KR20080053895A

KR20080053895A - 스틸벤 유도체, 액정 혼합물 및 전기광학 디스플레이

Info

Publication number: KR20080053895A
Application number: KR1020070127475A
Authority: KR
Inventors: 멜라니 클라센-멤머; 마티아스 브레머; 아츠타카 마나베
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2008-06-16
Also published as: JP5657194B2; TWI433911B; US20080149891A1; CN101302145B; DE602007010074D1; US7732022B2; EP1932896A1; TW200837172A; ATE486112T1; CN101302145A; KR101546970B1; JP2008143902A; EP1932896B1

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I의 플루오로스틸벤 유도체, 상기 화합물을 포함하는 액정 매질, 상기 매질의 전기광학 디스플레이, 특히 VAN LCD에서의 용도, 및 상기 화합물의 제조방법에 관한 것이다:

상기 식에서,

변수는 하기 명세서에 표시된 의미를 갖는다.

Description

스틸벤 유도체, 액정 혼합물 및 전기광학 디스플레이{STILBENE DERIVATIVES, LIQUID-CRYSTAL MIXTURES AND ELECTRO-OPTICAL DISPLAYS}

본 발명은 스틸벤 유도체, 바람직하게는 메소제닉(mesogenic) 스틸벤 유도체, 특히 액정 스틸벤 유도체, 및 상기 스틸벤 유도체를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액정 디스플레이, 구체적으로는 능동형 매트릭스 어드레싱된 액정 디스플레이(AMD 또는 AM LCD), 매우 구체적으로는 음의 유전율 이방성(Δε)의 네마틱 액정이 사용되는 ECB("전기적 통제 복굴절") 액정 디스플레이의 한 양태인 소위 VA("수직 정렬") 액정 디스플레이에 관한 것이다.

상기 액정 디스플레이 유형에서, 액정은 전압 인가시에 광학 특성이 역으로 변하는 유전체로서 사용된다. 매질로서 액정을 사용하는 전기광학 디스플레이가 당업계의 숙련자에게 알려져 있다. 상기 액정 디스플레이는 다양한 전기광학 효과를 이용한다. 이들중 가장 통상적인 것은 액정 방향자(director)의 수평 배향의 사실상 평면인 초기 정렬 및 약 90°로 트위스트된 네마틱 구조를 갖는 TN("트위스트 네마틱") 효과, STN("수퍼트위스트 네마틱") 효과, 및 180° 이상으로 트위스트된 네마틱 구조를 갖는 SBE("수퍼트위스트 복굴절 효과")이다. 상기 및 이와 유사 한 전기광학 효과중에서 양의 유전율 이방성(Δε)의 액정 매질이 사용된다.

양의 유전율 이방성의 액정 매질을 필요로 하는 전술한 전기광학 효과 이외에도, 예컨대 ECB 효과 및 그의 하위형태인 DAP("정렬된 상의 변형"), VAN 및 CSH("컬러 수퍼 수직배향")과 같은 음의 유전율 이방성의 액정 매질을 사용하는 다른 전기광학 효과가 있다.

콘트라스트(contrast)의 우수한 낮은 시야각 의존성을 갖는 전기광학 효과는 축대칭 마이크로픽셀(ASM)을 사용한다. 이러한 효과에서, 각각의 픽셀의 액정은 중합체 물질에 의해 원통형 방식으로 둘러싸인다. 상기 모드는 플라스마 채널을 통한 어드레싱과 조합하기에 특히 적합하다. 따라서, 특히 콘트라스트의 양호한 시야각 의존성을 갖는 넓은 면적의 PA("플라스마 어드레싱된") LCD가 수득될 수 있다.

최근에 증가되게 사용되는 IPS("인-플레인 스위칭") 효과는 사용되는 디스플레이 모드에 따라 양의 유전율 또는 음의 유전율 매질에서 염료를 사용할 수 있는 "게스트/호스트" 디스플레이와 유사한 방식으로 양의 유전율 및 음의 유전율 액정 매질 둘다를 사용할 수 있다.

일반적으로 액정 디스플레이, 즉 상기 효과를 이용하는 디스플레이에서 작동 전압은 가능한한 낮아야 하므로, 상응하는 부호를 갖는 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물, 즉 양의 유전율 매질의 경우에는 양의 유전율 이방성 화합물 및 음의 유전율 매질의 경우에는 음의 유전율 이방성 화합물로 일반적으로 주로 이루어지며 대부분의 경우에는 상기 화합물로 본질적으로 이루어진 유전율 이방성의 절대값이 큰 액정 매질이 이용된다. 각각의 매질 유형(양의 유전율 또는 음의 유전율)에서, 기껏해야 유의량의 중간(neutral) 유전율 이방성의 액정 화합물이 전형적으로 사용된다. 매질의 유전율 이방성과 반대 부호의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물이 일반적으로 거의 또는 전혀 사용되지 않는다.

액정 디스플레이의 픽셀은 직접, 시간 순차적으로, 즉 시간 멀티플렉스(multiplex) 모드로, 또는 비선형 전기 특징선을 갖는 능동형 소자의 매트릭스에 의해 어드레싱될 수 있다.

최근까지 가장 통상적인 AMD는 예컨대, MOS("금속 산화물 규소") 트랜지스터 또는 박막 트랜지스터(TFT) 또는 배리스터(varistor)와 같은 3극 스위칭 소자(three-pole switching element), 또는 예컨대 MIM("금속-절연체-금속") 다이오드, 고리 다이오드 또는 "백-투-백(back-to-back)" 다이오드와 같은 2극 교환 소자와 같은 불연속적인 활성 전자 스위칭 소자를 사용한다. 다양한 반도체 물질, 주로 규소 뿐만 아니라 카드뮴 셀레나이드가 TFT에서 사용된다. 특히, 무정형 규소 또는 다결정질 규소가 사용된다.

본 발명에 따르면, 액정층에 수직인 전기장을 갖고 음의 유전율 이방성(Δε<0)의 액정 매질을 함유하는 액정 디스플레이가 바람직하다. 상기 디스플레이에서, 액정의 가장자리 정렬은 수직 배향(homeotropic)이다. 완전한 스위치-온(switched-on) 상태에서, 즉 적절한 크기의 전압 인가시에, 액정 방향자는 층 면평에 평행하게 정렬된다.

화학식

의 양의 유전율을 갖는 플루오르화 다이플루오로스틸벤이 JP 03-041 03(A)에 기재되어 있으며, 예컨대 화학식

와 같은 양의 유전율 이방성을 갖는 플루오르화 다이플루오로스틸벤이 JP 03-041 03(A)에 기재되어 있다.

화학식

의 플루오르화 다이플루오로스틸벤이 JP 07-133 241(A)에 기재되어 있다.

화학식

의 플루오르화 다이플루오로스틸벤이 문헌[굳바이(Goodby,J.W.) 등, "분자 결정 및 액정(Molecular Crystals and Liquid Crystals)", 364권(2001년) 889쪽]에 기재되어 있다.

그러나, 상기 플루오르화 다이플루오로스틸벤은 양의 또는 기껏해야 약한 음의 유전율 이방성을 갖는다. 액정 물질 분야는 발전의 여지가 있다. 액정 디스플레이 소자의 특성을 개선시키기 위하여, 상기 디스플레이 유형의 최적화를 가능하게 하는 신규한 화합물을 개발하기 위한 시도가 꾸준히 있어왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정 매질에서 사용하기에 유리한 특성을 갖는 화합물을 제공하는 것이다. 바람직하게 이들은 VA 디스플레이용 액정 매질에서 사용하기에 특히 적합하도록 음의 유전율 이방성(Δε<0)을 가져야 한다.

만족스러운 특성을 확보하기 위하여, 예컨대 VA-TFT 디스플레이에서 특히 낮은 특징 전압, 유전율 이방성(Δε)의 큰 절대값, 특정 용도에 상응하는 광학 이방성(Δn)의 값을 갖는 물질이 요구된다.

이는 본 발명에 따른 하기 화학식 I의 화합물을 사용함으로써 이루어진다:

상기 식에서,

R¹¹과 R¹²는 각각 서로 독립적으로, H, 할로겐, 또는 CN 또는 CF₃에 의해 일치환되거나 할로겐에 의해 적어도 일치환되고 탄소원자 1 내지 15개를 가지며 하나 이상의 CH₂ 기가 각 경우에 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-,

-CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-에 의해 O 또는 S 원자가 서로에 직접 연결되지 않는 방식으로 치환될 수 있는 알킬기를 나타내며, 바람직하게 R¹¹과 R¹²중 하나, 바람직하게 R¹¹과 R¹² 둘다는 각각 서로 독립적으로 탄소원자 1 내지 12개의 알킬 또는 알콕시, 탄소원자 2 내지 12개의 알콕시알킬, 알 켄일 또는 알켄일옥시를 나타내며, 다른 것은 처음 것과 독립적으로 탄소원자 1 내지 12개의 알킬 또는 알콕시, 탄소원자 2 내지 12개의 알콕시알킬, 알켄일 또는 알켄일옥시를 나타내며, 특히 바람직하게 R¹¹은 알킬 또는 알켄일을 나타내고, R¹²는 알콕시 또는 알켄일옥시, 바람직하게 알콕시를 나타내며,

는 각각 서로 독립적으로, 또한 하나보다 많이 존재하는 경우에는 이들도 서로 독립적으로, (a) 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 치환될 수 있는 트랜스-1,4-시클로헥실렌 라디칼, (b) 1,4-시클로헥센일렌 라디칼, (c) 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH 기가 N에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 라디칼, (d) 나프탈렌-2,6-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼, (e) 1,4-바이시클로[2.2.2]-옥틸렌, 1,3-바이시클로[1.1.1]펜틸렌 및 스피로[3.3]-헵테인-2,6-다이일로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 나타내고, 이 때 (a)와 (b)에서 하나 이상의 -CH₂- 기가 서로 독립적으로 -CHF- 또는 -CF₂- 기에 의해 각각 치환될 수 있으며, (c)와 (d)에서 하나 이상의 -CH=기가 서로 독립적으로 각각 -C(F)=, -C(Cl)=, -C(Br)=, -C(CN)=, -C(CH₃)=, -C(CH₂F)=, -C(CHF₂)=, -C(OCH₃)=, -C(OCHF₂)= 및 -C(OCF₃)=로 이루어진 군으로부터 선택된 기, 바람직하게는 -CF= 기에 의해 각각 치환될 수 있고, 바람직하게는

를 나타내며, 특히 바람직하게

는

를 나타내고,

는

를 나타내며,

Z¹¹과 Z¹²는 각각 서로 독립적으로, 또한 하나보다 많이 존재하는 경우에는 이들도 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH₂-CH₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CF₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 이들 기중 2개의 조합물을 나타내고, 이때 2개의 산소원자는 서로에 결합되지 않으며, 바람직하게는 -(CH₂)₄-, -CH₂-CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH₂O-, -CF₂O- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 -CH₂O-, -CH₂-CH₂-, -CF₂-CF₂-, -CF=CF-, -CF₂O- 또는 단일 결합을 나타내며,

m과 n은 각각 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이고, 바람직하게는 0 또는 1이며,

(m+n)은 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1, 특히 바람직하게는 1이다.

본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 메소제닉 화합물이며, 특히 바람직하게는 액정 화합물, 특히 바람직하게는 네마틱 상을 갖는 화합물이다.

본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 특히 바람직하게는 하기 하위화학식 I-1 내지 I-3으로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 I-3이다:

상기 식에서, 변수는 화학식 I에서 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게 Z¹¹과 Z¹²는 단일 결합을 나타내고, 화학식 I-1 및 I-3에서 R¹¹은 알킬 또는 알켄일을 나타내고, R¹²는 알콕시 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알콕시를 나타내며, 화학식 I-2에서 R¹¹은 알콕시 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알콕시를 나타내고, R¹²는 알킬 또는 알켄일을 나타낸다.

하기 화학식 I-3a 및 I-3b로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학 식을 갖는 화학식 I-3의 화합물이 특히 바람직하다:

상기 식에서,

변수는 상기 주어진 각각의 의미를 갖고, 바람직하게 R¹¹은 알킬 또는 알켄일을 나타내며, R¹²는 알콕시 또는 알켄일옥시, 바람직하게는 알콕시를 나타낸다.

R¹¹ 및/또는 R¹² 분지형 윙(wing) 기를 함유하는 화학식 I의 화합물은 특히 광학적으로 활성인 경우에 키랄 도판트인 경우를 제외하고는 일반적인 액정 베이스 물질중에서 보다 우수한 용해도를 갖기 때문에 때때로 중요할 수 있다. 상기 유형의 스멕틱 화합물은 강유전체 물질의 성분으로서 적합하다. S_A 상을 갖는 화학식 I의 화합물은 예컨대 열에 의해 어드레싱된 디스플레이에 적합하다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 알킬 라디칼 및/또는 알콕시 라디칼을 나타내는 경우, 이들은 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이며, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 탄소원자를 가지며, 따라서 바람직하게는 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥실옥시 또는 헵틸옥시, 또한 메틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 메톡시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트리데실옥시 또는 테트 라데실옥시를 나타낸다.

옥사알킬 또는 알콕시알킬은 바람직하게는 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3- 또는 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4- 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- 또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐, 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실을 나타낸다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 하나의 CH₂ 기가 -CH=CH-에 의해 치환된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이며, 2 내지 10개의 탄소원자를 갖는다. 따라서, 이는 특히 비닐, 프로프-1- 또는 -2-엔일, 부트-1-, -2- 또는 -3-엔일, 펜트-1-, -2-, -3- 또는 -4-엔일, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 5-엔일, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 -6-엔일, 옥트-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- 또는 -7-엔일, 논-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- 또는 -8-엔일, 또는 데스-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- 또는 -9-엔일을 나타낸다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 하나의 CH₂ 기가 -O-에 의해 치환되고 하나는 -CO-에 의해 치환된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이들은 바람직하게는 인접해있다. 따라서, 이들은 아실옥시 기 -CO-O- 또는 옥시카본일 기 -O-CO-를 함유한다. 이들은 바람직하게는 직쇄이며, 탄소원자 2 내지 6개를 갖는다. 따라서, 이들은 특히 아세톡 시, 프로피온일옥시, 부티릴옥시, 펜탄오일옥시, 헥산오일옥시, 아세톡시메틸, 프로피온일옥시메틸, 부티릴옥시메틸, 펜탄오일옥시메틸, 2-아세톡시에틸, 2-프로피온일옥시에틸, 2-부티릴옥시에틸, 3-아세톡시프로필, 3-프로피온일옥시프로필, 4-아세톡시부틸, 메톡시카본일, 에톡시카본일, 프로폭시카본일, 부톡시카본일, 펜톡시카본일, 메톡시카본일메틸, 에톡시카본일메틸, 프로폭시카본일메틸, 부톡시카본일메틸, 2-(메톡시카본일)에틸, 2-(에톡시카본일)에틸, 2-(프로폭시카본일)에틸, 3-(메톡시카본일)프로필, 3-(에톡시카본일)프로필 또는 4-(메톡시카본일)부틸을 나타낸다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 하나의 CH₂ 기가 비치환된 또는 치환된 -CH=CH-에 의해 치환되고 인접한 CH₂ 기가 CO 또는 CO-O 또는 O-CO에 의해 치환된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이며, 4 내지 13개의 탄소원자를 갖는다. 따라서, 이는 특히 아크릴오일옥시메틸, 2-아크릴오일옥시에틸, 3-아크릴오일옥시프로필, 4-아크릴오일옥시부틸, 5-아크릴오일옥시펜틸, 6-아크릴오일옥시헥실, 7-아크릴오일옥시헵틸, 8-아크릴오일옥시옥틸, 9-아크릴오일옥시노닐, 10-아크릴오일옥시데실, 메타크릴오일옥시메틸, 2-메타크릴오일옥시에틸, 3-메타크릴오일옥시프로필, 4-메타크릴오일옥시부틸, 5-메타크릴오일옥시펜틸, 6-메타크릴오일옥시헥실, 7-메타크릴오일옥시헵틸, 8-메타크릴오일옥시옥틸 또는 9-메타크릴오일옥시노닐을 나타낸다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 CN 또는 CF₃에 의해 일치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내는 경우, 이 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다. CN 또는 CF₃에 의한 치환은 임의의 원하는 위치에 있다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가 할로겐에 의해 적어도 일치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼을 나타내는 경우, 이 라디칼은 바람직하게는 직쇄이고, 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다. 다치환의 경우, 할로겐은 바람직하게는 F이다. 또한, 생성된 라디칼은 퍼플루오르화 라디칼을 포함한다. 일치환의 경우, 불소 또는 염소 치환기는 임의의 원하는 위치에 있을 수 있으나, 바람직하게는 ω-위치에 있다.

분지형 기는 일반적으로 하나 이하의 쇄 분지를 함유한다. 바람직한 분지형 라디칼 R은 이소프로필, 2-부틸(=1-메틸프로필), 이소부틸(=2-메틸프로필), 2-메틸부틸, 이소펜틸(=3-메틸부틸), 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, 이소프로폭시, 2-메틸프로폭시, 2-메틸부톡시, 3-메틸부톡시, 2-메틸펜톡시, 3-메틸펜톡시, 2-에틸헥실옥시, 1-메틸헥실옥시 및 1-메틸헵틸옥시이다.

R¹¹ 및/또는 R¹²가, 둘 이상의 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -CO-O-에 의해 치환된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. 이는 바람직하게는 분지되며, 3 내지 12개의 탄소원자를 갖는다. 따라서, 이는 특히 비스카복시메틸, 2,2-비스카복시에틸, 3,3-비스카복시프로필, 4,4-비스카복시부틸, 5,5-비스카복시펜틸, 6,6-비스카복시헥실, 7,7-비스카복시헵틸, 8,8-비스카복시옥틸, 9,9-비 스카복시노닐, 10,10-비스카복시데실, 비스(메톡시카본일)메틸, 2,2-비스-(메톡시카본일)에틸, 3,3-비스(메톡시카본일)프로필, 4,4-비스(메톡시-카본일)부틸, 5,5-비스(메톡시카본일)펜틸, 6,6-비스(메톡시카본일)-헥실, 7,7-비스(메톡시카본일)헵틸, 8,8-비스(메톡시카본일)옥틸, 비스(에톡시카본일)메틸, 2,2-비스(에톡시카본일)에틸, 3,3-비스(에톡시카본일)프로필, 4,4-비스(에톡시카본일)부틸, 5,5-비스(에톡시카본일)펜틸 및 6,6-비스(에톡시카본일)헥실을 나타낸다.

n=0 또는 1이고 m=0 또는 1이며 R¹¹이 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일 또는 1E-펜텐일인 화학식 I의 화합물 및 이들 화합물을 포함하는 매질이 특히 바람직하다. 이들 화합물중 알킬-치환된 화합물이 특히 바람직하게 사용된다.

화학식 I의 화합물이 하기 반응식(반응식 I)에 따라 합성된다:

반응식 I: 화학식 I의 화합물의 합성

상기 식에서, 달리 명백하게 명시하지 않는 한, A는 A¹¹에 대해 상기 주어진 의미를 갖고, 추가로 단일 결합일 수도 있으며, R과 R'은 R¹¹과 R¹² 각각에 대해 상기 주어진 각각의 의미를 갖는다.

화학식 I의 바람직한 화합물의 구조식의 예가 하기에 제공되어 있다:

상기 식에서, 변수는 상기에서 주어진 의미를 갖는다.

이들의 분자 구조식 때문에, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물은 키랄일 수 있으며, 따라서 다양한 거울상 이성체 형태를 가질 수 있다. 따라서, 이들은 라세미 또는 광학 활성 형태일 수 있다.

본 발명은 또한 화학식 I의 화합물(들) 하나 이상을 포함하는 액정 매질에 관한 것이다.

바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 (a) 하기 화학식 I의 음의 유전율 화합물(들) 하나 이상, (b) 임의로, 하기 화학식 II의 음의 유전율 화합물(들) 하나 이상, 및 (c) 임의로, 하기 화학식 III의 중간 유전율 화합물(들) 하나 이상을 포함한다:

[상기 식에서,

변수는 상기 주어진 의미를 갖는다]

[상기 식에서,

R²¹과 R²²는 각각 서로 독립적으로, 화학식 I에서 R¹¹에 대해 상기 주어진 의미를 갖고,

Z²¹과 Z²²는 각각 서로 독립적으로, 화학식 I에서 Z¹¹에 대해 상기 주어진 의미를 가지며,

고리중 하나 이상, 바람직하게

및

는

를 나타내며, 다른 하나는 각 경우에 서로 독립적으로

, 바람직하게는

를 나타내며, 특히 바람직하게는

는

를 나타내고,

는 존재하는 경우

를 나타내며,

L²¹과 L²²는 둘다 C-F를 나타내거나, 둘중 하나는 N 또는 C-Cl을 나타내고 다른 하나는 C-F를 나타내며, 바람직하게 둘다는 C-F를 나타내고,

l은 0, 1 또는 2, 바람직하게는 0 또는 1이다]

[상기 식에서,

R³¹과 R³²는 각각 서로 독립적으로, 화학식 I의 R¹에 대해 상기 주어진 의미를 갖고,

Z³¹, Z³² 및 Z³³은 각각 서로 독립적으로 -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -COO- 또는 단일 결합이며,

는 각각 서로 독립적으로

을 나타내고,

o와 p는 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내지만, 바람직하게

R³¹과 R³²는 각각 서로 독립적으로 탄소원자 1 내지 5개의 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소원자 2 내지 5개의 알켄일을 나타내며,

은 각각 서로 독립적으로

을 나타내고, 매우 특히 바람직하게 상기 고리중 둘 이상은

및/또는

을 나타내고, 이 때 2개의 인접한 고리는 매우 특히 바람직하게는 직접 연결되고 바람직하게는

을 나타내는데, 페닐렌 고리중 하나 이상의 수소원자는 서로 독립적으로 F 또는 CN, 바람직하게는 F에 의해 치환될 수 있고, 시클로헥실렌 고리중 인접하지 않은 CH₂ 기 1개 또는 2개 또는 시클로헥실렌 고리중 1개는 산소원자에 의해 치환될 수 있다]

액정 매질은 바람직하게는 하기 화학식 II-1 내지 II-3으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서,

R²¹, R²², Z²¹, Z²²,

및 l은 각각 화학식 II에서 상기 주어진 의미를 갖는다. 바람직하게, R²¹은 알킬, 바람직하게는 탄소원자 1 내지 5개의 알킬이며, R²¹은 알킬 또는 알콕시, 바람직하게는 각각 탄소원자 1 내지 5개를 갖는 것이고, Z²²와 Z²¹는 존재하는 경우 단일 결합이다.

액정 매질은 특히 바람직하게는 하기 하위화학식 II-1a 내지 II-1e, II-2a 내지 II-2c, II-3a 및 II-3b의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물, 바람직하게는 화학식 II-1a, II-1c 및 II-2b 및/또는 II-1d, II-1e 및 II-2c로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물을 포함한다:

상기 식에서,

변수는 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게 R²¹은 알킬 또는 알켄일, 특히 바람직하게는 알킬을 나타내며, R²²는 알킬 또는 알콕시를 나타낸다.

추가의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 하기 화학식 II-4 및 II-5로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서, 변수는 각각 서로 독립적으로 상기 주어진 의미중 하나를 갖지만, R²²는 H가 아니다.

추가의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 예컨대 하기 화학식 II-6 내지 II-10으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물과 같은 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서 변수는 각각 서로 독립적으로 상기 주어진 의미중 하나를 갖는다.

바람직한 혼합물은 하나 이상의 하기 화학식 BC의 다이플루오로다이벤조크로만 화합물 및/또는 하기 화학식 CR의 크로만을 포함한다:

상기 식에서,

R^B1, R^B2, R^CR1 및 R^CR2 각각은 서로 독립적으로, 바람직하게는 3 내지 20중량%의 양, 특히 3 내지 15중량%의 양으로 R¹¹의 의미를 갖는다.

특히 바람직한 화학식 BC 및 CR의 화합물은 화합물 BC-1 내지 BC-7 및 CR-1 내지 CR-5이다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*은 각각 서로 독립적으로 탄소원자 1 내지 6개의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,

알켄일 및 알켄일^*은 각각 서로 독립적으로 탄소원자 2 내지 6개의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.

화학식 BC-2의 화합물 1개, 2개 또는 3개를 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.

추가의 바람직한 양태에서, 액정 매질은 클로로플루오로-1,4-페닐렌 고리를 함유하는 화합물 하나 이상, 바람직하게는 하기 화학식 II-11 내지 II-15으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서, 변수는 각각 서로 독립적으로 상기 주어진 의미중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 양태에서, 액정 매질은 하기 화학식 II-11a 내지 II-15b으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서, 변수는 상기 주어진 의미를 갖는다.

액정 매질은 특히 바람직하게는 화학식 III-1 내지 III-3으로 이루어진 군으 로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

상기 식에서, R³¹, R³², Z³¹, Z³²,

각각은 화학식 III에서 상기 주어진 의미를 갖는다.

액정 매질은 특히 바람직하게는 화학식 III-1a 내지 III-1d 및/또는 III-1e 및 III-1f 및/또는 III-2a 내지 III-2h, III-3a 내지 III-3d로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식의 화합물 하나 이상을 포함한다:

[상기 식에서,

n과 m 각각은 서로 독립적으로 1 내지 5를 나타내고,

o와 p는 각각, 둘다 또한 서로에 독립적으로 0 내지 3을 나타낸다]

상기 식에서, R³¹과 R³³은 각각 화학식 III에서 상기 주어진 의미, 바람직하게는 화학식 III-1에서 주어진 의미를 갖고, 특히 화학식 III-2g, III-2h 및 III-3c에서 페닐렌 고리는 상기 화합물이 화학식 II 및 그의 하위화학식의 화합물과 동일하지 않도록 하는 방식으로 임의로 플루오르화될 수 있다. 바람직하게, R³¹은 탄소원자 1 내지 5개, 특히 바람직하게는 탄소원자 1 내지 3개의 n-알킬이고, R³²는 탄소원자 1 내지 5개의 n-알킬 또는 n-알콕시, 또는 탄소원자 2 내지 5개의 알켄일이다. 이중 화학식 III-1a 내지 III-1d의 화합물이 특히 바람직하다.

바람직한 화학식 III-2g, III-2h 및 III-3c의 플루오르화 화합물은 화학식 III-2g', III-2h' 및 III-3c'의 화합물이다:

상기 식에서,

R³¹과 R³³은 각각 화학식 III에서 상기 주어진 의미, 바람직하게는 화학식 III-2g, III-2h 또는 III-3c에서 주어진 의미를 갖고, 화학식 III-2h'에서 R³²는 바람직하게는 F를 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 0.11 이상의 복굴절을 갖는다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 -2 이하의 유전율 이방성을 갖는다.

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 동족체 화합물(homologous compound)당 5 내지 25%, 바람직하게는 5 내지 15% 농도의 화학식 I의 화합물, 동족체 화합물당 2 내지 30%, 바람직하게는 5 내지 15% 농도, 총 5 내지 60%의 화학식 II-1a 및/또는 II-2a의 화합물, 및/또는 동족체 화합물당 2 내지 20%, 바람직하게는 5 내지 12% 농도, 총 5 내지 60%의 화학식 II-1c(이 때, R²¹은 알킬을 나타내고, R²²는 알콕시를 나타낸다) 및/또는 화학식 II-2b의 화합물, 및/또는 동족체 화합물당 2 내지 20%, 바람직하게는 5 내지 15% 농도의 화학식 II-1c(이 때, R²¹과 R²²는 알킬이다)의 화합물, 및/또는 동족체 화합물당 2 내지 15%, 바람직하게는 5 내지 10% 농도의 화학식 II-3a의 화합물, 및/또는 동족체 화합물당 2 내지 20%, 바람직하게는 5 내지 15% 농도, 총 5 내지 40%의 화학식 II-3b의 화합물, 및/또는 5 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 60% 농도의 화학식 III의 화합물을 포함한다.

본 출원에서 화합물이란 용어는 달리 명백하게 표시하지 않는 한, 하나의 화합물 및 다수의 화합물 둘다를 의미하는 것이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 각 경우에 -20 내지 80℃, 바람직하게는 -30 내지 90℃, 매우 특히 바람직하게는 -40 내지 100℃의 네마틱 상을 갖는다. 본원에서 "네마틱 상을 갖는다"란 용어는, 첫째로는 상응하는 온도에서 저온에서의 스멕틱 상 및 결정화가 관찰되지 않는 것을 의미하고, 둘째로는 가열시에 네마틱 상으로부터 등명이 일어나지 않음을 의미하고자 사용된다. 저온에서의 조사는 상응하는 온도에서 유동 점도계로 실시되며, 1000시간 이상동안 전기광학 용도에 상응하는 층 두께를 갖는 시험 셀에서의 보관에 의해 확인한다. 고온에서 등명점은 통상적인 방법에 의해 모세관에서 측정된다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 낮은 광학 이방성 값을 특징으로 한다.

"알킬"이란 용어는 바람직하게는 탄소원자 1 내지 7개의 직쇄 및 분지형 알킬 기, 특히 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸 직쇄기를 포함한다. 2 내지 5개의 탄소원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

"알켄일"이란 용어는 바람직하게는 탄소원자 2 내지 7개의 직쇄 및 분지형 알켄일 기, 특히 직쇄 기를 포함한다. 특히 바람직한 알켄일 기는 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₇-3E-알켄일, C₅-C₇-4-알켄일, C₆-C₇-5-알켄일 및 C₇-6-알켄일, 특히 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₇-3E-알켄일 및 C₅-C₇-4-알켄일이다. 더욱 바람직한 알켄일 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 탄소원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

"플루오로알킬"이란 용어는 바람직하게는 말단 불소를 갖는 직쇄 기, 즉 플루오로메틸, 2-플루오로에틸, 3-플루오로프로필, 4-플루오로부틸, 5-플루오로펜틸, 6-플루오로헥실 및 7-플루오로헵틸을 포함한다. 그러나, 불소의 다른 위치가 배제되는 것은 아니다.

"옥사알킬" 또는 "알콕시알킬"이란 용어는 바람직하게는 식 C_nH_2n ₊₁-O-(CH₂)_m의 직쇄 라디칼을 포함하고, 이 때 n과 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6을 나타낸다. 바람직하게, n은 1이고 m은 1 내지 6이다.

비닐 말단 기를 함유하는 화합물 및 메틸 말단 기를 함유하는 화합물은 낮은 회전 점도를 갖는다.

본 출원에서 양의 유전율 화합물이란 용어는 1.5보다 큰 Δε를 갖는 화합물을 말하며, 중간 유전율 화합물이란 용어는 -1.5≤Δε≤1.5인 화합물을 말하고, 음의 유전율 화합물이란 용어는 -1.5보다 작은 Δε를 갖는 화합물을 말한다. 화 합물의 유전율 이방성은 수직 배향의 표면 정렬을 갖는 약 20㎛의 층 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀 및 수평 배향의 표면 정렬을 갖는 약 20㎛의 층 두께를 갖는 하나 이상의 시험 셀중에서 화합물 10%를 액정 호스트에 용해시키고 상기 혼합물의 전기용량(capacitance)을 1㎑ 및 20℃의 온도에서 측정함으로써 측정된다. 측정 전압은 전형적으로 0.5 내지 1.0V이지만, 각각의 액정 혼합물의 전기용량 역치보다는 항상 적다.

적용 관련되는 물리적 변수를 결정하는데 사용되는 호스트 혼합물은 독일 머크 카가아아(Merck KGaA)의 ZLI-4792이다. 예외적으로, 음의 유전율 화합물의 유전율 이방성의 측정은 마찬가지로 독일 머크 카가아아의 ZLI-2857을 사용하여 실시한다. 조사하려는 각각의 화합물에 대한 수치는 조사하려는 화합물을 첨가한후에 호스트 혼합물의 특성, 예컨대 유전상수의 변화 및 사용되는 화합물 100%까지의 외삽법에 의한 추정으로부터 수득된다.

호스트 혼합물중에 사용되는 조사하려는 화합물의 농도는 일반적으로 10%이다. 조사하려는 화합물의 용해도가 상기 목적에 부적합하다면, 이용 농도는 그 농도가 용해도 한계 이하로 될 때까지 예외적으로 반으로, 즉 5%, 2.5% 등으로 감소된다.

역치 전압이란 용어는 일반적으로 10% 상대 콘트라스트(V₁₀)에 대한 광학 역치에 관한 것이다. 그러나, 음의 유전율 이방성의 액정 혼합물과 관련하여, 역치 전압이란 용어는, 명백하게 달리 표기하지 않는 한 프리더릭츠(Freedericksz) 역치 라고도 알려진 전기용량 역치 전압(V₀)에 대해 본원에서 사용된다. 음의 유전율 이방성의 액정 매질의 경우, 역치 전압은 일본 닛산 케미칼즈(Nissan Chemicals)의 폴리이마이드 SE-1211에 의해 수직 배향 정렬된 액정 층을 갖는 셀에서 전기용량 역치 V₀로서 측정되었다.

본 출원에서 모든 농도는 달리 명백하게 표시하지 않는 한 중량을 기준으로한 백분율로 표시되고, 전체적으로 상응하는 혼합물을 기준으로 한다. 모든 물리적 특성은 문헌["머크 액정, 액정의 물리적 특성(Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals)", 1997년 11월, 머크 카가아아, 독일]에 따라 측정되며 현재까지도 이에 의하였고, 명백하게 달리 표기하지 않는 한 20℃의 온도에 적용된다. Δn은 589nm에서 결정되고, Δε은 1㎑에서 결정된다.

본 발명에 따른 액정 매질은 필요한 경우 추가적인 첨가제 및 임의로는 키랄 도판트를 통상적인 양으로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 사용량은 전체 혼합물의 양을 기준으로 총 0 내지 10%, 바람직하게는 0.1 내지 6%이다. 이용되는 개별 화합물의 농도는 각 경우에 바람직하게는 0.1 내지 3%이다. 이들 및 이와 유사한 첨가제의 농도는 액정 매질중 액정 화합물의 농도 및 농도 범위를 표시할 때 고려되지 않는다.

조성물은 다수의 화합물, 바람직하게는 3 내지 30개, 특히 바람직하게는 6 내지 20개, 매우 특히 바람직하게는 10 내지 16개의 화합물로 이루어지며, 이들은 통상적인 방식으로 혼합된다. 일반적으로, 보다 소량으로 이용되는 성분의 목적하 는 양이 유리하게는 승온에서 주된 구성성분을 구성하는 성분에 용해된다. 선택된 온도가 주된 구성성분의 등명점보다 높은 경우, 용해 과정의 완료가 특히 관찰하기 용이하다. 그러나, 예컨대 프리믹스(premix)를 사용하는 다른 통상적인 방식으로 또는 소위 "멀티용기(multibottle)" 시스템으로부터 액정 혼합물을 제조할 수도 있다.

적합한 첨가제에 의해, 본 발명에 따르는 액정 상은 지금까지 기재된 임의의 디스플레이 유형, 특히 ECB 디스플레이 및 IPS 디스플레이에 사용될 수 있도록 변형될 수 있다.

하기 실시예는 제한없이 본 발명을 예시하고자 한 것이다. 실시예에서 액정 물질의 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이 및 등명점 T(N,I)은 섭씨온도로 주어진다. 다양한 스멕틱 상은 상응하는 첨자를 특징으로 한다.

상기 및 하기의 백분율은 달리 명백하게 표기하지 않는 한 중량을 기준으로 한 백분율이며, 물리적 특성은 달리 명백하게 표기하지 않는 한 20℃에서의 수치이다.

본원에 표시된 모든 온도 수치는 ℃이며, 모든 온도 차이는 명백하게 달리 표기되지 않는 한, 상응하게 차이나는 도(degree)이다.

합성실시예 및 반응식에서, 약어는 달리 명백하게 표기하지 않는 한 하기의 의미를 갖는다:

Ac 아세테이트,

THF 테트라하이드로푸란,

Bu 부틸,

Me 메틸,

m.p. 융점,

soln. 용액,

sat. 포화된,

H₃O⁺ 산성화,

RT 실온(약 22℃).

본 출원, 특히 하기 실시예에서 액정 화합물의 구조식은 약어, 또한 두문자로 표시되며, 이 때 하기 표 A 내지 C를 이용하여 화학식으로 전환된다. 모든 라디칼 C_nH_2n ₊₁, C_mH_2m ₊₁ 및 C_lH_2l ₊₁은 각각 탄소원자 n, m 및 l개를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이다. 모든 라디칼 C_nH_2n _-1, C_mH_2m _-1 및 C_lH_2l _-1은 각각 탄소원자 n, m 및 l개를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼, 바람직하게는 1E-알켄일 라디칼이다. 표 A에서, 화합물의 모(parent) 구조식의 고리 요소의 약어 부분만이 표시되어 있다. 표 B는 가교(bridging) 기를 나타낸다. 표 C는 화합물의 좌측 및 우측 말단 기의 약어의 의미를 나열하였다. 화합물의 약어는 하기와 같이 얻어진다. 첫째, 모 구조식은 상응하는 문자로 씌여진다. 좌측 말단기의 약어가 두 하이픈(hyphen) 사이의 모 구조식 약어에 추가되고, 이어서 우측 말단 기의 약어가 두번째 하이픈 뒤에 온다. 마지막으로, 표 D는 본 발명에 따라 바람직하게 이용되는 통상적인 화합물의 약어 를 이들의 구조식 형태와 함께 나타내었다.

표 A: 고리 요소

표 B: 가교 기

표 C: 말단 기

상기에서, n과 m 각각은 정수를 나타내고, 3개의 점 "…"은 상기 표의 다른 약어에 대한 공간을 표시한다.

하기 표는 예시적인 구조식을 이들의 약어와 함께 나타낸다. 이들은 약어의 의미를 나타낸다. 또한, 이들은 바람직하게는 사용되는 화합물을 보여준다.

표 D: 실시예 구조식

본 발명에 따른 매질은 바람직하게는 표 D의 화합물로부터 선택된 화합물 2개 이상, 바람직하게는 4개 이상을 포함한다.

하기 표 E는 본 발명에 따른 매질에서 안정화제로서 사용될 수 있는 화합물의 예를 나타낸다.

표 E

본 발명의 바람직한 양태에서, 메소제닉 매질은 표 E의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.

하기 표 F는 본 발명에 따른 매질에서 키랄 도판트로서 사용될 수 있는 화합물의 예를 나타낸다.

표 F

본 발명의 바람직한 양태에서, 메소제닉 매질은 표 F의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다.

하기 실시예는 제한없이 본 발명을 설명하고자 한다. 상기 및 하기에서, 백분율 데이터는 중량을 기준으로한 백분율이다. 모든 온도는 섭씨온도로 나타낸다. Δn은 광학 이방성(589nm, 20℃)을 나타내고, Δε은 유전율 이방성(1㎑, 20℃)을 나타내며, H.R.은 "전압보전율"(100℃, 오븐에서 5분후, 1V)을 나타내고, V₀은 전기용량의 역치전압(20℃ 및 1㎑)을 나타낸다.

물질 실시예

실시예 1: 1-{(E)-1,2-다이플루오로-2-[4-(4-프로필시클로헥실)페닐]비닐}-4-에톡시-2,3-다이플루오로벤젠

1.1 1단계

마그네슘 4g을 THF 40ml에 초기에 투입하고, 현탁액을 45℃까지 가온시켰다. THF 80ml중 PCH-3 브로마이드 40g 용액 10%를 첨가하고, 그 동안 반응이 즉시 시작되었다. 이어서, PCH 브로마이드의 나머지 용액을 적당한 환류하에 적가하였다. 혼합물을 -35℃까지 냉각하고, 클로로트리플루오로에틸렌 20g을 통과시켰다. 이어서, 혼합물을 실온까지 가온시키고, 통상적인 후처리를 하여서 조도의 생성물 31g을 제공하였으며, 이는 추가로 반응하였다.

1.2 2단계

올레핀(31g)을 THF 120ml, 펜테인 70ml 및 다이에틸 에테르 70ml에 용해시키고, -100℃까지 냉각시켰다. n-헥세인중 1.6M BuLi 59ml을 적가하고, 혼합물을 1시간동안 교반하였다. THF 60ml, 펜테인 30ml 및 다이에틸 에테르 30ml에 용해된 트리메틸 보레이트 11ml을 적가하였다. 교반한지 1시간후에 혼합물을 가온하고 통상적인 후처리를 하여서 보론산 14g을 제공하였다.

1.3 3단계

보론산 7.8g, 4-요오도-2,3-다이플루오로에톡시벤젠 7.1g, Pd(OAc)₂ 0.1g 및 트리페닐포스핀 0.36g을 환류하에 밤새 이소프로판올 58ml, 포화 Na₂CO₃ 용액 19ml 및 물 11ml와 함께 가열하였다. 이어서, 혼합물을 통상적인 후처리를 하고, 생성물을 헵테인으로부터 결정화하여서 표제 화합물 3.9g을 제공하였다. C 103 N 224.6 I; Δε=-5.8; Δ=0.234.

실시예 2 내지 75

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

주석: * 값은 ZLI-4792 또는 ZLI-2857(Δε)에서 10% 용액으로부터 외삽법에 의해 추정하였다.

실시예 76 내지 149

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

실시예 150 내지 225

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

실시예 226 내지 299

하기 화합물을 실시예 1과 유사하게 제조하였다:

혼합물 실시예

액정 혼합물을 제조하고, 적용 특성에 대해 연구하였다.

실시예 M1

하기 표에 나타낸 조성을 갖는 액정 혼합물을 제조하고 연구하였다. 이는 또한 표에 나타낸 특성을 가졌다.

액정 매질은 매우 양호한 적용 특성을 가졌고, MVA, PVA, ASV 및 IPS와 같은 다양한 VA 기술에 사용될 수 있다.

실시예 M2

실시예 M3

실시예 M4

실시예 M5

실시예 M6

실시예 M7

실시예 M8

Claims

하기 화학식 I의 화합물:

상기 식에서,

R¹¹과 R¹²는 각각 서로 독립적으로, H, 할로겐, -CN, -SCN, -SF₅, -CF₃, -CHF₂, -CH₂F, -OCF₃, -OCHF₂, 또는 CN 또는 CF₃에 의해 일치환되거나 할로겐에 의해 적어도 일치환되고 탄소원자 1 내지 15개를 가지며 하나 이상의 CH₂ 기가 각 경우에 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-,
-CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-에 의해 O 또는 S 원자가 서로에 직접 연결되지 않는 방식으로 치환될 수 있는 알킬기를 나타내고,

는 각각 서로 독립적으로, 또한 하나보다 많이 존재하는 경우에는 이들도 서로 독립적으로, (a) 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 치환될 수 있는 트랜스-1,4-시클로헥실렌 라디칼, (b) 1,4-시클로헥센일렌 라디칼, (c) 1개 또는 2개의 인접하지 않은 CH 기가 N에 의해 치환될 수 있는 1,4-페닐렌 라디칼, (d) 나프탈렌-2,6-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일 및 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼, 또는 (e) 1,4-바이시클로[2.2.2]-옥틸렌, 1,3-바이시클로[1.1.1]펜틸렌 및 스피로[3.3]-헵테인-2,6-다이일로 이루어진 군으로부터 선택된 라디칼을 나타내고, 이 때 (a)와 (b)에서 하나 이상의 -CH₂- 기가 서로 독립적으로 각각 -CHF- 또는 -CF₂- 기에 의해 치환될 수 있으며, (c)와 (d)에서 하나 이상의 -CH= 기가 서로 독립적으로 각각 -C(F)=, -C(Cl)=, -C(Br)=, -C(CN)=, -C(CH₃)=, -C(CH₂F)=, -C(CHF₂)=, -C(OCH₃)=, -C(OCHF₂)= 및 -C(OCF₃)=로 이루어진 군으로부터 선택된 기에 의해 치환될 수 있고,

Z¹¹과 Z¹²는 각각 서로 독립적으로, 또한 하나보다 많이 존재하는 경우에는 이들도 서로 독립적으로, 단일 결합, -CH₂-CH₂-, -CF₂-CH₂-, -CH₂-CF₂-, -CF₂-CF₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C≡C-, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 이러한 기중 2개의 조합물을 나타내고, 이 때 2개의 산소원자는 서로에 결합되지 않으며,

m과 n은 각각 0, 1 또는 2이고,

(m+n)은 0, 1 또는 2이다.
제 1 항에 있어서,

하기 화학식 I-1 내지 I-3으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화학식인, 화학식 I의 화합물:

상기 식에서,

변수는 제 1 항에서 주어진 의미를 갖는다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

Z¹¹과 Z¹² 둘다가 단일 결합을 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

(m+n)이 0 또는 1을 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

m이 1을 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 6 항에 있어서,

네마틱 상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

하기 화학식 II의 음의 유전율 화합물(들) 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,

R²¹과 R²²는 각각 서로 독립적으로 제 1 항에서 화학식 I의 R¹¹에 대해 주어진 의미를 갖고,

Z²¹과 Z²²는 각각 서로 독립적으로 제 1 항에서 화학식 I의 Z¹¹에 대해 주어진 의미를 가지며,

는 각각 서로 독립적으로
를 나타내고,

L²¹과 L²²는 둘다 C-F를 나타내거나, 둘중 하나는 N을 나타내고 다른 하나는 C-F를 나타내며,

l는 0 또는 1을 나타낸다.
제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

하기 화학식 II-1의 화합물(들) 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,

R²¹, R²², Z²¹, Z²²,
및 l는 제 8 항에서 주어진 의미를 갖는다.
제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 액정 매질의, 전기광학 디스플레이에서의 용도.
제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 함유하는 전기광학 디스플레이.
제 11 항에 있어서,

VAN LCD인 것을 특징으로 하는 디스플레이.
1,2-다이플루오로스티렌보론산을 팔라듐 촉매와 함께 할로방향족 화합물에 커플링시키는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물의 제조방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물을 하나 이상의 추가적인 화합물과 혼합하는 것을 특징으로 하는, 제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조방법.
제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 두 기판사이에 도입시키는 것을 특징으로 하는, 전기광학 디스플레이의 제조방법.