KR20130132915A

KR20130132915A - 액정 매질

Info

Publication number: KR20130132915A
Application number: KR1020137018421A
Authority: KR
Inventors: 하랄트 히르쉬만; 사비네 쇼엔
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-12-05
Also published as: TW201235454A; TWI702277B; EP2652087B1; TWI567173B; TW201725259A; TWI654284B; US20180327667A1; JP2014506265A; WO2012079676A1; US11279879B2; CN103261371A; EP2652087A1; US10047292B2; TW201925438A; JP6009453B2; DE102011118786A1; US20130256596A1; CN103261371B; KR101972177B1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 하기 화학식 IA의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 IB의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질, 및 이의 전기-광학 목적, 특히 셔터 안경, 3D 제품, TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스프레이에서의 용도에 관한 것이다:
[화합물 IA]

[화합물 IB]

상기 식에서, R^A, R^B, X^A, X^B 및 Y¹ ^-13은 청구항 제 1 항에 기재된 정의를 갖는다.

Description

액정 매질{LIQUID CRYSTALLINE MEDIUM}

본 발명은 액정 매질(LC 매질), 전기-광학 목적을 위한 액정 매질의 용도, 및 액정 매질을 포함하는 LC 디스플레이에 관한 것이다.

액정은 그 광학적 성질이 적용 전압에 따라 변할 수 있기 때문에, 주로 디스플레이 장치에서 유전체로 사용된다. 액정에 기초한 전기-광학 장치는 당해 분야의 숙련자에게 널리 주지되어 있으며 여러 효과에 기초를 둘 수 있다. 이러한 장치의 예로는 동적 산란을 갖는 셀, DAP(정렬된 상의 변형) 셀, 게스트/호스트 셀, 트위스트형 네마틱 구조를 갖는 TN 셀, STN(수퍼트위스트형 네마틱) 셀, SBE(초복굴절 효과) 셀 및 OMI(광학적 모드 간섭) 셀이 있다. 가장 일반적인 디스플레이 장치는 샤트-헬프리히(Schadt-Helfrich) 효과에 기초한 것이고 트위스트형 네마틱 구조를 가진다.

액정 물질은 우수한 화학적 및 열적 안정성을 가져야 하고 전기장 및 전자기선에 대하여 우수한 안정성을 가져야 한다. 더욱이, 액정 물질은 낮은 점도를 가져야 하고 셀에 있어서 짧은 어드레싱 시간, 낮은 문턱 전압 및 높은 콘트라스트를 생성하여야 한다.

이들은 또한 일상적인 작동 온도, 즉 실온 이상 및 이하의 가능한 한 가장 넓은 범위 내에서 적절한 중간상(mesophase), 예컨대 상기 언급한 셀의 경우 네마틱 또는 콜레스테릭 중간상을 가져야 한다. 액정은 일반적으로 복수의 구성요소들의 혼합물로 사용되므로, 구성요소들이 서로 쉽게 혼합되는 것이 중요하다. 전기 전도성, 유전 이방성 및 광학 이방성과 같은 기타 성질은 셀 유형 및 적용 영역에 따라 다양한 요건을 충족하여야 한다. 예컨대, 트위스트형 네마틱 구조를 갖는 셀의 물질은 양의 유전 이방성 및 낮은 전기 전도성을 가져야 한다.

예컨대, 개개의 픽셀을 전환하기 위한 통합된 비선형 요소를 갖는 매트릭스 액정 디스플레이(MLC 디스플레이)의 경우는, 큰 양의 유전 이방성, 넓은 네마틱 상, 비교적 낮은 복굴절률, 매우 높은 비저항, 우수한 자외선 및 온도 안정성, 및 낮은 증기압을 갖는 매질이 바람직하다.

이러한 유형의 매트릭스 액정 디스플레이는 공지되어 있다. 개개의 픽셀의 개별적인 스위칭을 위해 사용될 수 있는 비선형 요소는, 예컨대 능동형 요소(즉, 트랜지스터)이다. 그래서 "능동형 매트릭스"라는 용어가 사용되는데, 이는 하기 두 가지 유형으로 구분될 수 있다:

1. 기판으로서의 규소 웨이퍼 상의 MOS(금속 산화물 반도체) 또는 다른 다이오드.

2. 기판으로서의 유리판 상의 박막 트랜지스터(TFT).

기판 물질로서 단결정 규소를 사용하는 경우는, 여러 부분-디스플레이의 모듈식 조립이 그 결합에 문제를 일으킬 수 있으므로, 디스플레이 크기에 제한이 있다.

보다 바람직한, 좀더 전도유망한 유형 2의 경우에 있어서, 이용되는 전기-광학적 효과는 일반적으로 TN 효과이다. 2가지 기술, 예컨대 CdSe와 같은 화합물 반도체를 포함하는 TFT 기술, 또는 다결정성 또는 비결정성의 규소에 기초한 TFT 기술 간에는 차이가 있다. 후자의 기술에 대해서는 전 세계적으로 심도있는 연구가 행해지고 있다.

TFT 매트릭스는 디스플레이의 한 유리판의 안쪽에 적용되는 반면에 다른 유리판은 그 안쪽에 투명한 반대 전극을 갖는다. 픽셀 전극의 크기와 비교할 때, TFT는 매우 작고 실질적으로 이미지에 대해 나쁜 효과를 내지 않는다. 이 기술은 또한 전색(fully colour-capable) 디스플레이로 확장될 수 있는데, 이 디스플레이에서는 필터 요소가 각각의 스위칭가능한 픽셀의 반대쪽에 있게 되는 방식으로 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크가 정렬된다.

TFT 디스플레이는 일반적으로 투과시에 교차형 편광자를 갖는 TN 셀로서 작동하고 후광 발광한다.

본원에서 MLC 디스플레이라는 용어는 통합된 비선형 요소를 갖는 임의의 매트릭스 디스플레이를 포괄하는 것으로, 즉 능동형 매트릭스 외에도, 배리스터 또는 다이오드와 같은 수동형 요소를 갖는 디스플레이도 포함한다(MIM은 금속-절연체-금속임).

이러한 유형의 MLC 디스플레이는 특히 TV 장치(예컨대 휴대용 TV), 또는 컴퓨터 장치(노트북) 및 자동차 또는 항공기 건축에 있어서의 고-정보 디스플레이에 적합하다. 콘트라스트의 각 의존도 및 응답 시간에 관한 문제 외에도, 또한 액정 혼합물의 부적절하게 높은 비저항으로 인하여 MLC 디스플레이에 문제점이 발생한다(문헌[TOGASHI, S., SEKOGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141 ff, Paris]; [STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145 ff, Paris]). 저항을 감소시키면, MLC 디스플레이의 콘트라스트가 악화되고, 잔상 제거의 문제가 발생할 수 있다. 액정 혼합물의 비저항은 일반적으로 디스플레이의 내부 표면과의 상호작용으로 MLC 디스플레이의 수명을 떨어뜨리기 때문에, 허용가능한 서비스 수명을 얻기 위해 높은 (초기) 저항이 매우 중요하다. 특히 저-전압 혼합물의 경우에 있어서, 지금까지는 매우 높은 비저항 값을 얻는 것이 불가능했다. 온도의 증가 및 가열 후 및/또는 자외선 노출 후에 비저항이 가장 작은 증가를 나타내는 것이 더욱 중요하다. 또한, 종래 기술의 혼합물의 저온 특성은 특히 불리하다. 심지어 낮은 온도에서도, 결정화 및/또는 스멕틱 상이 일어나지 않고 점도의 온도 의존성이 가능한 한 낮을 것이 요구된다. 그러므로 종래 기술의 MLC 디스플레이는 오늘날의 요건을 충족시키지 못한다.

후광을 사용하는, 즉 투과적으로 및 바람직하게는 반투과적으로 작동되는 액정 디스플레이 외에도, 반사성 액정 디스플레이가 또한 특히 흥미롭다. 이러한 반사성 액정 디스플레이는 정보 디스플레이를 위하여 주위의 빛을 사용한다. 그러므로 이들은 상응하는 크기 및 해상도를 갖는 후광 액정 디스플레이보다 상당히 낮은 에너지를 소비한다. TN 효과는 매우 우수한 콘트라스트를 특징으로 하기 때문에, 이러한 유형의 반사성 디스플레이는 밝은 주위 조건에서도 잘 읽힐 수 있다. 예컨대, 시계 및 휴대용 계산기에 사용되고 있듯이, 이는 이미 단순 반사성 TN 디스플레이로 알려져 있다. 그러나, 이 원리는 또한 고 품질의 더 높은 해상도의 능동형 매트릭스-어드레싱된 디스플레이(예컨대, TFT 디스플레이)에 적용될 수도 있다. 여기서, 일반적으로 전형적인 투과성 TFT-TN 디스플레이에서와 같이, 낮은 복굴절률(Δn)을 갖는 액정의 사용은 낮은 광학 지연도(d·Δn)를 달성하기 위해 필요하다. 이러한 낮은 광학 지연도는 일반적으로 허용가능한 콘트라스트의 낮은 시야각 의존도를 초래한다(DE 30 22 818 참조). 반사성 디스플레이에서는, 빛이 통과하는 유효 층 두께가 빛이 동일한 층 두께를 갖는 투과성 디스플레이에서보다 반사성 디스플레이에서 약 2배 더 크므로 낮은 복굴절률을 갖는 액정의 사용은 투과성 디스플레이에서보다 훨씬 더 중요하다.

셔터 안경으로 3D 효과를 만들기 위해, 특히 낮은 회전 점도 및 이에 따라 높은 광학 이방성(Δn)을 갖는 빠른 스위칭용(fast-switching) 혼합물을 사용한다. 디스플레이의 2-차원적 표현을 3-차원적 무-안경 입체영상(autostereoscopic) 표현으로 스위칭시킬 수 있는 전기-광학 렌즈 시스템은, 높은 광학 이방성(Δn)을 갖는 혼합물을 사용하여 만들 수 있다.

그러므로 위의 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로 갖는 낮은 온도 및 낮은 문턱 전압에서조차도 큰 작동온도 범위, 짧은 응답시간을 가짐과 동시에 매우 높은 비저항을 갖는 MLC 디스플레이에 대한 수요가 계속 커지고 있다.

TN(샤트-헬프리히) 셀의 경우, 셀에서 하기의 이점을 촉진하는 매질이 바람직하다:

- 확장된 네마틱 상 범위(특히 저온까지)

- 극저온에서의 스위칭능력(야외에서의 사용, 자동차, 항공전자공학)

- 자외선 복사선에 대한 증가된 저항성(더 긴 수명)

- 낮은 문턱 전압.

종래 기술에 따른 매질은 다른 파라미터를 유지하면서 동시에 이러한 이점을 달성할 수 없다.

수퍼트위스트형(STN) 셀의 경우에, 더 큰 다중성 및/또는 더 낮은 문턱 전압 및/또는 더 넓은 네마틱 상 범위(특히 저온에서)를 가능하게 하는 매질이 바람직하다. 이를 위해, 활용가능한 파라미터 범위(등명점, 스멕틱-네마틱 전이 또는 융점, 점도, 유전성 파라미터, 탄성 파라미터)의 추가적인 확장이 매우 긴요하다.

특히 TV 및 비디오 제품(예컨대, LCD-TV, 모니터, PDA, 노트북, 레임 콘솔 등)용 LC 디스플레이의 경우, 응답 시간의 상당한 감소가 바람직하다. 이는 낮은 회전 점도 및 높은 유전 이방성을 갖는 LC 혼합물을 필요로 한다. 동시에, 이러한 LC 매질은 높은 등명점, 바람직하게는 80℃ 이상을 가져야 한다.

본 발명의 목적은, 특히 상기 유형의 MLC, FFS, IPS, TN. 포지티브(positive) VA 또는 STN 디스플레이에 있어서, 상기 언급한 결점을 갖지 않거나 감소된 정도로 갖는, 그리고 바람직하게는 높은 등명점을 가짐과 동시에 빠른 응답 시간 및 낮은 회전 점도를 가질 뿐만 아니라 높은 유전 이방성 및 낮은 문턱 전압을 갖는 매질을 제공하는 것이다.

이런 목적은 하나 이상의 하기 화학식 IA의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 IB의 화합물을 포함하는 LC 매질을 사용하는 경우에 달성될 수 있음이 밝혀졌다. 화학식 IA 및 IB의 화합물은 상기 언급된 바람직한 특성을 갖는 LC 혼합물을 생성한다.

본 발명은 하나 이상의 하기 화학식 IA의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 IB의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질에 관한 것이다:

[화학식 IA]

[화학식 IB]

상기 식에서,

R^A 및 R^B는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이며, 이때 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,

X^A 및 X^B는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고, 이때 이들 라디칼은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖고;

Y¹ 내지 Y¹³은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이다.

놀랍게도, 화학식 IA 및 IB의 화합물을 포함하는 혼합물은 높은 유전 이방성(Δε)을 갖는 동시에 유리한 회전 점도(γ₁)/등명점 비를 갖는 것으로 밝혀졌다. 그러므로 상기 혼합물은 낮은 γ₁ 및 매우 높은 등명점을 갖는 액정 혼합물을 달성하기에 특히 적합하다. 또한, 화학식 IA 및 IB의 화합물은 LC 매질에서 우수한 용해도를 나타낸다. 화학식 IA 및 IB의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 LC 매질은 낮은 회전 점도, 빠른 응답 시간, 높은 등명점, 매우 높은 양의 유전 이방성, 비교적 높은 복굴절률 및 넓은 네마틱 상 범위를 갖는다. 따라서 상기 매질은 핸드폰, TV 및 비디오 제품에 특히 적합하다.

화학식 IA 및 IB의 화합물은 넓은 범위의 적용을 갖는다. 치환기의 선택에 따라, 이러한 화합물은 액정 매질의 지배적 구성성분인 기초 물질로서 사용될 수 있다. 그러나, 예컨대 이러한 유형의 유전체의 유전 이방성 및/또는 광학 이방성을 변화시키기 위하여 그리고/또는 그 문턱 전압 및/또는 그 점도를 최적화하기 위하여 상기 화학식 1A 및 1B의 화합물을 다른 부류의 화합물로 구성되는 액정 기초 물질에 부가하는 것 또한 가능하다.

순수한 상태에서, 화학식 1A 및 1B의 화합물은 무색이고 전기-광학적 사용을 위해 선호되는 온도 범위에서 액정 중간상을 형성한다. 이들은 화학적으로 열적으로 안정하고 광에 대해 안정하다.

상기 화학식 1A 및 1B의 화합물은, 문헌(예컨대, 호우벤-베일(Houben-Weyl)의 문헌[Methoden der organischen Chemie(Methods of Organic Chemistry), Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart])에 기술된 바와 같이, 상기 반응에 대해 알려진 적합한 반응조건 하에서 정확한 것으로 공지된 방법 그 자체에 의해 제조된다. 또한 그 자체로 공지된 변형 방법을 사용할 수도 있으나, 본원에서는 더 자세히 언급하지 않는다.

화학식 1A 및 1B의 화합물은, 예를 들면 WO 2004/048501 A 및 EP 0 786 445에 공지되어 있다.

상기 및 하기 화학식에서 R^A 및/또는 R^B가 알킬 라디칼 및/또는 알콕시 라디칼을 나타내는 경우, 이들은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 바람직하게는 직쇄는 2, 3, 4, 5, 6 또는 7개의 탄소 원자를 가지며, 이에 따라 바람직하게는 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥실옥시 또는 헵틸옥시를 나타내며, 추가로 메틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 메톡시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트라이데실옥시 또는 테트라데실옥시를 나타낸다. R^A 및/또는 R^B는 각각 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬을 나타낸다.

옥사알킬은 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, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실을 나타낸다.

R^A 및 R^B는 CH₂ 기가 -CH=CH-로 치환된 알킬 라디칼을 나타내는 경우, 이들은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 이는 바람직하게는 직쇄이며 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 따라서, 이는 특히 비닐, 프로프-1- 또는 -2-에닐, 부트-1-, -2- 또는 -3-에닐, 펜트-1-, 2-, -3- 또는 -4-에닐, 헥스-1-, -2-, -3-, -4- 또는 -5-에닐, 헵트-1-, -2-, -3-, -4-, -5- 또는 -6-에닐, 옥트-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- 또는 -7-에닐, 논-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- 또는 -8-에닐, 데크-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- 또는 -9-에닐을 나타낸다.

R^A 및 R^B가 할로겐으로 적어도 일치환된 알킬 또는 알켄일 라디칼인 경우, 이 라디칼은 바람직하게는 직쇄이고, 할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다. 다중치환의 경우, 할로겐은 바람직하게는 F이다. 결과적으로 얻어지는 라디칼은 또한 과불화 라디칼을 포함한다. 일치환의 경우, 불소 또는 염소 치환체는 어느 위치라도 적당하나, 바람직하게는 ω-위치이다.

상기 및 하기 화학식에서, X^A 및/또는 X^B는 바람직하게는 F, Cl, 일불화 또는 다중불화된 탄소수 1, 2 또는 3의 알킬 또는 알콕시 라디칼, 또는 일불화 또는 다중불화된 탄소수 2 또는 3의 알켄일 라디칼이다. X^A 및/또는 X^B는 특히 바람직하게는 F, Cl, CF₃, CHF₂, OCF₃, OCHF₂, OCFHCF₃, OCFHCHF₂, OCFHCHF₂, OCF₂CH₃, OCF₂CHF₂, OCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CHF₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CHF₂, OCF₂CF₂CF₃, OCF₂CF₂CClF₂, OCClFCF₂CF₃, OCH=CF₂ 또는 CF=CF₂, CF=CHF, 매우 특히 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 더욱 특히 바람직하게는 CF₃, OCF=CF₂, OCHF₂ 또는 OCH=CF₂이다.

화학식 IA 및 IB의 화합물에서, X^A 및/또는 X^B는 F 또는 OCF₃, 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 IA의 화합물에서, Y¹이 F인 화합물, Y²가 F인 화합물, Y³이 H인 화합물, Y⁴가 H인 화합물, Y⁵가 F인 화합물, Y⁶ 및 Y⁷이 각각 H인 화합물이 바람직하다. 화학식 IB의 화합물에서, Y⁸이 F인 화합물, Y⁹가 F인 화합물, Y¹⁰이 F인 화합물, Y¹¹이 F인 화합물, 및 Y¹² 및 Y¹³이 각각 H인 화합물이 바람직하다.

특히 바람직한 화학식 IA의 화합물은 하기 하위 화학식 IA-a 내지 IA-f로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^A 및 X^A는 청구항 제 1 항에 제시된 의미를 갖는다. R^A는 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬, 특히 에틸 및 프로필, 더욱 특히 탄소수 2 내지 6의 알켄일이다.

매우 특히 바람직하게는 하위 화학식 IA-b의 화합물이다.

특히 바람직한 화학식 IB의 화합물은 하기 하위 화학식 IB-a 내지 IB-h로부터 선택된다:

상기 식에서,

R^B 및 X^B는 청구항 제 1 항에 제시된 의미를 갖는다.

R^B는 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬, 특히 프로필, 부틸 및 펜틸, 더욱 특히 탄소수 2 내지 6의 알켄일이다.

매우 특히 바람직하게는 하위 화학식 IB-c의 화합물이다.

더 바람직한 실시양태를 하기에 기재한다:

- 매질은 하나 이상의 하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R⁰은 할로겐화되거나 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시 라디칼이며, 이때 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,

, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,

X⁰은 F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고, 이때 이들 라디칼은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖고;

Y¹ 내지 Y⁵는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이고;

및

는 각각, 서로 독립적으로,

또는

를 나타낸다.

- 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIa 내지 IIf로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬이다. X⁰은 바람직하게는 F이다. 화학식 IIIa 및 IIIb의 화합물, 특히 X가 F인 화학식 IIa 및 IIb의 화합물이 바람직하다.

- 화학식 III의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IIIa 내지 IIIe로부터 선택된다:

상기 식에서,

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 IIIa 및 IIIe의 화합물, 특히 화학식 IIIa의 화합물이 바람직하다.

- 상기 매질은 바람직하게는 하기 화학식 IV 내지 VIII의 화합물로부터 선택되는 화합물 하나 이상을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹ ^-4는 전술된 의미를 갖고,

Z⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO- 또는 -OCF₂를 나타내고, 화학식 V 및 VI에서는 추가로 단일 결합이고, 화학식 V 및 VIII에서는 추가로 -CF₂O-를 나타내고,

r은 0 또는 1을 나타내고,

s는 0 또는 1을 나타낸다.

- 화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 IVa 내지 IVd의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R^O은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰는 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 또는 OCF=CF₂ 또는 Cl을 나타낸다.

- 화학식 V의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 Va 내지 Vh의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R^O은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰는 바람직하게는 F 또는 OCF₃, 또는 OCHF₂, CF₃, OCF=CF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 VIa 내지 VId의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R^O은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰는 바람직하게는 F, 또는 OCF₃, CF₃, CF=CF₂, OCHF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 화학식 VII의 화합물은 하기 화학식 VIIa 및 VIIb의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R^O은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰는 바람직하게는 F, 또는 OCF₃, OCHF₂ 및 OCH=CF₂를 나타낸다.

- 상기 매질은 하기 화학식 IX 내지 XII의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, X⁰은 전술된 의미를 갖고,

L은 H 또는 F를 나타내고,

"알킬"은 C₁ _-6-알킬을 나타내고,

R'은 C₁ _-6-알킬, C₁ _-6-알콕시 또는 C₂ _-6-알켄일을 나타내고,

"알켄일" 및 "알켄일^*"은 각각, 서로 독립적으로, C₂ _-6-알켄일을 나타낸다.

- 화학식 IX 내지 XII의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, "알킬"은 전술된 의미를 갖는다.

화학식 IXa, IXb, IXc, Xa, Xb, XIa 및 XIIa의 화합물이 특히 바람직하다. 화학식 IXb 및 IX에서, "알킬'은 바람직하게는 서로 독립적으로 n-C₃H₇, n-C₄H₉ 또는 n-C₅H₁₁, 특히 n-C₃H₇을 나타낸다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XIII 및 XIV의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:

상기 식에서,

L¹ 및 L²는 전술된 의미를 갖고,

R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 6 이하의 n-알킬, 탄소수 6 이하의 알콕시, 탄소수 6 이하의 옥사알킬, 탄소수 6 이하의 플루오로알킬 또는 탄소수 6 이하의 알켄일을 나타내고, 바람직하게는, 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타내고, 화학식 XIII의 화합물에서, 라디칼 R¹ 및 R² 중 적어도 하나는 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 알켄일을 나타낸다.

- 상기 매질은 화학식 XIII의 화합물을 하나 이상 포함하고, 이때 라디칼 R¹ 및 R² 중 적어도 하나는 탄소수 2 내지 6의 알켄일을 나타낸다. 화학식 XIII의 바람직한 화합물은 하기 화학식 XIIIa 내지 XIIId의 화합물이다:

상기 식에서, "알킬"은 전술된 의미를 갖는다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XV 또는 XVI의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, R⁰, X⁰ 및 Y¹ ^-4는 화학식 I에 제시된 의미를 갖고,

및

는 각각, 서로 독립적으로,

또는

를 나타내고,

는

를 나타낸다.

- 화학식 XV 및 XVI의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다.

R⁰은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F 또는 OCF₃을 나타낸다. 화학식 XV 및 XVa-XVf의 특히 바람직한 화합물은 Y¹이 F를 나타내고, Y²가 H 또는 F, 바람직하게는 F를 나타내는 화합물이다. 본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 화학식 XVf의 화합물을 하나 이상 포함한다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XVII의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, R¹ 및 R²는 전술된 의미를 갖고, 바람직하게는, 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타내고, L은 H 또는 F를 나타낸다.

화학식 XVII의 특히 바람직한 화합물은 하기 하위 화학식 XVII-a 내지 XVII-f의 화합물이다:

상기 식에서,

알킬 및 알킬^*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 알킬 라디칼, 특히 에틸, 프로필 및 펜틸을 나타내고,

알켄일 및 알켄일^*는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알켄일, 특히 CH₂=CHC₂H₄, CH₃CH=CHC₂H₄, CH₂=CH 및 CH₃CH=CH를 나타낸다.

화학식 XVII-b 및 XVII-c의 화합물이 특히 바람직하다. 하기 화학식의 화합물이 매우 특히 바람직하다:

.

- 상기 매질은 하기 화학식 XVIIIa 및 XVIIIb의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서, R¹ 및 R²는 전술된 의미를 갖는다. R¹ 및 R²는 바람직하게는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. L은 H 또는 F를 나타낸다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XIX 내지 XXIV로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:

상기 식에서, R^O 및 X⁰는 각각, 서로 독립적으로, 전술된 의미들 중 하나를 갖고, Y¹ 내지 Y⁴는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F, Cl, CF₃, OCF₃ 또는 OCHF₂를 나타낸다. R⁰은 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬, 탄소수 6 이하의 알콕시, 탄소수 6 이하의 옥사알킬, 탄소수 6 이하의 플루오로알킬 또는 탄소수 6 이하의 알켄일을 나타낸다.

본 발명에 따른 혼합물은 특히 바람직하게는 하기 화학식 XXIII'-a의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

R⁰은 전술된 의미를 갖는다. R⁰은 바람직하게는 직쇄 알킬, 특히 에틸, n-프로필, n-부틸 및 n-펜틸, 매우 특히 바람직하게는 n-프로필을 나타낸다. 화학식 XXIV, 특히 화학식 XXIV-a의 화합물은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에 5 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 사용된다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XXIV의 화합물을 하나 이상 추가로 포함한다:

상기 식에서, R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁶은 전술된 의미를 갖고, s는 0 또는 1을 나타내고,

는

또는

를 나타낸다.

화학식 XXIV에서, X⁰은 또한 탄소수 1 내지 6의 알킬 라디칼 또는 탄소수 1 내지 6의 알콕시 라디칼을 나타낼 수 있다. 상기 알킬 또는 알콕시 라디칼은 바람직하게는 직쇄이다.

R⁰은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다.

- 화학식 XXIV의 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 XXIVa 내지 XXIVh로부터 선택된다:

상기 식에서,

R⁰, X⁰ 및 Y¹은 전술된 의미를 갖는다. R⁰은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타내고, Y¹은 바람직하게는 F를 나타낸다.

-

는 바람직하게는

또는

이다.

- R⁰은 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알킬 또는 알켄일이다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XXV 및 XXVI의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

R¹ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다. R¹은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F 또는 Cl을 나타낸다. 화학식 XXV에서, X⁰은 매우 특히 바람직하게는 Cl을 나타낸다.

- 상기 매질은 하기 화학식 XXVII 내지 XXIX의 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

R⁰ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다. R¹은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 XXIX의 화합물을 하나 이상 포함하고, 이때 X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 XXVII 내지 XXIX의 화합물은 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다. 특히 바람직한 혼합물은 화학식 XXIX의 화합물을 하나 이상 포함한다.

- 상기 매질은 하기 화학식 M-1 내지 M-3의 피리미딘 또는 피리딘 화합물을 하나 이상 포함한다:

상기 식에서,

R¹ 및 X⁰은 전술된 의미를 갖는다. R¹은 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 알킬을 나타낸다. X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 M-1의 화합물을 하나 이상 포함하고, 이때 X⁰은 바람직하게는 F를 나타낸다. 화학식 M-1 내지 M-3의 화합물은 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 사용된다.

추가의 특히 바람직한 실시양태가 하기 제시된다:

- 상기 매질은 화학식 IA, 특히 화학식 IA-b의 화합물을 2종 이상 포함한다.

- 상기 매질은 화학식 IA의 화합물을 2 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 3 내지 15 중량%를 포함한다.

- 화학식 IA 및 IB의 화합물 외에, 상기 매질은 화학식 II, III, IX-XIII, XVII 및 XVIII의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 추가로 포함한다.

- 전체 혼합물 중의 화학식 II, III, IX-XIII, XVII 및 XVIII의 화합물의 비율은 40 내지 95 중량%이다.

- 상기 매질은 화학식 II 및/또는 III의 화합물을 10 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 12 내지 40 중량% 포함한다.

- 상기 매질은 화학식 IX 내지 XIII의 화합물을 20 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 25 내지 65 중량% 포함한다.

- 상기 매질은 화학식 XVII의 화합물을 4 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20 중량% 포함한다.

- 상기 매질은 화학식 XVIII의 화합물을 1 내지 20 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 15 중량% 포함한다.

- 상기 매질은 하기 화학식 IA-b-1 내지 IA-b-3의 화합물 중 둘 이상을 포함한다:

.

- 상기 매질은 하기 화학식 IB-c-1 내지 IB-c-3의 화합물 중 둘 이상을 포함한다:

.

- 상기 매질은 2종 이상의 화학식 IA의 화합물 및 2종 이상의 화학식 IIB의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 IA의 화합물, 1종 이상의 화학식 IB의 화합물 및 1종 이상의 화학식 IIIa의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 2종 이상의 화학식 IA의 화합물, 2종 이상의 화학식 IB의 화합물 및 1종 이상의 화학식 IIIa의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 25 중량% 이상, 바람직하게는 30 중량% 이상의 1종 이상의 화학식 IA의 화합물 및 1종 이상의 화학식 IB의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 20 중량% 이상, 바람직하게는 24 중량% 이상, 특히 바람직하게는 25 내지 60 중량%의 화학식 IXb의 화합물, 특히 하기 화학식 IXb-1의 화합물을 포함한다:

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 IXIb-1의 화합물 및 1종 이상의 하기 화학식 IXc-1의 화합물을 포함한다:

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 DPGU-n-F의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 CDUQU-n-F의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 CPU-n-OXF의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 1종 이상의 화학식 PPGU-n-F의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 1종 이상, 바람직하게는 2종 또는 3종의 화학식 PGP-n-m의 화합물을 포함한다.

- 상기 매질은 하기 화학식을 갖는 PGP-n-2V의 화합물을 1종 이상 포함한다:

20 중량% 이상, 바람직하게는 25 중량% 이상의 화학식 IA 및 IB의 화합물이 통상적인 액정 물질, 특히 하나 이상의 화학식 II 내지 XXVIII의 화합물과 혼합되는 경우, 광 안정성 및 낮은 복굴절률 값에서의 상당한 증가를 제공함과 동시에, 넓은 네마틱 상과 낮은 스메틱-네마틱 전이 온도가 관찰되며 저장 수명이 개선된 것을 확인하였다. 동시에, 상기 혼합물은 매우 낮은 문턱 전압, UV 노출에 대해 매우 우수한 VHR 값 및 매우 높은 등명점을 나타낸다.

본원에서 "알킬" 또는 "알킬^*"이라는 용어는, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 및 분지쇄 알킬 기, 특히 직쇄 기인 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실을 포함한다. 일반적으로, 탄소수 2 내지 5의 기가 바람직하다.

본원에서 "알켄일" 또는 "알켄일^*"라는 용어는, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 및 분지쇄 알켄일기, 특히 직쇄 기를 포함한다. 바람직한 알켄일 기는 C₂-C₇-1E-알켄일, C₄-C₆-3E-알켄일, 특히 C₂-C₆-1E-알켄일이다. 특히 바람직한 알켄일 기의 예는 비닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일 및 5-헥센일이다. 일반적으로, 탄소수 5 이하의 기, 특히 CH₂=CH, CH₃CH=CH가 바람직하다.

본원에서 "플루오로알킬"이라는 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.

본원에서 "옥사알킬" 또는 "알콕시"라는 용어는, 바람직하게는 화학식 C_nH_2n ₊₁-O-(CH₂)_m의 직쇄 라디칼을 포함하고, 이때 n 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 6을 나타낸다. 또한, m은 0일 수도 있다. 바람직하게, n은 1이고, m은 1 내지 6이거나, m은 0이고, n은 1 내지 3이다.

R⁰ 및 X⁰의 의미를 적절히 선택함으로써, 어드레싱 시간, 문턱 전압, 투과 특성 선의 경사도 등이 바람직한 방식으로 변형될 수 있다. 예컨대, 1E-알켄일 라디칼, 3E-알켄일 라디칼, 2E-알켄일옥시 라디칼 등은 일반적으로 알킬 및 알콕시 라디칼에 비해 보다 짧은 어드레싱 시간, 개선된 네마틱 경향, 및 탄성 상수 k₃₃(벤드)와 k₁₁(스플레이) 간의 비교적 높은 비를 생성한다. 4-알켄일 라디칼, 3-알켄일 라디칼 등은 일반적으로 알킬 및 알콕시 라디칼에 비해 보다 낮은 문턱 전압 및 보다 작은 k₃₃/k₁₁의 값을 제공한다. 본 발명에 따른 혼합물은 특히, 높은 Δε 값에 의해 구별되므로, 종래 기술로부터의 혼합물보다 상당히 신속한 응답 시간을 갖는다.

전술된 화학식의 화합물들의 최적 혼합 비는 목적하는 특성, 전술된 화학식들의 성분의 선택, 및 존재할 수 있는 임의의 추가 성분의 선택에 따라 실질적으로 좌우된다.

상기 주어진 범위 내에서의 적합한 혼합 비는 경우에 따라 용이하게 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 혼합물 중 전술된 화학식들의 화합물의 총량은 중요하지 않다. 따라서, 상기 혼합물은 다양한 특성을 최적화하기 위한 목적을 위해 하나 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 일반적으로 상기 혼합물의 특성에서의 바람직한 개선에 대한 관찰된 효과가 클수록, 전술된 화학식들의 화합물의 총 농도는 높아진다.

특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 매질은, X⁰이 F, OCF₃, OCHF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂ 또는 OCF₂-CF₂H인 화학식 II 내지 VIII(바람직하게는 II, III, IV 및 V, 특히 IIa 및 IIIa)의 화합물을 포함한다. 화학식 IA 및 IB의 화합물과의 유리한 상승 작용으로 인해 특히 유리한 특성이 제공된다. 특히, 화학식 IA 및 IB, IIa 및 IIIa의 화합물을 포함하는 혼합물은 이들의 낮은 문턱 전압에 의해 구별된다.

본 발명에 따른 매질에서 사용될 수 있는 전술된 화학식 및 이의 하위 화학식들의 개별 화합물들은 공지되어 있거나 공지 화합물과 유사하게 제조될 수 있다.

본 발명은 또한 프레임(frame)과 함께 셀을 형성하는 두 개의 평면-평행한 외측 플레이트, 상기 외측 플레이트 상의 개개의 화소를 스위칭하기 위한 집적된 비선형 소자, 및 상기 셀 내에 위치하고 양의 유전 이방성 및 높은 비저항을 갖는 네마틱 액정 혼합물(본 발명 유형의 매질을 함유함)을 갖는 전기-광학 디스플레이, 예컨대 STN 또는 MLC 디스플레이, 및 본 발명의 매질의 전기-광학 목적을 위한 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정 혼합물은 이용가능한 파라미터 범위의 상당한 확장을 가능케 한다. 등명점, 저온에서의 점도, 열 및 UV 안정성 및 높은 광학 이방성의 달성가능한 조합은 종래 기술의 기존 물질들에 비해 매우 우수하다.

본 발명에 따른 혼합물은 휴대용 제품 및 TFT 제품, 예컨대 휴대폰 및 PDA에 특히 적합하다. 더욱이, 본 발명에 따른 혼합물은 FFS, VA-IPS, OCB 및 IPS 디스플레이에 사용될 수 있다.

아래로 -20℃까지, 바람직하게는 -30℃까지, 특히 바람직하게는 -40℃까지 네마틱 상을 유지하면서 동시에 등명점을 75℃ 이상, 80℃ 이상으로 유지할 수 있는 본 발명에 따른 액정 혼합물은 110 mPa·s 이하, 특히 바람직하게는 100 mPa·s 이하의 회전 점도(γ₁)를 가능케 하며, 따라서 신속한 응답 시간을 갖는 우수한 MLC 디스플레이가 달성되도록 한다. 회전 점도는 20℃에서 결정된다.

본 발명에 따른 액정 혼합물의 20℃에서의 유전 이방성(Δε)은 바람직하게는 +8 이상, 특히 바람직하게는 +10 이상, 특히 더 바람직하게는 12 이상이다. 또한, 상기 혼합물은 낮은 작동 전압을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 액정 혼합물의 문턱 전압은 바람직하게는 2.0 V 이하이다. 본 발명에 따른 액정 혼합물의 20℃에서의 복굴절률은 바람직하게는 0.09 이상, 특히 바람직하게는 0.10 이상이다.

본 발명에 따른 액정 혼합물의 네마틱 상 범위는 바람직하게는 90°이상, 특히 100°이상의 폭을 갖는다. 이 범위는 바람직하게는 적어도 -25°에서 +70°까지 연장된다.

물론, 본 발명에 따른 혼합물의 성분들의 적절한 선택을 통해, 다른 유리한 특성을 유지하면서도, 보다 높은 문턱 전압에서 보다 높은 등명점(예컨대, 100℃ 초과) 또는 보다 낮은 문턱 전압에서 보다 낮은 등명점이 달성될 수 있음은 당연하다. 상응하게 약간만 증가된 점도에서, 마찬가지로 보다 높은 Δε 및 이에 따라 낮은 문턱값을 갖는 혼합물을 수득할 수 있다. 본 발명에 따른 MLC 디스플레이는 바람직하게는 제 1 구치 앤 테리(Gooch and Tarry) 투과도 최소치에서 작동하고(문헌[C.H. Gooch and H.A. Tarry, Electron. Lett.10, 2-4, 1974; C.H. Gooch and H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol.8, 1575-1584, 1975] 참조), 제 2 최소치에서, 예컨대 특성 선의 높은 기울기 및 콘트라스트의 낮은 각 의존성(독일 특허 제 30 22 818 호)과 같은 특히 유리한 전기-광학 특성 외에도, 유사한 디스플레이와 동일한 문턱 전압에서 보다 낮은 유전 이방성으로도 충분하다. 이는 시아노 화합물을 포함하는 혼합물의 경우보다 제 1 최소치에서 본 발명에 따른 혼합물을 사용하여 상당히 높은 비저항 값을 가능케 한다. 당업자는 단순 반복적인 방법을 이용하여 개별 성분들 및 이들의 중량 기준 비율을 적절히 선택하여 MLC 디스플레이의 미리 지정된 층 두께에 필요한 복굴절률을 설정할 수 있다.

전압 유지율(HR)의 측정(문헌[S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989)]; [K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Fran-cisco, June 1984, p. 304 (1984)]; 및 [G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)])은 화학식 IA 및 IB의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 혼합물이 화학식 IA 및 IB의 화합물 대신에 화학식

의 시아노페닐사이클로헥산 또는 화학식

의 에스터를 포함하는 유사한 혼합물보다 UV 노출시 HR이 훨씬 더 작게 증가함을 보여주었다.

본 발명에 따른 혼합물의 광 안정성 및 UV 안정성은 우수한 것으로 간주된다. 즉, 이들은 광 또는 UV에 노출시 HR이 훨씬 더 작게 증가하는 것으로 나타났다.

편광판, 전극 기재 플레이트 및 표면-처리된 전극으로 구성된 본 발명에 따른 MLC 디스플레이의 구조는 이러한 유형의 디스플레이를 위한 통상적인 설계에 해당한다. "통상적인 설계"라는 용어는, 본원에서 광범위하게 사용되고, 이는 또한 MLC 디스플레이, 예를 들어 특히 폴리-Si TFT 또는 MIM을 기제로 하는 매트릭스 디스플레이 소자의 모든 유도체 및 변형물을 포함한다.

그러나, 본 발명에 따른 디스플레이와 트위스트형 네마틱 셀을 기재로 한 지금까지의 통상적인 디스플레이 간의 중요한 차이점은 액정 층의 액정 파라미터의 선택에 있다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 혼합물은 통상적인 방식 그 자체로, 예컨대 하나 이상의 화학식 IA 및 IB의 화합물을 하나 이상의 화학식 II 내지 XXVIII의 화합물, 또는 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하여 제조된다. 일반적으로, 보다 적은 양으로 사용되는 성분들의 목적하는 양은, 유리하게는 승온에서 기본 구성물을 구성하는 성분 중에 용해된다. 또한, 유기 용매, 예컨대 아세톤, 클로로폼 또는 메탄올 중의 성분들의 용액을 혼합하고, 철저하게 혼합한 후, 예컨대 증류에 의해 용매를 다시 제거하는 것이 가능하다.

유전체는 또한 당업자에게 공지되고 문헌에 기재되어 있는 추가의 첨가제, 예를 들어 UV 안정화제(예컨대, 시바 케미칼스(Ciba Chemicals)의 티누빈(Tinuvin, 등록상표) 예컨대 티누빈(등록상표) 770), 산화방지제 예컨대 템폴(TEMPOL), 미립자, 유리-라디칼 소거제, 나노입자 등을 포함할 수도 있다. 예컨대, 0 내지 15%의 다색성 염료 또는 키랄 도판트가 첨가될 수 있다. 적합한 안정화제 및 도판트는 하기 표 C 및 D에 제시된다.

또한, 예를 들어 미국 특허 제 6,861,107 호에 개시된 반응성 메소젠(RM)이라고 불리는 중합가능한 화합물을 상기 혼합물을 기준으로 바람직하게는 0.12 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 양으로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가할 수 있다. 상기 혼합물은 필요에 따라 또한 예를 들어 미국 특허 제 6,781,665 호에 개시된 바와 같은 개시제를 포함할 수 있다. 개시제(예컨대, 시바(Ciba)로부터의 이르가녹스(Irganox)-1076)는 바람직하게는 중합가능한 화합물을 포함하는 혼합물에 0 내지 1 중량%의 양으로 첨가된다. 이러한 유형의 혼합물은 소위 중합체-안정화된(PS) 모드에 사용될 수 있으며, 이때 반응성 메소젠의 중합은 예를 들어 PS-IPS, PS-FFS, PS-TN, PS-VA-IPS를 위한 액정 혼합물에서 발생하는 것으로 의도된다. 이를 위해 상기 액정 혼합물은 그 자체로 임의의 중합가능한 성분들을 포함할 필요가 없다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 중합가능한 화합물은 하기 화학식 M의 화합물로부터 선택된다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:

R^Ma 및 R^Mb는 각각, 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, 할로겐, SF₅, NO₂, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기를 나타내며, 이때 상기 라디칼 R^Ma 및 R^Mb 중 적어도 하나는 바람직하게는 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 함유하고,

P는 중합가능한 기를 나타내고,

Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합을 나타내고,

A^M1 및 A^M2는 각각, 서로 독립적으로, 4 내지 25개의 고리 원자, 바람직하게는 탄소 원자를 갖는 방향족, 헤테로방향족, 지환족 또는 헤테로사이클릭 기를 나타내고, 이들은 또한 융합된 고리를 포함하거나 함유하고 임의로는 L에 의해 일치환되거나 다중치환될 수 있고,

L은 P, P-Sp-, OH, CH₂OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -N(R^x)_z, 임의로 치환되는 실릴, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 20의 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내며, 이때 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-, 바람직하게는 P, P-Sp-, H, OH, CH₂OH, 할로겐, SF₅, NO₂, 알킬, 알켄일 또는 알킨일 기로 대체될 수 있고,

Y¹은 할로겐을 나타내고,

Z^M1은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -(CH₂)_n1-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -(CF₂)_n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-CH=CH-, CR⁰R⁰⁰ 또는 단일 결합을 나타내고,

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 사이클릭 알킬을 나타내고, 이때 또한 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 40의 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 임의로 치환되는 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기로 대체될 수 있고,

m1은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

n1은 1, 2, 3 또는 4를 나타내고,

이때 기 R^Ma, R^Mb 및 치환기 L로 이루어진 군으로부터 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개, 특히 바람직하게는 1 또는 2개는 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나, 또는 하나 이상의 P 또는 P-Sp- 기를 함유한다.

화학식 M의 특히 바람직한 화합물은 하기 기 정의를 갖는 화합물이다:

R^Ma 및 R^Mb는 각각, 서로 독립적으로, P, P-Sp-, H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, SF₅, 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내며, 이때 또한 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C(R⁰)=C(R⁰⁰)-, -C≡C, -N(R⁰⁰)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I, CN, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있으며, 이때 라디칼 R^Ma 및 R^Mb 중 적어도 하나는 바람직하게는 P 또는 P-Sp- 기를 나타내거나 함유하고,

A^M1 및 A^M2는 각각, 서로 독립적으로, 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,4-다이일, 나프탈렌-2,6-다이일, 펜안트렌-2,7-다이일, 안트라센-2,7-다이일, 플루오렌-2,7-다이일, 쿠마린 또는 플라본을 나타내고, 이때 또한 이들 기 내의 하나 이상의 CH 기는 N, 사이클로헥산-1,4-다이일로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S, 1,4-사이클로헥센일렌, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 피페리딘-1,4-다이일, 데카하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-다이일, 인단-2,5-다이일 또는 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일로 대체될 수 있고, 이때 이들 모든 기는 비치환되거나 또는 L에 의해 일치환 또는 다중치환될 수 있고,

L은 P, P-Sp-, OH, CH₂OH, F, Cl, Br, I, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -N(R^x)_z, 임의로 치환되는 실릴, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 20의 아릴, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내며, 이때 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고,

P는 중합가능한 기를 나타내고,

Y¹은 할로겐을 나타내고,

R^x는 P, P-Sp-, H, 할로겐, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 사이클릭 알킬을 나타내고, 이때 또한 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, P 또는 P-Sp-, 임의로 치환되는 탄소수 6 내지 40의 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 임의로 치환되는 탄소수 2 내지 40의 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기로 대체될 수 있다.

화학식 M의 화합물에서, R^Ma 및 R^Mb 중 하나 또는 둘 다가 P 또는 P-Sp-를 나타내는 화합물이 매우 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 액정 매질 및 PS 모드 디스플레이에 사용하기 적합하고 바람직한 RM은 예를 들어 하기 화학식 M1 내지 M29로부터 선택된다:

상기 식에서, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:

P¹ 및 P²는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 상기 및 하기에서 P에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖는 중합가능한 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭시 기를 나타내고,

Sp¹ 및 Sp²는 각각, 서로 독립적으로, 바람직하게는 상기 및 하기에서 Sp에 대해 기재된 의미들 중 하나를 갖는 단일 결합 또는 스페이서 기, 특히 바람직하게는 -(CH₂)_p1-, -(CH₂)_p1-O-, -(CH₂)_p1-CO-O- 또는 -(CH₂)_p1-O-CO-O-를 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수이고, 마지막으로 언급된 기들의 인접 고리와의 연결은 O 원자를 통해 이루어지고, 라디칼 P¹-Sp¹- 및 P²-Sp²- 중 하나는 또한 R^aa를 나타낼 수 있고,

R^aa는 H, F, Cl, CN, 또는 탄소수 1 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 나타내고, 이때 또한 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 각각, 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 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, 또한 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, CN 또는 P¹-Sp¹-, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄, 임의로 일치환 또는 다중치환되는 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알킬카본일옥시(여기서, 상기 알켄일 및 알킨일 라디칼은 2개 이상의 탄소 원자를 갖고, 분지쇄 라디칼은 3개 이상의 탄소 원자를 가짐)로 대체될 수 있고,

R⁰ 및 R⁰⁰은 각각, 서로 독립적으로 각각의 경우에 동일하거나 상이하게, H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬을 나타내고,

R^y 및 R^z는 각각, 서로 독립적으로, H, F, CH₃ 또는 CF₃을 나타내고,

Z^M1은 -O-, -CO-, -C(R^yR^z)- 또는 -CF₂CF₂-를 나타내고,

Z^M2 및 Z^M3은 각각, 서로 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂- 또는 -(CH₂)_n-을 나타내고, 이때 n은 2, 3 또는 4이고,

L은 각각의 경우, 동일하거나 상이하게, F, Cl, CN, 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 임의로 일불화 또는 다중불화되는 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일 또는 알킬카본일옥시, 바람직하게는 F를 나타내고,

L' 및 L"은 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 1을 나타낸다.

적합한 중합가능한 화합물은 예를 들어 하기 표 E에 열거되어 있다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 4.0 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2.0 중량%의 중합가능한 화합물을 포함한다.

화학식 M의 중합가능한 화합물이 특히 바람직하다.

따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물의 전기-광학 디스플레이에서의 용도, 및 본 발명에 따른 혼합물의 특히 3D 제품용 셔터 안경에서 및 TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.

본원 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조를 약어로서 나타내었고, 화학식으로의 변환은 하기 표 A에 따라 수행된다. 모든 라디칼 C_nH_2n ₊₁ 및 C_mH_2m ₊₁은 각각 n 및 m개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼이고; n, m 및 k는 정수이고, 바람직하게는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12를 나타낸다. 하기 표 B의 코드는 자명하다. 하기 표 A에는, 단지 모 구조의 약자만이 제시되어 있다. 각각의 경우, 모 구조의 약자는 대쉬(dash)로 분리되고, 이어서 치환기 R¹ ^*, R² ^*, L¹ ^*및 L² ^*에 대한 코드가 이어진다.

바람직한 혼합물 성분을 하기 표 A 및 B에 나타내었다.

[표 A]

하기 표 B의 화학식에서, n 및 m은 각각, 서로 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 특히 2, 3, 5, 더욱 특히 0, 4, 6을 나타낸다.

[표 B]

화학식 IA 및 IB의 화합물 외에 상기 표 B로부터의 적어도 1, 2, 3, 4 또는 그보다 많은 화합물을 포함하는 액정 혼합물이 특히 바람직하다.

하기 표 C는 일반적으로 본 발명에 따른 혼합물에 첨가되는 사용가능한 도판트를 나타낸다. 상기 혼합물은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.01 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다.

[표 C]

하기 표 D에서는, 예를 들어 본 발명에 따른 혼합물에 0 내지 10 중량%의 양으로 첨가될 수 있는 안정화제가 기재된다.

[표 D]

하기 표 E에서는, 예를 들어 본 발명에 따른 혼합물에 0.01 내지 1 중량%의 양으로 첨가될 수 있는 중합가능한 화합물 RM-1 내지 RM-32가 기재된다. 또한, 필요한 경우, 중합을 위한 개시제가 바람직하게는 0 내지 1 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.

[표 E]

하기 혼합물 실시예는 본 발명을 비-제한적으로 설명하기 위한 것이다.

상기 및 하기에서, 퍼센트 데이터는 중량%를 나타낸다. 모든 온도는 섭씨 온도로 제시된다. m.p.는 융점을 나타내고, cl.p는 등명점을 나타낸다. 또한, C는 결정질 상태, N은 네마틱 상, S는 스멕틱 상, I는 등방성 상을 나타낸다. 이들 기호 사이에 있는 데이터는 전이 온도를 나타낸다. 또한,

- Δn은 589 nm 및 20℃에서의 광학 이방성을 나타낸다.

- γ₁은 20℃에서의 회전 점도(mPa·s)를 나타낸다.

- Δε은 20℃ 및 1 kHz에서의 유전 이방성을 나타낸다(Δε = ε_∥ - ε_⊥, 이때 ε_∥은 분자의 종방향 축에 평행한 유전 상수를 나타내고, ε_⊥은 분자의 종방향 축에 수직인 유전 상수를 나타낸다).

- V₁₀은 10% 투과도(플레이트 표면에 수직인 시야각)에 대한 전압(V)을 나타내며(문턱 전압), 20℃ 및 1차 최소값(즉, 0.5 ㎛의 d·Δn 값)에서 TN 셀(90°트위스트)에서 측정된다.

- V₀은 20℃에서 역평행-러빙된 셀에서 전기용량을 이용하여 결정된 프리데릭(Freedericks) 문턱 전압을 나타낸다.

달리 명확히 언급하지 않는 한, 모든 물리적 특성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되며, 20℃의 온도에 대하여 적용된다.

실시예

실시예 M1

실시예 M2

실시예 M3

실시예 M4

실시예 M5

실시예 M6

실시예 M7

실시예 M8

실시예 M9

실시예 M10

실시예 M11

실시예 M12

실시예 M13

실시예 M14

Claims

하나 이상의 하기 화학식 IA의 화합물 및 하나 이상의 하기 화학식 IB의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
[화합물 IA]

[화합물 IB]

상기 식에서,
R^A 및 R^B는 각각, 서로 독립적으로, 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 또는 알콕시 라디칼이며, 이때 이 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한 각각, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
X^A 및 X^B는 각각, 서로 독립적으로, F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 할로겐화된 알킬 라디칼, 할로겐화된 알켄일 라디칼, 할로겐화된 알콕시 라디칼 또는 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼이고, 이때 이들 라디칼은 각각 6개 이하의 탄소 원자를 갖고;
Y¹ 내지 Y¹³은 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F이다.
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 IA-a 내지 IA-f의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^A 및 X^A는 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
하기 화학식 IB-a 내지 IB-h의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^B 및 X^B는 제 1 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 II 및/또는 III의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰은 할로겐화되거나 비치환된 탄소수 1 내지 15의 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내며, 이때 또한 이들 라디칼 중 하나 이상의 CH₂ 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CF₂O-, -CH=CH-,
, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-로 대체될 수 있고,
X⁰은 F, Cl, CN, SF₅, SCN, NCS, 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알킬 라디칼, 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알켄일 라디칼, 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알콕시 라디칼, 또는 탄소수 6 이하의 할로겐화된 알켄일옥시 라디칼을 나타내고,
Y¹ 내지 Y⁵는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타내고,

및
는 각각, 서로 독립적으로,
또는
를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 IV 내지 VIII의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R⁰, X⁰ 및 Y¹ 내지 Y⁴는 제 1 항에 기재된 의미를 갖고,
Z⁰은 -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C₂F₄-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO- 또는 -OCF₂를 나타내고, 화학식 V 및 VI에서는 또한 단일 결합이고, 화학식 V 및 VIII에서는 또한 -CF₂O-를 나타내고,
r은 0 또는 1을 나타내고,
s는 0 또는 1을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 IX 내지 XII의 화합물로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
X⁰은 제 4 항에 기재된 의미를 갖고,
L은 H 또는 F를 나타내고,
"알킬"은 C₁ _-6-알킬을 나타내고,
R'은 C₁ _-6-알킬, C₁ _-6-알콕시 또는 C₂ _-6-알켄일을 나타내고,
"알켄일" 및 "알켄일^*"은 각각, 서로 독립적으로, C₂ _-6-알켄일을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XIII의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 6 이하의 n-알킬, 탄소수 6 이하의 알콕시, 탄소수 6 이하의 옥사알킬, 탄소수 6 이하의 플루오로알킬 또는 탄소수 6 이하의 알켄일을 나타내고, 이때 라디칼 R¹ 및 R² 중 적어도 하나는 탄소수 2 내지 6의 알켄일을 나타낸다.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XVII의 화합물을 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 R²는 각각, 서로 독립적으로, 탄소수 6 이하의 n-알킬, 탄소수 6 이하의 알콕시, 탄소수 6 이하의 옥사알킬, 탄소수 6 이하의 플루오로알킬 또는 탄소수 6 이하의 알켄일을 나타내고,
L은 H 또는 F를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XXVII, XXVIII 및 XXIX의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R¹ 및 X⁰은 제 4 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 XIX, XX, XXI, XXII, XXIII 및 XXIII'의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
R^O 및 X⁰는 제 4 항에 기재된 의미를 갖고,
Y¹ 내지 Y⁴는 각각, 서로 독립적으로, H 또는 F를 나타낸다.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 화학식 IXb의 화합물을 20 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

상기 식에서,
알킬은 제 6 항에 기재된 의미를 갖는다.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
2종 이상의 화학식 IA의 화합물 및 2종 이상의 화학식 IB의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 IA의 화합물 및 화학식 IB의 화합물을 혼합물을 기준으로 총 25 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 IA의 화합물 및 화학식 IB의 화합물을 혼합물을 기준으로 총 30 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
UV 안정화제, 도판트 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 하나 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 중합가능한 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법으로서,
제 1 항에 정의된 하나 이상의 화학식 IA의 화합물 및 하나 이상의 화학식 IB의 화합물을, 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 하나 이상 또는 추가의 액정 화합물, 및 임의로는 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 중합가능한 화합물과 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의, 전기-광학 목적을 위한 용도.
제 18 항에 있어서,
셔터(shutter) 안경, 3D 제품, TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS 및 PS-VA-IPS 디스프레이에서의 용도.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 함유하는 전기-광학 액정 디스플레이.