KR20130039759A - 중합가능한 화합물 및 이의 액정 디스플레이에서의 용도 - Google Patents

중합가능한 화합물 및 이의 액정 디스플레이에서의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 중합가능한 화합물, 이를 제조하기 위한 방법 및 중간체, 및 이의 광학, 전기-광학 및 전자 용도, 특히 액정(LC) 매질 및 LC 디스플레이, 특히 PS("중합체-지속된") 또는 PSA("중합체-지속된 정렬") 유형의 LC 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.

Description

중합가능한 화합물 및 이의 액정 디스플레이에서의 용도{POLYMERIZABLE COMPOUNDS AND USE THEREOF IN LIQUID CRYSTAL DISPLAYS}
본 발명은, 중합가능한 화합물, 이를 제조하기 위한 방법 및 중간체, 및 광학, 전기-광학 및 전자 목적, 특히 액정(LC) 매질 및 LC 디스플레이, 특히 PS("중합체-지속된") 또는 PSA("중합체-지속된 정렬") 유형의 LC 디스플레이에서의 이의 용도에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 액정 디스플레이(LC 디스플레이)는 대개 TN(비틀린 네마틱) 유형의 디스플레이이다. 그러나, 이러한 디스플레이는 명암비(contrast)의 시야각(viewing-angle) 의존성이 강하다는 단점을 가지고 있다. 또한, 광범위한 시야각을 갖는 소위 VA(수직 정렬) 디스플레이도 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀(cell)은 2개의 투명 전극 사이에 일반적으로 음의 유전(DC) 이방성 값을 갖는 LC 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자들은 전극 표면에 대하여 직각으로(호메오트로픽하게(homeotropically)) 정렬되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 두 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자들은 전극 표면에 평행하게 재정렬된다.
또한, 복굴절 효과에 기초하고 소위 "벤드(bend)" 정렬 및 일반적으로 양의 (DC) 이방성을 갖는 LC 층을 갖는 OCB(광학적으로 보상된 벤드) 디스플레이가 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, LC 분자들은 전극 표면에 수직 방향으로 재정렬된다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로는 어두운 상태에서 벤드 셀의 바람직하지 않은 투광성을 방지하기 위하여 하나 이상의 복굴절성 광학 지연 필름을 함유한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이에 비해 더 광범위한 시야각 및 더 짧은 응답 시간을 갖는다.
또한, 2개의 기판(이때, 2개의 전극이 이들 2개의 기판 중 한 기판에만 배치되어 있고, 바람직하게는 상호-맞물리는(intermeshed) 빗-형상 구조를 갖는다) 사이에 LC 층을 함유하는 소위 IPS("평면 내 스위칭") 디스플레이도 공지되어 있다. 상기 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 층에 평행한 유의적 성분을 갖는 전기장이 이들 전극 사이에 생성된다. 이는, 층 평면에서 LC 분자의 재정렬을 유발한다.
또한, 유사하게 동일 기판상에 2개의 전극을 함유하나, IPS 디스플레이와는 달리, 기판들 중 하나만이 빗-형상 방식으로 구조화된 전극이고 나머지 하나의 전극은 구조화되지 않은 소위 FFS(프린지 필드 스위칭) 디스플레이도 제안되었다(특히, 문헌[S.H.Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028] 참고). 이에 의해, 강한, 소위 "프린지 필드", 즉 전극의 엣지에 인접한 강한 전기장, 및 셀 전체에 걸쳐, 강한 수직 성분과 강한 수평 성분을 모두 갖는 강한 전기장이 생성된다. IPS 디스플레이뿐만 아니라 FFS 디스플레이도, 명암비의 낮은 시야각 의존성을 갖는다.
보다 최근 유형의 VA 디스플레이의 경우, LC 분자들의 균일한 정렬이 LC 셀 내의 다수의 비교적 작은 도메인으로 제한된다. 또한 경사 도메인(tilt domain)으로도 알려진 이들 도메인 사이의 전경(disclination)이 존재할 수 있다. 경사 도메인을 갖는 VA 디스플레이는 종래의 VA 디스플레이에 비해 명암비 및 회색 색조의 더 큰 시야각 의존성을 갖는다. 또한, 스위치-온 상태에서 분자의 균일한 정렬을 위한 전극 표면의 추가 처리, 예컨대 러빙(rubbing)이 더 이상 필요하지 않기 때문에 이러한 유형의 디스플레이는 더 간단하게 제조될 수 있다. 대신에, 전극의 특별한 디자인에 의해 경사(tilt) 또는 선경사(pretilt) 각도의 우선적 방향이 제어된다.
소위 MVA(다중도메인 수직 정렬) 디스플레이의 경우, 이는 일반적으로 국부적인 선경사를 야기시키는 돌출부를 갖는 전극에 의해 달성된다. 그 결과, LC 분자들은 전압의 인가시에 셀의 한정된 상이한 영역 내에서 상이한 방향으로 전극 표면에 평행하게 정렬된다. 이에 의해 "제어된" 스위칭이 달성되며, 간섭 전경 라인(interfering disclination line)의 형성이 방지된다. 이러한 배열은 디스플레이의 시야각을 개선시키지만, 그의 투광성은 감소시킨다.
MVA의 추가적인 개발은 단지 하나의 전극 면 상에서만 돌출부를 사용하고 반대편 전극은 슬릿(slit)을 갖는 것이며, 이로써 투광성이 개선된다. 슬롯화된 전극은 전압의 인가시에 LC 셀 내에서 불균일한 전기장을 발생시키며, 이는 여전히 제어된 스위칭이 달성되고 있다는 의미이다. 투광성을 더욱 개선하기 위하여, 슬릿과 돌출부 사이의 간격을 증가시킬 수 있지만, 이는 실제로는 응답 시간을 연장시킨다.
소위 PVA(패턴화된 VA)의 경우, 2개의 전극 모두가 양쪽 면 상에 슬릿으로 구조화된다는 점에서 돌출부가 완전히 불필요하며, 이로써 명암비가 증가되고 투광성은 개선되지만, 이는 기술적으로 어려우며 디스플레이를 기계적인 영향("탭핑" 등)에 더 민감하게 만든다. 그러나, 예를 들어 모니터, 특히 TV 스크린과 같은 많은 용도에서, 디스플레이의 응답 시간의 단축 및 명암비 및 휘도(투과도)의 개선이 요구된다.
"PS(중합체-안정화된)"라는 용어로도 사용되고 있는 소위 PS(중합체-지속된) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 디스플레이가 또한 개발되었다. 이들 디스플레이의 경우, 소량(예를 들면, 0.3 중량%, 전형적으로는 1 중량% 미만)의 하나 이상의 중합가능한 화합물(들)이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로 도입된 후에, 전극들 사이에 전압을 인가하거나 인가하지 않고 일반적으로는 UV 광중합시킴으로써 동일 반응계에서 중합되거나 가교결합된다. 또한, "반응성 메소젠(RM)"으로도 알려진 중합가능한 메소젠성 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되었다.
달리 언급되지 않는 한, 용어 "PSA"는 이후 PS 디스플레이 또는 PSA 디스플레이를 나타내는 것으로 사용된다.
한편, PS(A) 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에도 사용되고 있다. 이에 따라, 예를 들면 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 중합가능한 화합물의 중합은 바람직하게는 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하여 수행되고, PSA-IPS 디스플레이의 경우에는 전압을 인가하거나 인가하지 않고 수행된다. 시험 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀 내에 선경사를 생성시킨다. PSA-OCB 디스플레이의 경우, 예를 들어 오프셋(offset) 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 이러한 선경사가 응답 시간에 대해 긍정적인 영향을 준다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 그 외에도, 예를 들어 단지 하나의 구조화된 전극 면만을 갖고 돌출부를 전혀 갖지 않도록 조작함으로써 제조를 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 명암비와 함께 매우 양호한 투광성을 얻을 수 있다.
또한, 소위 포지티브-VA 디스플레이는 특히 바람직한 실시양태인 것으로 입증되었다. 종래의 VA 디스플레이의 경우에서와 같이, 액정의 초기 정렬은 전압이 인가되지 않은 초기 상태에서 호메오트로픽, 즉 기판에 실질적으로 수직이다. 그러나, 종래의 VA 디스플레이와 달리, 포지티브-VA 디스플레이에서는 양의 유전 이방성을 갖는 LC 매질이 사용된다. LC 매질 층에 실질적으로 평행한 전기장을 생성하는 인터디지털(interdigital) 전극에 전압이 인가되면, LC 분자들은 기판에 실질적으로 평행한 정렬로 변한다. 이러한 유형의 인터디지털 전극이 IPS 디스플레이에도 일반적으로 사용된다. 대응되는 중합체 안정화(PSA)가 또한 반응 시간을 상당히 감소시킬 수 있으며, 이는 포지티브-VA 디스플레이의 경우, 유리한 것으로 입증되었다.
PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면 JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, US 6,861,107, US 7,169,449, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 및 US 2006/0103804 A1에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면 문헌[T. -J-. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704] 및 문헌[S. H. Kim, L. -C-. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PSA-IPS 디스플레이는, 예를 들면 US 6,177,972 및 문헌[Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PSA-TN 디스플레이는, 예를 들면 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다.
전술된 통상의 LC 디스플레이와 마찬가지로, PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 구동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 집적화된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대, 박막 트랜지스터("TFT"))에 의해 어드레싱되지만, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별 픽셀은 보통 종래 기술로부터 공지된 멀티플렉스 방법에 의해 어드레싱된다.
특히, 모니터, 구체적으로는 TV 용도에서, LC 디스플레이의 응답 시간뿐만 아니라 명암비 및 휘도(따라서 투과도)를 최적화하는 것이 계속 요구되고 있다. 상기 PSA 방법은 여기서 중요한 이점을 제공할 수 있다. 특히 PSA-VA, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-포지티브-VA 디스플레이의 경우에, 다른 변수에 대한 심각한 부정적인 영향 없이 응답 시간의 단축(이는 시험 셀에서 측정가능한 선경사와 관련됨)을 달성할 수 있다.
종래 기술에서, 예컨대 하기 화학식의 중합가능한 화합물이 사용되었다:
Figure pct00001
상기 식에서, P는 중합가능한 기, 일반적으로 예컨대 US 7,169,449에 기재된 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.
그러나, LC 혼합물(또한 이하에서는 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨) + 중합가능한 성분(전형적으로 RM)으로 이루어진 모든 조합이 PSA 디스플레이에 적합하지는 않다는 문제가 발생하는데, 이는 예컨대 부적절한 경사가 형성되거나 또는 전혀 형성되지 않기 때문이거나, 또는 예컨대 소위 "전압 보전율"(VHR 또는 HR)이 TFT 디스플레이 제품에서 부적절하기 때문이다. 또한, PSA 디스플레이서 사용 시, 종래 기술로부터 공지된 LC 혼합물 및 RM은 여전히 몇몇 단점을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, LC 혼합물에 가용성인 모든 공지의 RM이 PSA 디스플레이에 사용하는 데 적합한 것은 아니다. 또한, 종종 PSA 디스플레이에서 선경사의 직접적 측정 외에 RM에 대한 적합한 선택 기준을 찾기가 어렵다. 광개시제의 첨가 없이 UV 광선을 사용한 중합(이는, 특정 용도에서 이로울 수 있음)이 바람직한 경우, 적합한 RM의 선택의 여지는 더욱 줄어든다.
또한, 선택된 LC 호스트 혼합물/RM의 조합은 가능한 최소 회전 점도 및 가능한 최고 전기적 성질을 가져야 한다. 특히, 가능한 최고의 VHR을 가져야 한다. PSA 디스플레이에서, UV 광 조사 후 높은 VHR이 특히 필요하며, 그 이유는, UV 노출은 디스플레이 제조 공정에 필요한 부분이지만 최종 디스플레이의 구동 중에 정상적인 노출로서 또한 일어나기 때문이다.
특히, 작은 선경사 각을 생성하는, PSA 디스플레이용으로 이용가능한 신규 물질이 바람직할 것이다. 동일한 노출 시간으로 중합하는 동안 지금까지 공지된 물질보다 더 작은 선경사 각을 생성하는 물질이 바람직하고/하거나, 사용시, 공지된 물질을 사용하여 달성할 수 있는 (더 큰) 선경사 각을 더 짧은 노출 시간 후에 이미 달성할 수 있는 물질이 특히 바람직할 것이다. 따라서, 상기 디스플레이의 제조 시간("택트 시간"(tact time))이 단축되고, 제조 공정의 비용이 감소될 수 있다.
PSA 디스플레이의 제조시 또 하나의 문제는, 특히 디스플레이에서 선경사 각을 생성하기 위한 중합 단계 후의 중합되지 않은 RM 잔류량의 존재 또는 제거이다. 예를 들어, 이러한 유형의 미반응된 RM은, 디스플레이 마감 후의 구동 동안에 제어되지 않은 방식으로 중합됨으로써 디스플레이의 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 종래 기술에서 공지된 PSA 디스플레이는 종종 소위 "잔상(image sticking)" 또는 "이미지 번(image burn)", 즉 개별 픽셀들에서 전기장이 스위치-오프된 후 또는 다른 픽셀들이 어드레싱된 후에도 이들 픽셀들의 일시적인 어드레싱이 여전히 가시적으로 남아있는 바람직하지 않은 현상을 보인다.
이러한 "잔상"은 한편으로는 낮은 VHR을 가진 LC 호스트 혼합물이 사용되는 경우 일어날 수 있다. 일광 또는 백라이팅의 UV 성분은 내부의 LC 분자들의 바람직하지 못한 분해 반응을 일으킬 수 있고, 따라서 이온성 또는 자유-라디칼 불순물을 생성시킨다. 이들은 특히 전극 또는 정렬 층에 축적될 수 있으며, 여기서 이들은 유효 인가 전압을 감소시킨다. 이러한 효과는 또한 중합체 성분을 포함하지 않는 통상의 LC 디스플레이에서 관찰될 수 있다.
또한, 미중합된 RM의 존재에 의해 유발된 추가의 "잔상" 효과가 종종 PSA 디스플레이에서 관찰된다. 잔류 RM의 비제어된 중합은 환경에 의해 또는 백라이팅에 의해 여기서 시작된다. 스위칭된 디스플레이 영역에서, 이는 많은 어드레싱 사이클 후에 경사 각을 변화시킨다. 따라서, 스위칭된 영역에서는 투과율의 변화가 일어날 수 있지만, 비스위칭된 영역에서는 변화가 없을 수 있다.
그러므로, RM의 중합이 PSA 디스플레이의 제조 동안 가능한 완전하게 진행되는 것이 바람직하고, 디스플레이 내의 미중합된 RM의 존재는 가능한 한 배제되거나 최소 한도로 감소되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 고도로 효과적이고 완전한 중합을 가능케 하는 물질이 요구된다. 또한, 이들 잔량의 제어 반응이 바람직할 것이다. 이는, RM이 현재까지 공지된 물질보다 더욱 신속하고 효과적으로 중합하는 경우 더 단순해질 것이다.
따라서, 전술된 단점을 갖지 않거나 단지 적은 정도로만 갖고 개선된 특성을 갖는, 특히 VA 및 OCB 유형의 PSA 디스플레이, 및 이들 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질 및 중합가능한 화합물이 여전히 많이 요구되고 있다. 특히, 높은 비저항과 동시에 넓은 작동 온도 범위, 심지어 저온에서의 짧은 응답 시간, 낮은 문턱 전압, 작은 선경사 각, 다수의 회색 색조, 높은 명암비 및 넓은 시야각을 가능하게 하고, UV 노출 후 높은 전압 보유 비(VHR) 및 "LTS"로 알려진 저온 안정성, 즉 개별 성분들로부터의 자발적 결정화에 대한 LC 혼합물의 안정성을 갖는 PSA 디스플레이에 대한 많은 요구가 존재한다.
본 발명은, 전술된 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로 갖고, 가능한 신속하고 완전하게 중합되고, 가능한 빨리 낮은 경사 각이 형성될 수 있게 하고, 디스플레이에서 "잔상"의 발생을 감소 또는 방지하고, 바람직하게는 동시에 매우 높은 비저항 값, 낮은 문턱 전압 및 짧은 반응 시간을 가능케 하는, PSA 디스플레이에서 사용하기에 적합한 신규의 물질, 특히 RM 및 이를 포함하는 LC 매질을 제공하는 목적에 기초한다. 또한, LC 매질은 바람직한 LC 상 특성 및 높은 VHR 및 LTS 값을 가져야 한다.
본 발명의 추가의 목적은 특히 광학, 전기-광학 및 전자 제품용 신규 RM, 및 이의 제조에 적합한 제조 방법 및 중간체를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 중합 후 더욱 큰 최대 선경사를 생성하는 중합가능한 화합물을 제공하는 것이며, 이는 목적하는 선경사를 더욱 신속하게 성취시켜 LC 디스플레이의 제조 시간을 현저히 단축시킨다.
이러한 목적은 본원에 기재된 물질, 공정 및 LC 디스플레이의 제공에 의해 본 발명에 따라 성취된다. 특히, 놀랍게도, 전술된 목적의 일부 또는 전부는 본 발명에 따른 중합된 화합물을 하나 이상 함유하는 PSA 디스플레이를 제공함으로써 또는 상기 유형의 PSA 디스플레이를 제조하기 위해 본 발명에 따른 중합가능한 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질을 사용함으로써 성취될 수 있다.
본 발명에 따른 LC 매질 및 PSA 디스플레이에서의 이러한 유형의 중합가능한 화합물의 사용은 목적하는 선경사가 보다 신속하게 성취되게 하고, 디스플레이의 제조 시간을 상당히 단축시킨다. 이는 VA 경사 측정 셀에서 노출 시간-의존성 선경사 측정에 의해 LC 매질과 연계되어 입증된다. 특히, 광개시제의 첨가 없이 선경사를 성취하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물이 상당히 더욱 빠른 중합 속도를 보이기 때문에, 보다 적은 미반응된 잔량이 또한 LC 셀에 남게 되므로, 이의 전기-광학적 성질을 개선시키고 상기 잔량의 제어 반응을 더욱 단순하게 만든다.
전기장에서 동일 반응계내 중합에 의해 경사 각의 빠른 세팅을 위한 PSA 디스플레이에서의 본 발명에 따른 중합가능한 화합물의 용도는 종래 기술에 기재되어 있지도 않고 종래 기술로부터 자명하지도 않다.
또한, 완전 놀랍게도, 본 발명에 따른 중합가능한 화합물은, PSA 디스플레이에서 사용시, 종래기술로 공지된 중합가능한 화합물보다 상당히 빠른 경사 각 생성 및 더 빠르고 더 완전한 중합을 생성한다는 것이 밝혀졌다. 이는 직접적인 비교 실험을 통해 확인되었다. 이러한 결과는 종래 기술에 기재되어 있지도 않고 종래 기술로부터 자명하지도 않다.
따라서, 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물(이는 또한 이후 "본 발명에 따른 중합가능한 화합물"이라고도 지칭됨)의, 액정(LC) 매질, 및 PS 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 LC 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.
[화학식 I]
Figure pct00002
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
P는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 중합가능한 기를 나타내고,
Sp는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,
s1 및 s2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
A1, A2 및 A3은 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일(이때, 이들 기 중 하나 이상의 CH 기는 또한 N으로 치환될 ㅅ 있다), 페난트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 9,10-다이하이드로펜-안트렌-2,7-다이일, 9H-플루오렌-2,7-다이일, 9,9-다이메틸플루오렌-2,7-다이일 또는 다이벤조푸란-3,7-다이일을 나타내고, 이들 기 모두는 비치환되거나 또는 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있으며,
m은 0, 1 또는 2를 나타내고,
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, P-, P-Sp-, OH, CH2OH, 할로겐, -CN, -NO2, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환되는 실릴 또는 임의로 치환되는 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,
Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 또는 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 1 내지 12의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH2 기는 또한, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체되고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
Y1은 할로겐을 나타내고,
Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -OCO-, -CY=CY-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내되, 상기 라디칼 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 -C≡C-를 나타내고,
Y는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, H 또는 F를 나타낸다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 화합물 및 하나 이상의 추가적인 화합물(이는 또한 메소젠성, 액정 및/또는 중합가능한일 수 있음)을 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 본 발명에 따른 중합가능한 화합물 및 하나 이상의 추가적인 화합물(이는 또한 메소젠성, 액정이고/이거나 중합가능한 화합물일 수 있음)을 중합시켜 수득할 수 있는 중합체를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
- 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 중합가능한 성분 (A), 및
- 전술 및 후술되는 저분자량 화합물(단량체성 및 비-중합가능한)을 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상 포함하는 액정 성분 (B)(이후 "LC 호스트 혼합물"이라고도 지칭됨)
를 포함하는 LC 매질에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 저분자량 액정 화합물, 또는 전술 및 후술되는 LC 호스트 혼합물은 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 임의로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합되는, 전술 또는 후술되는 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 바람직하게는 전기장 또는 자기장의 인가에 의해, PSA 디스플레이에서 화학식 I의 중합가능한 화합물의 동일 반응계내 중합에 의해 LC 매질에 경사 각을 생성하기 위한, PS 및 PSA 디스플레이, 특히 LC 매질을 함유하는 PS 및 PSA 디스플레이에서의 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 화학식 I의 중합가능한 화합물 또는 본 발명에 따른 LC 매질을 함유하는 LC 디스플레이, 특히 PS 또는 PSA 디스플레이, 특히 바람직하게는 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS, PSA-포지티브-VA 또는 PSA-TN 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 2개의 기판 및 2개의 전극(이때, 하나 이상의 기판은 투광성이고, 하나 이상의 기판은 1개 또는 2개의 전극을 가짐)을 갖는 LC 셀, 및 상기 기판들 사이에 배치된, 중합된 성분 및 저분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층(이때, 상기 중합된 성분은, 바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가함에 의해, 상기 LC 셀의 기판들 사이의 LC 매질 내의 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합함으로써 수득가능하고, 상기 중합가능한 화합물 중 하나 이상은 화학식 I의 화합물임)을 함유하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 저분자량 액정 화합물 또는 전술 또는 후술되는 LC 호스트 혼합물과 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 포함하는 LC 매질을 전술 및 후술되는 2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀에 도입하고, 바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가함에 의해 상기 중합가능한 화합물을 중합하는, 전술 및 후술되는 LC 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 PS 및 PSA 디스플레이는, LC 셀을 형성하는 기판들 중 하나 또는 둘 다에 적용되는 바람직하게는 투명 층 형태의 2개의 전극을 갖는다. 각각의 경우에, 예를 들어 본 발명에 따른 PSA-VA, PSA-OCB 또는 PSA-TN 디스플레이에서와 같이 2개의 기판 각각에 하나의 전극이 적용되거나, 또는 예를 들어 본 발명에 따른 PSA-포지티브-VA, PSA-IPS 또는 PSA-FFS 디스플레이에서와 같이 2개의 기판 중 하나에 2개의 전극이 적용되고 나머지 기판은 전극을 갖지 않는다.
또한, 본 발명은 화학식 I의 신규의 화합물, 이의 제조 방법, 및 이러한 방법에 사용되거나 이로부터 수득되는 신규의 중간체에 관한 것이다.
하기 의미들이 상기 및 하기에 적용된다.
"경사(tilt)" 및 "경사 각(경사각)"이라는 용어는, LC 디스플레이(본원에서는 바람직하게는 PS 또는 PSA 디스플레이)에서 셀의 표면에 대한 LC 매질 내의 LC 분자들의 경사진 정렬에 관한 것이다. 본원에서 경사 각은, LC 분자(LC 방향자)의 종방향 분자 축과 평면-평행 외측 플레이트(이는 LC 셀을 형성함) 사이의 평균 각(90°미만)을 나타낸다. 경사 각의 작은 값(즉, 90°각으로부터의 큰 편차)은 여기서는 큰 경사에 해당한다. 경사 각의 적합한 측정 방법은 실시예에 제시되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 전술 및 후술된 경사 각 값은 상기 측정 방법과 관련된다.
"메소젠성 기"라는 용어는, 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌에 기술되어 있고, 이의 인력 및 척력의 비등방성으로 인해 본질적으로 저분자량 또는 중합체성 물질 중에 액정(LC) 상을 유발하는 데 기여하는 기를 나타낸다. 메소젠성 기를 함유하는 화합물(메소젠성 화합물)은 그 자체가 반드시 LC 상을 가질 필요는 없다. 또한, 메소젠성 화합물은 다른 화합물과의 혼합 후 및/또는 중합 후에만 LC 상 거동을 나타낼 수도 있다. 전형적인 메소젠성 기는, 예를 들어 강성 막대형 또는 디스크형 단위이다. 메소젠성 또는 LC 화합물과 관련하여 사용되는 용어 및 정의에 대한 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 주어져 있다.
"스페이서 기"(상기 및 하기에서 "Sp"로도 지칭됨)라는 용어는 또한 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 문헌(예컨대, 문헌[Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)] 및 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368] 참조)에 기술되어 있다. 달리 기재되지 않는 한, 상기 및 하기의 "스페이서 기" 또는 "스페이서"라는 용어는, 중합가능한 메소젠성 화합물에서 메소젠성 기와 중합가능한 기를 서로 연결하는 가요성 기를 나타낸다.
"반응성 메소젠" 또는 "RM"이라는 용어는, 메소젠성 기 및 중합에 적합한 하나 이상의 작용 기(이는 또한 중합가능한 기 또는 P 기로도 지칭됨)를 함유하는 화합물을 나타낸다.
"저분자량 화합물" 및 "비-중합가능한 화합물"이라는 용어는, 당해 분야의 숙련자에게 공지된 통상적 조건, 특히 RM의 중합에 사용되는 조건 하에 중합에 적합한 임의의 작용 기를 함유하지 않는 일반적으로 단량체성인 화합물을 나타낸다.
"유기 기"라는 용어는, 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
"탄소 기"라는 용어는, 하나 이상의 탄소 원자를 함유하고 추가의 원자는 함유하지 않거나(예컨대, -C≡C-), 임의로 하나 이상의 추가의 원자(예컨대, N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge)를 함유하는(예컨대, 카보닐 등) 1가 또는 다가 유기 기를 나타낸다. "탄화수소 기"라는 용어는, 추가로 하나 이상의 H 원자 및 임의로 하나 이상의 헤테로원자(예컨대, N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge)를 함유하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화되거나 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 탄소수 3 초과의 탄소 또는 탄화수소 라디칼은 직쇄, 분지쇄 및/또는 환형일 수 있고, 또한 스파이로 연결 또는 축합된 고리를 가질 수 있다.
"알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한, 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포함한다.
"아릴"이라는 용어는, 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. "헤테로아릴"이라는 용어는, 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 상기 정의된 바에 따르는 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 18의 임의로 치환되는 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 및 알콕시카보닐옥시; 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25의 임의로 치환되는 아릴, 헤테로아릴, 아릴옥시 및 헤테로아릴옥시; 또는 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 6 내지 25의 임의로 치환되는 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카보닐, 아릴옥시카보닐, 아릴카보닐옥시 및 아릴옥시카보닐옥시이다.
추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C40 알킬, C2-C40 알켄일, C2-C40 알킨일, C3-C40 알릴, C4-C40 알킬다이엔일, C4-C40 폴리엔일, C6-C40 아릴, C6-C40 알킬아릴, C6-C40 아릴알킬, C6-C40 알킬아릴옥시, C6-C40 아릴알킬옥시, C2-C40 헤테로아릴, C4-C40 사이클로알킬, C4-C40 사이클로알켄일 등이다. C1-C22 알킬, C2-C22 알켄일, C2-C22 알킨일, C3-C22 알릴, C4-C22 알킬다이엔일, C6-C12 아릴, C6-C20 아릴알킬 및 C2-C20 헤테로아릴이 특히 바람직하다.
추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 라디칼이며, 이는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있다.
Rx는 바람직하게는 H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬 쇄이고, 이때 하나 이상의 비인접 C 원자는 또한 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 불소로 대체될 수 있거나; 또는 탄소수 6 내지 40의 임의로 치환되는 아릴 또는 아릴옥시, 또는 탄소수 2 내지 40의 임의로 치환되는 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낼 수 있다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, 2급-부톡시, 3급-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.
바람직한 알킬 기는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, 2급-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.
바람직한 알켄일 기는, 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.
바람직한 알킨일 기는, 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.
바람직한 알콕시 기는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, 2급-부톡시, 3급-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시 등이다.
바람직한 아미노 기는, 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 1환형 또는 다환형일 수 있다. 즉, 이들은 1개의 고리(예를 들어, 페닐)를 함유할 수 있거나 또는 2개 이상의 고리를 함유할 수 있으며, 이들은 또한 융합되거나(예를 들어, 나프틸) 공유결합되거나(예를 들어, 바이페닐), 또는 융합 고리와 결합 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 바람직하게는 O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
이들 중에서 특히 바람직한 것은 탄소수 6 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 아릴 기 및 탄소수 2 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 헤테로아릴 기이며, 이들은 임의로 융합 고리를 함유하고 임의로 치환된다. 또한, 하나 이상의 CH 기가, O 원자 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 N, S 또는 O에 의해 대체될 수 있는 5-, 6- 또는 7원 아릴 및 헤테로아릴 기가 더욱더 바람직하다.
바람직한 아릴 기는, 예를 들어 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스파이로바이플루오렌 등이다.
바람직한 헤테로아릴 기는, 예를 들어 5원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 아이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸; 6원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합 기, 예컨대 인돌, 아이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프트이미다졸, 페난트르이미다졸, 피리드이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤즈옥사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 아이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 아이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 아이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조아이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 아이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜; 또는 이들 기의 조합이다. 헤테로아릴 기는 또한, 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가의 아릴 기 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수도 있다.
(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 오직 단일 결합만을 함유하는 포화 고리, 및 다중 결합을 함유할 수도 있는 부분 불포화 고리를 둘 다 포함한다. 헤테로환형 고리는 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se 중에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 1환형, 즉 단지 하나의 고리만을 함유하거나(예를 들어, 사이클로헥산); 또는 다환형, 즉 다수의 고리를 함유할 수 있다(예를 들어, 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄). 이들 중에서 특히 바람직한 것은 포화 기이다. 임의로 융합 고리를 함유하고 임의로 치환되는, 탄소수 3 내지 25의 1환형, 2환형 또는 3환형 기가 더욱더 바람직하다. 또한, 하나 이상의 탄소 원자가 Si에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기가 N에 의해 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비-인접 CH2 기가 -O- 및/또는 -S-에 의해 대체될 수 있는 5-, 6-, 7- 또는 8원 탄소환형 기가 더욱더 바람직하다.
바람직한 지환족 및 헤테로환형 기는, 예를 들어 5원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘; 7원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스파이로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.
바람직한 치환기는, 예를 들어 용해-촉진성 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시; 전자-끌기 기, 예컨대 플루오르, 나이트로 또는 나이트릴; 또는 중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키기 위한 치환기, 특히 예를 들어 3급-부틸 또는 임의로 치환되는 아릴 기와 같은 벌크 기(bulky group)이다.
또한, 상기 및 하기에서 "L"이라 지칭되기도 하는 바람직한 치환기는, 예를 들어 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2[여기서, Rx는 상기 제시된 의미를 가지며, Y1은 할로겐, 임의로 치환되는 탄소수 4 내지 40, 바람직하게는 4 내지 20의 실릴 또는 아릴, 및 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(여기서, 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의적으로 대체됨)를 나타냄]이다.
"치환된 실릴 또는 아릴"은, 바람직하게는, 할로겐, -CN, RO, -ORO, -CO-RO, -CO-O-RO, -O-CO-RO, 또는 -O-CO-O-RO(여기서, RO은 상기 제시된 의미를 갖는다)로 치환된 것을 의미한다.
특히 바람직한 치환기 L은, 예를 들어 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 및 페닐이다.
Figure pct00003
는 바람직하게는
Figure pct00004
또는
Figure pct00005
이고, 이때 L은 상기 제시된 의미 중 하나를 갖는다.
중합가능한 기 P는 자유-라디칼 또는 이온성 쇄 중합, 중부가 또는 중축합과 같은 중합 반응, 또는 중합체 주쇄 상의로의 부가 또는 축합과 같은 중합체-유사 반응에 적합한 기이다. 쇄 중합을 위한 기, 특히 C=C 이중 결합 또는 C≡C 삼중 결합을 함유하는 것들 및 고리 개환에 의한 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기가 특히 바람직하다.
바람직한 P 기는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-,
Figure pct00006
Figure pct00007
, CH2=CW2-(O)k3-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si- 중에서 선택되고, 이때 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, 특히 H, F, Cl 또는 CH3이고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, Phe는, 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 라디칼 L(이는, P-Sp-가 아님)에 의해 임의로 치환되는 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 바람직하게는 k3은 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
특히 바람직한 P 기는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-,
Figure pct00008
Figure pct00009
, CH2=CW2-O-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, 및 W4W5W6Si- 중에서 선택되고, 이때 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬을 나타내고, 특히 H, F, Cl 또는 CH3이고, W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고, W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1이고, 바람직하게는 k3은 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 특히 바람직한 P 기는 CH2=CW1-CO-O-, 특히 CH2=CH-CO-O-, CH2=C(CH3)-CO-O-, CH2=CF-CO-O-, CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-O-CO-, (CH2=CH)2CH-O-,
Figure pct00010
및
Figure pct00011
이다.
추가의 매우 특히 바람직한 P 기는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄, 3-에틸옥세탄 및 에폭사이드 중에서 선택되고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 나타낸다.
바람직한 스페이서 기 Sp는, 라디칼 P-Sp-가 화학식 P-Sp"-X"-에 상응하도록 화학식 Sp"-X" 중에서 선택되며, 이때
Sp"은, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬렌을 나타내고, 이는 임의로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다중치환되고, 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 또한 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NH-, -N(RO)-, -Si(RO0R000)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(RO0)-CO-O-, -O-CO-N(RO0)-, -N(RO0)-CO-N(RO0)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고,
X"은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(RO0)-, -N(RO0)-CO-, -N(RO0)-CO-N(RO0)-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CRO-, -CY2=CY3-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
R00 및 R000은 각각 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내며,
Y2 및 Y3은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X'은 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NRO-, -NRO-CO-, -NRO-CO-NRO- 또는 단일 결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp"은, 예를 들어 -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-, -CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiRO0R000-O)p1-(여기서, p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이며, RO0 및 R000은 상기 제시된 의미를 갖는다)이다.
특히 바람직한 기 -Sp"-X"-은 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 이때 p1 및 q1은 상기 제시된 의미를 갖는다.
특히 바람직한 기 Sp"은, 예를 들어 각각의 경우에 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 화학식 I에서 P는, 2개 이상의 중합가능한 기를 함유하는 라디칼(다작용성 중합가능한 라디칼)을 나타낸다. 이러한 유형의 적합한 라디칼, 및 이를 함유하는 중합가능한 화합물 및 이의 제조 방법은, 예를 들어 US 7,060,200 B1 또는 US 2006/0172090 A1에 기술되어 있다. 특히 바람직한 다작용성 중합가능한 라디칼은 하기 화학식 I*a 내지 I*m으로부터 선택된다:
Figure pct00012
Figure pct00013
상기 식에서,
"알킬"은, 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C(R00)=C(R000)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한, F, Cl 또는 CN으로 대체될 수 있고, R00 및 R000은 상기 제시된 의미를 갖고,
aa 및 bb는 각각 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,
X는 X'에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖고,
P1 내지 P5는 각각 서로 독립적으로, P에 대해 제시된 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 I의 중합가능한 화합물은 상기 화합물에 존재하는 라디칼 Z1 및 Z2 중 적어도 하나가 C≡C 삼중 결합을 나타내는 것을 특징으로 한다. 놀랍게도, 상기 화합물을 본 발명에 따른 LC 매질 및 PSA 디스플레이에 사용하였을 때, 원하는 선경사를 특히 빠르게 달성할 수 있고 디스플레이 제조 시간을 상당히 단축시킬 수 있음을 발견하였다. 본 발명에 따른 중합가능한 화합물이 PSA 디스플레이에서 상당히 더욱 빠른 중합 속도를 보이는데, 이는 보다 적은 미반응된 잔량이 LC 셀에 남게 됨을 의미하므로, 이의 전기-광학적 성질이 개선되고 상기 잔량의 제어 반응이 단순화된다.
하기 정의를 갖는 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다:
A1, A2 및 A3은 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일 또는 안트라센-2,7-다이일을 나타내고, 이때 이들 모든 기는 비치환되거나 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고,
L은 P-, P-Sp-, OH, CH2OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환되는 실릴, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 알콕시, 탄소수 2 내지 25, 바람직하게는 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 이때 이들 모든 기에서 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
Y1은 할로겐을 나타내고,
Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 또는 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 1 내지 12의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH2 기는 또한, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체되고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있다.
추가의 바람직한 전술 및 후술된 화학식 I의 화합물 및 이의 하위화학식은, 서로 조합될 수 있는 하기 바람직한 실시양태들 중 하나 이상으로부터 선택된다:
- P는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 아크릴레이트(CH2=CH-C(O)-O-) 또는 메타크릴레이트(CH2=C(CH3)-C(O)-O-)를 나타내고,
- s1은 1을 나타내고 s2는 0을 나타내거나, 또는 s1은 0을 나타내고 s2는 1을 나타내고,
- s1 및 s2는 0을 나타내고,
- Sp는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-, 바람직하게는 -(CH2)p1- 또는 -(CH2)p1-O-를 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 5, 특히 바람직하게는 1 내지 3의 정수를 나타내고,
- Sp 및/또는 Sp"은 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3의 알킬렌 라디칼을 나타내고,
- A1, A2 및 A3은, 각각 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, 페닐렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일을 나타내고, 이때 이들은 또한 전술 및 후술된 바와 같이 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고,
- L은 중합가능한 기를 나타내지도 않고 이를 함유하지도 않고,
- L은, 바람직하게는 F, Cl -CN, 및 탄소수 1 내지 25, 특히 바람직하게는 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 중에서 선택되는 중합가능한 기를 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 또한 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로, -C(R00)=C(R000)-, -C≡C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 대체될 수 있고,
- L은 F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN 또는 -SCN, 바람직하게는 F를 나타내고,
- L은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 이때 상기 모든 기에서 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
- L은 P- 또는 P-Sp-를 나타내고,
- 라디칼 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 -C≡C-를 나타내고 나머지 하나의 라디칼 Z1 및 Z2는 각각 서로 독립적으로 -C≡C-, -CO-O-, -O-CO- 또는 단일 결합을 나타내고,
- 라디칼 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 -C≡C-를 나타내고 라디칼 Z1 및 Z2 중 나머지 하나는 각각 서로 독립적으로 -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고,
- 화학식 I의 화합물에 나타나는 모든 라디칼 Z1 및 Z2는 -C≡C-를 나타내고,
- m은 0 또는 1을 나타내고,
- m은 0을 나타내고,
- m은 1을 나타내고 Z2는 -CO-O- 또는 -O-CO-를 나타내고,
- m은 1을 나타내고 Z2는 -C≡C- 또는 단일 결합을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 I의 화합물은 하기 하위화학식 Ia 내지 Iw로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
상기 식에서,
P, Sp 및 L은 전술 및 후술된 의미 중 하나를 갖고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, s는 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.
화학식 I 및 이의 하위화학식 Ia 내지 Ip의 화합물에서 P는 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 추가로 플루오로아크릴레이트를 의미한다.
화학식 I 및 이의 하위화학식 Ia 내지 Ip의 화합물에서 Sp는 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-, 또는 이들의 거울상을 의미하고, 이때 p1은 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1, 2, 3 또는 4의 정수를 의미하며, 여기서 인접한 벤젠 고리와는 O 원자를 통해 연결된다.
또한, 본 발명은 신규의 화학식 I의 화합물들에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 II로부터 선택되는 화학식 I의 화학물의 제조를 위한 신규 중간체에 관한 것이다:
[화학식 II]
Figure pct00018
상기 식에서,
Sp, s1, s2, A1, A2, A3, Z1, Z2 및 m은 화학식 I에 기재되거나 전술 및 후술된 의미를 갖고, G 및 G'는 각각 서로 독립적으로 H 원자 또는 보호기를 의미한다.
적합한 보호기 G는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 바람직한 보호기는 알킬, 아실 및 알킬실릴 또는 아릴실릴 기, 2-테트라하이드로피란일 또는 메톡시메틸이다.
화학식 II의 특히 바람직한 중간체는, 상기 언급된 하위화학식 Ia 내지 Ip에서 "P-"가 각각의 경우에 G-O-를 나타내고, "-P"가 각각의 경우에 -O-G'를 나타내고, 이때 G 및 G'은 바람직하게는 H를 나타내는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 적합하고 바람직한 화학식 I 및 II 및 이의 하위화학식의 화합물 및 중간체의 제조 방법이 이후 반응식에 예로 도시되고, 바람직하게는 이후 기재되는 단계들 중 하나 이상을 포함한다.
화학식 I 및 II 및 이의 하위화학식의 화합물 및 중간체는 당해 분야의 숙련자에게 공지된 방법과 유사하게 제조될 수 있고, 유기 화학의 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기술되어 있다.
예를 들어, 화학식 I의 화합물은, 기 P를 함유한 상응하는 산, 산 유도체, 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 화학식 II의 중간체를 에스터화 또는 에터화시켜 합성된다. 반응식 1에 예로 도시된 바와 같이, 화학식 I의 화합물(이때, P는 예를 들어 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기임)은 염기 및 임의로 4-(N,N-다이메틸아미노)피리딘(DMAP)의 존재 하에 산 유도체, 예컨대 (메트)아크릴로일 클로라이드 또는 (메트)아크릴계 무수물을 사용하여 G=G'=H인 화학식 II의 상응하는 알콜의 에스터화로 수득될 수 있다. 또한, 상기 알콜은, 예를 들어 다이사이클로헥실카보다이이미드(DCC)를 사용한 스테글리히(Steglich) 방법으로 탈수제의 존재 하에 (메트)아크릴산을 사용하여 에스터화될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 탈수제의 존재 하에 기 P를 함유한 산, 산 유도체 또는 할로겐화된 화합물을 사용하여 화학식 II의 화합물을 에스터화시키거나 에터화시키는 것을 포함하는 화학식 I의 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
반응식 1
Figure pct00019
(R은 H 또는 CH3이고, Sp, s1, s2, L, A1 내지 A3, Z1, Z2 및 m은 화학식 II에 정의된 바와 같다)
화학식 I 및 II의 화합물에서 톨란 골격의 합성은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 수행되며 문헌에 기술되어 있다. 특히 일부 적합한 변형례가 하기에 예로 도시되어 있으며(반응식 2), 따라서 아릴 할라이드 및 트라이플레이트(X는 Hal, OSO2CF3)는, 예를 들어 소노가시라(Sonogashira) 방법(Y=H, 예컨대 문헌[R. Chinchilla, C. Najera, Chem. Rev. 2007, 107, 874-922; J. Tsuji, Palladium Reagent and Catalysts; Wiley: New York, 1995] 참조), 스틸레(Stille) 방법(Y=Sn(알킬)3, 예컨대 문헌[V. Farina, V. Krishna-murthy, W.J. Scott, The Stille Reaction. Organic Reactions (Hoboken, NJ, United States)(1997), Vol. 50] 참조), 쿠마다(Kumada) 유형의 반응(Y=MgHal, 예컨대 문헌[T. Kamikawa, T. Hayashi, J. Org, Chem. 1998, 63(24), 8922-8925] 참조), 또는 네기시(Negishi) 방법(Y=ZnHal, 예컨대 문헌[R. Rossi et al., Tetrahedron 59 (2003) 2067-2081] 참조)에 의해 다수의 전이 금속-촉매화된 교차-커플링 반응에서 톨란 및 유사 다이아릴아세틸렌으로 전환될 수 있다.
반응식 2
Figure pct00020
아세틸렌 자체는 실릴아세틸렌과의 소노가시라 커플링에 의해 수득될 수 있다(반응식 3). 제 1 단계에서 수득된 아릴실릴아세틸렌을, 예를 들어 테트라부틸암모늄 플루오라이드 또는 올라(Olah) 시약을 사용하여 탈보호시켜 표적 화합물을 수득할 수 있다.
반응식 3
Figure pct00021
추가의 아릴아세틸렌은 코리-푹스(Corey-Fuchs) 방법에 의해 아릴카브알데하이드를 반응시켜 수득할 수 있다(문헌[Tetrahedron Lett. 1972, 36, 3769-3772], 반응식 4).
반응식 4
Figure pct00022
케토엔올로부터 물을 제거하여 말단 알킨을 수득할 수 있다(반응식 5, 예컨대 문헌[E. Negishi et al., Organic Syntheses, 1986, 64, 44-49; I.M. Lyapkalo, Synlett 2009, 4, 558-561] 참조).
반응식 5
Figure pct00023
또한, 본 발명은 화학식 I 및 II의 화합물의 제조, 특히 화학식 II의 화합물로부터 화학식 I의 화합물을 제조하기 위한 전술 및 후술된 방법에 관한 것이다.
PSA 디스플레이를 제조하는 경우, 상기 중합가능한 화합물은 (하나의 화합물이 2개 이상의 중합가능한 기를 함유하는 경우) 전압 인가로 상기 LC 디스플레이의 기판들 사이의 LC 매질 내에서 동일 반응계 중합에 의해 중합되거나 가교결합된다. 상기 중합은 단일 단계로 수행될 수 있다. 또한, 먼저, 선경사 각을 생성하기 위해 전압을 인가하여, 제 1 단계로 중합을 수행하고, 후속적으로 제 2 중합 단계로, 상기 제 1 단계에서 반응하지 않은 화합물을 전압의 인가 없이 중합 또는 가교결합시키는 것도 가능하다("최종 경화").
적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어 열중합 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 필요한 경우, 여기에 하나 이상의 개시제를 또한 가할 수 있다. 이러한 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며 문헌에 기술되어 있다. 자유-라디칼 중합에 적합한 것은, 예를 들어 시판되는 광개시제 이르가큐어(Irgacure)651(등록상표), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure)1173(등록상표)(시바 아게(Ciba AG)이다. 개시제가 사용되는 경우, 그 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 또한 개시제를 사용하지 않는 중합에 적합하며, 이는, 예를 들어 더 낮은 재료 비용, 및 특히 개시제의 가능한 잔량 및 이의 분해 생성물로 인한 LC 매질의 오염이 더 적은 것과 같은 상당한 이점을 수반한다. 따라서, 상기 중합은 또한 개시제의 첨가 없이 수행될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 중합 개시제를 전혀 포함하지 않는다.
상기 중합가능한 성분 (A) 또는 상기 LC 매질은 또한 예를 들어 저장 또는 수송 동안 RM의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수도 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며 문헌에 기술되어 있다. 예를 들어, 시판되는 안정화제 이르가녹스(Irganox)(등록상표) 시리즈(시바 아게), 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076이 특히 적합하다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 중합가능한 성분 (A)의 총량을 기준으로 안정화제의 비율은 바람직하게는 10 내지 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 500 ppm이다.
PSA 디스플레이에 사용하기 위한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1 중량% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 중합가능한 화합물, 특히 전술된 화학식 I 및 이의 하위화학식의 중합가능한 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물을 1종, 2종 또는 3종 포함하는 LC 매질이 특히 바람직하다.
또한, 상기 중합가능한 성분(성분 (A))이 오로지 본 발명에 따른 중합가능한 화합물만을 포함하는 LC 매질이 바람직하다.
또한, 성분 (B)가 LC 화합물 또는 LC 혼합물(이는 네마틱 액정 상을 가짐)인 LC 매질이 바람직하다.
또한, 성분 (A) 및/또는 (B)의 화합물이 오로지 비키랄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 본 발명에 따른 비키랄 중합가능한 화합물 및 LC 매질이 바람직하다.
또한, 상기 중합가능한 성분 또는 성분 (A)가, 하나의 중합가능한 기를 함유하는 본 발명에 따른 하나 이상의 중합가능한 화합물(일반응성); 및 2개 이상, 바람직하게는 2개의 중합가능한 기를 함유하는 본 발명에 따른 하나 이상의 중합가능한 화합물(이반응성 또는 다중반응성)을 포함하는, LC 매질이 바람직하다.
또한, 상기 중합가능한 성분 또는 성분 (A)가 2개의 중합가능한 기를 함유하는 본 발명에 따른 중합가능한 화합물(이반응성)만을 포함하는 LC 매질 및 PSA 디스플레이가 바람직하다.
본 발명에 따른 LC 매질 중의 상기 중합가능한 성분 또는 성분 (A)의 비율은 바람직하게는 5% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.5% 미만이다.
본 발명에 따른 LC 매질 중의 상기 액정 성분 또는 성분 (B)의 비율은 바람직하게는 95% 초과, 특히 바람직하게는 99% 초과이다.
본 발명에 따른 중합가능한 화합물은 개별적으로 중합될 수 있지만, 또한 본 발명에 따른 중합가능한 화합물을 2종 이상 포함하는 혼합물, 또는 본 발명에 따른 중합가능한 화합물 하나 이상 및 추가의 중합가능한 화합물(공단량체)(이는 바람직하게는 메소젠성 또는 액정임) 하나 이상을 포함하는 혼합물을 중합시킬 수도 있다. 이러한 혼합물의 중합의 경우에, 공중합체가 형성된다. 본 발명은 또한, 상기 및 하기에 언급되는 중합가능한 혼합물에 관한 것이다. 상기 중합가능한 화합물 및 공단량체는 메소젠성 또는 비-메소젠성이고, 바람직하게는 메소젠성 또는 액정이다.
특히 PSA 디스플레이에 사용하기 적합하고 바람직한 메소젠성 공단량체는 예를 들어 하기 화학식들로부터 선택된다:
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
P1 및 P2는 각각, 서로 독립적으로, 중합가능한 기, 바람직하게는 P에 대해 전술 및 후술되는 의미들 중 하나를 갖는 것을 나타내고, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭사이드 기를 나타내고,
Sp1 및 Sp2는 각각, 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기, 바람직하게는 Sp에 대해 전술 및 후술되는 의미들 중 하나를 갖는 것을 나타내고, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-을 나타내며, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, 상기에서 최후에 언급된 기의 인접 고리에 대한 연결은 O 원자를 통해서 일어나고,
또한, 라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 Raa를 나타낼 수 있으나, 단, 존재하는 라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 적어도 하나는 Raa를 나타내지 않고,
Raa는 H, F, Cl, CN 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비-인접 CH2 기는 또한, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1-로 대체될 수 있고, 특히 바람직하게는 임의로 단일플루오르화된 또는 다중플루오르화된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시(이때 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 C 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 C 원자를 갖는다)를 나타내고,
R0 및 R00은, 각각 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,
Ry 및 Rz는 각각, 서로 독립적으로, H, F, CH3 또는 CF3을 나타내고,
Z1은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2-를 나타내고,
Z2 및 Z3는 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n-을 나타내고, 이때 n은 2, 3 또는 4이고,
L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN 또는 임의로 단일플루오르화된 또는 다중플루오르화된 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 바람직하게는 F를 나타내고,
L' 및 L"는 각각, 서로 독립적으로, H, F 또는 Cl을 나타내고,
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고,
t는 0, 1 또는 2를 나타내고,
x는 0 또는 1이다.
전술된 중합가능한 화합물 이외에도, 본 발명에 따른 LC 디스플레이에 사용하기 위한 LC 매질은, 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상의 저분자량(즉, 단량체성 또는 비-중합된) 화합물을 포함하는 LC 혼합물("호스트 혼합물")을 포함한다. 2종 이상의 저분자량 화합물을 포함하는 LC 혼합물은 중합가능한 화합물의 중합에 사용되는 조건하에 중합 반응에 대해 안정하거나 비반응성이다. 대체로, 통상의 VA 및 OCB 디스플레이에 사용하기 적합한 임의의 LC 혼합물이 호스트 혼합물로서 적합하다. 적합한 LC 혼합물은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있으며, 예를 들어 VA 디스플레이용 혼합물은 EP 1 378 557 A1에 기술되어 있고, OCB 디스플레이용 혼합물은 EP 1 306 418 A1 및 DE 102 24 046 A1에 기술되어 있다.
본 발명의 제 1의 바람직한 실시양태에서, LC 매질은 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 포함한다. 이러한 LC 매질은 특히 PSA-VA 디스플레이에 사용하기 적합하다. 이러한 유형의 LC 매질의 특히 바람직한 실시양태는 하기 섹션 (a) 내지 (x)에 언급된다:
(a) 하기 화학식 CY 및/또는 PY로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질:
Figure pct00028
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
Figure pct00029
는
Figure pct00030
또는
Figure pct00031
를 나타내고,
R1 및 R2는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내되, 이때, 1개 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있으며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
Zx 및 Zy는 각각, 서로 독립적으로, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 나타내고,
L1 내지 L4는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2는 둘 다 F를 나타내거나, 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타내거나, 라디칼 L3 및 L4는 둘 다 F를 나타내거나, 라디칼 L3 및 L4 중 하나는 F를 나타내고 다른 것은 Cl를 나타낸다.
상기 화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
상기 화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
(b) 하기 화학식 ZK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00041
상기 식에서,
Figure pct00042
는
Figure pct00043
Figure pct00044
또는
Figure pct00045
를 나타내고,
Figure pct00046
는
Figure pct00047
또는
Figure pct00048
를 나타내고,
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH2 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 단일 결합이다.
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00049
Figure pct00050
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
(c) 하기 화학식 DK의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00051
상기 식에서, 각각의 경우에 개별 라디칼은 동일하거나 상이하게 하기의 의미를 갖는다:
R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 상기 R1에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,
Figure pct00052
는
Figure pct00053
또는
Figure pct00054
를 나타내고,
Figure pct00055
는
Figure pct00056
또는
Figure pct00057
를 나타내고,
e는 1 또는 2를 나타낸다.
상기 화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00058
Figure pct00059
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
(d) 하기 화학식 LY의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00060
상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
Figure pct00061
는
Figure pct00062
또는
Figure pct00063
를 나타내고,
f는 0 또는 1을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고, 이때 1개 또는 2개의 비인접 CH2 기는 또한, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고,
Zx 및 Zy는 각각, 서로 독립적으로, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 단일 결합이고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, 라디칼 L1 및 L2는 둘 다 F를 나타내거나, L1 및 L2 라디칼 중 하나는 F를 나타내고 다른 하나는 Cl를 나타낸다.
상기 화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
상기 식에서,
R1은 상기 기재된 의미를 갖고,
알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,
v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R1은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2-를 나타낸다.
(e) 하기 화학식 G1 내지 G4로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00067
상기 식에서,
알킬은 C1 -6-알킬을 나타내고,
Lx는 H 또는 F를 나타내고,
X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물이 특히 바람직하다.
(f) 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
상기 식에서,
R5는 상기 R1에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,
알킬은 C1 -6-알킬을 나타내고,
d는 0 또는 1을 나타내고,
z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
상기 화합물에서 R5는 특히 바람직하게는 C1 -6-알킬, C1 -6-알콕시 또는 C2 -6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는, 전술된 화학식의 화합물 하나 이상을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.
(g) 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 바이페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00071
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
상기 LC 혼합물 중의 상기 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00072
상기 식에서, 알킬*은 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 화합물을 하나 이상 포함한다.
(h) 하기 화학식 T의 터페닐 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00073
상기 식에서,
R5 및 R6는 각각, 서로 독립적으로, 상기 R1에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,
Figure pct00074
및
Figure pct00075
는 각각, 서로 독립적으로,
Figure pct00076
또는
Figure pct00077
를 나타내고,
L5는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F를 나타내고,
L6은 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F를 나타낸다.
상기 화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00078
Figure pct00079
Figure pct00080
Figure pct00081
상기 식에서,
R은 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고,
R*은 탄소수 2 내지 7의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,
m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CH-CH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 화학식 T 및 이의 하위화학식의 터페닐을 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량%의 양으로 포함한다.
상기 화학식 T1, T2, T3 및 T21의 화합물이 특히 바람직하다. 이들 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 탄소수 1 내지 5의 알킬 또는 알콕시이다.
본 발명에 따른 혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 것으로 의도되는 경우, 바람직하게는 터페닐이 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 바람직한 혼합물은 상기 화학식 T의 터페닐 화합물, 바람직하게는 상기 화학식 T1 내지 T22의 화합물의 군으로부터 선택되는 터페닐 화합물 하나 이상을 2 내지 20 중량% 포함한다.
(i) 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00082
Figure pct00083
상기 식에서,
R1 및 R2는 상기 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타낸다.
바람직한 매질은 상기 화학식 O1, O3 및 O4로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.
(k) 하기 화학식 FI의 화합물 하나 이상을 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 바람직하게는 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00084
상기 식에서,
Figure pct00085
은
Figure pct00086
를 나타내고,
R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타내고,
(F)는 임의적인 불소 치환기를 나타내고,
q는 1, 2 또는 3을 나타내고,
R7은 R1에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖는다.
특히 바람직한 상기 화학식 FI의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00087
Figure pct00088
상기 식에서,
R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고,
R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이 특히 바람직하다.
(m) 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00089
상기 식에서,
R8은 R1에 대해 기재된 의미를 갖고,
알킬은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼이다.
(n) 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 화합물, 예를 들어 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00090
Figure pct00091
상기 식에서,
R10 및 R11은 각각, 서로 독립적으로, R1에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고, 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 또는 알콕시 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일을 나타내고,
Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CH-CH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2- 또는 단일 결합을 나타낸다.
(o) 하기 화학식들의 다이플루오로-다이벤조크로만 및/또는 크로만 하나 이상을 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00092
Figure pct00093
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 상기 기재된 의미를 갖고,
고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,
Zm은 -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,
c는 0 또는 1이다.
특히 바람직한 상기 화학식 BC 및 CR의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00094
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
상기 식에서,
알킬 및 알킬*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일 결합을 나타내고,
알켄일 및 알켄일*은 각각 서로 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH(CH2)2-를 나타낸다.
상기 화학식 BC2의 화합물 1종, 2종 또는 3종을 포함하는 화합물이 매우 특히 바람직하다.
(p) 하기 화학식 PH 및 BF의 플루오르화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 하나 이상 추가로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00098
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 상기 기재된 의미를 갖고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
L은 F를 나타내고,
r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.
하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 화학식 PH 및 BF의 화합물이 특히 바람직하다:
Figure pct00099
상기 식에서,
R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.
(q) 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 이의 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 화합물 외에, 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 포함하지 않는 LC 매질.
(r) 바람직하게는 본 발명에 따른 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 화합물로부터 선택된 1 내지 5종, 바람직하게는 1, 2 또는 3종의 중합가능한 화합물을 포함하는 LC 매질.
(s) 전체 혼합물 중에서 중합가능한 화합물, 특히 화학식 I 또는 이의 하위화학식의 비율이 0.05 내지 5%, 바람직하게는 0.1 내지 1%인 LC 매질.
(t) 상기 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.
(u) 상기 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물 1 내지 8종, 바람직하게는 1 내지 5종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.
(v) 상기 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물 1 내지 10종, 바람직하게는 1 내지 8종을 포함하는 LC 매질. 전체 혼합물 중에서 이들 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이들 각각의 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다.
(w) 전체 혼합물 중에서 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인 LC 매질.
(x) 선경사 각이 바람직하게는 85°이하, 특히 바람직하게는 80°이하인 PSA-VA 디스플레이.
본 발명의 제 2의 바람직한 실시양태에서, 상기 LC 매질은 양의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한 LC 호스트 혼합물을 포함한다. 이러한 유형의 LC 매질은 특히 PSA-OCB-, PSA-TN-, PSA-포지티브-VA-, PSA-IPS- 또는 PSA-FFS-디스플레이에 사용하기 적합하다.
이러한 디스플레이의 특히 바람직한 실시양태는 하기와 같다:
하기 화학식 AA 및 BB의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질:
Figure pct00100
화학식 AA 및/또는 BB의 화합물과 함께, 하기 화학식 CC의 화합물 하나 이상을 포함하는 LC 매질:
Figure pct00101
상기 화학식 AA, BB 및 CC에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
Figure pct00102
는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우에 동일하거나 상이하게
Figure pct00103
을 나타내고,
Figure pct00104
는 각각 서로 독립적으로 각각의 경우에 동일하거나 상이하게
Figure pct00105
을 나타내고,
R21, R31, R41 및 R42는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 9의 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 플루오로알킬, 또는 탄소수 2 내지 9의 알켄일을 나타내고,
X0은 F, Cl, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 6의 할로겐화된 알켄일, 알켄일옥시를 나타내고,
Z31은 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O- 또는 단일 결합이고, 바람직하게는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합이고, 특히 바람직하게는 -COO-, 트랜스-CH=CH- 또는 단일 결합을 나타내고,
Z41 및 Z42는 -CH2CH2-, -COO-, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C=C- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합이고,
L21, L 22, L31 및 L 32는 H 또는 F이고,
g는 1, 2 또는 3이고,
h는 0, 1, 2 또는 3이다.
X0는 바람직하게는 F, Cl, CF3, CHF2, OCF3, OCHF2, OCFHCF3, OCFHCHF2, OCFHCHF2, OCF2CH3, OCF2CHF2, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CClF2, OCClFCF2CF3 또는 CH=CF2이고, 매우 바람직하게는 F 또는 OCF3이다.
상기 화학식 AA의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00106
Figure pct00107
상기 식에서,
A21, R21, X0, L21 및 L22는 화학식 AA에서 기재된 의미를 갖고,
L23 및 L24는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
X0은 바람직하게는 F를 나타낸다.
상기 화학식 AA1 및 AA2의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 화학식 AA1의 화합물은 하기 하위화학식의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00108
Figure pct00109
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,
X0, L21 및 L22는 화학식 AA1에서 기재된 의미를 갖고,
L23, L24, L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
X0은 바람직하게는 F를 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 AA1의 화합물은 하기 하위화학식들의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00110
Figure pct00111
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 바람직한 화학식 AA2의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00112
Figure pct00113
Figure pct00114
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미를 갖고,
X0, L21 및 L22는 화학식 AA에 기재된 의미를 갖고,
L23, L24, L25 및 L26은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이고,
X0은 바람직하게는 F이다.
매우 특히 바람직한 화학식 AA2의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00115
Figure pct00116
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미를 갖는다.
특히 바람직한 화학식 AA3의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미를 갖고,
X0, L21 및 L22는 화학식 AA3에 기재된 의미를 갖고,
X0은 바람직하게는 F이다.
특히 바람직한 화학식 AA4의 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00118
상기 식에서,
R0은 화학식 AA1에서 R21에 대해 기재된 의미를 갖는다.
상기 화학식 BB의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식들로 이루어진 군으로터 선택된다:
Figure pct00119
상기 식에서,
A31, A32, R31, X0, L31 및 L32는 화학식 BB에서 기재된 의미를 갖고,
X0은 바람직하게는 F이다.
상기 화학식 BB1 및 BB2의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 화학식 BB1의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00120
Figure pct00121
상기 식에서,
R3은 화학식 BB1에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖고,
X0, L31 및 L32는 화학식 BB1에 기재된 의미를 갖고,
X0은 바람직하게는 F이다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB1a의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00122
Figure pct00123
상기 식에서,
R3은 화학식 BB1에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB1b의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00124
상기 식에서,
R3은 화학식 BB1에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
특히 바람직한 화학식 BB2의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00125
Figure pct00126
상기 식에서,
R0은 화학식 BB2에서 R21에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖고,
X0, L31 및 L32는 화학식 BB2에 기재된 의미를 갖고,
L33, L34, L35 및 L36은 각각 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고,
X0은 바람직하게는 F이다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00127
Figure pct00128
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2b의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00130
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2c의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00131
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2d 및 BB2e의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00132
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2f의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00133
Figure pct00134
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2g의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00135
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2h의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00136
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2i의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00137
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
매우 특히 바람직한 화학식 BB2k의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00138
상기 식에서,
R3은 화학식 BB2에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
상기 화학식 BB1 및/또는 BB2의 화합물에 대한 대안으로 또는 이에 추가하여, 상기 LC 매질은 또한 상기 정의된 바와 같은 화학식 BB3의 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다.
특히 바람직한 화학식 BB3의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00139
상기 식에서,
R3은 화학식 BB3에서 R31에 대해 기재된 의미를 갖는다.
바람직하게는 상기 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은, 화학식 AA 및/또는 BB의 화합물에 더하여, 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 화학식 CC의 화합물 군으로부터 선택되는, -1.5 내지 +3 범위의 유전 이방성을 갖는 유전적으로 중성인 화합물을 하나 이상 포함한다.
특히 바람직한 화학식 CC의 화합물은 하기 하위화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00140
Figure pct00141
상기 식에서,
R41 및 R42는 화학식 CC에서 기재된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 플루오르화된 알킬 또는 플루오르화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 7의 알켄일, 알켄일옥시, 알콕시알킬 또는 플루오르화된 알켄일을 나타내고,
L4는 H 또는 F이다.
바람직하게는 상기 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은, 화학식 CC의 화합물에 더하여 또는 그 대신에, 하기 화학식 DD의 화합물 군으로부터 선택되는, -1.5 내지 +3 범위의 유전 이방성을 갖는 유전적으로 중성인 화합물을 하나 이상 포함한다:
Figure pct00142
상기 식에서,
A41, A42, Z41, Z42, R41, R42 및 h는 화학식 CC에서 기재된 의미들을 갖는다.
특히 바람직한 화학식 DD의 화합물은 하기 하위화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00143
상기 식에서,
R41 및 R42는 화학식 DD에서 기재된 의미를 갖고, R41은 바람직하게는 알킬을 나타내고, 화학식 DD1에서 R42는 바람직하게는 알켄일, 특히 바람직하게는 -(CH2)2-CH=CH-CH3를 나타내고, 화학식 DD2에서 R42는 바람직하게는 알킬, -(CH2)2-CH=CH2 또는 -(CH2)2-CH=CH-CH3을 나타낸다.
본 발명에 따른 LC 매질에서 화학식 AA 및 BB의 화합물의 농도는 바람직하게는 전체 혼합물 중의 2 내지 60%, 더욱 바람직하게는 3 내지 35%, 매우 특히 바람직하게는 4 내지 30%이다.
본 발명에 따른 LC 매질에서 화학식 CC 및 DD의 화합물의 농도는 바람직하게는 전체 혼합물 중의 2% 내지 70%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 65%, 더욱더 바람직하게는 10% 내지 60%, 매우 특히 바람직하게는 10%(바람직하게는 15%) 내지 50%이다.
전술된 바람직한 실시양태의 화합물과 전술된 중합된 화합물과의 조합은 본 발명에 따른 LC 매질 내에서 낮은 문턱 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 양호한 저온 안정성과 동시에 높은 등명점 및 높은 HR 값을 달성하며, PSA 디스플레이에서 특히 작은 선경사 각이 빨리 생성되게 한다. 특히, 종래 기술로부터의 매질에 비해, PSA 디스플레이에서 상기 LC 매질은 상당히 단축된 응답 시간, 특히 또한 회색-색조 응답 시간을 나타낸다.
상기 액정 혼합물은 20℃에서 바람직하게는 80K 이상, 특히 바람직하게는 100K 이상의 네마틱상 범위 및 250 mPa·s 이하, 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 VA-유형 디스플레이에서, 상기 LC 매질의 층 중의 분자는 스위치-오프 상태에서 전극 표면에 대하여 직각으로 정렬(호메오트로픽 정렬)되거나 또는 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전극에 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 종방향 분자 축이 전극 표면에 평행하도록 재정렬된다.
특히 PSA-VA 유형의 디스플레이에 사용되는, 본 발명의 제 1의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은 20℃ 및 1 kHz에서 바람직하게는 약 -0.5 내지 -10, 특히 약 -2.5 내지 -7.5 범위의 음의 유전 이방성 Δε을 갖는다.
PSA-VA 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 매우 특히 0.07 내지 0.12이다.
본 발명에 따른 OCB-유형 디스플레이에서, LC 매질의 층 중의 분자는 "벤드" 정렬 상태이다. 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 종방향 분자 축이 전극 표면에 수직이 되도록 재정렬된다.
PSA-OCB 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질은 본 발명의 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 양의 유전 이방성 Δε을 갖는 것들이고, 바람직하게는 20℃ 및 1 kHz에서 +4 내지 +17 범위의 양의 유전 이방성 Δε을 갖는다.
OCB 유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.14 내지 0.22, 특히 0.16 내지 0.22이다.
PSA-TN-, PSA-포지티브-VA-, PSA-IPS- 또는 PSA-FFS-유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명의 제 2의 바람직한 실시양태에 따른 LC 매질은 바람직하게는 +2 내지 +30, 특히 바람직하게는 +2 내지 +17, 매우 특히 바람직하게는 +3 내지 +15 범위의 양의 유전 이방성 Δε을 갖는다.
특히 PSA-TN-, PSA-IPS- 또는 PSA-FFS-유형의 디스플레이에 사용되는 본 발명에 따른 LC 매질의 복굴절률 Δn은 바람직하게는 0.07 내지 0.15, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.13이다.
본 발명에 따른 LC 매질은 또한, 당해 분야의 숙련자에게 공지되고 문헌에 기술된 추가의 첨가제, 예를 들어 중합 개시제, 저해제, 안정화제, 표면-활성 물질 또는 키랄 도판트를 포함할 수 있다. 이들은 중합가능하거나 비-중합가능한 것일 수 있다. 따라서, 중합가능한 첨가제는 중합가능한 성분 또는 성분 (A)로 분류된다. 이에 따라, 비-중합가능한 첨가제는 비-중합가능한 성분 또는 성분 (B)로 분류된다.
상기 LC 매질은, 예를 들어 키랄 도판트, 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 네마틱 상의 유전 이방성, 점도 및/또는 정렬을 개질하기 위해, 상기 LC 매질에, 0 내지 15 중량%의 다색성 염료, 나노입자, 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착체 염(예를 들면, 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)] 참조)을 가할 수 있다. 이러한 유형의 물질은, 예를 들어 DE-A 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430 및 28 53 728에 기술되어 있다.
본 발명에 따른 LC 매질의 바람직한 실시양태 (a) 내지 (z)의 개별적인 성분들은 공지되어 있거나, 또는 관련 분야의 숙련자들은 종래 기술로부터 표준 방법에 기초한 종래 기술로부터 그들을 제조할 수 있는 방법을 쉽게 유도할 수 있다. 상기 화학식 CY의 대응 화합물은, 예를 들면 EP-A-0 364 538에 기술되어 있다. 화학식 ZK에 대응하는 화합물은, 예를 들면 DE-A-26 36 684 및 DE-A-33 21 373에 기술되어 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 LC 매질은 통상적인 방식 자체, 예를 들면 하나 이상의 상기 언급된 화합물을 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 중합가능한 화합물 및 임의로는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 제조한다. 일반적으로, 더 적은 양으로 사용되는 성분의 목적하는 양을 유리하게는 승온에서 주성분 내에 용해시킨다. 또한, 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올 중의 성분들의 용액을 혼합한 다음, 완전히 혼합된 후에 용매를 예를 들면 증류에 의해 다시 제거할 수도 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 LC 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LC 매질이, 예를 들면 H, N, O, Cl, F가 대응하는 동위원소로 대체된 화합물을 포함할 수도 있다는 사실은 당해 분야의 숙련자들에게는 두말할 나위도 없다.
본 발명에 따른 LC 디스플레이의 구조는, 상기 인용된 종래 기술에 기술되어 있는 바와 같은 PSA 디스플레이의 통상적인 기하구조에 대응한다. 특히, 컬러 필터 면 상의 전극은 또한, 구조화되지 않고 단지 TFT 면 상의 전극만이 슬롯을 갖는, 돌출부가 없는 기하구조가 바람직하다. PSA-VA 디스플레이에 특히 적합하고 바람직한 전극 구조는, 예를 들면 US 2006/0066793 A1에 기술되어 있다.
하기 실시예들은 본 발명을 제한하지 않고 설명한다. 그러나, 하기 실시예는, 바람직하게 사용되는 화합물들, 및 이들 각각의 농도 및 이들의 서로 간의 조합을 갖는 바람직한 혼합물 개념을 당해 분야의 숙련자에게 보여준다. 또한, 하기 실시예들은, 이용가능한 특성 및 특성들의 조합을 예시한다.
다음 약어들이 사용된다:
(n, m, z: 각각의 경우에 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다)
[표 A]
Figure pct00144
Figure pct00145
Figure pct00146
Figure pct00147
Figure pct00148
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 LC 매질은 상기 표 A의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다.
하기 표 B는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타낸다.
[표 B]
Figure pct00149
Figure pct00150
상기 LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는 상기 표 B의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 도판트를 포함한다.
하기 표 C는, 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 나타낸다(여기서 n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8을 나타내고, 말단 메틸 기는 도시되지 않는다).
[표 C]
Figure pct00151
Figure pct00152
Figure pct00153
Figure pct00154
Figure pct00155
상기 LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. 상기 LC 매질은 바람직하게는 상기 표 C의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 안정화제를 포함한다.
하기 표 D는, 본 발명에 따른 LC 매질에서 바람직하게는 반응성 메소젠 화합물로서 사용될 수 있는 예시적 화합물들을 도시한다.
[표 D]
Figure pct00156
Figure pct00157
Figure pct00158
Figure pct00159
Figure pct00160
Figure pct00161
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 메소젠성 매질은 표 D의 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
또한, 하기 약어 및 기호가 사용된다:
V0은 20℃에서의 용량성 문턱 전압[V]을 나타낸다.
ne는 20℃ 및 589 nm에서의 이상(extraordinary) 굴절률을 나타낸다.
n0은 20℃ 및 589 nm에서의 정상(ordinary) 굴절률을 나타낸다.
Δn은 20℃ 및 589 nm에서의 광학 이방성을 나타낸다.
ε⊥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자(director)에 수직인 유전율(dielectric permittivity)을 나타낸다.
ε∥은 20℃ 및 1 kHz에서 방향자에 평행인 유전율을 나타낸다.
Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다.
cl.p., T(N,I)는 등명점[℃]을 나타낸다.
γ1은 20℃에서의 회전 점도[mPa.s]를 나타낸다.
K1은 20℃에서의 탄성 상수, "펼침(splay)" 변형률[pN]을 나타내다.
K2는 20℃에서의 탄성 상수, "비틀림(twist)" 변형률[pN]을 나타낸다.
K3은 20℃에서의 탄성 상수, "벤드" 변형률[pN]을 나타낸다.
달리 명백하게 기재되지 않는 한, 본원에서의 모든 농도는 중량%로 표시되며, 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 용매 없이 전부 고체 또는 액정 성분을 전체로 포함하는 대응 혼합물에 관한 것이다.
달리 명백하게 기재되지 않는 한, 본원에서의 모든 온도 값, 예를 들면 융점 T(C,N), 스멕틱(S) 상에서 네마틱(N) 상으로의 전이온도 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도(℃)로 표시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정질 상태이고, N은 네마틱 상이고, S는 스멕틱 상이고, I는 등방성 상이다. 상기 기호들 사이의 데이터는 전이 온도를 나타낸다.
각각의 경우에 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고, 20℃의 온도를 적용하고, Δn은 589 nm에서 측정되며, Δε은 1 kHz에서 측정된다.
본 발명에 있어서, "문턱 전압"이라는 용어는 달리 명백하게 기재되지 않는 한 프레데릭츠(Freedericksz) 문턱값으로도 알려져 있는 용량성 문턱값(V0)에 관한 것이다. 실시예에서, 일반적인 일이지만, 10% 상대 명암비에 대한 광학 문턱값(V10)이 표시될 수도 있다.
용량성 문턱 전압을 측정하는 데 사용되는 디스플레이는, 20 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층(이는 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킴)을 갖는다.
경사 각을 측정하는 데 사용되는 디스플레이 또는 시험 셀은, 4 ㎛ 분리된 2개의 평면-평행 유리 외측 플레이트들로 이루어지며, 이들 각각은 내측에, 전극 층 및 상부의 러빙되지 않은 폴리이미드 정렬 층을 가지며, 이때 2개의 폴리이미드 층들은 서로 평형하지 않게 러빙되어 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬을 유발시킨다.
상기 중합가능한 화합물은, 디스플레이에 전압(일반적으로는 10V 내지 30V 교류, 1 kHz)을 동시에 인가하면서, 예정된 시간 동안, 정의된 강도의 UV 광(일반적으로 365 nm)을 조사함으로써 디스플레 또는 시험 셀 내에서 중합된다. 실시예에서는, 달리 명백하게 기재되지 않는 한, 28 mW/㎠ 수은 증기 램프를 사용하였으며, 강도는, 365 nm 밴드-통과 필터가 장치된 표준 UV 미터(유시오(Ushio) UNI 미터)를 사용하여 측정하였다.
회전 결정 실험(오트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers) TBA-105)에 의해 경사 각을 측정하였다. 작은 값(즉, 90°로부터 큰 편차)은 큰 경사를 나타낸다.
VHR 값은 다음과 같이 측정된다: 0.3%의 중합가능한 단량체성 화합물을 LC 호스트 혼합물에 가하고, 생성 혼합물을 TN-VHR 시험 셀(90°로 러빙됨, TN-폴리이미드 정렬 층, 층 두께 d는 약 6 μm)에 도입한다. HR 값은, 1V, 60 Hz, 64 μs 펄스로 2시간 동안 UV 노출(태양 시험) 전후로, 100℃에서 5분 후에 결정된다(측정 장치: 오트로닉-멜쳐스 VHRM-105).
또한, "LTS"라 지칭되는 저온 안정성(즉, 저온에서 자발적으로 개별 성분이 결정화되어 나오는 것에 대한 LC 혼합물의 안정성)을 조사하기 위하여 1 g의 LC/RM 혼합물이 함유된 병을 -10℃에 저장하고, 상기 혼합물이 결정화되어 나오는지 규칙적으로 확인한다.
실시예 1: 4-[4-(2- 메틸아크릴로일옥시 ) 페닐에틴일 ]벤질 2- 메틸 - 아크릴레이트
1.1 4-(4- 하이드록시메틸페닐에틴일 )페놀
Figure pct00162
초기에 6.50 g(37.6 mmol)의 4-브로모페놀 및 5.00 g(37.8 mmol)의 4-에틴일-벤질 알콜을 70 ml의 THF 및 10 ml의 다이이소프로필아민에 도입하고, 1.50 g(2.14 mmol)의 비스(트라이페닐-포스핀)팔라듐(II) 클로라이드 및 0.40 g(2.10 mmol)의 구리(I) 요오다이드를 가한 후, 혼합물을 밤새 가열 환류시켰다. 100 ml의 에틸 아세테이트를 가한 후, 혼합물을 2 M 염산을 사용하여 산성화하고, 수성 상을 에틸 아세테이트로 3회 추출하고, 합친 유기 상을 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 실리카 겔 상의 크로마토그래피로 정제하여, 4-(4-하이드록시메틸페닐에틴일)페놀을 무색 고체로서 수득하였다.
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)
δ = 4,52 ppm (s, 2H, CH2), 5,27 (s, br., 1H, OH), 6,79 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ar-H), 7.34 (d, J = 8.1 Hz, 2H, Ar-H), 7,36 (d, J = 8.7 Hz, 2H, Ar-H), 7.45 (d, J = 8.1 Hz, 2H, Ar-H), 9.93 (s, br., 1H, OH).
1.2 4-[4-(2- 메틸아크릴로일옥시 ) 페닐에틴일 ]벤질 2- 메틸아크릴레이트
Figure pct00163
초기에 4-(4-하이드록시메틸페닐에틴일)페놀 및 2.5 ml의 트라이에틸아민을 40 ml의 다이클로로메탄에 도입하고, 1.5 g(14 mmol)의 아크릴로일 클로라이드의 용액을 빙냉하면서 가하였다. 3시간 후, 배취를 실리카 겔을 통해 여과하고, 용매를 진공에서 제거하였다. 조질 생성물을 에탄올로부터 결정화하여 4-[4-(2-메틸아크릴로일옥시)페닐에틴일]벤질 2-메틸아크릴레이트를 m.p. 65℃의 무색 결정으로서 수득하였다.
실시예 2: 6-{4-[3-(2- 메틸아크릴로일옥시 )프로필] 페닐에틴일 }나프탈렌-2-일 2-메 틸아크릴레이 트
2.1 2- 트라이이소프로필실란일옥시 -6- 트라이메틸실란일에틴일나프탈렌
Figure pct00164
초기에 35.0 g(90.4 mmol)의 (6-브로모나프탈렌-2-일옥시)트라이이소프로필실란을 120 ml의 THF 및 70 ml의 다이이소프로필아민에 도입하고, 3.50 g(5.0 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드 및 1.0 g(5.3 mmol)의 구리(I) 요오다이드를 가한 후, 30 ml의 THF 중의 25.0 g(0.255 mmol)의 트라이메틸실릴아세틸렌을 70℃에서 적가하였다. 배취를 70℃에서 4시간, 실온에서 밤새 교반하고, 150 ml의 MTB를 가하고, 혼합물을 물로 3회 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 진공에서 증발시켰다. 조질 생성물을 헵탄을 포함한 실리카 겔을 통해 여과하여 2-트라이이소프로필실란일옥시-6-트라이메틸실란일에틴일나프탈렌을 수득하고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다.
2.2 (6- 에틴일나프탈렌 -2- 일옥시 ) 트라이이소프로필실란
Figure pct00165
14.5 g(34.7 mmol)의 (6-에틴일나프탈렌-2-일옥시)트라이이소프로필실란을 250 ml의 고온 메탄올에 용해시키고, 5.2 g(37.6 mmol)의 칼륨 카보네이트를 가한 후, 혼합물을 실온에서 45분 동안 교반하였다. MTB 에터 및 포화 탄산수소 나트륨 용액을 배취에 가하고, 유기 상을 분리하고, 수성 상을 MTB 에터로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 헵탄/톨루엔(4:1)을 포함한 실리카 겔을 통해 여과하여, (6-에틴일나프탈렌-2-일옥시)트라이이소프로필실란을 무색 오일로서 수득하였다.
2.3 3-[4-(6- 트라이이소프로필실란일옥시나프탈렌 -2- 일에틴일 ) 페닐 ]프로판-1-올
Figure pct00166
초기에 7.0 g(32.5 mmol)의 3-(4-브로모페닐)프로판-1-올을 70 ml의 THF 및 30 ml의 다이이소프로필아민에 도입하고, 1.0 g(1.4 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드 및 0.4 g(2.1 mmol)의 구리(I) 요오다이드를 가한 후, 30 ml의 THF 중의 16.4 g(50.5 mmol)의 (6-에틴일나프탈렌-2-일옥시)트라이이소프로필실란을 70℃에서 적가하였다. 배취를 70℃에서 5시간 동안 교반하고, 200 ml의 에틸 아세테이트를 가하고, 혼합물을 물로 3회 세척하였다. 합친 수성 상을 에틸 아세테이트로 추출하고, 합친 유기 상을 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 진공에서 증발시켰다. 조질 생성물을 먼저 톨루엔, 그 후에 톨루엔/에틸 아세테이트(7:3)을 포함한 실리카 겔 상에서 크로마토그래피하여, 2-트라이이소프로필실란일옥시-6-트라이메틸실란일에틴일나프탈렌을 갈색 오일로서 수득하고, 이를 추가 정제 없이 다음 단계에서 사용하였다.
2.4 6-[4-(3- 하이드록시프로필 ) 페닐에틴일 ]나프탈렌-2-올
Figure pct00167
8.0 g(17.4 mmol)의 3-[4-(6-트라이이소프로필실란일옥시나프탈렌-2-일에틴일)-페닐]프로판-1-올을 100 ml의 THF에 용해시키고, THF 중의 테트라부틸암모늄 플루오라이드의 1 M 용액 22 ml(22 mmol)을 빙냉하면서 가하였다. 20분 후, 냉각을 멈추고, 배취를 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 배취를 물에 가하고, 묽은 염산을 사용하여 산성화하고, 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 합친 유기 상을 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 용매를 진공에서 제거하고, 잔류물을 톨루엔/에틸 아세테이트/에탄올(60:39:1)을 포함한 실리카 겔 상에서 크로마토그래피하였다. 조질 생성물을 톨루엔으로부터 결정화하여, 6-[4-(3-하이드록시프로필)페닐에틴일]나프탈렌-2-올을 무색 고체로서 수득하였다.
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)
δ = 1.91 ppm (mc, 2 H, -CH2CH2CH2-), 2.74 (t, J = 7.5 Hz, 2 H, Ar-CH2-), 3.69 (mc, 2 H, -CH2-OH), 5.18 (s, 1 H, OH), 7.12 (mc, 2 H, Ar-H), 7.20 (AB-d, J = 8.2 Hz, 2 H, Ar-H), 7.49 (AB-d, J = 8.2 Hz, 2 H, Ar-H), 7.53 (dd, J = 8.5 Hz, J = 1.6 Hz, 1 H, Ar-H), 7.64 (d, J = 8.5 Hz, 1 H, Ar-H), 7.73 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, Ar-H), 7.97 (d, br., J = 0.8 Hz, 1 H, Ar-H).
2.5 6-{4-[3-(2- 메틸아크릴로일옥시 )프로필] 페닐에틴일 }나프탈렌-2-일 2- 메타크릴레이트
Figure pct00168
실시예 1의 절차와 유사하게, 6-[4-(3-하이드록시-프로필)페닐에틴일]나프탈렌-2-올을 출발 물질로 하여 6-{4-[3-(2-메틸아크릴로일옥시)프로필]페닐에틴일}나프탈렌-2-일 2-메틸아크릴레이트를 m.p. 85℃의 무색 결정으로서 수득하였다.
실시예 3: 4'-{4-[3-(2- 메틸아크릴로일옥시 )프로필] 페닐에틴일 } 바이페닐 -4-일 2- 메타크릴레이트
Figure pct00169
실시예 2에 기재된 합성 공정 절차와 유사하게, 4-브로모바이페닐-4-올을 출발 물질로 하여 4'-{4-[3-(2-메틸아크릴로일옥시)프로필]페닐에틴일}바이페닐-4-일 2-메타크릴레이트를 m.p. 123℃의 무색 결정으로서 수득하였다.
사용예 1
네마틱 LC 혼합물 N1을 하기와 같이 배합하였다:
Figure pct00170
하기에 도시한 실시예로부터의 0.3%의 중합가능한 단량체성 화합물을 LC 혼합물 N1에 첨가하고, 생성 혼합물을 VA e/o 시험 셀(역평행 방향으로 러빙됨, VA-폴리이미드 정렬층, 층 두께 d는 약 4 μm)에 도입하였다. 상기 셀을, 24 V(교류)의 전압을 사용하여 지정된 시간 동안 50 mW/㎠의 세기를 갖는 UV 광으로 조사하여, 상기 단량체성 화합물의 중합을 유도하였다. 결정 회전 실험(오트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers) TBA-105)으로 UV 조사 전후에 경사각을 측정하였다.
중합 속도를 측정하기 위하여, 다양한 노출 시간 후에 시험 셀 내의 미중합된 RM의 잔류 함량(중량%)을 HPLC 방법을 사용하여 측정하였다. 이를 위해, 각 혼합물을 지시된 조건 하에 시험 셀 내에서 중합하였다. 그 후, 혼합물을 메틸 에틸 케톤을 사용하여 시험 셀로부터 세척해내고 측정하였다.
Figure pct00171
Figure pct00172
다양한 노출 시간 후의 경사각 결과 및 RM 농도를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1 (t = 노출 시간)
Figure pct00173
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 2 및 3으로부터의 본 발명에 따른 단량체에 의해, 중합 후의 작은 경사각 및 매우 빠른 중합 속도를 매우 빠르게 달성할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 I의 화합물의, 액정(LC) 매질, 및 PS(중합체-지속된) 또는 PSA(중합체 지속된 정렬) 유형의 LC 디스플레이에서의 용도:
    [화학식 I]
    Figure pct00174

    상기 식에서,
    P는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 중합가능한 기를 나타내고,
    Sp는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 스페이서 기를 나타내고,
    s1 및 s2는 각각, 서로 독립적으로, 0 또는 1을 나타내고,
    A1, A2 및 A3은 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일 또는 나프탈렌-2,6-다이일(이때, 이들 기 중 하나 이상의 CH 기는 또한 N으로 치환될 ㅅ 있다), 페난트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 9,10-다이하이드로펜-안트렌-2,7-다이일, 9H-플루오렌-2,7-다이일, 9,9-다이메틸플루오렌-2,7-다이일 또는 다이벤조푸란-3,7-다이일을 나타내고, 이들 기 모두는 비치환되거나 또는 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있으며,
    m은 0, 1 또는 2를 나타내고,
    L은 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, P-, P-Sp-, OH, CH2OH, 할로겐, -CN, -NO2, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환되는 실릴 또는 임의로 치환되는 탄소 기 또는 탄화수소 기를 나타내고,
    Rx는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 또는 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 1 내지 12의 직쇄, 분지쇄 또는 환형 알킬을 나타내고, 이때 하나 이상의 비인접 CH2 기는 또한, O 및/또는 S 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체되고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
    Y1은 할로겐을 나타내고,
    Z1 및 Z2는 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -OCO-, -CY=CY-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내되, 상기 라디칼 Z1 및 Z2 중 적어도 하나는 -C≡C-를 나타내고,
    Y는 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, H 또는 F를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 I의 화합물에서,
    A1 및 A2는 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-2,6-다이일, 페난트렌-2,7-다이일 또는 안트라센-2,7-다이일을 나타내고, 이때 이들 모든 기는 비치환되거나 L로 일치환 또는 다중치환될 수 있고,
    L은 P-Sp-, OH, CH2OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 임의로 치환되는 실릴, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 1 내지 25, 바람직하게는 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 25, 바람직하게는 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알켄일, 알킨일, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시를 나타내고, 이때 이들 모든 기에서 하나 이상의 H 원자는 또한 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,
    Rx 및 Y1은 제 1 항에 기재된 의미를 갖는, 용도.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화학식 I의 화합물이 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 용도:
    Figure pct00175

    Figure pct00176

    Figure pct00177

    Figure pct00178

    상기 식에서,
    P, Sp 및 L은 제 1 항에 기재된 의미를 갖고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, s는 0, 1, 2 또는 3을 나타낸다.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 기판 및 2개의 전극을 갖는 LC 셀, 및 상기 기판들 사이에 위치하며 중합된 성분 및 저분자량 성분을 포함하는 LC 매질의 층을 함유하는 PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이에서의 용도로서,
    하나 이상의 기판이 광에 투명하고 하나 이상의 기판이 1 또는 2개의 전극을 갖고,
    상기 중합된 성분은, 바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가함으로써, 상기 LC 셀의 기판들 사이에서 상기 LC 매질 중의 하나 이상의 중합가능한 화합물을 중합시켜 수득가능하고, 이때 상기 하나 이상의 중합가능한 화합물은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 중합가능한 화합물인, 용도.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 매질이 하나 이상의 하기 화학식 CY 및/또는 PY의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용도:
    Figure pct00179

    상기 식에서,
    a는 1 또는 2를 의미하고,
    b는 0 또는 1을 의미하고,
    Figure pct00180
    는
    Figure pct00181
    또는
    Figure pct00182
    를 의미하고,
    R1 및 R2는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 의미하며, 이때, 1 또는 2개의 비인접 CH2 기는 또한, O 원자들이 직접 서로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
    Zx는 -CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -O-, -CH2-, -CH2CH2- 또는 단일 결합을 의미하며, 바람직하게는 단일 결합을 의미하고,
    L1 내지 L4는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 의미한다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 매질이 하나 이상의 하기 화학식 ZK의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용도:
    Figure pct00183

    상기 식에서,
    Figure pct00184
    는
    Figure pct00185
    Figure pct00186
    또는
    Figure pct00187
    를 의미하고,
    Figure pct00188
    는
    Figure pct00189
    또는
    Figure pct00190
    를 의미하고,
    R3 및 R4는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 12의 알킬을 의미하며, 이때, 1 또는 2개의 비인접 CH2 기는 또한, O 원자들이 직접 서로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고,
    Zy는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF- 또는 단일 결합을 의미한다.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 LC 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 LC 디스플레이가 PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS, PSA-포지티브-VA 또는 PSA-TN 디스플레이인 것을 특징으로 하는, LC 디스플레이.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 중합가능한 화합물을 하나 이상 포함하는 LC 매질.
  10. 제 9 항에 있어서,
    - 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함하는 중합가능한 성분 (A), 및
    - 하나 이상의 저분자량 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)
    를 포함하며, 이때
    성분 (A)가 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 중합가능한 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, LC 매질.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    성분 (B)가 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 화학식 CY, PY 및 ZK로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하는, LC 매질.
  12. 2개의 기판 및 2개의 전극을 가지며, 이때 하나 이상의 기판은 광에 투명하고 하나 이상의 기판은 1 또는 2개의 전극을 포함하는 LC 셀에, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질을 도입하고, 바람직하게는 상기 전극에 전압을 인가하여, 중합가능한 화합물을 중합시키는, PS 또는 PSA 유형의 LC 디스플레이의 제조 방법.
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