KR100849981B1

KR100849981B1 - 키랄 화합물 ｉ

Info

Publication number: KR100849981B1
Application number: KR1020037000358A
Authority: KR
Inventors: 키르쉬페어; 타우거베크안드레아스; 파울루스데트레프; 크라우제요아킴; 다루미가즈아키; 헤크마이어미카엘
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2008-08-01
Also published as: TW538118B; US20030175445A1; EP1299334B1; EP1299334A1; DE60132456D1; ATE384036T1; US7060331B2; JP2004504286A; WO2002006196A1; JP5265838B2; KR20030022269A; AU2001266092A1; DE60132456T2

Abstract

본 발명은,

화학식 1의 키랄 화합물:

[화학식 1]

R¹-X¹-A¹-(Z-A²)_m-X²-R²

(상기 식에서, R¹, R², A¹, A², X¹, X², Z³ 및 m은 특허청구범위 제 1항에 주어진 의미를 가진다), 화학식 1의 키랄 화합물 하나 이상을 포함하여 이루어지는 액정 혼합물, 화학식 1의 키랄 화합물 하나 이상을 포함하여 이루어지는 중합가능한 혼합물을 중합하여 얻을 수 있는 키랄 선형 또는 가교결합된 액정 폴리머, 액정 디스플레이에서의 활성 및 비활성 광학 성분, 접착제, 이방성 기계 특성을 가진 합성 수지, 화장용 및 약제학적 조성물, 진단학, 액정 안료에서, 장식 및 안전 적용분야용 액정 안료, 비선형 광학, 광학적 정보 저장에서 또는 키랄 도펀트로서의 화학식 1의 키랄 화합물 및 이의 혼합물 및 얻어진 폴리머의 용도, 및 화학식 1의 키랄 화합물 하나 이상을 포함하여 이루어지는 혼합물을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

Description

키랄 화합물 Ｉ{CHIRAL COMPOUNDS I}

본 발명은 키랄 화합물, 하나 이상의 이러한 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물, 이러한 액정 혼합물로부터 얻어진 폴리머에 관한 것이며, 액정 디스플레이, 편광기, 보정기, 정렬층, 컬러 필터 또는 홀로그래픽 성분과 같은 활성 및 비활성 광학 성분에서, 접착제, 이방성 기계 특성을 가진 합성 수지, 화장용 및 약제학적 조성물, 진단학, 액정 안료에서, 장식 및 안전 적용 분야를 위한, 비선형 광학, 광학적 정보 저장에서 또는 키랄 도펀트로서의 이러한 키랄 화합물, 액정 혼합물 및 이의 얻어진 폴리머의 용도에 관한 것이다.

키랄 화합물은 예를 들어 액정 디스플레이에 사용되는 액정 혼합물에서 나선형 트위스트를 유도하거나 보강하기 위한 도펀트로 사용될 수 있다. 가장 실제적으로 적용하기에 충분한 첫번째 근사법에서 분자 나선의 피치(p)는 하기의 수학식 1에 따른 액정 호스트 혼합물 중의 키랄 도펀트의 농도(c)에 반비례한다:

비례 인자는 키랄 도펀트의 나선 트위스트력(helical twisting power; HTP) 이다.

다수의 적용 분야에 있어서 트위스트 상이 있는 LC 혼합물을 갖는 것이 바람직하다. 이 중에는 예를 들어 본 발명에 따른 콜레스테릭 화합물을 단독 또는 또다른 키랄 도펀트와 함께 적절히 선택함으로써, 온도 보정 특성이 있는 디스플레이를 포함하여, 예를 들어, 상-변화 디스플레이, 게스트-호스트 디스플레이, AMD-TN과 같은 비광학 및 광학 매트릭스 TN 및 STN 디스플레이, 강유전성 디스플레이 및 SSCT(표면 안정화 콜레스테릭 조직; surface stabilized cholesteric texture) 또는 PSCT(폴리머 안정화 콜레스테릭 조직; polymer stabilized cholesteric texture)와 같은 콜레스테릭 디스플레이가 있다. 이러한 적용 분야에 있어서 원하는 피치를 유도하는 데 필요한 도펀트의 양을 감소시키기 위해 높은 HTP를 가진 이용가능한 키랄 도펀트를 갖는 것이 유리하다.

일부 적용 분야에 있어서는, 강한 나선형 트위스트를 가지며 그로 인해 짧은 피치 길이를 갖는 LC 혼합물을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 SSCT 또는 PSCT와 같은 선택적 반사 콜레스테릭 디스플레이에 사용되는 액정 혼합물에서는, 콜레스테릭 나선에 의해 반사되는 최대 파장이 가시 광선 범위 내에 있도록 피치를 선택해야 한다. 다른 가능한 적용 분야는 콜레스테릭 광대역(broadband) 편광기 또는 키랄 액정 지연 막과 같이, 광학 성분을 위한 키랄 액정 상을 가진 폴리머 막이다.

수학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 높은 양의 도펀트를 사용하거나 높은 HTP를 가진 도펀트를 사용하여 짧은 피치를 얻을 수 있다.

키랄 화합물은 예를 들어, WO 95/16007와 WO 98/00428에 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술의 키랄 도펀트는 종종 낮은 값의 HTP를 나타내어 높은 양의 도펀트가 필요하다. 이는 키랄 도펀트를 순수 거울이성질체로만 사용할 수 있어서 값이 비싸고 합성하기 어렵기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 종래 기술의 키랄 도펀트를 높은 양으로 사용하는 경우, 이들은 예를 들어, 클리어링 포인트(clearing point), 유전성 이방성 △ε, 점성도, 구동 전압 또는 전환 시간과 같은 액정 호스트 혼합물의 특성에 종종 부정적인 영향을 미친다.

종래 기술의 키랄 화합물의 또다른 결점은 이들이 종종 액정 호스트 혼합물에서 낮은 용해도를 나타내어 저온에서 원치 않은 결정화를 유발한다는 것이다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 일반적으로 호스트 혼합물에 두 가지 이상의 다른 키랄 도펀트를 첨가해야 한다. 이는, 고비용이 따르며 트위스트 온도 계수가 서로 보정하도록 다른 도펀트를 선택해야 하기 때문에, 혼합물의 온도 보정을 위한 부가적인 노력이 필요하다.

결과적으로, 합성하기 쉽고 낮은 양으로 사용될 수 있으며 예를 들어 일정한 반사 파장을 사용하기 위해 콜레스테릭 피치의 개선된 온도 안정성을 나타내고, 액정 호스트 혼합물의 특성에 영향을 미치지 않으며 호스트 혼합물 내에서 우수한 용해도를 나타내는, 높은 HTP를 가진 키랄 화합물이 상당히 요구된다.

본 발명은 이러한 특성을 갖지만 상기한 바와 같은 기술 상태의 키랄 도펀트의 결점을 갖지 않는 키랄 화합물을 제공하고자 하는 목적을 가진다.

본 발명의 또다른 목적은 당업자에게 이용가능한 도펀트로 사용될 수 있는 키랄 화합물의 범위(pool)를 확장하는 것이다.

이러한 목적은 화학식 1의 키랄 화합물을 제공함으로써 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다:

R¹-X¹-A¹-(Z-A²)_m-X²-R²

(상기 식에서,

R¹ 및 R²는 서로 독립적으로 F, Cl, Br, CN, SCN, SF₅, 치환되지 않거나, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있으며, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 각 경우에 서로 독립적으로 산소 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있는 탄소수 30 이하의 키랄 또는 비키랄 알킬기, 또한 접합계 또는 스파이로사이클릭계를 포함할 수 있으며 하나 이상의 헤테로 원자를 포함할 수 있는 하나 이상의 방향족 또는 지방족 고리를 포함하는 키랄기 또는 중합가능한 기이고,

X¹ 및 X²는 서로 독립적으로 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, 또는 단일 결합이고,

Z는 각 경우에 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R³)-, -N(R³)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH ₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF ₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고,

R³는 H 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,

A¹ 및 A²는 서로 독립적으로, 또한 하나 이상의 CH기가 N으로 대체될 수 있는 1,4-사이클로페닐렌, 또한 하나 또는 두 개의 인접하지 않은 CH₂기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥솔란-4,5-디일, 1,4-사이클로헥세닐렌, 1,4-비사이클로-(2,2,2)-옥틸렌, 피페리딘-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일, 또는 인단-2,5-디일이며, 이러한 모든 기는 치환되지 않거나, 할로겐, 시아노 또는 니트로기 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐 또는 알콕시카르보닐기에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있으며, 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl에 의해 치환될 수 있고,

m은 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

상기에서, X¹, X² 및 Z 중 하나 이상은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF ₂S-, -SCF₂-, - CF₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH- 또는 -CF=CF-이고 R¹ 및 R² 중 하나 이상은 키랄기이다.

본 발명의 키랄 화합물은 몇 가지 이점을 가진다:

ㆍ 이들은 액정 혼합물에서 우수한 용해도를 나타내고,

ㆍ 이들은 메소제닉 또는 심지어 액정이고,

ㆍ 키랄기 R¹ 및/또는 R² 를 변화시킴으로써 높은 트위스트력 HTP를 가진 화합물을 얻을 수 있고,

ㆍ 본 발명의 화합물이 액정 혼합물에서 키랄 도펀트로 사용될 경우, 이들의 높은 용해도로 인해 높은 트위스트(= 낮은 피치)을 생산하기 위해 보다 높은 양의 도펀트가 사용될 수 있고,

ㆍ 높은 양의 도펀트가 필요한 경우, 본 발명의 도펀트의 메소제닉 또는 액정 상 작용으로 인해 호스트 혼합물의 액정상에 부정적인 영향을 덜 미치고,

ㆍ 높은 HTP를 가진 본 발명의 화합물의 경우, 높은 피치를 얻는 데 더 낮은 양이 필요하고, 그로 인해 상기 혼합물의 액정 특성에 부정적인 영향을 덜 미치고,

ㆍ 순수한 거울상이성질체상 키랄 화합물은 저렴하고 쉽게 입수가능한 출발 물질로부터 쉽게 제조되고,

ㆍ 우선성 또는 좌선성 콜레스테릭 나선 중 하나를 가진 콜레스테릭 상을 형성하게 하는 R 및 S 거울상이성질체를 모두 제조할 수 있고,

ㆍ 두 가지 나선의 이용가능성은 원형으로 편광된 단일 선성의 빛을 반사하는 키랄 막 또는 코팅을 생산할 수 있게 하기 때문에, 예를 들어, 안전 적용 분야 에 사용하기에 상당히 바람직하다.

본 발명의 또다른 대상은 화학식 1의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 혼합물이다.

본 발명의 또다른 대상은 하나 이상의 화학식 1의 화합물과, 하나 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함하여 이루어지는 중합가능한 액정 혼합물이다.

본 발명의 또다른 대상은 화학식 1의 화합물을 하나 이상 포함하여 이루어지는 중합가능한 액정 혼합물을 중합하여 얻을 수 있는 키랄 선형 또는 가교결합된 액정 폴리머이다.

본 발명의 또다른 대상은 STN, TN, AMD-TN, 온도 보정, 강유전성, 게스트-호스트, 상 변화 또는 표면 안정화 또는 폴리머 안정화 콜레스테릭 조직(SSCT, PSCT) 디스플레이와 같은 액정 디스플레이에서, 편광기, 보정기, 정렬층, 컬러 필터 또는 홀로그래픽 성분과 같은 활성 또는 비활성 광학 성분에서, 접착제, 이방성 기계 특성을 가진 합성 수지, 화장용 또는 약제학적 조성물, 진단학, 액정 안료에서, 장식 및 안전 적용을 위한, 비선형 광학, 광학적 정보 저장에서 또는 키랄 도펀트로서의 상기한 바와 같은 키랄 화합물, 혼합물 또는 폴리머의 용도이다.

그러나, 본 발명의 또다른 대상은 하나 이상의 화학식 1의 키랄 화합물을 포함하여 이루어지는 액정 혼합물 또는 중합가능한 액정 혼합물을 포함하여 이루어지는 액정 디스플레이이다.

본 발명의 키랄 화합물은 메소제닉 또는 심지어 액정이며, 즉 이들은 예를 들어 다른 화합물과의 혼합물에서 중간상(mesophase) 작용을 유도하거나 보강할 수 있거나, 또는 심지어 그 자체로 하나 이상의 중간상을 나타낼 수 있다. 본 발명의 화합물은 (공)중합될 경우, 다른 화합물과의 혼합물에서만 또는 중합가능한 화합물의 경우에만 중간상 작용을 나타낼 수도 있다. 본 발명의 메소제닉 키랄 화합물이 특히 바람직하다.

Z기 중 하나 이상이 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, 특히 -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -CF₂CF₂-인 화합물이 매우 바람직하다. X¹ 및 X² 중 하나 이상이 -CF₂O- 또는 -OCF₂- 인 화합물이 더욱 바람직하다. X¹, X² 및 Z 중 하나 이상이 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF ₂CF₂- 또는 -CF=CF-이고 나머지 Z기가 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합인 화합물이 더욱 바람직하다.

메소제닉 기 -A¹-(Z-A²)_m-가 두 개 또는 세 개의 5원 또는 6원 고리에 병합되는 화학식 1의 화합물이 더욱 바람직하다.

또다른 바람직한 실시형태는 하나 이상의 라디칼 Z가 -C≡C-를 나타내는 화합물에 관한 것이다. 이러한 화합물은 매우 복굴절성인 물질이 필요한 용도에 특히 적합하다.

특히 바람직한 화합물은, m이 1 또는 2이고 A²가 1,4-페닐렌 및 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 중에서 선택되고, 이러한 고리는 치환되지 않거나 1 내지 4위치에 서 F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐 또는 알콕시카르보닐로닐로 치환되는 화합물이다. 이러한 바람직한 화합물 중에서, 비페닐 또는 사이클로헥실페닐기를 포함하는 화합물이 특히 바람직하다.

바람직한 메소제닉 기 -A¹-(Z-A²)_m-의 보다 작은 그룹이 하기에 나열되어 있다. 단순하게 하기 위하여, 이러한 기에 있는 Phe는 또한 L이 F, Cl, CN 또는 선택적으로 플루오르화된 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐 또는 알콕시카르보닐기인 하나 이상의 L기에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고, Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이다. 바람직한 메소제닉 기의 목록은 하기의 화학식과 이의 거울상을 포함하고 있다:

-Phe-Z-Phe-

-Phe-Z-Cyc-

-Cyc-Z-Cyc-

-Phe-Z-Phe-Z-Phe-

-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-

-Phe-Z-Cyc-Z-Phe-

-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc-

-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-

-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-

-Phe-Z-Phe-Z-Phe-Z-Phe-

-Phe-Z-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-

-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-Z-Phe-

-Phe-Z-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-

-Cyc-Z-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-

-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe-

-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-

부분화학식(subformulae) 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-8, 2-12, 2-14 및 2-15가 특히 바람직하다.

두 개의 사이클로헥실렌 고리 사이의 하나 또는 두 개의 Z가 -CF₂CF₂-인 부분화학식 2-3, 2-8 및 2-9, 및 두 개의 페닐렌 고리 사이 또는 페닐렌과 사이클로헥실렌 고리 사이의 하나 또는 두 개의 Z가 O 원자가 페닐렌 고리에 인접해 있는 -OCF₂-인 부분화학식 2-1, 2-2, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 및 2-8이 더욱 바람직하다.

다른 Z기는 바람직하게 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합이다.

비- 및 트리사이클릭 메소제닉 기가 바람직하다. 메소제닉 기 -A¹-(Z-A²)_m-이 바람직하게 3- 및/또는 5-위치에서 L이 F, Cl, CH₃, OCH₃, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F 또는 CN인 하나 또는 두 개의 L기로 치환되는 하나 이상의 Phe기를 포함하는 화합물이 더욱 바람직하다.

L은 바람직하게 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, OC₂F ₅, 특히 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, CF₃ 및 OCF₃, 가장 바람직하게는 F, CH₃, CF₃, OCH₃ 및 OCF₃이다.

화학식 1의 R¹ 및 R²가 알킬 또는 알콕시 라디칼인 경우, 즉 말단의 CH₂기가 -O-에 의해 대체되는 경우, 이것은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이것은 바람직하게 직쇄이고, 탄소수 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 가지며, 따라서 바람직하게 예를 들어, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시, 또는 옥톡시, 또한 메틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시이다.

하나의 CH₂기가 -O-에 의해 대체되는 옥사알킬은 바람직하게 예를 들어, 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3-, 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4-, 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- 또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실이다.

할로겐은 바람직하게 F 또는 Cl이다.

화학식 1의 R¹ 및 R²는 극성 또는 비극성 기일 수 있다. 극성 기의 경우, 이들은 CN, NO₂, 할로겐, OCH₃, OCN, SCN, COR⁵, COOR⁵ 또는 탄소수 1 내지 4의 모노-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시기에서 선택된다. R⁵는 선택적으로 탄소수 1 내지 4, 바람직하게 탄소수 1 내지 3의 플루오르화된 알킬이다. 극성 기 R¹ 및 R²는 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, CF₃, 및 OCF₃ 중에서 선택되는 것이 특히 바람직하다.

비극성 기의 경우, R¹ 및 R²는 바람직하게 탄소수 15 이하의 알킬 또는 탄소수 2 내지 15의 알콕시이다.

화학식 1의 R¹ 및 R²는 비키랄 또는 키랄기일 수 있다. 키랄기의 경우, 이들은 화학식 3에 따라 선택되는 것이 바람직하다:

(상기 식에서,

Q¹은 탄소수 1 내지 9의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시기 또는 단일 결합이고,

Q²는 치환되지 않거나, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 각 경우에 서로 독립적으로 -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의 해 산소 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 대체될 수 있는, 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 알콕시기이고,

Q³는 F, Cl, Br, CN 또는 Q²에 대해 정의한 바와 같지만 Q²와는 다른 알킬 또는 알콕시기이다).

화학식 3에서 Q¹의 경우, 알킬렌-옥시기이고, O 원자는 바람직하게 키랄 C원자에 인접해 있다.

화학식 3의 바람직한 키랄기는 2-알킬, 2-알콕시, 2-메틸알킬, 2-메틸알콕시, 2-플루오로알킬, 2-플루오로알콕시, 2-(2-에틴)-알킬, 2-(2-에틴)-알콕시, 1,1,1-트리플루오로-2-알킬 및 1,1,1-트리플루오로-2-알콕시이다.

특히 바람직한 키랄기 R¹ 및 R²는 예를 들어, 2-부틸(=1-메틸프로필), 2-메틸부틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, 특히 2-메틸부틸, 2-메틸부톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 2-에틸헥속시, 1-메틸헥속시, 2-옥틸옥시, 2-옥사-3-메틸부틸, 3-옥사-4-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 2-헥실, 2-옥틸, 2-노닐, 2-데실, 2-도데실, 6-메톡시옥톡시, 6-메틸옥톡시, 6-메틸옥타노일옥시, 5-메틸헵틸옥시카르보닐, 2-메틸부티릴옥시, 3-메틸발레로일옥시, 4-메틸헥사노일옥시, 2-클로로프로피오닐옥시, 2-클로로-3-메틸부티릴옥시, 2-클로로-4-메틸발레릴옥시, 2-클로로-3-메틸발레릴옥시, 2-메틸-3-옥사펜틸, 2-메틸-3-옥사헥실, 1-메톡시프로필-2-옥시, 1-에톡시프로필-2-옥시, 1-프로폭시프로필-2-옥시, 1-부톡시프로필-2-옥시, 2-플루오로옥틸옥시, 2-플루오로데실옥시, 1,1,1-트리플루오로-2-옥틸옥시, 1,1,1-트리플루오로-2-옥틸, 2-플루오로메틸옥틸옥시이다. 2-헥실, 2-옥틸, 2-옥틸옥시, 1,1,1-트리플루오로-2-헥실, 1,1,1-트리플루오로-2-옥틸 및 1,1,1-트리플루오로-2-옥틸옥시가 매우 바람직하다.

또한, 비키랄성 분지쇄 기 R¹ 또는 R²를 포함하는 화학식 1의 화합물은 예를 들어 결정화 경향의 감소로 인해 때로 중요할 수 있다. 이러한 유형의 분지쇄 기는 일반적으로 하나 이상의 분지쇄를 포함하지 않는다. 바람직한 비키랄성 분지쇄 기는 이소프로필, 이소부틸(=메틸프로필), 이소펜틸(=3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸프로폭시 및 3-메틸부톡시이다.

또다른 바람직한 실시형태에서 R¹ 또는 R²는, 접합 고리 또는 스파이로사이클릭 기를 포함할 수 있고 또한 하나 이상의 헤테로 원자, 특히 N 및/또는 O 원자를 포함할 수 있는, 하나 이상의 방향족 또는 지환족 기를 포함하는 키랄기를 나타낸다.

이러한 유형의 바람직한 키랄기로는 예를 들어 콜레스테릴, WO 96/17901에 개시된 바와 같은 테르페노이드 라디칼, 바람직하게 멘틸, 네오멘틸, 캠페닐, 피네일, 테르피네일, 이소롱기폴일, 펜실, 카레일, 미르텐일, 노필, 제라니일, 리날로일, 네릴, 시트로넬릴 및 디하이드로시트로넬릴로부터 선택되고, 특히 바람직하게 는 멘틸이고, 하기와 같은 멘톤 유도체:

또는 예를 들어, WO 95/16007에 개시된 키랄 당으로부터 유도된 말단기와 같은 피라노스 또는 퓨라노스 고리가 있는 모노- 또는 디사이클릭 라디칼을 포함하는 말단 키랄성 당 유도체로부터 선택된 기이다.

또다른 실시형태에서, 화학식 1의 R¹ 또는 R²는,

P가 CH₂=CW-COO-, WCH=CH-O-,

또는 CH₂=CH-페닐-(O)_k이고, W가 H, CH₃ 또는 Cl이고 k가 0 또는 1이며,

Sp가 탄소수 1 내지 25를 갖는 스페이서(spacer) 기 또는 단일 결합인 중합가능한 P-Sp-기를 나타낸다.

P는 바람직하게 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 프로페닐 에테르기 또는 에폭시기, 특히 바람직하게 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트기이다.

스페이서 기 Sp에 대해, 당업자에게 이러한 목적으로 알려진 모든 기가 사용될 수 있다. 스페이서 기 Sp는, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, - CH(CN)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있는, 바람직하게 탄소수 1 내지 20, 특히 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기이다.

전형적인 스페이서 기는 예를 들어, p가 2 내지 12의 정수이고 r이 1 내지 3의 정수인 -(CH₂)_p-, -(CH₂CH₂O)_r-CH₂CH ₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH ₂-NH-CH₂CH₂-이다.

바람직한 스페이서 기는 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.

Sp가 탄소수 2 내지 6의 알킬 또는 알콕시기를 나타내고 있는 본 발명에 따른 화학식 1의 키랄 화합물이 특히 바람직하다. 직쇄 알킬 또는 알콕시기가 특히 바람직하다.

본 발명의 또다른 실시형태에서 키랄 화합물은 화학식 4의 키랄기인 하나 이상의 스페이서 기 Sp를 포함한다:

(상기 식에서,

Q¹은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시기 또는 단일 결합이고,

Q²는 Q¹과 다른 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시기 또는 단일 결합이고,

Q³는 할로겐, 시아노기 또는 Q²와 다른 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시기이다).

화학식 4에서 Q¹의 경우, 알킬렌-옥시기이고, O 원자는 바람직하게 키랄 C 원자에 인접해 있다.

화학식 1의 특히 바람직한 화합물은 하기와 같다:

(상기 식에서,

R은 화학식 1에서의 R¹의 의미 중 하나 또는 상기한 R¹의 바람직한 의미 중 하나를 가지고,

R^*는 화학식 1에서의 R¹의 의미 중 하나 또는 상기한 R¹의 바람직한 의미 중 하나를 갖는 키랄기이고,

X는 OCF₂ 또는 CF₂O, 바람직하게는 CF₂O이고,

Y는 F, Cl, CN, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ 또는 OC₂F₅이고,

Z는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CF₂O- 또는 -OCF₂-이고,

L¹, L², L³, L⁴, L⁵ 및 L⁶는 서로 독립적으로 H 또는 F이다).

L¹ 및 L² 중 하나 이상, 바람직하게는 둘 다 F를 나타내는 화합물이 특히 바람직하다.

상기 바람직한 화합물에서 R은 바람직하게 비키랄기이다.

상기 바람직한 화합물에서 R^*은 매우 바람직하게,

또는

(상기 식에서, o는 0 또는 1이고, R^*가 CF₂O기에 인접해 있을 경우 o는 0이 되고, n은 2 내지 12, 바람직하게는 3 내지 8, 특히 바람직하게는 4, 5 또는 6의 정수이다)이다. 별표 ^*는 키랄 C 원자를 가리킨다.

본 발명의 키랄 화합물은 문헌{A. Haas et al., Chem. Ber. 121, 1329-1340 (1988), E. Bartmann, Adv. Mater. 8, 570-573 (1996) and M.Kuroboshi and T. Hiyama, Synlett. 1994, 251-252}에 기재된 방법에 따라 또는 그와 유사하게 합성될 수 있다. 또한, 상기 화합물은 하기의 합성도에 따라 또는 그와 유사하게 제조될 수 있다.

합성도 1

A, B = 사이클로헥실, 페닐

n = 0, 1, 2, 3

R³, R⁴ = C_1-10 알킬

X, Y = H, F

DBH = 디메틸디브로모히단토인

합성도 2

합성도 3

본 발명의 키랄 화합물은 예를 들어, 수퍼트위스트 또는 활성 매트릭스 액정 디스플레이와 같이 액정 매트릭스의 트위스트 분자 구조를 나타내는 디스플레이용 액정 혼합물, 또는 예를 들어 강유전성 디스플레이 또는 콜레스테릭 디스플레이용 키랄 스멕틱 또는 키랄 네마틱(콜레스테릭) 혼합물과 같은 키랄 액정상과의 액정 혼합물을 포함하여 이루어지는 디스플레이에 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 또다른 대상은 화학식 1의 키랄 화합물을 하나 이상 포함하여 이루어지는 액정 혼합물, 특히 콜레스테릭 액정 혼합물이다.

그러나 본 발명의 또다른 대상은 화학식 1의 키랄 화합물을 하나 이상 포함 하는 콜레스테릭 액정 매질을 포함하여 이루어지는 콜레스테릭 액정 디스플레이이다.

본 발명의 화합물은 특히 액정 호스트 혼합물에서 높은 용해도를 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이들은 혼합물의 상 작용 및 전자광학적 특성에 중대한 영향을 미치지 않고 도펀트로서 액정 호스트에 높은 양으로 첨가될 수 있다. 또한, 저온에서의 원치 않은 자발적 결정화가 감소되며 혼합물의 작동 온도 범위가 넓어질 수 있다.

또한, 낮은 값의 HTP를 가진 본 발명의 키랄 화합물은 도펀트 농도를 증가시켜 혼합물의 특성에 영향을 미치치 않고 낮은 피치값(즉, 높은 트위스트)을 얻을 수 있기 때문에, 고도로 트위스트된 액정 매질의 제조에 사용될 수 있다. 따라서, 결정화를 방지하기 위해 종종 첨가되는 두 번째 도펀트의 사용을 피할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 다수의 화학식 1의 키랄 화합물은 높은 값의 HTP를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 화합물을 사용하여 높은 나선형 트위스트(즉, 낮은 피치)를 가진 액정 혼합물을 제조할 수 있거나, 그렇지 않으면 본 발명의 화합물을 낮은 양으로 도펀트로 사용하여 중간 나선형 트위스트를 가진 액정 혼합물을 제조할 수 있다.

본 발명의 화합물의 높은 HTP 값은 이 화합물을 또한 다른 화합물과 함께 콜레스테릭 피치와 같은 액정 혼합물의 특성, 및 예를 들어 역치 전압(threshold voltage)과 같은 디스플레이의 특성의 온도 보정에 사용하기에 적합하게 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 화합물은 액정 혼합물의 물리적 특성에 약간만 영향을 미치기 때문에 또한 유리하다.

따라서, 예를 들어 액정 디스플레이에 사용되는 포지티브 유전성 이방성을 가진 액정 혼합물에 화학식 1의 키랄 화합물을 혼합하는 경우, △ε은 약간만 감소되고 액정 혼합물의 점성도는 약간만 증가한다. 이는 통상의 도펀트를 포함하여 이루어지는 디스플레이와 비교할 경우 디스플레이 전압을 낮추고 전환 시간을 개선시킨다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 화학식 1의 키랄 화합물을 바람직하게 0.1 내지 30 중량%, 특히 1 내지 25 중량% 및 매우 특히 바람직하게는 2 내지 15 중량%로 포함한다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 바람직하게 1 내지 3개의 화학식 1의 키랄 화합물을 포함한다.

상기한 바와 같은 온도 보정에 적용하기 위해 액정 혼합물은 바람직하게 하나 이상의 화학식 1의 키랄 화합물을 포함하는 키랄 성분, 및 하나 이상의 네마틱 또는 네마토제닉 화합물을 포함하는 네마틱 성분을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 액정 혼합물은 적어도 하나 이상의 화학식 1의 키랄 화합물인 2 내지 25개 화합물, 바람직하게는 3 내지 15개 화합물로 구성된다. 네마틱 성분을 형성하는 다른 화합물은 바람직하게, 예를 들어, 공지된 종류의 아족시벤젠, 벤질리덴-아닐린, 비페닐, 테르페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 사이클로헥산카르복실산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로헥실벤조산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로헥실사이클로헥산카르복실 산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 벤조산, 사이클로헥산카르복실산 및 사이클로헥실사이클로헥산카르복실산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실비페닐, 페닐사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥센, 사이클로헥실사이클로헥실사이클로헥센, 1,4-비스-사이클로헥실벤젠, 4,4'-비스-사이클로헥실비페닐, 페닐- 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실피리딘, 페닐- 또는 사이클로헥실피리다진, 페닐- 또는 사이클로헥실디옥산, 페닐- 또는 사이클로헥실-1,3-디티안, 1,2-디페닐-에탄, 1,2-디사이클로헥실에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실에탄, 1-사이클로헥실-2-(4-페닐사이클로헥실)-에탄, 1-사이클로헥실-2-비페닐-에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실페닐에탄, 선택적으로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에테르, 톨란, 치환된 시남산 및 또한 네마틱 또는 네마토제닉 물질류와 같은 네마틱 또는 네마토제닉 물질로부터 선택된 저분자량 액정 화합물이다. 이러한 화합물에 있는 1,4-페닐렌기는 또한 측쇄가 일플루오르화 또는 이플루오르화될 수 있다.

이러한 바람직한 실시형태의 액정 혼합물은 이러한 유형의 비키랄성 화합물을 기본으로 한다.

이러한 액정 혼합물의 성분으로 가능한 가장 중요한 화합물은 하기의 화학식에 의해 특징될 수 있다:

R'-L'-G'-E-R"

(상기 식에서,

동일하거나 서로 다를 수 있는 L' 및 E는 각 경우에 서로 독립적으로 Phe가 치환되지 않거나 플루오르-치환된 1,4-페닐렌이고, Cyc가 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-사이클로헥세닐렌이고, Pyr가 피리미딘-2,5-디일 또는 피리딘-2,5-디일이고, Dio는 1,3-디옥산-2,5-디일이고, B가 2-(트랜스-1,4-사이클로헥실)에틸, 피리미딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일 또는 1,3-디옥산-2,5-디일인 -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -B-Phe- 및 -B-Cyc- 및 이의 거울상에 의해 형성된 기로부터의 2가 라디칼이다.

G'은 Y가 할로겐, 바람직하게 염소, 또는 -CN인 하기의 2가의 기 -CH=CH-, -N(O)N-, -CH=CY-, -CH=N(O)-, -C≡C-, -CH₂CH₂-, -CO-O-, -CH₂O-, -CO-S-, -CH₂-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO- 또는 단일결합으로부터 선택된다.

R' 및 R"은 각 경우에, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 18, 바람직하게는 탄소수 3 내지 12의 알킬, 알켄일, 알콕시, 알켄일옥시, 알카노일옥시, 알콕시카르보닐 또는 알콕시카르보닐옥시이거나, 선택적으로 R' 및 R" 중 하나가 F, CF₃, OCF₃, Cl, NCS 또는 CN이다).

대부분의 이러한 화합물에서 R' 및 R"은 각 경우에, 서로 독립적으로, 네마틱 매질 내의 총 탄소수가 일반적으로 2 내지 9, 바람직하게는 2 내지 7인 서로 다른 길이의 사슬을 가진 알킬, 알켄일 또는 알콕시이다.

다수의 이러한 화합물 또는 이의 혼합물은 상업적으로 입수가능하다. 이러한 화합물은 모두 공지되어 있거나 또는 문헌(예를 들어, Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie[유기 화학의 방법], Georg-Tieme-Verlag, Stuttgart와 같은 표 준 작업서)에 기재된 바와 같이 그 자체로 공지되어 있는 방법으로 상기 반응에 공지되어 있고 적합한 반응 조건 하에서 정확히 제조될 수 있다. 또한 그 자체로 공지되어 있으나 본 명세서에서 언급하지 않은 변형법을 사용할 수 있다.

본 발명의 화합물은 특히 이방성 폴리머 겔에 유용하며 예를 들어 상 변화 디스플레이 또는 표면 안정화 또는 폴리머 안정화 콜레스테릭 조직 디스플레이(SSCT, PSCT)와 같은 콜레스테릭 디스플레이용 저분자량 또는 중합가능한 또는 중합된 콜레스테릭 액정 혼합물에 유용하다.

본 발명의 특히 바람직한 실시형태는 네마틱 액정 혼합물에서 HTP의 저온 의존성을 나타내는 키랄 화합물에 관한 것이다, 이러한 화합물은 콜레스테릭 액정 혼합물 및 반사 파장 dλ/dT (T = 온도, λ= 최대 반사 파장)의 저온 의존성을 가진 디스플레이에 유용하다.

특히, 콜레스테릭 액정 매질에서 화학식 1의 키랄 화합물을 사용할 경우, 예를 들어, SSCT 또는 PSCT 디스플레이에서의 적용에 있어서, 이들은 네마틱 호스트 혼합물에서 우수한 용해도를 나타내고 나선 피치 및 반사 파장의 저온 의존성을 가진 높은 나선형 트위스트를 유도하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 화학식 1에 따른 단지 하나의 키랄 도펀트를 바람직하게 낮은 양으로 사용함으로써 고광도의 반사색 및 저온 의존성을 가진 콜레스테릭 혼합물을 얻을 수 있다. 이는, 높은 양의 도펀트가 필요한 경우, 때로 나선형 트위스트의 상반된 온도 의존성을 갖는(예를 들어, 하나는 포지티브 온도 의존성을 갖고 다른 하나는 네거티브 온도 의존성을 갖는) 두 개 이상의 도펀트를 사용할 필요가 있는 경우에, 반사 파장의 우수한 온도 보정을 달성하기에 선행기술보다 상당히 유리하다.

따라서, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태는 하나의 화학식 1의 키랄 화합물을 바람직하게 15 % 이하, 특히 10 % 이하, 매우 바람직하게는 5 % 이하의 양으로 포함하여 이루어지는, 특히 SSCT 또는 PSCT 디스플레이에 사용되는 콜레스테릭 액정 매질에 관한 것이다.

또다른 바람직한 실시형태는, 네마틱 액정 혼합물에서 HTP의 강한 온도 의존성을 갖는 감온성(thermochromic) 매질에 유용한 본 발명의 키랄 화합물에 관한 것이다.

콜레스테릭 디스플레이는 예를 들어, 명세서의 개시 내용 전체가 본 출원에 참조문헌으로 도입되는 WO 92/19695, WO 93/23496, US 5,453,863 또는 US 5,493,430에 기재되어 있다.

또한, 이들을 포함하여 이루어지는 이방성 폴리머 겔 및 디스플레이는 예를 들어, DE 195 04 224 및 GB 2 279 659에 개시되어 있다.

본 발명의 화합물을 포함하여 이루어지는 SSCT 및 PSCT 디스플레이는 예를 들어 Merck KGaA(Darmstadt, Germany)사로부터 상업적으로 입수가능한 R 811 또는 CB 15와 같은 통상의 도펀트를 포함하는 디스플레이와 비교하여 감소된 반응 시간, 저하된 전압, 및 개선된 콘트라스트를 갖는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 통상의 도펀트가 본 발명에 따른 키랄 화합물에 의해 대체되는 SSCT 또는 PSCT 디스플레이는 감소된 전환 시간을 나타낼 수 있다.

종래 기술의 도펀트 대신 본 발명의 화합물을 사용하여 제조된 콜레스테릭 막은 개선된 광도를 나타내어, 컬러 평면 조직과 검은 흑판을 사용하여 검게 만들어진 거의 투명한 초점 원뿔 상태 사이에 보다 우수한 콘트라스트를 야기한다.

본 발명의 키랄 화합물 및 이러한 화합물을 포함하여 이루어지는 중합가능한 액정 혼합물은 또한, 콜레스테릭 또는 키랄 스멕틱 폴리머 막과 같은 키랄 액정상을 가진 이방성 폴리머 막, 특히 균일한 평면 배향을 갖는, 즉 나선 축이 막평면에 수직으로 배향된, 나선형 트위스트 분자 구조를 나타내는 막의 제조에 특히 유용하다.

예를 들어, 배향된 콜레스테릭 폴리머 막은 예를 들어 EP 0 606 940에 기재된 바와 같이 광역 주파대 반사 편광기로서, 컬러 필터로서, 안전 표시용으로, 또는 액정 안료의 제조에 사용될 수 있다. 문헌(I. Heynderickx and D.J. Broer in Mol. Cryst.Liq.Cryst. 203, 113-126 (1991))은 액정 디아크릴레이트로 만들어지고 저분자량의 키랄 도펀트를 포함하는 가교결합된 콜레스테릭 폴리머 막을 기재하고 있다.

본 발명의 키랄 화합물을 사용하여 제조된 콜레스테릭 폴리머 막은 예를 들어 상기한 바와 같은 R811 또는 CB 15와 같은 종래 기술의 도펀트를 포함하여 이루어지는 막과 비교하여 보다 밝은 것으로 밝혀졌다.

이방성 폴리머 겔 또는 배향된 폴리머 막의 제조를 위해, 액정 혼합물은 화학식 1의 키랄 화합물에 추가하여, 하나 이상의 중합가능한 화합물, 바람직하게는 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함해야 한다.

따라서, 본 발명의 또다른 대상은 하나 이상의 화학식 1의 키랄 화합물 및 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함하여 이루어지는 중합가능한 액정 혼합물이다.

중합가능한 CLC 물질의 성분으로 사용될 수 있는 적합한 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는, 예를 들어 WO 93/22397; EP 0,261,712; DE 195,04,224; WO 95/22586 및 WO 97/00600에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 문헌에 개시되어 있는 화합물은 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니라 단지 예시로서 생각되어야 한다. 바람직하게, 중합가능한 CLC 혼합물은 하나의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물과 두 개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함하여 이루어진다.

특히 유용한 단일반응성 키랄 및 비키랄성 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는 하기의 화합물의 목록에 나타나 있으며, 이는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 단지 본 발명을 설명하기 위한 예시로서 고려되어야 한다:

(상기 식에서, P는 상기한 바와 같은 화학식 1의 의미 및 이의 바람직한 의미 중 하나를 가지고, x는 1 내지 12의 정수이고, A 및 D는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고, v는 0 또는 1이고, Y⁰는 극성 기이고, R⁰는 비극성 알킬 또는 알콕시기이고, Ter은 예를 들어 멘틸과 같은 테르페노이드 라디칼이고, Chol은 콜레스테릴기이고, L¹ 및 L²는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN, OH, NO₂ 또는 선택적으로 할로겐화된 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 카르보닐기이다).

극성 기 Y⁰는 바람직하게 CN, NO₂, 할로겐, OCH₃, OCN, SCN, COR₅, COOR₅ 또는 탄소수 1 내지 4의 모노-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시기이 다. R⁵는 탄소수 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3의 선택적으로 플루오르화된 알킬이다. 극성 기 Y⁰는 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂, 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, OCH₃ 및 OCF₃로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다.

비극성 기 R⁰는 바람직하게 탄소수 1 이상, 바람직하게는 탄소수 1 내지 15의 알킬기 또는 탄소수 2 이상, 바람직하게는 탄소수 2 내지 15의 알콕시기이다.

유용한 이반응성 키랄 또는 비키랄성 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는 하기의 화합물의 목록에 나타나 있으며, 이는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 단지 본 발명을 설명하기 위한 예시로서 고려되어야 한다:

(상기 식에서, P, x, D, L¹ 및 L²는 상기에 주어진 의미 중 하나를 가지고 y는 x와 같거나 다른 1 내지 12의 정수이다).

상기한 바와 같은 제 1실시형태에 따른 중합가능한 CLC 물질은 그 자체로 반드시 액정 상을 나타내지 않아도 되고 그 자체로 우수한 평면 정렬을 생성하는 하나 이상의 키랄 도펀트, 특히 중합가능하지 않은 키랄 도펀트를 포함하여 이루어진다.

상기 화학식 5와 6의 단일- 및 이작용성 중합가능한 메소제닉 화합물은 그 자제로 공지되고 상기에 인용된 문헌 및 예를 들어, 유기화학의 표준 작업서(Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart)에 기재된 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 중합가능한 액정 혼합물은 하나 이상의 본 발명의 화합물, 하나 이상의 화학식 5a 내지 5m의 단일작용성 화합물 및 하나 이상의 화학식 6a 내지 6e의 이작용성 중합가능한 화합물을 포함하여 이루어진다.

또다른 바람직한 실시형태에서 중합가능한 액정 혼합물은 하나 이상의 본 발명의 키랄 화합물 및 둘 이상의 화학식 5a 내지 5m의 단일작용성 화합물을 포함한다.

본 발명의 또다른 대상은 하나 이상의 화학식 1의 키랄 화합물 및 화학식 5a 내지 5m 및 6a 내지 6e로부터 바람직하게 선택된 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물 및/또는 하나 이상의 화학식 1의 중합가능한 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물을 (공)중합하여 얻을 수 있는 배향된 키랄 액정 상을 가진 이방성 폴리머 막이다.

균일한 배향을 갖는 키랄 액정 상을 가진 이방성 폴리머 막을 제조하기 위해 예를 들어, 본 발명의 액정 혼합물을 기판 상에 피복하고, 정렬시키고, 이들을 열 또는 화학선 방사능에 노출시켜 그 자리에서 중합한다. 정렬 및 경화은 액정 혼합물의 액정 상에서 수행하는 것이 바람직하다.

화학선 방사능은 UV 광선, IR 광선 또는 가시광선과 같은 광선을 사용한 조사, X-선 또는 감마선을 사용한 조사 또는 이온 또는 전자와 같은 고에너지 입자를 사용한 조사를 의미한다. 예를 들어, 화학선 방사능에 대한 공급원으로서 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트가 사용될 수 있다. 화학선 방사능에 대한 다른 가능한 공급원은 예를 들어 UV 레이저, IR 레이저 또는 가시 레이저와 같은 레이저이다.

예를 들어, UV 광선에 의해 중합할 경우, 광개시자(photoinitiator)는 UV 조사 하에서 분해하여 중합 반응을 시작하는 유리 라디칼 또는 이온을 생산하는 데에사용될 수 있다.

또한 예를 들어 비닐 및 에폭사이드 반응기를 사용하여 반응성 메소젠을 경화시킬 경우 유리 라디칼 대신 양이온으로 광경화시키는 양이온성 광개시자를 사용할 수 있다.

라디칼 중합을 위한 광개시자로서 예를 들어 상업적으로 입수가능한 Irgacure 651, Irgacure 184, Darocure 1173 또는 Darocure 4205 (모두 Ciba Geigy AG사 제품)를 사용할 수 있고, 반면에 양이온성 광중합의 경우 상업적으로 입수가능한 UVI 6794(Union Carbide)를 사용할 수 있다.

화학식 1의 중합가능한 키랄 화합물 및/또는 화학식 5와 6의 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함하는 중합가능한 액정 혼합물은 또한 바람직하게 0.01 내지 10 중량%, 특히 0.05 내지 8 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 광개시자, 특히 바람직하게 UV-광개시자를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서 중합가능한 메소제닉 물질의 중합은 불활성 기체 대기 하에서, 바람직하게는 질소 대기 하에서 수행된다.

기판으로는 예를 들어 플라스틱 막 또는 시트 뿐만 아니라 유리 또는 석영 시트가 사용될 수 있다. 또한 중합하는 동안 및/또는 전후에 코팅된 혼합물의 상면 위에 제 2기판을 놓을 수 있다. 중합 후에 기판을 제거하거나 제거하지 않을 수 있다. 화학선 방사에 의해 경화시키는 경우에 두 개의 기판을 사용하는 경우, 중합에 사용된 화학선 방사를 위해 하나 이상의 기판이 투과성이 있어야 한다.

등방성 또는 복굴절성 기판을 사용할 수 있다. 중합 후에 기판을 중합된 막으로부터 제거하지 않은 경우, 등방성 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

하나 이상의 기판이 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르 막, 폴리비닐알콜(PVA) 막, 폴리카르보네이트(PC) 막 또는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 막, 특히 바람직하게 PET 막 또는 TAC 막과 같은 플라스틱 기판인 것이 바람직하다. 복굴절성 기판으로는 예를 들어 단축으로 연장된 플라스틱 막을 사용할 수 있다. 예를 들어, PET 막은 ICI Corp.사로부터 Melinex라는 상품명으로 상업적으로 입수가능하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학식 1의 키랄 화합물을 포함하여 이루어지는 중합가능한 액정 혼합물의 본 발명의 혼합물은 기판 상에서 또는 기판 사이에서 얇은 층으로 코팅될 수 있고, 예를 들어 콜레스테릭 또는 키랄 스멕틱 상과 같은 이의 키랄 중간상(mesophase) 내에 정렬되어 평면 배향, 즉 분자의 나선축이 층을 횡단하여 연장되는 평행한 배향을 생성하는 것이 바람직하다.

예를 들어 닥터 블레이드에 의해 혼합물을 전단하여 평면 배향을 달성할 수 있다. 또한 정렬층, 예를 들어 마찰된(rubbed) 폴리이미드 또는 스퍼터링된 SiOx 층을 하나 이상의 기판의 상면에 적용할 수 있다.

또다른 실시형태에서, 제 2기판을 코팅된 물질의 상면 상에 놓는다. 이러한 경우, 두 개의 기판을 조립함으로써 야기된 전단은 우수한 정렬을 생성하기에 충분하다.

또한 전기장 또는 자기장을 코팅된 혼합물에 적용할 수 있다.

일부 경우, 중합가능한 혼합물의 정렬을 돕기 위해서 뿐만 아니라 중합을 저해할 수도 있는 산소를 제거하기 위해 제 2기판을 적용하는 것이 유리하다. 선택적으로 불활성 기체 대기 하에서 경화를 수행할 수 있다. 그러나, 적합한 광개시자와 높은 램프 전력을 사용하여 공기 중에서 경화시키는 것도 가능하다. 양이온성 광개시자를 사용할 경우 산소 제거는 거의 필요하지 않지만, 물은 제거해야 한다.

중합가능한 메소제닉 화합물의 그 자리 중합의 상세한 설명은 문헌{D.J.Broer er al., Makromolekulare Chemie 190, 2255(1989)}에서 찾을 수 있다.

이방성 폴리머 막의 제조를 위한 중합가능한 액정 혼합물은 바람직하게 0.1 내지 35 중량%, 특히 0.5 내지 15 중량% 및 특히 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 하나 이상의 화학식 1의 중합가능한 키랄 화합물을 포함하여 이루어진다.

중합 가능한 액정 혼합물은 화학식 1의 키랄 화합물을 1 내지 3개 포함하여이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 중합가능한 액정 혼합물은 또한 예를 들어, 촉매, 감광제, 안정화제, 공반응(co-reacting) 모노머 또는 표면 활성 화합물과 같은 하나 이상의 다른 적절한 성분을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 중합가능한 액정 혼합물은 예를 들어 조성물을 저장하는 동안 원치 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 사용되는 안정화제를 포함한다. 안정화제로는 기본적으로 당업자들에게 상기 목적으로 알려져 있는 모든 화합물이 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 매우 다양하게 상업적으로 입수가능하다. 안정화제의 전형적인 예는 4-에톡시페놀 또는 부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT)이다.

폴리머의 가교결합을 증가시키기 위해, 두 개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 비메소제닉 화합물을 선택적으로 중합가능한 조성물에 또는 부가적으로 다작용성 중합가능한 메소제닉 화합물에 20 %이하로 첨가할 수도 있다.

이작용성 비메소제닉 모노머의 전형적인 예는 탄소수 1 내지 20의 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메타크릴레이트이다. 두 개 이상의 중합가능한 기를 가진 비메소제닉 모노머의 전형적인 예는 트리메틸프로판에트리메타크릴레이트 또는 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트이다.

단지 하나의 중합가능한 작용기를 가진 화합물을 포함하는 본 발명의 조성물의 중합은 선형 폴리머를 생성하고, 반면에 하나 이상의 중합가능한 작용기를 가진 화합물의 존재 하에서는 가교결합된 폴리머가 얻어진다.

이방성 폴리머 겔의 제조를 위해, 상기한 바와 같이 그 자리에서 액정 혼합물을 중합할 수 있지만, 이 경우 중합가능한 혼합물의 정렬은 필요하지 않다.

본 발명의 화학식 1의 키랄 화합물은 또한 감온 액정 혼합물의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 혼합물은 특정 주파대의 광선의 선택적 반사를 나타내는 나선 형 트위스트 분자 구조를 가지고, 분자의 나선의 피치와 그로 인해 반사된 파장이 온도에 의존하는, 예를 들어 키랄 스멕틱 상 또는 키랄 네마틱(=콜레스테릭) 상과 같은 키랄 액정 상 또는 키랄 중간상을 나타내는 것을 특징으로 한다.

콜레스테릭 상을 나타내는 감온 작용을 갖는 본 발명의 액정 혼합물이 특히 바람직하다. 이러한 바람직한 조성물 중에, 콜레스테릭 상의 온도 범위 이하의 온도에서는 콜레스테릭 상 및 스멕틱 상을 나타내는 조성물이 더욱 바람직하고, 키랄 스멕틱 상이 특히 바람직하다. 감온 작용을 나타내는 본 발명의 액정 혼합물은 중합가능하거나 중합가능하지 않을 수 있다.

화학식 1의 키랄 화합물과 이들을 포함하는 혼합물 및 폴리머가 또한 액정 안료의 제조에 적합하다. 따라서, 상기한 바와 같이 제조된 배향된 콜레스테릭 폴리머 막은, 광선의 선택적 반사를 나타내는 안료로 적합한 작은 얇은 입자로 분쇄될 수 있다. 이러한 안료는 예를 들어, 화장품, 약제학적, 장식적 또는 보안기 적용 분야용 잉크, 페인트 또는 코팅에 사용될 수 있다. 액정 안료의 제조는 예를 들어 EP 601 483, WO 97/27252 또는 WO 97/30136에 기재되어 있다. 화학식 1의 키랄 화합물을 포함하여 이루어지는 액정 안료는 본 발명의 또다른 대상이다.

본 발명에 따른 화학식 1의 키랄 화합물 및 이들을 포함하는 액정 혼합물, 액정 폴리머 또는 액정 안료는 또한 화장용 및 약제학적 조성물, 예를 들어 EP 815 826에 기재된 바와 같은 색조화장품 또는 예를 들어 DE 196 29 761 또는 EP 1 038 941에 기재된 바와 같이 인간의 피부 또는 두발의 보호, 특히 UV-A 및 UV-B-조사에 대한 보호를 위한 UV-필터로 사용하기에 적합하다. 본 발명의 도펀트는 높은 HTP를 가지므로, 짧은 피치를 얻는 데에 단지 소량만 필요하여, UV 범위에서 반사를 나타내고 UV-필터로 적합한 물질을 생성한다.

화학식 1의 키랄 화합물을 포함하고 UV 광선, 특히 200 내지 400 nm의 파장의 UV 광선을 반사하는 액정 혼합물, 액정 폴리머 또는 액정 안료는 본 발명의 또다른 대상이다. 또다른 대상은 UV-필터로 화학식 1의 키랄 화합물을 포함하고 UV 광선, 특히 200 내지 440 nm, 특히 280 내지 400 nm, 200 내지 230 nm(UV-C) 및 280 내지 330 nm(UV-B)의 파장 범위 내의 UV 광선을 반사하는 액정 혼합물, 액정 폴리머 또는 액정 안료를 포함하여 이루어지는 화장용 조성물, 특히 인간의 피부 또는 두발의 보호를 위한 화장용 또는 약제학적 조성물이다.

상기 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않고 본 발명의 필수적인 특징을 쉽게 확인할 수 있고, 이를 다양한 용도 및 조건에 적용하도록 본 발명의 다양한 변화와 수정을 가할 수 있다.

더 이상의 노력 없이도, 당업자는 상기의 설명을 이용하여 본 발명을 최대로 이용할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 하기의 실시예는 어떠한 방법으로든 나머지 개시 내용의 제한이 아니라 단지 예시적인 것으로 생각되어야 한다.

상기 및 하기의 실시예에서, 별도의 지시가 없다면, 온도는 모두 섭씨 온도로 주어지고 모든 부 및 퍼센트는 중량에 의한 것이다.

액정 호스트에서 키랄 화합물의 나선형 트위스트력 HTP 값은 수학식 HTP = (p*c)^-1(μm^-1)에 따라 주어지고, 상기 식에서 p는 ㎛로 나타낸 분자 나선의 피치이고, c는 상대값으로 주어진 호스트에서의 키랄 화합물의 중량에 의한 농도이다(따라서, 예를 들어 1 중량%의 농도는 c 값 0.01과 일치한다).

하기의 약어는 화합물들의 액정 상 작용을 나타내기 위해 사용된다: K = 결정질; N = 네마틱; S = 스멕틱; N^*, Ch = 키랄 네마틱, 콜레스테릭; I = 등방성. 이러한 기호 간의 숫자는 상전이 온도를 섭씨로 나타낸다. 또한, △n은 589 nm 및 20℃에서의 복굴절성이고 △ε은 20℃에서의 유전 이방성이다. 화학식에서 C^*은 키랄 C 원자를 나타낸다.

별도의 지시가 없다면, 실시예의 HTP 값은 1 %의 농도 및 20℃의 온도에서의 상업적으로 입수가능한 액정 호스트 혼합물 MLC-6260(Merck KGaA, Darmstadt, Germany)에서 확인되었다.

실시예 1

하기의 반응도에 따라 화합물 (1)을 제조하였다:

트리플레이트(triflate; 1-1)의 제조:

톨루엔 및 이소옥탄 각 50 ㎖ 중의 카르복실산(1-0) 50 g(0.198 mol)의 현탁액에 1,3-프로판디티올 27.858 g(0.257 mol)을 첨가하고 60℃까지 가열하였다. 트리플루오로술폰산 38.631 g(0.257 mol)을 첨가하고 상기 용액을 물 분리기에서 104℃로 3시간 동안 가열한다. 85℃까지 냉각시키고 디부틸 에테르 300 ㎖를 첨가하여 생성물을 결정화하였다. 0℃까지 냉각시킨 후 상기 결정을 여과하고 TBME 중에서 두 번 세척하고 35℃, 100 mbar 및 질소에서 밤새도록 건조하였다. 수득률: 황색 결정 85.5 g.

(1)의 제조:

-70℃에서 DCM 100 ㎖ 중의 트리플레이트(1-1) 7.65 g(16.1 mmol)의 용액을 DCM 40 ㎖ 중의 페놀(1-2) 5.32 g(20.6 mmol)에 적가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 교반하고, 트리에틸아민 트리스하이드로플루오라이드 13.4 ㎖(80.6 mmol)(적가함) 및 DCM 60 ㎖ 중의 디메틸디브롬히단토인 23.04 g(80.6 mmol)의 현탁액을 첨가하고, 또다시 1시간 동안 교반하고, -30℃까지 가열하여 1M NaOH 용액 500 ㎖ 및 NaHSO₃ 용액 40 ㎖의 혼합물에 부었다. 분리된 수성 상을 DCM으로 추출하였다. 셀라이트를 결합된 유기 상에 첨가하고 여과하였다. 여과물을 물로 세척하고 Na₂SO₄로 건조하였다. 용매를 증발시킨 후 n-헥산 중에서 실리카 겔을 사용하여 잔사를 여과하였다. n-펜탄으로부터 반복적으로 재결정화하고 에테르 중에서 실리카 겔을 사용하여 여과하여 무색의 조생성물을 정제하였다.

화합물(1)은 액정 상 순서(sequence) K 37 S_A 64 N^* 87.7 I 및 20℃에서 저온 의존성(0℃에서 7.65 및 50℃에서 7.36)을 가진 7.53의 HTP를 가진다.

실시예 2

하기의 반응도에 따라 화합물(2)를 제조하였다:

트리플레이트(2-1)의 제조:

벤조산(2-0) 65.22 g (0.23 mol) 및 프로판디티올 25.00 g (0.23 mol)에 트리플루오로술폰산 60.73 ㎖ (0.69 mol)을 적가하고 혼합물을 45분 동안 120℃로 가열하였다. 냉각시킨 후 디에틸 에테르 800 ㎖를 첨가하고 상기 용액을 5시간 동안 0℃로 냉각시켰다. 침전된 생성물을 여과하고, 디에틸 에테르로 세척하고 진공에서 건조하였다.

실시예 1에 기재된 바와 같이 트리플레이트(2-1)과 페놀(2-2)로부터 화합물 (2)를 합성하였다.

화합물 (2)는 28℃의 녹는점 및 20℃에서 6.22의 HTP를 가진다.

실시예 3

하기의 반응도에 따라 화합물 (3)을 제조하였다:

실시예 2에 기재된 바와 같이 합성을 수행하였다.

화합물 (3)은 20℃에서 -8.3의 HTP를 가진다.

실시예 4

하기의 반응도에 따라 화합물 (4)를 제조하였다:

실시예 1에 기재된 바와 같이 합성을 수행하였다.

상기의 실시예는 일반적으로 또는 특정하게 기재된 반응물 및/또는 상기 실시예에서 사용된 것들에 대한 본 발명의 작동 조건을 치환함으로써 유사한 성공을 반복할 수 있다.

상기 기재 내용으로부터, 당업자는 본 발명의 필수적 특징을 쉽게 확인할 수 있으며, 이의 정신과 범위에서 벗어나지 않고 다양한 조건 및 용도에 적용할 수 있도록 본 발명의 다양한 변화 및 수정을 가할 수 있다.

Claims

화학식 1의 키랄 화합물:

[화학식 1]

R¹-X¹-A¹-(Z-A²)_m-X²-R²

(상기 식에서,

R¹ 및 R²는 서로 독립적으로 F, Cl, Br, CN, SCN, SF₅, 치환되지 않거나, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있으며, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 각 경우에 서로 독립적으로 산소 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있는 탄소수 30 이하의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 접합계 또는 스파이로사이클릭계를 포함할 수 있으며 하나 이상의 헤테로 원자를 포함할 수 있는 하나 이상의 방향족 또는 지방족 고리를 포함하는 키랄기 또는 중합가능한 기 P-Sp-이고, 여기서 P는 CH₂=CW-COO-, WCH=CH-O-,
또는 CH₂=CH-Phenyl-(O)_k이고, W가 H, CH₃ 또는 Cl이고 k가 0 또는 1이며, Sp는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 25를 갖는 스페이서 기이며,

X¹ 및 X²는 서로 독립적으로 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, 또는 단일 결합이고,

Z는 각 경우에 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-N(R³)-, -N(R³)-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고,

R³는 H 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,

A¹ 및 A²는 서로 독립적으로, 또한 하나 이상의 CH기가 N로 대체될 수 있는1,4-사이클로페닐렌으로 대체될 수 있고, 또한 하나 또는 두 개의 인접하지 않은 CH₂기가 O 또는 S 또는 O와 S로 대체될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌, 1,3-디옥솔란-4,5-디일, 1,4-사이클로헥세닐렌, 1,4-비사이클로-(2,2,2)-옥틸렌, 피페리딘-1,4-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일, 또는 인단-2,5-디일이며, 이러한 모든 기는 치환되지 않거나, 할로겐, 시아노 또는 니트로기 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐 또는 알콕시카르보닐기에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있으며, 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl에 의해 치환될 수 있고,

m은 1, 2, 3, 4 또는 5이고,

X¹, X² 및 Z 중 하나 이상은 -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CF=CH-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-이고 R¹ 및 R² 중 하나 이상은 키랄기이며,

상기 키랄기는 화학식 3으로부터 선택된다.

[화학식 3]

상기 식에서,

Q¹은 탄소수 1 내지 9의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시기 또는 단일 결합이고,

Q²는 치환되지 않거나, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 각 경우에 서로 독립적으로 -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 산소가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 치환될 수 있는, 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 알콕시기이고,

Q³는 F, Cl, Br, CN 또는 Q²에 대해 상기 정의한 바와 같지만 Q²와는 다른 알킬 또는 알콕시기이다).
제 1항에 있어서,

키랄기가 콜레스테릴, 테르페노이드, 당 기 또는 당 유도체인 것을 특징으로 하는 키랄 화합물.
삭제
제 1항에 있어서,

하기의 화학식으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 키랄 화합물:

[화학식 1-1]

[화학식 1-2]

[화학식 1-3]

[화학식 1-4]

[화학식 1-5]

[화학식 1-6]

[화학식 1-7]

[화학식 1-8]

[화학식 1-9]

[화학식 1-10]

[화학식 1-11]

[화학식 1-12]

[화학식 1-13]

[화학식 1-14]

[화학식 1-15]

[화학식 1-16]

[화학식 1-17]

[화학식 1-18]

[화학식 1-19]

[화학식 1-20]

[화학식 1-21]

[화학식 1-22]

[화학식 1-23]

[화학식 1-24]

(상기 식에서,

R은 화학식 1에서의 R¹의 의미 중 하나를 가지고,

R^*는 화학식 1에서의 R¹의 의미 중 하나를 갖는 키랄기이고,

Y는 F, Cl, CN, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ 또는 OC₂F₅이고,

L¹, L², L³, L⁴, L⁵ 및 L⁶는 서로 독립적으로 H 또는 F이다).
삭제
제 1항, 제 2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물.
제 6항에 있어서,

하나 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물을 더욱 포함하는 액정 혼합물.
제 6항에 따른 혼합물을 중합하여 얻을 수 있는 키랄 선형 또는 가교결합된 액정 폴리머.
STN, TN, AMD-TN, 온도 보정, 강유전성, 게스트-호스트, 상 변화 또는 표면 안정화 또는 폴리머 안정화 콜레스테릭 조직(SSCT, PSCT) 디스플레이로부터 선택되는 액정 디스플레이에 사용됨을 특징으로 하는 제 6항에 따른 액정 혼합물.
제 6항에 따른 액정 혼합물을 포함하는 액정 디스플레이.
제 1항, 제 2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 키랄 성분, 및 하나 이상의 네마틱 또는 네마토제닉 화합물을 포함하는 네마틱 성분을 포함하는 콜레스테릭 액정 매질.
제 11항에 따른 매질을 포함하는 SSCT 디스플레이.
편광기, 보정기, 정렬층, 컬러 필터 또는 홀로그래픽 성분으로부터 선택되는 활성 또는 비활성 광학 성분에 사용됨을 특징으로 하는 제 6항에 따른 액정 혼합물.
접착제, 이방성 기계 특성을 가진 합성 수지에 사용됨을 특징으로 하는 제 6항에 따른 액정 혼합물.
UV 필터, 진단학, 액정 안료 또는 키랄 도펀트에 사용됨을 특징으로 하는 제 6항에 따른 액정 혼합물.
장식 및 안전 적용을 위한, 비선형 광학 또는 광학적 정보 저장에 사용됨을 특징으로 하는 제 6항에 따른 액정 혼합물.
제 1항, 제 2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 UV로부터 인간의 피부 또는 두발 보호용 화장료 조성물.