CN113227323A

CN113227323A - 液晶组合物及其用途、以及液晶显示元件

Info

Publication number: CN113227323A
Application number: CN202080007366.5A
Authority: CN
Inventors: 斋藤将之; 御供田大地
Original assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2040-01-28
Also published as: CN113227323B; KR20220002238A; TWI814958B; WO2020217617A1; TW202039796A; JP7348598B2; JPWO2020217617A1

Abstract

本发明提供一种液晶组合物及包含所述组合物的AM元件，所述液晶组合物在上限温度高、下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正的介电各向异性大、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性中，充分满足至少一种特性，或关于至少两种特性而具有适当平衡。一种液晶组合物，其含有作为成分A的具有高的上限温度的特定化合物及作为成分B的具有小的粘度的特定化合物，也可含有作为成分C的具有大的正介电各向异性的特定化合物、作为成分D的具有低的下限温度或大的光学各向异性的特定化合物及作为成分E的具有负的介电各向异性的特定化合物。

Description

液晶组合物及其用途、以及液晶显示元件

技术领域

本发明涉及一种液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。特别涉及一种介电各向异性为正的液晶组合物、及含有所述组合物且具有扭曲向列(twisted nematic，TN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)、面内切换(in-plane switching，IPS)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)或电场感应光反应取向(field-induced photo-reactivealignment，FPA)的模式的有源矩阵(active matrix，AM)元件。

背景技术

液晶显示元件中，基于液晶分子的运行模式的分类为相变(phase change，PC)、扭曲向列(twisted nematic，TN)、超扭曲向列(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(fringe 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)与有源矩阵(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这两者的半透过型。

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。将这些特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的AM元件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。向列相的优选上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选下限温度为约-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，优选为响应时间短。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。进而优选为低温下的粘度小。组合物的弹性常数与元件的对比度相关联。为了提高元件的对比度，优选为组合物的弹性常数大。

[表1]

组合物的特性与AM元件的特性

组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。根据元件的模式，需要大的光学各向异性或小的光学各向异性，即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度为最大。积的适当的值依存于运行模式的种类。TN之类的模式的元件中为约0.45μm。在所述情况下，对于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。组合物的大的介电各向异性有助于元件的低阈电压、小的电力消耗与大的对比度。因此，优选为大的介电各向异性。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度。因此，优选为在初始阶段中具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后仍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液晶显示元件的寿命相关联。当这些稳定性高时，所述元件的寿命长。此种特性对于液晶监视器、液晶电视等中所使用的AM元件而言优选。

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元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的AM元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭58-194822号公报

专利文献2：国际公开2012-043387号

专利文献3：日本专利特开平8-302353号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题为提供一种液晶组合物，其充分满足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、正的介电各向异性大、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少一种。另一课题为提供一种在这些特性的至少两种之间具有适当平衡的液晶组合物。另一课题为提供一种含有此种组合物的液晶显示元件。又一课题为提供一种具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度大、寿命长之类的特性的AM元件。

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作为成分A的选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物、作为成分B的选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物，而且具有正的介电各向异性。

式(1)及式(2)中，R¹及R²为氢、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、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基；R³为碳数1至3的烷基或碳数2至5的烯基；Z¹、Z²及Z³为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基。

发明的效果

本发明的优点为提供一种液晶组合物，其充分满足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、正的介电各向异性大、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少一种。另一优点为提供一种在这些特性的至少两种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。又一优点为提供一种具有响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度大、寿命长之类的特性的AM元件。

具体实施方式

所述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”的用语分别简记为“组合物”及“元件”。“液晶显示元件”是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、近晶相之类的液晶相的化合物，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。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环，其分子(液晶分子)为棒状(rod like)。“聚合性化合物”是出于使组合物中生成聚合物的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其意义方面并不被分类为聚合性化合物。

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而添加光学活性化合物或聚合性化合物之类的添加物。即便在添加有添加物的情况下，液晶性化合物的比例也是由基于不包含添加物的液晶组合物的质量的质量百分率(质量％)来表示。添加物的比例是由基于不包含添加物的液晶组合物的质量的质量百分率(质量％)来表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基于液晶性化合物的总质量而算出。聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是例外地基于聚合性化合物的质量来表示。

有时将“向列相的上限温度”简记为“上限温度”。有时将“向列相的下限温度”简记为“下限温度”。“提高介电各向异性”的表述在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。“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，并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。有时通过经时变化试验来研究组合物或元件的特性。

以所述化合物(1z)为例进行说明。式(1z)中，以六边形包围的α及β的记号分别与环α及环β对应，且表示六元环、缩合环之类的环。当下标‘x’为2时，存在两个环α。两个环α所表示的两个基可相同，或也可不同。所述规则适用于下标‘x’大于2时的任意两个环α。所述规则也适用于键结基Z之类的其他记号。将环β的一边横切的斜线表示环β上的任意氢可经取代基(-Sp-P)取代。下标‘y’表示所取代的取代基的数量。当下标‘y’为0时，不存在此种取代。当下标‘y’为2以上时，在环β上存在多个取代基(-Sp-P)。在所述情况下，“可相同，或也可不同”的规则也适用。再者，所述规则也适用于将Ra的记号用于多种化合物中的情况。

式(1z)中，例如，“Ra及Rb为烷基、烷氧基或烯基”的表述是指Ra及Rb独立地选自烷基、烷氧基及烯基的群组中。此处，由Ra表示的基与由Rb表示的基可相同，或也可不同。

有时将选自式(1z)所表示的化合物中的至少一种化合物简记为“化合物(1z)”。“化合物(1z)”是指式(1z)所表示的一种化合物、两种化合物的混合物或三种以上化合物的混合物。关于其他式所表示的化合物，也相同。“选自式(1z)及式(2z)所表示的化合物中的至少一种化合物”的表述是指选自化合物(1z)及化合物(2z)的群组中的至少一种化合物。

“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”的表述是指当‘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，它们的位置也可无限制地选择。有时使用“至少一个-CH₂-可经-O-取代”的表述。在所述情况下，-CH₂-CH₂-CH₂-可通过不邻接的-CH₂-经-O-取代而转换为-O-CH₂-O-。然而，不存在邻接的-CH₂-经-O-取代的情况。原因在于：所述取代中生成-O-O-CH₂-(过氧化物)。

液晶性化合物的烷基为直链状或分支状，且不包含环状烷基。直链状烷基优于分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基之类的末端基而言也相同。关于与1,4-亚环己基相关的立体构型，为了提高上限温度，反式(trans)构型优于顺式(cis)构型。由于2-氟-1,4-亚苯基左右不对称，因此存在朝左(L)及朝右(R)。

四氢吡喃-2,5-二基之类的二价基中，也相同。羰氧基之类的键结基(-COO-或-OCO-)也相同。

本发明为下述项等。

项1.一种液晶组合物，其含有作为成分A的选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物、作为成分B的选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物，而且具有正的介电各向异性。

项2.根据项1所述的液晶组合物，其中，成分A的比例为3质量％至30质量％的范围，成分B的比例为10质量％至70质量％的范围。

项3.根据项1或项2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成分C。

式(3)中，R⁴为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基；环A为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基；Z⁴为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基、羰氧基或二氟亚甲氧基；X¹及X²为氢或氟；Y¹为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基；a为1、2、3或4。

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(3-1)至式(3-35)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物作为成分C。

式(3-1)至式(3-35)中，R⁴为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基。

项5.根据项3或项4所述的液晶组合物，其中，成分C的比例为10质量％至80质量％的范围。

项6.根据项1至项5中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(4)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分D。

式(4)中，R⁵及R⁶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、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；环B及环C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；Z⁵为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；b为1或2；当b为1时，环C为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基。

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(4-1)至式(4-8)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分D。

式(4-1)至式(4-8)中，R⁵及R⁶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、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基。

项8.根据项6或项7所述的液晶组合物，其中，成分D的比例为5质量％至60质量％的范围。

项9.根据项1至项8中任一项所述的液晶组合物，其含有选自式(5)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分E。

式(5)中，R⁷及R⁸为氢、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D及环F为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；环E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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基；Z⁶及Z⁷为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；c为0、1、2或3，d为0或1，而且c及d的和为3以下。

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(5-1)至式(5-35)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分E。

式(5-1)至式(5-35)中，R⁷及R⁸为氢、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11.根据项9或项10所述的液晶组合物，其中，成分E的比例为3质量％至45质量％的范围。

项12.根据项1至项11中任一项所述的液晶组合物，其中，向列相的上限温度为100℃以上，波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.09以上，而且频率1kHz下的介电各向异性(在25℃下测定)为2以上。

项13.一种液晶显示元件，其含有根据项1至项12中任一项所述的液晶组合物。

项14.根据项13所述的液晶显示元件，其中，液晶显示元件的运行模式为TN模式、ECB模式、OCB模式、IPS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15.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项12中任一项所述的液晶组合物，其用于液晶显示元件中。

本发明也包括以下项。(a)所述组合物，其含有选自光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂、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中的一种化合物、两种化合物或三种以上的化合物。(b)一种AM元件，其含有所述组合物。(c)进而含有聚合性化合物的所述组合物、及含有所述组合物的聚合物稳定取向(PSA)型的AM元件。(d)一种聚合物稳定取向(PSA)型的AM元件，其含有所述组合物，所述组合物中的聚合性化合物进行聚合。(e)一种元件，其含有所述组合物，而且具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS或FPA的模式。(f)一种透过型元件，其含有所述组合物。(g)所述组合物的用途，其用作具有向列相的组合物。(h)通过向所述组合物中添加光学活性化合物而获得的光学活性组合物的用途。

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、以及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。第三，对组合物中的成分化合物的组合、优选比例及其根据进行说明。第四，对成分化合物的优选形态进行说明。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。所述组合物含有多种液晶性化合物。所述组合物也可含有添加物。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂、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。就液晶性化合物的观点而言，所述组合物被分类为组合物A与组合物B。组合物A除了含有选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)中的液晶性化合物以外，也可进而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(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。此种化合物是出于进一步调整特性的目的而混合于组合物中。

组合物B实质上仅包含选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)中的液晶性化合物。“实质上”是指组合物B虽可含有添加物，但不含有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、以及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。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，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(零)是指小于S。

[表2]

液晶性化合物的特性

特性	化合物(1)	化合物(2)	化合物(3)	化合物(4)	化合物(5)
						上限温度	L	S	S～L	S～M	S～M
粘度	M	S	M～L	S～M	M
						光学各向异性	M	S	M～L	M～L	M～L
介电各向异性	0	0	S～L	0	M～L<sup>1)</sup>
						比电阻	L	L	L	L	L

1)介电各向异性的值为负，且记号表示绝对值的大小

成分化合物的主要效果如下所述。化合物(1)提高上限温度。化合物(2)降低粘度。化合物(3)提高介电各向异性。化合物(4)降低下限温度或提高光学各向异性。化合物(5)提高液晶分子的短轴方向上的介电常数。

第三，对组合物中的成分化合物的组合、优选比例及其根据进行说明。组合物中的成分化合物的优选组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(5)或化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)+化合物(5)。

为了提高上限温度，化合物(1)的优选比例为约3质量％以上，为了降低下限温度，化合物(1)的优选比例为约30质量％以下。进而优选的比例为约5质量％至约20质量％的范围。特别优选的比例为约5质量％至约15质量％的范围。

为了降低粘度，化合物(2)的优选比例为约10质量％以上，为了降低下限温度，化合物(2)的优选比例为约70质量％以下。进而优选的比例为约15质量％至约65质量％的范围。特别优选的比例为约20质量％至约60质量％的范围。

为了提高介电各向异性，化合物(3)的优选比例为约10质量％以上，为了降低粘度，化合物(3)的优选比例为约80质量％以下。进而优选的比例为约15质量％至约75质量％的范围。特别优选的比例为约20质量％至约70质量％的范围。

为了降低下限温度或为了提高光学各向异性，化合物(4)的优选比例为约5质量％以上，为了提高介电各向异性，化合物(4)的优选比例为约60质量％以下。进而优选的比例为约10质量％至约55质量％的范围。特别优选的比例为约10质量％至约50质量％的范围。

为了提高液晶分子的短轴方向上的介电常数，化合物(5)的优选比例为约3质量％以上，为了降低下限温度，化合物(5)的优选比例为约45质量％以下。进而优选的比例为约10质量％至约40质量％的范围。特别优选的比例为约15质量％至约35质量％的范围。

第四，对成分化合物的优选形态进行说明。式(1)、式(2)、式(3)、式(4)及式(5)中，R¹及R²为氢、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、碳数2至12的烯氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基。为了降低粘度，优选的R¹或R²为碳数2至12的烯基，为了提高稳定性，优选的R¹或R²为碳数1至12的烷基。R³为碳数1至3的烷基或碳数2至5的烯基。优选的R³为丙基、乙烯基或1-丙烯基。R⁴为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基。为了提高稳定性，优选的R⁴为碳数1至12的烷基。R⁵及R⁶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、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基。为了降低粘度，优选的R⁵或R⁶为碳数2至12的烯基，为了提高稳定性，优选的R⁵或R⁶为碳数1至12的烷基。R⁷及R⁸为氢、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。为了提高稳定性，优选的R⁷或R⁸为碳数1至12的烷基，为了提高液晶分子的短轴方向上的介电常数，优选的R⁷或R⁸为碳数1至12的烷氧基。

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，进而优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。

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，进而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，进而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-的优选立体构型依存于双键的位置。就为了降低粘度等而言，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，进而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，进而优选的例子为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取代的烯基的优选例为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-戊烯基或6,6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度，进而优选的例子为2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。

环A为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基。为了提高上限温度，优选的环A为1,4-亚环己基，为了提高光学各向异性，优选的环A为1,4-亚苯基，为了提高介电各向异性，优选的环A为2,6-二氟-1,4-亚苯基。四氢吡喃-2,5-二基为：

优选为：

环B及环C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，当b为1时，环C为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B或环C为1,4-亚环己基，为了降低下限温度，优选的环B或环C为1,4-亚苯基。环D及环F为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基的优选例为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。至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基的例子为3,4,5-三氟萘-2,6-二基。至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基的例子为7,8-二氟色原烷-2,6-二基。为了降低粘度，优选的环D或环F为1,4-亚环己基，为了提高介电各向异性，优选的环D或环F为四氢吡喃-2,5-二基，为了提高光学各向异性，优选的环D或环F为1,4-亚苯基。

环E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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基(FLF4)、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基(DBFF2)、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基(DBTF2)或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基(InF4)。

为了降低粘度，优选的环E为2,3-二氟-1,4-亚苯基，为了降低光学各向异性，优选的环E为2-氯-3-氟-1,4-亚苯基，为了提高介电各向异性，优选的环E为7,8-二氟色原烷-2,6-二基。

Z¹、Z²及Z³为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基。为了降低粘度，优选的Z¹、Z²或Z³为单键。Z⁴为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基、羰氧基或二氟亚甲氧基。为了降低粘度，优选的Z⁴为单键，为了提高介电各向异性，优选的Z⁴为二氟亚甲氧基。Z⁵为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基。为了降低粘度，优选的Z⁵为单键。Z⁶及Z⁷为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基。为了降低粘度，优选的Z⁶或Z⁷为单键。

亚甲氧基之类的二价基左右不对称。亚甲氧基中，-CH₂O-优于-OCH₂-。羰氧基中，-COO-优于-OCO-。二氟亚甲氧基中，-CF₂O-优于-OCF₂-。

X¹及X²为氢或氟。为了提高介电各向异性，优选的X¹或X²为氟。

Y¹为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基。为了降低下限温度，优选的Y¹为氟。至少一个氢经氟或氯取代的烷基的优选例为三氟甲基。至少一个氢经氟或氯取代的烯氧基的优选例为三氟乙烯氧基。

a为1、2、3或4。为了提高介电各向异性，优选的a为2或3。b为1或2。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。c为0、1、2或3，d为0或1，而且c及d的和为3以下。为了降低粘度，优选的c为1，为了提高上限温度，优选的c为2或3。为了降低粘度，优选的d为0，为了降低下限温度，优选的d为1。

第五，示出优选的成分化合物。优选的化合物(1)是R¹为碳数2至12的烯基且R²为碳数1至12的烷基的化合物。进而优选的化合物(1)是R¹为碳数2至5的烯基且R²为碳数1至5的烷基的化合物。特别优选的化合物(1)是R¹为碳数2或3的烯基且R²为碳数2或3的烷基的化合物。

优选的化合物(3)为项4所述的化合物(3-1)至化合物(3-35)。这些化合物中，优选为成分C的至少一种为化合物(3-4)、化合物(3-12)、化合物(3-14)、化合物(3-15)、化合物(3-17)、化合物(3-18)、化合物(3-23)、化合物(3-24)、化合物(3-27)、化合物(3-29)或化合物(3-30)。优选为成分C的至少两种为化合物(3-15)及化合物(3-18)、化合物(3-15)及化合物(3-29)、化合物(3-18)及化合物(3-24)、化合物(3-18)及化合物(3-23)、化合物(3-24)及化合物(3-29)或化合物(3-29)及化合物(3-30)的组合。

优选的化合物(4)为项7所述的化合物(4-1)至化合物(4-8)。这些化合物中，优选为成分D的至少一种为化合物(4-1)、化合物(4-2)、化合物(4-4)、化合物(4-5)或化合物(4-7)。优选为成分D的至少两种为化合物(4-1)及化合物(4-4)、化合物(4-4)及化合物(4-5)或化合物(4-4)及化合物(4-7)的组合。

优选的化合物(5)为项10所述的化合物(5-1)至化合物(5-35)。这些化合物中，优选为成分E的至少一种为化合物(5-1)、化合物(5-3)、化合物(5-6)、化合物(5-8)、化合物(5-10)、化合物(5-14)或化合物(5-34)。优选为成分E的至少两种为化合物(5-1)及化合物(5-8)、化合物(5-1)及化合物(5-14)、化合物(5-3)及化合物(5-8)、化合物(5-3)及化合物(5-14)、化合物(5-3)及化合物(5-34)、化合物(5-6)及化合物(5-8)、化合物(5-6)及化合物(5-10)或化合物(5-6)及化合物(5-14)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、消光剂、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(6-1)至化合物(6-5)。光学活性化合物的优选比例为约5质量％以下。进而优选的比例为约0.01质量％至约2质量％的范围。

为了防止大气中的加热所引起的比电阻的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，也可进而将化合物(7-1)至化合物(7-3)之类的抗氧化剂添加于组合物中。

化合物(7-2)由于挥发性小，因此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，抗氧化剂的优选比例为约600ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约300ppm的范围。

紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、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。光稳定剂的优选例为化合物(8-1)至化合物(8-16)等。为了获得所述效果，这些吸收剂或稳定剂的优选比例为约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比例为约10000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。

消光剂是通过接受液晶性化合物所吸收的光能量，并转换为热能量来防止液晶性化合物的分解的化合物。消光剂的优选例为化合物(9-1)至化合物(9-7)等。为了获得所述效果，这些消光剂的优选比例为约50ppm以上，为了不提高下限温度，这些消光剂的优选比例为约20000ppm以下。进而优选的比例为约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向色性染料(dichroic dye)添加于组合物中。色素的优选比例为约0.01质量％至约10质量％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，消泡剂的优选比例为约1ppm以上，为了防止显示不良，消泡剂的优选比例为约1000ppm以下。进而优选的比例为约1ppm至约500ppm的范围。

为了适合于聚合物稳定取向(PSA)型元件，而使用聚合性化合物。此种聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、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。进而优选的例子为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。基于聚合性化合物的总质量，优选比例为约10质量％以上。进而优选的比例为约50质量％以上。特别优选的比例为约80质量％以上。最优选的比例为100质量％。

在保管聚合性化合物时，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对苯二酚、甲基对苯二酚之类的对苯二酚衍生物、4-叔丁基邻苯二酚、4-甲氧基苯酚、酚噻嗪(phenothiazine)等。

极性化合物为具有极性的有机化合物。此处，不包含具有离子键的化合物。氧、硫及氮之类的原子的电性偏阴性且存在具有部分负电荷的倾向。碳及氢为中性或存在具有部分正电荷的倾向。极性是因部分电荷在化合物中的不同种的原子间不均等地分布而产生。例如，极性化合物具有-OH、-COOH、-SH、-NH₂、>NH、>N-之类的部分结构的至少一种。

第七，对成分化合物的合成方法进行说明。这些化合物可通过已知的方法来合成。例示合成方法。化合物(1)是利用日本专利特开昭58-194822号公报中记载的方法来合成。化合物(2)是利用日本专利特开昭59-176221号公报中记载的方法来合成。化合物(3-2)是利用日本专利特开平2-233626号公报中记载的方法来合成。化合物(4-1)是利用日本专利特开昭56-68636号公报中记载的方法来合成。化合物(5-1)及化合物(5-8)是利用日本专利特表平2-503441号公报中刊载的方法来合成。抗氧化剂已有市售。化合物(7-1)可自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation)获取。化合物(7-2)等是通过美国专利3660505号说明书中记载的方法来合成。

未记载合成方法的化合物可通过《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)等成书中记载的方法来合成。组合物是通过现有的方法，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。所述组合物主要具有约-10℃以下的下限温度、约70℃以上的上限温度、以及约0.07至约0.20的范围的光学各向异性。可通过控制成分化合物的比例或者通过混合其他的液晶性化合物，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。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。所述组合物特别适合于透过型的AM元件。所述组合物能够用作具有向列相的组合物，能够通过添加光学活性化合物而用作光学活性组合物。

所述组合物能够用于AM元件。进而也能够用于PM元件。所述组合物能够用于具有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模式、OCB模式、IPS模式或FFS模式的AM元件。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，在未施加电压时，相对于玻璃基板，液晶分子的排列可为平行，或者也可为垂直。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。也能够用于非晶硅-TFT元件或多晶硅-TFT元件。也可将所述组合物用于进行微胶囊化(microencapsulation)而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear 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。

实施例

通过实施例来对本发明进一步进行详细说明。本发明并不受这些实施例限制。本发明包含实施例1的组合物与实施例2的组合物的混合物。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。所合成的化合物是通过核磁共振(nuclear magneticresonance，NMR)分析等方法来鉴定。化合物、组合物及元件的特性是通过下述记载的方法来测定。

NMR分析：测定时使用布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)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。核磁共振波谱的说明中，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(火焰电离检测器(flameionization detector，FID))设定为300℃。在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质量％)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)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。在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(质量％)可根据峰值的面积比来算出。

测定试样：在测定组合物或元件的特性时，将组合物直接用作试样。在测定化合物的特性时，通过将所述化合物(15质量％)混合于母液晶(85质量％)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(extrapolation method)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。于在所述比例下，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质量％：90质量％、5质量％：95质量％、1质量％：99质量％的顺序变更。通过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由质量％来表示。

测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多是社团法人电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology IndustriesAssociation；称为JEITA)审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中记载的方法或将其加以修饰而成的方法。用于测定的TN元件中，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记为“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且在-30℃下变化为结晶或近晶相时，将T_C记载为<-20℃。有时将向列相的下限温度简记为“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)中记载的方法来进行测定。在扭转角为0°，而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中放入试样。在16V至19.5V的范围内，以0.5V为单位对所述元件阶段性地施加电压。未施加电压0.2秒后，以仅施加1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与不施加(2秒)的条件反复施加电压。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)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井等人的论文中的第40页中记载的计算式(10)而获得旋转粘度的值。所述计算中所需的介电各向异性的值是使用测定了所述旋转粘度的元件，并利用下述记载的方法来求出。

(5)光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下测定)：使用波长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。朝一方向摩擦主棱镜的表面后，将试样滴加至主棱镜上。折射率n∥是在偏光的方向与摩擦的方向平行时进行测定。折射率n⊥是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时进行测定。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)：在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm，而且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(10V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。介电各向异性的值是根据Δε＝ε∥-ε⊥的式子来计算。

(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0.45/Δn(μm)，且扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加的电压(32Hz、矩形波)是自0V起以0.02V为单位阶段性地增加至10V为止。此时，自垂直方向对元件照射光，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％、所述光量最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率成为90％时的电压来表示。

(8)电压保持率(VHR-9；在25℃下测定；％)：用于测定的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。所述元件是在放入试样后利用通过紫外线而硬化的粘接剂来密封。对所述TN元件施加脉冲电压(1V、60微秒)进行充电。利用高速电压计在166.7毫秒的期间内测定衰减的电压，求出单位周期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-10；在60℃下测定；％)：除了代替25℃而在60℃下进行测定以外，以与所述相同的程序测定电压保持率。由VHR-10来表示所获得的值。

(10)电压保持率(VHR-11；在60℃下测定；％)：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5mW/cm²的紫外线167分钟。光源为岩崎(EYEGRAPHICS)股份有限公司制造的黑光(black light)、F40T10/BL(峰值波长369nm)，元件与光源的间隔为5mm。VHR-11的测定中，在166.7毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的VHR-11的组合物对紫外线具有大的稳定性。

(11)电压保持率(VHR-12；在60℃下测定；％)：将注入有试样的TN元件在120℃的恒温槽内加热20小时后，测定电压保持率，来评价对热的稳定性。VHR-12的测定中，在166.7毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的VHR-12的组合物对热具有大的稳定性。

(12)电压保持率(VHR-13；在60℃下测定；％)：将注入有试样的TN元件在100℃的恒温槽内加热三周后，测定电压保持率，来评价对热的稳定性。VHR-13的测定中，在166.7毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的VHR-13的组合物对热具有大的稳定性。

(13)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。将低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.4μm，且扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，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％，当所述光量最小时视作透过率为0％。上升时间(τr：rise time；毫秒)是透过率自90％变化至10％所需的时间。下降时间(τf：fall time；毫秒)是透过率自10％变化至90％所需的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。

(14)弹性常数(K；在25℃下测定；pN)：测定时使用横河惠普(Yokogawa HewlettPackard)股份有限公司制造的HP4284A型LCR计。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的水平取向元件中放入试样。对所述元件施加0伏特至20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(Liquid Crystal Device Handbook)》(日刊工业新闻社)的第75页中的式(2.98)、式(2.101)对所测定的静电电容(C)与施加电压(V)的值进行拟合，并根据式(2.99)而获得K11及K33的值。其次，将刚刚求出的K11及K33的值用在《液晶装置手册》的第171页中的式(3.18)中来算出K22。弹性常数是由以所述方式求出的K11、K22及K33的平均值来表示。

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

(16)螺距(P；在室温下测定；μm)：螺距是利用楔形法来测定。参照《液晶便览》的第196页(2000年发行、丸善)。将试样注入至楔形单元中，在室温下静置2小时后，通过偏光显微镜(尼康(Nikon)(股)、商品名MM40/60系列)来观察向错线(disclination line)的间隔(d2-d1)。螺距(P)是根据将楔形单元的角度表示成θ的下式来算出。P＝2×(d2-d1)×tanθ。

(17)短轴方向上的介电常数(ε⊥；在25℃下测定)：在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm，而且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。

(18)响应时间(τ-2；在-20℃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。将低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.4μm，且扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，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％，当所述光量最小时视作透过率为0％。上升时间(τr：rise time；毫秒)是透过率自90％变化至10％所需的时间。下降时间(τf：fall time；毫秒)是透过率自10％变化至90％所需的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。

(19)响应时间(τ-3；在-30℃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。将低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.4μm，且扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，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％，当所述光量最小时视作透过率为0％。上升时间(τr：rise time；毫秒)是透过率自90％变化至10％所需的时间。下降时间(τf：fall time；毫秒)是透过率自10％变化至90％所需的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。

以下示出组合物的实施例。成分化合物是基于下述表3的定义由记号来表示。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。(-)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)是基于不包含添加物的液晶组合物的质量的质量百分率(质量％)。最后，归纳组合物的特性值。

[表3]

表3.使用记号的化合物的表述法

R-(A₁)-Z1-·····-Z_n-(A_n)-R’

[实施例1]

NI＝105.1℃；Tc<-30℃；Δn＝0.123；Δε＝3.0；Vth＝2.59V；η＝12.3mPa·s；γ1＝57.1mPa·s；τ-3＝185.7ms.

[比较例1]

不包含实施例1的化合物(1)且同等地调整向列相的上限温度。

NI＝105.0℃；Tc<-30℃；Δn＝0.120；Δε＝3.0；Vth＝2.67V；η＝12.8mPa·s；γ1＝62.3mPa·s；τ-3＝235.8ms.

[实施例2]

NI＝106.0℃；Tc<-20℃；Δn＝0.110；Δε＝3.3；Vth＝2.53V；η＝17.2mPa·s；γ1＝66.6mPa·s.

[实施例3]

NI＝104.4℃；Tc<-20℃；Δn＝0.123；Δε＝3.7；Vth＝2.48V；η＝14.3mPa·s；γ1＝62.1mPa·s.

[实施例4]

NI＝101.5℃；Tc<-20℃；Δn＝0.112；Δε＝2.9；Vth＝2.62V；η＝16.6mPa·s；γ1＝64.4mPa·s.

[实施例5]

NI＝106.3℃；Tc<-20℃；Δn＝0.139；Δε＝3.4；Vth＝2.51V；η＝17.9mPa·s；γ1＝66.5mPa·s.

[实施例6]

NI＝105.6℃；Tc<-20℃；Δn＝0.106；Δε＝3.2；Vth＝2.53V；η＝14.0mPa·s；γ1＝62.0mPa·s.

[实施例7]

NI＝106.8℃；Tc<-20℃；Δn＝0.109；Δε＝4.1；Vth＝2.45V；η＝17.2mPa·s；γ1＝65.5mPa·s.

[实施例8]

NI＝104.7℃；Tc<-20℃；Δn＝0.115；Δε＝3.7；Vth＝2.48V；η＝16.9mPa·s；γ1＝64.9mPa·s.

[实施例9]

NI＝100.0℃；Tc<-20℃；Δn＝0.120；Δε＝3.7；Vth＝2.47V；η＝11.6mPa·s；γ1＝54.0mPa·s.

[实施例10]

NI＝100.4℃；Tc<-40℃；Δn＝0.120；Δε＝3.7；Vth＝2.41V；η＝11.5mPa·s；γ1＝54.1mPa·s.

[实施例11]

NI＝100.1℃；Tc<-40℃；Δn＝0.120；Δε＝3.7；Vth＝2.46V；η＝12.2mPa·s；γ1＝55.8mPa·s.

[实施例12]

NI＝100.6℃；Tc<-20℃；Δn＝0.119；Δε＝3.7；Vth＝2.44V；η＝11.9mPa·s；γ1＝54.6mPa·s.

[实施例13]

NI＝100.4℃；Tc<-20℃；Δn＝0.120；Δε＝3.6；Vth＝2.48V；η＝12.3mPa·s；γ1＝56.0mPa·s.

[实施例14]

NI＝109.2℃；Tc<-20℃；Δn＝0.120；Δε＝3.1；Vth＝2.72V；γ1＝68.0mPa·s.

[实施例15]

NI＝104.3℃；Tc<-20℃；Δn＝0.110；Δε＝3.1；Vth＝2.56V；γ1＝64.0mPa·s.

[实施例16]

NI＝100.0℃；Tc<-20℃；Δn＝0.119；Δε＝2.7；Vth＝2.71V；γ1＝59.0mPa·s.

[实施例17]

NI＝104.3℃；Tc<-20℃；Δn＝0.104；Δε＝3.0；Vth＝2.58V；γ1＝64.8mPa·s.

比较例1的组合物的旋转粘度为62.3mPa·s，-30℃下的响应时间为235.8ms。另一方面，实施例1的组合物的旋转粘度为57.1mPa·s，-30℃下的响应时间为185.7ms。如上所述，与比较例的组合物相比，实施例的组合物具有小的旋转粘度及短的响应时间。因此，可得出本发明的液晶组合物具有优异的特性的结论。

产业上的可利用性

本发明的液晶组合物可用于液晶监视器、液晶电视等中。