Δε；于25℃下测定)：根据Δε=ε∥－ε⊥的式计算出介电常数异向性的值。介电常数(ε∥及ε⊥)为如下所测定。
1)介电常数(ε∥)的测定：在已充分清洗的玻璃基板上涂布十八基三乙氧基硅烷(octadecyltriethoxysilane)(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。以旋转器使玻璃基板旋转后，于150℃下进行加热1小时。于2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中放入试样，并以通过紫外线而硬化的接着剂使该元件加以密闭。对该元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，于2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε||)。
2)介电常数(ε⊥)的测定：在已充分清洗的玻璃基板上涂布聚酰亚胺(polyimide)溶液。该玻璃基板进行烧成后，于所得到的配向膜上进行摩擦处理。于2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对该元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，于2秒后测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。
临界电压(Vth；于25℃下测定；V)：测定为使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型辉度计。光源为卤素灯。于2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为约4μm、且摩擦方向为反平行(antiparallel)的常黑模式(normallyblackmode)的VA元件中放入试样，该元件可用UV硬化的接着剂加以密封。对该元件所施加的电压(60Hz、矩形波)为自0V起每次0.02V阶段性地增加至20V。此时，自垂直方向对元件照射光，测定穿透元件的光量。制作该光量为最大时穿透率为100%、该光量为最小时穿透率为0%的电压-穿透率曲线。临界电压为穿透率成为10%时的电压。
电压保持率(VHR-1；25℃；%)：测定中所使用的TN元件为具有聚酰亚胺配向膜，且2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。该元件于放入试样后，以可通过紫外线而聚合的接着剂加以密封。对该TN元件施加脉冲电压(5V下60微秒)而进行充电。用高速电压计于16.7毫秒时测定衰减的电压，求出单位周期的电压曲线与横轴间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率为面积A相对于面积B的百分率。
电压保持率(VHR-2；80℃；%)：测定中所使用的TN元件为具有聚酰亚胺配向膜，且2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。该元件于放入试样后，以可通过紫外线而聚合的接着剂加以密封。对该TN元件施加脉冲电压(5V下60微秒)而进行充电。用高速电压计于16.7毫秒时测定衰减的电压，求出单位周期的电压曲线与横轴间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率为面积A相对于面积B的百分率。
电压保持率(VHR-3；25℃；%)：照射紫外线后，测定电压保持率，评价对于紫外线的稳定性。测定中所使用的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，且单元间隙为5μm。于该元件中注入试样，以光照射20分钟。光源为超高压水银灯USH-500D(优志旺(Ushio)电机制造)，元件与光源的间隔为20cm。在VHR-3的测定中，于16.7毫秒时测定衰减的电压。具有大的VHR-3的组成物对于紫外线具有大的稳定性。VHR-3较佳的是大于等于90%，更佳的是大于等于95%。
电压保持率(VHR-4；25℃；%)：将已注入试样的TN元件，于80℃的恒温槽内，加热500小时后，测定电压保持率，并评价对于热的稳定性。在VHR-4的测定中，于16.7毫秒时测定衰减的电压。具有大的VHR-4的组成物对于热具有大的稳定性。
响应时间(τ；于25℃下测定；ms)：测定中使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型辉度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-passfilter)设定为5kHz。于2枚玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm、且摩擦方向为反平行的常黑模式(normallyblackmode)的VA元件中放入试样，该元件可用UV硬化的接着剂加以密封。对该元件施加矩形波(60Hz、10V、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，测定穿透元件的光量。该光量为最大时穿透率为100%，该光量为最小时穿透率为0%。响应时间为穿透率自90%变化为10%所需要的时间(下降时间：falltime；毫秒)。
电阻率(ρ；于25℃下测定；Ωcm)：于备有电极的容器中注入试样1.0mL。对该容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。根据下式算出电阻率。(电阻率)={(电压)×(容器的电容)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。
气相层析分析：测定中使用岛津制作所制造的GC-14B型气相层析仪。载体气体为氦(2mL/分钟)。将试样气化室设定为280℃，火焰离子化侦测器(flameionizationdetector，FID)设定为300℃。于成分化合物的分离中使用安捷伦技术公司(AgilentTechnologiesInc.)制造的毛细管柱DB-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm；固定液相为二甲基聚硅氧烷(dimethylpolysiloxane)，无极性)。该管柱于200℃下保持2分钟后，以5℃/分钟的比例升温至280℃。将试样调制为丙酮溶液(0.1wt%)后，将其1μL注入至试样气化室中。纪录器为使用岛津制作所制造的C-R5A型Chromatopac或其同样等级的物品。所得到的同等品气相层析图中显示与成分化合物对应的峰值(peak)的保持时间(retentiontime)及峰值的面积。
用以稀释试样的溶剂亦可使用氯仿(chloroform)、己烷。为了分离成分化合物，亦可使用如下的毛细管柱。安捷伦技术公司制造的HP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、雷斯泰克公司(RestekCorporation)制造的Rtx-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、艾司基易国际公司(SGEInternationalPty.Ltd)制造的BP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。在防止化合物峰值的重叠的目的下，亦可使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M50-025(长度50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。
组成物中所含有的液晶性化合物的比例，可通过如下的方法而算出。液晶性化合物可通过气相层析仪而检测出。气相层析图中的峰值的面积比相当于液晶性化合物的比例(摩尔数)。于使用如上所述的毛细管柱时，将各液晶性化合物的校正系数视为1。因此，液晶性化合物的比例(重量百分比)，可根据峰值的面积比而算出。
通过实例对本发明进行详细的说明。本发明并不受下述实例所限定。比较例及实例中的化合物基于下述表3的定义以记号进行表示。于表3中，与1,4-亚环己基相关的立体构型为反式。于记号后的括号内的编号与化合物的编号对应。(-)的记号是指其他的液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组成物的总重量的重量百分率(wt%)，液晶组成物中包含杂质。最后，汇总组成物的特性值。
表3.使用记号的化合物的表示法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R'
[比较例1]
自日本专利特开2009-270026号公报中所公开的实例中选择实例7。其根据为，该组成物是主要由化合物(1)、化合物(3)及化合物(4)所组成的组成物。该组成物的成分及特性为如下所述。
NI=82.2℃；TC≦-20℃；Δn=0.113；η=25.7mPa·s；Δε=-2.9；Vth=2.31V.
[实例1]
将比较例1的组成物中非本案第一成份至第五成份的成分化合物以化合物(2-4-1)取代。然后，调和本组成物，并以上述方法进行测定。该组成物的成分及特性为如下所述。与比较例1相比，实例1黏度小、介电常数异向性的绝对值大。
NI=82.3℃；TC≦-20℃；Δn=0.109；η=18.8mPa·s；Δε=-3.1；VHR-1=98.9%；VHR-2=97.8%；VHR-3=97.9%.
[比较例2]
自日本专利特开2008-19425号公报中所公开的实例中选择实例5。其根据为该组成物是主要由类似化合物(1)的化合物、化合物(3)及化合物(4)所组成的组成物。该组成物的成分及特性如下所述。
NI=83.0℃；TC≦-20℃；Δn=0.127；η=28.3mPa·s；Δε=-2.8；Vth=2.57V.
[比较例3]
自日本专利特开2008-505235号公报中所揭示的组成物中选择例M8。其根据为该组成物是主要由化合物(1)、化合物(3)及化合物(4)所组成的组成物。调和本组成物，并以上述方法进行测定。该组成物的成分及特性为如下所述。
NI=72.3℃；TC≦-10℃；Δn=0.147；η=20.3mPa·s；Δε=-3.4.
[实例2]
NI=83.8℃；TC≦-20℃；Δn=0.096；η=19.1mPa·s；Δε=-3.4；VHR-1=99.6%；VHR-2=98.1%；VHR-3=97.9%.
[实例3]
NI=84.3℃；TC≦-20℃；Δn=0.084；η=18.4mPa·s；Δε=-3.4；VHR-1=99.5%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.1%.
[实例4]
NI=83.2℃；TC≦-20℃；Δn=0.082；η=18.9mPa·s；Δε=-3.5；VHR-1=99.4%；VHR-2=97.8%；VHR-3=98.1%.
[实例5]
NI=85.3℃；TC≦-20℃；Δn=0.093；η=18.5mPa·s；Δε=-3.4；VHR-1=99.6%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
[实例6]
NI=83.9℃；TC≦-20℃；Δn=0.135；η=18.7mPa·s；Δε=-3.5；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.2%.
[实例7]
NI=84.0℃；TC≦-20℃；Δn=0.091；η=18.5mPa·s；Δε=-3.4；VHR-1=98.8%；VHR-2=97.6%；VHR-3=97.8%.
[实例8]
NI=83.4℃；TC≦-20℃；Δn=0.099；η=18.7mPa·s；Δε=-3.3；VHR-1=98.9%；VHR-2=97.7%；VHR-3=97.8%.
[实例9]
NI=86.3℃；TC≦-20℃；Δn=0.131；η=18.8mPa·s；Δε=-3.4；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%；VHR-3=97.6%.
实例1～实例9的组成物，与比较例1及比较例2的组成物相比，具有小的粘度以及大的介电常数异向性的绝对值，而与比较例3的组成物相比，具有高的上限温度以及小的粘度。因此，本发明的液晶组成物具有较专利文献1～4中所揭示的液晶组成物更优异的特性。
产业上的可利用性
液晶组成物在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性适当、负介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线稳定性高、对热稳定性高等特性中，满足至少一种特性，或在至少2种特性间具有适当的平衡。含有此种组成物的液晶显示元件成为具有响应时间短、电压保持率大、对比度大、寿命长等特性的AM元件，因此可用于液晶投影机、液晶电视等中。

Claims (13)

1.一种液晶组成物，包括有作为第一成分的选自以式(1)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，作为第二成分的选自以式(2)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，以及作为第三成分的选自以式(3)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，其中基于液晶组成物的总重量，第一成分的比例为5wt％～40wt％的范围，第二成分的比例为5wt％～70wt％的范围，第三成分的比例为10wt％～80wt％的范围，且该液晶组成物具有负介电常数异向性，
此处，R1及R2独立为碳数1～5的烷基；R3及R4独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；R5及R6独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基或任意的氢经氟取代的碳数2～12的烯基；环A独立为
且至少一个环A为
环B、环C及环D独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基；
Z1独立为单键、亚乙基或亚甲氧基；Z2及Z3独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基；m为1或2；n为0、1或2，且n为0时，环C及环D中的至少一个为1,4-亚环己基。
2.根据权利要求1所述的液晶组成物，其中第二成分是选自以式(2-1)～式(2-8)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
此处，R3及R4独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
3.根据权利要求1所述的液晶组成物，其中第三成分是选自以式(3-1)～式(3-12)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
此处，R5及R6独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基或任意的氢经氟取代的碳数2～12的烯基。
4.根据权利要求1所述的液晶组成物，还包括有作为第四成分的选自以式(4)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
此处，R7及R8独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基，或碳数2～12的烯基；环E及环F独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基；Z4及Z5独立为单键、亚乙基或亚甲氧基；X1及X2独立为氟或氯；Y1为氢或甲基；p为1、2或3，q为0或1，且p与q的和为1、2或3。
5.根据权利要求4所述的液晶组成物，其中第四成分是选自以式(4-1)～式(4-9)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
R7及R8独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
6.根据权利要求4所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第四成分的比例为5wt％～70wt％的范围。
7.根据权利要求1所述的液晶组成物，还包括有作为第五成分的选自以式(5)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
此处，R9及R10独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基；环G及环I独立为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基；Z6及Z7独立为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基；r为0、1或2，s为0或1，且r与s的和为1或2。
8.根据权利要求7所述的液晶组成物，其中第五成分是选自以式(5-1)～式(5-5)所表示的化合物的群组的至少一种化合物，
此处，R9及R10独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基或碳数2～12的烯基。
9.根据权利要求7所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第五成分的比例为5wt％～40wt％的范围。
10.根据权利要求1所述的液晶组成物，其中向列相的上限温度大于等于70℃，于波长589nm、25℃下的光学异向性大于等于0.08，且于频率1kHz、25℃下的介电常数异向性小于等于-2。
11.一种液晶显示元件，包括有如权利要求1所述的液晶组成物。
12.根据权利要求11所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为垂直配向模式、横向电场切换模式、边界电场切换模式或聚合物稳定配向模式，液晶显示元件的驱动方式为主动矩阵方式。
13.一种如权利要求1所述的液晶组成物的用途，其用于如权利要求11所述的液晶显示元件中。
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