TW201527491A - 向列型液晶組成物及使用其之液晶顯示元件 - Google Patents

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Masakazu Kaneoya
Kiyofumi Takeuchi
Masashi Osawa
Kenta Tojo
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Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明提供一種液晶組成物，其係具有正之介電常數異向性的液晶組成物，該介電常數異向性為正之液晶組成物係不使折射率異向性及向列相-等向性液體相轉移溫度降低或上升，且黏度夠低、當用於液晶顯示元件時無顯示不良者，上述液晶組成物含有1種或2種以上之選自通式(LC0)所表示之化合物中之化合物，並含有1種或2種以上之選自通式(LC1)至通式(LC5)所表示之化合物群中之化合物。本發明提供一種可維持高之電壓保持率至高溫區域、可靠性優異之液晶顯示元件，其於液晶顯示器方面非常實用，特別是不使單元間隙減薄而對高速響應化方面較為有效。

Description

向列型液晶組成物及使用其之液晶顯示元件
本發明係關於一種可用作電光學液晶顯示材料之介電常數異向性(△ε)顯示出正值之向列型液晶組成物。
液晶顯示元件係以鐘錶、計算器為代表，逐步應用於各種測定機器、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視、鐘錶、廣告顯示板等。作為液晶顯示方式，其代表性者有TN(Twisted Nematic，扭轉向列)型、STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)型、使用TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)之以垂直配向為特徵之VA型、或以水平配向為特徵之IPS(In Plane Switching，共平面切換)型/FFS型等。業界要求用於該等液晶顯示元件之液晶組成物對於水分、空氣、熱、光等外部因素穩定，又，於以室溫為中心儘可能廣之溫度範圍內表現出液晶相，並且為低黏性且驅動電壓低。進而，為了將對應各顯示元件之最合適之介電常數異向性(△ε)或/及折射率異向性(△n)等設為最佳值，而由數種至數十種化合物構成液晶組成物。
於垂直配向型顯示器中，使用△ε為負之液晶組成物，於TN型、STN型或IPS型等水平配向型顯示器中，使用△ε為正之液晶組成 物。近年來，亦報告有藉由於不施加電壓時使△ε為正之液晶組成物垂直配向、並施加IPS型/FFS型電場而進行顯示之驅動方式，△ε為正之液晶組成物之必要性進一步提高。另一方面，所有驅動方式均要求低電壓驅動、高速響應、較廣之動作溫度範圍。即，要求△ε為正且絕對值大、黏度(η)小、向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)高。又，必須根據△n與單元間隙(d)之乘積即△n×d之設定，根據單元間隙將液晶組成物之△n調節至適當之範圍。此外，於將液晶顯示元件應用於電視等中之情形時，由於重視高速響應性，故要求γ1小之液晶組成物。
雖然揭示有使用作為△ε為正之液晶化合物的式(A-1) 或(A-2)所表示之化合物之液晶組成物作為液晶組成物之構成成分(專利文獻1至4)，但該等液晶組成物尚未實現夠低之黏性。又，雖然揭示有作為連結基為-CF2O-、-OCF2-之化合物之通式(A-3)或(A-4)所表示之化合物及使用該等之液晶組成物，但該等液晶組成物亦尚未實現夠低之黏性。(專利文獻5至21)。
[專利文獻1]WO96/032365號
[專利文獻2]日本特開平09-157202號
[專利文獻3]WO98/023564號
[專利文獻4]日本特開2003-183656號
[專利文獻5]日本特開平2-289529號
[專利文獻6]日本專利公報3122199號
[專利文獻7]WO96/011897號
[專利文獻8]WO97/037960號
[專利文獻9]日本特開平10-204016號
[專利文獻10]日本特開2008-69153號
[專利文獻11]US-4818431號
[專利文獻12]DE4132006號
[專利文獻13]US-7361388號
[專利文獻14]US-7674507號
[專利文獻15]US-7767277號
[專利文獻16]WO2006-515283號
[專利文獻17]WO2008-545669號
[專利文獻18]WO2010-500980號
[專利文獻19]EP-156554號
[專利文獻20]日本特開2011-136998號
[專利文獻21]US-7361388號
[專利文獻22]日本特開平10-67988號
[專利文獻23]日本特開平11-29771號
[專利文獻24]日本特開2003-176251號
[專利文獻25]日本特表2003-533557號
[專利文獻26]日本特表2004-529214號
[專利文獻27]日本特開2005-220355號
[專利文獻28]日本特開2005-232455號
[專利文獻29]日本特開2006-328400號
[專利文獻30]日本特開2007-51291號
[專利文獻31]日本特表2007-501301號
[專利文獻32]日本特表2007-503485號
[專利文獻33]日本特開2009-84560號
[專利文獻34]日本特開2009-179813號
[專利文獻35]日本特開2009-185285號
[專利文獻36]日本特開2010-275390號
[專利文獻37]日本特開2012-117062號
[專利文獻38]US-5976407號
[專利文獻39]US-7001646號
[專利文獻40]US-7175891號
[專利文獻41]US-7250198號
[專利文獻42]US-7604851號
[專利文獻43]US-7704566號
[專利文獻44]US-8168083號
[專利文獻45]US-2010/0308267號
[專利文獻46]US-2011/0024682號
[專利文獻47]US-2011/0315924號
本發明所欲解決之課題在於提供一種液晶組成物，其藉由調整至所期望之折射率異向性(△n)，並抑制向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)之降低及向列相之下限溫度之上升，而不使向列相之溫度範圍變差，黏度(η)夠低，且介電常數異向性(△ε)為正。
本發明人對各種氟苯衍生物進行研究，發現藉由組合特定之化合物可解決上述課題，從而完成本發明。
本發明提供一種液晶組成物，進而提供一種使用該液晶組成物之液晶顯示元件，該液晶組成物係具有正之介電常數異向性者，其特徵在於：上述液晶組成物含有1種或2種以上之通式(LC0)所表示之化合物，
(式中，R01表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素， A01~A03分別獨立地表示下述任一結構，
(該結構中之環己烷環之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，該結構中苯環之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，X03及X04分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，式中之部分結構式(LC0-Ph)亦可為式(LC0-Np)，
X01、X02及X05分別獨立地表示氫原子或氟原子，Y01表示-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、碳數2~5之經氟化之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，Z01~Z05分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z01~Z05中之至少1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，W01及W02分別獨立地表示-CH2-或-O-，m01~m03分別獨立地表示0~2之整數，m01+m02+m03表示0、1或2，於存在複數個A01、A02、A03、Z01、Z03及/或Z05之情形時，其等既可相同，亦可不同)。
本發明之液晶組成物具有△ε為正且可使其絕對值較大之特徵。又，η亦低、旋轉黏性(γ1)亦小、液晶性優異、於較廣之溫度範圍內表現出穩定之液晶相。進而，由於對於熱、光、水等化學穩定，且溶解性良好，故低溫下之相穩定亦良好，係可實現低電壓驅動之實用且可靠性高的液晶組成物。
本案發明之液晶組成物含有1種以上之通式(LC0)所表示之化合物。
該等通式(LC0)中，R01較佳為碳數1~8之烷基、碳數2~8之烯基或碳數1~8之烷氧基，且較佳為直鏈。於R01為烯基之情形時，較佳為選自式(R1)至式(R5)中之任一者所表示之基(各式中之黑點表示與環之連結點)。於A01為反式-1,4-伸環己基之情形時，進而較佳為式(R1)、式(R2)、式(R4)。
A01~A03較佳分別獨立地為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基及四氫哌喃基。於該情形時，含有選自該等化合物之群中之1種或2種以上之化合物對用以解決本發明之課題為佳。
通式(LC0)之部分結構(LC0-Ph)
尤佳為選自下式之任一部分結構。
Z01及Z05較佳為分別獨立地，為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z01~Z05中之至少1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，較佳為Z02~Z05中之一者表示-OCF2、-CF2O-、-OCH2-，進而較佳為剩餘者亦表示單鍵、-OCF2、-CF2O-、-OCH2-。
式中之部分結構式(LC0-Ph)亦可為式(LC0-Np)。
(式中，X01、X02及X05分別獨立地表示氫原子或氟原子，Y01表示-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、碳數2~5之經氟化之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基)
就成為較大之介電常數異向性(△ε)或相對於相同程度之介電常數異向性(△ε)為顯著低之黏度(η)之方面而言，較佳為X01~X05為F。通式(LC0)之式中F取代之個數包括已記載於通式(LC0)中之2個，較佳為2~7個。
尤佳為組合使用Y01為F、CF3、OCF3、-OCF=CF2或-OCH=CF2之化合物，從而改善向列相之下限溫度，使得液晶組成物之低溫作動或保存性為佳。
m01~m03可分別獨立地表示0~2之整數，尤佳為將m01+m02+m03為0之化合物與為1之化合物組合使用。
進而通式(LC0)所表示之化合物較佳為滿足下述事項中之至少1項之化合物。
．存在Z01，且Z01為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物
．Z02為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物
．存在Z03，且Z03為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物
．Z04為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物
．存在Z05，且Z05為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物
．W01及W02均為-CH2-之化合物
．W01、W02中之1者為-O-之化合物
．W01及W02均為-O-之化合物
．m01+m02+m03為0之化合物
．m01為0、m02為0且m03為1之化合物
．m01為0、m02為1且m03為0之化合物
．m01為1、m02為0且m03為0之化合物
．m01為1、m02為0且m03為1之化合物
．m01為1、m02為1且m03為0之化合物
．m01為0、m02為1且m03為1之化合物
．m01為2，且一Z01為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，另一Z01為單鍵之化合物
．m02為1或2，且Z02及Z03中之1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，剩餘之Z02及Z03為單鍵之化合物
．m03為1或2，且Z04及Z05中之1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，剩餘之Z04及Z05為單鍵之化合物
通式(LC0)所表示之液晶化合物更佳為下述通式(LC0-a)至(LC0-d)所表示之化合物(式中，R01、A01至A03、Z01至Z05、X01、X02及Y01與通式(LC0)中者表示相同意義，於存在2個以上之情形時，可分別相同亦可不同)。本發明之液晶組成物較佳為含有1種或2種以上之(LC0-a)至(LC0-d)所表示之化合物作為通式(LC0)所表示之化合物。
通式(LC0)所表示之化合物進而較佳為下述通式(LC0-1) 至通式(LC0-74)所表示之化合物。通式(LC0-1)至通式(LC0-9)所表示之化合物由於在具有大介電常數異向性(△ε)及顯著較低之黏度(η)的同時，亦具有優異之相溶性，故而最佳。通式(LC0-10)至通式(LC0-67)所表示之化合物由於在具有大介電常數異向性(△ε)及相對較低之黏度(η)之同時，亦具有高向列相-等向性液體相轉移溫度(Tni)，故而最佳。
於含有通式(LC0)所表示之化合物之液晶組成物中，進而 較佳為滿足下述事項中之至少1項。
．為通式(LC0-2)~通式(LC0-9)所表示之化合物，且至多含有40質量%
．為通式(LC0-10)~通式(LC0-18)所表示之化合物，且至多含有60質量%
．為通式(LC0-28)~通式(LC0-38)所表示之化合物，且至多含有60質量%
．為通式(LC0-48)~通式(LC0-51)所表示之化合物，且至多含有 30質量%
．為通式(LC0-52)~通式(LC0-53)所表示之化合物，且至多含有40質量%
．為通式(LC0-56)~通式(LC0-59)所表示之化合物，且至多含有50質量%
．為通式(LC0-60)~通式(LC0-67)所表示之化合物，且至多含有20質量%
．為通式(LC0-68)~通式(LC0-74)所表示之化合物，且至多含有15質量%
．含有1種或2種以上之選自通式(LC0-2)~通式(LC0-5)、通式(LC0-7)、通式(LC0-11)~通式(LC0-15)、通式(LC0-17)、通式(LC0-18)、通式(LC0-20)、通式(LC0-28)~通式(LC0-30)、通式(LC0-34)、通式(LC0-35)、通式(LC0-39)、通式(LC0-41)、通式(LC0-45)、通式(LC0-46)、通式(LC0-56)~通式(LC0-61)、通式(LC0-68)或通式(LC0-74)所表示之化合物群中之化合物
(式中，R01、A01~A03、Z01~Z05、X01~X04、W01、W02及Y01表示與請求項1相同之意義)
較佳為至多含有70質量%之R01為碳數1~5之烷基或碳數2~5之烯基，且Y01為-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3、-OCF=CF2或-OCH=CF2的通式(LC0)之化合物。
本發明進而較佳為上述液晶組成物含有1種或2種以上之選自通式(LC1)~通式(LC5)所表示之化合物群中之化合物。尤佳為特徵在於含有1種以上之通式(LC0)所表示之化合物，且滿足下述事項中之至少1項之液晶組成物。
．至多含有20質量%之通式(LC1)所表示之化合物
．至多含有40質量%之通式(LC2)所表示之化合物
．至多含有50質量%之通式(LC3)所表示之化合物
．至多含有60質量%之通式(LC4)所表示之化合物
．至多含有75質量%之通式(LC5)所表示之化合物
(式中，R11~R41分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，R51及 R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-，於後文敍述之A51或A53為環己烷環之情形時，亦可為-OCF3、-CF3、-OCF=CF2或-OCH=CF2，A11~A42分別獨立地表示下述任一結構，
(該結構中之環己烷環之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，該結構中之苯環之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，X61及X62分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，A51~A53分別獨立地表示下述任一結構，
(式中，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2CH2-亦可被取代為-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-，且苯環中之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=)，X11~X43分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y11~Y41表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2，Z31~Z42分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、- OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z31及Z32中之至少1者不為單鍵，Z51及Z52分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，m11~m51分別獨立地表示0~3之整數，m31+m32及m41+m42分別獨立地表示1、2、3或4，於存在複數個A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，其等既可相同，亦可不同。其中，不含通式(LC0)所表示之化合物)。
該等通式(LC1)至通式(LC5)中，R11~R41分別獨立地表 示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，較佳為碳數1~8之烷基、碳數2~8之烯基或碳數1~8之烷氧基，且較佳為直鏈，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-，較佳為碳數1~8之烷基、碳數2~8之烯基或碳數1~8之烷氧基，且較佳為直鏈。於R11~R52為烯基之情形時，較佳為選自式(R1)至式(R5)中之任一者所表示之基。
(各式中之黑點表示與環之連結點)
A11~A42較佳為分別獨立地，為反式-1,4-伸環己基、1,4- 伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或四氫哌喃基。於A11~A42中包含四氫哌喃基之情形時，較佳為A11、A21及A31。A51~A53較佳為分別獨立地，為反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基。
X11~X43較佳為分別獨立地，為氫原子或氟原子。Y11~Y41 較佳為-F、-CF3或-OCF3。Z31~Z42較佳為分別獨立地，為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z31及Z32中之至少1者不為單鍵。於m42為0之情形時，Z41分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-或-(CH2)4-。Z51及Z52較佳為分別獨立地，為單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，進而較佳為單鍵、-CH2CH2-、-OCF2-或-CF2O-，尤佳為單鍵。m21較佳為表示0或1之整數。m31~m42較佳為分別獨立地表示0~2之整數，m31+m32及m41+m42較佳為分別獨立地，為1、2或3。m51較佳為表示1或2之整數。於存在複數個A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，其等既可相同，亦可不同。
通式(LC1)所表示之化合物更佳為下述通式(LC1-1)至 通式(LC1-4)所表示之化合物，
(式中，R11表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，X11、X12分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y11表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2)。
通式(LC2)所表示之化合物更佳為下述通式(LC2-1)至通式(LC2-14)所表示之化合物，
(式中，R21表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，X22~X26分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y21表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2)。
通式(LC3)所表示之化合物較佳為通式(LC3-1)至通式(LC3-32)所表示之化合物群及/或通式(LC3-0-1)至通式(LC3-0- 97)所表示之化合物，
(式中，R表示與通式(LC3)中之R31相同之意義，X33、X34、X35、X36、X37及X38分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X32、R31表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，X32表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y31表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2，-F,CF3,OCF3表示-F、-CF3或-OCF3中之任一者)。
通式(LC4)所表示之化合物較佳為下述通式(LC4-1)至通式(LC4-32)所表示之化合物，
(式中，X44、X45、X46及X47分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，R41表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，X42、X43分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y41表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2)。
通式(LC5)所表示之化合物較佳為下述通式(LC5-1)至 通式(LC5-26)所表示之化合物，
(式中，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-)。於本發明之液 晶組成物中，較佳為含有1種或2種以上之通式(LC5)所表示之化合物，含量較佳為20~80質量%，更佳為30~70質量%。
進而，更佳為至多含有70質量%之選自由下述化合物所組 成之群中之1種或2種以上之化合物作為通式(LC5)所表示之化合物。
(式中，alkyl及alkyl*分別獨立地表示碳數1~5之烷基或烷氧基，alkenyl及alkenyl*分別獨立地表示碳數2~5之烯基或烯氧基)
本發明之液晶組成物較佳為20℃下之黏度η為20mPa．s以下。
本發明之液晶組成物可含有1種或2種以上之光學活性化合物。只要可使液晶分子扭轉並配向，則可使用任意的光學活性化合物。通 常而言，該扭轉會因溫度而變化，故為了獲得所期望之溫度依存性，亦可使用複數種光學活性化合物。為了不對向列型液晶相之溫度範圍或黏度等產生不良影響，較佳為選擇使用扭轉效果強之光學活性化合物。較佳為含有膽固醇壬酸酯(cholesteric nonanoate)等液晶或下述通式(Ch-1)至通式(Ch-6)所表示之化合物作為此種光學活性化合物。
(式中，Rc1、Rc2、R*分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，其中，R*具有至少1個具有光學活性之支鏈基或鹵素取代基，Zc1、Zc2分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，D1、D2 表示環己烷環或苯環，且環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-亦可被取代為-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-，苯環中之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，該環中之1個以上之氫原子亦可被取代為F、Cl、CH3，t1、t2表示0、1、2、3，MG*、Qc1、Qc2表示下述結構
(式中，D3、D4表示環己烷環或苯環，且環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-亦可被取代為-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-，苯環中之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，該環中之1個以上之氫原子亦可被取代為F、Cl、CH3)。
本發明之液晶組成物亦可含有1種或2種以上之聚合性化合物，聚合性化合物較佳為如下結構之盤形液晶化合物：將苯衍生物、聯三伸苯衍生物、參茚并苯衍生物(truxene derivatives)、酞菁衍生物或環己烷衍生物作為分子之中心母核，且直鏈烷基、直鏈烷氧基或經取代之苯甲醯氧基呈放射狀地取代而成為其側鏈。
具體而言，聚合性化合物較佳為通式(PC)所表示之聚合 性化合物。
(式中，P1表示聚合性官能基，Sp1表示碳原子數為0~20之間隔基，Qp1表示單鍵、-O-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-CH=CH-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或-C≡C-，p1及p2分別獨立地表示1、2或3，MGp表示液晶原基或液晶原基性支持基，Rp1表示鹵素原子、氰基或碳原子數1~25之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之CH2基亦能以O原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-，或者Rp1可為P2-Sp2-Qp2-，P2、Sp2、Qp2分別獨立地，表示與P1、Sp1、Qp1相同之意義)
更佳為聚合性化合物通式(PC)中之MGp為以下之結構所表示之聚合性化合物。
(式中，C01~C03分別獨立地表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸 萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲2,7-二基或茀2,7-二基，且1,4-伸苯基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲2,7-二基及茀-2,7-二基亦可具有1個以上之F、Cl、CF3、OCF3、氰基、碳原子數為1~8之烷基、烷氧基、烷醯基、烷醯氧基、碳原子數為2~8之烯基、烯氧基、烯醯基或烯醯氧基作為取代基，Zp1及Zp2分別獨立地表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-或單鍵，p3表示0、1或2)
此處，於Sp1及Sp2分別獨立地為伸烷基之情形時，該伸烷基亦可經1個以上之鹵素原子或CN取代，且存在於該基中之1個或2個以上之CH2基亦能以O原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-。又，P1及P2較佳為分別獨立地，為下述通式中之任一者。
(式中，Rp2至Rp6分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或碳原子數1~5之烷基)
更具體而言，聚合性化合物通式(PC)較佳為通式(PC0-1)至通式(PC0-6)所表示之聚合性化合物，
(PC0-3)P 1 -Sp 1 -Q p1 -MG p -Q p2 -Sp 2 -P 2
(PC0-4)P 1 -Q p1 -MG p -Q p2 -P 2
(PC0-5)P 1 -Sp 1 -Q p1 -MG p -R p1
(PC0-6)P 1 -Q p1 -MG p -R p1
(式中，p4分別獨立地表示1、2或3)。更具體而言，較佳為通式(PC1-1)至通式(PC1-9)所表示之聚合性化合物，
(式中，p5表示0、1、2、3或4)。其中，Sp1、Sp2、Qp1及Qp2較佳為單鍵，P1及P2較佳為式(PC0-a)，更佳為丙烯醯氧基及甲基丙烯醯氧基，p1+p4較佳為2、3或4，Rp1較佳為H、F、CF3、OCF3、CH3或OCH3。進而較佳為通式(PC1-2)、通式(PC1-3)、通式(PC1-4)及通式(PC1-8)所表示之化合物。
又，亦較佳為通式(PC)中之MGp為通式(PC1)-9所表示之盤形液晶化合物，
(式中，R7分別獨立地表示P1-Sp1-Qp1或通式(PC1-e)之取代基，R81及R82分別獨立地表示氫原子、鹵素原子或甲基，R83表示碳原子數為1~20烷氧基，且該烷氧基中之至少1個氫原子被取代為上述通式(PC0-a)至(PC0-d)所表示之取代基)。
聚合性化合物之使用量較佳為0.05~2.0質量%。
含有本發明之聚合性化合物之液晶組成物係使該聚合性化合物聚合而製作液晶顯示元件。此時，要求將未聚合成分降低至所需量以下，且較佳為使液晶組成物含有於通式(LC0)中之部分結構中具有聯苯基及/或聯三苯基之化合物。更具體而言，較佳為通式(LC0-10)至通式(LC0-27)、通式(LC0-48)至通式(LC0-53)、通式(LC0-60)至通式(LC0-68)所表示之化合物，且較佳為選擇一種或二種以上並含有0.1~40質量%。又，較佳為於通式(PC1-1)至通式(PC1-3)、通式(PC1-8)或通式(PC1-9)所表示之聚合性化合物所組成之群中併用。
上述液晶組成物亦可進而含有1種或2種以上之抗氧化劑，且亦可進而含有1種或2種以上之UV吸收劑。作為抗氧化劑，較佳為自下述通式(E-1)及/或通式(E-2)所表示者中進行選擇。
(式中，Re1表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之- CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素， Ze1、Ze2分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-， E1表示環己烷環或苯環，且環己烷環中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，又，該環中之1個或2個以上之-CH2CH2-亦可被取代為-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-，苯環中之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，該環中之1個以上之氫原子亦可被取代為F、Cl、CH3，q1表示0、1、2或3)
本發明之液晶組成物可製成液晶顯示元件、尤其是主動矩陣驅動用液晶顯示元件，而用於例如TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS(包含FFS電極)模式或VA-IPS模式(包含FFS電極)。此處，所謂VA-IPS模式，係於不施加電壓時使介電常數異向性為正之液晶材料(△ε>0)相對於基板面垂直地配向，並藉由配置於同一基板面上之像素電極及共用電極而驅動液晶分子的方法，由於液晶分子沿像素電極及共用電極所產生之彎曲電場之方向排列，故具有可容易地形成像素分割或多域(multi domain)，且響應亦優異之優點。根據非專利文獻Proc.13th IDW,97(1997)、Proc.13th IDW,175(1997)、SID Sym.Digest,319(1998)、SID Sym.Digest,838(1998)、SID Sym.Digest,1085(1998)、SID Sym.Digest,334(2000)、Eurodisplay Proc.,142(2009)，有EOC、VA-IPS等各種稱謂，於本發明中，以下簡稱為「VA-IPS」。
通常而言，TN、ECB方式中之弗里德里克斯轉變(Freedericksz Transition)之閾值電壓(Vc)由下式表示，
於IPS方式中由下式表示，
於VA方式中由下式表示。
(式中，Vc表示弗里德里克斯轉變(V)，Π表示圓周率，dcell表示第一基板與第二基板之間隔(μm)，dgap表示像素電極與共用電極之間隔(μm)，dITO表示像素電極及/或共用電極之寬度(μm)，<r1>、<r2>及<r3>表示外插長度(μm)，K11表示展曲(spray)之彈性常數(N)，K22表示扭轉之彈性常數(N)，K33表示彎曲之彈性常數(N)，△ε表示介電常數之異向性)
另一方面，於VA-IPS方式中，發現本發明等可應用下述數4。
(式中，Vc表示弗里德里克斯轉變(V)，Π表示圓周率，dcell表示第一基板與第二基板之間隔(μm)，dgap表示像素電極與共用電極之間隔(μm)，dITO表示像素電極及/或共用電極之寬度(μm)，<r>、<r'>、<r3>表示外推長度(μm)，K33表示彎曲之彈性常數(N)，△ε表示介電常數之異向性)。作為根據數4之單元構成，藉由儘可能減小dgap並儘可能增大dITO，而謀求低驅動電壓化，藉由選擇△ε之絕對值較大、K33較小者作為所使用之液晶組成物，而謀求低驅動電壓化。
關於使用本發明之液晶組成物製作之液晶顯示元件，作為使液晶分子於基板面配向之方法，可使用聚醯亞胺或聚醯胺化合物等並藉由摩擦(rubbing)處理而進行製作。又，亦可使用查耳酮、桂皮酸酯或桂皮醯化合物等並藉由光配向技術而進行製作。又，作為新的配向方法，亦可應用於配向層中組入聚合性液晶化合物並使聚合性液晶化合物聚合之方法。
本發明之液晶組成物可調整出較佳之△ε、K11、K33等。
液晶組成物之折射率異向性(△n)與顯示裝置之第一基板與第二基板之間隔(d)之乘積(△n．d)與視角特性或響應速度存在很大關聯。因此，間隔(d)存在薄至3~4μm之傾向。於TN、ECB、IPS(不施加電壓時之液晶配向與基板面大致呈水平)方式之情形時，乘積(△n．d)尤佳為0.31~0.33。於VA-IPS方式中，於相對於兩基板垂直配向之情形時， 乘積(△n．d)較佳為0.20~0.59，尤佳為0.30~0.40。如此，乘積(△n．d)之適合值根據各種顯示元件之模式之種類而不同，因此適於各種模式之液晶組成物之折射率異向性(△n)為0.070~0.110之範圍、0.100~0.140之範圍或0.130~0.180之範圍，從而可製作具有該等各不相同之範圍之折射率異向性(△n)的液晶組成物。
含有通式(PC)所表示之化合物作為聚合性化合物的本發 明之液晶組成物，可提供於電壓施加下或不施加電壓下使該液晶組成物中所含有之聚合性化合物聚合而製作的高分子穩定化之TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件。具體而言，可藉由於兩片基板間夾持含有聚合性化合物之液晶組成物，並於電壓施加下或不施加電壓下利用紫外線等之能量而使液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作。於該液晶顯示元件中，可藉由聚合性化合物之高分子化而使液晶分子之配向狀態被記憶，藉此可提高配向狀態之穩定性。又，亦可期待響應速度之改善。
[實施例]
以下，舉例而進一步詳細敍述本案發明，但本案發明並不受該等限定。又，以下之實施例及比較例之組成物中之「%」意指『質量%』。
作為液晶組成物之物性，以如下方式表示。
TN-I：向列相-等向性液體相轉移溫度(℃)
T-n：向列相之下限溫度(℃)
ε⊥：25℃下之相對於分子長軸方向呈垂直之方向的介電常數
△ε：25℃下之介電常數異向性
no：25℃下對常光之折射率
△n：25℃下之折射率異向性
Vth：25℃下於施加頻率1KHz之矩形波時，透過率變化10%的單元厚度6μm之單元中的施加電壓(V)
η20：20℃下之整體黏性(bulk viscosity，mPa．s)
γ1：旋轉黏性(mPa．s)
於化合物記載中使用下述縮寫。
(實施例1)(比較例1)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
Ex-1係含有本申請案之通式(LC0)所表示之化合物的液 晶組成物，Ref-1係不含本申請案之通式(LC0)所表示之化合物的液晶組成物。Ex-1之γ1為74mPa．s，Ref-1之γ1為96mPa．s。與含有「部分結構和通式(LC0)所表示之化合物不同之化合物」的Ref-1相比，可知實施例1之黏度明顯更低，本發明之組合非常優異。
(實施例2)
以下表示由通式(LC5)之化合物構成之液晶組成物及其物性值。
以下表示使用混合物A及混合物B而製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例3)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例4)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例5)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例6)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例7)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例8)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例9)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例10)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例11)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例12)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例13)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例14)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例15)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例16)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例17)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例18)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例19)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例20)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例21)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例22)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例23)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例24)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例25)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例26)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例27)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例28)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例29)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例30)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例31)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例32)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例33)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例34)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例35)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例36)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例37)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例38)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例39)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例40)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例41)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例42)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例43)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例44)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例45)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例46)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例47)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例48)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例49)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例50)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例51)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例52)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例53)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例54)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例55)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例56)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例57)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例58)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例59)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例60)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例61)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例62)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例63)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例64)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例65)
以下表示所製備之液晶組成物及其物性值。
(實施例66)
以下顯示本發明之液晶組成物之20℃下之γ1之物性值。關 於本發明之液晶組成物，γ1相對於介電常數異向性(△ε)之大小而相對較小，從而可知本發明之組合非常優異。
實施例9之γ1：46mPa．s
實施例11之γ1：53mPa．s
實施例20之γ1：87mPa．s
實施例28之γ1：81mPa．s
實施例34之γ1：50mPa．s
實施例44之γ1：47mPa．s
實施例47之γ1：58mPa．s
實施例56之γ1：84mPa．s
(實施例67及68)
使用於同一基板上設置有一對梳形電極構造之透明電極之第一基板、及未設置電極構造之第二基板，於各基板上形成垂直配向性配向膜，而製作第一基板及第二基板之間隙間隔4.0微米之IPS用空單元。於該空單元中注入實施例46及50中所示之液晶組成物而製作液晶顯示元件，並測定電光學特性。
對該各實施例之液晶組成物添加式(PC-1)-3-1所表示之聚合性化合物並均勻溶解，藉此製備聚合性液晶組成物。
將所製作之聚合性液晶組成物夾於上述IPS用空單元後，一面以頻率1KHz施加1.8V之矩形波一面介隔遮斷300nm以下之紫外線之濾光片，利用高壓水銀燈對液晶單元照射紫外線。以液晶單元表面之照射強度成為20mW/cm2之方式進行調整並照射600秒鐘，而獲得使聚合性液晶組成物中之聚合性化合物聚合之垂直配向性液晶顯示元件。測定該等顯示元件之電光學特性。將結果示於以下之表。
與僅由液晶組成物製作之液晶顯示元件相比，速度非常快。

Claims (28)

  1. 一種液晶組成物，其係具有正之介電常數異向性者，其特徵在於：含有1種或2種以上之通式(LC0)所表示之化合物， (式中，R01表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，A01~A03分別獨立地表示下述任一結構， (該結構中之環己烷環之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-，該結構中苯環之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，X03及X04分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，式中之部分結構式(LC0-Ph)亦可為式(LC0-Np)， X01、X02及X05分別獨立地表示氫原子或氟原子，Y01表示-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、碳數2~5之經氟化之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，Z01~Z05分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z01~Z05中之至少1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，W01及W02分別獨立地表示-CH2-或-O-，m01~m03分別獨立地表示0~2之整數，m01+m02+m03表示0、1或2，於存在複數個A01、A02、A03、Z01、Z03及/或Z05之情形時，其等既可相同，亦可不同)。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其中，通式(LC0)為以下任一種化合物：．存在Z01，且Z01為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物，．Z02為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物，．存在Z03，且Z03為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物，．Z04為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物，．存在Z05，且Z05為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-之化合物，．W01及W02均為-CH2-之化合物，．W01、W02中之1者為-O-之化合物，．W01及W02均為-O-之化合物，．m01+m02+m03為0之化合物，．m01為0、m02為0、m03為1之化合物， ．m01為0、m02為1、m03為0之化合物，．m01為1、m02為0、m03為0之化合物，．m01為1、m02為0、m03為1之化合物，．m01為1、m02為1、m03為0之化合物，．m01為0、m02為1、m03為1之化合物，．m01為2，且-Z01為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，另一Z01為單鍵之化合物，．m02為1或2，且Z02及Z03中之1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，剩餘之Z02及Z03為單鍵之化合物，．m03為1或2，且Z04及Z05中之1者為-OCH2-、-OCF2-或-CF2O-，剩餘之Z04及Z05為單鍵之化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其中，上述液晶組成物含有1種或2種以上之選自通式(LC1)~通式(LC5)所表示之化合物群中之化合物： (式中，R11~R41分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可任意地被取代為鹵素，R51及R52分別獨立地表示碳數1~15之烷基，且該烷基中之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-、-COO-或-C≡C-，當下述之A51或A53為環己烷環之情形時，亦可為-OCF3、-CF3、-OCF=CF2或-OCH=CF2，A11~A42分別獨立地表示下述任一結構， (該結構中之環己烷環之1個或2個以上之-CH2-亦能以氧原子 不直接鄰接之方式被取代為-O-，該結構中之苯環之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=，X61及X62分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3)，A51~A53分別獨立地表示下述任一結構， (式中，環己烷環中之1個或2個以上之-CH2CH2-亦可被取代為-CH=CH-、-CF2O-或-OCF2-，苯環中之1個或2個以上之-CH=亦能以氮原子不直接鄰接之方式被取代為-N=)，X11~X43分別獨立地表示-H、-Cl、-F、-CF3或-OCF3，Y11~Y41表示-Cl、-F、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3或-OCF=CF2，Z31~Z42分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，所存在之Z31及Z32中之至少1者不為單鍵，Z51及Z52分別獨立地表示單鍵、-CH=CH-、-C≡C-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-或-CF2O-，m11~m51分別獨立地表示0~3之整數，m31+m32及m41+m42分別獨立地表示1、2、3或4，於存在複數個A23、A31、A32、A41、A42、A52、Z31、Z32、Z41、Z42及/或Z52之情形時，其等既可相同，亦可不同；其中，不含通式(LC0)所表示之化合物))。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種以上下述通式(LC0)所表示之化合物：R01為碳數1~5之烷基或碳數2~5之烯基、 Y01為-Cl、-F、-OCHF2、-CF3、-OCF3、-CF2CF3、-CHFCF3、-OCF2CF3、-OCHFCF3、-OCF=CF2或-OCH=CF2；該化合物之合計含量至多為70質量%。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種以上通式(LC0)所表示之化合物，且滿足下述事項中之至少1項：．至多含有20質量%之通式(LC1)所表示之化合物，．至多含有40質量%之通式(LC2)所表示之化合物，．至多含有50質量%之通式(LC3)所表示之化合物，．至多含有60質量%之通式(LC4)所表示之化合物，．至多含有75質量%之通式(LC5)所表示之化合物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其中，通式(LC0)所表示之化合物為通式(LC0-1)~通式(LC0-74)所表示之化合物： (式中，R01、A01~A03、Z01~Z05、X01~X04、W01、W02及Y01表示與申請專利範圍第1項相同之意義)。
  7. 如申請專利範圍第6項之液晶組成物，其中，含有通式(LC0)所表示之化合物之液晶組成物滿足下述事項中之至少1項：．至多含有40質量%之通式(LC0-2)~通式(LC0-9)所表示之化合物，．至多含有60質量%之通式(LC0-10)~通式(LC0-18)所表示 之化合物，．至多含有60質量%之通式(LC0-28)~通式(LC0-38)所表示之化合物，．至多含有30質量%之通式(LC0-48)~通式(LC0-51)所表示之化合物，．至多含有40質量%之通式(LC0-52)~通式(LC0-53)所表示之化合物，．至多含有50質量%之通式(LC0-56)~通式(LC0-59)所表示之化合物，．至多含有20質量%之通式(LC0-60)~通式(LC0-67)所表示之化合物，．至多含有15質量%之通式(LC0-68)~通式(LC0-74)所表示之化合物。
  8. 如申請專利範圍第6項之液晶組成物，其中，通式(LC0)所表示之化合物為通式(LC0-2)~通式(LC0-5)、通式(LC0-7)、通式(LC0-11)~通式(LC0-15)、通式(LC0-17)、通式(LC0-18)、通式(LC0-20)、通式(LC0-28)~通式(LC0-30)、通式(LC0-34)、通式(LC0-35)、通式(LC0-39)、通式(LC0-41)、通式(LC0-45)、通式(LC0-46)、通式(LC0-56)~通式(LC0-61)、通式(LC0-68)或通式(LC0-74)所表示之化合物。
  9. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，通式(LC2)所表示之化合物為通式(LC2-1)至通式(LC2-14)所表示之化合物： (式中，X23、X24、X25及X26分別獨立地表示氫原子、Cl、F、CF3或OCF3，X22、R21及Y21表示與申請專利範圍第4項相同之意義)。
  10. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，通式(LC3)所表示之化合物為選自通式(LC3-1)至通式(LC3-32)所表示之化合物群及/或通式(LC3-0-1)至通式(LC3-0-97)所表示之化合物群中之化合物： (式中，R表示與通式(LC3)中之R31相同之意義，X33、X34、X35、X36、X37及X38分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X32、R31、A31、Y31及Z31表示與申請專利範圍第4項相同之意義，-F,CF3,OCF3表示-F、-CF3或-OCF3中之任一者)。
  11. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，通式(LC4)所表示之化合物為選自通式(LC4-1)至通式(LC4-32)所表示之化合物群中之化合物： (式中，X44、X45、X46及X47分別獨立地表示H、Cl、F、CF3或OCF3，X42、X43、R41及Y41表示與申請專利範圍第4項相同之意義)。
  12. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，通式(LC5)所表示之化合物為通式(LC5-1)至通式(LC5-26)所表示之化合物： (式中，R51及R52表示與申請專利範圍第4項相同之意義)。
  13. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其中，通式(LC5)所表示之化合物為下述所表示之化合物，且該化合物之合計含量至多為80質量%： (式中，alkyl及alkyl*分別獨立地表示碳數1~5之烷基或烷氧基，alkenyl及alkenyl*分別獨立地表示碳數2~5之烯基或烯氧基)。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之光學活性化合物。
  15. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之選自R11至R41為碳數2~5之烯基的通式(LC1)至通式(LC4)所表示之化合物群中之化合物。
  16. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之選自由通式(LC1)中之A11為四氫哌喃-2,5-二基之化合物、通式(LC2)中所存在之A21~A23中之至少1者為四氫哌喃-2,5-二基之化合物、通式(LC3)中所存在之A31~A32中之至少1者為四氫哌喃-2,5-二基之化合物、通式(LC4)中所存在之A41~A42中之至少1者為四氫哌喃- 2,5-二基之化合物、及通式(LC5)中所存在之A51~A53中之至少1者為四氫哌喃-2,5-二基之化合物所組成之群中的化合物。
  17. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之選自由通式(LC3)中所存在之Z31~Z32中之至少1者為-CF2O-或-OCH2-之化合物、通式(LC4)中所存在之Z41~Z42中之至少1者為-CF2O-或-OCH2-之化合物、及通式(LC5)中所存在之Z51~Z52中之至少1者為-CF2O-或-OCH2-之化合物所組成之群中的化合物。
  18. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其含有30~70質量%之通式(LC5)所表示之化合物，且液晶組成物之20℃下之黏度η為20mPa．s以下。
  19. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之聚合性化合物。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之抗氧化劑。
  21. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種或2種以上之UV吸收劑。
  22. 一種液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至21項中任一項之液晶組成物。
  23. 一種主動矩陣驅動用液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至21項中任一項之液晶組成物。
  24. 一種TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至21項中任一項之液晶組成物。
  25. 一種高分子穩定化之TN模式、OCB模式、ECB模式、IPS模式或VA-IPS模式用液晶顯示元件，其係使用申請專利範圍第19項之液晶組成物，於電壓施加下或不施加電壓下使該液晶組成物中所含有之聚合性化合物聚合而製成。
  26. 如申請專利範圍第22至25項中任一項之液晶顯示元件，其中，於與液晶分子接觸之面使該液晶分子水平、傾斜及/或垂直地配向之配向層為含有選自聚醯亞胺(PI)、聚醯胺、查耳酮、桂皮酸酯或桂皮醯中之至少一種之化合物的配向膜。
  27. 一種液晶顯示元件，其於申請專利範圍第26項之配向層中進而含有聚合性液晶化合物及/或聚合性非液晶化合物。
  28. 如申請專利範圍第23或27項之液晶顯示元件，其設置有使用光配向技術而製作之配向膜來作為與液晶組成物接觸之面之配向層。
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