TW201510193A - 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件 - Google Patents

液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件 Download PDF

Info

Publication number
TW201510193A
TW201510193A TW103120641A TW103120641A TW201510193A TW 201510193 A TW201510193 A TW 201510193A TW 103120641 A TW103120641 A TW 103120641A TW 103120641 A TW103120641 A TW 103120641A TW 201510193 A TW201510193 A TW 201510193A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
liquid crystal
carbon atoms
compound
crystal composition
Prior art date
Application number
TW103120641A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI550075B (zh
Inventor
古里好優
齋藤将之
Original Assignee
捷恩智股份有限公司
捷恩智石油化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52141666&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TW201510193(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 捷恩智股份有限公司, 捷恩智石油化學股份有限公司 filed Critical 捷恩智股份有限公司
Publication of TW201510193A publication Critical patent/TW201510193A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI550075B publication Critical patent/TWI550075B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • C09K19/3068—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/122—Ph-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3004—Cy-Cy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3009—Cy-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/301—Cy-Cy-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3016—Cy-Ph-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3027—Compounds comprising 1,4-cyclohexylene and 2,3-difluoro-1,4-phenylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
    • C09K2019/3036—Cy-C2H4-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
    • C09K2019/3037—Cy-Cy-C2H4-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • C09K19/3068—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/3071—Cy-Cy-COO-Cy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • C09K19/3068—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/3078—Cy-Cy-COO-Ph-Cy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
    • C09K2019/3425—Six-membered ring with oxygen(s) in fused, bridged or spiro ring systems

Abstract

本發明提供一種液晶組成物，其於向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的負介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等特性中，滿足至少1個特性，或者關於至少2個特性而具有適當的平衡。本發明還提供一種AM元件，其具有短的響應時間、大的電壓保持率、低的臨限電壓、大的對比度比、長壽命等特性。本發明的液晶組成物含有有助於對熱或紫外線的高穩定性的化合物，且具有負的介電各向異性，而且具有向列相，所述組成物含有具有大的負介電各向異性的特定化合物作為第一成分，而且亦可含有具有高的上限溫度或者小的黏度的特定化合物作為第二成分、且可含有具有大的負介電各向異性的特定化合物作為第三成分。

Description

液晶組成物及液晶顯示元件
本發明是有關於一種液晶組成物、含有該組成物的液晶顯示元件等。尤其是有關於介電各向異性為負的液晶組成物、以及含有該組成物且具有共面切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)、電場感應光反應配向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式的液晶顯示元件。本發明亦有關於一種聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)型的液晶顯示元件。
液晶顯示元件中，基於液晶分子的操作模式(operating mode)的分類為：相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)、共面切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)、電場感應光反應配向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基於元件的驅動方式的分類為被動矩陣(passive matrix，PM)與主動矩陣(active matrix，AM)。PM被分類為靜態式(static)與多工式(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分類為非晶矽(amorphous silicon)以及多晶矽(polycrystal silicon)。後者根據製造步驟而分類為高溫型與低溫型。基於光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光與背光兩者的半透過型。
液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組成物。該組成物具有適當的特性。藉由提高該組成物的特性，可獲得具有良好特性的AM元件。將兩者的特性中的關聯歸納於下述表1中。基於市售的AM元件來對組成物的特性進一步進行說明。向列相的溫度範圍與元件可使用的溫度範圍相關聯。向列相的較佳的上限溫度為約70℃以上，而且向列相的較佳的下限溫度為約-10℃以下。組成物的黏度與元件的響應時間相關聯。為了以元件顯示動態影像，較佳為響應時間短。理想為短於1毫秒的響應時間。因此，較佳為組成物的黏度小。更佳為低溫下的黏度小。
組成物的光學各向異性與元件的對比度比相關聯。根據元件的模式而需要大的光學各向異性或者小的光學各向異性，即適當的光學各向異性。組成物的光學各向異性(△n)與元件的單元間隙(d)的積(△n×d)被設計成使對比度比為最大。適當的積的值依存於操作模式的種類。於VA模式的元件中，該值為約0.30μm至約0.40μm的範圍，於IPS模式或者FFS模式的元件中該值為約0.20μm至約0.30μm的範圍。於該些情況下，對單元間隙小的元件而言較佳為具有大的光學各向異性的組成物。組成物中的大的介電各向異性有助於元件中的低臨限電壓、小的消耗電力與大的對比度比。因此，較佳為大的介電各向異性。組成物中的大的比電阻有助於元件的大的電壓保持率與大的對比度比。因此，較佳為在初始階段中不僅在室溫下，而且在高溫下亦具有大的比電阻的組成物。較佳為在長時間使用後，不僅在室溫下，而且在高溫下亦具有大的比電阻的組成物。組成物對紫外線及熱的穩定 性與元件的壽命相關聯。該穩定性高時，元件的壽命長。如上所述的特性對液晶投影機、液晶電視等中使用的AM元件而言較佳。
聚合物穩定配向(PSA；polymer sustained alignment)型的液晶顯示元件中，使用含有聚合物的液晶組成物。首先，將添加有少量聚合性化合物的組成物注入至元件中。繼而，一邊對該元件的基板之間施加電壓，一邊對組成物照射紫外線。聚合性化合物進行聚合而於組成物中生成聚合物的網眼結構。該組成物中，可利用聚合物來控制液晶分子的配向，因此元件的響應時間縮短，影像的殘像得以改善。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之類的模式的元件可期待聚合物的所述效果。
具有TN模式的AM元件中使用具有正的介電各向異性的組成物。具有VA模式的AM元件中使用具有負的介電各向異性的組成物。具有IPS模式或者FFS模式的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。聚合物穩定配向(PSA；polymer sustained alignment)型的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。本申請案中的化合物(1)揭示於以下的專利文獻1中，具有負的介電各向異性的液晶組成物的例子揭示於專利文獻2及專利文獻3中。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2004-507607號公報
[專利文獻2]歐洲專利申請公開2463355號公報
[專利文獻3]國際公開2012-076105號
本發明的其中一個目的為一種液晶組成物，其於向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的負介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等特性中，滿足至少1個特性。另一目的為一種於至少2個特性之間具有適當平衡的液晶組成物。另一目的為一種含有此種組成物的液晶顯示元件。又一目的為一種具有短的響應時間、大的電壓保持率、低的臨限電壓、大的對比度比、長壽命等特性的AM元件。
本發明為一種液晶組成物、以及含有該組成物的液晶顯示元件，所述液晶組成物含有選自式(1)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為添加物、以及選自式(2)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第一成分，而且具有負的介電各向異性，且具有向列相。
式(1)及式(2)中，R1及R2獨立地為氫或者碳數1至15的烷基；R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基；環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基(1,4-cyclohexenylene)、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基(7,8-difluorochromane-2,6-diyl)；Z1為碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少1個氫可經鹵素所取代，至少1個-CH2-可經-O-所取代；Z2及Z3獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或者羰基氧基，當全部的Z2均為單鍵時，R3為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基；a為1、2或3，b為0或1，而且a與b之和為3以下。
本發明的優點為一種液晶組成物，其於向列相的高上限 溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的負介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等特性中，滿足至少1個特性。另一優點為一種於至少2個特性之間具有適當平衡的液晶組成物。另一優點為一種含有此種組成物的液晶顯示元件。又一優點為一種具有短的響應時間、大的電壓保持率、低的臨限電壓、大的對比度比、長壽命等特性的AM元件。
該說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將「液晶組成物」以及「液晶顯示元件」的用語分別簡稱為「組成物」以及「元件」。液晶顯示元件為液晶顯示面板以及液晶顯示模組的總稱。液晶性化合物是具有向列相、層列相(smectic phase)等液晶相的化合物，以及雖不具有液晶相，但出於調節向列相的溫度範圍、黏度、介電各向異性之類的特性的目的而混合於組成物中的化合物的總稱。該化合物具有例如1,4-伸環己基或1,4-伸苯基之類的六員環，其分子結構為棒狀(rod like)。聚合性化合物是出於使組成物中生成聚合物的目的而添加的化合物。
液晶組成物是藉由將多個液晶性化合物進行混合來製備。液晶性化合物的比例(含量)是由基於該液晶組成物的重量的重量百分率(重量%)所表示。於該組成物中視需要添加光學活 性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑之類的添加物。添加物的比例(添加量)是與液晶性化合物的比例同樣，由基於液晶組成物的重量的重量百分率(重量%)所表示。有時亦使用重量百萬分率(ppm)。聚合起始劑以及聚合抑制劑的比例是例外地基於聚合性化合物的重量來表示。
有時將「向列相的上限溫度」簡稱為「上限溫度」。有時將「向列相的下限溫度」簡稱為「下限溫度」。「比電阻大」是指組成物在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻，並且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻。「電壓保持率大」是指元件在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率，並且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。「提高介電各向異性」的表述於介電各向異性為正的組成物時，是指其值正向地增加，於介電各向異性為負的組成物時，是指其值負向地增加。
「至少1個‘A’可經‘B’所取代」的表述是指‘A’的數量為任意。當‘A’的數量為1個時，‘A’的位置為任意，當‘A’的數量為2個以上時，它們的位置亦可無限制地選擇。該規則亦適用於「至少1個‘A’經‘B’所取代」的表述。
成分化合物的化學式中，將末端基R4的記號用於多個 化合物。該些化合物中，任意的2個R4所表示的2個基團可相同，或者亦可不同。例如，存在化合物(2-1)的R4為乙基，且化合物(2-2)的R4為乙基的情況。亦存在化合物(2-1)的R4為乙基，而化合物(2-2)的R4為丙基的情況。該規則亦適用於其他末端基等的記號。式(2)中，當a為2時，存在2個環A。該化合物中，2個環A所表示的2個環可相同，或者亦可不同。該規則亦適用於當a大於2時的任意2個環A。該規則亦適用於Z4、環D等記號。
2-氟-1,4-伸苯基是指下述的2個二價基。化學式中，氟可為朝左(L)，亦可為朝右(R)。該規則亦適用於四氫吡喃-2,5-二基之類的非對稱的環的二價基。
本發明為下述項等。
項1. 一種液晶組成物，其含有選自式(1)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為添加物、以及選自式(2)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第一成分，而且具有負的介電各向異性，且具有向列相，
式(1)及式(2)中，R1及R2獨立地為氫或者碳數1至15的烷基；R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基；環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z1為碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少1個氫可經鹵素所取代，至少1個-CH2-可經-O-所取代；Z2及Z3獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或者羰基氧基，當全部的Z2均為單鍵時，R3為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基；a為1、2或3，b為0或1，而且a與b之和為3以下。
項2. 如項1所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，式(1)所表示的化合物的比例為0.005重量%至1重量%的範圍。
項3. 如項1或項2所述的液晶組成物，其含有選自式 (2-1)至式(2-12)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第一成分，
式(2-1)至式(2-12)中，R4及R5獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基；R6為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基。
項4. 如項1至項3中任一項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第一成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
項5. 如項1至項4中任一項所述的液晶組成物，其含有選自式(3)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第二成分，
式(3)中，R7及R8獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟所取代的碳數2至12的烯基；環D及環E獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z4為單鍵、伸乙基或者羰基氧基；c為1、2或3。
項6. 如項1至項5中任一項所述的液晶組成物，其含有選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物的組群中的至少1 個化合物作為第二成分，
式(3-1)至式(3-13)中，R7及R8獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟所取代的碳數2至12的烯基。
項7. 如項5或項6所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
項8. 如項1至項7中任一項所述的液晶組成物，其含有選自式(4)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分，
式(4)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基；環F及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環G為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基；d為1、2或3，e為0或1，而且d與e之和為3以下。
項9. 如項1至項8中任一項所述的液晶組成物，其含有選自式(4-1)至式(4-11)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分，
式(4-1)至式(4-11)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基。
項10. 如項8或項9所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第三成分的比例為5重量%至70重量%的範圍。
項11. 如項1至項10中任一項所述的液晶組成物，其中向列相的上限溫度為70℃以上，波長589nm下的光學各向異性(於25℃下測定)為0.08以上，而且頻率1kHz下的介電各向異性(於25℃下測定)為-2以下。
項12. 一種液晶顯示元件，其含有項1至項11中任一項所述的液晶組成物。
項13. 如項12所述的液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的操作模式為IPS模式、VA模式、PSA模式、FFS模式、或者FPA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
項14. 一種如項1至項11中任一項所述的液晶組成物的用途，其用於液晶顯示元件中。
本發明還包括以下各項。(a)所述組成物，其更含有光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑等添加物的至少1個。(b)一種AM元件，其含有所述組成物。(c)更含有聚合性化合物的所述組成物、以及含有該組成物的聚合物穩定配向(PSA)型的AM元件。(d)一種聚合物穩定配向(PSA)型的AM元件，其含有所述組成物，且該組成物中的聚合性化合物進行聚合。(e)一種元件，其含有所述組成物，而且具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、或者FPA的模式。(f)一種透過型元件，其含有 所述組成物。(g)將所述組成物作為具有向列相的組成物的用途。(h)藉由在所述組成物中添加光學活性化合物而作為光學活性組成物的用途。
以如下順序對本發明的組成物進行說明。第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。第二，對成分化合物的主要特性、以及該化合物給組成物帶來的主要效果進行說明。第三，對組成物中的成分的組合、成分的較佳比例以及其根據進行說明。第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。第五，示出較佳的成分化合物。第六，對可添加於組成物中的添加物進行說明。第七，對成分化合物的合成方法進行說明。最後，對組成物的用途進行說明。
第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。本發明的組成物被分類為組成物A及組成物B。組成物A除了含有選自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、及化合物(4)中的化合物以外，亦可更含有其他的液晶性化合物、添加物等。「其他的液晶性化合物」是與化合物(2)、化合物(3)及化合物(4)不同的液晶性化合物。此種化合物是出於進一步調整特性的目的而混合於組成物中。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑等。
組成物B實質上僅包含選自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、及化合物(4)中的化合物。「實質上」是指組成物 雖可含有添加物，但不含其他的液晶性化合物。與組成物A相比較，組成物B的成分的數量少。就降低成本的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合其他的液晶性化合物來進一步調整特性的觀點而言，組成物A優於組成物B。
第二，對成分化合物的主要特性、以及該化合物給組成物的特性帶來的主要效果進行說明。基於本發明的效果，將成分化合物的主要特性歸納於表2中。表2的記號中，L是指大或高，M是指中等程度的，S是指小或低。記號L、M、S是基於成分化合物之間的定性比較的分類，0(零)是指值大致為零。
當將成分化合物混合於組成物中時，成分化合物給組成物的特性帶來的主要效果如下所述。化合物(1)有助於對熱或紫外線的高穩定性。化合物(1)在上限溫度、光學各向異性、以及介電各向異性的特性方面無差異。作為第一成分的化合物(2)提高介電各向異性，而且降低下限溫度。作為第二成分的化合物(3)降低黏度，或者提高上限溫度。作為第三成分的化合物(4)提高介電各向異性、而且提高穩定性。
第三，對組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據進行說明。組成物中的成分的較佳組合為：化合物(1)+第一成分、化合物(1)+第一成分+第二成分、化合物(1)+第一成分+第三成分、或者化合物(1)+第一成分+第二成分+第三成分。尤佳的組合為化合物(1)+第一成分+第二成分+第三成分。
為了有助於對熱或紫外線的高穩定性，化合物(1)的較佳比例為約0.005重量%以上，為了降低下限溫度，化合物(1)的較佳比例為約1重量%以下。尤佳的比例為約0.01重量%至約0.5重量%的範圍。特佳的比例為約0.03重量%至約0.3重量%的範圍。
為了提高介電各向異性，第一成分的較佳比例為約10重量%以上，為了降低下限溫度，第一成分的較佳比例為約90重量%以下。尤佳的比例為約15重量%至約80重量%的範圍。特佳的比例為約20重量%至約70重量%的範圍。
為了提高上限溫度，或者為了降低黏度，第二成分的較佳比例為約10重量%以上，為了提高介電各向異性，第二成分的較佳比例為約90重量%以下。尤佳的比例為約20重量%至約80重量%的範圍。特佳的比例為約30重量%至約70重量%的範圍。
為了提高介電各向異性，第三成分的較佳比例為約5重量%以上，為了降低下限溫度，第三成分的較佳比例為約70重量%以下。尤佳的比例為約5重量%至約60重量%的範圍。特佳的比例為約10重量%至約50重量%的範圍。
第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。式(1)中，R1及R2獨立地為氫或者碳數1至15的烷基。較佳的R1或R2為氫或者甲基。
Z1為碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少1個氫可經鹵素所取代，至少1個-CH2-可經-O-所取代。較佳的Z1為1個或者2個-CH2-可經-O-所取代的碳數1至20的伸烷基。尤佳的Z1為碳數4至16的伸烷基。較佳的鹵素為氟或氯。
式(2)、式(3)及式(4)中，R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基，當全部的Z2均為單鍵時，R3為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基。為了提高穩定性，較佳的R3或R4為碳數1至12的烷基，為了提高介電各向異性，較佳的R3或R4為碳數1至12的烷氧基，為了降低黏度，較佳的R3或R4為碳數2至12的烯基。R5為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基。為了提高穩定性，較佳的R5為碳數1至12的烷基。R6為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基。為了降低黏度，較佳的R6為碳數2至12的烯基。R7及R8獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟所取代的碳數2至12的烯基。為了降低黏度，較佳的R7或R8為碳數2至12的烯基，為了提高穩定性，較佳的R7或R8為碳數1至12的烷基。R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1 至12的烷氧基。為了提高穩定性，較佳的R9或R10為碳數1至12的烷基，為了提高介電各向異性，較佳的R9或R10為碳數1至12的烷氧基。
較佳的烷基為：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基。為了降低黏度，尤佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基。
較佳的烷氧基為：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或者庚氧基。為了降低黏度，尤佳的烷氧基為甲氧基或者乙氧基。
較佳的烯基為：乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或者5-己烯基。為了降低黏度，尤佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或者3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型依存於雙鍵的位置。出於為了降低黏度等原因，於1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之類的烯基中較佳為反式構型。於2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之類的烯基中較佳為順式構型。該些烯基中，直鏈的烯基優於分支的烯基。
較佳的烯氧基為：乙烯氧基、烯丙氧基、3-丁烯氧基、3-戊烯氧基、或者4-戊烯氧基。為了降低黏度，尤佳的烯氧基為烯丙氧基或者3-丁烯氧基。
至少1個氫經氟所取代的烯基的較佳例為：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、或者6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，尤佳例為2,2-二氟乙烯基或者4,4-二氟-3-丁烯基。
環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基。「至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基」的較佳例為：2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、或者2-氯-3-氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，較佳的環A或環C為1,4-伸環己基，為了提高介電各向異性，較佳的環A或環C為四氫吡喃-2,5-二基，為了提高光學各向異性，較佳的環A或環C為1,4-伸苯基。為了提高上限溫度，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式構型優於順式構型。四氫吡喃-2,5-二基為 或者，較佳為。
環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基。為了降低黏度，較佳的環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性，較佳的環B為7,8-二氟色原烷-2,6-二基。
環D及環E獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟 -1,4-伸苯基、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，或者為了提高上限溫度，較佳的環D或環E為1,4-伸環己基，為了降低下限溫度，較佳的環D或環E為1,4-伸苯基。
環F及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基。為了降低黏度，較佳的環F或環I為1,4-伸環己基，為了提高介電各向異性，較佳的環F或環I為四氫吡喃-2,5-二基，為了提高光學各向異性，較佳的環F或環I為1,4-伸苯基。
環G為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基。為了降低黏度，較佳的環G為2,3-二氟-1,4-伸苯基，為了降低光學各向異性，較佳的環G為2-氯-3-氟-1,4-伸苯基。
Z2及Z3獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或者羰基氧基。為了降低黏度，較佳的Z2或Z3為單鍵，為了降低下限溫度，較佳的Z2或Z3為伸乙基，為了提高介電各向異性，較佳的Z2或Z3為亞甲氧基。Z4為單鍵、伸乙基或者羰基氧基。為了降低黏度，較佳的Z4為單鍵。
a為1、2或3。為了降低黏度，較佳的a為1，為了提高上限溫度，較佳的a為2或3。b為0或1。為了降低黏度，較佳的b為0，為了降低下限溫度，較佳的b為1。c為1、2或3。為了降低黏度，較佳的c為1，為了提高上限溫度，較佳的c為2或3。d為1、2或3。為了降低黏度，較佳的d為1，為了提高上 限溫度，較佳的d為2或3。e為0或1。為了降低黏度，較佳的e為0，為了降低下限溫度，較佳的e為1。
第五，示出較佳的成分化合物。較佳的化合物(1)為下述化合物(1-1)。
化合物(1-1)中，m為1至20的整數。尤佳的化合物(1)是m為8的化合物(1-1)。
較佳的化合物(2)為所述化合物(2-1)至化合物(2-12)。該些化合物中，較佳為第一成分的至少1個為化合物(2-1)、化合物(2-2)、化合物(2-3)、化合物(2-4)、化合物(2-5)、化合物(2-7)、或者化合物(2-9)。較佳為第一成分的至少2個為化合物(2-1)及化合物(2-5)、化合物(2-1)及化合物(2-9)、化合物(2-3)及化合物(2-5)、化合物(2-3)及化合物(2-9)、或者化合物(2-4)及化合物(2-7)的組合。
較佳的化合物(3)為所述化合物(3-1)至化合物(3-13)。該些化合物中，較佳為第二成分的至少1個為化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-5)、化合物(3-6)、化合物(3-7)、或者化合物(3-8)。較佳為第二成分的至少2個為化合物(3-1)及化 合物(3-3)、化合物(3-1)及化合物(3-5)、或者化合物(3-1)及化合物(3-6)的組合。
較佳的化合物(4)為所述化合物(4-1)至化合物(4-11)。該些化合物中，較佳為第一成分的至少1個為化合物(4-1)、化合物(4-2)、化合物(4-4)、或者化合物(4-8)。較佳為第一成分的至少2個為化合物(4-1)及化合物(4-4)、化合物(4-1)及化合物(4-8)、或者化合物(4-2)及化合物(4-8)的組合。
第六，對可添加於組成物中的添加物進行說明。此種添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑等。出於引起液晶的螺旋結構來賦予扭轉角(torsion angle)的目的，而將光學活性化合物添加於組成物中。此種化合物的例子為化合物(5-1)至化合物(5-5)。光學活性化合物的較佳比例為約5重量%以下。尤佳的比例為約0.01重量%至約2重量%的範圍。
為了防止由大氣中的加熱所引起的比電阻下降，或者為了在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率，而將抗氧化劑添加於組成物中。抗氧化劑的較佳例是n為1至9的整數的化合物(6)等。
化合物(6)中，較佳的n為1、3、5、7或9。尤佳的n為1或7。n為1的化合物(6)由於揮發性大，故而在防止由大氣中的加熱所引起的比電阻下降時有效。n為7的化合物(6)由於揮發性小，故而對於在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得所述效果，抗氧化劑的較佳比例為約50ppm以上，為了不降低上限溫度，或者為了不提高下限溫度，抗氧化劑的較佳比例為約600ppm以下。尤佳的比例為約100ppm至約300ppm的範圍。
紫外線吸收劑的較佳例為：二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，具有立體阻礙的胺之類的光穩定劑亦較佳。為了獲得所述效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為約50ppm以上，為了不降低上限溫度，或者為了不提高下限溫度，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為約10000ppm以下。尤佳的比例為約100ppm至約10000ppm的範圍。
為了適合於賓主(guest host，GH)模式的元件，而將偶氮系色素、蒽醌系色素等之類的二色性色素(dichroic dye)添加於組成物中。色素的較佳比例為約0.01重量%至約10重量%的範圍。為了防止起泡，而將二甲基矽酮油、甲基苯基矽酮油等消泡劑添加於組成物中。為了獲得所述效果，消泡劑的較佳比例為約1ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例為約1000ppm以下。尤佳的比例為約1ppm至約500ppm的範圍。
為了適合於聚合物穩定配向(PSA)型的元件，而將聚合性化合物添加於組成物中。聚合性化合物的較佳例為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環氧化合物(環氧乙烷(oxirane)、氧環丁烷(oxetane))、乙烯基酮等具有可聚合的基團的化合物。此種化合物的例子為化合物(7-1)至化合物(7-9)。尤佳的例子為丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得所述效果，聚合性化合物的較佳比例為約0.05重量%以上，為了防止顯示不良，聚合性化合物的較佳比例為約10重量%以下。尤佳的比例為約0.1重量%至約2重量%的範圍。
式(7-1)至式(7-9)中，R11、R12、R13及R14獨立地為丙烯醯氧基(-OCO-CH=CH2)或者甲基丙烯醯氧基 (-OCO-C(CH3)=CH2)，R15及R16獨立地為氫、鹵素、或者碳數1至10的烷基；Z5、Z6、Z7、及Z8獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-或-CH=CH-所取代；f、g及h獨立地為0、1或2。較佳的鹵素為氟或氯。化合物(7-1)中，將六角形橫切的垂直的線表示六員環上的任意氫可經氟所取代。d等下標表示取代的氟的數量。該規則亦適用於化合物(7-2)等。化合物(7-1)中，f與g之和為1以上，化合物(7-4)中，f、g及h之和為1以上。
聚合性化合物藉由紫外線照射而聚合。亦可於光聚合起始劑等起始劑的存在下進行聚合。用以進行聚合的適當條件、起始劑的適當類型、以及適當的量已為本領域技術人員所知，並記載於文獻中。例如作為光起始劑的豔佳固(Irgacure)651(註冊商標；巴斯夫(BASF))、豔佳固(Irgacure)184(註冊商標；巴斯夫)、或者德牢固(Darocure)1173(註冊商標；巴斯夫)適合於自由基聚合。基於聚合性化合物的重量，光聚合起始劑的較佳比例為約0.1重量%至約5重量%的範圍。尤佳的比例為約1重量%至約3重量%的範圍。
保管聚合性化合物時，為了防止聚合，亦可添加聚合抑制劑。聚合性化合物通常是以未去除聚合抑制劑的狀態添加於組成物中。聚合抑制劑的例子為對苯二酚(hydroquinone)、甲基對苯二酚(methylhydroquinone)之類的對苯二酚衍生物、4-第三丁基鄰苯二酚(4-tert-butylcatechol)、4-甲氧基苯酚 (4-methoxyphenol)、酚噻嗪(phenothiazine)等。
第七，對成分化合物的合成方法進行說明。該些化合物可利用已知的方法來合成。例示合成方法。m為8的化合物(1-1)已有市售。化合物(2-1)是利用日本專利特開2000-053602號公報中記載的方法來合成。化合物(3-1)是利用日本專利特開昭59-176221號公報中記載的方法來合成。化合物(3-13)是利用日本專利特開平2-237949號公報中記載的方法來合成。化合物(4-1)是利用日本專利特開昭57-114532號公報中記載的方法來合成。式(6)的n為1的化合物可自西格瑪奧德里奇(Sigma-Aldrich Corporation)獲取。n為7的化合物(6)等是利用美國專利3660505號說明書中記載的方法來合成。
未記載合成方法的化合物可利用以下書籍中記載的方法來合成：「有機合成」(Organic Syntheses，約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc.))、「有機反應」(Organic Reactions，約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc.))、「綜合有機合成」(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等。組成物是利用公知的方法，由以所述方式獲得的化合物來製備。例如，將成分化合物進行混合，然後藉由加熱而使其相互溶解。
最後，對組成物的用途進行說明。該組成物主要具有約-10℃以下的下限溫度、約70℃以上的上限溫度、以及約0.07至約0.20的範圍的光學各向異性。含有該組成物的元件具有大的電 壓保持率。該組成物適合於AM元件。該組成物特別適合於透過型的AM元件。亦可藉由控制成分化合物的比例，或者藉由混合其他的液晶性化合物，來製備具有約0.08至約0.25的範圍的光學各向異性的組成物、進而具有約0.10至約0.30的範圍的光學各向異性的組成物。該組成物可用作具有向列相的組成物，且可藉由添加光學活性化合物而用作光學活性組成物。
該組成物可用於AM元件。進而亦可用於PM元件。該組成物可用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件以及PM元件。特佳為用於具有TN、OCB、IPS模式或者FFS模式的AM元件。於具有IPS模式或者FFS模式的AM元件中，當未施加電壓時，相對於玻璃基板，液晶分子的排列可為平行，或者亦可為垂直。該些元件可為反射型、透過型或者半透過型。較佳為用於透過型元件。亦可用於非晶矽-TFT元件或者多晶矽-TFT元件。亦可用於將該組成物進行微膠囊化而製作的向列曲線排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或使組成物中形成有三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。
[實施例]
藉由實施例來對本發明進一步進行詳細說明。本發明不受該些實施例的限制。本發明包含實施例1的組成物與實施例2的組成物的混合物。本發明亦包含將實施例的組成物的至少2個混合而成的混合物。所合成的化合物是藉由核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)分析等方法來鑑定。化合物以及組成物的特性是利用下述記載的方法來測定。
NMR分析：測定時使用布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)公司製造的DRX-500。1H-NMR的測定中，使試樣溶解於CDCl3等氘化溶劑中，於室溫下以500MHz、累計次數為16次的條件進行測定。使用四甲基矽烷作為內部標準。19F-NMR的測定中，使用CFCl3作為內部標準，以累計次數24次來進行。核磁共振光譜的說明中，s是指單峰(singlet)，d是指雙重峰(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是指寬峰(broad)。
氣相層析分析：測定是使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀。載體氣體為氦氣(2mL/min)。將試樣氣化室設定為280℃，將檢測器(火焰離子化檢測器(flame ionization detector，FID))設定為300℃。進行成分化合物的分離時使用安捷倫科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)製造的毛細管柱DB-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)。該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min的比例升溫至280℃。將試樣製備成丙酮溶液(0.1重量%)後，將其1μL注入至試樣氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型層析儀組件(Chromatopac)、或者其同等品。所得的氣相層析圖表示與成分化合物相對應的峰值的保持時間以及峰值的 面積。
用以稀釋試樣的溶劑可使用氯仿、己烷等。為了將成分化合物分離，可使用如下的毛細管柱。安捷倫科技有限公司製造的HP-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)製造的Rtx-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)、澳大利亞SGE國際公司(SGE International Pty.Ltd)製造的BP-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)。出於防止化合物峰值的重疊的目的，可使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M50-025(長度50m、內徑0.25mm、膜厚0.25μm)。
組成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來算出。利用氣相層析儀(FID)來對液晶性化合物的混合物進行檢測。氣相層析圖中的峰值的面積比相當於液晶性化合物的比例(重量比)。使用上文記載的毛細管柱時，可將各種液晶性化合物的修正係數視為1。因此，液晶性化合物的比例(重量%)可根據峰值的面積比來算出。
測定試樣：測定組成物的特性時，將組成物直接用作試樣。測定化合物的特性時，藉由將該化合物(15重量%)混合於母液晶(85重量%)中來製備測定用試樣。根據藉由測定而獲得的值，利用外推法來算出化合物的特性值。(外推值)={(試樣的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當於該比例下，層列相(或者結晶)於25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例以10重量%：90重量%、5重量%：95重量%、1重量%：99重量%的 順序變更。利用該外推法來求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度、以及介電各向異性的值。
使用下述母液晶。成分化合物的比例是以重量%表示。
測定方法：利用下述方法來進行特性的測定。該些方法大多是社團法人電子資訊技術產業協會(Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下稱為JEITA)所審議制定的JEITA標準(JEITA．ED-2521B)中記載的方法、或者將其加以修飾而成的方法。用於測定的TN元件上未安裝薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)。
(1)向列相的上限溫度(NI；℃)：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試樣，以1℃/min的速度進行加 熱。測定試樣的一部分自向列相變化為各向同性液體時的溫度。有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
(2)向列相的下限溫度(TC；℃)：將具有向列相的試樣放入玻璃瓶中，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10天後，觀察液晶相。例如，當試樣於-20℃下為向列相的狀態，而於-30℃下變化為結晶或者層列相時，將TC記載為<-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(3)黏度(體積黏度；η；於20℃下測定；mPa．s)：測定時使用東京計器股份有限公司製造的E型旋轉黏度計。
(4)黏度(旋轉黏度；γ1；於25℃下測定；mPa．s)：依據M.今井(M.Imai)等人的「分子晶體與液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)」第259期第37頁(1995)中記載的方法來進行測定。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的VA元件中放入試樣。對該元件於39伏特至50伏特的範圍內，以1伏特為單位階段性地施加電壓。不施加電壓0.2秒後，以僅施加1個矩形波(矩形脈衝；0.2秒)與不施加電壓(2秒)的條件反覆施加。測定藉由該施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)。由該些測定值與M.今井等人的論文第40頁的計算式(8)來獲得旋轉黏度的值。該計算所需要的介電各向異性是於(6)項中進行測定。
(5)光學各向異性(折射率各向異性；△n；於25℃下測定)：使用波長為589nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板 的阿貝折射計來進行測定。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後，將試樣滴加於主稜鏡上。折射率n∥是在偏光的方向與摩擦的方向平行時進行測定。折射率n⊥是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時進行測定。光學各向異性的值是根據△n=n∥-n⊥的式子來計算。
(6)介電各向異性(△ε；於25℃下測定)：根據△ε=ε∥-ε⊥的式子來計算出介電各向異性的值。以如下方式來測定介電常數(ε∥及ε⊥)。
1)介電常數(ε∥)的測定：於經充分洗滌的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後，於150℃下加熱1小時。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm的VA元件中放入試樣，利用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。
2)介電常數(ε⊥)的測定：於經充分洗滌的玻璃基板上塗佈聚醯亞胺溶液。將該玻璃基板進行煅燒後，對所得的配向膜進行摩擦處理。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為9μm且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對該元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。
(7)臨限電壓(Vth；於25℃下測定；V)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm且摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中放入試 樣，使用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該元件施加的電壓(60Hz、矩形波)是以0.02V為單位，自0V階段性地增加至20V。此時，自垂直方向對元件照射光，測定透過元件的光量。製成當該光量達到最大時透過率為100%，且當該光量為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。臨限電壓是由透過率達到10%時的電壓來表示。
(8)電壓保持率(VHR-a；於25℃下測定；%)：用於測定的PVA元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為3.5μm。加入試樣後，利用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該PVA元件施加脈衝電壓(1V、60微秒)來充電。利用高速電壓計在166.7毫秒之間測定所衰減的電壓，求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率是由面積A相對於面積B的百分率來表示。
(9)電壓保持率(VHR-b；於60℃下測定；%)：除了代替25℃而於60℃下進行測定以外，以與所述相同的程序來測定電壓保持率。將所得的值以VHR-b來表示。
(10)電壓保持率(VHR-c；於60℃下測定；%)：照射紫外線後，測定電壓保持率，來評價對紫外線的穩定性。用於測定的PVA元件具有聚醯亞胺配向膜，而且單元間隙為3.5μm。於該元件中注入試樣，照射光167分鐘。光源為黑光(black light)(峰值波長369nm)，元件與光源的間隔為5mm。VHR-c的測定 中，於166.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-c的組成物對紫外線具有大的穩定性。
(11)電壓保持率(VHR-d；於60℃下測定；%)：將注入有試樣的PVA元件於150℃的恆溫槽內加熱2小時後，測定電壓保持率，來評價對熱的穩定性。VHR-d的測定中，於166.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-4的組成物對熱具有大的穩定性。
(12)響應時間(τ；於25℃下測定；ms)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。低通濾波器(Low-pass filter)設定為5kHz。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm且摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中放入試樣。使用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該元件施加矩形波(60Hz、10V、0.5秒)。此時，自垂直方向對元件照射光，測定透過元件的光量。該光量達到最大時視為透過率100%，該光量為最小時視為透過率0%。響應時間是由透過率自90%變化至10%所需要的時間(下降時間；fall time；毫秒)來表示。
(13)比電阻(ρ；於25℃下測定；Ωcm)：於具備電極的容器中注入試樣1.0mL。對該容器施加直流電壓(10V)，測定10秒後的直流電流。由下式來算出比電阻。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
實施例中的化合物是基於下述表3的定義，利用記號來 表示。表3中，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式構型。位於記號後的括弧內的編號與化合物的編號相對應。(-)的記號是指其他的液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基於液晶組成物的重量的重量百分率(重量%)。最後，歸納組成物的特性值。
[實施例1]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=81.0℃；Tc<-20℃；△n=0.103；△ε=-3.9；Vth=2.10V；η=21.0mPa．s.
於該組成物中，以0.04重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=73.1%.
[比較例1]
測定實施例1中的添加化合物(1-1-1)之前的組成物的VHR-c。VHR-c=35.9%.
[實施例2]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=75.8℃；Tc<-20℃；△n=0.098；△ε=-3.3；Vth=2.24V；η=17.6mPa．s.
於該組成物中，以0.05重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=76.0%.
[實施例3]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=78.5℃；Tc<-20℃；△n=0.095；△ε=-3.5；Vth=2.16V；η=19.6mPa．s.
於該組成物中，以0.05重量%的比例添加化合物(1-2)，測定VHR-c。VHR-c=88.9%.
[實施例4]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=82.5℃；Tc<-20℃；△n=0.107；△ε=-3.7；Vth=2.19V；η=22.7mPa．s.
於該組成物中，以0.05重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=74.3%.
[實施例5]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=71.9℃；Tc<-20℃；△n=0.102；△ε=-2.6；Vth=2.30V；η=17.7mPa．s.
於該組成物中，以0.07重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=76.9%.
[實施例6]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=82.9℃；Tc<-20℃；△n=0.111；△ε=-2.9；Vth=2.39V；η=21.0mPa．s.
於該組成物中，以0.1重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=79.8%.
[實施例7]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=80.5℃；Tc<-20℃；△n=0.107；△ε=-3.8；Vth=2.11V；η=21.6mPa．s.
於該組成物中，以0.06重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=73.6%.
[實施例8]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=82.4℃；Tc<-20℃；△n=0.106；△ε=-3.6；Vth=2.21V；η=19.1mPa．s.
於該組成物中，以0.05重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=76.0%.
[實施例9]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=74.7℃；Tc<-20℃；△n=0.095；△ε=-2.9；Vth=2.31V；η=17.3mPa．s.
於該組成物中，以0.03重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=78.5%.
[實施例10]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=77.8℃；Tc<-20℃；△n=0.104；△ε=-2.6；Vth=2.47V；η=18.2mPa．s.
於該組成物中，以0.05重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=79.1%.
[實施例11]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=77.2℃；Tc<-20℃；△n=0.090；△ε=-3.6；Vth=2.13V；η=20.3mPa．s.
於該組成物中，以0.03重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=90.1%.
[實施例12]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。 NI=82.3℃；Tc<-20℃；△n=0.114；△ε=-3.2；Vth=2.29V；η=25.2mPa．s.
於該組成物中，以0.1重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=73.7%.
[實施例13]
製備介電各向異性為負的所述組成物，測定特性。NI=75.7℃；Tc<-20℃；△n=0.100；△ε=-3.0；Vth=2.24V；η=22.5mPa．s.
於該組成物中，以0.2重量%的比例添加化合物(1-1-1)，測定VHR-c。VHR-c=81.0%.
若與比較例1的組成物相比較，則可知實施例1至實施例13的組成物的紫外線照射後的電壓保持率大。因此，可得出本發明的液晶組成物具有優異特性的結論。
[產業上之可利用性]
本發明的液晶組成物於高的上限溫度、低的下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的負介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等特性中，滿足至少1個特性，或者關於至少2個特性而具有適當的平衡。含有該 組成物的液晶顯示元件由於具有短的響應時間、大的電壓保持率、低的臨限電壓、大的對比度比、長壽命等特性，故而可用於液晶投影機、液晶電視等。

Claims (17)

  1. 一種液晶組成物，其含有選自式(1)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為添加物、以及選自式(2)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第一成分，而且具有負的介電各向異性，且具有向列相， 式(1)及式(2)中，R1及R2獨立地為氫或者碳數1至15的烷基；R3及R4獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基；環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z1為碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少1個氫可經鹵素所取代，至少1個-CH2-可經-O-所取代；Z2及Z3獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或者羰基氧基，當全部的Z2均為單鍵時，R3為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基；a為1、2或3， b為0或1，而且a與b之和為3以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，式(1)所表示的化合物的比例為0.005重量%至1重量%的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(2-1)至式(2-12)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第一成分， 式(2-1)至式(2-12)中，R4及R5獨立地為碳數1至12的 烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者碳數2至12的烯氧基；R6為碳數2至12的烯基或者碳數2至12的烯氧基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第一成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(3)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第二成分， 式(3)中，R7及R8獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟所取代的碳數2至12的烯基；環D及環E獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z4為單鍵、伸乙基或者羰基氧基；c為1、2或3。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第二成分， 式(3-1)至式(3-13)中，R7及R8獨立地為碳數1至12的 烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟所取代的碳數2至12的烯基。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(4)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分， 式(4)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基；環F及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環G為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基；d為1、2或3，e為0或1，而且d與e之和為3以下。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的液晶組成物，其含有選自式(4)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分， 式(4)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基；環F及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少1個氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、或者四氫吡喃-2,5-二基；環G為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟色原烷-2,6-二基；d為1、2或3，e為0或1，而且d與e之和為3以下。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(4-1)至式(4-11)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分， 式(4-1)至式(4-11)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基。
  11. 如申請專利範圍第5項所述的液晶組成物，其含有選自式 (4-1)至式(4-11)所表示的化合物的組群中的至少1個化合物作為第三成分， 式(4-1)至式(4-11)中，R9及R10獨立地為碳數1至12的烷基或者碳數1至12的烷氧基。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第三成分的比例為5重量%至70重量%的範圍。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的液晶組成物，其中基於液晶組成物的重量，第三成分的比例為5重量%至70重量%的範圍。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中向列相的上限溫度為70℃以上，波長589nm下的光學各向異性(於25℃下測定)為0.08以上，而且頻率1kHz下的介電各向異性(於25℃下測定)為-2以下。
  15. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的操作模式為IPS模式、VA模式、PSA模式、FFS模式、或者FPA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
  17. 一種如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物的用途，其用於液晶顯示元件中。
TW103120641A 2013-06-26 2014-06-16 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件 TWI550075B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013133499 2013-06-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201510193A true TW201510193A (zh) 2015-03-16
TWI550075B TWI550075B (zh) 2016-09-21

Family

ID=52141666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103120641A TWI550075B (zh) 2013-06-26 2014-06-16 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10253260B2 (zh)
EP (2) EP3015533B1 (zh)
JP (1) JP5729580B1 (zh)
KR (2) KR102047773B1 (zh)
CN (1) CN105339463B (zh)
TW (1) TWI550075B (zh)
WO (1) WO2014208320A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016006524A1 (ja) * 2014-07-08 2016-01-14 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子
WO2016146245A1 (de) * 2015-03-13 2016-09-22 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium
EP3298104B1 (en) * 2015-05-22 2019-03-06 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium
US20180208846A1 (en) * 2015-08-07 2018-07-26 Dic Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device including the same
CN107849458B (zh) * 2015-09-04 2021-07-27 Dic株式会社 液晶组合物及使用其的液晶显示元件
CN105419816A (zh) * 2015-12-07 2016-03-23 石家庄诚志永华显示材料有限公司 一种液晶介质以及包含该液晶介质的液晶显示器
US10421908B2 (en) 2016-03-08 2019-09-24 Dic Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device including the same
CN109890941A (zh) * 2016-10-21 2019-06-14 捷恩智株式会社 调光用液晶组合物及液晶调光元件
CN109880637B (zh) * 2019-03-29 2023-08-08 石家庄诚志永华显示材料有限公司 液晶组合物、液晶显示元件、液晶显示器
CN109880639B (zh) * 2019-03-29 2020-12-01 石家庄诚志永华显示材料有限公司 液晶组合物、液晶显示元件、液晶显示器
CN113320385B (zh) * 2021-06-08 2023-07-14 浙江汽车仪表有限公司 一种低温响应时间短且可靠性高的汽车全液晶仪表盘

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3660505A (en) 1969-08-27 1972-05-02 Exxon Research Engineering Co Hindered alkenyl phenols from quinone methide
JPS5523169A (en) * 1978-08-09 1980-02-19 Seiko Epson Corp Liquid crystal composition and display elements comprising it
DE3042391A1 (de) 1980-11-10 1982-06-16 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Fluorhaltige cyclohexylbiphenylderivate, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement
JPS59176221A (ja) 1983-03-16 1984-10-05 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング アルケニル化合物
JPH072656B2 (ja) 1988-07-05 1995-01-18 セイコーエプソン株式会社 液晶化合物
JP4320824B2 (ja) 1998-06-02 2009-08-26 チッソ株式会社 Δεが負の値を有するアルケニル化合物、液晶組成物および液晶表示素子
EP1184442A1 (en) 2000-08-30 2002-03-06 Clariant International Ltd. Liquid crystal mixture
KR101124758B1 (ko) * 2002-11-22 2012-03-28 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질
EP2041239B1 (de) * 2006-07-19 2011-09-07 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines medium
EP1958999B1 (de) * 2007-02-13 2012-07-11 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines Medium
US20110101270A1 (en) 2008-04-22 2011-05-05 Atsutaka Manabe Liquid-crystalline medium
JP2012076105A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd レーザ加工装置
EP2463355B1 (en) 2010-12-07 2014-08-13 Merck Patent GmbH Liquid crystal medium and liquid crystal display
KR20220043248A (ko) * 2010-12-07 2022-04-05 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질 및 전기-광학 디스플레이
CN103249809B (zh) 2010-12-10 2015-05-27 默克专利股份有限公司 液晶介质和电光显示器
KR101238344B1 (ko) 2010-12-29 2013-02-28 채수린 액체연료버너의 연료공급장치
CN106701104B (zh) * 2011-03-29 2021-02-26 默克专利股份有限公司 液晶介质
EP2514800B2 (de) * 2011-04-21 2018-03-07 Merck Patent GmbH Verbindungen und flüssigkristallines Medium
EP2607451B8 (de) 2011-12-20 2019-03-27 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines Medium
US9150787B2 (en) * 2012-07-06 2015-10-06 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
EP2990460B1 (de) * 2014-08-22 2019-04-03 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines medium

Also Published As

Publication number Publication date
EP3425026A1 (en) 2019-01-09
JP5729580B1 (ja) 2015-06-03
US10253260B2 (en) 2019-04-09
KR20160026902A (ko) 2016-03-09
CN105339463B (zh) 2017-06-30
KR20170048610A (ko) 2017-05-08
EP3015533B1 (en) 2018-10-10
TWI550075B (zh) 2016-09-21
US20160122647A1 (en) 2016-05-05
JPWO2014208320A1 (ja) 2017-02-23
EP3015533A4 (en) 2017-04-19
WO2014208320A1 (ja) 2014-12-31
EP3015533A1 (en) 2016-05-04
KR102047773B1 (ko) 2019-11-22
CN105339463A (zh) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI521047B (zh) 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件
TWI553105B (zh) 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件
TWI550075B (zh) 液晶組成物及其用途、以及液晶顯示元件
TWI729989B (zh) 液晶組成物、液晶顯示元件、聚合物穩定配向型的液晶顯示元件以及液晶組成物的用途
TWI558796B (zh) 液晶組成物與其用途、及液晶顯示元件
TWI544063B (zh) 液晶組成物及其用途、液晶顯示元件
TWI658129B (zh) 液晶組成物與其用途以及液晶顯示元件
TWI553103B (zh) 液晶組成物與其用途、及液晶顯示元件
TWI515289B (zh) 液晶組成物及液晶顯示元件
TWI509055B (zh) 液晶組成物及液晶顯示元件
TWI630263B (zh) 液晶組成物、其用途、及液晶顯示元件
TWI432558B (zh) 液晶組成物以及液晶顯示元件
TWI431101B (zh) 液晶組成物及液晶顯示元件
TWI730049B (zh) 液晶組成物及液晶顯示元件
TW201444957A (zh) 液晶組成物與其用途及液晶顯示元件
TW201444958A (zh) 液晶組成物、其用途以及液晶顯示元件
TWI661034B (zh) 液晶組成物與其用途及液晶顯示元件
TWI648379B (zh) 液晶組成物與其用途以及液晶顯示元件
TWI633175B (zh) 液晶組成物及液晶顯示元件、以及液晶組成物的用途
TW201323588A (zh) 液晶組成物與其用途、及液晶顯示元件
TWI711688B (zh) 液晶顯示元件及液晶組成物
TWI646176B (zh) 液晶顯示元件及液晶組成物
TWI550072B (zh) 液晶組成物與其用途、及液晶顯示元件
TW201522588A (zh) 液晶組成物與其用途以及液晶顯示元件
TWI526525B (zh) 液晶組成物及其使用、以及液晶顯示元件

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees