TWI470066B - 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合於主動矩陣(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。本發明特別是關於一種介電常數各向異性(dielectric anisotropy)為正的液晶組成物，以及有關於一種含有該組成物的扭轉向列(twisted nematic，TN)模式、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)模式、共平面切換(in-plane switching，IPS)模式、或者聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件等。
液晶顯示元件中，基於液晶的運作模式的分類為相變化(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)、聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式等。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分為靜態(static)與多工(multiplex)等，AM分為薄膜電晶體(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)。後者根據製造步驟分為高溫型與低溫型。基於光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光(backlight)的穿透型、以及利用自然光與背光雙方的半穿透型。
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元件而提昇組成物的一般特性。將兩者的一般特性的相關性匯總於下述表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可使用的溫度範圍有關連。向列相的較好的上限溫度大於等於70℃，並且向列相的較好的下限溫度小於等於-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影像，較好的是短的響應時間。因此，較好的是組成物的黏度小。更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連。將組成物的光學各向異性(Δn)與元件的單元間隙(cell gap)(d)的乘積(Δn×d)設計成使對比度成為最大。適當的乘積值取決於動作模式的種類。在如TN的模式的元件中，適當的值為約0.45μm。此時，在單元間隙小的元件中，較好的是具有大的光學各向異性的組成物。組成物的大的介電常數各向異性有助於達成元件的低臨界電壓、小的消耗電力以及大的對比度。因此，較好的是介電常數各向異性較大。組成物的電阻率大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始階段不僅於室溫下具有大的電阻率，並且於高溫度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，並且於高溫度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連。該些組成物的穩定性較高時，該元件的壽命長。此種特性有利於液晶投影器(liquid crystal projector)、液晶電視(liquid crystal television)等中所使用的AM元件。
在具有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，在具有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。在具有IPS模式的AM元件中，使用具有正或者負的介電常數各向異性的組成物。在具有PSA模式的AM元件中，使用具有正或者負的介電常數各向異性的組成物。具有正的介電常數各向異性的液晶組成物的例子揭示於如下的專利文獻中。
[專利文獻1]日本專利特開平10-251186號公報
較理想的AM元件具有以下特性：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、壽命長等。較理想的是響應時間短於1毫秒。因此，組成物的較理想的特性為：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、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。
本發明的1個目的是一種在下述特性中充分具備至少一種特性的液晶組成物：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。本發明的另一目的是一種在至少兩種特性中具有適當的平衡的液晶組成物。本發明的又一目的是一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明的又一目的是一種具有大的光學各向異性、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。
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作為第一成分的選自式(1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、及作為第二成分的選自式(2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物，並且具有向列相。
此處，R1 及R2 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、或者碳數2～12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基；環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或者3,5-二氟-1,4-伸苯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
本發明的優點是一種在下述特性中充分具備至少一種特性的液晶組成物：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。本發明的一方面是一種在至少兩種特性中具有適當的平衡的液晶組成物。本發明的另一方面是一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明的又一方面是一種具有大的光學各向異性、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。
本說明書中的用語術語的使用方法如下。有時將本發明的液晶組成物或者本發明的液晶顯示元件分別簡稱為「組成物」或者「元件」。液晶顯示元件是液晶顯示面板以及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-伸苯基的六員環，其分子結構為棒狀(rod like)。有時將光學活性化合物或者可聚合的化合物添加至組成物中。即便該些化合物是液晶性化合物，此處亦被分類為添加物。有時將選自式(1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物簡稱為「化合物(1)」。「化合物(1)」是指式(1)所示的一種化合物或者大於等於兩種的化合物。其他式所示的化合物亦相同。「任意的」不僅指位置為任意，亦指個數為任意，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」。「電阻率較大」是指組成物在初始階段不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦具有大的電阻率，並且在長時間使用後不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦具有大的電阻率。「電壓保持率大」是指元件在初始階段不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦具有大的電壓保持率，並且在長時間使用後不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦具有大的電壓保持率。在對光學各向異性等特性進行說明時，使用藉由實例中所記載的測定方法所測得的值。第一成分是一種化合物或者大於等於兩種的化合物。「第一成分的比例」是指第一成分相對於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)。第二成分的比例等亦相同。組成物中所混合的添加物的比例是指所述添加物相對於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)或者重量百萬分率(ppm)。
在成分化合物的化學式中，多種化合物中使用R1 的符號。在該些化合物中，任意2個R1 的含義可相同或者不同。例如，存在化合物(1-1)的R1 為乙基，化合物(1-2)的R1 為乙基的實例。亦存在化合物(1-1)的R1 為乙基，化合物(1-2)的R1 為丙基的實例。該規則亦適用於R2 、X1 等。化學式的「CL」表示氯。
本發明為下述的項等。
1.一種液晶組成物，其含有作為第一成分的選自式(1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、及作為第二成分的選自式(2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物，並且具有向列相。
此處，R1 及R2 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、或者碳數2～12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基；環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或者3,5-二氟-1,4-伸苯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
2.如項1所述之液晶組成物，其中所述第一成分為選自式(1-1)及式(1-2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R1 為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、或者碳數2～12的烯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
3.如項2所述之液晶組成物，其中所述第一成分為選自式(1-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
4.如項1至項3中任一項所述之液晶組成物，其中所述第二成分為選自式(2-1)～式(2-3)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R2 為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、碳數2～12的烯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
5.如項4所述之液晶組成物，其中所述第二成分為選自式(2-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
6.如項1至項5中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，所述第一成分的比例為5重量百分比～50重量百分比的範圍，所述第二成分的比例為5重量百分比～50重量百分比的範圍。
7.如項1至項6中任一項所述之液晶組成物，其更含有作為第三成分的選自式(3)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R3 及R4 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、2～12的烯基、或者任意的氫被氟取代的碳數2～12的烯基；環E、環F、及環G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、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基；m為0或者1。
8.如項7所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)～式(3-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R3 及R4 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、碳數2～12的烯基、或者任意的氫被氟取代的碳數2～12的烯基。
9.如項8所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
10.如項8所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
11.如項8所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
12.如項8所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、選自式(3-4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
13.如項7至項12中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，所述第三成分的比例為40重量百分比～85重量百分比的範圍。
14.如項1至項13中任一項所述之液晶組成物，其更含有作為第四成分的選自式(4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R5 為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、或者碳數2～12的烯基；環H獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、或者2,5-嘧啶；Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲氧基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；o為1或者2。
15.如項14所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-1)～式(4-12)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
此處，R5 為碳數1～12的烷基、或者碳數2～12的烯基。
16.如項15所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
17.如項15所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-10)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
18.如項15所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
19.如項15所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
20.如項15所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
21.如項14至項20中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，所述第四成分的比例為5重量百分比~40重量百分比的範圍。
22.如項1至項21中任一項所述之液晶組成物，其中向列相的上限溫度大於等於70℃，於波長589nm下的光學各向異性(25℃)大於等於0.08，並且頻率為1kHz時的介電常數各向異性(25℃)大於等於2。
23.一種液晶顯示元件，其含有如項1至項22中任一項所述之液晶組成物。
24.如項23所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為TN模式、OCB模式、IPS模式、或者PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
本發明亦包括如下的項。1)更含有光學活性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)含有上述組成物並且具有TN、ECB、OCB、IPS、或者PSA的元件，5)含有上述組成物的穿透型元件，6)將上述組成物用作具有向列相的組成物的用途，7)藉由向上述組成物中添加光學活性化合物而用作光學活性的組成物的用途。
按如下順序對本發明的組成物進行說明。第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。第二，對成分化合物的主要特性、以及該化合物給組成物所帶來的主要效果進行說明。第三，對組成物中成分的組合、成分化合物的較好的比例及其根據進行說明。第四，對成分化合物的較好的形態進行說明。第五，揭示成分化合物的具體例。第六，對可混合至組成物中的添加物進行說明。第七，對成分化合物的合成法進行說明。最後，對組成物的用途進行說明。
第一，對組成物中的成分化合物的構成進行說明。本發明的組成物分為組成物A與組成物B。組成物A可更含有其他液晶性化合物、添加物、雜質等。「其他液晶性化合物」為與化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、及化合物(4)不同的液晶性化合物。此種化合物是為了進一步調整特性而混合至組成物中的。其他液晶性化合物中，就對熱或紫外線的穩定性的觀點而言，較好的是氰基化合物較少。氰基化合物的更好的比例為0重量百分比。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、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實質上僅由選自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、及化合物(4)的化合物所構成。「實質上」是指組成物亦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。組成物B的成分數少於組成物A的成分數。就降低成本(cost)的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合其他液晶性化合物來進一步調整物性的觀點而言，組成物A優於組成物B。
第二，對成分化合物的主要特性、及該化合物給組成物的特性所帶來的主要效果進行說明。基於本發明的效果，將成分化合物的主要特性匯總於表2。表2的符號中，L表示大或者高、M表示中等程度、S表示小或者低。符號L、M、S是基於成分化合物之間的定性比較的分類，0表示值大致為0。
將成分化合物混合於組成物中時，成分化合物給組成物的特性所帶來的主要效果如下所述。化合物(1)是提高上限溫度、提高介電常數各向異性。化合物(2)是提高介電常數各向異性。化合物(3)是提高上限溫度、或者降低黏度。化合物(4)是降低下限溫度、並且提高介電常數各向異性。
第三，對組成物中成分的組合、成分化合物的較好的比例及其根據進行說明。組成物中成分的組合為第一成分+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。
對成分化合物的較好的比例及其根據進行說明。為了提高上限溫度、以及提高介電常數各向異性，第一成分的較好的比例為大於等於5重量百分比；為了降低下限溫度，第一成分的較好的比例為小於等於50重量百分比。更好的比例為5重量百分比～25重量百分比的範圍。特別好的比例為5重量百分比～20重量百分比的範圍。
為了提高介電常數各向異性，第二成分的較好的比例為大於等於5重量百分比；為了降低下限溫度，第二成分的較好的比例為小於等於50重量百分比。更好的比例為5重量百分比～25重量百分比的範圍。特別好的比例為5重量百分比～20重量百分比的範圍。
為了降低黏度，第三成分的較好的比例為大於等於40重量百分比；為了提高介電常數各向異性，第三成分的較好的比例為小於等於85重量百分比。更好的比例為45重量百分比～80重量百分比的範圍。特別好的比例為50重量百分比～75重量百分比的範圍。
第四成分特別適合製備具有特別大的介電常數各向異性的組成物。其成分的較好的比例為5重量百分比～40重量百分比的範圍。更好的比例為5重量百分比～35重量百分比的範圍。特別好的比例為5重量百分比～30重量百分比的範圍。
第四，對成分化合物的較好的形態進行說明。R1 及R2 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、或者碳數2～12的烯基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較好的R1 或R2 為碳數1～12的烷基。R3 及R4 獨立為碳數1～12的烷基、碳數1～12的烷氧基、碳數2～12的烯基、或者任意的氫被氟取代的碳數2～12的烯基。為了降低下限溫度、或者降低黏度，較好的R3 為碳數2～12的烯基。為了提高對紫外線、熱等的穩定性，較好的R4 為碳數1～12的烷基。R5 為碳數1～12的烷基、或者碳數2～12的烯基。為了提高對紫外線、熱等的穩定性，較好的R5 為碳數1～12的烷基。
較好的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基。為了降低黏度，更好的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基。
較好的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或者庚氧基。為了降低黏度，更好的烷氧基為甲氧基或者乙氧基。
較好的烯基為乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或者5-己烯基。為了降低黏度，更好的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或者3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較好的立體構型取決於雙鍵的位置。就為了降低黏度等方面而言，在如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基的烯基中較好的是反式(trans)。在如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基的烯基中較好的是順式(cis)。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好的例子為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，更好的例子為2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
環A及環B獨立為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基。為了降低黏度，較好的環A為1，4-伸環己基；為了提高光學各向異性，較好的環B為1,4-伸苯基。環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或者3,5-二氟-1,4-伸苯基。為了提高介電常數各向異性，較好的環C為3-氟-1,4-伸苯基；為了提高光學各向異性，較好的環D為1,4-伸苯基。環E、環F、及環G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、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，較好的環E、環F、或者環G為1,4-伸環己基；為了提高光學各向異性，較好的環E、環F、或者環G為1,4-伸苯基。環H為1,4-伸環己基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基或者2,5-嘧啶，o為2時2個環H可相同亦可不同。為了提高光學各向異性，較好的環H為1,4-伸苯基。
Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基。為了降低黏度，較好的Z1 或者Z2 為單鍵。Z3 為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲氧基，o為2時2個Z3 可相同亦可不同。為了降低黏度，較好的Z3 為單鍵。
X1 及X2 獨立為氫或者氟。為了提高介電常數各向異性，較好的X1 或X2 為氟。
Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。為了降低下限溫度，較好的Y1 為氟。
m為0或者1。為了降低黏度，較好的m為0。
o為1或者2。為了降低下限溫度，較好的o為2。
第五，揭示成分化合物的具體例。在下述較好的化合物中，R6 為具有碳數1～12的直鏈烷基。R7 為具有碳數1～12的直鏈烷基或者具有碳數1～12的直鏈烷氧基。R8 及R9 獨立為具有碳數1～12的直鏈烷基或者具有碳數2～12的直鏈烯基。為了提高上限溫度，該些化合物中1,4-伸環己基的立體構型是反式優於順式。
較好的化合物(1)為化合物(1-1-1)～化合物(1-1-3)、及化合物(1-2-1)～化合物(1-2-3)。更好的化合物(1)為化合物(1-1-1)、化合物(1-1-2)、化合物(1-2-1)、及化合物(1-2-2)。特別好的化合物(1)為化合物(1-1-1)。較好的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-1-2)、化合物(2-2-1)、化合物(2-2-2)、化合物(2-3-1)、及化合物(2-3-2)。更好的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-2-1)、及化合物(2-3-1)。特別好的化合物(2)為化合物(2-1-1)。較好的化合物(3)為化合物(3-1-1)～化合物(3-6-1)。更好的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-3-1)、化合物(3-4-1)、及化合物(3-6-1)。特別好的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-4-1)、及化合物(3-6-1)。較好的化合物(4)為化合物(4-1-1)～化合物(4-12-1)、及化合物(4-13)～化合物(4-18)。更好的化合物(4)為化合物(4-9-1)及化合物(4-11-1)。特別好的化合物(4)為化合物(4-11-1)。
第六，對可混合至組成物中的添加物進行說明。此種添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、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)來賦予扭轉角，而將光學活性化合物混合至組成物中。此種化合物的例子為化合物(5-1)～化合物(5-4)。光學活性化合物的較好的比例為小於等於5重量百分比。更好的比例為0.01重量百分比～2重量百分比的範圍。
為了防止由於在大氣中的加熱所致的電阻率的降低，或者為了在元件長時間使用後不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦維持大的電壓保持率，而將抗氧化劑混合至組成物中。
抗氧化劑的較好的例子是n為1～9的整數的化合物(6)等。於化合物(6)中，較好的n為1、3、5、7、或9。更好的n為1或7。N為1的化合物(6)由於揮發性較大，故而於防止由於在大氣中的加熱所致的電阻率的降低時有效。n為7的化合物(6)由於揮發性較小，故而於元件長時間使用後不僅在室溫下而且在與向列相的上限溫度接近的溫度下亦維持大的電壓保持率時有效。為了獲得上述效果，抗氧化劑的較好的比例為大於等於50ppm；為了不降低上限溫度，或者為了提高下限溫度，抗氧化劑的較好的比例為小於等於600ppm。更好的比例為100ppm～300ppm的範圍。
紫外線吸收劑的較好的例子為二苯甲酮(benzophenone)衍生物、苯甲酸酯(benzoate)衍生物、三唑(triazole)衍生物等。亦較好的是如具有空間位阻的胺般的光穩定劑。為了獲得上述效果，該些吸收劑或穩定劑的較好的比例為大於等於50ppm；為了不降低上限溫度，或者為了提高下限溫度，該些吸收劑或穩定劑的較好的比例為小於等於10000ppm。更好的比例為100ppm～10000ppm的範圍。
為了適合於GH(guest host，賓主)模式的元件，而將如偶氮系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等般二色性色素(dichroic dye)混合至組成物中。色素的較好的比例為0.01重量百分比～10重量百分比的範圍。為了防止起泡，而將二甲基矽油、甲基苯基矽油等消泡劑混合至組成物中。為了獲得上述效果，消泡劑的較好的比例為大於等於1ppm；為了防止顯示不良，消泡劑的較好的比例為小於等於1000ppm。更好的比例為1ppm～500ppm的範圍。
為了適合於聚合物持續配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件，而將可聚合的化合物混合至組成物中。可聚合的化合物的較好的例子為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯化合物、氧化乙烯化合物、丙烯基醚、環氧化合物(殺蟎醚(oxythane)、氧雜環丁烷(oxetane))、乙烯基酮等具有可聚合的基團的化合物。特別好的例子為丙烯酸酯、或者甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得上述效果，可聚合的化合物的較好的比例為大於等於0.05重量百分比；為了防止顯示不良，可聚合的化合物的較好的比例為小於等於10重量百分比。更好的比例為0.1重量百分比～2重量百分比的範圍。可聚合的化合物較好的是在光聚合起始劑等適當的起始劑的存在下藉由UV(UltraViolet，紫外線)照射等而聚合。用以聚合的適當的條件、起始劑的適當的類型(type)、及適當的量已為業者所知，且記載於文獻中。例如作為光起始劑的Irgacure 651(註冊商標)、Irgacure 184(註冊商標)、或者Darocure 1173(註冊商標)(Ciba Japan K.K.)對自由基聚合較為適合。可聚合的化合物較好的是含有0.1重量百分比～5重量百分比的範圍的光聚合起始劑。特別好的是含有1重量百分比～3重量百分比的範圍的光聚合起始劑。
第七，對成分化合物的合成法進行說明。該些化合物可藉由已知的方法來合成。對合成法進行例示。化合物(1-1-1)及化合物(2-1-1)是藉由日本專利特開平10-251186號公報所記載的方法來合成。化合物(3-1-1)及化合物(3-4-1)是藉由日本專利特開昭59-176221號公報所記載的方法來合成。化合物(4-5-1)及化合物(4-8-1)是藉由日本專利特開平2-233626號公報所記載的方法來合成。抗氧化劑為市售品。式(6)的n為1的化合物可自Aldrich(Sigma-Aldrich Corporation)購得。n為7的化合物(6)等是藉由美國專利3660505號說明書所記載的方法來合成。
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)等成書中所記載的方法來合成。組成物可由以上述方式獲得的化合物藉由公知的方法來製備。例如將成分化合物混合，再藉由加熱使其相互溶解。
最後，對組成物的用途進行說明。大部分的組成物具有小於等於-10℃的下限溫度、大於等於70℃的上限溫度、並且0.07～0.20的範圍的光學各向異性。含有該組成物的元件具有大的電壓保持率。該組成物適合於AM元件。該組成物特別適合於穿透型AM元件。藉由控制成分化合物的比例，或者混合其他液晶性化合物，可製備具有0.08～0.25的範圍的光學各向異性的組成物、進而具有0.10～0.30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來使用，並可藉由添加光學活性化合物而作為光學活性的組成物來使用。
該組成物可使用於AM元件。進而亦可使用於PM元件。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。特別好的是使用於具有TN、OCB或者IPS模式的AM元件。該些元件可為反射型、穿透型或者半穿透型。較好的是使用於穿透型元件。亦可使用於非晶矽-TFT元件或者多晶矽-TFT元件。亦可用於使該組成物微膠囊(microcapsule)化而製作的弧線排列向列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或在組成物中形成立體網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。
[實例]
當試樣為組成物時直接進行測定，並記載所獲得的值。當試樣為化合物時，藉由將該化合物(15重量百分比)混合至母液晶(85重量百分比)中而製備試樣。利用外推法(extrapolation)，由藉由測定而獲得之值算出化合物之特性值。(外推值)={(試樣的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當該比例下層列相(或者結晶)於25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10重量百分比：90重量百分比、5重量百分比：95重量百分比、1重量百分比：99重量百分比。利用該外推法求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度及介電常數各向異性的值。
母液晶的成分如下所述。各成分的比例為重量百分比。
特性值的測定是依照下述方法進行。下述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中所記載的方法、或者對其加以修改的方法。
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℃、以及-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(容積黏度(bulk viscosity)：η，於20℃下測定，mPa．s)：測定是使用E型旋轉黏度計。
黏度(旋轉黏度：γ1，於25℃下測定，mPa‧s)：測定是依照M. Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol. 259,37(1995)所記載的方法進行。將試樣放入至扭轉角為0°、且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm的元件中。在16V～19.5V的範圍內以0.5V的幅度階段地對TN元件施加電壓。在0.2秒的不施加電壓後，以僅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。測定藉由該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)。根據該些測定值與M. Imai等的論文第40頁的計算式(8)而獲得旋轉黏度的值。該計算中所需的介電常數各向異性的值是使用該測定了旋轉黏度的元件並藉由下述所記載的方法而求出。
光學各向異性(折射率各向異性：Δn，於25℃下測定)：測定是使用波長589nm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。沿一個方向摩擦主稜鏡的表面後，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Δn=n∥-n⊥的式子來計算光學各向異性的值。
介電常數各向異性(Δε：於25℃下測定)：在2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為9μm、且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對該元件施加正弦波(sine curve)(10V、1kHz)，2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。對該元件施加正弦波(0.5V、1kHz)，2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算介電常數各向異性的值。
臨界電壓(Vth：於25℃下測定，V)：測定是使用大塚電子(OTSUKA ELECTRONICS)股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈(halogen lamp)。將試樣放入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm、摩擦方向為反平行(antiparallel)的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中，利用UV硬化的黏接劑將該元件密封。施加於該元件的電壓對該元件施加的電壓(60Hz，矩形波)是自0V至20V為止以每次0.02V遞增性地增加是自0V階段性地增加至20V，每次增加0.02V。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%、該光量最小時穿透率為0%的電壓-穿透率曲線。臨界電壓是穿透率變為10%時的電壓。
電壓保持率(VHR-1：25℃，%)：測定時所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且並且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm。在將試樣放入該元件中後，利用以紫外線進行聚合利用藉由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5V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的百分比。
電壓保持率(VHR-2：80℃，%)：測定時所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且並且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm。在將試樣放入該元件中後，利用以紫外線進行聚合利用藉由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5V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的百分比。
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。具有較大的VHR-3具有大的VHR-3的組成物對紫外線具有較大的穩定性具有大的穩定性。測定中所使用測定時所使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且並且單元間隙為5μm。將試樣注入該元件中，然後照射光20分鐘。光源為超高壓水銀燈(extra high pressure mercury lamp)USH-500D(USHIO電機製造)，元件與光源的間隔為20cm。於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%，更好的是大於等於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。具有較大的VHR-4具有大的VHR-4的組成物對熱具有較大的穩定性具有大的穩定性。於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)：測定是使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。低通濾波器(Low-pass filter)設定為5kHz。將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5.0μm、且扭轉角為80度的常時亮態模式(normally white mode)的TN元件。對該元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此時，自垂直方向對元件照射光，測定穿透元件的光量。該光量達到最大時為穿透率100%，該光量最小時為穿透率0%。上升時間(τr：rise time，毫秒)是穿透率自90%變化成10%所需的時間。下降時間(τf：fall time，毫秒)是穿透率自10%變化成90%所需的時間。響應時間是以上述方式求得的上升時間與下降時間的和。
電阻率(ρ：於25℃下測定，Ωcm)：將1.0mL的試樣注入具備電極的容器中。向該容器施加對該容器施加直流電壓(10V)，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：測定是使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀(gas chromatography)。載氣(carrier gas)是氦氣(2mL/分鐘)。將試樣氣化室設定為280℃，將檢測器(FID)設定為300℃。成分化合物的分離是使用Agilent Technologies Inc.製造的Capillary Columns DB-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm，固定液相為二甲基聚矽氧烷(dimethylpolysiloxane)，無極性)。將該管柱在200℃下保持2分鐘後，以5℃/分鐘的速率升溫至280℃。將試樣製備成丙酮(acetone)溶液(0.1重量百分比)，將其中1μL注入至試樣氣化室中。記錄計是島津製作所製造的C-R5A型Chromatopac、或者其同等品。所得的氣相層析圖(gas chromatogram)表示與成分化合物相對應的波峰的保持時間及波峰的面積。
用以稀釋試樣的溶劑可使用氯仿(chloroform)、己烷等。為了將成分化合物分離，可使用如下的毛細管柱。Agilent Technologies Inc.製造的HP-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製造的Rtx-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製造的BP-1(長度30m、內徑0.32mm、膜厚0.25μm)。為了防止化合物波峰的重疊，可使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M50-025(長度50m、內徑0.25mm、膜厚0.25μm)。
組成物所含有的液晶性化合物的比例可根據如下方法算出。液晶性化合物可利用氣相層析儀進行檢測。氣相層析圖的波峰的面積比相當於液晶性化合物的比例(莫耳數)。使用上述記載的毛細管柱時，亦可將各液晶性化合物的修正係數(correction factor)視為1。因此，液晶性化合物的比例(重量百分比)根據峰值的面積比來算出。
藉由實例對本發明進行詳細說明。本發明並不受下述實例的限定。比較例及實例中的化合物是基於下述表3的定義並利用符號來表示。
表3中，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式。實例中符號後所具有的括弧內的編號與化合物的編號對應。(-)的符號是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是所述添加物相對於液晶組成物的總重量的重量百分率(wt%)，除此以外液晶組成物中含有雜質。最後，匯總組成物的特性值。
[比較例1]
自日本專利特開平10-251186號公報所揭示的組成物中選擇實例42。其根據在於，該組成物含有化合物(1-1-1)，並且旋轉黏度最小。由於並無關於旋轉黏度的記載，因此調合本組成物，並藉由上述方法進行測定。該組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(F)XB(F,F)-F　(-)　5%
3-HBBXB(F,F)-CF3　(-)　2%
3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　2%
5-HB-CL　(4-1-1)　12%
3-HH-4　(3-1-1)　7%
3-HB-O2　(3-2-1)　20%
3-H2HB(F,F)-F　(4)　4%
3-HHB(F,F)-F　(4-5-1)　8%
3-HBB(F,F)-F　(4-8-1)　6%
2-HHB(F)-F　(4)　5%
3-HHB(F)-F　(4)　5%
2-H2HB(F)-F　(4)　2%
3-H2HB(F)-F　(4)　1%
5-H2HB(F)-F　(4)　2%
3-HHBB(F,F)-F　(-)　4%
3-HBXB-OCF3　(4)　4%
5-HBXB(F,F)-CF3　(-)　4%
3-HHB-1　(3-4-1)　3%
3-HHB-O1　(3-4-1)　4%
NI=70.6℃；Δn=0.088；Δε=5.1；Vth=2.07V；γ1=120mPa‧s.
[比較例2]
自日本專利特開平10-251186號公報所揭示的組成物中選擇實例43。其根據在於，該組成物含有化合物(1-2-1)、化合物(3-1-1)、及化合物(3-4-1)，並且旋轉黏度最小。由於並無關於25℃下的旋轉黏度的記載，因此調合本組成物，並藉由上述方法進行測定。該組成物的成分及特性如下所述。
3-HB(F,F)XB(F,F)-F　(-)　4%
3-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%
3-BEB(F)-C　(-)　8%
3-HB-C　(-)　8%
V-HB-C　(-)　8%
1V-HB-C　(-)　8%
3-HB-O2　(3-2-1)　3%
3-HH-2V　(3-1-1)　14%
3-HH-2V1　(3-1-1)　7%
V2-HHB-1　(3-4-1)　7%
3-HHB-1　(3-4-1)　5%
3-HHEB-F　(-)　7%
3-H2BTB-2　(-)　6%
3-H2BTB-3　(-)　6%
3-H2BTB-4　(-)　5%
NI=92.9℃；Δn=0.131；Δε=9.5；Vth=1.98V；γ1=115mPa‧s.
[實例1]
4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　6%
5-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　7%
5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　7%
V-HH-3　(3-1-1)　44%
1V-HH-3　(3-1-1)　7%
V-HHB-1　(3-4-1)　10%
V2-HHB-1　(3-4-1)　6%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(4-11-1)　8%
NI=86.2℃；Tc≦-20℃；Δn=0.099；Δε=5.5；Vth=2.53V；γ1=50.5mPa‧s；τ=7.5ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.1%.
[實例2]
3-HBBXB(F)-F　(1-1-3)　4%
4-HBBXB(F)-F　(1-1-3)　5%
3-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　5%
4-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　5%
V-HH-3　(3-1-1)　39%
V-HH-5　(3-1-1)　8%
1V-HH-3　(3-1-1)　8%
2-HHB-1　(3-4-1)　4%
3-HHB-1　(3-4-1)　4%
V2-BB(F)B-1　(3-6-1)　4%
3-HHB(F,F)-F　(4-5-1)　6%
3-BB(F)B(F,F)-F　(4-9-1)　8%
NI=90.3℃；Tc≦-20℃；Δn=0.099；Δε=2.3；Vth=3.75V；γ1=50.0mPa‧s；τ=6.5ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.0%.
[實例3]
3-HBBXB(F)-OCF3　(1-1-2)　6%
4-HBBXB(F)-OCF3　(1-1-2)　6%
3-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-2-1)　3%
4-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-2-1)　3%
2-HH-3　(3-1-1)　25%
3-HH-4　(3-1-1)　14%
V2-BB-1　(3-3-1)　4%
1V2-BB-1　(3-3-1)　4%
3-HBB-2　(3-5-1)　5%
1V-HBB-2　(3-5-1)　5%
V2-BB(F)B-1　(3-6-1)　3%
V2-BB(F)B-2　(3-6-1)　3%
3-HGB(F,F)-F　(4-17)　5%
5-HGB(F,F)-F　(4-17)　5%
3-GHB(F,F)-F　(4-18)　4%
5-GHB(F,F)-F　(4-18)　5%
NI=80.2℃；Tc≦-20℃；Δn=0.102；Δε=5.3；Vth=2.67V；γ1=68.2mPa‧s；τ=8.7ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.2%.
[實例4]
3-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　9%
5-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　9%
3-BB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-1-2)　3%
5-BB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-1-2)　3%
V-HH-3　(3-1-1)　20%
1V-HH-3　(3-1-1)　8%
3-HH-O1　(3-1-1)　5%
7-HB-1　(3-2-1)　5%
3-HB-O2　(3-2-1)　6%
2-BB(F)B-3　(3-6-1)　3%
2-BB(F)B-5　(3-6-1)　3%
3-HB-CL　(4-1-1)　5%
3-HHB(F,F)-F　(4-5-1)　8%
3-HHXB(F,F)-F　(4-6-1)　8%
3-HBB-F　(4-7-1)　5%
NI=82.9℃；Tc≦-20℃；Δn=0.103；Δε=4.0；Vth=3.25V；γ1=71.4mPa‧s；τ=7.5ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.2%.
[實例5]
3-HHBXB(F)-OCF3　(1-2-2)　4%
4-HHBXB(F)-OCF3　(1-2-2)　4%
3-HB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-2-2)　4%
4-HB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-2-2)　3%
3-HH-VFF　(3-1)　5%
V-HH-3　(3-1-1)　26%
1V-HH-3　(3-1-1)　8%
V-HHB-1　(3-4-1)　9%
V2-HHB-1　(3-4-1)　9%
3-HB-CL　(4-1-1)　10%
3-PyBB-F　(4-10-1)　4%
5-PyBB-F　(4-10-1)　4%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(4-11-1)10%
NI=82.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.106；Δε=5.1；Vth=2.56V；γ1=49.2mPa‧s；τ=7.9ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.0%.
[實例6]
3-HHBXB(F)-F　(1-2-3)　8%
4-HHBXB(F)-F　(1-2-3)　8%
3-HBB(F,F)XB(F)-OCF3　(2-3-2)　4%
4-HBB(F,F)XB(F)-OCF3　(2-3-2)　4%
V-HH-3　(3-1-1)　47%
V-HHB-1　(3-4-1)　4%
3-HHB-O1　(3-4-1)　4%
V2-BB(F)B-1　(3-6-1)　4%
V2-BB(F)B-2　(3-6-1)　3%
1V2-BB-F　(4-2-1)　4%
3-BB(F,F)XB(F)-OCF3　(4-12-1)　6%
3-HHXB(F)-OCF3　(4-13)　4%
NI=87.4℃；Tc≦-20℃；Δn=0.108；Δε=3.8；Vth=3.32V；γ1=47.2mPa‧s；τ=6.8ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.1%.
[實例7]
3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　3%
4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　4%
3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　5%
4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　5%
3-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-2-1)　5%
V-HH-3　(3-1-1)　39%
1V-HH-3　(3-1-1)　11%
V-HHB-1　(3-4-1)　4%
1V2-BB-CL　(4-3-1)　3%
3-HHB-CL　(4-4-1)　6%
3-HBB-F　(4-7-1)　4%
3-HBB(F,F)-F　(4-8-1)　3%
3-BB(F,F)XB(F)-F　(4-14)　8%
NI=81.0℃；Tc≦-20℃；Δn=0.104；Δε=5.1；Vth=2.65V；γ1=50.6mPa‧s；τ=8.0ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.0%.
[實例8]
3-HBBXB(F)-F　(1-1-1)　4%
4-HBBXB(F)-F　(1-1-1)　5%
3-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-2-1)　8%
3-HHEH-5　(3)　3%
4-HHEH-5　(3)　3%
2-HH-3　(3-1-1)　25%
3-HH-4　(3-1-1)　23%
V2-BB-1　(3-3-1)　4%
2-BB(F)B-3　(3-6-1)　9%
2-BB(F)B-5　(3-6-1)　8%
3-HHEB(F,F)-F　(4-15)　4%
3-HBEB(F,F)-F　(4-16)　4%
NI=84.3℃；Tc≦-20℃；Δn=0.101；Δε=3.1；Vth=3.60V；γ1=52.4mPa‧s；τ=7.1ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.0%；VHR-3=98.0%.
[實例9]
3-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%
4-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%
3-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　3%
4-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　3%
V-HH-3　(3-1-1)　42%
V-HHB-1　(3-4-1)　7%
V2-HHB-1　(3-4-1)　8%
1-BB(F)B-2V　(3-6-1)　3%
3-HHB(F,F)-F　(4-5-1)　6%
3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(4-11-1)　6%
3-BB(F,F)XB(F)-OCF3　(4-12-1)　6%
2-HHBB(F,F)-F　(-)　4%
3-HHBB(F,F)-F　(-)　4%
NI=90.2℃；Tc≦-20℃；Δn=0.099；Δε=4.4；Vth=3.18V；γ1=73.1mPa‧s；τ=7.6ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%；VHR-3=98.1%.
實例1～實例9的組成物與比較例1及比較例2相比具有較小的旋轉黏度。因此，本發明的液晶組成物與專利文獻1所示的液晶組成物相比，具有更優異的特性。
本發明的液晶組成物，其在向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、正的介電常數各向異性大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等特性中，具有至少一種特性，或者在至少兩種特性中具有適當的平衡。由於含有該液晶組成物的液晶顯示元件成為具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等的AM元件，因此可用於液晶投影器、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 (31)

  1. 一種液晶組成物，其含有作為第一成分的選自式(1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及作為第二成分的選自式(2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物，並且具有向列相， 此處，R1 及R2 獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或者碳數2~12的烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基；環C為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、或者3,5-二氟-1,4-伸苯基；環D為3-氟-1,4-伸苯基、或者3,5-二氟-1,4-伸苯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中所述第一成分為選自式(1-1)以及式(1-2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R1 為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或者碳數2~12的烯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶組成物，其中所述第一成分為選自式(1-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中所述第二成分為選自式(2-1)~式(2-2)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R2 為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中所述第二成分為選自式(2-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，所述第一成分的比例為5重量百分比~50重量百分比的範圍，所述第二成分的比例為5重量百分比~50重量百分比的範圍。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其更含有作為第三成分的選自式(3)所示的化合物的族群中的至少一種化合物： 此處，R3 及R4 獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或者任意的氫被氟取代的碳數2~12的烯基；環E、環F、及環G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、或者2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z1 及Z2 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基；m為0或者1。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)~式(3-6)所示的化合物的族群 中的至少一種化合物， 此處，R3 及R4 獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或者任意的氫被氟取代的碳數2~12的烯基。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-4)所示的化合物的族群中的至 少一種化合物的混合物。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中所述第三成分為選自式(3-1)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、選自式(3-4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(3-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  13. 如申請專利範圍第7項至第12項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，所述第三成分的比例為40重量百分比~85重量百分比的範圍。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其更含有作為第四成分的選自式(4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R5 為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或者碳數2~12的烯基；環H獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、或者2,5-嘧啶；Z3 獨立為單鍵、伸乙基、 羰氧基、或者二氟亞甲氧基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；o為1或者2。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其更含有作為第四成分的選自式(4)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R5 為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、或者碳數2~12的烯基；環H獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧陸圜-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、或者2,5-嘧啶；Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲氧基；X1 及X2 獨立為氫或者氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；o為1或者2。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-1)~式(4-12)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R5 為碳數1~12的烷基、或者碳數2~12的烯基。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-1)~式(4-12)所示的化合物的族群中的至少一種化合物， 此處，R5 為碳數1~12的烷基、或者碳數2~12的烯基。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-10)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-10)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  22. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中 所述第四成分為選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物。
  24. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  25. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-6)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  26. 如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中所述第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  27. 如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中所第四成分為選自式(4-9)所示的化合物的族群中的至少一種化合物、以及選自式(4-11)所示的化合物的族群中的至少一種化合物的混合物。
  28. 如申請專利範圍第14項至第27項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第四成分的比例為5重量百分比~40重量百分比的範圍。
  29. 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大於等於70℃，在波長589nm下的光學各向異性(25℃)大於等於0.08，並且頻率為1kHz時的介電常數各向異性(25℃)大於等於2。
  30. 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。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為TN模式、OCB模式、IPS模式、或者PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
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