TW201437334A - 液晶組成物及使用其之液晶顯示元件 - Google Patents

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Yoshinori Iwashita
Masahiro Niwa
Shinji Ogawa
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Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明關於使用在液晶顯示元件之液晶組成物。本發明所欲解決之問題在於提供不使介電常數各向異性、整體(bulk)黏度、向列相上限溫度、旋轉黏度γ1、電壓保持率等之作為液晶顯示元件的諸特性及顯示元件之殘影特性惡化，製造時的滴下痕跡不易發生，在ODF步驟中實現安定的液晶材料之吐出量，具有在低溫下的良好溶解性之適合液晶顯示元件的液晶組成物，同時提供使用該液晶組成物之液晶顯示元件。本發明關於含有式(I)所示的化合物，含有1種或2種以上之通式(II-1)所示的化合物，含有1種或2種以上之通式(II-2)所示的化合物之介電常數各向異性為負的液晶組成物及使用該液晶組成物之液晶顯示元件。

Description

液晶組成物及使用其之液晶顯示元件
本案發明關於適用作為液晶顯示裝置等的構成構件之液晶組成物及液晶顯示元件。
液晶顯示元件係以鐘錶、桌上型電子計算機為代表，使用於各種測定機器、汽車用面板、文字處理機、電子筆記本、印表機、電腦、電視、鐘錶、廣告顯示板等。作為液晶顯示方式，於其代表者中，有TN(扭轉向列)型、STN(超扭轉向列)型、使用TFT(薄膜電晶體)之VA(垂直配向)型或IPS(面內切換)型等。此等液晶顯示元件中所用的液晶組成物，係要求對水分、空氣、熱、光等之外在因素呈現安定，而且在以室溫為中心的盡可能寬廣之溫度範圍中顯示液晶相，為低黏性，且驅動電壓低。再者，為了使對於各個顯示元件最合適的介電常數各向異性(△ε)及或折射率各向異性(△n)等成為最適值，液晶組成物係由數種類至數十種類的化合物所構成。
於垂直配向型顯示器中，使用△ε為負的液晶組成物，廣泛使用於液晶TV等。另一方面，於全部的驅動方式中，要求低電壓驅動、高速響應、寬廣的動作溫 度範圍。即，要求△ε為正且絕對值大，黏度(η)小，高的向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)。另外，從△n與晶胞間隙(d)之乘積△n×d的設定來看，必須使液晶組成物的△n與晶胞間隙一致，調節至適當的範圍。此外，於將液晶顯示元件應用於電視等時，由於重視高速響應性，而要求γ1小之液晶組成物。以往，為了構成γ1小的液晶組成物，一般使用具有二烷基雙環己烷骨架之化合物(參照專利文獻1)。然而，雙環己烷系化合物雖然在γ1的減低之效果高，但一般地蒸氣壓高、烷基鏈長度短之化合物係該傾向特別顯著。又，由於亦有Tni低之傾向，故烷基雙環己烷系化合物係多使用側鏈長度之合計為碳原子數7以上之化合物，對於側鏈長度短之化合物，未充分地檢討，此為實情。
另一方面，液晶顯示元件之用途係擴大，在其使用方法、製造方法亦看到大幅變化。為了對應於此等，要求將如習知的基本物性值以外之特性最合適化。即，使用液晶組成物的液晶顯示元件係廣泛使用VA(垂直配向)型或IPS(面內切換)型等，其大小為50吋以上的超大型尺寸之顯示元件亦達到實用化而使用。隨著基板尺寸之大型化，液晶組成物對基板的注入方法亦從以往的真空注入法變成以滴下注入(ODF：One Drop Fill)法成為注入方法之主流(參照專利文獻2)，但將液晶組成物滴下至基板時，滴下痕跡導致顯示品質的降低之問題係浮現。再者，液晶顯示元件中的液晶材料之預傾角的生成係以高速響應性為目的，有開發PS液晶顯示元件(polymer stabilized，聚合物安定化)、PSA液晶顯示元件(polymer sustained alignment，聚合物維持配向)(參照專利文獻3)，此問題係成為更大的問題。即，此等顯示元件具有特徵為在液晶組成物中添加單體，使組成物中的單體硬化。主動矩陣用液晶組成物由於維持高電壓保持率之必要性，可使用的化合物為特定，使用係限於在化合物中具有酯鍵之化合物。PSA液晶顯示元件中使用的單體係丙烯酸酯系為主，一般為在化合物中具有酯鍵者，如此的化合物通常不使用作為主要矩陣用液晶化合物(參照專利文獻3)。如此的異物係誘發滴下痕跡之發生，顯示不良所致的液晶顯示元件之良率的惡化係成為問題。又，於液晶組成物中，添加抗氧化劑、光吸收劑等之添加物時，也有良率惡化之問題。
此處，所謂的滴下痕跡，就是定義為在黑顯示時，滴下液晶組成物的痕跡係白地浮出之現象。
於滴下痕跡之抑制中，有揭示藉由在液晶組成物中所混合的聚合性化合物之聚合，在液晶層中形成聚合物層，而抑制因與配向控制膜之關係所發生的滴下痕跡之方法(專利文獻4)。然而，於此方法中，有起因於在液晶中所添加的聚合性化合物而造成的顯示之殘影的問題，對於滴下痕跡之抑制，其效果亦不充分，要求一邊維持作為液晶顯示元件的基本特性，一邊殘影或滴下痕跡不易發生之液晶顯示元件之開發。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2008-505235號公報
[專利文獻2]日本特開平6-235925號公報
[專利文獻3]日本特開2002-357830號公報
[專利文獻4]日本特開2006-58755號公報
本發明所欲解決之問題在於提供不使介電常數各向異性、黏度、向列相上限溫度、低溫下之向列相安定性、γ1等之作為液晶顯示元件的諸特性及顯示元件之殘影特性惡化，製造時之滴下痕跡不易發生，於ODF製程中實現安定的液晶材料之吐出量的適合液晶顯示元件之液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。
本發明者們為了解決上述問題，檢討最適合於藉由滴下法的液晶顯示元件之製作的各種液晶組成物之構成，發現藉由以特定的混合比例使用特定的液晶化合物，可抑制液晶顯示元件中的滴下痕跡之發生，而達成本案發明之完成。
本案發明提供：介電常數各向異性為負之液晶組成物，其含有式(I)所示的化合物，含有2種以上之通式(II)所示的化合物，但含有1種或2種以上之通式(II)所示的化合物中n1為0之化合物，含有1種或2種以上之通式(II)所示的化合物中n1為1之化合物；及使用該液晶組成物之液晶顯示元件。
(式中，R1及R2各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代，n1表示0或1)。
本發明之液晶顯示元件，由於具有高速響應性優異、殘影的發生少之特徵，具有起因於其製造所致的滴下痕跡之發生少之特徵，故適用於液晶TV、監視器等之顯示元件。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧基板
3‧‧‧透明電極或伴隨主動元件的透明電極
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶
11‧‧‧閘電極
12‧‧‧陽極氧化皮膜
13‧‧‧閘極絕緣層
14‧‧‧透明電極
15‧‧‧汲電極
16‧‧‧歐姆接觸層
17‧‧‧半導體層
18‧‧‧保護膜
19a‧‧‧源電極1
19b‧‧‧源電極2
100‧‧‧基板
101‧‧‧保護層
第1圖係本發明的液晶顯示元件的構造之一例。
第2圖係反交錯(Inverted Staggered)型薄膜電晶體之構成例。
[實施發明之形態]
如前述，滴下痕跡之發生的過程，於現在的時間點係不明，然而液晶化合物中的不純物與配向膜之 相互作用、層析現象等有關係的可能性高。液晶化合物中的不純物雖然受到化合物的製程所大幅影響，但化合物之製造方法例如即使僅側鏈的碳原子數相異，也不一定相同。即，液晶化合物係藉由精密的製程來製造，故其成本在化成品之中為高，強烈要求製造效率之提高。因此，為了至少使用便宜的原料，縱令僅側鏈的碳原子數為一個不同，由完全另一種的原料來進行製造者也有高效率的情況。因此，液晶原體的製程係對各原體各不相同，縱令製程相同，原料也大部分相異，結果多在每各原體中混入不同的不純物。然而，滴下痕跡係有因極微量的不純物而亦發生的可能性，僅藉由原體的精製來抑制滴下痕跡的發生者係有限度。
另一方面，通用的液晶原體之製造方法係在製程確立後，對每各原體有一定規定的傾向。即使於分析技術之已發展的現在中，完全明瞭怎樣的不純物是否混入者也不是容易，必須以每各原體所確定的不純物混入之前提，進行組成物之設計。本案發明者們對於液晶原體的不純物與滴下痕跡之關係進行檢討，結果經驗地明瞭即使含於組成物中，也有滴下痕跡不易發生之不純物與容易發生之不純物。因此，為了抑制滴下痕跡之發生，重要的是以特定的混合比例使用特定的化合物，特別地得知滴下痕跡不易發之組成物的存在。以下記載的較佳實施態樣係基於前述觀點而得到者。
於本發明之液晶組成物中，含有式(I)所示的化合物作為第一成分，但作為式(I)所示的化合物在液晶 組成物中之含有率，下限值較佳為3質量%，更佳為5質量%，尤佳為7質量%，特佳為10質量%，最佳為15質量%，上限值較佳為35質量%，更佳為30質量%，尤佳為25質量%，尤更佳為20質量%，更具體地，當重視響應速度時，較佳含有15~35質量%，更佳含有15~30質量%，當更重視驅動電壓時，較佳含有10質量%~15質量%。
於作為第二成分之通式(II)所示的化合物中，含有n1為0及1所示的化合物各自1種以上，但作為通式(II)所示的化合物在液晶組成物中之含有率，下限值較佳為27質量%，更佳為25質量%，尤佳為30質量%，上限值較佳為40質量%，更佳為35質量%，尤佳為32質量%。
通式(II)中，R1較佳表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，但較佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數2~8的烯基，更佳表示碳原子數1~8的烷基，尤佳表示碳原子數2~5的烷基，特佳表示碳原子數2或3的烷基，較佳為直鏈。
通式(II)中，R2較佳表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，但較佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基，更佳表示碳原子數1~5的烷基或碳原子數1~4的烷氧基，尤佳表示碳原子數1~4的烷氧基，較佳為直鏈，特佳表示碳原子數2或3的烷氧基，最佳表示碳原子數2的烷氧基。
當重視顯示元件的響應速度之改善時，較佳 為烯基，當重視電壓保持率等的可靠性時，較佳為烷基。烯基較佳為以下記載的式(i)~式(iv) (式中，以右端鍵結於環構造)所示之構造，但當本案發明之液晶組成物含有反應性單體時，較佳為式(ii)及式(iv)所示之構造，更佳為式(ii)所示之構造。
通式(II)所示的化合物中，n1為1所示的化合物較佳為通式(II-1) (式中R1表示與通式(I)之R1相同的意思)所示的化合物，具體地較佳為以下記載的式(II-1a)至(II-1d) 所示的化合物，更佳為式(II-1a)或式(II-1b)所示的化合物。
於通式(II)所示的化合物中，當使用2種以上之n1為1所示的化合物時，較佳為組合式(II-1a)及式(II-1b)所示的化合物而使用，式(II-1a)及式(II-1b)所示的化合物之含量較佳為通式(II)所示的化合物中n1為1所示的化合物之含量中的50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
作為通式(II-1)所示的化合物之含有率，下限值較佳為3質量%，更佳為5質量%，尤佳為10質量%，尤更佳為15質量%。上限值較佳為30質量%，更佳為25質量%，尤佳為20質量%。
通式(II)所示的化合物中，n1為0所示的化合物較佳為通式(II-2) (式中R1表示與通式(I)之R1相同的意思，R2a表示碳原子數3的烷基或碳原子數2的烷氧基)所示的化合物，具體地較佳為以下記載之式(II-2a)至(II-2d) 所示的化合物，更佳為式(II-2a)或式(II-2b)所示的化合物。
作為通式(II-2)所示的化合物之含有率，下限值較佳為3質量%，更佳為5質量%，尤佳為6質量%，特佳為8質量%。上限值較佳為25質量%，更佳為20質量%，尤佳為15質量%。
本案發明之液晶組成物較佳為含有通式(III)所示的化合物作為第三成分。
(式中，R3及R4各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳 原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代，A1表示1,4-伸環己基或四氫吡喃-2,5-二基)。
當含有通式(III)所示的化合物時，較佳含有3~30質量%，更佳含有3~25質量%，尤佳含有5~20質量%，特佳含有8~15質量%。
通式(III)中，R3表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，較佳表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基，更佳表示碳原子數1~8的烷基，尤佳表示碳原子數3~5的烷基，尤更佳表示碳原子數3或5的烷基，較佳為直鏈。
通式(III)中，R4表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，較佳表示碳碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基，更佳表示碳原子數3~5的烷基或碳原子數2~4的烷氧基，尤佳表示碳原子數3或5的烷基或碳原子數2或4的烷氧基，尤更佳表示碳原子數2或4的烷氧基，較佳為直鏈。
當重視顯示元件的響應速度之改善時，較佳為烯基，當重視電壓保持率等的可靠性時，較佳為烷基。烯基較佳為以下記載的式(i)~式(iv) (式中，以右端鍵結於環構造)所示之構造，但當本案發明的液晶組成物含有反應性單體時，較佳為式(ii)及式(iv)所示之構造，更佳為式(ii)所示之構造。
通式(III)所示的化合物係可僅使用1種，但較佳為使用2種以上，較佳為使用3種以上。當使用2種以上之通式(III)所示的化合物時，較佳係組合R3表示碳原子數為3~5的烷基，R4表示碳原子數為2~4的烷氧基之通式(III)的化合物而使用，當與其它之通式(III)所示的化合物組合使用時，R3表示碳原子數為3~5的烷基，R4表示碳原子數為2~4的烷氧基之通式(III)的化合物之含量，較佳為通式(III)所示的化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
通式(III)所示的化合物具體地較佳為以下記載之式(III-1)~式(III-8) 所示的化合物，更佳為式(III-1)~式(III-4)所示的化合物，尤佳為式(III-1)及式(III-3)所示的化合物。
本案發明之液晶組成物較佳為含有通式(IV)所示的化合物作為第四成分。
(式中，R5及R6各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，或只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代)。
當含有通式(IV)所示的化合物時，較佳含有2~30質量%，更佳含有2~20質量%，尤佳含有7~15質量%。
通式(IV)中，R5較佳表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，更佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數2~8的烯基，尤佳表示碳原子數1~8的烷基，尤更佳表示碳原子數2~5的烷基，特佳表示碳原子數3~5的烷基，較佳為直鏈。通式(III)中，R6較佳表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，更佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數1~8的烷氧基，尤佳表示碳原子數1~5的烷基或碳原 子數1~4的烷氧基，尤更佳表示碳原子數1~4的烷氧基，特佳表示碳原子數2或3的烷氧基，較佳為直鏈。
當重視顯示元件的響應速度之改善時，較佳為烯基，當重視電壓保持率等的可靠性時，較佳為烷基。烯基較佳為以下記載的式(i)~式(iv) (式中，以右端鍵結於環構造)所示之構造，但當本案發明的液晶組成物含有反應性單體時，較佳為式(ii)及式(iv)所示之構造，更佳為式(ii)所示之構造。
通式(IV)所示的化合物具體地較佳為以下記載之式(IV-1)~(IV-6)
所示的化合物，更佳為式(IV-1)~式(IV-4)所示的化合物，尤佳為式(IV-1)~式(IV-3)所示的化合物，特佳為式(IV-1)及式(IV-3)所示的化合物。
當使用4種以上之通式(IV)所示的化合物時，較佳為組合式(IV-1)至式(IV-4)所示的化合物而使用， 式(IV-1)至式(IV-4)所示的化合物之含量較佳為通式(IV)所示的化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
當使用3種之通式(IV)所示的化合物時，較佳為組合式(IV-1)至式(IV-3)所示的化合物而使用，式(IV-1)至式(IV-3)所示的化合物之含量較佳為通式(IV)所示的化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
當使用2種之通式(IV)所示的化合物時，較佳為組合式(IV-1)及式(IV-3)所示的化合物而使用，式(IV-1)及式(IV-3)所示的化合物之含量較佳為通式(IV)所示的化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
本案發明之液晶組成物較佳為含有通式(V)所示的化合物作為第五成分。
(式中，R7及R8各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，或只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代， A表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，但當A表示1,4-伸苯基時，該1,4-伸苯基中的1個以上 之氫原子可被取代成氟，Z1表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n為0或1，X1~X6各自獨立地表示氫原子或氟原子，但X1~X6中的至少2個表示氟原子)。
當含有通式(V)所示的化合物時，較佳含有2~25質量%，更佳含有3~20質量%，尤佳含有4~15質量%。
通式(V)中，R7及R8各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，較佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數2~8的烯基，更佳表示碳原子數1~8的烷基，尤佳表示碳原子數2~5的烷基，特佳表示碳原子數3~5的烷基，R1及R2之碳原子數最佳為各自相異，較佳為直鏈。
當重視顯示元件的響應速度之改善時，較佳為烯基，當重視電壓保持率等的可靠性時，較佳為烷基。烯基較佳為以下記載之式(i)~式(iv) (式中，以右端鍵結於環構造)所示之構造，但當本案發明之液晶組成物含有反應性單體時，較佳為式(ii)及式(iv)所示之構造，更佳為式(ii)所示之構造。
通式(V)中，X1~X6各自獨立地較佳表示氫原子或氟原子，但較佳為1個~5個各表示氟原子，更佳為1 個~4個表示氟原子，尤佳為1個~3個表示氟原子，尤更佳為1個~2個表示氟原子，最佳為2個表示氟原子。
此時，當氟原子為1個時，較佳為X3~X6中的任1個表示氟原子，更佳為X3或X4表示氟原子。當氟原子為2個時，更佳為X3~X6中的任2個表示氟原子，更佳為X3及X4表示氟原子，或X5及X6表示氟原子，尤佳為X3及X4表示氟原子。當氟原子為3個以上時，較佳為至少X3及X4表示氟原子，或至少X5及X6表示氟原子，更佳為至少X3及X4表示氟原子。
通式(V)中，A2較佳表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，但於使用該液晶組成物所製作的顯示元件及液晶顯示器中，當重視響應速度時，較佳表示1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳表示1,4-伸苯基。當重視驅動電壓時，較佳表示1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳表示四氫吡喃-2,5-二基。當重視動作溫度範圍時，即需要高的動作溫度範圍時，較佳表示1,4-伸環己基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳表示1,4-伸環己基。當表示1,4-伸苯基時，苯環中的1個以上之氫原子可被取代成氟原子，但較佳為無取代、1取代或2取代，當2取代時，較佳表示2,3-二氟苯。
通式(V)中，Z1表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-，較佳表示單鍵、-OCF2-或-CF2O-，更佳表示單鍵。
通式(V)中，n表示0或1，但當重視響應速度時，較佳表示0，當重視動作溫度範圍時，即需要高的動 作溫度範圍時，較佳表示1。
通式(V)所示的化合物具體地較佳為以下記載之通式(V-1)~(V-15)
(式中，R7表示與通式(V)之R7相同的意思，R8表示與通式(V)之R8相同的意思)所示的化合物，更佳為式(V-1)、式(V-3)~式(V-9)及式(V-12)~式(V-15)，尤佳為式(V-1)、式(V-3)、式(V-5)、式(V-6)、式(V-9)、式(V-12)及式(V-15)，特佳為式(V-1)、式(V-5)、式(V-6)，最佳為式(V-5)。
當使用通式(V)所示的化合物時，較佳為使用式(V-5)所示的化合物，式(V-5)所示的化合物之含量較佳為通式(V)所示的化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，尤佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
通式(V)中，R7及R8各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，較佳表示碳原子數1~8的烷基或碳原子數2~8的烯基，更佳表示碳原子數2~5的烷基或碳原子數2~5的烯基，尤佳表示碳原子數2~5的烷基，較佳為直鏈，當R7及R8皆為烷基時，各自之碳原子數較佳為相異。
若更詳述，則較佳為R7表示丙基且R8表示乙基之化合物，或R7表示丁基且R8表示乙基之化合物。
本發明之液晶組成物係可以寬廣的範圍使用向列相．各向同性液體相轉移溫度(TNI)，但較佳為60~120℃，更佳為70~100℃，特佳為70~90℃。
本發明之液晶組成物必須有式(I)及通式(II)的化合物，於更佳的態樣中可含有通式(III)~通式(V)所示的化合物。此時，含量較佳為以下記載之含量。
含有式(I)、通式(II)及通式(III)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為35質量%~80質量%，更佳為40~70質量%，尤佳為45~70質量%，特佳為50質量%~65質量%。
含有式(I)、通式(II)及通式(IV)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為40~80質量%，更佳為 45~75質量%，尤佳為50質量%~70質量%，特佳為55~65質量%。
含有式(I)、通式(II)及通式(VI)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為55~95質量%，更佳為60~90質量%，尤佳為65質量%~85質量%，特佳為70~80質量%。
含有式(I)、通式(II)、通式(III)及通式(IV)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為50~95質量%，更佳為55~90質量%，尤佳為60~80質量%，特佳為65~75質量%。
含有式(I)、通式(II)、通式(IV)及通式(VI)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為70~99質量%，更佳為75~97質量%，尤佳為80~96質量%，特佳為85~95質量%。
含有式(I)、通式(II)、通式(III)、通式(IV)及通式(VI)所示的化合物時，此等化合物之合計含量較佳為85~100質量%，更佳為90~100質量%，尤佳為95~100質量%。
含有式(I)及通式(II)~通式(VI)所示的化合物之全部時，此等化合物之合計含量較佳為90~100質量%，更佳為95~100質量%，尤佳為97~100質量%，特佳為98~100質量%。
於構成本發明的液晶組成物之各化合物中，在1分子內具有2個以上之氟原子數的化合物，具體地通式(II)、通式(III)、通式(VI)及具有2個以上的氟原子之 通式(V)所示的化合物之佔有比例較佳為液晶組成物中之40~70質量%，更佳為45~65質量%，尤佳為50~60質量%，若更詳述，則當重視響應速度時，較佳為50質量%~60質量%，當重視驅動電壓時，較佳為40~50質量%。
本案發明之液晶組成物可更含有由通式(VI-a)至通式(VI-e)所示的化合物群組中選出之化合物。
(式中，R91至R9a各自獨立地表示碳原子數1至10的烷基、碳原子數1至10的烷氧基或碳原子數2至10的烯基，惟通式(VI-a)中，R91表示碳原子數3的烷基，R92表示碳原子數2的烷基之化合物係除外)。
含有由通式(VI-a)至通式(VI-e)所示的化合物群組中選出之化合物時，較佳含有1種~10種，更佳含有1種~8種，特佳含有1種~5種，亦較佳含有2種以上之化合物，此時之含量較佳為5~40質量%，更佳為5~35質量%，特佳為7~30質量%。
R91至R9a各自獨立地較佳表示碳原子數1至10的烷基、碳原子數2至10的烯基或碳原子數2至10的烷氧基，更佳表示碳原子數1至5的烷基、碳原子數2至5的 烯基或碳原子數2至5的烷氧基，烯基較佳為以下記載之式(i)~式(iv) (式中，以右端鍵結於環構造)所示之構造，但當本案發明之液晶組成物含有反應性單體時，較佳為式(ii)及式(iv)所示之構造，更佳為式(ii)所示之構造。
又，R91及R92係可相同或相異，較佳表示相異的取代基。
基於此等之點，式(VI-a)至式(VI-e)所示的化合物更具體地較佳為以下記載之化合物。
於此等之中，較佳為式(VI-a1)、式(VI-a2)、式(VI-a3)、式(VI-a-4)、式(VI-a5)、式(VI-a-6)、式(VI-b2)、式(VI-b6)、式(VI-c2)、式(II-c4)、式(VI-c5)、式(VI-d1)~式(VI-d4)及式(VI-e2)所示的化合物。
通式(VI)所示的化合物係與式(I)所示的化合物在介電常數各向異性大致為0之點係共通，但式(I)所示的化合物與通式(VI)所示的化合物之比例，於液晶組成物中的式(I)所示的化合物與通式(VI)所示的化合物之合計含量之內，式(I)所示的化合物之含量較佳為30~75質量%，更佳為35~70質量%，特佳為30~65質量%。又，式(I) 與通式(VI)的合計含量，係在組成物全體之含量之內，較佳含有10~70質量%，更佳含有15~65質量%，尤佳含有20~60質量%，尤更佳含有25~55質量%，特佳含有30~50質量%。
本案中的1,4-環己基較佳為反式-1,4-環己基。
本發明之液晶組成物係以式(I)及通式(II)所示的化合物作為必要成分，但可更含有通式(III)~通式(V)及通式(VI-a)~通式(VI-e)所示的化合物。液晶組成物中所含有之式(I)、通式(II)~通式(V)及通式(VI-a)~通式(VI-d)所示的化合物之合計含量，係下限值較佳為60質量%，更佳為65質量%，尤佳為70質量%，尤更佳為75質量%，更佳為80質量%，更佳為85質量%，更佳為90質量%，更佳為92質量%，更佳為95質量%，更佳為98質量%，更佳為99質量%，上限值較佳為100質量%，更佳為99.5質量%。
較佳為增多分子內的環構造皆6員環的化合物之含量，相對於前述組成物之總質量，分子內的環構造皆6員環的化合物之含量較佳為80質量%以上，更佳為90質量%以上，尤佳為95質量%以上，最佳為實質上僅以分子內的環構造皆6員環的化合物來構成液晶組成物。為了抑制液晶組成物因氧化而劣化，較佳為減少具有伸環己烯基作為環構造之化合物的含量，相對於前述組成物之總質量，具有伸環己烯基的化合物之含量較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下，尤佳為實質上不含有。於重視黏度的改善及Tni的改善時，較佳為減少在分子內 具有氫原子可被取代成鹵素的2-甲基苯-1,4-二基的化合物之含量，相對於前述組成物之總質量，分子內具有氫原子可被取代成鹵素的2-甲基苯-1,4-二基的化合物之含量較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下，尤佳為實質上不含有。於重視液晶組成物的可靠性及長期安定性時，相對於前述組成物之總質量，具有羰基的化合物之含量較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，尤佳為1質量%以下，最佳為實質上不含有。本發明的液晶組成物之介電常數各向異性△ε值，在25℃時較佳為-2.0至-6.0，更佳為-2.5至-5.0，特佳為-2.5至-4.0，若更詳述，則於重視響應速度時，較佳為-2.5~-3.4，於重視驅動電壓時，較佳為-3.4~-4.0。
本發明之液晶組成物的折射率各向異性△n值，在25℃時較佳為0.08至0.13，更佳為0.09至0.12。若更詳述，則當對應於薄的晶胞間隙時，較佳為0.10至0.12，當對應於厚的晶胞間隙時，較佳為0.08至0.10。
本發明之液晶組成物的旋轉黏度(γ1)較佳為150以下，更佳為130以下，特佳為120以下。
於本發明之液晶組成物中，旋轉黏度與折射率各向異性之函數的Z較佳為表示特定之值。
Z=γ1/△n 2(式中，γ1表示旋轉黏度，△n表示折射率各向異性)。
Z較佳為13000以下，更佳為12000以下，特佳為11000以下。
本發明之液晶組成物，當使用於主動矩陣顯示元件時，必須具有1012(Ω．m)以上之比電阻，較佳為1013(Ω．m)，更佳為1014(Ω．m)以上。
本發明之液晶組成物，係除了上述的化合物以外，按照用途，還可含有通常的向列液晶、層列液晶、膽固醇液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑、聚合性單體等，但於要求液晶組成物的化學安定性時，較佳為在其分子內沒有氯原子，於要求液晶組成物對紫外線等光之安定性時，宜在其分子內不具有以萘環等為代表之共軛長度長且在紫外區域有吸收峰存在之縮合環等。
作為聚合性單體，較佳為通式(VII)所示的二官能單體， (式中，X7及X8各自獨立地表示氫原子或甲基，Sp1及Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~8的伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2至7之整數，氧原子係鍵結於芳香環)，Z2表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中，Y1及Y2各自獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵， B表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，式中的全部之1,4-伸苯基係任意的氫原子可被氟原子取代)。
較佳為X7及X8皆表示氫原子的二丙烯酸酯衍生物、皆具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物中之任一者，亦較佳為其中一者表示氫原子，而另一者表示甲基之化合物。此等化合物的聚合速度係二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸酯衍生物慢，非對稱化合物為其中間，可按照其用途來使用較佳的態樣。於PSA顯示元件中，二甲基丙烯酸酯衍生物為特佳。
Sp1及Sp2各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~8的伸烷基或-O-(CH2)s-，但於PSA顯示元件中，較佳為至少一個是單鍵者，較佳為皆表示單鍵的化合物，或其中一個為單鍵而另一個表示碳原子數1~8的伸烷基或-O-(CH2)s-之態樣。此時較佳為1~4的烷基，s較佳為1~4。
Z1較佳為-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，更佳為-COO-、-OCO-或單鍵，特佳為單鍵。
B表示任意的氫原子可被氟原子取代之1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，較佳為1,4-伸苯基或單鍵。當C表示單鍵以外的環構造時，Z2亦較佳為單鍵以外之連結基，當C為單鍵時，Z1較佳為單鍵。
基於此等之點，於通式(VII)中，Sp1及Sp2之間的環構造具體地較佳為以下記載之構造。
於通式(VII)中，當C表示單鍵，環構造以二個環形成時，較佳表示以下之式(VIIa-1)至式(VIIa-5)
(式中，兩端係鍵結於Sp1或Sp2)，更佳表示式(VIIa-1)至式(VIIa-3)，特佳表示式(VIIa-1)。
含有此等骨架的聚合性化合物，由於聚合後的配向管制力最適合於PSA型液晶顯示元件，得到良好的配向狀態，故顯示不均係被抑制或全然不發生。
根據以上，作為聚合性單體，特佳為通式(VII-1)~通式(VII-4)，其中最佳為通式(VII-2)。
(式中，Sp2表示碳原子數2至5的伸烷基)。
於本發明之液晶組成物中添加單體之情況，即使聚合引發劑不存在時，聚合也進行，但為了促進聚合，亦可含有聚合引發劑。作為聚合引發劑，可舉出苯偶姻醚類、二苯基酮類、苯乙酮類、苄基縮酮類、醯基膦氧化物類等。又，為了提高保存安定性，亦可添加安定劑。作為可使用的安定劑，例如可舉出氫醌類、氫醌單烷基醚類、第三丁基兒茶酚類、焦棓酚類、噻吩類、硝基化合物類、β-萘基胺類、β-萘酚類、亞硝基化合物等。
本發明之含有聚合性化合物的液晶組成物，係適用於液晶顯示元件，特別適用於主動矩陣驅動用液晶顯示元件，可使用於PSA模式、PSVA模式、VA模式、IPS模式或ECB模式用液晶顯示元件。
本發明之含有聚合性化合物的液晶組成物，係可藉由紫外線照射來聚合其中所含有的聚合性化合物而賦予液晶配向能力，使用於利用液晶組成物之雙折射來控制光的透過光量之液晶顯示元件。於液晶顯示元件中，適用於AM-LCD(主動矩陣液晶顯示元件)、TN(向列液晶顯示元件)、STN-LCD(超扭轉向列液晶顯示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(面內切換液晶顯示元件)，特別適用於AM-LCD，可使用於透射型或反射型的液晶顯示元件。
液晶顯示元件中使用的液晶胞之2片基板係可使用如玻璃或塑膠之具有柔軟性的透明材料，其中一 片亦可使用矽等之不透明材料。具有透明電極層的透明基板，例如可藉由在玻璃板等的透明基板上濺鍍銦錫氧化物(ITO)而得。
以透明電極層成為內側之方式使前述基板相向。於該情況下，亦可經由間隔物來調整基板之間隔。此時，較佳為以所得之調光層的厚度成為1~100μm之方式進行調整。1.5至10μm係更佳，使用偏光板時，較佳為以對比成為最大之方式，調整液晶的折射率各向異性△n與晶胞厚度d之乘積。又，當有二片偏光板時，亦可調整各偏光板的偏光軸，以視野角或對比成為良好之方式進行調整。再者，為了擴大視野角，亦可使用相位差薄膜。作為間隔物，例如可舉出玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、光阻材料等。然後以設有液晶注入口之形式，將環氧系熱硬化性組成物等的密封劑予以網版印刷在該基板上，貼合該基板彼此，加熱而使密封劑熱硬化。
於2片基板間夾持含有聚合性化合物的液晶組成物之方法，係可使用通常的真空注入法或ODF法等，於真空注入法中雖然不發生滴下痕跡，但具有注入之後殘留的問題，於本案發明中，更適用於使用ODF法製造顯示元件。
作為使聚合性化合物聚合之方法，由於為了得到液晶的良好配向性能，宜為適度的聚合速度，故較佳為藉由單一或併用或輪流地照射紫外線或電子線等之活性能量線而使聚合之方法。使用紫外線時，可使用偏光光源，也可使用非偏光光源。又，於2片基板間夾持含 有聚合性化合物的液晶組成物之狀態下進行聚合時，至少照射面側的基板必須對活性能量線給予適當的透明性。又，亦可使用：於光照射時使用遮罩僅使特定的部分聚合後，藉由改變電場或磁場或溫度等之條件，而使未聚合部分之配向狀態變化，再照射活性能量線以使聚合之手段。特別地，於紫外線曝光時，較佳為邊對含聚合性化合物的液晶組成物施加交流電場邊進行紫外線曝光。所施加的交流電場較佳為頻率10Hz至10kHz之交流，更佳為頻率60Hz至10kHz，電壓係依賴於液晶顯示元件之所欲的預傾角來選擇。即，可藉由所施加的電壓來控制液晶顯示元件之預傾角。於橫電場型MVA模式之液晶顯示元件中，從配向安定性及對比之觀點來看，較佳為將預傾角控制在80度至89.9度。
照射時之溫度較佳為將本發明的液晶組成物之液晶狀態保持之溫度範圍內。較佳為在接近室溫之溫度，即典型上在15~35℃之溫度使聚合。作為產生紫外線的燈，可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又，作為照射紫外線之波長，較佳為照射不是液晶組成物的吸收波長範圍之波長範圍的紫外線，較佳為按照需要來切割紫外線而使用。所照射的紫外線之強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2，更佳為2mW/cm2~50W/cm2。所照射的紫外線之能量係可適宜調整，較佳為10mJ/cm2至500J/cm2，更佳為100mJ/cm2至200J/cm2。照射紫外線時，亦可使強度變化。照射紫外線的時間係根據所照射的紫外線強度來適宜選擇，較佳為10秒至3600秒，更佳 為10秒至600秒。
本發明的液晶顯示元件之構成係如第1圖中所記載，具有：具備由透明導電性材料所成的共通電極之第一基板，具備控制由透明導電性材料所成的畫素電極與在各畫素上所具備的畫素電極之薄膜電晶體之第二基板，及在前述第一基板與第二基板間所夾持的液晶組成物；該液晶組成物中的液晶分子之無電壓施加時的配向係相對於前述基板呈略垂直之液晶顯示元件，其特徵為使用前述本發明的液晶組成物作為該液晶組成物。
滴下痕跡的發生係受到所注入的液晶材料大幅影響，藉由顯示元件的構成亦無法避免其之影響。特別地，液晶顯示元件中所形成的彩色濾光片、薄膜電晶體等係只有薄的配向膜、透明電極等與液晶組成物相隔之構件，故因組合而對滴下痕跡之發生造成影響。
特別地，當該薄膜電晶體為反交錯型時，為了以汲電極覆蓋閘電極之方式形成，其面積有增大之傾向。汲電極係由銅、鋁、鉻、鈦、鉬、鉭等的金屬材料所形成，一般地，施有鈍化處理者係通常的形態。然而，保護膜一般為薄，配向膜亦薄，由於不遮斷離子性物質的可能性高，無法避免因金屬材料與液晶組成物之相互作用所致的滴下痕跡之發生。
於本發明中，如第2圖中所記載，可適用於薄膜電晶體為反交錯型的液晶顯示元件，在使用鋁配線的情況為較佳。
使用本發明的液晶組成物之液晶顯示元件， 係可用於兼顧高速響應與顯示不良之抑制，特別有用於主動矩陣驅動用液晶顯示元件，可適用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用。
[實施例]
以下舉出實施例來更詳述本發明，惟本發明不受此等實施例所限定。又，以下的實施例及比較例之組成物中的「%」係意味『質量%』。
實施例中，所測定的特性係如以下。
Tni：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
△n：在25℃的折射率各向異性.
△ε：在25℃的介電常數各向異性
η：在20℃的黏度(mPa．s)
γ1：在25℃的旋轉黏度(mPa．s)
VHR：於頻率60Hz，施加電壓1V之條件下，在60℃的電壓保持率(%)
殘影：液晶顯示元件之殘影評價，係在顯示區域內使指定的固定圖案顯示1000小時後，進行全畫面均一顯示時，目視固定圖案的殘像之程度，藉由以下的4個等級評價來進行。
◎無殘像
○有極少的殘像，但也為可容許之程度
△有殘像，無法容許之程度
×有殘像，相當惡劣
滴下痕跡： 液晶顯示裝置的滴下痕跡之評價，係在全面黑顯示時，目視白地浮現之滴下痕跡，藉由以下的4個等級評價來進行。
◎無殘像
○有極少的殘像，但也為可容許之程度
△有殘像，無法容許之程度
×有殘像，相當惡劣
製程適合性：製程適合性係於ODF製程中，使用定容積計量泵，每1次50pL滴下液晶，進行100000次，用以下的4個等級來評價以下的「0~100次、101~200次、201~300次、．．．．99901~100000次」之各100次滴下的液晶量之變化。
◎變化極小(可穩定地製造液晶顯示元件)
○有稍微變化，但也為可容許之程度
△有變化，無法容許之程度(由於發生不均而良率變差)
×有變化，相當惡劣(發生液晶洩漏或真空氣泡)
低溫下的溶解性：低溫下的溶解性評價，係在調製液晶組成物後，於2mL的樣品瓶中秤量1g液晶組成物，對此在溫度控制式試驗槽中，將以下當作1個循環「-20℃(1小時保持)→升溫(0.1℃/每分鐘)→0℃(1小時保持)→升溫(0.1℃/每分鐘)→20℃(1小時保持)→降溫(-0.1℃/每分鐘)→0℃(1小時保持)→降溫(-0.1℃/每分鐘)→-20℃」，持續給予溫度變化，目視觀察來自液晶組成物的析出物之發生，進行以 下的4個等級評價。
◎600小時以上未觀察到析出物。
○300小時以上未觀察到析出物。
△150小時以內觀察到析出物。
×75小時以內觀察到析出物。
再者，於實施例中，化合物之記載係使用以下的縮寫符號。
(側鏈)
-n -CnH2n+1碳原子數n之直鏈狀烷基
-On -OCnH2n+1碳原子數n之直鏈狀烷氧基
-V -C=CH2乙烯基
(環構造)
(實施例1)
調製具有以下所示之組成的液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例1之液晶組成物，製作第1圖中所示的VA液晶顯示元件。此液晶顯示元件係具有反交錯型的薄膜電晶體作為主動元件。液晶組成物之注入係藉由滴下法進行，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫 下的溶解性之評價。
再者，含量之左側的記號係上述化合物的縮寫符號之記載。
可知實施例1之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的75.2℃之液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低的黏性及最合適的△n。使用實施例1記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示極優異之評價結果。
(比較例1)
調製不含有式(I)所示的化合物，以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
再者，含量之左側的記號係與實施例1同樣地，為前述化合物的縮寫符號之記載。
不含有式(I)所示的化合物之液晶組成物(比較例1)，與含有式(I)所示的化合物之液晶組成物(實施例1)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η上升。關於γ1，比較例1之值的134mPa．s係顯示比實施例1之值的121mPa．s較高之值，以表示液晶顯示元件及顯示器的有效響應速度之參數的γ1/△n2之值進行比較亦為差的結果。相對於比較例1之初期的VHR為98.5%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.0%，與實施例1比較下為差的結果。評價製程適合性，結果與實施例1相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例1相比，在早期觀察到析出。
(比較例2及3)
調製不含有通式(II-1)所示的化合物，以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向 異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的液晶組成物(比較例2)，及不含有通式(II-2)所示的化合物，以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的液晶組成物(比較例3)，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
不含有通式(II-1)所示的化合物之液晶組成物(比較例2)，與含有14質量%之通式(II-1)所示的化合物之液晶組成物(實施例1)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例2之初期的VHR為99.1%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.2%，與實施例1比較下為差的結果。評價製程適合性，結果與實施例1相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例1相比，在早期觀察到析出。
不含有通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(比較例3)，與含有7.5質量%之通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(實施例1)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例3之初期的VHR為99.0%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.3%，與實施例1比較下為差的結果。評價製程適合性，結果與實施例1相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例1相比，在早期觀察到析出。
(實施例2及3)
調製以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例2及3之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例2及3之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介 電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例2及3記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(實施例4及5)
調製以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例4及5之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例4及5之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低的黏性及最合適的△n。使用實施例4及5記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(實施例6)
調製以具有與實施例1之組成物同等的液晶相溫度範圍及同等的折射率各向異性之值，具有比實施例1之組成物還大的介電常數各向異性之絕對值，即以具有可對應於低電壓驅動之方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例6之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果
可知實施例6之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有對應於低電壓驅動之大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例6記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(比較例4及5)
調製不含有式(I)所示的化合物，以具有與實施例6之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之液晶組成物(比較例4)，及不含有通式(II-1)所示的化合物，以具有與實施例6之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之液晶組成物(比較例5)，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
不含有通式(I)所示的化合物之液晶組成物(比較例4)，與含有20%之通式(I)所示的化合物之液晶組成物(實施例6)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例4之初期的VHR為98.9%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.3%，與實施例6比較下為差之結果。評價製程適合性，結果與實施例6相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例6相比，在早期觀察到析出。
不含有通式(II)所示的化合物之液晶組成物(比較例5)，與含有19%之通式(II)所示的化合物之液晶組成物(實施例6)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例5之初期的VHR為99.0%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.4%，與實施例6比較下為差的結果。評價製程適合性，結果與實施例6相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例6相比，在早期觀察到析出。
(比較例6)
調製不含有通式(II-2)所示的化合物，以具有與實施例6之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之液晶組成物(比較例6)，測定其物性值。將此之結果顯 示於以下的表中。
不含有通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(比較例6)，與含有13%之通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(實施例6)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例6之初期的VHR為98.7%，在150℃ 1小時的高溫放置後 之VHR為97.1%，與實施例6比較下為差之結果。評價製程適合性，結果與實施例6相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例6相比，在早期觀察到析出。
(實施例7及8)
調製以具有與實施例6之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例7及8之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例7及8之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例7及8記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(實施例9及10)
調製以具有與實施例6~8之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例9及10之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例9及10之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例9及10記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(實施例11)
調製以具有與實施例6~10之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例11之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例11之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例11記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(比較例7及8)
調製不含有式(I)所示的化合物，以具有與實施例11之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異 性之值及同等的介電常數各向異性之值方式所設計之液晶組成物(比較例7)，及不含有通式(II-1)所示的化合物，以具有與實施例11之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值所設計之液晶組成物(比較例8)，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
不含有通式(I)所示的化合物之液晶組成物( 比較例7)，與含有23%之通式(I)所示的化合物之液晶組成物(實施例11)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例7之初期的VHR為98.7%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.1%，與實施例11比較下為差之結果。評價製程適合性，結果與實施例11相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例11相比，在早期觀察到析出。
不含有通式(II-1)所示的化合物之液晶組成物(比較例8)，與含有18%之通式(II-1)所示的化合物之液晶組成物(實施例11)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例8之初期的VHR為99.1%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.6%，與實施例11比較下為差的結果。評價製程適合性，結果與實施例11相比，變化係無法容許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例11相比，在早期觀察到析出。
(比較例9)
調製不含有通式(II-2)所示的化合物，以具有與實施例11之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之液晶組成物(比較例9)，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
不含有通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(比較例9)，與含有15質量%之通式(II-2)所示的化合物之液晶組成物(實施例11)相比，雖然具有同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值，但顯示黏度η及旋轉黏度γ1上升。相對於比較例9之初期的VHR為99.2%，在150℃ 1小時的高溫放置後之VHR為97.4%，與實施例11比較下為差之結果。評價製程適合性，結果與實施例11相比，變化係無法容 許之程度。評價低溫下的溶解性，結果與實施例11相比，在早期觀察到析出。
(實施例12及13)
調製以具有與實施例11之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例12及13之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例12及13之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例12及13記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。
(實施例14及15)
調製以具有與實施例6~13之組成物同等的液晶相溫度範圍、同等的折射率各向異性之值及同等的介電常數各向異性之值的方式所設計之以下所示的組成之液晶組成物，測定其物性值。將此之結果顯示於以下的表中。
使用實施例14及15之液晶組成物，與實施例1同樣地製作VA液晶顯示元件，進行殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性之評價，在同表中顯示結果。
可知實施例14及15之液晶組成物係具有作為TV用液晶組成物之實用的液晶相溫度範圍，具有大的介電常數各向異性之絕對值，具有低黏性及最合適的△n。使用實施例14及15記載之液晶組成物，製作第1圖記載之VA液晶顯示元件，藉由前述方法來評價殘影、滴下痕跡、製程適合性及低溫下的溶解性時，顯示優異之評價結果。

Claims (13)

  1. 一種介電常數各向異性為負之液晶組成物，其含有式(I)所示的化合物，含有2種以上之通式(II)所示的化合物，但含有1種或2種以上之通式(II)所示的化合物中n1為0之化合物，含有1種或2種以上之通式(II)所示的化合物中n1為1之化合物， (式中，R1及R2各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代，n1表示0或1)。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有3~35質量%之式(I)所示的化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有20~40質量%之通式(II)所示的化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有1種以上之通式(II-1)所示的化合物， (式中，R1表示與通式(I)之R1相同的意思)， 含有1種以上之通式(II-2)所示的化合物， (式中，R1表示與通式(I)之R1相同的意思)。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有通式(III)所示的化合物， (式中，R3及R4各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代，A1表示1,4-伸環己基或四氫吡喃-2,5-二基)。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有通式(IV)所示的化合物， (式中，R5及R6各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代)。
  7. 一種液晶組成物，其含有5~35質量%之如申請專利範圍第1項之式(I)所示的化合物，含有3~30質量%之如申請專利範圍第4項之通式(II-1)所示的化合物，含有5~25質量%之如申請專利範圍第4項之通式(II-2)所示的化合物，含有3~25質量%之如申請專利範圍第5項之通式(III)所示的化合物，含有2~30質量%之如申請專利範圍第6項之通式(IV)所示的化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有式(V)所示的化合物， (式中，R7及R8各自獨立地表示碳原子數1~8的烷基、碳原子數2~8的烯基、碳原子數1~8的烷氧基或碳原子數2~8的烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的1個以上之氫原子可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中的亞甲基只要氧原子不連續鍵結就可被氧原子取代，只要羰基不連續鍵結就可被羰基取代，A2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，但當A2表示1,4-伸苯基時，該1,4-伸苯基中的1個以上之氫原子可被取代成氟，Z1表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n表示0或1，X1~X6各自獨立地表示氫原子或氟原子，但X1~X6中的至少1個表示氟原子)。
  9. 一種液晶組成物，其含有5~35質量%之如申請專利範圍第1項之式(I)所示的化合物，含有3~30質量%之如申請專利範圍第4項之通式(II-1)所示的化合物，含有5~25質量%之如申請專利範圍第4項之通式(II-2)所示的化合物，含有3~25質量%之如申請專利範圍第5項之通式(III)所示的化合物，含有2~30質量%之如申請專利範圍第6項之通式(IV)所示的化合物，含有2~30質量%之如申請專利範圍第8項之通式(V)所示的化合物。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中含有反應性單體。
  11. 一種液晶顯示元件，其使用如申請專利範圍第1項之液晶組成物。
  12. 一種液晶顯示元件，其使用如申請專利範圍第10項之液晶組成物。
  13. 一種液晶顯示器，其使用如申請專利範圍第11或12項之液晶顯示元件。
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