KR101709807B1

KR101709807B1 - 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR101709807B1
Application number: KR1020117030693A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 타우거벡; 알렉산더 한; 아킴 괴츠
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2017-02-23
Also published as: CN103627404A; CN103627404B; JP2014133888A; EP2432851A1; US20120069289A1; JP6234805B2; CN102439114B; JP2012527495A; CN102439114A; US9096795B2; CN103525430A; KR20120031180A; EP2432851B1; JP5738848B2; DE102009022309A1; CN103525430B; TWI513802B; TW201111484A; WO2010133278A1

Abstract

본 발명은, 중합성 화합물, 상기 중합성 화합물을 제조하는 방법 및 이를 위한 중간체, 및 광학, 전기-광학 및 전자 용도, 특히 액정 매질 및 액정 디스플레이, 특히 PS(중합체-안정화된) 또는 PSA(중합체-지속된 정렬) 유형의 액정 디스플레이에서의 이들의 용도에 관한 것이다.

Description

액정 디스플레이{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 중합성 화합물, 상기 중합성 화합물의 제조 방법 및 이를 위한 중간체, 및 광학, 전기-광학 및 전자 용도, 특히 액정(LC) 매질 및 LC 디스플레이, 특히 PS(중합체-안정화된) 또는 PSA(중합체-지속된 정렬) 유형의 LC 디스플레이에서의 이들의 용도에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 액정 디스플레이(LC 디스플레이)는 대부분 TN(비틀린 네마틱) 유형의 디스플레이이다. 그러나, 이러한 디스플레이는 명암비(contrast)가 시야각(viewing-angle) 의존성이 강하다는 단점을 가지고 있다. 또한, 광범위한 시야각을 갖는 소위 VA(수직 정렬) 디스플레이도 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀(cell)은 2개의 투명 전극 사이에 일반적으로 음의 유전(DC) 이방성을 갖는 LC 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자는 전극 표면에 대하여 직각으로 정렬(호메오트로픽(homeotropically))되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 평행하게 재정렬된다. 또한, 복굴절 효과에 기초하고 소위 "벤드(bend)" 정렬 및 일반적으로 양의 (DC) 이방성을 갖는 LC 층을 갖는 OCB(광학적으로 보상된 벤드) 디스플레이가 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 수직 방향으로 재정렬된다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로는 어두운 상태에서 벤드 셀의 바람직하지 않은 투광성을 방지하기 위하여 하나 이상의 복굴절성 광학 지연 필름을 함유한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이에 비해 더 광범위한 시야각 및 더 짧은 응답 시간을 갖는다. 또한, 2개의 기판(이들 2개의 기판 중 단 하나만이 전극 층을 가지고 있다) 사이에 LC 층을 함유하고 일반적으로는 빗-형상 구조를 가진 IPS("평면 내 스위칭") 디스플레이도 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, LC 층에 평행한 유의적 성분을 갖는 전기장이 생성된다. 이는, 층 평면에서 LC 분자의 재정렬을 유발한다. 또한, 기판들 중 단 하나만이 구조화된 (빗-형상의) 전극이고 나머지 하나의 전극은 구조화되지 않은 IPS 디스플레이와는 달리, 유사하게 동일한 기판 상에 2개의 전극을 함유하는 소위 FFS(프린지 필드 스위칭) 디스플레이도 제안되었다(특히, 문헌[S.H.Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참고). 이에 의해, 강한, 소위 "프린지 필드," 즉 전극의 엣지에 인접한 강한 전기장, 및 셀 전체에 걸쳐, 강한 수직 성분과 강한 수평 성분을 모두 갖는 강한 전기장이 생성된다. IPS 디스플레이뿐만 아니라 FFS 디스플레이도, 명암비의 낮은 시야각 의존성을 갖는다.

보다 최근 유형의 VA 디스플레이의 경우, LC 분자의 균일한 정렬이 LC 셀 내의 다수의 비교적 작은 도메인으로 제한된다. 또한 경사 도메인(tilt domain)으로도 알려진 이들 도메인 사이의 전경(disclination)이 존재할 수 있다. 경사 도메인을 갖는 VA 디스플레이는 종래의 VA 디스플레이에 비해 명암비 및 회색 색조의 더 큰 시야각 의존성을 갖는다. 또한, 스위치-온 상태에서 분자의 균일한 정렬을 위한 전극 표면의 추가 처리, 예컨대 러빙(rubbing)이 더 이상 필요치 않기 때문에 이러한 유형의 디스플레이는 더 간단하게 제조될 수 있다. 대신에, 전극의 특별한 디자인에 의해 경사(tilt) 또는 선경사(pretilt) 각도의 우선적인 방향이 제어된다. 소위 MVA(다중도메인 수직 정렬) 디스플레이의 경우, 이는 일반적으로, 국부적인 선경사를 야기시키는 돌출부를 갖는 전극에 의해 달성된다. 그 결과, LC 분자는 전압의 인가시에 셀의 한정된 상이한 영역 내에서 상이한 방향으로 전극 표면에 평행하게 정렬된다. 이에 의해 "제어된" 스위칭이 달성되며, 간섭 전경 라인(interfering disclination line)의 형성이 억제된다. 이러한 배열은 디스플레이의 시야각을 개선시키지만, 그의 투광성은 감소시킨다. MVA의 추가적인 개발은 단지 하나의 전극 면 상에서만 돌출부를 사용하고 반대편 전극은 슬릿(slit)을 갖는 것이며, 이로써 투광성이 개선된다. 슬롯화된 전극은 전압의 인가시에 LC 셀 내에서 불균일한 전기장을 발생시키며, 이는 여전히 제어된 스위칭이 달성되고 있다는 의미이다. 투광성을 더욱 개선하기 위하여, 슬릿과 돌출부 사이의 간격을 증가시킬 수 있지만, 이는 실제로는 응답 시간을 연장시킨다. 소위 PVA(패턴화된 VA)의 경우, 2개의 전극 모두가 양쪽 면 상에 슬릿으로 구조화된다는 점에서 돌출부가 완전히 불필요하며, 이로써 명암비가 증가되고 투광성은 개선되지만, 이는 기술적으로 어려우며 디스플레이를 기계적인 영향(탭핑 등)에 더 민감하게 만든다. 그러나, 예를 들어 모니터 및 특히 TV 스크린과 같은 많은 용도의 경우, 디스플레이의 응답 시간의 단축 및 명암비 및 휘도(투과도)의 개선이 요구된다.

"PS(중합체-안정화된)"라는 용어로도 또한 공지되어 있는 소위 PS 또는 PSA(중합체-지속된 [정렬]) 디스플레이가 또한 개발되었다. 이 경우, 소량(예를 들면, 0.3 중량%, 전형적으로는 1 중량% 미만)의 중합성 화합물이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로 도입된 후에, 전극들 사이에 전압을 인가하거나 하지 않고 일반적으로는 UV 광중합시킴으로써 동일 반응계에서 중합되거나 가교결합된다. 또한, "반응성 메소젠(RM)"으로도 알려진 중합성 메소젠성 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되어 왔다.

한편, PSA 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에도 사용되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS/FFS 및 PS-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 일반적으로, 중합성 화합물의 동일 반응계 내 중합은, 예를 들어 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하여 수행되고, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하거나 하지 않고, 바람직하게는 인가하지 않고 수행된다. 시험 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PSA 방법은 셀 내에 선경사를 생성시킨다. 따라서, PSA-OCB 디스플레이의 경우, 오프셋(offset) 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 이러한 선경사가 응답 시간에 대해 긍정적인 효과를 갖는다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 그 외에도, 예를 들어 단지 하나의 구조화된 전극 면만을 갖고 돌출부를 전혀 갖지 않도록 조작함으로써 제조를 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 명암비와 함께 매우 양호한 투광성을 얻을 수 있다.

PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 일본 특허 제 10-036847 A 호, 유럽 특허 제 1 170 626 A2 호, 제 1 378 557 A1 호, 제 1 498 468 A1 호, 미국 특허 출원 공개 제 2004/0191428 A1 호, 제 2006/0066793 A1 호 및 제 2006/0103804 A1 호에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PS-IPS 디스플레이는, 예를 들면 미국 특허 제 6,177,972 호 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PS-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다.

전술된 통상의 LC 디스플레이와 마찬가지로, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 구동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 집적화된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터("TFT")에 의해 어드레싱되지만, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 종래 기술로부터 공지된 멀티플렉스 방법에 의해 어드레싱된다.

특히, 모니터 및 특히 TV 용도에서, LC 디스플레이의 응답 시간뿐만 아니라 명암비 및 조도(따라서 투과도)를 최적화하는 것이 계속 요구되고 있다. 상기 PSA 방법은 여기서 중요한 이점을 제공할 수 있다. 특히 PSA-VA의 경우에, 다른 변수에 대한 심각한 부정적인 영향 없이 응답 시간의 단축(이는, 시험 셀에서 측정가능한 선경사(pretilt)와 관련됨)이 달성될 수 있다.

종래 기술에서, 예컨대 하기 화학식 1의 중합성 화합물이 사용되었다:

상기 식에서, P는 중합성 기, 일반적으로 예컨대 US 7,169,449에 기재된 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.

그러나, LC 혼합물(또한 하기에서는 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨) + 중합성 성분(전형적으로 RM)으로 이루어진 모든 조합이 PSA 디스플레이에 적합하지는 않다는 문제가 발생하는데, 이는 예컨대 부적절한 경사가 형성되거나 또는 전혀 형성되지 않기 때문이거나, 또는 예컨대 소위 "전압 보전율"(VHR 또는 HR)이 TFT 디스플레이 제품에서 부적절하기 때문이다. 또한, PSA 디스플레이의 사용 시에, 종래 기술로부터 공지된 LC 혼합물 및 RM은 PSA 디스플레이에 사용되는 경우 여전히 몇몇 단점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, LC 혼합물에 가용성인 모든 공지의 RM이 PSA 디스플레이에서의 사용에 적합한 것은 아니다. 또한, 종종 PSA 디스플레이에서 선경사의 직접적 측정 외에 RM에 대한 적합한 선택 기준을 찾기가 어렵다. 광개시제의 첨가 없이 UV 광선을 사용한 중합(이는, 특정 용도에서 이로울 수 있음)이 바람직한 경우, 적합한 RM의 선택의 여지는 더욱 작아진다.

또한, 선택된 LC 호스트 혼합물/RM의 조합은 가능한 최소의 회전 점도 및 가능한 최고의 전기적 성질을 가져야 한다. 특히, 가능한 최고의 VHR을 가져야 한다. PSA 디스플레이에서, UV 광 조사 후 높은 VHR이 특히 중요하며, 그 이유는, UV 노출은 디스플레이 제조 공정에 필요한 부분이지만 자연적으로 최종 디스플레이의 구동 동안 정상 노출로서도 일어나기 때문이다.

특히, 작은 선경사 각을 생성하는, PSA 디스플레이용으로 이용가능한 신규 물질이 바람직할 것이다. 동일한 노출 시간으로 중합하는 동안 지금까지 공지된 물질보다 더 작은 선경사 각을 생성하는 물질이 바람직하고/하거나, 사용시, 공지된 물질을 사용하여 달성할 수 있는 (더 큰) 선경사 각을 더 짧은 노출 시간 후에 이미 달성할 수 있는 물질이 특히 바람직할 것이다. 따라서, 상기 디스플레이의 제조 시간(택트 시간(tact time))이 단축되고, 제조 공정의 비용이 감소될 수 있다.

PSA 디스플레이의 제조 시 또다른 문제는, 특히 상기 디스플레이에서 선경사 각을 생성하기 위한 중합 단계 후의 중합되지 않은 RM의 존재 또는 제거이다. 예를 들어, 이러한 유형의 미반응된 RM은, 상기 디스플레이에 전압이 인가되는 동안 디스플레이의 특성에 부정적인 영향을 미치거나 제어되지 않은 방식으로 중합될 수 있다.

따라서, 종래 기술에서 공지된 PSA 디스플레이는 종종 소위 "잔상" 또는 "이미지 번(image burn)", 즉 개별적인 픽셀들에서 전기장이 스위치-오프된 후 또는 다른 픽셀들이 어드레싱된 후에도 이들 픽셀들의 일시적인 어드레싱이 여전히 가시적으로 남아있는 현상을 보인다.

이런 "잔상"은, 낮은 VHR을 가진 LC 혼합물이 사용되는 경우 일어날 수 있다. 일광 또는 백라이팅의 UV 요소는 내부의 LC 분자의 바람직하지 못한 분해 반응을 일으킬 수 있고, 따라서 이온성 또는 자유-라디칼 불순물의 생성을 개시한다. 이들은 특히 전극 또는 정렬 층에 축적될 수 있으며, 여기서 이들은 유효 인가 전압을 감소시킨다. 이런 효과는 또한 중합체 성분을 포함하지 않는 통상의 LC 디스플레이에서 관찰될 수 있다.

또한, 미중합된 RM의 존재에 의해 유발된 추가의 "잔상" 효과가 종종 PSA 디스플레이에서 관찰된다. 잔상 RM의 비제어된 중합은 환경에 의해 또는 백라이팅에 의해 여기서 개시된다. 스위칭된 디스플레이 영역에서, 이는 많은 어드레싱 사이클 후에 경사 각을 변화시킨다. 결과로서, 비스위칭된 영역에서는 변화되지 않는 채로 남아 있으면서 스위칭된 영역에서의 투과율의 변화가 일어날 수 있다.

그러므로, RM의 중합이 PSA 디스플레이의 제조 동안 가능한 완전하게 진행되는 것이 바람직하고, 디스플레이 내의 미중합된 RM의 존재는 가능한 한 배제되거나 최소한도로 감소되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 고도로 효과적이고 완전한 중합을 가능케 하는 물질이 요구된다. 또한, 이들 잔량의 제어 반응이 바람직할 것이다. 이는, RM이 현재까지 공지된 물질보다 더욱 신속하고 효과적으로 중합하는 경우 보다 단순해질 것이다.

따라서, 전술된 단점을 갖지 않거나 단지 적은 정도로만 갖고 개선된 특성을 갖는, 특히 VA 및 OCB 유형의 PSA 디스플레이, 및 상기 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합성 화합물이 여전히 많이 요구되고 있다. 특히, 높은 비저항과 동시에 넓은 작동 온도 범위, 심지어 저온에서의 짧은 응답 시간, 낮은 문턱 전압, 작은 선경사 각, 다수의 회색 색조, 높은 음영비 및 넓은 시야각을 가능하게 하고, UV 노출 후 높은 전압 보유 비(VHR)를 갖는 PSA 디스플레이가 많이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 전술된 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로 갖고, 가능한 신속하고 완전하게 중합하고, 가능한 빨리 낮은 경사 각이 형성될 수 있게 하고, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소 또는 방지하고, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 낮은 문턱 전압 및 짧은 반응 시간을 가능케 하는, PSA 디스플레이에서 사용하기 위한 신규의 물질, 특히 RM 및 이를 포함하는 LC 매질을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 특히 광학, 전기-광학 및 전자 제품용 신규 RM, 및 이의 제조에 적합한 제조 방법 및 중간체의 제공이다.

특히, 본 발명은 중합 후 더욱 큰 최대 선경사를 생성하는 중합성 화합물을 제공하는 목적에 기초하며, 이는 목적하는 선경사가 보다 신속하게 성취되게 하고, 따라서 LC 디스플레이의 제조 시간을 상당히 단축시킨다.

이런 목적은 본원에 기재된 물질, 공정 및 디스플레이의 제공에 의해 본 발명에 따라 성취되었다. 특히, 놀랍게도, 전술된 목적의 일부 또는 전부는 하기 화학식 2의 구조 성분을 함유하는 중합된 화합물을 함유하는 본 발명에 따른 PSA 디스플레이를 사용함에 의해 성취될 수 있다:

상기 식에서,

W는 카빌 가교 또는 헤테로원자를 나타낸다.

종래 기술에서 공지된 전술된 화학식 1의 화합물과 비교 시에, 바이아릴 골격 내로 가교 요소를 도입하는 것은 중심 결합 주변에서의 이동도를 제한하여, 따라서 견고하고 보다 입체 장애된 골격을 제공한다.

본 발명에 따른 LC 매질 및 PSA 디스플레이에서의 이런 유형의 중합성 화합물의 사용은 목적하는 선경사가 보다 신속하게 성취되게 하고, 디스플레이의 제조 시간을 상당히 단축시킨다. 이는 VA 경사 측정 셀에서 노출 시간-의존성 선경사 측정에 의해 LC 매질과 연계되어 입증되었다. 특히, 광개시제의 첨가 없이 선경사를 성취하는 것이 가능하였다.

본 발명에 따른 디스플레이에서의 중합성 화합물이 상당히 더욱 높은 중합 속도를 보이기 때문에, 또한 적은 미반응된 잔량도 셀에 남아 있어서 이의 전기-광학적 성질을 개선하고, 이런 잔량의 제어 반응이 보다 단순해진다.

화학식 2의 구조 요소를 함유하는 중합성 화합물은 이미 종래 기술에서의 다른 목적에 대해 기재되었다. 따라서, US 6,824,709는, 이방성 중합체 필름, 예컨대 정렬 층, 지연 필름 또는 편광기에서 사용되는, 중심 플루오렌 기를 함유하는 중합성 화합물(즉, W가 CH₂인 화학식 2의 화합물)을 개시한다.

US 5,674,576은, 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭 LC 매질(즉, LC 분자의 나선형 트위스트를 가짐) 및 중합체를 함유하는 PSCT("중합체 안정화된 콜레스테릭 텍스쳐") 유형 또는 PDLC("중합체 분산된 액정") 유형의 LC 디스플레이를 개시한다. 상기 중합체는 CH₂ 가교 대신 O 또는 NH 가교를 함유하는 플루오렌 다이아크릴레이트 또는 다이메타크릴레이트, 또는 이들의 유도체의 중합에 의해 수득가능하다. 전압 인가에 의해, 디스플레이는 다양한 상태들 사이에서 스위칭되고, 여기서 키릴 LC 매질은 광 산란, 투명성 또는 유색광의 선택적 반사를 보인다. 그러나, US 5,674,576은, 전압 인가에 의해 중합성 성분의 중합이 일어나고 이에 따라 선경사 각이 LC 매질에 생성되는, 본원에 기재된 PSA 유형의 어떠한 디스플레이도 개시하지 않는다. 또한, US 5,674,576에 기재된 LC 디스플레이는 가시적 산란 효과 또는 반사를 촉진시키기 위해 비교적 많은 양, 바람직하게는 0.5 내지 8 중량%의 중합성 화합물을 함유한다. 반대로, 이런 많은 양의 RM 및 산란 효과 또는 이에 의해 유발된 선택적 반사는 본 발명의 PSA 디스플레이에서는 바람직하지 못하다. US 5,674,576의 실시예에 기재된 150 내지 180분의 긴 반응 시간도 또한 산업적 규모의 LC 디스플레이의 제조에 적합하지 않다.

그러나, 전계에서 동일 반응계 내 중합을 통한 경사 각의 신속한 형성을 위해 PSA 디스플레이용 저분자량 LC 매질에 중합성 플루오렌 유도체를 사용하는 것은 종래 기술에서 기재되지도 않았고, 제안되지도 않았다.

따라서, 본 발명은, 액정(LC) 매질 및 PS(중합체 안정화된) 또는 PSA(중합체-지속된 정렬) 유형의 LC 디스플레이에서의 하기 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이다:

상기 식에서,

W는 -C(R^cR^d)-, -CH₂CH₂-, -CH₂-O-, -O-, -CO-, -CO-O-, -S- 또는 -N(R^c)-를 나타내고,

R^c, R^d는 각각 서로 독립적으로, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬[이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 아릴렌, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I, CN 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다], 또는 아릴 또는 헤테로아릴(이는 바람직하게는 탄소수 2 내지 25이고, 또한 2개 이상의 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환된다)을 나타내고,

R^a, R^b는 각각 서로 독립적으로, R^c에 대해 기재된 의미 중 하나를 가지며, 이때 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나 이상은 기 P-Sp-를 나타내거나 함유하고,

P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 중합성(polymerisable) 기를 나타내고,

Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

A¹, A²는 각각 서로 독립적으로, 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환되는, 바람직하게는 탄소수 4 내지 25의, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환형 기를 나타내고,

L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,

Z¹, Z²는 각각 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -(CH₂)_n-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -(CF₂)_n-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH-, -CH₂-CH₂-CO-O-, -O-CO-CH₂-CH₂-, -C(R⁰R⁰⁰)-, C(R^yR^z)- 또는 단일 결합을 나타내고,

R⁰, R⁰⁰는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,

R^y, R^z는 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃를 나타내고,

n은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

p, q는 각각 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

r은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.

본 발명은 또한, 하나 이상의 화학식 I의 중합성 화합물 및 하나 이상의 추가적인 화합물(이는 또한, 메소젠성, 액정 및/또는 중합성일 수 있음)을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 하나 이상의 화학식 I의 중합성 화합물 및 하나 이상의 추가적인 화합물(이는 또한, 메소젠성, 액정 및/또는 중합성일 수 있음)을 중합시켜 수득가능한 중합체를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

본 발명은 또한,

(1) 화학식 I의 중합성 성분을 하나 이상 포함하는 중합성 성분 (A), 및

(2) 전술 및 후술되는 저분자량 화합물(단량체성 및 비-중합성)을 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상 포함하는 액정 성분 (B)(이후, "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨)

를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 하나 이상의 저분자량 액정 화합물, 또는 전술 및 후술되는 LC 호스트 혼합물이 하나 이상의 화학식 I 또는 이의 하위화학식들의 중합성 화합물, 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합되는, 전술 또는 후술되는 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 전기장 또는 자기장의 인가 시 PSA 디스플레이에서 화학식 I의 화합물의 동일 반응계 내 중합에 의해 LC 매질의 경사 각을 생성하기 위한, PS 및 PSA 디스플레이, 특히 LC 매질을 함유하는 PS 및 PSA 디스플레이에서의, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물 및 LC 매질의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 특히 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS, PS-FFS 또는 PS-TN 디스플레이에서의, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상 또는 LC 매질을 함유하는 LC 디스플레이에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 2개의 기판(이때 하나 이상의 기판은 광에 투명하고; 하나 이상의 기판은 1개 또는 2개의 전극을 갖는다), 및 상기 기판들 사이에 배치된, 중합된 성분 및 저분자량 성분을 포함하는 LC 매질 층을 갖는 LC 셀을 포함하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이며, 이때 상기 중합된 성분은 상기 전극에 전압을 인가하여 LC 매질 중의 LC 셀의 기판들 사이의 하나 이상의 중합성 화합물을 중합함으로써 수득가능하고; 상기 중합성 화합물 중 하나 이상은 상기 화학식 I의 화합물로부터 선택된다.

본 발명은 또한, 하나 이상의 저분자량 액정 화합물 또는 상기 또는 하기 기술되는 바와 같은 LC 호스트 혼합물과, 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 하나 이상의 중합성 화합물 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제를 혼합하고; 이러한 혼합물을, 전술 및 후술되는, 2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀에 도입하고; 상기 전극에 전압을 인가하여 상기 중합성 화합물을 중합하는, 전술 및 후술되는 LC 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 PS 및 PSA 디스플레이는, LC 셀을 형성하는 기판들 중 하나 또는 둘 다에 적용되는 바람직하게는 투명 층 형태의 2개의 전극을 갖는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 PSA-VA, PSA-OCB 또는 PSA-TN 디스플레이에서와 같이 하나의 전극이 상기 2개의 기판에 각각 적용되거나, 예를 들어, 본 발명에 따른 PSA-IPS 또는 PSA-FFS 디스플레이에서와 같이 2개의 기판 중 하나에만 2개의 전극이 적용되고 나머지 기판은 전극을 갖지 않는다.

본 발명은 또한, 화학식 I의 화합물의 신규한 제조 방법, 및 이러한 방법에 사용되거나 이로부터 수득되는 신규한 중간체에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 신규한 화학식 I의 화합물에 관한 것이다.

하기 의미가 상기 및 하기에 적용된다:

"PSA"라는 용어는, 달리 기재되지 않는 한, PS 디스플레이 및 PSA 디스플레이를 나타내는 데 사용된다.

"경사" 및 "경사 각"이라는 용어는, LC 디스플레이(본원에서는 바람직하게는 PS 또는 PSA 디스플레이)에서 셀의 표면에 대한 LC 매질의 LC 분자들의 경사 정렬에 관한 것이다. 본원에서 경사 각은, LC 분자(LC 방향자)의 종방향 분자 축 및 평면-평행 외측 플레이트(이는 LC 셀을 형성함) 사이의 평균 각(90°미만)을 나타낸다. 경사 각의 작은 값(즉, 90°각으로부터의 큰 편차)은 큰 경사에 대응한다. 경사 각을 측정하기에 적합한 방법은 실시예에 제시되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 상기 및 하기 개시된 경사 각 값은 이러한 측정법과 관련된다.

"메소젠성 기"라는 용어는, 당분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있고, 이의 인력 및 척력의 비등방성으로 인해 본질적으로 저분자량 또는 중합성 물질 중에 액정(LC) 상을 유발하는 데 기여하는 기를 나타낸다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물) 자체가 LC 상을 가질 필요는 없다. 또한, 메소젠성 화합물은 다른 화합물과의 혼합 후 및/또는 중합 후에만 LC 상 거동을 나타낼 수도 있다. 전형적인 메소젠성 기는, 예를 들어 강성 막대형 또는 디스크형 단위이다. 메소젠성 또는 LC 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제시되어 있다.

"스페이서 기"(상기 및 하기에서 "Sp"로도 지칭됨)라는 용어는 또한, 당분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌(예컨대, 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368] 참조)에 기술되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 상기 및 하기의 "스페이서 기" 또는 "스페이서"라는 용어는, 중합성 메소젠성 화합물에서 메소젠성 기와 중합성 기를 서로 연결하는 가요성 기를 나타낸다.

"반응성 메소젠" 또는 "RM"이라는 용어는, 메소젠성 기 및 중합에 적합한 하나 이상의 작용 기(이는 또한 중합성 기 또는 P 기로도 공지됨)를 함유하는 화합물을 나타낸다.

"저분자량 화합물" 및 "비-중합성 화합물"이라는 용어는, 당분야의 숙련자에게 공지된 통상적 조건, 특히 RM의 중합에 사용되는 조건 하에 중합에 적합한 임의의 작용 기를 함유하지 않는 일반적으로 단량체성 화합물을 나타낸다.

"유기 기"라는 용어는, 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.

"탄소 기"라는 용어는, 하나 이상의 탄소 원자를 함유하고 추가의 원자는 함유하지 않거나(예컨대, -C≡C-), 임의적으로 하나 이상의 추가의 원자(예를 들면, N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge)를 함유하는(예컨대, 카보닐 등) 1가 또는 다가 유기 기를 나타낸다. "탄화수소 기"라는 용어는, 추가적으로 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로원자(예컨대, N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge)를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.

"할로겐"은, F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.

탄소 또는 탄화수소 기는 포화되거나 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 탄소수 3 초과의 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환형일 수 있고, 또한 스피로 연결 또는 축합된 고리를 가질 수 있다.

"알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한, 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.

"아릴"이라는 용어는, 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. "헤테로아릴"이라는 용어는, 하나 이상의 헤테로원자를 함유하고 상기 정의된 바에 따르는 "아릴"을 나타낸다.

바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 18의 임의적으로 치환된 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 및 알콕시카보닐옥시; 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 6 내지 25의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 6 내지 25의 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 및 아릴옥시카보닐옥시이다.

추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C₁-C₄₀ 알킬, C₂-C₄₀ 알켄일, C₂-C₄₀ 알킨일, C₃-C₄₀ 알릴, C₄-C₄₀ 알킬다이엔일, C₄-C₄₀ 폴리엔일, C₆-C₄₀ 아릴, C₆-C₄₀ 알킬아릴, C₆-C₄₀ 아릴알킬, C₆-C₄₀ 알킬아릴옥시, C₆-C₄₀ 아릴알킬옥시, C₂-C₄₀ 헤테로아릴, C₄-C₄₀ 사이클로알킬, C₄-C₄₀ 사이클로알켄일 등이다. C₁-C₂₂ 알킬, C₂-C₂₂ 알켄일, C₂-C₂₂ 알킨일, C₃-C₂₂ 알릴, C₄-C₂₂ 알킬다이엔일, C₆-C₁₂ 아릴, C₆-C₂₀ 아릴알킬 및 C₂-C₂₀ 헤테로아릴이 특히 바람직하다.

추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 라디칼이며, 이는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R^x)=C(R^x)-, -C≡C-, -N(R^x)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있다.

R^x는 바람직하게는 H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 쇄이고, 이때 하나 이상의 비인접 C 원자는 또한, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는, 불소; 탄소수 6 내지 40의 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 탄소수 2 내지 40의 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기로 대체될 수 있다.

바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, 2급-부톡시, 3급-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.

바람직한 알킬 기는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, 2급-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.

바람직한 알켄일 기는, 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.

바람직한 알킨일 기는, 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.

바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, 2급-부톡시, 3급-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시 등이다.

바람직한 아미노 기는, 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.

아릴 및 헤테로아릴 기는 1환형 또는 다환형일 수 있다. 즉, 이들은 1개의 고리(예를 들어, 페닐)를 함유할 수 있거나 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있으며, 이들은 또한 융합되거나(예를 들어, 나프틸) 공유결합되거나(예를 들어, 바이페닐), 또는 융합 고리와 결합 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 바람직하게는 O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.

이들 중에서 특히 바람직한 것은 탄소수 6 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 아릴 기 및 탄소수 2 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 헤테로아릴 기이며, 이들은 임의적으로 융합 고리를 함유하고 임의적으로 치환된다. 또한, 하나 이상의 CH 기가, O 원자 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 N, S 또는 O에 의해 대체될 수 있는 5-, 6- 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 또한 바람직하다.

바람직한 아릴 기는, 예를 들어 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.

바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들어 5원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 아이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸; 6원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합 기, 예컨대 인돌, 아이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤즈옥사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 아이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 아이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조아이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 아이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜; 또는 이들 기의 조합이다. 헤테로아릴 기는 또한, 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가의 아릴 기 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수도 있다.

(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 오직 단일 결합만을 함유하는 포화 고리, 및 다중 결합을 함유할 수도 있는 부분 불포화 고리를 둘 다 포함한다. 헤테로환형 고리는, 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.

(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 1환형, 즉 단지 하나의 고리만을 함유하거나(예를 들어, 사이클로헥산); 또는 다환형, 즉 다수의 고리를 함유할 수 있다(예를 들어, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄). 이들 중에서 특히 바람직한 것은 포화 기이다. 임의적으로 융합 고리를 함유하고 임의적으로 치환된, 탄소수 5 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 기가 또한 바람직하다. 또한, 하나 이상의 탄소 원자가 Si에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기가 N에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 대체될 수 있는 5-, 6-, 7- 또는 8원 탄소환형 기가 또한 바람직하다.

바람직한 지환족 및 헤테로환형 기는, 예를 들어 5원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘; 7원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.

바람직한 치환기는, 예를 들어 용해-촉진성 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시; 전자-끌기 기, 예컨대 플루오르, 나이트로 또는 나이트릴; 또는 중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키기 위한 치환기, 특히 예를 들어 3급-부틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기와 같은 벌크 기(bulky group)이다.

또한, 상기 및 하기에서 "L"이라 지칭되기도 하는 바람직한 치환기는, 예를 들어 F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -N(R^x)₂[여기서, R^x는 상기 기재된 의미를 가지며, Y¹은 할로겐, 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 6 내지 20의 실릴 또는 아릴, 및 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(여기서, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의적으로 대체됨)를 나타냄]이다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게는, 할로겐, -CN, R⁰, -OR⁰, -CO-R⁰, -CO-O-R⁰, -O-CO-R⁰, 또는 -O-CO-O-R⁰(여기서, R⁰은 상기 기재된 의미를 갖는다)로 치환된 것을 의미한다.

특히 바람직한 치환기 L은 예를 들어 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅, 및 페닐이다.

는 바람직하게는

또는

이고, 이때 L은 상기 기재된 의미 중 하나를 갖는다.

중합성 기 P는 자유-라디칼 또는 이온성 쇄 중합, 중부가 또는 중축합과 같은 중합 반응, 또는 중합체 주쇄로의 부가 또는 축합과 같은 중합체-유사 반응에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 C=C 이중 결합 또는 C≡C 삼중 결합을 함유하는 것들 및 고리 개환에 의한 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.

바람직한 P 기는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₃-CH=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃이고, W² 및 W³은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 각각 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, Phe는, 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 라디칼 L(이는, P-Sp-가 아님)에 의해 임의적으로 치환되는 1,4-페닐렌을 나타내고, k₁, k₂ 및 k₃은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, k₃은 바람직하게는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

특히 바람직한 P 기는 CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃이고, W² 및 W³은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 각각 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌을 나타내고, k₁, k₂ 및 k₃은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, k₃은 바람직하게는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.

매우 특히 바람직한 P 기는 CH₂=CW¹-CO-O-, 특히 CH₂=CH-CO-O-, CH₂=C(CH₃)-CO-O-, CH₂=CF-CO-O-, CH₂=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-,

및

이다.

더욱 매우 특히 바람직한 P 기는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드, 특히 아크릴레이트 및 메타크릴레이트이다.

바람직한 스페이서 기 Sp는, 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp'-X'-에 상응하도록 화학식 Sp'-X' 중에서 선택되며,

이때 Sp'는, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬렌을 나타내고, 이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -N(R⁰)-, -Si(R⁰⁰R⁰⁰⁰)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R⁰⁰)-CO-O-, -O-CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,

X'는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY²=CY³-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,

R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내며,

Y² 및 Y³은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.

X'는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -NR⁰-CO-NR⁰- 또는 단일 결합이다.

전형적인 스페이서 기 Sp'는 예를 들어 -(CH₂)_p1-, -(CH₂CH₂O)_q1-, -CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰⁰R⁰⁰⁰-O)_p1-(여기서, p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이며, R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰은 상기 기재된 의미를 갖는다)이다.

특히 바람직한 기 -Sp'-X'-는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-O-CO-, -(CH₂)_p1-O-CO-O-이고, 이때 p1 및 q1은 상기 기재된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 기 Sp'는 예를 들어 각각의 경우에 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.

또한, 하나 이상의 C-C 삼중 결합을 함유하는 기 Sp 및 Sp'가 바람직하고, 특히 화학식 -(CH₂)_r1-C≡C- 또는 -C≡C-(CH₂)_r1-인 것이 바람직하며, 이때 r1은 1 내지 8의 정수, 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타낸다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I에서 R^a 및/또는 R^b는, 2개 이상의 중합성 기를 함유하는 라디칼(다작용성 중합성 라디칼)을 나타낸다. 이러한 유형의 적합한 라디칼, 및 이를 함유하는 중합성 화합물 및 이의 제조 방법은, 예를 들어 미국 특허 제 7,060,200 B1 호 또는 미국 특허 출원 공개 제 2006/0172090 A1 호에 기술되어 있다. 특히 바람직한 다작용성 중합성 라디칼은

하기 화학식 I^*a 내지 I^*m으로부터 선택된다:

상기 식에서,

"알킬"은, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한, F, Cl 또는 CN으로 대체될 수 있고, R⁰⁰ 및 R⁰⁰⁰은 상기 기재된 의미를 갖고,

aa 및 bb는 각각 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,

X는 X'에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,

P¹ 내지 P⁵는 각각 서로 독립적으로, P에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 하위화학식 IA의 화합물이다:

상기 식에서, W, R^a, R^b, A¹, A², Z¹, Z², L, p, q 및 r은 화학식 I에서 기재된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 화학식 I 및 IA, 및 전술 및 후술되는 이들의 하위화학식의 화합물들은 하기와 같이 정의되는 화합물이다:

A¹ 및 A²는 각각 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일을 나타내며, 이때 하나 이상의 CH 기는 또한 N, 사이클로헥산-1,4-다이일(이때, 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S로 대체될 수 있고), 1,4-사이클로헥실렌, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인단-2,5-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일, 펜안트렌-2,7-다이일 또는 안트라센-2,7-다이일로 대체될 수 있고, 이들 기 모두는 비치환되거나 또는 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고,

L은 P, P-Sp-, OH, CH₂OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -N(R^x)₂, 임의적으로 치환된 실릴, 임의적으로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 이때, 이들 기 모두의 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,

Y¹는 할로겐을 나타내고,

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다.

특히 바람직한 화학식 I 및 IA, 및 전술 및 후술되는 이들의 하위화학식의 화합물들은 하기와 같이 정의된 화합물이다:

- W는 -C(R^cR^d)-, -CH₂CH₂- 또는 -CH₂-O-를 나타내고,

- R^c 및 R^d는 각각 서로 독립적으로, H, 탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 탄소수 5 내지 12의 알킬, 탄소수 1 내지 12의 알콕시 또는 탄소수 2 내지 11의 알켄일을 나타내고, 이때 이들 라디칼 모두에서의 하나 이상의 H 원자는 F로 대체될 수 있고, 특히 바람직하게는 메틸이고,

- R^c 및 R^d는 H를 나타내고,

- 라디칼 R^c 및 R^d 중 하나는 H를 나타내고, 다른 것은 H 이외의 것이고,

- R^a 및 R^b는 동일하거나 상이한 라디칼 P-Sp-를 나타내고,

- R^a 및 R^b는 P-Sp-를 나타내며, 이때 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나에서의 Sp는 단일 결합을 나타내고, 라디칼 R^a 및 R^b 중 다른 것에서의 Sp는 단일 결합 이외의 것이고, 바람직하게는 화학식 Sp'-X'의 기를 나타내어, 이 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp'-X'에 일치되도록 하고,

- R^a 및 R^b는 동일하거나 상이한 라디칼 P-Sp-이며, 이때 양 라디칼 Sp는 단일 결합을 나타내고,

- 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나는 기 P-Sp-를 나타내거나 함유하고, 다른 것은 비-중합성 기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬로부터 선택된 것을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있고,

- R^a는 P-Sp-를 나타내고,

- R^b는 P-Sp-를 나타내고,

- Sp는 단일 결합을 나타내고,

- Sp는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-O-CO-, -(CH₂)_p1-O-CO-O-, -(CH₂)_r1-C≡C- 및 -C≡C-(CH₂)_r1-로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 나타내고, 바람직하게는 -(CH₂)_p1- 또는 -(CH₂)_p1-O-을 나타내며, 이때 p1은 1 내지 12의 정수를 나타내고, r1은 1 내지 8의 정수를 나타내고,

- L은 중합성 기를 나타내거나 함유하지 않고,

- r은 1을 나타내고,

- L은 F를 나타내고,

- A¹ 및 A²는 1,4-페닐렌 및 나프탈렌-2,6-다이일로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 이들 고리의 1 또는 2개의 CH 기는 또한 N으로 대체될 수 있고, 이들 고리는 전술 및 후술되는 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고,

- Z¹ 및 Z²는 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, 및 단일 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,

- p는 0 또는 1을 나타내고, 바람직하게는 0을 나타내고,

- q는 0 또는 1을 나타내고, 바람직하게는 0을 나타내고,

- L은 비-중합성 기, 바람직하게는 F, Cl, CN 및 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬로부터 선택된 비-중합성 기이고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰), -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있다.

특히 바람직한 화학식 I 및 IA의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^a 내지 R^d, R¹, R², A¹, A², Z¹, Z², L, p, q 및 r은 각각 서로 독립적으로, 화학식 I에 기재된 의미 또는 전술 및 후술되는 의미들 중 하나를 갖는다.

화학식 I, IA, I1, I2 및 I3의 화합물의 기 -(A¹-Z¹)_p- 및 -(Z²-A²)_q-는 바람직하게는 1,4-페닐렌 또는 나프탈렌-2,6-다이일을 나타내고, 이때 이들 고리의 1 또는 2개의 CH 기는 또한 N으로 대체될 수 있고, 이들 고리는 전술 및 후술되는 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있다.

특히 바람직한 것은 화학식 I1 내지 I3의 화합물에서 p 및 q가 0을 나타내는 화합물 및 지수 p 및 q 중 하나는 0을 나타내고 다른 것은 1을 나타내는 화합물이다.

또한, 특히 바람직한 것은 화학식 I1 내지 I3의 화합물에서, 라디칼 R^a 및 R^b가 P-Sp-를 나타내는 화합물, 및 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나, 바람직하게는 R^a가 P-Sp-이고 다른 것이 비-중합성 기, 바람직하게는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬로부터 선택된 비-중합성 기인 화합물이며, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R⁰⁰)=C(R⁰⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있다.

또한, 특히 바람직한 것은 화학식 I1 내지 I3에서, 라디칼 R^a 및 R^b 모두가 P-Sp-인 화합물이며, 이때 하나의 기 Sp는 단일 결합을 나타내고 다른 기 Sp는 단일 결합 이외의 것이다.

매우 특히 바람직한 화학식 I1 내지 I3의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^c 및 R^d는 전술 및 후술되는 의미를 갖고, L'은 H 또는 F를 나타내고, P 및 Sp는 화학식 I에 기재된 의미 또는 전술 및 후술되는 의미 중 하나를 갖고, P"는 화학식 I의 P에 대해 기재된 의미 중 하나 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖고, Sp"는 화학식 I의 Sp에 대해 기재된 의미 중 하나 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖고, R'는 화학식 I의 R^a에 대해 기재된 의미 중 하나 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖되, R'은 H 이외의 것이며, P-Sp- 기를 나타내거나 함유하지 않는다.

화학식 I, IA, I1 내지 I3 및 이들의 하위화학식의 화합물 중의 P 및 P"는 바람직하게는 아크릴레이트, 플루오로아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.

화학식 I, IA, I1 내지 I3 및 이들의 하위화학식의 화합물 중의 Sp 및 Sp"는 바람직하게는 -(CH₂)_p1-, -O-(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -O-CO-(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-CO-, -O-CO-O-(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-CO-O-, -(CH₂)_r1-C≡C- 또는 -C≡C-(CH₂)_r1- 또는 단일 결합을 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6의 정수를 나타내고, r1은 1 내지 8의 정수, 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타내고, 이들 기들은 O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 P 또는 P"에 연결된다.

특히 바람직한 것은 상기의 하위화학식 I1a 내지 I3d에서 2개의 라디칼 L' 중 하나가 F를 나타내고 다른 것이 H를 나타내는 화합물이다.

또한, 바람직한 것은 상기의 하위화학식 I1a 내지 I3d에서 라디칼 Sp 및 Sp" 중 하나, 바람직하게는 Sp가 단일 결합을 나타내고 라디칼 Sp 및 Sp" 중 다른 것, 바람직하게는 Sp"가 단일 결합 이외의 것인 화합물이다.

또한, 본 발명은 신규의 화학식 I, IA, I1 내지 I3 및 이들의 하위화학식의 화합물에 관한 것으로서, 상기 식에서 각각의 라디칼은 화학식 I에 기재된 의미 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖는다.

본 발명은 또한, 하기 화학식 II로부터 선택된, 화학식 I 및 IA의 화합물의 제조에서의 신규 중간체에 관한 것이다:

상기 식에서,

W, A¹, A², Z¹, Z², L, p, q 및 r은 화학식 I에서 기재된 의미 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖고, 라디칼 R^a 및 R^b는 각각 서로 독립적으로, -Sp-O-Sg를 나타내고, 이때 Sp는 화학식 I에서 기재된 의미 또는 전술 및 후술되는 의미를 갖고, Sg는 H 원자 또는 보호기를 나타낸다.

적합한 보호기 Sg는 당분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 바람직한 보호기는 알킬, 아실 및 알킬실릴 또는 아릴실릴 기, 2-테트라하이드로피란일 또는 메톡시메틸이다.

특히 바람직한 화학식 II의 중간체는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^c, R^d, A¹, A², Z¹, Z², L, p, q, r, Sp 및 Sg는 화학식 II에 기재된 의미를 갖고, Sp"는 Sp에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고, Sg는 특히 바람직하게는 H를 나타낸다.

화학식 II1-II3의 화합물, 특히 화학식 II1의 화합물에서, 라디칼 Sp 및 Sp" 중 하나, 바람직하게는 Sp는 바람직하게는 단일 결합을 나타내고 다른 것, 바람직하게는 Sp"는 단일 결합 이외의 기를 나타낸다.

이들 바람직한 화합물 중에서, 특히 바람직한 것은 라디칼 Sp 및 Sp" 중 하나, 바람직하게는 Sp가 단일 결합을 나타내고 다른 것, 바람직하게는 Sp"가 (CH₂)_p1-를 나타내는 화합물로서, 이때 p1은 상기에서 정의된 바와 같다.

매우 특히 바람직한 화학식 II의 중간체는 전술된 하위화학식 I1a-I1c, I2a-I2c 및 I3a-I3c으로부터 선택되며, 상기 식에서 P는 Sg-O를 나타내고, P"는 O-Sg를 나타낸다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 III으로부터 선택된, 화학식 I2의 화합물의 제조에서의 신규 중간체에 관한 것이다:

상기 식에서,

L 및 r은 화학식 I에서 기재된 의미를 갖고, G¹ 및 G²는 Cl, Br, I 및 OH로부터 선택된 동일하거나 상이한 라디칼을 나타낸다.

특히 바람직한 것은 화학식 III에서 G¹ 및 G²가 동일하거나 상이한 라디칼 Br 또는 I를 나타내는 화합물, 기 G¹ 및 G² 중 하나가 I를 나타내고 다른 것이 Br 또는 OH를 나타내는 화합물, 및 G¹ 및 G²가 OH를 나타내는 화합물이다.

특히 적합하고 바람직한 화학식 I, IA, II 및 III의 화합물 및 중간체의 제조 방법은 하기 반응식들에서 예시되고, 바람직하게는 후술되는 단계들 중 하나 이상을 포함한다.

화학식 I, IA, II 및 이의 하위화학식의 화합물 및 중간체는, 당분야의 숙련자들에게 공지되고 예를 들면 문헌{Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart}에서와 같이 유기 화학의 표준 작업에 기술되어 있는 공정과 유사하게 제조된다.

예컨대, 화학식 I 및 IA의 화합물의 합성은 기 P를 함유하는 상응하는 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 화학식 II의 중간체의 에스터화 또는 에터화에 의해 실시된다. 반응식 1에서 예시된 바와 같이, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스터(2a)는, 염기의 존재 하에 산 유도체, 예컨대 (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴산 무수물을 사용하여 상응하는 알콜(3)의 에스터화에 의해 수득될 수 있다. 또한, 알콜(3)은 또한 탈수제의 존재 하에 (메트)아크릴산을 사용하여, 예컨대 다이사이클로헥실카보다이이미드(DCC)를 사용하는 스테글리히(Steglich) 방법에 의해, 또는 염기 및 4-(N,N-다이메틸아미노)피리딘(DMAP)의 존재 하에 (메트)아크릴산 무수물로 상응하는 알콜을 처리함에 의해 에스터화될 수 있다.

[반응식 1]

반응식 2에 예시된 바와 같이, 모 구조 9,10-다이하이드로펜안트레넨(화학식 2, W = CH₂CH₂)로의 접근은 펜안트렌의 수소화에 의해 제공되고, 할로겐화에 의해 선택적으로 작용화될 수 있다. 문헌[A. D. Abell et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1997, 1663 - 1668]의 방법에 의해 9,10-다이하이드로펜안트렌(4)으로부터 출발하여 2,7-다이브로모-9,10-다이하이드로펜안트렌(화학식 5, Hal = Br)을 수득한다. 문헌[H. Suzuki, Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p. 700 (1988)]의 방법에 의한 요오드화에 의해 상응하는 2,7-다이요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌(화학식 5, Hal = Br)을 수득한다. 지금까지의 문헌에서는 공지되어 있지 않은 2-브로모-7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌(화학식 5, 여기서 하나의 라디칼 Hal은 Br을 나타내고, 다른 것은 I를 나타낸다)은 일요오드화 그 후 브롬화에 의해 유사하게 선택적으로 접근가능하므로, 여러 개의 유도체로의 표적화된 전환의 가능성을 개방한다.

[반응식 2]

반응식 3에 예시된 바와 같이, 예컨대, 부틸리튬을 사용한 다이할로겐 화합물(5)의 금속화 및 붕산 에스터와의 반응은 붕소산의 제조를 가능케 하고, 이는 페놀(6)로 산화될 수 있다. 대안은, 문헌[S. L. Buchwald et al., J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10694-10695]의 방법에 의해 팔라듐 촉매의 존재 하에 KOH로 처리하는 것이다. 아크릴산을 사용한 에스터화에 의해 아크릴레이트(7)를 수득한다.

[반응식 3]

반응식 4에 예시된 바와 같이, 트라이아이소프로필 보레이트의 존재 하에서의 모노금속화(Monometallation)에 의해 모노하이드록시 화합물(8)이 수득되고, 이는 추가의 제 2 단계에서 전환될 수 있다. 따라서, 말단 알키놀에 대한 소노가쉬라(Sonogashira) 커플링에 의해 알킨(9)을 수득하고, 이로부터 스페이서 기를 함유하는 화합물(10)이 수소화 및 에스터화에 의해 접근가능하다.

[반응식 4]

반응식 5(여기서, R은 H 또는 CH₃를 나타낸다)에 예시된 바와 같이, 플루오렌 유도체(12)는 상업적으로 입수가능한 다이브로모플루오렌(11)으로부터 상응하게 접근가능하며, 여기서 상응하는 알킬화된 유도체는 문헌[G. R. Bebernitz et al., J. Med. Chem. 2001, 44; 2601 - 2611]의 방법에 의해 (11)로부터 임의적으로 수득된다. 2,7-다이하이드록시플루오렌의 다른 제조 방법으로, 프리델-크래프트 아실화 및 후속 베이어-빌리거(Baeyer-Villiger) 산화에 의할 수도 있다(문헌 [R. P. Lemieux et al., J. Materials Chem. 2008, 18(28), 3361-3365] 참조).

[반응식 5]

본 발명에 따른 벤조크로멘(화학식 1, W = CH₂O)으로의 접근은 다우거벡, 클라센-멤머의 WO 2004/076438의 방법에 의해 벤조크로멘온(2)(W = C(O)O)을 환원시켜 제공된다. 벤조크로멘온의 제조에서(또한, 예컨대 문헌[S. Kim et al., Organic Lett. 2005, 7, 411-414] 참조), 상기 문헌에 기재된 화합물(13)은, 반응식 6에 예시된 바와 같이, 예컨대 (14)를 통해 붕소 트라이브로마이드를 사용하여 에터 절단 후에 아크릴레이트(15)로 전환될 수 있다. 아크릴레이트(18)는 (16)으로부터 상응하게 접근가능하다.

[반응식 6]

반응식 7에 도시된 바와 같이, 스페이서 기는 또한, 먼저 하이드록실 화합물(20)을 트라이플루오로메탄설폰산 무수물로 처리하여 트라이플레이트(21)를 수득하고, 그 후 이를 소노가쉬라 반응으로 반응식 4와 유사하게 반응시킨다.

[반응식 7]

상기 반응식들에 도시된 중간체 화합물은, 반응식 8(여기서, 라디칼 W, X, Sp는 상기 및 하기에서 정의되는 바와 같고, G는 H 원자 또는 보호기이고, M은 B(OH)₂, ZnHal 또는 MgHal이다)에 예시된 바와 같이 많은 표준 반응으로 본 발명에 따른 화합물로 전환될 수 있다. 예컨대, 아릴금속 화합물의 전이 금속-촉매 반응되는 커플링 반응, 예컨대 스즈키 커플링(24, M = B(OH)₂)에 의해 아릴 유도체(26)를 수득하고, 이는 상기 반응식들과 유사하게 표적 화합물(27)로 전환될 수 있다.

[반응식 8]

PSA 디스플레이를 제조하는 경우, 상기 중합성 화합물은, 전압의 인가시 상기 LC 디스플레이의 기판들 사이의 LC 매질 내에서 동일 반응계 중합에 의해 중합되거나 가교결합된다(하나의 화합물이 2개 이상의 중합성 기를 함유하는 경우). 상기 중합은 단일 단계로 수행될 수 있다. 또한, 먼저, 선경사 각을 생성하기 위해 전압을 인가하여, 제 1 단계로 중합을 수행하고, 후속적으로 제 2 중합 단계로, 상기 제 1 단계에서 반응하지 않은 화합물을 전압의 인가 없이 중합 또는 가교결합시키는 것도 가능하다(최종 경화).

적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 필요한 경우, 여기에 하나 이상의 개시제를 또한 가할 수 있다. 이러한 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어 시판되는 광개시제 이르가큐어(Irgacure)651(등록상표), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure)1173(등록상표)(시바 아게(Ciba AG)이다. 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다. 그러나, 중합은 또한 개시제를 첨가하지 않고도 수행될 수 있다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 중합 개시제를 포함하지 않는다.

상기 중합성 성분 (A) 또는 상기 LC 매질은 또한, 예를 들어 저장 또는 수송 동안 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수도 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, 시판되는 안정화제 이르가녹스(Irganox)(등록상표) 시리즈(시바 아게), 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 중합성 성분 (A)의 총량을 기준으로 안정화제의 비율은 바람직하게는 10 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 500 ppm이다.

본 발명에 따른 중합성 화합물은 또한 개시제가 없는 중합에 적합하며, 이는, 예를 들어 더 낮은 재료 비용, 및 특히 개시제의 가능한 잔량 및 이의 분해 생성물로 인한 LC 매질의 오염이 더 적은 것과 같은 상당한 이점을 수반한다.

PSA 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1 중량% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 중합성 화합물, 특히 전술된 화학식의 중합성 화합물을 포함한다.

화학식 I의 중합성 화합물을 1종, 2종 또는 3종 포함하는 LC 매질이 특히 바람직하다.

또한, 상기 중합성 성분(성분 (A))가 화학식 I의 중합성 화합물로 독점적으로 이루어진 LC 매질이 바람직하다.

또한, 성분 (B)가 LC 화합물 또는 LC 혼합물(이는 네마틱 액정 상을 가짐)인 LC 매질이 바람직하다.

또한, 성분 (A) 및/또는 (B)가 오로지 비키랄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화학식 I의 비키랄 중합성 화합물 및 액정 매질이 바람직하다.

또한, 상기 중합성 성분 또는 성분 (A)가, 하나의 중합성 기를 함유하는 중합성 화합물(일반응성) 하나 이상; 및 2개 이상, 바람직하게는 2개의 중합성 기를 갖는 중합성 화합물(이반응성 또는 다중반응성) 하나 이상을 포함하는, LC 매질이 바람직하다.

또한, 상기 중합성 성분 또는 성분 (A)가 2개의 중합성 기를 함유하는 중합성 화합물(이반응성)로 독점적으로 이루어진 LC 매질 및 PSA 디스플레이가 바람직하다.

본 발명에 따른 LC 매질 중의 상기 중합성 성분 또는 성분 (A)의 비율은 바람직하게는 5% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.5% 미만이다.

본 발명에 따른 LC 매질 중의 상기 액정 성분 또는 성분 (B)의 비율은 바람직하게는 95% 초과, 특히 바람직하게는 99% 초과이다.

화학식 I의 중합성 화합물은 개별적으로 중합될 수 있지만, 또한 화학식 I의 화합물을 2종 이상 포함하는 혼합물, 또는 화학식 I의 화합물 하나 이상 및 추가의 중합성 화합물(공단량체)(이는 바람직하게는 메소젠성 또는 액정임) 하나 이상을 포함하는 혼합물을 중합시킬 수도 있다. 이러한 유형의 혼합물의 중합의 경우에서, 공중합체가 형성된다. 본 발명은 또한, 상기 및 하기 언급되는 중합성 혼합물에 관한 것이다. 상기 중합성 화합물 및 공단량체는 메소젠성 또는 비-메소젠성이고, 바람직하게는 메소젠성 또는 액정이다.

특히 PSA 디스플레이에 사용하기 적합하고 바람직한 메소젠성 공단량체는 예를 들어 하기 화학식들로부터 선택된다:

상기 식에서,

P¹ 및 P²는 각각 서로 독립적으로, 중합성 기, 바람직하게는 P에 대해 전술 및 후술되는 의미 중 하나를 갖는 것을 나타내고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,

Sp¹ 및 Sp²는 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기, 바람직하게는 Sp에 대해 전술 및 후술되는 의미 중 하나를 갖는 것을 나타내고, 특히 바람직하게는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-CO-O- 또는 -(CH₂)_p1-O-CO-O-을 나타내며, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, 상기에서 최후에 언급된 기의 인접 고리에 대한 연결은 O 원자를 통해 일어나고,

또한, 라디칼 P¹-Sp¹- 및 P²-Sp²- 중 하나 이상은 R^aa를 나타낼 수 있으나, 단, 존재하는 라디칼 P¹-Sp¹- 및 P²-Sp²- 중 적어도 하나는 R^aa를 나타내지 않고,

R^aa는 H, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-로 대체될 수 있고, 특히 바람직하게는 임의적으로 일치환 또는 다중치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 C 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 C 원자를 갖는다)를 나타내고,

R⁰, R⁰⁰은 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,

R^y 및 R^z는 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃을 나타내고,

Z¹은 -O-, -CO-, -C(R^yR^z)- 또는 -CF₂CF₂-를 나타내고,

Z² 및 Z³는 각각 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -(CH₂)_n-을 나타내고, 이때 n은 2, 3 또는 4이고,

L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN 또는 임의적으로 일치환 또는 다중치환된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 바람직하게는 F를 나타내고,

L' 및 L"는 각각 서로 독립적으로, H, F 또는 Cl을 나타내고,

r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,

t는 0, 1 또는 2를 나타내고,

x는 0 또는 1이다.

전술된 중합성 화합물 이외에도, 본 발명에 따른 LC 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질은, 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상의 저분자량(즉, 단량체성 또는 비-중합된) 화합물을 포함하는 LC 혼합물("호스트 혼합물")을 포함한다. 2종 이상의 저분자량 화합물을 포함하는 LC 혼합물은 중합성 화합물의 중합에 사용되는 조건하에 중합 반응에 대해 안정하거나 비반응성이다. 대체로, 적합한 호스트 혼합물은, 통상의 VA 및 OCB 디스플레이에 사용하기 적합한 임의의 LC 혼합물이다. 적합한 LC 혼합물은 당분야의 숙련자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있으며, 예를 들어 VA 디스플레이용 혼합물은 유럽 특허 제 1 378 557 A1 호에 기술되어 있고, OCB 디스플레이용 혼합물은 유럽 특허 제 1 306 418 A1 호 및 독일 특허 제 102 24 046 A1 호에 기술되어 있다.

특히 바람직한 LC 디스플레이, LC 호스트 혼합물 및 LC 매질은 다음과 같다:

(a) 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

b는 0 또는 1을 나타내고,

는

또는

를 나타내고,

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고(이때, 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고,

Z^x 및 Z^y는 각각 서로 독립적으로, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,

L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, CHF₂를 나타낸다.

바람직하게, 라디칼 L¹ 및 L²는 둘 다 F를 나타내거나, 라디칼 L¹ 및 L² 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타내거나, 라디칼 L³ 및 L⁴는 둘 다 F를 나타내거나, 라디칼 L³ 및 L⁴ 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타낸다.

상기 화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 CY1 내지 CY28로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

a는 1 또는 2를 나타내고,

알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

알켄일은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH(CH₂)₂-를 나타낸다.

상기 화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 PY1 내지 PY20으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

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

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.

(b) 하기 화학식 ZK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

는

또는

를 나타내고,

는

또는

를 나타내고,

R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 또한 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,

Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 단일 결합이다.

화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 ZK1 내지 ZK10으로부터 선택된다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

(c) 하기 화학식 DK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서, 각 경우에서 개별 라디칼은 동일하거나 상이하게 하기의 의미를 갖는다:

R⁵ 및 R⁶는 각각 서로 독립적으로 상기 R¹에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,

는

또는

를 나타내고,

는

또는

를 나타내고,

e는 1 또는 2를 나타낸다.

상기 화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 DK1 내지 DK11로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

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

알켄일 및 알켄일^*은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

(d) 하기 화학식 LY의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

는

또는

를 나타내고,

f는 0 또는 1을 나타내고,

R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,

Z^x 및 Z^y는 각각 서로 독립적으로, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -CH=CH-CH₂O- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 단일 결합이고,

L¹ 및 L²는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂를 나타낸다.

바람직하게는, L¹ 및 L² 라디칼이 둘 다 F를 나타내거나, L¹ 및 L² 라디칼 중 하나는 F를 나타내고, 다른 것은 Cl를 나타낸다.

상기 화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 LY1 내지 LY18로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R¹은 상기 기재된 의미를 갖고,

알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,

v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

R¹은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일, 특히 CH₃, C₂H₅, n-C₃H₇, n-C₄H₉, n-C₅H₁₁, CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-를 나타낸다.

(e) 하기 화학식 G1 내지 G4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

알킬은 C₁ _-6-알킬을 나타내고,

L^x는 H 또는 F를 나타내고,

X는 F, Cl, OCF₃, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂를 나타낸다.

X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.

(f) 하기 화학식 Y1 내지 Y16으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁵는 상기 R¹에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,

알킬은 C₁ _-6-알킬을 나타내고,

d는 0 또는 1을 나타내고,

z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

상기 화합물에서 R⁵는 특히 바람직하게는 C₁ _-6-알킬, C₁ _-6-알콕시 또는 C₂ _-6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는, 전술된 화학식의 화합물 하나 이상을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.

(g) 하기 화학식 B1 내지 B3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

알켄일 및 알켄일^*은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CHCH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH(CH₂)₂-를 나타낸다.

상기 LC 혼합물 중의 상기 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.

화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 B1a, B2a, B2b 및 B2c로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, 알킬은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 하나 이상 포함한다.

(h) 하기 화학식 T의 터페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁵ 및 R⁶는 각각 서로 독립적으로, 상기 R¹에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,

및

는 각각 서로 독립적으로,

또는

를 나타내고,

L⁵는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내고,

L⁶은 F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F 또는 CHF₂, 바람직하게는 F를 나타낸다.

상기 화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식 T1 내지 T24로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,

R^*은 탄소수 2 내지 7의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,

(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,

m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.

R^*은 바람직하게는 CH₂=CH-, CH₂=CH-CH₂CH₂-, CH₃-CH=CH-, CH₃-CH₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₂-CH=CH-, CH₃-(CH₂)₃-CH=CH- 또는 CH₃-CH=CH(CH₂)₂-를 나타낸다.

R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.

본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 이의 하위화학식의 터페닐을 2 내지 30 중량%, 특히 5 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.

상기 화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는, 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬 및 알콕시이다.

본 발명에 따른 혼합물의 Δn이 0.1 이상인 것으로 의도되는 경우, 바람직하게는 터페닐이 상기 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 상기 화학식 T의 화합물, 바람직하게는 상기 화학식 T1 내지 T22의 화합물의 군으로부터 선택되는 터페닐 화합물 하나 이상을 2 내지 20 중량% 포함한다.

(i) 하기 화학식 O1 내지 O11로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹ 및 R²는 상기 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타낸다.

바람직한 매질은 상기 화학식 O1, O3 및 O4로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.

(k) 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 바람직하게는 5 중량% 초과, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로, 하기 화학식 FI의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

은

를 나타내고,

R⁹는 H, CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타내고,

(F)는 임의적인 불소 치환기를 나타내고,

q는 1, 2 또는 3을 나타내고,

R⁷은 R¹에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 상기 화학식 FI의 화합물은 하기 하위화학식 FI1 내지 FI8로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁷은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고,

R⁹는 CH₃, C₂H₅ 또는 n-C₃H₇을 나타낸다.

화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.

(m) 하기 화학식 VK1 내지 VK4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R⁸은 R¹에 대해 기재된 의미를 갖고,

알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이다.

(n) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 화합물, 예를 들어 하기 화학식 N1 내지 N10으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹⁰ 및 R¹¹은 각각 서로 독립적으로, R¹에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 알콕시 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타내고,

Z¹ 및 Z²는 각각 서로 독립적으로, -C₂H₄-, -CH=CH-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₃O-, -O(CH₂)₃-, -CH=CH-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-_, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH₂- 또는 단일 결합을 나타낸다.

(o) 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로, 하기 화학식 BC 및 CR의 다이플루오로-다이벤조크로만 및/또는 크로만을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

R¹¹ 및 R¹²는 각각 서로 독립적으로 상기 기재된 의미를 갖고,

c는 0 또는 1을 나타낸다.

특히 바람직한 상기 화학식 BC 및 CR의 화합물은 하기 하위화학식 BC1 내지 BC7 및 CR1 내지 CR5로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

상기 화학식 BC2의 화합물 1종, 2종 또는 3종을 포함하는 화합물이 매우 특히 바람직하다.

(p) 하기 화학식 PH 및 BF의 불화된 페난트렌 및/또는 다이벤조푸란을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:

상기 식에서,

b는 0 또는 1을 나타내고,

L은 F를 나타내고,

r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.

하기 하위화학식 PH1, PH2, BF1 및 BF2로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 PH 및 BF의 화합물이 특히 바람직하다:

상기 식에서,

R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.

(q) 하기 화학식 AA, BB 및 CC로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하고, 바람직하게는 PSA-OCB에 사용하기 위한 LC 매질:

상기 식에서,

R⁰은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, n-알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타내고, 이들은 각각 9개 이하의 C 원자를 갖고,

X⁰은 F, Cl, 또는 각각의 경우 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알킬, 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시를 나타내고,

Z⁰은 -CF₂O- 또는 단일 결합을 나타내고,

Y¹ 내지 Y⁶은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타낸다.

X⁰은 바람직하게는 F, Cl, CF₃, CHF₂, OCF₃, OCHF₂, OCFHCF₃, OCFHCHF₂, OCFHCHF₂, OCF₂F₂CH₃, OCF₂CHF₂, OCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CF₃, OCF₂CF₂CClF₂, OCClFCF₂CF₃ 또는 CH=CF₂, 특히 바람직하게는 F 또는 OCF₃이다.

상기 화학식 AA의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 AA1 내지 AA9로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 기재된 의미를 갖고,

X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다.

상기 화학식 AA2 및 AA6의 화합물이 특히 바람직하다.

상기 화학식 BB의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 BB1 내지 BB6으로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 상기 기재된 의미를 갖고,

X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다.

상기 화학식 BB1, BB2 및 BB5의 화합물이 특히 바람직하다.

상기 화학식 CC의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 CC1로 이루어진 군으로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 상기 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다.

(r) 상기 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 중합성 화합물 외에, 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH₂)를 함유하는 화합물을 함유하지 않는 LC 매질.

(s) 중합성 화합물을 1 내지 5종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종 포함하는 LC 매질.

(t) 전체 혼합물 중에서 중합성 화합물의 비율이 0.05 내지 5%, 바람직하게는 0.1 내지 1%인 LC 매질.

(u) 상기 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.

(v) 상기 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.

(w) 상기 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물 1 내지 10종, 바람직하게는 1 내지 8종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.

(x) 전체 혼합물 중에서 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인 LC 매질.

(y) 선경사 각이 바람직하게는 85°이하, 특히 바람직하게는 80°이하인 PSA-VA 디스플레이.

전술된 바람직한 실시양태 (a) 내지 (y)의 화합물과, 전술된 중합된 화합물과의 조합은 본 발명에 따른 LC 매질 내에서 낮은 문턱 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 양호한 저온 안정성과 동시에 높은 등명점 및 높은 HR 값을 달성하며, PSA 디스플레이에서 특히 작은 선경사 각이 빨리 생성되게 한다. 특히, 종래 기술로부터의 매질에 비해, PSA 디스플레이에서 상기 매질은 상당히 단축된 응답 시간, 특히 또한 회색-색조 응답 시간을 나타낸다.

상기 액정 혼합물은 20℃에서 바람직하게는 80K 이상, 특히 바람직하게는 100K 이상의 네마틱상 범위 및 250 mPa·s 이하, 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 갖는다.

VA 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질은 20℃ 및 1 kHz에서 바람직하게는 약 -0.5 내지 -10, 특히 약 -2.5 내지 -7.5 범위의 음의 유전 이방성 Δε을 갖는다.

본 발명에 따른 VA-유형 디스플레이에서, 상기 LC 매질의 층 중의 분자는 스위치-오프 상태에서 전극 표면에 대하여 직각으로 정렬(호메오트로픽 정렬)되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 종방향 분자 축이 전극 표면에 평행하도록 재정렬된다.

본 발명에 따른 OCB-유형 디스플레이에서, LC 매질의 층 중의 분자는 "벤드" 정렬 상태이다. 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 종방향 분자 축이 전극 표면에 수직이 되도록 재정렬된다.

OCB 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질은 20℃ 및 1 kHz에서 바람직하게는 약 +7 내지 +17 범위의 양의 유전 이방성 Δε을 갖는다.

VA 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질 내에서의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 특히 0.07 내지 0.12이다.

OCB 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질 내에서의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.14 내지 0.22, 특히 0.16 내지 0.22이다.

본 발명에 따른 LC 매질은 또한, 당분야의 숙련자에게 공지되고 문헌에 기술된 추가의 첨가제, 예를 들어 중합 개시제, 저해제, 안정화제, 표면-활성 물질 또는 키랄 도판트를 포함할 수 있다. 이들은 중합성이거나 비-중합성일 수 있다. 따라서, 중합성 첨가제는 중합성 성분 또는 성분 (A)로 분류된다. 따라서, 비-중합성 첨가제는 비-중합성 성분 또는 성분 (B)로 분류된다.

상기 LC 매질은 예를 들어 키랄 도판트, 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다.

또한, 네마틱 상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬을 개질하기 위해, 상기 LC 매질에, 0 내지 15 중량%의 다색성 염료, 나노입자, 전도성 염, 착체 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예를 들면, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258(1973)] 참조)을 가할 수 있다. 이러한 유형의 물질은, 예를 들면 독일 특허 제 A-22 09 127 호, 제 A-22 40 864 호, 제 A-23 21 632 호, 제 A-23 38 281 호, 제 A-24 50 088 호, 제 A-26 37 430 호 및 제 A-28 53 728 호에 기술되어 있다.

본 발명에 따른 LC 매질의 바람직한 실시양태 (a) 내지 (z)의 개별적인 성분들은 공지되어 있거나, 또는 관련 분야의 숙련자들은, 종래 기술로부터 표준 방법에 기초한 종래 기술로부터 그들을 제조할 수 있는 방법을 쉽게 유도할 수 있다. 상기 화학식 CY의 대응 화합물은, 예를 들면 유럽 특허 제 A-0 364 538 호에 기술되어 있다. 화학식 ZK에 대응하는 화합물은, 예를 들면 독일 특허 제 A-26 36 684 호 및 제 A-33 21 373 호에 기술되어 있다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 LC 매질은 통상적인 방식 자체, 예를 들면 하나 이상의 상기 언급된 화합물을 상기에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합성 화합물 및 임의적으로는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 제조한다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분의 목적하는 양을 유리하게는 승온에서 주성분 내에 용해시킨다. 또한, 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올 중의 성분들의 용액을 혼합한 다음, 완전히 혼합된 후에 용매를 예를 들면 증류에 의해 다시 제거할 수도 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 LC 매질이, 예를 들면 대응하는 동위원소로 H, N, O, Cl, F가 대체된 화합물을 포함할 수도 있다는 사실은 당해 분야의 숙련자들에게는 두말할 나위도 없다.

본 발명에 따른 LC 디스플레이의 구조는, 상기에서 인용된 종래 기술에 기술되어 있는 바와 같은 PSA 디스플레이의 통상적인 기하구조에 대응한다. 특히, 컬러 필터 면 상의 전극은 또한, 구조화되지 않고 단지 TFT 면 상의 전극만이 슬릿을 갖는, 돌출부가 없는 기하구조가 바람직하다. PSA-VA 디스플레이에 특히 적합하고 바람직한 전극 구조는, 예를 들면 미국 특허 출원 공개 제 2006/0066793 A1 호에 기술되어 있다.

[실시예]

하기 실시예들은 본 발명을 제한하지 않고 설명한 것이다. 그러나, 하기 실시예는, 바람직하게 사용되는 화합물들, 및 그들 각각의 농도 및 서로간의 그들의 조합을 갖는 바람직한 혼합물 구상을 당분야의 숙련자에게 보여준다. 또한, 하기 실시예들은, 이용될 수 있는 특성 및 특성들의 조합을 예시하는 것이다.

다음 약어들이 사용된다:

(n, m, z: 각각의 경우 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다)

[표 A]

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 상기 표 A의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.

하기 표 B는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타내는 것이다.

[표 B]

상기 LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는 상기 표 B의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 도판트를 포함한다.

하기 표 C는, 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 나타낸다(n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 나타내고, 말단 메틸 기는 도시되지 않는다).

[표 C]

상기 LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는 상기 표 C의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 안정화제를 포함한다.

하기 표 D는, 본 발명에 따른 LC 매질에서 바람직하게는 반응성 메소젠 화합물로서 사용될 수 있는 예시적 화합물들을 도시한다.

[표 D]

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 표 D의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 안정화제를 포함한다.

또한, 하기 약어 및 기호가 사용된다:

V₀은 20℃에서의 용량성 문턱 전압[V]을 나타낸다.

n_e는 20℃ 및 589 nm에서의 비정상(extraordinary) 굴절률을 나타낸다.

n₀은 20℃ 및 589 nm에서의 정상(ordinary) 굴절률을 나타낸다.

Δn은 20℃ 및 589 nm에서의 광학 이방성을 나타낸다.

ε_⊥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자(director)에 수직인 유전 감응성(dielectric susceptibility)을 나타낸다.

ε_∥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자에 평행인 유전 감응성을 나타낸다.

Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.

cl.p., T(N,I)는 등명점[℃]을 나타낸다.

γ₁은 20℃에서의 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.

K₁은 20℃에서의 탄성 상수, "펼침(splay)" 변형률[pN]을 나타내다.

K₂는 20℃에서의 탄성 상수, "비틀림(twist)" 변형률[pN]을 나타낸다.

K₃은 20℃에서의 탄성 상수, "벤드" 변형률[pN]을 나타낸다.

달리 명백하게 기재되지 않는 한, 본 출원에서의 모든 농도는 중량%로 표시되며, 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 용매 없이 전부 고체 또는 액정 성분을 전체로 포함하는 대응 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다.

달리 명백하게 기재되지 않는 한, 본 출원에서의 모든 온도 값, 예를 들면, 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상에서 네마틱(N) 상으로의 전이온도 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도(℃)로 표시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정질 상태이고, N은 네마틱 상이고, S는 스멕틱 상이고, I는 등방성 상이다. 상기 기호들 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다.

각각의 경우에 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고, 20℃의 온도를 적용하고, Δn은 589 nm에서 측정되며, Δε은 1 kHz에서 측정된다.

본 발명을 위하여, "문턱 전압"이란 용어는 달리 명백하게 기재되지 않는 한 또한 프레데릭츠(Freedericksz) 문턱값으로도 알려져 있는 용량성 문턱값(V₀)에 관한 것이다. 실시예에서는, 일반적으로 있는 일이지만, 10% 상대 명암비에 대한 광학 문턱값(V₁₀)이 표시될 수도 있다.

용량성 문턱 전압을 측정하는 데 사용되는 디스플레이는, 20 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층(이는 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킴)을 갖는다.

경사 각을 측정하는 데 사용되는 디스플레이 또는 시험 셀은, 4 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층을 가지며, 이때 2개의 폴리이미드 층들은 서로 평형하지 않게 러빙되어 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킨다.

상기 중합성 화합물은, 디스플레이에 전압(일반적으로는 10V 내지 30V 교류, 1 kHz)을 동시에 인가하면서, 예정된 시간 동안, 정의된 강도의 UV 광을 조사함으로써 디스플레이 내에서 중합된다. 실시예에서는, 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 28 mW/cm² 수은 증기 램프를 사용하였으며, 강도는, 365 nm 밴드-통과 필터가 장치된 표준 UV 미터(유시오(Ushio) UNI 미터)를 사용하여 측정하였다.

회전 결정 실험(오트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 경사 각을 측정하였다. 작은 값(즉, 90°로부터 큰 편차)은 큰 경사에 대응한다.

VHR 값은 다음과 같이 측정된다: 0.3%의 중합성 단량체성 화합물을 LC 호스트 혼합물에 가하고, 생성 혼합물을 TN-VHR 시험 셀(90°로 러빙됨, TN-폴리이미드 정렬 층, 층 두께 d는 약 4 ㎛)에 도입한다. HR 값은, 1V, 60 Hz, 64 μs 펄스로 2시간 동안 UV 노출(태양 시험) 전후로, 100℃에서 5분 후에 결정된다(측정 장치: 오트로닉-멜쳐스 VHRM-105).

실시예 1

7-(2-메틸아크릴로일옥시)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-일 2-메틸아크릴레이트

7.50 g(35.3 mmol)의 9,10-다이하이드로펜안트렌-2,7-다이올(CAS No. 99896-39-6)을 초기에 100 ml의 다이클로로메탄에 도입하고, 15 ml의 피리딘을 첨가하고, 100 ml의 다이클로로메탄 중 13.0 g(0.124 mol)의 메타크릴로일 클로라이드의 용액을 빙냉하면서 적가하였다. 냉각을 제거하고, 배취를 실온에서 밤새 교반하였다. 침착된 침전물을 여과 제거하고(filtered off), 여액을 진공에서 증발시키고, 여액을 진공에서 증발시키고, 잔류물을 다이클로로메탄을 사용하여 실리카 겔을 통해 여과시켰다. 헵탄/톨루엔으로부터의 결정화에 의해 7-(2-메틸아크릴로일옥시)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-일 2-메틸아크릴레이트를 무색 고체(m.p. 116℃)로서 수득하였다.

실시예 2

4,7-다이플루오로-8-(2-메틸아크릴로일옥시)-6H-벤조[c]크로멘-3-일 2-메틸아크릴레이트

2.1 4,7- 다이플루오로 -6H- 벤조[c]크로멘 -3,8- 다이올

5.23 g(18.8 mmol)의 4,7-다이플루오로-3,8-다이메톡시-6H-벤조[c]크로멘(타우거벡, 클라센-멤머의 WO 2004/076438의 방법에 의해 제조)을 70 ml의 다이클로로메탄에 초기에 도입하고, 10 ml의 다이클로로메탄 중 5 ml(52.7 mmol)의 보론 트라이브로마이드의 용액을 빙냉하면서 적가하였다. 1시간 후, 냉각을 제거하고, 배취를 실온에서 3시간 동안 교반하고, 빙냉 1 M 나트륨 하이드록사이드 용액에 첨가하였다. 수성 상을 분리해 내고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 톨루엔/에틸 아세테이트(3:2)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과시키고, 조질 생성물을 고온의 헵탄/에틸 아세테이트(2:1)와 함께 교반에 의해 세척하고, 8℃로 냉각 후에 흡입에 의해 여과하여 4,7-다이플루오로-6H-벤조[c]크로멘-3,8-다이올을 무색 고체로서 수득하였다.

2.2 4,7- 다이플루오로 -8-(2- 메틸아크릴로일옥시 )-6H- 벤조[c]크로멘 -3-일 2-메 틸아크릴레이 트

실시예 1과 유사한 절차에 의해, 4,7-다이플루오로-6H-벤조[c]크로멘-3,8-다이올로부터 출발하여 4,7-다이플루오로-8-(2-메틸아크릴로일옥시)-6H-벤조[c]크로멘-3-일 2-메틸아크릴레이트를 무색 고체(m.p. 202℃)로서 수득하였다.

실시예 3

2-브로모-7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌

3.1 2- 요오도 -9,10- 다이하이드로펜안트렌

25.0 g(0.139 mol)의 9,10-다이하이드로펜안트렌, 6.30 g(27.6 mmol)의 퍼요오드산 및 17.0 g(67.0 mmol)의 요오딘을 140 ml의 빙초산 중의 4 ml의 진한 황산 및 28 ml의 물의 용액 중에서 70℃에서 1시간 동안 가열하였다. 그 용액을 이어서 빙수에 첨가하고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 탄산수소 나트륨 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 170℃ 및 0.3 mbar에서 벌브 튜브(bulb tube)에서 증류시켜 2-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌을 황색 오일로서 수득하였다.

3.2 2- 브로모 -7- 요오도 -9,10- 다이하이드로펜안트렌

9.5 g(27.9 mmol)의 2-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌을 40 ml의 트라이메틸 포스페이트에 용해시키고, 10 ml의 트라이메틸 포스페이트 중 2 ml(39 mmol)의 브롬의 용액을 20℃에서 적가하였다. 90분 후, 배취를 빙수에 첨가하고, 과량의 브롬을 아황산수소 나트륨 용액을 첨가하여 감소시키고, 침전된 생성물을 흡입에 의해 여과하고, 톨루엔에 취하고, 포화 탄산수소 나트륨 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 헵탄/톨루엔으로부터 재결정화하여 2-브로모-7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌을 무색 결정으로서 수득하였다.

실시예 4

7-[4-(2-메틸아크릴로일옥시)부틸]-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-일 2-메틸아크릴레이트

적합한 전구체는 2,7-다이요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌(문헌[Cho et al., Chemistry of Materials (2008), 20(20), 6289-6291] 참조), 2,7-다이브로모-9,10-다이하이드로펜안트렌(문헌[D. E. Pearson, Synthesis 1976, 621-623] 참조) 또는 2-브로모-7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌이다.

4.1 7- 요오도 -9,10- 다이하이드로펜안트렌 -2-올

8.8 g(20.4 mmol)의 2,7-다이요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌을 250 ml의 THF에 용해시키고, 7.0 ml(30.5 mmol)의 트라이아이소프로필 보레이트의 첨가 후에 16.5 ml의, 헥산 중 n-부틸리튬의 15% 용액을 70℃에서 첨가하였다. 1시간 후, 배취를 2 N 염산을 사용하여 가수분해시키고, 실온으로 가온시켰다. 그 용액을 MTB 에터로 2회 추출하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하고, 생성 조질 생성물을 강하게 교반하면서 80 ml의 톨루엔 및 30 ml의 2 N 나트륨 하이드록사이드 용액에 현탁하였다. 8 ml의 30% 과산화수소의 첨가 후에, 배취를 가볍게 냉각시키면서 30-40℃에서 30분 동안 교반하고, 200 ml의 물을 첨가하고, 혼합물을 2 N 염산을 사용하여 산성화시켰다. 수성 상을 분리해 내고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 묽은 암모늄 철(II) 설페이트 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 다이클로로메탄을 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하여 7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올을 무색 고체로서 수득하였다.

4.2 7-(4- 하이드록시부트 -1- 이닐 )-9,10- 다이하이드로펜안트렌 -2-올

9.0 g(24.6 mmol)의 7-요오도-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올을 100 ml의 THF에 도입하고, 1.0 g(1.43 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드, 0.3 g(1.58 mmol)의 구리(I) 요오다이드 및 11 ml의 다이아이소프로필아민을 첨가하고, 이어서 20 ml의 THF 중 3.0 g(42.8 mmol)의 부트-3-인-1-올의 용액을 가볍게 냉각시키면서 최대 30℃에서 적가하였다. 배취를 실온에서 1.5시간 동안 교반하고, 물에 첨가하고, 2 N 염산을 사용하여 산성화시켰다. 수성 상을 분리해 내고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 물로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 다이클로로메탄/에틸 아세테이트(3:1)를 사용하여 실리카 겔을 통해 여과하고, 톨루엔으로부터 재결정화시켜 7-(4-하이드록시부트-1-이닐)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올을 무색 고체로서 수득하였다.

4.3 7-(4- 하이드록시부틸 )-9,10- 다이하이드로펜안트렌 -2-올

7-(4-하이드록시부트-1-이닐)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올을 THF 중에 용해시키고, 팔라듐/활성탄 촉매 상에서 수소화를 완료시켰다. 촉매를 여과 제거하고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 톨루엔으로부터 재결정화하여 7-(4-하이드록시부틸)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올을 무색 결정으로서 수득하였다.

4.4 7-[4-(2- 메틸아크릴로일옥시 )부틸]-9,10- 다이하이드로펜안트렌 -2-일 2-메 틸아크릴레이 트

실시예 1과 유사한 절차에 의해 7-(4-하이드록시부틸)-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-올로부터 출발하여 7-[4-(2-메틸아크릴로일옥시)부틸]-9,10-다이하이드로펜안트렌-2-일 2-메틸아크릴레이트를 무색 오일로서 수득하였다.

실시예 5-197

실시예(32)의 화합물에 대한 합성을 이하에서 구체적으로 기재한다.

실시예 32

4-[9,9-다이메틸-7-(2-메틸아크릴로일옥시)-9H-플루오렌-2-일]부트-3-이닐 2-메틸아크릴레이트

32.1 7- 브로모 -9,9- 다이메틸 -9H- 플루오렌 -2-올

21.2 g(58.6 mmol)의 2,7-다이브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌(CAS No. 28320-32-3) 및 19.0 ml(82.8 mmol)의 트라이아이소프로필 보레이트를 500 ml의 THF 중에 용해시키고, -70℃에서 56 ml(89 mmol)의, n-헥산 중 n-부틸리튬의 15% 용액을 첨가하였다. 2시간 후, 200 ml의 2 M 염산을 첨가하고, 배취를 실온에서 해동시키고, MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 400 ml의 톨루엔에 취하였다. 85 ml의 2 M 나트륨 하이드록사이드 용액의 첨가 후에, 온도가 40℃를 초과하지 않는 속도로 강하게 교반하면서 15.5 ml의 30% 과산화수소를 첨가하였다. 첨가 완료 시에, 배취를 추가 30분 동안 교반하고, 500 ml의 물에 첨가하고, 2 M 염산을 사용하여 산성화시켰다. 수성 상을 분리해 내고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 묽은 암모늄 철(II) 설페이트 용액 및 물로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 증발시켰다. 톨루엔/에틸 아세테이트(9:1)를 사용하여 실리카 겔을 통해 조질 생성물을 여과하여 7-브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올을 무색 고체로서 수득하였다.

32.2 7-(4- 하이드록시부트 -1- 이닐 )-9,9- 다이메틸 -9H- 플루오렌 -2-올

14.7 g(0.048 mol)의 7-브로모-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올, 1.3 g(1.85 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드 및 0.5 g(2.6 mmol)의 구리(I) 요오다이드를 200 ml의 THF 및 20 ml의 다이아이소프로필아민에 초기에 도입하고, 50 ml의 THF 중 9.5 ml(0.13 mmol)의 부트-3-인-1-올의 용액을 2시간에 걸쳐 환류 하에 첨가하였다. 첨가 완료 시에, 배취를 환류 하에 추가 1시간 동안 가열하고, 물에 첨가하고, 묽은 염산을 사용하여 산성화시키고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하였다. 톨루엔/에틸 아세테이트(4:1)를 사용하여 실리카 겔 상에서 조질 생성물을 크로마토그래피하여 7-(4-하이드록시부트-1-이닐)-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올을 무색 오일로서 수득하였다.

32.3 7-(4- 하이드록시부틸 )-9,9- 다이메틸 -9H- 플루오렌 -2-올

팔라듐/활성탄 상에서 THF 중에서 7-(4-하이드록시부트-1-이닐)-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올의 수소화를 완료시켰다. 촉매를 여과 제거하고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 다음 단계에서 추가 정제 없이 사용하였다.

32.4 9,9- 다이메틸 -7-[4-(2- 메틸아크릴로일옥시 )부틸]-9H- 플루오렌 -2-일 2-메틸아크릴레이트

실시예 1과 유사한 절차에 의해 7-(4-하이드록시부틸)-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올로부터 출발하여 9,9-다이메틸-7-[4-(2-메틸아크릴로일옥시)부틸]-9H-플루오렌-2-일 2-메틸아크릴레이트를 무색 오일로서 수득하였다. 유리 전이 Tg 29 I.

하기 화합물들을 상기 실시예들에서 기재된 공정들과 유사하게 수득하였다(Phe = 1,4-페닐렌):

하기 화학식의 화합물(실시예 5 내지 100):

하기 화학식의 화합물(실시예 101 내지 148):

하기 화학식의 화합물(실시예 149 내지 196):

실시예 197

9,9-다이메틸-7-[4-(2-메틸아크릴로일옥시)부틸]-9H-플루오렌-2-일 2-메틸아크릴레이트

197.1 4-[9,9- 다이메틸 -7-(2- 메틸아크릴로일옥시 )-9H- 플루오렌 -2-일] 부트 -3-이닐 2- 메틸아크릴레이트

실시예 1과 유사한 절차에 의해 7-(4-하이드록시부트-1-이닐)-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-올(제조는 실시예 32.2를 참조한다)로부터 출발하여 4-[9,9-다이메틸-7-(2-메틸아크릴로일옥시)-9H-플루오렌-2-일]부트-3-이닐 2-메틸아크릴레이트를 무색 오일로서 수득하였다. 유리 전이 Tg 17 I.

용도 실시예 A

네마틱 LC 혼합물 N1을 하기와 같이 배합하였다:

0.3%의, 하기 도시된 화학식들 중 하나의 중합성 단량체 화합물을 LC 혼합물 N1에 첨가하고, 생성 혼합물을 VA e/o 시험 셀(역평행으로 러빙됨, VA-폴리이미드 정렬 층, 층 두께 d 약 4㎛)에 도입하였다. 셀을, 24 V(교류)의 전압을 적용하여 나타나는 기재된 시간 동안 50 mW/cm²의 강도를 갖는 UV 광으로 조사하여, 단량체 화합물의 중합을 일으켰다. 회전 결정 실험(오트로닉-멜첼러스 TBA-105)에 의한 UV 조사 전후에 경사 각을 측정하였다.

중합 속도를 측정하기 위해, 다양한 노출 시간 후에 시험 셀에서 미중합된 RM의 잔류 함량(중량%)을 HPLC 방법을 이용하여 측정하였다. 이를 위해, 각 혼합물을 기재된 조건 하에 시험 셀에서 중합시켰다. 그 후 혼합물을 메틸 에틸 케톤을 사용하여 시험 셀로부터 세정하고, 측정하였다.

비교를 위해, 전술된 실험을 종래 기술로부터 공지된, 구조적으로 유사한 중합성 화합물 M1(US 7,169,449, 실시예)을 사용하여 수행하였다.

경사 각 결과는 표 1에 기재되어 있다.

[표 1]

표 1에서 알 수 있듯이, 중합 후의 작은 경사 각은 종래 기술의 단량체 M1을 사용한 PSA 디스플레이에서보다 실시예 1 내지 4의 본 발명에 따른 단량체를 사용한 PSA 디스플레이에서 보다 빠르게 성취될 수 있었다.

다양한 노출 시간 후의 RM 농도는 표 2에 기재되어 있다.

[표 2]

표 2에서 알 수 있듯이, 상당히 빠른 중합 속도는 종래 기술의 단량체 M1을 사용한 PSA 디스플레이에서보다 실시예 1 내지 4의 본 발명에 따른 단량체를 사용한 PSA 디스플레이에서 성취되었다.

용도 실시예 B

LC 혼합물 N1 및 실시예 32 또는 실시예 197로부터의 중합성 단량체 화합물을 사용하여 실시예 A에 기재된 바와 같이 시험 셀을 제조하고, 다양한 노출 시간 후의 경사 각 및 미중합된 RM의 잔류 함량을 측정하였다.

결과는 표 3 및 4에 기재되어 있다.

[표 3]

표 3에서 알 수 있듯이, 매우 작은 경사 각은 본 발명에 따른 단량체를 사용한 PSA 디스플레이에서 중합 후에 빠르게 성취될 수 있었다.

[표 4]

표 4에서 알 수 있듯이, 매우 빠르고 완전한 중합은 본 발명에 따른 단량체를 사용한 PSA 디스플레이에서 중합 후에 빠르게 성취되었다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물을 포함하는 액정(LC) 매질을 포함하는 중합체-지속된 정렬(PSA) 유형의 LC 디스플레이:

상기 식에서,
W는 -C(R^cR^d)-, -CH₂CH₂-, -CH₂-O-, -O-, -CO-, -CO-O-, -S- 또는 -N(R^c)-를 나타내고,
R^c, R^d는 각각 서로 독립적으로, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬[이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 아릴렌, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I, CN 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다], 또는 아릴 또는 헤테로아릴(이는 탄소수 2 내지 25이고, 또한 2개 이상의 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환된다)을 나타내고,
R^a, R^b는 각각 서로 독립적으로, R^c에 대해 기재된 의미 중 하나를 가지며, 이때 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나 이상은 기 P-Sp-를 나타내거나 함유하고,
P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 중합성(polymerisable) 기를 나타내고,
Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
A¹, A²는 각각 서로 독립적으로, 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환되는, 탄소수 4 내지 25의, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환형 기를 나타내고,
L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,
Z¹, Z²는 각각 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -(CH₂)_n-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -(CF₂)_n-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH-, -CH₂-CH₂-CO-O-, -O-CO-CH₂-CH₂-, -C(R⁰R⁰⁰)-, C(R^yR^z)- 또는 단일 결합을 나타내고,
R⁰, R⁰⁰는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
R^y, R^z는 각각 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃를 나타내고,
n은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
p, q는 각각 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
r은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
화학식 I에서 R^a 및 R^b가, 동일하거나 상이한 라디칼 P-Sp-를 나타내는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
제 1 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 하기 하위화학식 I1 내지 I3으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항에 있어서,
화학식 I의 화합물이 하기 하위화학식 I1a 내지 I3d로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이:

상기 식에서,
L'은 H 또는 F를 나타내고,
P 및 Sp는 제 1 항에 기재된 의미 중 하나를 갖고,
P＂은 제 1 항에서 P에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,
Sp＂은 제 1 항에서 Sp에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,
R'은 제 1 항에서 R^a에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖되, R'은 H 이외의 것이며, P-Sp- 기를 나타내거나 함유하지 않는다.
제 1 항에 있어서,
상기 LC 매질이 하기 화학식 CY 또는 PY의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이:

상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,

는
또는
를 나타내고,
R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^x는 -CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -O-, -CH₂-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합을 나타내고,
L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, 또는 CHF₂를 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
상기 LC 매질이 하기 화학식 ZK의 화합물 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이:

상기 식에서,

는

또는
를 나타내고,

는
또는
를 나타내고,
R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF- 또는 단일 결합이다.
하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 중합성 성분 (A); 및
하나 이상의 저분자량 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)
를 포함하고,
상기 성분 (A)가, 제 1 항에 정의된 바와 같은 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
제 7 항에 있어서,
상기 성분 (B)가, 하기 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는, LC 디스플레이:

상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,

는
또는
를 나타내고,
R¹ 및 R²는 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^x는 -CH=CH-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -O-, -CH₂-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합을 나타내고,
L¹ 내지 L⁴는 각각 서로 독립적으로, F, Cl, OCF₃, CF₃, CH₃, CH₂F, 또는 CHF₂를 나타내고,

는

또는
를 나타내고,

는
또는
를 나타내고,
R³ 및 R⁴는 각각 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH₂ 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Z^y는 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O-, -O-CO-, -C₂F₄-, -CF=CF- 또는 단일 결합이다.
삭제
제 1 항에 있어서,
PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS, PS-FFS 또는 PS-TN 디스플레이인 것을 특징으로 하는 LC 디스플레이.
제 1 항에 있어서,
2개의 기판, 및 상기 기판들 사이에 배치되고, 중합된 성분 및 저분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층을 갖는 LC 셀을 포함하는 PSA 유형의 LC 디스플레이인 것을 특징으로 하고;
이때, 하나 이상의 기판은 광에 투명하며, 하나 이상의 기판은 1개 또는 2개의 전극을 갖고;
상기 중합된 성분은, 상기 전극에 전압을 인가하여, LC 매질 중의 LC 셀의 기판들 사이의 하나 이상의 중합성 화합물을 중합함으로써 수득가능하고;
상기 중합성 화합물 중 하나 이상은 화학식 I의 화합물로부터 선택되는, LC 디스플레이.
하기 화학식 I1의 화합물:

상기 식에서,
R^c, R^d, A¹, A², Z¹, Z², L, p, q 및 r은 제 1 항에 기재된 의미를 갖고,
R^a 및 R^b는 P-Sp-를 나타내며,
이때 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나에서 Sp는 단일 결합을 나타내고 라디칼 R^a 및 R^b 중 다른 것에서 Sp는 화학식 Sp'-X'의 기를 나타내어, 이 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp'-X'-와 일치되도록 하고,
Sp'는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌을 나타내며, 이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(R⁰)-, -Si(R⁰⁰R⁰⁰⁰)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R⁰⁰)-CO-O-, -O-CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,
X'는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CON(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -OCH₂-, -CH₂O-, SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY²=CY³-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
R⁰⁰, R⁰⁰⁰은 각각 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
Y², Y³은 각각 서로 독립적으로, H, F, Cl 또는 CN을 나타내고,
P는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, CH₂=CW¹-CO-O-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-O-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, (CH₂=CH)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-O-CO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로부터 선택되고, 이때 W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, W² 및 W³은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 각각 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬을 나타내고, W⁷ 및 W⁸은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, Phe는 1,4-페닐렌을 나타내고, k₁, k₂ 및 k₃은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k₄는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
하기 화학식 I2 또는 I3의 화합물:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
하기 화학식 II의 화합물:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 제 1 항에 기재된 의미를 갖되, 단 라디칼 R^a 및 R^b는 모두 -Sp-O-Sg를 나타내고, Sg는 H 원자 또는 보호기를 나타내고,
상기 보호기는 알킬, 아실, 알킬실릴, 아릴실릴, 2-테트라하이드로피란일 또는 메톡시메틸 기로부터 선택되고,
이때 라디칼 R^a 및 R^b 중 하나에서 Sp는 단일 결합을 나타내고, 라디칼 R^a 및 R^b 중 다른 것에서 Sp는 화학식 Sp'-X'의 기를 나타내고,
Sp'는 탄소수 1 내지 20의 알킬렌을 나타내며, 이는 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(R⁰)-, -Si(R⁰⁰R⁰⁰⁰)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R⁰⁰)-CO-O-, -O-CO-N(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,
X'는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CON(R⁰⁰)-, -N(R⁰⁰)-CO-, -N(R⁰⁰)-CO-N(R⁰⁰)-, -OCH₂-, -CH₂O-, SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY²=CY³-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타낸다.
제 14 항에 있어서,
하기 하위화학식 II1 내지 II3으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:

상기 식에서,
R^c, R^d는 각각 서로 독립적으로, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬[이때 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 아릴렌, -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C-, -N(R⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I, CN 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다], 또는 아릴 또는 헤테로아릴(이는 탄소수 2 내지 25이고, 또한 2개 이상의 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환된다)을 나타내고,
A¹, A²는 각각 서로 독립적으로, 융합된 고리를 함유할 수도 있고 임의적으로 L로 일치환 또는 다중치환되는, 탄소수 4 내지 25의, 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로환형 기를 나타내고,
Z¹, Z²는 각각 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -(CH₂)_n-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -(CF₂)_n-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH-, -CH₂-CH₂-CO-O-, -O-CO-CH₂-CH₂-, -C(R⁰R⁰⁰)-, C(R^yR^z)- 또는 단일 결합을 나타내고,
L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,
p, q는 각각 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
r은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
Sp는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,
Sp＂은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, Sp에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖고,
Sg는 H 원자 또는 보호기를 나타내되, 상기 보호기는 알킬, 아실, 알킬실릴, 아릴실릴, 2-테트라하이드로피란일 또는 메톡시메틸 기로부터 선택되고,
화학식 II1에서, Sp는 단일 결합을 나타내고, Sp"는 단일 결합 이외의 것이다.
하기 화학식 III의 화합물:

상기 식에서,
L 및 r은 제 1 항에 기재된 의미를 갖고,
G¹ 및 G² 중 하나는 I이고, 다른 하나는 Br 또는 OH를 나타낸다.
탈수제의 존재 하에, 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 화합물을, 상응하는 산, 산 유도체, 또는 P 기를 함유하는 할로겐화된 화합물을 사용하여 에스터화 또는 에터화하는, 제 1 항 내지 제 4 항, 제 12 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 화합물의 제조 방법.
하나 이상의 기판은 광에 투명하고 하나 이상의 기판은 1개 또는 2개의 전극을 포함하는 2개의 기판을 가진 LC 셀에, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 LC 매질을 도입하고, 상기 전극에 전압을 인가하여 중합성 화합물을 중합하는, PSA 유형의 LC 디스플레이의 제조 방법.
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