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    本發明提供一種液晶組成物，其於向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性適當、介電異向性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高及對熱的穩定性高等特性中，充分滿足至少一個特性或至少兩個特性具有適當的平衡。本發明提供一種具有短的響應時間、適當的預傾角、大的電壓保持率、大對比度及長壽命等的AM元件。本發明提供一種液晶組成物及含有該組成物的液晶顯示元件，上述液晶組成物含有具有可聚合的基的特定化合物作為第一成分，亦可含有具有負值大的介電異向性及低的下限溫度的特定化合物作為第二成分或含有具有小黏度或大的上限溫度的特定化合物作為第三成分。
    公开号:TW201319035A
    申请号:TW101133193
    申请日:2012-09-11
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Yukihiro Fujita；Yoshimasa Furusato；Maiko MATSUKUMA
    申请人:Jnc Corp；Jnc Petrochemical Corp；
    IPC主号:C08F122-00
    专利说明:
    聚合性化合物、液晶組成物及液晶顯示元件
    本發明例如是有關於一種藉由光或熱而進行聚合的聚合性化合物及含有聚合性化合物的液晶組成物。另外，本發明是有關於一種液晶顯示元件，該液晶顯示元件是將上述液晶組成物封入至基板間，一面調整對液晶層施加的電壓，一面使液晶組成物所含有的聚合性化合物聚合，將液晶的配向固定而成。
    本發明的技術領域主要是有關於一種適於主動式矩陣(active matrix，AM)元件等的液晶組成物及含有該組成物的AM元件等。特別是有關於一種介電異向性為負的液晶組成物，且有關於一種含有該組成物的共面切換(in-plane switching，IPS)模式、垂直配向(vertical alignment，VA)模式或聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件等。VA模式中包括多區域垂直配向(multi-domain vertical alignment，MVA)模式、圖案化垂直配向(patterned vertical alignment，PVA)模式等。
    液晶顯示元件根據液晶的動作模式而被分類為相變(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)、聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)模式等。根據元件的驅動方式而被分類為被動式矩陣(passive matrix，PM)與主動式矩陣(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被分類為非晶矽(amorphous silicon)與多晶矽(polycrystal silicon)。後者根據製造步驟而被分類為高溫型與低溫型。根據光源而被分類為利用自然光的反射式、利用背光的透射式及利用自然光與背光兩者的半透射式。
    該些元件含有具有適當的特性的液晶組成物。該液晶組成物具有向列相。為了獲得具有良好的一般特性的AM元件而提高組成物的一般特性。將兩者的一般特性的關聯匯總於下述表1中。根據市售的AM元件對組成物的一般特性加以進一步說明。向列相的溫度範圍與元件的可使用的溫度範圍有關。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有關。為了於元件中顯示動畫，較佳為響應時間短。因此，較佳為組成物的黏度小。更佳為於低溫下黏度小。
    1)可縮短向液晶單元中注入組成物的時間
    組成物的光學異向性與元件的對比度有關。組成物的光學異向性(△n)與元件的單元間隙(d)之積(△n×d)是以使對比度成為最大的方式設計。適當的積的值依存於動作模式的種類。於VA模式或PSA模式的元件中為約0.30 μm~約0.40 μm的範圍，於IPS模式的元件中為約0.20 μm~約0.30 μm的範圍。於該情形時，對於單元間隙小的元件而言，較佳為具有大的光學異向性的組成物。組成物的絕對值大的介電異向性有助於元件的低臨限電壓、小消耗電力及大對比度。因此，較佳為絕對值大的介電異向性。組成物的大的電阻率有助於大的電壓保持率，有助於元件的大對比度。因此，較佳為於初期階段中不僅於室溫下而且於高溫下具有大的電阻率的組成物。且較佳為長時間使用後不僅於室溫下而且於高溫下具有大的電阻率的組成物。組成物對紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命有關。該些穩定性高時，該元件的壽命長。此種特性對於液晶投影儀、液晶電視等中所用的AM元件而言較佳。
    於具有TN模式的AM元件中可使用具有正的介電異向性的組成物。另一方面，於具有VA模式的AM元件中可使用具有負的介電異向性的組成物。於具有IPS模式的AM元件中可使用具有正或負的介電異向性的組成物。於具有PSA模式的AM元件中可使用具有正或負的介電異向性的組成物。將具有負的介電異向性的液晶組成物的例子揭示於以下的專利文獻1~專利文獻6等中。 [先前技術文獻] [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]日本專利特開2009-102639號公報
    [專利文獻3]國際公開第2009/030318號手冊
    [專利文獻4]國際公開第2009/030322號手冊
    [專利文獻5]中國申請案公開第101045866號說明書
    [專利文獻6]日本專利特開2009-132718號公報
    理想的AM元件具有以下特性：可使用的溫度範圍廣，響應時間短，對比度大，臨限電壓低，電壓保持率大，壽命長等。理想的是亦短於1毫秒的響應時間。因此，組成物的理想特性為：向列相的上限溫度高，向列相的下限溫度低，黏度小，光學異向性適當，介電異向性的正或負值大，電阻率大，對紫外線的穩定性高，對熱的穩定性高等。
    於PSA模式的顯示器中，將少量(約0.3重量%~約1重量%)的聚合性化合物(RM)添加至液晶組成物中，導入至液晶顯示單元中後，於對電極間施加電壓的狀態下通常於紫外線(UltraViolet，UV)照射下僅使聚合性化合物聚合，於元件內形成聚合物結構。作為RM，已知聚合性的液晶原(mesogen)性或液晶性化合物特別適合作為液晶組成物添加單體。
    通常，上述PSA模式與TN模式、IPS模式等相比較，有響應時間更短的優點。然而，近年來由於對顯示器的性能提高的要求，對PSA模式亦要求進一步縮短響應時間。本發明的一個目的在於提供一種響應時間短的新穎的RM及含有該等的液晶組成物、以及含有此種組成物的液晶顯示元件。另外，RM通常是使用二官能(甲基)丙烯酸酯，其原因在於聚合物對紫外線及熱的穩定性優異等。如今，對於液晶組成物，要求將RM進一步改善成使該RM的聚合物對紫外線及熱的穩定性優異。本發明的另一目的為一種三官能以上的(甲基)丙烯酸酯的作為液晶組成物添加單體的應用，通常已知上述三官能以上的(甲基)丙烯酸酯的聚合物對紫外線及熱的穩定性非常優異。本發明的另一目的為一種液晶組成物，其於向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性適當、介電異向性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高及對熱的穩定性高等特性中，充分滿足至少一個特性。本發明的另一目的為一種至少2個特性具有適當的平衡的液晶組成物。本發明的另一目的為一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明的另一目的為一種具有小的光學異向性或大的光學異向性即適當的光學異向性、負值大的介電異向性及對紫外線的高穩定性等的組成物，以及具有適當的預傾角、大的電壓保持率、大對比度及長壽命等的AM元件。
    令人驚訝的是，本發明者發現，藉由使用具有2個以上的共軛環彼此的共軛系經鍵結基連結的結構的RM，而縮短響應時間。
    本發明為式(1)所表示的化合物、含有選自式(1)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的液晶組成物以及含有該組成物的液晶顯示元件。
    此處，A1及A3獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基；A2獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基或單鍵；Z1為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；Z2獨立地為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；R1及R2獨立地為氫、鹵素、碳數1~10的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~10的烷基；R3為選自式(R-1)所表示的基的群組中的基；
    X1獨立地為鹵素、碳數1~6的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~10的烷基；L獨立地為鹵素、-CF3、-C≡N或碳數1~6的烷基；P1及P2獨立地為選自式(P-1)~式(P-11)所表示的基的群組中的基；Y1及Y2獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素；Y3為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N；
    Sp1及Sp2獨立地為單鍵或碳數1~6的伸烷基，該伸烷基的至少一個氫可經鹵素或-C≡N取代，至少一個不鄰接的-CH2-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代；m1及m3為0~5的整數，m2為0~4的整數，m1與m3之和為1~10的整數；n1為1~8的整數；p為0~4的整數。


    本發明的優點為聚合性液晶原性或液晶性化合物的聚合物對紫外線或熱的高穩定性。本發明的另一優點為一種液晶組成物，該液晶組成物於向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性適當、介電異向性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高及對熱的穩定性高等特性中，充分滿足至少一個特性。本發明的一個態樣為至少2個特性具有適當的平衡的液晶組成物。本發明的另一態樣為一種含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明的另一態樣為一種對紫外線或熱的穩定性高的聚合性化合物，具有適當的光學異向性、負值大的介電異向性及對紫外線的高穩定性等的組成物，以及具有短的響應時間、適當的預傾角、大的電壓保持率、大對比度及長壽命等特性的AM元件。
    該說明書中的用語的使用方法如下。有時將本發明的液晶組成物或本發明的液晶顯示元件分別簡稱為「組成物」或「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」是指具有向列相、層列相等液晶相的化合物或不具有液晶相但作為組成物的成分而有用的化合物。該有用的化合物例如具有1,4-伸環己基或1,4-伸苯基般的六員環，且其分子結構為棒狀(rod like)。有時將光學活性的化合物及可聚合的化合物添加至組成物中。該些化合物即便為液晶性化合物，此處亦分類至添加物一類中。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或兩種以上的化合物。其他式所表示的化合物亦相同。「經取代」的「至少一個的」表示不僅位置而且個數亦可自由地選擇。
    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」。「電阻率大」是指組成物於初期階段中不僅於室溫下而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電阻率，而且長時間使用後不僅於室溫下而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電阻率。「電壓保持率大」是指元件於初期階段中不僅於室溫下而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率，而且長時間使用後不僅於室溫下而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦具有大的電壓保持率。於說明光學異向性等特性時，使用藉由實例中記載的測定方法所得的值。第一成分為一種化合物或兩種以上的化合物。「第一成分的比例」是以將第一成分除外的液晶組成物的重量設定為100時的第一成分的重量比率(重量份)來表示。「第二成分的比例」是以基於將第一成分除外的液晶組成物的重量的第二成分的重量百分率(重量%)來表示。「第三成分的比例」與「第二成分的比例」相同。組成物中混合的添加物的比例以基於液晶組成物的總重量的重量百分率(重量%)或重量百萬分率(ppm)來表示。
    於成分化合物的化學式中，將R6的記號用於多種化合物中。該等中的任意兩種化合物中，R6所選擇者可相同亦可不同。例如存在化合物(2-1)的R6為乙基、化合物(2-2)的R6為乙基的情況。亦存在化合物(2-1)的R6為乙基、化合物(2-2)的R6為丙基的情況。該規則亦應用於R8、Y1等。
    本發明為下述之項等。
    1.一種化合物，其是以式(1)所表示，
    此處，A1及A3獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基；A2獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基或單鍵；Z1為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；Z2獨立地為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；R1及R2獨立地為氫、鹵素、碳數1~10的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~10的烷基；R3為選自式(R-1)所表示的基的群組中的基；
    X1獨立地為鹵素、碳數1~6的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~10的烷基；L獨立地為鹵素、-CF3、-C≡N或碳數1~6的烷基；P1及P2獨立地為選自式(P-1)~式(P-11)所表示的基的群組中的基；Y1及Y2獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素；Y3為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N；
    Sp1及Sp2獨立地為單鍵或碳數1~6的伸烷基，該伸烷基的至少一個氫可經鹵素或-C≡N取代，至少一個不鄰接的-CH2-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代；m1及m3為0~5的整數，m2為0~4的整數，m1與m3之和為1~10的整數；n1為1~8的整數；p為0~4的整數。
    2.如第1項所記載之化合物，其中於式(1)中，P1及P2為選自式(P-1)所表示的基的群組中的基；Sp1及Sp2為單鍵。
    3.如第1項或第2項所記載之化合物，其是以式(1-1)~式(1-4)所表示，
    此處，R4及R5獨立地為氫、鹵素或碳數1~4的烷基；X2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基；L1及L2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基；Y4及Y7獨立地為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N；Y5、Y6、Y8及Y9獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素；m4及m5為0~5的整數，m4與m5之和為3~10；m6及m7為0~5的整數；n2為1~4的整數；r為0~3的整數。
    4.如第3項所記載之化合物，其中於式(1-1)~式(1-4)中，Y4及Y7獨立為氫或-CH3；Y5、Y6、Y8及Y9為氫；m4及m5為0~3的整數，m4與m5之和為3或4。
    5.一種均聚物或共聚物，其是藉由如第1項至第4項中任一項所記載之化合物的均聚合或共聚合而獲得。
    6.一種液晶組成物，其含有選自如第1項至第4項中任一項所記載之化合物的群組中的至少一種化合物作為第一成分。
    7.如第6項所記載之液晶組成物，其中相對於將第一成分除外的液晶組成物100重量份，第一成分的比例為0.05重量份~10重量份的範圍。
    8.如第6項或第7項所記載之液晶組成物，其更含有選自式(2)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，
    此處，R6及R7獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基；環B及環D獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基；環C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7,8-二氟苯并二氫吡喃-2,6-二基；Z3及Z4獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；s為1、2或3；t為0或1，而且s與t之和為3以下。
    9.如第8項所記載之液晶組成物，其中第二成分為選自式(2-1)~式(2-19)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物，
    此處，R6及R7獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基。
    10.如第8項所記載之液晶組成物，其中第二成分為如第9項所記載之選自式(2-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。
    11.如第8項所記載之液晶組成物，其中第二成分為如第9項所記載之選自式(2-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(2-6)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    12.如第8項所記載之液晶組成物，其中第二成分為如第9項所記載之選自式(2-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(2-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    13.如第8項所記載之液晶組成物，其中第二成分為如第9項所記載之選自式(2-4)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(2-8)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    14.如第8項至第13項任一項所記載之液晶組成物，其中基於將第一成分除外的液晶組成物的重量，第二成分的比例為10重量%~90重量%的範圍。
    15.如第6項至第14項中任一項所記載之液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第三成分，
    此處，R8及R9獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基；環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z5獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；u為1、2或3。
    16.如第15項所記載之液晶組成物，其中第三成分為選自式(3-1)~式(3-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物，
    此處，R8及R9獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基。
    17.如第15項所記載之液晶組成物，其中第三成分為如第16項所記載之選自式(3-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物。
    18.如第15項所記載之液晶組成物，其中第三成分為如第16項所記載之選自式(3-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(3-5)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    19.如第15項所記載之液晶組成物，其中第三成分為如第16項所記載之選自式(3-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(3-7)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    20.如第15項所記載之液晶組成物，其中第三成分為如第16項所記載之選自式(3-1)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、選自式(3-5)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物、及選自式(3-7)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物的混合物。
    21.如第15項至第20項中任一項所記載之液晶組成物，其中基於將第一成分除外的液晶組成物的重量，第三成分的比例為10重量%~90重量%的範圍。
    22.如第6項至第21項中任一項所記載之液晶組成物，其更含有聚合起始劑。
    23.如第6項至第22項中任一項所記載之液晶組成物，其更含有聚合抑制劑。
    24.如第6項至第23項中任一項所記載之液晶組成物，其向列相的上限溫度為70℃以上，波長589 nm下的光學異向性(25℃)為0.08以上，而且頻率1 kHz時的介電異向性(25℃)為-2以下。
    25.一種液晶顯示元件，其特徵在於：其包含於至少一個基板上具有電極層的兩個基板，且於上述兩個基板之間配置如第6項至第24項中任一項所記載之液晶組成物。
    26.如第25項所記載之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的動作模式為TN模式、VA模式、IPS模式或PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
    27.一種液晶組成物的於液晶顯示元件中的使用，其中上述液晶組成物為如第6項至第24項中任一項所記載之液晶組成物。
    本發明亦包含以下之項。1)更含有光學活性的化合物的上述組成物；2)更含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、消泡劑等添加物的上述組成物；3)含有上述組成物的AM元件；4)含有上述組成物，而且具有TN、ECB、OCB、IPS、VA或PSA的模式的元件；5)含有上述組成物的透射式的元件；6)將上述組成物作為具有向列相的組成物的使用；7)藉由在上述組成物中添加光學活性的化合物而作為光學活性的組成物的使用。
    按以下順序對本發明的組成物加以說明。第一，對組成物中的成分化合物的構成加以說明。第二，對成分化合物的主要特性、及該化合物對組成物帶來的主要效果加以說明。第三，對組成物中的成分的組合、成分的較佳比例及其依據加以說明。第四，對成分化合物的較佳形態加以說明。第五，示出成分化合物的具體例。第六，對可混合於組成物中的添加物加以說明。第七，對成分化合物的合成法加以說明。最後，對組成物的用途加以說明。
    第一，對組成物中的成分化合物的構成加以說明。本發明的組成物分類為組成物A與組成物B。組成物A除了含有選自化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)中的液晶性化合物以外，可更含有其他液晶性化合物、添加物、雜質等。「其他液晶性化合物」為與化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)不同的液晶性化合物。此種化合物是為了進一步調整特性而混合於組成物中。其他液晶性化合物中，就對熱或紫外線的穩定性的觀點而言，氰基化合物以少為佳。氰基化合物的更佳比例為0重量%。添加物為光學活性的化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合起始劑等。雜質為於成分化合物的合成等步驟中混入的化合物等。該化合物即便為液晶性化合物，此處亦分類至雜質一類中。
    組成物B實質上僅包含化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)。「實質上」是指組成物可含有添加物及雜質，但不含與該些化合物不同的液晶性化合物。組成物B與組成物A相比較，成分數更少。就降低成本的觀點而言，組成物B優於組成物A。就可藉由混合其他液晶性化合物來進一步調整物性的觀點而言，組成物A優於組成物B。
    二，對成分化合物的主要特性、及該化合物對組成物的特性所帶來的主要效果加以說明。根據本發明的效果，將成分化合物的主要特性匯總於表2中。表2的記號中，L是指大或高，M是指中等程度，S是指小或低。記號L、記號M、記號S為基於成分化合物之間的定性比較的分類，0(零)是指值接近零。
    1)介電異向性的值為負，記號表示絕對值的大小
    於將成分化合物混合於組成物中時，成分化合物對組成物的特性所帶來的主要效果如下。化合物(2)增大介電異向性的絕對值，而且降低下限溫度。化合物(3)降低黏度或提高上限溫度。
    第三，對組成物中的成分的組合、成分的較佳比例及其依據加以說明。組成物中的成分的組合為第一成分+第二成分、第一成分+第三成分、及第一成分+第二成分+第三成分。
    關於第一成分的較佳比例，相對於將第一成分除外的液晶組成物100重量份，為了使液晶分子配向而為約0.05重量份以上，為了防止顯示不良而為約10重量份以下。更佳比例為約0.1重量份~約2重量份的範圍。
    關於第二成分的較佳比例，基於將第一成分除外的液晶組成物，為了增大介電異向性的絕對值而為約10重量%以上，為了降低下限溫度而為約90重量%以下。更佳比例為約20重量%~約80重量%的範圍。特佳比例為約30重量%~約70重量%的範圍。
    關於第三成分的較佳比例，基於將第一成分除外的液晶組成物，為了降低黏度或為了提高上限溫度而為約10重量%以上，為了增大介電異向性的絕對值而為約90重量%以下。更佳比例為約20重量%~約80重量%的範圍。特佳比例為約30重量%~約70重量%的範圍。
    第四，對成分化合物的較佳形態加以說明。R1及R2獨立地為氫、鹵素或碳數1~10的烷基或氟烷基。R4及R5獨立地為氫、鹵素或碳數1~4的烷基。為了提高光反應性，較佳的R1、R2、R4或R5為氫、氟或碳數1~3的烷基。
    R3為選自式(R-1)所表示的基的群組中的基。
    式(R-1)的波線表示作為基而鍵結的部位。
    R6、R7、R8及R9獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基。為了提高對紫外線的穩定性等或為了提高對熱的穩定性，較佳的R6或R7為碳數1~12的烷基，為了增大介電異向性的絕對值，較佳的R6或R7為碳數1~12的烷氧基。為了提高對紫外線的穩定性或為了提高對熱的穩定性，較佳的R8或R9為碳數1~12的烷基，為了降低下限溫度，較佳的R8或R9為碳數2~12的烯基。
    於第一成分中，較佳的烷基例如為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、異戊基、己基、異己基、庚基、異庚基、辛基、異辛基、環丙基、環丁基、2-甲基環丙基、環丙基甲基、環戊基、環己基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟己基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、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-甲基-2-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、2-甲基-1-戊烯基、3-甲基-1-戊烯基、4-甲基-1-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、2-乙基-1-丁烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、4-甲基-1-戊烯基、1-己炔基、苯基、萘基、蒽基、苄基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、異戊氧基、己氧基、庚氧基、環丙氧基、環丁氧基、2-甲基環丙氧基、環丙基甲氧基、環戊氧基或環己氧基。為了提高光反應性，更佳的烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或異丙氧基。
    於第二成分及第三成分中，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，更佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
    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，更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，更佳的烯基為乙烯基、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，就為了降低黏度等方面而言，1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基般的烯基較佳為反式。2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基般的烯基較佳為順式。該些烯基中，直鏈狀的烯基優於分支狀的烯基。
    至少一個氫經氟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-戊烯基及6,6-二氟-5-己烯基。為了降低黏度，更佳例為2,2-二氟乙烯基及4,4-二氟-3-丁烯基。
    A1及A3獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基。較佳的A1或A3為碳數12以下的芳香環基及碳數20以下的縮合芳香環基，該等亦可為含有1個或2個以上的雜原子的雜芳香環基，特別是含有選自N、O、Si及S中的雜原子的雜芳香環基，或亦可將至少一個氫取代為L。更佳的A1或A3為苯環。
    A2為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基或單鍵。m2為2以上時的任意2個A2可相同亦可不同。較佳的A2為單鍵或碳數12以下的芳香環基或碳數20以下的縮合芳香環基，該等亦可為含有1個以上的雜原子的雜芳香環基，特別是含有選自N、O、Si及S中的雜原子的雜芳香環基，或亦可將至少一個氫取代為L。更佳的A2為苯環。
    該芳香環基及雜芳香環基為以整數價的芳香環及雜芳香環作為核的結構單元。具體而言是指自芳香環及雜芳香環伸出整數個結合鍵的整數價的連結基。例如於m1為0時，A1成為一價的連結基，於m1為1時，A1成為二價的連結基，於m1為2時，A1成為三價的連結基。m3與A3的關係亦相同。芳香環及雜芳香環例如可列舉：來源於苯環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、噠嗪環、三嗪環、呋喃環、吡咯環、咪唑環、噻吩環、磷雜茂環(phosphole ring)、吡唑環、噁唑環、異噁唑環、噻唑環、苯并呋喃環、異苯并呋喃環、吲哚環、異吲哚環、苯并噻吩環、苯并咪唑環、嘌呤環、苯并噁唑環、苯并異噁唑環、苯并噻唑環、苯并異噻唑環、矽羅環、萘環、並環戊二烯環(pentalene ring)、喹啉環、異喹啉環、喹噁啉環、喹唑啉環、噌啉環(cinnoline ring)、蒽環、菲環、稠四苯環(tetracene ring)、屈環(chrysene ring)、聯伸三苯環(triphenylene ring)、芘環、吖啶環、苝環、苯并芘環、熒蒽環(fluoranthene ring)、茀環、聯苯環、咔唑環、苯并咪唑環、苯并咪唑啉酮環、苯并環戊烯環、苯并環己烯環、苯并環庚烯環、苯并環辛烯環、1,3-苯并環己二烯環、久洛尼定環(julolidine ring)等單環或稠環(fused ring)的基。
    環B及環D獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基。s為2或3時的任意一個環B可相同亦可不同。四氫吡喃-2,5-二基為或，較佳為。
    四氫吡喃-2,5-二基為左右不對稱。然而，該四氫吡喃-2,5-二基是定義為不僅可位於定義該些環的方向上，亦可如上述般位於左右相反的方向上。該定義亦應用於在左右不對稱的環中僅定義其中一者的其他環。
    環C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7,8-二氟苯并二氫吡喃-2,6-二基，s為2或3時的任意2個環B可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的環B或環D為1,4-伸環己基。為了降低黏度、增大介電異向性的絕對值，較佳的環C為2,3-二氟-1,4-伸苯基。
    環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基，u為2或3時的任意2個環E可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的環E或環F為1,4-伸環己基，為了提高光學異向性，較佳的環E或環F為1,4-伸苯基。關於與1,4-伸環己基有關的立體構型，為了提高上限溫度，反式優於順式。「2-氟-1,4-伸苯基」等是由以左側為1位的環表示，「2-氟-1,4-伸苯基」與「3-氟-1,4-伸苯基」表示氟的位置不同。
    Z1為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=CR3)-。Z2獨立地為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-。m2為2以上時的任意2個Z2可相同亦可不同。為了獲得提高聚合性化合物的聚合反應性、縮短元件的響應時間的特性，較佳的Z1或Z2為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-。
    該Z1及Z2為將共軛環彼此的共軛系連結的類型的鍵結基。化合物(1)的Z1及Z2中的雙鍵的立體構型為順式體、反式體或順式體與反式體的混合物。化合物(1-1)、化合物(1-2)、化合物(1-3)、化合物(1-4)等中的鍵結基的雙鍵的立體構型亦相同。
    Z3、Z4及Z5獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基，s為2或3時的任意2個Z3可相同亦可不同，u為2或3時的任意2個Z5可相同亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z3或Z4為單鍵，為了增大介電異向性的絕對值，較佳的Z3或Z4為亞甲氧基。為了降低黏度，較佳的Z5為單鍵。
    L獨立地為鹵素、-CF3、-C≡N或碳數1~6的烷基。L1、L2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基。較佳的L、L1或L2為氟或碳數1~3的烷基。具體的L的烷基例如可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等脂肪族烴基，環丙基、環丁基、環戊基、環己基等脂環式烴基等。
    X1獨立地為鹵素、碳數1~6的烷基或氟烷基。X2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基。較佳的X1、X2為氟或碳數1~3的烷基。
    Y1、Y4及Y7獨立地為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N，Y2、Y3、Y5、Y6、Y8及Y9相互獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素。較佳的Y1、Y4或Y7為氫或-CH3，較佳的Y2、Y3、Y5、Y6、Y8或Y9為氫。
    P1及P2為聚合性官能基，獨立地為選自式(P-1)~式(P-11)所表示的基的群組中的基。為了提高光反應性，較佳的P1或P2為丙烯醯基或甲基丙烯醯基。m1有2個以上時的任意2個P1可相同亦可不同，m3有2個以上時的任意2個P2可相同亦可不同。
    式(P-1)~式(P-10)的波線表示作為基而鍵結的部位。
    Sp1及Sp2為間隔基(spacer group)，獨立地為單鍵或碳數1~6的伸烷基，其中亦可經鹵素或-C≡N取代，至少一個不鄰接的-CH2-亦可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。m1有2個以上時的任意2個Sp1可相同亦可不同，m3有2個以上時的任意2個Sp2可相同亦可不同。關於間隔基，已為業者所熟知，並記載於塔施克，C.等人(Tschierske,C.et al,)應用化學(Angew.Chem,)Vol.116,6340,2004等文獻中。為了提高光反應性，較佳的Sp1或Sp2為單鍵。
    m1及m3為0~5的整數，m1與m3之和為1~10的整數。m4及m5為0~5的整數，m4與m5之和為3~10的整數。為了提高光反應性，較佳的m1、m3、m4或m5為1~3的整數，為了提高光反應性，較佳的m1與m3之和或m4與m5之和為3或4。
    m2為0~4的整數。為了提高光反應性，較佳的m2為0。
    m6及m7為0~5的整數。為了提高光反應性，較佳的m6或m7為0~2的整數。更佳的m6或m7為0。
    n1為1~8的整數。n2為1~4的整數。為了提高光反應性，較佳的n1或n2為1或2。
    p為0~4的整數。r為0~3的整數。為了提高光反應性，較佳的p或r為0~2的整數。更佳的p或r為0。
    s為1、2或3，t為0或1，而且s與t之和為3以下。為了降低下限溫度，較佳的s為1。為了降低黏度，較佳的t為0。
    u為1、2或3。為了降低黏度，較佳的u為1，為了提高上限溫度，較佳的u為3。
    化合物(1)可藉由均聚合或與其他聚合性化合物的共聚合而形成均聚物或共聚物。
    第五，示出成分化合物的具體例。於下述較佳化合物中，R10為直鏈狀的碳數1~12的烷基或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基。R11及R12獨立地為直鏈狀的碳數1~12的烷基或直鏈狀的碳數1~12的烯基。
    較佳的化合物(1)為化合物(1-1-1-1)、化合物(1-1-2-1)、化合物(1-2-1-1)、化合物(1-2-2-1)、化合物(1-4-1-1)及化合物(1-4-2-1)。更佳的化合物(1)為化合物(1-1-1-1)及化合物(1-1-2-1)。較佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)~化合物(2-19-1)。更佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-2-1)、化合物(2-4-1)、化合物(2-6-1)、化合物(2-8-1)、化合物(2-11-1)及化合物(2-13-1)。特佳的化合物(2)為化合物(2-1-1)、化合物(2-4-1)、化合物(2-6-1)、化合物(2-8-1)及化合物(2-13-1)。較佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)~化合物(3-13-1)。更佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-3-1)、化合物(3-5-1)、化合物(3-7-1)及化合物(3-9-1)。特佳的化合物(3)為化合物(3-1-1)、化合物(3-5-1)及化合物(3-7-1)。


    第六，對可混合於組成物中的添加物加以說明。此種添加物為光學活性的化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、聚合起始劑、聚合抑制劑等。為了誘發液晶的螺旋結構而賦予扭轉角，將光學活性的化合物混合於組成物中。此種化合物的例子為化合物(4-1)~化合物(4-4)。光學活性的化合物的較佳比例為約5重量%以下。更佳比例為約0.01重量%~約2重量%的範圍。
    為了防止由大氣中的加熱所致的電阻率的降低，或為了於長時間使用元件後，不僅於室溫下，而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率，將抗氧化劑混合於組成物中。
    抗氧化劑的較佳例為v為1~9的整數的化合物(5)等。於化合物(5)中，較佳的v為1、3、5、7或9。更佳的v為1或7。v為1的化合物(5)由於揮發性大，故於防止由大氣中的加熱所致的電阻率的降低時有效。v為7的化合物(5)由於揮發性小，故於長時間使用元件後，不僅於室溫下，而且於接近向列相的上限溫度的溫度下亦維持大的電壓保持率的方面有效。為了獲得該效果，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不提高下限溫度，抗氧化劑的較佳比例為約600 ppm以下。更佳比例為約100 ppm~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，具有立體阻礙的胺般的光穩定劑亦較佳。為了獲得其效果，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。更佳比例為約100 ppm~約10000 ppm的範圍。
    為了適合於賓主(guest host，GH)模式的元件，將偶氮系色素、蒽醌系色素等般的二色性色素(dichroic dye)混合於組成物中。色素的較佳比例為約0.01重量%~約10重量%的範圍。
    為了防止起泡，將二甲基矽油、甲基苯基矽油等消泡劑混合於組成物中。為了獲得其效果，消泡劑的較佳比例為1 ppm以上，為了防止顯示的不良，消泡劑的較佳比例為約1000 ppm以下。更佳的比例為約1 ppm~約500 ppm的範圍。
    本發明的液晶組成物含有可聚合的化合物，故適合於聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件。組成物亦可更含有化合物(1)以外的可聚合的化合物。可聚合的化合物的較佳例為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯醚、環氧化合物(氧雜環丙烷(oxirane)、氧雜環丁烷(oxetane))、乙烯酮等具有可聚合的基的化合物。特佳例為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的衍生物。為了獲得其效果，可聚合的化合物的較佳比例為約0.05重量%以上，為了防止顯示不良，可聚合的化合物的較佳比例為10重量%以下。更佳比例為約0.1重量%~約2重量%的範圍。可聚合的化合物較佳為於光聚合起始劑等適當的起始劑存在下藉由UV照射等進行聚合。用以進行聚合的適當的條件、起始劑的適當的類型及適當的量已為業者所知，並記載於文獻中。例如作為光起始劑的易璐佳(Irgacure)651(註冊商標；BASF)、易璐佳(Irgacure)184(註冊商標；BASF)或達羅卡(Darocure)1173(註冊商標；BASF)適合於自由基聚合。較佳的光聚合起始劑的比例為可聚合的化合物的約0.1重量%~約5重量%的範圍，更佳為約1重量%~約3重量%的範圍。可經由以下步驟，即於液晶顯示元件的2個基板間配置含有可聚合的化合物的液晶組成物，一面於該些基板的相向的電極層間施加電壓，一面使可聚合的化合物進行聚合；亦可於液晶顯示元件中的2個基板之間配置含有預先經聚合的化合物的液晶組成物。
    第七，對第一成分化合物的合成法加以說明。第一成分化合物可藉由將有機合成(Organic Syntheses，約翰．威利父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、有機反應(Organic Reactions，約翰．威利父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版社(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等中記載的已知的有機合成化學的方法適當組合而合成。
    例如，本發明的化合物(1-1)可藉由以下般的已知的有機合成法來合成。於以下的流程中，R4、R5、L1、L2、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、m4、m5、m6及m7為與上述第3項的記載相同的定義。藉由宮下(Miyashita)等人的方法(Miyashita,M.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.42,3772,1977)的手法，於吡啶嗡對甲苯磺酸鹽(PPTS)的存在下，使3,4-二氫-2H-吡喃(DHP)作用於化合物(a)，獲得化合物(b)。藉由宮下(Miyashita)等人的方法(Miyashita,M.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.42,3772,1977)的手法，於PPTS的存在下使DHP作用於化合物(c)，獲得化合物(d)。繼而，藉由齊曼提(Chimenti)等人的方法(Chimenti,F.et al，醫藥化學期刊(J.Med.Chem.)，Vol.52,2818,2009，作者同上(Idem.)，歐洲醫藥化學期刊(Eur.J.Med.Chem.)，Vol.43,2262,2008)的醇醛縮合反應，由化合物(b)及化合物(d)獲得化合物(e)後，利用布蘭迪(Brenady)等人的方法(Brenady,K.F.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.44,1438,1979)進行脫保護，獲得化合物(f)。繼而，可依照奧爾森(Olsen)等人的方法(Olsen,R.K.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.60,6025,1995)，於4-二甲基胺基吡啶(DMAP)、1,3-二環己基碳二醯亞胺(DCC)的存在下，藉由化合物(g)或/及化合物(h)與化合物(f)的脫水縮合而獲得化合物(1-1)。
    例如，化合物(1-2)可如以下般藉由已知的有機合成法而合成。於以下流程中，L1、L2、X2、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、r、m4、m5、m6、m7及n2為與上述第3項的記載相同的定義。利用雷爾森(Leiserson)等人的方法(Leiserson,J.L.et al，有機合成III(Org.Synth.III)，183,1955)，藉由化合物(i)與化合物(j)的夫里得-誇夫特(Friedel-Crafts)反應，獲得化合物(k)。依據杜安(Duan)等人的方法(Duan,X-F.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.71,9873,2006)，於鋅、四氯化鈦存在下藉由化合物(l)與化合物(k)的反應而獲得化合物(m)後，依照麥歐米(McOmie)等人的方法(McOmie,J.F.W.et al，四面體(Tetraheron)，Vol.24,2289,1968)，藉由脫保護而獲得化合物(n)。可依照奧爾森(Olsen)等人的方法(Olsen,R.K.et al，有機化學期刊(J.Org.Chem.)，Vol.60,6025,1995)，於4-二甲基胺基吡啶(DMAP)、1,3-二環己基碳二醯亞胺(DCC)的存在下，藉由化合物(g)或/及化合物(h)與化合物(n)的脫水縮合而獲得化合物(1-2)。
    例如，化合物(1-3)可藉由將上述化合物(1-2)的合成方法的化合物(1)變更為化合物(o)而合成。於以下的式中，R4、R5、L1、L2、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、m4、m5、m6及m7為與上述第3項的記載相同的定義。
    例如，化合物(1-4)可藉由如以下般的已知的有機合成法而合成。於以下流程中，R4、R5、L1、L2、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、m4、m5、m6及m7為與上述第3項的記載相同的定義。依照德拉普(Drapo)等人的方法(Drapo,J.R.et al，合成快訊(Syn.Comm.)，Vol.39,85,2009)，藉由化合物(p)與化合物(q)的縮合反應而獲得化合物(r)後，依照麥歐米(McOmie)等人的方法(McOmie,J.F.W.et al，四面體(Tetrahedron)，Vol.24,2289,1968)，藉由脫保護而獲得化合物(s)。可依照奧爾森(Olsen)等人的方法(Olsen,R.K.et al，有機化學合成(J.Org.Chem.)，Vol.60,6025,1995)，於4-二甲基胺基吡啶(DMAP)、1,3-二環己基碳二醯亞胺(DCC)的存在下，藉由化合物(g)或/及化合物(h)與化合物(s)的脫水縮合而獲得化合物(1-4)。
    繼而，對液晶組成物所含有的其他液晶性化合物的合成法加以說明。該些化合物可藉由已知的方法合成。對合成法加以例示。化合物(2-1-1)是利用日本專利特開2000-053602號公報中記載的方法合成。化合物(3-1-1)及化合物(3-5-1)是利用日本專利特開昭59-176221號公報中記載的方法合成。抗氧化劑為市售品。式(5)的v為1的化合物可自西格瑪-奧德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation)獲取。v為7的化合物(5)等是藉由美國專利3660505號說明書中記載的方法合成。
    未記載合成法的化合物可藉由有機合成(Organic Syntheses，約翰．威利父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、有機反應(Organic Reactions，約翰．威利父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版社(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等書籍中記載的方法合成。組成物是由如此般獲得的化合物藉由公知的方法製備。例如將成分化合物混合，繼而藉由加熱而相互溶解。
    最後，對組成物的用途加以說明。大部分的組成物具有約-10℃以下的下限溫度、約70℃以上的上限溫度以及約0.07~約0.20的範圍的光學異向性。含有該組成物的元件具有大的電壓保持率。該組成物適於AM元件。該組成物特別適於透射式的AM元件。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，亦可製備具有約0.08~約0.25的範圍的光學異向性的組成物。該組成物可用作具有向列相的組成物，且藉由添加光學活性的化合物而可用作光學活性的組成物。
    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、VA、PSA等模式的AM元件及PM元件。特佳為用於具有PSA模式的AM元件。該些元件可為反射式、透射式或半透射式。較佳為用於透射式的元件。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微膠囊化而製作的向列曲線排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型的元件、或於組成物中形成三維的網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型的元件。
    本發明的液晶顯示元件的特徵在於：包含於至少一個基板上具有電極層的2個基板，且於該2個基板之間配置本發明的液晶組成物或含有本發明的化合物聚合而成的化合物的液晶組成物。例如包含被稱為陣列基板與彩色濾光片基板的2個玻璃基板，且於各玻璃基板上形成有薄膜電晶體(TFT)、像素、著色層等。對於玻璃基板，例如可使用鋁矽酸玻璃或鋁硼矽酸玻璃。電極層通常是使用氧化銦-錫(Indium-Tin Oxide)或氧化銦-鋅(Indium-Zinc Oxide)。 [實例]
    以下，藉由實例對本發明加以詳細說明，但本發明不受該些實例的限制。
    藉由合成所得的化合物是藉由質子核磁共振光譜法(1H-NMR)、高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)、紫外/可見分光度法(Ultraviolet-visible spectroscopy，UV/Vis)等來鑑定。化合物的熔點是藉由示差掃描熱量測定(Differential Scanning Calorimetry，DSC)來確定。首先，對各分析方法加以說明。
    1H-NMR分析：測定裝置是使用DRX-500(布魯克拜厄斯賓(Bruker Biospin)製造)。測定是將實例等中製造的樣品溶解於CDCl3等樣品可溶的氘代溶劑中，於室溫下以500 MHz、累計次數為24次等條件下進行。再者，於所得的核磁共振光譜的說明中，s是指單重峰，d是指雙重峰，t是指三重峰，q是指四重峰，m是指多重峰。另外，化學位移δ值的零點的基準物質是使用四甲基矽烷(TMS)。
    HPLC分析：測定裝置是使用島津製作所製造的普羅名斯(Prominence)(LC-20AD；SPD-20A)。管柱是使用YMC製造的YMC-Pack ODS-A(長度為150 mm、內徑為4.6 mm、粒徑為5 μm)。溶出液是使用乙腈/水(體積比：80/20)，流速是調整為1 mL/min。檢測器是適宜使用UV檢測器、反應性離子(Reactive Ion，RI)檢測器、科羅娜(CORONA，商品名)檢測器等。於使用UV檢測器的情形時，檢測波長是設定為254 nm。
    試樣是溶解於乙腈中並以成為0.1重量%的溶液的方式製備，將所得的溶液1 μL導入至試樣室中。
    使用島津製作所製造的C-R7Aplus作為記錄計。於所得的層析圖中，示出與成分化合物對應的波峰的保持時間及波峰的面積值。
    由HPLC所得的層析圖中的波峰的面積比相當於成分化合物的比例。通常，分析樣品的成分化合物的重量%與分析樣品的各波峰的面積%並不完全相同，但於本發明中使用上述管柱的情形時，實質上修正係數為1，故分析樣品中的成分化合物的重量%與分析樣品中的各波峰的面積%大致對應。其原因在於：成分的液晶性化合物的修正係數並無大的差異。為了藉由層析圖更準確地求出液晶組成物中的液晶性化合物的組成比，而使用利用層析圖的內標準法。對經準確秤量為一定量的各液晶性化合物成分(受檢成分)與成為基準的液晶性化合物(基準物質)同時藉由HPLC進行測定，預先算出所得的受檢成分的波峰與基準物質的波峰之面積比的相對強度。若使用相對於基準物質的各成分的波峰面積的相對強度來進行修正，則可由層析圖準確地求出液晶組成物中的液晶性化合物的組成比。
    UV/Vis分析：測定裝置是使用島津製作所製造的PharmaSpec UV-1700。檢測波長是設定為190 nm~700 nm。
    試樣是溶解於乙腈並以成為0.01 mmol/L的溶液的方式製備，並加入至石英池(光路長為1 cm)進行測定。
    DSC測定：使用帕金艾爾瑪(Perkin Elmer)公司製造的掃描熱量計DSC-7系統或鑽石(Diamond)DSC系統，以3℃/min的速度進行升降溫，藉由外推而求出伴隨著試樣的相變的吸熱波峰或放熱波峰的開始點(on set)，確定熔點。 [實例1]
    藉由下述路徑合成化合物(1-1-1-1)。
    第1步驟：化合物(T-1)的合成
    於氮氣環境下，於對乙醯苯酚(10.0 g)、吡啶嗡對甲苯磺酸鹽(PPTS)(0.44 g)、二氯甲烷(300 mL)的混合物中，於冰浴冷卻下滴加3,4-二氫-2H-吡喃(DHP)(18.5g)的二氯甲烷(20 mL)溶液。滴加結束後，於室溫下攪拌16小時。對反應溶液進行水洗，繼而以無水硫酸鎂進行乾燥後，將溶劑於減壓下蒸餾去除，定量地獲得無色結晶的化合物(T-1)。
    第2步驟：化合物(T-2)的合成
    於氮氣環境下，於3,4-二羥基苯甲醛(10.0 g)、PPTS(0.87 g)、二氯甲烷(300 mL)的混合物中，於冰浴冷卻下滴加DHP(36.5 g)的二氯甲烷(20 mL)溶液。滴加結束後，於室溫下攪拌16小時。對反應溶液進行水洗，繼而以無水硫酸鎂進行乾燥後，將溶劑於減壓下蒸餾去除，定量地獲得油狀物的化合物(T-2)。
    第3步驟：化合物(T-3)的合成
    於氮氣環境下，將(T-1)(10.0 g)、(T-2)(13.9 g)、氫氧化鋇八水合物(14.3 g)、甲醇(200 mL)於40℃下加熱攪拌6小時。將反應溶液於減壓下進行溶劑蒸餾去除，於殘渣中添加水並利用1 M鹽酸進行中和。對有機層以乙酸乙酯進行萃取並加以水洗後，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，定量地獲得油狀物的化合物(T-3)。
    第4步驟：化合物(T-4)的合成
    於氮氣環境下，將(T-3)(24.0 g)、對甲苯磺酸一水合物(PTS)(0.22 g)、甲醇(200 mL)於室溫下攪拌16小時。將反應溶液的溶劑於減壓下蒸餾去除後，於殘渣中添加水，以飽和碳酸氫鈉水溶液進行中和。對有機層以乙酸乙酯進行萃取，繼而加以水洗，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除後，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=5：5(體積比))將殘渣純化，獲得黃色結晶(5.2 g)的化合物(T-4)。
    第5步驟：化合物(1-1-1-1)的合成
    於氮氣環境下，於(T-4)(2.85 g)、甲基丙烯酸(3.39 g)、4-二甲基胺基吡啶(DMAP)(0.40 g)、二氯甲烷(120 mL)的混合物中，於冰浴冷卻下滴加1,3-二環己基碳二醯亞胺(DCC)(8.12 g)的二氯甲烷(30 mL)溶液，攪拌15小時。將反應溶液中的析出物過濾後，對有機層加以水洗，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=9：1(體積比))將殘渣純化後，藉由甲苯與乙醇的混合溶劑進行再結晶，獲得淡黃色結晶(1.84 g)的化合物(1-1-1-1)。
    熔點：116℃
    1H-NMR(CDCl3；δ ppm)：8.08(d,2H),7.79(d,1H),7.57(d,1H),7.55(dd,1H),7.48(d,1H),7.34(d,1H),7.28(d,2H),6.39(s,1H),6.33(s,1H),6.31(s,1H),5.81(t,1H),5.77(t,1H),5.76(t,1H),2.09(s,3H),2.03(s,3H),2.02(s,3H). [實例2]
    藉由下述路徑合成化合物(1-1-2-1)。
    第1步驟：化合物(1-1-2-1)的合成
    將甲基丙烯酸變更為丙烯酸(4.05 g)以外，與實例1的第5步驟中記載的方法同樣地進行合成，獲得淡黃色結晶(1.82 g)的化合物(1-1-2-1)。
    熔點：160℃
    1H-NMR(CDCl3；δ ppm)：8.08(d,2H),7.78(d,1H),7.56-7.55(m,2H),7.47(d,1H),7.34(d,1H),7.30(d,2H),6.67-6.58(m,3H),6.38-6.25(m,3H),6.09-6.03(m,3H). [實例3]
    依照實例1及實例2的方法，製造化合物(1-1-1-1)~化合物(1-1-1-12)、化合物(1-1-2-1)~化合物(1-1-2-12)、化合物(1-1-3-1)、化合物(1-1-4-1)、及化合物(1-1-4-2)。亦再次揭示實例1中所示的化合物(1-1-1-1)及實例2中所示的化合物(1-1-2-1)。


    [實例4]
    藉由下述路徑合成化合物(1-2-1-1)。
    第1步驟：化合物(T-5)的合成
    於氮氣環境下，於1,2-二甲氧基苯(10.0 g)、二氯甲烷(150 mL)的混合物中，於冰浴冷卻下添加氯化鋁(9.65 g)進行攪拌。繼而添加4-甲氧基苯甲醯氯(12.4 g)的二氯甲烷(100 mL)後，移除冰浴，於室溫下攪拌16小時。將反應溶液注入至冰水中，對有機層以二氯甲烷進行萃取，加以水洗後，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=9：1(體積比))將殘渣純化，獲得無色結晶(18.9 g)的化合物(T-5)。
    第2步驟：化合物(T-6)的合成
    於氮氣環境下，於鋅(18.0 g)與四氫呋喃(THF)(600 mL)的混合物中，於-10℃下滴加四氯化鈦(25.8 g)後，加熱回流2.5小時。放置冷卻至室溫，添加(T-5)(10.0 g)及環己酮(3.60 g)的THF(100 mL)溶液，加熱回流4小時。將反應溶液注入至10%碳酸鉀水溶液中，對有機層以乙酸乙酯進行萃取，加以水洗後，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=9：1(體積比))將殘渣純化，定量地獲得無色結晶的化合物(T-6)。
    第3步驟：化合物(T-7)的合成
    於氮氣環境下，於(T-6)(10.1 g)的二氯甲烷(100 mL)溶液中於-60℃下滴加1 M的三溴化硼二氯甲烷溶液(100 mL)，於室溫下攪拌16小時。將反應溶液注入至冰水中，對有機層以乙酸乙酯進行萃取後，加以水洗，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=5：5(體積比))將殘渣純化，獲得橙色固體(3.80 g)的化合物(T-7)。
    第4步驟：化合物(1-2-1-1)的合成
    除了將(T-4)變更為(T-7)(2.80 g)以外，與實例1的第5步驟中記載的方法同樣地進行合成，獲得無色結晶(1.82 g)的化合物(1-2-1-1)。
    熔點：119℃
    1H-NMR(CDCl3；δ ppm)：7.16(d,1H),7.13(d,2H),7.04(d,2H),7.02-7.00(m,2H),6.33(s,1H),6.27-6.26(m,2H),5.75-5.74(m,1H),5.71-5.70(m,2H),2.31-2.29(m,2H),2.25-2.23(m,2H),2.06(s,3H),2.00-1.99(m,6H),1.65-1.54(m,6H). [實例5]
    依照實例4及實例2的方法，製造化合物(1-2-1-1)~化合物(1-2-1-8)、化合物(1-2-2-1)~化合物(1-2-2-8)、化合物(1-3-1-1)~化合物(1-3-1-6)及化合物(1-3-2-1)~化合物(1-3-2-6)。亦再次揭示實例4中所示的化合物(1-2-1-1)。



    [實例6]
    藉由下述路徑合成化合物(1-4-2-1)。
    第1步驟：化合物(T-8)的合成
    於氮氣環境下，於鋅(36.5 g)與THF(600 mL)的混合物中於-5℃下滴加四氯化鈦(53.0 g)後，升溫至室溫並攪拌0.5小時，進而加熱回流2.5小時。將反應溶液冷卻至-5℃，添加吡啶(11.1 g)，攪拌10分鐘。繼而添加4'甲氧基苯乙酮(10.1 g)及3',4'-二甲氧基苯乙酮(10.1 g)的THF(300 mL)溶液，加熱回流10小時。將反應溶液注入至10%碳酸鉀水溶液中，對有機層以乙酸乙酯進行萃取，加以水洗後，以無水硫酸鎂進行乾燥。將有機溶劑於減壓下蒸餾去除，利用矽膠管柱層析儀(展開溶劑 甲苯：乙酸乙酯=9：1(體積比))將殘渣純化，獲得無色油狀物(7.98 g)的化合物(T-8)。
    第2步驟：化合物(T-9)的合成
    除了將(T-6)變更為(T-8)(6.00 g)以外，與實例4的第3步驟中記載的方法同樣地進行合成，獲得褐色結晶(3.15 g)的化合物(T-9)。
    第3步驟：化合物(1-4-2-1)的合成
    除了將(T-7)變更為(T-9)(3.30 g)、甲基丙烯酸變更為丙烯酸以外，與實例1的第5步驟中記載的方法同樣地進行合成，獲得無色油狀物(1.14 g)的化合物(1-4-2-1)。
    1H-NMR(CDCl3；δ ppm)：7.27-7.24(m,3H),7.19-7.17(m,2H),7.14(d,2H),6.64-6.57(m,3H),6.37-6.24(m,3H),6.04-6.00(m,3H),1.93(d,3H),1.89(d,3H). [實例7]
    依照實例6及實例1的第5步驟中記載的方法，製造化合物(1-4-1-1)~化合物(1-4-1-9)及化合物(1-4-2-1)~化合物(1-4-2-9)。亦再次揭示實例6中所示的化合物(1-4-2-1)。

    [比較例1]
    依照日本專利特開平5-320083號公報及實例1的第5步驟中記載的方法，合成化合物(A-1)。
    為了評價組成物及組成物所含有的化合物的特性，將組成物及其化合物作為測定目標物。於測定目標物為組成物時直接作為試樣進行測定，並記載所得的值。於測定目標物為化合物時，藉由將該化合物(15重量%)混合於母液晶(85重量%)中而製備測定用試樣。根據藉由測定所得的值而利用外推法算出化合物的特性值。(外推值)={(測定用試樣的測定值)-0.85×(母液晶的測定值)}/0.15。於該比例下於25℃析出層列相(或結晶)時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10重量%：90重量%、5重量%：95重量%、1重量%：99重量%。藉由該外推法求出與化合物有關的上限溫度、光學異向性、黏度及介電異向性的值。
    母液晶的成分及其比例如下。
    特性值的測定是依照下述方法。該些方法大多為社團法人電子資訊技術產業協會(Japan Electronics and Information Technology Industries Association，以下亦稱為JEITA)審議製定的JEITA標準(JEITA ED-2521B)中記載的方法或對其加以修飾而成的方法。
    向列相的上限溫度(NI；℃)：將試樣放置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的熱板上，以1℃/min的速度進行加熱。對試樣的一部分自向列相變化為等向性液體時的溫度進行測定。有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
    向列相的下限溫度(TC；℃)：將具有向列相的試樣放入至玻璃瓶中，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍機中保管10天後，觀察液晶相。例如試樣於-20℃下保持向列相、且於-30℃下變化為結晶或層列相時，將TC記載為<-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
    黏度(本體黏度；η；於20℃下測定；mPa．s)：測定時使用E型旋轉黏度計。
    光學異向性(折射率異向性；△n；於25℃下測定)：測定是使用波長589 nm的光，藉由在目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。對主稜鏡的表面朝一個方向摩擦後，將試樣滴加至主稜鏡上。折射率n∥是於偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率n⊥是於偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定。光學異向性的值是由△n=n∥-n⊥的式子來計算。
    介電異向性(△ε；於25℃下測定)：介電異向性的值是由△ε=ε∥-ε⊥的式子來計算。介電常數(ε∥及ε⊥)是如下般測定。
    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2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm的VA元件中放入試樣，利用藉由紫外線進行硬化的接著劑將該元件密封。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。將該玻璃基板煅燒後，對所得的配向膜進行摩擦處理。於2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為9 μm、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⊥)。
    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2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為4 μm、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，利用藉由紫外線進行硬化的接著劑將該元件密封。施加於該元件的電壓(60 Hz、矩形波)是自0 V起至20 V為止以0.02 V為單位階段性地增加。此時，對元件自垂直方向照射光，對透射元件的光量進行測定。製作該光量達到最大時的透射率為100%、該光量為最小時的透射率為0%的電壓-透射率曲線。臨限電壓為透射率達到10%時的電壓。
    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2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。該元件是於放入試樣後利用藉由紫外線進行硬化的接著劑密封。對該TN元件施加脈波電壓(5 V、60微秒)而充電。利用高速電壓計於16.7毫秒的期間中測定衰減的電壓，求出單位週期內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。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分率。
    電壓保持率(VHR-2；於80℃下測定；%)：用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm。該元件是於放入試樣後利用藉由紫外線進行硬化的接著劑密封。對該TN元件施加脈波電壓(5 V、60微秒)而充電。利用高速電壓計於16.7毫秒的期間中測定衰減的電壓，求出單位週期內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。電壓保持率為面積A相對於面積B的百分率。
    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，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，照射紫外線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。於VHR-3的測定中，於16.7毫秒的期間中測定衰減的電壓。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。
    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，評價對熱的穩定性。於VHR-4的測定中，於16.7毫秒的期間中測定衰減的電壓。具有大的VHR-4的組成物對熱具有大的穩定性。
    響應時間(τ；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)是設定為5 kHz。於2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為3.2 μm、摩擦方向為反平行的正常顯黑模式(normally black mode)的PVA元件中放入試樣，使用藉由紫外線進行硬化的接著劑將該元件密封。對該元件一面施加15 V的電壓，一面照射25 mW/cm2的紫外線(豪雅冠得(HOYA CANDEO OPTRONICS)股份有限公司製造的EXECURE 4000-D型燈)400秒鐘。對該元件施加矩形波(60 Hz、10 V、0.5秒)。此時，對元件自垂直方向照射光，對透射元件的光量進行測定。該光量達到最大時的透射率為100%，該光量為最小時的透射率為0%。響應時間為自透射率0%變化為90%所需要的上升時間(rise time；毫秒)。
    電阻率(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。電阻率是由下式算出。(電阻率)={(電壓)×(容器的電容)}/{(直流電流)×(真空的介電常數)}。
    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。載氣為氦氣(2 mL/min)。將試樣氣化室設定為280℃，檢測器(火焰游離檢測器(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)。將該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min的速度升溫至280℃。將試樣製備成丙酮溶液(0.1重量%)後，將其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型克羅帕(Chromatopac)或其同等品。所得的氣相層析圖表示與成分化合物對應的波峰的保持時間及波峰的面積。
    用以稀釋試樣的溶劑亦可使用氯仿、己烷等。為了分離成分化合物，亦可使用以下的毛細管柱。安捷倫科技公司(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)、SGE國際公司(SGE International Pty.Ltd)製造的BP-1(長度30m、內徑0.32 mm、膜厚0.25 μm)。為了防止化合物波峰的重疊，亦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)。
    組成物所含有的液晶性化合物的比例亦可利用如下方法算出。液晶性化合物可利用氣相層析儀進行檢測。氣相層析圖中的波峰的面積比相當於液晶性化合物的比例(莫耳數)。於使用上文所記載的毛細管柱時，亦可將各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%)是根據波峰的面積比來算出。
    比較例及實例中的化合物是根據下述表3的定義由記號表示。
    於表3中，與1,4-伸環己基有關的立體構型為反式。實例中，記號後的括弧內的編號對應於化合物的編號。(-)記號是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)為基於將第一成分除外的液晶組成物的重量的重量百分率(重量%)，液晶組成物中除此以外含有雜質。最後，將組成物的特性值匯總。
    [比較例2]
    該組成物為不含本發明的第一成分的液晶組成物。該組成物的成分及特性如下。
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 5%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 10%
    3-DhHB(2F,3F)-O2 (2-10-1) 5%
    3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-11-1) 6%
    5-DhH1OB(2F,3F)-O2 (2-12-1) 3%
    3-dhBB(2F,3F)-O2 (2-14-1) 5%
    3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O4 (2-15-1) 4%
    2-HH-3 (3-1-1) 15%
    3-HH-4 (3-1-1) 5%
    1-BB-3 (3-3-1) 5%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-3 (3-5-1) 3%
    V-HHB-1 (3-5-1) 3%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    NI=83.8℃；Tc<-20℃；△n=0.121；△ε=-4.0；Vth=2.07 V；τ=8.0 ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.2%。 [比較例3]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 5%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 10%
    3-DhHB(2F,3F)-O2 (2-10-1) 5%
    3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-11-1) 6%
    5-DhH1OB(2F,3F)-O2 (2-12-1) 3%
    3-dhBB(2F,3F)-O2 (2-14-1) 5%
    3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O4 (2-15-1) 4%
    2-HH-3 (3-1-1) 15%
    3-HH-4 (3-1-1) 5%
    1-BB-3 (3-3-1) 5%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-3 (3-5-1) 3%
    V-HHB-1 (3-5-1) 3%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的比較例1中合成的下述化合物(A-1)。
    NI=83.6℃；Tc<-20℃；△n=0.121；△ε=-4.0；Vth=2.05 V；τ=7.3 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=98.1%。 [實例8]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 5%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 10%
    3-DhHB(2F,3F)-O2 (2-10-1) 5%
    3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-11-1) 6%
    5-DhH1OB(2F,3F)-O2 (2-12-1) 3%
    3-dhBB(2F,3F)-O2 (2-14-1) 5%
    3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O4 (2-15-1) 4%
    2-HH-3 (3-1-1) 15%
    3-HH-4 (3-1-1) 5%
    1-BB-3 (3-3-1) 5%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-3 (3-5-1) 3%
    V-HHB-1 (3-5-1) 3%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的下述化合物(1-1-1-1)。
    NI=83.5℃；Tc<-20℃；△n=0.121；△ε=-4.0；Vth=2.04 V；τ=5.7 ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=98.2%。 [實例9]
    3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 19%
    5-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 15%
    5-HH2B(2F,3F)-O2 (2-7-1) 5%
    3-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 10%
    5-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 4%
    3-HHB(2F,3CL)-O2 (2-16-1) 3%
    3-HBB(2F,3CL)-O2 (2-17-1) 3%
    2-HH-3 (3-1-1) 25%
    3-HHEH-3 (3-4-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    3-HBB-2 (3-6-1) 3%
    3-HB(F)HH-5 (3-10-1) 3%
    5-HBBH-3 (3-11-1) 3%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的下述化合物(1-2-1-1)。
    NI=81.3℃；Tc<-20℃；△n=0.090；△ε=-2.8；Vth=2.38 V；τ=5.4 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=97.6%。 [實例10]
    3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 20%
    5-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 15%
    2-BB(2F,3F)B-3 (2-9-1) 7%
    3-DhHB(2F,3F)-O2 (2-10-1) 3%
    3-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 9%
    4-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 5%
    3-H1OCro(7F,8F)-5 (2-18-1) 3%
    3-HH1OCro(7F,8F)-5 (2-19-1) 3%
    V-HH-3 (3-1-1) 18%
    1V-HH-3 (3-1-1) 5%
    3-HHB-O1 (3-5) 3%
    3-HHEBH-3 (3-9-1) 3%
    3-HB(F)BH-3 (3-12-1) 3%
    5-HBB(F)B-2 (3-13-1) 3%
    於上述組成物100重量份添加0.3重量份的下述化合物(1-2-2-1)。
    NI=77.5℃；Tc<-20℃；△n=0.106；△ε=-3.5；Vth=2.14 V；τ=4.8 ms；VHR-1=99.3%；VHR-2=97.9%。 [實例11]
    3-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 20%
    1V2-H2B(2F,3F)-O2 (2-2-1) 12%
    3-HHB(2F,3F)-O2 (2-6-1) 8%
    3-HHB(2F,3F)-1 (2-6-1) 5%
    3-HDhB(2F,3F)-O2 (2-11-1) 5%
    3-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 10%
    4-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 6%
    5-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 3%
    2-HH-3 (3-1-1) 10%
    3-HH-4 (3-1-1) 10%
    1V-HH-3 (3-1-1) 8%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    於上述組成物100重量份中添加0.4重量份的下述化合物(1-4-2-1)。
    NI=79.0℃；Tc<-20℃；△n=0.095；△ε=-3.8；Vth=2.08 V；τ=5.1 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.2%。 [實例12]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 9%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 6%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 13%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 21%
    V-HH-3 (3-1-1) 28%
    3-HB-O2 (3-2) 5%
    1-BB-3 (3-3-1) 7%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.4重量份的下述化合物(1-1-1-1)。
    NI=74.1℃；Tc<-20℃；△n=0.100；△ε=-3.1；Vth=2.22 V；τ=3.8 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=97.9%。 [實例13]
    3-HB(2F,3F)-O2 (2-1-1) 10%
    V-HB(2F,3F)-O2 (2-1-1) 10%
    V-HB(2F,3F)-O4 (2-1-1) 8%
    1V2-HB(2F,3F)-O2 (2-1-1) 4%
    3-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 10%
    4-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 6%
    5-HBB(2F,3F)-O2 (2-13-1) 10%
    3-HH1OCro(7F,8F)-5 (2-19-1) 5%
    3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2 (2) 3%
    2-HH-3 (3-1-1) 15%
    VFF-HH-3 (3-1) 6%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 3%
    5-HBB(F)B-2 (3-13-1) 4%
    1O1-HBBH-5 (-) 3%
    於上述組成物100重量份中添加0.2重量份的下述化合物(1-4-1-1)。
    NI=85.4℃；Tc<-20℃；△n=0.106；△ε=-3.8；Vth=1.94 V；τ=6.1 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=97.8%。 [實例14]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 10%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 7%
    3-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2 (2-5-1) 3%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 13%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 12%
    2-HH-3 (3-1-1) 20%
    3-HH-4 (3-1-1) 9%
    3-HH-O1 (3-1) 3%
    3-HB-O2 (3-2) 3%
    V2-BB-1 (3-3-1) 5%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 3%
    1-BB(F)B-2V (3-8-1) 5%
    3-HHEBH-4 (3-9-1) 4%
    於上述組成物100重量份添加0.15重量份的下述化合物(1-1-1-1)及0.15重量份的下述化合物(1-1-2-1)。
    NI=76.0℃；Tc<-20℃；△n=0.100；△ε=-2.9；Vth=2.24 V；τ=4.0 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=98.1%。 [實例15]
    3-H1OB(2F,3F)-O2 (2-3-1) 6%
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 6%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 5%
    2O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (2-5) 3%
    V-HHB(2F,3F)-O2 (2-6-1) 8%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 7%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 10%
    2-HH-3 (3-1-1) 22%
    3-HH-4 (3-1-1) 8%
    3-HH-O1 (3-1) 5%
    V2-BB-1 (3-3-1) 5%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    2-BB(F)B-3 (3-8-1) 4%
    3-HHEBH-4 (3-9-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的下述化合物(1-1-2-1)。
    NI=77.2℃；Tc<-20℃；△n=0.092；△ε=-3.0；Vth=2.28 V；τ=3.9 ms；VHR-1=99.2%；VHR-2=97.9%。 [實例16]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 9%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 6%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 13%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 21%
    V-HH-3 (3-1-1) 26%
    3-HB-O2 (3-2) 7%
    1-BB-3 (3-3-1) 7%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的下述化合物(1-1-2-8)。
    NI=74.1℃；Tc<-20℃；△n=0.102；△ε=-3.1；Vth=2.21 V；τ=3.9 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=97.8%。 [實例17]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 9%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 6%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 13%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 21%
    V-HH-3 (3-1-1) 26%
    3-HB-O2 (3-2) 7%
    1-BB-3 (3-3-1) 7%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.3重量份的下述化合物(1-1-4-1)。
    NI=74.0℃；Tc<-20℃；△n=0.102；△ε=-3.1；Vth=2.20 V；τ=4.1 ms；VHR-1=99.1%；VHR-2=97.8%。 [實例18]
    3-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 9%
    5-BB(2F,3F)-O2 (2-4-1) 6%
    2-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 13%
    3-HH1OB(2F,3F)-O2 (2-8-1) 21%
    V-HH-3 (3-1-1) 28%
    3-HB-O2 (3-2) 5%
    1-BB-3 (3-3-1) 7%
    3-HHB-1 (3-5-1) 3%
    3-HHB-O1 (3-5) 4%
    5-B(F)BB-2 (3-7-1) 4%
    於上述組成物100重量份中添加0.4重量份的下述化合物(1-1-4-2)。
    NI=73.9℃；Tc<-20℃；△n=0.100；△ε=-3.1；Vth=2.24 V；τ=4.0 ms；VHR-1=99.0%；VHR-2=98.0%。
    實例8~實例18的組成物與比較例2的組成物相比較，具有更短的響應時間。進而，實例8~實例18的組成物與比較例3的組成物相比較，具有更短的響應時間。因此可知，具有本發明的式(1-1-1-1)、式(1-1-2-8)、式(1-1-4-1)、式(1-1-4-2)、式(1-2-1-1)、式(1-2-2-1)、式(1-4-1-1)、式(1-4-2-1)所代表的將共軛環彼此的共軛系連結的連接基的聚合性化合物及使用該聚合性化合物的液晶組成物於響應時間的縮短方面有效。 [產業上之可利用性]
    本發明提供一種液晶組成物，其於向列相的上限溫度高、向列相的下限溫度低、黏度小、光學異向性適當、介電異向性的負值大、電阻率大、對紫外線的穩定性高及對熱的穩定性高等特性中，充分滿足至少一個特性或至少兩個特性具有適當的平衡。含有此種組成物的液晶顯示元件成為具有短的響應時間、適當的預傾角、大的電壓保持率、大對比度及長壽命等特性的AM元件，故可用於液晶投影儀、液晶電視等。
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] 一種化合物，其是以式(1)所表示： 此處，A1及A3獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基；A2獨立地為可將至少一個氫取代為L的芳香環基或可將至少一個氫取代為L的雜芳香環基或單鍵；Z1為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；Z2獨立地為-CO-CR1=CR2-、-CR1=CR2-CO-、-CR1=CR2-、-C(=CR1R2)-或-C(=R3)-；R1及R2獨立地為氫、鹵素、碳數1~10的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~10的烷基；R3為選自式(R-1)所表示的基的群組中的基； X1獨立地為鹵素、碳數1~6的烷基或可將至少一個氫取代為氟的碳數1~6的烷基；L獨立地為鹵素、-CF3、-C≡N或碳數1~6的烷基；P1及P2獨立地為選自式(P-1)~式(P-11)所表示的基的群組中的基；Y1及Y2獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素；Y3為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N； Sp1及Sp2獨立地為單鍵或碳數1~6的伸烷基，該伸烷基的至少一個氫可經鹵素或-C≡N取代，至少一個不鄰接的-CH2-可經-O-、-S-、-NH-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代；m1及m3為0~5的整數，m2為0~4的整數，m1與m3之和為1~10的整數；n1為1~8的整數；p為0~4的整數。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中於式(1)中，P1及P2為選自式(P-1)所表示的基的群組中的基；Sp1及Sp2為單鍵。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其是以式(1-1)~式(1-4)所表示， 此處，R4及R5獨立地為氫、鹵素或碳數1~4的烷基；X2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基；L1及L2獨立地為鹵素或碳數1~3的烷基；Y4及Y7獨立地為氫、-CH3、-C2H5、鹵素、-CF3或-C≡N；Y5、Y6、Y8及Y9獨立地為氫、-CH3、-C2H5或鹵素；m4及m5為0~5的整數，m4與m5之和為3~10；m6及m7為0~5的整數；n2為1~4的整數；r為0~3的整數。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之化合物，其中於式(1-1)~式(1-4)中，Y4及Y7獨立地為氫或-CH3；Y5、Y6、Y8及Y9為氫；m4及m5為0~3的整數，m4與m5之和為3或4。
    [5] 一種均聚物或共聚物，其是藉由如申請專利範圍第1項所述之化合物的均聚合或共聚合而獲得。
    [6] 一種液晶組成物，其含有選自如申請專利範圍第1項所述之化合物的群組中的至少一種化合物作為第一成分。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其中相對於將上述第一成分除外的液晶組成物100重量份，上述第一成分的比例為0.05重量份~10重量份的範圍。
    [8] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有選自式(2)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， 此處，R6及R7獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基；環B及環D獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、至少一個氫經氟或氯取代的1,4-伸苯基或四氫吡喃-2,5-二基；環C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7,8-二氟苯并二氫吡喃-2,6-二基；Z3及Z4獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；s為1、2或3；t為0或1，而且s與t之和為3以下。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中上述第二成分為選自式(2-1)~式(2-19)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物， 此處，R6及R7獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基。
    [10] 如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中基於將上述第一成分除外的液晶組成物的重量，上述第二成分的比例為10重量%~90重量%的範圍。
    [11] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有選自式(3)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物作為第三成分， 此處，R8及R9獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基；環E及環F獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z5獨立地為單鍵、伸乙基、亞甲氧基或羰氧基；u為1、2或3。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中上述第三成分為選自式(3-1)~式(3-13)所表示的化合物的群組中的至少一種化合物， 此處，R8及R9獨立地為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基或至少一個氫經氟取代的碳數2~12的烯基。
    [13] 如申請專利範圍第11項所述之液晶組成物，其中基於將上述第一成分除外的液晶組成物的重量，上述第三成分的比例為10重量%~90重量%的範圍。
    [14] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有聚合起始劑。
    [15] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其更含有聚合抑制劑。
    [16] 如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物，其向列相的上限溫度為70℃以上，波長589 nm下的光學異向性(25℃)為0.08以上，而且頻率1 kHz時的介電異向性(25℃)為-2以下。
    [17] 一種液晶顯示元件，其特徵在於：包含於至少一個基板上具有電極層的2個基板，且於上述2個基板之間配置如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物。
    [18] 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示元件，其中液晶顯示元件的動作模式為TN模式、VA模式、IPS模式或PSA模式，液晶顯示元件的驅動方式為主動式矩陣方式。
    [19] 一種液晶組成物的於液晶顯示元件中的使用，上述液晶組成物為如申請專利範圍第6項所述之液晶組成物。
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