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CN102307968A - 液晶组成物以及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

一种液晶组成物，其满足在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性大、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中至少一种，或至少两种特性具有适当平衡。一种主动矩阵元件，其具有较短响应时间、较大电压保持率、较大对比度、较长寿命等。一种液晶组成物以及含有该组成物的液晶显示元件，此液晶组成物含有作为第一成分的具有较高上限温度且较大介电常数异向性的特定三环及四环化合物、以及作为第二成分的具有较小粘度或较高向列相的上限温度的特定化合物，且该液晶组成物具有向列相。

Description

液晶组成物以及液晶显示元件
技术领域
本发明主要关于一种适用于主动矩阵(active matrix，AM)元件等的液晶组成物以及含有该组成物的AM元件等。特别是关于一种介电常数异向性为正的液晶组成物，并且是关于一种含有该组成物的扭转向列(twistednematic，TN)模式、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)模式、共平面切换(in-plane switching，IPS)模式或聚合物稳定配向(polymersustained alignment，PSA)模式的元件等。
背景技术
于液晶显示元件中，基于液晶运作模式的分类为相变(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)、共平面切换(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、聚合物稳定配向(Polymer sustainedalignment，PSA)模式等。基于元件驱动方式的分类为被动(passive matrix，PM)以及主动矩阵(active matrix，AM)。PM分类为静态(static)与多工(multiplex)等，AM分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属绝缘体金属(metal insulatormetal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amoiphoussilicon)以及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造步骤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、利用背光的透射型以及利用自然光与背光两者的半透射型。
该些元件含有具有适当特性的液晶组成物。该液晶组成物具有向列相。使组成物的一般特性提高以获得具有良好的一般特性的AM元件。两种一般特性的关联汇总于下述表1中。基于销售的AM元件来进一步说明组成物的一般特性。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的较好的上限温度为大于等于70℃，并且向列相的较好的下限温度为小于等于-10℃。组成物的粘度与元件的响应时间相关联。为了藉由元件显示动态影像，较好的是响应时间短。因此，较好的是组成物的粘度小。更好的是于较低温度下的粘度小。
表1.组成物与AM元件的一般特性
Figure BDA0000081506360000021
1)可缩短将组成物注入至液晶单元(cell)中的时间
组成物的光学异向性与元件的对比度相关联。组成物的光学异向性(Δn)与元件的单元间隙(cell gap)(d)的积(Δn×d)是以使对比度达到最大的方式进行设计。适当的积值依赖于运作模式的种类。如TN之类的模式的元件中，适当的值约为0.45μm。于该情况下，对于单元间隙小的元件而言较好的是具有较大光学异向性的组成物。组成物的较大介电常数异向性有助于元件的较低临界电压、较小消耗电力及较大对比度。因此，较好的是较大的介电常数异向性。组成物的较大电阻率有助于元件的较大电压保持率与较大对比度。因此，较好的是于初始阶段中不仅于室温下而且于较高温度下亦具有较大电阻率的组成物。较好的是长时间使用后，不仅于室温下而且于较高温度下亦具有较大电阻率的组成物。组成物对紫外线以及热的稳定性与液晶显示元件的寿命相关联。该些稳定性高时，该元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪(liquid crystal projector)、液晶电视机等中所使用的AM元件而言较好。
于具有TN模式的AM元件中使用具有正介电常数异向性的组成物。另一方面，于具有VA模式的AM元件中使用具有负介电常数异向性的组成物。于具有IPS模式的AM元件中使用具有正或负介电常数异向性的组成物。于具有PSA模式的AM元件中使用具有正或负介电常数异向性的组成物。
先前的组成物揭示于下述专利文献1～3中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1国际公开2008-128623手册
专利文献2日本专利公开2008-255201号公报
专利文献3国际公开2008-102641手册
较理想的AM元件具有可使用的温度范围广、响应时间短、对比度大、临界电压低、电压保持率大、寿命长等特性。较理想的是短于1毫秒的响应时间。因此，组成物的较理想的特性为向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学异向性大、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等。
发明内容
发明解决的技术课题
本发明的一个目的是一种液晶组成物，其满足在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、适当的光学异向性、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中至少一种特性。本发明的其他目的是一种至少两种特性具有适当平衡的液晶组成物。本发明的另一目的是一种含有此种组成物的液晶显示元件。本发明的另一目的是一种具有适当的光学异向性、较大的介电常数异向性、对紫外线的较高稳定性等的组成物，并且是一种具有较短响应时间、较大电压保持率、较大对比度、较长寿命等的AM元件。
解决课题的技术手段
一种液晶组成物、以及含有该组成物的液晶显示元件，该液晶组成物含有作为第一成分的选自式(1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物，以及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物，并且该液晶组成物具有向列相。
Figure BDA0000081506360000041
此处，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基；环A、环B以及环C独立为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；Z1以及Z2独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基(difluoromethyleneoxy)；Z3以及Z4独立为单键、亚乙基、或羰氧基；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基；m为0、1或2。此处式(1-1)中，Z1以及Z2的任意至少一个为二氟亚甲氧基。
发明的效果
本发明的优点是一种液晶组成物，其满足在向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、适当的光学异向性、介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中至少一种特性。本发明的一个态样是一种至少两种特性具有适当平衡的液晶组成物。本发明的另一态样是一种含有此种组成物的液晶显示元件。本发明的另一态样是一种具有适当的光学异向性、较大的介电常数异向性、对紫外线的较高稳定性等的组成物，并且是一种具有较短响应时间、较大电压保持率、较大对比度、较长寿命等的AM元件。
具体实施方式
该说明书中术语的使用方法如下所述。有时将本发明的液晶组成物或本发明的液晶显示元件分别简称为“组成物”或“元件”。液晶显示元件是液晶显示面板以及液晶显示模组的总称。“液晶性化合物”意指具有向列相、层列相等液晶相的化合物、或者虽不具有液晶相但用作组成物的成分的化合物。该有用的化合物例如具有如1，4-亚环己基或1，4-亚苯基之类的六员环，该六员环的分子结构为棒状(rod like)。有时将光学活性化合物添加于组成物中。该化合物虽然为液晶性化合物，但此处分类为添加物。有时将选自式(1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物简称为“化合物(1-1)”。“化合物(1-1)”意指由式(1-1)所表示的一种化合物或者大于等于两种的化合物。对由其他式所表示的化合物亦同样。“任意”表示不仅位置任意，并且个数亦任意，但不包括个数为0的情况。
有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。“电阻率大”意指组成物在初始阶段不仅于室温下而且于接近向列相的上限温度的温度下亦具有较大电阻率，并且长时间使用后不仅于室温下而且于接近向列相的上限温度的温度下亦具有较大的电阻率。“电压保持率大”意指元件在初始阶段不仅于室温下而且于接近向列相的上限温度的温度下亦具有较大电压保持率，并且长时间使用后不仅于室温下且于接近向列相的上限温度的温度下亦具有较大电压保持率。对光学异向性等特性进行说明时，使用利用实验例中记载的测定方法而获得的值。第一成分是一种化合物或者大于等于两种的化合物。“第一成分的比例”意指基于液晶组成物的总重量的第一成分的重量百分率(wt％)。第二成分的比例等亦同样。组成物中所混合的添加物的比例意指基于液晶组成物的总重量的重量百分率(wt％)或重量百万分率(ppm)。
于成分化合物的化学式中，将R1的符号用于多种化合物。该些化合物中的任意两个R1的含义可相同或不同。例如，有化合物(1-1)的R1为乙基，且化合物(1-2)的R1为乙基的情况。亦有化合物(1-1)的R1为乙基，而化合物(1-2)R1为丙基的情况。该规则亦适用于R2、Y1等。化学式的“CL”表示氯。
本发明包括下述的项。
1.一种液晶组成物，其含有作为第一成分的选自式(1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物，以及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物，并且该液晶组成物具有向列相。
Figure BDA0000081506360000071
此处，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基；环A、环B、以及环C独立为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；Z1、Z2、Z3、以及Z4独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基；Z5以及Z6独立为单键、亚乙基、或羰氧基；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基；m为0、1、或2。此处式(1-1)中，Z1以及Z2的任意至少一个为二氟亚甲氧基。
2.如第1项所述的液晶组成物，其中第一成分是选自式(1-1-1)以及式(1-1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3-1)以及式(1-3-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
此处，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基。
3.如第2项所述的液晶组成物，其中第一成分是选自式(1-1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3-1)以及式(1-3-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
4.如第1项至第3项中任一项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)～式(2-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
Figure BDA0000081506360000091
此处，R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基。
5.如第4项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
6.如第4项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
7.如第4项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
8.如第4项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
9.如第4项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(2-4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
10.如第1项至第9项中任一项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第一成分的比例为5wt％～65wt％的范围，并且第二成分的比例为35wt％～85wt％的范围。
11.如第1项至第10项中任一项所述的液晶组成物，其中还含有作为第三成分的选自式(3)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
Figure BDA0000081506360000101
此处，R4为碳数1～12的烷基、或碳数2～12的烯基；环D独立为1，4-亚环己基、1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶；Z7独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基；X1以及W2独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基；n为1或2。此处，于n为2且Z7均为单键时，至少一个环D为1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶；于n为2且至少一个Z7不为单键时，至少一个环D为1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，6-二氟-1，4-亚苯基。
12.如第11项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-1)～式(3-12)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
Figure BDA0000081506360000111
此处，R4为碳数1～12的烷基、或碳数2～12的烯基。
13.如第12项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-9)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
14.如第12项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
15.如第12项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
16.如第12项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-5)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
17.如第12项所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-9)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
18.如第11项至第17项中任一项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第三成分的比例为5wt％～40wt％的范围。
19.如第1项至第18项中任一项所述的液晶组成物，其中向列相的上限温度为大于等于70℃，波长589nm的光学异向性(25℃)为大于等于0.08，并且频率为1kHz的介电常数异向性(25℃)为大于等于2。
20.一种液晶显示元件，其含有如第1项至第19项中任一项所述的液晶组成物。
21.如第20项所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为TN模式、OCB模式、IPS模式、或PSA模式，液晶显示元件的驱动方式为主动矩阵方式。
本发明亦包含以下各项。1)还含有光学活性化合物的上述组成物，2)还含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、消泡剂等添加物的上述组成物，3)含有上述组成物的AM元件，4)含有上述组成物，并且具有TN、ECB、OCB、IPS、或PSA模式的元件，5)含有上述组成物的透射型元件，6)将上述组成物制成具有向列相的组成物而使用，7)藉由向上述组成物中添加光学活性化合物而制成光学活性组成物而使用。
按照以下顺序对本发明的组成物进行说明。第一，对组成物中的成分化合物的构成进行说明。第二，对成分化合物的主要特性、以及该化合物对组成物产生的主要效果进行说明。第三，对组成物中的成分组合、成分化合物的较好比例以及其依据进行说明。第四，对成分化合物的较好形态进行说明。第五，示出成分化合物的具体例。第六，对可混合于组成物中的添加物进行说明。第七，对成分化合物的合成法进行说明。最后，对组成物的用途进行说明。
第一，对组成物中的成分化合物的构成进行说明。本发明的组成物分类为组成物A与组成物B。组成物A可还含有其他液晶性化合物、添加物、杂质等。“其他液晶性化合物”是指与化合物(1-1)～化合物(1-3)、化合物(2)、以及化合物(3)不同的液晶性化合物。此种化合物是为了进一步调整特性而混合于组成物中的。其他液晶性化合物中，自对热或紫外线的稳定性的观点考虑，较好的是氰基化合物较少。氰基化合物的更好比例为0wt％。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、可聚合的化合物、聚合起始剂等。杂质是于成分化合物的合成等步骤中混入的化合物等。该化合物虽然为液晶性化合物，但此处分类为杂质。
组成物B实质上仅由选自化合物(1-1)～化合物(1-3)、化合物(2)、以及化合物(3)中的化合物构成。“实质上”意指除添加物以及杂质外，组成物不含有与该些化合物不同的液晶性化合物。组成物B与组成物A相比较，成分数少。自降低成本的观点考虑，组成物B优于组成物A。自可藉由混合其他液晶性化合物而进一步调整物性的观点考虑，组成物A优于组成物B。
第二，对成分化合物的主要特性、以及该化合物对组成物的特性产生的主要效果进行说明。根据本发明的效果，将成分化合物的主要特性汇总于表2中。于表2的符号中，L表示大或高，M表示中等程度，S表示小或低。符号L、M、S是基于成分化合物间的定性比较的分类，0(zero)表示值大致为零。
表2.化合物的特性
  化合物   (1-1)～(1-3)   (2)   (3)
  上限温度   M   S～L   S～M
  黏度   M～L   S～L   M～L
  光学异向性   M～L   S～L   M～L
  介电常数异向性   L   0   S～L
  电阻率   L   L   L
将成分化合物混合于组成物中时，成分化合物对组成物的特性产生的主要效果如下所示。化合物(1-1)～化合物(1-3)是提高上限温度，并且提高光学异向性，并且提高介电常数异向性。化合物(2)是提高上限温度，或降低粘度。化合物(3)是降低下限温度，并且提高介电常数异向性。
第三，对组成物中的成分组合、成分化合物的较好比例以及其依据进行说明。组成物中的成分组合为第一成分+第二成分、以及第一成分+第二成分+第三成分。
为了提高光学异向性、以及提高介电常数异向性，第一成分的较好比例为大于等于5wt％，为了降低下限温度，第一成分的较好比例为小于等于65wt％。第一成分的更好比例为5wt％～40wt％的范围。第一成分的特别好的比例为5wt％～30wt％的范围。
为了提高上限温度、或降低粘度，第二成分的较好比例为大于等于35wt％，为了提高介电常数异向性，第二成分的较好比例为小于等于85wt％。第二成分的更好比例为40wt％～80wt％的范围。第二成分的特别好的比例为45wt％～80wt％的范围。
第三成分适用于制备具有特别大的介电常数异向性的组成物。该成分的较好比例为5wt％～40wt％的范围。第三成分的更好比例为5wt％～30wt％的范围。第三成分的特别好的比例为5wt％～20wt％的范围。
第四，对成分化合物的较好形态进行说明。R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基。为了提高对紫外线或热的稳定性等，较好的R1为碳数1～12的烷基。R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基。为了降低下限温度、或者降低粘度，较好的R2为碳数2～12的烯基。为了提高对紫外线或热的稳定性等，较好的R3为碳数1～12的烷基。R4为碳数1～12的烷基、或碳数2～12的烯基。为了提高对紫外线或热的稳定性等，较好的R4为碳数1～12的烷基。
较好的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基。为了降低粘度，更好的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
较好的烷氧基为甲氧基、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，更好的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
较好的烯基为乙烯基、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，更好的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。该些烯基的-CH＝CH-的较好立体构型(configuration)依赖于双键的位置。自为了降低粘度等方面考虑，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较好的是反式构型。2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基之类的烯基中较好的是顺式构型。该些烯基中，直链烯基优于支链烯基。
任意氢被氟取代的烯基的较好例子为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，更好的例子为2，2-二氟乙烯基、或4，4-二氟-3-丁烯基。
环A、环B以及环C独立为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，m为2时的两个环C可相同亦可不同。于2-氟-1，4-亚苯基时，可为两者的任意朝向。为了降低粘度，较好的环A、环B或环C为1，4-亚环己基，为了提高光学异向性，较好的环A、环B或环C为1，4-亚苯基。环D为1，4-亚环己基、1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶，n为2或3时的任意两个环D可相同亦可不同；于n为2且Z7均为单键时，至少一个环D为1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶；于n为2且至少一个Z7不为单键时，至少一个环D为1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，6-二氟-1，4-亚苯基。环D为1，3-二恶烷-2，5-二基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶时，可分别为两者的任意朝向。为了提高光学异向性，较好的环D为1，4-亚苯基。
Z1、Z2以及Z7独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基，于式(3)中，n为2时的两个Z7可相同亦可不同。并且，式(1-1)的Z1以及Z2的至少一个为二氟亚甲氧基。为了提高介电常数异向性，较好的Z1、Z2或Z7为二氟亚甲氧基。Z5以及Z6独立为单键、亚乙基、或羰氧基，m为2时的两个Z6可相同亦可不同。为了降低粘度，较好的Z5或Z6为单键。
X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟。为了提高介电常数异向性，较好的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、或X8为氟，为了提高上限温度，较好的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、或X8为氢。
Y1为氟、氯、或三氟甲氧基。为了降低下限温度，较好的Y1为氟。
m为0、1、或2。为了降低粘度，较好的m为0，为了提高上限温度，较好的m为2。
n为1、2、或3。为了降低下限温度，较好的n为1，为了提高上限温度，较好的n为3。
第五，示出成分化合物的具体例。于下述较好的化合物中，R5为具有碳数1～12的直链烷基。R6为具有碳数1～12的直链烷基或者具有碳数1～12的直链烷氧基。R7以及R8独立为具有碳数1～12的直链烷基或者具有碳数2～12的直链烯基。为了提高上限温度，该些化合物中与1，4-亚环己基有关的立体构型是反式优于顺式。
较好的化合物(1-1)～化合物(1-3)为化合物(1-1-1-1)～化合物(1-1-1-2)、化合物(1-1-2-1)～化合物(1-1-2-4)、化合物(1-2)、化合物(1-3-1-1)～化合物(1-3-1-2)、以及化合物(1-3-2-1)～化合物(1-3-2-2)。更好的化合物(1-1)～化合物(1-3)为化合物(1-1-1-2)、化合物(1-1-2-2)、化合物(1-1-2-4)、化合物(1-2-1)、化合物(1-3-1-2)、以及化合物(1-3-2-2)。特别好的化合物(1-1)～化合物(1-3)为化合物(1-1-1-2)、化合物(1-1-2-4)、化合物(1-2-1)、化合物(1-3-1-1)。较好的化合物(2)为化合物(2-1-1)～化合物(2-10-1)。更好的化合物(2)为化合物(2-1-1)、化合物(2-3-1)、化合物(2-4-1)、化合物(2-6-1)、以及化合物(2-10-1)。特别好的化合物(2)为化合物(2-1-1)、化合物(2-4-1)、以及化合物(2-6-1)。较好的化合物(3)为化合物(3-1-1)～化合物(3-12-1)、以及化合物(3-13)～(3-17)。更好的化合物(3)为化合物(3-1-1)、化合物(3-5-1)、化合物(3-8-1)、化合物(3-9-1)、以及化合物(3-11-1)。特别好的化合物(3)为化合物(3-5-1)、化合物(3-9-1)、以及(3-11-1)。
Figure BDA0000081506360000181
Figure BDA0000081506360000191
Figure BDA0000081506360000201
Figure BDA0000081506360000211
Figure BDA0000081506360000221
第六，对可混合于组成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、色素、消泡剂、可聚合的化合物、聚合起始剂等。为了诱发液晶的螺旋结构来赋予扭转角(angle of twist)，而将光学活性化合物混合于组成物中。此种化合物的例子为化合物(4-1)～化合物(4-4)。光学活性化合物的较好比例为小于等于5wt％。光学活性化合物的更好比例为0.01wt％～2wt％的范围。
Figure BDA0000081506360000231
为了防止由于在大气中加热而导致的电阻率下降，或者为了使元件在长时间使用后，不仅于室温下而且于接近向列相的上限温度的温度下亦维持较大的电压保持率，而将抗氧化剂混合于组成物中。
Figure BDA0000081506360000232
抗氧化剂的较好例子是n为1～9的整数的化合物(5)等。于化合物(5)中，较好的n为1、3、5、7、或9。更好的n为1或7。n为1的化合物(5)由于挥发性大，故对于防止由于在大气中加热而导致的电阻率下降而言较为有效。n为7的化合物(5)由于挥发性小，故对于使元件在长时间使用后，不仅于室温下而且于接近向列相的上限温度的温度下亦维持较大的电压保持率而言较为有效。为了获得抗氧化剂的效果，抗氧化剂的较好比例为大于等于50ppm，为了不降低上限温度、或者不提高下限温度，抗氧化剂的较好比例为小于等于600ppm。抗氧化剂的更好比例为100ppm～300ppm的范围。
紫外线吸收剂的较好例子为二苯甲酮(benzophenone)衍生物、苯甲酸酯(benzoate)衍生物、三唑(triazole)衍生物等。具有位阻(steric hindrance)的胺之类的光稳定剂亦较好。为了获得紫外线吸收剂的效果，该些吸收剂或稳定剂的较好比例为大于等于50ppm，为了不降低上限温度、或者不提高下限温度，该些吸收剂或稳定剂的较好比例为小于等于10000ppm。该些吸收剂或稳定剂的更好比例为100ppm～10000ppm的范围。
为了使组成物适合于宾主(guest host，GH)模式的元件，而将如偶氮(azo)系色素、蒽醌(anthraquinone)系色素等二色性色素(dichroic dye)混合于组成物中。色素的较好比例为0.01wt％～10wt％的范围。为了防止起泡，将二甲基硅油(dimethyl silicone oil)、甲基苯基硅油等消泡剂混合于组成物中。为了获得消泡剂的效果，消泡剂的较好比例为大于等于1ppm，为了防止显示不良，消泡剂的较好比例为小于等于1000ppm。消泡剂的更好比例为1ppm～500ppm的范围。
为了使组成物适合于聚合物稳定配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件，而将可聚合的化合物混合于组成物中。可聚合的化合物的较好例子为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(环氧乙烷、环氧丙烷)、乙烯基酮等具有可聚合基团的化合物。特别好的例子为丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯的衍生物。为了获得可聚合的化合物的效果，可聚合的化合物的较好比例为大于等于0.05wt％，为了防止显示不良，可聚合的化合物的较好比例为小于等于10wt％。可聚合的化合物的更好比例为0.1wt％～2wt％的范围。可聚合的化合物较好的是于光聚合起始剂等适当起始剂存在下藉由紫外线(ultraviolet，UV)照射等进行聚合。用以聚合的适当条件、起始剂的适当类型、以及适当量已为本领域技术人员所知，且记载于文献中。例如，作为光聚合起始剂的Irgacure 651(注册商标)、Irgacure184(注册商标)、或Darocure 1173(注册商标)(汽巴日本(Ciba Japan)K.K.)适合于自由基聚合。可聚合的化合物较好的是于0.1wt％～5wt％的范围内包含光聚合起始剂。特别好的是于1wt％～3wt％的范围内包含光聚合起始剂。
第七，对成分化合物的合成法进行说明。该些化合物可利用已知方法来合成。对合成法进行例示。化合物(1-1-1-2)、以及化合物(3-11-1)是利用日本专利特开平10-251186号公报中记载的方法来合成。化合物(2-1-1)以及化合物(2-4-1)是利用日本专利特公平4-30382号公报中记载的方法来合成。化合物(3-5-1)以及化合物(3-8-1)是利用日本专利特开平2-233626号公报中记载的方法来合成。抗氧化剂有市售。式(5)的n为1的化合物可自Aldrich(西格玛艾尔迪希公司(Sigma-Aldrich Corporation))获取。n为7的化合物(5)等是利用美国专利3660505号说明书中记载的方法来合成。
未记载合成法的化合物可利用有机合成(Organic Syntheses，约翰威立国际出版公司(John Wiley & Sons，Inc))、有机反应(Organic Reactions，JohnWiley & Sons，Inc)、有机合成大全(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、新实验化学讲座(丸善)等书籍中记载的方法来合成。组成物利用公知方法，由以上述方式所获得的化合物而制备。例如，将成分化合物混合，然后藉由加热而使其等互相溶解。
最后，对组成物的用途进行说明。大部分的组成物具有小于等于-10℃的下限温度、大于等于70℃的上限温度，并且具有0.07～0.20范围的光学异向性。含有该组成物的元件具有较大的电压保持率。该组成物适用于AM元件。该组成物特别适用于透射型AM元件。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，而制备具有0.08～0.25范围的光学异向性的组成物，进而制备具有0.10～0.30范围的光学异向性的组成物。该组成物可制成具有向列相的组成物而使用，且可藉由添加光学活性化合物而制成光学活性组成物而使用。
该组成物可用于AM元件。而且亦可用于PM元件。该组成物可用于具有PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSA等模式的AM元件以及PM元件。特别好的是用于具有TN、OCB或IPS模式的AM元件。该些元件可为反射型、透射型或半透射型。较好的是用于透射型元件。亦可用于非晶硅-TFT元件或者多晶硅-TFT元件。该组成物亦可用于经微胶囊化(microcapsule)而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件、或于组成物中形成立体网状高分子的聚合物分散(polymerdispersed，PD)型元件。
实验例
为了评价组成物以及组成物中所含有的化合物的特性，以组成物以及该化合物为测定目标物。测定目标物为组成物时直接作为试样进行测定，并记载所获得的值。试样为化合物时，藉由将该化合物(15wt％)混合于母液晶(85wt％)中而制备测定用试样。由藉由测定而获得的值，利用外推法(extrapolation)来算出化合物的特性值。(外推值)＝{(测定用试样的测定值)-0.85×(母液晶的测定值))/0.15。层列相(或结晶)以该比例于25℃下析出时，将化合物与母液晶的比例依序变更为10wt％：90wt％、5wt％：95wt％、1wt％：99wt％。利用该外推法，求出与化合物有关的上限温度、光学异向性、粘度以及介电常数异向性的值。
母液晶的成分如下所述。各成分的比例为重量百分比。
Figure BDA0000081506360000271
特性值的测定是依据下述方法。该些方法多为日本电子机械工业会标准(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ·ED-2521A中记载的方法、或者将其加以修改的方法。
向列相的上限温度(NI：℃)：于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板(hot plate)上放置试样，以1℃/分钟的速度进行加热。测定试样的一部分由向列相变化成等向性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
向列相的下限温度(TC：℃)：将具有向列相的试样放入至玻璃瓶中，于0℃、-10℃、-20℃、-30℃、以及-40℃的冷冻器(freezer)中保管10天后，观察液晶相。例如，当试样于-20℃下为向列相的状态，而于-30℃下变化成结晶或层列相时，将TC记载为≤-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
粘度(体积粘度(bulk viscosity)：η，于20℃下测定，mPa·s)：测定是使用E型旋转粘度计。
粘度(旋转粘度：γ1，于25℃下测定，mPa·s)：测定是依据M.Imai等人，分子晶体和液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)，Vol.259，37(1995)中记载的方法。向扭转角为0°且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的元件中加入试样。于16V～19.5V的范围内每隔0.5V对TN元件阶段性地施加电压。在0.2秒的不施加后，以仅一个矩形波(矩形脉冲，02秒)与不施加(2秒)的条件反复施加。测定藉由该施加而产生的暂态电流(transientcurrent)的波峰电流(peak current)与波峰时间(peak time)。根据该些测定值与M.Imai等人的论文中的第40页的计算式(8)而获得旋转粘度的值。该计算所必需的介电常数异向性的值是使用测定该旋转粘度的元件，且利用以下所记载的方法而求出。
光学异向性(折射率异向性：Δn，于25℃下测定)：测定是使用波长为589nm的光，利用在目镜上安装有偏光板的阿贝折射计(Abbe refractometer)来进行。将主棱镜(prism)的表面朝一个方向摩擦后，将试样滴加至主棱镜上。折射率n//是于偏光方向与摩擦方向平行时进行测定。折射率n⊥是于偏光方向与摩擦方向垂直时进行测定。光学异向性的值是根据Δn＝n//-n⊥的式子计算出。
介电常数异向性(Δε，于25℃下测定)：向两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm且扭转角为80度的TN元件中加入试样。对该元件施加正弦波(10V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε//)。对该元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。介电常数异向性的值是根据Δε＝ε//-ε⊥的式子计算出。
临界电压(Vth，于25℃下测定，V)：测定是使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯(halogen lamp)。向两片玻璃基板的间隔(单元间隙)约为0.45/Δn(μm)且扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中加入试样。对该元件施加的电压(32Hz，矩形波)是每隔0.02V自0V阶段性地增加至10V。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透射过元件的光量。制成该光量达到最大时透射率为100％，且该光量达到最小时透射率为0％的电压-透射率曲线。临界电压是透射率达到90％时的电压。
电压保持率(VHR-1，25℃，％)：测定时所使用的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，并且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。该元件于加入试样后，利用以紫外线聚合的粘着剂进行密封。对该TN元件施加脉冲电压(5V，60微秒)进行充电。利用高速电压计以16.7毫秒的间隔测定衰减的电压，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。电压保持率为面积A相对于面积B的百分率。
电压保持率(VHR-2，80℃，％)：测定时所使用的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，并且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm。该元件于加入试样后，利用以紫外线聚合的粘着剂进行密封。对该TN元件施加脉冲电压(5V，60微秒)进行充电。利用高速电压计以16.7毫秒的间隔测定衰减的电压，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。电压保持率为面积A相对于面积B的百分率。
电压保持率(VHR-3，25℃，％)：照射紫外线后，测定电压保持率，并评价对紫外线的稳定性。具有较大VHR-3的组成物对紫外线具有较大的稳定性。测定时所使用的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，并且单元间隙为5μm。于该元件中注入试样，照射20分钟的光。光源为超高压水银灯USH-500D(优志旺(Ushio)电机制造)，元件与光源的间隔为20cm。VHR-3的测定时以16.7毫秒的间隔测定衰减的电压。VHR-3较好的是大于等于90％，更好的是大于等于95％。
电压保持率(VHR-4，25℃，％)：将注入有试样的TN元件于80℃的恒温槽内加热500小时后，测定电压保持率，并评价对热的稳定性。具有较大VHR-4的组成物对热具有较大的稳定性。VHR-4的测定时以16.7毫秒的间隔测定衰减的电压。
响应时间(τ，于25℃下测定，ms)：测定是使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。向两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5.0μm且扭转角为80度的常自模式(normally white mode)的TN元件中加入试样。对该元件施加矩形波(60Hz，5V，0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，测定透射过元件的光量。该光量达到最大时透射率为100％，该光量达到最小时透射率为0％。上升时间(τr：rise time，毫秒)为透射率自90％变化为10％所需的时间。下降时间(τf：fall time，毫秒)为透射率自10％变化为90％所需的时间。响应时间为以上述方式求出的上升时间与下降时间的和。
电阻率(ρ，于25℃下测定，Ωcm)：向具备电极的容器中注入1.0mL的试样。对该容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。电阻率是利用以下式子算出。(电阻率)＝{(电压)×(容器的电容)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。
气相色谱分析：测定是使用岛津制作所制造的GC-14B型气相色谱仪(gaschromatography)。载气(carrier gas)为氦气(2mL/min)。将试样气化室设定为280℃，将检测器(火焰离子侦测器，flame ionization detector，FID)设定为300℃。成分化合物的分离是使用安捷伦科技公司(AgilentTechnologies Inc.)制造的毛细管柱(capillary column)DB-1(长度为30m，内径为0.32mm，膜厚为0.25μm；固定液相为二甲基聚硅氧烷；无极性)。该管柱于200℃下保持2分钟后，以5℃/min的比例升温至280℃。试样制备成丙酮溶液(0.1wt％)后，将1μL的丙酮溶液注入至试样气化室中。记录器为岛津制作所制造的C-R5A型色谱数据处理机(Chromatopac)、或其同等品。所获得的气相色谱图(gas chromatogram)表示与成分化合物相对应的波峰的保持时间以及波峰的面积。
用以稀释试样的溶剂可使用氯仿、己烷等。为了分离成分化合物，可使用如下毛细管柱。Agilent Technologies Inc.制造的HP-1(长度为30m，内径为0.32mm，膜厚为0.25μm)、雷斯德公司(Restek Corporation)制造的Rtx-1(长度为30m，内径为032mm，膜厚为0.25μm)、SGE国际有限公司(SGEInternational Pty.Ltd)制造的BP-1(长度为30m，内径为0.32mm，膜厚为0.25μm)。为了防止化合物波峰重叠，可使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M50-025(长度为50m，内径为0.25mm，膜厚为0.25μm)。
组成物中所含有的液晶性化合物的比例可利用如下方法算出。液晶性化合物可藉由气相色谱仪进行检测。气相色谱图中波峰的面积比相当于液晶性化合物的比例(摩尔数)。使用以上所记载的毛细管柱时，可将各个液晶性化合物的校正系数视为1。因此，液晶性化合物的比例(wt％)是根据波峰的面积比算出。
利用实验例来详细地说明本发明。本发明并不受下述实验例限定。比较例以及实验例中的化合物根据下述表3的定义而用符号来表示。于表3中，与1，4-亚环己基相关联的立体构型为反式。于实验例中符号后的括弧内的编号对应于化合物的编号。(-)符号意指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组成物的总重量的重量百分率(wt％)，除此的外液晶组成物中包含杂质。最后，汇总组成物的特性值。
表3使用符号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R’
Figure BDA0000081506360000321
[比较例1]
自日本专利公开2008-255201号公报中所揭示的组成物中选择实验例6。依据是因为该组成物含有化合物(1-2)，并且NI点最高。该组成物的成分以及特性如下所述。
Figure BDA0000081506360000331
NI＝85.7℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.101；Δε＝4.2；Vth＝2.04V；γ1＝53mPa·s；τ＝7.2ms；VHR-1＝99.0％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％.
[比较例2]
自国际公开2008-102641手册中所揭示的组成物中选择实验例9。依据是因为该组成物含有大量化合物(1-1-1-2)，并含有化合物(1-2)。该组成物的成分以及特性如下所述。
Figure BDA0000081506360000332
Figure BDA0000081506360000341
NI＝81.3℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.122；Δε＝2.8；Vth＝2.45V；γ1＝48.3mPa·s；τ＝6.6ms；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.1％；VHR-3＝98.1％
[实验例1]
实验例1的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000342
Figure BDA0000081506360000351
NI＝102.6℃；Tc≤-40℃；Δn＝0.102；Δε＝6.2；Vth＝1.81V；η＝17.0mPa·s；γ1＝97mPa·s；τ＝13.6ms；VHR-1＝99.0％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.2％
[实验例2]
实验例2的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000352
Figure BDA0000081506360000361
NI＝91.6℃；Tc≤-30℃；Δn＝0.1110；Δε＝5.4；Vth＝1.81V；η＝14.6mPa·s；γ1＝71mPa·s；τ＝9.8ms；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％
[实验例3]
实验例3的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000362
NI＝91.0℃；Tc≤-40℃；Δn＝0.107；Δε＝4.7；Vth＝2.03V；η＝12.5mPa·s；γ1＝65mPa·s；τ＝10.6ms；VHR-1＝99.0％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％
[实验例4]
实验例4的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000371
NI＝91.0℃；Tc≤-20℃；Δn＝0.105；Δε＝6.1；Vth＝1.80V；η＝12.5mPa·s；γ1＝77mPa·s；τ＝12.5ms；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％
[实验例5]
实验例5的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000372
Figure BDA0000081506360000381
NI＝102.8℃；Tc≤-40℃；Δn＝0.099；Δε＝6.7；Vth＝1.60V；η＝15.2mPa·sγ1＝98mPa·s；τ＝15.4ms；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％
[实验例6]
实验例6的组成物与比较例1、2的各组成物相比较，具有较高的NI点。
Figure BDA0000081506360000382
NI＝105.6℃；Tc≤-40℃；Δn＝0.130；Δε＝7.1；Vth＝1.93V；η＝24.1mPa·s；γ1＝142mPa·s；τ＝11.45ms；VHR-1＝99.1％；VHR-2＝98.2％；VHR-3＝98.1％
产业上的可利用性
本发明的液晶组成物在满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、适当的光学异向性、负介电常数异向性大、电阻率大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高等特性中至少一种特性，或者至少两种特性具有适当的平衡。含有此种组成物的液晶显示元件可制成具有较短响应时间、较大电压保持率、较大对比度、较长寿命等的AM元件，故可用于液晶投影仪、液晶电视机等中。

Claims (21)

1.一种液晶组成物，其含有作为第一成分的选自式(1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物，以及作为第二成分的选自式(2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物，并且该液晶组成物具有向列相：
Figure FDA0000081506350000011
此处，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基；环A、环B、以及环C独立为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；Z1、Z2、Z3、以及Z4独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基；Z5以及Z6独立为单键、亚乙基、或羰氧基；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基；m为0、1、或2；此处式(1-1)中，Z1以及Z2的任意至少一个为二氟亚甲氧基。
2.如权利要求1所述的液晶组成物，其中第一成分是选自式(1-1-1)以及式(1-1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3-1)以及式(1-3-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物：
Figure FDA0000081506350000021
此处，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、以及X8独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基。
3.如权利要求2所述的液晶组成物，其中第一成分是选自式(1-1-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(1-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(1-3-1)以及式(1-3-2)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)～式(2-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物：
Figure FDA0000081506350000031
此处，R2以及R3独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或任意氢被氟取代的碳数2～12的烯基。
5.如权利要求4所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
6.如权利要求4所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
7.如权利要求4所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
8.如权利要求4所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
9.如权利要求4所述的液晶组成物，其中第二成分是选自式(2-1)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、选自式(2-4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(2-6)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
10.如权利要求1至9中任一项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第一成分的比例为5wt％～65wt％的范围，并且第二成分的比例为35wt％～85wt％的范围。
11.如权利要求1至10中任一项所述的液晶组成物，其中还含有作为第三成分的选自式(3)所表示的化合物组群中的至少一种化合物：
Figure FDA0000081506350000051
此处，R4为碳数1～12的烷基、或碳数2～12的烯基；环D独立为1，4-亚环己基、1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶；Z7独立为单键、亚乙基、羰氧基、或二氟亚甲氧基；X1以及X2独立为氢或氟；Y1为氟、氯、或三氟甲氧基；n为1或2；此处，于n为2且Z7均为单键时，至少一个环D为1，3-二恶烷-2，5-二基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、或2，5-嘧啶；于n为2且至少一个Z7不为单键时，至少一个环D为1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，6-二氟-1，4-亚苯基。
12.如权利要求11所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-1)～式(3-12)所表示的化合物组群中的至少一种化合物：
Figure FDA0000081506350000061
此处，R4为碳数1～12的烷基、或碳数2～12的烯基。
13.如权利要求12所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-9)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
14.如权利要求12所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-10)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
15.如权利要求12所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物。
16.如权利要求12所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-5)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
17.如权利要求12所述的液晶组成物，其中第三成分是选自式(3-9)所表示的化合物组群中的至少一种化合物、以及选自式(3-11)所表示的化合物组群中的至少一种化合物的混合物。
18.如权利要求11至17中任一项所述的液晶组成物，其中基于液晶组成物的总重量，第三成分的比例为5wt％～40wt％的范围。
19.如权利要求1至18中任一项所述的液晶组成物，其中向列相的上限温度为大于等于70℃，波长589nm的光学异向性(25℃)为大于等于0.08，并且频率为1kHz的介电常数异向性(25℃)为大于等于2。
20.一种液晶显示元件，其含有如权利要求1至19中任一项所述的液晶组成物。
21.如权利要求20所述的液晶显示元件，其中液晶显示元件的运作模式为TN模式、OCB模式、IPS模式、或PSA模式，液晶显示元件的驱动方式为主动矩阵方式。
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