KR102495190B1 - 화합물 및 액정 매질 - Google Patents

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사브리나 마아그
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물, 액정 매질에서의 이의 용도 뿐만 아니라 액정 디스플레이에서의 이들 액정 매질의 용도, 및 또한 이러한 유형의 액정 디스플레이 자체에 관한 것이다:
Figure 112015084728065-pat00158

상기 식에서,
X1 및 X2는, 각각 서로 독립적으로, -O-, -(CO)-O-, -O-(CO)-, -O-(CO)-O-, -NH-, -NY01- 또는 -NH-(CO)-를 나타내고,
Sp는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 또한 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알킬을 나타내고, 이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있고,
R은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 또한 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알킬(이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 및 특히 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.

Description

화합물 및 액정 매질{COMPOUNDS AND LIQUID-CRYSTALLINE MEDIUM}
본 발명은, 특히 액정 매질에 사용하기 위한 화학식 I의 화합물, 및 액정 디스플레이에서의 이들 액정 매질의 용도에 관한 것이며, 또한 이들 액정 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 본 발명에 따른 디스플레이에서 특히 짧은 응답 시간과 동시에 높은 전압 보유율(voltage holding ratio(VHR) 또는 단순히 HR)에 의해 특징지어진다.
액정은 기본적으로 디스플레이 장비에서 유전체로서 사용하는데, 이는 이러한 성분의 광학적 특성이 인가된 전압에 의해 변경될 수 있기 때문이다. 액정을 기초로 하는 전기-광학적 장치는 당업계 숙련자에게 극히 널리 공지되어 있고, 다양한 효과를 기초로 할 수 있다. 이러한 장비의 예는 동적 스캐터링을 갖는 셀, DAP(정렬된 상의 변형(deformation of aligned phases)) 셀, 게스트/호스트 셀, "트위스트된 네마틱(twisted nematic)" 구조를 갖는 TN 셀, STN("슈퍼-트위스트된 네마틱(super-twisted nematic)") 셀, SBE("초복굴절률 효과(superbirefringence effect") 셀 및 OMI("광학 모드 간섭(optical mode interference)") 셀이다. 가장 통상적인 디스플레이 장비는 샤트 헬프리흐(Schadt-Helfrich) 효과를 기초로하고, 트위스트된 네마틱 구조를 갖는다. 또한, 기판 및 액정 평면, 예컨대 IPS("평면 스위칭(in-plane switching)")과 함께 작업하는 셀이 존재한다. TN, STN, FFS(프린지 필드 스위칭(fringe field switching)) 및 IPS 셀은, 특히, 본 발명에 따른 매질을 위한 제품의 현재 상업적으로 흥미로운 영역이다.
또한, 호메오트로픽 초기 배향에서 유전적으로 음의 액정을 사용하여 ECB(전기적으로 조절된 복굴절률(electrically controlled birefringence)) 효과를 이용하는 액정 디스플레이가 공지되어 있다.
전기 제어 복굴절의 원리, 즉 ECB 효과 또는 DAP(배향된 상의 변형) 효과는 1971년에 최초로 문헌[M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912]에 기재되었다. 뒤이어 논문[J.F. Kahn, Appl. Pyhs. Lett. 20 (1972), 1193] 및 [G. Labrunie and J. Robert, J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869]이 나왔다.
논문[J. Robert and F. Clerc, SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30], [J. Duchene, Displays 7 (1986), 3] 및 [H. Schad, SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244]은 액정 상이 ECB 효과에 기초한 고 정보 디스플레이 소자에서의 사용에 적합하기 위해서는 탄성 계수 간의 비 K3/K1 값이 높고, 광학 이방성 Δn 값이 높고, 유전 이방성 Δε 값이 ≤-0.5이어야 함을 증명하였다. ECB 효과에 기초한 전기광학 디스플레이 소자는 호메오트로픽 엣지 배향을 갖는다(VA 기술, 즉 수직 배향(vertically aligned) 기술). 유전적으로 음인 액정 매질은 또한 소위 IPS(평면 스위칭) 효과를 이용하는 디스플레이에도 사용될 수 있다.
전기광학 디스플레이 소자에서 전술된 효과의 산업적인 적용은 다수의 요건을 만족시켜야 하는 LC 상을 필요로 한다. 여기서 특히 중요한 것은 수분, 공기 및 물리적 영향, 예컨대 열, 적외선, 가시광선 및 자외선 영역에서의 복사선, 및 직류 전계 및 교류 전계에 대한 화학적 내성이다.
또한, 산업적으로 사용될 수 있는 LC 상은 적합한 온도 범위에서 액정 메조상 및 낮은 점도를 가질 것이 요구된다.
지금까지 개시된 액정 메조상을 갖는 일련의 화합물들 중 어느 것도 이들 요건 모두를 만족시키는 단일 화합물을 포함하고 있지 않다. 따라서, LC 상으로서 사용될 수 있는 물질을 수득하기 위해서는 일반적으로 2 내지 25종, 바람직하게는 3 내지 18종 화합물의 혼합물을 제조한다.
매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)는 공지되어 있다. 개별 화소의 개별 스위칭을 위해 사용될 수 있는 비선형 소자는 예컨대 능동 소자(즉, 트랜지스터)이다. 이때, 일반적으로 기판으로서의 유리판 상에 일반적으로 배열되는 박막 트랜지스터(TFT)가 사용되는 경우, 용어 "능동 매트릭스"가 사용된다.
2가지 기술, 즉, 예컨대 CdSe와 같은 화합물 반도체를 포함하는 TFT, 또는 다결정질, 특히 비정질 규소를 기재로 하는 TFT에는 차이가 있다. 후자의 기술은 현재 세계적으로 가장 큰 상업상 중요성을 갖고 있다.
TFT 매트릭스는 디스플레이의 한 개의 유리판 내부에 적용되는 한편, 다른 유리판은 그의 내부에 투명한 상대전극을 갖는다. 화소 전극의 크기와 비교하여, TFT는 매우 작고, 실질적으로 화상에 어떠한 악영향도 미치지 않는다. 또한, 이러한 기술은 필터 소자가 각각의 스위칭 가능한 화소에 대향하여 위치되는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 배열되는 풀컬러성(fully colour-capable) 디스플레이로도 확장될 수 있다.
지금까지 가장 많이 사용된 TFT 디스플레이는 통상 투과시 교차 편광자에 의해 작동하고, 백라이팅된다. TV 용도에서는 IPS 셀 또는 ECB(또는 VAN) 셀이 사용되는 반면, 모니터에서는 통상 IPS 셀 또는 TN(트위스트된 네마틱(twisted nematic)) 셀이 사용되고, 노트북, 랩톱 및 모바일 용도에서는 통상 TN 셀이 사용된다.
본원에서 용어 "MLC 디스플레이"는 집적된 비선형 소자를 갖는 임의의 매트릭스 디스플레이, 즉 능동 매트릭스 외에, 수동 소자, 예컨대 배리스터 또는 다이오드(MIM = 금속-절연체-금속)를 갖는 디스플레이도 포함한다.
이러한 유형의 MLC 디스플레이는 TV 용도, 모니터 및 노트북, 또는 예컨대 자동차 제조 또는 항공기 제작에서의 고 정보 밀도의 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트의 각도 의존성 및 응답 시간에 관한 문제점 외에도, MLC 디스플레이에서는 액정 혼합물의 불충분하게 높은 비저항에 기인하는 난점이 또한 발생한다(문헌[TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff., Paris]; [STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff., Paris]). 저항이 감소함에 따라, MLC 디스플레이의 콘트라스트가 열화된다. 액정 혼합물의 비저항은 일반적으로 디스플레이 내부 표면과의 상호작용 때문에 MLC 디스플레이의 수명에 걸쳐 저하되므로, 긴 작동 기간에 걸쳐 허용가능한 저항 값을 가져야 하는 디스플레이에서는 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다.
ECB 효과를 이용하는 디스플레이는, 특히 텔레비전 용도에서 현재 가장 중요한 액정 디스플레이의 보다 최근의 3가지 유형 중 하나로서, IPS 디스플레이(예를 들면 문헌[Yeo, S.D., Paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 and 759]) 및 오랫동안 알려진 TN 디스플레이에 더하여, 소위 VAN(수직 정렬된 네마틱(vertically aligned nematic)) 디스플레이로서 확립되어 왔다.
가장 중요한 디자인으로서 언급될 수 있는 것은 다음과 같다: MVA(다중-영역 수직 배향(multi-domain vertical alignment), 예를 들면 문헌[Yoshide, H. et al., Paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9] 및 [Liu, C.T. et al., Paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753]), PVA(패턴화된 수직 배향(patterned vertical alignment), 예를 들면 문헌[Kim, Sang Soo, Paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763]) 및 ASV(진보된 슈퍼 뷰(advanced super view), 예를 들면 문헌[Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, Paper 15.2: "Development of High Quality LCD TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757]).
일반적인 형태로, 예를 들어 문헌[Souk, Jun, SID Seminar 2004, Seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26] 및 [Miller, Ian, SID Seminar 2004, Seminar M-7: "LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32]에서 상기 기술들이 비교되어 있다. 현대의 ECB 디스플레이의 응답 시간은 오버드라이브(overdrive)에 의한 방법들을 다룸으로써 이미 현저히 개선되었지만(예를 들면 문헌[Kim, Hyeon Kyeong et al., Paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109]), 특히 그레이 색조의 스위칭에서 비디오-호환성 응답 시간을 달성하는 것은 여전히 아직 만족스러울 정도로는 해결되지 않은 과제이다.
ECB 디스플레이는 ASV 디스플레이와 마찬가지로 음의 유전 이방성(Δε)을 갖는 액정 매질을 사용하는 반면, TN 및 지금까지의 모든 종래의 IPS 디스플레이는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질을 사용한다.
상기 모든 액정 디스플레이에서, 액정은 유전체로서 사용되며, 그의 광학 특성은 전기 전압 인가시에 가역적으로 변화된다.
일반적으로 디스플레이에서는, 즉 상기 언급된 효과들에 따른 디스플레이에서도, 작동 전압은 가능한 한 낮아야 하기 때문에, 모두 동일한 부호의 유전 이방성을 갖고 가능한 한 높은 값의 유전 이방성을 갖는 액정 화합물로 일반적으로 주로 구성되는 액정 매질을 사용한다. 일반적으로, 최대로도 비교적 적은 비율의 중성 화합물이 사용되며, 가능하다면 매질의 유전 이방성 부호와 반대인 유전 이방성 부호를 갖는 화합물은 전혀 사용되지 않는다.
액정 디스플레이에서의 많은 실용적 용도에서, 공지된 액정 매질은 충분히 안정적이지는 않다. 특히, UV 조사뿐만 아니라 심지어 통상적인 백라이팅 조사에 대한 이들의 안정성은 특히 전기적 특성의 손상을 초래한다. 따라서, 예를 들어 전도도가 현저히 증가한다.
액정 혼합물의 안정화를 위한 소위 "장애 아민 광 안정화제"(줄여서는 HALS)의 사용은 이미 제안되었다.
DE 102011117937.6은 안정화를 위해 티누빈 770®을 포함하는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 혼합물을 기술한다.
DE 102011119144.9 및 PCT/EP2011/005692는 안정화를 위해 특히, HALS N-옥사이드를 포함하는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 혼합물을 기술한다.
소량의 티누빈®770, 즉 화학식
Figure 112015084728065-pat00001
의 화합물을 안정화제로서 포함하는 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 혼합물은 WO　2009/129911　A1에 제안되어 있지만, 일부의 경우, 상응하는 액정 혼합물은 일부의 실용적 용도에 적당한 특성을 갖고 있지 않다. 특히, 때때로 이들은 전형적인 CCFL(냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)) 백라이팅 조사에 대해 충분히 안정적이지 않다.
액정 매질에서의 각종 안정화제의 사용은 예컨대 JP　(S)55-023169　(A), JP　(H)05-117324　(A), WO　02/18515　A1 및 JP　(H)09-291282　(A)에 기재되어 있다.
티누빈®123, 즉 화학식
Figure 112015084728065-pat00002
의 화합물도 또한 안정화 목적으로 제안되었다.
EP　1　1784　442　A1에는 1 또는 2개의 HALS 단위를 함유하는 메조겐성 화합물이 개시되어 있다.
문헌[Ohkatsu, Y., J. of Japan Petroleum Institute, 51, 2008, pages 191-204]에는 질소 원자 상에 다양한 치환기를 갖는 HALS가 이들의 pKB 값에 관해 비교되어 있다. 이 문헌에는 하기 유형의 구조식이 개시되어 있다.
Figure 112015084728065-pat00003
하기 화학식의 화합물 TEMPOL은 공지되어 있고, 예컨대 문헌[Mieville, P. et al., Angew. Chem. 2010, 122, pages 6318-6321]에 언급되어 있다.
Figure 112015084728065-pat00004
이는 여러 제조업자로부터 상업적으로 입수 가능하고, 예컨대 중합 개시제로서 사용되며, 특히 UV 흡수제와 조합되어 폴리올레핀, 폴리스타이렌, 폴리아마이드, 코팅 및 PVC의 전구체용 제형에서 광 또는 UV 보호제로서 사용된다.
상응하게 낮은 어드레싱 전압을 갖는 종래 기술의 액정 매질은 비교적 낮은 전기 저항 값 또는 낮은 VHR을 갖고, 이는 종종 디스플레이에서 원하지 않는 깜빡거림(flicker) 및/또는 부적당한 투과를 초래한다. 게다가, 이들 액정 매질은 낮은 어드레싱 전압에 불가결한 경우와 같이 적어도 상응하게 높은 극성을 갖는 경우, 가열 및/또는 UV 노출에 대해 충분히 안정적이지는 않다.
한편, 고 VHR을 갖는 종래 기술의 디스플레이의 어드레싱 전압은, 특히 전력 공급 네트워크에 직접적으로 또는 연속적으로 접속되지 않는 디스플레이, 예를 들어 모바일 용도의 디스플레이용으로는 종종 너무 높다.
또한, 액정 혼합물의 상 범위는 디스플레이의 의도된 용도에 대해 충분히 넓어야 한다.
디스플레이에서 액정 매질의 응답 시간은 개선, 즉 감소되어야 한다. 이는 텔레비전 또는 멀티미디어 용도의 디스플레이에 있어서 특히 중요하다. 응답 시간을 개선하기 위해, 액정 매질의 회전 점도(γ1)의 최적화, 즉 가능한 한 최저 회전 점도를 갖는 매질을 달성하는 것이 과거에 여러 차례 제안되었다. 그러나, 여기서 달성된 결과는 많은 용도에 부적당하며, 따라서 추가의 최적화 접근법을 발견하는 것이 바람직할 것으로 보인다.
극심한 부하, 특히 UV 노출 및 가열에 대한 매질의 적당한 안정성은 특히 매우 중요하다. 이는 특히 모바일 장비, 예를 들어 휴대 전화의 디스플레이에서의 용도인 경우에 중요할 수 있다.
지금까지 개시된 MLC 디스플레이의 단점은, 이들의 비교적 낮은 콘트라스트, 비교적 높은 시야각 의존성 및 이들 디스플레이에서의 그레이 색조 생성의 곤란성뿐만 아니라, 이들의 부적당한 VHR 및 이들의 부적당한 수명에 기인한다.
따라서, 매우 높은 비저항과 동시에 큰 작동 온도 범위, 짧은 응답 시간 및 낮은 문턱 전압을 갖고, 이들에 의해 다양한 그레이 색조가 생성될 수 있으며, 특히 우수하고 안정적인 VHR을 갖는 MLC 디스플레이에 대한 많은 요구가 계속되고 있다.
본 발명은, 상기 언급된 단점을 갖지 않거나 단지 적은 정도로만 가지며, 동시에 매우 높은 비저항 값을 갖는, 모니터 및 TV 용도뿐만 아니라 휴대 전화 및 내비게이션 시스템을 위한 MLC 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 휴대 전화 및 내비게이션 시스템에서는 이들이 또한 극고온 및 극저온에서도 작동되는 것이 보증되어야 한다.
놀랍게도, 적합한 Δε, 적합한 상 범위 및 Δn을 갖고, 종래 기술 재료의 단점을 갖지 않거나 상당히 감소된 정도로만 최소한으로 갖는 액정 매질을 달성하는 것이 가능하다는 것이 발견되었다.
놀랍게도, 화학식 I의 화합물은 추가적인 열 안정화제 없이 단독으로 사용될 때에도 액정 혼합물을 UV 노출 및 가열 둘 다에 대해 상당히(많은 경우에 적당히) 안정화시킨다는 것이 발견되었다.
따라서, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:
Figure 112015084728065-pat00005
상기 식에서,
X1 및 X2는, 각각 서로 독립적으로, -O-, -(CO)-O-, -O-(CO)-, -O-(CO)-O-, -NH-, -NY01- 또는 -NH-(CO)-, 바람직하게는 -O-, -(CO)-O-, -O-(CO)-를 나타내고,
Sp는 1 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15개의 탄소 원자, 및 특히 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 또한 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알킬을 나타내고, 이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있고,
R은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 또한 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알킬(이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있음), 바람직하게는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 및 특히 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
바람직한 화학식 I의 화합물은 하기에 도시되어 있다:
Figure 112015084728065-pat00006
상기 식에서, X1, X2 및 Sp는 화학식 I에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
추가의 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 화합물로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00007
Figure 112015084728065-pat00008
상기 식에서, Sp는 화학식 I에 대해 기재된 의미 중 하나를 갖는다. 상기 화학식에서의 Sp가 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이고, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개 또는 10 개의 탄소 원자를 갖고, 따라서 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐 또는 데실을 나타낸다.
특히, 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 하기 화합물로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00009
.
순수한 상태에서, 화학식 I의 화합물은 무색이고, 문헌(예컨대　표준 문헌, 예컨대 [Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기술된 바와 같은 당업계에 공지된 방법에 의해, 정확하게는, 공지되어 있고 상기 반응에 적합한 반응 조건 하에서 제조된다. 또한, 더 자세하게 본원에 언급되지 않은 당업계 공지된 변형된 용도로도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을, 바람직하게는 1 ppm 내지 5,000 ppm의 범위, 바람직하게는 1 ppm 내지 2,000 ppm의 범위, 특히 바람직하게는 1　ppm 내지 1,000　ppm의 범위, 특히 1　ppm 내지 500　ppm의 범위의 농도로 포함하는 네마틱상을 갖는 액정 매질에 관한 것이다.
화학식 I의 화합물은 상기 기재된 바람직한 특성을 갖는 LC 혼합물, 특히 특히 짧은 반응 시간과 동시에 높은 전압 보유율(VHR 또는 간략히 HR)을 갖는 LC 혼합물을 제공한다. 또한, 화학식 I의 화합물은 액정 매질에서 매우 우수한 용해성을 갖는다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 전기-광학적 디스플레이 또는 전기-광학적 성분에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 또한 전기-광학적 디스플레이 또는 전기-광학적 성분에서의 본 발명에 따른 액정 매질의 용도에 관한 것이고, 또한 하나 이상의 화학식 I의 화합물이 하나 이상의 하기 화합물과 혼합되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물이 매질에 첨가되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 하기 화합물을 포함하는 네마틱 상을 갖는 액정 매질의 안정화 방법에 관한 것이다.
본원에서 용어 "네마틱 상을 갖는"은, 스메틱 상과 결정화가 저온에서 관측되지 않는 한편 네마틱 상으로부터의 가열시 등명화(clearing)가 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 저온에서의 조사는, 상응하는 온도에서 유동 점도계에서 수행되고, 전기-광학적 용도에 상응하는 층 두께를 갖는 시험 셀 내에서의 100 시간 이상 저장하여 확인된다. 상응하는 시험 셀 내에서 -20℃의 온도에서의 저장 안정성이 1,000 시간 이상인 경우, 매질은 이 온도에서 안정한 것으로 간주된다. -30℃ 및 -40℃의 온도에서, 상응하는 시간은 각각 500　시간 및 250　시간이다. 고온에서, 상기 등명점은 모세관에서 통상적인 방법에 의해 측정된다.
본 발명에 따른 액정 매질에서 사용될 수 있는 바람직한 화합물은 하기에 기재되어 있다:
- 상기 매질은 하나 이상의 화학식 II 및/또는 III의 중성 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00010
[상기 식에서,
A는 1,4-페닐렌 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
a는 0 또는 1을 나타내고,
R3은 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 나타내고,
R4는 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure 112015084728065-pat00011
,
Figure 112015084728065-pat00012
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한, 할로겐, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알켄일로 대체될 수 있다];
- 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00013
Figure 112015084728065-pat00014
[상기 식에서, R3a 및 R4a는, 각각 서로 독립적으로, H, CH3, C2H5 또는 C3H7을 나타내고, "알킬"은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 기를 나타낸다];
화학식 IIa 및 IIf(특히 이때 R3a은 H 또는 CH3을 나타냄)의 화합물, 및 화학식 IIc(특히, R3a 및 R4a가 H, CH3 또는 C2H5를 나타냄)의 화합물이 특히 바람직하다.
또한, 알켄일 측쇄에 비-말단 이중 결합을 갖는 화학식 II의 화합물이 바람직하다:
Figure 112015084728065-pat00015
매우 특히 바람직한 화학식 II의 화합물은 하기 화학식의 화합물이다:
Figure 112015084728065-pat00016
Figure 112015084728065-pat00017
Figure 112015084728065-pat00018
화학식 IIa-1 내지 IIa-19의 화합물 중, 특히 화학식 IIa-1, IIa-2, IIa-3 및 IIa-5의 화합물이 특히 바람직하다.
하나 이상의 화학식 I의 화합물 외에, 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 5 내지 70중량%, 특히 10 내지 50중량% 및 매우 특히 15 내지 40중량%의, 하기 화학식의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00019
.
- 화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00020
[상기 식에서, "알킬" 및 R3a은 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고, R3a는 바람직하게는 H 또는 CH3을 나타낸다];
화학식 IIIb의 화합물이 특히 바람직하다.
하기 화학식 IIIb-1의 화합물이 매우 특히 바람직하다:
Figure 112015084728065-pat00021
상기 식에서, "알킬"은 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 CH3, 또한 C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
- 상기 매질은 바람직하게는 하기 화학식 IV 내지 VIII의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00022
Figure 112015084728065-pat00023
[상기 식에서,
R0는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure 112015084728065-pat00024
,
Figure 112015084728065-pat00025
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한 할로겐으로 대체될 수 있고,
X0은, F, Cl, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬 또는 알콕시 라디칼, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알켄일 또는 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
Y1 -6은, 각각 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고,
Z0는 -C2H4-, -(CH2)4-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C2F4-, -CH2CF2-, -CF2CH2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -CF2O- 또는 -OCF2-를 나타내고, 화학식 V 및 VI에서, 또한 단일 결합을 나타내고,
r은 0 또는 1을 나타낸다].
상기 화학식에서, X0은 바람직하게는 F, Cl 또는 1, 2 또는 3　개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬 또는 알콕시 라디칼, 또는 2 또는 3　개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알켄일 라디칼 또는 알켄일옥시 라디칼을 나타낸다. X0은 특히 바람직하게는 F, Cl, CF3, CHF2, OCF3, OCHF2, OCHFCF3, OCHFCHF2, OCHFCH2F, OCF2CH3, OCF2CHF2, OCF2CH2F, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CH2F, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCH=CF2, OCF=CF2, OCF2CHFCF3, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CClF2, OCClFCF2CF3, CF=CF2, CF=CHF, OCH=CF2, OCF=CF2 또는 CH=CF2를 나타낸다.
화학식 IV 내지 VIII의 화합물에서, X0은 바람직하게는 F 또는 OCF3, 또한 OCHF2, CF3, CF2H, Cl, OCH=CF2를 나타낸다. R0은 바람직하게는 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일을 나타낸다.
- 화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00026
[상기 식에서, R0 및 X0은 화학식 IV의 화합물에 기재된 의미를 갖는다].
바람직하게는, 화학식 IV에서 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F, Cl, OCHF2 또는 OCF3, 또한 OCH=CF2를 나타낸다. 화학식 IVb의 화합물에서, R0은 바람직하게는 알킬 또는 알켄일을 나타낸다. 화학식 IVd의 화합물에서, X0은 바람직하게는 Cl, 또한 F를 나타낸다.
- 화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 Va 내지 Vj의 화합물로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00027
Figure 112015084728065-pat00028
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, 화학식 V에서 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F, OCF3 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 VI-1의 화합물:
Figure 112015084728065-pat00029
,
특히 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택되는 것들을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00030
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, 화학식 VI에서의 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F, 또한 CF3 및 OCF3을 나타낸다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 VI-2의 화합물:
Figure 112015084728065-pat00031
,
특히 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택되는 것들을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00032
Figure 112015084728065-pat00033
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, 화학식 VI에서의 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F를 나타낸다.
- 상기 매질은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 VII(이때 Z0은 -CF2O-, -CH2CH2- 또는 -COO-를 나타냄)의 화합물, 특히 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택되는 것들을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00034
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, 화학식 VII에서의 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F, 또한 OCF3 및 CF3을 나타낸다.
화학식 VIII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00035
[상기 식에서, R0 및 X0은 상기 기재된 의미를 갖는다]. 화학식 VIII에서의 R0은 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다. X0은 바람직하게는 F를 나타낸다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00036
[상기 식에서, R0, X0, Y1 및 Y2는 상기 기재된 의미를 갖는다].
Figure 112015084728065-pat00037
및
Figure 112015084728065-pat00038
는, 각각 서로 독립적으로,
Figure 112015084728065-pat00039
또는
Figure 112015084728065-pat00040
를 나타내고, 이때 고리 A 및 B는 동시에 모두 1,4-사이클로헥실렌을 나타낸다.
- 화학식 IX의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00041
Figure 112015084728065-pat00042
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다].
바람직하게는, 화학식 IX에서의 R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F를 나타낸다. 하기 화학식 IXa의 화합물이 특히 바람직하다.
- 상기 매질은 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00043
Figure 112015084728065-pat00044
[상기 식에서, R0, X0 및 Y1 -2는 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖고, Y3 및 Y4는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고,
Figure 112015084728065-pat00045
및
Figure 112015084728065-pat00046
는, 각각 서로 독립적으로,
Figure 112015084728065-pat00047
또는
Figure 112015084728065-pat00048
를 나타낸다].
- 화학식 X 및 XI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식으로부터 선택되는 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00049
Figure 112015084728065-pat00050
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F를 나타낸다. 특히 바람직한 화합물은, Y1는 F를 나타내고, Y2는 H 또는 F, 바람직하게는 F를 나타내는 것들이다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 XII의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00051
[상기 식에서, R1 및 R2는, 각각 서로 독립적으로, 알킬, 알켄일, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일옥시를 나타내고, 이들 각각은 9개 이하의 탄소 원자를 갖고, 바람직하게는, 각각 서로 독립적으로, 각각 1 내지 8 개의 탄소 원자 또는 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는, 알킬 또는 알켄일을 나타낸다].
바람직한 화학식 XII의 화합물은 하기 화학식의 화합물이다:
Figure 112015084728065-pat00052
[상기 식에서, 알킬 및 알킬*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알켄일 및 알켄일*은, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다].
화학식 XII-2 및 XII-4의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 화학식 XII-2의 화합물은 화학식 XII-2a, XII-2b 및 XII-2c의 화합물이다:
Figure 112015084728065-pat00053
특히 바람직한 화학식 XII-4의 화합물은 하기 화학식 XII-4a, XII-4b 및 XII-4c의 화합물이다:
Figure 112015084728065-pat00054
Figure 112015084728065-pat00055
.
- 상기 매질은 하기 화학식으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00056
[상기 식에서, R0, X0, Y1 및 Y2는 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F 또는 Cl을 나타낸다.
- 화학식 XIII 및 XIV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:
Figure 112015084728065-pat00057
[상기 식에서, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. R0은 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다. 화학식 XIII의 화합물에서, X0은 바람직하게는 F 또는 Cl을 나타낸다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 D1, D2, D3, D4 및/또는 D5의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00058
Figure 112015084728065-pat00059
[상기 식에서, Y1, Y2, R0 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖는다]. 바람직하게는, R0은 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, X0은 F를 나타낸다. Y1 및 Y2은 바람직하게는 모두 F를 나타낸다.
하기 화학식의 화합물이 특히 바람직하다:
Figure 112015084728065-pat00060
Figure 112015084728065-pat00061
[상기 식에서, R0은 상기 기재된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 1 내지 6　개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬, 특히 C2H5, n-C3H7 또는 n-C5H11을 나타낸다].
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 XVII의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00062
[상기 식에서, Y1, R1 및 R2는 상기 기재된 의미를 갖는다]. R1 및 R2는 바람직하게는, 각각 서로 독립적으로, 1 또는 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알켄일을 나타내고; Y1 및 Y2는 바람직하게는 모두 F를 나타낸다.
- 상기 매질은 하기 화학식의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00063
[상기 식에서, X0, Y1 및 Y2는 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 갖고, "알켄일"은 C2 -7-알켄일을 나타낸다].
하기 화학식의 화합물이 특히 바람직하다:
Figure 112015084728065-pat00064
[상기 식에서, R3a는 상기 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 H를 나타낸다].
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 XIX 내지 XXVIII의 테트라사이클릭 화합물을 추가로 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00065
Figure 112015084728065-pat00066
Figure 112015084728065-pat00067
[상기 식에서, Y1 -4, R0 및 X0은, 각각 서로 독립적으로, 상기 기재된 의미 중 하나를 갖는다]. X0은 바람직하게는 F, Cl, CF3, OCF3 또는 OCHF2를 나타낸다. R0은 바람직하게는 알킬, 알콕시, 옥사알킬, 플루오로알킬 또는 알켄일을 나타내고, 이들 각각은 8개 이하의 탄소 원자를 갖는다.
화학식 XIX 내지 XXVIII의 화합물에서, R0은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타낸다. X0은 바람직하게는 F 또는 OCF3, 또는 CF3을 나타낸다. Y1 및 Y2는 바람직하게는 Y1 = F 및 Y2 = H 또는 Y1 = Y2 = F를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 XIX 내지 XXVIII의 화합물은 화학식 XXV의 화합물을 포함하고, 이때 X0은 바람직하게는 F, 또한 OCF3을 나타낸다.
바람직한 혼합물은 하기 군 S-1, S-2, S-3 및 S-4로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는데, 이는 이들 화합물이 특히, 혼합물의 스메틱 상을 억제하게 하기 때문이다:
Figure 112015084728065-pat00068
.
상기 매질은 바람직하게는 화학식 N의 하나의 중성의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00069
상기 식에서,
RN1 및 RN2는, 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure 112015084728065-pat00070
,
Figure 112015084728065-pat00071
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한 할로겐으로 대체될 수 있고,
고리 AN1, AN2 및 AN3는, 각각 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌(이때 하나 또는 2개의 CH2 기는 또한, -O-로 대체될 수 있음), 또는 1,4-사이클로헥센일렌을 나타내고,
ZN1 및 ZN2는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH2CH2-, -COO-, -OCO-, -C?C-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -CH=CH-을 나타내고,
n은 0, 1 또는 2를 나타낸다.
바람직한 화학식 N의 화합물은 하기에 도시되어 있다:
Figure 112015084728065-pat00072
Figure 112015084728065-pat00073
Figure 112015084728065-pat00074
Figure 112015084728065-pat00075
상기 식에서, 알킬 및 알킬*은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 9 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고, 알켄일 및 알켄일*은, 각각 서로 독립적으로, 2 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
화학식 N의 화합물 중에서, 화학식 N-1, N-2, N-3, N-4, N-8, N-9, N-14, N-15, N-17, N-18, N-19, N-20, N-21, N-22, N-23, N-24, N-25, N-31, N-33 및 N-36의 화합물이 특히 바람직하다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 St-1 내지 St-3의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00076
[상기 식에서, R0, Y1, Y2 및 X0은 청구항 제 7 항에 기재된 의미를 나타낸다]. R0은 바람직하게는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다. X0은 바람직하게는 F, CF3 또는 OCF3을 나타낸다. Y1은 바람직하게는 F를 나타낸다. Y2는 바람직하게는 F를 나타낸다. 또한, Y1=F 및 Y2=H인 화합물이 바람직하다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 Py-1 내지 Py-5의 피리미딘 또는 피리딘 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00077
Figure 112015084728065-pat00078
[상기 식에서, R0은 바람직하게는 2 내지 5 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다]. x는 0 또는 1을 나타내고, 바람직하게는 x=1이다.
- 상기 매질은 하나 이상의 하기 화학식 Y-1, Y-2, Y-3 및 Y-4의 화합물을 포함한다:
Figure 112015084728065-pat00079
Figure 112015084728065-pat00080
[상기 식에서,
R2A는 H, 또는 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
Figure 112015084728065-pat00081
,
Figure 112015084728065-pat00082
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한 할로겐으로 대체될 수 있고,
L1 및 L2는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, CF3 또는 CHF2, 바람직하게는 각각 F를 나타내고,
Z2 및 Z2'는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF- 또는 -CH=CHCH2O-를 나타내고,
p는 0, 1 또는 2를 나타내고,
q는 0 또는 1을 나타내고,
(O)CvH2v +1은 OCvH2v +1 또는 CvH2v +1을 나타내고,
v는 1 내지 6을 나타낸다].
특히 바람직한 화학식 Y-1 내지 Y-4의 화합물이 하기에 도시되어 있다:
Figure 112015084728065-pat00083
Figure 112015084728065-pat00084
Figure 112015084728065-pat00085
Figure 112015084728065-pat00086
상기 화합물 중에서, 화학식 Y-1a, Y-1c, Y-1e, Y-1g, Y-1j, Y-1r, Y-1t, Y-2b, Y-2h, Y-2j 및 Y-3a의 화합물이 특히 바람직하다.
상기 및 하기에 주어진 화학식에서,
Figure 112015084728065-pat00087
는 바람직하게는
Figure 112015084728065-pat00088
Figure 112015084728065-pat00089
를 나타내고;
R0은 바람직하게는 2 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일을 나타내고;
X0은 바람직하게는 F, 또한 OCF3, OCH=CF2, Cl 또는 CF3을 나타낸다.
상기 명백하게 언급되지 않은 다른 메조겐성 화합물은 또한, 임의적으로 및 유리하게 본 발명에 따른 매질에 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 당업계 숙련자에게 공지된다.
본원에서 표현 "알킬" 또는 "알킬*"은 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지쇄 알킬 기, 특히 직쇄 기 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸을 포함한다. 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
본원에서 표현 "O알킬"은 직쇄 및 분지쇄 알콕시 기를 포함한다.
본원에서 표현 "알켄일" 또는 "알켄일*"은 2 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지쇄 알켄일 기, 특히 직쇄 기를 나타낸다. 바람직한 알켄일 기는 C2-C7-1E-알켄일, C4-C7-3E-알켄일, C5-C7-4-알켄일, C6-C7-5-알켄일 및 C7-6-알켄일, 특히 C2-C7-1E-알켄일, C4-C7-3E-알켄일 및 C5-C7-4-알켄일을 나타낸다. 특히 바람직한 알켄일 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-부텐일, 펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.
본원에서 표현 "플루오로알킬"은 하나 이상의 불소 원자, 바람직하게는 말단 불소를 갖는 직쇄 기, 즉, 플루오로메틸, 2-플루오로에틸, 3-플루오로프로필, 4-플루오로부틸, 5-플루오로펜틸, 6-플루오로헥실 및 7-플루오로헵틸을 포함한다. 하지만, 불소의 다른 위치가 배제되지는 않는다.
본원에서 표현 "옥사알킬" 또는 "알콕시"는 화학식 CnH2n +1-O-(CH2)m(이때 n 및 m은, 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타냄)의 직쇄 라디칼을 포함한다. m은 또한 0을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, n　=　1 및 m　=　1 내지 6 또는 m　=　0 및 n　=　1 내지 3이다.
본 발명에 따른 매질에 사용될 수 있는 전술된 화학식 및 이의 하위화학식의 개별적인 화합물은 공지되거나 공지된 화합물과 유사하게 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 75℃ 이상, 특히 바람직하게는 80℃ 이상 및 매우 특히 바람직하게는 85℃ 이상의 등명점을 갖는다.
본 발명에 따른 매질의 네마틱 상은 바람직하게는 적어도 0℃ 또는 그 미만 내지 70℃ 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 적어도 -20℃ 또는 그 미만 내지 75℃ 또는 그 초과, 매우 바람직하게는 적어도 -30℃ 또는 그 미만 내지 75℃ 또는 그 초과, 특히 적어도 -40℃ 또는 그 미만 내지 80℃ 또는 그 초과로 확장된다.
전술된 화합물의 최적의 혼합 비율은 실질적으로, 바람직한 특성, 전술된 화합물의 성분의 선택 및 존재할 수 있는 임의의 추가의 성분의 선택에 따라 달려있다.
본 발명에 따른 혼합물에서의 전술된 화학식의 화합물의 총량은 중요하지 않다. 따라서 혼합물은 다양한 특성의 최적화를 위해 하나 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 하지만, 혼합물 특성에서의 바람직한 개선에 대해 관측된 효과는, 일반적으로 전술된 화학식의 화합물의 총 농도가 높을수록 더 크다.
상기 언급된 바와 같이, ASV 디스플레이와 같은 ECB 디스플레이는, 네마틱 유전 이방성(Δε)을 갖는 액정 매질을 사용하지만, 반면에 현재까지의 TN 및 모든 통상적인 IPS 디스플레이는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질을 사용한다.
따라서, 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 관한 것이다.
1개, 2개 또는 그 이상의 화학식 I의 화합물 이외에, 양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질에 사용될 수 있는 바람직한 화합물은 하기에 기재되어 있다:
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 I, II, III, V, VI-1, VI-2, XII, XIII, XIV, XVII, XXIII, XXV의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 VI-1의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 하나 이상의 화학식 VI-2의 화합물을 포함한다;
- 전체 혼합물 중 화학식 II-XXVII의 화합물의 비율은 바람직하게는 20 내지 99중량%이다;
- 상기 매질은 바람직하게는 25 내지 80중량%, 특히 바람직하게는 30 내지 70 중량%의 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 0 내지 70중량%, 특히 바람직하게는 20 내지 60중량%의 화학식 IIa-1의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 0 내지 25중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%의 화학식 IIa-2의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 0 내지 30중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%의 화학식 IIa-3의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 0 내지 25중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 25중량%의 화학식 IIa-5의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 5 내지 40중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 30중량%의 화학식 V의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 3 내지 30중량%, 특히 바람직하게는 6 내지 25중량%의 화학식 VI-1의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 2 내지 30중량%, 특히 바람직하게는 4 내지 25중량%의 화학식 VI-2의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 2 내지 40중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 30중량%의 화학식 XII의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 1 내지 25중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 15중량%의 화학식 XIII의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 5 내지 45중량%, 특히 바람직하게는 10 내지 35중량%의 화학식 XIV의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 1 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 15중량%의 화학식 XVI의 화합물을 포함한다;
- 상기 매질은 바람직하게는 5 내지 30중량%, 특히 바람직하게는 8 내지 22 중량%의 화학식 Va(이때 X0　=　OCH=CF2)의 화합물을 포함한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 매질은 화학식 IV 내지 VIII(이때 X0은 F, OCF3, OCHF2, OCH=CF2, OCF=CF2 또는 OCF2-CF2H를 나타냄)의 화합물을 포함한다. 화학식 I의 화합물에 의한 유리한 상승적인 효과는 특히 이로운 특성을 제공한다. 특히, 화학식 VI, 또는 XI, 또는 VI 및 XI의 화합물을 포함하는 혼합물은 이의 낮은 문턱 전압을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 또한, 이러한 유형의 매질을 포함하는, 2면-평행 외부 플레이트(이들은 프레임과 함께 셀을 형성함), 상기 외부 플레이트 상에서 개별적인 픽셀을 스위칭하기 위한 집적된 비선형 소자, 및 상기 셀 내에 위치된 양의 유전 이방성 및 높은 비저항을 갖는 네마틱 액정 혼합물을 갖는 전기-광학적 디스플레이, 예컨대, TN, STN, TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, 포지티브 VA 또는 MLC 디스플레이에 관한 것이고, 전기-광학적 목적을 위한 이러한 매질의 용도에 관한 것이다. 상기 IPS 및 FFS 디스플레이는 음의 유전 이방성을 갖는 LC 혼합물 및 양의 유전 이방성을 갖는 LC 혼합물 둘 모두를 포함할 수 있다.
또한, 양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 혼합물은 포지티브 VA 제품(또한 HT-VA 제품으로도 언급됨)에 적합하다. 이들은, 평면 구동 전극 구성 및 양의 유전 이방성을 갖는 액정 매질의 호메오트로픽 배향을 갖는, 전기-광학 디스플레이를 의미한다.
양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 혼합물은 낮은 구동 전압을 갖는 TN-TFT 디스플레이 제품, 즉, 특히 바람직하게는 노트북 제품에 적합하다.
양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 혼합물은 특히, 모바일 제품 및 고-Δn TFT 제품, 예컨대, PDA, 노트북, LCD TV 및 모니터에 적합하다.
양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 혼합물은, 네마틱 상을 -20℃ 미만으로, 바람직하게는 -30℃ 미만, 특히 바람직하게는 -40℃ 미만으로, 등명점을 70℃ 이상, 바람직하게는 74℃ 이상으로 유지하고, 동시에 120　mPa·s 이하, 특히 60　mPa·s의 회전 점도 γ1이 달성되게 하여, 빠른 응답 시간을 갖는 우수한 MLC 디스플레이가 달성될 수 있게 한다.
양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 혼합물의 유전 이방성 Δε은 바람직하게는 +3 이상, 특히 바람직하게는 +4 이상이다. 또한, 상기 혼합물은 낮은 동작 전압을 특징으로한다. 본 발명에 따른 액정 혼합물의 문턱 전압은 바람직하게는 2.5　V 이하, 특히 2.2　V 이하이다.
양의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 혼합물의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.08 이상, 특히 0.10 이상이다.
본 발명에 따른 혼합물이 IPS 또는 FFS 제품에 사용되는 경우, 양의 유전 이방성을 갖는 혼합물은 바람직하게는 3 내지 20의 유전 이방성 값 및 0.07 내지 0.13의 광학 이방성 값을 갖는다.
하지만, 동일하게 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 또한 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질에 관한 것이다.
1개, 2개 또는 그 이상의 화학식 I의 화합물 외에, 음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질에서 사용될 수 있는 바람직한 화합물은 하기에 기재되어 있다:
- 상기 매질은 바람직하게는, 화학식 CC-n-V 및 CC-n-Vm의 화합물의 군, 바람직하게는 화학식 CC-3-V, CC-3-V1, CC-4-V 및 CC-5-V의 화합물, 특히 바람직하게는 화학식 CC-3-V, CC-3-V1 및 CC-4-V의 화합물, 매우 특히 바람직하게는 화학식 CC-3-V의 화합물, 및 임의적으로 추가로 화학식 CC-4-V 및/또는 CC-3-V1의 화합물로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 II의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 PP-1-2V1의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 CY-3-O2, CY-3-O4, CY-5-O2 및 CY-5-O4의 화합물의 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 Y-1의 화합물, 바람직하게는 화학식 Y-1c의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 CCY-n-Om의 화합물, 바람직하게는 화학식 CCY-3-O2, CCY-2-O2, CCY-3-O1, CCY-3-O3, CCY-4-O2, CCY-3-O2 및 CCY-5-O2의 화합물의 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 Y-1의 화합물, 바람직하게는 화학식 Y-1e 및 Y-1d의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 CPY-2-O2, CPY-3-O2, CPY-4-O2 및 CPY-5-O2의 화합물의 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 Y-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 Y-2b의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 PY-3-O2, PY-1-O4 및 PY-4-O2의 화합물의 군으로부터 선택되는, 하나 이상의 화학식 Y-2h의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 PYP-2-3 및 PYP-2-4의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 Y-3의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는, 화학식 CLY-2-O4, CLY-3-O2 및 CLY-3-O3의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 Y-4의 화합물, 바람직하게는 화학식 CLY-n-Om의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 화학식 II 및 Y-1 내지 Y-4의 화합물을 혼합물 전체 중 20 내지 99중량%의 양으로 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 10 중량% 이상 60 중량% 이하, 바람직하게는 15 중량% 이상 50 중량% 이하, 특히 바람직하게는 20 중량% 이상 45 중량% 이하의 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 45 중량% 이상 80 중량% 이하의 화학식 Y-1 내지 Y-4의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 화학식 Y-1의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 화학식 Y-2의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 10 중량% 이상 40 중량% 이하의 화학식 Y-3의 화합물을 포함한다,
- 상기 매질은 바람직하게는 0 중량% 이상 40 중량% 이하의 화학식 Y-4의 화합물을 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질은 중간 내지 낮은 범위의 광학 이방성 값으로 특징지어진다. 복굴절률 값은 바람직하게는 0.065 이상 내지 0.140 이하의 범위, 특히 바람직하게는 0.090 이상 내지 0.130 이하의 범위, 및 매우 특히 바람직하게는 0.095 이상 내지 0.120 이하의 범위이다.
이 실시양태에서, 음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질은, 바람직하게는 2.7 이상 내지 6.0 이하, 바람직하게는 5.0 이하, 바람직하게는 2.9 이상 내지 5.0 이하, 바람직하게는 3.0 이상 내지 4.5 이하 및 매우 특히 바람직하게는 3.5 이상 내지 4.3 이하의 범위의, 상대적으로 높은 유전 이방성(│Δε│)의 모듈러스 값을 갖는다.
음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질은 문턱 전압(V0)에 대해, 1.7 V 이상 내지 2.5 V 이하, 바람직하게는 1.8 V 이상 내지 2.4 V 이하, 특히 바람직하게는 1.9 V 이상 내지 2.3 V 이하 및 매우 특히 바람직하게는 1.95 V 이상 내지 2.1 V 이하의 범위의 상대적으로 낮은 값을 갖는다.
음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 혼합물은 모든 VA-TFT 제품, 예컨대, VAN, MVA, (S)-PVA 및 ASV에 적합하다. 또한 이들은 음의 Δε를 갖는 IPS(평면 스위칭), FFS(프린지 필드 스위칭) 및 PALC 제품에 적합하다.
따라서, 본 발명은 또한 VA 또는 ECB 효과에 기초한 전기-광학 디스플레이, 특히 능동-매트릭스 어드레싱 디바이스에 의해 어드레싱되는 것들에 관한 것이다.
본 발명에 따른 성분의 혼합물의 적합한 선택을 통해, 다른 유리한 특성을 보유하면서 또한 더 높은 문턱 전압에서 더 높은 등명점(예컨대 100℃ 초과)을 달성하거나 더 낮은 문턱 전압에서 더 낮은 등명점을 달성하는 것이 또한 가능함은 물론이다. 상응하게 단지 약간 증가한 점도에서, 마찬가지로 더 큰 절대 Δε 값 및 따라서 낮은 문턱 전압을 갖는 혼합물을 수득하는 것이 가능하다.
편광판, 전극 기재 플레이트 및 표면-처리된 전극으로부터의 본 발명에 따른 MLC 디스플레이의 구성은 이러한 유형의 디스플레이에 대해 통상적인 디자인에 상응한다. 용어 "통상적인 디자인"은 본원에서 광범위한 것이고, 또한, 특히 폴리-Si TFT 또는 MIM 기반의 매트릭스 디스플레이 요소를 비롯한 MLC 디스플레이의 모든 유도체 및 변형물을 포함한다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은, 예컨대 하나 이상의 화학식 I의 화합물과 하나 이상의 추가의 메조겐성 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 중합성 화합물과 혼합하여 통상적인 방법으로 제조된다.
일반적으로, 소량으로 사용되는 성분의 바람직한 양은, 유리하게는 승온에서, 주된 성분을 구성하는 성분 중에 용해된다. 또한, 유기 용매, 예컨대 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올 중의 성분의 용액을 혼합하고, 철저히 혼합시킨 후, 용매를 예컨대 증류로 다시 제거하는 것이 가능하다.
유전체는 또한, 당업계 숙련자에게 공지되고 문헌에 기술된 추가의 첨가제, 예컨대, UV 안정화제, 예컨대 시바 케미칼즈(Ciba Chemicals)로부터의 티누빈®, 티누빈®770, 항산화제, 자유-라디칼 스캐빈저, 나노입자 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 0 내지 15%의 다색성 염료 또는 키랄 도판트가 첨가될 수 있다. 적합한 안정화제 및 도판트는 하기 표 C 및 D에 언급되어 있다.
중합성 화합물, 소위 "반응성 메조겐"은 또한, 본 발명에 따른 혼합물에 추가적으로 첨가될 수 있다. 바람직한 중합성 화합물은 표 E에 나열되어 있다.
본 발명을 위해, "≤"는 "이하", 바람직하게는 "미만"을 의미하고, "≥"는 "이상", 바람직하게는 "초과"를 의미한다.
본 발명의 경우,
Figure 112015084728065-pat00090
는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
Figure 112015084728065-pat00091
는 1,4-페닐렌을 나타낸다.
본 발명에서, 용어 "유전적으로 양성인 화합물"은 1.5 ＜ Δε을 갖는 화합물을 의미하고, 용어 "유전적으로 중성인 화합물"은 -1.5 ≤ Δε ≤ 1.5인 것들을 의미하고, 용어 "유전적으로 음성인 화합물"은 Δε < -1.5인 것들을 의미한다. 본원에서, 화합물의 유전 이방성은, 액정 호스트에 10%의 화합물을 용해시키고, 생성된 혼합물의 전기용량을, 각각의 경우 1 kHz에서 호메오트로픽 및 균질한 표면 배향을 갖는 셀 두께 20 ㎛의 하나 이상의 시험용 셀에서 측정함으로써 결정된다. 전압 측정치는 전형적으로 0.5 V 내지 1.0 V이지만, 검사한 각각의 액정 혼합물의 전기용량 문턱 값보다 항상 더 낮다.
유전적으로 양성인 화합물 및 유전적으로 중성인 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 ZLI-4792이고, 유전적으로 음인 화합물에 사용되는 것은 ZLI-2857이며, 이들 둘 다 독일 소재의 메르크 카게아아(Merck KGaA)로부터의 것이다. 검사할 각각의 화합물에 대한 값은, 검사할 화합물을 첨가한 후 호스트 혼합물의 유전 상수를 변화시키고 사용된 화합물 100%로 외삽하여 얻어진다. 검사할 화합물을 10%의 양으로 호스트 혼합물에 용해시킨다. 이러한 목적에 대해 물질의 용해도가 너무 낮은 경우, 원하는 온도에서 검사가 수행될 수 있을 때까지 농도를 단계적으로 반감시킨다.
본 발명의 목적을 위해, 모든 농도는 달리 명시되지 않는 한 중량%로 나타내고, 달리 명시되지 않는 한 상응하는 혼합물 또는 혼합물 성분에 관한 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에 나타낸 모든 온도 값, 예컨대 융점 T(C,N), 스멕틱(S)으로부터 네마틱(N)으로의 상 전이 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨(℃)로 나타내고, 모든 온도차는 상응하게 차이 도(° 또는 도)로 나타낸다.
본 발명에서, 용어 "문턱 전압"은 달리 명시되지 않는 한, 프레데릭스 문턱 값(Freedericks threshold)으로도 공지된 전기용량 문턱 값(V0)에 관한 것이다.
모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 또한 측정되었으며, 각각의 경우 달리 명시되지 않는 한, 20℃의 온도에 적용되고, Δn은 589 nm에서, Δε은 1 kHz에서 측정된다.
달리 나타내지 않는 한, 사용되는 액정 혼합물에 키랄 도판트는 첨가되지 않지만, 액정 혼합물은 이러한 유형의 도핑이 필요한 용도에도 특히 적합하다.
VHR은 메르크 재팬(Merck Japan)에서 제조된 시험용 셀에서 측정된다. 측정용 셀은 소다 석회 유리로부터 제조되는 기재를 갖고, 서로 직교하여 러빙된 층 두께 50 nm의 폴리이미드 배향층(일본 소재의 재팬 신써틱 러버(Japan Synthetic Rubber)로부터의 AL-3046)으로 설계된다. 층 두께는 균일하게 6.0 ㎛이다. 투명한 ITO 전극의 면적은 1 cm2이다.
VHR은 독일 소재의 오트로닉 멜처스(Autronic Melchers)로부터 상업적으로 입수가능한 기기에서 20℃에서(VHR20) 및 100℃ 오븐에서(VHR100) 5분 후에 측정된다. 사용되는 전압은 60 Hz의 주파수를 갖는다.
VHR 측정치의 정확도는 각각의 VHR 값에 의존한다. 값이 감소함에 따라 정확도는 떨어진다. 다양한 크기 범위의 값에서 일반적으로 관찰되는 편차를 크기 순서로 하기 표에 나타낸다.
Figure 112015084728065-pat00092

UV 조사에 대한 안정성은 독일 소재의 헤레우스(Heraeus)로부터의 상업적 기기인 "선테스트 CPS(Suntest CPS)"에서 검사한다. 밀봉된 시험용 셀을 추가의 가열 없이 2.0시간 동안 조사시킨다. 300 내지 800 nm 파장 범위에서의 조사 파워는 765 W/m2V이다.
VHR 외에 액정 혼합물의 전도성을 특징지을 수 있는 추가의 특징적인 수량은 이온 밀도이다. 이온 밀도 값이 높으면 종종 잔상 및 깜빡거림과 같은 디스플레이 결함이 초래된다. 이온 밀도는 바람직하게는 메르크 재팬사에서 제조된 시험용 셀에서 측정된다. 상기 시험용 셀은 소다 석회 유리제 기재를 갖고, 폴리이미드층 두께가 40 nm인 폴리이미드 배향층(일본 소재의 재팬 신써틱 러버로부터의 AL-3046)을 사용하여 설계된다. 액정 혼합물의 층 두께는 균일하게 5.8 ㎛이다. 가드 링이 추가로 장착되어 있는 원형의 투명 ITO 전극의 면적은 1　cm2이다. 측정 방법의 정확도는 약 ± 15%이다. 상기 셀은 관련 액정 혼합물로 충전하기 전에 120℃의 오븐에서 하룻밤 건조된다.
이온 밀도는 일본 소재의 도요(TOYO)사로부터 상업적으로 입수 가능한 기기를 사용하여 측정된다. 측정 방법은 본질적으로 문헌[M. Inoue, "Recent Measurement of Liquid Crystal Material Characteristics", Proceedings IDW 2006, LCT-7-1,647]에 기재된 바와 같은 순환 전압측정법과 유사한 측정 방법이다. 이러한 방법에서, 인가된 직류 전압은 사전에 규정된 삼각 프로파일에 따라 양의 최대치와 음의 최대치 사이에서 변화된다. 따라서, 상기 프로파일을 통한 완전한 실행은 하나의 측정 사이클을 형성한다. 인가된 전압이, 전계 내의 이온이 각각의 전극으로 이동할 수 있을 정도로 충분히 큰 경우, 이온의 방전으로 인해 이온 전류가 형성된다. 이때 이동되는 전하의 양은 전형적으로 수 pC 내지 수 nC의 범위이다. 이 때문에 고도로 민감한 검출이 필요하며, 이는 전술한 기기에 의해 확보된다. 결과는 전류/전압 곡선에 나타내진다. 여기서 이온 전류는 액정 혼합물의 문턱 전압보다 더 작은 전압에서 피크가 발생하는 것으로부터 분명하다. 피크 면적을 적분하면 검사한 혼합물의 이온 밀도 값이 구해진다. 혼합물마다 4개의 시험용 셀을 측정한다. 삼각 전압의 반복 주파수는 0.033 Hz이고, 측정 온도는 60℃이고, 최대 전압은 관련 혼합물의 유전 이방성 크기에 따라 ± 3 V 내지 ± 10　V이다.
회전 점도는 회전 영구 자석법을 사용하여 측정되고, 유동 점도는 변형된 우벨로드(Ubbelohde) 점도계로 측정된다. 액정 혼합물 ZLI-2293, ZLI-4792 및 MLC-6608(모두 독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아아로부터의 제품임)의 경우, 20℃에서 측정된 회전 점도 값은 각각 161 mPa·s, 133 mPa·s 및 186 mPa·s이고, 유동 점도 값(υ)은 각각 21 mm2·s-1, 14 mm2·s-1 및 27 mm2·s-1이다.
달리 명시되지 않는 한, 하기 기호가 사용된다:
V0은 20℃에서의 문턱 전압(전기용량적)[V]을 나타내고,
ne는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 이상 굴절률이고,
no는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 정상 굴절률이고,
Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 이방성이고,
ε⊥은 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 수직인 유전 감수율이고,
ε∥은 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 평행한 유전 감수율이고,
Δε은 20℃ 및 1 kHZ에서의 유전 이방성이고,
cl.p. 또는 T(N,I)는 등명점[℃]이고,
υ는 20℃에서 측정된 유동 점도[mm2·s-1]이고,
γ1은 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa·s]이고,
K1은 20℃에서의 탄성 계수("스플레이(splay)" 변형)[pN]이고,
K2는 20℃에서의 탄성 계수("비틀림(twist)" 변형)[pN]이고,
K3은 20℃에서의 탄성 계수("굽힘(bend)" 변형)[pN]이고,
LTS는 시험용 셀에서 측정된 상의 저온 안정성이고,
VHR은 전압 보유율이다.
하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 바람직하게 사용되는 화합물을 갖는 바람직한 혼합물 개념과 이들의 각각의 농도 및 이들의 서로의 조합을 당업자에게 보여준다. 또한, 실시예는 허용 가능한 특성 및 특성들의 조합을 예시해준다.
하기 본 발명 및 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 두문자어에 의해 기재되고, 화학식으로의 전환은 표 A에 따라 발생한다. 모든 라디칼 CnH2n +1 및 CmH2m +1은 각각 n 및 m 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고; n, m 및 k는 정수이고, 바람직하게는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12를 나타낸다. 표 B에서의 코딩은 자명하다. 표 A는, 모 구조에 대한 두문자어 만이 기재되어 있다. 개별적인 경우, 모 구조에 대한 두문자어에 이어 치환체 R1 *, R2 *, L1 * 및 L2 *에 대한 코드가 대시로 분리되어 뒤따른다:
Figure 112015084728065-pat00093
바람직한 혼합물 성분이 표 A 및 B에 도시되어 있다.
표 A
Figure 112015084728065-pat00094
Figure 112015084728065-pat00095
Figure 112015084728065-pat00096
표 B
(n, m, l = 1-15; (O)CnH2n +1은 CnH2n +1 또는 OCnH2n +1을 나타낸다)
Figure 112015084728065-pat00097
Figure 112015084728065-pat00098
Figure 112015084728065-pat00099
Figure 112015084728065-pat00100
Figure 112015084728065-pat00101
Figure 112015084728065-pat00102
Figure 112015084728065-pat00103
Figure 112015084728065-pat00104
Figure 112015084728065-pat00105
Figure 112015084728065-pat00106
화학식 I의 화합물 외에, 표 B로부터의 1개, 2개, 3개, 4개 이상의 화합물을 포함하는 액정 혼합물이 특히 바람직하다.
표 C
표 C는 일반적으로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가되는 가능한 도판트를 기재한다. 혼합물은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5중량% 및 특히 바람직하게는 0.01 내지 3중량%의 도판트를 포함한다.
Figure 112015084728065-pat00107
Figure 112015084728065-pat00108
표 D
예컨대 본 발명에 따른 혼합물에 0 내지 10중량%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제는 하기에 기재되어 있다.
Figure 112015084728065-pat00109
Figure 112015084728065-pat00110
Figure 112015084728065-pat00111
Figure 112015084728065-pat00112
Figure 112015084728065-pat00113
표 E
표 E는 바람직하게는 반응성 메조겐 화합물로서의 본 발명에 따른 LC 매질에 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 보여준다. 본 발명에 따른 혼합물이 하나 이상의 반응성 화합물을 포함하는 경우, 이들은 바람직하게는 0.01 내지 5중량%의 양으로 사용된다. 중합을 위해 개시제 또는 2개 이상의 개시제의 혼합물이 가해지는 것이 필요할 수 있다. 개시제 또는 개시제 혼합물은 혼합물을 기준으로 바람직하게는 0.001 내지 2중량%의 양으로 첨가된다. 적합한 개시제는, 예컨대, 이르가큐어(Irgacure)(바스프) 또는 이르가녹스(Irganox)(바스프)이다.
Figure 112015084728065-pat00114
Figure 112015084728065-pat00115
Figure 112015084728065-pat00116
Figure 112015084728065-pat00117
Figure 112015084728065-pat00118
Figure 112015084728065-pat00119
Figure 112015084728065-pat00120
Figure 112015084728065-pat00121
Figure 112015084728065-pat00122
Figure 112015084728065-pat00123
Figure 112015084728065-pat00124
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 혼합물은, 바람직하게는 화학식 RM-1 내지 RM-83의 중합성 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 중합성 화합물을 포함한다. 이러한 유형의 매질은 특히 PS-VA, PS-FFS 및 PS-IPS 제품에 적합하다. 표 E에 기재된 반응성 메조겐 중에서, 화합물 RM-1, RM-2, RM-3, RM-4, RM-5, RM-11, RM-17, RM-35, RM-41, RM-61 및 RM-80이 특히 바람직하다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 설명하기 위한 것이다.
합성 실시예
"통상적인 후처리"는 하기를 의미한다: 필요하다면 물을 가하고, 혼합물을 메틸렌 클로라이드, 다이에틸 에터, 메틸 3급-부틸 에터(MTBE) 또는 톨루엔으로 추출하고, 상을 분리하고, 유기 상을 건조시키고 증발시키고, 생성물을 감압 하에 증류 또는 결정화 및/또는 크로마토그래피로 정제함.
2-에틸데칸다이오산 비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 에스터 (1)의 합성
Figure 112015084728065-pat00125
1) 2-에톡시카본일-2-에틸데칸다이오산 다이에틸 에스터 A의 합성
Figure 112015084728065-pat00126
먼저 194.0 ml(1.035 mol)의 다이에틸 말로네이트를 775.0 ml의 테트라하이드로퓨란(THF)으로 도입하고, 497.7 ml(0.995 mol)의 리튬 다이이소프로필아미드를 실온(RT)에서 적가하였다. 첨가 중에, 반응 용액을 45℃로 가온시켰다. 이를 30℃로 냉각시키고, 515.0 ml의 THF 중에 용해된 200.0 g(796.3 mmol)의 8-브로모옥탄산 에틸 에스터를 적가하였다. 반응 혼합물을 이어서 60℃로 가온시키고, 56 시간 동안 교반시켰다. 이를 실온으로 냉각시키고, 물을 조심스럽게 가하고, 희석 염산을 사용하여 혼합물을 이어서 조심스럽게 중화시켰다. 반응 생성물을 메틸 3급-부틸 에터(MTB 에터)로 추출하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 증발시켰다. 형성된 조질 생성물을 추가의 정제 없이 추가로 직접 반응시켰다.
2) 2-카복시-2-에틸데칸다이오산 B의 합성
Figure 112015084728065-pat00127
358.0 g(676.1 mmol, 67%)의 카복실산 에스터 조질 생성물 A를 2300 ml의 에탄올 중에 용해시키고, 363.0 ml(3.92 mol, 32%)의 나트륨 하이드록사이드 용액을 가하였다. 반응 혼합물을 16시간 동안 환류 하에 교반시켰다. 반응이 완료된 후, 반응 혼합물(침전물 형성)을 물로 천천히 처리하고(침전물이 용해됨), 10% HCl을 사용하여 pH = 1로 조심스럽게 산성화시켰다. 반응 생성물을 MTB 에터로 추출하였다. 합친 유기 상을 증발시키고, 여전히 존재하는 물을 톨루엔으로 공비증류하여 분리하였다. 형성된 조질 생성물을 추가의 정제 없이 다음 합성 단계에서 사용하였다.
3) 2-에틸데칸다이오산 C의 합성
Figure 112015084728065-pat00128
242.0 g(68.3%, 602.5 mmol)의 카복실산 B를 오일 펌프 진공(12 mbar) 하에 증류 브릿지 및 수용기(receiver)를 갖는 환저 플라스크 내에서 용매 없이 250℃의 배쓰 온도로 천천히 가열하였다. 160℃로부터, 상기 오일 펌프 진공을 약 70 mbar로 낮추고(CO2의 제거), 용이하게 휘발성인 성분을 수용기 내로 증류하였다. 가스 발생이 완료된 후, 진공을 15 mbar로 다시 올렸다. 형성된 조질 생성물을 이어서 0.4 내지 0.5 mbar에서 및 192 내지 198℃의 상부(top) 온도에서 증류시켰다. 수득된 증류액을 이어서 100　ml의 에탄올 및 100 ml의 나트륨 하이드록사이드　용액(32%) 중에 용해시키고, 40℃에서 4시간 동안 교반시켰다(여기서 모노에스터 잔기가 절단됨). 에탄올을 이어서 진공 중에 증류시켜 분리해내고, 잔사를 물과 혼합시키고, 400 ml의 HCl(10%)을 사용하여 조심스럽게 산성화시켰다. 반응 생성물을 MTB 에터로 추출하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 증발시키고, 97.1%의 순도의 105 g의 생성물을 제공하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 합성 단계에서 사용하였다.
1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ= 0.93 ppm (t, 7.45 Hz, 3 H, CH3), 1.30 (s, 8 H, CH2), 1.72 - 1.42 (m, 6 H, CH2), 2.28 (mc, 1 H, CHtert(O)OH), 2.35 (t, 7.4 Hz, 2 H, CH 2 C(O)OH), 10.73 (s(broad), 2 H, C(O)OH).
4) 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일-1-옥실)-2-에틸-데칸다이오산 E의 합성
Figure 112015084728065-pat00129
108.9 g(457.8 mmol)의 카복실산 C, 236.5 g(1.373 mol)의 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실(자유 라디칼) 및 5.59 g의 4-(다이메틸아미노)피리딘을 700 ml의 다이클로로메탄 중에 용해시키고, 2℃ 내지 5℃로 냉각시켰다. 300 ml의 다이클로로메탄 중의 N,N'-다이클로로헥실카보다이이미드의 297.5 g(1.442 mol)의 용액을 이어서 적가하였다. 냉각 배쓰를 이어서 제거하고, 반응 혼합물을 실온(RT)에서 16 시간 동안 교반시켰다. 반응이 완료된 후, 86.6 g(686.8 mmol)의 옥살산 다이하이드레이트를 천천히 가하고, 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응 혼합물을 프릿을 통해 흡인 여과시키고, 다이클로로메탄(DCM)/MTB 에터(9:1)를 이용하여 4 l의 실리카 겔을 통해 직접 여과시켰다. 수득된 반응 생성물을 교반시키면서, 잘 탈기된 아세토나이트릴/물(4:1)로 +3℃에서 2회 재결정화시키고, 133 g의 생성물을 99.8%의 순도(HPLC)로 수득하였다.
MS (EI) 539.5 [M+H+]
5) 2-에틸데칸다이오산 비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 에스터 1의 합성
Figure 112015084728065-pat00130
133.0 g(246.4 mmol)의 자유 라디칼 E를 1.33 l의 테트라하이드로퓨란 중에 용해시키고, 5 bar의 수소 압력 하에서, 50℃에서 83.8 시간 동안 33.0 g의 스폰지 니켈 촉매(워터리(watery), 존슨-매티(Johnson-Matthey))를 사용하여 아민으로 환원시켰다. 수득된 조질 생성물을 탈기된 헵탄(1:10)으로 -10℃에서 재결정화시켰다. 수득된 생성물을 이어서, MTB 에터(잔여 자유 라디칼의 제거) 및 MTB 에터/에탄올(1:1)를 이용하여 1 l의 실리카 겔을 통해 여과시켰다. 수득된 생성물을 헵탄(1:10)으로부터 -10℃에서 재결정화시키고, 흡인 여과해내고, 83.2 g의 바람직한 생성물을 백색 고체로서 99.5% 초과의 순도(HPLC 및 GC)로 수득하였다.
1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ= 0.89 ppm (t (중첩됨), 7.46 Hz, 5 H, CH3, 2 x NH), 1.20 - 1.07 (2　x s (중첩됨), 16 H, CH3, CH2), 1.36 - 1.2 (2 x s (중첩됨), 20 H, CH3, CH2), 1.54 - 1.38 (m, 2 H), 1.65 - 1.54 (mc, 4 H), 1.91 (dd, 12.8, 4.08 Hz, 4 H), 2.21 (mc, 1 H, CHC(O)O), 2.27 (t, 7.46 Hz, 2H, CH 2 C(O)O), 5.21 (mc, 2 H, CHOC(O)).
하기 화합물이 유사하게 제조될 수 있다:
Figure 112015084728065-pat00131
혼합물 실시예
하기 혼합물 M1 내지 M3을 제조하였다.
실시예 M1
Figure 112015084728065-pat00132
실시예 M2
Figure 112015084728065-pat00133
실시예 M3
Figure 112015084728065-pat00134
전압 보유율- 광 안정성( 태양광 )
먼저, 화합물 티누빈®770의 기재된 양이 첨가된 상기 혼합물의 추가의 샘플, 및 실시예 1로부터의 화합물 1의 기재된 양이 첨가된 추가의 샘플의, 개별적인 시험 혼합물 자체의 전압 보유율의 안정성은 1 V 및 60 Hz(VHR (초기))에서 100℃에서 5분 후에 측정된다. 수득된 혼합물을, 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평한 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 이의 광 안정성(태양광)에 대해 조사하였다. 태양광 안정성의 함수로서의 VHR을 측정하기 위해, 태양광의 파장 스펙트럼을 방출하는 램프를 사용하였다. 상기 시험은 20℃에서 수행하고, 조사 기간은 30 분에 해당되었다. 전압 보유율을 5 분 후에 100℃의 온도, 1 V 및 60 Hz(VHR (태양광))에서 측정하였다. 결과를 하기 표에 요약하였다. 다른 측정 조건에 대해서는 표를 참조한다.
혼합물 M1
Figure 112015084728065-pat00135
혼합물 M2
Figure 112015084728065-pat00136
혼합물 M3 (실온, 10 Hz)
Figure 112015084728065-pat00137
혼합물 M3
Figure 112015084728065-pat00138
VHR - 광 안정성( 백라이팅 )
먼저, 화합물 티누빈®770의 기재된 양이 첨가된 상기 혼합물의 추가의 샘플, 및 실시예 1로부터의 화합물 1의 기재된 양이 첨가된 추가의 샘플의, 개별적인 시험 혼합물 자체의 전압 보유율의 안정성은 1 V 및 60 Hz(VHR (0 시간))에서 100℃에서 5분 후에 측정된다. 수득된 혼합물을, 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평한 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 이의 광 안정성(백라이팅)에 대해 조사하였다. 백라이팅과 관련된 광 안정성의 함수로서의 VHR을 측정하기 위해, 상업적으로 입수가능한 백라이팅 유닛을 가진 밀봉된 시험 셀을 시험하였다. 조사 기간은 최대 1000 시간에 해당되었다. 시간 간격을 기재한 후, 각 경우 전압 보유율을 5 분 후에 100℃의 온도, 1 V 및 60 Hz에서 측정하였다. 결과를 하기 표에 요약하였다:
Figure 112015084728065-pat00139
VHR - 열 안정성
먼저, 화합물 티누빈®770의 기재된 양이 첨가된 상기 혼합물의 추가의 샘플, 및 실시예 1로부터의 화합물 1의 기재된 양이 첨가된 추가의 샘플의, 개별적인 시험 혼합물 M1 자체의 전압 보유율의 안정성은 1 V 및 60 Hz(초기)에서 100℃에서 5분 후에 측정된다. 수득된 혼합물을 평면 정렬용 정렬 물질 및 편평한 ITO 전극을 갖는 시험 셀 내에서 이의 열 안정성에 대해 조사하였다. 열 안정성의 함수로서의 VHR을 측정하기 위해, 밀폐된 시험 셀을 통상의 실험실 가열 캐비닛 내에서 100℃에서 120 시간 동안 저장하고, 전압 보유율을 각 경우 5 분 후에 100℃의 온도, 1 V 및 60 Hz(VHR (가열, 120 h))에서 측정하였다. 결과를 하기 표에 요약하였다:
혼합물 M1
Figure 112015084728065-pat00140
저온 안정성
5 ml 글래스 용기를 1 g의 각각의 시험 혼합물 M1 내지 M3으로 채우고, 온도 챔버 내에서 다양한 온도에서 저장하였다. 샘플을 상 안정성에 대해 매일 조사하였다.
결과를 하기 표에 요약하였다:
Figure 112015084728065-pat00141

Claims (13)

  1. 하기 화학식 I의 화합물:
    Figure 112022092775536-pat00159

    상기 식에서,
    X1 및 X2는, 각각 서로 독립적으로, -O-, -(CO)-O-, -O-(CO)-, 또는 -O-(CO)-O-를 나타내고,
    Sp는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬렌, 사이클로알킬렌, 사이클로알킬알킬렌 또는 알킬사이클로알킬렌을 나타내고, 이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있고,
    R은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬 또는 알킬사이클로알킬을 나타내고, 이때 이들 기 내의 하나 이상의 -CH2- 기는, 분자 내에서 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-로 대체될 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식 IA 내지 IE의 화합물로부터 선택되는 화학식 I의 화합물:
    Figure 112022092775536-pat00160

    상기 식에서, X1, X2 및 Sp는 제 1 항에 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하기 화학식 IA-1 내지 IE-1 및 IA-2 내지 IE-2의 화합물로부터 선택되는 화학식 I의 화합물:
    Figure 112022092775536-pat00161

    Figure 112022092775536-pat00162

    상기 식에서, Sp는 제 1 항에 기재된 의미 중 하나를 갖는다.
  4. 제 1 항에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하는 매질.
  5. 제 1 항에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상을 1 ppm 내지 5,000 ppm 범위의 농도로 포함하는 매질.
  6. 제 4 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 포함하는 매질:
    Figure 112022092775536-pat00163

    상기 식에서,
    A는 1,4-페닐렌 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌을 나타내고,
    a는 0 또는 1을 나타내고,
    R3은 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 나타내고,
    R4는 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼(이때 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
    Figure 112022092775536-pat00164
    ,
    Figure 112022092775536-pat00165
    , -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한, 할로겐으로 대체될 수 있다), 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 2 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 알켄일을 나타낸다.
  7. 제 4 항에 있어서,
    하나 이상의 하기 화학식 D1, D2, D3, D4 및/또는 D5의 화합물을 포함하는 매질:
    Figure 112022092775536-pat00166

    Figure 112022092775536-pat00167

    상기 식에서,
    R0는 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
    Figure 112022092775536-pat00168
    ,
    Figure 112022092775536-pat00169
    , -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한 할로겐으로 대체될 수 있고,
    X0은, F, Cl, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알킬 또는 알콕시 라디칼, 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 단일- 또는 다중플루오르화된 알켄일 또는 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
    Y1-2는, 각각 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
  8. 제 4 항에 있어서,
    하기 화학식 Y-1, Y-2, Y-3 및 Y-4의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 매질:
    Figure 112022092775536-pat00170

    Figure 112022092775536-pat00171

    상기 식에서,
    R2A는 H, 또는 1 내지 15　개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고, 이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH2 기는 또한, 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF2O-, -CH=CH-,
    Figure 112022092775536-pat00172
    ,
    Figure 112022092775536-pat00173
    , -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한 할로겐으로 대체될 수 있고,
    L1 및 L2는, 각각 서로 독립적으로, F, Cl, CF3 또는 CHF2를 나타내고,
    Z2 및 Z2'는, 각각 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF- 또는 -CH=CHCH2O-를 나타내고,
    p는 0, 1 또는 2를 나타내고,
    q는 0 또는 1을 나타내고,
    (O)CvH2v+1은 OCvH2v+1 또는 CvH2v+1을 나타내고,
    v는 1 내지 6을 나타낸다.
  9. 제 4 항에 있어서,
    하기 화학식 IIa-1의 화합물을 포함하는 매질:
    Figure 112022092775536-pat00174
    .
  10. 제 4 항에 있어서,
    하나 이상의 중합성 화합물을 추가로 포함하는 매질.
  11. 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 하나 이상의 추가의 메조겐성 화합물, 및 임의적으로 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 중합성 화합물과 혼합시키는 것을 특징으로 하는, 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 매질의 제조 방법.
  12. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기-광학적 목적으로 사용하기 위한 매질.
  13. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 매질을 포함하는 전기-광학적 액정 디스플레이.
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