KR101540131B1

KR101540131B1 - 액정 매질

Info

Publication number: KR101540131B1
Application number: KR1020107005362A
Authority: KR
Inventors: 멜라니 클라센-멤머; 마티아스 브레머; 가즈아키 타루미
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2015-07-28
Also published as: TWI452120B; KR20100066504A; EP2176376B1; JP2013209653A; EP2176376A1; JP2010535910A; JP5714644B2; DE102008036808A1; US20110193020A1; CN101796162B; CN101796162A; TW200918646A; US8277684B2; WO2009021671A1; JP5456673B2

Abstract

본 발명은 화학식 IA, IB 및 IC의 화합물의 군에서 선택된 하나 이상의 화합물을 함유하는 극성 화합물의 혼합물에 근거한 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질, 및 능동 매트릭스 디스플레이, 특히 ECB, PALC, FFS 또는 IPS 효과에 근거한 능동 매트릭스 디스플레이에서의 이의 용도에 관한 것이다:
화학식 IA

화학식 IB

화학식 IC

상기 식에서,
R^1A, R^2A, R^1B, R^2B, R^1C, R^2C, L, m, n, o, p 및 b는 제 1 항에 규정된 의미를 갖는다.

Description

액정 매질{LIQUID-CRYSTALLINE MEDIUM}

본 발명은 하기 화학식 IA, IB 및 IC의 화합물의 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 극성 화합물의 혼합물에 근거한 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 관한 것이다:

[화학식 IA]

[화학식 IB]

[화학식 IC]

상기 식에서,

R^1A, R^1B, R^2B 및 R^1C는 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 알킬 라디칼이고,

R^2A 및 R^2C는 각각 서로 독립적으로 6개 이하의 탄소 원자를 갖고, 비치환되거나 또는 CN 또는 CF₃로 일 치환되거나, 할로겐으로 적어도 일치환되며, 또한 이들 라디칼중의 하나 이상의 CH₂ 기가 -O-, -S-,

, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬이며, L이 F인 경우, R^2C는 또한 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl일 수 있고,

L은 H 또는 F이고,

m, n, o 및 p는 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이고,

b는 0 또는 1이다.

이러한 유형의 매질은 특히 ECB 효과에 기초한 능동 매트릭스 어드레싱(active-matrix addressing)을 갖는 전자-광학 디스플레이 및 IPS(in-plane switching) 디스플레이 또는 FFS(fringe field switching) 디스플레이용으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 음(-)의 유전 이방성을 갖는다.

전기적으로 제어된 복굴절, ECB 효과 또는 DAP(deformation of aligned phases) 효과의 원리는 1971년에 [M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19(1971), 3912]에 맨 처음 기술되었다. 그 다음으로, [J.F. Kahn, Appl. Phys. Lett. 20(1972), 1193] 및 [G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44(1973), 4869]에 발표되었다.

[J. Robert and F. Clerc(SID 80 Digest Techn. Papers(1980), 30)]; [J. Duchene(Displays 7(1986), 3)]; 및 [H. Schad(SID 82 Digest Techn. Papers(1982), 244)]에는 액정상이 ECB 효과에 기초한 고-정보 디스플레이 소자(high-information display element)에 사용하기에 적합하도록 하기 위해서는 탄성 상수 K₃/K₁의 비의 높은 값, 광학 이방성 △n에 대한 높은 값 및 △ε≤-0.5의 유전 이방성에 대한 값을 가져야만 하는 것으로 나타나 있었다. ECB 효과에 기초한 전자-광학 디스플레이 소자는 호메오트로픽 엣지 얼라인먼트(homeotropic edge alignment)(VA 기술 = v ertically a ligned)을 갖는다. 유전적으로 음성인 액정 매질은 또한 소위 IPS 또는 FFS 효과를 이용하는 디스플레이에도 사용될 수 있다.

예를 들면, MVA(multi-domain vertical alignment)(예를 들면, [Yoshide, H. et al., paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6-9], 및 [Liu, C.T. et al., paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750-753]), PVA(patterned vertical alignment)(예를 들면, [Kim, Sang Soo, paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760-763]), ASV(advanced super view)(예를 들면, [Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, paper 15.2: "Development of High Quality LCD TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754-757])에서 ECB 효과를 이용하는 디스플레이, 소위 VAN(vertically aligned nematic) 디스플레이는 IPS(in-plane switching)(예를 들면, [Yeo, S.D., paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 & 759]) 및 오래전에 공지된 TN(twisted namatic) 디스플레이를 제외하고는 그 자체로 특히 텔레비전 용도에서 현재 가장 중요한 3가지 유형의 가장 최근의 액정 디스플레이로서 확립되어 왔다. 이러한 기술은 일반적인 형태에서 비교된다(예를 들면, [Souk, Jun, SID Seminar 2004, Seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26, and Miller, Ian, SID Seminar 2004, Seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32]). 근대의 ECB 디스플레이의 응답시간은 이미 오버드라이브(overdrive)를 이용한 어드레싱 방법에 의해 상당히 개선되어 왔지만([Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1: "A 57-in Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106-109]), 특히 회색 색조의 스위칭에 대한 비디오-호환성 응답시간의 개선은 아직도 만족스럽게 해결되지 않은 문제점으로 남아 있다.

전자-광학 디스플레이 소자에 있어서의 이러한 효과의 산업적인 용도에서는 다양한 요구를 만족시키는 LC 상을 필요로 한다. 여기서 특히 중요한 것은 습기, 공기 및, 열, 적외선, 가시광선 및 자외선 및 직류 및 교류 전기장과 같은 물리적인 영향에 대한 내화학성이다.

더욱이, 산업적으로 사용될 수 있는 LC 상은 적합한 온도범위 및 낮은 점도에서 액정 메조상(mesophase)을 갖는 것이 필요하다.

현재 알려져 있는 액정 메조상을 가진 일련의 화합물중 이러한 모든 요건들을 만족하는 단일 화합물을 포함하는 것은 하나도 없다. 따라서, LC 상으로서 사용될 수 있는 물질을 제조하기 위해서는 일반적으로는 2 내지 25 가지, 바람직하게는 3 내지 18 가지 화합물의 혼합물을 제조한다. 그러나, 지금까지 상당한 음의 유전 이방성 및 적당한 장시간 안정성을 가진 액정 물질을 입수할 수가 없었기 때문에 이러한 방식으로는 최적의 상을 쉽게 제조할 수 없었다.

매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)가 알려져 있다. 개개 픽셀의 개별적인 스위칭에 사용될 수 있는 비선형 소자는, 예를 들면, 능동 소자(active element)(즉, 트랜지스터)이다. "능동 소자"란 용어는 하기의 2가지 유형이 서로 구별되는 경우에 사용된다:

1. 기재로서의 실리콘 웨이퍼상의 MOS(금속 산화물 반도체) 트랜지스터

2. 기재로서의 유리 플레이트상의 박막 트랜지스터(TFT).

유형 1의 경우, 사용된 전자-광학 효과는 일반적으로 동적 산란(dynamic scattering) 또는 게스트-호스트(guest-host) 효과이다. 기재 물질로서 단결정 실리콘을 사용하면 디스플레이 크기가 제한되는데, 그 이유는 다양한 부품-디스플레이의 보다 더 모듈화된 어셈블리가 조인트부에서 문제를 발생시키기 때문이다.

바람직한 보다 발전된 유형 2의 경우, 사용된 전자-광학 효과는 일반적으로 TN 효과이다.

이들 2가지 기술은 서로 구별된다: 예를 들면, CdSe와 같은 화합물 반도체를 포함하는 TFT 또는 다결정성 또는 무정형 실리콘을 기본으로 하는 TFT. 후자의 기술이 광범위하게 적용된다.

TFT 매트릭스는 디스플레이의 하나의 유리 플레이트의 내측에 적용되는 반면, 다른 유리 플레이트는 그의 내측 상에 투명 반대전극을 갖는다. 픽셀 전극의 크기를 비교하면, TFT는 매우 작으며, 사실상 이미지에 대해 부정적인 영향을 전혀 미치지 않는다. 이러한 기술은 또한 필터 소자를 각각의 스위칭가능한 픽셀에 대향시키는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 정렬된 전색 디스플레이(fully colour-capable display)로 확장될 수 있다.

지금까지 알려진 TFT 디스플레이는 일반적으로 전송시에 교차된 편광장치를 가진 TN 셀로서 동작하는 백라이트이다.

MLC 디스플레이란 용어는 여기서는 집적된 비선형 소자를 가진 특정의 매트릭스 디스플레이, 즉 능동 매트릭스 대신에 배리스터(varistor) 또는 다이오드(MIM = metal-insulator-metal)와 같은 패시브 소자를 가진 디스플레이를 포함한다.

이러한 유형의 MLC 디스플레이는 자동차 또는 항공기 제작시에 TV 용도(예를 들면 포켓용 TV) 또는 고급-정보 디스플레이용으로 특히 적합하다. 콘트라스트의 각도 의존성 및 응답시간과 관련된 문제 이외에도, 또한 액정 혼합물의 불충분하게 높은 비저항으로 인하여 MLC 디스플레이에서 많은 어려움이 야기된다([TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris]; [STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris]). 저항이 감소하면, MLC 디스플레이의 콘트라스트는 나빠진다. 일반적으로, 액정 혼합물의 비저항은 디스플레이의 내측 표면과의 상호작용으로 인하여 MLC 디스플레이의 수명을 저하시키기 때문에, 장시간의 동작시간에 걸쳐 허용될 수 있는 저항을 가져야만 하는 디스플레이의 경우에는 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다.

지금까지 개시된 MLC-TN 디스플레이의 단점은 그들의 비교적 낮은 콘트라스트, 비교적 높은 시야각(viewing-angle) 의존성 및 그들 디스플레이내에서의 회색 색조 생성의 어려움이다.

따라서, 큰 동작온도 범위, 짧은 응답시간 및 다양한 회색 색조를 생성할 수 있는 낮은 문턱전압과 동시에 매우 높은 비저항을 갖는 MLC 디스플레이가 지속적으로 강하게 요구되어 왔다.

특히 텔레비전 용도의 경우, 짧은 응답시간을 달성하는 것이 매우 중요하다. 이를 달성하기 위해 ECB 용도에서 사용되는 전기적으로 중성인 화합물은 특히 하기 화합물이다:

LCD 텔레비전 용도에서, 디스플레이가 연장된 시간동안 구동될 경우, 예를 들면 이미지 스티킹(sticking), 즉 명확한 이미지의 "버닝-인(burning-in)"이 종종 발생한다.

이 문제는 종종 텔레비전 수상기를 오랜 시간동안 작동시킨 후에 발생한다. 원인은 종종 백라이트에 오랫동안 노출되면서 동시에 조작 온도가 증가되어 이로 인해 디스플레이에서 예를 들면 정렬층과 액정 혼합물 사이의 상호작용과 같은 아직까지 설명되지 않은 과정이 생성되기 때문으로 간주된다. 액정 혼합물의 측면에서 이미지 스티킹의 발생 원인은 종종 사용되는 중성 알케닐 화합물로 간주된다.

본 발명은, 특히 ECB 효과 또는 IPS 또는 FFS 효과에 근거한 모니터 및 TV 용도에서, 상기에서 지적된 단점을 갖지 않거나 또는 단지 그러한 단점이 더욱 감소된 액정 혼합물을 제공하는 것이다. 특히 이들이 또한 극히 높고 극히 낮은 온도에서 조작될 수 있어야만 하고, 동시에 짧은 응답시간 및 개선된 신뢰성 행동을 가져야만 하고, 특히 오랜 조작 시간 후에도 이미지 스티킹이 없거나 상당히 감소되어야만 한다.

놀랍게도, 화학식 IA, IB 및 IC의 화합물의 군에서의 하나 이상의 화합물을 포함하는 네마틱 액정 혼합물을 이들 디스플레이 요소에 이용할 경우, 이 목적이 달성될 수 있는 것으로 발견되었다.

화학식 IA, IB 및 IC의 화합물은 알케닐 측쇄의 이중 결합이 말단이 아니라는 사실에 의해 구별된다.

화학식 IA의 화합물은, 예를 들면, 제 EP 0 168 683 B1 호, 제 EP 0 122 389 B1 호에 공지되어 있다. 화학식 IB의 화합물은, 예를 들면 제 EP 0 969 071 B1 호에 공지되어 있다. 화학식 IC의 화합물은, 예를 들면, 제 EP 0 969 071 B1 호에 공지되어 있다.

따라서, 본 발명은 화학식 IA, IB 및 IC의 화합물로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 극성 화합물의 혼합물을 기본으로 하는 액정 매질에 관한 것이다.

본 발명에 따른 혼합물은 60℃ 이상, 바람직하게는 65℃ 이상, 특히 70℃ 이상의 등명점(clearing point), 매우 바람직한 용량 문턱값, 비교적 높은 값의 보유비(holding ratio) 및 그와 동시에 -30℃ 및 -40℃에서의 매우 양호한 저온 안정성 뿐만 아니라 매우 낮은 회전 점도 및 짧은 응답시간을 가진 매우 광범위한 네마틱 상 범위(nematic phase range)를 나타낸다. 더욱이, 본 발명에 따른 혼합물은 실제로 회전 점성 γ₁에 있어서의 개선 이외에도, 응답시간을 개선하기 위한 탄성상수 K₃₃에서의 증가가 관찰되고, 개선된 신뢰성 행동을 나타낸다는 점에서 구별된다.

본 발명에 따른 혼합물의 일부 바람직한 양태는 하기 개시된 바와 같다:

a) 화학식 IA, IB 및 IC에서 R^1A, R^1B, R^2B 및 R^1C는 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, 더욱이 n-C₅H₁₁, n-C₆H₁₃이다.

R^2A 및 R^2C는 바람직하게는 알킬 또는 알콕시이고, 특히 CH₃, n-C₃H₇, n-C₅H₁₁이고, 특히 C₂H₅, n-C₄H₉이다.

화학식 IA, IB 및 IC의 화합물에서 알케닐 측쇄는 바람직하게는 E 배열이다.

b) 1, 2, 3, 4 또는 그 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 IA, IB 및/또는 IC의 화합물을 포함하는 액정 매질,

c) 전체로서의 혼합물 중에서 화학식 IA의 화합물의 비율이 5중량% 이상, 바람직하게는 10중량% 이상, 특히 바람직하게는 15중량% 이상인 액정 매질.

전체로서의 혼합물 중에서 화학식 IB의 화합물의 비율이 5중량% 이상, 바람직하게는 10중량% 이상, 특히 바람직하게는 20중량% 이상인 액정 매질.

전체로서의 혼합물 중에서 화학식 IC의 화합물의 비율이 2중량% 이상, 바람직하게는 4중량% 이상, 특히 바람직하게는 5중량% 이상인 액정 매질.

본 발명에 따른 혼합물 중의 화학식 IA, IB 및/또는 IC의 화합물의 총 비율은 바람직하게는 5중량% 이상, 특히 10중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 15중량% 이상이다.

d) 화학식 IA, IB 및 IC의 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물들이다:

매우 특히 바람직한 화합물은 화학식 IA-1 및 IC-1의 화합물이다.

화학식 IA의 매우 특히 바람직한 화합물은 하기 화합물이다:

바람직한 혼합물은 각각이 바람직하게는 5 내지 15중량%의 농도인 화학식

의 화합물과 조합된 화학식

의 화합물을 포함한다.

의 화합물과 조합된 화학식

의 화합물을 포함한다.

e) 하나 이상의 하기 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

[화학식 IIA]

[화학식 IIB]

상기 식에서,

R²는 H이거나, 또는 15개 이하의 탄소 원자를 갖고, 치환되지 않거나, CN 또는 CF₃로 일치환되거나 또는 할로겐에 의해 적어도 일치환되고, 이에 추가하여 이들 라디칼중의 하나 이상의 CH₂ 기가 -O-, -S-,

, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬 라디칼을 나타내고,

L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로 F 또는 Cl을 나타내고,

Z² 및 Z^2'는 각각 서로 독립적으로 단일결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CHCH₂O-를 나타내고,

p는 1 또는 2를 나타내며,

v는 1 내지 6을 나타낸다.

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, Z²는 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다.

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, R²는 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬, 특히 직쇄 알킬, 바람직하게는, CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁을 나타낸다.

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, L¹, L², L³ 및 L⁴는 바람직하게는 L¹ = L² = F이고, L³ = L⁴ = F이고, 더욱이 L¹ = F이고, L² = Cl이고, L¹ = Cl이고, L² = F이다. L³= F이고, L⁴ = Cl이고, L³ = Cl이고, L⁴ = F이다. 화학식 IIA 및 IIB에서, Z² 및 Z^2'는 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, 또한 -C₂H₄- 가교기이다.

화학식 IIB에서 Z²가 -C₂H₄-이면, Z^2'는 바람직하게는 단일 결합이거나 또는 Z^2'가 -C₂H₄-이면, Z²는 바람직하게는 단일 결합이다. 화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, (O)C_vH_2v ₊₁은 바람직하게는 OC_vH_2v ₊₁이고, 더욱이 C_vH_2v ₊₁이다.

화학식 IIA 및 IIB의 바람직한 화합물은 하기 언급되어 있다(화학식에서 alkyl은 알킬을 나타낸다):

화학식 IIA 및 IIB의 화합물에서, R²는 각각의 경우 바람직하게는 탄소수 6 이하의 직쇄 알킬이고, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁을 나타낸다. L¹ ^-4는 바람직하게는 각각 F를 나타낸다.

전체로서 혼합물 중의 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물의 비율은 바람직하게는 20중량% 이상이다.

f) 하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

[화학식 III]

상기 식에서,

R³¹ 및 R³² 는 각각 서로 독립적으로 탄소수 12 이하의 직쇄 알킬, 알콕시알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

는

,

를 나타내며,

Z³는 단일결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -C₄F₈-, -CF=CF-를 나타낸다.

화학식 III의 바람직한 화합물은 하기 언급되어 있다:

여기서,

alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 화학식 IIIa, IIIb 및/또는 IIId의 하나 이상의 화합물을 포함한다.

전체로서 혼합물에서 화학식 III의 화합물의 비율은 바람직하게는 5중량% 이상이다.

g) 화학식

의 화합물을 총량으로 20중량% 미만, 특히 10중량% 미만 포함하는 액정 매질.

또한,

의 화합물을 포함하는 본 발명의 혼합물이 추가로 바람직하다.

h) 하나 이상의 하기 화학식의 4환식 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R⁷ 내지 R¹⁰은 각각 서로 독립적으로 제 2 항에서 R²에 대해 개시된 의미중 하나를 갖고,

w 및 x는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6이다.

i) 하나 이상의 하기 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R¹³ 내지 R¹⁸은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시 라디칼이고,

z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6이고,

x는 0, 1, 2 또는 3이다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 5중량% 이상의 양의 하나 이상의 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 포함한다.

j) 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%의 하나 이상의 화학식

(여기서, R¹⁹는 탄소수 1 내지 7의 알킬 또는 알콕시이다)의 화합물을 추가로 포함하는 액정 매질.

k) 하나 이상의 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 불화된 터페닐을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼이고, m은 1 내지 6이다.

R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시이다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 2 내지 30중량%, 특히 5 내지 20중량%의 양의 화학식 T-1 내지 T-21의 터페닐을 포함한다.

화학식 T-1, T-2, T-3 및 T-21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 알킬, 더욱이 알콕시이고, 이들은 각각 1 내지 5의 탄소수를 갖는다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 매질은 화학식

(여기서 alkyl 및 alkyl^*은 상기 정의된 의미를 갖는다)의 화합물을 포함한다.

혼합물의 △n 값이 0.1 이상이 되고자 하면, 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에 터페닐이 이용된다. 바람직한 혼합물은 화합물 T-1 내지 T-21의 군에서 선택된 하나 이상의 터페닐 화합물을 2 내지 20중량% 포함한다.

l) 하나 이상의 하기 화학식 B-1 내지 B-3의 바이페닐을 추가로 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이고,

alkenyl 및 alkenyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알케닐 라디칼이다.

전체로서의 혼합물 중의 화학식 B-1 내지 B-3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상이다.

화학식 B-1 내지 B-3의 화합물 중에서, 화학식 B-2의 화합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 바이페닐은 하기와 같다:

상기 식에서,

alkyl^*은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼이다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 하나 이상의 화학식 B-1a 및/또는 B-2c 화합물을 포함한다.

m) 하나 이상의 하기 화학식 Z-1 내지 Z-7의 화합물을 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R 및 alkyl은 상기 개시된 의미를 갖는다.

n) 하나 이상의 하기 화학식 O-1 내지 O-15의 화합물을 포함하는 액정 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 R^2A에 대해 개시된 의미를 갖고, R¹ 및 R²는 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 직쇄 알킬을 나타낸다.

바람직한 매질은 하나 이상의 화학식 O-1, O-3, O-4, O-9, O-13, O-14 및/또는 O-15의 화합물을 포함한다.

o) 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질은 예를 들면 하기 화학식 N-1 내지 N-5의 화합물과 같은 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 물질을 포함한다:

상기 식에서,

R^1N 및 R^2N는 각각 서로 독립적으로 R^2A에 대해 언급된 의미를 가지며, 바람직하게는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 알케닐을 나타내며,

Z¹ 및 Z²는 각각 서로 독립적으로 -C₂H₄-, -CH=CH-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -CH=CHCH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂- 또는 단일결합을 나타낸다.

p) 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 BC의 다이플루오로다이벤조크로만 화합물, 하기 화학식 CR의 크로만, 하기 화학식 PH-1 및 PH-2의 불화 페난트렌, 하기 화학식 BF의 불화 다이벤조푸란의 군에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R^B1, R^B2, R^CR1 및 R^CR2, R¹, R²는 각각 서로 독립적으로 R^2A에 대해 언급된 의미를 갖고,

c는 0, 1 또는 2이다.

본 발명에 따른 화합물은 바람직하게는 3 내지 20중량%의 양, 특히 3 내지 15중량%의 양의 화학식 BC, CR, PH-1, PH-2 및/또는 BF의 화합물을 포함한다.

화학식 BC 및 CR의 특히 바람직한 화합물은 하기 화학식 BC-1 내지 BC-7 및CR-1 내지 CR-5의 화합물이다:

상기 식에서,

Alkyl 및 Alkyl^*는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내며,

Alkenyl 및 Alkenyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알케닐 라디칼을 나타낸다.

1, 2 또는 3개의 화학식 BC-2의 화합물을 포함하는 혼합물이 특히 바람직하다.

q) 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 In의 인단 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R¹¹, R¹², R¹³은 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬 또는 알콕시, 알콕시알킬 또는 알케닐 라디칼이고,

R¹² 및 R¹³은 추가로 할로겐, 바람직하게는 F이고,

는

이고,

i는 0, 1 또는 2이다.

화학식 In의 바람직한 화합물은 하기 화학식 In-1 내지 In-16의 화합물이다:

화학식 In-1, In-2, In-3의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 In 및 In-1 내지 In-16의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에서 5중량% 이상, 특히 5 내지 30중량%, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%의 농도로 이용된다.

r) 바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 L-1 내지 L-11의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

R, R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 제 1 항에서 R^2A에 대해 개시된 의미를 갖고,

alkyl은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼이고,

S는 1 또는 2이다.

화학식 L-1 내지 L-4의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 L-1 내지 L-10의 화합물은 바람직하게는 5 내지 50중량%, 특히 5 내지 40중량%, 매우 특히 바람직하게는 10 내지 40중량%의 농도로 이용된다.

또한, 본 발명은 유전체로서 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 함유함을 특징으로 하며, ECB, IPS 또는 FFS 효과에 기초한 능동 매트릭스 어드레싱을 가진 전자-광학 디스플레이에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 ≤-20℃ 내지 ≥70℃, 특히 바람직하게는 ≤-30℃ 내지 ≥80℃, 매우 특히 바람직하게는 ≤-40℃ 내지 ≥90℃에서 네마틱상을 갖는다.

"네마틱상을 갖는다(have a nematic phase)"라는 표현은 본원에서는 한편으로는 저온에서 스멕틱상 및 결정화가 전혀 관찰되지 않는데 반하여, 다른 한편으로는 가열시에 네마틱상으로부터 등명화가 전혀 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 저온에서의 조사는 흐름 점도계(flow viscometer)내에서 상응하는 온도에서 실시되고, 적어도 100시간 동안 전자-광학 용도에 상응하는 층 두께를 갖는 시험용 셀내에 저장하여 확인한다. 상응하는 시험용 셀내에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 1000시간 이상인 경우, 매질은 그 온도에서 안정한 것으로 간주된다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 상응하는 시간은 각각 500시간 및 250시간이다. 고온에서, 등명점은 모세관내에서 통상의 방법으로 측정된다.

액정 혼합물은 바람직하게는 20℃에서 적어도 60K의 네마틱상 범위 및 30mm² · s^-1의 흐름 점도 ν₂₀을 갖는다.

액정 혼합물내에서의 복굴절률 △n의 값은 일반적으로는 0.07 내지 0.16, 바람직하게는 0.08 내지 0.12이다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 약 -0.5 내지 -8.0, 특히 -3.0 내지 -6.0의 △ε(여기서, △ε은 유전 이방성을 나타낸다)을 갖는다. 20℃에서의 회전 점도 γ₁은 바람직하게는 165mPa.s 미만, 특히 140mPa.s 미만이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 비교적 낮은 문턱전압(V₀) 값을 갖는다. 이러한 문턱전압은 바람직하게는 1.7V 내지 3.0V, 특히 바람직하게는 2.75V 이하, 매우 특히 바람직하게는 2.4V 이하이다.

본 발명의 경우, 용어 "문턱전압(threshold voltage)"은 별도로 지적되지 않는 한은 또한 프레데릭츠 문턱전압(Freedericksz threshold)으로도 알려진 용량 문턱전압(V₀)에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 액정 셀내에서, 특히 디스플레이 백라이트에 노출된 후, 높은 값의 전압 보유비(voltage holding ratio)를 갖는다.

일반적으로, 낮은 어드레싱 전압 또는 문턱전압을 갖는 액정 매질은 더 큰 어드레싱 전압 또는 문턱전압을 갖는 액정 매질에 비해 더 낮은 전압 보유비를 나타내고, 그 역 또한 사실이다.

본 발명의 경우, 용어 "유전성 양성 화합물(dielectrically positive compounds)"은 1.5 초과의 △ε를 갖는 화합물을 나타내고, 용어 "유전성 중성 화합물(dielectrically neutral compounds)"은 -1.5≤△ε≤1.5를 갖는 화합물을 나타내며, 용어 "유전성 음성 화합물(dielectrically negative compounds)"은 -1.5 미만의 △ε를 갖는 화합물을 나타낸다. 화합물의 유전 이방성은 본원에서는 화합물의 10%를 액정 호스트에 용해시킨 다음, 생성되는 혼합물의 캐패시턴스를 각각의 경우에 1KHz에서 호메오트로픽이고 균질의 표면 얼라인먼트를 갖는 20㎛의 층 두께를 가진 적어도 하나의 시험용 셀내에서 측정함으로써 측정된다. 측정 전압은 전형적으로는 0.5V 내지 1.0V이지만, 조사된 개개의 액정 혼합물의 용량성 문턱전압보다는 항상 더 낮다.

유전성 양성 화합물 및 유전성 중성 화합물에 대해 사용된 호스트 혼합물은 ZLI-4792이고, 유전성 음성 화합물에 대해 사용된 호스트 혼합물은 ZLI-2857로서, 이들 두 가지 화합물은 모두 독일의 메르크 KGaA(Merck KGaA)사 제품이다. 조사할 화합물을 첨가한 다음 호스트 혼합물의 유전상수에 있어서의 변화로부터 조사할 개개의 화합물에 대한 값을 구하고, 이를 사용된 화합물의 100%로 외삽한다. 조사되는 화합물의 10%를 호스트 혼합물에 용해시킨다. 이를 위한 물질의 용해도가 너무 낮은 경우, 목적하는 온도에서 조사가 실시될 수 있을 때까지 농도를 단계적으로 반감시킨다.

본 발명에 대해 언급된 모든 온도 값은 ℃포 표현된다.

전압 보유비는 메르크 KGaA사에서 생산한 시험용 셀내에서 측정한다. 측정 셀은 소다회 유리 기판을 가지고 있으며, 폴리이미드 얼라인먼트 층(JSR에서 시판하는 폴리이미드 AL 60702)이 구비되어 있다. 층 두께는 균일하게 6.0㎛이다. 투명 ITO 전극의 면적은 1㎠이다.

본 발명에 따른 혼합물은, 예를 들면, VAN, MVA, (S)-PVA 및 ASV와 같은 모든 VA-TFT 용도에 적합하다. 그들은 또한 음(-)의 △ε를 갖는 IPS, FFS 및 PALC 용도에도 적합하다.

본 발명에 따른 디스플레이내의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로는 그들 스스로가 하나 이상의 개개의 화합물로 이루어진 2개의 성분 A 및 B를 포함한다.

성분 A는 상당히 음성의 유전 이방성을 가지며, -0.5 이하의 유전 이방성을 갖는 네마틱상을 제공한다. 하나 이상의 화학식 IA, IB 및/또는 IC의 화합물 이외에도, 바람직하게는 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물, 또한 화학식 III의 화합물을 포함한다.

성분 A의 비율은 바람직하게는 45 내지 100%, 특히는 60 내지 100%이다.

성분 A의 경우, 바람직하게는 -0.8 이하의 △ε를 갖는 하나(또는 그 이상)의 개개의 화합물이 선택된다. 전체로서 혼합물 중에서의 A의 비율이 더 작을수록 이러한 값은 보다 더 음성이어야 한다.

성분 B는 20℃에서 현저한 네마토겐성(nematogeneity) 및 30mm² · s^-1 이하, 바람직하게는 25mm² · s^-1 이하의 흐름 점도를 갖는다.

성분 B에서 특히 바람직한 개개의 화합물은 20℃에서 18mm² · s^-1 이하, 바람직하게는 12mm² · s^-1 이하의 흐름 점도를 갖는 극저점도 네마틱 액정이다.

성분 B는 모노트로프성(monotropically) 또는 에난티오트로프성(enantiotropically) 네마틱이고, 스멕틱상을 전혀 가지고 있지 않으며, 액정 혼합물내에서 매우 낮은 온도까지 스멕틱상의 발생을 억제할 수 있다. 예를 들면, 높은 네마토겐성을 가진 다양한 물질이 스멕틱 액정 혼합물에 첨가된 경우, 이러한 물질의 네마토겐성은 달성되는 스멕틱상의 억제 정도를 통하여 비교될 수 있다.

다수의 적합한 물질이 문헌을 통하여 본 기술분야의 전문가들에게 알려져 있다. 특히 바람직한 것은 화학식 III의 화합물이다.

또한, 이러한 액정상은 또한 18 가지 이상의 성분, 바람직하게는 18 내지 25 가지의 성분을 포함할 수도 있다.

이들 상은 바람직하게는 4 내지 15개, 특히는 5 내지 12개, 특히 바람직하게는 10개 미만의 화학식 IA, IB 및/또는 IC의 화합물 및 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물, 및 선택적으로 화학식 III의 화합물을 포함한다.

화학식 IA, IB, IC의 화합물 및 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물, 및 선택적으로 화학식 III의 화합물 이외에도, 또한 다른 성분들이, 예를 들면 전체로서 혼합물의 45% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 특히 10% 이하의 양으로 존재할 수도 있다.

다른 성분들은 바람직하게는 네마틱 또는 네마토겐 물질, 특히, 아조옥시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 페닐 또는 사이클로헥실 사이클로헥산카복실레이트, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실바이페닐, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실나프탈렌, 1,4-비스사이클로헥실바이페닐 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥산, 임의로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산 에스터의 부류로부터 선택된 공지된 물질중에서 선택된다.

이러한 유형의 액정상의 성분으로서 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 IV를 특징으로 할 수 있다:

R⁹-L-G-E-R¹⁰

상기 식에서,

L 및 E는 각각 1,4-이치환된 벤젠 및 사이클로헥산 고리, 4,4'-이치환된 바이페닐, 페닐사이클로헥산 및 사이클로헥실사이클로헥산 시스템, 2,5-이치환된 피리미딘 및 1,3-다이옥산 고리, 2,6-이치환된 니프탈렌, 다이- 및 테트라하이드로나프탈렌, 퀴나졸린 및 테트라하이드로퀴나졸린에 의해 형성된 군중에서 선택된 카보사이클릭- 또는 헤테로사이클릭 고리 시스템을 나타내고,

G는

또는 C-C 단일결합을 나타내고,

Q는 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 -CN을 나타내고,

R⁹ 및 R¹⁰은 각각 18개 이하, 바람직하게는 8개 이하의 탄소원자를 갖는 알킬, 알케닐, 알콕시, 알콕시알킬 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내거나, 또는 달리 이들 라디칼중 하나는 CN, NC, NO₂, NCS, CF₃, SF₅, OCF₃, F, Cl 또는 Br을 나타낸다.

대부분의 이들 화합물에서, R⁹ 및 R¹⁰은 서로 다르며, 이들 라디칼중의 하나는 일반적으로는 알킬기 또는 알콕시기이다. 제안된 치환체의 다른 변형체들도 또한 통상적이다. 많은 이러한 물질 또는 그들의 혼합물은 상업적으로 입수가 가능하다. 이러한 물질은 모두 문헌에 알려진 방법으로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 VA, IPS, FFS 또는 PALC 혼합물이 또한, 예를 들면, H, N, O, Cl 및 F가 상응하는 동위원소로 치환된 화합물을 포함할 수도 있다는 사실은 본 기술 분야의 전문가들에게 말할 필요도 없다.

더욱이, 예를 들면, 미국 특허 제 6,861,107 호에 개시되어 있는 바와 같은 중합가능한 화합물, 소위 반응성 메조젠(RMs, reactive mesogens)이 혼합물을 기준하여 바람직하게는 0.12 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2중량%의 농도로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있다. 이러한 유형의 혼합물은 액정 혼합물내에서 반응성 메조젠의 중합이 일어나도록 계획된 소위 중합체-안정화된 VA 모드에 사용될 수 있다. 이를 위한 선결 조건은 액정 혼합물 그 자체가 임의의 중합가능한 성분을 포함하지 않는다는 것이다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이의 구조는, 예를 들면, 제 EP-A 0 240 379 호에 기술되어 있는 바와 같은 통상적인 기하구조에 상응한다.

하기 예는 본 발명을 설명하려는 것이지 제한하려는 것이 아니다. 상기 및 이하에서, 백분율은 중량%이며; 모든 온도는 섭씨(℃)를 나타낸다.

화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물 및 화학식 IB, IC 및 ID의 화합물로 이루어진 군중의 하나 이상의 화합물 이외에도, 본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 하나 이상의 하기에 나타낸 화합물을 포함한다.

다음의 약어들이 사용된다:

(n, m, z는 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다)

(O)C_mH_2m ₊₁은 OC_mH_2m ₊₁ 또는 C_mH_2m ₊₁을 의미한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분들의 목적하는 양을 유리하게는 승온에서 주 성분을 구성하는 성분들에 용해시킨다. 또한, 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올중의 성분의 용액들을 혼합한 다음, 예를 들면 완전히 혼합한 후에 다시 증류하여 용매를 제거할 수도 있다.

적합한 첨가제를 사용하여, 본 발명에 따른 액정상을, 예를 들면, 이제까지 개시된 임의의 유형의 ECB, VAN, IPS, GH 또는 ASM-VA LCD 디스플레이에 이용될 수 있는 방식으로 개질할 수 있다.

유전체는 또한, 예를 들면, UV 흡수제, 산화방지제, 나노입자 및 유리 라디칼 소거제와 같은, 본 기술 분야의 전문가들에게 알려지고 문헌에 기술되어 있는 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다. 예를 들면, 0 내지 15%의 다색성 염료, 안정화제 또는 키랄성 도펀트가 첨가될 수 있다.

예를 들면, 0 내지 15%의 다색성 염료가 첨가될 수 있고, 또한 전도성을 개선하기 위하여 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥스옥시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보라네이트 또는 크라운 에터의 복합 염(예를 들면, [Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258(1973)])이 첨가될 수 있거나, 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱상의 얼라인먼트를 개선하기 위하여 다른 물질이 첨가될 수 있다. 이러한 유형의 물질이, 예를 들면, 제 DE-A 22 09 127 호, 제 22 40 864 호, 제 23 21 632 호, 제 23 38 281 호, 제 24 50 088 호, 제 26 37 430 호 및 제 28 53 728 호에 기술되어 있다.

하기 표 A는 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 가능한 도펀트를 나타낸 것이다. 혼합물이 도펀트를 포함하는 경우, 이들 도펀트는 0.01 내지 4중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.0중량%의 양으로 사용된다.

[표 A]

혼합물의 총량을 기준하여, 예를 들면, 10중량% 이하, 바람직하게는 0.01 내지 6중량%, 특히 0.1 내지 3중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 안정화제가 하기 표 B에 나타나 있다:

[표 B]

하기 예는 본 발명을 설명하려는 것이지 제한하려는 것이 아니다. 상기 및 하기에서, 하기의 약어들이 사용된다:

V_o는 20℃에서의 용량성 문턱전압[V]을 나타낸다.

△n은 20℃ 및 589nm에서 측정된 광학 이방성을 나타낸다.

△ε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.

cl.p. 는 등명점(clearing point)[℃]을 나타낸다.

K₁은 20℃에서의 탄성 상수, "스플레이(splay)" 변형[pN]을 나타낸다.

K₃은 20℃에서의 탄성 상수, "굴곡(bend)" 변형[pN]을 나타낸다.

γ₁은 자기장에서 회전 방법에 의해 측정된, 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.

LTS는 시험용 셀내에서 측정된 저온 안정성(네마틱상)을 나타낸다.

VHR(20)은 20℃에서의 전압 보유비[%]를 나타낸다.

VHR(100)은 100℃에서 5분 후의 전압 보유비[%]를 나타낸다.

VHR(BL)은 백라이트^* 노출 후의 전압 보유비[%]를 나타낸다.

VHR(100,BL): 백라이트^* 노출 후 및 100℃에서 5분 후의 전압 보유비.

*: 상업적인 CCFL(냉 캐소드 형광 램프) 백라이트.

문턱 전압을 측정하는데 사용된 디스플레이는 20㎛ 분리되어 있는 2개의 평면-평행 외측 플레이트(two plane-parallel outer plate), 및 외측 플레이트의 내측 상에 SE-1211(닛산 케미칼즈(Nissan Chemicals) 제품)의 상부 얼라인먼트 층을 가진 전극 층을 갖고 있고, 이는 액정을 호메오트로픽으로 정렬시킨다.

본 원에서 모든 농도는 별도로 명백하게 지적하지 않는 한은 상응하는 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다. 모든 물성은 ["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status November 1997, Merck KGaA, Germany]에 기술된 바와 같이 측정되며, 별도로 명백하게 지적하지 않는 한은 20℃의 온도를 적용한다.

혼합물 실시예

실시예 1

실시예 2

실시예 3

실시예 4

실시예 5

실시예 6

실시예 7

실시예 8

실시예 9

실시예 10

실시예 11

실시예 12

실시예 13

실시예 14

실시예 15

비교예 1

실시예 16

실시예 17

실시예 18

각각의 경우, 하기 V18 a 내지 j에서 언급된 개별적인 물질중 하나의 20%를 상기 개시된 호스트에 혼합하고, 백라이트에 노출 후 VHR(100)[%]을 측정한다:

표는 화학식 IA, IB 및 IC의 화합물이 참고 물질에 비해 백라이트 노출후 호스트 중에서 더 높은 전압 보유비를 나타냄을 보여준다.

Claims

하기 화학식 IA-1a 내지 IA-3d, IB-1 내지 IB-7 및 IC-1 내지 IC-3의 화합물의 군에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함함을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
R^2C는 6개 이하의 탄소 원자를 갖고, 비치환되거나 또는 CN 또는 CF₃로 일 치환되거나, 할로겐으로 적어도 일치환되며, 또한 이들 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬이며, L이 F인 경우, R^2C는 또한 할로겐일 수 있고,
L은 H 또는 F이다.
제 1 항에 있어서
하나 이상의 하기 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는, 액정 매질:
화학식 IIA

화학식 IIB

상기 식에서,
R²는 15개 이하의 탄소 원자를 갖고, 치환되지 않거나, CN 또는 CF₃로 일치환되거나 또는 할로겐에 의해 적어도 일치환되고, 이에 추가하여 이들 라디칼중의 하나 이상의 CH₂기가 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CO-, -CO-O-, -OC-O- 또는 -O-CO-O-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬 또는 알케닐 라디칼을 나타내고,
L¹내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로 F 또는 Cl을 나타내고,
Z² 및 Z^2'는 각각 서로 독립적으로 단일결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CHCH₂O-를 나타내고,
p는 1 또는 2를 나타내며,
v는 1 내지 6을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:
화학식 III

상기 식에서,
R³¹ 및 R³²는 각각 서로 독립적으로 탄소수 12 이하의 직쇄 알킬, 알콕시알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

는

를 나타내며,
Z³는 단일결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄-, -C₄F₉-, -CF=CF-를 나타낸다.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 V-1 내지 V-4의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R⁷ 내지 R¹⁰은 각각 서로 독립적으로 제 2 항에서 R²에 대해 개시된 의미 중 하나를 갖고,
w 및 x는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 T-1 내지 T-21의 터페닐을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼이고,
m은 1 내지 6을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 O-1 내지 O-14의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 제 1 항에서 R^2C에 대해 개시된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 In의 인단 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹¹, R¹², R¹³은 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬 또는 알콕시, 알콕시알킬 또는 알케닐 라디칼을 나타내고,
R¹² 및 R¹³은 추가로 할로겐을 나타내고,

는
이고,
i는 0, 1 또는 2이다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
전체로서 혼합물 중의 화학식 IA-1a 내지 IA-3d, IB-1 내지 IB-7 및 IC-1 내지 IC-3의 화합물의 비율이 5중량% 이상임을 특징으로 하는 액정 매질.
하나 이상의 화학식 IA-1a 내지 IA-3d, IB-1 내지 IB-7 및 IC-1 내지 IC-3의 화합물을 하나 이상의 추가의 액정 화합물과 혼합하고, 첨가제를 선택적으로 첨가함을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 액정 매질을 제조하는 방법.
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제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 액정 매질을 유전체로서 함유함을 특징으로 하는 능동 매트릭스 어드레싱을 갖는 전자-광학 디스플레이.
제 12 항에 있어서,
ECB, PALC, FFS 또는 IPS 디스플레이임을 특징으로 하는 전자-광학 디스플레이.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 IIB-1 내지 IIB-10의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 IIIa 내지 IIIh의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 PY-n-(O)m의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
m 및 n은 각각 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 B-1 내지 B-3의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이고,
alkenyl 및 alkenyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알케닐 라디칼이다.
제 17 항에 있어서,
화학식 B-1 및 B-2의 화합물이 하기 화학식 B-1a, B-2a, B-2b 및 B-2c의 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 액정 매질:

상기 식에서,
alkyl^*은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 Z-1 내지 Z-7의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼이고,
alkyl은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 BC, CR, PH-1, PH-2 및 BF의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^B1, R^B2, R^CR1 및 R^CR2, R¹, R²는 각각 서로 독립적으로 6개 이하의 탄소 원자를 갖고, 비치환되거나 또는 CN 또는 CF₃로 일 치환되거나, 할로겐으로 적어도 일치환되며, 또한 이들 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂ 기는 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬이고,
c는 0, 1 또는 2이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 L-1 내지 L-11의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R, R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 6개 이하의 탄소 원자를 갖고, 비치환되거나 또는 CN 또는 CF₃로 일 치환되거나, 할로겐으로 적어도 일치환되며, 또한 이들 라디칼중의 하나 이상의 CH₂ 기는 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂O-, -OCF₂-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 치환될 수 있는 알킬이고,
alkyl은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼이며,
s는 1 또는 2이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 T-1 및 B-1의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼이고,
alkyl 및 alkyl^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 Y-1 내지 Y-6의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹³ 내지 R¹⁸은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시 라디칼이고,
z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6이다.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 하기 화학식 In-1 내지 In-16의 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹¹은 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬 또는 알콕시, 알콕시알킬 또는 알케닐 라디칼이다.
제 1 항에 있어서,
UV 흡수제, 나노 입자, 산화 방지제, 유리 라디칼 소거제 및 하기 화학식의 안정화제로부터 선택된 첨가제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
n은 1 내지 12이다.
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 CC-n-Vm, CC-2V-V2 및 CCP-nV-m의 화합물의 군에서 선택된 하나 이상의 화합물을 포함함을 특징으로 하는, 액정 매질:
[화학식 CC-n-Vm]

상기 식에서,
n은 1이고, m은 3이거나,
n은 2이고, m은 3이거나,
n은 3이고, m은 2이거나,
n은 4이고, m은 2이거나,
n은 5이고, m은 3이다.
[화학식 CC-2V-V2]

[화학식 CCP-nV-m]

상기 식에서,
n은 2 또는 3이고, m은 1이다.