TWI432558B - 液晶組成物以及液晶顯示元件 - Google Patents

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Description

液晶組成物以及液晶顯示元件
本發明主要是有關於一種適於主動矩陣(active matrix，AM)元件等的液晶組成物以及含有該組成物的AM元件等。本發明特別是有關於一種介電常數各向異性(dielectric anisotropy)為負的液晶組成物，以及有關於一種含有該組成物的共平面切換(in-plane switching，IPS)模式、垂直配向(vertical alignment，VA)模式或者聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式等的元件。
於液晶顯示元件中，基於液晶的運作模式被分類為相變化(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)、共平面切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)以及聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式等。液晶顯示元件基於元件的驅動方式被分類為被動矩陣(passive matrix，PM)式與主動矩陣(active matrix，AM)式。PM被分類為靜態式(static)與多工式(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。TFT被分類為非晶矽(amorphous silicon)型與多晶矽(polycrystal silicon)型。後者根據製程被分類為高溫型與低溫型。液晶顯示元件基於光源被分類為利用自然光的反射型、利用背光(backlight)的穿透型、以及利用自然光與背光兩方的半穿透型。
該些元件含有具有適當特性的液晶組成物。該液晶組成物具有向列相。為了獲得具有良好的一般特性的AM元件，而改善組成物的一般特性。將兩者的一般特性的關係匯總於下述表1中。基於市售的AM元件來進一步說明組成物的一般特性。向列相的溫度範圍與元件的可使用的溫度範圍有關連。向列相的較佳上限溫度為大於等於70℃，而且向列相的較佳下限溫度為小於等於-10℃。組成物的黏度與元件的響應時間有關連。為了在元件中顯示動態圖像，較好的是響應時間短。因此，較好的是組成物的黏度小。進而較好的是低溫度下的黏度小。
組成物的光學各向異性與元件的對比度有關聯。將組成物的光學各向異性(△n)與元件的單元間隙(cell gap)(d)的乘積(△n×d)設計成使對比度成為最大。適當的乘積值取決於運作模式的種類。VA模式的元件的單元間隙為0.30 μm至0.40 μm的範圍，IPS模式的元件的單元間隙為0.20 μm至0.30 μm的範圍。此時，在單元間隙小的元件中，較好的是組成物具有大的光學各向異性。組成物的絕對值大的介電常數各向異性，有助於達成元件的低臨界電壓、小的消耗電力及大的對比度。因此，較好的是介電常數各向異性的絕對值大。組成物的大的電阻率，有助於達成元件的大的電壓保持率及大的對比度。因此，較好的是組成物在初期階段不僅於室溫下具有大的電阻率、而且於高溫下亦具有大的電阻率。較好的是組成物經長時間使用後，不僅於室溫下具有大的電阻率、而且於高溫下亦具有大的電阻率。組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命有關聯。該些穩定性較高時，該元件的壽命長。此種特性有利於液晶投影機(liquid crystal projector)、液晶電視等中所使用的AM元件。
於具有TN模式的AM元件中，使用具有正的介電常數各向異性的組成物。另一方面，於具有VA模式的AM元件中，使用具有負的介電常數各向異性的組成物。於具有IPS模式的AM元件中，使用具有正或負的介電常數各向異性的組成物。於具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或負的介電常數各向異性的組成物。以下的專利文獻中揭示有具有負的介電常數各向異性的液晶組成物的例子。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-160857號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-160727號公報
[專利文獻3]日本專利特開平10-291945號公報
理想的AM元件具有以下等特性：可使用的溫度範圍廣、響應時間短、對比度大、臨界電壓低、電壓保持率大、壽命長。較理想的是響應時間短於1毫秒。因此，組成物的理想特性為：向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、正或負的介電常數各向異性大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等。
本發明之一個目的是一種在下述特性中充分具備至少一個特性的液晶組成物：向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電常數各向異性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等。本發明之其他目的是一種在至少兩個特性中具有適當平衡的液晶組成物。本發明之另一目的是一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明之另一目的是一種具有大的光學各向異性、大的負介電常數各向異性、對紫外線的高穩定性等的組成物，以及一種具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等的AM元件。
一種液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，而且具有負的介電常數各向異性。
其中，R1 、R2 及R4 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；R3 為碳數2至12的烯基；環A、環B及環G獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；s為0、1或2；p為0、1或2；於式(2)中，環G為1,4-伸環己基時R1 為碳數2至12的烯基。
更詳細而言，本發明是一種液晶組成物以及含有該組成物的液晶顯示元件，上述液晶組成物含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，而且具有負的介電常數各向異性。
其中，R1 、R2 、及R4 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；R3 為碳數2至12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；m為1、2或3；p為0、1或2。
又，本發明是一種液晶組成物以及含有該組成物的液晶顯示元件，上述液晶組成物含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，基於液晶組成物的總重量，第二成分的比例為大於等於10 wt%，而且具有負的介電常數各向異性。
其中，R1 、R2 、R4 、及R7 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 、Z2 、及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；p為0、1或2。
[發明之效果]
本發明之優點是一種在下述特性中充分具備至少一個特性的液晶組成物：向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電常數各向異性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等。本發明之一方面是一種在至少兩個特性中具有適當平衡的液晶組成物。本發明之另一方面是一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明之其它方面是一種具有大的光學各向異性、負值大的介電常數各向異性、對紫外線的高穩定性等的組成物，以及一種具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等的AM元件。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本說明書中的用語的使用方法如下。有時將本發明之液晶組成物或本發明之液晶顯示元件分別簡稱為「組成物」或「元件」。液晶顯示元件是液晶顯示面板與液晶顯示模組的總稱。「液晶性化合物」是指具有向列相、層列相等液晶相的化合物或者不具有液晶相但作為組成物的成分為有用的化合物。該有用的化合物例如具有如1,4-伸環己基或1,4-伸苯基等的六員環，其分子結構為棒狀(rod like)。有時將具光學活性的化合物或可聚合的化合物添加於組成物中。該些化合物即便是液晶性化合物，此處亦被分類為添加物。有時將選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物簡稱為「化合物(1)」。「化合物(1)」是指以式(1)所表示的一種化合物或者兩種以上的化合物。以其它式所表示的化合物亦相同。有時將化合物(4-1)與化合物(4-2)匯總簡稱為「化合物(4)」。「任意的」表示不僅位置為任意而且個數亦為任意，但不包括個數為0的情況。
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」。「電阻率大」是指組成物在初期階段不僅於室溫下而且於高溫下具有大的電阻率，而且在長時間使用後不僅於室溫下而且於高溫下具有大的電阻率。「電壓保持率大」是指元件在初期階段不僅於室溫下而且於高溫度下具有大的電壓保持率，而且在長時間使用後不僅於室溫下而且於高溫度下具有大的電壓保持率。在說明光學各向異性等的特性時，使用藉由實施例中記載的測定方法所獲得的值。第一成分是一種化合物或者兩種以上的化合物。「第一成分的比例」是指基於液晶組成物的總重量的第一成分的重量百分率(wt%)。第二成分的比例等亦相同。混合於組成物中的添加物的比例，是指基於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)或重量百萬分率(ppm)。
於成分化合物的化學式中，將R1 的記號用於多個化合物。於該些化合物中的任意兩個化合物中，R1 的含義可相同亦可不同。例如，存在化合物(1)的R1 為乙基、化合物(1-1)的R1 為乙基的實例。亦存在化合物(1)的R1 為乙基、化合物(1-1)的R1 為丙基的實例。該規則亦適用於R2 、Z1 等。
本發明是關於下述等事項。
1.一種液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，而且具有負的介電常數各向異性；
其中，R1 、R2 及R4 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；R3 為碳數2至12的烯基；環A、環B及環G獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 、Z2 、及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；s為0、1或2；p為0、1或2；於式(2)中，環G為1,4-伸環己基時R1 為碳數2至12的烯基。
2.如第1項所述之液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，而且具有負的介電常數各向異性；
其中，R1、R2、及R4獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；R3為碳數2至12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1及Z2獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；m為1、2或3；p為0、1或2。
3.如第2項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2-1-1)及式(2-1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R3 為碳數2至12的烯基；R4 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、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
4.如第3項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2-1-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
5.如第3項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2-1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
6.如第1項所述之液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，基於液晶組成物的總重量，第二成分的比例為大於等於10 wt%，而且具有負的介電常數各向異性；
其中，R1 、R2 、R4 、及R7 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 、Z2 、及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；p為0、1或2。
7.如第6項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以(2-2-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R4 及R7 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
8.如第1項至第7項中任一項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R1 及R2 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環B1 為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基。
9.如第8項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
10.如第8項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
11.如第1項至第10項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶組成物的總重量，第一成分的比例為5 wt%至35 wt%的範圍，第二成分的比例為10 wt%至65 wt%的範圍。
12.如第1項至第11項中任一項所述之液晶組成物，其更含有選自以式(3)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第三成分；
其中，R5 及R6 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z2 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；n為1、2或3。
13.如第12項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)至式(3-10)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R5 及R6 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
14.如第13項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
15.如第14項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
16.如第13項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
17.如第13項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-10)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
18.如第13項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、選自以式(3-4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、及選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
19.如第12項至第18項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶組成物的總重量，第三成分的比例為20 wt%至65 wt%的範圍。
20.如第1項至第19項中任一項所述之液晶組成物，其更含有選自以式(4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第四成分；
其中，R7 及R8 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環E及環F獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；q及r獨立為0、1、2或3，而且q與r的和為小於等於3。
21.如第20項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-1)及式(4-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R7 及R8 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環E1 及環E2 獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基。
22.如第21項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
23.如第21項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
24.如第20項至第24項中任一項所述之液晶組成物，其中基於液晶組成物的總重量，第四成分的比例為5 wt%至40 wt%的範圍。
25.如第1項至第24項中任一項所述之液晶組成物，其中向列相的上限溫度為大於等於70℃，25℃時在波長589 nm處的光學各向異性為大於等於0.08，而且25℃時頻率為1 kHz時的介電常數各向異性為小於等於-2。
26.一種液晶顯示元件，其含有如第1項至第25項中任一項所述之液晶組成物。
27.如第26項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為VA模式、IPS模式、或PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
本發明亦包含下列項：1)更含有具光學活性的化合物的上述組成物，2)更含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、消泡劑、可聚合的化合物、聚合起始劑等添加物的上述組成物，3)含有上述組成物的AM元件，4)含有上述組成物而且具有ECB、OCB、IPS、VA、或PSA的模式的元件，5)含有上述組成物的穿透型元件，6)將上述組成物作為具有向列相的組成物的用途，7)作為藉由向上述組成物中添加具光學活性的化合物所形成的光學活性組成物的用途。
依以下順序來說明本發明的組成物。第一，說明組成物中的成分化合物的構成。第二，說明成分化合物的主要特性、以及該化合物對組成物所帶來的主要效果。第三，說明組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據。第四，說明成分化合物的較佳形態。第五，揭示成分化合物的具體例。第六，說明可混合於組成物中的添加物。第七，說明成分化合物的合成法。最後，說明組成物的用途。
第一，說明組成物中的成分化合物的構成。將本發明之組成物分類為組成物A與組成物B。組成物A亦可更含有其他液晶性化合物、添加物、雜質等。「其它液晶性化合物」是與化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、及化合物(4)不同的液晶性化合物。此種化合物是以進一步調整特性為目的而混合於組成物中。在其它液晶性化合物中，就對熱或紫外線的穩定性之觀點而言氰基化合物以少為佳。氰基化合物的更佳比例為0 wt%。添加物為具光學活性的化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、可聚合的化合物、聚合起始劑等。雜質是在成分化合物的合成等步驟中所混入的化合物等。該化合物即便為液晶性化合物，此處亦被分類為雜質。
組成物B實質上是由選自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)及化合物(4)中的化合物所組成。「實質上」是指組成物可含有添加物及雜質，但不含有與該些化合物不同的液晶性化合物。與組成物A比較，組成物B的成分數較少。就降低成本之觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合入其它液晶性化合物而進一步調整物性之觀點而言，組成物A優於組成物B。
第二，說明成分化合物的主要特性、以及該化合物對組成物的特性所帶來的主要效果。基於本發明之效果，將成分化合物的主要特性匯總於表2。於表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表示值大約為0(zero)。
將成分化合物混合於組成物中時，成分化合物對組成物的特性所帶來的主要效果如下。化合物(1)提高介電常數各向異性的絕對值。化合物(2)提高介電常數各向異性的絕對值。化合物(2-1)提高介電常數各向異性的絕對值，而且降低下限溫度。化合物(2-2)提高介電常數各向異性的絕對值，而且提高折射率各向異性。化合物(3)提高上限溫度或者降低黏度。化合物(4)提高介電常數各向異性的絕對值。
第三，說明組成物中的成分組合、成分化合物的較佳比例及其根據。組成物中的成分組合為：第一成分+第二成分、第一成分+第二成分+第三成分、第一成分+第二成分+第四成分、以及第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。較佳的組成物中的成分組合為第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。
為了提高介電常數各向異性的絕對值，第一成分的較佳比例為大於等於5 wt%；為了降低下限溫度，第一成分的較佳比例為小於等於35 wt%。更佳比例為5 wt%至30 wt%的範圍。尤佳比例為5 wt%至25 wt%的範圍。
為了提高介電常數各向異性的絕對值而且為了降低下限溫度，第二成分的較佳比例為大於等於10 wt%；為了降低黏度，第二成分的較佳比例為小於等於65 wt%。更佳比例為10 wt%至55 wt%的範圍。尤佳比例為10%至45 wt%的範圍。
為了提高上限溫度或者為了降低黏度，第三成分的較佳比例為大於等於20 wt%；為了提高介電常數各向異性的絕對值，第三成分的較佳比例為小於等於65 wt%。更佳比例為25 wt%至60 wt%的範圍。尤佳比例為35 wt%至55 wt%的範圍。
為了提高介電常數各向異性的絕對值，第四成分的較佳比例為大於等於5 wt%；為了降低下限溫度，第四成分的較佳比例為小於等於40 wt%。更佳比例為10 wt%至40 wt%的範圍。尤佳比例為10 wt%至30 wt%的範圍。
第四，說明成分化合物的較佳形態。R1 、R2 、R4 、R5 、R6 、R7 、及R8 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R1 、R7 、或R8 為碳數1至12的烷基。為了提高介電常數各向異性的絕對值，較佳的R2 或R4 為碳數1至12的烷氧基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R5 或R6 分別為碳數1至12的烷基；或者為了降低下限溫度，較佳的R5 或R6 分別為碳數2至12的烯基。R3 為碳數2至12的烯基。
較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。為了降低黏度，更佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
較佳的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基。為了降低黏度，更佳的烷氧基為甲氧基或乙氧基。
較佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基。為了降低黏度，更佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型(steric configuration)取決於雙鍵的位置。為了降低黏度等，於如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基等烯基中，較好的是反式(trans)。於如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基等烯基中，較好的是順式(cis)。於該些烯基中，直鏈烯基優於支鏈烯基。
任意的氫被氟取代的烯基的較佳例為：2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，更佳例為2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
環A、環B、環E、環F、及環G獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基，p為2時兩個環B可相同亦可不同，q為2或3時任意兩個環E可相同亦可不同，r為2或3時任意兩個環F可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的環A、環B、環E、或環F為1,4-伸環己基。環B1 獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。為了降低黏度，較佳的環B1 為1,4-伸環己基。環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基，n為2或3時任意兩個環C可相同亦可不同。為2-氟-1,4-伸苯基時，亦可為兩環中之任一環。為了降低黏度，較佳的環C或環D為1,4-伸環己基；或者為了提高光學各向異性，較佳的環C或環D為1,4-伸苯基。
Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基，p為2時兩個Z1 可相同亦可不同，q及n為2或3時任意兩個Z1 可相同亦可不同，m及r為2或3時任意兩個Z2 可相同亦可不同，s為2時Z2 可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z1 為單鍵；或者為了提高介電常數各向異性的絕對值，較佳的Z1 為亞甲氧基。為了降低黏度，較佳的Z2 或Z3 為單鍵。
m及n獨立為1、2或3。為了降低下限溫度，較佳的m為1。為了降低黏度，較佳的n為1。
p獨立為0、1或2，q及r獨立為0、1、2或3，而且q與r的和為小於等於3。為了提高上限溫度，較佳的p為1。為了提高上限溫度，較佳的q為2。為了降低下限溫度，較佳的r為0。s獨立為1或2，s為1時降低下限溫度，s為2時提高上限溫度。
第五，揭示成分化合物的具體例。於下述較佳化合物中，R9 獨立為碳數1至12的直鏈烷基、或碳數1至12的直鏈烷氧基。R10 及R11 獨立為碳數1至12的直鏈烷基、或碳數2至12的直鏈烯基。R12 獨立為碳數2至12的直鏈烯基。於該些化合物中，為了提高上限溫度，與1,4-伸環己基有關的立體構型是反式優於順式。
較佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)、化合物(1-1-2)、及化合物(1-2-1)至化合物(1-2-3)。更佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)、化合物(1-1-2)、化合物(1-2-1)、化合物(1-2-2)。尤佳的化合物(1)為化合物(1-2-1)及化合物(1-2-2)。較佳的化合物(2)為化合物(2-1)或化合物(2-2)，較佳的化合物(2-1)為化合物(2-1-1-1)及化合物(2-1-2-1)。較佳的化合物(2-2)為化合物(2-2-1)。較佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)至化合物(3-10-1)。更佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-3-1)、化合物(3-4-1)、化合物(3-6-1)、及化合物(3-10-1)。尤佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-4-1)、及化合物(3-6-1)。較佳的化合物(4)為化合物(4-1-1)至化合物(4-1-3)、及化合物(4-2-1)至化合物(4-2-3)。更佳的化合物(4)為化合物(4-1-2)、化合物(4-1-3)、化合物(4-2-2)、化合物(4-2-3)。尤佳的化合物(4)為化合物(4-1-3)及化合物(4-2-3)。
第六，說明可混合於組成物中的添加物。此種添加物為具光學活性的化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、可聚合的化合物、聚合起始劑等。為了誘發液晶的螺旋結構(helical structure)從而賦予扭轉角，而將具光學活性的化合物混合於組成物中。此種化合物的例子為化合物(5-1)至化合物(5-4)。具光學活性的化合物的較佳比例為小於等於5 wt%。更佳比例為0.01 wt%至2 wt%的範圍。
為了防止由於在大氣中的加熱所造成的電阻率下降、或者為了在長時間使用元件後不僅於室溫下而且於高溫度下維持大的電壓保持率，而將抗氧化劑混合於組成物中。
抗氧化劑的較佳例是n為1至9的整數之化合物(6)等。於化合物(6)中，較佳的n為1、3、5、7、或9。更佳的n為1或7。n為1之化合物(6)，因揮發性大，故在防止由於大氣中的加熱所造成的電阻率下降時為有效。n為7之化合物(6)，因揮發性小，故對於在長時間使用元件後不僅於室溫下而且於高溫度下維持大的電壓保持率而言為有效。為了獲得其效果，抗氧化劑的較佳比例為大於等於50 ppm，為了不使上限溫度下降或者為了不使下限溫度升高，抗氧化劑的較佳比例為小於等於600 ppm。抗氧化劑的更佳比例為100 ppm至300 ppm的範圍。
紫外線吸收劑的較佳例為：二苯甲酮(benzophenone)衍生物、苯甲酸酯(benzoate)衍生物、三唑(triazole)衍生物等。此外，如具有位阻的胺等之光穩定劑亦為較好。為了獲得其效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為大於等於50 ppm；為了不使上限溫度下降或者為了不使下限溫度升高，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為小於等於10000 ppm。該些吸收劑或穩定劑的更佳比例為100 ppm至10000 ppm的範圍。
為了適合於賓主(guest host，GH)模式的元件，而將如偶氮系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等的二色性色素(dichroic dye)混合於組成物中。色素的較佳比例為0.01 wt%至10 wt%的範圍。為了防止起泡，而將二甲基矽油(dimethyl silicone oil)、甲基苯基矽油等的消泡劑添加於組成物中。為了獲得其效果，消泡劑的較佳比例為大於等於1 ppm；為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例為小於等於1000 ppm。消泡劑的更佳比例為1 ppm至500 ppm的範圍。
為了適合於聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式之元件，而將可聚合的化合物混合於組成物中。可聚合的化合物的較佳例為：具有丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯基醚基、環氧基(環氧乙烷(oxirane)、氧雜環丁烷(oxetane))、乙烯基羰基等可聚合的基團之化合物。尤佳例為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得其效果，可聚合的化合物的較佳比例為大於等於0.05 wt%；為了防止顯示不良，可聚合的化合物的較佳比例為小於等於10 wt%。可聚合的化合物的更佳比例為0.1 wt%至2 wt%的範圍。可聚合的化合物，較好的是於光聚合起始劑等適當的起始劑存在下利用紫外線(Ultraviolet，UV)照射等而聚合。用於聚合的適當條件、起始劑的適當類型、及適當的量已為熟習該項技術者所知，且記載於文獻中。例如，作為光聚合起始劑的Irgacure 651(註冊商標)、Irgacure 184(註冊商標)、或Darocure 1173(註冊商標)(Ciba Japan股份有限公司)對於自由基聚合而言較為適宜。可聚合的化合物，較好的是以0.1 wt%至5 wt%的範圍含有光聚合起始劑。尤其好的是以1 wt%至3 wt%的範圍含有光聚合起始劑。
第七，說明成分化合物的合成法。該些化合物可利用已知的方法來合成。對合成法加以例示。化合物(1)是藉由對日本專利特開平10-291945號公報中所記載的方法加以修飾而合成。化合物(2-1-1)及化合物(2-1-2)是以日本專利特表平2-503441號公報中所揭示的方法而合成。化合物(2-2-1)是以日本專利特開昭57-114532號公報中所記載的方法而合成。化合物(3-1-1)及化合物(3-4-1)是以日本專利特公平4-30382號公報中所記載的方法而合成。抗氧化劑為市售品。化合物(4-1-3)是以日本專利特開2005-35986號公報中所記載的方法而合成。式(6)的n為1之化合物，可自Aldrich公司(Sigma-Aldrich Corporation)獲取。n為7之化合物(5)等是藉由美國專利3660505號說明書中所記載的方法而合成。
未記載合成法的化合物，可藉由有機合成(Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc)、有機反應(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、有機合成大全(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等書籍中所記載的方法而合成。組成物是利用公知方法由以上述方式所獲得的化合物而製備。例如，將成分化合物加以混合，然後利用加熱使其相互溶解。
最後，說明組成物的用途。本發明之組成物主要具有小於等於-10℃的下限溫度、大於等於70℃的上限溫度、而且具有0.07至0.20的範圍的光學各向異性。含有該組成物的元件具有大的電壓保持率。該組成物適合於AM元件。該組成物尤其適合於穿透型的AM元件。藉由控制成分化合物的比例或者藉由混合入其它液晶性化合物，亦可製備具有0.08至0.25的範圍的光學各向異性的組成物，進而亦可製備具有0.10至0.30的範圍的光學各向異性的組成物。該組成物可作為具有向列相的組成物使用，可藉由添加具光學活性的化合物而作為具光學活性的組成物使用。
該組成物可使用於AM元件中。進而亦可使用於PM元件中。該組成物可使用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSA等模式的AM元件及PM元件中。尤其好的是使用於具有IPS或VA模式的AM元件中。該些元件可為反射型、穿透型或半穿透型。較好的是使用於穿透型的元件中。亦可使用於非晶矽-TFT元件或多晶矽-TFT元件中。亦可使用於將該組成物製成微膠囊(microcapsule)而製作的弧線排列向列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型的元件、或在組成物中形成有三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型的元件中。
[實施例]
試樣為組成物時則直接進行測定，並記載所獲得的值。試樣為化合物時，藉由將該化合物(15 wt%)混合於母液晶(85 wt%)中而製備試樣。根據藉由測定所獲得的值並利用外推法(extrapolation)計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。在以該比例層列相(或結晶)於25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10 wt%：90 wt%、5 wt%：95 wt%、1 wt%：99 wt%。藉由該外推法來求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度以及介電常數各向異性的值。
母液晶的成分如下所述。組成的比例為wt%。
特性的測定是依照下述方法進行。該些方法大多為日本電子機械工業會標準(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ．ED-2521A所記載的方法、或對其加以修飾的方法。
向列相的上限溫度(NI；℃)：將試樣置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上，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」。向列相的下限溫度(TC ；℃)：將具有向列相的試樣放入玻璃瓶中，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷凍器(freezer)中保管10日後，觀察液晶相。例如，在試樣於-20℃下保持向列相的狀態、於-30℃下變化為結晶或層列相時，將TC 記載為≦-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
黏度(體積黏度(bulk viscosity)；η；於20℃下測定；mPa．s)：測定中使用E型旋轉黏度計。
光學各向異性(折射率各向異性；△n；於25℃下測定)：使用波長為589 nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計(Abbe refractometer)來進行測定。對主稜鏡的表面朝一個方向進行摩擦後，將試樣滴加於主稜鏡上。在偏光方向與摩擦方向平行時測定折射率n∥。在偏光方向與摩擦方向垂直時測定折射率n⊥。根據△n=n∥-n⊥的式子來計算光學各向異性的值。
介電常數各向異性(△ε；於25℃下測定)：根據△ε=ε∥-ε⊥的式子來計算介電常數各向異性的值。以如下方式測定介電常數(ε∥及ε⊥)。
1)介電常數(ε∥)的測定：於經充分清洗的玻璃基板上塗佈十八烷基三乙氧基矽烷(0.16 mL)的乙醇(20 mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後，於150℃下加熱1小時。將試樣放入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm的VA元件中，利用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。向該元件施加正弦波(0.5 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。
2)介電常數(ε⊥)的測定：於經充分清洗的玻璃基板上塗佈聚醯亞胺(polyimide)溶液。對該玻璃基板進行煅燒後，對所得配向膜進行摩擦處理。將試樣放入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm、扭轉角為80度的TN元件中。向該元件施加正弦波(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⊥)。
臨界電壓(Vth；於25℃下測定；V)：測定中使用大塚電子(OTSUKA ELECTRONICS)股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。將試樣放入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm、摩擦方向為反平行(antiparallel)的常態黑色模式(normally black mode)的VA元件中，利用紫外線(UV)硬化的黏接劑將該元件密封。使施加於該元件的電壓(60 Hz，矩形波)自0 V至20 V為止以每次0.02 V遞增性地增加。此時，自垂直方向對元件照射光，並測定穿透元件的光量。製作該光量達到最大時穿透率為100%、該光量為最小時穿透率為0%的電壓-穿透率曲線。臨界電壓是穿透率達到10%時的電壓。
電壓保持率(VHR-1；25℃；%)：測定中所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。在將試樣放入該元件中後，利用以紫外線進行聚合的黏接劑將該元件密封。對該TN元件施加脈衝電壓(以5 V施加60微秒)而進行充電。利用高速電壓計在16.7毫秒的期間內測定衰減的電壓，求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分率。
電壓保持率(VHR-2；80℃；%)：測定中所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。在將試樣放入該元件中後，利用以紫外線進行聚合的黏接劑將該元件密封。向該TN元件施加脈衝電壓(以5 V施加60微秒)而進行充電。利用高速電壓計在16.7毫秒的期間內測定衰減的電壓，求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分率。
電壓保持率(VHR-3；25℃；%)：在照射紫外線後測定電壓保持率，並評價對紫外線的穩定性。具有大的VHR-3的組成物對紫外線具有大的穩定性。測定中所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且單元間隙為5 μm。將試樣注入該元件中，照射光20分鐘。光源為超高壓水銀燈USH-500D(USHIO電機製造)，元件與光源的間隔為20 cm。VHR-3的測定中，在16.7毫秒的期間內測定衰減的電壓。VHR-3較好的是大於等於90%，進而較好的是大於等於95%。
電壓保持率(VHR-4；25℃；%)：將注入有試樣的TN元件於80℃的恆溫槽內加熱500小時，然後測定電壓保持率，並評價對熱的穩定性。具有大的VHR-4的組成物對熱具有大的穩定性。VHR-4的測定中，在16.7毫秒的期間內測定衰減的電壓。
響應時間(τ；於25℃下測定；ms)：測定中使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。低通濾波器(Low-pass filter)是設定為5 kHz。將試樣放入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm、摩擦方向為反平行的常態黑色模式(normally black mode)的VA元件中，利用UV硬化的黏接劑將該元件密封。向該元件施加矩形波(60 Hz，10 V，0.5秒)。此時，自垂直方向對元件照射光，並測定穿透元件的光量。該光量達到最大時穿透率為100%，該光量最小時穿透率為0%。響應時間為穿透率自90%變化為10%所需要的時間(下降時間；fall time；毫秒)。
電阻率(ρ；於25℃下測定；Ωcm)：將1.0 mL試樣注入具備電極的容器中。向該容器施加直流電壓(10 V)，測定10秒後的直流電流。根據下式計算出電阻率。(電阻率)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
氣相層析分析：測定中使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀。載體氣體(carrier gas)為氦氣(2 mL/min)。將試樣氣化室設定為280℃，將偵測器(火焰離子偵測器(Flame Ionization Detector，FID))設定為300℃。在進行成分化合物的分離時，使用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)。將該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min的速率升溫至280℃。將試樣製備成丙酮溶液(0.1 wt%)後，將其中的1 μL注入試樣氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型Chromatopac或其同等品。所得氣相層析圖中，表示與成分化合物相對應的峰的滯留時間(retention time)以及峰的面積。
用以稀釋試樣的溶劑，亦可使用氯仿、己烷等。為了將成分化合物加以分離，亦可使用以下的毛細管柱：Agilent Technologies Inc.製造的HP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、Restek Corporation製造的Rtx-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、SGE International Pty.Ltd製造的BP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)。為了防止化合物峰的重疊，亦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，可利用如下方法而算出。液晶性化合物可利用氣相層析儀來進行偵測。氣相層析圖中的峰的面積比相當於液晶性化合物的比例(莫耳數)。在使用上文所記載的毛細管柱時，亦可將各液晶性化合物的校正係數看作1。因此，液晶性化合物的比例(wt%)是根據峰的面積比而算出。
利用實施例來詳細說明本發明。本發明並不受下述實施例的限定。比較例及實施例中的化合物是基於下述表3的定義並利用記號來表示。於表3中，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式。於實施例中位於記號後的括號內的編號對應於化合物的編號。(-)的記號是指其它液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)，液晶組成物中除此以外尚含有雜質。最後，將組成物的特性值進行匯總。
[比較例1]
自日本專利特開2006-160857號公報中所揭示的組成物中選擇實施例7。其根據在於：該組成物含有化合物(1-2-2)，黏度為最小。該組成物的成分及特性如下所述。因並無關於25℃下的響應時間的記載，故製備本組成物，並藉由上述方法進行測定。
NI=88.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.078；η=24.7 mPa．s；△ε=-3.4；τ=16.1 ms；VHR-1=99.4%.
[實施例1]
NI=82.3℃；Tc≦-20℃；△n=0.083；η=22.1 mPa．s；△ε=-3.0；τ=14.3 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.2%.
[實施例2]
NI=81.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.081；η=21.8 mPa．s；△ε=-2.8；τ=13.2 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.2%.
[實施例3]
NI=81.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.083；η=20.7 mPa．s；△ε=-3.5；τ=12.8 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.1%.
[實施例4]
NI=79.8℃；Tc≦-20℃；△n=0.103；η=21.4 mPa．s；△ε=-3.3；τ=14.5 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.2%.
[實施例5]
NI=75.7℃；Tc≦-20℃；△n=0.061；η=20.2 mPa．s；△ε=-3.4；τ=12.1 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.2%.
[實施例6]
NI=80.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.081；η=19.4 mPa．s；△ε=-3.2；τ=12.8 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.4%.
[實施例7]
NI=89.7℃；Tc≦-30℃；△n=0.126；η=22.1 mPa．s；△ε=-3.0；τ=14.0 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.2%.
[實施例8]
NI=84.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.078；η=16.7 mPa．s；△ε=-2.4；τ=10.9 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
[實施例9]
NI=83.6℃；Tc≦-20℃；△n=0.078；η=17.4 mPa．s；△ε=-3.1；τ=11.0 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.3%.
[實施例10]
NI=79.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.077；η=22.9 mPa．s；△ε=-4.8；τ=14.6 ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.2%.
[實施例11]
NI=82.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.092；η=15.6 mPa．s；△ε=-3.0；τ=9.4 ms；VHR-1=99.4%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.2%.
[實施例12]
NI=75.5℃；Tc≦-20℃；△n=0.081；η=17.8 mPa．s；△ε=-2.9；τ=11.1 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.2%.
[實施例13]
3-HH1OCro(7F,8F)-5(4-2-1)4% NI=85.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.090；η=20.0 mPa．s；△ε=-2.8；τ=12.8 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
[實施例14]
NI=79.9℃；Tc≦-20℃；△n=0.132；η=22.1 mPa．s；△ε=-3.2；τ=13.5 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.1%.
[實施例15]
NI=78.3℃；Tc≦-20℃；△n=0.082；η=18.2 mPa．s；△ε=-3.0；τ=11.4 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
[實施例16]
NI=83.7℃；Tc≦-20℃；△n=0.093；η=18.5 mPa．s；△ε=-3.5；τ=10.8 ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.3%.
[實施例17]
NI=85.6℃；Tc≦-30℃；△n=0.095；η=22.1 mPa．s；△ε=-4.0；τ=14.2 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
[實施例18]
NI=87.3℃；Tc≦-20℃；△n=0.099；η=20.5 mPa．s；△ε=-3.6；τ=13.2 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.
實施例1至實施例18的組成物與比較例1的組成物相比，具有較小的黏度及較短的響應時間。
本發明之液晶組成物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、負的介電常數各向異性大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等的特性中，充分具備至少一個特性，或者在至少兩個特性中具有適當的平衡，因此使用該組成物之液晶顯示元件適合於具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等的AM元件等，可用於液晶投影機、液晶電視等。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (21)

  1. 一種液晶組成物，其含有選自以式(1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分、以及選自以式(2-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第二成分，基於所述液晶組成物的總重量，第二成分的比例為大於等於10wt%，而且所述液晶組成物具有負的介電常數各向異性； 其中，R1 、R2 、R4 、及R7 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 、Z2 、及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；p為0、1或2。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以(2-2-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R4 及R7 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R1 及R2 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環B1 為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中基 於所述液晶組成物的總重量，第一成分的比例為5wt%至35wt%的範圍，第二成分的比例為10wt%至65wt%的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其更含有選自以式(3)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第三成分； 其中，R5 及R6 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z2 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；n為1、2或3。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)至式(3-10)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R5 及R6 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物與選自以式(3-10)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、選自以式(3-4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、及選自以式(3-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中 基於所述液晶組成物的總重量，第三成分的比例為20wt%至65wt%的範圍。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有選自以式(4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第四成分； 其中，R7 及R8 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環E及環F獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基；q及r獨立為0、1、2、或3，而且q與r的和為小於等於3。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-1)及式(4-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R7 及R8 獨立為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環E1 及環E2 獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、亞甲氧基、或羰氧基。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自以式(4-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中基於所述液晶組成物的總重量，第四成分的比例為5wt%至40wt%的範圍。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中向列相的上限溫度為大於等於70℃，25℃時在波長589nm處的光學各向異性為大於等於0.08，而且25℃時頻率為1 kHz時的介電常數各向異性為小於等於-2。
  20. 一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為垂直配向模式、共平面切換模式、或聚合物持續配向模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
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