KR100339280B1 - 스멕틱액정화합물의혼합물에서층간간격을조절하는방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 순열적 층 팽창값이 음수인 액정 조성물과 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 조성물이 하나 이상의 스멕틱 액정 화합물 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하는, 스멕틱 액정 화합물의 혼합물에서의 층간 간격의 조절 방법에 관한 것이다. 본 방법은 경사형 스멕틱 중간상(들)에서 층간 간격을 조절하여 셰브론 층의 기하 구조를 조절 또는 억제할 수 있다.

Description

스멕틱(smectic) 액정 화합물의 혼합물에서 층간 간격을 조절하는 방법{PROCESS FOR CONTROLLING LAYER SPACING IN MIXTURES OF SMECTIC LIQUID CRYSTAL COMPOUNDS}
액정을 이용한 장치는 다양한 전기광학적 이용 분야에서 사용되고 있으며, 특히 휴대용 컴퓨터와 소형 텔레비젼에서 사용되는 평면 패널 디스플레이 뿐만 아니라, 시계 및 계산기 디스플레이와 같은, 에너지 소비가 적은 밀집형 전압 조절 광밸브를 필요로 하는 분야에서 사용되고 있다. 액정은 저전압 작동 및 저전력 작동자 같은 여러가지 독특한 특성을 갖고 있으며, 현재 사용되고 있는 비방사성 전기광학적 디스플레이 중에서 가장 유망한 것이다. 그러나, 응답성이 낮은 관계로 여러 유력한 이용 분야에서 그 사용이 제한을 받고 있다. 응답 속도는 장치에서 처리되어야 만하는 부재들의 수에 비례하여 특히 중요해질 수 있으며, 또 이와 같은이유로 일부 유형의 액정의 점재적 용도가 제한받고 있다.
현재 가장 광범위하게 이용되고 있는 액정 디스플레이 방식은 트위스트된 네마틱(twisted nematic, TN), 초트위스트된 복굴절 효과(supertwisted birefringence effect, SBE) 및 동적 산란(dynamic scattcring, DS)인 데, 이들은 모두 네마틱 액정 또는 키랄 네마틱(콜레스테릭) 액정을 이용한다. 이들 장치는 전기장을 걸어줄때의 네마틱 액정 및/또는 키랄 네마틱 액정(또는 네마틱 또는 키랄 네마틱 액정의 혼합물)의 유전적(dielectric) 정렬 효과(프리더릭츠 효과)에 근거한 것이다. 액정 물질의 평균 분자의 장축은 걸어준 전기장의 바람직한 방향, 즉 상기 물질 또는 혼합물의 유전적 이방성(dielectric anisotropy)에 따라 결정되는 방향으로 배향되고, 이 방향성은 걸어준 전기장을 제거하면 이완된다. 이 재배향과 이완은 수 밀리초의 크기로 느리게 이루어진다.
네마틱 액정과 키랄 네마틱 액정이 가장 광범위하게 사용되고 있지만, 보다 고차원의 스멕틱 액정을 사용하는 액정 장치가 있다. 이들 장치 또한 액정의 유전적 재배향에 근거하고, 응답 시간 또한 수밀리초의 크기를 갖는다.
액정 기술 분야에서 최근에 개량된 기술은 강유전성 액정이라고도 하는 경사형(tilted) 키랄 스멕틱 액정을 마이크로초의 접속을 제공하는 장치에 이용한 것이었다. 강유전성(ferroelectric) 액정은 알.비. 메이어 등의 문헌[J. Physique36, 1-69 (1975)]에 기재되어 있고 불소 함유 강유전성 액정 재료가 최근에 개발되었다.[미국 특허 제4,886,619호 (재널리스), 제5,082,587호(재널리스) 및 제5,262,082호(재널리스등) 참조]. 강유전성 액정은 분자 경사 방향에 수직이고 스멕틱 층 평판에 평행한 거시적 전기적 쌍극자 밀도를 가진다. 이로 인해 분자적 배향과 걸어준 전기장 사이에는 유전적 이방성을 통해 이용가능한 것보다 훨씬 더 강력한 커플링이 제공된다. 또한, 커플링은 극성이어서, 걸어준 전기장의 역전기장을 효과적으로 사용하여 분자 배향을 조절할 수 있다.
고속 광학적 접속 현상은 엔. 에이. 클라크등[문헌(Appl. Phys. Lett.36, 899 (1980)) 및 미국 특허 제4,367,924호 참조]에 의해 강유전성 액정에 대해 발견되었다. 클라크는 표면-안정화된 강유전성 액정 디스플레이(이하, SSFLCD로 지칭함)를 개발하였는 데, 이것은 전술한 장치 용도중의 어느 것에서도 가능하지 않은 쌍안정성 작동을 가능하게 하였다. SSFLCD는 정보량, 조망각도, 콘트라스트비 및 접속 시간과 관련하여 높은 잠재력을 가진 것으로 인식되었지만, SSFLCD의 개발은 액정 층 구조내 결함과 관련한 문제로 인해 제한되어 왔다. 상기 결함은 냉각시층 수축(경사 스멕틱 중간상과 관련한 온도 범위를 통해) 및 결과적인 "셰브론 (chevron)" 층 구조의 형성으로 인해 생긴다[T.P. Rieker 등의 논문[Phys. Rev. Left.59, 2658 (1987) 및 Ferroelectrics 113, 245(1991)] 및 Y. Ouchi 등의 논문(Jpn. J. Appl. Phys.27, L1993 (1988)] 참조). 결함은 예를 들면, 불량한 콘트라스트비 및 불안정한 쌍안정성을 야기시키기 때문에, 셰브론 구조의 형성을 방지하기 위한 수단을 찾기 위한 연구가 활발히 이루어져 왔다.
유럽 특허 공개 제405,868호(후지츠 리미티드등)는 서가형 구조를 나타내는 액정 조성물을 개시하고 있다. 이 조성물은 강유전성(즉, 경사형 키랄 스멕틱) 액정 화합물들의 혼합물을 포함하는 데, 이 혼합물은 특정 나프탈렌 고리 구조를 가진 키랄 강유전성 액정 화합물의 소정량을 함유한다.
Takanishi등은 나프탈렌 고리에서 유래하는 새로운 강유전성 액정에 준서가형 층 구조를 자발적으로 형성하는 방법을 개시하고 있다[문헌[Jpn. J. Appl. Phys.29, L984 (1990) 및 Mol. Cryst. Liq. Cryst.199, 111 (1991)] 참조].
Mochizuki등은 "마찰된 중합체 배향 필름 패널과의 나프탈렌계 액정 혼합물"을 사용하여 서가형 및 준서가형 층 구조를 둘다 얻었다[문헌[Ferroelectrics122, 37 (1991)] 참조].
Research Disclosure 34573 (1993)에는 고비율의 퍼플루오로에테르-함유 액정 화합물을 가진 강유전성 액정 혼합물을 개시하고 있다. 이 혼합물은 자발적인 서가형 층 구조를 나타내며, 음성 층 팽창 재료와 제형화해서 층 두께의 온도 의존성을 감소시켰다.
전기장을 가해 얻은 서가형 층 구조는 M. Johno 등의 문헌[Jpn. J. Appl. Phys.28, L119 (1989)] 및 미국 특허 제5,206,751호(에스쳐등)에 보고되어 있다.
경사 증착 기술에 의해 얻은 서가형 구조는 A.Yasuda 등의 문헌[Liquid Crystals14, 1725 (1993)]에 보고되어 있다.
본 발명은 하나 이상의 경사 스멕틱 중간상(tilted smectic mesophase)에서 온도와 관련하여 조절가능한 층 팽창 특성 또는 층 수축 특성을 가진 스멕틱 또는 잠복성(latent) 스멕틱 액정 화합물의 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 방법으로 제조되는 혼합물 및 그 혼합물을 함유하는 전기광학적 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1-5 및 7-9는 실시예에서 기술하는 액정 샘플(화합물 또는 혼합물)에 대한 층간 간격(가변-온도, 소형 각 X-선 분산) 대 온도의 플롯이다. 감소된 크기의 기호로 표시한 플롯의 부분은 선형에 적합하도록 선택된 부분들이다. 이들 도면에 도시된 방정식들의 기울기는 샘플의 열적 층 팽창값에 해당한다.
도 6은 실시예 5에 기술하는 액정 화합물의 혼합물에 대한 열적 층 팽창값 대 조성의 플롯이다.
일부 액정 화합물은 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상과 관련된 전체 온도 범위에서 냉각시에 층이 수축되기보다는 팽창된다는 놀라운 사실을 발견하였다. 이러한 화합물들은 기타 특정한 액정 화합물과 혼합하여 사용할 경우, 온도와 관련하여 조절가능한 층 팽창 또는 층 수축 특성을 갖는 혼합물을 제공하게된다는 사실을발견하였다. 이 화합물을 사용하므로써 비경사형 중간상과 경사형 중간상 사이의 전이와 관련된 온도 범위에서 층간 간격의 감소된 온도 의존성 뿐만 아니라, 경사형 스멕틱 중간상(들)에서 거의 온도-비의존적인 층을 만들 수 있다. 따라서 본 발명의 제1 특징은 스멕틱 액정 화합물의 혼합물내에서 층간 간격을 조절하는 방법을 제공한다. 이 방법은 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값(net thermal layer expansion)이 음수인 액정 조성물과, 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하는 데, 이 때 상기 조성물은 각각 하나 이상의 스멕틱 액정 화합물 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유한다. (잠복성 스멕틱 액정 화합물은 스스로는 특정의 스멕틱 중간상(들), 예를 들면, 경사형 스멕틱 중간상(들)로 변할 수는 없으나, 스멕틱 중간상을 가진 화합물과, 또는 잠복성 스멕틱 중간상을 가지는 기타 화합물과의 혼합물 형태일 때는 적합한 조건하에서 스멕틱 중간상으로 변하거나 발전할 수 있는 화합물들이다.) 순 열적 팽창 특성이 음수인 조성물(이하, "음성조성물"로 칭함)은 제조한 배합물이 약 -0.05 내지 약+0.05 Å/℃ 범위의 순 열적 층 팽창값을 갖는 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 경사형 스멕틱 중간상(들)에서의 층간 간격 조절을 가능하게 함으로서 셰브론 층 기하 구조를 조정하거나 또는 억제한다. 이와 같은 억제는 냉각시에 경사형 스멕틱 중간상(들)을 통해 지그-재그 배열 결함의 형성을 감소시키거나 또는 제거함으로서, 개량된 전기광학적 접속전환 성능, 증가된 메모리 대구동된 원추-경사각 비, 및 개선된 콘트라스트 비를 얻을 수 있다. 본 방법은 또한 가열 및 냉각 사이클에서 기인하는 웅력-유도 결함 및 비서가형 층 기하 구조를 감소 또는 제거할 수 있다.
이밖에도, 본 발명의 방법은 키랄 또는 비키랄 액정 화합물을 사용하여 수행할 수 있고, 특정 유형의 코어 구조를 가진 화합물에만 한정되지도 않는다. 저점도 재료를 사용할 수 있기 때문에, 신속한 접속전환 속도를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 또한 본 발명의 방법으로 제조한 혼합물 및 이를 함유하는 전기광학적 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 방법에 따라 음성 조성물로 사용하기에 적합한 액정 조성물은 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 음수이고, 하나 이상의 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하는 조성물이다. 음성 조성물에 함유시키기에 적합한 스멕틱(또는 잠복성 스멕틱) 액정 화합물로는 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 분자들의 경사화와 관련된 층 수축을 상쇄함으로서, 중간상(들)에서 음성 열적 괭창 특성을 나타내는 메카니즘을 갖는 화합물을 들 수 있다. 이와 같은 화합물들은 제조된 조성물의 순열적 층 팽창값이 음수라는 조건하에서, 그러한 메카니즘을 나타내지 않는(그러므로, 양성 열적 층 팽창 특성을 나타내는) 액정 화합물과의 혼합물 상태로 사용할 수 있다.
음성 조성물에 이용할 수 있는 바람직한 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물은 하나 이상의 플루오르화된 말단부를 가지며, 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형)스멕틱 중간상에서 음성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 키랄 또는 비키랄 액정 화합물이다. 그러한 화합물의 바람직한 부류는 두 개 이상의 카테나형, 즉 사슬형의 에테르 산소 원자를 포함하는 플루오로에테르 말단부를 하나 이상 가지며, 음성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 키랄 또는 비키랄 액정 화합물의 부류이다. 상기 화합물은 예를 들면, (a) 두 개 이상의 카테나형 에테르 산소 원자를 포함하는 지방족 플루오로카본 말단부: (b) 지방족 탄화수소 말단부; 및 (c) 말단부를 연결하는 중심 코어를 포함할 수 있다. 이 화합물들의 지방족 탄화수소 말단부는 키랄 또는 비키랄일 수 있다.(그러한 비키랄 화합물은 미국 특허 제5,262,082호(재널리스등)에 기술되어 있다).
지방족 플루오로카본 말단부는 일반식 -D(CxF2xO)2CyF2y+1로 나타낼 수 있는 데, 식에서, x는 각각의 CxF2xO기에 대해 독립적으로 1 내지 약 12의 정수이고 y는 1 내지 약 12의 정수이고, z는 2 내지 약 10의 정수이며, D는 공유결합,
및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되며, 여기서, r 및 r'은 독립적으로 0내지 약 20의 정수이고, s는 각각의 (CsH2sO)에 대해 독립적으로 1 내지 약 10의 정수이고, t는 1 내지 약 6의 정수이며, p는 0 내지 약 4의 정수이다.
플루오로카본 말단부의 (CxF2xO)zCyF2y+1기는 소량의 잔유 탄소-결합된 수소 원자를 포함할 수 있지만, 완전히 플루오르화된 것이 바람직하다. 플루오로카본 말단부는 일반식 -D(CxF2xO)zCyF2y+1로 표시되는 선형 기가 바람직한 데, 상기 식에서, D는 -OCH2-이고, x는 각각의 CxF2xO기에 대해 독립적으로 1 내지 약 8의 정수이고, y는 1 내지 약 8의 정수이며, z는 2 내지 약 6의 정수이다.
상기 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시할 수 있다:
상기 식에서,
M, N 및 P는 하기 기들로 구성된 군에서 각각 독립적으로 선택되며;
a, b 및 c는 a+b+c의 합이 1 이상일 것을 조건으로 각각 독립적으로 0 또는 1 내지 3의 정수이고;
각각의 A 및 B는 공유결합,
로 구성된 군에서 무방향적으로 그리고 독립적으로 선택되며;
각각의 X, Y 및 Z는 -H, -Cl, -F, -Br, -I, -OH, -OCH3, -CH3, -CF3, OCF3. -CN 및 -NO2로 구성된 군에서 독립적으로 선택되고;
각각의 l, m 및 n은 독립적으로 0 또는 1 내지 4의 정수이고:
D는 공유결합,
및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되며, 여기서, r 및 r'은 독립적으로 0 내지 약 20의 정수이고, s는 각각의 (CsH2sO)에 대해 독립적으로 1 내지 약 10의 정수이고, t는 1 내지 약 6의 정수이며, p는 0 내지 약 4의 정수이고;
R은
및 -CR'H-(D)g'-CR'H-의 구성된 군에서 선택되는 데, 여기서, 각각의 R'은 -Cl, -F, -CF3, -NO2, -CN, -H, -CqH2q+1,및로 구성된 군에서 독립적으로 선택되며, 이 때, q'은 각각의 (Cq'H2q'-O)에 대해 독립적으로 1 내지 약 20의 정수이고, q는 1 내지 약 20의 정수이고, w는 0 내지 약 10의 정수이고, v는 0 내지 약 6의 정수이고, 각각의 v'은 독립적으로 0 내지 약 6의 정수이고, g는 1 내지 약 3의 정수이고, g'은 1 내지 약 3의 정수이고, 각각의 D는 상기에 제시한 기중에서 독립적으로 선택되며, R은 직쇄 또는 분지쇄이고, 키랄 또는 비키랄일 수 있으며;
Rf는 -(CxF2xO)zCyF2y+1인데, 여기서, x는 각각의 (CxF2xO)에 대해 독립적으로 1 내지 약 12의 정수이고, y는 1 내지 약 12의 정수이며, z는 2 내지 약 10의 정수이다. D가 -OCH2-이고, Rf는 직쇄이고, x는 각각의 (CxF2xO)에 대해 독립적으로 1 내지 약 8의 정수이고, y는 1 내지 약 8의 정수이며, z는 2 내지 약 6의 정수인 것이 바람직하다.
상기 화합물의 바람직한 부류는 하기 화학식 2로 표시할 수 있다:
상기 화학식에서,
x는 각각의 CxF2xO에 대해 독립적으로 1 내지 약 8의 정수이고; y는 1 내지 약 8의 정수이고; z는 2 내지 약 4의 정수이고; j는 0 또는 1이며; j'은 0 또는 1이며; R"은 (R')V-CqH2q+1-v및로 구성되는 군에서 선정되며, 여기서, 각각의 q는 독립적으로 2 내지 약 10의 정수이고; 각자의 R'은 수소, 플루오르, 염소, 메틸 및 퍼플루오로메틸로 구성된 군에서 독립적으로 선택되며; v는 0 내지 약 4의 정수이며; CqH2q및 CqH2q+1은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다.
하나 이상의 플루오르화된 말단부를 가지고 음성 조성물에서 이용될 수 있는 액정 화합물의 바람직한 또 하나의 부류는 하나 이상의 플루오로지방족 말단부를 가지고(예; 미국 특허 제4,886,619호(재널리스) 및 제5,082,587호(재널리스)에 개시된 화합물), 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 음성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱의 키랄 또는 비키랄 액정 화합물이다. 예를 들면, 5-헥실-2-(4'-1,1-디히드로퍼플루오로옥틸옥시)페닐피리미딘이 이와 같은 특성을 갖고 있으며, 또 상기 용도에 적합한 것으로 확인되었다.
하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 분자들의 경사화와 관련된 층 수축을 상쇄해줌으로서, 중간상(들)에서 음성 열적 팽창 특성을 나타내는 메카니즘을 갖는 기타 액정 화합물을 또한 음성 조성물에서 이용할 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 전술한 음성 조성물과의 혼합물 상태로 사용하기에 적합한 액정 조성물은 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사현) 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수이며, 또 하나 이상의 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하는 조성물이다. 순 열적 팽창 특성이 양수인 액정 조성물(이하, "양성 조성물"로 칭함)에 함유시키기에 적합한 스멕틱(또는 잠복성 스멕틱) 액정 화합물로는 지방족 말단부를 갖고 있으며, 또 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 양성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 키랄 및 비키랄 액정 화합물, 예를 들면, D Demus 등의 문헌[Flussige Kristalle in Tabellen, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, pp 65-76 및 260-63, Leipzig(1974)] 및 S. Kumar의 문헌[Phys. Rev. A23, 3207 (1984)]에 기재된 알킬, 알콕시 페닐피리미딘 및 알킬, 알콕시 페닐벤조에이트와 같은 화합물; 하나 이상의 플루오로지방족 말단부를 갖고있으며,(이 화합물들은 예를 들면, 미국 특허 제4,886,619호(재널리스) 및 제5,082,587호(재널리스)에 개시되어 있음), 또 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상에서 양성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 키랄 및 비키랄 액정 화합물, 예를 들면, 하기 표 1의 화합물B와 같은 화합물; 및 단 하나의카테나형 에테르 산소 원자만을 포함하는 하나 이상의 플루오로에테르 말단부를 갖고 있으며, 또 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틸 중간상에서 양성 열적 층 팽창 특성을 나타내는 키랄 및 비키랄 액정 화합물을 들 수 있다. 후자의 화합물들은 예를 들면, (a) 하나 이상의 카테나형 에테르 산소 원자를 포함하는 지방족 플루오로카본 말단부; (b) 지방족 탄화수소 말단부; 및 (c) 말단부를 연결하는 중심 코어를 포함하는 화합물일 수 있다. 지방족 플루오로카본 말단부는 일반식 -D(CxF2xO)zCyF2y+1으로 나타낼 수 있는 데, 식에서, x는 1 내지 약 12(바람직하게는 1 내지 약 8)의 정수이고, y는 1 내지 약 12(바람직하게는 1 내지 약 8)의 정수이고, z는 1이며, D는 전술한 기중에서 선택된다. 상기 화합물들은 상기 화학식 1로 나타낼 수 있는 데, 식에서, R, M, N, P, A, B, D, X, Y, Z, a, b, C, l, m 및 n은 전술한 바와 같고, Rf는 -(CxF2xO)zCyF2y+1이고, 이때, x는 1 내지 약 12의 정수이며, y는 1 내지 약 12의 정수이며, z는 1이다. D는 -OCH2-, Rf는 선형, x는 1 내지 약 8의 정수, 그리고 y는 1 내지 약 8의 정수가 바람직하다.
두 개 이상의 카테나형 에테르 산소 원자를 포함하는 플루오로에테르 말단부를 가진 화합물(들)을 음성 조성물의 주성분(들)로서 사용할 경우, 이 조성물들은 플루오로지방족 말단부 또는 보다 바람직하게는 단지 하나의 카테나형 에테르 산소 원자만을 포함하는 플루오로에테르 말단부를 가진 하나 이상의 키랄 또는 비키랄 액정 화합물을 주성분(들)로서 함유하는 양성 조성물과 배합하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같은 배합물은 상용성의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 방법은 음성 조성물과 양성 조성물을 배합하므로써 수행할 수 있다. 조성물의 배합 또는 혼합은 용기에 장입하여 수행할 수 있는데, 이때 조성물은 일반적으로는 동시에 및/또는 연속해서 진탕 또는 교반(예; 롤러 혼합)시킨다. 용기는 혼합에 필요한 공간을 유지하면서 두 조성물을 지탱하기에 충분한 크기라면, 개봉형 용기 또는 밀폐형 용기 어느것이나 사용할 수 있다. 조성물들은 서로 배합하기 전에 제조할 수도 있으나, 이와는 달리 한 조성물중의 1개 이상의 성분을 다른 조성물의 1개 이상의 성분과 서로 배합한 후에 나머지 성분자 배합할 수도 있다. 조성물들의 성분 배합 순서와 방식은 어느 것이라도 허용된다. 제조된 배합물은 균질 혼합물이 얻어지도록 충분히 진탕 또는 교반하는 것이 바람직하다. 이것은 충분한 열을 가하여 배합물을 용융시키거나 또는 배합물을 용매(예; 극성의 비양자성 용매)에 용해시키고, 이어서 용매를 제거(예; 회전식 증발)시킴으로써 바람직하게 진행 된다.
이용할 조성물들(및 그 성분들)은 하나 이상의 경사형(또는 잠복성 경사형) 스멕틱 중간상(예; 스멕틱 C 중간상)에서 그 열적 층 팽창의 부호나 값에 근거하여 선택할 수 있다. 이와 같은 팽창의 부호 및 절대값은 가변 온도 소형 각 X-선 분산법(SAXS)을 사용하여 측정할 수 있다. SAXS 기술은 예를 들면, 문헌[Small-Angle Scattering of X-rays, A. Guinier등(C. B. Walker 번역), John Wiley & Sons, pp 1-4, 뉴욕 (1955)]에 개시되어 있으며, 액정에의 이용에 대해서는 예를 들면, S. Kumar의 문헌[Phys. Rev. A23, 3207 (1981)]에 개시되어 있다. 팽창의 부호 및 절대값은 목적하는 중간상(들)의 층간 간격 대 온도의 플롯에서 거의 선형인 영역 (검사하여 선정함)에 맞춰진 라인의 기울기의 부호 및 크기를 계산하므로써 측정할 수 있다. 일반적으로, 최적화 작업에서 선정된 온도 범위는 특정 장치 용도에 유용한 온도 범위에 상응하는 온도일 수 있으며, 경사형 및 비경사형 중간상 사이의 전이와 관련된 데이터는 일반적으로 비선형성으로 인해 선정된 범위에서 제외될 수 있다. 온도 증가와 함께 층간 간격이 증가(감소)하는 성분 또는 조성물은 열적 층 팽창값이 양성(음성)이다.
음성 조성물은 제조된 배합물이 약 -0.05 내지 약 +0.05 Å/℃, 보다 바람직하게는 약 -0.01 내지 약 +0.01 Å/℃, 가장 바람직하게는, 약 -0.005 내지 약 +0.005 Å/℃ 범위내의 순 열적 층 팽창값을 갖을 수 있는 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 일부 경우에는 특별한 목적용으로 이들 범위를 벗어난 팽창값이 요구될 수도 있으며, 이는 양성 및 음성 조성물을 혼합하므로써 얻을 수 있다. 이들 범위내에서의 순 팽창값은 일반적으로 음성 조성물의 양과 이 조성물의 순 음성 팽창값의 절대값을 곱한 값이 양성 조성물의 양과 그 조성물의 순 양성 팽창값의 절대값을 곱한 값과 거의 동일하게되도록 음성 조성물의 양을 선택하므로써 얻을 수 있다[이것은 팽창 대 중량%(또는 몰분율)의 플롯에서 선형 방정식을 최적화 시킨 것에 해당한다]. 순 팽창값의 보정(목적하는 값에 가까운 값을 얻기 위함)은 반복 과정(혼합물의 측정된 순 팽창값을 팽창값과 중량%(또는 몰분율) 사이의 관계를 설명하는 방정식을 보정하는데 사용함)을 통해 얻을 수 있다.
잠복성 스멕틱 액정 화합물을 이용할 경우, 그 열적 층 팽창값(스멕틱 중간상의 잠복성으로 인해 측정할 수 없음)은 일정 범위의 상이한 조성을 갖는 혼합물을 (본 발명의 방법에 따라) 제조하고, 이들 혼합물의 팽창값을 측정한 후, 팽창 대 중량%(또는 몰분율)를 플로팅하고, 데이터에 선형 방정식을 적용시켜, 100% 잠복성 스멕틱 화합물에 상응하는 조성물에 대한 방정식으로 풀어서 근사치를 얻을 수 있다.
본 발명의 방법은 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 거의 온도-비의존성인 층간 간격(또한 비경사형과 경사형 중간상 사이의 전이와 관련된 온도 범위에서 층간 간격의 감소된 온도 의존성)을 얻는 데 사용할 수 있는 조절가능한 층 팽창 또는 수축 특성(온도와 관련하여)을 갖는 배합물 또는 혼합물을 제공한다. 이 방법은 층의 수축을 조절하고, 이같이 해서 셰브론 층의 기하 구조를 억제시킬 수 있다. 이것은 냉각시에 경사형 스멕틱 중간상(들)을 통해 지그-재그 배열 결함의 형성을 감소 또는 제거시켜서 개량된 전기광학적 접속 전환 성능, 메모리 대 구동된 원추-경사각의 비율 증대, 및 향상된 콘트라스트 비를 얻을 수 있다. 상기 방법은 또한 가열 및 냉각 사이클에서 유래하는 용력-유도된 결함 및 비서가형 층 기하 구조를 감소 또는 제거할 수 있다.
하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 거의 온도-비치존성의 층간 간격을 가진 혼합물은 또한 중간상(들)에서 단지 작은 음성(또는 단지 작은 양성) 열적 층 팽창값을 갖는 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 중간상 액정 화합물을 배합시켜 줌으로써 제조할 수 있는 데, 팽창값은 약 -0.05 Å/℃ 내지 약 +0.025 Å/℃, 보다 바람직하게는 약 -0.01 Å/℃ 내지 약 +0.01 Å/℃, 가장 바람직하게는 약 -0.005 Å/℃ 내지 약 +0.005 Å/℃의 범위의 값이 바람직하다.
하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 층간 간격의 비-제로형 온도 의존성을 갖는 특수 목적용 혼합물은 중간상(들)에서 선정된 음성(양성) 열적 층 팽창값을 갖는 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물(들)을 선정된 음성(양성) 팽창값을 갖는 다른 이와 같은 화합물(들) 또는 조성물(들)과 배합하므로써 제조할 수 있다. 음성(양성) 팽창값은 목적하는 중간 팽창값(및 팽창과 양 사이가 대략적으로 선형인 관계에 근거한 화합물 또는 조성물의 양, 상기 참조)에 맞추어서 선택하거나, 또는 그 값에 근접하도록 선택할 수 있다. 한편, 특수 목적용의 비-제로형 온도 의존성은 선택된 음성(양성) 팽창값을 갖는 화합물(들) 또는 조성물(들)을 대략 0(제로)의 팽창값을 갖는 화합물(들) 또는 조성물(들)과 배합하여 얻을 수 있다. 층 간 간격의 이와 같은 비-제로 온도 의존성은 예를 들면, 문헌[T. P. Ricker 및 N. A. Clark의Phase Transitions in Liquid Crystals(S. Martellucci 및 A. N. Chester), Plenum Press, p 310, 뉴욕 (1992)]에 개신된 셰브론의 밀도-구동 형성을 상쇄시키는 데 있어 바람직할 수 있다.
본 발명의 목적 및 장점은 다음 실시예로서 보다 상세히 설명하였다. 이들 실시예에서 언급된 특정 재료 및 그 양과 기타 조건 및 상세한 사항이 본 발명을 부당하게 제한하는 목적으로 사용되어서는 아니된다. 실시예에서 사용된 플루오르-함유 액정 화합물은 미국 특허 제4,886,619호(재널리스), 제5,082,587호(재널리스) 및 제5,262,082호(재널리스등)에 개시된 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
하기 실시예들에서 층간 간격은 소형각 X-선 분산을 온도의 함수로서 관찰하는 SAXS 기술로 측정하였다. 데이터는 크랫키(Kratky) 카메라, 구리 K-알파 방사선, 및 선형 위치 감지기를 사용하여 수집하였다. 액정 샘플(단일 화합물 또는 혼합물)을 끝이 개방된 석영 모세관에 넣고, 튜브의 축이 수평판내에 있고, 또 비임경로에 수직이 되도록 스테인리스 스틸 시료 홀더 표면에 위치시켰다. 샘플을 동방성인 상태로 가열한 후, 이어 냉각시켜서 층간 간격의 초기 측정을 행하였으며, 자료를 수집하기 전에 10분의 대기 시간을 가졌다. 샘플을 2 내지 3℃씩 감온하면서 냉각시키고, 10분의 대기 시간을 거쳐 각 온도에서 데이터를 얻었다.
층간 간격 데이터를 온도와 관련하여 플로팅하고, 대략적으로 선형인 목적하는 중간상(스멕틱 C) 영역을 정밀검사하여 선택하였다. 일반적으로 경사형과 비경사형 중간상 사이의 데이터 영역은 비선형성으로 인해 선택된 데이터로부터 배제시켰다. 선택된 영역에 대한 층간 간격 데이터를 플로팅하고, 선형 방정식을 데이터에 적용시켰다. 선형 방정식의 기울기는 선택된 온도 범위에서 샘플의 열적 층 팽창값을 나타냈다. 따라서, 온도 증가와 함께 증가하는 층간 간격을 가진 샘플은 양성 열적 팽창값을 가졌다. 이 기술을 사용하여, 본 발명의 방법에 사용하기 적합한 다양한 액정 화합물에 대해 열적 팽창값(TE)을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
* 외삽치
** 산정치
실시예 1
음성 및 양성 조성물을 혼합함에 의한 층간 간격 조절
5-데실옥시-2-(4'-(1,1-디히드로퍼플루오로-2-(2-부톡시에톡시)에톡시)페닐피리미딘(표 1의 화합물 2)의 샘플의 층간 간격을 온도의 함수로서 측정한 후, 플로팅하고, 그 열적 팽창값을 전술한 방법으로 계산하였다. 층간 간격(Å) 대 수집온도의 결과적인 플롯은 도 1에 도시한다. 계산된 팽창값은 스멕틱 C 중간상에서 -2.64x10-2Å/℃였다. 사용된 라인의 적합도는 y=33.591-2.6404e-2x, R2=0.985였다.
화합물 2와 5-옥틸-2-(4'-(1,1-디 히드로퍼플루오로-(3-부톡시프로폭시)페닐피리미딘(표 1의 화합물 A)의 일련의 혼합물을 제조하고, 혼합물의 열적 팽창값은 진술한 바와 거의 동일하게 측정하였다. 층간 간격(Å) 대 수집 온도(℃)의 결과적인 플롯은 도 1에 도시한다. 혼합물의 계산된 열적 팽창값은 다음과 같았다:
100% 화합물 2 -2.64 ×10-2Å/℃
75% 화합물 2/25% 화합물 A -1.78 ×10-2Å/℃
50% 화합물 2/50% 화합물 A -1.19 ×10-2Å/℃
25% 화합물 2/75% 화합물 A -0.37 ×10-2Å/℃
각 혼합물에 대한 TE의 계산된 값과 화합물 2의 중량%를 플로팅하므로써, 100 중량%의 화합물 A(0 중량%의 화합물 2)의 이론적 조성을 외삽하는 것이 가능했으며, 순수한 화합물 A에 대한 TE값은 +0.36 ×10-2Å/℃로 계산되었다.
상기 데이터는 화합물 2(음성 열적 팽창값을 가짐)를 양성 열적 팽창값을 가진 액정 재료(경사형 중간상내에서 냉각시 수축을 나타냄)와 혼합하여 양성 재료의 층 수축을 상쇄하므로써 층 팽창 특성을 조절하여 스멕틱 C 중간상에서 거의 온도-비의존성인 층간 간격(TE가 대략 0에 가까움)을 얻을 수 있음을 보여준다.
혼합물의 전술한 열적 팽창값(TE)은 다음 방정식에 대략적으로 일치된다.
100 ×TE= 0.3590-2.26 ×(화합물 A에 대한 화합물 2의 중량비).
(25% 화합물 2와 75% 화합물 A의 혼합물에 대해 얻어진 -0.37 ×10-2Å/℃값보다) 0에 보다 가까운 TE값을 얻고자 한다면, 반복 과정을 통해 방정식을 보다 정밀하게 수정할 수 있다.
실시예 2
음성 및 양성 조성물을 혼합함에 의한 층간 간격 조절
표 1의 화합물 10의 TE는 실시예 1과 거의 동일한 방법을 사용하여 측정하였다. 화합물 10(냉각시 강한 층 팽창을 나타냄)과 5-데실-2-(4'-(1,1-디히드로퍼플루오로헥실옥시)페닐피리미딘(화합물 B, 냉각시 강한 층 수축을 나타냄)의 혼합물의 TE는 모세관을 실란 접착 프로모터(듀퐁에서 VM651로 시판됨)로 처리한 기재(유리 현미경 커버슬립)상에 액정 혼합물의 얇은 호메오트로픽(homeotropic) 필론으로 대체하므로써 상기 SAXS 기술을 변형시켜 사용하여 측정하였다. 생성 샘플을 샘플층이 수직 방향으로 정상적으로 되게 크랫키 기하 구조로 수평 X-선 비임에 놓고조정하여 분산을 최대화하였다. 층간 간격(Å) 대 수집 온도의 결과적 플롯은 도 2에 도시한다.
혼합물의 열적 팽창값은 다음과 같이 측정되었다:
100% 화합물 10 -4.01 ×10-2Å/℃
75% 화합물 10/25% 화합물 B -6.39 ×10-3Å/℃
50% 화합물 10/50% 화합물 B -5.00 ×10-3Å/℃
이 데이터는 화합물 10(큰 음성 열적 팽창간을 가짐)을 양성 열적 팽창값을 가지고 강한 층 수축성을 나타내는 액정 재료와 혼합하므로써 그 수축을 크게 상쇄시킬 수 있음을 나타낸다.
실시예 3
동일한 부호(음성)의 열적 팽창값을 가진 조성물들을 혼합함에 의한 층간 간격 조절
표 1의 화합물 11 및 12의 TE는 실시예 1에서 설명한 바와 거의 동일하게 측정하고, 그 값을 표 1에 도시하였다. 두 화합물은 음성의 TE를 가진 것으로 확인되었다. 두 화합물의 혼합물을 제조하고, 혼합물의 TE를 거의 동일한 방법으로 측정하였다. 층간 간격(Å) 대 수집 온도의 결과적 플롯은 도 3에 도시한다.
혼합물의 열적 팽창값은 다음과 같이 측정되었다:
이 데이터는 화합물 11 및 12(둘다 음성 열적 팽창값을 가짐)을 혼합함으로서 층 팽창 특성을 조절해서 조성물의 대형 열적 팽창 또는 제2의 조성물의 양성 층 팽창을 보상하는 데 유용할 수 있는 필요로하는 중간 열적 팽창값을 얻을 수 있음을 나타낸다.
실시예 4
음성 및 양성 조성물의 혼합에 의한 층간 간격 조절
5-옥틸-2-(4'-(1,1-디히드로퍼플루오로-2-(2-부톡시에톡시)에톡시)페닐피리미딘(표 1의 화합물 9) 및 5-옥틸-2-(4'-(1,1-디히드로퍼플루오로-(3-부톡시프로폭시)페닐피리미딘(표 1의 화합물 A)의 TE는 실시예 1에서 설명한 바와 거의 동일하게 측정하여, 화합물 9에 대해서는 음성 그리고 화합물 A에 대해서는 양성이 확인되었다. 75 중량%의 화합물 9와 25 중량%의 화합물 A의 혼합물을 제조하고, 혼합물의 TE는 거의 동일한 방법으로 측정하였다. 층간 간격(Å) 대 수집 온도의 결과적 플롯은 도 4에 도시한다.
순수한 화합물 9와 혼합물에 대한 데이터의 플롯으로부터, 41 중량%의 화합물 9와 59 중량%의 화합물 A의 혼합물이 약 0의 TE를 가질 것으로 예측되었다(실시예 1에서 설명한 바와 같이 TE 대 조성물 데이터 라인의 반복적 최적화에 의해),이 혼합물을 제조하고, 상기한 바와 거의 동일하게 그 TE를 측정하니 -0.31 ×10-2Å/℃로 확인되었다. 이 데이터는 화합물 9(음성 열적 팽창값을 가짐)를 양성 열적 팽창값을 가진 액정 재료와 혼합함으로서 층 팽창 특성을 조절해서 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 거의 온도-비의존성인 층간 간격을 얻을 수 있을 겄으로 예측된다. (0에 보다 가까운 TE값을 얻고자 한다면, 실시예 1에 설명한 바와 같이 반복 과정을 이용할 수 있다.)
실시예 5
잠복성 경사형 스멕틱 액정 화합물의 열적 팽창값(경사형 스멕틱 중간상에서)의 측정
본 실시예에서는 음성 TE를 가진 스멕틱 액정 화합물(표 1의 화합물 2)을 다양한 비율로 잠복성 경사형 스멕틱 액정 화합물(표 1의 화합물 C)와 혼합하였다. 다양한 혼합물의 TE는 실시예 1과 거의 동일하게 측정하여 이 특정 혼합물에서 화합물 C의 TE(스멕틱 C 중간상의 잠복성으로 인해 직접 측정할 수는 없음)의 근사치를 얻을 수 있다. 층간 간격 대 온도의 결과적인 플롯은 도 5에 도시한다.
각 혼합물에 대한 TE값 대 화합물 2의 중량%를 플로팅하므로써, 100 중량%의 화합물 C(0 중량%의 화합물 2)의 이론적 조성을 외삽하는 것이 가능했으며, 순수한 화합물 C에 대한 TE값은 도 6에 도시한 바와 같이 -0.44 ×10-2Å/℃로 계산되었다.
실시예 6
음성 및 양성 조성물을 혼합함에 의한 층간 간격 조절
본 실시예에서는 음성 TE(표 1의 화합물 10)를 가진 스멕틱 액정 화합물을 양성 TE를 가진 비플루오르화된 스멕틱 액정 화합물(5-데실-2-헥실옥시페닐피리미딘, 표 1의 화합물 D, 이것은 H. Zaschke의 문헌[J. prakt. Chem,317, 617(1975)]에 개시된 방법으로 제조할 수 있음)과 혼합하였다. 순수한 화합물의 TE와 90 중량%의 화합물 10 및 10 중량%의 화합물 D의 혼합물의 TE를 실시예 1과 거의 동일하게 측정하고, 결과적인 플롯은 하기 표 7에 도시한다. 혼합물의 TE는 두 순수한 화합물의 TE값의 중간값이었는데, 이것은 음성 및 양성 조성물을 본 발명의 방법에 따라 배합하여 층 팽창 특성을 조절할 수 있음을 입증하는 것이다.
실시예 7
본 발명의 방법으로 제조한 강유전성 액정 혼합물을 함유하는 액정 디스플레이 장치
강유전성 액정 화합물의 두 혼합물(혼합물 7A 및 7B, 하기 표 2에 나타낸 조성을 가짐)을 본 발명의 방법에 따라 제조하였다. 각 혼합물의 스멕틱 C 중간상에 대한 TE는 실시예 1과 거의 동일하게 측정하고, 층간 간격 대 온도의 결과적인 플롯은 도 8에 도시한다. 도 8은 잠복성 스멕틱 C 액정 화합물(혼합물 7B에 특이한 두 화합물)을 첨가제로 사용하여 혼합물의 TE를 추가로 감소시키고, 강유전성 상에서 보다 높은 온도 비의존성을 얻을 수 있음을 나타낸다.
작업 표면-안정화된 강유전성 액정 장치(SSFLCD)를 하기 방법으로 제작하였다:
산화 인듐 주석(ITO) 코팅되고(300 Å ITO 코팅) 초음파 세정된 유리 기재 (2.85 ×3.5 ×0.1 cm)상에 포름산중의 나일론 6/6(알드리치 케미컬 컴패니)의 0.52 중량% 용액 몇 방울을 떨어뜨렸다. 기재를 1200 rpm으로 40초 동안 회전시키고, 75℃에서 16 시간 동안 경화시켜 약 400 Å 두께의 나일론 코팅을 수득하였다. 코팅된 기재를 65%의 면, 35%의 레이온의 벨벳 직물이 단단하게 싸여진 115g의 마찰봉(직경 2.5 cm, 길이 10 cm의 유리봉)으로 한 방향으로 마찰시켜(20회) 기재상에 배향된 배열층을 수득하였다.
높이 1.5㎛의 폴리이미드 스페이서 포스트 패턴을 가지는 또 하나의 ITO 코팅된(300 Å ITO 두께) 유리 기재(2.85 ×3.5 ×0.1cm, 초음파 세정된 것)상에 부틸 알코올중의 1.5 중량%의 폴리디메틸실록산(5.6% GR-65IL, 오웬-일리노이 인코오포레이드에서 입수가능함)의 1.5 중량% 용액 몇 방울을 떨어뜨렸다. 기재를 8000 rpm으로 20초 동안 회전시키고, 75℃에서 16 시간 동안 경화시켜 두께 약 200 내지 300 Å의 배열 코팅을 수득하였다.
전술한 기재 두 세트를 UV 경화성 접착제(NorlandTM61 광학적 접착제, 놀랜드 프로덕츠 인코오포레이티드에서 입수 가능)를 사용하여 ITO로 구성된 전극 및 내측으로 향한 배열층과 함께 조립해서 두개의 셀을 제조하였다. 각 셀을 진공하에서 모세관 작용을 이용하여 가열하므로써 액정 화합물의 두 혼합물(표 2에 나타낸 혼합물 7A 및 7B)중 하나로 충전시켜 접속 전환 가능한 장치를 형성하였다.
장치의 ITO로 구성된 전극은 가변 출력 전압을 가진 임의 파형 발생기에 연결시켰다. 장치는 편광 현미경의 회전 단상에 배치했다. 현미경의 백열광원을 여과하여 그 파장을 450 내지 700 nm로 제한하였다. 광학적 투과율은 광전증배관으로 측정하여 오실로스코프상에 표시하였다. 장치의 래칭(latching) 시간은 20 V/㎛의 전기장 및 24℃의 온도에서 측정하여 80 ㎲였다. 장치는 2극성의 20 V/㎛의 평방 펄스로 구성되고 동일한 나비와 6.7 V/㎛ 진폭을 가진 평방 펄스열에 의해 30ms 이상 떨어진 파형 전압으로 구동시켰다. 장치의 메모리 대 경사각 비는 0.87로 측정되었다.
비교예
시판되고 있는 두 개의 강유전성 액정 혼합물(일본 치소 코오포레이션에서 입수가능한 CS-1015, 및 독일 메르크에서 입수가능한 ZLI 4654-100)을 SSFLCD용으로 시판되는 강유전성 액정 혼합물의 대표적인 시판품으로 선택하였다. 혼합물의 TE는 실시예 1과 거의 동일하게 측정하고, 층간 간격 대 온도의 결과적 플롯을 도 9에 도시한다. 도 9에는 또한 본 발명의 방법에 따라 제조한 실시예 7의 혼합물 7B의 층간 간격 대 온도의 플롯을 도시한다. 두 개의 시판 혼합물의 데이터의 플롯은 거의 겹쳐질 수 있을 정도로 거의 동일한 양성 TE값을 얻었다. 두 개의 시판 혼합물과 대조적으로, 혼합물 7B는 당해 분야에서 오랫동안 추구해 왔던 거의 온도-비의존성인 층간 간격을 나타낸다.
당해 분야의 숙련자라면 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 개조에 및 변형예를 실시할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상(tilted or latent tilted smectic mesophase)에서 순 열적 층 팽창값(net thermal layer expansion)이 음수인 액정 조성물과 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 조성물이 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 함유하는, 층간 간격(layer spacing)의 조절 방법.
  2. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 기지의 크기의 음수인 액정 조성물과 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 기지의 크기의 양수인 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하고, 상기 조성물들이 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 함유하며 또 상기 조성물들을 이 기지 크기를 기준으로 하여 생성되는 배합물이 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 필요로하는 순 열적 층 팽창값을 갖도록 하는 양으로 사용되는, 층간 간격의 조절 방법.
  3. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 음수인 액정 조성물과 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 함유하는 액정 화합물의 혼합물로서, 상기 조성물들이 각각 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 함유하고, 이때 순 열적 층 팽창값이 음수인 상기 조성물은 상기 혼합물이 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 약 -0.05 내지 약 +0.05 Å/℃ 범위의 순 열적 층 팽창값을 갖도록 하는 양으로 존재하는 액정 화합물의 혼합물.
  4. 두 개 이상의 카테나형 에테르 산소 원자를 포함하는 플루오로에테르 말단부를 가진 하나 이상의 키랄 또는 비키랄의 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하며 스멕틱 C 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 음수인 액정 조성물과 하나의 카테나형 에테르 산소 원자를 포함하는 플루오로에테르 말단부 및 플루오로지방 족 말단부로 이루어진 군에서 선택된 말단부를 가진 하나 이상의 키랄 또는 비키랄의 스멕틱 또는 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하며 스멕틱 C 중간상에서 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하고, 순 열적 층 팽창값이 음수인 상기 조성물은 생성되는 배합물이 스멕틱 C 중간상에서 약 -0.05 내지 +0.05 Å/℃ 범위의 순 열적 층 팽창값을 갖도록 하는 앙으로 사용되는, 층간 간격의 조절 방법.
  5. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 동일한 부호 및기지의 크기의 순 열적 층 팽창값을 가진 두 개 이상의 액정 조성물을 배합하는 단계를 포함하고, 상기 조성물들이 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 함유하며, 상기 조성물들을 이 기지의 크기를 기준으로하여 생성되는 배합물이 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 필요로하는 순 열적 층 팽창값을 갖도록 하는 양으로 사용되는, 층간 간격의 조절 방법.
  6. 제1항 또는 제5항의 방법으로 제조한 액정 화합물의 혼합물.
  7. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서 동일한 부호의 순 열적 층 팽창값을 가진 두 개 이상의 액정 조성물을 함유하는 액정 화합물의 혼합물로서, 상기 조성물들이 각각 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 함유하며, 이때 상기 조성물들은 각각 상기 혼합물이 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 약 -0.05 내지 약 +0.025 Å/℃ 범위의 순 열적 층 팽창값을 갖도록 하는 양으로 존재하는 액정 화합물의 혼합물.
  8. 제3항, 제6항 또는 제7항의 혼합물을 함유하는 액정 디스플레이 장치.
  9. 하나 이상의 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서의 잠복성 스멕틱 액정 조성물의 순 열적 층 팽창값을 평가하는 방법으로서, (a) 하나 이상의 잠복성 스멕틱 액정 화합물을 함유하는 잠복성 스멕틱 액정 조성물과 하나 이상의 스멕틱 액정 화합물을 함유하는 스멕틱 액정 조성물로 이루어진 하나 이상의 혼합물을 제조하는 단계; (b) 하나 이상의 선택된 경사형 스멕틱 중간상에서 상기 혼합물의 순 열적 층 팽창값을 측정하는 단계; (c) 하나 이상의 상응하는 경사형 스멕틱 중간상에서 상기 스멕틱 액정 조성물의 순 열적 층 팽창간을 측정하는 단계; 및 (d) 100%의 상기 잠복성 스멕틱 액정 조성물을 임의의 조성물에 외삽하여(extrapolating) 하나 이상의 상응하는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서의 상기 잠복성 스멕틱 액정 조성물에 대한 순 열적 층 팽창값의 근사치를 수득하는 단계를 포함하는 평가 방법.
  10. 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서의 순 열적 층 팽창값이 음수인 액정 조성물과 하나 이상의 경사형 또는 잠복성 경사형 스멕틱 중간상에서의 순 열적 층 팽창값이 양수인 액정 조성물을 함유하는 액정 화합물의 혼합물을 함유하는 액정 디스플레이 장치로서, 상기 각각의 조성물이 스멕틱 액정 화합물 및 잠복성 스멕틱 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정화합물을 함유하고, 이때 순 열적 층 팽창값이 음수인 상기 조성물은 상기 혼합물이 하나 이상의 경사형 스멕틱 중간상에서 거의 온도-비의존성인 층간 간격을 갖도록 하는 양으로 존재하는 액정 디스플레이 장치.
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