TW202235587A - 液晶組成物、液晶顯示元件及液晶組成物的用途 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種液晶組成物及包含所述組成物的主動矩陣元件，所述液晶組成物充分滿足上限溫度高、下限溫度低、黏度小、特別是低溫下的黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數大、短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比大、低溫下的介電各向異性的頻率依存性小、比電阻大、對光及熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少一種，或關於至少兩種特性而具有適當平衡。一種液晶組成物，含有作為成分A的具有高的上限溫度的特定化合物、作為成分B的具有大的介電各向異性的特定化合物及作為成分C的具有大的短軸方向上的介電常數的特定化合物，也可含有作為成分D的具有小的黏度或高的上限溫度的特定化合物或作為成分E的具有的大的短軸方向上的介電常數的特定化合物。

Description

液晶組成物、液晶顯示元件及液晶組成物的用途
本發明涉及一種液晶組成物、含有所述組成物的液晶顯示元件等。特別是涉及一種介電各向異性為正的液晶組成物、及含有所述組成物且具有扭轉向列（twisted nematic，TN）、電控雙折射（electrically controlled birefringence，ECB）、光學補償彎曲（optically compensated bend，OCB）、面內切換（in-plane switching，IPS）、邊緣場切換（fringe field switching，FFS）或電場感應光反應配向（field-induced photo-reactive alignment，FPA）模式的主動矩陣（active matrix，AM）元件。
液晶顯示元件中，基於液晶分子的運行模式的分類為相變（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）、面內切換（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）、多路複用式（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）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。所述組成物具有適當的特性。通過提高所述組成物的特性，可獲得具有良好特性的AM元件。將這些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。向列相的優選上限溫度為約70℃以上，而且向列相的優選下限溫度為約-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圖像，優選為響應時間短。理想為短於1毫秒的響應時間。因此，優選為組成物的黏度小。進而優選為低溫下的黏度小。組成物的彈性常數與元件的對比度相關聯。元件中，為了提高對比度，優選為組成物的彈性常數大。
表1. 組成物的特性與AM元件的特性   
No 組成物的特性 AM元件的特性
1 向列相的溫度範圍廣 可使用元件的溫度範圍廣
2 黏度小 響應時間短
3 光學各向異性適當 對比度大
4 正或負的介電各向異性大 閾值電壓低、消耗電力小
對比度大
5 比電阻大 電壓保持率大、對比度大
6 對紫外線或熱穩定 壽命長
7 彈性常數大 對比度大、響應時間短
組成物的光學各向異性與元件的對比度相關聯。根據元件的模式，而需要大的光學各向異性或小的光學各向異性，即適當的光學各向異性。組成物的光學各向異性（Δn）與元件的單元間隙（d）的積（Δn×d）被設計成使對比度為最大。適當的積的值依存於運行模式的種類。TN之類的模式的元件中，適當的值為約0.45 μm。在所述情況下，對單元間隙小的元件而言優選為具有大的光學各向異性的組成物。組成物的大的介電各向異性有助於元件的低閾值電壓、小的消耗電力與大的對比度。因此，優選為大的介電各向異性。介電各向異性通常在低溫下具有頻率依存性，隨著成為高頻率而變小。因此，在低溫下，隨著驅動頻率變高，而液晶分子的運動無法追隨電壓的頻率變化，從而產生顯示不良。因此，低溫下的介電各向異性的頻率依存性以小為宜。組成物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。因此，優選為在初始階段中具有大的比電阻的組成物。優選為在長時間使用後，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液晶顯示元件的壽命相關聯。在這些穩定性高時，所述元件的壽命長。此種特性對用於液晶監視器、液晶電視等的AM元件而言優選。
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。聚合物穩定配向（polymer sustained alignment，PSA）型的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。
IPS模式或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。通常已知：與使用具有負的介電各向異性的組成物的情況相比，在使用具有正的介電各向異性的組成物的情況下，透過率變低。為了改善所述情況，提出有使具有正的介電各向異性的組成物含有具有負的介電各向異性的化合物（例如，專利文獻1）。
通過含有具有負的介電各向異性的化合物，組成物的短軸方向上的介電常數（ε⊥）或短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比（ε⊥/Δε）增大，由此認為透過率得到改善。另一方面，存在如下問題：通過含有具有負的介電各向異性的化合物而響應降低。
另外，液晶顯示元件目前有各種用途，根據用途而要求即便在嚴苛的溫度條件下也可維持良好的顯示。為此，需要在廣的溫度範圍內適當工作或在嚴苛的溫度條件下具有優異的響應。已知液晶顯示元件的特別是低溫下的響應降低，為了改善所述情況，進行了研究（例如，專利文獻2）。另外，在專利文獻3中公開有含有叔環己基化合物的液晶組成物在廣的溫度範圍內具有向列相。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-166936號公報 [專利文獻2]日本專利特開2002-294238號公報 [專利文獻3]德國專利申請公開第4414647號說明書
[發明所要解決的問題] 本發明的問題為提供一種液晶組成物及液晶顯示元件，所述液晶組成物充分滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、特別是低溫下的黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數（ε⊥）大、短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比（ε⊥/Δε）大、低溫下的介電各向異性的頻率依存性小、比電阻大、對光的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少一種，所述液晶顯示元件充分滿足響應時間短、特別是低溫下的響應時間短、閾值電壓低、特別是低溫下的閾值電壓低之類的特性的至少一種。另一問題為提供一種在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、特別是低溫下的黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數大、短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比（ε⊥/Δε）大、低溫下的介電各向異性的頻率依存性小、比電阻大、對光的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少兩種之間具有適當平衡的液晶組成物。另一問題為提供一種具有電壓保持率大、對比度大、壽命長之類的特性的AM元件。 [解決問題的技術手段]
本發明是有關於一種液晶組成物、含有所述組成物的液晶顯示元件及所述液晶組成物的用途，所述液晶組成物含有作為成分A的選自式（1）所表示的化合物中的至少一種化合物、作為成分B的選自式（2）所表示的化合物中的至少一種化合物及作為成分C的選自式（3）所表示的化合物中的至少一種化合物，且具有正的介電各向異性。
Figure 02_image001
式（1）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基；R 2為碳數2至12的烯基；Z 1為單鍵或伸乙烯基； 式（2）中，R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基；環A為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z 2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X 1及X 2為氫或氟；Y 1為氟、氯、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯氧基；a為1、2、3或4； 式（3）中，R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基；環B及環D為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環C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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基；Z 3及Z 4為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基；b為1、2或3，c為0或1；而且b與c的和為2或3。 [發明的效果]
本發明的優點為提供一種液晶組成物及液晶顯示元件，所述液晶組成物充分滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、特別是低溫下的黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數（ε⊥）大、短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比（ε⊥/Δε）大、低溫下的介電各向異性的頻率依存性小、比電阻大、對光的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少一種，所述液晶顯示元件充分滿足響應時間短、特別是低溫下的響應時間短、閾值電壓低、特別是低溫下的閾值電壓低之類的特性的至少一種。另一優點為提供一種在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、特別是低溫下的黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、短軸方向上的介電常數大、短軸方向上的介電常數相對於介電各向異性的比（ε⊥/Δε）大、低溫下的介電各向異性的頻率依存性小、比電阻大、對光的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少兩種之間具有適當平衡的液晶組成物。另一優點為提供一種具有電壓保持率大、對比度大、壽命長之類的特性的AM元件。
本說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將“液晶組成物”及“液晶顯示元件”的用語分別簡稱為“組成物”及“元件”。“液晶顯示元件”是液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。“液晶性化合物”是具有向列相、層列相之類的液晶相的化合物，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。所述化合物具有例如1,4-伸環己基或1,4-伸苯基之類的六元環，其分子（液晶分子）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。具有烯基的液晶性化合物在其意義方面並不分類為聚合性化合物。“低溫”的用語是指約-20℃以下的溫度。
液晶組成物是通過將多種液晶性化合物加以混合來製備。在所述液晶組成物中視需要而添加光學活性化合物或聚合性化合物之類的添加物。即便在添加有添加物的情況下，液晶性化合物的比例也是由基於不包含添加物的液晶組成物的質量的質量百分率（質量%）來表示。添加物的比例是由基於不包含添加物的液晶組成物的質量的質量百分率（質量%）來表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基於液晶性化合物的總質量而算出。聚合起始劑及聚合抑制劑的比例是例外地基於聚合性化合物的質量來表示。
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”。“提高介電各向異性”的表述在介電各向異性為正的組成物時，是指其值正向地增加，在介電各向異性為負的組成物時，是指其值負向地增加。“電壓保持率大”是指元件在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下也具有大的電壓保持率，而且，在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下也具有大的電壓保持率。有時通過經時變化試驗來研究組成物或元件的特性。
Figure 02_image003
以所述化合物（1z）為例進行說明。式（1z）中，以六邊形包圍的α及β的記號分別與環α及環β對應，表示六元環、縮合環之類的環。在下標‘x’為2時，存在兩個環α。兩個環α所表示的兩個基可相同，或也可不同。所述規則適用於下標‘x’大於2時的任意兩個環α。所述規則也適用於鍵結基Z之類的其他記號。將環β的一邊橫切的斜線表示環β上的任意氫可經取代基（-Sp-P）取代。下標‘y’表示所取代的取代基的數量。在下標‘y’為0時，不存在此種取代。在下標‘y’為2以上時，在環β上存在多個取代基（-Sp-P）。在所述情況下，“可相同，或也可不同”的規則也適用。再者，所述規則也適用於將Ra的記號用於多種化合物的情況。
式（1z）中，例如，“Ra及Rb為烷基、烷氧基或烯基”之類的表述是指Ra及Rb獨立地選自烷基、烷氧基及烯基的群組中。此處，由Ra表示的基與由Rb表示的基可相同，或也可不同。
有時將選自式（1z）所表示的化合物中的至少一種化合物簡稱為“化合物（1z）”。“化合物（1z）”是指式（1z）所表示的一種化合物、兩種化合物的混合物或三種以上的化合物的混合物。關於其他式所表示的化合物，也相同。“選自式（1z）及式（2z）所表示的化合物中的至少一種化合物”的表述是指選自化合物（1z）及化合物（2z）的群組中的至少一種化合物。
“至少一個‘A’”的表述是指‘A’的數量為任意。“至少一個‘A’可經‘B’取代”的表述是指在‘A’的數量為一個時，‘A’的位置為任意，在‘A’的數量為兩個以上時，它們的位置也可無限制地選擇。有時使用“至少一個-CH 2-可經-O-取代”的表述。在所述情況下，-CH 2-CH 2-CH 2-可通過不鄰接的-CH 2-經-O-取代而轉換為-O-CH 2-O-。然而，不存在鄰接的-CH 2-經-O-取代的情況。原因在於：所述取代中生成-O-O-CH 2-（過氧化物）。
液晶性化合物的烷基為直鏈狀或分支狀，且不包含環狀烷基。直鏈狀烷基優於分支狀烷基。這些情況對於烷氧基、烯基之類的末端基而言也相同。針對與1,4-伸環己基相關的立體構型（configuration），為了提高上限溫度，反式構型優於順式構型。由於2-氟-1,4-伸苯基為左右非對稱，因此存在朝左（L）及朝右（R）。
Figure 02_image005
四氫吡喃-2,5-二基之類的二價基中，也相同。羰氧基之類的鍵結基（-COO-或-OCO-）也相同。
本發明為下述項等。
項1. 一種液晶組成物，含有作為成分A的選自式（1）所表示的化合物中的至少一種化合物、作為成分B的選自式（2）所表示的化合物中的至少一種化合物及作為成分C的選自式（3）所表示的化合物中的至少一種化合物，且具有正的介電各向異性。
Figure 02_image001
式（1）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基；R 2為碳數2至12的烯基；Z 1為單鍵或伸乙烯基； 式（2）中，R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基；環A為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z 2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X 1及X 2為氫或氟；Y 1為氟、氯、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯氧基；a為1、2、3或4； 式（3）中，R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基；環B及環D為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環C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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基；Z 3及Z 4為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基；b為1、2或3，c為0或1；而且b與c的和為2或3。
項2. 根據項1所述的液晶組成物，含有選自式（1-1）及式（1-2）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A。
Figure 02_image007
式（1-1）及式（1-2）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基。
項3. 根據項1或項2所述的液晶組成物，其中，成分A的比例為1質量%至20質量%的範圍。
項4. 根據項1至項3中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（2-1）至式（2-36）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B。
Figure 02_image009
Figure 02_image011
Figure 02_image013
Figure 02_image015
式（2-1）至式（2-36）中，R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基。
項5. 根據項1至項4中任一項所述的液晶組成物，其中，成分B的比例為10質量%至85質量%的範圍。
項6. 根據項1至項5中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（3-1）至式（3-20）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分C。
Figure 02_image017
Figure 02_image019
式（3-1）至式（3-20）中，R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。
項7. 根據項1至項6中任一項所述的液晶組成物，其中，成分C的比例為10質量%至50質量%的範圍。
項8. 根據項1至項7中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（4）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分D。
Figure 02_image021
式（4）中，R 6及R 7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、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；環E及環F為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z 5為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；d為1、2或3；其中，在d為2且兩個Z 5為單鍵時，環F為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基。
項9. 根據項1至項8中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（4-1）至式（4-13）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分D。
Figure 02_image023
Figure 02_image025
式（4-1）至式（4-13）中，R 6及R 7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、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。
項10. 根據項8或項9所述的液晶組成物，其中，成分D的比例為10質量%至75質量%的範圍。
項11. 根據項1至項10中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（5）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分E。
Figure 02_image027
式（5）中，R 8及R 9為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基；環G為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環I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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基；Z 6為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基；e為0或1。
項12. 根據項1至項11中任一項所述的液晶組成物，含有選自式（5-1）至式（5-15）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分E。
Figure 02_image029
Figure 02_image031
式（5-1）至式（5-15）中，R 8及R 9為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。
項13. 根據項11或項12所述的液晶組成物，其中，成分E的比例為1質量%至30質量%的範圍。
項14. 根據項1至項13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，且波長589 nm下的光學各向異性（在25℃下測定）為0.07以上，而且頻率1 kHz下的介電各向異性（在25℃下測定）為2.0以上。
項15. 根據項1至項14中任一項所述的液晶組成物，用於運行模式為IPS模式或FFS模式的液晶顯示元件用途。
項16. 一種液晶顯示元件，含有根據項1至項14中任一項所述的液晶組成物。
項17. 根據項16所述的液晶顯示元件，其中，液晶顯示元件的運行模式為TN模式、ECB模式、OCB模式、IPS模式、FFS模式或FPA模式，且液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
項18. 一種液晶組成物的用途，所述液晶組成物為根據項1至項14中任一項所述的液晶組成物，其用於液晶顯示元件。
本發明也包括以下項。（a）所述組成物，其含有選自光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消光劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物之類的添加物中的一種化合物、兩種化合物或三種以上的化合物。（b）一種AM元件，含有所述組成物。（c）還含有聚合性化合物的所述組成物、及含有所述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，含有所述組成物，所述組成物中的聚合性化合物進行聚合。（e）一種元件，含有所述組成物，而且具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS或FPA的模式。（f）一種透過型的元件，含有所述組成物。（g）所述組成物的用途，其用作具有向列相的組成物。（h）通過在所述組成物中添加光學活性化合物而獲得的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，對組成物的構成進行說明。第二，對成分化合物的主要特性、以及所述化合物給組成物或元件帶來的主要效果進行說明。第三，對組成物中的成分化合物的組合、優選比例以及其根據進行說明。第四，對成分化合物的優選形態進行說明。第五，示出優選的成分化合物。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，對組成物的構成進行說明。所述組成物含有多種液晶性化合物。所述組成物也可含有添加物。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、消光劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。就液晶性化合物的觀點而言，所述組成物被分類為組成物A與組成物B。組成物A除含有選自化合物（1）、化合物（2）、化合物（3）、化合物（4）及化合物（5）中的液晶性化合物以外，也可還含有其他液晶性化合物、添加物等。“其他液晶性化合物”是與化合物（1）、化合物（2）、化合物（3）、化合物（4）及化合物（5）不同的液晶性化合物。此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。
組成物B實質上僅包含選自化合物（1）、化合物（2）、化合物（3）、化合物（4）及化合物（5）中的液晶性化合物。“實質上”是指組成物B雖可含有添加物，但不含有其他液晶性化合物。與組成物A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。就可通過混合其他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。
為了製備在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性適當、介電各向異性大、比電阻大、對光的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少兩種之間具有適當平衡的液晶組成物，優選為不含有式（S）所表示的化合物及式（T）所表示的化合物。
Figure 02_image033
Figure 02_image035
式（S）中，R S1及R S2為氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基、氟、氯或氰基；環A S為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟取代的1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；環B S為2,3-二氟-1,4-伸苯基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基或4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基；Z S為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基、羰氧基或二氟亞甲氧基；s為0、1、2或3； 式（T）中，R T1及R T2為烷基、烯基、烷氧基、烯氧基、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基、氟、氯或氰基；環A T為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟取代的1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；t為1或2。
第二，對成分化合物的主要特性、以及所述化合物給組成物或元件帶來的主要效果進行說明。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，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，記號0（零）是指小於S。
表2. 液晶性化合物的特性
特性 化合物（1） 化合物（2） 化合物（3） 化合物（4） 化合物（5）
上限溫度 L S～L M～L S～L S～M
黏度 S～M M～L M～L S～M M～L
光學各向異性 S M～L M～L S～L M～L
介電各向異性 0 M～L M～L 1 ） 0 M～L 1 ）
比電阻 L L L L L
1）介電各向異性的值為負，且記號表示絕對值的大小
成分化合物的主要效果如下所述。化合物（1）提高上限溫度及彈性常數。化合物（2）提高介電各向異性。化合物（3）提高短軸方向上的介電常數。化合物（4）降低黏度或提高上限溫度。化合物（5）提高短軸方向上的介電常數。
第三，對組成物中的成分化合物的組合、優選比例及其根據進行說明。組成物中的成分化合物的優選組合為化合物（1）+化合物（2）+化合物（3）、化合物（1）+化合物（2）+化合物（3）+化合物（4）、化合物（1）+化合物（2）+化合物（3）+化合物（5）或化合物（1）+化合物（2）+化合物（4）+化合物（5）。特別優選的組合為化合物（1）+化合物（2）+化合物（3）+化合物（4）。
為了提高上限溫度及彈性常數，化合物（1）的優選比例為約1質量%以上，為了降低下限溫度，化合物（1）的優選比例為約20質量%以下。進而優選的比例為約5質量%至約20質量%的範圍。特別優選的比例為約5質量%至約15質量%的範圍。
為了提高介電各向異性，化合物（2）的優選比例為約10質量%以上，為了降低下限溫度，化合物（2）的優選比例為約85質量%以下。進而優選的比例為約10質量%至約70質量%的範圍。特別優選的比例為約10質量%至約50質量%的範圍。
為了提高短軸方向上的介電常數，化合物（3）的優選比例為約10質量%以上，為了降低下限溫度，化合物（3）的優選比例為約50質量%以下。進而優選的比例為約10質量%至約40質量%的範圍。特別優選的比例為約15質量%至約40質量%的範圍。
為了降低黏度或者為了提高上限溫度，化合物（4）的優選比例為約10質量%以上，為了提高介電各向異性，化合物（4）的優選比例為約75質量%以下。進而優選的比例為約20質量%至約70質量%的範圍。特別優選的比例為約30質量%至約65質量%的範圍。
為了提高短軸方向上的介電常數，化合物（5）的優選比例為約1質量%以上，為了降低下限溫度，化合物（5）的優選比例為約30質量%以下。進而優選的比例為約1質量%至約25質量%的範圍。特別優選的比例為約1質量%至約20質量%的範圍。
第四，對成分化合物的優選形態進行說明。式（1）、式（2）、式（3）、式（4）及式（5）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基。為了提高穩定性，優選的R 1為碳數1至12的烷基。特別優選的R 1為丙基。R 2為碳數2至12的烯基。優選的R 2為乙烯基。R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基。為了提高穩定性，優選的R 3為碳數1至12的烷基。R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。為了提高穩定性，優選的R 4或R 5為碳數1至12的烷基，為了降低黏度，優選的R 4或R 5為碳數2至12的烯基，為了提高介電各向異性，優選的R 4或R 5為碳數1至12的烷氧基。R 6及R 7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、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。為了降低黏度或者為了降低下限溫度，優選的R 6或R 7為碳數2至12的烯基，為了提高穩定性，優選的R 6或R 7為碳數1至12的烷基。R 8及R 9為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。為了提高穩定性，優選的R 8或R 9為碳數1至12的烷基，為了降低黏度，優選的R 8或R 9為碳數2至12的烯基，為了提高介電各向異性，優選的R 8或R 9為碳數1至12的烷氧基。
優選的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。為了降低黏度，進而優選的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。
優選的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。為了降低黏度，進而優選的烷氧基為甲氧基或乙氧基。
優選的烯基為乙烯基、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5-己烯基。為了降低黏度，進而優選的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。這些烯基中的-CH=CH-的優選立體構型依存於雙鍵的位置。為了降低黏度等原因，在1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之類的烯基中優選為反式構型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之類的烯基中優選為順式構型。
優選的烯氧基為乙烯氧基、烯丙氧基、3-丁烯氧基、3-戊烯氧基或4-戊烯氧基。為了降低黏度，進而優選的烯氧基為烯丙氧基或3-丁烯氧基。
至少一個氫經氟或氯取代的烷基的優選例為氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基、7-氟庚基或8-氟辛基。為了提高介電各向異性，進而優選例為2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基或5-氟戊基。
至少一個氫經氟或氯取代的烯基的優選例為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6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，進而優選例為2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。
環A為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基。為了提高上限溫度，優選的環A為1,4-伸環己基，為了提高光學各向異性，優選的環A為1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性，優選的環A為2,6-二氟-1,4-伸苯基。四氫吡喃-2,5-二基為
Figure 02_image037
或
Figure 02_image038
， 優選為
Figure 02_image038
。
環B、環D及環G為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。“至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基”的優選例為2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基或2-氯-3-氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，優選的環B、環D或環G為1,4-伸環己基，為了提高介電各向異性，優選的環B、環D或環G為四氫吡喃-2,5-二基，為了提高光學各向異性，優選的環B、環D或環G為1,4-伸苯基。環B、環D及環G中的四氫吡喃-2,5-二基為
Figure 02_image040
或
Figure 02_image042
， 優選為
Figure 02_image040
。
環C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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基（FLF4）或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基（InF4）。為了提高短軸方向上的介電常數，優選的環C為2,3-二氟-1,4-伸苯基。
環E及環F為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或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，優選的環E或環F為1,4-伸環己基，為了提高光學各向異性或者為了降低下限溫度，優選的環E或環F為1,4-伸苯基或2-氟-1,4-伸苯基。
環I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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基（FLF4）、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基（DBFF2）、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基（DBTF2）或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基（InF4）。
Figure 02_image044
為了降低黏度，優選的環I為2,3-二氟-1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性，優選的環I為4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基。
Z 1為單鍵或伸乙烯基。Z 2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基或二氟亞甲氧基。為了降低黏度，優選的Z 2為單鍵，為了提高介電各向異性，優選的Z 2為二氟亞甲氧基。Z 3、Z 4及Z 6為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基。為了降低黏度，優選的Z 3、Z 4或Z 6為單鍵，為了降低下限溫度，優選的Z 3、Z 4或Z 6為伸乙基，為了提高介電各向異性，優選的Z 3、Z 4或Z 6為亞甲氧基。Z 5為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基。為了降低黏度，優選的Z 5為單鍵。
亞甲氧基之類的二價基為左右非對稱。亞甲氧基中，-CH 2O-優於-OCH 2-。羰氧基中，-COO-優於-OCO-。二氟亞甲氧基中，-CF 2O-優於-OCF 2-。
X 1及X 2為氫或氟。為了提高介電各向異性，優選的X 1或X 2為氟。
Y 1為氟、氯、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯氧基。為了提高介電各向異性，優選的Y 1為氟、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷氧基。至少一個氫經氟或氯取代的烷基的優選例為三氟甲基。至少一個氫經氟或氯取代的烷氧基的優選例為三氟甲氧基。
a為1、2、3或4。為了降低黏度，優選的a為2，為了提高介電各向異性，優選的a為3。b為1、2或3，c為0或1，而且b與c的和為2或3。優選的b及c的組合為b為1且c為1或者b為2且c為0。d為1、2或3。為了降低黏度，優選的d為1，為了提高上限溫度，優選的d為2或3。e為0或1。
式（4）中，在d為2且兩個Z 5為單鍵時，環F為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基。
第五，示出優選的成分化合物。優選的化合物（1）為項2所述的化合物（1-1）及化合物（1-2）。特別優選為R 1為丙基的化合物（1-1）及R 1為丙基的化合物（1-2）。優選為成分A的至少兩種為化合物（1-1）及化合物（1-2）的組合。
優選的化合物（2）為項4所述的化合物（2-1）至化合物（2-36）。這些化合物中，優選為成分B的至少一種為化合物（2-2）、化合物（2-8）、化合物（2-13）、化合物（2-15）、化合物（2-16）、化合物（2-17）、化合物（2-19）、化合物（2-23）、化合物（2-24）、化合物（2-25）、化合物（2-27）、化合物（2-28）、化合物（2-30）或化合物（2-31）。進而優選為成分B的至少一種為化合物（2-19）或化合物（2-30）。優選為成分B的至少兩種為化合物（2-2）及化合物（2-19）、化合物（2-2）及化合物（2-24）、化合物（2-2）及化合物（2-25）、化合物（2-2）及化合物（2-30）、化合物（2-19）及化合物（2-24）、化合物（2-19）及化合物（2-25）或化合物（2-19）及化合物（2-30）的組合。特別優選為成分B的至少兩種為化合物（2-19）及化合物（2-30）的組合。
優選的化合物（3）為項6所述的化合物（3-1）至化合物（3-20）。這些化合物中，優選為成分C的至少一種為化合物（3-1）、化合物（3-2）、化合物（3-3）、化合物（3-7）、化合物（3-12）、化合物（3-13）或化合物（3-14）。特別優選為成分C的至少一種為化合物（3-1）或化合物（3-7）。特別優選為成分C的至少一種為R 4為碳數2至4的烯基的化合物（3-1）或R 4為碳數2至4的烯基的化合物（3-7）。優選為成分C的至少兩種為化合物（3-1）及化合物（3-7）的組合。
優選的化合物（4）為項9所述的化合物（4-1）至化合物（4-13）。這些化合物中，優選為成分D的至少一種為化合物（4-1）、化合物（4-3）、化合物（4-5）、化合物（4-6）、化合物（4-7）、化合物（4-8）或化合物（4-10）。特別優選為成分D的至少一種為化合物（4-1）、化合物（4-5）、化合物（4-8）或化合物（4-10）。優選為R 6及R 7的至少一個為碳數2至4的烯基的化合物（4）。優選為R 6及R 7為丙基、乙烯基或1-丙烯基的化合物（4-1）。特別優選為R 6為丙基或1-丙烯基且R 7為乙烯基的化合物（4-1）。R 7為乙烯基的化合物（4-1）的比例優選為30質量%以上，特別優選為40質量%以上。
優選的化合物（5）為項12所述的化合物（5-1）至化合物（5-15）。這些化合物中，優選為成分E的至少一種為化合物（5-1）、化合物（5-2）、化合物（5-3）、化合物（5-6）或化合物（5-7）。
優選為環A為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基或1,3-二噁烷-2,5-二基的化合物（2），這些化合物與化合物（3）的合計比例優選為20質量%以上，特別優選為25質量%以上。
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、消光劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。出於引起液晶分子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（6-1）至化合物（6-5）。光學活性化合物的優選比例為約5質量%以下。進而優選的比例為約0.01質量%至約2質量%的範圍。
Figure 02_image046
為了防止由大氣中的加熱所引起的比電阻的降低或者為了在將元件長時間使用後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下也維持大的電壓保持率，也可進而將化合物（7-1）至化合物（7-3）之類的抗氧化劑添加於組成物中。
Figure 02_image048
化合物（7-2）由於揮發性小，因此對於在將元件長時間使用後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下也維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得所述效果，抗氧化劑的優選比例為約50 ppm以上，為了不降低上限溫度或者為了不提高下限溫度，抗氧化劑的優選比例為約600 ppm以下。進而優選的比例為約100 ppm至約300 ppm的範圍。
紫外線吸收劑的優選例為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，具有位阻的胺之類的光穩定劑也優選。光穩定劑的優選例為化合物（8-1）至化合物（8-16）等。為了獲得所述效果，這些吸收劑或穩定劑的優選比例為約50 ppm以上，為了不降低上限溫度或為了不提高下限溫度，這些吸收劑或穩定劑的優選比例為約10000 ppm以下。進而優選的比例為約100 ppm至約10000 ppm的範圍。
Figure 02_image050
Figure 02_image052
消光劑是通過接受液晶性化合物所吸收的光能量，並轉換為熱能量來防止液晶性化合物的分解的化合物。消光劑的優選例為化合物（9-1）至化合物（9-7）等。為了獲得所述效果，這些消光劑的優選比例為約50 ppm以上，為了不提高下限溫度，這些消光劑的優選比例為約20000 ppm以下。進而優選的比例為約100 ppm至約10000 ppm的範圍。
Figure 02_image054
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。色素的優選比例為約0.01質量%至約10質量%的範圍。為了防止鼓泡，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，消泡劑的優選比例為約1 ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的優選比例為約1000 ppm以下。進而優選的比例為約1 ppm至約500 ppm的範圍。
為了適合於聚合物穩定配向（PSA）型的元件，而使用聚合性化合物。此種聚合性化合物的優選例為丙烯酸酯、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（氧雜環丙烷、氧雜環丁烷）、乙烯基酮等化合物。進而優選例為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。基於聚合性化合物的總質量，優選比例為約10質量%以上。進而優選的比例為約50質量%以上。特別優選的比例為約80質量%以上。最優選的比例為100質量%。
在保管聚合性化合物時，為了防止聚合，也可添加聚合抑制劑。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、甲基對苯二酚之類的對苯二酚衍生物、4-叔丁基鄰苯二酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。
極性化合物為具有極性的有機化合物。此處，不包含具有離子鍵的化合物。氧、硫及氮之類的原子的電性偏陰性且存在具有部分負電荷的傾向。碳及氫為中性或存在具有部分正電荷的傾向。極性是因部分電荷在化合物中的不同種的原子間不均等地分佈而產生。例如，極性化合物具有-OH、-COOH、-SH、-NH 2、＞NH、＞N-之類的部分結構的至少一種。
第七，對成分化合物的合成方法進行說明。這些化合物可利用已知的方法來合成。例示合成方法。化合物（1-1）是利用德國專利申請公開第4414647號說明書中所記載的方法來合成。化合物（2-19）是利用日本專利特開平10-251186號公報中所記載的方法來合成。化合物（3-1）及化合物（5-1）是利用日本專利特表平2-503441號公報中所記載的方法來合成。化合物（4-1）是利用日本專利特開昭59-176221號公報中所記載的方法來合成。市售有抗氧化劑。化合物（7-1）可自西格瑪奧德裡奇公司（Sigma-Aldrich Corporation）獲取。化合物（7-2）等是通過美國專利3660505號說明書中所記載的方法來合成。
未記載合成方法的化合物可利用以下成書中所記載的方法來合成：《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，將成分化合物混合，然後通過加熱而使其相互溶解。
最後，對組成物的用途進行說明。所述組成物主要具有約-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。也可通過控制成分化合物的比例、或者通過混合其他液晶性化合物，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。也可通過嘗試錯誤來製備具有約0.10至約0.30的範圍的光學各向異性的組成物。含有所述組成物的元件具有大的電壓保持率。所述組成物適合於AM元件。所述組成物特別適合於透過型的AM元件。所述組成物能夠用作具有向列相的組成物，能夠通過添加光學活性化合物而用作光學活性組成物。
所述組成物能夠用於AM元件。進而也能夠用於PM元件。所述組成物能夠用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件及PM元件。特別優選為用於具有TN、OCB、IPS模式或FFS模式的AM元件。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，在不施加電壓時，液晶分子的排列可與玻璃基板平行，或者也可為垂直。這些元件可為反射型、透過型或半透過型。優選為用於透過型的元件。也能夠用於非晶矽-TFT元件或多晶矽-TFT元件。也可將所述組成物用於進行微膠囊化（microencapsulation）而製作的向列曲線排列相（nematic curvilinear aligned phase，NCAP）型的元件、或在組成物中形成三維網狀高分子而成的聚合物分散（polymer dispersed，PD）型的元件。 [實施例]
通過實施例對本發明進一步進行詳細說明。本發明不受這些實施例的限制。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。本發明也包含將實施例的組成物的至少兩種混合而成的混合物。所合成的化合物是通過核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）分析等方法來鑒定。化合物、組成物及元件的特性是通過下述記載的方法進行測定。
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CDCl 3等氘化溶媒中，在室溫下以500 MHz、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CFCl 3作為內部標準，以累計次數24次來進行。核磁共振波譜的說明中，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）。
氣相色譜分析：測定時使用島津製作所製造的GC-14B型氣相色譜儀。載體氣體為氦氣（2 mL/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30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性）。所述管柱在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質量%）後，將其1 μL注入至試樣氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型色譜儀組件（Chromatopac）或其同等品。所獲得的氣相色譜圖顯示出與成分化合物對應的峰值的保持時間以及峰值的面積。
用於稀釋試樣的溶媒可使用氯仿、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（Agilent Technologies Inc.）製造的HP-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）、瑞斯泰克公司（Restek Corporation）製造的Rtx-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）、澳大利亞SGE國際公司（SGE International Pty. Ltd）製造的BP-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）。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50 m、內徑0.25 mm、膜厚0.25 μm）。
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。利用氣相色譜法（FID）來對液晶性化合物的混合物進行分析。氣相色譜圖中的峰值的面積比相當於液晶性化合物的比例。在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（質量%）可根據峰值的面積比來算出。
測定試樣：在測定組成物或元件的特性時，將組成物直接用作試樣。在測定化合物的特性時，通過將所述化合物（15質量%）混合於母液晶（85質量%）中來製備測定用試樣。根據通過測定而獲得的值，利用外推法（extrapolation method）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。當在所述比例下，層列相（或結晶）在25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例以10質量%：90質量%、5質量%：95質量%、1質量%：99質量%的順序變更。利用所述外插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由質量%來表示。
Figure 02_image056
測定方法：利用下述方法來進行特性的測定。這些方法大多是日本電子信息技術產業協會（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；稱為JEITA）審議制定的JEITA標準（JEITA·ED-2521B）中記載的方法或將其修飾而成的方法。用於測定的TN元件上未安裝薄膜電晶體（TFT）。
（1）向列相的上限溫度（NI；℃）：在具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的熱板上放置試樣，以1℃/min的速度進行加熱。測定試樣的一部分由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（T C；℃）：將具有向列相的試樣放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10天後，觀察液晶相。例如，當試樣在-20℃下保持向列相的狀態，而在-30℃下變化為結晶或層列相時，將T C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；在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。
（4-1）黏度（旋轉黏度；γ1（25）；在25℃下測定；mPa·s）：根據M.今井（M. Imai）等人的《分子晶體與液晶（Molecular Crystals and Liquid Crystals）》, Vol. 259, 37（1995）中記載的方法來進行測定。在扭轉角為0°，而且兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為5 μm的TN元件中放入試樣。在16 V至19.5 V的範圍內，以0.5 V為單位對所述元件階段性地施加電壓。未施加電壓0.2秒後，以僅施加1個矩形波（矩形脈衝；0.2秒）與不施加（2秒）的條件反覆施加電壓。測定通過所述施加而產生的暫態電流（transient current）的峰值電流（peak current）與峰值時間（peak time）。根據這些測定值與M.今井等人的論文中的第40頁中記載的計算式（10）而獲得旋轉黏度的值。所述計算中所需的介電各向異性的值是使用測定所述旋轉黏度的元件，並利用以下記載的方法來求出。
（4-2）黏度（旋轉黏度；γ1（-30）；在-30℃下測定；mPa·s）：除在-30℃下進行測定以外，與（4-1）相同。
（5）光學各向異性（折射率各向異性；Δn；在25℃下測定）：使用波長589 nm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。朝一方向摩擦主棱鏡的表面後，將試樣滴加至主棱鏡上。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Δn=n∥-n⊥的式子來計算。
（6）介電各向異性（Δε；在25℃下測定）：在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為9 μm，而且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對所述元件施加正弦波（10 V、1 kHz），2秒後測定液晶分子的長軸方向上的介電常數（ε∥）。對所述元件施加正弦波（0.5 V、1 kHz），2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數（ε⊥）。介電各向異性的值是根據Δε＝ε∥-ε⊥的式子來計算。
（7-1）閾值電壓（Vth（25）；在25℃下測定；V）：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）5100型亮度計。光源為鹵素燈。在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為3.2（μm）的FFS元件中放入試樣。對所述元件施加的電壓（32 Hz、矩形波）是自0 V起以0.01 V為單位階段性地增加至10 V為止。此時，自垂直方向對元件照射光，測定透過元件的光量。製作在所述光量成為最大時透過率為100%且在所述光量為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。閾值電壓是由透過率成為90%時的電壓來表示。
（7-2）閾值電壓（Vth（-30）；在-30℃下測定；V）：除在-30℃下進行測定以外，與（7-1）相同。
（8）電壓保持率（VHR-9；在25℃下測定；%）：用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為5 μm。所述元件是在放入試樣後利用以紫外線進行硬化的黏接劑來密封。對所述TN元件施加脈衝電壓（1 V、60微秒）而進行充電。利用高速電壓計在1000毫秒的期間內測定衰減的電壓，求出單位週期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-10；在60℃下測定；%）：除代替25℃而在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。由VHR-10來表示所獲得的值。
（10）電壓保持率（VHR-11；在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TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且單元間隙為5 μm。在所述元件中注入試樣，照射5 mW/cm 2的紫外線167分鐘。光源為岩崎（EYEGRAPHICS）股份有限公司製造的黑光（black light）、F40T10/BL（峰值波長369 nm），元件與光源的間隔為5 mm。VHR-11的測定中，在1000毫秒的期間內測定衰減的電壓。具有大的VHR-11的組成物對紫外線具有大的穩定性。
（11）電壓保持率（VHR-12；在60℃下測定；%）：將注入有試樣的TN元件在120℃的恒溫槽內加熱20小時後，測定電壓保持率，來評價對熱的穩定性。VHR-12的測定中，在1000毫秒的期間內測定衰減的電壓。具有大的VHR-12的組成物對熱具有大的穩定性。
（12）電壓保持率（VHR-13；在60℃下測定；%）：將注入有試樣的TN元件在100℃的恒溫槽內加熱三周後，測定電壓保持率，來評價對熱的穩定性。VHR-13的測定中，在1000毫秒的期間內測定衰減的電壓。具有大的VHR-13的組成物對熱具有大的穩定性。
（13）電壓保持率（VHR-14；在60℃下測定；%）：將注入有試樣的TN元件在背光上靜置兩周後，測定電壓保持率，來評價對背光的穩定性。VHR-14的測定中，在1000毫秒的期間內測定衰減的電壓。具有大的VHR-14的組成物對背光具有大的穩定性。
（14-1）響應時間（τ（25）；在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。將低通濾波器（Low-pass filter）設定為5 kHz。在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為3.2 μm的FFS元件中放入試樣。對所述元件施加矩形波（60 Hz、5 V、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。在所述光量成為最大時視作透過率為100%，在所述光量為最小時視作透過率為0%。上升時間（τr：rise time；毫秒）是透過率自90%變化至10%所需的時間。下降時間（τf：fall time；毫秒）是透過率自10%變化至90%所需的時間。響應時間是由以所述方式求出的上升時間與下降時間的和來表示。
（14-2）響應時間（τ（-30）；在-30℃下測定；ms）：除在-30℃下進行測定並變更矩形波的施加條件（60 Hz、5 V、15秒）以外，與（14-1）相同。
（15）彈性常數（K；在25℃下測定；pN）：測定時使用橫河惠普（Yokogawa Hewlett Packard）股份有限公司製造的HP4284A型LCR計。在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為20 μm的水平配向元件中放入試樣。對所述元件施加0伏特至20伏特的電荷，並測定靜電電容及施加電壓。使用《液晶裝置手冊（Liquid Crystal Device Handbook）》（日刊工業新聞社）的第75頁中的式（2.98）、式（2.101）對所測定的靜電電容（C）與施加電壓（V）的值進行擬合，並根據式（2.99）而獲得K11及K33的值。其次，將剛剛求出的K11及K33的值用於《液晶裝置手冊》的第171頁中的式（3.18）中來算出K22。彈性常數是由以所述方式求出的K11、K22及K33的平均值來表示。
（16）比電阻（ρ；在25℃下測定；Ωcm）：在具備電極的容器中注入試樣1.0 mL。對所述容器施加直流電壓（10 V），測定10秒後的直流電流。比電阻是根據下式來算出。（比電阻）＝{（電壓）×（容器的電容）}/{（直流電流）×（真空的介電常數）}。
（17）螺距（P；在室溫下測定；μm）：螺距是利用楔形法來測定。參照《液晶便覽》的第196頁（2000年發行、丸善）。將試樣注入至楔形單元中，在室溫下靜置2小時後，通過偏光顯微鏡（尼康（Nikon）（股）、商品名MM40/60系列）來觀察向錯線（disclination line）的間隔（d2-d1）。螺距（P）是根據將楔形單元的角度表示成θ的下式來算出。P＝2×（d2-d1）×tanθ。
（18）短軸方向上的介電常數（ε⊥；在25℃下測定）：在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為9 μm，而且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對所述元件施加正弦波（0.5 V、1 kHz），2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數（ε⊥）。
（19）介電各向異性的頻率依存性（F10；在-20℃下測定）：在兩片玻璃基板的間隔（單元間隙）為9 μm，而且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對所述元件施加正弦波（0.5 V、100 Hz·200 Hz·500 Hz·800 Hz·1 kHz·2 kHz·5 kHz·8 kHz·10 kHz·20 kHz·50 kHz·80 kHz·100 kHz），2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數（ε⊥）。將相對於100 Hz下的介電各向異性而言介電各向異性減少10%時的頻率設為F10。F10越大，表示頻率依存性越小。
以下示出組成物的實施例。成分化合物是基於下述表3的定義而由記號來表示。表3中，與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式構型。位於經記號化的化合物後的括弧內的編號表示化合物所屬的化學式。（-）的記號是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例（百分率）是基於不包含添加物的液晶組成物的質量的質量百分率（質量%）。最後，歸納組成物的特性值。
Figure 02_image058
[比較例1] 製備不包含化合物（1）的組成物。 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% 4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       8% 5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       5% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          6% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          35.5% V-HH-V1                                （4-1）          7% 3-HH-V1                                （4-1）          4.5% V-HHB-1                                （4-5）          10% V2-HHB-1                              （4-5）          3% V-HBB-2                                （4-6）          1% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          1% V-HHBB-2                              （4-10）       6% NI=105.2℃；Tc＜-20℃；Δn=0.111；Δε=2.7；ε⊥/Δε=1.3；Vth（25）=2.81 V；Vth（-30）=3.52 V；γ1（25）=73.7 mPa·s；γ1（-30）=2835.5 mPa·s；τ（25）=25.2 ms；τ（-30）=669.5 ms；F10=260 Hz.
[實施例1] 3-HHH-V                                （1-1）          5% 3-HHB-OCF3                          （2-2）          5% 3-BB(F,F)XB(F,F)-F                 （2-19）       3.5% 3-HBBXB(F,F)-F                     （2-24）       2% 3-HBB(F,F)XB(F,F)-F             （2-25）       1% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       2% 4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       6% 5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       1.5% 3-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）         5% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 4-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          1% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          36% V-HH-V1                                （4-1）          10% V-HHB-1                                （4-5）          2% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% 2-BB(F)B-2V                          （4-8）          2% V-HHBB-2                              （4-10）       5% NI=105.3℃；Tc＜-40℃；Δn=0.111；Δε=2.7；ε⊥/Δε=1.3；Vth（25）=2.85 V；Vth（-30）=3.32 V；γ1（25）=67.2 mPa·s；γ1（-30）=2311.5 mPa·s；τ（25）=23.2 ms；τ（-30）=539.5 ms；F10=330 Hz；VHR-10=95.1%；VHR-14=79.7%.
[實施例2] 3-HHH-V                                （1-1）          3% 3-HHVH-V                              （1-2）          8% 3-HHB-OCF3                          （2-2）          1.5% 3-BB(F,F)XB(F,F)-F                 （2-19）       8% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% 4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       5% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          6% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          36% V-HH-V1                                （4-1）          8.5% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% 2-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% V-HHBB-2                              （4-10）       5% NI=104.3℃；Tc＜-40℃；Δn=0.111；Δε=2.6；ε⊥/Δε=1.4；Vth（25）=2.83 V；Vth（-30）=3.02 V；γ1（25）=71.0 mPa·s；γ1（-30）=2154.1 mPa·s；τ（25）=23.6 ms；τ（-30）=494.3 ms；F10=570 Hz；VHR-10=94.8%；VHR-14=79.3%.
將比較例1、實施例1及實施例2的物性值歸納於表4中。 表4.物性值歸納
   比較例1 實施例1 實施例2
Vth（25）（V） 2.81 2.85 2.83
Vth（-30）（V） 3.52 3.32 3.02
γ1（25）（mPa·s） 73.7 67.2 71.0
γ1（-30）（mPa·s） 2835.5 2311.5 2154.1
τ（25）（ms） 25.2 23.2 23.6
τ（-30）（ms） 669.5 539.5 494.3
F10（Hz） 260 330 570
ε⊥/Δε 1.3 1.3 1.4
關於閾值電壓（Vth），比較例1中確認到：相對於25℃下的值，-30℃下的值向0.71 V高電壓側偏移。另一方面，實施例1及實施例2中確認到：止於0.47 V及0.19 V的偏移，在-30℃下，與比較例1相比，實施例1及實施例2為低電壓。 關於旋轉黏度（γ1），將比較例1與實施例1及實施例2加以比較，確認到：實施例1及實施例2具有小的旋轉黏度，特別是在-30℃下，具有顯著小的旋轉黏度。 關於響應時間（τ），將比較例1與實施例1及實施例2加以比較，確認到：實施例1及實施例2具有短的響應時間，特別是在-30℃下，具有顯著短的響應時間。
圖1是表示-20℃下的介電各向異性的頻率依存性的圖表。據此可知：比較例1位於更低的低頻率側，介電各向異性開始變小。將F10加以比較，比較例1為260 Hz，相對於此，實施例1及實施例2分別為330 Hz及570 Hz。其表示實施例1及實施例2的-20℃下的介電各向異性的頻率依存性小。
如上所述，本發明的組成物具有優異的響應特性等，另一方面，ε⊥/Δε為與比較例1同等以上。即，本發明中，能夠將透過率保持為同等以上，並且顯著改善響應特性等。
[實施例3] 3-HHH-V                                （1-1）          4% 3-HHVH-V                             （1-2）          8% 3-HHB-OCF3                          （2-2）          4% 3-HHXB(F,F)-F                       （2-5）          1% 3-GB(F,F)XB(F,F)-F                （2-15）       2% 3-BB(F)B(F,F)-F                      （2-16）       6% 2-HHBB(F,F)-F                       （2-20）       2% 3-HHBB(F,F)-F                       （2-20）       2% 3-GBB(F)B(F,F)-F                   （2-23）       2% 4-GBB(F)B(F,F)-F                   （2-23）       3% 3-BB(F,F)XB(F)B(F,F)-F         （2-31）       4% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          3% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          6% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          38% 3-HH-V1                                （4-1）          8% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          2% NI=105.7℃；Tc＜-30℃；Δn=0.102；Δε=3.0；ε⊥/Δε=1.3；γ1（25）=83.7 mPa·s；γ1（-30）=2600.0 mPa·s；τ（25）=23.5 ms；τ（-30）=614.0 ms.
[實施例4] 3-HHH-V                                （1-1）          3% 3-HHVH-V                              （1-2）          8% 3-BB(F,F)XB(F,F)-F                 （2-19）       6% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% 4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       7% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          6% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          35.5% V-HH-V1                                （4-1）          7% 3-HH-V1                                （4-1）          4.5% V-HHB-1                                （4-5）          2% V-HBB-2                                （4-6）          1% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          1% V-HHBB-2                              （4-10）       6% NI=105.8℃；Tc＜-40℃；Δn=0.102；Δε=2.7；ε⊥/Δε=1.3；γ1（25）=64.0 mPa·s；γ1（-30）=2127.0 mPa·s；τ（25）=23.6 ms；τ（-30）=502.2 ms.
[實施例5] 3-HHH-V                               （1-1）          4% 3-HHVH-V                              （1-2）          6% 3-HHB-OCF3                          （2-2）          1.5% 3-BB(F,F)XB(F,F)-F                 （2-19）       8% 3-HBB(F,F)XB(F,F)-F             （2-25）       5% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          6% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          4% 4-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          2% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          4% 3-HH-V                                  （4-1）          36% V-HH-V1                                （4-1）          8.5% V2-HHB-1                              （4-5）          4% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% V-HHBB-2                              （4-10）       5% NI=105.3℃；Tc＜-40℃；Δn=0.101；Δε=2.6；ε⊥/Δε=1.4；γ1（25）=69.0 mPa·s；γ1（-30）=2326.0 mPa·s；τ（25）=24.5 ms；τ（-30）=533.0 ms.
[實施例6] 3-HHH-V                               （1-1）          3% 3-HHVH-V                             （1-2）          5% 3-HHB-OCF3                          （2-2）          1.5% 3-GB(F,F)XB(F,F)-F                （2-15）       5% 3-BB(F,F)XB(F,F)-F                 （2-19）       4% 3-GBB(F)B(F,F)-F                   （2-23）       2% 4-GBB(F)B(F,F)-F                   （2-23）       2% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% V-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          6% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% V-HBB(2F,3F)-O2                   （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          30% V-HH-V1                                （4-1）          8.5% 3-HH-V1                                （4-1）          4% 1-BB-3                                   （4-3）          2% V-HHB-1                                （4-5）          4% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% V-HHBB-2                              （4-10）       5% 5-HBB(F)B-2                          （4-13）       2% NI=105.4℃；Tc＜-30℃；Δn=0.110；Δε=3.8；ε⊥/Δε=1.4；γ1（25）=69.0 mPa·s；γ1（-30）=2512.0 mPa·s；τ（25）=25.5 ms；τ（-30）=573.6 ms.
[實施例7] 3-HHH-V                               （1-1）          4.5% 3-HBB(F,F)XB(F,F)-F             （2-25）       6% 4-GB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-28）       2% 3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       3% 4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F         （2-30）       5% 3-HHB(2F,3F)-O2                    （3-1）          5% 2-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          2% 3-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% V-HBB(2F,3F)-O2                    （3-7）          5% 3-HH-V                                  （4-1）          34% V-HH-V1                                （4-1）          2.5% 3-HH-V1                                （4-1）          6% 1-BB(F)B-2V                          （4-8）          3% 2-BB(F)B-2V                          （4-8）          5% 3-BB(F)B-2V                          （4-8）          5% V-HHBB-2                              （4-10）       4% 3-BB(2F,3F)-O2                      （5-6）          3% NI=106.0℃；Tc＜-30℃；Δn=0.127；Δε=2.6；ε⊥/Δε=1.5；γ1（25）=81.6 mPa·s
得到如下結論：本發明的組成物及使用其的液晶顯示元件具有ε⊥/Δε大、旋轉黏度小、閾值電壓低、響應時間短、介電各向異性的頻率依存性小之類的優異的特性，在低溫下，具有特別優異的特性。 [產業上的可利用性]
本發明的液晶組成物可用於液晶監視器、液晶電視等。
無
圖1是表示比較例1、實施例1及實施例2的液晶組成物的-20℃下的介電各向異性的頻率依存性的圖表。

Claims (18)

  1. 一種液晶組成物，含有作為成分A的選自式（1）所表示的化合物中的至少一種化合物、作為成分B的選自式（2）所表示的化合物中的至少一種化合物及作為成分C的選自式（3）所表示的化合物中的至少一種化合物，且具有正的介電各向異性；
    Figure 03_image001
    式（1）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基；R 2為碳數2至12的烯基；Z 1為單鍵或伸乙烯基； 式（2）中，R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基；環A為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基或四氫吡喃-2,5-二基；Z 2為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X 1及X 2為氫或氟；Y 1為氟、氯、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯氧基；a為1、2、3或4； 式（3）中，R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基；環B及環D為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環C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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基；Z 3及Z 4為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基；b為1、2或3，c為0或1；而且b與c的和為2或3。
  2. 如請求項1所述的液晶組成物，含有選自式（1-1）及式（1-2）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分A；
    Figure 03_image007
    式（1-1）及式（1-2）中，R 1為碳數1至12的烷基或碳數2至12的烯基。
  3. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，其中，成分A的比例為1質量%至20質量%的範圍。
  4. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（2-1）至式（2-36）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分B；
    Figure 03_image009
    Figure 03_image011
    Figure 03_image013
    Figure 03_image015
    式（2-1）至式（2-36）中，R 3為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基或碳數2至12的烯基。
  5. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，其中，成分B的比例為10質量%至85質量%的範圍。
  6. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（3-1）至式（3-20）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分C；
    Figure 03_image017
    Figure 03_image019
    式（3-1）至式（3-20）中，R 4及R 5為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。
  7. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，其中，成分C的比例為10質量%至50質量%的範圍。
  8. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（4）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分D；
    Figure 03_image021
    式（4）中，R 6及R 7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、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；環E及環F為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z 5為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；d為1、2或3；其中，在d為2且兩個Z 5為單鍵時，環F為1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基。
  9. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（4-1）至式（4-13）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分D；
    Figure 03_image023
    Figure 03_image025
    式（4-1）至式（4-13）中，R 6及R 7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、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。
  10. 如請求項8所述的液晶組成物，其中，成分D的比例為10質量%至75質量%的範圍。
  11. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（5）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分E；
    Figure 03_image027
    式（5）中，R 8及R 9為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基；環G為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環I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、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基或1,1,6,7-四氟茚滿-2,5-二基；Z 6為單鍵、伸乙基、伸乙烯基、亞甲氧基或羰氧基；e為0或1。
  12. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，含有選自式（5-1）至式（5-15）所表示的化合物中的至少一種化合物作為成分E；
    Figure 03_image029
    Figure 03_image031
    式（5-1）至式（5-15）中，R 8及R 9為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯氧基。
  13. 如請求項11所述的液晶組成物，其中，成分E的比例為1質量%至30質量%的範圍。
  14. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，其中，向列相的上限溫度為70℃以上，且波長589 nm下的光學各向異性（在25℃下測定）為0.07以上，而且頻率1 kHz下的介電各向異性（在25℃下測定）為2.0以上。
  15. 如請求項1或請求項2所述的液晶組成物，用於運行模式為面內切換模式或邊緣場切換模式的液晶顯示元件用途。
  16. 一種液晶顯示元件，含有如請求項1至請求項14中任一項所述的液晶組成物。
  17. 如請求項16所述的液晶顯示元件，其中，液晶顯示元件的運行模式為扭轉向列模式、電控雙折射模式、光學補償彎曲模式、面內切換模式、邊緣場切換模式或電場感應光反應配向模式，且液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
  18. 一種液晶組成物的用途，所述液晶組成物為如請求項1至請求項14中任一項所述的液晶組成物，其用於液晶顯示元件。
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