KR101703465B1

KR101703465B1 - 메소제닉 화합물, 액정 매질 및 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR101703465B1
Application number: KR1020157025829A
Authority: KR
Inventors: 게오르그 베르나츠; 페터 베스트; 아힘 괴츠; 페르 키르슈
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2017-02-06
Also published as: KR101570543B1; EP2032552A1; WO2007147516A1; JP5726415B2; JP2009541234A; EP2032552B1; KR20090020705A; KR20150115943A

Abstract

본 발명은, 하기 화학식 I의 메소제닉 화합물, 이들 화합물을 하나 이상 포함하는 메소제닉 매질, 바람직하게는 청색 상을 나타내는 메소제닉 매질, 전자 광학적 광 변조 소자에서의 이들의 용도, 디스플레이에서의 이들 각각의 용도 및 상기 디바이스에 관한 것이다:
화학식 I

상기 식에서, 파라미터들은 본원에서 명시한 바와 같다.

Description

메소제닉 화합물, 액정 매질 및 액정 디스플레이{MESOGENIC COMPOUNDS, LIQUID CRYSTAL MEDIUM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 화합물, 이들 화합물을 포함하는 매질, 및 이들 매질을 광 변조(modulation) 매질로서 포함하는 전광(electro-optical) 디스플레이에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 화합물은 메소제닉(mesogenic) 화합물이며, 이들은 바람직하게는 액정 매질에 사용된다. 특히, 본 발명에 따른 전자 광학적 디스플레이는 메소제닉 변조 매질이 광학 등방성 상, 바람직하게는 청색 상으로 존재하는 온도에서 작동되는 디스플레이이다.

전자 광학적 디스플레이, 및 상기 디스플레이에서 작동될 때 등방성 상으로 존재하는 메소제닉 광 변조 매질은 DE 102 17 273 A 호에 기재되어 있다. 전자 광학적 디스플레이, 및 상기 디스플레이에서 작동될 때 광학 등방성 청색 상으로 존재하는 메소제닉 광 변조 매질은 WO 2004/046 805 호에 기재되어 있다.

이들 참조문헌에 기재된 메소제닉 매질과 디스플레이는, 네마틱 상에서 액정을 사용하는 잘 공지되어 있고 널리 사용되는 디스플레이, 예컨대 트위스티드 네마틱(TN)-, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN)-, 전기 조절 복굴절률(ECB)-모드 및 그의 다양한 변형 및 평면 내 스위칭(IPS)-모드로 작동되는 액정 디스플레이(LCD)에 비해 몇 가지 유의적 이점을 제공한다. 이들 이점 중에서 가장 중요한 것은 이들의 훨씬 더 빠른 스위칭 시간 및 상당히 더 넓은 광학 시야각이다.

반면, 예컨대 표면 안정화된 강유전성 액정 디스플레이(SSF LCD)의 스멕틱 상에서와 같이 다른 액정 상에 메소제닉 매질을 사용하는 디스플레이에 비해, DE 102 17 273.0 호 및 WO 2004/046 805 호의 디스플레이는 제조하기가 훨씬 더 용이하다. 예를 들면, 이들은 매우 얇은 셀 갭을 필요로 하지 않으며, 더욱이 전자 광학적 효과는 셀 갭의 작은 변화에 대해 그리 민감하지 않다.

그러나, 이들 언급된 특허출원에 기재된 액정 매질은 여전히 몇몇 용도에서 충분히 낮지 않은 작동 전압을 필요로 한다. 또한, 이들 매질의 작동 전압은 온도에 따라 변하며, 일반적으로 특정 온도에서 전압이 온도 증가에 따라 크게 증가하는 것으로 관찰된다. 이는 디스플레이 용도에 대한 청색 상의 액정 매질의 적용 가능성을 제한한다. 이들 특허출원에 기재된 액정 매질의 추가 단점은 보통 수준의 신뢰도인데, 이는 매우 요구가 많은 용도에 대해서는 불충분하다. 이 보통 수준의 신뢰도는 예컨대 앞서 기재된 액정 매질에서 90% 미만일 수 있는 전압 보전율(VHR) 파라미터로 표시될 수 있다.

콜레스테릭(cholesteric) 상과 등방성 상 사이에 청색 상을 보유하고 통상 광학 현미경에 의해 관찰될 수 있는 일부 화합물과 조성물이 보고되어 있다. 청색 상이 관찰되는 이들 화합물 또는 조성물은 전형적으로 높은 키랄성을 나타내는 단일 메소제닉 화합물 또는 혼합물이다. 그러나, 일반적으로, 관찰되는 청색 상은 단지 매우 작은 온도 범위(전형적으로 1℃ 미만의 폭)에 걸쳐서만 연장되고/되거나, 청색 상은 오히려 편리하지 않은 온도 범위에 위치한다.

그러나, WO 2004/046 805 호의 신규의 신속한 스위칭 디스플레이 모드를 작동시키기 위하여, 사용되는 광 변조 매질은 주변 온도를 포괄하는 광범위한 온도에 걸쳐 청색 상으로 존재해야 한다. 그러므로, 가능한 한 넓고 편리하게 위치하는 청색 상을 보유하는 광 변조 매질이 요구된다.

그러므로, 메소제닉 화합물 자체의 적절한 혼합물에 의해 달성되거나, 또는 바람직하게는 적절한 메소제닉 특성을 갖는 호스트 혼합물을, 넓은 온도 범위에 걸쳐 청색 상을 안정화시키는 단일 도판트 또는 도판트의 혼합물과 혼합함으로써 달성될 수 있는, 넓은 상 범위의 청색 상을 갖는 변조 매질이 강력하게 요구된다.

요약하면, 액정 디스플레이에서 작동될 수 있고, 매질이 청색 상으로 존재하는 온도에서 작동되며, 하기 기술적 개선을 제공하는 액정 매질이 요구되고 있다.

- 감소된 작동 전압,

- 작동 전압의 감소된 온도 의존성, 및

- 개선된 신뢰도, 예컨대 VHR.

최근 놀랍게도, 다른 것들 중에서도 키랄 화합물을 비롯해 하기 화학식 I을 하나 이상 포함하는 양의 유전성 성분(성분 A)을 포함하는 메소제닉 매질이, 허용 가능하게 높은 청명점, 및/또는 온도 및/또는 UV-부하(load), 특히 후자에 대해 전압 보전율의 매우 높은 안정성을 갖는 매질을 구현시킬 수 있음이 밝혀졌다.

[화학식 I]

상기 식에서,

L¹¹ 내지 L¹⁴는 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

는 방향족 및/또는 지환족 고리, 또는 2개 이상의 융합된 방향족 또는 지환족 고리를 포함하는 기이되, 이들 고리는 임의로 N, O 및/또는 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고 임의로 R에 의해 일치환, 이치환 또는 다치환되고,

R은 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl, CN, NCS, SCN, SF₅, SO₂CF₃; 또는 직쇄 또는 분지형이고, 바람직하게는 1 내지 20개의 C-원자를 갖고, F, Cl 또는 CN에 의해, 바람직하게는 F에 의해 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 하나 이상의 CH₂ 기가 임의로, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -NR⁰¹-, -SiR⁰¹R⁰²-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY⁰¹=CY⁰¹- 또는 -C≡C에 의해 치환되는 알킬이고, 바람직하게는 할로겐; 1 내지 9개, 바람직하게는 2 내지 5개의 C-원자를 갖는 n-알킬, n-알콕시; 2 내지 9개, 바람직하게는 2 내지 5개의 C-원자를 갖는 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬; 또는 CN, NCS, F, Cl; 할로겐화된 알킬, 알켄일 또는 알콕시, 바람직하게는 일플루오르화, 이플루오르화 또는 올리고-플루오르화 알킬, 알켄일 또는 알콕시, 특히 바람직하게는 n-알킬, n-알콕시, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬이고,

R¹은 R에서 제시된 의미를 갖거나, 또는 바람직하게는, 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl, OCF₃, CF₃, OCHF₂, CN, NCS, SCN, SF₅ 또는 SO₂CF₃, 바람직하게는 F, OCF₃, CF₃, CN 또는 SF₅이고,

Z¹은 -CO-O-, -O-CO-, -S-CO-, -CO-S-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CR⁰¹=CH-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -CO-O-, -O-CO-, -CF₂-O-, -O-CF₂- 또는 단일 결합, 더 바람직하게는 단일 결합이고,

Y⁰¹ 및 Y⁰²는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,

R⁰¹ 및 R⁰²는 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이고,

X¹은 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl, OCF₃, CF₃, OCHF₂, CN, NCS, SCN, SF₅ 또는 SO₂CF₃, 바람직하게는 F, OCF₃, CF₃, CN 또는 SF₅이고,

n은 0 또는 1, 바람직하게는 1이다.

상기 파라미터가 하기 의미를 갖는 화학식 I의 화합물이 바람직하다:

L¹¹은 F이고/이거나,

L¹¹ 내지 L¹⁴ 중 2개 이상, 더 바람직하게는 3개 이상은 F이고/이거나,

R¹은 알킬 또는 알켄일이고/이거나,

는 바람직하게는

또는

이고/이거나,

Z¹¹은 -CO-O-, -CF₂-O- 또는 단일 결합, 더 바람직하게는 단일 결합이다.

화학식 I의 화합물은 하기 식 I-1 내지 I-8의 화합물들로부터 선택되는 것이 바람직하다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 제시된 각 의미를 가지며, 바람직하게는

는

이고/이거나,

R¹은 알킬 또는 알켄일이고/이거나,

X¹은 F, Cl, OCF₃, CF₃, CN 또는 SF₅이다.

본원에서 알킬 또는 알콕시 라디칼, 즉 말단 CH₂ 기가 -O-로 치환된 알킬은 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 가지며, 따라서 바람직하게는 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 뷰톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시, 더욱이 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트라이데콕시 또는 테트라데콕시이다.

옥사알킬, 즉 하나의 비-말단 CH₂ 기가 -O-로 치환된 알킬 기는 바람직하게는 예컨대 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사뷰틸(=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.

알켄일 기, 즉 하나 이상의 CH₂ 기가 -CH=CH-로 치환된 알킬 기는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 2 내지 10개의 C 원자를 가지며, 따라서 바람직하게는 바이닐, 프로프-1- 또는 프로프-2-엔일, 뷰트-1-, -2- 또는 뷰트-3-엔일, 펜트-1-, -2-, -3- 또는 펜트-4-엔일, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 헥스-5-엔일, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 헵트-6-엔일, 옥트-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- 또는 옥트-7-엔일, 논-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- 또는 논-8-엔일, 데크-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- 또는 데크-9-엔일이다.

특히 바람직한 알켄일 기는 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₇-3E-알켄일, C₅-C₇-4-알켄일, C₆-C₇-5-알켄일 및 C₇-6-알켄일, 특히 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₇-3E-알켄일 및 C₅-C₇-4-알켄일이다. 특히 바람직한 알켄일 기의 예는 바이닐, 1E-프로펜일, 1E-뷰텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-뷰텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 C 원자를 갖는 기가 통상적으로 바람직하다.

하나의 CH₂ 기가 -O-에 의해 치환되고 하나가 -CO-에 의해 치환된 알킬 기에서, 이들 라디칼은 바람직하게는 인접한다. 따라서, 이들 라디칼은 함께 카본일옥시 기 -CO-O- 또는 옥시카본일 기 -O-CO-를 형성한다. 바람직하게는, 이러한 알킬 기는 직쇄이고 2 내지 6개의 C 원자를 갖는다.

따라서, 이는 바람직하게는 아세틸옥시, 프로피온일옥시, 뷰티릴옥시, 펜타노일옥시, 헥사노일옥시, 아세틸옥시메틸, 프로피온일옥시메틸, 뷰티릴옥시메틸, 펜타노일옥시메틸, 2-아세틸옥시에틸, 2-프로피온일옥시에틸, 2-뷰티릴옥시에틸, 3-아세틸옥시프로필, 3-프로피온일옥시프로필, 4-아세틸옥시뷰틸, 메톡시카본일, 에톡시카본일, 프로폭시카본일, 뷰톡시카본일, 펜톡시카본일, 메톡시카본일메틸, 에톡시카본일메틸, 프로폭시카본일메틸, 뷰톡시카본일메틸, 2-(메톡시카본일)에틸, 2-(에톡시카본일)에틸, 2-(프로폭시카본일)에틸, 3-(메톡시카본일)프로필, 3-(에톡시카본일)프로필, 4-(메톡시카본일)-뷰틸이다.

둘 이상의 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -COO-로 치환된 알킬 기는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 3 내지 12개의 C 원자를 갖는다. 따라서, 이는 바람직하게는 비스-카복시-메틸, 2,2-비스-카복시-에틸, 3,3-비스-카복시-프로필, 4,4-비스-카복시-뷰틸, 5,5-비스-카복시-펜틸, 6,6-비스-카복시-헥실, 7,7-비스-카복시-헵틸, 8,8-비스-카복시-옥틸, 9,9-비스-카복시-노닐, 10,10-비스-카복시-데실, 비스-(메톡시카본일)-메틸, 2,2-비스-(메톡시카본일)-에틸, 3,3-비스-(메톡시카본일)-프로필, 4,4-비스-(메톡시카본일)-뷰틸, 5,5-비스-(메톡시카본일)-펜틸, 6,6-비스-(메톡시카본일)-헥실, 7,7-비스-(메톡시카본일)-헵틸, 8,8-비스(메톡시카본일)-옥틸, 비스-(에톡시카본일)-메틸, 2,2-비스-(에톡시카본일)-에틸, 3,3-비스-(에톡시카본일)-프로필, 4,4-비스-(에톡시카본일)-뷰틸, 5,5-비스-(에톡시카본일)-헥실이다.

CN 또는 CF₃에 의해 일치환된 알킬 또는 알켄일 기는 바람직하게는 직쇄이다. CN 또는 CF₃에 의한 치환은 임의의 목적하는 위치에서 이루어질 수 있다.

할로겐에 의해 적어도 일치환된 알킬 또는 알켄일 기는 바람직하게는 직쇄이다. 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이고, 다치환의 경우에는 바람직하게는 F이다. 생성되는 기는 또한 과플루오르화된 기를 포함한다. 일치환의 경우, F 또는 Cl 치환기는 임의의 목적하는 위치에 존재할 수 있지만, 바람직하게는 ω-위치에 존재한다. 말단 F 치환기를 갖는 특히 바람직한 직쇄 기의 예는 플루오르메틸, 2-플루오르에틸, 3-플루오르프로필, 4-플루오르뷰틸, 5-플루오르펜틸, 6-플루오르헥실 및 7-플루오르헵틸이다. 그러나, F의 다른 위치들이 배제되지는 않는다.

할로겐은 F, Cl, Br 및 I를 의미하고, 바람직하게는 F 또는 Cl, 가장 바람직하게는 F이다. R¹, R⁵, R, R' 및 R"는 각각 극성 또는 비-극성 기일 수 있다. 극성 기의 경우, 이는 바람직하게는 CN, SF₅, 할로겐, OCH₃, SCN, COR⁵, COOR⁵ 또는 C 원자 1 내지 4개의 일플루오르화, 올리고플루오르화 또는 다플루오르화된 알킬 또는 알콕시 기로부터 선택된다. R⁵는 1 내지 4개, 바람직하게는 1 내지 3개의 C 원자를 갖는 임의로 플루오르화되는 알킬이다. 특히 바람직한 극성 기는 F, Cl, CN, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, CF₃, OCHF₂ 및 OCF₃으로부터 선택된다. 비-극성 기의 경우, 이는 바람직하게는 C 원자 15개 이하의 알킬 또는 C 원자 2 내지 15개의 알콕시이다.

R¹ 및 R은 각각 비키랄 또는 키랄 기일 수 있다. 키랄 기의 경우, 이는 바람직하게는 하기 식 I^*이다.

I ^*

상기 식에서,

Q¹은 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 기, 또는 단일 결합이고,

Q²는, F, Cl, Br 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환될 수 있는 C 원자 1 내지 10개의 알킬 또는 알콕시 기이되, 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 각각의 경우에 서로 독립적으로 산소 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 치환될 수 있으며,

Q³은 F, Cl, Br, CN 또는 Q²에 대해 정의된 바와 같으나 Q²와는 상이한 알킬 또는 알콕시 기이다.

식 I^*의 Q¹이 알킬렌-옥시 기인 경우, O 원자는 바람직하게는 키랄 C 원자에 인접한다.

식 I^*의 바람직한 키랄 기는 2-알킬, 2-알콕시, 2-메틸알킬, 2-메틸알콕시, 2-플루오로알킬, 2-플루오로알콕시, 2-(2-에틴)-알킬, 2-(2-에틴)-알콕시, 1,1,1-트라이플루오로-2-알킬 및 1,1,1-트라이플루오로-2-알콕시이다.

특히 바람직한 키랄 기 I^*은 예컨대 2-뷰틸(=1-메틸프로필), 2-메틸뷰틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, 특히 2-메틸뷰틸, 2-메틸뷰톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 2-에틸헥속시, 1-메틸헥속시, 2-옥틸옥시, 2-옥사-3-메틸뷰틸, 3-옥사-4-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 2-헥실, 2-옥틸, 2-노닐, 2-데실, 2-도데실, 6-메톡시옥톡시, 6-메틸옥톡시, 6-메틸옥타노일옥시, 5-메틸헵틸옥시카본일, 2-메틸뷰티릴옥시, 3-메틸발레로일옥시, 4-메틸헥사노일옥시, 2-클로르프로피온일옥시, 2-클로로-3-메틸뷰티릴옥시, 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-뷰톡시프로필-2-옥시, 2-플루오로옥틸옥시, 2-플루오로데실옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸, 2-플루오로메틸옥틸옥시이다. 2-헥실, 2-옥틸, 2-옥틸옥시, 1,1,1-트라이플루오로-2-헥실, 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸 및 1,1,1-트라이플루오로-2-옥틸옥시가 매우 바람직하다.

또한, 비키랄 분지형 알킬 기를 함유하는 화합물은 예컨대 결정화되는 경향의 감소 때문에 경우에 따라 중요할 수 있다. 이러한 유형의 분지형 기는 일반적으로 하나보다 많은 쇄 분지를 함유하지 않는다. 바람직한 비키랄 분지형 기는 아이소프로필, 아이소뷰틸(=메틸프로필), 아이소펜틸(=3-메틸뷰틸), 아이소프로폭시, 2-메틸-프로폭시 및 3-메틸뷰톡시이다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, R¹, R 및 R' 중 하나 이상은 -SG-PG이다.

R¹이 -SG-PG인 화학식 I의 화합물 및 이의 하위 화합물이 특히 바람직하고, 동시에 m이 0인 것이 또한 바람직하다.

중합 가능한 또는 반응성 기 PG는 바람직하게는 CH₂=CW¹-COO-,

, CH₂=CW²-(O)_k1-, CH₃-CH=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, 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-로부터 선택되되, W¹은 H, Cl, CN, 페닐 또는 1 내지 5개의 C-원자를 갖는 알킬, 특히 H, Cl 또는 CH₃이고, W² 및 W³은 서로 독립적으로 H 또는 C-원자 1 내지 5개의 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 n-프로필이며, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 서로 독립적으로 Cl, 옥사알킬 또는 C-원자 1 내지 5개의 옥사카본일알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌이고, k₁ 및 k₂는 서로 독립적으로 0 또는 1이다.

특히 바람직한 PG는 바이닐 기, 아크릴레이트 기, 메타크릴레이트 기, 옥세테인 기 또는 에폭시 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이다.

스페이서 기 SG에 대해, 이 목적을 위해 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 모든 기를 사용할 수 있다. 스페이서 기 SG는 바람직하게는 PG-SG-이 -PG-SG'-X이도록 하는 식 SG'-X이되;

SG'는 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환될 수 있는 C 원자 20개 이하의 알킬렌이고, 또한 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂ 기는 각각의 경우 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -NR⁰¹-, -SiR⁰¹R⁰²-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-, -CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 치환될 수 있으며;

X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 단일 결합이며;

R⁰¹, R⁰², Y⁰¹ 및 Y⁰²는 앞서 제시된 개별적인 의미 중 하나를 갖는다.

X는 바람직하게는 -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY⁰²=CY⁰²-, -C≡C- 또는 단일 결합, 특히 -O-, -S-, -C≡C-, -CY⁰¹=CY⁰²- 또는 단일 결합, 매우 바람직하게는 -C≡C- 또는 -CY⁰¹=CY⁰²-와 같이 공액 시스템을 생성시킬 수 있는 기, 또는 단일 결합이다.

전형적인 기 SG'은 예컨대 -(CH₂)_p-, -(CH₂CH₂O)_q-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰R⁰⁰-O)_p-이되, p는 2 내지 12의 정수이고, q는 1 내지 3의 정수이고, R⁰, R⁰⁰ 및 다른 파라미터는 앞서 제시된 의미를 갖는다.

바람직한 기 SG'은 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 뷰틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시뷰틸렌, 에틸렌-싸이오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 뷰텐일렌이다.

다른 바람직한 실시양태에서, SG'은 하기 식 I^*'의 키랄 기이다:

I ^*'

상기 식에서,

Q¹ 및 Q³은 식 I^*에서 제시된 의미를 갖고,

Q⁴는, Q¹과 상이한 것으로서, 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 기, 또는 단일 결합이되,

Q¹은 중합 가능한 기 PG에 연결된다.

1 또는 2개의 기 PG-SG-(여기서, SG는 단일 결합이다)를 갖는 화합물이 또한 바람직하다.

2개의 PG-SG 기를 갖는 화합물의 경우, 2개의 중합 가능한 기 PG 및 2개의 스페이서 기 SG는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.

본 발명에 따른 화학식 I의 바람직한 화합물로는 이하 예시적 화합물들이 있다:

상기 식에서,

파라미터는 앞서 제시된 각 의미를 가지며, 바람직하게는

는

이고/이거나,

R¹은 알킬 또는 알켄일이다.

화학식 I의 화합물은 숙련자에게 공지된 통상의 방법에 의해 접근 가능하다. 출발 물질은 예컨대 시판 중이거나, 또는 공개된 방법에 의해 접근 가능한 유형의 화합물일 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 액정 매질은 화학식 I의 화합물을 포함하는, 바람직하게는 상기 화합물로 주로 이루어진, 가장 바람직하게는 상기 화합물로 완전히 이루어진 성분 A를 함유한다.

본원에서 "포함한다(comprising)"라는 것은 조성물과 관련하여 지칭되는 물질, 예컨대 매질 또는 성분이 해당 화합물 또는 화합물들을 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 20% 이상의 총 농도로 함유한다는 것을 의미한다.

이와 관련하여 "주로 이루어진다"라는 것은 지칭된 물질이 해당 화합물 또는 화합물들을 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상 함유함을 의미한다.

이와 관련하여 "완전히 이루어진다"라는 것은 지칭된 물질이 해당 화합물 또는 화합물들을 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상, 가장 바람직하게는 100.0% 함유함을 의미한다.

본원에 따른 매질 중에 함유되는 본원에 따른 화학식 I의 화합물의 농도는 바람직하게는 0.5% 내지 70%, 더 바람직하게는 1% 내지 60%, 가장 바람직하게는 5% 내지 50%이다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 메소제닉 변조 매질은, 하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물을 포함하는, 바람직하게는 하기 화학식 I의 화합물로 주로 이루어진, 가장 바람직하게는 하기 화학식 I의 화합물로 완전히 이루어진 성분 A를 바람직하게는 1 내지 25중량%의 농도로 포함하고; 하기 화학식 II의 하나 이상의 화합물을 포함하는, 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로 주로 이루어진, 가장 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로 완전히 이루어진 양의 유전성 성분 B를 임의로 포함하고; 하기 화학식 III의 하나 이상의 화합물을 포함하는, 바람직하게는 하기 화학식 III의 화합물로 주로 이루어진, 가장 바람직하게는 하기 화학식 III의 화합물로 완전히 이루어진 성분 C를 1 내지 25중량%의 농도로 임의로 포함하고; 20μm^-1 이상의 HTP를 갖는 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 성분 D 1 내지 20중량%를 포함하고; 청색 상의 상 범위를 보강시키고/시키거나 전자 광학적 효과의 온도 의존성을 감소시키는 화합물들로 이루어진 성분 E를 임의로 포함하고; 중합화에 따라 청색 상의 상 범위를 안정화시키고/시키거나 전자 광학적 효과의 온도 의존성을 감소시키는 반응성 화합물들, 바람직하게는 반응성 메소젠을 포함하는 중합체 전구체인 성분 E를 임의로 포함한다:

화학식 I

상기 식에서,

L¹¹ 내지 L¹⁴는 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

R¹은 할로겐, 바람직하게는 F 또는 Cl, OCF₃, CF₃, OCHF₂, CN, NCS, SCN, SF₅ 또는 SO₂CF₃, 바람직하게는 F, OCF₃, CF₃, CN 또는 SF₅이고,

n은 0 또는 1, 바람직하게는 1이다.

[화학식 II]

상기 식에서,

R²는 화학식 I에서 R¹에 대해 제시된 의미를 갖고,

A²¹, A²² 및 A²³은 각각 서로 독립적으로

이되, A²¹ 및 A²²는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,

Z²¹ 및 Z²²는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH₂)₃O-, -0(CH₂)₃-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH₂O-, -0CH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이되, Z²¹ 및 Z²²는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,

X²는 할로겐, -CN-, -NCS, -SF₅, -SO₂CF₃; 각각 CN 및/또는 할로겐에 의해 일치환 또는 다치환된 알킬, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알킬알콕시 또는 알콕시 라디칼이고,

L²¹ 및 L²²는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

m은 0, 1 또는 2이고,

n은 0, 1, 2 또는 3이고,

o는 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1이고,

m+n+o는 3 이하, 바람직하게는 2 이하이다.

[화학식 III]

상기 식에서,

a, b, c 및 d는 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이되, a+b+c+d는 4 이하이고,

A³¹, A³², A³³ 및 A³⁴는 각각 서로 독립적으로

이되, A³¹, A³², A³³ 및 A³⁴는 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,

Z³¹, Z³², Z³³ 및 Z³⁴는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH₂)₃O-, -0(CH₂)₃-, -CH=CF-, -C≡D-, -CH₂O-, -0CH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이되, Z³¹, Z³², Z³³ 및 Z³⁴는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,

R³은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼의 하나 이상의 메틸렌 기는 산소 및/또는 황 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -SiR^xR^y-, -CH=CH-, -C≡D-, -CO-O- 및/또는 -O-CO-로 독립적으로 치환될 수 있으며, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 -CN 기로 일치환되거나 또는 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 바람직하게는 R¹¹은 10개 이하의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알켄일옥시 또는 -O-알킬렌-O-알킬 라디칼이되, 상기 라디칼은 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며,

L³¹, L³², L³³ 및 L³⁴는 각각 서로 독립적으로 수소, 할로겐, CN 기; 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼의 하나 이상의 메틸렌 기는 서로 독립적으로 산소 및/또는 황 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -SiR^xR^y-, -CH=CH-, -C≡D-, -CO-O- 및/또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있고, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 -CN 기로 일치환되거나 또는 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 단 L³¹, L³², L³³ 및 L³⁴ 중 하나 이상은 수소가 아니고,

X³은 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN, NCS, SF₅ 또는 SO₂-R^z이고,

R^x 및 R^y는 서로 독립적으로 수소 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이며, 바람직하게는 R^x 및 R^y는 둘 다 메틸, 에틸, 프로필 또는 뷰틸이고,

R^z는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이되, 상기 알킬 라디칼은 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 바람직하게는 CF₃, C₂F₅ 또는 n-C₄F₉이다.

본 발명의 혼합물은 성분 A를 1 내지 75중량%, 바람직하게는 2 내지 70중량%, 가장 바람직하게는 3 내지 65중량% 함유하는 것이 바람직하다.

성분 D의 적합한 키랄 화합물은 20μm^-1 이상, 바람직하게는 40μm^-1 이상, 가장 바람직하게는 60μm^-1 이상의 나선 트위스팅력(helical twisting power, HTP)의 절대값을 갖는 것이다. HTP는 20℃에서 MLC-6260에서 측정한다.

키랄 성분 D는 바람직하게는 메소제닉 구조를 갖고 바람직하게는 하나 이상의 메조 상 자체, 특히 하나 이상의 콜레스테릭 상을 나타내는 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다. 키랄 성분 D에 포함되는 바람직한 키랄 화합물은 특히 콜레스테릴-노나노에이트(CN), R/S-811, R/S-1011, R/S-2011, R/S-3011, R/S-4011, R/S-5011, CB-15(메르크 카게아아(Merck KGaA), 독일 다름스타트 소재)와 같은 널리 공지되어 있는 키랄 도판트이다. 하나 이상의 키랄 잔기 및 하나 이상의 메소제닉 기를 갖거나, 또는 키랄 잔기와 함께 메소제닉 기를 형성하는 하나 이상의 방향족 또는 지환족 잔기를 갖는 키랄 도판트가 바람직하다. 본원에 개시내용이 참고로 인용된 DE 34 25 503 호, DE 35 34 777 호, DE 35 34 778 호, DE 35 34 779 호, DE 35 34 780 호, DE 43 42 280 호, EP 01 038 941 호 및 DE 195 41 820 호에 개시되어 있는 키랄 잔기 및 메소제닉 키랄 화합물이 더 바람직하다. EP 01 111 954.2 호에 개시된 키랄 바이나프틸 유도체, WO 02/34739 호에 개시된 키랄 바이나프톨 유도체, WO 02/06265 호에 개시된 키랄 TADDOL 유도체, 및 WO 02/06196 호 및 WO 02/06195 호에 개시된, 하나 이상의 플루오르화된 연결기 및 하나의 말단 키랄 잔기 또는 하나의 중심 키랄 잔기를 갖는 키랄 도판트가 특히 바람직하다.

본 발명의 조절 매질은 특징적인 온도, 바람직하게는 약 -30 내지 약 90℃, 특히 약 70℃ 또는 심지어 80℃까지의 청명점을 갖는다.

본 발명의 혼합물은 하나 이상(2개, 3개, 4개 이상)의 키랄 화합물을 1 내지 25중량%, 바람직하게는 2 내지 20중량%로 함유한다. 특히 바람직한 것은 키랄 화합물 3 내지 15중량%를 함유하는 혼합물이다.

바람직한 실시양태가 이하 기재된다:

- 매질은 1개, 2개, 3개 또는 그 이상의 화학식 I의 화합물을 포함한다.

- 성분 B는 바람직하게는 화학식 II의 하나 이상의 화합물 외에 하기 식 Z의 하나 이상의 에스터 화합물을 함유한다.

상기 식에서,

R^z는 화학식 I에서 R¹¹에 대해 제시된 의미를 갖거나, R^z는 화학식 II에서 R²에 대해 제시된 의미를 갖고,

는

또는

이고,

X^z는 F, Cl, CN, NCS, OCF₃, CF₃ 또는 SF₅이다.

특히 바람직한 것은 식 Z의 화합물을 5 내지 35%, 바람직하게는 10 내지 30%, 특히 바람직하게는 10 내지 20% 함유하는 혼합물이다.

- 성분 B는 바람직하게는 하기 식 N의 하나 이상의 화합물을 추가로 함유한다.

상기 식에서,

R은 화학식 I에서 R¹¹에 대해 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 알킬 또는 알킬-C≡C이고,

"알킬"은 1 내지 7개의 C-원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 n-알킬이고,

n은 0 또는 1이다.

- 성분 B는 바람직하게는 하기 식 E의 에스터 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다.

상기 식에서,

R⁰은 화학식 I에서 R¹¹에 대해 제시된 의미를 갖고, 바람직하게는 알킬이고,

는

또는

이다.

- 식 E의 화합물의 양은 바람직하게는 10 내지 30중량%, 특히 15 내지 25%이다.

- 매질은 바람직하게는 하기 식 Q-1 및 Q-2의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

상기 식에서,

R⁰은 화학식 I에서 R¹¹에 대해 제시된 의미를 갖고,

n 및 m은 서로 독립적으로 0 또는 1이다.

- 매질은 바람직하게는 R⁰이 메틸인 화학식 II의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.

- 매질은 바람직하게는 1개, 2개 또는 그 이상의 다이옥세인 화합물, 바람직하게는 하기 식 Dx-1 및 Dx-2의 군으로부터 선택되는 1 또는 2개의 다이옥세인 화합물을 포함한다.

상기 식에서,

R⁰은 화학식 I에서 R¹¹에 대해 제시된 의미를 갖는다.

화학식 II의 바람직한 화합물은 이의 하위 식 II-1 내지 II-4로부터 선택된다.

상기 식에서,

파라미터는 앞서 제시된 각 의미를 가지며, 바람직하게는

R²는 알킬 또는 알켄일이고/이거나,

X²는 F, Cl, OCF₃, CF₃, CN 또는 SF₅이다.

심지어는 통상적인 액정 물질, 특히 화학식 II 및 III의 하나 이상의 화합물과 혼합된 비교적 소량의 화학식 I의 화합물에서도 더 낮은 작동 전압 및 더 넓은 작동 온도 범위를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 특히 화학식 I의 하나 이상의 화합물 외에 화학식 II의 하나 이상의 화합물, 특히 X²가 F, Cl, CN, NCS, CF₃ 또는 OCF₃인 화학식 II의 화합물을 포함하는 혼합물이 바람직하다. 화학식 I 내지 III의 화합물은 무색이고, 안정하며, 서로 및 다른 액정 물질과 용이하게 혼합될 수 있다.

화학식 I 내지 III의 화합물의 최적 혼합비는 실질적으로 목적하는 특성, 화학식 I, II 및/또는 III의 성분의 선택 및 존재할 수 있는 임의의 다른 성분의 선택에 따라 달라진다. 앞서 제시된 범위 내의 적합한 혼합비는 경우에 따라 용이하게 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 혼합물 중 화학식 I 내지 III의 화합물의 총량은 중요하지 않다. 따라서, 혼합물은 다양한 특성을 최적화하기 위하여 하나 이상의 추가 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 작동 전압 및 작동 온도 범위에 대해 관찰되는 효과는 일반적으로 화학식 I 내지 III의 화합물의 총 농도가 높을수록 더 크다.

특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은 X³이 F, OCF₃, OCHF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂ 또는 OCF₂-CF₂H인 화학식 III의 화합물을 포함한다. 화학식 I의 화합물을 사용한 바람직한 상승 효과는 특히 유리한 특성을 야기한다. 특히, 화학식 I의 화합물과 화학식 II의 화합물 및 화학식 III의 화합물을 포함하는 혼합물은 낮은 작동 전압을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 매질에 사용될 수 있는 화학식 II 및 III의 개별 화합물은 공지되어 있거나 또는 공지 화합물과 유사하게 제조될 수 있다.

편광기, 전극 베이스 판 및 표면-처리된 전극으로부터 본 발명에 따른 MLC 디스플레이의 구성은 이 유형의 디스플레이의 통상적인 구성에 상응한다. 통상적인 구성이라는 용어는 본원에서 넓게 적용되며, 또한 특히 폴리-Si TFT 또는 MIM에 기초한 매트릭스 디스플레이 소자를 비롯한 MLC 디스플레이의 모든 유도 형태 및 변형을 포괄하지만, 특히 바람직한 것은 단지 하나의 기판 상에만 전극(즉, IPS 디스플레이에 바람직하게는 하나의 확립된 구조로 사용되는 것과 같은 소위 인터-디지털(inter-digital) 전극)을 갖는 디스플레이이다.

그러나, 본 발명에 따른 디스플레이와 트위스티드 네마틱 셀에 기초한 통상적인 디스플레이 사이의 유의적 차이는 액정 층의 액정 파라미터의 선택으로 이루어진다.

본 발명에 따른 매질은 그 자체로 통상적인 방식으로 제조된다. 일반적으로, 성분들은 유리하게는 승온에서 서로 용해시킨다. 적합한 첨가제에 의해, 본 발명에 따른 액정 상은 지금까지 개시된 모든 유형의 액정 디스플레이 소자에 사용할 수 있도록 개질될 수 있다. 이러한 유형의 첨가제는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌[켈커(H. Kelker) 및 하츠(R. Hatz)의 문헌 [Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980]]에 상세하게 기재되어 있다. 예를 들면, 착색된 게스트-호스트 시스템을 제조하기 위하여 다색성 염료가 첨가될 수 있거나, 또는 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 개질시키기 위하여 물질이 첨가될 수 있다. 또한, 안정화제 및 항산화제를 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 혼합물은 TN, STN, ECB 및 IPS 용도, 및 등방성 스위칭 모드(ISM) 용도에 적합하다. 그러므로, 이들의 전자 광학적 장치에서의 용도, 및 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질을 함유하는 전자 광학적 장치가 본 발명의 주제이다.

본 발명의 혼합물은 광학 등방성 상태에서 작동되는 장치에 매우 적합하다. 본 발명의 혼합물은 놀랍게도 개별적인 용도에 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.

광학 등방성 상태에서 작동되거나 작동될 수 있는 전자 광학적 장치는 최근 비디오, TV 및 멀티-미디어 용도와 관련하여 점점 관심이 높아지고 있다. 이는 액정의 물리적 특성에 기초한 전자 광학적 효과를 이용하는 통상적인 액정 디스플레이가 상당히 높은 스위칭 시간을 나타내기 때문이며, 이는 상기 용도에 바람직하지 않다. 뿐만 아니라, 대부분의 통상적인 디스플레이는 콘트라스트의 상당한 시야각 의존성을 나타내며, 이는 다시 바람직하지 못한 특성을 보상하기 위한 수단을 필요로 하게 된다.

등방성 상태에서 전자 광학적 효과를 이용하는 장치와 관련하여, 예컨대 독일 특허 출원 DE 102 17 273 A1 호는 변조를 위한 메소제닉 조절 매질이 작동 온도에서 등방성 상으로 존재하는 광 조절(광 변조) 소자를 개시한다. 이들 광 조절 소자는 매우 짧은 스위칭 시간 및 콘트라스트의 우수한 시야각 의존성을 갖는다. 그러나, 상기 소자들의 구동 또는 작동 전압은 일부 용도에서 매우 자주 부적합하게 높다.

아직 공개되지 않은 독일 특허 출원 DE 102 41 301 호는 구동 전압을 상당히 감소시키는 전극의 특수한 구조를 기재한다. 그러나, 이들 전극은 광 조절 소자의 제조 방법을 더 복잡하게 만든다.

뿐만 아니라, 예컨대 DE 102 17 273 A1 호 및 DE 102 41 301 호에 개시된 광 조절 소자는 상당한 온도 의존성을 나타낸다. 광학 등방성 상태인 조절 매질에서 전기장에 의해 유도될 수 있는 전자 광학적 효과는 조절 매질의 청명점에 가까운 온도에서 가장 두드러진다. 이 범위에서, 광 조절 소자는 이들의 특징적인 전압의 최저값을 가지며, 따라서 최저 작동 전압을 필요로 한다. 온도가 높아짐에 따라 특징적인 전압, 따라서 작동 전압이 현저하게 증가한다. 전형적인 온도 의존성 값은 대략 수볼트/℃ 내지 약 10볼트/℃ 또는 그 이상이다. DE 102 41 301 호가 등방성 상태에서 작동 가능하거나 작동되는 장치용 전극의 다양한 구조를 기재하는 반면, DE 102 17 273 A1 호는 등방성 상태에서 작동 가능하거나 작동되는 광 조절 소자에 유용한 다양한 조성의 등방성 매질을 개시한다. 이들 광 조절 소자에서 문턱 전압의 상대적인 온도 의존성은 청명점보다 1℃ 더 높은 온도에서 약 50%/℃이다. 이 온도 의존성은 온도가 증가함에 따라 감소되어서, 청명점보다 5℃ 더 높은 온도에서 약 10%/℃이 된다. 그러나, 상기 광 조절 소자를 이용하는 다수의 실용적인 디스플레이 용도에서, 전자 광학적 효과의 온도 의존성은 너무 높다. 대조적으로, 실용 면에서는 작동 전압이 적어도 수℃, 바람직하게는 약 5℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 약 10℃ 이상, 특히 약 20℃ 이상의 온도 범위에 걸쳐 작동 온도로부터 독립적인 것이 바람직하다.

최근, 본 발명의 혼합물의 사용이 상기 및 DE 102 17 273 A1 호, DE 102 41 301 호 및 DE 102 536 06 호에 기재된 바와 같이 광 조절 소자에서 조절 매질로서 매우 적합하고, 상기 전자 광학적 장치의 작동 전압이 작동하는 온도 범위를 확대시키는 것으로 밝혀졌다. 이 경우, 광학 등방성 상태 또는 청색 상은 거의 완전히 또는 완전히 작동 온도로부터 독립적이다.

이 효과는, 아직 공개되지 않은 WO 2004/046 805 호에 기재되어 있는 바와 같이, 메소제닉 조절 매질이 하나 이상의 소위 "청색 상"을 나타내는 경우 더욱더 뚜렷하다. 매우 높은 키랄 트위스트를 갖는 액정은 하나 이상의 광학 등방성 상을 가질 수 있다. 이들이 개별적인 콜레스테릭 피치를 갖는 경우, 이들 상은 충분히 큰 셀 갭을 갖는 셀에서 청색으로 나타난다. 따라서, 이들 상을 "청색 상"이라고도 부른다[그레이(Gray) 및 굿비(Goodby)의 문헌 ["Smectic Liquid Crystals, Textures and Structures", Leonhard Hill, USA, Canada (1984)]]. 청색 상으로 존재하는 액정에 대한 전기장의 효과, 및 무-전기장 액정에서 관찰될 수 있는 현재까지 확인된 청색 상의 세 유형(즉, BP I, BP II 및 BP III)은 예컨대 키체로우(H.S. Kitzerow)의 문헌 ["The Effect of Electric Fields on Blue Phases", Mol. Cryst. Liq. Cryst. (1991), Vol. 202, p. 51-83]에 기재되어 있다. 청색 상 또는 청색 상들을 나타내는 액정에 전기장을 가하는 경우, 청색 상 I, II 및 III과는 상이한 추가의 청색 상 또는 다른 상이 나타남은 주목할만하다.

하나 이상, 특히 2개의 전극; 전극의 어셈블리; 하나 이상의 편광 소자; 및 상기 조절 매질을 포함하는 전자 광학적 광 조절 소자에 본 발명의 혼합물을 사용할 수 있으며, 상기 광 조절 소자는 구동되지 않는 상태일 때 조절 매질이 광학 등방성 상인 온도에서 작동된다(또는 작동될 수 있다).

본 발명의 조절 매질은 특징적인 온도, 바람직하게는 약 -30℃ 내지 약 90℃, 특히 약 70℃ 내지 80℃까지의 청명점을 갖는다.

광 조절 소자의 작동 온도는 바람직하게는 조절 매질의 청색 상으로의 특징적인 전이 온도보다 높고, 일반적으로 작동 온도는 상기 특징적인 온도보다 약 0.1 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10℃ 더 높다. 작동 온도가 조절 매질의 청색 상으로의 전이 온도 내지 조절 매질의 청색 상으로부터 등방성 상으로의 전이 온도(이는 청명점이다)인 것이 매우 바람직하다. 그러나, 광 조절 소자는 또한 조절 매질이 등방성 상인 온도에서도 작동될 수 있다.

(본 발명에서 용어 "특징적인 온도"는 다음과 같이 정의된다.

- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치인 경우, 이 최소치에서의 온도는 특징적인 온도로서 표시된다.

- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치를 갖지 않는 경우 및 조절 매질이 하나 이상의 청색 상을 갖는 경우, 청색 상으로의 전이 온도는 특징적인 온도로서 표시되며; 하나보다 많은 청색 상이 존재하는 경우에는, 청색 상으로의 최저 전이 온도는 특징적인 온도로서 표시된다.

- 온도의 함수로서의 특징적인 전압이 최소치를 갖지 않는 경우 및 조절 매질이 청색 상을 갖지 않는 경우, 등방성 상으로의 전이 온도는 특징적인 온도로서 표시된다.)

본 발명과 관련하여, 용어 "알킬"은, 상세한 설명의 부분 또는 청구의 범위에서 다른 방식으로 정의되지 않는 한, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지형 탄화수소 (지방족) 라디칼을 의미한다. 탄화수소 라디칼은 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되거나, 또는 비치환될 수 있다.

유전체는 또한 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있는 추가의 첨가제도 포함할 수 있다. 예를 들면, 0 내지 5%의 다색성 염료, 항산화제 또는 안정화제를 첨가할 수 있다.

C는 결정질 상을 의미하고, S는 스멕틱 상을 의미하며, S_C는 스멕틱 C 상을 의미하고, N은 네마틱 상을 의미하며, I는 등방성 상을 의미하고, BP는 청색 상을 의미한다.

V_X는 X% 투과율을 위한 전압을 나타낸다. 따라서, 예컨대 V₁₀은 10% 투과율을 위한 전압을 나타내고, V₁₀₀은 100% 투과율(기판 표면에 수직인 시야각)을 위한 전압을 나타낸다. t_on(또는 τ_on)은 V₁₀₀(또는 V_max)의 값에 상응하는 작동 전압에서의 스위치-온 시간을 나타내고, t_off(또는 τ_off)는 상기 전압에서의 스위치-오프 시간을 나타낸다.

Δn은 광학 이방성을 나타낸다. Δε은 유전 이방성을 나타낸다(Δε=ε_∥-ε_⊥, 여기서 ε_∥은 종방향 분자 축에 평행한 유전 상수이고, ε_⊥은 종방향 분자 축에 수직인 유전 상수이다). 전자 광학적 데이터는, 달리 분명히 언급되지 않는 한, 20℃에서 첫번째 최소 투과율에서(즉, 0.5μm의 (d·Δn) 값에서) TN 셀에서 측정된다. 광학 데이터는 달리 명백하게 언급되지 않는 한 20℃에서 측정된다.

임의로, 본 발명에 따른 광 변조 매질은 물리적 특성을 조정하기 위하여 추가의 액정 화합물을 포함할 수 있다. 이들 화합물은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 본 발명에 따른 매질 중 이들의 농도는 바람직하게는 0 내지 30%, 더 바람직하게는 0 내지 20%, 가장 바람직하게는 5 내지 15%이다.

바람직하게는, 본 발명의 매질은 청색 상 범위 또는 하나보다 많은 청색 상이 존재하는 경우 청색 상의 조합된 범위를 갖되, 폭은 20° 이상, 바람직하게는 40° 이상, 더 바람직하게는 50° 이상, 가장 바람직하게는 60° 이상이다.

바람직한 실시양태에서, 이 상은 적어도 10 내지 30℃, 더 바람직하게는 적어도 10 내지 40℃, 가장 바람직하게는 적어도 0 내지 50℃이되, 적어도 상이 바람직하게는 온도를 하한치보다 낮게 연장시키는 동시에 상한치보다 높게 연장시킴을 의미한다.

다른 바람직한 실시양태에서, 이 상은 적어도 20 내지 40℃, 더 바람직하게는 적어도 30 내지 80℃, 가장 바람직하게는 적어도 30 내지 90℃이다. 이 실시양태는 강한 백라이트(backlight)를 갖는 디스플레이(에너지를 소산시키고, 따라서 디스플레이를 가열시킴)에 특히 적합하다.

본원에서, 용어 "양의 유전성 화합물"은 1.5보다 높은 Δε을 갖는 화합물을 나타내며, 중성 유전성 화합물은 -1.5 이상 1.5 이하의 Δε을 갖는 화합물이고, 음의 유전성 화합물은 -1.5 미만의 Δε을 갖는 화합물이다. 이는 성분의 경우에도 동일하다. Δε은 1kHz 및 20℃에서 측정한다. 네마틱 호스트 혼합물 중 개별 화합물의 10% 용액의 결과로부터 화합물의 유전 이방성을 측정한다. 이들 시험 혼합물의 커패시티는 호메오트로픽(homeotropic) 정렬을 갖는 셀 및 동종 정렬을 갖는 셀에서 측정한다. 두 유형의 셀의 셀 갭은 약 20μm이다. 인가되는 전압은 1kHz의 주파수 및 전형적으로 0.5 내지 1.0V의 제곱 평균의 제곱근 값을 갖는 직각파(rectangular wave)이지만, 이는 항상 개별적인 시험 혼합물의 커패시티 문턱치 미만으로 선택된다.

양의 유전성 화합물의 경우 혼합물 ZLI-4792, 및 중성 유전성 및 음의 유전성 화합물의 경우 혼합물 ZLI-3086을 각각 호스트 혼합물로서 사용하며, 상기 두 혼합물은 모두 메르크 카게아아 제품이다. 화합물의 유전율은 해당 화합물을 첨가했을 때 호스트 혼합물의 개별적인 값의 변화로부터 결정되며, 해당 화합물의 100% 농도까지 외삽된다.

20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분을 그 자체로 측정하고, 다른 모든 것을 화합물과 같이 처리한다.

달리 명백하게 언급되지 않는 한, 용어 문턱 전압은 본원에서 광학 문턱치를 지칭하는 것으로서, 10% 상대 콘트라스트에 대해 제시되고(V₁₀); 용어 포화 전압은 광학 포화치를 지칭하는 것으로서, 90% 상대 콘트라스트에 대해 제시된다(V₉₀). 용량 문턱 전압[V₀, 프레데릭스-문턱치(Freedericksz-threshold) V_Fr이라고도 함]은 명백하게 언급되는 경우에만 사용된다.

본원에 제시된 파라미터의 범위는 모두 달리 명백하게 언급되지 않는 한 제한 값들을 모두 포함한다.

본원 전체에서, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 모든 농도는 질량%로 제시되고 개별적인 전체 혼합물을 지칭하며, 모든 온도는 ℃로 제시되고, 모든 온도 차이는 ℃로 제시된다. 모든 물리적 특성은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 문헌 ["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 20℃에 대해 제시된다. 광학 이방성(Δn)은 589.3nm의 파장에서 측정한다. 유전 이방성(Δε)은 1kHz의 주파수에서 측정한다. 문턱 전압, 및 모든 다른 전자 광학적 특성은 독일 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀에서 측정하였다. Δε을 측정하기 위한 시험 셀은 22μm의 셀 갭을 가졌다. 전극은 1.13cm²의 면적 및 가드 고리(guard ring)를 갖는 원형 ITO 전극이었다. 배향 층은 호메오트로픽 배향(ε_∥)의 경우 레시틴이고, 동종 배향(ε_⊥)의 경우 재팬 신테틱 러버(Japan Synthetic Rubber)의 폴리이미드 AL-1054이었다. 0.3 또는 0.1V_rms의 전압을 갖는 사인파(sine wave)를 사용하는 주파수 응답 분석기 솔라트론(Solatron) 1260으로 커패시티를 측정하였다. 전자 광학적 측정에 사용된 광은 백색 광이었다. 사용된 장치는 일본의 오츠카(Otsuka)의 시판 중인 장비이었다. 수직 관찰시 특징적인 전압을 측정하였다. 각각 10%, 50% 및 90% 상대 콘트라스트에 대해 문턱 전압(V₁₀), 중간-그레이(mid-grey) 전압(V₅₀) 및 포화 전압(V₉₀)을 측정하였다.

메소제닉 변조 물질을 메르크 카게아아의 개별적인 설비에서 제조된 전자 광학적 시험 셀 내에 충전하였다. 시험 셀은 하나의 기판 면 상에 인터-디지털 전극을 가졌다. 전극 폭은 10μm이고, 인접한 전극 사이의 거리는 10μm이고, 셀 갭은 또한 10μm이었다. 이 시험 셀을 교차 편광기 사이에서 전자 광학적 평가하였다.

낮은 온도에서, 충전된 셀은 키랄 네마틱 혼합물의 전형적인 텍스쳐를 나타내었으며, 인가된 전압 없이 교차 편광기 사이의 광학 투과율을 가졌다. 가열시, 제 1 온도(T₁)에서 혼합물은 광학 등방성으로 변하며, 교차 편광기 사이에서 어두웠다. 이는 이 온도에서의 키랄 네마틱 상으로부터 청색 상으로의 전이를 나타내었다. 제 2 온도(T₂)에서, 셀은 인가된 전압, 전형적으로는 수십볼트, 광학 투과율의 최대치를 야기하는 특정 전압 하에서 전자 광학적 효과를 나타내었다. 전형적으로 더 높은 온도에서는 가시적인 전자 광학적 효과에 필요한 전압이 크게 증가하였으며, 이는 제 2 온도(T₂)에서의 청색 상으로부터 등방성 상으로의 전이를 나타내었다.

혼합물을 청색 상에서 전자 광학적으로 사용할 수 있는 온도 범위[ΔT(BP)]는 가장 유리하게는 T₁ 내지 T₂로 확인되었다. 이 온도 범위[ΔT(BP)]는 본원의 실시예에서 제시되는 온도 범위이다. 전자 광학적 디스플레이는 또한 이 범위보다 높은 온도, 즉 T₂보다 높은 온도에서도 작동될 수 있으나, 단지 상당히 증가된 작동 전압에서만 그러하였다.

본 발명에 따른 액정 매질은 추가적인 첨가제 및 키랄 도판트를 통상적인 농도로 함유할 수 있다. 이들 추가적인 구성성분의 총 농도는 전체 혼합물에 기초하여 0 내지 10%, 바람직하게는 0.1 내지 6%이다. 사용되는 개별적인 화합물의 농도는 각각 바람직하게는 0.1 내지 3%이다. 이들 및 유사한 첨가제의 농도는 본원의 액정 매질의 액정 성분 및 화합물의 농도 값 및 범위에 고려되지 않는다.

본 발명에 따른 액정 매질은 수개의 화합물, 바람직하게는 3 내지 30개, 더 바람직하게는 5 내지 20개, 가장 바람직하게는 6 내지 14개의 화합물로 이루어진다. 이들 화합물을 통상적인 방식으로 혼합한다. 통상적으로, 더 적은 양으로 사용되는 화합물의 요구량을 더 많은 사용되는 화합물에 용해시킨다. 온도가 더 높은 농도로 사용되는 화합물의 청명점보다 높은 경우, 용해 과정의 완결을 관찰하기가 특히 용이하다. 그러나, 다른 통상적인 방식으로, 예컨대 화합물의 동족 혼합물 또는 공융(eutectic) 혼합물일 수 있는 소위 예비-혼합물을 사용하여, 또는 구성성분이 그 자체로 혼합물에 이용되는 다용기-시스템을 사용하여, 매질을 제조할 수도 있다.

적합한 첨가제를 첨가함으로써, 본 발명에 따른 액정 매질은 TN-, TN-AMD, ECB-, VAN-AMD와 같은 액정 매질을 사용하는 모든 공지 유형의 액정 디스플레이, 특히 PDLD-, NCAP- 및 PN-LCD와 같은 복합 시스템, 특별히 HPDLC에 사용될 수 있는 방식으로 개질될 수 있다.

융점 T(K,N), T(K,S) 또는 T(K,I); 스멕틱(S_X) 상으로부터 다른 스멕틱(S_Y) 상으로의 전이 온도 T(S_X,S_Y); 스멕틱(S)으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이 온도 T(S,N); 청명점 T(N,I); 액정의 유리전이온도 T_g(사용되는 경우); 및 이 용도 전반에 걸친 임의의 다른 온도는 섭씨(즉, ℃)로 제시된다.

L¹¹이 H이고 L¹²가 F인 화학식 I의 화합물, 즉 6-플루오로크로만은 이하 반응식에 따라 4-브로모-2,5-다이플루오로페닐리튬을 사용하는 옥세테인의 친핵성 개환, 이어서 플루오린의 분자 내 치환을 통한 중간물질 알코올레이트의 고리화에 의해 제조될 수 있다. 수득된 6-플루오로-7-브로모크로만은 추가로 예컨대 스즈키(Suzuki) 커플링에서 반응되어 표적 화합물을 수득할 수 있다.

[반응식 I]

상기 식에서,

R은 알킬 또는 사이클로알킬이고,

Ar은 아릴이다.

유사한 방식으로, L¹¹ 및 L¹²가 둘 다 F인 화학식 I의 화합물, 즉 6,8-다이플루오로크로만이 1-브로모-2,3,5-트라이플루오로벤젠으로부터 이하 반응식에서 제시된 바와 같이 수득된다.

[반응식 II]

본원, 특히 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 두문자어로도 불리는 약어로 표시된다. 약어의 상응하는 구조로의 변형은 하기 두 표 A 및 B에 따른다. 기 C_nH_2n ₊₁ 및 C_mH_2m ₊₁ 모두는 n 또는 m개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 기이다. 표 B의 설명은 자명하다. 표 A는 구조의 코어에 대한 약어만을 나열한다. 개별적인 화합물은 다음과 같이 코어의 약어에 뒤이은 하이픈(-) 및 치환기 R¹, R², L¹ 및 L²를 명시하는 코드로 표시된다.

[표 A]

[표 B]

표 B로부터의 화합물을 1개, 2개, 3개 또는 4개 이상 포함하는 액정 혼합물이 특히 바람직하다.

표 C는 본 발명에 따라 일반적으로 단독으로 또는 2 또는 3개 이상 조합되어 혼합물에 첨가되는 성분 D에 따른 가능한 도판트를 도시한다.

[표 C]

표 D는 본 발명에 따라 일반적으로 단독으로 또는 2 또는 3개 이상 조합되어 혼합물에 첨가되는 성분 D에 따른 가능한 도판트를 도시한다.

[표 D]

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 이하의 것들을 포함한다:

- 표 A 및 B의 화합물의 군으로부터 선택되는 4개 이상의 화합물 및/또는

- 표 B의 화합물의 군으로부터 선택되는 5개 이상의 화합물 및/또는

- 표 A의 화합물의 군으로부터 선택되는 2개 이상의 화합물.

이하 제시된 실시예는 본 발명을 어떠한 방식으로도 한정하지 않으면서 본 발명을 예시한다. 예시적인 화합물의 구조는 ¹H 및 ¹³C NMR 분광학에 의해 확인한다.

그러나, 특히 화합물의 물리적 데이터는 당해 분야의 숙련자에게 어느 범위에서 특성을 달성할 수 있는지를 보여준다. 특히, 바람직하게 달성할 수 있는 다양한 특성의 조합이 잘 한정된다.

실시예 1: 7-{4-[ 다이플루오로 -(3,4,5- 트라이플루오로페녹시 )- 메틸 ]-3,5- 다이플루오로페닐}-6-플루오로-3-메틸크로만의 제조

단계 1.1

다이에틸 에터(1.7 l) 중의 1,4-다이브로모-2,5-다이플루오로벤젠(172 g, 0.633 몰)을 -70℃까지 냉각하고, n-뷰틸리튬(400 ml, 0.637 몰)을 서서히 첨가한다. 반응 혼합물을 30분 동안 교반하고, 3-메틸옥세테인(40 g, 0.555 몰)의 용액을 첨가한다. 2시간 후, 냉각 조를 제거하고, 반응 혼합물을 밤새도록 주변 온도에서 교반한 후, 포화 수성 염화 암모늄 용액으로 켄칭시킨다. 수성 층을 MTB 에터로 추출하고, 합쳐진 유기 층들을 물로 세척하고, 건조시킨다(Na₂SO₄). 용매를 증발시키고, 조생성물을, 톨루엔/에틸 아세테이트(4:1)를 사용하는 실리카를 통해 여과시켜 3-(4-브로모-2,5-다이플루오로-페닐)-2-메틸-프로판-1-올을 무색 오일로서 수득하며, 이는 다음 합성 단계에 대해 충분하게 순수한 것이다.

단계 1.2

THF(300 ml) 중의 3-(4-브로모-2,5-다이플루오로-페닐)-2-메틸-프로판-1-올(72.3 g, 0.273 몰)을 40℃에서 THF(2.2 l) 중의 수소화 칼륨(미네랄 오일 중 30%, 0.322 몰)의 현탁액에 적가한다. 반응물을 4시간 동안 55℃에서 교반한 후, 아이소프로판올(20 ml)로 켄칭시키고, 얼음 물 중에 부었다. 수성 층을 MTB 에터로 추출하고, 합쳐진 유기 층들을 물로 세척하고, 건조시킨다(Na₂SO₄). 용매를 증발시키고, 잔류물을, 톨루엔/헵테인(1:1)를 사용하는 실리카를 통해 여과시키고, 조생성물을 헵테인으로부터 재결정화시켜 7-브로모-6-플루오로-3-메틸-크로만을 무색 고체로서 수득한다.

단계 1.3

THF(60 ml) 중의 4-[다이플루오로-(3,4,5-트라이플루오로페녹시)-메틸]-3,5-다이플루오로벤젠 보론산(11.1 g, 28.5 밀리몰)의 용액에, 물(12 ml) 중의 소듐 메타보레이트 옥타하이드레이트(5 g, 21.8 밀리몰)를 첨가한 후, 비스(트라이페닐팔라듐(II)클로라이드(0.8 g, 1.14 밀리몰), 하이드라지늄 하이드록사이드(0.3 ml) 및 THF(40 ml) 중의 7-브로모-6-플루오로-3-메틸-크로만의 용액(6.0 g, 28.6 밀리몰)을 첨가한다. 반응 혼합물을 5시간 동안 환류 하에서 가열한다. 그 다음, MTB-에터를 첨가하고, 용액을 물로 세척하고, 건조시킨다(Na₂SO₄). 용매를 증발시키고, 조생성물을, 실리카 상의 크로마토그래피(용리제 1-클로로뷰테인/헵테인(1:1))에 의해 정제시키고, 톨루엔/헵테인으로부터 재결정화시켜 7-{4-[다이플루오로-(3,4,5-트라이플루오로-페녹시)-메틸]-3,5-다이플루오로-페닐}-6-플루오로-3-메틸-크로만을 무색 결정으로서 수득한다.

생성물은 K 119 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 2a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 109 N 161.5 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 2b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 100 N 180.1 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 2c

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 81 S_A (75) N 177.0 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 3a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 110 N 145.7 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 3b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 106 N 166.6 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 4a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 104 S_A 125 N 173.7 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 4b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 95 S_A 141 N 190.0 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 4c

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 89 S_A 150 N 186.6 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 5a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 98 S_A 110 N 157.8 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 5b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 88 S_A 124 N 176.8 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 6a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 122 N 152.3 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 6b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 107 S_A (83) N 169.4 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 6c

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 83 S_A 104 N 167.7 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 7

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 88 S_A 136 N 181.5 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 8a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 134 N 180.7 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 8b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 110 N 197.8 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 8c

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 106 S_A (104) N 193.8 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 9a

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 145 N 204.1 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 9b

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 142 N 215.2 I의 상 순서를 갖는다.

실시예 9c

실시예 1과 유사하게, 하기 식의 화합물을 제조한다.

생성물은 K 132 N 208.9 I의 상 순서를 갖는다.

비교 용도- 실시예 1

하기 액정 혼합물(C-1)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 1에 제시한다.

표 1: 액정 혼합물(C-1)의 조성과 특성

그 다음, 혼합물의 전압 보전율(VHR)을, 약 5μm의 셀 갭, 재팬 신테틱 러버(일본)로부터의 배향 층 AL-3046 및 오트로닉 멜쳐스(Autronic Melchers)(독일 칼스루헤)의 VHRM-105를 사용하는 1cm²의 전극 면적을 갖는 TN-유형의 시험 셀에서 측정한다. 측정 전압은 1V이다. 시험 셀 내의 혼합물의 VHR을, 예비가열 오븐 내에 삽입한 후, 20℃의 온도에서 곧바로 이어서 5분 동안 100℃의 온도에서 측정한다. 그 다음, 시험 셀을 2시간에 걸쳐 75mW/cm²의 투여량/에너지를 갖는 선테스트(Suntest) 장비(독일 헤라에우스) 내 20℃의 온도에서 UV 조사에 노출시킨다. 후속적으로, 다시 20℃의 온도에서 5분 후 100℃에서 VHR을 측정한다. 결과는 이하 표 2에 제시한다.

표 2: VHR 및 e-o의 결과

주: n.d.는 측정되지 않음을 나타낸다.

키랄 제제 R-5011 5%를 비키랄 액정 혼합물(C-1) 중에 용해시키고, IPS-유형 셀 내의 생성된 혼합물의 전자 광학적 응답을 조사한다. 혼합물을 하나의 기재 측면에 인터-디지털 전극을 갖는 전자 광학적 시험 셀 내에 충전한다. 전극 폭은 10μm이고, 인접 전극들 사이의 거리는 10μm이고, 셀 갭은 또한 10μm이다. 이 시험 셀은 교차된 편광기들 사이에서 전자 광학적 평가한다. 혼합물(C-1) 및 (C-2)은 이용 가능한 전압으로 상당하게 어드레스될 수 없다.

비교 실시예 1의 혼합물(C-1)은 비록 UV-방사선에 노출된 후에도 매우 높은 전압 보전율을 갖는다. 그러나, 이는 매우 낮은 유전 이방성만을 가지며, 따라서 청색 상에서 작동하는 디바이스에서 어드레스될 수 없다.

비교 용도- 실시예 2

C-1보다 유의적으로 높은 유전 이방성을 갖는 하기 액정 혼합물(C-2)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 3에 제시한다.

표 3: 액정 혼합물(C-2)의 조성과 특성

이 혼합물(C-2)을 이의 VHR에 대해 조사하고, 키랄 제제 R-5011 5% 첨가 후, 비교 실시예 1에서 혼합물(C-1)과 같이 이의 전자 광학적 응답에 대해 조사한다. 결과를 역시 표 2에 제시한다.

비교 용도- 실시예 3

다시, C-2보다 유의적으로 높은 유전 이방성을 갖는 하기 액정 혼합물(C-3)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 4에 제시한다.

표 4: 액정 혼합물(C-3)의 조성과 특성

혼합물(C-3)을 이의 VHR에 대해 조사하고, 키랄 제제 R-5011 5% 첨가 후, 비교 실시예 1에서 혼합물(V-1)과 같이 이의 전자 광학적 응답에 대해 조사한다. 결과를 역시 표 2에 제시한다.

이 혼합물(C-3)의 전압 보전율 값은 모든 조건 하에서 혼합물(C-2)의 각 값보다도 유의적으로 낮다.

낮은 온도에서, 충전된 e-o 셀은 키랄 네마틱 셀의 전형적인 텍스쳐를 나타내며, 인가된 전압 없이 교차 편광기 사이의 광 투과율을 갖는다. 가열시, 36℃의 온도에서, 혼합물은 등방성이 되고, 교차 편광기 사이에서 어둡다. 이는 36℃에서 키랄 네마틱 상으로부터 청색 상으로의 전이를 나타낸다. 이 온도는 T₁ 또는 T_trans로 지칭된다.

43℃의 온도까지, 셀은 인가된 전압 하에서 맑은 전자 광학적 효과를 나타내는데, 예컨대 38℃에서 46V의 전압을 인가하면 광학 전이의 최대치를 초래한다. 이 온도는 T₂로 지칭되며, 각 전압은 T₂에서 V_max 또는 V₁₀₀로 지칭된다. 43℃의 온도에서, 가시적 전자 광학적 효과에 요구되는 전압은 크게 증가하기 시작하며, 이는 이 온도에서 청색 상으로부터 등방성 상까지의 전이를 나타낸다.

광 투과율의 X%가 도달되는 전압은 V_X로 지칭된다(예컨대, 90% 투과율에 대해 V₉₀).

온도 범위(ΔT(BP))는, 혼합물이 전자 광학적으로 청색 상에서 사용될 수 있는 경우, 약 36 내지 약 43℃로 확인된다. 즉, 7°폭(= T₂ - T₁ = 43℃ - 36℃). 결과는 표 2에 열거한다. 또한, 스위칭 온(τ_on) 및 스위칭 오프(τ_off)에 대한 응답 시간이 측정된다. 응답 시간은 온도가 T₁보다 높아짐에 따라 감소하고, 두 응답 시간이 각각 5ms 미만으로 떨어질 때의 온도를 T₃으로 지칭된다. 이는 약 39.3℃ 또는 이보다 약간 높은 온도에서 상기 비교 용도 실시예에서의 경우이다. 따라서, 사용 가능한 평탄한 거동의 범위, 즉 사용 가능한 평탄 범위(ΔT(FR))(이는 ΔT(FR) = T₂ - T₃으로서 정의된다)는 이 비교 용도 실시예에서 T₂ ≥ T₃의 경우 ΔT(FR) = 0이고, T₂ ＜ T₃의 경우 (43.0℃ - 39.3℃) = 3.7°이다.

비교 용도- 실시예 4

다시, C-3과 유사한 유전 이방성을 갖는 하기 액정 혼합물(C-4)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 5에 제시한다.

표 5: 액정 혼합물(C-4)의 조성과 특성

혼합물(C-4)를 이의 VHR에 대해 조사하고, 키랄 제제 R-5011 5% 첨가 후, 비교 실시예 1에서 혼합물(C-1)과 같이 이의 전자 광학적 응답에 대해 조사한다. 결과를 역시 표 2에 제시한다.

이 혼합물(C-4)의 전압 보전율 값은 모든 조건 하에서 혼합물(C-2)의 각 값보다도 크게 낮다.

비교 용도- 실시예 5

다시, C-3과 유사한 유전 이방성을 갖는 하기 액정 혼합물(C-5)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 6에 제시한다.

표 6: 액정 혼합물(C-5)의 조성과 특성

혼합물(C-5)를 이의 VHR에 대해 조사하고, 키랄 제제 R-5011 5% 첨가 후, 비교 실시예 1에서 혼합물(C-1)과 같이 이의 전자 광학적 응답에 대해 조사한다. 결과를 역시 표 2에 제시한다.

UV로 조사하기 전 20℃에서의 이 혼합물(V-5)의 전압 보전율 값은 합리적으로 우수하지만, 상기 값들은 모든 조건 하에서 혼합물(C-2)의 각 값보다도 크게 낮다.

이 혼합물의 전자 광학적 특성은 혼합물(C-3)의 것에 필적할만 하지만, 작동 전압 및 이의 온도 의존성은 혼합물(C-3)의 것에 비해 열악하다.

용도- 실시예 1

다시, C-3과 유사한 유전 이방성을 갖는 하기 액정 혼합물(E-1)을 제조하고, 이의 일반적인 물리적 특성에 대해 조사한다. 조성 및 특성을 하기 표 7에 제시한다.

표 7: 액정 혼합물(E-1)의 조성과 특성

혼합물(E-1)을 이의 VHR에 대해 조사하고, 키랄 제제 R-5011 5% 첨가 후, 비교 실시예 1에서 혼합물(C-1)과 같이 이의 전자 광학적 응답에 대해 조사한다. 결과를 표 8에 제시한다.

UV로 조사하기 전후 20℃에서의 이 혼합물(E-1)의 전압 보전율 값은 비교적 우수하며, UV에 조사한 후의 값들은 예컨대 혼합물(C-3) 및 (C-5)의 각 값보다 유의적으로 우수하다.

이 혼합물의 전자 광학적 특성은 혼합물(C-3)의 것에 필적할만 하지만, 작동 전압 및 이의 온도 의존성은 혼합물(C-3)의 것에 비해 약간 열악하다.

표 8: VHR 및 e-o의 결과

주: n.d.는 측정되지 않음을 나타낸다.

용도- 실시예 2

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-2)을 제조하고 조사한다. 혼합물(E-2)은 하기 표 9에 제시된 각 조성과 특성을 갖는다.

표 9: 액정 혼합물(E-2)의 조성과 특성

결과를 역시 표 8에 제시한다. 이 실시예의 혼합물(E-2)은 오히려 우수한 VHR 값을 갖는다. 각각의 조건 하에서, 이들은 비교 실시예 2의 혼합물(C-2)의 것에 필적할만 하며, 모든 전기적으로 어드레스 가능한 혼합물(비교 실시예 3 내지 5의 C-3 내지 C-5)의 모든 각 값들보다 우수하며, 단 혼합물(C-5)(비교 실시예 5)에 대한 UV 조사 전 20℃에서의 값은 제외된다. 동시에, 이 실시예의 혼합물, 혼합물(E-2)은, 비교 실시예 1 및 2의 것(혼합물(C-1) 및 (C-2))에 반해, 적절한 양의 적절한 키랄 도판트의 첨가 후 청색 상에서 전기적으로 어드레스될 수 있다.

용도- 실시예 3

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-3)을 제조하고 조사한다. 혼합물(E-3)은 하기 표 10에 제시된 각 조성과 특성을 갖는다.

표 10: 액정 혼합물(E-3)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-3)을 전술된 바와 같이 조사한다.

용도- 실시예 4

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-4)을 제조하고 조사하며, 하기 표 12에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 12: 액정 혼합물(E-4)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-4)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 9% 및 화합물 P(O3)₄UQU-3O-F 5% 둘 다를 동시에 화합물(E-4)에 첨가한다. 결과를 역시 표 8에 제시한다.

용도- 실시예 5

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-5)을 제조하고 조사하며, 하기 표 13에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 13: 액정 혼합물(E-5)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-5)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 9% 및 화합물 P(O3)₄UQU-3O-F 5% 둘 다를 동시에 화합물(E-5)에 첨가한다. 결과를 역시 표 8에 제시한다.

용도- 실시예 6

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-6)을 제조하고 조사하며, 하기 표 13에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 14: 액정 혼합물(E-6)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-6)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5% 및 화합물 P(O3)₂UQU-3O-T 5% 둘 다를 동시에 화합물(E-6)에 첨가한다. 결과를 표 15에 제시한다.

표 15: VHR 및 e-o의 결과

주: n.d.는 측정되지 않음을 나타낸다.

용도- 실시예 7

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-7)을 제조하고 조사하며, 하기 표 16에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 16: 액정 혼합물(E-7)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-7)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-7)에 첨가한다. 결과를 역시 표 15에 제시한다.

용도- 실시예 8

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-8)을 제조하고 조사하며, 하기 표 17에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 17: 액정 혼합물(E-8)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-8)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-8)에 첨가한다. 결과를 역시 표 15에 제시한다.

용도- 실시예 9

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-9)을 제조하고 조사하며, 하기 표 18에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 18: 액정 혼합물(E-9)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-9)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-9)에 첨가한다. 결과를 역시 표 15에 제시한다.

용도- 실시예 10

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-10)을 제조하고 조사하며, 하기 표 19에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 19: 액정 혼합물(E-10)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-10)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-10)에 첨가한다. 결과를 역시 표 15에 제시한다.

용도- 실시예 11

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-11)을 제조하고 조사하며, 하기 표 20에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 20: 액정 혼합물(E-11)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-11)을 전술된 바와 같이 조사한다. 결과를 표 21에 제시한다.

표 21: VHR 및 e-o의 결과

주: n.d.는 측정되지 않음을 나타낸다.

용도- 실시예 12

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-12)을 제조하고 조사하며, 하기 표 22에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 22: 액정 혼합물(E-12)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-12)을 전술된 바와 같이 조사한다. 결과를 역시 표 21에 제시한다.

용도- 실시예 13

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-13)을 제조하고 조사하며, 하기 표 23에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 23: 액정 혼합물(E-13)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-13)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-13)에 첨가한다. 결과를 역시 표 21에 제시한다.

용도- 실시예 14

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-14)을 제조하고 조사하며, 하기 표 24에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 24: 액정 혼합물(E-14)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-14)을 전술된 바와 같이 조사한다.

용도- 실시예 15

이 용도-실시예에서, 액정 혼합물(E-15)을 제조하고 조사하며, 하기 표 25에 제시된 조성과 특성을 갖는다.

표 25: 액정 혼합물(E-15)의 조성과 특성

이 실시예의 혼합물(E-15)을 전술된 바와 같이 조사한다. 전자 광학적 특성의 측정 전, 키랄 제제 R-5011 5%를 화합물(E-15)에 첨가한다. 결과를 역시 표 21에 제시한다.

Claims

(i) 하기 화학식 I의 하나 이상의 화합물로 이루어진 성분 A:
화학식 I

[상기 식에서,
L¹¹ 내지 L¹⁴는 서로 독립적으로 H 또는 F이고,

는 방향족 또는 지환족 고리, 또는 2개 이상의 융합된 방향족 또는 지환족 고리를 포함하는 기이되, 이들 고리는 임의로 N, O 및 S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고 임의로 R에 의해 일치환, 이치환 또는 다치환되고,
R은 할로겐; CN; NCS; SCN; SF₅; SO₂CF₃; 또는 1 내지 20개의 C-원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬이되, 상기 알킬은 F, Cl 또는 CN에 의해 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 하나 이상의 CH₂ 기가 임의로, 각각의 경우 서로 독립적으로, O, S, 또는 O 및 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -NR⁰¹-, -SiR⁰¹R⁰²-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY⁰¹=CY⁰¹- 또는 -C≡C-에 의해 대체되고,
R¹은 R에서 제시된 의미를 갖거나, 또는 할로겐, OCF₃, CF₃, OCHF₂, CN, NCS, SCN, SF₅ 또는 SO₂CF₃이고,
Z¹은 -CO-O-, -O-CO-, -S-CO-, -CO-S-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CR⁰¹=CH-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합이고,
Y⁰¹ 및 Y⁰²는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이고, 다르게는 이들 중 하나는 H일 수 있고,
R⁰¹ 및 R⁰²는 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C-원자를 갖는 알킬이고,
X¹은 할로겐, OCF₃, CF₃, OCHF₂, CN, NCS, SCN, SF₅ 또는 SO₂CF₃이고,
n은 0 또는 1이다.]
(ii) 성분 B 및 C로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분으로서,
- 상기 성분 B는 하기 화학식 II의 하나 이상의 화합물로 이루어지고:
화학식 II

[상기 식에서,
R²는 화학식 I에서 R¹에 대해 제시된 의미를 갖고,
A²¹, A²² 및 A²³은 각각 서로 독립적으로

이되, A²¹ 및 A²²는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,
Z²¹ 및 Z²²는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH₂)₃O-, -0(CH₂)₃-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH₂O-, -0CH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이되, Z²¹ 및 Z²²는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,
X²는 할로겐, -CN-, -NCS, -SF₅, -SO₂CF₃, 알킬, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알킬알콕시 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 알킬, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알킬알콕시 또는 알콕시 라디칼은 각각 CN 또는 할로겐에 의해 일치환 또는 다치환될 수 있고,
L²¹ 및 L²²는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
m은 0, 1 또는 2이고,
n은 0, 1, 2 또는 3이고,
o는 0, 1 또는 2,
m+n+o는 3 이하이다.]
- 상기 성분 C는 하기 화학식 III의 하나 이상의 화합물로 이루어진, 성분: 및
화학식 III

[상기 식에서,
a, b, c 및 d는 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이되, a+b+c+d는 4 이하이고,
A³¹, A³², A³³ 및 A³⁴는 각각 서로 독립적으로

이되, A³¹, A³², A³³ 및 A³⁴는 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,
Z³¹, Z³², Z³³ 및 Z³⁴는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH₂)₃O-, -0(CH₂)₃-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH₂O-, -0CH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CO-O- 또는 -O-CO-이되, Z³¹, Z³², Z³³ 및 Z³⁴는 각각 2회 존재하는 경우 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있고,
R³은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼의 하나 이상의 메틸렌 기는 산소, 황 또는 산소 및 황 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -SiR^xR^y-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 독립적으로 대체될 수 있으며, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 -CN 기로 일치환되거나, 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며,
L³¹, L³², L³³ 및 L³⁴는 각각 서로 독립적으로 수소, 할로겐, CN 기; 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼이되, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼의 하나 이상의 메틸렌 기는 서로 독립적으로 산소, 황 또는 산소 및 황 원자들이 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -SiR^xR^y-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O- 또는 -O-CO-에 의해 대체될 수 있고, 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 -CN 기로 일치환되거나, 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환되며, 단 L³¹, L³², L³³ 및 L³⁴ 중 하나 이상은 수소가 아니고,
X³은 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN, NCS, SF₅ 또는 SO₂-R^z이고,
R^x 및 R^y는 서로 독립적으로 수소 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이며,
R^z는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼이되, 상기 알킬 라디칼은 할로겐으로 일치환 또는 다치환되거나, 또는 비치환된다.]
(iii) 하나 이상의 키랄 도판트로 이루어지고, 상기 키랄 도판트 중 하나 이상이 20 ㎛^-1 이상의 나선 트위스팅력(helical twisting power, HTP)의 절대값을 가지며, 상기 키랄 도판트가 하나 이상의 키랄 잔기 및 하나 이상의 메소제닉 기를 갖거나, 또는 키랄 잔기와 함께 메소제닉 기를 형성하는 하나 이상의 방향족 또는 지환족 잔기를 갖는, 매질의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 성분 D
를 포함하는, 청색 상을 갖는 매질.