TWI611006B - 液晶組成物及其用途，以及液晶顯示元件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種液晶組成物，其含有聚合性化合物，而且於高上限溫度、低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、負的大介電各向異性、大的比電阻等特性中，滿足至少1種特性；而且提供一種主動矩陣(AM)元件，其具有小的殘像率、短的響應時間、低的臨限電壓、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命之類的特性。本發明提供含有化合物(1)以及化合物(2)的液晶組成物、以及含有該組成物的液晶顯示元件。

Description

液晶組成物及其用途，以及液晶顯示元件及其製造方法
本發明是有關於一種含有例如藉由光或者熱而聚合的聚合性化合物的液晶組成物。亦有關於一種將該液晶組成物封入至元件的基板間，一邊對該元件施加電壓一邊使聚合性化合物進行聚合，利用所生成的聚合物的效果來控制液晶分子的配向的液晶顯示元件。
本發明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。尤其有關於一種介電各向異性為負的液晶組成物，且有關於含有該組成物的共面切換(in-plane switching，IPS)模式、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)模式、垂直配向(vertical alignment，VA)模式、或者高分子保持配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件。VA模式中包含多域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)模式、圖案垂直配向(patterned vertical alignment，PVA)模式等。
液晶顯示元件中，基於液晶分子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)、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、高分子保持配向(polymer sustained alignment，PSA)等模式。基於元件的驅動方式的分類為：被動矩陣(passive matrix，PM)及主動矩陣(active matrix，AM)。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的分類為非晶矽(amorphous silicon)以及多晶矽(polycrystal silicon)。後者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。向列相的較佳上限溫度約為70℃以上，而且向列相的較佳下限溫度約為-10℃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。更佳為低溫下的黏度小。
Figure TWI611006BD00001
 1)可縮短向液晶單元中注入組成物的時間
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。適當的積值依存於運作模式的種類。VA模式或PSA模式的元件中，適當的積值為約0.30μm至約0.40μm的範圍，IPS模式的元件中，適當的積值為約0.20μm至約0.30μm的範圍。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。組成物的絕對值大的介電各向異性有助於元件的低臨限電壓、小的消耗電力與大的對比度。因此，較佳為 絕對值大的介電各向異性。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，而且在高溫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，而且在高溫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、液晶電視等中使用的AM元件而言較佳。
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。關於具有PSA模式的AM元件，具有負的介電各向異性的液晶組成物的例子記載於以下專利文獻1至專利文獻6等中。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-307720號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-131704號公報
[專利文獻3]日本專利特開2006-133619號公報
[專利文獻4]歐洲專利申請公開1889894號說明書
[專利文獻5]日本專利特表2010-537010號公報
[專利文獻6]日本專利特表2010-537256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、正或負的大介電各向異性、大的比電阻、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性等。
具有PSA模式的液晶顯示元件中，使用含有聚合物的液晶組成物。首先，將添加有少量聚合性化合物的液晶組成物注入至元件中。繼而，一邊對該元件的基板間施加電壓，一邊對組成物照射紫外線。聚合性化合物進行聚合而於組成物中生成聚合物的網狀物。該組成物中，可利用聚合物來控制液晶分子的配向，因此元件的響應時間縮短，影像的殘像得到改善。此種聚合物的效果在具有TN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA之類的模式的元件中亦可期待。
分子結構為棒狀的聚合性化合物通常被認為使液晶分子配向的能力高，但對液晶組成物的溶解性稱不上高。因此，聚合性化合物與液晶組成物的適當組合變得重要。對該組成物要求適合於液晶顯示元件的特性。因此，若可找到聚合性化合物與液晶性化合物的適當組合，則元件的響應時間縮短，影像的殘像得到改善。
本發明的一目的為一種液晶組成物，其含有聚合性化合 物，而且於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(小的光學各向異性、或者大的光學各向異性)、負的大介電各向異性、大的比電阻等特性中滿足至少1種特性。其他目的為關於至少2種特性而具有適當平衡的液晶組成物。另一目的為含有此種組成物的液晶顯示元件。另一目的為含有聚合物且具有聚合性化合物的小的殘留量、大的預傾角、小的黏度、適當的光學各向異性、負的大介電各向異性、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性之類的特性的組成物，以及具有小的殘像率、短的響應時間、低的臨限電壓、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命之類的特性的AM元件。
該手段為含有選自式(1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第一成分、以及選自式(2)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分的液晶組成物，以及含有該組成物的液晶顯示元件。
Figure TWI611006BD00002
Figure TWI611006BD00003
式(1)中，P1及P2獨立地為選自式(P-1)、式(P-2)及式(P-3)所表 示的基團中的基團，
Figure TWI611006BD00004
式(P-1)中，M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基，式(P-3)中，n1為1、2、3或4；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或者吡啶-2,5-二基，該些基團中，至少1個氫可經鹵素、碳數1至12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1至12的烷基所取代；Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-、或者-OCOO-所取代，至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或者-C≡C-所取代，當P1及P2均為式(P-2)所表示的基團時，Z1及Z2的至少1個具有-O-；L1獨立地為單鍵、-COO-、或者-CH=CH-；q為0、1、2或3；當q為1或2，且環A及環B全部為1,4-伸苯基時，Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-或者-C≡C-； 式(2)中，R1及R2獨立地為碳數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C及環E獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基；環D為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟
Figure TWI611006BD00005
唍-2,6-二基；Z3及Z4獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；r為1、2或3，s為0或1，而且，r與s的和為3以下。
本發明的1個優點為含有聚合性化合物，而且於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(小的光學各向異性、或者大的光學各向異性)、負的大介電各向異性、大的比電阻等特性中滿足至少1種特性的液晶組成物。其他優點為關於至少2種特性而具有適當平衡的液晶組成物。另一優點為含有此種組成物的液晶顯示元件。其他優點為含有聚合物且具有聚合性化合物的小的殘留量、大的預傾角、小的黏度、適當的光學各向異性、負的大介電各向異性、對紫外線的高穩定性、對熱的高穩定性之類的特性的組成物，以及具有小的殘像率、短的響應時間、低的臨限電壓、大的電壓保持率、大的對比度、長壽命之類的特性的AM元件。
本說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將液晶組成物或者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。有時將可聚合的化合物簡稱為「聚合性化合物」。「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)。有時將選自式(1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物簡稱為「化合物(1)」。「化合物(1)」是指式(1)所表示的1種化合物或者2種以上的化合物。其他化學式所表示的化合物亦相同。有時將選自式(P-1)所表示的基團的組群中的至少1個基團簡稱為「基(P-1)」。其他化學式所表示的基團亦相同。「至少1個「A」可經「B」取代」的表述是指，當「A」為1個時，「A」的位置為任意，當「A」的數量為2個以上時，它們的位置亦可無限制地自由選擇。
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」是指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」是指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，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。
第一成分為1種化合物或者2種以上的化合物。「第一成分的比例」是以將除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量設為100時的第一成分的重量比率(重量份)來表示。「第二成分的比例」是基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量以第二成分的重量百分率(重量%)來表示。「第三成分的比例」與「第二成分的比例」同樣。混合於組成物中的添加物的比例是基於液晶組成物的總重量以重量百分率(重量%)或者重量百萬分率(ppm)來表示。「第一成分以外的可聚合的化合物的比例」是以將除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量設為100時的第一成分以外的可聚合的化合物的重量比率(重量份)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，任意的2個R1所表示的2個基團可相同，亦可不同。例如，有化合物(2)的R1為乙基且化合物(2-1)的R1為乙基的情況。亦有化合物(2)的R1為乙基，而化合物(2-1)的R1 為丙基的情況。該規則亦適用於R2、Y1、Z1等。式(2)中，當r為2時，存在2個環C。該化合物中，2個環C所表示的2個環可相同，亦可不同。該規則亦適用於r大於2時。該規則亦適用於Z3、環E等記號。
2-氟-1,4-伸苯基是指下述2種二價基。化學式中，氟可朝左，亦可朝右。該規則亦適用於四氫吡喃-2,5-二基之類的非對稱的二價基的環。
Figure TWI611006BD00006
本發明者等人發現，由於以下原因，化合物(1)與液晶組成物的組合適合於PSA模式的元件。即，(a)化合物(1)對液晶組成物的溶解性高；(b)化合物(1)容易聚合而生成聚合物；(c)聚合步驟後殘留的化合物(1)的量少；(d)聚合物對液晶分子賦予大的預傾角；(e)元件的響應時間短；(f)元件殘像的程度小等。
本發明為下述項等。
1.一種液晶組成物，其含有選自式(1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第一成分、以及選自式(2)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分：
Figure TWI611006BD00007
Figure TWI611006BD00008
式(1)中，P1及P2獨立地為選自式(P-1)、式(P-2)及式(P-3)所表示的基團中的基團，
Figure TWI611006BD00009
式(P-1)中，M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基，式(P-3)中，n1為1、2、3或4；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或者吡啶-2,5-二基，該些基團中，至少1個氫可經鹵素、碳數1至12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1至12的烷基所取代；Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-、或者-OCOO-所取代，至少1個 -CH2-CH2-可經-CH=CH-或者-C≡C-所取代，當P1及P2均為式(P-2)所表示的基團時，Z1及Z2的至少1個具有-O-；L1獨立地為單鍵、-COO-、或者-CH=CH-；q為0、1、2或3；當q為1或2，且環A及環B全部為1,4-伸苯基時，Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-或者-C≡C-；式(2)中，R1及R2獨立地為碳數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C及環E獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基；環D為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟
Figure TWI611006BD00010
唍-2,6-二基；Z3及Z4獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；r為1、2或3，s為0或1，而且，r與s的和為3以下。
2.如項1所述的液晶組成物，其含有選自式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第一成分：
Figure TWI611006BD00011
Figure TWI611006BD00012
其中，P1及P2獨立地為選自式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基團中的基團，
Figure TWI611006BD00013
式(P-1)中，M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基，式(P-3)中，n1為1、2、3或4；Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-、或者-OCOO-所取代，至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或者-C≡C-所取代、Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-或者-C≡C-，當P1及P2均為式(P-2)所表示的基團時，Z1及Z2的至少1個具有-O-；Y1至Y12獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基。
3.如項1或項2中任一項所述的液晶組成物，其含有選自Z1及Z2均具有-CH=CH-的化合物的組群中的至少1種化合物作為第一成分。
4.如項1至項3中任一項所述的液晶組成物，其中第一成分包含至少2種化合物。
5.如項1至項4中任一項所述的液晶組成物，其更含有如項1所述的式(1)以外的至少1種可聚合的化合物。
6.如項1至項5中任一項所述的液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-1)至式(2-19)所表示的化合物組群中的至少1種化合物：
Figure TWI611006BD00014
Figure TWI611006BD00015
Figure TWI611006BD00016
Figure TWI611006BD00017
Figure TWI611006BD00018
Figure TWI611006BD00019
Figure TWI611006BD00020
Figure TWI611006BD00021
Figure TWI611006BD00022
Figure TWI611006BD00023
Figure TWI611006BD00024
Figure TWI611006BD00025
Figure TWI611006BD00026
Figure TWI611006BD00027
Figure TWI611006BD00028
Figure TWI611006BD00029
Figure TWI611006BD00030
Figure TWI611006BD00031
Figure TWI611006BD00032
其中，R1及R2獨立地為碳數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。
7.如項1至項6中任一項所述的液晶組成物，其含有選 自如項6所述的式(2-3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分。
8.如項1至項7中任一項所述的液晶組成物，其含有選自如項6所述的式(2-5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分。
9.如項1至項8中任一項所述的液晶組成物，其含有選自如項6所述的式(2-7)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分。
10.如項1至項9中任一項所述的液晶組成物，其含有選自如項6所述的式(2-8)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分。
11.如項1至項10中任一項所述的液晶組成物，其中基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%至100重量%的範圍，而且相對於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物100重量份，第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物的比例為0.03重量份至10重量份的範圍。
12.如項1至項11中任一項所述的液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分：
Figure TWI611006BD00033
其中，R3及R4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、環G及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基；Z5及Z6獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；t為0、1或2。
13.如項1至項12中任一項所述的液晶組成物，其含有選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分：
Figure TWI611006BD00034
Figure TWI611006BD00035
Figure TWI611006BD00036
Figure TWI611006BD00037
Figure TWI611006BD00038
Figure TWI611006BD00039
Figure TWI611006BD00040
Figure TWI611006BD00041
Figure TWI611006BD00042
Figure TWI611006BD00043
Figure TWI611006BD00044
Figure TWI611006BD00045
Figure TWI611006BD00046
其中，R3及R4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。
14.如項1至項13中任一項所述的液晶組成物，其含有選自如項12的式(3-1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分。
15.如項1至項14中任一項所述的液晶組成物，其含有選自如項12的式(3-8)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分。
16.如項12至項15中任一項所述的液晶組成物，其中基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%至80重量%的範圍，第三成分的比例為20重量%至90重量%的範圍，而且相對於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物100重量份，第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物的比例為0.03重量份至10重量份的範圍。
17.如項1至項16中任一項所述的液晶組成物，其更含有聚合起始劑。
18.如項1至項17中任一項所述的液晶組成物，其更含有聚合抑制劑。
19.如項1至項18中任一項所述的液晶組成物，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以下。
20.一種高分子保持配向型(PSA)液晶顯示元件，其特徵在於：包括於至少一塊基板上具有電極層的2塊基板，於該2塊基板之間配置液晶材料，該液晶材料包含如項1至項19中任一項所述的液晶組成物中的可聚合的化合物進行聚合而成的化合物。
21.如項20所述的液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的運作模式為TN模式、VA模式、OCB模式、IPS模式、或者FFS模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動矩陣方式。
22.一種液晶顯示元件的製造方法，其藉由在電壓施加狀態下，對配置於2塊基板間的如項1至項19中任一項所述的液晶組成物進行光照射，使可聚合的化合物進行聚合，來製造如項20所述的液晶顯示元件。
23.一種如項1至項19中任一項所述的液晶組成物的用途，其用於液晶顯示元件中。
本發明亦包括如下各項。1)第二成分為選自式(2-1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物、以及選自式(2-7)所表示的化合物組群中的至少1種化合物的混合物的上述組成物。2)第二成分為選自式(2-3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物、以及選自式(2-7)所表示的化合物組群中的至少1種化合物的混合物的上述組成物。3)第二成分為選自式(2-1)所表示的 化合物組群中的至少1種化合物、選自式(2-5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物、以及選自式(2-8)所表示的化合物組群中的至少1種化合物的混合物的上述組成物。4)第三成分為選自式(3-1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物、以及選自式(3-3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物的混合物的上述組成物。5)第三成分為選自式(3-1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物、以及選自式(3-5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物的混合物的上述組成物。
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、FFS、VA或PSA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)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)、化合物(2)、以及化合物(3)中的液晶性化合物以外，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)、化合物(2)、以及化合物(3)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。其他的液晶性化合物中，就對熱或紫外線的穩定性的觀點而言，較佳為氰基化合物少。氰基化合物的尤佳比例為0重量%。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，在此亦被分類為雜質。
組成物B實質上僅包含化合物(1)、化合物(2)、以及化合物(3)。「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。
Figure TWI611006BD00047
 1)介電各向異性的值為負，記號表示絕對值的大小
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(2)提高介電各向異性的絕對值、而且降低下限溫度。化合物(3)降低黏度，或者提高上限溫度，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、以及第一成分+第二成分+第三成分。
相對於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物100重量份，為了使液晶分子配向，第一成分的較佳比例為約0.05重量份以上，為了防止顯示不良，第一成 分的較佳比例為約10重量份以下。尤佳比例為約0.1重量份至約2重量份的範圍。
基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物，為了提高介電各向異性的絕對值，第二成分的較佳比例為約10重量%以上，為了降低下限溫度，第二成分的較佳比例為約80重量%以下。尤佳比例為約15重量%至約70重量%的範圍。特佳比例為約20重量%至約60重量%的範圍。
基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物，為了降低黏度，或者為了提高上限溫度，第三成分的較佳比例為約20重量%以上，為了提高介電各向異性的絕對值，第三成分的較佳比例為約90重量%以下。尤佳比例為約30重量%至約80重量%的範圍。特佳比例為約50重量%至約75重量%的範圍。
第四，對成分化合物的較佳形態進行說明。
R1及R2獨立地為碳數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者熱的穩定性，較佳的R1或R2為碳數1至12的烷基，為了降低黏度，或者為了提高介電各向異性的絕對值，較佳的R1或R2為碳數1至12的烷氧基。
R3及R4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R3或R4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R3或R4為碳數1至12的烷基。
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。
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3-戊烯基。該些烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型依存於雙鍵的位置。由於為了降低黏度等，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。2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之類的烯基中較佳為順式。該些烯基中，直鏈狀的烯基優於分支狀的烯基。
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。
烷基不含環狀烷基。烷氧基不含環狀烷氧基。烯基不含 環狀烯基。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優於順式。
P1及P2獨立地為基(P-1)、基(P-2)、或者基(P-3)。
Figure TWI611006BD00048
為了提高反應性或者為了縮短響應時間，較佳的P1或P2為基(P-1)或者基(P-2)。尤佳的P1或P2為基(P-1)。
M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基。為了提高反應性，較佳的M1或者M2為氫或者甲基。尤佳的M1為甲基，尤佳的M2為氫。
n1為1、2、3或4。為了提高反應性，較佳的n1為1或2。尤佳的n1為1。
環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或者吡啶-2,5-二基，該些基團中，至少1個氫可經鹵素、碳數1至12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1至12的烷基所取代，當q為2或3時，任意的2個環A可相同，亦可不同。為了提高反應性，較佳的環A或環B為至少1個氫可經鹵素取代的1,4-伸苯基。
環C及環E獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基，當r為2或3時，任意的2個環C可相同，亦可不同。為了降低黏度，較佳的環C或環E為1,4-伸環己基，為了提高光學各向異性，較佳的環C或環E為1,4-伸苯基。四氫吡喃-2,5-二基為
Figure TWI611006BD00049
或者
Figure TWI611006BD00050
，較佳為
Figure TWI611006BD00051
環D為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟
Figure TWI611006BD00052
唍-2,6-二基。為了降低黏度，較佳的環D為2,3-二氟-1,4-伸苯基，為了降低光學各向異性，較佳的環D為2-氯-3-氟-1,4-伸苯基，為了提高介電各向異性的絕對值，較佳的環D為7,8-二氟
Figure TWI611006BD00053
唍-2,6-二基。
環F、環G及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基，當t為2時，2個環F可相同，亦可不同。為了降低黏度或者為了提高上限溫度，較佳的環F、環G、或環I為1,4-伸環己基，為了降低下限溫度，較佳的環F、環G、或環I為1,4-伸苯基。
Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-、-COO-、-OCO-、或者-OCOO-所取代，至 少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-或者-C≡C-所取代，當P1及P2均為基(P-2)時，Z1及Z2的至少1個具有-O-，當q為1或2，且環A及環B全部為1,4-伸苯基時，Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-或者-C≡C-。為了提高反應性或者為了縮短響應時間，較佳的Z1及Z2均為具有-CH=CH-或者-C≡C-的伸烷基，為了增大預傾角，較佳的Z1及Z2為-CH2-。為了提高對液晶組成物的溶解性，尤佳的Z1或Z2為-CH=CH-、-CH=CH-O-、或者-CH2O-。
Z3、Z4、Z5、及Z6獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基，當r為2或3時，任意的2個Z3可相同，亦可不同，當t為2時，2個Z5可相同，亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z3、Z4、Z5、或Z6為單鍵，為了降低下限溫度，較佳的Z3、Z4、Z5、或Z6為伸乙基，為了提高介電各向異性的絕對值，較佳的Z3、Z4、Z5、或Z6為亞甲基氧基。
L1為單鍵、-COO-、或者-CH=CH-，當q為2或3時，任意的2個L1可相同，亦可不同。較佳的L1為單鍵。
Y1至Y12獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基。為了提高反應性，較佳的Y1至Y12為氫，為了提高對液晶組成物的溶解性，較佳的Y1至Y12為氟或者三氟甲基。
q為0、1、2或3。為了提高反應性，較佳的q為1或2，為了提高對液晶組成物的溶解性，較佳的q為0。r為1、2或3。為了降低黏度，較佳的r為1，為了提高上限溫度，較佳的r為2或3。s為0或1。為了降低黏度，較佳的s為0，為了降低下限溫 度，較佳的s為1。t為0、1或2。為了降低黏度，較佳的t為0，為了提高上限溫度，較佳的t為1或2。
第五，表示成分化合物的具體例。下述較佳的化合物中，R5及R8獨立地為碳數1至12的直鏈狀烷基、碳數1至12的直鏈狀烷氧基、或者碳數2至12的直鏈狀烯基。R6為碳數1至12的直鏈狀烷基或者碳數1至12的直鏈狀烷氧基。R7為碳數1至12的直鏈狀烷基或者碳數1至12的直鏈狀烯基。Y4及Y10獨立地為氫或者氟。M3及M4獨立地為氫或者甲基。
較佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)至化合物(1-3-2)。尤佳的化合物(1)為化合物(1-1-1)、化合物(1-2-1)、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(2-19-1)。尤佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)至化合物(2-10-1)、以及化合物(2-12-1)至化合物(2-15-1)。特佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)至化合物(2-8-1)、化合物(2-13-1)、以及化合物(2-15-1)。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)至化合物(3-8-1)、化合物(3-10-1)、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)、化合物(3-7-1)、以及化合物(3-8-1)。
Figure TWI611006BD00054
Figure TWI611006BD00055
Figure TWI611006BD00056
Figure TWI611006BD00057
Figure TWI611006BD00058
Figure TWI611006BD00059
Figure TWI611006BD00060
Figure TWI611006BD00061
Figure TWI611006BD00062
Figure TWI611006BD00063
Figure TWI611006BD00064
Figure TWI611006BD00065
Figure TWI611006BD00066
Figure TWI611006BD00067
Figure TWI611006BD00068
Figure TWI611006BD00069
Figure TWI611006BD00070
Figure TWI611006BD00071
Figure TWI611006BD00072
Figure TWI611006BD00073
Figure TWI611006BD00074
Figure TWI611006BD00075
Figure TWI611006BD00076
Figure TWI611006BD00077
Figure TWI611006BD00078
Figure TWI611006BD00079
Figure TWI611006BD00080
Figure TWI611006BD00081
Figure TWI611006BD00082
Figure TWI611006BD00083
Figure TWI611006BD00084
Figure TWI611006BD00085
Figure TWI611006BD00086
Figure TWI611006BD00087
Figure TWI611006BD00088
Figure TWI611006BD00089
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：化合物(1)以外的聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、熱穩定劑、消泡劑、色素等。
本發明的組成物包含可聚合的化合物，因此適合於高分子保持配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件。該組成物亦可更包含與化合物(1)不同的可聚合的化合物(即，其他可聚合的化合物)。其他可聚合的化合物的較佳例為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環氧化合物(環氧乙烷、氧雜環丁烷)、乙烯基酮。尤佳的例子為丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的衍生物。
化合物(1)以外的可更包含的可聚合的化合物的追加例為化合物(4-1)至化合物(4-9)。
Figure TWI611006BD00090
Figure TWI611006BD00091
Figure TWI611006BD00092
Figure TWI611006BD00093
Figure TWI611006BD00094
Figure TWI611006BD00095
Figure TWI611006BD00096
Figure TWI611006BD00097
Figure TWI611006BD00098
化合物(4-1)至化合物(4-9)中，R9、R10、R11、及R12獨立地為丙烯醯基或者甲基丙烯醯基，R13及R14獨立地為氫、鹵素、或者碳數1至10的烷基；Z7及Z8獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-取代，至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-取代，Z7及Z8的至少1個為單鍵或者-O-；Z9及Z10獨立地為單鍵或者碳數1至12的伸烷基，該伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-取代；i、j、k獨立地為0、1或2。
當將液晶組成物的重量設為100重量份時，為了獲得上述效果，可聚合的化合物的較佳比例為約0.03重量份以上，為了防止顯示不良，可聚合的化合物的較佳比例為約10重量份以下。尤佳比例為約0.1重量份至約2重量份的範圍。可聚合的化合物中，化合物(1)對液晶組成物的溶解性高，反應性高。可聚合的化合物中，化合物(1)的較佳比例為10重量%以上。尤佳比例為50重量%以上。特佳比例為80重量%以上。特佳比例亦為100重量%。
可聚合的化合物較佳為於光聚合起始劑等適當的起始劑存在下，藉由紫外線(ultraviolet，UV)照射等來進行聚合。用於聚合的適當條件、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(商品名：巴斯夫(BASF))、Irgacure 184(商品名：巴斯夫)、或者Darocure1173 (商品名：巴斯夫)適合於自由基聚合。較佳的光聚合起始劑的比例為可聚合的化合物的約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。可經過如下步驟：於液晶顯示元件中的2塊基板之間配置包含可聚合的化合物的液晶組成物，一邊於該些基板的相對的電極層之間施加電壓，一邊將可聚合的化合物進行聚合；亦可於液晶顯示元件中的2塊基板之間配置包含預先聚合而成的化合物的液晶組成物。
聚合抑制劑的例子為：對苯二酚(hydroquinone)、甲基對苯二酚之類的對苯二酚衍生物、4-第三丁基鄰苯二酚(4-tert-butyl catechol)、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪(phenothiazine)等。
光學活性化合物具有如下效果：藉由使液晶分子產生螺旋結構，並賦予必需的扭轉角來防止逆扭轉。藉由添加光學活性化合物，可調整螺旋節距。出於調整螺旋節距的溫度依存性的目的，可添加2種以上的光學活性化合物。光學活性化合物的較佳例可列舉下述化合物(Op-1)至化合物(Op-18)。化合物(Op-18)中，環J為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基，R24為碳數1至10的烷基。光學活性化合物的較佳比例為約5重量%以下。尤佳比例為約0.01重量%至約2重量%的範圍。
Figure TWI611006BD00099
抗氧化劑對於維持大的電壓保持率而言有效。抗氧化劑的較佳例可列舉：下述化合物(AO-1)以及化合物(AO-2)；IRGANOX 415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、以及IRGANOX 1098(商品名：巴斯夫)。 化合物(AO-1)中，於R25為-CH3的情況下，由於揮發性大，故而於防止由大氣中的加熱引起的比電阻的下降時有效。於R25為-C7H15的情況下，由於揮發性小，故而對於將元件長時間使用後，不僅於室溫下，而且於接近於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為約50ppm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為約600ppm以下。尤佳比例為約100ppm至約300ppm的範圍。
紫外線吸收劑對於防止上限溫度的下降而言有效。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。具體例可列舉：下述化合物(AO-3)以及化合物(AO-4)；TINUVIN 329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、以及TINUVIN 99-2(商品名：巴斯夫)；以及1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octanc，DABCO)。具有立體阻礙的胺之類的光穩定劑由於維持大的電壓保持率而較佳。光穩定劑的較佳例可列舉：下述化合物(AO-5)以及化合物(AO-6)；TINUVIN 144、TINUVIN 765、以及TINUVIN 770DF(商品名：巴斯夫)。為了獲得上述效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為約50ppm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為約10000ppm以下。尤佳比例為約100ppm至約10000ppm的範圍。
熱穩定劑亦對維持大的電壓保持率而言有效，較佳例可列舉IRGAFOS 168(商品名：巴斯夫)。消泡劑對於防止起泡而言有效。消泡劑的較佳例為二甲基矽酮油、甲基苯基矽酮油等。為了獲得上述效果，消泡劑的較佳比例為約1ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例為約1000ppm以下。尤佳比例為約1ppm至約500ppm的範圍。
Figure TWI611006BD00100
化合物(AO-1)中，R25為碳數1至20的烷基、碳數1至20的烷氧基、-COOR26、或者-CH2CH2COOR26；R26為碳數1至20的烷基。化合物(AO-2)以及化合物(AO-5)中，R27為碳數1至20的烷基。化合物(AO-5)中，環K及環L獨立地為1,4-伸環己基或者1,4-伸苯基；v為0、1或2；R28為氫、甲基或者O(氧自由基)。
為了適合於賓主(guest host，GH)模式的元件，將偶氮系色素、蒽醌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。
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方法來合成。例示合成法。化合物(1)是利用日本專利特開2012-001526號公報中記載的方法來合成。Z1與Z2的生成法記載於國際公開2010-131600號小冊子中。自環-O-CH2-CHO轉變為環-O-CH=CH-O-Bz的方法記載於有機化學期刊(Journal of Organic Chemistry，J.Org.Chem.)第65期第2875頁~第2886頁(2000)的流程4中。化合物(2-1-1)以及化合物(2-5-1)是利用日本專利特表平2-503441號公報中記載的方法來合成。化合物(3-1-1)以及化合物(3-5-1)是利用日本專利特開昭59-176221號公報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、VA、PSA等模式的AM元件及PM元件。特佳為用於具有PSA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、或於組成物中形成有三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。
液晶顯示元件的製造方法的一例如下所述。準備具有稱為陣列基板及彩色濾光片基板的2塊基板的元件。該基板的至少一者具有電極層。另一方面，將液晶性化合物混合來製備液晶組成物。於該組成物中添加化合物(1)。視需要亦可添加添加物。將該液晶組成物(或者液晶材料)注入至元件中。於對該元件施加電壓的狀態下進行光照射。於化合物(1)的情況下，較佳為紫外線。藉由光照射，使化合物(1)聚合。藉由該聚合，生成含有 聚合物的液晶組成物。高分子保持配向型(PSA)液晶顯示元件是以如下程序來製造。
該程序中，施加電壓時，液晶分子藉由電場的作用而配向。依據該配向，化合物(1)的分子亦配向。於該狀態下，化合物(1)藉由紫外線而聚合，因此生成維持該配向的聚合物。藉由該聚合物的效果，元件的響應時間縮短。影像的殘像為液晶分子的運作不良，因此藉由該聚合物的效果，殘像亦同時被改善。
[實施例]
以下，利用實施例來對本發明進行詳細說明，但本發明不受該些實施例的限制。所合成的化合物是依據質子核磁共振分光法(1H-核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance，1H-NMR))等來鑑定。化合物的熔點是藉由示差掃描熱量測定(differential scanning calorimetry，DSC)來決定。首先，對分析方法進行說明。
1H-NMR分析：測定時使用布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)製造的DRX-500。將試樣溶解於CDCl3等氘化溶劑中，於室溫下以500MHz、累計次數為24次等條件進行。內部標準使用四甲基矽烷。NMR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)。
高效液相層析法(high performance liquid chromatography，HPLC)分析：測定時使用島津製作所製造的Prominence(LC-20AD；SPD-20A)。管柱是使用YMC製造的 YMC-Pack ODS-A(長度150mm，內徑4.6mm，粒徑5μm)。溶出液使用乙腈/水(容積比：80/20)，流速調整為1mL/分鐘。檢測器適宜使用UV檢測器、折射率(Refractive Index，RI)檢測器、CORONA檢測器等。於使用UV檢測器的情況下，檢測波長設為254nm。試樣溶解於乙腈中，將該溶液(0.1重量%)的1μL導入至試樣室中。記錄計使用島津製作所製造的C-R7Aplus。所得的層析圖表示與成分化合物對應的峰值的保持時間以及峰值的面積。
由HPLC獲得的層析圖中的峰值的面積比與成分化合物的比例相關聯。通常，成分化合物的重量%與成分化合物的面積%並不相同。然而，於使用上述管柱的情況下，可根據峰值的面積%來算出成分化合物的重量%。本發明中原因在於：成分化合物的修正係數之間並無大的差異。
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。載體氣體為氦(2mL/分鐘)。將試樣氣化室設定為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)。該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/分鐘的比例升溫至280℃。試樣溶解於丙酮中，將該溶液(0.1重量%)的1μL注入至試樣氣化室。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型Chromatopac、或者其同等品。所得的氣體層析圖表示與成分化合 物對應的峰值的保持時間以及峰值的面積。
用於稀釋試樣的溶劑可使用氯仿、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30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)製造的Rtx-1(長度30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)、澳大利亞SGE國際公司(SGE International Pty.Ltd)製造的BP-1(長度30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)。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50m，內徑0.25mm，膜厚0.25μm)。
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來算出。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(重量百分率)可藉由以莫耳比進行修正，而由峰值的面積比來算出。
紫外可見分光分析：測定時使用島津製作所製造的PharmaSpec UV-1700。檢測波長設為190nm至700nm。試樣溶解於乙腈中，製備0.01mmol/L的溶液，放入至石英槽(光程長度1cm)中進行測定。
DSC測定：測定時使用珀金埃爾默公司製造的掃描熱析儀DSC-7系統、或者Diamond DSC系統。將試樣以3℃/分鐘的速度升降溫。藉由外推來求出與試樣的相變化相伴的吸熱峰值、或 者發熱峰值的起始點，來決定熔點。
對液晶組成物的溶解性的比較：於液晶組成物中添加聚合性化合物，嘗試溶解。於一定溫度下經過一定時間後，藉由目視來觀察結晶是否全部溶解於液晶組成物中。
測定試樣：測定組成物的上限溫度、黏度、光學各向異性等特性時，將組成物直接用作試樣。測定化合物的特性時，藉由將該化合物(15重量%)混合於母液晶(85重量%)中來製備測定用的試樣。根據藉由測定而獲得的值，利用外推法來算出化合物的特性值。(外推值)={(測定用試樣的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。當於該比例下，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、黏度、光學各向異性、以及介電各向異性的值。
母液晶的成分及其比例如下所述。
Figure TWI611006BD00101
特性是依據下述方法來測定。該些方法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、或者將其修飾而成的方法。
(1)向列相的上限溫度(NI；℃)：於包括偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試樣，以1℃/分鐘的速度進行加熱。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」。
(2)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℃的冷凍器中保管10天後，觀察液晶相。例如，當試樣於-20℃下為向 列相的狀態，而於-30℃下變化為結晶或者層列相時，將TC記載為<-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
(3)黏度(體積黏度；η；於20℃下測定；mPa‧s)：測定時使用E型旋轉黏度計。
(4)光學各向異性(折射率各向異性；△n；於25℃下測定)：測定時使用波長為589nm的光，利用於接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行測定。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後，將試樣滴加至主稜鏡上。折射率n∥是於偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率n⊥是於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。
(5)介電各向異性(△ε；於25℃下測定)：介電各向異性的值是根據△ε=ε∥-ε⊥的式子來計算。介電常數(ε∥以及ε⊥)是以如下方式來測定。
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(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉，然後於150℃下加熱1小時。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm的VA元件中放入試樣，利用以紫外線硬化的黏著劑將該元件密封。對該元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，於2秒後測定液晶分子的長軸方向的介電常數(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溶液。將該玻璃基板煅燒後，對所得的配向膜進行摩擦處理。於2塊玻璃基板的間隔(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(0.5V，1kHz)，2秒後測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。
(6)臨限電壓(Vth；於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。於2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為4μm且摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的VA元件中放入試樣，使用以紫外線硬化的黏著劑將該元件密封。對該元件施加的電壓(60Hz，矩形波)是以0.02V為單位，自0V階段性地增加至20V。此時，自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。臨限電壓為穿透率達到10%時的電壓。
(7)電壓保持率(VHR-1；於25℃下測定；%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm。加入試樣後，利用以紫外線硬化的黏著劑將該元件密封。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，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。
(8)電壓保持率(VHR-2；於80℃下測定；%)：測定時使用的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm。加入試樣後，利用以紫外線硬化的黏著劑 將該元件密封。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，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。
(9)電壓保持率(VHR-3；於25℃下測定；%)：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5μm。於該元件中注入試樣，照射光20分鐘。光源為超高壓水銀燈USH-500D(牛尾(Ushio)電機製造)，元件與光源的間隔為20cm。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高穩定性。VHR-3較佳為90%以上，更佳為95%以上。
(10)電壓保持率(VHR-4；於25℃下測定；%)：將注入有試樣的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。VHR-4的測定中，於16.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-4的組成物對熱具有高穩定性。
(11)響應時間(τ；於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)設定為5kHz。2塊玻璃基板的間隔(單元間隙)為3.2μm，配向膜是由垂直配向劑製備，於摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的圖案垂 直配向(patterned vertical alignment，PVA)元件中放入試樣，利用以紫外線硬化的黏著劑將該元件密封。將該元件於110℃下加熱30分鐘(退火(annealing))。恢復為室溫後，對該元件一邊施加15V的電壓一邊照射25mW/cm2的紫外線400秒。照射紫外線時使用豪雅冠得光電(HOYA CANDEO OPTRONICS)股份有限公司製造的EXECURE4000-D型水銀氙燈。對該元件施加矩形波(60Hz，10V，0.5秒)。此時，自垂直方向對元件照射光，測定穿透過元件的光量。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%。響應時間為穿透率自0%變化為90%所需要的時間(上升時間，rise time；毫秒)。
(12)比電阻(ρ；於25℃下測定；Ωcm)：於具備電極的容器中注入試樣1.0mL。對該容器施加直流電壓(10V)，測定10秒後的直流電流。比電阻是根據下式來算出。(比電阻)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
比較例以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。實施例中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)是基於除第一成分之外的液晶組成物的重量的重量百分率(重量%)。除此以外，液晶組成物中包含雜質。最後，歸納組成物的特性值。
Figure TWI611006BD00102
[比較例M1]
為了進行比較，而製備不含本發明的第一成分的下述液晶組成物。
Figure TWI611006BD00103
依據上述方法(1)至方法(12)，對上述組成物進行測定，結果為，特性為如下所述。響應時間(τ)為7.9ms。
NI=78.3℃；Tc<-20℃；△n=0.094；△ε=-3.0；Vth=2.13V；τ=7.9ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.1%；VHR-3=98.2%.
[實施例M1]
Figure TWI611006BD00104
Figure TWI611006BD00105
上述組成物與比較例M1的組成物相同。於該組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-1)0.3重量份。
MAC-VO-BB-OV-MAC (1-1-1-1)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.2ms。
NI=78.8℃；Tc<-20℃；△n=0.097；△ε=-3.0；Vth=2.15V；VHR-1=99.4%；VHR-2=98.3%；VHR-3=98.1%.
由比較例M1與實施例M1的結果可知，使用含有由聚合性化合物(1-1-1-1)生成的聚合物的液晶組成物的元件具有更短的響應時間。
[實施例M2]
3-HB(2F,3F)-O2 (2-1-1) 6%
Figure TWI611006BD00106
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-1)0.3重量份。
MAC-VO-BB-OV-MAC (1-1-1-1)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.4ms。
NI=76.6℃；Tc<-20℃；△n=0.095；△ε=-3.1；Vth=2.36V；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.7%；VHR-3=98.5%.
[實施例M3]
Figure TWI611006BD00107
Figure TWI611006BD00108
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-2)0.3重量份。
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為5.0ms。
NI=87.4℃；Tc<-20℃；△n=0.119；△ε=-3.4；Vth=2.26V；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.8%；VHR-3=98.5%.
[實施例M4]
Figure TWI611006BD00109
Figure TWI611006BD00110
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-2)0.4重量份。
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.9ms。
NI=87.5℃；Tc<-20℃；△n=0.111；△ε=-2.8；Vth=2.39V； VHR-1=99.1%；VHR-2=98.7%；VHR-3=98.1%.
[實施例M5]
Figure TWI611006BD00111
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-2)0.3重量份。
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為5.2ms。
NI=89.8℃；Tc<-20℃；△n=0.093；△ε=-4.1；Vth=2.13V；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%.
[實施例M6]
Figure TWI611006BD00112
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-1)0.2重量份以及化合物(1-1-1-2)0.1重量份。
MAC-VO-BB-OV-MAC (1-1-1-1)
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.4ms。
NI=82.5℃；Tc<-20℃；△n=0.106；△ε=-3.1；Vth=2.25V；VHR-1=99.5%；VHR-2=98.7%；VHR-3=98.8%.
[實施例M7]
Figure TWI611006BD00113
Figure TWI611006BD00114
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-1)0.2重量份以及化合物(1-1-1-2)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性化合物(6-1-1)0.1重量份。
MAC-VO-BB-OV-MAC (1-1-1-1)
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
MAC-BB-MAC (6-1-1)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.1ms。
NI=83.8℃；Tc<-20℃；△n=0.111；△ε=-2.6；Vth=2.33V；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.5%.
[實施例M8]
Figure TWI611006BD00115
Figure TWI611006BD00116
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-1)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性化合物(6-1-2)0.1重量份、聚合性化合物(6-1-3)0.1重量份、以及聚合性化合物(6-1-4)0.1重量份。
MAC-VO-BB-OV-MAC (1-1-1-1)
MAC-B(2F)B-MAC (6-1-2)
MAC-VO-BB-MAC (6-1-3)
AC-VO-BB-MAC (6-1-4)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.0ms。
NI=81.3℃；Tc<-20℃；△n=0.098；△ε=-2.6；Vth=2.25V；VHR-1=99.5%；VHR-2=98.5%；VHR-3=98.6%.
[實施例M9]
Figure TWI611006BD00117
Figure TWI611006BD00118
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-2)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性化合物(6-1-5)0.1重量份以及聚合性化合物(6-4-1)0.1重量份。
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
AC-VO-BB-AC (6-1-5)
MAC-VO-BB(2F)B-MAC (6-4-1)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.1ms。
NI=81.9℃；Tc<-20℃；△n=0.084；△ε=-2.8；Vth=2.37V；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.4%；VHR-3=98.7%.
[實施例M10]
Figure TWI611006BD00119
Figure TWI611006BD00120
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-2-1-1)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性化合物(6-1-2)0.1重量份、聚合性化合物(6-1-4)0.1重量份、以及聚合性化合物(6-4-1)0.1重量份。
MAC-VO-BB(2F)B-OV-MAC (1-2-1-1)
MAC-B(2F)B-MAC (6-1-2)
AC-VO-BB-MAC (6-1-4)
MAC-VO-BB(2F)B-MAC (6-4-1)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.4ms。
NI=84.1℃；Tc<-20℃；△n=0.112；△ε=-3.1；Vth=2.23V；VHR-1=99.6%；VHR-2=98.7%；VHR-3=98.8%.
[實施例M11]
Figure TWI611006BD00121
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-1-1-2)0.1重量份、化合物(1-2-1-1)0.1重量份、以及化合物(1-2-1-2)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性 化合物(6-1-2)0.1重量份以及聚合性化合物(6-4-1)0.1重量份。
AC-VO-BB-OV-AC (1-1-1-2)
MAC-VO-BB(2F)B-OV-MAC (1-2-1-1)
AC-VO-BB(2F)B-OV-AC (1-2-1-2)
MAC-B(2F)B-MAC (6-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.3ms。
NI=82.0℃；Tc<-20℃；△n=0.087；△ε=-2.8；Vth=2.37V；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.6%；VHR-3=98.8%.
[實施例M12]
Figure TWI611006BD00122
Figure TWI611006BD00123
於上述組成物100重量份中添加作為本發明第一成分的化合物(1-2-1-1)0.1重量份以及化合物(1-3-1-1)0.1重量份，且添加不為本發明第一成分的聚合性化合物(6-1-2)0.1重量份。
MAC-VO-BB(2F)B-OV-MAC (1-2-1-1)
Ac-VO-Np(1,5)-OV-Ac (1-3-1-1)
MAC-B(2F)B-MAC (6-1-2)
所得組成物的特性如下所述。響應時間(τ)為4.6ms。
NI=82.4℃；Tc<-20℃；△n=0.098；△ε=-2.9；Vth=2.28V；VHR-1=99.1；VHR-2=98.4；VHR-3=98.7%.
比較例M1的元件的響應時間為7.9ms。另一方面，實施例M1至實施例M12的元件的響應時間為4.0ms~5.2ms。如上所述，實施例的元件具有較比較例M1的響應時間短的響應時間。因此作出如下結論：本發明的液晶組成物具有較比較例M1所示的液晶組成物而言更優異的特性。
[產業上之可利用性]
本發明的液晶組成物含有聚合性化合物，而且於高上限溫度、低下限溫度、小的黏度、適當的光學各向異性、負的大介電各向異性、大的比電阻等特性中滿足至少1種特性，或者關於至少2種特性而具有適當的平衡。含有該組成物的液晶顯示元件可廣泛用於液晶投影機、液晶電視等。

Claims (20)

  1. 一種液晶組成物，其含有選自式(1)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第一成分、以及選自式(2)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第二成分： 式(1)中，P1及P2獨立地為選自式(P-1)、式(P-2)及式(P-3)所表示的基團中的基團， 式(P-1)中，M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基，式(P-3)中，n1為1、2、3或4；環A及環B獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸 苯基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或者吡啶-2,5-二基，這些基團中，至少1個氫可經鹵素、碳數1至12的烷基、或者至少1個氫經鹵素取代的碳數1至12的烷基所取代；Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，此伸烷基中，至少1個-CH2-可經-O-或者-OCOO-所取代，至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-所取代，當P1及P2均為式(P-2)所表示的基團時，Z1及Z2的至少1個具有-O-；L1獨立地為單鍵、-COO-、或者-CH=CH-；q為0、1、2或3；當q為1或2且環A及環B全部為1,4-伸苯基時，Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-；式(2)中，R1及R2獨立地為碳數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C及環E獨立地為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基；環D為2,3-二氟-1,4-伸苯基、2-氯-3-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-伸苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、或者7,8-二氟唍-2,6-二基；Z3及Z4獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲基氧基、或者羰基氧基；r為1、2或3，s為0或1，而且，r與s的和為3以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為上述第一成分： 其中，P1及P2獨立地為選自式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基團中的基團， 式(P-1)中，M1及M2獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基，式(P-3)中，n1為1、2、3或4；Z1及Z2獨立地為碳數1至10的伸烷基，此伸烷基中，至少1 個-CH2-可經-O-或者-OCOO-所取代，至少1個-CH2-CH2-可經-CH=CH-所取代、Z1及Z2的至少1個具有-CH=CH-，當P1及P2均為式(P-2)所表示的基團時，Z1及Z2的至少1個具有-O-；Y1至Y12獨立地為氫、氟、甲基、或者三氟甲基。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的液晶組成物，其中Z1及Z2中的至少1個為-CH=CH-O-。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自Z1及Z2均具有-CH=CH-的化合物的組群中至少1種化合物作為上述第一成分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中上述第一成分包含至少2種化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其更含有如申請專利範圍第1項所述的式(1)以外的至少1種可聚合的化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-1)至式(2-19)所表示的化合物組群中的至少1種化合物： 其中，R1及R2獨立地為碳數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。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自如 申請專利範圍第7項所述的式(2-3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為上述第二成分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自如申請專利範圍第7項所述的式(2-5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為上述第二成分。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量，上述第二成分的比例為10重量%至100重量%的範圍，而且相對於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物100重量份，第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物的比例為0.03重量份至10重量份的範圍。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分： 其中，R3及R4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、環G及環I獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基；Z5及Z6獨立地為單鍵、伸乙基、 亞甲基氧基、或者羰基氧基；t為0、1或2。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其含有選自式(3-1)至式(3-13)所表示的化合物組群中的至少1種化合物作為第三成分： 其中，R3及R4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。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的液晶組成物，其中基於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%至80重量%的範圍，第三成分的比例為20重量%至90重量%的範圍，而且相對於除第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物之外的液晶組成物100重量份，第一成分以及第一成分以外的可聚合的化合物的比例為0.03重量份至10重量份的範圍。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其更含有聚合起始劑。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其更含有聚合抑制劑。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，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以下。
  17. 一種液晶顯示元件，其為高分子保持配向型(PSA)，其特徵在於：包括於至少一塊基板上具有電極層的2塊基板，且於此2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項所述的液晶組成物中的可聚合的化合物聚合而成的化合物。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的液晶顯示元件，其中上述液晶顯示元件的運作模式為TN模式、VA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。
  19. 一種液晶顯示元件的製造方法，其藉由在電壓施加狀態下，對配置於2塊基板間的如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物進行光照射，使可聚合的化合物進行聚合，來製造如申請專利範圍第17項所述的液晶顯示元件。
  20. 一種如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物的用途，其用於液晶顯示元件。
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