TWI488945B - 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
本發明主要是關於一種適合於主動式矩陣(active matrix，AM)元件等之液晶組成物以及含有該組成物之AM元件等。本發明尤其是關於一種介電常數異向性為正之液晶組成物，以及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、橫向電場切換(in－plane switching，IPS)模式、或者聚合物持續配向(Polymer sustained alignment，PSA)模式之元件。
液晶顯示元件基於液晶的運作模式被分類為相變(phase change，PC)模式、TN模式、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)模式、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)模式、OCB模式、IPS模式、垂直配向(vertical alignment，VA)模式、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式矩陣(passive matrix，PM)、及AM。被動式矩陣(PM)被分類為靜態(static)及多工(multiplex)等，AM被分為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、及金屬－絕緣體－金屬(metal insulator metal，MIM)等。薄膜電晶體(TFT)被分類為非晶矽(amorphous silicon)及多晶矽(polycrystal silicon)。多晶矽根據製程被分類為高溫型及低溫型。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 光的透射型、以及利用自然光及背光這兩者的半透射型。
該些元件中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，須改善組成物的一般特性。將組成物的一般特性以及AM元件的一般特性這兩種一般特性的相關內容匯總於下述表1中。基於市售之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可使用元件的溫度範圍有關聯。向列相的較佳上限溫度大於等於70℃，而且向列相的較佳下限溫度小於等於－10℃。組成物的黏度與元件的響應時間有關聯。為了在元件中顯示動態圖像，較好的是響應時間較短。因此，較好的是組成物的黏度較小。更好的是低溫下的黏度較小。
組成物的光學異向性與元件的對比度有關聯。以使對比度達到最大之方式來設計組成物的光學異向性(△n)與元件的單元間隙(d，cell gap)之乘積(△n．d)。適當的乘積值取決於運作模式的種類。在如扭轉向列(TN)的模 式之元件中的適當值約為0.45 μm。此時，對於單元間隙小的元件而言，以具有較大光學異向性的組成物為佳。組成物具有較大的介電常數異向性有助於元件具有較低的臨界電壓、較小的電力消耗及較大的對比度。因此，較好的是介電常數異向性較大。組成物具有較大的電阻率有助於元件具有較大的電壓保持率及較大的對比度。因此，較好的是於初始階段不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大電阻率的組成物。較好的是經長時間使用後不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大電阻率的組成物。組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命有關。當該些穩定性較高時，該元件的壽命較長。此種特性對於液晶投影儀(liquid crystal projector)、液晶電視(liquid crystal television)等中所使用之AM元件而言較為適宜。
於具有TN模式的AM元件中使用具有正的介電常數異向性的組成物。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異向性的組成物。於具有IPS模式的AM元件中使用具有正或負的介電常數異向性的組成物。於具有PSA模式的AM元件中使用具有正或負的介電常數異向性的組成物。於以下專利文獻中揭示了具有正的介電常數異向性的液晶組成物的例子。
[專利文獻1]德國申請公開第4006921號說明書[專利文獻2]國際公開1996－11897號小冊子[專利文獻3]日本專利特開2003－176251號公報[專利文獻4]國際公開2005－019377號小冊子
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。響應時間較好的是短於1毫秒。因此，組成物的理想特性是：向列相的上限溫度高，向列相的下限溫度低，黏度小，光學異向性大，介電常數異向性大，電阻率大，對紫外線的穩定性高，對熱的穩定性高等。
本發明之目的之一是一種滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性大、介電常數異向性大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高等特性中的至少一種特性之液晶組成物。本發明之另一目的是一種具有與至少兩種特性有關的適當的平衡性之液晶組成物。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較大的光學異向性、較大的介電常數異向性、較高的對紫外線的穩定性等之組成物，以及具有短響應時間、大電壓保持率、大對比度、長壽命等之AM元件。
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，該液晶組成物含有選自以式(1－1)及式(1－2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分，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，而且具有向列相。
其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；R2 及R3 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、或者任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A，環B以及環C獨立為1,4－伸環己基、1,4－伸苯基、2－氟－1,4－伸苯基、或者3－氟－1,4－伸苯基或者2,5－二氟－1,4－伸苯基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基，其中，Z1 、Z2 及Z3 中的至少一個為二氟亞甲基氧基；Z4 以及Z5 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基；X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯或者三氟甲氧基；m為0或1。
本發明之優點是一種滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性大、介電常數異向性大、電阻率大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性等特性中的至少一種特性之液晶組成物。本發明之一方面是一種具有與至少兩種特性有關的適當的平衡性之液晶組成 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。本發明之其他方面是一種具有較大的光學異向性、較大的介電常數異向性、較高的對紫外線的穩定性等之組成物，以及具有較短的響應時間、較大的電壓保持率、較大的對比度、較長壽命等之AM元件。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本說明書中之用語的使用方法如下所述。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。「液晶化合物」意指具有向列相、層列相(smectic phase)等液晶相的化合物，或者不具有液晶相但作為組成物成分是有用的化合物。該有用的化合物含有例如如1,4－伸環己基或1,4－伸苯基的六員環，且具有棒狀(rod like)分子結構。有時會向組成物中添加光學活性化合物或者能夠聚合的化合物。該些化合物即使是液晶化合物，此處亦被分類為添加物。有時將選自以式(1－1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物簡稱為「化合物(1－1)」。「化合物(1－1)」意指以式(1－1)所表示的一種化合物或者兩種或兩種以上化合物。以其他式所表示的化合物亦同樣。所謂「任意的」，表示不僅在位置上而且在個數上均為任意，但不包括個數為0的情形。
有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」，將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。「電阻率較大」，意指組成物於初期階段不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大的電阻率，而且在經長時間使用後不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大的電阻率。「電壓保持率較大」，意指元件於初期階段不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大的電壓保持率，而且在經長時間使用後不僅在室溫下而且在高溫下均具有較大的電壓保持率。在說明光學異向性等特性時，使用以實施例中的記載方法所測定的值。第一成分是一種化合物或者兩種或兩種以上化合物。「第一成分的比例」，意指第一成分基於液晶組成物總重量的重量百分比(wt%)。第二成分的比例等亦同樣。混合於組成物中的添加物的比例，意指基於液晶組成物總重量的重量百分比(wt%)。
於成分化合物的化學式中，將符號R1 用於多種化合物中。於該些化合物中的任意兩種化合物中，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(1－2)的R1 為乙基的情形。亦存在化合物(1)的R1 為乙基，化合物(1－2)的R1 為丙基的情形。該規則亦適用於R2 、R3 等。化學式的「CL」表示氯。
本發明為下述之項等。
1.一種液晶組成物，其含有選自以式(1－1)及式(1－2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分，以及含有選自以式(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，而且具有向列相；
其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；R2 及R3 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、或者任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A，環B以及環C獨立為1,4－伸環己基、1,4－伸苯基、2－氟－1,4－伸苯基、或者3－氟－1,4－伸苯基或者2,5－二氟－1,4－伸苯基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基，其中，Z1 、Z2 及Z3 中的至少一個為二氟亞甲基氧基；Z4 以及Z5 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基；X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；m為0或1。
2.如第1項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1－1－1)至式(1－1－3)、式(1－2－1)及式(1－2－2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。
3.如第2項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自以式(1－1－1)及式(1－1－2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
4.如第1至3項中任一項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2－1)至式(2－6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物；
其中R2 及R3 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、或者任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。
5.如第4項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2－1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
6.如第4項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2－1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(2－4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
7.如第4項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自 以式(2－1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(2－6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
8.如第4項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自以式(2－1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、選自以式(2－4)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(2－6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
9.如第1至8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25 wt%的範圍，另外第二成分的比例為40 wt%至85 wt%的範圍。
10.如第1至9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，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；環D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－嘧啶基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基；X1 以及X2 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；n為1、2或3。
11.如第10項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－1)至式(3－17)所表示的化合物族群中的至少 一種化合物；
其中，R4 為碳數1至12的烷基、或者碳數2至12的烯基。
12.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－9)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
13.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－10)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
14.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－11)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物。
15.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－17)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物。
16.如第11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的中的至少一種化合物、與選自以式(3－11)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物之混合物。
17.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－9)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(3－11)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物之混合物。
18.如第11項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自以式(3－11)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物、與選自以式(3－17)所表示的化合物族群的中的至少一種化合物之混合物。
19.如第10至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5 wt%至55 wt%的範圍。
20.如第1至19項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589 nm處的光學異向性(25℃)大於等於0.08，另外於頻率1 kHz下的介電常數異向性(25℃)大於等於2。
21.一種液晶顯示元件，其含有如第1至20項中任一項所述之液晶組成物。
22.如第21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、或者IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
23.如第21項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
本發明亦包含下述之項。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、能夠聚合的化合物、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TN、ECB、OCB、IPS、或者PSA模式的元件；5)含有上述組成物的透射型元件；6)將上述組成物作為具有向列相的組成物使用；7)藉由於上述組成物中添加光學活性化合物而作為光學活性組成物使用。
以如下順序來說明本發明之組成物。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帶來的主要效果。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。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方法。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。本發明之組成物被分類為組成物A及組成物B。組成物A亦可更含有其他液晶化合物、添加物、雜質等。「其他液晶化合物」，是指與化合物(1－1)、化合物(1－2)、化合物(2)、以及化合物(3)所不同的液晶化合物。此種化合物是為了進一步調整特性而混合於組成物中的。就對熱或紫外線的穩定性之觀點而言，其他液晶化合物中的氰基化合物以少為佳。氰基化合物的更佳比例為0 wt%。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、能夠聚合的化合物、聚合起始劑等。雜質為在成分化合物的合成等步驟中所混入的化合物等。該化合物即使是液晶化合物此處亦被分類為雜質。
組成物B實質上是僅由選自化合物(1－1)、化合物(1－2)、化合物(2)、化合物(3)中的化合物所構成。「實質上」意指除了添加物及雜質以外，組成物不含有與該些化合物所不同的液晶化合物。與組成物A相比，組成物B的成分數目較少。就降低成本之觀點而言，組成物B好於組成物A。就藉由混合其他液晶化合物而可進一步調整物性之觀點而言，組成物A好於組成物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特性帶來的主要效果。基於本發明之效果，將成分 化合物的主要特性匯總於表2。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是基於成分化合物間的定性比較所進行的分類。
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所述。化合物(1－1)及化合物(1－2)提高光學異向性而且提高介電常數異向性。化合物(2)提高上限溫度或者降低黏度。化合物(3)降低下限溫度而且提高介電常數異向性。
第三，說明組成物中的成分組合方式、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、以及第一成分＋第二成分＋第三成分。
說明成分化合物的較佳比例及其根據。為了提高光學異向性以及為了提高介電常數異向性，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25 wt%。第一成分的更佳比例為5 wt%至20 wt%的範圍。第一成分的尤佳比例為5 wt%至15 wt%的範圍。
為了降低黏度，第二成分的較佳比例為大於等於40 wt%，為了提高介電常數異向性，第二成分的較佳比例為小於等於85 wt%。第二成分的更佳比例為45 wt%至80 wt%的範圍。第二成分的尤佳比例為50 wt%至75 wt%的範圍。
第三成分適合用於製備具有特別大的介電常數異向性的組成物。該成分的較佳比例為5 wt%至55 wt%的範圍。該成分的更佳比例為10 wt%至50 wt%的範圍。該成分的尤佳比例為15 wt%至45 wt%的範圍。
第四，說明成分化合物的較佳形態。R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數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 為碳數1至12的烷基。R2 及R3 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、或者任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基。為了降低下限溫度或者為了降低黏度，較佳的R2 為碳數2至12的烯基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R3 為碳數1至12的烷基。R4 為碳數1至12的烷基、或者碳數2至12的烯基。為了提高對紫外線或熱的穩定性等，較佳的R4 為碳數1至12的烷基。
較好的烷基是：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基。為了降低黏度，更好的烷基是：乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基。
較好的烷氧基是：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 氧基是甲氧基、或者乙氧基。
較好的是烯基是：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、或者5－己烯基。為了降低黏度，更好的烯基是：乙烯基、1－丙烯基、3－丁烯基、或者3－戊烯基。該些烯基中之－CH＝CH－的較佳構型取決於雙鍵的位置。就旨在降低黏度等方面而言，於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，直鏈烯基好於支鏈烯基。
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、以及6,6－二氟－5－己烯基。為了降低黏度，任意的氫被氟取代的烯基的更佳例為：2,2－二氟乙烯基、以及4,4－二氟－3－丁烯基。
環A、環B及環C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，較佳的環A、環B及環C分別為1,4－伸環己基，或者，為了提高光學異向性，較佳的環A、環B及環C分別為1,4－伸苯基。環D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、或者2,5－二氟－1,4－伸苯基、或者2,5－嘧啶基，n為2或者3時任 意兩個環D可相同亦可不同。為了提高光學異向性，較佳的環D為1,4－伸苯基。
Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基，n為2或者3時任意兩個Z1 可相同亦可不同。為了提高介電常數異向性，較佳的Z1 、Z2 及Z3 分別為二氟亞甲基氧基。Z4 、及Z5 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基。為了降低黏度，較佳的Z4 、及Z5 分別為單鍵。
X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟。為了提高介電常數異向性，X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 較好的是，其中的五個或五個以上為氟。
Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基。為了降低下限溫度，較佳的Y1 為氟。
m為0或1。為了降低黏度，較佳的m為0。
n為1、2或3。為了降低下限溫度，較佳的n為2。
第五，揭示成分化合物的具體例。於下述較佳化合物中，R5 為碳數1至12的直鏈烷基。R6 為碳數1至12的直鏈烷基、或者碳數1至12的直鏈烷氧基。R7 及R8 獨立為碳數1至12的直鏈烷基、或者碳數2至12的直鏈烯基。該些化合物中的1,4－伸環己基之構型，為了提高上限溫度，反式好於順式。
較佳的化合物(1－1)為：化合物(1－1－1－1)至化合物(1－1－1－3)、化合物(1－1－2－1)至化合物(1－1－2－2)、以及化合物(1－1－3－1)。更佳的化合物(1－1)為：化合物(1－1－1－1)至化合物(1－1－1－3)。尤佳的化合物(1－1)為化合物 (1－1－1－2)。較佳的化合物(1－2)為化合物(1－2－1－1)、以及化合物(1－2－2－1)。較佳的化合物(2)為化合物(2－1－1)至化合物(2－6－1)。更佳的化合物(2)為：化合物(2－1－1)、化合物(2－3－1)、化合物(2－4－1)、以及化合物(2－6－1)。尤佳的化合物(2)為：化合物(2－1－1)、化合物(2－4－1)、以及化合物(2－6－1)。較佳的化合物(3)為：化合物(3－1－1)至化合物(3－17－1)、以及化合物(3－18)至化合物(3－23)。更佳的化合物(3)為：化合物(3－9－1)、化合物(3－11－1)、化合物(3－15－1)、以及化合物(3－17－1)。尤佳的化合物(3)為：化合物(3－11－1)、以及化合物(3－17－1)。
第六，說明可混合於組成物中的添加物。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、能夠聚合的化合物、聚合起始劑等。為了引起液晶的螺旋結構(helical structure)從而賦予液晶扭轉角，而將光學活性化合物混合於組成物中。此種化合物之例為：化合物(6－1)至化合物(6－4)。光學活性化合物的較佳比例為小於等於5 wt%。光學活性化合物的更佳比例為0.01 wt%至2 wt%的範圍。
為了防止由於在空氣的加熱所造成的電阻率下降、或者為了使元件在經長時間使用後不僅在室溫下而且在高溫下均維持較大電壓保持率，而將抗氧化劑混合於組成物中。
抗氧化劑的較佳例為n為1至9的整數的化合物(7)等。化合物(7)中，較佳的n為1、3、5、7或者9。更佳的n為1或7。n為1的化合物(7)的揮發性較大，因而可有效防止由於在空氣的加熱所造成的電阻率下降。n為7的化合物(7)的揮發性較小，因而在長時間使用元件後，不僅在室溫下而且在高溫下均可有效維持較大的電壓保持率。為了獲得抗氧化效果，抗氧化劑的較佳比例為大於等於50 ppm，而且為了不使上限溫度下降、或者不使下 限溫度上升，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：二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。又，具有位阻效應的胺等光穩定劑亦較佳。為了獲得效果，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不使下限溫度上升，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。
為了使組成物適合於客主(Guest host，GH)模式的元件，而將偶氮系色素、蒽醌系色素等二色性色素(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、甲基苯基矽油等消泡劑混合於組成物中。為了獲得效果，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。
為了使組成物適合於PSA模式的元件，而將能夠聚合的化合物混合於組成物中。能夠聚合的化合物的較佳例為：丙烯酸酯；甲基丙烯酸酯，具有乙烯基、乙烯氧基、丙烯醚基或環氧基等能夠聚合之基的化合物。尤佳例為丙烯酸酯、或者甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得效果，能夠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，能夠聚合的化合物的較佳比例為小於等於10 wt%。能夠聚合的化合物的更佳比例為0.1 wt%至2 wt%的範圍。能夠聚合的化合物，較好的是於光聚合起始劑等適當起始劑的存在下藉由紫外線(ultraviolet，UV)照射等而聚合。用於進行聚合的適當條件、起始劑的適當類型、以及適當量已為熟習該項技術者所知悉，並記載於文獻中。例如，作為光起始劑之Irgacure651(註冊商標)、Irgacure184(註冊商標)、或者Darocure1173(註冊商標)(Ciba Geigy AG)適合於自由基聚合。能夠聚合的化合物，較好的是含有0.1 wt%至5 wt%範圍的光聚合起始劑。尤其好的是含有1 wt%至3 wt%範圍的光聚合起始劑。
第七，說明成分化合物的合成方法。該些化合物可利用已知的方法來合成。以下例示合成方法。化合物(1－2－1)、化合物(3－11－1)、以及化合物(3－17－1)是以日本專利特開平10－251186號公報中所記載的方法而合成。化合物(2－1－1)以及化合物(2－4－1)，是以日本專利特公平4－30382號公報中所記載的方法而合成。化合物(3－5－1)以及化合物(3－8－1)，是以日本專利特開平2－233626號公報中所記載的方法而合成。市售有抗氧化劑。式(5)的n為1的化合物可從西格瑪奧德裏奇公司(Sigma－Aldrich Corporation)購得。n為7的化合物(5)等，是依照美國專利3660505號說明書中所記載的方法而合成。
未記載合成方法的化合物，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。組成物是藉由公知的方法由以上述方式所獲得的化合物而製備。例如，將成分化合物混合，然後藉由加熱使成分化合物相互溶解。
最後，說明組成物的用途。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，而且具有0.07~0.20範圍的光學異向性。含有該組成物之元件具有較大的電壓保持率。該組成物適用於AM元件。該組成物特別適用於透射型AM元件。亦可藉由控制成分化合物的比例、或者藉由混合其他液晶化合物，而製備具有0.08~0.25範圍的光學異向性的組成物，進一步製備具有0.10~0.30範圍的光學異向性的組成物。該組成物可作為具有向列相的組成物使用，藉由添加光學活性化合物可作為光學活性組成物使用。
該組成物可用於AM元件中。進而亦可用於PM元件中。該組成物可用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSA等模式的AM元件以及PM元件中。特別好的是用於具有TN、OCB或IPS模式的AM元件中。該些元件可為反射型、透射型或者半透射型。較好的是使用於透射型元件中。亦可使用於非晶矽－TFT元件或者多晶矽－TFT元件中。亦可使用於將該組成物微膠囊(microcapsule)化而製作的向列曲線狀整列相位(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或者於組成物中形成有立體網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件中。
[實施例]
試樣為組成物時，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。利用外推法(extrapolation)由測定所獲得值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。當層列相(或者晶體)以該比例於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%。利用上述外推法求出化合物之上限溫度、光學異向性、黏度以及介電常數異向性的值。
母液晶的組成如下所述。組成的%分別為wt%。
依據下述方法來測定特性值。該些方法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，或者對該些 方法加以改進的方法。
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熱板(hot plate)上，以1℃/min的速度加熱。測定試樣的一部分由向列相變化成等向性液體時的溫度。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置入玻璃瓶中，於0℃、－10℃、－20℃、－30℃、以及－40℃的冷凍機中保存10天後，觀察液晶相。例如，當試樣於－20℃下保持向列相而於－30℃下變化成晶體或層列相時，將TC 記為≦－20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
黏度(η；於20℃下進行測定；mPa．s)：測定中使用E型旋轉黏度計(rotational viscometer)。
旋轉黏度(γ 1；於25℃下進行測定；mPa．s)：依據M.Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol.259,37(1995)中所記載的方法來進行測定。將試樣置入扭轉角(angle of twist)為0°而且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm的元件中。在16 V至19.5 V的範圍內每隔0.5 V對元件遞增地施加電壓。經過0.2秒的無電壓施加狀態後，以僅一個矩形波(矩形脈波；0.2秒)及無施加(2秒)的條件反覆施加電壓。測定由該施加所產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)以及峰值時間(peak time)。由該些測定值以及M.Imai等 人的論文第40頁的計算式(8)，而獲得旋轉黏度的值。該計算中所必需的介電常數異向性的值，是使用已測定該旋轉黏度的元件，並利用以下所記載的方法而求出。
光學異向性(折射率異向性；△n；於25℃下進行測定)：使用波長為589 nm的光，利用目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行測定。向一個方向摩擦主稜鏡的表面，然後將試樣滴加至主稜鏡上。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 ⊥。根據式△n＝n ∥－n ⊥計算光學異向性的值。
介電常數異向性(△ε；於25℃下進行測定)：將試樣置入2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。對該元件施加正弦波(sine wave)(10 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子於長軸方向的介電常數(ε ∥)。對該元件施加正弦波(0.5 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子於短軸方向上的介電常數(ε ⊥)。根據式△ε＝ε ∥－ε ⊥計算介電常數異向性的值。
臨界電壓(Vth；於25℃下進行測定；V)：測定中使用大塚電子股份有限公司製LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈(halide lamp)。將試樣置入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)約為0.45/△n(μm)、扭轉角為80度的正常白色模式(normally white mode)的TN元件中。使對該元件所施加的電壓(32 Hz、矩形波)以每次0.02 V自0 V逐步增加至10 V為止。此時，從垂直方向對元件照射光，測 定透射過元件的光量。製作出該光量最大時透射率為100%、該光量最小時透射率為0%的電壓－透射率曲線。臨界電壓為透射率為90%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。置入試樣後，以利用紫外線照射而聚合的接著劑將該元件密封。對該TN元件施加脈波電壓(5 V、60微秒)而進行充電。以高速電壓計測定於16.7毫秒期間衰減的電壓，求出單位週期內的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未發生衰減時的面積。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。置入試樣後，以利用紫外線照射而聚合的接著劑將該元件密封。對該TN元件施加脈波電壓(5 V、60微秒)而進行充電。以高速電壓計測定於16.7毫秒期間衰減的電壓，求出單位週期內的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未產生衰減時的面積。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℃；%)：照射紫外線後，測定電壓保持率，評價對紫外線的穩定性。具有較大VHR－3的組成物對紫外線具有較高的穩定性。測定中所使用之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20分鐘光。光源為超高壓水銀燈 USH－500D(Ushio電機製)，元件與光源的間隔為20 cm。於VHR－3之測定中，測定在16.7毫秒期間衰減的電壓。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℃；%)：將已注入試樣的TN元件，於80℃的恆溫槽內加熱500小時後，測定電壓保持率，評價對熱的穩定性。具有較大VHR－4的組成物對熱具有較高的穩定性。於VHR－4之測定中，測定在16.7毫秒期間所衰減的電壓。
響應時間(τ；於25℃下進行測定；ms)：測定中使用大塚電子股份有限公司製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。將試樣置入2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5.0 μm、扭轉角為80度的正常白色模式的TN元件中。對該元件施加矩形波(60 Hz、5 V、0.5秒)。此時，從垂直方向對元件照射光，測定透射過元件的光量。該光量達最大時透射率為100%，該光量為最小時透射率為0%。上升時間(τ r：rise time；毫秒)是透射率自90%變化成10%所需的時間。下降時間(τ f：fall time；毫秒)是透射率自10%變化成90%所需的時間。響應時間是以此種方式而求出的上升時間與下降時間之和。
電阻率(ρ；於25℃下進行測定；Ω cm)：向具備電極的容器中注入1.0 mL試樣。對該容器施加直流電壓(10 V)，測定10秒後的直流電流。依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℃，將檢測器(火焰離子偵測器(flame ionization detector)，FID)設定為300℃。成分化合物的分離中使用安捷倫科技公司(Agilent Technologies Inc.)製毛細管柱(capillary column)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的比例升溫至280℃為止。將試樣製備成丙酮溶液(0.1 wt%)後，將1 μ L該丙酮溶液注入試樣氣化室中。記錄器(recorder)為島津製作所製C－R5A型Chromatopac或者其同等品。所獲得的氣相層析圖中顯示出與成分化合物相對應之波峰的保持時間及波峰的面積。
用於稀釋試樣的溶劑亦可使用氯仿、己烷等。為了對成分化合物進行分離，亦可使用下述毛細管柱。安捷倫科技公司製HP－1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、Restek Corporation製Rtx－1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)、SGE International Pty.Ltd製BP－1(長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)。為了防止化合物波峰的重疊，亦可使用島津製作所製毛細管柱CBP1－M50－025(長度50 m、內徑0.25 mm、膜厚0.25 μm)。
組成物中所含有之液晶化合物的比例，可根據如下方 法來計算。液晶化合物可使用氣相層析儀進行檢測。氣相層析圖中之波峰的面積比相當於液晶化合物的比例(莫耳數)。在使用以上所記載的毛細管柱時，可將各液晶化合物的修正係數(correction coefficient)視為1。因此，液晶化合物的比例(wt%)可根據波峰的面積比而計算。
以下利用實施例來詳細地說明本發明。本發明並限定於下述實施例。基於下述表3的定義，利用符號來表示比較例以及實施例中的化合物。於表3中，1,4－伸環己基之構型為反式。於實施例中，符號後之括號內的編號與較佳化合物的編號相對應。符號(－)表示其他液晶化合物。液晶化合物的比例(百分比)為基於液晶組成物總重量的重量百分比(wt%)，除此以外液晶組成物中亦含有雜質。最後，將組成物的特性值加以匯總。
[比較例1]
自國際公開第1996－11897號小冊子所揭示的組成物中選擇實施例39。選擇該實施例39的原因在於，該組成物含有化合物(3)，且旋轉黏度最小。該組成物的成分及特性如下所述。由於未對旋轉黏度作記載，因此製備本組成物，利用上述方法測定旋轉黏度。
NI＝84.9℃；△n＝0.101；△ε＝5.5；Vth＝2.12 V；η＝16.6 mPa．s；γ 1＝110 mPa．s。
[比較例2]
自日本專利特開2003－176251號公報所揭示的組成物中選擇實施例4。選擇該實施例4的原因在於，該組成物 含有化合物(3－5－1)、化合物(3－6－1)、以及化合物(3－9－1)，且旋轉黏度最小。該組成物的成分及特性如下所述。由於未對25℃下之旋轉黏度作記載，因此製備本組成物，利用上述方法測定旋轉黏度。
NI＝75.0℃；△n＝0.093；Vth＝1.17 V；γ 1＝115 mPa．s。
[實施例1]
與比較例1的組成物相比，實施例1的組成物具有較小的旋轉黏度。
NI＝74.6℃；Tc≦－20℃；△n＝0.106；△ε＝4.3；Vth＝2.42 V；γ 1＝45.5 mPa．s；τ＝8.0 ms；VHR－1＝99.1%；VHR－2＝98.2%；VHR－3＝98.1%。
[實施例2]
與比較例1的組成物相比，實施例1的組成物具有較小的旋轉黏度。
NI＝79.5℃；Tc≦－20℃；△n＝0.100；△ε＝5.0；Vth＝2.00 V；γ 1＝45.0 mPa．s；τ＝7.8 ms；VHR－1＝99.2%；VHR－2＝98.3%；VHR－3＝98.2%。
[實施例3]
與比較例1的組成物相比，實施例3的組成物具有較 小的旋轉黏度。
NI＝77.5℃；Tc≦－20℃；△n＝0.122；△ε＝5.4；Vth＝1.95 V；γ 1＝50.0 mPa．s；τ＝6.2 ms；VHR－1＝99.2%；VHR－2＝98.3%；VHR－3＝98.2%。
[實施例4]
與比較例2的組成物相比，實施例4的組成物具有較小的旋轉黏度。
NI＝78.8℃；Tc≦－20℃；△n＝0.104；△ε＝9.5；Vth＝1.20 V；γ 1＝98.2 mPa．s；τ＝27.6 ms；VHR－1＝99.2%；VHR－2＝98.3%；VHR－3＝98.2%。
[實施例5]
NI＝75.2℃；Tc≦－20℃；△n＝0.140；△ε＝4.4；Vth＝2.30 V；γ 1＝45.8 mPa．s；τ＝4.7 ms；VHR－1＝99.1%；VHR－2＝98.1%；VHR－3＝98.1%。
[實施例6]
NI＝80.7℃；Tc≦－20℃；△n＝0.142；△ε＝5.2；Vth＝2.07 V；γ 1＝47.1 mPa．s；τ＝5.5 ms；VHR－1＝99.2%；VHR－2＝98.2%；VHR－3＝98.2%。
[實施例7]
NI＝85.0℃；Tc≦－20℃；△n＝0.107；△ε＝5.0；Vth＝2.11 V；γ 1＝53.2 mPa．s；τ＝8.3 ms；VHR－1＝99.0%；VHR－2＝98.2%；VHR－3＝98.1%。
[實施例8]
NI＝85.1℃；Tc≦－20℃；△n＝0.090；△ε＝4.5；Vth＝2.10 V；γ 1＝52.6 mPa．s；τ＝9.1 ms；VHR－1＝99.0%；VHR－2＝98.1%；VHR－3＝98.2%。
[實施例9]
NI＝81.3℃；Tc≦－20℃；△n＝0.080；△ε＝3.9；Vth＝2.25 V；γ 1＝60.3 mPa．s；τ＝9.7 ms；VHR－1＝99.1%；VHR－2＝98.1%；VHR－3＝98.1%。
[產業上之可利用性]
本發明是一種主要適合於AM元件等之液晶組成物，可使用於AM元件等中。本發明之液晶組成物是介電常數異向性為正的液晶組成物，因此可較好地應用於TN模式、OCB模式、IPS模式、或者PSA模式的元件中。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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，因此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 (18)

  1. 一種液晶組成物，其含有選自以式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物作為第一成分，以及含有選自以式(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，而且具有向列相；其中前述第二成分包含選自以式(2-1)所表示的化合物族群中的至少一種化合物，以及選自以式(2-6)所表示的化合物族群中的至少一種化合物： 其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；R2 及R3 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、或者任意的氫被氟取代的碳數2至12的烯基；環A，環B以及環C獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯 基、或者3-氟-1,4-伸苯基或者2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z1 、Z2 及Z3 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基，其中，Z1 、Z2 及Z3 中的至少一個為二氟亞甲基氧基；Z4 以及Z5 獨立為單鍵、伸乙基、或者羰氧基；X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；m為0或1。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中前述第一成分為選自以式(1-1-1)至式(1-1-3)、式(1-2-1)及式(1-2-2)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧 基、或者碳數2至12的烯基；X1 、X2 、X3 、X4 、X5 、X6 、X7 及X8 獨立為氫或氟；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，其中前述第一成分為選自以式(1-1-1)及式(1-1-2)所表示的化合物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，其中基於液晶組成物的總重量，前述第一成分的比例為5wt%至25wt%的範圍，而且前述第二成分的比例為40wt%至85wt%的範圍。
  5. 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前述第三成分； 其中，R1 為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者碳數2至12的烯基；環D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-嘧啶基；Z1 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基、或者二氟亞甲基氧基；X1 以及X2 獨立為氫或氟；Y1 為氟、氯、或者三氟甲氧基；n為1、2或3。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-1)至式(3-17)所表示的化合物族群中的至少一種化合物； 其中，R4 為碳數1至12的烷基、或者碳數2至12的烯基。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-9)所表示的化合物族群中的至 少一種化合物。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-10)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6項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-11)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-17)所表示的化合物族群中的至少一種化合物。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中前述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(3-11)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6項所述之液晶組成物，其中前述第三成分為選自以式(3-9)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(3-11)所表示的化合物族群的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，其中前述第三成分為選自以式(3-11)所表示的化合物族群中的至少一種化合物、與選自以式(3-17)所表示的化合物族群中的至少一種化合物之混合物。
  14. 如申請專利範圍第5項所述之液晶組成物，其中基於液晶組成物的總重量，前述第一成分的比例為5wt%至 25wt%的範圍，前述第二成分的比例為40wt%至85wt%的範圍，而且前述第三成分的比例為5wt%至55wt%的範圍。
  15. 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℃，波長589nm下之光學異向性(25℃)大於等於0.08，另外，頻率1kHz下之介電常數異向性(25℃)大於等於2。
  16. 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。
  17. 如申請專利範圍第16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、或者IPS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI482841B (zh) * 2009-11-27 2015-05-01 Jnc Corp 液晶顯示元件
CN102226090B (zh) * 2011-04-19 2013-06-19 西安瑞联近代电子材料有限责任公司 液晶组合物
JP5729149B2 (ja) * 2011-06-08 2015-06-03 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
CN102994098B (zh) * 2012-05-03 2014-12-24 石家庄诚志永华显示材料有限公司 Tft液晶组合物及其制备方法与应用
JP5565530B1 (ja) * 2013-03-04 2014-08-06 Ｄｉｃ株式会社 液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子
JP6610260B2 (ja) * 2013-11-18 2019-11-27 Ｊｎｃ株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
US20180223187A1 (en) * 2015-08-05 2018-08-09 Merck Patent Gmbh Liquid crystal medium

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0786445A1 (en) * 1994-10-13 1997-07-30 Chisso Corporation Difluoroxymethane derivative and liquid crystal composition

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3660505A (en) 1969-08-27 1972-05-02 Exxon Research Engineering Co Hindered alkenyl phenols from quinone methide
JP2696557B2 (ja) 1989-03-07 1998-01-14 チッソ株式会社 トリフルオロベンゼン誘導体
DE4006921B4 (de) 1989-03-18 2006-08-24 Merck Patent Gmbh Difluormethylenverbindungen
JPH0430382A (ja) 1990-05-24 1992-02-03 Mazda Motor Corp 車両用音響装置
JPH10251186A (ja) 1997-03-10 1998-09-22 Chisso Corp ハロゲン置換ベンゼン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子
JP2001003051A (ja) * 1999-04-19 2001-01-09 Chisso Corp 液晶組成物および液晶表示素子
JP4534287B2 (ja) * 1999-04-19 2010-09-01 チッソ株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
DE10243776B4 (de) 2001-09-29 2017-11-16 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Verbindungen
JP4030382B2 (ja) 2002-08-19 2008-01-09 独立行政法人科学技術振興機構 高効率な有機発光性化合物
JP2007503487A (ja) * 2003-08-25 2007-02-22 メルク　パテント　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフトング メソゲン性化合物、電気光学ディスプレイ用媒体および電気光学ディスプレイ
US7419706B2 (en) 2003-08-25 2008-09-02 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Liquid crystalline medium
ATE455833T1 (de) 2003-08-25 2010-02-15 Merck Patent Gmbh Verbindungen zum einsatz in flüssigkristallinen medien
WO2006061094A1 (en) 2004-12-11 2006-06-15 Merck Patent Gmbh Liquid crystal compounds, liquid crystal medium and liquid crystal display
JP5299265B2 (ja) * 2007-02-28 2013-09-25 Ｊｎｃ石油化学株式会社 Ｃｆ２ｏ結合基を有する５環液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子
JP2009292729A (ja) * 2007-02-28 2009-12-17 Chisso Corp Ｃｆ２ｏ結合基を有する５環液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子
KR101503950B1 (ko) * 2007-08-31 2015-03-18 제이엔씨 석유 화학 주식회사 액정 조성물 및 액정 표시 소자

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0786445A1 (en) * 1994-10-13 1997-07-30 Chisso Corporation Difluoroxymethane derivative and liquid crystal composition

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