TWI664274B - Liquid crystal display element - Google Patents

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TWI664274B
TWI664274B TW104124439A TW104124439A TWI664274B TW I664274 B TWI664274 B TW I664274B TW 104124439 A TW104124439 A TW 104124439A TW 104124439 A TW104124439 A TW 104124439A TW I664274 B TWI664274 B TW I664274B
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liquid crystal
electrode
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carbon atoms
mass
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TW104124439A
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小川真治
岩下芳典
根岸真
貴志浩充
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日商Ｄｉｃ股份有限公司
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Abstract

本發明所欲解決之課題在於提供一種使用如下液晶組合物之液晶顯示元件，該液晶組合物不會使介電各向異性、黏度、向列相上限溫度、低溫下之向列相穩定性、γ1等作為液晶顯示元件之各特性及顯示元件之殘影特性變差，藉由用於FFS模式之液晶顯示元件而可實現優異之顯示特性，且介電各向異性為負。
本發明提供一種使用n型液晶組合物之FFS型液晶顯示元件。

Description

液晶顯示元件
本案發明係關於一種使用介電各向異性為負之向列型液晶組合物而具有高透過率、高開口率之特徵的FFS(Fringe Field Switching，邊緣場切換)模式之液晶顯示裝置。
主動矩陣方式液晶顯示元件由於顯示品質優異而面向於移動終端、液晶電視、投影機、電腦等市場。主動矩陣方式係對各單位像素使用TFT(薄膜電晶體)或MIM(金屬-絕緣層-金屬)等，認為該方式所使用之液晶化合物或液晶組合物重要的是高電壓保持率。又，為了獲得更廣之視角特性，提出有與VA(Vertical Alignment：垂直配向)模式、IPS(In Plane Switching：共平面切換)模式、OCB(Optically Compensated Bend：光學補償彎曲，Optically Compensated Birefringence：光學補償雙折射)模式加以組合之液晶顯示元件，或者為了獲得更明亮之顯示，提出有ECB(Electrically Controlled Birefringence：電控雙折射)模式之反射型液晶顯示元件。為了應對上述液晶顯示元件，目前亦提出有新的液晶化合物或液晶組合物。
目前，作為智慧型手機用液晶顯示器，廣泛採用高品質且視覺特性優異之作為IPS模式液晶顯示元件之一種的邊緣場切換模式液晶顯示裝置(Fringe Field Switching mode Liquid Crystal Display：FFS模式液晶顯示裝置)(參照專利文獻1、專利文獻2)。FFS模式係為了改善IPS模式之低開口率及透過率而導入之方式，作為所使用之液晶組合 物，廣泛採用使用因易實現低電壓化而介電各向異性為正之p型液晶組合物的材料。又，FFS模式之用途大部分為移動終端，因此對進一步省電力化之要求較強，液晶元件製造商不斷積極開發關於使用IGZO之陣列之採用等。
另一方面，目前亦可藉由將使用p型材料之液晶材料變為介電各向異性為負之n型材料而改善透過率(參照專利文獻3)。其原因在於：FFS模式不同於IPS模式，並非產生完全平行之電場，於使用p型材料之情形時，靠近像素電極之液晶分子其長軸沿著邊緣電場傾斜，因此透過率變差。相對於此，於使用n型液晶組合物之情形時，n型組合物之極化方向位於分子短軸方向，因此邊緣電場之影響僅為使液晶分子沿著長軸旋轉，分子長軸維持平行排列，因而不會引起透過率下降。
然而，n型液晶組合物一般用作VA用液晶組合物，但VA模式與FFS模式於配向方向、電場朝向、所需光學特性之任意方面均不同。進而，FFS模式之液晶顯示元件如後所述般於電極構造方面具有特徵，相對於VA模式中於兩基板均具有電極，FFS模式時僅於陣列基板具有電極。因此，關於殘影或滴下痕等難以利用先前技術預測效果之課題處於毫無見解之狀態。因此，單純地轉用VA用途所使用之液晶組合物亦難以構成如目前所要求之高性能之液晶顯示元件，從而要求提供最適於FFS模式之n型液晶組合物。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-202356號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-233083號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-31812號公報
本發明之課題在於提供一種使用如下n型液晶組合物之液晶顯示元件，該n型液晶組合物於介電各向異性(△ε)、黏度(η)、向列相-各向同性液體之轉移溫度(TNI)、低溫下之向列相穩定性、旋轉黏度(γ1)等作為液晶顯示元件之各特性方面優異，藉由用於FFS模式之液晶顯示元件而可實現優異之顯示特性。
本案發明者等人為了解決上述課題而努力研究，關於最適於FFS模式之液晶顯示元件之各種液晶組合物之構成，經過研究發現了含有兩種具有特徵性結構之液晶化合物之液晶組合物之有用性，從而完成本案發明。
本案發明提供以下之(1)~(9)之液晶顯示元件。
(1)一種液晶顯示元件，其具有對向配置之第1透明絕緣基板、第2透明絕緣基板、及夾持於上述第1基板與第2基板之間之含有液晶組合物之液晶層，上述第1基板上各單位像素具有：包含透明導電性材料之共用電極、呈矩陣狀配置之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部之薄膜電晶體、及由該電晶體進行驅動且包含透明導電性材料之像素電極，於上述液晶層與上述第1基板及第2基板各者之間具有誘發水平配向之配向膜層，各配向膜之配向方向平行，上述像素電極與共用電極為了於該等電極間形成邊緣電場，上述像素電極與共用電極間之電極間距離：R小於上述第1基板與第2基板之距離：G，上述共用電極係配置於上述第1基板之大致整個面且較上述像素電極更靠第1基板之位置，上述液晶組合物具有負介電各向異性，向列相-各向同性液體之 轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，且含有選自通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物、及選自下述通式(II)所表示之化合物群中之至少1種化合物，
(式中，R1及R2各自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，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時兩個A可相同亦可不同)
(式中，R3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，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，m表示0、1或2，於m為2之情形時兩個B可相同亦可不同)。
(2)如技術方案1記載之液晶顯示元件，其含有選自下述通式(III)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為上述通式(I)所表示之化合物，[化3]
(式中，R5表示氫原子或甲基，R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)。
(3)如技術方案1記載之液晶顯示元件，其含有1種以上之下述通式(IV)所表示之化合物，
(式中，R7及R8各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，A1及A1各自獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A1表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，Z1及Z2各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n1及n2各自獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，A1、A2、Z1及/或Z2於存在複數個之情形時該等可相同亦可不同，但n1為1或2、n2為0、A1之至少1者為1,4-伸環己基且Z1全部為單鍵之化合物除外)。
(4)如技術方案3記載之液晶組合物，其含有選自下述通式(IVa1) 及通式(IVa2)所表示之化合物群中之至少1種化合物作為通式(IV)所表示之化合物，
(式中，R7a1及R7a2、R8a1及R8a2各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，na2表示0或1，A1a2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，通式(IVa1)及通式(IVa2)中之1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子)。
(5)如技術方案1記載之液晶顯示元件，其中上述像素電極為梳形或具有狹縫。
(6)如技術方案1記載之液晶顯示元件，其中電極間距離(R)為0。
(7)一種液晶顯示元件，其具有：複數個閘極匯流排線及資料匯流排線，其等呈網狀配置；薄膜電晶體，其設置於上述閘極匯流排線與上述資料匯流排線之各交叉部；第1基板，其於表面具有形成於包含上述薄膜電晶體之層上之第1配向層； 第2電極，其設置於上述第1基板之附近區域且與第1電極隔開設置，及上述第1電極，其連接於上述薄膜電晶體；第2基板，其與上述第1基板對向設置且於表面具有第2配向層；及液晶層，其使上述第1配向層及上述第2配向層彼此相對地隔開配置且填充於兩配向層間，且包含n型液晶組合物，該n型液晶組合物含有含二氟苯基之化合物；及第3電極，其位於設置有上述第1電極及第2電極之上述第1基板之附近區域以外之區域。
(8)如(7)記載之液晶顯示元件，其中上述含二氟苯基之化合物含有1種以上之下述通式(IV)所表示之化合物，
(式中，R7及R8各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，A1及A1各自獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A1表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，Z1及Z2各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-， n1及n2各自獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，A1、A2、Z1及/或Z2於存在複數個之情形時該等可相同亦可不同，但n1為1或2、n2為0、A1之至少1者為1,4-伸環己基且Z1全部為單鍵之化合物除外)。
(9)如(7)或(8)記載之液晶顯示元件，其中上述n型液晶組合物之向列相-各向同性液體之轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，且含有選自通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物、及/或選自由下述通式(II)所表示之化合物所組成之群中之至少1種化合物，
(式中，R1及R2各自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，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時兩個A可相同亦可不同)
(式中，R3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，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，m表示0、1或 2，於m為2之情形時兩個B可相同亦可不同)。
本發明之FFS模式之液晶顯示元件具有高速應答性優異、較少發生顯示不良之特徵，具有優異之顯示特性。本發明之液晶顯示元件作為液晶TV、監視器等之顯示元件有用。
本發明之FFS模式之液晶顯示元件於3電極構造之情形時，可利用由第3電極產生之電場而減輕配向不均，透過率提高。
1‧‧‧偏光板
2‧‧‧第1基板
3‧‧‧第2電極層
4‧‧‧配向膜
5‧‧‧液晶層
6‧‧‧彩色濾光片
7‧‧‧第2基板(亦包括於表面形成有電極之情況)
8‧‧‧偏光板
10‧‧‧液晶顯示元件
11‧‧‧閘極電極
12‧‧‧閘極絕緣膜
13‧‧‧半導體層
14‧‧‧絕緣層
15‧‧‧歐姆接觸層
16‧‧‧汲極電極
17‧‧‧源極電極
18‧‧‧絕緣保護層
19‧‧‧(絕緣)保護膜
21‧‧‧作為第1電極之一例之像素電極
22‧‧‧作為第2電極之一例之共用電極
23‧‧‧儲存電容器
24‧‧‧汲極電極
25‧‧‧資料匯流排線
26‧‧‧閘極匯流排線
27‧‧‧源極匯流排線
28‧‧‧閘極電極
29‧‧‧共用線
30‧‧‧液晶分子
123‧‧‧第3電極
124‧‧‧突起部
126‧‧‧包含彩色濾光片之樹脂層
E‧‧‧邊緣電場
E'‧‧‧厚度方向之電力線
G‧‧‧第1基板與第2基板之距離(單元間隙)
l‧‧‧像素電極之梳狀部分之電極寬度
m‧‧‧像素電極之梳狀部分之間隙寬度
n‧‧‧共用電極之電極寬度
R‧‧‧電極間距離
圖1係模式性地表示本發明之液晶顯示元件之構成之一例的圖。
圖2係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域放大所獲得的俯視圖。
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所獲得之剖視圖。
圖4係模式性地表示由配向膜4所誘發之液晶之配向方向之圖。
圖5係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域之另一例放大所獲得的俯視圖。
圖6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另一例之剖視圖。
圖7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另一例之剖視圖。
圖8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另一例之剖視圖。
圖9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另一例之剖視圖。
如上所述，本案發明發現了最適於FFS模式之液晶顯示元件之n 型液晶組合物。
本發明之液晶顯示元件之第1實施形態係一種n型FFS模式之液晶顯示元件，其構成如下：具有對向配置之第1透明絕緣基板、第2透明絕緣基板、及夾持於上述第1基板與第2基板之間之含有液晶組合物之液晶層，上述第1基板上各單位像素具有：包含透明導電性材料之第1電極、呈矩陣狀配置之複數個閘極匯流排線及資料匯流排線、設置於上述閘極匯流排線與資料匯流排線之交叉部之薄膜電晶體、及由該電晶體進行驅動且包含透明導電性材料之第2電極，於上述液晶層與上述第1基板及第2基板各者之間具有誘發水平配向之配向膜層，各配向膜之配向方向平行，上述第1電極與第2電極為了於該等電極間形成邊緣電場，上述第1電極與第2電極間之電極間距離：R小於上述第1基板與第2基板之距離：G，上述第2電極係配置於較上述第1電極更靠第1基板之位置。又，上述第2電極較佳為形成於第1基板之大致整個面上。進而，較佳為上述第1電極為像素電極，且第2電極為共用電極。又，液晶層較佳為由n型液晶組合物構成。
又，本發明之液晶顯示元件之第2實施形態較佳為具有：複數個閘極匯流排線及資料匯流排線，其等呈網狀(或矩陣狀)配置；薄膜電晶體，其設置於上述閘極匯流排線與上述資料匯流排線之各交叉部；第1基板，其於表面具有形成於包含上述薄膜電晶體之層上之第1配向層；第2電極，其設置於上述第1基板之附近區域且與第1電極隔開設置，及上述第1電極，其連接於上述薄膜電晶體；第2基板，其與上述第1基板對向設置且於表面具有第2配向層；及液晶層，其使上述第1配向層及上述第2配向層彼此相對地隔開配置且填充於兩配向層間，且包含n型液晶組合物，該n型液晶組合物含有含二氟苯基之化合物；及第3電極，其位於設置有上述第1電極及第2電極之上述第1基板之附近區域以外之區域。
即，上述第1實施形態之液晶顯示元件係於一基板上形成有第1電極與第2基板之構造，第2實施形態之液晶顯示元件係於設置有上述第1電極及第2電極之上述第1基板之附近區域以外之區域具有第3電極之構成。認為若具有該第3電極，則除存在於第1電極與第2電極間之電力線以外，亦於第1電極與第3電極間及/或第2電極與第3電極間形成電力線，因此可藉由該電力線而減輕液晶分子之配向不均。認為尤其n型液晶組合物由於與液晶分子之長軸方向垂直之方向沿著電力線，故而若例如第1電極與第3電極間及/或第2電極與第3電極間所形成之電力線向量中包含液晶層之厚度方向(將第1基板與第2基板連結之方向)成分，則可減輕液晶分子之厚度方向之配向不均。
此處，所謂“設置有第3電極之第1基板之附近區域以外之區域”，該第3電極可設置於第1基板上或第2基板上之任意者上，又，只要為設置有第1電極與第2電極之第1基板之附近以外之區域，則均可設置該第3電極，較佳為於滿足第1電極與第3電極之最短距離(L1-3)或第2電極與第3電極之最短距離(L2-3)長於第1電極與第2電極之最短距離(L1-2)的條件之區域設置第1電極、第2電極及第3電極。又，所謂“第1基板之附近區域以外之區域”，具體而言係指自第1基板隔開約1μm以上之區域。
本發明之第2實施形態之液晶顯示元件具備第1電極、第2電極及第3電極，亦可進而具備第4電極、第5電極。又，本發明之液晶顯示元件只要包括第1電極、第2電極及第3電極之3個以上之電極中具備1個以上之像素電極與1個以上之共用電極即可。因此，例如只要第1電極為像素電極、第2電極為共用電極，則第3電極可為像素電極或共用電極之任意者。
本發明之第2實施形態之液晶顯示元件中，較佳為對第1電極與第3電極間施加之電壓或對第2電極與第3電極間施加之電壓小於對第1 電極與第2電極間施加之電壓。藉此，可減輕液晶分子於切換方向以外之方向之配向不均。
以下，首先，對本發明中之液晶組合物之實施態樣進行說明。
(液晶層)
本發明中之液晶組合物含有1種或2種以上之通式(I)所表示之化合物作為第1成分。
(式中，R1及R2各自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，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時兩個A可相同亦可不同)
關於通式(I)所表示之化合物之合計含量，於組合物整體之含量中，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為10質量%，進而較佳為15質量%，尤佳為20質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為65質量%，更佳為55質量%，進而較佳為50質量%，尤佳為47質量%，最佳為45質量%。
作為通式(I)所表示之化合物，具體而言，例如可列舉以下述通式(I-a)至通式(I-e)表示之化合物群所表示之化合物。
[化4]
(式中，R11~R15及R21~R25各自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)
選自通式(I-a)~通式(I-e)所表示之化合物群中之化合物較佳為含有1種~10種，尤佳為含有1種~8種，尤佳為含有1種~5種，亦較佳為含有2種以上之化合物。
R11~R15及R21~R25較佳為各自獨立地表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8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，於表示烯基之情形時，較佳為以下記載之式(i)~式(iv)所表示之結構。
(式中，設為以右端鍵結於環結構)
又，R11及R21、R12及R22、R13及R23、R14及R24、R15及R25可相同亦可不同，較佳為表示不同之取代基。
就該等方面而言，較佳為例如含有選自下述通式(III)所表示之化 合物群中之至少1種化合物作為通式(I)所表示之化合物。
(式中，R5表示氫原子或甲基，R6表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數1~4之烷氧基)
通式(III)所表示之化合物更具體而言較佳為以下記載之化合物。
於含有通式(III)所表示之化合物之情形時，關於通式(III)所表示 之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為15質量%，進而較佳為20質量%，尤佳為23質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為70質量%，更佳為60質量%，進而較佳為55質量%，尤佳為52質量%，最佳為50質量%。更具體而言，於重視應答速度之情形時，作為下限值，較佳為20質量%，更佳為30質量%，進而較佳為35質量%，尤佳為38質量%，最佳為35質量%，作為上限值，較佳為70質量%，更佳為60質量%，進而較佳為55質量%，尤佳為52質量%，最佳為50質量%，於更重視驅動電壓之情形時，作為下限值，較佳為5質量%，更佳為15質量%，進而較佳為20質量%，尤佳為23質量%，最佳為25質量%，作為上限值，較佳為60質量%，更佳為50質量%，進而較佳為45質量%，尤佳為42質量%，最佳為40質量%。關於通式(III)所表示之化合物之比率，於液晶組合物中之通式(I)所表示之化合物之合計含量中，作為通式(III)所表示之化合物之含量之下限值，較佳為60質量%，更佳為70質量%，進而較佳為75質量%，尤佳為78質量%，最佳為80質量%，作為上限值，較佳為90質量%，更佳為95質量%，進而較佳為97質量%，尤佳為99質量%，較佳為100質量%。
又，作為通式(III)所表示之化合物以外之通式(I-a)至通式(I-e)所表示之化合物，更具體而言較佳為以下記載之化合物。
[化13]
[化1]
該等之中，較佳為式(III-a2)、式(III-b2)、式(I-a1)~式(I-a6)、式(I-b2)、式(I-b6)、式(I-d1)、式(I-d2)、式(I-d)、式(I-e2)、式(I-e9)所表示之化合物。
本發明中之液晶組合物較佳為含有1種或2種以上之通式(II)所表示之化合物作為第2成分。
[化16]
(式中，R3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，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基(可將環己烷環之1個以上之碳原子取代為氧原子)，m表示0、1或2，於m為2之情形時兩個B可相同亦可不同)
關於通式(II)所表示之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為10質量%，更佳為20質量%，進而較佳為25質量%，尤佳為28質量%，最佳為30質量%，作為上限值，較佳為85質量%，更佳為75質量%，進而較佳為70質量%，尤佳為67質量%，最佳為65質量%。
通式(II)所表示之化合物較佳為自以下記載之通式(IIa)~通式(IIe)所表示之化合物群中選擇至少1種以上，更佳為選擇2種以上。
[化17]
(式中，R31~R34及R41~R44表示與通式(II)中之R3及R4相同之含義)
通式(IIa)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(IIa-1)~式(IIa-8)所表示之化合物，更佳為式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物，進而較佳為式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物。
關於通式(IIa)所表示之化合物，作為下限值，較佳為2質量%，更佳為3質量%，作為上限值，較佳為45質量%，更佳為35質量%，進而較佳為30質量%，尤佳為27質量%，最佳為25質量%。
於使用4種以上之通式(IIa)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIa-1)~式(IIa-4)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上。
於使用3種通式(IIa)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIa-1)、式(IIa-2)及式(IIa-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIa-1)、式(IIa-2)及式(IIa-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIa)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用2種通式(IIa)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIa-1)及式(IIa-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIa)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IIb)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(IIb-1)~式(IIb-7)所表示之化合物，更佳為式(IIb-1)~式(IIb-4)、式(IIb-7)、式(IIb-8)及式(IIb-9)所表示之化合物，進而較佳為式(IIb-1)~式(IIb-3)、式(IIb-7)、式(IIb-8)及式(IIb-9)所表示之化合物，尤佳為式(IIb-1)、式(IIb-3)、式(IIb-7)、式(IIb-8)及式(IIb-9)所表示之化合物。
[化19]
於使用4種以上之通式(IIb)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIb-1)~式(IIb-4)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIb-1)~式(IIb-4)所表示之化合物之含量，較佳為(IIb)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用3種通式(IIb)所表示之化合物之情形時，較佳為將(IIb-1)~式(IIb-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIb-1)~式(IIb-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIb)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用2種通式(IIb)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIb-1)及式(IIb-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIb-1)及式(IIb-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIa2)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IIc)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(IIc-1)~ (IIc-4)所表示之化合物，較佳為式(IIc-1)或式(IIc-2)所表示之化合物。
於使用2種以上之通式(IIc)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IIc-1)及式(IIc-2)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IIc-1)及式(IIc-2)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IIc)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IId)或通式(IIe)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(IId-1)~(IId-4)及式(IIe-1)~(IIe-4)所表示之化合物。
關於本發明之液晶組合物中通式(IId)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為1質量%，更佳為2質量%，作為上限值，較佳為15質量%，更佳為12質量%，進而較佳為10質量%，尤佳為8質量%，最佳為7質量%。
關於本發明之液晶組合物中通式(IIe)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為1質量%，更佳為2質量%，作為上限值，較佳為15質量%，更佳為12質量%，進而較佳為10質量%，尤佳為8質量%，最佳為7質量%。
本發明之組合物較佳為含有通式(IV)所表示之化合物。其中，通式(IV)所表示之化合物係設為不包括通式(II)所表示之化合物在內者。
(式中，R7及R8各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，A1及A2各自獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A2表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，又，環己烷環之1個以上之碳原子(-CH2-)可被取代為氧原子，Z1及Z2各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n1及n2各自獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，A1、A2、Z1及/或Z2於存在複數個之情形時該等可相同亦可不同，但n1為1或2、n2為0、A1之至少1者為1,4-伸環己基且Z1全部為單鍵之化合物除外)
關於通式(IV)所表示之化合物於液晶組合物中之含有率，作為下限值，較佳為2質量%，更佳為3質量%，進而較佳為4質量%，尤佳為5質量%，作為上限值，較佳為45質量%，更佳為35質量%，進而較佳 為30質量%，尤佳為27質量%，最佳為25質量%。
通式(IV)中，R7及R8於所鍵結之環結構為環己烷或四氫吡喃時較佳為烷基或烯基，於所鍵結之環結構為苯時較佳為烷基、烷氧基或烯基。於所鍵結之環結構為環己烷或四氫吡喃時，較佳為表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數2~8之烯基，更佳為表示碳原子數1~8之烷基，更佳為表示碳原子數3~5之烷基，進而較佳為表示碳原子數3或5之烷基，較佳為直鏈。又，通式(IV)中，R7及R8於所鍵結之環結構為苯時，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，較佳為表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數1~8之烷氧基，更佳為表示碳原子數3~5之烷基或碳原子數2~4之烷氧基，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，進而較佳為表示碳原子數2或4之烷氧基，較佳為直鏈。
於重視顯示元件之應答速度之改善之情形時，較佳為烯基，於重視電壓保持率等可靠性之情形時，較佳為烷基。作為烯基，較佳為以下記載之式(i)~式(iv)所表示之結構。
(式中，設為以右端鍵結於環結構)
A1及A2較佳為各自獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基。
Z1及Z2於重視黏度之減低之情形時，較佳為各自獨立為單鍵，於重視△ε之絕對值之增大之情形時，較佳為-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或-CF2O-，較佳為以氧原子連結於2,3-二氟苯-1,4-二基之方式配置。
n1+n2較佳為2以下，於重視黏度之減低之情形時，較佳為1，於 重視Tni之情形或重視△n之增大之情形時，較佳為2。
通式(IV)所表示之化合物較佳為選自以下記載之通式(IVa1)~(IVa4)所表示之化合物群中。
(式中，R7a1、R7a2、R7a3及R7a4以及R8a1、R8a2、R8a3及R8a4各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，Z1各自獨立地表示-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，na2表示0或1，A1a2表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，通式(IVa1)及通式(IVa2)中之1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子)
通式(IVa1)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之式(IVa1-1)~式(IVa1-9)所表示之化合物，更佳為式(IVa1-1)~式(IVa1-4)及式(IVa1-9)所表示之化合物，進而較佳為式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物，尤佳為式(IVa1-1)所表示之化合物。
於使用4種以上之通式(IVa1)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IVa1-1)~式(IVa1-4)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IVa1-1)~式(IVa1-4)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用3種通式(IVa1)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IVa1-1)~式(IVa1-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IVa1-1)~式(IVa1-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
於使用2種通式(IVa1)所表示之化合物之情形時，較佳為將式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物加以組合而使用，關於式(IVa1-1)及式(IVa1-3)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IVa1)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質量%以上。
通式(IVa2)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式 (IVa2-1)~通式(IVa2-9)所表示之化合物。
(式中，R7表示與通式(IV)中之R7相同之含義，R8表示與通式(IV)中之R8相同之含義)
於使用通式(IVa2)所表示之化合物之情形時，較佳為使用式(IVa2-1)所表示之化合物，關於式(IVa2-1)所表示之化合物之含量，較佳為通式(IVa2)所表示之化合物中之50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，尤佳為85質量%以上，最佳為90質 量%以上。
通式(IVa2)中之R7及R8各自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，較佳為直鏈，於R7及R8均為烷基之情形時，較佳為各自之碳原子數不同。
更詳細而言，較佳為R7表示丙基、R8表示乙基之化合物或者R7表示丁基、R8表示乙基之化合物。
通式(IVa3)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(IVa3-1)~通式(IVa3-8)所表示之化合物。
關於本發明之液晶組合物中通式(IVa3)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為1質量%，更佳為2質量%，作為上限值，較佳為15質量%，更佳為12質量%，進而較佳為10質量%，尤佳為8質量%，最佳為7質量%。
通式(IVa4)所表示之化合物具體而言較佳為以下記載之通式(IVa4-1)~通式(IVa4-12)所表示之化合物。
關於本發明之液晶組合物中通式(IVa4)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為1質量%，更佳為2質量%，作為上限值，較佳為15質量%，更佳為12質量%，進而較佳為10質量%，尤佳為8質量%，最佳為7質量%。
本發明之液晶組合物較佳為含有以下之通式(V)所表示之化合物。
[化3]
(上述通式(V)中，R3V及R4V較佳為各自獨立為碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烯氧基，更佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~9之烷氧基、碳原子數2~6之烯基或碳原子數2~6之烯氧基，進而較佳為碳原子數2~7之烷氧基。於重視顯示元件之應答速度之改善之情形時，較佳為烯基，於重視電壓保持率等可靠性之情形時，較佳為烷基)
又，上述通式(V)中，R3V及R4V之合計碳原子數較佳為4~12個。
作為該通式(V)所表示之化合物，較佳為以下之化合物。
關於本發明之液晶組合物中通式(V)所表示之化合物之含量，作為下限值，較佳為1質量%，更佳為2質量%，作為上限值，較佳為15質量%，更佳為12質量%，進而較佳為10質量%，尤佳為8質量%，最佳為7質量%。
本案中之1,4-環己基較佳為反式-1,4-環己基。
本發明中之液晶組合物係以通式(I)及通式(II)所表示之化合物為必須成分，可進而含有通式(IV)所表示之化合物(其中，通式(II)所表示之化合物除外)。液晶組合物中所含有之式(I)、式(II)及通式(IV)所表示之化合物之合計含量較佳為80~100質量%，更佳為85~100質量%，進而較佳為90~100質量%，尤佳為95~100質量%，最佳為97~100質量%。
關於本案液晶組合物中所含有之通式(I)及通式(II)所表示之化合物之合計含量，作為下限值，較佳為55質量%，更佳為65質量%，進而較佳為70質量%，尤佳為73質量%，最佳為75質量%，作為上限值，較佳為85質量%，更佳為90質量%，進而較佳為92質量%，尤佳為94質量%，最佳為95質量%。
本案發明之液晶組合物較佳為不含分子內具有過氧(-CO-OO-)結構等氧原子彼此鍵結之結構之化合物。
於重視液晶組合物之可靠性及長期穩定性之情形時，較佳為將具有羰基之化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為5質量%以下，更佳為設為3質量%以下，進而較佳為設為1質量%以下，最佳為實質上不含。
較佳為將分子內之環結構均為6員環之化合物之含量設為較多，較佳為將分子內之環結構均為6員環之化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為80質量%以上，更佳為設為90質量%以上，進而較佳為設為95質量%以上，最佳為實質上僅由分子內之環結構均為6員 環之化合物構成液晶組合物。
為了抑制因液晶組合物氧化引起之劣化，較佳為將具有伸環己烯基作為環結構之化合物之含量設為較少，較佳為將具有伸環己烯基之化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含。
為了抑制因液晶組合物氧化引起之劣化，較佳為將具有-CH=CH-作為連結基之化合物之含量設為較少，較佳為將該化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含。
於重視黏度之改善及TNI之改善之情形時，較佳為將分子內具有氫原子可被取代為鹵素之2-甲基苯-1,4-二基之化合物之含量設為較少，較佳為將上述分子內具有2-甲基苯-1,4-二基之化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含。
本發明之組合物所含有之化合物於具有烯基作為側鏈之情形時，於上述烯基鍵結於環己烷時，該烯基之碳原子數較佳為2~5，於上述烯基鍵結於苯時，該烯基之碳原子數較佳為4~5，較佳為上述烯基之不飽和鍵與苯不直接鍵結。又，於重視液晶組合物之穩定性之情形時，較佳為將具有烯基作為側鏈且具有2,3-二氟苯-1,4-二基之化合物之含量設為較少，較佳為將該化合物之含量設為相對於上述組合物之總質量為10質量%以下，更佳為設為5質量%以下，進而較佳為實質上不含。
本發明中之液晶組合物具有介電各向異性△ε之值為負之介電各向異性，介電各向異性之絕對值為2以上。介電各向異性△ε之值於25℃下較佳為-2.0~-6.0，更佳為-2.5~-5.0，尤佳為-2.5~-4.0，更詳細而言，於重視應答速度之情形時，較佳為-2.5~-3.4，於重視驅動電 壓之情形時，較佳為-3.4~-4.0。
本發明中之液晶組合物之折射率各向異性△n之值於25℃下較佳為0.08~0.13，更佳為0.09~0.12。更詳細而言，於應對較薄之單元間隙情形時，較佳為0.10~0.12，於應對較厚之單元間隙之情形時，較佳為0.08~0.10。
又，本發明之液晶組合物亦可含有介電各向異性為正之化合物作為其他成分，例如可含有選自由下述式(c1)、(c2)及(c3)所表示之化合物所組成之群中之至少1種。
(上述式(c3)中，R3與通式(II)中者相同，因此於此處省略說明)
於含有式(c1)、(c2)及(c3)所表示之化合物之情形時，關於各自之含量，於液晶組合物中，較佳為1~20質量%，更佳為2~10質量%，進而較佳為3~7質量%。
本發明中之液晶組合物之旋轉黏度(γ1)較佳為150以下，更佳為130以下，尤佳為120以下。
本發明中之液晶組合物較佳為旋轉黏度與折射率各向異性之函 數即Z顯示特定值。
(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。
本發明中之液晶組合物之向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)為60℃以上，較佳為75℃以上，更佳為80℃以上，進而較佳為90℃以上。
本發明之液晶組合物必須具有1012(Ω‧m)以上之比電阻，較佳為1013(Ω‧m)，更佳為1014(Ω‧m)以上。
本發明之液晶組合物中除上述化合物以外，根據用途亦可含有通常之向列型液晶、層列型液晶、膽固醇狀液晶、抗氧化劑、紫外線吸收劑等，於要求液晶組合物之化學穩定性之情形時，較佳為其分子內不含氯原子，於要求液晶組合物對紫外線等光具有穩定性之情形時，較理想為其分子內不含以萘環等為代表之共軛長度較長而於紫外線區域存在吸收波峰之縮合環等。
作為本發明之液晶顯示元件所使用之液晶組合物之較佳組成例，除後述實施例以外亦可列舉例如以下之態樣。例如於重視應答速度之情形時，關於本發明之液晶組合物之第1態樣，較佳為包含通式(III)1~55質量%、通式(I-d)0~15質量%、通式(I-e)0~10質量%、通式(IIa)0~30質量%、通式(IIb)0~30質量%、通式(IIc)0~25質量%、通式(IIe)或(IId)0~15質量%、通式(IVa1)0~20質量%、通式(IVa2)0~20質量%、通式(IVa3)0~20質量%及通式(IVa4)0~20質量%，且由該等化學式構成液晶組合物之80~100質量。
(液晶顯示元件)
如上所述之本發明之液晶組合物適用於FFS模式之液晶顯示元件。以下參照圖1~9，對本發明之FFS模式之液晶顯示元件之例進行說明。
圖1係模式性地表示液晶顯示元件之構成之圖。圖1中，為便於說明而將各構成要素間隔開記載。本發明之液晶顯示元件10之構成如圖1之記載，係具有夾持於對向配置之第1透明絕緣基板2與第2透明絕緣基板7之間之液晶組合物(或液晶層5)之FFS模式之液晶顯示元件，其特徵在於該液晶組合物係使用上述本發明之液晶組合物。第1透明絕緣基板2於液晶層5側之面形成有電極層3。又，於液晶層5與第1透明絕緣基板2及第2透明絕緣基板8各自之間具有與構成液晶層5之液晶組合物直接接觸而誘發水平配向之一對配向膜4，該液晶組合物中之液晶分子於無電壓施加時以與上述基板2、7大致平行之方式配向。如圖1及圖3所示，上述第2基板2及上述第1基板8可由一對偏光板1、8夾持。進而，圖1中，於上述第2基板7與配向膜4之間設置有彩色濾光片6。
即，本發明之液晶顯示元件10之構成如下：依序積層有第1偏光板1、第1基板2、包含薄膜電晶體之電極層3、配向膜4、包含液晶組合物之液晶層5、配向膜4、彩色濾光片6、第2基板7及第2偏光板8。第1基板2與第2基板7可使用如玻璃或塑膠之具有柔軟性之透明材料，另一方面，亦可為矽等不透明材料。2片基板2、7係由配置於周邊區域之環氧系熱硬化性組合物等密封材進行貼合，其間亦可配置例如玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔物或藉由光微影法法所形成之包含樹脂之間隔柱以保持基板間距離。
圖2係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域放大而得的俯視圖。圖3係沿圖2中III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元 件切斷所獲得之剖視圖。如圖2所示，形成於第1基板2之表面之包含薄膜電晶體之電極層3中，用以供給掃描信號之複數個閘極匯流排線26與用以供給顯示信號之複數個資料匯流排線25相互交叉地呈矩陣狀配置。再者，圖2中僅顯示一對閘極匯流排線25及一對資料匯流排線24。
由經複數個閘極匯流排線26與複數個資料匯流排線25包圍之區域形成液晶顯示裝置之單位像素，該單位像素內形成有像素電極21及共用電極22。於閘極匯流排線26與資料匯流排線25相互交叉之交叉部附近設置有包含源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體。該薄膜電晶體作為對像素電極21供給顯示信號之開關元件而與像素電極21連結。又，與閘極匯流排線26平行地設置有共用線29。該共用線29與共用電極22連結以向共用電極22供給共用信號。
薄膜電晶體之構造之一較佳態樣例如圖3所示般，具有：閘極電極11，其形成於基板2表面；閘極絕緣層12，其係以被覆該閘極電極11且被覆上述基板2大致整個面之方式設置；半導體層13，其以與上述閘極電極11相對向之方式形成於上述閘極絕緣層12之表面；保護膜14，其係以被覆上述半導體層17之一部分表面之方式設置；汲極電極16，其係以被覆上述保護層14及上述半導體層13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12接觸之方式設置；源極電極17，其係以被覆上述保護膜14及上述半導體層13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12接觸之方式設置；及絕緣保護層18，其係以被覆上述汲極電極16及上述源極電極17之方式設置。亦可於閘極電極11之表面形成陽極氧化被膜(未作圖示)，其原因在於消除與閘極電極之階差等。
上述半導體層13中可使用非晶矽、多晶矽等，但若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等之透明半導體膜，則可抑制因光吸收產生 之光載子之危害，增大元件開口率，就該觀點而言亦較佳。
進而，為了減小肖特基勢壘之寬度或高度而亦可於半導體層13與汲極電極16或源極電極17之間設置歐姆接觸層15。歐姆接觸層可使用n型非晶矽或n型多晶矽等高濃度添加有磷等雜質之材料。
閘極匯流排線26或資料匯流排線25、共用線29較佳為金屬膜，更佳為Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金，尤佳為使用Al或其合金之配線之情形。又，絕緣保護層18係具有絕緣功能之層，由氮化矽、二氧化矽、氮氧化矽膜等形成。
於圖2及圖3所示之實施形態中，共用電極22係形成於閘極絕緣層12大致整個面上之平板狀電極，另一方面，像素電極21係形成於被覆共用電極22之絕緣保護層18上之梳形電極。即，共用電極22係配置於較像素電極21更靠第1基板2之位置，該等電極隔著絕緣保護層18相互重疊地配置。像素電極21與共用電極22係由例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide，氧化鋅銦錫)等透明導電性材料形成。由於像素電極21與共用電極22係由透明導電性材料形成，故而單位像素面積中之開口之面積變大，開口率及透過率增大。
像素電極21與共用電極22為了於該等電極間形成邊緣電場，而將像素電極21與共用電極22間之電極間距離：R形成為小於第1基板2與第2基板7之距離：G。此處，電極間距離：R表示各電極間之基板上之水平方向之距離。圖3中，平板狀共用電極22與梳形像素電極21重疊，因此表示成為電極間距離：R=0之例，由於電極間距離：R小於第1基板2與第2基板7之距離(即單元間隙)：G，故而形成邊緣電場E。因此，FFS型液晶顯示元件可利用沿與像素電極21之形成梳形之線垂直之方向所形成之水平方向電場、及拋物線狀電場。像素電極21之梳狀部分之電極寬度：l、及像素電極21梳狀部分之間隙寬度：m較 佳為形成為藉由所產生之電場可使液晶層5內之液晶分子整體被驅動之程度之寬度。
彩色濾光片6就防止漏光之觀點而言，較佳為於與薄膜電晶體及儲存電容器23對應之部分形成黑矩陣(未作圖示)。
於電極層3及彩色濾光片6上設置有與構成液晶層5之液晶組合物直接接觸而誘發水平配向之一對配向膜4。配向膜4例如為經摩擦處理之聚醯亞胺膜，各配向膜之配向方向平行。此處，使用圖4對本實施形態之配向膜4之摩擦方向(液晶組合物之配向方向)進行說明。圖4係模式性地表示由配向膜4誘發之液晶之配向方向之圖。本發明中使用具有負介電各向異性之液晶組合物。因此，將與像素電極21之形成梳形之線垂直之方向(形成水平電場之方向)設為x軸時，較佳為以該x軸與液晶分子30之長軸方向所成之角θ成為約0~45°之方式配向。圖3所示之例顯示x軸與液晶分子30之長軸方向所成之角θ為約0°之例。其原因在於若如此誘發液晶之配向方向則提高液晶顯示裝置之最大透過率。
又，偏光板1及偏光板8可調整各偏光板之偏光軸而將視野角或對比度調整為良好，較佳為具有相互垂直之透射軸以於常黑模式下作動。較佳為尤其偏光板1及偏光板8中之任一者係以具有與液晶分子30之配向方向平行之透射軸之方式配置。又，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。進而，亦使用旨在擴大視野角之相位差膜。
如上所述之構成之FFS型液晶顯示裝置10經由薄膜TFT向像素電極21供給圖像信號(電壓)，藉此於像素電極21與共用電極22之間產生邊緣電場，藉由該電場驅動液晶。即，於未施加電壓之狀態下，液晶分子30係以其長軸方向與配向膜4之配向方向平行之方式配置。若施加電壓，則於像素電極21與共用電極22之間拋物線狀電場之等電位線 一直形成至像素電極21與共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子30沿所形成之電場而於液晶層5內旋轉。本發明中使用具有負介電各向異性之液晶分子30，因此液晶分子30係以其長軸方向與所產生之電場方向垂直之方式旋轉。靠近像素電極21之位置上之液晶分子30儘管易受到邊緣電場之影響，但具有負介電各向異性之液晶分子30由於極化方向位於分子短軸，故而其長軸方向不會向與配向膜4垂直之方向旋轉，液晶層5內之全部液晶分子30之長軸方向可維持與配向膜4平行之方向。因此，與使用具有正介電各向異性之液晶分子30之FFS型液晶顯示元件相比，可獲得優異之透過率特性。
使用圖1~圖4所說明之FFS型液晶顯示元件為一例，只要未脫離本發明之技術思想，則亦可依據其他之各種形態實施。例如圖5係將圖1中形成於基板2上之電極層3之由II線所圍成之區域放大所獲得的俯視圖之另一例。如圖5所示，亦可設為像素電極21具有狹縫之構成。又，亦可以相對於閘極匯流排線26或資料匯流排線25具有傾斜角之方式形成狹縫圖案。
又，圖6係沿圖2中III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷所獲得的剖視圖之另一例。圖6所示之例中，使用梳形或具有狹縫之共用電極22，像素電極21與共用電極22之電極間距離R=α。進而，圖3中顯示將共用電極22形成於閘極絕緣膜12上之例，亦可如圖6所示般將共用電極22形成於第1基板2上並隔著閘極絕緣膜12設置像素電極21。像素電極21之電極寬度：l、共用電極22之電極寬度：n、及電極間距離：R較佳為適當調整為所產生之電場可使液晶層5內之液晶分子整體被驅動之程度之寬度。
圖7係沿圖2中III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷所獲得的剖視圖之另一例。圖7與圖6之構成相比於在第2基板7側設置有突起124與第3電極123之方面不同。該突起124可為間隔物，亦可由有機材 料或無機材料構成。又，圖7中該突起124係設置於第2基板7側，但亦可以朝向第2基板7方向之方式設置於第1基板2上。又，突起124之前端存在於液晶層5中，但該突起124之前端亦可與配向膜4或絕緣膜18抵接。又，此處，第3電極123較佳為共用電極。又，圖7中，可於TFT上與黑矩陣重合之位置形成突起124，亦可於TFT之正上方形成突起124。
認為藉由如該圖7所示於第2基板側設置共用電極作為第3電極123，而形成厚度方向之電力線，從而可減輕液晶層5中之厚度方向之配向不均。
圖7所示之例中，使用梳形或具有狹縫之共用電極22，像素電極21與共用電極22之電極間距離R=α。進而，圖3中顯示將共用電極22形成於閘極絕緣膜12上之例，亦可如圖6所示般將共用電極22形成於第1基板2上並隔著閘極絕緣膜12設置像素電極21。像素電極21之電極寬度：l、共用電極22之電極寬度：n、及電極間距離：R較佳為適當調整為所產生之電場可使液晶層5內之液晶分子整體被驅動之程度之寬度。
圖8係沿圖2中III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷所獲得的剖視圖之另一例。圖8與圖3之構成相比於在第2基板7側設置有第3電極123之方面不同。該第3電極123為圖2之梳形或圖5之具備切口部之構造。又，此處，第3電極123較佳為共用電極。認為藉由於第2基板側設置共用電極作為第3電極123，而形成厚度方向之電力線E'，從而可減輕液晶層5中之厚度方向之配向不均。
圖9係沿圖2中III-III線方向將圖1所示之液晶顯示元件切斷所獲得的剖視圖之另一例。圖8與圖3之構成相比於在與第1基板2對向之基板側貼合與第1基板相同之具備TFT之電極基板之構造，以及包含彩色濾光片之保護層126與保護層19的方面不同。換言之，圖9係將一對作 為圖3之構成之依序積層有偏光層1、第1基板2、電極層3、保護層19及配向膜4之積層體以TFT重疊之方式貼合而成之構成，且將一側之保護層19設為包含彩色濾光片之樹脂的構造。
該構成中存在4個電極。即，上下方均存在共用電極22且上下方均存在像素電極21。與僅於單側構成電極之元件相比，可高效利用液晶層之液晶。
本發明之FFS模式之液晶顯示元件由於使用特定之液晶組合物，故可同時實現高速應答與對顯示不良之抑制。
又，FFS模式之液晶顯示元件於向第1基板2與第2基板7之間注入液晶層5時，例如進行真空注入法或滴下注入(ODF：One Drop Fill)法等方法，但於本案發明中，可抑制於利用ODF法向基板滴下液晶組合物時產生滴下痕。再者，所謂滴下痕係定義為於黑顯示之情形時滴下液晶組合物之痕跡浮現白色之現象。
滴下痕之產生於較大程度上受到所注入之液晶材料之影響，但進而亦無法避免顯示元件之構成之影響。FFS模式之液晶顯示元件中，顯示元件中所形成之薄膜電晶體、及梳形或具有狹縫之像素電極21等僅由較薄之配向膜4、或較薄之配向膜4與較薄之絕緣保護層18等構件將其等與液晶組合物隔開，因此無法完全阻隔離子性物質之可能性較高，無法避免因構成電極之金屬材料與液晶組合物之相互作用所導致產生之滴下痕，但藉由於FFS型液晶顯示元件中組合使用本案發明之液晶組合物，可有效抑制滴下痕產生。
又，藉由ODF法進行之液晶顯示元件之製造步驟中，必須根據液晶顯示元件之尺寸而滴下最佳之液晶注入量，本案發明之液晶組合物由於例如液晶滴下時所產生之滴下裝置內之急劇壓力變化或衝擊對其之影響較小，可於長時間內持續穩定地滴下液晶，故而亦可將液晶顯示元件之良率保持為較高。尤其最近流行之智慧型手機多採用之小型 液晶顯示元件由於最佳之液晶注入量較少，故而本身難以將與最佳值之偏差控制於一定範圍內，但藉由使用本案發明之液晶組合物，即便於小型液晶顯示元件中亦可實現穩定之液晶材料之吐出量。
[實施例]
以下列舉實施例而更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。又，以下之實施例及比較例之組合物中之「%」意指『質量%』。
實施例中，所測定之特性如下所示。
TNI：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)
△n：25℃下之折射率各向異性
△ε：25℃下之介電各向異性
η：20℃下之黏度(mPa‧s)
γ1：25℃下之旋轉黏度(mPa‧s)
VHR：於頻率60Hz、施加電壓1V之條件下之60℃下之電壓保持率(%)
殘影：
關於液晶顯示元件之殘影評估，於顯示區域內使特定之固定圖案顯示1000小時後進行整個畫面之均勻顯示，對此時固定圖案之殘像之程度藉由目視分以下4個等級加以評估。
◎無殘像
○有極少殘像，但仍為可容許之程度
△有殘像，且為無法容許之程度
×有殘像，且相當惡劣
滴下痕：
關於液晶顯示裝置之滴下痕之評估，對全屏黑顯示之情形時浮現白色之滴下痕藉由目視分以下4個等級加以評估。
◎無殘像
○有極少殘像，但仍為可容許之程度
△有殘像，且為無法容許之程度
×有殘像，且相當惡劣
製程適應性：
關於製程適應性，於ODF製程中，使用定累計量泵每次滴下50pL之液晶，進行該操作100000次，於其次之「0~100次、101~200次、201~300次、‧‧‧‧99901~100000次」時對每100次所滴下之液晶量之變化分以下4個等級加以評估。
◎變化極小(可穩定地製造液晶顯示元件)
○稍有變化，但仍為可容許之程度
△有變化，且為無法容許之程度(因產生不均而導致良率變差)
×有變化，且相當惡劣(產生液晶洩漏或真空氣泡)
低溫下之溶解性：
關於低溫下之溶解性評估，製備液晶組合物後，稱量1g液晶組合物置於2mL之樣品瓶內，於溫度控制式試驗槽中對其以如下作為1循環「-20℃(保持1小時)→升溫(0.1℃/min)→0℃(保持1小時)→升溫(0.1℃/min)→20℃(保持1小時)→降溫(-0.1℃/min)→0℃(保持1小時)→降溫(-0.1℃/min)→-20℃」而持續予以溫度變化，藉由目視觀察自液晶組合物之析出物之產生，分以下4個等級加以評估。
◎600小時以上未觀察到析出物。
○300小時以上未觀察到析出物。
△150小時以內觀察到析出物。
×75小時以內觀察到析出物。
再者，關於實施例中化合物之記載，使用以下之簡略號。
(配向不均)
作為利用偏光顯微鏡進行觀察以外之方法，可根據光電特性測定中之透過率對比度比是否提高而測定配向不均。
(側鏈)
(連結基)
(環結構)
(實施例1(液晶組合物1))
製備具有如下所示之組成之液晶組合物(液晶組合物1)，測定其物性值。將該結果示於下表。
使用液晶組合物1，以TV用時一般之單元厚度3.0μm，製作於第一基板及第二基板具有電極層之FFS模式之液晶顯示元件。液晶組合物之注入係以滴下法進行，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估。
再者，含量之左側之記號係上述化合物之簡略號之記載。
得知液晶組合物1具有作為TV用液晶組合物所實用之75.6℃之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物1，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示極優異之評估結果。
(實施例2(液晶組合物2))
製備具有以具有與液晶組合物1同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物2)，測定其物性值。將該結果示於下表。
使用液晶組合物2，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物2具有作為TV用液晶組合物所實用之液晶相溫度範圍，具有較大之介電各向異性之絕對值，具有較低之黏性及最佳之△n。使用液晶組合物2，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例3(液晶組合物3))
製備具有以具有與液晶組合物1、2同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物 3)，測定其物性值。將該結果示於下表。
使用液晶組合物3，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物3具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物3，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(比較例1~3)
使用液晶組合物1~3，製作TV用時一般之單元厚度3.5μm之垂直配向液晶顯示元件(VA模式之液晶顯示元件)。
對實施例1~3中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比較例1~3中分別所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。再者，實施例1~3及比較例1~3之液晶顯示元件之透過率係將各模式中之液晶組合物注入前之元件之透過率設為100%時之值。
使用液晶組合物1~3所製作之FFS模式之顯示元件(實施例1~3)與分別使用相同之液晶組合物所製作之VA模式之液晶顯示元件(比較例1~3)相比，關於最高透過率、對比度比及應答速度，均表現出優異之特性。
液晶分子以平行於基板之方式配向、且產生邊緣電場之FFS模式之液晶顯示元件中，要求與液晶分子以垂直於基板之方式配向、且沿垂直方向產生電場之VA模式之液晶顯示元件不同的液晶之基本特性。液晶組合物1~3藉由含有作為本案必須成分之通式(I)及通式(II)之化合物，而於無損作為液晶顯示元件之基本特性之情況下達成作為FFS模式之顯著特徵之透過率提高。另一方面，FFS模式因該等差異，關於殘影或滴下痕等效果，難以依據先前見解而預測結果。本發 明之液晶顯示元件中，於該等方面亦表現出良好特性。
(實施例4(液晶組合物4))
製備具有以具有與組合物1~3同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物4)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物4具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物4，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例5(液晶組合物5))
製備具有以具有與液晶組合物1~4同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物 5)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物5具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物5，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例6(液晶組合物6))
製備具有以具有與液晶組合物1~5同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物6)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物6具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物6，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例1~3同等之優異之顯示特性。
(實施例7(液晶組合物7))
製備具有以具有與液晶組合物1~6同等之△n值、具有更高之TNI及△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物7)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物7，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
[表8]
得知液晶組合物7具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物7，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例8(液晶組合物8))
製備具有以具有與液晶組合物7同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物8)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物8，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物8具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物8，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例9(液晶組合物9))
製備具有以具有與液晶組合物7、8同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物 9)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物9，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物9具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物9，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(比較例4~6)
使用液晶組合物7~9，製作與比較例1~3相同之VA模式之液晶顯示元件。
對實施例7~9中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比較例4~6中分別所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。
使用液晶組合物7~9所製作之FFS模式之顯示元件(實施例7~9)與分別使用相同之液晶組合物所製作之VA模式之液晶顯示元件(比較例4~6)相比，關於最高透過率、對比度比及應答速度，均表現出優異之特性。
(實施例10(液晶組合物10))
製備具有以具有與液晶組合物7~9同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物10)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物10具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物10，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例11(液晶組合物11))
製備具有以具有與液晶組合物7~10同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物11具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物11，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例12(液晶組合物12))
製備具有以具有與液晶組合物7~11同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物12)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物12具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物12，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例13(液晶組合物13))
製備具有以具有與液晶組合物7~12同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物13)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物13具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物13，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優 異之評估結果。
(實施例14(液晶組合物14))
製備具有以具有與液晶組合物7~13同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物14)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物14具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物14，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例15(液晶組合物15))
製備具有以下所示之組成之液晶組合物(液晶組合物15)，測定其 物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物15，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物15具有作為TV用液晶組合物所實用之85.3℃之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物1，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示極優異之評估結果。
(實施例16(液晶組合物16))
製備具有以具有與液晶組合物15同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物16)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物16，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物16具有作為TV用液晶組合物所實用之液晶相溫度範圍，具有較大之介電各向異性之絕對值，具有較低之黏性及最佳之△n。使用液晶組合物16，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例17(液晶組合物17))
製備具有以具有與液晶組合物15、16同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物17)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物17，以 與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物17具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物17，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(比較例7~9)
使用液晶組合物15~17，製作與比較例1~3相同之VA模式之液晶顯示元件。
對實施例15~17中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比 較例7~9中分別所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。
使用液晶組合物15~17所製作之FFS模式之顯示元件(實施例15~17)與分別使用相同之液晶組合物所製作之VA模式之液晶顯示元件(比較例7~9)相比，關於最高透過率、對比度比及應答速度，均表現出優異之特性。
液晶分子以平行於基板之方式配向、且產生邊緣電場之FFS模式之液晶顯示元件中，要求與液晶分子以垂直於基板之方式配向、且沿垂直方向產生電場之VA模式之液晶顯示元件不同的液晶之基本特性。液晶組合物15~17藉由含有本案必須成分，而於無損作為液晶顯示元件之基本特性之情況下達成作為FFS模式之顯著特徵之透過率提高。另一方面，FFS模式由於該等差異，關於殘影或滴下痕等效果，難以依據先前見解而預測結果。本發明之液晶顯示元件中，於該等方面亦表現出良好特性。
(實施例18(液晶組合物18))
製備具有以具有與組合物15~17同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物18)，測定其物性值。將該結果示於下表。
[表5]
得知液晶組合物18具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物18，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例15~17同等之優異之顯示特性。
(實施例19(液晶組合物19))
製備具有以具有與液晶組合物15~18同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物19)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物19具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物19，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例15~17同等之優異之顯示特性。
(實施例20(液晶組合物20))
製備具有以具有與液晶組合物15~19同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物20)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物20具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有 較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物20，製作FFS模式之液晶顯示元件，結果表現出與實施例15~17同等之優異之顯示特性。
(實施例21(液晶組合物21))
製備具有以具有與液晶組合物15~20同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物21)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物21，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物21具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物21，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例22(液晶組合物22))
製備具有以具有與液晶組合物15~21同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物22)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物22，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物22具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物22，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例23(液晶組成23))
製備具有以具有與液晶組合物15~22同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物23)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物23具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物23，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(比較例10~12)
使用液晶組合物21~23，製作比與較例1~3相同之VA模式之液晶顯示元件。
對實施例21~23中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比較例10~12中分別所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。
使用液晶組合物21~23所製作之FFS模式之顯示元件(實施例21~23)與分別使用相同之液晶組合物所製作之VA模式之液晶顯示元件(比較例10~12)相比，關於最高透過率、對比度比及應答速度，均表現出優異之特性。
(實施例24(液晶組合物24))
製備具有以具有與液晶組合物15~23同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物24)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物24具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物24，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例25(液晶組合物25))
製備具有以具有與液晶組合物15~24同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物25具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物25，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例26(液晶組合物26))
製備具有以具有與液晶組合物15~25同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物26)，測定其物性值。將該結果示於下表。
得知液晶組合物26具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物26，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示優異之評估結果。
(實施例27~35(液晶組合物27~35))
製備具有以下所示之組成之液晶組合物(液晶組合物27~35)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物27~35，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物27~35具有作為TV用液晶組合物所實用之範圍之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物27~35，製作FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對電壓保持率、殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示極優異之評估結果。
(比較例13~21)
使用液晶組合物27~35，製作與比較例1~3相同之VA模式之液晶顯示元件。
對實施例27~35中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比較例13~21中分別所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。
(實施例36~41(液晶組合物36~41))
製備具有以具有與液晶組合物27~35同等之TNI、同等之△n值及同等之△ε值之方式所設計之以下所示之組成的液晶組合物(液晶組合物36~41)，測定其物性值。將該結果示於下表。使用液晶組合物36~41，以與實施例1相同之方式製作FFS模式之液晶顯示元件，對殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，將所獲得之結果示於同一表。
得知液晶組合物36~41具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI，具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物36~41，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對電壓保持率、殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示作為TV用液晶組合物所實用之評估結果。
(比較例22~27)
使用液晶組合物36~41，製作與比較例1相同之VA模式之液晶顯示元件。
對實施例36~41中分別所製作之FFS模式之液晶顯示元件、與比較例22~27中所製作之VA模式之液晶顯示元件，進行透過率、對比度比、應答速度之比較。將其結果示於以下。
使用液晶組合物36~41所製作之FFS模式之顯示元件(實施例36~41)與使用相同之液晶組合物所製作之VA模式之液晶顯示元件(比較 例22~27)相比，關於最高透過率、對比度比及應答速度，均表現出優異之特性。
(實施例42~44(液晶組合物42~44))
得知液晶組合物42~44具有作為TV用液晶組合物所實用之TNI， 具有較大之△ε之絕對值，具有較低之η及最佳之△n。使用液晶組合物42~44，製作與實施例1相同之FFS模式之液晶顯示元件，並藉由上述方法對電壓保持率、殘影、滴下痕、製程適應性及低溫下之溶解性進行評估，結果顯示作為TV用液晶組合物所實用之評估結果。
(實施例45)
以TV用時一般之單元厚度3.0μm，製作於第1基板具有TFT電極層且於第2基板具有梳形共用電極之FFS模式之液晶顯示元件(圖8之構成)。又，對液晶組合物1~44利用滴下法進行注入，一面驅動該液晶單元一面利用偏光顯微鏡進行觀察，結果確認配向不均較實施例1之液晶單元有所減輕。

Claims (3)

  1. 一種液晶顯示元件，其具有：複數個閘極匯流排線及資料匯流排線，其等呈網狀配置；薄膜電晶體，其設置於上述閘極匯流排線與上述資料匯流排線之各交叉部；第1電極，其連接於上述薄膜電晶體；第2電極，其設置於上述第1電極之附近區域且與上述第1電極隔開設置；第1透明絕緣基板，其於表面具有形成於包含上述薄膜電晶體之層上之第1配向層；第2透明絕緣基板，其與上述第1透明絕緣基板對向設置且於表面具有第2配向層；液晶層，其使上述第1配向層及上述第2配向層彼此相對地隔開配置、且由填充於兩配向層間之液晶組合物所構成；及上述第1配向層及上述第2配向層，其於上述液晶層與上述第1透明絕緣基板及上述第2透明絕緣基板各者之間誘發水平配向，各配向層之配向方向平行上述第1電極與上述第2電極為了於該等電極間形成邊緣電場，上述第1電極與上述第2電極間之電極間距離：R小於上述第1透明絕緣基板與上述第2透明絕緣基板之距離：G，上述第2電極係配置於較上述第1電極更靠上述第1透明絕緣基板之位置，且具有第3電極，上述第3電極於上述第1透明絕緣基板或上述第2透明絕緣基板上朝向液晶層方向突出而設置，上述液晶組合物含有1種以上之下述通式(IV)所表示之化合物，(式中，R7及R8各自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、烷氧基或烯氧基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，該烷基、烯基、烷氧基或烯氧基中之亞甲基只要氧原子不連續鍵結則可被取代為氧原子，只要羰基不連續鍵結則亦可被取代為羰基，A1及A2各自獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基，於A1或/及A2表示1,4-伸苯基之情形時，該1,4-伸苯基中之1個以上之氫原子可被取代為氟原子，Z1及Z2各自獨立地表示單鍵、-OCH2-、-OCF2-、-CH2O-或CF2O-，n1及n2各自獨立地表示0、1、2或3，n1+n2為1~3，A1、A2、Z1及/或Z2於存在複數個之情形時該等可相同亦可不同，但n1為1或2、n2為0、A1之至少1者為1,4-伸環己基且Z1全部為單鍵之化合物除外)。
  2. 如請求項1之液晶顯示元件，其中，上述液晶組合物為n型液晶組合物，其向列相-各向同性液體之轉移溫度為60℃以上，介電各向異性之絕對值為2以上，且含有選自通式(I)所表示之化合物群中之至少1種化合物、及/或選自下述通式(II)所表示之化合物群中之至少1種化合物，(式中，R1及R2各自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，A表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，k表示1或2，於k為2之情形時兩個A可相同亦可不同)(式中，R3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，R4表示碳原子數1~8之烷基、碳原子數4~8之烯基、碳原子數1~8之烷氧基或碳原子數3~8之烯氧基，B表示1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，m表示0、1或2，於m為2之情形時兩個B可相同亦可不同)。
  3. 如請求項1之液晶顯示元件，其中，電極間距離(R)為0。
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