TWI461515B

TWI461515B - 液晶組成物以及液晶顯示元件

Info

Publication number: TWI461515B
Application number: TW098137924A
Authority: TW
Inventors: Shigeru Kibe; Masayuki Saito
Original assignee: Jnc Corp; Jnc Petrochemical Corp
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2014-11-21
Also published as: US20110233467A1; KR20110093845A; US8337963B2; EP2357218A1; TW201026824A; EP2357218B1; KR101632767B1; CN102239232A; JPWO2010067661A1; CN104861989A; JP5569395B2; WO2010067661A1; EP2357218A4

Description

液晶組成物以及液晶顯示元件

本發明是關於一種主要適於主動矩陣(AM)元件等的液晶組成物及含有其的AM元件等，特別是關於一種介電各向異性為正的液晶組成物，以及含有其的扭轉向列(TN)、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)、平面切換(in-plane switching，IPS)或聚合物保持配向(polymer sustained alignment，PSA)模式的元件等。

液晶顯示元件依液晶動作模式而分類為相變(PC)模式、扭轉向列(TN)模式、超扭轉向列(STN)模式、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)模式、光學補償彎曲模式、平面切換模式、垂直配向(VA)模式及聚合物保持配向模式等。依元件驅動方式分類為被動矩陣(PM)式與主動矩陣(AM)式。PM分類為靜態式(static)與多工式(multiplex)等，AM分類為薄膜電晶體(TFT)、金屬-絕緣體-金屬(MIM)等。TFT分類為非晶矽型與多晶矽型。後者依製程分類為高溫型與低溫型。依光源分類為利用自然光的反射型、利用背光的透射型，以及利用自然光與背光兩者的半透射型。

該些元件含有具適當特性的液晶組成物，其具有向列相。為獲得具良好的一般特性的AM元件，須提高組成物的一般特性，兩者的關係匯總於下表1。組成物的一般特性並依市售AM元件進一步說明。向列相溫度範圍與元件的可使用溫度範圍有關。向列上限溫度較佳70℃以上，下限溫度較佳-10℃以下。組成物的黏度與元件的響應時間有關。為使元件顯示動態圖像，響應時間短者為佳。因此，組成物以黏度小者為佳，低溫下的黏度小者更佳。

組成物的光學各向異性(Δn )與元件的對比度有關，其與元件的胞間隙(cell gap)(d)的乘積(Δn ×d)之設計是使對比度達到最高。適當的乘積值依動作模式的種類而定；對TN等模式的元件，適當的值約0.45μm。該情形下對胞間隙小的元件，光學各向異性大的組成物較佳。組成物具有大介電各向異性可使元件有低臨界電壓、低消耗電力及高對比度。因此，介電常數各向異性大者較佳。組成物具有大電阻率可使元件有大電壓保持率及高對比度。因此，較佳的是在初期階段不僅於室溫下且高溫下亦具大電阻率的組成物，且較佳的是長時間使用後不僅於室溫下且高溫下亦具大電阻率的組成物。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，元件的壽命長。此種特性有利於液晶投影器、液晶電視等所使用的AM元件。

TN模式AM元件使用介電各向異性為正的組成物。另VA模式AM元件使用具負值介電各向異性的組成物，IPS模式AM元件使用具正或負值介電各向異性者，PSA模式AM元件使用具正或負值的介電各向異性者。以下專利文獻揭示具正值介電各向異性的液晶組成物的例子。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開平10-251186號公報

理想的AM元件有以下等特性：可使用溫度範圍廣、響應時間短、對比度高、臨界電壓低、電壓保持率大、壽命長。理想的是即便僅短1毫秒也好的響應時間。因此，組成物的理想特性為：向列相上限溫度高、下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電各向異性大、電阻率大、對紫外線穩定性高、對熱的穩定性高等。

本發明目的之一是在下述特性中充分具備至少一者的液晶組成物：向列相上限溫度高、向列相下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電各向異性大、電阻率大、對紫外線穩定性高、對熱的穩定性高等。本發明另一目的是在至少上述兩個特性間有適當平衡的液晶組成物。本發明又一目的是含有此組成物的液晶顯示元件。本發明再一目的是具有大的光學各向異性、大的介電各向異性、對紫外線的高穩定性等的組成物，以及具有短響應時間、大電壓保持率、高對比度、長壽命等的AM元件。

本發明是一液晶組成物及含有其的液晶顯示元件，此液晶組成物含有選自式(1)所表化合物族群的至少一種化合物作第一成分、選自式(2)所表化合物族群的至少一種化合物作第二成分，及選自式(3)所表化合物族群的至少一種化合物作第三成分，且具有向列相：

其中，R¹ 及R² 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基；環E、環F、環G及環H獨立為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；Z¹ 、Z² 及Z³ 獨立為單鍵、伸乙基或羰氧基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。

[發明之效果]

本發明的優點是液晶組成物在下述特性中充分具備至少一者：向列相上限溫度高、向列相下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電各向異性大、電阻率大、對紫外線穩定性高、對熱的穩定性高等。本發明一方面是在至少上述兩個特性間有適當平衡的液晶組成物。本發明另一方面是含有此種組成物的液晶顯示元件。本發明其他方面是具有大的光學各向異性、大的介電各向異性、對紫外線的高穩定性等的組成物，以及具有短響應時間、大電壓保持率、高對比度、長壽命等的AM元件。

本說明書中用語的使用方法如下。有時將本發明的液晶組成物或液晶顯示元件分別簡稱為「組成物」或「元件」。液晶顯示元件是液晶顯示面板與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，或者雖不具液晶相但可用作組成物的成分的化合物，此種化合物例如具有1,4-伸環己基或1,4-伸苯基等六員環，其分子結構為棒狀。有時將光學活性化合物或可聚合化合物添入組成物，其即便是液晶性化合物，此處亦歸類為添加物。有時將選自式(1)所表化合物族群的至少一種化合物簡稱為「化合物(1)」。「化合物(1)」表示式(1)所表示的一種或兩種以上的化合物。以其他式所表示的化合物亦同。「任意的」表示不僅位置為任意且個數亦為任意，但不包括個數為0的情況。

有時將向列相上限溫度簡稱為「上限溫度」，向列相下限溫度簡稱為「下限溫度」。「電阻率大」是指組成物在初期階段不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦具有大電阻率，且長時間使用後不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦具有大電阻率。「電壓保持率大」指元件在初期階段不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦具有大電壓保持率，且長時間使用後不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦具有大電壓保持率。在說明光學各向異性等特性時，是使用實例所述測定方法所得的值。第一成分為一或兩種以上的化合物。「第一成分的比例」指第一成分相對液晶組成物總重量的重量百分比(wt%)。第二成分的比例等亦同。混入組成物的添加物的比例是指相對液晶組成物總重量的重量百分比(wt%)或重量百萬分率(ppm)。

成分化合物的化學式中，符號R¹ 被用於多種化合物，其中任兩R¹ 含義可相同或不同。例如有化合物(1-1)的R¹ 為乙基、(1-2)的R¹ 為乙基的情況，也有化合物(1-1)的R¹ 為乙基、(1-2)的R¹ 為丙基的情況。R² 、X¹ 等的情形亦同。

本發明是關於下述項目等。

1.一種液晶組成物，含有選自式(1)所表化合物族群的至少一種化合物作第一成分、選自式(2)所表化合物族群的至少一種化合物作第二成分，及選自式(3)所表化合物族群的至少一種化合物作第三成分，且具有向列相：

2.如第1項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自式(1-1)及(1-2)所表化合物族群的至少一種化合物：

其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。

3.如第2項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自式(1-1)所表化合物族群的至少一種化合物。

4.如第1~3項中任一項之液晶組成物，其中第二成分為選自式(2-1)~(2-3)所表化合物族群的至少一種化合物：

其中，R² 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。

5.如第4項所述之液晶組成物，其中第二成分為選自式(2-1)所表化合物族群的至少一種化合物。

6.如第1~5項中任一項之液晶組成物，其中第三成分為選自式(3-1)~(3-4)所表化合物族群的至少一種化合物：

其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基。

7.如第6項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自式(3-4)所表化合物族群的至少一種化合物。

8.如第1~7項中任一項所述之液晶組成物，其中相對液晶組成物的總重量，第一成分的比例為5~40wt%，第二成分的比例為5~30wt%，且第三成分的比例為5~30wt%。

9.如第1~8項中任一項所述之液晶組成物，更含有選自式(4)所表化合物族群的至少一種化合物作第四成分：

其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基；環E、環F及環G獨立為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；Z¹ 及Z² 獨立為單鍵、伸乙基或羰氧基；m為0或1。

10.如第9項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)~(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物：

其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意的氫被氟取代的碳數2~12烯基。

11.如第10項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物。

12.如第10項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-4)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。

13.如第10項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。

14.如第10項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物、選自式(4-4)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。

15.如第9~14項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第四成分的比例為40~70wt%。

16.如第1~15項中任一項所述之液晶組成物，更含有選自式(5)所表化合物族群的至少一種化合物作第五成分：

其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；各環J獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧雜環己烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或2,5-嘧啶基；各Z⁴ 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基；o為1或2。

17.如第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-1)~(5-12)所表化合物族群的至少一種化合物：

其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基。

18.如第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物。

19.如第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-10)所表化合物族群的至少一種化合物。

20.如第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物。

21.如第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-6)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。

22.如第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。

23.如第16~22項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第五成分的比例為5~65wt%。

24.如1~23項中任一項之液晶組成物，其向列相上限溫度70℃以上，波長589nm下光學各向異性(25℃)0.08以上，且頻率1kHz下的介電各向異性(25℃)在2以上。

25.一種液晶顯示元件，含有如第1~24項中任一項所述之液晶組成物。

26.如第25項所述之液晶顯示元件，其動作模式為TN、OCB、IPS或PSA模式，且驅動方式為主動矩陣方式。

本發明亦包含下述項目：1)更含光學活性化合物的上述組成物；2)更含抗氧化劑、紫外線吸收劑、消泡劑、可聚合化合物、聚合起始劑等添加物的上述組成物；3)含有上述組成物的AM元件；4)含有上述組成物且具有TN、ECB、OCB、IPS或PSA模式的元件；5)含有上述組成物的透射型元件；6)將上述組成物作為具向列相組成物的用途；7)向上述組成物中添加光學活性化合物而作為光學活性組成物的用途。

接著依以下順序說明本發明的組成物：一是組成物中成分化合物的構成，二是成分化合物的主要特性及其帶給組成物的主要效果，三是組成物中成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據，四是成分化合物的較佳形態，五是成分化合物的具體例，六是可混入組成物的添加物，七是成分化合物的合成方法，最後是組成物的用途。

首先說明組成物中成分化合物的構成。本發明的組成物分類為組成物A與B。組成物A可更含其他液晶性化合物、添加物、雜質等。「其他液晶性化合物」是與化合物(1)、(2)、(3)、(4)、(5)不同的液晶性化合物，其是為了進一步調整特性而混入組成物。其他液晶性化合物中，就對熱或紫外線的穩定性之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。添加物為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、可聚合化合物、聚合起始劑等。雜質是在成分化合物的合成等步驟中混入的化合物等，其即便為液晶性化合物，此處亦歸類為雜質。

組成物B實質上僅由選自化合物(1)、(2)、(3)、(4)及(5)者構成。「實質上」指組成物可含添加物及雜質，但不含與該些化合物不同的液晶性化合物。與組成物A相比，組成物B的成分數較少。就降低成本之觀點而言，組成物B優於組成物A。就藉由混合入其他液晶性化合物可進一步調整物性之觀點而言，組成物A優於組成物B。

第二，說明成分化合物的主要特性及其帶給組成物特性的主要效果。依本發明之效果，將成分化合物的主要特性匯總於表2。表2符號中，L指大或高，M指中等程度，S指小或低。符號L、M、S是依成分化合物間的定性比較而作出的分類，0(zero)表示值接近零。

將成分化合物混入組成物時，其帶給組成物特性的主要效果如下：化合物(1)提高上限溫度及介電各向異性：化合物(2)提高介電各向異性；化合物(3)提高上限溫度；化合物(4)提高上限溫度或降低黏度；化合物(5)降低下限溫度且提高介電各向異性。

第三，說明組成物中的成分的組合、成分化合物的較佳比例及其根據。組成物中的成分組合為：第一成分+第二成分+第三成分、第一成分+第二成分+第三成分+第四成分、第一成分+第二成分+第三成分+第五成分，及第一成分+第二成分+第三成分+第四成分+第五成分。

接著說明成分化合物的較佳比例及其根據。關於第一成分的比例，為提高上限溫度及介電各向異性，該比例其較佳在5wt%以上；為降低下限溫度，該比例較佳在40wt%以下。該比例更佳為5~30wt%，特佳為10~20wt%。

關於第二成分的比例，為提高介電各向異性，該比例較佳在5wt%以上；為降低下限溫度，該比例較佳在30wt%以下。該比例更佳為5~20wt%，特佳為5~15wt%。

關於第三成分的比例，為提高上限溫度，該比例較佳在5wt%以上；為提高介電各向異性，該比例較佳在30wt%以下。該比例更佳為5~20wt%，特佳為5~15wt%。

關於第四成分的比例，為降低黏度，該比例較佳在40wt%以上；為提高介電各向異性，該比例較佳在70wt%以下。該比例更佳為40~65wt%，特佳為45~65wt%。

第五成分適於製備介電各向異性特別大的組成物，其比例較佳為5~65wt%，更佳10~50wt%，特佳10~30wt%。

第四，說明成分化合物的較佳形態。R¹ 及R² 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基。為提高紫外線或熱的穩定性等，R¹ 及R² 較佳為碳數1~12烷基。R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基。為降低下限溫度或黏度，R³ 較佳為碳數1~12烷基或碳數2~12烯基。為提高對紫外線或熱的穩定性等，R⁴ 較佳為碳數1~12烷基。

較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。為降低黏度，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-CH=CH-的較佳立體構型依雙鍵位置而定。為降低黏度等，1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基等烯基較佳是反式構型，2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基等烯基較佳是順式構型。於該些烯基中，直鏈烯基優於支鏈烯基。

任意氫被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。為降低黏度，上述烯基的更佳例為2,2-二氟乙烯基及4,4-二氟-3-丁烯基。

環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。為降低黏度，環A較佳為1,4-伸環己基；為提高光學各向異性，環B較佳為1,4-伸苯基。環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基。為提高介電各向異性，環C較佳為3-氟-1,4-伸苯基；為提高光學各向異性，環D較佳為1,4-伸苯基。環E、環F、環G及環H獨立為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。為提高上限溫度、降低黏度，環E、環F、環G或環H較佳為1,4-伸環己基；為提高光學各向異性，則較佳為1,4-伸苯基。環J為1,4-伸環己基、1,3-二氧雜環己烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基或2,5-嘧啶基，o為2時兩個環J可相同亦可不同。為提高光學各向異性，環J較佳為1,4-伸1基。

Z¹ 、Z² 及Z³ 獨立為單鍵、伸乙基或羰氧基。為降低黏度，Z¹ 、Z² 或Z³ 較佳為單鍵。Z⁴ 為單鍵、伸乙基、羰氧基或二氟亞甲氧基，o為2時各Z⁴ 可相同亦可不同。為降低黏度，Z⁴ 較佳為單鍵。

X¹ 及X² 獨立為氫或氟。為提高介電各向異性，X¹ 或X² 較佳為氟。

Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。為降低下限溫度，Y¹ 較佳為氟。

m為0或1。為降低黏度，m較佳為0。

o為1或2。為降低下限溫度，o較佳為2。

第五，揭示成分化合物的具體例。下述較佳化合物中，R⁶ 為碳數1~12直鏈烷基，R⁷ 為碳數1~12直鏈烷基或碳數1~12直鏈烷氟基，R⁸ 及R⁹ 獨立為碳數1~12直鏈烷基或碳數2~12直鏈烯基。於該些化合物中，為提高上限溫度，與1,4-伸環己基相關的立體構型是反式優於順式。

較佳的化合物(1)為(1-1-1)~(1-1-3)及(1-2-1)~(1-2-3)，更佳的為(1-1-1)、(1-1-2)、(1-2-1)及(1-2-2)，特佳為(1-1-1)。較佳的化合物(2)為(2-1-1)、(2-1-2)、(2-2-1)、(2-2-2)、(2-3-1)及(2-3-2)，更佳為(2-1-1)、(2-2-1)及(2-3-1)，特佳為(2-1-1)。較佳的化合物(3)為(3-1-1)~(3-4-1)，更佳的化合物(3)為(3-1-1)及(3-4-1)，特佳的化合物(4)為(3-4-1)。較佳的化合物(4)為(4-1-1)~(4-6-1)，更佳的為(4-1-1)、(4-3-1)、(4-4-1)及(4-6-1)，特佳的為(4-1-1)、(4-4-1)及(4-6-1)。較佳的化合物(5)為(5-1-1)~(5-12-1)及(5-13)~(5-18)，更佳為(5-9-1)及(5-11-1)，特佳為化合物(5-11-1)。

第六，說明可混入組成物的添加物，其為光學活性化合物、抗氧化劑、紫外線吸收劑、色素、消泡劑、可聚合化合物、聚合起始劑等。為誘發液晶的螺旋結構而得扭轉角，可將光學活性化合物混入組成物，其例子為化合物(6-1)~(6-4)，且比例較佳在5wt%以下，更佳為0.01~2wt%。

為防止因在大氣中加熱造成的電阻率下降，或為在長時間使用元件後不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦維持大電壓保持率，可將抗氧化劑混入組成物。

抗氧化劑的較佳例是n為1~9整數的化合物(7)等，其中n為1、3、5、7或9者較佳，n為1或7者更佳。n為1者因揮發性大，故可有效防止因大氣中加熱造成的電阻率下降。n為7者因揮發性小，故可有效使元件在長時間使用後不僅於室溫下且於接近向列相上限溫度時亦維持大電壓保持率。為獲得效果，抗氧化劑的比例較佳在50ppm以上；且該比例較佳在600ppm以下，以免使上限溫度下降或下限溫度升高。該比例更佳為100ppm~300ppm。

紫外線吸收劑較佳例為：二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑(triazole)衍生物等。又，立體阻障的胺等光穩定劑亦較佳。為得效果，該些吸收劑或穩定劑的比例較佳50ppm以上；且較佳10000ppm以下，以免使上限溫度下降或下限溫度升高。該比例更佳為100~10000ppm。

為適於賓主(guest host，GH)模式元件，可將偶氮系色素、蒽醌系色素等二色性色素(dichroic dye)混入組成物，其比例較佳為0.01~10wt%。為防止起泡，可將二甲基矽油、甲基苯基矽油等消泡劑混入組成物。為得效果，消泡劑的比例較佳在1ppm以上；為防止顯示不良，消泡劑的比例較佳在1000ppm以下。該比例更佳為1~500ppm。

為適於聚合物保持配向(PSA)模式元件，可將可聚合化合物混入組成物，其較佳例為：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、環氧化合物(環氧乙烷、環氧丙烷)、乙烯基酮等含可聚合基團的化合物。特佳例為丙烯酸酯，或甲基丙烯酸酯的衍生物。為得效果，可聚合化合物的比例較佳在0.05wt%以上；為防止顯示不良，該比例較佳在10wt%以下。該比例更佳為0.1~2wt%。可聚合化合物較佳是於光聚合起始劑等適當起始劑存在下以紫外線照射等聚合。聚合用的適當條件、起始劑的適當類型及適當的量已為本領域者周知且記載於文獻。例如，作為光起始劑的Irgacure 651^TM 、Irgacure 184^TM 、或Darocure 1173^TM (CIBA JAPAN公司)適於自由基聚合。可聚合化合物較佳含有0.1~5wt%的光聚合起始劑，特佳含有1~3wt%的光聚合起始劑。

第七，說明成分化合物的合成方法。該些化合物可以已知方法合成，如以下例示者。化合物(1-1-1)及(2-1-1)是以日本專利公開平10-251186號記載的方法合成。化合物(4-1-1)及(4-4-1)是以日本專利公開昭59-176221號記載的方法合成。化合物(5-5-1)及(5-8-1)是以日本專利公開平2-233626號記載的方法合成。抗氧化劑為市售品。式(7)的n為1之化合物可自Aldrich公司獲得。n為7之化合物(7)等是以美國專利3660505號說明書所記載的方法而合成。

未記載合成方法的化合物可藉由Organic Syntheses (John Wiley ＆ Sons,Inc)、Organic Reactions(John Wiley ＆ Sons,Inc)、Comprehensive Organic Synthesis(Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等書中記載的方法合成。組成物是用周知方法，由上述方式所得的化合物而製備。例如，可將成分化合物混合，然後加熱使之相互溶解。

最後說明組成物的用途。大部分組成物具有-10℃以下的下限溫度、70℃以上的上限溫度，且有0.07~0.20的光學各向異性。含該組成物的元件有大電壓保持率。該組成物適於AM元件，尤其是透射型AM元件。藉由控制成分化合物的比例或混合入其他液晶性化合物，亦可製備光學各向異性0.08~0.25的組成物，進而亦可製備光學各向異性0.10~0.30者。該組成物可作為具向列相組成物使用，並可添加光學活性化合物而作為光學活性組成物使用。

該組成物可用於AM元件，亦可用於PM元件。該組成物可用於PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSA等模式的AM元件及PM元件。特佳是用於TN、OCB或IPS模式AM元件。該些元件可為反射型、透射型或半透射型，較佳是透射型。該組成物亦可用於非晶矽-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弧線排列向列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)型元件，或在組成物中形成三維網狀高分子的聚合物分散(polymer dispersed，PD)型元件。

[實例]

為評價組成物及其中所含化合物的特性，將組成物及該化合物作為測定目標物。目標物為組成物時，即直接作為試樣進行測定，並記錄所得值。目標物為化合物時，則將其(15wt%)混入母液晶(85wt%)而製備測定用試樣，並以外插法由測定值算出化合物的特性值：(外插值)={(測定用試樣的測定值)-0.85×(母液晶測定值)}/0.15。當於該比例下在25℃有層列相(或結晶)析出時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10wt%：90wt%、5wt%：95wt%、1wt%：99wt%，並以外插法求出與化合物相關的上限溫度、光學各向異性、黏度及介電各向異性的值。

母液晶的成分如下，其中各成分的比例為wt%。

特性值依下述方法測定，大多為日本電子機械工業會標準EIAJ‧ED-2521A記載的方法或對其加以修飾的方法。

向列相上限溫度(NI，℃)：將試樣置於具偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上，以1℃/min速率加熱，並測定試樣的一部分由向列相變為各向同性液體時的溫度。有時將向列相上限溫度簡稱為「上限溫度」。

向列相下限溫度(T_C ，℃)：將具向列相的試樣放入玻璃瓶，於0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保存10日後，觀察液晶相。例如，當試樣於-20℃下保持向列相而於-30℃下變為結晶或層列相時，則將T_C 記為。有時將向列相下限溫度簡稱為「下限溫度」。

黏度(整體黏度，η，20℃下測定，mPa‧s)：使用E型旋轉黏度計進行測定。

黏度(旋轉黏度，γ1，25℃下測定，mPa‧s)：依照M. Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals ,Vol. 259,37(1995)所述方法測定。將試樣放入扭轉角0°且兩玻璃基板間隔(胞間隙)5μm的元件。對TN元件在16~19.5V範圍內每次0.5V遞增地施加電壓。在0.2秒不施加後，以單一矩形波(0.2秒矩形脈衝)及不施加期(2秒)的條件反覆施加。測定該施加所致的瞬時電流的峰值電流及峰值時間。由該些測定值及M. Imai等人論文第40頁的計算式(8)可得旋轉黏度的值。該計算所需的介電各向異性的值，是使用上述測定旋轉黏度的元件由下述方法求出。

光學各向異性(折射率各向異性，Δn ，25℃下測定)：用波長589nm的光，以接目鏡上裝有偏光板的阿貝(Abbe)折射計測定。沿一個方向摩擦主稜鏡表面後，將試樣滴在其上。在偏光方向與摩擦方向平行時測定折射率n _∥ ，垂直時測折射率n _⊥ ，並依Δn =n _∥ -n _⊥ 計算光學各向異性的值。

介電各向異性(Δε，25℃下測定)：將試樣放入兩玻璃基板間隔(胞間隙)9μm、扭轉角80°的TN元件。向該元件施加正弦波(10V，1kHz)，2秒後測定液晶分子長軸方向上的介電常數ε_∥ 。向該元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒後測定液晶分子短軸方向上的介電常數ε_⊥ ，並以Δε=ε_∥ -ε_⊥ 的式子計算介電各向異性的值。

臨界電壓(Vth，25℃下測定，V)：使用大塚電子公司製LCD5100型亮度計測定，光源為鹵素燈。將試樣放入兩玻璃基板間隔(胞間隙)約(0.45/Δn )μm、扭轉角80°的常白模式TN元件。使施加於該元件的電壓(32Hz，矩形波)以0.02V之段差自0V遞增至10V。其間自垂直方向對元件照光，並測定透過元件的光量。製作該光量達最大時透射率為100%、最小時透射率為0%的電壓-透射率曲線。臨界電壓是透射率達到90%時的電壓。

電壓保持率(VHR-1，25℃，%)：測定用TN元件有聚醯亞胺配向膜，且兩玻璃基板間隔(胞間隙)5μm。將試樣放入該元件後，利用紫外線聚合型黏接劑密封之。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，60微秒)進行充電，並以高速電壓計測定16.7毫秒期間的衰減電壓，求出單位週期中電壓曲線與橫軸之間的面積A。電壓保持率即為面積A相對於面積B(未衰減時的面積)的百分比。

電壓保持率(VHR-2，80℃，%)：測定用TN元件有聚醯亞胺配向膜，且兩玻璃基板間隔(胞間隙)5μm。將試樣放入該元件後，利用紫外線聚合型黏接劑密封之。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，60微秒)進行充電，並以高速電壓計測定16.7毫秒期間的衰減電壓，求出單位週期中電壓曲線與橫軸之間的面積A。電壓保持率為面積A相對於面積B(未衰減時的面積)的百分比。

電壓保持率(VHR-3，25℃，%)：照紫外線後測定電壓保持率，並評價對紫外線穩定性。VHR-3大的組成物對紫外線有高穩定性。測定用TN元件有聚醯亞胺配向膜，且胞間隙5μm。將試樣注入該元件，照光20分鐘，其中光源為超高壓水銀燈USH-500D(USHIO電機製)，元件與光源間隔為20cm。VHR-3的測定是測定16.7毫秒期間的衰減電壓。VHR-3較佳在90%以上，更佳在95%以上。

電壓保持率(VHR-4，25℃，%)：將注入試樣的TN元件於80℃恆溫槽內加熱500小時後測定電壓保持率，以評價對熱的穩定性。VHR-4大的組成物對熱具有高穩定性。VHR-4的測定是測定16.7毫秒期間的衰減電壓。

響應時間(τ，25℃下測定，ms)：使用大塚電子公司製LCD5100型亮度計測定，光源為鹵素燈，將低通濾波器設為5kHz。將試樣放入兩玻璃基板間隔(胞間隙)5.0μm、扭轉角80°的常白模式TN元件，對其施加矩形波(60Hz，5V，0.5秒)。其間自垂直方向對元件照光，並測定透過元件的光量。該光量達最大時透射率100%，最小時透射率0%。上升時間(τ_r ，毫秒)為透射率自90%變為10%所需時間，下降時間(τ_f ，毫秒)為透射率自10%變為90%所需時間，響應時間是如此求得的上升時間與下降時間的和。

電阻率(ρ，25℃下測定，Ω‧cm)：將1.0mL試樣注入具電極的容器，向其施加直流電壓(10V)，並測定10秒後的直流電流，再依下式算出電阻率：(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：使用島津製作所製GC-14B型氣相層析儀，載氣為氦(2mL/min)，試樣汽化室設為280℃，檢測器(火焰游離檢測器)為300℃。使用Agilent Technologies Inc.製毛細管柱DB-1(長30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)將成分化合物分離。將該管柱於200℃下保持2分鐘後，以5℃/min速率升至280℃。試樣製成0.1wt%丙酮溶液後，將其中1μL注入試樣汽化室。記錄器為島津製作所製C-R5A Chromatopac或其同等品。所得的氣相層析圖中顯示與成分化合物對應的波峰的滯留時間及波峰的面積。

稀釋試樣用溶劑亦可用氯仿、己烷等。為分離成分化合物，亦可使用以下毛細管柱：Agilent Technologies Inc.製HP-1(長30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)、Restek公司製Rtx-1(長30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製BP-1(長30m，內徑0.32mm，膜厚0.25μm)。為防化合物波峰重疊，亦可使用島津製作所製CBP1-M50-025(度50m，內徑0.25mm，膜厚0.25μm)。

組成物所含液晶性化合物比例可以如下方法算出。可利用氣相層析儀來檢測液晶性化合物。氣相層析圖中波峰面積比相當於液晶性化合物的比例(莫耳比)。使用上述毛細管柱時，可將各液晶性化合物的校正係數看作1。因此，可由波峰面積比算出液晶性化合物的比例(wt%)。

接著以實例詳細說明本發明，但本發明不受其限制。比較例及實例中的化合物是依下表3的定義用符號表示。

表3中與1,4-伸環己基相關的立體構型為反式。實例中位於符號後的括號內的編號對應化合物的編號，符號(-)表示其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例是相對液晶組成物的總重量的重量百分比(wt%)，液晶組成物中除該液晶性化合物以外還有雜質。最後匯總組成物的特性值。

[比較例1]

自日本專利公開平10-251186號揭示的組成物中選實例41，根據在於其含有化合物(1-1-1)且上限溫度最高。該組成物的成分及特性如下。由於其旋轉黏度未作記載，故而製備本組成物，並以上述方法測定其旋轉黏度。

3-HB(F,F)XB(F,F)-F　(5)　5%

3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%

2-HHB(F)-F　(5)　2%

3-HHB(F)-F　(5)　2%

5-HHB(F)-F　(5)　2%

2-HBB(F)-F　(5)　6%

3-HBB(F)-F　(5)　6%

2-H2BB(F)-F　(5)　9%

3-H2BB(F)-F　(5)　9%

3-HBB(F,F)-F　(5-8-1)　25%

5-HBB(F,F)-F　(5-8-1)　19%

101-HBBH-4　(-)　5%

101-HBBH-5　(-)　5%

NI=95.1℃，Δn =0.132，Δε=8.8，Vth=1.72V，γ1=194.5mPa‧s。

[比較例2]

自日本專利公開平10-251186揭示的組成物中選實例43，根據在其含化合物(1-2-1)、(4-1-1)及(4-4-1)，上限溫度高且旋轉黏度最小；其成分及特性如下。由於25℃下旋轉黏度未記載，故製備本組成物，並以上述方法測定之。

3-HB(F,F)XB(F,F)-F　(5)　4%

3-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%

3-BEB(F)-C　(-)　8%

3-HB-C　(-)　8%

V-HB-C　(-)　8%

1V-HB-C　(-)　8%

3-HB-O2　(4-2-1)　3%

V2-HH-3　(4-1-1)　14%

1V2-HH-3　(4-1-1)　7%

V2-HHB-1　(4-4-1)　7%

3-HHB-1　(4-4-1)　5%

3-HHEB-F　(5)　7%

3-H2BTB-2　(-)　6%

3-H2BTB-3　(-)　6%

3-H2BTB-4　(-)　5%

NI=92.9°C，Δn =0.131，Δε=9.5，Vth=1.98V，γ1=115mPa‧s。

[實例1]

3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%

4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　7%

5-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%

4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　8%

5-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　8%

5-HBB(F)B-2　(3-4-1)　5%

V-HH-3　(4-1-1)　45%

1V-HH-3　(4-1-1)　6%

V-HHB-1　(4-4-1)　6%

NI=105.0℃，，Δn =0.117，Δε=5.0，Vth=2.65V，γ1=85.2mPa‧s，τ=12.8ms，VHR-1=99.1%，VHR-2=98.4%，VHR-3=98.2%。

[實例2]

3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%

3-HHBXB(F、F)-F　(1-2-1)　5%

3-HB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-2-1)　5%

3-HHEBH-3　(3-1-1)　3%

5-HB(F)BH-3　(3-3-1)　7%

5-HBB(F)B-2　(3-4-1)　7%

3-HB-CL　(5-1-1)　21%

1V2-BB-F　(5-2)　10%

1V2-BB-CL　(5-3)　8%

2-HHB-CL　(5-4-1)　6%

3-HBB-F　(5-7-1)　5%

3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(5-11-1)　5%

NI=97.0℃，，Δn =0.153，Δε=5.1，Vth=2.58V，γ1=113.0mPa‧s，τ=15.6ms，VHR-1=99.0%，VHR-2=98.1%，VHR-3=98.0%。

[實例3]

3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　6%

4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　3%

5-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　4%

3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　4%

4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　7%

5-HBB(F)B-2　(3-4-1)　5%

V-HH-3　(4-1-1)　49%

V-HHB-1　(4-4-1)　7%

1-BB(F)B-2V　(4-6-1)　5%

2-BB(F)B-2V　(4-6-1)　5%

3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(5-11-1)　5%

NI=95.8℃，，Δn =0.120，Δε=4.9，Vth=2.67V，γ1=68.2mPa‧s，τ=8.8ms，VHR-1=99.3%，VHR-2=98.3%，VHR-3=98.2%。

[實例4]

3-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　4%

4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　6%

5-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　6%

3-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　3%

4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　7%

5-HBBH-3　(3-2-1)　5%

V-HH-3　(4-1-1)　39%

1V2-BB-1　(4-3-1)　5%

V-HHB-1　(4-4-1)　5%

2-BB(F)B(F,F)-F　(5-9-1)　5%

3-BB(F)B(F,F)-F　(5-9-1)　5%

5-BB(F)B(F,F)-F　(5-9-1)　5%

3-HHBB(F,F)-F　(-)　5%

NI=96.1℃，，Δn =0.124，Δε=7.1，Vth=2.09V，γ1=78.5mPa‧s，τ=11.5ms，VHR-1=99.2%，VHR-2=98.3%，VHR-3=98.2%。

[實例5]

3-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%

4-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　4%

5-HHBXB(F,F)-F　(1-2-1)　3%

3-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　4%

4-HBB(F,F)XB(F,F)-F　(2-3-1)　3%

3-HHEBH-3　(3-1-1)　6%

3-HHEBH-4　(3-1-1)　6%

3-HHEBH-5　(3-1-1)　3%

2-HH-3　(4-1-1)　15%

3-HH-4　(4-1-1)　11%

3-HH-O1　(4-1-1)　10%

3-HB-O2　(4-2-1)　4%

7-HB-1　(4-2-1)　5%

3-HHB-1　(4-4-1)　3%

3-HHEH-5　(4)　3%

3-HHB(F,F)-F　(5-5-1)　5%

3-HHXB(F,F)-F　(5-6-1)　5%

3-HHEB(F,F)-F　(5-15)　3%

3-HBEB(F,F)-F　(5-16)　3%

NI=104.4℃，，Δn =0.083，Δε=3.4，Vth=3.16V，γ1=79.2mPa‧s，τ=11.9ms，VHR-1=99.1%，VHR-2=98.1%，VHR-3=98.0%。

[實例6]

3-HBBXB(F)-OCF3　(1-1-2)　6%

3-HHBXB(F)-OCF3　(1-2-2)　6%

4-BB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-1-2)　4%

4-HB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-2-2)　3%

4-HBB(F,F)XB(F)-OCF3　(2-3-2)　5%

5-HBB(F)B-2　(3-4-1)　5%

V-HH-4　(4-1-1)　12%

V-HH-5　(4-1-1)　20%

1V-HH-3　(4-1-1)　10%

3-HHB-2　(4-4-1)　4%

3-HBB(F,F)-F　(5-8-1)　10%

3-BB(F,F)XB(F)-OCF3　(5-12-1)　6%

3-HHXB(F)-OCF3　(5-13)　4%

NI=99.0℃，，Δn =0.121，Δε=5.9，Vth=2.32V，γ1=89.2mPa‧s，τ=13.2ms，VHR-1=99.3%，VHR-2=98.2%，VHR-3=98.1%。

[實例7]

4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　8%

4-HBBXB(F)-F　(1-1-3)　4%

4-HHBXB(F)-F　(1-2-3)　5%

4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　7%

5-BB(F)B(F,F)XB(F)-OCF3　(2-1-2)　3%

5-HBBH-3　(3-2-1)　3%

5-HB(F)BH-3　(3-3-1)　4%

V-HH-3　(4-1-1)　38%

2-BB(F)B-3　(4-6-1)　6%

2-BB(F)B-5　(4-6-1)　6%

3-HBB(F,F)-F　(5-8-1)　3%

3-BB(F,F)XB(F,F)-F　(5-11-1)　6%

3-BB(F,F)XB(F)-F　(5-14)　4%

1O1-HBBH-4　(-)　3%

NI=98.5℃，，Δn =0.127，Δε=6.2，Vth=2.25V，γ1=81.6mPa‧s，τ=12.9ms，VHR-1=99.0%，VHR-2=98.1%，VHR-3=98.0%。

[實例8]

4-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　4%

5-HBBXB(F,F)-F　(1-1-1)　5%

4-BB(F)B(F,F)XB(F,F)-F　(2-1-1)　9%

3-HHEBH-3　(3-1-1)　5%

3-HHEBH-4　(3-1-1)　5%

V-HH-3　(4-1-1)　14%

3-HH-VFF　(4-1)　23%

V2-BB-1　(4-3-1)　4%

V-HHB-1　(4-4-1)　6%

3-PyBB-F　(5-10-1)　4%

4-PyBB-F　(5-10-1)　4%

5-PyBB-F　(5-10-1)　4%

3-HGB(F,F)-F　(5-17)　4%

5-HGB(F,F)-F　(5-17)　4%

5-GHB(F,F)-F　(5-18)　5%

NI=102.7℃，，Δn =0.116，Δε=6.7，Vth=2.10V，γ1=79.4mPa‧s，τ=11.1ms，VHR-1=99.0%，VHR-2=98.0%，VHR-3=98.0%。

實施例1~8的組成物與比較例1及2的組成物相比，具有較小的旋轉黏度。因此，本發明的液晶組成物與專利文獻1所揭示的液晶組成物相比，具有更良好的特性。

[產業利用性]

本發明之液晶組成物在向列相上限溫度高、向列相下限溫度低、黏度小、光學各向異性大、介電各向異性大、電阻率大、對紫外線穩定性高、對熱穩定性較高、螺距短等特性中充分具備至少一者，或於至少上述兩特性間有適當平衡，故使用該組成物的液晶顯示元件有短響應時間、大電壓保持率、高對比度、長壽命等，故適於AM元件等，而可用於液晶投影器、液晶電視等。

Claims

一種液晶組成物，含有選自式(1)所表化合物族群的至少一種化合物作第一成分、選自式(2-1)所表化合物族群的至少一種化合物作第二成分，及選自式(3)所表化合物族群的至少一種化合物作第三成分，且具有向列相：其中，R¹ 及R² 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基；環A及環B獨立為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基；環E、環F、環G及環H獨立為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；Z¹ 、Z² 及Z³ 獨立為單鍵、伸乙基或羰氧基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自式(1-1)及(1-2)所表化合物族群的至少一種化合物：其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基。
如申請專利範圍第2項所述之液晶組成物，其中第一成分為選自式(1-1)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自式(3-1)~(3-4)所表化合物族群的至少一種化合物：其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基。
如申請專利範圍第4項所述之液晶組成物，其中第三成分為選自式(3-4)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第1~5項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第一成分的比例為5~40wt%，第二成分的比例為5~30wt%，且第三成分的比例為5~30wt%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，更含有選自式(4)所表化合物族群的至少一種化合物作第四成分：其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基；環E、環F及環G獨立為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；Z¹ 及Z² 獨立為單鍵、伸乙基或羰氧基；m為0或1。
如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)~(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物：其中，R³ 及R⁴ 獨立為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基、碳數2~12烯基，或任意氫被氟取代的碳數2~12烯基。
如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-4)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第8項所述之液晶組成物，其中第四成分為選自式(4-1)所表化合物族群的至少一種化合物、選自式(4-4)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(4-6)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第7~12項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第四成分的比例為40~70wt%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，更含有選自式(5)所表化合物族群的至少一種化合物作第五成分：其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；各環J獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧雜環己烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或2,5-嘧啶基；Z⁴ 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基；o為1或2。
如申請專利範圍第7項所述之液晶組成物，更含有選自式(5)所表化合物族群的至少一種化合物作第五成分：其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基；各環J獨立為1,4-伸環己基、1,3-二氧雜環己烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或2,5-嘧啶基；Z⁴ 獨立為單鍵、伸乙基、羰氧基或二氟亞甲氧基；X¹ 及X² 獨立為氫或氟；Y¹ 為氟、氯或三氟甲氧基；o為1或2。
如申請專利範圍第14項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-1)~(5-12)所表化合物族群的至少一種化合物：其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基。
如申請專利範圍第15項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-1)~(5-12)所表化合物族群的至少一種化合物：其中，R¹ 為碳數1~12烷基、碳數1~12烷氧基或碳數2~12烯基。
如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-10)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-10)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物。
如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-6)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-6)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第16項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第17項所述之液晶組成物，其中第五成分為選自式(5-9)所表化合物族群的至少一種化合物及選自式(5-11)所表化合物族群的至少一種化合物的混合物。
如申請專利範圍第14~27項中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，第五成分的比例為5~65wt%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物，其向列相上限溫度在70℃以上，波長589nm下的光學各向異性 (25℃)在0.08以上，且頻率1kHz下的介電各向異性(25℃)在2以上。
一種液晶顯示元件，其含有如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物。
如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示元件，其動作模式為TN、OCB、IPS或PSA模式，且驅動方式為主動矩陣方式。