KR102109999B1 - 액정 조성물 및 액정 표시 소자 - Google Patents

액정 조성물 및 액정 표시 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102109999B1
KR102109999B1 KR1020157003011A KR20157003011A KR102109999B1 KR 102109999 B1 KR102109999 B1 KR 102109999B1 KR 1020157003011 A KR1020157003011 A KR 1020157003011A KR 20157003011 A KR20157003011 A KR 20157003011A KR 102109999 B1 KR102109999 B1 KR 102109999B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
carbons
component
phenylene
compound
Prior art date
Application number
KR1020157003011A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150041624A (ko
Inventor
요시마사 후루사토
스바루 가와사키
에리코 구리하라
Original Assignee
제이엔씨 주식회사
제이엔씨 석유 화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이엔씨 주식회사, 제이엔씨 석유 화학 주식회사 filed Critical 제이엔씨 주식회사
Publication of KR20150041624A publication Critical patent/KR20150041624A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102109999B1 publication Critical patent/KR102109999B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/14—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a carbon chain
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/122—Ph-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/123—Ph-Ph-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition

Abstract

네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 높은 자외선 안정성, 높은 열안정성 등의 특성에 있어서, 적어도 1 개의 특성을 충족하는, 또는 2 개 이상의 특성에 관해서 적절한 밸런스를 갖는 액정 조성물의 제공. 짧은 응답 시간, 큰 프리틸트각, 잔류한 중합성 화합물의 낮은 농도, 큰 전압 유지율, 큰 콘트라스트비, 긴 수명 등을 갖는 PSA 소자의 제공.
제 1 성분으로서 중합 가능한 기를 3 개 이상 포함하는 화합물, 및 제 2 성분으로서 중합 가능한 기를 1 개 또는 2 개 포함하는 화합물을, 적절한 비로 함유하고, 제 3 성분으로서 부에 큰 유전율 이방성 및 낮은 하한 온도를 갖는 특정 화합물, 또는 제 4 성분으로서 작은 점도 또는 큰 상한 온도를 갖는 특정 화합물을 함유해도 되는 액정 조성물, 및 이 조성물을 함유하는 액정 표시 소자이다.

Description

액정 조성물 및 액정 표시 소자{LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}
본 발명은 예를 들어 광 또는 열에 의해 중합하는 중합성 화합물을 함유하는 액정 조성물에 관한 것이다. 또, 그 액정 조성물을 기판 사이에 봉입하고, 액정층에 인가하는 전압을 조정하면서 액정 조성물에 함유되어 있는 중합성 화합물을 중합하여 액정의 배향을 고정화하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
본 발명의 기술 분야는, 주로 AM (active matrix) 소자 등에 적합한 액정 조성물, 및 이 조성물을 함유하는 AM 소자 등에 관한 것이다. 특히, 유전율 이방성이 부 (負) 인 액정 조성물에 관한 것이며, 이 조성물을 함유하는 IPS (in-plane switching) 모드, FFS (fringe field switching) 모드, VA (vertical alignment) 모드, PSA (polymer sustained alignment) 모드, 또는 FPA (field induced photo-reactive alignment) 모드의 소자 등에 관한 것이다. VA 모드에는, MVA (multi-domain vertical alignment) 모드, PVA (patterned vertical alignment) 모드 등이 포함된다.
액정 표시 소자에 있어서, 액정의 동작 모드에 기초한 분류는, PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), IPS (in-plane switching), FFS (fringe field switching), VA (vertical alignment), PSA (polymer sustained alignment), FPA (field induced photo-reactive alignment) 모드 등이다. 소자의 구동 방식에 기초한 분류는, PM (passive matrix) 과 AM (active matrix) 이다. PM 은 스태틱 (static) 과 멀티플렉스 (multiplex) 등으로 분류되고, AM 은 TFT (thin film transistor), MIM (metal insulator metal) 등으로 분류된다. TFT 의 분류는 비정질 실리콘 (amorphous silicon) 및 다결정 실리콘 (polycrystal silicon) 이다. 후자는 제조 공정에 의해 고온형과 저온형으로 분류된다. 광원에 기초한 분류는, 자연광을 이용하는 반사형, 백라이트를 이용하는 투과형, 그리고 자연광과 백라이트의 양방을 이용하는 반투과형이다.
이들 소자는 적절한 특성을 갖는 액정 조성물을 함유한다. 이 액정 조성물은 네마틱상을 갖는다. 양호한 일반적 특성을 갖는 AM 소자를 얻으려면 조성물의 일반적 특성을 향상시킨다. 2 개의 일반적 특성에 있어서의 관련을 하기의 표 1 에 정리한다. 조성물의 일반적 특성을 시판되고 있는 AM 소자에 기초하여 더욱 설명한다. 네마틱상의 온도 범위는, 소자가 사용할 수 있는 온도 범위에 관련된다. 네마틱상의 바람직한 상한 온도는 약 70 ℃ 이상이고, 그리고 네마틱상의 바람직한 하한 온도는 약 －10 ℃ 이하이다. 조성물의 점도는 소자의 응답 시간에 관련된다. 소자로 동영상을 표시하기 위해서는 짧은 응답 시간이 바람직하다. 따라서, 조성물에 있어서의 작은 점도가 바람직하다. 낮은 온도에 있어서의 작은 점도는 보다 바람직하다.
Figure 112015011932792-pct00001
조성물의 광학 이방성은 소자의 콘트라스트비에 관련된다. 조성물의 광학 이방성 (Δn) 과 소자의 셀 갭 (d) 의 곱 (Δn×d) 은, 콘트라스트비를 최대로 하도록 설계된다. 적절한 곱의 값은 동작 모드의 종류에 의존한다. VA 모드 또는 PSA 모드의 소자에서는 약 0.30 ㎛ 내지 약 0.40 ㎛ 의 범위, IPS 모드의 소자에서는 약 0.20 ㎛ 내지 약 0.30 ㎛ 의 범위이다. 이 경우, 작은 셀 갭의 소자에는 큰 광학 이방성을 갖는 조성물이 바람직하다. 조성물에 있어서의 절대값이 큰 유전율 이방성은 소자에 있어서의 낮은 임계치 전압, 작은 소비 전력과 큰 콘트라스트비에 기여한다. 따라서, 절대값이 큰 유전율 이방성이 바람직하다. 조성물에 있어서의 큰 비저항은, 큰 전압 유지율에 기여하고, 소자에 있어서의 큰 콘트라스트비에 기여한다. 따라서, 초기 단계에 있어서 실온뿐만 아니라 높은 온도에서도 큰 비저항을 갖는 조성물이 바람직하다. 장시간 사용한 후, 실온뿐만 아니라 높은 온도에서도 큰 비저항을 갖는 조성물이 바람직하다. 자외선 및 열에 대한 조성물의 안정성은 액정 표시 소자의 수명에 관련된다. 이들의 안정성이 높을 때, 이 소자의 수명은 길다. 이와 같은 특성은, 액정 프로젝터, 액정 텔레비전 등에 사용하는 AM 소자에 바람직하다.
TN 모드를 갖는 AM 소자에 있어서는 정 (正) 의 유전율 이방성을 갖는 조성물이 사용된다. 한편, VA 모드를 갖는 AM 소자에 있어서는 부 (負) 의 유전율 이방성을 갖는 조성물이 사용된다. IPS 모드 또는 FFS 모드를 갖는 AM 소자에 있어서는 정 또는 부의 유전율 이방성을 갖는 조성물이 사용된다. PSA 모드 또는 FPA 모드를 갖는 AM 소자에 있어서는 정 또는 부의 유전율 이방성을 갖는 조성물이 사용된다. 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 조성물의 예는 다음의 특허문헌 1 내지 특허문헌 5 등에 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2004-131704호 일본 공개특허공보 2009-102639호 국제 공개 제2010/084823호 팜플렛 일본 공표특허공보 2010-536894호 일본 공표특허공보 2010-537010호 바람직한 AM 소자는, 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은, 응답 시간이 짧은, 콘트라스트비가 큰, 임계값 전압이 낮은, 전압 유지율이 큰, 수명이 긴 등의 특성을 갖는다. 1 밀리 초라도 보다 짧은 응답 시간이 바람직하다. 따라서, 조성물의 바람직한 특성은, 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 정 또는 부에 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성 등이다. PSA 모드의 액정 표시 소자에서는, 소량 (예를 들어, 약 0.3 중량％ 내지 약 1 중량％) 의 중합성 화합물이 액정 조성물에 첨가되어, 액정 표시 셀에 도입 후, 전극간에 전압을 인가한 상태로 통상적으로 UV 조사하에 중합성 화합물을 중합시키고, 소자 내에서 고분자 구조를 형성한다. 중합성 화합물로는 중합성의 메소겐성 또는 액정성 화합물이 적합한 것이 알려져 있다.
본 발명의 하나의 목적은, 중합성 화합물을 함유하고, 그리고 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성 등의 특성에 있어서, 적어도 1 개의 특성을 충족하는 액정 조성물이다. 다른 목적은, 적어도 2 개의 특성에 관해서 적절한 밸런스를 갖는 액정 조성물이다. 다른 목적은, 이와 같은 조성물을 함유하는 액정 표시 소자이다. 다른 목적은, 작은 광학 이방성, 또는 큰 광학 이방성인 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 자외선에 대한 높은 안정성 등을 갖는 조성물이며, 그리고 액정층 중에 고분자 구조를 구축함으로써 짧은 응답 시간, 큰 프리틸트각, 작은 번인율, 잔류한 중합성 화합물의 낮은 농도, 큰 전압 유지율, 큰 콘트라스트비, 긴 수명 등을 갖는 AM 소자이다.
제 1 성분으로서 중합 가능한 기를 3 개 이상 포함하는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물, 및 제 2 성분으로서 중합 가능한 기를 1 개 또는 2 개 포함하는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하고, 그리고 네마틱상을 갖는 액정 조성물, 및 이 조성물을 함유하는 액정 표시 소자이다.
본 발명자들은, PSA 기술을 응용한 액정 표시 소자용 중합성 화합물의 골격 구조에 주목하여, 고리 구조에 중합 가능한 기를 3 개 이상 포함하는 적어도 1 개의 화합물과, 고리 구조에 중합 가능한 기를 1 개 또는 2 개 포함하는 적어도 1 개의 화합물을, 적절한 비로 조합함으로써, 반응성이나 프리틸트각을 향상, 또는 최적화시켜, 효율적으로 PSA 효과를 발현하여, 액정 분자를 배향시키는 능력이 높게 하게 하는 것을 알아내었다.
또 본 발명은, PSA 기술을 적용한 VA 형 액정 표시 소자의 성능 개선에 특히 효과가 있다. PSA 기술을 사용한 VA 형 소자는, 투명 전극과 액정 분자를 배향시키는 배향 제어막을 구비한 2 매의 기판을 준비하고, 이들 기판 사이에 중합성 화합물을 포함하는 액정 조성물을 배치하고, 이들 기판을 상대하는 투명 전극의 사이에 전압을 인가하면서 중합성 화합물을 중합하는 공정을 거쳐 제조되는 액정 표시 장치이다.
전압 인가시의 배향 상태를 중합체가 기억하고, 액정 분자가 넘어지는 방향을 정하므로, 본 발명에 의해 응답 시간을 단축하고, 번인의 정도를 개선할 수 있다. 본 발명의 중합성 화합물을 사용함으로써 셀 제조 공정에 폭넓게 대응하는 것이 가능해져, 제조 공정에서 기인되는 불균일이나, 콘트라스트비 저하 등의 표시 불량을 개선하고, 고품위인 액정 표시 소자를 제조하는 것이 가능해졌다.
본 발명의 장점은, 중합성 메소겐성 또는 액정성 화합물의 중합체에 대해, 자외선 또는 열에 대한 높은 안정성이다. 본 발명의 다른 장점은, 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성 등의 특성에 있어서, 적어도 1 개의 특성을 충족하는 액정 조성물이다. 본 발명의 하나의 측면은, 적어도 2 개의 특성에 관해서 적절한 밸런스를 갖는 액정 조성물이다. 다른 측면은, 이와 같은 조성물을 함유하는 액정 표시 소자이다. 다른 측면은, 자외선 또는 열에 대한 안정성이 높은 중합성 화합물이고, 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 자외선에 대한 높은 안정성 등을 갖는 조성물이며, 그리고 짧은 응답 시간, 큰 프리틸트각, 작은 번인율, 큰 전압 유지율, 큰 콘트라스트비, 긴 수명 등을 갖는 AM 소자이다.
이 명세서에 있어서의 용어의 사용법은 다음과 같다. 액정 조성물 또는 액정 표시 소자를 각각 「조성물」 또는 「소자」 라고 약기하는 경우가 있다. 「액정 표시 소자」 는 액정 표시 패널 및 액정 표시 모듈의 총칭이다. 중합 가능한 기를 갖는 화합물을 「중합 가능한 화합물」 또는 「중합성 화합물」 이라고 약기하는 경우가 있다. 「액정성 화합물」 은, 네마틱상, 스메틱상 등의 액정상을 갖는 화합물 또는 액정상을 갖지 않지만 조성물의 성분으로서 유용한 화합물을 의미한다. 이 유용한 화합물은 예를 들어 1,4-시클로헥실렌이나 1,4-페닐렌과 같은 6 원자 고리를 갖고, 그 분자 구조는 봉상 (rod like) 이다. 광학 활성인 화합물 및 중합 가능한 화합물은 조성물에 첨가되는 경우가 있다. 이들 화합물이 액정성 화합물이었다고 해도, 여기서는 첨가물로서 분류된다. 식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 「화합물 (1)」 이라고 약기하는 경우가 있다. 「화합물 (1)」 은, 식 (1) 로 나타내는 1 개의 화합물 또는 2 개 이상의 화합물을 의미한다. 다른 식으로 나타내는 화합물에 대해서도 동일하다. 식 (P-1) 로 나타내는 기의 군에서 선택된 적어도 1 개의 기를 「기 (P-1)」 이라고 약기하는 경우가 있다. 다른 식으로 나타내는 기에 대해서도 동일하다. 「적어도 1 개의 “A” 는 “B” 로 치환되어 있어도 된다」 의 표현은, “A” 가 1 개일 때, “A” 의 위치는 임의이며, “A” 의 수가 2 개 이상일 때에도, 그들의 위치는 제한없이 자유롭게 선택할 수 있는 것을 의미한다.
네마틱상의 상한 온도를 「상한 온도」 라고 약기하는 경우가 있다. 네마틱상의 하한 온도를 「하한 온도」 라고 약기하는 경우가 있다. 「비저항이 크다」 는, 조성물이 초기 단계에 있어서 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 비저항을 갖고, 그리고 장시간 사용한 후 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 비저항을 갖는 것을 의미한다. 「전압 유지율이 크다」 는, 소자가 초기 단계에 있어서 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 전압 유지율을 갖고, 그리고 장시간 사용한 후 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 전압 유지율을 갖는 것을 의미한다. 광학 이방성 등의 특성을 설명할 때에는, 실시예에 기재한 측정 방법으로 얻어진 값을 사용한다. 제 1 성분은, 1 개의 화합물 또는 2 개 이상의 화합물이다. 「제 1 성분의 비율」 은, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량을 100 으로 했을 때의 제 1 성분의 중량 비율 (중량부) 로 나타낸다. 제 2 성분은, 1 개의 화합물 또는 2 개 이상의 화합물이다. 「제 2 성분의 비율」 은, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량을 100 으로 했을 때의 제 2 성분의 중량 비율 (중량부) 로 나타낸다. 「제 3 성분의 비율」 은, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초한 제 3 성분의 중량 백분율 (중량％) 로 나타낸다. 「제 4 성분의 비율」 은 「제 3 성분의 비율」 과 동일하다. 조성물에 혼합되는 첨가물의 비율은, 액정 조성물의 전체 중량에 기초한 중량 백분율 (중량％) 또는 중량 백만분율 (ppm) 로 나타낸다.
성분 화합물의 화학식에 있어서, R5 의 기호를 복수의 화합물에 사용하였다. 이들 화합물에 있어서, 임의의 2 개의 R5 가 나타내는 2 개의 말단기는 동일하거나, 상이하여도 된다. 예를 들어, 화합물 (3) 의 R5 가 에틸이고, 화합물 (3-1) 의 R5 가 에틸인 케이스가 있다. 화합물 (3) 의 R5 가 에틸이고, 화합물 (3-1) 의 R5 가 프로필인 케이스도 있다. 이 룰은, R6, P3 등의 기호에도 적용된다.
본 발명은 하기의 항 등이다.
1. 제 1 성분으로서 중합 가능한 기를 3 개 이상 포함하는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물, 및 제 2 성분으로서 중합 가능한 기를 1 개 포함하는 화합물 및 2 개 포함하는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하고, 그리고 네마틱상을 갖는 액정 조성물.
2. 제 1 성분으로서 식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물, 및 제 2 성분으로서 식 (2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00002
여기서, R1 은, 수소, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 -Sp4-P4 이고；P1, P2, P3, 및 P4 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
Figure 112015011932792-pct00003
식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
Sp1, Sp2, Sp3, 및 Sp4 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는 -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；Z1, Z2, 및 Z4 는 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；Z3 은, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 카르보닐옥시, -CO-CR2=CR3-, -CR2=CR3-CO-, -CR2=CR3-, -C(=CR2R3)-, 또는 -C(=R4)- 이고；R2 및 R3 은 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 10 의 알킬이고；R4 는 식 (R-1) 로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
Figure 112015011932792-pct00004
식 (R-1) 에 있어서, V1 은 독립적으로, 할로겐, 탄소수 1 내지 6 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 6 의 알킬이고；q 는 1 내지 8 의 정수이고；r 은 0 내지 4 의 정수이고；
고리 A 는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이고；고리 C 는 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이고；고리 D 및 고리 F 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이고；고리 B 및 고리 E 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,6-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이고；m 은, 0, 1, 또는 2 이고； k 는 0, 1, 2, 또는 3 이고； n 은, 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이고；p 는 0, 1, 또는 2 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖고, P3 이 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp3 은 -O- 를 갖는다.
3. 제 1 성분으로서 식 (1-1) 내지 식 (1-5) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 또는 2 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00005
여기서, R2 및 R3 은 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 10 의 알킬이고；P1 및 P2 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
Figure 112015011932792-pct00006
식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
Sp1 및 Sp2 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는 -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；Z1 은, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；k 는 0, 1, 2, 또는 3 이고；n 은 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다.
4. 제 1 성분으로서 식 (1-6) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 또는 2 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00007
여기서, P1 및 P2 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
Figure 112015011932792-pct00008
식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
Sp1 및 Sp2 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는 -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；k 는 0, 1, 2, 또는 3 이고；n 은 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다.
5. 제 1 성분으로서 3 항에 기재된 식 (1-1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
6. 제 1 성분으로서 3 항에 기재된 식 (1-2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
7. 제 2 성분으로서 식 (2-1) 내지 식 (2-22) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00009
Figure 112015011932792-pct00010
여기서, R1 은, 수소, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 -Sp4-P4 이고；P3 및 P4 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
Figure 112015011932792-pct00011
식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
Sp3 및 Sp4 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는 -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되며；P3 이 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp3 은 -O- 를 갖는다.
8. 제 2 성분으로서 7 항에 기재된 식 (2-1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 7 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
9. 제 2 성분으로서 7 항에 기재된 식 (2-2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 8 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
10. 제 2 성분으로서 7 항에 기재된 식 (2-3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
11. 제 2 성분으로서 7 항에 기재된 식 (2-18) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
12. 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 1 성분과 제 2 성분을 합한 비율이 0.03 중량부 내지 10 중량부의 범위인 1 항 내지 11 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
13. 제 3 성분으로서 식 (3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 추가로 함유하는 1 항 내지 12 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00012
여기서, R5 및 R6 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 탄소수 2 내지 12 의 알케닐옥시이고；고리 G 및 고리 J 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,4-페닐렌, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소 또는 염소로 치환된 1,4-페닐렌이고；고리 I 는 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-클로로-3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-5-메틸-1,4-페닐렌, 3,4,5-트리플루오로나프탈렌-2,6-디일, 또는 7,8-디플루오로크로만-2,6-디일이고；Z5 및 Z6 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；s 는 1, 2, 또는 3 이고；t 는 0 또는 1 이며, 그리고, s 와 t 의 합이 3 이하이다.
14. 제 3 성분으로서 식 (3-1) 내지 식 (3-19) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 13 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00013
Figure 112015011932792-pct00014
여기서, R5 및 R6 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 탄소수 2 내지 12 의 알케닐옥시이다.
15. 제 3 성분으로서 14 항에 기재된 식 (3-4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 14 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
16. 제 3 성분으로서 14 항에 기재된 식 (3-6) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
17. 제 3 성분으로서 14 항에 기재된 식 (3-8) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 16 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
18. 제 3 성분으로서 14 항에 기재된 식 (3-11) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 17 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
19. 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 3 성분의 비율이 10 중량％ 내지 90 중량％ 의 범위인 13 항 내지 18 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
20. 제 4 성분으로서 식 (4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 추가로 함유하는 1 항 내지 19 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00015
여기서, R7 및 R8 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이고；고리 K, 고리 L, 및 고리 M 은 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌이고；Z7 및 Z8 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；u 는 0, 1, 또는 2 이다.
21. 제 4 성분으로서 식 (4-1) 내지 식 (4-13) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
Figure 112015011932792-pct00016
여기서, R7 및 R8 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이다.
22. 제 4 성분으로서 21 항의 식 (4-1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 21 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
23. 제 4 성분으로서 21 항의 식 (4-5) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 1 항 내지 22 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
24. 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 4 성분의 비율이 10 중량％ 내지 90 중량％ 의 범위인 20 항 내지 23 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
25. 제 1 성분과 제 2 성분의 중량비가 9：1 내지 2：8 의 범위인 1 항 내지 24 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
26. 중합 개시제를 추가로 함유하는 1 항 내지 25 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
27. 중합 금지제를 추가로 함유하는 1 항 내지 26 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
28. 네마틱상의 상한 온도가 70 ℃ 이상이고, 25 ℃ 에서 측정한 파장 589 ㎚ 에 있어서의 광학 이방성이 0.08 이상이며, 그리고 25 ℃ 에서 측정한 주파수 1 ㎑ 에 있어서의 유전율 이방성이 －2 이하인, 1 항 내지 27 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
29. 적어도 일방의 기판에 전극층을 갖는 2 개의 기판으로 구성되고, 이 2 개의 기판 사이에 1 항 내지 28 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물이 배치되고, 이 액정 조성물 중의 중합 가능한 기를 갖는 화합물이 중합되어 있는, 고분자 지지 배향형 (PSA) 액정 표시 소자.
30. 액정 표시 소자의 동작 모드가 VA 모드, IPS 모드, FFS 모드, 또는 FPA 모드이며, 액정 표시 소자의 구동 방식이 액티브 매트릭스 방식인, 29 항에 기재된 액정 표시 소자.
31. 29 항에 기재된 액정 표시 소자를, 2 개의 기판 사이에 배치한 1 항 내지 28 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 전압 인가 상태에서 광 조사하여 중합 가능한 기를 갖는 화합물을 중합시킴으로써 제조하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
32. 1 항 내지 28 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물의 액정 표시 소자에 있어서의 사용.
본 발명은 다음의 항도 포함한다. 1) 광학 활성인 화합물을 추가로 함유하는 상기 조성물, 2) 산화 방지제, 자외선 흡수제, 소포제 등의 첨가물을 추가로 함유하는 상기 조성물, 3) 상기 조성물을 함유하는 AM 소자, 4) 상기 조성물을 함유하고, 그리고 TN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA, PSA, 또는 FPA 의 모드를 갖는 소자, 5) 상기 조성물을 함유하는 투과형의 소자, 6) 상기 조성물을 네마틱상을 갖는 조성물로서의 사용, 7) 상기 조성물에 광학 활성인 화합물을 첨가함으로써 광학 활성인 조성물로서의 사용.
본 발명의 조성물을 다음의 순서로 설명한다. 첫번째로, 조성물에 있어서의 성분 화합물의 구성을 설명한다. 두번째로, 성분 화합물의 주요한 특성, 및 이 화합물이 조성물에 미치는 주요한 효과를 설명한다. 세번째로, 조성물에 있어서의 성분의 조합, 성분의 바람직한 비율 및 그 근거를 설명한다. 네번째로, 성분 화합물의 바람직한 형태를 설명한다. 다섯번째로, 성분 화합물의 구체적인 예를 나타낸다. 여섯번째로, 조성물에 혼합해도 되는 첨가물을 설명한다. 일곱번째로, 성분 화합물의 합성법을 설명한다. 마지막으로, 조성물의 용도를 설명한다.
첫번째로, 조성물에 있어서의 성분 화합물의 구성을 설명한다. 본 발명의 조성물은 조성물 A 와 조성물 B 로 분류된다. 조성물 A 는 화합물 (1), 화합물 (2), 화합물 (3), 및 화합물 (4) 에서 선택된 액정성 화합물 외에, 그 밖의 액정성 화합물, 첨가물, 불순물 등을 추가로 함유해도 된다. 「그 밖의 액정성 화합물」 은, 화합물 (1), 화합물 (2), 화합물 (3), 및 화합물 (4) 와는 상이한 액정성 화합물이다. 이와 같은 화합물은, 특성을 더욱 조정할 목적으로 조성물에 혼합된다. 그 밖의 액정성 화합물 중에서, 시아노 화합물은 열 또는 자외선에 대한 안정성의 관점에서 적은 쪽이 바람직하다. 시아노 화합물의 더욱 바람직한 비율은 0 중량％ 이다. 첨가물은, 광학 활성인 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 색소, 소포제, 중합 개시제 등이다. 불순물은 성분 화합물의 합성 등의 공정에 있어서 혼입된 화합물 등이다. 이 화합물이 액정성 화합물이었다고 해도, 여기서는 불순물로서 분류된다.
조성물 B 는 실질적으로 화합물 (1), 화합물 (2), 화합물 (3), 및 화합물 (4) 만으로 이루어진다. 「실질적으로」 는, 조성물이 첨가물 및 불순물을 함유해도 되지만, 이들 화합물과 상이한 액정성 화합물을 함유하지 않는 것을 의미한다. 조성물 B 는 조성물 A 에 비교하여 성분의 수가 적다. 코스트를 낮춘다는 관점에서, 조성물 B 는 조성물 A 보다 바람직하다. 그 밖의 액정성 화합물을 혼합함으로써 특성을 더욱 조정할 수 있다는 관점에서, 조성물 A 는 조성물 B 보다 바람직하다.
두번째로, 성분 화합물의 주요한 특성, 및 이 화합물이 조성물의 특성에 미치는 주요한 효과를 설명한다. 성분 화합물의 주요한 특성을 본 발명의 효과에 기초하여 표 2 에 정리한다. 표 2 의 기호에 있어서, L 은 큰 또는 높은, M 은 중간 정도의, S 는 작은 또는 낮음을 의미한다. 기호 L, M, S 는 성분 화합물 사이의 정성적인 비교에 기초한 분류이며, 0 (제로) 은, 값이 제로에 가까운 것을 의미한다.
Figure 112015011932792-pct00017
성분 화합물을 조성물에 혼합했을 때, 성분 화합물이 조성물의 특성에 미치는 주요한 효과는 다음과 같다. 화합물 (3) 은, 유전율 이방성의 절대값을 올리고, 그리고 하한 온도를 내린다. 화합물 (4) 는 점도를 낮추거나, 또는 상한 온도를 올리고, 하한 온도를 내린다.
세번째로, 조성물에 있어서의 성분의 조합, 성분의 바람직한 비율 및 그 근거를 설명한다. 조성물에 있어서의 성분의 바람직한 조합은, 제 1 성분 ＋ 제 2 성분, 제 1 성분 ＋ 제 2 성분 ＋ 제 3 성분, 제 1 성분 ＋ 제 2 성분 ＋ 제 4 성분, 및 제 1 성분 ＋ 제 2 성분 ＋ 제 3 성분 ＋ 제 4 성분이다.
제 1 성분과 제 2 성분을 합한 비율에 대해, 바람직하게는, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물 100 중량부에 대해, 액정 분자를 배향시키기 위해서 약 0.03 중량부 이상이고, 표시 불량을 방지하기 위해서 약 10 중량부 이하이다. 더욱 바람직하게는, 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부의 범위이다.
제 1 성분과 제 2 성분의 바람직한 중량비는, 액정 분자를 배향시키기 위해서 9：1 내지 2：8 의 범위이다. 더욱 바람직한 중량비는 9：1 내지 3：7 의 범위이다. 특히 바람직한 중량비는 8：2 내지 4：6 의 범위이다.
제 3 성분의 바람직한 비율은, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물에 기초하여, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 약 10 중량％ 이상이고, 하한 온도를 내리기 위해서 약 90 중량％ 이하이다. 더욱 바람직한 비율은 약 20 중량％ 내지 약 80 중량％ 의 범위이다. 특히 바람직한 비율은 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 의 범위이다.
제 4 성분의 바람직한 비율은, 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물에 기초하여, 점도를 낮추기 위해서, 또는 상한 온도를 올리기 위해서 약 10 중량％ 이상이고, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 약 90 중량％ 이하이다. 더욱 바람직한 비율은 약 20 중량％ 내지 약 80 중량％ 의 범위이다. 특히 바람직한 비율은 약 30 중량％ 내지 약 70 중량％ 의 범위이다.
네번째로, 성분 화합물의 바람직한 형태를 설명한다.
R1 은 수소, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 -Sp4-P4 이다. 바람직한 R1 은, 반응성을 올리기 위해서, -Sp4-P4 이다.
R2 및 R3 은 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 10 의 알킬이다. 바람직한 R2 또는 R3 은, 광 반응성을 올리기 위해서, 수소, 불소, 또는 탄소수 1 내지 3 의 알킬이다. R4 는 식 (R-1) 로 나타내는 기의 군에서 선택된 기이다.
Figure 112015011932792-pct00018
식 (R-1) 의 파선은, 기로서 결합하는 부위를 나타낸다. 여기서, V1 은, 할로겐, 탄소수 1 내지 6 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 6 의 알킬이고, r 이, 2, 3, 또는 4 일 때의 임의의 2 개의 V1 은 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 V1 은, 불소 또는 탄소수 1 내지 3 의 알킬이다. q 는 1 내지 8 의 정수이다. 바람직한 q 는 광 반응성을 올리기 위해서 1 또는 2 이다. r 은 0 내지 4 의 정수이다. 바람직한 r 은, 광 반응성을 올리기 위해서 0 내지 2 의 정수이다. 더욱 바람직한 r 은, 0 이다.
R5 및 R6 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 탄소수 2 내지 12 의 알케닐옥시이다. 바람직한 R5 또는 R6 은, 자외선에 대한 안정성 등을 올리기 위해서, 또는 열에 대한 안정성을 올리기 위해서, 탄소수 1 내지 12 의 알킬이고, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 탄소수 1 내지 12 의 알콕시이다. R7 및 R8 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이다. 바람직한 R7 또는 R8 은, 점도를 낮추기 위해서, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이고, 자외선에 대한 안정성을 올리기 위해서, 또는 열에 대한 안정성을 올리기 위해서, 탄소수 1 내지 12 의 알킬이다.
바람직한 알킬은, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 또는 옥틸이다. 더욱 바람직한 알킬은, 점도를 낮추기 위해서, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헵틸이다.
바람직한 알콕시는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 또는 헵틸옥시이다. 더욱 바람직한 알콕시는 점도를 낮추기 위해서, 메톡시 또는 에톡시이다.
바람직한 알케닐은, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 4-펜테닐, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 4-헥세닐, 또는 5-헥세닐이다. 더욱 바람직한 알케닐은, 점도를 낮추기 위해서, 비닐, 1-프로페닐, 3-부테닐, 또는 3-펜테닐이다. 이들 알케닐에 있어서의 -CH=CH- 의 바람직한 입체 배치는, 이중 결합의 위치에 의존한다. 점도를 낮추기 위해서 등으로부터 1-프로페닐, 1-부테닐, 1-펜테닐, 1-헥세닐, 3-펜테닐, 3-헥세닐과 같은 알케닐에 있어서는 트랜스가 바람직하다. 2-부테닐, 2-펜테닐, 2-헥세닐과 같은 알케닐에 있어서는 시스가 바람직하다. 이들 알케닐에 있어서는, 분기형보다 직사슬형의 알케닐이 바람직하다.
적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 알케닐의 바람직한 예는, 2,2-디플루오로비닐, 3,3-디플루오로-2-프로페닐, 4,4-디플루오로-3-부테닐, 5,5-디플루오로-4-펜테닐, 및 6,6-디플루오로-5-헥세닐이다. 더욱 바람직한 예는, 점도를 낮추기 위해서, 2,2-디플루오로비닐 및 4,4-디플루오로-3-부테닐이다.
알킬은 고리형 알킬을 포함하지 않는다. 알콕시는 고리형 알콕시를 포함하지 않는다. 알케닐은 고리형 알케닐을 포함하지 않는다. 1,4-시클로헥실렌에 관한 입체 배치는, 상한 온도를 올리기 위해서 시스보다 트랜스가 바람직하다.
P1, P2, P3, 및 P4 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고, k 가 2 또는 3 일 때의 임의의 2 개의 P1 은 동일하거나, 상이하여도 되며, n 이 2 또는 3 일 때의 임의의 2 개의 P2 는 동일하거나, 상이하여도 된다.
Figure 112015011932792-pct00019
식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 의 파선은, 기로서 결합하는 부위를 나타낸다.
식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이다. 바람직한 M1 또는 M2 는, 반응성을 올리기 위해서 수소 또는 메틸이다. 더욱 바람직한 M1 은 메틸이고, 더욱 바람직한 M2 는 수소이다.
식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이다. 바람직한 n1 은, 반응성을 올리기 위해서 1 또는 2 이다. 더욱 바람직한 n1 은 1 이다.
바람직한 P1, P2, P3, 또는 P4 는, 반응성을 올리기 위해서, 또는 응답 시간을 짧게 하기 위해서 기 (P-1) 이고, 액정 조성물에 대한 용해성을 올리기 위해서 기 (P-2) 이다.
Sp1, Sp2, Sp3, 및 Sp4 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는 -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되며, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 된다. 수소가 -C≡N 으로 치환되었다고 해도, 치환된 알킬렌으로서의 탄소수는 12 까지가 바람직하다. k 가 2 또는 3 일 때의 임의의 2 개의 Sp1 은 동일하거나, 상이하여도 되며, n 이 2 또는 3 일 때의 임의의 2 개의 Sp2 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 Sp1, Sp2, Sp3, 또는 Sp4 는 광 반응성을 올리기 위해서 단결합이다.
P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다. P3 이 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp3 은 -O- 를 갖는다. 「-O- 를 갖는다」 의 표현에 있어서, -O- 는 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 의 산소를 의미한다.
고리 A 는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이다. 바람직한 고리 A 는 4 위치의 수소가 P1-Sp1- 로 치환된 1-페닐, 3 위치와 4 위치의 수소가 P1-Sp1- 로 치환된 1-페닐, 또는 3 위치와 5 위치의 수소가 P1-Sp1- 로 치환된 1-페닐이다.
고리 C 는 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이다. 바람직한 고리 C 는 4 위치의 수소가 -Sp2-P2 로 치환된 1-페닐, 3 위치와 4 위치의 수소가 -Sp2-P2 로 치환된 1-페닐, 또는 3 위치와 5 위치의 수소가 -Sp2-P2 로 치환된 1-페닐이다.
고리 D 및 고리 F 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이다. 바람직한 고리 D 또는 고리 F 는, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌이다. 특히 바람직한 고리 D 또는 고리 F 는, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌이다.
고리 B 및 고리 E 는, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,6-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이며, m 이 2 일 때, 2 개의 고리 B 는 동일하거나, 상이하여도 되고, p 가 2 일 때, 2 개의 고리 E 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 고리 B 또는 고리 E 는, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,6-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-메틸-1,4-페닐렌이다. 특히 바람직한 고리 B 또는 고리 E 는, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌이다.
고리 G 및 고리 J 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,4-페닐렌, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소 또는 염소로 치환된 1,4-페닐렌이며, s 가 2 또는 3 일 때, 임의의 2 개의 고리 G 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 고리 G 또는 고리 J 는, 점도를 낮추기 위해서 1,4-시클로헥실렌이고, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 테트라하이드로피란-2,5-디일이고, 광학 이방성을 올리기 위해서 1,4-페닐렌이다. 테트라하이드로피란-2,5-디일은,
Figure 112015011932792-pct00020
고리 I 는, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-클로로-3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-5-메틸-1,4-페닐렌, 3,4,5-트리플루오로나프탈렌-2,6-디일, 또는 7,8-디플루오로크로만-2,6-디일이다. 바람직한 고리 I 는 점도를 낮추기 위해서 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌이고, 광학 이방성을 낮추기 위해서 2-클로로-3-플루오로-1,4-페닐렌이며, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 7,8-디플루오로크로만-2,6-디일이다.
고리 K, 고리 L, 및 고리 M 은 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌이며, u 가 2 일 때, 2 개의 고리 K 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 고리 K, 고리 L, 또는 고리 M 은, 점도를 낮추기 위해서 또는 상한 온도를 올리기 위해서 1,4-시클로헥실렌이고, 하한 온도를 내리기 위해서 1,4-페닐렌이다.
Z1, Z2, 및 Z4 는 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고, m 이 2 일 때, 2 개의 Z2 는 동일하거나, 상이하여도 되고, p 가 2 일 때, 2 개의 Z4 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 Z1, Z2, 또는 Z4 는, 반응성을 올리기 위해서 단결합이다.
Z3 은 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 카르보닐옥시, -CO-CR2=CR3-, -CR2=CR3-CO-, -CR2=CR3-, -C(=CR2R3)-, 또는 -C(=R4)- 이다. 바람직한 Z3 은, 중합성 화합물의 중합 반응성을 올리고, 소자의 응답 시간을 단축하기 위해서, -CO-CR2=CR3-, -CR2=CR3-, 또는 -C(=R4)- 이다.
Z5 및 Z6 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；s 가 2 또는 3 일 때, 임의의 2 개의 Z5 는 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 Z5 또는 Z6 은, 점도를 낮추기 위해서 단결합이고, 하한 온도를 내리기 위해서 에틸렌이고, 유전율 이방성의 절대값을 올리기 위해서 메틸렌옥시이다.
Z7 및 Z8 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고, u 가 2 일 때, 2 개의 Z7 은 동일하거나, 상이하여도 된다. 바람직한 Z7 또는 Z8 은, 점도를 낮추기 위해서 단결합이고, 하한 온도를 내리기 위해서 에틸렌이고, 상한 온도를 올리기 위해서 카르보닐옥시이다.
k 및 n 은 독립적으로, 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이다. 바람직한 k 또는 n 은, 반응성을 올리기 위해서 1 또는 2 이다. 바람직한 k 와 n 의 합은, 반응성을 올리기 위해서 4 이다.
m 및 p 는 독립적으로, 0, 1, 또는 2 이다. 바람직한 m 또는 p 는, 하한 온도를 내리기 위해서 0 이다.
s 는 1, 2, 또는 3 이다. 바람직한 s 는 점도를 낮추기 위해서 1 이고, 상한 온도를 올리기 위해서 2 또는 3 이다.
t 는 0 또는 1 이다. 바람직한 t 는 점도를 낮추기 위해서 0 이고, 하한 온도를 내리기 위해서 1 이다.
u 는 0, 1, 또는 2 이다. 바람직한 u 는 점도를 낮추기 위해서 0 이고, 상한 온도를 올리기 위해서 1 또는 2 이다.
다섯번째로, 성분 화합물의 구체적인 예를 나타낸다. 하기의 바람직한 화합물에 있어서, P5, P6, P7, P8, P9, 및 P10 은 독립적으로, 식 (P-1-1) 및 식 (P-2) 로 나타내는 기에서 선택된 기이다.
Figure 112015011932792-pct00021
식 (P-1-1) 및 식 (P-2) 의 파선은, 기로서 결합하는 부위를 나타낸다. 식 (p-1-1) 에 있어서, M3 은 수소 또는 메틸이다.
Sp5, Sp6, Sp7, Sp8, Sp9, 및 Sp10 은 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 -CH2- 는, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 된다. 식 (1-1-1) 및 식 (1-1-2) 에 있어서, P5, P6, P7, 및 P8 이 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp5, Sp6, Sp7, 및 Sp8 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖고 있고, 식 (1-2-1) 내지 식 (1-5-1) 에 있어서, P5, P6, 및 P7 이 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp5, Sp6, 및 Sp7 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖고 있고, P9 및 P10 이 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp9 및 Sp10 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다. R9 및 R10 은 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 내지 3 의 알킬이다. R11 은, 직사슬형의 탄소수 1 내지 12 의 알킬 또는 직사슬형의 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이다. R12 는, 직사슬형의 탄소수 1 내지 12 의 알킬 또는 직사슬형의 탄소수 1 내지 12 의 알콕시이다. R13 및 R14 는 독립적으로, 직사슬형의 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 직사슬형의 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 또는 직사슬형의 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이다.
바람직한 화합물 (1) 은, 화합물 (1-1-1), 화합물 (1-1-2), 및 화합물 (1-2-1) 내지 화합물 (1-6-1) 이다. 더욱 바람직한 화합물 (1) 은, 화합물 (1-1-1), 화합물 (1-1-2), 화합물 (1-2-1), 및 화합물 (1-6-1) 이다. 특히 바람직한 화합물 (1) 은 화합물 (1-1-1), 화합물 (1-2-1), 및 화합물 (1-6-1) 이다. 바람직한 화합물 (2) 는, 화합물 (2-1-1) 내지 화합물 (2-22-1) 이다. 더욱 바람직한 화합물 (2) 는, 화합물 (2-1-1), 화합물 (2-2-1), 화합물 (2-3-1), 화합물 (2-4-1), 화합물 (2-5-1), 화합물 (2-6-1), 화합물 (2-7-1), 화합물 (2-18-1), 및 화합물 (2-19-1) 이다. 특히 바람직한 화합물 (2) 는, 화합물 (2-1-1), 화합물 (2-2-1), 화합물 (2-3-1), 및 화합물 (2-18-1) 이다. 바람직한 화합물 (3) 은, 화합물 (3-1-1) 내지 화합물 (3-19-1) 이다. 더욱 바람직한 화합물 (3) 은, 화합물 (3-1-1), 화합물 (3-2-1), 화합물 (3-3-1), 화합물 (3-4-1), 화합물 (3-6-1), 화합물 (3-8-1), 화합물 (3-9-1), 화합물 (3-13-1) 이다. 특히 바람직한 화합물 (3) 은, 화합물 (3-1-1), 화합물 (3-4-1), 화합물 (3-6-1), 화합물 (3-8-1), 및 화합물 (3-9-1) 이다. 바람직한 화합물 (4) 는, 화합물 (4-1-1) 내지 화합물 (4-13-1) 이다. 더욱 바람직한 화합물 (4) 는, 화합물 (4-1-1) 내지 화합물 (4-3-1), 화합물 (4-5-1), 및 화합물 (4-7-1) 이다. 특히 바람직한 화합물 (4) 는, 화합물 (4-1-1) 및 화합물 (4-5-1) 이다.
Figure 112015011932792-pct00022
Figure 112015011932792-pct00023
Figure 112015011932792-pct00024
Figure 112015011932792-pct00025
Figure 112015011932792-pct00026
Figure 112015011932792-pct00027
여섯번째로, 조성물에 혼합해도 되는 첨가물을 설명한다. 이와 같은 첨가물은, 광학 활성인 화합물, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 색소, 소포제, 중합 개시제, 중합 금지제 등이다. 액정의 나선 구조를 야기하여 비틀림 각을 부여할 목적으로 광학 활성인 화합물이 조성물에 혼합된다. 이와 같은 화합물의 예는, 화합물 (5-1) 내지 화합물 (5-5) 이다. 광학 활성인 화합물의 바람직한 비율은, 액정 조성물의 약 5 중량％ 이하이다. 더욱 바람직한 비율은 약 0.01 중량％ 내지 약 2 중량％ 의 범위이다.
Figure 112015011932792-pct00028
대기 중에서의 가열에 의한 비저항의 저하를 방지하기 위해서, 또는 소자를 장시간 사용한 후, 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 전압 유지율을 유지하기 위해서, 산화 방지제가 조성물에 혼합된다.
Figure 112015011932792-pct00029
산화 방지제의 바람직한 예는, w 가 1 내지 9 의 정수인 화합물 (6) 등이다. 화합물 (6) 에 있어서, 바람직한 w 는, 1,3, 5, 7, 또는 9 이다. 더욱 바람직한 w 는 1 또는 7 이다. w 가 1 인 화합물 (6) 은, 휘발성이 크기 때문에, 대기 중에서의 가열에 의한 비저항의 저하를 방지할 때에 유효하다. w 가 7 인 화합물 (6) 은, 휘발성이 작기 때문에, 소자를 장시간 사용한 후, 실온뿐만 아니라 네마틱상의 상한 온도에 가까운 온도에서도 큰 전압 유지율을 유지하는 데에 유효하다. 산화 방지제의 바람직한 비율은, 그 효과를 얻기 위해서, 액정 조성물의 약 50 ppm 이상이고, 상한 온도를 내리지 않도록, 또는 하한 온도를 올리지 않도록, 약 600 ppm 이하이다. 더욱 바람직한 비율은, 약 100 ppm 내지 약 300 ppm 의 범위이다.
자외선 흡수제의 바람직한 예는, 벤조페논 유도체, 벤조에이트 유도체, 트리아졸 유도체 등이다. 입체 장애가 있는 아민과 같은 광 안정제도 또한 바람직하다. 이들 흡수제나 안정제에 있어서의 바람직한 비율은, 그 효과를 얻기 위해서 약 50 ppm 이상이고, 상한 온도를 내리지 않도록, 또는 하한 온도를 올리지 않도록 약 10000 ppm 이하이다. 더욱 바람직한 비율은 약 100 ppm 내지 약 10000 ppm 의 범위이다.
GH (guest host) 모드의 소자에 적합하게 하기 위해서 아조계 색소, 안트라퀴논계 색소 등과 같은 이색성 색소 (dichroic dye) 가 조성물에 혼합된다. 색소의 바람직한 비율은, 약 0.01 중량％ 내지 약 10 중량％ 의 범위이다.
기포 발생을 방지하기 위해서, 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 등의 소포제가 조성물에 혼합된다. 소포제의 바람직한 비율은, 그 효과를 얻기 위해서 약 1 ppm 이상이고, 표시의 불량을 방지하기 위해서 약 1000 ppm 이하이다. 더욱 바람직한 비율은, 약 1 ppm 내지 약 500 ppm 의 범위이다.
본 발명의 액정 조성물은, 중합 가능한 화합물을 포함하고 있으므로, PSA (polymer sustained alignment) 모드의 소자에 적합하다. 조성물은 화합물 (1) 및 화합물 (2) 이외의 중합 가능한 화합물을 추가로 포함해도 된다. 중합 가능한 화합물의 바람직한 예는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 화합물, 비닐옥시 화합물, 프로페닐에테르, 에폭시 화합물 (옥시란, 옥세탄), 비닐케톤 등의 중합 가능한 기를 갖는 화합물이다. 특히 바람직한 예는, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 유도체이다. 중합 가능한 화합물의 바람직한 비율은, 액정 조성물의 중량을 100 중량부로 했을 때, 그 효과를 얻기 위해서, 약 0.03 중량부 이상이고, 표시 불량을 방지하기 위해서 약 10 중량부 이하이다. 더욱 바람직한 비율은, 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부의 범위이다. 중합 가능한 화합물 중의 화합물 (1) 과 화합물 (2) 를 합한 비율에 대해, 바람직하게는 약 10 중량％ 이상이다. 더욱 바람직하게는 약 30 중량％ 이상이다. 중합 가능한 화합물은, 바람직하게는 광 중합 개시제 등의 적절한 개시제 존재하에서 UV 조사 등에 의해 중합한다. 중합을 위한 적절한 조건, 개시제의 적절한 타입, 및 적절한 양은, 당업자에게는 이미 알려져 있고, 문헌에 기재되어 있다. 예를 들어 광 개시제인 Irgacure 651 (등록상표；BASF), Irgacure 184 (등록상표；BASF), 또는 Darocure 1173 (등록상표；BASF) 이 라디칼 중합에 대해 적절하다. 바람직한 광 중합 개시제의 비율은, 중합 가능한 화합물의 약 0.1 중량％ 내지 약 5 중량％ 의 범위이고, 더욱 바람직하게는 약 1 중량％ 내지 약 3 중량％ 의 범위이다. 액정 표시 소자에 있어서의 2 개의 기판 사이에, 중합 가능한 화합물을 포함하는 액정 조성물을 배치하고, 이들 기판의 상대하는 전극층 사이에 전압을 인가하면서 중합 가능한 화합물을 중합하는 공정을 거쳐도 되며, 액정 표시 소자에 있어서의 2 개의 기판 사이에 미리 중합시킨 화합물을 포함하는 액정 조성물을 배치해도 된다.
일곱번째로, 성분 화합물의 합성법을 설명한다. 성분 화합물은, 오르가닉·신세시스 (Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc), 오르가닉·리액션즈 (Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc), 컴프리헨시브·오르가닉·신세시스 (Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), 신실험 화학 강좌 (마루젠) 등에 기재된 이미 알려진 유기 합성 화학의 수법을 적절히 조합함으로써 합성할 수 있다.
이들 화합물은 이미 알려진 방법에 의해 합성할 수 있다. 합성법을 예시한다. 화합물 (3-1-1) 및 화합물 (3-6-1) 은, 일본 공표특허공보 평2-503441호에 기재된 방법으로 합성한다. 화합물 (4-1-1) 및 화합물 (4-5-1) 은, 일본 공개특허공보 소59-176221호에 기재된 방법으로 합성한다. 산화 방지제는 시판되고 있다. 식 (6) 의 w 가 1 인 화합물은, 알드리치 (Sigma-Aldrich Corporation) 로부터 입수할 수 있다. w 가 7 인 화합물 (6) 등은, 미국 특허 3660505호 명세서에 기재된 방법에 의해 합성한다.
합성법을 기재하지 않은 화합물은, 오르가닉·신세시스 (Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc), 오르가닉·리액션즈 (Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc), 컴프리헨시브·오르가닉·신세시스 (Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), 신실험 화학 강좌 (마루젠) 등의 성서 (成書) 에 기재된 방법에 의해 합성할 수 있다. 조성물은, 이와 같이 하여 얻은 화합물로부터 공지된 방법에 의해 조제된다. 예를 들어, 성분 화합물을 혼합하고, 그리고 가열에 의해 서로 용해시킨다.
마지막으로, 조성물의 용도를 설명한다. 대부분의 조성물은, 약 －10 ℃ 이하의 하한 온도, 약 70 ℃ 이상의 상한 온도, 그리고 약 0.07 내지 약 0.20 범위의 광학 이방성을 갖는다. 이 조성물을 함유하는 소자는 큰 전압 유지율을 갖는다. 이 조성물은 AM 소자에 적합하다. 이 조성물은 투과형의 AM 소자에 특히 적합하다. 성분 화합물의 비율을 제어함으로써, 또는 그 밖의 액정성 화합물을 혼합함으로써, 약 0.08 내지 약 0.25 범위의 광학 이방성을 갖는 조성물을 조제해도 된다. 이 조성물은, 네마틱상을 갖는 조성물로서의 사용, 광학 활성인 화합물을 첨가함으로써 광학 활성 조성물로서의 사용이 가능하다.
이 조성물은 AM 소자로의 사용이 가능하다. 또한 PM 소자로의 사용도 가능하다. 이 조성물은 PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, VA, PSA, FPA 등의 모드를 갖는 AM 소자 및 PM 소자로의 사용이 가능하다. PSA 모드를 갖는 AM 소자로의 사용은 특히 바람직하다. 이들 소자가 반사형, 투과형 또는 반투과형이어도 된다. 투과형 소자로의 사용은 바람직하다. 비결정 실리콘-TFT 소자 또는 다결정 실리콘-TFT 소자로의 사용도 가능하다. 이 조성물을 마이크로 캡슐화하여 제조한 NCAP (nematic curvilinear aligned phase) 형의 소자나, 조성물 중에 3 차원의 망목상 모양 고분자를 형성시킨 PD (polymer dispersed) 형의 소자에도 사용할 수 있다.
본 발명의 액정 표시 소자는, 적어도 일방의 기판에 전극층을 갖는 2 개의 기판으로 구성되고, 이 2 개의 기판 사이에 본 발명의 액정 조성물, 또는 본 발명의 화합물이 중합한 화합물을 포함하는 액정 조성물을 배치하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 어레이 기판과 컬러 필터 기판이라 불리는 2 개의 유리 기판으로 이루어지고, 각각의 유리 기판 상에 박막 트랜지스터 (TFT), 화소, 착색층 등이 형성된다. 유리 기판에는, 예를 들어, 알루미노규산 유리 또는 알루미노붕규산 유리가 사용된다. 전극층은, 산화인듐-주석 (Indium-Tin Oxide) 이나 산화인듐-아연 (Indium-Zinc Oxide) 이 일반적으로 사용된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.
합성에 의해 얻어진 화합물은 프로톤 핵자기 공명 분광법 (1H-NMR) 등에 의해 동정하였다. 화합물의 융점은 시차 주사 열량 측정 (DSC) 에 의해 결정하였다. 먼저, 분석 방법에 대하여 설명을 한다.
1H-NMR 분석：측정 장치는, DRX-500 (브루커 바이오스핀 제조) 을 사용하였다. 측정은, 실시예 등에서 제조한 샘플을, CDCl3 등의 샘플이 가용인 중수소화 용매에 용해하고, 실온에서, 500 ㎒, 적산 횟수 24 회 등의 조건으로 실시하였다. 또한, 얻어진 핵자기 공명 스펙트럼의 설명에 있어서, s 는 싱글렛, d 는 더블렛, t 는 트리플렛, q 는 콰르텟, m 은 멀티플렛인 것을 의미한다. 또, 화학 시프트 δ 값의 제로점의 기준 물질로는 테트라메틸실란 (TMS) 을 사용하였다.
HPLC 분석：측정 장치는, 시마즈 제작소 제조의 Prominence (LC-20AD；SPD-20A) 를 사용하였다. 칼럼은 와이엠씨 제조의 YMC-Pack ODS-A (길이 150 ㎜, 내경 4.6 ㎜, 입자경 5 ㎛) 를 사용하였다. 용출액은 아세토니트릴/물 (체적비：80/20) 을 사용하고, 유속은 1 ㎖/분으로 조정하였다. 검출기로는 UV 검출기, RI 검출기, CORONA 검출기 등을 적절히 사용하였다. UV 검출기를 사용한 경우, 검출 파장은 254 ㎚ 로 하였다. 시료는 아세토니트릴에 용해하여, 0.1 중량％ 의 용액이 되도록 조제하고, 얻어진 용액 1 ㎕ 를 시료실에 도입하였다. 기록계로는 시마즈 제작소 제조의 C-R7Aplus 를 사용하였다. 얻어진 크로마토그램에는, 성분 화합물에 대응하는 피크의 유지 시간 및 피크의 면적값이 나타나 있다.
HPLC 로부터 얻어진 크로마토그램에 있어서의 피크의 면적비는 성분 화합물의 비율에 상당한다. 일반적으로는, 분석 샘플의 성분 화합물의 중량％ 는, 분석 샘플의 각 피크의 면적％ 와 완전하게 동일하지는 않지만, 본 발명에 있어서 상기 서술한 칼럼을 사용하는 경우에는, 실질적으로 보정 계수는 1 이므로, 분석 샘플 중의 성분 화합물의 중량％ 는, 분석 샘플 중의 각 피크의 면적％ 와 거의 대응하고 있다. 성분의 액정성 화합물에 있어서의 보정 계수에 큰 차이가 없기 때문이다.
UV/Vis 분석：측정 장치는 시마즈 제작소 제조의 PharmaSpec UV-1700 을 사용하였다. 검출 파장은 190 ㎚ 내지 700 ㎚ 로 하였다. 시료는 아세토니트릴에 용해하여, 0.01 m㏖/ℓ 의 용액이 되도록 조제하고, 석영 셀 (광로 길이 1 ㎝) 에 넣어 측정하였다.
DSC 측정：퍼킨엘머사 제조 주사 열량계 DSC-7 시스템, 또는 Diamond DSC 시스템을 사용하여, 3 ℃／분 속도로 승강온하고, 시료의 상 변화에 수반하는 흡열 피크, 또는 발열 피크의 개시점을 외삽에 의해 구하고, 융점을 결정하였다.
조성물 및 조성물에 함유시키는 화합물의 특성을 평가하기 위해서, 조성물 및 이 화합물을 측정 목적물로 한다. 측정 목적물이 조성물일 때에는 그대로를 시료로서 측정하고, 얻어진 값을 기재하였다. 측정 목적물이 화합물일 때에는, 이 화합물 (15 중량％) 을 모 (母) 액정 (85 중량％) 에 혼합함으로써 측정용 시료를 조제하였다. 측정에 의해 얻어진 값으로부터 외삽법에 의해 화합물의 특성값을 산출하였다. (외삽값) = {(측정용 시료의 측정값) － 0.85 × (모액정의 측정값)} / 0.15. 이 비율로 스메틱상 (또는 결정) 이 25 ℃ 에서 석출할 때에는, 화합물과 모액정의 비율을 10 중량％ : 90 중량％, 5 중량％ : 95 중량％, 1 중량％ : 99 중량％ 의 순서로 변경하였다. 이 외삽법에 의해 화합물에 관한 상한 온도, 광학 이방성, 점도, 및 유전율 이방성의 값을 구하였다.
모액정의 성분과 그 비율은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00030
특성값의 측정은 하기 방법에 따랐다. 그들의 상당수는, 사단법인 전자 정보 기술 산업 협회 (Japan Electronics and Information Technology Industries Association 이하 JEITA 라고 한다) 에서 심의 제정되는 JEITA 규격 (JEITA ED-2521B) 에 기재된 방법, 또는 이것을 수식한 방법이다.
네마틱상의 상한 온도 (NI；℃)：편광 현미경을 구비한 융점 측정 장치의 핫 플레이트에 시료를 두고, 1 ℃／분의 속도로 가열하였다. 시료의 일부가 네마틱상으로부터 등방성 액체로 변화했을 때의 온도를 측정하였다. 네마틱상의 상한 온도를 「상한 온도」 라고 약기하는 경우가 있다.
네마틱상의 하한 온도 (TC；℃)：네마틱상을 갖는 시료를 유리병에 넣고, 0 ℃, －10 ℃, －20 ℃, －30 ℃, 및 －40 ℃ 의 프리저 중에 10 일간 보관한 후, 액정상을 관찰하였다. 예를 들어, 시료가 －20 ℃ 에서는 네마틱상인 상태이고, －30 ℃ 에서는 결정 또는 스메틱상으로 변화했을 때, TC 를 ＜ －20 ℃ 로 기재하였다. 네마틱상의 하한 온도를 「하한 온도」 라고 약기하는 경우가 있다.
점도 (벌크 점도；η；20 ℃ 에서 측정；mPa·s)：측정에는 E 형 회전 점도계를 사용하였다.
광학 이방성 (굴절률 이방성；Δn；25 ℃ 에서 측정)：측정은, 파장 589 ㎚ 의 광을 사용하고, 접안경에 편광판을 장착한 아베 굴절계에 의해 실시하였다. 주프리즘의 표면을 일방향으로 러빙한 후, 시료를 주프리즘에 적하하였다. 굴절률 n∥ 는 편광의 방향이 러빙의 방향과 평행일 때에 측정하였다. 굴절률 n⊥ 는 편광의 방향이 러빙의 방향과 수직일 때에 측정하였다. 광학 이방성의 값은 Δn = n∥ － n⊥ 의 식으로부터 계산하였다.
유전율 이방성 (Δε；25 ℃ 에서 측정)：유전율 이방성의 값은 Δε = ε∥ － ε⊥ 의 식으로부터 계산하였다. 유전율 (ε∥ 및 ε⊥) 은 다음과 같이 측정하였다.
1) 유전율 (ε∥) 의 측정：잘 세정한 유리 기판에 옥타데실트리에톡시실란 (0.16 ㎖) 의 에탄올 (20 ㎖) 용액을 도포하였다. 유리 기판을 스피너로 회전시킨 후, 150 ℃ 에서 1 시간 가열하였다. 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 이 4 ㎛ 인 VA 소자에 시료를 넣고, 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제로 밀폐하였다. 이 소자에 사인파 (0.5 V, 1 ㎑) 를 인가하고, 2 초 후에 액정 분자의 장축 방향에 있어서의 유전율 (ε∥) 을 측정하였다.
2) 유전율 (ε⊥) 의 측정：잘 세정한 유리 기판에 폴리이미드 용액을 도포하였다. 이 유리 기판을 소성한 후, 얻어진 배향막에 러빙 처리를 하였다. 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 이 9 ㎛ 이고, 트위스트각이 80 도인 TN 소자에 시료를 넣었다. 이 소자에 사인파 (0.5 V, 1 ㎑) 를 인가하고, 2 초 후에 액정 분자의 단축 방향에 있어서의 유전율 (ε⊥) 을 측정하였다.
임계값 전압 (Vth；25 ℃ 에서 측정；V)：측정에는 오츠카 전자 주식회사 제조의 LCD5100 형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프이다. 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 이 4 ㎛ 이고, 러빙 방향이 안티패러렐인 노멀리 블랙 모드 (normally black mode) 의 VA 소자에 시료를 넣고, 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제를 사용하여 밀폐하였다. 이 소자에 인가하는 전압 (60 ㎐, 구형파) 은 0 V 에서 20 V 까지 0.02 V 씩 단계적으로 증가시켰다. 이 때에, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100 ％ 이고, 이 광량이 최소였을 때가 투과율 0 ％ 인 전압-투과율 곡선을 작성하였다. 임계값 전압은 투과율이 10 ％ 가 되었을 때의 전압이다.
전압 유지율 (VHR-1；25 ℃ 에서 측정；％)：측정에 사용한 TN 소자는 폴리이미드 배향막을 갖고, 그리고 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 은 5 ㎛ 이다. 이 소자는 시료를 넣은 후 자외선으로 경화하는 접착제로 밀폐하였다. 이 TN 소자에 펄스 전압 (5 V 로 60 마이크로 초) 을 인가하여 충전하였다. 감쇠하는 전압을 고속 전압계로 16.7 밀리 초 동안 측정하고, 단위 주기에 있어서의 전압 곡선과 가로축 사이의 면적 A 를 구하였다. 면적 B 는 감쇠하지 않았을 때의 면적이다. 전압 유지율은 면적 B 에 대한 면적 A 의 백분율이다.
전압 유지율 (VHR-2；80 ℃ 에서 측정；％)：측정에 사용한 TN 소자는 폴리이미드 배향막을 갖고, 그리고 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 은 5 ㎛ 이다. 이 소자는 시료를 넣은 후 자외선으로 경화하는 접착제로 밀폐하였다. 이 TN 소자에 펄스 전압 (5 V 로 60 마이크로 초) 을 인가하여 충전하였다. 감쇠하는 전압을 고속 전압계로 16.7 밀리 초 동안 측정하고, 단위 주기에 있어서의 전압 곡선과 가로축 사이의 면적 A 를 구하였다. 면적 B 는 감쇠하지 않았을 때의 면적이다. 전압 유지율은 면적 B 에 대한 면적 A 의 백분율이다.
전압 유지율 (VHR-3；25 ℃ 에서 측정；％)：자외선을 조사한 후, 전압 유지율을 측정하고, 자외선에 대한 안정성을 평가하였다. 측정에 사용한 TN 소자는 폴리이미드 배향막을 갖고, 그리고 셀 갭은 5 ㎛ 이다. 이 소자에 시료를 주입하고, 광을 20 분간 조사하였다. 광원은 초고압 수은 램프 USH-500D (우시오 전기 제조) 이며, 소자와 광원의 간격은 20 ㎝ 이다. VHR-3 의 측정에서는, 감쇠하는 전압을 16.7 밀리 초 동안 측정하였다. 큰 VHR-3 을 갖는 조성물은 자외선에 대해 큰 안정성을 갖는다. VHR-3 은 90 ％ 이상이 바람직하고, 95 ％ 이상이 보다 바람직하다.
전압 유지율 (VHR-4；25 ℃ 에서 측정；％)：시료를 주입한 TN 소자를 80 ℃ 의 항온조 내에서 500 시간 가열한 후, 전압 유지율을 측정하고, 열에 대한 안정성을 평가하였다. VHR-4 의 측정에서는, 감쇠하는 전압을 16.7 밀리 초 동안 측정하였다. 큰 VHR-4 를 갖는 조성물은 열에 대해 큰 안정성을 갖는다.
응답 시간 (τ；25 ℃ 에서 측정；ms)：측정에는 오츠카 전자 주식회사 제조의 LCD5100 형 휘도계를 사용하였다. 광원은 할로겐 램프이다. 로우 패스·필터 (Low-pass filter) 는 5 ㎑ 로 설정하였다. 2 매의 유리 기판의 간격 (셀 갭) 이 3.2 ㎛ 이며, 러빙 방향이 안티패러렐인 노멀리 블랙 모드 (normally black mode) 의 PVA 소자에 시료를 넣고, 이 소자를 자외선으로 경화하는 접착제를 사용하여 밀폐하였다. 이 소자에, 15 V 의 전압을 인가하면서 25 mW/㎠ 의 자외선 (HOYA CANDEO OPTRONICS 주식회사 제조의 EXECURE 4000-D 형；수은 크세논 램프) 을 400 초간 조사하였다. 이 소자에 구형파 (60 ㎐, 10 V, 0.5 초) 를 인가하였다. 이 때에, 소자에 수직 방향으로부터 광을 조사하고, 소자를 투과한 광량을 측정하였다. 이 광량이 최대가 되었을 때가 투과율 100 ％ 이고, 이 광량이 최소였을 때가 투과율 0 ％ 이다. 응답 시간은 투과율 0 ％ 에서 90 ％ 로 변화하는 데에 필요로 한 시간, 즉 상승 시간 (rise time；밀리 초) 이다.
비저항 (ρ；25 ℃ 에서 측정；Ω㎝)：전극을 구비한 용기에 시료 1.0 ㎖ 를 주입하였다. 이 용기에 직류 전압 (10 V) 을 인가하고, 10 초 후의 직류 전류를 측정하였다. 비저항은 다음의 식으로부터 산출하였다. (비저항) = {(전압) × (용기의 전기 용량)} / {(직류 전류) × (진공의 유전율)}.
가스 크로마토그래프 분석：측정에는 시마즈 제작소 제조의 GC-14B 형 가스 크로마토그래프를 사용하였다. 캐리어-가스는 헬륨 (2 ㎖/분) 이다. 시료 기화실을 280 ℃ 로, 검출기 (FID) 를 300 ℃ 로 설정하였다. 성분 화합물의 분리에는, Agilent Technologies Inc. 제조의 캐필러리 칼럼 DB-1 (길이 30 m, 내경 0.32 ㎜, 막두께 0.25 ㎛；고정 액상은 디메틸폴리실록산；무극성) 을 사용하였다. 이 칼럼은, 200 ℃ 에서 2 분간 유지한 후, 5 ℃／분의 비율로 280 ℃ 까지 승온하였다. 시료는 아세톤 용액 (0.1 중량％) 으로 조제한 후, 그 1 ㎕ 를 시료 기화실에 주입하였다. 기록계는 시마즈 제작소 제조의 C-R5A 형 Chromatopac, 또는 그 동등품이다. 얻어진 가스 크로마토그램은, 성분 화합물에 대응하는 피크의 유지 시간 및 피크의 면적을 나타내었다.
시료를 희석하기 위한 용매는 클로로포름, 헥산 등을 사용해도 된다. 성분 화합물을 분리하기 위해서, 다음의 캐필러리 칼럼을 사용해도 된다. Agilent Technologies Inc. 제조의 HP-1 (길이 30 m, 내경 0.32 ㎜, 막두께 0.25 ㎛), Restek Corporation 제조의 Rtx-1 (길이 30 m, 내경 0.32 ㎜, 막두께 0.25 ㎛), SGE International Pty. Ltd 제조의 BP-1 (길이 30 m, 내경 0.32 ㎜, 막두께 0.25 ㎛). 화합물 피크의 겹침을 방지할 목적으로 시마즈 제작소 제조의 캐필러리 칼럼 CBP1-M50-025 (길이 50 m, 내경 0.25 ㎜, 막두께 0.25 ㎛) 를 사용해도 된다.
조성물에 함유되는 액정성 화합물의 비율은 다음과 같은 방법으로 산출해 된다. 액정성 화합물은 가스 크로마토그래프로 검출할 수 있다. 가스 크로마토그램에 있어서의 피크의 면적비는 액정성 화합물의 비율 (몰수) 에 상당한다. 위에 기재한 캐필러리 칼럼을 사용했을 때에는, 각각의 액정성 화합물의 보정 계수를 1 로 간주해도 된다. 따라서, 액정성 화합물의 비율 (중량％) 은 피크의 면적비로부터 산출한다.
비교예 및 실시예에 있어서의 화합물은 하기의 표 3 의 정의에 기초하여 기호에 의해 나타내었다. 표 3 에 있어서, 1,4-시클로헥실렌에 관한 입체 배치는 트랜스이다. 실시예에 있어서 기호의 뒤에 있는 괄호 내의 번호는 화합물의 번호에 대응한다. (-) 의 기호는 그 밖의 액정성 화합물을 의미한다. 액정성 화합물의 비율 (백분율) 은 제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초한 중량 백분율 (중량％) 이며, 액정 조성물에는 이 밖에 불순물이 포함되어 있다. 마지막으로, 조성물의 특성값을 정리하였다.
Figure 112015011932792-pct00031
[실시예 1]
액정 조성물 A 100 중량부에 대해, 제 1 성분인 중합성 화합물과 제 2 성분인 중합성 화합물을 합해 0.30 중량부 첨가한 시료를 조제하고, 3 종류의 액정 표시 소자를 작성하였다. 액정 조성물 A 의 성분과 그 비율 및 소자의 작성 방법은 이하와 같다. 또, 소자의 작성에 사용한 중합성 화합물 및 첨가한 부수는 표 4 와 같다.
(액정 조성물 A)
Figure 112015011932792-pct00032
(액정 표시 소자의 작성 방법)
배향제를 2 매의 ITO 전극이 부착된 유리 기판에 스피너로 도포하고, 막을 형성하였다. 도포 후 80 ℃ 에서 약 10 분간 가열 건조시킨 후, 180 ℃ 에서 60 분간 가열 처리를 실시하여, 배향막을 형성하였다. 일방의 유리 기판에 갭재를 살포하고, 다른 일방의 기판에는 주변을 액정의 주입구를 남겨 에폭시계 접착제로 시일하고, 배향막을 형성한 면을 내측으로 하여 첩합 (貼合) 하였다. 이 소자에 시료를 진공 주입하고, 주입구를 광경화제로 밀봉하여, 자외선을 조사하여 광경화제를 고화하였다. 이어서 110 ℃ 에서 30 분간 가열 처리를 실시하고, 액정 표시 소자를 작성하였다. 이 소자에, 15 V 의 전압을 인가하면서 25 mW/㎠ 의 자외선 (HOYA CANDEO OPTRONICS 주식회사 제조의 EXECURE 4000-D 형；수은 크세논 램프) 을 400 초간 조사하고, 최종적으로 액정 표시 소자를 작성하였다.
Figure 112015011932792-pct00033
[비교예 1]
액정 조성물 A 100 중량부에 대해, 제 1 성분인 중합성 화합물을 0.30 중량부 첨가한 시료, 제 2 성분인 중합성 화합물을 0.30 중량부 첨가한 시료, 및 중합성 화합물을 첨가하고 있지 않은 시료를 조제하고, 실시예 1 과 동일한 방법으로 3 종류의 액정 표시 소자를 작성하였다. 소자의 작성에 사용한 중합성 화합물 및 첨가한 부수는 표 5 와 같다.
Figure 112015011932792-pct00034
표 4 및 표 5 로부터, 중합성 화합물로서 화합물 (1-1-1) 및 화합물 (2-2-1) 을 첨가한 경우에는, 화합물 (1-1-1) 또는 화합물 (2-2-1) 만을 첨가한 경우와 비교하여 짧은 응답 시간을 달성할 수 있는 것을 알 수 있었다. 화합물 (1-1-1) 과 화합물 (2-2-1) 의 중량비가 7：3 일 때의 응답 시간이 가장 짧았다.
[실시예 2]
Figure 112015011932792-pct00035
Figure 112015011932792-pct00036
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.2 중량부,
Figure 112015011932792-pct00037
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-1-1) 을 0.1 중량부 첨가하였다.
MAC-B(2F)B-MAC (2-1-1)
이 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00038
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.0 ms 였다.
[실시예 3]
Figure 112015011932792-pct00039
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.15 중량부,
Figure 112015011932792-pct00040
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.15 중량부 첨가하였다.
MAC-VO-BB-MAC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00041
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.3 ms 였다.
[실시예 4]
Figure 112015011932792-pct00042
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.15 중량부,
Figure 112015011932792-pct00043
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-18-1) 을 0.15 중량부 첨가하였다.
MAC-BB(F)B-OV-MAC (2-18-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00044
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.0 ms 였다.
[실시예 5]
Figure 112015011932792-pct00045
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-2-1) 을 0.15 중량부,
Figure 112015011932792-pct00046
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-18-1) 을 0.15 중량부 첨가하였다.
MAC-BB(F)B-OV-MAC (2-18-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00047
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.4 ms 였다.
[실시예 6]
Figure 112015011932792-pct00048
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.28 중량부,
Figure 112015011932792-pct00049
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-3-1) 을 0.12 중량부 첨가하였다.
MAC-B(F)B-MAC (2-3-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00050
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.1 ms 였다.
[실시예 7]
Figure 112015011932792-pct00051
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.2 중량부,
Figure 112015011932792-pct00052
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.1 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00053
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 4.1 ms 였다.
[실시예 8]
Figure 112015011932792-pct00054
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.21 중량부,
Figure 112015011932792-pct00055
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.09 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-MAC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00056
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.4 ms 였다.
[실시예 9]
Figure 112015011932792-pct00057
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-5-1) 을 0.18 중량부,
Figure 112015011932792-pct00058
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-19-1) 을 0.12 중량부 첨가하였다.
MAC-VO-BBB(F)-OV-MAC (2-19-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00059
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 4.5 ms 였다.
[실시예 10]
Figure 112015011932792-pct00060
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.2 중량부,
Figure 112015011932792-pct00061
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.1 중량부 첨가하였다.
MAC-VO-BB-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00062
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 3.9 ms 였다.
[실시예 11]
Figure 112015011932792-pct00063
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-1-1) 을 0.2 중량부,
Figure 112015011932792-pct00064
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-1-1) 을 0.1 중량부 첨가하였다.
MAC-VO-BB(F)-MAC (2-1-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00065
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.3 ms 였다.
[실시예 12]
Figure 112015011932792-pct00066
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-6-1) 을 0.015 중량부,
Figure 112015011932792-pct00067
본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-1-1) 을 0.28 중량부,
MAC-B(2F)B-MAC (2-1-1)
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.005 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-OV-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00068
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 3.9 ms 였다.
[실시예 13]
Figure 112015011932792-pct00069
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-6-1) 을 0.02 중량부,
Figure 112015011932792-pct00070
본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-1-1) 을 0.27 중량부,
MAC-B(2F)B-MAC (2-1-1)
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.01 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-OV-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00071
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 4.1 ms 였다.
[실시예 14]
Figure 112015011932792-pct00072
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-6-1) 을 0.007 중량부,
Figure 112015011932792-pct00073
본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-1-1) 을 0.28 중량부,
MAC-B(2F)B-MAC (2-1-1)
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.003 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-OV-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00074
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 5.0 ms 였다.
[실시예 15]
Figure 112015011932792-pct00075
상기 조성물 100 중량부에 본 발명의 제 1 성분인 화합물 (1-6-1) 을 0.15 중량부,
Figure 112015011932792-pct00076
및 본 발명의 제 2 성분인 화합물 (2-2-1) 을 0.05 중량부 첨가하였다.
AC-VO-BB-OV-AC (2-2-1)
얻어진 조성물의 특성은 하기와 같다.
Figure 112015011932792-pct00077
실시예 1 에 기재된 방법으로 작성한 액정 표시 소자의 응답 시간은 τ = 4.2 ms 였다.
실시예 1 내지 실시예 15 의 조성물은 비교예 1 의 그것과 비교하여 짧은 응답 시간을 갖는다. 따라서, 본 발명에 의한 액정 조성물은 비교예 1 에 나타낸 액정 조성물보다 더욱 우수한 특성을 갖는다고 결론지을 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 조성물은, 네마틱상의 높은 상한 온도, 네마틱상의 낮은 하한 온도, 작은 점도, 적절한 광학 이방성, 부에 큰 유전율 이방성, 큰 비저항, 자외선에 대한 높은 안정성, 열에 대한 높은 안정성 등의 특성에 있어서, 적어도 1 개의 특성을 충족하는, 또는 적어도 2 개의 특성에 관해서 적절한 밸런스를 갖는다. 이와 같은 조성물을 함유하는 액정 표시 소자는, 짧은 응답 시간, 큰 전압 유지율, 큰 콘트라스트비, 긴 수명 등을 갖기 때문에, 액정 프로젝터, 액정 텔레비전 등에 사용할 수 있다.

Claims (32)

  1. 제 1 성분으로서 식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물, 제 2 성분으로서 식 (2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물, 및 제 4 성분으로서 식 (4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하고, 그리고 네마틱상을 갖는 액정 조성물.
    Figure 112019123330512-pct00108

    Figure 112019123330512-pct00109

    여기서, R1 은 수소, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 -Sp4-P4 이고；P1, P2, P3, 및 P4 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
    Figure 112019123330512-pct00110

    식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
    Sp1, Sp2, Sp3, 및 Sp4 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；Z1, Z2, 및 Z4 는 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；Z3 은 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 카르보닐옥시, -CO-CR2=CR3-, -CR2=CR3-CO-, -CR2=CR3-, -C(=CR2R3)-, 또는 -C(=R4)- 이고；R2 및 R3 은 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 10 의 알킬이고；R4 는 식 (R-1) 로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
    Figure 112019123330512-pct00111

    식 (R-1) 에 있어서, V1 은 독립적으로, 할로겐, 탄소수 1 내지 6 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 6 의 알킬이고；q 는 1 내지 8 의 정수이고；r 은 0 내지 4 의 정수이고；
    고리 A 는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 P1-Sp1- 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이고；고리 C 는, 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-시클로헥실, 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 1-페닐, 또는 수소가 -Sp2-P2 로 치환되어 있어도 되는 2-나프틸이고；고리 D 및 고리 F 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이고；고리 B 및 고리 E 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,6-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-메틸-1,4-페닐렌, 3-메틸-1,4-페닐렌, 2-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌, 또는 3-트리플루오로메틸-1,4-페닐렌이고；m 은, 0, 1, 또는 2 이고；k 는, 0, 1, 2, 또는 3 이고；n 은, 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이고；p 는, 0, 1, 또는 2 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖고, P3 이 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp3 은 -O- 를 갖고,
    R7 및 R8 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이고；고리 K, 고리 L, 및 고리 M 은 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌이고；Z7 및 Z8 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；u 는, 0, 1, 또는 2 이다.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성분으로서 식 (1-1) 내지 식 (1-5) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00096

    여기서, R2 및 R3 은 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 10 의 알킬, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 1 내지 10 의 알킬이고；P1 및 P2 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
    Figure 112015022733085-pct00097

    식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
    Sp1 및 Sp2 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；Z1 은, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；k 는, 0, 1, 2, 또는 3 이고；n 은 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성분으로서 식 (1-6) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00098

    여기서, P1 및 P2 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
    Figure 112015022733085-pct00099

    식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
    Sp1 및 Sp2 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되고；k 는, 0, 1, 2, 또는 3 이고；n 은 0, 1, 2, 또는 3 이고, 그리고 k 와 n 의 합이 3 또는 4 이며；P1 및 P2 가 함께 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp1 및 Sp2 중 적어도 1 개는 -O- 를 갖는다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2 성분으로서 식 (2-1) 내지 식 (2-22) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00100

    Figure 112015022733085-pct00101

    여기서, R1 은 수소, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 -Sp4-P4 이고；P3 및 P4 는 독립적으로, 식 (P-1), 식 (P-2), 및 식 (P-3) 으로 나타내는 기에서 선택된 기이고；
    Figure 112015022733085-pct00102

    식 (P-1) 에 있어서, M1 및 M2 는 독립적으로, 수소, 불소, 메틸, 또는 -CF3 이고；식 (P-3) 에 있어서, n1 은 1, 2, 3, 또는 4 이고；
    Sp3 및 Sp4 는 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬렌이고, 이 알킬렌 중 적어도 1 개의 수소는 할로겐 또는 -C≡N 으로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2- 는, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -O-CO-O- 로 치환되어 있어도 되고, 적어도 1 개의 -CH2-CH2- 는, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어 있어도 되며；P3 이 식 (P-2) 로 나타내는 기일 때, Sp3 은 -O- 를 갖는다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 1 성분과 제 2 성분을 합한 비율이 0.03 중량부 내지 10 중량부의 범위인 액정 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 3 성분으로서 식 (3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 추가로 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00103

    여기서, R5 및 R6 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 탄소수 2 내지 12 의 알케닐옥시이고；고리 G 및 고리 J 는 독립적으로, 1,4-시클로헥실렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 1,4-페닐렌, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소 또는 염소로 치환된 1,4-페닐렌이고；고리 I 는 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 2-클로로-3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-5-메틸-1,4-페닐렌, 3,4,5-트리플루오로나프탈렌-2,6-디일, 또는 7,8-디플루오로크로만-2,6-디일이고；Z5 및 Z6 은 독립적으로, 단결합, 에틸렌, 메틸렌옥시, 또는 카르보닐옥시이고；s 는 1, 2, 또는 3 이고；t 는 0 또는 1 이며, 그리고, s 와 t 의 합이 3 이하이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제 3 성분으로서 식 (3-1) 내지 식 (3-19) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00104

    Figure 112015022733085-pct00105

    여기서, R5 및 R6 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 탄소수 2 내지 12 의 알케닐옥시이다.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 3 성분의 비율이 10 중량％ 내지 90 중량％ 의 범위인 액정 조성물.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    제 4 성분으로서 식 (4-1) 내지 식 (4-13) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택된 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 액정 조성물.
    Figure 112015022733085-pct00107

    여기서, R7 및 R8 은 독립적으로, 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시, 탄소수 2 내지 12 의 알케닐, 또는 적어도 1 개의 수소가 불소로 치환된 탄소수 2 내지 12 의 알케닐이다.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성분 및 제 2 성분을 제외한 액정 조성물의 중량에 기초하여, 제 4 성분의 비율이 10 중량％ 내지 90 중량％ 의 범위인 액정 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    제 1 성분과 제 2 성분의 중량비가 9：1 내지 2：8 의 범위인 액정 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    중합 개시제를 추가로 함유하는 액정 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    중합 금지제를 추가로 함유하는 액정 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서,
    네마틱상의 상한 온도가 70 ℃ 이상이고, 25 ℃ 에서 측정한 파장 589 ㎚ 에 있어서의 광학 이방성이 0.08 이상이며, 그리고 25 ℃ 에서 측정한 주파수 1 ㎑ 에 있어서의 유전율 이방성이 －2 이하인 액정 조성물.
  17. 적어도 일방의 기판에 전극층을 갖는 2 개의 기판으로 구성되고, 이 2 개의 기판 사이에 제 1 항에 기재된 액정 조성물이 배치되고, 이 액정 조성물 중의 중합 가능한 기를 갖는 화합물이 중합되어 있는 고분자 지지 배향형 (PSA) 액정 표시 소자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    액정 표시 소자의 동작 모드가 VA 모드, IPS 모드, FFS 모드, 또는 FPA 모드이며, 액정 표시 소자의 구동 방식이 액티브 매트릭스 방식인 액정 표시 소자.
  19. 제 17 항에 기재된 액정 표시 소자를, 2 개의 기판 사이에 배치한 제 1 항에 기재된 액정 조성물을 전압 인가 상태에서 광 조사하여 중합 가능한 기를 갖는 화합물을 중합시킴으로써 제조하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    액정 표시 소자에 사용되는 액정 조성물.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
KR1020157003011A 2012-08-08 2013-07-17 액정 조성물 및 액정 표시 소자 KR102109999B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-175998 2012-08-08
JP2012175998 2012-08-08
PCT/JP2013/069354 WO2014024648A1 (ja) 2012-08-08 2013-07-17 液晶組成物および液晶表示素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150041624A KR20150041624A (ko) 2015-04-16
KR102109999B1 true KR102109999B1 (ko) 2020-05-12

Family

ID=50065954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157003011A KR102109999B1 (ko) 2012-08-08 2013-07-17 액정 조성물 및 액정 표시 소자

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8968597B2 (ko)
EP (1) EP2883936B1 (ko)
JP (1) JP6248932B2 (ko)
KR (1) KR102109999B1 (ko)
CN (1) CN104508084B (ko)
TW (1) TWI565790B (ko)
WO (1) WO2014024648A1 (ko)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI480363B (zh) * 2009-08-19 2015-04-11 Jnc Corp 四氫吡喃化合物、液晶組成物及液晶顯示元件
TWI586645B (zh) * 2011-10-12 2017-06-11 Jnc Corp 聚合性化合物、液晶組成物及液晶顯示元件
US9157027B2 (en) * 2012-04-24 2015-10-13 Jnc Corporation Compound having four polymerizable groups, liquid crystal composition and liquid crystal display device
TWI623609B (zh) * 2013-03-06 2018-05-11 Dainippon Ink & Chemicals Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using same
TWI624531B (zh) * 2013-03-06 2018-05-21 Dainippon Ink & Chemicals Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display element using same
EP3327045A1 (en) * 2013-04-25 2018-05-30 JNC Corporation Polymerizable compound, polymerizable composition and liquid crystal display device
JP6425041B2 (ja) * 2013-07-10 2018-11-21 Jnc株式会社 重合性化合物、重合性組成物および液晶表示素子
EP3020786B1 (en) * 2013-07-11 2018-03-21 JNC Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN104342165B (zh) * 2013-07-31 2016-08-24 江苏和成显示科技股份有限公司 液晶组合物及其应用
CN104371741B (zh) * 2013-08-16 2016-12-28 江苏和成显示科技股份有限公司 液晶组合物及其应用
WO2015133194A1 (ja) * 2014-03-07 2015-09-11 Jnc株式会社 液晶表示素子および液晶組成物
KR102199775B1 (ko) * 2014-03-18 2021-01-08 삼성디스플레이 주식회사 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
EP3125033B1 (en) * 2014-03-28 2021-06-02 JNC Corporation Liquid crystal display device
JP2015199900A (ja) * 2014-04-02 2015-11-12 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JPWO2015155910A1 (ja) * 2014-04-08 2017-04-13 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
KR101849961B1 (ko) * 2014-05-13 2018-04-19 디아이씨 가부시끼가이샤 네마틱 액정 조성물 및 이를 사용한 액정 표시 소자
JP2016011408A (ja) * 2014-06-05 2016-01-21 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
EP3163368B1 (en) * 2014-06-30 2019-06-26 JNC Corporation Liquid crystal display element
JP5844450B1 (ja) * 2014-07-09 2016-01-20 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
EP2990460B1 (de) 2014-08-22 2019-04-03 Merck Patent GmbH Flüssigkristallines medium
CN105441085A (zh) * 2014-08-26 2016-03-30 江苏和成显示科技股份有限公司 液晶组合物及其液晶显示元件
CN105368464B (zh) * 2014-09-02 2020-09-08 江苏和成显示科技有限公司 具有负的介电各向异性的液晶组合物及其显示器件
KR101826643B1 (ko) 2014-09-05 2018-02-07 디아이씨 가부시끼가이샤 네마틱 액정 조성물 및 이것을 사용한 액정 표시 소자
JP6690114B2 (ja) * 2014-09-25 2020-04-28 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
EP3020785B1 (en) * 2014-11-14 2017-12-13 Merck Patent GmbH Liquid crystal medium
EP3029127B1 (en) * 2014-12-01 2017-12-20 Merck Patent GmbH Liquid crystal medium
KR102405073B1 (ko) 2014-12-25 2022-06-07 디아이씨 가부시끼가이샤 네마틱 액정 조성물 및 이것을 사용한 액정 표시 소자
WO2016204066A1 (ja) * 2015-06-19 2016-12-22 Dic株式会社 液晶表示素子及びその製造方法
CN108139629A (zh) * 2015-09-25 2018-06-08 捷恩智株式会社 液晶显示元件
US10442992B2 (en) * 2015-12-17 2019-10-15 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN105733557B (zh) * 2016-04-22 2017-12-29 深圳市华星光电技术有限公司 配体修饰量子点材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板
US20190119573A1 (en) * 2016-06-10 2019-04-25 Dic Corporation Composition and liquid crystal display device
JP6409920B2 (ja) * 2016-10-28 2018-10-24 Jnc株式会社 液晶表示素子、表示装置
CN108239540B (zh) * 2016-12-23 2022-02-25 江苏和成显示科技有限公司 液晶组合物及其显示器件
US20210071079A1 (en) * 2017-02-24 2021-03-11 Jnc Corporation Liquid crystal display element and liquid crystal composition
TWI755503B (zh) * 2017-03-30 2022-02-21 日商迪愛生股份有限公司 液晶顯示元件之製造方法
JP6801796B2 (ja) * 2017-12-22 2020-12-16 Dic株式会社 重合性液晶組成物及び液晶表示素子ならびに重合性化合物
JP2019120899A (ja) * 2018-01-11 2019-07-22 シャープ株式会社 液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法
CN110272747B (zh) * 2018-03-15 2020-12-18 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种含有自配向化合物的液晶组合物及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004059772A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Dainippon Ink & Chem Inc 重合性液晶組成物及び光学異方体
JP2010189282A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Dic Corp 多官能重合性化合物
WO2012066933A1 (ja) * 2010-11-15 2012-05-24 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3660505A (en) 1969-08-27 1972-05-02 Exxon Research Engineering Co Hindered alkenyl phenols from quinone methide
JPS59176221A (ja) 1983-03-16 1984-10-05 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング アルケニル化合物
DE3807872A1 (de) 1988-03-10 1989-09-21 Merck Patent Gmbh Difluorbenzolderivate
JP3948799B2 (ja) * 1997-10-27 2007-07-25 株式会社Ａｄｅｋａ ３官能化合物および高分子液晶
ATE354623T1 (de) 2002-07-06 2007-03-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium
JP4792731B2 (ja) * 2004-11-12 2011-10-12 Ｄｉｃ株式会社 重合性液晶組成物及び当該組成物の硬化物
JP5560532B2 (ja) * 2007-03-30 2014-07-30 Ｄｉｃ株式会社 高分子安定化強誘電性液晶組成物及び液晶表示素子
CN101045866B (zh) * 2007-04-23 2010-07-07 友达光电股份有限公司 液晶材料及液晶面板的制造方法
EP2181175A1 (de) 2007-08-29 2010-05-05 Merck Patent GmbH Flüssigkristallanzeige
WO2009030322A1 (de) 2007-08-30 2009-03-12 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallanzeige
US8114310B2 (en) 2007-10-22 2012-02-14 Merck Patent Gmbh Liquid-crystal display
KR101375931B1 (ko) 2009-01-22 2014-03-18 제이엔씨 주식회사 액정 조성물 및 액정 표시 소자
JP5709761B2 (ja) * 2009-11-18 2015-04-30 株式会社Adeka 重合性化合物を含有する液晶組成物及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子
US9217109B2 (en) * 2010-07-22 2015-12-22 Merck Patent Gmbh Polymer-stabilised liquid-crystal media and displays
DE102011108708A1 (de) * 2010-09-25 2012-03-29 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallanzeigen und flüssigkristalline Medien mit homöotroper Ausrichtung
JP5699518B2 (ja) * 2010-10-15 2015-04-15 Dic株式会社 重合性化合物を含有する液晶組成物及びそれを使用した液晶表示素子
EP2665798B1 (en) * 2011-01-20 2014-10-08 Merck Patent GmbH Polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal displays
TWI586645B (zh) * 2011-10-12 2017-06-11 Jnc Corp 聚合性化合物、液晶組成物及液晶顯示元件
US9157027B2 (en) * 2012-04-24 2015-10-13 Jnc Corporation Compound having four polymerizable groups, liquid crystal composition and liquid crystal display device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004059772A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Dainippon Ink & Chem Inc 重合性液晶組成物及び光学異方体
JP2010189282A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Dic Corp 多官能重合性化合物
WO2012066933A1 (ja) * 2010-11-15 2012-05-24 Jnc株式会社 液晶組成物および液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP6248932B2 (ja) 2017-12-20
US8968597B2 (en) 2015-03-03
TW201406936A (zh) 2014-02-16
WO2014024648A1 (ja) 2014-02-13
EP2883936A4 (en) 2016-04-20
KR20150041624A (ko) 2015-04-16
EP2883936B1 (en) 2018-12-19
CN104508084A (zh) 2015-04-08
EP2883936A1 (en) 2015-06-17
CN104508084B (zh) 2018-11-23
TWI565790B (zh) 2017-01-11
JPWO2014024648A1 (ja) 2016-07-25
US20140043579A1 (en) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102109999B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101375931B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR102084278B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR102016191B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101585293B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
TWI611006B (zh) 液晶組成物及其用途，以及液晶顯示元件及其製造方法
KR102041024B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101842723B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101656903B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101632767B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101503953B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101618904B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101617482B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR101692214B1 (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20120117982A (ko) 액정 표시 소자
KR20150063381A (ko) 액정 표시 소자
KR20140015476A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20110053343A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20130036196A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20150013544A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20120099385A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
CN111826169B (zh) 液晶组合物及其用途、以及液晶显示元件
KR20100063035A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20120099390A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자
KR20100063026A (ko) 액정 조성물 및 액정 표시 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant