本发明涉及作为液晶显示材料有用的介电常数各向异性(Δε)显示负值的液晶组合物及使用其的液晶显示元件。
背景技术：
液晶显示元件从用于时钟、计算器开始，发展到用于各种测定设备、汽车用面板、文字处理器、电子记事本、打印机、电脑、电视机、时钟、广告显示板等。作为液晶显示方式，其代表性方式有TN(扭曲向列)型、STN(超扭曲向列)型、使用TFT(薄膜晶体管)的VA(垂直取向)型、IPS(平面转换)型等。这些液晶显示元件中所使用的液晶组合物要求对水分、空气、热、光等外界因素稳定，此外，在以室温为中心尽可能宽的温度范围内表现液晶相，低粘性，并且驱动电压低。进一步，为了对各显示元件而言将介电常数各向异性(Δε)或和折射率各向异性(Δn)等设为最适值，液晶组合物由数种至数十种化合物构成。
在垂直取向型显示器中，使用Δε为负的液晶组合物，作为显示器，要求低电压驱动、高速响应、宽工作温度范围等性能。作为为了制造显示器所需要的液晶组合物的性能，要求Δε的绝对值大，粘度(η)小，高向列相-各向同性液体相转变温度(Tni)。此外，考虑到Δn与单元间隙(d)之积即Δn×d的设定，需要结合单元间隙将液晶组合物的Δn调节至适当的范围。除此之外，在将液晶显示元件应用于电视机等的情况下，重视高速响应性，因此要求γ1小的液晶组合物。特别是近年来，为了高速响应化而使单元间隙变薄，因此需要使粘度变小，同时使Δn变大，因而研究了使用具有多个苯环的化合物的液晶组合物，专利文献1、专利文献2中，已经公开了使用具有进行了氟取代的三联苯结构的化合物的液晶组合物。
另一方面，随着液晶显示元件的用途扩大，其使用方法、制造方法也可看到大的变化。为了应对这些变化，要求将以往所知的基本物性值以外的特性最适化。即，关于使用液晶组合物的液晶显示元件，广泛使用VA型、IPS型等，从而关于其大小，50型以上的超大型尺寸的显示元件也实用化从而被使用。随着基板尺寸的大型化，液晶组合物向基板的注入方法也从以往的真空注入法转变为滴注(ODF：One Drop Fill)法并成为注入方法的主流，但将液晶组合物滴加于基板时的滴痕导致显示品质降低的问题浮现出来。
进一步，在利用ODF法的液晶显示元件制造工序中，有必要根据液晶显示元件的尺寸滴加最适的液晶注入量。如果注入量与最适值的偏差变大，则预先设计的液晶显示元件的折射率、驱动电场的平衡会崩溃，发生斑点的产生、对比度不良等显示不良。尤其是多用于最近流行的智能手机中的小型液晶显示元件，由于最适的液晶注入量少，因此将与最适值的偏差控制在一定范围内本身是困难的。因此，为了较高地保持液晶显示元件的成品率，例如还需要以下性能：对液晶滴加时所产生的滴加装置内的急剧压力变化、冲击的影响小，能够长时间稳定地持续滴加液晶。
这样，对于以TFT元件等进行驱动的有源矩阵驱动液晶显示元件所使用的液晶组合物，要求进行如下开发：不但维持高速响应性能等作为液晶显示元件所要求的特性、性能，还考虑液晶显示元件的制造方法，并且使以往就重视的具有高电阻率值或高电压保持率、对光、热等外部刺激稳定这样的特性(专利文献3～5)进一步提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-327965号
专利文献2：WO2007/077872号
专利文献3：日本特开平9-124529号
专利文献4：日本特开2006-169472号
专利文献5：日本特许5170603号
技术实现要素：
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于，提供Δε为负的液晶组合物，其具有宽温度范围的液晶相，粘性小，低温时的溶解性良好，电阻率、电压保持率高，对热、光稳定，能够高成品率地制造不易产生烧屏、滴痕等显示不良且显示品质优异的液晶显示元件，并且通过使用该液晶组合物，从而提供显示品质优异、不易产生烧屏、滴痕等显示不良的VA型、PSVA型等的液晶显示元件。
用于解决课题的方法
本发明人研究各种液晶化合物和各种化学物质，发现通过组合特定的化合物能够解决上述课题，从而完成了本发明。
提供一种液晶组合物，其特征在于，含有一种或两种以上通式(I)所表示的化合物，
[化1]
(式中，R1表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基，该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，X1表示-CH2-或氧原子。)
并且含有一种或两种以上选自由通式(L-1)～通式(L-6)所表示的化合物组成的组中的化合物，
[化2]
(式中，RL11～RL62相互独立地表示碳原子数1至10的烷基或碳原子数2至10的烯基，但至少一方表示碳原子数2至10的烯基，XL61和XL62相互独立地表示氢原子或氟原子，但至少一方表示氢原子。)，进一步，提供使用了该液晶组合物的液晶显示元件。
发明效果
本发明的Δε为负的液晶组合物具有宽温度范围的液晶相，具有与以往相比大幅低的粘性，低温时的溶解性良好，其电阻率、电压保持率因热、光变化的程度极小，特别是长时间内的变化小。因此，本发明的液晶组合物在对液晶制品的实用上的适用性高，使用了上述液晶组合物的VA型、PSVA型、n型FFS型等的液晶显示元件能够实现高速响应。另外，经过液晶显示元件的制造工序后，本发明的液晶组合物也能够稳定地发挥其性能，因此起因于制造工序的显示不良被抑制，能够高成品率地制造液晶显示元件，因此非常有用。
具体实施方式
本发明的组合物优选在室温(25℃)呈液晶相，进一步优选呈向列相。此外，本发明的组合物含有介电性为大体中性的化合物(Δε的值为-2～2)和介电性为负的化合物(Δε的值小于2)。予以说明的是，化合物的介电常数各向异性是从添加至25℃时介电性为大体中性的组合物而调制的组合物的介电常数各向异性的测定值进行外推得到的值。予以说明的是，以下含量以％记载，其意思是质量％。
本发明的液晶组合物中，含有通式(I)所表示的化合物。
[化3]
具体而言，为下述那样的式(I-1)和式(I-2)所表示的化合物。
[化4]
R1表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基，该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，但优选为碳原子数1至10的直链烷基、支链烷基、或碳原子数1至10的直链烷氧基。
本发明的液晶组合物中，通式(I)所表示的化合物优选含有一种或两种，进一步优选含有一种至五种，考虑到低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等特性，其含量在每个实施方式中具有上限值和下限值。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(I)所表示的化合物的优选含量的下限值为0.001％、为0.005％、为0.01％、为0.02％。优选含量的上限值为0.1％、为0.08％、为0.05％。
其含量优选为0.001至1质量％，进一步优选为0.001至0.1质量％，特别优选为0.001至0.05质量％。
本发明的液晶组合物含有一种或两种以上选自由通式(L-1)～通式(L-6)所表示的化合物组成的组中的化合物。
[化5]
式中的RL11～RL62相互独立地表示碳原子数1至10的烷基或碳原子数2至10的烯基，但至少一方表示碳原子数2至10的烯基。XL61和XL62相互独立地表示氢原子或氟原子，但至少一方表示氢原子。
通式(L-1)～通式(L-6)所表示的化合物分别优选为下述所示的通式(L-1-A)～通式(L-6-A)所表示的化合物。
[化6]
式中，RL12A～RL62A相互独立地表示碳原子数1至8的烷基，RL11B～RL61B相互独立地表示氢原子或碳原子数1至8的烷基，nL11C～nL61C相互独立地表示0至8的整数，RL12A～RL62A相互独立地优选为碳原子数1至5的烷基，11B～RL61B相互独立地优选为氢原子或碳原子数1至3的烷基，nL11C～nL61C相互独立地优选0～4中的任一整数，进一步优选表示0至2的整数。
进一步具体而言，
[化7]
优选为式(R1)至式(R5)中的任一个所表示的基团。
[化8]
通式(L-1-A)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-1)所表示的化合物组的化合物。
[化9]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为30％、为25％、为20％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
通式(L-1-1)所表示的化合物优选为选自式(L-1-1.1)至式(L-1-1.3)所表示的化合物组的化合物，优选为式(L-1-1.2)或式(L-1-1.3)所表示的化合物，特别是优选为式(L-1-1.3)所表示的化合物。
[化10]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-1.3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为30％、为25％、为20％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
通式(L-1-A)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-2)所表示的化合物组的化合物。
[化11]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为5％、为10％、为15％、为17％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为35％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为60％、为55％、为50％、为45％、为42％、为40％、为38％、为35％、为33％、为30％。
进一步，通式(L-1-2)所表示的化合物优选为选自式(L-1-2.1)至式(L-1-2.4)所表示的化合物组的化合物，优选为式(L-1-2.2)至式(L-1-2.4)所表示的化合物。特别是，式(L-1-2.2)所表示的化合物特别改善本发明的组合物的响应速度，因此优选。另外，相比响应速度更要求高Tni时，优选使用式(L-1-2.3)或式(L-1-2.4)所表示的化合物。为了使低温时的溶解度良好，式(L-1-2.3)和式(L-1-2.4)所表示的化合物的含量不宜设为30％以上。
[化12]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-2.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为10％、为15％、为18％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％、为38％、为40％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为60％、为55％、为50％、为45％、为43％、为40％、为38％、为35％、为32％、为30％、为27％、为25％、为22％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，并用式(L-1-1.3)所表示的化合物和式(L-1-2.2)所表示的化合物时的合计优选含量的下限值为10％、为15％、为20％、为25％、为27％、为30％、为35％、为40％。优选含量的上限值相对于本发明的组合物的总量为60％、为55％、为50％、为45％、为43％、为40％、为38％、为35％、为32％、为30％、为27％、为25％、为22％。
通式(L-1-A)所表示的化合物优选为选自通式(L-1-4)和(L-1-5)所表示的化合物组的化合物。
[化13]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为25％、为23％、为20％、为17％、为15％、为13％、为10％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为25％、为23％、为20％、为17％、为15％、为13％、为10％。
进一步，通式(L-1-4)和(L-1-5)所表示的化合物优选为选自式(L-1-4.1)至式(L-1-5.3)所表示的化合物组的化合物，优选为式(L-1-4.2)或式(L-1-5.2)所表示的化合物。
[化14]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-1-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％、为13％、为15％、为18％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为20％、为17％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％。
优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)、式(L-1-3.11)和式(L-1-3.12)所表示的化合物的两种以上的化合物组合，优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)、式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)、式(L-1-3.4)和式(L-1-4.2)所表示的化合物的两种以上的化合物组合，这些化合物的合计含量的优选含量的下限值相对于本发明的液晶组合物的总量为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％、为13％、为15％、为18％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％，上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为80％、为70％、为60％、为50％、为45％、为40％、为37％、为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％。重视组合物的可靠性的情况下，优选将选自式(L-1-3.1)、式(L-1-3.3)和式(L-1-3.4))所表示的化合物的两种以上的化合物组合，重视组合物的响应速度的情况下，优选将选自式(L-1-1.3)、式(L-1-2.2)所表示的化合物的两种以上的化合物组合。
通式(L-2-A)所表示的化合物优选为选自式(L-2.7)至式(L-2.12)所表示的化合物组的化合物。
[化15]
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(L-2-A)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为20％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
通式(L-3-A)所表示的化合物优选为选自式(L-3.8)至式(L-3.13)所表示的化合物组的化合物。
[化16]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-3-A)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为20％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
通式(L-4-A)所表示的化合物优选为式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物。
[化17]
相对于本发明的液晶组合物的总量，通式(L-4-A)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％、为14％、为16％、为20％、为23％、为26％、为30％、为35％、为40％。相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-4)所表示的化合物的优选含量的上限值为50％、为40％、为35％、为30％、为20％、为15％、为10％、为5％。
关于优选的通式(L-4-A)所表示的化合物的组合，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能，例如，可含有式(L-4.1)所表示的化合物，可含有式(L-4.2)所表示的化合物，也可含有式(L-4.1)所表示的化合物与(L-4.2)所表示的化合物这两者，也可以是式(L-4.1)至式(L-4.3)所表示的化合物均含有。相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-4.1)或式(L-4.2)所表示的化合物的优选含量的下限值为3％、为5％、为7％、为9％、为11％、为12％、为13％、为18％、为21％，优选的上限值为45、为40％、为35％、为30％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为10％、为8％。
含有式(L-4.1)所表示的化合物与式(L-4.2)所表示的化合物这两者的情况下，相对于本发明的液晶组合物的总量，两化合物的优选含量的下限值为15％、为19％、为24％、为30％，优选的上限值为45％、为40％、为35％、为30％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
通式(L-5-A)所表示的化合物优选为式(L-5.1)或式(L-5.2)所表示的化合物。
[化18]
相对于本发明的液晶组合物的总量，这些化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％、为14％、为16％、为20％、为23％、为26％、为30％、为35％、为40％。这些化合物的优选含量的上限值为50％、为40％、为35％、为30％、为20％、为15％、为10％、为5％。
通式(L-6-A)所表示的化合物优选为式(L-6.10)至式(L-6.17)所表示的化合物。
[化19]
相对于本发明的液晶组合物的总量，这些化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％。这些化合物的优选含量的上限值为20％、为15％、为13％、为10％、为9％。
本发明的液晶组合物含有一种或两种以上选自由通式(L-1)～通式(L-6)所表示的化合物组成的组中的化合物，优选含有通式(L-1)所表示的化合物，优选含有通式(L-1)和通式(L-2)所表示的化合物，优选含有通式(L-1)和通式(L-3)所表示的化合物，优选含有通式(L-1)和通式(L-4)所表示的化合物，优选含有通式(L-1)和通式(L-5)所表示的化合物，优选含有通式(L-1)和通式(L-6)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物优选含有一种或两种以上通式(N-1)所表示的化合物。
[化20]
(式中，RN11和RN12相互独立地表示碳原子数1至10的烷基、烷氧基、或碳原子数2至10的烯基，nN11和nN12表示0或1，nN11+nN12表示0或1。)
通式(N-1)所表示的化合物的特征在于，具有两个以上的苯环，并且该苯环上具有两个氟基。这些化合物显示介电常数各向异性(Δε)为负、Δn大这样的性质。
通式(N-1)所表示的化合物优选为Δε的绝对值大于3的化合物。
通式(N-1)中，RN11和RN12分别独立地优选碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、碳原子数2～8的烯基或碳原子数2～8的烯氧基，优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基或碳原子数2～5的烯氧基，进一步优选为碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，进一步优选为碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～3的烯基，特别优选为碳原子数3的烯基(丙烯基)。
另外，RN11和RN12在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下，优选直链状的碳原子数1～5的烷基、直链状的碳原子数1～4的烷氧基和碳原子数4～5的烯基，在其所结合的环结构为环己烷的情况下，优选直链状的碳原子数1～5的烷基、直链状的碳原子数1～4的烷氧基和直链状的碳原子数2～5的烯基。为了使向列相稳定化，碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下，优选为直链状。
作为烯基，优选选自式(R1)至式(R5)中的任一个所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化21]
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为10％、为20％、为30％、为40％、为50％、为55％、为60％、为65％、为70％、为75％、为80％。优选含量的上限值为95％、为85％、为75％、为65％、为55％、为45％、为35％、为25％、为20％。
作为通式(N-1)所表示的化合物，优选通式(N-1-3)所表示的化合物。
[化22]
(式中，RN131和RN132分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
RN131优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选乙基、丙基或丁基。RN132优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-3)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中，为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-1-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
进一步，通式(N-1-3)所表示的化合物优选为选自式(N-1-3.1)至式(N-1-3.11)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-1-3.1)～(N-1-3.7)所表示的化合物，优选式(N-1-3.1)、式(N-1-3.2)、式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)和式(N-1-3.6)所表示的化合物。
[化23]
式(N-1-3.1)～式(N-1-3.4)和式(N-1-3.6)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，优选式(N-1-3.1)和式(N-1-3.2)的组合、选自式(N-1-3.3)、式(N-1-3.4)和式(N-1-3.6)的两种或三种的组合。相对于本发明的组合物的总量的单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
作为通式(N-1)所表示的化合物，也优选通式(N-1-4)所表示的化合物。
[化24]
(式中，RN141和RN142分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
RN141优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选乙基、丙基或丁基。RN142优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-1-4)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得少则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-1-4)所表示的化合物的优选含量的下限值为3％、为5％、为7％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为11％、为10％、为8％。
进一步，通式(N-1-4)所表示的化合物优选为选自式(N-1-4.1)至式(N-1-4.14)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-1-4.1)～(N-1-4.4)所表示的化合物，优选式(N-1-4.1)和式(N-1-4.2)所表示的化合物。
[化25]
式(N-1-4.1)～(N-1-4.4)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为3％、为5％、为7％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为11％、为10％、为8％。
作为通式(N-1)所表示的化合物，也优选通式(N-1-5)所表示的化合物。
[化26]
(式中，RN151和RN152分别独立地表示与通式(N)中的RN11和RN12相同的含义。)
RN151和RN152分别独立地优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选丁烯基、乙基、丙基或丁基。
通式(N-1-5)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得少则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-1-5)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为8％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
进一步，通式(N-1-5)所表示的化合物优选为选自式(N-1-5.1)至式(N-1-5.6)所表示的化合物组的化合物，优选式(N-1-3.2和式(N-1-3.4)所表示的化合物。
[化27]
式(N-1-5.2)和式(N-1-5.4)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为8％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
本发明的液晶组合物可以含有一种或两种以上通式(N-4)所表示的化合物。
[化28]
(式中，R41和R42相互独立地表示碳原子数1至10的烷基、烷氧基或碳原子数2至10的烯基，X41表示单键、-CH2CH2-或-CH2O-，nN41表示0或1。)
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-1)所表示的化合物。
[化29]
(式中，RN111和RN112分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN111优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选丙基或戊基。RN112优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基或丁氧基。
通式(N-4-1)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得少则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为50％、为40％、为38％、为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
进一步，通式(N-4-1)所表示的化合物优选为选自式(N-4-1.1)至式(N-4-1.14)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-4-1.1)～(N-4-1.4)所表示的化合物，优选式(N-4-1.1)和式(N-4-1.3)所表示的化合物。
[化30]
式(N-4-1.1)～(N-4-1.4)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为50％、为40％、为38％、为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-2)所表示的化合物。
[化31]
(式中，RN121和RN122分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN121优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选乙基、丙基、丁基或戊基。RN122优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选甲基、丙基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
通式(N-4-2)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得少则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为7％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％、为37％、为40％、为42％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为50％、为48％、为45％、为43％、为40％、为38％、为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％。
进一步，通式(N-4-2)所表示的化合物优选为选自式(N-4-2.1)至式(N-4-2.13)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-4-2.3)至式(N-4-2.7)、式(N-4-2.10)、式(N-4-2.11)和式(N-4-2.13)所表示的化合物，重视Δε的改良的情况下，优选式(N-4-2.3)至式(N-4-2.7)所表示的化合物，重视TNI的改良的情况下，优选为式(N-4-2.10)、式(N-4-2.11)和式(N-4-2.13)所表示的化合物。
[化32]
式(N-4-2.1)至式(N-4-2.13)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％、为23％、为25％、为27％、为30％、为33％、为35％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为50％、为40％、为38％、为35％、为33％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％、为10％、为8％、为7％、为6％、为5％、为3％。
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-10)所表示的化合物。
[化33]
(式中，RN1101和RN1102分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN1101优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选丙烯基、乙基、丙基或丁基。RN1102优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-4-10)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-10)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
进一步，通式(N-4-10)所表示的化合物优选为选自式(N-4-10.1)至式(N-4-10.15)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-4-10.1)～(N-4-10.5)所表示的化合物，优选式(N-4-10.1)和式(N-4-10.2)所表示的化合物。
[化34]
式(N-4-10.1)和式(N-4-10.2)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-11)所表示的化合物。
[化35]
(式中，RN1111和RN1112分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN1111优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选丙烯基、乙基、丙基或丁基。RN1112优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-4-11)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-11)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
进一步，通式(N-4-11)所表示的化合物优选为选自式(N-4-11.1)至式(N-4-11.15)所表示的化合物组的化合物，优选为式(N-4-11.1)～(N-4-11.15)所表示的化合物，优选式(N-4-11.2和式(N-4-11.4)所表示的化合物。
[化36]
式(N-4-11.2)和式(N-4-11.4)所表示的化合物可以单独使用，也可以组合使用，相对于本发明的液晶组合物的总量，单独或这些化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-12)所表示的化合物。
[化37]
(式中，RN1121和RN1122分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN1121优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选乙基、丙基或丁基。RN1122优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-4-12)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-12)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
作为通式(N-4)所表示的化合物，优选通式(N-4-13)所表示的化合物。
[化38]
(式中，RN1131和RN1132分别独立地表示与通式(N-4)中的RN41和RN42相同的含义。)
RN1131优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，优选乙基、丙基或丁基。RN1132优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数4～5的烯基或碳原子数1～4的烷氧基，优选乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式(N-4-13)所表示的化合物可以单独使用，也可以将两种以上化合物组合使用。可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能而适宜组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中为一种、为两种、为三种、为四种、为五种以上。
重视Δε的改善的情况下，优选将含量设定得高，重视低温时的溶解性的情况下，将含量设定得多则效果高，重视TNI的情况下，将含量设定得多则效果高。进一步，改良滴痕、烧屏特性的情况下，优选将含量范围设定在中间。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-4-13)所表示的化合物的优选含量的下限值为5％、为10％、为13％、为15％、为17％、为20％。优选含量的上限值相对于本发明的液晶组合物的总量为35％、为30％、为28％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为13％。
本发明的液晶组合物可以含有一种或两种以上选自通式(N-2)和通式(N-3)所表示的化合物的化合物。
[化39]
(式中，RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的一个或不邻接的两个以上的-CH2-分别独立地可以被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，
AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团，
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的一个-CH2-或不邻接的两个以上的-CH2-可以被-O-取代。)和
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的一个-CH＝或不邻接的两个以上的-CH＝可以被-N＝取代。)
(c)(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的一个-CH＝或不邻接的两个以上的-CH＝可以被-N＝取代。)
上述的基团(a)、基团(b)和基团(c)分别独立地可以被氰基、氟原子或氯原子取代，
ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，
XN21表示氢原子或氟原子，
TN31表示-CH2-或氧原子，
nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0～3的整数，nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3，AN21～AN32、ZN21～ZN32存在多个时，它们可相同也可不同。)
通式(N-2)和通式(N-3)所表示的化合物优选为Δε为负且其绝对值大于3的化合物。
通式(N-2)和通式(N-3)中，RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地优选碳原子数1～8的烷基、碳原子数1～8的烷氧基、碳原子数2～8的烯基或碳原子数2～8的烯氧基，优选碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的烷氧基、碳原子数2～5的烯基或碳原子数2～5的烯氧基，进一步优选为碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，进一步优选为碳原子数2～5的烷基或碳原子数2～3的烯基，特别优选为碳原子数3的烯基(丙烯基)。
另外，RN21、RN22、RN31和RN32在其所结合的环结构为苯基(芳香族)的情况下，优选直链状的碳原子数1～5的烷基、直链状的碳原子数1～4的烷氧基和碳原子数4～5的烯基，在其所结合的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构的情况下，优选直链状的碳原子数1～5的烷基、直链状的碳原子数1～4的烷氧基和直链状的碳原子数2～5的烯基。为了使向列相稳定化，碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下，优选为直链状。
作为烯基，优选选自式(R1)至式(R5)中的任一个所表示的基团。(各式中的黑点表示环结构中的碳原子。)
[化40]
AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族，为了改善响应速度而优选为脂肪族，优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢化萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基，更优选表示下述的结构，
[化41]
更优选表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地优选表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键，进一步优选为-CH2O-、-CH2CH2-或单键，特别优选为-CH2O-或单键。
XN21优选氟原子。
TN31优选氧原子。
nN21+nN22和nN31+nN32优选1或2，优选nN21为1且nN22为0的组合、nN21为2且nN22为0的组合、nN31为1且nN32为0的组合、nN31为2且nN32为0的组合。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为10％、为20％、为30％、为40％、为50％、为55％、为60％、为65％、为70％、为75％、为80％。优选含量的上限值为95％、为85％、为75％、为65％、为55％、为45％、为35％、为25％、为20％。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(N-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为10％、为20％、为30％、为40％、为50％、为55％、为60％、为65％、为70％、为75％、为80％。优选含量的上限值为95％、为85％、为75％、为65％、为55％、为45％、为35％、为25％、为20％。
将本发明的组合物的粘度保持得低、需要响应速度快的组合物的情况下，优选上述下限值低且上限值低。进一步，将本发明的组合物的Tni保持得高、需要温度稳定性好的组合物的情况下，优选上述下限值低且上限值低。另外，为了将驱动电压保持得低而想要增大介电常数各向异性时，优选上述下限值高且上限值高。
通式(N-2)所表示的化合物优选为选自通式(N-2-1)～(N-2-3)所表示的化合物组的化合物。
通式(N-2-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化42]
(式中，RN211和RN212分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
通式(N-2-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化43]
(式中，RN221和RN222分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
通式(N-2-3)所表示的化合物为下述化合物。
[化44]
(式中，RN231和RN232分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
通式(N-3)所表示的化合物优选为选自通式(N-3-1)～(N-3-2)所表示的化合物组的化合物。
通式(N-3-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化45]
(式中，RN311和RN312分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
通式(N-3-2)所表示的化合物为下述化合物。
[化46]
(式中，RN321和RN322分别独立地表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义。)
本发明的液晶组合物中，作为其他成分，可列举通式(L-2-B)所表示的化合物。
[化47]
(式中，RL21和RL22分别独立地表示与通式(L-2)中的RL21和RL22相同的含义。)
RL21优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，RL22优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数4～5的烯基。
进一步，通式(L-2-B)所表示的化合物优选为选自式(L-2.3)至式(L-2.6)所表示的化合物组的化合物，优选为式(L-2.3)和式(L-2.4)所表示的化合物。
[化48]
本发明的液晶组合物中，作为其他成分，可列举通式(L-7)所表示的化合物。
[化49]
(式中，RL71和RL72分别独立地表示与通式(L-1)中的RL11和RL12相同的含义，
AL71和AL72分别独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团，
(7a)1,4-亚环己基(该基团中存在的一个-CH2-或不邻接的两个以上的-CH2-可以被-O-取代。)和
(7b)1,4-亚苯基(该基团中存在的一个-CH＝或不邻接的两个以上的-CH＝可以被-N＝取代。)
(7c)(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基或十氢化萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基中存在的一个-CH＝或不邻接的两个以上的-CH＝可以被-N＝取代。)
上述的基团(7a)、基团(7b)和基团(7c)中，分别独立地，一个氢原子可以被氰基、氟原子或氯原子取代，
ZL71表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，
XL71和XL72分别独立地表示氟原子或氢原子，但至少一方表示氢原子。)
式中，RL71和RL72分别独立地优选碳原子数1～5的烷基或碳原子数2～5的烯基，AL71和AL72分别独立地优选1,4-亚环己基或1,4-亚苯基，AL71和AL72上的氢原子分别独立地可以被氟原子取代，ZL71优选单键或COO-，优选单键，XL71和XL72优选氢原子。
可组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所需求的性能而组合。关于所使用的化合物的种类，例如在本发明的一个实施方式中，为一种、为两种、为三种、为四种。
本发明的组合物中，通式(L-7)所表示的化合物的含量有必要根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率、工艺适应性、滴痕、烧屏、介电常数各向异性等所需求的性能而适宜调整。
相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-7)所表示的化合物的优选含量的下限值为1％、为2％、为3％、为5％、为7％、为10％、为14％、为16％、为20％。相对于本发明的液晶组合物的总量，式(L-7)所表示的化合物的优选含量的上限值为30％、为25％、为23％、为20％、为18％、为15％、为10％、为5％。
本发明的液晶组合物中，期望高Tni的实施方式的情况下，优选使式(L-7)所表示的化合物的含量多，期望低粘度的实施方式的情况下，优选使含量少。
进一步，通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.1)至式(L-7.4)所表示的化合物，优选为式(L-7.2)所表示的化合物。
[化50]
进一步，通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.11)至式(L-7.13)所表示的化合物，优选为式(L-7.11)所表示的化合物。
[化51]
进一步，通式(L-7)所表示的化合物为式(L-7.21)至式(L-7.23)所表示的化合物。优选为式(L-7.21)所表示的化合物。
[化52]
进一步，通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.31)至式(L-7.34)所表示的化合物，优选为式(L-7.31)或/和式(L-7.32)所表示的化合物。
[化53]
进一步，通式(L-7)所表示的化合物优选为式(L-7.41)至式(L-7.44)所表示的化合物，优选为式(L-7.41)或/和式(L-7.42)所表示的化合物。
[化54]
本发明的液晶组合物优选不含有分子内具有过酸(-CO-OO-)结构等氧原子彼此结合的结构的化合物。
重视组合物的可靠性及长期稳定性的情况下，优选相对于液晶上述组合物的总质量而将具有羰基的化合物的含量设为5％以下，更优选设为3％以下，进一步优选设为1％以下，最优选实质上不含有。
重视UV照射后的稳定性的情况下，优选相对于上述液晶组合物的总质量而将取代有氯原子的化合物的含量设为15％以下，优选设为10％以下，优选设为8％以下，更优选设为5％以下，优选设为3％以下，进一步优选实质上不含有。
优选使分子内的环结构全部为六元环的化合物的含量多，优选相对于上述液晶组合物的总质量而将分子内的环结构全部为六元环的化合物的含量设为80％以上，更优选设为90％以上，进一步优选设为95％以上，最优选实质上仅由分子内的环结构全部为六元环的化合物构成组合物。
为了抑制组合物的氧化导致的劣化，优选使具有亚环己烯基作为环结构的化合物的含量减少，优选相对于上述液晶组合物的总质量而将具有亚环己烯基的化合物的含量设为10％以下，优选设为8％以下，更优选设为5％以下，优选设为3％以下，进一步优选实质上不含有。
重视粘度的改善及Tni的改善的情况下，优选使分子内具有氢原子可被卤素取代的2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量少，优选相对于上述液晶组合物的总质量而将上述在分子内具有2-甲基苯-1,4-二基的化合物的含量设为10％以下，优选设为8％以下，更优选设为5％以下，优选设为3％以下，进一步优选实质上不含有。
本发明中实质上不含有的意思是，除了非有意含有的物质以外不含有。
为了制作PS模式、横向电场型PSA模式或横向电场型PSVA模式等的液晶显示元件，本发明的组合物可含有聚合性化合物。作为可使用的聚合性化合物，可举出利用光等能量射线进行聚合的光聚合性单体等，作为结构，可举出例如联苯衍生物、三联苯衍生物等具有多个六元环连结而成的液晶骨架的聚合性化合物等。进一步具体而言，优选为通式(XX)所表示的二官能单体，
[化55]
(式中，X201及X202各自独立地表示氢原子或甲基，
Sp201及Sp202各自独立地优选为单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-(式中，s表示2至7的整数，氧原子结合于芳香环。)，
Z201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各自独立地表示氟原子或氢原子。)、-C≡C-或单键，
M201表示1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，式中的全部1,4-亚苯基中任意的氢原子可被氟原子取代。)。
优选X201及X202均表示氢原子的二丙烯酸酯衍生物、或者均具有甲基的二甲基丙烯酸酯衍生物，也优选一方表示氢原子且另一方表示甲基的化合物。关于这些化合物的聚合速度，二丙烯酸酯衍生物最快，二甲基丙烯酸酯衍生物慢，非对称化合物处于它们中间，可根据其用途来使用优选的方式。PSA显示元件中，特别优选二甲基丙烯酸酯衍生物。
Sp201及Sp202各自独立地表示单键、碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-，在PSA显示元件中，优选至少一方为单键，优选均表示单键的化合物或一方表示单键且另一方表示碳原子数1～8的亚烷基或-O-(CH2)s-的方式。该情况下，优选1～4的烷基，s优选为1～4。
Z201优选为-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键，更优选为-COO-、-OCO-或单键，特别优选为单键。
M201表示任意的氢原子可被氟原子取代的1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基或单键，优选为1,4-亚苯基或单键。C表示单键以外的环结构的情况下，Z201优选为单键以外的连结基团，M201为单键的情况下，Z201优选为单键。
从这些方面考虑，通式(XX)中，Sp201和Sp202之间的环结构具体优选为以下记载的结构。
通式(XX)中，M201表示单键、环结构由两个环形成的情况下，优选表示以下的式(XXa-1)至式(XXa-5)，更优选表示式(XXa-1)至式(XXa-3)，特别优选表示式(XXa-1)。
[化56]
[化57]
[化58]
[化59]
[化60]
(式中，两端与Sp201或Sp202结合。)
包含这些骨架的聚合性化合物在聚合后的取向约束力最适合于PSA型液晶显示元件，可获得良好的取向状态，因此显示不均被抑制或完全不发生。
由上，作为聚合性单体，特别优选为通式(XX-1)～通式(XX-4)，其中，最优选为通式(XX-2)。
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
(式中，Sp20表示碳原子数2至5的亚烷基。)
向本发明的组合物添加单体的情况下，即使不存在聚合引发剂时聚合也进行，但为了促进聚合也可含有聚合引发剂。作为聚合引发剂，可举出苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、酰基氧化膦类等。
本发明中的组合物中，可以与通式(I)的化合物一起进一步含有通式(Q)所表示的化合物。
[化65]
(式中，RQ表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基，该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键。)
RQ表示碳原子数1至22的直链烷基或支链烷基，该烷基中的一个或两个以上的CH2基可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-、-COO-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-取代，优选碳原子数1至10的直链烷基、直链烷氧基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基，进一步优选碳原子数1至20的直链烷基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的直链烷基、支链烷基、支链烷氧基、一个CH2基被-OCO-或-COO-取代的支链烷基。MQ表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或单键，优选反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基。
通式(Q)所表示的化合物更具体而言优选下述的通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物。
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
式中，RQ1优选碳原子数1至10的直链烷基或支链烷基，RQ2优选碳原子数1至20的直链烷基或支链烷基，RQ3优选碳原子数1至8的直链烷基、支链烷基、直链烷氧基或支链烷氧基，LQ优选碳原子数1至8的直链亚烷基或支链亚烷基。通式(Q-a)至通式(Q-d)所表示的化合物中，进一步优选通式(Q-c)和通式(Q-d)所表示的化合物。
本发明的液晶组合物中含有通式(Q)所表示的化合物时，优选含有一种至五种，其含量优选为0.001至1％，进一步优选为0.001至0.1％，特别优选为0.001至0.05％。
本发明的含有聚合性化合物的组合物通过利用紫外线照射使其所含的聚合性化合物聚合而被赋予液晶取向能，并且用于利用组合物的双折射而控制光的透过光量的液晶显示元件。作为液晶显示元件，在AM-LCD(有源矩阵液晶显示元件)、TN(向列液晶显示元件)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示元件)、OCB-LCD及IPS-LCD(平面转换液晶显示元件)中有用，尤其在AM-LCD中有用，可在透过型或反射型液晶显示元件中使用。
液晶显示元件中所使用的液晶单元的两块基板可使用玻璃或如塑料那样具有柔软性的透明材料，也可一方为硅等不透明材料。具有透明电极层的透明基板例如可通过在玻璃板等透明基板上溅射氧化铟锡(ITO)而得到。
滤色器例如可以通过颜料分散法、印刷法、电沉积法或染色法等制作。以利用颜料分散法的滤色器制作方法为一例进行说明，将滤色器用的固化性着色组合物涂布于该透明基板上，实施图案化处理，然后通过加热或光照射使其固化。对红、绿、蓝3色分别进行该工序，从而可制作滤色器用的像素部。此外，在该基板上也可设置设有TFT、薄膜二极管、金属绝缘体、金属电阻率元件等有源元件的像素电极。
使上述基板以透明电极层为内侧的方式相对。此时，可通过间隔物调整基板的间隔。此时，优选将得到的调光层的厚度调整为1～100μm。进一步优选为1.5至10μm，使用偏光板的情况下，优选调整液晶的折射率各向异性Δn与单元厚度d之积以使对比度为最大。此外，具有两块偏光板的情况下，也可通过调整各偏光板的偏光轴来将视角、对比度调整为良好。进一步，也可使用用于扩大视角的相位差膜。作为间隔物，可列举例如由玻璃粒子、塑料粒子、氧化铝粒子、光致抗蚀剂材料等形成的柱状间隔物等。之后，将环氧系热固化性组合物等密封剂以设有液晶注入口的形式丝网印刷于该基板，将该基板彼此贴合，加热使密封剂热固化。
由以上那样的构成材，具体而言，在具备由透明导电性材料构成的共用电极的基板、与具备由透明导电性材料构成的像素电极和控制各像素所具备的像素电极的薄膜晶体管的基板之间，夹持本发明的液晶组合物，未施加电压时液晶组合物中的液晶分子大致垂直，通过以这样的方式进行设定，从而能够得到兼顾了高速响应和显示不良抑制的有用的VA模式的液晶显示元件。这里，“大致垂直”也包括相比于垂直方向具有所希望的预倾角的状态。关于预倾角，优选从垂直方向倾斜了1°，进一步优选倾斜了0.5°。
另外，在一个基板上，每个像素具有由透明导电性材料构成的共用电极和像素电极，另一个基板为透明绝缘基板，在这两块基板之间夹持本发明的液晶组合物，基板上具有诱发均质取向的取向膜层，各取向膜的取向方向平行，通过以这样的方式进行设定，能够得到兼顾了高速响应和显示不良抑制的有用的IPS模式或FFS模式的液晶显示元件。
使含有聚合性化合物的组合物夹持在两块基板间的方法可使用通常的真空注入法或ODF法等，但真空注入法中，虽然不产生滴痕，但存在残留注入痕迹的问题，而本申请发明中，可更适合地用于使用ODF法制造的显示元件。在ODF法的液晶显示元件制造工序中，可通过在背板或前板中的任一方基板上使用点胶机将环氧系光热并用固化性等的密封剂绘成闭环堤坝状，在脱气下向其中滴加预定量的组合物后，接合前板与背板来制造液晶显示元件。由于在ODF工序中组合物的滴加能够稳定地进行，因此本发明的组合物可适合使用。
作为使聚合性化合物聚合的方法，为了得到液晶的良好取向性能，期望适度的聚合速度，因此优选通过单独或并用或依次照射紫外线或电子射线等活性能量射线进行聚合的方法。使用紫外线的情况下，可使用偏振光源，也可使用非偏振光源。此外，以将含有聚合性化合物的组合物夹持于两块基板间的状态进行聚合的情况下，必须至少照射面侧的基板对活性能量射线具有适当的透明性。此外，也可以使用以下方法：在光照射时使用掩模仅使特定的部分聚合后，通过改变电场、磁场或温度等条件，使未聚合部分的取向状态发生变化，并且进一步照射活性能量射线进行聚合。特别是在进行紫外线曝光时，优选一边对含有聚合性化合物的组合物施加交流电场一边进行紫外线曝光。所施加的交流电场优选频率10Hz至10kHz的交流，更优选频率60Hz至10kHz，电压依据液晶显示元件期望的预倾角进行选择。即，可通过施加的电压来控制液晶显示元件的预倾角。在横向电场型MVA模式的液晶显示元件中，从取向稳定性和对比度的观点考虑，优选将预倾角控制在80度至89.9度。
照射时的温度优选处于能够保持本发明的组合物的液晶状态的温度范围内。优选以接近室温的温度、即典型地以15～35℃的温度进行聚合。作为产生紫外线的灯，可使用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。此外，作为照射的紫外线的波长，优选照射波长区域不处于组合物的吸收波长区域的紫外线，优选根据需要过滤(カット)紫外线后使用。照射的紫外线强度优选为0.1mW/cm2～100W/cm2，更优选为2mW/cm2～50W/cm2。照射的紫外线能量可以适宜调整，优选为10mJ/cm2至500J/cm2，更优选为100mJ/cm2至200J/cm2。照射紫外线时也可以改变强度。照射紫外线的时间根据照射的紫外线强度进行适宜选择，优选为10秒至3600秒，更优选为10秒至600秒。
使用本发明的组合物的液晶显示元件是兼顾了高速响应与显示不良抑制的有用的液晶显示元件，尤其在有源矩阵驱动用液晶显示元件中有用，可适用于VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用液晶显示元件。
实施例
以下，列举实施例进一步详细描述本发明，但本发明不限于这些实施例。此外，以下实施例和比较例的组合物中“％”的意思是“质量％”。
实施例中，所测定的特性如下。
TNI：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn：25℃时的折射率各向异性
Δε：25℃时的介电常数各向异性
η：20℃时的粘度(mPa·s)
γ1：25℃时的旋转粘性(mPa·s)
VHR：在频率60Hz、施加电压1V的条件下，60℃时的电压保持率(％)
1000h后的VHR：在90℃的高温状态下放置1000小时后，在频率60Hz、施加电压1V的条件下，60℃时的电压保持率(％)
烧屏：
关于液晶显示元件的烧屏评价，是在显示区域内使预定的固定图案显示1000小时后，通过目视对进行全画面均匀显示时的固定图案的残影水平按照以下的4个阶段进行评价。
◎无残影
○有极少残影，为可容许的水平
△有残影，为不可容许的水平
×有残影，非常差
滴痕：
关于液晶显示装置的滴痕评价，是通过目视对于整个面显示黑色时浮现白色的滴痕按照以下的4个阶段进行评价。
◎无残影
○有极少残影，为可容许的水平
△有残影，为不可容许的水平
×有残影，非常差
予以说明的是，实施例中关于化合物的记载使用以下简称。
(侧链)
(环结构)
[化70]
(实施例1、实施例2、比较例1和比较例2)
调制以下所示的液晶组合物X。
[化71]
液晶组合物X
液晶组合物X的物性值如下。
[表1]
接着，将液晶组合物X中的具有烯基侧链基的化合物全部替换成具有烷基侧链基的化合物，调制液晶组合物1。
[化72]
液晶组合物1
液晶组合物1的物性值如下。
[表2]
含有具有烯基侧链基的化合物的液晶组合物1与不含具有烯基侧链基的化合物的液晶组合物X相比，显示旋转粘性γ1低约15％。
接着，在99.97％的液晶组合物1中添加0.03％的式(I-1-1)或式(I-2-1)所表示的化合物，调制组合物A和组合物B。
其物性值与液晶组合物1相比几乎无变化。
[化73]
进行组合物A(实施例1)、组合物B(实施例2)、不含通式(I)的化合物的液晶组合物1(比较例1)和不含通式(I)的化合物的液晶组合物X(比较例2)的VHR、残影和滴痕的评价，将结果示于下表。
[表3]
通过比较例1所示的液晶组合物1通过长时间的高温试验，确认到VHR较初期下降，在残存评价、滴痕评价中也为差的结果，但添加了通式(I)的化合物的组合物A和组合物B中VHR的下降被抑制，在残存评价、滴痕评价中也显示了良好的结果。不含具有烯基侧链基的化合物的液晶组合物X中，也确认到VHR的下降，残存评价、滴痕评价差。
(实施例3～6和比较例3～4)
调制下表所示的液晶组合物2和液晶组合物3。
[表4]
接着，对于99.97％的液晶组合物2和液晶组合物3，添加0.03％的式(I-1-1)或式(I-2-1)所表示的化合物，调制组合物C～组合物F。
添加了式(I-1-1)或式(I-2-1)所表示的化合物的组合物的物性值与原来的液晶组合物相比几乎无变化。
进行组合物C(实施例3)、组合物D(实施例4)、组合物E(实施例5)、组合物F(实施例6)、不含通式(I)的化合物的液晶组合物2(比较例3)和不含通式(I)的化合物的液晶组合物3(比较例4)的VHR、残影和滴痕的评价，将结果示于下表。
[表5]
含有通式(I)的化合物的组合物与不含有通式(I)的化合物的组合物相比，长时间的高温试验引起的VHR下降被抑制，在残存评价、滴痕评价中也显示了良好的结果。
(实施例7～10和比较例5～6)
调制下表所示的液晶组合物4和液晶组合物5。
[表6]
接着，对于99.97％的液晶组合物4和液晶组合物5，添加0.03％的式(I-1-1)或式(I-2-1)所表示的化合物，调制组合物G～组合物J。
添加了式(I-1-1)或式(I-2-1)所表示的化合物的组合物的物性值与原来的液晶组合物相比几乎无变化。
进行组合物G(实施例7)、组合物H(实施例8)、组合物I(实施例9)、组合物J(实施例10)、不含通式(I)的化合物的液晶组合物4(比较例5)和不含通式(I)的化合物的液晶组合物5(比较例6)的VHR、残影和滴痕的评价，将结果示于下表。
[表7]
含有通式(I)的化合物的组合物与不含有通式(I)的化合物的组合物相比，长时间的高温试验引起的VHR下降被抑制，在残存评价、滴痕评价中也显示了良好的结果。