TWI424049B - 液晶組成物以及液晶顯示元件 - Google Patents

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TWI424049B
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Jnc Petrochemical Corp
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Description

液晶組成物以及液晶顯示元件
本發明是關於一種液晶組成物以及液晶顯示元件。更詳細而言，本發明是關於一種主要適用於以主動矩陣(active matrix，以下簡稱為AM)方式驅動之液晶顯示元件的液晶組成物以及含有該組成物的液晶顯示元件。
液晶顯示元件(於本發明中，所謂液晶顯示元件是指液晶顯示面板、液晶顯示模組的總稱)利用液晶組成物所具有的光學異向性(optical anisotropy)、介電各向導性(permittivity anisotropy)等，該液晶顯示元件的運作模式(operation mode)已知有：相變(phase change，以下簡稱為PC)模式、扭轉向列(twisted nematic，以下簡稱為TN)模式、超扭轉向列(super twisted nematic，以下簡稱為STN)模式、雙穩態扭轉向列(Bistable twisted nematic，以下簡稱為BTN)模式、電控雙折射(electrically controlled birefringence，以下簡稱為ECB)模式、光學補償彎曲(optically compensated bend，以下簡稱為OCB)模式、橫向電場切換(in－plane switching，以下簡稱為IPS)模式、垂直配向(vertical alignment，以下簡稱為VA)模式等各種模式。已知這些運作模式中，ECB模式、IPS模式、VA模式等可改善TN模式、STN模式等現有運作模式的缺點即視角(view angle)狹窄。於這些運作模式的液晶顯示元件中，可使用具有負介電各向導性的液晶組成物。
自先前以來，對於可用於這些運作模式的液晶顯示元件中之具有負介電各向導性之液晶組成物，本領域技術人員大量研究含有如下液晶化合物的組成物，該液晶化合物具有苯環上之氫經氟取代之2,3－二氟伸苯基(2,3－difluorophenylene)。例如，於日本專利第2811342號以及日本專利第1761492號中，揭示有具有2,3－二氟伸苯基之液晶化合物。
另外，於本說明書中，所謂「液晶化合物」，是指具有向列相(nematic phase)、層列相(smectic phase)等液晶相之化合物、以及雖不具有液晶相但可用作液晶組成物之化合物的總稱。成分的含有比例根據液晶化合物的總重量算出。此時的液晶化合物是以下述(A)式所示之化合物。該化合物亦可具有光學活性(optical activity)。
上述(A)式中，Rx 及Ry 分別獨立為氫、烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基、醯氧基、醯氧基烷基、烷氧基羰基、烷氧基羰基烷基、烯基、烯氧基、烯氧基烷基、烷氧基烯基、炔基、炔氧基、氰基、－NCS、氟、或氯。這些基中，碳數小於等於10。碳數為1~5之基中任意氫均可被氟或氯取代，經取代之氟與氯的合計為1~11。於上述(A)式中，A為1,4－亞環己基(1,4－cyclohexylene)、1,4－伸苯基(1,4－phenylene)、哌喃－2,5－二基(pyran－2,5－diyl)、1,3－二噁烷－2,5－二基、吡啶－2,5－二基、嘧啶－2,5－二基、十氫萘－2,6－二基(decahydronaphthalene－2,6－diyl)、1,2,3,4－四氫萘－2,6－二基、或萘－2,6－二基。於這些A中，任意之氫均可被氟或氯取代。於A中，經取代之氟與氯的合計為1~4。於1,4－伸苯基中，任意1個或2個氫可被氰基、甲基、二氟甲基、或三氟甲基取代。於上述(A)式中，Y為單鍵、－(CH2 )2 －、－COO－、－OCO－、－CH2 O－、－OCH2 －、－CF2 O－、－OCF2 －、－CH＝CH－、－CF＝CF－、－(CH2 )4 －、－(CH2 )3 －O－、－O－(CH2 )3 －、－CH＝CH－(CH2 )2 －、－(CH2 )2 －CH＝CH－、－(CH2 )2 CF2 O－、－OCF2 (CH2 )2 －、－(CH2 )2 COO－、－(CH2 )2 OCO－、－COO(CH2 )2 －、－OCO(CH2 )2 －、－CH＝CH－COO－、－CH＝CH－OCO－、－COO－CH＝CH－、或－OCO－CH＝CH－。上述(A)式中，n為1、2、3、或4。
但是，於日本專利第2811342號以及日本專利第1761492號中所例示的苯環上之氫經氟取代之化合物，與其他液晶化合物相比，缺乏在低溫度區域之相容性，於用作液晶組成物時，存在無法於低溫區域中使用的情形。
於日本專利特開昭60－199840號中，揭示有本發明之第一成分；於德國專利DE3906058C2之實施例24中，記載有作為第一成分之式(1－1)之化合物的合成例。於日本專利特開2005－314598號中，揭示有含有本發明之第一成分的組成物。但是，上述組成物存在缺乏於低溫度區域之相容性的情形或黏性較大的情形，且存在作為液晶組成物並不理想的情形。
即使是IPS模式以及VA模式等運作模式之液晶顯示元件，若與CRT相比較，則作為顯示元件尚存在問題，故本領域技術人員期待提高其物性。
以上述IPS模式或VA模式運作之顯示元件，主要含有具有負介電各向導性之液晶組成物，為進一步提高上述特性等，較好的是上述液晶組成物具有以下第(1)項~第(5)項所示之特性。
即，較好的是：(1)向列相(nematic phase)之溫度範圍廣、(2)黏度小、(3)光學異向性(optical anisotropy)適當、(4)介電各向導性(dielectric anisotropy)之絕對值大、(5)電阻率(specific resistivity)大。
向列相之溫度範圍與使用液晶顯示元件之溫度範圍相互關聯：含有如第(1)項之向列相之溫度範圍廣之液晶組成物的液晶顯示元件，可擴大用作液晶顯示元件的溫度範圍。
含有如第(2)項之黏度小之液晶組成物的液晶顯示元件，可縮短響應時間(responce time)。於液晶顯示元件之響應時間短之情形時，可適用於動畫顯示。又，於將液晶組成物注入液晶顯示元件之液晶單元(liquid crystal cell)中時，可縮短注入時間且提高操作性。
含有如第(3)項之光學異向性適當之液晶組成物的液晶顯示元件，可提高對比度(contrast ratio)。
含有如第(4)項之介電各向導性之絕對值大的液晶組成物的液晶顯示元件，可降低其臨界電壓值(threshold voltage)，且可降低其驅動電壓，從而可進一步減少電力消耗。
含有如第(5)項之電阻率大之液晶組成物的液晶顯示元件，可增大電壓保持率，並增大對比度。因此，較好的是於初期具有較大電阻率值(specific resistance value)，進而長期使用後亦具有較大電阻率值的液晶組成物。
本發明目的之一是提供一種液晶組成物，該液晶組成物向列相之溫度範圍廣，黏度小，具有適當之光學異向性，負介電各向導性大，且電阻率值大。又，本發明之其他目的是提供一種液晶組成物，該液晶組成物不僅滿足上述特性，並且光學異向性大，向列相之下限溫度低，較好的是小於等於－20℃。進而，本發明之其他目的是提供一種液晶顯示元件，該液晶顯示元件含有上述組成物，電壓保持率大，且以適用於VA模式、IPS模式等之主動矩陣(AM)方式進行驅動。
本發明人發現一種特定之液晶組成物，其包含第一成分以及第二成分，該第一成分為具有乙烯鍵(ethylene bond)及2,3－二氟伸苯基(2,3－difluorophenylene)之液晶化合物，該第二成分為具有2個氫被鹵素取代之伸苯基，該液晶組成物之向列相之溫度範圍廣，黏度小，具有適當之光學異向性，負介電各向導性大，且電阻率值大；進而發現含有上述組成物之液晶顯示元件的電壓保持率大，從而完成本發明。
即本發明具有以下[1]~[25]中所述之項目。
[1]一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2－1)~式(2－3)所示之化合物族群中的至少一種化合物。
(式(1－1)、式(1－2)及式(2－1)~式(2－3)中，R1 及R3 獨立為烷基、或烯基；R2 、R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環B、環C、及環D獨立為1,4－亞環己基或1,4－伸苯基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、－(CH2 )2 －、－CH2 O－、或－OCH2 －；X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。)
[2]一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2－1－1)、式(2－2－1)及式(2－3－1)所示之化合物族群中的至少一種化合物。
(式(1－1)、式(1－2)、式(2－1－1)、式(2－2－1)、及式(2－3－1)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基；R2 、R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基；C獨立為1,4－亞環己基(1,4－cyclohexylene)或1,4－伸苯基；X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。)
[3]一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所示之化合物族群中的至少一種化合物。
(式(1－1)、式(1－2)、式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)、及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基；R2 及R4 獨立為烷基、烯基或烷氧基。)
[4]一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2－1－1－1)、式(2－1－1－2)、式(2－2－1－1)、及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中的至少一種化合物。
(式(1－1)、式(1－2)、式(2－1－1－1)、式(2－1－1－2)、式(2－2－1－1)、及式(2－2－1－2)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基；R2 及R4 獨立為烷基、烯基或烷氧基。)
[5]如第[4]項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－1)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[6]如第[4]項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2－1－1－1)及式(2－1－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[7]如第[4]項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[8]如第[4]項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2－1－1－1)及式(2－1－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物。
[9]如第[1]項至第[8]項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為20 wt%~70 wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10 wt%~70 wt%之範圍。
[10]如第[1]項至第[9]項中任一項所述之液晶組成物，其中除上述第一成分及第二成分以外，亦包括一第三成分，該第三成分為選自以下述式(3)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
(式(3)中，R6 獨立為烷基或烯基；R7 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環E、環F及環G獨立為1,4－亞環己基、1,4－伸苯基、2－氟－1,4－伸苯基、或3－氟－1,4－伸苯基；Z4 及Z5 獨立為單鍵、－(CH2 )2 －、－CH2 O－、－OCH2 －、－COO－、或－OCO－；P為0或1。)
[11]如第[10]項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自以下述式(3－1)~式(3－7)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
(式(3－1)~式(3－7)中，R6 獨立為烷基或烯基；R7 獨立為烷基、烯基或烷氧基。)
[12]如第[10]項或者第[11]項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)、及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[13]如第[10]項至第[12]項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為20 wt%~70 wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為5 wt%~70 wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%之範圍。
[14]如第[10]項至第[13]項中任一項所述之液晶組成物，其中包括一第一成分、一第二成分以及一第三成分，該第一成分含有選自以上述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第二成分含有選自以上述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第三成分含有選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[15]如第[10]項至第[14]項中任一項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－1)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[16]如第[10]項至第[14]項中任一項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2－1－1－1)及式(2－1－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)、及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[17]如第[10]項至第[14]項中任一項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1－1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)、及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[18]如第[14]項至第[17]項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25 wt%~70 wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10 wt%~65 wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%之範圍。
[19]如第[1]項至第[18]項中任一項所述之液晶組成物，其中除上述第一成分、第二成分及第三成分以外，亦包括一第四成分，該第四成分為選自以下述式(4－1)~式(4－4)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
(式(4－1)~式(4－4)中，R8 獨立為烷基或烯基；R9 及R1 0 獨立為烷基、烯基或烷氧基。)
[20]如第[19]項所述之液晶組成物，其中包括一第一成分、一第二成分、一第三成分以及一第四成分，該第一成分含有選自以上述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第二成分含有選自以上述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第三成分含有選自以上述式(3－1)、式(3－2)、式(3－4)、及式(3－6)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第四成分含有選自以上述式(4－1)、式(4－2)及式(4－3)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
[21]如第[19]項或者第[20]項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25 wt%~70 wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10 wt%~55 wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%，上述第四成分的含有比例為10 wt%~55 wt%之範圍。
[22]如第[1]項至第[21]項中任一項所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物之光學異向性的值為0.07~0.16之範圍。
[23]如第[1]項至第[22]項中任一項所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物之介電各向導性的值為－5.0~－2.0之範圍。
[24]一種液晶顯示元件，其含有如第[1]項至第[23]項中任一項所述之液晶組成物。
[25]如第[24]項所述之液晶顯示元件，其中上述液晶顯示元件之運作模式為VA模式或IPS模式，上述液晶元件之驅動方式為主動矩陣方式。
本發明之液晶組成物，其向列相之溫度範圍廣，黏度小，具有適當之光學異向性，負介電各向導性大，且電阻率大。又，這些特性之平衡亦優異。本發明之液晶組成物，可增大光學異向性，降低向列相之下限溫度，較好的是將其設為小於等於－20℃。本發明之液晶組成物，較好的是可將光學異向性設為0.07~0.20之範圍，將介電各向導性設為－5.0~－2.0之範圍。本發明之液晶顯示元件含有上述組成物，且電壓保持率高。又，上該液晶顯示元件，含有具有上述特性之組成物，故可適用為以具有VA模式、IPS模式等運作模式之主動矩陣(AM)方式驅動的液晶顯示元件(以下亦稱之為「AM元件」)。
本發明之液晶組成物含有一第一成分、一第二成分，根據需要而進一步含有一第三成分、一第四成分，其中該第一成分為具有乙烯鍵及2,3－二氟伸苯基之液晶化合物，該第二成分為具有2個氫經鹵素取代之伸苯基的液晶化合物，該第三成分、第四成分為特定結構之液晶化合物。
以下，首先對各成分，就成分中所使用之化合物的結構、成分之特徵及效果、具體例及較佳實施例加以說明。
[第一成分]
本發明之液晶組成物的第一成分是選自以下述式(1－1)及式(1－2)所示之化合物族群中之至少一種液晶化合物，該液晶化合物具有乙烯鍵及2,3－二氟伸苯基。
於上述式(1－1)及式(1－2)中，分別獨立定義R1 及R2 如下。
R1 獨立為烷基、或烯基，R2 獨立為烷基、烯基或烷氧基。
上述烷基中，較好的是碳數為1~20之烷基，更好的是碳數為1~10之烷基，更好的是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基，尤其好的是乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
上述烯基中，較好的是碳數為2~20之烯基，更好的是碳數為2~10之烯基，更好的是乙烯基、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，尤其好的是乙烯基、1－丙烯基、3－丁烯基、或3－戊烯基。
此外，於R1 或R2 為上述烯基之情形時，這些烯基中之－CH＝CH－的較佳組態(configuration)依賴於雙鍵的位置。於1－丙烯基、1－丁烯基、1－戊烯基、1－己烯基、3－戊烯基、或3－己烯基等雙鍵的起始碳之位置編號為奇數的情形時，R1 或R2 較好的是反式組態(trans－configuration)。於2－丁烯基、2－戊烯基、2－己烯基、4－己烯基等雙鍵起始碳之位置編號為偶數的情形時，R1 或R2 較好的是順式組態(cis－configuration)。
上述烷氧基中，較好的是碳數為1~20之烷氧基，更好的是碳數為1~10之烷氧基，更好的是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基，尤其好的是甲氧基、乙氧基、或丁氧基。
上述式(1－1)及式(1－2)所表示之化合物具有乙烯鍵及2,3－二氟伸苯基。作為第一成分之液晶化合物具有如此結構，因此若是本發明之液晶組成物，則可降低其向列相之下限溫度，且可增大其負介電各向導性，並減小黏性。
上述式(1－1)所表示之液晶化合物具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，可降低向列相之下限溫度，黏度小，光學異向性小，負介電各向導性大，且電阻率大。
上述式(1－2)所表示之液晶化合物具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度高，黏度為小~中等，光學異向性為中等，負介電各向導性大，且電阻率大。
這些以上述式(1－1)及式(1－2)所表示之化合物中，較好的是R1 獨立表示烷基之化合物，較好的是R2 獨立表示烷基或烷氧基之化合物。進而，較好的是R2 獨立表示烷氧基之化合物。這些化合物中，更好的是以上述式(1－1)所表示之化合物。
第一成分之液晶化合物為以上述式所表示之化合物的情形時，可進一步降低液晶組成物的向列相之下限溫度，可減小其黏度，增大其負介電各向導性。尤其是R2 為烷氧基之情形時，可進一步增大其負介電各向導性。
這些液晶化合物可單獨使用為第一成分，亦可組合多個使用為第一成分。
[第二成分]
本發明之液晶組成物的第二成分為以下述式(2－1)~式(2－3)所表示之至少1種液晶化合物。
上述式(2－1)~式(2－3)中，分別獨立定義R3 、R4 、R5 、環B、環C、環D、Z1 、Z2 及Z3 如下。
R3 獨立為烷基或烯基，R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基。R3 、R4 及R5 之烷基、烯基、及烷氧基的較佳態樣，與R1 及R2 之情形相同。
這些以上述式(2－1)~式(2－2)所表示之化合物中，較好的是R3 及R5 獨立表示烷基之化合物，較好的是R4 獨立表示烷基或烷氧基之化合物。進而，較好的是R4 獨立表示烷氧基之化合物。
環B、環C、及環D獨立為1,4－亞環己基、或1,4－伸苯基。此外，以上述式(2－1)~式(2－3)所表示之化合物中所含之環為1,4－亞環己基之情形時，其組態較好的是反式組態。
Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、－(CH2 )2 －、－CH2 O－、或－OCH2 －。
X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。
這些以式(2－1)~式(2－3)所表示之化合物中，較好的是以下述式(2－1－1)、式(2－2－1)及式(2－3－1)所表示之化合物。
於上述式(2－1－1)、式(2－2－1)、及式(2－3－1)中，定義R3 、R4 、R5 、及環C如下。
R3 、R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環C獨立為1,4－亞環己基或1,4－伸苯基。
X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。
上述式(2－1－1)、式(2－2－1)及式(2－3－1)所表示之化合物，具有2位及3位中其中一個氫被氟取代、另一個氫被氯取代之1,4－伸苯基。第二成分之液晶化合物具有如此結構，因此本發明之液晶組成物可增大負介電各向導性。
這些以式(2－1－1)、式(2－2－1)及式(2－3－1)所表示之化合物中，較好的是以下述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所表示之化合物。
上述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)中，定義R3 及R4 如下。
R3 及R4 獨立為烷基、烯基或烷氧基。
這些化合物中以上述式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度未必高，但黏度為中等，光學異向性為小~中等，負介電各向導性為中等~比較大，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度為中等~高，黏度大，光學異向性為中等~大，負介電各向導性大，電阻率大。
這些以式(2－1－1－1)~式(2－1－1－4)及式(2－2－1－1)~式(2－2－1－4)所表示之化合物中，較好的是以式(2－1－1－1)、式(2－1－1－2)、式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所表示之化合物。第二成分為上述化合物之情形時，可降低向列相之下限溫度，增大液晶組成物之負介電各向導性。尤其是R4 為烷氧基之情形時，可進一步增大負介電各向導性。
上述式(2－1)~式(2－3)中，除上述較佳化合物以外，亦例示有以下化合物等。
本發明之液晶組成物中所使用之第二成分，可僅為如上述式(2－1)~式(2－3)所示，且X1 為氯、X2 為氟之一種化合物，亦可為如上述式表示，且X1 為氯、X2 為氟之兩種或兩種以上化合物。
又，上述第二成分，可僅為如上述式(2－1)~式(2－3)表示，且X1 為氟、X2 為氯之一種化合物，亦可為如上述式表示，且X1 為氟、X2 為氯之兩種或兩種以上化合物。
進而，上述第二成分亦可為如上述式(2－1)~式(2－3)表示，X1 為氯、X2 為氟之化合物與X1 為氟、X2 為氯之化合物的混合物。此時，存在液晶組成物之向列相之下限溫度變低的情形。
其中，將以上述式(2－1)~式(2－3)表示，X1 為氯、X2 為氟之化合物與X1 為氟、X2 為氯之化合物的混合物用作第二成分的液晶組成物，存在可降低向列相之下限溫度的情形。
[第三成分]
本發明之液晶組成物，可進而視需要含有第三成分，該第三成分為以下述式(3)所表示之至少一種液晶化合物。
上述式(3)中，R6 獨立為烷基或烯基，R7 獨立為烷基、烯基或烷氧基。R6 之較佳態樣與上述第一成分之以式(1－1)所表示之化合物中的R1 相同。又，R7 之較佳態樣與上述第一成分之以式(1－2)所表示之化合物中的R2 相同。
環E、環F及環G獨立為1,4－亞環己基、1,4－伸苯基、2－氟－1,4－伸苯基、或3－氟－1,4－伸苯基。Z4 及Z5 獨立為單鍵、－(CH2 )2 －、－CH2 O－、－OCH2 －、－COO－或－OCO－。P為0或1。
第三成分之液晶化合物具有如此結構，因此可減小本發明之液晶組成物的黏度。又，藉由改變第三成分相對於液晶化合物總重量之含有比例，可易於改變向列相之上限溫度，並可易於改變光學異向性。
以上述式(3)所表示之化合物中，較好的是以下述式(3－1)~式(3－7)所表示之化合物。
R6 及R7 與以上述式(3)所表示之化合物的情形相同。
這些化合物中以上述式(3－1)~式(3－3)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度並不高，但黏度小，光學異向性為小~大，負介電各向導性極小，電阻率大。
這些化合物中以上述式(3－4)及式(3－5)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度高，黏度小，光學異向性為中等~大，負介電各向導性極小，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(3－6)及式(3－7)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度高，黏度為中等，光學異向性大，負介電各向導性小，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(3－1)、式(3－2)及式(3－4)所表示之化合物，可降低液晶組成物的向列相之下限溫度，並可進一步減小黏度，因此較好。
這些化合物中以上述式(3－6)所表示之化合物，可降低液晶組成物的向列相之下限溫度，增大光學異向性，並減小黏度，因此較好。
這些液晶化合物，可單獨，亦可組合多個用作第三成分。
[第四成分]
本發明之液晶組成物的第四成分是以下述式(4－1)~式(4－4)所表示之至少一種液晶化合物。
上述式(4－1)~式(4－4)中，R8 、R9 及R1 0 分別獨立定義如下。
R8 獨立為烷基及烯基。R9 及R1 0 獨立為烷基或烷氧基。R8 之較佳態樣，與上述第一成分之以式(1－1)及式(1－2)所表示之化合物中的R1 之烷基相同。又，R9 及R1 0 之較佳態樣，與上述第一成分之以式(1－1)及式(1－2)所表示之化合物中的R2 之烷基、烯基及烷氧基相同。
以上述式(4－1)~式(4－4)所表示之化合物具有2,3－二氟－1,4－伸苯基。作為第四成分之液晶化合物具有如此結構，因此可增大本發明之液晶組成物的負介電各向導性。
這些化合物中以上述式(4－1)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度未必高，但黏度為中等~比較大，光學異向性為中等，負介電各向導性為中等~比較大，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(4－2)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度為中等~高，黏度大，光學異向性為中等，負介電各向導性大，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(4－3)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度為中等~高，黏度大，光學異向性大，負介電各向導性大，且電阻率大。
這些化合物中以上述式(4－4)所表示之液晶化合物，具有如下特徵：與一般之液晶化合物相比，向列相之上限溫度為中等，黏度大，光學異向性大，負介電各向導性大，且電阻率大。
上述式(4－1)~式(4－4)所表示之化合物中，較好的是以上述式(4－1)、式(4－2)及式(4－3)所表示之化合物。
第四成分為上述化合物之情形時，可增大液晶組成物之負介電各向導性。尤其是R9 為烷氧基之情形時，可進一步增大液晶組成物之負介電各向導性。
這些液晶化合物，可單獨用作第四成分，亦可組合多個用作第四成分。
[液晶化合物之合成方法]
以下，例示本發明之液晶組成物中所使用的液晶化合物之合成法。
以上述式(1－1)所表示之化合物為代表的第一成分之化合物，可根據德國專利DE3906058C2中所記載之方法合成。
以上述式(2－2－1－1)及式(2－2－1－2)所表示之化合物為代表的第二成分之化合物，可根據日本專利特願2005－59154號中所記載之方法合成。
又，以上述式(3－1)等所表示之化合物為代表且以式(3)所表示之第三成分之化合物，可根據日本專利特開昭59－70624號公報、或日本專利特開昭60－16940號公報中所記載之方法合成。
以上述式(4－1)、式(4－2)及式(4－3)所表示之第四成分的化合物，可根據日本專利第2811342號、或日本專利1761492號中所記載之方法合成。
此外，無法僅以上述文獻中所揭示之方法合成之化合物，還可根據John Wiley & Sons,Inc出版之有機合成(Organic Synthesis)、John Wiley & Sons,Inc出版之有機反應(Organic Reactions)、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis)(Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等中所記載之方法進行合成。
以下，就組成物之各成分組合、各成分之較佳含有比例加以說明。此外，與各成分僅含一種化合物之情形相比，各成分含多種化合物之情形可降低液晶組成物的向列相之下限溫度，故而較好。
[液晶組成物(1)]
本發明之液晶組成物組合有上述第一成分與第二成分(以下，亦稱之為「液晶組成物(1)」)。
組合有這兩種成分之組成物，可降低向列相之下限溫度，並增大負介電各向導性。
本發明之上述液晶組成物(1)的第一成分及第二成分的含有比例並無特別限定，相對於上述液晶組成物(1)中的液晶化合物之總重量，較好的是第一成分的含有比例為10 wt%~80 wt%之範圍，第二成分的含有比例為5 wt%~80 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為20 wt%~70 wt%之範圍，第二成分的含有比例為10 wt%~70 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為30 wt%~50 wt%之範圍，第二成分的含有比例為50 wt%~70 wt%之範圍。
第一成分及第二成分的含有比例在上述範圍內之情形時，可將介電各向導性設為適當範圍，並可降低液晶組成物的向列相之下限溫度。
於如下情形時，易於將液晶組成物的向列相之下限溫度調整為小於等於－20℃：第一成分及第二成分的含有比例在上述範圍內；第一成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於20 wt%，較好的是以式(1－2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%；第二成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於15 wt%，較好的是以式(2－2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%，以及以式(2－3)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於5 wt%。
[液晶組成物(2)]
本發明之液晶組成物中，較好的是除上述第一成分、第二成分之外，進而組合有上述第三成分的組成物(以下，亦稱之為「液晶組成物(2)」)。若以如此方式加以組合，則可擴大液晶組成物的向列相之溫度範圍，將介電各向導性設為適當範圍，並減小黏度。
本發明之上述液晶組成物(2)的第一成分、第二成分、及第三成分的含有比例並無特別限定，相對於液晶化合物之總重量，較好的是第一成分的含有比例為20 wt%~70 wt%之範圍，第二成分的含有比例為5 wt%~70 wt%之範圍，第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為25 wt%~70 wt%之範圍，第二成分的含有比例為10 wt%~65 wt%之範圍，第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為25 wt%~50 wt%之範圍，第二成分的含有比例為10 wt%~40 wt%之範圍，第三成分的含有比例為20 wt%~40 wt%之範圍。
上述液晶組成物(2)的第一成分、第二成分、及第三成分的含有比例在上述範圍內之情形時，可擴大液晶組成物的向列相之溫度範圍，將光學異向性設為適當範圍，將介電各向導性設為適當範圍，並減小黏度。
於如下情形時，易於將液晶組成物的向列相之下限溫度設為小於等於－20℃：第一成分、第二成分及第三成分的含有比例在上述範圍內；第一成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於20 wt%，較好的是以式(1－2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%；第二成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於15 wt%，較好的是以式(2－2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%，以及以式(2－3)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於5 wt%；第三成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於30 wt%，較好的是以式(3－4)~式(3－7)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%。
[液晶組成物(3)]
本發明之液晶組成物中，較好的是除上述第一成分、第二成分及第三成分以外，進而組合有上述第四成分之組成物(以下，亦稱之為「液晶組成物(3)」)。若以如此方式加以組合，則可進一步擴大液晶組成物的向列相之溫度範圍，將光學異向性設為適當範圍，將介電各向導性設為適當範圍，減小黏度，並增大電阻率。
若將本發明之第二成分即具有2位及3位中一個氫被氟取代、另一個氫被氯取代之1,4－伸苯基的至少1個化合物，與第四成分即具有2,3－二氟伸苯基的至少1個化合物加以組合，則可降低液晶組成物的向列相之下限溫度，並擴大向列相之溫度範圍。
本發明之上述液晶組成物(3)的第一成分、第二成分、第三成分及第四成分的含有比例並無特別限定，相對於液晶化合物之總重量，較好的是第一成分的含有比例為20 wt%~70 wt%之範圍，第二成分的含有比例為5 wt%~70 wt%之範圍，第三成分的含有比例為10 wt%~40 wt%之範圍，第四成分的含有比例為5 wt%~70 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為25 wt%~70 wt%之範圍，第二成分的含有比例為10 wt%~55 wt%之範圍，第三成分的含有比例為10 wt%~50 wt%之範圍，第四成分的含有比例為10 wt%~55 wt%之範圍；更好的是第一成分的含有比例為25 wt%~50 wt%之範圍，第二成分的含有比例為10 wt%~40 wt%之範圍，第三成分的含有比例為20 wt%~40 wt%之範圍，第四成分的含有比例為10 wt%~40 wt%之範圍。
上述液晶組成物(3)的第一成分、第二成分、第三成分及第四成分的含有比例在上述範圍內的情形時，可擴大液晶組成物的向列相之溫度範圍，使其具有適當之光學異向性，具有適當範圍之介電各向導性，並減小黏度，進而增大電阻率。
第一成分、第二成分、第三成分及第四成分的含有比例在上述範圍內的情形時，可降低液晶組成物的向列相之下限溫度。於如下情形時，易於將液晶組成物的向列相之下限溫度調整為小於等於－20℃：第一成分、第二成分、第三成分及第四成分的含有比例在上述範圍內；第一成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於20 wt%，較好的是以式(1－2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%；第二成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於15 wt%，較好的是以式(2一2)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%，以及以式(2－3)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於5 wt%；第三成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於30 wt%，較好的是以式(3－4)~式(3－7)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%；第四成分的各化合物之含有比例為每一種化合物小於等於15 wt%，較好的是以式(4－2)及式(4－3)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於10 wt%，以及以式(4－4)所表示之化合物之含有比例為每一種化合物小於等於5 wt%。
[液晶組成物之狀態]
於本發明之液晶組成物中，除上述第一成分、第二成分、以及根據需要而添加之第三成分、第四成分的液晶化合物以外，有時使用例如以進一步調整液晶組成物之特性為目的，而進一步添加其他液晶化合物。又，例如就成本之觀點而言，於本發明之液晶組成物中，有時亦可不添加除上述第一成分、第二成分、及根據需要而添加之第三成分、第四成分之液晶化合物以外的液晶化合物而使用。
又，本發明之液晶組成物中，可進一步添加光學活性化合物、色素、消泡劑(anti－foam agent)、紫外線吸收劑(ultraviolet absorber)、抗氧化劑(antioxidant)等添加物。
將光學活性化合物添加於本發明之液晶組成物中之情形時，可於液晶中誘發螺旋結構(helical structure)，且賦予其扭轉角(torsion angle)等。
將色素添加於本發明之液晶組成物中之情形時，可將液晶組成物應用於以賓主型(GH；Guest host)模式運作的液晶顯示元件中。
將消泡劑添加於本發明之液晶組成物中的情形時，可抑制例如於運輸液晶組成物時、或以上述液晶組成物製造液晶顯示元件時的發泡。
將紫外線吸收劑、或抗氧化劑添加於本發明之液晶組成物中的情形時，可防止液晶組成物或含該液晶組成物之液晶顯示元件的劣化等。例如，抗氧化劑可抑制於加熱液晶組成物時電阻率降低。
上述紫外線吸收劑可列舉：二苯基酮(benzophenone)系紫外線吸收劑、苯甲酸酯(benzoate)系紫外線吸收劑、三唑(triazole)系紫外線吸收劑等。
二苯基酮系紫外線吸收劑之具體例為，2－羥基－4－辛氧基二苯基酮。
苯甲酸酯系紫外線吸收劑之具體例為，2,4－二第三丁基苯基－3,5－二第三丁基－4－羥基苯甲酸酯。
三唑系紫外線吸收劑之具體例為：2－(2－羥基－5－甲基苯基)苯並三唑、2－[2－羥基－3－(3,4,5,6－四羥基酞醯亞胺－甲基)－5－甲基苯基]苯並三唑、及2－(3－第三丁基－2－羥基－5－甲基苯基)－5－氯苯並三唑。
上述抗氧化劑，可列舉：苯酚(phenol)系抗氧化劑、有機硫(organic sulfur)系抗氧化劑等。
苯酚系抗氧化劑之具體例為：3,5－二第三丁基－4－羥基甲苯、2,2'－亞甲基雙(6－第三丁基－4－甲苯酚)、4,4'－亞丁基雙(6－第三丁基－3－甲苯酚)、2,6－二第三丁基－4－(2－十八烷氧基羰基)乙苯酚、及新戊四醇四[3－(3,5－二第三丁基－4－羥基苯基)丙酸酯]。
有機硫系抗氧化劑之具體例為：二月桂基－3,3'－硫代丙酸酯、二肉豆蔻基－3,3'－硫代丙酸酯、二硬脂基－3,3'－硫代丙酸酯、新戊四醇四(3－月桂基硫代丙酸酯)、以及2－巰基苯並咪唑(2－mercapto benzimidazole)。
以紫外線吸收劑、抗氧化劑等為代表的上述添加物，可使用不損及本發明之目的、且可達成添加添加物之目的之範圍的量。例如，於添加上述紫外線吸收劑之情形時，其添加比例，基於液晶化合物之總重量，通常為100 ppm~1000000 ppm之範圍的量，較好的是100 ppm~10000 ppm之範圍的量，更好的是1000 ppm~10000 ppm之範圍的量。例如，於添加上述抗氧化劑之情形時，其添加比例，基於液晶化合物之總重量，通常為10 ppm~500 ppm之範圍的量，較好的是30 ppm~300 ppm之範圍的量，更好的是40 ppm~200 ppm之範圍的量。
此外，本發明之液晶組成物，有時亦含有於構成液晶組成物之各化合物的合成步驟、液晶組成物之製備步驟等中所混入的合成原料、副產物、反應溶劑、合成觸媒等雜質。
[液晶組成物之製造方法]
可依以下方法製備本發明之液晶組成物：例如，於組成各成分之化合物為液體的情形時，將各化合物混合振盪而製備；又，於含有固體之情形時，將各化合物混合，利用加熱溶解將其製成混合液體後加以振盪而製備。此外，本發明之液晶組成物，可利用其他眾所周知之方法進行製備。
[液晶組成物之特性]
本發明之液晶組成物，通常具有0.07~0.16之範圍的光學異向性。較好的是，可獲得具有0.07~0.12之範圍的光學異向性的液晶組成物。此外，本發明之液晶組成物，亦可藉由適當調整其組成等，而使其光學異向性為0.06~0.20之範圍。
又，本發明之液晶組成物，通常可獲得具有－5.0~－2.0之範圍的介電各向導性、較好的是－5.0~－3.0之範圍的介電各向導性的液晶組成物。上述數值範圍內之液晶組成物，可適用為以IPS模式及VA模式顯示之液晶顯示元件。
本發明之液晶組成物，通常具有上述數值範圍之光學異向性及上述數值範圍之介電各向導性。
又，為將以VA模式、IPS模式顯示之液晶顯示元件的對比度設為最大值，而以將液晶組成物之光學異向性(△n)與液晶顯示元件之液晶單元間隙(cell gap)(d)的乘積值(△n．d)設為定值(constant value)之方式進行設計。於VA模式中，較好的是將該值(△n．d)設為例如0.30 μm~0.35 μm之範圍；於IPS模式中，較好的是將該值(△n．d)設為例如0.20 μm~0.30 μm之範圍。此外，因液晶單元間隙(d)通常為3 μm~6 μm，故為將對比度設為最大值，較好的是液晶組成物之光學異向性通常為0.05~0.11之範圍。
於VA模式中液晶單元間隙(d)為4 μm或者其以上之情形時，存在因液晶顯示元件之響應速率(speed of response)變慢而欠佳之情形。為顯示動畫等，須有迅速的響應速率，目前使用有液晶單元間隙(d)小於4 μm之液晶顯示元件。於液晶單元間隙(d)小於等於3 μm之情形時，液晶組成物之光學異向性較好的是較0.10~0.11之範圍大。另外，此亦適用於IPS模式。
[液晶顯示元件]
本發明之液晶組成物可用於液晶顯示元件。本發明之液晶顯示元件可以AM方式、被動矩陣(passive matrix，以下稱之為PM)方式中任一方式進行驅動，亦可以PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式、VA模式、IPS模式等中任一運作模式進行顯示。這些以AM方式、及PM方式進行驅動的液晶顯示元件，亦可應用於反射式(reflective)、穿透式(transmissive)、半穿透式(semi－transmissive)、任一液晶顯示器等中。
又，本發明之液晶組成物，亦可用於：使用添加有導電劑之液晶組成物的動態散射(dynamic scattering，以下稱之為DS)模式元件，將液晶組成物微膠囊(microcapsule)化而製作的固態薄膜液晶顯示器(nematic curvilinear aligned phase，以下稱之為NCAP)元件，使液晶組成物中形成立體網(three－dimensional network)狀高分子的聚合物分散型(polymer dispersed，以下稱之為PD)元件、例如聚合物網絡(polymer network，以下稱之為PN)元件。
本發明之液晶組成物因具有如上所述之特性，故可適用於其中以利用有負介電各向導性的運作模式，例如VA模式、IPS模式等進行顯示的AM方式之液晶顯示元件中，尤其可適用於以VA模式進行顯示的AM方式之液晶顯示元件中。
此外，於以TN模式、VA模式等進行顯示之液晶顯示元件中，電場方向與液晶層垂直。另一方面，於以IPS模式等進行顯示之液晶顯示元件中，電場方向與液晶層平行。此外，於K.Ohmuro,S.Kataoka,T.Sasaki and Y.Koike,SID'97 Digest of Technical Papers,28,845(1997)中報告有以VA模式進行顯示之液晶顯示元件的結構；於國際公開91/10936號案(專利家族：US5576867)中報告有以IPS模式進行顯示之液晶顯示元件的結構。
[實施例]
以下，利用實施例，就本發明中所獲得之液晶組成物加以更詳細之說明。本發明並不侷限於下述實施例。此外，於實施例中所使用之液晶化合物，根據下述表1之定義的符號表示。此外，於表1中，1,4－亞環己基之組態為反式組態。若無特別說明，則各化合物之比例(百分率)均為基於液晶化合物之總重量的重量百分率(wt%)。以下之實施例準確稱量各成分並加以調合。於各實施例之最後，表示所獲得之液晶組成物的特性值。
此外，於各實施例中所使用之液晶化合物之部分所記載的號碼，與表示上述本發明之第一成分至第四成分中所使用之液晶化合物的式號碼相對應；於未記載式號碼，而僅僅記作「－」之情形時，表示該化合物是並不與這些成分相對應的其他液晶化合物。
以下，表示化合物之符號的表述方法。
使用符號之化合物的表述方法R－(A1 )－Z1 －......－Zn －(An )－X
依以下方法進行特性值之測定。這些測定方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ．ED－2521A中所記載之方法或者將其修改之方法。
(1)向列相之上限溫度(NI；℃)將試料置於具備偏光顯微鏡之熔點測定裝置之熱板(hot plate)上，以1℃/min之速度進行加熱。測定試料之一部分自向列相變化為等向性(isotropic)液體時的溫度。以下，將向列相之上限溫度簡稱為「上限溫度」。
(2)向列相之下限溫度(Tc；℃)將具有向列相之試料在0℃、－10℃、－20℃、－30℃、及－40℃之冷凍器(freezer)中保存10天之後，觀察液晶相。例如，於試料在－20℃下為向列相，在－30℃下變化為結晶或層列相時，將Tc記作－20℃。以下，將向列相之下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(3)光學異向性(△n；於25℃下測定)使用波長為589 nm之光，利用於目鏡上安裝有偏光板之阿貝折射計(abbe refractometer)進行測定。首先，將主稜鏡之表面於一個方向上進行摩擦(rubbing)後，將試料滴加於主稜鏡。繼而，測定偏光方向與摩擦方向平行時的折射率(n ∥)、以及偏光方向與摩擦方向垂直時的折射率(n ⊥)。依(△n)＝(n ∥)－(n ⊥)之式，計算出光學異向性之值(△n)。
(4)黏度(η；於20℃下測定；mPa．s)測定中使用E型旋轉黏度計(rotational viscometer)。
(5)介電各向導性(△ε；於25℃下測定)將十八烷基三乙氧基矽烷(octadecyltriethoxysilane，OETS)(0.16 ml)之乙醇(20 ml)溶液塗佈於經充分清洗之玻璃基板上。利用旋轉器(spinner)使玻璃基板旋轉後，於150℃下加熱1小時。由2片玻璃基板組成間隔(液晶單元間隙)為20 μm之VA元件。
於經充分清洗之玻璃基板上塗佈聚醯亞胺(polyimide)之配向膜。將所獲得的玻璃基板之配向膜經煅燒之後，進行摩擦處理。從而組成2片玻璃基板之間隔為9 μm、扭轉角為80度之TN元件。
將試料(液晶組成物)加入至所獲得之VA元件中，施加0.5 V(1 kHz，正弦波)之電壓，測定於液晶分子長軸方向的介電常數(ε ∥)。
又，將試料(液晶組成物)加入至所獲得之TN元件中，施加0.5 V(1 kHz，正弦波)之電壓，測定於液晶分子短軸方向的介電常數(ε ⊥)。
依(△ε)＝(ε ∥)－(ε ⊥)之式，計算出介電各向導性之值。
該值為負的組成物，是具有負介電各向導性的組成物。
(6)電壓保持率(VHR；於25℃及100℃下測定；%)於具有聚醯亞胺配向膜且2片玻璃基板之間隔(液晶單元間隙)為6 μm之單元中加入試料，以製作TN元件。於25℃，對上述TN元件施加脈波電壓(pulse voltage)(5V、60 μs)以進行充電。以陰極射線示波器(cathode ray oscilloscope)觀測施加於TN元件上的電壓之波形，然後求出單位週期(16.7 ms)內的電壓曲線與橫軸之間的面積。同樣地，自除去TN元件後所施加之電壓的波形，求出面積。依(電壓保持率)＝(有TN元件時之面積值)/(無TN元件時之面積值)×100之式，計算出電壓保持率(%)之值。
將以上述方式獲得的電壓保持率表示為「VHR－1」。繼而，將該TN元件於100℃下加熱250小時。將該TN元件恢復至25℃後，利用與上述方法相同的方法測定電壓保持率。將上述加熱試驗後所獲得之電壓保持率表示為「VHR－2」。此外，上述加熱試驗是加速試驗(accelerated test)，且是與TN元件之長期耐久試驗(durability test)對應的試驗。
(7)電阻率(ρ；於25℃下測定；Ωcm)於液體晶元(cell)中注入1.0 mL液晶，施加10 V直流電壓。測定在施加電壓10秒後之液晶單元之直流電流，計算出電阻率。
可依(電阻率)＝{(電壓)×(單元容量)}/{(直流電流)×(真空介電常數)}之式，計算出電阻率ρ。
(8)氣相層析(gas chromatography)分析測定裝置使用島津製作所製造的GC－14B型氣相層析儀、或與其同等之測定儀器。管柱(column)使用島津製作所製造的毛細管柱(capillary column)CBP1－M25－025(長25 m、內徑0.22 mm、膜厚0.25 μm，固定液相為二甲基聚矽氧烷，無極性)。使用氦(helium)作為載體氣體(carrier gas)，將流量調整為2 ml/min。將上述管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min之速度將其升溫至280℃。將試料氣化室(vaporizing chamber)的溫度設定為280℃，將檢測器(FID)部分的溫度設定為300℃。
將試料溶解於丙酮，製備成0.1 wt%之溶液，然後將1 μl所獲得之溶液注入至試料氣化室中。
記錄器使用島津製作所製造的C－R5A型Chromatopac，或其同等品。於所獲得之氣相層析圖中，顯示有與成分化合物相對應的峰值滯留時間(retention time)及峰值面積值。
此外，試料之稀釋溶劑，例如可使用氯仿(chloroform)、己烷(hexane)。又，管柱可使用：Agilent Technologies Inc.製造的毛細管柱DB－1(長30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、Agilent Technologies Inc.製造的HP－1(長30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、Restek Corporation製造的Rtx－1(長30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、SGE International Pty.Ltd製造的BP－1(長30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)等。為防止化合物峰值重疊，可使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1－M50－025(長50 m、內徑0.25 mm、膜厚0.25 μm)。
氣相層析圖中的峰值之面積比，相當於成分化合物之比例。一般而言，試料中之成分化合物的重量百分比，與試料的各峰值之面積百分比並非完全相同，但於本發明中，於使用上述管柱的情形時，實際上校正係數(correction coefficient)為1，因此試料中的成分化合物之重量百分比，與試料中的各峰值之面積百分比大致對應。其原因在於各成分在液晶化合物中之校正係數並無較大差異。為了利用氣相層析圖來更準確地求出液晶組成物中的液晶化合物之組成比，而使用氣相層析圖之內部標準法。對以固定量準確稱量之各液晶化合物成分(被檢測成分)及作為基準之液晶化合物(基準物質)同時進行氣相層析測定，預先計算出所獲得的被檢測成分之峰值與基準物質之峰值的面積比的相對強度。若使用相對於基準物質之各成分之峰值面積的相對強度來進行校正，則可根據氣相層析分析更準確地求出液晶組成物中的液晶化合物之組成比。
[比較例1]
比較例1含有本發明之第二成分及第三成分。本發明之液晶組成物，與該比較例1相比，可減小黏度，降低向列相之下限溫度。
3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 13% 5－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 13% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 6% 4－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 2% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 6% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 10% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 10% 3－HH－V (3－1) 30% 3－HH－V1 (3－1) 10% NI＝70.2℃；Tc≦－10℃；△n＝0.082；△ε＝－2.6；η＝25.6 mPa．s；VHR－1＝99.1%。
[比較例2]
比較例2中含有本發明之第二成分及第三成分。該比較例2的黏度大，向列相之下限溫度高。本發明之液晶組成物，與該比較例2相比，可減小黏度，降低向列相之下限溫度。
3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 16% 5－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 16% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 4－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 12% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 12% 3－HH－V (3－1) 22% 3－HH－V1 (3－1) 8% V－HHB－1 (3－4) 2% NI＝71.9℃；Tc≦－10℃；△n＝0.089；△ε＝－3.1；η＝37.8 mPa．s；VHR－1＝99.1%。
[比較例3]
比較例3含有本發明之第二成分及第三成分。本發明之液晶組成物，與該比較例3相比，可進一步減小黏度。
3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 15% 5－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 14% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 8% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 8% 3－HH2B(2F,3Cl)－O2 (2－2) 9% 5－HH2B(2F,3C1)－O2 (2－2) 8% 3－HH－V (3－1) 16% 5－HH－V (3－1) 22% NI＝70.1℃；Tc≦－20℃；△n＝0.069；△ε＝－2.6；η＝20.8 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
[比較例4]
該比較例4含有本發明之第三成分及第四成分。該比較例4的黏度小，但向列相之上限溫度低，下限溫度高，向列相之溫度範圍狹窄。
3－HH－4 (3－1) 7% 3－HH－5 (3－1) 7% 3－HB－O1 (3－2) 8% 5－HB－3 (3－2) 8% 3－HB(2F,3F)－O2 (4－1) 14% 5－HB(2F,3F)－O2 (4－1) 14% 3－HHB(2F,3F)－1 (4－2) 10% 5－HHB(2F,3F)－1 (4－2) 10% 3－HHB(2F,3F)－O2 (4－2) 11% 5－HHB(2F,3F)－O2 (4－2) 11% NI＝68.9℃；Tc≦－10℃；△n＝0.081；△ε＝－3.3；η＝20.3 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
[比較例5]
比較例5含有本發明之第三成分及第四成分。本發明之液晶組成物與該比較例5相比，可進一步減小黏度。
3－HH－V (3－1) 30% V－HHB－1 (3－4) 10% 2－BB(3F)B－3 (3－6) 10% 3－HB(2F,3F)－O2 (4－1) 15% 5－HB(2F,3F)－O2 (4－1) 15% 3－HHB(2F,3F)－O2 (4－2) 10% 5－HHB(2F,3F)－O2 (4－2) 10% NI＝73.1℃；Tc≦－20℃；△n＝0.094；△ε＝－2.4；η＝14.7 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
[實施例1]
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 13% 5－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 13% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 6% 4－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 2% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 6% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 10% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 10% 3－HH－V (3－1) 30% 3－HH－V1 (3－1) 10% NI＝72.1℃；Tc≦－20℃；△n＝0.085；△ε＝－2.6；η＝19.1 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
上述實施例1之組成物，是將比較例1之組成物中所含的以式(2－1－1－1)所表示之第二成分置換為以式(1－1)所表示之第一成分的組成。將作為本發明之必需成分的第一成分及第二成分加以組合，藉此與比較例1相比，向列相之上限溫度高，下限溫度低，且向列相之溫度範圍廣。又，上述組成物之黏度與比較例1相比相當小。另外電壓保持率大。
[實施例2]
調合以下之組成物，利用上述方法測定各特性值。
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 15% 5－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 15% 2－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 3% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 5% 4－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 5% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 5% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 8% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 8% 3－HH－V (3－1) 26% 3－HH－V1 (3－1) 10% NI＝71.9℃；Tc≦－20℃；△n＝0.084；△ε＝－2.9；η＝20.8 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
與比較例2相比，向列相之下限溫度降低，黏度減小。與比較例3相比，向列相之上限溫度升高，負介電各向導性增大。
[實施例3]
調合以下之組成物，利用上述之方法測定各特性值。
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 19% 5－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 19% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 4－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 4% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 12% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 12% 3－HH－V (3－1) 16% 3－HH－V1 (3－1) 8% V－HHB－1 (3－4) 2% NI＝71.0℃；Tc≦－20℃；△n＝0.093；△ε＝－3.6；η＝27.6mPa．s；VHR－1＝99.3%。
上述實施例3是與比較例2類似的組成。將本發明之第一成分、第二成分及第三成分加以組合，藉此與比較例2相比，向列相之下限溫度降低，黏度減小，負介電各向導性增大。
[實施例4]
調合以下之組成物，利用上述之方法測定各特性值。
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 14% 5－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 14% 3－HH2B(2F,3F)－O2 (1－2) 6% 5－HH2B(2F,3F)－O2 (1－2) 6% 3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 10% 5－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 10% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 5% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 5% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 15% 5－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 15% NI＝79.0℃；Tc≦－20℃；△n＝0.111；△ε＝－4.8。
上述實施例4是含有本發明之第一成分及第二成分的組成物。實施例4的向列相之上限溫度高，負介電各向導性非常大。
[實施例5]
調合以下之組成物，利用上述方法測定各特性值。
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 13% 5－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 13% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 7% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 7% 3－HH－V (3－1) 30% 3－HH－V1 (3－1) 10% 3－HBB(2F,3F)－O2 (4－3) 10% 5－HBB(2F,3F)－O2 (4－3) 10% NI＝74.9℃；Tc≦－20℃；△n＝0.089；△ε＝－2.6；η＝13.5 mPa．s；VHR－1＝99.3%。
上述實施例5含有本發明之第一成分、第二成分、第三成分及第四成分。與黏度較小之比較例5相比，黏度更小，負介電各向導性大。
[實施例6]
調合以下之組成物，利用上述之方法測定各特性值。
3－HH2B(2F,3F)－O2 (1－2) 8% 5－HH2B(2F,3F)－O2 (1－2) 8% 3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 8% 5－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 8% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 8% 5－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 8% 3－HH－V (3－1) 14% 3－HH－V1 (3－1) 8% 5－HH－V (3－1) 14% V－HHB－1 (3－4) 3% 3－BOCF2 2B(2F,3F)－O2 － 8% 3－HBOCF2 2B(2F,3F)－O2 － 5% NI＝77.1℃；Tc≦－20℃；△n＝0.077；△ε＝－2.6；η＝15.3 mPa．s；VHR－1＝99.2%。
[實施例7]
調合以下之組成物，利用上述之方法測定各特性值。
3－H2B(2F,3F)－O2 (1－1) 15% 3－HH2B(2F,3F)－O2 (1－2) 6% 3－HB(2F,3Cl)－O2 (2－1－1－1) 15% 3－HHB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－1) 6% 3－HBB(2F,3Cl)－O2 (2－2－1－2) 9% 3－HHB(2Cl,3F)－O2 (2－2－1－3) 6% 2－HH－5 (3－1) 4% 3－HH－4 (3－1) 10% 3－HH－V1 (3－1) 7% 3－HB－O2 (3－2) 2% V－HHB－1 (3－4) 4% 2－BB(3F)B－3 (3－6) 7% 3－HBB(2F,3F)－O2 (4－3) 9% NI＝79.6℃，Tc≦－20℃，△n＝0.105，△ε＝－2.9，η＝35.5 mPa．s，VHR－1＝99.2%。

Claims (29)

  1. 一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2-1)~式(2-3)所示之化合物族群中的至少一種化合物， 式(1-1)、式(1-2)及式(2-1)~式(2-3)中，R1 及R3 獨立為烷基、或烯基；R2 、R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環B、環C、及環D獨立為1,4-亞環己基或1,4-伸苯 基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH2 O-、或-OCH2 -；X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。
  2. 一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2-1-1)、式(2-2-1)及式(2-3-1)所示之化合物族群中的至少一種化合物， 式(1-1)、式(1-2)、式(2-1-1)、式(2-2-1)、及式(2-3-1)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基； R2 、R4 及R5 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環C獨立為1,4-亞環己基或1,4-伸苯基；X1 及X2 其中之一為氟，另一個為氯。
  3. 一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2-1-1-1)~式(2-1-1-4)及式(2-2-1-1)~式(2-2-1-4)所示之化合物族群中的至少一種化合物， 式(1-1)、式(1-2)、式(2-1-1-1)~式(2-1-1-4)、及式(2-2-1-1)~式(2-2-1-4)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基；R2 及R4 獨立為烷基、烯基或烷氧基。
  4. 一種液晶組成物，包括：一第一成分以及一第二成分，且該液晶組成物具有負介電各向導性，其中該第一成分含有選自以下述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中的至少一種化合物，該第二成分含有選自以下述式(2-1-1-1)、式(2-1-1-2)、式(2-2-1-1)、及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中的至少一種化合物， 式(1-1)、式(1-2)、式(2-1-1-1)、式(2-1-1-2)、式(2-2-1-1)、及式(2-2-1-2)中，R1 及R3 獨立為烷基或烯基；R2 及R4 獨立為烷基、烯基或烷氧基。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-1)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2-2-1-1)及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2-1-1-1)及式(2-1-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中第 一成分為選自以上述式(1-1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2-2-1-1)及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2-1-1-1)及式(2-1-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(2-2-1-1)及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為20wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~70wt%之範圍。
  10. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之液晶組成物，其中除上述第一成分及第二成分以外，亦包括一第三成分，該第三成分為選自以下述式(3)所示之化合物族群中之至少一種化合物， 式(3)中，R6 獨立為烷基或烯基；R7 獨立為烷基、烯基或烷氧基；環E、環F及環G獨立為1,4-亞環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、或3-氟-1,4-伸苯基；Z4 及Z5 獨立為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-COO-、或-OCO-；P為0或1。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自以下述式(3-1)~式(3-7)所示之化合物族群中之至少一種化合物， 式(3-1)~式(3-7)中，R6 獨立為烷基或烯基； R7 獨立為烷基、烯基或烷氧基)。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式(3-4)、及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為20wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為5wt%~70wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%之範圍。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其包括一第一成分、一第二成分以及一第三成分，該第一成分含有選自以上述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第二成分含有選自以上述式(2-1-1-1)~式(2-1-1-4)及式(2-2-1-1)~式(2-2-1-4)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第三成分含有選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式(3-4)及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-1)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2-2-1-1)及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式 (3-4)及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第二成分為選自以上述式(2-1-1-1)及式(2-1-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式(3-4)、及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以上述式(1-1)所示之化合物族群中之至少一種化合物、與選自以上述式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物的混合物，第二成分為選自以上述式(2-2-1-1)及式(2-2-1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，第三成分為選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式(3-4)、及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~65wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%之範圍。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25 wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~65wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%之範圍。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~65wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%之範圍。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~65wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%之範圍。
  22. 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中除上述第一成分、第二成分及第三成分以外，更包括一第四成分，該第四成分為選自以下述式(4-1)~式(4-4)所示之化合物族群中之至少一種化合物， 式(4-1)~式(4-4)中，R8 獨立為烷基或烯基；R9 及R10 獨立為烷基、烯基或烷氧基。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之液晶組成物，其包括上述第一成分、上述第二成分、上述第三成分以及上述第四成分，該第一成分含有選自以上述式(1-1)及式(1-2)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第二成分含有選自以上述式(2-1-1-1)~式(2-1-1-4)及式(2-2-1-1)~式(2-2-1-4)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第三成分含有選自以上述式(3-1)、式(3-2)、式(3-4)、及式(3-6)所示之化合物族群中之至少一種化合物，該第四成分含有選自以上述式(4-1)、式(4-2)及式(4-3)所示之化合物族群中之至少一種化合物。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25 wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~55wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%，上述第四成分的含有比例為10wt%~55wt%之範圍。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之液晶組成物，其中基於液晶化合物之總重量，上述第一成分的含有比例為25wt%~70wt%之範圍，上述第二成分的含有比例為10wt%~55wt%之範圍，上述第三成分的含有比例為10wt%~50wt%，上述第四成分的含有比例為10wt%~55wt%之範圍。
  26. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物之光學異向性的值為0.07~0.16之範圍。
  27. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物之介電各向導性的值為-5.0~-2.0之範圍。
  28. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第1項至第27項中任一項所述之液晶組成物。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之液晶顯示元件，其中上述液晶顯示元件之運作模式為垂直配向(vertical alignment，VA)模式或橫向電場切換(in-plane switching，IPS)模式，上述液晶元件之驅動方式為主動矩陣方式。
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