KR101547359B1

KR101547359B1 - 액정 매질

Info

Publication number: KR101547359B1
Application number: KR1020097003294A
Authority: KR
Inventors: 게오르그 베르나츠; 폴커 라이펜라트; 마티아스 브레머; 라르스 리트자우; 멜라니 클라센-멤머; 이즈미 사이토
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2015-08-25
Also published as: CN101490212A; CN101490212B; JP2016084476A; JP2013177607A; KR20090031781A; EP2041239A1; WO2008009417A1; JP2010503733A; ATE523576T1; TW200819520A; EP2041239B1; EP2199362A2; US20090309066A1; US8168081B2; EP2199362B1; EP2199362A3; TWI438265B; JP5813287B2

Abstract

본 발명은, 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 유전적으로 음의 극성 화합물의 혼합물에 기초한 액정 매질, 이의 전기-광학 디스플레이에서의 용도, 특히 VA, ECB, PALC, FFS 또는 IPS 효과에 기초한 능동-매트릭스 디스플레이에서의 용도, 및 이 유형의 디스플레이에 관한 것이다.

화학식 I

상기 식에서,

파라미터는 특허청구범위 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.

Description

액정 매질{LIQUID CRYSTALLINE MEDIUM}

본 발명은, 액정 매질 및 이의 액정 디스플레이에서의 용도, 및 상기 액정 디스플레이, 특히 호메오트로픽(homeotropic) 개시 정렬에서 유전적으로 음의 액정과 함께 ECB(electrically controlled birefringence, 전기 제어 복굴절) 효과를 이용하는 액정 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 매질은 본 발명에 따른 디스플레이에서 특히 짧은 응답 시간과 동시에 높은 전압 보존율(holding ratio)이 두드러진다.

ECB 효과를 이용하는 디스플레이는, 특히 텔레비전 용도에서, TN(비틀린 네마틱(twisted nematic)) 디스플레이 이외에, 현재 가장 중요한 더 최근의 3가지 유형의 액정 디스플레이 중 하나로서, 오래 알려진 디스플레이와 더불어, 예컨대 MVA(다중영역 수직 정렬(multi-domain vertical alignment), 예를 들면, 요시데(Yoshide, H.) 등의 문헌 [Paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp.6 to 9]; 및 리우(Liu, C.T.) 등의 문헌 [Paper 15.1: "A 46-inch TFT- LCD HDTV Technology...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp.750 to 753]), PVA(패턴화 수직 정렬(patterned vertical alignment), 예를 들면, 김상수(Kim, Sang Soo)의 문헌 [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 to 763]) 디자인, ASV(어드밴스드 슈퍼 뷰(advanced super view), 예를 들면, 시게타(Shigeta), 미츠히로(Mitzuhiro) 및 후쿠오카(Fukuoka, Hirofumi)의 문헌 [Paper 15.2: "Development of High Quality LCDTV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp.754 to 757]) 디스플레이, 그 밖에 IPS(동일 평면 스위칭(in plane switching)) 디스플레이(예를 들면, 예오(Yeo, S.D.)의 문헌 [Paper 15.3: "A LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp.758 & 759])에서 소위 VAN(수직 정렬된 네마틱(vertically aligned nematic)) 디스플레이로서 정립되었다. 일반적인 형태에서, 상기 기술들은 예컨대 문헌 [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]에서 비교되었다. 최신 ECB 디스플레이의 응답 시간은 이미 오버드라이브를 이용한 어드레싱 방법에 의해 상당히 개선되었지만(예를 들면, 김현경(Kim, Hyeon Kyeong) 등의 문헌 [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 to 109]), 특히 회색 쉐이드(shade)의 스위칭의 경우, 비디오-호환적 응답 시간의 달성은 여전히 만족스러운 정도로 해결되지 않은 문제이다.

ASV 디스플레이와 같은 ECB 디스플레이는 음의 유전 이방성(Δε)을 갖는 액정 매질을 이용하는 반면, TN 및 현재까지의 모든 통상적인 IPS 디스플레이는 양의 유전 이방성의 액정 매질을 이용한다.

이 유형의 액정 디스플레이에서, 액정은 광학 성질들이 전압 인가시 가역적으로 변화되는 유전체로서 사용된다.

일반적인 디스플레이에서, 즉 앞서 언급한 효과에 따른 디스플레이에서도 또한, 작동 전압은 가능한 한 낮아야 하기 때문에, 일반적으로 모두가 동일한 부호의 유전 이방성을 가지며 가능한 최대치의 유전 이방성을 갖는 액정 화합물들로 주로 이루어진 액정 매질을 사용한다. 일반적으로, 많아야 비교적 적은 비율의 중성 화합물을 사용하며, 가능한 경우 매질에 대해 반대 부호의 유전 이방성을 갖는 화합물은 사용하지 않는다. ECB 디스플레이를 위한 음의 유전 이방성의 액정 매질의 경우, 따라서 음의 유전 이방성의 화합물이 주로 사용된다. 사용된 액정 매질은 일반적으로, 주로 및 통상적으로, 심지어 본질적으로 음의 유전 이방성을 갖는 액정 화합물들로 이루어진다.

본 발명에 따라 사용된 매질에서는, 전형적으로, 많아야 상당량의 유전적으로 중성의 액정 화합물 및 일반적으로 단지 매우 소량의 유전적으로 양의 화합물이 사용되거나 또는 심지어 유전적으로 양의 화합물이 사용되지 않고 있는데, 이는 일 반적으로 액정 디스플레이가 가능한 최저 어드레싱 전압을 갖고자 하기 때문이다.

상응하게 낮은 어드레싱 전압을 갖는 종래 기술의 액정 매질은 비교적 낮은 전기 저항을 가지거나 또는 낮은 전압 보존율을 가져서 디스플레이에서 원하지 않게 높은 전력 소모가 초래된다.

또한, 종래 기술의 디스플레이의 어드레싱 전압은 흔히 너무 높으며, 휴대 용도의 디스플레이와 같이 전력 공급망에 직접 연결되어 있지 않거나 또는 연속적으로 연결되어 있지 않은 디스플레이의 경우에 특히 그러하다.

또한, 상 범위는 의도한 용도에 대해 충분히 넓어야 한다.

특히, 디스플레이 중 액정 매질의 응답 시간은 개선, 즉 감소되어야 한다. 이는 특히 텔레비전 또는 멀티미디어 용도를 위한 디스플레이에 있어서 중요하다. 응답 시간을 개선하기 위해, 과거에는 액정 매질의 회전 점도(γ₁)를 최적화하는 것, 즉 가능한 최저 회전 점도를 갖는 매질을 달성하는 것이 반복적으로 제안되어 왔다. 그러나, 여기서 달성된 결과는 많은 용도에 불충분하므로, 또 다른 최적화 접근방법을 찾는 것이 바람직한 것으로 생각된다.

그러므로, 종래 기술의 매질의 단점을 갖지 않거나 또는 적어도 상당히 감소된 정도로만 상기 단점을 갖는 액정 매질에 대한 많은 요구가 존재한다.

놀랍게도, ECB 디스플레이에서 짧은 응답 시간을 갖는 동시에 충분히 광범위한 네마틱 상, 유리한 복굴절(Δn) 및 높은 전압 보존율을 갖는 액정 디스플레이를 달성하는 것이 가능한 것으로 밝혀졌다.

본 발명은, 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 극성 화합물의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이다:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 15개 이하의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼(여기서, 이들 라디칼 중 하나 이상의 CH₂기는 또한 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-,

, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있다), 바람직하게는 비치환된 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시 라디칼이며, 특히 바람직하게는 R¹¹ 및 R¹²중 하나는 알킬 또는 알켄일 라디칼이고, 다른 하나는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시이며, 특히 바람직하게는 R¹¹은 직쇄 알킬 또는 알켄일, 특히 CH₂=CH-, E-CH₃-CH=CH-, CH₂=CH-CH₂-CH₂-, CH₃-CH=CHC₂H₄-, CH₃-, C₂H₅-, n-C₃H₇-, n-C₄H₉- 또는 n-C₅H₁₁-이고,

고리

내지

중 하나는

또는

, 바람직하게는

이고, 고리

내지

중 다른 하나는

또는

이고, 나머지는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는

, 바람직하게는

또는

이고,

Z¹¹ 내지 Z¹³은 각각 서로 독립적으로 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂O-, -O-CH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CF₂-CF₂- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂- 또는 단일 결합이고, 특히 바람직하게는 Z¹¹ 내지 Z¹³ 중 하나 또는 존재한다면 그 이상, 매우 특히 바람직하게는 Z¹¹ 내지 Z¹³ 모두는 단일 결합이고,

m 및 n은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

(m+n)은 바람직하게는 0 또는 1이다.

이 유형의 매질은 특히 ECB 효과에 기초하여 어드레싱하는 능동-매트릭스를 갖는 전기-광학(electro-optical) 디스플레이, 및 IPS(동일 평면 스위칭) 디스플레이에 사용하는 것이다. 본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 음의 유전적 이방성을 갖는다.

전기적 제어된 복굴절, 즉 ECB(전기적 제어된 복굴절) 효과 또는 DAP(정렬된 상의 변형) 효과의 원리는 최초로 1971년에 설명되었다(쉬켈(M.F. Schieckel) 및 파렌숀(K. Fahenschon)의 문헌 ["Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19(1971), 3912]). 칸(J.F. Kahn)의 논문 [Appl. Phys. Lett. 20(1972), 1193] 및 라브루 니(G. Labrunie) 및 로버트(J. Robert)의 문헌 [J. Appl. Phys. 44(1973), 4869]이 뒤따랐다.

로버트 및 클러크(F. Clerc)의 논문 [SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30], 두첸(J. Duchene)의 문헌 [Displays 7(1986), 3] 및 스챠드(H. Schad)의 문헌 [SID 82 Digest Techn. Papers(1982), 244]에서, ECB 효과에 기초한 고급-정보 디스플레이 소자들에 사용하기 적합하게 하기 위해서는, 액정 상들이 탄성 계수들 사이의 비율(K₃/K₁)에 대한 높은 값, 광학 이방성(Δn)의 높은 값 및 -0.5 이하의 유전 이방성(Δε)의 값을 가져야 하는 것으로 제시하였다. ECB 효과에 기초한 전기-광학 디스플레이 소자들은 호메오트로픽 에지 정렬(VA 기술 = 수직 정렬)을 갖는다. 유전적으로 음의 액정 매질은 또한 소위 IPS 효과를 사용하는 디스플레이에서 사용될 수 있다.

전기-광학 디스플레이 소자에서 이 효과의 산업적 용도에서는 다수의 요건들을 충족하는 LC 상들을 요구한다. 여기서 특히 중요한 것은 습기, 공기 및 물리적 영향, 예컨대 열, 적외선, 가시광선 및 자외선에 대한 화학적 저항성, 및 직류 및 교류 전기장이다.

더욱이, 산업적으로 사용될 수 있는 LC 상들은 적합한 온도 범위 및 낮은 점도에서 액정 메소상을 가질 것이 요구된다.

지금까지 개시되어 온 액정 메소상을 갖는 일련의 화합물 중 어느 것도 이들 요건 모두를 충족하는 단일 화합물을 포함하지 않는다. 따라서, LC 상들로서 사용 될 수 있는 물질을 수득하기 위해서는 2 내지 25개, 바람직하게는 3 내지 18개의 화합물들의 혼합물이 일반적으로 제조된다. 그러나, 이 방식으로 쉽게 최적의 상들을 제조할 수 없었는데, 이는 유의적으로 음의 유전적 이방성 및 충분한 장기간 안정성을 갖는 액정 물질이 지금까지 입수할 수 없었기 때문이다.

매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)가 공지되어 있다. 각각의 픽셀의 개별적인 스위칭(switching)에 사용될 수 있는 비선형 소자는 예컨대 능동 소자(즉, 트랜지스터)이다. 따라서, "능동 매트릭스"라는 용어는 구별할 수 있는 하기 2가지 유형으로 사용된다:

1. 기판으로서의 실리콘 웨이퍼 상의 MOS(metal oxide semiconductor, 금속 산화물 반도체) 트랜지스터.

2. 기판으로서의 유리 플레이트 상의 박막 트랜지스터(TFT).

제 1 유형의 경우, 사용되는 전기-광학 효과는 통상적으로 동적 산란 또는 게스트-호스트(guest-host) 효과이다. 기판 물질로서 단결정 규소를 사용하면 디스플레이 크기가 제한되는데, 이는 다양한 부품-디스플레이의 모듈식 조립체가 접속부에서 문제를 발생시키기 때문이다.

바람직하고 더 발전된 제 2 유형의 경우, 지금까지 사용되는 전기-광학 효과는 주로 TN 효과이었다.

구별되는 2가지 기술은 다음과 같다. CdSe와 같은 반도체 화합물을 포함하는 TFT, 또는 다결정성 또는 비정질 규소를 기재로 하는 TFT. 특히 후자의 기술이 전세계적으로 집중적으로 연구되고 있다.

TFT 매트릭스는 디스플레이의 하나의 유리 플레이트의 내측에 적용되는 반면, 다른 하나의 유리 플레이트는 그의 내측 상에서 투명 반대전극을 갖는다. 픽셀 전극의 크기를 비교하면, TFT는 매우 작으며, 실질적으로 이미지에 대한 부정적인 효과를 갖지 않는다. 또한, 이 기술은, 필터 소자를 각각의 스위칭 가능한 픽셀에 대해 대향시키는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 정렬되어 있는 전색성 디스플레이(fully colour-capable display)로 확대될 수도 있다.

지금까지 가장 많이 사용된 TFT 디스플레이는 통상적으로 전송시 교차된 편광기를 갖는 TN 셀로서 작동하며, 백라이트이다. TV 용도에서, IPS 셀 또는 ECN(또는 VAN) 셀을 함유하는 디스플레이가 최근 크게 사용되고 있다.

본원에서 MLC 디스플레이라는 용어는 집적된 비선형 소자, 즉 능동 매트릭스를 갖는 특정의 매트릭스 디스플레이뿐만 아니라 배리스터(varistor) 또는 다이오드(MIM = 금속-절연체-금속(metal-insulator-metal))와 같은 수동 소자를 갖는 디스플레이를 포함한다.

이러한 유형의 MLC 디스플레이는 자동차 또는 항공기 구조물에서 TV 용도(예컨대 포켓용 TV) 또는 고급-정보 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트의 각도 의존성 및 응답 시간과 관련된 문제 이외에도, 또한 액정 혼합물의 불충분하게 높은 비저항으로 인하여 MLC 디스플레이에서 많은 어려움이 야기된다(도가시(TOGASHI, S.), 세키구치(SEKIGUCHI, K.), 다나베(TANABE, H.), 야마모토(YAMAMOTO, E.), 소리마치(SORIMACHI, K.), 다지마(TAJIMA, E.), 와타나베(WATANABE, H.), 시미즈(SHIMIZU, H.)의 문헌 [Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris] 및 스트로머(STROMER, M.)의 문헌 [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 저하된다. 일반적으로, 액정 혼합물의 비저항은 디스플레이의 내측 표면과의 상호작용으로 인하여 MLC 디스플레이의 수명을 저하시키기 때문에, 장시간의 작동시간에 걸쳐 허용될 수 있는 저항 값을 가져야만 하는 디스플레이에 대해서는 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다.

지금까지 개시된 MLC-TN 디스플레이의 단점은 이들의 비교적 낮은 콘트라스트, 비교적 높은 시야각 의존성, 및 이들 디스플레이에서의 회색 쉐이드 생성의 어려움이다.

따라서, 광범위한 작동 온도 범위, 짧은 응답 시간, 및 다양한 회색 쉐이드를 생성시킬 수 있는 낮은 문턱 전압과 동시에, 매우 높은 비저항을 갖는 MLC 디스플레이에 대한 많은 요구가 계속되고 있다.

본 발명은, 모니터 및 TV 용도에서 뿐만 아니라 휴대전화 및 네비게이션 시스템 용도에서, ECB 또는 IPS 효과에 기초하고 앞서 지적된 단점을 갖지 않거나 또는 단지 그러한 단점이 더 감소되고 동시에 매우 높은 비저항 값을 갖는 MLC 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다. 특히, 휴대전화 및 네비게이션 시스템의 경우에는 이들이 또한 극도의 고온 및 극도의 저온에서도 작동하도록 보장받아야 한다.

놀랍게도, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 네마틱 액정 혼합물이 이들 디스플레이 소자에 사용될 경우에 이러한 목적이 달성될 수 있음이 지금에서야 발견되었다. 화학식 I의 화합물은 예컨대 DE 39 06 040 호에서 액정으로서 및 DE 102 04 236 호에서 중간체로서 알려져 있다. 미국 특허 제 6,548,126 호 및 미국 특허 제 6,395,353 호에서는 액정 혼합물 중의 화학식 I의 화합물을 개시하고 있다.

따라서, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 극성 화합물의 혼합물에 기초한 액정 매질에 관한 것이다.

본 발명에 따른 혼합물은 85℃ 이상의 청명점, 매우 유리한 용량 문턱 값(capacitive threshold value), 비교적 높은 값의 보존율 및 그와 동시에 -30℃ 및 -40℃에서의 매우 우수한 저온 안정성, 및 매우 낮은 회전 점도를 갖는 매우 광범위한 네마틱 상 범위를 나타낸다. 본 발명에 따른 혼합물은 또한 청명점과 회전 점도의 우수한 비율 및 높은 음의 유전적 이방성을 그 특징으로 한다.

화학식 I의 화합물 중에 존재하는 기

및

중 하나 이상이

또는

,

바람직하게는

또는

인 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다.

이하와 같은 화학식 I의 화합물들이 특히 바람직하다:

(a) R¹¹ 및/또는 R¹²가 H, 알킬, 알켄일 또는 알콕시, 바람직하게는 6개 이하의 C 원자를 갖는 것들인 화학식 I의 화합물, 매우 특히 바람직하게는 R¹²가 알콕시 또는 알켄일옥시인 화학식 I의 화합물.

(b) R¹¹ 및 R¹²가 모두 알킬이되, 상기 알킬 라디칼은 동일하거나 상이할 수 있는 화학식 I의 화합물.

(c) R¹¹이 직쇄 알킬, 바이닐, 1E-알켄일 또는 3-알켄일인 화학식 I의 화합물.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 알켄일인 경우, CH₂=CH, CH₃-CH=CH, CH₂=CH-C₂H₅ 또는 CH₃- CH=CH-C₂H₅가 바람직하다.

본 발명에 따른 매질은 화학식 I의 화합물을 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 유전적으로 음(-)이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 다음의 것들을 포함한다:

a) 바람직하게는 화학식 I의 유전적으로 음의 화합물(들) 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 제 1 메소제닉 성분(성분 A),

b) 하기 화학식 II의 유전적으로 음의 화합물(들) 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 제 2 메소제닉 성분(성분 B), 및/또는

c) 하기 화학식 III의 유전적으로 중성의 화합물 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 중성의 메소제닉 성분(성분 C), 및/또는

d) 하기 화학식 IV 및 V의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 유전적으로 음의 화합물 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 추가 메소제닉 성분(성분 D), 및 임의적으로,

e) 하나 이상의 키랄 화합물로 이루어진 키랄 성분(성분 E).

[상기 식에서,

R²¹ 및 R²²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 15개 이하의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼(여기서, 이들 라디칼 중 하나 이상의 CH₂기는 또한 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-,

, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있다), 바람직하게는 비치환된 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시 라디칼이며, 특히 바람직하게는 R¹¹ 및 R¹²중 하나는 알킬 또는 알켄일 라디칼이고, 다른 하나는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시 라디칼, 바람직하게는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알킬, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알콕시, 바람직하게는 n-알콕시, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 알콕시알킬, 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 것들, 바람직하게는 알켄일이며(여기서, 모든 기 중 하나 이상의 H 원자는 할로겐 원자, 바람직하게는 F 원자에 의해 치환될 수 있다), 특히 바람직하게는 R²¹ 및 R²²중 하나, 바람직하게는 R²¹은 알킬 또는 알켄일 라디칼이고, 다른 하나는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시 라디칼이며, 특히 바람직하게는 R²¹은 직쇄 알킬, 특히 CH₃-, C₂H₅-, n-C₃H₇-, n-C₄H₉- 또는 n-C₅H₁₁-, 또는 알켄일, 특히 CH₂=CH-, E-CH₃-CH=CH-, CH₂=CH-CH₂-CH₂-, E-CH₃-CH=CH-CH₂-CH₂- 또는 E-n-C₃H₇-CH=CH-이고,

고리

내지

중 하나는

이고, 나머지는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는

,

바람직하게는

또는

,

특히 바람직하게는

는

이고,

는

또는

이고,

L²¹ 및 L²²는 각각 서로 독립적으로 =C(X²)- 또는 =N-이고, 바람직하게는 L²¹ 및 L²² 중 하나 이상은 =C(-F)-이고 다른 하나는 =C(-F)- 또는 =C(-Cl)-이고, 특히 바람직하게는 L²¹ 및 L²²는 모두 =C(-F)-이고,

X²는 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, CHF₂, 바람직하게는 F 또는 Cl, 특히 바람직하게는 F이고,

는 바람직하게는

또는

, 특히 바람직하게는

이고,

Z²¹ 내지 Z²³은 각각 서로 독립적으로 -CH₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -O-, -CH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂-O-, -O-CF₂- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂- 또는 단일 결합이고, 특히 바람직하게는 Z²¹ 내지 Z²³ 중 하나 또는 존재한다면 그 이상, 매우 특히 바람직하게는 Z²¹ 내지 Z²³ 모두는 단일 결합이고,

l 및 o는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

(l+o)은 바람직하게는 0 또는 1이다]

[상기 식에서,

R³¹ 및 R³²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹ 및 R¹²에 대해 기재된 의미들 중 하나를 가지며, 바람직하게는 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알킬, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알콕시, 바람직하게는 n-알콕시, 특히 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 알콕시알킬, 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알켄일옥시이고,

내지

는 각각 서로 독립적으로

또는

, 바람직하게는

또는

이고,

는 바람직하게는

이고,

는 바람직하게는

또는

이고, 존재한다면

는 바람직하게는

이고,

Z³¹ 내지 Z³³은 각각 서로 독립적으로 Z¹¹ 내지 Z¹³에 대해 기재된 의미들 중 하나를 가지며, 바람직하게는 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH₂-CH₂- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 단일 결합이고,

p 및 q는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

(p+q)는 바람직하게는 0 또는 1, 바람직하게는 0이다]

[상기 식에서,

R⁴¹, R⁴², R⁵¹ 및 R⁵²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹ 및 R¹²에 대해 기재된 의미들 중 하나를 가지며, 바람직하게는 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알킬, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 알콕시, 바람직하게는 n-알콕시, 특히 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 n-알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 알콕시알킬, 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알켄일옥시이고,

고리

및

중 하나는

,

또는

이고,

바람직하게는

는

이고,

나머지 고리

내지

는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는

, 바람직하게는

또는

, 특히 바람직하게는

또는

이고,

는 또한 단일 결합이고,

가

또는

인 경우, R⁴²는 바람직하게는 H이고,

고리

내지

중 하나는

또는

,

바람직하게는

또는

이고,

나머지 고리는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는

,

바람직하게는

또는

이고,

는 또한 단일 결합이고,

Z⁴¹ 내지 Z⁴³및 Z⁵¹ 내지 Z⁵³은 각각 서로 독립적으로 Z¹¹ 내지 Z¹³에 대해 기재된 의미들 중 하나를 가지며, 바람직하게는 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CH₂-CH₂- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 단일 결합이며,

r 및 s는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

바람직하게는 (r+s)는 0 또는 1, 바람직하게는 0이고,

t 및 u는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

바람직하게는 (t+u)는 0 또는 1, 바람직하게는 0이다].

화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 식 IA 및 IB의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

파라미터는 화학식 I에 대해 앞서 기재된 의미를 갖는다.

화학식 I의 화합물은 특히 바람직하게는 하기 식 IA-1 및 IB-1 내지 IB-10의 화합물, 바람직하게는 식 IA-1, 및 IB-1 내지 IB-3, IB-9 및 IB-10의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖고,

바람직하게는 Z¹¹ 및 존재한다면 Z¹² 중 하나 또는 이들 모두는 단일 결합이다.

화학식 I의 화합물은 매우 특히 바람직하게는 하기 식 IA'-1 및 IB'-1 내지 IB'-4의 화합물, 바람직하게는 식 IA'-1 및/또는 IB'-1의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖고,

바람직하게는 R¹¹ 및 R¹²는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 또는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일, 바람직하게는 1-알켄일, 특히 바람직하게는 특히 식 IA'-1 및 IB'-1의 경우, R¹²는 (O)C_vH_2v+1(여기서, v는 1 내지 6이다)이다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 IA"-1, IB"-1 및 IB"-2, 바람직하게는 식 IA"-1 및/또는 IB"-1의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 식 IA 및/또는 IB의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖고,

바람직하게는 R¹¹ 및 R¹²는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 또는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일, 바람직하게는 1-알켄일, 특히 바람직하게는 R¹²는 (O)C_vH_2v+1(여기서, v는 1 내지 6이다)이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 IA"'-1, IB"'-1 및 IB"'-2의 화합물, 바람직하게는 식 IA"'-1 및/또는 IB"'-1의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 식 IA 및/또는 IB의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖고,

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 IA'-1a 내지 IA'-1d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 IA'-1b의 화합물인 식 IA'-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬'는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개 의 C 원자를 갖는 알킬이고,

알콕시는 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 알콕시이고,

알켄일은 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 IB'-1a 내지 IB'-1d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 IB'-1a 및/또는 IB'-1b의 화합물인 식 IB'-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬'는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고,

알콕시는 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 알콕시 이고,

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 IIA 내지 IIC의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 IIA 및 IIB의 화합물인 화학식 II의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖되,

식 IIA에서,

는

가 아니고,

바람직하게는

및

는 서로 독립적으로

또는

이고, 특히 바람직하게는

이고,

R²¹은 알킬이고,

R²²는 알킬 또는 알콕시, 특히 바람직하게는 (O)C_vH_2v+1이고,

X²¹ 및 X²²는 둘 다 F이고,

Z²¹ 및 Z²²는 서로 독립적으로 단일 결합, -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -O-, -CH₂-, -CF₂O- 또는 -OCF₂-, 바람직하게는 단일 결합 또는 -CH₂-CH₂-, 특히 바람직하게는 단일 결합이고,

p는 1 또는 2이고,

v는 1 내지 6이다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-1 내지 II-13의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 II의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

Y²¹ 내지 Y²⁶은 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

X²¹ 및 X²²는 모두 H이거나, 또는 X²¹ 및 X²² 중 하나는 H이고 다른 하나는 F이되,

바람직하게는 Y²¹ 내지 Y²⁶, X²¹ 및 X²² 중 4개 이하, 특히 바람직하게는 3개 이하, 매우 특히 바람직하게는 1 또는 2개는 F이고,

다른 파라미터는 화학식 II에 대해 앞서 제시된 각각의 의미를 갖되, 바람직하게는

R²¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R²²는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 (O)C_vH_2v+1이고,

v는 1 내지 6의 정수이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-1a 내지 II-1d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-1b 및/또는 II-1d의 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-1b의 화합물인 식 II-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

바람직한 식 II-1c 및 II-1d의 화합물은 이하 식의 화합물이다:

상기 식에서,

v는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

추가의 바람직한 식 II-1의 화합물은 이하 식의 화합물이다:

상기 식에서,

R²¹은 화학식 II에 대해 앞서 기재된 각각의 의미를 갖는다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-3a 내지 II-3d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-3b 및/또는 II-3d의 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-3b의 화합물인 식 II-3의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

전체 혼합물 중의 이들 바이페닐 화합물의 농도는 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-4a 내지 II-4d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-4a 및/또는 II-4b의 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-4b의 화합물인 식 II-4의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

바람직한 식 II-4c 및 II-4d의 화합물은 이하 식의 화합물이다:

상기 식에서,

v는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-4e의 화합물인 식 II-4의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

R²¹은 앞서 기재된 의미를 갖고,

m 및 z는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,

m+z는 바람직하게는 1 내지 6의 정수이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-5a 내지 II-5d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-5b 및/또는 II-5d의 화합물인 식 II-5의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

바람직한 식 II-5c 및 II-5d의 화합물은 이하 식의 화합물이다:

상기 식에서,

v는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-6a 내지 II-6d의 화합물들로 이루어진 군 및/또는 하기 식 II-6e 내지 II-6m의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-6a 및/또는 II-6c의 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-6a의 화합물인 식 II-6의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

알켄일은 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일이다]

[상기 식에서,

R은 R²¹에 대해 앞서 기재된 의미를 갖고,

m은 1 내지 6의 정수이다.

R은 바람직하게는 각각이 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬알콕시, 알켄일 또는 알켄일옥시, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 또는 더욱이 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알콕시, 바람직하게는 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 뷰톡시이다].

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-7a 내지 II-7d의 화합물들로 이루어진 군 및/또는 하기 식 II-7e 내지 II-7i의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 II-7a 및/또는 II-7c의 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-7a의 화합물인 식 II-7의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

알콕시는 1 내지 5개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 C 원자를 갖는 알콕시이고,

[상기 식에서,

R은 R²¹에 대해 앞서 기재된 의미를 갖고,

m은 1 내지 6의 정수이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-8a 및 II-8b의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된, 특히 바람직하게는 식 II-8b의 화합물인 식 II-8의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-9a 내지 II-9d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 식 II-9의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖되,

바람직하게는 R²²는 C_vH_2v+1이고,

v는 1 내지 6의 정수이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-10a 내지 II-10e의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 식 II-10의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖되,

바람직하게는 R²²는 C_vH_2v+1이고,

v는 1 내지 6의 정수이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II-11a 및 II-11b의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 특히 바람직하게는 식 II-11b의 화합물인 식 II-11의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 II'-1 및 II'-2 및/또는 II"-1 및 II"-2 및/또는 II"'-1 내지 II"'-3 및/또는 II^(IV)-1 내지 II^(IV)-3 및/또는 II^(V)-1의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 II의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 제시된 각각의 의미를 갖되,

p는 0, 1 또는 2이며,

바람직하게는 R²¹은 알킬 또는 알켄일이다.

상기 식들의 화합물에서, R²¹이 직쇄 알킬, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉ 또는 n-C₅H₁₁, 또는 알켄일, 특히 CH₂=CH, CH₃CH=CH, CH₂=CHCH₂-CH₂, CH₃CH=CHC₂H₄ 또는 C₃H₇CH=CH인 것이 특히 바람직하다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은, 고리

내지

중 2개 이상이 각각 서로 독립적으로

및/또는

이고, 매우 특히 바람직하게는 2개의 인접하는 고리들이 직접 연결되고, 바람직하게는

또는

이고, 이때 상기 페닐렌 고리 내의 하나 이상의 H 원자들은 서로 독립적으로 F 또는 CN, 바람직하게는 F에 의해 치환될 수 있고, 상기 사이클로헥실렌 고리 또는 상기 2개의 사이클로헥실렌 중 하나의 고리의 1 또는 2개의 비-인접한 CH₂ 기들은 O 원자들로 대체될 수 있는 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함한다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-1 내지 III-11의 화합물들로 이루어진 군, 바람직하게는 식 III-1 내지 III-9의 화합물들로 이루어진 군, 바람직하게는 식 III-1 내지 III-6의 화합물들로 이루어진 군, 특히 바람직하게는 식 III-1 및 III-4의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 화학식 III에 대해 앞서 제시된 각각의 의미를 갖되,

Y³은 H 또는 F이고, 바람직하게는

R³¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R³²는 알킬, 알켄일 또는 알콕시, 바람직하게는 알킬 또는 알켄일, 특히 바람직하게는 알켄일이다.

특히 바람직하게는, 본 발명의 매질은, 식 III-1c의 화합물, 특히 바람직하게는 R³¹이 바이닐 또는 1-프로펜일이고 R³²가 알킬, 바람직하게는 n-알킬인 것, 특히 바람직하게는 R³¹이 바이닐이고 R³²가 프로필인 식 III-1의 화합물, 및 식 III-1d의 화합물, 특히 바람직하게는 R³¹ 및 R³²가 서로 독립적으로 바이닐 또는 1-프로펜일이고 바람직하게는 R³¹이 바이닐인 것, 특히 바람직하게는 R³¹ 및 R³²가 바이닐인 식 III-1의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 식 III-1의 화합물(들)을 하나 이상 포함한다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-1a 내지 III-1e의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-1a 및/또는 III-1c 및/또는 III-1d의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-1c 및/또는 III-1d의 화합물, 매우 특히 바람직하게는 식 III-1c 및 III-1d의 화합물인 식 III-1의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

알켄일 및 알켄일'는 서로 독립적으로 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일이다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 식 III-1의 화합물, 특히 하기 식 III-1a'의 화합물을 20중량% 이상, 특히 25중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 30중량% 이상의 양으로 포함한다:

상기 식에서,

n은 3, 4 또는 5이고,

R^e는 H 또는 CH₃이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-2a 내지 III-2d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-2a 및/또는 III-2b의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-2b의 화합물인 식 III-2의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-3a 내지 III-3c의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 식 III-3의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

전체 혼합물 중의 이들 바이페닐 화합물의 비율은 바람직하게는 3중량% 이 상, 특히 5중량% 이상이다.

바람직한 식 III-3a 및 III-3b의 화합물은 하기 식의 화합물들이다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 식 III-3b의 화합물은 하기 식의 화합물들이되, 특히는 최종 식의 것이다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은, 식 III-4의 화합물, 특히 바람직하게는 R³¹이 바이닐 또는 1-프로펜일이고 R³²가 알킬, 바람직하게는 n-알킬, 특히 바람직하게는 R³¹이 바이닐이고 R³²가 메틸인 화합물(들)을 하나 이상 포함한다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-4a 내지 III-4d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-4a 및/또는 III-4b의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-4b의 화합물인 식 III-4의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은, 식 III-5의 화합물, 특히 바람직하게는 R³¹이 알킬, 바이닐 또는 1-프로펜일이고 R³²가 알킬, 바람직하게는 n-알킬인 화합물(들)을 하나 이상 포함한다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-5a 내지 III-5d의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-5a 및/또는 III-5b의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-5a의 화합물이고/이거나, 하기 식 III-5e 내지 III-5h의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-5e 및/또는 III-5f의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-5e의 화합물인 식 III-5의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

[상기 식에서,

알켄일은 2 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알켄일이다].

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-6a 내지 III-6c의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물, 바람직하게는 식 III-6a 및/또는 III-6b의 화합물, 특히 바람직하게는 식 III-6a의 화합물인 식 III-6의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-10a 및 III-10b로 이루어진 군으로부터 선택된 식 III-10의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬'는 서로 독립적으로 1 내지 7개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 하기 식 III-11a의 화합물들로부터 선택된 식 III-11의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 인데인 단위체, 바람직하게는 하기 식 IV-1 및 IV-2로 이루어진 군으로부터 바람직하게 선택된 식 IV의 화합물을 함유하는 화합물을 하나 이상 (추가로) 포함한다:

상기 식에서,

파라미터는 식 V에 대해 앞서 제시된 각각의 의미를 갖되, 바람직하게는

R⁴¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R⁴²는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시이고,

Z⁴¹은 단일 결합이고,

r은 0이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위체, 바람직하게는 하기 식 V-1 내지 V-8로 이루어진 군으로부터 바람직하게 선택된 식 V의 화합물을 함유하는 화합물을 하나 이상 (추가로) 포함한다:

상기 식에서,

R⁵¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R⁵²는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시이고,

식 V-1 및 V-2에서,

Z⁵¹은 -CH₂-CH₂- 또는 단일 결합이고,

식 V-3 및 V-4에서,

Z⁵¹은 단일 결합이고,

Z⁵²는 -CH₂-CH₂- 또는 단일 결합이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은, 불소화된 펜아트렌 단위체, 바람직하게는 하기 식 V-9 및 V-10으로 이루어진 군으로부터 바람직하게 선택된 식 V의 화합물을 함유하는 화합물을 하나 이상 (추가로) 포함한다:

상기 식에서,

R⁵¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R⁵²는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시이다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 매질은, 불소화된 다이벤조퓨란 단위체, 바람직하게는 하기 식 V-11의 화합물인 식 V의 화합물을 함유하는 화합물을 하나 이상 (추가로) 포함한다:

상기 식에서,

R⁵¹은 알킬 또는 알켄일이고,

R⁵²는 알킬, 알켄일, 알콕시 또는 알켄일옥시이다.

본 발명에 따른 액정 매질의 성분 E에 사용될 수 있는 키랄 화합물 또는 키랄 화합물들은 공지된 키랄 도판트로부터 선택된다. 성분 E는 바람직하게는 주로, 특히 바람직하게는 본질적으로 전부, 매우 특히 바람직하게는 실질적으로 전부 하기 화학식 VI 내지 VIII로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물로 이루어진다:

상기 식에서,

R⁶¹ 및 R⁶², R⁷¹ 내지 R⁷³ 및 R⁸은 각각 서로 독립적으로 화학식 II에서 R²¹에 대해 앞서 기재된 의미를 갖거나, 또는 H, CN, F, Cl, CF₃, OCF₃, CF₂H 또는 OCF₂H이고, R⁶¹ 및 R⁶² 중 하나 이상은 키랄 기이고,

Z⁶¹ 및 Z⁶², Z⁷¹ 내지 Z⁷³ 및 Z⁸은 각각 서로 독립적으로 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -COO-, -O-CO- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 Z⁶¹, Z⁶², Z⁷¹, Z⁷⁴ 및 Z⁷⁵는 단일 결합이고, Z⁶³, Z⁷² 및 Z⁷³은 -COO- 또는 단일 결합이고, Z⁷²는 바람직하게는 -COO-이고, Z⁷³ 및 Z⁸은 -O-CO-이고,

내지

및

내지

는 각각 서로 독립적으로

또는

이고,

u 및 v, 및 x, y 및 z는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 바람직하게는 u 및 v는 둘 다 0이고, x 및 v는 둘 다 1이다.

화학식 VI 내지 VIII의 화합물은 바람직하게는 하기 식 VI-1 내지 VI-3, VII-1 및 VII-2, 및 VIII-1 및 VIII-2로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

파라미터들은 각각 화학식 VI 내지 VIII에 대해 앞서 기재된 의미를 갖되, 바람직하게는

R⁶¹ 및 R⁶², R⁷¹ 내지 R⁷³ 및 R⁸은 알킬, 알켄일 또는 알콕시, H, CN, F, Cl, CF₃, OCF₃, CF₂H 또는 OCF₂H이고, R⁶¹ 및 R⁶² 중 하나 이상은 키랄 기, 바람직하게는 아이소옥틸옥시이고,

Z⁶¹은 단일 결합이고,

Z⁶³은 식 V-2에서는 단일 결합이고, 식 V-3에서는 -COO-이고,

Z⁷²는 -COO-이고,

Z⁷³은 -O-CO-이고,

m은 1 내지 8의 정수, 바람직하게는 6이고,

l은 0 내지 8의 정수, 바람직하게는 1이며, m과는 다르다.

상기 화합물들은 특히 바람직하게는 하기 식 VI-1a, VI-1b, VI-2a 내지 VI-2c, 및 VI-3a, VII-1a 및 VII-2a 및 VIII-1a 및 VIII-2a의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:

본 발명의 특히 바람직한 실시양태들은 하기 조건 i 내지 xx 중 하나 이상을 충족한다.

i. 본 발명의 액정 매질은 식 IA-1 및 IB-1 내지 IB-5의 화합물, 바람직하게는 식 IA'-1 및 IB'-1 내지 IB'-5의 화합물, 특히 바람직하게는 식 IA-1 및/또는 IB-1의 화합물, 바람직하게는 식 IA'-1 및/또는 IB'-1의 화합물로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함한다.

ii. 전체 혼합물 중의 화학식 II의 화합물의 비율은 20중량% 이상이다.

iii. 전체 혼합물 중의 화학식 III의 화합물의 비율은 5중량% 이상이다.

iv. 본 발명의 액정 매질은 하기 식인 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함하되, 식 III-1 및 III-2의 화합물은 제외된다.

[상기 식에서,

R³¹ 및 R³²는 각각 서로 독립적으로 12개 이하의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알켄일, 알킬알콕시 또는 알콕시 라디칼이고,

는

또는

,

바람직하게는

또는

이고,

Z는 단일 결합, -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, -OCO-, -C₂F₄- 또는 -CF=CF-이다].

v. 액정 매질은 하기 식 II-6의 화합물인 화학식 II의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

R²¹ 및 R²²는 앞서 기재된 의미를 갖는다].

vi. 본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 식 III-1a, III-1b, III-1c 및 III-1d의 화합물로 이루어진 군, 바람직하게는 식 III-1a, III-1b 및 III-1c의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 특히 바람직하게는 식 III-1c의 화합물인 화합물을 하나 이상 포함한다.

vii. 본 발명의 액정 매질은 하기 식의 화합물들로부터 선택된 특히 바람직한 식 III-1c 및 III-1d의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

알킬은 앞서 기재된 의미를 갖되, 바람직하게는 각 경우 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자, 바람직하게는 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고, n이 3 이상인 경우 바람직하게는 n-알킬이다].

viii. 본 발명의 액정 매질은 본질적으로 하나 이상의 화학식 I의 화합물 2 내지 80중량%, 하나 이상의 화학식 II의 화합물 2 내지 80중량%, 하나 이상의 화학식 III의 화합물 2 내지 80중량%, 및/또는 화학식 IV 및/또는 V의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 2 내지 80중량%로 이루어진다.

ix. 본 발명의 액정 매질은 식 II-6 및/또는 III-6의 화합물로 이루어진 군, 특히 바람직하게는 이들 각각의 바람직한 하위 식들, 및/또는 식 II"'-2, II"'-3, II^(IV)-2, II^(IV)-3, II^(V)-1 및/또는 하기 식 T-1 내지 T-4의 화합물, 바람직하게는 식 T-1 및/또는 T-4의 화합물로부터 선택된 식의 불소화된 터페닐을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

R은 R³¹에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 1 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬, 알켄일, 알콕시, 알킬알콕시 또는 알켄일옥시, 특히 바람직하게는 (O)C_mH_2m+1, 매우 특히 바람직하게는 C_mH_2m+1이되, m은 1 내지 6의 정수이다.

R은 바람직하게는 각각이 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시 또는 알킬알콕시, 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알킬, 더욱이 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알콕시, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 뷰톡시 또는 펜톡시이다.

터페닐은 바람직하게는 혼합물의 Δn 값이 0.09 이상이 되도록 본 발명에 따른 혼합물 중에 사용되는 것이 바람직하다. 바람직한 혼합물은 하나 이상의 터페닐 화합물, 바람직하게는 앞서 제시된 터페닐들로 이루어진 군으로부터 선택된 것들을 2 내지 20중량%로 포함한다].

x. 본 발명의 액정 매질은 바람직하게는 앞서 언급된 터페닐을 2 내지 30중량%, 특히 5 내지 20중량%의 양으로 포함한다.

터페닐은 화학식 I, II 및 III의 화합물들과 조합하여 0.10 이상의 Δn을 갖는 혼합물 중에 사용된다. 바람직한 혼합물은 터페닐 2 내지 20중량% 및 화학식 III의 추가 화합물 5 내지 60중량%를 포함한다.

xi. 본 발명의 액정 매질은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 2 내지 90중량%, 특히 5 내지 80중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 70중량%, 매우 특히 바람직하게는 15 내지 45중량%의 양으로 포함한다.

xii. 본 발명의 액정 매질은 하나 이상의 식 IA의 화합물을 개별 화합물마다 2 내지 25중량%, 특히 3 내지 20중량%, 매우 특히 바람직하게는 4 내지 17중량%의 양으로 포함한다.

xiii. 본 발명의 액정 매질은, 3개의 6원 고리를 함유하는 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 개별 화합물마다 2 내지 20중량%, 특히 2 내지 15중량%, 매우 특히 바람직하게는 3 내지 10중량%의 양으로 포함한다.

xiv. 본 발명의 액정 매질은, 4개의 6원 고리를 함유하는 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 개별 화합물마다 1 내지 15중량%, 특히 2 내지 12중량%, 매우 특히 바람직하게는 3 내지 8중량%의 양으로 포함한다.

xv. 본 발명의 액정 매질은, 2개의 6원 고리를 함유하는 하나 이상의 화학식 II, 바람직하게는 식 II-1 및/또는 II-6의 화합물을 개별 화합물마다 바람직하게는 1 내지 60중량%, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 45중량%, 특히 2 내지 20중량%의 양으로 포함한다.

xvi. 본 발명의 액정 매질은, 3개의 6원 고리를 함유하는 하나 이상의 화학식 II, 바람직하게는 식 II-3 및/또는 II-4, 특히 바람직하게는 식 II-3b 및/또는 II-3d 및/또는 II-4b 및/또는 II-4d의 화합물을 개별 화합물마다 바람직하게는 1 내지 60중량%, 특히 10중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 45중량%, 특히 2 내지 20중량%의 양으로 포함한다.

xvii. 본 발명의 액정 매질은, 3개의 6원 고리를 함유하는 하나 이상의 화학식 II, 바람직하게는 식 II-4 및/또는 II-6 및/또는 II-7, 특히 바람직하게는 식 II-4a 및/또는 II-4c 및/또는 II-5a 및/또는 II-5b 및/또는 II-6a 및/또는 II-6c 및/또는 II-7a 및/또는 II-7c의 화합물을 식 II-4a 및/또는 II-4c의 화합물의 개별 화합물마다 바람직하게는 1 내지 50중량%, 특히 10중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 45중량%, 특히 2 내지 15중량%의 양으로, 식 II-5a 및 II-5c의 화합물의 개별 화합물마다 2 내지 10중량%의 양으로, 및/또는 식 II-6a 및 II-6c의 화합물의 개별 화합물마다 2 내지 20중량%의 양으로 포함한다.

xviii. 본 발명의 액정 매질은 하나 이상의 화학식 IV의 화합물을 개별 화합물마다 바람직하게는 2중량% 이상, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%, 특히 2 내지 12중량%의 양으로 포함한다.

xix. 본 발명의 액정 매질은 하나 이상의 화학식 V의 화합물을 개별 화합물마다 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%, 특히 2 내지 20중량%의 양으로 포함한다.

xx. 본 발명의 액정 매질은 하기 식들로 이루어진 군으로부터 선택된 화학식 III의 화합물을 하나 이상 포함한다.

[상기 식에서,

R³¹ 및 R³²는 앞서 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시 또는 알켄일 라디칼, 특히 바람직하게는 직쇄 알킬, 더욱이 알켄일이다].

혼합물 중의 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 40중량%이다.

또한, 본 발명은, 유전체로서 본 발명에 따른 액정 매질을 함유하는 것을 특징으로 하는, ECB 효과에 기초하여 어드레싱하는 능동-매트릭스를 갖는 전기-광학 디스플레이에 관한 것이다.

액정 혼합물은 바람직하게는 20℃에서 60° 이상의 네마틱 상 범위 및 30mm²·s^-1이하의 유동 점도 ν₂₀을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 약 -0.5 내지 -8.0, 특히 약 -2.5 내지 -6.0의 Δε(여기서, Δε은 유전 이방성을 나타낸다)을 갖는다. 회전 점도 γ₁은 바람직하게는 200mPa.s 이하, 특히 170mPa.s 이하이다.

액정 혼합물 내에서의 복굴절률 Δn은 일반적으로는 0.06 내지 0.16, 바람직하게는 0.08 내지 0.12이다.

본 발명에 따른 혼합물은 예컨대 VAN, MVA, (S)-PVA 및 ASV와 같은 모든 VA-TFT 용도에 적합하다. 이들은 또한 음의 Δε를 갖는 IPS(동일 평면 스위칭), FFS(주름장 스위칭(fringe field switching)) 및 PALC 용도에도 적합하다.

본 발명에 따른 디스플레이내의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로 이들 자체가 하나 이상의 개별 화합물로 이루어진 2개의 성분 A 및 B를 포함한다.

성분 A를 위해, -0.8 이하의 Δε 값을 갖는 하나(또는 그 이상)의 개별 성분이 선택되는 것이 바람직하다. 이 값은 전체 혼합물 중에서 A의 비율을 적게 하면 더욱더 음이어야 한다.

성분 B를 위해, -0.8 이하의 Δε 값을 갖는 하나(또는 그 이상)의 개별 성분이 선택되는 것이 바람직하다. 이 값은 전체 혼합물 중에서 B의 비율을 적게 하면 더욱더 음이어야 한다.

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

성분 C 중의 특히 바람직한 개별 화합물은 20℃에서 18mm²·s^-1 이하, 바람직하게는 12mm²·s^-1 이하의 유동 점도를 갖는 극저점도 네마틱 액정이다.

성분 C는 모노트로픽성(monotropically) 또는 에난티오트로픽성(enantiotropically) 네마틱이며, 매우 낮은 온도까지 액정 혼합물 내에서 스멕틱 상의 발생을 억제할 수 있다. 예를 들면, 높은 네마틱성을 갖는 다양한 물질이 스멕틱 액정 혼합물에 첨가된 경우, 이들 물질의 네마틱성은 달성되는 스멕틱 상의 억제의 정도를 통하여 비교될 수 있다.

다수의 적합한 물질이 문헌을 통하여 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 특히 바람직한 것은 화학식 III의 화합물이다.

그 외에도, 이러한 액정 상은 또한 18개 이상의 성분, 바람직하게는 18 내지 25 가지의 성분을 포함할 수 있다.

이들 상은 바람직하게는 4 내지 15개, 특히 5 내지 12개, 특히 바람직하게는 10개 이하의 화학식 I 및 II 및/또는 III 및/또는 IV 및/또는 V의 화합물을 포함한 다.

화학식 I 내지 V의 화합물 이외에도, 또한 다른 성분들이 예컨대 전체 혼합물의 45% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 특히 10% 이하의 양으로 존재할 수 있다.

다른 성분들은 바람직하게는 아즈옥시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 페닐 또는 사이클로헥실 사이클로헥세인카복실레이트, 페닐사이클로헥세인, 사이클로헥실바이페닐, 사이클로헥실사이클로헥세인, 사이클로헥실나프탈렌, 1,4-비스사이클로헥실바이페닐 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥세인, 임의로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산 에스터 부류로부터 선택되는 네마틱 또는 네마틱성 물질, 특히 공지된 물질로부터 선택된다.

이 유형의 액정 상의 성분으로서 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 IX의 화합물을 특징으로 할 수 있다:

R⁹¹-L-G-E-R⁹²

상기 식에서,

L 및 E는 각각, 1,4-이치환된 벤젠 및 사이클로헥세인 고리, 4,4'-이치환된 바이페닐, 페닐사이클로헥세인 및 사이클로헥실사이클로헥세인 시스템, 2,5-이치환된 피리미딘 및 1,3-다이옥세인 고리, 2,6-이치환된 니프탈렌, 다이- 및 테트라하이드로나프탈렌, 퀴나졸린 및 테트라하이드로퀴나졸린에 의해 형성된 군으로부터 선택되는 카보- 또는 헤테로사이클릭 고리 시스템이고,

G는 -CH=CH-, -N(O)=N-, -CH-CQ-, -CH=N(O)-, -C≡C-, -CH₂-CH₂-, -CO-O-, -CH₂-O-, -CO-S-, -CH₂-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO-, -CF₂-O-, -CF=CF-, -OCF₂-, -OCH₂-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O- 또는 C-C 단일결합이고,

Q는 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 -CN이고,

R⁹¹ 및 R⁹⁹는 각각 18개 이하, 바람직하게는 8개 이하의 탄소원자를 갖는 알킬, 알켄일, 알콕시, 알칸오일옥시 또는 알콕시카본일옥시이거나, 또는 다르게는 이들 라디칼 중의 하나는 CN, NC, NO₂, NCS, CF₃, OCF₃, F, Cl 또는 Br이다.

대부분의 이들 화합물에서, R⁹¹ 및 R⁹⁹는 서로 다르며, 이들 라디칼 중의 하나는 일반적으로는 알킬 또는 알콕시 기이다. 제안된 치환기의 다른 변형체들도 또한 통상적인 것이다. 많은 이러한 물질 또는 이들의 혼합물은 상업적으로 입수 가능하다. 이 물질은 모두 문헌으로부터 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

전체 혼합물 중의 화학식 IX의 화합물의 농도는 바람직하게는 1 내지 25%, 특히 바람직하게는 1 내지 15%, 매우 특히 바람직하게는 2 내지 9%이다.

본 발명에 따른 매질은 임의적으로 전체 농도가 총 매질에 기초하여 바람직하게는 10중량% 이하로 존재하는 유전적으로 양의 성분을 또한 포함할 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 전체 혼합물에 기초하여 성분 A 5% 이상 내지 80% 이하, 바람직하게는 10% 이상 내지 70% 이하, 바람직하게는 20% 이상 내지 60% 이하, 특히 바람직하게는 30% 이상 내지 50% 이하, 매우 특히 바람직하게는 35% 이상 내지 40% 이하; 성분 B 10% 이상 내지 85% 이하, 바람직하게는 20% 이상 내지 80% 이하, 바람직하게는 30% 이상 내지 70% 이하, 특히 바람직하게는 40% 이상 내지 60% 이하, 매우 특히 바람직하게는 45% 이상 내지 50% 이하; 및 성분 C 5% 이상 내지 70% 이하, 바람직하게는 10% 이상 내지 55% 이하, 바람직하게는 25% 이상 내지 50% 이하를 포함한다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 성분 A 및 C, 바람직하게는 성분 B, D 및 E로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하며; 이들은 상기 성분들로 바람직하게는 주로, 특히 바람직하게는 본질적으로 전부, 매우 특히 바람직하게는 실질적으로 전부 이루어진다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 각 경우에 적어도 -20℃ 이하 내지 70℃ 이상, 특히 바람직하게는 -30℃ 이하 내지 80℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 이하 내지 85℃ 이상, 가장 바람직하게는 -40℃ 이하 내지 90℃ 이상의 네마틱 상을 갖는다.

"네마틱 상을 갖는다"는 용어는 저온에서 스멕틱 상 및 결정화가 관찰되지 않으며, 상응하는 온도에서 네마틱 상으로부터의 청명화가 가열시에도 일어나지 않는 것을 의미한다. 저온에서의 연구는 상응하는 온도에서 유동 점도계에서 수행되며, 전기-광학 용도에 상응하는 셀 두께를 갖는 시험 셀에서 100 시간 이상 동안 저장하여 체크된다. 상응하는 시험 셀에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 1000 h 이상이면, 매질은 이 온도에서 안정한 것으로 간주된다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 상응하는 시간은 각각 500 및 250 시간이다. 고온에서, 청명점은 모세관 내에서 통상적인 방법으로 측정한다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 중간 내지 낮은 범위의 광학 이방성 값을 특징으로 한다. 복굴절 값은 바람직하게는 0.065 이상 내지 0.130 이하, 특히 바람직하게는 0.080 이상 내지 0.120 이하, 매우 특히 바람직하게는 0.085 이상 내지 0.110 이하의 범위이다.

이 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 음의 유전 이방성을 가지며, 바람직하게는 2.7 이상 내지 5.3 이하, 바람직하게는 4.5 이하, 바람직하게는 2.9 이상 내지 4.5 이하, 특히 바람직하게는 3.0 이상 내지 4.0 이하, 매우 특히 바람직하게는 3.5 이상 내지 3.9 이하의 비교적 높은 유전 이방성의 절대 값(｜Δε｜)을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 매질은 1.7 V 이상 내지 2.5 V 이하, 바람직하게는 1.8 V 이상 내지 2.4 V 이하, 특히 바람직하게는 1.9 V 이상 내지 2.3 V 이하, 매우 특히 바람직하게는 1.95 V 이상 내지 2.1 V 이하의 비교적 낮은 값의 문턱 전압(V₀)을 갖는다.

추가의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 5.0 이상 내지 7.0 이하, 바람직하게는 5.5 이상 내지 6.5 이하, 보다 더 바람직하게는 5.7 이상 내지 6.4 이하, 특히 바람직하게는 5.8 이상 내지 6.2 이하, 매우 특히 바람직하게는 5.9 이상 내지 6.1 이하 범위의 비교적 낮은 값의 평균 유전 이방성(ε_av.≡(ε_∥+2ε_⊥)/3)을 갖는다.

LCD TV 디스플레이에 사용하기 특히 적합한 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 1.7 이상 내지 4.9 이하, 바람직하게는 4.3 이하, 바람직하게는 2.3 이상 내지 4.0 이하, 특히 바람직하게는 2.8 이상 내지 3.8 이하의 유전 이방성의 절대 값(｜Δε｜)을 갖는다.

이 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 1.9 V 이상 내지 2.5 V 이하, 바람직하게는 2.1 V 이상 내지 2.3 V 이하의 문턱 전압 값(V₀)을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 액정 셀에서 높은 값의 전압 보존율을 갖는다. 셀 중 20℃에서 새로이 충전된 셀에서, 이들은 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 특히 바람직하게는 98% 이상, 매우 특히 바람직하게는 99% 이상이고, 셀 중 100℃에서 오븐에서 5 분 후에는 90% 이상, 바람직하게는 93% 이상, 특히 바람직하게는 96% 이상, 매우 특히 바람직하게는 98% 이상이다.

일반적으로, 낮은 어드레싱 전압 또는 문턱 전압을 갖는 액정 매질은 비교적 큰 어드레싱 전압 또는 문턱 전압을 갖는 액정 매질보다 낮은 전압 보존율을 가지며, 그 반대도 그러하다.

개개의 물리적 성질에 대한 상기 바람직한 값들은 바람직하게는 또한 각 경우에 본 발명에 따른 매질에 의해 서로 조합되어 유지된다.

본원에서, 달리 명시되지 않는 한, "화합물(들)"로서도 기록된 용어 "화합물"은 화합물 하나 그리고 다수의 것도 의미한다.

달리 지적되지 않는 한, 개별 화합물은 일반적으로 각 경우 1% 이상 내지 30% 이하, 바람직하게는 2% 이상 내지 30% 이하, 특히 바람직하게는 4% 이상 내지 16% 이하의 농도로 혼합물 중에 사용된다.

본원에서, 개개의 경우 달리 지적되지 않는 한, 이하 정의들은 조성물의 구성성분의 내용과 관련하여 적용된다:

- "포함한다(comprise)"라는 것은 조성물 중의 해당 구성성분의 농도가 바람직하게는 5% 이상, 특히 바람직하게는 10% 이상, 매우 특히 바람직하게는 20% 이상인 것을 의미한다.

- "주로 이루어진다"라는 것은 조성물 중의 해당 구성성분의 농도가 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 55% 이상, 매우 특히 바람직하게는 60% 이상 함유함을 의미한다.

- "본질적으로 이루어진다"라는 것은 조성물 중 해당 구성성분의 농도가 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 매우 특히 바람직하게는 95% 이상임을 의미한다.

- "실질적으로 전부 이루어진다"라는 것은 조성물 중 해당 구성성분의 농도가 바람직하게는 98% 이상, 특히 바람직하게는 99% 이상, 매우 특히 바람직하게는 100.0%임을 의미한다.

이는 성분 및 화합물일 수 있는 그 구성성분들을 갖는 조성물로서의 매질, 및 그 구성성분인 화합물을 갖는 성분 둘 다에 적용된다. 오직 매질과 비교되는 개별 화합물의 농도와 관련하여, 상기 용어는 해당 화합물의 농도는 바람직하게는 1% 이상, 특히 바람직하게는 2% 이상, 매우 특히 바람직하게는 4% 이상이다.

본 발명에서, "≤"는 이하, 바람직하게는 미만을 의미하고, "≥"는 이상, 바람직하게는 초과를 의미한다.

본 발명에서,

및

는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 이고,

및

는 1,4-페닐렌이다.

본 발명에서, "유전적으로 양의 화합물"이란 용어는 1.5 초과의 Δε를 갖는 화합물을 의미하고, "유전적으로 중성의 화합물"이란 용어는 -1.5 이상 1.5 이하의 Δε를 갖는 화합물을 의미하고, "유전적으로 음의 화합물"이란 용어는 -1.5 미만의 Δε를 갖는 화합물을 의미한다. 여기서, 상기 화합물의 유전 이방성은 10%의 화합물을 액정 호스트 중에 용해시키고 생성된 혼합물의 용량을 호메오트로픽 표면 정렬 하에 및 동종 표면 정렬 하에 20 ㎛의 셀 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀에서 1 kHz에서 측정함으로써 결정된다. 측정 전압은 전형적으로 0.5 내지 1.0 V이나, 상기 전압은 연구된 각각의 액정 혼합물의 용량 문턱 전압보다 항상 낮다.

유전적으로 양의 및 유전적으로 중성의 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-4792이고, 유전적으로 음의 화합물을 위해 사용된 호스트 혼합물은 독일 메르크 카게아아(Merck KGaA)의 ZLI-2857이다. 연구될 화합물을 첨가하고 사용된 화합물 100%를 외삽한 후 호스트 혼합물의 유전 상수의 변화로부터 연구될 각각의 화합물에 대한 값이 얻어진다. 연구될 화합물을 호스트 혼합물 중에 10%의 양으로 용해시킨다. 이 목적에 대해 물질의 용해도가 너무 낮으면, 농도는 목적하는 온도에서 연구가 수행될 수 있을 때가지 단계적으로 반감된다.

본 발명에 따른 액정 매질은 또한 필요한 경우 추가의 첨가제, 예컨대 안정화제, 다색성 염료 및 키랄 도판트를 통상적인 양으로 포함할 수 있다. 사용되는 상기 첨가제의 양은 전부 전체 혼합물의 양을 기준으로 0% 이상 내지 10% 이하, 바람직하게는 0.1% 이상 내지 6% 이하이다. 사용되는 개개 화합물의 농도는 바람직하게는 0.1% 이상 내지 3% 이하이다. 상기 및 유사 첨가제의 농도는 액정 매질 중 액정 화합물의 농도 및 농도 범위를 명시하는 경우에는 고려되지 않는다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은, 하나 이상의 반응성 화합물, 바람직하게는 반응성 메소젠(mesogen)을 포함하는 중합체 전구체, 및 필요한 경우 추가의 첨가제, 예컨대 중합 개시제 및/또는 중합 조정제(moderator)를 통상적인 양으로 포함한다. 사용되는 이들 첨가제의 양은 전체 혼합물의 양을 기준으로 0% 이상 내지 10% 이하, 바람직하게는 0.1% 이상 내지 2% 이하이다. 상기 및 유사 첨가제의 농도는 액정 매질 중 액정 화합물의 농도 및 농도 범위를 명시하는 경우에는 고려되지 않는다.

조성물은 통상적인 방식으로 혼합된 다수의 화합물, 바람직하게는 3개 이상 내지 30개 이하, 특히 바람직하게는 6개 이상 내지 20개 이하, 매우 특히 바람직하게는 10개 이상 내지 16개 이하의 화합물로 이루어진다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용된 성분의 목적하는 양을 혼합물의 주요 구성성분을 구성하는 성분 중에 용해시킨다. 이것은 승온에서 수행하는 것이 유리하다. 선택된 온도가 주요 구성성분의 청명점보다 높은 경우, 용해 공정의 완료에 대해 관찰하기가 특히 용이하다. 그러나, 다른 통상적인 방법으로, 예를 들면, 예비혼합물을 사용하여, 또는 소위 "멀티보틀(multibottle) 시스템"으로부터 액정 혼합물을 제조하는 것도 또한 가능하다.

본 발명에 따른 혼합물은 65℃ 이상의 청명점, 매우 유리한 용량 문턱 값, 비교적 높은 값의 보존율 및 그와 동시에 -30℃ 및 -40℃에서의 매우 우수한 저온 안정성을 갖는 매우 광범위한 네마틱 상 범위를 나타낸다. 본 발명에 따른 혼합물은 또한 낮은 회전 점도(γ₁)를 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 혼합물의 일부 추가의 바람직한 실시양태는 이하 언급한다.

a) 화학식 I의 화합물을 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개 포함하는 액정 매질.

b) 전체 혼합물 중의 화학식 II의 화합물의 비율이 2중량% 이상, 바람직하게는 4중량% 이상, 특히 바람직하게는 2 내지 20중량%인 액정 매질.

c) 전체 혼합물 중의 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물의 비율이 20중량% 이상인 액정 매질.

d) 하나 이상의 화학식 I의 화합물 2 내지 20중량% 및 하나 이상의 화학식 IIA 및/또는 IIB의 화합물 20 내지 80중량%를 포함하거나 또는 이들로 본질적으로 이루어진 액정 매질.

e) 이하 식들 중 하나 이상으로부터 선택된 화학식 II의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 액정 매질.

[상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖되,

바람직하게는 R²¹은 알킬이고,

v는 1 내지 6이다].

f) 이하 식들 중 하나 이상으로부터 선택된 화학식 II의 화합물을 하나 이상 (추가로) 포함하는 액정 매질.

[상기 식에서,

파라미터 알킬은 앞서 기재된 의미를 갖되, 바람직하게는

R²¹은 각각이 1 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시 또는 알켄일 라디칼이고,

"알킬"은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이다].

g) R³¹ 및 R³²가 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 각각이 6개 이하의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시 또는 알켄일이고, Z³¹ 및 Z³²가 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, 더욱이 -COO- 또는 -CH₂O-이고, 고리 A³¹, A³² 및 A³³이 바람직하게는 각각 서로 독립적으로

, 더욱이

또는

인 화학식 III의 화합물을 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상 포함하는 액정 매질.

h) 전체 혼합물 중의 화학식 III의 화합물의 비율이 5중량% 이상인 액정 매질.

i) 하나 이상의 하기 식들로부터 선택된 화학식 IV의 하나 이상의 화합물을 바람직하게는 3중량% 이상, 특히 5중량% 이상, 더 특히 바람직하게는 5 내지 30중량%의 양으로 (추가로) 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질.

[상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 앞서 기재된 의미를 갖고,

q는 1 또는 2이고,

R⁴²는 바람직하게는 CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇이다].

j) 하기 식인 화학식 V의 하나 이상의 화합물을 바람직하게는 3 내지 20중량%, 특히 3 내지 15중량%의 양으로 (추가로) 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질.

[상기 식에서,

파라미터는 앞서 기재된 의미를 갖는다.

이들 화합물은 바람직하게는 하기 식의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된다.

상기 식에서,

알킬 및 알킬'는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고,

알켄일 및 알켄일'는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다].

k) 하기 식인 화학식 V의 하나 이상의 화합물을 바람직하게는 3 내지 20중량%, 특히 3 내지 15중량%의 양으로 (추가로) 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질.

[상기 식에서,

R⁵¹ 및 R⁵²는 앞서 기재된 의미를 갖고,

c는 1 또는 2이다.

이 식의 특히 바람직한 화합물은 하기 식의 화합물들이다.

상기 식에서,

l) 하기 식들로부터 선택된 화학식 V의 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질.

[상기 식에서,

알켄일은 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼이다].

m) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위체를 함유하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 하기 식의 화합물을 (추가로) 포함하는 본 발명에 따른 바람직한 액정 매질.

[상기 식에서,

R^N1 및 R^N2는 각각 서로 독립적으로 R¹¹에 대해 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 알켄일이다].

본 발명에 따른 액정 혼합물은 바람직하게는 20℃에서 60° 이상의 네마틱상 범위 및 30mm²·s^-1이하의 유동 점도 ν₂₀을 갖는다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 혼합물은 약 -0.5 내지 -7.0, 특히 약 -2.0 내지 -4.0의 Δε(여기서, Δε은 유전 이방성을 나타낸다)을 갖는다. 회전 점도 γ₁은 바람직하게는 150mPa·s 이하, 특히 130mPa·s 이하이다.

액정 혼합물에서의 복굴절률 Δn은 일반적으로는 0.13 이하, 바람직하게는 0.06 내지 0.12, 특히 0.07 내지 0.11이다.

특히 바람직하게는 실시양태에서, 본 발명에 따른 혼합물은 화학식 I, 바람직하게는 식 IB'-1, 특히 바람직하게는 식 IB'-1b, 매우 특히 바람직하게는 식 CLY-n-Om으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 1 내지 35%를 포함한다. 다음 개별 화합물들이 바람직하게는 사용된다. CLY-2-O2, CLY-3-O2, CLY-3-O3 및/또는 CLY-2-O4. 개별 화합물들의 농도는 바람직하게는 1% 이상 내지 15% 이하이다.

이들 약어의 구성성분에 관한 설명은 하기 표 A 내지 C에 제시되며, 사용된 약어들은 하기 표 D에서 요약된다.

이들 혼합물은 바람직하게는 하기 성분들을 포함한다:

- 임의적으로, 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 5% 이하의 총 농도의 식 II-5의 하나 이상의 화합물,

- 바람직하게는 60% 이하의 총 농도, 바람직하게는 2 내지 20%의 개별 화합물들의 농도의, 식 II-1, 바람직하게는 식 II-1b, IA'-1, 바람직하게는 식 IIA'-1b, AIY-n-Om 및 식 II-3, 바람직하게는 식 II-3b의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물,

- 바람직하게는 60% 이하의 총 농도, 바람직하게는 2 내지 20%의 개별 화합물들의 농도의, 식 II-4, 바람직하게는 식 II-4a 및/또는 식 II-4b의 하나 이상의 화합물,

- 바람직하게는 50% 이하의 총 농도, 바람직하게는 2 내지 20%의 개별 화합물들의 농도의, 식 II-6, 바람직하게는 식 II-6a 및 II-7, 바람직하게는 식 II-7a의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물,

- 임의적으로, 바람직하게는 30% 이하의 총 농도, 바람직하게는 2 내지 15%의 개별 화합물들의 농도의, 화학식 IV, 바람직하게는 식 IV-2, 특히 바람직하게는 r이 0이고/이거나 Z⁴¹이 단일 결합이고/이거나 (F)_0/1이 F인 것, 매우 특히 바람직하게는 식 CK-n-F의 하나 이상의 화합물,

- 임의적으로, 바람직하게는 15% 이하, 바람직하게는 5% 이하의 총 농도의, 식 III-1 및 III-4, 특히 바람직하게는 식 III-1c 및 III-4b, 매우 특히 바람직하게는 식 CC-n-Vm, CCP-nVm 및 CCP-Vn-m, 특히 바람직하게는 식 CC-3-V1, CC-4-V2 및 CCP-Vn-m으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물(단, 상기 혼합물은 매우 특히 바람직하게는 이들 화합물 중 어느 것도 함유하지 않음),

- 임의적으로, 바람직하게는 10% 이상 내지 70% 이하의 총 농도의, 식 III-2, 바람직하게는 식 III-2a 및/또는 III-2b, III-1a, III-b, III-3, 바람직하게는 식 III-3c, III-4, 바람직하게는 식 III-4a, III-5, 바람직하게는 식 III-a, III-6, 바람직하게는 식 III-6a, III-11, CCZC-n-m, CCOC-n-m, CCZPC-n-m 및 PGIGI-n-F로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물.

본 발명에 따른 디스플레이 내의 네마틱 액정 혼합물은 일반적으로 2개의 성분 A 및 B를 포함하며, 이들 자체는 하나 이상의 개별 화합물로 이루어진다.

성분 A는 음의 유전 이방성을 유의적으로 가지며, 상기 네마틱 상에 -0.5 이하의 유전 이방성을 제공한다. 바람직하게는 화학식 I, IIA 및/또는 IIB의 화합물을 포함한다.

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

성분 A를 위해, -0.8 이하의 Δε 값을 갖는 하나(또는 그 이상)의 개별 화합물이 선택되는 것이 바람직하다. 이 값은 전체 혼합물 중에서 A의 비율을 적게 하면 더 음이어야 한다.

성분 B는 20℃에서 현저한 네마틱성 및 30mm²·s^-1 이하, 바람직하게는 25mm²·s^-1 이하의 유동 점도를 갖는다.

성분 B 중의 특히 바람직한 개별 화합물은 20℃에서 18mm²·s^-1 이하, 바람직하게는 12mm²·s^-1 이하의 유동 점도를 갖는 극저점도 네마틱 액정이다. 성분 B는 모노트로픽성 또는 에난티오트로픽성 네마틱이고, 스멕틱 상을 갖지 않으며, 매우 낮은 온도까지 액정 혼합물 내에서 스멕틱 상의 발생을 방지할 수 있다. 예를 들 면, 높은 네마틱성을 갖는 다양한 물질이 스멕틱 액정 혼합물에 첨가된 경우, 이들 물질의 네마틱성은 달성되는 스멕틱 상의 억제의 정도를 통하여 비교될 수 있다.

다수의 적합한 물질이 문헌으로부터 당해 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 화학식 III의 화합물이 특히 바람직하다.

또한, 이들 액정 상은 또한 18개 이상, 바람직하게는 18 내지 25개의 성분을 포함할 수 있다.

상기 상들은 바람직하게는 4 내지 15개, 특히 5 내지 12개의 화학식 I 및 IIA 및/또는 IIB 및/또는 임의적으로 화학식 III의 화합물을 포함한다.

화학식 I 및 IIA 및/또는 IIB 및 III의 화합물 이외에, 다른 성분들이 예컨대 전체 혼합물의 45% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 특히 10% 이하의 양으로도 또한 존재할 수 있다.

다른 성분들은 바람직하게는 아즈옥시벤젠, 벤질리덴아닐린, 바이페닐, 터페닐, 페닐- 또는 사이클로헥실벤조에이트, 페닐 또는 사이클로헥실 사이클로헥세인카복실레이트, 페닐사이클로헥세인, 사이클로헥실바이페닐, 사이클로헥실사이클로헥세인, 사이클로헥실나프탈렌, 1,4-비스사이클로헥실바이페닐 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실다이옥세인, 임의적으로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에터, 톨란 및 치환된 신남산 에스터의 부류로부터 선택되는 네마틱 또는 네마틱성 물질, 특히 공지된 물질들로부터 선택된다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 하나 이상의 추가의 메소제닉 화합물과 혼합하여 제조된다.

VA, IPS, FFS 또는 PALC 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 매질이 또한 예컨대 H, N, O, Cl 및 F가 상응하는 동위원소로 치환되어 있는 화합물을 포함할 수도 있다는 것은 당해 분야의 숙련자에게는 말할 필요도 없는 것이다.

중합 가능한 화합물, 소위 반응성 메소젠(RM), 예컨대 미국 특허 제 6,861,107 호에 개시되어 있는 것은 혼합물을 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 5중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 추가로 첨가될 수 있다. 이 유형의 혼합물은 소위 중합체-안정화된 VA 모드에 사용될 수 있으며, 액정 혼합물 중의 반응성 메소젠의 중합화는 의도적으로 발생된다. 이의 전제 조건은 액정 혼합물이 자체적으로 어떠한 중합 가능한 성분, 예컨대 알켄일 측쇄를 함유하는 화합물을 포함하지 않는다는 것이다.

본 발명에 따른 액정 디스플레이의 구조는 예컨대 EP-A 0 240 379 호에 기재되어 있는 바와 같은 통상적인 기하구조에 해당한다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분들의 목적하는 양을, 유리하게는 승온에서, 주요 구성성분을 구성하는 성분들 중에 용해시킨다. 또한, 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올 중에 용해된 성분의 용액들을 혼합한 후, 혼합이완료된 후에 예를 들어 다시 증류하여 용매를 제거할 수도 있다.

본 발명에 따른 액정 상들은, 이들이 예컨대 지금까지 공개되어 있는 임의 유형의 것, 예컨대 ECB, VAN, IPS, GH 또는 ASM-VA-LCD 디스플레이에서 사용될 수 있도록 적합한 첨가제에 의해 개질될 수 있다.

유전체는 또한 예컨대 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있는 것, 바람직하게는 UV 흡수제, 산화방지제, 나노입자 및 유리 라디칼 소거제로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 0 내지 15%의 다색성 염료, 안정화제 및/또는 키랄성 도판트가 첨가될 수 있으며, 또한 전도성을 개선하기 위하여 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥스옥시벤조에이트, 테트라뷰틸암모늄 테트라페닐보라네이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예를 들면, 할러(Haller) 등의 문헌 [Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249-258(1973)] 참조)이 첨가될 수 있거나, 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 개선하기 위하여 다른 물질이 나노입자에서와 같이 첨가될 수 있다. 이 유형의 물질은 예컨대 DE-A 22 09 127 호, 22 40 864 호, 23 21 632 호, 23 38 281 호, 24 50 088 호, 26 37 430 호 및 28 53 728 호에 기술되어 있다.

하기 표 E는 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 가능한 도판트를 나타낸 것이다. 혼합물이 하나 이상의 도판트를 포함하는 경우, 이(들) 도판트는 0.01 내지 4중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.0중량%의 양으로 사용된다.

예컨대 바람직하게는 0.01 내지 6중량%, 특히 0.1 내지 3중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가될 수 있는 안정화제는 이하 표 F에서 언급된다.

본 발명에서, 모든 농도는 달리 명시하지 않는 한 중량%로 나타내며, 달리 명시하지 않는 한 상응하는 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다.

본원에 기재된 모든 온도 값, 예컨대 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이온도 T(S,N) 및 청명점 T(N,I)는 섭씨(℃)로 나타내며, 이와 상응하게 모든 온도 차이는 달리 명시하지 않는 한 차별 차수(differential degree)(°)이다.

본 발명에서, 용어 "문턱 전압"은 달리 명시하지 않는 한 프레데릭츠(Freedericksz) 문턱으로도 알려진 용량 문턱 전압(V₀)에 관한 것이다.

모든 물리적 성질은 문헌 ["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고, 달리 명시하지 않는 한 20℃의 온도에 적용되며, 각 경우 달리 명시하지 않는 한 Δn은 589 nm에서 측정되고 Δε는 1 kHz에서 측정된다.

전기-광학 성질, 예컨대 문턱 전압(V₀)(용량 측정)은 스위칭 거동과 같이 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀에서 측정한다. 측정 셀은 소다-석회 유리 기판을 가지며, 서로에 수직으로 마찰되고 액정의 호메오트로픽 정렬 효과를 갖는 폴리이미드 정렬 층을 갖는 ECB 또는 VA 배치구조(^**26 희석제를 갖는 SE-1211(혼합비 1:1), 둘 다 일본 소재의 닛산 케미칼즈(Nissan Chemicals)에서 제조됨)로 구성된다. ITO의 투명하고 실질적으로 정사각형인 전극들의 표면적은 1 cm²이다.

달리 지적하지 않는 한, 키랄 도판트는 사용된 액정 혼합물에 혼합되지 않지만, 상기 액정 혼합물은 또한 이 유형의 도핑이 필수적인 용도에 특히 적합하다.

전압 보존율은 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀에서 측정한다. 측정 셀은 소다-석회 유리로 제조된 기판을 가지며, 서로에 수직으로 마찰되는, 50 nm의 층 두께를 갖는 폴리이미드 정렬 층(일본 소재의 재팬 신테틱 러버(Japan Synthetic Rubber)의 AL-3046)을 갖도록 구성된다. 층 두께는 균일하게 6.0 ㎛이다. ITO의 투명 전극들의 표면적은 1 cm²이다.

전압 보존율은 20℃(HR₂₀)에서 측정하며, 5 분 후에 100℃(HR₁₀₀)에서 오븐에서 측정한다. 사용된 전압은 60 Hz의 주파수를 갖는다.

회전 점도는 회전 영구 자석 방법에 의해 측정하고, 유동 점도는 변형된 우벨로드(Ubbelohde) 점도계로 측정한다. 모두 독일 다름스타트의 메르크 카게아아 제품인 액정 혼합물 ZLI-2293, ZLI-4792 및 MLC-6608의 경우, 20℃에서 측정된 회전 점도값은 각각 161 mPa·s, 133 mPa·s 및 186 mPa·s이고, 유동 점도 값(υ)은 각각 21 mm²·s^-1, 14 mm²·s^-1 및 27 mm²·s^-1이다.

다음의 기호들이 사용된다:

V_o는 20℃에서의 문턱 전압(용량)[V]이고,

n_e는 20℃ 및 589nm에서 측정된 외삽 마찰 지수이고,

n_o는 20℃ 및 589nm에서 측정된 통상 마찰 지수이고,

Δn은 20℃ 및 589nm에서 측정된 광학 이방성이고,

ε_⊥은 20℃ 및 1 kHz에서의 방향자(director)에 대해 수직인 유전 민감도(susceptibility)이고,

ε_∥은 20℃ 및 1 kHz에서의 방향자에 평행한 유전 민감도이고,

Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성이고,

cl.p. 또는 T(N,I)는 청명점[℃]이고,

γ₁은 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa.s]이고,

K₁은 20℃에서의 "스플레이(splay)" 변형의 탄성 상수[pN]이고,

K₂는 20℃에서의 "비틀림" 변형의 탄성 상수[pN]이고,

K₃은 20℃에서의 "굴곡" 변형의 탄성 상수[pN]이고,

LTS는 시험 셀에서 측정된 저온 안정성(상)이다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고서 설명한다. 그러나, 이것들은 당해 분야의 숙련자에게 바람직하게는 사용되는 화합물들과의 바람직한 혼합물 개념, 이들 각각의 농도, 및 서로와의 조합을 보여준다. 또한, 실시예는 접근 가능한 성질 및 성질 조합을 예시한다.

본 발명 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 하기 표 A 내지 C에 따른 화학식으로의 전환 하에서 두문자어로 나타낸다. 모든 라디칼 C_nH_2n+1, C_mH_2m+1 및 C_lH_2l+1 또는 C_nH_2n, C_mH_2m 및 C_lH_2l은 각각 n, m 및 l개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼 또는 알킬렌 라디칼이다. 화합물의 핵의 고리 요소에 대한 코드는 표 A에 제시되고, 가교 구성원은 표 B에 열거되며, 분자의 좌측 및 우측 말단 기에 대한 기호의 의미는 표 C에 열거된다. 예시적인 분자 구조 및 그의 약어는 표 D에 열거된 다.

여기서, n 및 m은 각각 정수이고, "..."는 이 표로부터의 다른 약어에 대한 장소 마커이다.

화학식 I의 화합물 이외에, 본 발명에 따른 혼합물은 바람직하게는 이하 언급되는 화합물들 중 하나 이상을 포함한다.

다음 약어가 사용된다:

표 E는 본 발명에 따른 혼합물에 바람직하게 사용되는 키랄 도판트를 제시한다.

표 E의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 표 F로부터의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.

혼합물 실시예

실시예 1.1 내지 1.4

실시예 1.1

실시예 1.2

실시예 1.3

실시예 1.4

실시예 2.1 내지 2.4

실시예 2.1

실시예 2.2

실시예 2.3

실시예 2.4

실시예 3.1 내지 3.5

실시예 3.1

실시예 3.2

실시예 3.3

실시예 3.4

실시예 3.5

실시예 4.1 및 4.2

실시예 4.1

실시예 4.2

실시예 5.1 및 5.2

실시예 5.1

실시예 5.2

실시예 6.1 및 6.2

실시예 6.1

실시예 6.2

실시예 7.1 내지 7.3

실시예 7.1

실시예 7.2

실시예 7.3

실시예 8.1 및 8.2

실시예 8.1

실시예 8.2

실시예 9

실시예 10

하기 혼합물을 제조하고 조사한다.

화합물 CLY-3-O3 10% 및 하기 식의 반응성 메소제닉 화합물 0.3%를 이 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 전극을 갖는 시험 셀 내에 도입하고, UV로 조사한다. 그 다음, HR을 조사한다. 값은 HR₂₀ = 99%이다.

Claims

하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 반응성 화합물을 포함하는 중합체 전구체를 포함하는 유전적으로 음의 극성 화합물의 혼합물에 기초한 액정 매질:

화학식 I

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 15개 이하의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼(여기서, 이들 라디칼 중 하나 이상의 CH₂기는 또한 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있다)이고,

고리
내지
중 하나는
또는
이고, 고리
내지
중 다른 하나는
또는
이고, 나머지는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는
이고,

Z¹¹ 내지 Z¹³은 각각 서로 독립적으로 -CH₂-CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂O-, -O-CH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CF₂-CF₂- 또는 단일 결합이고,

m 및 n은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이다.
제 1 항에 있어서,

하기 성분 A 내지 E로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

a) 제 1 항에 따른 화학식 I의 유전적으로 음의 화합물(들) 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 제 1 메소제닉 성분(성분 A),

b) 하기 화학식 II의 유전적으로 음의 화합물(들) 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 제 2 메소제닉 성분(성분 B),

c) 하기 화학식 III의 유전적으로 중성의 화합물 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 중성의 메소제닉 성분(성분 C),

d) 하기 화학식 IV 및 V의 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 유전적으로 음의 화합물 하나 이상으로 이루어진 유전적으로 음의 추가 메소제닉 성분(성분 D), 및

e) 하나 이상의 키랄 화합물로 이루어진 키랄 성분(성분 E).

화학식 II

[상기 식에서,

R²¹ 및 R²²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 15개 이하의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼(여기서, 이들 라디칼 중 하나 이상의 CH₂기는 또한 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 하는 방식으로 -O-, -S-,
, -C≡C-, -CF₂-O-, -O-CF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있다)이고,

고리
내지
중 하나는
이고, 나머지는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는
이고,

L²¹ 및 L²²는 각각 서로 독립적으로 =C(X²)- 또는 =N-이고,

X²는 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, CHF₂이고,

Z²¹ 내지 Z²³은 각각 서로 독립적으로 -CH₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH₂-O-, -O-CH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -CF₂-O-, -O-CF₂- 또는 단일 결합이고,

l 및 o는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이다]

화학식 III

[상기 식에서,

R³¹ 및 R³²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹ 및 R¹²에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,

내지
는 각각 서로 독립적으로

또는
이고,

Z³¹ 내지 Z³³은 각각 서로 독립적으로 Z¹¹ 내지 Z¹³에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,

p 및 q는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이다]

화학식 IV

화학식 V

[상기 식에서,

R⁴¹과 R⁴² 및 R⁵¹과 R⁵²는 각각 서로 독립적으로 R¹¹과 R¹²에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,

고리
및
중 하나는
,
또는
이고,

는 또한 단일 결합이고,

나머지 고리
내지
는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는
이고,

고리
내지
중 하나는

또는
이고,

나머지 고리는, 존재한다면 각각 서로 독립적으로,

또는
이고,

는 또한 단일 결합이고,

Z⁴¹ 내지 Z⁴³및 Z⁵¹ 내지 Z⁵³은 각각 서로 독립적으로 Z¹¹ 내지 Z¹³에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,

r 및 s는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고,

t 및 u는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이다].
제 1 항에 있어서,

화학식 I의 화합물 내에 존재하는 기

및
중 하나 이상이
또는
인 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항에 있어서,

화학식 I의 화합물을 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항에 있어서,

전체 혼합물 중의 화학식 I의 화합물의 비율이 15중량% 이상인 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항에 있어서,

전체 혼합물 중의 하기 식 IA-1 및 IB-1 내지 IB-4의 화합물의 비율이 20중량% 이상인 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서, 파라미터는 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항에 있어서,

하기 식 IA-1, IB-1 내지 IB-3 및 IB-9의 화합물들로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서, 파라미터는 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항에 있어서,

Z¹¹ 내지 Z¹³이 각각 단일 결합인 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 2 항에 있어서,

하나 이상의 화학식 I의 화합물 2 내지 80중량%, 하나 이상의 화학식 II의 화합물 2 내지 80중량%, 하나 이상의 화학식 III의 화합물 2 내지 80중량%, 하나 이상의 화학식 IV 또는 V의 화합물 2 내지 80중량%, 또는 이들의 조합을 포함하되, 매질 중의 모든 화학식 I의 화합물의 총량은 100중량% 이하인 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항에 있어서,

매질 내의 중합체 전구체의 농도가, 전체 혼합물의 양을 기준으로 0 중량% 초과 내지 10 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 유전체로서 함유하는 것을 특징으로 하는 전기-광학(electro-optical) 디스플레이.
제 11 항에 있어서,

능동-매트릭스 어드레싱 디바이스를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
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제 11 항에 있어서,

VA, ECB, PALC, FFS 또는 IPS 효과에 기초한 것을 특징으로 하는 디스플레이.