KR100865775B1

KR100865775B1 - 키랄 광이성질성 화합물

Info

Publication number: KR100865775B1
Application number: KR1020037006765A
Authority: KR
Inventors: 바우간스피커스줄리안; 던크리스토퍼; 하딩리차드; 하살이안; 젠킨스토니; 메이알리손; 그린필드시몬
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2008-10-29
Also published as: US20040026660A1; WO2002040614A1; DE60134886D1; JP2004523485A; TWI278506B; KR20030059262A; ATE401383T1; US7122227B2; EP1339812B1; JP5355838B2; AU2002218190A1; EP1339812A1

Abstract

본 발명은, 화학식 I의 키랄 광이성질성 화합물(여기서 X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶은 청구항 l에 주어진 의미를 갖는다), 이들을 함유하는 액정 혼합물 및 중합체, 및 광학 및 전기광학 디바이스, 예컨대 액정 디스플레이 또는 영사 시스템, 광학 소자, 예컨대 편광기, 지연 필름, 보상기, 컬러 필터 또는 홀로그래피 소자에서, 장식 또는 보안 분야, 화장품 조성물 및 약학 조성물을 위한 액정 안료 및 필름 또는 착색된 코팅물에서, 또는 비선형 광학 물질 및 광학 정보 저장에서, 광이성질성 화합물, 이들을 함유하는 혼합물 또는 중합체의 용도에 관한 것이다.

Description

키랄 광이성질성 화합물{CHIRAL PHOTOISOMERIZABLE COMPOUNDS}

본 발명은, 키랄 광이성질성 화합물; 그를 함유하는 액정 혼합물 및 중합체; 및 광학 및 전기광학 디바이스, 예컨대 액정 디스플레이 또는 영사 시스템, 광학 소자, 예컨대 편광기, 지연 필름, 보상기, 컬러 필터 또는 홀로그래피(holographic) 소자에서, 장식 및 보안 분야, 접착제, 이방성 기계적 특성을 갖는 합성 수지, 화장품 조성물, 약학 조성물, 진단제, 액정 안료에서, 비선형 광학 물질 및 광학 정보 저장에서, 또는 키랄 도판트로서, 이들 키랄 광이성질성 화합물, 혼합물 및 중합체의 용도에 관한 것이다.

광조사시 키랄성이 변하는 키랄 물질들은 당해 분야에 공지되어 있다. 예컨대, 광이성질성 키랄 물질은 광조사시 E-Z 또는 시스-트랜스 이성질화를 나타내며 이로 인해 하나의 키랄 형태에서 또다른 키랄 형태로 전환되는 것으로 보고되어 있다. 또한, 광조사시 키랄 중심의 광제거 또는 광절단에 의한 키랄성의 파괴로 인해 키랄로부터 비키랄 또는 라세믹 혼합물로 변하는 광분해성 또는 (광)가변성 키랄 물질(tunable chiral material, TCM)이 공지되어 있다.

광이성질성 키랄 물질은 특히 광학 특성이 패턴화된 콜레스테릭(cholesteric) 중합체 필름의 제조를 위해 제안되어 왔으며, 이는 액정 디스플레이에서 컬러 필터 또는 광대역 반사 편광기와 같은 광학 구성요소로서 사용될 수 있다. 예컨대, 패턴화된 콜레스테릭 필름의 제조는 WO 00/34808 호에 기술되어 있다.

또한, 광이성질성 및 광가변성 키랄 물질은 콜레스테릭 또는 다중-도메인 액정 디스플레이에 사용하도록 제안되어 왔다.

예컨대, WO 98/57223 호는 중합가능한 멘톤 유도체를 포함하는 네마틱(nematic) 액정 물질을 광이성질성 키랄 도판트로서 갖는 다중-도메인 액정 디스플레이를 개시하고 있다. 상기 디스플레이는 액정 물질의 비틀림 현상이 서로 마주보고 있는 여러 하위-픽셀들을 포함한다. 이는 소정의 비틀림 현상을 갖는 광이성질성 키랄 도판트 및 반대편 비틀림 현상을 갖는 비이성질성 키랄 도판트를 함유하는 한 층의 액정 물질 층의 광마스크를 통한 광조사에 의해 제조된다. 이로 인해, 상기 층의 노출부내 이성질체 도판트의 키랄성을 변화시키게 되며, 결국 상기 노출부에서의 나선형 피치(pitch)가 변형된다.

미국 특허 제 5,668,614 호는 가변성 키랄 물질(TCM)을 포함하는 콜레스테릭 액정 혼합물로부터 제조된 다중컬러 콜레스테릭 디스플레이를 개시하고 있다. 상기 디스플레이는 TCM을 갖는 액정 혼합물을 광마스크를 통한 광조사에 부분적으로 노출시켜 제조된다. 이는 광절단 또는 광라세미화에 의한 TCM의 키랄성 변화를 유도함으로써 콜레스테릭 액정 물질의 노출부에서 나선형 피치의 변화가 초래된다. 이로 인해, 상이한 피치를 가지므로 반사 파장의 상이한 컬러를 갖는 영역이 수득되며, 다중컬러 디스플레이가 구현된다.

멘톤, 캠포 또는 노피논 유도체 또는 키랄 스틸벤을 포함하는 광이성질성 키랄 물질은, 피. 판 데 비테(P. van de Witte) 등에 의해 문헌 "Liq. Cryst. 24(1998), 819-27", 문헌 "J. Mat. Chem 9.(1999), 2087-94" 및 문헌 "Liq. Cryst. 27(2000), 929-33" 및 보브로브스키(A. Bobrovski) 등의 문헌 "Liq, Cryst. 25(1998), 679-687"에 보고되어 있다.

키랄 중심에 결합된 광절단성 카복시산 그룹 또는 방향족 케토 그룹을 포함하는 가변성 키랄 물질(TCM)은 미국 특허 제 5,668,614 호에 개시되어 있다. 또한, 비센티니(F. Vicentini), 초(J. Cho) 및 치엔(L. Chien)의 문헌 "Liq. Cryst. 24(1998), 483-488"은 TCM으로서의 비나프톨 유도체, 및 다중컬러 콜레스테릭 디스플레이에서의 그들의 사용을 기술하고 있다.

그러나, 종래 기술의 이성질성 및 가변성 키랄 물질은 여러 결점을 가지고 있다. 미국 특허 제 5,668,614 호 및 비센티니 등에 의해 보고되고 있는 TCM은, 광절단이 비가역적 과정이므로 키랄 화합물의 파괴를 초래한다는 총체적인 단점을 갖는다. WO 98/57223 호, 및 피. 판 데 비테 등 및 보브로브스키 등의 문헌에 개시되어 있는 광이성질성 멘톤 및 스틸벤 유도체는, 작용기의 결손으로 인해 구조적으로 용이하게 개질되지 않는다는 단점을 갖는다.

종래 기술로부터 공지되어 있는 많은 광이성질성 화합물의 또다른 결점은, 이들이 단지 낮은 나선형 비틀림력(helical twisting power, HTP)만을 나타낸다는 것이다. HTP는 액정 호스트 물질에서 나선형으로 비틀린 분자 구조를 유도하는 키랄 화합물의 유효성을 의미하며, 제 1 근사치로 주어지는데, 이는 하기 수학식 1에 의해 대부분의 실행에 충분한 값이다.

상기 식에서, c는 키랄 화합물의 농도이고, p는 나선형 피치이다.

수학식 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 다량의 키랄 화합물을 사용하거나 높은 HTP 절대값을 갖는 키랄 화합물을 사용하면 짧은 피치가 달성될 수 있다. 그러므로, 낮은 HTP를 갖는 키랄 화합물이 사용되는 경우, 짧은 피치를 유도하는데에는 다량이 요구된다. 이는, 키랄 화합물이 액정 호스트 혼합물의 특성, 예컨대 청명점(clearing point), 유전 비등방성(Δε), 점도, 구동 전압 또는 스위칭(switching) 시간에 종종 부정적인 영향을 미치고, 순수한 거울이성질체로서만 사용될 수 있으므로 합성하는데 어렵고 고가이기 때문에 이롭지 못하다.

종래 기술의 키랄 화합물의 또다른 단점은, 이들이 종종 액정 호스트 물질중의 낮은 용해성을 나타내어, 낮은 온도에서 원하지 않는 결정화가 초래된다는 것이다. 이 단점을 극복하기 위해, 통상적으로 2개 이상의 상이한 키랄 화합물이 호스트 혼합물에 첨가되어야 한다. 이는 고비용을 내포하는 것이며, 또한 통상적으로 비틀림의 온도 계수가 서로 보완되도록 상이한 키랄 화합물을 채택함에 따라, 혼합물의 온도 보완을 위한 추가적인 노력이 요구된다.

그러므로, 넓은 범위의 유도체에서 합성하기 용이하고, 소량으로 사용될 수 있고, 예컨대 일정한 반사 파장을 사용하기 위해 콜레스테릭 피치의 개선된 온도 안정성을 나타내고, 액정 호스트 혼합물의 특성에 영향을 미치지 않으며 호스트 혼합물중의 우수한 용해성을 나타내는, 높은 HTP를 갖는 키랄 광이성질성 화합물이 크게 요구된다.

본 발명은, 이들 특성을 갖지만 상기 논의된 바와 같은 종래 기술의 키랄 화합물의 단점은 갖지 않는 키랄 광이성질성 화합물을 제공하고자 한다. 본 발명의 또다른 목적은 숙련가에게 허용가능한 여러 키랄 광이성질성 화합물 군집으로 확대시키는 것이다.

상기 목적은 청구항 1에 따른 광이성질성 키랄 화합물을 제공함으로써 달성될 수 있음이 밝혀졌다.

용어 정의

"액정 또는 메소제닉(mesogenic) 물질" 또는 "액정 또는 메소제닉 화합물"이라는 용어는 하나 이상의 로드형(rod-shaped), 라스형(lath-shaped) 또는 디스크형 메소제닉 그룹, 즉 액정 상 거동을 유도하는 능력을 갖는 그룹을 포함하는 물질 또는 화합물을 의미한다. 로드형 및 라스형 메소제닉 그룹이 특히 바람직하다. 메소제닉 그룹을 포함하는 화합물 또는 물질은 자체적으로 액정 상을 나타낼 필요는 없다. 또한, 이들은 단지 다른 화합물과의 혼합물중에서, 또는 메소제닉 화합물 또는 물질, 또는 그들의 혼합물이 중합되는 경우에 액정 상 거동을 나타내는 것일 수 있다.

간단히, 이후 본원에서 "액정 물질"이라는 용어는 액정 물질 및 메소제닉 물질 모두에 사용되며, "메소젠"이라는 용어는 물질의 메소제닉 그룹에 사용된다.

"나선형으로 비틀린 구조"란 용어는, 메소젠이 예컨대 키랄 네마틱(=콜레스테릭) 또는 키랄 스멕틱(smectic) 상과 같이 나선 축 주위로 비틀린 주축 분자로 배향되어 있는 키랄 메소상을 나타내는 비등방성 물질(예: 액정 물질)을 지칭한다. 콜레스테릭 상 또는 키랄 스멕틱(C) 상을 나타내는 물질이 바람직하다. 콜레스테릭 상을 나타내는 물질이 특히 바람직하다.

"필름"이라는 용어는 하나의 지지 기재 상의 또는 두개의 기재 사이의 코팅물 또는 층뿐 아니라, 다소 뚜렷한 기계적 안정성 및 가요성을 나타내는 자기-지지성(즉, 자유-고정성) 필름을 포함한다.

"광이성질성 그룹"이라는 용어는 적합한 파장, 바람직하게는 250 내지 400 ㎚, 더욱 바람직하게는 300 내지 400 ㎚ 범위의 파장으로 광조사시 형상을 변화시키는 이성질화, 예컨대 시스-트랜스 또는 E-Z 이성질화를 나타내는 그룹을 의미한다.

발명의 요약

본 발명의 하나의 목적은, 하나 이상의 광이성질성 그룹 및 하나 이상의 메소제닉 그룹을 포함하거나, 또는 광이성질성이고 메소제닉인 하나 이상의 그룹을 포함하는 하기 화학식 I의 키랄 광이성질성 화합물이다.

상기 식에서,

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶은 서로 독립적으로 H, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬(여기서, 하나 이상의 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되어 있지 않는 방식으로 또한 치환될 수 있고, 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 또한 치환될 수 있다), 또는 융합 및/또는 치환된 고리를 추가로 포함할 수 있는 탄소수 3 내지 40의 지방족 또는 방향족 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 그룹을 의미하거나, 또는

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶중 2개는 함께 탄소수 40 이하의 사이클릭 그룹을 또한 형성할 수 있되,

단, X¹≠X²≠X³이고 X⁴≠X⁵≠X⁶이다.

본 발명의 또다른 목적은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 함유하는 액정 혼합물이다.

본 발명의 또다른 목적은, 하나 이상이 화학식 I의 화합물이고 하나 이상이 중합가능한 화합물인 2개 이상의 화합물을 포함하는 중합가능한 액정 혼합물이다.

본 발명의 또다른 목적은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 중합가능한 액정 혼합물을 중합시킴으로써 수득가능한 키랄 선형 또는 가교결합된 이방성 중합체이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기와 같이 액정 디스플레이 또는 영사 시스템과 같은 광학 및 전기광학 디바이스, 예컨대 STN, TN, AMD-TN, 온도 보상, 강유전성, 게스트-호스트, 상 변화 또는 표면-안정화된 콜레스테릭 텍스처(surface stabilized cholesteric texture, SSCT) 또는 중합체-안정화된 콜레스테릭 텍스처(polymer stabilized cholesteric texture, PSCT) 디스플레이에서, 반사 편광기, 지연, 필름, 보상기, 컬러 필터 또는 홀로그래피 소자와 같은 광학 소자에서, 장식 및 보안 분야, 접착제, 이방성 기계적 특성을 갖는 합성 수지, 화장품 조성물, 약학 조성물, 진단제, 액정 안료에서, 특히 위조의 용이한 확인 또는 방지가 필요한 물품 또는 서류에 적용되는 보안 마크에서, 비선형 광학 물질, 광학 기록 또는 정보 저장에서, 또는 키랄 도판트로서, 키랄 화합물, 혼합물 및 중합체의 용도이다.

본 발명의 또다른 목적은, 화학식 I의 화합물을 포함하는 이방성 중합체 필름이다.

본 발명의 또다른 목적은, 화학식 I의 화합물을 포함하는 패턴화된 광학 특성의 반사 중합체 필름, 특히 상이한 반사 파장으로 상이한 영역을 갖는 콜레스테릭 중합체 필름이다.

본 발명의 또다른 목적은, 화학식 I의 화합물을 포함하는 광대역 반사 편광 기 또는 컬러 필터이다.

본 발명의 또다른 목적은, 하나 이상의 화학식 I의 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물 또는 중합가능한 액정 혼합물을 포함하는 액정 디스플레이이다.

본 발명의 또다른 목적은, 화학식 I의 화합물을 포함하는 광학 구성요소, 특히 광대역 반사 편광기 또는 컬러 필터를 포함하는 액정 디스플레이이다.

도 1은, 상이한 시간 동안 광이성질화 후 본 발명의 광이성질성 화합물을 포함하는 혼합물을 중합시켜 제조한 실시예 10에 따른 중합체 필름들(P1 내지 P5)의 반사 스펙트럼을 도시한 것이다.

도 2는 필름들(P1 내지 P5)의 중심 반사 파장 대 광이성질화 시간을 도시한 것이다.

본 발명의 키랄 광이성질성 화합물은 메소제닉이거나 액정이다. 즉, 이들은 예컨대 다른 화합물과 혼합되어 메소상 거동을 유도 또는 강화시킬 수 있거나, 또는 그 자체가 하나 이상의 메소상을 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물은 단지 다른 화합물과 혼합되거나, 또는 중합가능한 화합물의 경우에 (공)중합되었을 때에만 메소상 거동을 나타낼 수 있다. 본 발명의 메소제닉 화합물이 특히 바람직하다.

본 발명의 화합물은 하기의 여러 이점을 갖는다:

ㆍ관련 문헌으로부터 공지되어 있는 표준 방법을 이용하고 광범위한 유도체를 사용하여 수백 g의 큰 규모로 또한 용이하게 합성할 수 있다.

ㆍ출발 물질은 상업적으로 입수가능하거나 관련 문헌으로부터 공지되어 있는 방법을 사용하여 저렴하게 합성될 수 있다.

ㆍ상이한 회전성(handedness)(좌회전성 및 우회전성) 화합물로서 거울이성질체적으로 순수하게 제조될 수 있으며, 이로 인해 좌회전성 및 우회전성 나선형 모두가 네마틱 호스트중에서 형성될 수 있게 된다.

ㆍ단일 회전성의 원형으로 편광된 빛을 반사시키는 키랄 필름 또는 코팅물의 제조가 가능함에 따라, 예컨대 보안 용도에서의 사용을 위해 두 나선형 모두가 사용될 수 있다는 것은 상당한 이점이다.

ㆍ높은 HTP를 나타낸다.

ㆍ액정 혼합물중에서 우수한 용해성을 나타낸다.

ㆍ넓은 액정 상을 나타낸다.

ㆍ본 발명의 화합물이 액정 혼합물중에 키랄 도판트로 사용되는 경우, 이들의 높은 용해도로 인해 더욱 많은 양의 도판트가 고도의 비틀림(=낮은 피치)을 생성시키는데 사용될 수 있다.

ㆍ다량의 도판트가 요구되는 경우, 본 발명의 도판트의 넓은 액정 상으로 인해, 호스트 혼합물의 액정 상은 부정적인 영향을 덜 받는다.

ㆍ높은 HTP로 인해 높은 피치를 달성하는데 더욱 소량의 본 발명의 도판트가 요구 되며, 이로 인해 혼합물의 액정 특성은 부정적인 영향을 덜 받는다.

ㆍ하나 이상의 본 발명의 도판트를 포함하는 액정 혼합물은 상당히 개선된 저온 안정성을 나타낸다.

ㆍ하나 이상의 본 발명의 도판트를 포함하는 네마틱 액정 혼합물은 전기적으로 스위칭가능한 디스플레이에 사용되는 경우 임계 전압의 감소된 온도 의존성을 나타낸다.

바람직하게는, 화학식 I의 화합물은 하나 이상의 중합가능한 그룹을 포함한다.

특히 바람직하게는,

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶이, a) H, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬(여기서, 하나 이상의 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH-, -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되어 있지 않는 방식으로 또한 치환될 수 있고, 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 또한 치환될 수 있다); b) -B-(Sp)_n-G; 및 c) -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-R로부터 선택되고,

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶중 2개가 함께 하나 이상의 그룹 R로 선택적으로 치환되는 탄소수 40 이하의 사이클릭 그룹을 또한 형성할 수 있으며,

X¹≠X²≠X³이고 X⁴≠X⁵≠X⁶이고,

상기에서, R⁰는 H 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,

G는, 융합된 고리를 또한 포함할 수 있거나 하나 이상의 그룹 R로 또한 치환될 수 있는 탄소수 3 내지 40의 지방족 또는 방향족 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 그룹이고,

R은, H, 할로겐, NO₂, CN, SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 알킬, 또는 P-(Sp)_n-이되, 상기 알콜중 하나 이상의 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH-, -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되어 있지 않는 방식으로 또한 치환될 수 있고, 상기 알콜중 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 또한 치환될 수 있고,

P는 중합가능한 그룹이고,

Sp는 탄소수 1 내지 20의 스페이서(spacer) 그룹이고,

n은 0 또는 1이고,

B는 -O-, -S-, -NR⁰-, -O-CO-, NR⁰-CO-, -O-COO-, -OCH₂-, -S-CO-, -S-COO- 또는 단일 결합이고,

PI는 광이성질성 그룹으로 추가로 메소제닉일 수도 있고,

M¹ 및 M²는 서로 독립적으로 메소제닉 그룹이고,

i, k 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

Z¹ 및 Z²는, 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -OCH ₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -C≡C- 또는 단일 결합인 화학식 I의 화합물, 및

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶중 하나 이상이 -B-(Sp)-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-G이되, 이들 그룹중 하나 이상에서의 k가 1인 화학식 I의 화합물이다.

1 내지 6개, 특히 1 내지 4개, 매우 바람직하게는 1 또는 2개의 중합가능한 그룹 P를 포함하는 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다.

1 내지 4개, 특히 1개 내지 2개의 광이성질성 그룹 PI를 포함하는 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다.

X¹=X⁶이고 X²=X⁵이고 X³=X⁴인 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다.

X¹ 내지 X⁶중 1개 이상, 특히 1개 또는 2개가 상기 a)에 정의된 바와 같은 그룹으로부터 선택되는 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다. 매우 바람직하게는, 이들 그룹은 H, 또는 선택적으로 불화된 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알케닐, 알콕시, 알케닐옥시, 알킬카보닐 또는 알킬카보닐옥시로부터 선택되거나, 또는 P의 의미중 하나를 갖는다.

X¹ 내지 X⁶중 1개 이상, 특히 1개 또는 2개가 -B-(Sp)_n-G이되, 화학식 I에 정 의된 바와 같이 B가 결합 그룹이고 Sp가 스페이서 그룹이고 G가 사이클릭 그룹이며, n은 0 또는 1인 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다. 이들 화합물에서, B는 바람직하게는 -O-, -COO-, -O-COO- 또는 단일 결합이고, 매우 바람직하게는 -COO- 또는 단일 결합이며, n은 바람직하게는 0이다.

바람직하게는, 사이클릭 그룹(G)은 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 3-(1,1-디메틸사이클로펜탄), 2-테트라하이드로푸란, 1-피롤리딘, 2-푸란, 3-피롤, 2-티오펜, 2-옥사졸, 2-티아졸, 2-이미다졸, 3-피롤리딘-2-온, 사이클로헥산, 1-사이클로헥센, 2-테트라하이드로피란, 1-피페리딘, 3-테트라하이드로티오피란, 4-(1,3-디옥산), 1,4-디옥산, 2-(1,3-디티안), 1,4-디티안, 2-옥사티안, 4-티오모르폴린, 4-모르폴린, 페닐렌, 2-피리딘, 2-피리미딘, 2-피라진, 4-비사이클로헥산, 4'-비사이클로헥실-2-엔, 1-사이클로헥산-1,4-디온, 1-비사이클로[2,2,2]옥틸렌, 3-사이클로헥세논, 3-헥사하이드로-푸로[3,2-b]푸란, 2-(1,4-디옥사스피로[4.5]데칸), 2-나프탈렌, 2-데카하이드로나프탈렌, 5-(1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌, 2-안트라센 및 9-페난트렌으로부터 선택된다.

특히 바람직하게는, 하나 이상의 그룹 G는, R이 화학식 I의 의미를 갖고, s가 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인

이다.

X¹ 내지 X⁶중 1 내지 5개, 특히 1 내지 4개가, H, 사이클로헥실, 페닐(이는 하기 화학식 II에서 정의되는 바와 같은 1 내지 4개의 그룹 L로 선택적으로 치환된 다), 또는 -(COO)_o-S(여기서, o는 0 내지 1이고, S는 탄소수 1 내지 4의 알킬이다)인 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다.

X¹ 내지 X⁶중 2개, 특히 그룹 X¹과 X⁶, 그룹 X²와 X⁵ 또는 그룹 X³과 X⁴가 H인 화합물이 더욱 바람직하다.

X¹ 내지 X⁶중 2개, 특히 그룹 X¹과 X⁶, 그룹 X²와 X⁵ 또는 그룹 X³과 X⁴가 화학식 II에 정의된 바와 같은 1개 또는 2개의 그룹 L로 선택적으로 치환된 페닐 또는 사이클로헥실인 것이 더욱 바람직하다.

X¹ 내지 X⁶중 하나가 H이고, X¹ 내지 X⁶중 하나가 사이클로헥산, 페닐(이는 하기 화학식 II에서 정의되는 바와 같은 1 내지 4개의 그룹 L로 선택적으로 치환된다), 또는 -(COO)_o-S(여기서, o는 0 내지 1이고, S는 탄소수 1 내지 4의 알킬이다)인 화합물이 더욱 바람직하며, 특히 X¹ 및 X⁶중 하나, X² 및 X⁵중 하나 또는 X³ 및 X⁴중 하나가 H이고 다른 하나가 사이클로헥실, 페닐 또는 -(COO)_o-S-인 화합물이 바람직하다.

X¹, X², X³, X⁴, X⁵ 및 X⁶중 2개가 함께 탄소수 40 이하의 사이클릭 그룹을 형성하는 화합물이 더욱 바람직하다. 이 유형의 바람직한 화합물은 하기 식 I-1 내 지 I-3의 화합물로부터 선택된다.

상기 식에서,

X⁷ 및 X⁸은 서로 독립적으로 할로겐, NO₂, CN, SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬(여기서, 하나 이상의 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH-, -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되지 않은 방식으로 또한 치환될 수 있고, 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 또한 치환될 수 있다)이거나, 또는 화학식 I에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 그룹 R로 선택적으로 치환된 탄소수 25 이하의 사이클로알킬, 페닐, 벤질 또는 융합된 카보사이클릭, 헤테로사이클릭 지방족 또는 방향족 그룹, 또는 P-(Sp)_n-을 의미하고,

p는 각각의 경우 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고,

r은 각각의 경우 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이다.

상기 식에서, 페닐 고리 상의 이웃한 위치에서의 2개의 치환기 X⁷ 또는 X⁸은, 또한 예컨대 하기 식들의 화합물에서와 같이 탄소수 25 이하의 융합된 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 지방족 또는 방향족 그룹을 형성할 수 있다.

상기 식에서, 방향족 고리는 또한 화학식 I에 정의된 바와 같은 R로 일치환 또는 다치환될 수 있다.

X¹ 내지 X⁶중 1 내지 6개, 특히 1, 2, 3 또는 4개, 매우 바람직하게는 1개 또 는 2개가 -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M ²)_l-R인 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다. 이 유형의 화합물중에서, X¹ 내지 X⁶중 2개, 특히 그룹 X¹과 X⁶ 또는 그룹 X¹과 X⁵가 -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-R인 화합물, 특히 2개의 그룹 -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-R이 동일한 화합물이 매우 바람직하다.

화학식 I의 화합물은 하나 이상의 메소제닉 그룹을 포함하며, 이는 메소제닉이기도 한 광이성질성 그룹 PI이거나, 또는 개별적인 메소제닉 그룹 M¹ 또는 M²일 수 있다.

바람직하게는, 메소제닉 그룹 M¹ 및 M²는 화학식 II로 이루어진다.

-(A¹-Z)_m-A²-

상기 식에서,

A¹ 및 A²는, 서로 독립적으로, A) 하나 이상의 CH 그룹이 또한 N으로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌; B) 1 또는 2개의 비인접한 CH₂ 그룹이 또한 O 및/또는 S로 치환될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌; C) 1,3-디옥솔란-4,5-디일, 1,4-사이클로헥세닐렌, 피페리딘-1,4-디일, 1,4-비사이클로-(2,2,2)-옥틸렌, 나프탈렌-2,6-디일, 데카하이 드로-나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 인단-2,5-디일로부터 선택되되, 이들 그룹 모두는 비치환되거나, 또는 L로 일치환 또는 다치환될 수 있고,

L은 할로겐, CN, SCN, NO₂, SF₅, 또는 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐 그룹이고,

Z는 각각의 경우 독립적으로 화학식 I에서의 Z¹의 의미중 하나를 갖고,

m은 0, 1, 2 또는 3이다.

다르게는, 상기 A¹ 및/또는 A²는 상기 G의 의미중 하나를 가질 수 있다.

바람직하게는, 메소제닉 그룹 M¹ 및/또는 M²는 2 또는 3개의 5원 또는 6원 고리를 혼입할 수 있다.

화학식 II의 바람직한 메소제닉 그룹의 소그룹이 아래에 나열되어 있다. 간단히, 이들 그룹에서 Phe는 화학식 II에서 정의된 바와 같이 1 내지 4개의 그룹 L로 또한 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고, Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이고, Z는 화학식 II의 의미중 하나를 갖는다. 목록은 하기 하위 식들뿐 아니라 그의 거울상들도 포함하고 있다.

-Phe-	II-1
-Cyc-	II-2
-Phe-Z-Phe-	II-3
-Phe-Z-Cyc	II-4
-Cyc-Z-Cyc	II-5
-Phe-Z-Phe-Z-Phe-	II-6
-Phe-Z-Phe-Z-Cyc-	II-7
-Phe-Z-Cyc-Z-Phe-	II-8
-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc-	II-9
-Phe-Z-Cyc-Z-Cyc-	II-10
-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc-	II-11

하위 식 II-1, II-2, II-3, II-4, II-5, II-7 및 II-10의 화합물이 특히 바람직하다.

바람직하게는, Z는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합이다.

매우 바람직하게는, 메소제닉 그룹 M¹ 및 M²는 하기 하위 식 IIa 내지 IIq 및 그의 거울상들로부터 선택된다.

상기 식에서, L 및 r은 상기 의미를 갖고, r은 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.

매우 바람직하게는, 이들 바람직한 식들에서 그룹

은

, 또는

, 또한

이되, 여기서 L은 각각 독립적으로 상기 주어진 의미중 하나를 갖는다.

하위 식 IId, IIg, IIh, IIi, IIk 및 IIo, 특히 하위 식 IId 및 IIk가 특히 바람직하다.

바람직하게는, L은 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂ 또는 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, CF₃ 또는 OCF₃, 가장 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH ₃ 또는 OCF₃이다.

화학식 I의 화합물은 하나 이상의 광이성질성 그룹 PI를 포함한다. 광이성질성 그룹 PI는, 예컨대 존(John C. Coyle)의 문헌 ["Introduction to Organo Photochemistry" 1986, John Wiley and Sons, Chichester, UK]에 개시된 바와 같이, 이 용도로 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 모든 그룹일 수 있다.

바람직하게는, 광이성질성 그룹 PI는 화학식 III이다.

-C¹-D¹=D²-C²-

상기 식에서,

D¹ 및 D²는, 서로 독립적으로 CH 또는 N이거나, 또는 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 5원 또는 6원 고리에서의 포화 탄소원자이고,

C¹ 및 C²는 서로 독립적으로 융합 고리를 또한 포함할 수 있는 탄소수 3 내지 40의 2가 지방족 또는 방향족 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 그룹이되,

C¹와 D¹ 또는 C²와 D²는 함께 5원 또는 6원 카보사이클 또는 헤테로 사이클을 또한 형성할 수 있고, C¹은 또한 단일 결합일 수 있다.

바람직하게는, C¹ 및 C²는 서로 독립적으로 화학식 II에서 정의된 바와 같은 A¹의 의미중 하나를 갖고, D¹ 및 D²는 서로 독립적으로 CH 또는 N이다. C¹이 단일 결합인 화합물이 더욱 바람직하다.

매우 바람직하게는, D¹ 및 D²는 CH이다. D¹ 및 D²가 N인 화합물이 더욱 바람직하다.

특히 바람직하게는, PI는 하기 하위 식 IIIa 내지 IIIe로부터 선택된다.

상기 식에서,

D¹ 및 D²는 CH 또는 N이고, L은 화학식 II의 의미를 갖고, r은 상기 주어진 의미를 갖는다.

그룹 IIId에서, 특히 D¹ 및 D²가 CH인 그룹이 특히 바람직하다.

B가 -OCO-이고, n 및 i가 0이고, k가 1이고, PI가 식 IIId이며, 이로 인해 나머지 B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-가 신나메이트 그룹을 형성하는 -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-R 하나 이상, 바람직하게는 1 또는 2개의 그룹을 포함하는 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다.

PI가 화학식 III이고, C¹ 및/또는 C²가 화학식 II의 메소제닉 그룹인 화학식 I의 화합물이 더욱 바람직하다. 이들 화합물이 추가의 메소제닉 그룹 M¹ 또는 M²를 포함하는 경우, 이들은 C¹ 및/또는 C²와 동일하거나 상이할 수 있다.

하기 하위 식 Ia 내지 Iq의 화합물이 특히 바람직하다.

상기 식에서,

는 화학식 II에서의 A^1,2의 의미중 하나를 갖고,

는 화학식 III에서의 C^1,2의 의미중 하나를 갖고, 바람직하게는

및

는 화학식 II의 A) 및 B) 그룹으로부터 선택되고,

X¹, X², X⁶, Z, D¹, D², p, r 및 s는 상기 주어진 의미중 하나를 갖고,

B¹ 및 B²는 서로 독립적으로 상기 주어진 B의 의미중 하나를 갖고,

R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 서로 독립적으로 상기 주어진 R의 의미중 하나를 갖고,

X⁹는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지형 알킬(여기서, 하나 이상의 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH-, -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되어 있지 않는 방식으로 또한 치환될 수 있고, 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 또한 치환될 수 있다)이거나, 또는 탄소수 25 이하의 사이클로알킬, 페닐, 벤질 또는 융합된 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭 지방족 또는 방향족 그룹(이는 화학식 I에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 그룹 R로 선택적으로 치환된다), 또는 P-(Sp)_n이고,

a는 0, 1, 2 또는 3이고,

b는 0, 1 또는 2이다.

특히,

A¹ 및 A²가, 1 내지 4개, 바람직하게는 1 또는 2개의 상기 정의된 바와 같은 그룹 L로 또한 치환될 수 있는 페닐 또는 사이클로헥실이고,

Z가 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합이고,

C¹ 및 C²가, 1 내지 4개, 바람직하게는 1 또는 2개의 상기 정의된 바와 같은 그룹 L로 또한 치환될 수 있는 페닐 또는 사이클로헥실이고,

D¹ 및 D²가 CH이고,

X¹ 및 X²가 H이고,

B¹이 COO이고 B²가 OCO이고,

R¹ 및 R²가 F, Cl, CN, 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 알콕시, 또는 P-(Sp)_n-이고,

R¹ 및 R²중 하나 또는 둘다가 P-(Sp)_n-이고

R³ 및 R⁴가 상기 주어진 L의 의미를 갖거나, 또는 P-(Sp)_n-이며, 바람직하게는 F, Cl, CN 또는 선택적으로 불화된 탄소수 1 내지 3의 알킬 또는 알콕시이고,

p, r 및 s가 각각 독립적으로 0, 1 또는 2이고,

R⁵ 및 R⁶이 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시이거나, 또는 P-(Sp)_n-이며, 바람직하게는 메틸, 에틸 또는 프로필이고,

X⁹가 탄소수 1 내지 12의 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 알킬 또는 알콕시, 또는 상기 정의된 바와 같은 1, 2 또는 3개의 그룹 L로 선택적으로 치환된 페닐이고,

a가 0 또는 1이고,

b가 1인 하위 식 la 내지 ln의 화합물들이 바람직하다.

하기 하위 식 Im1 및 In1의 화합물들이 매우 바람직하다.

상기 식에서, R¹, R², Z, A¹, A², a 및 b는 상기 주어진 의미를 갖는다.

특히 a 및 b가 0이고 R¹ 및 R²가 P-Sp인 상기 화학식 Im1 및 In1의 화합물이 바람직하다.

화학식 I에서 R이 알킬 또는 알콕시 라디칼인 경우, 즉 말단 CH₂ 그룹이 -O-로 치환된 경우, 이는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 바람직하게는, R은 직쇄이고, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소원자를 가지므로, 따라서 바람직하게는 예컨대 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시이고, 또한 메틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시이다.

탄소수 1 내지 8의 직쇄 알킬 또는 알콕시가 특히 바람직하다.

바람직하게는, 옥사알킬(즉, 하나의 CH₂ 그룹이 -O-로 치환됨)은 예컨대 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3- 또는 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.

화학식 I에서 R은 극성 또는 비극성 그룹일 수 있다.

극성 그룹일 경우, CN, N0₂, 할로겐, OCH₃, SCN, COR⁸, COOR⁸ 또는 일불화, 올리고불화 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. R⁸은 선택적으로 불화된 탄소수 1 내지 4, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬이다. 특히 바람직하게는, 극성 그룹은 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H ₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂ 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, OCH₃ 및 OCF₃로부터 선택된다.

비극성 그룹일 경우, 바람직하게는 R은 탄소수 15 이하의 알킬, 또는 탄소수 2 내지 15의 알콕시이다.

화학식 I에서 R은 비키랄 또는 키랄 그룹일 수 있다. 키랄 그룹일 경우, 화학식 IV에 따라 선택되는 것이 바람직하다.

상기 식에서,

Z³은 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO- 또는 단일 결합이고,

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

Q²는 비치환되거나, 할로겐 또는 CN으로 일치환 또는 다치환될 수 있는 탄소수 1 내지 10의 알킬 또는 알콕시 그룹이되, 하나 이상의 비인접한 CH₂ 그룹은 -C≡C-, -O-, -S-, -NR⁰-, -CO-, COO-, -OCO-, OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 각각의 경우 서로 독립적으로 산소원자가 서로 직접 연결되어 있지 않는 방식으로 또한 치환될 수 있고,

Q³은 할로겐, 시아노 그룹, 또는 Q²와는 상이한 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시 그룹이다.

화학식 IV에서 Q¹이 알킬렌-옥시 그룹인 경우, O 원자는 바람직하게는 키랄 C 원자에 인접한다.

바람직한 키랄 그룹은 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 키랄 그룹은 예컨대 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-옥 사-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-메틸헵틸옥시카보닐, 2-메틸부티릴옥시, 3-메틸발레로일옥시, 4-메틸헥사노일옥시, 2-클로르프로피오닐옥시, 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. 예컨대, 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, 비키랄 분지형 그룹 R을 함유하는 화학식 I의 화합물은, 예컨대 결정화되려는 환원 경향으로 인해 때때로 중요할 수 있다. 일반적으로, 이 유형의 분지형 그룹은 하나 이상의 쇄 분지를 함유하지 않는다. 바람직한 비키랄 분지형 그룹은, 이소프로필, 이소부틸(=메틸프로필), 이소펜틸(=3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸-프로폭시 및 3-메틸부톡시이다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시양태는 R이 P-(Sp)_n-인 화학식 I의 화합물에 관한 것이다.

화학식 I에서 R⁰는 바람직하게는 H 또는 CH₃이며, 특히 H이다.

바람직하게는, 중합가능한 그룹 P는 CH₂=CW¹-COO-,

,

, CH₂=CW²-O-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW ²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-이되, W¹는 H, Cl, CN, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, Cl 또는 CH₃이고, W² 및 W³은 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 n-프로필이고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌이고, k₁ 및 k₂는 서로 독립적으로 0 또는 1이다.

특히 바람직하게는, P는 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 비닐, 비닐옥시, 에폭시, 스티렌 또는 프로페닐 에테르 그룹, 특히 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 비닐 또는 에폭시 그룹이다.

화학식 I의 스페이서 그룹 Sp로서, 모든 그룹은 이 용도로 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 것이 사용될 수 있다. 바람직하게는, Sp는 탄소수 1 내지 20, 특히 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지형 알킬렌 그룹이되, 여기서 하나 이 상의 비인접한 CH₂ 그룹은 또한 -O-, -S-, -NR⁰-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -CH(CN)-, -CH(OH)-, -(CF₂)_x-, -(CD₂) _x-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF- 또는 -C≡C-(여기서, x는 1 내지 12의 정수이다)이고, 하나 이상의 수소원자는 할로겐, CN 또는 OH로 치환될 수 있다.

예컨대, 통상의 스페이서 그룹은 -(CH₂)_y-, -(CH₂CH₂O)_z-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-이되, y는 2 내지 12의 정수이고, p는 1 내지 3의 정수이다.

바람직한 스페이서 그룹은 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.

Sp가 탄소수 2 내지 8의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시인 본 발명의 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다. 직쇄 그룹이 특히 바람직하다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시양태에서, 화학식 I의 화합물은 화학식 V의 키랄 그룹인 하나 이상의 스페이서 그룹 Sp를 포함한다.

상기 식에서,

Q¹ 및 Q³은 화학식 IV에 주어진 의미를 갖고,

Q⁴는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 그룹, 또는 단일 결합이되, Q¹과는 상이하다.

화학식 V에서 Q¹이 알킬렌-옥시 그룹일 경우, 바람직하게는 O 원자는 키랄 C 원자에 인접한다.

이 명세서 전반에 걸쳐, 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다.

본 발명의 키랄 화합물은, 상기 반응들에 적합하고 공지되어 있는 반응 조건하에서 문헌(예컨대, 호우벤-베일(Houben-Weyl)의 문헌 "Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart"와 같은 공인된 저서)에 기술된 바와 같이, 자체로 공지되어 있는 방법에 따라 또는 그와 유사하게 정확하게 합성될 수 있다. 또한, 본원에서는 언급되지 않지만 자체로 공지되어 있는 변형들로 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물의 추가의 제조방법은 실시예로부터 알 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 화합물은 하기 반응식에 따라 또는 그와 유사하게 제조될 수 있다.

a) (DHQ)₂-PHAL, N-메틸모르폴린 N-옥사이드, t-부타놀, 포타슘 오스메이트(VI)디하이드레이트, 실온; b) DCC, 4-(디메틸아미노)-피리딘, DCM, 실온; c) DCC, 4-(디메틸아미노)-피리딘, DCM, 실온, d) 포타슘 t-부톡사이드, THF, -5 ℃.

a) DCC, 4-(디메틸아미노)-피리딘, DCM, 실온; b) DCC, 4-(디메틸아미노)-피리딘, DCM, 실온; c) NEt₃, 35 ℃.

본 발명의 키랄 화합물은, 예컨대 복합 또는 활성 매트릭스 어드레싱(addressing)을 갖는 비틀린 또는 초비틀린(supertwisted) 네마틱 디스플레이와 같은 액정 매트릭스의 비틀린 분자 구조를 나타내는 액정 디스플레이를 위한 액정 혼합물중에, 또는 예컨대 강유전성 또는 콜레스테릭 디스플레이를 위한 키랄 스멕틱 또는 네마틱(콜레스테릭) 혼합물과 같은 키랄 액정 상과 함께, 액정 혼합물을 포함하는 디스플레이에 사용될 수 있다.

본 발명의 화합물, 혼합물 및 중합체는, WO 92/19695 호, WO 93/23496 호, 미국 특허 제 5,453,863 호 또는 미국 특허 제 5,493,430 호에 개시된 바와 같이, 예컨대 표면-안정화된 또는 중합체-안정화된 콜레스테릭 텍스처 디스플레이(SSCT, PSCT)와 같은 콜레스테릭 디스플레이에 특히 적합하며, 특히 예컨대 WO 98/57223 호에 기술된 바와 같은 다중-도메인 액정 디스플레이 또는 예컨대 미국 특허 제 5,668,614 호에 개시된 바와 같은 다중컬러 콜레스테릭 디스플레이와 같이 피치가 변형가능한 액정 디바이스에 적합하다.

상기 언급된 문헌의 개시내용 그 전체가 본원에 참고로 인용되어 있다.

또한, 본 발명의 화학식 I의 화합물은 광방사(photoradiation)시 변하는 광색(photochromic) 액정 매질중에서 사용하기에 적합하다.

그러므로, 본 발명의 또다른 목적은 하나 이상의 화학식 I의 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물이다.

본 발명의 추가의 또다른 목적은 하나 이상의 화학식 I의 키랄 화합물을 함유하는 콜레스테릭 액정 매질을 포함하는 콜레스테릭 액정 디스플레이이다.

본 발명의 많은 화합물은 액정 호스트 혼합물중의 우수한 용해성으로 특징지워지며, 혼합물의 상 거동 및 전기광학 특성에 중대한 영향을 미치지 않으면서 도판트로서 액정 호스트에 다량으로 첨가될 수 있다. 이로 인해, 저온에서의 원치 않는 자발적 결정화가 감소하고, 혼합물의 조작 온도 범위는 확대될 수 있다. 또한, 이들 키랄 화합물은 낮은 HTP를 갖는 경우일지라도 고도의 비틀린 액정 매질의 제조에 사용될 수 있는데, 이는 도판트 농도가 혼합물의 특성에 영향을 미치지 않으면서 증가되어 낮은 피치 값(즉, 고도 비틀림)을 얻을 수 있기 때문이다. 따라서, 결정화를 방지하기 위해 종종 첨가되는 제 2 도판트가 사용되지 않을 수 있다.

본 발명의 많은 화학식 I의 키랄 화합물은 높은 값의 HTP를 나타낸다. 높은 나선형 비틀림(즉, 낮은 피치)을 갖는 액정 혼합물은 도판트로서 이들 화합물을 사 용함으로써 제조될 수 있거나, 또는 보통의 나선형 비틀림을 갖는 액정 혼합물은 미리 도판트로서 이들 본 발명의 화합물을 매우 적은 양으로 사용함으로써 수득될 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 또한 액정 혼합물의 물리적 특성에 미미한 정도로만 영향을 미치기 때문에 이롭다.

그러므로, 예컨대 액정 디스플레이에 사용되는 양(+)의 유전 이방성을 갖는 액정 혼합물에 화학식 I의 키랄 화합물을 혼합시키는 경우, Δε는 단지 조금 감소하고, 액정 혼합물의 점도는 단지 작은 범위로만 증가된다. 이로 인해, 통상의 도판트를 포함하는 디스플레이에 비해 개선된 디스플레이의 스위칭 시간 및 저전압이 유도된다.

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

본 발명에 따른 액정 혼합물은 바람직하게는 1 내지 3개의 화학식 I의 키랄 화합물을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 혼합물은 하나 이상이 화학식 I의 키랄 화합물인 2 내지 25개, 바람직하게는 3 내지 15개의 화합물로 이루어진다. 다른 화합물로는, 네마틱 또는 네마토제닉(nematogenic) 물질로부터, 예컨대 공지된 부류의 아족시벤젠, 벤질리덴-아닐린, 비페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 사이클로헥산카복시산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로 헥실벤조산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로헥실사이클로헥산 카복시산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 벤조산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 사이클로헥산카복시산의 사이클로헥실페닐 에스테르 및 사이클로헥실사이클로헥산카복시산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실비페닐, 페닐사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥센, 사이클로헥실사이클로헥실사이클로헥센, 1,4-비스-사이클로헥실벤젠, 4,4'-비스-사이클로헥실비페닐, 페닐- 또는 사이클로-헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실피리딘, 페닐- 또는 사이클로-헥실피리다진, 페닐- 또는 사이클로헥실디옥산, 페닐- 또는 사이클로-헥실-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-페닐2-사이클로헥실-페닐에탄, 선택적으로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에테르, 톨란, 치환된 신남산, 및 추가 부류의 네마틱 또는 네마토제닉 물질로부터 선택된 저분자량의 액정 화합물이 바람직하다. 또한, 이들 화합물중 1,4-페닐렌 그룹은 일불화 또는 이불화될 수 있다.

이 바람직한 실시양태의 액정 혼합물은 이 유형의 비키랄 화합물을 기초로 한다.

이들 액정 혼합물의 구성성분으로서 사용가능한 가장 중요한 화합물은 하기 식에 의해 특징지워질 수 있다.

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

상기 식에서,

L' 및 E는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각의 경우 서로 독립적으로 -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr, -Dio-, -B-Phe- 및 -B-Cyc- 및 이들의 거울상에 의해 형성된 그룹으로부터의 2가 라디칼이되, 여기서 Phe는 비치환된 또는 불소-치환된 1,4-페닐렌이고, Cyc는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-사이클로헥세닐렌이고, Pyr은 피리미딘-2,5-디일 또는 피리딘-2,5-디일, Dio는 1,3-디옥산-2,5-디일이고, B는 2-(트랜스-1,4-사이클로헥실)에틸, 피리미딘-2,5-디일, 피리딘-2,5-디일 또는 1,3-디옥산-2,5-디일이고.

G'는 2가 그룹, 즉 -CH=CH-, -N(O)N-, -CH=CY-, -CH=N(O)-, -C≡C, -CH₂-CH₂-, -CO-O-, CH₂-O-, -CO-S-, -CH₂-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO-(여기서 Y는 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 -CN이다) 또는 단일 결합으로부터 선택되고,

R' 및 R"는 각각의 경우 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 18, 바람직하게는 탄소수 3 내지 12의 알킬, 알케닐, 알콕시, 알케닐옥시, 알카노일옥시, 알콕시카보닐 또는 알콕시카보닐옥시이거나, 또는 다르게는 R' 및 R"중 하나는 F, CF₃, OCF₃, Cl, NCS 또는 CN이다.

대부분의 이들 화합물에서, R' 및 R"는 각각의 경우 서로 독립적으로 쇄 길이가 상이한 알킬, 알케닐 또는 알콕시이며, 여기서 네마틱 매질중의 C 원자의 합은 일반적으로 2 내지 9, 바람직하게는 2 내지 7이다.

이들 화합물 또는 그의 혼합물중 다수가 상업적으로 입수가능하다. 이들 화합물 모두는, 상기 반응들에 적합하고 공지되어 있는 반응 조건하에서 문헌(예컨 대, 호우벤-베일의 문헌 "Methoden der Organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart"과 같은 공인된 저서)에 개시된 바와 같이, 자체로 공지되어 있는 방법에 의해 정확하게 제조될 수 있다. 또한, 본원에서는 언급되지 않지만 자체로 공지되어 있는 변형들로 사용될 수 있다.

본 발명의 화합물의 바람직한 용도는 중합가능한 액정 혼합물, 이방성 중합체 겔 및 이방성 중합체 필름, 특히 균일한 2차원 배향을 갖는 나선형으로 비틀린 분자 구조를 나타내는, 즉 상기 나선형 축이 필름의 면에 수직으로 배향되어 있는, 배향된 콜레스테릭 필름과 같은 중합체 필름의 제조이다.

이방성 중합체 겔 및 이들을 포함하는 디스플레이는 예컨대 DE 195 04 224 호 및 GB 2 279 659 호에 개시되어 있다.

배향된 콜레스테릭 중합체 필름은 예컨대 광대역 반사 편광기, 컬러 필터, 보안 마크로서, 또는 액정 안료의 제조에 사용될 수 있다.

광대역 콜레스테릭 반사 편광기는 예컨대 EP 0 606 940 호, WO 97/35219 호 또는 EP 0 982 605 호에 개시되어 있다. 컬러 필터는 예컨대 EP 0 720 041 호 또는 EP 0 685 749 호 및 마우러(R. Maurer) 등의 문헌 "SID 1990 Digest, 110-113"에 개시되어 있다. 액정 안료는 예컨대 EP 0 601 483 호, WO 97/27251 호, WO 97/27252 호, WO 97/30136 호 또는 WO 99/11719 호에 개시되어 있다.

이방성 중합체 겔 또는 배향된 중합체 필름의 제조의 경우, 액정 혼합물은 하나 이상의 중합가능한 화합물, 바람직하게는 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함해야 한다.

그러므로, 본 발명의 또다른 목적은, 하나 이상이 화학식 I의 키랄 화합물이고, 하나 이상이 중합가능한 화합물인 2개 이상의 화합물을 포함하는 중합가능한 액정 혼합물이다. 중합가능한 화합물은 상기 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 추가의 화합물일 수 있다.

중합가능한 혼합물중에서 보조성분(co-component)으로서 사용될 수 있는 적합한 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는, 예컨대 WO 93/22397 호, EP 0,261,712 호, DE 195,04,224 호, WO 95/22586 호 및 WO 97/00600 호에 개시되어 있다. 그러나, 이들 문헌에 개시되어 있는 화합물은 본 발명의 범주를 한정하지 않으면서 단지 예로서만 간주된다. 바람직하게는, 중합가능한 혼합물은 하나의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물, 및 2개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물을 포함한다.

특히 유용한 단일반응성 키랄 및 비키랄 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는 하기 화합물 목록에 제시되어 있지만, 이는 단지 본 발명의 예로서만 간주될 뿐 이를 한정하지 않으면서 본 발명을 설명하고자 한다.

상기 식에서,

P는 상기 주어진 의미중 하나를 갖고,

x는 1 내지 12의 정수이고,

A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고,

v는 0 또는 1이고,

Y⁰는 극성 그룹이고,

R⁷은 비극성 알킬 또는 알콕시 그룹이고,

Ter은 터페노이드 라디칼(예: 멘틸)이고,

Chol은 콜레스테릴 그룹이고,

L¹ 및 L²는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN, OH, NO₂, 또는 선택적으로 할로겐화된 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 카보닐 그룹이다.

바람직하게는, 극성 그룹 Y⁰는 CN, NO₂, 할로겐, OCH₃, OCN, SCN, COR⁸, COOR⁸ 또는 일불화, 올리고불화 또는 다중불화된 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시 그룹이다. R⁸은 선택적으로 불화된 탄소수 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬이다. 특히 바람직하게는, 극성 그룹 Y⁰는 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH ₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂ 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, OCH₃ 및 OCF₃으로부터 선택된다.

바람직하게는, 비극성 그룹 R⁷은 탄소수 1 이상, 바람직하게는 탄소수 1 내지 15의 알킬 그룹, 또는 탄소수 2 이상, 바람직하게는 탄소수 2 내지 15의 알콕시 그룹이다.

유용한 이중반응성(direactive) 키랄 및 비키랄 중합가능한 메소제닉 화합물의 예는 하기 화합물 목록에 제시되어 있지만, 이는 단지 본 발명의 예로서만 간주될 뿐 이를 한정하지 않으면서 본 발명을 설명하고자 한다.

상기 식에서, P, x, A, L¹ 및 L²는 상기 주어진 의미중 하나를 갖고, y는 x와 동일하거나 상이한 1 내지 12의 정수이다.

상기 화학식 VI 및 VII의 단일- 및 이작용성 중합가능한 메소제닉 화합물은, 자체적으로 공지되어 있고 상기 언급된 문헌, 예컨대 호우벤-베일의 문헌 "Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart"과 같은 유기 화학의 공인된 저서에 개시되어 있는 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 중합가능한 액정 혼합물은 하나 이상의 본 발명의 화학식 I의 키랄 화합물, 하나 이상의 식 VIa 내지 VIm의 일작용성 화합물 및 하나 이상의 식 VIIa 내지 VIIe의 이작용성 중합가능한 화합물을 포함한다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 중합가능한 액정 혼합물은 하나 이상의 본 발명의 키랄 화합물 및 2개 이상의 식 VIa 내지 VIm의 일작용성 화합물을 포함한다.

본 발명의 또다른 목적은, 식 VIa 내지 VIm 및 VIIa 내지 VIIe 및/또는 하나 이상의 중합가능한 화학식 I의 키랄 화합물로부터 바람직하게 선택된 하나 이상의 중합가능한 메소제닉 화합물 및 하나 이상의 화학식 I의 화합물의 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물을 (공)중합시킴으로써 수득가능한 배향된 키랄 액정 상을 갖는 이방성 중합체 필름이다.

일반적으로, 중합가능한 혼합물로부터의 비틀린 구조를 갖는 이방성 중합체 필름의 제조는 예컨대 브로어(D.J.Broer) 등의 문헌 "Angew. Makromol. Chem. 183, (1990), 45-66"에 기술되어 있다. 콜레스테릭 중합가능한 혼합물을 기재 상에 코팅시키고, 균일한 2차원 배향으로 정렬시키고, 열 또는 화학선 방사에의 노출에 의해 동일 반응계에서 중합시키며, 이로 인해 상기 균일한 배열이 고정된다. 배열 및 경화는 중합가능한 혼합물의 키랄 액정 상에서 수행된다.

화학선 방사는 광(예: UV 광, IR 광 또는 가시광)을 사용하는 조사, X선 또 는 감마선을 사용하는 조사, 또는 고에너지 입자(예: 이온 또는 전자)를 사용하는 조사를 의미한다. 화학선 방사용 공급원으로서는 예컨대 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트가 사용될 수 있다. 또다른 사용가능한 화학선 방사용 공급원은 레이저(예: UV 레이저, IR 레이저 또는 가시광선 레이저)가 있다.

예를 들면, UV 광에 의해 광중합하는 경우, 자유 라디칼 또는 이온을 생성하여 중합화 반응을 출발시키도록 분해되는 광개시제를 사용할 수 있다. 또한, 예컨대 비닐 및 에폭사이드 반응기를 갖는 반응성 메소젠을 경화시키는 경우, 자유 라디칼 대신 양이온으로 광경화시키는 양이온성 광개시제가 사용될 수 있다. 라디칼 중합용 광개시제로서는, 예컨대 상업적으로 입수가능한 이르가큐어(Irgacure) 651, 이르가큐어 184, 다로큐어(Darocure) 1173 또는 다로큐어 4205(이들 모두는 시바 가이기 아게(Ciba Geigy AG)로부터 입수됨)가 사용될 수 있으며, 반면 양이온성 광중합의 경우에는 상업적으로 입수가능한 UVI 6974(유니온 카바이드(Union Carbide))가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 중합가능한 화학식 I의 키랄 화합물 및/또는 중합가능한 화학식 VI 및 VII의 메소제닉 화합물을 포함하는 중합가능한 액정 혼합물은 0.01 내지 10 중량%, 특히 0.05 내지 8 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 광개시제, 특히 바람직하게는 UV-광개시제를 추가로 포함한다.

바람직하게는, 중합은 불활성 기체의 분위기하에서, 바람직하게는 질소 분위기하에서 실시된다.

기재로서는, 예컨대 유리, 석영 시이트 및 플라스틱 필름 또는 시이트가 사용될 수 있다. 또한, 중합 전, 도중 및/또는 후에 제 2 기재를 코팅된 혼합물 상 부에 둘 수 있다. 기재는 중합 후 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 화학선 방사에 의한 경화의 경우 2개의 기재를 사용할 때는, 하나 이상는 기재가 중합을 위해 사용되는 화학선 방사에 대해 투과적이다. 등방성 또는 복굴절성 기재가 사용될 수 있다. 중합 후 중합된 필름으로부터 기재를 제거하지 않는 경우, 등방성 기재가 바람직하게 사용될 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 기재는 예컨대, 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름, 특히 바람직하게는 PET 필름 또는 TAC 필름과 같은 플라스틱 기재이다. 복굴절성 기재로서는, 예컨대 단일축으로 신장시킨 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 예를 들어, PET 필름은 멜리넥스(Melinex) 상표명하에 ICI 코포레이션(ICI Corp.)으로부터 상업적으로 입수가능하다.

바람직하게는, 중합가능한 혼합물은 기재 상에 또는 기재 사이에 박층으로 코팅되고, 그의 키랄 메소상, 예컨대 콜레스테릭 또는 키랄 스멕틱 상에 배열되어 2차원 배향(즉, 분자 나선의 축이 층과 횡방향으로 연장됨)이 얻어진다. 2차원 배향은 예컨대 혼합물에 전단을 가하여, 즉 닥터 블레이트(doctor blade)를 사용하여 달성될 수 있다. 또한, 배열 층, 예컨대 러빙된(rubbed) 폴리이미드 또는 스퍼터링된(sputtered) SiO_x 층을 기재의 하나 이상의 상부에 적용할 수 있다. 다르게는, 제 2 기재를 코팅된 물질의 상부에 올려 둘 수 있다. 이 경우, 2개의 기재를 함께 둠으로써 야기되는 전단은 우수한 배열을 얻기에 충분하다. 또한, 전기장 또는 자 기장을 코팅된 혼합물에 적용시킬 수 있다.

일부 경우에서, 제 2 기재를 적용시키면 중합가능한 혼합물의 배열을 도울 뿐 아니라 중합을 저해시킬 수 있는 산소를 배제시킬 수 있다. 다르게는, 경화는 불활성 기체의 분위기하에서 실시될 수 있다. 그러나, 공기중의 경화는 또한 적합한 광개시제 및 고출력 램프를 사용할 수 있다. 양이온성 광개시제를 사용할 경우, 산소를 배제시키는 것은 거의 대부분 필요치 않지만 물은 배제되어야 한다.

이방성 중합체 필름을 제조하기 위한 본 발명의 중합가능한 액정 혼합물은, 바람직하게는 하나 이상의 중합가능한 화학식 I의 키랄 화합물을 0.1 내지 35 중량%, 특히 0.5 내지 15 중량%, 매우 특히 바람직하게는 0.5 내지 5 중량% 포함한다. 중합가능한 액정 혼합물은 1 내지 3개의 화학식 I의 키랄 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 중합가능한 액정 혼합물은 하나 이상의 다른 적합한 성분, 예컨대 촉매, 감광제, 안정화제, 억제제, 보조-반응 단량체, 표면-활성 화합물, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성화제(hydrophobing agent), 접착제, 유동성 개선제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료를 추가로 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 중합가능한 혼합물은 예컨대 조성물의 저장 기간 동안 원치않는 자발적 중합을 방지하는데 사용되는 안정화제를 포함한다. 주된 안정화제로서, 이 용도로 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 모든 화합물이 사용될 수 있다. 이들 화합물을 다양하게 상업적으로 입수가능하다. 안정화제에 대한 통상의 예로는 4-에폭시페놀 또는 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)이 있다.

또한, 중합체의 가교결합을 증가시키기 위해, 2개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 비메소제닉 화합물은 바람직하게는 20 중량% 이하로 다작용성 메소제닉 중합가능한 화합물에 교대로 또는 이에 추가적으로 중합가능한 혼합물에 첨가할 수 있다. 이작용성 비메소제닉 단량체에 대한 통상적인 예로는 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹을 갖는 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메트아크릴레이트가 있다. 2개 이상의 중합가능한 그룹을 갖는 비메소제닉 단량체의 통상적인 예로는 트리메틸프로판트리메트아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트가 있다.

중합가능한 작용기 하나만을 갖는 화합물을 포함하는 본 발명의 조성물의 중합은 선형 중합체를 유도하는 반면, 하나 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 화합물의 존재하에서는 가교결합된 중합체가 수득된다.

이방성 중합체 겔의 제조시, 액정 혼합물이 상기와 같이 동일 반응계에서 중합될 수 있지만, 이 경우 중합가능한 혼합물의 배열이 항상 필수적이지는 않다.

화학식 I의 화합물중의 광이성질성 그룹의 존재로 인해, 본 발명의 화합물 및 액정 혼합물의 키랄성은 광조사에 의해 변할 수 있다. 광조사는 예컨대 UV 광 또는 다른 고에너지 공급원, 예컨대 레이저에 의한 조사에 의해 달성할 수 있다.

화학식 I의 광이성질성 화합물은 2차원 배열의 콜레스테릭 필름 또는 층의 제조에 특히 적합하다. 이러한 층 또는 필름은 원형으로 편광되는 가시광의 선택적 반사를 나타내며, 이는 콜레스테릭 물질의 나선형으로 비틀린 구조를 갖는 입사광의 상호작용에 의해 야기된다. 중심 반사 파장(λ)은 하기 수학식 2에 따라 콜 레스테릭 물질의 피치(p) 및 평균 반사율(n)에 따라 변한다.

λ= n ㆍ p

반사된 파장 대역의 대역폭(Δλ)은 하기 수학식 3에 따라 콜레스테릭 물질의 피치 및 복굴절율(Δn)에 따라 변한다.

Δλ = Δn ㆍ p

예컨대, 본 발명의 화합물 및 혼합물은, 광학 특성(예: 반사 파장(λ) 및 반사 대역폭(Δλ))이 용이하게 변할 수 있는 반사 콜레스테릭 필름의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 상이한 반사 파장(λ)의 영역을 포함하는 수평 패턴을 갖는 콜레스테릭 반사 필름, 또는 반사된 파장 대역의 넓은 대역폭(Δλ)을 갖는 광대역 반사 필름이 제조될 수 있다. 이러한 필름의 제조는, 예컨대 WO 00/34808 호 및 피. 판 데 비테 등의 문헌 "J. Mater. Chem. 9(1999), 2087-2094"에 기술되어 있으며 개시내용은 그 전체가 본원에 참고로 인용되고 있다. 또한, 패턴화된 콜레스테릭 필름 및 광대역 반사 필름의 제조는 아래 예시적으로 기술되어 있다.

다양한 파장을 갖는 콜레스테릭 필름은 예컨대 하기에 따라 제조될 수 있다.

본 발명의 화학식 I의 키랄 광이성질성 화합물을 포함하는 박층의 콜레스테릭 중합가능한 혼합물을 기재 상에 코팅시키고, 전술된 바와 같이 2차원 배향으로 배열시킨다. 코팅되고 배열된 층은 상기 수학식 2에 따라 나선형 피치(p)에 의존적인 선택적 반사 파장(λ)을 나타낸다. 코팅된 층을 적합한 파장의 광방사에 노 출시켜, 화학식 I의 화합물중의 광이성질성 그룹(들)을 이성질화시킨다. 예컨대, 화학식 I의 화합물이 식 IIIa(여기서, D¹ 및 D는 CH(스틸벤 그룹)이다)의 광이성질성 그룹(PI)을 포함하는 경우, 상기 스틸벤 그룹은 방사 파장이 300 내지 400 ㎚에서 선택된다면 E-Z-이성질화될 것이다. 이로 인해, 광이성질성 화합물의 HTP의 이동, 및 상기 수학식 1에 따라 나선형 피치(p)의 변화, 및 그에 따른 층의 반사 파장(λ)의 변화가 초래된다. 이성질화도 및 λ의 이동은 예컨대 조사 시간 및/또는 방사 사용량을 변화시켜 조절할 수 있다. 그 다음, 층의 구조는 동일 반응계에서 중합에 의해 고정된다.

단지 층의 일부만을 광방사에 노출시키면, 나선형 피치 및 반사 파장은 노출된 부분에서만 변할 뿐 노출되지 않은 부분에서는 변하지 않은 상태로 남게 된다. 이는 예컨대 코팅된 층의 상부에 적용되는 광마스크를 통한 광방사에 의해 달성할 수 있다. 이후, 중합, 예컨대 동일 반응계에서 광마스크를 통한 광중합에 의해 피치가 변하는 부분에서, 콜레스테릭 구조가 고정된다. 상기 단계의 광이성질화 및 (광)중합을 이후 상이한 조건(예컨대 상이한 조사 시간 및/또는 방사 사용량)하에서 코팅된 층에서의 이전에 노출되지 않은 부분에 대해 반복 실행하면, 상이한 반사 파장을 나타내는 상이한 영역을 갖는 패턴화된 콜레스테릭 필름이 수득된다. 이러한 패턴화된 필름은 예컨대 광학 또는 전기광학 디바이스, 예컨대 액정 디스플레이 또는 영사기에서 컬러 필터로 사용하기에 적합하다. 또한, 보안 마크, 예컨대 신용 카드, 여권, 은행권 또는 기타 가치있는 서류의 위조의 확인 및 방지에 사 용될 수 있다.

광대역 반사 콜레스테릭 필름은 예컨대 하기에 따라 제조될 수 있다.

화학식 I의 광이성질성 화합물을 포함하는 2차원 배향을 갖는 한층의 콜레스테릭 혼합물은, 이성질화 화합물이 광이성질성을 나타내는 파장에서 흡수 최대치를 갖는 염료를 추가로 포함한다. 예컨대, 상기 혼합물은 UV 염료와 함께 UV 범위의 파장에서 이성질화를 나타내는 이성질성 화합물을 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이 혼합물을 UV 방사에 노출시키면, 염료는 층의 두께를 통한 UV 광 강도에서의 구배를 생성시킬 것이다. 결과적으로, 이성질화는 하부에서보다 층의 상부에서 더욱 빠르게 되어 피치 구배를 생성시키며, 이로 인해 반사 파장 대역이 확대된다. 피치 구배 및 반사 대역폭은 예컨대 필름 두께, 조사 시간, 방사 사용량 및/또는 UV 염료의 농도 및 광이성질성 화합물을 변화시켜 조절할 수 있다. 콜레스테릭 혼합물이 하나 이상의 중합가능한 성분을 포함하는 경우에는, 필름의 구조를 동일 반응계 중합에 의해 고정시킬 수 있다.

이전의 설명으로부터, 당해 분야의 숙련자는 본 발명의 본질적 특징을 용이하게 확인할 수 있으며, 그의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 용도 및 조건에 부합하는 본 발명의 다양한 변화 및 수정을 창출할 수 있다.

부연 설명없이, 본 발명의 숙련자는 앞선 설명을 사용하여, 본 발명을 최대한 이용할 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서, 하기 실시예는 단지 예시하고자 함이지 어떠한 방식으로도 나머지 개시내용을 한정하고자 함이 아닌 것으로 파악된다.

앞서 또한 하기 실시예에서, 달리 지적하지 않는 한, 모든 온도는 ℃로 나타내고, 모든 부 및 %는 중량을 기준으로 한다.

액정 호스트중의 키랄 화합물의 나선형 비틀림력(HTP)의 값은 식 HTP=(p*c)^-1에 따라㎛^-1단위로 얻어지며, 여기서, p는 분자 나선의 피치로서 ㎛로 주어지고, c는 비교값으로 주어지는 호스트중의 키랄 화합물의 중량 농도이다(따라서, 예컨대 1 중량%의 농도는 0.01의 c값에 상응한다).

달리 지적하지 않는 한, 실시예의 HTP 값은 1 %의 농도 및 20 ℃의 온도에서 상업적으로 입수가능한 액정 호스트 혼합물 MLC-6260(독일 다름슈타트 소재의 메르크 KGaA(Merck KGaA))중에서 측정되었다.

하기 약어는 화합물의 액정 상 거동을 설명하는데 사용된다: C=결정성; N=네마틱; S=스멕틱; N^*, Ch=키랄 네마틱 또는 콜레스테릭; I=등방성. 이들 기호 사이의 숫자는 상 전이 온도[℃]를 나타낸다. 또한, mp는 융점, Δn은 589 ㎚ 및 20 ℃에서의 복굴절율, 및 Δε는 20 ℃에서의 유전적 비등방성을 나타낸다. 화학식에서의 C^*는 키랄 C 원자를 나타낸다. DCM은 디클로로메탄이다.

"통상적인 후처리"는 다음을 의미한다: 필요하다면 물을 첨가하고, 혼합물을 염화메틸렌, 디에틸 에테르 또는 톨루엔으로 추출하고, 상들을 분리시키고, 유기 상을 건조시키고, 증발 농축시키고, 생성물을 결정화 및/또는 크로마토그래피에 의해 정제한다.

실시예 1

화합물(1)을 하기와 같이 제조하였다.

4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-하이드록시-1,2-디페닐-에틸 에스테르(1a)

자켓형 플라스크(1ℓ)에 4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산(6.31 g, 23 밀리몰), S,S-1,2-디페닐-에탄-1,2-디올(5.00 g, 23 밀리몰), 4-(디메틸아미노)-피리딘(0.24 g, 2 밀리몰) 및 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(5.16 g, 25 밀리몰)를 첨가한 후, 디클로로메탄(50 ㎖)을 첨가하고, 혼합물을 밤새도록 주위 온도에서 교반하였다. 그 다음, 고체 물질을 여과하고, 유기 층을 염수로 세척하고(2×25 ㎖), 건조시키고(MgSO₄), 용매를 진공하에서 제거하였다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 상에서 용출액으로서 CH₂Cl₂를 사용함)를 실시하여 ¹H, ¹³C, GC-MS 및 IR에 의해 확인된 구조인 4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-하이드록시-1,2-디페닐-에틸 에스테르(1a)(6.20 g, 13 밀리몰, 57 %)를 수득하였다.

4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-{(E)-3-[4-(6-아크릴로일옥시-프로필옥시)-페닐]-알라노일옥시}-1,2-디페닐-에틸 에스테르(1)

환저 플라스크에 에스테르(1a)(3.00 g, 6 밀리몰), (E)-3-{4-[6-(3-클로로-프로파노일옥시)-프로필옥시]-페닐}-아크릴산(2.13 g, 8 밀리몰), 4-(디메틸아미노)-피리딘(0.12 g, 1 밀리몰) 및 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(1.44 g, 7 밀리몰)을 첨가한 후, 디클로로메탄(100 ㎖)을 첨가하고, 혼합물을 42시간 동안 주위 온도에서 교반하였다. 그 다음, 트리에틸아민(1.25 ㎖, 9 밀리몰)을 첨가하고, 혼합물을 밤새도록 35 ℃에서 교반하고, 이후 혼합물을 여과하고, 염수로 세척하고(3×30 ㎖), 건조시키고(MgSO₄), 용매를 진공하에서 제거하였다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 상에서 용출액으로서 1:9의 에틸 아세테이트와 40-60 가솔린을 사용함)를 실시하여 ¹H, ¹³C, GC-MS 및 IR에 의해 확인된 구조인 4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-{(E)-3-[4-(6-아크릴로일옥시-프로필옥시)-페닐]-알라노일옥시}-1,2-디페닐-에틸 에스테르(1)(2.0 g, 3 밀리몰, 43 %)를 수득하였다.

m.p.=72 ℃, HTP=43.

실시예 2 내지 실시예 9

화합물(2)을 하기와 같이 제조하였다.

4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-(4-포르밀-벤조산)-1,2-디페닐-에틸 에스테르(2a)

환저 플라스크에 실시예 1의 에스테르(1a)(5.00 g, 11 밀리몰), 4-포르밀-벤조산(1.65 g, 11 밀리몰), 4-(디메틸아미노)-피리딘(0.12 g, 1 밀리몰) 및 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(2.27 g, 11 밀리몰)를 첨가한 후, 디클로로메탄(50 ㎖)을 첨가하고, 혼합물을 밤새도록 35 ℃에서 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 여과하고, 물로 세척하고(2×25 ㎖), 건조시키고(MgSO₄), 용매를 진공하에서 제거하였다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 상에서 용출액으로서 CH₂Cl₂를 사용함)를 실시하여 ¹H, ¹³C, GC-MS 및 IR에 의해 확인된 구조인 4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-(4-프로밀-벤조산)-1,2-디페닐-에틸 에스테르(2a)(2.0 g, 3 밀리몰, 43 %)를 수득하였다.

4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-(4-[(E)-2-(4-부톡시-페닐)-비닐]-벤조산)-1,2-디페닐-에틸 에스테르(2)

(4-n-부톡시벤질)트리페닐포스포늄 브로마이드(3.54 g, 7 밀리몰)를 자켓형 용기(1 ℓ)에 첨가하고, 테트라하이드로푸란(200 ㎖)중에 용해시키고, 5 ℃로 냉각시켰다. 그 다음, 포타슘 t-부톡사이드(0.90 g, 8 밀리몰)를 첨가하고, 혼합물을 30분 동안 교반하고, 이후 에스테르(2a)(4.00 g, 7 밀리몰)를 첨가하고, 추가로 30분 동안 교반한 후, 25 ℃로 서서히 승온시키고, 밤새도록 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 염수로 세척하고(2×50 ㎖), 유기 층을 건조시키고(MgSO₄), 용매를 진공하에서 제거하였다. 칼럼 크로마토그래피(실리카 상에서, 제 1 용출액으로서 CH₂Cl₂를 사용하고 제 2 용출액으로서 1:9의 에틸 아세테이트와 가솔린(40-60)을 사용함)를 실시하여 4-(4-펜틸-사이클로헥실)-벤조산 2-(4-[(E)-2-(4-부톡시-페닐)-비닐]-벤조산)-1,2-디페닐-에틸 에스테르(2)를 시스-(0.80 g, 1 밀리몰, 15 %) 및 트랜스-(1.00 g, 1 밀리몰, 19 %) 이성질체 모두로서 단리시켰다. 구조들은 ¹H, ¹³C, GC-MS 및 IR에 의해 확인되었다.

시스-이성질체: m.p.=96 ℃, HTP=13

트랜스-이성질체: m.p.=130 ℃, HTP=33

하기 화합물들(여기서, n은 3 또는 6이다)을 유사하게 제조하였다.

실시예 10 - 중합체 필름의 제조

다음을 포함하는 중합가능한 혼합물(M)을 배합하였다.

화합물(A)	51.70 %
화합물(B)	12.95 %
화합물(C)	23.70 %
화합물(D)	9.30 %
FX 13	1.16 %
TPO	1.16 %
4-메톡시페놀	0.03 %

화합물들(A, B, C 및 D)을 브로어 등의 문헌 "Makromol. Chem. 190, 3201-3215 (1989)"에 기술된 방법에 따라 또는 그와 유사하게 제조하였다. FX13(등록상표)은 3M 코포레이션(3M Corp.)으로부터 상업적으로 입수가능한 퍼플루오로알킬 그룹을 갖는 중합가능한 비이온성 계면활성제이다. TPO(2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드, 상표명 루시린(Lucirin, 등록상표) TPO)는 (바스프 아게(BASF AG)로부터) 상업적으로 입수가능한 광개시제이다.

혼합물(M)을 크실렌중에 용해시켜 농도가 전체 고체의 50 %인 용액(S1)을 수득한다. 실시예 1의 화합물(1) 0.0395 g을 용액(S1) 0.9566 g에 첨가하여 (1)의 농도가 전체 고체의 7.94 %인 용액(S2)을 수득한다.

박막의 용액(S2)을 기재 상에 코팅시키고, 중급 수은압 램프로부터의 3.8 ㎽/㎝^-2 방사를 사용하여 여러 기간 동안 공기중에서 이성질화시킨다. 이성질화 직후, 각각의 필름은 N₂ 분위기중에서 동일한 중급 수은압 램프로부터의 약 15 ㎽/㎝^-2 방사를 사용하여 중합시켰다. 이 방식으로, 하기 중합체 필름이 수득된다.

시료	P1	P2	P3	P4	P5
이성질화 시간(초)	0	0.5	1	2	3

중합체 필름들(P1 내지 P5)의 반사 스펙트럼은 도 1에 도시되어 있다. 중심 반사 파장은 이성질화 시간이 증가함에 따라 더욱 높은 값으로 이동하는 것을 볼 수 있다. 도 2는 필름들(P1 내지 P5)의 중심 반사 파장 대 이성질화 시간을 도시하고 있다.

전술된 실시예에서는, 일반적으로 또는 구체적으로 기술한 본 발명의 반응물 및/또는 공정 조건을 전술된 실시예에 사용된 조건 대신 사용하면 유사한 결과가 반복될 수 있다.

Claims

하기 화학식 I의 광이성질성 키랄 화합물:

화학식 I

상기 식에서,

X¹ 내지 X⁶ 중 두 개가 H이고,

X¹ 내지 X⁶ 중 두 개가 1개 또는 2개의 그룹 L로 선택적으로 치환된 페닐이고,

X¹ 내지 X⁶ 중 두 개가 -B-(Sp)_n-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-R이고,

X¹≠X²≠X³이고 X⁴≠X⁵≠X⁶이고,

L은 할로겐, CN, SCN, NO₂, SF₅, 또는 하나 이상의 H-원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐 그룹이고,

R은, H, 할로겐, NO₂, CN, SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 알킬, 또는 P-(Sp)_n-이되, 상기 알킬 중 하나 이상의 CH₂ 그룹이 -O-, -S-, -CO-, -NR⁰-, -CH=CH-, -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 결합되지 않는 방식으로 추가로 치환될 수 있고, 상기 알킬 중 하나 이상의 H-원자는 F 또는 Cl로 추가로 치환될 수 있고,

R⁰는, H 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이고,

P는 CH₂=CW¹-COO-,
,
, CH₂=CW²-O-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-이되, W¹는 H, Cl, CN, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, W² 및 W³은 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌이고, k, k₁ 및 k₂는 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

Sp는, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬렌으로, 여기서 하나 이상의 비인접한 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -NR⁰-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -CH(CN)-, -CH(OH)-, -(CF₂)_x-, -(CD₂)_x-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF- 또는 -C≡C-(여기서, x는 1 내지 12의 정수이다)로 치환될 수 있고, 하나 이상의 수소원자는 할로겐, CN 또는 OH로 치환될 수 있고,

n은 0 또는 1이고,

B는 -O-CO-이고,

PI는 하기 식 IIIa의 그룹이고,

(상기 식에서,

D¹ 및 D²는, 서로 독립적으로 CH 또는 N이고,

L은 할로겐, CN, SCN, NO₂, SF₅, 또는 하나 이상의 H-원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐 그룹이고,

r은 0, 1, 2, 3 또는 4이다),

M¹ 및 M²는 하기 화학식 II의 그룹이고,

화학식 II

-(A¹-Z)_m-A²-

(상기 식에서,

A¹ 및 A²는, 서로 독립적으로, a) 하나 이상의 CH 그룹이 N으로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌; 및 b) 1 또는 2개의 비인접한 CH₂ 그룹이 O 및/또는 S로 치환될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌 중에서 선택되되, 이들 그룹 모두는 비치환되거나, 또는 L로 일치환 또는 다치환될 수 있고,

L은 할로겐, CN, SCN, NO₂, SF₅, 또는 하나 이상의 H-원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐 그룹이고,

Z는 각각의 경우 독립적으로 Z¹의 의미중 하나를 갖고,

m은 0, 1, 2 또는 3이다),

i, k 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

Z¹ 및 Z²는, 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -C≡C- 또는 단일 결합이며,

하나 이상의 -B-Sp-(M¹-Z¹)_i-(PI)_k-(Z²-M²)_l-G 그룹에서의 k가 1이다.
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제 1 항에 있어서,

하기 식 Ia 및 Ib로부터 선택되는 광이성질성 키랄 화합물:

상기 식에서,

및
는 화학식 II에서 정의된 A¹ 및 A²의 의미중 하나를 갖고,

Z는 화학식 II에서 정의된 Z의 의미중 하나를 갖고,

및
는 (L)_r로 치환될 수 있는 페닐렌이며,

L은 할로겐, CN, SCN, NO₂, SF₅, 또는 하나 이상의 H-원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐 그룹이고,

D¹ 및 D²는 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,

X¹및 X⁶은 H이고,

B¹ 및 B²는 -O-CO-이고,

R¹ 및 R²는 서로 독립적으로 제 1 항에서 정의된 R의 의미 중 하나를 갖고,

R³ 및 R⁴는 서로 독립적으로 L의 의미 중 하나를 갖고,

s는 0, 1 또는 2이고,

a는 0, 1, 2 또는 3이고,

b는 0, 1 또는 2이고,

r은 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
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제 1 항에 따른 하나 이상의 광이성질성 키랄 화합물을 포함하는 액정 혼합물.
제 12 항에 있어서,

화학식 I의 키랄 화합물 또는 추가의 중합가능한 화합물일 수 있는 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 액정 혼합물.
제 13 항에 따른 혼합물을 중합시킴으로써 수득가능한 선형 또는 가교결합된 이방성 중합체.
제 1 항에 따른 광이성질성 키랄 화합물, 또는 제 12 항 또는 제 13 항에 따른 혼합물, 또는 제 14 항에 따른 중합체를 포함하는 제품으로서,

광학 및 전기광학 디바이스; 액정 디스플레이; 영사 시스템; 광학 소자; 편광기; 지연 필름; 보상기; 컬러 필터; 홀로그래피(holographic) 소자; 액정 안료; 장식용 또는 보안용 필름 또는 착색 코팅물; 비선형 광학 물질; 및 광학 정보 저장 장치로 구성된 군으로부터 선택된 제품.
제 1 항에 따른 화합물, 또는 제 12 항 또는 제 13 항에 따른 혼합물, 또는 제 14 항에 따른 중합체를 포함하는 액정 디스플레이.
화학식 I의 광이성질성 키랄 화합물을 포함하는 제 13 항에 따른 중합가능한 혼합물을 기재 상에 코팅하고, 상기 혼합물을 2차원 배향으로 배열시키고, 상기 혼합물을 중합시키되, 중합 전 또는 도중의 상기 혼합물의 적어도 일부를, 상기 광이성질성 키랄 화합물이 광이성질화를 나타내어 그의 키랄성을 변화시키는 파장의 화학선 방사에 노출시킴으로써, 수득가능한 중합체 필름.
제 17 항에 따른 중합체 필름을 포함하는 컬러 필터 또는 광대역 반사 편광기.
제 9 항에 있어서,

R¹ 및 R²중 하나 이상이 P-Sp를 의미하고,

여기서, P는 CH₂=CW¹-COO-,
,
, CH₂=CW²-O-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-이되, W¹는 H, Cl, CN, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, W² 및 W³은 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌이고, k₁ 및 k₂는 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

Sp는, 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지형 알킬렌으로, 여기서 하나 이상의 비인접한 CH₂ 그룹은 -O-, -S-, -NR⁰-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -CH(CN)-, -CH(OH)-, -(CF₂)_x-, -(CD₂)_x-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF- 또는 -C≡C-(여기서, x는 1 내지 12의 정수이다)로 치환될 수 있고, 하나 이상의 수소원자는 할로겐, CN 또는 OH로 치환될 수 있는, 광이성질성 키랄 화합물.