KR19990028275A - 액정 디스플레이 소자용 액정 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

액정 디스플레이 소자용 액정 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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스스무 고야마
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고토 슈기치
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Abstract

본 발명은 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 액정 화합물을 1종 이상 포함하며, 액정 조성물중 상기 액정 화합물중의 탄소 원자 총수의 평균치가 5 이상인 액정 조성물에 관한 것이다. 통상적인 액정 디스플레이 보다 전압 보유비가 더 높은 액정 디스플레이 (특히, AM-LCD)를 실현시킬 수 있다.

Description

액정 디스플레이 소자용 액정 조성물 및 이의 제조 방법
가변성 레지스터 또는 다이오드와 같은 비-선형 2개 말단 장치, 및 박막 트랜지스터 (TFT)와 같은 비-선형 3개 말단 장치로 전형화된 스위칭 장치로서 집적 비-선형 장치를 갖는 능동식 매트릭스 디스플레이 (AM-LCD)에 있어서, 트위스트된 네마틱 방식, 게스트-호스트 방식, 슈퍼 트위스트된 네마틱 방식, 및 SBE (Super Birefringence Effect) 방식과 같은 수동식 방식의 통상된 디스플레이와 비교하여 전압 보유비가 높은 액정 조성물이 요구된다. 전압 보유비가 낮은 AM-LCD는 점적, 흐림, 및 콘트라스트 저하와 같은 현상을 일으키기 때문에, 고품질의 디스플레이를 제공할 수 없다. 그외에, AM-LCD를 사용하는 환경하에서 전압 보유비의 저하는 다른 문제를 일으킨다.
수많은 경우에 있어서, 디스플레이용으로 사용되는, 단독 화합물로서, 액정 물질이 액정상의 온도 범위, 점도, 광학 비등방성, 유전 비등방성, 탄성 상수 (K11, K22, K23), 구동 전압, 화학적 및 물리적 안정성 및 이들의 장기간 안정성, 소모 전류, 비저항, 전압 보유비, 및 여러가지 디스플레이를 만족시키는 이들 인자의 온도 의존성과 같은 특성의 다양한 요구조건을 만족시키지 못하기 때문에, 다수의 화합물의 혼합물 (이후, 때때로, 액정 조성물로 언급됨)이 일반적으로 사용된다.
지금까지, 디스플레이용으로 사용되는 액정 화합물의 화학 구조는 통상적으로 막대상이며, 상기 화학 구조를 대충 말단기 영역, 환 구조 영역, 및 환을 다른 환에 연결하는 결합기 영역으로 나눌수 있다는 것은 공지되어 있다. 환 결합기 영역은 때때로 측면 치환체를 가질 수 있다.
상기와 같은 사실을 나타내는 문헌으로서 예를들면, 하기와 같은 것들을 언급할 수 있다:
문헌 1: Takashi INUKAI, Liquid Crystals-Fundamentals, (공동-편집자; Kohji OKANO and Shunsuke KOBAYASHI), pp. 178-204, Baifuhkan Co., Ltd. 에 의해 발행 (1985).
문헌 2: Shunsuke TAKENAKA, Liquid Crystals Materials (Narikazu KUSABAYASHI에 의해 편집), pp. 67-94, Kohdansha Co., Ltd.에 의해 발행 (1991).
문헌 3: V. Vill, Landolt-Boernstein/New Series Group IV Volume 7 a-d Liquid Crystals, Springer-Verlag (1992).
문헌 4: D. Demus, H. Demus, H. Zaschke, Fluessige Kristalle Tabellen, VEB Deutscher Verlag fuer Grundstoff Industrie, Leipzig (1976).
문헌 5: D. Demus, H. Zaschke, Fluessige Kristalle in Tabellen, II, VEB Deutcher Verlag fuer Grundshoff Industrie, Lerpzig (1984).
더욱 상세한 설명으로, 디스플레이용으로 사용되는 액정 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 갖는 유기 화합물이다.
[화학식 2]
R - (A1-Z)n - A2-X
상기식에서
R은 쇄 형태의 기이고,
A1및 A2는 환 형태의 기이고,
Z는 공유 결합 또는 결합기 (가교)이고,
n은 1 이상의 정수이고,
X는 전자 구성인기 또는 쇄 형태의 기이다.
일반적으로, R은 "측쇄"로 명명되며, -(A1-Z)n-A2-가 "코어"로 명명되고, X가 "말단기"로 명명된다. 말단기 X가 전자 구인성기인 경우, 이를 "극성기"라 명명하며, 쇄 형태기인 경우, 이를 다른 "측쇄"라 명명한다. 일부 경우에 있어서, "코어"의 환은 이의 측면 위치에 할로겐과 같은 치환체를 가지며, 그러한 치환체를 "측면기"라 명명한다. n이 1 이상의 정수이지만, n이 4이상인 액정 화합물을 희귀하다. 또한 n이 2 이상인 경우, 수많은 경우에 있어서, (A1-Z)는 동일한 구조로 반복되지 않는다.
R 및 X 에 대응하는 측쇄로서, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 알케닐옥시기, 및 옥스알킬기가 전형적인 것들이다. 이들 기가 통상적으로 직쇄인 반면, 때때로 이들이 분지되기도 한다. X에 대응하는 극성기로서, 시아노기, 할로겐, -CF3, -OCF3, -OCHF2, -OC2F5, -OCF2CHF2, 및 -NCO가 전형적인 것들이다.
코어중 환 형태기 A1및 A2로서, 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-디옥산-트랜스-2,5-디일, 및 피리미딘-2,5-디일과 같은 6-원 환이 전형적인 것들이지만, 5-원 환, 4-원 환, 및 나프탈렌과 같은 축합 환이 또한 공지되어 있다. 1, 4-페닐렌 및 피리미딘-2,5-디일과 같은 방향족 환의 경우, 측면 위치에 수소 원자가 때때로 할로겐과 같은 극성기로 치환될 수 있다.
Z가 가교기인 경우로서, -CH2CH2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, 및 -(CH2)4-와 같이, 주쇄중의 기가 7개의 원자로 이루어져 있는 기가 공지되어 있다.
또한, 화합물중의 수소 원자가 중수소 원자와 같은 동위원소로 치환되는 경우도 있다.
액정 화합물은 이들의 유전 비등방성 수치 (△ε)로 분류되며, △ε의 수치가 양인 화합물을 P 타입으로 명명하고, 수치가 음이거나 작은 화합물을 N 타입으로 명명한다. X가 극성기인 화학식 2의 화합물은 P 타입이고, X가 측쇄인 화합물은 N 타입이다.
따라서, 액정 화합물의 분자 구조는 여러가지 부분 구조를 합하여 고안할 수 있으며, 사용 목적에 따라서 화합물을 선택하고 혼합하여 액정 조성물을 고안할 수 있다.
통상적인 구조 디자인의 액정 화합물에 있어서, 가장 중요한 것으로 생각되는 관점은 디스플레이용 액정 물질의 물리적 특성에 강력하게 영향을 주는 극성기와 코어의 구조이다. AM-LCD에서는, 전압 보유비의 상승이 요구되며, 전압 보유비에 영향을 주는 물리적 특성 중 하나가 비저항인 것으로 생각된다. 즉, 비저항이 높은 액정 물질이 AM-LCD에 필수적인 것으로 판단된다. AM-LCD용으로 사용될 액정 물질로서, -F, -Cl, -OCF3, -OCHF2, -CF3, -OCF2CHF2, 및 -OC2F5를 극성기 또는 측면기로서 갖는 화합물을 포함하는 물질이 시아노기를 갖는 화합물을 포함하는 물질보다 비저항이 더 높기 때문에 바람직하다. 따라서, 전자 구인성기에 관심을 쏟아, 비저항을 상승시키는 방법이 선행 기술에서는 적용되었다. 그러나, 전자 구인성기에 관심을 쏟는 선행 기술은 전압 보유비가 더 높은 AM-LCD용으로 적합한 액정 조성물을 수득함에 있어서 만족스럽지 못하다.
본 발명은 액정 디스플레이 소자용 액정 조성물, 상기 액정 조성물의 제조 방법, 및 상기 액정 조성물을 이용하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 각종 액정 조성물중의 알킬기의 평균 쇄 길이와 전압 보유비(100℃) 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
본 발명을 수행하기 위한 최상의 방식
본 발명에서, 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자란 수소 원자를 1개 이상 갖는 탄소 원자 (CH기, CH2기, 또는 CH3기)를 의미하지만, 2개 이상의 할로겐 원자로 치환된 탄소 원자 (예를들면, -CHF2기), 카보닐기중의 탄소 원자, 및 삼중결합에 연결된 탄소 원자 (-C≡C-)는 제외된다.
액정 분자는 통상적으로 이의 화학 구조중에 아크릴계 탄화수소 영역을 1개 이상 갖는다. 본 발명에 따라서, 능동적 매트릭스 방식의 액정 디스플레이 (AM-LCD)용으로 적합한 액정 화합물은 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자의 수와 전압 보유비를 제외한 특성간의 균형을 고려하여 액정 화합물 분자를 디자인하여 수득할 수 있으며, 또한 전압 보유비를 제외하고 요구되는 특성만이라도 만족시킬 수 있는 액정 조성물은 높은 전압비를 갖는 액정 화합물을 혼합하여 제공할 수 있다. 또한, 높은 전압 보유비와 같은 특성을 갖고 있으며 다른 특성에 있어서도 우수한 액정 조성물을 사용함으로써 고도로 발달된 디스플레이를 제공할 수 있다.
액정 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역은 이들의 측쇄에 존재한다. 그러나, 상기 화합물이 코어중에 가교기를 갖는 경우, 상기 영역은 또한 가교기중에 존재할 수 있다. 분자의 양 말단이 측쇄인 경우 (N 타입), 상기 영역은 양 말단에 존재한다. 가교를 형성하는 기는 짝수개의 원자로 이루어진 주쇄 중 하나이다.
측쇄를 형성하는 기는 직쇄, 분지쇄, 또는 광학 활성 쇄이다. 상기 쇄는 주로 알킬기이지만, 1개 또는 다수개의 비-인접 -CH2-는 동시에 또는 별도로 -O- 또는 -CH=CH- (트랜스)로 치환될 수 있다. 이외에, 알킬기 또는 치환된 알킬기중 수소 원자 1개 이상이 불소 원자로 치환될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태로, 액정 조성물은 측쇄 또는 가교기중에 존재하는 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24, 바람직하게는 5 내지 12인 액정 화합물 1종 이상을 포함하는 주성분을 70 중량% 이상 함유하며, 액정 조성물의 액정 화합물중 상기 언급한 탄소 원자 총수의 평균치는 5 이상, 바람직하게는 8 이상이고; 8 이하이다.
상기 언급한 탄소 원자의 총수가 4 미만인 경우, 또는 상기 언급한 탄소 원자 총수의 평균치가 5 미만인 경우, 액정 조성물의 전압 보유비가 때때로 현격하게 상승될 수 없다. 역으로, 전체적으로 24를 초과하는 경우, 전압 보유비를 제외한 물성에 나쁜 영향을 줄수 있다.
상기 언급한 본 발명의 양태중에서, 유전성 비등방성이 양의 값인 액정 화합물 (P타입)이 주성분인 경우가 더욱 바람직하다. 이는 P 타입의 액정 화합물이 디스플레이의 구동 전압을 감소시킬 수 있기 때문이다.
그러나, 유전성 비등방성이 음인 액정 화합물 (N 타입)을 성분으로 사용하는 경우가 많다. N 타입 화합물을 사용하는 경우라도, 액정 디스플레이의 전압 보유비는 측쇄 또는 가교기에 존재하는 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소수가 많은 화합물을 사용함으로써 상승시킬 수 있다. N 타입 화합물을 본 발명에서 사용하는 경우, 측쇄 또는 가교기중에 존재하는 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자의 총수가 6 내지 16인 것이 특히 바람직하다.
AM-LCD용의 P 타입 액정 화합물로서, 화학식 3으로 나타내는 화합물이 바람직하다:
화학식 3
상기식에서
R은 탄화수소 영역의 탄소수가 1 내지 12인 쇄이고,
A1 및 A2는 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 또는 비치환될 수 있거나 이의 측면 위치가 불소로 원자로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
Z1 및 Z2가 독립적으로 공유 결합이거나 주쇄가 짝수개의 원자로 이루어진 가교기이고,
X는 -F, -Cl, -CF3, -OCF3,-OCHF2, -OC2F5, 또는 -OCF2CHF2이고,
Y1 및 Y2는 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자이고,
m은 0, 1, 2 또는 3이다.
본 발명에서 사용되는 바람직한 화합물은 R, Z1 및 Z2중 탄화수소 영역을 형성하는, 탄소 원자의 총수가 4 내지 24인 것들이다. 낮은 수준에서 액정 조성물의 점도 유지와 적절하게 넓은 네마틱 온도 범위의 보장이란 관점에서, 탄소 원자의 총수는 6 내지 12가 바람직하다.
화학식 3으로 나타낸 P 타입 화합물을 본 발명 액정 조성물의 성분으로 사용하는 경우, 및 Z1 및 Z2가 공유 결합 또는 탄화수소 영역을 형성하지 않는 기인 경우, R에 대응하는 측쇄로서 하기와 같은 것들이 바람직하다:
부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실시, 부틸옥시기, 펜틸옥시기, 헥실옥시기, 헵틸옥시기, 옥틸옥시기, 노닐옥시기, 데실옥시기;
트랜스-2-부테닐기, 트랜스-2-펜테닐기, 시스-2-펜테닐기, 트랜스-2-헥세닐기, 시스-2-헥세닐기, 트랜스-2-헵테닐기, 시스-2-헵테닐기, 트랜스-2-옥테닐기, 시스-2-옥테닐기, 트랜스-2-노네닐기, 시스-2-노네닐기, 트랜스-2-데세닐기, 시스-2-데세닐기;
3-부테닐기, 트랜스-3-펜테닐기, 트랜스-3-헥세닐기, 트랜스-2-헵테닐기, 트랜스-3-옥테닐기, 트랜스-3-노네닐기, 트랜스-3-데세닐기;
4-펜테닐기, 트랜스-4-헥세닐기, 시스-4-헥세닐기, 트랜스-4-헵테닐기, 시스-4-헵테닐기, 트랜스-4-옥테닐기, 시스-4-옥테닐기, 트랜스-4-노네닐기, 시스-4-노네닐기, 트랜스-4-데세닐기, 시스-4-데세닐기;
5-헥세닐기, 트랜스-5-헵테닐기, 트랜스-5-옥테닐기, 트랜스-5-노네닐기, 트랜스-5-데세닐기;
트랜스-2-부테닐옥시기, 트랜스-2-펜테닐옥시기, 트랜스-2-헥세닐옥시기, 트랜스-2-헵테닐옥시기, 트랜스-2-옥테닐옥시기, 트랜스-2-노네닐옥시기, 트랜스-2-데세닐옥시기;
3-부테닐옥시기, 트랜스-3-펜테닐옥시기, 시스-3-펜테닐옥시기, 트랜스-3-헥세닐옥시기, 시스-3-헥세닐옥시기, 트랜스-3-헵테닐옥시기, 시스-3-헵테닐옥시기, 트랜스-3-옥테닐옥시기, 시스-3-옥테닐옥시기, 트랜스-3-노네닐옥시기, 시스-3-노네닐옥시기, 트랜스-3-데세닐옥시기, 시스-3-데세닐옥시기;
프로필옥시메틸기, 부틸옥시메틸기, 펜틸옥시메틸기, 헥실옥시메틸기, 헵틸옥시메틸기, 옥틸옥시메틸기, 노닐옥시메틸기, 및 데실옥시메틸기.
Z1 및 Z2 중 하나가 -CH2CH2-이고, 다른 것은 공유 결합이거나 탄화수소 영역을 형성하지않은 기인 화학식 3의 P 타입 화합물을 본 발명의 액정 조성물의 성분으로사용하는 경우, 상기 언급한 기 이외에, R에 대응하는 바람직한 측쇄로서 다음 기를 언급할 수 있다:
에틸기, 프로필기, 에톡시기, 프로필옥시기, 알릴기, 알릴옥시기, 메톡시메틸기, 및 에톡시메틸기.
또한, Z1 및 Z2가 둘다 -CH2CH2-인 경우, 또는 Z1 및 Z2 중 하나가 -(CH2)4- 인 경우, 상기 언급한 기 이외에 R에 대응하는 바람직한 측쇄로서 메틸기 및 메톡시기를 언급할 수 있다.
또한, N 타입 화합물을 본 발명의 액정 조성물의 성분으로 사용하는 경우, 측쇄로서 상기 예시한 기 중 2개를 함께 가지며 분자중 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 낮은 수준에서 액정 조성물의 점도 보장과 적절하게 넓은 네마틱 온도 범위의 보장이란 관점에서, 탄소 원자의 총수는 6 내지 16가 바람직하다.
실제적이 사용 관점에서, 본 발명의 조성물에서는, 조성물의 CN 점 또는 SN 점이 -10℃ 이하이고 NI 점이 60℃ 이상이고, 7종 이상의 액정의 화합물로 이루어져 있으며, 화학식 1의 화합물을 1종 이상 함유하고 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자 전체수가 4 내지 24인 화합물 1종 이상을 70 중량% 이상의 양으로 함유하고, 조성물중 액정 화합물의 전체 탄소 원자의 평균수가 5 이상인 것이 바람직하다. 조성물이 탄소 원자의 총수가 4 내지 24인 액정 화합물을 더 많이 함유하면 할수록 더욱 바람직해진다.
본 발명의 액정 조성물은 액정 화합물 2종 이상을 통상적인 방법으로 혼합하여 제조한다. 예를들면, 여러가지 액정 화합물과 기타 성분을 고온에서 서로 용해시키는 것과, 액정 화합물을 화합물용 용매에 용해시키고, 혼합한 다음, 상기 용매를 감압하에서 증류 제거하는 것과 같은 방법을 적용시킨다. 또한, 본 발명의 액정 조성물은 적합한 첨가물로 의도하는 용도에 따라서 개선시켜 최적화할 수 있다.
액정 조성물을 충전시켜 액정 셀을 제조하는 경우, 액정 셀의 전압 보유비의 높이가 본질적으로 액정 화합물의 구조에 영향을 받는다는 사실을 숙지되어 있다. 즉, 전압 보유비는 화학식 1에서 환 A, B, 및 C의 타입 및 수, Z1 및 Z2와 같은 가교기, 및 X, Y1, 및 Y2와 같은 치환기의 조합에 따라 변환된다. 액정 조성물중 액정 화합물의 조합 및 함량에 따라 변화된다. 본 발명에서는, 액정 조성물을 형성하는 액정 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역을 제외한 구성 영역의 구조가 동일한 경우라 하더라도 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자수를 증가시킴으로써 다른 물성에 거의 영향을 주지 않고 전압 보유비를 상승시킬 수 있기 때문에, 본 화합물은 특히 높은 전압 보유비를 필요로 하는 AM-LCD용 액정 조성물의 제조에 유용하다.
이제, 본 발명은 실시예 및 비교 실시예를 참고로하여 더욱 상세하게 설명된다. 이들 실시예에서, R1을 제외한 모든 기가 동일한 구조를 갖는 화학식 1의 액정 화합물 군을 주로 사용하여 전압 보유비 (VHR)가 R1과 다른 것들의 탄소수를 증가시킴에 따라 높아지며 전압 보유비가 높고 기타 물성이 탁월한 액정 조성물을 R1기가 가능한 긴 화합물을 함께 배합시킴으로써 형성시킬 수 있다는 사실을 밝힌다.
또한, 액정 조성물을 구성하는 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소원자 총수의 평균 (이후 알킬쇄 평균 길이로 언급함)은 실시예에서 조성물을 형성하는 화합물 번호 i 순서의 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수를 Ni로 하고, 조성물을 구성하는 화합물의 번호 i의 함량을 Xi로 하는 수학식 1에 의해 계산한다:
[수학식 1]
알킬쇄 평균 길이 = Σ (Ni·Xi)
전압 보유비의 측정은 문헌 : Tatsuo SHIMAZAKI et al., Voltage Holding Properties of TFT-LCD I, Preliminary Manuscripts of Lectures in the Proceedings of Fourteenth Conference on Liquid Crystals held in Japan, p 78 (1988)에 기술된 방법에 따라서 수행한다. 즉, 먼저 폴리이미드 정렬 필름을 전극 면적이 1cm2인 ITO 패턴이 증착법에 의해 침착되어 있는 유리 기판상에서 정렬 처리를 위하여 문지르고, 평가용 액정 조성물을 두께가 7㎛인 스페이서를 통하여 접착시켜 제조한 시험 셀에 충전시키고, 충전 홀을 UV 경화 타입 봉합제로 봉한다. 이후, 시험 셀을 100℃로 유지되는 항온도 (PU-1S Model ; Tabai Especk Co. 제품)에 장치된 봉합 박스 (시험 시스템의 일부)에 고정시키고, 욕의 내부 온도가 설정된 온도에 도달될 후 충분한 기간 동안 정치시키고, 액정의 전압 보유비용 시험 시스템 (VHR-1S Model; Toyo Co. 제품)을 사용하여 5.0 V의 전압에서 프레임 주파수가 30 Hz이고 60 마이크로초의 ON 타임을 시험 셀에 인가하여 전압 보유비를 측정한다. 측정한 전압 보유비는 시험 시스템을 형성하는 컴퓨터의 분석 소프트웨어로, (+) 파 인가시와 (-) 파 인가시 각각의 전압 보유비의 평균으로서 계산한다.
AM-LCD용 액정 조성물의 전압 보유비의 평가에 있어서, 시험 온도를 100℃로 고정한 이유는 실온주위에서 전압 보유비의 차가 없는 경우라 하더라도, 100℃에서 전압 보유비에서 차이가 나타나며, 100℃의 고온에서 액정 조성물의 전압 보유비가 더 높고, 고온에서의 작동 노화 시험에서 디스플레이의 결합이 훨씬 더 적으며, 전압 보유비에서의 차가 고온에서의 작동 노화 시험의 결과와 밀접한 관계가 있기 때문이다 (Kei Sasaki et al., Nematic Liquid Crystal Materials for TFT-LCD and Their Display Properties, Preliminary Manuscripts of Lectures on the Proceedings of Seventeenth Conference on Liquid Crystals held in Japan, p 184 (1991)). 한편, AM-LCD용 액정 조성물의 우수성 또는 열등성을 밝히기 위한 평가는 많은 시간과 비용이 크게 소요되는 고온에서의 작동 노화 시험을 수행할 필요없이 100℃에서 전압 보유비를 측정함으로써 만족스럽게 성취할 수 있다. 즉, 전압 보유비가 더 높은 액정 조성물을 액정 디스플레이 장치중에 형성시킬 경우 수명이 더 길고 품질이 더 좋아진다고 말할 수 있다.
다음 실시예에서, 액정 화합물은 다음과 같은 약자로 나타낼 수 있다:
본 발명자들이 수행한 연구 결과, AM-LCD의 전압 보유비가 사용할 액정 물질의 구성 분자중의 극성기 및 측쇄기 뿐만 아니라. 대부분 측쇄중 아크릴계 탄화수소 영역 또는 가교기의 일부중 탄소 원자수에 따르며, 이는 본 발명을 성취하도록 한다.
액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역을 제외한 영역에서의 화학 구조가 동일한 경우라 하더라도, 아크릴계 탄화수소의 영역중 탄소 원자의 총수가 큰 화합물을 더욱 많이 함유하는 액정 조성물을 이용하는 AM-LCD가 더 높은 전압 보유비를 갖는 것이 바람직하다. 상기와 같은 전압 보유비가 높은 화합물을 더욱 많이 함유하는 액정 조성물이 더욱 높은 전압 보유비를 갖는 것이 바람직하다.
본원에 특허청구되는 발명은 다음과 같은 양태를 갖는다:
(1) 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 액정 화합물 1종 이상을 포함하며, 액정 조성물중 액정 화합물의 탄소 원자 총수의 평균치가 5이상인 액정 조성물.
(2) 액정 조성물이 액정 화합물 1종 이상을 70 중량% 이상의 양으로 함유하는 상기 언급한 양태 (1)에 기술된 액정 조성물.
(3) 액정 화합물이 P 타입인 상기 언급한 양태 (1)에 기술된 액정 조성물.
(4) 액정 화합물이 화학식 3으로 표시되는 상기 언급한 양태 (3)에 기술된 액정 조성물.
[화학식 3]
상기식에서
R은 탄화수소 영역의 탄소수가 1 내지 12인 쇄이고,
A1 및 A2는 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 또는 비치환될 수 있거나 이의 측면 위치가 불소 원자로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌이고,
Z1 및 Z2가 독립적으로 공유 결합이거나 주쇄가 짝수개의 원자로 이루어진 가교기이고,
X는 -F, -Cl, -CF3, -OCF3,-OCHF2, -OC2F5, 또는 -OCF2CHF2이고,
Y1 및 Y2는 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자이고,
m은 0, 1, 2 또는 3이다.
(5) 액정 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역이 측쇄로 나와 있는 상기 언급한 양태 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기술된 액정 조성물.
(6) 상기 아크릴계 탄화수소의 영역이 알킬기 또는 알콕시기인 상기 언급한 양태 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기술된 액정 조성물.
(7) 상기 양태 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 정의된 액정 조성물을 포함하는 액정 디스플레이.
(8) 상기 양태 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 정의된 액정 조성물을 포함하는 능동식 매트릭스 방식의 액정 디스플레이.
(9) 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 화학식 1의 화합물을 1종 이상 포함하고, 액정 조성물에서 액정 화합물중 탄소 원자의 총수의 평균치가 5이상인 액정 조성물.
[화학식 1]
상기식에서
R1은 탄소수가 4 내지 24의 알킬기 또는 알콕시기이고;
A, B 및 C는 독립적으로 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일인데, 단 A, B 및 C가 1,4-페닐렌인 경우, 이의 수소 원자중 1 내지 4개가 독립적으로 F, Cl, OCF3, 또는 CF3으로 치환될 수 있으며;
a, b 및 c는 독립적으로 0 내지 3의 정수인데, 단 a + b - c ≤ 3이고;
Z1 및 Z2는 독립적으로 단일 결합, -COO-, -CH2CH2-, 또는 -C≡C-이고;
X는 F, Cl, O(CH2)nCHℓF3-ℓ, (CH2)nCHℓF3-ℓ, 또는 탄소수가 1 내지 24인 알킬 또는 알킬옥시기인데, 단 n은 0 내지 4의 정수이고, ℓ은 0 내지 2의 정수이고;
Y1 및 Y2는 독립적으로 H, F, 또는 Cl이다.
(10) 액정 조성물이 액정 화합물 1종 이상을 70 중량% 이상의 양으로 함유하는 상기 언급한 양태 (9)에 기술된 액정 조성물.
(11) 액정 조성물의 CN 점 또는 SN 점이 -10℃ 이하이고, NI 점이 60℃ 이상이며, 7종 이상의 액정 화합물로 이루어져 있는, 상기 언급한 양태 (9) 또는 (10)에 기술된 액정 조성물 (여기서 CN점은 결정-네마틱상 전이점이고, SN점은 스멕틱-네마틱상 전이점이며, NI점은 네마틱-등방성 액체상 전이점임).
(12) 상기 언급한 양태 (9) 내지 (11) 중 어느 하나에 정의된 액정 조성물을 이용하는 액정 디스플레이.
(13) 양태 (9) 내지 (11) 중 어느 하나에 정의된 액정 조성물을 이용하는 능동식 매트릭스 방식의 액정 디스플레이
(14) 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소원자수를 인자로서 사용하여, 액정 조성물을 충전시켜 액정 셀을 제조하는 경우 액정셀의 전압 보유비가 설정 수치 이상이 되도록, 상기 언급한 액정 화합물 및 이의 함량을 선택하는, 액정 조성물의 제조 방법.
(15) 액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24 이고, 액정 조성물에서 액정 화합물중의 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수의 평균치가 5 이상이 되도록, 액정 화합물 및 이의 함량을 선택하는 상기 언급한 양태 (14)에 기술된 액정 조성물의 제조 방법.
(16) 액정 화합물이 화학식 1의 화합물로부터 선택되며, 이의 함량이 70 중량% 이상인 상기 양태 (14)에 기술된 액정 조성물의 제조 방법.
화학식 1
상기식에서
R1은 탄소수가 4 내지 24의 알킬기 또는 알콕시기이고;
A, B 및 C는 독립적으로 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일인데, 단 A, B 및 C가 1,4-페닐렌인 경우, 이의 수소 원자중 1 내지 4개가 독립적으로 F, Cl, OCF3, 또는 CF3으로 치환될 수 있으며;
a, b 및 c는 독립적으로 0 내지 3의 정수인데, 단 a + b - c ≤ 3이고;
Z1 및 Z2는 독립적으로 단일 결합, -COO-, -CH2CH2-, 또는 -C≡C-이고;
X는 F, Cl, O(CH2)nCHℓF3-ℓ, (CH2)nCHℓF3-ℓ, 또는 탄소수가 1 내지 24인 알킬 또는 알킬옥시기인데, 단 n은 0 내지 4의 정수이고, ℓ은 0 내지 2의 정수이고;
Y1 및 Y2는 독립적으로 H, F, 또는 Cl이다.
실시예 1
조성 1
7-HB-FF 13.0 중량%
4-HHB-FF 15.0 중량%
5-HHB-FF 15.0 중량%
7-HHB-FF 10.0 중량%
2-H2HB-FF 9.6 중량%
3-H2HB-FF 4.8 중량%
5-H2HB-FF 9.6 중량%
5-HBB-FF 15.0 중량%
7-HBB-FF 8.0 중량%
알킬쇄 평균 길이: 5.57
조성물 1의 물성은 하기와 같다:
VHR (100℃) 95.0% (100℃에서의 전압 보유비)
SN점<-40℃
NI점86℃
점도 (20℃)24 cp
광학적 비등방성0.086
유전성 비등방성4.8
역치 전압 (V10)2.2 볼트
비저항 (25℃)2 X 1014Ωcm
비교실시예 1
조성 2
5-H2B-FF 9.00 중량%
2-HHB-FF 16.67 중량%
3-HHB-FF 16.67 중량%
5-HHB-FF 16.67 중량%
2-H2HB-FF 8.40 중량%
3-H2HB-FF 4.20 중량%
5-H2HB-FF 8.40 중량%
2-HBB-FF 5.00 중량%
3-HBB-FF 5.00 중량%
5-HBB-FF 10.00 중량%
알킬쇄 평균 길이: 5.57
조성물 2의 물성은 하기와 같다:
VHR (100℃) 94.0%
SN점<-40℃
NI점86℃
점도 (20℃)25 cp
광학적 비등방성0.086
유전성 비등방성4.8
역치 전압 (V10)2.2 볼트
비저항 (25℃)2 X 1014Ωcm
실시예 및 비교 실시예의 조성물에 대해 측정한 알킬쇄 평균 길이 및 전압 보유비, VHR (100℃)을 표 1에 함게 나타낸다.
[표 1]
조성물 2는 조성물 1과 비교하여 아크릴계 탄화수소 영역에서의 탄소 원자수가 작은 화합물을 많이 함유한다 (한편 조성물 1의 알킬쇄 평균 길이는 5.57이고, 조성물 2의 알킬쇄 평균 길이는 4.18임). 그 결과, VHR (100℃)에 있어서 조성물 1이 조성물 2 보다 1% 정도 더 우수함을 알수 있다. 네마틱 온도 범위, 점도, 광학적 비등방성, 유전성 비등방성, 역치 전압, 및 비저항의 경우, 두 조성물 모두 동일한 정도의 수치를 나타낸다.
실시예 2
조성 3
4-HHB-FF 1.00 중량%
5-HHB-FF 1.00 중량%
7-HHB-FF 1.00 중량%
조성물 3의 VHR (100℃)은 97.0%이다.
비교실시예 2 (실시예 2에 대한 비교실시예)
조성 4
2-HHB-FF 1.00 중량부
3-HHB-FF 1.00 중량부
5-HHB-FF 1.00 중량부
조성물 4의 VHR (100℃)은 95.7%이다.
표 1로부터, 조성물 3의 알킬쇄 평균 길이가 5.33인 반면, 조성물 4의 알킬쇄 평균 길이는 3.33이고, 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자수가 큰 화합물을 포함하는 조성물 2 (이 경우, 알킬기)의 전압 보유비는 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자수가 작은 화합물을 포함하는 조성물 4의 것 보다 훨씬 더 높으며, 따라서 전자가 바람직함을 알 수 있다.
실시예 3
조성 5
4-HBB-FF 1.00 중량부
5-HBB-FF 1.00 중량부
7-HBB-FF 2.00 중량부
조성물 5의 VHR (100℃)은 95.2%이다.
비교실시예 3 (실시예 3의 비교실시예)
조성 6
2-HBB-FF 1.00 중량부
3-HBB-FF 1.00 중량부
5-HBB-FF 2.00 중량부
조성물 5의 VHR (100℃)은 92.0%이다.
표 1로부터, 조성물 5의 알킬쇄 평균 길이가 5.75인 반면, 조성물 6의 알킬쇄 평균 길이는 4.75이고, 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자수가 큰 화합물을 포함하는 조성물 5 (이 경우, 알킬기)의 전압 보유비는 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자수가 작은 화합물을 포함하는 조성물 6의 것 보다 훨씬 더 높으며, 따라서 전자가 바람직함을 알 수 있다.
실시예 4
조성 7
2-H2HB-FF 2.00 중량부
3-H2HB-FF 1.00 중량부
5-H2HB-FF 2.00 중량부
조성물 7의 VHR (100℃)은 97.2%이다.
비교실시예 4 (실시예 4의 비교실시예)
조성 8
2-HHB-FF 2.00 중량부
3-HHB-FF 1.00 중량부
5-HHB-FF 2.00 중량부
조성물 8의 VHR (100℃)은 95.9%이다.
실시예 4에 나타낸 조성물 7을 구성하는 화합물과 조성물 8을 구성하는 화합물간 화학적 구조상의 차이점은 환을 다른 환과 결합시키는 결합기에 있다 (이 경우, 에틸렌기 대 단일 결합). 또한, 표 1로부터, 조성물 7의 알킬쇄 평균 길이가 5.4인 반면, 조성물 8의 알킬쇄 평균 길이는 3.4이고, 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자수가 큰 화합물을 포함하는 조성물 7 (이 경우, 알킬기)의 전압 보유비는 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자수가 작은 화합물을 포함하는 조성물 8의 것 보다 훨씬 더 높으며, 따라서 전자가 바람직함을 알 수 있다.
실시예 5
조성 9
2-H2HB-FF 2.00 중량부
3-H2HB-FF 1.00 중량부
5-H2HB-FF 2.00 중량부
3-HB-04 5.00 중량부
조성물 9의 VHR (100℃)은 97.4%이다.
실시예 6
조성 8
2-H2HB-FF 2.00 중량부
3-H2HB-FF 1.00 중량부
5-H2HB-FF 2.00 중량부
3-HB-02 5.00 중량부
조성물 10의 VHR (100℃)은 96.0%이다.
조성물 9가 3-HB-04 5 중량부를 포함하는 반면, 조성물 10은 3-HB-02 5 중량부를 포함한다. 즉, 조성물 9와 조성물 10간의 차이는 상기 조성물이 부톡시기를 갖는 화합물을 포함하거나 에톡시기를 갖는 화합물을 포함하는 것이다. 또한, 표 1로부터, 조성물 9의 알킬쇄 평균 길이가 6.2인 반면, 조성물 10의 알킬쇄 평균 길이는 5.2이고, 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 5 이상인 경우, 총수가 크면 클수록, 조성물의 전압 보유비도 더 높아지며, 따라서 전자가 바람직함을 알 수 있다.
실시예 7
조성 11
3-HB-02 1.00 중량부
3-HB-04 1.00 중량부
조성물 11의 알킬쇄 평균 길이는 6.0이고 VHR (100℃)은 96.5%이다.
실시예 8 내지 33 및 비교실시예 6 내지 12
표 2에 나타낸 액정 화합물 30 내지 50 중량%를 실시예 7에서의 조성물 11 (3-HB-02 와 3-HB-04의 동량의 혼합물)과 혼합하여 제조한 조성물의 알킬쇄 평균 길이와 VHR (100℃)를 표 2a 및 2b에 나타낸다.
[표 2a]
[표 2b]
조성물 12 내지 17은 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 7의 알킬기이고, A가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 0이고, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, C가 1,4-페닐렌이고, c가 1이고, X 및 Y1이고 F이고, Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬쇄 평균 길이가 5 이상인 경우, VHR (100℃)은 R1중 탄소수가 증가함에 따라 더 높아짐을 알 수 있다.
조성물 18 내지 23은 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 7의 알킬기이고, A 및 B 가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 0이고, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X 및 Y1이고 F이고, Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬기의 평균 쇄 길이가 5 이상인 경우, VHR (100℃)은 R1중의 탄소수가 증가함에 따라 더 높아짐을 알 수 있다.
조성물 24 및 25는 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 5의 알킬기이고, A가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 0이며, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, C가 1,4-페닐렌이고, c가 1이고, X, Y1, 및 Y2가 F인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬기의 평균 쇄 길이가 5 이상인 경우, VHR (100℃)은 R1중의 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 더 높아짐을 알 수 있다.
조성물 26 및 27는 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 3 내지 4의 알킬기이고, A 및 B가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 1이며, Z1이 단일 결합이고 Z2가 CH2CH2이고, c가 1이고, X, Y1, 및 Y2가 F인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬기의 평균 쇄 길이가 5 이상인 경우, VHR (100℃)은 R1중의 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 더 높아짐을 알 수 있다.
조성물 28 내지 31는 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 5의 알킬기이고, A 및 B가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 1이며, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X 및 Y1이 F이고, Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬쇄 평균 길이가 작은 경우, 특히, 알킬기의 평균 쇄 길이가 5 이상인 경우라 하더라도, 이들 화합물 군은 상당히 높은 VHR 수치를 나타내는데, VHR (100℃)은 R1중의 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 현저하게 높아진다는 것을 알 수 있다.
조성물 32 내지 35는 첨가된 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 5의 알킬기이고, A 및 B가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 1이며, Z1이 CH2CH2이고, Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X, Y1, 및 Y2가 F인 화학식 1로 표시되는 것인 화합물 군의 예이다. 알킬기의 평균 쇄 길이가 5 이상인 경우, VHR (100℃)은 R1중의 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 높아짐을 알 수 있다.
조성물 26 및 27는 조성물 29 및 30과 비교시 첨가되는 화합물을 표시하는 화학식 1에서 Z2가 단일 결합 또는 CH2CH2라는 점 만이 상이하다. 조성물 26은 조성물 29와 동일한 R1을 가지며, 조성물 27은 조성물 30과 동일한 R1을 갖는 반면, 전자들의 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자 총수가 Z1의 위치에서 서로 상이하여 2씩 더 커지게 되며, VHR (100℃)이 더 높아지게 된다.
조성물 32 내지 35는 조성물 28 내지 31과 비교시 첨가되는 화합물을 표시하는 화학식 1중 Z1이 단일 결합 또는 CH2CH2라는 점 만이 상이하다. 조성물 32는 각각의 첨가되는 화합물중의 R1이 조성물 28과 동일하고, 조성물 33은 조성물 29와 조성물 34는 조성물 30과, 조성물 33은 조성물 31과 R1이 동일한 반면, 전자들의 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자의 총수가 Z1의 영역에서 상이하게 되어 2씩 더 커지게 되며, VHR (100℃)도 그 정도로 더 높아지게 된다.
관심을 기울어야할 사실은 조성물 32 내지 35와 조성물 28 내지 31간의 VHR (100℃)에서의 차가 조성물 26 및 27과 조성물 29 및 30사이의 VHR (100℃)에서의 차보다 훨씬 더 크다는 것이다. 이 사실은 환이 2개 이상인 폴리시클릭 화합물에 있어서, 장쇄 알킬기 R1과 가능한한 밀접한 위치에 CH2CH2와 같은 아크릴계 탄화수소로부터 선택된 가교기를 갖는 화합물이 더 높은 VHR을 갖는 다는 것을 나타낸다. 즉, 화학식 1을 참고로 하여 말하자면, a ≥ 1이고 Z1이 CH2CH2와 같은 아크릴계 화합물로부터 선택된 가교기인 경우, a가 작으면 작을수록, VHR은 더 높아진다.
조성물 36 및 37은 첨가되는 화합물이, R1이 탄소수 3의 알킬기이고, A가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 2이고, b가 0이며, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X가 탄소수 4 또는 5의 알킬기이고 Y1 및 Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 화합물 군의 예이다. 이들 화합물의 알킬쇄 평균 길이는 5 이상이고, X에서의 탄소 원자수가 증가함에 따라 VHR (100℃)가 더 높아지게 됨을 알 수 있다.
조성물 39는 조성물 38과 비교시, 첨가되는 화합물을 표시하는 화학식 1에서 R1 및 Z1이 단일 결합 또는 CH2CH2인 점 만이 상이하다. 조성물 39는 조성물 38 보다 R1중의 탄소 원자수가 2씩 더 작지만, 첨가된 화합물의 Z2 영역중의 탄소 원자수가 2씩 더 크며, 따라서 아크릴계 탄화수소 영역중 탄소 원자수가 동일하며, 두 조성물의 VHR (100℃)이 등가임을 알 수 있다.
조성물 41 및 42는 첨가되는 화합물이, R1이 탄소수 5 내지 7의 알킬기이고, A가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 0이며, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X가 C1이고 Y1 및 Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 화합물 군의 예이다. 이들 화합물의 알킬쇄 평균 길이는 5 이상이고, R1에서의 탄소 원자수가 증가함에 따라 VHR (100℃)가 더 높아지게 됨을 알 수 있다.
조성물 43 내지 45는 첨가되는 화합물이, R1이 탄소수 2 내지 5의 알킬기이고, A 및 B가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이고, a가 1이고, b가 1이며, Z1 및 Z2가 단일 결합이고, c가 0이고, X가 OCF3이고 Y1 및 Y2가 H인 화학식 1로 표시되는 화합물 군의 예이다. 이들 화합물의 알킬쇄 평균 길이는 5 이상이고, R1에서의 탄소 원자수가 증가함에 따라 VHR (100℃)가 더 높아지게 됨을 알 수 있다.
상기 언급한 조성물 12 내지 45에 대해서, 알킬쇄, 평균 길이와 전압 보유비 VHR (100℃)간의 관계를 도면 1에 나타낸 바와 같이 플롯하였다. 도면 1로부터, 조성물을 구성하는 화합물중의 아크릴계 탄화수소 영역 (이 경우, 알킬기)중 탄소 원자 총수, 즉, 알킬쇄 평균 길이가 커지도록 액정 화합물을 선택할 경우, 조성물의 VHR을 비례적으로 상승시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 예를들어, 도면 1에 나타낸 바와 같은 VHR과의 관계를 앞으로 액정 조성물중 액정 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역중의 탄소 원자 총수 (도면 1에서 알킬쇄 평균 길이)를 인자로 사용하여 수득한 경우, 목적하는 VHR을 갖는 액정 조성물은 물성을 크게 변화시키지 않고도 알킬쇄 평균 길이만을 변화시킴으로써 수득할 수 있다. 이는 특히 높은 전압 보유비가 요구되는 AM-LCD용 액정 조성물을 디자인하는데 유용하다.
본 발명의 액정 조성물을 사용하여, 통상의 액정 디스플레이보다 더 높은 전압 보유비를 갖는 액정 디스플레이 (특히 AM-LCD)를 실현시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 액정 화합물을 1종 이상 포함하며, 액정 조성물중 상기 액정 화합물중의 탄소 원자 총수의 평균치가 5 이상인 액정 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 액정 화합물 1종 이상을 70 중량% 이상 함유하는 액정 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 액정 화합물이 P 타입인 액정 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 액정 화합물이 화학식 3으로 표시되는 액정 조성물.
    화학식 3
    상기식에서
    R은 탄화수소 영역의 탄소수가 1 내지 12인 쇄이고,
    A1 및 A2는 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 또는 비치환될 수 있거나 이의 측면 위치가 불소로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌기이고,
    Z1 및 Z2가 독립적으로 공유 결합이거나 주쇄가 짝수개의 원자로 이루어진 가교기이고,
    X는 -F, -Cl, -CF3, -OCF3,-OCHF2, -OC2F5, 또는 -OCF2CHF2이고,
    Y1 및 Y2는 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자이고,
    m은 0, 1, 2 또는 3이다.
  5. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 화합물의 아크릴계 탄화수소 영역이 측쇄에 존재하는 액정 조성물.
  6. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 아크릴계 탄화수소 영역이 알킬기 또는 알콕시기인 액정 조성물.
  7. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 정의된 액정 조성물을 포함하는 액정 디스플레이.
  8. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 정의된 액정 조성물을 포함하는 능동식 매트릭스 방식의 액정 디스플레이.
  9. 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24인 화학식 1의 화합물을 1종 이상 포함하고, 액정 조성물중 상기 액정 화합물중의 탄소 원자 총수의 평균치가 5이상인 액정 조성물.
    화학식 1
    상기식에서
    R1은 탄소수가 4 내지 24의 알킬기이고;
    A, B 및 C는 독립적으로 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일인데, 단 A, B 및 C가 1,4-페닐렌인 경우, 이의 수소 원자중 1 내지 4개가 독립적으로 F, Cl, OCF3, 또는 CF3으로 치환될 수 있으며;
    a, b 및 c는 독립적으로 0 내지 3의 정수인데, 단 a + b - c ≤ 3이고;
    Z1 및 Z2는 독립적으로 단일 결합, -COO-, -CH2CH2-, 또는 -C≡C-이고;
    X는 F, Cl, O(CH2)nCHℓF3-ℓ, (CH2)nCHℓF3-ℓ, 또는 탄소수가 1 내지 24인 알킬 또는 알킬옥시기인데, 단 n은 0 내지 4의 정수이고, ℓ은 0 내지 2의 정수이고;
    Y1 및 Y2는 독립적으로 H, F, 또는 Cl이다.
  10. 제9항에 있어서, 액정 조성물이 액정 화합물 1종 이상을 70 중량% 이상 함유하는 액정 조성물.
  11. 제9항 또는 10항에 있어서, 액정 조성물의 결정-네마틱상 전이점(CN점) 또는 스멕틱-네마틱상 전이점(SN 점)이 -10℃ 이하이고, 네마틱-등방성 액체상 전이점(NI 점)이 60℃ 이상이며, 7종 이상의 액정 화합물로 이루어진 액정 조성물.
  12. 제9항 내지 11항 중 어느 한항에 정의된 액정 조성물을 이용하는 액정 디스플레이.
  13. 제1항 내지 11항 중 어느 한 항에 정의된 액정 조성물을 이용하는 능동식 매트릭스 방식의 액정 디스플레이.
  14. 액정 조성물을 구성하는 액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역중의 탄소 원자수를 인자로서 사용하여, 액정 조성물을 충전시켜 액정 셀을 제조하는 경우 액정 셀의 전압 보유비가 설정 수치 이상이 되도록, 액정 화합물 및 이의 함량을 선택하는, 액정 소성물의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수가 4 내지 24이고, 액정 조성물에서 액정 화합물중 아크릴계 탄화수소 영역의 탄소 원자 총수의 평균치가 5 이상이 되도록, 액정 화합물 및 이의 함량을 선택하는, 액정 조성물의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 액정 화합물이 화학식 1의 화합물로부터 선택되며, 이의 함량이 70 중량% 이상인, 액정 조성물의 제조 방법.
    화학식 1
    상기식에서
    R1은 탄소수가 4 내지 24의 알킬기이고;
    A, B 및 C는 독립적으로 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-디옥산-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 또는 피리딘-2,5-디일인데, 단 A, B 및 C가 1,4-페닐렌인 경우, 이의 수소 원자중 1 내지 4개가 독립적으로 F, Cl, OCF3, 또는 CF3으로 치환될 수 있으며;
    a, b 및 c는 독립적으로 0 내지 3의 정수인데, 단 a + b - c ≤ 3이고;
    Z1 및 Z2는 독립적으로 단일 결합, -COO-, -CH2CH2-, 또는 -C≡C-이고;
    X는 F, Cl, O(CH2)nCHℓF3-ℓ, (CH2)nCHℓF3-ℓ, 또는 탄소수가 1 내지 24인 알킬 또는 알킬옥시기인데, 단 n은 0 내지 4의 정수이고, ℓ은 0 내지 2의 정수이고;
    Y1 및 Y2는 독립적으로 H, F, 또는 Cl이다.
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