KR100343061B1 - 치환된 벤젠 유도체, 액정 조성물 및 액정 표시소자 - Google Patents

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Abstract

전압 유지비가 높고 역치 전압이 낮고 온도 의존성이 매우 낮고 Δn 값이 크고 저온에서의 다른 액정 물질과의 혼화성이 우수한 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이를 사용하는 액정 표시소자가 기재되어 있다. 액정 화합물은 화학식 1의 치환된 벤젠 유도체이다.
화학식 1
위의 화학식 1에서,
R은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹이고, 알킬 그룹 중의 서로 인접하지 않은 메틸렌 그룹(-CH2-)은 산소원자에 의해 치환될 수 있고,
X는 할로겐 원자, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF3또는 -OCF2H이고,
Z1은 공유결합이고, Z2는 -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH2O- 또는 -OCH2-이고,
Y1, Y2, Y3, Y4, Y5및 Y6은 각각 독립적으로 H 또는 F이되, Y1, Y2, Y3및 Y4중의 하나 이상은 F이다.

Description

치환된 벤젠 유도체, 액정 조성물 및 액정 표시소자{Substituted benzene derivative, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display element}
액정 화합물로부터 제조된 표시소자는 손목 시계 및 탁상시계용 표시장치, 전자 계산기, 워드 프로세서 등에 널리 사용되어 왔다(본원에 사용된 용어 '액정 화합물'은 일반적으로 액정 상을 나타내는 화합물 뿐만 아니라 액정 상을 나타내지는 않지만 액정 조성물의 성분을 구성하는 데 유용한 화합물을 지칭한다). 최근에는 높은 콘트라스트와 넓은 시각과 같은 특성을 갖는 TFT 표시장치가 활발히 연구되어 왔다.
TFT 표시장치용 액정 조성물의 경우, 전압 유지비가 높고(온도 의존성이 매우 낮음), 역치 전압이 낮고(온도 의존성이 매우 낮음), 메조상이 광범위하며, 다른 액정 물질과의 혼화성이 우수하며, 점도가 낮다는 점 등의 특성이 요구된다. 또한, Δn이 높은 조성물이 반응 속도를 증가시키는 데 유용하다.
불소 치환된 액정 화합물은 이러한 특성을 갖는 액정 조성물을 구성하는 성분으로서 적합하고, 이러한 다수의 화합물이 (1) 일본 특허공보 제(소)63-13411호, (2) 일본 특허공보 제(소)63-44132호, (3) 일본 공개특허공보 제(평)2-233626호, (4) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)2-501311호, (5) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)3-500413호, (6) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)3-503771호, (7) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)3-504018호, (8) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)4-217930호, (9) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)4-501575호, (10) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)5-502676호, (11) 일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)6-504032호 및 (12) EP 제436089호에 기재되어 있다.
본 발명은 신규한 액정 화합물 및 액정 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 불소 치환된 1,4-페닐렌 그룹을 함유하는 화합물, 당해 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 당해 액정 조성물로 이루어진 액정 표시소자에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 전압 유지비가 높고(온도 의존성이 매우 낮음), 역치 전압이 낮고(온도 의존성이 매우 낮음), Δn이 높으며, 저온에서 다른 액정 물질과의 우수한 혼화성이 우수한 액정 화합물, 이러한 화합물로부터 제조된 액정 조성물 및 이러한 액정 조성물로 이루어진 액정 표시소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 위의 목적이 화학식 1의 치환된 벤젠 유도체에 의해 성취됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
위의 화학식 1에서,
R은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹(-CH2-)은 산소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
X는 할로겐 원자, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF3또는 -OCF2H이고,
Z1은 공유결합이고, Z2는 -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH2O- 또는 -OCH2-이고,
Y1, Y2, Y3, Y4, Y5및 Y6은 각각 독립적으로 H 또는 F이되, Y1, Y2, Y3및 Y4중의 하나 이상은 F이다.
단, 여기서, Z2가 -(CH2)2-이고,
m) Y1이 F이고 Y2, Y3및 Y4가 H인 경우, Y5는 F이고, Y6은 H이고, X는 F도 Cl도 CF3도 아니다.
n) Y3이 F이고 Y1, Y2및 Y4가 H인 경우, Y5와 Y6은 F 또는 H이고,
o) Y1과 Y3이 F이고 Y2와 Y4가 H인 경우, Y5와 Y6은 F 또는 H이고,
p) Y3과 Y4가 F이고 Y1과 Y2가 H이고 X가 F, Cl, -OCF3, -OCF2H 또는 -CF2H인 경우, Y6은 H이고,
q) Y1, Y3및 Y4가 F이고 Y2가 H인 경우, Y6은 H이고,
r) Y1, Y2, Y3및 Y4가 F인 경우, Y6은 H이다.
화학식 1의 몇몇 화합물이 위의 참조 문헌(6) 내지 (12) 및 기타 문헌에 포함될지라도, 이들 문헌은 본 발명의 화합물에 대한 데이타도 이의 특성에 대한 특별한 기술도 제공하지 못하며 본 발명을 제안하고 있지 않다.
화학식 1의 화합물은 다음과 같은 화합물(b-1) 내지 화합물(b-32)로 분류된다:
위의 화합물에서, R은 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하고, B는 1,4-페닐렌 그룹이고, B(F)는 3-플루오로-1,4-페닐렌 그룹이고, B(F,F)는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌 그룹이고, Q는 화학식의 그룹(여기서, Y5, Y6및 X는 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하다)이다.
위의 화합물(b-1) 내지 화합물(b-32)는 모두 바람직하지만, 특히 화합물(b-1) 내지 화합물(b-8) 및 화합물(b-17) 내지 화합물(b-24)가 바람직하다.
위의 화합물에서, R은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹으로서, 직쇄 알킬 그룹으로는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 데실, 펜타데실 및 이코실 그룹을 예로 들 수 있고, 측쇄 알킬 그룹으로는 이소프로필, 2급-부틸, 3급-부틸, 2-메틸부틸, 이소펜틸, 이소헥실, 3-에틸옥틸, 3,8-디메틸테트라데실 및 5-에틸-5-메틸노나데실 그룹을 예로 들 수 있다. 측쇄 알킬 그룹은 광학 활성을 가진 그룹일 수 있고 이러한 그룹은 키랄 도핑제로서 유용하다.
각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자, 특별히 알콕시 그룹(예: 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜틸옥시 및 노닐옥시 그룹) 및 알콕시알킬 그룹(예: 메톡시메틸, 메톡시에틸, 메톡시프로필, 메톡시부틸, 메톡시펜틸, 메톡시옥틸, 에톡시메틸, 에톡시에틸, 에톡시프로필, 에톡시헥실, 프로폭시메틸, 프로폭시에틸, 프로폭시프로필, 프로폭시펜틸, 부톡시메틸, 부톡시에틸, 부톡시부틸, 펜틸옥시메틸, 펜틸옥시부틸, 헥실옥시메틸, 헥실옥시에틸, 헥실옥시프로필, 헵틸옥시메틸 및 옥틸옥시메틸 그룹)에 의해 치환될 수 있다.
화학식 1에서, Z1은 공유결합이고, Z2는 -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH2O- 또는 -OCH2-이고, 바람직하게는 Z2는 -(CH2)2-, -CH2O- 또는 -OCH2-이다.
화학식 1의 화합물을 구성하는 임의의 원자가 이의 이성체에 의해 치환될 수 있다.
이러한 치환체 또는 결합 그룹을 적합하게 선택함으로써 목적한 특성을 갖는 화합물을 수득할 수 있다.
본 발명의 따른 화학식 1의 액정 화합물은 통상 사용되는 유기 합성법을 통해 제조할 수 있다. 예를 들면, 당해 화합물은 다음 반응식으로 쉽게 제조할 수 있다:
위의 반응식 1 내지 4에서,
R, X, Y1내지 Y6및 Z1은 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하고,
Xa 및 Xb는 각각 할로겐 원자이고,
m은 1 또는 2이다.
반응식 1에서와 같이, 본 발명의 화합물(1)은 할로겐 화합물(4)을 톨루엔 또는 크실렌, 에탄올과 같은 알콜 및 물을 함유하는 혼합 용매 속에서 K2CO3또는 Na2CO3와 같은 염기 및 흑연 탄소(Pd-C)에 의해 지지된 팔라듐, Pd(PPh3)4또는 PdCl2(PPh3)2와 같은 촉매의 존재하에 디하이드록시보란 유도체(5)와 반응시켜 제조할 수 있다. 또는 반응식 2에서와 같이, 본 발명의 화합물(1)은 할로겐 화합물(4)을 n-BuLi와 같은 리튬 화합물 및 ZnCl2또는 ZnBr2와 같은 아연 화합물과 반응시킨다음, 할로겐 화합물(6)과 반응시켜 제조할 수 있다.
반응식 3에서와 같이, 본 발명의 화합물(2)은 할로겐 화합물(7)을 리튬과 반응시킨 다음, 아연 화합물 및 할로겐 화합물(6)과 반응시켜 제조할 수 있다.
또한, 반응식 4에서와 같이, 본 발명의 화합물(3)은 할로겐 화합물(8)을 디메틸 설폭사이드, 디메틸 포름아미드(DMF), 1,2-디메톡시에탄, 테트라하이드로푸란, 헥사메틸포스포러스 트리아미드 또는 톨루엔과 같은 용매 속에서 나트륨 아미드[참조: J. B. Wright, et al., Journal of the American Chemical Society, 70, 3098(1948)], 탄산칼륨[참조: W. T. Olson, et al., Journal of the American Chemical Society, 69, 2451(1947)], 트리에틸 아민[참조: R. L. Merker, et al., the Journal of Organic Chemistry, 26, 5180(1961)], 수산화나트륨[참조: C. Wilkins, Synthesis, 1973, 156], 수산화칼륨[참조: J. Rebek, et al., the Journal of Organic Chemistry, 44, 1485(1979)], 수산화바륨[참조: Kawabe, et al., the Journal of Organic Chemistry, 37, 4210(1972)] 또는 수소화나트륨[참조: C. J. Stark, Tetrahedron Letters, 22, 2089(1981) 및 K. Takai, et al., Tetrahedron Letters, 21, 1657(1980)]과 같은 염기의 존재하에 페놀 유도체(9)와 반응시켜 제조할 수 있다.
화학식 1에서, R에 -O-를 함유하는 화합물을 또한 유사한 방법으로 제조할 수 있다.
치환체 X는 미리 도입된 물질을 사용함으로써 쉽게 도입될 수 있고, 또는 임의의 반응 단계에서의 널리 공지된 반응을 통해 쉽게 도입될 수 있다. 특정 예는다음 반응식과 같다:
위의 반응식 5 내지 9에서,
R, Y1내지 Y6, Z1및 Z2는 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하고,
Rx는 화학식의 그룹이다.
반응식 5에서와 같이, 트리플루오로메틸 화합물(10)은 화합물(8)을 n-부틸 리튬과 같은 리튬 화합물 및 요오드와 반응시켜 화합물(9)을 형성시키고, 화합물(9)을 트리플루오로아세테이트/요오드화구리(I)[참조: G. E. Carr, et al., Journal of the Chemical Society Parkin Transactions I, 921 (1988)] 또는 메틸 플루오로설포닐 디플루오로아세테이트/요오드화구리(I)[참조: Q. Y. Chen, et al., Journal of the Chemical Society Chemical Communications, 705(1989)]와 반응시켜 제조할 수 있다.
반응식 6에서와 같이, 디플루오로메틸 화합물(12)은 화합물(8)을 n-부틸 리튬과 같은 리튬 화합물, 및 N-포밀 피페리딘[참조: G. A. Olah, et al., Angewandte Chemie International Edition in English, 20, 878(1981)], N-포밀 모폴린[참조: G. A. Olah, et al., the Journal of Organic Chemistry, 49, 385(1984)] 또는 DMF[참조: G. Boss, et al., Chemische Berichte, 1199(1989)]와 같은 포밀화제와 반응시켜 화합물(11)을 형성시키고, 화합물(11)을 디에틸아미노설퍼 트리플루오라이드(DAST)[참조: W. J. Middleton, et al., the Journal of Organic Chemistry, 40, 574(1975); S. Rozen, et al., Tetrahedron Letters, 41, 111(1985); M. Hudlicky, Organic Reactions, 35, 513(1988); 및 P. A. Messina, et al., the Journal of Fluorine Chemistry, 42, 137(1989)] 또는 모폴리노설퍼 트리플루오라이드[참조: K. C. Mange, et al., the Journal of FluorineChemistry, 43, 405(1989)]와 같은 불소화제와 반응시켜 제조할 수 있다.
반응식 7에서와 같이, 모노플루오로메틸 화합물(14)은 화합물(11)을 수소화붕소나트륨(SBH), 수소화알루미늄리튬(LAH), 디이소부틸 알루미늄 하이드라이드(DIBAL) 또는 나트륨 비스-(2-메톡시에톡시)알루미늄 하이드라이드(SBMEA)와 같은 환원제로 환원시켜 화합물(13)을 형성시키고, 화합물(13)을 DAST와 같은 불소화제와 반응시켜 제조할 수 있다.
반응식 8에서와 같이, 트리플루오로메톡시 화합물(17)은 화합물(15)을, 문헌[참조: Albert, et al., Synthetic Communications, 19, 547(1989)]의 방법을 사용하여 전환시켜 화합물(16)로 형성시키고 문헌[참조: Kuroboshi, et al., Tetrahedron Letters, 33, 29, 4173(1992)]의 방법을 통해 불소화 화합물(16)을 형성시켜 제조할 수 있다.
반응식 9에서와 같이, 디플루오로메톡시 화합물(18)은 클로로디플루오로메탄/수산화나트륨 시스템[일본어로 번역된 PCT 공개특허공보 제(평)3-500413호] 속에서 화합물(15)을 불소화하여 제조할 수 있다. 또는, 문헌[참조: Chen, et al., the Journal of Fluorine Chemistry, 44, 433(1989)]의 방법을 사용하여 제조할 수 있다.
재료로서 사용되는 할로겐 화합물과 디하이드록시보란 유도체는 다음 반응식과 같은 일반적인 유기 합성법으로 제조할 수 있다:
위의 반응식 10 및 11에서,
R, X, Xa, Y1, Y2, Y5및 Y6은 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하다.
반응식 10에서와 같이, 할로겐 화합물(20)은 화합물(19)을 n-부틸 리튬과 같은 리튬 화합물 및 요오드 또는 브롬과 반응시켜 제조할 수 있다.
또한, 반응식 11에서와 같이, 디하이드록시보란 유도체(22)는 화합물(21)을 그리냐르 시약, 마그네슘 및 보란 유도체(예: 트리메톡시보란 또는 트리이소프로필옥시보란)와 반응시키고 반응 생성물을 염산 등으로 가수분해시켜 제조할 수 있다.
상기한 반응은 당해 분야에 널리 공지되어 있고 다른 공지된 반응을 사용할 수 있음은 말할 필요도 없다.
이렇게 수득한 본 발명의 액정 화합물은 전압 유지비가 높고(온도 의존성이 매우 낮음), 역치 전압이 낮고(온도 의존성이 매우 낮음), Δn이 높다. 또한, 이러한 화합물은 다양한 액정 물질과 쉽게 혼합되고 저온에서도 용해도가 높다.
또한, 본 발명의 액정 화합물은 액정 표시소자가 통상으로 사용되는 조건 하에서 물리적 및 화학적으로 안정하고 네마틱 액정 조성물의 성분에 대한 우수한 재료이다.
본 발명의 화합물은 또한 TN, STN 및 TFT 표시장치용 액정 조성물의 성분으로서 적합하게 사용된다.
본 발명의 액정 조성물은 이후 상세히 기술한다. 바람직하게는, 본 발명에 따르는 액정 조성물은 화학식 1의 화합물 1종 이상을 0.1 내지 99.9중량%의 양으로 함유한다.
구체적으로, 본 발명에 의해 제공되는 액정 조성물은 화학식 1의 화합물 1종 이상을 함유하는 제1 성분을 액정 조성물의 적용 분야에 따라 화학식 2 내지 9의 화합물로부터 선택된 화합물과 혼합하여 제조한다. 위의 화학식 2 내지 9에서,R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,X1은 불소원자, 염소원자, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H 또는 -OCF2CFHCF3이고,L1및 L2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,Z4및 Z5는 각각 독립적으로 1,2-에틸렌 그룹, 1,4-부틸렌 그룹, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- 또는 공유결합이고,환 B는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,환 C는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,R2및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,X2는 -CN 그룹 또는 -C≡C-CN이고,환 D는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 피리미딘-2,5-디일이고,환 E는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 또는 피리미딘-2,5-디일이고,환 F는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,Z6은 1,2-에틸렌 그룹, -COO- 또는 공유결합이고,L3, L4및 L5는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,R4및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,환 G, 환 I 및 환 J는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 피리미딘-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,Z7및 Z8은 각각 독립적으로 -C=C-, -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합이고,당해 화합물을 구성하는 임의의 원자는 이의 이성체에 의해 치환될 수 있다.
본 발명의 액정 조성물에 사용되는 화학식 2 내지 4의 화합물의 바람직한 예는 다음과 같다:
위의 화학식에서,
R1및 X1은 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하다.
화학식 2 내지 4의 화합물은 이방성 유전체 상수가 양(positive)의 값이고 열에 강하며 화학적으로 안정하고 높은 신뢰성, 예를 들면, 높은 전압 유지비 및 큰 저항률이 필요한 TFT 표시장치용 액정 조성물의 제조에 매우 유용하다.
TFT 표시장치용 액정 조성물의 제조에서, 화학식 2 내지 4의 화합물은 0.1 내지 99.9중량%, 바람직하게는 10 내지 97중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 95중량%의 양으로 사용된다. 화학식 7 내지 9의 화합물이 또한 점도 조절을 위해 함유될 수 있다.
화학식 2 내지 4의 화합물이 TN 및 STN 표시장치용 액정 조성물의 제조에 사용될 수 있지만, 이들 화합물의 총 함량은 바람직하게는 50중량% 이하이다.
본 발명의 액정 조성물에 사용되는 화학식 5 및 6의 화합물의 바람직한 예는 다음과 같다:
위의 화학식에서,
R2, R3및 X2는 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하다.
화학식 5 및 6의 화합물은 이방성 유전체 상수가 큰 양의 값이고 액정 조성물의 역치 전압을 저하시키는 데 사용된다. 이러한 화합물은 또한 광학 이방성을 조정하거나 투명점을 상승시킴으로써 네마틱 범위를 확장시키는 데 사용한다. 또한, 이러한 화합물은 TN 및 STN 표시장치용 액정 조성물의 스팁니스(steepness)를 개선시키는 데 사용한다.
화학식 5 및 6의 화합물은 특히 TN 또는 STN 표시장치용 액정 조성물의 제조에 유용하다.
본 발명의 액정 조성물에 사용되는 화학식 5 및 6의 화합물의 양을 증가시킬 경우, 액정 조성물의 역치 전압은 감소하지만 점도는 증가한다. 그러므로, 액정 조성물의 점도가 필요치를 만족시키는 한, 표시장치가 낮은 전압에서 구동하기 때문에 더 많은 양의 화합물을 사용하는 것이 유리하다. TN 또는 STN 표시장치용 액정 조성물의 제조에서 화학식 5 및 6의 화합물은 0.1 내지 99.9중량%, 바람직하게는 10 내지 97중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 95중량%의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 액정 조성물에 사용되는 화학식 7 내지 9의 화합물의 바람직한 예는 다음과 같다:
위의 화학식에서,
R4및 R5는 화학식 1에 대해 정의한 바와 동일하다.
화학식 7 내지 9의 화합물은 이방성 유전체 상수의 절대값이 작고 거의 0이다. 화학식 7의 화합물은 주로 점도나 광학 이방성을 조절하는 데 사용된다. 화학식 8 및 9의 화합물은 네마틱 범위를 확장시키는 데, 예를 들면, 투명점을 상승시키거나, 광학 이방성을 조절하는 데 사용된다.
액정 조성물에 사용되는 화학식 7 내지 9의 화합물의 양을 증가시킬 경우, 액정 조성물의 역치 전압은 증가하지만 점도는 감소된다. 그러므로, 액정 조성물의 역치 전압이 필요 조건을 만족시키는 한, 더 많은 양의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. TFT 표시장치용 액정 조성물의 제조에서, 화학식 7 내지 9의 화합물의 총량은 바람직하게는 40중량% 이하, 더욱 바람직하게는 35중량% 이하이다. STN 또는 TN 표시장치용 액정 조성물의 제조에서, 화학식 7 내지 9의 화합물의 총량은 바람직하게는 70중량% 이하, 더욱 바람직하게는 60중량% 이하이다.
본 발명에서, 광학 활성 화합물은 보통 OCB(광학 보상 복굴절) 모드용 액정 조성물의 경우를 제외하고는 액정 조성물의 나선 구조를 도입시킴으로써 필요한 트위스트 각을 조절하거나, 역 트위스트를 방지하기 위해 가한다. 본 발명의 광학 활성 화합물으로서는 당해 분야에 널리 공지된 광학 활성 화합물을 사용할 수 있고 바람직한 예로는 다음의 광학 활성 화합물이 있다:
보통 이러한 광학 활성 화합물은 트위스트 피치를 조절하기 위해 본 발명의 액정 조성물에 가한다. 트위스트 피치는 바람직하게는 TFT 및 TN 모드 표시장치용 액정 조성물에 대해서는 40 내지 200㎛의 범위내에서, STN 모드 표시장치용 액정 조성물에 대해서는 6 내지 20㎛의 범위내에서 조절한다. 쌍안정성 TN 모드 표시장치의 경우, 트위스트 피치는 바람직하게는 1.5 내지 4㎛의 범위내에서 조절한다. 2종 이상의 광학 활성 화합물을 피치의 온도 의존성을 조절하기 위해 가할 수 있다.
본 발명의 액정 조성물은 통상 사용되는 기술로 제조한다. 전형적으로, 다양한 성분을 고온에서 서로 용해시킨다.
본 발명의 액정 조성물은 또한 메로시아닌, 스티릴, 아조, 아조메틴, 아족시, 퀴노프탈론, 안트라퀴논 및 테트라진 염료와 같은 이색성 착색제를 가함으로써 게스트-호스트(GH) 모드 표시장치용 액정 조성물로서 사용할 수 있다. 본 발명의 액정 조성물은 또한 네마틱 액정을 미세캡슐 속에 캡슐화함으로써 제조되는 NCAP용 액정 조성물이나 3차원 매트릭스가 액정 중에 형성되는 중합체 네트워크 액정 표시장치(PNLCD)와 같은 중합체 분산형 액정 표시장치(PDLCD) 소자용 액정 조성물로서 사용할 수 있다. 또한, 이러한 조성물은 복굴절 조절(ECB) 모드 또는 동적 산란(DS) 모드 표시장치용 액정 조성물로서 사용할 수 있다.
본 발명의 화합물을 함유하는 액정 조성물의 예에는 다음이 포함된다. 후술하는 실시예 및 양태의 화합물은 후술하는 규칙에 따라 약어로 나타낸다. 화합물 번호는 후술하는 양태에서와 동일하다. 실시예 및 양태에서, '%'는 달리 언급되지 않는 한 '중량%'이다.
발명을 수행하기 위한 최상의 양태
본 발명을 이의 양태를 참조로 추가로 상세히 설명한다. 각각의 양태에서, C는 결정을, SA는 스멕틱 상 A를, SB는 스멕틱 상 B를, SX는 측정되지 않은 스멕틱 상을, N은 네마틱 상을, Iso는 등방성 상을 나타낸다. 모든 전이온도의 단위는 ℃이다.
양태 1
4'-(2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-2'-플루오로-3,4,5-트리플루오로비페닐(화합물 번호 1)(R이 C 3 H 7 이고 Y 1 , Y 3 , Y 5 Y 6 및 X가 각각 F이며 Z 1 이 -(CH 2 ) 2 -이고 Z 2 가 공유결합인 화학식 1의 화합물)의 합성
단계 1: (2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-3-플루오로-4-요오도벤젠의 합성
테트라하이드로푸란(THF) 40ml에 용해된 (2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-3-플루오로벤젠 2.6g(10.1mmol)의 용액에 2급 BuLi 11ml(11.1mmol)를 온도가 -60℃ 이하로 유지되는 속도로 적가하고, 다 가한 후, 용액을 동일한 온도에서 2시간 동안 교반한다. 이어서, THF 20ml에 용해된 요오드 2.9g(11.6mmol)의 용액을 온도가 -60℃ 이하로 유지되는 속도로 적가하고, 용액을 동일한 온도에서 1시간 동안 교반한다.
1N HCl 50ml를 반응 용액에 적가한 후, 용액을 헵탄 50ml로 추출한다. 수득한 유기 층을 희석된 NaHCO3용액 및 물로 각각 3회 세척하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류 제거하고 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피하여 조악한 (2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-3-플루오로-4-요오도벤젠을 3.5g(수율: 90.5%) 수득한다.
단계 2: 4'-(2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-2'-플루오로-3,4,5-트리플루오로비페닐의 합성
단계 1에서 수득한 (2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-3-플루오로-4-요오도벤젠 3.5g(9.1mmol), 디하이드록시(3,4,5-트리플루오로페닐)보란 2.1g(11.9mmol), K2CO32.5g(18.3mmol), 5% Pd-C 0.3g 및 톨루엔/에탄올/물(1/1/1)의 혼합 용매 30ml의 혼합물을 가열하고 12시간 동안 환류시킨다. 이어서, Pd-C를 여과하여 제거한 후, 용액을 톨루엔 100ml로 추출하고, 수득한 유기 층을 물로 3회 세척한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류 제거하고 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용출제: 헵탄)하여 조악한 4'-(2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-2'-플루오로-3,4,5-트리플루오로비페닐을 2.5g 수득한다.
생성물을 에탄올로부터 재결정화하여 목적한 화합물 1.2g을 형성시킨다(수율: 34.3%).
당해 화합물의 전이온도는 C 66.6-67.8 Iso이다.
모든 스펙트럼 데이타는 이의 구조를 잘 뒷받침한다.
질량 분광법: 390(M+)
1H-NMR(CDCl3, TMS 내부 표준) δ(ppm) 0.93(t, 3H), 1.54-1.75(m, 2H), 2.56(t, 2H), 2.92(s, 4H), 6.80-7.36(m, 8H)
본 발명의 화합물을 액정 조성물의 성분으로서 사용한 실시예를 후술한다. 이들 실시예에서, NI는 네마틱 상-등방성 전이온도(℃)를, Δε는 이방성 유전체 상수를, Δn은 광학 이방성을, η는 점도(mPa·s)를, Vth는 역치 전압(V)을 나타낸다.
η는 20℃에서 측정하고 Δε, Δn 및 Vth는 25℃에서 측정한다.
양태 2(용도 실시예 1)
다음의 시아노페닐 사이클로헥산 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물(A)은 다음과 같은 특성을 나타낸다:
4-(트랜스-4-프로필사이클로헥실)벤조니트릴 24%
4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤조니트릴 36%
4-(트랜스-4-헵틸사이클로헥실)벤조니트릴 25%
4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-4'-시아노비페닐.
NI: 71.7, Δε: 11.0, Δn: 0.137, η: 26.7, Vth: 1.78
조성물(A) 85%와 양태 1에서 수득한 4'-(2-(2-플루오로-4-프로필페닐)에틸)-2'-플루오로-3,4,5-트리플루오로비페닐(화합물 번호 1) 15%를 함유하는 액정 조성물(B)의 특성은 다음과 같다:
Δε: 12.4, Δn: 0.133, η: 30.2, Vth: 1.35
액정 조성물(B)는 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 3(용도 실시예 2)
양태 1의 방법에 따라 다음 화합물을 제조할 수 있다. 기재한 특성은 양태 2와 동일한 방법으로 측정한 것이다.
양태 4
4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)에틸)비페닐(화합물 번호 115)(R이 C 3 H 7 이고 Y 3 , Y 4 및 Y 5 가 각각 F이며 X가 Cl이고 Z 1 이 공유결합이며 Z 2 가 -(CH 2 ) 2 -인 화학식 1의 화합물)의 합성
단계 1: 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)-1-하이드록시에틸)비페닐)의 합성
테트라하이드로푸란(THF) 30ml에 용해된 4'-프로필-3,5-디플루오로비페닐 6.0g(25.8mmol)의 용액에 n-BuLi 27ml(43.9mmol)를 온도가 -60℃ 이하로 유지되는 속도로 적가하고, 다 가한 후, 용액을 동일한 온도에서 1시간 동안 교반한다. 이어서, THF 35ml에 용해된 (3-플루오로-4-클로로페닐)아세트알데히드 7.2g(45.2mmol)의 용액을 온도가 -60℃ 이하로 유지되는 속도로 적가하고, 용액을 동일한 온도에서 1시간 동안 교반한다.
1N HCl 100ml를 반응 용액에 적가한 후, 용액을 에틸 아세테이트 150ml로 추출한다. 수득한 유기 층을 희석된 NaHCO3용액 및 물로 각각 3회 세척하고 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류 제거하고 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용출제: 헵탄/에틸 아세테이트)하여 조악한 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)-1-하이드록시에틸)비페닐을 3.7g(수율: 35.6%) 수득한다.
단계 2: 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)에틸)비페닐의 합성
단계 1에서 수득한 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)-1-하이드록시에틸)비페닐 3.7g(9.1mmol), 사염화티탄의 1M CH2Cl2용액 18ml 및 CH2Cl220ml의 용액을 얼음으로 냉각시키면서 트리에틸실란 1.6g(13.7mmol)을 적가하고 실온에서 3시간 동안 교반한다. 용액을 빙수 100ml에 부어넣고, CH2Cl 50ml로 추출한 다음, 수득한 유기 층을 희석된 NaHCO3용액으로 2회 세척하고, 물로 3회 세척한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류 제거하고 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용출제: 헵탄)하여 조악한 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)에틸)비페닐을 2.8g 수득한다. 생성물을 헵탄/에틸 아세테이트(9/1) 혼합 용매로부터 재결정화하여 목적한 화합물 1.7g을 형성시킨다(수율: 48.5%).
당해 화합물의 전이온도는 C 94.1-95.0 Iso이다.
모든 스펙트럼 데이타는 이의 구조를 잘 뒷받침한다.
질량 분광법: 388(M+)
1H-NMR(CDCl3, TMS 내부 표준) δ(ppm) 0.96(t, 3H), 1.53-1.79(m, 2H), 2.63(t, 2H), 2.91(s, 4H), 6.86-7.50(m, 9H)
양태 5(용도 실시예 3)
조성물(A) 85%와 양태 4에서 수득한 4'-프로필-3,5-디플루오로-4-(2-(3-플루오로-4-클로로페닐)에틸)비페닐(화합물 번호 115) 15%를 함유하는 액정 조성물(C)의 특성은 다음과 같다:
NI: 64.7, Δε: 11.7, Δn: 0.142, η: 31.0, Vth: 1.60
액정 조성물(C)는 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 6(용도 실시예 4)
양태 4의 방법에 따라 다음 화합물을 합성할 수 있다. 기재한 특성은 양태2와 동일한 방법으로 측정한 것이다.
양태 7
(2'-플루오로-4'-프로필-3-플루오로비페닐-4-일)메틸 3,4-디플루오로페닐 에테르(화합물 번호 241)(R이 C 3 H 7 이고 Y 1 , Y 3 및 Y 5 가 각각 F이며 X가 F이고 Z 1 이 공유결합이며 Z 2 가 -CH 2 O-인 화학식 1의 화합물)의 합성
NaH 0.6g(13.8mmol)과 디메틸 포름아미드(DMF) 3ml와의 혼합물에 DMF 20ml에 용해된 3,4-디플루오로페놀 1.8g(13.8mmol)의 용액을 적가하고, 혼합물을 1시간 동안 교반한다. 이 혼합물에, 2'-플루오로-4'-프로필-3-플루오로-4-브로모메틸비페닐 3.0g(9.2mmol)을 가하고 혼합물을 가열하고 4시간 동안 환류시킨다. 반응 혼합물을 1N HCl 50ml에 부어넣고, 에틸 아세테이트 100ml로 추출한 다음, 수득한 유기 층을 희석된 NaHCO3용액으로 2회 세척하고, 물로 3회 세척한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 증류 제거하고 잔사를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피(용출제: 헵탄)하여 조악한 (2'-플루오로-4'-프로필-3-플루오로비페닐-4-일)메틸 3,4-디플루오로페닐 에테르를 수득한다.
생성물을 헵탄/에틸 아세테이트(9/1) 혼합 용매로부터 재결정화하여 목적한 화합물을 형성시킨다.
양태 7과 동일한 방법으로 다음 화합물 번호 242 내지 278을 합성할 수 있다.
양태 8(용도 실시예 5)
조성물 실시예 1의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 88.6, Δε: 8.3, Δn: 0.150, η: 20.5, Vth: 1.73
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 9(용도 실시예 6)
조성물 실시예 2의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 78.7, Δε: 8.5, Δn: 0.152, η: 21.8, Vth: 2.23
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 10(용도 실시예 7)
조성물 실시예 3의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 90.7, Δε: 29.8, Δn: 0.152, η: 88.0, Vth: 0.94
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 11(용도 실시예 8)
조성물 실시예 4의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 84.9, Δε: 7.2, Δn: 0.195, η: 36.5, Vth: 1.96
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 12(용도 실시예 9)
조성물 실시예 5의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 62.6, Δε: 10.2, Δn: 0.119, η: 38.4, Vth: 1.52
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 13(용도 실시예 10)
조성물 실시예 6의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 72.5, Δε: 9.1, Δn: 0.146, η: 23.3, Vth: 1.35
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 14(용도 실시예 11)
조성물 실시예 7의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 76.1, Δε: 23.3, Δn: 0.115, η: 34.3, Vth: 1.09
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 15(용도 실시예 12)
조성물 실시예 8의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 90.8, Δε: 5.4, Δn: 0.116, η: 17.8, Vth: 2.17
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 16(용도 실시예 13)
조성물 실시예 9의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 85.6, Δε: 29.0, Δn: 0.143, η: 43.0, Vth: 0.82
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 17(용도 실시예 14)
조성물 실시예 10의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 57.1, Δε: 9.8, Δn: 0.113, η: 28.7, Vth: 1.51
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 18(용도 실시예 15)
조성물 실시예 11의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 64.7, Δε: 7.3, Δn: 0.154, η: 23.9, Vth: 1.62
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 19(용도 실시예 16)
조성물 실시예 12의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 95.1, Δε: 5.8, Δn: 0.092, η: 26.2, Vth: 1.96
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 20(용도 실시예 17)
조성물 실시예 13의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 81.2, Δε: 4.2, Δn: 0.095, η: 20.4, Vth: 2.38
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 21(용도 실시예 18)
조성물 실시예 14의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 81.8, Δε: 6.2, Δn: 0.115, η: 25.4, Vth: 1.85
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 22(용도 실시예 19)
조성물 실시예 15의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 67.1, Δε: 9.4, Δn: 0.088, η: 29.2, Vth: 1.38
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 23(용도 실시예 20)
조성물 실시예 16의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 71.7, Δε: 13.5, Δn: 0.083, η: 35.5, Vth: 1.25
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 24(용도 실시예 21)
조성물 실시예 17의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 88.3, Δε: 5.4, Δn: 0.128, η: 21.8, Vth: 2.04
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 25(용도 실시예 22)
조성물 실시예 18의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 90.1, Δε: 10.0, Δn: 0.115, η: 36.9, Vth: 1.41
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 26(용도 실시예 23)
조성물 실시예 19의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 80.7, Δε: 5.1, Δn: 0.091, η: 15.5, Vth: 2.24
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 27(용도 실시예 24)
조성물 실시예 20의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 60.1, Δε: 9.4, Δn: 0.094, η: 27.4, Vth: 1.48
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱 상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
양태 28(용도 실시예 25)
조성물 실시예 21의 액정 조성물의 특성은 다음과 같다:
NI: 88.7, Δε: 8.1, Δn: 0.134, η: 36.6, Vth: 1.68
액정 조성물은 -20℃의 냉동기에서 저장하여도 60일이 지난 후에도 스멕틱상 외관이나 결정 침착이 관찰되지 않는다.
본 발명의 액정 조성물은 전압 유지비가 높고(온도 의존성이 매우 낮음), 역치 전압이 낮고(온도 의존성이 매우 낮음), Δn 값이 높으며, 저온에서 다른 액정 물질과의 우수한 혼화성이 우수하다. 본 발명의 액정 조성물의 치환체 및 결합 그룹을 적합하게 선택함으로써 목적한 특성을 갖는 신규한 액정 화합물을 제공할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 액정 화합물을 사용하여 전압 유지비가 높고(온도 의존성이 매우 낮음), 역치 전압이 낮고(온도 의존성이 매우 낮음), 적합하게 Δn 값이 높고, Δε값이 높으며, 다른 액정 물질과의 혼화성이 우수한 신규한 액정 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 액정 조성물을 사용함으로써 우수한 액정 표시소자를 제공할 수 있다.

Claims (35)

  1. 화학식 1의 치환된 벤젠 유도체.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    R은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹(-CH2-)은 산소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X는 할로겐 원자, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF3또는 -OCF2H이고,
    Z1은 공유결합이고, Z2는 -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH2O- 또는 -OCH2-이고,
    Y1, Y2, Y3, Y4, Y5및 Y6은 각각 독립적으로 H 또는 F이되, Y1, Y2, Y3및 Y4중의 하나 이상은 F이다.
    단, 여기서 Z2가 -(CH2)2-이고,
    m) Y1이 F이고 Y2, Y3및 Y4가 H인 경우, Y5는 F이고, Y6은 H이고, X는 F도 Cl도 CF3도 아니다.
    n) Y3이 F이고 Y1, Y2및 Y4가 H인 경우, Y5와 Y6은 F 또는 H이고,
    o) Y1과 Y3이 F이고 Y2와 Y4가 H인 경우, Y5와 Y6은 F 또는 H이고,
    p) Y3과 Y4가 F이고 Y1과 Y2가 H이고 X가 F, Cl, -OCF3, -OCF2H 또는 -CF2H인 경우, Y6은 H이고,
    q) Y1, Y3및 Y4가 F이고 Y2가 H인 경우, Y6은 H이고,
    r) Y1, Y2, Y3및 Y4가 F인 경우, Y6은 H이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1과 Y5가 F이고 Y2, Y3, Y4및 Y6이 H이고 X가 -OCF3, -OCF2H 또는 -CF2H인 치환된 벤젠 유도체.
  17. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y3이 F이고 Y1, Y2및 Y4가 H이고 Y5와 Y6이 F 또는 H인 치환된 벤젠 유도체.
  18. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1과 Y2가 F이고 Y3과 Y4가 H인 치환된 벤젠 유도체.
  19. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1과 Y3이 F이고 Y2와 Y4가 H이고 Y5와 Y6이 F 또는 H인 치환된 벤젠 유도체.
  20. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y3과 Y4가 F이고 Y1과 Y2가 H이고 X가 -CF3인 치환된 벤젠 유도체.
  21. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y3과 Y4가 F이고 Y1, Y2및 Y6이 H이고 X가 F, Cl, -OCF3, -OCF2H 또는 -CF2H인 치환된 벤젠 유도체.
  22. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1, Y2및 Y3이 F이고 Y4가 H인 치환된 벤젠 유도체.
  23. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1, Y3및 Y4가 F이고 Y2와 Y6이 H인 치환된 벤젠 유도체.
  24. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)2-이고 Y1, Y2, Y3및 Y4가 F이고 Y6이 H인 치환된 벤젠 유도체.
  25. 삭제
  26. 제1항에 있어서, Z2가 -(CH2)4-, -CH2O- 또는 -OCH2-인 치환된 벤젠 유도체.
  27. 삭제
  28. 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제26항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물을 하나 이상 함유하는 액정 조성물.
  29. 제1 성분으로서의 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제26항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물 하나 이상과 제2 성분으로서의 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물.
    화학식 2
    화학식 3
    화학식 4
    위의 화학식 2 내지 4에서,
    R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X1은 불소원자, 염소원자, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H 또는 -OCF2CFHCF3이고,
    L1및 L2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    Z4및 Z5는 각각 독립적으로 1,2-에틸렌 그룹, 1,4-부틸렌 그룹, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- 또는 공유결합이고,
    환 B는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    환 C는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이다.
  30. 제1 성분으로서의 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제26항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물 하나 이상과 제2 성분으로서의 화학식 5 및 6의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물.
    화학식 5
    화학식 6
    위의 화학식 5 및 6에서,
    R2및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X2는 -CN 그룹 또는 -C≡C-CN이고,
    환 D는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 E는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 F는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,
    Z6은 1,2-에틸렌 그룹, -COO- 또는 공유결합이고,
    L3, L4및 L5는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
  31. 제1 성분으로서의 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제26항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물 하나 이상, 제2 성분으로서의 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상 및 제3 성분으로서의 화학식 7 내지 9의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물.
    화학식 2
    화학식 3
    화학식 4
    위의 화학식 2 내지 4에서,
    R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X1은 불소원자, 염소원자, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H 또는 -OCF2CFHCF3이고,
    L1및 L2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    Z4및 Z5는 각각 독립적으로 1,2-에틸렌 그룹, 1,4-부틸렌 그룹, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- 또는 공유결합이고,
    환 B는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    환 C는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이다.
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    위의 화학식 7 내지 9에서,
    R4및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    환 G, 환 I 및 환 J는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 피리미딘-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    Z7및 Z8은 각각 독립적으로 -C=C-, -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합이다.
  32. 제1 성분으로서의 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제26항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물 하나 이상, 제2 성분으로서의 화학식 5 및 6의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상 및 제3 성분으로서의 화학식 7 내지 9의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물.
    화학식 5
    화학식 6
    위의 화학식 5 및 6에서,
    R2및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X2는 -CN 그룹 또는 -C≡C-CN이고,
    환 D는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 E는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 F는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,
    Z6은 1,2-에틸렌 그룹, -COO- 또는 공유결합이고,
    L3, L4및 L5는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    위의 화학식 7 내지 9에서,
    R4및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    환 G, 환 I 및 환 J는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 피리미딘-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    Z7및 Z8은 각각 독립적으로 -C=C-, -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합이다.
  33. 제1 성분으로서의 제1항, 제16항 내지 제24항 및 제27항 중의 어느 한 항에 따르는 화합물 하나 이상, 제2 성분으로서의 화학식 2 내지 4의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상, 제3 성분으로서의 화학식 5 및 6의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상 및 제4 성분으로서의 화학식 7 내지 9의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물 하나 이상을 함유하는 액정 조성물.
    화학식 2
    화학식 3
    화학식 4
    위의 화학식 2 내지 4에서,
    R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X1은 불소원자, 염소원자, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H 또는 -OCF2CFHCF3이고,
    L1및 L2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    Z4및 Z5는 각각 독립적으로 1,2-에틸렌 그룹, 1,4-부틸렌 그룹, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- 또는 공유결합이고,
    환 B는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    환 C는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이다.
    화학식 5
    화학식 6
    위의 화학식 5 및 6에서,
    R2및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    X2는 -CN 그룹 또는 -C≡C-CN이고,
    환 D는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-디옥산-2,5-디일 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 E는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 또는 피리미딘-2,5-디일이고,
    환 F는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,
    Z6은 1,2-에틸렌 그룹, -COO- 또는 공유결합이고,
    L3, L4및 L5는 각각 독립적으로 수소원자 또는 불소원자이고,
    b, c 및 d는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
    화학식 7
    화학식 8
    화학식 9
    위의 화학식 7 내지 9에서,
    R4및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹(여기서, 각각의 임의의 인접하지 않은 메틸렌 그룹은 산소원자 또는 -CH=CH-에 의해 치환될 수 있고, 임의의 수소원자는 불소원자에 의해 치환될 수 있다)이고,
    환 G, 환 I 및 환 J는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-사이클로헥실렌, 피리미딘-2,5-디일 또는 수소원자가 불소원자에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
    Z7및 Z8은 각각 독립적으로 -C=C-, -COO-, -CH2CH2- 또는 공유결합이다.
  34. 제28항 내지 제33항 중의 어느 한 항에 따르는 액정 조성물 이외에 하나 이상의 광학 활성 화합물을 추가로 함유하는 액정 조성물.
  35. 제28항 내지 제34항 중의 어느 한 항에 따르는 액정 조성물을 포함하는 액정 표시소자.
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