TWI629342B - Liquid crystal composition and liquid crystal display element using same - Google Patents

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Abstract

本發明所欲解決之課題在於提供一種可兼顧高Tni與低黏度之液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。
本發明提供一種液晶組成物，且一併提供一種使用該液晶組成物之液晶顯示元件，該液晶組成物之特徵在於：其含有作為第一成分之通式(1)所表示之化合物：
與作為第二成分之下述通式(2)所表示之化合物之群中之至少1種：R2-A1-A2-A3-A4-R3 (2)，且介電各向異性為負。

Description

液晶組成物及使用其之液晶顯示元件
本發明係關於一種液晶組成物，進而關於一種使用該液晶組成物之液晶顯示元件。
液晶顯示元件係逐漸用於以鐘錶、計算器為首之各種測定機器、汽車用面板、文字處理機、電子記事本、印表機、電腦、電視、鐘錶、廣告顯示板等。又，該液晶顯示元件之構成係如下者：於形成有對向之透明電極之一對基板間填充液晶組成物，對上述電極間施加電壓，藉此使液晶之配向狀態變化，控制通過之光之量，而顯示由該通過之光之量之差顯現之圖案。作為液晶顯示方式，其代表性者有TN(扭轉向列)型、STN(超扭轉向列)型、使用TFT(薄膜電晶體)之VA(以下，亦稱為垂直配向)型或IPS(共平面切換)型等。針對該等液晶顯示元件所使用之液晶組成物，要求其對水分、空氣、熱、光等外在因素穩定，又，於以室溫為中心儘可能廣泛之溫度範圍內顯示液晶相，低黏性，且驅動電壓低。
例如，廣泛用於液晶TV等之VA型通常使用具備負△ε之液晶組成物，PC顯示器等所使用之TN型或廣泛用於觸控面板等之IPS型通常主要使用具備正△ε之液晶組成物。當然，要求不限於該等IPS或VA 型，而於所有驅動方式中顯示低電壓驅動、高速應答、及較廣動作溫度範圍之液晶組成物。為了應對此種要求，通常要求具備較大之介電各向異性差(△ε)、較大之折射率各向異性差(△n)、較小之黏度(η)、及較高之向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)的液晶組成物。
進而，必須根據△n與液晶單元間隙(d)之乘積即△n×d之設定，結合液晶單元間隙而將液晶組成物之△n調節為適當範圍。此外，於將液晶顯示元件應用於電視等之情形時，由於高速應答性受到重視，故要求旋轉黏性係數(γ 1)較小之液晶組成物。
因此，滿足液晶組成物所要求之該等物性之單獨化合物不存在，因此為了對各顯示元件將介電各向異性(△ε)或折射率各向異性(△n)等物性值設為最佳值，而以數種至數十種化合物構成液晶組成物。
例如，於專利文獻1之技術中，可提供基於ECB效應之矩陣液晶顯示器，其與先前相比動作溫度範圍較廣、應答時間短或低電壓驅動優異，同時具有非常大之電阻值(參照專利文獻1段落「0013」)。具體而言，於專利文獻1中，揭示有以末端具有烷基或烯基之二氟苯基環己烷骨架之化合物為必須成分之液晶組成物。
又，作為相同目的之其他技術，可列舉專利文獻2。於該專利文獻2中，揭示有式I~式IV所示之極性型液晶化合物與式V~式VIII所示之非極性型液晶化合物的組成物。並且，藉由該組成物，可使可利用之參數範圍明顯擴大(專利文獻2段落「0028」)。
[專利文獻1]日本特開2007-231283號公報
[專利文獻2]日本特開2006-169518號公報
專利文獻1及2均為僅由連結有2~3個環己烷環及苯環之液晶化合物所構成之組成物，因此可確切地期待低黏度(η)，但有如下問題，即不僅難以於維持此種低黏度狀態不變之情況下獲得Tni較高之液晶組成物，而且必需使用多種之必需之原料化合物。因此，本發明之液晶組成物之目的在於藉由將具有特定化學結構之低黏度聯環己烷烯基化合物與具有特定化學結構之高Tni直環4環化合物進行組合而解決上述問題。
本發明者為解決上述課題而努力進行研究，結果發現，可藉由使用通式(1)及通式(2)之液晶組成物而兼顧高Tni與低黏度，從而完成本發明。
即，本發明之液晶組成物之特徵在於：含有作為第一成分之式(1)所表示之化合物：
(上述式(1)中，R1為氫原子或碳原子數1~15個之烷基)、與作為第二成分之下述通式(2)所表示之化合物之群中之至少1種：R2-A1-A2-A3-A4-R3 (2)
(上述通式(2)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者， A1~A4分別獨立地為以下之式(A)~(E)：
中之任一者；再者，上述式(A)~(E)中之＊表示鍵結部位)，且介電各向異性為負。
本發明之液晶組成物可發揮高Tni與低黏度。
1‧‧‧第二偏光板
2‧‧‧第二基板
3‧‧‧薄膜電晶體層或包含薄膜電晶體之電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧像素電極(共用電極)
7‧‧‧彩色濾光片
8‧‧‧第一基板
9‧‧‧第一偏光板
10‧‧‧液晶顯示元件
11‧‧‧閘極電極
12‧‧‧陽極氧化被膜
13‧‧‧閘極絕緣層
14‧‧‧透明電極(層)
15‧‧‧汲極電極
16‧‧‧歐姆電極接觸層
17‧‧‧半導體層
18‧‧‧保護膜
19a、19b‧‧‧源極電極
21‧‧‧像素電極
22‧‧‧存儲電容器
23‧‧‧汲極電極
24‧‧‧資料配線
25‧‧‧閘極配線
26‧‧‧源極電極
27‧‧‧閘極電極
101‧‧‧保護層
圖1係示意性地表示本發明之液晶顯示元件之構成之圖。
圖2係將圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3擴大之俯視圖。
圖3係沿圖2中之I-I'線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷的剖面圖。
圖4係將圖3中之薄膜電晶體擴大之圖。
第一，本發明係一種液晶組成物，其特徵在於：其含有作為第一成分之通式(1)所表示之化合物：
(上述式(1)中，R1為氫原子或碳原子數1~15個之烷基)、與作為第二成分之下述通式(2)所表示之化合物之群中之至少1種：R2-A1-A2-A3-A4-R3 (2)
(上述通式(2)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者，A1~A4分別獨立地為以下之式(A)~(E)：
中之任一者。再者，上述式(A)~(E)中之＊表示鍵結部位)，且介電各向異性為負。
低黏度特性係通式(1)所示之2環化合物所承擔，且較高之轉移溫度(Tni)特性係通式(2)所表示之4環化合物所承擔，藉此，因化學結構之相互不同點，而可不阻礙各自效果而發揮兩者之效果，因此可認為，可提供與其他具備相同程度之Tni、△n或△ε特性之專利文獻1或2之組成物相比液晶組成物整體之黏度特性或轉移溫度優異的組成物。
本發明之液晶組成物係必須含有通式(1)所表示之第一成分及通式(2)所表示之第二成分者，且視需要，亦可進而於本發明之液晶組成物中含有選自由第三成分、第四成分以及聚合性單體或添加劑等其他成分所組成之群中之至少1種。具體而言，本發明之液晶組成物係以通式(1)及通式(2)所表示之化合物為必須成分者，進而可視需要而含有選自由下述通式(3)~通式(4)以及下述通式(V-A)及通式(V-B)所表示之化合物所組成之群中的至少1種。
關於該液晶組成物中所含有之通式(1)、通式(2)、通式(3)~通式(4)以及通式(V-A)及通式(V-B)所表示之化合物之合計含量，作為下限值，較佳為60質量%，更佳為65質量%，更佳為70質量%，更佳為75質量%，更佳為80質量%，更佳為85質量%，更佳為90質量%，更佳為92質量%，更佳為95質量%，更佳為98質量%，更佳為99質量%，作為上限值，較佳為100質量%，更佳為99.5質量%。
因此，本發明之液晶組成物中之添加劑(抗氧化劑、UV吸收劑等)較佳為100ppm~1質量%。又，本發明之液晶組成物中之聚合性 單體較佳為500ppm~10質量%。
本發明之液晶組成物之介電各向異性△ε之值於25℃較佳為-2.0至-6.0，更佳為-2.5至-5.0，尤佳為-2.5至-4.0，若進一步詳細說明，則於重視應答速度之情形時，若該介電各向異性△ε之值為-2.5~-3.4之範圍，則就應答速度之觀點而言較佳，於重視驅動電壓之情形時，較佳為-3.4~-4.0。
本發明之液晶組成物之折射率各向異性△n之值於25℃較佳為0.08至0.160，更佳為0.090至0.130。若進一步詳細說明，則於對應較薄之液晶單元間隙(液晶單元間隙3.4μm以下)之情形時，較佳為0.100至0.130，於對應較厚之液晶單元間隙(液晶單元間隙3.5μm以上)之情形時，較佳為0.080至0.100。
本發明之液晶組成物之旋轉黏度(γ1)之上限值較佳為165(mPa．s)以下，更佳為130(mPa．s)以下，尤佳為120(mPa．s)以下。另一方面，該旋轉黏度(γ1)之下限值較佳為20(mPa．s)以上，更佳為30(mPa．s)以上，進而較佳為40(mPa．s)以上，進而更佳為50(mPa．s)以上，進而更佳為60(mPa．s)以上，尤佳為70(mPa．s)以上。
於本發明之液晶組成物中，較佳為旋轉黏度與折射率各向異性之函數即Z顯示特定之值。
(上述數式中，γ1表示旋轉黏度，△n表示折射率各向異性)。
Z較佳為13000以下，更佳為12000以下，尤佳為11000以 下。
本發明之液晶組成物於用於主動矩陣顯示元件之情形時，較佳為具有1011(Ω．m)以上之比電阻，更佳為1012(Ω．m)，進而較佳為1013(Ω．m)以上，進而更佳為1014(Ω．m)以上。
本發明之液晶組成物係可以較廣範圍使用向列相-各向同性液體相轉移溫度(TNI)者，該相轉移溫度(TNI)較佳為60~120℃，更佳為70~110℃，尤佳為75~100℃。
以下，對本發明之液晶組成物可含有之各成分詳細進行說明。本發明之第一成分係通式(1)所表示之化合物：
(上述通式(1)中，R1為氫原子或碳原子數1~15個之烷基)。
該通式(1)所示之化合物與本發明之其他成分相比，溶解度相對較高，因此可較多存在於本發明之液晶組成物內，而可提供低黏度之液晶組成物。
於上述通式(1)中，R1為氫原子或碳原子數1~15個之烷基，較佳為氫原子或碳原子數1~10個之烷基，更佳為氫原子或碳原子數1~5個之烷基，進而較佳為氫原子或碳原子數1~3個之烷基，尤佳為氫原子或甲基。其中，尤佳為併用R1為氫原子之化合物與R1為甲基之化合物。
作為本發明之「碳原子數1~15個之烷基」之例，可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、異丁基、第三丁基、3-戊基、異戊基、 新戊基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十五烷基等。再者，於本說明書中，烷基之例係共通，且根據各烷基之碳原子數之數量而適當自上述例示中選擇。又，本發明之碳原子數1~15之烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀，更佳為直鏈狀。
本發明之液晶組成物中，第一成分之含量係不僅根據該液晶組成物之使用態樣、使用目的亦根據與其他成分之關係而適當選擇者，因此，該液晶組成物所含有之第一成分之含量之較佳範圍較佳為視實施形態而一個個分別獨立。於本發明之液晶組成物中，第一成分之含量之下限值相對於本發明之液晶組成物總量(100質量%)例如於本發明之一實施形態中為3質量%。又，於本發明之另一實施形態中為5質量%。或者，於本發明之另一實施形態中為7質量%。又或者，於本發明之另一實施形態中為10質量%。又，於本發明之另一實施形態中為12質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為15質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為18質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為20質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為23質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為25質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為28質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為30質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為38質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為42質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為47質量%。進而，於本發明之另一實施形態 中為50質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為60質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為70質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為80質量%。
進而，於本發明之液晶組成物中，第一成分之含量之上限值相對於本發明之液晶組成物總量，例如於本發明之一形態中為95質量%。又，於本發明之另一實施形態中為85質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為25質量%。
於本發明之液晶組成物中，通式(1)所表示之化合物之含量必須根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率、下述之製程適應性或滴下痕跡、殘像、介電各向異性等所要求之性能而進行適當調整。
又，於必需保持本發明之液晶組成物之黏度低從而應答速度快之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。進而，於必需保持本發明之液晶組成物之Tni較高從而溫度穩定性良好之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。又，為了保持驅動電壓較低而欲使介電各向異性變大時，較佳為使上述之下限值變低且上限值較低。
於本發明之第一成分中，通式(1)所表示之化合物彼此可組合之種類並無特別限制，係根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠 性、雙折射率等所需之性能而適當組合使用。關於用作第一成分之通式(1)之化合物之種類，例如於本發明之一實施形態中，第一成分為1種通式(1)所表示之化合物。或者於本發明之另一實施形態中，第一成分為2種通式(1)所表示之化合物。又，於本發明之另一實施形態中，第一成分為3種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為4種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為5種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為6種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為7種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為8種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為9種通式(1)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第一成分為含有10種以上之通式(1)所表示之化合物之系統。
本發明之通式(1)所表示之化合物之介電各向異性(△ε)的下限值於一實施形態中為-1.5，於另一實施形態中為-1。進而於另一實施形態中為-0.5，進而於另一實施形態中為0。又，另一方面，由通式(1)所表示之化合物所構成之液晶組成物之介電各向異性(△ε)的上限值於一實施形態中為0，於另一實施形態中為+1。進而於另一實施形態中為-1，進而於另一實施形態中為0.5。又進而於另一實施形態中為1.5，又進而於另一實施形態中為-0.5。
本發明之第一成分之較佳形態係自上述通式(1)所表示之化合物(上述通式(1)(R1為氫原子或碳原子數1~3個之烷基))中將1~ 3種不同之化合物混合而成者。又，此時，關於本發明之第一成分整體之質量比，相對於液晶組成物整體，較佳為5質量%以上45質量%以下。進而，本發明之第一成分之較佳形態尤佳為將R1為氫原子之化合物、與R1為甲基之化合物組合使用。
又，例如於將R1為氫原子之化合物單獨用作本發明之第一成分之情形時，該第一成分之質量比較佳為20~45質量%，例如於將R1為甲基之化合物單獨用作本發明之第一成分之情形時，該第一成分之質量比較佳為5~15質量%。進而於將R1為氫原子之化合物與R1為甲基之化合物組合使用之情形時，液晶組成物整體中之第一成分之比例更佳為25~60質量%。
本發明之第二成分係通式(2)所表示之化合物：R2-A1-A2-A3-A4-R3 (2)
(上述通式(2)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者， A1~A4分別獨立地為以下之式(A)~(E)：
中之任一者。再者，上述式(A)~(E)中之＊表示鍵結部位)。
若含有通式(2)所表示之化合物作為第二成分，則可獲得高Tni之液晶組成物。
上述通式(2)中，R2及R3分別獨立，較佳為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者，更佳為選自由碳原子數1~10個之烷基、碳原子數1~10個之烷氧基及碳原子數2~10個之烯基所組成之群中之至少1者，進而較佳為選自由碳原子數1~5個之烷基、碳原子數1~5個之烷氧基及碳原子數2~5個之烯基所組成之群中之至少1者。
又，於R2及R3中之至少任一者為烯基之情形時，例如鍵結於上述式(A)之烯基較佳為碳原子數2~5個，例如鍵結於上述式(B)~(E)之烯基較佳為碳原子數4~5個。
再者，上述烷基、烷氧基及烯基較佳為直鏈狀或支鏈狀，更佳為直鏈狀。
本發明之「碳原子數1~15個之烷基」之例係如上所述，因此於此處省略。
關於本發明之「碳原子數1~15個之烷氧基」之例，較佳為該取代基中之至少1個氧原子存在於與環結構直接鍵結之位置，更佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基(正丙氧基、異丙氧基)、丁氧基、戊氧基、辛氧基、十八烷氧基。再者，於本說明書中，烷氧基之例係共通，且根據各烷氧基之碳原子數之數量而適當自上述例示選擇。
本發明之「碳原子數2~15個之烯基」之例可列舉：乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1,3-丁二烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、2-己烯基等。又，作為本發明之更佳之烯基，由下述所記載之式(i)(乙烯基)、式(ii)(1-丙烯基)、式(iii)(3-丁烯基)及式(iv)(3-戊烯基)表示：
(上述式(i)~(iv)中，＊表示向環結構鍵結之部位)，但於本案發明之液晶組成物含有聚合性單體之情形時，較佳為式(ii)及式(iv)所表示之結構，更佳為式(ii)所表示之結構。又進而於上述式(i)~(iv)所鍵結之環為式(A)之情形時，作為烯基，尤佳為式(i)或式(ii)，於上述式(i)~(iv)所鍵結之環為式(B)~式(E)之情形時，作為烯基，尤佳為式(iii)或式(iv)。再者，於本說明書中，烯基之例係 共通，且根據各烯基之碳原子數之數量而適當自上述例示選擇。
本發明之第二成分較佳為上述通式(2)中，A2及A3分別獨立地為選自由上述式(B)~(E)所組成之群中之至少1者。
於本發明之液晶組成物中，作為第二成分之通式(2)較佳為包括選自由下述之通式(2a)~(2i)所表示之化合物所組成之群中之至少1種：
(上述通式(2a)~(2i)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者)所表示之化合物所組成之群中之至少1種，更佳 為包括選自由通式(2a)、(2i)、(2c)、(2d)及(2g)所表示之化合物所組成之群中之至少1種，進而較佳為包括選自由通式(2a)、(2i)、(2d)及(2g)。
尤其是若含有選自由通式(2a)、(2i)、(2d)及(2g)所組成之群中之至少1種所表示之化合物作為第二成分，則可製備高Tni之液晶組成物。
本發明之液晶組成物中之第二成分之含量係不僅根據該液晶組成物之使用態樣、使用目的，亦根據與其他成分之關係而適當選擇者，因此關於該液晶組成物所含有之第二成分之含量之較佳範圍，較佳為視實施形態而一個個分別獨立。於本發明之液晶組成物中，第二成分之含量之下限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一實施形態中為1質量%。又，於本發明之另一實施形態中為2質量%。或者於本發明之另一實施形態中為3質量%。又，於本發明之另一實施形態中為4質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為5質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為10質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為15質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為20質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為25質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為30質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為50質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為60質量%。
進而，於本發明之液晶組成物中，第二成分之含量之上限值相對於本發明之液晶組成物的總量，例如於本發明之一形態中為65質量%。又，於本發明之另一實施形態中為55質量%。進而，於本發明之另一 實施形態中為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為25質量%。進而，於本發明之另一實施形態中為20質量%。
於本發明之液晶組成物中，通式(2)所表示之化合物之含量必須根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率、下述之製程適應性或滴下痕跡、殘像、介電各向異性等所要求之性能而進行適當調整。
又，於必需保持本發明之液晶組成物之黏度低從而應答速度快之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。進而，於必需保持本發明之液晶組成物之Tni較高從而溫度穩定性良好之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。又，為了保持驅動電壓較低而欲使介電各向異性變大時，較佳為使上述之下限值變低且上限值較低。
於本發明之第二成分中，通式(2)所表示之化合物彼此可組合之種類並無特別限制，係根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率等所需之性能而適當組合使用。關於用作第二成分之通式(2)之化合物之種類，例如於本發明之一實施形態中，第二成分為1種通式(2)所表示之化合物。或者於本發明之另一實施形態中，第二成分為2種通式(2)所表示之化合物。又，於本發明之另一實施形態中，第二成分為3種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為4種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第 二成分為5種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為6種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為7種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為8種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為9種通式(2)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第二成分為含有10種以上之通式(2)所表示之化合物之系統。
本發明之通式(2)所表示之化合物之介電各向異性(△ε)的下限值於一實施形態中為-15，於另一實施形態中為-11。進而於另一實施形態中為-6，進而於另一實施形態中為-2。又，另一方面，由通式(2)所表示之化合物所構成之液晶組成物之介電各向異性(△ε)的上限值於一實施形態中為-1，於另一實施形態中為0。進而於另一實施形態中為-0.5，進而於另一實施形態中為-2。又進而於另一實施形態中為-1.5。
關於本發明之第二成分之較佳形態，較佳為上述通式(2)所表示之化合物中通式(2a)、(2i)、(2d)及(2g)，且相對於液晶組成物整體而含有第二成分2~15質量%。尤其是於作為第二成分含有之化合物為複數種之情形時，合計更佳為6~15質量%。又，於該情形時，較佳為分別含有各種類之化合物2~5%左右。
本發明之液晶組成物較佳為進而含有下述通式(3)所表示之化合物之群中之至少1種作為第三成分：
(上述通式(3)中，RL1及RL2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基，該烷基中之1個或不鄰接之2個以上之-CH2-亦可分別獨立被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，OL表示0、1、2或3，BL1、BL2及BL3分別獨立地為選自由以下之(a)及(b)所組成之群中之基，(a)1,4-伸環己基(存在於該基中之1個之-CH2-或不鄰接之2個以上之-CH2-亦可被取代為-O-)
(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個之-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)
上述(a)及上述(b)所表示之基所含有之氫原子可分別獨立地被氰基、氯原子或氟原子取代，LL1及LL2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，於OL為2或3且LL2存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，於OL為2或3且BL3存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，但不包括通式(1)所表示之化合物及通式(2)所表示之化合物及通式(3)所表示之化合物)。因此，該第三成分係任意成分。
RL1及RL2於其鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時，較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基，於其鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二 烷等飽和之環結構之情形時，較佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
於要求液晶組成物之化學穩定性之情形時，本發明之通式(3)所表示之化合物較佳為其分子內不具有氯原子。
若將通式(3)所表示之化合物添加於液晶組成物中，則就可將液晶顯示元件之驅動電壓之變化抑制成最小限度，並且任意改變液晶組成物之黏性、△n、轉移點的方面而言較佳。
關於本發明之液晶組成物中之第三成分之含量，係與上述作為必須成分之第一成分及第二成分等同樣地，不僅根據液晶組成物之使用態樣、使用目的，亦根據與其他成分之關係而適當選擇者，因此，關於該液晶組成物所含有之第三成分之含量之好較範圍，較佳為視實施形態，一個個分別獨立。
於本發明之液晶組成物中，第三成分之含量之下限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一實施形態中較佳為1質量%。或者於本發明之另一實施形態中較佳為10質量%。又，於本發明之另一實施形態中較佳為20質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為30質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為50質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為60質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為70質量%。進而，於本發明之另一實施 形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為80質量%。
進而，於本發明之液晶組成物中，第三成分之含量之上限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一形態中較佳為95質量%。又，於本發明之另一實施形態中較佳為85質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為25質量%。
於本發明之液晶組成物中，通式(3)所表示之化合物之含量必須根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率、下述之製程適應性或滴下痕跡、殘像、介電各向異性等所要求之性能而進行適當調整。
又，於必需保持本發明之液晶組成物之黏度低從而應答速度快之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。進而，於必需保持本發明之液晶組成物之Tni較高從而溫度穩定性良好之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。又，為了保持驅動電壓較低而欲使介電各向異性變大時，較佳為使上述之下限值變低且上限值較低。
於本發明之第三成分中，通式(3)所表示之化合物彼此可組合之種類並無特別限制，係根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠 性、雙折射率等所需之性能而適當組合使用。關於用作第三成分之通式(3)之化合物之種類，例如於本發明之一實施形態中，第三成分為1種通式(3)所表示之化合物。或者於本發明之另一實施形態中，第三成分為2種通式(3)所表示之化合物。又，於本發明之另一實施形態中，第三成分為3種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為4種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為5種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為6種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為7種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為8種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為9種通式(3)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第三成分為含有10種以上之通式(3)所表示之化合物之系統。
本發明之通式(3)所表示之化合物之介電各向異性(△ε)的下限值於一實施形態中為-1，於另一實施形態中為-0.5。進而於另一實施形態中為0，進而於另一實施形態中為0.5。又進而於另一實施形態中為1，又進而於另一實施形態中為-0.3。又，另一方面，由通式(3)所表示之化合物所構成之液晶組成物之介電各向異性(△ε)的上限值於一實施形態中為+1，於另一實施形態中為+0.5。進而於另一實施形態中為0，進而於另一實施形態中為-0.5。又進而於另一實施形態中為+0.3，又進而於另一實施形態中為-0.7。
本發明之通式(3)所表示之化合物進而較佳為選自通式 (III-a)~通式(III-g)所表示之化合物群之至少1種化合物。
(上述通式(III-a)~(III-f)中，R300~R311分別獨立地表示碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基或碳原子數2~10之烯基，L為二價之連結基，上述通式(III-g)中，R31及R32分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，A31及A32分別獨立地表示1,4-伸環己基或1,4-伸苯基，Q3表示單鍵或COO-，X31及X32分別獨立地表示氟原子或氫原子，m30為0或1之整數)。
於上述通式(III-a)~通式(III-f)中，R300至R311分別獨立，較佳為表示碳原子數1~10之烷基、碳原子數2~10之烯基或碳原子數1~10之烷氧基，更佳為表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或 碳原子數2~5之烷氧基。又，上述通式(III-f)中之二價之連結基(L)較佳為表示單鍵、-CF2O-或COO-。
又，於上述通式(III-a)~通式(III-g)中表示烯基之情形時，較佳為與上述相同之烯基之例示，更佳為上述式(i)~式(iv)。
進而，上述R300及R309可相同亦可不同，但較佳為表示不同之取代基。
於使用選自上述通式(III-a)~通式(III-g)所表示之7個化合物群之化合物作為第三成分的情形時，較佳為於第三成分中含有1種~10種之化合物，更佳為於第三成分中含有1種~8種之化合物，進而較佳為於第三成分中含有1種~5種之化合物，尤佳為於第三成分中含有2種~4種之化合物。又，於該情形時，本發明之液晶組成物中之上述第三成分之合計含量較佳為5~50%，更佳為5~40質量%，進而較佳為5~35質量%，尤佳為7~30質量%。
本發明之通式(III-a)所表示之化合物較佳為選自通式(III-a-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-a-1)中，R3a及R3b分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基)。
關於上述通式(III-a-1)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
又，更佳為通式(3.1)、通式(3.3)及式(3.4)所表示之化合物。
於欲製作黏度小而高速應答之液晶顯示元件時，較佳為多使用式(3.1)，但於欲製作Tni較高而即便高溫亦可穩定顯示之液晶顯示元件時，較佳為使式(3.3)~式(3.4)所表示之化合物之含量增多。
本發明之通式(III-a)所表示之化合物較佳為選自通式(III-a-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-a-2)中，R3c分別獨立地表示碳原子1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~5之烷氧基。其中，於與式(1)之化學式重複之情形時，不包括通式(III-a-2)所表示之化合物)。
關於上述通式(III-a-2)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
較佳為上述式(3.6)所表示之化合物。
進而，上述通式(III-a)所表示之化合物較佳為選自通式(III-a-3)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-a-3)中，R3d表示碳原子數1~5之烷基，R3e表示碳原子數1~4之烷氧基)。
關於上述通式(III-a-3)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
較佳為上述式(3.11)、式(3.13)或式(3.18)所表示之化合物。
本案發明之液晶組成物亦可進而含有具有與通式(III-a)所表示之化合物類似之結構的式(3.19)所表示之化合物。
進而，上述通式(III-a)所表示之化合物較佳為選自通式(III-a-4)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-a-4)中，R3f及R3g分別獨立地表示碳原子數2~5之烯基)。
進而，上述通式(III-a-4)所表示之化合物較佳為選自式(3.20)至式(3.29)所表示之化合物群之化合物，較佳為式(3.21)、式(3.23)及式(3.26)所表示之化合物。
進而，上述通式(III-b)所表示之化合物較佳為選自通式(III-b-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-b-1)中，R3h表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，R3i表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基)。
關於上述通式(III-b-1)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
較佳為式(3.31)或式(3.38)所表示之化合物。
進而，本發明之液晶組成物亦可含有具有與通式(III-b-1)所表示之化合物類似之結構的選自通式(III-b-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-b-2)中，R3j及R3k分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，X30分別獨立地表示氟原子或氯原子)。
進而，通式(III-b-2)所表示之化合物較佳為式(3.44)所表示之化合物。
進而，通式(III-c)所表示之化合物較佳為選自通式(III-c-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-c-1)中，R3l及R3m分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基)。
關於上述通式(III-c-1)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
更佳為式(3.48)、式(3.49)或式(3.53)所表示之化合物。
進而，可含有具有與通式(III-c-1)所表示之化合物類似之結構的選自通式(III-c-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-c-2)中，R3n及R3o分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，X31及X32分別獨立地表示氟原子或氫原子，且X31或X32中之任一者為氟原子)。
進而，通式(III-c-2)所表示之化合物較佳為式(3.54)所表示之化合物。
進而，通式(III-d)所表示之化合物例如較佳為選自通式(III-d-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-d-1)中，R3p表示碳原子數1~5之烷基，R3q表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
關於上述通式(III-d-1)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
上述通式(III-d-1)所表示之化合物更佳為式(3.55)所表示之化合物。
進而，通式(III-d)所表示之化合物例如較佳為選自通式(III-d-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-d-2)中，R3r表示碳原子數1~5之烷基，R3s表示碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，通式(III-d-1)所表示之化合物例如亦較佳為式(3.57)~式(3.60)所表示之化合物，其中，更佳為式(3.60)所表示之化合物。
本發明之通式(III-d)所表示之化合物例如較佳為選自通式(III-d-3)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-d-3)中，R3t表示碳原子數2~5之烯基，R3u表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，通式(III-d-3)所表示之化合物例如較佳為式(3.61)~式(3.63)所表示之化合物。
本發明之通式(III-e)所表示之化合物較佳為選自通式(III-e-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-e-1)中，R3v及R3w分別獨立地表示碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
關於上述通式(III-e-1)所表示之化合物，更具體而言，較佳為下述所記載之化合物。
本發明之通式(III-e)所表示之化合物更佳為選自通式(III-e-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-e-2)中，R3x表示碳原子數2~5之烯基。R3y分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
上述通式(III-e-2)所表示之化合物例如較佳為式(3.67)或式(3.68)所表示之化合物。
本發明之通式(III-e)所表示之化合物較佳為選自通式(III-e-3)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-e-3)中，Ra1表示碳原子數1~5之烷基，Rb1表示碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，通式(III-e-3)所表示之化合物例如較佳為選自式(3.69)~式(3.71)所表示之化合物群之化合物，尤佳為式(3.71)所表示之化合物。
本發明之通式(III-f)所表示之化合物例如較佳為選自通式(III-f-1)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-f-1)中，Rc1及Rd1分別獨立地表示碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，上述通式(III-f-1)所表示之化合物例如較佳為式(3.72)所表示之化合物。
本發明之通式(III-f)所表示之化合物例如較佳為選自通式 (III-f-2)所表示之化合物群之化合物。
(上述通式(III-f-2)中，Re1及Rf1分別獨立地表示碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~5之烷基或碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，上述通式(III-f-2)所表示之化合物例如較佳為式(3.73)~式(3.77)所表示之化合物，尤佳為式(3.74)或/及式(3.77)所表示之化合物。
本發明之通式(III-g)所表示之化合物較佳為通式(III-g-8)所表示之化合物。
(上述通式(III-g-8)中，R31及R32分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，上述通式(III-g-8)所表示之化合物較佳為式(3.96)~式(3.98)所表示之化合物。
本發明之通式(III-g)所表示之化合物較佳為通式(III-g-9)所表示之化合物。
(上述通式(III-g-9)式中，R31及R32分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基，X31~X36分別獨立地表示氟原子或氫原子)。
又，於該通式(III-g-9)中，X31及X32、X33及X34以及X35及X36之組合中，較佳為一方之1個取代基為氟原子。
本發明之通式(III-g)所表示之化合物進而較佳為通式(III-g-10)~(III-g-13)所表示之化合物。
(上述通式(III-g-10)~(III-g-13)中，R31及R32分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基或碳原子數1~4之烷氧基)。
進而，上述通式(III-g)所表示之化合物較佳為通式(III-g-10)所表示之化合物。作為該通式(III-g-10)所表示之化合物之較佳例，較佳為以下之式(3.100)~(3.116)之化合物。
本發明之通式(3)所表示之化合物中，較佳為通式(III-a)及通式(III-b)以及上述式(3.1)~式(3.116)，於上述式(3.1)~式(3.116)中，更佳為式(3.1)、式(3.3)、式(3.4)、式(3.11)、式(3.13)、式(3.21)、式(3.31)、式(3.35)、式(3.33)、式(3.37)、式(3.48)(3.49)(3.53)、式(3.61)、式(3.62)、式(3.65)、式(3.100)、式(3.101)、式(3.102)、式(3.103)、式(3.104)、式(3.105)、式(3.106)、式(3.109)、式(3.110)(3.113)、式(3.114)、式(3.111)、式(3.112)、式(3.115)及式(3.116)所表示之化合物，進而較佳為式(3.1)、式(3.11)、式(3.13)、式(3.21)、式(3.31)、式(3.49)、式(3.53)、式(3.61)、式(3.62)、式(3.65)、式(3.100)、 式(3.101)、式(3.103)、式(3.104)、式(3.105)、式(3.106)、式(3.109)、式(3.110)、式(3.111)、式(3.112)、式(3.113)、式(3.114)、式(3.115)及式(3.116)所表示之化合物。
又，上述通式(III-a)及通式(III-b)所表示之第三成分之含量的下限值依序較佳為20質量%、25質量%、30質量%、35質量%、40質量%、45質量%及50質量%。又，上述通式(III-a)及通式(III-b)所表示之第三成分之含量的上限值依序較佳為70質量、65質量%、60質量%、55質量%、50質量%、45質量%、40質量%、35質量%及30質量%。
關於本發明之第三成分之尤佳形態，係自選自由式(3.11)、式(3.31)、式(3.53)、式(3.61)、式(3.62)、式(3.109)、式(3.110)、式(3.111)及式(3.112)所組成之群中之至少1者所表示之化合物中，將1~3種不同之化合物混合而成者。又，此時，關於本發明之第三成分整體之質量比，相對於液晶組成物整體，尤佳為25~70質量%。
「第四成分」
本發明之液晶組成物較佳為進而含有下述通式(4)所表示之化合物之群中之至少1種作為第四成分：
(上述通式(4)中，RX1及RX2分別獨立地表示碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基或碳原子數2至10之烯基，存在於該等基中之1個之亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-或-S-，又，存在 於該等基中之1個或2個以上之氫原子亦可被取代為氯原子及/或氟原子，u及v分別獨立地表示0、1或2，但u+v為2以下，MX1、MX2及MX3分別獨立，選自由以下之(a)及(b)所組成之群，(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個之亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基亦可被取代為-O-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=亦可被取代為-N=)
上述(a)或上述(b)所示之基所含有之氫原子亦可分別經選自由氰基、氟原子、三氟甲基及三氟甲氧基所組成之群中之基取代，於存在複數個MX2及/或MX3之情形時，該等可相同亦可不同，LX1、LX2及LX3分別獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-或-C≡C-，於存在複數個LX1及/或LX3之情形時，該等可相同亦可不同，XX1及XX2分別獨立地表示三氟甲基、三氟甲氧基或氟原子，但XX1及XX2中之任一者表示氟原子。其中，上述不包括通式(1)~通式(3)所表示之化合物)。因此，該第四成分為任意成分。
於上述RX1及RX2所鍵結之環結構為苯基(芳香族)之情形時，上述RX1及RX2較佳為直鏈狀或支鏈狀之碳原子數1~10之烷基、直鏈狀或支鏈狀之碳原子數1~10(或其以上)之烷氧基及碳原子數2~10之烯基，更佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及碳原子數4~5之烯基。另一方面，於該RX1及RX2所鍵結之環結構為環己烷、吡喃及二烷等飽和之環結構的情形時，上述RX1及 RX2較佳為直鏈狀或支鏈狀之碳原子數1~10之烷基、直鏈狀之碳原子數1~10(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~10之烯基，更佳為直鏈狀之碳原子數1~5之烷基、直鏈狀之碳原子數1~4(或其以上)之烷氧基及直鏈狀之碳原子數2~5之烯基。
又，於本發明之通式(4)中，於重視改善顯示元件之應答速度之情形時，上述RX1及RX2較佳為烯基，於重視電壓保持率等可靠性之情形時，上述RX1及RX2較佳為烷基。
上述通式(4)中之烷基及烷氧基較佳為與上述第一成分~第三成分相同之烷基及/或烷氧基。又，上述通式(4)中之烯基較佳為與上述第三成分相同之烯基之例示，且更佳為上述式(i)~式(iv)。
又，於要求液晶組成物之化學穩定性之情形時，通式(4)所表示之化合物較佳為其分子內不具有氯原子。
若將此種通式(4)所表示之化合物添加於液晶組成物，則就使液晶顯示元件之驅動電壓變化之觀點而言尤佳。
關於本發明之液晶組成物中之第四成分之含量，係與上述作為必須成分之第一成分及第二成分等同樣地，不僅根據液晶組成物之使用態樣、使用目的，亦根據與其他成分之關係而適當選擇者，因此關於該液晶組成物所含有之第四成分之含量之較佳範圍，較佳為視實施形態，一個個分別獨立。
於本發明之液晶組成物中，第四成分之含量之下限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一實施形態中較佳為1質量%。或者，於本發明之一實施形態中較佳為5質量%。或者於 本發明之另一實施形態中較佳為10質量%。又，於本發明之另一實施形態中較佳為20質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為30質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為50質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為60質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為70質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為80質量%。
進而，於本發明之液晶組成物中，第四成分之含量之上限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一形態中較佳為95質量%。又，於本發明之另一實施形態中較佳為85質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為25質量%。
於本發明之液晶組成物中，通式(4)所表示之化合物之含量必須根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率、下述之製程適應性或滴下痕跡、殘像、介電各向異性等所要求之性能而進行適當調整。
又，於必需保持本發明之液晶組成物之黏度低從而應答速度快之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。進而， 於必需保持本發明之液晶組成物之Tni較高從而溫度穩定性良好之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。又，為了保持驅動電壓較低而欲使介電各向異性變大時，較佳為使上述之下限值變低且上限值較低。
於本發明之第四成分中，通式(4)所表示之化合物彼此可組合之種類並無特別限制，係根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率等所需之性能而適當組合使用。關於用作第四成分之通式(4)之化合物之種類，例如於本發明之一實施形態中，第四成分為1種通式(4)所表示之化合物。或者於本發明之另一實施形態中，第四成分為2種通式(4)所表示之化合物。又，於本發明之另一實施形態中，第四成分為3種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為4種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為5種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為6種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為7種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為8種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為9種通式(4)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第四成分為含有10種以上之通式(4)所表示之化合物之系統。
本發明之通式(4)所表示之化合物之介電各向異性(△ε)的下限值於一實施形態中為-20，於另一實施形態中為-15。進而於另一實施形態中為-13，進而於另一實施形態中為-12。又進而於另一實施形態中為 -10，又進而於另一實施形態中為-8。又，另一方面，由通式(4)所表示之化合物所構成之液晶組成物之介電各向異性(△ε)的上限值於一實施形態中為0，於另一實施形態中為-1。進而於另一實施形態中為-2，進而於另一實施形態中為-3。又進而於另一實施形態中為-4，又進而於另一實施形態中為-5。
本發明之通式(4)所表示之化合物較佳為選自由下述之通式(IV-a)、通式(IV-b)、通式(IV-c)及通式(IV-d)所組成之群中之至少1種所表示的化合物：
針對上述通式(IV-a)~(IV-d)所表示之化合物，於以下分別詳細進行說明。
本發明之通式(4)所表示之化合物較佳為通式(IV-a)所表示之化合物。
(上述通式(IV-a)中，R4a及R4b分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之亞甲基只要不與氧原子連接鍵結，則亦可被氧原子取代，只要不與羰基連接鍵結，則亦可被羰基取代，A1表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟原子)。
上述通式(IV-a)中，R4a較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基，進而較佳為表示碳原子數1~8之烷基，進而更佳為表示碳原子數3~5之烷基。
上述通式(IV-a)中，R4b較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基，進而較佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子2~4之烷氧基，進而更佳為表示碳原子數3或5之烷基或者碳原子數2或4之烷氧基。
通式(IV-a)中，A1表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟原子，A1較佳為1,4-伸環己基、或1,4-伸苯基，更具 體而言，於使用該發明之液晶組成物而製作之顯示元件及液晶顯示器中，於重視應答速度之情形時，A1較佳為表示1,4-伸苯基，於重視動作溫度範圍之情形時，即必須較高之動作溫度範圍(Tni較高)之情形時，A1較佳為表示1,4-伸環己基，於表示1,4-伸苯基之情形時，苯環中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟，較佳為未經取代、取代1個或取代2個，更佳為未經取代。於取代2個之情形時，較佳為表示2,3-二氟-1,4-伸苯基。
關於上述通式(IV-a)所表示之化合物，具體而言，較佳為選自下述所記載之通式(IV-a-1)及/或通式(IV-b-1)所表示之群之化合物：
(通式(IV-a-1)及/或通式(IV-b-1)中，R4a、R4b分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~5之烷氧基或碳原子數2~5之烯氧基)。又，於R4a及R4b為烯基之情形時，碳原子數較佳為4~5。
關於本發明之通式(IV)所表示之化合物，具體而言，較佳為下述所記載之式(4.1)~式(4.21)所表示之化合物：
更佳為式(4.1)~式(4.5)及式(4.15)、式(4.19)及式(4.20)所表示之化合物，進而較佳為式(4.1)~式(4.5)及式(4.15)所表示之化合物，尤佳為式(4.1)~式(4.4)所表示之化合物。
若更具體地進行說明，則於本案發明之液晶組成物所要求之 折射率各向異性△n之值相對低的情形(未達0.1)時，最佳為式(4.1)~式(4.4)所表示之化合物，於所要求之折射率各向異性△n之值相對高之情形(0.1以上)時，最佳為式(4.5)及式(4.15)所表示之化合物。
於本發明之通式(IV-a)所表示之化合物具有烯基之情形時，具體而言，較佳為選自下述所記載之式(4.22)~式(4.27)所表示之群之化合物：
(上述式中，R4b分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)。
本發明之通式(4)所表示之化合物較佳為選自通式(IV-b)所表示之群之化合物：
(上述通式(IV-b)中，R4c及R4d分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之亞甲基只要不與氧原子連接鍵 結，則亦可被氧原子取代，或者只要不與羰基連接鍵結，則亦可被羰基取代)。
上述通式(IV-b)中，R4c較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基，進而較佳為表示碳原子數1~8之烷基，進而更佳為表示碳原子數3~5之烷基。
上述通式(IV-b)中，R4d較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基，進而較佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2~4之烷氧基，進而更佳為表示碳原子數3或5之烷基或碳原子數2或4之烷氧基。
關於通式(IV-b)所表示之化合物，具體而言，較佳為下述所記載之式(4.28)~(4.33)所表示之化合物：
更佳為式(4.28)~式(4.32)所表示之化合物，進而較佳為式(4.28)~式(4.31)所表示之化合物，尤佳為式(4.28)及式(4.30)所表示之化合物。
於本發明之通式(IV-b)所表示之化合物具有烯基之情形時，具體而言，較佳為下述所記載之式(4.34)~(4.37)所表示之化合物：
(上述式中，R4d表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數4~5之烯基、或碳原子數1~4之烷氧基)。
本發明之通式(4)所表示之化合物較佳為通式(IV-c)所表示之化合物。較佳為選自通式(IV-c)所表示之群之化合物：
(通式(IV-c)中，R4e、R4f分別獨立地表示碳原子數1~15之烷基、碳原子數2~15之烯基、或碳原子1~15之烷氧基)。
又，於上述通式(IV-c)所表示之化合物中，更佳為R4e為碳原子數1~10之烷基，且R4f為碳原子數1~10之烷氧基，尤佳為R4e為碳原子數1~5之烷基，且R4f為碳原子數1~5之烷氧基。
又，本發明之通式(IV-c)所表示之化合物較佳為選自由以下之式(4.38)~(4.43)所組成之群中之化合物：
本發明之通式(4)所表示之化合物較佳為通式(IV-d)所表示之化合物。較佳為選自下式所表示之群之化合物：
(上述通式(IV-d)中，R4g及R4h分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之亞甲基只要不與氧原子連接鍵結，則亦可被氧原子取代，或者只要不與羰基連接鍵結，則亦可被羰基取代，A2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A2表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟，Z1表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、或CF2O-，n為0或1，X41~X46分別獨立地表示氫原子、或氟原子，但X41~X46中之至少兩者 表示氟原子，且不與上述通式(II)重複)。又，本申請案中之1,4-環己基較佳為反式-1,4-環己基。
又，於含有作為上述第二成分之通式(2)所表示之化合物作為本發明之液晶組成物，且上述通式(IV-d)所表示之化合物與上述通式(2)所表示之化合物相同之情形時，上述通式(IV-d)所表示之化合物較佳為不含於第四成分中。
上述通式(IV-d)中，R4g較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基，進而較佳為表示碳原子數1~8之烷基，進而更佳為表示碳原子數3~5之烷基。
上述通式(IV-d)中，R4h較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基，進而較佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2~4之烷氧基，進而更佳為碳原子數3或5之烷基。進而，R4g與R4h之碳原子數較佳為互不相同。
又，上述通式(IV-d)中，X41~X46較佳為分別獨立地表示氫原子或氟原子，但較佳為1個~5個表示氟原子，更佳為1個~4個表示氟原子，更佳為1個~3個表示氟原子，進而較佳為1個~2個表示氟原子，最佳為2個表示氟原子。
該情形時，於氟原子為1個之情形時，較佳為X43~X46中之任一者表示氟原子，更佳為X43或X44表示氟原子。於氟原子為2個之情形時，較佳為X43~X46中之任意2者表示氟原子，更佳為X43及X44表示氟原子、 或者X45及X46表示氟原子，進而較佳為X43及X44表示氟原子。於氟原子為3個以上之情形時，較佳為至少X43及X44表示氟原子、或者至少X45及X46表示氟原子，更佳為至少X43及X44表示氟原子。
上述通式(IV-d)中，A2較佳為表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於使用該液晶組成物而製作之顯示元件及液晶顯示器中，於重視應答速度之情形時，A2較佳為表示1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳為表示1,4-伸苯基。於重視驅動電壓之情形時，A2較佳為表示1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳為表示四氫吡喃-2,5-二基。於重視動作溫度範圍之情形，即必需較高之動作溫度範圍之情形時，A2較佳為表示1,4-伸環己基或四氫吡喃-2,5-二基，更佳為表示1,4-伸環己基。於A2表示1,4-伸苯基之情形時，苯環中之1個以上之氫原子亦可被取代為氟原子，較佳為未經取代、取代1個或取代2個，於取代2個之情形時，較佳為表示2,3-二氟苯。
上述通式(IV-d)中，Z1表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-、或-CF2O-，但較佳為表示單鍵、-OCF2-或-CF2O-，更佳為表示單鍵。
上述通式(IV-d)中，n表示0或1，於重視應答速度之情形時，較佳為表示0，於重視動作溫度範圍之情形時，即必需較高之動作溫度範圍之情形時，較佳為表示1。
再者，上述通式(IV-a)~(IV-d)中，R4a~R4h係相當於通式(4)中之RX1及RX2者，因此關於烷基、烯基、烷氧基或烯氧基，當然較佳為直鏈狀或支鏈狀，更佳為直鏈狀。
關於本發明之通式(IV-d)所表示之化合物，具體而言，較 佳為下述所記載之通式(IV-d-1)~(IV-d-12)所表示之化合物：
(上述式中，R4g表示與通式(IV-d)中之R4g相同之意思，R4h表示與通 式(IV-d)中之R4h相同之意思)，更佳為通式(IV-d-1)、通式(IV-d-3)~通式(IV-d-9)及通式(IV-d-12)~通式(IV-d-15)，進而較佳為通式(IV-d-1)、通式(IV-d-3)、通式(IV-d-5)、通式(IV-d-6)、通式(IV-d-9)、通式(IV-d-12)、通式(IV-d-13)及通式(IV-d-15)，進而更佳為通式(IV-d-1)、通式(IV-d-5)、通式(IV-d-6)，尤佳為通式(IV-d-1)及通式(IV-d-6)，最佳為通式(IV-d-1)。
本發明之通式(IV-d)(亦包括通式(IV-d-1)~(IV-d-12))中之R4g及R4h分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，較佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基，更佳為表示碳原子數2~5之烷基或碳原子數2~5之烯基，進而較佳為表示碳原子數2~5之烷基，且較佳為直鏈，於R4g及R4h均為烷基之情形時，較佳為各自之碳原子數不同。
又，於選擇通式(IV-d-6)作為第四成分之情形時，於與上述通式(2)所表示之化合物相同之化學結構之條件下，上述通式(IV-d-6)所表示之化合物較佳為不含於第四成分中。
若進一步詳細說明，則較佳為R4g表示丙基且R4h表示乙基之化合物或者R4g表示丁基且R4h表示乙基之化合物。
關於本發明之通式(IV-d-1)所表示之化合物，具體而言，較佳為式(4.44)~式(4.55)所表示之化合物。
本發明之通式(4)所表示之化合物中，更佳為選自由式(4.23)、式(4.24)、式(4.22)、式(4.26)、式(4.27)、式(4.28)、式(4.29)、式(4.30)、式(4.31)、式(4.38)、式(4.39)、式(4.40)、式(4.43)(4.44)、式(4.46)、式(4.47)、式(4.49)、式(4.50)、式(4.51)及式(4.52)所表示之化合物所組成之群中的化合物，進而較佳為選自由式(4.28)、式(4.29)、式(4.30)、式(4.31)、式(4.38)(4.39)、式(4.40)、式(4.43)、式(4.44)、式(4.46)、式(4.47)、式(4.49)、式(4.50)、式(4.51)及式(4.52)所表示之化合物所組成之群中的化合物。
關於本發明之第四成分之尤佳形態，係自選自由上述式(4.28)、式(4.29)、式(4.30)、式(4.31)、式(4.38)、式(4.39)、式(4.40)、式(4.43)、式(4.44)、式(4.46)、式(4.47)、式(4.49)、式(4.50)、式(4.51)及式(4.52)所表示之化合物所組成之群中的化合物中，將1~3種不同之 化合物混合而成者。又，此時，關於本發明之第四成分整體之質量比，相對於液晶組成物整體而尤佳為15~45質量%。
本發明之液晶組成物亦可進而含有至少1種以上之以下通式(V-A)及通式(V-B)所表示之化合物作為第五成分。
(通式(V-A)中，R51及R52分別獨立地表示碳原子數1至10之直鏈烷基、碳原子數1至10之直鏈烷氧基或碳原子數2至10之直鏈烯基)。
(通式(V-B)中，R51及R52係與上述通式(V-A)同樣地，分別獨立地表示碳原子數1至10之直鏈烷基、碳原子數1至10之直鏈烷氧基或碳原子數4至10之直鏈烯基)，因此該第五成分係任意成分。
若將此種通式(V-A)及(V-B)所表示之化合物添加於液晶組成物中，則尤其是就可獲得低黏度之液晶組成物之觀點而言尤佳。
關於本發明之液晶組成物中之第五成分之含量，係與上述作為必須成分之第一成分及第二成分等同樣地，不僅根據液晶組成物之使用態樣、使用目的，亦根據與其他成分之關係而適當選擇者，因此關於該液晶組成物所含有之第五成分之含量之較佳範圍，較佳為視實施形態，一個個分別獨立。
於本發明之液晶組成物中，第五成分之含量之下限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一實施形態中較佳為1質量%。或者於本發明之另一實施形態中較佳為10質量%。又， 於本發明之另一實施形態中較佳為20質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為30質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為40質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為50質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為60質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為70質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為80質量%。
進而，於本發明之液晶組成物中，第五成分之含量之上限值相對於本發明之液晶組成物的總量(100質量%)，例如於本發明之一形態中較佳為95質量%。又，於本發明之另一實施形態中較佳為85質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為75質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為65質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為55質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為45質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為35質量%。進而，於本發明之另一實施形態中較佳為25質量%。
於本發明之液晶組成物中，通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物之含量必須根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率、下述之製程適應性或滴下痕跡、殘像、介電各向異性等所要求之性能而進行適當調整。
又，於必需保持本發明之液晶組成物之黏度低從而應答速度快之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。進而， 於必需保持本發明之液晶組成物之Tni較高從而溫度穩定性良好之液晶組成物的情形時，較佳為上述之下限值較高且上限值較高。又，為了保持驅動電壓較低而欲使介電各向異性變大時，較佳為使上述之下限值較低且上限值較低。
於本發明之第五成分中，通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物彼此可組合之種類並無特別限制，係根據低溫下之溶解性、轉移溫度、電氣可靠性、雙折射率等所需之性能而適當組合使用。關於用作第五成分之通式(V-A)或(V-B)之化合物之種類，例如於本發明之一實施形態中，第五成分為1種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。或者於本發明之另一實施形態中，第五成分為2種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。又，於本發明之另一實施形態中，第五成分為3種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為4種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為5種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為6種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為7種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為8種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為9種通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物。進而，於本發明之另一實施形態中，第五成分為含有10種以上之通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物之系統。
本發明之通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物之介電各 向異性(△ε)的下限值於一實施形態中為-1，於另一實施形態中為-0.9。進而於另一實施形態中為-0.8，進而於另一實施形態中為-0.7。又進而於另一實施形態中為-0.5，又進而於另一實施形態中為-0.4。又，另一方面，由通式(V-A)或(V-B)所表示之化合物所構成之液晶組成物之介電各向異性(△ε)的上限值於一實施形態中為+1，於另一實施形態中為+0.9。進而於另一實施形態中為+0.8，進而於另一實施形態中為+0.7。又進而於另一實施形態中為+0.6，又進而於另一實施形態中為+0.5。
關於本發明之通式(V-A)所表示之化合物，具體而言，較佳為以下所列舉之式(5.1)~式(5.60)所表示之化合物。
又，本發明之通式(V-B)所表示之化合物更佳為選自由式(5.71)~式(5.85)所組成之群中之至少1者。
本發明之通式(V-A)及(V-B)所表示之化合物中，更佳為式(5.71)~式(5.85)所表示之化合物。
本發明之液晶組成物除含有上述第一成分~第五成分所表示之化合物以外，亦可根據用途，含有通常之向列型液晶、層列型液晶、膽固醇型液晶、手性劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、聚合性單體等其他成分。又，該等其他成分中，抗氧化劑或紫外線吸收劑並無特別限制，可使用公知者。
本發明之液晶組成物較佳為進而含有聚合性單體。即，本發明之聚合性單體較佳為通式(6)所表示之二官能單體：
(通式(6)中，X61及X62分別獨立地表示氫原子或甲基，Sp1及Sp2分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2至7之整數，氧原子係設為鍵結於芳香環者)，Z2表示-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-CH2CH2-COO-、-CH2CH2-OCO-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH2-COO-、-CH2-OCO-、-CY1=CY2-(式中，Y1及Y2分別獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵，B表示1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，式中之全部1,4-伸苯基之任意氫原子亦可被氟原子取代)。
上述通式(6)中，X61及X62均表示氫原子之二丙烯酸酯衍生物、均具有甲基之二甲基丙烯酸脂衍生物均較佳，一者表示氫原子另一者表示甲基之化合物亦較佳。關於該等化合物之聚合速度，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸脂衍生物較慢，非對稱化合物之聚合速度處於該等中間，可根據其用途而使用較佳之態樣。於PSA顯示元件中，二甲基丙烯酸脂衍生物尤佳。
上述通式(6)中，Sp1及Sp2分別獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-，但於PSA顯示元件中，較佳為至少一者為單鍵，且較佳為均表示單鍵之化合物或者一者表示單鍵另一者表示碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH2)s-之態樣。於該情形時，較佳為碳原子數1~4之烷 基，s較佳為1~4。
上述通式(6)中，Z2較佳為-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或單鍵，更佳為-COO-、-OCO-或單鍵，尤佳為單鍵。
上述通式(6)中，B表示任意之氫原子亦可被氟原子取代之1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基或單鍵，較佳為1,4-伸苯基或單鍵。於B表示單鍵以外之環結構之情形時，Z2亦較佳為單鍵以外之連結基，於B為單鍵之情形時，Z2較佳為單鍵。
於本發明之液晶組成物中，通式(6)所表示之聚合性單體之含量相對於該液晶組成物之整體量(100質量%)，較佳為0.05~1質量%，更佳為0.1~0.5質量%，進而較佳為0.1~0.4質量%，尤佳為0.1~0.3質量%，最佳為0.15~0.3質量%。
若該聚合性單體之含量為0.1~0.3質量%，則就液晶顯示元件之顯示特性與可靠性之平衡的觀點而言較佳。
就該等方面而言，關於通式(6)中，Sp1及Sp2之間之環結構，具體而言，較佳為下述所記載之結構。
於上述通式(6)中，於B表示單鍵，環結構由二個環形成之情形時，較佳為表示下式(VIa-1)至式(VIa-5)，
(上述通式(VIa-1)~(VIa-5)中，兩端設為鍵結於Sp1或Sp2者)，更佳為表示上述通式(VIa-1)至式(VIa-3)，尤佳為表示式(VIa-1)。
含有該等骨架之聚合性單體於聚合後之配向控制力對PSA型液晶顯示元件最佳，由於獲得良好之配向狀態，故顯示不均受到抑制、或者完全未產生。
根據以上情況，作為本發明之聚合性單體，尤佳為式(6.1)~式(6.4)，其中最佳為式(6.2)。
(上述式(6.1)~(6.4)中，Sp2表示碳原子數2至5之伸烷基)。
於本發明之液晶組成物中添加單體之情形時，即便於不存在聚合起始劑之情形時亦會進行聚合，但為了促進聚合，亦可含有聚合起始劑。作為聚合起始劑，可列舉：安息香醚類、二苯甲酮類、苯乙酮類、苯偶醯縮酮類、醯基氧化膦類等。又，為了提高保存穩定性，亦可添加穩定劑。作為可使用之穩定劑，例如可列舉：氫醌類、氫醌單烷基醚類、第三丁基兒茶酚類、鄰苯三酚類、苯硫酚類、硝基化合物類、β-萘胺類、β-萘酚類、亞硝基化合物等。
又，確認本發明之液晶組成物/或含有聚合性單體之液晶組成物對抑制該滴下痕跡亦有效。此處，所謂「滴下痕跡」，係定義為於進行黑色顯示之情形時，浮現白色之滴下液晶組成物之痕跡之現象。以下，對滴下痕跡簡單進行說明。
近年來，由於液晶顯示元件之用途擴大，其使用方法或製造方法出現較大變化，為了應對該等變化，而亦要求使先前已知之基本物性 值以外之特性最佳化。即，隨著使用液晶組成物之液晶顯示元件廣泛使用VA型或IPS型等，尺寸為50吋以上之超大型尺寸之顯示元件亦正逐漸被使用。伴隨著此種基板尺寸之大型化，液晶組成物向基板之注入方法之主流亦自先前之真空注入法變為滴下注入(ODF：One Drop Fill)法(參照日本特開平6-235925)，但將液晶組成物滴加於基板時之滴下痕跡導致顯示品質降低之問題表面化。進而，以液晶顯示元件中之液晶材料之預傾角之產生與高速應答性為目的，而開發有PS液晶顯示元件(polymer stabilized，聚合物穩定化)、PSA液晶顯示元件(polymer sustained alignment，聚合物持續配向)(參照日本特開2002-357830號公報)，但滴下痕跡問題成為更大之問題。
即，該PS或PSA顯示元件具有如下特徵：於液晶組成物中添加單體並使組成物中之單體硬化。主動矩陣用液晶組成物必須維持較高之電壓保持率，因此特定可使用之化合物，於化合物中具有酯鍵之化合物之使用受到限制。PSA液晶顯示元件所使用之單體係以丙烯酸酯系為主，通常為化合物中具有酯鍵者，此種化合物係通常不用作主動矩陣用液晶化合物者(參照日本特開2002-357830號公報)。此種異物誘發滴下痕跡之產生，而基於顯示不良之液晶顯示元件之良率變差成為問題。又，於液晶組成物中添加抗氧化劑、光吸收劑等添加物時，良率變差亦成為問題。
為了抑制此種滴下痕跡，揭示有如下方法，即藉由混合於液晶組成物中之聚合性單體之聚合而於液晶相層中形成聚合物層，藉此抑制由於與配向控制膜之關係而產生之滴下痕跡(參照日本特開2006-58755號)。然而，於該方法中，有原因在於添加於液晶中之聚合性單體之顯示之 殘像問題，且關於滴下痕跡之抑制，其效果亦不充分，從而要求開發一種維持作為液晶顯示元件之基本特性，並且難以產生殘像或滴下痕跡之液晶顯示元件。
本發明之含有聚合性單體之液晶組成物(以下，亦稱為含聚合性單體之液晶組成物)可用於液晶顯示元件，尤其是可用於主動矩陣驅動用液晶顯示元件，可用於PSA模式、PSVA模式、VA模式、IPS模式或ECB模式用液晶顯示元件。
本發明之含聚合性單體之液晶組成物係藉由利用紫外線照射使其所含有之聚合性單體聚合而被賦予液晶配向能力，可用於利用液晶組成物之雙折射而控制光之透過光量之液晶顯示元件。作為液晶顯示元件，可用於AM-LCD(主動矩陣液晶顯示元件)、TN(向列型液晶顯示元件)、STN-LCD(超扭轉向列型液晶顯示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(共平面切換型液晶顯示元件)，尤其是可用於AM-LCD，可用於穿透型或反射型之液晶顯示元件。
又，若以下述之液晶顯示元件及圖1~4之內容做為參考，則液晶顯示元件所使用之液晶單元之2片基板2、8可使用玻璃或如塑膠般具有柔軟性之透明材料，另一方面，亦可使用矽等不透明之材料。又，具有透明電極(層)6、14之透明基板2、8例如可藉由於玻璃板等透明基板2、8上濺鍍氧化銦錫(ITO)而獲得。
使上述形成有透明電極(層)或TFT之基板2、8以透明電極(層)6、14成為內側之方式對向。此時，亦可插入間隔物(未圖示)而調整基板之間隔。此時，較佳為以獲得之調光層之厚度成為1~100μm之 方式進行調整，更佳為1.5至10μm(參照圖1~4)。
又，於使用偏光板之情形時，較佳為以對比度成為最大之方式調整液晶之折射率各向異性△n與單元厚度d之乘積。又，於存在兩片偏光板1、9之情形時，亦可以調整各偏光板之偏光軸而使視野角或對比度變良好之方式進行調整(參照圖1~4)。進而，亦可使用用以擴大視野角之相位差膜。作為間隔物，例如可列舉：玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子、光阻材料等。其後，將環氧系熱硬化性組成物等密封劑以設有液晶注入口之形態網版印刷於該基板，使該基板彼此貼合，進行加熱而使密封劑熱硬化。
向藉由如上述般使2片基板對向並貼合而形成之收容液晶組成物之液晶組成物收容空間導入含聚合性單體之液晶組成物的方法可使用通常之真空注入法或ODF法等。然而，於利用真空注入法導入含聚合性單體之液晶組成物之方法中，雖未產生滴下痕跡，但有注入之痕跡殘留之課題，於本案發明中，可更佳地用於使用ODF法而製造之顯示元件。
關於使本發明之聚合性單體聚合之方法，由於為了獲得液晶之良好之配向性能而較理想為具有適度之聚合速度，故較佳為藉由單獨或同時或依序照射紫外線或電子束等活性能量線而進行聚合之方法。於使用紫外線之情形時，可使用偏光光源，亦可使用非偏光光源。又，於使含聚合性單體之液晶組成物於夾持於2片基板間之狀態下進行聚合之情形時，必須使至少照射面側之基板對活性能量線具有適當透明性。又，亦可使用如下手段，即於光照射時使用遮罩而僅使特定部分聚合後，使電場或磁場或者溫度等條件變化，藉此使未聚合部分之配向狀態變化，進而照射活性 能量線而進行聚合。尤其是於進行紫外線曝光時，較佳為對含聚合性單體之液晶組成物一面施加交流電場一面進行紫外線曝光。施加之交流電場較佳為頻率10Hz至10kHz之交流，更佳為頻率60Hz至10kHz，電壓可依據液晶顯示元件所需之預傾角而選擇。即，可藉由施加之電壓而控制液晶顯示元件之預傾角。於MVA模式之液晶顯示元件中，就配向穩定性及對比度之觀點而言，較佳為將預傾角控制在80度至89.9度。
上述照射紫外線或電子束等活性能量線時之溫度較佳為保持本發明之液晶組成物之液晶狀態的溫度範圍內。較佳為於接近室溫之溫度、即典型而言15~35℃之溫度下進行聚合。作為產生紫外線之燈，可使用金屬鹵化物燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈等。又，作為照射之紫外線之波長，較佳為照射並非液晶組成物之吸收波長區域之波長區域之紫外線，且較佳為視需要將紫外線遮蔽而使用。照射之紫外線之強度較佳為0.1mW/cm2~100W/cm2，更佳為2mW/cm2~50W/cm2。照射之紫外線之能量可適當調整，較佳為10mJ/cm2至500J/cm2，更佳為100mJ/cm2至200J/cm2。於照射紫外線時，亦可使強度變化。照射紫外線之時間係根據照射之紫外線強度而適當選擇，較佳為10秒至3600秒，更佳為10秒至600秒。
本發明之液晶組成物係以通式(1)及通式(2)之化合物為必須成分者，作為更佳之態樣，可含有選自由、通式(3)、通式(4)、通式(V-A)、通式(V-B)及通式(6)所表示之聚合性單體所組成之群中之至少1種。於該情形時，含量較佳為下述所記載之含量。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)及通式(2)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為20~70質量%，更 佳為25~65質量%，進而較佳為30~60質量%，尤佳為35~55質量%，最佳為40~50質量%。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)、通式(2)及通式(3)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為20~90質量%，更佳為25~85質量%，進而較佳為30~80質量%，尤佳為35~75質量%，最佳為40~70質量%。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)、通式(2)及通式(4)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為40~100質量%，更佳為50~100質量%，進而較佳為60~100質量%，尤佳為70~100質量%，最佳為80~100質量%。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)、通式(2)及通式(6)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為20~75質量%，更佳為25~70質量%，進而較佳為30~65質量%，尤佳為35~60質量%，最佳為40~55質量%。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(4)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為70~100質量%，更佳為80~100質量%，進而較佳為90~100質量%，尤佳為95~100質量%，最佳為98~100質量%。
於本發明之液晶組成物中，於含有通式(1)、通式(2)、通式(3)及通式(6)所表示之化合物之情形時，該等化合物之合計含量較佳為20~95質量%，更佳為25~90質量%，進而較佳為30~85質量%，尤佳為35~80質量%，最佳為40~75質量%。
構成本發明之液晶組成物之各化合物中，1分子內具有2個以上之氟原子數之化合物，具體而言，通式(1)、(2)、(4)及(6)所表示之化合物於液晶組成物中之佔有比例較佳為40~90質量%，更佳為45~85質量%，進而較佳為50~80質量%，若進一步詳細說明，則於重視應答速度之情形時，較佳為50質量%~60質量%，於重視驅動電壓之情形時，較佳為60~80質量%。
第二，本發明之態樣係使用本發明之液晶組成物之液晶顯示元件。圖1係示意性地表示液晶顯示元件之構成之圖。又，圖1中，為了方便說明而將各構成要素隔開記載。圖2係將該圖1中之形成於基板上之包含薄膜電晶體之電極層3(或亦稱為薄膜電晶體層3)之II線所包圍的區域擴大之俯視圖。圖3係沿圖2中之III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷之剖面圖。圖4係將圖3中之IV區域之薄膜電晶體擴大之圖。以下，參照圖1~4，對本發明之液晶顯示元件進行說明。
關於本發明之液晶顯示元件10之構成，係具有如下特徵者，即係如圖1所記載般具有：具備由透明導電性材料所構成之透明電極(層)6(或亦稱為共用電極6)之第一基板8、包含形成有由透明導電性材料所構成之像素電極及控制各像素所具備之上述像素電極之薄膜電晶體的薄膜電晶體層3之第二基板2、及上述第一基板8與第二基板2之間所夾持之液晶組成物(或液晶層5)，且該液晶組成物中之液晶分子於無施加電壓時之配向與上述基板2、8大致垂直之液晶顯示元件，且使用上述本發明之液晶組成物作為該液晶組成物。又，如圖1及圖3所示，上述第二基板2及上述第一基板8亦可被一對偏光板1、9夾持。進而，於圖1中，於上述 第一基板8與共用電極6之間設置有彩色濾光片7。又，進而亦可以與本發明之液晶層5鄰接，且與構成該液晶層5之液晶組成物直接接觸之方式於透明電極(層)6、14表面形成一對配向膜4。
即，本發明之液晶顯示元件10係依序積層有第二偏光板1、第二基板2、包含薄膜電晶體之電極層(或亦稱為薄膜電晶體層)3、配向膜4、包含液晶組成物之層5、配向膜4、共用電極6、彩色濾光片7、第一基板8、及第一偏光板9之構成。
又，如圖2及圖3所示，關於形成於第二基板2之表面之包含薄膜電晶體之電極層3，用以提供掃描信號之閘極配線25與用以提供顯示信號之資料配線24相互交叉，且於上述複數根閘極配線25與複數根資料配線24所包圍之區域像素電極21形成為矩陣狀。關於向像素電極21提供顯示信號之開關元件，於上述閘極配線25與上述資料配線24相互交叉之交叉部附近，將包含源極電極26、汲極電極23及閘極電極27之薄膜電晶體與上述像素電極21連結設置。進而，於上述複數根閘極配線25與複數根資料配線24所包圍之區域中，設置有保存經由資料配線24而提供之顯示信號之存儲電容器22。
本發明可較佳地用於如圖2所記載般薄膜電晶體為反轉交錯型之液晶顯示元件，且閘極配線25或資料配線24等較佳為金屬膜，尤佳為使用鋁配線之情形。進而，閘極配線25及資料配線24係隔著閘極絕緣膜而重疊。
又，關於該彩色濾光片7，就防止漏光之觀點而言，較佳為於對應於薄膜電晶體及存儲電容器22之部分形成黑矩陣(未圖示)。
關於本發明之液晶顯示元件之薄膜電晶體之構造的一較佳態樣，例如如圖3及圖4所示般具有：形成於基板2表面之閘極電極11；以覆蓋該閘極電極11且覆蓋上述基板2之大致整面之方式設置之閘極絕緣層13；以與上述閘極電極11對向之方式形成於上述閘極絕緣層13之表面之半導體層17；以覆蓋上述半導體層17之表面之一部分之方式設置的保護膜18；以覆蓋上述保護層18及上述半導體層17之一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層13接觸的方式設置之汲極電極15；以覆蓋上述保護膜18及上述半導體層17之另一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層13接觸的方式設置之源極電極19a、19b；以覆蓋上述源極電極19a、19b且與上述閘極絕緣層13對齊而覆蓋上述閘極絕緣層13之大致整面的方式設置之透明電極14；及以覆蓋上述透明電極14之一部分及上述源極電極19a、19b之方式設置之保護層101(於圖3中未圖示)。
又，如圖3及4所示般，由於消除與閘極電極之階差等原因，故亦可於閘極電極11之表面形成陽極氧化被膜12。進而，為了減少肖特基障壁之寬度或高度，亦可於半導體層17與汲極電極15之間設置歐姆電極接觸層16。
於以上述方式製造液晶顯示元件之過程中，滴下痕跡之產生係受到注入之液晶材料較大影響，即便根據液晶顯示元件之構成，亦無法避免該影響。尤其是形成於液晶顯示元件內之彩色濾光片7、或薄膜電晶體等係如圖3所示般與液晶組成物之間僅隔著較薄之配向膜4或透明電極6、14等之構件，因此，藉由例如彩色濾光片7所使用之顏料之化學結構或彩色濾光片樹脂之化學結構與具有特定化學結構之液晶化合物的組合，而影 響滴下痕跡之產生。
尤其是於使用如上述之反轉交錯型薄膜電晶體作為本發明之液晶顯示元件之薄膜電晶體的情形時，因以覆蓋閘極電極11之方式形成汲極電極15，故有汲極電極15之面積增大之傾向。通常汲極電極由銅、鋁、鉻、鈦、鉬、鉭等金屬材料形成，且實施有鈍化處理為通常之形態。然而，例如如圖3及圖4所示，保護膜18通常較薄，且配向膜4亦較薄，從而未阻斷離子性物質之可能性較高，因此無法避免由於金屬材料與液晶組成物之相互作用而引起之滴下痕跡之產生。
然而，於含有本發明之液晶組成物之液晶顯示元件中，可認為例如就液晶顯示元件之構件、與本發明之液晶組成物之表面自由能或吸附能等之間的微妙平衡之觀點而言，亦可減少滴下痕跡之產生之問題。
使用有本發明之液晶組成物之液晶顯示元件係兼顧高速應答與抑制顯示不良之有用者，尤其是可用於主動矩陣驅動用液晶顯示元件，可應用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式、FFS模式或ECB模式用。
[實施例]
於以下列舉實施例而對本發明更詳細地進行說明，但本發明並不受該等實施例限定。又，以下之實施例及比較例之組成物中之「%」意指『質量%』。
實施例中，測定之特性係如下所述。
(Tni)：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
(△n)：於293 K之折射率各向異性
(△ε)：於293 K之介電各向異性
(η)：於293 K之黏度(mPa．s)
(γ 1)：於293 K之旋轉黏度(mPa．s)
(VHR)：頻率50Hz、施加電壓4.5V之條件下於333K之電壓保持率(%)
耐熱試驗後VHR：將封入有液晶組成物樣品之電氣光學特性評價用TEG(Test Element Group，測試元件組)保持在120℃之恆溫槽中1.5小時，之後於與上述之VHR測定方法相同之條件下進行測定。
再者，實施例中，關於化合物之記載，使用以下之縮寫。
(支鏈)
-n -CnH2n+1 碳原子數n之直鏈狀烷基
-On -OCnH2n+1 碳原子數n之直鏈狀烷氧基
-V0 -C=CH2 乙烯基
-Vn -C=CH-CnH2n+1 乙烯基
(環結構)
(實施例)
製備具有以下所示之組成之液晶組成物，對其物性值進行測定。將該 等結果示於下述表中。
使用實施例1~6之液晶組成物及比較例，製作圖1所示之VA液晶顯示元件。該液晶顯示元件具有反轉交錯型薄膜電晶體作為主動元件。液晶組成物之注入係利用滴下法進行，對殘像、滴下痕跡、製程適應性、低溫下之溶解性及揮發性進行評價。將本實施例1~6及比較例之組成及上述評價之試驗結果記載於下述之表1~6中。
再者，含量之左側之記號係上述化合物之縮寫之記載。
將上述實施例2與比較例1、2之實驗結果比較來看，例如，若將上述實施例2之組成即「3-Cy-Cy-V0/3-Cy-Cy-V1」替換為分子量相等之於端部具備非烯基之「3-Cy-Cy-2、3-Cy-Cy-4、3-Cy-Cy-5」，則可確認旋轉黏性自82大幅增加至122而應答速度大幅變差之情況。又，「3-Cy-Cy-V0/3-Cy-Cy-V1」與端部具備非烯基之「3-Cy-Cy-2」等相比，溶解度優異，因此於實施例2中僅利用「3-Cy-Cy-V0及3-Cy-Cy-V1」2種，但為了發揮與該實施例2同等之「Tni」、「△ε」及「△n」，於比較例1中必須混合「3-Cy-Cy-2、3-Cy-Cy-4、3-Cy-Cy-5」3種，而液晶組成物之製備步驟與原料管理步驟變得複雜，從而不利。本來，只要僅3-Cy-Cy-2可替換，則對 應答速度有利，但由於轉移點(Tni)降低與溶解度較差，故不得不併用「3-Cy-Cy-4」及「3-Cy-Cy-5」。根據以上情況，可認為於本發明之通式(1)所表示之化合物不存在之情況下，旋轉黏性上升，應答速度降低，又若欲使旋轉黏性降低，則Tni降低。進而，可認為溶解度變差，而於低溫下之保存性變差。
上述表中：
(1*)3-De-1-O-Ph5-O2：
(1**)3-De-1-O-Ph5-V0
將上述實施例4與比較例3之實驗結果比較來看，例如，使用上述(1*)或(2*)之化合物而欲獲得與實施例4同等之物性，結果可確認黏性及旋轉黏性大幅上升而引起應答速度變差之情況。此時，通式(2)所表示之直環4環化合物自4種減少至3種，因此若減少此種直環4環並使用上述(1*)或(2*)之化合物，則就應答速度變差方面而言欠佳。
上述表中
(2*)3-Cy-Ph(FFMe)-O2
(2**)5-Cy-Ph(FFMe)-O2
(3*)3-Cy-Cyl-O-Z(FFMe)-O2
(3**)5-Cy-Cyl-O-Z(FFMe)-O2
將上述實施例5與比較例3之實驗結果比較來看，例如，於 實施例5中將通式(2)所表示之直環4環化合物變更為3種且使用(2*)~(2**)或(3*)~(3**)而欲獲得與實施例同等之物性的情形時，確認有黏度與旋轉黏性大幅上升而應答速度變差之情況。
實施例7
比較例5
將以下之化合物群進行混合而製備比較例之組成物。
上述組成物之特性係如以下之表所示。
以上所說明之各實施形態中之各構成及該等之組合等為一例，可於不偏離本發明之宗旨之範圍內進行構成之附加、省略、替換、及其他變更。又，本發明並不受各實施形態限定，僅受請求項(claim)範圍之限定。
本發明之液晶組成物可廣泛應用於液晶顯示元件及液晶顯示器之領域。

Claims (7)

  1. 一種液晶組成物，其介電各向異性為負，且含有5質量%~95質量%之作為第一成分之通式(1)所表示之化合物： (該式(1)中，R1為氫原子或碳原子數1~15個之烷基)、及1質量%~35質量%之作為第二成分之下述通式(2)所表示之化合物群中之至少1種化合物：R2-A1-A2-A3-A4-R3 (2)(該通式(2)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中的至少一者，A1~A4分別獨立地為以下之式(A)~(E)： 中之任一者；再者，該式(A)~(E)中之＊表示鍵結部位)，且作為該第一成分含有下述式(I-1)所表示之化合物； 作為該第二成分含有下述式(2g)所表示之化合物； (上述式(2g)中，R2及R3分別獨立地為選自由碳原子數1~15個之烷基、碳原子數1~15個之烷氧基及碳原子數2~15個之烯基所組成之群中之至少1者)、及含有5質量%~75質量%之下述通式(4)所表示之化合物群中之至少1種的化合物作為第四成分： (該通式(4)中，RX1及RX2分別獨立地表示碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基或碳原子數2至10之烯基，存在於該等基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上亞甲基亦可被取代為-O-或-S-，又，存在於該等基中之1個或2個以上氫原子亦可被取代為氟原子或氯原子，u及v相互獨立，表示0、1或2，但u+v為2以下，MX1、MX2及MX3分別獨立，選自由以下之(a)及(b)所組成之群，(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2 個以上亞甲基亦可被取代為-O-或-S-)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上-CH=亦可被取代為-N=)該(a)或該(b)所表示之基所含有之氫原子亦可分別經選自由氰基、氟原子、三氟甲基及三氟甲氧基所組成之群中之基取代，但於MX2及/或MX3存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，LX1、LX2及LX3相互獨立地表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-或-C≡C-，於LX1及/或LX3存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，XX1及XX2相互獨立地表示三氟甲基、三氟甲氧基或氟原子，但XX1及XX2中之任一者表示氟原子，其中，不包括通式(2)所表示之化合物)；作為上述第四成分含有選自通式(IV-b-1)所表示之群之化合物或選自通式(IV-d-1)所表示之群的化合物， (該通式(IV-b-1)中，兩個R4b分別獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~5之烷氧基或碳原子數2~5之烯氧基)， (該通式(IV-d-1)中，R4g及R4h分別獨立地表示碳原子數1~8之 烷基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數2~8之烯氧基，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之1個以上之氫原子亦可被氟原子取代，該烷基、烯基、烷氧基及/或烯氧基中之亞甲基只要不與氧原子連接鍵結，則亦可被氧原子取代，或者只要不與羰基連接鍵結，則亦可被羰基取代)。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶組成物，其含有5~35質量%之該通式(2)所表示之化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其進而含有10質量%~95質量%之下述通式(3)所表示之化合物之群中之至少1種化合物作為第三成分： (該通式(3)中，RL1及RL2分別獨立地表示碳原子數1~8之烷基，該烷基中之1個或不鄰接之2個以上-CH2-亦可分別獨立經-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，OL表示0、1、2或3，BL1、BL2及BL3分別獨立地為選自由以下之(a)及(b)所組成之群中之基，(a)1,4-伸環己基(存在於該基中之1個-CH2-或不鄰接之2個以上-CH2-亦可被取代為-O-)(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上-CH=亦可被取代為-N=) 該(a)及該(b)所表示之基所含有之氫原子亦可分別獨立地經氰基、氯原子或氟原子取代，LL1及LL2分別獨立地表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，於OL為2或3且LL2存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，於OL為2或3且BL3存在複數個之情形時，該等可相同亦可不同，但不包括通式(1)所表示之化合物、通式(2)及通式(4)所表示之化合物)。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其進而含有聚合性單體。
  5. 如申請專利範圍第3項之液晶組成物，其進而含有聚合性單體。
  6. 一種液晶顯示元件，其使用有申請專利範圍第1至5項中任一項之液晶組成物。
  7. 一種液晶顯示器，其使用有申請專利範圍第6項之液晶顯示元件。
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