液晶组合物、液晶显示元件及液晶组合物的用途的制作方法

1.本发明涉及一种液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件等。尤其涉及一种介电各向异性为正的液晶组合物、及含有所述组合物且具有扭转向列(twisted nematic，tn)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ecb)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，ocb)、面内切换(in-plane switching，ips)、边缘场切换(fringe field switching，ffs)或电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，fpa)模式的有源矩阵(active matrix，am)元件。


背景技术：

2.液晶显示元件中，基于液晶分子的运行模式的分类为相变(phase change，pc)、扭转向列(twisted nematic，tn)、超扭转向列(super twisted nematic，stn)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ecb)、光学补偿弯曲(optically compensated bend，ocb)、面内切换(in-plane switching，ips)、垂直取向(vertical alignment，va)、边缘场切换(fringe field switching，ffs)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，fpa)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，pm)与有源矩阵(active matrix，am)。pm被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，am被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，tft)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，mim)等。tft的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工序而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。
3.液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的am元件。将这些特性中的关联归纳于下述表1中。基于市售的am元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。进而优选为低温下的粘度小。组合物的弹性常数与元件的对比度相关联。元件中，为了提高对比度，优选为组合物的弹性常数大。
4.表1.组合物的特性与am元件的特性
[0005][0006]
组合物的光学各向异性与元件的对比度相关联。根据元件的模式，而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性，即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(δn)与元件的单元间隙(d)的积(δn
×
d)被设计成使对比度为最大。适当的积的值依存于运行模式的种类。tn之类的模式的元件中，适当的值为约0.45μm。在所述情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的大的介电各向异性有助于元件的低阈值电压、小的消耗电力与大的对比度。因此，优选为大的介电各向异性。介电各向异性通常在低温下具有频率依存性，随着成为高频率而变小。因此，在低温下，随着驱动频率变高，而液晶分子的运动无法追随电压的频率变化，从而产生显示不良。因此，低温下的介电各向异性的频率依存性以小为宜。组合物的大的比电阻有助于元件的大的电压保持率与大的对比度。因此，优选为在初始阶段中具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。在这些稳定性高时，所述元件的寿命长。此种特性对用于液晶监视器、液晶电视等的am元件而言优选。
[0007]
具有tn模式的am元件中使用具有正的介电各向异性的组合物。具有va模式的am元件中使用具有负的介电各向异性的组合物。聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，psa)型的am元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。
[0008]
ips模式或ffs模式的am元件中使用具有正或负的介电各向异性的组合物。通常已知：与使用具有负的介电各向异性的组合物的情况相比，在使用具有正的介电各向异性的组合物的情况下，透过率变低。为了改善所述情况，提出有使具有正的介电各向异性的组合物含有具有负的介电各向异性的化合物(例如，专利文献1)。
[0009]
通过含有具有负的介电各向异性的化合物，组合物的短轴方向上的介电常数(ε
⊥
)或短轴方向上的介电常数相对于介电各向异性的比(ε
⊥
/δε)增大，由此认为透过率得到改善。另一方面，存在如下问题：通过含有具有负的介电各向异性的化合物而响应降低。
[0010]
另外，液晶显示元件目前有各种用途，根据用途而要求即便在严苛的温度条件下也可维持良好的显示。为此，需要在广的温度范围内适当工作或在严苛的温度条件下具有优异的响应。已知液晶显示元件的特别是低温下的响应降低，为了改善所述情况，进行了研究(例如，专利文献2)。另外，在专利文献3中公开有含有叔环己基化合物的液晶组合物在广的温度范围内具有向列相。
[0011]
[现有技术文献]
[0012]
[专利文献]
[0013]
[专利文献1]日本专利特开2013-166936号公报
[0014]
[专利文献2]日本专利特开2002-294238号公报
[0015]
[专利文献3]德国专利申请公开第4414647号说明书


技术实现要素：

[0016]
[发明所要解决的问题]
[0017]
本发明的问题为提供一种液晶组合物及液晶显示元件，所述液晶组合物充分满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、特别是低温下的粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、短轴方向上的介电常数(ε
⊥
)大、短轴方向上的介电常数相对于介电各向异性的比(ε
⊥
/δε)大、低温下的介电各向异性的频率依存性小、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少一种，所述液晶显示元件充分满足响应时间短、特别是低温下的响应时间短、阈值电压低、特别是低温下的阈值电压低之类的特性的至少一种。另一问题为提供一种在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、特别是低温下的粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、短轴方向上的介电常数大、短轴方向上的介电常数相对于介电各向异性的比(ε
⊥
/δε)大、低温下的介电各向异性的频率依存性小、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少两种之间具有适当平衡的液晶组合物。另一问题为提供一种具有电压保持率大、对比度大、寿命长之类的特性的am元件。
[0018]
[解决问题的技术手段]
[0019]
本发明是有关于一种液晶组合物、含有所述组合物的液晶显示元件及所述液晶组合物的用途，所述液晶组合物含有作为成分a的选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物、作为成分b的选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物及作为成分c的选自式(3)所表示的化合物中的至少一种化合物，且具有正的介电各向异性。
[0020][0021]
式(1)中，r1为碳数1至12的烷基或碳数2至12的烯基；r2为碳数2至12的烯基；z1为单键或亚乙烯基；
[0022]
式(2)中，r3为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基；环a为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基；z2为单键、亚乙基、亚乙烯基、羰氧基或二氟亚甲氧基；x1及x2为氢或氟；y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基；a为1、2、3或4；
[0023]
式(3)中，r4及r5为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基；环b及环d为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,
4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；环c为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基；z3及z4为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；b为1、2或3，c为0或1；而且b与c的和为2或3。
[0024]
[发明的效果]
[0025]
本发明的优点为提供一种液晶组合物及液晶显示元件，所述液晶组合物充分满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、特别是低温下的粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、短轴方向上的介电常数(ε
⊥
)大、短轴方向上的介电常数相对于介电各向异性的比(ε
⊥
/δε)大、低温下的介电各向异性的频率依存性小、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少一种，所述液晶显示元件充分满足响应时间短、特别是低温下的响应时间短、阈值电压低、特别是低温下的阈值电压低之类的特性的至少一种。另一优点为提供一种在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、特别是低温下的粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、短轴方向上的介电常数大、短轴方向上的介电常数相对于介电各向异性的比(ε
⊥
/δε)大、低温下的介电各向异性的频率依存性小、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少两种之间具有适当平衡的液晶组合物。另一优点为提供一种具有电压保持率大、对比度大、寿命长之类的特性的am元件。
附图说明
[0026]
图1是表示比较例1、实施例1及实施例2的液晶组合物的-20℃下的介电各向异性的频率依存性的图表。
具体实施方式
[0027]
本说明书中的用语的使用方法如下所述。有时将“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。“液晶显示元件”是液晶显示面板及液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”是具有向列相、层列相之类的液晶相的化合物，以及虽不具有液晶相但出于调节向列相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环，其分子(液晶分子)为棒状(rod like)。“聚合性化合物”是出于使组合物中生成聚合物的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其意义方面并不分类为聚合性化合物。“低温”的用语是指约-20℃以下的温度。
[0028]
液晶组合物是通过将多种液晶性化合物加以混合来制备。在所述液晶组合物中视需要而添加光学活性化合物或聚合性化合物之类的添加物。即便在添加有添加物的情况下，液晶性化合物的比例也是由基于不包含添加物的液晶组合物的质量的质量百分率(质量％)来表示。添加物的比例是由基于不包含添加物的液晶组合物的质量的质量百分率(质量％)来表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基于液晶性化合物的总质量而算出。聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是例外地基于聚合性化合物的质量来表示。
oco-)也相同。
[0038]
本发明为下述项等。
[0039]
项1.一种液晶组合物，含有作为成分a的选自式(1)所表示的化合物中的至少一种化合物、作为成分b的选自式(2)所表示的化合物中的至少一种化合物及作为成分c的选自式(3)所表示的化合物中的至少一种化合物，且具有正的介电各向异性。
[0040][0041]
式(1)中，r1为碳数1至12的烷基或碳数2至12的烯基；r2为碳数2至12的烯基；z1为单键或亚乙烯基；
[0042]
式(2)中，r3为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基；环a为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基；z2为单键、亚乙基、亚乙烯基、羰氧基或二氟亚甲氧基；x1及x2为氢或氟；y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基；a为1、2、3或4；
[0043]
式(3)中，r4及r5为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基；环b及环d为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；环c为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基；z3及z4为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；b为1、2或3，c为0或1；而且b与c的和为2或3。
[0044]
项2.根据项1所述的液晶组合物，含有选自式(1-1)及式(1-2)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分a。
[0045][0046]
式(1-1)及式(1-2)中，r1为碳数1至12的烷基或碳数2至12的烯基。
[0047]
项3.根据项1或项2所述的液晶组合物，其中，成分a的比例为1质量％至20质量％
的范围。
[0048]
项4.根据项1至项3中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(2-1)至式(2-36)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分b。
[0049]
[0050]
[0051]
[0052][0053]
式(2-1)至式(2-36)中，r3为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基。
[0054]
项5.根据项1至项4中任一项所述的液晶组合物，其中，成分b的比例为10质量％至85质量％的范围。
[0055]
项6.根据项1至项5中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(3-1)至式(3-20)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分c。
[0056]
[0057][0058]
式(3-1)至式(3-20)中，r4及r5为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基。
[0059]
项7.根据项1至项6中任一项所述的液晶组合物，其中，成分c的比例为10质量％至50质量％的范围。
[0060]
项8.根据项1至项7中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(4)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分d。
[0061][0062]
式(4)中，r6及r7为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基；环e及环f为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基；z5为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基；d为1、2或3；其中，在d为2且两个z5为单键时，环f为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基。
[0063]
项9.根据项1至项8中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(4-1)至式(4-13)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分d。
[0064]
[0065][0066]
式(4-1)至式(4-13)中，r6及r7为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基。
[0067]
项10.根据项8或项9所述的液晶组合物，其中，成分d的比例为10质量％至75质量％的范围。
[0068]
项11.根据项1至项10中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(5)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分e。
[0069][0070]
式(5)中，r8及r9为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基；环g为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基；环i为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基；z6为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基；e为0或1。
[0071]
项12.根据项1至项11中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(5-1)至式(5-15)所表示的化合物中的至少一种化合物作为成分e。
[0072]
[0073][0074]
式(5-1)至式(5-15)中，r8及r9为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基。
[0075]
项13.根据项11或项12所述的液晶组合物，其中，成分e的比例为1质量％至30质量％的范围。
[0076]
项14.根据项1至项13中任一项所述的液晶组合物，其中，向列相的上限温度为70℃以上，且波长589nm下的光学各向异性(在25℃下测定)为0.07以上，而且频率1khz下的介电各向异性(在25℃下测定)为2.0以上。
[0077]
项15.根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物，用于运行模式为ips模式或ffs模式的液晶显示元件用途。
[0078]
项16.一种液晶显示元件，含有根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物。
[0079]
项17.根据项16所述的液晶显示元件，其中，液晶显示元件的运行模式为tn模式、ecb模式、ocb模式、ips模式、ffs模式或fpa模式，且液晶显示元件的驱动方式为有源矩阵方式。
[0080]
项18.一种液晶组合物的用途，所述液晶组合物为根据项1至项14中任一项所述的液晶组合物，其用于液晶显示元件。
[0081]
本发明也包括以下项。(a)所述组合物，其含有选自光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物之类的添加物中的一种化合物、两种化合物或三种以上的化合物。(b)一种am元件，含有所述组合物。(c)还含有聚合性化合物的所述组合物、及含有所述组合物的聚合物稳定取向(psa)型的am元件。(d)一种聚合物稳定取向(psa)型的am元件，含有所述组合物，所述组合物中的聚合性化合物进行聚合。(e)一种元件，含有所述组合物，而且具有pc、tn、stn、ecb、ocb、ips、va、ffs或fpa的模式。(f)一种透过型的元件，含有所述组合物。(g)所述组合物的用途，其用作具有向列相的组合物。(h)通过在所述组合物中添加光学活性化合物而获得的光学活性组合物的用途。
[0082]
以如下顺序对本发明的组合物进行说明。第一，对组合物的构成进行说明。第二，对成分化合物的主要特性、以及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。第三，对组合物中的成分化合物的组合、优选比例以及其根据进行说明。第四，对成分化合物的优选形态进行说明。第五，示出优选的成分化合物。第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。第七，对成分化合物的合成方法进行说明。最后，对组合物的用途进行说明。
[0083]
第一，对组合物的构成进行说明。所述组合物含有多种液晶性化合物。所述组合物也可含有添加物。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。就液晶性化合物的观点而言，所述组合物被分类为组合物a与组合物b。组合物a除含有选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)中的液晶性化合物以外，也可还含有其他液晶性化合物、添加物等。“其他液晶性化合物”是与化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)不同的液晶性化合物。此种化合物是出于进一步调整特性的目的而混合于组合物中。
[0084]
组合物b实质上仅包含选自化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)及化合物(5)中的液晶性化合物。“实质上”是指组合物b虽可含有添加物，但不含有其他液晶性化合物。与组合物a比较，组合物b的成分的数量少。就降低成本的观点而言，组合物b优于组合物a。就可通过混合其他液晶性化合物来进一步调整特性的观点而言，组合物a优于组合物b。
[0085]
为了制备在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、介电各向异性大、比电阻大、对光的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大之类的特性的至少两种之间具有适当平衡的液晶组合物，优选为不含有式(s)所表示的化合物及式(t)所表示的化合物。
[0086][0087][0088]
式(s)中，r
s1
及r
s2
为氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基、氟、氯或氰基；环as为1,4-亚
环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基；环bs为2,3-二氟-1,4-亚苯基、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基或4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基；zs为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基、羰氧基或二氟亚甲氧基；s为0、1、2或3；
[0089]
式(t)中，r
t1
及r
t2
为烷基、烯基、烷氧基、烯氧基、氟化烷基、氟化烯基、氟化烷氧基、氟、氯或氰基；环a
t
为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基；t为1或2。
[0090]
第二，对成分化合物的主要特性、以及所述化合物给组合物或元件带来的主要效果进行说明。将成分化合物的主要特性归纳于表2中。表2的记号中，l是指大或高，m是指中等程度，s是指小或低。记号l、m、s是基于成分化合物之间的定性比较的分类，记号0(零)是指小于s。
[0091]
表2.液晶性化合物的特性
[0092]
特性化合物(1)化合物(2)化合物(3)化合物(4)化合物(5)上限温度ls～lm～ls～ls～m粘度s～mm～lm～ls～mm～l光学各向异性sm～lm～ls～lm～l介电各向异性0m～lm～l
1)
0m～l
1)
比电阻lllll
[0093]
1)介电各向异性的值为负，且记号表示绝对值的大小
[0094]
成分化合物的主要效果如下所述。化合物(1)提高上限温度及弹性常数。化合物(2)提高介电各向异性。化合物(3)提高短轴方向上的介电常数。化合物(4)降低粘度或提高上限温度。化合物(5)提高短轴方向上的介电常数。
[0095]
第三，对组合物中的成分化合物的组合、优选比例及其根据进行说明。组合物中的成分化合物的优选组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)、化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(5)或化合物(1)+化合物(2)+化合物(4)+化合物(5)。特别优选的组合为化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)+化合物(4)。
[0096]
为了提高上限温度及弹性常数，化合物(1)的优选比例为约1质量％以上，为了降低下限温度，化合物(1)的优选比例为约20质量％以下。进而优选的比例为约5质量％至约20质量％的范围。特别优选的比例为约5质量％至约15质量％的范围。
[0097]
为了提高介电各向异性，化合物(2)的优选比例为约10质量％以上，为了降低下限温度，化合物(2)的优选比例为约85质量％以下。进而优选的比例为约10质量％至约70质量％的范围。特别优选的比例为约10质量％至约50质量％的范围。
[0098]
为了提高短轴方向上的介电常数，化合物(3)的优选比例为约10质量％以上，为了降低下限温度，化合物(3)的优选比例为约50质量％以下。进而优选的比例为约10质量％至约40质量％的范围。特别优选的比例为约15质量％至约40质量％的范围。
[0099]
为了降低粘度或者为了提高上限温度，化合物(4)的优选比例为约10质量％以上，为了提高介电各向异性，化合物(4)的优选比例为约75质量％以下。进而优选的比例为约20质量％至约70质量％的范围。特别优选的比例为约30质量％至约65质量％的范围。
[0100]
为了提高短轴方向上的介电常数，化合物(5)的优选比例为约1质量％以上，为了
降低下限温度，化合物(5)的优选比例为约30质量％以下。进而优选的比例为约1质量％至约25质量％的范围。特别优选的比例为约1质量％至约20质量％的范围。
[0101]
第四，对成分化合物的优选形态进行说明。式(1)、式(2)、式(3)、式(4)及式(5)中，r1为碳数1至12的烷基或碳数2至12的烯基。为了提高稳定性，优选的r1为碳数1至12的烷基。特别优选的r1为丙基。r2为碳数2至12的烯基。优选的r2为乙烯基。r3为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基或碳数2至12的烯基。为了提高稳定性，优选的r3为碳数1至12的烷基。r4及r5为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基。为了提高稳定性，优选的r4或r5为碳数1至12的烷基，为了降低粘度，优选的r4或r5为碳数2至12的烯基，为了提高介电各向异性，优选的r4或r5为碳数1至12的烷氧基。r6及r7为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯基。为了降低粘度或者为了降低下限温度，优选的r6或r7为碳数2至12的烯基，为了提高稳定性，优选的r6或r7为碳数1至12的烷基。r8及r9为氢、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的烯氧基。为了提高稳定性，优选的r8或r9为碳数1至12的烷基，为了降低粘度，优选的r8或r9为碳数2至12的烯基，为了提高介电各向异性，优选的r8或r9为碳数1至12的烷氧基。
[0102]
优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。为了降低粘度，进而优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。
[0103]
优选的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。为了降低粘度，进而优选的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
[0104]
优选的烯基为乙烯基、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。为了降低粘度，进而优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。这些烯基中的-ch＝ch-的优选立体构型依存于双键的位置。为了降低粘度等原因，在1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基之类的烯基中优选为反式构型。在2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中优选为顺式构型。
[0105]
优选的烯氧基为乙烯氧基、烯丙氧基、3-丁烯氧基、3-戊烯氧基或4-戊烯氧基。为了降低粘度，进而优选的烯氧基为烯丙氧基或3-丁烯氧基。
[0106]
至少一个氢经氟或氯取代的烷基的优选例为氟甲基、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。为了提高介电各向异性，进而优选例为2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基或5-氟戊基。
[0107]
至少一个氢经氟或氯取代的烯基的优选例为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。为了降低粘度，进而优选例为2,2-二氟乙烯基或4,4-二氟-3-丁烯基。
[0108]
环a为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基或四氢吡喃-2,5-二基。为了提高上限温度，优选的环a为1,4-亚环己基，为了提高光学各向异性，优选的环a为1,4-亚苯基，为了提高介电各向异性，优选的环a为2,6-二氟-1,4-亚苯基。四氢吡喃-2,5-二基为
[0109][0110]
或
[0111][0112]
优选为
[0113][0114]
环b、环d及环g为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、至少一个氢经氟或氯取代的萘-2,6-二基、色原烷-2,6-二基、或者至少一个氢经氟或氯取代的色原烷-2,6-二基。“至少一个氢经氟或氯取代的1,4-亚苯基”的优选例为2-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基或2-氯-3-氟-1,4-亚苯基。为了降低粘度，优选的环b、环d或环g为1,4-亚环己基，为了提高介电各向异性，优选的环b、环d或环g为四氢吡喃-2,5-二基，为了提高光学各向异性，优选的环b、环d或环g为1,4-亚苯基。环b、环d及环g中的四氢吡喃-2,5-二基为
[0115][0116]
或
[0117][0118]
优选为
[0119][0120]
环c为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基(flf4)或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基(inf4)。为了提高短轴方向上的介电常数，优选的环c为2,3-二氟-1,4-亚苯基。
[0121]
环e及环f为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基。为了降低粘度或者为了提高上限温度，优选的环e或环f为1,4-亚环己基，为了提高光学各向异性或者为了降低下限温度，优选的环e或环f为1,4-亚苯基或2-氟-1,4-亚苯基。
[0122]
环i为2,3-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-3-氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-5-甲基-1,4-亚苯基、3,4,5-三氟萘-2,6-二基、7,8-二氟色原烷-2,6-二基、3,4,5,6-四氟芴-2,7-二基(flf4)、4,6-二氟二苯并呋喃-3,7-二基(dbff2)、4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基(dbtf2)或1,1,6,7-四氟茚满-2,5-二基(inf4)。
[0123][0124]
为了降低粘度，优选的环i为2,3-二氟-1,4-亚苯基，为了提高介电各向异性，优选的环i为4,6-二氟二苯并噻吩-3,7-二基。
[0125]
z1为单键或亚乙烯基。z2为单键、亚乙基、亚乙烯基、羰氧基或二氟亚甲氧基。为了降低粘度，优选的z2为单键，为了提高介电各向异性，优选的z2为二氟亚甲氧基。z3、z4及z6为单键、亚乙基、亚乙烯基、亚甲氧基或羰氧基。为了降低粘度，优选的z3、z4或z6为单键，为了降低下限温度，优选的z3、z4或z6为亚乙基，为了提高介电各向异性，优选的z3、z4或z6为亚甲氧基。z5为单键、亚乙基、亚甲氧基或羰氧基。为了降低粘度，优选的z5为单键。
[0126]
亚甲氧基之类的二价基为左右非对称。亚甲氧基中，-ch2o-优于-och
2-。羰氧基中，-coo-优于-oco-。二氟亚甲氧基中，-cf2o-优于-ocf
2-。
[0127]
x1及x2为氢或氟。为了提高介电各向异性，优选的x1或x2为氟。
[0128]
y1为氟、氯、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数2至12的烯氧基。为了提高介电各向异性，优选的y1为氟、至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至12的烷氧基。至少一个氢经氟或氯取代的烷基的优选例为三氟甲基。至少一个氢经氟或氯取代的烷氧基的优选例为三氟甲氧基。
[0129]
a为1、2、3或4。为了降低粘度，优选的a为2，为了提高介电各向异性，优选的a为3。b为1、2或3，c为0或1，而且b与c的和为2或3。优选的b及c的组合为b为1且c为1或者b为2且c为0。d为1、2或3。为了降低粘度，优选的d为1，为了提高上限温度，优选的d为2或3。e为0或1。
[0130]
式(4)中，在d为2且两个z5为单键时，环f为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基。
[0131]
第五，示出优选的成分化合物。优选的化合物(1)为项2所述的化合物(1-1)及化合物(1-2)。特别优选为r1为丙基的化合物(1-1)及r1为丙基的化合物(1-2)。优选为成分a的至少两种为化合物(1-1)及化合物(1-2)的组合。
[0132]
优选的化合物(2)为项4所述的化合物(2-1)至化合物(2-36)。这些化合物中，优选为成分b的至少一种为化合物(2-2)、化合物(2-8)、化合物(2-13)、化合物(2-15)、化合物(2-16)、化合物(2-17)、化合物(2-19)、化合物(2-23)、化合物(2-24)、化合物(2-25)、化合物(2-27)、化合物(2-28)、化合物(2-30)或化合物(2-31)。进而优选为成分b的至少一种为化合物(2-19)或化合物(2-30)。优选为成分b的至少两种为化合物(2-2)及化合物(2-19)、化合物(2-2)及化合物(2-24)、化合物(2-2)及化合物(2-25)、化合物(2-2)及化合物(2-30)、化合物(2-19)及化合物(2-24)、化合物(2-19)及化合物(2-25)或化合物(2-19)及化合物(2-30)的组合。特别优选为成分b的至少两种为化合物(2-19)及化合物(2-30)的组合。
[0133]
优选的化合物(3)为项6所述的化合物(3-1)至化合物(3-20)。这些化合物中，优选为成分c的至少一种为化合物(3-1)、化合物(3-2)、化合物(3-3)、化合物(3-7)、化合物(3-12)、化合物(3-13)或化合物(3-14)。特别优选为成分c的至少一种为化合物(3-1)或化合物(3-7)。特别优选为成分c的至少一种为r4为碳数2至4的烯基的化合物(3-1)或r4为碳数2至4的烯基的化合物(3-7)。优选为成分c的至少两种为化合物(3-1)及化合物(3-7)的组合。
[0134]
优选的化合物(4)为项9所述的化合物(4-1)至化合物(4-13)。这些化合物中，优选为成分d的至少一种为化合物(4-1)、化合物(4-3)、化合物(4-5)、化合物(4-6)、化合物(4-7)、化合物(4-8)或化合物(4-10)。特别优选为成分d的至少一种为化合物(4-1)、化合物(4-5)、化合物(4-8)或化合物(4-10)。优选为r6及r7的至少一个为碳数2至4的烯基的化合物(4)。优选为r6及r7为丙基、乙烯基或1-丙烯基的化合物(4-1)。特别优选为r6为丙基或1-丙烯基且r7为乙烯基的化合物(4-1)。r7为乙烯基的化合物(4-1)的比例优选为30质量％以上，特别优选为40质量％以上。
[0135]
优选的化合物(5)为项12所述的化合物(5-1)至化合物(5-15)。这些化合物中，优选为成分e的至少一种为化合物(5-1)、化合物(5-2)、化合物(5-3)、化合物(5-6)或化合物(5-7)。
[0136]
优选为环a为1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基或1,3-二恶烷-2,5-二基的化合物(2)，这些化合物与化合物(3)的合计比例优选为20质量％以上，特别优选为25质量％以上。
[0137]
第六，对可添加于组合物中的添加物进行说明。此种添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、消光剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物等。出于引起液晶分子的螺旋结构来赋予扭转角(torsion angle)的目的，而将光学活性化合物添加于组合物中。此种化合物的例子为化合物(6-1)至化合物(6-5)。光学活性化合物的优选比例为约5质量％以下。进而优选的比例为约0.01质量％至约2质量％的范围。
[0138][0139]
为了防止由大气中的加热所引起的比电阻的降低或者为了在将元件长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率，也可进而将化合物(7-1)至化合物(7-3)之类的抗氧化剂添加于组合物中。
[0140][0141]
化合物(7-2)由于挥发性小，因此对于在将元件长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也维持大的电压保持率而言有效。为了获得所述效果，抗氧化剂的优选比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度或者为了不提高下限温度，抗氧化剂的优选比例为约600ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约300ppm的范围。
[0142]
紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另
外，具有位阻的胺之类的光稳定剂也优选。光稳定剂的优选例为化合物(8-1)至化合物(8-16)等。为了获得所述效果，这些吸收剂或稳定剂的优选比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度或为了不提高下限温度，这些吸收剂或稳定剂的优选比例为约10000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。
[0143]
[0144][0145]
消光剂是通过接受液晶性化合物所吸收的光能量，并转换为热能量来防止液晶性化合物的分解的化合物。消光剂的优选例为化合物(9-1)至化合物(9-7)等。为了获得所述效果，这些消光剂的优选比例为约50ppm以上，为了不提高下限温度，这些消光剂的优选比例为约20000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。
[0146][0147]
为了适合于宾主(guest host，gh)模式的元件，而将偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroic dye)添加于组合物中。色素的优选比例为约0.01质量％至约10质量％的范围。为了防止鼓泡，而将二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等消泡剂添加于组合物中。为了获得所述效果，消泡剂的优选比例为约1ppm以上，为了防止显示不良，消泡剂的优选比例为约1000ppm以下。进而优选的比例为约1ppm至约500ppm的范围。
[0148]
为了适合于聚合物稳定取向(psa)型的元件，而使用聚合性化合物。此种聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等化合物。进而优选例为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。基于聚合性化合物的总质量，优选比例为约10质量％以上。进而优选的比例为约50质量％以上。特别优选的比例为约80质量％以上。最优选的比例为100质量％。
resonance，nmr)分析等方法来鉴定。化合物、组合物及元件的特性是通过下述记载的方法进行测定。
[0157]
nmr分析：测定时使用布鲁克拜厄斯宾(bruker biospin)公司制造的drx-500。1h-nmr的测定中，使试样溶解于cdcl3等氘化溶媒中，在室温下以500mhz、累计次数为16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。
19
f-nmr的测定中，使用cfcl3作为内部标准，以累计次数24次来进行。核磁共振波谱的说明中，s是指单峰(singlet)，d是指双重峰(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是指宽峰(broad)。
[0158]
气相色谱分析：测定时使用岛津制作所制造的gc-14b型气相色谱仪。载体气体为氦气(2ml/min)。将试样气化室设定为280℃，将检测器(火焰离子化检测器(flame ionization detector，fid))设定为300℃。进行成分化合物的分离时使用安捷伦科技有限公司(agilent technologies inc.)制造的毛细管柱db-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm；固定液相为二甲基聚硅氧烷；无极性)。所述管柱在200℃下保持2分钟后，以5℃/min的比例升温至280℃。将试样制备成丙酮溶液(0.1质量％)后，将其1μl注入至试样气化室中。记录计为岛津制作所制造的c-r5a型色谱仪组件(chromatopac)或其同等品。所获得的气相色谱图显示出与成分化合物对应的峰值的保持时间以及峰值的面积。
[0159]
用于稀释试样的溶媒可使用氯仿、己烷等。为了将成分化合物分离，可使用如下的毛细管柱。安捷伦科技有限公司(agilent technologies inc.)制造的hp-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、瑞斯泰克公司(restek corporation)制造的rtx-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、澳大利亚sge国际公司(sge international pty.ltd)制造的bp-1(长度30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。出于防止化合物峰值的重叠的目的，可使用岛津制作所制造的毛细管柱cbp1-m50-025(长度50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。
[0160]
组合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来算出。利用气相色谱法(fid)来对液晶性化合物的混合物进行分析。气相色谱图中的峰值的面积比相当于液晶性化合物的比例。在使用上文记载的毛细管柱时，可将各种液晶性化合物的修正系数视为1。因此，液晶性化合物的比例(质量％)可根据峰值的面积比来算出。
[0161]
测定试样：在测定组合物或元件的特性时，将组合物直接用作试样。在测定化合物的特性时，通过将所述化合物(15质量％)混合于母液晶(85质量％)中来制备测定用试样。根据通过测定而获得的值，利用外推法(extrapolation method)来算出化合物的特性值。(外推值)＝{(试样的测定值)-0.85
×
(母液晶的测定值)}/0.15。当在所述比例下，层列相(或结晶)在25℃下析出时，将化合物与母液晶的比例以10质量％：90质量％、5质量％：95质量％、1质量％：99质量％的顺序变更。利用所述外插法来求出与化合物相关的上限温度、光学各向异性、粘度以及介电各向异性的值。
[0162]
使用下述母液晶。成分化合物的比例是由质量％来表示。
[0163][0164]
测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多是日本电子信息技术产业协会(japan electronics and information technology industries association；称为jeita)审议制定的jeita标准(jeita
·
ed-2521b)中记载的方法或将其修饰而成的方法。用于测定的tn元件上未安装薄膜晶体管(tft)。
[0165]
(1)向列相的上限温度(ni；℃)：在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样，以1℃/min的速度进行加热。测定试样的一部分由向列相变化为各向同性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
[0166]
(2)向列相的下限温度(tc；℃)：将具有向列相的试样放入玻璃瓶中，在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如，当试样在-20℃下保持向列相的状态，而在-30℃下变化为结晶或层列相时，将tc记载为＜-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
[0167]
(3)粘度(体积粘度；η；在20℃下测定；mpa
·
s)：测定时使用东京计器股份有限公司制造的e型旋转粘度计。
[0168]
(4-1)粘度(旋转粘度；γ1(25)；在25℃下测定；mpa
·
s)：根据m.今井(m.imai)等人的《分子晶体与液晶(molecular crystals and liquid crystals)》,vol.259,37(1995)中记载的方法来进行测定。在扭转角为0
°
，而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的tn元件中放入试样。在16v至19.5v的范围内，以0.5v为单位对所述元件阶段性地施加电压。未施加电压0.2秒后，以仅施加1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与不施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过所述施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与m.今井等人的论文中的第40页中记载的计算式(10)而获得旋转粘度的值。所述计算中所需的介电各向异性的值是使用测定所述旋转粘度的元件，并利用以下记载的方法来求出。
[0169]
(4-2)粘度(旋转粘度；γ1(-30)；在-30℃下测定；mpa
·
s)：除在-30℃下进行测定以外，与(4-1)相同。
[0170]
(5)光学各向异性(折射率各向异性；δn；在25℃下测定)：使用波长589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。朝一方向摩擦主棱镜的表面后，将试样滴加至主棱镜上。折射率n∥是在偏光的方向与摩擦的方向平行时进行测定。折射率n
⊥
是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时进行测定。光学各向异性的值是根据δn＝n∥-n
⊥
的式子来计算。
[0171]
(6)介电各向异性(δε；在25℃下测定)：在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm，而且扭转角为80度的tn元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(10v、1khz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5v、1khz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε
⊥
)。介电各向异性的值是根据δε＝ε∥-ε
⊥
的式子来计算。
[0172]
(7-1)阈值电压(vth(25)；在25℃下测定；v)：测定时使用大塚电子股份有限公司制造的液晶显示器(liquid crystal display，lcd)5100型亮度计。光源为卤素灯。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.2(μm)的ffs元件中放入试样。对所述元件施加的电压(32hz、矩形波)是自0v起以0.01v为单位阶段性地增加至10v为止。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透过元件的光量。制作在所述光量成为最大时透过率为100％且在所述光量为最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈值电压是由透过率成为90％时的电压来表示。
[0173]
(7-2)阈值电压(vth(-30)；在-30℃下测定；v)：除在-30℃下进行测定以外，与(7-1)相同。
[0174]
(8)电压保持率(vhr-9；在25℃下测定；％)：用于测定的tn元件具有聚酰亚胺取向膜，而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。所述元件是在放入试样后利用以紫外线进行硬化的粘接剂来密封。对所述tn元件施加脉冲电压(1v、60微秒)而进行充电。利用高速电压计在1000毫秒的期间内测定衰减的电压，求出单位周期的电压曲线与横轴之间的面积a。面积b为未衰减时的面积。电压保持率是由面积a相对于面积b的百分率来表示。
[0175]
(9)电压保持率(vhr-10；在60℃下测定；％)：除代替25℃而在60℃下进行测定以外，以与所述相同的程序来测定电压保持率。由vhr-10来表示所获得的值。
[0176]
(10)电压保持率(vhr-11；在60℃下测定；％)：照射紫外线后，测定电压保持率，来评价对紫外线的稳定性。用于测定的tn元件具有聚酰亚胺取向膜，而且单元间隙为5μm。在所述元件中注入试样，照射5mw/cm2的紫外线167分钟。光源为岩崎(eyegraphics)股份有限公司制造的黑光(black light)、f40t10/bl(峰值波长369nm)，元件与光源的间隔为5mm。vhr-11的测定中，在1000毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的vhr-11的组合物对紫外线具有大的稳定性。
[0177]
(11)电压保持率(vhr-12；在60℃下测定；％)：将注入有试样的tn元件在120℃的恒温槽内加热20小时后，测定电压保持率，来评价对热的稳定性。vhr-12的测定中，在1000毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的vhr-12的组合物对热具有大的稳定性。
[0178]
(12)电压保持率(vhr-13；在60℃下测定；％)：将注入有试样的tn元件在100℃的恒温槽内加热三周后，测定电压保持率，来评价对热的稳定性。vhr-13的测定中，在1000毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的vhr-13的组合物对热具有大的稳定性。
[0179]
(13)电压保持率(vhr-14；在60℃下测定；％)：将注入有试样的tn元件在背光上静置两周后，测定电压保持率，来评价对背光的稳定性。vhr-14的测定中，在1000毫秒的期间内测定衰减的电压。具有大的vhr-14的组合物对背光具有大的稳定性。
[0180]
(14-1)响应时间(τ(25)；在25℃下测定；ms)：测定时使用大塚电子股份有限公司制造的lcd5100型亮度计。光源为卤素灯。将低通滤波器(low-pass filter)设定为5khz。在两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.2μm的ffs元件中放入试样。对所述元件施加矩形波(60hz、5v、0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透过元件的光量。在所述光量成为
[0190][0191]
[比较例1]
[0192]
制备不包含化合物(1)的组合物。
[0193]
[0194][0195]
ni＝105.2℃；tc＜-20℃；δn＝0.111；δε＝2.7；ε
⊥
/δε＝1.3；vth(25)＝2.81v；vth(-30)＝3.52v；γ1(25)＝73.7mpa
·
s；γ1(-30)＝2835.5mpa
·
s；τ(25)＝25.2ms；τ(-30)＝669.5ms；f10＝260hz.
[0196]
[实施例1]
[0197][0198]
ni＝105.3℃；tc＜-40℃；δn＝0.111；δε＝2.7；ε
⊥
/δε＝1.3；vth(25)＝2.85v；vth(-30)＝3.32v；γ1(25)＝67.2mpa
·
s；γ1(-30)＝2311.5mpa
·
s；τ(25)＝23.2ms；τ(-30)＝539.5ms；f10＝330hz；vhr-10＝95.1％；vhr-14＝79.7％.
[0199]
[实施例2]
[0200][0201][0202]
ni＝104.3℃；tc＜-40℃；δn＝0.111；δε＝2.6；ε
⊥
/δε＝1.4；vth(25)＝2.83v；vth(-30)＝3.02v；γ1(25)＝71.0mpa
·
s；γ1(-30)＝2154.1mpa
·
s；τ(25)＝23.6ms；τ(-30)＝494.3ms；f10＝570hz；vhr-10＝94.8％；vhr-14＝79.3％.
[0203]
将比较例1、实施例1及实施例2的物性值归纳于表4中。
[0204]
表4.物性值归纳
[0205] 比较例1实施例1实施例2vth(25)(v)2.812.852.83vth(-30)(v)3.523.323.02γ1(25)(mpa
·
s)73.767.271.0γ1(-30)(mpa
·
s)2835.52311.52154.1τ(25)(ms)25.223.223.6τ(-30)(ms)669.5539.5494.3f10(hz)260330570ε
⊥
/δε1.31.31.4
[0206]
关于阈值电压(vth)，比较例1中确认到：相对于25℃下的值，-30℃下的值向0.71v高电压侧偏移。另一方面，实施例1及实施例2中确认到：止于0.47v及0.19v的偏移，在-30℃下，与比较例1相比，实施例1及实施例2为低电压。
[0207]
关于旋转粘度(γ1)，将比较例1与实施例1及实施例2加以比较，确认到：实施例1及实施例2具有小的旋转粘度，特别是在-30℃下，具有显著小的旋转粘度。
[0208]
关于响应时间(τ)，将比较例1与实施例1及实施例2加以比较，确认到：实施例1及实施例2具有短的响应时间，特别是在-30℃下，具有显著短的响应时间。
[0209]
图1是表示-20℃下的介电各向异性的频率依存性的图表。据此可知：比较例1位于更低的低频率侧，介电各向异性开始变小。将f10加以比较，比较例1为260hz，相对于此，实施例1及实施例2分别为330hz及570hz。其表示实施例1及实施例2的-20℃下的介电各向异
性的频率依存性小。
[0210]
如上所述，本发明的组合物具有优异的响应特性等，另一方面，ε
⊥
/δε为与比较例1同等以上。即，本发明中，能够将透过率保持为同等以上，并且显著改善响应特性等。
[0211]
[实施例3]
[0212][0213]
ni＝105.7℃；tc＜-30℃；δn＝0.102；δε＝3.0；ε
⊥
/δε＝1.3；γ1(25)＝83.7mpa
·
s；γ1(-30)＝2600.0mpa
·
s；τ(25)＝23.5ms；τ(-30)＝614.0ms.
[0214]
[实施例4]
[0215][0216]
ni＝105.8℃；tc＜-40℃；δn＝0.102；δε＝2.7；ε
⊥
/δε＝1.3；γ1(25)＝64.0mpa
·
s；γ1(-30)＝2127.0mpa
·
s；τ(25)＝23.6ms；τ(-30)＝502.2ms.
[0217]
[实施例5]
[0218][0219]
ni＝105.3℃；tc＜-40℃；δn＝0.101；δε＝2.6；ε
⊥
/δε＝1.4；γ1(25)＝69.0mpa
·
s；γ1(-30)＝2326.0mpa
·
s；τ(25)＝24.5ms；τ(-30)＝533.0ms.
[0220]
[实施例6]
[0221][0222]
ni＝105.4℃；tc＜-30℃；δn＝0.110；δε＝3.8；ε
⊥
/δε＝1.4；γ1(25)＝69.0mpa
·
s；γ1(-30)＝2512.0mpa
·
s；τ(25)＝25.5ms；τ(-30)＝573.6ms.
[0223]
[实施例7]
[0224][0225]
ni＝106.0℃；tc＜-30℃；δn＝0.127；δε＝2.6；ε
⊥
/δε＝1.5；γ1(25)＝81.6mpa
·s[0226]
得到如下结论：本发明的组合物及使用其的液晶显示元件具有ε
⊥
/δε大、旋转粘度小、阈值电压低、响应时间短、介电各向异性的频率依存性小之类的优异的特性，在低温下，具有特别优异的特性。
[0227]
[产业上的可利用性]
[0228]
本发明的液晶组合物可用于液晶监视器、液晶电视等。