CN109476998A

CN109476998A - 液晶组合物及液晶显示元件

Info

Publication number: CN109476998A
Application number: CN201780044615.6A
Authority: CN
Inventors: 荻田和寛; 近藤史尚; 斋藤将之
Original assignee: JNC Corp; Chisso Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2019-03-15
Also published as: TW201809235A; JPWO2018020838A1; WO2018020838A1

Abstract

本发明为一种向列液晶组合物、及含有所述组合物的液晶显示元件，所述向列液晶组合物含有选自式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。式(1)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基等；环A及环B独立地为1，4‑亚环己基、1，4‑亚苯基等；Z¹为单键等；Sp¹为单键、碳数1至7的亚烷基等；a为0至4；R²及R³独立地为氢、或甲基。

Description

液晶组合物及液晶显示元件

技术领域

本发明涉及一种含有具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(或其聚合物)的介电各向异性为负的液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。

背景技术

液晶显示元件中，基于液晶分子的运作模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)、面内切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(hinge field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)及有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造步骤而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、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。

液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将两种特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像(moving image)，优选的是响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。

表1组合物与AM元件中的特性

组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式，而需要光学各向异性大或光学各向异性小，即光学各向异性适当。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比为最大。积的适当值依存于运作模式的种类。在VA模式的元件中，所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围，在IPS模式或FFS模式的元件中，所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的介电常数各向异性大有助于元件中的阈电压低、消耗电力小与对比度比大。因此，优选为介电各向异性大。组合物中的比电阻大有助于元件中的电压保持率大与对比度比大。因此，优选为在初期阶段中不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。且优选为在长时间使用后，不仅在室温下而且在接近向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与元件的寿命相关联。所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶投影仪、液晶电视等中的AM元件而言优选。

通用的液晶显示元件中，液晶分子的垂直取向可通过特定的聚酰亚胺取向膜而达成。在聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的液晶显示元件中，有效利用聚合物的效果。首先，将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。继而，一边对所述元件的基板之间施加电压，一边对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合物的网状结构。所述组合物中，能够利用聚合物来控制液晶分子的取向，故元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。在具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合物的此种效果。

另一方面，在不具有取向膜的液晶显示元件中，使用含有聚合物及不具有聚合性基的极性化合物的液晶组合物(专利文献1至专利文献5)。首先，将添加有少量聚合性化合物及少量极性化合物的组合物注入至元件中。此处，极性化合物吸附于基板表面并进行排列。依据所述排列，液晶分子进行取向。继而，一边对所述元件的基板之间施加电压，一边对组合物照射紫外线。此处，聚合性化合物进行聚合，并使液晶分子的取向稳定化。所述组合物中，可利用聚合物及极性化合物来控制液晶分子的取向，因此元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。进而，不具有取向膜的元件无需形成取向膜的步骤。由于不存在取向膜，故不存在元件的电阻因取向膜与组合物的相互作用而降低的情况。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件可期待由聚合物与极性化合物的组合所带来的此种效果。

具有TN模式的AM元件中使用具有正的介电各向异性的组合物。具有VA模式的AM元件中使用具有负的介电各向异性的组合物。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中使用具有正的或负的介电各向异性的组合物。聚合物稳定取向型的AM元件中使用具有正的或负的介电各向异性的组合物。具有负的介电各向异性的液晶组合物的例子公开于以下的专利文献1至专利文献6中。本发明中，代替现有所使用的聚合性化合物及极性化合物、或并用现有所使用的聚合性化合物及极性化合物，制备将具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物与液晶性化合物组合而成的组合物。所述组合物可适宜地用于不具有取向膜的液晶显示元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/090362号说明书

专利文献2：国际公开第2014/094959号说明书

专利文献3：国际公开第2013/004372号说明书

专利文献4：国际公开第2012/104008号说明书

专利文献5：国际公开第2012/038026号说明书

专利文献6：日本专利特开昭50-35076号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的一个目的为提供一种含有式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的液晶组合物，此处，具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物具有与液晶性化合物的高的相容性。另一目的为提供一种通过自所述具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物产生的聚合物的作用可达成液晶分子的垂直取向的液晶组合物。另一目的为提供一种液晶组合物，其在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、负介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中，充分满足至少一种特性。另一目的为提供一种在至少两种特性之间具有适当平衡的液晶组合物。另一目的为提供一种含有此种组合物的液晶显示元件。又一目的为提供一种AM元件，其具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性。

解决问题的技术手段

本发明涉及一种液晶组合物、及含有所述组合物的液晶显示元件，所述液晶组合物含有选自式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。

式(1)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；环A及环B独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、芴-2，7-二基、菲-2，7-二基、或蒽-2，6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代；Z¹为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、或-CF＝CF-；Sp¹为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟取代；a为0、1、2、3、或4；R²及R³独立地为氢、或甲基。

发明的效果

本发明的一个优点为提供一种含有式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的液晶组合物，此处，具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物具有与液晶性化合物的高的相容性。另一优点为提供一种通过自所述具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物产生的聚合物的作用可达成液晶分子的垂直取向的液晶组合物。另一优点为提供一种液晶组合物，其在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、负介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中，充分满足至少一种特性。另一优点为提供一种在至少两种特性之间具有适当平衡的液晶组合物。另一优点为提供一种含有此种组合物的液晶显示元件。另一优点为提供一种AM元件，其具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性。

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“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。“液晶显示元件”为液晶显示面板及液晶显示模块的总称。液晶性化合物是具有向列相、近晶相等液晶相的化合物，以及虽不具有液晶相，但出于调节向列相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物例如具有如1，4-亚环己基或1，4-亚苯基那样的六元环，其分子结构为棒状(rod like)。“聚合性化合物”是以在组合物中生成聚合物为目的而添加的化合物。“(甲基)丙烯酰胺基”表示“丙烯酰胺基”及“甲基丙烯酰胺基”的一者或两者。

液晶组合物是通过将多种液晶性化合物混合来制备。在所述液晶组合物中视需要来添加光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物之类的添加物。液晶性化合物、添加物以此种顺序混合。即便在添加有添加物的情况下，液晶性化合物的比例(含量)也是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)所表示。添加物的比例(添加量)是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)所表示。有时也使用重量百万分率(ppm)。例外的是聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是基于聚合性化合物的重量来表示。

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”。“比电阻大”是指组合物在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的比电阻，而且在长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的比电阻。“电压保持率大”是指元件在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率，而且在长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率。对于组合物或元件，有时在经时变化试验(包括加速劣化试验)的前后对特性进行研究。关于“提高介电各向异性”的表述，当介电各向异性为正的组合物时，是指其值正向地增加，当介电各向异性为负的组合物时，是指其值负向地增加。

有时将式(1)所表示的化合物简称为“化合物(1)”。有时将选自式(1)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物简称为“化合物(1)”。“化合物(1)”是指式(1)所表示的一种化合物、两种化合物的混合物、或三种以上的化合物的混合物。对于其他式所表示的化合物而言也相同。“至少一个‘A’”的表述是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表述是当‘A’的数量为一个时，‘A’的位置为任意，当‘A’的数量为两个以上时，这些的位置也可无限制地选择。所述规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表述。

在本说明书中使用“至少一个-CH₂-可经-O-取代”之类的表述。所述情况下，-CH₂-CH₂-CH₂-可通过不邻接的-CH₂-经-O-取代而转换为-O-CH₂-O-。然而，邻接的-CH₂-不会经-O-取代。这是因为在所述取代中生成-O-O-CH₂-(过氧化物)。即，所述表述是指“一个-CH₂-可经-O-取代”与“至少两个不邻接的-CH₂-可经-O-取代”两者。所述规则不仅适用于向-O-的取代，也适用于向-CH＝CH-或-COO-之类的二价基的取代。

成分化合物的化学式中，将末端基R¹的记号用于多种化合物。这些化合物中，任意的两个R¹所表示的两个基可相同，或也可不同。例如，有化合物(1-1)的R¹为乙基，且化合物(1-2)的R¹为乙基的情况。也有化合物(1-1)的R¹为乙基，且化合物(1-2)的R¹为丙基的情况。所述规则也适用于其他末端基等的记号。式(1)中，a为2时，存在两个环A。所述化合物中，两个环A所表示的两个基团可相同，或也可不同。当a大于2时，所述规则也适用于任意的两个环A。所述规则也适用于其他记号。所述规则也适用于化合物(4-27)中的两个-Sp³-P²之类的情况。

由六边形包围的A、B、C、D等记号分别与环A、环B、环C、环D等环相对应，且表示六元环、缩合环等环。横切所述六边形的斜线是表示环上的任意的氢可经-Sp²-P¹等基团取代。‘j’等下标表示经取代的基团的数量。当下标‘j’为0时，不存在此种取代。当下标‘j’为2以上时，在环J上存在多个-Sp²-P¹。-Sp²-P¹表示的多个基团可相同，或也可不同。

2-氟-1，4-亚苯基是指下述两种二价基。化学式中，氟可为朝左(L)，也可为朝右(R)。所述规则也适用于四氢吡喃-2，5-二基之类的通过自环去除两个氢而生成的非对称的二价基。所述规则也适用于羰基氧基(-COO-或-OCO-)之类的二价的键结基。

液晶性化合物的烷基为直链状或分支状，不包含环状烷基。直链状烷基优于分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基等末端基而言也相同。对于与1，4-亚环己基相关的立体构型而言，通常反式构型优于顺式构型。卤素是指氟、氯、溴、碘。优选的卤素为氟或氯。更优选的卤素为氟。

本发明为下述项等。

项1.一种液晶组合物，其含有选自式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性。

式(1)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；环A及环B独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、芴-2，7-二基、菲-2，7-二基、或蒽-2，6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代；Z¹为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、或-CF＝CF-；Sp¹为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟取代；a为0、1、2、3、或4；R³及R³独立地为氢或甲基。

项2.根据项1所述的液晶组合物，其含有选自式(1-1)至式(1-12)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物。

式(1-1)至式(1-12)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；Z¹、Z²、及Z³独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、或-CF＝CF-；Sp¹为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟取代；L¹、L²、L³、L⁴、L⁵、L⁶、L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹、L¹²、L¹³、及L¹⁴独立地为氢、氟、甲基、或乙基；R²及R³独立地为氢或甲基。

项3.根据项1或项2所述的液晶组合物，其中第一添加物的比例为0.05重量％至10重量％的范围。

项4.根据项1至项3中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分。

式(2)中，R4及R⁵独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或碳数2至12的烯氧基；环C及环E独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯所取代的1，4-亚苯基、或四氢吡喃-2，5-二基；环D为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基、或7，8-二氟色原烷-2，6-二基；Z⁴及Z⁵独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-；b为1、2、或3，c为0或1，而且b与c之和为3以下。

项5.根据项1至项4中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(2-1)至式(2-22)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分。

式(2-1)至式(2-22)中，R⁴及R⁵独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或碳数2至12的烯氧基。

项6.根据项4或项5所述的液晶组合物，其中第一成分的比例为10重量％至90重量％的范围。

项7.根据项1至项6中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分。

式(3)中，R⁶及R⁷独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；环F及环G独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，5-二氟-1，4-亚苯基；Z⁶为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-；d为1、2、或3。

项8.根据项1至项7中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分。

式(3-1)至式(3-13)中，R⁶及R⁷独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基。

项9.根据项7或项8所述的液晶组合物，其中第二成分的比例为10重量％至70重量％的范围。

项10.根据项1至项9中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(4)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物。

式(4)中，环J及环P独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代；环K为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代；Z⁷及Z⁸独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，而且至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-、-C(CH₃)＝CH-、-CH＝C(CH₃)-、或-C(CH₃)＝C(CH₃)-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟或氯取代；P¹、P²、及P³为聚合性基；Sp²、Sp³、及Sp⁴独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，而且至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟或氯取代；q为0、1、或2；j、k、及p独立地为0、1、2、3、或4，而且j、k、及p之和为1以上。

项11.根据项10所述的液晶组合物，其中，式(4)中，P¹、P²、及P³独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基团。

式(P-1)至式(P-5)中，M¹、M²、及M³独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至5的烷基。

项12.根据项1至项11中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(4-1)至式(4-28)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物。

式(4-1)至式(4-28)中，P¹、P²、及P³独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基团，此处，M¹、M²、及M³独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至5的烷基；

Sp²、Sp³、及Sp⁴独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，而且至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟或氯取代。

项13.根据项10至项12中任一项所述的液晶组合物，其中第二添加物的比例为0.03重量％至10重量％的范围。

项14.一种液晶显示元件，其含有根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物。

项15.根据项14所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为IPS模式、VA模式、FFS模式、或FPA模式，且液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。

项16.一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件，其含有根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，并且所述液晶组合物中的第一添加物进行了聚合、或第一添加物及第二添加物进行了聚合。

项17.一种不具有取向膜的液晶显示元件，其含有根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，并且所述液晶组合物中的第一添加物进行了聚合、或第一添加物及第二添加物进行了聚合。

项18.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，其用于液晶显示元件中。

项19.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，其用于聚合物稳定取向型的液晶显示元件中。

项20.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，其用于不具有取向膜的液晶显示元件中。

本发明也包括以下项。(a)所述液晶显示元件的制造方法，其通过将所述液晶组合物配置于两块基板之间，在对所述组合物施加电压的状态下照射光，使所述组合物中所含有的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物进行聚合，来制造所述液晶显示元件。(b)所述液晶组合物，其向列相的上限温度为70℃以上，波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.08以上，而且频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)为-2以下。

本发明也包括以下项。(c)所述组合物，虽然日本专利特开2006-199941号公报中所记载的化合物(5)至化合物(7)是介电各向异性为正的液晶性化合物，但所述组合物含有选自这些化合物的群组中的至少一种化合物。(d)所述组合物，其含有至少两种所述极性化合物。(e)所述组合物，其还含有与所述极性化合物不同的极性化合物。(f)所述组合物，其含有光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物之类的添加物的一种、两种、或至少三种。所述添加物可与第一添加物或第二添加物相同，或也可不同。(g)一种AM元件，其含有所述组合物。(h)一种元件，其含有所述组合物，而且具有TN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、或FPA的模式。(i)一种透过型元件，其含有所述组合物。(j)将所述组合物用作具有向列相的组合物。(k)通过在所述组合物中添加光学活性化合物而用作光学活性组合物。

以如下顺序对本发明的组合物进行说明。第一，对组合物的构成进行说明。第二，对成分化合物的主要特性、及所述化合物给组合物带来的主要效果进行说明。第三，对组合物中的成分的组合、成分的优选的比例及其根据进行说明。第四，对成分化合物的优选的方式进行说明。第五，示出优选的成分化合物。第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。第七，对成分化合物的合成方法进行说明。最后，对组合物的用途进行说明。

第一，对组合物的构成进行说明。本发明的组合物被分类为组合物A及组合物B。组合物A除了含有选自化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物以外，也可还含有其他的液晶性化合物、添加物等。“其他的液晶性化合物”是与化合物(2)及化合物(3)不同的液晶性化合物。此种化合物是出于进一步调整特性的目的而混合于组合物中。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、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。

组合物B实质上仅包含选自化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物。“实质上”是指组合物B虽可含有添加物，但不含其他的液晶性化合物。与组合物A相比较，组合物B的成分的数量少。就降低成本的观点而言，组合物B优于组合物A。就可通过混合其他的液晶性化合物来进一步调整特性的观点而言，组合物A优于组合物B。

第二，对成分化合物的主要特性、及所述化合物给组合物的特性带来的主要效果进行说明。基于本发明的效果，将成分化合物的主要特性归纳于表2中。表2的记号中，L是指大或高，M是指中等程度的，S是指小或低。记号L、M、S是基于成分化合物之间的定性比较的分类，记号0是指值为零，或接近于零。

表2.化合物的特性

特性	化合物(2)	化合物(3)
			上限温度	S～L	S～L
粘度	M～L	S～M
			光学各向异性	M～L	S～L
介电各向异性	M～L<sup>1)</sup>	0
			比电阻	L	L

1)介电各向异性的值为负，记号表示绝对值的大小

当将成分化合物混合于组合物中时，成分化合物给组合物的特性带来的主要效果如下所述。作为第一添加物的化合物(1)通过极性基的作用而吸附于基板表面，并控制液晶分子的取向。为了获得所期望的效果，化合物(1)必须具有与液晶性化合物的高的相容性。化合物(1)具有1，4-亚环己基或1，4-亚苯基之类的六元环，其分子结构为棒状，故最适于所述目的。化合物(1)通过聚合而形成聚合物。所述聚合物使液晶分子的取向稳定化，因此缩短元件的响应时间，而且改善图像的残像。作为第一成分的化合物(2)提高介电各向异性，而且降低下限温度。作为第二成分的化合物(3)降低粘度，提高上限温度、或降低下限温度。作为第二添加物的化合物(4)是出于使得更适合于聚合物稳定取向型元件的目的而添加至组合物中。化合物(4)通过聚合而形成聚合物。所述聚合物使液晶分子的取向稳定化，因此缩短元件的响应时间，而且改善图像的残像。就液晶分子的取向的观点而言，化合物(1)的聚合物与基板表面具有相互作用，因此推断比化合物(4)的聚合物更为有效。

第三，对组合物中的成分的组合、成分的优选的比例及其根据进行说明。组合物中的成分的优选的组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、或化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)。

化合物(1)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加至组合物中。为了使液晶分子进行取向，化合物(1)的优选的比例为约0.05重量％以上，为了防止元件的显示不良，化合物(1)的优选的比例为约10重量％以下。更优选的比例为约0.1重量％至约7重量％的范围。特别优选的比例为约0.5重量％至约5重量％的范围。

化合物(1)因会添加至组合物中，故优选为稳定。当将化合物(1)添加至组合物中时，优选为所述化合物不会降低元件的电压保持率。化合物(1)优选为具有低的挥发性。优选的摩尔质量为130g/mol以上。更优选的摩尔质量为150g/mol至500g/mol的范围。

为了提高介电各向异性，化合物(2)的优选的比例为约10重量％以上，为了降低下限温度，化合物(2)的优选的比例为约90重量％以下。更优选的比例为约20重量％至约85重量％的范围。特别优选的比例为约30重量％至约85重量％的范围。

为了降低粘度、为了提高上限温度、或为了降低下限温度，化合物(3)的优选的比例为约10重量％以上，为了提高介电各向异性，化合物(3)的优选的比例为约70重量％以下。更优选的比例为约15重量％至约65重量％的范围。特别优选的比例为约20重量％至约60重量％的范围。

为了提高元件的长期可靠性，化合物(4)的优选的比例为约0.03重量％以上，为了防止元件的显示不良，化合物(4)的优选的比例为约10重量％以下。更优选的比例为约0.1重量％至约2重量％的范围。特别优选的比例为约0.2重量％至约1重量％的范围。

第四，对成分化合物的优选的方式进行说明。式(1)、式(1-1)至式(1-12)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基。为了达成与液晶性化合物的高的相容性，优选的R¹为碳数1至12的烷基。R²及R³独立地为氢或甲基。为了达成与液晶性化合物的高的相容性，优选的R²为甲基。为了提高聚合速度，优选的R³为氢。

环A及环B独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、芴-2，7-二基、菲-2，7-二基、或蒽-2，6-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代。优选的环A或环B为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、或2-氟-1，4-亚苯基。

Z¹、Z²、及Z³独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、或-CF＝CF-。优选的Z¹、Z²、或Z²为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-。更优选的Z¹、Z²、或Z³为单键。

Sp¹为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代。优选的Sp¹为单键。

a为0、1、2、3、或4。优选的a为1、2、或3。

L¹、L²、L³、L⁴、L⁵、L⁶、L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹、L¹²、L¹³、及L¹⁴独立地为氢、氟、甲基、或乙基。优选的L¹至L¹⁴为氢、氟、或甲基。更优选的L¹至L¹⁴为氢或氟。

式(2)及式(3)中，R⁴及R⁵独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或碳数2至12的烯氧基。为了提高对紫外线或热的稳定性，优选的R⁴或R⁵为碳数1至12的烷基，为了提高介电各向异性，优选的R⁴或R⁵为碳数1至12的烷氧基。R⁶及R⁷独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基。为了降低粘度，优选的R⁶或R⁷为碳数2至12的烯基，为了提高对紫外线或热的稳定性，优选的R⁶或R⁷为碳数1至12的烷基。

对R¹、R⁴、R⁵、及R⁶中的优选的烷基、优选的烷氧基、优选的烯基、优选的烯氧基、至少一个氢经氟或氯所取代的烷基、及至少一个氢经氟或氯所取代的烯基进行说明。

优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。为了降低粘度，更优选的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。

优选的烷氧基为甲氧基、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，更优选的烷氧基为甲氧基或乙氧基。

优选的烯基为乙烯基、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，更优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。这些烯基中的-CH＝CH-的优选的立体构型依存于双键的位置。出于为了降低粘度等原因，在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优选为反式构型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中优选为顺式构型。

优选的烯氧基为乙烯氧基、烯丙氧基、3-丁烯氧基、3-戊烯氧基、或4-戊烯氧基。为了降低粘度，更优选的烯氧基为烯丙氧基或3-丁烯氧基。

至少一个氢经氟或氯所取代的烷基的优选例为氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基、7-氟庚基、或8-氟辛基。为了提高介电各向异性，更优选的例子为2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、或5-氟戊基。

至少一个氢经氟或氯所取代的烯基的优选的例子为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、或6，6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度，更优选的例子为2，2-二氟乙烯基或4，4-二氟-3-丁烯基。

环C及环E独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯所取代的1，4-亚苯基、或四氢吡喃-2，5-二基。“至少一个氢经氟或氯所取代的1，4-亚苯基”的优选的例子为：2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、或2-氯-3-氟-1，4-亚苯基。为了降低粘度，优选的环C或环E为1，4-亚环己基，为了提高介电各向异性，优选的环C或环E为四氢吡喃-2，5-二基，为了提高光学各向异性，优选的环C或环E为1，4-亚苯基。为了提高上限温度，对于与1，4-亚环己基相关的立体构型而言，反式构型优于顺式构型。四氢吡喃-2，5-二基为

或

优选为

环D为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟.1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基、或7，8-二氟色原烷-2，6-二基。为了降低粘度，优选的环D为2，3-二氟-1，4-亚苯基，为了降低光学各向异性，优选的环D为2-氯-3-氟-1，4-亚苯基，为了提高介电各向异性，优选的环D为7，8-二氟色原烷-2，6-二基。

环F及环G独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，5-二氟-1，4-亚苯基。为了降低粘度或为了提高上限温度，优选的环F或环G为1，4-亚环己基，为了提高光学各向异性或为了降低下限温度，优选的环F或环G为1，4-亚苯基。为了提高上限温度，对于与1，4-亚环己基相关的立体构型而言，反式构型优于顺式构型。

Z⁴及Z⁵独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-。为了降低粘度，优选的Z⁴或Z⁵为单键，为了降低下限温度，优选的Z⁴或Z⁵为-CH₂CH₂-，为了提高介电各向异性，优选的Z⁴或Z⁵为-CH₂O-或-OCH₂-。Z⁶为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-。为了降低粘度，优选的Z⁶为单键，为了降低下限温度，优选的Z⁶为-CH₂CH₂-，为了提高上限温度，优选的Z⁶为-COO-或-OCO-。

b为1、2、或3，c为0或1，而且b与c之和为3以下。为了降低粘度，优选的b为1，为了提高上限温度，优选的b为2或3。为了降低粘度，优选的c为0，为了降低下限温度，优选的c为1。d为1、2、或3。为了降低粘度，优选的d为1，为了提高上限温度，优选的d为2或3。

式(4)中，P¹、P²、及P³独立地为聚合性基。优选的P¹、P²、或P³为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基团。更优选的P¹、P²、或P³为式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基团。特别优选的P¹、P²、或P³为式(P-1)或式(P-2)所表示的基团。最优选的P¹、P²、或P³为式(P-1)所表示的基团。式(P-1)所表示的优选的基团为-OCO-CH＝CH₂或-OCO-C(CH₃)＝CH₂。式(P-1)至式(P-5)的波形线表示键结的部位。

式(P-1)至式(P-5)中，M¹、M²、及M³独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至5的烷基。为了提高反应性，优选的M¹、M²、或M³为氢或甲基。更优选的M¹为氢或甲基，更优选的M²或M³为氢。

Sp²、Sp³、及Sp⁴独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，而且至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp²、Sp³、或Sp⁴为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、-OCO-、-CO-CH＝CH-、或-CH＝CH-CO-。更优选的Sp²、Sp³、或Sp⁴为单键。

环J及环P独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代。优选的环J或环P为苯基。环K为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基取代。优选的环K为1，4-亚苯基或2-氟-1，4-亚苯基。

Z⁷及Z⁸独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，而且至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-、-C(CH₃)＝CH-、-CH＝C(CH₃)-、或-C(CH₃)＝C(CH₃)-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z⁷或Z⁸为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-。更优选的Z⁷或Z⁸为单键。

q为0、1、或2。优选的q为0或1。j、k、及p独立地为0、1、2、3、或4，而且j、k、及p之和为1以上。优选的j、k、或p为1或2。

第五，示出优选的成分化合物。优选的化合物(1)为根据项2所述的化合物(1-1)至化合物(1-12)。优选为第一添加物的至少两种为化合物(1-1)及化合物(1-2)、或化合物(1-1)及化合物(1-4)的组合。

优选的化合物(2)为根据项5所述的化合物(2-1)至化合物(2-22)。这些化合物中，优选为第一成分的至少一种为化合物(2-1)、化合物(2-3)、化合物(2-4)、化合物(2-6)、化合物(2-8)、或化合物(2-10)。优选为第一成分的至少两种为化合物(2-1)及化合物(2-6)、化合物(2-1)及化合物(2-10)、化合物(2-3)及化合物(2-6)、化合物(2-3)及化合物(2-10)、化合物(2-4)及化合物(2-6)、或化合物(2-4)及化合物(2-8)的组合。

优选的化合物(3)为根据项8所述的化合物(3-1)至化合物(3-13)。这些化合物中，优选为第二成分的至少一种为化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、化合物(3-8)、或化合物(3-9)。优选为第二成分的至少两种为化合物(3-1)及化合物(3-3)、化合物(3-1)及化合物(3-5)、或化合物(3-1)及化合物(3-6)的组合。

优选的化合物(4)为根据项12所述的化合物(4-1)至化合物(4-28)。这些化合物中，优选为第二添加物的至少一种为化合物(4-1)、化合物(4-2)、化合物(4-24)、化合物(4-25)、化合物(4-26)、或化合物(4-27)。优选为第二添加物的至少两种为化合物(4-1)及化合物(4-2)、化合物(4-1)及化合物(4-18)、化合物(4-2)及化合物(4-24)、化合物(4-2)及化合物(4-25)、化合物(4-2)及化合物(4-26)、化合物(4-25)及化合物(4-26)、或化合物(4-18)及化合物(4-24)的组合。

第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。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、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。出于引起液晶分子的螺旋结构来赋予扭转角(torsion angle)的目的，而将光学活性化合物添加于组合物中。此种化合物的例子为化合物(5-1)至化合物(5-5)。光学活性化合物的优选的比例为约5重量％以下。更优选的比例为约0.01重量％至约2重量％的范围。

为了防止由大气中的加热所引起的比电阻下降，或为了在长时间使用元件后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率，而将抗氧化剂添加于组合物中。抗氧化剂的优选的例子为n为1至9的整数的化合物(6)等。

化合物(6)中，优选的n为1、3、5、7、或9。更优选的n为7。n为7的化合物(6)由于挥发性小，故对于在长时间使用元件后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率而言有效。为了获得所述效果，抗氧化剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度或为了不提高下限温度，抗氧化剂的优选的比例为约600ppm以下。更优选的比例为约100ppm至约300ppm的范围。

紫外线吸收剂的优选的例子为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，具有位阻的胺之类的光稳定剂也优选。为了获得所述效果，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度或为了不提高下限温度，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约10000ppm以下。更优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。

为了适合于宾主(guest host，GH)模式的元件，而将偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroic dye)添加于组合物中。色素的优选的比例为约0.01重量％至约10重量％的范围。为了防止起泡，而将二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等消泡剂添加于组合物中。为了获得所述效果，消泡剂的优选的比例为约1ppm以上，为了防止显示不良，消泡剂的优选的比例为约1000ppm以下。更优选的比例为约1ppm至约500ppm的范围。

为了适合于聚合物稳定取向(PSA)型的元件，而使用聚合性化合物。化合物(1)及化合物(4)适合于所述目的。可将与化合物(1)及化合物(4)不同的其他聚合性化合物和化合物(1)及化合物(4)一并添加于组合物中。其他聚合性化合物的优选的例子为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等化合物。更优选的例子为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。基于聚合性化合物的总重量，化合物(1)及化合物(4)的优选的比例为约10重量％以上。更优选的比例为约50重量％以上。特别优选的比例为约80重量％以上。特别优选的比例也为100重量％。通过改变化合物(1)及化合物(4)的种类、或通过以适当的比将其他聚合性化合物与化合物(1)及化合物(4)组合，可调整聚合性化合物的反应性或液晶分子的预倾角。通过将预倾角最佳化，可达成元件的短的响应时间。液晶分子的取向经稳定化，因此可达成大的对比度比或长寿命。

所述聚合性化合物通过紫外线照射而聚合。也可在光聚合引发剂等适当的引发剂存在下进行聚合。用以进行聚合的适当条件、引发剂的适当类型、及适当的量已为本领域技术人员所知，且记载于文献中。例如作为光引发剂的艳佳固(Irgacure)651(注册商标；巴斯夫(BASF))、艳佳固(Irgacure)184(注册商标；巴斯夫(BASF))、或德牢固(Darocur)1173(注册商标；巴斯夫(BASF))适合于自由基聚合。基于聚合性化合物的总重量，光聚合引发剂的优选的比例为约0.1重量％至约5重量％的范围。更优选的比例为约1重量％至约3重量％的范围。

保管所述聚合性化合物时，为了防止聚合，也可添加聚合抑制剂。聚合性化合物通常是以未去除聚合抑制剂的状态添加于组合物中。聚合抑制剂的例子为氢醌、甲基氢醌之类的氢醌衍生物、4-叔丁基儿茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。

第七，对成分化合物的合成方法进行说明。这些化合物可利用已知的方法来合成。例示合成方法。将化合物(1)的合成方法记载于实施例的项中。化合物(2-1)是利用日本专利特表平2-503441号公报中所记载的方法来合成。化合物(3-5)是利用日本专利特开昭57-165328号公报中所记载的方法来合成。化合物(4-18)是利用日本专利特开平7-101900号公报中所记载的方法来合成。一部分化合物(6)为市售品。式(6)的n为1的化合物可自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation)获取。n为7的化合物(6)等是利用美国专利3660505号说明书中所记载的方法来合成。

未记载合成方法的化合物可利用以下成书中所记载的方法来合成：《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons，Inc.))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons，Inc.))、《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版公司(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等。组合物是利用公知的方法，由以所述方式获得的化合物来制备。例如，将成分化合物混合，然后通过加热而使其相互溶解。

最后，对组合物的用途进行说明。大部分的组合物具有约-10℃以下的下限温度、约70℃以上的上限温度、及约0.07至约0.20的范围的光学各向异性。也可通过控制成分化合物的比例、或通过混合其他液晶性化合物，来制备具有约0.08至约0.25的范围的光学各向异性的组合物。进而，也可通过尝试错误，来制备具有约0.10至约0.30的范围的光学各向异性的组合物。含有所述组合物的元件具有大的电压保持率。所述组合物适合于AM元件。所述组合物尤其适合于透过型的AM元件。所述组合物可用作具有向列相的组合物，且可通过添加光学活性化合物而用作光学活性组合物。

所述组合物可用于AM元件。进而也可用于PM元件。所述组合物可用于具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件及PM元件。特别优选为用于具有TN、OCB、IPS模式或FFS模式的AM元件。在具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，当未施加电压时，液晶分子的取向可为与玻璃基板平行，或也可为垂直。这些元件可为反射型、透过型、或半透过型。优选为用于透过型元件。也可用于非晶硅-TFT元件或多晶硅-TFT元件。也可用于将所述组合物进行微胶囊化而制作的向列曲线排列相(nematic eurvilinear aligned phase，NCAP)型元件或使组合物中形成有三维网状高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。

现有的制造聚合物稳定取向型的元件的方法的一例如下所述。组装具有两个基板的元件，所述两个基板被称为阵列基板与彩色滤光片基板。所述基板具有取向膜。所述基板的至少一片具有电极层。将液晶性化合物混合来制备液晶组合物。在所述组合物中添加聚合性化合物。视需要可进而添加添加物。将所述组合物注入至元件中。在对所述元件施加电压的状态下进行光照射。优选为紫外线。通过光照射来使聚合性化合物进行聚合。通过所述聚合而生成含有聚合物的组合物。聚合物稳定取向型元件是以此种程序来制造。

所述程序中，当施加电压时，液晶分子通过取向膜及电场的作用而进行取向。依据所述取向，聚合性化合物的分子也进行取向。由于聚合性化合物是在所述状态下通过紫外线来进行聚合，故生成维持所述取向的聚合物。通过所述聚合物的效果，元件的响应时间缩短。由于图像的残像为液晶分子的运作不良，故通过所述聚合物的效果，残像也同时得到改善。此外，也可使组合物中的聚合性化合物预先进行聚合，而将所述组合物配置于液晶显示元件的基板之间。

在将化合物(1)即具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物用作聚合性化合物的情况下，在元件的基板上不需要取向膜。不具有取向膜的元件是依据前两个段落中记载的程序而由不具有取向膜的基板制造。

所述程序中，化合物(1)因极性基与基板表面发生相互作用而在基板上进行排列。依据所述排列，液晶分子进行取向。当施加电压时，进一步促进液晶分子的取向。由于聚合性基是在所述状态下通过紫外线来进行聚合，故生成维持所述取向的聚合物。通过所述聚合物的效果，液晶分子的取向进一步稳定化，元件的响应时间缩短。由于图像的残像为液晶分子的运作不良，故通过所述聚合物的效果，残像也同时得到改善。

实施例

通过实施例来对本发明进一步进行详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明包含组合物M1与组合物M2的混合物。本发明也包含将实施例的组合物的至少两种混合而成的混合物。所合成的化合物是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)分析等方法来鉴定。化合物、组合物及元件的特性是利用下述方法进行测定。

NMR分析：测定时使用布鲁克拜厄斯宾(BrukerBioSpin)公司制造的DRX-500。¹H-NMR的测定中，使试样溶解于CDCl₃等氘化溶媒中，在室温下以500MHz、累计次数16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。¹⁹F-NMR的测定中，使用CFCl₃作为内部标准，以累计次数24次来进行。核磁共振光谱的说明中，s是指单峰(singlet)，d是指双重峰(doublet)，t是指三重峰(triplet)，q是指四重峰(quartet)，quin是指五重峰(quintet)，sex是指六重峰(sextet)，m是指多重峰(multiplet)，br是指宽峰(broad)。

气相色谱分析：测定时使用岛津制作所制造的GC-14B型气相色谱仪。载体气体为氦气(2mL/min)。将试样气化室设定为280℃，将检测器(火焰离子化检测器(flameionization detector，FID))设定为300℃。进行成分化合物的分离时，使用安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)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；无极性)。所述管柱在200℃下保持2分钟后，以5℃/min的比例升温至280℃。将试样制备成丙酮溶液(0.1重量％)后，将其1μl注入至试样气化室中。记录计为岛津制作所制造的C-R5A型色谱仪组件(Chromatopac)、或其同等品。所获得的气相色谱图显示出与成分化合物相对应的峰值的保持时间及峰值的面积。

用以稀释试样的溶媒可使用氯仿、己烷等。为了将成分化合物分离，可使用如下的毛细管柱。安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的HP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)制造的Rtx-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、澳大利亚SGE国际公司(SGE International Pty.Ltd)制造的BP-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。出于防止化合物峰值的重叠的目的，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)。

组合物中所含有的液晶性化合物的比例可利用如下所述的方法来算出。利用气相色谱法(FID)来对液晶性化合物的混合物进行分析。气相色谱图中的峰值的面积比相当于液晶性化合物的比例。使用上文记载的毛细管柱时，可将各种液晶性化合物的修正系数视为1。因此，液晶性化合物的比例(重量％)可根据峰值的面积比来算出。

测定试样：当测定组合物及元件的特性时，将组合物直接用作试样。当测定化合物的特性时，通过将所述化合物(15重量％)混合于母液晶(85重量％)中来制备测定用试样。根据通过测定而获得的值，利用外推法来算出化合物的特性值。(外推值)＝{(试样的测定值)-0.85×(母液晶的测定值)}/0.15。当在所述比例下，近晶相(或结晶)在25℃下析出时，将化合物与母液晶的比例以10重量％：90重量％、5重量％：95重量％、1重量％：99重量％的顺序变更。利用所述外推法来求出与化合物相关的上限温度、光学各向异性、粘度、以及介电各向异性的值。

使用下述母液晶。成分化合物的比例是以重量％表示。

测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多是日本电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association；称为JEITA)所审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中所记载的方法或将其加以修饰而成的方法。用于测定的TN元件上未安装薄膜晶体管(TFT)。

(1)向列相的上限温度(NI；℃)：在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样，以1℃/min的速度进行加热。测定试样的一部分自向列相变化为各向同性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。

(2)向列相的下限温度(T_C；℃)：将具有向列相的试样放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如当试样在-20℃下保持向列相的状态、在-30℃下变化成结晶或近晶相时，将T_C记载为＜-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。

(3)粘度(体积粘度；η；在20℃下测定；mpa's)：测定时使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。

(4)粘度(旋转粘度；γ1；在25℃下测定；mPa's)：依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中注入试样。对所述元件在39伏特至50伏特的范围内，以1伏特为单位来阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后，以仅施加1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与不施加电压(2秒)的条件反复施加。测定通过所述施加而产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井等人的论文第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需要的介电各向异性是利用测定(6)中所记载的方法测定而得。

(5)光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下测定)：使用波长为589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。对主棱镜的表面向一个方向进行摩擦后，将试样滴加于主棱镜上。当偏光的方向与摩擦的方向平行时测定折射率n//。当偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定折射率n⊥。光学各向异性的值是根据Δn＝n//-n⊥的式子来计算。

(6)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)：介电各向异性的值是根据Δε＝ε//-ε⊥的式子来计算。介电常数(ε//及ε⊥)是以如下方式测定。

1)介电常数(ε//)的测定：在经充分洗涤的玻璃基板上涂布十八烷基三乙氧基硅烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋转器使玻璃基板旋转后，在150℃下加热1小时。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中放入试样，利用通过紫外线而硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε//)。

2)介电常数(ε⊥)的测定：在经充分洗涤的玻璃基板上涂布聚酰亚胺溶液。将所述玻璃基板煅烧后，对所得的取向膜进行摩擦处理。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm且扭转角为80度的TN元件中注入试样。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，在2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。

(7)阈电压(Vth；在25℃下测定；V)：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm、摩擦方向为反平行的常黑模式(normally black mode)的VA元件中放入试样，使用通过紫外线而硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加的电压(60Hz，矩形波)是以每次0.02V自0V阶段性地增加至20V。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。制作所述光量达到最大时透过率为100％、且所述光量为最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到10％时的电压来表示。

(8)电压保持率(VHR-1；在25℃下测定；％)：测定中使用的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。所述元件在注入试样后，利用以紫外线硬化的粘接剂来密封。对所述TN元件施加脉冲电压(5V且60微秒)来充电。利用高速电压计在16.7毫秒的期间内测定衰减的电压，并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。

(9)电压保持率(VHR-2；在80℃下测定；％)：除了代替25℃而在80℃下进行测定以外，以与所述相同的程序来测定电压保持率。将所得的值以VHR-2来表示。

(10)电压保持率(VHR-3；在25℃下测定；％)：在照射紫外线后测定电压保持率，来评价对紫外线的稳定性。用于测定的TN元件具有聚酰亚胺取向膜，而且单元间隙为5μm。在所述元件中注入试样，照射光20分钟。光源为超高压水银灯USH-500D(牛尾(Ushio)电机制造)，元件与光源的间隔为20cm。VHR-3的测定中，在16.7毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的VHR-3的组合物对紫外线具有大的稳定性。VHR-3优选为90％以上，更优选为95％以上。

(11)电压保持率(VHR-4；在25℃下测定；％)：将注入有试样的TN元件在80℃的恒温槽内加热500小时后，测定电压保持率，来评价对热的稳定性。VHR-4的测定中，在16.7毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的VHR-4的组合物对热具有大的稳定性。

(12)响应时间(τ；在25℃下测定；ms)：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm且不具有取向膜的VA元件中放入试样。利用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件一边施加30V的电压，一边照射78mW/cm²(405nm)的紫外线449秒钟(35J)。在紫外线的照射中使用艾古非(EYE GRAPHICS)股份有限公司制造的紫外硬化用多金属灯M04-L41。对所述元件施加矩形波(120Hz)。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率为100％，当所述光量为最小时视作透过率为0％。矩形波的最大电压是以透过率成为90％的方式进行设定。矩形波的最低电压是设定为透过率成为0％的2.5V。响应时间是由透过率自10％变化为90％所需要的时间(上升时间；rise time；毫秒)表示。

(13)弹性常数(K11：扩展(splay)弹性常数，K33：弯曲(bend)弹性常数；在25℃下测定；pN)：测定时使用东阳特克尼卡(Toyo Technica)股份有限公司制造的EC-1型弹性常数测定器。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的垂直取向元件中注入试样。对所述元件施加20伏特至0伏特的电荷，并测定静电电容及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页的式(2.98)、式(2.101)，将所测定的静电电容(C)与施加电压(V)的值进行拟合，由式(2.100)来获得弹性常数的值。

(14)比电阻(ρ；在25℃下测定；Ωcm)：在具备电极的容器中放入试样1.0mL。对所述容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。比电阻是根据下式而算出。(比电阻)＝{(电压)×(容器的电容))/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。(式1)

(15)预倾角(度)：在预倾角的测定中使用分光椭偏仪M-2000U(J.A.伍拉姆股份有限公司(J.A.Woollam Co.，Inc.)制造)。

(16)取向稳定性(液晶取向轴稳定性)：对液晶显示元件的电极侧的液晶取向轴的变化进行评价。测定应力施加前的电极侧的液晶取向角度φ(之前)，然后，对元件施加20分钟的矩形波4.5V、60Hz后，短路1秒钟，在1秒后以及5分钟后再次测定电极侧的液晶取向角度φ(之后)。根据这些值，使用下式来算出1秒后以及5分钟后的液晶取向角度的变化Δφ(deg.)。

Δφ(deg.)＝φ(之后)-φ(之前) (式2)

这些测定是以J.希尔菲克(J.Hilfiker)、B.乔司(B.Johs)、C.赫辛格(C.Herzinger)、J.F.埃尔曼(J.F.Elman)、E.蒙巴齐(E.Montbach)、D.布赖恩特(D.Bryant)及P.J.博斯(P.J.Bos)的《薄固体膜(Thin Solid Films)》455-456(2004)596-600为参考来进行。Δφ小者的液晶取向轴的变化率小，可以说液晶取向轴的稳定性良好。

合成例1

通过下述方法合成化合物(1-1)。

第1步骤

将化合物(T-1)(25.0g)、三乙基胺(16.65ml)、及THF(300ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢滴加丙烯酰氯(9.7ml)，恢复至室温同时搅拌6小时。炉別不溶物后，将反应混合物注入至水中，以甲苯萃取水层。利用水对混在一起的有机层进行洗涤，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，甲苯：乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-2)(16.4g；54％)。

第2步骤

将氢化钠(2.57g)与THF(300ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢滴加化合物(T-2)(16.4g)的THF溶液(100ml)溶液，并且搅拌1小时。向其中缓慢滴加碘代甲烷(3.7ml)，恢复至室温同时搅拌3小时。炉別不溶物后，将反应混合物注入至水中，以甲苯萃取水层。利用水对混在一起的有机层进行洗涤，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化。进而通过自庚烷的再结晶而进行纯化，获得化合物(1-1)(14.2g；83％)。

化合物(1-1)

¹H-NMR：化学位移6(ppm；CDCl₃)：6.56(m，1H)，6.27(t，1H)，5.65(t，1H)，4.45(m，1H)，2.90(s，3H)，1.83-1.52(m，8H)，1.43-1.20(m，8H)，1.18-0.92(m，9H)，0.89-0.80(m，5H)。

以下表示组合物的实施例。成分化合物基于下述表3的定义而以记号表示。表3中，与1，4-亚环己基相关的立体构型为反式构型。位于经记号化的化合物后的括弧内的编号表示化合物所属的化学式。记号(-)是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)。最后归纳组合物的特性值。

表3使用记号的化合物的表述法

R-(A₁)-Z₁-…-Z_n-(A_n)-R′

元件的实施例

1.原料

向不具有取向膜的元件中注入添加有式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的组合物。在照射紫外线后，研究所述元件中的液晶分子的垂直取向。首先对原料进行说明。原料是自组合物(M1)至组合物(M18)、具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(PC-1)至极性化合物(PC-13)、聚合性化合物(RM-1)至聚合性化合物(RM-8)中适宜选择。组合物如下所述。

[组合物M1]

NI＝73.2℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.113；Δε＝-4.0；Vth＝2.18V；η＝22.6mPa·s.

[组合物M2]

NI=82.8℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.118；Δε=-4.4；Vth=2.13V；η＝22.5mPa·s.

[组合物M3]

NI＝78.1℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.107；Δε＝-3.2；Vth＝2.02V；η＝15.9mPa·s.

[组合物M4]

NI＝88.5℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.108；Δε＝-3.8；Vth＝2.25V；η＝24.6mPa·s；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝97.8％.

[组合物M5]

NI＝81.1℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.119；Δε＝-4.5；Vth＝1.69V；η＝31.4mPa·s.

[组合物M6]

NI＝98.8℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.111；Δε＝-3.2；Vth＝2.47V；η＝23.9mPa·s.

[组合物M7]

NI＝77.5℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.084；Δε＝-2.6；Vth＝2.43V；η＝22.8mPa·s.

[组合物M8]

NI＝70.6℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.129；Δε＝-4.3；Vth＝1.69V；η＝27.0mPa·s.

[组合物M9]

NI＝93.0℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.123；Δε＝-4.0；Vth＝2.27V；η＝29.6mPa·s.

[组合物M10]

NI＝87.6℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.126；Δε＝-4.5；Vth＝2.21V；η＝25.3mPa·s.

[组合物M11]

NI＝93.0℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.124；Δε＝-4.5；Vth＝2.22V；η＝25.0mPa·s.

[组合物M12]

NI＝76.4℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.104；Δε＝-3.2；Vth＝2.06V；η＝15.6mPa·s.

[组合物M13]

NI＝78.3℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.103；Δε＝-3.2；Vth＝2.17V；η＝17.7mPa·s.

[组合物M14]

NI＝81.2℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.107；Δε＝-3.2；Vth＝2.11V；η＝15.5mPa·s.

[组合物M15]

NI＝88.7℃；Tc＜-30℃；Δn＝0.115；Δε＝-1.9；Vth＝2.82V；η＝17.3mPa·s.

[组合物M16]

NI＝89.9℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.122；Δε＝-4.2；Vth＝2.16V；η＝23.4mPa·s.

[组合物M17]

NI＝77.1℃；Tc＜-20℃；△n＝0.101；Δe＝-3.0；Vth＝2.04V；η＝13.9mPa·s.

[组合物M18]

NI＝75.9℃；Tc＜-20℃；Δn＝0.114；Δε＝-3.9；Vth＝2.20V；η＝24.7mPa·s.

第一添加物为具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(PC-1)至极性化合物(PC-13)。再者，仅在具有与氮直接键结的氢的情况下，即仅当式(1)中的R²为氢时，为了使(甲基)丙烯酰胺基的结构明确，在结构式中进行NH的表述。

第二添加物为聚合性化合物(RM-1)至聚合性化合物(RM-8)。

2.液晶分子的垂直取向

实施例1

将具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(PC-1)以5重量％的比例添加在组合物M1中。在100℃的热载台上将所述混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4.0μm且不具有取向膜的元件中。通过使用超高压水银灯USH-250-BY(牛尾(Ushio)电机制造)对所述元件照射紫外线(28J)，来使具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(PC-1)进行聚合。将所述元件配置于偏光元件与检偏器正交配置的偏光显微镜，自下方对元件照射光来观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光未透过元件时，判断垂直取向性为“良好”。在观察到透过元件的光时，判断为“不良”。

实施例2至实施例19及比较例1

实施例2至实施例19中，使用将具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物添加于组合物中而制备的混合物来制作不具有取向膜的元件。利用与实施例1相同的方法来观察有无漏光。将结果归纳于表4中。实施例19中，以0.5重量％的比例也添加了聚合性化合物(RM-1)。比较例1中，为了进行比较，选择下述极性化合物(PC-14)。所述化合物不具有聚合性基，因此与化合物(1)不同。

表4分子的垂直取向

根据表4可知，实施例1至实施例18中，虽改变了组合物或具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的种类，但未观察到漏光。所述结果表示，即便在元件中无取向膜，垂直取向也良好，液晶分子稳定地进行取向。实施例19中，进而添加了聚合性化合物(RM-1)，但获得了相同的结果。另一方面，比较例1中观察到了漏光。所述结果表示垂直取向并不良好。因此可知，自具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物生成的聚合物对液晶分子的垂直取向发挥着重要的作用。

3.极性化合物与液晶组合物的相容性

实施例20

将具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(PC-1)以5重量％的比例添加于组合物M1中。在加热至100℃而使之变化为各向同性的液体后，放置冷却至25℃。在室温下经过一天后确认有无析出物。在确认到析出物的情况下判断为“存在析出”在未确认到析出的情况下判断为“无析出”。

实施例21至实施例22及比较例2至比较例4

实施例21及实施例22中，利用与实施例20相同的方法评价极性化合物与液晶组合物的相容性。将结果归纳于表5中。比较例2至比较例4中，为了进行比较，选择下述极性化合物(PC-15至PC-17)。这些化合物不具有聚合性基，因此与化合物(1)不同。

表5极性化合物与液晶组合物的相容性

根据表5可知，实施例20～实施例22中未确认到析出物。另一方面，比较例2～比较例3中确认到了析出物。所述结果表示，与具有羟基的极性化合物相比，具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物与液晶组合物的相容性良好。

产业上的可利用性

本发明的液晶组合物可在不具有取向膜的元件中控制液晶分子的取向。含有所述组合物的液晶显示元件具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性，因此可用于液晶投影仪、液晶电视等。

Claims

1.一种液晶组合物，其含有选自式(1)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，而且具有负的介电各向异性，

2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其含有选自式(1-1)至式(1-12)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的群组中的至少一种化合物作为第一添加物，

式(1-1)至式(1-12)中，R¹为氢、卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、至少一个氢经氟或氯所取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯所取代的碳数2至12的烯基；Z¹、Z²、及Z³独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、或-CF＝CF-；Sp¹为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH₂-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH₂CH₂-可经-CH＝CH-取代，这些基团中，至少一个氢可经氟取代；L¹、L²、L³、L⁴、L⁵、L⁶、L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹、L¹²、L¹³、及L¹⁴独立地为氢、氟、甲基、或乙基；R²及R³独立地为氢、或甲基。

3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中第一添加物的比例为0.05重量％至10重量％的范围。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分，

式(2)中，R⁴及R⁵独立地为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或碳数2至12的烯氧基；环C及环E独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯所取代的1，4-亚苯基、或四氢吡喃-2，5-二基；环D为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基、或7，8-二氟色原烷-2，6-二基；Z⁴及Z⁵独立地为单键、-CH₂CH₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-COO-、或-OCO-；b为1、2、或3，c为0或1，而且b与c之和为3以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(2-1)至式(2-22)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第一成分，

6.根据权利要求4或5所述的液晶组合物，其中第一成分的比例为10重量％至90重量％的范围。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(3)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为第二成分，

9.根据权利要求7或8所述的液晶组合物，其中第二成分的比例为10重量％至70重量％的范围。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(4)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物，

11.根据权利要求10所述的液晶组合物，其中，式(4)中，P¹、P²、及P³独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基团，

12.根据权利要求1至11中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(4-1)至式(4-28)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物作为第二添加物，

13.根据权利要求10至12中任一项所述的液晶组合物，其中第二添加物的比例为0.03重量％至10重量％的范围。

14.一种液晶显示元件，其含有根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物。

15.根据权利要求14所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为面内切换模式、垂直取向模式、边缘场切换模式、或电场感应光反应取向模式，且液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。

16.一种聚合物稳定取向型的液晶显示元件，其含有根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，并且所述液晶组合物中的第一添加物进行了聚合、或第一添加物及第二添加物进行了聚合。

17.一种不具有取向膜的液晶显示元件，其含有根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，并且所述液晶组合物中的第一添加物进行了聚合、或第一添加物及第二添加物进行了聚合。

18.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，其用于液晶显示元件中。

19.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，其用于聚合物稳定取向型的液晶显示元件中。

20.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据权利要求1至13中任一项所述的液晶组合物，其用于不具有取向膜的液晶显示元件中。