TWI551670B

TWI551670B - 液晶組成物及其用途、聚合物穩定配向型液晶顯示元件及其製造方法

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Publication number: TWI551670B
Application number: TW101146412A
Authority: TW
Inventors: 齋藤将之; 松村良成
Original assignee: 捷恩智股份有限公司; 捷恩智石油化學股份有限公司
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-10-01
Also published as: CN103987810A; EP2792727A1; KR20140104426A; US20140198291A1; US8968598B2; CN103987810B; EP2792727B1; JP6334171B2; JPWO2013088980A1; KR102016191B1; TW201329212A; EP2792727A4; JP2017128730A; WO2013088980A1

Description

液晶組成物及其用途、聚合物穩定配向型液晶顯示元件及其製造方法

本發明是有關於一種例如含有藉由光或熱而聚合的聚合性化合物的液晶組成物。另外，本發明還有關於一種將該液晶組成物封入至基板間，將液晶組成物中所含的聚合性化合物聚合而使液晶的配向固定化的液晶顯示元件。

本發明的技術領域是有關於一種主要適合於主動矩陣(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。尤其有關於介電各向異性為正的液晶組成物，且有關於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、共面切換(in-plane switching，IPS)模式、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)模式或聚合物穩定配向(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(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)、共面切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)、聚合物穩定配向(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分類為靜態式(static)與多工式(multiplex)等，AM分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分類為非晶矽(amorphous silicon)以及多晶矽(polycrystal silicon)。多晶矽根據製造步驟而分類為高溫型與低溫型。基於光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光源的穿透型、以及利用自然光與背光源兩者的半穿透型。

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，而提高組成物的一般特性。將2種一般特性中的關聯歸納於下述表1中。基於市售的AM元件來對組成物的一般特性進一步進行說明。向列相的溫度範圍與元件可使用的溫度範圍相關聯。向列相的較佳的上限溫度約為70℃以上，而且向列相的較佳的下限溫度約為0℃以下。組成物的黏度與元件的響應時間相關聯。為了以元件顯示動態影像，較佳為響應時間短。因此，較佳為組成物的黏度小。更佳為在低溫度下的黏度小。組成物的彈性常數與元件的對比度相關聯。元件中為了提高對比度，更佳為組成物中的彈性常數大。

組成物的光學各向異性與元件的對比度相關聯。組成物的光學各向異性(△n)與元件的單元間隙(d)的積(△n×d)是設計成使對比度為最大。適當的積的值取決於運作模式的種類。如TN之類的模式的元件中，適當的值約為0.45 μm。該情況下，對單元間隙小的元件而言較佳為具有大的光學各向異性的組成物。組成物的介電各向異性大有助於元件的低臨限電壓、小的消耗電力及大的對比度。因此，較佳為大的介電各向異性。組成物的比電阻大有助於大的電壓保持率，且有助於元件的大對比度。因此，較佳為在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻的組成物。較佳為在長時間使用後，不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻的組成物。組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命相關聯。當該些組成物的穩定性高時，該元件的壽命長。此種特性對於液晶投影機、液晶電視等所使用的AM元件而言較佳。組成物的彈性常數大有助於元件的大對比度及短的響應時間。因此，較佳為彈性常數大。

具有TN模式的AM元件中使用具有正的介電各向異性的組成物。另一方面，具有VA模式的AM元件中使用具有負的介電各向異性的組成物。具有IPS模式及FFS模式的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。具有PSA模式的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。具有正的介電各向異性的液晶組成物的例子揭示於專利文獻1至專利文獻3等中。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特表2006-502264號公報

[專利文獻2]國際公開第2010/089092號小冊子

[專利文獻3]日本專利特開2011-525553號公報

較理想的AM元件具有可使用的溫度範圍廣、響應時間短、對比度大、臨限電壓低、電壓保持率大、壽命長等特性。較理想為響應時間短於1毫秒。因此，組成物的較理想特性為向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性、大的彈性常數等。

本發明的一目的為一種液晶組成物，其在向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的介電各向異性、低的臨限電壓、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性、大的彈性常數等特性中，滿足至少一種特性。另一目的是一種至少關於兩種特性而具有適當平衡的液晶組成物。另一目的是一種含有此種組成物的液晶顯示元件。另一目的是具有適當的光學各向異性、大的介電各向異性、低的臨限電壓、對紫外線的高穩定性、大的彈性常數等的組成物，以及具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等特性的AM元件。

本發明是一種液晶組成物，其含有作為第一成分的選自式(1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及作為第二成分的至少一種聚合性化合物，而且基於除上述第二成分之外的液晶組成物，上述第一成分的比例為5重量%至40重量%的範圍，並且上述液晶組成物具有向列相；以及一種液晶顯示元件，其含有包含上述液晶組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物的液晶材料。

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A及環B獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；Z¹及Z²獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；X¹、X²、X³及X⁴獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；m及j獨立地為0、1、2或3，而且m與j的和為2或3。

本發明的優點為一種在向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的介電各向異性、低的臨限電壓、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性、大的彈性常數等特性中，滿足至少一種特性的液晶組成物。本發明的一方面為關於至少兩種特性而具有適當平衡的液晶組成物。另一方面為含有此種組成物的液晶顯示元件。另一方面為具有適當的光學各向異性、大的介電各向異性、低的臨限電壓、對紫外線的高穩定性、大的彈性常數等特性的組成物，以及具有短的響應時間、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等特性的AM元件。

本說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將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，或者雖不具有液晶相但作為組成物的成分而有用的化合物。該有用的化合物具有例如1,4-伸環己基或1,4-伸苯基之類的六員環，其分子結構為棒狀(rod like)。光學活性化合物有時被添加於組成物中。即便該些化合物為液晶性化合物，在此亦被分類為添加物。聚合性化合物中亦包含不具有環的已知的化合物。有時將選自式(1)所表示的化合物組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)所表示的一種化合物或者兩種以上的化合物。對於其他化學式所表示的化合物亦同樣。「經取代」的「至少1個」是指取代的位置及個數均可自由選擇。

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」。「比電阻大」是表示，組成物在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻，並且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的比電阻。「電壓保持率大」是表示，元件在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率，而且在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。當對光學各向異性等特性進行說明時，使用以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」是以基於除第二成分以外的液晶組成物的重量的第一成分的重量百分率(重量%)來表示。「第二成分的比例」是以當將除第二成分以外的液晶組成物的重量設為100時的第二成分的重量比率(重量份)來表示。「第三成分的比例」以及「第四成分的比例」與「第一成分的比例」類似。混合於組成物中的添加物的比例是以基於液晶組成物的總重量的重量百分率(重量%)或者重量百萬分率(ppm)來表示。

成分化合物的化學式中，將R¹的記號用於多種化合物。該些化合物中，任意2個R¹所選擇的基團可相同亦可不同。例如，有化合物(1)的R¹為乙基，且化合物(1-1)的R¹為乙基的情況。亦有化合物(1)的R¹為乙基，而化合物(1-1)的R¹為丙基的情況。該規則亦適用於R²、X¹、Y¹等。

本發明為下述項等。

1.一種液晶組成物，其含有作為第一成分的選自式(1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及作為第二成分的至少一種聚合性化合物，而且基於除上述第二成分之外的液晶組成物的重量，上述第一成分的比例為5重量%至40重量%的範圍，並且上述液晶組成物具有向列相：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；環A及環B獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；Z¹及Z²獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；X¹、X²、X³及X⁴獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；m及j獨立地為0、1、2或3，而且m與j的和為2或3。

2.如項1所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自式(1-1)至式(1-10)所表示的化合物組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、X⁸、X⁹、X¹⁰、X¹¹及X¹²獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。

3.如項1所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自如項2所述之式(1-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

4.如項1所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自如項2所述之式(1-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

5.如項1所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自如項2所述之式(1-10)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

6.如項1所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自如項2所述之式(1-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自如項2所述之式(1-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。

7.如項1至項6中任一項所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：其中，R²、R³、R⁴及R⁵獨立地為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷(oxirane)、環氧丙烷(oxetane)、或者乙烯基羰基，R²、R³、R⁴及R⁵中，至少一者為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷、環氧丙烷、或者乙烯基羰基；環C、環D及環E獨立地為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、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-甲基-1,4-伸苯基、3-甲基-1,4-伸苯基、2-三氟甲基-1,4-伸苯基、3-三氟甲基-1,4-伸苯基、或者2,6-伸萘基；Z³為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、羰基氧基、-CO-CR⁶=CR⁷-、-CR⁶=CR⁷-CO-、-CR⁶=CR⁷-、-C(=CR⁶R⁷)-或-C(=R⁸)-；R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基；R⁸是選自式(R-1)所表示的基團組群中的基團； V¹獨立地為鹵素、碳數1至6的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至6的烷基；n₁為1至8的整數；n₂為0至4的整數；Z⁴獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；Z⁵、Z⁶、Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，上述伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個不鄰接的-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代；q為0、1或2。

8.如項7所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-1)至式(2-26)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：其中，R²、R³、R⁴及R⁵獨立地為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷、環氧丙烷、或者乙烯基羰基，R²、R³、R⁴及R⁵中，至少一者為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷、環氧丙烷、或者乙烯基羰基，R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基；Z⁵、Z⁶、Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，上述伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。

9.如項7所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自如項8所述之式(2-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

10.如項7所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自如項8所述之式(2-2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

11.如項7所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自如項8所述之式(2-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

12.如項8所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-18)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

13.如項8所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-23)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

14.如項1至項13中任一項所述之液晶組成物，其中相對於除第二成分之外的液晶組成物100重量份，上述第二成分的比例為0.05重量份至10重量份的範圍。

15.如項1至項14中任一項所述之液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第三成分：其中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環F及環G獨立地為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；Z⁹獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；p為1、2或3。

16.如項15所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：其中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基。

17.如項15所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自如項16所述之式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

18.如項15所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自如項16所述之式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自如項16所述之式(3-5)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。

19.如項15所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自如項16所述之式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自如項16所述之式(3-8)所表示的化合物組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，其中上述第三成分為選自如項16所述之式(3-1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、選自如項16所述之式(3-5)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及選自如項16所述之式(3-8)所表示的化合物組群中的至少一種化合物的混合物。

21.如項15至項20中任一項所述之液晶組成物，其中基於除第二成分之外的液晶組成物，上述第三成分的比例為10重量%至95重量%的範圍。

22.如項1至項21中任一項所述之液晶組成物，其更含有選自式(4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第四成分：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J獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；Z¹⁰獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；X¹及X²獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；u為1或2。

23.如項22所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自式(4-1)至式(4-8)所表示的化合物組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及X⁵獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。

24.如項22所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自如項23所述之式(4-5)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

25.如項22所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自如項23所述之式(4-7)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

26.如項22所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自如項23所述之式(4-8)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。

27.如項22至項26中任一項所述之液晶組成物，其中基於除第二成分之外的液晶組成物的重量，上述第四成分的比例為5重量%至40重量%的範圍。

28.如項1至項27中任一項所述之液晶組成物，其中向列相的上限溫度為70℃以上，波長589 nm下的光學各向異性(25℃)為0.08以上，而且頻率1 kHz下的介電各向異性(25℃)為2以上。

29.一種聚合物穩定配向型(PSA)液晶顯示元件，其特徵在於：包含在至少一塊基板上具有電極層的兩塊基板，且在上述兩塊基板之間配置包含如項1至項28中任一項所述之液晶組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物的液晶材料。

30.如項29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FFS模式，且液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。

31.如項29或項30所述之液晶顯示元件的製造方法，其中對配置於兩塊基板間的如項1至項28中任一項所述之液晶組成物，在電壓施加狀態下照射光而使聚合性化合物聚合。

32.一種如項1至項28中任一項所述之液晶組成物的用途，其用於液晶顯示元件中。

本發明亦包括如下各項。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、聚合起始劑等添加物的上述組成物；3)含有包含上述組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物的液晶材料的AM元件；4)含有包含上述組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物的液晶材料，而且具有TN模式、ECB模式、OCB模式、IPS模式、FFS模式、PSA模式的元件；5)含有包含上述組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物的液晶材料的穿透型元件；6)將上述組成物作為具有向列相的組成物的用途；7)藉由在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的用途。

以如下順序對本發明的組成物進行說明。第一，對組成物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帶來的主要效果進行說明。第三，對組成物中的成分的組合、成分的較佳比例以及其根據進行說明。第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。第五，列出成分化合物的具體例。第六，對可混合於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。本發明的組成物被分類為組成物A與組成物B。組成物A除了含有選自化合物(1)、聚合性化合物、化合物(3)及化合物(4)中的化合物以外，亦可更含有其他的液晶性化合物、添加物、雜質等。「其他的液晶性化合物」是與化合物(1)、聚合性化合物、化合物(3)及化合物(4)不同的液晶性化合物。此種化合物是出於進一步調整特性的目的而混合於組成物中。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、聚合起始劑等。雜質是在成分化合物的合成等步驟中混入的化合物等。即便該化合物為液晶性化合物，在此亦被分類為雜質。

組成物B實質上僅包含選自化合物(1)、聚合性化合物、化合物(3)及化合物(4)中的化合物。「實質上」是指組成物可含有添加物以及雜質，但不含與該些化合物不同的液晶性化合物。組成物B與組成物A相比較，成分的數量少。就降低成本的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合其他的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、以及該化合物給組成物的特性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歸納於表2中。表2的記號中，L是指大或高，M是指中等程度的，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，0(零)是表示值大致為零。

當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帶來的主要效果如下所述。化合物(1)提高上限溫度，提高介電各向異性。化合物(3)提高上限溫度、或者降低黏度。化合物(4)提高介電各向異性，而且降低下限溫度。

第三，對組成物中的成分的組合、成分的較佳比例以及其根據進行說明。組成物中的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。

為了降低黏性，組成物中的成分的較佳組合為第一成分+第二成分+第三成分、或者第一成分+第二成分+第三成分+第四成分。

基於除第二成分之外的液晶組成物，為了提高介電各向異性，第一成分的較佳比例約為5重量%以上，為了降低下限溫度，第一成分的較佳比例約為40重量%以下。尤佳的比例為約10重量%至約35重量%的範圍。特佳的比例為約10重量%至約30重量%的範圍。

相對於除第二成分之外的液晶組成物100重量份，為了使液晶分子配向，第二成分的較佳比例約為0.05重量份以上，為了防止顯示不良，第二成分的較佳比例約為10重量份以下。尤佳的比例為約0.1重量份至約2重量份的範圍。

基於除第二成分之外的液晶組成物，為了提高上限溫度、或者降低黏度，第三成分的較佳比例約為10重量%以上，為了提高介電各向異性，第三成分的較佳比例約為95重量%以下。尤佳的比例為約20重量%至約85重量%的範圍。特佳的比例為約30重量%至約70重量%的範圍。

基於除第二成分之外的液晶組成物，為了提高介電各向異性，第四成分的較佳比例約為5重量%以上，為了降低下限溫度，第四成分的較佳比例約為40重量%以下。尤佳的比例為約5重量%至約35重量%的範圍。特佳的比例為約10重量%至約30重量%的範圍。

第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。

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，較佳的R¹為碳數1至12的烷基。R²、R³、R⁴及R⁵獨立地為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷、環氧丙烷、或者乙烯基羰基，R²、R³、R⁴及R⁵中，至少一者為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基氧基、環氧乙烷、環氧丙烷、或者乙烯基羰基。較佳的R²、R³、R⁴或R⁵為丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯。R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基。為了提高光反應性，R⁶或R⁷為氫、氟、或者碳數1至3的烷基。R⁸是選自式(R-1)所表示的基團組群中的基團。

式(R-1)的波狀線表示作為基團而鍵結的部位。

R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基。為了降低黏度，較佳的R⁹或R¹⁰為碳數2至12的烯基，為了提高對紫外線的穩定性，或者為了提高對熱的穩定性，較佳的R⁹或R¹⁰為碳數1至12的烷基。

第一成分、第三成分及第四成分中，較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或者辛基。為了降低黏度，尤佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或者庚基。

第二成分中，較佳的烷基例如為：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、己基、異己基、庚基、異庚基、辛基、異辛基、環丙基、環丁基、2-甲基環丙基、環丙基甲基、環戊基、環己基、三氟甲基、全氟-正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟己基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、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-甲基-2-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、2-甲基-1-戊烯基、3-甲基-1-戊烯基、4-甲基-1-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、2-乙基-1-丁烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、4-甲基-1-戊烯基、1-己炔基、苯基、萘基、蒽基、苄基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、異戊氧基、己氧基、庚氧基、環丙氧基、環丁氧基、2-甲基環丙氧基、環丙基甲氧基、環戊氧基、或者環己氧基。為了提高光反應性，尤佳的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、或者異丙氧基。

第一成分至第四成分中，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、或者庚氧基。為了降低黏度，尤佳的烷氧基為甲氧基或者乙氧基。

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、或者5-己烯基。為了降低黏度，尤佳的烯基為乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或者3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型取決於雙鍵的位置。由於為了降低黏度等，在1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之類的烯基中較佳為反式構型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之類的烯基中較佳為順式構型。該些烯基中，直鏈狀烯基優於分支狀烯基。

至少1個氫經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，尤佳的例子為2,2-二氟乙烯基、以及4,4-二氟-3-丁烯基。

烷基不包含環狀烷基。烷氧基不包含環狀烷氧基。烯基不包含環狀烯基。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構型優於順式構型。

環A及環B獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基。m為2或3時的任意2個環A可相同亦可不同，j為2或3時的任意2個環B可相同亦可不同。為了提高光學各向異性，較佳的環A或環B為1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性，較佳的環A或環B為3-氟-1,4-伸苯基。

環C、環D及環E獨立地為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、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-甲基-1,4-伸苯基、3-甲基-1,4-伸苯基、2-三氟甲基-1,4-伸苯基、3-三氟甲基-1,4-伸苯基、或者2,6-伸萘基，q為2時的2個環D可相同亦可不同。較佳的環C、環D或環E為1,4-伸苯基。

環F及環G獨立地為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，p為2或3時的任意2個環F可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的環F或環G為1,4-伸環己基，為了提高光學各向異性，較佳的環F或環G為1,4-伸苯基。環J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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基，u為2時的2個環J可相同亦可不同。為了提高光學各向異性，較佳的環J為1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性，較佳的環J為3-氟-1,4-伸苯基。為了提高上限溫度，與1,4-伸環己基相關的立體構型是反式構型優於順式構型。「2-氟-1,4-伸苯基」等是由以左側為1位的環表示，「2-氟-1,4-伸苯基」與「3-氟-1,4-伸苯基」表示存在氟的位置的不同。

Z¹及Z²獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基，m為2或3時的任意2個Z¹可相同亦可不同，j為2或3時的任意2個Z²可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z¹或Z²為單鍵。

Z³為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、羰基氧基、-CO-CR⁶=CR⁷-、-CR⁶=CR⁷-CO-、-CR⁶=CR⁷-、-C(=CR⁶R⁷)-或-C(=R⁸)-。為了獲得提高聚合性化合物的聚合反應性，縮短元件的響應時間的特性，較佳的Z³為-CO-CR⁶=CR⁷-、-CR¹=CR²-或-C(=R³)-。

該Z³為將共軛環彼此的共軛系連結的類型的鍵結基。化合物(2)的Z³中的雙鍵的立體構型為順式體、反式體或順式體與反式體的混合物。對於化合物(2-24)、化合物(2-25)、化合物(2-26)、化合物(2-27)等中的鍵結基的雙鍵的立體構型亦同樣。

Z⁴為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基，q為2時的2個Z⁴可相同亦可不同。較佳的Z⁴為單鍵。

Z⁵、Z⁶、Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，該伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。此時，鄰接的-CH₂-不會被相同的基團所取代。為了提高光反應性，較佳的Z⁵、Z⁶、Z⁷或Z⁸為單鍵。

Z⁹為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基，p為2或3時的任意2個Z⁹可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z⁹為單鍵。

Z¹⁰為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基，u為2時的2個Z¹⁰可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z¹⁰為單鍵。

X¹、X²、X³、X⁴、X⁵、X⁶、X⁷、X⁸、X⁹、X¹⁰、X¹¹及X¹²獨立地為氫或氟。為了提高介電各向異性，較佳的X¹、X²、X³、X⁴、X⁵、X⁶、X⁷、X⁸、X⁹、X¹⁰、X¹¹或X¹²為其中的2個以上為氟。

Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。為了降低黏度，較佳的Y¹為氟，為了降低下限溫度，較佳的Y¹為氯或者三氟甲氧基。

V¹為鹵素、碳數1至6的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至6的烷基，n₂為2、3或4時的任意2個V¹可相同亦可不同。較佳的V¹為氟或者碳數1至3的烷基。

q為0、1或2。為了降低下限溫度，較佳的q為0。m及j獨立地為0、1、2或3，而且m與j的和為2或3。為了提高上限溫度，較佳的m為2。為了降低下限溫度，較佳的j為0。n₁為1至8的整數。為了提高光反應性，較佳的n¹為1或2。n₂為0至4的整數。為了提高光反應性，較佳的n₂為0至2的整數。尤佳的n₂為0。p為1、2或3。為了降低黏度，較佳的p為1，為了提高上限溫度，較佳的p為2或3。u為1或2。為了提高上限溫度，較佳的u為2。

化合物(2)可藉由均聚合、共聚合、或者與其他聚合性化合物的共聚合而形成均聚物、或者共聚物。

第五，列出成分化合物的具體例。下述較佳化合物中， R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基。R¹¹為直鏈狀的碳數1至12的烷基或者直鏈狀的碳數1至12的烷氧基。R¹²及R¹³獨立地為直鏈狀的碳數1至12的烷基或者直鏈狀的碳數2至12的烯基。R¹⁴、R¹⁵及R¹⁶獨立地為丙烯醯基或者甲基丙烯醯基。Z⁵、Z⁶及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，該伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個不鄰接的-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。

較佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)、化合物(1-2-1)至化合物(1-2-4)、化合物(1-3-1)至化合物(1-3-2)、化合物(1-4-1)、化合物(1-5-1)、化合物(1-6-1)至化合物(1-6-2)、化合物(1-7-1)、化合物(1-8-1)、化合物(1-9-1)、以及化合物(1-10-1)至化合物(1-10-2)。尤佳的化合物(1)為化合物(1-2-1)、化合物(1-2-3)、化合物(1-2-4)、化合物(1-3-1)、化合物(1-4-1)、以及化合物(1-10-2)。特佳的化合物(1)為化合物(1-2-1)、化合物(1-2-3)、化合物(1-2-4)、以及化合物(1-3-1)。較佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)至化合物(2-26-1)。尤佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-2-1)、化合物(2-3-1)、化合物(2-4-1)、化合物(2-5-1)、化合物(2-6-1)、化合物(2-7-1)、化合物(2-18-1)、化合物(2-20-1)、以及化合物(2-23-1)。特佳的化合物(2)為化合物(2-2-1)、化合物(2-3-1)、化合物(2-4-1)、化合物(2-18-1)、以及化合物(2-23-1)。較佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)至化合物(3-13-1)。尤佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-2-1)、化合物(3-3-1)、化合物(3-5-1)、化合物(3-8-1)、以及化合物(3-13-1)。特佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-3-1)、化合物(3-5-1)、以及化合物(3-8-1)。較佳的化合物(4)為化合物(4-1-1)、化合物(4-2-1)、化合物(4-3-1)至化合物(4-3-2)、化合物(4-4-1)至化合物(4-4-2)、化合物(4-5-1)至化合物(4-5-2)、化合物(4-6-1)至化合物(4-6-2)、化合物(4-7-1)、以及化合物(4-8-1)至化合物(4-8-3)。尤佳的化合物(4)為化合物(4-1-1)、化合物(4-5-1)、化合物(4-6-2)、化合物(4-7-1)、化合物(4-8-1)、以及化合物(4-8-2)。特佳的化合物(4)為化合物(4-5-1)、化合物(4-7-1)、化合物(4-8-1)、以及化合物(4-8-2)。

第六，對可混合於組成物中的添加物進行說明。此種添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合起始劑等。為了誘發液晶的螺旋結構而賦予扭轉角，將光學活性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(5-5)。光學活性化合物的較佳比例約為5重量%以下。尤佳的比例為約0.01重量%至約2重量%的範圍。

為了防止由大氣中的加熱引起的比電阻下降，或者為了在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率，將抗氧化劑混合於組成物中。

抗氧化劑的較佳例為w為1至9的整數的化合物(6) 等。化合物(6)中，較佳的w為1、3、5、7或9。尤佳的w為1或7。w為1的化合物(6)由於揮發性大，故而在防止由大氣中的加熱引起的比電阻下降時有效。w為7的化合物(6)由於揮發性小，故而對於在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近向列相的上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得上述效果，抗氧化劑的較佳比例約為50 ppm以上，為了不降低上限溫度、或者為了不提高下限溫度，抗氧化劑的較佳比例約為600 ppm以下。尤佳的比例為約100 ppm至約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。另外，如具有立體障礙的胺之類的光穩定劑亦較佳。為了獲得上述效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例約為50 ppm以上，為了不降低上限溫度、或者為了不提高下限溫度，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例約為10000 ppm以下。尤佳的比例為約100 ppm至約10000 ppm的範圍。

為了適合於賓主(guest host，GH)模式的元件，將如偶氮(azo)系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等之類的二色性色素(dichroic dye)混合於組成物中。色素的較佳比例為約0.01重量%至約10重量%的範圍。

為了防止起泡，將二甲基矽酮油(dimethyl silicone oil)、甲基苯基矽酮油(methyl phenyl silicone oil)等消泡劑混合於組成物中。為了獲得上述效果，消泡劑的較佳比例為1 ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例約為1000 ppm以下。尤佳的比例為約1ppm至約500 ppm的範圍。

本發明的液晶組成物由於包含聚合性化合物，故而適合於聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件。聚合性化合物的較佳例為化合物(2)，為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、環氧化合物(環氧乙烷、環氧丙烷)、乙烯酮等具有可聚合的基團的化合物。特佳的例子為丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的衍生物。相對於除聚合性化合物之外的組成物100重量份，為了獲得上述效果，聚合性化合物的較佳比例約為0.05重量份以上，為了防止顯示不良，聚合性化合物的較佳比例為10重量份以下。尤佳的比例為約0.1重量份至約2重量份的範圍。聚合性化合物較佳為在光聚合起始劑等適當的起始劑存在下藉由紫外光(Ultra Violet，UV)照射等來聚合。用以聚合的適當條件、起始劑的適當類型、以及適當的量已為業者所知，並記載於文獻中。例如光起始劑Irgacure 651(註冊商標，BASF)、Irgacure 184(註冊商標，BASF)或Darocure 1173(註冊商標，BASF)適合於自由基聚合。較佳的光聚合起始劑的比例為聚合性化合物的約0.1重量%至約5重量%的範圍，尤佳為約1重量%至約3重量%的範圍。可經由在液晶顯示元件中的兩塊基板之間配置包含聚合性化合物的液晶組成物，而一邊在該些基板的相對的電極層間施加電壓、一邊使聚合性化合物進行聚合的步驟，亦可在液晶顯示元件中的兩塊基板之間配置包含經預先聚合的化合物的液晶組成物。

第七，對成分化合物的合成法進行說明。該些化合物可利用已知的方法來合成。例示合成法。化合物(1-3-1)是利用日本專利特開平10-251186號公報中記載的方法來合成。化合物(2-18-1)是利用日本專利特開平7-101900號公報中揭示的方法來合成。化合物(3-5-1)是利用日本專利特開昭57-165328號公報中記載的方法來合成。化合物(4-4-2)及化合物(4-6-1)是利用日本專利特開平2-233626號公報中記載的方法來合成。式(6)的w為1的化合物可從奧爾德里奇(Aldrich)(西格瑪奧爾德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation))獲取。w為7的化合物(6)等是利用美國專利3660505號說明書中記載的方法來合成。

未記載合成法的化合物可利用有機合成(Organic Syntheses，約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、有機反應(Organic Reactions，約翰威立父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等成書中記載的方法來合成。組成物是利用公知方法，由以上述方式獲得的化合物來製備。例如，將成分化合物混合，然後藉由加熱而使其相互溶解。

最後，對組成物的用途進行說明。大部分的組成物具有約-10℃以下的下限溫度、約70℃以上的上限溫度、以及約0.07至約0.20的範圍的光學各向異性。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。亦可藉由控制成分化合物的比例，或者藉由混合其他的液晶性化合物，來製備具有約0.08至約0.25的範圍的光學各向異性的組成物。進而，亦可製備具有約0.10至約0.30的範圍的光學各向異性的組成物。該組成物可作為具有向列相的組成物來使用，且可藉由添加光學活性化合物而作為光學活性組成物來使用。

該組成物可用於AM元件。進而亦可用於PM元件。該組成物可用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、PSA等模式的AM元件以及PM元件。特佳為用於具有OCB模式、IPS模式、或者FFS模式的AM元件。具有IPS模式或者FFS模式的AM元件中，在未施加電壓的狀態下的液晶分子的排列可相對於面板基板而為平行或者垂直。該些元件可為反射型、穿透型或者半穿透型。較佳為用於穿透型元件。亦可用於非晶矽-TFT元件或者多晶矽-TFT元件。亦可用於將該組成物微膠囊(microcapsule)化而製作的向列曲線排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或在組成物中形成三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。

[實施例]

為了評價組成物以及組成物中所含的化合物的特性，而將組成物以及該化合物作為測定目標物。當測定目標物為組成物時，將其直接作為試料來測定，記載所得的值。當測定目標物為化合物時，藉由將該化合物(15重量%)混合於母液晶(85重量%)中來製備測定用試料。根據藉由測定而得的值，利用外推法來算出化合物的特性值。(外推值)={(測定用試料的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當在該比例下層列相(或者結晶)於25℃下析出時，將化合物與母液晶的比例以10重量%：90重量%、5重量%：95重量%、1重量%：99重量%的順序變更。利用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%。

特性值的測定是依據下述方法。該些方法大多為社團法人日本電子資訊技術產業協會(Japan Electronics and Information Technology Industries Association，以下稱為JEITA)所審議製定的JEITA規格(JEITA ED-2521B)中記載的方法或將其修飾而成的方法。

向列相的上限溫度(NI，℃)：在具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試料，以1℃/min的速度加熱。測定試料的一部分由向列相轉變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(T_C，℃)：將具有向列相的試料放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器(freezer)中保管10天後，觀察液晶相。例如，當試料在-20℃下為向列相的狀態，而在-30℃下轉變為結晶或者層列相時，將T_C記載為「<-20℃」。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。

黏度(體積黏度，η，在20℃下測定，mPa．s)：測定時使用E型旋轉黏度計。

黏度(旋轉黏度，γ1，在25℃下測定，mPa．s)：測定是依據M.Imai等人的分子晶體與液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)第259期第37頁(1995)中記載的方法。在扭轉角為0°且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm的TN元件中放入試料。對該元件在16 V至19.5 V的範圍內以0.5 V為單位階段性地施加電壓。不施加電壓0.2秒後，以僅1個矩形波(矩形脈衝，0.2秒)與不施加(2秒)的條件重複施加電壓。測定藉由該施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)。由該些測定值與M.Imai等人的論文中的第40頁記載的計算式(8)來獲得旋轉黏度的值。該計算所必需的介電各向異性的值是使用測定該旋轉黏度的元件，以如下記載的方法來求出。

光學各向異性(折射率各向異性，△n，在25℃下測定)：測定是使用波長589 nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後，將試料滴下至主稜鏡上。折射率n∥是在偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率n⊥是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定。光學各向異性的值是根據△n=n∥-n⊥的式子來計算。

介電各向異性(△ε，在25℃下測定)：在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm且扭轉角為80度的TN元件中放入試料。對該元件施加正弦波(10 V，1 kHz)，2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。對該元件施加正弦波(0.5 V，1 kHz),2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據△ε=ε∥-ε⊥的式子來計算。

臨限電壓(Vth，在25℃下測定，V)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈(halogen lamp)。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)約為0.34/△n(μm)且具有光配向膜的正常顯黑模式(normally black mode)的FFS元件中放入試料，利用以紫外線硬化的黏接劑將該元件加以密封。對該元件施加的電壓(32 Hz，矩形波)是以0.02 V為單位自0 V階段性地增加至10 V。此時，從垂直方向對元件照射光，測定穿透過元件的光量。製成當該光量達到最大時穿透率為100%，且當該光量為最小時穿透率為0%的電壓-穿透率曲線。臨限電壓是穿透率達到10%時的電壓。

電壓保持率(VHR-1，25℃，%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。在加入試料後，利用以紫外線硬化的黏接劑將該元件加以密封。對該元件施加脈衝電壓(5 V，60微秒)來充電。利用高速電壓計在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓，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℃，%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。在加入試料後，利用以紫外線硬化的黏接劑將該元件加以密封。對該TN元件施加脈衝電壓(5 V，60微秒)來充電。利用高速電壓計在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓，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℃，%)：照射紫外線後，測定電壓保持率，評價對紫外線的穩定性。測定時使用的TN 元件具有聚醯亞胺配向膜，而且單元間隙為5 μm。在該元件中注入試料，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的測定是在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-3的組成物對紫外線具有大的穩定性。VHR-3較佳為90%以上，更佳為95%以上。

電壓保持率(VHR-4，25℃，%)：將注入有試料的TN元件在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。VHR-4的測定中，在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-4的組成物對熱具有大的穩定性。

響應時間(τ，在25℃下測定，ms)：測定時使用大塚電子股份有限公司製造的LCD5100型亮度計。光源為鹵素燈。低通濾波器(Low-pass filter)是設定為5 kHz。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為3.4 μm且具有光配向膜的正常顯黑模式(normally black mode)的FFS元件中放入試料，利用以紫外線硬化的黏接劑將該元件加以密封。對該元件照射25 mW/cm²的紫外線(豪雅冠得光電(HOYA CANDEO OPTRONICS)股份有限公司製造的EXECURE4000-D型燈)400秒。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，測定穿透過元件的光量。當該光量達到最大時穿透率為100%，當該光量為最小時穿透率為0%。上升時間(τr：rise time，毫秒)是穿透率從10%變化至90%所需要的時間。下降時間(τf：fall time，毫秒)為穿透率從90%變化至10%所需要的時間。響應時間是以上述方式求出的上升時間與下降時間的和。

彈性常數(K，在25℃下測定，pN)：測定時使用橫河惠普(Yokogawa-Hewlett-Packard)股份有限公司製造的HP4284A型LCR計。在兩塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的水平配向單元中放入試料。對該單元施加0伏特至20伏特電荷，測定電容及施加電壓。使用《液晶裝置手冊》(日刊工業新聞社)第75頁的式(2.98)、式(2.101)將所測定的電容(C)及施加電壓(V)的值進行擬合(fitting)，由式(2.99)獲得K11及K33的值。繼而，在《液晶裝置手冊》第171頁的式(3.18)中，使用剛才求出的K11及K33的值來算出K22。彈性常數是以上述方式求出的K11、K22及K33的平均值。

比電阻(ρ，在25℃下測定，Ωcm)：在具備電極的容器中注入試料1.0mL。對該容器施加直流電壓(10V)，測定10秒後的直流電流。比電阻是由如下式子算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。

螺旋節距(P，在室溫下測定，μm)：螺旋節距是利用楔法(wedge method)來測定(液晶便覽第196頁(2000年發行，丸善))。將試料注入於楔形單元中，在室溫下靜置2小時後，利用偏光顯微鏡(尼康(股)，商品名MM40/60系列)來觀察向錯線(disclination line)的間隔(d2-d1)。螺旋節距(P)是根據將楔形單元的角度表示為θ的下述式子來算出。

P=2×(d2-d1)×tanθ

¹H-NMR分析：測定裝置是使用DRX-500(布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)(股)公司製造)。測定是將實施例等中製造的樣品溶解於CDCl₃等可溶解樣品的氘化溶劑中，在室溫、500MHz、累計次數為24次的條件下進行。此外，所得的核磁共振波譜的說明中，s是指單重峰(singlet)，d是指雙重峰(doublet)，t是指三重峰(triplet)，q是指四重峰(quartet)，m是指多重峰(multiplet)。另外，化學位移δ值的零點的基準物質是使用四甲基矽烷(tetramethylsilane，TMS)。

氣相層析分析：測定時使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀(gas chromatograph)。載體氣體為氦氣(2mL/min)。將試料氣化室設定為280℃，且將檢測器(火焰離子檢測器(flame ionization detector，FID))設定為300℃。成分化合物的分離時使用安捷倫科技公司(Agilent Technologies Inc.)製造的毛細管柱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；無極性)。該管柱在200℃下保持2分鐘後，以5℃/min的比例升溫至280℃。試料製備成丙酮溶液(0.1重量%)後，將其中的1μL注入至試料氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型Chromatopac、或者其同等品。所得的氣相層析圖表示與成分化合物對應的波峰的保持時間及波峰的面積。

用以稀釋試料的溶劑可使用氯仿、己烷等。為了分離成分化合物，可使用如下的毛細管柱。安捷倫科技公司製造的HP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)製造的Rtx-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、澳大利亞SGE國際公司(SGE International Pty.Ltd)製造的BP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)。出於防止化合物波峰重疊的目的，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)。

組成物中所含的液晶性化合物的比例可利用如下所述的方法算出。液晶性化合物可利用氣相層析儀來檢測。氣相層析圖中的波峰的面積比相當於液晶性化合物的比例(莫耳數)。使用上文記載的毛細管柱時，可將各液晶性化合物的修正係數視為1。因此，液晶性化合物的比例(重量%)是根據波峰的面積比來算出。

利用實施例對本發明進行詳細說明。本發明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，利用記號來表示。表3中，與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式構型。位於記號後的括弧內的編號與化合物的編號對應。(-)的記號是指其他的液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)為基於液晶組成物的總重量的重量百分率(重量%)，液晶組成物中包含雜質。最後，歸納組成物的特性值。

[比較例1]

從日本專利特表2006-502264號公報中揭示的組成物中選擇包含聚合性化合物1重量份的實施例。根據是由於該組成物的響應時間最短。該組成物的成分以及特性如下所述。

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(日本專利特表2006-502264號公報中的化合物Ij)1.0重量份。

NI=68.0℃；△n=0.060；△ε=10.3；Vth=2.08V；γ1=161.0 mPa．s；τ=24.1 ms.

[比較例2]

從國際公開第2010/089092號小冊子中揭示的組成物中選擇實施例3。根據是由於該組成物含有化合物(1-3-1)、化合物(3-1-1)、化合物(3-2-1)、化合物(3-8-1)、化合物(4-4-2)、化合物(4-5-1)、以及化合物(4-7-1)。本實施例由於不是合計100%的組成物，故而是相對地製備。該組成物的成分以及特性如下所述。

將上述組成物95重量份換算為100重量份，與此相對，將下述化合物(2-1-1)以及下述化合物(國際公開第2010/089092號小冊子中的化合物RM-4)分別以0.3重量份為單位來添加。

NI=75.0℃；△n=0.103；△ε=8.0；γ1=85.0 mPa．s.

[比較例3]

從國際公開第2010/089092號小冊子中揭示的組成物中選擇實施例7。根據是由於該組成物含有化合物(3-1-1)、化合物(3-5-1)、化合物(4)、化合物(4-4-2)、化合物(4-6-1)、化合物(4-6-2)、化合物(4-7-1)、以及化合物(4-8-2)，且旋轉黏度最小。該組成物的成分以及特性如下所述。

本組成物是於除本案的第二成分以外的組成物100重量份中添加本案的第二成分1.01重量份而成。

NI=90.6℃；△n=0.101；△ε=6.5；γ1=66.0 mPa．s.

[比較例4]

從日本專利特開2011-525553號公報中揭示的組成物中選擇例M1。該組成物的成分以及特性如下所述。

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.2重量份。

MAC-BB-MAC (2-1-1)

NI=80.0℃；△n=0.103；△ε=9.7；γ1=89.0 mPa．s.

[實施例1]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.3重量份。

MAC-BB-MAC (2-1-1)

NI=84.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.107；△ε=6.7；Vth=1.63 V；η=11.3 mPa．s；γ1=51.0 mPa．s；τ=21.6 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=97.9%；VHR-3=98.0%.

[實施例2]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.5重量份。

MAC-BB-MAC (2-1-1)

NI=77.9℃；Tc≦-20℃；△n=0.101；△ε=7.4；Vth=1.51 V；η=12.4 mPa．s；γ1=57.7 mPa．s；τ=22.7 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.2%.

[實施例3]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-2-1)0.5重量份。

MAC-B(2F)B-MAC (2-2-1)

NI=77.9℃；Tc≦-20℃；△n=0.111；△ε=6.4；Vth=1.68 V；η=12.2 mPa．s；γ1=57.0 mPa．s；τ=22.7 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.0%；VHR-3=97.9%.

[實施例4]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-3-1)0.8重量份。

MAC-B(F)B-MAC (2-3-1)

NI=74.4℃；Tc≦-20℃；△n=0.107；△ε=6.5；Vth=1.68 V；η=13.1 mPa．s；γ1=59.9 mPa．s；τ=23.3 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.2%.

[實施例5]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-18-1)0.3重量份。

MAC-BB(F)B-MAC (2-18-1)

NI=78.1℃；Tc≦-20℃；△n=0.114；△ε=6.3；Vth=1.70 V；η=12.8 mPa．s；γ1=59.4 mPa．s；τ=23.1 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=97.9%；VHR-3=98.0%.

[實施例6]

3-HBBXB(F,F)-F (1-2-1) 10%

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-23-1)0.3重量份。

NI=79.8℃；Tc≦-20℃；△n=0.104；△ε=7.3；Vth=1.54 V；η=11.1 mPa．s；γ1=51.4 mPa．s；τ=21.3 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.0%；VHR-3=98.2%.

[實施例7]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.5重量份。

MAC-VO-BB-MAC (2-1-1)

NI=75.5℃；Tc≦-20℃；△n=0.105；△ε=6.7；Vth=1.63 V；η=13.0 mPa．s；γ1=59.2 mPa．s；τ=23.3 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=97.9%；VHR-3=98.2%.

[實施例8]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.5重量份。

MAC-V-BB-MAC (2-1-1)

NI=82.2℃；Tc≦-20℃；△n=0.106；△ε=6.3；Vth=1.69 V；η=11.8 mPa．s；γ1=55.8 mPa．s；τ=22.0 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.

[實施例9]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1)0.3重量份。

MAC-BB-AC (2-1-1)

NI=84.0℃；Tc≦-20℃；△n=0.107；△ε=6.7；Vth=1.63 V；η=11.3 mPa．s；γ1=51.2 mPa．s；τ=21.6 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.0%；VHR-3=97.9%.

[實施例10]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-1-1) 0.4重量份。

AC-VO-BB-MAC (2-1-1)

NI=78.0℃；Tc≦-20℃；△n=0.114；△ε=6.3；Vth=1.70 V；η=12.7 mPa．s；γ1=59.3 mPa．s；τ=23.1 ms；VHR-1=98.9%；VHR-2=98.0%；VHR-3=98.0%.

[實施例11]

於上述組成物100重量份中添加下述化合物(2-18-1)0.3重量份。

MAC-BB(F)B-OV-MAC (2-18-1)

NI=74.5℃；Tc≦-20℃；△n=0.108；△ε=6.5；Vth=1.70 V；η=12.9 mPa．s；γ1=59.4 mPa．s；τ=23.1 ms； VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.1%.

實施例1至實施例11的組成物與比較例1至比較例4的組成物相比，具有小的旋轉黏度。因此，本發明的液晶組成物與專利文獻1至專利文獻3所示的液晶組成物相比，具有更優異的特性。

[產業上之可利用性]

本發明的液晶組成物在向列相的高上限溫度、向列相的低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、大的介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等特性中，滿足至少一種特性，或者關於至少兩種特性而具有適當平衡。含有此種組成物的液晶顯示元件成為具有短的響應時間、適當的預傾角、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命等的AM元件，故而可用於液晶投影機、液晶電視等。

Claims

一種液晶組成物，其含有作為第一成分的選自式(1)所表示的化合物組群中的至少一種化合物、以及作為第二成分的選自式(2)所表示的化合物組群中的至少一種化合物，而且基於除上述第二成分之外的液晶組成物的重量，上述第一成分的比例為5重量%至40重量%的範圍，而且上述液晶組成物具有向列相：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、R³、R⁴及R⁵獨立地為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧乙烷或者環氧丙烷，R²、R³、R⁴及R⁵中，至少一者為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧乙烷或者環氧丙烷；環A及環B獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；環C、環D及環E獨立地為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、2,3-二氟-1,4-伸苯基、 2-甲基-1,4-伸苯基、3-甲基-1,4-伸苯基、2-三氟甲基-1,4-伸苯基、3-三氟甲基-1,4-伸苯基、或者2,6-伸萘基；Z¹及Z²獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；Z³為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、羰基氧基、-CO-CR⁶=CR⁷-、-CR⁶=CR⁷-CO-、-CR⁶=CR⁷-、-C(=CR⁶R⁷)-或-C(=R⁸)-；R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基；R⁸是選自式(R-1)所表示的基團組群中的基團； V¹獨立地為鹵素、碳數1至6的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至6的烷基；n₁為1至8的整數；n₂為0至4的整數；Z⁴獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；Z⁵、Z⁶、Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，上述伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個不鄰接的-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代；X¹、X²、X³及X⁴獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；m及j獨立地為0、1、2或3，而且m與j的和為2或3，q為0、1或2。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中上述第一成分是選自式(1-1)至式(1-10)所表示的化合物組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、X⁸、X⁹、X¹⁰、X¹¹及X¹²獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。
如申請專利範圍第2項所述之液晶組成物，其中上述第一成分為選自上述式(1-3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-1)至式(2-26)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：其中，R²、R³、R⁴及R⁵獨立地為氫、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧乙烷或者環氧丙烷，R²、R³、R⁴及R⁵中，至少一者為丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧乙烷或者環氧丙烷，R⁶及R⁷獨立地為氫、鹵素、碳數1至10的烷基、或者至少1個氫被取代為氟的碳數1至10的烷基；Z⁵、Z⁶、Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，上述伸烷基的至少1個氫可經鹵素或者-C≡N所取代，至少1個不鄰接的-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-所取代。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中相對於除上述第二成分之外的上述液晶組成物100重量份，上述第二成分的比例為0.05重量份至10重量份的範圍。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第三成分：其中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基；環F及環G獨立地為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；Z⁹獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；p為1、2或3。
如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物組群中的至少一種化合物：其中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、或者至少1個氫經氟取代的碳數2至12的烯基。
如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中基於除上述第二成分之外的上述液晶組成物的重量，上述第三成分的比例為10重量%至95重量%的範圍。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其更含有選自式(4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第四成分：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J獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；Z¹⁰獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；X¹及X²獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；u為1或2。
如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有選自式(4)所表示的化合物組群中的至少一種化合物作為第四成分：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J獨立地為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、3,5-二氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、或者2,6,7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基；Z¹⁰獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基、或者二氟亞甲基氧基；X¹及X²獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基；u為1或2。
如申請專利範圍第9項所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自式(4-1)至式(4-8)所表示的化合物組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及X⁵獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。
如申請專利範圍第10項所述之液晶組成物，其中上述第四成分為選自式(4-1)至式(4-8)所表示的化合物組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及X⁵獨立地為氫或氟；Y¹為氟、氯、三氟甲基、或者三氟甲氧基。
如申請專利範圍第9項所述之液晶組成物，其中基於除上述第二成分之外的上述液晶組成物的重量，上述第四成分的比例為5重量%至40重量%的範圍。
如申請專利範圍第10項所述之液晶組成物，其中基於除上述第二成分之外的上述液晶組成物的重量，上述第四成分的比例為5重量%至40重量%的範圍。
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70℃以上，波長589nm下的光學各向異性(25℃)為0.08以上，而且頻率1kHz下的介電各向異性(25℃)為2以上。
一種聚合物穩定配向型(PSA)液晶顯示元件，其特徵在於：包含在至少一塊基板上具有電極層的兩塊基板，且在上述兩塊基板之間配置液晶材料，上述液晶材料包含如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物中的聚合性化合物聚合而得的化合物。
如申請專利範圍第16項所述之聚合物穩定配向型(PSA)液晶顯示元件，其中上述液晶顯示元件的運作模式為TN模式、OCB模式、IPS模式、或者FFS模式，上述液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
一種液晶顯示元件的製造方法，上述液晶顯示元件為如申請專利範圍第16項所述之聚合物穩定配向型(PSA)液晶顯示元件，其特徵在於，對配置在兩塊基板間的如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，在電壓施加狀態下照射光而使聚合性化合物聚合。
一種液晶組成物的用途，上述液晶組成物為如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其用於液晶顯示元件中。