TWI641678B

TWI641678B - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using same

Info

Publication number: TWI641678B
Application number: TW103145369A
Authority: TW
Inventors: 須藤豪; 梅津安男
Original assignee: 迪愛生股份有限公司
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2018-11-21
Also published as: WO2015098740A1; JPWO2015098740A1; US20160319195A1; TW201536901A; JP5950057B2; CN105849233A; CN105849233B; US10174254B2

Abstract

本發明係關於一種液晶組成物之發明，為一種含有通式(II-1)所示之化合物之液晶組成物用抗氧化劑，及含有通式(II-1)所示之化合物作為第一成分、通式(K)所示之化合物作為第二成分之液晶組成物。該通式(II-1)所示之化合物發揮作為抗氧化劑之作用效果，故可提供一種含有維持高介電各向異性之狀態不變，低溫穩定性等可靠性提高的抗氧化劑之液晶組成物。

Description

向列液晶組成物及使用其之液晶顯示元件

本發明係關於一種可用作液晶顯示材料之介電各向異性(△ε)顯示正值之向列液晶組成物及使用其之液晶顯示元件。

液晶顯示元件係以鐘錶、計算器為代表，逐步用於各種測量機器、汽車用面板、文字處理器、電子記事本、印表機、電腦、電視、廣告顯示板等。作為液晶顯示方式，其代表性者有：TN(Twisted Nematic，扭轉向列)型、STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)型、使用TFT(Thin-Film Transistor，薄膜電晶體)之垂直配向型或者IPS(In-Plane Switching，共平面切換)型或FFS(Fringe Field Switching，邊緣場切換)型等橫向配向型等。對用於該等液晶顯示元件之液晶組成物要求對水分、空氣、熱、光等外部刺激穩定，又，於以室溫為中心儘可能廣之溫度範圍顯示液晶相，為低黏性，且驅動電壓低。進而，為了使介電各向異性(△ε)或/及折射率各向異性(△n)等對於各顯示元件而言為最佳值，液晶組成物係由數種至數十種之化合物構成。

垂直配向(VA)型顯示器中使用△ε為負之液晶組成物，TN型、STN型或IPS(In-Plane Switching，橫向電場效應)型等沿面排列 (homogeneous alignment)型顯示器中使用△ε為正之液晶組成物。又，亦報告有藉由使△ε為正之液晶組成物於未施加電壓時垂直配向，施加橫向電場而顯示之驅動方式，從而△ε為正之液晶組成物之必要性進一步提高。另一方面，所有驅動方式均要求低電壓驅動、高速回應、寬廣之動作溫度範圍。即，要求△ε為正，絕對值大，黏度(η)小，向列相-各向同性液體相轉移溫度(Tni)高。又，必須根據△n與單元間隙(d)之乘積即△n×d的設定，將液晶組成物之△n根據單元間隙調節為適當範圍。此外，由於在將液晶顯示元件應用於電視等之情形時重視高速回應性，故要求旋轉黏性(γ 1)小之液晶組成物。

作為意圖獲得高速回應性之液晶組成物之構成，例如揭示有組合△ε為正之液晶化合物即式(A-1)或(A-2)所示之化合物、及△ε為中性之液晶化合物即(B)而使用之液晶組成物。關於該等液晶組成物之特徵，於該液晶組成物之領域廣泛知曉△ε為正之液晶化合物具有-CF₂O-結構或△ε為中性之液晶化合物具有烯基。(專利文獻1至4)

又，如例如專利文獻5所示，為了防止大氣中之加熱所導致之比電阻降低，或於液晶顯示元件之長時間運轉後之向列相的上限溫度附近維持大的電壓保持率，通常將抗氧化劑混合於液晶組成物。

[專利文獻1]日本特開2008-037918號

[專利文獻2]日本特開2008-038018號

[專利文獻3]日本特開2010-275390號

[專利文獻4]日本特開2011-052120號

[專利文獻5]日本特開2013-173915號

上述專利文獻1~5之液晶組成物具有向列相之高上限溫度、向列相之低下限溫度、小黏度、大光學各向異性、大介電各向異性、大比電阻、對紫外線之高穩定性、對熱之高穩定性等特性中至少一個特性。

然而，因近年來液晶顯示元件之用途擴大，其使用方法或製造方法亦可見大幅變化，要求使如先前已知般之上述基本特性以外的特性最佳化。即，關於液晶顯示元件，廣泛使用VA型或IPS型等，其大小為50型以上之超大型尺寸之顯示元件亦得以實用化。隨著此種液晶顯示元件之基板尺寸之大型化，液晶組成物向基板之注入方法亦自習知之真空注入法轉變為成為主流注入方法之滴落充填(ODF，One Drop Fill)法，但將液晶組成物滴加於基板時之滴痕會招致顯示品質降低之問題已表面化。進而，於藉由ODF法之液晶顯示元件製造步驟中，必須根據液晶顯示元件之尺寸滴加最佳之液晶注入量。因此，若液晶注入量與最佳值間之偏差增大，則事先設計之液晶顯示元件的折射率或驅動電場之平衡崩潰，發生斑點產生或對比度不良等顯示不良。尤其是多用於最近流行之智慧型手機之小型液晶顯示元件，由於最佳之液晶注入量少，故本身難以將與最佳值間之偏差控制於一定範圍內。因此，為了使液晶顯示元件之良率保持為高，例如亦需要如下性能：對液晶滴加時產生之滴加裝置內的急遽壓力變化或衝擊的影響少，可長時間穩定地持續滴加液晶。

如此，於由TFT元件等驅動之主動矩陣驅動液晶顯示元件所使用之液晶組成物中，要求維持高速回應性能等作為液晶顯示元件所要求之特性或性能，並且具有自先前所重視之高電阻值或高電壓保持率、或者對光或熱等外部刺激穩定之特性，此外亦要求考慮液晶顯示元件之製造方法的開發。因此，對添加至此種液晶組成物之抗氧化劑，亦要求維持液晶組成物之特性。

然而，源自液晶顯示元件的液晶層內存在之抗氧化劑的離子性雜質不僅成為使電壓保持率降低之原因，該離子性雜質沿著形成於該液晶層之電場平面移動，故確認產生如下之新問題：源自抗氧化劑之離子性雜質聚集於電極附近等特定部分(熱點)，且該聚集之區域自外部視認為(線)殘像。

因此，本發明解決該問題，並且提供一種抗氧化劑及含有其之液晶組成物，該抗氧化劑用於介電各向異性(△ε)為正之液晶組成物，有寬廣溫度範圍之液晶相，黏性小，低溫下之溶解性良好，比電阻或電壓保持率高或者對熱或光維持穩定之液晶組成物的特性。進而藉由使用該液晶組成物，而良率佳地提供顯示品質優異，難以產生燒附或滴痕等顯示不良之TN型、IPS型、FFS型等液晶顯示元件。

本發明人對各種液晶化合物及各種化學物質進行研究，發現藉由組合特定之液晶化合物，可解決上述課題，從而完成本發明。

即，本發明提供一種液晶組成物，進而提供一種使用其之液晶顯示元件，該液晶組成物含有通式(II-1)所示之抗氧化劑作為第一成分及通式(K)所示之化合物作為第二成分，

(式中，M^y表示碳數1至25之烴(該烴中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，1,4-伸苯基之任意氫原子可由氟原子取代，X^y彼此可相同亦可不同，表示碳數1至15之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、單鍵、1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，1,4-伸苯基之任意氫原子可由氟原子取代，l表示2~6之整數)，

(上述通式(K)中，R^k1各自獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，基中之1個或2個以上之氫原子可各自獨立地由氟原子取代，環K¹及環K²各自獨立地表示1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可由-O-或-S-取代)或1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=可由-N=取代)，基中之氫原子可各自獨立地由氰基、氟原子或氯原子取代，環K⁰表示萘-2,6-二基或1,4-伸苯基，基中之氫原子可各自獨立地由氟原子取代，Z^k1、Z^k2或Z^k3各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CH₂CH₂CF₂O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-，n^k1各自獨立地表示0、1、2、3或4，於n^k1為2以上之情形時，環K²可相同亦可不同，又，Z^k3可相同亦可不同，X^k1、X^k2、X^k3及X^k4各自獨立地表示氫原子、氯原子或氟原子，Y^k1各自獨立地表示氯原子、氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，但較佳表示氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基)。

本發明之液晶組成物可獲得非常低黏度或旋轉黏性，低溫下之溶解性良好，比電阻或電壓保持率高，受熱或光之變化極小，故製品之實用性高，使用其之TN型或IPS型等液晶顯示元件可達成高速回應，滴痕或線殘像等顯示不良得以抑制，而非常有用。

1、8‧‧‧偏光板

2‧‧‧第一基板

3‧‧‧電極層

4‧‧‧配向膜

5‧‧‧液晶層

6‧‧‧彩色濾光片

7‧‧‧第二基板

11‧‧‧閘極電極

12‧‧‧閘極絕緣膜

13‧‧‧半導體層

14‧‧‧絕緣層

15‧‧‧歐姆接觸層

16‧‧‧汲極電極

17‧‧‧源極電極

18‧‧‧絕緣保護層

21‧‧‧像素電極

22‧‧‧共用電極

23‧‧‧儲存電容器

24‧‧‧汲極電極

25‧‧‧資料匯流排線

27‧‧‧源極匯流排線

29‧‧‧共用排線

圖1為示意性表示本發明之液晶顯示元件的構成之圖。

圖2為將圖1中之含有形成於基板上之薄膜電晶體的電極層之II的區域擴大之俯視圖。

圖3為將圖1所示之液晶顯示元件於圖2的III-III線方向上切斷之剖面圖。

本發明為一種液晶組成物，含有通式(II-1)：

所示之抗氧化劑作為第一成分、及通式(K)：

所示之化合物作為第二成分。

上述通式(II-1)中，M^y表示碳數1至25之烴(該烴中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，1,4-伸苯基之任意氫原子可可由氟原子取代，X^y彼此可相同亦可不同，表示碳數1至15之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、單鍵、1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，1,4-伸苯基之任意氫原子可由氟原子取代，l表示2~6之整數。

本發明之通式(II-1)所示之化合物發揮作為抗氧化劑之作用效果，故可提供一種含有維持高介電各向異性之狀態不變，低溫穩定性等可靠性提高之抗氧化劑的液晶組成物。

上述通式(II-1)中，M^y較佳為碳原子數1至10之烴(該烴中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)。又，X^y較佳為碳原子數2至10之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、單鍵、1,4-伸苯基或反式 -1,4-伸環己基。又，上述通式(II-1)中之1個X^y各自可相同亦可不同，較佳為相同。l較佳為2以上4以下之整數，進而較佳為2。

本發明之通式(II-1)所示之化合物較佳為以下之通式(II-2)所示之化合物。

上述通式(II-2)中，M^x表示碳數1至25之烴(該烴中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)，較佳為碳原子數2至15之烴(該烴中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)。

上述通式(II-2)中，X各自獨立地表示碳數1至15之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH₂-、-CH₂O-、- COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C-、單鍵、1,4-伸苯基(1,4-伸苯基中之任意氫原子可由氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基，較佳為碳原子數2至15之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、單鍵、1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基。又，上述通式(II-2)中之4個X各自可相同亦可不同，較佳為相同。

上述通式(II-2)中，a、b、c、d各自獨立地表示0或1，a+b+c+d表示2以上。a+b+c+d進而較佳為2至4，進而較佳為2。

本發明之通式(II-1)所示之抗氧化劑較佳為以下通式(II)所示之受阻酚(hindered phenol)衍生物。

上述通式(II)中，M表示碳數1至15之伸烷基(該伸烷基中之1或2個以上-CH₂-可以氧原子不直接鄰接之方式被取代為-O-、-CO-、-COO-、-OCO-)、-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-C≡C -、單鍵、1,4-伸苯基(1,4-伸苯基中之任意氫原子可由氟原子取代)或反式-1,4-伸環己基，較佳為碳原子數1至14之伸烷基，若考慮揮發性，則較佳為碳原子數為大之數值，但若考慮黏度，則較佳為碳原子數不過大，就該等方面而言，本發明之通式(II)中之M進而較佳為碳原子數2至12，進而較佳為碳原子數3至10，進而較佳為碳原子數4至10，進而較佳為碳原子數5至10，進而較佳為碳原子數6至10。

本發明之抗氧化劑尤佳為以下之式(II-a6)、式(II-a7)、式(II-a8)、式(II-a9)或式(II-a10)所示之化合物。

本發明之抗氧化劑較佳與液晶化合物共存，更佳與向列液晶化合物(或向列液晶組成物)共存。於該情形時，較佳於該液晶組成物中含有1種以上抗氧化劑，其含量較佳為0.001至1質量%，更佳為0.001至0.5質量%，尤佳為0.01至0.3質量%。

又，本發明之液晶組成物含有1種或2種以上之具有絕對值為4以上的正介電各向異性之液晶化合物，且該液晶化合物之含量為3質量%以上，較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上，尤佳為20質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，尤佳為20質量%至60質量%。再者，液晶化合物之介電各向異性表示20℃之值。

本說明書中之「液晶組成物」為含有具有絕對值為4以上之正介電各向異性的液晶化合物、及本發明之抗氧化劑的組成物。

本發明之含有液晶組成物所含有之通式(K)所示之化合物及抗氧化劑之液晶組成物就維持高介電各向異性(△ε)且可靠性優異之方面而言較佳。

因此，通式(K)所示之化合物較佳為具有絕對值為4以上之正介電各向異性，且於本發明之液晶組成物中，該化合物之含量較佳為3質量%以上。於本發明之液晶組成物中，通式(K)所示之化合物的含量較佳為1質量%以上，較佳為3質量%以上，進而較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至50質量%。

於本發明之液晶組成物中，含有1或2種以上所添加之通式(K)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

本發明之通式(K)中，R^k1各自獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基，較佳為碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基，進而較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基。再者，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，基中之1個或2個以上之氫原子可各自獨立地由氟原子取代。

本發明之通式(K)中，較佳為環K¹及環K²各自獨立為選自由1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可由-O-或-S-取代)、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=可由-N=取代)、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基及二烷基組成之群之至少1個基，進而較佳為1,4-伸環己基或1,4-伸苯基，基中之氫原子可各自獨立地由氰基、氟原子或氯原子取代。

環K⁰表示萘-2,6-二基或1,4-伸苯基，基中之氫原子亦可各自獨立地由氟原子取代。

本發明之通式(K)中，Z^k1、Z^k2或Z^k3各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CH₂CH₂CF₂O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-，較佳為單鍵、-CH₂CH₂-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-，進而較佳為單鍵、-OCH₂-或-OCF₂-。若進一步詳細說明，則Z^k1較佳為-OCH₂-或-OCF₂-，進而較佳為-OCH₂-，Z^k2及Z^k3較佳為單鍵、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-，進而較佳為單鍵。

本發明之通式(K)中，n^k1表示0、1、2或3，進而較佳為0、1或2，進而較佳為0或1。再者，於n^k1為2以上之情形時，環K²可相同亦可不同，又，Z^k3可相同亦可不同。

本發明之通式(K)中，X^k1、X^k2、X^k3及X^k4各自獨立地表示氫原子、氯原子或氟原子，進而較佳為氫原子或氟原子。

本發明之通式(K)中，Y^k1各自獨立地表示氯原子、氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，較佳為氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基，進而較佳為氟原子、三氟甲氧基或三氟甲基。

本發明之通式(K)所示之化合物較佳為選自由以下之通式(K1)及通式(K2)所示之化合物組成之群中之至少1種。

(上述通式(K1)中，R^k1、環K¹、環K²、n^k1、X^k1、X^k2、X^k3、X^k4、Y^k1、Z^k1、Z^k2及Z^k3如上述通式(K)所述，故於此處省略)

(上述通式(K2)中，R^k1、環K¹、環K²、n^k1、X^k1、X^k2、X^k3、X^k4、Y^k1、Z^k1、Z^k2及Z^k3如上述通式(K)所述，故於此處省略)

於本發明之液晶組成物中，通式(K1)所示之化合物之含量較佳為1質量%以上，較佳為3質量%以上，進而較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至50質量%。

於本發明之液晶組成物中，通式(K2)所示之化合物之含量較佳為1質量%以上，較佳為3質量%以上，進而較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至50質量%。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有選自由通式(K1)所示之化合物及通式(K2)所示之化合物組成之群中至少1種。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有1種以上通式(K1)所示之化合物，進而較佳含有2種至5種。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有1種以上通式(K2)所示之化合物，進而較佳含有2種至5種。

於本發明之液晶組成物中，亦較佳含有1種以上通式(K1)所示之化合物，且含有1種以上通式(K2)所示之化合物。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有合計1種或2種以上通式(K1)及通式(K2)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

本發明之通式(K)所示之化合物較佳為選自以下之通式(K11)至(K28)所示之化合物群中之化合物，進而較佳為選自通式(K11)至(K17)及通式(K25)至(K28)所示之化合物群中之化合物，尤佳為選自通式(K11)至(K17)所示之化合物群中之化合物。

上述通式(K11)~(K28)中，R^k1、X^k1、X^k2、Z^k2、環K²、Z^k3、n^k1、X^k3、X^k4及Y^k1如上所述，尤佳X^k1及X^k2為氟原子，尤佳Z^k2及Z^k3為單鍵，環K²較佳為1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基，尤佳為3,5-二氟-1,4-伸苯基，n^k1較佳為0或1，尤佳為1，X^k3及X^k4尤佳為氟原子，Y^k1較佳為氟原子或三氟甲氧基，尤佳為氟原子。

於本發明之液晶組成物中，通式(K11)~(K17)所示之化合物之含量較佳為1質量%以上，較佳為3質量%以上，進而較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至50質量%。

於本發明之液晶組成物中，通式(K25)~(K28)所示之化合物之含量較佳為1質量%以上，較佳為3質量%以上，進而較佳為5質量%以上，進而較佳為10質量%以上。更具體而言，較佳為3質量%至70質量%，進而較佳為5質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至60質量%，進而較佳為10質量%至50質量%。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有1種或2種以上通式(K11)~(K17)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

於本發明之液晶組成物中，較佳含有1種或2種以上通式(K25)~(K28)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

本發明之液晶組成物亦可含有通式(N)所示之化合物作為具有絕對值為4以上的正介電各向異性之液晶化合物。

上述通式(N1)中，Rⁿ¹表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，基中之1個或2個以上氫原子可各自獨立地由氟原子取代。

上述通式(N1)中，環N¹表示1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-亦可由-O-或-S-取代)或1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=亦可由-N=取代)，上述基中之氫原子亦可各自獨立地由氰基、氟原子取代。

上述通式(N1)中，Zⁿ¹及Zⁿ²各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CH₂CH₂CF₂O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-。

上述通式(N1)中，nⁿ¹各自獨立地表示0~4之整數，於nⁿ¹為2以上之情形時，環N¹可相同亦可不同，又，Zⁿ¹可相同亦可不同。

上述通式(N1)中，Xⁿ¹、Xⁿ²、Xⁿ³、Xⁿ⁴及Xⁿ⁵各自獨立地表示氫原子或氟原子。

上述通式(N1)中，Yⁿ¹表示氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，較佳表示氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基。

本發明之液晶組成物就藉由亦含有通式(N)所示之化合物，而維持高折射率各向異性(△n)，且可靠性優異之方面而言，進而較佳。

於本發明之液晶組成物中，通式(N)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

於本發明之液晶組成物中，含有1種或2種以上通式(N)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

本發明之通式(N)所示之化合物較佳為選自由通式(N1)及(N2)所示之化合物組成之群中的化合物，進而較佳為通式(N2)所示之化合物。

上述通式(N1)及通式(N2)中，Rⁿ¹、環N¹、Zⁿ¹、nⁿ¹、Xⁿ¹、Xⁿ²、Xⁿ⁴、Xⁿ⁵及Yⁿ¹如上所述，環N¹較佳為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5 -二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基、二烷基，進而較佳為1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基，Zⁿ¹尤佳為單鍵，nⁿ¹較佳為0或1，Xⁿ¹及Xⁿ²較佳為氫原子或氟原子，進而較佳至少一者為氟原子，尤佳兩者均為氟原子，Xⁿ⁴及Xⁿ⁵較佳為氫原子或氟原子，進而較佳至少一者為氟原子，尤佳兩者均為氟原子，Yⁿ¹較佳為氟原子或三氟甲氧基。

於本發明之液晶組成物中，通式(N1)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

於本發明之液晶組成物中，通式(N2)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

本發明之通式(N)所示之化合物亦較佳為以下之通式(N3)。

上述通式(N3)中，Rⁿ¹、環N¹、Xⁿ¹、Xⁿ²、Xⁿ⁴、Xⁿ⁵及Yⁿ¹如上所述。

上述通式(N3)中，X¹及X²各自獨立地表示氫原子或氟原子，較佳至少一者為氟原子，兩者均為氟原子亦較佳。

上述通式(N3)中，環N¹表示1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基或二烷基，進而較佳為1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基。

上述通式(N3)中，n表示0以上2以下之整數，較佳為0或1。

於本發明之液晶組成物中，通式(N3)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

於本發明之液晶組成物中，含有1種或2種以上通式(N3)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

作為本發明之通式(N3)所示之化合物，較佳為以下之(N11)~(N14)。

於本發明之液晶組成物中，通式(N11)~(N14)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

本發明之液晶組成物所含之具有絕對值為4以上的正介電各向異性之液晶化合物亦較佳為通式(Pa)。

上述通式(Pa)中，R^Nc1表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基。

上述通式(Pa)中，環P¹、P²及P³各自獨立地表示1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可由-O-或-S-取代)或1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=可被取代為-N=)，基中之氫原子可各自獨立地由氰基、氟原子或氯原子取代，較佳為1,4-伸環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或3,5-二氟-1,4-伸苯基。

上述通式(Pa)中，Z^Nc1、Z^Nc2或Z^Nc3各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-、-CF₂O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-，進而較佳為單鍵、-CH₂CH₂-、-CH₂O-或-CF₂O-，進而較佳存在之Z^Nc1、Z^Nc2或Z^Nc3內任一者為單鍵，亦較佳全部為單鍵。

上述通式(Pa)中，n^c1、n^c2或n^c3各自獨立地表示0、1或2。n^c1+n^c2+n^c3表示1至5，進而較佳為4以下，尤佳為3以下。

上述通式(Pa)中，X^Nc1及X^Nc2各自獨立地表示氫原子或氟原子。

上述通式(Pa)中，Y^Nc1表示氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，較佳為氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基，進而較佳為氟原子、三氟甲基或三氟甲氧基。

於本發明之液晶組成物中，通式(Pa)所示之化合物之含量較佳為0至60質量%，進而較佳為1至50質量%，進而較佳為1至40質量%，進而較佳為5至40質量%，尤佳為10至40質量%。

於本發明之液晶組成物中，含有1種或2種以上通式(Pa)所示之化合物，較佳含有1~10種，進而較佳含有1~8種，進而較佳含有2~8種，尤佳含有2~5種。

本發明之通式(Pa)所示之化合物較佳為選自通式(P01)至(P80)所示之化合物群中之化合物。

上述通式(P1)~(P80)中，R^Nc1表示碳原子數1~8之烷基或碳原子數2~8之烯基，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，較佳為碳原子數1~5之烷基或碳原子數2~5之烯基。

上述通式(P1)~(P80)中，Y^Nc2表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，較佳為氟原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基或三氟甲氧基，進而較佳為氟原子、三氟甲基或三氟甲氧基。

作為本發明之通式(Pa)所示之化合物，進而可列舉以下之化合物。

本發明之液晶組成物可含有介電各向異性(△ε)為-1至+1之化合物(較佳介電各向異性(△ε)為-0.5至+0.5)作為上述抗氧化劑或上述具有絕對值為4以上之正介電各向異性之液晶化合物以外的第三成分。

作為上述第三成分，為下述通式(L)所示之化合物：

上述通式(L)中，R^L1及R^L2各自獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基，該烷基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地由-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO -或-OCO-取代。

上述通式(L)中，OL表示0、1、2或3，較佳為0、1或2。

上述通式(L)中，B^L1、B^L2及B^L3各自獨立地表示1,4-伸環己基(存在於該基中之1個-CH₂-或不鄰接之2個以上-CH₂-可被取代為-O-)或1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上-CH=可被取代為-N=，1個或2個以上氫原子可各自獨立地由氰基、氟原子或氯原子取代)。

上述通式(L)中，L^L1及L^L2各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-。

於OL為2或3而存在複數個L^L2之情形時，該等可相同亦可不同。

於OL為2或3而存在複數個B^L3之情形時，該等可相同亦可不同。

關於本發明之液晶組成物，較佳含有1種或2種以上通式(L)所示之化合物，更佳含有1種至20種，進而較佳含有2種至10種。

作為上述通式(L)所示之化合物，較佳為選自通式(III-A)至通式(III-J)所示之化合物群中之化合物。

上述通式(III-A)~(III-J)中，R⁵較佳為碳原子數1至10之烷基或碳原子數2至10之烯基，更佳為碳原子數1至5之烷基或碳原子數2至5之烯基。R⁶較佳為碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基、碳原子數2至10之烯基或碳原子數2至10之烯氧基，更佳為碳原子數1至5之烷基、碳原子數1至5之烷氧基、碳原子數2至5之烯基或碳原子數2至5之烯氧基。

本發明之液晶組成物中之第三成分進而較佳為選自通式(III-A)、通式(III-D)、通式(III-F)、通式(III-G)及通式(III-H)中之化合物，尤佳為選自通式(III-A)、通式(III-F)、通式(III-G)及通式(III-H)中之化合物。

又，通式(III-D)、通式(III-G)及通式(III-H)所示之化合物中，較佳R⁵為碳原子數1至5之烷基或碳原子數2至5之烯基，R⁶為碳原子數1至5之烷基或碳原子數1至5之烷氧基。通式(III-F)所示之化合物中，較佳R⁵及R⁶各自獨立為碳原子數1至5之烷基或碳原子數2至5之烯基。

作為上述第三成分之通式(L)所示之化合物之含量較佳為 0至80質量%，更佳為1至60質量%，進而較佳為3至60質量%，進而更佳為10至60質量%。

作為上述通式(L)所示之化合物，可含有1種或2種以上通式(VIII-c)至通式(VIII-e)所示之化合物。

式中，R⁵¹及R⁵²各自獨立地表示碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基、碳原子數2~5之烯氧基，X⁵¹及X⁵²各自獨立地表示氟原子、氯原子或氫原子。

更具體而言，可列舉式(V-6.1)之化合物。

作為上述通式(L)所示之化合物，亦可含有1種或2種以上通式(V-9.1)至通式(V-9.3)所示之化合物。

為了製作PS模式、橫向電場型PSA模式或橫向電場型PSVA模式等之液晶顯示元件，於本發明之液晶組成物中可含有聚合性化合物。作為可使用之聚合性化合物，可列舉藉由光等能量線進行聚合之聯苯衍生物、聯三苯衍生物等具有複數個六員環連結而成的液晶骨架之光聚合性單體。

例如，較佳含有0.01至2質量%之聯苯衍生物、聯三苯衍生物等聚合性化合物作為聚合性單體。若進一步詳細說明，則於本發明之液晶組成物中，含有一種或兩種以上通式(M)所示之聚合性化合物，

通式(M)中，X²⁰¹及X²⁰²各自獨立地表示氫原子、甲基或-CF₃基。較佳X²⁰¹及X²⁰²均為氫原子之二丙烯酸酯衍生物、均為甲基之二甲基丙烯酸酯衍生物，亦較佳一者為氫原子另一者為甲基之化合物。可根據用途使用較佳化合物，於PSA顯示元件中，通式(M)所示之聚合性化合物較佳具有至少一個甲基丙烯酸酯衍生物，亦較佳具有2個。

Sp²⁰¹及Sp²⁰²各自獨立地表示單鍵、碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH₂)_s-(式中，s表示2至7之整數，氧原子設為鍵結於環上者)。關於Sp²⁰¹及Sp²⁰²，於PSA模式之液晶顯示元件中較佳至少一者為單鍵，較佳兩者均為單鍵之化合物或者一者為單鍵另一者為碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH₂)_s-，於該情形時，較佳為碳原子數1~4之伸烷基，s較佳為1~4。

環M²⁰¹、環M²⁰²及環M²⁰³各自獨立地表示反式-1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可由-O-或-S-取代)、1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=可被取代為-N=)、1,4-環己烯基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，基中之氫原子亦可各自獨立地由氟原子、-CF₃基、碳原子數1至10之烷基、碳原子數1至10之烷氧基或式(R-1)至式(R-15)中之任一者取代。

Z²⁰¹及Z²⁰²各自獨立地表示-OCH₂-、-CH₂O-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂CH₂-、-CF₂CF₂-、-CH=CH- COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH₂CH₂-、-OCO-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-COO-、-CH₂CH₂-OCO-、-COO-CH₂-、-OCO-CH₂-、-CH₂-COO-、-CH₂-OCO-、-CY¹=CY²-(式中，Y¹及Y²各自獨立地表示氟原子或氫原子)、-C≡C-或單鍵，較佳為-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH₂CH₂-、-OCO-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-COO-、-CH₂CH₂-OCO-、-C≡C-或單鍵，進而較佳為-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH₂CH₂-、-OCO-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-COO-、-CH₂CH₂-OCO-或單鍵。

n²⁰¹表示0、1或2，較佳為0或1。其中，於環M²⁰²及Z²⁰²分別存在複數個之情形時，可分別不同亦可相同。

本發明之含聚合性化合物之液晶組成物含有至少1種通式(M)所示之聚合性化合物，較佳含有1種~5種，進而較佳含有1種~3種。於通式(M)所示之聚合性化合物之含量少之情形時，對液晶組合物之配向限制力變弱。反之，於通式(M)所示之聚合性化合物的含量過多之情形時，聚合時之必需能量上升，不進行聚合而殘存之聚合性化合物之量增加，成為顯示不良的原因，故其含量較佳為0.01~2.00質量%，進而較佳為0.05~1.00質量%，尤佳為0.10~0.50質量%。

更具體而言，於通式(M)中，n²⁰¹為0之情形時，Sp²⁰¹及Sp²⁰²之間的環結構較佳為式(XXa-1)至式(XXa-5)，進而較佳為式(XXa-1)至式(XXa-3)，尤佳為式(XXa-1)或式(XXa-2)。其中，式之兩端設為鍵結於Sp²⁰¹或Sp²⁰²者。

含有該等骨架之通式(M)所示之聚合性化合物於聚合後的配向限制力最適於PSA模式之液晶顯示元件，可獲得良好之配向狀態，故有抑制或者完全不產生顯示不均之效果。

根據以上內容，作為聚合性單體，較佳為式(XX-1)至通式(XX-10)所示之化合物，進而較佳為式(XX-1)至式(XX-4)。

式中，Sp^xx表示碳原子數1~8之伸烷基或-O-(CH₂)_s-(式中，s表示2至7之整數，氧原子設為鍵結於環上者)。

式中之苯基中之氫原子進而亦可由-F、-Cl、-CF₃、-CH₃、式(R-1)至式(R-15)中之任一者取代。

於通式(M)中，n²⁰¹為1之情形時，例如較佳為如式(M31)至式(M48)般之聚合性化合物。

式中之苯基及萘基中的氫原子進而亦可由-F、-Cl、-CF₃、-CH₃、式(R-1)至式(R-15)中之任一者取代。

含有該等骨架之通式(M)所示之聚合性化合物於聚合後的配向限制力最適於PSA模式之液晶顯示元件，可獲得良好之配向狀態，故有抑制或完全不產生顯示不均之效果。

於通式(M)中，n²⁰¹為1且具有複數個式(R-1)或式(R-2)之情形時，例如較佳為如式(M301)至式(M316)般之聚合性化合物。

式中之苯基及萘基中之氫原子進而亦可由-F、-Cl、-CF₃、-CH₃取代。

作為本發明之通式(M)所示之聚合性化合物，例如亦較佳為如式(Ia-1)~式(Ia-31)般之聚合性化合物。

關於本發明之同時含有第一成分、第二成分、第三成分及作為聚合性化合物之通式(M)的含聚合性化合物之液晶組成物，為了獲得低黏度(η)、低旋轉黏性(Y1)及大彈性常數(K33)，使用其之PSA模式或PSVA模式之液晶顯示元件可實現高速回應。

使用本發明之液晶組成物之液晶顯示元件具有高速回應之顯著特徵，於主動矩陣驅動用液晶顯示元件中尤其有用，可應用於VA模式、PSVA模式、PSA模式、IPS模式或ECB模式用途。

於在本發明之液晶組成物中添加聚合性化合物之情形時，於不存在聚合起始劑之情形時亦進行聚合，亦可為了促進聚合而含有聚合起始劑。作為聚合起始劑，可列舉：安息香醚類、二苯甲酮類、苯乙酮類、苄基酮類、氧化醯基膦類等。

本發明之液晶組成物之20℃的介電各向異性(△ε)為2.0至20.0，較佳為4.0至18.0，進而較佳為4.0至16.0，尤佳為4.0至14.0。

本發明之液晶組成物之20℃的折射率各向異性(△n)為0.08至0.18，進而較佳為0.09至0.15，尤佳為0.09至0.12。若進一步詳細說明，則於應對薄單元間隙之情形時較佳為0.10至0.18，於應對厚單元間隙之情形時較佳為0.08至0.10。

本發明之液晶組成物之20℃的黏度(η)為10至30mPa．s，進而較佳為10至25mPa．s，尤佳為10至20mPa．s。

本發明之液晶組成物之20℃的旋轉黏性(γ 1)為50至130 mPa．s，進而較佳為50至110mPa．s，尤佳為50至90mPa．s。

本發明之液晶組成物之向列相-各向同性液體相轉移溫度(T_ni)為60℃至120℃，更佳為70℃至110℃，尤佳為70℃至100℃。

以下，作為本發明之液晶顯示元件之較佳一態樣，基於圖式說明橫向電場方式之液晶顯示元件，但本發明之液晶顯示元件並不限定於此。

圖1為示意性表示液晶顯示元件之構成之圖。圖1中，為了方便說明，將各構成要素分開記載。本發明之液晶顯示元件10之構成如圖1所記載，其係具有夾持於對向配置之第一透明絕緣基板2與第二透明絕緣基板7之間的液晶組成物(或液晶層5)之橫向電場方式(圖中，作為一例為FFS模式)之液晶顯示元件，其特徵在於：使用上述本發明之液晶組成物作為該液晶組成物。關於第一透明絕緣基板2，於液晶層5側之面上形成有電極層3。又，於液晶層5與第一透明絕緣基板2之間及液晶層5與第二透明絕緣基板8之間，具有與構成液晶層5之液晶組成物直接抵接而誘發沿面排列之一對配向膜4，該液晶組成物中之液晶分子以於未施加電壓時相對於上述基板2、7大致平行之方式進行配向。如圖1及圖3所示，上述第二基板7及上述第一基板2亦可被一對偏光板1、8夾持。進而，圖1中，於上述第二基板7與配向膜4之間設置有彩色濾光片6。再者，作為本發明之液晶顯示元件之形態，可為所謂之陣列型彩色濾光片(COA，color filter-on array)，可於含有薄膜電晶體之電極層與液晶層之間設置彩色濾光片，或亦可於含有該薄膜電晶體之電極層與第二基板之間設置彩色濾光片。

即，本發明之液晶顯示元件10為依序積層有第一偏光板1、第一基板2、含有薄膜電晶體之電極層3、配向膜4、含液晶組成物之液晶層5、配向膜4、彩色濾光片6、第二基板7、及第二偏光板8之構成。

第一基板2及第二基板7可使用玻璃或如塑膠般具有柔軟性之透明材料，其中一者亦可為矽等不透明材料。2片基板2、7藉由配置於周邊區域之環氧系熱硬化性組成物等密封材料及密閉材料貼合，為了保持基板間距離，於其間例如亦可配置玻璃粒子、塑膠粒子、氧化鋁粒子等粒狀間隔件或藉由影印石版術(photo-lithography)所形成之由樹脂構成的間隔柱。

圖2為將圖1中之形成於基板2上的電極層3之以II線包圍之區域擴大的俯視圖。圖3為將圖1所示之液晶顯示元件於圖2之III-III線方向上切斷之剖面圖。如圖2所示，關於含有形成於第一基板2之表面的薄膜電晶體之電極層3，用以供給掃描訊號之數條閘極匯流排線(gate bus line)26及用以供給顯示訊號之數條資料匯流排線25(data bus line)互相交叉配置為矩陣狀。再者，圖2中僅示出一對閘極匯流排線26及一對資料匯流排線25。

藉由利用數條閘極匯流排線26及數條資料匯流排線25包圍之區域，形成液晶顯示裝置之單位像素，於該單位像素內形成有像素電極21及共用電極22。於閘極匯流排線26與資料匯流排線25互相交叉之交叉部附近，設置有含有源極電極27、汲極電極24及閘極電極28之薄膜電晶體。該薄膜電晶體作為對像素電極21供給顯示訊號之開關元件，與像素電極21連結。又，與閘極匯流排線26並排設置有共用管線29。該共用管線29為了對共用電極22供給共通訊號而與共用電極22連結。

薄膜電晶體之構造之較佳一態樣例如圖3所示，具有：閘極電極11，其形成於基板2表面；、閘極絕緣層12，其以覆蓋該閘極電極11且覆蓋上述基板2之大致整個面的方式設置；半導體層13，其以與上述閘極電極11相對向之方式形成於上述閘極絕緣層12之表面；保護膜14，其以覆蓋上述半導體層17之表面之一部分的方式設置；汲極電極16，其以覆蓋上述保護層14及上述半導體層13之一側端部且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸的方式設置、源極電極17，以覆蓋上述保護膜14及上述半導體層13之另一側端部，且與形成於上述基板2表面之上述閘極絕緣層12接觸的方式設置；以及絕緣保護層18，其以覆蓋上述汲極電極16及上述源極電極17之方式設置。於閘極電極11之表面，亦可由消除與閘極電極之階差等原因而形成陽極氧化被膜(未圖示)。

上述半導體層13中，可使用非晶矽、多晶矽(polycrystalline polysilicon)等，若使用ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等透明半導體膜，則可抑制起因於光吸收之光載體之危害，就增大元件之開口率之該觀點而言亦較佳。

進而，亦可為了減小肖特基能障之寬度或高度，於半導體層13與汲極電極16或源極電極17之間設置歐姆接觸層15。於歐姆接觸層中，可使用n型非晶矽或n型多晶矽等高濃度地添加有磷等雜質之材料。

閘極匯流排線26或資料匯流排線25、共用管線29較佳為金屬膜，更佳為Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni或其合金，尤佳為使用Al或其合金之配線之情形。又，絕緣保護層18為具有絕緣功能之層，由氮化矽、二氧化矽、矽酸氮化膜等形成。

於圖2及圖3所示之實施形態中，共用電極22為形成於閘極絕緣層12上之大致整個面之平板狀電極，另一方面，像素電極21為形成於覆蓋共用電極22之絕緣保護層18上之梳狀電極。即，共用電極22配置於較像素電極21接近第一基板2之位置，該等電極介隔絕緣保護層18互相重疊配置。像素電極21及共用電極22例如由ITO(Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide，氧化銦鋅錫)等透明導電性材料形成。像素電極21及共用電極22由透明導電性材料形成，故於單位像素面積開口之面積變大，開口率及透過率增加。

又，關於像素電極21及共用電極22，為了於該等電極間形成邊緣電場，像素電極21與共用電極22間之電極間距離(亦稱為最小間隔距離)：R以小於第一基板2與第二基板7之距離：G的方式形成。此處，電極間距離：R表示於各電極間之基板上水平方向的距離。圖3中，由於平板狀之共用電極22與梳狀之像素電極21重疊，故表示電極間距離：R=0之例，由於最小間隔距離：R小於第一基板2與第二基板7間之距離(即，單元間隙)：G，故形成橫向邊緣之電場E。因此，FFS型液晶顯示元件可利用形成在垂直於像素電極21之形成梳狀之線之方向的水平方向電場及拋物線狀電場。像素電極21之梳狀部分的電極寬度：l及像素電極21之梳狀部分的間隙寬度：m較佳形成為可藉由產生之電場驅動驅動所有液晶層5內之液晶分子之程度的寬度。又，像素電極與共用電極之最小間隔距離R可作為閘極絕緣膜12之(平均)膜厚來調整。又，本發明之液晶顯示元件與圖3不同，像素電極21與共用電極22間之電極間距離(亦稱為最小間隔距離)：R亦可以大於第一基板2與第二基板7間之距離：G的方式形成(IPS 方式)。於該情形時，例如可舉梳狀像素電極及梳狀共用電極以於大致同一面內交替的方式而設置之構成等。

本發明之液晶顯示元件較佳利用邊緣電場的FFS方式之液晶顯示組成，若共用電極22與像素電極21鄰接的最短間隔距離d較配向層4彼此(基板間距離)的最短相隔距離D短，則於共用電極與像素電極之間形成邊緣電場，可有效率地利用液晶分子之水平方向及垂直方向的配向。於如本發明之較佳形態般之FFS方式的液晶顯示元件之情形時，若對以長軸方向與配向層之配向方向平行的方式配置之液晶分子施加電壓，則於像素電極21與共用電極22之間，拋物線形之電場的等電位線形成至像素電極21及共用電極22之上部，液晶層5內之液晶分子之長軸沿著所形成之電場排列。尤其因本發明之液晶組成物使用具有正介電各向異性之液晶分子，故液晶分子之長軸方向沿著產生之電場方向排列。

彩色濾光片6就防止光漏之觀點而言，較佳在對應於薄膜電晶體及儲存電容器23之部分形成黑矩陣(未圖示)。

於電極層3及彩色濾光片6上，設置有與構成液晶層5之液晶組成物直接抵接並誘導沿面排列之一對配向膜4。

又，關於偏光板1及偏光板8，可以調整各偏光板之偏光軸而將視角或對比度調整成良好，較佳以其等透射軸以常時暗態模式(normally black mode)運作之方式具有相互正交之透射軸。特別是偏光板1及偏光板8中之任一者較佳以具有與液晶分子30之配向方向平行的透射軸之方式配置。又，較佳為以對比度成為最大之方式調整液晶之折射率各向異性△n與單元厚度d之乘積。進而，亦可使用用以擴大視角之相位差膜。

[實施例]

以下列舉實施例進一步詳細說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。又，以下實施例及比較例之組成物中之「%」意指『質量%』。

實施例中，所測量之特性如下所述。

T_ni：向列相-各向同性液體相轉移溫度(℃)

△n：於20℃之折射率各向異性

△ε：於20℃之介電各向異性

η：於20℃之黏度(mPa．s)

γ 1：於20℃之旋轉黏性(mPa．s)

RT：於20℃之回應速度(msec)(單元厚度3.5μm之VA單元)

VHR(Init)：頻率60Hz、施加電壓1V之條件下在60℃之電壓保持率(%)

VHR(HEAT)：於100℃之狀態下放置48小時後所測量之頻率60Hz、施加電壓1V之條件下在60℃之電壓保持率(%)

滴痕：液晶顯示裝置之滴痕之評價係利用目視按以下4個等級對於整個面已黑顯示之情形時泛白色的滴痕進行評價。

◎：無滴痕

○：滴痕極為少有，為可接受之等級

△：有滴痕，為無法接受之等級

×：有滴痕，為相當差之等級

線殘像：液晶顯示元件之線殘像試驗係利用目視按以下4個等級對使特定之固定圖案於顯示區域內顯示2000小時之時產生於固定圖案之邊界部分的線狀殘像之等級進行評價。

◎：無線殘像

○：線殘像極為少有，為可接受之等級

△：有線殘像，為無法接受之等級

×：有線殘像，為相當差之等級

(側鏈)

(連結基)

(環結構)

(實施例1、比較例1及比較例2)

製備液晶組成物LC-1(實施例1)、液晶組成物LC-A(比較例1)及液晶組成物LC-B(比較例2)，對該等之物性值之測量、VHR(Init)及VHR(HEAT)之測量，滴痕之有無、線殘像之有無進行評價，結果如下。

再者，抗氧化劑(St-1)及(St-2)為

所示之化合物。

關於VHR(HEAT)、滴痕之有無、線殘像之有無，確認出顯著之差異。根據該等結果確認：本發明之液晶組成物LC-1為具有寬廣溫度範圍之液晶相、黏性小、低溫下之溶解性良好、比電阻或電壓保持率高、對熱或光穩定之△ε為正之液晶組成物，使用其之液晶顯示元件顯示品質優異，難以發生滴痕或線殘像等顯示不良。

(實施例2及實施例3)

製備液晶組成物LC-2(實施例2)及液晶組成物LC-3(實施例3)，對該等之物性值進行測量、VHR(Init)及VHR(HEAT)之測量、評價滴痕之有無、線殘像之有無進行評價，結果如下。

確認出VHR(Init)及VHR(HEAT)充分高，無滴痕，無線殘像。根據該等結果，確認本發明之液晶組成物LC-2及LC-3為具有寬廣溫度範圍之液晶相、黏性小、低溫下之溶解性良好、比電阻或電壓保持率高、對熱或光穩定之△ε為正之液晶組成物，使用其之液晶顯示元件顯示品質優異，難以發生滴痕或線殘像等顯示不良。

Claims

一種液晶組成物，其含有通式(II)所示之化合物及通式(K)所示之化合物， (該通式(II)中，M表示碳數4至10之伸烷基)， (該通式(K)中，R^k1各自獨立地表示碳原子數1~10之烷基或碳原子數2~10之烯基，基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可各自獨立地被取代為-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-，基中之1個或不鄰接之2個以上氫原子可各自獨立地由氟原子取代，環K¹及環K²各自獨立地表示1,4-伸環己基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH₂-可被取代為-O-或-S-)或1,4-伸苯基(基中之1個或不鄰接之2個以上-CH=可被取代為-N=)，基中之氫原子可各自獨立地由氰基、氟原子或氯原子取代，環K⁰表示1,4-伸苯基，基中之氫原子可各自獨立地由氟原子取代，Z^k1表示-OCH₂-或-OCF₂-，Z^k2或Z^k3各自獨立地表示單鍵、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-OCH₂-、-CH₂O-、-OCF₂-、-CF₂O-、-CH₂CH₂CF₂O-、-COO-、 -OCO-或-C≡C-，n^k1各自獨立地表示0、1、2、3或4，且於n^k1為2以上之情形時，環K²可相同亦可不同，又，Z^k3可相同亦可不同，X^k1、X^k2、X^k3及X^k4各自獨立地表示氫原子或氟原子，Y^k1各自獨立地表示氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基)；該通式(K)所示之化合物係選自下述通式(K11)~(K24)所示之化合物群中之一種或兩種以上之化合物， (該通式(K11)~(K24)中，R^k1、X^k1、X^k2、Z^k2、環K²、Z^k3、n^k1、X^k3、X^k4、及Y^k1與上述內容相同)。
如申請專利範圍第1項中任一項之液晶組成物，其中通式(II)所示之化合物為通式(II-a)所示之化合物，
如申請專利範圍第1或2項之液晶組成物，其含有1種以上之聚合性化合物。
一種液晶顯示元件，其具有具備由透明導電性材料構成之共用電極的第一基板、具備由透明導電性材料構成之像素電極及控制各像素所具備之像素電極之薄膜電晶體的第二基板及夾持於該第一基板與第二基板間之液晶組成物，該液晶組成物中之液晶分子於未施加電壓時之配向相對於該基板大致平行或大致垂直，使用申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶組成物作為該液晶組成物。
一種液晶顯示元件，係使用申請專利範圍第1至3項中任一項之液晶組成物，於施加電壓下或未施加電壓下使含有於該液晶組成物中之聚合性化合物聚合而製作。