TWI753091B

TWI753091B - 液晶顯示元件、聚合物穩定配向型的液晶顯示元件、液晶組成物及其用途

Info

Publication number: TWI753091B
Application number: TW107102795A
Authority: TW
Inventors: 黃名鴻; 簡孜潔; 古里好優
Original assignee: 日商捷恩智股份有限公司
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2022-01-21
Also published as: TW201835647A; JP6915337B2; JP2018163271A

Abstract

本發明提供一種具有響應時間短、電壓保持率大、臨限電壓低、對比度大、壽命長等特性的液晶顯示元件。一種含有至少一種極性化合物的聚合物穩定配向型的液晶顯示元件，其包括：電極群組，形成於經對向配置的一對基板的其中一者或兩者上；多個主動元件，與所述電極群組連接；液晶配向膜，形成於所述一對基板的對向的各自的面上；以及液晶組成物，夾持於所述一對基板之間。

Description

液晶顯示元件、聚合物穩定配向型的液晶顯示元件、液晶組成物及其用途

本發明是有關於一種聚合物穩定配向型的液晶顯示元件、該元件中所使用的液晶組成物。尤其是有關於一種含有極性化合物（或其聚合體）的聚合物穩定配向型的液晶顯示元件、該元件中所使用的介電各向異性為負的液晶組成物。

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）、垂直配向（vertical alignment，VA）、邊緣場切換（fringe field switching，FFS）、電場感應光反應配向（field-induced photo-reactive alignment，FPA）等模式。基於元件的驅動方式的分類為被動矩陣（passive matrix，PM）與主動矩陣（active matrix，AM）。PM被分類為靜態式（static）、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）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、利用背光的透過型、以及利用自然光與背光這兩者的半透過型。

液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組成物。該組成物具有適當的特性。藉由提高該組成物的特性，可獲得具有良好特性的AM元件。將該些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為約70℃以上，而且向列相的較佳下限溫度為約-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（moving image），較佳為響應時間短。理想為短於1毫秒的響應時間。因此，較佳為組成物的黏度小。更佳為低溫下的黏度小。

[表1]

組成物的光學各向異性與元件的對比度相關聯。根據元件的模式，而需要大的光學各向異性或小的光學各向異性，即適當的光學各向異性。組成物的光學各向異性（Δn）與元件的單元間隙（d）的積（Δn×d）被設計成使對比度為最大。該積的適當的值依存於運作模式的種類。TN之類的模式的元件中，該值為約0.45 μm，VA模式的元件中，該值為約0.30 μm至約0.40 μm的範圍，IPS模式或FFS模式的元件中，該值為約0.20 μm至約0.30 μm的範圍。該些情況下，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。組成物的大的介電各向異性有助於元件中的低臨限電壓、小的電力消耗與大的對比度。因此，較佳為大的介電各向異性。組成物對紫外線及熱的穩定性與元件的壽命相關聯。於該穩定性高時，元件的壽命長。此種特性對用於液晶監視器、液晶電視等的AM元件而言較佳。

通用的液晶顯示元件中，液晶分子的垂直配向可藉由特定的聚醯亞胺配向膜來達成。聚合物穩定配向（polymer sustained alignment，PSA）型的液晶顯示元件中，使聚合體與配向膜加以組合。首先，將添加有少量聚合性化合物的組成物注入至元件中。繼而，一邊對該元件的基板之間施加電壓，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體的網狀結構。該組成物中，可利用聚合體來控制液晶分子的配向，因此元件的響應時間縮短，圖像的殘像得到改善。於具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之類的模式的元件中可期待聚合體的此種效果。但是，聚合性化合物於液晶組成物中的溶解性低，無法大量地添加。因此，本發明中，藉由添加極性化合物來達成響應時間的進一步縮短。

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。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模式或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。聚合物穩定配向型的AM元件中使用具有正或負的介電各向異性的組成物。具有負的介電各向異性的液晶組成物的例子於下述專利文獻1及專利文獻2中有揭示。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-131704號公報 [專利文獻2]國際公開第2010/084823號

[發明所欲解決的課題] 本發明的一個目的為一種液晶顯示元件，其具有響應時間短、電壓保持率大、臨限電壓低、對比度大、壽命長等特性。另一目的為一種此種元件中所使用的液晶組成物。另一目的為一種液晶組成物，其滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性適當、負的介電各向異性大、比電阻大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少一種。又一目的為一種於該些特性的至少兩種之間具有適當平衡的液晶組成物。 [解決課題之手段]

本發明是有關於一種液晶顯示元件及該元件中所含的液晶組成物，所述液晶顯示元件為聚合物穩定配向型，且所述聚合物穩定配向型的液晶顯示元件包括：電極群組，形成於經對向配置的一對基板的其中一者或兩者上；多個主動元件，與所述電極群組連接；液晶配向膜，形成於所述一對基板的對向的各自的面上；以及液晶組成物，夾持於所述一對基板之間；並且液晶組成物含有至少一種極性化合物作為第一添加物。 [發明的效果]

本發明的一個優點為一種液晶顯示元件，其具有響應時間短、電壓保持率大、臨限電壓低、對比度大、壽命長等特性。另一優點為一種有助於響應時間短的液晶配向膜。另一優點為一種此種元件中所使用的液晶組成物。另一優點為一種液晶組成物，其滿足向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學各向異性適當、負的介電各向異性大、比電阻大、對紫外線的穩定性高、對熱的穩定性高、彈性常數大之類的特性的至少一種。又一優點為一種於該些特性的至少兩種之間具有適當平衡的液晶組成物。

該說明書中的用語的使用方法如下所述。有時將「液晶組成物」及「液晶顯示元件」的用語分別簡稱為「組成物」及「元件」。「液晶顯示元件」為液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。「液晶性化合物」是具有向列相、層列相等液晶相的化合物，以及雖不具有液晶相、但出於調節向列相的溫度範圍、黏度、介電各向異性之類的特性的目的而混合於組成物中的化合物的總稱。該化合物具有例如1,4-伸環己基或1,4-伸苯基之類的六員環，且分子結構為棒狀（rod like）。「聚合性化合物」是出於使組成物中生成聚合體的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物於其意義方面並非為聚合性。

液晶組成物是藉由將多種液晶性化合物進行混合來製備。於該液晶組成物中視需要添加光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物之類的添加物。即便於添加有添加物的情況下，液晶性化合物的比例亦是由基於不包含添加物的液晶組成物的重量的重量百分率（重量%）來表示。添加物的比例是由基於不包含添加物的液晶組成物的重量的重量百分率（重量%）來表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基於液晶性化合物的總重量而算出。有時使用重量百萬分率（ppm）。聚合起始劑及聚合抑制劑的比例是例外地基於聚合性化合物的重量來表示。

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」。「電壓保持率大」是指元件在初始階段中不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率，而且，在長時間使用後不僅在室溫下，而且在接近於向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。於介電各向異性為正的組成物時，「提高介電各向異性」的表述是指其值正向地增加，於介電各向異性為負的組成物時，「提高介電各向異性」的表述是指其值負向地增加。

「至少一個‘A’可經‘B’取代」的表述是指‘A’的數量為任意。於‘A’的數量為一個時，‘A’的位置為任意，於‘A’的數量為兩個以上時，它們的位置亦可無限制地選擇。該規則亦適用於「至少一個‘A’經‘B’取代」的表述。例如，「烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-或-S-取代」的表述中，包含-OCH₃ 、-CH₂ OCH₃ 、-CH₂ OCH₂ CH₂ OCH₃ 、-SCH₂ CH₂ CH₃ 、-CH₂ CH₂ SCH₃ 、-CH₂ OCH₂ CH₂ SCH₃ 等基。

式（1）至式（4）中，由六邊形包圍的A、B、C等記號與環A、環B、環C等環對應。式（2）中，將環D的六邊形的一邊橫切的斜線是指P¹ -Sp¹ 基可任意地選擇環上的鍵結位置。該規則亦適用於環J等的P⁵ -Sp¹⁴ 基等。n等下標表示與環J等鍵結的基的數量。於n為2時，於環J上存在兩個P⁵ -Sp¹⁴ 基。P⁵ -Sp¹⁴ 所表示的兩個基可相同，或亦可不同。該規則亦適用於n大於2時的任意兩個。該規則亦適用於其他基。有時將式（1）所表示的化合物簡稱為化合物（1）。有時將選自式（1）所表示的化合物的群組中的至少一種化合物簡稱為「化合物（1）」。「化合物（1）」是指式（1）所表示的一種化合物、兩種化合物的混合物或三種以上化合物的混合物。關於其他式所表示的化合物亦相同。

成分化合物的化學式中，將末端基R¹ 的記號用於多種化合物。該些化合物中，任意的兩個R¹ 所表示的兩個基可相同，或者亦可不同。例如，有化合物（1-1）的R¹ 為乙基，且化合物（1-2）的R¹ 為乙基的情況。亦有化合物（1-1）的R¹ 為乙基，而化合物（1-2）的R¹ 為丙基的情況。該規則亦適用於其他末端基等的記號。式（1）中，於a為2時，存在兩個環A。該化合物中，兩個環A所表示的兩個環可相同，或者亦可不同。於a大於2時，該規則亦適用於任意的兩個環A。該規則亦適用於Z¹ 、環C等記號。該規則亦適用於化合物（3-27）中的兩個-Sp¹⁴ -P⁵ 基等。

2-氟-1,4-伸苯基是指下述兩種二價基。化學式中，氟可為朝左（L），亦可為朝右（R）。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。該規則亦適用於羰基氧基（-COO-及-OCO-）之類的鍵結基。 [化1]

本發明為下述項等。

項1. 一種液晶顯示元件，其為聚合物穩定配向型的液晶顯示元件，所述聚合物穩定配向型的液晶顯示元件包括：電極群組，形成於經對向配置的一對基板的其中一者或兩者上；多個主動元件，與所述電極群組連接；液晶配向膜，形成於所述一對基板的對向的各自的面上；以及液晶組成物，夾持於所述一對基板之間；並且液晶組成物含有至少一種極性化合物作為第一添加物。

項2. 如項1所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（1）所表示的化合物中的至少一種化合物作為第一成分及含有選自式（2）所表示的極性化合物中的至少一種化合物作為第一添加物， [化2]

式（1）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、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯基氧基；環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環B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7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z¹ 及Z² 獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基；a為0、1、2或3，b為0或1，而且a與b的和為3以下；式（2）中，R³ 為氫、氟、氯、式（P-A）所表示的聚合性基或碳數1至25的烷基，該烷基中，至少一個-CH₂ -可經-CH=CH-、-NR⁰ -、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-或碳數3至8的伸環烷基取代，而且至少一個三級碳（＞CH-）可經氮（＞N-）取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代； [化3]

式（P-A）中，Sp⁴ 為單鍵或碳數1至7的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-取代，該些基中，至少一個氫可經氟取代；X⁰ 為-OR⁰ 或-N(R⁰ )₂ 所表示的基；M¹ 及M² 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基；R⁴ 為具有氧原子、硫原子及氮原子的至少一種的極性基或氫；環D、環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；Z³ 及Z⁴ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-、-C(CH₃ )=CH-、-CH=C(CH₃ )-或-C(CH₃ )=C(CH₃ )-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；P¹ 、P² 及P³ 獨立地為聚合性基；Sp¹ 、Sp² 及Sp³ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；c及d獨立地為0、1、2、3或4，而且c及d的和為0、1、2、3或4；e、f及g獨立地為0、1、2、3或4，R⁴ 為氫時的e、f及g的至少一者為1、2、3或4，R⁴ 為氫時的P¹ 、P² 及P³ 的至少一者為式（P-A）所表示的聚合性基。

項3. 如項2所述的液晶顯示元件，其中式（2）中，R⁴ 為式（A1）至式（A4）的任一者所表示的基， [化4]

式（A1）至式（A4）中，Sp⁵ 、Sp⁷ 及Sp⁸ 獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-S-、-NH-、-N(R⁰ )-、-CO-、-CH=CH-、-CH=CR⁰ -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟、氯、-CN或式（P-1）取代， [化5]

式（P-1）中，Sp⁹ 為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代；M³ 及M⁴ 獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；R⁵ 為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-O-或-S-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代； Sp⁶ 為＞CH-、＞CR⁶ -或＞N-；X¹ 為-OH、-OR⁶ 、-COOH、-NH₂ 、-NHR⁶ 、-N(R⁶ )₂ 、-SH、-SR⁶ 、 [化6]

式（P-B）中，Sp¹⁰ 為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代；M⁵ 及M⁶ 獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；X³ 為-OR⁰ 或-N(R⁰ )₂ ； X² 為-O-、-CO-、-NH-、-NR⁶ -或-S-；Z⁵ 為碳數1至15的伸烷基，該些基中，至少一個氫可經-OH、-OR⁶ 、-COOH、-NH₂ 、-NHR⁶ 、-N(R⁶ )₂ 、氟或氯取代；環G為碳數6至25的芳香族基或碳數3至25的脂環式基，該些基可為縮合環，該些基中，一個至三個氫可經R^L 取代；R^L 為-OH、-(CH₂ )_i -OH、氟、氯、-CN、-NO₂ 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R⁰ )₂ 、-C(=O)R⁰ 、-N(R⁰ )₂ 、-(CH₂ )_i -N(R⁰ )₂ 、-SR⁰ 、碳數6至20的芳基、碳數6至20的雜芳基、碳數1至25的烷基、碳數1至25的烷氧基，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基；R⁶ 為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-C≡C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-、-CO-或-O-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；i為1、2、3或4；h為1、2、3、4或5；v為0或1。

項4. 如項2所述的液晶顯示元件，其中式（2）中，P¹ 、P² 及P³ 獨立地為選自式（P-2）至式（P-6）所表示的聚合性基的群組中的基，R⁴ 為具有氧原子、硫原子及氮原子的至少一種的極性基， [化7]

式（P-2）至式（P-6）中，M⁷ 、M⁸ 及M⁹ 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。

項5. 如項1至項4中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（2-1）至式（2-58）所表示的極性化合物的群組中的至少一種化合物作為第一添加物， [化8]

[化9]

[化10]

[化11]

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

[化16]

[化17]

式（2-1）至式（2-58）中，R⁷ 為氫、氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；R⁸ 為氫或甲基；Sp¹ 、Sp² 、Sp³ 、Sp⁹ 、Sp¹⁰ 、Sp¹¹ 及Sp¹² 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；Sp⁴ 為單鍵或碳數1至7的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-取代，該些基中，至少一個氫可經氟取代；Z³ 、Z⁴ 及Z⁶ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-、-C(CH₃ )=CH-、-CH=C(CH₃ )-或-C(CH₃ )=C(CH₃ )-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；X⁰ 及X³ 獨立地為-OR⁰ 或-N(R⁰ )₂ 所表示的基，此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基；L¹ 、L² 、L³ 、L⁴ 、L⁵ 、L⁶ 、L⁷ 、L⁸ 、L⁹ 、L¹⁰ 、L¹¹ 及L¹² 獨立地為氫、氟或碳數1至12的烷基；j為0、1、2、3、4、5或6。

項6. 如項1至項5中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（1-1）至式（1-22）所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第一成分， [化18]

[化19]

式（1-1）至式（1-22）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、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯基氧基。

項7. 如項2至項6中任一項所述的液晶顯示元件，其中第一成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。

項8. 如項1至項7中任一項所述的液晶顯示元件，其中第一添加物的比例為0.03重量%至10重量%的範圍。

項9. 如項1至項8中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有至少一種聚合性化合物作為第二添加物。

項10. 如項1至項9中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（3）所表示的聚合性化合物中的至少一種化合物作為第二添加物， [化20]

式（3）中，環I及環K獨立地為環己基、環己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氫吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基或吡啶-2-基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；環J為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；Z⁷ 及Z⁸ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-、-C(CH₃ )=CH-、-CH=C(CH₃ )-或-C(CH₃ )=C(CH₃ )-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；P⁴ 、P⁵ 及P⁶ 獨立地為選自式（P-7）至式（P-11）所表示的聚合性基的群組中的基； [化21]

式（P-7）至式（P-11）中，M¹⁰ 、M¹¹ 及M¹² 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；Sp¹³ 、Sp¹⁴ 及Sp¹⁵ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；k為0、1或2；m、n及p獨立地為0、1、2、3或4，而且m、n及p的和為1以上。

項11. 如項1至項10中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（3-1）至式（3-27）所表示的聚合性化合物的群組中的至少一種化合物作為第二添加物， [化22]

[化23]

[化24]

式（3-1）至式（3-27）中，P⁴ 、P⁵ 及P⁶ 獨立地為選自式（P-7）至式（P-9）所表示的聚合性基的群組中的基； [化25]

此處，M¹⁰ 、M¹¹ 及M¹² 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；Sp¹³ 、Sp¹⁴ 及Sp¹⁵ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。

項12. 如項9至項11中任一項所述的液晶顯示元件，其中第二添加物的比例為0.03重量%至10重量%的範圍。

項13. 如項1至項12中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（4）所表示的化合物中的至少一種化合物作為第二成分， [化26]

式（4）中，R⁹ 及R¹⁰ 獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；環L及環M獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z⁹ 為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基；q為1、2或3。

項14. 如項1至項13中任一項所述的液晶顯示元件，其中液晶組成物含有選自式（4-1）至式（4-13）所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第二成分， [化27]

式（4-1）至式（4-13）中，R⁹ 及R¹⁰ 獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。

項15. 如項13或項14所述的液晶顯示元件，其中第二成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。

項16. 一種聚合物穩定配向型的液晶顯示元件，其中如項9至項15中任一項所述的液晶組成物中所含有的第一添加物及第二添加物進行了聚合。

項17. 一種液晶組成物，其用於如項1至項16中任一項所述的液晶顯示元件。

項18. 一種液晶組成物的用途，所述液晶組成物為如項17所述的液晶組成物，其用於液晶顯示元件中。

本發明還包括以下項。（a）所述組成物，其更含有光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等添加物的至少一種。（b）一種AM元件，其含有所述組成物。（c）更含有聚合性化合物的所述組成物、以及含有該組成物的聚合物穩定配向型的AM元件。（d）一種聚合物穩定配向型的AM元件，其含有所述組成物，且該組成物中的聚合性化合物進行聚合。（e）一種透過型的元件，其含有所述組成物。（f）將所述組成物作為具有向列相的組成物的用途。（g）藉由在所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液晶顯示元件及液晶顯示元件中所含有的液晶組成物進行說明。第一，對液晶顯示元件的製作方法進行說明。第二，對液晶顯示元件中所使用的液晶配向膜進行說明。第三，對組成物的構成進行說明。第四，對成分化合物的主要特性、以及該化合物給組成物或元件帶來的主要效果進行說明。第五，對組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據進行說明。第六，對成分化合物的較佳形態進行說明。第七，示出較佳的成分化合物。第八，對可添加於組成物中的添加物進行說明。第九，對成分化合物的合成方法進行說明。第十，對組成物的用途進行說明。

第一，對液晶顯示元件的製作方法進行說明。本發明的液晶顯示元件是藉由如下方式而製作：於一對基板上形成液晶配向膜，以使配向膜朝內的方式使所獲得的一對基板介隔間隔物而對向，將液晶組成物封入至形成於基板間的間隙而形成液晶層。本發明的液晶顯示元件的製作中，視需要亦可包括將偏光膜貼附於基板等進一步的步驟。

基板中可列舉亦可設置有氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）電極等電極或彩色濾光片等的玻璃製基板。液晶層是由密封於以一對基板的其中一基板中的形成有液晶配向膜的面朝向另一基板的方式對向的一對基板間的間隙的液晶組成物形成。電極中可使用形成於玻璃製基板的ITO電極。液晶配向膜是用以使液晶層中的液晶組成物在特定方向上配向的層，且藉由後述的液晶配向劑而製備。

第二，對液晶配向膜進行說明。該配向膜含有聚有機矽氧烷、聚醯胺酸、聚醯胺酸酯、聚醯亞胺或該些聚合體的混合物。聚有機矽氧烷是藉由將氯矽烷、烷氧基矽烷之類的有機矽化合物水解而生成。有時將聚有機矽氧烷簡稱為「聚矽氧烷」。聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯亞胺通常為藉由四羧酸二酐與二胺的縮合反應而獲得的產物或其酯衍生物，根據縮合的程度而稱呼為聚醯胺酸、聚醯胺酸酯或聚醯亞胺。有時將該些簡稱為「聚醯胺酸或其衍生物」。

較佳的聚矽氧烷含有羧基、羥基烷基、胺基、烷基胺基、巰基、環氧基或聚合性不飽和鍵。含有羧基的聚矽氧烷的原料為4-(三甲氧基矽烷基)戊酸等。含有羥基烷基的聚矽氧烷的原料為4-羥基丙基三乙氧基矽烷等。含有胺基的聚矽氧烷的原料為3-胺基丙基三甲氧基矽烷等。含有烷基胺基的聚矽氧烷的原料為N-[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]-1-丁胺等。含有巰基的聚矽氧烷的原料為3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。含有環氧基的聚矽氧烷的原料為3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等。含有聚合性不飽和鍵的聚矽氧烷的原料為甲基丙烯酸3-(三甲氧基矽烷基)丙酯、α-亞甲基-γ-丁內酯等。

尤佳的聚矽氧烷含有選自式（X¹ -1）至式（X¹ -7）所表示的基的群組中的至少一種基。 [化28]

式（X¹ -1）至式（X¹ -7）中，星號表示所鍵結的部位；Z¹⁰ 為-O-或單鍵；Z¹¹ 為單鍵、碳數1至6的伸烷基或具有選自-O-、-S-、-COO-、-OCO-及-NR¹¹ -的群組中的至少一種基的碳數1至20的二價基，此處，R¹¹ 為氫或碳數1至6的烷基；s為1、2或3，t為0至6的整數，於t為0的情況下，Z¹⁰ 為單鍵；s為0至6的整數。

具有式（X¹ -1）或式（X¹ -2）所表示的基的聚矽氧烷是藉由將具有此種基的氯矽烷、烷氧基矽烷之類的矽烷單獨水解或將與其他矽烷的混合物水解而生成。此種矽烷的例子為3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等。詳細情況參照日本專利特開2013-064968號的段落0048至段落0068等。

較佳的式（X¹ -1）或式（X¹ -2）所表示的基如下所述。 [化29]

具有式（X¹ -3）或式（X¹ -4）所表示的基的聚矽氧烷是藉由將具有與二醇對應的環氧基的矽烷單獨水解或將與其他矽烷的混合物水解，進而使環氧基開環而生成。具有式（X¹ -5）所表示的基的聚矽氧烷是藉由將具有由所對應的酸酐所衍生的一價基的矽烷單獨水解或將與其他矽烷的混合物水解，進而使酸酐部分開環而生成。詳細情況參照日本專利特開2013-057815號的段落0061至段落0067等。關於具有式（X¹ -6）所表示的基的聚矽氧烷，參照日本專利特開2013-057815號的段落0026至段落0060等。α-亞甲基-γ-丁內酯為聚合性。具有式（X¹ -7）所表示的基的聚矽氧烷是藉由將具有由α-亞甲基-γ-丁內酯所衍生的一價基的矽烷單獨水解或將與其他矽烷的混合物水解，進而使酸酐部分開環而生成。

較佳的聚醯胺酸或其衍生物具有脂環式結構。脂環式結構的例子為雙環[2.2.2]辛烯或環丁烷。合成具有脂環式結構的聚醯胺酸或其衍生物時，將雙環[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐或1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐用作起始物。亦可將1,4-二胺基環己烷之類的具有脂環式結構的胺用於起始物中。詳細情況參照日本專利特開2013-080193號的段落0156至段落0175等。

液晶配向膜含有選自聚矽氧烷、聚醯胺酸、聚醯胺酸酯及聚醯亞胺的群組中的至少一種聚合體。較佳的配向膜中，主成分為聚醯胺酸或其衍生物，副成分為聚矽氧烷。於製備配向劑時，聚醯胺酸或其衍生物的比例為50重量%以上，聚矽氧烷的比例小於50重量%。即，比例為100～50/0～50。較佳比例為97～70/3～30。尤佳的比例為95～80/5～20。較佳的配向膜含有如下聚矽氧烷，所述聚矽氧烷含有選自式（X¹ -1）至式（X¹ -7）所表示的基的群組中的至少一種基。尤佳的配向膜含有具有式（X¹ -7）所表示的基的聚矽氧烷。

第三，對組成物的構成進行說明。該組成物含有多種液晶性化合物。該組成物亦可含有添加物。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、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。就液晶性化合物的觀點而言，該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）及化合物（3）中的液晶性化合物以外，亦可更含有其他液晶性化合物、添加物等。「其他液晶性化合物」是與化合物（1）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。

組成物B實質上僅包含選自化合物（1）及化合物（3）中的液晶性化合物。「實質上」這一用語是指組成物雖可含有添加物，但不含其他液晶性化合物。與組成物A相比較，組成物B的成分的數量少。就降低成本的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由將其他液晶性化合物混合來進一步調整特性的觀點而言，組成物A優於組成物B。

第四，對成分化合物的主要特性、以及該化合物給組成物或元件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，記號0（零）是指介電各向異性極其小。

[表2] 表2.化合物的特性

1）介電各向異性為負的化合物

成分化合物的主要效果如下所述。化合物（1）提高介電各向異性，而且降低下限溫度。化合物（4）降低黏度，或提高上限溫度。化合物（2）藉由極性基的作用而吸附於基板表面，並控制液晶分子的配向。為了獲得所期望的效果，化合物（2）必須具有與液晶性化合物的高的相容性。化合物（2）具有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，因此最適於該目的。化合物（2）藉由聚合而提供聚合體。該聚合體使液晶分子的配向穩定化，因此縮短元件的響應時間，而且改善圖像的殘像。化合物（3）藉由聚合而提供聚合體，該聚合體縮短元件的響應時間，而且改善圖像的殘像。

第五，對組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例以及其根據進行說明。組成物中的成分的較佳組合為第一成分+第一添加物、第一成分+第一添加物+第二成分、第一成分+第一添加物+第二添加物或第一成分+第一添加物+第二成分+第二添加物。尤佳的組合為第一成分+第一添加物+第二成分+第二添加物。

為了提高介電各向異性，第一成分的較佳比例為約10重量%以上，為了降低下限溫度，第一成分的較佳比例為約90重量%以下。尤佳的比例為約20重量%至約85重量%的範圍。特佳的比例為約30重量%至約85重量%的範圍。

為了提高上限溫度，或為了降低黏度，第二成分的較佳比例為約10重量%以上，為了提高介電各向異性，第二成分的較佳比例為約90重量%以下。尤佳的比例為約15重量%至約75重量%的範圍。特佳的比例為約15重量%至約60重量%的範圍。

化合物（2）是出於提高高分子層的配向力的目的而添加於組成物中。為了使液晶分子配向，該添加物的較佳比例為約0.03重量%以上，為了防止元件的顯示不良，該添加物的較佳比例為約10重量%以下。尤佳的比例為約0.1重量%至約7重量%的範圍。特佳的比例為約0.5重量%至約5重量%的範圍。

化合物（3）是出於適合於聚合物穩定配向型的元件的目的而添加於組成物中。為了使液晶分子配向，該添加物的較佳比例為約0.03重量%以上，為了防止元件的顯示不良，該添加物的較佳比例為約10重量%以下。尤佳的比例為約0.1重量%至約2重量%的範圍。特佳的比例為約0.2重量%至約1重量%的範圍。

第六，對成分化合物的較佳形態進行說明。式（1）及式（4）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、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯基氧基。為了提高穩定性，較佳的R¹ 或R² 為碳數1至12的烷基，為了提高介電各向異性，較佳的R¹ 或R² 為碳數1至12的烷氧基。R⁹ 及R¹⁰ 獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。為了降低黏度，較佳的R⁹ 或R¹⁰ 為碳數2至12的烯基，為了提高穩定性，較佳的R⁹ 或R¹⁰ 為碳數1至12的烷基。烷基為直鏈狀或分支狀，不包含環狀烷基。直鏈狀烷基優於分支狀烷基。該些情況對於烷氧基、烯基等的末端基而言亦相同。

較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。為了降低黏度，尤佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。

較佳的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。為了降低黏度，尤佳的烷氧基為甲氧基或乙氧基。

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。為了降低黏度等原因，於1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之類的烯基中較佳為反式構型。於2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之類的烯基中較佳為順式構型。

較佳的烯基氧基為乙烯基氧基、烯丙基氧基、3-丁烯基氧基、3-戊烯基氧基或4-戊烯基氧基。為了降低黏度，尤佳的烯基氧基為烯丙基氧基或3-丁烯基氧基。

至少一個氫經氟或氯取代的烷基的較佳例為氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基、7-氟庚基或8-氟辛基。為了提高介電各向異性，尤佳例為2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基或5-氟戊基。

至少一個氫經氟或氯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-戊烯基或6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，尤佳例為2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。

環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。「至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基」的較佳例為2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基或2-氯-3-氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，較佳的環A或環C為1,4-伸環己基，為了提高介電各向異性，較佳的環A或環C為四氫吡喃-2,5-二基，為了提高光學各向異性，較佳的環A或環C為1,4-伸苯基。為了提高上限溫度，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式構型優於順式構型。四氫吡喃-2,5-二基為 [化30]

。

環B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7,8-二氟色原烷-2,6-二基。為了降低黏度，較佳的環B為2,3-二氟-1,4-伸苯基。

環L及環M獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基。為了降低黏度，或為了提高上限溫度，較佳的環L或環M為1,4-伸環己基，為了降低下限溫度，較佳的環L或環M為1,4-伸苯基。

Z¹ 、Z² 及Z⁹ 獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基。為了降低黏度，較佳的Z¹ 或Z² 為單鍵，為了降低下限溫度，較佳的Z¹ 或Z² 為伸乙基，為了提高介電各向異性，較佳的Z¹ 或Z² 為亞甲基氧基。為了提高穩定性，較佳的Z⁹ 為單鍵。

a為0、1、2或3，b為0或1，而且，a與b的和為3以下。為了降低黏度，較佳的a為1，為了提高上限溫度，較佳的a為2或3。為了降低黏度，較佳的b為0，為了降低下限溫度，較佳的b為1。q為1、2或3。為了降低黏度，較佳的q為1，為了提高上限溫度，較佳的q為2或3。

式（2）中，P¹ 、P² 及P³ 獨立地為聚合性基，R⁴ 為氫時的P¹ 、P² 及P³ 的至少一個為式（P-A）所表示的聚合性基。較佳的P¹ 、P² 或P³ 為式（P-A）、式（P-2）、式（P-3）、式（P-4）、式（P-5）或式（P-6）所表示的基。尤佳的P¹ 、P² 或P³ 為式（P-A）、式（P-2）或式（P-3）所表示的基。式（P-A）、式（P-2）、式（P-3）、式（P-4）、式（P-5）及式（P-6）的波形線表示所鍵結的部位。 [化31]

式（P-A）、式（P-2）、式（P-3）、式（P-4）、式（P-5）及式（P-6）中，M¹ 、M² 、M⁷ 、M⁸ 及M⁹ 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。為了提高反應性，較佳的M¹ 、M² 、M⁷ 、M⁸ 或M⁹ 為氫或甲基。

Sp¹ 、Sp² 、Sp³ 、Sp⁹ 、Sp¹⁰ 、Sp¹¹ 及Sp¹² 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。Sp⁴ 為單鍵或碳數1至7的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-取代，該些基中，至少一個氫可經氟取代。

X⁰ 及X³ 獨立地為-OR⁰ 或-N(R⁰ )₂ 所表示的基，此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基。極性基具有與玻璃基板或金屬氧化物膜的表面的非共價鍵結的相互作用。就於液晶組成物中的高的溶解度的觀點而言，X⁰ 或X³ 特佳為-OH或-NH₂ 。-OH因具有高的錨固力，因此優於-O-、-CO-或-COO-。特佳為具有多個雜原子（氮、氧）的基。

R³ 為氫、氟、氯、式（P-A）所表示的聚合性基或碳數1至25的烷基，該烷基中，至少一個-CH₂ -可經-CH=CH-、-NR⁰ -、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-或碳數3至8的伸環烷基取代，而且至少一個三級碳（＞CH-）可經氮（＞N-）取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代，此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基。較佳的R³ 為氫、式（P-A）所表示的聚合性基或碳數1至12的烷基。R⁴ 為具有氧原子、硫原子及氮原子的至少一種的極性基或氫。R⁷ 為氫、氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。較佳的R⁷ 為碳數1至12的烷基。R⁸ 為氫或甲基。

特佳的具有氮原子的極性基為-NH₂ 、-NH-(CH₂ )_n4 H、-(CH₂ )_n1 -NH₂ 、-(CH₂ )_n1 -NH-(CH₂ )_n4 H、-NH-(CH₂ )_n1 -NH₂ 、-NH-(CH₂ )_n1 -NH-(CH₂ )_n4 H、-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -NH₂ 、-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -NH-(CH₂ )_n4 H、-O-(CH₂ )_n1 -NH₂ 、-(CH₂ )_n2 -O-(CH₂ )_n1 -NH₂ 、-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -OH、-O-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -NH₂ 、-O-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -OH或-(CH₂ )_n2 -NH-(CH₂ )_n3 -NH-(CH₂ )_n4 H，此處，n1、n2、n3及n4獨立地為1至12的整數，較佳為1、2、3或4。

特佳的具有氧原子的極性基為-OH、-(CH₂ )_n1 -OH、-O-(CH₂ )_n1 -OH、-[O-(CH₂ )_n2 -]_n3 -OH、-COOH、-(CH₂ )_n1 -COOH、-O-(CH₂ )_n1 -COOH或-[O-(CH₂ )_n2 -]_n3 -COOH，此處，n1、n2及n3獨立地為1至12的整數，較佳為1、2、3或4。

就於液晶組成物中的高的溶解度的觀點而言，R⁴ 特佳為-OH或-NH₂ 。-OH因具有高的錨固力，因此優於-O-、-CO-或-COO-。特佳為具有多個雜原子（氮、氧）的基。具有此種極性基的化合物即便為低濃度，亦有效。尤佳的R⁴ 為式（A1）至式（A4）所表示的基。

[化32]

式（A1）至式（A4）中，Sp⁵ 、Sp⁷ 及Sp⁸ 獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-S-、-NH-、-N(R⁰ )-、-CO-、-CH=CH-、-CH=CR⁰ -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟、氯、-CN或式（P-1）取代，此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基。較佳的Sp⁵ 、Sp⁷ 或Sp⁸ 為-(CH₂ )_p1 -、-(CH₂ )_p1 -O-、-(CH₂ )_p1 -O-CO-、-(CH₂ )_p1 -O-CO-O-，此處，p1為1至12的整數。 [化33]

式（P-1）中，Sp⁹ 為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代。M³ 及M⁴ 獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。為了提高反應性，較佳的M³ 或M⁴ 為氫或甲基。R⁵ 為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-O-或-S-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代。

Sp⁶ 為＞CH-、＞CR⁶ -或＞N-。較佳的Sp⁶ 為＞CH-或＞CR⁶ -。X¹ 為-OH、-OR⁶ 、-COOH、-NH₂ 、-NHR⁶ 、-N(R⁶ )₂ 、-SH、-SR⁶ 、 [化34]

此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基。R⁶ 為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-C≡C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-、-CO-或-O-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。

X² 為-O-、-CO-、-NH-、-NR⁶ -或-S-。Z⁵ 為碳數1至15的伸烷基，該些基中，至少一個氫可經-OH、-OR⁶ 、-COOH、-NH₂ 、-NHR⁶ 、-N(R⁶ )₂ 、氟或氯取代。

式（P-B）中，Sp¹⁰ 為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該些基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代。M⁵ 及M⁶ 獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。

環G為碳數6至25的芳香族基或碳數3至25的脂環式基，該些基可為縮合環，該些基中，一個至三個氫可經R^L 取代，R^L 為-OH、-(CH₂ )_i -OH、氟、氯、-CN、-NO₂ 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R⁰ )₂ 、-C(=O)R⁰ 、-N(R⁰ )₂ 、-(CH₂ )_i -N(R⁰ )₂ 、-SR⁰ 、碳數6至20的芳基、碳數6至20的雜芳基、碳數1至25的烷基、碳數1至25的烷氧基，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代，此處，R⁰ 為氫或碳數1至12的烷基。i為1、2、3或4。

環D、環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代。較佳的環D、環E或環F為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基取代的1,4-伸苯基。

Z³ 、Z⁴ 及Z⁶ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，而且至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-、-C(CH₃ )=CH-、-CH=C(CH₃ )-或-C(CH₃ )=C(CH₃ )-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。較佳的Z³ 、Z⁴ 或Z⁶ 為單鍵、-CH₂ -CH₂ -、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-COO-或-OCO-。尤佳的Z³ 、Z⁴ 或Z⁶ 為單鍵。

c及d獨立地為0、1、2、3或4，而且c及d的和為0、1、2、3或4。為了提高於液晶組成物中的溶解性，較佳的c及d的和為1或2。e、f及g獨立地為0、1、2、3或4，R⁴ 為氫時的e、f及g的至少一者為1、2、3或4，R⁴ 為氫時的P¹ 、P² 及P³ 的至少一者為式（P-A）所表示的聚合性基。較佳的e、f或g為1或2。h為1、2、3、4或5。j為0、1、2、3、4、5或6。v為0或1。

L¹ 、L² 、L³ 、L⁴ 、L⁵ 、L⁶ 、L⁷ 、L⁸ 、L⁹ 、L¹⁰ 、L¹¹ 及L¹² 獨立地為氫、氟或碳數1至12的烷基。較佳的L¹ 、L² 、L³ 、L⁴ 、L⁵ 、L⁶ 、L⁷ 、L⁸ 、L⁹ 、L¹⁰ 、L¹¹ 或L¹² 為氫、氟、甲基或乙基。

式（3）中，P⁴ 、P⁵ 及P⁶ 獨立地為選自式（P-7）至式（P-11）所表示的聚合性基的群組中的基。尤佳的P⁴ 、P⁵ 或P⁶ 為式（P-7）、式（P-8）或式（P-9）所表示的基。特佳的P⁴ 、P⁵ 或P⁶ 為式（P-7）或式（P-8）所表示的基。最佳的P⁴ 、P⁵ 或P⁶ 為式（P-7）所表示的基。式（P-7）所表示的較佳的基為-OCO-CH=CH₂ 或-OCO-C(CH₃ )=CH₂ 。式（P-7）至式（P-11）的波形線表示所鍵結的部位。 [化35]

式（P-7）至式（P-11）中，M¹⁰ 、M¹¹ 及M¹² 獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。為了提高反應性，較佳的M¹⁰ 、M¹¹ 或M¹² 為氫或甲基。尤佳的M¹⁰ 為氫或甲基，尤佳的M¹¹ 或M¹² 為氫。

Sp¹³ 、Sp¹⁴ 及Sp¹⁵ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。較佳的Sp¹³ 、Sp¹⁴ 或Sp¹⁵ 為單鍵、-CH₂ -CH₂ -、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-COO-、-OCO-、-CO-CH=CH-或-CH=CH-CO-。尤佳的Sp¹³ 、Sp¹⁴ 或Sp¹⁵ 為單鍵。

環I及環K獨立地為環己基、環己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氫吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基或吡啶-2-基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代。較佳的環I或環K為苯基。環J為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代。較佳的環J為1,4-伸苯基或2-氟-1,4-伸苯基。

Z⁷ 及Z⁸ 獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該伸烷基中，至少一個-CH₂ -可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂ -CH₂ -可經-CH=CH-、-C(CH₃ )=CH-、-CH=C(CH₃ )-或-C(CH₃ )=C(CH₃ )-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。較佳的Z⁷ 或Z⁸ 為單鍵、-CH₂ -CH₂ -、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-COO-或-OCO-。尤佳的Z⁷ 或Z⁸ 為單鍵。

k為0、1或2。較佳的k為0或1。m、n及p獨立地為0、1、2、3或4，而且m、n及p的和為1以上。較佳的m、n或p為1或2。

第七，示出較佳的成分化合物。第一成分為介電各向異性為負的大的化合物（1）。較佳的化合物（1）為如項6中記載的化合物（1-1）至化合物（1-22）。尤佳的化合物（1）為化合物（1-1）、化合物（1-2）、化合物（1-3）、化合物（1-4）、化合物（1-6）、化合物（1-7）、化合物（1-8）或化合物（1-10）。較佳為第一成分的至少兩種為化合物（1-1）及化合物（1-6）、化合物（1-1）及化合物（1-10）、化合物（1-3）及化合物（1-6）、化合物（1-3）及化合物（1-10）、化合物（1-4）及化合物（1-6）或化合物（1-4）及化合物（1-8）的組合。

第二成分為介電各向異性極其小的化合物（4）。較佳的化合物（4）為如項14中記載的化合物（4-1）至化合物（4-13）。該些化合物中，較佳為第二成分的至少一種為化合物（4-1）、化合物（4-3）、化合物（4-5）、化合物（4-6）或化合物（4-7）。較佳為第二成分的至少兩種為化合物（4-1）及化合物（4-3）或化合物（4-1）及化合物（4-5）的組合。

第一添加物為具有極性基的化合物（2）。較佳的化合物（2）為如項5中記載的化合物（2-1）至化合物（2-58）。較佳為第一添加物的至少一種為化合物（2-6）、化合物（2-8）、化合物（2-10）、化合物（2-11）、化合物（2-13）、化合物（2-15）、化合物（2-16）、化合物（2-17）、化合物（2-18）、化合物（2-19）、化合物（2-26）、化合物（2-34）、化合物（2-36）、化合物（2-37）、化合物（2-38）、化合物（2-39）、化合物（2-40）、化合物（2-41）、化合物（2-42）、化合物（2-46）、化合物（2-48）、化合物（2-50）、化合物（2-51）、化合物（2-52）、化合物（2-54）、化合物（2-55）或化合物（2-56）。較佳為第一添加物的至少兩種為化合物（2-1）及化合物（2-11）、化合物（2-3）及化合物（2-8）、化合物（2-16）及化合物（2-17）、化合物（2-17）及化合物（2-19）、化合物（2-37）及化合物（2-38）、化合物（2-37）及化合物（2-40）、化合物（2-46）及化合物（2-50）、化合物（2-48）及化合物（2-50）或化合物（2-55）及化合物（2-56）的組合。

第二添加物為聚合性的化合物（3）。較佳的化合物（3）為如項11中記載的化合物（3-1）至化合物（3-27）。該些化合物中，較佳為第二添加物的至少一種為化合物（3-1）、化合物（3-2）、化合物（3-24）、化合物（3-25）、化合物（3-26）或化合物（3-27）。較佳為第二添加物的至少兩種為化合物（3-1）及化合物（3-2）、化合物（3-1）及化合物（3-18）、化合物（3-2）及化合物（3-24）、化合物（3-2）及化合物（3-25）、化合物（3-2）及化合物（3-26）、化合物（3-25）及化合物（3-26）或化合物（3-18）及化合物（3-24）的組合。

第八，對可添加於組成物中的添加物進行說明。此種添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、極性化合物等。出於對液晶分子引起螺旋結構而賦予扭轉角的目的，將光學活性化合物添加於組成物中。此種化合物的例子為化合物（5-1）至化合物（5-5）。光學活性化合物的較佳比例為約5重量%以下。尤佳的比例為約0.01重量%至約2重量%的範圍。

[化36]

為了在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率，而將抗氧化劑添加於組成物中。抗氧化劑的較佳例是z為1至9的整數的化合物（6）等。 [化37]

化合物（6）中，較佳的z為1、3、5、7或9。尤佳的z為7。z為7的化合物（6）由於揮發性小，故而對於在長時間使用元件後，不僅在室溫下，而且在接近於上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率而言有效。為了獲得所述效果，抗氧化劑的較佳比例為約50 ppm以上，為了不降低上限溫度，或為了不提高下限溫度，抗氧化劑的較佳比例為約600 ppm以下。尤佳的比例為約100 ppm至約300 ppm的範圍。

紫外線吸收劑的較佳例為二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，具有立體阻礙的胺之類的光穩定劑亦較佳。為了獲得所述效果，該些吸收劑或穩定劑的較佳比例為約50 ppm以上，為了不降低上限溫度，或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10000 ppm以下。尤佳的比例為約100 ppm至約10000 ppm的範圍。

為了適合於賓主（guest host，GH）模式的元件，而將偶氮系色素、蒽醌系色素等之類的二色性色素（dichroic dye）添加於組成物中。色素的較佳比例為約0.01重量%至約10重量%的範圍。為了防止起泡，而將二甲基矽酮油、甲基苯基矽酮油等消泡劑添加於組成物中。為了獲得所述效果，消泡劑的較佳比例為約1 ppm以上，為了防止顯示不良，消泡劑的較佳比例為約1000 ppm以下。尤佳的比例為約1 ppm至約500 ppm的範圍。

為了適合於聚合物穩定配向（PSA）型的元件而使用聚合性化合物。化合物（3）適合於該目的。亦可將與化合物（3）不同的其他聚合性化合物和化合物（3）一併添加於組成物中。其他聚合性化合物的較佳例為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、環氧化合物（氧雜環丙烷、氧雜環丁烷）、乙烯基酮等化合物。尤佳例為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。基於聚合性化合物的總重量，化合物（3）的較佳比例為約10重量%以上。尤佳的比例為約50重量%以上。特佳的比例為約80重量%以上。特佳的比例亦可為100重量%。藉由改變化合物（3）的種類，或藉由以適當的比使其他聚合性化合物與化合物（3）組合，可調整聚合性化合物的反應性或液晶分子的預傾角。藉由將預傾角最佳化，可達成元件的短的響應時間。液晶分子的配向穩定化，因此可達成大的對比度或長壽命。

化合物（3）之類的聚合性化合物藉由紫外線照射而聚合。亦可於光聚合起始劑等適當的起始劑存在下進行聚合。用以進行聚合的適當條件、起始劑的適當類型、以及適當的量已為本領域技術人員所知，並記載於文獻中。例如作為光聚合起始劑的豔佳固（Irgacure）651（註冊商標；巴斯夫（BASF））、豔佳固（Irgacure）184（註冊商標；巴斯夫（BASF））或德牢固（Darocur）1173（註冊商標；巴斯夫（BASF））適合於自由基聚合。基於聚合性化合物的總重量，光聚合起始劑的較佳比例為約0.1重量%至約5重量%的範圍。尤佳的比例為約1重量%至約3重量%的範圍。

保管化合物（3）之類的聚合性化合物時，為了防止聚合，亦可添加聚合抑制劑。聚合性化合物通常是以未去除聚合抑制劑的狀態添加於組成物中。聚合抑制劑的例子為對苯二酚、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-甲氧基苯酚、啡噻嗪等。

第九，對成分化合物的合成方法進行說明。該些化合物可利用已知的方法來合成。例示合成方法。化合物（1-6）是利用日本專利特開2000-53602號公報中所記載的方法來合成。化合物（2）的合成例記載於實施例中。化合物（3-18）是利用日本專利特開平7-101900號公報中所記載的方法來合成。化合物（4-1）是利用日本專利特開昭59-176221號公報中所記載的方法來合成。式（6）的z為1的化合物可自西格瑪奧德里奇（Sigma-Aldrich Corporation）獲取。z為7的化合物（6）等可利用美國專利第3660505號說明書中所記載的方法來合成。

未記載合成方法的化合物可利用以下成書中所記載的方法來合成：「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。組成物是利用公知的方法，由以所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。

第十，對組成物的用途進行說明。該組成物主要具有約-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透過型的AM元件。亦可藉由控制成分化合物的比例，或藉由混合其他液晶性化合物，來製備具有約0.08至約0.25的範圍的光學各向異性的組成物。進而，亦可藉由反復試驗而製備具有約0.10至約0.30的範圍的光學各向異性的組成物。該組成物可用作具有向列相的組成物，可藉由添加光學活性化合物而用作光學活性組成物。

該組成物可用於AM元件。進而亦可用於PM元件。該組成物可用於具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、FFS、VA、FPA等模式的AM元件或PM元件。特佳為用於具有TN、OCB、IPS或FFS模式的AM元件。具有IPS模式或FFS模式的AM元件中，於未施加電壓時，相對於玻璃基板，液晶分子的排列可為平行，或亦可為垂直。該些元件可為反射型、透過型或半透過型。較佳為用於透過型元件。亦可用於非晶矽-TFT元件或多晶矽-TFT元件。亦可用於將該組成物進行微膠囊化而製作的向列曲線排列相（nematic curvilinear aligned phase，NCAP）型元件或使組成物中形成有三維網狀高分子的聚合物分散（polymer dispersed，PD）型的元件。 [實施例]

藉由實施例來對本發明進一步進行詳細說明。本發明不受該些實施例的限制。本發明包含組成例M1與組成例M2的混合物。本發明亦包含將實施例的組成物的至少兩種混合而成的混合物。所合成的化合物是藉由核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）分析等方法來鑑定。化合物、組成物及元件的特性是利用下述方法來測定。

NMR分析：測定時使用布魯克拜厄斯賓（Bruker BioSpin）公司製造的DRX-500。¹ H-NMR的測定中，使試樣溶解於CDCl₃ 等氘化溶媒中，於室溫下以500 MHz、累計次數16次的條件進行測定。使用四甲基矽烷作為內部標準。¹⁹ F-NMR的測定中，使用CFCl₃ 作為內部標準，以累計次數24次進行。核磁共振光譜的說明中，s是指單峰（singlet），d是指雙重峰（doublet），t是指三重峰（triplet），q是指四重峰（quartet），quin是指五重峰（quintet），sex是指六重峰（sextet），m是指多重峰（multiplet），br是指寬峰（broad）。

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。載體氣體為氦氣（2 mL/min）。將試樣氣化室設定為280℃，將檢測器（火焰離子化檢測器（flame ionization detector，FID））設定為300℃。成分化合物的分離時使用安捷倫科技有限公司（Agilent Technologies Inc.）製造的毛細管柱DB-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性）。該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min的比例升溫至280℃。將試樣製備成丙酮溶液（0.1重量%）後，將其中的1 μL注入至試樣氣化室中。記錄計為島津製作所製造的C-R5A型層析儀組件（Chromatopac）或者該同等品。所得的氣相層析圖表示與成分化合物相對應的峰值的保持時間以及峰值的面積。

用以稀釋試樣的溶媒可使用氯仿、己烷等。為了將成分化合物分離，可使用如下的毛細管柱。安捷倫科技有限公司（Agilent Technologies Inc.）製造的HP-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）、瑞斯泰克公司（Restek Corporation）製造的Rtx-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）、澳大利亞SGE國際公司（SGE International Pty. Ltd）製造的BP-1（長度30 m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm）。出於防止化合物峰值的重疊的目的，可使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M50-025（長度50 m、內徑0.25 mm、膜厚0.25 μm）。

組成物中所含有的液晶性化合物的比例可利用如下所述的方法來算出。利用氣相層析儀（FID）對液晶性化合物（混合物）進行檢測。氣相層析圖中的峰值的面積比相當於液晶性化合物的比例（重量比）。使用上文記載的毛細管柱時，可將各種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%）可根據峰值的面積比來算出。

測定試樣：測定組成物或者元件的特性時，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。根據藉由測定而得的值，利用外推法來算出化合物的特性值。（外推值）=｛（試樣的測定值）-0.85×（母液晶的測定值）｝/0.15。當於該比例下，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%的順序進行變更。利用該外推法來求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度、以及介電各向異性的值。

使用下述母液晶。成分化合物的比例是以重量%表示。 [化38]

測定方法：利用下述方法來進行特性的測定。該些方法大多是社團法人電子資訊技術產業協會（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；稱為JEITA）所審議製定的JEITA標準（JEITA·ED-2521B）中記載的方法或者將其加以修飾而成的方法。用於測定的TN元件上未安裝薄膜電晶體（TFT）。

（1）向列相的上限溫度（NI；℃）：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試樣，以1℃/min的速度進行加熱。測定試樣的一部分自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（T_C ；℃）：將具有向列相的試樣放入玻璃瓶中，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃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T_C 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）：測定時使用東京計器股份有限公司製造的E型旋轉黏度計。

（4）黏度（旋轉黏度；γ1；於25℃下測定；mPa·s）：依據M.今井（M. Imai）等人的「分子晶體與液晶（Molecular Crystals and Liquid Crystals）」第259期第37頁（1995）中所記載的方法來進行測定。於兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為20 μm的VA元件中放入試樣。對該元件於39伏特至50伏特的範圍內，以1伏特為單位來階段性地施加電壓。不施加電壓0.2秒後，以僅施加1個矩形波（矩形脈衝；0.2秒）與不施加電壓（2秒）的條件反覆施加。測定藉由該施加而產生的暫態電流（transient current）的峰值電流（peak current）及峰值時間（peak time）。由該些測定值與M.今井等人的論文中第40頁的計算式（8）來獲得旋轉黏度的值。該計算所需要的介電各向異性是於（6）項中測定。

（5）光學各向異性（折射率各向異性；Δn；於25℃下測定）：使用波長為589 nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行測定。將主稜鏡的表面向一個方向摩擦後，將試樣滴加於主稜鏡上。折射率n∥是在偏光的方向與摩擦的方向平行時進行測定。折射率n⊥是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時進行測定。光學各向異性的值是根據Δn=n∥-n⊥的式子來計算。

（6）介電各向異性（Δε；於25℃下測定）：根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算介電各向異性的值。以如下方式測定介電常數（ε∥及ε⊥）。 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（0.16 mL）的乙醇（20 mL）溶液。利用旋轉器使玻璃基板旋轉後，於150℃下加熱1小時。於兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為4 μm的VA元件中放入試樣，利用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該元件施加正弦波（0.5 V，1 kHz），2秒後測定液晶分子的長軸方向上的介電常數（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。將該玻璃基板進行煅燒後，對所得的配向膜進行摩擦處理。於兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為9 μm且扭轉角為80度的TN元件中放入試樣。對該元件施加正弦波（0.5 V，1 kHz），2秒後測定液晶分子的短軸方向上的介電常數（ε⊥）。

（7）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。於兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為4 μm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，使用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該元件施加的電壓（60 Hz，矩形波）是以0.02 V為單位，自0 V階段性地增加至20 V。此時，自垂直方向對元件照射光，測定透過元件的光量。製成當該光量達到最大時透過率為100%，且當該光量為最小時透過率為0%的電壓-透過率曲線。臨限電壓是由透過率達到10%時的電壓來表示。

（8）電壓保持率（VHR-1；於25℃下測定；%）：用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為5 μm。加入試樣後，利用以紫外線進行硬化的黏接劑將該元件密封。對該TN元件施加脈衝電壓（5 V，60微秒）來充電。利用高速電壓計在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓，求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率是由面積A相對於面積B的百分率來表示。

（9）電壓保持率（VHR-2；於80℃下測定；%）：除了代替25℃而於80℃下進行測定以外，以與所述相同的程序來測定電壓保持率。將所得的值以VHR-2來表示。

（10）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，來評價對紫外線的穩定性。用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且單元間隙為5 μm。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20 cm。VHR-3的測定中，於16.7毫秒之間測定所衰減的電壓。具有大的VHR-3的組成物對紫外線具有大的穩定性。VHR-3較佳為90%以上，更佳為95%以上。

（11）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，來評價對熱的穩定性。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的組成物對熱具有大的穩定性。

（12）響應時間（τ_on 及τ_off ；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5 kHz。使用後述實施例中所製作的元件來進行測定。對該元件一邊施加15 V的電壓，一邊照射86 mW/cm² （365 nm）的紫外線，而使預傾角自1°變為2°。於紫外線的照射中使用艾古非（EYEGRAPHICS）股份有限公司製造的紫外硬化用多金屬燈M08-L41C。進而，照射2 mW/cm² （365 nm）的紫外線120分鐘。光源為艾古非（EYEGRAPHICS）股份有限公司製造的黑燈（black light）（峰值波長335 nm），元件與光源的間隔為5.2 cm。對利用以上的步驟而製作的PSA元件施加矩形波（60 Hz，7.5 V，0.5秒）。此時，自垂直方向對元件照射光，測定透過元件的光量。於該光量達到最大時視為透過率100%，於該光量為最小時視為透過率0%。響應時間是以透過率自0%變化至90%所需要的時間（上升時間；rise time；τ_on ；毫秒）及透過率自90%變化至0%所需要的時間（下降時間；fall time；τ_off ；毫秒）來表示。將τ_on 及τ_off 的合計設為τ_total 。

（13）彈性常數（K11：擴展（spray）彈性常數，K33：彎曲（bend）彈性常數；於25℃下測定；pN）：測定時使用東陽特克尼卡（Toyo Technica）股份有限公司製造的EC-1型彈性常數測定器。於兩塊玻璃基板的間隔（單元間隙）為20 μm的垂直配向元件中放入試樣。對該元件施加20伏特至0伏特電荷，測定靜電電容及施加電壓。使用「液晶裝置手冊」（日刊工業新聞公司）第75頁的式（2.98）、式（2.101），將所測定的靜電電容（C）與施加電壓（V）的值進行擬合，由式（2.100）來獲得彈性常數的值。

（14）比電阻（ρ；於25℃下測定；Ωcm）：於具備電極的容器中注入試樣1.0 mL。對該容器施加直流電壓（10 V），測定10秒後的直流電流。根據下式來算出比電阻。（比電阻）=｛（電壓）×（容器的電容）｝/｛（直流電流）×（真空的介電常數）｝。

（15）重量平均分子量（Mw）：聚醯胺酸的重量平均分子量是藉由使用2695分離模組·2414示差折射計（沃特斯（Waters）製造），利用GPC法來測定，且進行聚苯乙烯換算來求出。利用磷酸-DMF混合溶液（磷酸/DMF=0.6/100：重量比）對聚醯胺酸進行稀釋，以成為約2重量%的方式製備試樣。管柱是使用HSPgel RT MB-M（沃特斯（Waters）製造），將所述混合溶液作為展開劑，以管柱溫度50℃、流速0.40 mL/min的條件進行測定。標準聚苯乙烯是使用東曹（Tosoh）（股）製造的TSK標準聚苯乙烯。

（16）預傾角（°）：預傾角的測定時使用分光橢圓偏光計M-2000U（J.A.沃蘭姆有限公司（J. A. Woollam Co. Inc.）製造）。

（17）AC殘像（亮度變化率：%）測定後述液晶顯示元件的亮度-電壓特性（B-V特性），將其作為應力施加前的亮度-電壓特性：B（之前）。繼而，對元件施加4.5 V、60 Hz的交流20分鐘後，短路1秒，再次測定亮度-電壓特性（B-V特性）。將其作為應力施加後的亮度-電壓特性：B（之後）。根據該些值，使用下式來算出亮度變化率ΔB（%）。 ΔB（%）=[B（之後）-B（之前）]/B（之前）（式1）該測定是以國際公開2000-43833號為參考來進行。電壓0.75 V下的ΔB（%）的值越小，可以說AC殘像的發生越少。

（18）配向穩定性（液晶配向角度的變化；°）：對後述液晶顯示元件的電極側的液晶配向軸的變化進行評價。測定應力施加前的電極側的液晶配向角度f（之前），然後，對元件施加20分鐘的矩形波4.5 V、60 Hz後，短路1秒，於1秒後以及5分鐘後再次測定電極側的液晶配向角度f（之後）。根據該些值，使用下式來算出1秒後以及5分鐘後的液晶配向角度的變化Δf（°）。 Δf（°）=f（之後）-f（之前）（式2）該些測定是以J.希爾菲克（J. Hilfiker）、B.喬司（B. Johs）、C.赫辛格（C. Herzinger）、J. F.埃爾曼（J. F. Elman）、E.蒙巴齊（E. Montbach）、D.布賴恩特（D. Bryant）及P. J.博斯（P. J. Bos）的「薄固體膜（Thin Solid Films）」455-456（2004）596-600為參考來進行。Δf小者的液晶配向軸的變化率小，可以說液晶配向軸的穩定性良好。

（19）體積電阻率（ρ；於25℃下測定；Ω·cm）：於帶有全面氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）的玻璃基板上成膜為聚醯亞胺膜，於該基板的配向膜面蒸鍍Al，作為上部電極（電極面積0.23 cm² ）。在ITO電極與上部電極之間施加3 V的電壓，根據300秒後的電流值來算出體積電阻率。

（20）介電常數（ε；於25℃下測定）於帶有全面ITO的玻璃基板上成膜為聚醯亞胺膜，於該基板的配向膜面蒸鍍Al，作為上部電極（電極面積0.23 cm² ）。在ITO電極與上部電極之間施加1 V·頻率1 kHz的交流電壓，測定該膜的電容（C）。根據該值，使用以下的式子來計算該膜的介電常數（ε）。 ε=（C×d）/（ε₀ ×S）（式3）此處，d為聚醯亞胺膜的膜厚，ε₀ 為真空的介電常數，S為電極面積。

[合成例1] 利用下述方法來合成化合物（2-37）。 [化39]

第1步驟將化合物（T-1）（25.0 g）、丙烯酸（7.14 g）、4-二甲基胺基吡啶（DMAP（4-dimethylaminopyridine）；1.21 g）及二氯甲烷（300 mL）加入至反應器中，冷卻至0℃。向其中緩慢地滴加1,3-二環己基碳二醯亞胺（DCC（1,3-dicyclohexyl carbodiimide）；24.5 g）的二氯甲烷（125 mL）溶液，一邊恢復至室溫一邊攪拌12小時。對不溶物進行過濾分離後，將反應混合物注入至水中，利用二氯甲烷對水層進行萃取。利用水對一起產生的有機層進行清洗，利用無水硫酸鎂進行乾燥。於減壓下對該溶液進行濃縮，利用矽膠層析法（容積比，庚烷：甲苯=2：1）對殘渣進行純化。進而藉由自索爾米克斯（solmix）（註冊商標）A-11的再結晶而進行純化，從而獲得化合物（T-2）（11.6 g；38%）。再者，索爾米克斯（solmix）（註冊商標）A-11為乙醇（85.5%）、甲醇（13.4%）及異丙醇（1.1%）的混合物，是自日本醇銷售（股）獲取。

第2步驟將多聚甲醛（paraformaldehyde）（2.75 g）、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷（DABCO（1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane）；4.62 g）及水（40 mL）加入至反應器中，於室溫下攪拌15分鐘。向其中滴加化合物（T-2）（6.31 g）的THF（90 mL）溶液，於室溫下攪拌72小時。將反應混合物注入至水中，利用乙酸乙酯對水層進行萃取。利用水對一起產生的有機層進行清洗，利用無水硫酸鎂進行乾燥。於減壓下對該溶液進行濃縮，利用矽膠層析法（容積比，甲苯：乙酸乙酯=5：1）對殘渣進行純化。進而藉由再結晶（容積比，庚烷：甲苯=1：1）而進行純化，從而獲得化合物（2-37）（1.97 g；29%）。

¹ H-NMR：化學位移δ (ppm; CDCl₃ )：6.23 (s, 1H)、5.79 (d, J=1.2 Hz, 1H)、4.79-4.70 (m, 1H)、4.32 (d, J=6.7 Hz, 2H)、2.29 (t, J=6.7 Hz, 1H)、2.07-2.00 (m, 2H)、1.83-1.67 (m, 6H)、1.42-1.18 (m, 8H)、1.18-0.91 (m, 9H)、0.91-0.79 (m, 5H)．

組成物中所含的化合物基於下述表3的定義而以記號表示。表3中，與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式構型。位於化合物的記號後的括弧內的編號表示化合物所屬的化學式。（-）的記號是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例（百分率）是基於不含添加物的液晶組成物的重量的重量百分率（重量%）。最後歸納組成物的特性值。物性是依照上文記載的方法來測定，（不進行外推而）直接記載測定值。

[表3]

[比較組成物M0] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 12% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 10% 5-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 4% 3-HDhB(2F,3F)-O2 （1-16） 12% 3-dhBB(2F,3F)-O2 （1-17） 8% 2-HH-3 （4-1） 20% 3-HH-4 （4-1） 6% 3-HB-O2 （4-2） 3% 3-HHB-1 （4-5） 6% 3-HHB-3 （4-5） 6% 3-HHB-O1 （4-5） 3% 3-HBB-2 （4-6） 10% NI=75.9℃；Δn=0.103；Δε=-2.8. 於該組成物中以0.2重量%的比例添加化合物（3-25）。 [化40]

[組成物M1] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 12% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 10% 5-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 4% 3-HDhB(2F,3F)-O2 （1-16） 12% 3-dhBB(2F,3F)-O2 （1-17） 8% 2-HH-3 （4-1） 20% 3-HH-4 （4-1） 6% 3-HB-O2 （4-2） 3% 3-HHB-1 （4-5） 6% 3-HHB-3 （4-5） 6% 3-HHB-O1 （4-5） 3% 3-HBB-2 （4-6） 10% NI=75.9℃；Δn=0.103；Δε=-2.8. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.2重量%的比例添加化合物（3-25）。 [化41]

[組成物M2] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 7% 5-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 7% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 8% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 4% V-HHB(2F,3F)-O4 （1-6） 5% 3-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 5% 2-BB(2F,3F)B-3 （1-9） 4% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 3% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 3-HH-V （4-1） 33% V-HHB-1 （4-5） 3% NI=74.8℃；Tc＜-30℃；Δn=0.104；Δε=-3.2；Vth=2.06 V；η=15.5 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.2重量%的比例添加化合物（3-1）。 [化42]

[組成物M3] 2-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 6% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 4% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 3% V2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 3% 2-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 14% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 7% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 11% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 9% 2-HH-3 （4-1） 5% 3-HH-V （4-1） 27% 1-BB-3 （4-3） 5% 3-HHB-1 （4-5） 3% 3-HBB-2 （4-6） 3% NI=80.5℃；Tc＜-20℃；Δn=0.101；Δε=-3.2；Vth=2.17 V；η=21.1 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-17），以0.2重量%的比例添加化合物（3-2）。 [化43]

[組成物M4] 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 5% 5-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 7% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 8% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 5% 5-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 4% 3-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 5% 2-BB(2F,3F)B-3 （1-9） 4% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 3% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 9% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 4% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 3-HH-V （4-1） 27% 3-HH-V1 （4-1） 6% V-HHB-1 （4-5） 5% NI=81.5℃；Tc＜-20℃；Δn=0.106；Δε=-3.1；Vth=2.11 V；η=14.3 mPa･s. 於該組成物中以3.5重量%的比例添加化合物（2-37），以0.3重量%的比例添加化合物（3-24）。 [化44]

[組成物M5] 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 7% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 4% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 8% 3-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 5% 2-BB(2F,3F)B-3 （1-9） 7% 2-BB(2F,3F)B-4 （1-9） 7% 5-HDhB(2F,3F)-O2 （1-16） 4% 2-HchB(2F,3F)-O2 （1-19） 8% 2-HH-3 （4-1） 9% 4-HH-V （4-1） 15% 3-HH-V1 （4-1） 6% V2-BB-1 （4-3） 5% 1V2-BB-1 （4-3） 5% 3-HHB-1 （4-5） 6% 3-HB(F)BH-3 （4-12） 4% NI=81.7℃；Tc＜-30℃；Δn=0.111；Δε=-2.0；Vth=2.82 V；η=17.2 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-17），以0.35重量%的比例添加化合物（3-25）。 [化45]

[組成物M6] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 15% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 4% V-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 7% 3-dhBB(2F,3F)-O2 （1-17） 3% 3-chB(2F,3F)-O2 （1-18） 7% 2-HchB(2F,3F)-O2 （1-19） 8% 3-BB(F)B(2F,3F)-O2 （1-21） 3% 3-HH-V （4-1） 18% 5-HH-V （4-1） 5% 7-HB-1 （4-2） 5% V-HHB-1 （4-5） 7% V2-HHB-1 （4-5） 7% 3-HBB(F)B-3 （4-13） 3% NI=84.8℃；Tc＜-30℃；Δn=0.105；Δε=-3.1；Vth=2.47 V；η=19.0 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-8），以0.2重量%的比例添加化合物（3-26）。 [化46]

[組成物M7] 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 18% 5-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 17% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 9% 3-HHB(2F,3CL)-O2 （1-12） 5% 3-HBB(2F,3CL)-O2 （1-13） 8% 3-HDhB(2F,3F)-O2 （1-16） 3% 3-HH-V （4-1） 11% 3-HH-VFF （4-1） 7% F3-HH-V （4-1） 10% 3-HHEH-3 （4-4） 4% 3-HB(F)HH-2 （4-10） 4% 3-HHEBH-3 （4-11） 4% NI=79.0℃；Tc＜-30℃；Δn=0.087；Δε=-2.6；Vth=2.43 V；η=20.1 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-52），以0.4重量%的比例添加化合物（3-24）。 [化47]

[組成物M8] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 5% 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 10% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 5% 2O-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 3% 2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 8% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 2-HHB(2F,3F)-1 （1-6） 5% 2-BB(2F,3F)B-3 （1-9） 6% 2-BB(2F,3F)B-4 （1-9） 6% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 10% 3-HH1OCro(7F,8F)-5 （1-15） 2% 3-HH-V （4-1） 23% 1-BB-5 （4-3） 5% NI=70.2℃；Tc＜-20℃；Δn=0.119；Δε=-3.4；Vth=2.08 V；η=18.4 mPa･s. 於該組成物中以4.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.5重量%的比例添加化合物（3-1）。 [化48]

[組成物M9] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 14% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 3% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 5% 2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 3-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 6% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 6% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 4% 3-HH-V （4-1） 32% 1-BB-3 （4-3） 3% 3-HHB-1 （4-5） 4% V-HBB-2 （4-6） 4% 1-BB(F)B-2V （4-8） 3% 1O1-HBBH-5 （-） 2% NI=77.6℃；Tc＜-30℃；Δn=0.097；Δε=-3.3；Vth=2.01 V；η=20.3 mPa･s. 於該組成物中以4.0重量%的比例添加化合物（2-17），以0.5重量%的比例添加化合物（3-1）。 [化49]

[組成物M10] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 6% 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 8% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 5% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 10% 5-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% V-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 4% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 7% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 6% 3-HH-V （4-1） 24% 3-HHB-1 （4-5） 4% 3-HHB-O1 （4-5） 4% 3-HBB-2 （4-6） 4% 3-B(F)BB-2 （4-7） 4% NI=83.0℃；Tc＜-30℃；Δn=0.113；Δε=-4.0；Vth=1.93 V；η=19.9 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-18），以0.2重量%的比例添加化合物（3）。 [化50]

[組成物M11] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 10% 5-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 7% 2-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 7% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 7% 3-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2 （1-5） 3% 2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 5% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 10% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 10% 3-HH-V （4-1） 14% 3-HB-O1 （4-2） 5% 3-HHB-1 （4-5） 3% 3-HHB-O1 （4-5） 3% 3-HHB-3 （4-5） 4% 2-BB(F)B-3 （4-8） 2% 2-B2BB-3 （4-9） 2% NI=74.4℃；Tc＜-20℃；Δn=0.114；Δε=-3.9；Vth=2.18 V；η=21.2 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.03重量%的比例添加化合物（3-1），以0.2重量%的比例添加化合物（3-25）。 [化51]

[組成物M12] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 6% 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 8% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 4% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 7% 2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 3-HH2B(2F,3F)-O2 （1-7） 7% 5-HH2B(2F,3F)-O2 （1-7） 4% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 6% 2-HH-3 （4-1） 4% 3-HH-V （4-1） 12% 3-HH-V1 （4-1） 4% 1-BB-5 （4-3） 4% 3-HHB-1 （4-5） 4% 3-HHB-O1 （4-5） 3% 3-HBB-2 （4-6） 3% NI=88.7℃；Tc＜-30℃；Δn=0.110；Δε=-4.4；Vth=2.13 V；η=20.8 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-17），以0.45重量%的比例添加化合物（3-24）。 [化52]

[組成物M13] 3-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 9% 5-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 8% 3-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 8% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 5% 5-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 4% 3-HH1OB(2F,3F)-O2 （1-8） 4% 2-BB(2F,3F)B-3 （1-9） 5% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 8% 3-HH-V （4-1） 27% 1V2-HH-1 （4-1） 3% 1V2-HH-3 （4-1） 3% V-HHB-1 （4-5） 3% NI=73.9℃；Tc＜-30℃；Δn=0.104；Δε=-3.2；Vth=2.02 V；η=15.4 mPa･s. 於該組成物中以3.0重量%的比例添加化合物（2-56），以0.3重量%的比例添加化合物（3-1）。 [化53]

[組成物M14] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 6% 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 8% 3-H1OB(2F,3F)-O2 （1-3） 4% V2-BB(2F,3F)-O2 （1-4） 7% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 10% 5-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 8% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 7% V-HBB(2F,3F)-O4 （1-10） 5% 2-HH-3 （4-1） 18% 1-BB-3 （4-3） 6% 3-HHB-1 （4-5） 3% 3-HHB-O1 （4-5） 4% 3-HBB-2 （4-6） 6% 3-B(F)BB-2 （4-7） 3% NI=83.5℃；Tc＜-20℃；Δn=0.116；Δε=-4.0；Vth=1.95 V；η=21.0 mPa･s. 於該組成物中以4.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.2重量%的比例添加化合物（3-25）。 [化54]

[組成物M15] 3-HB(2F,3F)-O4 （1-1） 8% V-HB(2F,3F)-O2 （1-1） 5% 3-H2B(2F,3F)-O2 （1-2） 5% 2-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 4% 3-HHB(2F,3F)-O2 （1-6） 7% 3-HHB(2F,3F)-1 （1-6） 6% 2-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 6% 3-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 6% 4-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 5% 5-HBB(2F,3F)-O2 （1-10） 4% 3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O2 （1-11） 3% 3-H1OCro(7F,8F)-5 （1-14） 2% 2O-B(2F)B(2F,3F)-O2 （1-22） 3% 3-HH-V （4-1） 23% 3-HH-O1 （4-1） 5% 1-BB-5 （4-3） 4% V-HHB-1 （4-5） 4% NI=71.0℃；Tc＜-30℃；Δn=0.097；Δε=-3.3；Vth=2.35 V；η=18.2 mPa･s. 於該組成物中以5.0重量%的比例添加化合物（2-37），以0.3重量%的比例添加化合物（3-24）。 [化55]

[實施例1] 於一對基板上形成液晶配向膜，以使液晶配向膜朝內的方式使所獲得的一對基板介隔間隔物而對向，將組成物M1中記載的液晶組成物封入形成於基板間的間隙而形成液晶層，藉此製作液晶顯示元件，並測定響應時間。 [比較例1及實施例2至實施例15] 比較例1中，使用比較組成物M0來製作液晶顯示元件，實施例2至實施例15中，分別使用組成物M2至組成物M15來製作液晶顯示元件，並測定響應時間。將結果歸納於表4中。

[表4] 表4. 響應時間的測定結果

比較例1的元件的響應時間（τ_total ）為14.8 ms。另一方面，實施例1至實施例15的元件的響應時間為11.9 ms至13.0 ms。如上所述，與比較例的元件相比，實施例的元件具有短的響應時間。因此，可得出本發明的元件具有優異的特性的結論。 [產業上之可利用性]

本發明的液晶顯示元件具有響應時間短、電壓保持率大、臨限電壓低、對比度大、壽命長等特性，因此可用於液晶監視器、液晶電視等。

無

Claims

一種液晶顯示元件，其為聚合物穩定配向型的液晶顯示元件，所述聚合物穩定配向型的液晶顯示元件包括：電極群組，形成於經對向配置的一對基板的其中一者或兩者上；多個主動元件，與所述電極群組連接；液晶配向膜，形成於所述一對基板的對向的各自的面上；以及液晶組成物，夾持於所述一對基板之間，並且該液晶組成物含有選自式(1)所表示的化合物中的至少一種化合物作為第一成分及含有選自式(2)所表示的極性化合物中的至少一種化合物作為第一添加物，

式(1)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、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯基氧基；環A及環C獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、至少一個氫經氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一個氫經氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；環B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7,8-二氟色原烷-2,6-二基；Z¹及Z²獨立地為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基；a為0、1、2或3，b為0或1，而且a與b的和為3以下，式(2)中，R³為氫、氟、氯、式(P-A)所表示的聚合性基或碳數1至25的烷基，所述烷基中，至少一個-CH₂-可經-CH=CH-、-NR⁰-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-或碳數3至8的伸環烷基取代，而且至少一個三級碳(>CH-)可經氮(>N-)取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代，
式(P-A)中，Sp⁴為單鍵或碳數1至7的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-取代，該些基中，至少一個氫可經氟取代；X⁰為-OR⁰或-N(R⁰)₂所表示的基；M¹及M²獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；R⁰為氫或碳數1至12的烷基；R⁴為具有氧原子、硫原子及氮原子的至少一種的極性基或氫；環D、環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3- 二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；Z³及Z⁴獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，而且至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-C(CH₃)=CH-、-CH=C(CH₃)-或-C(CH₃)=C(CH₃)-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；P¹、P²及P³獨立地為聚合性基；Sp¹、Sp²及Sp³獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，而且至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；c及d獨立地為0、1、2、3或4，而且c及d的和為0、1、2、3或4；e、f及g獨立地為0、1、2、3或4，R⁴為氫時的e、f及g的至少一者為1、2、3或4，R⁴為氫時的P¹、P²及P³的至少一者為式(P-A)所表示的聚合性基。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該式(2)中，R⁴為式(A1)至式(A4)的任一者所表示的基，

式(A1)至式(A4)中，Sp⁵、Sp⁷及Sp⁸獨立地為單鍵或碳數1至20的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-、-N(R⁰)-、-CO-、-CH=CH-、-CH=CR⁰-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟、氯、-CN或式(P-1)取代，
式(P-1)中，Sp⁹為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代；M³及M⁴獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；R⁵ 為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂-可經-O-或-S-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代，Sp⁶為>CH-、>CR⁶-或>N-；X¹為-OH、-OR⁶、-COOH、-NH₂、-NHR⁶、-N(R⁶)₂、-SH、-SR⁶、
或式(P-B)，
式(P-B)中，Sp¹⁰為單鍵或碳數1至10的伸烷基，該些基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，至少一個氫可經氟或氯取代；M⁵及M⁶獨立地為氫、氟、氯、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；X³為-OR⁰或-N(R⁰)₂，X²為-O-、-CO-、-NH-、-NR⁶-或-S-；Z⁵為碳數1至15的伸烷基，該些基中，至少一個氫可經-OH、-OR⁶、-COOH、-NH₂、-NHR⁶、-N(R⁶)₂、氟或氯取代；環G為碳數6至25的芳香族基或碳數3至25的脂環式基，該些基可為縮合環，該些基中，一個至三個氫可經R^L取代；R^L為-OH、-(CH₂)_i-OH、氟、氯、-CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R⁰)₂、-C(=O)R⁰、-N(R⁰)₂、-(CH₂)_i-N(R⁰)₂、-SR⁰、碳數6至20的芳基、碳數6至20的雜芳基、碳數1至25的烷基、碳數1至25的烷氧基，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；R⁰為氫或碳數1至12的烷基；R⁶為碳數1至15的烷基，該些基中，至少一個-CH₂-可經-C≡C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-、-CO-或-O-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；i為1、2、3或4；h為1、2、3、4或5；v為0或1。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該式(2)中，P¹、P²及P³獨立地為選自式(P-2)至式(P-6)所表示的聚合性基的群組中的基，R⁴為具有氧原子、硫原子及氮原子的至少一種的極性基，
式(P-2)至式(P-6)中，M⁷、M⁸及M⁹獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(2-1)至式(2-58)所表示的極性化合物的群組中的至少一種化合物作為第一添加物，

式(2-1)至式(2-58)中，R⁷為氫、氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；R⁸為氫或甲基；Sp¹、Sp²、Sp³、Sp⁹、Sp¹⁰、Sp¹¹及Sp¹²獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，而且至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；Sp⁴為單鍵或碳數1至7的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-取代，該些基中，至少一個氫可經氟取代；Z³、Z⁴及Z⁶獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，而且至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-C(CH₃)=CH-、-CH=C(CH₃)-或-C(CH₃)=C(CH₃)-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；X⁰及X³獨立地為-OR⁰或-N(R⁰)₂所表示的基，此處，R⁰為氫或碳數1至12的烷基；L¹、L²、L³、L⁴、L⁵、L⁶、L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹及L¹²獨立地為氫、氟或碳數1至12的烷基；j為0、1、2、3、4、5或6。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(1-1)至式(1-22)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第一成分，

式(1-1)至式(1-22)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、碳數2至12的烯基或碳數2至12的烯基氧基。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該第一成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該第一添加物的比例為0.03重量%至10重量%的範圍。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有至少一種聚合性化合物作為第二添加物。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(3)所表示的聚合性化合物中的至少一種化合物作為第二添加物，
式(3)中，環I及環K獨立地為環己基、環己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氫吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基或吡啶-2-基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；環J為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該些環中，至少一個氫可經氟、氯、碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基取代；Z⁷及Z⁸獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-C(CH₃)=CH-、-CH=C(CH₃)-或-C(CH₃)=C(CH₃)-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；P⁴、P⁵及P⁶獨立地為選自式(P-7)至式(P-11)所表示的聚合性基的群組中的基，
式(P-7)至式(P-11)中，M¹⁰、M¹¹及M¹²獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；Sp¹³、Sp¹⁴及Sp¹⁵獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代；k為0、1或2；m、n及p獨立地為0、1、2、3或4，而且m、n及p的和為1以上。
如申請專利範圍第9項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(3-1)至式(3-27)所表示的聚合性化合物的群組中的至少一種化合物作為第二添加物，

式(3-1)至式(3-27)中，P⁴、P⁵及P⁶獨立地為選自式(P-7)至式(P-9)所表示的聚合性基的群組中的基，
此處，M¹⁰、M¹¹及M¹²獨立地為氫、氟、碳數1至5的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至5的烷基；Sp¹³、Sp¹⁴及Sp¹⁵獨立地為單鍵或碳數1至10的伸烷基，所述伸烷基中，至少一個-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代，至少一個 -CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-取代，該些基中，至少一個氫可經氟或氯取代。
如申請專利範圍第8項所述的液晶顯示元件，其中該第二添加物的比例為0.03重量%至10重量%的範圍。
如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(4)所表示的化合物中的至少一種化合物作為第二成分，
式(4)中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；環L及環M獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z⁹為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基；q為1、2或3。
如申請專利範圍第12項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(4-1)至式(4-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第二成分，

式(4-1)至式(4-13)中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基。
如申請專利範圍第12項所述的液晶顯示元件，其中該第二成分的比例為10重量%至90重量%的範圍。
如申請專利範圍第9項所述的液晶顯示元件，其中該液晶組成物含有選自式(4)所表示的化合物中的至少一種化合物作為第二成分，
式(4)中，R⁹及R¹⁰獨立地為碳數1至12的烷基、碳數1至12的烷氧基、碳數2至12的烯基、至少一個氫經氟或氯取代的碳數1至12的烷基、或者至少一個氫經氟或氯取代的碳數2至12的烯基；環L及環M獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z⁹為單鍵、伸乙基、羰基氧基或亞甲基氧基；q為1、2或3。
一種聚合物穩定配向型的液晶顯示元件，其中如申請專利範圍第8項所述的液晶組成物中所含有的第一添加物及第二添加物進行了聚合。
一種液晶組成物，其用於如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示元件。
一種液晶組成物的用途，所述液晶組成物為如申請專利範圍第17項所述的液晶組成物，其用於液晶顯示元件中。