KR20010085826A - 네마틱 액정조성물 및 이것을 이용한 액정표시장치 - Google Patents

네마틱 액정조성물 및 이것을 이용한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정조성물이, 나프탈렌-2,6-디일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일을 가지는 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물 및 이것을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다. 이 네마틱 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의해 액정 표시 특성의 동작 온도범위를 확대하고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성시킬 수 있고, 따라서 TN, STN, TFT, IPS, MVA, OCB, ECB, PC, PNLC, PDLC, PSCT 등에 사용하면 최적이다.

Description

네마틱 액정조성물 및 이것을 이용한 액정표시장치 {NEMATIC LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE SAME}
액정표시소자의 대표적인 것에 TN-LCD (twisted nematic 액정표시소자)가 있어, 시계, 전자계산기, 전자수첩, 포켓 컴퓨터, 워드 프로세서, PC등에 사용되고 있다. 한편, OA 기기의 처리정보의 증가에 따라, 셰퍼(Scheffer) 등[SID '85 Digest, p.120 1985년], 기누가와 등[SID '86 Digest, p.122 1986년]에 의해 STN (super twisted nematic)-LCD가 개발되어, 휴대용 단말기, 전자수첩, 포켓용 컴퓨터, 워드 프로세서, PC, 또는 모니터 표시 등의 고도의 정보 처리용 표시에 광범위하게 보급되기 시작하였다.
최근, STN-LCD의 응답특성의 개선을 목적으로 액티브 어드레싱 구동 방식[Proc. 12th IDRC p.503 1992년]이나 멀티라인 어드레싱 구동 방식[SID '92 Digest, p.232 1992년]이 제안되어 있다. 또, 보다 밝은 표시나 보다 높은 콘트라스트비를 달성할 목적으로, 컬러 필터층 대신에 액정과 위상차 판의 복굴절성을 이용한 신규 반사형 컬러 액정표시방식[텔레비전학회 기술보고 vol.14 No10. p.511990년]이나 기판전극 측에 작은 포물면이 설치된 반사면을 가진 액정표시장치가 제안되어 있다.
특히, 표시면적 대형화의 용도로서는, 백라이트의 온도분포에 대한 표시의 균일성이나 높은 콘트라스트가 요청되고 있고, 보다 안정된 배향성이나 온도 의존성이 더 작은 액정재료, 또는 셀 두께의 편차를 억제하기 위해서 소정 값에 대응한 복굴절률이 요청되고 있다. 또, 화소수의 증가에 따라 높은 듀티(duty) 구동이 행해지고 있기 때문에, 이에 대응한 응답성, 계조성 등도 중시되고 있다. 한편, 중소형 휴대용 표시로서는, 사용환경 온도에 대한 표시의 안정성이 중요한 포인트가 되고 있고, 응답성이나 소비 전력을 저감할 수 있는 더욱 낮은 구동전압의 액정재료, 또는 -30∼0℃이나 40∼80℃의 온도 범위에서의 구동전압의 온도 의존성이 작은 것, 높은 급준성(急峻性)을 필요로 하거나, 이 온도 범위에 있어서 원하는 듀티 구동에 대응한 주파수 의존성이 보다 작은 것 등이 요청되고 있다. 또한, 액정의 전기적 저항(비저항)은, 소비 전력을 적게 하기 위해서 지나치게 낮은 것은 피할 필요가 있지만, 눌어 붙는 현상을 없애기 위해서 지나치게 높아지지 않도록 소정의 값으로 하는 것이 요청되고 있다. 이와 같이 현재에도 보다 상세하게 차별화되어 조금이라도 개량된 액정재료가 요망되고 있다.
이에 알맞은 액정재료로서, 복굴절률, 탄성상수(彈性常數), 유전율 이방성, 보다 낮은 점성, 보다 넓은 네마틱 온도, 화학적 안정성, 전기적 안정성(원하는 비저항, 전압 유지율)등의 물성 특성이나, 배향성에 관한 소정의 프리틸트각, 보다 넓은 d/p 마진 등의 개개의 특성을 종합적으로 최적화한 것이 필요하게 되고, 현재도 새로운 액정화합물 또는 액정조성물의 제안이 요구되고 있다.
또한, 그 표시품질이 뛰어나므로, 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 휴대용 단말기, 액정 텔레비전, 프로젝터, 컴퓨터 등의 시장에 출시되고 있다. 액티브 매트릭스 표시방식은, 화소마다 TFT(박막트랜지스터) 또는 MIM(메탈·인슐레이터·메탈)등이 쓰이고 있고, 이 방식에는 고전압 유지율인 것이 중요시되고 있다. 또, 더 넓은 시각 특성을 얻기 위해서 IPS 모드와 조합시킨 수퍼 TFT[Asia Display '95 Digest, p.707 1995년]이 곤도(近藤) 등에 의해 제안되어 있다. (이하, 이들 액티브 매트릭스 표시방식의 액정표시소자를 총칭하여 TFT-LCD라 칭한다) 이러한 표시소자에 대응하기 위해서, 현재에도 새로운 액정화합물 또는 액정조성물, 예를 들면 일본국 특개평 2-233626호 공보, 특공표 4-501575호 공보등의 제안이 이루어져 있다.
최근 주목되고 있는 폴리실리콘의 기술을 이용한 TFT-LCD에 대응할 액정재료로서, 전압 유지율에서는 보다 높은 특성인 것도 포함시켜 오염에 강한 액정재료, 보다 낮은 구동전압으로 보다 빠른 응답성을 나타내는 액정재료, 복굴절률이 0.08∼0.15인 액정재료가 요구되고 있다. 또, 생산성의 향상을 목적으로 표시 결함의 발생이 더욱 적은 액정재료, 더욱 높은 프리틸트각을 안정적으로 나타낼 수 있는 액정재료 등, 요청되고 있는 요구는 더욱 차별화가 이루어지고 있다.
편광판이나 배향처리를 필요로 하지 않고, 밝고 콘트라스트가 좋은 액정 디바이스로서, 폴리머 속에 액정방울(液晶滴)을 분산시킨 액정표시소자가 일본국 특표소 58-501631호 공보, 미국특허 제4,435,047호 명세서, 특표소 61-502128호 공보, 특개소 62-2231호 공보 등에 알려져 있다. (이하, 이들 액정표시소자를 총칭하여 PDLC라 칭한다) 이들은, 액정재료의 개개의 굴절률과 폴리머의 굴절률을 최적화하는 문제, 또는 충분한 투명성을 얻는 데 높은 전압을 필요로 하는 문제를 가지고 있다. 한편, 저전압 구동성, 고콘트라스트, 시분할 구동성을 가능하게 하는 기술로서, 미국특허 5,304,323, 특개평 1-198725호 공보가 있어, 액정재료가 연속층을 형성하고, 이 연속층 속으로 고분자물질이 삼차원 그물코형으로 분포된 구조를 가지는 액정표시소자가 개시되어 있다. (이하, 이 액정표시소자를 PN-LCD라 칭한다. )
이 목적에 관계되는 액정재료로서, 유럽특허 제359,146호 공보에는 액정재료의 복굴절률이나 유전율 이방성을 최적화하는 방법, 특개평 6-222320호 공보에는 액정재료의 탄성상수를 특정하는 기술 등, 특개평 5-339573호 공보에는 불소계 화합물을 이용하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 저항치가 높고 전압 유지율이 뛰어난 것, 구동전압이 낮은 것, 광산란이 강하고 콘트라스트비가 큰 것, 응답속도가 빠른 것, 온도 특성이 좋은 것 등에 문제를 가지고 있고, 현재도 새로운 제안이 이루어지고 있다.
이상 상술한 바와 같이, 액정표시소자에 대한 요구는, 보다 세밀하고 고밀도의 표시용량, 구동전압이나 환경온도에 대하여 더욱 빠른 응답속도, 화학적 전기적으로 높은 안정성을 가진 더욱 낮은 구동전압, 더욱 높은 계조성, 사용환경 온도나 시야각에 대한 더욱 높은 콘트라스트 등을 들 수 있다. 이 때문에, 넓은 온도범위에서 네마틱성을 가지고, 저온 보존에서 장기간 네마틱상을 유지하며, 응답성을 개선할 수 있는 더욱 낮은 점성으로 원하는 구동전압, 특히 더욱 낮은 구동전압을 달성할 수 있는 액정재료의 개발 연구가 현재도 행해지고 있다. 또, 복굴절률, 유전율 이방성, 탄성상수의 설계 및 이들의 온도 의존성, 복굴절률의 광파장 의존성이나 듀티 수에 대응한 유전율 이방성의 주파수 의존성 등도 개량수단으로서 주목되고 있다.
본 발명의 일반식 (I-1)에 관련되는 화합물로서, 하기 일반식 (a1-1)∼(a1-8)의 화합물의 기재가, 예를 들면 일반식 (a1-1)에 관해서는 Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985), Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.206 p.187(1991), Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993), 일반식 (a1-2)에 관해서는 특표평 4-504571호(1992), 미국특허 제5,252,253호(1993), 일반식 (a1-3)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.206 p.187(1991), Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993), 특개평 1-160924호(1989), 독일 특허 3,837,208 A(1998), 미국특허 제5,084,204호(1992), 일반식 (a1-4)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.37 p.249(1976), 미국특허 제3,925,237호(1975), 일반식 (a1-5)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vo1.53 p.147(1979), 특개소 53-22882호(1978), 일반식 (a1-6)에 관해서는 특개소 54-157541호(1979), 미국특허 제4,261,651호(1981), 영국특허 2,023,136 B(1979), 일반식 (a1-7)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.37 p.249(1976), 일반식 (a1-8)에 관해서는 영국특허 2,271,771 A(1994) 등에서 확인된다.
(상기 식에서, R0은 알킬기, 알콕시기, 알카노일옥시기, X0는 CN, F 등, Z0은 R0, CN, k0은 1, 2를 나타냄)
그러나, 예를 들면 특개평 1-160924호(1989), 독일특허 3837208 A(1998), 영국특허 2,271,771 A(1994)의 특허는 불성립 되어 있는 등, 일반식 (a1-1)∼(a1-8)의 화합물에 관계하는 기술은 거의 알려져 있지 않는다. 구체적으로 설명하면, 화합물에 대해서는 일반식 (a1-1)∼(a1-5), (a1-7)의 화합물의 상전이(相轉移) 온도, 이 중 일부 화합물의 복굴절률, 유전율 이방성 또는 전이 엔탈피가 보고되어 있지만, 탄성상수나 점성에 관해서는 알려져 있지 않다. 또한, 조성물에 대해서는, 일반식 (a1-1)∼(a1-8)의 화합물에 대하여 일반적인 화합물의 조합에 대한 기술(記述), 또는 일반식 (a1-9)∼(a1-11)과의 조합 또는 일반식 (a1-9)∼(a1-16)과의 조합에 대한 기술을 볼 수 있지만, 그 구체적인 실시예는 거의 발견되지 않는다. 또, 액정조성물을 이용한 응용예, 예를 들면 액정표시 소자나 장치에 관한 구체적인 예는 발견되지 않는다.
본 발명의 일반식 (I-2)에 관련되는 화합물로서, 하기 일반식 (a2-1)∼(a2-2)의 화합물의 기재가, 예를 들면 일반식 (a2-1)에 관해서는 영국특허 2,271,771 A(1994), 일반식 (a2-2)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.206 p.187(1991), Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993), 특개평 1-160924(1989), 독일특허 3837208 A(1989), 미국특허 제5084204 A호(1992), Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.37 p.249(1976) 등에서 확인된다.
(상기 식에서, Ro는 알킬기 등, X0은 CN, F 등, L0은 F 등, Z°은 단결합 등, 환 A0는 시클로헥실렌 등, k0, m, n은 0, 자연수를 나타낸다.)
그러나, 예를 들면 특개평 1-160924호(1989), 독일특허 3837208 A(1998), 영국특허 2271771 A(1994)의 특허는 불성립으로 되어 있는 등, 일반식 (a2-1)∼(a2-2)의 화합물에 관계하는 기술은 거의 알려져 있지 않다. 상세히 설명하면, 화합물에 대해서는 일반식 (a2-1)∼(a2-2)의 화합물의 상전이 온도, 유전율 이방성, 복굴절률, 탄성상수나 점성에 관해서는 알려져 있지 않다. 또, 일반적으로 유리한 점의 기술은 보이지만, 한편으로는 예를 들면, 이들 문헌에 포함되는 화합물의 점성이 불리하다는 것이 Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993)에 기재되어 있고, 화합물의 액정성이 좁은 것이 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.261 p.79(1995)에, 일반식 (a-2)의 화합물에 의해 액정혼합물의 유전율 이방성을 네거티브로 만드는 것이 특개평 1-160924호(1989)에 기재되어 있고, 그 물성이 상반되는 등, 당업자가 용이하게 사용할 수 있는 정도의 기술적 보고로부터 상당히 멀다고 하지 않을 수가 없는 상황이다.
또한, 조성물에 대해서는, 일반식 (a2-3)∼(a2-7)의 화합물과의 조합 등 일반적인 화합물 조합의 기술이 나타나 있지만, 그 구체적인 실시예는 발견되지 않는다. 따라서, 액정조성물을 이용한 응용예, 예를 들면 액정표시소자나 장치에 관한 구체적인 예도 발견되지 않는다.
본 발명의 일반식 (I-3)에 관련되는 화합물로서, 하기 일반식 (a3-1)∼(a3-15)의 화합물의 기재가 발견된다. 예를 들면 일반식 (a3-1)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.37 p.249(1976), 일반식 (a3-2)∼(a3-4)에 관해서는 Helvetica Chimica Acta vol.64 Fasc. 6 p. 1847(1985)-Nr.176, Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985), Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.206 p.187(1991), Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993), 일반식 (a3-5)에 관해서는 특개소 61-282345호(1986),일반식 (a3-6)∼(a3-10)에 관해서는 Helvetica Chimica Acta vol.68 p.1406(1985), 특표평 4-504571호(1992), 일본특허 제2,667,577호, 미국특허,제5252253호(1993), 영국특허공개 2244710A(1992), 유럽특허 453503Bl(1995), 일반식 (a3-11)에 관해서는 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.206 p.187(1991), Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993), 특개평 1-160924호(1989), 독일특허 3837208 A(1989), 미국특허 제5084204A호(1992), 일반식 (a3-12)에 관해서는 특개평 1-160924(1989), 독일특허 3837208A(1989), 미국특허 제5084204A호(1992), Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.261 p.79(1995), 일반식 (a3-13)∼(a3-15)에 관해서는 영국특허 2271771A(1994) 등에서확인된다.
(상기 식에서, R0은 알킬기, 알콕시기 등, X0은 CN, F 등, Z0는 단결합 등, k0는 0, 1, 2를 나타낸다.)
그러나, 예를 들면 특개평 1-160924호(1989),독일특허 3837208A(1998), 영국특허 제2271771A호(1994)의 특허는 불성립으로 되어 있는 등, 일반식 (a3-1)∼(a3-15)의 화합물에 관한 기술은 거의 알려져 있지 않다. 상세히 설명하면, 화합물에 대해서는 일반식 (a3-1)∼(a3-12)의 화합물의 상전이 온도, 이 중 극히 일부의 화합물, 구체적으로는 (a3-1)의 화합물의 유전율 이방성, (a3-2),(a3-3)의 화합물의 복굴절률, (a3-5)의 화합물의 복굴절률 및 유전율 이방성, (a3-11)의 화합물의 복굴절률, (a3-12)의 복굴절률 및 유전율 이방성 또는 전이 엔탈피가 보고되어 있을 뿐이며, 탄성상수나 점성에 관해서는 알려져 있지 않다. 또, 일반적인 이점의 기술은 보이지만, 한편으로는 예를 들면, 일반식 (a3-2), (a3-3)의 화합물의 점성이 불리하다는 것이 Liq. Cryst. vol.15 p.123(1993)에 기재되어 있고, 일반식 (a3-12)의 화합물의 액정성이 좁은 것이 Mol. Cryst. Liq. Cryst. vol.261 p.79(1995)에, 일반식 (a3-11), (a3-12)의 화합물에 의해 액정혼합물의 유전율 이방성을 네거티브로 만드는 것이 특개평 1-160924호(1989)에 기재되어 있고, 그 물성이 상반되는 등 일정하지 않고, 당업자가 용이하게 사용할 수 있을 정도의 기술적 보고와는 상당히 거리가 멀다고 하지 않을 수가 없는 상황이다.
또한, 조성물에 대해서는, 일반식 (a3-2)∼(a3-4)의 화합물에 대하여 일반식 (a3-18)과의 조합, 일반식 (a3-5)의 화합물에 대하여 일반식 (a3-17)과의 조합, 일반식 (a3-6)∼(a3-10)의 화합물에 대하여 일반식 (a3-16)∼(a3-18)과의 조합 등, 일반적인 화합물 조합의 기술이 나타나 있지만, 그 구체적인 실시예는 거의 발견되지 않는다. 따라서, 더욱이 액정조성물을 이용한 응용예, 예를 들면 액정표시소자나 장치에 관한 구체적인 예는 발견되지 않는다.
본 발명의 일반식 (I-4)에 관련되는 화합물로서, 하기 일반식 (a4-1)∼(a4-2)의 화합물의 기재가, 예를 들면 일반식 (a4-1)에 관해서는 특개소 57-130929호(1982), 독일특허 3150312A(1982), 미국특허 제4,432,885A호(1984), 영국특허 2090593A(1982), 일반식 (a4-2)에 관해서는 독일특허 156258A(1982), 미국특허 제4,391,731A호(1983), 특개소 57-54130호(1982)등에서 확인된다.
(상기 식에서, R0은 알킬기 등을 나타낸다. )
그러나 이들 기술의 기재는, 현재 요청되고 있는 요구 특성에 관한 것을 나타내고 있지 않다. 화합물 또는 조성물에 있어서의 지견(知見)은, 액정상(液晶相)의 온도범위 정도이며, 유전율 이방성, 복굴절률, 탄성상수나 점성에 관해서는 알려져 있지 않다. 또, 일반적인 이점의 기술은 보이지만, 당업자가 용이하게 사용할 수 있을 정도의 STN-LCD나 TFT-LCD에 관한 기술적 지견은 없다고 말하지 않을 수 없는 상황이다.
또한, 조성물에 있어서는, 예를 들면 특공표 4-502781(1992), WO 91-05029(1991), 미국특허 제5,487,845호에 일반적인 기술이 나타나 있지만, 그 구체적인 실시예는 거의 발견되지 않는다. 따라서, 더욱이 액정조성물을 이용한 응용예, 예를 들면 액정표시소자나 장치에 관한 구체적인 예는 거의 발견되지 않는다.
본 발명의 일반식 (I-5)에 관련되는 화합물로서, 하기 일반식 (a5-1)의 화합물의 기재가, Helvetica Chmica Acta vol.65, Fasc.4 p.1318(1982)-Nr.125에서 확인된다.
(상기 식에서, R0은 알킬기 등을 나타낸다. )
그러나, 현재 요청되고 있는 요구 특성에 관한 기술은 거의 알려져 있지 않다. 상세히 설명하면, 일반식 (a5-1)의 화합물의 유전율 이방성, 복굴절률, 탄성상수나 점성에 관해서는 알려져 있지 않다. 따라서, 당업자가 용이하게 사용할 수 있을 정도의 TN-LCD, STN-LCD나 TFT-LCD에 관한 기술적 지견은 없는 상황이다.
또한, 조성물에 있어서는, 예를 들면 특공표 4-502781호(1992), WO 91-05029(1991), 미국특허 제5,487,845호에 일반적인 기술이 나타나 있지만, 그 구체적인 실시예는 발견되지 않는다. 따라서, 액정조성물을 이용한 응용예, 예를 들면 액정표시소자나 장치에 관한 구체적인 예도 발견되지 않다.
본 발명은, 전기광학적 표시재료로서 유용한 네마틱 액정조성물 및 이것을 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은, 액정성분 A가 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물로부터 적시에 선택된 일반식의 화합물로 구성된 것을 하나의 특징으로 하고 있다. 이러한 네마틱 액정조성물은 아직 알려져 있지 않다.
본 발명은, 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물을 적어도 1종 이상 함유한 네마틱 액정조성물, 보다 상세하게는, 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것으로, 축합환을 가진 화합물, 구체적으로는, 나프탈렌-2,6-디일 환, l,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환,데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 가진 화합물, 및 이들 환 중 어느 하나에 치환기를 가진 화합물을 함유하는 신규한 네마틱 액정조성물에 의해, 또한 일반식 (I-1)∼(I-5) 이외의 화합물과 조합시킴으로써, 앞에서 설명한 바와 같은 액정재료에 대한 요망을 해결하거나 또는 조금이라도 개선하고자 하는 것이며, 이것에 의해 앞에서 설명한 바와 같은 액정표시소자의 특성을 개선하는 것이다.
구체적으로는, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성의 동작 온도범위를 확대하고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성 또는 개선하는 것이다. 또, 원하는 복굴절률을 가지는 액정재료에 의해 MIM 또는 TFT-LCD나 STN-LCD의 여러가지 표시 특성을 개량하고, 비교적 큰 복굴절률을 가지는 액정재료에 의해 PN-CLD나 PDLC의 표시 특성을 개선하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기위해서, 액정조성물이, 일반식 (I-1)∼(I-5)
(상기 식에서, 나프탈렌-2,6-디일 환 속에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH기가 N기로 치환되어 있을 수 있고, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 속에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 -CH2-기가 -CF2-로 치환되어 있을 수 있고, 상기 환 속에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 -CH2-CH2-기가 -CH2-O-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -CH=N- 또는 -CF=N-으로 치환되어 있을 수 있고, 상기 환 속에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 >CH-CH2-기가 >CH-O-, >C=CH-, >C=CF-, >C=N- 또는 >N-CH2-로 치환되어 있을 수 있고, 상기 환 속에 존재하는 >CH-CH<기가 >CH-CF<, >CF-CF< 또는 >C=C<로 치환되어 있을 수 있고, 비치환 또는 치환된 상기 환 중의 적어도 1개의 C가 Si와 치환되어 있을 수 있고,
R1은 각각 독립적으로 탄소원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 상기 알킬기 또는 상기 알케닐기는 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CN, CH3또는 CF3을 가질 수 있고, 상기 알킬기 또는 상기 알케닐기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH2기는, O 원자가 서로 직접 결합하지 않는 것으로 하여, O, CO 또는 COO로 치환되어 있을 수 있고,
Q1은 각각 독립적으로 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, OCFH2, NCS 또는 CN을 나타내고,
X1∼X3는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, X3는 또한 각각 독립적으로는 CH3을 나타내며,
W1∼W6는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, W4는 또 각각 독립적으로 CH3을 나타내고,
K1∼K5는 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내고,
환 A1∼A4는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-1,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌, 피리미딘-2,5-디일, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-l-실라-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일을 나타내고, 나프탈렌-2,6-디일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일은 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가질 수 있고,
나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 K1∼K5및 환 A1∼A4에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자는 중수소원자와 치환되어 있을 수 있고,
k1∼k8은 각각 독립적으로 O 또는 1을 나타내며, k3+ k4는 O 또는 1이며, k5+ k6+ k7+ k8는 O, 1 또는 2이며,
상기 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체원자로 치환되어 있을 수 있다.)
중에서 선택된 하나 또는 두개 또는 세개 이상의 일반식으로 표시되는 1종 또는 2종 이상의 화합물로 이루어지는 액정성분 A를 함유하여, 상기 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 제외하는 액정성분으로서, +2 이상의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 B를 0∼99.9 중량% 함유하고, -10∼+2의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 C를 0∼85 중량% 함유하고, 상기 액정성분 B와 상기 액정성분 C의 총화가 0∼99.9 중량%인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 액정성분 B는, 일반식 (II-1)∼(II-4)
(상기 식에서, R1, Q1, W1∼W4는 전항 기재와 동일하고,
Y1, Y2는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 OCF3을 나타내고,
V는 CH 또는 N을 나타내고,
P1∼P3는 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-,-(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내며, P1, P3는 또 각각 독립적으로 -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-일 수도 있고,
환 B1∼B3는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-1-실라-1,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌을 나타내고, 환 B3는 또한 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-1,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌일 수도 있고,
측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 P1∼P3및 환 B1∼B3에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자는 중수소원자와 치환되어 있을 수 있고,
p1∼p3은 각각 독립적으로 O 또는 1을 나타내고, p2+ p3는 O 또는 1이며,
일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체 원자로 치환되어 있을 수 있다.)
로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.
또, 액정성분 C가, 일반식 (III-1)∼(III-4)
(상기 식에서, W1∼W3는 전항 기재와 동일하고,
R2, R3는 각각 독립적으로 탄소원자수 1∼1O의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소원자수 2∼10의 알케닐기, 알케닐옥시기를 나타내며, 상기 알킬기, 상기 알콕시기, 상기 알케닐기 또는 상기 알케닐옥시기는 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CN, CH3또는 CF3을 가질 수 있고, 및/또는 상기 알킬기, 상기 알콕시기, 상기 알케닐기 또는 상기 알케닐옥시기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH2기는, O 원자가 서로 직접 결합하지 않는 것으로 하고, O, CO 또는 COO로 치환되어 있어도 되고,
Z1∼Z3는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, Z3는 또각각 독립적으로 -CH3일 수도 있고,
M1∼M3은 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내고, Ml, M3은 또 각각 독립적으로 -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-일 수도 있고,
환 Cl∼C3은 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-1-실라-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일을 나타내고, 나프탈렌-2,6-디일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일은 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가질 수 있고, 환 Cl, C3은 또 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-l,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌일 수도 있고,
측쇄기 R2, R3, 연결기 M1∼M3및 환 Cl∼C3에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자는 중수소원자와 치환되어 있을 수도 있고,
m1∼m3은 각각 독립적으로 O 또는 1을 나타내고, m2+ m3은 0 또는 1이며,
상기 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체원자로 치환되어 있을 수도 있다.)
로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 함유할 수가 있다.
또한, 본 발명은 상기의 네마틱 액정조성물을 이용한 액티브 매트릭스, 트위스티드 네마틱 또는 수퍼 트위스티드 네마틱 액정표시장치, 또는 상기의 액정조성물 및 투명성 고체물질을 함유하는 조광층(調光層)을 가지는 광산란형 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 액정조성물은, 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물로 이루어지는 액정성분 A를 필수성분으로서 함유한다. 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물은, 비치환 또는 치환된 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 부분 구조로 하는 분자 구조를 특징으로 하고 있다. 이 특징을 가지는 액정성분 A는, 액정화합물 또는 액정조성물에 혼합하면, 네마틱상-등방성 액체상 전이온도가 비교적 양호하고, 응답성을 유지, 또는 악화시키지 않고 구동전압을 저하시키는 효과를 가지고 있어, 종래의 구동전압을 저감시키는 액정화합물에 없는 뛰어난 특성을 가진다. 본 발명의 액정조성물은, 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물로 이루어지는 액정성분 A를 함유하고, +2 이상의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 B를 0∼99.9 중량% 함유하며, -10∼+2의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 C를 0∼85 중량% 함유하고, 상기 액정성분 B와 상기 액정성분 C의 총화가 0∼99.9 중량% 함유시킴으로써 이 효과를 가지는 것을 발견했다. 또, 액정성분 A는 상기 액정성분 B와 액정성분 C의 액정재료에 대하여 혼합했을 때, 고체상 또는 스멕틱상-네마틱상 전이온도를 특별히 저하시키거나 또는 저온에서의 보존시간을 길게 하는 등, 표시 온도범위를 보다 넓힐 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 호칭은, 특별히 한정한 경우를 제외하고, 비치환된 환 및 치환된 환의 양자를 포함한 것으로서 정의한다. 이 정의는, 액정성분 A, C에 적응된다. 치환의 의미는, 나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH 기가 N기로 치환되는 것 및 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가지는 것, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가지는 것, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 -CH2-기가 -CF2-로 치환된 것, 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의-CH2-CH2-기가 -CH2-O-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -CH=N- 또는 -CF=N-으로 치환된 것, 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 >CH-CH2-기가 >CH-O-, >C=CH-, >C=CF-, >C=N- 또는 >N-CH2-로 치환된 것, 환 중에 존재하는 >CH-CH<기가 >CH-CF<, >CF-CF< 또는 >C=C<으로 치환된 것, 또한 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 비치환의 환 또는 치환된 환 중의 적어도 1개의 C가 Si로 치환된 것이며, 또한, 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 및1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자가 중수소원자로 치환된 것을 포함한다.
마찬가지로, 알킬기 및 알케닐기의 호칭도, 특별히 한정한 경우를 제외하고, 비치환의 기 및 치환된 기 양자를 포함하는 것으로 정의한다. 또, 알킬기 및 알케닐기는 직쇄상이라도, 분기쇄상이라도 좋다. 이 정의는, 액정성분 A, B, C에 적응된다.
본 발명은, 일반식 (I-1)∼(I-5)의 더욱 바람직한 화합물로서, 일반식 (I11)∼(I-53)의 하위식을 나타낸다.
액정성분 A가 일반식 (I-1)으로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 일반식 (I-11) 또는 일반식 (I-12)로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 또는 일반식 (I-11)과 일반식 (I-12)로 표시되는 화합물을 병용하여 함유하여, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 것이 본 발명의 효과를 얻는 데 바람직하다는 것을 발견했다.
액정성분 A가 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 일반식 (I-21)로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 및/또는 일반식 (I-22)과 일반식 (I-23)으로 표시되는 화합물을 단독 또는 병용하여 함유하여, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 것이 본 발명의 효과를 얻는 데 바람직하다는 것을 발견했다.
액정성분 A가 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 일반식 (I-31) 또는 일반식 (I-32)로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하거나, 또는 일반식 (I-31)과 일반식 (I-32)로 표시되는 화합물을 병용하여 함유하여, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 것이 본 발명의 효과를 얻는 데 바람직하다는 것을 발견했다.
액정성분 A가 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 일반식 (I-41)∼(I-46) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 또는 네 개의 일반식으로부터 선택되는 화합물로 액정성분 A를 구성할 수 있다. 일반식 (I-41)은 단독으로 액정성분 A를 구성할 수도 있고, 일반식 (I-42)∼(I-46) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개의 일반식으로부터 선택되는 화합물과 조합시켜 액정성분 A를 구성할 수도 있으며, 이 경우 일반식 (I-42) 및/또는 (I-43)으로부터 선택되는 화합물과 조합시키는 것이 바람직하다. 일반식 (I-42) 또는 일반식 (I-43)도 단독으로 액정성분 A를 구성할 수 있고, 다른 일반식 (I-41), (I-44)∼(I-46)으로부터 선택되는 화합물과 조합시켜 액정성분 A를 구성할 수도 있으며, 이 경우 일반식 (I-41)로부터 선택되는 화합물과 조합시키는 것이 바람직하다. 일반식 (I-44)∼(I-46)은, 네마틱상의 온도범위를 소량으로 조정할 수가 있기 때문에, 단독으로 액정성분 A를 구성할 수도 있고,일반식 (I-41)∼(I-43) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개의 일반식으로부터 선택되는 화합물과 조합시켜 액정성분 A를 구성할 수도 있다. 이와 같이 하여 구성한 액정성분 A는, 일반식 (I-41)∼(I-46)으로부터 선택되는 화합물을 1종∼40종 함유할 수 있지만, 1종∼20종 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 구성한 액정성분 A는 본 발명의 효과를 얻는 데 바람직하다는 것을 발견했다.
액정성분 A가 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물을 포함하는 경우, 일반식 (I-51) 또는 일반식 (I-52)로 표시되는 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하거나, 또는 일반식 (I-51)과 일반식 (I-52)로 표시되는 화합물을 병용하여 함유하여, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 것이 본 발명의 효과를 얻는 데 바람직하다는 것을 발견했다.
본 발명은, 일반식 (I-1)∼(I-5) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 또는 그 이상의 일반식에서 선택되는 화합물로 액정성분 A를 구성할 수 있다. 일반식 (I-1)∼(I-5) 중 단독으로 액정성분 A를 구성할 수도 있고, 일반식 (I-1)∼(I-5)중 두개 또는 세개 이상의 일반식에서 선택되는 화합물과 조합시켜 액정성분 A를 구성할 수도 있다. 이 경우 일반식 (I-11), (I-12), (I-21), (I-31), (I-32), (I-41), (I-42), (I-43), (I-51), (I-52)로부터 선택되는 화합물을 단독으로 사용하거나 또는 조합시키는 것이 특히 바람직하다.
이러한 관점에서, 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물의 더욱 바람직한 기본구조의 형태는 하기에 나타내는 일반식 (I-11a)∼(I-53ab)로 표시되는 화합물이다.
측쇄기 R1에서의 식 (I-6)의 더욱 바람직한 형태는 하기에 나타내는 일반식 (I-6a)∼(I-6bc)로 표기되는 화합물이다.
극성기를 가지는 나프탈렌-2,6-디일 환의 부분 구조식 ((I-71)의 더욱 바람직한 형태는 하기에 나타내는 일반식 (I-71a)∼(I-71av)로 표기되는 화합물이다.
극성기를 가지는 1,4-페닐렌의 부분 구조식 (I-72)의 더욱 바람직한 형태는 하기에 나타내는 일반식 (I-72a)∼(I-72r)로 표기되는 화합물이다.
본 발명은, 또한 극성기를 가지는 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 부분 구조식 (I-73)의 보다 바람직한 형태를 다음 식 (I-73a)∼(I-73bt)에 나타낸다.
본 발명은 또한, 비치환 또는 치환된 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 더욱 바람직한 형태를 하기 식 (I-74a)∼(I-74dm)에 나타낸다.
또한, 이하에서 사용하고 있는 각 화합물은, 증류, 컬럼 정제, 재결정 등의 방법을 이용하여 불순물을 제거하고, 충분히 정제한 것을 사용했다.
더욱 상세히 설명하면, 범용성 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 액정성분 A는 이하의 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(I-ai): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기인 화합물.
(I-ai-1): 일반식 (I-1)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-11a)∼(I-13ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6an), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-71a)∼(I-71av)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-11a)∼(I-12c), (I-12g)∼(I-12i), (I-12m)∼(I-12o), (I-12s)∼(I-12u), (I-12y)∼(I-12ax), (I-13h), (I-13o)∼(I-13aa)인 기본구조의 화합물.
(I-ai-2): 일반식 (I-2)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6an), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-21a)∼(I-21fx), (I-21gk)∼(I-21gv), (I-22bi)∼(I-22gv), (I-22hu), (I-22hv), (I-22hx), (I-22ia), (I-22ib), (I-22id), (I-22ih), (I-22ii), (I-22ik), (I-22in), (I-22io), (I-22iq), (I-22is), (I-22iu), (I-23ak)∼(I-23fx), (I-23hi)∼(I-23iv), (I-23je)∼(I-23jp)인 기본구조의 화합물.
(I-ai-3): 일반식 (I-3)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6an), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-31a)∼(I-31ag), (I-32a)∼(I-32ae), (I-32ai)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32eh), (I-33bn)∼(I-33cg), (I-33cl)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물.
(I-ai-4): 일반식 (I-4)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-41a)∼(I-46g)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6an), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42ad), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42bl), (I-42bn)∼(I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41k), (I-41x)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42u), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42am), (I-42ao)∼(I-42ar), (I-42at), (I-42az), (I-42be)∼(I-42bg), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo), (I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43g), (I-43l), (I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-45a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물.
(I-ai-5): 일반식 (I-5)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-51a)∼(I-53ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6an), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-73a)∼(I-73bt)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-51a)∼(I-51c), (I-51g)∼(I-51n), (I-51p)∼(I-51u), (I-51x),(I-51y), (I-52a)∼(I-52f), (I-52s)∼(I-52ag), (I-52an)∼(I-52bd), (I-53a), (I-53d)∼(I-53h), (I-53k)∼(I-53o), (I-53r)∼(I-53ab)인 기본구조의 화합물.
소군(小群) (I-ai-1)∼(I-ai-5)의 화합물에 의해서 액정조성물의 상용성의 개선, 저온보존의 향상에 따라 동작 온도범위를 확대하고, 탄성상수 및 이것들의 비 K33/K11또는 K33/K22를 조정할 수가 있고, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(I-aii): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, 또는 CN 인 화합물.
(I-aii-1): 일반식 (I-1)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-11a)∼(I-13ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-71a)∼(I-71av)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-11a)∼(I-12c), (I-12g)∼(I-12i), (I-12m)∼(I-12o), (I-12s)∼(I-12u), (I-12y)∼(I-12ax), (I-13h), (I-13o)∼(I-13aa)인 기본구조의 화합물.
(I-aii-2): 일반식 (I-2)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-21a)∼(I-21fx), (I-21gk)∼(I-21gv), (I-22bi)∼(I-22gv), (I-22hu), (I-22hv), (I-22hx), (I-22ia), (I-22ib), (I-22id), (I-22ih), (I-22ii), (I-22ik), (I-22in), (I-22io), (I-22iq), (I.22is), (I-22iu), (I-23ak)∼(I-23fx), (I-23hi)∼(I-23iv), (I-23je)∼(I-23jp)인 기본구조의 화합물.
(I-aii-3): 일반식 (I-3)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-31a)∼(I-31ag), (I-32a)∼(I-32ae), (I-32ai)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32eh), (I-33bn)∼(I-33cg), (I-33cl)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물.
(I-aii-4): 일반식 (I-4)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-41a)∼(I-46g)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42ad), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42bl), (I-42bn)∼(I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41k), (I-41x)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42u), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42am), (I-42ao)∼(I-42ar), (I-42at), (I-42az), (I-42be)∼(I-42bg), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo), (I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43g), (I-43l), (I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-45a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물.
(I-aii-5): 일반식 (I-5)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-51a)∼(I-53ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-73a)∼(I-73bt)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-51a)∼(I-51c), (I-51g)∼(I-51n), (I-51p)∼(I-51u), (I-51x), (I-51y), (I-52a)∼(I-52f), (I-52s)∼(I-52ag), (I-52an)∼(I-52bd), (I-53a), (I-53d)∼(I-53h), (I-53k)∼(I-53o), (I-53r)∼(I-53ab)인 기본구조의 화합물.
소군 (I-aii-1)∼(I-aii-5)의 화합물에 있어서, 구체적 용도로서는, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H인 (I-71i)∼(I-71av), (I-72d)∼(I-72r), (I-73m)∼(I-73bt)인 극성기를 가지는 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 신뢰성이 높은 STN-LCD나 액티브용 TFT-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등에 바람직하고, 구동전압의 저감이나 고전압 유지율이 우수하고, Q1이 F, Cl 또는 CN의 극성기를 가지는 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압, 급준성이나 응답성 또는 그 온도 특성이 우수한 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(I-aiii): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, K1∼K5가 단결합,-(CH2)2-, -CO0- 또는 -C≡C-인 화합물.
(I-aiii-1): 일반식 (I-1)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-11a)∼(I-13ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-71a)∼(I-71av)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-11a)∼(I-12c), (I-12g)∼(I-12i), (I-12m)∼(I-12o), (I-12s)∼(I-12u), (I-12y)∼(I-12ax), (I-13h), (I-13o)∼(I-13aa)인 기본구조의 화합물.
(I-aiii-2): 일반식 (I-2)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-21a)∼(I-21fx), (I-2lgk)∼(I-21gv), (I-22bi)∼(I-22gv), (I-22hu), (I-22hv), (I-22hx), (I-22ia), (I-22ib), (I-22id), (I-22ih), (I-22ii), (I-22ik), (I-22in), (I-22io), (I-22iq), (I-22is), (I-22iu), (I-23ak)∼(I-23fx), (I-23hi)∼(I-23iv), (I-23je)∼(I-23jp)인 기본구조의 화합물.
(I-aiii-3): 일반식 (I-3)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-31a)∼(I-31ag), (I-32a)∼(I-32ae), (I-32ai)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32eh), (I-33bn)∼(I-33cg), (I-33cl)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물.
(I-aiii-4): 일반식 (I-4)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-41a)∼(I-41aa), (I-41ac), (I-41ad), (I-41af)∼(I-46g)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42ad), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42bl), (I-42bn)∼(I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41k), (I-41x)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42u), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42am), (I-42ao)∼(I-42ar), (I-42at), (I-42az), (I-42be)∼(I-42bg), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo), (I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43g), (I-43l), (I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-45a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물.
(I-aiii-5): 일반식 (I-5)에 있어서의 구체적인 화합물로서는, 일반식 (I-51a)∼(I-53ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-73a)∼(I-73bt)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-51a)∼(I-51c), (I-51g)∼(I-51n), (I-51p)∼(I-51u), (I-51x), (I-51y), (I-52a)∼(I-52f), (I-52s)∼(I-52ag), (I-52an)∼(I-52bd), (I-53a), (I-53d)∼(I-53h), (I-53k)∼(I-53o), (I-53r)∼(I-53ab)인 기본구조의 화합물.
소군 (I-aiii-1)∼(I-aiii-5)의 화합물에 있어서, 특히, K1∼K5가 단결합인 화합물은, 액정조성물의 상용성의 개선, 저온보존의 향상에 의해 동작 온도범위를확대하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성할 수 있으며, K1∼K5가 -(CH2)2-인 화합물은, 액정조성물의 상용성의 개선, 저온보존의 향상에 의해 동작 온도범위를 확대할 수 있으며, K1∼K5가 -CO0-인 화합물은, 액정조성물의 상용성의 개선, 저온보존의 향상에 의해 동작 온도범위를 확대하여, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선할 수가 있으며, K1∼K5가 -C≡C-인 화합물은, 복굴절률을 넓은 범위로 조정할 수가 있어, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선할 수가 있으며, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(I-aiv): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, 환 A1∼A4가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 화합물.
(I-aiv-1): 일반식 (I-1)의 경우, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환 A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일반식 (I-11a)∼(I-11l), (I-12a)∼(I-12ax), (I-13a)∼(I-13ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-71a)∼(I-71av)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-11a)∼(I-11l), (I-12a)∼(I-12c),(I-12g)∼(I-12i), (I-12m)∼(I-12o), (I-12s)∼(I-12u), (I-12y)∼(I-12ax), (I-13h), (I-13o)∼(I-13aa)인 기본구조의 화합물로서, 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
특히, (I-aiii)와 (I-aiv)의 구조적 특징을 동시에 가지는 화합물의 경우, 또한 차별화된 특성을 보이고, 보다 넓게 액정 조성물에 사용될 수 있다.
(I-aiv-1a): 일반식 (I-11)의 K1, 일반식(I-12)의 K2, 일반식(I-13)의 K3가 단결합이며, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환 A3가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 중위 이상의 높은 복굴절률로 비교적 큰 유전율 이방성을 가지고 있고,
(I-aiv-1b): 일반식 (I-11)의 K1, 일반식 (I-12)의 K2, 일반식 (I-13)의 K3가 단결합이며, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환 A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 비교적 빠른 응답성을 가지고 있고,
(I-aiv-1c): 일반식 (I-11)의 K1, 일반식 (I-12)의 K2, 일반식 (I-13)의 K3가 -(CH2)2-이며, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 화합물은 양호한 상용성을 가지고 있고,
(I-aiv-1d): 일반식 (I-l1)의 K1, 일반식 (I-12)의 K2, 일반식 (I-13)의 K3가 -COO-이며, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환 A3가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 구동전압 저감이 우수하고,
(I-aiv-le): 일반식 (I-11)의 K1, 일반식 (I-12)의 K2, 일반식 (I-13)의 K3가 -C≡C-이며, 일반식 (I-11)의 환 A1, 일반식 (I-12)의 환 A2, 일반식 (I-13)의 환 A3가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 매우 높은 또는 비교적 높은 복굴절률을 가진다.
(I-aiv-2): 일반식 (I-2)의 경우, 환 A1∼A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일반식 (I-21a)∼(I-21ab), (I-21ak)∼(I-22s), (I-22y)∼(I-22cc), (I-22cf)∼(I-22da), (I-22dd)∼(I-22dy), (I-22eb)∼(I-22ew), (I-22ez)∼(I-22fu), (I-22fx)∼(I-22gs), (I-22gv)∼(I-22hq), (I-22ht)∼(I-23jp)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-21a)∼(I-21y), (I-21ak)∼(I-22p), (I-22bi)∼(I-22cc), (I-22cf)∼(I-22cy),(I-22dd)∼(I-22dw), (I-22eb)∼(I-22eu), (I-22ez)∼(I-22fs), (I-22fx)∼(I-22gq), (I-23ak)∼(I-23fx), (I-23hi)∼(I-23jm)인 기본구조의 화합물로서, 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
특히, (I-aiii)와 (I-aiv)의 구조적 특징을 동시에 가지는 일반식 (I-21)∼(I-23)인 화합물의 경우, 더욱 차별화된 특성을 나타내고, 보다 광범위하게 액정조성물에 이용될 수 있다.
(I-aiv-2a): K1∼K4중 어느 하나가 단결합이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 중위 이상이 높은 복굴절률로 비교적 큰 유전율 이방성을 가지고 있고,
(I-aiv-2b): K1∼K4중 어느 하나가 단결합이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 비교적 빠른 응답성을 가지고,
(I-aiv-2c): K1∼K4중 어느 하나가 -(CH2)2-이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 화합물은 양호한 상용성을 가지고,
(I-aiv-2d): K1∼K4중 어느 하나가 -COO-이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 구동전압 저감이 우수하고,
(I-aiv-2e): K1∼K4중 어느 하나가 -C≡C-이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 매우 높은 또는 비교적 높은 복굴절률을 가지고 있다.
(I-aiv-3): 일반식 (I-3)의 경우, 환 A1, A2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일반식 (I-32a)∼(I-32aa), (I-32ai)∼(I-33x), (I-33ac)∼(I-33dz)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-31a)∼(I-31ag), (I-32a)∼(I-32ae), (I-32ai)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32eh), (I-33bn)∼(I-33cg), (I-33cl)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물로서, 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
특히, (I-aiii)와( I-aiv)의 구조적 특징을 동시에 가지는 일반식 (I-31)∼(I-33)인 화합물의 경우, 더욱 차별화된 특성을 나타내고, 보다 광범위하게 액정조성물에 이용될 수 있다.
(I-aiv-3a): K1∼K3중 어느 하나가 단결합이며, 환 A1, A2중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 중위 이상의 높은 복굴절률로 비교적 큰 유전율 이방성을 가지고 있고,
(I-aiv-3b): K1∼K3중 어느 하나가 단결합이며, 환 A1, A2중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 비교적 빠른 응답성을 가지고 있고,
(I-aiv-3c): K1∼K3중 어느 하나가 -(CH2)2-이며, 환 A1, A2중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 화합물은 양호한 상용성을 가지고 있고,
(I-aiv-3d): K1∼K3중 어느 하나가 -COO-이며, 환 A1, A2중 어느 하나가 l,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 구동전압 저감이 우수하고,
(I-aiv-3e): K1∼K3중 어느 하나가 -C≡C-이며, 환 A1, A2중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 매우 높은 또는 비교적 높은 복굴절률을 가지고 있다.
(I-aiv-4): 일반식 (I-4)의 경우, 환 A1∼A4가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일반식 (I-42a)∼(I-42ag), (I-42ak)∼(I-42an), (I-42ap)∼(I-42as), (I-42au)∼(I-42ax), (I-42az)∼(I-42bc), (I-42be)∼(I-42bh), (I-42bj)∼(I-42bm), (I-42bo)∼(I-46g)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 (I-42a)∼(I-42ad), (I-42ak)∼(I-42an), (I-42ap)∼(I-42as), (I-42au)∼(I-42ax), (I-42az)∼(I-42bc), (I-42be)∼(I-42bh), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo)∼(I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-42a)∼(I-42u), (I-42ak)∼(I-42am), (I-42ap)∼(I-42ar), (I-42az), (I-42be)∼(I-42bg), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo), (I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43g), (I-43l), (I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-45a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물 로서, 더욱 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
특히, (I-aiii)와 (I-aiv)의 구조적 특징을 동시에 가지는 일반식 (I-42)∼(I-46)인 화합물의 경우, 더욱 차별화된 특성을 나타내고, 보다 광범위하게 액정조성물에 이용될 수 있다.
(I-aiv-4a): K1∼K5중 어느 하나가 단결합이고, 환 A1∼A4중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 중위(中位) 이상의 높은 복굴절률로 비교적 큰 유전율 이방성을 가지고 있고,
(I-aiv-4b): K1∼K5중 어느 하나가 단결합이고, 환 A1∼A4중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 비교적 빠른 응답성을 가지고 있고,
(I-aiv-4c): K1∼K5중 어느 하나가 -(CH2)2-이고, 환 A1∼A4중 어느 하나가트랜스-1,4-시클로헥실렌인 화합물은 양호한 상용성을 가지고 있고,
(I-aiv-4d): K1∼K5중 어느 하나가 -COO-이고, 환 A1∼A4중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 구동전압 저감이 우수하고,
(I-aiv-4e): K1∼K5중 어느 하나가 -C≡C-이고, 환 A1∼A4중 어느 하나가 l,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 매우 높거나 또는 비교적 높은 복굴절률을 가지고 있다.
(I-aiv-5): 일반식 (I-5)의 경우, 환 A1∼A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 일반식 (I-51a)∼(I-51l), (I-52a)∼(I-52ax), (I-53a)∼(I-53ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 (I-73a)∼(I-73bt)인 화합물, 보다 바람직하게는 (I-51a)∼(I-51l), (I-52a)∼(I-52f), (I-52s)∼(I-52ag), (I-52ak), (I-52an)∼(I-52ax), (I-53o), (I-53r)∼(I-53ab)인 기본구조의 화합물로서, 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
특히, (I-aiii)와 (I-aiv)의 구조적 특징을 동시에 가지는 일반식 (I-51)∼(I-53)의 화합물의 경우, 더욱 차별화된 특성을 나타내고, 더욱 광범위하게 액정조성물에 이용될 수 있다.
(I-aiv-5a): K1∼K3중 어느 하나가 단결합이고, 환 A1∼A3중 어느 하나가 l,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 중위 이상의 높은 복굴절률로 비교적 큰 유전율 이방성을 가지고 있고,
(I-aiv-5b): K1∼K3중 어느 하나가 단결합이고, 환 A1∼A3중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 비교적 빠른 응답성을 가지고 있고,
(I-aiv-5c): K1∼K3의 어느 하나가 -(CH2)2-이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 화합물은 양호한 상용성을 가지고 있고,
(I-aiv-5d): K1∼K3중 어느 하나가 -COO-이며, 환 A1∼A3중 어느 하나가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 네마틱상을 넓혀 구동전압 저감이 우수하고,
(I-aiv-5e): K1이 -C≡C-이며, 환 A1, A2가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물 또는 K2가 -C≡C-이며, 환 A2, A3가 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌으로 표시되는 화합물은 매우 높은 또는 비교적 높은 복굴절률을 가지고 있다.
(I-av): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, 나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 K1∼K5및 환 A1∼A4에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자가 중수소원자로 치환된 화합물. 이 화합물은 액정조성물의 탄성상수의 조정이나 배향막에 대응한 프리틸트각의 조정에 유용하므로, 중수소원자로 치환된 화합물을 적어도 1종 이상 함유시키는 것이 바람직하다.
(I-avi): 일반식 (I-1)∼(I-3), (I-5)에 있어서, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 화합물.
(I-avi-1): 일반식 (I-1)의 경우, 구체적으로는, 일반식 (I-11a)∼(I-13ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 예를 들면 (I-71a)∼(I-71av)인 화합물, 보다 바람직하게는 극성기의 부분구조가 (I-71b)∼(I-71h), (I-71j)∼(I-71p), (I-71r)∼(I-71x), (I-71z)∼(I-71af), (I-71ah)∼(I-71an), (I-71ap)∼(I-71av)인 화합물이며, 더욱 바람직하게는 W1, W3중 적어도 1개가 극성기로 치환되어 있는 화합물, 특히 F로 치환되어 있는 화합물이다. 구체적 용도로서는, W1∼W3중 적어도 1개가 F, Cl이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 액티브용 TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압의 저감이나 고전압 유지율이 우수하고, Q1이 F, Cl 또는 CN인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압, 급준성이나 응답성 또는 그 온도 특성이 우수한 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(I-avi-2): 일반식 (I-2)의 경우, 구체적으로는, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)로서, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)이고, 예를 들면 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)인 기본구조의 화합물, 보다 바람직하게는 기본구조가, 일반식 (I-21b)∼(I-21h), (I-21j)∼(I-21p), (I-21r)∼(I-21aa), (I-21ad)∼(I-21aj), (I-21al)∼(I-21ar), (I-21at)∼(I-21az), (I-21bb)∼(I-21bh), (I-21bj)∼(I-21bp), (I-21br)∼(I-21bx), (I-21bz)∼(I-21cf), (I-21ch)∼(I-21cn), (I-21cp)∼(I-21cv), (I-21cx)∼(I-21dd), (I-21df)∼(I-21dl), (I-21dn)∼(I-21dt), (I-21dv)∼(I-21eb), (I-21ed)∼(I-21em), (I-21ep)∼(I-21ey), (I-21fb)∼(I-21fk), (I-21fn)∼(I-21fw), (I-21fz)∼(I-21gi), (I-21gl)∼(I-21gu), (I-22b)∼(I-22h), (I-22j), (I-22l)∼(I-22r), (I-22u), (I-22w), (I-22x), (I-22aa)∼(I-22ac), (I-22ag)∼(I-22ai), (I-22am)∼(I-22ao), (I-22as)∼(I.22au), (I-22ay)∼(I-22ba), (I-22be)∼(I-22bg), (I-22bj)∼(I-22bp), (I-22br)∼(I-22bx), (I-22bz)∼(I-22cc), (I-22ce), (I-22cf), (I-22ch)∼(I-22cn), (I-22cp)∼(I-22cv), (I-22cx)∼(I-22da), (I-22dc), (I-22dd), (I-22df)∼(I-22dl), (I-22dn)∼(I-22dt), (I-22dv)∼(I-22dy), (I-22ea), (I-22eb), (I-22ed)∼(I-22ej), (I-22el)∼(I-22er), (I-22et)∼(I-22ew), (I-22ey), (I-22ez), (I-22fb)∼(I-22fh), (I-22fj)∼(I-22fp), (I-22fr)∼(I-22fu), (I-22fw),(I-22fx), (I-22fz)∼(I.22gf), (I-22gh)∼(I-22gn), (I-22gp)∼(I-22gs), (I-22gu), (I-22gv), (I-22gx)∼(I-22hd), (I-22hf)∼(I-22hl), (I-22hn)∼(I-22hq), (I-22hs), (I-22ht), (I-22ia)∼(I-22if), (I-22im)∼(I-22ir), (I-22iu), (I-22iv), (I-23b), (I-23f), (I-23j), (I-23n), (I-23r), (I-23v), (I-23z), (I-23ac), (I-23al)∼(I-23ar), (I-23at)∼(I-23az), (I-23bb)∼(I-23bh), (I-23bj)∼(I-23bp), (I-23br)∼(I-23bx), (I-23bz)∼(I-23cf), (I-23ch)∼(I-23cn), (I-23cp)∼(I-23cv), (I-23cx)∼(I-23dd), (I-23df)∼(I-23dl), (I-23dn)∼(I-23dt), (I-23dv)∼(I-23eb), (I-23ed)∼(I-23ej), (I-23el)∼(I-23er), (I-23et)∼(I-23ez), (I-23fb)∼(I-23fh), (I-23fj)∼(I-23fp), (I-23fr)∼(I-23fx), (I-23fz)∼(I-23gf), (I-23gh)∼(I-23gn), (I-23gp)∼(I-23gv), (I-23hd)∼(I-23hh), (I-23hj)∼(I-23hp), (I-23hr)∼(I-23hx), (I-23hz)∼(I-23if), (I-23ih)∼(I-23in), (I-23ip)∼(I-23iv), (I-23k)∼(I-23jd), (I-23jf)∼(I-23jo)인 화합물, 더욱 바람직하게는 적어도 W1이 극성기로 치환되어 있는 화합물, 특히 F로 치환되어 있는 화합물이다.
(I-avi-3): 일반식 (I-3)의 경우, 구체적으로는, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)로서, 극성기의 부분구조가 (I-72a)∼(I-72r)이고, 예를 들면 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물, 보다 바람직하게는 기본구조가 일반식 (I-31b)∼(I-31k), (I-31m)∼(I-31v), (I-31x)∼(I-31ag), (I-32b)∼(I-32g), (I-32i)∼(I-32n), (I-32p)∼(I-32z), (I-32ac)∼(I-32ah), (I-32aj)∼(I-32ao), (I-32aq)∼(I-32av), (I-32ax)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32bl), (I-32bn)∼(I-32bs), (I-32bu)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32ci), (I-32ck)∼(I-32cp), (I-32cr)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32df), (I-32dh)∼(I-32dm), (I-32do)∼(I-32dv), (I-32dx)∼(I-32eh), (I-32ek), (I-32el), (I-32en), (I-32ep), (I-33b)∼(I-33h), (I-33j)∼(I-33p), (I-33r)∼(I-33x), (I-33z), (I-33ab), (I-33ad), (I-33af)∼(I-33ak), (I-33am)∼(I-33ar), (I-33at)∼(I-33ay), (I-33ba), (I-33bc)∼(I-33bg), (I-33bi), (I-33bk)∼(I-33bm), (I-33bo)∼(I-33bt), (I-33bv)∼(I-33ca), (I-33cc), (I-33ce), (I-33cg), (I-33ci), (I-33ck), (I-33cm)∼(I-33cq), (I-33cs)∼(I-33cy), (I-33da), (I-33dc), (I-33de), (I-33dg), (I-33di), (I-33dk)∼(I-33dp), (I-33dr), (I-33dt), (I-33dv), (I-33dx), (I-33dz)인 화합물, 더욱 바람직하게는 적어도 W1이 극성기로 치환되어 있는 화합물, 특히 F로 치환되어 있는 화합물이다.
(I-avi-4): 일반식 (I-5)의 경우, 구체적으로는, 일반식 (I-51a)∼(I-153ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 예를 들면 (I-73a)∼(I-73bi)인 화합물, 보다 바람직하게는 극성기의 부분구조가 (I-73b)∼(I-73l), (I-73n)∼(I-73x), (I-73z)∼(I-73aj), (I-73al)∼(I-73av), (I-73ax)∼(I-73bh), (I-73bj)∼(I-73bt)인 화합물이며, 더욱 바람직하게는 W1, W2중 적어도 1개가 극성기로 치환되어 있는 화합물, 특히 F로 치환되어 있는 화합물이다. 구체적 용도로서는, W1, W2중 적어도 한 쪽 또는 양쪽이 F, CI 이며, Q1이F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 액티브용 TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압의 저감이나 고전압 유지율이 우수하고, Q1이 F, Cl 또는 CN 인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압, 급준성이나 응답성 또는 그 온도 특성이 우수한 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
소군 (I-avi-1)∼(I-avi-4)의 화합물은, 액정조성물의 상용성의 개선, 저온보존의 향상에 의해 동작 온도범위를 확대하여, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성하거나 또는 개선할 수가 있어, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다,
(I-avii): 일반식 (I-2)∼(I-4)에 있어서, X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 화합물.
(I-avii-1): 일반식 (I-2)의 경우, 구체적으로는, 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)인 기본구조로서, 측쇄기가(I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 예를 들면 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 보다 바람직하게는 일반식 (I-21a)∼(I-21fx), (I-21gk)∼(I-21gv), (I-22bi)∼(I-22gv), (I-22hu), (I-22hv), (I-22hx), (I-22ia), (I-22ib), (I-22id), (I-22ih), (I-22ii), (I-22ik), (I-22in), (I-22io), (I-22iq), (I-22is), (I-22iu), (I-23ak)∼(I-23fx), (I-23hi)∼(I-23iv),(I-23je)∼(I-23jp)인 기본구조의 화합물이다.
(I-avii-2): 일반식 (I-3)의 경우, 구체적으로는, 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 예를 들면 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-31a)∼(I-31ag), (I-32a)∼(I-32ae), (I-32ai)∼(I-32be), (I-32bg)∼(I-32cb), (I-32cd)∼(I-32cy), (I-32da)∼(I-32eh), (I-33bn)∼(I-33cg), (I-33cl)∼(I-33dz)인 기본구조의 화합물이다.
(I-avii-3): 일반식 (I-4)의 경우, 구체적으로는, 일반식 (I-41a)∼(I-46g)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 예를 들면 (I-72a)∼(I-72r)인 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42ad), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42bl), (I-42bn)∼(I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (I-41a)∼(I-41k), (I-41x)∼(I-41aa), (I-41af)∼(I-41ai), (I-42a)∼(I-42u), (I-42ah), (I-42ak)∼(I-42am), (I-42ao)∼(I-42ar), (I-42at), (I-42az), (I-42be)∼(I-42bg), (I-42bj)∼(I-42bl), (I-42bo), (I-42bt), (I-42ca), (I-42cg), (I-42cl), (I-42cr), (I-43a)∼(I-43g), (I-43l), (I-43q), (I-43v), (I-43aa), (I-43af), (I-43ak), (I-43am), (I-43ap), (I-43ar), (I-43au), (I-43aw), (I-43az), (I-43bb), (I-43be), (I-45a)∼(I-46g)인 기본구조의 화합물이다.
소군 (I-avii-1)∼(I-avii-3)의 화합물에 있어서, 구체적 용도로서는, 더욱 바람직한 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물은 이하와 같다. X1와 X2의 조(組)에서 적어도 한 쪽 또는 양쪽이 F, Cl이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H인 예를 들면 (I-72e), (I-72f), (I-72h), (I-72i), (I-72k), (I-72l), (I-72n), (I-72o), (I-72q), (I-72r)인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 액티브용 TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압의 저감이나 고전압 유지율이 우수하고, Q1이 F, Cl 또는 CN인 예를 들면 (I-72b), (I-72c), (I-72e), (I-72f), (I-72h), (I-72i)인 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압, 급준성이나 응답성 또는 그 온도특성이 우수한 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(I-aviii): 일반식 (I-2)∼(I-4)로 표시되는 화합물의 X3는 CH3기일 수 있다. 이러한 화합물은, 응답성이 뒤떨어지지만 상용성이 우수하고, 응답성 이외의 여러 가지 특성을 얻을 목적으로 사용할 수가 있다. 이 경우, 본 발명의 액정조성물 총량에 대하여 15% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정성분 A는, 이들 소군 (I-ai)∼(I-aviii) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종 이상 함유시킬 수 있지만, 하나의 소군으로부터 1종만으로 구성하더라도 효과를 얻을 수 있다. 또, 소군 (I-ai)∼(I-aviii)로 나타낸 화합물의 구조적인 특징을 동시에 두 개 이상 가진 화합물은 더욱 바람직하다. 액정성분 A는, 원하는 목적에 따라, 상기 소군 (I-ai)∼(I-aviii)으로 나타낸 화합물로 구성할 수 있다. 이러한 액정성분 A를 함유하는 본 발명의 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성의 동작 온도범위를 확대하고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성하거나 개선할 수 있으며, 이것을 구성 재료로서 이용한 TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 더욱 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등에 알맞은 액정조성물을 목적으로 하는 경우, 또는 높은 신뢰성이 요구되는 STN-LCD나 액티브용 STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등에 알맞은 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서의 화합물로부터 더욱 최적인 화합물을 선택하여 1종∼20종 함유시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 하기 소군 (I-bi)∼(I-bxi) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 이상의 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 액정성분 A가 바람직하다.
일반식 (I-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7인 알킬기 또는 알케닐기이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN 이며, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 경우, 하기소군 (I-bi), (I-bii)인 화합물이 보다 바람직하다.
(I-bi): k1= k2= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1이 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-11)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-11a)∼(I-11l), (I-11p)∼(I-11y)인 기본구조의 화합물이다. 또, 환 A1이 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 구체적으로는 예를 들면 일반식 (I-11x), (I-11y)인 화합물의 경우에는, (I-74b)∼(I-74cv)로 치환된 화합물도 바람직하다. 또한, 당연하지만, 이들 환에 존재하는 수소원자 중 적어도 한개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
(I-bii): k1=1, k2= 0이고, 환 A1, A2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1, K2가 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-12)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-12a)∼(I-12bd)인 기본구조의 화합물이다. 또, 환 A2가 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 구체적으로는 예를 들면 일반식 (I-12bc), (I-12bd)인 화합물의 경우에는, (I-74b)∼(I-74cv)으로 치환된 화합물도 바람직하다. 또한, 당연하지만, 이들 환에존재하는 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
일반식 (I-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기 이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN 이며, X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 경우, 하기 화합물이 더욱 바람직하다.
(I-biii): k3= k4= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K1, K4가 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-21)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-21a)∼(I-21aa), (I-21ak)∼(I-21em), (I-21eo)∼(I-21ey), (I-21fa)∼(I-21fk), (I-21fm)∼(I-21fw), (I-21fy)∼(I-21gi)인 기본구조의 화합물이다.
일반식 (I-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN 이며, X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 경우, 하기 소군 (I-biv), (I-bv)의 화합물이 더욱 바람직하다.
(I-biv): k1= k2= 0이고, K3가 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-31)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-31a)∼(I-31ag)인 기본구조의 화합물이다.
(I-bv): k1=1, k2=0이고, 환 A1이 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K1, K3가 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-32)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-32a)∼(I-32z), (I-32ai)∼(I-32dv)인 기본구조의 화합물이다.
일반식 (I-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN 이며, X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 경우, 하기 소군 (I-bvi)∼(I-bix)인 화합물이 더욱 바람직하다.
(I-bvi): k5= k6= k7= k8= 0이고, K5가 단결합, -(CH2)2-, -(CH2)4- 또는 -COO-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-41)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-41a)∼(I-41ai)인 기본구조의 화합물이다.
(I-bvii): k5=1, k6= k7= k8= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K1및 K5가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-42)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-42a)∼(I-42ag), (I-42ak)∼(I-42an),(I-42ap)∼(I-42as), (I-42au)∼(I-42ax), (I-42az)∼(I-42bc), (I-42be)∼(I-42bh), (I-42be)∼(I-42bh), (I-42bj)∼(I-42bm), (I-42bo)∼(I-42dp)인 기본구조의 화합물이다.
(I-bviii): k7=1, k5= k6= k8=0이고, 환 A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-l,4-페닐렌이며, K3, K5가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-43)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-43a)∼(I-43bs), (I-42bo)∼(L42dp)인 기본구조의 화합물이다.
(I-bix): 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환이, -CF2-, -CH2-O-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -CH=N-, -CF=N-, >CH-O-, >C=CH-, >C=CF-, >C=N-, >N-CH2-, >CH-CF<, >CF-CF<, >C=C<, Si인 치환기 중 적어도 1개의 치환기를 가지는 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-41a), (I-41o), (I-41s), (I-41t), (I-41ab), (I-42a), (I-42d), (I-42g), (I-42j)∼(I-42m), (I-42p), (I-42s), (I-42v), (I-42y), (I-42ab), (I-42ae)∼(I-42aj), (I-42bo), (I-42br), (I-42bt), (I-42bx), (I-42ca), (I-42cd), (I-42ci)∼(I-42ck), (I-42co)∼(I-4cq), (I-43a)∼(I-43c), (I-43g)∼(I-43i), (I-43l)∼(I-43n), (I-43q)∼(I-43s), (I-43v)∼(I-43x), (I-43aa)∼(I-43ac), (I-44a)∼(I-46g)인 기본구조로서, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환이(I-74b)∼(I-74cv) 치환된 화합물. 또한, 당연하지만, 이들 환에 존재하는수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
일반식 (I-5)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기 이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN 이며, W1, W2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 경우, 하기 소군 (I-bx), (I-bxi)인 화합물이 더욱 바람직하다.
(I-bx): k1= k2=0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1이 단결합, -(CH2)2-, -(CH2)4- 또는 -COO-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-51)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-51a)∼(I-51l), (I-51p)∼(I-51y)인 기본구조의 화합물이다. 또, 환 A1이 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환일 경우, 구체적으로는 예를 들면 일반식 (I-51x), (I-51y)인 화합물의 경우에는, (I-74b)∼(I-74cv)로 치환된 화합물도 바람직하다. 또한, 당연하지만, 이들 환에 존재하는 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
(I-bxi): k1=1, k2=0이고, 환 A1, A2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1, K2가 단결합, -(CH2)2-, -(CH2)4- 또는 -COO-인 화합물, 구체적으로는 일반식 (I-52)인 화합물, 더욱 바람직하게는 예를 들면, 일반식 (I-52a)∼(I-52bd)인 기본구조의 화합물이다. 또, 환 A2가 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우, 구체적으로는 예를 들면 일반식 (I-52bc), (I-52bd)인 화합물의 경우에는, (I-74b)∼(I-74cv)로 치환된 화합물도 바람직하다. 또한, 당연하지만, 이들 환에 존재하는 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
(I-bxii): 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, 환 A1∼A4가 비치환 또는 치환된 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환의 경우에는, (I-74a)∼(I-74dm)으로부터 선택된 부분구조를 가지는 화합물이 바람직하다. 더욱 바람직한 것은, (I-74a)∼(I-74l), (I-74at), (I-74au), (I-74bk), (I-74by)∼(I-74dm)이며, 특히 바람직한 것은 (I-74a), (I-74e), (I-74au), (I-74bk), (I-74ck), (I-74cl), (I-74cn), (I-74cq), (I-74cr), (I-74ct), (I-74cw)∼(I-74dm)이다. 특히, (I-74cq)를 가지는 화합물은, (I-74au)을 가지는 화합물에 비교하여, 응답성이 우수하고, 네마틱상-등방성 액체상 전이온도가 높고, 종래에 없는 특별한 성질을 가지고 있다. 또한, 당연하지만, (I-74a)∼(I-74cv)의 환에 존재하는 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물도 포함한다.
본 발명의 액정성분 A는, 이들 소군 (I-bi)∼(I-bxii) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종 이상 함유시킬 수 있지만, 하나의 소군으로부터 1종만으로 구성하더라도 효과를 얻을 수 있다. 또, 소군 (I-bi)∼(I-bxii)으로 나타낸 화합물의 구조적인 특징을 동시에 두 개 이상 가질 수 있는 화합물은 더욱 바람직하다. 액정성분 A는, 원하는 목적에 따라서, 상기 소군 (I-bi)∼(I-bxii)로 나타낸 화합물로 구성할 수 있다. 이러한 액정성분 A를 함유하는 본 발명의 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성의 동작 온도범위를 확대하고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성 또는 개선할 수가 있어, 이것을 구성 재료로서 이용한 TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 액정조성물에 따른 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물로 이루어지는 액정성분 A, 또는 전술한 소군 (I-ai)∼(I-bxii)의 화합물을 함유한 액정성분 A는, 또한 소군 (I-ai)∼(I-bxii)의 구조적인 특징을 동시에 두 개 이상 가질 수 있는 화합물을 함유한 액정성분 A는, 비치환 또는 치환된 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 부분 구조로 하는 분자 구조를 특징으로 한다. 이 특징은, 종래의 화합물에 비교하여 더욱 판상의 구조를 가지는 것으로 된다. 또한, 이들 환은, F, Cl 등의 치환기를, 1,4-페닐렌에 비하여 보다 많이 가질 수 있다. 이 때문일지 모르나, 상용성이 우수하여, 그 만큼 분자 길이에 비해 상전이 온도가 비교적 높고, 상전이 온도가 높은 데 비하여 복굴절률이 작고, 유전율 이방성의 크기에 비하여 구동전압이 더 낮고,고주파수 영역에서의 구동전압의 주파수 의존성이 억제되고, 구동전압의 온도의존성을 저감시키는 효과가 있고, 탄성상수가 종래의 화합물과 다르고 특히 K11와 K22의 크기를 조정하는 데 뛰어나다. 이 관점에서, 응답성 개선에도 유용하며, 특히 IPS 모드의 응답성 개선에 특성을 가진다.
본 발명의 액정조성물은, 상기 액정성분 A에 추가하여, 유전율 이방성이 +2 이상인 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함하는 액정성분 B를 함유하는 것이다. 또한, 본 발명에서 설명하는 2보다 큰 유전이방성을 가지는 액정화합물이란, 다음과 같은 뜻으로 사용한다. 액정화합물의 화학구조는 봉상(棒狀)이며, 중앙부분이 1개 내지 4개의 6원환을 가진 코어구조를 가지고, 중앙부분 길이방향의 양단에 위치하는 6원환이, 액정분자 장축방향에 상당하는 위치로 치환된 말단기를 가지고, 양단에 존재하는 말단기의 적어도 한 쪽이 극성기인 것, 즉 예를 들면 -F, -Cl, -NO2, -CF3, -OCF3, -OCHF2, -CN, -OCN, -NCS, 등인 화합물이다. 이에 따라, 액정층의 광학이방성을 소정의 값으로 할 수 있고, 전기적으로 구동가능하게 되어, 동작 온도범위를 넓힐 수 있다.
액정성분 B로서, 유전율 이방성이 +2 이상인 화합물은, 적어도 1종 이상을 사용할 수 있고, 3∼40종의 범위가 바람직하고, 3∼15종의 범위가 더욱 바람직하다. 또, 유전율 이방성이 +2∼+8인 화합물, +8∼+13인 화합물, +14∼+18인 화합물, +18 이상인 화합물로부터 적시 선택하여 함유시키는 것이 바람직하고, 소정의 구동전압이나 응답특성을 얻을 수 있다. 이 경우, +2∼+13의 유전율 이방성의 화합물은 많아도 30종 이하의 범위로 혼합하는 것이 바람직하고, 15종 이하의 범위로 혼합하는 것이 더 바람직하고, +14∼+18의 화합물은 많아도 20종 이하의 범위로 혼합하는 것이 바람직하고, 8종 이하의 범위로 혼합하는 것이 더 바람직하며, +18이상의 화합물은 많더라도 15종 이하의 범위로 혼합하는 것이 바람직하고, 10종 이하의 범위로 혼합하는 것이 더욱 바람직하다. 액정성분 B를 전술한 바와 같이 사용하는 것은, 표시 특성 중 온도특성에 의해 바람직한 효과를 부여한다. 보다 구체적으로는, 구동전압, 급준성에 관계하는 콘트라스트, 응답성 등의 온도 의존성을 더욱 바람직한 것으로 한다.
이러한 관점에서, 일반식 (II-1)∼(II-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 더욱 바람직한 기본구조의 형태는, 하기에 나타내는 일반식 (II-1a)∼(II-4n)으로 표시되는 화합물이다.
또, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 측쇄기 R1의 더욱 바람직한 형태는, 전술한 일반식 (I-6a)∼(I-6bc)이다.
또한, 극성기를 가지는 1,4-페닐렌의 부분 구조식 (II-5)의 더욱 바람직한 형태는, 하기에 나타내는 일반식 (II-5a)∼(II-5r)로 표시되는 화합물이다.
또한, 이하에서 사용하는 각 화합물은 증류, 컬럼 정제, 재결정등의 방법을 이용하여 불순물을 제거하여 충분히 정제한 것을 사용했다.
보다 상세히 설명하면, 범용적인 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 액정성분 B는 이하의 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 이러한 액정성분 B를 액정성분 A와 조합시킴으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(II-ai): 상기 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알케닐기인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-4n)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6ah)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (II-1a)∼(II-1l), (II-2i)∼(II-2ae)인 기본구조의 화합물로서, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(II-aii): 상기 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, Q1이 F, Cl, 또는 -OCF3인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-4n)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5d)∼(II-5i), (II-5m)∼(II-5o)인 화합물, 더욱 바람직하게는 일반식 (II-1a)∼(II-1l), (II-2f)∼(II-2q), (II-2u)∼(II-2w), (II-2ab)∼(II-4f)인 기본구조의 화합물로서, 이들 화합물을 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 액티브용 TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압의 저감이나 고전압 유지율이 우수하다. 또한, Q1이 CN의 화합물과 병용하여, 양자가 실질적으로 주성분으로 한 경우에는 TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 구동전압, 급준성이나 응답성 또는 그 온도특성이 우수하다.
(II-aiii): 상기 일반식 (II-1)의 화합물에 있어서, P2가 -(CH2)2- 또는 -(CH2)4-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1c), (II-1d), (II-1g), (II-1h)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-aiv): 상기 일반식 (II-1)의 화합물에 있어서, p1이 1인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1e)∼(II-1l)인 기본구조로서, 측쇄기가(I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물로서, 이들은 구동전압이 낮고 비교적 작은 복굴절률을 필요로 하는 용도에 적합하다.
(II-av): 상기 일반식 (II-2)의 화합물에 있어서, Y1, Y2, W1, W2중의 적어도 1개가 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2a), (II-2c), (II-2f), (II-2i), (II-2l), (II-2o), (II-2r), (II-2u), (II-2x), (II-2y), (II-2ab), (II-2ac)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5b), (II-5c), (II-5e), (II-5f), (II-5h), (II-5i), (II-5k), (II-5l), (II-5n), (II-5o), (II-5q), (II-5r)인 화합물, 또는 일반식 (II-2b), (II-2d), (II-2e), (II-2g), (II-2h), (II-2j), (II-2k), (II-2m), (II-2n), (II-2p), (II-2q), (II-2s), (II-2t), (II-2v), (II-2w), (II-2z), (II-2aa), (II-2ad), (II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물이며, 구동전압을 저감시키는 용도에 적합하다.
(II-avi): 상기 일반식 (II-2)의 화합물에 있어서, p1이 1이며, P1이 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2o)∼(II-2q), (II-2ab)∼(II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물이며, 구동전압이 낮고 비교적 큰 복굴절률을 필요로 하는 용도에 적합하다.
(II-avii): 상기 일반식 (II-2)의 화합물에 있어서, P2가 단결합 또는 -(CH2)2-이며, P1이 -COO-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2l)∼(II-2n), (II-2r)∼(II-2t), (II-2y)∼(II-2aa)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고,극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물이며, 구동전압이 낮은 용도에 적합하다.
(II-aviii): 상기 일반식 (II-3)의 화합물에 있어서, Y1, Y2, W1∼W4중의 적어도 1개가 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3a), (II-3j), (II-3k), (II-3s), (II-3t)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5b), (II-5c), (II-5e), (II-5f), (II-5h), (II-5i), (II-5k), (II-5l), (II-5n), (II-5o), (II-5q), (II-5r)인 화합물, 또는 일반식 (II-3b)∼(II-3i), (II-3l)∼(II-3r), (II-3u)∼(II-3x)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물이며, 구동전압을 저감시키는 용도에 적합하다.
(II-aix): 상기 일반식 (II-3)의 화합물에 있어서, P3가 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3k)∼(II-3r)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물이며, 구동전압이 낮고 비교적 큰 복굴절률을 필요로 하는 용도에 적합하다.
(II-ax): 상기 일반식 (II-3)의 화합물에 있어서, P1이 단결합 또는 -C≡C-이며, P3가 -COO-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3j), (II-3y)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-axi): 상기 일반식 (II-4)로 표시되는 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-4a)∼(II-4n)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-axii): 상기 일반식 (II-1), (II-2), (II-4)의 화합물에 있어서, 환 B1∼B3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, 이 환의 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-1l), (II-2i)∼(II-2ae), (II-4b), (II-4i)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
이들 소군 (II-ai)∼(II-axii)으로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
또, TN-LCD나 STN-LCD에 알맞은 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 액정성분 B는 이하의 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 이러한 액정성분 B를 액정성분 A와 조합시킴으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(II-bi): 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, P1이 0이고, Q1이 -CN 인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-1d)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5c)인 화합물.
(II-bii): 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이고, Q1이 F 또는 -CN이며, Y1, Y2가 H 또는 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1e)∼(II-1l)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5f)인 화합물.
(II-biii): 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 O이고, Q1이 -CN이고, Y1, Y2, W1, W2가 H 또는 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2a)∼(II-2h)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5c)인 화합물.
(II-biv): 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이고, P2가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-이고, P1이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-이고, Q1이 F 또는 -CN이며, Y1, Y2, W1, W2가 H 또는 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2i)∼(II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5f)인 화합물.
(II-bv): 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5인 알킬기 또는 알케닐기이며, P1과 P3중 한 쪽이 단결합이며, 다른 쪽이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3a)∼(II-3x)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-bvi): 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, Y1, Y2, W1∼W4가 H 또는 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3a)∼(II-3t)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-bvii): 상기 일반식 (II-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이며, p2+ p3가 0인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-4a), (II-4h)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6f), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
(II-bviii): 상기 일반식 (II-1), (II-2)의 화합물에 있어서, 환 B1, B2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, 이 환의 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-1l), (II-2i)∼(II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
이들 소군 (II-bi)∼(II-bviii)로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 액정성분 B로서 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
또한, 높은 신뢰성을 필요로 하는 STN-LCD나 액티브용 TFT-LCD, IPS, STN-LCD, PDLC, PN-LCD 등에 알맞은 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 액정성분 B는 이하의 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 이러한 액정성분 B를 액정성분 A와 조합시킴으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(II-ci): 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이고, P1과 P2중 한 쪽이 단결합이고, 다른 쪽이 단결합, -COO-, -(CH2)2-, 또는 -(CH2)4이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이고, Y1, Y2중 1개 또는 2개가 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1e)∼(II-1k)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5e), (II-5f), (II-5h), (II-5i), (II-5k), (II-5l), (II-5n), (II-5o), (II-5q), (II-5r)인 화합물.
(II-cii): 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이며, P2가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-이며, P1이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이고, Y1, Y2중 1개 또는2개가 F이며, W1, W2가 H 또는 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-2i)∼(II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5e), (II-5f), (II-5h), (II-5i), (II-5k), (II-5l), (II-5n), (II-5o), (II-5q), (II-5r)인 화합물.
(II-ciii): 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, P1과 P3중의 한 쪽이 단결합이고, 다른 쪽이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이고, Y1, Y2중 1개 또는 2개가 F이며, W1∼W4가 H 또는 1개 이상이 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-3a)∼(II-3x)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6d), (I-6ah)∼(I-6am), (I-6av)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5e), (II-5f), (II-5h), (II-5i), (II-5k), (II-5l), (II-5n), (II-5o), (II-5q), (II-5r)인 화합물.
(II-civ): 상기 일반식 (II-1), (II-2)의 화합물에 있어서, 환 B1, B2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, 이 환의 수소원자 중 적어도 3개가 중수소원자로 치환된 화합물, 구체적으로는, 일반식 (II-1a)∼(II-1l), (II-2i)∼(II-2ae)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물.
이들 소군 (II-ci)∼(II-civ)으로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종또는 2종 이상 함유하고, 액정성분 B로서 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
일반식 (II-1)∼(II-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 특히 바람직한 형태는, 이하의 화합물을 함유하는 액정성분 B이다.
(II-di): 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기의 화합물. 일반식 (II-1), (II-2)에 있어서의 R1이 CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0, 1, 2, 3, q=0, 2)의 알케닐기인 화합물. 구체적으로는, 일반식 (II-1a), (II-1e), (II-2a), (II-2c), (II-2d), (II-2i), (II-2l), (II-2o), (II-3a), (II-3l), (II-4a)∼(II-4c), (II-4e)인 기본구조의 화합물이 이들 기를 가지는 것이 바람직하고, 액정성분 B에 알킬기 및 또는 알케닐기를 가지는 화합물을 적어도 1종 이상 함유시킴으로써 점도나 점탄성을 저감시킬 수 있다.
(II-dii): 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 F, Cl, -OCF3또는 -CN인 화합물을 선택하여, 적어도 1종 이상 포함하는 것이 바람직하다.
(II-diii): 고속응답을 중시하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 F, -OCF3또는 -CN인 일반식 (II-1a), (II-1e), (II-2a), (II-2c), (II-2d), (II-2i), (II-2l), (II-2o), (II-3a), (II-3l), (II-4a)인 화합물을 액정성분 B에 많이 사용하는 것이 바람직하다.
(II-div): 보다 큰 복굴절률을 필요로 하는 경우는 일반식 (II-2)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 Cl, -OCF3, -CN인 일반식 (II-2a)∼(II-4d)의 화합물, 및/또는 일반식 (II-2), (II-3)에 있어서의 P1, P3가 -C≡C-인 일반식 (II-2f)∼(II-2h), (II-2o)∼(II-2q), (II-2ab)∼(II-2ae), (II-3k)∼(II-3x)인 화합물을 액정성분 B에 많이 사용하는 것이 바람직하다.
(II-dv): 보다 낮은 구동전압을 필요로 하는 경우는, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 F, Cl, -CN이며, Y1와 Y2조 중의 하나가 반드시 F인 일반식 (II-1a)∼(II-4g)인 화합물을 액정성분 B에 많이 사용하는 것이 바람직하다.
(II-dvi): 일반식 (II-1), (II-2)의 시클로 헥산환 중의 수소원자가 중수소원자로 치환된 화합물을 이용할 수 있지만, 이 화합물은 액정조성물의 탄성상수의 조정이나 배향막에 대응한 프리틸트각의 조정에 유용하므로, 중수소원자로 치환된 화합물을 적어도 1종 이상 함유시키는 것이 바람직하다.
(II-dvii): "일반식 (II-1), (II-2), (II-4)에 있어서의 p1∼p3가 0인 2환 화합물"의 성분과, "일반식 (II-1), (II-2)에 있어서의 p1이 1인 화합물, 일반식 (II-4)에 있어서의 p2+ p3가 1인 화합물 및/또는 일반식 (II-3)의 3환 화합물"의 성분과의 액정성분 B에서의 혼합비는, 0∼100으로부터 100∼0의 범위로 적시에 선택할 수 있고, 보다 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이온도를 필요로 하는 경우, "일반식 (II-1), (II-2)에 있어서의 p1이 1인 화합물, 일반식 (II-4)에 있어서의 p2+ p3가 1인 화합물 및/또는 일반식 (II-3)의 3환 화합물"을 다용하는 것이 바람직하다.
이들 소군 (II-di)∼(II-dvii)으로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 액정성분 B로서 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
이들 (II-ai)∼(II-dvii)의 화합물을 함유한 액정성분 B는, 필수 성분의 액정성분 A와 잘 혼합하는 특징을 가지고, 특히 구동전압의 목적에 따른 조제나 그 온도 의존성의 개선 또는 응답성의 개선에 유용하다. 특히, 일반식 (II-1a)∼(II-1g), 일반식 (II-2a)∼(II-2q), 일반식 (II-2u)∼(II-2x), 일반식 (II-2ab)∼(II-2ae), 일반식 (II-3a)∼(II-3d), 일반식 (II-3l)∼(II-3r), 일반식 (II-4a)∼(II-4e)의 화합물은, 이들 개개의 적어도 하나의 효과가 우수하고, 본 발명의 네마틱 액정조성물의 총량에 대하여 0.1∼25 중량%와 소량의 함유율로도 이 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정성분 B는, 이들 소군 (II-ai)∼(II-dvii) 중 하나 또는 두 개 또는 세 개 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종 이상 함유시킬 수 있지만, 하나의 소군으로부터 1종만으로 구성하더라도 효과를 얻을 수 있다. 또, 소군 (II-ai)∼(II-dvii)으로 나타낸 화합물의 구조적인 특징을 동시에 2개 이상 가질 수 있는 화합물은 더욱 바람직하다. 액정성분 B는, 원하는 목적에 따라, 상기 소군 (II-ai)∼(II-dvii)으로 나타낸 화합물로 구성할 수가 있다.
본 발명의 액정조성물에 따른 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 주성분으로 한 액정성분 B, 또는 전술한 소군 (II-ai)∼(II-dvii)의 화합물을 함유한 액정성분 B, 또한 소군 (II-ai)∼(II-dvii)의 구조적인 특징을 동시에 두개 이상 가질 수 있는 화합물을 함유한 액정성분 B를, 액정성분 A와 조합시킨 본 발명의 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정 표시 특성의 동작 온도범위를 넓히고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성 또는 개선할 수가 있고, 이것을 구성 재료로서 이용한 TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
전술한 액정성분 A 및 액정성분 B의 효과는, 후술하는 액정성분 C의 함유율이 매우 작은 경우에 있어서도 얻을 수 있다. 구동전압을 특히 낮추는 목적을 위해, 액정성분 C의 함유율을 10 중량% 이하로 할 수 있다. 이 경우, 액정성분 C의 점성을 가능한 한 낮추는 것이 바람직하고, 구동전압의 상승이 거의 없는 작은 범위로 유지하여, 응답속도의 개선이 효율적으로 얻어진다.
예를 들면, 액정성분 C가 소량인 경우, 이 효과를 액정성분 B로 달성시키는 방법으로서, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 F, Cl, -OCF3, -CN인 화합물, 또는 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Y1, Y2가 F인 화합물, 또는 일반식 (II-2),(II-3)에 있어서의 P1이 단결합, -COO-, -C≡C-인 화합물, 또는 일반식 (II-1)에 있어서의 p1이 0인 화합물 중 어느 한 화합물을 액정성분 B에 함유시키는 것이 바람직하다. 특히, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Q1이 F 또는 -CN, 및/또는 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 Y1, Y2가 F인 화합물이 바람직하다.
본 발명의 액정조성물은, 필수 성분인 액정성분 A에 추가하여, -10∼2의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 C를 85 중량% 이하로 함유시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서 설명하는 -10∼2의 유전율 이방성을 가지는 액정화합물의 바람직한 것으로서는, 이하에 제시하는 것이다. 즉, 액정화합물의 화학구조는 봉상이며, 중앙 부분이 1개 내지 4개의 6원환을 가진 코어구조를 가지고, 중앙부분 장축방향의 양단에 위치하는 6원환이, 액정분자 장축방향에 상당하는 위치에서 치환된 말단기를 가지고, 양단에 존재하는 말단기의 양쪽이 비극성기인 것, 즉 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 알콕시알킬기, 알케닐기, 알케닐옥시기, 알카노일옥시기인 화합물이다. 액정성분 C는 1종 이상 40종 이하의 범위로 구성하는 것이 바람직하고, 2종 이상 20종 이하의 범위로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 관점에서, 일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 더욱 바람직한 기본구조의 형태는, 하기에 나타내는 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)로 표시되는 화합물이다. 본 발명의 액정성분 C로서, 일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물로부터 선택되는 화합물을 10∼100 중량% 함유하는 것이 바람직하다.이들 화합물을 함유한 액정성분 C는 일반식 (I-1)∼(I-4)의 화합물을 함유한 액정성분 A와 잘 혼합하는 특징을 가지고, 저온에서의 네마틱상을 개선시키는 데 유용하며, 또한 원하는 복굴절률을 조정할 수가 있어, TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 급준성이나 응답성 또는 그 온도특성을 개량하기에 우수하다.
이와 같은 관점으로부터, 일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 더욱 바람직한 기본구조의 형태는, 하기에 나타내는 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)로 표시되는 화합물이다.
측쇄기 R2, R3에서의 식 (III-51), (II-52)의 더욱 바람직한 형태는 하기에 나타내는 일반식 (III-5a)∼(III-5bf)로 표기되는 화합물이다.
또한, 이하에서 사용하는 각 화합물은, 증류, 컬럼 정제, 재결정 등의 방법을 이용하여 불순물을 제거하여, 충분히 정제한 것을 사용했다.
액정성분 C는, 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물을 함유할 수 있지만, 상기 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물로 구성될 수도 있고, 상기 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물로 구성될 수 있고, 상기 일반식(III-3)으로 표시되는 화합물로 구성될 수 있고, 상기 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물로 구성될 수 있으며, 이들을 병용할 수도 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 일반식 (III-1)∼(III-3)으로 표시되는 화합물 중 어느 하나로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량%인 액정성분 C를 함유한 네마틱 액정조성물이다.
더욱 상세히 설명하면, 범용성 액정조성물을 목적으로 하는 경우에는, 액정성분 C는 이하의 화합물을 이용하는 것이 바람직하고, 이러한 액정성분 C를 액정성분 A, 또는 사용한 경우에는 액정성분 B와 조합시킴으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(III-ai): 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서, R2가 탄소원자수 2∼5의 알케닐기인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)인 기본구조로서, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(II-5bf)이고, 측쇄기 R2가 (III-5ak)∼(II-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물이며, 점도나 점탄성의 저감에 의해 응답성을 향상시키고, 네마틱상-등방성 액체상 전이온도를 개량시킴으로써, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
(III-aii): 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서, R3가 탄소원자수 2∼7의 직쇄상 알케닐기 또는 알케닐옥시기인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(II-5bf)이고, 측쇄기 R3가(III-5ak)∼(III-5bf)인 화합물이며, 점도나 점탄성의 저감에 의해 응답성을 향상시키고, 네마틱상-등방성 액체상 전이온도를 개량시킬 수 있고, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학특성을 얻을 수 있다.
(III-aiii): 상기 일반식 (III-1)의 화합물에 있어서, m1이 0이고, M2가 단결합 또는 -(CH2)2-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1a), (III-1c)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-aiv): 상기 일반식 (III-1)의 화합물에 있어서, m1이 1인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1d)∼(III-1r)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-av): 상기 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-2a)∼(III-2o)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-avi): 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, Z1, Z2, W1∼W3중 적어도 1개가 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3b), (III-3c), (III-3e), (III-3g), (III-3i)∼(III-3l), (III-3n), (III-3r)∼(III-3u), (III-3w), (III-3y)∼(III-3ab), (III-3ad)∼(III-3ai), (III-3al)∼(III-3aq), (III-3au)∼(III-3az), (III-3bk), (III-3bl), (III-3bn)∼(III-3bs), (III-3bu),(III-3bv), (III-3by)∼(III-3ch), (III-3ck)∼(III-3dc)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-avii): 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, Z3가 F 또는 -CH3인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3m)∼(III-3o), (III-3v), (III-3w), (III-3ai), (III-3aj), (III-3aq)∼(III-3as), (III-3az)∼(III-3bb), (III-3bm), (III-3bq), (III-3cg)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-aviii): 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, m1이 0이고, M3이 단결합인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3a)∼(III-3c)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-aix): 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, m1이 1이며, M1이 단결합, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH-, -N(O)=N-, -CH=CH- 또는 -CF=CF-인 화합물, 구체적으로는 예를 들면, 일반식 (III-3q)∼(III-3w), (III-3ac)∼(III-3bc), (III-3be), (III-3bg), (III-3bi)∼(III-3bs), (III-3bw), (III-3ci)∼(III-3dc), (III-3de), (III-3dh)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-ax): 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, M1이 -COO- 또는 -C≡C-이며, M3이 -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH-, -N(O)=N-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는 예를 들면, 일반식 (III-3bf), (III-3bh), (III-3df), (III-3dg)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-axi): 상기 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-4a)∼(III-4ac)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-axii): 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물에 있어서, 환 Cl∼C3이 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, 이 환의 수소원자 중 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물로부터 선택되는 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1a)∼(III-2o), (III-3q)∼(III-3bi), (III-4c), (III-4d), (III-4h), (III-4r), (III-4s), (III-4w)인 기본구조로서, 측쇄기 R2, R3가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물.
이들 소군 (III-ai)∼(III-axii)으로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 바람직한 형태는, 이하의 화합물을 함유하는 액정성분 C이다.
(III-bi): 상기 일반식 (III-1)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 0이고, M2가 단결합, -COO-또는 -(CH2)2-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1a)∼(III-1c)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)로서, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bii): 상기 일반식 (III-1)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이고, 환 Cl이 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, M1과 M2중 한 쪽이 단결합이고, 다른 쪽이 단결합, -COO- 또는 -(CH2)2-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-1d), (III-1g)∼(III-1j)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(In-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-biii): 상기 일반식 (III-2)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며 환 C2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌이며, m1이 0이고, M2가 단결합, -COO- 또는 -(CH2)2-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-2a)∼(III-2e)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-biv): 상기 일반식 (III-2)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이고, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며 환 C2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌이며, m1이 1이고, M1과 M2중 한 쪽이 단결합인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-2f)∼(III-2i)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bv): 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 0이고, M3이 단결합, -C≡C- 또는 -CH=N-N=CH-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3a)∼(III-3c), (III-3h)∼(III-3p)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bvi): 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이며, M1이 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-이며, M3이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3q)∼(III-3bb), (III-3bd)∼(III-3bg), (III-3bj)∼(III-3ch), (III-3cj)∼(III-3di)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bvii): 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이고, M1과 M3중 한 쪽이 단결합이고, 다른 쪽이 단결합 또는 -C≡C-이며, W1, W2중 적어도 1개가 F인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3r), (III-3t), (III-3au), (III-3aw), (III-3ay), (III-3bk), (III-3bn), (III-3bo), (III-3bz), (III-3cb), (III-3ce), (III-3cf), (III-3cu), (III-3cx), (III-3cz)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bviii): 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, Z2, Z3중 어느 하나가 F, CH3로 치환된 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-3c), (III-3f), (III-3g), (III-3j), (III-3l)∼(III-3o), (III-3s), (III-3u)∼(III-3w), (III-3z), (III-3ab), (III-3ae), (III-3ag), (III-3ai), (III-3aj), (III-3am), (III-3ao),(III-3aq)∼(III-3as), (III-3av), (III-3ax), (III-3az)∼(III-3bb), (III-3bl), (III-3bm), (III-3bp)∼(III-3bs), (III-3bv), (III-3ca), (III-3cc), (III-3cd), (III-3cg), (III-3ch), (III-3cm)∼(III-3cs), (III-3cv)∼(III-3cx), (III-3da)∼(III-3dc)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
(III-bix): 상기 일반식 (III-4)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m2+ m3이 0인 화합물, 구체적으로는, 일반식 (III-4a), (III-4b)인 기본구조로서, 측쇄기 R2가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5ak)∼(III-5ap)이고, 측쇄기 R3가 (III-5a)∼(III-5e), (III-5g)∼(III-5l), (III-5ak)∼(III-5ap), (III-5ar)∼(III-5aw), (III-5ay)∼(III-5bf)인 화합물.
이들 소군 (III-bi)∼(III-bix)로 나타낸 화합물에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 액정성분 C로서 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
일반식 (III-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물에 있어서의 특히 바람직한 형태는, 이하의 화합물을 함유하는 액정성분 C이다.
액정성분 C로서, 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물을 함유함으로써, 점도나 점탄성을 저감시킬 수 있고, 비저항이나 전압 유지율이 비교적 높다고 하는 특징을 가진다. 액정성분 C의 점도는, 가능한 한 낮은 점도인 것이 바람직하고, 본 발명의 경우, 45 cp 이하가 바람직하고, 30 cp 이하가 더욱 바람직하고, 20 cp 이하가 또 바람직하고, 15 cp 이하가 특히 바람직하다. 이러한 관점에서, 바람직한 화합물은 (III-ci): 기본구조가 일반식 (III-1a)∼(III-1f), (III-1k), (III-2a)∼(III-2f), (III-3a), (III-3h)∼(III-3j), (III-3o), (III-3p), (III-3q), (III-3ac), (III-3at)∼(III-3ax), (III-3ba), (III-3bb), (III-3bf), (III-3bg), (III-3bx)∼(III-3cb), (III-3ct)∼(III-3cx)로 표시되는 화합물, 더욱 바람직하게는, (III-cii): 상기(III-ci) 중에서, R2가 탄소원자수 2∼5인 직쇄상알킬기 또는 CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0, 1, 2, 3, q=0, 2)인 알케닐기로, R3가 탄소원자수 1∼5의 직쇄상 알킬기 또는 CpH2p+1-CH=CH-(CH2)q(p=0, 1, 2, 3, q=0, 2)인 알케닐기인 화합물, 더욱 바람직하게는, (III-ciii): 양 측쇄기가 모두 알케닐기이며, 기본구조가 일반식 (III-1a), (III-1d), (III-2a), (III-2f), (III-3a), (III-3h), (III-3p), (III-3q)로 표시되는 화합물이다.
본 발명의 액정성분 C는, 일반식 (III-1), 일반식 (III-2), 일반식 (III-3), 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물을 각각 단독으로 구성할 수도 있지만, (III-civ): "일반식 (III-1) 및/또는 (III-2)로 표시되는 화합물, 특히 일반식 (III-1a), (III-1d), (III-2a)∼(III-2c), (III-2f)인 화합물"과, (III-cv): "일반식 (III-3) 및/또는 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물, 특히 일반식 (III-3)에 있어서의 M1이 단결합, -C≡C-, -CH=N-N=CH-로 표시되는 화합물, 구체적으로는 일반식 (III-3a), (III-3h), (III-3p), (III-3q), (III-3at), (III-4a), (III-4h)인 화합물"을 병용함으로써, 액정조성물의 복굴절률을 용도에 따라 용이하게 최적화할 수가 있다. 범용적으로는, 일반식 (III-1), 일반식 (III-2)의 화합물, 예를 들면 일반식 (III-1a)∼(III-2f)의 화합물을 많이 사용함으로써, 복굴절률을 감소시킬 수 있고, 액정표시장치의 색얼룩의 저감, 시각특성의 향상, 콘트라스트비의 증가를 용이하게 달성할 수 있다. 또한, 일반식 (III-3)의 화합물, 예를 들면 일반식 (III-3a)∼(III-3j)의 화합물, 또는 일반식 (III-4)의 화합물, 예를 들면 일반식 (III-4a)∼(III-4e)의 화합물을 많이 사용함으로써, 복굴절률을 증대시킬 수 있고, 액정층이 1∼5㎛로 얇은 액정표시소자의 제조를 가능하게 할 수 있다.
이들 소군 (III-ci)∼(III-cv)로 나타낸 화합물로부터 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 액정성분 C로서 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 네마틱 액정조성물이 바람직하다.
본 발명의 액정성분 C는, 이들 소군 (III-ai)∼(III-cv) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종 이상 함유시킬 수 있지만, 1개의 소군으로부터 1종만으로 구성하더라도 효과를 얻을 수 있다. 또, 소군 (III-ai)∼(III-cv)로 나타낸 화합물의 구조적인 특징을 동시에 두 개 이상 가질수 있는 화합물이 더욱 바람직하다. 액정성분 C는, 원하는 목적에 따라, 상기 소군 (III-ai)∼(III-cv)로 나타낸 화합물로 구성할 수가 있다.
본 발명은, 액정성분 A와 액정성분 C를 조합시킨 액정조성물을 포함한다. 종래 알려져 있는 액정성분 B와 액정성분 C로 이루어지는 액정조성물에 대하여, 본 발명의 액정조성물은, 응답성에 있어서 특별한 효과를 가지는 것을 발견했다. 액정성분 C, 특히 소군 (III-bi)∼(III-cv)을 함유하는 액정성분 C, 또한 특히 소군 (III-ci)∼(III-cv)을 함유하는 액정성분 C와 조합시킨 액정조성물은, 액정성분 B와 액정성분 C로 이루어지는 액정조성물보다, 급격한 응답성의 개선이 얻어졌다. 이것은, 액정성분 A가 비치환 또는 치환된 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 부분구조로 하는 분자 구조를 특징으로 하는 화합물, 특히 판상의 구조를 가지기 때문이라고 생각된다.
이들 (III-ai)∼(III-cv)의 화합물을 함유한 액정성분 C는, 필수 성분인 액정성분 A와 잘 혼합하는 특징을 가지며, 목적에 따른 복굴절률의 조제, 급준성이나 그 온도 의존성의 개선 또는 응답성의 개선에 유용하다. 이들 화합물은, 이들 개개의 적어도 하나의 효과가 우수하고, 본 발명의 네마틱 액정조성물의 총량에 대하여 0.1∼30 중량%와 소량의 함유율이라도 이 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정조성물에 관한 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물을 주성분으로 한 액정성분 C, 또는 전술한 소군 (III-ai)∼(III-cv)의 화합물을 함유한 액정성분 C, 또한 소군 (III-ai)∼(III-cv)의 구조적인 특징을 동시에 두개 이상 가질수 있는 화합물을 함유한 액정성분 C를, 액정성분 A와 조합시킨 본 발명의 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성의 동작 온도범위를 넓히고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하고 비교적 빠른 응답성을 달성 또는 개선할 수가 있으며, 이것을 구성 재료로서 이용한 TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 화합물은, 구성하는 원자를 그 동위체 원자로 의식적으로 치환시킬 수 있다. 이 경우, 수소원자를 중수소원자로 치환시킨 화합물이 특히 바람직하고, 상용성, 탄성상수, 프리틸트각, 전압 유지율 등에 의하여 바람직한 효과를 나타낸다. 바람직한 형태는, 전술한 측쇄기, 연결기 또는 환에 존재하는 수소원자를 중수소원자로 치환시킨 화합물이다. 더욱 바람직하게는, 측쇄기일 경우에는 치환 또는 비치환의 알킬기, 알케닐기, 환일 경우에는 치환 또는 비치환의 1,4-페닐렌, 피리미딘-2, 5-디일, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌 또는 트랜스-1,4-디옥산-2,5-디일, 연결기일 경우에는 -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH-이다. 특히 바람직하게는, 알킬기, 알케닐기, 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, -(CH2)2-, -(CH2)4-이다. 현재, TN-LCD, STN-LCD 또는 TFT-LCD에 사용되고 있는 배향막은, 폴리이미드계의 것이 많이 사용되고 있으며, 예를 들면 LX1400, SE150, SE610, AL105l, AL3408 등이 사용되고 있다. 배향막의 규격에는, 액정표시 특성, 표시품위, 신뢰성, 생산성이 중요하게 관계되고, 액정재료에 대하여는 예를 들면 프리틸트각 특성이 중요하다. 프리틸트각의 크기는, 원하는 액정표시 특성이나 균일한 배향성을 얻기 위해서 적시에 조정해야 한다. 예를 들면, 큰 프리틸트각의 경우 불안정한 배향상태로 되기 쉽고, 작은 경우 충분한 표시 특성을 만족시킬 수 없게 된다.
본 발명자들은, 프리틸트각이 상대적으로 큰 액정재료와 상대적으로 작은 액정재료로 선별되는 것을 발견하여, 이것을 응용함으로써 원하는 액정표시 특성이나 균일한 배향성을 액정재료로부터 달성시킬 수 있음을 발견했다. 이 기술은, 본 발명에도 응용할 수 있다. 예를 들면, 액정성분 B가 일반식 (II-1)∼(II-4)을 함유하는 경우는 아래와 같이 된다. 상대적으로 큰 프리틸트각은, 일반식 (II-1)에 있어서 R1이 알케닐기, Q1이 F, Cl, -CN, Y1및 Y2가 F의 화합물, 및/또는 일반식 (II-1)에 있어서 R1이 알킬기, Q1이 F, Cl, -CN, M2가 -C2H4-, -C4H8-인 화합물의 함유율을 많게 함으로써 얻어지고, 상대적으로 작은 프리틸트각은, 일반식 (II-1)에 있어서 R1이 알케닐기, CsH2s+1-O-CtH2t, Q1이 F, Y1이 F, Y2가 H인 화합물, 및/또는 M2가 -COO-인 화합물의 함유율을 많게 함으로써 얻어진다. 구체적으로는, 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서의 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 또는 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서의 환 A1∼A4가 시클로헥산환, 또한 일반식 (II-1), (II-2), (II-4)에 있어서의환 B1∼B3가 시클로헥산환, 또한 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서의 환 Cl∼C3이 시클로헥산환, 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환이며, 상기 환의 수소원자를 중수소원자로 치환한 화합물의 경우, 치환위치에 따라 상이하고, 프리틸트각의 폭넓은 조정을 가능하게 한다.
또, 수소원자를 중수소원자로 치환한 화합물을 많이 사용한 경우, 불순물의 혼입에 대하여, 보다 높은 전압 유지율을 유지하는 특별한 효과가 있고, 액티브용 TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 표시 특성이나 제조상의 생산성에 바람직하다.
이러한 효과는, 중수(重水)의 성질, 즉 반응의 평형상수나 속도상수의 차이, 낮은 이온 이동도, 무기물이나 산소가 낮은 용해성 등의 성질이, 액정화합물에 있어서도 발현되고 있는 것으로 생각된다. 보다 높은 전압 유지율을 유지하기 위해서는, 상술한 화합물을 액정조성물 총량에 대하여 10∼40 중량% 또는 그 이상 함유시킴으로써 거의 얻을 수 있다.
본 발명의 네마틱 액정조성물에 있어서의 각 액정성분의 함유율은, 범용적으로는 아래와 같이 할 수 있다. 액정성분 A는 0.1∼100 중량%의 범위이지만, 0.5∼90 중량%의 범위가 바람직하고, 5∼85 중량%의 범위가 더욱 바람직하다. 액정성분 B는 0∼99.9 중량%의 범위이지만, 3∼80 중량%의 범위가 바람직하고, 5∼60 중량%의 범위가 더욱 바람직하다. 액정성분 C는, 많더라도 85 중량%의 범위이지만, 3∼70 중량%의 범위가 바람직하고, 5∼70 중량%의 범위가 더욱 바람직하다.
일반식 (I-1)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 그 함유율은, 단일체로 15 중량% 이하가 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 일반식 (I-11a)∼(I-13ab)로 표시되는 화합물의 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼100 중량%의 범위가 바람직하다. 또한, 일반식 (I-11), (I-12)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A 에 대한 함유율은, 5∼30 중량%의 범위, 30∼50 중량%의 범위, 50∼70 중량%의 범위, 70∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (I-2)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 그 함유율은, 단일체로 15 중량% 이하가 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 일반식 (I-21a)∼(I-23jp)로 표시되는 화합물의 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼100 중량%의 범위가 바람직하다. 또한, 일반식 (I-21)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼20 중량%의 범위, 20∼60 중량%의 범위, 60∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 그 함유율은, 단일체로 1 5중량% 이하가 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 일반식 (I-31a)∼(I-33dz)로 표시되는 화합물의 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼100 중량%의 범위가 바람직하다. 또한, 일반식 (I-31), (I-32)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼10 중량%의 범위, 10∼30 중량%의 범위, 30∼50 중량%의 범위, 50∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (I-4)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 그 함유율은, 단일체로 15 중량% 이하가 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 일반식 (I-41a)∼(I-46g)로 표시되는 화합물의 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼100 중량%의 범위가 바람직하다. 또한, 일반식 (I-41)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼30 중량%의 범위, 30∼50 중량%의 범위, 50∼70 중량%의 범위, 70∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다. 또, 일반식 (I-42), (I-43)으로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼10 중량%의 범위, 10∼25 중량%의 범위, 25∼50 중량%의 범위, 50∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (I-5)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 그 함유율은, 단일체로 15 중량% 이하가 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 일반식 (I-51a)∼(I-53ab)로 표시되는 화합물의 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼100 중량%의 범위가 바람직하다. 또한, 일반식 (I-51), (I-52)로 표시되는 화합물을 이용하는 경우, 액정성분 A에 대한 함유율은, 5∼30 중량%의 범위, 30∼50 중량%의 범위, 50∼70 중량%의 범위, 70∼100 중량%의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
일반식 (II-1)∼(II-4)로 표시되는 화합물, 구체적으로는 일반식 (II-1a)∼(II-4n)으로 표시되는 화합물의 함유율은, 단일체로 30 중량% 이하가 바람직하고, 25 중량% 이하가 더욱 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 액정성분 B에 대한 함유율은, 10∼100 중량%의 범위이지만, 50∼100 중량%의 범위가 바람직하고, 75∼100 중량%의 범위가 더욱 바람직하다. 일반식 (III-1)∼ (III-4)로 표시되는 화합물, 구체적으로는 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)로 표시되는 화합물의 함유율은, 단일체로 30 중량% 이하가 바람직하고, 25 중량% 이하가 더욱 바람직하고, 그 이상은 2종 이상으로 구성하는 것이 바람직하고, 액정성분 C에 대한 함유율은, 10∼l00 중량%의 범위이지만, 50∼100 중량%의 범위가 바람직하고, 75∼100 중량%의 범위가 더욱 바람직하다.
고신뢰성 STN-LCD나 액티브용 STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등에는, 질소원자나 산소원자를 포함하지 않는 화합물로 구성하는 것이 바람직하다. 이 관점에서, 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1, X2가 H, F, Cl, CF3, OCF3이며, K1∼K5가 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-인 화합물을, 액정성분 A로서 50∼100 중량% 함유하는 것이 바람직하다. 액정성분 B를 병용하여 이용하는 경우에는, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, Y1, Y2가 H, F, Cl, CF3, OCF3이며, P1∼P3가 단결합, -CH=CH-, -C≡C-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-인 화합물을, 액정성분 B로서 50∼100 중량% 함유하는 것이 바람직하다. 특히, 전술한 소군 (II-ci)∼(II-civ)로부터 선택되는 화합물을 50∼100 중량% 함유하는 것이 바람직하다.
일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물을 이용하는 경우, 또 액정성분 A의 별도의 바람직한 형태는, 하기에 나타내는 화합물을 함유한다.
(i): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1이 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X2가 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물.
(ii): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F 이고, X2가 Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물.
(iii): 일반식 (I-2), (I-3)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1이 F이고, X2가 H 또는 F이며, W1∼W3중 하나가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물.
(iv): 일반식 (I-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F,Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1이 F이며, X2가 H 또는 F이며, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환이 식 (I-74 b)∼(I-74av), (I-74ce)∼(I-74cj), (I-74cq)∼(I-74dm)으로 표시되는 화합물, 더욱 바람직하게는 (I-74cg), (I-74cq), (I-74cr), (I-74ct)로 표시되는 화합물.
(v): 일반식 (I-2)∼(I-4)에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1가 F이고, X2가 H 또는 F의 화합물을 이용하는 경우, 상기 (i)∼(iv)의 화합물 및/또는 일반식 (I-1), (I-5)의 화합물과 병용한다.
일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 이용하는 경우, 더욱 액정성분 B의 바람직한 형태는, 하기에 나타내는 화합물을 함유한다.
(vi): 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이고, Y1이 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이고, Y2가 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 인 화합물.
(vii): 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이고, Y1이 F이며, Y2가 Cl, CF3, OCF3, OCF2H 인 화합물.
(viii): 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 F이며, Y2가 H이며, W1∼W4중 적어도 하나가 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 인 화합물.
(ix): 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 이용하는 경우, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, Y1, Y2가 F이며, W1∼W4중의 적어도 하나가 Cl, CF3, OCF3, OCF2H 인 화합물.
(x): 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, Y1, Y2가 F인 화합물을 이용하는 경우, 상기(i)∼(ix)의 화합물 및/또는 일반식 (I-1), (I-5)의 화합물과 병용한다.
또한, 액정성분 A 또는 액정성분 B의 별도의 바람직한 형태를 하기에 나타낸다.
(xi): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1, X2가 H인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X2가 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합.
(xii): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 이며, X1, X2가 H인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y2가 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합.
(xiii): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F이며, X2가 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F이고, X2가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합. 이 경우, 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물을 1종 또는 2∼20종 함유하는 것이 바람직하다.
(xiv): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F이며, X2가 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물을 사용하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y2가 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합.
(xv): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3,OCF2H이며, X1이 F이고, X2가 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 F이며, Y2가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합.
(xvi): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F이고, X2가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y2가 H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합. 이 경우, 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물을 1종 또는 2∼20종 함유하는 것이 바람직하다.
(xvii): 일반식 (I-2)∼(I-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, X1이 F이고, X2가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물을 이용하는 경우, 일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물에 있어서, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H이며, Y1이 F이며, Y2가 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물과의 조합. 이 경우, 일반식(I-2)∼(I-4)의 화합물을 1종 또는 2∼20종 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정성분 A 및 또 액정성분 B는, 원하는 목적에 따라, 상기 (i)∼(xvii) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물로 만들 수 있다. 이러한 본 발명의 액정조성물은, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성의 동작 온도범위를 확대하여, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성 또는 개선할 수가 있고, 이것을 구성 재료로서 이용한 고신뢰성인 TN-LCD, STN-LCD나 액티브용 STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD 등의 보다 개선된 전기광학 특성을 얻을 수 있다.
고신뢰성 STN-LCD의 경우에는, 액정성분 A(Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물)과 액정성분 B(Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물)의 총화는, 10∼100 중량%가 바람직하고, 30∼l00 중량%가 더욱 바람직하고, 60∼100 중량%가 더욱 바람직하다. 이 경우, 액정성분 A와 액정성분 B의 상대적인 혼합비율은, 100 : 0 내지 0.1 : 99.9의 범위로 적절히 선택할 수 있지만, 100 : 0 내지 5 : 95의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 100 : 0 내지 10 : 90의 범위에서 선택하는 것이 더욱 바람직하다. 액티브용 STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD의 경우에는, 액정성분 A(Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물)과 액정성분 B(Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H인 화합물)의 총화는, 20∼100 중량% 함유하는 것이 바람직하고, 40∼100중량% 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 60∼100 중량% 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 액정성분 A와 액정성분 B의 상대적인 혼합비율은, 100 : 0 내지 0.1 : 99.9의 범위에서 적절히 선택할 수 있지만, 100 : 0 내지 5 : 95의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 목적에 따라 100 : 0 내지 90 : 10의 범위, 90 : 10 내지 70 : 30의 범위, 70 : 30 내지 40 : 60의 범위, 40 : 60 내지 20 : 80의 범위, 20 : 80 내지 5 : 95의 범위에서 선택하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 액티브용 STN-LCD란 넓은 시야각으로 보다 높은 콘트라스트를 얻는 것 또는 특히 하강의 응답시간 개선을 목적으로 한 것이며, STN-LCD를 예를 들면 TFT이나 MIM의 기술을 이용하여 액티브 구동시키는 것이다.
본 발명의 액정조성물은, 상기 일반식 (I-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물 이외에도, 액정조성물의 특성을 개선하기 위해서, 액정화합물로서 인식되는 보통의 네마틱 액정, 스멕틱 액정, 콜레스테릭 액정 등을 함유할 수도 있다. 예를 들면, 4개의 6원환을 가진 코어구조의 화합물로서, 상기 화합물의 액정상-등방성 액체상 전이온도가 100℃ 이상을 가지는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유시킬 수 있다. 그러나, 이들 화합물을 다량 이용하는 것은 네마틱 액정조성물의 특성을 저감시키게 되므로, 첨가량은 얻어지는 네마틱 액정조성물의 요구 특성에 따라 제한된다.
이러한 바람직한 화합물로서는, 일반식 (II-1), (II-2)에 있어서의 p1이 2인 화합물, 일반식 (II-4)에 있어서의 p2+ p3가 2인 화합물, 일반식 (III-1)∼(III-3)에 있어서의 m1이 2인 화합물, 일반식 (III-4)에 있어서의 m2+ m3이 2인 화합물을예시할 수 있다. 또한, 이 경우의 반복되는 환 B1, B3, 환 Cl, C3, 연결기 P1, P2, M1은 같은 기일 수도 있고, 각각 독립적으로 다를 수도 있다.
결정상 또는 스멕틱상-네마틱상 전이온도는, O℃ 이하가 좋고, 바람직하게는 -10℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -20℃ 이하, 특히 바람직하게는 -30℃ 이하이다. 네마틱상-등방성 액체상 전이온도는, 50℃ 이상, 바람직하게는 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃∼180℃의 범위이다. 본 발명의 액정조성물은, 유전율 이방성이 1 이상이면 되지만, 2∼40의 범위가 바람직하고, 고속 응답성을 중시하는 경우는 2∼8의 범위, 보다 낮은 구동전압을 필요로 하는 경우는 7∼30의 범위가 바람직하다. 보다 작은 또는 중위의 복굴절률은, 0.02∼0.18의 범위가 바람직하고, 보다 큰 복굴절률은, 0.18∼0.40의 범위가 바람직하다. 이러한 네마틱 액정조성물의 특성은, 액티브 매트릭스형, 트위스티드 네마틱 또는 수퍼 트위스티드 네마틱 액정표시장치에 이용하는 데 유용하다.
TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD에서의 기판간 두께 d는, 1∼12㎛가 바람직하고, 1∼10㎛가 더욱 바람직하고, 1.5∼7㎛가 더욱 바람직하다. 또, 두께 d와 복굴절률 Δn의 적(積)은, 0.2∼5㎛가 바람직하고, 0.3∼1.6㎛가 더욱 바람직하고, 0.5㎛ 전후, 0.7∼1.0㎛, 1.2㎛ 전후가 더욱 바람직하다.
PDLC, PN-LCD의 경우, 1∼100㎛가 바람직하고, 3∼50㎛가 더욱 바람직하고, 4∼14㎛가 더욱 바람직하다.
본 발명의 액정조성물은, 구동전압의 크기에 대하여 보다 빠른 응답성을 목적으로 하는 경우, 아래와 같이 할 수 있다. 중위의 구동전압을 목적으로 하는 경우는, 본 발명의 액정조성물의 유전율 이방성이 3∼15의 범위이며, 20℃에서의 점성이 8∼20 c.p.의 범위인 것이 바람직하다. 이 경우, 액정성분 C만의 점성이 25 c.p. 이하가 바람직하고, 15 c.p. 이하가 더욱 바람직하고, 10 c.p. 이하가 특히 바람직하다. 또, 특히 낮은 구동전압을 목적으로 하는 경우는, 본 발명의 액정조성물의 유전율 이방성이 15∼30의 범위에 있는 것이 바람직하고, 18∼28의 범위가 특히 바람직하다.
상기 네마틱 액정조성물은, 고속응답성인 TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD에 유용하며, 또한 컬러 필터층을 이용하지 않더라도, 액정층과 위상차 판의 복굴절성으로 컬러표시를 할 수 있는 액정표시소자에 유용한 것이며, 투과형 또는 반사형의 액정표시소자에 사용될 수 있다. 이 액정표시소자는, 투명성 전극층을 가지고, 적어도 한 쪽이 투명한 기판을 가지고, 이 기판 사이에 상기 네마틱 액정조성물의 분자를 뒤틀림 배향시킨 것이다. 뒤틀림 각은, 목적에 따라 30°∼360°의 범위로 선택할 수가 있고, 90°∼270°의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 45°∼135°의 범위 또는 180°∼260°의 범위에서 선택하는 것이 특히 바람직하다. 이 때문에, 본 발명의 액정조성물은, 유기나선(誘起螺旋) 피치 p가 0.5∼1000㎛가 되는 광학 활성기를 가지는 화합물을 함유시킬 수 있다. 이러한 화합물로서는, 콜레스테릭 유도체, 카이랄네마틱, 강유전성 액정 등이 있다. 보다 구체적으로는, 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서의 R1, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 R1, 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서의 R2, R3가, 광학활성기를 가지는 화합물인 것이 바람직하다. 이러한 측쇄기로서, 식 (I-6), (III-51), (III-52)의 더욱 바람직한 형태는, 예를 들면 하기에 나타내는 일반식 (IV-1a)∼(IV-1bt)으로 표시되는 화합물이다.
또한, 일반식 (I-1)∼(I-5)에서의 K1∼K5, 일반식 (II-1)∼(II-4)에서의 P1∼P3, 일반식 (III-1)∼(III-4)에서의 M1∼M3가 광학활성기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 이와 같은 연결기로서 더욱 바람직한 형태는 예를 들면 하기에 나타내는 일반식 (IV-2a)∼(IV-2j)로 표기되는 화합물이다.
대표적인 것으로는, 예를 들면 콜레스테릴노나네이트, C-15, CB-15, S-811 등을 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 예를 들면 하기에 나타내는 일반식 (IV-3a)∼(IV-3ab)로 표기되는 화합물이다.
더욱 구체적인 사용 방법을 제시한다. 온도 상승에 의해 유기 나선 피치가 길어지는 것과 짧아지는 것이 알려져 있으며, 이들 중 한 쪽을 1종 또는 2종 이상을 사용하면 되고, 양자를 조합하여 1종 또는 2종 이상 사용해도 된다. 혼합하는 양은 0.001 중량%∼10 중량%의 범위가 바람직하고, 0.05 중량%∼3 중량%의 범위가더욱 바람직하고, 0.1 중량%∼3 중량%가 더욱 바람직하다. 그러나, 이들 양은 상기 뒤틀림각 θ와 기판사이의 두께 d에 따라 소정의 유기나선 피치로 하는 것은 당연한 것이다. 예를 들면, TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD에서는, 기판 사이의 두께 d와 유기나선 피치 p의 상(商) d/p은 0.001∼24의 범위로부터 선택할 수 있지만, 0.01∼12의 범위가 바람직하고, 0.1∼2의 범위가 더욱 바람직하고, 0.1∼1.5의 범위가 더욱 바람직하고, 0.1∼1의 범위가 또 더욱 바람직하고, 0.1∼0.8의 범위가 특히 바람직하다.
투명성 전극기판에 설치되는 배향막에 의해서 얻어지는 프리틸트각은, 1°∼20°의 범위에서 선택하는 것이 바람직하고, 뒤틀림각이 30°∼100°에서는 1°∼4°의 프리틸트각이 바람직하고, 100°∼180°에서는 2°∼6°의 프리틸트각이 바람직하고, 180°∼260°에서는 3°∼12°의 프리틸트각이 바람직하고, 260°∼360°에서는 6°∼20°의 프리틸트각이 바람직하다.
구체적 용도로서는, TN-LCD용으로서 1°∼6°의 프리틸트각이 바람직하고, STN-LCD용으로서는 2°∼12°의 프리틸트각이 바람직하고, TFT-LCD용으로서는 2°∼12°의 프리틸트각이 바람직하고, IPS 모드의 TFT-LCD용으로서는 0°∼3°의 프리틸트각이 바람직하다.
본 발명자들은, 상기 액정조성물이, 투명성 전극층을 가지는 적어도 한 쪽이 투명한 2장의 기판사이에 삽입된 조광층을 가지고, 상기 조광층이 액정재료 및 투명성 고체물질을 함유하는 광산란형 액정표시에도, 유리한 표시 특성을 구비시키는 것을 발견했다. 본 발명자들은 특개평 6-222320호 공보에 있어서, 액정재료의 물성치와 액정표시의 표시 특성과의 관계가 다음 식(V)으로 표시되는 것을 나타내었다.
또한, Vth는 문턱값 전압을 나타내고,1Kii,2Kii는 탄성상수를 나타내고, ii는 11, 22 또는 33을 나타내며, Δε는 유전율 이방성을 나타내고, 〈r〉은 투명성 고체물질 계면의 평균 공극 간격을 나타내고, A는 액정분자에 대한 투명성 고체물질의 앵커링 에너지를 나타내며, d는 투명성 전극을 가지는 기판 사이의 거리를 나타낸다.
이 수식은, 투명성 고체 계면이 액정분자에 부여하는 규제력이 탄성상수1Kii와 앵커링 에너지 A의 비에 의해서 변화되는 것을 의미하고, 특히 그 효과가 실제의 평균 공극간격 〈r〉보다1Kii/A의 양만큼만 실질적으로 넓히는 작용을 하며, 따라서 효과적으로 구동전압을 저감시키는 것을 나타내고 있다. 이 관계는, 본 발명에 있어서도 응용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 아래와 같이 하는 것이 바람직하다. 투명성 고체물질이 고분자 형성성 화합물로서 2관능성 모노머 및 단관능성 모노머를 함유한 중합성 조성물로부터 형성함으로써, 고분자 형성성 화합물로부터 투명성 고체물질을 형성하는 과정에서, 투명성 고체물질의 형상이 보다 균일한 구조를 이루어, 액정재료와의 계면의 성질을 조작할 수 있다고 생각된다. 본 발명의 액정조성물에서는, 비치환 또는 치환된 나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 부분구조로 하는 분자 구조를 특징으로 하고 있는 화합물로 구성되는 액정성분 A가, 백탁성(白濁性), 응답성, 히스테리시스, 급준성, 구동전압 또는 이들 온도 의존성에 대하여, 이들 개개의 하나 또는 복수의 특성을 양호하게 만드는 효과를 가지고 있다.
본 발명에서 사용하는 액정재료는, 투명성 전극층을 가지는 2장의 기판 사이에 액정재료를 마이크로캡슐화한 액정의 작은 방울을 투명성 고체물질 중에 분산시킨 표시에도 유용할 것으로 기대된다. 기판 사이에 형성되는 투명성 고체물질은, 섬유상 또는 입자상으로 분산되는 것이지만, 액정재료를 작은 방울형으로 분산시킨 필름인 것일 수도 있고, 삼차원 그물코 형상의 구조를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 또, 액정재료는 연속층을 형성하는 것이 바람직하지만, 액정재료가 무질서한 상태를 형성함으로써, 광학적 경계면을 형성하여 빛의 산란을 발현시키는 데에 있어서 중요하다. 이러한 투명성 고체물질로부터 형성된 삼차원 그물코 형상 구조인 형상의 평균직경은, 빛의 파장에 비해 지나치게 크거나, 지나치게 작은 경우, 광산란성이 약해지는 경향에 있기 때문에, 0.2∼2㎛의 범위가 바람직하다. 또, 조광층의 두께는, 사용목적에 따라, 2∼30㎛의 범위가 바람직하고, 5∼20㎛의 범위가 특히 바람직하다.
이와 같이 하여 제조된 본 발명의 광산란형 액정표시는, 더욱 온도 의존성이 작은 구동성을 달성하며, 이에 따라 예를 들면 액티브 매트릭스 방식에 요구되는 특성을 가지는 것이다. 또, 본 발명의 액정표시는, 예를 들면, 프로젝션 표시장치나 직시형의 휴대용 단말표시(Personal Digital Assistance)로서 이용할 수 있다.
본 발명은, 이러한 광산란형 액정표시에 유용한 액정재료로서, 이상과 같이 설명하였지만, 그 이외에 별도의 액정재료로서, 또 이하의 화합물 및 네마틱 액정조성물을 제공한다. 즉, 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서의 R1, 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서의 R1, 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서의 R2, R3가, 광경화성 α-치환 아크릴로일기인 화합물 및 이것을 함유한 액정조성물이다. 이러한 광경화성의 측쇄기로서, 식(I-6), (III-51), (III-52)의 더욱 바람직한 형태는, 예를 들면 하기에 나타내는 일반식 (IV4a)∼(IV-4av)으로 표시되는 화합물이다.
상기의 화합물을 함유시킴으로써, 투명성 고체물질의 계면을 바람직한 것으로 만들 수 있다. 일반식 (IV-4a)∼(IV-4av)의 측쇄기를 가지는 화합물은, 0.01∼100%의 범위에서 선택할 수 있다.
본 발명의 액정조성물은, 고분자 분산형 액정 이외의 이용방법으로서, 안트라퀴논계, 아조계, 아조옥시계, 아조메틴계, 멜로시아닌계, 퀴노프탈렌계 및 테트라진계 등의 2색성 색소를 첨가하여 게스트호스트(GH)용 액정조성물로서도 이용할 수 있다. 또, 전술한 광학활성기를 가지는 화합물을 첨가하여 상전이형 표시(PC) 및 화이트테일러형 표시의 액정조성물로서도 이용할 수 있다. 또한, 복굴절 제어형 표시(ECB)나 동적 산란형 표시(DS)의 액정조성물로서도 이용할 수 있다.
또한, 별도의 이용방법으로서, 강유전성 액정의 상계열(相系列)을 조정할 목적으로, 본 발명의 액정조성물을 첨가시킬 수 있다. 고분자 안정화형 액정표시용 액정조성물로서도 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 광경화성의 측쇄기를 가지는 화합물 또는 조성물을 사용할 수 있다.
또한, 별도의 이용방법으로서, 상기 광경화성의 측쇄기를 가지는 화합물 또는 본 발명의 조성물을 UV 경화성 액정으로서 이용하여, 위상차 필름, 광학 렌즈나 각종 광학 필터 등의 광학 부재에 사용할 수 있다. 또, 마이크로 컬러 필터, 편광판이나 배향막 등의 액정표시 관련 부재에 응용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 액정조성물은, 상기에서 상세히 설명한 액정성분 A, B, C를 함유함으로써 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 이하 바람직한 예로서 네마틱 액정조성물 (1-01)∼(1-23)을 나타내지만, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다. 이들 예시한 것은, 예를 들면, 네마틱 액정조성물 (1-01), (1-03)∼(1-07), (1-20), (1-21), (1-22), (1-23)은 TN-LCD용으로서, 네마틱 액정조성물 (1-01), (1-02), (1-08), (1-10)∼(1-15), (1-17), (1-18), (1-22), (1-23)은 STN-LCD용으로서, 네마틱 액정조성물(1-06), (1-09), (1-16), (1-20)∼(1-22)은 TFT-LCD용으로서, 네마틱 액정조성물(1-09), (1-10), (1-23)은 PDLC, PN-LCD용으로서 사용할 수 있다. 또, 이들 예로 나타낸 화합물(l-0101)∼(1-2311)의 1종 또는 복수의 화합물을, 의도하는 목적이나 용도에 대하여 일반식 (I-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물, 보다 구체적으로는, 일반식 (I-11a)∼(I-53ab)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (I-71a)∼(I-73bt)인 화합물, 일반식 (II-1a)∼(II-4n)인 기본구조로서, 측쇄기가 (I-6a)∼(I-6bc)이고, 극성기의 부분구조가 일반식 (II-5a)∼(II-5r)인 화합물, 일반식 (III-1a)∼(III-4ac)인 기본구조로서, 측쇄기가 (III-5a)∼(III-5bf)인 화합물과 치환하여 사용할 수 있다.
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-01)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-02)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-03)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-04)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-05)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-06)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-07)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-08)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-09)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-10)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-11)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-12)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-13)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-14)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-15)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-16)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-17)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-18)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-19)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-20)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-21)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-22)
바람직한 조성물의 예: 네마틱 액정조성물 (1-23)
현재, 액정표시장치는, 격심하게 전개되는 가격경쟁의 상태에 있다. 이 입장에서, 액정재료에는 여러가지 용도에 대한 표시 특성의 최적화를 어떻게 간편히 할 수 있는가가 과제로 되어 있고, 두 가지의 액정재료로 이루어지는 2보틀(bottle)이나 4종류의 액정재료로 이루어지는 4보틀 시스템화된 액정재료가 요청되고 있다. 그 대표적인 특성은, 문턱값 전압, 복굴절률, 네마틱상-등방성 액체상 전이온도가 있다. 예를 들면, 다른 특성이 동등하고, 문턱값 전압만이 더 높은 액정재료, 및 다 낮은 액정재료로 이루어지는 2보틀 시스템을 이용하면, 사용하는 구동 전자부품 등에 제약을 받지 않고, 두 가지의 액정재료를 적절히 조합함으로써, 보다 빠르고보다 저렴하게 대응할 수 있게 된다. 본 발명은 이 관점에도 대응할 수 있는 유용한 것이며, 네마틱 액정조성물 (1-01)∼(1-23) 및 일부 치환하여 얻어진 조성물끼리를 적절히 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 사용 방법은, 후술하는 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-01)∼(3-38)을 포함해서 행할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시예의 조성물에 있어서 "%"는 "중량%"를 의미하고, -(CH2)2-와 -C2H4- 또는 -(CH2)4- 와 -C4H8-는 같은 것으로 간주한다.
실시예 중, 액정조성물의 물성특성 및 TN-LCD를 구성한 액정표시장치의 표시 특성은 이하와 같다.
TN-I: 네마틱상-등방성 액체상 전이온도(℃)
T→N: 고체상 또는 스멕틱상-네마틱상 전이온도(℃)
Δε: 20℃에서의 유전율 이방성
Δn : 20℃에서의 복굴절률
η : 20℃에서의 점도(c.p.)
Vth : TN-LCD를 구성하였을 때의 20℃에서의 문턱값 전압(V)
V1: TN-LCD를 구성하였을 때의 20℃에서의 전압 무인가시의 광투과율을 100%라 했을 때, 광 투과율이 1%가 되었을 때의 인가전압(V)
γ : 20℃에서의 급준성, 포화전압(Vsat)과 Vth의 비
τr = τd : 20℃에서의, 0V로부터 소정의 전압을 인가한 경우의 상승 시간을 τr이라 하고, 소정의 전압을 인가한 후 전압 무인가로 하였을 경우의 하강 시간을 τd라고 했을 때, 양자가 같아지는 시간
STN-LCD 표시 특성을 나타내는 액정표시장치는 아래와 같은 방법으로 제작했다. 액정조성물에 카이랄 물질 "S-811"(메르크사제)를 첨가하여 혼합액정을 조제한다. 대향하는 평면 투명전극 상에 "산에바-610"(日産化學社제)의 유기막을 러빙하여 배향막을 형성하고, 트위스트각 240도인 STN-LCD 표시용 셀을 제작한다. 상기의 혼합액정을 이 셀에 주입하여 액정표시장치를 구성한다. 또한,카이랄 물질은 카이랄 물질의 첨가에 의한 혼합액정의 고유나선 피치 P와 표시용 셀의 셀 두께 d가 Δn·d = 0.85, d/P = 0.50이 되도록 첨가했다. 이 표시 특성으로서, 문턱값 전압, 급준성, 구동전압의 온도 의존성, 응답속도를 측정했다.
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 20℃에 있어서의 문턱값 전압(V)
γ: 20℃에 있어서의 급준성, 포화전압(Vsat)과 Vth의 비
Δ(Vth) /Δ(T) : 구동전압의 온도 의존성
τr = τd : 1/240 duty 구동에 있어서의 응답시간
IPS 모드 표시 특성을 나타내는 액정표시장치는 아래와 같이 제작했다. l0㎛의 간격을 두고 평행한 크롬전극을 형성한 기판에 배향막을 설치한다. 전극을 갖지 않는 기판에 배향막을 설치한다. 셀 두께가 4㎛, 액정의 배향이 안티패럴렐로 되도록 양 기판을 붙여 셀을 제작한다. 혼합액정을 이 셀에 주입하여 액정표시장치를 구성한다. 이 표시 특성으로서, V10, 급준성, 응답속도를 측정했다. 전압 무인가 시의 디바이스의 광 투과율(T0)을 0%로 하고, 인가전압의 증대에 따라 광 투과율이 최대로 되었을 때의 투과율(T100)을 100%이라고 할 때, 광 투과율 50%가 되는 인가전압(V)을 V50, 광 투과율10%가 될 때의 인가전압을 V10로 한다.
IPS 모드 표시 특성
V10: 20℃에 있어서의 문턱값 전압(V)
γ: 20℃에 있어서의 급준성, V50과 V10의 비
τr = τd : 응답시간(msec)
조성물의 화학적 안정성은, 액정조성물 2g을 앰플 관에 넣고, 진공 탈기 후 질소 치환 처리를 하여 봉입하고, 150℃, 1시간의 가열촉진 테스트를 행했다. 이 액정조성물의 테스트 전의 비저항, 가열촉진 테스트 후의 비저항, 테스트 전의 전압 유지율, 가열촉진 테스트 후의 전압 유지율을 측정했다.
또, 실시예에서 나타낸 화합물의 1종 또는 복수의 화합물을, 의도하는 목적이나 용도에 대하여 일반식 (I-1)∼(III-4)로 표시되는 화합물로 치환하여 사용할 수가 있지만, 이러한 예를 나타내는 경우, 구체적인 화합물을 이하의 예의 형식으로 나타낸다.
액정성분 A
일반식(I-1)의 예 화합물(2-1a): 측쇄기(I-6a)기본구조(I-11a)극성기(I-71a)
일반식(I-2)의 예 화합물(2-2a): 측쇄기(I-6a)기본구조(I-21a)극성기(I-72a)
일반식(I-3)의 예 화합물(2-3a): 측쇄기(I-6a)기본구조(I-31a)극성기(I-72a)
일반식(I-4)의 예 화합물(2-4a): 측쇄기(I-6a)기본구조(I-41a)극성기(I-72a)
일반식(I-5)의 예 화합물(2-5a): 측쇄기(I-6a)기본구조(I-51a)극성기(I-73a)
액정성분 B
일반식(II-1)의 예 화합물(2-1b): 측쇄기(I-6a)기본구조(II-1a)극성기(II-5a)
일반식(II-2)의 예 화합물(2-2b): 측쇄기(I-6a)기본구조(II-2a)극성기(II-5a)
일반식(II-3)의 예 화합물(2-3b): 측쇄기(I-6a)기본구조(II-3a)극성기(II-5a)
일반식(II-4)의 예 화합물(2-4b): 측쇄기(I-6a)기본구조(II-4a)극성기(II-5a)
액정성분 C
일반식(Ⅲ-1)의 예 화합물(2-1c): 측쇄기(Ⅲ-5b)기본구조(Ⅲ-1a)측쇄기(Ⅲ-5b)
일반식(Ⅲ-2)의 예 화합물(2-2c): 측쇄기(Ⅲ-5b)기본구조(Ⅲ-2a)측쇄기(Ⅲ-5b)
일반식(Ⅲ-3)의 예 화합물(2-3c): 측쇄기(Ⅲ-5b)기본구조(Ⅲ-3a)측쇄기(Ⅲ-5b)
일반식(Ⅲ-4)의 예 화합물(2-4c): 측쇄기 (Ⅲ-5b)기본구조(Ⅲ-4a)측쇄기(Ⅲ-5b)
(실시예 1)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-01)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 79.9℃
T→N: -70.0℃
Δε: 9.8
Δn : 0.129
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전 비저항: 1.3 ×1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.0 × 1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.5%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.6%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.30 V
ν : 1.140
이 네마틱 액정조성물은, 5종의 성분으로 구성된 것이면서, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티 수에 대응한 고도의 세밀한 표시에도 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높으므로, 열에 안정한 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커(flicker)가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
(비교예 1)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-01)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-01)을 조제했다. 구체적으로는, 나프탈렌-2,6-디일 환 및 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환을 1,4-페닐렌기로 한 화합물과, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일기를 1,4-시클로헥실렌기로 한 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
혼합액정 (b-01)은 상기로부터 이루어진다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: -0℃ 이하
Δε: 측정 불능
Δn : 측정 불능
η : 측정 불능
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 측정 불능
ν : 측정 불능
τr = τd : 측정 불능
혼합액정 (b-01)이 O℃ 이하에서 네마틱상을 가지므로 통상의 온도범위에서 사용할 수 없는 데 대하여, 본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-01)은, TN-1이 높고, T→N이 거의 동일한 정도이며, 상용성이 우수하여 보다 넓은 온도역에서 동작시킬 수있는 등의 특징을 가지고 있는 것이 나타났다.
(실시예 2)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-02)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 119.2℃
T→N: -70.0℃
Δε: 7.3
Δn : 0.104
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전 비저항: 1.0 ×1013Ω·cm
가열촉진 테스트 후의 비저항: 4.8 ×1012Ω·cm
테스트 전의 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.2%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.57V
ν : 1.223
이 네마틱 액정조성물은, 7종의 성분으로 구성된 것이면서, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티 수에 대응한 고도의 세밀한 표시에도 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높으므로, 열에 안정한 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
(실시예 3)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-03)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 104.9℃
T→N: -50.0℃
Vth : 2.09V
ν : 1.15
Δε: 7.6
Δn : 0.168
η : 17.0 c.p.
이 네마틱 액정조성물에 카이랄 물질 "S-811"(메르크사제)를 첨가하여 혼합액정을 조제했다. 한편, 대향하는 평면 투명전극 상에 "산에바-610"(日産化學社제)의 유기막을 러빙하여 배향막을 형성하고, 트위스트각 240도인 STN-LCD 표시용 셀을 제작했다. 상기의 혼합액정을 이 셀에 주입하여 액정표시장치를 구성하고, 표시 특성을 측정했다. 그 결과, 구동전압의 온도 의존성이 2.0 mV/℃로 작고, 높은 시분할특성이 우수한 STN-LCD 표시 특성을 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다. 또, 카이랄 물질은 카이랄 물질의 첨가에 의한 혼합액정의 고유 나선 피치 P와 표시용 셀의 셀 두께 d가 Δn·d = 0.85, d/P = 0.50이 되도록 첨가했다. 이하 STN-LCD는 동일한 방법으로 제작했다.
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 2.31V
ν : 1.029
Δ(Vth) / Δ(T) : 2.0 mV/℃ (T = 5∼40℃의 범위)
τr = τd : 101 msec (1/240 duty 구동)
(비교예 2)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-03)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-02)을 조제했다. 구체적으로는, (3-0302)의 화합물을, 구동전압의 저감 및 그 온도 의존성의 개량에 우수한효과를 가지는 식 (b-0202)의 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 100.7℃
T→N: -50.0℃
Vth : 2.08V
Δε: 8.1
Δn : 0.165
η : 17.7 c.p.
상기 네마틱 액정조성물 (3-03)과 동일한 방법으로, 혼합액정 (b-02)을 이용한 STN-LCD를 제작했다.
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 2.31V
ν : 1.039
Δ(Vth) / Δ(T) : 2.8 mV/℃ (T = 5∼40℃의 범위)
τr = τd : 138 msec (1/240 duty 구동)
특성을 비교하면, 본 발명의 액정조성물은, 4%와 소량의 액정성분 A에 의해, 문턱값 전압의 온도 의존성을 약 30% 저감시키고 있는 것이 밝혀졌다. 또, 응답속도에 있어서도 약 40% 저감시키고 있는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 네마틱 액정조성물은, 비교액정보다 더욱 개선된 효과가 나타났다.
(실시예 4)
로 이루어지는 네마틱 액정 조성물 (3-04)를 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정하였다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 66.6℃
T→N: -30.0℃
Vth : 1.42V
Δε: 9.4
Δn : 0.097
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-04)에 있어서, 화합물 (3-0406)의 대신에 하기 화합물 (2-04-01)을 사용하는 것 이외는, 네마틱 액정조성물 (3-04)과 같이 하여, 네마틱 액정조성물 (3-04-01)을 조제하였다. 또한, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-04)에 있어서, 화합물 (3-0406) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-04-02)∼(2-04-22)을 사용하는 것 이외는, 네마틱 액정조성물 (3-04)과 같이 하여, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-04-02)∼(3-04-22)을 조제하였다. 이들 네마틱 액정조성물 (3-04-01)∼(3-04-22)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이, 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-04-08)은 응답성이 우수하고, 네마틱 액정조성물 (3-04-01), (3-04-03), (3-04-06), (3-04-11), (3-04-12), (3-04-14), (3-04-16), (3-04-19), (3-04-22)은 더욱 구동전압이 저감하여 1.2V 전후의 특성을 나타내었다.
(실시예 5)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-05)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높다는 것으로부터 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치를 제작한 바, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어 난 것임을 확인할 수 있었다.
TN-1: 103.7℃
T→N: -70.0℃
Vth : 2.66V
ν : 1.16
Δε: 4.1
Δn : 0.079
테스트 전의 비저항: 1.1x1013Ω·cm
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.3x1012Ω·cm
테스트 전의 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트후 전압 유지율: 98.8%
(실시예 6)
으로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-06)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 92.6℃
T→N: -70.0℃
Vth : 0.88V
Δε: 19.8
Δn : 0.139
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 0.93V
ν : 1.021
Δ(Vth) / Δ(T) : 1.9 mV/℃ (T = 5∼40℃의 범위)
(실시예 7)
page229
으로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-07)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 88.4℃
T→N: -49.0℃
Vth : 1.81V
Δε: 7.4
Δn : 0.098
(실시예 8)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-08)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 85.6℃
T→N: -70.0℃
Vth : 1.07V
ν : 1.15
Δε: 17.4
Δn : 0.143
(실시예 9)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-09)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 것으로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치를 제작한 바, 누설 전류가 작고 플리커 발생하지 않는 뛰어난 것임이 확인할 수 있었다.
TN-1: 84.5℃
T→N: -70.0℃
Vth : 1.02V
ν : 1.15
Δε: 9.6
Δn : 0.099
테스트 전 비저항: 5.0x1012Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 2.1x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 98.8%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.5%
(실시예 10)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-10)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 것으로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치를 제작한 바, 누설 전류가 작고 플리커 발생하지 않는 뛰어난 것임을 확인할 수 있었다.
TN-1: 87.5℃
T→N: -70.0℃
Vth : 1.67V
ν : 1.16
Δε: 7.1
Δn : 0.118
테스트 전 비저항: 3.8x1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 9.7x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.1%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.8%
(실시예 11)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-11)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치를 제작한바, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것임을 확인할 수 있었다.
TN-1: 80.0℃
T→N: -70.0℃
Vth : 1.38V
ν : 1.16
Δε: 9.3
Δn : 0.131
테스트 전 비저항: 2.2x1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 8.3x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.5%
(실시예 12)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-12)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치에 이용할 수 있다.
TN-1: 106.4℃
T→N: -20.0℃
Vth : 2.10V
ν : 1.15
Δε: 8.1
Δn : 0.276
테스트 전 비저항: 6.5x1012Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 1.2x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 98.8%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.0%
이 네마틱 액정조성물을 사용하여, 셀 두께 d가 1.8㎛인 TN-LCD를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.79 V, 응답속도가 2.4 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-12)에 있어서, 화합물 (3-1205) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-12-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-12)과 같은 방법으로, 네마틱 액정조성물 (3-12-01)을 조제했다. 또, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-12)에 있어서, 화합물 (3-1205) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-12-02)∼(2-12-22)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-12)과 같이 하여, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-12-02)∼(3-l2-22)을 조제했다. 이들 네마틱 액정조성물 (3-12-01)∼(3-12-22)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 13)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-13)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 이 네마틱 액정조성물은 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 또, 이 조성물을 기본적인 구성 재료로 하는 새로운 본 발명의 네마틱 액정조성물을 조제하여, 이것을 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치에 이용할 수 있다.
TN-1: 81.6℃
T→N: -70.0℃
Vth : 1.79V
ν : 1.18
Δε: 6.0
Δn : 0.123
테스트 전 비저항: 1.5x1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.3x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.1%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.4%
(비교예 3)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-13)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-03)을 조제했다. 구체적으로는, 나프탈렌-2,6-디일의 부분구조를 1,4-페닐렌의 부분구조로 한 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 실온 이하
Vth : 측정 불능
ν : 측정 불능
Δε: 측정 불능
Δn : 측정 불능
(실시예 14)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-14)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 168.8℃
T→N: -40.0℃
Δε: 9.2
Δn : 0.229
액정조성물의 신뢰성 특성
테스트 전 비저항: 1.1x1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.4x1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.2%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 2.15V
ν : 1.17
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 보다 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능한 것 등의 특징을 가지고 있다. 또, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
이 네마틱 액정조성물을 이용하고, 셀 두께 d가 3.8㎛인 TN-LCD (d ·Δn = 0.88)를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.91 V를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다. 또, 셀 두께 d가 2.2㎛인 TN-LCD(d·Δn = 0.50)를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.82 V를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-14)에 있어서, 화합물 (3-1406) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-14-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물(3-14)과 같이 하여, 네마틱 액정조성물 (3-14-01)을 조제했다. 또, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-14)에 있어서, 화합물 (3-1406) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-14-02)∼(2-14-13)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-14)과 같이 하여, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-14-02)∼(3-14-13)을 조제했다. 또 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-14)에 있어서, 화합물 (3-1405) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-14-14)∼(2-14-26)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-14)과 같이 하여, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-14-14)∼(3-14-26)을 조제했다. 또한, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-14)에 있어서, 화합물 (3-1401) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-14-27)∼(2-14-40)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-14)과 같이 하여, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-14-27)∼(3-14-40)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-14-01)∼(3-14-40)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-14-21)은 응답성이 우수하고, 네마틱 액정조성물 (3-14-17), (3-14-20), (3-14-23), (3-14-26), (3-01-22)은 더욱 구동전압을 저감하여, 2.0 V 전후의 특성을 나타내었다.
(비교예 4)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-14)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-04)을 조제했다. 구체적으로는, 나프탈렌-2,6-디일의 부분구조를 1,4-페닐렌의 부분구조로 한 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 59.9℃
T→N: -50.0℃
Δε: 7.1
Δn : 0.146
혼합액정 (b-04)에 비교하여, 본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-14)은, TN-1이 높고, T→N가 거의 동일한 정도이며, 상용성이 우수하여 보다 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 또한 Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능한 것 등의 특징을 가지고 있는 것으로 나타났다.
(실시예 15)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-15)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 88.1℃
T→N: -70.0℃
Δε: 7.1
Δn : 0.105
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전 비저항: 1.0x1013Ω·cm
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.4x1012Ω·cm
테스트 전 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.7%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.56 V
ν : 1.23
τr = τd : 47.0 msec
(실시예 16)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-16)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 71.1℃
T→N: -30.0℃
Δε: 9.7
Δn : 0.094
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 1.37 V
ν : 1.16
τr = τd : 44.0 msec
(실시예 17)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-17)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 80.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 20.2
Δn : 0.145
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 0.91 V
ν : 1.16
(실시예 18)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-18)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 99.5℃
T→N: -70.0℃
Δε: 8.4
Δn : 0.099
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전 전압 유지율: 98.8%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.2%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.19 V
ν : 1.25
τr = τd : 49.0 msec
(실시예 19)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-19)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 67.5℃
Δε: 14.5
Δn : 0.262
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 1.18 V
ν : 1.21
이 네마틱 액정조성물은, 후술하는 비교예 5에 기재된 비교액정 (b-05)에 대하여, TN-1이 높기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능하고, 유전율 이방성 Δε와 비교하여 Vth가 낮으므로 소비전류를 개량할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다.
이 네마틱 액정조성물을 사용하고, 셀 두께 d가 1.9㎛인 TN-LCD를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 0.97 V, 응답속도가 4.6 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-19)에 있어서, 화합물 (3-1904) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-19-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-19)과 같은 방법으로, 네마틱 액정조성물 (3-19-01)을 조제했다. 또, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-19)에 있어서, 화합물 (3-1904) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-19-02)∼(2-19-16)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-19)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-19-02)∼(3-19-16)을 조제했다. 또 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-19)에 있어서, 화합물 (3-1907) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-19-17)∼(2-19-24)을 사용하는 것 이외에는,네마틱 액정조성물 (3-19)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-19-17)∼(3-19-24)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-19-01)∼(3-19-24)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이, 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-19-11)은 응답성이 우수하고, 네마틱 액정조성물 (3-19-01), (3-19-04), (3-19-07), (3-19-10), (3-19-13), (3-19-16), (3-19-21)은 더욱 구동전압을 저감하여, 0.95V 전후의 특성을 나타내었다.
(비교예 5)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-19)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-05)을 조제했다. 구체적으로는, 나프탈렌-2,6-디일의 부분구조를 1,4-페닐렌의 부분구조로 한 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 실온 이하
Δε: 측정 불능
Δn : 측정 불능
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 측정 불능
ν : 측정 불능
(실시예 20)
으로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-20)을 조제하였다, 이 조성물의 여러가지특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 68.7 ℃
Δε: 10.3
Δn : 0.201
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.32 V
ν : 1.14
τr = τd : 32.0 msec
이 네마틱 액정조성물은, 문헌『고속액정기술』(63페이지, (주)시엠시사 출판) 중에 제시된 TN-LCD 액정표시의 광학적 급준성의 한계치인 1.12에 가까운 값을 나타내고 있고, 따라서, 이 액정조성물은 높은 시분할 구동에 유용한 것을 이해할 수 있다.
이 네마틱 액정조성물을 사용하고, 셀 두께 d가 2.5㎛인 TN-LCD를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.19 V, 응답속도가 2.8 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
(실시예 21)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-21)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 99.4 ℃
T→N: -40.0 ℃
Δε: 7.2
Δn : 0.283
η : 29.5 c.p.
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전 비저항: 4.2x1012Ω·cm
가열촉진 테스트 후의 비저항: 1.3x1012Ω·cm
테스트 전 전압 유지율: 98.5%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 97.9%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 2.14 V
ν : 1.14
τr = τd : 34.1 msec
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 점성 η이 낮고 또는 점성 η에 비하여 Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능한 등의 특징을 가지고 있다.
또, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
또한, 문헌『고속액정기술』(63페이지, (주)시엠시사 출판) 중에 제시된 TN·LCD 액정표시의 광학적 급준성의 한계치인 1.12에 가까운 값을 나타내고 있고, 따라서, 이 액정조성물은 높은 시분할구동에 유용한 것을 이해할 수 있다.
이 네마틱 액정조성물을 사용하고, 셀 두께 d가 1.8㎛인 TN-LCD를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.82 V, 응답속도가 2.4 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-21)에 있어서, 화합물 (3-2108) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-21-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-21)과 같은 방법으로, 네마틱 액정조성물 (3-21-01)을 조제했다. 또, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-21)에 있어서, 화합물 (3-2108) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-21-02)∼(2-21-21)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-21)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-21-02)∼(3-21-21)을 조제했다. 또 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-21)에 있어서, 화합물 (3-2109) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-21-22)∼(2-21-31)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-21)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-21-22)∼(3-21-31)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-21-01)∼(3-21-31)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 22)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-22)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 89.4 ℃
T→N: -70.0 ℃
Δε: 8.7
Δn : 0.166
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 2.07 V
ν : 1.15
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 2.35 V
ν : 1.028
Δ(Vth) / Δ(T) : 2.8 mV/℃ (T = 5∼40℃의 범위)
τr = τd : 88.0 msec (1/240 duty 구동)
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-22)에 있어서, 화합물 (3-2202) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-22-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-22)과 같은 방법으로, 네마틱 액정조성물 (3-22-01)을 조제했다. 동일하게 하여, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-22)에 있어서, 화합물 (3-22-02) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-22-02)∼(2-22-10)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-22)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-22-02)∼(3-22-10)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-22-01)∼(3-22-10)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-22-04)∼(3-22-07)은 또 구동전압이 저감하고, 1.8V 전후의 특성을 나타내며, 또한 구동전압의 온도 의존성도 개량했다.
(실시예 23)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-23)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다.
(실시예 24)
로 이루어지는 네마틱액정조성물 (3-24)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 74.1 ℃
T→N: -70.0 ℃
Δε: 14.3
Δn : 0.151
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.08 V
ν : 1.15
(실시예 25)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-25)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 92.1 ℃
T→N: -41.0 ℃
Δε: 19.2
Δn : 0.145
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.00 V
ν : 1.13
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 1.08 V
ν : 1.036
이 네마틱 액정조성물은, 문헌『고속액정기술』(63페이지, (주)시엠시사 출판) 중에 제시된 TN-LCD 액정표시의 광학적 급준성의 한계치인 1.12에 가까운 값을 나타내고 있고, 따라서, 이 액정조성물은 높은 시분할 구동에 유용한 것을 이해할 수 있다.
(실시예 26)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-26)을 조제하고, 이 조성물의 제 특성을 측정하였다. 그 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 81.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 8.6
Δn : 0.120
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 비저항: 2.0 ×1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 6.3 ×1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.2%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.6%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.44 V
ν : 1.15
τr = τd: 50.0 msec
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있어, 낮은 구동전압이라도 비교적 응답성이 양호한 특징을 가지고 있다.
또, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난것이다.
(실시예 27)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-27)을 조제하고, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 164.1℃
T→N: -50.0℃
Δε: 30.4
Δn : 0.254
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 1.23 V
ν : 1.16
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있는 등의 특징을 가지고 있다.
(실시예 28)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-28)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 72.1℃
T→N: -70.0℃
Δε: 9.9
Δn : 0.228
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 1.69 V
ν : 1.15
τr = τd: 34.0 msec
(실시예 29)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-29)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 83.5℃
T→N: -70.0℃
Δε: 4.5
Δn : 0.073
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 비저항: 1.2 ×1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.7 × 1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.8%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.8%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.79 V
ν : 1.284
이 네마틱 액정조성물은, 5종의 성분으로 구성된 것이면서, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티 수에 대응한 고도의 세밀한 표시라도 사용할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 사용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-29)에 있어서, 화합물 (3-2903) 대신에 하기에 나타내는 화합물 (2-29-01)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-29)과 같은 방법으로, 네마틱 액정조성물 (3-29-01)을 조제했다. 또, 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-29)에 있어서, 화합물 (3-2901) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-29-02)∼(2-29-12)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-29)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-29-02)∼(3-29-12)을 조제했다. 또 본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-29)에 있어서, 화합물 (3-2903) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-29-13)∼(2-29-25)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-29)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-29-13)∼(3-29-25)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-29-01)∼(3-29-25)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이 양호한 결과가 얻어졌다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-29-06)은 응답성이 우수하고, 네마틱 액정조성물 (3-29-01), (3-29-13), (3-29-16), (3-29-19), (3-29-22), (3-29-25)은 더욱 구동전압을 저감하여, 1.5V 전후의 특성을 나타내었다.
(비교예 6)
본 발명의 우위성을 나타내기 위해서, 상기 네마틱 액정조성물 (3-29)에 함유하는 액정성분 A를 다른 화합물로 치환한 혼합액정 (b-06)을 조제했다. 구체적으로는, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일기를 1,4-시클로헥실렌기로 한 화합물로 치환한 것이다. 결과는 이하와 같았다.
혼합액정 (b-06)은 상기로 이루어진다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: -4 ℃
Δε: 측정 불능
Δn : 측정 불능
η : 측정 불능
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 측정 불능
ν : 측정 불능
τr = τd: 측정 불능
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 측정 불능
ν : 측정 불능
Δ(Vth)/Δ(T) : 측정 불능
τr = τd: 측정 불능
혼합액정 (b-06)이 0℃ 이하에서 네마틱상을 가지므로 통상의 온도범위에서 사용할 수 없는 데 반하여, 본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-29)은, TN-1이 높고, T→N이 거의 동일한 정도이며, 상용성이 우수하여 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있는 등의 특징을 가지고 있는 것으로 나타났다.
(실시예 30)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-30)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 95.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 6.9
Δn : 0.080
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 비저항: 9.9 ×1012Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 5.3 ×1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.1%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.5%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.38 V
ν : 1.281
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티수에 대응한 고도 세밀한 표시라도 사용할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
(실시예 31)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-31)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 86.2℃
T→N: -70.0℃
Δε: 4.9
Δn : 0.089
η : 28.9 c.p.
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 비저항: 1.0 ×1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 7.6 ×1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.2%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.6%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.69 V
ν : 1.251
τr = τd : 42.1 msec
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티 수에 대응한 고도 세밀한 표시라도 사용할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 사용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
(실시예 32)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-32)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 86.3℃
T→N: -70.0℃
Δε: 4.2
Δn : 0.067
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 비저항: 5.0 ×1013Ω·㎝
가열촉진 테스트 후의 비저항: 8.8 ×1012Ω·㎝
테스트 전의 전압 유지율: 99.6%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 99.5%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 2.29 V
ν : 1.284
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티수에 대응한 고도의 세밀한 표시라도 사용할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 사용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
(실시예 33)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-33)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 71.4℃
T→N: -70.0℃
Δε: 8.1
Δn : 0.089
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 전압 유지율: 99.0%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.8%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.12 V
ν : 1.256
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 유전율 이방성 Δε의 크기와 비교하여 낮은 구동전압을 가지므로, 높은 듀티수에 대응한 고도의 세밀한 표시라도 사용할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 사용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-33)에 있어서, 화합물 (3-3303) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-33-01)∼(2-33-71)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-33)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물(3-33-01)∼(3-33-71)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-33-01)∼(3-33-71)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 34)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-34)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 100.2℃
T→N: -40.0℃
Δε: 7.1
Δn : 0.268
액정조성물의 신뢰성특성
테스트 전의 전압 유지율: 98.9%
가열촉진 테스트 후 전압 유지율: 98.0%
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 2.09 V
ν : 1.148
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능한 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다.
또한, 이 네마틱 액정조성물은, 문헌 『고속액정기술』(63페이지, (주)시엠시사 출판) 중에 나타낸 TN-LCD 액정표시의 광학적 급준성의 한계치인 1.12에 가까운 값을 나타내고 있고, 따라서, 이 액정조성물은 높은 시분할 구동에 유용한 것을 이해할 수 있다.
이 네마틱 액정조성물을 이용하고, 셀 두께 d가 1.9㎛인 TN-LCD를 구성하여 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압이 1.67 V, 응답속도가 2.6 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-34)에 있어서, 화합물 (3-3404) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-34-01)∼(2-34-38)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-34)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-34-01)∼(3-34-38)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-34-01)∼(3-34-38)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 35)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-35)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 87.5℃
T→N: -70.0℃
Δε: 9.8
Δn : 0.162
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.86 V
ν : 1.16
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 1.99 V
ν : 1.021
Δ(Vth)/Δ(T) : 2.2 mV/t (T= 5∼40℃의 범위)
트위스트각 240도인 STN 액정표시장치는, 구동전압의 온도 의존성이 작고, 응답성이 빠르고, 급준성보다 높은 시분할특성이 우수한 표시 특성을 나타내었다.
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-35)에 있어서, 화합물 (3-3501) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-35-01)∼(2-35-90)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-35)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-35-01)∼(3-35-90)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-35-01)∼(3-35-90)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 36)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-36)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 84.5℃
T→N: -70.0℃
Δε: 20.4
Δn : 0.133
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 0.82 V
ν : 1.27
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 0.90 V
ν : 1.018
Δ(Vth)/Δ(T) : 1.5 mV/t (T= 5∼40℃의 범위)
트위스트각 240도인 STN 액정표시장치는, 구동전압이 1 V 이하이며, 그 온도 의존성이 작고, 응답성이 빠르며, 급준성보다 높은 시분할특성이 우수한 표시 특성을 나타내었다.
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 실시예의 네마틱 액정조성물 (3-36)에 있어서, 화합물 (3-3607) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-36-01)∼(2-36-90)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-36)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-36-01)∼(3-36-90)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-36-01)∼(3-36-90)의 표시 특성은, 본 실시예와 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 37)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-37)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 112.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 10.0
Δn : 0.311
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 8㎛)
Vth : 2.10 V
Δ(Vth)/Δ(T) : 2.6 mV/t (T= 5∼40℃의 범위)
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있고, 점성 η과 비교하여 Δn이 크기 때문에 응답의 개선이 가능하고, 점성 η과 비교하여 유전율 이방성 Δε이 크므로 낮은 구동전압에서도 응답성을 개량할 수 있는 등의 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다. 이 네마틱 액정조성물을 이용하여 셀 두께 d가 1.6㎛인 TN-LCD를 구성하고 그 표시 특성을 측정한 바, 문턱값 전압 1.48 V, 응답속도 1.6 msec를 나타내는 액정표시장치가 얻어졌다.
(실시예 38)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-38)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 115.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 6.0
Δn : 0.142
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 2.10 V
ν : 1.14
트위스트각 240도인 STN-LCD 표시 특성
Vth : 2.30 V
ν : 1.033
Δ(Vth)/Δ(T) : 2.0 mV/t (T= 5∼40℃의 범위)
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 또, 이 네마틱 액정조성물은, 가열촉진 테스트 후의 비저항이나 전압 유지율이 높은 사실로부터, 열에 안정하다는 것을 이해할 수 있다. 이 조성물을 기본적인 구성 재료로서 이용한 액티브 매트릭스 액정표시장치는, 누설 전류가 작고 플리커가 발생하지 않는 뛰어난 것이다. 또한, 이 네마틱 액정조성물은, 문헌『고속액정기술』(63페이지, (주)시엠시사 출판)중에 제시된 TN-LCD 액정표시의 광학적 급준성의 한계치인 1.12에 가까운 값을 나타내고 있고, 따라서, 이 액정조성물은 높은 시분할 구동에 유용인 것이 이해할 수 있다. 또한, 트위스트각 240도인 STN 액정표시장치는, 구동전압의 온도의존성이 작고, 응답성이 빠르고, 급준성보다 높은 시분할특성이 우수한 표시 특성을 나타내었다.
(실시예 39)
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-01)에 있어서, 화합물 (3-0105) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-01-01)∼(2-01-20)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-01)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-01-01)∼(3-01-20)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-01-01)∼(3-01-20)의 표시 특성은, 네마틱 액정조성물 (3-01)과 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 40)
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-02)에 있어서, 화합물 (3-0207) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-02-01)∼(2-02-20)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-02)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-02-01)∼(3-02-20)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-02-01)∼(3-02-20)의 표시 특성은, 네마틱 액정조성물 (3-02)과 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 41)
이하, 하기의 네마틱 액정조성물을 조제한다.
본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-36)에 있어서, 화합물 (3-3605) 대신에 하기에 나타내는 각각의 화합물 (2-36-91)∼(2-36-110)을 사용하는 것 이외에는, 네마틱 액정조성물 (3-36)과 같은 방법으로, 각각의 네마틱 액정조성물 (3-36-91)∼(3-36-110)을 조제했다.
이들 네마틱 액정조성물 (3-36-91)∼(3-36-110)의 표시 특성은, 네마틱 액정조성물 (3-02)과 같이, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 42)
본 발명의 네마틱 액정조성물 (3-12), (3-14), (3-19)∼(3-21), (3-27), (3-28), (3-34), (3-37), (1-09), (1-10), (1-18), (1-23)은 광산란형 액정표시에 이용할 수 있다. 이하 응용예에 대해 더 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
액정재료로서 상기 액정조성물을 80%, 고분자 형성성 화합물로서 "HX-220"(니혼카야쿠사제)를 13.86%, 라우릴아크릴레이트를 5.94%, 중합개시제로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온을 0.2%의 비율로 혼합하고, 균일용액의 조광층 형성재료를 조제했다. 이 조광층 형성재료를, 평균입경 10㎛인 스페이서가 개재하는 2장의 ITO 전극 유리기판을 사용하여 만든 크기 50x50 mm의 비어 있는 셀에, 균일용액의 전이온도보다 10℃ 높은 온도 하에서 진공 주입했다. 이것을, 균일용액의 전이온도보다 3℃ 높은 온도로 유지하면서, 메탈 할라이드 램프(80W/㎠)의 밑을 3.5 m/분의 속도로 통과시키고, 500 mJ/㎠에 상당하는 에너지의 자외선을 조사하여 고분자형 화합물을 경화시켜, 액정재료와 투명성 고체물질로 이루어지는 조광층을 가지는 액정디바이스를 얻었다. 얻어진 액정디바이스에 대해, 기판 사이에 형성된 경화물의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 바, 폴리머로 이루어지는 삼차원 네트워크 구조의 투명성 고체물질이 확인되었다.
얻어진 광산란형 액정표시의 특성은, 종래의 광산란형 액정디바이스와 비교하여, 넓은 동작 온도범위를 나타내고, 동화(動畵)에 유리한 응답성을 가지고, 높은 콘트라스트로 또한 균일하고 얼룩이 없는 표시 특성을 가지고 있어, 광고판 등의 장식표시판이나 시계 등의 표시장치, 또는 프로젝션 표시장치 등에 유용한 것이었다. 특히, 네마틱 액정조성물 (3-12), (3-14), (3-21) (3-34), (3-37), (1-09), (1-18)을 사용한 경우는 액티브용에 유용하며, 네마틱 액정조성물 (3-38), (1-23)을 이용한 경우는 시분할구동용에 유용하며, 네마틱 액정조성물 (3-14), (3-27)을 이용한 경우는 고온, 예를 들면 조명기구, 레이저 기입 등의 사용에 유용하였다.
또한, 본 실시예의 네마틱 액정조성물은, OCB나 ECB 모드의 액정표시에도 유용하며, 네마틱 액정조성물 (3-12), (3-14), (3-21) (3-34), (3-37), (1-09), (1-18)은 액티브용 OCB로서도 사용할 수 있다.
(실시예 43)
본 발명의 네마틱 액정조성물, 특히(3-12), (3-14), (3-21) (3-34), (3-37)는 또 이하의 특징을 가지고 있다. 이들 네마틱 액정조성물의 복굴절률의 파장분산을 측정한 결과, 빛의 파장 650 nm에 대한 400 nm에서의 비가 더욱 크고, 특히 큰 것에는 1.15 이상을 나타내었다. 이 액정재료는, 빛의 파장의 차이에 의해서 더욱 큰 위상차가 나타나고 있는 사실로부터, 컬러 필터층을 이용하지 않고 컬러표시를 행하며 액정과 위상차 판의 복굴절성을 이용한 신규 반사형 컬러 액정표시방식에 유용한 것이다.
(실시예 44)
본 발명의 네마틱 액정조성물, 특히(3-06)∼(3-09), (3-19), (3-23)∼(3-25)는 또 이하의 특징을 가지고 있다.
이들 액정조성물의 액정 구성인자 S= (η×〈a〉3)-1(상기 식에서, η은 액정조성물의 점도(단위 c.p.)를 나타내고, 〈a〉는 액정조성물의 평균분자 길이(단위 Å)를 나타냄)를 이용하고 정의하는 완화주파수(緩和周波數)를 ωd= 2x1012x S-1.4031로 하고, 상기 액정조성물을 표시로서 구동시키는 것에 관한 프레임 주파수 및/또는 듀티수로 정해지는 실제로 액정층에 인가되는 실행 주파수를 F로 한 경우, 구동 온도범위내에서 1.O x 1O2≥ωd/F ≥ 5.O x 1O-1이었다. 이에 따라, 여러가지의 시분할에 대응한 주파수 범위에서 구동전압이 변동하지 않거나, 또는 시분할수(듀티수)의 증대에 의해, 저온역에 있어서 구동전압이 급격히 증가하는 것을 개선할 수가 있는 것이다. 이러한 특징은 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일기의 구조에 유래하는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명의 액정조성물을 이용함으로써, 표시 특성이 개선된 액정표시장치를 얻을 수 있다. 특히 정보량이 많은 TN-LCD, STN-LCD형 액정표시장치에 있어서 양호한 구동특성 및 표시 특성이 얻어졌다.
(실시예 45)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-39)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
TN-1: 78.4℃
T→N: -70.0℃
Δε: 7.7
Δn : 0.095
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.24 V
V1 : 2.47 V
ν : 1.27
τr = τd : 54.2 msec
본 실시예의 네마틱 액정조성물은, 광 투과율이 1%일 때의 인가전압 V1이 2.47 V로 낮고, 저전압구동의 액티브 매트릭스 액정표시장치용으로서 최적인 조성물로 되어 있다.
(실시예 46)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-40)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 85.1℃
T→N: -27.0℃
Δε: 4.4
Δn : 0.065
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.65 V
ν : 1.284
τr = τd : 56.8 msec
IPS 모드 표시 특성(셀 두께 4㎛)
V10: 2.96 V
ν : 1.80
τr = τd : 50 msec
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 비교적 높고, T→N이 낮기 때문에 넓은 온도역으로 동작시킬 수 있어 IPS 모드에서의 응답이 빠르다고 하는 특징을 가지고 있다.
(실시예 47)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-41)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다.
액정조성물의 물성특성
TN-1: 95.1℃
T→N: -70.0℃
Δε: 6.8
Δn : 0.082
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.39 V
ν : 1.282
τr = τd : 66.9 msec
IPS 모드 표시 특성(셀 두께 4㎛)
V10: 2.32 V
ν : 1.78
τr = τd : 55 msec
이 네마틱 액정조성물은, TN-1이 높고, T→N이 낮기 때문에 더욱 넓은 온도역에서 동작시킬 수 있어, IPS 모드에서의 응답이 빠르다고 하는 특징을 가지고 있다.
(실시예 48)
로 이루어지는 네마틱 액정조성물 (3-42)을 조제하여, 이 조성물의 여러 가지 특성을 측정했다. 결과는 이하와 같았다. 본 실시예에 있어서도, 전술한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
TN-1: 95.0℃
T→N: -70.0℃
Δε: 6.9
Δn : 0.080
트위스트각 90도인 TN-LCD 표시 특성(셀 두께 6㎛)
Vth : 1.38 V
ν : 1.28
τr = τd : 67.0 msec
IPS 모드 표시 특성(셀 두께 4㎛)
V10: 2.3 V
ν : 1.77
τr = τd : 49.9 msec
본 발명의 네마틱 액정조성물은, 일반식 (I-1)∼(I-5)로 표시되는 화합물로 이루어지는 액정성분 A를 필수 성분으로 하고, 액정조성물에 혼합하면, 상용성의 개선, 저온보존의 향상 등에 의하여 액정표시 특성인 동작 온도범위를 확대하고, 구동전압의 저감 및 그 온도 변화를 개선하여, 소정의 구동전압에 대하여 비교적 빠른 응답성을 달성시킬 수 있다. 또, 복굴절률, 유전율 이방성, 탄성상수의 설계 및 이들 온도 의존성, 복굴절률의 광파장 의존성이나 듀티수에 대응한 유전율 이방성의 주파수 의존성 등도 개량할 수 있는 특징을 가진다. 따라서, 본 발명의 네마틱 액정조성물은, 액티브 매트릭스형, 트위스티드 네마틱 또는 수퍼 트위스티드 네마틱 액정표시장치에 사용할 수 있다. 또, 액정층과 위상차 판의 복굴절성으로 컬러표시를 하는 액정표시소자를 제공할 수 있다. 또한, 액정재료 및 투명성 고체물질을 함유하는 조광층을 가지는 광산란형 액정표시에도 유용한 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 액정조성물이, 일반식 (I-1)∼(I-5)
    (상기 식에서,
    나프탈렌-2,6-디일 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH기가 N기로 치환되어 있을 수 있고,
    데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 -CH2-기가 -CF2-로 치환되어 있을 수 있고, 상기 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 -CH2-CH2-기가 -CH2-O-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -CH=N- 또는 -CF=N-으로 치환되어 있을 수 있고, 상기 환 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 >CH-CH2-기가>CH-O-, >C=CH-, >C=CF-, >C=N- 또는 >N-CH2-로 치환되어 있을 수 있고,
    상기 환 중에 존재하는 >CH-CH<기가 >CH-CF<, >CF-CF< 또는 >C=C<로 치환되어 있을 수 있고, 비치환 또는 치환된 상기 환 중의 적어도 1개의 C가 Si로 치환되어 있을 수 있고,
    R1은 각각 독립적으로 탄소원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 상기 알킬기 또는 상기 알케닐기는 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CN, CH3또는 CF3을 가질 수 있고, 상기 알킬기 또는 상기 알케닐기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH2기는, O 원자가 서로 직접 결합하지 않는 것으로서, O, CO 또는 COO로 치환되어 있을 수 있고,
    Q1은 각각 독립적으로 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, OCFH2, NCS 또는 CN을 나타내고,
    X1∼X3는 각각 독립적으로는 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, X3는 또한 각각 독립적으로는 CH3을 나타내며,
    W1∼W6는 각각 독립적으로는 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, W4는 또한 각각 독립적으로는 CH3을 나타내며,
    K1∼K5는 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내고,
    환 A1∼A4는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-1,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌, 피리미딘-2,5-디일, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-1-실라-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌, 나프탈렌-2,6-디일, l,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일을 나타내고, 나프탈렌-2,6-디일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일은 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가질 수 있고,
    나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 K1∼K5및 환 A1∼A4에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자는 중수소원자로 치환되어 있을 수 있고,
    k1∼k8은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3+ k4는 0 또는 1이며, k5+ k6+ k7+ k8은 0, 1 또는 2이며,
    상기 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체 원자로 치환되어 있을 수 있음)
    로부터 선택되는 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 일반식으로 표시되는 1종 또는 2종 이상의 화합물로 이루어지는 액정성분 A를 함유하고, 상기 일반식 (I-1)∼(I-5)의 화합물을 제외하는 액정성분으로서, +2 이상의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 B를 0∼99.9 중량% 함유하고, -10∼+2의 유전율 이방성을 가지는 화합물로 이루어지는 액정성분 C를 0∼85 중량% 함유하며, 상기 액정성분 B와 상기 액정성분 C의 총화가 0∼99.9 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액정성분 A가, 하기의 조건 중 적어도 하나를 만족시키는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (i) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하며, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (ii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하며, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (iii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (iv) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (v) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (vi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (vii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (viii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (ix) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (x) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xiii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xiv) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xv) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xvi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xvii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xviii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xix) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xx) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxiii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxiv) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하다, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxv) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxvi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 100 중량%인 것,
    (xxvii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxviii) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxix) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xxx) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것, 및
    (xxxi) 상기 액정성분 A가, 일반식 (I-5)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 A에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액정성분 A가, 하기 소군(小群) (I-ai)∼(I-avii) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    상기 일반식 (I-1)∼(I-5)에 있어서,
    (I-ai) R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기인 화합물,
    (I-aii) Q1이 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H 또는 CN인 화합물,
    (I-aiii) K1∼K5이 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-aiv) 환 A1∼A4가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-l,4-페닐렌인 화합물,
    (I-av) 나프탈렌-2,6-디일 환, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환, 측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 K1∼K5및 환 A1∼A4에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자가 중수소원자로 치환된 화합물;
    상기 일반식 (I-1)∼(I-3), (I-5)에 있어서,
    (I-avi) W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 화합물; 및
    상기 일반식 (I-2)∼(I-4)에 있어서,
    (I-avii) X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3인 화합물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정성분 A가, 하기 소군 (I-bi)∼(I-bxi)중 하나, 둘 또는 셋 이상의소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 5∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    일반식 (I-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN이고, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며,
    (I-bi) k1= k2= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1이 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-bii) k1=1, k2=0이고, 환 A1, A2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, K1및 K2가 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물;
    일반식 (I-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN이고, X1, X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이고, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며,
    (I-biii) k3= k4=0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K1및 K4가 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물;
    일반식 (I-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN이고, X1및 X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이고, W1∼W3가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며,
    (I-biv) k1= k2=0이고, K3가 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-bv) k1=1, k2=0이고, 환 A1이 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이고, K1및 K3가 단결합, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물;
    일반식 (I-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN이고, X1및 X2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며,
    (I-bvi) k5= k6= k7= k8= 0이고, K5가 단결합, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CO0- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-bvii) k5=1, k6= k7= k8= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌,1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K1및 K5가 단결합, -(CH2)2-, -CO0- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-bviii) k7=1, k5= k6= k8= 0이고, 환 A3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌 또는 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌이며, K3및 K5가 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (I-bix) 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일 환이,
    -CF2-, -CH2-O-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -CH=N-, -CF=N-, >CH-O-, >C=CH-, >C=CF-, >C=N-, >N-CH2-, >CH-CF<, >CF-CF<, >C=C<, Si의 치환기 중 적어도 1개의 치환기를 가지는 화합물;
    일반식 (I-5)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 CN이며, W1및 W2가 H, F, Cl, CF3또는 OCF3이며,
    (I-bx) k1= k2= 0이고, 환 A1이 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이고, K1이 단결합, -(CH2)2-, (CH2)4- 또는 -COO-인 화합물,
    (I-bxi) k1=1, k2=0이고, 환 A1, A2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일이고, K1및 K2가 단결합, -(CH2)2-, -(CH2)4- 또는 -COO-인 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정성분 B가, 일반식 (II-1)∼(II-4)
    (상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 탄소원자수 1∼10의 알킬기 또는 탄소원자수 2∼10의 알케닐기를 나타내고, 상기 알킬기 또는 상기 알케닐기는 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CN, CH3또는 CF3을 가질 수 있고, 상기 알킬기 또는상기 알케닐기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH2기는, 0 원자가 서로 직접 결합하지 않는 것으로서, O, CO 또는 COO로 치환되어 있을 수 있고,
    Q1은 각각 독립적으로 F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, OCFH2, NCS 또는 CN을 나타내고,
    W1∼W4는 각각 독립적으로는 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, W4는 또 각각 독립적으로는 CH3을 나타내며,
    Y1, Y2는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 OCF3을 나타내고,
    V는 CH 또는 N을 나타내고,
    P1∼P3는 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내고, P1, P3는 또 각각 독립적으로 -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-일 수도 있고,
    환 B1∼B3는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-1-실라-1,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌을 나타내고, 환 B3는 또 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-1,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌일 수도 있고,
    측쇄기 R1, 극성기 Q1, 연결기 P1∼P3및 환 B1∼B3에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 수소원자는 중수소원자로 치환되어 있을 수 있고,
    p1∼p3은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, p2+ p3는 0 또는 1이며,
    일반식 (II-1)∼(II-4)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체 원자로 치환되어 있을 수 있음)
    로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액정성분 B가, 하기 소군 (II-ai)∼(II-axii) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (II-ai) 상기 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알케닐기인 화합물,
    (II-aii) 상기 일반식 (II-1)∼(II-4)에 있어서, Q1이 F, Cl 또는 -OCF3인 화합물,
    (II-aiii) 상기 일반식 (II-1)에 있어서, P2가 -(CH2)2- 또는 -(CH2)4-인 화합물,
    (II-aiv) 상기 일반식 (II-1)에 있어서, p1이 1인 화합물,
    (II-av) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, Y1, Y2, W1, W2중 적어도 하나가 F인 화합물,
    (II-avi) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, p1이 1이며, P1이 -C≡C-인 화합물,
    (II-avii) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, P2가 단결합 또는 -(CH2)2-이며, P1이 -CO0-인 화합물,
    (II-aviii) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, Y1, Y2, W1∼W4중 적어도 하나가 F인 화합물,
    (II-aix) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, P3가 -C≡C-인 화합물,
    (II-ax) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, P1이 단결합 또는 -C≡C-이며, P3가 -CO0-인 화합물,
    (II-axi) 상기 일반식 (II-4)로 표시되는 화합물, 및
    (II-axii) 상기 일반식 (II-1), (II-2), (II-4)의 화합물에 있어서, 환 B1∼B3가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 경우, 상기 환의 수소원자 중 적어도 1개가 중수소원자로 치환된 화합물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 액정성분 B가, 하기 소군 (II-bi)∼(II-bviii) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량%인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (II-bi) 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 0이고, Q1이 -CN인 화합물,
    (II-bii) 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이며, Q1이 F 또는 -CN이며, Y1, Y2가 H 또는 F인 화합물,
    (II-biii) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 0이고, Q1이 -CN이며, Y1, Y2, W1, W2가 H 또는 F인 화합물,
    (II-biv) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이며, P2가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-이며, P1이 단결합, -COO-또는 -C≡C-이며, Q1이 F 또는 -CN이며, Y1, Y2, W1, W2가 H 또는 F인 화합물,
    (II-bv) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는알케닐기이며, P1과 P3중 한 쪽이 단결합이며, 다른 쪽이 단결합, -CO0- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (II-bvi) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, Y1, Y2, W1∼W4가 H 또는 F인 화합물,
    (II-bvii) 상기 일반식 (II-4)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼7의 알킬기 또는 알케닐기이며, p2+ p3가 0인 화합물, 및
    (II-bviii) 상기 일반식 (II-1)∼(II-2)의 화합물에 있어서, 환 B1, B2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 경우, 상기 환의 수소원자 중 적어도 1개가 중수소원자로 치환된 화합물.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 액정성분 B가, 하기 소군 (II-ci)∼(II-civ) 중 하나 또는 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (II-ci) 상기 일반식 (II-1)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이며, P1과 P2중 한 쪽이 단결합이며, 다른 쪽이 단결합, -COO-, -(CH2)2- 또는 -(CH2)4이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이며, Y1및 Y2중 하나 또는 2개가 F인 화합물,
    (II-cii) 상기 일반식 (II-2)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, p1이 1이며, P2가 단결합, -(CH2)2- 또는 -COO-이며, P1이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-이며, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이며, Y1및 Y2중 1개 또는 2개가 F이며, W1및 W2가 H 또는 F인 화합물,
    (II-ciii) 상기 일반식 (II-3)에 있어서, R1이 탄소원자수 2∼5의 알킬기 또는 알케닐기이며, P1과 P3중의 한 쪽이 단결합이고, 다른 쪽이 단결합, -COO- 또는 -C≡C-이고, Q1이 F, Cl, CF3, OCF3또는 OCF2H이고, Y1및 Y2중 1개 또는 2개가 F이며, W1∼W4가 H 또는 1개 이상이 F인 화합물,
    (II-civ) 상기 일반식 (II-1), (II-2)의 화합물에 있어서, 환 B1, B2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 경우, 상기 환의 수소원자 중 적어도 3개가 중수소원자로 치환된 화합물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)∼(III-4)
    (상기 식에서,
    W1∼W3는 각각 독립적으로는 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고,
    V는 CH 또는 N을 나타내고,
    R2, R3는 각각 독립적으로 탄소원자수 1∼1O의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소원자수 2∼10의 알케닐기, 알케닐옥시기를 나타내고, 상기 알킬기, 상기 알콕시기, 상기 알케닐기 또는 상기 알케닐옥시기는 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개 이상의 F, Cl, CN, CH3또는 CF3을 가질 수 있고, 및/또는 상기 알킬기, 상기 알콕시기, 상기 알케닐기 또는 상기 알케닐옥시기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH2기는, O 원자가 서로 직접 결합하지 않는 것으로서, O, CO 또는 COO로 치환되어 있을 수 있고,
    Z1∼Z3는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CF3, OCF3또는 CN을 나타내고, Z3는 또한 각각 독립적으로 -CH3일 수도 있고,
    M1∼M3은 각각 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH- 또는 -N(O)=N-을 나타내고, M1, M3은 또한 각각 독립적으로 -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-일 수도 있고,
    환 Cl∼C3은 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌, 트랜스-1,3-디옥산-2,5-디일, 트랜스-1-실라-1,4-시클로헥실렌, 트랜스-4-실라-1,4-시클로헥실렌, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일 또는 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일을 나타내고, 나프탈렌-2,6-디일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일은 비치환 또는 치환기로서 1개 또는 2개의 F, Cl, CF3, OCF3또는 CH3을 가질수 있고, 환 Cl, C3은 또한 1,4-페닐렌, 2 또는 3-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌, 3,5-디플루오로-1,4-페닐렌, 2 또는 3-클로로-1,4-페닐렌, 2,3-디클로로-1,4-페닐렌, 3,5-디클로로-1,4-페닐렌일 수도 있고,
    측쇄기 R2, R3, 연결기 M1∼M3및 환 Cl∼C3에 존재하는 1개 또는 2개 이상의수소원자는 중수소원자로 치환되어 있을 수 있고,
    m1∼m3은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, m2+ m3은 0 또는 1이며,
    상기 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물을 구성하는 원자는 그 동위체 원자로 치환되어 있을 수 있음)
    로 표시되는 화합물군에서 선택되는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는
    네마틱 액정조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액정성분 C가, 하기의 조건의 적어도 하나를 만족시키는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (i) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (ii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (iii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (iv) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (v) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (vi) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량% 인 것,
    (vii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (viii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (ix) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (x) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xi) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xiii) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것,
    (xiv) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량%인 것, 및
    (xv) 상기 액정성분 C가, 일반식 (III-1)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-3)으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하고, 상기 선택된 화합물의 상기 액정성분 C에서의 함유율이 5∼100 중량% 인 것.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 액정성분 C가, 하기 소군 (III-ai)∼(III-axii) 중 하나, 둘 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (III-ai) 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서, R2가 탄소원자수 2∼5의알케닐기인 화합물,
    (III-aii) 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)에 있어서, R3가 탄소원자수 2∼7의 직쇄상 알케닐기 또는 알케닐옥시기인 화합물,
    (III-aiii) 상기 일반식 (III-1)의 화합물에 있어서, m1이 0이고, M2가 단결합 또는 -(CH2)2-인 화합물,
    (III-aiv) 상기 일반식 (III-1)의 화합물에 있어서, m1이 1인 화합물,
    (III-av) 상기 일반식 (III-2)로 표시되는 화합물,
    (III-avi) 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, Z1, Z2, W1∼W3중의 적어도 1개가 F인 화합물,
    (III-avii) 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, Z3가 F 또는 -CH3인 화합물,
    (III-aviii) 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, m1이 0이고, M3이 단결합인 화합물,
    (III-aix) 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, m1이 1이며, M1이 단결합, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N=CH-, -N(O)=N-, -CH=CH- 또는 -CF=CF-인 화합물,
    (III-ax) 상기 일반식 (III-3)의 화합물에 있어서, M1이-COO- 또는 -C≡C-이며, M3이 -OCO-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)2-, -(CH2)4-, -CH=CH-(CH2)2-, -(CH2)2-CH=CH-, -CH=N-, -CH=N-N= CH-, -N(O)=N-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (III-axi) 상기 일반식 (III-4)로 표시되는 화합물, 및
    (III-axii) 상기 일반식 (III-1)∼(III-4)의 화합물에 있어서, 환 Cl∼C3이 트랜스-1,4-시클로헥실렌인 경우, 상기 환의 수소원자 중의 적어도 한 개가 중수소원자로 치환된 화합물.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 액정성분 C가, 하기 소군 (III-bi)∼(III-bix)중 하나 또는 둘. 또는 셋 이상의 소군에서 선택되는 화합물을 1종∼20종 함유하고, 상기 화합물의 함유율이 10∼100 중량% 인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물:
    (III-bi) 상기 일반식 (III-1)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 0이고, M2가 단결합, -COO- 또는 -(CH2)2-인 화합물,
    (III-bii) 상기 일반식 (III-1)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기,탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콜시, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이며, 환 Cl이 트랜스-1,4-시클로헥실렌이며, M1과 M2중 한 쪽이 단결합이며, 다른 쪽이 단결합, -COO- 또는 -(CH2)2-인 화합물,
    (III-biii) 상기 일반식 (III-2)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, 환 C2가 트랜스-l,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌이며, m1이 O이며, M2가 단결합, -COO-또는 -(CH2)2-인 화합물,
    (III-biv) 상기 일반식 (III-2)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, 환 C2가 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 트랜스-1,4-시클로헥세닐렌이며, m1이 1이며, M1과 M2중의 한 쪽이 단결합인 화합물,
    (III-bv) 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기,탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 0이고, M3이 단결합, -C≡C- 또는 -CH=N-N=CH-으로 표시되는 화합물,
    (III-bvi) 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이며, M1이 단결합, -(CH2)2-, -COO- 또는 -C≡C-이며, M2가 단결합, -CO0- 또는 -C≡C-인 화합물,
    (III-bvii) 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3이 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m1이 1이며, M1과 M3중 한 쪽이 단결합이며, 다른 쪽이 단결합 또는 -C≡C-이며, W1, W2중의 적어도 1개가 F인 화합물,
    (III-bviii) 상기 일반식 (III-3)에 있어서, R2가 탄소원자수 l∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, Z2, Z3중 어느 하나가 F, CH3로 치환된 화합물, 및
    (III-bix) 상기 일반식 (III-4)에 있어서, R2가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기이며, R3가 탄소원자수 1∼5의 알킬기, 알콕시기, 탄소원자수 2∼5의 알케닐기, 알케닐옥시기이며, m2+ m3이 0인 화합물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정조성물이 4개의 6원환을 갖는 코어 구조의 화합물로서, 상기 화합물의 액정상-등방성 액체상 전이온도가 100℃ 이상을 가지는 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정조성물이, 2∼40의 유전율 이방성이며, 0.02∼0.40의 복굴절률이며, 50℃∼180℃의 네마틱상-등방성 액체상 전이온도이며, -200℃∼0℃의 결정상, 스멕틱상 또는 유리상-네마틱상 전이온도인 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정조성물에, 유기(誘起) 나선(螺旋) 피치가 0.5∼l000㎛이 되는 광학활성기를 가지는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 네마틱 액정조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 네마틱 액정조성물을 이용한 액티브 매트릭스, 트위스티드 네마틱 또는 수퍼 트위스티드 네마틱 액정표시장치.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 액정조성물 및 투명성 고체물질을 함유한 조광층(調光層)을 가지는 광산란형 액정표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조광층에 있어서, 상기 액정조성물이 연속층을 이루고, 상기 연속층 중에 상기 투명성 고체물질이 균일한 삼차원 그물코 형상 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 광산란형 액정표시장치.
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