KR100596954B1 - 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이 및 이의 제조방법 - Google Patents

단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)을 갖는 모노도메인 형태의 액정층을 함유하는 단안정성 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명은 smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)과 네마틱 또는 콜레스테릭 상(N* 상)의 주방향(n)이 5°이상의 각도를 형성함을 특징으로 한다.
네마틱 상, 콜레스테릭 상, 스메틱 상, 능동 매트릭스 디스플레이, 단안정성, 강유전성

Description

단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이 및 이의 제조방법{Monostable ferroelectric active matrix display and process for the production thereof}
음극선 튜브를 평판 스크린으로 대체하기 위해서는 고화상 해상도(즉, 1000라인 이상), 고화상 휘도(>200cd/㎡), 높은 콘트라스트(>100:1), 높은 프레임 속도(>60Hz), 적절한 색 표시(>1600만 칼라), 큰 화상 포맷(스크린 사선 길이 >40cm), 낮은 전력 소모와 넓은 시야각(viewing angle) 및 낮은 제조비를 동시에 성취할 수 있는 디스플레이 기술이 필요하다. 현재, 이러한 모든 특성을 동시에 충분히 만족시키는 방법은 존재하지 않는다.
여러 제조업자들이 네마틱 액정을 기초로 한 스크린을 개발하였으며, 최근 노트북 PC, 개인용 디지탈 보조장치, 데스크탑 모니터 등의 분야에 사용되고 있다. 본원에서는 STN(supertwisted nematics), AM-TN(active matrix-twisted nematics), AM-IPS(active matrix-in-plane switching) 및 AM-MVA(active matrix-multidomain vertically aligned) 기법들을 사용하고 있으며, 이들은 관련 문헌[참조; T. Tsukuda, TFT/LCD: Liquid Crystal Displays Addressed by Thin-Film Transistors, Gordon and Breach, 1996, ISBN 2-919875-01-9(본원에 인용된 참조문헌); SID Symposium 1997, ISSN-0097-996X pages 7 to 10, 15 to 18, 47 to 51, 213 to 216, 383 to 386, 397 to 404(본원에 인용된 참고문헌)]에 상세하게 기재되어 있다. 또한, 위에 인용된 SID 보고서에 설명되어 있는 PDP(plasma display panel), PALC(plasma addressed liquid crystal), ELD(electroluminescent display), FED(field emission display) 등의 기법이 사용된다.
클럭 및 라거웰(Clark and Lagerwall, 미국 특허 제4,367,924호 참조)은, 매우 얇은 셀에 강유전성 액정(FLC)을 사용하면 통상의 TN(Twisted nematic) 셀(예를 들면, EP-A 제0 032 362호 참조)과 비교하여 응답 시간이 1000배까지 더 빠른 광학-전기 스위칭 소자 또는 표시 소자를 생산할 수 있음을 보여주었다. 이러한 유리한 특성 및 그외의 유리한 특성이, 예를 들면, 쌍안정성 스위칭 가능성 및 콘트라스트가 시야각과 거의 무관하다는 사실로 인해, FLC는 기본적으로 1995년 5월 이후 일본 케논사에서 시판하는 모니터에서 보여지는 바와 같이 컴퓨터 디스플레이 및 TV 세트와 같은 응용 분야에 적합하다.
전기-광학 부재 또는 완전 광학 부재에 FLC를 사용하기 위해서는, 스메틱 상을 형성하고 그 자체가 광학 활성인 화합물, 또는 스메틱 상을 형성하기는 하지만 그 자체가 광학 활성이 아닌 화합물들을 광학 활성 화합물들로 도핑함에 의한 강유전성 스메틱 상의 유도가 필요하다. 바람직한 상은 가장 광범위한 가능 온도 범위에 걸쳐 안정해야 하며, 또한 높은 저항값과 전압 보유능을 가져야 한다.
LC 디스플레이의 각각의 화소는 통상적으로, 디스플레이의 윗면 또는 아랫면 상에서 일련의 전극(전도체 트랙)은 횡방향을 따라 배열되고 일련의 전극은 종방향을 따라 배열됨으로써 형성된 x, y 매트릭스에 배열되어 있다. 수평(횡방향) 전극들과 수직(종방향) 전극들의 교차점은 어드레싱할 수 있는 화소를 형성한다.
이러한 화소의 배열을 통상적으로 수동 매트릭스(passive matrix)라고 한다. 어드레싱을 위해, 예를 들면, 문헌(참조; Displays 1993, Vol. 14, No. 2, pp. 86-93 및 Kontakte 1993(2), pp. 3-14)에 기재되어 있는 바와 같은 다양한 멀티플렉스 계획이 개발되었다. 수동 매트릭스 어드레싱은 디스플레이 제조가 보다 간단하고 이에 따라 제조비용이 저렴하다는 잇점이 있지만, 수동 어드레싱이 일렬로만 수행될 수 있어 N개의 라인들을 갖는 전체 스크린을 어드레싱하는 데 소요되는 시간이 라인 어드레싱 시간의 N배로 되는 단점이 있다. 통상의 라인 어드레싱 시간이 약 50마이크로초인 경우, 이는 예를 들면, HDTV(high-definition TV, 1152라인) 표준에서 스크린 어드레싱 시간이 약 60밀리초, 즉 최대 프레임 속도가 약 16Hz로서 화상 이동이 너무 느림을 의미한다. 또한, 회색 색조를 표시하기가 곤란하다. 프랑스 브레스트의 FLC 협회(1997년 7월 20일에서 24일까지, 참조; Abstract Book 6th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, Brest/France)에서, 디지탈 회색 색조를 갖는 수동 FLC 디스플레이가 미츠타니(Mizutani) 등에 의해 소개되었으며, 이는 각각의 RGB 화소(RGB=적색, 녹색, 청색)가 하위-화소로 나뉘어져, 부분 스위칭을 통해 회색 색조가 디지탈 형태로 표시될 수 있다. 3가지 기본색(적색, 녹색, 청색)을 사용함으로써, N개의 회색 색조들로부터 3N개의 색들이 생성된다. 이러한 방법의 단점은 필요한 스크린 드라이버의 수가 상당히 증가하여 비용이 많이 든다는 점이다. 브레스트에서 소개된 디스플레이의 경우, 디지탈 회색 색조를 나타내지 않는 표준 FLC 디스플레이보다 3배나 많은 드라이버들을 필요로 한다.
소위 능동 매트릭스 기법(AMLCD)에서는, 구조화되지 않은 기판을 통상적으로 능동 매트릭스 기판과 조합시킨다. 전기적 비선형 소자, 예를 들면, 박막 트랜지스터를 능동 매트릭스 기판의 각각의 화소에 집적시킨다. 비선형 소자는 다이오드, 금속-절연체-금속, 및 유리하게는 박막 공정에 의해 제조되며 관련 문헌(참조; T. Tsukuda, TFT/LCD: Liquid Crystal Displays Addressed by Thin-Film Transistors, Gordon and Breach, 1996, ISBN 2-919875-01-9 및 이에 인용되어 있는 참조문헌)에 기재되어 있는 유사 소자들일 수도 있다.
능동 매트릭스 LCD는 통상적으로 TN(twisted nematics), ECB(electrically controlled birefringence), VA(vertically aligned) 또는 IPS(in-plane switching) 모드에서 네마틱 액정으로 작동된다. 각각의 경우, 능동 매트릭스들은 각 화소에서 별개의 세기를 갖는 전기장을 생성하여 배열에서의 변화를 가져오고 이에 따라 편광에서 볼 수 있는 복굴절 변화를 초래한다. 이러한 방법의 심각한 단점은 네마틱 액정의 응답 시간이 지나치게 느려 비디오 성능이 불량하다는 것이다.
이러한 이유와 그외의 이유들로 인해, 강유전성 액정 물질과 능동 매트릭스 소자들의 조합에 기초한 액정 디스플레이가 제안되었다(문헌 참조; 제WO 97/12355호; Ferroelectrics 1996, 179, 141-152, W.J.A.M. Hartmann, IEEE Trans. Electron. Devices 1989, 36(9; Pt. 1), 1895-9; dissertation, Eindhoven, The Netherlans, 1990).
하르트만(Hartmann)은 높은 응답 속도, 회색 색조 및 높은 투과율을 동시에 성취하기 위해 FLC와 TFT(박막 트랜지스터) 능동 매트릭스의 소위 "QBG(quasi-bookshelf geometry)"의 조합을 이용하였다. 그러나, 스메틱 층 두께의 온도 의존성이 전기장-유도된 층 구조를 혼란시키거나 회전시키기 때문에, QBG는 광범위한 온도 범위에 걸쳐 안정하지 못하다. 또한, 하르트만은, 이상적인 크기가 예를 들면 0.01㎟ 면적인 화소의 경우 높은 전하를 야기시키는(포화시, Q=2AP, A=화소 면적, P=자발 분극) 자발 분극치가 20nC/㎠ 이상인 FLC 물질을 사용한다. 예를 들어, 가격이 저렴한 무정형 실리슘 TFT를 사용하면, TFT의 오픈닝 시간 동안 이러한 높은 전하가 화소에 도달할 수 없다. 이러한 이유들로 인해, 이 방법은 지금까지 실행되지 못하고 있다.
하르트만은 거의 연속적인 회색 스케일(gray scale)을 표시할 수 있는 전하-제어되는 쌍안정성을 이용한 반면, 니토(Nito) 등은 박막 트랜지스터를 통한 전기장의 인가에 의해 생성된 다수의 중간 상태로부터 오직 1개의 단안정성 위치 만이 생성되도록 비교적 높은 전압을 사용하여 FLC 물질을 배열한 단안정성 FLC 구조(문헌 참조; Journal of the SID, 1/2, 1993, pages 163-169)를 제안하였다. 이러한 중간 상태는, 셀의 구조가 교차된 편광자 사이에 매치될 경우 다수의 상이한 휘도값(회색 색조)에 상응한다.
이러한 방법의 한가지 단점은 디스플레이 상에 이러한 셀의 콘트라스트와 휘도를 제한하는 줄무늬 텍스처가 발생한다는 점이다(상기한 인용 문헌의 도 8 참조). 네마틱 또는 콜레스테릭 상에서 높은 전압(20 내지 50V)으로 처리함으로써 불리한 줄무늬 텍스처를 교정할 수 있기는 하지만(상기한 인용 문헌 제168면 참조), 이러한 필드 처리(field treatment)는 스크린의 대량 생산에는 부적절하며, 통상적으로 온도-안정성 텍스처를 만들어내지 못한다. 또한, 이러한 방법은 니토 등(제 165면의 도 6 참조)이 사용한 물질의 경우에는 약 22°인 최대 경사각까지의 각도 범위에서만 스위칭을 발생시키고, 이에 따라 2개의 평행 편광자들의 투과율의 단지 50%에 해당하는 최대 투과율을 야기한다.
본 발명의 목적은 액정 혼합물이 단안정성 위치에 존재하지만 줄무늬 텍스처를 형성하지 않고 온도-안정성이며 매우 높은 최대 투과율과 매우 높은 콘트라스트를 성취할 수 있는 강유전성 액정 혼합물을 포함하는 강유전성 능동 매트릭스 액정 디스플레이를 제공하는 것이며, 이는 또한 양호한 저항값과 전압 보유능을 나타내야 한다.
이러한 목적은 smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)을 갖는 모노도메인 형태의 액정층을 포함하는 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이에 의해 본 발명에 따라 성취되며, 여기서 smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)과 네마틱 또는 콜레스테릭 상(N* 상)의 주방향(n)은 5°이상의 각도를 형성하며, 액정층은 하나 이상의 화학식 1의 화합물을 포함한다.
Figure 112000025936492-pct00001
위의 화학식 1에서,
A3은 불소화 단핵, 이핵 또는 삼핵 질소 함유 방향족 그룹이고,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 수소이거나, 탄소수 2 내지 16의 알킬 또는 알킬옥시 라디칼(여기서, 1 또는 2개의 -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -OC(=O)-, -(O=)C-O-, -Si(CH3)2- 또는 사이클로프로판-1,2-디일로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H원자는 F로 대체될 수 있다), 또는 M7-R7 그룹[여기서, R7은 하나 이상의 비대칭 탄소원자를 갖는 그룹으로서, 비대칭 탄소원자들은 탄소수 3 내지 16의 알킬 그룹의 일부를 구성하거나(이때, 당해 알킬 그룹 중의 1 내지 4개의 -CH2- 그룹은 -O-, -OC(=O)- 또는 -(O=)C-O-로 대체될 수 있고 비대칭 탄소원자의 치환체들 중의 하나는 -CH3-CF3-OCH3, Cl, F 또는 CN이어야 한다), 3 내지 7원 카보사이클의 일부를 구성하며(이때, 당해 카보사이클 중의 1 또는 2개의 인접하지 않는 -CH2- 그룹이 -O-로 대체될 수 있거나 1개의 -CH2- 그룹이 -OC(=O)- 또는 -(=O)C-O-로 대체될 수 있다), M7은, R7에서 정의한 비대칭 탄소원자가 알킬 그룹의 일부를 구성하는 경우에는 단일결합이고, R7에서 정의한 비대칭 탄소원자가 카보사이클의 일부를 구성하는 경우에는 단일결합, -OCH2-, -CH2O-, -OC(=O)- 또는 -C(=O)O-이다]이며,
단 R1과 R2가 둘 다 수소일 수는 없고,
A1, A2, A4 및 A5는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 치환되지 않거나 F 또는 Cl로 일치환 또는 이치환된 1,4-페닐렌; 치환되지 않거나 F로 일치환 또는 이치환된 1,3-페닐렌; 사이클로헥스-1-엔-1,4-디일, 사이클로헥스-2-엔-1,4-디일, 1-알킬-1-실라사이클로헥산-1,4-디일, 비사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디일, 인단-2,6-디일 또는 나프탈렌-2,6-디일이며,
M1, M2, M4 및 M5는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 단일결합, -OC(=O)-, -(O=)C-O-, -OCH2-, -CH2-O-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -C≡C-이고,
a, b, c 및 d는 각각 0 또는 1이며,
단 a+b+c+d의 합은 1 내지 3이고,
상응하는 지수가 0인 경우, (Ax-Mx)는 단일결합이다.
본 발명의 능동 매트릭스 FLCD는 바람직하게는, 광학 활성층으로서, 이소트로픽-네마틱 또는 콜레스테릭(N*)-스메틱 C*의 상 서열을 갖거나 이소트로픽-네마틱 또는 콜레스테릭(N*)-스메틱 A*-스메틱 C*의 상 서열(여기서, 스메틱 A 상의 폭은 2K 미만, 바람직하게는 1K 미만, 특히 바람직하게는 0.5K 미만이다)을 갖는 강유전성 액정 매체(액정 상)를 포함한다. 상의 이름에 붙어있는 * 표식은 키랄상을 나타낸다.
불소화 질소 함유 방향족은 불소화 피리딘, 불소화 피리미딘, 불소화 피라진, 불소화 아자나프탈렌, 불소화 아자테트라하이드로나프탈렌 또는 불소화 아자페난트렌인 것이 바람직하다.
화학식
Figure 112000025936492-pct00002
,
Figure 112000025936492-pct00003
또는
Figure 112000025936492-pct00004
의 불소화 질소 함유 방향족이 특히 바람직하다.
본 발명의 능동 매트릭스 FLCD의 액정 매체는 하나 이상의 불소화 질소 함유 방향족 화합물 0.05 내지 80%, 특히 바람직하게는 5 내지 70%를 포함하는 것이 바람직하다.
능동 매트릭스 디스플레이의, 서로의 마찰 방향이 본질적으로 평행한 마찰된 상부 기판과 마찰된 하부 기판 사이의 공간에 액정층을 도입하고, 액정 상을 이소트로픽 상으로부터 냉각시키면서 적어도 N*→smC* 또는 N*→smA*→smC* 상 전이 동안 디스플레이에 직류 전류를 인가함을 포함하는 방법으로 디스플레이를 제조하는 것이 바람직하다.
FLC 혼합물은 능동 매트릭스 디스플레이에 충전시킨다. 이러한 유형의 AM 디스플레이의 제조방법 및 성분들은 상기 인용한 쓰쿠다(Tsukuda)의 참조문헌에 상세하게 설명되어 있다. 그러나, 네마틱 디스플레이와는 달리, FLC층의 두께는 단지 0.7 내지 2.5㎛, 바람직하게는 1 내지 2㎛이다. 또한, 기판의 상부과 하부의 마찰 방향은 본질적으로 평행이다. "본질적으로 평행"이라는 용어는 비-평형 마찰 방향 또는 약하게 교차하는(즉, 10°이하) 마찰 방향을 포함한다.
디스플레이 제조시, 제어냉각 동안, 직류 전류, 바람직하게는 5V 미만의 직류 전류를 인가하여 N*→smC* 또는 N*→smA*→smC* 상 전이 동안 지속시켜서, 전체 디스플레이가 교차된 편광자 사이에서 완전히 어두운 상태를 나타내는 단안정성 모노도메인인 것인 이러한 디스플레이의 작동에 있어서 중요하다.
일단 이러한 도메인이 수득되면 직류 전류 스위치를 끊는다. 하르트만에 의한 상기 방법 또는 통상의 쌍안정성 FLCD와는 달리, 생성된 텍스처는 단안정성이다. 이는 바람직한 n 디렉터(이는 분자의 장축의 주방향을 나타냄)가 셀의 마찰 방향에 있는 반면, z 디렉터(스메틱 층 법선들의 주방향을 나타냄)가 약간의 경사각에 의해 마찰 방향에 대하여 기울어져 있음을 의미한다. 이러한 배위는 z 디렉터가 마찰 방향에 있는 클럭 및 라거웰에 따르는 통상의 쌍안정성 셀과는 정확히 반대된다.
이는 니토의 방법과는 대조적으로, 2가지 방향의 액정층 법선이 존재하지 않으므로써, 위에서 언급한 바람직하지 않은 줄무늬 텍스처를 야기시키는 2개의 배향 도메인이 존재하지 않고, z 디렉터가 명확하게 1가지 방향이고 이에 따라 1개의 모노도메인만이 존재하는 배향임이 틀림없는 것이다. 또한, 2배의 경사각을 수득할 수 있어, 서로 평행인 편광자들을 기준으로 하여, 100% 투과율을 초래할 수 있으며, 즉 2배의 휘도가 성취된다.
이렇게 하여 수득된 디스플레이는 교차된 편광자들 사이의 적절한 회전각에서 완전히 어두운 상태를 나타낸다. 단지 몇 볼트의 어드레싱 전압을 인가시키면, 디스플레이가 선명해져서 전압에 의해 휘도를 연속적으로 변화시킬 수 있고, 충분할 경우에는 2개의 평행 편광 필름들과 거의 동일한 정도로 선명해진다. 네마틱(또는 콜레스테릭) 상의 주방향과 액정층 법선 방향(z 디렉터) 사이의 각도는 스메틱 상의 경사각과 동일하거나 적어도 본질적으로 동일한 것이 이상적이며 바람직하다. 본 발명에 있어서, "본질적으로"는 바람직하게는 경사각의 1/2 내지 전체 경사각의 범위, 특히 바람직하게는 경사각의 0.8 내지 1.0배이지만 5°이상인 범위를 의미한다.
본 발명의 강유전성 능동 매트릭스 액정 디스플레이는 높은 투과율, 짧은 응답 시간, 회색 스케일과 이에 따른 자연색 표시능, 저렴한 제조비용 및 광범위한 온도 범위를 겸비하고 있기 때문에, 특히 TV, HDTV 또는 멀티미디어에 특히 실용적이다. 또한, 디스플레이는 10볼트 이하, 바람직하게는 8볼트 이하, 특히 바람직하게는 5볼트 이하의 전압에서 구동할 수 있다.
본 발명의 능동 매트릭스 FLCD의 자발적 분극치는, 디스플레이의 작동 온도에서, 일반적으로 20nC/㎠ 미만, 바람직하게는 15nC/㎠ 미만, 보다 바람직하게는 0.01 내지 10nC/㎠의 범위이다.
액정층에서 키랄성 네마틱 또는 콜레스테릭 피치의 길이는, 스메틱 상 전이 온도보다 5℃ 이상 높은 온도 범위 내에서 또는 N* 상의 존재 범위가 5℃ 미만인 경우에는 이러한 존재 범위의 80% 이상의 온도 범위에서, 바람직하게는 50㎛ 이상이다.
디스플레이는 예를 들면, TV, HDTV 또는 멀티미디어 분야에서 또는 정보 처리, 예를 들면, 노트북 PC, 개인용 디지탈 보조장치 또는 데스크탑 모니터 분야에 도 사용될 수 있다.
특히, 본원에서 사용되는 "능동 매트릭스 디스플레이"라는 용어는 예를 들면 문헌(참조; D. M. Walba, Science 270, 250-251(1993) 또는 http://www.displaytech.com)에 기재되어 있는 바와 같이 2개의 기판 중의 하나가 IC 칩(IC=집적 회로)의 배면으로 대체된 LCD를 포함한다.
본 발명에 이르러, 불소화 질소 함유 방향족 그룹이 본원 명세서 도입부에 기재한 필요조건을 충족시키며, 따라서 능동 매트릭스 FLCD용의 저항이 높은 강유전성 액정 혼합물의 성분으로서 사용하기에 적합한 것으로 밝혀졌다.
또한, 본 발명은 화학식 2의 2-플루오로피리딘 유도체를 제공한다.
Figure 112000025936492-pct00005
위의 화학식 2에서,
R6 및 A7은 동일하거나 상이하며, 각각 (비대칭 탄소원자가 존재하거나 부재하는) 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이고,
A6은 1,4-페닐렌, 1,1'-비페닐-4,4'-디일 또는 단일결합이며,
A7은 1,4-페닐렌, 1,1'-비페닐-4,4'-디일 또는 단일결합이고,
단 (a) A6이 1,4-페닐렌인 경우, A7은 1,4-페닐렌이고,
(b) A6이 단일결합인 경우, A7은 1,1'-비페닐-4,4'-디일이며,
(c) A6이 1,1'-비페닐-4,4'-디일인 경우, A7은 단일결합이다.
화학식 2의 화합물에서, R6과 R7이 동일하거나 상이하며, 각각 탄소수 3 내지 18의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼인 화합물이 바람직하고, R6과 R7이 동일하거나 상이하며, 각각 탄소수 5 내지 16의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼인 화합물이 특히 바람직하다.
다음의 화학식 3 내지 5의 화합물이 특히 바람직하다.
Figure 112000025936492-pct00006
Figure 112000025936492-pct00007
Figure 112000025936492-pct00008
위의 화학식 3 내지 5에서,
R6 및 R7은 위의 정의 및 바람직한 경우에서 의미하는 바와 같다.
본 발명의 혼합물의 제조방법은 원칙적으로 공지되어 있다:
불소화 피리딘의 경우, 예를 들면, JP-B 제2079059호, 미국 특허 제5,389,291호, 미국 특허 제5,630,962호, 미국 특허 제5,445,763호, DE-A 제44 27 199호.
불소화 피리미딘의 경우, 예를 들면, 미국 특허 제5,344,585호, EP-B 제0 158 137호.
불소화 피라진의 경우, 예를 들면, 미국 특허 제5,562,859호.
불소화 아자나프탈렌, 불소화 아자테트라하이드로나프탈렌 및 불소화 아자페난트렌(Id)의 경우, 예를 들면, DE-A 제195 17 056호, DE-A 제195 17 060호, DE-A 제196 53 009호, DE-A 제195 38 404호.
다음의 실시예로서 본 발명을 예시한다.
실시예 :
실시예 1
본 발명의 화합물이 능동 매트릭스 디스플레이용 강유전성 액정 혼합물의 성분으로서 사용하기에 특히 적합한지의 여부를 다음의 측정법으로 확인하며, 여기서 강유전성 액정 혼합물의 성분으로서 제안되어 있는 다른 성분을 본 발명의 화합물과 비교한다.
다음 성분들의 저항값을 적절한 측정 세트-업을 사용하여 측정한다.
(a) 2-(4-옥틸옥시페닐)-5-옥틸피리미딘
[DD-WP 95892에 따라 합성하고 문헌(참조; Nagashima et al., Liq. Crystals 1997, vol. 4, pp. 537-546)에 따라 정제함]
(b) 5-부틸옥시-2-[4-(옥틸옥시-2,3-디플루오로페닐)페닐]피리미딘
[EP-B 제0 332 006호에 따라 합성/정제함]
(c) 2-옥틸-6-(5-노닐피리미딘-2-일)인단
[EP-A 제0 546 338호에 따라 합성/정제함]
(d) 화학식 1a1에 따르는 화합물, 6-(4-사이클로헥실페닐)-2-플로오로-3-(4-옥틸옥시페닐)피리딘
[미국 특허 제5,630,962호에 따라 합성/정제함]
(e) 화학식 1b1에 따르는 화합물, 4-플루오로-5-옥틸옥시-(2-4-옥틸옥시페닐)피리미딘
[미국 특허 제5,344,585호에 따라 합성/정제함]
a b c d e
저항[T ohm] 0.2 0.3 0.7 1.9 2.4

표 1은, 본 발명의 물질을 사용하면 표준 조작에 의해 보다 높은 저항값을 성취할 수 있고 이에 따라 유리한 전압 보유능을 갖는 혼합물을 수득할 수 있기 때문에, 본 발명의 화합물이 능동 매트릭스 디스플레이용 강유전성 액정 혼합물을 형성하는 데 특히 적합함을 입증한다.
강유전성 액정 혼합물은 본 발명의 화합물로부터 단독으로 수득되거나 FLC 혼합물에 대해 통상적인 다른 성분들을 혼합하여 수득할 수 있다.
실시예 2
2-(4-데실옥시페닐)-5-옥틸피리미딘 12.6중량%, 2-(4-옥틸옥시페닐)-5-옥틸피리미딘 15.9중량%, 2-(4-헥실옥시페닐)-5-옥틸피리미딘 16.5중량%, 2-(2,3-디플루오로-4-헵틸옥시페닐)-5-노닐피리미딘 7.0중량%, 2-(2,3-디플루오로-4-옥틸옥시페닐)-5-노닐피리미딘 7.0중량%, 2-(2,3-디플루오로-4-노닐옥시페닐)-5-노닐피리미딘 7.0중량%, 2-(4'-프로필비페닐-4-일)-5-옥틸피리미딘 12.5중량% 및 4-(9-옥틸옥시피리미딘-2-일)페닐(2R,3R)-3-프로필옥시란카복실레이트 1.5중량%로 이루어진 키랄성 스메틱 액정 혼합물을 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘 화합물 20중량%와 혼합하여 I 82.0 - 78.1 N* 68.6Sc *상 서열을 갖는 키랄성 스메틱 액정 혼합물을 수득한다.
시험 셀에서 이들 혼합물의 전기-광학 특성을 시험한다. 시험 셀은 전극 간격이 1.3㎛이고, LQT-120 배향층(제조원; Hitachi Chemicals)이 장착된 인듐-주석 산화물(ITO) 전극들이 제공되어 있다.
먼저, 투과율/전압 다이어그램을 결정한다. 이를 위해, 충전된 시험 셀을 냉각시키고 3볼트의 직류 전압을 80 내지 70℃의 온도 범위에서 인가하여 배열시킴으로써, 최적 회전각에서 교차된 편광자들 간의 편광 현미경에서 완전한 암흑 상태를 나타내는 단안정성 모노도메인을 형성한다. 셀의 전기-광학 거동을 단극파 및 정방파 어드레싱 펄스를 사용하여 조사한다.
먼저, 10ms의 시간 동안 단극성 전압 펄스를 적용하여, 투과율을 전압에 대한 함수로서 결정한다. 30℃에서 다음의 결과가 수득된다.
전압[V] 투과율[2개의 평행 편광자의 투과율(%)]
0 0
1 3.4
1.5 7.6
2 13.8
2.5 23.6
3 43.4
3.5 60.6
4 67
5 72
8 77
10 78.6
측정 결과, 경사각(2Θ, ±20V, 60Hz)은 약 54.1°이고 주방향(n)으로부터의 액정층 법선 방향(z)의 편차(Δ)는 10.9°이다.
실시예 3
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘 대신 2-플루오로-6-(4-옥틸옥시페닐)피리딘-3-일 옥타노에이트 20중량%를 포함하는, 실시예 2와 유사한 혼합물의 경우 측정치는 다음과 같다 : 경사각(2Θ, ±20V, 60Hz) 약 60.5°, Δ 22.5°, 상 서열 I 69.8 - 67.8 N* 58.7 Sc *.
전압[V] 투과율[2개의 평행 편광자의 투과율(%)]
0 0
1 2.4
1.5 14.8
2 32.2
2.5 46
3 52.4
3.5 56.2
4 59
5 62.6
8 70.2
10 74.2

실시예 4
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘 대신 3-데실-2-플루오로-6-(4-옥틸옥시페닐)피리딘 20중량%를 포함하는, 실시예 2와 유사한 혼합물의 경우 다음과 같은 측정치를 나타낸다 : 상 서열 I 68.0 - 66.0 N* 60.0 Sc *, 경사각(2Θ, ±20V, 60Hz) 51.3°, Δ 약 16.1°.
전압[V] 투과율[2개의 평행 편광자의 투과율(%)]
0 0
1 11.4
1.5 19.2
2 32.8
2.5 49.4
3 59
3.5 63.6
4 65.8
5 69
8 72.4
10 73

실시예 5
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘 대신 4-(3-플루오로-5-옥틸옥시피리딘-2-일)페닐 트랜스-4-펜틸사이클로헥산카복실레이트 20중량%를 포함하는, 실시예 2와 유사한 혼합물은 I 84.7 - 82.3 N* 50.7 Sc *상 서열을 갖고 Δ값이 5.4°이며 2개의 평행 편광자의 투과율이 약 70%(5V, 60Hz)이다.
이들 실시예는 본 발명의 디스플레이의 연속 회색 스케일을 입증해준다.
실시예 6
2-플루오로-3-노닐-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘
4-헵틸비페닐-4'-일 보론산[159381-67-6] 16.2g, 2-브로모-6-플루오로피리딘 8.8g, 탄산나트륨 10.6g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.6g, 톨루엔 500㎖, 에탄올 250㎖ 및 물 125㎖의 혼합물을 반응이 완료될 때까지 환류시킨다. 이들 혼합물을 냉각시키고, 상을 분리하여, 유기 층을 세척하고 건조하여 감압하에서 증발 건조시키다. 이를 컬럼 크로마토그래피(실리카겔; 디클로로메탄/헵탄 1:1)로 정제하고 헵탄으로부터 재결정화하여, 융점이 117℃이고 클라우드 포인트(cloud point)가 135℃인 2-플루오로-6-(4-헵틸비페닐-4'-일)피리딘 11.3g을 무색 결정으로서 수득한다.
테트라하이드로푸란 250㎖ 중의 이들 생성물 10.7g의 용액을 -60℃ 미만의 온도에서 (테트라하이드로푸란 중의) 리튬 디이소프로필아미드 1.1당량에 적가한다. 그후, 테트라하이드로푸란 20㎖ 중의 펠아르곤알데하이드 6.8g의 용액을 가하여 이들 반응 혼합물을 밤새 실온으로 승온시킨다. 혼합물을 빙수/염산 1ℓ로 가수분해시키고 3급 부틸 메틸 에테르로 추출하여, 추출물을 염화나트륨 포화 용액으로 세척하고 감압하에 증발 건조시킨다. 잔류물인 1-[2-플루오로-4-(4-헵틸비페닐-4'-일)피리딘-3-일]노난-1-올을 톨루엔 300㎖ 및 톨루엔설폰산 수화물 0.4g과 혼합한 다음, 반응수를 공비 제거하면서 가열하고, 용매를 증류하여 제거하고 컬럼 크로마토그래피(실리카 겔; 헵탄/디클로로메탄 2:1)하여 정제한 후, 1-[2-플루오로-6-(4-헵틸비페닐-4'-일)피리딘-3-일]논-1-엔 5.3g을 수득한다.
이러한 물질을 테트라하이드로푸란 150㎖에 용해시키고, 팔라듐(10%/C) 0.5g과 혼합하여 실온의 대기압에서 수소화시킨다. 이를 여과하고 용매를 증류하여 제 거하여 크로마토그래피(실리카겔; 헵탄/디클로로메탄 1:1)로 정제하고 아세토니트릴로부터 재결정화하여, X 87 S3 94 S2 132 Sc 163 I의 상 서열을 갖는 표적 화합물 3.4g을 수득한다.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
2-플루오로-3-노닐-6-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-3-노닐피리딘,
2-플루오로-3-노닐-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-옥틸-6-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-3-옥틸피리딘,
2-플루오로-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-3-옥틸피리딘,
2-플루오로-3-옥틸-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헵틸-6-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헵틸-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헵틸-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헵틸-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헵틸-6-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헥실-6-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헥실-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-3-헥실피리딘,
2-플루오로-3-헥실-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-헥실-6-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-3-펜틸피리딘,
2-플루오로-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-3-펜틸피리딘,
2-플루오로-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)-3-펜틸피리딘,
2-플루오로-6-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)-3-헥실피리딘,
3-데실-2-플루오로-6-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
3-데실-2-플루오로-6-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
3-데실-2-플루오로-6-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
3-데실-2-플루오로-6-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
3-데실-2-플루오로-6-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘.
실시예 7
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-노닐페닐)피리딘
4-노닐페닐보론산
무수 테트라하이드로푸란 550㎖ 중의 마그네슘 0.55mol과 1-브로모-4-노닐벤젠 0.37mol로부터 제조한 그리냐드 화합물의 용액을 0℃, 보호 가스 대기하에서 무수 테트라하이드로푸란 400㎖ 중의 트리메틸 보레이트 0.4mol의 용액에 적가한다. 이들 혼합물을 이 온도에서 2.5시간 추가로 교반한다. 이 후, 10% 농도의 염산 600㎖를 가하여 생성된 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반한다. 이에 염화나트륨 120g을 가한 후, 반응 혼합물을 3급-부틸 메틸 에테르로 추출하고, 합한 유기 추출물을 염화나트륨 포화 용액으로 세척하여 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에서 제거하고 조악한 생성물을 아세토니트릴로 재결정화하여 4-노닐페닐보론산 72g(79%)을 수득한다.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
4-프로필페닐보론산[134150-01-9],
4-부틸페닐보론산[145240-28-4],
4-펜틸페닐보론산[121219-12-3],
4-헥실페닐보론산[105365-50-2],
4-헵틸페닐보론산,
4-옥틸페닐보론산[133997-05-4],
4-데실페닐보론산[170981-25-6],
4-운데실페닐보론산[210368-94-8],
4-도데실페닐보론산[206763-93-1].
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘
톨루엔 400㎖ 중의 2-브로모-6-플루오로피리딘 232mmol의 용액을 실온에서 4-노닐페닐보론산 290mmol, 에탄올 200㎖, 물 200㎖ 중의 탄산나트륨 464mmol 용액 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 2.3mmol과 혼합한다. 이들 혼합물을 3.5시간 동안 비등하에 가열한다. 이를 냉각시킨 후, 상분리하고 수성상을 디클로로메탄으로 추출하며, 합한 유기상은 황산마그네슘으로 건조시킨다. 용매를 감압하에 제거하고, 조악한 생성물을 용출액으로서 n-헵탄/디클로로메탄(1:1)을 사용하여 실리카겔 60 상에서 컬럼 크로마토그래피하거나 아세토니트릴/아세톤(5:1)으로부터 재결정화하여 정제함으로써 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘 63g(91%)을 수득한다.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
2-플루오로-6-(4-프로필페닐)피리딘,
6-(4-부틸페닐)-2-플루오로피리딘,
2-플루오로-6-(4-펜틸페닐)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헥실페닐)피리딘,
2-플루오로-6-(4-헵틸페닐)피리딘,
2-플루오로-6-(4-옥틸페닐)피리딘[155466-91-4],
6-(4-데실페닐)-2-플루오로피리딘,
6-(4-운데실페닐)-2-플루오로피리딘,
6-(4-도데실페닐)-2-플루오로피리딘.
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘-3-보론산
무수 THF 500㎖ 중의 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘 100mol의 용액을 보호 가스 대기하에 -70℃에서 무수 테트라하이드로푸란 100㎖ 중의 리튬 디이소프로필아미드 110mmol의 용액에 적가한다. 이들 혼합물을 이 온도에서 4시간 동안 추가로 교반한다. 이 후, 무수 테트라하이드로푸란 40㎖ 중의 트리메틸 보레이트 200mmol의 용액을 -60℃ 미만의 온도에서 적가한다. 이어서, 반응 혼합물을 실온으로 서서히 가온하고 얼음으로 냉각시키면서 물 60㎖와 진한 염산 20㎖의 용액과 혼합하여 실온에서 1시간 더 교반한다. 이들 반응 혼합물을 3급-부틸 메틸 에테르로 추출하고, 합한 유기 추출물을 물과 염화나트륨 포화 용액으로 세척하고 황산나트륨으로 건조시키며, 용매는 감압하에서 제거한다. 조악한 생성물을 n-헵탄/아세톤(4:1)으로부터 결정화하여 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘-3-보론산 19.8g(58%)을 수득한다.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
2-플루오로-6-(4-프로필페닐)피리딘-3-보론산,
6-(4-부틸페닐)-2-플루오로피리딘-3-보론산,
2-플루오로-6-(4-펜틸페닐)피리딘-3-보론산,
2-플루오로-6-(4-헥실페닐)피리딘-3-보론산,
2-플루오로-6-(4-헵틸페닐)피리딘-3-보론산,
2-플루오로-6-(4-옥틸페닐)피리딘-3-보론산,
6-(4-데실페닐)-2-플루오로피리딘-3-보론산,
6-(4-운데실페닐)-2-플루오로피리딘-3-보론산,
6-(4-도데실페닐)-2-플루오로피리딘-3-보론산.
톨루엔 90㎖ 중의 1-브로모-4-펜틸벤젠 40mmol의 용액을 실온에서 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘-3-보론산 44mmol, 에탄올 45㎖, 물 45㎖ 중의 탄산나트륨 80mmol의 용액 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.4mmol과 혼합한다. 이들 혼합물을 5시간 동안 비등하에 가열한다. 이를 냉각시킨 후, 상을 분리하여, 수성상은 3급-부틸 메틸 에테르로 추출하고 합한 유기상은 물과 염화나트륨 포화 용액으로 세척하여 황산마그네슘으로 건조시킨다. 이어서, 용매를 감압하에서 제거하고 조악한 생성물을 용출액으로서 n-헵탄/디클로로메탄(1:1)을 사용하여 실리카겔 60 상에서 컬럼 크로마토그래피하고 아세토니트릴/아세톤(1:1)로부터 재결정화하여 정제함으로써 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘을 수득한다.
톨루엔 155㎖ 중의 1-브로모-4-헵틸벤젠 48mmol의 용액을 실온에서 2-플루오로-6-(4-노닐페닐)피리딘-3-보론산 48mmol, 에탄올 77㎖, 물 77㎖ 중의 탄산나트륨 96mmol의 용액 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 0.5mmol과 혼합한다. 이들 혼합물을 7시간 동안 비등하에 가열한다. 이를 냉각시킨 후, 상을 분리하여, 수성상은 3급-부틸 메틸 에테르로 추출하고 합한 유기상은 물과 염화나트륨 포화 용액으로 세척하여 황산마그네슘으로 건조시킨다. 이어서, 용매를 감압하에서 제거하고 조악한 생성물을 용출액으로서 n-헵탄을 사용하여 실리카겔 60 상에서 컬럼 크로마토그래피하고 아세톤으로부터 재결정화하여 정제함으로써 2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-노닐페닐)피리딘 8.9g(39%)을 수득한다; X 42 S3 56 Sc 136.1 SA 136.7 N 137.1.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-펜틸페닐)피리딘; X 45 S3 39 S2 44 Sc 127 N 140 I,
2-플루오로-3-(4-헥실페닐)-6-(4-노닐페닐)피리딘,
2-플루오로-6-(4-노닐페닐)-3-(4-옥틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3,6-비스(4-노닐페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-옥틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-헵틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-헥실페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-펜틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-부틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸페닐)-6-(4-프로필페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-펜틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-헥실페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-헵틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-옥틸페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-노닐페닐)피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐페닐)-6-(4-데실페닐)피리딘.
실시예 8
2-플루오로-6-노닐-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘
2-플루오로-6-노닐-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘은, 4-브로모-4'-헵틸비페닐[58573-93-6]과 2-플루오로-6-노닐피리딘-3-일 보론산[실시예 1에 기재된 바와 같이 금속화시키고 실시예 2에 기재된 바와 같이 트리메틸 보레이트로 급냉시켜 2-플루오로-6-노닐피리딘으로부터 제조함, 2-플루오로-6-노닐피리딘은 2-브로모-6-플루오로피리딘을 트리에틸아민 중의 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드, 구리(I) 요오다이드 및 트리페닐포스핀에 의한 촉매 작용을 사용하여 1-노닌과 반응시켜 1-(2-플루오로피리딘-6-일)노닌을 수득한 다음 이를 실온에서 대기압에서 팔라듐 촉매 작용(10%/C)을 사용하여 테트라하이드로푸란 속에서 수소화시켜 제조함]으로부터 실시예 1에 기재된 바와 같은 스즈키 반응(Suzuki reaction)으로 수득할 수 있다. 후처리 및 정제 방법은 실시예 1에 기재된 바와 같다.
다음의 화합물들을 유사한 방법으로 수득할 수 있다:
2-플루오로-6-노닐-3-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-6-노닐피리딘,
2-플루오로-6-노닐-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-옥틸-3-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-6-옥틸피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-6-옥틸피리딘,
2-플루오로-6-옥틸-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헵틸-3-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헵틸-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헵틸-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헵틸-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헵틸-3-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헥실-3-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헥실-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-6-헥실피리딘,
2-플루오로-6-헥실-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-6-헥실-3-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
2-플루오로-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)-6-펜틸피리딘,
2-플루오로-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)-6-펜틸피리딘,
2-플루오로-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)-6-펜틸피리딘,
2-플루오로-3-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)-6-펜틸피리딘,
6-데실-2-플루오로-3-(4-펜틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
6-데실-2-플루오로-3-(4-헥실-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
6-데실-2-플루오로-3-(4-헵틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
6-데실-2-플루오로-3-(4-옥틸-1,1'-비펜-4'-일)피리딘,
6-데실-2-플루오로-3-(4-노닐-1,1'-비펜-4'-일)피리딘.

Claims (12)

  1. smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)과 네마틱 또는 콜레스테릭 상(N* 상)의 주방향(n)이 5°이상의 각도를 형성하고 액정층이 하나 이상의 화학식 1의 화합물을 포함하는, smC* 상의 명확히 규정되는 액정층 법선들의 방향(z)을 갖는 모노도메인 형태의 액정층을 포함하는 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
    화학식 1
    Figure 112004024503361-pct00009
    위의 화학식 1에서,
    A3은 불소화 단핵, 이핵 또는 삼핵 질소 함유 방향족 그룹이고,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 수소이거나, 탄소수 2 내지 16의 알킬 또는 알킬옥시 라디칼(여기서, 1 또는 2개의 -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -OC(=O)-, -(O=)C-O-, -Si(CH3)2- 또는 사이클로프로판-1,2-디일로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H원자는 F로 대체될 수 있다), 또는 M7-R7 그룹[여기서, R7은 하나 이상의 비대칭 탄소원자를 갖는 그룹으로서, 비대칭 탄소원자들은 탄소수 3 내지 16의 알킬 그룹의 일부를 구성하거나(이때, 당해 알킬 그룹 중의 1 내지 4개의 -CH2- 그룹은 -O-, -OC(=O)- 또는 -(O=)C-O-로 대체될 수 있고 비대칭 탄소원자의 치환체들 중의 하나는 -CH3-CF3-OCH3, Cl, F 또는 CN이어야 한다), 3 내지 7원 카보사이클의 일부를 구성하며(이때, 당해 카보사이클 중의 1 또는 2개의 인접하지 않는 -CH2- 그룹이 -O-로 대체될 수 있거나 1개의 -CH2- 그룹이 -OC(=O)- 또는 -(=O)C-O-로 대체될 수 있다), M7은, R7에서 정의한 비대칭 탄소원자가 알킬 그룹의 일부를 구성하는 경우에는 단일결합이고, R7에서 정의한 비대칭 탄소원자가 카보사이클의 일부를 구성하는 경우에는 단일결합, -OCH2-, -CH2O-, -OC(=O)- 또는 -C(=O)O-이다]이며,
    단 R1과 R2가 둘 다 수소일 수는 없고,
    A1, A2, A4 및 A5는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 치환되지 않거나 F 또는 Cl로 일치환 또는 이치환된 1,4-페닐렌; 치환되지 않거나 F로 일치환 또는 이치환된 1,3-페닐렌; 사이클로헥스-1-엔-1,4-디일, 사이클로헥스-2-엔-1,4-디일, 1-알킬-1-실라사이클로헥산-1,4-디일, 비사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-디일, 인단-2,6-디일 또는 나프탈렌-2,6-디일이며,
    M1, M2, M4 및 M5는 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 단일결합, -OC(=O)-, -(O=)C-O-, -OCH2-, -CH2-O-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -C≡C-이고,
    a, b, c 및 d는 각각 0 또는 1이며,
    단 a+b+c+d의 합은 1 내지 3이고,
    상응하는 지수가 0인 경우, (Ax-Mx)는 단일결합이다.
  2. 제1항에 있어서, A3이 불소화 피리딘, 불소화 피리미딘, 불소화 피라진, 불소화 아자나프탈렌, 불소화 아자테트라하이드로나프탈렌 또는 불소화 아자페난트렌인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, A3이 화학식
    Figure 112004024503361-pct00010
    ,
    Figure 112004024503361-pct00011
    또는
    Figure 112004024503361-pct00012
    인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, smC* 상의 액정층 법선들의 방향(z)과 네마틱 또는 콜레스테릭 상(N* 상)의 주방향(n) 사이의 각도가 smC* 경사각의 0.5 내지 1.0배 범위인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 강유전성 액정층의 상 서열이 I*-N*-smC*(여기서, 2°이하의 존재 범위를 갖는 smA* 상이 N* 상과 smC* 상 사이에 존재할 수 있다)인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 강유전성 액정 상의 자발분극치가 25nC/㎠ 미만인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  7. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 액정층에서의 키랄성 네마틱 또는 콜레스테릭 피치의 길이가 스메틱 상 전이 온도보다 2℃ 이상 높은 온도 범위 내에서 50㎛ 이상인 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  8. 능동 매트릭스 디스플레이의, 서로의 마찰 방향이 실질적으로 평행한 마찰된 상부 기판과 마찰된 하부 기판 사이의 공간에 액정층을 도입하고, 액정 상을 이소트로픽 상으로부터 냉각시키면서, 적어도 N*→smC* 또는 N*→smA*→smC* 상 전이 동안 디스플레이에 전류를 인가함을 포함하는, 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 따르는 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이의 제조방법.
  9. 제8항에 따르는 방법으로 수득할 수 있는 단안정성형 강유전성 능동 매트릭스 디스플레이.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 화학식 2의 2-플루오로피리딘.
    화학식 2
    Figure 112000025936492-pct00013
    위의 화학식 2에서,
    R6 및 A7은 동일하거나 상이하며, 각각 (비대칭 탄소원자가 존재하거나 부재하는) 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이고,
    A6은 1,4-페닐렌, 1,1'-비페닐-4,4'-디일 또는 단일결합이며,
    A7은 1,4-페닐렌, 1,1'-비페닐-4,4'-디일 또는 단일결합이고,
    단 (a) A6이 1,4-페닐렌인 경우, A7은 1,4-페닐렌이고,
    (b) A6이 단일결합인 경우, A7은 1,1'-비페닐-4,4'-디일이며,
    (c) A6이 1,1'-비페닐-4,4'-디일인 경우, A7은 단일결합이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922723A1 (de) * 1999-05-18 2000-11-23 Clariant Gmbh Aktivmatrix-Displays mit hohem Kontrast
JP2004145258A (ja) * 2002-08-30 2004-05-20 Fujitsu Ltd 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置
KR101247430B1 (ko) * 2002-12-20 2013-03-25 메르크 파텐트 게엠베하 유기 반도체 재료의 개선 및 그와 관련된 개선
EP1591512A1 (en) * 2004-04-26 2005-11-02 AZ Electronic Materials (Germany) GmbH Chiral smectic liquid crystal mixture
KR101607348B1 (ko) * 2008-02-18 2016-03-29 메르크 파텐트 게엠베하 액정 매질 및 액정 디스플레이

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367924A (en) 1980-01-08 1983-01-11 Clark Noel A Chiral smectic C or H liquid crystal electro-optical device
GB8921520D0 (en) * 1989-09-22 1989-11-08 Merck Patent Gmbh Pyridine derivatives
GB8921519D0 (en) * 1989-09-22 1989-11-08 Merck Patent Gmbh Pyridine derivatives
US5344585A (en) 1990-09-14 1994-09-06 Hoechst Aktiengesellschaft Use of 4-fluoropyrimidine derivatives as component for ferroelectric liquid crystal mixtures
AU8869091A (en) 1990-11-27 1992-06-25 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung 3,6-disubstituted 2-halopyridines
US5630962A (en) 1990-12-19 1997-05-20 Hoechst Aktiengesellschaft 2-Fluoropyridines, their preparation and their use in liquid crystal mixtures
DE59109263D1 (de) 1990-12-19 2004-09-02 Aventis Res & Tech Gmbh & Co 2-Fluorpyridine, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Flüssigkristallmischungen
WO1997004039A1 (en) 1995-07-17 1997-02-06 Hoechst Research & Technology Deutschland Gmbh & Co. Kg Ferroelectric liquid crystal mixture
JPH10510066A (ja) 1995-09-25 1998-09-29 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 表示装置
DE19748819A1 (de) * 1997-11-05 1999-05-06 Hoechst Ag Fluorierte Derivate des Phenanthrens und ihre Verwendung in Flüssigkristallmischungen
DE19934799B4 (de) * 1999-07-28 2008-01-24 Az Electronic Materials (Germany) Gmbh Chiral-smektische Flüssigkristallmischung und ihre Verwendung in Aktivmatrix-Displays mit hohen Kontrastwerten

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